JP2513710B2 - プラント模擬装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、プラント模擬演算により得られたプロセス
データおよび所定のプロセス量の変化をあらわすトレン
ドグラフを表示するとともに、指定タイミングでのプラ
ント模擬状態をサンプリングして保存し、その保存した
プラント模擬状態を再現するプラント模擬装置に関す
る。

（従来の技術） 例えば、原子力発電プラント等の工業プラントでは、
プラントを安全かつ安定に運転するため、プラントの運
転員には、通常の運転操作を円滑に行なうことだけでな
く、異常発生時における処理を迅速に行なうことができ
る能力が要求される。そのために、運転訓練シミュレー
タをはじめ、各種のプラント模擬装置が開発されてい
る。

さて、工業プラントの運転訓練シミュレータでは、任
意のプラント模擬状態を保存して、その保存したプラン
ト模擬状態を再現するできる機能を備えている。

かかる運転訓練シミュレータの従来例を第４図に示
す。

同図において、模擬演算手段１は、プラントの模擬演
算を行なうものであり、その演算結果として得られたプ
ロセス量、および、模擬演算に必要な各種の内部パラメ
ータ（例えば、状態変数等）からなる模擬データは、模
擬データ一時ファイル２に記憶されるとともに、トレン
ドデータ演算手段３に出力されている。

模擬データ一時ファイル２に記憶される模擬データの
うちのプロセス量は、表示制御手段４に出力される。

トレンドデータ演算手段３は、模擬データに含まれる
プロセス量のうち、その時点で設定されているプロセス
量を選択し、プロセス量の変化をあらわすトレンドグラ
フを表示するためのトレンドデータを演算するものであ
り、そのトレンドデータは、トレンドデータ一時ファイ
ル５に記憶されるとともに表示制御手段４に加えられ
る。

表示制御手段４は、常時は、例えば、中央に系統図を
配し、その周囲にトレンドグラフを配した状態の表示画
面をCRT表示装置６に表示するものである。その系統図
には模擬データ一時ファイル２より入力したプロセス量
が、おのおのに対応した箇所に表示される。

ただし、トレンドグラフは、キーボード装置７よりト
レンドグラフ表示要求が入力されトレンドグラフ表示モ
ードが選択されている状態で、トレンドデータ一時ファ
イル５より入力したトレンドデータに基づいて表示され
る。なお、CRT表示装置６およびキーボード装置７は、
図示しない模擬操作盤に付設されているものである。

初期状態登録手段８は、キーボード装置７の指令によ
り、模擬データ一時ファイル２に記憶されている模擬デ
ータをサンプリングして模擬データ記憶手段９に記憶す
るものである。

初期状態設定手段10は、キーボード装置７の指令によ
り、指定された模擬データを模擬データ記憶手段９より
読み出し、その読み出した模擬データによって模擬デー
タ一時ファイル２の記憶内容を書き替えるとともに、読
み出した模擬データのうち模擬演算に必要な各種の内部
パラメータを模擬演算手段１に設定して、模擬状態をそ
の指定された模擬データの時点の状態に再現するもので
ある。

以上の構成で、模擬操作盤を訓練員が操作すると、模
擬演算手段１は、その操作に応じてプラントの模擬演算
を行なう。

それにより、模擬演算手段１が模擬演算して得られた
プロセス量がCRT表示装置６の系統図に表示されて、訓
練員はプラントの動作状態を監視することができる。

また、そのときにトレンドグラフとして表示するプロ
セス量が設定されているときには、トレンドデータ演算
手段３が模擬データに基づいてトレンドデータを演算
し、そのトレンドデータがトレンドデータ一時ファイル
５に記憶される。

そして、訓練員がキーボード装置７よりトレンドグラ
フ表示要求を操作入力すると、表示制御手段４は、その
ときにトレンドデータ一時ファイル５に記憶されている
トレンドデータを入力し、そのトレンドデータに対応し
たトレンドグラフをCRT表示装置６に表示する。

これにより、指定されているプロセス量に関するトレ
ンドグラフがCRT表示装置６に表示されるので、訓練員
は、プロセス量の変化を確認することができる。なお、
トレンドグラフに表示するプロセス量は、プラント状態
に応じて固定的に設定されているものと、訓練員が任意
に設定したものの２種類のものがある。

さて、プラントの運転操作は、プラントの状態変化に
応じて行なわれるので、模擬運転もそれと同様にして行
なわれる。また、おのおのの状態変化の発生点を、ブレ
ークポイントに設定して、おのおののブレークポイント
での模擬運転を繰り返し行なうことができるようにして
いる。

そのために、まず、それらのブレークポイントに達し
たときに、キーボード装置７より初期状態登録を指令す
る。

これにより、表示制御手段４は、CRT表示装置６の所
定領域に、第５図（ａ）に示すような初期状態登録画面
を表示する。ここで、この初期状態登録画面で、欄R1に
は登録した初期状態の識別のための登録番号が表示さ
れ、欄R2には登録時刻が表示され、欄R3にはその初期状
態を容易に識別できるように訓練員が付加したコメント
が表示される。

訓練員は、この初期状態登録画面を見て、そのときの
ブレークポイントにおける模擬状態を登録する番号を選
択してキーボード装置７より入力する。

これにより、初期状態登録手段８は、そのときに模擬
データ一時ファイル２に記憶されている模擬データを、
入力された登録番号に関連づけて模擬データ記憶手段９
に記憶する。

また、表示制御手段４は、そのときに入力された登録
番号に対応した欄R2にそのときの時刻を表示するととも
に記憶する。

さらに、訓練員がキーボード装置７よりコメントを操
作入力すると、その内容をそのときに入力された登録番
号に対応した欄R3に表示するとともに記憶する。

このようにして、おのおののブレークポイントにおけ
るプラントの模擬状態が順次登録される。

そして、ある時点から１つのブレークポイントを再現
しようとするとき、キーボード装置７より初期状態設定
（再現）を指令する。

これにより、表示制御手段４は、CRT表示装置６の所
定領域に、第５図（ｂ）に示すような初期状態設定画面
を表示する。ここで、この初期状態設定画面の欄R1〜R3
には、それまでに初期状態登録画面で登録されている欄
R1〜R3の内容が表示される。

そして、訓練員がキーボード装置７を操作入力し、所
望の初期状態に対応した登録番号を指定すると、初期状
態設定手段10は、その指定された登録番号に関連づけて
模擬データ記憶手段９に記憶されている模擬データを読
み出し、その読み出した模擬データによって模擬データ
一時ファイル２の記憶内容を書き替えるとともに、読み
出した模擬データのうち模擬演算に必要な各種の内部パ
ラメータを模擬演算手段１に設定する。

これにより、模擬演算手段１の内部状態およびCRT表
示装置６に表示されるプロセス量が、その指定されたプ
ラント状態に対応した内容に変更され、その状態からプ
ラントの模擬が続行される。

このようにして、１つのブレークポイントの状態を再
現することができる。

ところで、このようにプラント状態を再現するとき、
トレンドデータ演算手段３は、それ以降のトレンドデー
タを演算できるように、それまでに演算していたトレン
ドデータをクリアして、内部状態を初期設定する。

（発明が解決しようとする問題点） そのために、従来、次のような不都合を生じていた。

例えば、原子力発電プラントで原子炉に炉水を供給す
る給水ポンプを監視している場合を考える。この給水ポ
ンプには、他の電力系統からの電力を用いて作動するモ
ータを駆動源とするモータ駆動給水ポンプと、高圧蒸気
を用いて動作するタービン駆動給水ポンプの２種類のも
のがある。

原子炉の運転を開始して高圧蒸気が発生する前の期間
では、モータ駆動給水ポンプのみを使用し、高圧蒸気の
発生が開始されるとタービン駆動給水ポンプの使用を開
始する。

そして、モータ駆動給水ポンプの吐出流量を減少させ
るとともにタービン駆動給水ポンプの吐出流量を徐々に
増大させて、使用する給水ポンプをモータ駆動給水ポン
プからタービン駆動給水ポンプに切り替える。

このような給水ポンプの切替時に、モータ駆動給水ポ
ンプ吐出流量とタービン駆動給水ポンプ吐出流量をトレ
ンドグラフに表示するように指定しているとき、CRT表
示装置６には、第６図（ａ）に示すようなトレンドグラ
フが表示される。

このときには、モータ駆動給水ポンプ吐出流量とター
ビン駆動給水ポンプ吐出流量が等しくなる時刻T₀がブレ
ークポイントに設定されており、訓練員が時刻T₀でキー
ボード装置７より初期状態登録を指令してその時点での
状態を初期状態として登録する。

そして、訓練員が時刻T₀の状態を再現するために、キ
ーボード装置７より初期状態設定を指令すると、時刻T₀
の模擬状態が再現されて、その時点でのプロセス量がCR
T表示装置６に表示されるとともに、このときには、第
６図（ｂ）に示したようなトレンドグラフがCRT表示装
置６に表示される。

このようにして、模擬状態を再現したとき、CRT表示
装置６のトレンドグラフ表示領域には、その模擬状態が
登録された時点でのポイント値のみが表示されるので、
注目しているプロセス量の増減傾向を訓練員が知ること
ができず、運転訓練シミュレータに必要な臨場感が損わ
れるという不都合を生じていた。

ところで、タービン駆動給水ポンプからモータ駆動給
水ポンプに切り替えるとき、タービン駆動給水ポンプ吐
出流量とモータ駆動給水ポンプ吐出流量が等しくなる時
点がブレークポイントに設定されているため、そのブレ
ークポイントに初期状態を設定したときにも、第６図
（ｂ）と同一のトレンドグラフが表示される。

そのために、訓練員は、現在の状態がタービン駆動給
水ポンプからモータ駆動給水ポンプに切り替わるときな
のか、あるいは、モータ駆動給水ポンプからタービン駆
動給水ポンプに切り替わるときなのかを識別できずに混
乱することがあるという不都合をさらに生じる。

本発明は、かかる従来技術の不都合を解消するための
ものであり、運転訓練効果を向上できるプラント模擬装
置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、プラント模擬状態のサンプリングタミング
でのトレンドグラフ表示データをサンプリングして記憶
するトレンドデータ記憶手段と、プラント模擬状態の再
現時にそのトレンドデータ記憶手段が記憶しているトレ
ンドグラフ表示データに基づいてトレンドグラフ表示を
再現するトレンドデータ設定手段を備えたものである。

（作用） これにより、プラント模擬状態を再現したときには、
トレンドグラフ表示も再現されるので、運転訓練シミュ
レータに必要な臨場感を向上することができ、運転訓練
効果を向上することができる。

（実施例） 以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施例を詳
細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例にかかる運転訓練シミュ
レータを示す。なお、同図において、第４図と同一部分
および相当する部分には、同一部分を付している。

同図において、初期状態登録手段８は、キーボード装
置７の指令により、模擬データ一時ファイル２に記憶さ
れている模擬データをサンプリングして模擬データ記憶
手段９に記憶するとともに、トレンドデータサンプリン
グ手段21にトレンドデータのサンプリングを指令するも
のである。

初期状態設定手段10は、キーボード装置７の指令によ
り、指定された模擬データを模擬データ記憶手段９より
読み出し、その読み出した模擬データによって模擬デー
タ一時ファイル２の記憶内容を書き替え、読み出した模
擬データのうち模擬演算に必要な各種の内部パラメータ
を模擬演算手段１に設定して、模擬状態をその指定され
た模擬データの時点の状態に再現するとともに、トレン
ドデータ設定手段22にトレンドデータの再現を指令する
ものである。

トレンドデータサンプリング手段21は、初期状態登録
手段９からのサンプリング指令により、その時点でのト
レンドデータ一時ファイル５との内容を、指定された登
録番号に関連づけてトレンドデータ記憶手段23に記憶す
るものである。

トレンドデータ設定手段22は、初期状態設定手段10か
らの再現指令により、指定された登録番号のトレンドデ
ータをトレンドデータ記憶手段23より読み出し、その読
み出したトレンドデータによってトレンドデータ演算手
段３の内部状態およびトレンドデータ一時ファイル５の
記憶内容を書き替える。

以上の構成で、運転訓練シミュレータは、初期状態登
録／設定時には、第２図に示したような処理を実行す
る。

訓練員が一連の初期状態登録操作を行なうと、判断10
1の結果がYESになり、初期状態登録手段89は、そのとき
の模擬データ一時ファイル２に記憶されている模擬デー
タを、指令された登録番号に関連づけて模擬データ記憶
手段９に記憶するとともに（処理102）、その登録番号
を通知した状態でトレンドデータサンプリング手段21に
サンプリング要求を出す（処理103）。

これにより、トレンドデータサンプリング手段21は、
そのときにトレンドデータ一時ファイル５に記憶されて
いるトレンドデータを、通知された登録番号に関連づけ
てトレンドデータ記憶手段23に記憶する（処理104）。

このようにして、初期状態登録には、模擬データとト
レンドデータがサンプリングされて、それぞれ模擬デー
タ記憶手段９およびトレンドデータ記憶手段23に記憶さ
れる。

また、訓練員が一連の初期状態登録操作を行なうと、
この場合には、判断105の結果がYESになり、初期状態設
定手段10は、そのときに指定された登録番号に対応した
模擬データを模擬データ記憶手段９より読み出し、その
読み出した模擬データによって模擬データ一時ファイル
２の記憶内容を書き替え、読み出した模擬データのうち
模擬演算に必要な各種の内部パラメータを模擬演算手段
１に設定して、模擬状態をその指定された模擬データの
時点の状態に再現するとともに（処理106）、指定され
た登録番号を指定した状態で、トレンドデータ設定手段
22にトレンドデータの再現を指令する（処理107）。

これにより、トレンドデータ設定手段22は、指定され
た登録番号のトレンドデータをトレンドデータ記憶手段
23より読み出し、その読み出したトレンドデータによっ
てトレンドデータ演算手段３の内部状態およびトレンド
データ一時ファイル５の記憶内容を書き替える（処理10
8）。

それによって、訓練員が指定した模擬状態に運転訓練
シミュレータの内部状態が初期設定されるとともに、CR
T表示装置６に表示されるトレンドグラフの表示内容
が、その模擬状態をサンプリングした時点と同一の内容
に変更される。また、その他のプロセス量の値も、再現
した模擬状態に対応した値に変更される。

例えば、第６図（ａ）に示した時点T₀の模擬状態を初
期状態として登録し、その状態を再現したときには、第
３図（ａ）に示したように、その時点T₀以前のプロセス
量の変化をあらわしたトレンドグラフが表示される。

したがって、訓練員は、再現した模擬状態において注
目していたプロセス量の変化の傾向（増減傾向）を知る
ことができるので、運転訓練を円滑に行なうことができ
る。

このようにして、運転訓練シミュレータの内部状態を
予め登録しておいた状態に初期設定したときには、CRT
表示装置６の表示内容がそのときの状態に完全に再現さ
れるので、運転訓練時の臨場感を向上することができ、
それによって、運転訓練効果を向上できる。

ところで、運転訓練シミュレータでは、１つの運転操
作を行なう直前の模擬状態を復活できるように、いわゆ
るバックトラック機能を備えているものがあるが、この
バックトラック機能についても、本発明を実施すること
ができる。

このバックトラック機能では、例えば、模擬状態を２
分間隔でサンプリングして現時点から過去へ15ポイント
分記憶しておき、バックトラック指令が操作入力された
ときには、第３図（ｂ）のようなバックトラック画面を
CRT表示装置６の所定領域に表示し、それによって指定
された番号の模擬状態に運転訓練シミュレータを初期設
定する。

したがって、模擬状態をサンプリングするときにトレ
ンドデータも同時にサンプリングし、模擬状態を再現す
るときにはトレンドデータも同時に再現して、トレンド
グラフの表示を復活できるようにする。

これにより、バックトラック機能を使用したときの運
転訓練の臨場感を向上することができる。

なお、従来、運転訓練シミュレータには、トレンドグ
ラフを表示する表示装置としてペンレコーダが備えられ
ているが、このようなレコーダでは、本発明のようにト
レンドグラフを再現する機能を実現することができない
ので、トレンドグラフを表示する表示装置としては、CR
T表示装置やプラズマディスプレイのように、表示内容
を簡単に変更できるような画面表示装置を使用する必要
がある。

なお、上述した実施例では、キーボード装置を操作入
力することで初期状態登録や初期状態設定を指令するよ
うにしているが、これらの指令の入力手段としては、CR
T表示装置の表示画面に付設したタッチスクリーン、あ
るいは、マウスやジョイスティック等のポインティング
デバイスを使用することもできる。ただし、その場合に
は、操作内容をCRT表示装置の表示画面に表示しておく
必要がある。

また、上述した実施例では、運転訓練シミュレータの
模擬状態を初期設定するときに適用しているが、それ以
外の状況、例えば、プラントの動特性のシミュレーショ
ン時、あるいは、運転訓練シミュレータのリプレイ時に
も、本発明を適用することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、プラント模擬
状態のサンプリングタイミングでのトレンドグラフ表示
データをサンプリングして記憶するトレンドデータ記憶
手段と、プラント模擬状態の再現時にそのトレンドデー
タ記憶手段が記憶しているトレンドグラフ表示データに
基づいてトレンドグラフ表示を再現するトレンドデータ
設定手段を備えたので、プラント模擬状態を再現したと
きには、トレンドグラフ表示も再現され、それによっ
て、運転訓練シミュレータに必要な臨場感を向上するこ
とができ、運転訓練効果を向上することができるという
効果を得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかる運転訓練シミュレー
タを示すブロック図、第２図は第１図に示した装置の初
期状態登録／設定時の処理を例示したフローチャート、
第３図（ａ）はトレンドグラフの再現例を示す概略図、
同図（ｂ）はバックトラック画面の一例を示す概略図、
第４図は運転訓練シミュレータの従来例を示すブロック
図、第５図（ａ）は初期状態登録画面の一例を示す概略
図、同図（ｂ）は初期状態設定画面の一例を示す概略
図、第６図（ａ）はトレンドグラフの一例を示す概略
図、同図（ｂ）はトレンドグラフを再現したときの従来
例を示す概略図である。 21……トレンドデータサンプリング手段、 22……トレンドデータ設定手段、 23……トレンドデータ記憶手段。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プラント模擬演算により得られたプロセス
   データおよび所定のプロセス量の変化をあらわすトレン
   ドグラフを表示するとともに、指定タイミングでのプラ
   ント模擬状態をサンプリングして保存し、その保存した
   プラント模擬状態を再現するプラント模擬装置におい
   て、前記サンプリングタミングでのトレンドグラフ表示
   データをサンプリングして記憶するトレンドデータ記憶
   手段と、前記プラント模擬状態の再現時に前記トレンド
   データ記憶手段が記憶しているトレンドグラフ表示デー
   タによりトレンドグラフ表示を再現するトレンドデータ
   設定手段を備えたことを特徴とするプラント模擬装置。