JP2582437B2 - プラント運転ガイダンス装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、原子力プラントの運転支援装置に適用され
るプラント運転ガイダンス装置に関する。

［従来の技術］ 最近、各種プラントに運転操作の支援を行なうための
異常診断装置や運転支援装置が付設されている。しか
し、それらが出力する運転操作ガイドは、予め準備され
た操作手順を順を追って出力するか、異常原因に対して
殆ど一意的に決められた項目を探索して出力するもので
あり、その運転操作ガイドが有効であるか、操作端は故
障していないか等の検証をした結果ではない。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記のように従来のガイダンス装置は、 （１） 運転操作ガイドの有効性が検証されていないた
め、操作端が上限に当たっているのに、更に増加させる
ように指示する、あるいは操作端が故障しているのにそ
れを使用するようガイドする等、不適切な運転操作ガイ
ドを出力することがあった。

（２） また、不適切な運転操作ガイドであることを知
る方法がなかったため、状況に応じた代替案を出力する
ことができなかった。

（３） これらに起因して、不要なプラントトリップに
至る、あるいは異常状態を収束させるのに多大な時間を
要することがあった。

本発明は上記の如き実情に鑑みてなされたもので、不
要なプラントトリップに至ることなく、状況に応じた代
替案を出力して、異常状況を短時間のうちに収束させる
ことの可能なプラント運転ガイダンス装置を提供するこ
とを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 以下に示す８つの手段を有機的に結合することによ
り、これらの問題点を解決する。

（１） 個々の操作端の有効領域等に関するデータを格
納するためのデータ格納手段。

（２） 運転操作ガイドが有効であるかどうかを判定す
るための判定手段。

（３） 運転操作ガイドの代替案を格納するための代替
案格納手段。

（４） 代替案の中より、次に最適な運転操作ガイドの
案を選択するための選択手段。

（５） プロセス量等、処理に一時的に必要なデータを
記憶するための記憶手段。

（６） プラントのプロセス量等を入力するための第１
の入力手段。

（７） 他の異常診断装置や運転支援装置からデータを
受ける取るための第２の入力手段。

（８） 異常診断結果やデータベース内の情報を出力す
るための出力手段。

［作用］ 上記の構成により、 （Ｉ） 未だその有効性が検証されていない「操作端
名」と「操作量」の組み合せよりなる運転操作ガイド案
と称するデータ、および異常診断結果を第２の入力手段
により入力し、記憶手段に一時的に記憶すると共に、 （II） 第１の入力手段により入力された警報の発信状
態や圧力、温度等のプラントのプロセス量を記憶手段に
追加記憶させ、 （III） データ格納手段、記憶手段によって格納され
ているデータを用いて、安定手段によってその運転操作
ガイド案の有効性を判定する。

（IV） 有効であると判定されたときには、出力手段に
より運転操作ガイドを出力する。

（Ｖ） また、有効でないと判定されたときには、代替
案格納手段によって格納されている代替案に関するデー
タ、前記記憶手段によって格納されているプラントのプ
ロセス量等を用いて、選択手段により次に最適な運転操
作ガイド案を選択し、記憶手段に記憶し、IIへ戻る。

（VI） II〜Ｖを繰り返し行なって、代替案がなくなれ
ば、その旨のメッセージを前記出力手段により出力す
る。

［実施例］ 以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

（１） 装置構成 本発明の装置全体の構成を第１図に示す。破線で囲っ
た部分Ａが本発明の範囲である。

運転支援対象プラント10の運転操作に必要な操作端の
有効性を判定するための知識ベース（以降、操作端有効
性判定知識ベースと称する）を格納するメモリ１を操作
端有効性判定部３に接続する。操作端の代替案を選択す
るための知識ベース（以降、代替案知識ベースと呼ぶ）
を格納する別のメモリ２を代替案選択部４に接続する。
他の運転支援装置11の出力を通信入力部７によって入力
し、該入力をデータバス９を介してワーキングメモリ５
に記憶する。前記プラント10のプロセス入力部６によっ
て入力し、前記データバス９を介して、前記ワーキング
メモリ５に追加記憶する。前記操作端有効性判定部３と
前記代替案選択部４は前記データバス９を介して、前記
ワーキングメモリ５に対して入出力を行なうと同時に、
それぞれの演算経過および演算結果を前記データバス９
を介して、出力部８によって出力する。

（２） 操作端有効性判定知識ベース 操作端有効性判定知識は、操作端毎に以下の知識内容
が記述されている。

（ａ） 操作端名 プアントの運転操作に必要な各操作端機器に一意的に
付けられた名前。

（ｂ） 有効範囲 プラントン状況に拘わりなく、その操作端が動き得る
範囲。有効範囲の規定の方法は、下限と上限に対応する
２つの数値で範囲を示す方法と、「自動」「手動」など
取り得る値の要素を示す方法がある。後者に関して、取
り得る値の要素が複数存在する場合は、操作上最も信頼
性のある要素（例えば「手動」）を最初に記述する。ま
た、これらの方法は、例えば「設定値を50％にして、自
動にする」のように併用されることもある。

（ｃ） 有効判定 （ｂ）より詳細に条件付きで有効性を判定する方法を
与える。

条件とは、プラント状態に合った有効性判定を行なう
ための場合分けのための条件であり、判定法とは、条件
が成立するときの詳細な有効性判定法である。共に、プ
ロセス入力部６から入力されたプロセス量や通信入力部
７から入力された他の装置11の診断結果等を用いて、論
理演算の形で与える。

（ｄ） 有効性回復操作 その操作端の有効性を回復させる操作端名を、条件と
その有効性回復操作により達成すべきプラントの状態と
ともに記述する。条件とは、プラント状態に合った有効
性回復操作を行なうための場合分けのため条件である。

（ｅ） 機能 その操作端が果たす機能を条件付きで与える。操作端
の果たす機能は状況によって変わる、あるいは同時に２
つの機能を持つことがあるので、これらの情報を記述で
きるものである必要がある。

操作端有効性判定知識の記述形式例を第２図に、操作
端有効性判定知識の記述例を第３図、および第４図に示
す。以下では、知識工学の一般的用語に従い、第２図の
記述全体をフレーム、特にこの場合は操作端フレームと
称し、１段内部の（有効範囲…）、（有効判定…）、
（有効性回復操作…）および（機能…）に関する知識内
容をスロット、さらに１段内部の（範囲…）、（要素
…）などで括られた塊をファセット、さらにもう１段内
部の（下限，上限）や（判定法）をスロット値と呼ぶ。

第３図の記述例では、 Ａ−主給水バイパス制御弁の 弁開度範囲が0.0〜100.0％間であり、 Ａ−主給水要求流量がβ〜αの間であるか、Ａ−主
給水パイパス制御弁要求開度が10.0〜80.0％間であるな
らば、無条件（NILで示す）で有効であり、 その機能は、あらゆる場合に（Ｔで示す）、Ａ−主
給水流量の確保である。

また、第４図の記述例では、 Ａ−充填流量制御弁の 弁開度範囲が0.0〜100.0％間であり、 Ａ−充填流量制御弁要求開度が10.0〜80.0％間であ
るならば、無条件で有効であり、 Ａ−充填流量制御弁要求開度が80.0％より多けれ
ば、Ａ−充填流量制御補助弁によりＡ−充填流量制御弁
要求開度が50.0％になるような操作を行ない、 Ａ−充填流量制御弁要求開度が10.0％より少なけれ
ば、Ａ−充填流量制御補助弁によりＡ−充填流量制御弁
要求開度が50.0％になるような操作を行ない、 その機能は、あらゆる場合に、Ａ−充填流量の確保
である。

ことを表している。

（３） 代替案知識ベース 代替案知識ベースは、プラント機能構成が階層的に記
述されており、個々の機能毎の知識には以下の内容が記
述されている。

（ａ） 機能名 プラントを構成している機能に一意的に付けられた名
前。

（ｂ） 上位機能名 この機能のさらに上位の機能名を条件付きで与える。
条件とは、この機能が上位機能名の下位機能として十分
効果を発揮できるプラント状態にあるかを評価するため
の条件である。

（ｃ） 下位機能名 この機能のさらに細かい機能名、あるいはこの機能を
実現するための具体的な操作端名を条件付きで与える。
条件とは、プラントがその機能を果たすに十分な状態で
あるかを評価するための場合分けのための条件である。

また、代替案知識の記述形式例を第５図に、代替案知
識の記述例を第６図に示す。なお、以下ではこの場合の
記述形式例を機能フレームと称す。

第６図の記述例では、 Ａ−主給水流量の確保は、 Ａ−主給水系統が健全な場合にＡ−給水流量を確保
する機能を有し、 Ａ−主給水要求流量がαより多い場合には、Ａ−主
給水制御弁によって、 Ａ−主給水要求流量がβ〜αの間の場合には、Ａ−
主給水バイパス制御弁によって、 Ａ−主給水要求流量がβより少ない場合には、Ａ−
蒸気発生器水張り制御弁によって、達成される。

ことを表している。

（４） ワーキングメモリ５ ワーキングメモリ５の構成を第７図に示す。格納する
データの内容は以下の通りである。

（ａ） プラントデータ部51 プラントのプロセス量、プラント構成機器の正常、異
常等、プラントの状態を示す情報を格納する。

（ｂ） 操作ガイド案名部52 他の運転支援装置より入力された操作端名（以降、操
作ガイド案名と呼ぶ）を格納する。なお、この部分は次
の５つに分割されている。

有効性未評価部521 他の運転支援装置より入力された操作ガイド案名、あ
るいは対応する操作ガイド案の有効性がまだ評価してい
ない操作ガイド案名を格納する領域である。

有効性判定待部522 本件発明により操作ガイド案名に対応する操作ガイド
案の有効性を評価中ではあるが、未だ有効性が判定され
ていない操作ガイド案名を格納する領域である。

代替選択未部523 本件発明により代替案を選択すべき、あるいは選択中
の操作ガイド案に対応する操作ガイド案名を格納する領
域である。

有効性判定済部524 本件発明により有効であると判定された操作ガイド案
に対応する操作ガイド案名を格納する領域である。

無効判定済部525 本件発明により有効でないと判定され、かつ代替案の
選択ができなかった操作ガイド案に対応する操作ガイド
案名を格納する領域である。

（ｃ） 操作ガイドデータ部53 操作ガイド案を格納する領域である。なお、この部分
は次の２つに分割されている。

操作ガイド案部531 他の運転支援装置より入力された操作ガイド案、ある
いは本件発明により未だその操作端の有効性を確認して
いない操作ガイド案を格納する。なお、操作ガイド案の
記述形式例を第８図に示す。以下、ここではこれを操作
ガイド案フレームと称す。

操作ガイド部532 本件発明によりその操作端の有効性が確認された操作
ガイド案を格納する。なお、操作ガイド案の記述形式例
を第９図に示す。以下、ここではこれを操作ガイドフレ
ームと称す。

（５） プロセス入力部６ プロセス入力部６は、警報の発信状態や圧力、温度等
のプラントのプロセス量を入力し、後述する（７）以下
の処理で利用可能なように単位変換を行ない、ワーキン
グメモリ５のウラントデータ部51に格納する。

（６） 通信入力部７ 通信入力部７は、他の異常診断装置や運転支援装置か
ら、プラント構成機器の正常または異常を判定した異常
診断結果や操作端名、要求状態、操作量等よりなる運転
操作ガイド案を受け取り、異常診断結果をワーキングメ
モリ５のプラントデータ部51に、運転操作ガイド案名を
ワーキングメモリ５の有効性未評価部521に、運転操作
ガイド案を操作ガイド案部531に、第８図に示されてい
る形式で格納する。ただし、ここで予測操作量とは、具
体的な到達目標値だけでなく、増減量、増減方向あるい
は入切指令等を含むものとする。また、この段階では操
作ガイド案フレームの全てのスロットが埋め尽されてい
る訳ではなく、他の運転支援装置から受け取ったデータ
のみが記入されている。

（７） 操作端有効性判定部３ 操作端有効性判定部３は大別して次の４つの機能を備
えている。

他の運転支援装置11より取り込まれた操作ガイド案
が実際に使用可能であるかを確認、評価する。

代替案選択部４により指示された操作端が実際に使
用可能であるかを確認、評価する。

他の運転支援装置11より要求されている状態にする
ための操作量の具体的な到達目標値、増減量、増減方向
あるいは入切指令等を予測、評価する。

出力中の操作ガイドの有効性を確認、評価する。

操作端有効性判定部３の処理内容を以下に示す。

（ａ） ワーキングメモリ５の有効性未評価部521に操
作ガイド案名が格納されていれば、一旦操作端有効性判
定部３内に操作ガイド案名をすべてコピーし、このコピ
ーした操作ガイド案内に対し順次以下の処理を行なう。

（ｉ） 当該操作ガイド案名をワーキングメモリ５の有
効性未評価部521より消去すると同時に有効性判定部522
に格納し、 （ii） ワーキングメモリ５のプラントデータ部51に格
納されている異常診断結果を参照して、当該操作ガイド
案名に対応する操作端機器が正常であるかを判定する。
異常時には、その旨を出力し、（vi）に飛ぶ。正常時に
は、 （iii） ワーキングメモリ５の操作ガイド案データ部5
31に格納されている当該操作ガイド案名に対応する操作
ガイド案フレームの操作要領スロットの予測操作量ファ
セットに予測操作量が格納されていなければ、要求状態
スロットに格納されているプラント状態に到達するため
に必要な操作端機器の操作量を予測し、これに格納す
る。

（iv） 当該操作ガイド案名に対応する操作端フレーム
を取り出し、当該操作ガイド案名に対応する操作ガイド
案フレームに示されている操作の実行が可能であるかど
うかを判定する。実行可能でない時には、（ｖ）へ飛
ぶ。実行可能であれば、この操作ガイド案フレームを参
考にしてワーキングメモリ５の操作ガイド部532に操作
ガイドフレームを作成し、操作ガイド案名をワーキング
メモリ５の有効性判定済部524の最後に格納するととも
に有効性判定未部522より消去し、当該操作ガイド案名
に対する処理を終了する。

この実行可能であるか否かの判定は、次のように行な
う。

（イ） 操作端名に対応する操作端フレームの有効範囲
スロットを取り出し、範囲ファセットがあれば、現時点
の操作端の操作位置と操作ガイド案フレームに格納され
ている予測操作量を考慮して操作しろが残されているか
を判定する。これがNILであれば、不可能であるとす
る。Ｔであれば、 （ロ） 操作端名に対応する操作端フレームの有効判定
スロットを取り出し、条件ファセットを順次評価する。
次に、成立した条件ファセットに格納されている判定法
を評価する。この評価がＴとなるものがあれば操作の実
行が可能、全てNILであれば不可能であるとする。

（ｖ） 当該操作ガイド案名に対応する操作端フレーム
の有効性復活操作スロットを取り出し、これがあれば条
件ファセットを順次評価する。最初に成立した条件ファ
セットのスロット値を参考にして操作ガイド案名と操作
ガイド案フレームを作成し、それぞれワーキングメモリ
５の有効性未評価部521と操作ガイド案部531に格納し、
当該操作ガイド案名に対する処理を終了する。全ての条
件ファセットがNILであるか、有効性復活操作スロット
がなければ、 （vi） 当該操作ガイド案名に対応する操作端フレーム
の機能スロットを取り出し、条件ファセットを順次評価
する。最初に成立した条件ファセットのスロット値を全
て抽出し、抽出した順に、ワーキングメモリ５の操作ガ
イド案部531に格納されている当該操作ガイド案名に対
応する操作ガイド案フレームの機能スロットの最後に追
加、格納する。

（vii） 当該操作ガイド案名をワーキングメモリ５の
代替案選択待部523の最後に格納するとともに有効性判
定待部522より消去し、当該操作ガイド案名に対する処
理を終了する。

（ｂ） 有効性判定待部522に操作ガイド案名が格納さ
れていれば、一旦操作端有効性判定部３内に操作ガイド
案名をすべてコピーし、このコピーした操作ガイド案名
に対し順次、対応する操作ガイド案フレームの代替案ス
ロットを調べ、スロット内に操作端名が格納されていれ
ば、格納されている最初の操作端名に対して（ａ）の
（ii）〜（ｖ）と同様の処理を行った後、当該操作ガイ
ド案フレームの代替案スロットよりこの操作端名を消去
する。この処理により操作ガイド案フレームの代替案ス
ロット内に操作端名が１つも格納されておらず、かつ有
効性判定待部522に依然当該操作ガイド案名があれば当
該操作ガイド案名をワーキングメモリ５の代替案選択待
部523の最後に格納するとともに有効性判定待部522より
消去する。

（ｃ） 有効性判定済部524に格納されている操作ガイ
ド案名があれば、順次これに対応する操作ガイドフレー
ムの操作端ファセットに格納されている操作端が、操作
継続可能であるかを評価する。操作継続可能でなけれ
ば、操作ガイド案名を有効性未評価部521の最初に格納
するとともに有効性判定済部524より消去し、さらに操
作ガイドフレームを参考にしてワーキングメモリ５の操
作ガイド案部531に操作ガイド案フレームを作成すると
ともに操作ガイドフレームを消去する。

この操作継続可能であるか否かの判定は、次のように
行なう。

（ｉ） ワーキングメモリ５のプラントデータ部51に格
納されている異常診断結果を参照して、当該操作ガイド
案名に対応する操作端機器が正常であるかを判定する。
異常であれば不可能とする。異常でなければ、 （ii） 操作端名に対応する操作端フレームの有効範囲
スロットを取り出し、範囲ファセットがあれば、現時点
の操作端の操作位置と操作ガイド案フレームに格納され
ている予測操作量を考慮して操作しろが残されているか
を判定する。これがNILであれば、不可能であるとす
る。Ｔであれば、 （iii） 操作端名に対応する操作端フレームの有効判
定スロットを取り出し、条件ファセットを順次評価す
る。次に、成立した条件ファセットに格納されている判
定法を評価する。この評価がＴとなるものがあれば操作
の継続が可能、NILであれば不可能であるとする。

（ｄ） 有効性判定済部524に格納されている操作ガイ
ド案名があれば、順次これに対応する操作ガイドフレー
ムの操作端ファセットに格納されている操作端が、要求
状態を満たしているかを評価し、満足していれば、操作
ガイド案名、および操作ガイドフレームをワーキングメ
モリ５より消去する。

（ｅ） 無効判定済部525に格納されている操作ガイド
案名があれば、操作ガイド案に対する代替案が導出でき
なかった旨を出力部６より出力する。

（８） 代替案選択部４ 代替案選択部４の処理内容を以下に示す。

（ａ） ワーキングメモリ５の代替案選択待部523の最
初に格納されている操作ガイド案名に対応する操作ガイ
ド案フレームの機能スロットの最初に格納されている機
能名（ここでは機能名Ａと呼ぶ）に対し、（ｂ）〜
（ｇ）の処理をする。

（ｂ） 機能名Ａに対応する機能名フレームを取り出
し、下位機能スロットの条件ファセットを順次評価す
る。この評価がＴになったファセット内のデータが機能
名であれば、この下位機能名に対して再度処理（ｂ）を
繰返す。操作端名であれば、この操作端名が操作ガイド
案フレーム名と異なる場合に限ってこれを操作ガイド案
フレームの代替操作案スロットの最後に追加格納する。
新たな操作端名が抽出できなくなるまで（ｂ）の処理を
繰返す。

（ｃ） （ｂ）の処理により、操作端名が少なくとも１
つ格納されれば機能名Ａに対し（ｅ）の処理を実行後、
（ｆ）の処理を行なう。操作端名が１つも格納できなけ
れば（ｄ）の処理を行う。

（ｄ） 機能名Ａに対応する機能名フレームを取り出
し、上位機能スロットの条件ファセットを順次評価す
る。この評価がＴになった機能名に対し、以下の処理を
する。

（ｉ） 順次（ｂ）の処理を行なう。ただし、下位機能
スロットの評価に際しては、下位機能スロット内のファ
セットが機能名Ａと異なるもののみが処理の対象とな
る。

（ii） （ｉ）の処理により、少なくとも１つ操作端名
が格納できた機能名に対し（ｅ）の処理を実行後、
（ｆ）の処理を行なう。条件ファセットが少なくとも１
つＴになったにも拘らず、操作端名が１つも格納できな
ければ、条件ファセットがＴになった全ての機能名に対
して再度（ｄ）の処理を行なう。

全ての条件ファセットがNILであれば、（ｇ）へ飛
ぶ。

（ｅ） 当該機能名に対応する機能名フレームを取り出
し、上位機能スロットの条件ファセットを順次評価す
る。この評価がＴになった条件ファセット内の上位機能
名を操作ガイド案フレームの機能ファセットの最初に挿
入、格納する。

（ｆ） 当該操作ガイド案名を代替案選択部523より消
去するとともに、これを有効性判定部522の処理に格納
し、処理を終了する。

（ｇ） 当該操作ガイド案名を代替案選択部より消去す
るとともに、これを無効判定済部525に格納し、処理を
終了する。

（９） 出力部８ 出力部８は、他の装置よりデータバス９を介して受信
した情報やワーキングメモリ５の操作ガイドデータ部53
の操作ガイド部532に格納されている情報を出力する。

（10） 具体例による処理の流れ 本件本明の実施例の具体的な処理の様子を、第10図乃
至第14図に示した知識と第15図のフローチャートを用い
て解説する。

まず、本件発明を具体的に解説するプラント状態とし
て、第１表に示す３つの状態を考える。ただし、δ＞α
＞γ＞βである。

状態１の場合、本件発明は、プラントの状態と知識４
を用いて「Ａ−主給水バイパス制御弁」の有効性を判定
する。この操作端は故障しておらず、要求開度は有効範
囲内に入っている。また、有効判定法を評価すると有効
であると判定される。従って、本件発明は、「Ａ−主給
水バイパス制御弁開度」を「60.0％」にするようガイダ
ンスを行なう。

状態２の場合も、本件発明は、プラントの状態と知識
４を用いて「Ａ−主給水バイパス制御弁」の有効性を判
定する。この場合は、操作橋は故障していないが、要求
開度が有効範囲内に入っていない。しかし、現在の弁開
度は40.0％と低く、操作しろはある程度残されているこ
とが判明する。従って、この弁が全開になるまでは使お
うという立場で（これは操作橋有効性判定知識の有効判
定スロット内の条件、判定法の書き方次第であり、本件
発明の処理により直接的に決まるものではない）、有効
判定法を評価して有効であると判定されている間は、こ
れを用いるようガイダンスを行なう。しかし、実際にこ
の操作端の操作を継続していけば、ある時点で有効判定
法を評価して有効ではないと判定される時期が訪れる。
この時、本件発明は、この操作端が有効でないとして、
新たな操作端を探索すべく、この操作端の機能に着目す
る。知識４には任意の状態で「Ａ−主給水流量の確保」
と記してあるので、この機能を有した別の操作端を探索
する。第11図に示す知識２を見ると、この状態では「Ａ
−主給水制御弁」が代替案として挙げられている。従っ
て、「Ａ−主給水制御弁」の操作端有効性判定知識とプ
ラントの状態とを考慮して「Ａ−主給水制御弁」の有効
性を判定する。この場合、「Ａ−主給水制御弁」は故障
もなく、操作も有効と判定されるので、この操作端を新
たに使用するようにガイドする。

また、状態３の場合は、「Ａ−主給水バイパス制御
弁」の有効判定法を評価して有効でないと判定される時
期が訪れるまでは、状態２の場合と全く同じである。し
かし、この後の代替案を探索するステップが異なる。こ
の場合は「Ａ−主給水制御弁」が故障しているからであ
る。従って、知識２を再度見ると「Ａ−主給水流量の確
保」の上位の機能が「Ａ−給水流量の確保」であること
が分る。知識１を見ると「Ａ−給水流量の確保」は「Ａ
−主給水流量の確保」と「Ａ−補助給水流量の確保」に
より構成されるのが分る。「Ａ−補助給水流量の確保」
には、「Ａ−タービン動補助給水制御弁」がある。よっ
て「Ａ−タービン動補助給水制御弁」の操作端有効性判
定知識とプラント状態を用いて「Ａ−タービン動補助給
水制御弁」の有効性を判定し、有効であることが確認さ
れたなら、この操作端を使用するようにガイダンスす
る。「Ａ−タービン動補助給水制御弁」の有効性を判定
し、有効でないと判定された場合には、「Ａ−給水流量
の確保」の更に上位の機能に注目し代替案を探索、出力
することになる。

この３つのケースで表現されていないが、第14図に示
す知識５のように有効性回復操作があるような操作端に
ついては、有効性回復操作を行なうようにガイダンスし
てから、操作端の有効性を判定するものもある。

また、ガイダンスを出している最中に、その操作端が
故障した、あるいは予期せぬプラント状態変化により操
作端の使用継続が不可能になったような場合、目標であ
ったプラント状態に達したために操作の継続が不要にな
った場合にも対応できるような処理体系になっている。

次に本発明を適用する一具体例としてのPWRプラント
の構成図の一部を第22図に示す。主蒸気・主給水系は、
蒸気発生器21〜23、タービン動主給水ポンプ24,25、電
動主給水ポンプ26、蒸気発生器水張りポンプ27、主給水
制御弁31〜33、主給水バイパス制御弁34〜36、蒸気発生
器水張り制御弁37〜39から構成される。通常運転時の15
％出力異常の出力運転時には電動主給水ポンプ26や蒸気
発生器水張りポンプ27は用いず、タービン動主給水ポン
プ24,25のいずれか１台で３基の蒸気発生器21〜23で必
要な流量の給水を確保し、蒸気発生器21〜23の水位制御
には主給水制御弁31〜35を用いている。主給水バイパス
制御弁34〜36は主給水制御弁31〜33と並列に設置されて
おり、15％出力以下の低出力時に主給水流量を調整する
ために用いる。蒸気発生器水張り制御弁37〜39は低温停
止時の蒸気発生器への水張り、プラント起動時の蒸気発
生器21〜23への給水、高温停止中の給水、高温停止から
低温停止への給水に使用する。主給水系による給水制御
はこのように役割分担がなされている。しかし、主給水
ポンプの異常や配管破断等の事故で主給水系により蒸気
発生器への給水が不可能な場合には、主給水、制御弁と
蒸気発生器の間に繋がれている補助給水系から給水を行
ない、補助給水制御弁で水位制御を行なう。なお、補助
給水系はタービン動補助給水ポンプ28、電動補助給水ポ
ンプＡ及びＢ、タービン動補助給水制御弁Ａ、Ｂ及び
Ｃ、電動補助給水ポンプ出口電動弁29,30から構成され
る。

第１表の状態３のケースの処理の内容を、第15図に示
す操作端有効性判定部３、代替案選択部４、プロセス入
力部６、通信入力部７、及び出力部８を一纏にした処理
フローに沿って解読する。

（ステップS1） 入力データの処理 プロセス入力部６は、主給水バイパス制御弁31の開度
を取り込み、ワーキングメモリ５のプラントデータ部51
に格納されている変数「Ａ−主給水バイパス制御弁開
度」に40.0をセットする。

一方、通信入力部７は、他の異常診断装置から「Ａ−
主給水制御弁」が故障した旨を受信し、ワーキングメモ
リ５のプラントデータ部に格納されている変数「Ａ−主
給水制御弁」にNIL（操作端が故障していることを示
す）をセットする。他の変数、例えば、「Ａ−主給水バ
イパス制御弁」等はＴ（操作端が健全であることを示
す）をセットする。

また、通信入力部７は、他の異常診断装置や運転支援
装置から操作端名と要求状態、操作量等よりなる運転操
作ガイド案を受け取り、操作ガイド案名をワーキングメ
モリ５の有効性未評価部521に、操作ガイド案を操作ガ
イド案部531に格納する。例えばこの場合、操作端名
「Ａ−主給水バイパス制御弁」、要求状態「Ａ−主給水
要求流量δ」を受け取ったとすると、第16図のような操
作ガイド案をワーキングメモリ５の操作ガイド案部531
に格納し、さらに操作ガイド案名「Ａ−主給水バイパス
制御弁」をワーキングメモリ５の有効性未評価部521に
格納することになる。

（ステップS2） 有効性の未評価な操作ガイド案に関す
る処理 操作端有効性判定部３は、ワーキングメモリ５の有効
性未評価部521に格納されている操作ガイド案名「Ａ−
主給水バイパス制御弁」を本装置内部にコピーし、有効
性未評価部521より消去するとともに有効性判定待部522
に格納し、これに対して、 （ステップS3） 操作端機器の健全性評価 ワーキングメモリ５のプラントデータ部51に格納され
ている異常診断結果を参照して、当該操作ガイド案名
「Ａ−主給水バイパス制御弁」に対応する操作端機器
「Ａ−主給水バイパス制御弁」の健全性を評価し、健全
であればステップS4の処理を、故障していればステップ
S13の処理を行なう。この場合、変数「Ａ−主給水バイ
パス制御弁」＝Ｔであり、操作端機器「Ａ−主給水バイ
パス制御弁」は健全であることになる。

（ステップS4） 操作端機器の操作量の予測 操作端有効性判定部３は、当該操作ガイド案名「Ａ−
主給水バイパス制御弁」に対応する操作ガイド案フレー
ム「Ａ−主給水バイパス制御弁」の操作要領スロットの
予測操作量ファセット予測操作量が格納されていなけれ
ば（予測操作量ファセットがない場合も含む）、要求状
態スロットに格納されているプラント状態に到達するた
めに必要な操作端機器の操作量を予測し、これに格納す
る。この場合、予測操作量が格納されていないので、
「Ａ−主給水要求流量δ」（第16図の）をデータとし
て「Ａ−主給水バイパス制御弁要求開度」が110.0（第
１表）であることを算出し、第16図の操作ガイド案フレ
ームを第17図のように更新する。

（ステップS5） 操作実行の可能性の評価 操作端有効性判定部３は、当該操作ガイド案名「Ａ−
主給水バイパス制御弁」に対応する操作端フレーム（第
３図のと）を用いて、当該操作ガイド案名「Ａ−主
給水バイパス制御弁」に対応する操作ガイド案フレーム
（第17図）に示されている操作の実行が可能かを評価す
る。実行可能でなければステップS8の処理を行なう。実
行可能であれば、操作ガイド案名「Ａ−主給水バイパス
制御弁」を有効性判定済部524の最後に格納するととも
に有効性判定待部522より消去し、ステップS6の処理を
行なう。なお、この場合は操作実行可能と判定される。

（ステップS6） 操作ガイドフレームの作成 この操作ガイド案フレーム（第17図）を参考にしてワ
ーキングメモリ５の操作ガイド部532に操作ガイドフレ
ームを作成し、当該操作ガイドフレーム「Ａ−主給水バ
イパス制御弁」に関する処理を終わる。この場合第18図
に示す操作ガイドフレームが作成される。

（ステップS7） 操作ガイドの表示（１） 出力部８は、ワーキングメモリ５の操作ガイドデータ
部53の操作ガイド部532に格納されている情報を出力す
る。この場合、第18図に示した操作ガイドフレームよ
り、例えば「Ａ−主給水バイパス制御弁を用いてＡ−主
給水要求流量δにして下さい」と出力する。

この例では他の異常診断装置や運転支援装置から操作
端名と要求状態、操作量等よりなる運転操作ガイド案が
引き続いて送られてこないとして処理例を示しているの
で、次に操作継続の可能性の評価が行なわれる。

（ステップS8） 操作継続の可能性の評価 操作端有効性判定部３は、有効性判定済部524に格納
されている操作ガイド案名があれば、順次これに対応す
る操作ガイドフレームの操作端ファセットに格納されて
いる操作端が操作継続であるかを評価する。この場合、
有効性判定済部524には操作ガイド案名「Ａ−主給水バ
イパス制御弁」が格納されているので、これに対応する
操作ガイドフレームの操作端ファセット内に格納されて
いる操作端「Ａ−主給水バイパス制御弁」（第18図の
）の操作継続が可能か否かの評価になる。ステップS7
でガイダンスが出力された直後には、操作継続不可能と
判定されることはないが、プラントの状況が徐々に変わ
ってゆくと、いずれ「Ａ−主給水バイパス制御弁」が全
開になったり、操作を行なった場合にプラントの状態に
影響を与えるような操作端として有効な領域から外れ
る。

（ステップS9） 継続不可能な操作に関する処理 この時、操作端有効性判定部３は、操作ガイド案名
「Ａ−主給水バイパス制御弁」を有効性未評価521の最
初に格納するとともに有効性判定済部524より消去し、
さらに操作ガイドフレーム（第18図）を参考にして操作
ガイド案部531に操作ガイド案フレームを作成し直すと
ともに操作ガイドフレームを消去する。

これにより、再びステップS2〜S5の順に処理を行なう
が、今度は「Ａ−主給水バイパス制御弁」の操作は実行
不能と判定され、ステップS10の処理が行なわれる。

（ステップS10） 有効性復活スロットの評価 操作端有効性判定部３は、操作ガイド案名「Ａ−主給
水バイパス制御弁」に対応する操作端フレーム（第３
図）の有効性復活スロットを取り出し、これがあれば条
件ファセットを順次評価する。最初に成立した条件ファ
セットのスロット値を参考にして、ステップS11の処理
を行なう。成立する条件ファセットがないか、あるいは
有効性復活スロットが全くなければ、ステップS12へ飛
ぶ。この場合は有効性復活スロットはない。

（ステップS11） 操作ガイド案フレームの作成 操作端有効性判定部３は、操作ガイド案名と操作ガイ
ドフレームを作成しそれぞれワーキングメモリ５の有効
性未判定部521と操作ガイド案部531に格納する。

（ステップS12） 操作ガイド案の機能の抽出 操作端有効性判定部３は、操作ガイド案名「Ａ−主給
水バイパス制御弁」に対応する操作端フレームの機能ス
ロット（第３図の）を取り出し、条件ファセットを順
次評価する。最初に成立した条件ファセットのスロット
値を全て抽出し、抽出した順にワーキングメモリ５の操
作ガイド案部531に格納されている操作ガイド案フレー
ム（第17図に対応）の機能スロットの最後に追加、格納
する。この場合は新規登録となり、第19図のように格納
される。さらに操作ガイド案名「Ａ−主給水バイパス制
御弁」をワーキングメモリ５の代替案選択待部523の最
後に格納するとともに有効性判定待部522より消去す
る。

（ステップS13） 代替の選択 代替案選択部４は、ワーキングメモリ５の代替案選択
待部523に格納されている操作ガイド案名「Ａ−主給水
バイパス制御弁」に対応する操作ガイド案フレームの機
能スロットの最初に格納されている機能名「Ａ−主給水
バイパス制御弁」（第19図の）に対し、代替案探索処
理を行ない、あれば操作ガイド案フレームの代替案スロ
ットの最後に代替操作名を格納するとともに操作ガイド
案名「Ａ−主給水バイパス制御弁」を代替案選択待部52
3より消去し、これを有効性判定待部522の最初に格納す
る。代替案がなければ操作ガイド案名「Ａ−主給水バイ
パス制御弁」を代替案選択待部523より消去し、これを
無効判定済部525に格納する。例えばこの場合代替案
「Ａ−主給水バイパス制御弁」が探索され、第20図のよ
うに格納される。

（ステップS14） 代替案スロット内の操作端名に関す
る処理 操作端有効性判定部３は、有効性判定待部522に格納
されている操作ガイド案名を本装置内部にコピーし、こ
れに対して対応する操作ガイド案フレームの代替案スロ
ットを調べ、スロット内に操作端名が格納されていれ
ば、格納されている最初の操作端名に対してステップS3
〜S11と同様の処理を行なった後、この代替案スロット
よりこの操作端名を消去する。この処理のより代替案ス
ロット内の操作端名がなくなり、しかも有効性判定待部
522にこの操作ガイド案名が依然格納されていれば、有
効性判定待部522より操作ガイド案名を消去するととも
に代替案選択待部523の最後に格納する。この場合は有
効性判定待部522には操作ガイド案名「Ａ−主給水バイ
パス制御弁」が格納されており、対応する操作ガイド案
フレーム（第20図）に代替案として「Ａ−主給水制御
弁」が格納されているので、これに対しての処理とな
る。ここでは「Ａ−主給水制御弁」は故障していると仮
定しているので処理ステップS3で操作端機器故障と判定
される。操作ガイド案フレームにはもともと代替案は１
つしか格納されていなかったので、「Ａ−主給水制御
弁」を削除するとスロット内は空になり、しかも有効性
判定待部522にこの操作ガイド案名「Ａ−主給水バイパ
ス制御弁」が依然格納されていることになるので、有効
性判定待部522より操作ガイド案名を消去するとともに
代替案選択待部523の最後に格納する。

この後、再び代替案が代替案選択装置４により選択さ
れ、同様の処理を行なう。最終的には補助給水系の操作
端を用いて行なうことになる。

（ステップS15） 完了済操作に関する処理 操作端有効性判定部３は、有効性判定部524に格納さ
れている操作ガイド案名があれば順次これに対応する操
作ガイドフレームの操作端ファセットに格納されている
操作端（第18図のに対応）が要求状態（第18図のに
対応）を満たしているかを評価し、満たしていれば操作
ガイド案名、および操作ガイドフレームをワーキングメ
モリ５より消去する。この場合、有効性判定済部524に
は操作ガイド案名「Ａ−主給水バイパス制御弁」が格納
されているが、いずれその要求状態「Ａ−主給水要求流
量δ」が満たされこの処理が行なわれる。

（ステップS16） 操作ガイドの表示（２） 操作端有効性判定部３は、ワーキングメモリ５の無効
判定済部525に格納されている操作ガイド案名があれ
ば、その旨を出力装置８より出力する。仮に操作ガイド
案名「Ａ−主給水バイパス制御弁」が無効判定済部525
に格納されていたとすれば、例えば「Ａ−主給水バイパ
ス制御弁に代わる代替案がありません」と出力する。

一方、代替案選択部４はプラントの機能構成に基づい
て代替案を選択する。機能構成は各操作端名あるいは機
能名をノード、ノード間を繋いだリンクで表すことがで
きる。ただし、各リンクには条件が付けられており、こ
の条件が満たされたときのみリンクが有効になる。例え
ば、Ａ給水系は第21図のような機能構成になる。

代替案選択部４の探索開始点は、操作ガイド案フレー
ムの機能スロットの最初に格納されている機能名であ
り、これは操作端有効性判定部３により指定される。

代替案選択部４は、「A1」の下位に代替案を見出そう
とする。それぞれのリンクに付けられた条件を評価し、
真となったものを有効なリンクとしてこのリンクにより
関連付けられた操作端名を代替案として操作ガイド案フ
レームの代替案スロットに格納する。この場合「ｃ」で
ある。しかし、探索開始点より下位に代替案が探索でき
なければ上位のノード「Ａ」の遡って、「Ａ」より下位
のノード全てを探索範囲として代替案を探索する。この
処理アルゴリズムに関してはリカーシブに行なう。

［発明の効果］ 以上詳記した如く本発明によれば、 （１） 運転操作ガイドの有効性の検証ができ、不適切
な運転操作ガイドを出力する可能性が低減し、 （２） プラントの状況に応じた代替案を出力でき、 （３） プラントの不要なトリップに至る可能性、異常
状態の収束に要する時間の低減が可能になる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであり、第１図は全
体の構成を示すブロック図、第２図乃至第４図は操作端
有効性判定知識の記述形式を例示する図、第５図及び第
６図は代替案知識の記述形式を例示する図、第７図はワ
ーキングメモリの構成を示すブロック図、第８図及び第
９図はワーキングメモリ内のデータの記述形式を例示す
る図、第10図乃至第14図は具体的な知識例を示す図、第
15図は動作の処理内容を示すフローチャート、第16図乃
至第20図は操作ガイドフレームを例示する図、第21図は
プラント機能構成を例示する図、第22図はPWRプラント
の構成を示す図である。 1,2……メモリ、３……操作端有効性判定部、４……代
替案選択部、５……ワーキングメモリ、６……プロセス
入力部、７……通信入力部、８……出力部、９……デー
タバス、10……運転支援対象プラント、11……運転支援
装置。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プラントからオンライン量を採取し、プラ
   ントの運転操作手順をガイドするプラント運転ガイダン
   ス装置において、 個々の操作端に関するデータを格納するデータ格納手段
   と、 運転操作ガイドが有効か否かを判定する判定手段と、 運転操作ガイドの代替案を格納する代替案格納手段と、 この代替案格納手段に格納される代替案の中から最適な
   運転操作ガイドの案を選択する選択手段と、 処理に一時的に必要なデータを記憶する記憶手段と、 プラントのプロセス量を入力する第１の入力手段と、 他の異常診断装置、運転支援装置から送られてくるデー
   タを受取る第２の入力手段と、 異常診断結果及びデータベース内の情報を出力する出力
   手段と を具備したことを特徴とするプラント運転ガイダンス装
   置。