JP2678476B2 - プラント制御シミュレータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、発電プラント等のプラントの運転操作訓練
を行うためのプラント運転訓練シミュレータに係り、特
に異常な過度変化や事故・故障対応訓練の反復に好適な
プラントプロセス故障事象のプラント制御シミュレータ
に関する。

〔従来の技術〕

従来のプラズマ制御シミュレータにおいては、特開昭
61−39084号公報に記載のように、制御対象が故障であ
ることを示す故障状態信号を（マルファンクション）
と、その故障の程度とを示し連続的に変更できるように
なっていた。

従来のプラント制御シミュレータを第３図を参照しな
がら説明する。

第３図に示されるように、制御信号及び状態信号４を
入力してプラントの制御対象をシミュレートとしそのシ
ミュレート信号５を出力するシミュレータ計算機２と、
制御信号及び状態信号４を出力しかつシミュレート信号
５を入力して表示する模擬制御盤１と、プラントの制御
対象で生ずる故障の種類及び故障規模を模擬条件として
故障選択装置31からシミュレータ計算機２へ出力するイ
ンストラクタコンソール３とからなる構成である。そし
て故障選択装置31には、故障選択器314と、故障規模設
定用ポテンショメータ315とが付設されている。

模擬制御盤１からシミュレータ計算機２へ、模擬制御
盤１の操作結果として得られる制御信号及び状態信号４
が出力され、シミュレータ計算機２からは、シミュレー
タ計算機２で演算されたシミュレート信号５が、模擬制
御盤１へ出力される。また、インストラクタコンソール
３に設置した故障選択器314から故障選択信号６と、故
障規模設定用ポテンショメータ315から故障規模量信号
７とが、シミュレータ計算機２へ出力される。模擬制御
盤１は、一般に実際のプラント制御盤に類似した制御用
スイッチや表示装置が設置されており、この制御用スイ
ッチの操作により、制御信号及び状態信号４が出力さ
れ、シミュレータ計算機２に入力される。また、実際の
プラントの運転状態と同等の状態を示す各種指示計のシ
ミュレート信号５が、シミュレータ計算機２より模擬制
御盤１へ入力され表示される。

シミュレータ計算機２では、制御信号及び状態信号４
が入力されると、これに対して、実際のプラントの制御
装置の動作並びにプラントの挙動をシミュレートし、ま
た、故障選択器314から出力される故障選択信号６と、
故障規模設定用ポテンショメータ315から入力される故
障規模量信号７により、プラントの異常状態、故障状態
をシミュレートし、シミュレート信号５として模擬制御
盤１へ出力する。

インストラクターは、訓練者の操作を観察しながら、
故障規模設定用ポテンショメータ315を操作し、故障の
規模を変化させるが、一連の訓練終了後、初期の状態に
戻して、訓練を行う場合や、シミュレータ計算機２内に
記録している訓練途中の状態へ戻して訓練を再開する場
合、ポテンショメータ315を該当状態における位置へ、
インストラクタが操作して戻すようになっていた。この
ように、従来の装置では、故障規模量の再現方式、復元
方法の点について配慮されていなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のプラント制御シミュレータにあっては、故障状
態を表わすマルファンクションの再現方法や復元方法に
ついて配慮がされておらず、プラントの運転訓練を行う
たびに、故障規模指示量を初期の指示量に戻す必要があ
り、戻し忘れを防止するため、スイッチ位置診断機能の
ように、故障規模を指示するポテンショメータ（可変抵
抗器）を初期値どおりであるかどうかをチェックし、訓
練の指導者であるインストラクタに教授し、ポテンショ
メータを初期位置へ戻す必要がある。さらに、指示する
パラメータ数が多いときには、全てのポテンショメータ
に対して初期位置へ戻す必要が生じ操作が煩雑となる問
題があった。

本発明の目的は、訓練の状態を変更しても、故障規模
指示装置を調節して初期値にする必要がなく訓練を始め
ることができるようにしたプラント制御シミュレータを
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記の目的を達成するため、本発明に係るプラント制
御シミュレータは、制御信号及び状態信号を入力してプ
ラントの制御対象をシミュレートしそのシミュレート信
号を出力するシミュレータ計算機と、制御信号及び状態
信号を出力しかつシミュレート信号を入力して表示する
模擬制御盤と、プラントの制御対象で生ずる故障の種類
及び故障規模を模擬条件としてシミュレータ計算機へ出
力するインストラクタコンソールとからなるプラント制
御シミュレータにおいて、シミュレータ計算機は故障規
模を記憶するとともに、この故障規模の増減信号により
演算した故障状態の表示信号及び故障状態のシミュレー
ト信号を出力する演算手段を備え、インストラクタコン
ソールは故障状態表示信号を入力して表示する表示手段
と、増減信号を出力する出力手段として押下時間ととも
に故障規模を増加させる故障規模増用押釦及び押下時間
とともに故障規模を減少させる故障規模減用押釦とを設
け、かつ両押釦には残留値をもたないものとする。

〔作用〕

本発明のプラント制御シミュレータによれば、故障規
模増用押釦は、インストラクタにより押下されている間
は、シミュレータ計算機によりその状態が取込まれ、時
間とともに増加する故障規模増加率により故障規模が順
次算出されて、故障規模量としてシミュレータ計算機に
記憶され、かつマルファンクション（故障状態信号）は
故障規模量に応じて大きくなる。また、故障規模減用押
釦も押下により、同様に故障状態信号は小さくなり、押
釦により故障規模量が調節される。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図及び第２図を参照しながら
説明する。

第１図に示されるように、制御信号及び状態信号４を
入力してプラントの制御対象をシミュレートしそのシミ
ュレート信号５を出力するシミュレータ計算機２と、制
御信号及び状態信号４を出力しかつシミュレート信号５
を入力して表示する模擬制御盤１と、プラントの制御対
象で生ずる故障の種類及び故障規模を模擬条件としてシ
ミュレータ計算機２へ出力するインストラクタコンソー
ル３とからなるプラント制御シミュレータにおいて、シ
ュミレータ計算機２は故障規模をその増減信号により演
算して故障状態表示信号８を出力するとともに、インス
トラクタコンソール３は故障状態表示信号８を入力して
表示する表示手段と増減信号を出力する出力手段とを備
えた構成とし、インストラクタコンソール３に故障状態
のCRT表示装置32及び故障選択装置31を設けるものとす
る。

模擬制御盤１は、一般に、実際のプラント制御盤に類
似した制御用スイッチや表示装置が設置されており、こ
の制御用スイッチの操作により、制御信号及び状態信号
４が出力され、シミュレータ計算機２に入力される。そ
して、シミュレータ計算機２では、制御信号及び状態信
号４が入力されることにより、これに対して、実際のプ
ラントの制御装置の動作ならびにプラントの挙動をシミ
ュレートし、実際のプラントの運転状態と同等の状態を
示すランプや各種指示計のシミュレート信号５が、シミ
ュレータ計算機２より模擬制御盤１に入力され表示され
る。

故障選択装置31から出力される故障選択信号６は、プ
ラントの故障事象を示す信号であり、例えば、原子力発
電所のターピン発電機においてその軸振動が発生してい
ることを表わす信号であり、シミュレータ計算機２に入
力される。また、故障模擬増減信号７は故障選択信号６
で選択された事象の故障の程度の大きさを増減指示する
信号であり、故障規模増用押釦又は故障規模減用押釦の
押下している時間を変えて増減指示する。例えば、軸振
動の程度を０〜10ミルに連続的に変更可能であり、この
信号もシミュレータ計算機２に入力される。シミュレー
タ計算機２では、故障選択装置31より出力された信号、
すなわち故障選択信号６により故障事象を求め、故障規
模増減信号７によりその故障事象での故障規模を算出し
記憶しておく。この算出した故障規模の値は、シミュレ
ータ計算機２より故障状態表示信号８としてCRT表示装
置32へ出力される。CRT表示装置32では、インストラク
タが、選択し、増減した故障規模等を、この故障状態表
示信号８により表示したインストラクタに次操作のガイ
ダンスを与える。

ここで、シミュレータ計算機２においては、該当故障
事象を発生させるプログラムにその故障規模を指示し、
シミュレート演算した結果である故障をシミュレート信
号５として、模擬制御盤１へ出力する。このシミュレー
ト信号５は、故障要因として、模擬制御盤１の指示計や
ランプに表示される。

訓練対象者である運転員は、この表示を観測してプラ
ントが故障状態にあることを判断し、その故障に対する
対応操作を行う。対応操作による制御信号及び状態信号
４は、シミュレータ計算機２に入力され、シミュレータ
計算機２では、この信号をシミュレートし、シミュレー
ト信号５を模擬制御盤１へ出力する。

つぎに第２図に示される本発明のプラント制御シミュ
レータのブッロク図により動作を説明する。

故障状態を発生させ、その故障規模を順次大きくする
には、次のように行う。故障選択装置31は、故障選択押
釦311,故障規模増用押釦312および故障規模減用押釦313
からなり、この故障選択押釦311を押下し、かつ故障規
模増用押釦312を押下する。この時、CRT表示装置32に
は、該当の故障状態の故障規模がガイダンス表示される
ため、これを参照して、希望の規模になるまで押下続け
る。この時、シミュレータ計算機２では、入力した故障
選択信号６を記憶し、故障規模増信号71、及び故障規模
減信号72を用いて、故障規模を算出し、故障規模設定値
に整理して記憶しておき、これをもとに故障状態の規模
を演算してシミュレート信号５として出力する。

本実施例では、故障選択装置を押釦により構成し、機
械的、電気的に残留値をもたせないため、データをシミ
ュレータ計算機により設定することで、自由に故障状態
の故障規模を変更できる効果がある。

また、本発明では、ポテンショメータやアナログ入力
装置も不要であり、保守性にすぐれるという効果もあ
る。

さらに、本発明によれば、運転員が操作してきた履歴
を再現する際に、インストラクタが手動で行った故障規
模設定値による故障状態を再現して設定することが可能
となる効果を得ることができる。

他の実施例としては、故障状態のみではなく、プラン
トの状態を強制的に設定する場合（オルタレーション）
に対しても、使用可能であり、同様の効果を得ることが
できる。

〔発明の効果〕

本発明のプラント制御シミュレータによれば、故障規
模の設定を増減信号により制御し、設定装置として押下
時間で故障規模を増加させる押釦と減少させる押釦を用
い、各押釦には残留値を持たせず故障規模をシミュレー
タ計算機に記憶し、復元できるようにしたため、故障規
模を変更して行う訓練でも、従来のポテンショメータの
ように設定値を０に戻してから故障規模を再設定すると
いう操作を行い必要がなく、シミュレータ計算機に記憶
した故障規模を各押釦によりいきなり変更でき、またシ
ミュレータ計算機に記憶した故障規模を用いる場合は、
記憶した故障規模を初期値とした運転訓練シミュレーシ
ョンを実施することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す構成図，第２図は第
１図の制御ブロック図，第３図は従来の技術を示す構成
図である。 １……模擬制御盤,2……シミュレータ計算機,3……イン
ストラクタコンソール,4……制御信号及び状態信号,5…
…シミュレート信号,6……故障選択信号,7……故障規模
増減信号,31……故障選択装置,32……CRT表示装置

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】制御信号及び状態信号を入力してプラント
   の制御対象をシミュレートしそのシミュレート信号を出
   力するシミュレータ計算機と、前記制御信号及び状態信
   号を出力しかつ前記シミュレート信号を入力して表示す
   る模擬制御盤と、前記プラントの制御対象で生ずる故障
   の種類及び故障規模を模擬条件として前記シミュレータ
   計算機へ出力するインストラクタコンソールとからなる
   プラント制御シミュレータにおいて、前記シミュレータ
   計算機は前記故障規模を記憶するとともに、該故障規模
   の増減信号により演算した故障状態の表示信号及び故障
   状態のシミュレート信号を出力する演算手段を備え、前
   記インストラクタコンソールは該故障状態表示信号を入
   力して表示する表示手段と、前記増減信号を出力する出
   力手段として押下時間とともに故障規模を増加させる故
   障規模増用押釦及び押下時間とともに故障規模を減少さ
   せる故障規模減用押釦とを設け、かつ該両押釦には残留
   値をもたないことを特徴とするプラント制御シミュレー
   タ。