JP5014370B2 - Plant monitoring and control system - Google Patents
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Description
本発明は、各種プラントの監視制御システムに関するものであり、特にそれが備える操作支援機能に関するものである。 The present invention relates to a monitoring control system for various plants, and more particularly, to an operation support function provided therein.
近年、電力プラント等の各種プラントの監視制御システムにおいて、従来のハードウェア型の監視制御盤に代わり、ソフトウェア型の監視制御盤(ソフトウェア盤)の導入が進んでいる。ソフトウェア盤では、プラントにおける機器の制御や計測値の表示などを、従来のスイッチや表示計などの機械設備に代えて、グラフィカルユーザインタフェース(GUI)を用いて行う。それにより、監視制御システムを小型化できると共に、オペレータ(監視員)の操作負荷を軽減することができる。 2. Description of the Related Art In recent years, in a monitoring control system for various plants such as a power plant, a software type monitoring control panel (software panel) has been introduced instead of a conventional hardware type monitoring control panel. In the software board, control of equipment in the plant, display of measured values, and the like are performed using a graphical user interface (GUI) instead of mechanical equipment such as a conventional switch or indicator. Thereby, the monitoring control system can be reduced in size, and the operation load on the operator (monitorer) can be reduced.
一方、プラントの能力巨大化および多機能化に伴い、プラント監視制御システムに要求される機能は複雑化している。多くのプラント監視制御システムには、機能の複雑化によるオペレータの操作負荷を低減すべく、エキスパートシステムと呼ばれる操作支援システムが導入されている。 On the other hand, the functions required for the plant monitoring and control system are becoming more complicated as the capacity of the plant is increased and the functions are increased. In many plant monitoring and control systems, an operation support system called an expert system is introduced in order to reduce an operator's operation load due to complicated functions.
エキスパートシステムは、主にプラント事故の対処やプラント点検などの非日常業務を行うための操作を支援するものである。エキスパートシステムの機能の例としては、プラントにおける各種の計測値(プラント計測値)に基づく事故種別の判定機能や、事故種別ごとに規定された操作マニュアルの閲覧機能、操作履歴に基づく操作ガイダンス機能(操作支援機能)などがある(例えば特許文献1)。 The expert system mainly supports operations for performing non-daily tasks such as dealing with plant accidents and plant inspections. Examples of expert system functions include an accident type determination function based on various measured values (plant measured values) in the plant, an operation manual browsing function defined for each accident type, and an operation guidance function based on an operation history ( Operation support function) (for example, Patent Document 1).
例えばプラント事故発生時には、エキスパートシステムによる事故種別の判定結果に基づいて、プラント監視制御システムが自動操作を行ったり、オペレータがエキスパートシステムから提供される操作マニュアルを閲覧して手動操作を行う。またオペレータによる手動操作の際、エキスパートシステムが操作ガイダンスを行うことにより、オペレータは適切な操作を確実に行うことができる。 For example, when a plant accident occurs, the plant monitoring control system performs an automatic operation based on the accident type determination result by the expert system, or the operator browses an operation manual provided from the expert system and performs a manual operation. Further, when the operator performs manual operation, the expert system provides operation guidance, so that the operator can surely perform an appropriate operation.
このようなエキスパートシステムを搭載するプラント監視制御システムによれば、プラント事故発生時などの非日常業務の際に、オペレータが必要な操作マニュアルを書庫から探し出す労力や、そのページを捲りながら操作を実施するという手間を省くことができ、緊急的な操作や実行タイミングが重要となる操作を伴う場合に特に有効となる。 According to the plant monitoring and control system equipped with such an expert system, in the case of extraordinary work such as when a plant accident occurs, the operator can search for the necessary operation manual from the library and perform operations while turning the pages. This is particularly effective when an urgent operation or an operation whose execution timing is important is involved.
従来、エキスパートシステムでは、「IF[条件]THEN[動作]」形式の条件文(IF−THENステートメント)のデータにより構成されるプログラムに基づいて動作する操作支援装置が採用されていた。つまり従来の操作支援装置は、プラントの状態や操作履歴がIF文で定める条件を満たしたときに、THEN文で定めた動作(例えばオペレータへの操作指示や自動操作)を行うように構成されていた。 Conventionally, an expert system employs an operation support device that operates based on a program composed of conditional statement data (IF-THEN statement) in the form of “IF [condition] THEN [operation]”. In other words, the conventional operation support apparatus is configured to perform an operation (for example, an operation instruction or automatic operation to an operator) defined by the THEN statement when the plant state or operation history satisfies the conditions defined by the IF statement. It was.
しかし、プラントの多機能化およびプラント監視制御システムの機能は複雑化が進むと、以下のような場合に、IF−THENステートメントのデータのみで構成するのは困難になる。 However, as the functions of the plant and the functions of the plant supervisory control system become more complex, it becomes difficult to configure only the data of the IF-THEN statement in the following cases.
まず、操作手順が明確でない場合である。例えば、操作の順番が任意である二つの操作A,Bが実施されるという条件をIF文に記述する場合、操作A,Bの順に行われたケースだけでなく、操作B,Aの順に行われたケース、さらに操作Aと操作Bとが並行して行われたケースの3つ条件文を用意しなければならない。順番が任意な操作の数が増加すると、必要となる条件文の数は階乗のオーダーで増加するため、データ管理や条件式の検索が困難になる。その結果、エキスパートシステムが正しい操作ガイダンスを提供することが困難になる。 First, the operation procedure is not clear. For example, when a condition that two operations A and B having an arbitrary operation order are executed is described in the IF statement, not only the case where the operations A and B are performed in the order, but also the operations B and A are performed in the order. Three conditional statements must be prepared: the case where the operation A and the operation B are performed in parallel. If the number of operations in any order increases, the number of necessary conditional statements increases in the factorial order, making it difficult to manage data and search for conditional expressions. As a result, it becomes difficult for the expert system to provide correct operation guidance.
次に考えられるのは、複数の操作が、エキスパートシステムの想定外の手順で行われた場合である。例えば、IF文の条件成立に先んじて、オペレータがTHEN文に規定された操作を開始させたケースや、IF文の条件成立に応じてTHEN文に対応する操作(対応操作)を行っている途中で、オペレータが別の操作を行ったケースなどである。前者のケースでは、IF文の条件が成立したときに、既に実施済みの操作が改めてガイダンスされる可能性がある。後者のケースにおいては、途中で放置された対応操作を再開させるためのガイダンスをさらに用意する必要が生じ、それを実現するためにエキスパートシステムが非常に複雑化する。その結果、データ管理が益々困難になり、エキスパートシステムが正しい操作ガイダンスを提供することが困難になる。 The next possible case is when a plurality of operations are performed in an unexpected procedure of the expert system. For example, a case where the operator starts an operation specified in the THEN statement prior to the satisfaction of the IF statement condition, or an operation corresponding to the THEN statement (corresponding operation) according to the satisfaction of the IF statement condition. In this case, the operator performs another operation. In the former case, when the condition of the IF statement is satisfied, there is a possibility that the already performed operation is guided again. In the latter case, it is necessary to prepare further guidance for resuming the handling operation left on the way, and the expert system becomes very complicated to realize it. As a result, data management becomes increasingly difficult and it becomes difficult for the expert system to provide correct operation guidance.
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、複雑な操作手順を含む場合や、オペレータにより操作順序が変更されることがある場合でも、適切な操作ガイダンスが可能なプラント監視制御システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. A plant capable of providing appropriate operation guidance even when a complicated operation procedure is included or the operation sequence may be changed by an operator. An object is to provide a supervisory control system.
本発明に係るプラント監視制御システムは、プラントにおける各種の計測値データが蓄積される計測値データベースと、当該プラント監視制御システムの操作履歴データが蓄積される操作履歴データベースと、1以上の操作ステップにより規定される個別操作の操作手順を示す個別操作データが蓄積された個別操作データベースと、前記計測値データおよび前記操作履歴データに基づいて得られる過去の操作手順と、前記個別操作データの各々に対応する個別操作との一致部分の長さに応じた類似度を採点する操作手順スコアリング部と、前記類似度を根拠に現在実施中の個別操作を推定し、その推定結果に基づき次に行うべき推奨操作を選定する推奨操作選定部と、選定された前記推奨操作をオペレータに提示可能なユーザインターフェイス部とを備え、前記個別操作データは、個別操作の各操作ステップの内容を表す操作内容識別子と、1以上の階層構造を有し、各操作ステップが実施される順序を示す順序識別子と、各操作ステップから次の操作ステップに移行する条件を示す条件識別子と、の組み合わせを含み、前記条件識別子は、所定の複数の操作ステップの全てが実施完了したときに次の操作ステップに移行する条件を示す「AND」識別子と、所定の複数の操作ステップのいずれかが実施完了したときに次の操作ステップに移行する条件を示す「OR」識別子とを含み、前記操作手順スコアリング部は、同一の「AND」識別子が関連付けされた複数の操作ステップの実施される順番は前記類似度の採点に考慮せず、同一の「OR」識別子が関連付けされた複数の操作ステップの実施される個数は前記類似度の採点に考慮しないものである。 The plant monitoring control system according to the present invention includes a measurement value database in which various measurement value data in a plant is accumulated, an operation history database in which operation history data of the plant monitoring control system is accumulated, and one or more operation steps. Corresponding to each of the individual operation database storing the individual operation data indicating the operation procedure of the specified individual operation, the past operation procedure obtained based on the measurement value data and the operation history data, and the individual operation data The operation procedure scoring unit that scores the degree of similarity according to the length of the matching part with the individual operation to be performed, the individual operation currently being performed is estimated based on the similarity, and the next operation should be performed based on the estimation result A recommended operation selection unit for selecting recommended operations and a user interface capable of presenting the selected recommended operations to the operator. And a part, the individual operation data, and operation contents identifier representing the content of each operation step of the individual operations, having one or more hierarchical structure, and sequence identifier indicating the order in which each operation step is performed, the Including a combination of a condition identifier indicating a condition for shifting from the operation step to the next operation step, and the condition identifier indicates a condition for shifting to the next operation step when all of the predetermined operation steps are completed. And an “OR” identifier indicating a condition for shifting to the next operation step when any of the predetermined plurality of operation steps is completed, and the operation procedure scoring unit includes the same The order in which the plurality of operation steps associated with the “AND” identifier are performed is not considered in the scoring of the similarity, and the plurality of operations associated with the same “OR” identifier is performed. Which is carried the number of steps is not considered to scoring the similarity.
本発明に係るプラント監視制御システムでは、適切な推奨操作の選定のために必要な個別操作モデルの総数は、操作マニュアル等で規定された個別操作の数に相当する。この関係は、想定される操作手順の複雑さに左右されない。IF−THENステートメントにより構成される従来の操作支援システムでは、想定される操作手順が複雑になるに従いIF文で規定する条件数が膨大になるため正しい操作ガイダンス(適切な推奨操作の選定)が困難になるが、本発明によればその問題を伴わない。 In the plant monitoring and control system according to the present invention, the total number of individual operation models necessary for selecting an appropriate recommended operation corresponds to the number of individual operations specified in an operation manual or the like. This relationship does not depend on the assumed complexity of the operating procedure. In the conventional operation support system configured by the IF-THEN statement, the number of conditions specified by the IF statement becomes enormous as the assumed operation procedure becomes complicated, making it difficult to provide correct operation guidance (selecting an appropriate recommended operation). However, according to the present invention, this problem is not involved.
<実施の形態1>
図1は、本発明の実施の形態1に係る監視制御システムのブロック図である。当該監視制御システムは、プラント機器170を監視・制御の対象としており、推奨操作選定装置110、中央制御装置120、プラント計測値収集装置130、入出力制御装置140、プラント計測値データベース150、操作履歴データベース160、入出力装置180を備えている。
<
FIG. 1 is a block diagram of a monitoring control system according to
中央制御装置120は、オペレータによる操作や自動制御による操作に基づいて、プラント機器170の動作監視および動作制御を行う。プラント計測値収集装置130は、プラント機器170に付帯の計測器から各種の計測値データ(プラントデータ)を収集し、それをプラント計測値データベース150に格納する。
The
入出力装置180はユーザインターフェイスであり、入出力制御装置140により制御される。入出力制御装置140は、中央制御装置120から出力されるプラント機器170の監視データを入出力装置180を介してオペレータに提供したり、オペレータが入出力装置180に入力した操作命令に応じた操作信号を中央制御装置に120に送信する。さらに入出力装置180は、上記操作信号から操作種別等を表す所定のデータを取り出し、それを操作履歴データとして操作履歴データベース160に格納する動作も行う。
The input /
推奨操作選定装置110は、プラント計測値データベース150に格納されたプラントデータと、操作履歴データベース160に格納された操作履歴データとに基づいて、現在実施されている操作の種別を判別すると共に、次に行うことが推奨される操作(推奨操作)を選定するものである。推奨操作選定装置110は、個別操作データベース111、操作手順スコアリング部112、推奨操作選定部113および操作選定結果データベース114から構成される。
The recommended
個別操作データベース111は、1以上の操作ステップにより規定される一連の操作(「個別操作」と称する)の操作手順データ(個別操作データ)が複数登録されたデータベースである。操作手順スコアリング部112は、個別操作データベース111に登録された複数の個別操作データのそれぞれについて、現在実施されている一連の操作との類似度を採点するものである。この類似度の採点は、プラント計測値データベース150に格納された過去のプラントデータ、および操作履歴データベース160に格納された操作履歴データを用いたパターンマッチング手法により行われる。
The
推奨操作選定部113は、操作手順スコアリング部112よる類似度の採点結果に基づいて、推奨操作を選定するものである。操作選定結果データベース114は、操作手順スコアリング部112による各個別操作データごとの類似度の採点結果、および推奨操作選定部113による個別操作の種別および推奨操作の選定結果の情報を格納するデータベースである。
The recommended
図2は、個別操作データベース111に登録される個別操作の一例を示す図である。ここでは個別操作の操作手順を表すものとして、操作マニュアル等に記載されているフローチャート形式の手順図を例示する。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of individual operations registered in the
この個別操作は、以下のステップS1〜S9から成っている。ステップS1は、機器Aにおいて計測値が所定の値に達したことを示すフラグが立ったことを示している。ステップS2は、機器Bにおいて計測値が所定の値に達したことを示すフラグが立ったことを示している。ステップS3は、機器Cの計測値を確認することである。このステップS3は、計測値Aのフラグと計測値Bのフラグの双方が立ったという条件(AND条件)を満たした後に、実施されるものである。 This individual operation includes the following steps S1 to S9. Step S1 indicates that a flag indicating that the measured value has reached a predetermined value in the device A is set. Step S2 indicates that a flag indicating that the measured value has reached a predetermined value in the device B is set. Step S3 is to confirm the measurement value of the device C. This step S3 is performed after satisfying the condition (AND condition) that both the flag of the measurement value A and the flag of the measurement value B are set.
ステップS4は機器Dの操作を実施することであり、ステップS5は機器Dの計測値を確認することである。またステップS6は機器Eの操作を実施することであり、ステップS7は機器Eの第1の計測値を確認すること(確認1)、ステップS8は機器Eの第2の計測値を確認すること(確認2)である。ステップS4,S6は、それぞれステップS3の完了後に実施されるものであるが、両者の実施順は任意でよい(同時を含む)。またステップS5はステップS4の完了後に実施されるものであり、ステップS7,S8はステップS6の完了後に実施されるものであるが、ステップS5,S7,S8の実施順は任意でよい。つまり、機器Dに関係するステップS4,S5と、機器Eに関係するステップS6〜S8との実施順は任意でよい。 Step S4 is to operate the device D, and step S5 is to check the measured value of the device D. Step S6 is to perform operation of the device E, step S7 is to confirm the first measurement value of the device E (confirmation 1), and step S8 is to confirm the second measurement value of the device E. (Confirmation 2). Steps S4 and S6 are each performed after completion of step S3, but the order of implementation of both is arbitrary (including simultaneous). Step S5 is performed after step S4 is completed, and steps S7 and S8 are performed after step S6 is completed. However, the order in which steps S5, S7, and S8 are performed may be arbitrary. That is, the execution order of steps S4 and S5 related to the device D and steps S6 to S8 related to the device E may be arbitrary.
ステップS9は、機器Fの操作を実施することである。ステップS9は、ステップS5の実施と、ステップS7,S8の少なくとも片方(OR条件)の実施とが、両方とも完了したこと(AND条件)を条件として、実施されるものである。 Step S9 is to perform the operation of the device F. Step S9 is performed on condition that step S5 and at least one of steps S7 and S8 (OR condition) are both completed (AND condition).
このように個別操作内容は、各ステップの順序を表す情報と、個々のステップの内容を表す情報と、次のステップへ移るための条件の情報とから構成することができる。なお、図2では個別操作をフローチャート形式で図示したが、例えば操作マニュアルに記述された文章など、その他の形式で表現されている場合も同様に考えることができる。 Thus, the individual operation content can be composed of information indicating the order of each step, information indicating the content of each step, and information on conditions for moving to the next step. In FIG. 2, the individual operations are illustrated in a flowchart format. However, the case where the individual operations are expressed in other formats such as sentences described in the operation manual can be considered in the same manner.
図3は、個別操作データベース111に格納される個別操作データの内容例を示す図であり、図2の個別操作に対応するものを示している。図3に示すように、個別操作データベース111には、個別操作の各ステップの具体的な内容を表す操作内容識別子D1と、その各々に関連付けされた順序識別子D2,D4および条件識別子D3,D5が格納される。
FIG. 3 is a diagram showing an example of the contents of the individual operation data stored in the
順序識別子D2,D4は、各ステップが実施される順序を示すものである。本実施の形態の順序識別子は、上位順序識別子D2と下位順序識別子D4とから成る2階層のデータ構造を有するものとする。条件識別子D3,D5は、対応する複数のステップから次の1以上のステップへと移行するための条件を表すものである。条件識別子D3は、上位順序識別子D2に付随するものであり、条件識別子D5は下位順序識別子D4に付随するものである。 The order identifiers D2 and D4 indicate the order in which each step is performed. The order identifier of the present embodiment is assumed to have a two-layer data structure composed of a higher order identifier D2 and a lower order identifier D4. The condition identifiers D3 and D5 represent conditions for shifting from the corresponding plurality of steps to the next one or more steps. The condition identifier D3 is associated with the higher order identifier D2, and the condition identifier D5 is associated with the lower order identifier D4.
図2に示した個別操作は、上記の識別子D1〜D5を用いた以下のような個別操作データとして、個別操作データベース111に格納される。図3の如く、操作内容識別子D1[S1]〜D1[S9]には、それぞれステップS1〜S9における操作内容の情報が格納される。
The individual operations shown in FIG. 2 are stored in the
上位順序識別子D2[S1]〜D2[S9]には、ステップS1〜S9の実施順の情報が格納される。最初に実施されるステップS1,S2は、互いに実施順が任意であるので、それらに対応する上位順序識別子D2[S1],D1[S2]には共に同一の順序情報「1」が格納される。ここで、ステップS1,S2から次のステップS3に移行するための条件は、ステップS1,S2の両方の実施が完了することである。そのため上位順序識別子D2[S1],D2[S2]に跨って関連付けされた条件識別子D3[S1−S2]には「AND」の情報が格納される。 In the higher order identifiers D2 [S1] to D2 [S9], information on the execution order of steps S1 to S9 is stored. Since the execution order of steps S1 and S2 performed first is arbitrary, the same order information “1” is stored in the upper order identifiers D2 [S1] and D1 [S2] corresponding to them. . Here, the condition for moving from step S1, S2 to the next step S3 is that the implementation of both steps S1, S2 is completed. Therefore, “AND” information is stored in the condition identifier D3 [S1-S2] associated across the higher order identifiers D2 [S1] and D2 [S2].
ステップS1,S2の次に実施されるステップS3に対応する上位順序識別子D2[S3]には、順序情報「2」が格納される。またステップS3の次にはステップS4〜S8が実施されるが、機器Dに関係するステップS4,S5と、機器Eに関係するステップS6〜S8との実施順は任意であるので、ステップS4,S5に跨って関連付けされた上位順序識別子D2[S4−S5]と、ステップS6〜S8に跨って関連付けされた上位順序識別子D2[S6−S8]には、共に同一の順序情報「3」が格納される。 Order information “2” is stored in the higher order identifier D2 [S3] corresponding to step S3 performed after steps S1 and S2. Steps S4 to S8 are performed after step S3. However, since the order of execution of steps S4 and S5 related to the device D and steps S6 to S8 related to the device E is arbitrary, step S4 and step S4 are performed. The same order information “3” is stored in both the upper order identifier D2 [S4-S5] associated across S5 and the upper order identifier D2 [S6-S8] associated across steps S6 to S8. Is done.
但し、ステップS5はステップS4の後に実施されるものであるので、ステップS4には順序情報「1」が格納された下位順序識別子D4[S4]が関連付けされ、ステップS5には順序情報「2」が格納された下位順序識別子D4[S5]が関連付けされる。 However, since step S5 is performed after step S4, step S4 is associated with the lower order identifier D4 [S4] in which the order information “1” is stored, and step S5 is associated with the order information “2”. Is associated with the lower order identifier D4 [S5].
また、ステップS7,S8はステップS6の後に実施され、且つ、ステップS7,S8の実施順は任意である。よって、ステップS6には順序情報「1」が格納された下位順序識別子D4[S6]が関連付けされ、ステップS7,S8には共に順序情報「2」が格納された下位順序識別子D4[S7],D4[S8]がそれぞれ関連付けされる。 Steps S7 and S8 are performed after step S6, and the order of steps S7 and S8 is arbitrary. Accordingly, the lower order identifier D4 [S6] in which the order information “1” is stored is associated with step S6, and the lower order identifier D4 [S7], in which the order information “2” is stored in both steps S7 and S8. D4 [S8] is associated with each other.
ここで、ステップS4〜S8から最後のステップS9に移行するための条件は、ステップS5の実施と、ステップS7,S8の少なくとも片方の実施とが、両方とも完了することである。そのため下位順序識別子D4[S7],D4[8]に跨って関連付けされた条件識別子D5[S7−S8]には「OR」の情報が格納され、さらに上位順序識別子D2[S4−S5],D2[S6−S8]に跨って関連付けされた条件識別子D5[S4−S8]には「AND」の情報が格納される。またステップS9に対応する上位順序識別子D2[S9]には、順序情報「4」が格納される。 Here, the condition for shifting from steps S4 to S8 to the last step S9 is that the execution of step S5 and the execution of at least one of steps S7 and S8 are both completed. Therefore, “OR” information is stored in the condition identifier D5 [S7-S8] associated across the lower order identifiers D4 [S7], D4 [8], and the higher order identifiers D2 [S4-S5], D2 are further stored. Information of “AND” is stored in the condition identifier D5 [S4-S8] associated across [S6-S8]. Further, the order information “4” is stored in the upper order identifier D2 [S9] corresponding to step S9.
操作手順スコアリング部112は、プラント計測値データベース150に格納されているプラントデータと操作履歴データベース160に格納されている操作履歴データとを時系列情報と共に読み出し、それらのデータを用いたパターンマッチング手法により、現在実施されている一連の操作と、個別操作データベース111に格納された各個別操作データとの類似度を採点する。
The operation
このパターンマッチングの採点では、一定の期間(ステップ)遡った最近のプラントデータおよび操作履歴データ(以下「時系列データ」)と、各個別操作データとを比較して、実際に行われた操作の順番と個別操作データから得られる個別操作における操作手順との一致部分を探し出し、その一致部分の長さに応じて各個別操作データを得点付けする。個別操作データベース111に登録されている個別操作の操作手順は、操作内容識別子D1の内容およびそれに対応付けされた順序識別子D2,D3から判断される。
In this pattern matching scoring, recent plant data and operation history data (hereinafter referred to as “time-series data”) retroactive to a certain period (step) are compared with each individual operation data to determine the actual operation performed. A matching portion between the order and the operation procedure in the individual operation obtained from the individual operation data is searched, and each individual operation data is scored according to the length of the matching portion. The operation procedure of the individual operation registered in the
その採点の際、同一の「AND」の条件識別子D3,D5が関連付けされた操作内容識別子D1(例えば図2の操作内容識別子D1[S1]とD1[S2])のグループ内では、操作内容識別子D1の順番は採点に考慮されない(順番は任意である)。また同一の「OR」の条件識別子D3,D5が関連付けされた操作内容識別子D1(例えば図2の操作内容識別子D1[S7]とD1[S8])のグループ内では、実際の操作と一致した操作内容識別子D1の個数は採点に考慮されない(少なくとも1つが一致すればよい)。 In the group of operation content identifiers D1 (for example, operation content identifiers D1 [S1] and D1 [S2] in FIG. 2) associated with the same “AND” condition identifiers D3 and D5 at the time of scoring, The order of D1 is not considered for scoring (the order is arbitrary). In the group of operation content identifiers D1 (for example, operation content identifiers D1 [S7] and D1 [S8] in FIG. 2) associated with the same “OR” condition identifiers D3 and D5, an operation that matches the actual operation is performed. The number of content identifiers D1 is not taken into account for scoring (at least one should match).
推奨操作選定部113は、操作手順スコアリング部112が採点した各個別操作データの類似度に基づき、現在実施されている個別操作がどれであるかを推定し、さらにその個別操作において実施済みの操作(ステップ)と未実施の操作をと区分けすることにより、現在実施中の操作を判定する。そしてその結果に基づいて、次に行うことが推奨される操作(推奨操作)を選定する。なお、類似度の高い個別操作が複数個見つかった場合、推奨操作選定部113は、次に行うことが推奨される操作として、類似度が高い順に順位付けした複数の候補を選定する。操作手順スコアリング部112が算出した各個別操作データの類似度と、推奨操作選定部113による選定結果は、操作選定結果データベース114に格納される。
The recommended
推奨操作選定部113が推定した現在の個別操作の情報や、選定された推奨操作の情報は、操作選定結果データベース114に蓄積され、非日常業務(例えばプラント事故の対処やプラント点検)を行うときなど必要な場合、あるいはオペレータからの要求があった場合に、入出力制御装置140に送られる。入出力制御装置140は、入出力装置180を制御して、それらの情報に基づく操作ガイダンスをオペレータに提示することができる(オペレータへの情報提示手法の具体例は後述する)。
Information on the current individual operation estimated by the recommended
なお、本実施の形態においては、操作内容識別子D1の順序を特定するための順序識別子として、上位順序識別子D2と下位順序識別子D4の2階層を用いる例を示したが、その階層数は任意でよい。図2に示した個別操作は、2階層を用いて特定可能であったが、必要な順序識別子の階層数は個別操作の内容に応じて異なる。 In the present embodiment, an example is shown in which two layers of the higher order identifier D2 and the lower order identifier D4 are used as the order identifier for specifying the order of the operation content identifier D1, but the number of layers is arbitrary. Good. The individual operation shown in FIG. 2 can be specified using two layers, but the number of layers of necessary order identifiers differs depending on the content of the individual operation.
本実施の形態に係る監視制御システムにおいては、IF−THENステートメントではなく、過去のプラントデータおよび操作履歴に基づくパターンマッチング手法を用いて、現在実施中の個別操作およびその次に行うべき推奨操作が推定される。この手法によれば、必要な個別操作のモデルの総数は、操作マニュアル等で規定された対応操作の数に相当する。この関係は、想定される操作手順の複雑さに左右されない。このため、複雑な操作手順を含む場合や、オペレータにより操作順序が変更されることがある場合でも、適切なガイダンスが可能な操作支援システムを実現できる。 In the supervisory control system according to the present embodiment, using the pattern matching method based on past plant data and operation history instead of the IF-THEN statement, the individual operation currently being performed and the recommended operation to be performed next are performed. Presumed. According to this method, the total number of necessary individual operation models corresponds to the number of corresponding operations defined in the operation manual or the like. This relationship does not depend on the assumed complexity of the operating procedure. For this reason, even when a complicated operation procedure is included or the operation order may be changed by the operator, an operation support system capable of appropriate guidance can be realized.
<実施の形態2>
プラント事故時の復旧作業など非日常業務のプラント操作において、非常に多くの操作ステップからなる運転を長時間に渡って実施する場合がある。例えば実施の形態1の監視制御システムにおいて、非常に多くの操作ステップから成る運転を一つの個別操作として扱い、その個別操作データを個別操作データベース111に登録しようとすると、個別操作データの内容が非常に複雑になり、また取り扱うデータ量が多くなるので、個別操作データの作成および管理が困難になる。
<
In the operation of a plant for extraordinary work such as recovery work in the event of a plant accident, there are cases where operation consisting of a large number of operation steps is performed for a long time. For example, in the monitoring control system according to the first embodiment, when an operation consisting of a large number of operation steps is treated as one individual operation and the individual operation data is to be registered in the
膨大な操作ステップ数を有する運転を規定する場合、それを比較的少数の操作ステップで構成されたサブシーケンスごとに分割して管理することが一般的に行われている。実施の形態2では、そのようなサブシーケンスを用いた管理手法を、本発明に係る監視制御システムに適用した例を示す。 When an operation having an enormous number of operation steps is defined, it is generally performed by dividing the operation into subsequences each composed of a relatively small number of operation steps. The second embodiment shows an example in which the management method using such a subsequence is applied to the monitoring control system according to the present invention.
図4は、実施の形態2に係る監視制御システムのブロック図である。この監視制御システムは、1以上の個別操作の組み合わせにより構成されるマクロ操作を管理することが可能であり、各個別操作はマクロ操作のサブシーケンスとして取り扱われる。 FIG. 4 is a block diagram of the monitoring control system according to the second embodiment. This supervisory control system can manage macro operations composed of combinations of one or more individual operations, and each individual operation is handled as a sub-sequence of macro operations.
図4の如く、本実施の形態の監視制御システムは、実施の形態1と同様の推奨操作選定装置110、中央制御装置120、プラント計測値収集装置130、入出力制御装置140、プラント計測値データベース150、操作履歴データベース160、入出力装置180に加え、現在実施されているマクロ操作およびその進行状況を判定するマクロ操作管理装置190を備えている。
As shown in FIG. 4, the supervisory control system of the present embodiment has the same recommended
推奨操作選定装置110の構成は実施の形態1と同様である。但し、個別操作データベース111に登録される個別操作は、マクロ操作を構成する各サブシーケンスに相当する。マクロ操作管理装置190は、マクロ操作の各サブシーケンスにおける操作手順データを、個別操作データとして個別操作データベース111に登録する機能を有している。またマクロ操作管理装置190は、以下のマクロ操作データベース191、個別操作状況判定部192、マクロ操作状況判定部193およびマクロ操作判定結果データベース194を備えている。
The configuration of the recommended
マクロ操作データベース191は、各マクロ操作における個別操作(サブシーケンス)の実行手順データ(マクロ操作データ)が格納されたデータベースである。マクロ操作の実施は、複数の個別操作が所定の条件に応じて順次実施されることによって行われるので、マクロ操作と個別操作との関係は、実施の形態1における個別操作と操作ステップとの関係と同様である。そのため個別操作状況判定部192に格納するマクロ操作データは、各個別操作の内容を表す識別子と、その順序を表す識別子、および次の個別操作に移行する条件を表す識別子という3種類の識別子で構成することができる(マクロ操作の内容によっては、順序を表す識別子と次の個別操作に移行する条件を表す識別子に、2以上の階層を持たせてもよい)。
The
個別操作状況判定部192は、各個別操作に対して、それが未実施、実施中、実施済のいずれの状況であるかを示す実施状況データを付加する。各個別操作の実施状況は、推奨操作選定装置110の推奨操作選定部113による判定結果およびその履歴(操作選定結果データベース114に蓄積されているデータ)に基づいて判定される。
The individual operation
マクロ操作状況判定部193は、個別操作の実施状況データ(未実施/実施中/実施済)に基づいて、現在実施されているマクロ操作の種別とその進行度を判定する。個別操作状況判定部192およびマクロ操作状況判定部193が得た判定結果は、マクロ操作判定結果データベース194に蓄積される。
The macro operation
図5は、マクロ操作管理装置190のマクロ操作データベース191に登録されるマクロ操作の例を示す図であり、マクロ操作の一例として、個別操作P1〜P6が順番に実施されるものとして定義されたマクロ操作M1が示されている。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of macro operations registered in the
図5の如く、マクロ操作M1の個別操作P1,P2…は、推奨操作選定装置110の個別操作データベース111に登録された個別操作P1,P2…に対応している。但し、この例においては、マクロ操作M1の個別操作P3は、個別操作データベース111に登録された個別操作P3a〜P3cの何れか一つが実施されることで完了するものとして規定されている。
As shown in FIG. 5, the individual operations P1, P2,... Of the macro operation M1 correspond to the individual operations P1, P2,. However, in this example, the individual operation P3 of the macro operation M1 is defined as being completed when any one of the individual operations P3a to P3c registered in the
なお、ここでは説明の簡単のため、単純に個別操作P1〜P6が順番に実施されるマクロ操作M1を示したが、例えば、条件に応じて実施する個別操作の実施順が一部入れ替わったり、複数の個別操作が同時に進行されるなど、実施の順番が変化するものであってもよい。 Here, for the sake of simplicity of explanation, the macro operation M1 in which the individual operations P1 to P6 are simply performed in order is shown. However, for example, the execution order of the individual operations to be performed depending on conditions may be partially changed, The order of execution may be changed, for example, a plurality of individual operations may be performed simultaneously.
個別操作状況判定手段192は、推奨操作選定装置110の推奨操作選定部113が判定結果に基づいて、個別操作データベース111に格納された個別操作データに対し、その実施が完了したときは「実施済」、複数のステップが実施されている場合は「実施中」、1つのステップのみが実施あるいは全ステップが未実施であれば「未実施」の実施状況データを付加する。
The individual operation status determination means 192 is set to “Performed” when the recommended
なお、図5の例においては、斜線が付された個別操作P1,P2は実施済であり、太枠の個別操作P3aは実施中、個別操作P3b,P3cと個別操作P4以降は未実施である状態を示している。 In the example of FIG. 5, the individual operations P1 and P2 with hatching have been performed, the individual operation P3a with a thick frame is being performed, and the individual operations P3b and P3c and the individual operations P4 and thereafter are not performed. Indicates the state.
マクロ操作状況判定部193では、各個別操作データに付加された実施状況データに基づいて、マクロ操作データベース191に格納されたマクロ操作データのそれぞれに対し、実施済ないし実施中のある部分を探し、その部分が長いほど現在行っている一連の操作との類似度の高いマクロ操作とみなし、それが現在実施されているマクロ操作として確からしいと判定する。また、各個別操作に付加された実施状況データに基づいて、マクロ操作の進行度も判定することができる。
The macro operation
個別操作状況判定部192およびマクロ操作状況判定部193で判定された現在のマクロ操作およびその進行度の情報は、マクロマクロ操作判定結果データベース194に蓄積される。そしてオペレータからの要求や必要に応じて、推奨操作選定部113が推定した現在の個別操作の情報や、選定された推奨操作の情報と共に、入出力制御装置140に送られる。入出力制御装置140は、入出力装置180を制御して、それらの情報に基づく操作ガイダンス、およびマクロ操作の進行度の情報をオペレータに提示することができる。
Information on the current macro operation and its progress determined by the individual operation
<実施の形態3>
本実施の形態では、本発明に係る監視制御システムにおける好ましい入出力装置180の態様の一例を示す。
<
In the present embodiment, an example of a preferable aspect of the input /
図6は、本発明に係る監視制御システムの入出力装置180が備えるユーザインターフェイスの一例を示しており、操作パネル40に表示されたGUI(グラフィカルユーザインタフェース)の構成を示している。本実施の形態に係る表示パネル40は、通常のプラント監視制御画面と共に、本発明に係る監視制御システムによる各種の判定結果や操作ガイダンス等を表示する機能を備える。
FIG. 6 shows an example of a user interface provided in the input /
図6では、通常のプラント監視制御画面の例として、画面タイトルや画面IDを表示する画面タイトル表示部41、プラント計測値の表示やソフトウェア制御スイッチの表示を行う監視制御画面表示部43、表示画面の変更や画面設定などの操作などを行うための選択ボタン441が配設されるメニュー表示部44を備える構成を示している。
In FIG. 6, as an example of a normal plant monitoring control screen, a screen
これらの各表示部は必ずしも互いに独立して表示される必要はなく、組み合わせて表示させたり(例えば画面タイトル表示部41内に選択ボタン441を配置することで、画面タイトル表示部41とメニュー表示部44を共通化する)、ある表示部を他の表示部の内部を更に分割して配設してもよい(例えば監視制御画面表示部43の内部に、メニュー表示部44を配置する)。
These display units do not necessarily have to be displayed independently of each other, and can be displayed in combination (for example, by arranging a
本実施の形態の表示パネル40は、上記したような通常の制御画面上の一部に、監視制御システムによる各種の判定結果や操作ガイダンス等を表示するための操作状況表示部42を表示することができる。
The
操作状況表示部42には、操作選定結果データベース114に格納された情報(つまり推奨操作選定部113による判定結果)に基づいて、個別操作データベース111に登録された個別操作が、現在実施されているとの推定尤度が高いものから順に1以上表示される。個別操作の表示方法は任意でよいが、例えばフローチャート方式での表示が考えられる。
In the operation
推定尤度が高い個別操作の候補が複数個ある場合には、それらを切り換えて表示できることが好ましい。図6ではその切り換えの手法として、表示シンボルである選択タブ421の操作による切り替えが挙げられる。この他にも、プルダウンメニューを用いた手法や、画面上に全ての推定尤度が高い個別操作の名称(ID等)を一覧表示してもよい。
When there are a plurality of individual operation candidates having a high estimated likelihood, it is preferable that these can be switched and displayed. In FIG. 6, as a switching method, switching by an operation of a
また推定された個別操作の表示の際には、その進行状況(各ステップの実施状態)が識別可能なように各ステップごとに分類表示される。図6では進行状況の表示例も示されており、操作状況表示部42に表示されたフローチャートにおいて、斜線が施されたステップS1〜S3,S6は実施済み、太枠のステップS4,S7が実施中、それ以外のステップS5,S8,S9は未実施であるという情報を表示している。オペレータはこの進行状況の表示から、次に行うことが推奨される操作を判断することができる。なお、進行状況の表示手法としては、この他にも、各ステップの表示色や文字フォーマットを変えるなどの手法が考えられる。
Further, when the estimated individual operations are displayed, the progress status (implementation state of each step) is classified and displayed for each step so that it can be identified. FIG. 6 also shows a display example of the progress status. In the flowchart displayed on the operation
さらに、操作状況表示部42の表示には、オペレータが推奨操作の実施を指示するための入力手段としての機能を持たせてもよい。例えば、個別操作のフローチャートにおける推奨操作に対応するステップの表示シンボルを、当該監視制御システムにその推奨操作を実施させるためのインターフェイスとして機能させるとよい。それによりオペレータは推奨操作の実施を容易に行うことできる。
Furthermore, the display of the operation
以上の説明では、操作状況表示部42に個別操作データベース111に登録された個別操作のフローを表示する例を示したが、もちろん実施の形態2においては、マクロ操作判定結果データベース194に格納された情報(つまりマクロ操作状況判定部193による判定結果)に基づいて、マクロ操作データベース191に登録されたマクロ操作が、現在実施されているとの推定尤度が高いものから順に1以上表示されるように構成してもよい。
In the above description, the example of displaying the flow of the individual operation registered in the
この場合も、個別操作の表示方法は任意でよいが、例えばフローチャート方式での表示が考えられる。また推定尤度が高いマクロ操作の候補が複数個ある場合には、それらを切り換えて表示できることが好ましく、マクロ操作の表示と共に、その進行状況も示されることが好ましい。 Also in this case, the display method of the individual operation may be arbitrary, but for example, display in a flowchart method is conceivable. In addition, when there are a plurality of macro operation candidates having a high estimated likelihood, it is preferable that they can be switched and displayed, and it is preferable that the progress status is also displayed together with the display of the macro operation.
このように表示パネル40上に、現在実施中の個別操作および推奨操作、あるいは現在実施中のマクロ操作が図示されることにより、オペレータが操作マニュアルから操作手順を調べる手間を省略でき、オペレータの負荷を低減できる。緊急を要する操作など、時間制約が厳しい操作に対して有効である。また各操作ステップごと(あるいは個別操作ごと)に操作済、操作中、未操作の状況が識別可能に表示されるため、手順実施および進行度の確認を容易に行うことができ、手順飛ばしや重複操作などに起因する操作ミスを回避することができる。
As described above, the individual operation and the recommended operation currently being performed or the macro operation currently being performed are illustrated on the
110 推奨操作選定装置、111 個別操作データベース、112 操作手順スコアリング部、113 推奨操作選定部、114 操作選定結果データベース、120 中央制御装置、130 プラント計測値収集装置、140 入出力制御装置、150 プラント計測値データベース、160 操作履歴データベース、170 プラント機器、180 入出力装置、190 マクロ操作管理装置、191 マクロ操作データベース、192 個別操作状況判定部、193 マクロ操作状況判定部、194 マクロ操作判定結果データベース、40 表示パネル、41 画面タイトル表示部、42 操作状況表示部、421 選択タブ、43 監視制御画面表示部、44 メニュー表示部、441 選択ボタン。 110 recommended operation selection device, 111 individual operation database, 112 operation procedure scoring unit, 113 recommended operation selection unit, 114 operation selection result database, 120 central control device, 130 plant measurement value collection device, 140 input / output control device, 150 plant Measurement value database, 160 operation history database, 170 plant equipment, 180 input / output device, 190 macro operation management device, 191 macro operation database, 192 individual operation status determination unit, 193 macro operation status determination unit, 194 macro operation determination result database, 40 display panel, 41 screen title display section, 42 operation status display section, 421 selection tab, 43 monitoring control screen display section, 44 menu display section, 441 selection button.
Claims (5)
当該プラント監視制御システムの操作履歴データが蓄積される操作履歴データベースと、
1以上の操作ステップにより規定される個別操作の操作手順を示す個別操作データが蓄積された個別操作データベースと、
前記計測値データおよび前記操作履歴データに基づいて得られる過去の操作手順と、前記個別操作データの各々に対応する個別操作との一致部分の長さに応じた類似度を採点する操作手順スコアリング部と、
前記類似度を根拠に現在実施中の個別操作を推定し、その推定結果に基づき次に行うべき推奨操作を選定する推奨操作選定部と、
選定された前記推奨操作をオペレータに提示可能なユーザインターフェイス部とを備え、
前記個別操作データは、
個別操作の各操作ステップの内容を表す操作内容識別子と、
1以上の階層構造を有し、各操作ステップが実施される順序を示す順序識別子と、
各操作ステップから次の操作ステップに移行する条件を示す条件識別子と、の組み合わせを含み、
前記条件識別子は、
所定の複数の操作ステップの全てが実施完了したときに次の操作ステップに移行する条件を示す「AND」識別子と、
所定の複数の操作ステップのいずれかが実施完了したときに次の操作ステップに移行する条件を示す「OR」識別子とを含み、
前記操作手順スコアリング部は、同一の「AND」識別子が関連付けされた複数の操作ステップの実施される順番は前記類似度の採点に考慮せず、同一の「OR」識別子が関連付けされた複数の操作ステップの実施される個数は前記類似度の採点に考慮しない
ことを特徴とするプラント監視制御システム。 A measured value database in which various measured value data in the plant are accumulated;
An operation history database in which operation history data of the plant monitoring control system is accumulated;
An individual operation database in which individual operation data indicating an operation procedure of an individual operation defined by one or more operation steps is stored;
Operation procedure scoring that scores the degree of similarity according to the length of the matching portion between the past operation procedure obtained based on the measurement value data and the operation history data and the individual operation corresponding to each of the individual operation data And
A recommended operation selection unit that estimates an individual operation currently being performed based on the similarity and selects a recommended operation to be performed next based on the estimation result;
A user interface unit capable of presenting the selected recommended operation to an operator ;
The individual operation data is
An operation content identifier representing the content of each operation step of the individual operation,
An order identifier having one or more hierarchical structures and indicating the order in which each operation step is performed;
Including a combination of a condition identifier indicating a condition for shifting from each operation step to the next operation step,
The condition identifier is
An “AND” identifier indicating a condition for shifting to the next operation step when all of the predetermined plurality of operation steps are completed,
An “OR” identifier indicating a condition for transitioning to the next operation step when any of a plurality of predetermined operation steps is completed,
The operation procedure scoring unit does not consider the order of execution of the plurality of operation steps associated with the same “AND” identifier in the scoring of the similarity, and includes a plurality of operations associated with the same “OR” identifier. The plant monitoring control system, wherein the number of operation steps to be performed is not considered in scoring the similarity .
1以上の個別操作により規定されるマクロ操作における前記個別操作の実施順序を示すマクロ操作データが蓄積されたマクロ操作データベースと、
前記推奨操作選定部における個別操作の推定結果に基づき、各個別操作が未実施、実施中、実施済のいずれの実施状況であるか判定し、各個別操作に対応する個別操作データに対し実施状況を示すデータを付加する個別操作状況判定部と、
個別操作データに付加された実施状況データに基づき、現在実施中のマクロ操作およびその進行状況を判定するマクロ操作状況判定部とをさらに備え、
前記ユーザインターフェイス部は、推定された現在実施中のマクロ操作およびその進行状況をオペレータに提示可能である
ことを特徴とするプラント監視制御システム。 A plant monitoring control system according to claim 1,
A macro operation database in which macro operation data indicating the execution order of the individual operations in a macro operation defined by one or more individual operations is stored;
Based on the estimation result of the individual operation in the recommended operation selection unit, it is determined whether each individual operation is not performed, is being performed, or has been performed, and the execution status for the individual operation data corresponding to each individual operation An individual operation status determination unit for adding data indicating
A macro operation status determination unit that determines the current macro operation and its progress based on the execution status data added to the individual operation data;
The plant monitoring control system, wherein the user interface unit is capable of presenting an estimated current macro operation and its progress to an operator.
前記ユーザインターフェイス部は、The user interface unit includes:
通常の監視制御画面と共に、前記推奨操作選定部が推定した現在実施中の個別操作および選定した前記推奨操作を図示する表示パネルを備え、In addition to the normal monitoring control screen, the recommended operation selection unit includes a display panel that illustrates the currently performed individual operation estimated and the selected recommended operation.
前記個別操作の図示に際し、各操作ステップごとに、実施済、実施中、未実施の実施状況を識別可能なように分類表示を行うWhen the individual operations are illustrated, a classification display is performed for each operation step so that the execution status of the executed, being executed, and not executed can be identified.
ことを特徴とするプラント監視制御システム。A plant monitoring control system characterized by that.
前記表示パネルにおいて、前記推奨操作を図示する表示シンボルは、オペレータが当該推奨操作の実施を命じるための入力手段として機能するIn the display panel, a display symbol illustrating the recommended operation functions as an input means for an operator to instruct the execution of the recommended operation.
ことを特徴とするプラント監視制御システム。A plant monitoring control system characterized by that.
前記ユーザインターフェイス部は、The user interface unit includes:
通常の監視制御画面と共に、前記マクロ操作状況判定部が推定した現在実施中のマクロ操作を図示する表示パネルを備え、Along with a normal monitoring control screen, a display panel illustrating a currently performed macro operation estimated by the macro operation status determination unit is provided.
前記マクロ操作の図示に際し、各個別操作ごとに、実施済、実施中、未実施の実施状況を識別可能なように分類表示を行うWhen the macro operation is illustrated, a classification display is performed for each individual operation so that the execution status of execution, execution, and non-execution can be identified.
ことを特徴とするプラント監視制御システム。A plant monitoring control system characterized by that.
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