JP5081506B2 - プラント運転訓練装置 - Google Patents

Description

本発明は、発電プラントや化学プラントのようなプロセスプラントの運転，保守に用いるプラント運転訓練装置に関する。

一般に、発電プラントや化学プラントのようなプロセスプラントは、膨大な機器で構成された巨大システムであり、その運転操作，保守には高度な技術，知識を要し、運転訓練が重要である。このため、プラントプロセスの特性を計算機を用いて模擬するプラント運転訓練装置により運転，保守作業の訓練を行っている。

従来のプラント運転訓練装置は、模擬制御盤上のスイッチ操作などに応じて、実プラントのプロセスや制御装置の特性を物理モデルに基づいて計算し、結果を模擬制御盤上の計器，表示装置や警報などにリアルタイムで表示することにより、あたかも実プラントを運転しているように模擬制御盤からの操作，監視を行えるようになっている。

このようなプラント運転訓練装置において、〔特許文献１〕には、マルファンクション（事故，故障状態の模擬）を複数実行させるために、条件（トリガ条件）を組み合わせた論理条件として付加して発生できる技術が記載されている。

また、〔特許文献２〕には、発生したマルファンクションに対応した監視画面及び監視映像を表示できる技術が記載されている。

特開平１−２９６２８４号公報 特開平８−２１１８２４号公報

プラント運転訓練装置を用いた運転訓練において、インストラクタが実行したスケジューリングにより、運転員は、種々の状況より判断を行い操作を実施する。そのため、インストラクタは、その操作状況及びプラント運転状態を、インストラクタコンソールにて的確に監視する必要がある。

しかしながら、〔特許文献１〕の従来の技術では、マルファンクション発生により監視画面を切替える技術は開示されていない。また、〔特許文献２〕の従来の技術では、マルファンクション以外の条件で監視画面を切替える技術は開示されていない。さらに、マルファンクション発生時には必ず監視画面が切替えられてしまうという問題があった。

このため、インストラクタは、その都度監視すべき監視画面を判断し、インストラクタコンソールより監視画面選択の入力操作を実施する必要があり、インストラクタの負担が大きく、かつ、運転員の操作状況監視が十分に行えない場合や、インストラクタの熟練度によっては、監視すべき監視画面を見落としたまま訓練が進行してしまい、訓練効果に差が出るなどの問題があった。

本発明の目的は、インストラクタの負担軽減を行い、的確な訓練監視ができ、熟練度による効果の差がない訓練ができるようにしたプラント運転訓練装置を提供することにある。

本発明のプラント運転訓練装置では、上記目的を達成するために、監視画面切替信号と監視映像切替信号を出力するスケジューリング発生手段と、監視画面切替信号を入力する監視画面切替手段と、監視映像切替信号を入力する監視映像切替手段とを備えたものである。

本発明によれば、インストラクタが監視の必要な時点で行う監視画面切替え操作を、スケジューリング発生手段に予め登録して表示切替えを行っているので、運転員の操作状況を的確に監視することが可能となる。また、熟練度の高いインストラクタが作成したスケジューリングを使用することにより、インストラクタの技能養成が可能となる。

以下、本発明の一実施例を、図面を参照して説明する。図１は、本実施例のプラント運転訓練装置を示すブロック図である。

模擬制御盤１は、実プラントと同等機能を有するもので、プラントの状態を把握するための計器，表示装置，警報等、及び、運転操作を行う操作スイッチ等が設けられている。

シミュレータ計算機２は、スケジューリング発生手段８，模擬制御盤１及びスケジューリング発生手段８と接続されたプラント状態演算部５，スケジューリング発生手段８及び監視映像入力手段４と接続された監視映像切替手段６，スケジューリング発生手段８及びプラント状態演算部５と接続された監視画面切替手段７で構成される。

インストラクタコンソール３は、キーボード，マウス等の入力装置をもつ監視映像選択手段１１，監視画面選択手段１３，スケジューリング入力手段１４と、液晶ディスプレイ等で表示される監視映像表示手段１０，監視画面表示手段１２，スケジューリング監視手段１５で構成される。

スケジューリング入力手段１４とスケジューリング監視手段１５は、スケジューリング発生手段８と接続され、監視画面選択手段１３と監視画面表示手段１２は監視画面切替手段７と接続され、監視映像選択手段１１と監視映像表示手段１０は監視映像切替手段６と接続されている。監視映像入力手段４は、複数台のカメラ９から構成され、監視映像を監視映像切替手段６へ出力する。

プラント状態演算部５は、模擬制御盤１からの運転員の操作信号に基づきプラント状態を演算する。その結果得られるプラント状態信号は模擬制御盤１へ伝送され、模擬制御盤１は表示を更新する。

監視映像切替手段６は、スケジューリング発生手段８または監視映像選択手段１１による指示により、監視映像を切替え、監視画面切替手段７は、スケジューリング発生手段８または監視画面選択手段１３による指示により、監視画面を切替える。

スケジューリング発生手段８では、登録されているマルファンクションより、模擬プラントプロセス量とプラントプロセス条件とを比較することによってマルファンクション設定を判定し、トリガ条件を複数組み合わせた論理条件を判定する。条件が成立した場合は、種別がマルファンクションのときは異常模擬信号をプラント状態演算部５へ与え、種別が映像のとき監視映像切替信号Ｓ１を監視映像切替手段６へ与え、種別が画面のとき監視画面切替信号Ｓ２を監視画面切替手段７へ与える。

インストラクタコンソール３は、インストラクタの操作によるプラント状態演算の開始，停止等の指示をシミュレータ計算機２へ出力する。

監視映像選択手段１１は、監視映像入力手段４から入力される監視映像を選択し、監視映像切替手段６へ映像切替えの指示を与える。監視映像表示手段１０は、監視映像切替手段６からの監視映像を表示する。監視画面選択手段１３は、プラント状態演算部５で演算された模擬プラントプロセスを表示するための監視画面を選択し、監視画面切替手段７へ画面切替え指示を与える。監視画面表示手段１２は、監視画面切替手段７からの画面切替え指示により監視画面を選択して表示する。

スケジューリング入力手段１４は、予め設定登録されているいくつかのマルファンクションを発生させるためのプラントプロセス条件を設定し、スケジューリング発生手段８へ登録しておく。登録されているマルファンクションの発生状況は、スケジューリング監視手段１５により監視することができる。

このように構成されたプラント運転訓練装置において、事故，故障状態の模擬運転訓練中に、監視画面表示手段１２に表示される監視画面を切替える場合について説明する。

例えば、１０１：Ａ−ＲＨＲという監視画面をディスプレイＮo.２に表示させるための発生トリガ条件として、スケジューリングの１ステップ目が発生し、かつ主蒸気ドレン内側の隔離弁が全閉操作されたという条件を付加してスケジューリング発生手段８へ登録する場合は、インストラクタは、スケジューリング入力手段１４より監視画面設定を指示する。

監視画面設定の指示があると、図２に示す監視画面／映像投入画面２０がスケジューリング監視手段１５に表示される。

対象となる監視画面が属するグループを選択するため、画面選択ボタン２３の「１００番台」ボタンをタッチ又は押す操作をすると、図３に示す監視画面選択画面３０が表示される。監視画面選択画面３０に表示される「１００番台」の画面３２のうち、１０１番のＡ−ＲＨＲを選択して設定ボタン３１をタッチ又は押す操作をすると１０１：Ａ−ＲＨＲが設定される。

画面選択ボタン２３の「表示場所」ボタンを押操作すると、図４に示す表示場所選択画面４０が表示される。表示場所選択画面４０に表示される表示場所一覧画面４２のうち、ディスプレイＮo.２を選択して設定ボタン４１を操作するとディスプレイＮo.２が設定される。

設定された監視画面，表示場所は、画面２４に表示される。ここで、トリガ条件は設定しなく、シミュレーションの経過時間により監視画面を切替える場合は、図２に示す発生トリガ２５の時間を設定し、実行ボタン２２を操作する。

トリガ条件を設定する場合は、図２に示す発生トリガ２５の設定ボタンを操作し、図５に示すトリガ設定画面５０を表示する。トリガ設定画面５０には、論理設定画面５６が表示されており、
Ｎo.の欄の「１」を操作して選択した後、ステップ設定ボタン５３を操作すると、図６に示すステップパラメータ設定画面６０の画面６２に１ステップ目が表示され、発生ボタン６３を選択し、設定ボタン６１を操作する。ステップパラメータ設定画面６０で設定した条件は図５に反映され、Ｎo.１にステップ１と設定値として発生が表示される。

Ｎo.の欄の「２」を操作して選択した後、タグ設定ボタン５２を操作すると、図７に示すタグパラメータ設定画面７０が表示される。タグパラメータ設定画面７０の選択番号ボタン７２を操作して、主蒸気ドレン内側隔離弁を選択後、設定画面７３の全閉ボタンを操作し、設定ボタン７１を操作する。タグパラメータ設定画面７０で設定した条件は図５に反映され、Ｎo.２に主蒸気ドレン内側隔離弁と設定値として全閉が表示される。

Ｎo.の「１」と「２」を操作して選択した後、図５に示す論理設定ボタン５４を操作し、ＡＮＤ条件を選択すると、論理設定画面５６に論理が表示される。設定ボタン５１を操作し、トリガ設定を終了する。

本実施例では、タグパラメータ設定として機器のスイッチ操作条件の例を示したが、プラントアナログ値，ランプ，警報等のプラントプロセスを設定することが可能である。また、このトリガ条件の設定を用いれば、あるマルファクションを実行すると、運転員が誤った操作を行う可能性が高い機器がある場合、マルファンクションのトリガ条件に、誤った操作を行う可能性が高い機器をいくつか設定しておくことで、誤った操作を行うと監視画面を切替えることも可能である。

最後に、図２に示す登録ボタン２１を操作すると、図８に示すスケジューリング投入画面８０が表示され、スケジューリングへ登録される。本実施例では、ステップデータ画面８３に、Ｎo.００２として１０１：Ａ−ＲＨＲが表示される。

なお、監視映像表示手段１０に表示される監視映像を切替える設定を行う場合も、同様な操作で行う。

運転訓練開始後にスケジューリング発生手段８で行われる処理について、図９のフローチャートを参照して説明をする。

インストラクタは、スケジューリング入力手段１４よりスケジューリング投入の指示をスケジューリング発生手段８へ出力する。スケジューリング発生手段８は、スケジューリング投入の指示を受け、処理１１のスケジューリング実行を行う。処理１２では、登録されたスケジューリングの全てのステップについてトリガ条件を監視し、条件が成立すると、条件が成立した情報を送る。処理１３では、条件が成立したスケジューリングのステップがマルファンクション発生か、監視画面または監視映像切替かを判定する。

マルファンクション発生の場合は、処理１４で、プラント状態演算部５へ異常模擬信号を出力する。それ以外の場合、処理１５で監視画面切替か監視映像切替を判定し、監視画面切替のときは、処理１６で監視画面切替手段７へ監視画面切替信号Ｓ２を出力し、監視映像切替のときは、処理１７で監視映像切替手段６へ監視映像切替信号Ｓ１を出力する。

ここで、図８に示すスケジューリングのＮo.００２が、上記で設定した監視画面を切替える設定であり、処理１２でマルファンクショントリガ条件成立すると、処理１６で監視画面切替信号Ｓ２として、監視画面１０１：Ａ−ＲＨＲをディスプレイＮo.２へ表示する信号を、監視画面切替手段７へ出力する。監視画面切替手段７は、監視画面切替信号Ｓ２を入力し、監視画面表示手段１２のうちのディスプレイＮo.２に監視画面１０１：Ａ−ＲＨＲを表示する。

また、図８に示すスケジューリングのＮo.００３は、監視映像を切替える設定であり、処理１２でマルファンクショントリガ条件成立すると、処理１７で監視映像切替信号Ｓ１として、カメラＮo.１の監視映像を条件設定したディスプレイへ表示する信号を、監視映像切替手段６へ出力する。監視映像切替手段６は、監視映像切替信号Ｓ１を入力し、監視映像表示手段１０のうちの条件設定したディスプレイにカメラＮo.１の監視映像を表示する。

このように、本実施例によれば、事故，故障状態の模擬を含む運転訓練を実施する際、事前に作成するスケジューリングにより、そのときどきで監視すべき監視画面、及び監視映像を同時に設定することができ、インストラクタが訓練中に行う監視画面選択の入力操作を減らすことができ、運転員の的確な監視が行えるとともに、負担を軽減することができる。また、運転員はインストラクタの熟練度によらず、同じ効果で訓練を受けることができる。

本発明の一実施例であるプラント運転訓練装置のブロック図である。 本実施例の監視画面／映像投入を設定する画面を例示する平面図である。 本実施例の監視画面を設定する画面を例示する平面図である。 本実施例の表示場所を設定する画面を例示する平面図である。 本実施例の発生トリガを設定する画面を例示する平面図である。 本実施例のステップパラメータを設定する画面を例示する平面図である。 本実施例のタグパラメータを設定する画面を例示する平面図である。 本実施例のスケジューリング投入画面を例示する平面図である。 スケジューリング発生手段８のフローチャート図である。

符号の説明

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 監視映像入力手段
５ プラント状態演算部
６ 監視映像切替手段
７ 監視画面切替手段
８ スケジューリング発生手段
９ カメラ
１０ 監視映像表示手段
１１ 監視映像選択手段
１２ 監視画面表示手段
１３ 監視画面選択手段
１４ スケジューリング入力手段
１５ スケジューリング監視手段

Claims (2)

1. プラント特性モデルによってプラントプロセス量を模擬するプラント状態演算部と、前記プラントプロセス量及び機器状態を監視する監視画面を切替える監視画面切替手段と、運転員の行動を監視する監視映像を切替える監視映像切替手段と、前記プラント状態演算部で演算された模擬プラントプロセスを表示し運転員からの操作指令を与える模擬制御盤と、トリガ条件を複数組み合わせた論理条件を判定し、条件が成立した場合は、スケジューリングのステップがマルファンクション発生か、監視画面切替えか監視映像切替えかを判定し、該判定結果がマルファンクションのときは異常模擬信号を前記プラント状態演算部へ与え、監視映像切替えのときは監視映像切替信号を前記監視映像切替手段へ与え、監視画面切替えのときは監視画面切替信号を前記監視画面切替手段へ与えるスケジューリング発生手段と、前記スケジューリング発生手段へ、前記トリガ条件を複数組み合わせた論理条件を設定して前記スケジューリングのステップの登録指示を与え、当該ステップに対してマルファンクション発生か、監視画面切替えか監視映像切替えかの設定指示を与え監視するインストラクタコンソールと、を備えた運転訓練装置。
2. 前記マルファンクションのトリガ条件に、誤った操作を行う可能性が高い機器をいくつか設定した請求項１に記載の運転訓練装置。

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