JP5264796B2 - プラント運転支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、プラントの運転データに基づいて操作のガイダンス情報を出力するプラント運転支援装置に関するものである。

電力プラント及び上下水道プラントなどの大規模プラントにおいて、操作員が、機器が設置された現場に赴いて状況の監視及び機器の制御を行うことは、非効率である。そのため、大規模プラントは、中央監視制御室を備え、その中央監視制御室には、複数の地点の状況の表示及び複数の地点に設置された機器の制御を遠隔で行うことを可能とする中央監視制御盤が設けられる。そして、操作員は、中央監視制御室において、プラント全体を一括して、遠隔から監視及び制御する。

中央監視制御盤の表示装置は、プラントの各地点における測定値を表示し、操作員は、表示された測定値に基づいて、プラントの現状を把握し、さらに、プラントの今後の挙動の予測した上で、必要な操作を判断し実行する。

一般に、プラントの状態は、複雑に組み合わさった複数の要因によって変化する。そのため、プラントにおいて採用される操作は、プラントにおける各対象に対し、画一的でなく、状況に応じて変化する。例えば、プラントにおける各対象に関する操作は、対象ごとに予め定められた複数種類の操作の候補の中から、各時点のプラントの状況に対応した一部の候補が採用される。なお、プラントにおける対象には、例えば、ある地点の圧力が高いなどのプラントの状態、及びプラントが備える機器そのものなどが含まれる。

プラントの操作員は、プラントの状況を判断して正しい操作を行うために、高度に専門的な知識を備えることが求められる。さらに、プラントの操作員は、警報発生時など、特に迅速な状況判断及び操作が求められる状況に対して適切に対応できるよう、運転ノウハウを備えることが望ましい。しかしながら、操作員が十分な運転ノウハウを体得するにあたり、十分な経験を積むための長い期間、及び多額の教育コストが必要となる。

そこで、大規模プラントにおいては、操作員が運転ノウハウを効率的に体得できるよう、プラント運転支援装置が設けられることがある。プラント運転支援装置は、操作員に対し、各種の操作の候補の中から採用すべき操作を判断するための材料となる情報を提供する装置である。このようなプラント運転支援装置は、通常、中央監視制御室内に設置される。例えば、プラント運転支援装置は、中央監視制御盤に組み込まれたり、或いは中央監視制御盤とは独立して設けられたりする。

プラント運転支援装置が実現する機能の一つに、操作ガイダンス機能がある。操作ガイダンス機能は、何らかの操作と関連する対象について、プラントの状態を目標の状態へ近づけるための操作内容（操作パラメータ及びその推奨値）を自動的に判定し、その操作内容を含むガイダンス情報を表示装置又は音声出力装置などの装置を通じて出力する機能である。また、操作ガイダンス機能は、自動的に判定した操作内容に従って機器を制御する機能を含む場合もある。

例えば、特許文献１には、理論式モデル及びニューロモデルなどの複数のモデル式により算出された複数の操作値を統合し、統合した操作値をガイダンス情報として提供する装置が示されている。

また、特許文献２には、プラントにおける過去の運転データをデータベース化し、そのデータベースに基づいてプラントを制御する制御装置が示されている。過去の運転データは、計測値と操作値との関係を表すＩＦ−ＴＨＥＮルールとしてデータベース化される。そして、プラントの状況がＩＦ部に設定された状況になったときに、制御装置は、ＴＨＥＮ部に設定された操作を実行する。

特開平８−３３５１０１号公報 特開平６−２０２７０７号公報

ここで、プラント運転支援装置が、特許文献１に示されるように、複数種類のプラントモデル式の組合せを用いて操作パラメータ及びその推奨値を算出し、その推奨値をガイダンス情報として出力する従来の例を考える。以下、これを第１従来例という。

第１従来例において、操作パラメータの推奨値は、大きく分ければ次の２つの原因によって違いが生じる。第１の原因は、推奨値を算出する算出式各々の内容又は算出式各々の係数の調整状況に違いがあることである。第２の原因は、用いられる算出式の組合せ方に違いがあることである。もちろん、これら２つの原因の両方が、操作パラメータの推奨値に影響することもある。

第１の原因及び第２の各々に原因に起因する上記ギャップは、操作員が運転ノウハウを体得する過程で必ず発生する。さらに、第１の原因に起因する上記ギャップは、プラントの運転中にプラントモデルの調整が進められる場合、及び、プラント内の構成機器が変更されることによってプラントの特性が変化した場合などにも生じやすい。また、第２の原因に起因する上記ギャップは、目標を達成すべき制御量の優先順位の変更など、プラントの運転方針の変更があった場合にも生じやすい。

そして、第１従来例は、操作員のノウハウに基づく操作パラメータ及びその値と、ガイダンス情報として提供される操作パラメータ及びその推奨値とにギャップが生じた場合に、操作員がそのギャップの原因を速やかに理解することができないという課題を有している。第１従来例において、上記ギャップの原因を特定するためには、プラント運転支援装置に組み込まれたソフトウェア及びモデル式に関する深い知識が必要であり、そのような知識の習得を操作員に課すことは困難である。

操作員が上記ギャップの原因を理解できない場合、操作員は、プラントの挙動を深く理解することができず、運転ノウハウを効率的に体得することができない。一方、操作員が上記ギャップの原因を速やかに理解できれば、操作員は、状況に応じてどのような操作方針を採用すべきかを理解しやすく、運転ノウハウを効率的に体得できる。さらに、熟練した操作員が、プラントモデルの内容又はその組合せ方法の不備に気づくことにより、プラント運転装置の改良が促進される効果が期待できる。

また、プラントのモデル式のメンテナンス性を高めるためには、プラントの状態を複数に分類し、分類された状態に応じて採用するモデルの組合せを設定することが有効である。これにより、採用されるモデルが、分類された状態ごとに特化され、他の状態を考慮しないシンプルなモデルを採用することが可能となるからである。

しかしながら、第１従来例は、採用するモデルの組合せが常に同じであるため、様々な状態を考慮した複雑なプラントモデルを採用する必要がある。そのため、第１従来例は、プラントモデルを表す数式のメンテナンスが難しいという課題も有している。

次に、プラント運転支援装置が、特許文献２に示されるように、計測値と操作値との関係を表すＩＦ−ＴＨＥＮルールに基づいて操作パラメータ及びその推奨値を算出し、その推奨値をガイダンス情報として出力する従来の例を考える。以下、これを第２従来例という。

多数の計測値が時系列で変化するプラントにおいて、第２従来例は、膨大な数のＩＦ−ＴＨＥＮルールを含む大規模なルールベースを必要とし、ルールベースの構築及びメンテナンスの効率が著しく悪化するという課題を有している。

さらに、プラントにおいては、特定の対象に関して採用されるべき操作のパターンが、プラントの状況に応じて異なるため、第２従来例におけるルールベースは、より大規模となり、また、より複雑な構成となる。

また、プラントにおいては、プラント内の構成機器が変更されることによってプラントの特性が変化すること、及び、プラントの運転方針が変更されることがある。そのため、第２従来例は、プラントの特性及び運転方針の変化に応じて、大規模かつ複雑なルールベースを改変することが非常に困難である点において、実用的でない。

本発明の目的は、プラントにおける対象に関して複数種類の操作の候補が考えられる場合に、推奨される操作の内容を含むガイダンス情報を、その操作が推奨される理由などを理解しやすい態様で出力でき、さらに、推奨される操作の内容の導出に関係する算出式などのデータを、プラントの特性変化などに応じて容易にメンテナンスできることである。

本発明に係るプラント運転支援装置は、プラントの運転データに基づいて操作パラメータの推奨値を算出し、算出された前記推奨値を含むガイダンス情報を出力する装置であり、以下に示される各構成要素を備える。
（１）第１の構成要素は、前記推奨値の算出に用いられる複数種類の算出式各々について該算出式を特定する算出式データを記憶する第１記憶部にアクセスする第１アクセス部である。
（２）第２の構成要素は、複数のガイダンスの対象各々に対し、採用され得る前記算出式データの集合の候補と該候補が採用されるための前記運転データの条件を表す採用条件と該採用条件に関する説明情報とを対応づける採用条件データを記憶する第２記憶部にアクセスする第２アクセス部である。
（３）第３の構成要素は、前記対象が指定された場合に、該対象に対応する前記採用条件の成立の状況を前記運転データに基づいて判定する採用条件判定部である。
（４）第４の構成要素は、前記採用条件判定部により成立していると判定された前記採用条件に対応する前記算出式データの集合の候補を用いて前記推奨値を算出する採用推奨値算出部である。
（５）第５の構成要素は、前記採用条件判定部により成立していないと判定された前記採用条件に対応する前記算出式データの集合の候補を用いて前記推奨値を算出する不採用推奨値算出部である。
（６）第６の構成要素は、前記採用推奨値算出部の算出結果及び前記採用推奨値算出部が用いた前記算出式データの集合の候補に対応する前記説明情報を含む第１ガイダンス情報と前記不採用推奨値算出部の算出結果及び前記不採用推奨値算出部が用いた前記算出式データの集合の候補に対応する前記説明情報を含む第２ガイダンス情報とを含むガイダンス情報を出力するガイダンス出力部である。

本発明においては、操作パラメータの推奨値の算出に用いられる複数種類の算出式各々を特定する算出式データが、第１記憶部に記憶される。さらに、本発明においては、指定されたガイダンスの対象に関して複数種類の操作の候補が考えられる場合に、それらの候補は、採用条件データにより、採用され得る算出式データの集合の候補として設定される。ここで、算出式データの集合は、１つの算出式データ又は複数の算出式データの組合せである。さらに、採用条件データは、採用され得る前記算出式データの集合の候補と、その候補が採用されるための採用条件と、その採用条件に関する説明情報とを対応づける。そして、本発明に係るプラント運転支援装置は、採用条件データを用いることにより、指定されたガイダンスの対象について、採用条件が成立している算出式データの集合に基づく操作パラメータの推奨値と、成立している採用条件に関する説明情報とを含むガイダンス情報を出力する。ここで、ガイダンス情報に含まれる説明情報は、例えば、採用条件が表す算出式データの集合の採用基準、採用条件に基づいて操作パラメータの推奨値が採用される理由、目的、効果又は採用条件の内容そのものなどを説明する情報である。

従って、本発明によれば、プラントにおける対象に関して複数種類の操作の候補が考えられる場合に、推奨される操作の内容を含むガイダンス情報を、その操作が推奨される理由、目的又は効果などを理解しやすい態様で出力できる。

また、本発明において、採用条件データは、採用条件によってプラントの状態を複数に分類し、分類された状態に応じて採用する算出式データの集合（モデルの組合せ）を設定するデータである。この採用条件データが存在することにより、算出式データは、分類された状態ごとに特化され、他の状態を考慮しないシンプルなモデルを表す算出式を特定すればよい。そのため、本発明においては、算出式データのメンテナンスが容易である。

また、本発明において、採用条件データは、プラントの状態と採用される算出式データの集合の候補との関係のみを特定し、算出式データの内容を特定する算出式データから独立して記憶部に記憶される。そのため、採用条件データは、計測値と操作値との関係を特定するＩＦ−ＴＨＥＮルールのデータに比べ、ごく小規模なデータとなる。そのため、本発明においては、採用条件データのメンテナンスも容易である。

従って、本発明によれば、推奨される操作の内容の導出に関係する算出式データ及び採用条件データを、プラントの特性変化などに応じて容易にメンテナンスできる。

本発明の第１実施形態に係るプラント運転支援装置を含むプラント監視制御システムのブロック図である。 本発明の第２実施形態に係るプラント運転支援装置を含むプラント監視制御システムのブロック図である。 本発明の第３実施形態に係るプラント運転支援装置を含むプラント監視制御システムのブロック図である。 本発明の第４実施形態に係るプラント運転支援装置を含むプラント監視制御システムのブロック図である。 本発明の実施形態に係るプラント運転支援装置が記憶する算出モデルデータベースのデータ構成の一例を表す図である。 本発明の実施形態に係るプラント運転支援装置が記憶するモデル採用条件データベースのデータ構成の一例を表す図である。 本発明の実施形態に係るプラント運転支援装置が記憶するガイダンス対象データベースのデータ構成の一例を表す図である。 本発明の実施形態に係るプラント運転支援装置の操作ガイダンス処理の手順の一例を表すフローチャートである。 本発明の実施形態に係るプラント運転支援装置により生成される操作ガイダンス情報の出力画面の一例である。

以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

＜第１実施形態＞
まず、図１に示されるブロック図を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係るプラント運転支援装置１０１を含むプラント監視制御システムの構成について説明する。図１に示されるように、プラント監視制御システムは、プラント運転支援装置１０１と、中央監視制御装置２１０と、プラント機器２２０と、出力装置２３０と、入力装置２４０とを備えている。

プラント機器２２０は、プラントの各所に配置された測定機器及び制御機器と、データ伝送機器及び遠隔制御装置とを含む。測定機器は、プラント監視制御システムによる監視の対象となるプラントの状態を測定する機器である。制御機器は、プラント監視制御システムによる制御の対象となる機器であり、バルブなどのアクチュエータを動き制御する機器、動力機器の回転速度又はＯＮ／ＯＦＦを制御する機器などを含む。データ伝送機器は、測定機器で得られる計測信号をアナログ信号からディジタル信号へ変換し、中央監視制御装置２１０へ伝送する機器である。遠隔制御装置は、中央監視制御装置２１０から出力される制御信号を制御機器へ伝送する装置である。

中央監視制御装置２１０は、例えば、工業用の計算機などにより構成され、データ処理を行うためのプロセッサ及びメモリを備えている。また、中央監視制御装置２１０は、マンマシンインターフェースを構成する出力装置２３０及び入力装置２４０と接続されている。

出力装置２３０は、表示装置及び音響出力装置などからなる情報出力装置である。表示装置は、表示部を備えた装置であり、例えば、グラフィックディスプレイ、表示灯、メータなどのアナログ表示器、デジタル表示器などである。また、入力装置２４０は、操作員により設定される情報を直接的に又は間接的に入力する装置であり、例えば、キーボード、タッチパネル、マウス、押しボタン、ハンドルなどのアナログ調整器、ＣＤ−ＲＯＭドライブなどのデータ取込装置などである。

中央監視制御装置２１０は、プラント機器２２０から得られる計測データ（計測信号のデータ）に基づいて、監視画面のデータ及び警報データを生成し、それらのデータを出力装置２３０へ出力する。これにより、出力装置２３０は、計測データ及び警報データを、数値又はグラフィックにより表示したり、音声又はアラーム音により出力したりする。さらに、中央監視制御装置２１０は、入力装置２４０に対する画面切替の操作に応じて出力装置２３０による画面表示を切り替える処理、及び入力装置２４０を通じて入力されるデータを、画面表示用のデータとして出力装置２３０に出力する処理なども行う。

また、中央監視制御装置２１０は、計測データに基づいて制御器を制御する。制御機器に対する制御信号の出力は、プラント機器２２０における遠隔制御装置を通じて行われる。さらに、中央監視制御装置２１０は、プラントの運転データを、定期的に及び警報などのイベントが発生したタイミングで記憶装置に記録する。このようにして記憶装置に蓄積された運転データ群が、後述する運転履歴データベース１２１となる。なお、記憶装置は、プラント運転支援装置１０１又は中央監視制御装置２１０などに設けられる。

プラント運転支援装置１０１は、プラントの運転データに基づいて操作パラメータの推奨値を算出し、算出された推奨値を含むガイダンス情報を出力する装置である。

操作パラメータは、制御機器の動作内容を決めるパラメータであり、例えば、バルブの開度、モータのＯＮ／ＯＦＦ及びコントローラに設定する目標値などである。

この実施形態においては、ガイダンス情報は、中央監視制御装置２１０に出力され、出力装置２３０によって表示される。また、ガイダンス情報は、出力装置２３０によって音声として出力される場合もある。

プラント運転支援装置１０１は、例えば、１台又は複数台の工業用の計算機及びハードディスクドライブなどの記憶装置などにより構成されている。その計算機は、データ処理を行うためのプロセッサ及びメモリを備えている。

プラント運転支援装置１０１は、採用条件判定部１１１と、ガイダンス作成部１１２と、各種のデータベース１２１，１２３，１２４，１２５を記憶する記憶装置とを備えている。採用条件判定部１１１及びガイダンス作成部１１２は、例えば、それぞれ異なる処理が定義されたプログラムモジュールを実行する１つの計算機として実現される。また、採用条件判定部１１１及びガイダンス作成部１１２は、それぞれ異なる計算機によって実現される場合もある。

プラント運転支援装置１０１における記憶装置は、ハードディスクなどの不揮発性の記憶媒体を備えている。記憶装置に記憶されるデータベースは、運転履歴データベース１２１と、算出モデルデータベース１２３と、モデル採用条件データベース１２４と、ガイダンス対象データベース１２５とを含む。

運転履歴データベース１２１は、中央監視制御装置２１０によって記憶装置に蓄積された運転データの集合である。運転データは、プラント機器２２０から得られる計測データと、制御機器に対して設定された制御信号の値を表す操作データと、それら各データが得られた日時のデータとを含み、日時のデータにより各データが関連づけられている。操作データは、中央監視制御装置２１０の自動制御によって設定されたデータ又は入力装置２４０を通じて操作員により設定されたデータである。

次に、図５を参照しつつ、算出モデルデータベース１２３について説明する。図５は、算出モデルデータベース１２３のデータ構成の一例を表す図である。

図５に示されるように、算出モデルデータベース１２３は、複数の算出モデルデータ３００が登録されたデータベースである。算出モデルデータ３００は、操作パラメータの推奨値の算出に用いられる算出式を特定する算出式データ及びそれに関連するデータを含む。この算出モデルデータ３００は、複数種類の算出式各々について設定されている。なお、複数種類の算出式は、例えば、それぞれ異なる観点でプラントをモデル化した場合におけるモデル式である。

図５に示される算出モデルデータ３００は、算出式ＩＤ［identification］（３１０）、算出式の説明３２０、推奨値算出式３３０、入力値設定情報３４０、算出式係数情報３５０及び出力値設定情報３６０の各データを含み、それらのデータが算出式ＩＤ（３１０）によって関連づけられている。なお、算出モデルデータ３００を記憶するハードディスクドライブなどの記憶装置が、前記第１記憶部の一例である。また、プラント運転支援装置１０４は、算出モデルデータ３００を記憶する記憶装置にアクセスするインターフェースを備える。そのインターフェースが、前記第１アクセス部の一例である。

算出式ＩＤ（３１０）は、操作パラメータの推奨値の算出に用いられる複数種類の算出式各々の識別情報である。算出モデルデータベース１２３は、算出式ＩＤ（３１０）を検索キーとして、算出モデルデータ３００各々を検索可能に構成されている。

算出式の説明３２０は、該当する算出式を説明するための情報であり、例えば、該当する算出式が推奨値を導き出す目的、理由又は効果などを表す情報である。

推奨値算出式３３０は、操作パラメータの推奨値の算出に用いられる算出式を表す情報である。但し、推奨値算出式３３０は、変数の値及び係数の値を代替する記号を含む。そのため、推奨値の算出式を特定するためには、推奨値算出式３３０に含まれる記号と、変数に代入される運転データの値及び係数の値とを対応づける情報が必要である。推奨値算出式３３０に適用される運転データは、逐次発生する最新の運転データと運転履歴データベース１２１に登録された過去の運転データとの一方又は両方を含む。なお、最新の運転データは、光ネットワークなどの通信媒体を通じて、中央監視制御装置２１０からプラント運転支援装置１０１へ伝送される。

入力値設定情報３４０は、推奨値算出式３３０に含まれる記号とプラントの運転データの値との対応関係を表す情報である。図５に示される入力値設定情報３４０は、推奨値算出式３３０に含まれる記号と、これに対応する運転データの識別コードとを含む情報である。

また、算出式係数情報３５０は、推奨値算出式３３０に含まれる記号と係数の値とを対応づける情報である。

出力値設定情報３６０は、推奨値算出式３３０を用いて算出される推奨値に対応する操作パラメータを特定する情報であり、例えば、制御機器の識別コード及び名称などである。なお、制御機器とその識別コードとの対応関係、及び運転データとその識別コードとの対応関係は、中央監視制御装置２１０及び運連履歴データベース１２１において統一されている。

以上に示した推奨値算出式３３０、入力値設定情報３４０、算出式係数情報３５０及び出力値設定情報３６０は、操作パラメータの推奨値の算出に用いられる算出式を特定するデータ群である。以下、これらデータ群のことを、算出式データ３３０−３６０と記述する。

なお、図５に示される推奨値算出式３３０は、具体的な数式そのものである。しかしながら、その数式を用いた計算を実行するプログラムモジュールが、プラント運転支援装置１０１が備える記憶装置に別途記憶され、そのプログラムモジュールの呼び出し及び実行に用いる識別情報が、推奨値算出式３３０として設定されてもよい。この場合、呼び出されるプログラムモジュールも、算出式データに含まれる。

次に、図６を参照しつつ、モデル採用条件データベース１２４について説明する。図６は、モデル採用条件データベース１２４のデータ構成の一例を表す図である。

図６に示されるように、モデル採用条件データベース１２４は、複数のモデル採用ルール４００が登録されたデータベースである。

また、モデル採用ルール４００は、ルールＩＤ（４１０）と、条件の説明４２０と、条件式４３０と、第１算出式集合４４０と、第２算出式集合４５０とを含み、それらのデータがルールＩＤ４１０によって関連づけられている。ルールＩＤ（４１０）は、モデル採用ルール４００各々の識別情報である。

第１算出式集合４４０及び第２算出式集合４５０は、ガイダンスの対象について採用され得る算出式データ３３０−３６０の集合の候補を特定する情報である。第１算出式集合４４０及び第２算出式集合４５０は、通常、算出式データ３３０−３６０を識別する算出式ＩＤ（３１０）又はその算出式ＩＤ（３１０）の組合せが設定される。また、第１算出式集合４４０及び第２算出式集合４５０は、他のルールＩＤ（４１０）が設定される場合もある。

条件式４３０は、第１算出式集合４４０及び第２算出式集合４５０が採用されるための運転データの条件（採用条件）を表す情報である。例えば、条件式４３０は、ある運転データの値が、予め設定された範囲内にあること、又はその範囲から外れていることを表す式などである。第１算出式集合４４０は、条件式４３０が表す採用条件が成立する（真である）場合に採用される。

条件式４３０において参照の対象となる運転データは、中央監視制御装置２１０から得られる現在の運転データ及び運転履歴データベース１２１に蓄積された過去の運転データの一方又は両方である。

一方、第２算出式集合４５０は、条件式４３０が表す採用条件が成立しない場合に採用される。従って、条件式４３０は、その条件式４３０に基づく判定結果が偽であることをもって、第２算出式集合４５０を採用する旨を表す採用条件であるともいえる。従って、本実施形態における条件式４３０は、第１算出式集合４５０が採用されるための第１の採用条件と、第２算出式集合４５０が採用されるための第２の採用条件との両方を表す情報である。

以上に示したように、モデル採用ルール４００は、ＩＦ／ＴＨＥＮ／ＥＬＳＥのルールに相当するデータ構造を有している。

また、条件の説明４２０は、条件式４３０が表す採用条件に関する説明情報であり、例えば、予め設定された文字列データ又は音声データなどが設定される。なお、説明情報としての文字列データ又は音声データが記憶装置に別途登録され、条件の説明４２０が、別途登録された文字列データ又は音声データの参照に用いる識別情報であることも考えられる。なお、文字列データ又は音声データが記憶される記憶装置は、例えば、プラント運転支援装置１０１に接続される。

条件の説明４２０は、例えば、条件式４３０が表す算出式データ３３０−３６０の集合の採用基準、条件式４３０が表す採用条件に基づいて操作パラメータの推奨値が採用される理由、目的、効果又は条件式４３０の内容そのものなどを説明する情報である。

図６に示される例では、条件の説明４２０は、１つの条件式４３０に対して１つだけ設定されているが、条件の説明４２０が、第１算出式集合４４０及び第２算出式集合４５０各々に対して個別に設定されることも考えられる。

次に、図７を参照しつつ、ガイダンス対象データベース１２５について説明する。図７は、ガイダンス対象データベース１２５のデータ構成の一例を表す図である。

図７に示されるように、ガイダンス対象データベース１２５は、複数のガイダンス対象データ５００が登録されたデータベースである。ガイダンス対象データ５００は、複数のガイダンスの対象各々について、ガイダンスＩＤ（５１０）、ガイダンス対象５２０及び対応ＩＤ（５３０）が設定されたデータである。

ガイダンスＩＤ（５１０）は、複数のガイダンスの対象各々の識別情報である。ガイダンス対象５２０は、ガイダンスの対象の具体的な内容を表す情報であ。ガイダンス対象５２０は、ガイダンスの対象となる機器又はプラントの状態などを特定する情報である。ガイダンスＩＤ（５１０）は、例えば、制御機器の名称及びその制御機器の識別コード、又は警報情報の名称及びその識別コードなどが設定される。

対応ＩＤ５３０は、通常、ガイダンス対象５２０各々ついて採用され得る算出式の集合の候補の中から採用する候補を特定するために参照すべきモデル採用ルール４００を特定する１つ又は複数のルールＩＤ（４１０）が設定される。また、採用される推奨値の算出式が常に同じであるガイダンス対象５２０については、その算出式を特定する算出式ＩＤ３１０が、対応ＩＤ５３０に設定されてもよい。

以上に説明したように、モデル採用条件データベース１２４及びガイダンス対象データベース１２５は、複数のガイダンス対象５２０各々に対し、採用され得る候補である第１算出式集合４４０及び第２算出式集合４５０と、その候補が採用されるための運転データの条件を表す条件式４３０と、その条件式４３０（採用条件）に関する情報である条件の説明４２０とを対応づけている。

また、モデル採用条件データベース１２４及びガイダンス対象データベース１２５は、算出モデルデータベース１２３とは区別して記憶装置に記憶されている。ここで、区別して記憶することは、前者及び後者が、物理的に異なる記憶装置に記憶されている場合、及び同じ記憶装置に記憶されているが、それぞれ独立したデータベースとして記憶されている場合を含む。

なお、モデル採用条件データベース１２４及びガイダンス対象データベース１２５が、前記採用条件データの一例である。また、モデル採用条件データベース１２４及びガイダンス対象データベース１２５を記憶するハードディスクドライブなどの記憶装置が、前記第２記憶部の一例である。また、プラント運転支援装置１０４は、モデル採用条件データベース１２４及びガイダンス対象データベース１２５を記憶する記憶装置にアクセスするインターフェースを備える。そのインターフェースが、前記第２アクセス部の一例である。

また、本実施形態においては、ガイダンス対象データ５００に含まれる対応ＩＤ（５３０）が、ガイダンス対象５２０とモデル採用ルール４００とを対応づけている。その他、ガイダンスＩＤ（５１０）が、対応するモデル採用ルール４００に含められることにより、ガイダンス対象５２０とモデル採用ルール４００とが対応づけられることも考えられる。

また、図１に示される採用条件判定部１１１及びガイダンス作成部１１２は、プラントの運転データに基づいて操作のガイダンス情報を出力する操作ガイダンス処理を実行する。

続いて、図８に示されるフローチャートを参照しつつ、採用条件判定部１１１及びガイダンス作成部１１２によって実行される操作ガイダンス処理の手順の一例について説明する。以下の説明において、Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓ１１は、処理の手順の識別符号を表す。

図８に示される操作ガイダンス処理は、中央監視制御装置２１０が、中央監視制御装置２１０からガイダンスＩＤ（５１０）を含むガイダンス実行指令を受けた場合に開始される。中央監視制御装置２１０は、プラントの計測データが予め定められた許容範囲から外れて警報を出力する場合、又は、操作員が予め定められた操作を入力装置２４０に対して行った場合などに、その警報又は操作に対応したガイダンス対象を識別するガイダンスＩＤ（５１０）を含むガイダンス実行指令を、採用条件判定部１１１に出力する。

＜ステップＳ１＞
操作ガイダンス処理において、まず、採用条件判定部１１１は、中央監視制御装置２１０からガイダンス実行指令を受信することにより、その指令に含まれるガイダンスＩＤ（５１０）を取得する（Ｓ１）。取得されたガイダンスＩＤ（５１０）は、ガイダンス対象を指定する情報である。

＜ステップＳ２＞
次に、採用条件判定部１１１は、ガイダンス対象データベース１２５の中から、ステップＳ１で取得したガイダンスＩＤ（５１０）に対応する対応ＩＤ（５３０）を検索する（Ｓ２）。

＜ステップＳ３＞
次に、採用条件判定部１１１は、ステップＳ２で得られた対応ＩＤ（５３０）が、ルールＩＤ（４１０）であるのか、又は算出式ＩＤ（３１０）であるのかを判別する（Ｓ３）。この判別の結果に応じて、これ以降に実行される処理として、ステップＳ４〜Ｓ８の処理又はステップＳ１０及びＳ１１の処理のいずれかが選択される。

＜ステップＳ４＞
対応ＩＤ（５３０）がルールＩＤ（４１０）である場合、採用条件判定部１１１は、モデル採用条件データベース１２４の中から、その対応ＩＤ（５３０）に対応するモデル採用ルール４００を検索する（Ｓ４）。これにより、ガイダンス実行指令によって指定されたガイダンス対象に対応する１つ又は複数のモデル採用ルール４００が特定される。以下、ステップＳ４で特定されたモデル採用ルール４００のことを対象のモデル採用ルール４００と称する。

＜ステップＳ５＞
次に、採用条件判定部１１１は、対象のモデル採用ルール４００各々について、条件式４３０が表す採用条件の成立の状況を運転データに基づいて判定する（Ｓ５）。条件式４３０の判定に用いられる運転データは、中央監視制御装置２１０から得られる現在の運転データ及び運転履歴データベース１２１に蓄積された過去の運転データの一方又は両方である。

ステップＳ５で成立していると判定された採用条件に対応する第１算出式集合４４０又は第２算出式集合４５０に他のルールＩＤ（４１０）が設定されている場合、採用条件判定部１１１は、そのルールＩＤ（４１０）に対応するモデル採用ルール４００を対象のモデル採用ルール４００に加える。そして、採用条件判定部１１１は、追加した対象のモデル採用ルール４００についても、ステップＳ５の処理を実行する。

なお、前述したように、本実施形態においては、条件式４３０が成立していることは、第１算出式集合４４０が採用されるための第１の採用条件が成立していることを意味し、条件式４３０が成立していないことは、第２算出式集合４４０が採用されるための第２の採用条件が成立していることを意味する。

＜ステップＳ６＞
また、採用条件判定部１１１は、算出モデルデータベース１２３の中から、ステップＳ５で成立していると判定された採用条件に対応する算出式データ３３０−３６０の集合の候補を検索する（Ｓ６）。算出式データ３３０−３６０の集合の候補とは、モデル採用ルール４００における第１算出式集合４４０又は第２算出式集合４５０によって特定される１つ又は複数の算出式データ３３０−３６０である。

以下、このステップＳ６での検索により得られる算出式データ３３０−３６０の集合のことを推奨算出式データの集合と称する。また、対象のモデル採用ルール４００に含まれる条件の説明４２０のうち、ステップＳ５で成立していると判定された採用条件に対応するものを、推奨採用条件の説明と称する。

また、採用条件判定部１１１は、ステップＳ６で得た推奨算出式データの集合に基づいて、操作パラメータの推奨値を算出する算出式を編成する（Ｓ６）。以下、推奨値を算出する算出式のことを推奨値算出式と称する。推奨値算出式は、これに対応する条件の説明４２０である推奨採用条件の説明、及びその他算出式に対応する出力値設定情報３６０ともに、採用条件判定部１１１からガイダンス作成部１１２へ引き渡される。

＜ステップＳ７＞
さらに、採用条件判定部１１１は、算出モデルデータベース１２３の中から、ステップＳ５で成立していないと判定された採用条件に対応する算出式データ３３０−３６０の集合の候補も検索する（Ｓ７）。以下、このステップＳ６での検索により得られる算出式データ３３０−３６０の集合のことをその他算出式データの集合と称する。また、対象のモデル採用ルール４００に含まれる条件の説明４２０のうち、ステップＳ５で成立していないと判定された採用条件に対応するものを、その他採用条件の説明と称する。

なお、図６に示されるように、条件の説明４２０が、１つの条件式４３０に対して１つだけ設定されている場合、対象のモデル採用ルール４００が１つであるときには、推奨採用条件の説明とその他採用条件の説明とは同じとなる。

さらに、採用条件判定部１１１は、ステップＳ７で得たその他算出式データの集合各々に基づいて、指定されたガイダンス対象に対応する操作パラメータのうち、推奨値以外の操作値を算出する算出式を編成する（Ｓ７）。以下、その他算出式データの集合に基づく算出式のことをその他算出式と称する。その他算出式は、これに対応する条件の説明４２０であるその他採用条件の説明、及びその他算出式に対応する出力値設定情報３６０とともに、採用条件判定部１１１からガイダンス作成部１１２へ引き渡される。

＜ステップＳ８＞
また、ガイダンス作成部１１２は、採用条件判定部１１１から得た推奨値算出式を用いて、操作パラメータの推奨値を算出する（Ｓ８）。さらに、ガイダンス作成部１１２は、採用条件判定部１１１から得たその他値算出式を用いて、操作パラメータの操作値も算出する（Ｓ８）。なお、ステップＳ８の処理を実行するガイダンス作成部１１２は、前記採用推奨値算出部及び前記不採用推奨値算出部の一例である。

＜ステップＳ９（１）＞
そして、ガイダンス作成部１１２は、ステップＳ８を経てきた場合には、推奨算出式データに基づき算出された操作パラメータの推奨値及び推奨採用条件の説明を含む第１ガイダンス情報を作成する（Ｓ９）。さらに、ガイダンス作成部１１２は、ステップＳ８を経てきた場合には、その他算出式に基づき算出された操作パラメータの操作値及びその他採用条件の説明を含む第２のガイダンス情報作成する（Ｓ９）。そして、ガイダンス作成部１１２は、第１ガイダンス情報及び第２ガイダンス情報を含む操作ガイダンス情報を中央監視制御装置２１０に出力する。なお、ステップＳ９の処理を実行するガイダンス作成部１１２は、前記ガイダンス出力部の一例である。

＜ステップＳ１０＞
一方、対応ＩＤ（５３０）が算出式ＩＤ（３１０）である場合、採用条件判定部１１１は、算出モデルデータベース１２３の中から、その対応ＩＤ（５３０）に対応するモデル算出式データ３３０−３６０を検索する（Ｓ１０）。これにより、ガイダンス実行指令によって指定されたガイダンス対象に対応する１つ又は複数の算出式データ３３０−３６０が特定される。以下、ステップＳ１０で特定される算出式データ３３０−３６０の集合も、ステップＳ６で特定される算出式データ３３０−３６０と同様に、推奨算出式データの集合と称する。

また、採用条件判定部１１１は、ステップＳ１０で得た推奨算出式データの集合に基づいて、操作パラメータの推奨値を算出する推奨値算出式を編成する（Ｓ１０）。推奨値算出式は、これに対応する算出式の説明３２０とともに、採用条件判定部１１１からガイダンス作成部１１２へ引き渡される。

＜ステップＳ１１＞
また、ガイダンス作成部１１２は、ステップＳ８での処理と同様に、採用条件判定部１１１から得た推奨値算出式を用いて、操作パラメータの推奨値を算出する（Ｓ１１）。

＜ステップＳ９（２）＞
そして、ガイダンス作成部１１２は、ステップＳ１１を経てきた場合には、推奨算出式データに基づき算出された操作パラメータの推奨値及びおよびその推奨算出式データに対応する算出式の説明３２０を含む第３ガイダンス情報を作成する（Ｓ９）。そして、ガイダンス作成部１１２は、第３ガイダンス情報を含む操作ガイダンス情報を中央監視制御装置２１０に出力する。

ガイダンス作成部１１２から操作ガイダンス情報を受け取った中央監視制御装置２１０は、その操作ガイダンス情報を含む画面を表示するための映像信号を生成し、その映像信号を出力装置２３０へ出力する。これにより、出力装置２３０は、操作ガイダンス情報を含む画面を表示する。また、中央監視制御装置２１０は、操作ガイダンス情報を音声出力するための音響信号を生成し、その音響信号を出力装置２３０へ出力する場合もある。

図９は、ガイダンス作成部１１２により生成される操作ガイダンス情報を表示する出力画面６００の一例である。

図９に示される出力画面６００には、推奨操作表示部６１０、選定理由表示部６２０、推奨操作実行ボタン６３０、その他操作表示部６１１、その他操作説明表示部６２１、及びその他操作実行ボタン６３１が含められる。

推奨操作表示部６１０は、推奨算出式データに対応する操作パラメータ及び推奨算出式データに基づき算出された推奨値が表示される表示領域である。推奨算出式データに対応する操作パラメータの情報は、推奨算出式データの集合に含まれる出力値設定情報３６０に含まれている。

選定理由表示部６２０は、推奨算出式データに対応する条件の説明４２０である推奨採用条件の説明又は推奨算出式データに対応する算出式の説明３２０が表示される表示領域である。

ガイダンス対象５２０の対応ＩＤ（５３０）の内容がルールＩＤ（４１０）である場合、選定理由表示部６２０に推奨採用条件の説明（条件の説明４２０）が表示される。この場合、推奨算出式データは、ステップＳ６において、モデル採用条件データベース１２４に基づいて選定されている。

ガイダンス対象５２０の対応ＩＤ（５３０）の内容が算出式ＩＤ（３１０）である場合、選定理由表示部６２０に算出式の説明３２０が表示される。この場合、推奨算出式データは、ステップＳ１０において、モデル採用条件データベース１２４を用いることなく、算出モデルデータベース１２３からダイレクトに選定されている。

推奨操作表示部６１０及び選定理由表示部６２０は、第１ガイダンス情報又は第３ガイダンス情報が表示される表示領域である。

推奨操作実行ボタン６３０は、操作パラメータの推奨値を、該当する操作パラメータに設定するための操作ボタンである。推奨操作実行ボタン６３０が操作されると、該当する操作パラメータに推奨値が設定される。この推奨操作実行ボタン６３０により、操作員は、表示中の画面を目的の操作パラメータの値を設定するための画面への切り替えることなく、容易に推奨値を設定することができる。

推奨算出式データに対応する操作パラメータが複数存在する場合、推奨操作表示部６１０、選定理由表示部６２０及び推奨操作実行ボタン６３０の組合せが、出力画面６００内に複数配列される。

その他操作表示部６１１は、その他算出式に対応する操作パラメータ及びその他算出式に基づき算出された操作値が表示される表示領域である。

その他操作説明表示部６２１は、その他算出式に対応する条件の説明４２０であるその他採用条件の説明が表示される表示領域である。

その他操作表示部６１１及びその他操作説明表示部６２１は、第２ガイダンス情報が表示される表示領域である。

その他操作実行ボタン６３１は、その他算出式に基づく操作パラメータの操作値を、該当する操作パラメータに設定するための操作ボタンである。その他操作実行ボタン６３１が操作されると、該当する操作パラメータに推奨値が設定される。

なお、中央監視制御装置２１０が、推奨操作実行ボタン６３０及びその他操作実行ボタン６３１を表示することなく、自動的に操作パラメータの推奨値を該当する操作パラメータに設定することも考えられる。

その他算出式が複数存在する場合、及びその他算出式に対応する操作パラメータが複数存在する場合、その他操作表示部６１１、その他操作説明表示部６２１及びその他操作実行ボタン６３１の組合せが、出力画面６００内に複数配列される。

なお、図９に示されるように、推奨値に関連する第１ガイダンス情報及びその他算出式に基づく操作値に関連する第２ガイダンス情報は、それらが識別可能なように区別して表示される。

プラント運転支援装置１０１においては、指定されたガイダンス対象に関して複数種類の操作の候補が考えられる場合に、それらの候補は、モデル採用ルール４００により、第１算出式集合４４０又は第２算出式集合４５０として設定される。さらに、モデル採用ルール４００は、第１算出式集合４４０及び第２算出式集合４５０と、それが採用されるための採用条件を表す条件式４３０と、その条件式４３０に関する説明情報である条件の説明４２０とを対応づける。

そして、プラント運転支援装置１０１においては、複数のモデル採用ルール４００からなるモデル採用条件データベース１２４を用いることにより、指定されたガイダンス対象について、採用条件が成立している算出式データ３３０−３６０の集合に基づく操作パラメータの推奨値と、成立している採用条件に関する説明情報である選定理由とを含む操作ガイダンス情報（第１ガイダンス情報）を出力する。

即ち、プラント運転支援装置１０１は、ガイダンス対象に関して複数種類の操作の候補が考えられる場合に、推奨される操作の内容に加えて、その操作が推奨される理由、目的又は効果などの説明を表す選定理由を含む操作ガイダンス情報を出力する。そのため、操作員は、選定理由の内容をヒントとして、推奨操作表示部６１０に示される推奨操作の意図を容易に理解することができる。

また、プラント運転支援装置１０１は、操作ガイダンス情報に、推奨される操作パラメータ及びその推奨値に加え、採用条件が成立していない算出式に基づく操作パラメータ及びその操作値、並びにその説明情報も含める。これにより、操作員は、推奨される操作及びその説明に加えて、同じガイダンス対象について採用の候補となる他の操作及びその説明も同時に知ることができる。即ち、操作員は、操作ガイダンス情報が出力されるごとに、１つのガイダンス対象について、考え得る操作の候補を多面的に把握することができ、プラントの運転ノウハウを効率的に習得できる。

また、プラント運転支援装置１０１において、モデル採用条件データベース１２４は、条件式４３０によってプラントの状態を複数に分類し、分類された状態に応じて採用する算出式データの集合（モデルの組合せ）を設定するデータである。このモデル採用条件データベース１２４が存在することにより、算出式データ３３０−３６０は、分類された状態ごとに特化され、他の状態を考慮しないシンプルなモデルを表す算出式を特定すればよい。そのため、本発明においては、算出式データ３３０−３６０のメンテナンスが容易である。

また、プラント運転支援装置１０１において、モデル採用条件データベース１２４は、プラントの状態と採用される算出式データ３３０−３６０の集合の候補との関係のみを特定し、算出式データ３３０−３６０の集合である算出モデルデータベース１２３から独立して記憶装置に記憶される。そのため、モデル採用条件データベース１２４は、計測値と操作値との関係を特定するＩＦ−ＴＨＥＮルールのデータに比べ、ごく小規模なデータとなる。そのため、プラント運転支援装置１０１においては、モデル採用条件データベース１２４のメンテナンスも容易である。

従って、プラント運転支援装置１０１によれば、推奨される操作の内容の導出に関係する算出式データ３３０−３６０及びその算出式データ３３０−３６０が採用される条件を特定するモデル採用条件データベース１２４の各々を、プラントの特性変化などに応じて容易にメンテナンスできる。

以上に示したプラント運転支援装置１０１は、例えば、上水道又は下水道の配水管網の監視及び制御を行う上水プラント又は下水プラントへの適用に好適である。

上水プラント又は下水プラントにおいては、例えば、配水管網における複数の水圧測定点に、水圧を検出する複数の水圧センサが設置される。また、水圧を制御する複数の水圧制御弁が、配水管網における複数の場所に配置される。水圧制御弁は、必ずしも水圧センサに対して１対１に対応しているわけではない。そして、水圧測定点各々の水圧を調節するために採用される水圧制御弁は、状況に応じて複数の候補が考えられる。

例えば、ある水圧測定点の水圧の調節手法として、次の２つの手法が考えられる場合がある。

第１の調節手法は、水圧測定点の水圧を最も効率的に調節できる水圧制御弁の開度を調節するという手法である。この場合、開度の変化に対する水圧測定点の水圧の変化が最も大きな水圧制御弁が操作パラメータとして選択される。

第２の調節手法は、ある水圧測定点の水圧に関連する複数の水圧制御弁各々の開度に偏りが生じないように、それら複数の水圧制御弁のうちの一部又は全部の開度を調節するという手法である。この場合、ある水圧測定点の水圧に関連する複数の水圧制御弁のうち、調節後の開度が予め設定された許容範囲から外れないものが操作パラメータとして選択される。

プラント運転支援装置１０１がそのようなプラントに適用された場合、上記した第１の調節手法を実現する算出式データ３３０−３６０と、上記した第２の調節手法を実現する算出式データ３３０−３６０とが、算出モデルデータベース１２３に登録される。

さらに、第１の調節手法を実現する算出式データ３３０−３６０及び第２の調節手法を実現する算出式データ３３０−３６０の各々について、それが採用されるための採用条件が、モデル採用条件データベース１２４における条件式４３０に登録される。その条件式４３０は、例えば、複数の水圧制御弁の開度のうち、最大の開度と最小の開度との差が予め設定された許容値以内であれば成立するという式である。この場合、その条件式４３０が成立したときに採用される第１算出式集合４４０に、第１の調節手法を実現する算出式データ３００−３６０が設定され、その条件式４３０が成立しないときに採用される第２算出式集合４４０に、第２の調節手法を実現する算出式データ３３０−３６０が設定される。

以上に示したプラント運転支援装置１０１は、「ある水圧測定点（Ｐ）の水圧の調節」というガイダンス対象が指定された際に、複数の水圧制御弁における最大の開度差が許容値を超えている場合、以下のような操作ガイダンス情報を提供することができる。例えば、その操作ガイダンス情報は、複数の水圧制御弁の開度の偏りを緩和しつつ、水圧測定点（Ｐ）の水圧を調節できるように選定された水圧制御弁を表す名称又は記号などと、その水圧制御弁の開度の推奨値と、水圧制御弁の最大の開度差が許容値を超えている旨を表す条件の説明４２０とを含む。

ここで、操作員が、水圧測定点（Ｐ）の水圧を調節する際に、上記した第１の調節手法に基づく操作をしようと考えた場合を考える。この場合、プラント運転支援装置が、単に上記した第２の調節手法に基づく操作の推奨値を提示した場合、操作員は、その意図を理解できずに混乱する可能性がある。

一方、プラント運転支援装置１０１は、第２の調節手法に基づく操作の推奨値を、その推奨値が採用された理由とともに提示するため、操作員は、複数の水圧制御弁の開度の偏りが生じている事実に気づき、さらに、その場合に採用すべき第２の調節手法を知ることができる。

さらに、プラント運転支援装置１０１は、水圧測定点（Ｐ）の水圧を調節する際に、第１の調節手法が推奨される状況であっても、第１の調節手法に基づく操作パラメータの操作値を、その操作値が採用されたる条件の説明とともに提示する。そのため、操作員は、水圧測定点（Ｐ）の水圧を調節すべき状況が１回発生しただけで、推奨される第２の調節手法とその他の候補である第１調節手法との両方を同時に把握できる。そのため、操作員は、効率的に運転ノウハウを習得できる。

また、複数のプラントにおいて、第１の調節手法に対応した水圧制御弁の開度の推奨値の算出式と、第２の調節手法に対応した水圧制御弁の開度の推奨値の算出式とは同じであるが、それら２種類の算出式それぞれの採用条件のみが異なる場合がある。

そのような場合、プラント運転支援装置１０１は、プラントごとにモデル採用ルール４００の条件式４３０のみが調整されればよい。このように、プラント運転支援装置１０１は、操作パラメータの推奨値を決定するアルゴリズムのメンテナンス性が高い。

＜第２実施形態＞
次に、図２に示されるブロック図を参照しつつ、本発明の第２実施形態に係るプラント運転支援装置１０２を含むプラント監視制御システムの構成について説明する。この第２実施形態に係るプラント運転支援装置１０２は、図１に示されたプラント運転支援装置１０１と比較して、一部の構成要素が追加された構成を有している。図２において、図１に示される構成要素と同じ構成要素は、同じ参照符号が付されている。以下、プラント運転支援装置１０２における、プラント運転支援装置１０１と異なる点についてのみ説明する。

プラント運転支援装置１０２は、プラント運転支援装置１０１に対し、編集装置１１６が追加された構成を有している。

編集装置１１６は、ＣＰＵ（Central processing unit）と、キーボード及びマウスなどの操作入力装置と、表示装置と、算出モデルデータベース１２３、モデル採用条件データベース１２４及びガイダンス設定対象データベース１２５各々に対してアクセスするインターフェースを備えた計算機である。編集装置１１６が備える表示装置は、例えば、液晶パネルなどのグラフィックディスプレイである。

編集装置１１６は、算出式データ変更処理と、採用条件データ変更処理とを実行する機能を備えている。算出式データ変更処理は、操作入力装置から入力される情報に従って、算出モデルデータベース１２３における算出式データ３３０−３６０及び算出式の説明３２０各々の内容を変更する処理である。また、採用条件データ変更処理は、操作入力装置から入力される情報に従って、モデル採用条件データベース１２４におけるモデル採用ルール４００各々の内容を変更する処理である。

編集装置１１６は、各データベース１２３，１２４，１２５に登録されているデータを表示装置の画面に表示させつつ、画面上に表示されたデータを、操作入力装置から入力される情報に従って変更し、各データベース１２３，１２４，１２５に登録されているデータを、変更後のデータに更新する。

編集装置１１６は、採用条件データ変更処理において、モデル採用ルール４００ごとに、条件式４３０の成立状況に応じて採用される後件部である第１算出式集合４４０及び第２算出式集合４５０として、１つの算出式ＩＤ（３１０）、複数の算出式ＩＤ（３１０）の組合せ又は他のモデル採用ルール４００のルールＩＤ（４１０）を登録することができる。

ところで、採用条件判定部１１１は、モデル採用条件データベース１２４が、再帰的なリンク構造を有する場合、正しく動作できない。再帰的なリンク構造とは、あるモデル採用ルール４００の後件部に登録されたルールＩＤ（４１０）が、当該モデル採用ルール４００のルールＩＤ（４１０）が後件部に設定されている他のモデル採用ルール４００のルールＩＤ（４１０）であるように、条件式４３０の再帰呼び出しが生じ得るデータ構造のことを指す。

そこで、編集装置１１６は、採用条件データ変更処理において、モデル採用条件データベース１２４が再帰的なリンク構造とならないように、第１算出式集合４４０及び第２算出式集合４５０の設定内容をチェック及び制限する機能を有する。

編集装置１１６がプラントに設置されることにより、経年劣化又は設備の追加などに起因して、プラントの特性が変化した場合でも、プラントの操作員は、操作ガイダンスの内容を、プラントの特性に合った内容へ迅速に変更することができる。そのため、プラントの特性が変化するごとに、操作ガイダンスの内容の変更を計算機システムの専門家に依頼する手間が省かれる。

なお、図２に示される例は、各データベース１２３，１２４，１２５の登録内容を変更する機能が、中央監視制御装置２１０、入力装置２４０及び出力装置２３０とは独立して設けられた編集装置１１６により実現される例である。しかしながら、編集装置１１６の一部又は全部の機能が、中央監視制御装置２１０、入力装置２４０及び出力装置２３０により実現される例も考えられる。

＜第３実施形態＞
次に、図３に示されるブロック図を参照しつつ、本発明の第３実施形態に係るプラント運転支援装置１０３を含むプラント監視制御システムの構成について説明する。この第３実施形態に係るプラント運転支援装置１０３は、図１に示されたプラント運転支援装置１０１と比較して、一部の構成要素が追加された構成を有している。図３において、図１に示される構成要素と同じ構成要素は、同じ参照符号が付されている。以下、プラント運転支援装置１０３における、プラント運転支援装置１０１と異なる点についてのみ説明する。

プラント運転支援装置１０３は、プラント運転支援装置１０１に対し、運転解析部１１３及び算出モデル修正部１１４が追加された構成を有している。運転解析部１１３及び算出モデル修正部１１４は、例えば、ＣＰＵと、運転履歴データベース１２１、算出モデルデータベース１２３、モデル採用条件データベース１２４及びガイダンス設定対象データベース１２５各々に対してアクセスするインターフェースを備えた１台又複数台の計算機により構成される。

また、運転解析部１１３及び算出モデル修正部１１４は、採用条件判定部１１１及びガイダンス作成部１１２などとともに、それぞれ異なる処理が定義されたプログラムモジュールを実行する１つの計算機として実現されてもよい。

運転解析部１１３及び算出モデル修正部１１４は、運転履歴データベース１２１に登録された過去の運転データに基づいて、算出式データ３３０−３６０における算出式係数情報３５０の内容を自動調整して更新する算出係数自動調整処理を実行する。

運転解析部１１３は、運転履歴データベース１２１に登録された過去の運転データの中から、算出式データ３３０−３６０の変更に必要なデータを抽出する機能を備えている。

一方、算出モデル修正部１１４は、運転解析部１１３により抽出された過去の運転データに基づいて、算出式データ３３０−３６０における算出式係数情報３５０の内容、即ち、算出式の係数の値を、自動調整して更新する機能を備えている。

プラント運転支援装置１０３と接続された中央監視制御装置２１０は、ガイダンス作成部１１２から操作ガイダンス情報を受け取るときに、その操作ガイダンス情報の作成に用いられた算出モデルデータ３００又はその内容を特定できるデータである実施算出式データも受け取る。実施算出式データには、用いられた算出式を識別するために算出式ＩＤ（３１０）が含められる。

そして、中央監視制御装置２１０は、操作ガイダンス情報を受け取ったときに、併せて受け取った実施算出式データを、そのデータに基づいて推奨値の算出が行われたときの日時の情報とともに、運転履歴データベース１２１に記録する。以下、このようにして運転履歴データベース１２１に登録される実施算出式データ及びこれに対応する日時情報を、以下、ガイダンス履歴データと称する。このようにして登録されるガイダンス履歴データは、算出モデル修正部１１４による修正の対象とする算出式係数情報３５０と、その修正に用いる過去の運転データとを特定するために用いられる。

算出係数自動調整処理が実行されるタイミングは、例えば、次の３つのタイミングが考えられる。

第１のタイミングは、操作員により、入力装置２４０又は運転解析部１１３が備える操作入力装置などから予め定められた開始操作がなされたときである。

第２のタイミングは、予め設定された時間が経過するごとのタイミングである。この第２のタイミングの周期は、例えば、中央監視制御装置２１０又は運転解析部１１３によって計測される。

第３のタイミングは、ガイダンス作成部１１２が、操作パラメータの推奨値を算出したときである。

運転解析部１１３は、上記したタイミングにおいて、まず、運転履歴データベース１２１に登録されているガイダンス履歴データの中から、変更対象の実施算出式データを含むガイダンス履歴データを抽出する。抽出された実施算出式データには、入力値設定情報３４０が含まれる。

変更対象の実施算出式データは、過去にガイダンス作成部１１２による操作ガイダンス情報の作成に用いられた実績のある算出式を表す実施算出式データの中から、一部又は全部が選択されたものである。変更対象は、算出式ＩＤ（３１０）によって識別される。

前述したように実施算出式データ及びこれに対応する日時情報は、中央監視制御装置２１０により、運転履歴データベース１２１にガイダンス履歴データとして登録されている。

変更対象の算出式ＩＤ（３１０）は、例えば、ガイダンス履歴データに含まれる算出式ＩＤ（３１０）の中から、入力装置２４０又は運転解析部１１３が備える操作入力装置などに対する操作員の操作に従って選択される。

次に、運転解析部１１３は、運転履歴データベース１２１に登録されている過去の運転データの中から、ガイダンス履歴データから抽出した日時情報及び入力値設定情報３４０に対応する過去の運転データ（計測データ）を抽出する。ここで抽出される運転データには、入力値設定情報３４０に設定された計測データであって、推奨値の算出のために参照された日時における計測データと、操作ガイダンス情報に従って推奨値が設定された後の日時における計測データとが含まれる。以下、前者を調整用原因データ、後者を調整用結果データと称する。

即ち、運転解析部１１３は、ガイダンス作成部１１２により推奨値が算出されたときにその推奨値の算出に用いられた過去の運転データ（運転データの履歴）を抽出する。抽出されたデータは、算出モデル修正部１１４に引き渡される。

そして、算出モデル修正部１１４は、運転解析部１１３から得た入力値設定情報３４０に対応する過去の運転データ（計測データ）を推奨値算出式３３０の入力値とし、その推奨値算出式３３０が正しく振舞うように、算出式係数情報３５０の値を決定する。さらに、算出モデル修正部１１４は、算出モデルデータベース１２３における変更対象の算出式係数情報３５０の値を、決定した値に更新する。

例えば、算出モデル修正部１１４は、調整用結果データの値と予め設定された目標値との偏差が予め設定された許容範囲を超えている場合に、調整用原因データを推奨算値出式３３０に適用して得られる推奨値が、偏差の正／負及び偏差の絶対値の大きさに応じた値だけ大きく又は小さくなるように、算出式係数情報３５０の値を決定する。算出式係数情報３５０の値の決定方法は、例えば、回帰分析などの数値解析手法、又はニューラルネットワークもしくは強化学習法などの学習演算手法が考えられる。

プラントにおいては、経年劣化及び設備の追加などにより、プラントの特性が変化する。例えば、上水道又は下水道の配水管網の監視及び制御を行う上水プラント又は下水プラントなどにおいては、水圧制御弁の開度の変化と対応する水圧の変化との関係は、経年変化及配水管網における配管の追加などに起因して変化する。

より具体的には、プラントにおいて、ある水圧測定点（Ｐ）の水圧を調節するための水圧制御弁（Ｖ）が、ある時点までは５ｄＢの制御ゲインで制御されることが適切であったが、その時点以降は、１０ｄＢの制御ゲインで制御されることが適切になるような場合がある。この場合、算出モデル修正部１１４は、過去の運転データにおける水圧制御弁（Ｖ）の開度変化と水圧測定点（Ｐ）の圧力変化との関係から制御ゲインを自走調整し、その制御ゲインを、水圧制御弁（Ｖ）の推奨値を算出する式における算出式係数情報３５０に反映することができる。

また、監視及び制御の対象であるプラントが大規模かつ複雑である場合、操作ガイダンス情報に関係するデータベースの規模が大きくなり、操作員の手作業によるデータベースのメンテナンスが困難になるケースも生じ得る。

プラント運転支援装置１０３が、運転解析部１１３及び算出モデル修正部１１４を備えることにより、操作ガイダンス情報に関係するデータベースの規模が大きい場合でも、プラントの特性変化などに応じて算出モデルデータ３００を人手によって修正する手間が省かれる。

＜第４実施形態＞
次に、図４に示されるブロック図を参照しつつ、本発明の第４実施形態に係るプラント運転支援装置１０４を含むプラント監視制御システムの構成について説明する。この第４実施形態に係るプラント運転支援装置１０４は、図３に示されたプラント運転支援装置１０３と比較して、一部の構成要素が追加された構成を有している。図４において、図１及び図３に示される構成要素と同じ構成要素は、同じ参照符号が付されている。以下、プラント運転支援装置１０４における、プラント運転支援装置１０１及びプラント運転支援装置１０３と異なる点についてのみ説明する。

プラント運転支援装置１０４、プラント運転支援装置１０３に対し、モデル採用条件修正部１１５が追加された構成を有している。さらに、プラント運転支援装置１０４におけるガイダンス作成部１１２は、ハードディスクドライブなどの記憶装置に、ガイダンス履歴データを順次記録することにより、ガイダンス履歴データの集合であるガイダンス履歴データベース１２２を生成するガイダンス履歴登録機能を新たに備える。

運転解析部１１３、算出モデル修正部１１４及びモデル採用条件修正部１１５は、例えば、ＣＰＵと、運転履歴データベース１２１、算出モデルデータベース１２３、モデル採用条件データベース１２４及びガイダンス設定対象データベース１２５各々に対してアクセスするインターフェースを備えた１台又複数台の計算機により構成される。

また、運転解析部１１３及びモデル採用条件修正部１１５は、採用条件判定部１１１、ガイダンス作成部１１２及び算出モデル修正部１１４などとともに、それぞれ異なる処理が定義されたプログラムモジュールを実行する１つの計算機として実現されてもよい。

ガイダンス履歴データベース１２２は、実施採用条件データと、実施算出式データと、実施推奨値データと、日時情報とが関連づけられたガイダンス履歴データの集合である。

実施採用条件データは、採用条件判定部１１１による判定に用いられたモデル採用ルール４００（条件式４３０を含む）又はその内容を特定できるデータである。実施採用条件データには、用いられたモデル採用ルール４００を識別するためにルールＩＤ（４１０）が含められる。

実施算出式データは、第３実施形態における実施算出式データと同じデータである。実施推奨値データは、実施算出式データに基づいて算出された推奨値である。日時情報は、実施算出式データに基づいて推奨値の算出が行われたときの日時の情報である。なお、推奨値の算出の際にモデル採用ルール４００が用いられなかった場合には、ガイダンス履歴データにおける実施採用条件データは空欄となる。

即ち、ガイダンス履歴データベース１２２に登録されるガイダンス履歴データは、プラント運転支援装置１０３において運転履歴データベース１２１に登録されるガイダンス履歴データに、採用条件判定部１１１による判定に用いられた条件式４３０に関する情報が加えられたデータである。

ガイダンス履歴データベース１２２へのガイダンス履歴データの記録は、採用条件判定部１１１及びガイダンス作成部１１２によって推奨値の算出が実行されたタイミングで、自動的に実行される。

なお、プラント運転支援装置１０４におけるガイダンス履歴データも、プラント運転支援装置１０３と同様に、中央監視制御装置２１０を介して運転履歴データベース１２１の一部として登録されてもよい。

また、運転解析部１１３及びモデル採用条件修正部１１５は、運転履歴データベース１２１に登録された過去の運転データと、ガイダンス履歴データベース１２２に登録されたガイダンス履歴データとに基づいて、モデル採用条件データベース１２４における条件式４３０の係数の値を自動調整して更新する採用条件係数自動調整処理を実行する。この採用条件係数自動調整処理により更新される係数は、過去に採用条件判定部１１１による判定に用いられた条件式４３０の係数である。

プラント運転支援装置１０４においても、運転解析部１１３は、プラント運転支援装置１０３における場合と同様に、運転履歴データベース１２１に登録された過去の運転データ及びガイダンス履歴データベース１２２に登録されたガイダンス履歴データの中から、算出式データ３３０−３６０の変更に必要なデータを抽出する機能を備えている。

さらに、プラント運転支援装置１０４における運転解析部１１３は、運転履歴データベース１２１に登録された過去の運転データ及びガイダンス履歴データベース１２２に登録されたガイダンス履歴データの中から、モデル採用ルール４００における条件式４３０の変更に必要なデータを抽出する機能を備えている。

一方、モデル採用条件修正部１１５は、運転解析部１１３により抽出されたガイダンス履歴データ及び過去の運転データに基づいて、モデル採用ルール４００における条件式４３０の係数の値を、自動調整して更新する機能を備えている。

採用条件係数自動調整処理が実行されるタイミングも、算出係数自動調整処理が実行されるタイミングと同様である。

採用条件係数自動調整処理において、運転解析部１１３は、まず、ガイダンス履歴データベース１２２に登録されているガイダンス履歴データの中から、変更対象の実施採用条件データを含むガイダンス履歴データを抽出する。抽出された実施採用条件データには、条件式４３０の情報が含まれる。

変更対象の実施採用条件データは、過去にガイダンス作成部１１２による操作ガイダンス情報の作成に用いられた実績のあるモデル採用ルール４００を表す実施採用条件データの中から、一部又は全部が選択されたものである。変更対象は、ルールＩＤ（４１０）によって識別される。

前述したように、実施採用条件データ及びこれに対応する日時情報は、ガイダンス作成部１１２により、ガイダンス履歴データベース１２２にガイダンス履歴データとして登録されている。

変更対象のルールＩＤ（４１０）は、例えば、ガイダンス履歴データベース１２２に含まれるルールＩＤ（４１０）の中から、入力装置２４０又は運転解析部１１３が備える操作入力装置などに対する操作員の操作に従って選択される。

次に、運転解析部１１３は、運転履歴データベース１２１に登録されている過去の運転データの中から、ガイダンス履歴データベース１２２から抽出した日時情報及び条件式４３０に対応する過去の運転データ（計測データ）を抽出する。ここで抽出される運転データには、条件式４３０に設定された計測データであって、採用条件判定部１１１による採用条件の判定のために参照された日時における計測データが含まれる。さらに、ここで抽出される運転データには、推奨値のガイダンスが行われたときに実際に操作された操作パラメータ及びその操作値を含む操作履歴も含まれる。

即ち、運転解析部１１３は、採用条件判定部１１１により条件式４３０の判定が行われたときにおける運転データの履歴と、その判定に基づいてガイダンス情報の出力が行われたときの操作履歴とを抽出する。抽出されたガイダンス履歴データ及び過去の運転履歴データは、モデル採用条件修正部１１５に引き渡される。

そして、モデル採用条件修正部１１５は、運転解析部１１３から得た過去の運転履歴データにおける操作履歴と、運転解析部１１３から得たガイダンス履歴データにおける推奨値との比較により、操作ガイダンス情報に従った操作が実施されたか否かを判定する。

次に、モデル採用条件修正部１１５は、運転解析部１１３から得た過去の運転履歴データにおける計測データを条件式４３０の入力値とし、その条件式４３０が正しく振る舞うように条件式４３０における係数の値を決定する。

即ち、モデル採用条件修正部１１５は、操作ガイダンス情報に従った操作が実施されたときの操作履歴を正解データとし、条件式４３０に基づく判定により導き出される操作パラメータの推奨値が、正解データである操作履歴と整合するように、条件式４３０における係数の値を決定する。さらに、モデル採用条件修正１１５は、モデル採用条件データベース１２４における変更対象の条件式４３０の係数の値を、決定した値に更新する。

条件式４３０における係数の値の決定方法は、例えば、回帰分析などの数値解析手法、又はニューラルネットワークもしくは強化学習法などの学習演算手法が考えられる。

経年劣化及び設備追加などによってプラントの特性が変化した場合、その変化に対応したガイダンス情報を提供するために、推奨操作の算出式のみではなく、算出式の採用条件も修正すべき場合がある。

例えば、上水道又は下水道の配水管網の監視及び制御を行う上水プラント又は下水プラントなどにおいて、ある水圧測定点（Ｐ）の水圧を調節するために採用される制御方針が変化する場合がある。

より具体的には、ある時点までは、複数の水圧制御弁における最大の開度差に応じて、特定の水圧制御弁の開度を調節する第１の調節手法と、複数の水圧制御弁各々の開度に偏りが生じないように、それら複数の水圧制御弁のうちの一部又は全部の開度を調節する第２の調節手法とのいずれかが実施される制御方針であったとする。この場合、条件式４３０は、複数の水圧制御弁の開度が予め設定された許容範囲にあるか否かを判別する条件式が設定される。

その後、複数の水圧制御弁の開度の状況にかかわらず、常に、第１の調節手法が実施される制御方針へ変更されることがある。この場合、複数の水圧制御弁の開度の状況にかかわらず、常に、第１の調節手法が採用された操作履歴が、ガイダンス履歴データベース１２２及び運転履歴データベース１２１に蓄積される。

そして、モデル採用条件修正部１１５は、複数の水圧制御弁の開度に関わらず、第１の調節手法に相当する運転データを正解データと判定し、その正解データが結論となるように、条件式４３０における許容範囲を表す係数の値を、その許容範囲を最大に広げるような値に修正する。これにより、条件式４３０は、複数の水圧制御弁の開度に関わらず、常に、第１の調節手法に相当する算出式データ３３０−３６０を採用する式に修正される。

また、監視及び制御の対象であるプラントが大規模かつ複雑である場合、操作ガイダンス情報に関係するデータベースの規模が大きくなり、操作員の手作業によるデータベースのメンテナンスが困難になるケースも生じ得る。

プラント運転支援装置１０４が、運転解析部１１３及びモデル採用条件修正部１１５を備えることにより、操作ガイダンス情報に関係するデータベースの規模が大きい場合でも、プラントの特性変化などに応じて条件式４３０を人手によって修正する手間が省かれる。

なお、第４実施形態においては、プラント運転支援装置１０４が、各データベースを記憶する記憶装置を備える例が示されたが、その他の例も考えられる。

例えば、算出モデルデータベース１２３、モデル採用条件データベース１２４、ガイダンス対象データベース１２５、運転履歴データベース１２１及びガイダンス履歴データベース１２２のうちの一部又は全部が、プラント運転支援装置１０４と通信可能な外部の計算機に接続されたハードディスクドライブなどの記憶装置に記憶されることも考えられる。

上記の場合、プラント運転支援装置１０４は、インターネットなどの通信媒体を介して外部の計算機との通信を行う通信インターフェースを備える。また、プラント運転支援装置１０４は、その通信インターフェースを通じて、外部の計算機に接続された記憶装置内のデータベースにアクセス可能に構成される。即ち、この場合の通信インターフェースは、外部の計算機に接続された記憶装置内のデータにアクセスする手段である。ここに示した例は、プラント運転支援装置１０１，１０２，１０３においても同様に採用され得る。

また、本発明に係るプラント運転支援装置は、第４実施形態におけるプラント運転支援装置１０４から、算出モデル修正部１１４が省かれた構成を有することも考えられる。

また、本発明に係るプラント運転支援装置は、プラント運転支援装置１０３の構成、プラント運転支援装置１０４の構成、又はプラント運転支援装置１０４から算出モデル修正部１１４が省かれた構成に対し、プラント運転支援装置１０２における編集装置１１６が追加された構成を有することも考えられる。

１０１−１０４ プラント運転支援装置、１１１ 採用条件判定部、１１２ ガイダンス作成部、１１３ 運転解析部、１１４ モデル修正部、１１５ 採用条件修正部、１１６ 編集装置、１２１ 運転履歴データベース、１２２ ガイダンス履歴データベース、１２３ 算出モデルデータベース、１２４ モデル採用条件データベース、１２５ ガイダンス対象データベース、２１０ 中央監視制御装置、２２０ プラント機器、２３０ 出力装置、２４０ 入力装置、３００ 算出モデルデータ、３１０ 算出式ＩＤ、３２０ 算出式の説明、３３０ 推奨値算出式、３４０ 入力値設定情報、３５０ 算出式係数情報、３６０ 出力値設定情報、３３０−３６０ 算出式データ、４００ モデル採用ルール、４１０ ルールＩＤ、４２０ 条件の説明、４３０ 条件式、４４０ 第１算出式集合、４５０ 第２算出式集合、５００ ガイダンス対象データ、５２０ ガイダンス対象、５３０ 対応ＩＤ、６００ 出力画面、６１０ 推奨操作表示部、６１１ その他操作表示部、６２０ 選定理由表示部、６２１ その他操作説明表示部、６３０ 推奨操作実行ボタン、６３１ その他操作実行ボタン。

Claims (4)

1. プラントの運転データに基づいて操作パラメータの推奨値を算出し、算出された前記推奨値を含むガイダンス情報を出力するプラント運転支援装置であって、
   前記推奨値の算出に用いられる複数種類の算出式各々について該算出式を特定する算出式データを記憶する第１記憶部にアクセスする第１アクセス部と、
   複数のガイダンスの対象各々に対し、採用され得る前記算出式データの集合の候補と該候補が採用されるための前記運転データの条件を表す採用条件と該採用条件に関する説明情報とを対応づける採用条件データを記憶する第２記憶部にアクセスする第２アクセス部と、
   前記対象が指定された場合に、該対象に対応する前記採用条件の成立の状況を前記運転データに基づいて判定する採用条件判定部と、
   前記採用条件判定部により成立していると判定された前記採用条件に対応する前記算出式データの集合の候補を用いて前記推奨値を算出する採用推奨値算出部と、
   前記採用条件判定部により成立していないと判定された前記採用条件に対応する前記算出式データの集合の候補を用いて前記推奨値を算出する不採用推奨値算出部と、
   前記採用推奨値算出部の算出結果及び前記採用推奨値算出部が用いた前記算出式データの集合の候補に対応する前記説明情報を含む第１ガイダンス情報と前記不採用推奨値算出部の算出結果及び前記不採用推奨値算出部が用いた前記算出式データの集合の候補に対応する前記説明情報を含む第２ガイダンス情報とを含むガイダンス情報を出力するガイダンス出力部と、
   を備えることを特徴とするプラント運転支援装置。
2. 操作部から入力される情報に従って前記算出式データの内容を変更する算出式データ変更手段と、
   操作部から入力される情報に従って前記採用条件データの内容を変更する採用条件データ変更手段と、
   を備える請求項１に記載のプラント運転支援装置。
3. 前記採用推奨値算出部により前記推奨値の算出に用いられた前記算出式データにおける前記算出式の係数の値を、該算出式を用いて前記推奨値が算出されたときの前記運転データの履歴に基づいて自動調整して更新する第１の係数自動調整部をさらに備える請求項１又は請求項２に記載のプラント運転支援装置。
4. 前記採用条件判定部による判定に用いられた前記採用条件の係数の値を、該採用条件の判定が行われたときにおける前記運転データの履歴及び前記採用推奨値算出部により算出された前記推奨値の履歴に基づいて自動調整して更新する第２の係数自動調整部をさらに備える請求項１から請求項３のいずれかに記載のプラント運転支援装置。

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