JP5614630B2 - Plant operation support apparatus and plant operation support method - Google Patents

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Description

本発明は、プラントの将来の定常状態の運転状況を予測する予測シミュレータを用いた運転支援装置及び運転支援方法に関する。   The present invention relates to an operation support apparatus and an operation support method using a prediction simulator that predicts a future steady state operation state of a plant.

プラントに設定されたセンサの計測値やコントローラの設定値等に基づいて、プラントの現在の状態を模擬・推定するとともに、将来のプラントの状態を予測する手段として、トラッキングシミュレータや予測シミュレータが用いられている。   Based on the measured values of the sensors set in the plant and the set values of the controller, the current state of the plant is simulated and estimated, and a tracking simulator and a prediction simulator are used as means for predicting the future state of the plant. ing.

トラッキングシミュレータは、プロセスを物理や化学の法則に従ったモデルとして表現したプロセスシミュレータである。トラッキングシミュレータは、プラントからプロセス値（以下、「実測値」という）を取得し、逐次トラッキングシミュレータの内部パラメータを更新することで、実プラントを模擬するシミュレータである。   The tracking simulator is a process simulator that represents a process as a model in accordance with the laws of physics and chemistry. The tracking simulator is a simulator that simulates an actual plant by acquiring process values (hereinafter referred to as “actually measured values”) from the plant and sequentially updating internal parameters of the tracking simulator.

定常状態予測シミュレータは、トラッキングシミュレータから入力されるプロセスデータに基づいて、入力インターフェースより入力された運転状態に変更した際のプラントの状態を模擬・推定し、定常計算を行うシミュレータである。プラントの実測値、定常状態予測シミュレータにより導出される定常状態予測値は、記憶装置に記憶される。記憶された各データは、結果表示部に表示される。   The steady state prediction simulator is a simulator that performs steady state calculation by simulating / estimating the state of the plant when changing to the operating state input from the input interface based on the process data input from the tracking simulator. The measured value of the plant and the steady state predicted value derived by the steady state prediction simulator are stored in the storage device. Each stored data is displayed on the result display section.

横河技報 Ｖｏｌ．５２ Ｎ０．１（２００８） ｐ．３１−３８Yokogawa Technical Report Vol. 52 N0.1 (2008) p. 31-38

従来の定常状態予測シミュレータでは、設定された運転条件（設定値）で定常状態予測値が計算され、その定常状態予測値が結果表示部に表示される。このとき、定常状態予測値がオペレータの希望の値でなかった場合には、再度、オペレータが操作量変更インターフェースにより設定値を入力し、定常計算をやり直す。つまり、定常状態予測値がオペレータの希望の値になるまで、オペレータが操作量変更インターフェースにより設定値を入力し、定常計算をやり直さなければならず、オペレータの手間がかかっていた。   In the conventional steady state prediction simulator, a steady state predicted value is calculated under the set operating condition (set value), and the steady state predicted value is displayed on the result display unit. At this time, if the steady state predicted value is not the value desired by the operator, the operator again inputs the set value through the operation amount change interface and repeats the steady calculation. That is, until the steady state predicted value reaches a value desired by the operator, the operator has to input the set value through the operation amount change interface and perform the steady calculation again, which takes time for the operator.

本発明の目的は、オペレータの操作負担を軽減できる運転支援装置及び運転支援方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a driving support device and a driving support method that can reduce an operation burden on an operator.

本発明の運転支援装置は、プラントの将来の定常状態の運転状況を予測する予測シミュレータを用いた運転支援装置において、前記予測シミュレータによる予測シミュレーションの目的を指定する指定手段と、仮想操作変数に基づく前記予測シミュレータによる予測結果が、前記目的を満たすか否かを判定する判定手段と、前記判定手段による判定の結果、前記予測結果が前記目的を満たすと判定されるまで、前記仮想操作変数を更新して前記予測シミュレータに入力する入力手段と、を備え、前記判定手段および前記入力手段による処理は、前記プラントにおける運転中に実行され、前記予測シミュレータは運転中の前記プラントの現在の状態を初期値としてこの状態から実操作量を前記仮想操作変数に変更した場合に得られる将来の定常状態を、前記予測結果として前記プラントよりも高速で演算することを特徴とする。
この運転支援装置によれば、予測シミュレータによる予測結果が指定された目的を満たすか否かを判定し、予測結果が指定された目的を満たさない場合には、ステップ幅に基づいて仮想操作変数を更新して、更新後の仮想操作変数に基づく予測シミュレーションを行う。よって、予測結果が指定された目的を満たすまで、オペレータによる操作を必要とせずに、仮想操作変数を更新して予測シミュレーションを繰り返し実行することができる。
The driving support apparatus according to the present invention is based on a virtual operation variable and a specifying means for specifying a purpose of a prediction simulation by the prediction simulator in a driving support apparatus using a prediction simulator that predicts a future steady state operation state of a plant. A determination unit that determines whether or not a prediction result by the prediction simulator satisfies the purpose, and the virtual operation variable is updated until it is determined that the prediction result satisfies the purpose as a result of the determination by the determination unit. Input to the prediction simulator, and the processing by the determination means and the input means is executed during operation in the plant, and the prediction simulator initially sets the current state of the plant in operation. future steady obtained when the actual operation amount from the state as a value has been changed to the virtual manipulated variable State and characterized by computing at the higher speed than the plant as the prediction result.
According to this driving support device, it is determined whether or not the prediction result by the prediction simulator satisfies the specified purpose. If the prediction result does not satisfy the specified purpose, the virtual operation variable is set based on the step width. Update and perform a prediction simulation based on the updated virtual manipulated variable. Therefore, the prediction simulation can be repeatedly executed by updating the virtual operation variable without requiring an operation by the operator until the prediction result satisfies the designated purpose.

前記指定手段は、前記仮想操作変数のステップ幅を指定し、前記入力手段は、前記仮想操作変数を前記指定手段によって指定された前記ステップ幅に基づいて更新してもよい。   The designation means may designate a step width of the virtual operation variable, and the input means may update the virtual operation variable based on the step width designated by the designation means.

前記指定手段は、前記仮想操作変数のステップ幅減少率を指定し、前記予測結果が未集束である場合に、前記入力手段は、前記仮想操作変数を、前記指定手段によって指定された前記ステップ幅と前記ステップ幅減少率とに基づいて更新してもよい。   The designation means designates a step width reduction rate of the virtual manipulation variable, and when the prediction result is unfocused, the input means designates the virtual manipulation variable as the step width designated by the designation means. And updating based on the step width reduction rate.

前記判定手段による判定の結果、前記予測結果が前記目的を満たすと判定される場合に、仮想操作変数を適切な操作変数として実プラントに設定する操作量変更手段を備えてもよい。   As a result of the determination by the determination means, an operation amount changing means for setting a virtual operation variable as an appropriate operation variable in an actual plant when it is determined that the prediction result satisfies the purpose may be provided.

本発明の運転支援方法は、プラントの将来の定常状態の運転状況を予測する予測シミュレータを用いた運転支援方法において、前記予測シミュレータによる予測シミュレーションの目的を指定する指定ステップと、仮想操作変数に基づく前記予測シミュレータによる予測結果が、前記目的を満たすか否かを判定する判定ステップと、前記判定ステップによる判定の結果、前記予測結果が前記目的を満たすと判定されるまで、前記仮想操作変数を更新して前記予測シミュレータに入力する入力ステップと、を備え、前記判定ステップおよび前記入力ステップは、前記プラントにおける運転中に実行され、前記予測シミュレータは運転中の前記プラントの現在の状態を初期値としてこの状態から実操作量を前記仮想操作変数に変更した場合に得られる将来の定常状態を、前記予測結果として前記プラントよりも高速で演算することを特徴とする。
この運転支援方法によれば、予測シミュレータによる予測結果が指定された目的を満たすか否かを判定し、予測結果が指定された目的を満たさない場合には、ステップ幅に基づいて仮想操作変数を更新して、更新後の仮想操作変数に基づく予測シミュレーションを行う。よって、予測結果が指定された目的を満たすまで、オペレータによる操作を必要とせずに、仮想操作変数を更新して予測シミュレーションを繰り返し実行することができる。
The operation support method of the present invention is based on a virtual operation variable, a designation step for designating a purpose of a prediction simulation by the prediction simulator in an operation support method using a prediction simulator that predicts a future steady state operation state of a plant. A determination step for determining whether or not a prediction result by the prediction simulator satisfies the purpose; and a result of determination by the determination step, the virtual manipulated variable is updated until it is determined that the prediction result satisfies the purpose Input to the prediction simulator, and the determination step and the input step are executed during operation in the plant, and the prediction simulator uses the current state of the plant in operation as an initial value. Obtained when the actual manipulated variable is changed to the virtual manipulated variable from this state. The future steady state that is characterized by computing at the higher speed than the plant as the prediction result.
According to this driving support method, it is determined whether or not the prediction result by the prediction simulator satisfies the specified purpose. If the prediction result does not satisfy the specified purpose, the virtual operation variable is set based on the step width. Update and perform a prediction simulation based on the updated virtual manipulated variable. Therefore, the prediction simulation can be repeatedly executed by updating the virtual operation variable without requiring an operation by the operator until the prediction result satisfies the designated purpose.

本発明の運転支援装置によれば、予測シミュレータによる予測結果が指定された目的を満たすか否かを判定し、予測結果が指定された目的を満たさない場合には、ステップ幅に基づいて仮想操作変数を更新して、更新後の仮想操作変数に基づく予測シミュレーションを行う。よって、予測結果が指定された目的を満たすまで、オペレータによる操作を必要とせずに、仮想操作変数を更新して予測シミュレーションを繰り返し実行することができる。   According to the driving support device of the present invention, it is determined whether or not the prediction result by the prediction simulator satisfies the specified purpose. When the prediction result does not satisfy the specified purpose, the virtual operation is performed based on the step width. The variable is updated, and a prediction simulation based on the updated virtual operation variable is performed. Therefore, the prediction simulation can be repeatedly executed by updating the virtual operation variable without requiring an operation by the operator until the prediction result satisfies the designated purpose.

本発明の運転支援方法によれば、予測シミュレータによる予測結果が指定された目的を満たすか否かを判定し、予測結果が指定された目的を満たさない場合には、ステップ幅に基づいて仮想操作変数を更新して、更新後の仮想操作変数に基づく予測シミュレーションを行う。よって、予測結果が指定された目的を満たすまで、オペレータによる操作を必要とせずに、仮想操作変数を更新して予測シミュレーションを繰り返し実行することができる。   According to the driving support method of the present invention, it is determined whether or not the prediction result by the prediction simulator satisfies the specified purpose, and if the prediction result does not satisfy the specified purpose, the virtual operation is performed based on the step width. The variable is updated, and a prediction simulation based on the updated virtual operation variable is performed. Therefore, the prediction simulation can be repeatedly executed by updating the virtual operation variable without requiring an operation by the operator until the prediction result satisfies the designated purpose.

一実施形態の運転支援装置７の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the driving assistance apparatus 7 of one Embodiment. 運転支援装置７の動作を示すフローチャート。7 is a flowchart showing the operation of the driving support device 7. 表示手段７６による予測結果の表示例を示す図。The figure which shows the example of a display of the prediction result by the display means 76. FIG.

以下、本発明による運転支援装置の一実施形態について説明する。   Hereinafter, an embodiment of a driving support apparatus according to the present invention will be described.

図１は、一実施形態の運転支援装置７の構成を示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a driving support device 7 according to an embodiment.

図１に示すプラント１は、制御装置２により制御される。制御装置２には、操作量変更インターフェース４を介して操作入力値（操作変数）が与えられる。制御装置２は、操作変数に応じた制御値をプラント１に与え、プラント１を制御する。また、操作変数は制御装置２に与えられるのと同時に、プロセス値の一部としてトラッキングシミュレータ３にも入力される。   A plant 1 shown in FIG. 1 is controlled by a control device 2. An operation input value (operation variable) is given to the control device 2 via the operation amount change interface 4. The control device 2 gives the control value according to the operation variable to the plant 1 and controls the plant 1. Further, the operation variable is given to the tracking simulator 3 as a part of the process value at the same time as being given to the control device 2.

トラッキングシミュレータ３は、プロセスを物理や化学の法則に従ったモデルとして表現したプロセスシミュレータである。トラッキングシミュレータ３は、プラント１等から操作変数を含むプロセス値(以下、「実測値」と言う)を取得し、逐次トラッキングシミュレータ３の内部パラメータを更新することで、プラント１を完全に模擬するシミュレータである。トラッキングシミュレータ３により、プラント１における実測値以外のプロセス値についてもシミュレーションでき、例えば、センサが設置されていない部位の温度、圧力等をシミュレーションすることもできる。また、このようなプロセス値を、後述する定常状態予測シミュレータ５で使用することができる。   The tracking simulator 3 is a process simulator that represents a process as a model in accordance with the laws of physics and chemistry. The tracking simulator 3 obtains a process value (hereinafter referred to as “actually measured value”) including an operation variable from the plant 1 or the like, and updates the internal parameters of the tracking simulator 3 sequentially, thereby simulating the plant 1 completely. It is. The tracking simulator 3 can also simulate process values other than the actually measured values in the plant 1, for example, it can also simulate the temperature, pressure, etc. of the part where no sensor is installed. Moreover, such a process value can be used in the steady state prediction simulator 5 described later.

図１に示す定常状態予測シミュレータ５は、トラッキングシミュレータ３から入力されるプロセス値、すなわち現在のプラントの状態を初期値とし、この状態から操作量を変更した場合にプラント１がどのような定常状態に収斂するのかを実プラントよりも高速で演算するシミュレータである。後述する仮想操作変数を定常状態予測シミュレータ５に入力することで、仮想操作に対応する定常状態を演算することができる。   The steady state prediction simulator 5 shown in FIG. 1 uses the process value input from the tracking simulator 3, that is, the current plant state as an initial value, and what kind of steady state the plant 1 has when the manipulated variable is changed from this state. It is a simulator that calculates whether it converges at a higher speed than the actual plant. A steady state corresponding to the virtual operation can be calculated by inputting a virtual operation variable described later to the steady state prediction simulator 5.

本実施形態の運転支援装置７は、定常状態予測シミュレータ５の予測結果を利用してオペレータの運転支援を行うための装置である。   The driving support device 7 of this embodiment is a device for performing driving support of an operator using the prediction result of the steady state prediction simulator 5.

図１に示すように、運転支援装置７は、シミュレーション条件の指示操作を受け付ける条件入力インターフェース７１（指定手段）と、定常状態予測シミュレータ５による予測結果が目的を満たすか否かを判定する判定手段７２と、仮想操作変数を変化させながら定常状態予測シミュレータ５に順次入力する入力手段７３と、予測結果が目的を満たす場合に入力手段７３から操作変数を受け取り実プラントにおける操作量を変更する操作量変更手段７４と、定常状態予測シミュレータ５による予測結果を取得する結果取得部７５と、予測結果をグラフィカル表示するモニタ等の表示手段７６と、により構成される。   As shown in FIG. 1, the driving support device 7 includes a condition input interface 71 (designating unit) that receives a simulation condition instruction operation, and a determination unit that determines whether the prediction result of the steady state prediction simulator 5 satisfies the purpose. 72, an input means 73 for sequentially inputting the steady state prediction simulator 5 while changing the virtual manipulated variable, and an manipulated variable for receiving the manipulated variable from the input means 73 and changing the manipulated variable in the actual plant when the prediction result satisfies the purpose. The change means 74, the result acquisition part 75 which acquires the prediction result by the steady state prediction simulator 5, and display means 76, such as a monitor which displays a prediction result graphically, are comprised.

図２は、運転支援装置１０の動作を示すフローチャートである。   FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the driving support device 10.

まず、条件入力インターフェース７１（指定手段）よりシミュレーション条件を入力する。シミュレーション条件は、操作変数ｍk、目的変数Ｍ（ｍk）、目的、ステップ幅ｎ、ステップ幅減少率ｋ等である。ここで指定される目的は、例えば、「目的変数Ｍ（ｍk）を最大（又は最小）とする操作変数ｍk」を算出することなどである（ステップＳ１）。 First, simulation conditions are input from the condition input interface 71 (designating means). The simulation conditions are an operation variable m k , an objective variable M (m k ), an objective, a step width n, a step width reduction rate k, and the like. The purpose specified here is, for example, to calculate “an operation variable m k that maximizes (or minimizes) the objective variable M (m k )” (step S1).

次に、ステップＳ２では、トラッキングシミュレータ３より、プラント１の現在の内部状態を初期値(実測値)として取得する。そして、操作変数の値を「仮想操作変数ｍ0」として記憶装置６に保存する。 Next, in step S2, the current internal state of the plant 1 is acquired from the tracking simulator 3 as an initial value (measured value). Then, the value of the operation variable is stored in the storage device 6 as “virtual operation variable m 0 ”.

続いて、ステップＳ３では、判定手段７２は、ステップＳ１にて入力されたシミュレーション条件に基づいて仮想操作変数を決定する（ステップＳ３）。   Subsequently, in step S3, the determination unit 72 determines a virtual operation variable based on the simulation condition input in step S1 (step S3).

例えば、目的変数Ｍ（ｍk）を最大とする（目的変数Ｍ（ｍk）に極大値をとらせる）操作変数ｍkを算出する場合、
１回目の計算は、記憶装置６に記憶した仮想操作変数値ｍ0を用いて目的変数Ｍ（ｍ0）を算出する。
２回目の計算は、ｍ1＝ｍ0（１＋ｎ）とし、目的変数Ｍ（ｍ1）を算出する。
ここで、ｎはステップＳ１にて入力された定常計算の際のステップ幅ｎである。 For example, (assume a maximum value at the objective variable M (m k)) that maximizes the objective variable M (m k) when calculating the manipulated variable m k,
In the first calculation, the objective variable M (m 0 ) is calculated using the virtual operation variable value m 0 stored in the storage device 6.
In the second calculation, m 1 = m 0 (1 + n) and the objective variable M (m 1 ) is calculated.
Here, n is the step width n in the steady calculation input in step S1.

３回目以降の計算は、目的変数Ｍ（ｍ1）−目的変数Ｍ（ｍ0）＞０の場合、ｍk＝ｍ0（１＋ｎｊ）により目的変数を算出する。目的変数Ｍ（ｍ1）−目的変数Ｍ（ｍ0）＜０の場合、ｍj＝ｍ0（１−ｎｊ）により目的変数を算出する。ここで、ｊは１より大きい整数とする。 In the third and subsequent calculations, when the objective variable M (m 1 ) −the objective variable M (m 0 )> 0, the objective variable is calculated by m k = m 0 (1 + nj). If the objective variable M (m 1 ) −the objective variable M (m 0 ) <0, the objective variable is calculated by m j = m 0 (1−nj). Here, j is an integer larger than 1.

次に、ステップＳ４では、入力手段７３は、判定手段７２により算出された操作変数を定常状態予測シミュレータ５に入力する。そして、定常状態予測シミュレータ５は、入力手段７３から操作変数を受け取り、操作変数に基づく定常状態予測シミュレーションを実行する。   Next, in step S <b> 4, the input unit 73 inputs the operation variable calculated by the determination unit 72 to the steady state prediction simulator 5. Then, the steady state prediction simulator 5 receives an operation variable from the input unit 73 and executes a steady state prediction simulation based on the operation variable.

そして、ステップＳ５では、判定手段７２は、結果取得部７５を介して定常状態予測シミュレータ５からシミュレーション結果（予測結果）を受け取り、条件入力インターフェース７１にて入力された目的を満たすか否かを判定する。   In step S <b> 5, the determination unit 72 receives the simulation result (prediction result) from the steady state prediction simulator 5 via the result acquisition unit 75, and determines whether the purpose input through the condition input interface 71 is satisfied. To do.

例えば、目的変数Ｍ（ｍk）を最大（極大）とする操作変数ｍkを算出するシミュレーションの場合、目的変数Ｍ（ｍ1）−目的変数Ｍ（ｍ0）＞０のとき、目的変数Ｍ（ｍk）−目的変数Ｍ（ｍ(k-1)）＜０が成立した時点で目的を満たすものと判定する。 For example, in the case of a simulation for calculating an operation variable m k that maximizes (maximum) the objective variable M (m k ), when the objective variable M (m 1 ) −object variable M (m 0 )> 0, the objective variable M When (m k ) −objective variable M (m (k−1) ) <0, it is determined that the object is satisfied.

予測結果が条件入力インターフェース７１にて入力された目的を満たさない場合には（ステップＳ５：Ｎ）、ステップＳ６において、シミュレーション条件に対応付けて予測結果のデータを記憶手段６に保存し、ステップＳ３に移行する。ステップ幅ｎに従い仮想操作変数を更新してステップＳ4以降の処理を行う。なお、目的変数Ｍ（ｍk）の予測結果が未収束の場合、ステップ幅ｎにステップ幅減少率ｋ（ｋ＜１）を積算し、ステップ幅ｎｋとして仮想操作変数を更新して、ステップＳ４以降の処理を繰り返し行う。 If the prediction result does not satisfy the purpose input at the condition input interface 71 (step S5: N), in step S6, the prediction result data is stored in the storage means 6 in association with the simulation condition, and step S3 is executed. Migrate to The virtual manipulated variable is updated according to the step width n, and the processes after step S4 are performed. If the prediction result of the objective variable M (m k ) has not converged, the step width reduction rate k (k <1) is added to the step width n, and the virtual manipulated variable is updated as the step width nk. The subsequent processing is repeated.

一方、予測結果が条件入力インターフェース７１にて入力された目的を満たす場合には（ステップＳ５：Ｙ）、ステップＳ７において、判定手段７２は、アラーム定義に従い目的変数Ｍ（ｍk）がプラント１の操作可能範囲か否かを判定する。 On the other hand, when the prediction result satisfies the purpose input by the condition input interface 71 (step S5: Y), in step S7, the determination unit 72 determines that the target variable M (m k ) is the plant 1 according to the alarm definition. It is determined whether or not it is within the operable range.

ステップＳ７の判定の結果、目的変数Ｍ（ｍk）が操作可能範囲でない場合（ステップＳ７：Ｎ）には、ステップＳ８において、シミュレーション条件に対応付けて予測結果のデータを記憶手段６に保存し、ステップＳ１１に移行する。なお、記憶手段６に保存されたデータは、適時、最適な操作変数あるいはプラントの定常状態を提示するための情報として利用できる。 As a result of the determination in step S7, if the objective variable M (m k ) is not within the operable range (step S7: N), the prediction result data is stored in the storage means 6 in association with the simulation conditions in step S8. The process proceeds to step S11. The data stored in the storage means 6 can be used as information for presenting the optimum manipulated variable or the steady state of the plant in a timely manner.

一方、目的変数Ｍ（ｍk）が操作可能範囲である場合(ステップＳ７：Ｙ)には、ステップＳ９において、シミュレーション条件に対応付けて予測結果のデータを記憶手段６に保存する。そして、ステップＳ１０では、操作量変更手段７４が、入力手段７３を介して条件を満たす操作変数ｍkを受け取り、制御装置２及びトラッキングシミュレータ３に与えて、プラント１の操作量を変更する。なお、操作量変更手段７４により自動的に操作変数を更新する代わりに、オペレータの指示を待って、制御装置２及びトラッキングシミュレータ３に条件を満たす操作変数ｍkを与えるようにしてもよい。 On the other hand, if the objective variable M (m k ) is within the operable range (step S7: Y), the prediction result data is stored in the storage means 6 in association with the simulation conditions in step S9. In step S < b> 10, the manipulated variable changing unit 74 receives the manipulated variable m k that satisfies the condition via the input unit 73 and gives it to the control device 2 and the tracking simulator 3 to change the manipulated variable of the plant 1. Instead of automatically updating the operation variable by the operation amount changing means 74, an operation variable m k that satisfies the condition may be given to the control device 2 and the tracking simulator 3 after waiting for an instruction from the operator.

そして、ステップＳ１１では、モニタ等の表示手段７６が、予測結果をグラフ又は／及び数値にて表示して、ステップＳ２へ戻る。ステップＳ２〜ステップＳ１１の処理を繰り返すことにより、予測結果およびプラント１の操作量に、プラント１の現在の状態をリアルタイムに反映させることができる。   In step S11, the display means 76 such as a monitor displays the prediction result as a graph or / and a numerical value, and returns to step S2. By repeating the processes in steps S2 to S11, the current state of the plant 1 can be reflected in real time on the prediction result and the operation amount of the plant 1.

なお、ステップＳ１１において予測結果をシミュレーション条件（目的）に対応付けて表示してもよい。また、ステップＳ１１における予測結果の表示後、ステップＳ１に戻り、シミュレーション条件を変更可能に構成してもよい。   In step S11, the prediction result may be displayed in association with the simulation condition (purpose). Moreover, after displaying the prediction result in step S11, it may be configured to return to step S1 and change the simulation conditions.

図３は、表示手段７６による予測結果の表示例を示す図である。この例では、ＴａｇＡ．ＰＶ（目的変数）を最大（極大）とするＴａｇＣ．ＳＶ（操作変数）、かつ、ＴａｇＡ．ＰＶ（目的変数）を最小（極小）とするＴａｇＢ．ＳＶ（操作変数）を算出した際の結果表示画面を示している。   FIG. 3 is a diagram showing a display example of the prediction result by the display means 76. In this example, TagA. Tag C.V. that maximizes PV (objective variable). SV (manipulated variable) and TagA. Tag B. which minimizes PV (objective variable) (minimum). The result display screen at the time of calculating SV (operating variable) is shown.

図３（ａ）には、ＴａｇＡ．ＰＶ（目的変数）を最大（極大）とするＴａｇＣ．ＳＶ（操作変数）で、かつ、ＴａｇＡ．ＰＶ（目的変数）を最小（極小）とするＴａｇＢ．ＳＶ（操作変数）を満たすポイント（黒丸にて図示）が３次元的に表示される。   FIG. 3A shows TagA. Tag C.V. that maximizes PV (objective variable). SV (operating variable) and TagA. Tag B. which minimizes PV (objective variable) (minimum). Points (illustrated by black circles) that satisfy SV (manipulated variable) are displayed three-dimensionally.

図３（ｂ）は上記ポイントを通る平面（縦軸をＴａｇＡ．ＰＶ（目的変数）とし、横軸をＴａｇＣ．ＳＶ（操作変数）とする平面）でのグラフを示す図、図３（ｃ）は上記ポイントを通る平面（縦軸をＴａｇＡ．ＰＶ（目的変数）とし、横軸をＴａｇＢ．ＳＶ（操作変数）とする平面）でのグラフを示す図である。このように、２次元的な表示形態とすることもできる。なお、単一の操作変数についての算出結果を表示する場合には、算出結果を２次元表示によって完全に表示できることになる。   3B is a diagram showing a graph on a plane passing through the above points (a plane in which the vertical axis is TagA.PV (objective variable) and the horizontal axis is TagC.SV (operational variable)), and FIG. These are figures which show the graph in the plane (The vertical axis is TagA.PV (objective variable) and the horizontal axis is TagB.SV (operating variable)) passing through the above points. In this way, a two-dimensional display form can be used. In addition, when displaying the calculation result about a single manipulated variable, the calculation result can be completely displayed by two-dimensional display.

このように、複数の操作変数の組み合わせであっても、仮想操作変数を複数用いることで複数の操作変数の組み合わせについて目的を満たす操作変数を自動で探索することができる。   Thus, even if it is a combination of a plurality of operation variables, it is possible to automatically search for an operation variable that satisfies a purpose for a combination of a plurality of operation variables by using a plurality of virtual operation variables.

以上、説明したように、本発明の運転支援装置および運転支援方法によれば、判定手段７２が、予測シミュレータによる予測結果が指定されたシミュレーション条件（目的）を満たすか否かを判定する。そして、予測結果が目的を満たさない場合には、ステップ幅ｎに基づいて仮想操作変数を更新して、更新後の仮想操作変数に基づく予測シミュレーションを行う。よって、予測結果が指定された目的を満たすまで、オペレータによる操作を必要とせずに、仮想操作変数を更新して予測シミュレーションを繰り返し実行することができる。   As described above, according to the driving support apparatus and the driving support method of the present invention, the determination unit 72 determines whether or not the prediction result by the prediction simulator satisfies the specified simulation condition (purpose). When the prediction result does not satisfy the purpose, the virtual operation variable is updated based on the step width n, and the prediction simulation based on the updated virtual operation variable is performed. Therefore, the prediction simulation can be repeatedly executed by updating the virtual operation variable without requiring an operation by the operator until the prediction result satisfies the designated purpose.

本発明の適用範囲は上記実施形態に限定されることはない。本発明は、プラントの将来の定常状態の運転状況を予測する予測シミュレータを用いた運転支援装置および運転支援方法に対し、広く適用することができる。   The scope of application of the present invention is not limited to the above embodiment. The present invention can be widely applied to an operation support apparatus and an operation support method using a prediction simulator that predicts an operation state in the future steady state of a plant.

１ プラント
５ 定常状態予測シミュレータ
７ 運転支援装置
７１ 入力インターフェース（指定手段）
７２ 判定手段
７３ 入力手段
７４ 操作量変更手段
７５ 結果取得部
７６ 表示手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plant 5 Steady state prediction simulator 7 Operation support apparatus 71 Input interface (designating means)
72 determination means 73 input means 74 operation amount change means 75 result acquisition unit 76 display means

Claims (8)

プラントの将来の定常状態の運転状況を予測する予測シミュレータを用いた運転支援装置において、
前記予測シミュレータによる予測シミュレーションの目的を指定する指定手段と、
仮想操作変数に基づく前記予測シミュレータによる予測結果が、前記目的を満たすか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定の結果、前記予測結果が前記目的を満たすと判定されるまで、前記仮想操作変数を更新して前記予測シミュレータに入力する入力手段と、
を備え、
前記判定手段および前記入力手段による処理は、前記プラントにおける運転中に実行され、
前記予測シミュレータは運転中の前記プラントの現在の状態を初期値としてこの状態から実操作量を前記仮想操作変数に変更した場合に得られる将来の定常状態を、前記予測結果として前記プラントよりも高速で演算することを特徴とする運転支援装置。 In an operation support device using a prediction simulator that predicts the future steady state operation status of the plant,
A designation means for designating a purpose of a prediction simulation by the prediction simulator;
A determination means for determining whether a prediction result by the prediction simulator based on a virtual manipulated variable satisfies the purpose;
As a result of determination by the determination means, input means for updating the virtual manipulated variable and inputting it to the prediction simulator until it is determined that the prediction result satisfies the purpose;
With
The processing by the determination means and the input means is executed during operation in the plant,
Fast said prediction simulator future steady state obtained when the actual operation amount from the state of the current state as an initial value of the plant during operation was changed to the virtual manipulated variable, than the plant as the prediction result A driving support device characterized by being calculated by 前記指定手段は、前記仮想操作変数のステップ幅を指定し、
前記入力手段は、前記仮想操作変数を前記指定手段によって指定された前記ステップ幅に基づいて更新することを特徴とする請求項１に記載の運転支援装置。 The specifying means specifies a step width of the virtual operation variable;
The driving support apparatus according to claim 1, wherein the input unit updates the virtual operation variable based on the step width designated by the designation unit. 前記指定手段は、前記仮想操作変数のステップ幅減少率を指定し、
前記予測結果が未収束である場合に、前記入力手段は、前記仮想操作変数を、前記指定手段によって指定された前記ステップ幅と前記ステップ幅減少率とに基づいて更新することを特徴とする請求項２に記載の運転支援装置。 The designation means designates a step width reduction rate of the virtual operation variable,
The input means updates the virtual manipulated variable based on the step width and the step width decrease rate specified by the specifying means when the prediction result has not converged. Item 3. The driving support device according to Item 2. 前記判定手段による判定の結果、前記予測結果が前記目的を満たすと判定される場合に、前記仮想操作変数を適切な操作変数として前記プラントに設定する操作量変更手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の運転支援装置。   The operation amount changing means for setting the virtual operation variable as an appropriate operation variable in the plant when the determination result by the determination means determines that the prediction result satisfies the purpose. The driving support device according to any one of Items 1 to 3. プラントの将来の定常状態の運転状況を予測する予測シミュレータを用いた運転支援方法において、
前記予測シミュレータによる予測シミュレーションの目的を指定する指定ステップと、
仮想操作変数に基づく前記予測シミュレータによる予測結果が、前記目的を満たすか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップによる判定の結果、前記予測結果が前記目的を満たすと判定されるまで、前記仮想操作変数を更新して前記予測シミュレータに入力する入力ステップと、
を備え、
前記判定ステップおよび前記入力ステップは、前記プラントにおける運転中に実行され、
前記予測シミュレータは運転中の前記プラントの現在の状態を初期値としてこの状態から実操作量を前記仮想操作変数に変更した場合に得られる将来の定常状態を、前記予測結果として前記プラントよりも高速で演算することを特徴とする運転支援方法。 In an operation support method using a prediction simulator that predicts the future steady state operation status of the plant,
A designation step for designating the purpose of the prediction simulation by the prediction simulator;
A determination step of determining whether a prediction result by the prediction simulator based on a virtual manipulated variable satisfies the purpose;
As a result of determination by the determination step, until the prediction result is determined to satisfy the purpose, an input step of updating the virtual manipulated variable and inputting it to the prediction simulator;
With
The determination step and the input step are performed during operation in the plant,
Fast said prediction simulator future steady state obtained when the actual operation amount from the state of the current state as an initial value of the plant during operation was changed to the virtual manipulated variable, than the plant as the prediction result A driving support method characterized by calculating with 前記指定ステップでは、前記仮想操作変数のステップ幅を指定し、
前記入力ステップでは、前記仮想操作変数を前記指定ステップによって指定された前記ステップ幅に基づいて更新することを特徴とする請求項５に記載の運転支援方法。 In the specifying step, a step width of the virtual operation variable is specified,
The driving support method according to claim 5, wherein, in the input step, the virtual operation variable is updated based on the step width specified in the specifying step. 前記指定ステップでは、前記仮想操作変数のステップ幅減少率を指定し、
前記予測結果が未収束である場合に、前記入力ステップでは、前記仮想操作変数を、前記指定ステップによって指定された前記ステップ幅と前記ステップ幅減少率とに基づいて更新することを特徴とする請求項６に記載の運転支援方法。 In the specifying step, a step width reduction rate of the virtual operation variable is specified,
When the prediction result is unconvergence, the input step updates the virtual manipulated variable based on the step width and the step width decrease rate specified by the specifying step. Item 7. The driving support method according to Item 6. 前記判定ステップによる判定の結果、前記予測結果が前記目的を満たすと判定される場合に、前記仮想操作変数を適切な操作変数として実プラントに設定する操作量変更ステップを備えることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載の運転支援方法。   The operation amount changing step of setting the virtual operation variable as an appropriate operation variable in an actual plant when it is determined that the prediction result satisfies the purpose as a result of the determination in the determination step. Item 8. The driving support method according to any one of Items 5 to 7.
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