JP6845368B1 - Ｌｎｇ受入サンプリングシステムの運用訓練方法、運用訓練装置、及び運用訓練プログラム - Google Patents

Ｌｎｇ受入サンプリングシステムの運用訓練方法、運用訓練装置、及び運用訓練プログラム Download PDF

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Abstract

【課題】ＬＮＧ受入サンプリングシステムの動きを模擬的に再現したプロセスモデルの挙動に応じた異常事態を発生させる。【解決手段】運用訓練装置３０は、ＬＮＧ受入サンプリングシステムを用いたＬＮＧの受入検査で発生しうる異常事態の発生条件、及び異常事態の発生条件が成立した場合に発生させる故障を予め対応付けたシナリオ３６を参照しながら、プロセスモデル３５を用いた受入検査の工程を監視し、受入検査の工程が異常事態の発生条件を満たした場合、異常事態に対応した故障を発生させると共に故障発生後におけるプロセスモデル３５の状態をトレーニーに通知し、トレーニーに対して異常事態の復旧操作を行わせる。【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＮＧ受入サンプリングシステムの運用訓練方法、運用訓練装置、及び運用訓練プログラムに関する。
特許文献１には、ＬＮＧ（Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓ）受入サンプリングシステムの例が開示されている。
ＬＮＧ受入サンプリングシステムは、購入したＬＮＧの成分を分析し、購入したＬＮＧが購入仕様に合致しているか否かを検査するシステムである。
購入したＬＮＧの一部を格納するサンプリングホルダーの違いにより、ＬＮＧ受入サンプリングシステムには有水型と無水型が存在する。
図５は、有水型ＬＮＧ受入サンプリングシステムの概略構成例を示す図である。有水型ＬＮＧ受入サンプリングシステムでは、受入配管１からサンプリングライン２を介してサンプリングしたＬＮＧを気化器３で気化する。気化したＬＮＧは、水ライン９を通じて供給された水が貯められている有水型サンプリングホルダー４内に一旦捕集され、充填ライン５を経由して捕集したＬＮＧを充填ポンプ６によりサンプリングシリンダー７内に充填する。サンプリングシリンダー７は着脱可能となっており、サンプリングシリンダー７を分析室に持ち込んで、購入したＬＮＧの組成分析を行う。
また、ＬＮＧの受入中に外部からの自然入熱によって気化したＬＮＧは、ＢＯＧライン８を通じて受入元のタンクに戻される。有水型サンプリングホルダー４の上部には攪拌器１０が取り付けられている。攪拌器１０はモーター１１とプロペラ１２を含んで構成され、プロペラ１２を回転させて有水型サンプリングホルダー４内の空間を攪拌することで、有水型サンプリングホルダー４内に捕集されたＬＮＧの組成を均一化し、サンプリングシリンダー７に組成分析用のＬＮＧを充填する。
一方、図６は、無水型ＬＮＧ受入サンプリングシステムの概略構成例を示す図である。
無水型ＬＮＧ受入サンプリングシステムは、受入配管１、サンプリングライン２、気化器３、サンプリングシリンダー７、ＢＯＧライン８、無水型サンプリングホルダー１３、Ｎ２送入ライン１７、真空ライン１８、真空ポンプ１９、１次サンプリングガス送入ライン２０、サンプリングガス送入バルブ２１、２次サンプリングガス送入ライン２２、充填バルブ２３、Ｎ２送入バルブ２４、Ｎ２排出ライン２５、Ｎ２排出バルブ２６、真空バルブ２７を含んで構成される。なお、Ｎ２は窒素ガスを表す。
また、無水型サンプリングホルダー１３の内部は、ブラダ膜１６によって外層１４と内層１５に分離されている。
無水型ＬＮＧ受入サンプリングシステムでは、受入配管１からサンプリングライン２を介してサンプリングしたＬＮＧを気化器３で気化する。その上で、サンプリングガス送入バルブ２１を「開」に制御することにより、気化したＬＮＧを１次サンプリングガス送入ライン２０から無水型サンプリングホルダー１３の外層１４内に一旦受け入れる。このとき、Ｎ２排出ライン２５のＮ２排出バルブ２６は「開」となっていて、ブラダ膜１６は外層１４に捕集したＬＮＧのガス圧により収縮する。
外層１４内に一定量のＬＮＧが捕集されたところでサンプリングガス送入バルブ２１を閉じると共に、Ｎ２送入ライン１７のＮ２送入バルブ２４を開いてブラダ膜１６の内層１５にＮ２を送入する。その後、再びＮ２送入バルブ２４を閉じ、Ｎ２排出バルブ２６を開いて内層１５内のＮ２を排出する操作を繰り返すことによりブラダ膜１６の伸張と収縮を行う。ブラダ膜１６の伸張と収縮により外層１４に捕集されたＬＮＧが攪拌され、外層１４内におけるＬＮＧの組成が均一化する。
無水型サンプリングホルダー１３でのＬＮＧの攪拌が終了すると、サンプリングガス送入バルブ２１及びＮ２排出バルブ２６を閉じ、Ｎ２送入バルブ２４を開いて内層１５内にＮ２ガスを送入し、ブラダ膜１６を伸張させる。この状態において充填バルブ２３を開ければ、外層１４内のＬＮＧが、２次サンプリングガス送入ライン２２を介してサンプリングシリンダー７内に充填される。
無水型ＬＮＧ受入サンプリングシステムで新たなＬＮＧの受入検査を行う場合に備えて無水型サンプリングホルダー１３を洗浄する必要がある。この場合、各種バルブを閉めた状態で真空バルブ２７を開き、無水型サンプリングホルダー１３内の気体を真空ポンプ１９で吸引することにより無水型サンプリングホルダー１３を真空状態にして、吸引した気体を真空ライン１８から排出する。また、サンプリングシリンダー７についても真空ポンプ１９で真空状態を作り出すことがある。
特開平９−３１４７９号公報
こうしたＬＮＧ受入サンプリングシステムの制御は自動化されているが、例えばＬＮＧやＮ２の僅かな圧力変化及び温度変化等により、作業員による制御室からの操作が必要になることがある。また、自動制御だけではサンプリングシリンダー７や無水型サンプリングホルダー１３が規定の真空状態に達しないこともあるため、作業員が制御室から真空ポンプ１９等を操作して、サンプリングシリンダー７及び無水型サンプリングホルダー１３を規定通りの真空状態にすることもある。
このように、受け入れたＬＮＧをサンプリングシリンダー７に充填するまでの手順は複雑であり、各種バルブの操作量や開閉タイミング等を規定にあわせるためには、熟練した操作が要求される。
したがって、作業員の操作技能を向上させるためには、運用訓練装置を用いた操作訓練が必要とされる。
しかしながら、これまでＬＮＧ受入サンプリングシステムの動作をコンピュータ上で模擬的に再現した運用訓練装置は存在しない。しかも、他のプラントやシステムでも用いられる従来の運用訓練装置を用いた操作訓練では、熟練した操作技能を有する訓練指導員がインストラクターとなり、操作訓練を受けている訓練員であるトレーニーが運用訓練装置を通じてインストラクターの設定した課題に対応した操作を行い、インストラクターがトレーニーの操作を指導することが行われてきた。
また、従来の運用訓練装置では、操作訓練の実施時間にあわせてインストラクターが拘束されることになるため、操作訓練に参加するインストラクターの調整が難しく、かつ、インストラクターとなるような操作技能を有する作業員がこの間に実際の現場の作業を行うことができなくなるという問題も生じる。
本発明は上記事実を鑑みてなされたものであり、ＬＮＧ受入サンプリングシステムの動きを模擬的に再現したプロセスモデルの挙動に応じた異常事態を発生させることができるＬＮＧ受入サンプリングシステムの運用訓練方法、運用訓練装置、及び運用訓練プログラムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、第１態様に係るＬＮＧ受入サンプリングシステムの運用訓練方法は、監視部、故障発生部、及び制御部を含む運用訓練装置を用いたＬＮＧ受入サンプリングシステムの運用訓練方法であって、前記監視部が、ＬＮＧ受入サンプリングシステムを用いたＬＮＧの受入検査で発生しうる異常事態の発生条件、及び前記異常事態の発生条件が成立した場合に発生させる故障を予め対応付けたシナリオを参照しながら、ＬＮＧ受入サンプリングシステムの動きを模擬的に再現するプロセスモデルを用いて行われている訓練での前記受入検査の工程を監視する監視ステップと、監視中の工程が前記異常事態の発生条件を満たした場合、前記故障発生部が、前記プロセスモデルの構成要素に対して前記異常事態に対応した故障を発生させる故障発生ステップと、前記制御部が、前記受入検査の工程を実行しながら、前記故障発生部が発生させた前記プロセスモデルの構成要素の故障後における前記プロセスモデルの状態を表すプロセス情報を通知し、訓練員に対して前記プロセス情報から推定される前記異常事態の復旧操作を行わせる運用ステップと、を含む。
第２態様に係るＬＮＧ受入サンプリングシステムの運用訓練方法は、第１態様に係る運用訓練方法において、前記プロセスモデルが、気化したＬＮＧを受け入れる無水型サンプリングホルダーにおける外層の容積変化の模擬に対応する。
第３態様に係るＬＮＧ受入サンプリングシステムの運用訓練方法は、第１態様又は第２態様に係る運用訓練方法の前記運用ステップにおいて、前記制御部が訓練員の操作内容に従って前記プロセスモデルを制御すると共に、前記プロセスモデルの制御に伴う前記プロセス情報の変化を訓練員に通知しながら、実際のＬＮＧ受入サンプリングシステムにおける前記受入検査の全工程を実行する運用を行う。
第４態様に係るＬＮＧ受入サンプリングシステムの運用訓練方法は、第１態様〜第３態様の何れかの態様に係る運用訓練方法の監視ステップにおいて、前記監視部が訓練指導員によって選択された複数の前記シナリオを参照しながら、前記プロセスモデルを用いて行われている訓練での前記受入検査の工程を監視し、監視中の工程が少なくとも１つの前記シナリオにおける前記異常事態の発生条件を満たした場合、前記故障発生ステップにおいて、前記故障発生部が前記プロセスモデルの構成要素に対して前記異常事態に対応した故障を発生させる。
第５態様に係るＬＮＧ受入サンプリングシステムの運用訓練装置は、ＬＮＧ受入サンプリングシステムを用いたＬＮＧの受入検査で発生しうる異常事態の発生条件、及び前記異常事態の発生条件が成立した場合に発生させる故障を予め対応付けたシナリオを参照しながら、ＬＮＧ受入サンプリングシステムの動きを模擬的に再現するプロセスモデルを用いて行われている訓練での前記受入検査の工程を監視する監視部と、前記監視部で監視中の工程が前記異常事態の発生条件を満たした場合、前記監視部からの指示に従い、前記プロセスモデルの構成要素に対して前記異常事態に対応した故障を発生させる故障発生部と、前記受入検査の工程を実行しながら、前記故障発生部によって発生させた前記プロセスモデルの構成要素の故障後における前記プロセスモデルの状態を表すプロセス情報を通知し、訓練員に対して前記プロセス情報から推定される前記異常事態の復旧操作を要求する制御を行う制御部と、を備える。
第６態様に係るＬＮＧ受入サンプリングシステムの運用訓練装置は、第５態様に係る運用訓練装置において、前記プロセスモデルが、気化したＬＮＧを受け入れる無水型サンプリングホルダーにおける外層の容積変化の模擬に対応する。
第７態様に係るＬＮＧ受入サンプリングシステムの運用訓練装置は、第５態様又は第６態様に係る運用訓練装置において、前記制御部が、訓練員の操作内容に従って前記プロセスモデルを制御すると共に、前記プロセスモデルの制御に伴う前記プロセス情報の変化を訓練員に通知しながら、実際のＬＮＧ受入サンプリングシステムにおける前記受入検査の全工程を実行する制御を行う。
第８態様に係るＬＮＧ受入サンプリングシステムの運用訓練装置は、第５態様〜第７態様の何れかの態様に係る運用訓練装置において、前記監視部が、訓練指導員によって選択された複数の前記シナリオを参照しながら、前記プロセスモデルを用いて行われている訓練での前記受入検査の工程を監視し、監視中の工程が少なくとも１つの前記シナリオにおける前記異常事態の発生条件を満たした場合、前記故障発生部は、前記監視部からの指示に従い、前記プロセスモデルの構成要素に対して前記異常事態に対応した故障を発生させる。
第９態様に係るＬＮＧ受入サンプリングシステムの運用訓練プログラムは、コンピュータに、ＬＮＧ受入サンプリングシステムを用いたＬＮＧの受入検査で発生しうる異常事態の発生条件、及び前記異常事態の発生条件が成立した場合に発生させる故障を予め対応付けたシナリオを参照しながら、ＬＮＧ受入サンプリングシステムの動きを模擬的に再現するプロセスモデルを用いて行われている訓練での前記受入検査の工程を監視し、監視中の工程が前記異常事態の発生条件を満たした場合、前記プロセスモデルの構成要素に対して前記異常事態に対応した故障を発生させ、前記受入検査の工程を実行しながら、発生させた前記プロセスモデルの構成要素の故障後における前記プロセスモデルの状態を表すプロセス情報を通知し、訓練員に対して前記プロセス情報から推定される前記異常事態の復旧操作を行わせる処理を実行させるためのプログラムである。
第１態様、第５態様、及び第９態様によれば、ＬＮＧ受入サンプリングシステムの動きを模擬的に再現したプロセスモデルの挙動に応じた異常事態を発生させることができる、という効果を有する。
第２態様、及び第６態様によれば、ＬＮＧ受入サンプリングシステムに特有のプロセス情報を再現することができる、という効果を有する。
第３態様、及び第７態様によれば、ＬＮＧの受入からサンプリングシリンダーへのＬＮＧの充填までの一連のＬＮＧ受入サンプリングシステムの各工程に対応した操作訓練を行うことができる、という効果を有する。
第４態様、及び第８態様によれば、複数の異常事態の発生に対応した復旧操作を習得することができる、という効果を有する。
運用訓練装置の機能構成例を示す図である。 シナリオに基づく運用訓練装置の動作例を示す図である。 運用訓練装置における電気系統の要部構成例を示す図である。 運用訓練処理の流れの一例を示すフローチャートである。 有水型ＬＮＧ受入サンプリングシステムの概略構成例を示す図である。 無水型ＬＮＧ受入サンプリングシステムの概略構成例を示す図である。
以下、本実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、同じ構成要素及び同じ処理には全図面を通して同じ符号を付与し、重複する説明を省略する。
図１は、本実施形態に係る運用訓練装置３０の機能構成例を示す図である。図１に示すように運用訓練装置３０は、シミュレータモデル３１、監視部３２、及び故障発生部３３を備える。
シミュレータモデル３１は、訓練指導員（以降、「インストラクター」という）による各種設定、及び訓練員（以降、「トレーニー」という）からの操作指示を受け付けてＬＮＧ受入サンプリングシステムの各工程を模擬的に実行し、工程の実行中に発生したイベントや模擬したＬＮＧ受入サンプリングシステムの状態（「プロセスモデル３５の挙動」とともいう）をインストラクター及びトレーニーに通知する。トレーニーは、操作に伴って変化する、シミュレータモデル３１から通知されたＬＮＧ受入サンプリングシステムの状態を確認しながら、ＬＮＧの受入検査の全工程が終了するまで、ＬＮＧ受入サンプリングシステムで発生する各種イベントに対応した操作を行う。
ＬＮＧ受入サンプリングシステムが無水型の場合、受入検査の工程は、例えば系内パージ工程、ガス捕集開始工程、ガス捕集終了工程、サンプリングシリンダー７の真空引き及びパージ工程、シリンダー充填工程、並びに、シリンダーブロック工程で構成される。
系内パージ工程は受入サンプリングシステムの事前準備を行う工程であり、例えば真空漏れチェックやブラダ膜１６の動作チェックが含まれる。系内パージ工程はトレーニーからのサンプリング準備指示により実行される。
ガス捕集開始工程は、ＬＮＧ受入サンプリングシステムで実際にＬＮＧの受入を開始する工程であり、トレーニーからのガス捕集開始指示により実行される。
ガス捕集終了工程は、ＬＮＧ受入サンプリングシステムへのＬＮＧの受入を停止する工程であり、トレーニーからのガス捕集終了指示により実行される。
サンプリングシリンダー７の真空引き及びパージ工程は、サンプリングシリンダー７にＬＮＧを充填するための準備を行う工程であり、サンプリングシリンダー７にＬＮＧを供給するライン等に異常がなければ、サンプリングシリンダー７にＬＮＧを充填するシリンダー充填工程、及びサンプリングシリンダー７へのＬＮＧの充填を停止するシリンダーブロック工程が行われる。サンプリングシリンダー７の真空引き及びパージ工程からシリンダーブロック工程は、トレーニーからのシリンダー充填指示により実行される。
シミュレータモデル３１は制御部３４とプロセスモデル３５を含み、制御部３４とプロセスモデル３５を用いて上記の処理を実行する。
制御部３４は、トレーニーの操作に従ってＬＮＧ受入サンプリングシステムにおける各工程の処理を忠実に実行する機能を有する。また、制御部３４は、トレーニーの操作に対応した指示を後述するプロセスモデル３５に通知する。プロセスモデル３５に通知される指示には、ＬＮＧ受入サンプリングシステムの構成要素の状態を変化させる指示、例えば特定のバルブの開閉指示や特定のポンプの起動停止指示が含まれる。
プロセスモデル３５は、制御部３４の指示に従ったＬＮＧ受入サンプリングシステムの動きを模擬的に再現する。プロセスモデル３５が模擬的に再現するＬＮＧ受入サンプリングシステムの方式に制約はなく、有水型であっても無水型であってもよく、また、その他の方式のＬＮＧ受入サンプリングシステムであってもよい。したがって、ＬＮＧ受入サンプリングシステムとは、各方式のＬＮＧ受入サンプリングシステムを総称した表現である。
１つのプロセスモデル３５には、何れか１つの方式のＬＮＧ受入サンプリングシステムの各構成要素の動作を再現する模擬モデルが含まれる。例えばプロセスモデル３５が無水型ＬＮＧ受入サンプリングシステムの動作を模擬的に再現する場合、プロセスモデル３５は例えば無水型サンプリングホルダー１３、真空ポンプ１９、及び充填バルブ２３といった無水型ＬＮＧ受入サンプリングシステムに含まれる各構成要素の動作を再現する。
プロセスモデル３５は制御部３４から指示を受け付けると、制御部３４から指示されたＬＮＧ受入サンプリングシステムの構成要素に対して、指示された操作を指示された操作量だけ行う。制御部３４からの指示が、例えば充填バルブ２３に対する開指示であれば、充填バルブ２３を指示された操作量だけ開けて、操作量に応じた流量でＬＮＧをサンプリングシリンダー７に充填する。
このように、プロセスモデル３５では、制御部３４の指示に従ってＬＮＧ受入サンプリングシステムにおける状態が変化することになる。プロセスモデル３５によって模擬されるＬＮＧ受入サンプリングシステムの状態のことを「プロセスモデル３５の状態」と呼び、プロセスモデル３５の状態はプロセス情報としてプロセスモデル３５から制御部３４に通知される。プロセス情報には、ＬＮＧ受入サンプリングシステムの各箇所における温度、圧力、真空度、及び流量といった物理量の他、ＬＮＧ受入サンプリングシステムの運用状態や構成要素の故障を通知するアラーム等の状態情報が含まれる。
例えば、プロセスモデル３５が無水型ＬＮＧ受入サンプリングシステムの動きを模擬的に再現している場合、プロセスモデル３５は、ブラダ膜１６の伸縮状況やそれに伴う無水型サンプリングホルダー１３内の内層１５や外層１４の容積変化を再現し、プロセス情報として制御部３４に通知する。ブラダ膜１６の動きは、内層１５と外層１４の差圧、及び差圧によって変形したブラダ膜１６が元の形状に戻ろうとする復元力によって定義されるが、プロセスモデル３５はこうしたブラダ膜１６の動きを忠実に再現し、内層１５や外層１４の容積変化をプロセス情報として制御部３４に通知する。
また、気化器３の内部における上段、中段、下段にはそれぞれＬＮＧを気化するためのヒーターが設置されているが、プロセスモデル３５は、各々のヒーターのオンオフ操作に応じて生じる熱負荷をプロセス情報として制御部３４に通知する。
したがって、制御部３４は、プロセスモデル３５から受け付けたプロセス情報を運用訓練装置３０の後述する出力ユニット４９に出力して、ＬＮＧ受入サンプリングシステムの状況をトレーニー及びインストラクターに通知する。
トレーニーは制御部３４から通知されたプロセス情報を参考にして、プロセスモデル３５で起きている事象を把握し、事象に対応した操作を行う訓練を行う。
すなわち、シミュレータモデル３１は、実際のＬＮＧ受入サンプリングシステムを制御する設備制御盤のシミュレータとして機能する。
監視部３２は、少なくとも１つのシナリオ３６を備え、シミュレータモデル３１で行われているプロセスモデル３５を用いたＬＮＧ受入サンプリングシステムによるＬＮＧの受入検査における各工程の実行状況を監視し、インストラクターがシナリオ３６に予め設定した条件に従い、プロセスモデル３５の構成要素に対して異常事態を発生させる。
インストラクターは、ＬＮＧ受入サンプリングシステムを用いたＬＮＧの受入検査で発生しうる異常事態の発生条件と、異常事態の発生条件が成立した場合にプロセスモデル３５内のＬＮＧ受入サンプリングシステムに発生させる故障とを対応付けた複数のシナリオ３６を予め生成し、監視部３２に登録しておく。その上で、インストラクターは監視部３２に登録した複数のシナリオ３６の中から少なくとも１つのシナリオ３６を選択する。なお、異常事態の発生条件と対応付けられる故障には、故障発生対象となるＬＮＧ受入サンプリングシステムの構成要素、及び故障の種類が定義されている。
図２はシナリオ３６に基づく運用訓練装置３０の動作例を示す図である。
シナリオ３６には異常事態の発生条件と異常事態の発生条件が成立した場合に発生させる故障が対応付けられている。したがって、シナリオ３６は、異常事態の発生条件が成立したか否かを判定するため、シミュレータモデル３１で実行される受入検査の工程の実行状況を監視する。
異常事態の発生条件の設定内容に制約はないが、一例として工程の進捗状況を異常事態の発生条件に設定する例について説明する。
制御部３４で実行する受入検査の各工程には予め番号が一意に付与されており（以降、「工程番号」という）、制御部３４は、実行中の工程番号を更新する。したがって、監視部３２は制御部３４が更新する工程番号を参照し、工程番号によって表される制御部３４で実行中の工程が、異常事態の発生条件としてシナリオ３６に設定されている工程番号によって表される工程に到達した場合に、異常事態の発生条件と対応付けられた故障の発生指示を故障発生部３３に通知する。
このように、監視部３２は、インストラクターによって選択されたシナリオ３６に基づき、シナリオ３６に設定されている異常事態の発生条件が成立した場合、成立した異常事態の発生条件と対応付けられている動作を実行する機能を備える。
なお、異常事態の発生条件を工程の進捗状況ではなく、ＬＮＧ受入サンプリングシステムの各箇所における温度、圧力、真空度、及び流量といった物理量、及びトレーニーの操作手順等で定義してもよいことは言うまでもない。
故障発生部３３は、プロセスモデル３５におけるＬＮＧ受入サンプリングシステムを構成する構成要素毎に、構成要素の故障を発生させる機能を備える。
具体的には構成要素がバルブであればバルブの漏れ、ポンプであればポンプの動作が停止するポンプトリップや能力低下、並びに、各種ガスの流路であるラインであればガス漏れ、外部からラインへの気体の流入、及びライン内圧力上昇といった故障を構成要素毎に発生させる機能を有する。
したがって、例えば監視部３２から特定のポンプ（ポンプＡとする）に対する故障の発生指示を受け付けた場合、故障発生部３３はプロセスモデル３５におけるＬＮＧ受入サンプリングシステムのポンプＡに、故障の発生指示で通知された故障の種類に対応した故障を発生させる（図２参照）。
これにより、プロセスモデル３５が故障発生によって変化したプロセス情報を制御部３４に通知することで、故障後のプロセス情報がトレーニー及びインストラクターに示される。
以上の動作により運用訓練装置３０は、プロセス情報に基づき、ＬＮＧ受入サンプリングシステムのどこでどのような異常事態が発生したのかを推定する能力や、推定した異常事態の復旧操作を身に着けさせる訓練をトレーニーに提供することができる。
なお、故障発生部３３で発生可能な故障項目は例えばインストラクターによって登録される。したがって、インストラクターは、運用訓練装置３０でトレーニーに対するＬＮＧ受入サンプリングシステムの操作訓練を実行する前に、訓練に必要な故障項目を予め故障発生部３３に登録しておく。
図１に示した運用訓練装置３０は、コンピュータ４０を用いて構成される。図３は、運用訓練装置３０における電気系統の要部構成例を示す図である。
コンピュータ４０は、図１に示した運用訓練装置３０の各部の処理を担うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）４１、運用訓練プログラムを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）４２、ＣＰＵ４１の一時的な作業領域として使用されるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）４３、不揮発性メモリ４４、及び入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）４５を備える。ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、不揮発性メモリ４４、及びＩ／Ｏ４５はバス４６を介して各々接続されている。
不揮発性メモリ４４は、不揮発性メモリ４４に供給される電力が遮断されたとしても、記憶した情報が維持される記憶装置の一例であり、例えば半導体メモリが用いられるがハードディスクを用いてもよい。不揮発性メモリ４４は、必ずしもコンピュータ４０に内蔵されている必要はなく、例えばメモリカードのようにコンピュータ４０に着脱される記憶装置であってもよい。不揮発性メモリ４４には、例えばシナリオ３６や故障発生部３３で発生可能な故障項目が記憶される。
Ｉ／Ｏ４５には、例えば通信ユニット４７、入力ユニット４８、及び出力ユニット４９が接続される。
通信ユニット４７は図示しない通信回線に接続され、図示しない通信回線に接続される外部装置と通信を行う通信プロトコルを備える。図示しない通信回線には、例えばインターネットやＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）といった公知の通信回線が含まれる。図示しない通信回線は有線であっても無線であってもよい。
入力ユニット４８は、インストラクターやトレーニーからの操作を受け付けてＣＰＵ４１に通知する装置であり、例えばボタン、タッチパネル、キーボード、ポインティングデバイス、及びマウスが用いられる。
出力ユニット４９は、ＣＰＵ４１によって処理された情報を出力する装置であり、例えば液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ、及び映像をスクリーンに投影するプロジェクタのような表示デバイスや、文字及び図形を用紙等の記録媒体に形成する画像形成ユニットが含まれる。
プロセス情報、及びプロセスモデル３５におけるＬＮＧ受入サンプリングシステムの状況は出力ユニット４９に出力される。
なお、運用訓練装置３０は、Ｉ／Ｏ４５に接続される図３に例示したユニットを必ずしも備える必要はなく、状況に応じて必要となるユニットを備えればよい。例えば、クラウドサービスを利用して運用訓練装置３０を構築した場合、運用訓練装置３０は無人のデータセンターに設置される。このような場合、インストラクター及びトレーニーは、データセンターとは異なる他の場所に設置された図示しない操作端末と運用訓練装置３０を図示しない通信回線で接続し、図示しない操作端末経由でプロセスモデル３５におけるＬＮＧ受入サンプリングシステムの操作及び状況の確認を行うことになる。したがって、運用訓練装置３０の入力ユニット４８及び出力ユニット４９はなくても構わない。
次に、本実施形態に係る運用訓練装置３０の動作について詳細に説明する。
図４は、運用訓練装置３０でＬＮＧ受入サンプリングシステムに対する運用訓練を開始した場合に、ＣＰＵ４１によって実行される運用訓練処理の流れの一例を示すフローチャートである。運用訓練処理を規定する運用訓練プログラムは、例えば運用訓練装置３０のＲＯＭ４２に予め記憶されている。運用訓練装置３０のＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４２に記憶される運用訓練プログラムを読み込み、運用訓練処理を実行する。
なお、運用訓練処理の開始に先立ち、インストラクターが運用訓練装置３０に登録されている複数のシナリオ３６の中から、少なくとも１つのシナリオ３６を選択しているものとする。また、運用訓練装置３０には、インストラクターが選択したシナリオ３６で発生が予定されている故障項目が登録されている。
ステップＳ１０において、ＣＰＵ４１は、予め定めた工程シーケンスに従って受入検査の工程を実行する。
ステップＳ２０において、ＣＰＵ４１は、プロセスモデル３５におけるＬＮＧ受入サンプリングシステムの状況、プロセス情報、及び工程の進捗状況の少なくとも１つを取得し、選択されたシナリオ３６に設定されている異常事態の発生条件を満たしているか否かを判定する。異常事態の発生条件を満たしていない場合にはステップＳ３０に移行する。
ステップＳ３０において、ＣＰＵ４１は、トレーニーから入力ユニット４８を通じて何らかの操作を受け付けたか否かを判定する。トレーニーから何らかの操作を受け付けた場合、ステップＳ４０に移行する。
ステップＳ４０において、ＣＰＵ４１は、トレーニーから受け付けた操作に対応した処理を行い、プロセスモデル３５におけるＬＮＧ受入サンプリングシステムの状態を変化させ、ステップＳ６０に移行する。このＬＮＧ受入サンプリングシステムの状態の変化によりプロセス情報も変化するため、ステップＳ６０において、ＣＰＵ４１は、プロセス情報の更新を行い、出力ユニット４９を通じて更新後のプロセス情報をインストラクター及びトレーニーに通知する。
ステップＳ３０の判定処理において、トレーニーから何れの操作も受け付けていないと判定された場合にもステップＳ６０に移行する。プロセス情報にはＬＮＧ受入サンプリングシステムに対する操作が行われなくても、例えば温度や気圧のように時間の経過に伴って変化するものもあるため、この場合、ステップＳ６０において、ＣＰＵ４１はトレーニーからの操作ではなく時間の経過に伴い変化したプロセス情報の更新を行う。
一方、ステップＳ２０の判定処理で異常事態の発生条件を満たしていると判定された場合にはステップＳ５０に移行する。
ステップＳ５０において、ＣＰＵ４１は、異常事態の発生条件に対応付けられている故障を、プロセスモデル３５におけるＬＮＧ受入サンプリングシステムに発生させる。この場合、ステップＳ６０において、ＣＰＵ４１は故障の発生に伴い変化したプロセス情報の更新を行う。
ステップＳ７０において、ＣＰＵ４１は、例えばガス捕集開始指示のように次の工程の開始指示の有無により、実行中の工程の処理が終了したか否かを判定する。実行中の工程が終了していない場合にはステップＳ１０に移行して、同じ工程内の処理を継続する。また、実行中の工程が終了した場合には、ステップＳ８０に移行する。
ステップＳ８０において、ＣＰＵ４１は、受入検査の全工程を終了したか否かを判定する。受入検査の全工程を終了していない場合にはステップＳ９０に移行する。
ステップＳ９０において、ＣＰＵ４１は実行中の工程を次の工程に移行させた後、ステップＳ１０に戻り、新たな工程を実行する。
ステップＳ８０の判定処理で受入検査の全工程が終了したと判定されるまでステップＳ１０〜Ｓ９０の処理を繰り返し実行することで、運用訓練装置３０は、実際のＬＮＧ受入サンプリングシステムにおける受入検査の全工程の操作をトレーニーに訓練させる。また、運用訓練装置３０は、プロセスモデル３５の挙動に応じた異常事態を発生させながら、トレーニーに異常事態の復旧操作を訓練させる。
ステップＳ８０の判定処理で受入検査の全工程が終了したと判定された場合、図４に示す運用訓練処理を終了する。
なお、受入サンプリングシステムはできるだけ小型であることが要求されるため、受入サンプリングシステムの容積は小さくなる傾向がある。特に無水型受入サンプリングシステムの場合、真空状態で運転することから無水型サンプリングホルダー１３やサンプリングシリンダー７に充填されているＬＮＧの分子数が、大気圧で運転した場合よりも極めて少なくなることがある。このような場合、無水型サンプリングホルダー１３やサンプリングシリンダー７に送入されるＬＮＧの流量が若干変化するだけでも無水型サンプリングホルダー１３やサンプリングシリンダー７に充填される分子数の変化、すなわち圧力の変化に大きな影響を与える。そして、この圧力の変化が更に大きなＬＮＧの流量の変化を引き起こすという悪循環が発生するため、無水型ＬＮＧ受入サンプリングシステムの状態を計算すると計算結果に不連続な箇所が生じるなど、プロセスモデル３５が不安定な状態になることがある。
したがって、運用訓練装置３０ではＬＮＧ受入サンプリングシステムの状態計算（すなわち、プロセス情報の計算）の高速化により、こうした問題点を改善している。
また、無水型受入サンプリングシステムは真空状態を作り出す必要があるため、真空度を計算するには外部からの空気の混入状況を考慮する必要がある。したがって、運用訓練装置３０においても、指定した量の空気を外部から混入させる機能を有する。具体的には、プロセスモデル３５ではサンプリングシリンダー７の接続部に仮想バルブを設け、この仮想バルブの開閉により空気の混入による真空度の低下といった異常事態を再現する。
このように、運用訓練装置３０では、受入サンプリングシステムに特有の再現困難な物理的現象をプロセスモデル３５でモデル化した上で、受入サンプリングシステムの再現を行っている。
また、運用訓練装置３０は、インストラクターが予め選択したシナリオ３６における異常事態の発生条件に基づいて異常事態を発生させることができる。したがって、トレーニーの操作訓練に必ずしもインストラクターは必要でなく、トレーニーの操作訓練に参加可能なインストラクターがいない場合であっても、トレーニーだけで操作訓練を行うことができる。
以上、実施形態を用いて運用訓練装置３０の一態様について説明したが、開示した運用訓練装置３０の形態は一例であり、運用訓練装置３０の形態は実施形態に記載の範囲に限定されない。本開示の要旨を逸脱しない範囲で実施形態に多様な変更又は改良を加えることができ、当該変更又は改良を加えた形態も開示の技術的範囲に含まれる。例えば、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、図４に示した運用訓練処理の順序を変更してもよい。
また、１台の運用訓練装置３０に方式の異なる複数のＬＮＧ受入サンプリングシステムに対応したプロセスモデル３５を構築し、訓練対象となるＬＮＧ受入サンプリングシステムの方式に対応したプロセスモデル３５を選択させるようにしてもよい。この場合、１台の運用訓練装置３０で、複数の方式のＬＮＧ受入サンプリングシステムにおける操作を訓練することができる。
また、本開示では、一例として運用訓練処理をソフトウェアで実現する形態について説明した。しかしながら、図４に示したフローチャートと同等の処理を、例えばＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、又はＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）に実装し、ハードウェアで処理させるようにしてもよい。この場合、運用訓練処理をソフトウェアで実現した場合と比較して処理の高速化が図られる。
このように、運用訓練装置３０のＣＰＵ４１を例えばＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＰＬＤ、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、及びＦＰＵ（Ｆｏａｔｉｎｇ Ｐｏｉｎｔ Ｕｎｉｔ）といった特定の処理に特化した専用のプロセッサに置き換えてもよい。
また、運用訓練装置３０の処理は、１つのＣＰＵ４１によって実現される形態の他、複数のＣＰＵ４１、又はＣＰＵ４１とＦＰＧＡとの組み合わせというように、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせで実行してもよい。更に、運用訓練装置３０の処理は、運用訓練装置３０の筐体の外部に位置する、物理的に離れた場所に存在するプロセッサとの協働によって実現されるものであってもよい。
実施形態では、運用訓練装置３０のＲＯＭ４２に運用訓練プログラムが記憶されている例について説明したが、運用訓練プログラムの記憶先はＲＯＭ４２に限定されない。本開示の運用訓練プログラムは、コンピュータ４０で読み取り可能な記憶媒体に記録された形態で提供することも可能である。例えば運用訓練プログラムをＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＤＶＤ−ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）のような光ディスクに記録した形態で提供してもよい。また、運用訓練プログラムを、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリ及びメモリカードのような可搬型の半導体メモリに記録した形態で提供してもよい。ＲＯＭ４２、不揮発性メモリ４４、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＵＳＢ、及びメモリカードは非一時的（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ）記憶媒体の一例である。
更に、運用訓練装置３０は、通信ユニット４７を通じて外部装置から運用訓練プログラムをダウンロードし、ダウンロードした運用訓練プログラムを、例えば不揮発性メモリ４４に記憶してもよい。この場合、運用訓練装置３０のＣＰＵ４１は、外部装置からダウンロードした運用訓練プログラムを読み込んで運用訓練処理を実行する。
１・・・受入配管、２・・・サンプリングライン、３・・・気化器、４・・・有水型サンプリングホルダー、５・・・充填ライン、６・・・充填ポンプ、７・・・サンプリングシリンダー、８・・・ＢＯＧライン、９・・・水ライン、１０・・・攪拌器、１１・・・モーター、１２・・・プロペラ、１３・・・無水型サンプリングホルダー、１４・・・外層、１５・・・内層、１６・・・ブラダ膜、１７・・・Ｎ２送入ライン、１８・・・真空ライン、１９・・・真空ポンプ、２０・・・１次サンプリングガス送入ライン、２１・・・サンプリングガス送入バルブ、２２・・・２次サンプリングガス送入ライン、２３・・・充填バルブ、２４・・・Ｎ２送入バルブ、２５・・・Ｎ２排出ライン、２６・・・Ｎ２排出バルブ、２７・・・真空バルブ、３０・・・運用訓練装置、３１・・・シミュレータモデル、３２・・・監視部、３３・・・故障発生部、３４・・・制御部、３５・・・プロセスモデル、３６・・・シナリオ、４０・・・コンピュータ、４１・・・ＣＰＵ、４２・・・ＲＯＭ、４３・・・ＲＡＭ、４４・・・不揮発性メモリ、４５・・・Ｉ／Ｏ、４６・・・バス、４７・・・通信ユニット、４８・・・入力ユニット、４９・・・出力ユニット

Claims (9)

  1. 監視部、故障発生部、及び制御部を含む運用訓練装置を用いたＬＮＧ受入サンプリングシステムの運用訓練方法であって、
    前記監視部が、ＬＮＧ受入サンプリングシステムを用いたＬＮＧの受入検査で発生しうる異常事態の発生条件、及び前記異常事態の発生条件が成立した場合に発生させる故障を予め対応付けたシナリオを参照しながら、ＬＮＧ受入サンプリングシステムの動きを模擬的に再現するプロセスモデルを用いて行われている訓練での前記受入検査の工程を監視する監視ステップと、
    監視中の工程が前記異常事態の発生条件を満たした場合、前記故障発生部が、前記プロセスモデルの構成要素に対して前記異常事態に対応した故障を発生させる故障発生ステップと、
    前記制御部が、前記受入検査の工程を実行しながら、前記故障発生部が発生させた前記プロセスモデルの構成要素の故障後における前記プロセスモデルの状態を表すプロセス情報を通知し、訓練員に対して前記プロセス情報から推定される前記異常事態の復旧操作を行わせる運用ステップと、
    を含むＬＮＧ受入サンプリングシステムの運用訓練方法。
  2. 前記プロセスモデルが、気化したＬＮＧを受け入れる無水型サンプリングホルダーにおける外層の容積変化の模擬に対応した
    請求項１記載のＬＮＧ受入サンプリングシステムの運用訓練方法。
  3. 前記運用ステップにおいて、前記制御部が訓練員の操作内容に従って前記プロセスモデルを制御すると共に、前記プロセスモデルの制御に伴う前記プロセス情報の変化を訓練員に通知しながら、実際のＬＮＧ受入サンプリングシステムにおける前記受入検査の全工程を実行する運用を行う
    請求項１又は請求項２記載のＬＮＧ受入サンプリングシステムの運用訓練方法。
  4. 前記監視ステップにおいて、前記監視部が訓練指導員によって選択された複数の前記シナリオを参照しながら、前記プロセスモデルを用いて行われている訓練での前記受入検査の工程を監視し、
    監視中の工程が少なくとも１つの前記シナリオにおける前記異常事態の発生条件を満たした場合、前記故障発生ステップにおいて、前記故障発生部が前記プロセスモデルの構成要素に対して前記異常事態に対応した故障を発生させる
    請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のＬＮＧ受入サンプリングシステムの運用訓練方法。
  5. ＬＮＧ受入サンプリングシステムを用いたＬＮＧの受入検査で発生しうる異常事態の発生条件、及び前記異常事態の発生条件が成立した場合に発生させる故障を予め対応付けたシナリオを参照しながら、ＬＮＧ受入サンプリングシステムの動きを模擬的に再現するプロセスモデルを用いて行われている訓練での前記受入検査の工程を監視する監視部と、
    前記監視部で監視中の工程が前記異常事態の発生条件を満たした場合、前記監視部からの指示に従い、前記プロセスモデルの構成要素に対して前記異常事態に対応した故障を発生させる故障発生部と、
    前記受入検査の工程を実行しながら、前記故障発生部によって発生させた前記プロセスモデルの構成要素の故障後における前記プロセスモデルの状態を表すプロセス情報を通知し、訓練員に対して前記プロセス情報から推定される前記異常事態の復旧操作を要求する制御を行う制御部と、
    を備えたＬＮＧ受入サンプリングシステムの運用訓練装置。
  6. 前記プロセスモデルが、気化したＬＮＧを受け入れる無水型サンプリングホルダーにおける外層の容積変化の模擬に対応した
    請求項５記載のＬＮＧ受入サンプリングシステムの運用訓練装置。
  7. 前記制御部は、訓練員の操作内容に従って前記プロセスモデルを制御すると共に、前記プロセスモデルの制御に伴う前記プロセス情報の変化を訓練員に通知しながら、実際のＬＮＧ受入サンプリングシステムにおける前記受入検査の全工程を実行する制御を行う
    請求項５又は請求項６記載のＬＮＧ受入サンプリングシステムの運用訓練装置。
  8. 前記監視部は、訓練指導員によって選択された複数の前記シナリオを参照しながら、前記プロセスモデルを用いて行われている訓練での前記受入検査の工程を監視し、
    監視中の工程が少なくとも１つの前記シナリオにおける前記異常事態の発生条件を満たした場合、前記故障発生部は、前記監視部からの指示に従い、前記プロセスモデルの構成要素に対して前記異常事態に対応した故障を発生させる
    請求項５〜請求項７の何れか１項に記載のＬＮＧ受入サンプリングシステムの運用訓練装置。
  9. コンピュータに、
    ＬＮＧ受入サンプリングシステムを用いたＬＮＧの受入検査で発生しうる異常事態の発生条件、及び前記異常事態の発生条件が成立した場合に発生させる故障を予め対応付けたシナリオを参照しながら、ＬＮＧ受入サンプリングシステムの動きを模擬的に再現するプロセスモデルを用いて行われている訓練での前記受入検査の工程を監視し、
    監視中の工程が前記異常事態の発生条件を満たした場合、前記プロセスモデルの構成要素に対して前記異常事態に対応した故障を発生させ、
    前記受入検査の工程を実行しながら、発生させた前記プロセスモデルの構成要素の故障後における前記プロセスモデルの状態を表すプロセス情報を通知し、訓練員に対して前記プロセス情報から推定される前記異常事態の復旧操作を行わせる処理を実行させる
    ＬＮＧ受入サンプリングシステムの運用訓練プログラム。
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