JPH0588707A - プラント運転自動化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 運転計画に基づき運転されるプラント一般に
適用が可能なプラント運転自動化装置において、運転途
中での操作手順，タイミング，運転機器などの運転操作
に関する条件の修正を可能とし、プラント機器に対する
制御出力を可能とする。 【構成】 運転計画作成のルール群２０、２１、２２、
上記の知識ベース３０、運転進行管理のルール群２３、
２４、２５、上記の知識ベース３１、運転制御のルール
群２６、２７、上記の知識ベース３２、プラントデータ
３３と、これらを処理する推論制御部１０を設ける。ま
た、運転員との対話入力、情報提供のための対話表示制
御部２、対話表示部３と、プラント６の状態を入力する
入力装置５と、プラント各機器に対し推論制御部１０の
処理結果に基づいて制御出力する出力装置４を設ける。 【効果】 運転計画作成，運転進行管理，運転自動化制
御を含めた一貫したプラント運転自動化を可能とし、運
転の省力化，合理化，誤操作防止が達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば原子力プラント
の通常運転時等、運転計画に基づき運転されているプラ
ント一般に適用が可能なプラント運転自動化装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】プラントの運転支援に関しては、例え
ば、特開平１ー226008号公報記載の技術が知られてい
る。上記公報には、標準的な運転手順の下に運転される
プラントに対し、プラント運転に関する知識を基に、プ
ラントから入力されたプロセス量により所要の運転ガイ
ダンスを運転員に示す方法と装置の構成が示されてい
る。図２は、上記公報記載のプラント運転支援装置の基
本構成を示す図である。また、特開平1−280806号公報
にも、各種プラントが標準的な運転手順のもとに手動運
転される場合に適用される運転支援装置が開示されてい
るが、この装置では、各操作手順はそれぞれユニークな
ものとして管理され、その変更は考慮されていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記公知例では、運転
手順の決定に際して、個々の運転操作に関しての優先
度、実施条件、完了条件、誤操作判断条件、及び、他の
操作との順序関係等をあらかじめ定めた知識ベースとし
て固定データ化しておき、プラントから入力されたプロ
セス量により、プラントの状況把握、誤操作の有無判
定、次操作の決定が行われ、運転ガイドが出力される。
しかし、このような従来手法では、次に示すような問題
点があった。

【０００４】（１）運転操作に関する条件の全てが固定
というわけではないため、あらかじめ定めた知識ベース
として全てを固定データ化することは不可能である。つ
まり、プラントの運転操作に関する条件には、個々の機
器のハード条件によりあらかじめ決定されるものと、運
転計画に基づき決定されるものがある。例えば、システ
ムの信頼性を上げるため、複数台の予備機を持つ機器に
おいて、どの機器を運転するのか、時間的なレート（温
度上昇率、速度上昇率、出力上昇率、等）により運転手
順が決まる機器において、目標レートをいくつにするの
か、又、運転中に実施される定例試験対象の機器におい
て、定例試験項目、開始条件、等を何にするのか、など
の運転操作に関する条件は、その時の運転計画に基づき
決定されるものであり、固定データ化することは不可能
である。

【０００５】（２）運転途中での運転操作の変更に対
し、柔軟な対応が不可能である。例えば、前記の運転計
画の修正や、個々の運転操作に関する条件（実施条件
等）について、その時のプラント状態に応じたわずかな
変更が実際の運転では起こるが、これらに対処し柔軟に
変更し運転を継続することは、非常に困難である。

【０００６】（３）支援装置の出力としては運転員に対
するガイダンス表示のみであり、プラントの各機器に対
する自動操作は含まれていない。

【０００７】本発明の課題は、運転計画作成、運転途中
での運転計画修正を可能としたプラント運転自動化装置
を提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、複数個の
操作機器を有する系を統括して監視制御する装置におい
て、プラントのプロセス量をオンラインで収集する入力
装置と、操作順序条件、運転制限条件より成る運転計画
データ、操作開始条件、操作前条件、操作／ガイド、操
作完了条件より成る操作内容データ、制御データ、及
び、前記入力装置より収集されるプラントデータにより
成る知識ベースと、運転計画作成、計画評価修正、計画
学習、操作開始判定、操作決定、操作実行、制御学習、
及び、操作量決定より成るルール群と、これらを処理す
る推論制御部と、該当する操作機器に対し決定された操
作量を出力する出力装置と、運転員と前記推論制御部と
の間で対話を行なうための対話表示制御部、及び対話端
末とを具備したプラント運転自動化装置により達成され
る。

【０００９】上記の課題はまた、プラントのプロセス量
をオンラインで収集する入力装置と、専門技術者のプラ
ント運転に関する知識を表現した知識ベース及びルール
群を記憶格納する記憶装置と、該記憶装置から取り出さ
れた知識データ及び前記入力装置で収集されたプロセス
量を同じく前記記憶装置に記憶されたルールに基づいて
処理する推論制御部と、該推論制御部の処理結果を表示
する表示手段と、前記記憶装置の記憶内容を書き替える
手段である対話表示制御部と、前記推論制御部の処理結
果を制御信号に変換して出力する出力装置とを含んでな
り、複数個の操作機器を有するプラントの系を統括して
監視制御する装置において、前記知識ベースは、少なく
とも、標準運転計画データ，機器の操作順序を規定する
操作順序条件，機器の運転条件の限界及びプロセス量の
限界を規定する運転制限条件とより成る運転計画データ
と、機器の操作開始前にプラントが満たすべき操作開始
条件と機器の操作開始前に当該機器が満たすべき操作前
条件と当該機器の操作内容及び操作に際して操作員に告
知すべき操作／ガイダンスと当該機器の操作完了状態を
規定する操作完了条件とより成る操作内容データと、制
御ゲイン，制御特性関数を含む制御データと、前記入力
装置より収集されるプラントデータとにより成るものと
し、前記ルール群は、少なくとも、指定されたイベント
とそのタイミングに基づいて運転計画を作成する運転計
画作成ルールと、作成された運転計画を変更する手順の
ルール及び該運転計画が運転制限条件にに合致している
かどうかを判定するルールである計画評価修正ルール
と、作成された運転計画とプラントの運転条件を合わせ
て記憶させるための計画学習ルールと、各操作手順につ
き操作開始条件，操作前条件，関連するプラントデータ
などを呼び出してチェックする操作開始判定ルールと、
操作順序条件に従い操作開始判定ルールによるチェック
結果を参照して次の操作手順とタイミングを決める操作
決定ルールと、プラントの各機器に対しての出力の要否
を指示する操作実行ルールと、制御ゲイン，制御特性関
数を記憶更新する制御学習ルールと、及びプラント各機
器に対して出力される操作量の決定方法を指示する操作
量決定ルールとより成るものとしたプラント運転自動化
装置によっても達成される。

【００１０】上記の課題はまた、推論制御部が、プロダ
クション推論機構及びまたはファジー推論機構を備えて
なる請求項１または２に記載のプラント運転自動化装置
によっても達成される。

【００１１】

【作用】上記手段により、プラントの監視制御装置に、
（１）あらかじめ用意しておく計画作成専門家の知識の
みを用いて初期運転計画を作成し、プラント運転制限条
件により評価し、提供可能とすべく、運転計画作成ルー
ル、運転制限条件データをもつ、（２）運転開始前又は
運転中において必要に応じ、上記の初期運転計画を修正
可能とすべく、計画評価修正ルールをもつ、（３）計画
最適化の実績データから計画評価修正の方法を決めてい
る知識を学習させて、評価修正方法を自動的に改良させ
ることにより、処理を短縮すべく、計画学習ルールをも
つ、（４）熟練運転員の持つ運転操作に関する知識をデ
ータ、ルールの形で持ち、次操作を、現在のプラント状
態データ、操作開始条件データ、及び、前記（１）、
（２）にて作成された操作順序条件データより決定すべ
く、操作決定ルールをもつ、（５）前記（４）にて決定
された操作内容に基づき、該当操作対象に対する操作量
を決定すべく、制御データ、操作量決定ルールをもつ、
（６）前記（５）にて決定される操作量をある目標とす
る値により速く収束させ、かつ、観測ノイズの影響を低
減するため、制御データを変更すべく、制御学習ルール
をもつ、ようにした。これらの知識データ、ルール群を
用い、知識工学的手法により、推論プログラムの形で計
算機化した。これにより、運転計画作成・修正・学習、
運転操作の決定、運転自動化制御の実行を含めた一貫し
たプラント運転自動化が可能となった。

【００１２】前記（１）により、知識工学的手法による
初期運転計画が作成され、この運転計画に基づく運転操
作の操作順序条件データが生成される。これにより、運
転員に対し、標準的な運転計画が提供可能となる。

【００１３】前記（２）により、上記運転計画の修正変
更が可能となる。又、仮に誤った修正を行っても運転制
限条件データにより評価されるため、十分実用に耐える
だけの運転計画を作成可能である。

【００１４】前記（３）により、この運転計画作成の知
識が計画最適化の過程を学習することにより更に改良さ
れ、要求の緊急度に応じて迅速に運転計画を提供可能と
なる。また、知識の学習方法には、種々の方法がある
が、計画作成・評価・修正で用いる知識は特定の形式で
表現できる専用知識に整理されるので、類推による学習
が適用可能である。

【００１５】前記（４）により、時々刻々のプラント状
態、及び、運転手順の進行状態が把握され、上記にて作
成された運転計画に基づいた次操作の決定が的確に行な
われる。これにより運転計画作成機能と運転進行管理機
能の融合がスムーズになる。

【００１６】前記（５）により、具体的操作内容に基づ
いた該当操作対象に対する操作量が決定され、決定され
た操作量が出力装置を経由して制御出力として該当機器
に出力され、制御が実行される。これにより、前記の運
転進行管理機能と運転制御機能の融合がスムーズに行わ
れる。

【００１７】前記（６）により、制御量の変化量をその
目標値に一致させるため、制御データより求まる操作量
を学習しながら該操作量を自動的に修正することが可能
となる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明のプラント運転自動化装置の実
施例を説明する。図１は、知識工学と呼ばれる知識処理
技術を活用し、プラント運転自動化のための運転計画作
成、運転進行管理、及び、運転制御のアルゴリズムをル
ール群と知識ベースに分離し、推論制御部により処理し
実現する実施例の基本構成を示すものである。このプラ
ント運転自動化装置は、主要部である知識工学処理部１
と、該知識工学処理部１に接続され運転員との対話入
力、及び、運転計画、運転進行管理、運転制御等の情報
を提供するための対話表示制御部２と、該対話表示制御
部２に接続された対話表示部３と、前記知識工学処理部
１に接続され該知識工学処理部１から出力される制御出
力信号をプラント６の各機器に対し出力するための出力
装置４と、前記知識工学処理部１に接続されプラント６
の状態を把握するためプラントや機械装置より伝送され
てくるデータを知識工学処理部１に入力する入力装置５
とにより構成されている。

【００１９】知識工学処理部１は、前記のルール群11と
知識ベース12とを記憶格納する記憶部と、前記知識ベー
ス12から取り出した知識データをルール群11に基づいて
推論処理する推論制御部10とを含んで構成されている。

【００２０】ルール群11は、運転計画作成のためのルー
ル群である運転計画作成ルール20と計画評価修正ルール
21と計画学習ルール22と、運転進行管理のためのルール
群である操作開始判定ルール23と操作決定ルール24と操
作実行ルール25と、運転制御のためのルール群である制
御学習ルール26と操作量決定ルール27とを含んで構成さ
れている。

【００２１】運転計画作成ルールは、標準運転計画デー
タと過去のプラント６の実績運転データをもとに初期運
転計画を自動作成するためのルールである。ｉｆ−ｔｈ
ｅｎ的表現で記載されるもので、例えば図６の△印を付
した主要なイベントがが入力されると、それらのイベン
トの間の操作手順を決めるようなルールである。また、
前記主要なイベントのタイミングが設定されると、その
間の操作手順のタイミングが設定されるようなルールで
ある。さらに、前記設定された手順とタイミングにした
がって、あらかじめ定められた種類のプロセス量の変化
を算出する。例えば、（ｉｆ）原子力発電所の発電機の
並列（併入）時間が決められると、（ｔｈｅｎ）その前
段階で完了されるべき手順の順序、タイミングが設定さ
れ、原子炉圧力，炉水温度，タービン回転数の変化が算
定されるようなルールである。

【００２２】計画評価修正ルールは、前記自動作成され
た運転計画を修正するためのルールで、運転計画作成時
やプラントの運転中に、運転機器、操作の手順，時間的
な間隔，タイミングなどの変更を決めるルールである。
例えば、Ａ号機とＢ号機の振替をするにはどういう手順
でやればいいかとか、遅く実施する予定だった手順を繰
り上げるときに満たされるべき条件を参照して変更手順
を決定するルールである。例えば、運転計画作成ルール
に従って運転計画が作成され、図６に示されているよう
な炉水温度曲線，発電機出力曲線，タービンの回転数曲
線等が得られたとき、該温度曲線，発電機出力曲線，タ
ービンの回転数曲線等の傾きが運転制限条件にに合致し
ているかどうかを判定するルールであり、操作内容の操
作前条件なども評価される。

【００２３】計画学習ルールは、運転計画作成ごとに作
成された運転計画とプラントの運転条件を合わせて記憶
させるためのルールで、記憶しておくべき内容を指示す
るルールも含まれる。

【００２４】操作開始判定ルールは、操作開始条件，操
作前条件，関連するプラントデータなどを呼び出してチ
ェックするルールである。操作決定ルールは、操作順序
条件に基づき、前記操作開始判定ルールによるチェック
を参照し、次に実施すべき操作手順とタイミングを決定
するルールである。

【００２５】操作実行ルールは、プラント各機器に対し
ての出力の要否を指示するルールで、例えば、ガイダン
スを対話表示装置３に出しなさいとか、どういう信号を
出しなさいとか、流量を何トンにしなさいとかの指示を
出すルールである。

【００２６】制御学習ルールは、制御ゲイン，制御特性
関数などを記憶し、更新するルールで、例えば後述の制
御特性関数ｆiを変更、修正するためのルールである。
操作量決定ルールは、プラント各機器に対して出力され
る操作量の決定方法を指示するルールで、例えば、操作
量決定に際し、前記制御特性関数ｆiを参照することを
指示するルールである。

【００２７】次に知識ベース12は、運転計画作成のため
の標準運転計画データ，実績運転データ，操作順序条件
や運転制限条件より成る運転計画データ30と、運転進行
管理のための個々の操作に対応した実行開始条件や操作
前条件や操作／ガイド内容や操作完了条件より成る操作
内容データ31と、運転制御のための個々の制御操作対象
機器に対応した制御特性データや物理式より成る制御デ
ータ32と、プラント６より入力装置５を介して取り込ま
れたプラントデータ33とを含んで構成されている。

【００２８】操作順序条件は、例えば起動時の機器の操
作順序を規定するもので、運転制限条件は、例えば、ポ
ンプの吐出圧力は何kg／cm²にするか、吐出容量は何ト
ンにするか等仕様から決まるような条件や、軸受温度の
制限等の機器の構成部品の性能から決まる条件、さら
に、発電所における送出電力の電圧，周波数の精度、原
子力プラントにおける環境への放射能放出量限度などで
ある。

【００２９】制御特性データは、例えば、弁の開閉制御
において、操作量信号値と実際の開度変化量の関係を示
すデータや、後述の式（１），（２）、ｆiなどであ
る。

【００３０】推論制御部10は、プロダクション推論機構
及びファジー推論機構を備えており、知識ベース12から
取り出されたデータをルール群11のルールに基づいて、
前記推論機構のいずれかで演算処理し、演算結果を運転
計画，各種ガイダンス，プラント機器への操作信号ある
いは学習結果として出力するものである。プロダクショ
ン推論機構は演繹的推論を行い、ファジー推論はあいま
い性をメンバーシップ関数で表現して結論を導くもので
あり、いずれも推論機構としては公知のものである。

【００３１】次に、本発明のプラント運転自動化装置の
詳細な処理内容を運転計画作成、運転進行管理、運転制
御の３つに分けて順に説明する。

【００３２】第３図は、運転計画作成の処理フローを示
す。運転計画作成の処理は大きく初期運転計画作成、運
転計画修正、運転計画評価、運転計画決定・出力、そし
て運転計画学習の５つの処理フェーズに分かれる。本シ
ステムが起動されると、まず標準運転計画データと過去
のプラント６の実績運転データをもとに初期運転計画が
自動作成され、対話表示部３に表示される。この標準運
転計画データは、プラント６に対応し予め決定されてい
るプラント起動、通常運転、停止過程に関する運転スケ
ジュール（つまり、プラント運転手順）が知識ベース化
されたものである。また、この自動作成された初期運転
計画は一般のプラントで用いられているプラント起動・
停止曲線の形で表示されるとわかりやすい。

【００３３】次に、運転員はこの初期運転計画に対し必
要に応じて対話表示部３を介して運転計画修正を行う。
修正のための入力情報としてはプラント６の運転開始時
刻（すなわち、プラント６の起動又は停止等の開始時刻
をいつにするか）や、複数台の予備機を持つ機器におい
て今回の運転ではどの機器を運転させるかの選択（例え
ば、原子力発電所においては、給・復水ポンプ、補機冷
却ポンプ、空気抽出器で単一故障によるプラント運転停
止を回避するために複数台の予備機を持つ機器があり、
通常の運転ではこのうちどれかを選択して運転し、他を
予備機とし待機させる）や、定例試験のために運転させ
る機器と試験条件（つまり、運転開始条件）や、時間的
なレート（温度上昇率、速度上昇率、出力上昇率、等）
により運転手順が決まる機器操作に対する今回の目標変
化率がある。これらの修正入力に対応し、前記の初期運
転計画が修正され、次にプラント６固有の運転制限条件
をもとに修正運転計画が評価され、今回の運転計画が決
定される。

【００３４】この決定された運転計画に基づいて、操作
順序条件が知識ベース化される。これが今回の運転にお
ける実施計画ということになる。

【００３５】ここまでが、実運転開始迄の運転計画作成
処理であり、本発明では加えて計画学習機能を具備して
いる。実運転が開始されると、刻々と変わるプラント状
態を反映したプラントデータ33をもとに運転実績データ
が収集され、実績運転データとして知識ベース化され
る。この実績運転データは、前記の初期運転計画作成に
おいて標準運転計画データとともに用いられる知識ベー
スである。これらの運転計画学習処理により、過去の運
転実績をふまえた運転計画が初期運転計画作成の段階か
ら作成可能となり、運転計画作成のための運転員の修正
作業を少なくするとともに、誤まりの少ない、実運用に
耐える運転計画を作成することが可能となる。なお、こ
の運転計画作成は通常の運転サイクル（プラントの起動
から通常運転を経て停止過程迄が１運転サイクルであ
る。）の開始前に１回行なわれるものである。

【００３６】次に、運転進行管理の処理フローを図４に
示す。運転進行管理の処理は大きく操作開始判定、操作
決定、操作実行、そして進行渋滞の監視とガイダンスの
４つの処理フェーズに分かれる。前記の実運転前の運転
計画作成が終了すると、決定された今回の運転計画にも
とずく操作順序条件が知識ベース化され、この操作順序
条件と操作内容データ31をもとに運転進行管理が始ま
り、実運転可能となる。この操作内容データは、操作開
始条件、操作前条件、操作内容と関連ガイダンス、操作
完了条件に分かれ、個々の運転操作毎にユニークにあら
かじめ決定され知識ベース化される。

【００３７】例えば、原子力発電所のモータ駆動原子炉
給水ポンプ（以降ＭＤＲＦＰと呼ぶ）１台起動操作を例
にとると、操作開始条件は、 （1）原子炉圧力２０Kg
／cm²以上、（2）主空気抽出器１台運転中であり、操作
前条件は、 （1）ＭＤＲＦＰに関連するラインアッ
プ（各種弁の開閉状態）確立、（2）ＭＤＲＦＰ回りの
潤滑油圧力，油冷却水流量，モータクーラ冷却水流量，
シール水流量が正常、（3）給水制御系の各制御器の運
転モードが正常であり、操作内容は、 （1）ＭＤ
ＲＦＰのＡ号機又はＢ号機のうち１台起動の制御指令を
給水制御系に対し出力することであり、操作完了条件
は、 （1）ＭＤＲＦＰの１台起動、（2）ポンプ吐出圧
力確立、（3）ＭＤＲＦＰ補助油ポンプの自動停止、関
連ガイダンスは、（1）ＭＤＲＦＰのＡ号機またはＢ号
機のうち、１台起動の制御指令を給水制御系に対し出力
すること、である。このように、個々の運転操作はその
対象機器の設計条件，系統構成，性能，インターロック
条件等によりあらかじめ操作内容データとして決定され
得る。 運転進行管理では、まず、現在のプラントデー
タ33より個々の操作開始条件がチェックされ操作開始可
能な操作が判定され、次に該当操作に対応した操作前条
件がチェックされる。これが操作開始判定23である。次
に、操作決定24にて、前記運転計画作成にて求められた
操作順序条件により今回操作すべき項目とその開始時刻
が決定される。例えば、先の例の場合、２台のＭＤＲＦ
ＰのうちのＡ号機を運転するかＢ号機を運転するかはこ
の操作決定２４にて決められる。次に、該当操作に対応
した内容に従がい操作が実行され、該当ガイダンスが対
話表示部３を介して運転員に提供される。

【００３８】このようにして、運転計画に従がい順次運
転操作が進行する。また、機器やプラントの何らかの状
態により運転計画に基づく操作の進行が阻害された場
合、進行渋滞の監視によりその阻害要因が抽出され、運
転員に対しガイダンスとして提供される。なお、運転途
中に緊急に前記の運転計画や個々の操作に関する条件を
変更する必要が生じた場合、運転員は対話表示部を介し
て修正を行う。これにより、実際のプラント状態に即し
た柔軟なプラント運転自動化を実現可能としている。

【００３９】次に、運転制御の処理フローを図５に示
す。運転制御の処理は、前記の運転進行管理の操作実行
２５を含め、操作量決定、制御実行、制御学習の４つの
処理フェーズに分かれる。まず、制御実行２５にて実行
すべき操作に対応した操作対象機器ｉと目標制御量Ｙti
が決定される。次に、前記目標制御量Ｙtiに相当する実
際の操作量Ｕiが下記（１）式により決定される。

【００４０】 Ｕi＝ｆi（△Ｙti）＝ｆi（Ｙti−Ｙi） ……（１） ここで、△Ｙtiは目標制御量の変化量（偏差）であり、
ｆiは目標制御量の偏差△Ｙtiより実際の操作量Ｕiを求
める操作対象機器ｉ毎の制御特性関数で制御ゲインに相
当し、同一機器であっても例えば温度条件によっても異
なる。また、Ｙiは目標制御量Ｙtiに対応した実際のプ
ロセス量である。

【００４１】原子力発電所のタービン加減弁暖機制御を
例に説明する。この制御は、主タービン起動操作の前に
行なわれ、主タービン加減弁を所定の温度変化率にて暖
機するために、第２主蒸気止め弁副弁の開度を制御する
ものである。この場合、操作対象機器ｉは第２主蒸気止
め弁副弁で、目標制御量Ｙtiは所定の温度変化率で、Ｙ
iは実際に測定された温度変化率で、制御特性関数ｆiは
一定時間に主タービン加減弁のある温度変化を得るため
の第２主蒸気止め弁副弁の開度変化量を求める関数であ
る。従って、操作量Ｕiは操作すべき第２主蒸気止め弁
副弁の開度変化量である。このようにして、制御データ
32の制御特性関数ｆiと目標制御量Ｙtiとプラントデー
タ33の該当するプロセス量Ｙiとより操作量Ｕiが決定さ
れる。次に、出力装置４を介し操作対象機器ｉに操作量
Ｕiに相当する制御出力信号が出力され制御が実行され
る。本実施例は加えて制御学習機能を具備している。制
御学習26はこのときの実際の制御量の変化量△Ｙiとそ
の目標値△Ｙtiの差がより小さくなるよう、制御特性関
数ｆiを修正するためのルールである。この制御特性関
数ｆiの修正はつぎのようにして行なわれる。

【００４２】 ｆi＝ｆi・Ｐi＝ｆi・（△Ｙti／△Ｙi） ……（２） 制御特性評価関数Ｐiは△Ｙtiと△Ｙiとの比にて求ま
る。一般に目標制御量の変化量△Ｙtiと操作量Ｕiとの
関係を表す制御特性関数ｆiは、操作対象機器ｉの設計
条件や実機調整試験により決まるが、プラントの運転に
伴なう時間経過に従がい操作対象機器の経年変化等によ
り最適ではなくなり、制御特性がずれてくるという問題
が起こる。この制御特性関数のずれは、上述の制御特性
評価関数Ｐiを導入し、制御特性評価関数Ｐiを上記制御
学習により常に最新のものとすることで補正される。

【００４３】次に、このプラント運転自動化装置の対話
表示部３に表示される表示画面の例を説明する。図６は
運転計画作成中の表示画面例である。本図に示すよう
に、画面は大きく４つに分割され、主要プラントパラメ
ータの時間的経過を表わすトレンド表示と運転操作とを
組み合わせて運転計画を表わすプラント運転曲線と、運
転計画作成、修正、評価、終了等の運転計画入力のため
のメニュー画面と、個々の運転計画入力画面と、運転員
が容易に運転計画作成するための補助情報を表示するガ
イダンス画面とから構成されている。本図は一例として
運転計画修正により発電機並列時刻を入力する際の運転
画面図を表わしている。

【００４４】図７は運転進行管理中の表示画面例であ
る。本図に示すように、画面は大きく４つに分割され、
操作対象系統のプロセス状態と機器の動作状態を表わす
系統模擬図とプラントの主要運転パラメータをバーチャ
ートで表現した図と、現在の運転進行状態を操作グルー
プ単位の名称、現在操作中の項目や操作に関係する注意
事項、次の操作項目にて表現した運転進行ガイダンス
と、操作の進行渋滞が生じた場合の進行渋滞ガイダンス
と、運転中に緊急に各操作条件や運転計画を修正入力す
るためのメニュー画面とから構成されている。本図は一
例として、ＭＤＲＦＰ起動操作時の運転進行管理状態の
表示画面を表している。

【００４５】これにより、運転計画作成時には、作成中
の運転計画をプラント運転曲線によりわかりやすく認識
でき、ガイダンスにより適切な運転計画を容易に作成す
ることが可能となる。また、プラント運転中には、現在
の運転状態を系統模擬図やガイダンスによりわかりやす
く認識することが可能となる。本画面は、前記の分割要
素を各々独立した画面としてもいいし、その組み合わせ
を変えてもよい。また、運転計画表示例のプラント運転
曲線に実績の運転曲線を重ね合わせて運転中での監視画
面としてもよい。

【００４６】以上述べたように、本実施例によれば、プ
ラントの運転計画作成から、その運転計画に基づく自動
化運転の実施、そして運転中の進行管理迄含めた一貫し
たプラント運転自動化が実現可能となり、かつ、運転中
においても各操作条件や運転計画の修正を行なうことに
より柔軟なプラント運転が実現可能となる。その結果、
運転の省力化、合理化、誤操作防止、プラント起動／停
止時間の短縮などの効果がある。

【００４７】なお、上記実施例では、沸騰水形原子が発
電プラントの運転操作を中心として説明したが、本発明
はこれに限定されることなく、一般の工業用プラントの
自動化に適用でき、前記と同様の効果がある。

【００４８】また、上記実施例では、通常運転操作を中
心に説明したが、本発明はこれに限定されることなく、
通常運転中に異常や事故が発生した場合でも下記手段を
講じることにより適用可能である。

【００４９】（１）進行渋滞の監視において、異常や事
故を判定し、通常運転モードから異常時、事故時（例え
ば原子炉スクラム時）の運転モードに切換える。

【００５０】（２）異常時や事故時での運転操作につい
ての操作開始条件、操作前条件、操作内容、操作完了条
件等の知識データを追加する。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、運転計画の作成、修
正、評価、学習と、専門技術者の持つ運転操作と、運転
制御、学習についての知識、アルゴリズムを知識ベー
ス、ルール群として知識工学的手法により推論プログラ
ムの形で計算機化し、運転計画作成から、運転進行管
理、運転自動化制御を含めた一貫したプラント運転自動
化を可能とし、運転員に対し適切な入力、監視、ガイダ
ンス用の対話表示装置を提供するようにしたため、運転
の省力化、合理化、誤操作防止、プラント起動／停止時
間の短縮などが達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の基本構成を示すブロック図で
ある。

【図２】従来技術の例を示すブロック図である。

【図３】本発明による運転計画作成の処理フローを示す
手順図である。

【図４】本発明による運転進行管理の処理フローの例を
示す手順図である。

【図５】本発明による運転制御の処理フローの例を示す
手順図である。

【図６】本発明による運転計画作成の表示画面例を示す
図である。

【図７】本発明による運転進行管理の表示画面例を示す
図である

【符号の説明】

１ 知識工学処理部 ２ 対話表示制御部 ３ 対話表示部 ４ 出力装置 ５ 入力装置 ６ プラント １０ 推論制御部 １１ ルール群 １２ 知識ベース ２０ 運転計画作成ルール ２１ 計画評価修正ルール ２２ 計画学習ルール ２３ 操作開始判定ルール ２４ 操作決定ルール ２５ 操作実行ルール ２６ 制御学習ルール ２７ 操作量決定ルール ３０ 運転計画データ ３１ 操作内容データ ３２ 制御データ ３３ プラントデータ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個の操作機器を有する系を統括して
   監視制御する装置において、プラントのプロセス量をオ
   ンラインで収集する入力装置と、操作順序条件、運転制
   限条件より成る運転計画データ、操作開始条件、操作前
   条件、操作／ガイド、操作完了条件より成る操作内容デ
   ータ、制御データ、及び、前記入力装置より収集される
   プラントデータにより成る知識ベースと、運転計画作
   成、計画評価修正、計画学習、操作開始判定、操作決
   定、操作実行、制御学習、及び、操作量決定より成るル
   ール群と、これらを処理する推論制御部と、該当する操
   作機器に対し決定された操作量を出力する出力装置と、
   運転員と前記推論制御部との間で対話を行なうための対
   話表示制御部、及び、対話端末とを具備したことを特徴
   とするプラント運転自動化装置。
2. 【請求項２】 プラントのプロセス量をオンラインで収
   集する入力装置と、専門技術者のプラント運転に関する
   知識を表現した知識ベース及びルール群を記憶格納する
   記憶装置と、該記憶装置から取り出された知識データ及
   び前記入力装置で収集されたプロセス量を同じく前記記
   憶装置に記憶されたルールに基づいて処理する推論制御
   部と、該推論制御部の処理結果を表示する表示手段と、
   前記記憶装置の記憶内容を書き替える手段である対話表
   示制御部と、前記推論制御部の処理結果を制御信号に変
   換して出力する出力装置とを含んでなり、複数個の操作
   機器を有するプラントの系を統括して監視制御する装置
   において、前記知識ベースは、少なくとも、標準運転計
   画データ，機器の操作順序を規定する操作順序条件，機
   器の運転条件の限界及びプロセス量の限界を規定する運
   転制限条件とより成る運転計画データと、機器の操作開
   始前にプラントが満たすべき操作開始条件と機器の操作
   開始前に当該機器が満たすべき操作前条件と当該機器の
   操作内容及び操作に際して操作員に告知すべき操作／ガ
   イダンスと当該機器の操作完了状態を規定する操作完了
   条件とより成る操作内容データと、制御ゲイン，制御特
   性関数を含む制御データと、前記入力装置より収集され
   るプラントデータとにより成ることと、前記ルール群
   は、少なくとも、指定されたイベントとそのタイミング
   に基づいて運転計画を作成する運転計画作成ルールと、
   作成された運転計画を変更する手順のルール及び該運転
   計画が運転制限条件にに合致しているかどうかを判定す
   るルールである計画評価修正ルールと、作成された運転
   計画とプラントの運転条件を合わせて記憶させるための
   計画学習ルールと、各操作手順につき操作開始条件，操
   作前条件，関連するプラントデータなどを呼び出してチ
   ェックする操作開始判定ルールと、操作順序条件に従い
   操作開始判定ルールによるチェック結果を参照して次の
   操作手順とタイミングを決める操作決定ルールと、プラ
   ントの各機器に対しての出力の要否を指示する操作実行
   ルールと、制御ゲイン，制御特性関数を記憶更新する制
   御学習ルールと、及びプラント各機器に対して出力され
   る操作量の決定方法を指示する操作量決定ルールとより
   成ることとを特徴とするプラント運転自動化装置。
3. 【請求項３】 推論制御部は、プロダクション推論機構
   及びまたはファジー推論機構を備えてなることを特徴と
   する請求項１または２に記載のプラント運転自動化装
   置。