JPH07271286A - プラント模擬装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】レプリカで模擬されていない実機の盤等につい
ても、監視項目あるいは操作項目に係わる多様な情報を
立体的な映像表示および音声報知をして、臨場感に溢れ
た運転訓練ができるプラント模擬装置を提供する。 【構成】請求項１記載の発明に係るプラント模擬装置
は、運転指令をするプラントの実機制御盤をレプリカ模
擬した模擬制御盤１と、前記実機制御盤以外の実機の盤
等における監視項目あるいは操作項目を選択して模擬監
視操作を行う２次元と３次元ディスプレイ装置を備えた
補助制御装置２と、前記監視項目及び操作項目に係わる
各種情報の記憶装置６と、模擬演習進行の指導員コンソ
ール４と、当該プラントの動特性模擬演算を実行する演
算制御装置５と、前記各装置間において情報信号の授受
を行う入出力装置３とからなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプラントにおける運転訓
練のための模擬装置に係り、特に模擬対象プラントの実
機制御盤をレプリカで模擬した模擬制御盤以外の盤等に
おける運転訓練を行うプラント模擬装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】発電、電力、製鉄、化学等複雑で大規模
なプラントにおいては、プラントの運転操作を支障なく
行なうには、事前に運転員に対して十分な訓練が必要で
あり、この訓練装置としてプラント模擬装置がある。

【０００３】通常、このプラント模擬装置としては、プ
ラントの実機制御盤をレプリカ模擬した模擬制御盤と、
このレプリカ模擬対象の実機制御盤以外の実機の盤等に
おける監視項目、あるいは操作項目を選択して監視操作
を行う補助制御装置とを設けて、実機における中央補助
盤、現場盤および現場の監視操作が集約的に行えるよう
にしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レプリ
カで模擬されていない実機の盤等に対する補助制御装置
における監視操作の訓練については、当然のことながら
臨場感に欠けることから、その訓練効果が乏しいという
欠点があった。また、この補助制御装置における訓練に
できるだけ臨場感を与える対策として、例えば特公昭54
-98828号公報の「模擬装置」に開示されているように、
訓練員による操作信号に合わせて、この操作信号に対応
した関連機器が運転時に発生する音響を、予め記憶した
音声情報から選択して音響装置により報知する例が提案
されている。

【０００５】また、特公昭57-16476号公報の「訓練用シ
ミユレータ装置」のように、訓練員の操作信号に対応し
て、この操作により行われる、運転状況の映像情報を録
画装置から選択して画像装置に表示することが提案され
ている。しかしながら、これらの関連機器の運転状況に
対応する音響や、２次元での平面的な映像表示では十分
な臨場感を得ることは困難であった。

【０００６】本発明の目的とするところは、レプリカで
模擬されていない実機の盤等についても、監視項目ある
いは操作項目に係わる多様な情報を立体的な映像表示お
よび音声報知して、臨場感に溢れた運転訓練ができるプ
ラント模擬装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１記載の発明に係るプラント模擬装置は、訓練員
が運転指令を出すプラントの実機制御盤をレプリカ模擬
した模擬制御盤と、前記実機制御盤以外の実機の盤等に
おける監視項目あるいは操作項目を訓練員が選択して模
擬監視操作を行う２次元と３次元ディスプレイ装置を備
えた補助制御装置を設ける。

【０００８】さらに、この補助制御装置における前記監
視項目及び操作項目に係わる各種情報を記憶した記憶装
置と、模擬演習進行の指令を出す指導員コンソールと、
当該プラントの動特性模擬演算を実行する演算制御装置
と、前記各装置間における情報信号の授受を行う入出力
装置を具備したことを特徴とする。

【０００９】請求項２記載の発明に係るプラント模擬装
置は、前記補助制御装置は、この補助制御装置にて選択
された項目が操作項目の場合にその操作項目に対応する
監視項目を前記記憶装置内の情報から読みとり、その監
視項目に対応するパラメータを前記演算制御装置から入
力して前記補助制御装置における監視計器およびディス
プレイ装置に表示することを特徴とする。

【００１０】請求項３記載の発明に係るプラント模擬装
置は、前記記憶装置に音声情報を記憶させると共に前記
補助制御装置で選択された監視項目あるいは操作項目に
対応する前記記憶装置内の音声情報を報知する音響装置
を前記補助制御装置に設けたことを特徴とする。

【００１１】

【作用】請求項１記載の発明は、訓練員による模擬制御
盤と補助制御装置からの監視、操作信号、および指導員
の指導員コンソールからの指令信号により、演算制御装
置は物理的動特性模擬演算を実行し、この結果を入出力
装置を介して前記模擬制御盤と補助制御装置上の監視計
器およびにディスプレイ装置に表示する。

【００１２】記憶装置は補助制御装置による監視項目あ
るいは操作項目に係わるプラントの各種情報を記憶して
いて、操作時に必要となる各種情報を自動的にディスプ
レイ装置にて２次元、または３次元映像で表示して運転
員へ提供する。

【００１３】請求項２記載の発明は、補助制御装置にお
いて訓練員による選択された項目が操作項目の場合に
は、その操作項目に対応する監視項目を記憶装置の情報
から読み込み、その監視項目に対応するパラメータを演
算制御装置から引き出して、補助制御装置の監視計器お
よびディスプレイ装置において表示する。

【００１４】請求項３記載の発明では、訓練員が補助制
御装置で選択した監視項目あるいは操作項目に対応した
音声情報を、記憶装置から選択して音響装置により報知
する。

【００１５】

【実施例】本発明の一実施例について図面を参照して説
明する。本プラント模擬装置は図１のブロック構成図に
示すように、実機の制御盤と同型、同機能を有するレプ
リカ模擬して、盤面に配置した各種表示ランプ、監視計
器と操作器具等により訓練員がプラントの運転操作訓練
を行う模擬制御盤１を設けている。

【００１６】また、この模擬制御盤１においてレプリカ
模擬された実機制御盤以外の実機の盤等における監視項
目、あるいは操作項目を盤面に配置した選択スイッチあ
るいはキーボード等により訓練員が選択して、盤面に設
けた例えばＣＲＴおよびヘッドマウントディスプレイか
らなるディスプレイ装置２ａと、音響装置２ｂおよび監
視計器、あるいは操作器具によりプラント模擬状態の確
認とプラント運転操作を行う補助制御装置２を備えてい
る。

【００１７】さらに、前記模擬制御盤１および補助制御
装置２に接続されて各種信号の授受を行う入出力装置３
と、この入出力装置３に接続された、運転訓練の指導員
が模擬演習進行の指令信号を発する指導員コンソール４
を設けている。

【００１８】また、前記模擬制御盤１および補助制御装
置２からの訓練員による各種操作信号と、指導員コンソ
ール４からの指導員による各種指令信号を入力して、実
プラントの物理的動特性模擬演算を実行し、その結果を
前記模擬制御盤１と補助制御装置２の盤面上の各種監視
計器等に表示させる演算制御装置５を備えている。

【００１９】さらに、予め前記補助制御装置２における
監視項目、あるいは操作項目に対応する各種情報を記憶
しておいて、補助制御装置２からの選択信号に応じた情
報信号を出力する記憶装置６とから構成されていて、こ
れら各装置はいずれも計算機化されている。

【００２０】次に上記構成による作用について説明す
る。模擬制御盤１は実機の制御盤と同じように模擬した
レプリカで、訓練員はこの模擬制御盤１上に配置された
各種表示ランプ、監視計器等によりプラントの模擬状態
を把握すると共に、操作器具等によりプラントの模擬運
転操作を行う。また、補助制御装置２においては、模擬
制御盤１でレプリカ模擬された実機制御盤以外の実機の
盤等における監視項目、あるいは操作項目を訓練員が選
択して監視操作を行うものである。

【００２１】訓練員は、この補助制御装置２上に配置さ
れている選択スイッチあるいはキーボード等により、監
視項目あるいは操作項目を選択して、補助制御装置２上
の２次元映像表示をするＣＲＴ、および３次元映像表示
をするヘッドマウントディスプレイ等からなるディスプ
レイ装置２ａや、監視計器あるいは操作器具によりプラ
ント模擬状態の確認とプラント運転操作をする。

【００２２】入出力装置３は、模擬制御盤１からの訓練
員の操作信号Ｕ_t1と、補助制御装置２からの訓練員の操
作信号Ｕ_t2、および指導員コンソール４からの指導員に
よる模擬演算進行制御のための指令信号Ｉ_t を演算制御
装置５に転送する。

【００２３】演算制御装置５では、模擬制御盤１からの
訓練員の操作信号Ｕ_t1、補助制御装置２からの訓練員の
操作信号Ｕ_t2、指導員コンソール４からの模擬演算進行
制御のための指令信号Ｉ_t を入出力装置３を介して読み
込み、実プラントの物理的動特性模擬演算を実行し、再
び入出力装置３を介して、その結果Ｏ_t1を模擬制御盤１
上、あるいは補助制御装置２上の各種監視計器やディス
プレイ装置２ａに表示する。

【００２４】また、記憶装置６は補助制御装置２におけ
る監視項目、あるいは操作項目の選択信号Ｓ_t を読み込
み、この選択信号Ｓ_t に対応するテキスト情報Ｔ_t ，図
面情報Ｄ_t ，写真情報Ｐ_t ，動画情報Ａ_t 及び音声情報
Ｂ_t を、予め記憶した情報の中から抽出して前記補助制
御装置２に出力する。なお、写真情報Ｐ_t および動画情
報Ａ_t は、右目用と左目用との視点を両眼視差分だけ変
えた２種類が用意されている。

【００２５】ちなみに記憶装置６は、磁気ディスク装
置、レーザーディスク装置、光磁気ディスク装置等のデ
ィジタル情報が記憶可能なものからなり、また、各テキ
スト情報Ｔ_t ，図面情報Ｄ_t ，写真情報Ｐ_t ，動画情報
Ａ_t および音声情報Ｂ_t の記憶装置６への記憶アドレス
Ｍ_t と、選択信号Ｓ_t と関連情報との対応付けを示した
リストＬ₁ とを予め記憶装置６に記憶させておく。

【００２６】また、補助制御装置２において操作項目が
選択された場合には、その操作の際に監視が必要なパラ
メータＯ_t2を入出力装置３を介して演算制御装置５より
読み込み、補助制御装置２に転送する。

【００２７】次に、記憶装置６における処理について図
２に示す処理フロー図により説明する。先ず記憶装置６
は、訓練員による補助制御装置２における監視項目ある
いは操作項目の選択信号Ｓ_t を読み込む。

【００２８】この選択信号Ｓ_t と関連情報との対応付け
を示したリストＬ₁ を参照して、その関連情報の記憶ア
ドレスＭ_t を読みとり、選択信号Ｓ_t に対応するテキス
ト情報Ｔ_t ，図面情報Ｄ_t ，写真情報Ｐ_t ，動画情報Ａ
_t および音声情報Ｂ_t を予め記憶した情報の中から抽出
して、補助制御装置２に転送する。

【００２９】補助制御装置２では、転送されたテキスト
情報Ｔ_t ，図面情報Ｄ_t ，写真情報Ｐ_t ，動画情報Ａ_t
を設置したＣＲＴ等のディスプレイ装置２ａに表示し、
さらに、プラントの運転状態に伴う音響である音声情報
Ｂ_t は、音響装置２ｂから放送する。

【００３０】なお、写真情報Ｐ_t および動画情報Ａ_t は
２次元の平面画像としてＣＲＴで表示する場合は、用意
された右目用あるいは左目用の画像のいずれか１つを選
択して表示するものとし、また、３次元の立体画像とし
てヘッドマウントディスプレイにて表示する場合には、
両眼視差の分だけ視点を変えた右目用と左目用との画像
を、それぞれ右目用及び左目用のディスプレイに表示さ
せる。この際に動画情報Ａ_t の場合は、右目用と左目用
の情報を同期をとって表示させる。

【００３１】次いで記憶装置６は、選択信号Ｓ_t が操作
項目か否かを判定し、操作項目の場合には、操作項目と
その操作の際に監視の必要となる監視項目との対応付け
を示したリストＬ₂ を照合して、操作項目である選択信
号Ｓ_t に対応する監視項目Ｃ_t をリストＬ₂ より読み込
み、監視項目Ｃ_t に対応するパラメータＯ_t2を入出力装
置３を介して演算制御装置５より読み込み、補助制御装
置２に転送する。補助制御装置２では、転送されたパラ
メータＯ_t2を監視計器、およびディスプレイ装置２ａに
おいて表示する。

【００３２】以上の処理で、補助制御装置２上のディス
プレイ装置２ａにテキスト情報Ｔ_t，図面情報Ｄ_t ，写
真情報Ｐ_t を同時に表示することが不可能、あるいは現
実的ではない場合には、記憶装置６に記憶されたリスト
Ｌ₁ に優先順位を登録しておき、テキスト情報Ｔ_t ，図
面情報Ｄ_t ，写真情報Ｐ_t の優先順位を表した優先情報
Ｒ_t も補助制御装置２に転送する。

【００３３】また補助制御装置２では、転送された優先
情報Ｒ_t に基づき、テキスト情報Ｔ_t ，図面情報Ｄ_t ，
写真情報Ｐ_t ，動画情報Ａ_t の優先順位の高い順に、あ
る一定時間をおいてＣＲＴ、あるいはヘッドマウントデ
ィスプレイ等のディスプレイ装置２ａに自動的に切替表
示をする。なお、この自動切替による表示は、必要に応
じて補助制御装置２上の選択スイッチ、あるいはキーボ
ードからの訓練員の表示情報変更指令により、これを解
除して同一情報の連続表示に変更することができる。

【００３４】以上のように、訓練員が補助制御装置２に
て監視操作を行う場合に、その監視に係わる情報とし
て、例えば監視操作場所を記した配置図、系統図等の図
面情報Ｄ_t 、監視器具および操作器具の写真や現場にお
けるアクチュエータ等の写真等の写真情報Ｐ_t 、操作手
順書等のテキスト情報Ｔ_t が提供される。

【００３５】また操作を行う場合には、操作時に必要と
なる監視パラメータ等の模擬プロセス情報や、実機にお
ける監視操作場所までのルートを動的アニメーションに
て表した動画情報Ａ_t を提供することが可能で、これに
より学習効果の高い良好な運転訓練が可能となる。

【００３６】特に、予め実機における監視操作場所まで
の移動時の光景を両眼視差分だけ位置を変えた２台のビ
デオカメラ等により撮影し、それぞれ右目用と左目用の
動画情報Ａ_t として記憶装置６に記憶しておき、３次元
的に表示するヘッドマウントディスプレイ等のディスプ
レイ装置２ａにおいて、右目用と左目用の情報を同期を
とって再生することにより、実機における監視操作場所
までのルートを３次元的で臨場感に溢れる映像により習
得することができる。

【００３７】また、現場における操作器具や計器等を、
両眼視差分だけ位置を変えた２台のカメラ等により撮影
し、それぞれ右目用と左目用の写真情報Ｐ_t として記憶
装置６に記憶しておき、ヘッドマウントディスプレイ等
のディスプレイ装置２ａに右目用と左目用の情報を表示
することにより、現場における臨場感のある器具の詳細
な位置関係を習得することができる。

【００３８】

【発明の効果】以上本発明によれば、レプリカで模擬さ
れた実機制御盤以外の実機の盤等における監視操作を集
約的に行う場合にも、補助制御装置にてプラントの模擬
状態を映像と音声により臨場感をもって、確認および運
転操作が行われるので、実機に極めて類似した状態の運
転訓練ができることから、充実した訓練効果をあげるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例のプラント模擬装置のブ
ロック構成図。

【図２】本発明に係る一実施例の記憶装置の処理フロー
図。

【符号の説明】

１…模擬制御盤、２…補助制御装置、２ａ…ディスプレ
イ装置、２ｂ…音響装置、３…入出力装置、４…指導員
コンソール、５…演算制御装置、６…記憶装置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 訓練員が運転指令を出すプラントの実機
   制御盤をレプリカ模擬した模擬制御盤と、前記実機制御
   盤以外の実機の盤等における監視項目あるいは操作項目
   を訓練員が選択して模擬監視操作を行う２次元と３次元
   ディスプレイ装置を備えた補助制御装置と、この補助制
   御装置における前記監視項目及び操作項目に係わる各種
   情報を記憶した記憶装置と、模擬演習進行の指令を出す
   指導員コンソールと、当該プラントの動特性模擬演算を
   実行する演算制御装置と、前記各装置間における情報信
   号の授受を行う入出力装置とからなることを特徴とする
   プラント模擬装置。
2. 【請求項２】 前記補助制御装置は、この補助制御装置
   で選択された項目が操作項目の場合に当該操作項目に対
   応する監視項目を前記記憶装置内の情報から読みとり、
   その監視項目に対応するパラメータを前記演算制御装置
   から入力して前記補助制御装置における監視計器および
   ディスプレイ装置に表示することを特徴とする請求項１
   記載のプラント模擬装置。
3. 【請求項３】 前記記憶装置に音声情報を記憶させると
   共に前記補助制御装置で選択された監視項目あるいは操
   作項目に対応する前記記憶装置内の音声情報を報知する
   音響装置を前記補助制御装置に設けたことを特徴とする
   請求項１または請求項２記載のプラント模擬装置。