JPH086484A - プラント運転訓練シミュレータ及びその訓練内容設定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】訓練内容に応じた機器状態の設定を簡単に行
え、訓練中の予定外変更も可能にするプラント運転訓練
シミュレータを提供する。 【構成】シミュレート用計算機４は、機器毎にユニーク
な機器識別コードの下に機器名称、前記訓練内容として
設定可能な状態パラメータ及び関連機器の機器識別コー
ドを含む機器データを記憶する機器データ記憶手段４８
と、前記機器識別コードを基に該当する機器データを検
索する機器データ検索手段４６と、検索された機器デー
タを指導員コンソール２の表示装置に出力する表示デー
タ出力手段４７（及び４５）を備えている。画面上で選
択される状態パラメータは、指示・状態設定手段４４を
介して設定される。関連機器識別コードは計装構成によ
り付与されるので、関連機器の状態設定は画面上の選択
で次々と実行できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラントの運転監視の
訓練を行う運転訓練シミュレータに係り、特に訓練項目
の指定方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、発電所の基数増加による大容量化
で、一層の安全や効率化が求められて、プラントの運転
の自動化や集中監視が進展している。これに伴い、高度
な技術を持った運転員の育成が急務となっている。その
一方、発電所の安全性の向上によって機器の故障やトラ
ブルが減少し、実プラントにおける運転機会が減ってい
る。このため、シミュレータを使った訓練員の養成が必
要不可欠となっており、運転訓練シミュレータは模擬範
囲が拡大し、数万個にも及ぶ機器や制御機器の全体を網
羅するまでに高度化している。

【０００３】発電プラントの運転訓練シミュレータは、
訓練室に配備されている実プラントとほぼ同一の模擬制
御盤等と、この模擬盤の操作スイッチによる操作信号に
応じて実プラントの模擬演算を行う計算機と、訓練内容
に応じた故障状態などを設定し、訓練員の操作結果を監
視する指導員コンソールより構成されている。

【０００４】発電プラントでは、起動から停止まで数十
のプロセスに分かれるので、訓練シミュレータは、訓練
の目的に応じて所定のプロセスを訓練開始の初期状態に
設定し、任意の他のプロセスまでの連続的な訓練を行
う。訓練開始の初期状態、特に訓練目的に応じた故障状
態の設定は指導員が手動設定している。

【０００５】図８は、故障項目の場合の設定画面を示
す。指導員はこの画面に従って、指導員コンソールか
ら、系統Ｎｏ、種別、一貫Ｎｏからなる機器識別番号を
入力し、関連パラメータに訓練内容に応じた故障状態
（弁であれば全開／全閉）を設定して、模擬盤に反映す
る。指導員はこのために、前もって図９に示すような配
管計装線図などのデータベースを検索し、故障状態を設
定する機器の識別番号を調べてリストアップする準備作
業を行っている。

【０００６】このような従来のプラント運転訓練シミュ
レータとして、例えば特開昭６１−６７０７７号公報に
記載のものがある。これによれば、訓練内容に対応する
模擬盤の現在状態と設定したい初期状態とを比較し、指
導員用の表示装置に異なる状態にある操作スイッチ類を
読出して、模擬盤の初期設定を容易にしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の運転訓練シミュ
レータでは、訓練目的に応じた各機器の初期状態や故障
（異常）状態の設定は指導員によって行われるが、正常
な初期状態は引用例などのように部分的に自動設定され
ている。

【０００８】しかし、故障項目の設定は、その訓練効果
を上げるために、固定パターンのみによらない多様なパ
ターンが要求されるので、依然として指導員の手動設定
が不可欠となる。しかし、数万個にも及ぶ機器の中で関
係する機器間に設定する故障パターンは膨大な組合せ数
となる。この故障設定に必要な機器識別番号は、配管計
装線図や接続展開図から検索するが、数万個の機器を擁
するプラントではこれらの画面数が数百以上にもなるの
で、多数の機器識別番号の検索には長時間を必要とし、
指導員の負担が極めて大きかった。

【０００９】また、機器識別番号の検索に長時間を要す
るために、指導員が訓練途中で任意の機器を予定外の故
障状態にすばやく変更するこに困難がある。従って、訓
練の状況や訓練員のレベルに即応した変更は、指導員が
機器識別番号を正確に指示できる場合に限られ、大きな
制約があった。

【００１０】本発明の目的は、指導員の負担を大幅に低
減でき且つ、訓練中に予定外の設定変更も可能なプラン
ト運転訓練シミュレータ及びその訓練内容設定方法を提
供することにある。

【００１１】本発明の目的は、個人の能力に依存するこ
となく訓練の質的向上を可能にするプラント運転訓練シ
ミュレータを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、操作ス
イッチ等を配備した模擬制御盤と、訓練内容の設定や訓
練状況の監視をする指導員コンソールと、前記訓練内容
と前記操作スイッチの状態に応じプラントの挙動の模擬
演算を行って前記模擬制御盤のランプや計器等に反映す
る計算機装置を備えるプラント運転訓練シミュレータに
おいて、前記計算機装置は、プラントの各機器にユニー
クな機器識別コード毎に、機器名称、前記訓練内容とし
て設定可能な状態パラメータ及び関連機器の機器識別コ
ードを含む機器データを記憶する機器データ記憶手段
と、前記機器識別コードをキーに該当する機器データを
検索する機器データ検索手段と、検索された機器データ
を前記指導員コンソールの表示装置に出力する表示デー
タ出力手段を備えることにより達成される。

【００１３】前記表示データ出力手段は、前記状態パラ
メータまたは前記状態パラメータと前記関連機器の機器
識別コードを画面上で選択可能に表示する所定の画面フ
ォーマットにて出力することを特徴とする。

【００１４】さらに、本発明の目的は、指導員コンソー
ルから設定される故障内容と模擬制御盤の操作スイッチ
の状態に応じ、計算機装置でプラントの挙動の模擬演算
を行って前記模擬制御盤に反映するプラント運転訓練シ
ミュレータの訓練内容設定方法において、予め、プラン
トの各機器にユニークな機器識別コード毎に、機器名
称、前記故障内容として設定可能な故障状態パラメータ
及び関連機器の機器識別コードを含む機器データを記憶
し、訓練の初期状態設定時には、前記指導員コンソール
から入力または選択された機器識別コードを基に対応す
る機器データを検索して前記指導員コンソールの表示装
置に表示し、表示された故障状態パラメータの中から選
択されたパラメータを当該機器の故障内容として初期設
定し、訓練中には、前記指導員コンソールからの指示で
前記模擬演算を中断し、前記機器データの検索と表示を
所定の機器識別コードから初めて所望の機器データが得
られるまで繰返し処理し、前記所望の機器データの画面
上で選択された故障状態パラメータを当該機器の故障内
容として設定した後、前記模擬演算を再開することによ
り達成される。

【００１５】

【作用】本発明の訓練シミュレータでは、機器識別コー
ド毎の機器データを記憶し、プラントの計装構成で接続
関係にある機器識別コードが、相互に含むようにデータ
化されている。このため、任意の機器コードの検索結果
から次々と関連する機器データを芋づる式に検索して、
機器データに含まれる状態パラメータを選択設定するこ
とができ、故障状態の設定などが簡単且つ迅速に行え
る。

【００１６】また、訓練中に前記模擬演算を中断してす
ばやく所望の機器の状態を変更設定できるので、訓練の
状況に応じた予定外の訓練が実行でき、訓練効果を向上
できる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
詳細に説明する。

【００１８】図２は、発電プラントの運転訓練シミュレ
ータの概略の構成を示したものである。運転訓練シミュ
レータは、訓練室、指導員及び計算機室の各装置からな
る。訓練室には、訓練員３１がプラントの模擬操作をお
こなう模擬制御盤１が配置され、図示しない操作スイッ
チ等が装備されている。指導員室には、指導員コンソー
ル２が設置され、指導員３２はその会話型表示装置３を
使用し、訓練の開始／中断をおこなったり、事故／故障
を発生させたりする。

【００１９】計算機装置４は、模擬制御盤１の操作スイ
ッチ状態（ＯＮ／ＯＦＦ）の入力と、コンソール２から
の訓練目的に応じた状態設定に従って、プラントの挙動
を模擬演算し、模擬制御盤１に設置されているメータ、
ランプ、ＣＲＴ等にプラント状態として表示する。

【００２０】図１は、本実施例の運転訓練シミュレータ
の機能ブロック図で、計算機装置４のソフトウエアによ
って実現される模擬演算機能と機器データ検索・状態設
定機能を備えている。

【００２１】模擬演算機能は、模擬制御盤１と入出力す
る入出力処理手段４１、プラントデータベース４２、プ
ロセス模擬演算手段４３及び指示・設定処理手段４４か
らなる。プロセス模擬演算手段４３は、プラントデータ
ベース４２の状態設定エリア４２１の設定値に基づい
て、相応するプロセス状態を模擬演算し、プロセスデー
タエリア４２２に記憶する。入出力処理手段４１は、プ
ラントデータベース４２の設定値や演算結果を読出し
て、模擬制御盤１の計器、ランプ、ＣＲＴなどに出力す
る。指示・設定処理手段４４は、指導員コンソール２か
らプロセス模擬演算手段４３に対する処理開始や中断な
どの指示を伝える。また、訓練目的に応じた初期状態や
中途変更の設定値を状態設定エリア４２１に設定する。

【００２２】機器データ検索・状態設定機能は、指導員
コンソール２と入出力する会話型表示制御手段４５、機
器データ検索手段４６、画面表示データ作成手段４７及
び機器データ記憶手段４８からなる。

【００２３】機器データ検索手段４６には、計装構成型
データ検索部４６１と機器分類検索部４６２があり、機
器データ記憶手段４８には、計装構成型データテーブル
４８１と機器分類テーブル４８２が具備されている。な
お、機器データ記憶手段４８は、プラントデータベース
４２に備えるようにしてもよい。また、会話型表示制御
手段４５は、コンソール２に設けてもよい。

【００２４】図３（ａ）に計装構成型データテーブル４
８１、同図（ｂ）に機器分類テーブル４８２の構成を示
す。計装構成型データテーブル４８１には、機器識別コ
ード、機器名称、故障状態パラメータ及び関連機器識別
コードが記憶されている。機器識別コードは、系統番
号、機器の分類及びＩＤからなるが、図示例は系統番号
別の格納のためそれを省略している。故障状態パラメー
タは機器が発生する故障または異常の態様を記憶してい
る。関連機器コードは分類とＩＤからなる。機器分類テ
ーブル４８２には、機器の分類とその名称が対照可能に
記憶してある。

【００２５】関連機器コードは計装構成データで、図４
に示す弁の例で説明する。弁Ａは、それを操作するＳＷ
（ＣＯＳ−００１）、遮断器（ＭＣＣ−００２）、電源
（Ａ−１）と、弁Ａの全開／全閉を表示するランプ（Ｌ
−００１）から計装構成されている。この場合、弁Ａの
関連機器識別コードとしては、直接接続されるＣＯＳ−
００１とＭＣＣ−００２の識別コードが設定される。同
様に、ＳＷ００１の関連機器識別コードとしては、Ｌ−
００１とＭＣＣ−００２が設定される。

【００２６】なお、弁Ａの故障状態としては、パラメー
タが全開または全閉となる２の状態が設定可能で、模擬
制御盤１上のランプＬ−００１の全開／全閉の表示を正
常状態から故意に変更することで、故障状態が設定され
る。

【００２７】図５に、画面表示データ作成手段４７によ
る表示画面の構成例を示す。同図は、指導員コンソール
２の表示装置３上に表示される故障項目の設定画面を示
したもので、上記の弁Ａを故障対象としている。画面に
は、識別コードとその名称、故障状態パラメータの全開
と全閉及びその現在値、さらに関連機器の名称と識別コ
ードが表示される。

【００２８】同図の囲み枠は選択項目を示し、画面上で
マウス等によりクリックして、対応するマクロ命令が実
行されるように構成されている。例えば、故障状態の
［全閉］をクリックすると、現在値の［全閉］に＊マー
クが表示される。さらに、［全閉］状態がプラントデー
タベース４２に設定され、それを反映した模擬制御盤１
のランプの現在状態が取り込まれて、［全閉］を色替え
表示する。

【００２９】なお、画面の「現在値」の状態は、プロセ
スデータエリア４２２から読み出されるが、この「現在
値」の表示は省略してもよい。また、画面の「故障状
態」を「設定状態」に代えれば、訓練項目に応じた故障
以外の状態設定などに、そのまま利用できる。

【００３０】次に、以上のように構成されている機器デ
ータ検索・状態設定機能の動作を、図４の計装構成を例
にして説明する。

【００３１】図６は、機器識別コード検索手段４６と画
面表示データ作成手段４７による処理手順を示すフロー
チャートである。この処理は、指導員コンソールか２ら
の訓練項目の状態設定要求により開始される。

【００３２】指導員コンソール２から機器識別コード＝
ＶＬＶ−Ａを受信すると（ｓ１０１）、ＶＬＶ−Ａをキ
ーにして計装構成型テーブル４８１を検索し、弁Ａの一
組の機器データを読出す（ｓ１０２）。続いて、その機
器データ中の関連機器識別コードによって機器分類テー
ブル４８１を検索し、関連機器識別コードの分類名称を
読出す（ｓ１０３）。これらの機器データは、図５に示
した故障項目設定画面のフォーマットで、表示装置３に
出力される（ｓ１０４）。

【００３３】次に、指導員コンソール２からの状態設定
終了の指示の有無を判定し（ｓ１０４）、終了指示がな
ければステップｓ１０１に戻って、次の機器識別コード
の受信を待つ。

【００３４】図７は、上記の処理フローに従って、関連
する機器データを次々と検索しながら故障項目を設定す
る場合の画面遷移図を示したものである。同図の（ａ）
は、最初に指導員から指示された機器識別コード＝ＶＬ
Ｖ−Ａによる画面例である。弁Ａに故障状態を設定する
ときは、指導員は画面上で［全開］または［全閉］をク
リックする。クリックされた［全開］または［全閉］の
設定データは、指示・設定処理手段４４を介してプラン
トデータベース４２に設定され、模擬制御盤１の対応す
るランプＬ−００１に反映される。

【００３５】なお、模擬制御盤１上のランプ等の状態設
定は、計算機４を介さず指導員コンソール２から直接行
うようにし、この設定状態をプラントデータベース４２
に取り込むようにしてもよい。

【００３６】同図の（ｂ）は、弁Ａの故障状態の設定後
または弁Ａの設定が不要な場合に、（ａ）の関連機器か
ら［ＳＷ］をクリックしたときに得られる表示画面であ
る。即ち、この画面の［ＳＷ］の選択により、機器識別
コード＝ＣＯＳ−００１をキーとする上記の検索が行わ
れ、その名称、故障状態、関連機器のデータが表示され
る。さらに、同図の（ｃ）は［遮断機］を選択して得た
画面である。これら（ｂ）、（ｃ）の画面でも、（ａ）
の場合と同様にして故障項目の設定が行えることは言う
までもない。また、故障項目以外の初期状態設定などに
ついても同様である。

【００３７】本実施例によれば、指導員は訓練目的に応
じた主要な機器識別番号のみ記憶ないし準備しておけ
ば、あとは画面上の関連機器から次から次へと芋づる式
に検索して、多数の機器に対する訓練目的に応じた機器
の初期状態、特に機器の任意な故障状態を設定できる。
また、機器の発生し得る故障のパラメータが選択可能に
表示されるので、状態設定は簡単且つ正確に行うことが
できる。これにより、指導員の負担は、大幅に軽減でき
る。

【００３８】上記の例では、主として初期状態の設定に
ついて説明したが、訓練途中で任意の機器の初期設定に
よる故障状態や現在値の変更が可能である。指導員は、
訓練員の操作状況から予定外の状態設定を行う場合、指
導員プラント模擬演算手段４３に中断の指示を出し、シ
ミュレーションの中断期間に任意の機器識別コードを入
力して、当該機器またはその関連機器の現在値または故
障状態を変更し、再び模擬演算を再開させることができ
る。

【００３９】従来、このような予定外の変更をする場
合、変更のために中断が長引いては訓練効果を減殺なし
台無しにしてしまうので、変更したい機器の識別コード
が分かる場合に限られていた。しかし、本実施例によれ
ば、変更したい機器の識別コードが分からない場合に
も、計装構成の主要な機器コードから簡単に検索してす
ばやく状態変更できるので、訓練状況や訓練員のレベル
に合わせて予定外の故障項目を設定することができ、訓
練中の自由な状態変更によって質の高い訓練を行うこと
が可能となる。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、機器識別コード毎の機
器データは状態パラメータと共に計装構成で接続関係に
ある関連機器識別コードを含んでデータ化しているの
で、状態設定に必要な機器データの検索が関連機器コー
ドの選択で芋づる式に簡単に実行でき、指導員の訓練内
容に応じた機器の状態設定、特に事故項目設定のための
負担が大幅に軽減できる。

【００４１】また、本発明によれば、機器識別コードが
不明な場合にも、任意のコードを出発点にして不明コー
ドの検索とその状態設定が短期間に行えるので、訓練中
に訓予定外の状態設定の変更が簡単にでき、訓練効果の
向上が可能になる。

【００４２】本発明によれば、状態設定に必要な機器番
号を簡単且つ迅速に検索できる手段を備えているので、
指導員の能力に依存することなく高度な訓練を可能にす
る、信頼性の高い訓練シミュレータを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による運転訓練シミュレータ
の機能構成図。

【図２】運転訓練シミュレータの概略構成図。

【図３】機器データ記憶手段の構成図。

【図４】プラントに計装構成を説明する模式図。

【図５】故障項目設定画面の画面フォーマットを示す画
面表示図。

【図６】本発明の一実施例による訓練内容設定方法の処
理手順を示すフローチャート。

【図７】故障項目設定画面の遷移図。

【図８】従来の故障項目設定を説明する設定画面図。

【図９】従来の機器識別コードの検索に使用した配管計
装線図。

【符号の説明】 １…模擬制御盤、２…指導員コンソール、３…表示装
置、４…計算装置、４１…入出力処理手段、４２…プラ
ントデータベース、４３…プロセス模擬演算手段、４４
…指示・状態設定処理手段、４５…会話型表示制御手
段、４６…機器データ検索手段、４７…画面表示データ
作成手段、４８…機器データ記憶手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 彰彦 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 黒沢 浩光 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立情報制御システム内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操作スイッチ等を配備した模擬制御盤
   と、訓練内容の設定や訓練状況の監視をする指導員コン
   ソールと、前記訓練内容と前記操作スイッチの状態に応
   じプラントの挙動の模擬演算を行って前記模擬制御盤の
   ランプや計器等に反映する計算機装置を備えるプラント
   運転訓練シミュレータにおいて、 前記計算機装置は、プラントの各機器にユニークな機器
   識別コード毎に、機器名称、前記訓練内容として設定可
   能な状態パラメータ及び関連機器の機器識別コードを含
   む機器データを記憶する機器データ記憶手段と、前記機
   器識別コードをキーに該当する機器データを検索する機
   器データ検索手段と、検索された機器データを前記指導
   員コンソールの表示装置に出力する表示データ出力手段
   を備えることを特徴とするプラント運転訓練シミュレー
   タ。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記関連機器の機器識別コードは、プラントの計装構成
   で当該機器と接続関係にある機器に付与されていること
   を特徴とするプラント運転訓練シミュレータ。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、 前記状態パラメータは、前記訓練内容が故障項目の場合
   に、当該機器に発生し得る１または複数の故障（異常）
   状態のパラメータであることを特徴とするプラント運転
   訓練シミュレータ。
4. 【請求項４】 請求項１または２または３において、 前記表示データ出力手段は、前記状態パラメータまたは
   前記状態パラメータと前記関連機器の機器識別コードを
   画面上で選択可能に表示する所定の画面フォーマットに
   て出力することを特徴とするプラント運転訓練シミュレ
   ータ。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項において、 前記機器データ記憶手段は、前記機器識別コードの一部
   をなす分類と分類名称の対照テーブルを有し、 前記機器データ検索手段は、前記関連機器の機器識別コ
   ードから前記分類名称を検索する分類名称検索手段を有
   し、 前記表示データ出力手段は、前記関連機器の機器識別コ
   ードと前記分類名称を対にして出力することを特徴とす
   るプラント運転訓練シミュレータ。
6. 【請求項６】 指導員コンソールから設定される訓練内
   容と模擬制御盤の操作スイッチの状態に応じ、計算機装
   置でプラントの挙動の模擬演算を行って前記模擬制御盤
   に反映するプラント運転訓練シミュレータの訓練内容設
   定方法において、 予め、プラントの各機器にユニークな機器識別コード毎
   に、機器名称、前記訓練内容に設定可能な状態パラメー
   タ及び関連機器の機器識別コードを含む機器データを記
   憶し、 入力された機器識別コードを基に対応する機器データを
   検索して前記指導員コンソールの表示装置に表示し、表
   示された状態パラメータの中から選択されたパラメータ
   を前記訓練内容として設定することを特徴とするプラン
   ト運転訓練シミュレータの訓練内容設定方法。
7. 【請求項７】 請求項６において、 前記関連機器の機器識別コードは前記表示装置に選択可
   能に表示され、画面上で選択された前記関連機器の機器
   識別コードを基に対応する機器データの検索及び表示を
   行うことを特徴とするプラント運転訓練シミュレータの
   訓練内容設定方法。
8. 【請求項８】 請求項６または７において、 前記状態パラメータは、当該機器に発生し得る１または
   複数の故障（異常）状態のパラメータで、訓練の初期ま
   たは訓練中に設定されることを特徴とするプラント運転
   訓練シミュレータの訓練内容設定方法。
9. 【請求項９】 指導員コンソールから設定される故障内
   容と模擬制御盤の操作スイッチの状態に応じ、計算機装
   置でプラントの挙動の模擬演算を行って前記模擬制御盤
   に反映するプラント運転訓練シミュレータの訓練内容設
   定方法において、 予め、プラントの各機器にユニークな機器識別コード毎
   に、機器名称、前記故障内容として設定可能な故障状態
   パラメータ及び関連機器の機器識別コードを含む機器デ
   ータを記憶し、 訓練の初期状態設定時には、前記指導員コンソールから
   入力または選択された機器識別コードを基に対応する機
   器データを検索して前記指導員コンソールの表示装置に
   表示し、表示された故障状態パラメータの中から選択さ
   れたパラメータを当該機器の故障内容として初期設定
   し、 訓練中には、前記指導員コンソールからの指示で前記模
   擬演算を中断し、前記機器データの検索と表示を所定の
   機器識別コードから初めて所望の機器データが得られる
   まで繰返し処理し、前記所望の機器データの画面上で選
   択された故障状態パラメータを当該機器の故障内容とし
   て設定した後、前記模擬演算を再開することを特徴とす
   るプラント運転訓練シミュレータの訓練内容設定方法。