JPH10207507A - Plant simulator - Google Patents

Plant simulator

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JPH10207507A
JPH10207507A JP1067197A JP1067197A JPH10207507A JP H10207507 A JPH10207507 A JP H10207507A JP 1067197 A JP1067197 A JP 1067197A JP 1067197 A JP1067197 A JP 1067197A JP H10207507 A JPH10207507 A JP H10207507A
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JP
Japan
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plant
error
transient response
model
actual
Prior art date
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Application number
JP1067197A
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Japanese (ja)
Inventor
Yukinori Katagiri
幸徳 片桐
Masahide Nomura
政英 野村
Yoshio Sato
美雄 佐藤
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Hitachi Ltd
Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Babcock Hitachi KK, Hitachi Ltd filed Critical Babcock Hitachi KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable adaptation to any plant and to adjust transient response characteristics matching an actual plant in a short time by adding an error model to a simulation model based upon the physical rule of the plant and compensating an error between an actual machine plant and the simulation model with the error model. SOLUTION: A plant transient response characteristic adjusting means 103 automatically generates the error model 105 for compensating the error between the current actual machine and model. A plant transient response characteristic simulating means 104 inputs the manipulated variable of the actual machine and outputs a simulation result. Further, the error model 105 of the plant transient response characteristic adjusting means 103 also inputs the manipulated variable of the actual machine of the actual machine and outputs an error estimated value of plant transient response characteristics based upon the error model 105. This simulation result precisely simulates the actual machine since the error model 105 is compensated into one corresponding to the actual machine at the time of adjustment. Consequently, the transient response characteristics of the actual machine plant can be reproduced with high precision without altering the simulation model which requires a long time for adjustment.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はプラントシミュレー
タに係り、特に、過渡応答特性の自動調整機能を備える
プラントシミュレータに関する。
The present invention relates to a plant simulator, and more particularly, to a plant simulator having a function of automatically adjusting a transient response characteristic.

【0002】[0002]

【従来の技術】プラントシミュレータには、プラント本
体の開発及び当該プラントの制御手法の開発を目的とし
た開発用シミュレータと、プラント運転員のプラントの
理解や運転訓練を目的とした運転員訓練用シミュレータ
とがある。プラントの運転員訓練用シミュレータには、
実機同様の制御盤を装備して実機同様の運転訓練が可能
なフルシミュレータと、規模は小さいがプラントのシミ
ュレーションが可能な小規模シミュレータをワークステ
ーションで構成し操作卓としてキーボードあるいはマウ
スなどの入力手段で代用するものがある(Roy Fray, COM
PACT SIMULATORSFOR FOSSIL-FUELED POWER PLANTS,IEEE
Spectrum Volume 32, Number 2, February 1995, pp.4
6-51)。
2. Description of the Related Art A plant simulator includes a development simulator for developing a plant itself and a control method for the plant, and a simulator for operator training for understanding and operation training of a plant by a plant operator. There is. The plant operator training simulator includes:
A full simulator that has the same control panel as the actual machine and can perform operation training similar to the actual machine, and a small simulator that is small in scale but can simulate the plant with a workstation and an input means such as a keyboard or mouse as a console. (Roy Fray, COM
PACT SIMULATORSFOR FOSSIL-FUELED POWER PLANTS, IEEE
Spectrum Volume 32, Number 2, February 1995, pp.4
6-51).

【0003】開発用シミュレータあるいは小規模シミュ
レータには、プラント構成機器を任意に組み合わせたシ
ミュレーションを可能とし、独自のプラントあるいは新
規のプラントの運転訓練を可能とするビルディングブロ
ック方式が採用されているものもある。
[0003] Some development simulators or small-scale simulators adopt a building block system which enables simulations in which plant components are arbitrarily combined and enables operation training of an original plant or a new plant. is there.

【0004】開発用シミュレータは、実機プラントの制
御系の調整を行うことを目的として使用される。そのた
め、開発用シミュレータでは、実機プラントの運転結果
を再現するべく定常特性及び過渡応答特性を調整して実
機プラントの制御系の制御用パラメータを決定し、この
決定した制御用パラメータを実機に適用する。
[0004] The development simulator is used for the purpose of adjusting the control system of the actual plant. Therefore, the simulator for development determines the control parameters of the control system of the actual plant by adjusting the steady-state characteristics and the transient response characteristics so as to reproduce the operation results of the actual plant, and applies the determined control parameters to the actual plant. .

【0005】訓練用シミュレータは、実機プラントある
いは仮想プラントを摸擬対象とし、プラント運転員がプ
ラントの運転保守及びプラントの構成,特性を学習する
ことを目的として使用される。このため、訓練用シミュ
レータの開発メーカが予めシミュレータの定常特性及び
過渡応答特性を調整している。
[0005] The training simulator simulates a real plant or a virtual plant, and is used for a plant operator to learn operation and maintenance of the plant and the configuration and characteristics of the plant. For this reason, the manufacturer of the training simulator has adjusted the steady-state characteristics and the transient response characteristics of the simulator in advance.

【0006】プラントシミュレータの定常特性の調整
は、プラント設計時の計画値をもとに質量保存則,エネ
ルギ保存則,熱伝導則等の物理則に基づく微分方程式を
立式し、この微分方程式の定常解により調整するのが一
般的である。
To adjust the steady-state characteristics of the plant simulator, a differential equation based on physical laws such as a law of conservation of mass, a law of conservation of energy, and a law of heat conduction is formulated based on a plan value at the time of plant design. It is general to adjust by a steady solution.

【0007】これに対し、プラントシミュレータの過渡
応答特性の調整は、従来、調整作業員が調整パラメータ
と称する調整用変数を変化させながら、プラントシミュ
レータの計算結果と実機プラントあるいは仮想プラント
の運転結果とが一致するよう、調整パラメータを最適値
へと調整するのが現状である。
[0007] On the other hand, the adjustment of the transient response characteristic of the plant simulator has conventionally been carried out by an adjustment worker changing the adjustment variable called an adjustment parameter while comparing the calculation result of the plant simulator with the operation result of the real plant or the virtual plant. At present, the adjustment parameter is adjusted to the optimum value so that the two values coincide with each other.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従来のプラントシミュ
レータでは、シミュレーションモデルの限界及び調整を
調整作業員が手作業で行っていたため、過渡応答特性の
調整を行うのに時間を要していた。運転員訓練用シミュ
レータでは、模擬対象となるプラントの構成機器を変え
る毎に、プラント調整員が手作業で運転員訓練シミュレ
ータを調整しなければならず、調整コストがかかるとい
う問題がある。更に、開発用シミュレータでは、実機プ
ラントの試運転時の限られた時間内に開発用シミュレー
タを調整する必要があり、過渡応答特性の調整に遅れが
生じると、プラント試運転期間が長期化してしまうとい
う問題がある。
In the conventional plant simulator, since the adjustment operator manually adjusts the limits and adjustments of the simulation model, it takes time to adjust the transient response characteristics. The operator training simulator has a problem that every time the component of the plant to be simulated is changed, the plant coordinator must manually adjust the operator training simulator, resulting in a high adjustment cost. Furthermore, in the development simulator, it is necessary to adjust the development simulator within a limited time during the trial operation of the actual plant, and if the adjustment of the transient response characteristics is delayed, the plant trial operation period is prolonged. There is.

【0009】更に、実機プラントには時間の経過につれ
てプラントの特性が変化する「経年変化」と呼ばれる現
象があるが、この経年変化を運転員訓練用シミュレータ
で模擬するのが難しく、プラント運転員が現在の実機プ
ラントの特性を運転員訓練用シミュレータを用いて把握
することができないという問題もある。
Furthermore, in an actual plant, there is a phenomenon called "aging" in which the characteristics of the plant change over time. However, it is difficult to simulate this aging with a simulator for operator training, and plant operators have difficulty. There is also a problem that the characteristics of the current actual plant cannot be grasped using the operator training simulator.

【0010】本発明の目的は、どのようなプラントにも
適用できしかも短時間に実際のプラントに合った過渡応
答特性を調整することができるプラントシミュレータを
提供することにある。
An object of the present invention is to provide a plant simulator that can be applied to any plant and that can adjust a transient response characteristic suitable for an actual plant in a short time.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的は、プラントの
物理則に基づくシミュレーションモデルに誤差モデルを
付加し、誤差モデルで実機プラントとシミュレーション
モデルとの誤差を補償する手段を設けることで、達成さ
れる。
The above object is achieved by adding an error model to a simulation model based on the physical laws of the plant and providing means for compensating the error between the actual plant and the simulation model with the error model. You.

【0012】これにより、調整に時間を要するシミュレ
ーションモデルの変更を行うことなく、実機プラントの
過渡応答特性を高精度に再現できる。
As a result, the transient response characteristics of the actual plant can be reproduced with high accuracy without changing the simulation model requiring a long time for adjustment.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を参照して説明する。図1は、本発明の第1実施形態に
係るプラントシミュレータの構成図である。本実施形態
に係るプラントシミュレータは、演算手段100と、操作
卓などの操作手段300と、CRTディスプレイなどの出
力手段200とを備える。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a plant simulator according to the first embodiment of the present invention. The plant simulator according to the present embodiment includes an operation unit 100, an operation unit 300 such as a console, and an output unit 200 such as a CRT display.

【0014】演算手段100は、操作手段300で設定した運
転条件をもとにプラントの過渡応答特性を模擬し模擬結
果を出力するプラント本体模擬手段101と、プラントの
制御装置を模擬するプラント制御装置模擬手段102と、
実機プラントから伝送路501を介して取り込んだ実機運
転記録を保存するプラント運転結果記憶手段400とを備
える。このプラント運転結果記憶手段400は、プラント
シミュレータのプラント過渡応答特性を調整する時に、
プラント制御装置模擬手段102に実機操作量運転条件を
出力し、プラント過渡応答特性模擬手段101に実機状態
量運転結果を出力する。
The calculating means 100 comprises a plant body simulating means 101 for simulating the transient response characteristics of the plant based on the operating conditions set by the operating means 300 and outputting a simulated result, and a plant control device for simulating a plant control device. Simulating means 102,
A plant operation result storage unit for storing actual machine operation records taken in from the actual plant via the transmission path; This plant operation result storage means 400 is used when adjusting the plant transient response characteristics of the plant simulator.
The actual machine operation amount operation condition is output to the plant control device simulation means 102, and the actual machine state quantity operation result is output to the plant transient response characteristic simulation means 101.

【0015】プラント本体模擬手段101は、物理式に基
づく微分方程式で構成されたプラント過渡応答特性調整
手段103と、物理モデルに対して実機操作量を適用した
ときの模擬結果を出力する過渡応答特性模擬手段104と
を備える。
The plant main body simulation means 101 includes a plant transient response characteristic adjustment means 103 constituted by a differential equation based on a physical equation, and a transient response characteristic for outputting a simulation result when an actual operation amount is applied to a physical model. Simulation means 104.

【0016】プラント本体模擬手段101は、図2に示さ
れるように、プラント過渡応答特性調整手段103と、プ
ラント過渡応答特性模擬手段104と、減算器107とを備え
る。プラント過渡応答特性調整手段103は、誤差モデル1
05と、最小二乗法106とからなる。このプラント本体模
擬手段101は、プラント過渡応答特性の調整時と、プラ
ント運転訓練時に代表されるプラント過渡応答特性の計
算時とで、その動作が異なる。
As shown in FIG. 2, the plant main body simulating means 101 includes a plant transient response characteristic adjusting means 103, a plant transient response characteristic simulating means 104, and a subtractor 107. The plant transient response characteristic adjusting means 103 includes the error model 1
05 and the least squares method 106. The operation of the plant body simulation means 101 differs between when adjusting the plant transient response characteristics and when calculating the plant transient response characteristics represented during plant operation training.

【0017】図2は、プラント過渡応答特性の調整時に
おけるプラント本体模擬手段101の動作説明図である。
この調整時においては、プラント過渡応答特性模擬手段
104は、実機操作量を時系列に取り込み、模擬結果を出
力する。そして、減算器107は、実機状態量の運転結果
から前記模擬結果を各時刻にて減算し、減算結果を出力
する。この減算結果(すなわち、物理式と実機プラント
との誤差の時系列信号)が過渡応答特性の誤差である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of the plant main body simulating means 101 when adjusting the transient response characteristics of the plant.
During this adjustment, the plant transient response characteristic simulation means
104 captures the actual machine operation amount in time series and outputs a simulation result. Then, the subtracter 107 subtracts the simulation result at each time from the operation result of the actual machine state quantity, and outputs the subtraction result. The result of the subtraction (that is, a time-series signal of the error between the physical equation and the actual plant) is an error in the transient response characteristic.

【0018】一方、プラント過渡応答特性調整手段103
は、実機操作量を時系列に取り込み、過渡応答特性の各
時刻における誤差推定値を計算する。最小二乗法106
は、減算器107から出力される過渡応答特性の誤差を示
す時系列信号と、前記の誤差推定値を示す時系列信号の
二乗誤差が最小となるように、誤差モデル105を修正す
る。このようにして、プラント過渡応答特性調整手段10
3は、現在の実機とモデルとの誤差を補償する誤差モデ
ル105を自動作成する。
On the other hand, plant transient response characteristic adjusting means 103
Captures the actual machine operation amounts in time series and calculates an error estimation value at each time of the transient response characteristic. Least squares method 106
Corrects the error model 105 so that the square error between the time series signal output from the subtracter 107 and indicating the error of the transient response characteristic and the time series signal indicating the error estimation value is minimized. Thus, the plant transient response characteristic adjusting means 10
3 automatically creates an error model 105 that compensates for the error between the current actual machine and the model.

【0019】図3は、プラント過渡応答特性の計算時に
おけるプラント本体模擬手段101の動作説明図である。
この計算時には、最小二乗法106は切り離され、減算器1
07は、加算器108として動作し、調整手段103には、調整
時に補償された誤差モデル105が保持されている。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the operation of the plant body simulating means 101 when calculating the plant transient response characteristics.
In this calculation, the least squares method 106 is separated and the subtractor 1
07 operates as an adder 108, and the adjusting means 103 holds an error model 105 compensated at the time of adjustment.

【0020】この計算時においては、プラント過渡応答
特性模擬手段104は、実機の操作量を取り込み、模擬結
果を出力する。また、プラント過渡応答特性調整手段10
3の誤差モデル105も実機の操作量を取り込み、この誤差
モデル105に基づくプラント過渡応答特性の誤差推定値
を出力する。加算器108は、模擬結果と誤差推定値とを
加算し、状態量の模擬結果として出力する。この模擬結
果は、誤差モデル105が調整時に実機に対応したものに
補償されているため、精度よく実機を模擬するものとな
っている。
At the time of this calculation, the plant transient response characteristic simulation means 104 takes in the operation amount of the actual machine and outputs a simulation result. Further, the plant transient response characteristic adjusting means 10
The third error model 105 also takes in the operation amount of the actual machine, and outputs an error estimated value of the plant transient response characteristic based on the error model 105. The adder 108 adds the simulation result and the error estimation value, and outputs the result as a simulation result of the state quantity. Since the simulation result is compensated by the error model 105 corresponding to the actual machine at the time of the adjustment, the simulation model accurately simulates the actual machine.

【0021】次に、誤差モデル105の具体例について説
明する。プラント本体模擬手段101が、実機プラントの
操作量に対する制御量の非線型性を定常特性が再現して
いると仮定する。このとき、プラント過渡応答特性調整
手段103で用いる誤差モデル105は、プラント過渡応答特
性において操作量に対する制御量の線形性(偏差分)を
再現する必要がある。
Next, a specific example of the error model 105 will be described. It is assumed that the plant body simulation means 101 reproduces the non-linearity of the control amount with respect to the operation amount of the actual plant in the steady state characteristics. At this time, the error model 105 used in the plant transient response characteristic adjusting means 103 needs to reproduce the linearity (deviation) of the control amount with respect to the manipulated variable in the plant transient response characteristic.

【0022】本例では、誤差モデル105に、線形モデル
である自己回帰移動平均(Auto Regressive-Moving Ave
rage : ARMA)モデルを適用する。ARMAモデルの基
本式は次の数1のように表される。
In this example, the error model 105 is replaced by a linear model, that is, an auto-regressive-moving average.
rage: ARMA) model. The basic equation of the ARMA model is expressed as in the following Equation 1.

【0023】[0023]

【数1】 (Equation 1)

【0024】ここで、 x’(i):制御量誤差の推定値(i=1,...,m) x(i):制御量誤差の真値(i=1,...,m) u(i):操作量の時系列サンプル値(i=0,...,m) ai,bi:モデルパラメータ m:ARMAモデルの次数 T:サンプリング周期 n:整数(m≦n) である。Here, x '(i): estimated value of control amount error (i = 1,..., M) x (i): true value of control amount error (i = 1,. ) u (i): Time-series sample value of the manipulated variable (i = 0, ..., m) ai, bi: Model parameter m: Order of ARMA model T: Sampling period n: Integer (m ≦ n) .

【0025】この数1より、ARMAモデルによる推定
値は、過去の推定値と過去の入力との線形結合により算
出される。このとき、モデルパラメータai, biは最小二
乗法により、次の数2の評価値Jが最小となるよう修正
される。
From Equation 1, the estimated value by the ARMA model is calculated by a linear combination of the past estimated value and the past input. At this time, the model parameters ai and bi are modified by the least squares method so that the evaluation value J of the following Expression 2 is minimized.

【0026】[0026]

【数2】 (Equation 2)

【0027】最小二乗法によるモデルパラメータの計算
方法には、LU分解法、ハウスホールダー法等の行列計
算手法がある。ハウスホールダー法によるモデルパラメ
ータ計算方法は「FORTRAN77時系列解析プログ
ラミング」pp.173-183(北川源四郎:岩波書店(平5−
3))に詳しい。
As a method of calculating model parameters by the least square method, there are matrix calculation methods such as an LU decomposition method and a house holder method. The method for calculating model parameters by the Householder method is described in “Fortran 77 Time Series Analysis Programming” pp.173-183 (Genshiro Kitagawa: Iwanami Shoten (Hei 5-
3)).

【0028】モデルの次数は、誤差モデルがどれだけ高
次の誤差を摸擬できるかを表す。通常、モデルの次数が
高いほどARMAモデルの精度は向上するが、ARMA
モデルを計算機に実装する場合には、計算機の処理速
度,記憶容量を考慮して適切な次数で打ち切る。この手
法の実現例としては、赤池情報規範(Akaike Informati
on Criterion:AIC)がある。赤池情報規範は、「FOR
TRAN77時系列解析プログラミング」pp.90-94(北
川源四郎:岩波書店(平5−3))に詳しい。
The order of the model represents how much the error model can simulate higher-order errors. In general, the higher the model order, the higher the accuracy of the ARMA model,
When the model is mounted on a computer, the model is terminated at an appropriate order in consideration of the processing speed and the storage capacity of the computer. An example of implementation of this method is the Akaike Informati
on Criterion: AIC). The Akaike Information Code is "FOR
TRAN77 Time Series Analysis Programming, ”pp. 90-94 (Genshiro Kitagawa: Iwanami Shoten (Heisei 5-3)).

【0029】サンプリング周期は、ARMAモデルで補
償する誤差の特性を考慮して決定する。通常は高速フー
リエ変換を用いてプラント過渡応答特性誤差のスペクト
ルを求め、スペクトルからARMAモデルで補償する誤
差の波形から、当該波形の周期の1/2以下をサンプリ
ング周期とする。サンプリング周期の決定法は、「ユー
ザのためのシステム同定理論」pp.77-87(足立修一:社
団法人計測自動制御学会(平5−7))に詳しい。
The sampling period is determined in consideration of the characteristics of the error compensated by the ARMA model. Normally, the spectrum of the plant transient response characteristic error is obtained by using the fast Fourier transform, and from the spectrum of the error compensated by the ARMA model based on the spectrum, a sampling cycle equal to or less than の of the cycle of the waveform is used. The method for determining the sampling period is described in detail in "System Identification Theory for Users", pp.77-87 (Shuichi Adachi: Society of Instrument and Control Engineers (Heisei 5-7)).

【0030】図4は、本発明の第2の実施形態に係るプ
ラントシミュレータの構成図である。本実施形態では、
プラント本体摸擬手段を複数(図示の実施形態では、10
1a,101bの2台)設け、各模擬手段を模擬対象となるプ
ラント構成機器に割り当てる。各模擬手段は夫々調整手
段と模擬手段とを備える。図示の実施形態では、模擬手
段101aがプラント過渡応答特性調整手段103aとプラント
過渡応答模擬手段104aを備え、模擬手段101bがプラント
過渡応答特性調整手段103bとプラント過渡応答模擬手段
104bを備える。
FIG. 4 is a configuration diagram of a plant simulator according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment,
A plurality of plant body simulation means (10 in the illustrated embodiment)
1a and 101b), and each simulation means is assigned to a plant component to be simulated. Each simulation means includes an adjustment means and a simulation means. In the illustrated embodiment, the simulating unit 101a includes a plant transient response characteristic adjusting unit 103a and a plant transient response simulating unit 104a, and the simulating unit 101b includes a plant transient response characteristic adjusting unit 103b and a plant transient response simulating unit.
104b.

【0031】例えばプラント過渡応答特性模擬手段104a
があるプラント構成機器のモデルであり且つ実機プラン
トからこの構成機器の運転結果が得られている場合に
は、このプラント構成機器の誤差モデルは、プラント過
渡応答特性調整手段103aが同定する。このように、模擬
手段を複数設け、各構成機器毎に模擬手段を割り当てる
ことで、プラント構成機器を追加・変更した場合にも構
成機器単位での調整が可能となる。
For example, plant transient response characteristic simulation means 104a
When a model of a certain plant component device is obtained and an operation result of the component device is obtained from an actual plant, the plant transient response characteristic adjusting unit 103a identifies the error model of the plant component device. In this way, by providing a plurality of simulation means and allocating the simulation means to each component device, it is possible to make adjustments for each component device even when a plant component device is added or changed.

【0032】図5は、本発明の第3の実施形態に係るプ
ラントシミュレータの構成図である。本実施形態では、
計算手段100内にプラント運転結果逐次入力手段109を設
け、実機プラント500とプラント運転結果逐次入力手段
とを伝送路501で結合し、且つプラント運転結果逐次入
力手段109を介してプラントの運転結果をプラント運転
結果記憶手段400に逐次記憶し、プラント本体模擬手段1
01がプラント運転結果逐次入力手段109がデータを取り
込んでそのプラント過渡応答特性調整手段103がプラン
ト過渡応答特性摸擬手段104の過渡応答特性を逐次調整
するようになっている。
FIG. 5 is a configuration diagram of a plant simulator according to a third embodiment of the present invention. In this embodiment,
The plant operation result sequential input means 109 is provided in the calculation means 100, and the actual plant 500 and the plant operation result sequential input means are connected by the transmission line 501, and the plant operation result is transmitted through the plant operation result sequential input means 109. The plant operation result storage means 400 is sequentially stored, and the plant body simulation means 1 is stored.
Reference numeral 01 denotes a plant operation result sequential input means 109 which takes in data, and a plant transient response characteristic adjusting means 103 which sequentially adjusts the transient response characteristic of the plant transient response characteristic simulation means 104.

【0033】本実施形態では、実機プラント500の最新
の運転結果をプラントシミュレータへと入力し、過渡応
答特性を随時調整するため、常に実機プラントの特性で
運転訓練が可能となり、プラント運転員の訓練効果を向
上させることができる。
In the present embodiment, the latest operation results of the actual plant 500 are input to the plant simulator, and the transient response characteristics are adjusted as needed. Therefore, operation training can always be performed using the characteristics of the actual plant. The effect can be improved.

【0034】図6は、本発明の第4の実施形態に係るプ
ラントシミュレータの構成図である。本実施形態では、
プラントシミュレータを複数の実機プラントに伝送路で
結合し、1台のプラントシミュレータで複数台の実機プ
ラントのシミュレーションを行う。このため、計算手段
100は実機データ切替装置110を備え、プラント運転結果
記憶手段410,420をプラント対応に設けている。このシ
ミュレータでは、実機プラント510の過渡応答特性の誤
差を、プラント過渡応答特性調整手段103で補償し、得
られた誤差情報を、実機プラント510と対応させてプラ
ント過渡応答特性調整結果記憶手段600に格納してお
く。また同様に、別の実機プラント520の過渡応答特性
の誤差を補償し、得られた誤差情報を実機プラント520
と対応させて記憶手段600に格納しておく。このように
しておくと、シミュレーション対象とする実機プラント
を選択することで、そのプラントに対応する誤差情報を
記憶手段600から取り出して利用できるため、1台のプ
ラントシミュレータで複数のプラントのシミュレーショ
ンが可能となる。尚、本実施形態では、複数の実機プラ
ントのシミュレーションについて説明したが、1台のプ
ラントにおける各時期の誤差情報を各時期対応に記憶手
段に格納しておくと、過去のある時期のプラントを再現
するとき、その時期を指定することで再現が可能となる
ことはいうまでもない。
FIG. 6 is a configuration diagram of a plant simulator according to a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment,
A plant simulator is connected to a plurality of actual plants by transmission lines, and one plant simulator simulates a plurality of actual plants. Therefore, the calculation means
100 includes an actual machine data switching device 110, and plant operation result storage means 410 and 420 are provided for a plant. In this simulator, the error of the transient response characteristic of the actual plant 510 is compensated by the plant transient response adjustment unit 103, and the obtained error information is stored in the plant transient response adjustment result storage unit 600 in association with the actual plant 510. Store it. Similarly, the error of the transient response characteristic of another actual plant 520 is compensated, and the obtained error information is
And stored in the storage means 600. In this way, by selecting an actual plant to be simulated, error information corresponding to the plant can be retrieved from the storage unit 600 and used, so that a single plant simulator can simulate a plurality of plants. Becomes In the present embodiment, a simulation of a plurality of actual plants has been described. However, if error information at each time in one plant is stored in the storage means corresponding to each time, a plant at a certain time in the past is reproduced. It is needless to say that reproduction can be performed by designating the time.

【0035】図7は、本発明の第5の実施形態に係るプ
ラントシミュレータの構成図である。本実施形態では、
適用対象を開発用シミュレータとし、実機プラントの試
運転時における制御系の調整に使用している。実機プラ
ント500より伝送路501を介してプラント運転結果をプラ
ント運転結果記憶手段400に記憶する。次に、このプラ
ント運転結果とプラント過渡応答特性模擬手段104の計
算結果が一致するように、プラント過渡応答特性調整手
段103を調整する。そして、プラント本体模擬手段101と
プラント制御装置模擬手段102を組み合わせてプラント
制御装置模擬手段102の制御量を調整し、この結果を模
擬手段102から制御装置502に出力する。
FIG. 7 is a configuration diagram of a plant simulator according to a fifth embodiment of the present invention. In this embodiment,
The application target is a development simulator, which is used to adjust the control system during test operation of an actual plant. The plant operation result is stored in the plant operation result storage means 400 from the actual plant 500 via the transmission line 501. Next, the plant transient response characteristic adjusting unit 103 is adjusted so that the plant operation result matches the calculation result of the plant transient response characteristic simulation unit 104. Then, the control amount of the plant control device simulation means 102 is adjusted by combining the plant body simulation means 101 and the plant control device simulation means 102, and the result is output from the simulation means 102 to the control device 502.

【0036】本実施形態によれば、規模が大きく運転コ
ストの高いプラントあるいは試運転期間が限られている
プラントの制御系の調整に利用でき、特に、火力プラン
ト,原子力プラントなどの発電プラントあるいは宇宙用
構造物の姿勢制御などへの適用が有効である。
According to the present embodiment, it can be used for adjusting the control system of a large-scale plant having a high operating cost or a plant having a limited trial operation period. It is effective to apply to the attitude control of the structure.

【0037】尚、上述した数1では、誤差モデルに線形
モデルの一例としてARMAモデルを用いたが、実機プ
ラントとプラント本体模擬手段との誤差に非線型要素を
含むモデルとして、非線型ARMAモデルあるいはニュ
ーラルネットワークを用いてもよいことはいうまでもな
い。
In the above equation (1), an ARMA model is used as an example of a linear model as an error model. However, a nonlinear ARMA model or a nonlinear ARMA model is used as a model that includes a nonlinear element in the error between the actual plant and the plant simulation means. It goes without saying that a neural network may be used.

【0038】図8(a)は、小型シミュレータの外観図
である。この小型シミュレータは、本体10と、ディスプ
レイ20と、キーボード30とから成り、キーボード30上の
特定キーを自動調整の指示入力キー40として備えてい
る。
FIG. 8A is an external view of a small simulator. This small simulator includes a main body 10, a display 20, and a keyboard 30, and has a specific key on the keyboard 30 as an instruction input key 40 for automatic adjustment.

【0039】図8(b)は、運転員訓練用シミュレータ
の外観図である。この運転員訓練用シミュレータは、実
機プラントの中央制御装置を模擬した構成となってお
り、シミュレータ本体50と、大型ディスプレイ60と、操
作卓70とから成り、操作卓70上には自動調整指示を行う
指示入力キー80が設けられている。
FIG. 8B is an external view of an operator training simulator. This operator training simulator has a configuration that simulates a central control unit of an actual plant, and includes a simulator main body 50, a large display 60, and a console 70, and an automatic adjustment instruction is provided on the console 70. An instruction input key 80 for performing is provided.

【0040】プラント運転訓練員あるいはプラント運転
の指導員は、ディスプレイ20,60に表示された実機プラ
ントの運転結果とシミュレータの計算結果とが異なった
とき、自動調整の指示入力キー40,80を押すことで、シ
ミュレータは上述した実施形態で説明した過渡応答特性
の調整を自動的に行い、誤差モデル105を更新する。そ
して、シミュレータは更新された誤差モデルを用いて再
計算を行い、この再計算結果を上記の計算結果と同一画
面に表示する。これにより、シミュレータは実機プラン
トの高精度のシミュレーションが可能になると共に、自
動調整によりシミュレーション結果がどのように修正さ
れたを一目で認識することが可能となる。
The plant operation trainer or the plant operation instructor presses the automatic adjustment instruction input keys 40, 80 when the operation results of the actual plant displayed on the displays 20, 60 are different from the calculation results of the simulator. Then, the simulator automatically adjusts the transient response characteristics described in the above embodiment, and updates the error model 105. Then, the simulator performs recalculation using the updated error model, and displays the recalculation result on the same screen as the above calculation result. As a result, the simulator can perform a highly accurate simulation of the actual plant, and can recognize at a glance how the simulation result has been corrected by the automatic adjustment.

【0041】尚、指示入力キーとして、タッチパネル,
ライトペン,タブレット,マウスなどを用いることがで
きることはいうまでもない。
Note that a touch panel,
It goes without saying that a light pen, tablet, mouse, etc. can be used.

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明によれば、プラントモデルの過渡
応答特性を実機特性及び従来の過渡応答特性モデルから
自動調整するので、従来は調整の難しいプラント機器モ
デルの過渡応答特性を実機特性へと容易に調整可能とな
る。更に、プラントモデルの過渡応答特性を物理則に基
づく物理式及び実機プラントの運転結果より得られた誤
差モデルの組み合わせにより自動調整するので、予測不
能な操作量に対しても物理則に基づく計算結果を出力す
ることが可能となる。
According to the present invention, the transient response characteristic of the plant model is automatically adjusted from the actual equipment characteristic and the conventional transient response characteristic model. Therefore, the transient response characteristic of the plant equipment model, which is conventionally difficult to adjust, is changed to the actual equipment characteristic. It can be easily adjusted. Furthermore, the transient response characteristics of the plant model are automatically adjusted by a combination of the physical equation based on the physical law and the error model obtained from the operation results of the actual plant. Can be output.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態に係るシミュレータの構
成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a simulator according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示すプラント本体摸擬手段の過渡応答特
性調整時の動作説明図である。
FIG. 2 is an operation explanatory diagram of the plant body simulation means shown in FIG. 1 at the time of adjusting transient response characteristics.

【図3】図1に示すプラント本体摸擬手段の過渡応答特
性計算時の動作説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of an operation when calculating a transient response characteristic of the plant body simulation means shown in FIG. 1;

【図4】本発明の第2実施形態に係るシミュレータの構
成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of a simulator according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3実施形態に係るシミュレータの構
成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of a simulator according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第4実施形態に係るシミュレータの構
成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram of a simulator according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第5実施形態に係るシミュレータの構
成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of a simulator according to a fifth embodiment of the present invention.

【図8】小型シミュレータ(a)と運転員訓練用シミュ
レータ(b)の外観図である。
FIG. 8 is an external view of a small simulator (a) and a simulator for operator training (b).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,50…シミュレータ本体、20,60…ディスプ
レイ、30…キーボード、40,80…自動調整の指示
入力キー、70…操作卓、101…プラント本体模擬手
段、102…プラント制御装置模擬手段、103…プラ
ント過渡応答特性調整手段、104…プラント過渡応答
特性模擬手段、105…誤差モデル、106…最小二乗
法、107…減算器(加算器)。
10, 50: Simulator main body, 20, 60: Display, 30: Keyboard, 40, 80: Auto-adjustment instruction input key, 70: Operation console, 101: Plant body simulation means, 102: Plant control apparatus simulation means, 103 ... Plant transient response characteristic adjustment means, 104: Plant transient response characteristic simulation means, 105: Error model, 106: Least square method, 107: Subtractor (adder).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 美雄 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Yoshio Sato 7-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Within Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 実機プラントの過渡応答特性を模擬する
プラントシミュレータにおいて、プラントの過渡応答特
性の模擬結果と実機プラントの運転結果との差から前記
過渡応答特性の誤差を求め該誤差から誤差モデルを作成
する手段と、該誤差モデルから得られる誤差推定値で前
記模擬結果を修正した結果を出力する出力手段とを備え
ることを特徴とするプラントシミュレータ。
In a plant simulator for simulating transient response characteristics of an actual plant, an error of the transient response characteristics is obtained from a difference between a simulation result of the transient response characteristics of the plant and an operation result of the actual plant, and an error model is obtained from the error. A plant simulator comprising: means for creating; and output means for outputting a result obtained by correcting the simulation result with an error estimated value obtained from the error model.
【請求項2】 複数の実機プラント毎または実機プラン
トの系統毎または構成機器毎の過渡応答特性を模擬する
プラントシミュレータにおいて、前記過渡応答特性の模
擬結果と実機プラントの運転結果との差から前記過渡応
答特性の誤差を求めが誤差から誤差モデルを作成する手
段と、該誤差モデルから得られる誤差推定値で前記模擬
結果を修正した結果を出力する出力手段と、模擬対象と
する実機プラントまたは系統または構成機器を切り替え
る手段とを備えることを特徴とするプラントシミュレー
タ。
2. A plant simulator for simulating a transient response characteristic for each of a plurality of actual plants, each system of an actual plant, or each constituent device, wherein the transient response characteristic is obtained from a difference between the simulation result of the transient response characteristics and the operation result of the actual plant. Means for obtaining an error in the response characteristic, creating an error model from the error, output means for outputting a result obtained by correcting the simulation result with an error estimation value obtained from the error model, an actual plant or system to be simulated A plant simulator comprising: means for switching constituent devices.
【請求項3】 請求項1または請求項2において、誤差
モデルの更新前に前記出力手段から出力された模擬結果
と更新後に前記出力手段から出力された模擬結果とを同
一画面に表示する表示手段を備えることを特徴とするプ
ラントシミュレータ。
3. The display unit according to claim 1, wherein a simulation result output from the output unit before updating the error model and a simulation result output from the output unit after updating are displayed on the same screen. A plant simulator comprising:
【請求項4】 実機プラントの物理則に基づくシミュレ
ーションモデルを用いてプラントの過渡応答特性を模擬
するプラントシミュレータにおいて、前記シミュレーシ
ョンモデルに誤差モデルを付加し誤差モデルで実機プラ
ントとシミュレーションモデルとの誤差を補償する手段
を設けたことを特徴とするプラントシミュレータ。
4. A plant simulator for simulating a transient response characteristic of a plant using a simulation model based on physical rules of an actual plant, wherein an error model is added to the simulation model, and an error between the actual plant and the simulation model is calculated by the error model. A plant simulator provided with a compensation means.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011239988A (en) * 2010-05-19 2011-12-01 Toshiba Corp Ultrasonic diagnostic apparatus
CN102890495A (en) * 2011-07-19 2013-01-23 株式会社日立制作所 Complete plant diagnosis methods and complete plant diagnosis apparatus
JP2020173577A (en) * 2019-04-10 2020-10-22 富士電機株式会社 Information processor, information processing method, and program

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011239988A (en) * 2010-05-19 2011-12-01 Toshiba Corp Ultrasonic diagnostic apparatus
CN102890495A (en) * 2011-07-19 2013-01-23 株式会社日立制作所 Complete plant diagnosis methods and complete plant diagnosis apparatus
JP2013025461A (en) * 2011-07-19 2013-02-04 Hitachi Ltd Diagnostic method and device for plant
JP2020173577A (en) * 2019-04-10 2020-10-22 富士電機株式会社 Information processor, information processing method, and program

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