JPH10274920A

JPH10274920A - プラントシミュレータ

Info

Publication number: JPH10274920A
Application number: JP8096297A
Authority: JP
Inventors: Yuji Iwamoto; 裕次岩本; Hiroyuki Kamiyama; 博之上山; Hiroo Kawane; 裕夫河音
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1997-03-31
Publication date: 1998-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】実プラントのプラントデータを用いたシミュ
レーションを可能にする。【解決手段】図示しない運転中のプラントから周期的
に送信されるプラントデータを通信回線５０を介してデ
ータ通信処理部３１が受信し、受信したプラントデータ
に基づいてプラントデータソート部３２でイニシャルコ
ンディションプラントデータ（プラント模擬データ初期
値）１４を生成し格納する。この格納したイニシャルコ
ンディションプラントデータ１４を用いて実プラントの
データによるシミュレーションを実行する。プラントデ
ータからイニシャルコンディションプラントデータを自
動生成するので、希望するプラント状態の保存が何時で
もでき、また、プラント固有の特性を含んだ状態で訓練
できるので、訓練効果が高くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、計算機によりソ
フトウェア制御され、原子力プラント、火力プラント等
のプラント運転技能を修得し、または、挙動評価するた
めのプラントシミュレータに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、電気学会誌１０９巻１０号に記
載された［ＰＷＲ原子力プラントシミュレータの高度
化］を参照にして従来のシミュレータについて説明す
る。このプラントシミュレータは、原子力発電所の中央
制御盤を忠実に模擬するために、プラント動作模擬・操
作器具の割り込み模擬・プラント状態表示模擬・告知表
示模擬等を全てソフトウェア制御し、実機動作にできる
限り近似するように設計されている。

【０００３】これらのプラントシミュレータを使用して
訓練生はもちろん現場の運転員もシミュレータを用いた
運転訓練を周期的に繰り返し、プラント全体の挙動の理
解や発電所動特性の教育などに用いられている。

【０００４】図１０に、上記従来のシミュレータの構成
を示す。図において、１はシミュレータ計算機で、ミニ
コン等大型の汎用計算機が用いられる。２はシミュレー
タ盤、３は入出力処理部、４は同期処理を行う同期処理
部で、動特性の同時性を調整する。５は割り込み処理部
で、外部装置からの割り込み入力を受け付ける。６はシ
ーケンス処理部で割り込み入力の順序整理を行う。７は
モデル計算処理部で、動特性及び制御の模擬を行う。

【０００５】８は教示処理部、９はインストラクタコン
ソールで、ワークステーション程度の小型計算機が用い
られる。１０は初期ロード選択処理部で、訓練内容に応
じて、イニシャルコンディション１００％模擬データ１
１とイニシャルコンディション５０％模擬データ１２か
ら、訓練初期値データを選択して、データエリア１３へ
ロードする。３０はシミュレータセンタ（シミュレーシ
ョン室）である。

【０００６】従来技術の動作を説明する。（１）周期的処理を行う同期処理部４とモデル計算処理
部７で、周期的に発電所の動特性、各種プロセス制御を
模擬する。（２）また、割り込み処理部５とシーケンス処理部６
で、シミュレータ盤２の操作器からの割り込み信号を処
理してプラントトリップ条件等のインターロックを模擬
するイベントシーケンスの処理を行う。

【０００７】（３）教示処理部８は、インストラクタコ
ンソール９からのリクエストを処理する。（４）入出力処理部３はシミュレータ盤２とシミュレー
タ計算機１とのインタフェースを行いシミュレータ盤２
で操作した操作機の信号を割り込み信号として処理し、
モデル計算処理部７が計算した結果をシミュレータ盤上
の計器や表示灯やモニタ画面に出力する。

【０００８】（５）初期ロード選択処理部１０はインス
トラクタコンソール９からリクエストされた訓練項目に
応じて、例えば１００％運転の訓練項目の場合は１００
％模擬データ１１を取り出し、モデル計算処理部７が処
理するデータエリア１３に対し、イニシャルコンディシ
ョンセット（訓練開始の初期値データをオンラインエリ
アへセットする）を行う。

【０００９】ここで１００％模擬データ１１等のデータ
は、模擬するためのプラントの測定値やプラントの制御
値（プラントトリップ信号等のトリガ信号など）が含ま
れる。これらのデータをデータエリア１３（メモリテー
ブル上）に取り出し、データはバリューロケータ（メモ
リテーブル先頭からの格納順、つまりデータ通番）で管
理される。プログラムはこのバリューロケータを引数に
して、メモリテーブルから必要データを取り出す。メモ
リテーブル上のデータはプロセス値のみであるが、プロ
セス値の名称、単位、アドレス等は図示しないデータベ
ースに格納されて、メモリテーブルとデータベースのリ
ンクはバリューロケータで行う。

【００１０】（６）操作員は、シミュレータ盤２により
運転操作を行い、教官はインストラクタコンソール９か
らシミュレーションの運用、管理を行って指導してい
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来のプラントシミュ
レータは以上のように構成されており、イニシャルコン
ディションデータ（訓練開始前に設定するプラント模擬
データの初期値であり、プラントのある時点、例えば５
０％出力運転時や１００％出力運転時を模擬したデー
タ）の保守、管理において、

【００１２】実プラントの修繕工事が実施されたり、
またプラントの老齢化によりプラント特性が変化して、
シミュレータ設置時のイニシャルコンディションデータ
では実プラント現状と不一致が発生してくるという問題
があり、そのため、シミュレータ設計の専門のエンジニ
ア等による長時間の微調整が必要であり、シミュレータ
の停止時間が長くなるという問題がある。

【００１３】専門のエンジニアが発電所毎に固有の運
転特性を資料から判断してシミュレータに反映する過程
で、データの打ち込みミスも含めて不具合を修正するの
に多くの時間を費やすという問題がある。イニシャルコンディションデータのパターン数しか訓
練できないので、訓練パターンの追加の際は、シミュレ
ータの設計者側でイニシャルコンディションデータを作
成しなれけばならないので、訓練再開までに時間がかか
る。

【００１４】現場の運転員がプラント運転中に操作に
対する事象をシミュレータを使用して確認したい場合、
シミュレータが設置される棟へ移動するか、また、シミ
ュレータが構外にある場合は車で移動しなければならな
い時間的問題点と、確認したい事象と一致するイニシャ
ルコンディションデータが用意されていないことが多い
という問題点がある。

【００１５】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、シミュレータが、実プラント
から実データを取り込むことで、人手によるデータの保
守修正を軽減し、また希望時点の実プラントデータ生値
（実測値等）をイニシャルコンディションデータとして
使用できるプラントシミュレータを得ることを目的とす
る。また、希望する時点のプラント状態から訓練できる
シミュレータで、現場運転員が利用することにより、実
プラントの運転支援を果たすプラントシミュレータを得
ることを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】

（１）この発明に係るシミュレータは、プラントの運転
訓練・挙動評価等を行うプラントシミュレータにおい
て、プラントを運転して得られるプラントデータを収集
し、このプラントデータをプラント模擬データ初期値と
して用い上記プラントのシミュレーションを実行するよ
うにしたものである。

【００１７】（２）また、上記（１）のシミュレータに
おいて、プラントデータの収集は、プラントを監視する
プラント監視装置のプラントデータを所定の周期に収集
するようにしたものである。

【００１８】（３）また、上記（１）のシミュレータに
おいて、プラントデータの収集は、プラントシミュレー
タからの指令に基づいてプラント監視装置のプラントデ
ータを収集するようにしたものである。

【００１９】（４）また、上記（１）のプラントシミュ
レータにおいて、プラント内の中央制御室にシミュレー
タ遠隔操作用の端末を設置し、上記シミュレータでのプ
ラントデータの収集は、上記端末からの指令に基づいて
プラント監視装置のプラントデータを収集するようにし
たものである。

【００２０】（５）また、上記（１）あるいは（２）の
プラントシミュレータにおいて、プラント内の中央制御
室にシミュレータ遠隔操作用の端末を設置するか、また
は、上記（３）のプラントシミュレータにおいて、中央
制御室の端末を用い、上記端末より上記プラントシミュ
レータを操作してシミュレーションを実行するようにし
たことを特徴とするプラントシミュレータ。

【００２１】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１および図２はこの実施の形態の構成
図である。図１、図２において、従来の図１０と同一符
号は同一または相当部分を表し説明を省略する。

【００２２】１ａはシミュレータ計算機で、ミニコン等
が使用される。３１はデータ通信処理部で、プラント設
備４０に設置されるゲートウェイ４４と通信する。３２
は、プラントデータソート処理部で、取り込んだ実プラ
ントデータからイニシャルコンディションプラントデー
タ１４を生成する。４１は中央制御室で、中央制御盤４
２が設置されプラント運転の中心をなすものである。４
３はプラント監視計算機システム（プラント監視装置）
で、プラント４５のプロセス値を収集して中央制御室の
モニタ画面や状態表示を行う。

【００２３】４４はゲートウェイで、プラント監視計算
機システム４３が収集したプロセス値を伝送する。５０
は通信回線で、プラント設備４０と離れた場所にあるシ
ミュレータセンタ３０を結ぶものである。

【００２４】次に動作を説明する。（１）プラント設備４０にあるゲートウェイ４４から周
期的に、通信回線５０を介してシミュレータ側へ現在の
プラントデータを送信する。この周期は、例えば、１分
毎とか１０分毎とかの周期でプラントデータが一括送信
される。そして一括送信されるプラントデータの送信時
間は数秒程度である。

【００２５】（２）シミュレータ計算機１では、ゲート
ウェイ４４から送信されてくるプラントデータを、デー
タ通信処理部３１で受信する。（３）受信したプラントデータは、プラントデータソー
ト処理部３２で、必要なデータを取り出しソートして、
イニシャルコンディションプラントデータ（プラントデ
ータ）１４を生成する。

【００２６】次にシミュレータ操作について説明する。（１）シミュレータ訓練開始時に、インストラクタコン
ソール９から、イニシャルコンディションセット画面を
リクエストする。このリクエストにより例えば、図３の
示すイニシャルコンディションセット画面が表示され
る。

【００２７】（２）図３の画面から、訓練パターンを選
択する。訓練パターンは、例えば５０％出力、１００％
出力、現在のプラント状態の中からマウス等でクリック
して選択する。図の場合「１００％出力訓練」を選択す
ると、初期ロード選択処理部１０がイニシャルコンディ
ションデータ（１００％模擬データ）１１をデータエリ
ア１３へロードする。また、「現在のプラント状態」を
選択すると、同様にイニシャルコンディションプラント
データ（プラントデータ）をデータエリア１３へロード
する。（３）「現在のプラント状態」を選択した場合は、その
選択時点のプラント状態イメージで訓練できる。

【００２８】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、シミュレータはゲートウェイを介してプラント実デ
ータを取り込み、訓練開始初期値であるイニシャルコン
ディションプラントデータを生成するようにしたので、
希望のプラント状態を模擬して訓練が開始できる。

【００２９】実施の形態２．実施の形態１のシミュレー
タは、周期的に伝送されてくるデータを取り込んで、イ
ニシャルコンディションプラントデータを生成したが、
本発明の実施の形態２では、図４，図５に示すように、
データ送信リクエスト処理部３３を追加して、インスト
ラクタコンソール９からのリクエストにより、ゲートウ
ェイ４４からイベントでプラントデータを取りに行くよ
うにした。

【００３０】次にシミュレータ操作の内、イニシャルコ
ンディションプラントデータ生成方法について動作説明
する。（１）インストラクタコンソール９から「イニシャルコ
ンディションプラントデータ生成」をリクエストした時
点のプラントデータを取り込んで、（２）プラントデータソート処理部３２でイニシャルコ
ンディションプラントデータを生成する。例えば、イニ
シャルコンディションプラントデータ１４，１５，１６
は、プラント出力がそれぞれ８０％、６０％、４０％の
ときに対応したデータとする。

【００３１】（３）インストラクタコンソール９からイ
ニシャルコンディションプラントデータのファィル名を
命名して保存する。この場合、通常はプラント毎に１つ
のファイルとしてイニシャルコンディションプラントデ
ータを保存する。

【００３２】訓練開始時の操作について説明する。（１）インストラクタコンソール９からイニシャルコン
ディションセット画面をリクエストする。（２）次に訓練パターンの選択画面が表示され、命名さ
れた訓練パターンを選択すると、それに対応するイニシ
ャルコンディションプラントデータがデータエリア１３
にロードされ、（３）訓練を開始する。

【００３３】以上のように、この実施の形態では、シミ
ュレータ計算機にプラントデータリクエスト処理部を設
けて、ゲートウェイにプラント送信リクエストして、希
望時点のプラントデータを取り込んで保存することで、
希望のプラント状態における運転訓練ができる。

【００３４】実施の形態３．実施の形態１のシミュレー
タは周期的に伝送されてくるデータを取り込んでイニシ
ャルコンディションプラントデータを生成したが、この
発明の実施の形態３では、図６，図７において中央制御
室４１にシミュレータ遠隔操作用パソコン４６等の端末
を設置して、パソコン４６からのリクエストでゲートウ
ェイ４４からシミュレータ計算機１ｃへプラントデータ
を伝送するようにした。

【００３５】次にパソコン４６操作の内、イニシャルコ
ンディションプラントデータ生成方法について動作説明
する。（１）パソコン４６から「イニシャルコンディションプ
ラントデータ生成」をリクエストした時点のプラントデ
ータをシミュレータ計算機１ｃへ送信する。（２）シミュレータ計算機１ｃは取り込んだプラントデ
ータからイニシャルコンディションプラントデータを生
成する。（３）そして、パソコン４６からイニシャルコンディシ
ョンプラントデータを格納するファィル名を命名して保
存する。なお、通常、保存はプラント毎に命名して複数ファイル
として保存する。

【００３６】訓練開始時の操作について説明する。（１）インストラクタコンソール９からイニシャルコン
ディションセット画面をリクエストする。（２）次に、訓練パターンの選択画面が表示され、命名
された訓練パターンを選択するとそれに対応するイニシ
ャルコンディションプラントデータがデータエリア１３
にロードされ、（３）訓練を開始する。

【００３７】以上のように、この実施の形態では、発電
所中央制御室にパソコン等の端末を設けてシミュレータ
への送信リクエスト機能を備えることで、現場でプラン
ト状態を観察しながら、プラント監視計算機システム・
ゲートウェイにシミュレータへのプラントデータ送信リ
クエストができる。

【００３８】実施の形態４．実施の形態３のシミュレー
タはパソコン４６からのリクエストでゲートウェイ４４
からシミュレータ計算機１ｄへプラントデータを伝送し
て、そのプラントデータでイニシャルコンディションプ
ラントデータを生成する機能を追加したが、この発明の
実施の形態４では、図８，図９に示すように、さらにパ
ソコン４６上で盤の模擬操作ができて、操作結果をパソ
コン上で表示するようにした。

【００３９】次にパソコン４６からのイニシャルコンデ
ィション操作について動作説明する。（１）パソコン４６上でイニシャルコンディションセッ
トをリクエストすると、図３で示したような訓練パター
ン一覧がシミュレータ計算機１ｄのパソコン表示データ
収集処理部３４でパソコン表示用にデータ変換されて伝
送されてくる。（２）その画面中から、希望の訓練パターンを選択し
て、開始ボタンをリクエストすると、イニシャルコンデ
ィションスタートメッセージがシミュレータ計算機１ｄ
へ向けて発信される。

【００４０】（３）シミュレータ計算機１ｄでは、受信
したイニシャルコンディションスタートメッセージを盤
模擬信号発信部３５でシミュレータ命令形式に変換し
て、割り込み処理５へ引き渡されると、選択されたパタ
ーンに対応するイニシャルコンディションプラントデー
タがデータエリア１３へロードされて、（４）中央制御室４１のパソコン上で訓練を開始する。
このとき、シミュレータ盤２で訓練中であれば、インス
トラクタコンソール９に警告メッセージを表示して、パ
ソコン４６側（現場側）を優先する。

【００４１】次に、パソコン４６で表示した訓練盤イメ
ージからの模擬操作に付いて動作説明する。（１）パソコン４６上で訓練盤イメージから操作器名を
クリックする。（２）クリックされた機器ＩＤがシミュレータ計算機１
ｄ側へ送信される。（３）シミュレータ計算機９では受信したＩＤを、模擬
信号発信部３５でシミュレータ命令形式に変換して、割
り込み処理部５へ引き渡す。

【００４２】（４）この引き渡しにより、シーケンス処
理部６及びモデル計算処理部７で計算される。（５）計算結果は、モデル計算処理部７からパソコン表
示データ編集処理部３４へ引き渡されて、パソコン表示
用にデータ変換して伝送されてきてパソコン画面上で確
認できる。

【００４３】以上のように、この実施の形態では、運転
員は中央制御室に居ながら、プラント運転中の操作妥当
性チェックをシミュレータで確認することができる。

【００４４】

【発明の効果】（１）以上のようにこの発明によれば、
運転中のプラントデータを取り込んで、シミュレーショ
ンを実行することができる。

【００４５】（２）プラント監視装置からプラントデー
タを周期的に収集するようにしたので、常にプラントデ
ータを利用してシミュレーションを実行することができ
る。

【００４６】（３）プラントシミュレータからの指令に
基づいてプラント監視装置からプラントデータを収集す
るようにしたので、必要時にプラントデータを収集する
ことがせできる。

【００４７】（４）中央制御室の端末からの指令に基づ
いてプラント監視装置からプラントデータを収集するよ
うにしたので、運転制御を行う現場においてプラント状
態を監視しながらプラントデータをシミュレータへ送る
ことができる。

【００４８】（５）中央制御室の端末でシミュレーショ
ンが実行できるようにしたので、中央制御室に居てプラ
ント運転中の操作妥当性をチェックしながらシミュレー
タで確認できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１によるシミュレータ
の構成図である。

【図２】この発明の実施の形態１によるシミュレータ
の構成図である。

【図３】この発明の実施の形態１によるシミュレータ
のイニシャルコンディションデータパターン選択画面を
示す図である。

【図４】この発明の実施の形態２によるシミュレータ
の構成図である。

【図５】この発明の実施の形態２によるシミュレータ
の構成図である。

【図６】この発明の実施の形態３によるシミュレータ
の構成図である。

【図７】この発明の実施の形態３によるシミュレータ
の構成図である。

【図８】この発明の実施の形態４によるシミュレータ
の構成図である。

【図９】この発明の実施の形態４によるシミュレータ
の構成図である。

【図１０】従来のシミュレータの構成図である。

【符号の説明】

１，１ａ，１ｃ，１ｄシミュレータ計算機、２シミ
ュレータ盤、３入出力処理部、４同期
処理部、５割り込み処理部、６シ
ーケンス処理部、７モデル計算処理部、８
教示処理部、９インストラクタコ
ンソール、１０初期ロード選択処理部、１１イニシ
ャルコンディション１００％模擬データ、１２イニシ
ャルコンディション５０％模擬データ、１３データエ
リア、１４，１５，１６イニシャルコンディションプ
ラントデータ、３０シミュレータセンタ、３
１データ通信処理部、３２プラントデータソート処
理部、３３データ送信リクエスト処理部、３４模擬
信号発信部、４０プラント設備、４１
中央制御室、４２中央制御盤、４３
プラント監視計算機システム（プラント監視装置）、
４４ゲートウェイ、４５プラント、
４６シミュレータ遠隔操作用パソコン（端末）、５０
通信回線。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者河音裕夫兵庫県神戸市兵庫区浜山通６丁目１番２号三菱電機コントロールソフトウエア株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラントの運転訓練・挙動評価等を行う
プラントシミュレータにおいて、プラントを運転して得
られるプラントデータを収集し、このプラントデータを
プラント模擬データ初期値として用い上記プラントのシ
ミュレーションを実行するようにしたことを特徴とする
プラントシミュレータ。
【請求項２】請求項１のプラントシミュレータにおい
て、プラントデータの収集は、プラントを監視するプラ
ント監視装置のプラントデータを所定の周期で収集する
ようにしたことを特徴とするプラントシミュレータ。
【請求項３】請求項１のプラントシミュレータにおい
て、プラントデータの収集は、プラントシミュレータか
らの指令に基づいてプラント監視装置のプラントデータ
を収集するようにしたことを特徴とするプラントシミュ
レータ。
【請求項４】請求項１のプラントシミュレータにおい
て、プラント内の中央制御室にシミュレータ遠隔操作用
の端末を設置し、上記シミュレータでのプラントデータ
の収集は、上記端末からの指令に基づいてプラント監視
装置のプラントデータを収集するようにしたことを特徴
とするプラントシミュレータ。
【請求項５】請求項１あるいは請求項２のプラントシ
ミュレータにおいて、プラント内の中央制御室にシミュ
レータ遠隔操作用の端末を設置するか、または、請求項
３のプラントシミュレータにおいて、中央制御室の端末
を用い、上記端末より上記プラントシミュレータを操作
してシミュレーションを実行するようにしたことを特徴
とするプラントシミュレータ。