JPH10333541A - Compressor model for training simulator - Google Patents
Compressor model for training simulatorInfo
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- JPH10333541A JPH10333541A JP13899197A JP13899197A JPH10333541A JP H10333541 A JPH10333541 A JP H10333541A JP 13899197 A JP13899197 A JP 13899197A JP 13899197 A JP13899197 A JP 13899197A JP H10333541 A JPH10333541 A JP H10333541A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮機を含むプラ
ントの動きを模擬する訓練シミュレータにおいて、圧縮
機のプロセス動作を模擬する圧縮機モデルに関する。The present invention relates to a compressor model for simulating the process operation of a compressor in a training simulator for simulating the operation of a plant including the compressor.
【0002】[0002]
【従来の技術】プラントの運転方法を訓練員に習得させ
る場合に訓練シミュレータが用いられる。この訓練シミ
ュレータは、プラントの動きを模擬的に再現させるシミ
ュレーション・プログラムをコンピュータに搭載するこ
とによって、訓練員の運転操作に応じたプラントの動き
を実現するものである。2. Description of the Related Art A training simulator is used to train a trainee in how to operate a plant. This training simulator realizes the movement of the plant according to the operation of the trainee by installing a simulation program for simulating the movement of the plant in a computer.
【0003】例えば、プラントの一種としてLNG基地
の運転方法を訓練員に習得させる場合には、LNG基地
の動きを模擬的に再現する訓練シミュレータが用いられ
る。この場合の訓練シミュレータは、LNG基地の各プ
ロセス機器(LNGタンクや気化器、各種圧縮機等)の
プロセス動作を模擬するプロセスモデル(数値モデル)
と該プロセスモデルのプロセス動作を制御する制御モデ
ルとから構成される。[0003] For example, when a trainee learns the operation method of an LNG base as a kind of plant, a training simulator that simulates the movement of the LNG base is used. The training simulator in this case is a process model (numerical model) that simulates the process operation of each process device (LNG tank, vaporizer, various compressors, etc.) at the LNG base.
And a control model for controlling the process operation of the process model.
【0004】ここで、LNG基地は、LNG船から陸揚
げされてLNGタンクに低温貯蔵されたLNGをLNG
ポンプによって汲み出し、該LNGを複数の気化器を用
いて気化させて天然ガスとして火力発電所に送出するも
のである。また、LNG基地では、LNGタンクにおい
てLNGが自然気化して得られた天然ガスも気化器から
出力される天然ガスと一緒に火力発電所に送出されるよ
うになっている。この場合、LNGタンクにおいてLN
Gが自然気化して発生した天然ガスは、例えば圧縮機に
よって圧縮されて、上記気化器から出力される天然ガス
とともに火力発電所に送出されるようになっている。こ
の他にもLNG基地では、LNGが気化することにより
設備の各所で発生した天然ガスを各種の圧縮機で圧縮処
理している。[0004] Here, the LNG base converts the LNG unloaded from the LNG ship and stored at a low temperature in the LNG tank into LNG.
The LNG is pumped out by a pump, the LNG is vaporized using a plurality of vaporizers, and is sent to the thermal power plant as natural gas. At the LNG terminal, natural gas obtained by natural vaporization of LNG in the LNG tank is also sent to the thermal power plant together with natural gas output from the vaporizer. In this case, in the LNG tank, LN
Natural gas generated by natural vaporization of G is compressed by, for example, a compressor, and sent to a thermal power plant together with the natural gas output from the vaporizer. In addition, at the LNG terminal, natural gas generated in various parts of the facility due to vaporization of LNG is subjected to compression processing by various compressors.
【0005】上記LNG基地用訓練シミュレータのプロ
セスモデルは、このようなLNGタンク、気化器、及び
圧縮機等、LNG基地を構成する各種プロセス機器のプ
ロセス動作を模擬することによって、LNG基地全体の
プロセス動作を実現する。従来、このようなの訓練シミ
ュレータは、訓練専用であるため実際のプラントの動作
を十分に正確に実現するものではない。すなわち、プロ
セスモデルも実際のプラントのプロセス動作を正確に模
擬するものではなかった。[0005] The process model of the training simulator for the LNG base is based on the process of the entire LNG base by simulating the process operation of various process equipment constituting the LNG base, such as the LNG tank, the vaporizer, and the compressor. Implement the operation. Conventionally, such a training simulator is dedicated to training, and thus does not sufficiently realize an actual plant operation. That is, the process model does not accurately simulate the actual process operation of the plant.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の訓
練シミュレータのプロセスモデルは、十分な性能を有す
るものではなかったので、プロセス機器の忠実な動作に
基づく訓練を行うことができない、つまりより実際のプ
ラントに即した訓練を行うことができないという問題点
があった。このような事情から、ユーザーからは、より
実際のプラントに近い訓練を行うことができる訓練シミ
ュレータの開発が要望されていた。また、一方、より実
際のプラントに近い、つまり模擬精度の高いプロセスモ
デルを実現した場合、コンピュータへの負荷が上昇する
ため、コストが高くなるとともにリアルタイムの訓練が
困難になるという問題点がある。As described above, the process model of the conventional training simulator does not have sufficient performance, so that training based on the faithful operation of the process equipment cannot be performed. There was a problem that training according to the actual plant could not be performed. Under such circumstances, users have requested the development of a training simulator capable of performing training closer to an actual plant. On the other hand, when a process model closer to an actual plant, that is, a process model with high simulation accuracy is realized, there is a problem that a load on a computer increases, so that cost increases and real-time training becomes difficult.
【0007】本発明は、上述する問題点に鑑みてなされ
たもので、以下の点を目的としている。 (1)模擬精度の高い訓練シミュレータの圧縮機モデル
を提供する。 (2)コンピュータへの負荷の上昇を抑えることが可能
な訓練シミュレータの圧縮機モデルを提供する。 (3)コストの上昇を抑えることことが可能な訓練シミ
ュレータの圧縮機モデルを提供する。[0007] The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has the following objects. (1) To provide a compressor model of a training simulator with high simulation accuracy. (2) To provide a compressor model of a training simulator capable of suppressing an increase in load on a computer. (3) To provide a compressor model of a training simulator capable of suppressing an increase in cost.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、圧縮機のプロセス動作を数値演算によって模擬する
訓練シミュレータの圧縮機プロセスモデルにおいて、圧
縮機に流入されるガスのプロセス値及び圧縮機の入出力
に設けられた各種弁の特性値(K値)を変数とする出力
プロセス値に係わる複数の関数からなる連立方程式を、
数値演算によって解いて圧縮機の前記出力プロセス値を
出力するという手段が適用される。また、上記手段にお
いて、圧縮機の異常状態を示す入力信号が入力される
と、該入力信号に応じて出力プロセス値を補正演算する
という手段が適用される。さらに、圧縮機に接続される
補機のプロセス値をも数値演算して出力するという手段
が適用される。In order to achieve the above object, in a compressor process model of a training simulator for simulating a process operation of a compressor by numerical operation, a process value of a gas flowing into the compressor and a compressor process model are described. Simultaneous equations consisting of a plurality of functions related to output process values with the characteristic values (K values) of various valves provided at the input and output of
Means of solving by numerical operation and outputting the output process value of the compressor is applied. Further, in the above means, when an input signal indicating an abnormal state of the compressor is input, a means for correcting and calculating an output process value according to the input signal is applied. Further, a means is applied in which a process value of an auxiliary machine connected to the compressor is numerically calculated and output.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】以下、図1〜図3を参照して、本
発明に係わる訓練シミュレータの圧縮機モデルの一実施
形態について説明する。なお、LNG基地は、概略の構
成として、LNGタンクに貯留されたLNGを強制気化
させる気化器とLNGタンクにおいて自然気化して発生
した天然ガス(BOG)を圧縮するBOG圧縮機とを備
え、該BOG圧縮機と気化器とから出力された天然ガス
を送ガス管を介して発電所に供給するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a compressor model of a training simulator according to the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the LNG terminal is provided with a vaporizer for forcibly vaporizing LNG stored in the LNG tank and a BOG compressor for compressing natural gas (BOG) generated by natural vaporization in the LNG tank, as a schematic configuration. The natural gas output from the BOG compressor and the vaporizer is supplied to a power plant via a gas supply pipe.
【0010】本実施形態は、これらLNGタンク、気化
器、送ガス管及びBOG圧縮機等のプロセス機器によっ
て構成されたLNG基地の運転訓練に用いられる訓練シ
ミュレータにおいて、これらプロセス機器のプロセス動
作を模擬するプロセスモデルのうち、上記BOG圧縮機
のプロセスモデル(BOG圧縮機モデル)に関するもの
である。The present embodiment is a training simulator used for operation training of an LNG terminal constituted by process equipment such as an LNG tank, a vaporizer, a gas supply pipe, and a BOG compressor. The BOG compressor relates to a process model (BOG compressor model) of the BOG compressor.
【0011】まず、図1を参照して、本実施形態のBO
G圧縮機モデルAの入出力信号について説明する。図示
するように、本BOG圧縮機モデルAは、操作信号とマ
ルファンクション信号を入力信号とし、これら入力信号
に基づいてBOG圧縮機の出力プロセス値を数値演算し
てプロセス信号として送ガス管モデル(上記送ガス管の
プロセスモデル)に出力するものである。First, with reference to FIG.
The input / output signals of the G compressor model A will be described. As shown in the figure, the BOG compressor model A uses an operation signal and a multifunction signal as input signals, and numerically calculates an output process value of the BOG compressor based on these input signals to obtain a gas transmission pipe model ( (The process model of the gas supply pipe).
【0012】上記操作信号には、制御モデル(プロセス
機器の動きを制御する制御機器を模擬する数値モデル)
から入力される制御信号、及び該BOG圧縮機に天然ガ
スを送り込む上記LNGタンクのプロセスモデル(LN
Gタンクモデル)から出力されるプロセス信号とがあ
る。また、マルファンクション信号は、BOG圧縮機の
異常動作状態の模擬をBOG圧縮機モデルAに指示する
信号である。The operation signal includes a control model (a numerical model simulating a control device for controlling the movement of a process device).
And a process model (LN) of the LNG tank for feeding natural gas to the BOG compressor.
G tank model). The multifunction signal is a signal for instructing the BOG compressor model A to simulate an abnormal operation state of the BOG compressor.
【0013】本BOG圧縮機モデルAは、LNGタンク
モデルから上記プロセス信号が入力されると、上述した
各種プロセス値を数値演算し、プロセス信号として送ガ
ス管モデルに出力する。When the process signal is input from the LNG tank model, the BOG compressor model A performs a numerical operation on the various process values described above and outputs it to the gas supply pipe model as a process signal.
【0014】続いて、本実施形態のBOG圧縮機モデル
Aによって模擬されるプロセス機器の詳細について説明
する。実際のLNG基地において、BOG圧縮機にはい
くつかの補機が備えられており、当該BOG圧縮機モデ
ルAは、これら補機も含んでBOG圧縮機の動作を模擬
する。この図に示すように、BOG圧縮機a1の入口に
は、該BOG圧縮機a1と上記LNGタンクとを接続す
る入口管a2が設けられており、該入口管a2には天然ガ
スの流入を遮断する入口遮断弁a3と天然ガス圧力の緩
衝を目的とする配管ボリュームa4とが設けられてい
る。Next, details of the process equipment simulated by the BOG compressor model A of the present embodiment will be described. In an actual LNG base, the BOG compressor is provided with some accessories, and the BOG compressor model A simulates the operation of the BOG compressor including these accessories. As shown in this figure, an inlet pipe a2 for connecting the BOG compressor a1 and the LNG tank is provided at an inlet of the BOG compressor a1, and an inflow of natural gas is shut off to the inlet pipe a2. And a piping volume a4 for buffering the natural gas pressure.
【0015】一方、BOG圧縮機a1の出口には、該B
OG圧縮機a1と送ガス管とを接続する出口管a5が設け
られており、該出口管a5には天然ガスの逆流を阻止す
る逆止弁a6と天然ガスの出力流量を制御する出口制御
弁a7と出口遮断弁a8とがそれぞれ直列状態に介挿され
る。また、BOG圧縮機a1の出口には上記出口管a5と
並列にミニフロー管a9が設けられており、該ミニフロ
ー管a9には逆止弁a10とミニフロー管a9に流れる天然
ガスの流量を制御するミニフロー弁a11,a12とが直列
状態に介挿されている。On the other hand, at the outlet of the BOG compressor a1,
An outlet pipe a5 for connecting the OG compressor a1 to the gas supply pipe is provided. The outlet pipe a5 has a check valve a6 for preventing a backflow of natural gas and an outlet control valve for controlling an output flow rate of the natural gas. a7 and the outlet cutoff valve a8 are inserted in series. At the outlet of the BOG compressor a1, a mini-flow pipe a9 is provided in parallel with the outlet pipe a5. The mini-flow pipe a9 controls the flow rate of natural gas flowing through the check valve a10 and the mini-flow pipe a9. The mini-flow valves a11 and a12 to be controlled are interposed in series.
【0016】さらに、上記BOG圧縮機a1には、該B
OG圧縮機a1を冷却するための冷却水を循環させる冷
却水ポンプa13とBOG圧縮機a1の潤滑油を循環させ
る潤滑油ポンプa14とが備えられている。BOG圧縮機
モデルAは、これら各種補機の動作をも含めてBOG圧
縮機a1の動作を模擬する。Further, the BOG compressor a1 includes
A cooling water pump a13 for circulating cooling water for cooling the OG compressor a1 and a lubricating oil pump a14 for circulating lubricating oil for the BOG compressor a1 are provided. The BOG compressor model A simulates the operation of the BOG compressor a1 including the operation of these various auxiliary machines.
【0017】ここで、BOG圧縮機a1に入力される上
記操作信号には、例えば以下のものがある。 入口管圧力(LNGタンクから入口管a2に流入する
天然ガスの圧力であり、LNGタンクモデルから出力さ
れるプロセス信号)。 入口管ガス温度(LNGタンクから入口管a2に流入
する天然ガスの温度であり、LNGタンクモデルから出
力されるプロセス信号)。 BOG圧縮機a1の起動を指示する圧縮機起動信号。 弁開度信号(出口制御弁a7の開口度を規定する信
号)。 冷却水ポンプa13の起動を指示する冷却水ポンプ起動
信号。 冷却水の流量。 潤滑油ポンプa14の起動を指示する潤滑油ポンプ起動
信号。Here, for example, the following operation signals are inputted to the BOG compressor a1. Inlet pipe pressure (pressure of natural gas flowing from the LNG tank to the inlet pipe a2, a process signal output from the LNG tank model). Inlet pipe gas temperature (the temperature of natural gas flowing into the inlet pipe a2 from the LNG tank and a process signal output from the LNG tank model). A compressor start signal for instructing start of the BOG compressor a1. A valve opening signal (a signal defining the opening of the outlet control valve a7). A cooling water pump activation signal for instructing activation of the cooling water pump a13. Cooling water flow. A lubricating oil pump activation signal for instructing activation of the lubricating oil pump a14.
【0018】BOG圧縮機モデルAは、上記各操作信号
とマルファンクション信号に基づいて以下に説明する数
値演算を行うことによってBOG圧縮機a1の出力プロ
セス値を数値演算しプロセス信号として出力する。例え
ば、BOG圧縮機モデルAから出力される上記出力プロ
セス値には、以下に示すものである。The BOG compressor model A performs a numerical operation described below based on each of the operation signals and the multifunction signal to numerically calculate an output process value of the BOG compressor a1 and outputs it as a process signal. For example, the output process values output from the BOG compressor model A are as follows.
【0019】〔流入流出される天然ガスについて〕 a.入口流量(入口管a2の入口における天然ガスの流
量)。 b.出口管圧力(出口管a5の出口における圧力)。 c.出口流量(出口管a5を流れる天然ガスの流量)。 d.ミニフロー管圧力(ミニフロー管a9の出口におけ
る圧力)。 e.ミニフロー流量(ミニフロー管a9に流れる天然ガ
スの流量)。[Natural gas flowing in and out] a. Inlet flow rate (flow rate of natural gas at the inlet of the inlet pipe a2). b. Outlet pipe pressure (pressure at the outlet of outlet pipe a5). c. Outlet flow rate (flow rate of natural gas flowing through the outlet pipe a5). d. Mini-flow tube pressure (pressure at outlet of mini-flow tube a9). e. Mini flow rate (flow rate of natural gas flowing through mini flow pipe a9).
【0020】〔BOG圧縮機a1について〕 f.ポリトロープ効率(BOG圧縮機a1の圧縮効
率)。 g.ポリトロープヘッド(BOG圧縮機a1の回転数に
対する圧縮特性)。 h.圧縮機出口圧力(BOG圧縮機a1のの出口におけ
る圧力) i.圧縮機出口ガス温度(BOG圧縮機a1の出口にお
ける天然ガス温度)。 j.BOG圧縮機a1の駆動電流。 k.BOG圧縮機a1の振動量。 m.BOG圧縮機a1の潤滑油の温度。 n.BOG圧縮機a1の潤滑油の圧力。 o.BOG圧縮機a1の冷却水の圧力。 p.BOG圧縮機a1の冷却水の流量。[About BOG compressor a1] f. Polytropic efficiency (compression efficiency of BOG compressor a1). g. Polytrope head (compression characteristics with respect to rotation speed of BOG compressor a1). h. Compressor outlet pressure (pressure at outlet of BOG compressor a1) i. Compressor outlet gas temperature (natural gas temperature at outlet of BOG compressor a1). j. Drive current of the BOG compressor a1. k. Vibration amount of the BOG compressor a1. m. The lubricating oil temperature of the BOG compressor a1. n. Pressure of lubricating oil of BOG compressor a1. o. The pressure of the cooling water of the BOG compressor a1. p. The flow rate of the cooling water of the BOG compressor a1.
【0021】次に、BOG圧縮機モデルAの動作につい
て、図3に示すフローチャートに沿って説明する。な
お、このフローチャートは、上記各プロセス信号を数値
演算するための手順を示すものである。Next, the operation of the BOG compressor model A will be described with reference to the flowchart shown in FIG. This flowchart shows a procedure for numerically calculating each of the process signals.
【0022】〔ステップS1〕このBOG圧縮機モデル
Aでは、まず上記各弁つまり入口遮断弁a3、逆止弁a
6,a10、出口制御弁a7、出口遮断弁a8、及びミニフ
ロー弁a11,a12の弁開度がK値(弁において流れる天
然ガスの流量を弁の前後の圧力差(差圧)の平方根で除
算して得られる値)が式(1)に示す関数F1に基づい
て演算される。 [K値]=F1{弁開度信号,全開口時のK値,マルファンクション信号} ……(1)[Step S1] In the BOG compressor model A, first, the above valves, that is, the inlet cutoff valve a3 and the check valve a
6, a10, the outlet control valve a7, the outlet shut-off valve a8, and the mini-flow valves a11 and a12 have the K opening (the flow rate of natural gas flowing through the valves is calculated by the square root of the pressure difference (differential pressure) before and after the valves). (The value obtained by the division) is calculated based on the function F1 shown in the equation (1). [K value] = F1 {Valve opening signal, K value at full opening, Malfunction signal} (1)
【0023】すなわち、マルファンクション信号が入力
されない状態、つまりBOG圧縮機モデルAがBOG圧
縮機a1の正常動作を模擬する状態において、K値は
[弁開度信号]と[全開口時のK値]を変数とする関数
F1’によって数値演算され、マルファンクション信号
が入力された異常状態においては[弁開度信号]と[全
開口時のK値]と[マルファンクション信号]とを変数
とする関数F1によって数値演算される。That is, in a state where the multifunction signal is not input, that is, in a state where the BOG compressor model A simulates a normal operation of the BOG compressor a1, the K value is [valve opening signal] and [K value at full opening]. ] Is used as a variable, and in an abnormal state where a multifunction signal is input, the [valve opening signal], [K value at full opening], and [malfunction signal] are variables. Numerical operation is performed by the function F1.
【0024】〔ステップS2〕続いて、次式(2)〜
(7)に関する連立方程式(連立常微分方程式)を解く
ことによって、BOG圧縮機a1の動作特性に係わる上
記[ポリトロープ効率]、[ポリトロープヘッド]及び
[圧縮機出口圧力]が算出されるとともに、入口管a2
における天然ガスの[入口流量]、出口管a5における
天然ガスの[出口流量]及びミニフロー管a9における
天然ガスの[ミニフロー流量]がそれぞれ算出される。[Step S2] Subsequently, the following equations (2) to
By solving the simultaneous equations (simultaneous ordinary differential equations) relating to (7), the above [Polytropic efficiency], [Polytrope head] and [Compressor outlet pressure] relating to the operating characteristics of the BOG compressor a1 are calculated, and the inlet Tube a2
, The [inlet flow rate] of the natural gas in the outlet pipe a5, and the [mini flow rate] of the natural gas in the miniflow pipe a9 are calculated.
【0025】 [ポリトロープ効率]=F2{入口流量,圧縮機起動信号} (2) [ポリトロープヘッド]=F3{入口流量,圧縮機起動信号} (3) [圧縮機出口圧力]=F4{ポリトロープ効率,ポリトロープヘッド, 入口管ガス温度,入口管圧力,圧縮機起動信 号} (4) [入口流量]=F5{出口流量,ミニフロー流量} (5) [出口流量]=F6{出口管圧力,ミニフロー管圧力,圧縮機出口圧力 ,K値} (6) [ミニフロー流量]=F7{出口管圧力,ミニフロー管圧力,圧縮機出 口圧力,K値} (7)[Polytropic efficiency] = F2 {Inlet flow rate, compressor start signal} (2) [Polytrope head] = F3 {Inlet flow rate, compressor start signal} (3) [Compressor outlet pressure] = F4 {Polytrope efficiency , Polytrope head, inlet pipe gas temperature, inlet pipe pressure, compressor start signal} (4) [Inlet flow rate] = F5 {outlet flow rate, mini flow rate} (5) [Outlet flow rate] = F6 {outlet pipe pressure, Mini flow pipe pressure, compressor outlet pressure, K value} (6) [mini flow rate] = F7 {Outlet pipe pressure, mini flow pipe pressure, compressor outlet pressure, K value} (7)
【0026】〔ステップS3〕続いて、このように算出
された入口管a2における天然ガスの[入口流量]が、
BOG圧縮機a1の動作を模擬するために予め記憶され
ている[サージ発生流量]よりも小さいか否かが判断さ
れる。この[サージ発生流量]は、当該BOG圧縮機a
1が正常動作可能な入口流量の限界値を示すものであ
る。すなわち、このステップS3における判断が「N
o」の場合は、異常な量の天然ガスがBOG圧縮機a1
に流入されている異常状態であり、続いてステップS4
の処理が行われる。[Step S3] Subsequently, the calculated [inlet flow rate] of the natural gas in the inlet pipe a2 is
In order to simulate the operation of the BOG compressor a1, it is determined whether or not it is smaller than the previously stored [surge generation flow rate]. This [surge generation flow rate] corresponds to the BOG compressor a
1 indicates the limit value of the inlet flow rate at which normal operation is possible. That is, the determination in step S3 is "N
In the case of “o”, an abnormal amount of natural gas is
Is in the abnormal state flowing into step S4.
Is performed.
【0027】〔ステップS4〕すなわち、この場合、異
常時のモデル式に基づいてBOG圧縮機a1の[駆動電
流]と[振動量]とが算出される。例えば、このモデル
式は以下に示す式(8),(9)に示す関数F8,F9に
よって求められる。 [駆動電流]=F8{ポリトロープ効率,ポリトロープヘッド,出口流 量,マルファンクション信号} (8) [振動量]=F9{シミュレーション時刻,マルファンクション信号} ……(9) また、上記式(4),(6)によって算出された[圧縮
機出口圧力]と[出口流量]とを変数とする次式(1
0),(11)に基づいて、BOG圧縮機a1が異常動
作する場合の[出口管圧力]と[出口流量]とが補正演
算される。 [出口管圧力]=F10{式(4)による圧縮機出口圧力} (10) [出口流量]=F11{式(6)による出口流量} (11)[Step S4] That is, in this case, the [drive current] and the [vibration amount] of the BOG compressor a1 are calculated based on the model formula at the time of abnormality. For example, this model formula is obtained by functions F8 and F9 shown in the following formulas (8) and (9). [Drive current] = F8FPolytropic efficiency, polytrope head, outlet flow rate, multifunction signal} (8) [Vibration amount] = F9 {simulation time, multifunction signal} (9) Also, the above equation (4) , (6), the following equation (1) is used with the [compressor outlet pressure] and [outlet flow rate] as variables.
Based on (0) and (11), [outlet pipe pressure] and [outlet flow rate] when the BOG compressor a1 operates abnormally are corrected and calculated. [Outlet pipe pressure] = F10 {Compressor outlet pressure according to equation (4)} (10) [Outlet flow rate] = F11 {Outlet flow rate according to equation (6)} (11)
【0028】〔ステップS5〕一方、上記ステップS3に
おける判断が「Yes」の場合には、BOG圧縮機a1
の[駆動電流]と[振動量]とについても、上記式
(8),(9)においてマルファンクション信号を変数
として含まない下式(8)’,(9)’に基づいてBO
G圧縮機a1の正常動作時の値が各々計算される。 [駆動電流]=F8’{ポリトロープ効率,ポリトロープヘッド,出口 流量} (8)’ [振動量]=F9’{シミュレーション時刻} (9)’ ただし、シミュレーション時刻は、当該BOG圧縮機モ
デルAが数値演算を行っている時刻である。[Step S5] On the other hand, if the determination in step S3 is "Yes", the BOG compressor a1
Of [drive current] and [vibration amount] are calculated based on the following equations (8) 'and (9)' in which the multifunction signal is not included as a variable in equations (8) and (9).
The values during normal operation of the G compressor a1 are calculated. [Drive current] = F8 '{polytropic efficiency, polytrope head, outlet flow rate} (8)' [Vibration amount] = F9 '{simulation time} (9)' where the BOG compressor model A is a numerical value This is the time when the operation is being performed.
【0029】〔ステップS6〕続いて、補機に係わるプ
ロセス値が以下のように数値計算される。まず、上記配
管ボリュームa3内の天然ガスの量(配管ボリューム内
物質量)が、次式(12)に示す天然ガスの[入口流
量]と[出口流量]とを変数とする関数F12に基づいて
算出される。 [配管ボリューム内物質量]=F12{入口流量,出口流量} (12)[Step S6] Subsequently, the process values relating to the auxiliary equipment are numerically calculated as follows. First, the amount of the natural gas in the pipe volume a3 (the amount of the substance in the pipe volume) is determined based on a function F12 in which the [inlet flow rate] and [outlet flow rate] of the natural gas shown in the following equation (12) are variables. Is calculated. [Material content in piping volume] = F12 {inlet flow rate, outlet flow rate} (12)
【0030】また、[入口圧力](入口管a2の天然ガ
スの流入口の圧力)と[出口温度](出口管a5におけ
る天然ガスの温度)とが上記[配管ボリューム内物質
量]とこれまでに算出した各種プロセス量から算出され
る。すなわち、[入口圧力]は式(13)に示すように
[入口管ガス温度]と[配管ボリューム内物質量]とを
変数とする関数F13に基づいて算出され、[出口温度]
は式(14)に示すように[ポリトロープ効率]、[入
口管ガス温度]及び[出口圧力]とを変数とする関数F
14に基づいて算出される。 [入口圧力]=F13{入口管ガス温度,配管ボリューム内物質量} ……(13) [出口温度]=F14{ポリトロープ効率,入口管ガス温度,出口圧力 } (14)The [inlet pressure] (the pressure at the inlet of the natural gas at the inlet pipe a2) and the [outlet temperature] (the temperature of the natural gas at the outlet pipe a5) are the same as the above [the amount of material in the pipe volume]. Is calculated from the various process amounts calculated. That is, [inlet pressure] is calculated based on a function F13 having [inlet pipe gas temperature] and [material amount in pipe volume] as variables as shown in Expression (13), and [outlet temperature]
Is a function F with [Polytropic efficiency], [Inlet pipe gas temperature] and [Outlet pressure] as variables as shown in equation (14).
It is calculated based on 14. [Inlet pressure] = F13 {inlet pipe gas temperature, amount of substance in pipe volume… (13) [Outlet temperature] = F14 {polytropic efficiency, inlet pipe gas temperature, outlet pressure} (14)
【0031】〔ステップS7〕そして、最後に[潤滑油
温度]が下式(15)に示すように[冷却水流量]と
[潤滑油ポンプ起動信号]と[マルファンクション信
号]とを変数とする関数F15に基づいて算出され、[潤
滑油圧力]が式(16)に示すように[潤滑油ポンプ起
動信号]と[マルファンクション信号]とを変数とする
関数F16に基づいて算出され、[冷却水圧力]が式(1
7)に示すように[冷却水ポンプ起動信号]と[マルフ
ァンクション信号]とを変数とする関数F17に基づいて
算出され、さらに[冷却水流量]が式(18)に示すよ
うに[冷却水ポンプ起動信号]と[マルファンクション
信号]とを変数とする関数F18に基づいて算出される。[Step S7] Finally, as shown in the following equation (15), the [lubricating oil temperature] is set to [cooling water flow rate], [lubricating oil pump start signal], and [malfunction signal] as variables. The [lubricating oil pressure] is calculated based on the function F16 using the [lubricating oil pump start signal] and [malfunction signal] as variables as shown in equation (16), and [cooling]. Water pressure] is the formula (1
As shown in 7), it is calculated based on the function F17 having the [cooling water pump start signal] and [malfunction signal] as variables, and the [cooling water flow rate] is calculated as shown in equation (18). It is calculated based on a function F18 having the pump start signal and the multifunction signal as variables.
【0032】 [潤滑油温度]=F15{冷却水流量,潤滑油ポンプ起動信号,マルフ ァンクション信号} (15) [潤滑油圧力]=F16{潤滑油ポンプ起動信号,マルファンクション 信号} (16) [冷却水圧力]=F17{冷却水ポンプ起動信号,マルファンクション 信号} (17) [冷却水流量]=F18{冷却水ポンプ起動信号,マルファンクション 信号} (18)[Lubricating oil temperature] = F15 {cooling water flow rate, lubricating oil pump start signal, multiple function signal} (15) [lubricating oil pressure] = F16 {lubricating oil pump start signal, multiple function signal} (16) [ [Cooling water pressure] = F17 {Cooling water pump start signal, Malfunction signal} (17) [Cooling water flow rate] = F18 {Cooling water pump start signal, Malfunction signal} (18)
【0033】すなわち、このステップS7では、マルフ
ァンクション信号が変数とされるので、例えば潤滑油ポ
ンプa14あるいは潤滑油に異常が発生した場合及びこれ
らが正常状態にある場合とについて、潤滑油の温度と圧
力とが数値演算される。また、冷却水ポンプa13につい
ても冷却水の圧力と流量が数値演算される。That is, in step S7, since the Malfunction signal is used as a variable, the temperature of the lubricating oil pump a14 or the lubricating oil is determined based on the temperature of the lubricating oil. The pressure is numerically calculated. The cooling water pressure and flow rate of the cooling water pump a13 are also numerically calculated.
【0034】このようにして最終的にプロセス値とし
て、[ポリトロープ効率]、[ポリトロープヘッド]、
[圧縮機出口圧力]、[入口流量]、[出口流量]、
[ミニフロー流量]、[駆動電流]、[振動量]、[配
管ボリューム内物質量]、[入口圧力]、[出口温
度]、[潤滑油温度]、[潤滑油圧力]、[冷却水圧
力]及び[冷却水流量]に係わる数値演算が終了する
と、当該BOG圧縮機モデルAにおける処理が終了す
る。In this way, finally, as process values, [polytropic efficiency], [polytrope head],
[Compressor outlet pressure], [Inlet flow rate], [Outlet flow rate],
[Mini flow rate], [Drive current], [Vibration amount], [Material amount in piping volume], [Inlet pressure], [Outlet temperature], [Lubricant oil temperature], [Lubricant oil pressure], [Cooling water pressure] ] And [cooling water flow rate], the processing in the BOG compressor model A ends.
【0035】[0035]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる訓
練シミュレータの圧縮機モデルによれば、以下のような
効果を奏する。 (1)圧縮機のプロセス動作を数値演算によって模擬す
る訓練シミュレータの圧縮機プロセスモデルにおいて、
圧縮機に流入されるガスのプロセス値及び圧縮機の入出
力に設けられた各種弁の特性値(K値)を変数とする出
力プロセス値に係わる複数の関数からなる連立方程式
を、数値演算によって解いて圧縮機の前記出力プロセス
値を出力するので、模擬精度を向上させることができ
る。 (2)圧縮機の異常状態を示す入力信号が入力される
と、該入力信号に応じて出力プロセス値を補正演算する
ので、正常状態の圧縮機のプロセスモデルと異常状態の
圧縮機のプロセスモデルとの2つのプロセスモデルを備
える必要がなく、よってコンピュータへの負荷の上昇を
抑え、かつコストの上昇を抑えることができる。As described above, according to the compressor model of the training simulator according to the present invention, the following effects can be obtained. (1) In a compressor process model of a training simulator that simulates a process operation of a compressor by numerical calculation,
Simultaneous equations consisting of a plurality of functions relating to the output process value with the process value of the gas flowing into the compressor and the characteristic value (K value) of various valves provided at the input and output of the compressor as variables are calculated by numerical calculation. Since the output process value of the compressor is output by unraveling, the simulation accuracy can be improved. (2) When an input signal indicating an abnormal state of the compressor is input, the output process value is corrected and calculated in accordance with the input signal, so that the process model of the compressor in the normal state and the process model of the compressor in the abnormal state Therefore, it is not necessary to provide the two process models, and therefore, it is possible to suppress an increase in the load on the computer and an increase in cost.
【図1】 本発明に係わる訓練シミュレータの圧縮機モ
デルの一実施形態において、圧縮機モデルの入出力関係
を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an input / output relationship of a compressor model in an embodiment of a compressor model of a training simulator according to the present invention.
【図2】 本発明に係わる訓練シミュレータの圧縮機モ
デルの一実施形態において、圧縮機モデルが模擬するプ
ロセス機器について説明する説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating process equipment simulated by the compressor model in one embodiment of the compressor model of the training simulator according to the present invention.
【図3】 本発明に係わる訓練シミュレータの圧縮機モ
デルの一実施形態において、圧縮機モデルにおける数値
演算の手順を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing a procedure of a numerical operation in the compressor model in one embodiment of the compressor model of the training simulator according to the present invention.
A……BOG圧縮機モデル a1……BOG圧縮機 a2……入口管 a3……入口遮断弁 a4……配管ボリューム a5……出口管 a6,a10……逆止弁 a7……出口制御弁 a8……出口遮断弁 a9……ミニフロー管 a11,a12……ミニフロー弁 a13……冷却水ポンプ(補機) a14……潤滑油ポンプ(補機) A BOG compressor model a1 BOG compressor a2 Inlet pipe a3 Inlet shut-off valve a4 Pipe volume a5 Outlet pipe a6, a10 Check valve a7 Outlet control valve a8 ... Outlet shutoff valve a9 ... Mini flow pipe a11, a12 ... Mini flow valve a13 ... Cooling water pump (auxiliary equipment) a14 ... Lubricating oil pump (auxiliary equipment)
Claims (3)
て模擬する訓練シミュレータの圧縮機プロセスモデルで
あって、 圧縮機に流入されるガスのプロセス値及び圧縮機の入出
力に設けられた各種弁の特性値(K値)を変数とする出
力プロセス値に係わる複数の関数からなる連立方程式
を、数値演算によって解いて圧縮機の前記出力プロセス
値を出力する、 ことを特徴とする訓練シミュレータの圧縮機モデル。The present invention relates to a compressor process model of a training simulator for simulating a process operation of a compressor by a numerical operation, wherein a process value of gas flowing into the compressor and various valves provided for input and output of the compressor are provided. A simultaneous simulator comprising a plurality of functions relating to an output process value having a characteristic value (K value) as a variable is solved by a numerical operation to output the output process value of the compressor. model.
機モデルにおいて、圧縮機の異常状態を示す入力信号が
入力されると、該入力信号に応じて出力プロセス値を補
正演算することを特徴とする訓練シミュレータの圧縮機
モデル。2. The compressor model of the training simulator according to claim 1, wherein when an input signal indicating an abnormal state of the compressor is input, an output process value is corrected and calculated according to the input signal. Training simulator compressor model.
タの圧縮機モデルにおいて、圧縮機に接続される補機の
プロセス値をも数値演算して出力することを特徴とする
訓練シミュレータの圧縮機モデル。3. The compressor model of a training simulator according to claim 1, wherein a process value of an auxiliary machine connected to the compressor is numerically calculated and output. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13899197A JPH10333541A (en) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | Compressor model for training simulator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13899197A JPH10333541A (en) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | Compressor model for training simulator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10333541A true JPH10333541A (en) | 1998-12-18 |
Family
ID=15234936
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13899197A Withdrawn JPH10333541A (en) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | Compressor model for training simulator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10333541A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2426361A2 (en) | 2010-09-02 | 2012-03-07 | Hitachi Plant Technologies, Ltd. | Simulation apparatus for motor-driven compressor system and the simulation method thereof |
CN107725349A (en) * | 2017-09-18 | 2018-02-23 | 佛山市中格威电子有限公司 | A kind of compressor analog control system and its method of work |
CN109882400A (en) * | 2019-03-29 | 2019-06-14 | 四川虹美智能科技有限公司 | A kind of test device of compressor |
CN115206152A (en) * | 2022-06-24 | 2022-10-18 | 北京理工大学 | Virtual technology-based compressor simulation teaching system and method |
-
1997
- 1997-05-28 JP JP13899197A patent/JPH10333541A/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
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US8676554B2 (en) | 2010-09-02 | 2014-03-18 | Hitachi, Ltd. | Simulation apparatus for motor-driven compressor system and the simulation method thereof |
CN107725349A (en) * | 2017-09-18 | 2018-02-23 | 佛山市中格威电子有限公司 | A kind of compressor analog control system and its method of work |
CN109882400A (en) * | 2019-03-29 | 2019-06-14 | 四川虹美智能科技有限公司 | A kind of test device of compressor |
CN115206152A (en) * | 2022-06-24 | 2022-10-18 | 北京理工大学 | Virtual technology-based compressor simulation teaching system and method |
CN115206152B (en) * | 2022-06-24 | 2024-01-26 | 北京理工大学 | Compressor simulation teaching system and method based on virtual technology |
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