JPH1039728A

JPH1039728A - プラントシミュレータ

Info

Publication number: JPH1039728A
Application number: JP19117696A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Fukumitsu; 裕之福光
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-07-19
Filing date: 1996-07-19
Publication date: 1998-02-13

Abstract

(57)【要約】【課題】高価な大型計算機を用いず、また、訓練セン
ターなどの専用場所を設けないで発電所内に設置可能に
する。【解決手段】ワークステーション等の小型計算機を用
いた複数のモデル計算処理計算機１に、各種プラントモ
デルの模擬計算の機能を分担させると共に、発電所内に
分散配置する。コンソール３から教官または訓練者など
の操作者が操作してプラントの模擬操作を行い、教示処
理部２を介して指定されたモデル（原子炉モデル、ター
ビンモデル等）をモデル計算処理計算機１で模擬し、そ
の結果を教示処理部２で収集しコンソール３上に表示す
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、原子力プラン
ト、工業プラント等のプラントの運転・挙動を模擬する
プラントシミュレータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、電気学会誌１０９巻１０号に記
載された和田他著「ＰＷＲ原子力プラントシミュレータ
の高度化」（平成元年）に示された従来のシミュレータ
について説明する。

【０００３】運転訓練用シミュレータは、原子力発電所
の中央制御盤を忠実に模擬するレプリカシミュレータ
と、運転訓練上重要な計器のみを具備した制御盤から成
るコンパクトシミュレータとがある。いずれも操作器具
やモニタ器具は実機で使用しているものと同等なものを
用い、プラント全体の挙動の理解や運転訓練・発電所動
特性の教育などに用いられている。

【０００４】図６に、上記の従来のシミュレータのシス
テム構成を示す。図において、３４は計算機で、大型の
計算機またはミニコンレベルの計算機が用いられる。３
５は制御盤、３６は入出力処理部、３７は同期処理を行
う同期計算処理部で、時刻的に特性模擬データの同時性
を確保するための演算を行う。

【０００５】３８は割込処理部で、割込入力の受付を行
い、３９はシーケンス計算処理部で、割込処理部３８の
割込入力の順序整理を行う。４０はモデル計算処理部
で、動特性及び制御の模擬を行う。４１は教示処理部、
４２は教官用コンソールで、通常ワークステーション程
度の小型計算機が用いられる。

【０００６】次に動作について説明する。周期的処理を
行う同期計算処理部３７とモデル計算処理部４０で周期
的（例えｍｓｅｃ毎）に発電所の動特性、各種プロセス
制御の模擬を行う。また、割込処理部３８とシーケンス
計算処理部３９で、プラントトリップ条件などのインタ
ーロックを模擬するイベントシーケンスの処理（プラン
トで発生した事象の順序を整理、記憶する処理等）を行
い、教示処理部４１で教官用コンソール４２からの処理
を行う。

【０００７】入出力処理部３６は制御盤３５と計算機３
４とのインターフェイスを行い、制御盤３５からの運転
操作を割込み入力として処理し、計算した結果を監視計
器、表示灯またはモニタに出力するための処理を行う。
操作員は、制御盤３５により運転操作を行い、教官は教
官用コンソール４２からシミュレータの運用、管理を行
って指導する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来のシミュレータは
以上のように構成されているので、大型計算機を用いる
ため高価であるので発電所ごとには設置されず、通常、
発電所から離れた訓練センターなどの教育機関に設置さ
れる。そのため、教官の指導や評価を受けながら発電所
の運転を模擬するためには、手間をかけて訓練センター
に出向かなければならないという問題点がある。また、
プラントモデルや演算処理機能を１台の計算機が担って
おり、計算機の負担が大きくなっているなどの問題点が
あった。

【０００９】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、ワークステーション等の小型
計算機、メモリネットワーク、通信技術を利用して、安
価でコンパクトなプラントシミュレータを得ることを目
的とする。

【００１０】また、訓練者は訓練センターに出向かずに
発電所などに居て、教官の指導・評価を受けながら個人
・複数人でプラント挙動を把握することができるように
し、かつ、計算機を分散化することで、計算機１台あた
りの負担を軽減するシミュレータを提供することを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

（１）この発明に係るプラントシミュレータは、プラン
トの運転訓練、挙動評価を行うためのプラントシミュレ
ータにおいて、分散配置した複数の計算機と教示処理部
と操作部とで構成し、プラント内の各種プラントモデル
の模擬計算機能を上記複数の計算機で分担するように
し、上記教示処理部は上記計算機で模擬されたプラント
のデータ収集や操作者の指示を制御する処理部とし、上
記操作部は操作者が操作して上記教示処理部に伝え運転
訓練などを実施すると共に、シミュレーションした結果
を表示する操作部としたものである。

【００１２】（２）また、上記（１）において、各計算
機間および教示処理部を共用メモリを有するネットワー
クで接続し、上記計算機および上記教示処理部で共通に
必要とされるプラントモデルの演算結果やプラントの各
種パラメータ等のデータを上記共有メモリに格納してネ
ットワークを通じて使用するようにしたものである。

【００１３】（３）また、上記（１）または（２）にお
いて、シミュレータの操作部とは別に第２の操作部を設
けると共に、この第２の操作部と上記シミュレータ間を
通信手段を介して接続し、上記第２の操作部と上記シミ
ュレータの操作部との両操作部から操作が行えるように
したものである。

【００１４】（４）また、上記（２）において、共有メ
モリネットワーク上のデータを伝送する際、ロック／ア
ンロック方式の時間同期方式で伝送するようにしたもの
である。

【００１５】（５）また、上記（１）〜（４）のいずれ
か１項において、プラント運転の標準操作を指示した操
作要領書をデータベースとして備え、通常時・異常時の
プラントの模擬挙動に応じて、上記操作要領書を参照し
て操作を実行し得るようにしたものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、この発明の実施の形態１を図に基
づいて説明する。図１において、１はワークステーショ
ン等の小型計算機で構成されたモデル計算処理計算機
で、従来の入出力処理、同期処理、割込み処理、シーケ
ンス計算処理等の機能を個別に有すると共に、原子炉モ
デル等の各種モデル毎に動特性および制御の模擬を行う
機能を有し、これら複数のモデル計算処理計算機１にそ
れぞれ分担させると共に、発電所内に分散配置する。

【００１７】２は教示処理部で、ワークステーション等
の小型計算機で構成され、モデル計算処理計算機１で模
擬されたプラントデータの収集を行い、且つ、教官等の
操作者の指示に対応した制御を行う。３はコンソール
（操作部）で、運転訓練など実施する教官や訓練者等の
操作者が操作すると共に、シミュレーションを行った結
果を表示する。

【００１８】次に動作について説明する。コンソール３
から教官または訓練者などの操作者が操作してプラント
の模擬操作を行い。教示処理部２を介して指定されたモ
デル（原子炉モデル、タービンモデル等）をモデル計算
処理計算機１で模擬動作を行い。その結果を教示処理部
２で収集しコンソール３上に表示する。

【００１９】各プラントモデル間で共有できる共有デー
タは、教示処理部２で収集しているので、教示処理部２
から各計算機がとり合うことにより利用する。また、教
官と訓練者とがコンソール３を共用して、教官の指示を
受けながら訓練者は運転訓練・挙動評価を行う。

【００２０】なお、各モデル計算処理計算機１は、教示
処理部２からのの情報を得て模擬結果をディスプレイ上
に表示することができ、また、プラント模擬操作も教示
処理部２を通じて行うことができる。

【００２１】このように、従来のシミュレータを構成す
る大型計算機の機能を複数台のモデル計算処理計算機１
で分散化したので、コンパクトで安価なワークステーシ
ョン等の小型計算機を用いることができるので、安価な
シミュレータになり、また、計算機の負担も軽減でき
る。

【００２２】また、計算機を分散化するメリットとし
て、例えば、訓練センター等の教育機関の設置を不要と
し、これまで大型計算機あるいはミニコン等で実現して
いた機能を、発電所構内に分散化した小型計算機により
機能的に独立した要素に分解（原子炉モデル、タービン
モデル、電気モデル等に分解）して負担させることがで
きる。また、分散した場所でプラントの挙動をモニタす
ることができる。

【００２３】また、各プラントモデル間で共有できる共
有データは、教示処理部２を介して各計算機がとり合う
ことにより、運転訓練・挙動評価のためのシミュレータ
機能を効率よく実現することができる。

【００２４】また、教示処理部２では、プラントデータ
を収集し、かつ、教官用のコンソール３からの指示によ
りシミュレータ機能を実現するようにしたので、訓練者
もコンソールを共用することができ、従来の制御盤は不
要となり、設備のコンパクト化が図れる。即ち、従来の
制御盤のスイッチはＣＲＴタッチオペレーションに、メ
ータはＣＲＴ表示モニタに、記録計はデータセーブに置
き換えられる。

【００２５】以上のように、教官や訓練者はコンソール
を見てプラントの挙動を把握しながら、実機並みの操作
指示を模擬することが可能となり、従来技術に比べ、コ
ンパクト、安価、また、設置場所は発電所構内などに設
置できる等の効果を発揮するシミュレータが得られる。

【００２６】実施の形態２．なお、上記実施の形態１で
は分散化したモデル計算処理計算機１や教示処理部２を
相互に１対１で接続する場合について述べたが、この実
施の形態は、図２に示すように公知の共有メモリネット
ワーク４を設けたものである。

【００２７】図２に示すように、分散した小型計算機が
模擬するプラントの各種パラメータやプラントモデルの
演算結果（分散した計算機間で共用すべきプラントデー
タ等）を、モデル計算処理計算機１、教示処理部２で、
全て同時に共有できるように共有メモリとその共有メモ
リ間を接続するネットワークで構成した共有メモリネッ
トワーク４を設ける。

【００２８】この共有メモリネットワーク４により、各
小型計算機がそれぞれ保有しているデータの内、共有で
きるデータを共有メモリに格納するようにし、必要に応
じて共有メモリのデータをネットワークを通じて取り寄
せて模擬計算等に使用する。即ち、各計算機はそれぞれ
共用しうるデータを共有メモリに格納しておき、共有デ
ータが必要なときは、各計算機は共有メモリのデータを
計算機のメモリに格納することなく、共用データをネッ
トワークを通じて取り寄せるのみでよい。

【００２９】従って、ネットワーク接続により１対１の
接続が不要となり、また、データ共有が可能となるの
で、プラントの挙動模擬や制御指示などを行う場合、共
有データを使用する側の計算機のメモリへの共有データ
の書き込み・読み出し処理が必要でなく、データウエイ
で通信するのみであるので、より高速に処理することが
できる。

【００３０】また、データを共有することにより、モデ
ル計算処理計算機１内部のメモリを低減化でき、更なる
コンパクト化、低コスト化が実現できる。

【００３１】実施の形態３．この実施の形態３は遠隔場
所に別のコンソール（操作部）を設けて、複数のコンソ
ールで同時に使用可能としたものである。図３は実施の
形態３の構成図で、通信設備５を介して訓練者コンソー
ル６を設けたものである。

【００３２】図３に示すように、シミュレータは教育機
関にのみ設置し、各発電所では通信設備５を介して訓練
者コンソール６のみを設置する。

【００３３】このようにすれば、各発電所では通信設備
５を介して訓練者コンソール６のみを設置すればよく、
発電所に居ながらにして訓練が可能である。また、訓練
センター等の教育機関と発電所内に２台のシミュレータ
を設置する場合に比べて、１台のみの設置でよいので低
コスト化を図ることができる。

【００３４】実施の形態４．この実施の形態４は計算機
間のデータ伝送に時間同期方式として公知のロック／ア
ンロック方式を用いたものである。図４は実施の形態４
の構成図で、教示処理部２のデータ制御処理部７は、共
有メモリネットワーク上のデータのロック（書き込み禁
止）、アンロック（書き込み）を制御する。

【００３５】データ制御処理部７は、各分散化、モデル
計算処理計算機１毎に処理する模擬データを順次ロッ
ク、アンロックする。このようにすると、共有メモリネ
ットワーク４の通信データ量の低減（共有すべせきデー
タの低減）とその処理速度の高速化を図ることができ、
より簡素化したシミュレータとすることができる。

【００３６】実施の形態５．この発明の実施の形態を図
５に示す。図５において、８は操作要領書データベース
で、その内容はプラント運転の標準操作を指示した要領
書であり、通常状態での運転操作や異常状態の場合の緊
急処置などを記述している。

【００３７】運転模擬操作を行う際、通常時・異常時の
プラントの模擬挙動に応じて、操作要領書データベース
８の内容を参照する。この参照方法は、ＣＲＴのウイン
ドウ上に表示して、その内容を参照しながら操作を行
う。このようにすると、プラントの模擬挙動に応じた模
範的な運転のための教育機能が付加できるので教育効果
を更に高めることが可能となる。

【００３８】

【発明の効果】

（１）以上のように、この発明によれば、各計算機にそ
れぞれプラントモデル単位の機能を分担させ、また、分
散配置するようにしたので、計算機は小型安価なものが
使用でき、また、訓練センター等の１箇所に設置する必
要がなくなり、発電所単位で設置することが可能とな
る。

【００３９】（２）また、共有メモリネットワークを設
けたので、データの共用が効率的にできる。

【００４０】（３）また、通信施設を介して別の指示部
を設けたので、複数箇所で同時に使用可能となる。

【００４１】（４）また、共有メモリネットワーク上の
データをロック／アンロック方式を用いて伝送するよう
にしたので、伝送処理の簡素化とその伝送量を削減する
ことができる。

【００４２】（５）また、操作要領書データベースを設
けたので、操作要領書の内容を参照し標準操作を模擬す
ることができる。

【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２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３によるシミュレータ
の構成図である。

【図４】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５】この発明の実施の形態５によるシミュレータ
の構成図である。

【図６】従来のシミュレータの構成図である。

【符号の説明】

１モデル計算処理計算機、２教示処理部、３コン
ソール、４共有メモリネットワーク、５通信設備、
６訓練者コンソール、７データ制御処理部、８操
作要領書データベース。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラントの運転訓練、挙動評価を行うた
めのプラントシミュレータにおいて、分散配置した複数
の計算機と教示処理部と操作部とで構成し、プラント内
の各種プラントモデルの模擬計算機能を上記複数の計算
機で分担するようにし、上記教示処理部は上記計算機で
模擬されたプラントのデータ収集や操作者の指示を制御
する処理部とし、上記操作部は操作者が操作して上記教
示処理部に伝え運転訓練などを実施すると共に、シミュ
レーションした結果を表示する操作部としたことを特徴
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、各計算機および教示処理部を共用メモリを有するネ
ットワークで接続し、上記計算機および上記教示処理部
で共通に必要とされるプラントモデルの演算結果やプラ
ントの各種パラメータ等のデータを上記共有メモリに格
納してネットワークを通じて使用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または請求項２のシミュレータ
において、上記シミュレータの操作部とは別に第２の操
作部を設けると共に、この第２の操作部と上記シミュレ
ータ間を通信手段を介して接続し、上記第２の操作部と
上記シミュレータの操作部との両操作部から操作が行え
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２のプラントシミュレータにおい
て、共有メモリネットワーク上のデータを伝送する際、
ロック／アンロック方式の時間同期方式で伝送するよう
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１〜４のいずれか１項のプラント
シミュレータにおいて、プラント運転の標準操作を指示
した操作要領書をデータベースとして備え、通常時・異
常時のプラントの模擬挙動に応じて、上記操作要領書を
参照して操作を実行し得るようにしたことを特徴とする
プラントシミュレータ。