JPH11212622A - プラント模擬装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラント監視制御装置を実プラントと共有可
能にする。 【解決手段】 プラントプロセスの制御を行う制御演算
部１と、プラント運転員が制御演算部１とデータの入出
力を行うオペレータステーション２と、制御演算部１と
オペレータステーション２間のデータ伝送を行うプラン
トＬＡＮ３と、プラントプロセスを模擬演算するプラン
ト模擬部５とを有するプラント模擬装置において、プラ
ント模擬部５によって模擬演算されたプロセスデータを
記憶する記憶装置１３と、プラント模擬部５を制御演算
部１に接続し、記憶装置１３内のデータを用いて制御演
算部１に任意の運転状態の模擬プラントプロセスについ
ても実際のプラントプロセスの制御演算とほぼ同様に制
御演算を実行させるために必要な処理を行うシミュレー
タインタフェース部１２とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラントの運転訓
練、保守訓練およびプラントの挙動学習、または実プラ
ント向けプラント監視制御装置の試験・検証に用いられ
るプラント模擬装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のプラント模擬装置の構成を図９に
示す。この図において、制御演算部１は、プラントプロ
セスの制御を行う部分で、プラント内にある機器、すな
わちポンプ・モータ・ファン弁・遮断器・断路器・切替
器等をプラント運転員の指令もしくはここで演算された
結果に基づいて動作させる機能を持ち、通常はハードウ
ェアとソフトウェアの組み合わせによって構成される。
また、オペレータステーション（ＯＰＳ）２は、プラン
ト運転員がプラント内の様々な情報を入手したり、プラ
ント内機器や制御演算部１へ指令を出すための端末装置
であり、制御演算部１とは伝送路であるプラントＬＡＮ
３で接続される。ここで、制御演算部１とオペレータス
テーション２とプラントＬＡＮ３を組み合わせた装置を
プラント監視制御装置４と呼ぶことにする。

【０００３】このようなプラント監視制御装置４は、プ
ラント模擬装置の一部として組み込まれて使用される。
通常プラント模擬装置は、すでに建設されているかまた
は将来建設予定の、ある特定のプラントを対象モデルと
して、その静的あるいは動的な挙動を模擬させるために
構築されるが、対象プラントにおけるプラント監視制御
装置の模擬を行うために、そのプラントと同等のハード
ウェアおよびソフトウェアを使用する場合がある。これ
により、実プラントのプラント監視制御装置とプラント
模擬装置におけるその装置の模擬部分の整合性確保を容
易にしている。すなわち実際のプラントとそれを模擬し
たプラント模擬装置の間で、ハードウェアやソフトウェ
アの流用が容易になる。ただし、実際のプラントのプラ
ント監視制御装置は、信頼性向上のため、機能上の重要
度に応じて冗長化している場合が多いが、プラント模擬
装置においては冗長化を省略するなどして、単純化して
いる場合が多い。

【０００４】プラント模擬装置は、プラント監視制御装
置の模擬を行う部分以外に、プラントプロセスの模擬
や、プラントの初期状態の設定および保存や、プラント
内の部位の事故・故障の発生模擬などを行うためのプラ
ント模擬部５を有する。

【０００５】実際のプラントにおけるプラント監視制御
装置は、プラントプロセスとはプロセス入出力装置のよ
うな入出力装置を介して接続され、プラント各部の情報
を入力するとともに、プラント各部の機器に対して制御
出力するが、プラント模擬装置におけるプラント監視制
御装置４は、実際のプラントプロセスではなく、計算機
およびその上で動作するソフトウエアによって実現され
るプラント模擬部５による模擬プラントプロセスとシミ
ュレータデータ入出力部６を介して入出力を行う。

【０００６】こうしたプラント模擬装置は、プラント運
転員の教育を目的とした運転訓練シミュレータや、プラ
ント監視制御装置の保守を行うプラント保守員の教育を
目的とした保守訓練シミュレータや、あるいは実プラン
トの監視制御装置の動作試験を目的とした監視制御装置
試験用シミュレータとして応用されることが多い。

【０００７】また従来のプラントでは、図１０に示すよ
うに、プラント７からの情報を収集し後日再現させるた
めの履歴データ収集装置８が設置される場合があるが、
従来この履歴データ収集装置８は、オペレータステーシ
ョン２もしくはプラントＬＡＮ３と接続され、プラント
７とプロセス入出力装置９を介して接続されたプラント
監視制御装置４を経由してプラント情報を収集してい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】こうしたプラント模擬
装置は、前述のように運転訓練・保守訓練・監視制御装
置試験等を目的として応用されるため、訓練や試験の流
れや状況に応じて、模擬しているプラント状態を短時間
で変更したり、ある任意の時間まで模擬しているプラン
ト状態を戻しそこから訓練・試験を再開したり（バック
トラック機能）、ある任意の時間まで模擬しているプラ
ント状態を戻しそこから訓練・試験の状態を再現したり
（リプレイ機能）といった機能が要求される。それらの
機能を実現するには、プラント監視制御装置４の制御演
算部１に、実際のプラントの監視制御装置では行ってい
ないプラント模擬装置特有の仕組みを持たせる必要があ
る。しかしながら、こうした仕組みを持たせるには、一
般に、プラント監視制御装置４のハードウエアおよびソ
フトウエアの内部に手を加えることになるため、前述し
たこの種のプラント模擬装置の特徴である、実プラント
のプラント監視制御装置とプラント模擬装置のプラント
監視制御装置（すなわちプラント監視制御模擬部分）と
の整合性を犠牲にする必要があった。すなわち、実際の
プラントとそれを模擬したプラント模擬装置の間で、プ
ラント監視制御装置のハードウエアやソフトウエアの流
用の容易性を犠牲にしなければならなかった。

【０００９】しかしながら、プラント監視制御装置の模
擬を実際のプラントと同等のハードウエアおよびソフト
ウエアによって実現するには、ハードウェアの物量が多
くなるため、コストが大きくなるばかりでなく、設置ス
ペースや所要電力も大きく、これを単に運転訓練を目的
としたシミュレータに適用するには、非効率的であっ
た。

【００１０】また、実プラントの履歴データ収集装置８
をプラント監視制御装置４のオペレータステーション２
もしくはプラントＬＡＮ３に接続すると、収集する履歴
データの数が多い、あるいは収集周期が短い場合には、
プラントＬＡＮ３を流れる単位時間当たりのデータ量が
多くなるため、プラント監視制御装置４内のオペレータ
ステーション２と制御演算部１との間の情報授受という
プラントＬＡＮ３本来の目的で使用できる占有率が減少
し、プラント監視制御装置のレスポンス性能に影響を与
える結果となる。また、履歴データ収集装置８をオペレ
ータステーション２に接続した場合には、オペレータス
テーション２に履歴データ収集装置８へのデータ伝送機
能が必要となるため、上述の問題点に加え、オペレータ
ステーションそのものの負荷が重くなり、やはりレスポ
ンス性能に影響を与える結果となる。

【００１１】本発明は、かかる点に対処してなされたも
ので、実プラントとの間でプラント監視制御装置を共有
もしくは互換可能にしたプラント模擬装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１の発
明のプラント模擬装置は、プラント状態値を入力し、プ
ラント監視情報の出力およびプラント機器の操作入力を
行い、プラントプロセスを制御する制御信号を出力する
プラント監視制御装置と、任意に設定された運転状態に
ついてプラント監視制御装置からの制御信号に基づいて
プラントプロセスを模擬演算するプラント模擬演算手段
と、このプラント模擬演算手段によって模擬演算された
プラント状態値を記憶する記憶手段と、プラント監視制
御装置とプラント模擬演算手段間のデータを入出力する
とともに、記憶手段に保存されたデータを用いてプラン
ト監視制御装置に任意の運転状態の模擬プラントプロセ
スについても実際のプラントプロセスの制御演算とほぼ
同様に制御演算を実行させるために必要な処理を行うシ
ミュレータインタフェース手段とを具備することを特徴
とする。

【００１３】請求項２の発明は、請求項１のプラント模
擬装置において、プラント監視制御装置が、プラント監
視情報の出力およびプラント機器の操作入力を行うオペ
レータステーションと、シミュレータインタフェース手
段からのプラント状態値に基づいてプラント監視情報を
作成し、プラント状態値およびオペレータステーション
からの機器操作信号に基づいて制御信号を演算する制御
演算手段と、オペレータステーションと制御演算手段と
間のデータを伝送する伝送路とを具備することを特徴と
する。

【００１４】請求項１または請求項２の発明において
は、実際のプラントのプラント監視装置とプラント模擬
装置におけるプラント監視制御装置の模擬部分との間
で、ハードウェアおよびソフトウェア流用の容易性を保
持したプラント模擬装置を実現することができる。

【００１５】請求項３の発明は、請求項１または請求項
２のプラント模擬装置において、シミュレータインタフ
ェース手段および実際のプラントとの信号の入出力を行
うプロセス入出力装置のいずれかを選択しプラント監視
制御装置に接続する入出力切替手段を具備することを特
徴とする。

【００１６】請求項３の発明においては、実際のプラン
トのプラント監視制御装置をプロセス入出力装置にもプ
ラント模擬部にも接続できるようにすることで、実際の
プラントとプラント模擬装置とで、プラント監視制御装
置を共用できるようにして、ハードウェア物量を減少さ
せることができる。

【００１７】請求項４の発明は、請求項３のプラント模
擬装置において、プロセス入出力装置からのデータをプ
ラント監視御装置とシミュレータインタフェース手段の
双方に出力する分配手段と、シミュレータインタフェー
ス手段とプラント模擬手段を接続するネットワーク上に
接続され、プロセス入出力装置からのデータをシミュレ
ータインタフェース手段を介して収集し記憶する履歴デ
ータ収集装置とを具備することを特徴とする。

【００１８】請求項４の発明においては、プラントＬＡ
Ｎなどの伝送路やオペレータステーションに影響を与え
ることなく、プラントの履歴データの収集を行うことが
できる。

【００１９】請求項５の発明は、請求項４のプラント模
擬装置において、プラント模擬手段および履歴データ収
集装置のいずれかを選択しシミュレータインタフェース
手段に接続する切替手段を具備することを特徴とする。

【００２０】請求項５の発明においては、プラント監視
制御装置が、プラント模擬部での演算結果を入力してプ
ラント監視情報を出力する機能と、履歴データ収集装置
からのプラントデータを入力して過去のプラント状態を
再現する機能を兼ね備えることで、ハードウェアの物量
を減少させることができる。

【００２１】請求項６の発明は、請求項２のプラント模
擬装置において、制御演算手段が多重化され、それぞれ
シミュレータインタフェース手段および実際のプラント
との信号の入出力を行うプロセス入出力装置のいずれか
一方と入出力切替手段を介して独立して切替え可能に接
続され、かつ少なくとも一つが入出力切替手段を介して
プロセス入出力装置に接続されることを特徴とする。

【００２２】請求項６の発明においては、プラント監視
制御装置の片系をプロセス入出力装置に接続してプラン
ト制御を行い、もう片系をプラント模擬部と接続してシ
ュミレ−ション演算を行うことができ、実プラントのプ
ラント監視制御装置を共用して、プラント模擬装置のハ
ードウェアの物量を減少させることができる。

【００２３】請求項７の発明は、請求項６のプラント模
擬装置において、プラント監視制御装置が、多重化され
た制御演算手段のそれぞれの異常を検出し、プロセス入
出力装置に接続された制御演算手段が異常となったと
き、入出力切替手段に切替指令を出力してプロセス入出
力装置の接続先を異常な制御演算手段から正常な前記制
御演算手段に切替える異常検出手段を具備することを特
徴とする。

【００２４】請求項７の発明においては、プラント監視
制御装置の片系でプラント制御を行い、もう片系でシュ
ミレ−ション演算を行い、プラント制御側の系が故障し
た場合に、もう片系をプロセス入出力装置側へ切替え接
続するようにすることで、プラント監視制御装置本来の
目的である実プラントの監視制御に影響を与えることな
く、プラント模擬装置とプラント監視制御装置を共用し
て、ハードウェアの物量を減少させることができる。

【００２５】請求項８の発明は、請求項６または７のプ
ラント模擬装置において、多重化された制御演算手段の
いずれか１つを選択して前記伝送路に接続する伝送路接
続切替手段を具備することを特徴とする。

【００２６】請求項８の発明においては、プラント模擬
装置を使用するとき、シュミレ−ション演算を行う制御
演算手段に接続することにより、プラント制御を継続し
つつ任意にプラント運転訓練を行うことができる。

【００２７】請求項９の発明は、請求項６または７のプ
ラント模擬装置において、伝送路が多重化された制御演
算手段に対応して多重化され、複数のオペレータステー
ションが、それぞれ独立に多重化された伝送路のいずれ
かと切替え可能に接続されることを特徴とする。

【００２８】請求項９の発明においては、プラント監視
制御装置本来の目的である実プラントの監視制御に影響
を与えることなく、プラント運転訓練とプラント制御を
並行して行うことができ、ハードウェアの物量を減少さ
せることができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を説明する。なお、共通する部分には同一符号
を付して、重複する説明は省略する。

【００３０】図１は、本発明の第１の実施の形態のプラ
ント模擬装置を示すもので、プラントプロセスの制御を
行う制御演算部１と、プラント運転員が制御演算部１と
データの入出力を行うオペレータステーション２と、制
御演算部１とオペレータステーション２間のデータ伝送
を行うプラントＬＡＮ３と、プラントプロセスを模擬演
算するプラント模擬部５と、プラント模擬部５に模擬設
定および模擬要求を行うインストラクタコンソール１１
と、プラント模擬部５を制御演算部１に接続するシミュ
レータインタフェース部１２と、シミュレータインタフ
ェース部１２を介してプラント模擬部５からのプラント
状態値（模擬プロセスデータ）を記憶する記憶装置１３
とで構成されている。

【００３１】本実施の形態において、制御演算部１は、
プラント内にある機器、すなわちポンプ・モータ・ファ
ン弁・遮断器・断路器・切替器等をプラント運転員の指
令もしくはここで演算された結果に基づいて動作させる
機能を持ち、通常はハードウェアとソフトウエアの組み
合わせによって構成される。

【００３２】オペレータステーション２は、プラント運
転員がプラント内の様々な情報を入手したり、プラント
内機器や制御演算部１へ指令を出すための端末装置であ
り、通常複数設置される。

【００３３】制御演算部１とオペレータステーション２
はプラントＬＡＮ３で接続され、プラント模擬装置の一
部として組み込まれるプラント監視制御装置４を構成す
る。

【００３４】プラント模擬部５は、インストラクタコン
ソール１１からの模擬要求によりプラントプロセスの模
擬や、プラントの初期状態の設定および保存や、プラン
ト内の部位の事故・故障の発生模擬などを行う。その
際、プラント監視制御装置４からの制御信号を入力して
プラント状態の模擬演算を行い、その模擬演算結果を再
びプラント監視制御装置４へ出力する。

【００３５】シミュレータインタフェース部１２は、プ
ラント監視制御装置４とプラント模擬部５とのデータ入
出力機能を有する他、本来実プラントで適用されるプラ
ント監視制御装置４をプラント模擬装置に組み込む際に
必要となる以下の機能を有する。

【００３６】前述したように、プラント模擬装置に実プ
ラントと同等のプラント監視制御装置４を組み込む場合
の最大の長所は互換性である。つまり、実プラントのプ
ラント監視制御装置４に組み込まれた制御ソフトを、何
ら手を加えることなく、プラント模擬装置で使用できれ
ば、実プラントの制御ソフトが変更された場合も、それ
をプラント模擬装置に複写することで、プラント模擬装
置側の制御ソフト変更を効率的に行うことができる。ま
た、実プラント側に制御ソフト変更の必要性が生じた場
合、まずプラント模擬装置側の制御ソフトを変更して検
証した後、それを実プラント側に複写するという方法も
可能となる。しかしながら、プラント模擬装置には、シ
ミュレーション実行／停止機能・初期状態設定／保存機
能・バックトラック機能・リプレイ機能といった実プラ
ントにはないプラント模擬装置特有の機能を実現する必
要があり、その実現のために制御ソフトの変更が生じる
のでは互換性を持つことができない。

【００３７】そこで、互換性維持のため、こうしたプラ
ント模擬装置特有の機能実現のための追加機能を全てシ
ミュレータインタフェース部１２で持つこととする。

【００３８】例えばシミュレーション実行／停止機能の
ため、シミュレータインタフェース部１２に制御演算部
１の演算を停止させたり再実行させる機能を持たせる。

【００３９】また、初期状態設定／保存機能・バックト
ラック機能・リプレイ機能のため、制御演算部１へ初期
値データを設定したり、逆に制御演算部１の内部データ
を保存する機能を持たせる。積分回路の前回値や時限回
路の経過時間等が典型的な保存対象である。

【００４０】さらに、実プラントにおけるプラントプロ
セスは時間経過とともに常に連続的に変化するが、プラ
ント模擬装置の場合には、初期状態設定機能・バックト
ラック機能・リプレイ機能のために、あるプラント状態
から別のプラント状態へ瞬時に移行する。つまりプラン
トプロセスが必ずしも連続的でない。制御演算部１内に
は、通常、内部信号に対する微分回路や変化率制限回路
等が存在するが、プラントプロセスが非連続的に変化し
た場合、これらの回路が制御出力等に対し悪影響を及ぼ
す場合がある。これを回避するため、シミュレータイン
タフェース部１２に制御演算部１内の微分回路の動作抑
制・変化率制限回路の動作抑制といった機能も持たせ
る。

【００４１】記憶装置１３は、シミュレータインタフェ
ース部１２に接続され、前述の初期値データの保存のた
めのデータの格納場所となる。

【００４２】以上の説明からも明らかなように、本実施
の形態によれば、実際のプラントのプラント監視装置と
プラント模擬装置におけるプラント監視制御装置との間
のハードウェアおよびソフトウェアの流用の容易性を確
保することができる。

【００４３】図２は、本発明の第２の実施の形態のプラ
ント模擬装置を示すもので、図１に示す第１の実施の形
態と比較して、プラント監視制御装置４の制御演算部１
とシミュレータインタフェース部１２との間に入出力切
替部２１が設けられ、入出力切替部２１によりプラント
監視制御装置４の制御演算部１はプロセス入出力装置９
と接続可能となっている。

【００４４】本実施の形態において、プロセス入出力装
置９は実プラントとの入出力を行い、制御演算部１から
の制御信号をプラント各部の機器に対して出力する一
方、プラント各部のセンサから入力された状態値を制御
演算部１に対して出力する。

【００４５】入出力切替部２１は、制御演算部１の接続
先をプロセス入出力装置９とするか、あるいはシミュレ
ータインタフェース部１２とするかを選択するスイッチ
で、プロセス入出力装置側の場合には、プラント監視制
御装置４は実プラントの監視制御を可能とし、シミュレ
ータインタフェース側の場合には、プラント監視制御装
置４はプラント模擬装置におけるプラント監視制御を可
能とする。

【００４６】以上の説明からも明らかなように、本実施
の形態によれば、入出力切替部２１を設けることによ
り、プラント監視制御装置４を実プラントとの間で共用
可能に設置することができる。

【００４７】図３は、本発明の第３の実施の形態のプラ
ント模擬装置を示すもので、図２に示す第２の実施の形
態と比較して、プロセス入出力装置９から制御演算部１
へのデータへのデータをシミュレータインタフェース部
１２へ分配する分配部３１と、シミュレータインタフェ
ース部１２を経由して分配部３１からのデータを収集す
る履歴データ収集装置８と、履歴データ収集装置８の収
集データを用いて過去のプラント状態を再現する履歴デ
ータ再現用端末３２が付加されている。

【００４８】次に、本実施の形態の作用を説明する。プ
ラント模擬装置におけるプラント監視制御を行う場合に
は、第２の実施の形態と同様に入出力切替部２１により
制御演算部１がシミュレータインタフェース部１２に接
続される。

【００４９】一方、実プラントの監視制御を行う場合に
は、入出力切替部２１によって制御演算部１の接続先と
してプロセス入出力装置９が選択される。入出力切替部
２１がプロセス入出力装置９側に選択されると、分配部
３１は、プロセス入出力装置９によって入力されたプラ
ントからのプロセス信号を制御演算部１へ送信する一方
で、シミュレータインタフェース部１２にも分配して送
信する。

【００５０】履歴データ収集装置８は、分配部３１から
シミュレータインタフェース部１２を経由して送信され
るプラント状態値および制御演算部１からプロセス入出
力装置９に出力される制御出力をある一定の周期または
イベントごとに記憶する。履歴データ収集装置８に記憶
されたデータは、オペレータからの要求により、履歴デ
ータ再現用端末３２にて任意に過去のプラント状態を再
現することができる。

【００５１】以上の説明からも明らかなように、本実施
の形態によれば、プロセス入出力装置９と制御演算部１
の間に分配部３１を設け、プロセス入出力装置９と制御
演算部１間のデータをシミュレータインタフェース部１
２に分配して送信可能に構成することにより、シミュレ
ータインタフェース部１２に履歴データ収集装置８を接
続することができ、プラントＬＡＮ３またはオペレータ
ステーション２に影響を与えることなくプラントの履歴
データの収集を行うことができる。

【００５２】図４は、本発明の第４の実施の形態のプラ
ント模擬装置を示すもので、図３に示す第３の実施の形
態と比較して、制御演算部１との接続の有無によりシミ
ュレータインタフェース部１２へデータを分配するか否
かの選択機能を有する分配部３１の代わりにプロセス入
出力装置９から制御演算部１へのデータを随時分配する
分配部４１が設けられ、入出力切替部２１の代わりに制
御演算部１と分配部４１の間、分配部４１とシミュレー
タインタフェース部１２の間、および制御演算部１とシ
ミュレータインタフェース部１２の間にそれぞれスイッ
チ（ＳＷ−ａ、ＳＷ−ｂ、ＳＷ−ｃ）が設けられ、さら
にシミュレータインタフェース部１２と履歴データ収集
装置８の間、およびシミュレータインタフェース部１２
とプラント模擬部５の間にそれぞれスイッチ（ＳＷ−
ｄ、ＳＷ−ｅ）が付加され、履歴データ再現用端末３２
が削除されている。

【００５３】次に、本実施の形態の作用を説明する。プ
ラント監視制御装置４にて実プラントの監視制御を行う
場合には、ＳＷ−ａ、ＳＷ−ｂおよびＳＷ−ｄを接続側
に設定し、ＳＷ−ｃおよびＳＷ−ｅを非接続側に設定す
る。

【００５４】このスイッチ状態において、分配部４１
は、プロセス入出力装置９からの入力信号を制御演算部
１およびシミュレータインタフェース部１２に送信す
る。

【００５５】履歴データ収集装置８は、シミュレータイ
ンタフェース部１２と接続され、プロセス入出力装置９
から入力されるプラント状態値をある一定の周期または
イベントごとに記憶する。

【００５６】プラント監視制御装置４にて模擬プラント
の監視制御を行う場合には、ＳＷ−ａ、ＳＷ−ｂおよび
ＳＷ−ｄを非接続側に設定し、ＳＷ−ｃおよびＳＷ−ｅ
を接続側に設定する。これにより、図１に示す第１の実
施の形態と同一の接続経路が形成される。

【００５７】履歴データ収集装置８に収集された履歴デ
ータを再現する場合には、ＳＷ−ｄおよびＳＷ−ｃを接
続側に設定し、ＳＷ−ｅを非接続側に設定をする。これ
により、プラント監視制御装置４は履歴データ収集装置
８からの履歴データに基づいて制御演算部１によりプラ
ント状態を再現してオペレータステーション２に提示す
ることができる。

【００５８】以上の説明から明らかなように、本実施の
形態によれば、１つのプラント監視制御装置で、実プラ
ントの監視制御と履歴データ収集装置でのデータ収集／
再現が可能な他、プラント模擬装置としても使用するこ
とができる。

【００５９】図５は、本発明の第５の実施の形態のプラ
ント模擬装置を示すもので、プラントＬＡＮ３に接続さ
れるオペレータステーション２と、２重化された制御演
算部１Ａ、１Ｂ（それぞれＡ系、Ｂ系とする）と、Ａ
系、Ｂ系のいずれかの制御演算部１Ａ、１Ｂを選択して
プラントＬＡＮ３に接続するＬＡＮ接続切替部５１と、
対応する制御演算部１Ａ、１Ｂの接続先をシミュレータ
インタフェース部１２とプロセス入出力装置９間で切り
替える入出力切替部２１Ａ、２１Ｂと、シミュレータイ
ンタフェース部１２に接続されるプラント模擬部５と、
シミュレータインタフェース部１２を介してプラント模
擬部５からの模擬プロセスデータを記憶する記憶装置１
３と、プラント模擬部５に模擬設定および模擬要求を行
うインストラクタコンソール１１と、対応する制御演算
部１Ａ、１Ｂの状態およびプラントの異常を監視し、Ｌ
ＡＮ接続切替部５１および入出力切替部２１Ａ、２１Ｂ
に切替指令を出力する異常検出部５２Ａ、５２Ｂとで構
成されている。

【００６０】次に、本実施の形態の作用を説明する。こ
こで、図５に示すように、Ａ系の制御演算部１Ａがプロ
セス入出力装置９に接続されて実プラントの監視制御を
行い、Ｂ系の制御演算部１Ｂがシミュレータインタフェ
ース部１２およびプラントＬＡＮ３に接続されてプラン
ト模擬訓練を行っているものとする。

【００６１】このような監視制御体制で、Ａ系の制御演
算部１Ａが異常となった場合には、Ａ系の異常検出部５
２Ａがこれを検出し、異常となったＡ系の制御演算部１
Ａの接続先をプロセス入出力装置９からシミュレータイ
ンタフェース部１２に切替え、正常側のＢ系の制御演算
部１Ｂの接続先をシミュレータインタフェース部１２か
らプロセス入出力装置９に切替えるよう切替指令を入出
力切替部２１Ａ、２１Ｂに出力する。切替えた後の状態
を図６に示す。これにより、正常側の制御演算部１Ｂが
プロセス入出力装置９およびプラントＬＡＮ３と接続さ
れ、実プラントの監制御機能が継続される。

【００６２】また図５において、Ｂ系の制御演算部１Ｂ
が異常となった場合は、入出力切替部２１Ａ、２１Ｂの
接続状態はそのままで、Ｂ系の異常検出部５２Ｂによ
り、オペレータステーション２がＡ系の制御演算部１Ａ
と接続され、プラント模擬訓練から実プラントの監視画
面に切替えられる。

【００６３】また図５において、実プラントに警報が発
生した場合には、実プラントを監視制御している制御演
算部１Ａから異常検出部５２Ａが警報発生通知を受け、
ＬＡＮ接続切替部５１に切替指令を出してオペレータス
テーション２を実プラントの監視に切替える。

【００６４】以上の説明からも明らかなように、本実施
の形態によれば、２重化された制御演算部によりそれぞ
れ実プラントの監視制御とプラント模擬訓練を行うこと
ができる。また、一方の制御演算部が異常となった場合
には、異常検出部により正常側の制御演算部にて実プラ
ントの監視制御を行うよう制御することができる。ま
た、オペレータステーション２は、プラント模擬訓練を
行っている場合には、プラント模擬部の監視制御を行っ
ている制御演算部と接続され、実プラントに警報などの
異常が発生した場合には、実プラントの監視制御を行っ
ている制御演算部と接続される。

【００６５】図７は、本発明の第６の実施の形態のプラ
ント模擬装置を示すもので、図５に示す第５の実施の形
態と比較して、制御演算部１Ａ、１Ｂが２重化されたプ
ラントＬＡＮ３Ａ、３Ｂとそれぞれ接続されるととも
に、異常検出部５２Ａ、５２Ｂからの切替指令により複
数のオペレータステーション（ＯＰＳ-1、ＯＰＳ-2、Ｏ
ＰＳ-3、…）２のそれぞれをＡ系に接続するかＢ系に接
続するかを選択して切替えるＯＰＳ切替部６１が設けら
れている。

【００６６】また、本実施の形態においては、異常検出
部５２Ａ、５２Ｂが対応する制御演算部１Ａ、１Ｂの異
常を検出した際には、入出力切替部２１Ａ、２１Ｂおよ
びＯＰＳ切替部６１に切替指令を発し、正常側の制御演
算部１をプロセス入出力装置９および全オペレータステ
ーション２と接続させる。

【００６７】次に、本実施の形態の作用を説明する。図
７において、Ａ系の制御演算部１Ａがプロセス入出力装
置９と接続され実プラントの監視制御を行い、Ｂ系の制
御演算部１Ｂがプラント模擬部５と接続されプラント模
擬演算を行っている。さらに、オペレータステーション
２のうちＯＰＳ-1と０ＰＳ-2は制御演算部１Ａと接続さ
れ、プラントの監視制御を行っており、０ＰＳ-3は制御
演算部１Ｂ系と接続され、プラント模擬訓練を行ってい
る。

【００６８】ここで、Ａ系の異常検出部５２Ａが演算制
御部１Ａの異常を検出した場合、異常検出部５２ＡはＯ
ＰＳ切替部６１および入出力切替部２１Ａ、２１Ｂに切
替指令を発し、演算制御部１Ａの接続先をプロセス入出
力装置９からシミュレータインターフェース部１２へ、
制御演算部１Ｂの接続先をシミュレータインターフェー
ス部１２からプロセス入出力装置９へ切替えるととも
に、ＯＰＳ-1と０ＰＳ-2をＢ系のプラントＬＡＮ３Ｂに
接続する。ＯＰＳ切替部６１および入出力切替部２１
Ａ、２１Ｂの各スイッチ状態を図８に示す。これによ
り、正常側のＢ系制御演算部１Ｂがプロセス入出力装置
９および全オペレータステーション２（ＯＰＳ-1、ＯＰ
Ｓ-2、ＯＰＳ-3、…）と接続され、実プラント監視制御
機能が継続される。

【００６９】以上の説明からも明らかなように、本実施
の形態によれば、制御演算部１とこれに接続されるプラ
ントＬＡＮ３を２重化し、各オペレータステーション２
を切替え可能にプラントＬＡＮ３Ａ、３Ｂに接続するこ
とにより、実プラントの監視制御とプラント模擬訓練を
同時に行うことができる。また、一方の制御演算部が異
常となった場合には、異常検出部により正常側の制御演
算部にて実プラントの監視制御を行うよう制御すること
ができる。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
プラント監視制御装置の制御演算手段とプラント模擬手
段との間にシミュレータインタフェース手段とそれと接
続される記憶装置を設け、そこでプラント模擬装置特有
の仕組みを全て持つことにより、実際のプラントのプラ
ント監視制御装置とプラント模擬装置におけるプラント
監視制御装置との間で、ハードウェアおよびソフトウェ
ア流用の容易性を保持することができる。

【００７１】また本発明によれば、プラント監視制御装
置の制御演算手段とシミュレータインタフェース手段の
間に制御演算手段をプロセス入出力装置とも接続可能に
する切替手段を設けることにより、プラント監視制御装
置を実際のプラントとプラント模擬装置とで共用可能に
することができ、ハードウェアの物量を減少させること
ができる。

【００７２】また本発明によれば、プラントとプラント
監視制御装置との間に接続されるプロセス入出力装置に
プラントとプラント監視制御装置間のデータをシミュレ
ータインタフェース手段に分配する分配手段を設けるこ
とにより、プラント模擬装置に履歴デ−タ収集装置を接
続することができ、プラント監視制御装置に負荷を与え
る与えることなく、プラントの履歴データの収集を行う
ことができる。

【００７３】また本発明によれば、プラント監視制御装
置の制御演算手段を多重化し、それぞれにプロセス入出
力装置とシミュレータインタフェース手段のいずれかを
選択して接続する切替手段を設けることにより、実プラ
ントの監視制御とプラントの模擬訓練を同時に実施する
ことができる。

【００７４】また本発明によれば、多重化した制御演算
手段の異常を検出する手段を設けることにより、プラン
ト制御を行っている制御演算手段が故障した場合に、プ
ラント模擬を行っている正常な制御演算手段をプラント
制御に切替えてプラント制御を継続させることができ、
実プラントの監視制御に影響を与えることなく、プラン
ト監視制御装置をプラント模擬装置と共用することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態のプラント模擬装置
を示すブロック図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態のプラント模擬装置
を示すブロック図である。

【図３】本発明の第３の実施の形態のプラント模擬装置
を示すブロック図である。

【図４】本発明の第４の実施の形態のプラント模擬装置
を示すブロック図である。

【図５】本発明の第５の実施の形態のプラント模擬装置
を示すブロック図である。

【図６】図５において制御演算部に故障が発生した場合
のスイッチ動作例を示すブロック図である。

【図７】本発明の第６の実施の形態のプラント模擬装置
を示すブロック図である。

【図８】図７において制御演算部に故障が発生した場合
のスイッチ動作例を示すブロック図である。

【図９】プラント模擬装置の従来構成例を示すブロック
図である。

【図１０】実プラントの監視制御システムの従来例を示
すブロック図である。

【符号の説明】

１、１Ａ、１Ｂ…………制御演算部 ２…………オペレータステーション（ＯＰＳ） ３、３Ａ、３Ｂ…………プラントＬＡＮ ４…………プラント監視制御装置 ５…………プラント模擬部 ８…………履歴データ収集装置 ９…………プロセス入出力装置 １１…………インストラクタコンソール １２…………シミュレータインタフェース部 １３…………記憶装置 ２１、２１Ａ、２１Ｂ…………入出力切替部 ３１、４１…………分配部 ３２…………履歴データ再現用端末 ５１…………ＬＡＮ接続切替部 ５２Ａ、５２Ｂ…………異常検出部 ６１…………ＯＰＳ切替部

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラント状態値を入力し、プラント監視
   情報の出力およびプラント機器の操作入力を行い、プラ
   ントプロセスを制御する制御信号を出力するプラント監
   視制御装置と、 任意に設定された運転状態について前記プラント監視制
   御装置からの制御信号に基づいてプラントプロセスを模
   擬演算するプラント模擬演算手段と、 このプラント模擬演算手段によって模擬演算されたプラ
   ント状態値を記憶する記憶手段と、 前記プラント監視制御装置と前記プラント模擬演算手段
   間のデータを入出力するとともに、前記記憶手段に保存
   されたデータを用いて前記プラント監視制御装置に任意
   の運転状態の模擬プラントプロセスについても実際のプ
   ラントプロセスの制御演算とほぼ同様に制御演算を実行
   させるために必要な処理を行うシミュレータインタフェ
   ース手段とを具備することを特徴とするプラント模擬装
   置。
2. 【請求項２】 前記プラント監視制御装置が、 プラント監視情報の出力およびプラント機器の操作入力
   を行うオペレータステーションと、 前記シミュレータインタフェース手段からのプラント状
   態値に基づいてプラント監視情報を作成し、前記プラン
   ト状態値データおよび前記オペレータステーションから
   の機器操作信号に基づいて制御信号を演算する制御演算
   手段と、 前記オペレータステーションと前記制御演算手段と間の
   データを伝送する伝送路とを具備することを特徴とする
   請求項１記載のプラント模擬装置。
3. 【請求項３】 前記シミュレータインタフェース手段お
   よび実際のプラントとの信号の入出力を行うプロセス入
   出力装置のいずれかを選択し前記プラント監視制御装置
   に接続する入出力切替手段を具備することを特徴とする
   請求項１または２記載のプラント模擬装置。
4. 【請求項４】 前記プロセス入出力装置からのデータを
   前記プラント監視御装置と前記シミュレータインタフェ
   ース手段の双方に出力する分配手段と、 前記シミュレータインタフェース手段と前記プラント模
   擬手段を接続するネットワーク上に接続され、前記プロ
   セス入出力装置からのデータをシミュレータインタフェ
   ース手段を介して収集し記憶する履歴データ収集装置と
   を具備することを特徴とする請求項３記載のプラント模
   擬装置。
5. 【請求項５】 前記プラント模擬手段および前記履歴デ
   ータ収集装置のいずれかを選択し前記シミュレータイン
   タフェース手段に接続する切替手段を具備することを特
   徴とする請求項４記載のプラント模擬装置。
6. 【請求項６】 前記制御演算手段が多重化され、それぞ
   れ前記シミュレータインタフェース手段および実際のプ
   ラントとの信号の入出力を行うプロセス入出力装置のい
   ずれか一方と入出力切替手段を介して独立して切替え可
   能に接続され、かつ少なくとも一つが前記入出力切替手
   段を介して前記プロセス入出力装置に接続されることを
   特徴とする請求項２記載のプラント模擬装置。
7. 【請求項７】 前記プラント監視制御装置が、前記多重
   化された制御演算手段のそれぞれの異常を検出し、前記
   プロセス入出力装置に接続された制御演算手段が異常と
   なったとき、前記入出力切替手段に切替指令を出力して
   前記プロセス入出力装置の接続先を異常な前記制御演算
   手段から正常な前記制御演算手段に切替える異常検出手
   段を具備することを特徴とする請求項６記載のプラント
   模擬装置。
8. 【請求項８】 前記多重化された制御演算手段のいずれ
   か１つを選択して前記伝送路に接続する伝送路接続切替
   手段を具備することを特徴とする請求項６または７記載
   のプラント模擬装置。
9. 【請求項９】 前記伝送路が前記多重化された制御演算
   手段に対応して多重化され、複数の前記オペレータステ
   ーションが、それぞれ独立に前記多重化された伝送路の
   いずれかと切替え可能に接続されることを特徴とする請
   求項６または７記載のプラント模擬装置。