JPH11282335A - 故障診断訓練装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 訓練者自らの客観的な状況判断に基づく効果
的な故障診断学習を可能とする故障診断訓練装置を提供
する。 【解決手段】 中央制御装置を模擬した中央模擬制御装
置２と、プラント機器の設置現場で所要操作を行う現場
機器操作装置を模擬し、その模擬画像を表示する模擬画
像表示手段１７を備えた現場機器模擬操作装置３と、当
該装置２、３からの操作入力データに基づいてプラント
機器の諸動作をシミュレーションし所定の状態変数を出
力するプロセスシミュレータ１と、プラント機器の模擬
的な故障発生を指示する故障発生指示手段１８とを備え
てなり、プラント機器が故障状態か否かを問い合わせる
操作入力に基づいて、そのプラント機器が故障状態にあ
る場合に表示属性をその故障状態が一見して認知できな
い故障非表示状態から一見して認知できる故障表示状態
に切り替える故障表示切替手段１９を備えてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多くの知識や経験
が要求される複雑なプラント機器の運転制御を行い得る
運転員を早期に養成するための運転訓練支援装置におい
て、当該プラント機器に異常が発生した場合の故障診断
能力の養成を可能とする故障診断訓練装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の運転訓練支援装置としては、例
えば、複数のプラント機器に対して集中して所要の操作
及び監視を行う中央制御装置を模擬した中央模擬制御装
置、前記プラント機器の設置現場において所要の操作を
行う現場機器操作装置を模擬した現場機器模擬操作装
置、前記中央模擬制御装置または前記現場機器模擬操作
装置からの操作入力データに基づいて前記プラント機器
の諸動作をシミュレーションして所定の状態変数を出力
するプロセスシミュレータ、及び、前記プラント機器の
設置現場の模擬画像を表示する模擬画像表示手段等を備
えたものがあった（特開平７−１６０１８８号公報）。
また、かかる運転訓練支援装置において、前記プロセス
シミュレータに前記プラント機器の模擬的な故障発生を
予めプログラムしておくことにより、前記プラント機器
に故障が発生した場合等の異常事態に対応するための訓
練も可能であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
運転訓練支援装置では、前記模擬画像表示手段等により
異常状態が視覚的或いは聴覚的に容易に認識可能な構成
となっているため、訓練者が自らの客観的な状況判断に
基づいて故障が発生しているプラント機器を特定すると
いう学習を阻害する結果となっていた。本発明は斯かる
問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、訓練者が
自らの客観的な状況判断に基づいて故障が発生している
プラント機器を特定できる構成によって効果的な故障診
断学習を可能とする故障診断訓練装置を提供する点にあ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明に係る故障診断訓練装置の第一の特徴構成は、
特許請求の範囲の欄の請求項１に記載した通り、プラン
ト機器に対して集中して所要の操作及び監視を行う中央
制御装置を模擬した中央模擬制御装置と、前記プラント
機器の設置現場において所要の操作を行う現場機器操作
装置を模擬した現場機器模擬操作装置と、前記中央模擬
制御装置または前記現場機器模擬操作装置からの操作入
力データに基づいて前記プラント機器の諸動作をシミュ
レーションして所定の状態変数を出力するプロセスシミ
ュレータと、前記プロセスシミュレータに前記プラント
機器の模擬的な故障発生を指示する故障発生指示手段と
を備えてなり、前記現場機器模擬操作装置が前記プラン
ト機器の設置現場の模擬画像を表示する模擬画像表示手
段を備えている故障診断訓練装置であって、前記模擬画
像表示手段に表示されているプラント機器が故障状態に
あるか否かを問い合わせる前記現場機器模擬操作装置へ
の操作入力に基づいて、そのプラント機器が故障状態に
ある場合に、その模擬画像の表示属性を前記プラント機
器の故障状態が一見して認知できない故障非表示状態か
らその故障状態が一見して認知できる故障表示状態に切
り替える故障表示切替手段を備えてなる点にある。

【０００５】同第二の特徴構成は、特許請求の範囲の欄
の請求項２に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加
えて、前記現場機器模擬操作装置への操作入力に基づい
て、前記プロセスシミュレータにおける前記表示属性が
故障表示状態にあるプラント機器の模擬的な故障発生を
停止する故障発生停止手段を備えている点にある。

【０００６】同第三の特徴構成は、特許請求の範囲の欄
の請求項３に記載した通り、上述の第一または第二の特
徴構成に加えて、前記故障表示切替手段に対する前記現
場機器模擬操作装置への操作入力が、前記模擬画像表示
手段に表示されているプラント機器が故障状態でされた
か否かを識別する入力操作識別手段と、前記入力操作識
別手段の識別結果及び前記現場機器模擬操作装置または
前記中央模擬制御装置への各操作入力を受信可能に構成
され、且つ、前記故障発生指示手段を備えてなる教官用
コンソールとを備えている点にある。

【０００７】以下にこれら特徴構成における作用並びに
効果を説明する。第一の特徴構成によれば、前記プロセ
スシミュレータは、訓練者の入力操作によって生成され
た前記中央模擬制御装置または前記現場機器模擬操作装
置からの操作入力データに基づいて前記プラント機器の
諸動作をシミュレーションを実行するが、前記故障発生
指示手段からの指示によって前記プラント機器の内の特
定の機器に所定の故障状態が設定されると、その故障状
態を反映したシミュレーション結果が前記プラント機器
の各部の状態変数として前記中央模擬制御装置及び前記
現場機器模擬操作装置に出力され、斯かる状態変数に基
づいて前記模擬画像表示手段に前記プラント機器の設置
現場における模擬画像の表示属性が故障非表示状態のも
のが表示される。従って、訓練者の入力操作によって偶
然に故障発生に係るプラント機器の模擬画像が前記模擬
画像表示手段に表示されても、その模擬画像自体からは
そのプラント機器が故障であると直接は判断できないた
め、訓練者が前記中央模擬制御装置や前記現場機器模擬
操作装置の状態或いは他のプラント機器の模擬画像表示
等に基づく客観的な状況判断を行い、前記現場機器模擬
操作装置への入力操作によって故障発生に係るプラント
機器を単に表示させるだけでなく故障であると特定する
確認的な入力操作をしなければ、当該故障機器の模擬画
像の表示属性が故障状態が一見して認知できる故障表示
状態に変化した状態で表示されないので、その訓練者は
斯かる客観的状況判断の訓練を自然に行うことができる
のである。つまり、訓練者は斯かる確認的な入力操作に
よって、当該故障機器の模擬画像が故障状態が一見して
認知できる状態に変化すれば、自らが行った状況判断が
正しかったことが確認でき、そうでない場合は、誤って
いたことが確認でき、斯かる作業の反復により故障診断
訓練が効果的に行われるのである。

【０００８】更に、第二の特徴構成によれば、訓練者が
自らが行った状況判断が正しかったことが確認できた場
合は、その故障発生を停止することができるため、当該
故障機器を修理した後の処置についての訓練が行えるの
である。また、二以上のプラント機器で前記故障発生が
起こっていた場合、その内の一の故障を発見修理したこ
とに伴う前記中央模擬制御装置や前記現場機器模擬操作
装置の状態或いは他のプラント機器の模擬画像表示等の
変化に基づいて、他の故障機器についても故障診断訓練
を連続して行うことができ、より実際に近い状況での故
障診断訓練が可能となるのである。

【０００９】第三の特徴構成によれば、前記教官用コン
ソールから所定の故障発生を指示して故障診断訓練を開
始すると、訓練者の最終的な故障診断に至るまでの経過
が前記現場機器模擬操作装置または前記中央模擬制御装
置への操作入力即ち訓練者の入力操作の操作内容及びそ
の操作順序が前記教官用コンソールに送信され、訓練者
の故障診断があった場合にそれが正しい故障診断であっ
たか否かが前記入力操作識別手段によって識別され前記
教官用コンソールに送信されるため、前記教官用コンソ
ールにおいて、最終的な故障診断が正しいか否かが容易
に判定でき、更に、夫々の故障診断に至るまでの経過を
評価することもできるのである。また、それらの評価結
果に基づいて適切な故障発生を適宜指示することがで
き、故障診断訓練がより効率的に行うことができるので
ある。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に本発明に係る故障診断訓練
装置のゴミ焼却プラントのプラント運転訓練シミュレー
タに適用した実施の形態を図面に基づいて説明する。

【００１１】図１に示すように、故障診断訓練装置は、
ゴミ焼却プラントを構成する各種のプラント機器に対し
て集中して所要の操作を行う中央制御装置を模擬した中
央模擬制御装置２と、前記プラント機器の設置現場にお
いて所要の操作を行う複数の現場機器操作装置を統括模
擬した現場機器模擬操作装置３と、前記中央模擬制御装
置２または前記現場機器模擬操作装置３からの操作入力
データに基づいて前記プラント機器の諸動作をシミュレ
ーションして所定のプロセスデータを含む状態変数を出
力するプラントシミュレータ１と、所定の故障診断訓練
シナリオを設定入力する教官用コンソール４と、炉内の
燃焼火炎やボイラ水位計等の実際のプラントの所定箇所
に配されたモニタカメラの入力画像に関する模擬画像等
を表示出力するモニタ装置５等を備えて構成してあり、
前記プラントシミュレータ１から他の構成装置に対して
ポーリング／セレクティング方式により通信を行う通信
ネットワーク６で接続してある。

【００１２】前記教官用コンソール４は、前記プラント
シミュレータ１に対して前記プラント機器の内部状態を
所定の模擬的な故障状態に設定指示する故障発生指示手
段１８を備えている。この故障発生指示手段１８は、前
記通信ネットワーク６を介して、前記教官用コンソール
４内のファイルメモリ装置に格納されている前記故障診
断訓練シナリオに従って、前記故障発生を指示したり、
或いは、前記教官用コンソール４からの操作入力で適宜
故障発生を設定できる構成となっている。

【００１３】前記中央模擬制御装置２は、実際のゴミ焼
却プラントの中央制御室に設置された分散型中央制御装
置と略同等のハードウェア構成で、オペレータ端末であ
る中央模擬操作部２ａと、前記中央模擬操作部２ａから
の操作入力と前記プラントシミュレータ１から炉内温度
や蒸気圧力といった所定の状態変数の入力に対応して予
め設定されている制御プログラムに基づいて前記プラン
トシミュレータ１に所定の制御信号を出力する中央模擬
制御部２ｂとを分散制御システム用ネットワーク６ａで
接続して構成してある。

【００１４】前記現場機器模擬操作装置３は、各種プラ
ント機器類の状態を設置現場に赴くまでもなく、その現
場のプラント機器に設置されている表示メータ、表示ラ
ンプ、操作スイッチ等を、前記中央模擬制御装置２の設
置された訓練現場に居ながらもあたかも現場に赴いて目
視確認または操作する如く疑似体験可能な操作装置であ
り、図２に示すように、前記プラント機器の設置現場に
おける模擬画像を表示する模擬画像表示手段１７と、前
記ネットワーク６を介してデータをやり取りするインタ
ーフェース制御部１４，１５，１６と、前記模擬画像表
示手段１７にグラフィック表示されたプラント機器に対
して所要の操作入力を行うマウスやタッチパネル等の座
標入力機器で構成される操作入力部１３とを備えて構成
してある。

【００１５】前記プラントシミュレータ１は、図１に示
すように、燃焼系統、送風系統、排ガス処理系統、発電
系統等実際のプラント機器に対応して各系統毎に数式モ
デル化された系統別シミュレータの集合で構成してあ
り、各系統別シミュレータは、前記中央模擬制御装置
２、前記現場機器模擬操作装置３等からの制御データ及
び他系統のシミュレータから入力されたプロセスデー
タ、前記故障発生指示手段１８からの故障発生指示に基
づいて演算して自系統のプロセスデータを出力するよう
に構成してあり、各系統毎の出力を統合した状態変数が
前記プラントシミュレータ１から前記通信ネットワーク
６に出力される。尚、前記状態変数は、前記各プラント
機器の内部状態に対応するものについては、そのプラン
ト機器が故障状態にあっても、前記模擬画像表示手段１
７において表示される模擬画像からはその故障状態が一
見して認知できない故障非表示状態とその故障状態が一
見して認知できる故障表示状態の２種類の表示属性を備
えている。また、前記プラントシミュレータ１は、図２
に示すように、前記模擬画像表示手段１７に表示されて
いるプラント機器が故障状態にあるか否かを問い合わせ
る前記操作入力部１３への入力操作に基づいて発生する
故障確認信号Ｋを受信した場合に、そのプラント機器が
故障状態にある場合に、前記表示属性を前記故障非表示
状態から前記故障表示状態に切り替える故障表示切替手
段１９と、その問い合わせの良否を識別する入力操作識
別手段２１とを備えている。更に、故障状態にあるプラ
ント機器を修理してその故障状態を解消するための前記
操作入力部１３への入力操作に基づいて発生する故障解
消信号Ｓを受信した場合に、そのプラント機器が故障状
態にある場合に、その状態変数を通常のシミュレーショ
ン結果で定まる状態変数に切り替えて非故障状態にし
て、前記模擬的な故障発生を模擬的に修理する故障発生
停止手段２０を備えている。

【００１６】前記通信ネットワーク６は、前記分散制御
システム用ネットワーク６ａと、シミュレータ用ネット
ワーク６ｂとをゲートウェイ６ｃを介して接続して構成
してある。

【００１７】更に、前記現場機器模擬操作装置３の前記
模擬画像表示手段１７は、図２に示すように、現場機器
モデル７、特定現場機器モデル８、及び、三次元グラフ
ィック処理部１２を備えている。ここで、前記現場機器
モデル７はプラントの構成機器が個別にソリッドモデル
またはサーフィスモデルとして定義されたオブジェクト
ファイルの集合であり、前記特定現場機器モデル８は、
それら現場機器モデル７から選択された特定のオブジェ
クトファイルの集合であり、所定の記憶装置内に形成さ
れている。前記三次元グラフィック処理部１２は、前記
特定現場機器モデル８をワールド座標系で構成されるプ
ラント設置空間に配して三次元プラントモデルを生成す
るモデリング部９と、前記モデリング部９において生成
されたプラントモデルを任意の視点情報に基づいて二次
元画像に変換して表示させるレンダリング処理部１０
と、前記レンダリング処理部１０で生成された二次元画
像を表示出力するＣＲＴモニタ等の表示装置１１を備え
て構成されている。

【００１８】前記現場機器モデル７は、プラントの全景
を示すオブジェクトファイル７ａ、プラントの階層毎の
建屋構造を示す断面モデル又は平面モデルで示すオブジ
ェクトファイル７ｂ、各階層に配置される各現場機器を
示す複数のオブジェクトファイル７ｃでなり、各現場機
器を示すオブジェクトファイル７ｃは、更に、その現場
機器の故障状態、非故障状態を含む異なる状態に対応し
た複数のオブジェクトファイルで構成される。オブジェ
クトファイル７ｃの詳細を現場機器の一つであるボイラ
給水ポンプの操作盤を例に説明すると、図８に示すよう
に、該操作盤ＯＢにはボイラ給水ポンプの制御モードを
現場操作モードと中央制御室による遠隔操作モードのい
ずれかを各別に切り替えるモード選択スイッチＳ１，Ｓ
２、給水ポンプの始動スイッチＳ３，Ｓ５、給水ポンプ
の停止スイッチＳ４，Ｓ６、ポンプの運転状態を表示す
るメータＭ１，Ｍ２が、二台の給水ポンプに対応してそ
れぞれ一対配置されており、前記現場機器の異なる状態
に対応した複数のオブジェクトファイル７ｃには、操作
盤を示すオブジェクトファイル、二台のポンプに対応し
て、現場操作モードを示すモード選択スイッチのオブジ
ェクトファイル、中央操作モードを示すモード選択スイ
ッチのオブジェクトファイル、始動スイッチを示すオブ
ジェクトファイル、停止スイッチを示すオブジェクトフ
ァイル、始動状態を表すメータを示すオブジェクトファ
イル、停止状態を表すメータを示すオブジェクトファイ
ル、故障状態を表すメータを示すオブジェクトファイル
等のオブジェクトファイルでボイラ給水ポンプの操作盤
がモデル化され、その中で、モード選択スイッチ及びメ
ータは、後述する状態変数／現場機器モデル変換部１４
の作用により、いずれかのオブジェクトが選択され、特
に、この現場機器が故障の場合は、このボイラ給水ポン
プの操作盤の表示属性が故障非表示状態では、非故障状
態のいずれかのオブジェクトが選択され、その表示属性
が故障表示状態で前記故障状態のオブジェクトが選択さ
れるのである。更に、故障表示状態では、前記現場機器
模擬操作装置３の操作者（故障診断訓練者、以下訓練者
という）に対して、当該故障機器を修理するか否かの質
問メッセージを前記表示装置１１に表示して、訓練者の
応答即ち前記故障解消信号Ｓが出力されるのを待つので
ある。

【００１９】前記特定現場機器モデル８は、前記現場機
器モデル７のうち、プラントの全景を示すオブジェクト
ファイル７ａ、プラントの階層毎の建屋構造を示すオブ
ジェクトファイル７ｂ、各階層に配置される各現場機器
を示す複数のオブジェクトファイル７ｃの中から後述す
る状態変数／現場機器モデル変換部１４により選択され
た特定のオブジェクトファイルとで構成され、それらオ
ブジェクトファイルにより三次元プラントモデルが生成
される。

【００２０】前記インターフェース制御部１４，１５，
１６は、前記通信ネットワーク６におけるプロトコルを
制御する通信制御部１６と、前記通信ネットワーク６を
介して得られた前記表示属性を含む状態変数に基づい
て、前記特定現場機器モデル８を構成する特定の現場機
器モデルを更新する状態変数／現場機器モデル変換部１
４と、前記操作入力部１３から入力操作された疑似現場
機器に対応する現場機器モデルに基づいて、前記プラン
トシミュレータ１へ出力すべき操作データを生成する現
場機器モデル／操作データ変換部１５とで構成してあ
る。尚、この操作データに、前記故障確認信号Ｋ及び前
記故障解消信号Ｓが含まれる。

【００２１】上述した故障診断訓練装置は、図３に示す
ように、前記プラントシミュレータ１から各構成装置に
所定の時間間隔、例えば１秒間隔で一巡するようにアク
セスされて所要のデータが送受信される。前記プラント
シミュレータ１は、前記教官用コンソール４から送信さ
れた故障診断訓練シナリオに基づいたプラントの運転状
態を具現し、前記中央模擬制御装置２または前記現場機
器模擬操作装置３から送信された制御データや操作デー
タに基づいて所定の演算を実行して各種の状態変数を出
力し、前記モニタ装置５はそれら状態変数に基づいて炉
内の燃焼火炎やボイラ水位計等の模擬画像を表示出力す
る。訓練者は、前記中央模擬操作部２ａに表示されたプ
ラントの運転状態、前記モニタ装置５の模擬画像等を目
視しながら所定の運転状態を実現すべく、前記中央模擬
操作部２ａや前記現場機器模擬操作装置３を操作する。

【００２２】以下、故障診断訓練装置の動作を図５に示
すフローチャートに基づいて説明する。図５に示すよう
に、故障診断訓練装置は、起動状態において、故障診断
訓練シナリオに予めプログラムされた或いは前記教官用
コンソール４からの入力操作によって設定された特定の
プラント機器の故障発生指示が前記教官用コンソール４
から前記プラントシミュレータ１に送信される＜＃１
＞。前記プラントシミュレータ１はその故障発生指示に
基づいてシミュレーションを実行して各部の状態変数を
更新して前記中央模擬制御装置２及び前記現場機器模擬
操作装置３に送信する＜＃２＞。従って、特定のプラン
ト機器の故障発生に伴うプラント全体の異常発生が模擬
される。ここで、故障発生したプラント機器の状態変数
の表示属性は故障非表示状態に設定されている。前記現
場機器模擬操作装置３では、新たな状態変数を前記通信
制御部１６で受信して、各プラント機器類をその状態変
数に対応した状態に設定する＜＃３＞。具体的には、前
記状態変数／現場機器モデル変換部１４が新たな状態変
数に対応した特定の現場機器モデルを更新し、三次元表
示の対象となる前記特定現場機器モデル８を再構成す
る。前記三次元グラフィック処理部１２がその再構成さ
れた特定現場機器モデル８に基づいてプラント機器類の
三次元表示を行う。

【００２３】訓練者は、前記現場機器模擬操作装置３に
おける新たな状態変数に基づくプラント機器類の表示及
び前記中央模擬制御装置２の出力表示等に基づいて、ど
のプラント機器で故障が発生しているかの故障診断を試
みる。訓練者は自らの客観的な状況判断によって、中央
制御室から故障機器と思われるプラント機器の設置現場
まで後述するウォークスルーにより移動する＜＃４＞。
具体的には、訓練者が前記操作入力部１３により移動先
の階数を指定（例えばマウスカーソルを行先階に移動さ
せてクリック）すると、その移動先階の平面モデルが前
記表示装置１１に表示され、訓練者が前記操作入力部１
３により移動先エリア、つまり操作対象となる現場機器
の設置エリアを指定入力（例えばマウスカーソルを平面
モデルの移動先エリアに移動させてクリック）する。そ
こで、前記ウォークスルーが実行され、中央制御室から
前記移動先エリアまでの移動経路を移動中の視野画像が
前記表示装置１１に自動的に順次切替え表示される。

【００２４】次に、前記表示装置１１の画面上におい
て、前記移動先エリアに到達すると、訓練者は手動操作
で目的とする現場機器まで移動、つまり、表示装置１１
に表示された複数の現場機器の中から目的の故障である
と判断したプラント機器に近づくように、マウスカーソ
ルを移動させてクリックすることにより、表示を更新さ
せ、前記表示装置１１に当該故障機器が表示されると、
訓練者が前記操作入力部１３により前記表示装置１１に
表示された故障機器を指定入力（例えばマウスカーソル
を疑似現場機器の操作部に移動させてクリック）して、
故障機器であるか否かの問い合わせを行うべく、前記現
場機器モデル／操作データ変換部１５に操作入力された
故障機器を識別可能にフォーマットされた前記故障確認
信号Ｋを出力する＜＃５＞。尚、当該故障機器が表示さ
れた時点では、表示属性は故障非表示状態に設定された
ままであるため、訓練者には、その表示からは自己の故
障診断が正しいかどうかは不明である。前記三次元グラ
フィック処理部１２から出力された前記故障確認信号Ｋ
は、前記通信制御部１６を介して前記プラントシミュレ
ータ１に送信される＜＃６＞。

【００２５】前記プラントシミュレータ１は、前記故障
確認信号Ｋを受信すると、前記入力操作識別手段２１
が、訓練者が特定した前記故障確認信号Ｋに基づいて、
それから識別されるプラント機器が故障状態か否かを判
定して、その判定結果、つまり、訓練者の診断の正否を
前記教官用コンソール４へ送信する＜＃７＞。前記教官
用コンソール４では、その判定結果を故障診断したプラ
ント機器を識別可能に保存する＜＃８＞。また、前記プ
ラントシミュレータ１は、そのプラント機器が故障状態
にある場合は、前記故障表示切替手段１９が前記表示属
性を前記故障非表示状態から前記故障表示状態に切り替
え、前記表示属性の更新された新しい状態変数を前記現
場機器模擬操作装置３に送信する＜＃９＞。

【００２６】前記現場機器模擬操作装置３は、故障表示
状態に更新された表示属性の状態変数を前記通信制御部
１６で受信して、前記状態変数／現場機器モデル変換部
１４が各現場機器モデルをその表示属性に対応した状態
に更新して三次元表示の対象となる前記特定現場機器モ
デル８を再構成し、前記三次元グラフィック処理部１２
がその再構成された特定現場機器モデル８に基づいて前
記故障機器の表示画面を更新する＜＃１０＞。前記表示
装置１１には、故障状態の前記故障機器の画像に加え
て、当該故障機器を修理するか否かの質問メッセージが
表示される。訓練者は、その質問メッセージにより自己
の故障診断が正しいことが分かる。また、正しくない場
合は、表示属性に変化がないため、表示画面は変化せず
故障診断が誤っていたことが分かる。前記質問メッセー
ジが表示された場合、訓練者は、故障を修理すべきか否
かを判断して、修理する場合は、修理する旨の入力（例
えばマウスカーソルを画面上の「修理」の枠内に移動さ
せてクリック）を実行する＜＃１１＞。その操作入力に
基づいて、前記故障機器を識別可能にフォーマットされ
た前記故障解消信号Ｓが、前記三次元グラフィック処理
部１２から前記現場機器モデル／操作データ変換部１５
及び前記通信制御部１６を介して前記プラントシミュレ
ータ１に送信される＜＃１２＞。

【００２７】前記プラントシミュレータ１は、前記故障
解消信号Ｓを受信すると、前記故障発生停止手段２０が
前記故障解消信号Ｓから認識されるプラント機器の強制
的な故障状態を開放してシミュレーションを実行して、
そのシミュレーションで決定される状態変数に各部の状
態変数を更新する＜＃１３＞。

【００２８】前記故障解消信号Ｓは前記教官用コンソー
ル４へ転送され、前記訓練者の故障診断判定結果と同様
に保存される＜＃１４＞。

【００２９】以上の動作及び操作によって、前記異常が
解消されると、引き続き前記教官用コンソール４から新
たな故障発生が指示され同様の訓練が繰り返される。ま
た、上記の動作及び操作で個別の故障が修理されても異
常が継続している場合は、＜＃３＞以降の操作を繰り返
す。

【００３０】次に、前記三次元グラフィック処理部１２
の動作を、図６に示すフローチャートに基づいて説明す
る。前記モデリング部９は、前記特定現場機器モデル８
に含まれる複数の各オブジェクトファイルで定義された
機器モデルの個々をワールド座標系に配置した三次元プ
ラントモデルを生成する＜＃２１＞。前記レンダリング
処理部１０は、前記モデリング部９により生成されたプ
ラントモデルを特定の視点位置データ、視線方向データ
からなる視点情報に基づいてデバイス座標系に変換する
視野変換を行い＜＃２２＞、視点位置から見えないモデ
ルを消去する隠面消去処理やピクセルの色を決定するシ
ェーディング処理を施し＜＃２３＞，＜＃２４＞、前記
オブジェクトファイルで定義されていないプラントの構
成機器や設備の二次元画像を張りつけるテクスチァマッ
ピング処理を行う＜＃２５＞。このようにして出来上が
った二次元画像、即ちラスターデータを前記表示装置１
１に転送して表示させる＜＃２６＞。

【００３１】ここで、上述したウォークスルー処理につ
いて説明すると、前記特定現場機器モデル８には、上述
したプラントの階層毎の建屋構造を示すオブジェクトフ
ァイル７ｂ、各階層に配置される各現場機器を示す複数
のオブジェクトファイル７ｃの他に、各オブジェクトフ
ァイル７ｂ，７ｃに対応して中央制御室からそれぞれの
設置箇所に到る移動経路を示す移動経路ファイルが定義
されている。各移動経路ファイルは、一対の視点位置デ
ータと視線方向データが前記移動経路に沿って複数組設
定されたもので、最初に移動先エリアが指定された時点
でウォークスルーモードとなり、該モードであれば＜＃
２７＞、前記移動経路ファイルで定義される最終の視点
位置データと視線方向データに対応したステップ＜＃２
２＞から＜＃２６＞の処理が終了するまで順次視点情
報、即ち視点位置データと視線方向データが更新されて
＜＃２８＞、ステップ＜＃２２＞から＜＃２６＞の処理
が一定時間サイクルで繰り返され、その後、ウォークス
ルーモードが解除される。尚、ステップ＜＃２２＞から
＜＃２６＞の繰り返し処理時間サイクルは必ずしも一定
である必要はなく、移動速度に合わせて前記移動経路フ
ァイルの視点情報毎に繰り返し処理時間を設定するもの
であってもよい。

【００３２】以下に、前記プラントシミュレータ１と各
部の通信処理を、図７に示すフローチャートに基づいて
説明する。前記プラントシミュレータ１から前記通信制
御部１６に対して通信割り込みによりポーリングされ通
信回線が確立すると、図３に示すように、前記プラント
シミュレータ１からコマンドデータ“ｆｅｄｔ”に続い
て模擬現場機器の表示に関わる状態変数である所定バイ
ト単位（ここでは１バイト単位）のプロセス値が全２０
４８バイトのバイナリーデータ“ＦＩＬＥ”として送信
され、正常受信した場合にはアクノリッジ信号としてコ
マンドデータ“ｆａｄｔ”を返送する＜＃３１＞。受信
された状態変数データは前記通信制御部１６から前記状
態変数／現場機器モデル変換部１４に転送され、メモリ
（図示せず）に記憶されている前回受信された状態変数
データと比較される＜＃３２＞。前記状態変数／現場機
器モデル変換部１４には、各現場機器の状態変数と、そ
の状態変数に対応した、つまり現場機器の異なる状態に
対応した複数のオブジェクトファイルとを対応付ける状
態変数／現場機器モデル変換テーブルが備えてあり、比
較の結果、今回受信された状態変数データの中で前回受
信された状態変数データと異なるデータ、つまり状態が
変化したデータがあれば、その状態変数データに対応す
る現場機器モデルのオブジェクトファイル名を前記状態
変数／現場機器モデル変換テーブルに基づいて導き出
し、前記特定現場機器モデル８にある以前のオブジェク
トファイルをアンロードし、該当するオブジェクトファ
イルを前記現場機器モデル７からロードし＜＃３３＞、
表示更新要求データを前記グラフィック処理部１２に出
力する＜＃３４＞。例えば、上述したボイラ給水ポンプ
の操作盤を例に説明すると、給水ポンプの運転状態を表
示するメータが停止状態にある場合、停止状態に対応し
たメータのオブジェクトファイルが前記特定現場機器モ
デル８にロードされており、それに対応する模擬現場機
器が前記表示装置１１に表示されているが、ここで、前
記プラントシミュレータ１から送信された状態変数デー
タのうちメータに対応する状態変数が１６進表示で００
ｈ（停止状態に対応）から０１ｈ（始動状態に対応）に
変化した場合には、停止状態に対応したメータのオブジ
ェクトファイルをアンロードし、始動状態に対応したメ
ータのオブジェクトファイルが前記現場機器モデルから
前記特定現場機器モデル８にロードされるのである。

【００３３】ところで、本実施の形態では、前記現場機
器モデル／操作データ変換部１５は訓練者の操作履歴
を、操作入力によって指定された現場機器モデルのオブ
ジェクトファイル名として記憶するように構成されてお
り、その場合＜＃３５＞、各オブジェクトファイル名に
対して、現場機器を特定する０から１０００の十進４桁
の機器コード“ａａａａ”、０から９９の十進２桁の操
作内容コード“ｂｂ”、２００バイト固定長のヒストリ
カルメッセージからなるイベントデータを対応付けて構
成される現場機器モデル／操作データ変換テーブルに基
づいて送信すべきイベントデータを生成する＜＃３６
＞。生成されたイベントデータは、図４に示すように、
前記プロセスシミュレータ１に対する送信コマンドデー
タ“ｆｅｆｈ”に引き続き、機器コード、操作内容コー
ド、ヒストリカルメッセージを送信し＜＃３７＞、前記
プロセスシミュレータ１からアクノリッジ信号“ｆａｆ
ｈ”を受信した後に通信を終了する＜＃３８＞。図４に
示すように、前記プロセスシミュレータ１は、受信した
前記イベントデータのなかのヒストリカルメッセージを
教官用コンソール４に送信コマンドデータ“ｃｅｆｈ”
に引き続いて送信することにより、教官用コンソール４
で訓練者の操作をモニタすることが可能に構成してあ
る。例えば、上述したボイラ給水ポンプの操作盤を例に
説明すると、該操作盤が現場操作モードであり、現場モ
ードに対応するモード選択スイッチのオブジェクトファ
イルが前記特定現場機器モデル８にロードされており、
それに対応する疑似現場機器が前記表示装置１１に表示
されている状態で、遠隔操作モードに変更する必要が生
じて、操作履歴データに現場モードに対応するモード選
択スイッチのオブジェクトファイル名が記憶されている
場合を想定すると、当該オブジェクトファイル名に基づ
いて、現場機器モデル／操作データ変換テーブルから、
モード選択スイッチを示す機器コード“１２３４”、遠
隔操作モードへの移行を示す操作内容コード“１０”、
ヒストリカルメッセージ“ボイラ給水遠隔操作モード”
でなるイベントデータが得られ、当該イベントデータが
前記現場機器モデル／操作データ変換部１５から前記通
信制御部１６に転送され、前記プラントシミュレータ１
に送信されるのである。

【００３４】以下に、別実施形態を説明する。 〈１〉上記実施形態では、前記故障表示切替手段１９を
前記プラントシミュレータ１内に構成していたが、前記
現場機器模擬操作装置３に設けても構わない。表示属性
の違いは前記プラントシミュレータ１のシミュレーショ
ンの実行に直接影響を与えないため、前記現場機器模擬
操作装置３が前記表示属性を内部で独自の判断で変更し
ても同じ動作を行うことができるのである。また、前記
入力操作識別手段２１も前記現場機器模擬操作装置３に
設け、前記故障診断の判定結果を前記プラントシミュレ
ータ１経由で前記教官用コンソール４に送信する構成と
しても構わない。また、前記プラントシミュレータ１
は、図２に示すように、前記模擬画像表示手段１７に表
示されているプラント機器が故障状態にあるか否かを問
い合わせる前記操作入力部１３への入力操作に基づいて
発生する故障確認信号Ｋを受信した場合に、そのプラン
ト機器が故障状態にある場合に、前記表示属性を前記故
障非表示状態から前記故障表示状態に切り替える故障表
示切替手段１９と、その問い合わせの良否を識別する入
力操作識別手段２１とを備えている。更に、故障状態に
あるプラント機器を修理してその故障状態を解消するた
めの前記操作入力部１３への入力操作に基づいて発生す
る故障解消信号Ｓを受信した場合に、そのプラント機器
が故障状態にある場合に、その状態変数を通常のシミュ
レーション結果で定まる状態変数に切り替えて非故障状
態にして、前記模擬的な故障発生を模擬的に修理する故
障発生停止手段２０を備えている。

【００３５】〈２〉上記実施形態では、前記故障発生停
止手段２０を前記プラントシミュレータ１内に構成して
いたが、前記現場機器模擬操作装置３または前記教官用
コンソール４に設けても構わない。つまり、前記現場機
器模擬操作装置３に設ける場合は、前記プラントシミュ
レータ１が前記故障解消信号Ｓを受信して内部状態を変
更する構成とする。また、前記教官用コンソール４に設
ける場合は、前記故障解消信号Ｓを前記プラントシミュ
レータ１経由で前記教官用コンソール４に送信し、前記
教官用コンソール４の前記故障発生指示手段１８と逆の
動作をする構成とし、前記故障発生指示手段１８と前記
故障発生停止手段２０を一対で構成する。

【００３６】〈３〉前記現場機器のオブジェクトファイ
ルとしては、実物を模したモデルの表示と前記質問メッ
セージの表示を併用したが、かかる文字表示は必ずしも
行わなくても構わない。また、実物を模したモデルばか
りでなく、例えば、運転状態や故障状態など現場機器の
状態を文字で表示した表示板や、故障修理以外にも始動
／停止などの操作内容を示す文字を表示した入力操作用
表示板を単独または実物を模したモデルと併用して構築
するものであってもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
訓練者が自らの客観的な状況判断に基づいて故障が発生
しているプラント機器を特定できる構成によって、効果
的な故障診断学習を可能とする故障診断訓練装置を提供
することができた。

【００３８】尚、特許請求の範囲の項に、図面との対照
を便利にするために符号を記すが、該記入により本発明
は添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】故障診断訓練装置のシステム構成図

【図２】故障診断訓練装置の要部ブロック構成図

【図３】通信ネットワークを介した通信データの流れを
示す説明図

【図４】通信ネットワークを介した通信データの流れを
示す説明図

【図５】故障診断訓練装置の主動作を示すフローチャー
ト

【図６】現場機器模擬操作装置のグラフィック処理を示
すフローチャート

【図７】故障診断訓練装置の通信処理を示すフローチャ
ート

【図８】現場機器操作装置の一例を示す説明図

【符号の説明】

１ プラントシミュレータ ２ 中央模擬制御装置 ３ 現場機器模擬操作装置 ４ 教官用コンソール ５ モニタ装置 ６ 通信ネットワーク ７ 現場機器モデル ８ 特定現場機器モデル ９ モデリング部 １０ レンダリング処理部 １１ 表示装置 １２ 三次元グラフィック処理部 １３ 操作入力部 １４ 状態変数／現場機器モデル変換部 １５ 現場機器モデル／操作データ変換部 １６ 通信制御部 １７ 模擬画像表示手段 １８ 故障発生指示手段 １９ 故障表示切替手段 ２０ 故障発生停止手段 ２１ 入力操作識別手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のプラント機器に対して集中して所
   要の操作及び監視を行う中央制御装置を模擬した中央模
   擬制御装置（２）と、前記プラント機器の設置現場にお
   いて所要の操作を行う現場機器操作装置を模擬した現場
   機器模擬操作装置（３）と、前記中央模擬制御装置
   （２）または前記現場機器模擬操作装置（３）からの操
   作入力データに基づいて前記プラント機器の諸動作をシ
   ミュレーションして所定の状態変数を出力するプロセス
   シミュレータ（１）と、前記プロセスシミュレータ
   （１）に前記プラント機器の模擬的な故障発生を指示す
   る故障発生指示手段（１８）とを備えてなり、前記現場
   機器模擬操作装置（３）が前記プラント機器の設置現場
   の模擬画像を表示する模擬画像表示手段（１７）を備え
   ている故障診断訓練装置であって、 前記模擬画像表示手段（１７）に表示されているプラン
   ト機器が故障状態にあるか否かを問い合わせる前記現場
   機器模擬操作装置（３）への操作入力に基づいて、その
   プラント機器が故障状態にある場合に、その模擬画像の
   表示属性を前記プラント機器の故障状態が一見して認知
   できない故障非表示状態からその故障状態が一見して認
   知できる故障表示状態に切り替える故障表示切替手段
   （１９）を備えてなる故障診断訓練装置。
2. 【請求項２】 前記現場機器模擬操作装置（３）への操
   作入力に基づいて、前記プロセスシミュレータ（１）に
   おける前記表示属性が故障表示状態にあるプラント機器
   の模擬的な故障発生を停止する故障発生停止手段（２
   ０）を備えた請求項１記載の故障診断訓練装置。
3. 【請求項３】 前記故障表示切替手段（１９）に対する
   前記現場機器模擬操作装置（３）への操作入力が、前記
   模擬画像表示手段（１７）に表示されているプラント機
   器が故障状態でされたか否かを識別する入力操作識別手
   段（２１）と、 前記入力操作識別手段（２１）の識別結果及び前記現場
   機器模擬操作装置（３）または前記中央模擬制御装置
   （２）への各操作入力を受信可能に構成され、且つ、前
   記故障発生指示手段（１８）を備えてなる教官用コンソ
   ール（４）とを備えた請求項１または２記載の故障診断
   訓練装置。