JPS5875216A - プラント運転装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）技術分野の説明 本発明は発１１５プラントなど（二おける検数の機器よ
りなるプラントを監視副側１するプラント運転装置に関
する。

（ｂ）従来技術の説明 たとえば発電プラントの運転操作１ｄ第１図直二示すよ
うな手１１ｉで行なわれる。すなわち、ボイラ昇圧、ボ
イラ点火準備、ボイラ点火等、ある運転段階ごとに１分
けられ、１つの段階中でどのプラント機器をどのように
運転するかがあらかじめ定められている。たとえは「ボ
イラ昇圧」の段階では、燃料弁、ボ１う坩水ホンプ、給
水弁、ボイラ循坤ポンプがぞれぞれ操作婆れる。これら
の操作が笑付されてボイラ内の圧力が所定値に々るとボ
イラ昇圧段階は完了する。こわが冗了すると、次に「ボ
イラ点火準備」という段階ｇ１移り、これが終わると次
に「タービン起動準備」という段階（−順次移っていく
。

このような各々の連転操作段階ととの制御を、計算機に
より自動で行なう場合は、計ｎ機は各段階の手ｌ１ｌ−
二移る前ｇ二、運転員に対Ｉ７操作進行の許可を求めて
いた。計−機からのこの操作進行の許可を求める信号が
あると、運転員は押ボタンスイッチ（二より構成された
自動化コンソールを使用してその許可を計算機に与えて
いた。

第２図には発電プラント１に適用されるプラント運転装
置のブロック図である。周知のように発電プラントＩＦ
ｉ、、ボイラ２．タービン３１発電機４、後水器５．給
水ポンプ６、ボイラ循環ポンプ７、燃料弁８．などから
構成され、こノ′１らを制御する剖算機システムは、プ
ロセス人出力装ｆｉｅｔ　９　。

演′Ｘ装置用、記憶装筒１］、ｃｎＴ衣示装置１２．キ
ーボード１３．自動化コンソール１４などで構成される
。自動化コンソール１４上に←Ｊ削述の運転上の各段階
に対応したランプやスイッナ〃１収りられる。

また構内放送用設備としてマイク１５．ベージング装置
１６　、スピーカ１７が設置されている。

プロセス入出力装置９は発電プラント１の各所の温度、
圧力、弁の開度、蒸気流＠等の状態部及び、自動化コン
ソール１４上の押ボタンスイッチの接点状態等の各４’
ｉｌＨ信号を入力すると共Ｃ二、演胸装置用からの指令
（二基ついて弁の開閉、ポンプの起動停止等の制御信号
を出力する。

演算装置用はプロセス入出力装置９が入力した各柚信号
に基づいて祷られた条件と、記憶装置１１十（二あらか
じめ記録してｉ　ｌ）運転操作の各段階ごとの運転操作
条件とを比較し、現在のプラント状態がどの段階に才、
るかの判断を行なう。この判断の結果に基づき現在−ま
でに運転の光子［７ているものについてυ自動化コンソ
ール１４上の概当のランプを点灼六７Ｆさせ、ＩＮ１時
に次に操作を杓なう節のランプを点ｖ２嚢示さぜる。

すなわち運転員は自動化コンソール１−・１上の各節の
ランプの点灯状況からい１プラントがどのような状態Ｃ
二あるかすなわちとの段階１で運転操作が進行している
かを１知り、点滅しているランプにより、次に操作を行
な９Ｆ！ｉ階が何であるかを知る。

プラントか安全に運転されていることを確認（７た後、
運転員は点滅しているランプのスイッチをオンすること
により、ｉｔ奏−機制伯ｊを次の段階へ進めることを指
令する。

この自動コンソール−Ｆのスイッチ投入による次の節へ
の制ｉｌｌの開始前に、運転員はベージング装置１６と
呼はねる構内放送（二より発電所の各１升に居る保安員
に次の段階へ運転が進むことを告げて、動作開始機器の
そばにいる人達Ｃ−危険を知らせる。

また何らかのプラント状態の異常があった」躬合は、計
算様は異常を検出し現在操作を行ηつている段階の制御
を中止し、ＯＲＴ衣示装置１２に異常メツセージを表示
する。このよう々場合（二は運転員はキーボード１３か
らプラント測定点を指定することにより、ＣＲＴ装置１
２上にその状態を示し、異常の原因を調査することがで
きるようになっている。

このようＣ二運転操作を谷段階ごとに分けた制御方法を
とることＣ二より、運転員はプラントの退転状況を適確
に把握することができる。捷た割舞１機による運転に加
え、各段階の手１１１１に移る前で運転員が許可信号を
与えて確認するととて二車チェック体制をとり、より安
全なプラント運転が行なえる。また計掬機の制御不良な
どの発生した場付け、ある段階での操作だけを手動で運
転することも可能である。

ところで従来は、計算様制御の範囲はタービンの起動た
けと狭く、自動化コンソール上のスイッチやランプも２
０ケ程度でめった。１−かし近年計算機制御の範囲は大
きく広かり、ボイラ系統、タービン系統の起動停止から
周辺補機系統の起動停止せで自動化が進んでいる。これ
に伴い、運転の段階も増加し、自動化コンソール−ヒの
スイッチ、ランプ類は現在の最刹欽発電プラントでは８
（〕ケ以上にもなり、甲央操作室内でのｆｒｉｌ　？ｎ
＋盤上に占めるスペースは犬き２「ものとなっている。

昔だ、小さなスイッチやランプご二刻印された文字によ
り運転員は現在のプラントの状態を判断しなくてはなら
ず、必す１〜も操作性ｆ′ｉ良いとは扁えなかった。

捷た上述のように計Ｂ機制御を行なう系統は、複数Ｃ二
ｄ＆るため、同時に２系統あるいは３系統の掃作が可能
となる場合がある。この場合、運転員がどちらでも選択
できるよう自動化コンソール上のスイッチは運転操作の
各段階の数たけ必要となり制御盤のコンパクト化は困難
な状況であった。

また近年新エネルギーによる発電プラントの建設が増加
し７ているが、その制御方法は未だ確立されない面があ
り、制御系統の追加変更が多い。ところが従来の自動化
コンソール方式で←１、追加の度Ｃ二醗を改造してスイ
ッチ・ランプを増設する必要があり柔軟性に欠けていた
。

（ｃ）発明の目的 本山−明の目的は、運転員の音声入力により運転操作の
進行指令を与えるよう（二なし、コンソール１を紬少１
１Ｌするとともに、プラントの運転操作手順の変更Ｉ−
伴なうその改造（二対する朱軟１（１，および拡′張件
の向上を図ることかできるプラント運転装置を得るにあ
る。

（（ホ）発明の）ｒ＃成 以十−１第３図ないし第７１’２１　に示Ｌ−，ｆ−実
施例４・参照して本発明な醍明すへ。第３凶し１本発明
のプラント運転装置な発箱プラントに１ｆ６Ｊ用１．六
Ｍ力会のブロック構成図である。本発明のプラント運転
装置旨の特徴はマイク１５に音声認識装置１８を接続し
て、マイク１５を介して侍られる運転員の１１−声によ
る指令を演算装屓用に与えるように［７たことにある。

そして、本ヴ自明のコンノール＋９ｆ′：Ｉ実行、取消
のボタン１９Ａ、　１９Ｂを設けた構成とする。

演算装置用はプロセス入出力装置９からの信号や音声認
識装置１８からの信号を処理し、記憶装置１１の内在の
更新、比較を行なうもので、必要（１応じてＣＲＴｆｉ
＝示装置１２に衣ボ指令を行ない、プロセス入出力装置
９を介してプラント機器に制御指令を与える。壕だ本発
明のコンソールｌ’Ｊ　（以下１、笑有／取消操作部１
９という。）は、運転挿が音声にて抽算装ぼ１（）に与
えた指令のインターロック機Ｎ’ｅを＊−ｈすもので、
層−声で与えた指令どおり（二実行させるときは実行ボ
タン１９Ａを押し、取消す場合り取γ白ボタン１９Ｂを
→η１す工うＣ−在っている。この杓会、音声での指笛
はＣＲＴ衣示装激＋２＋二表示されるように１２）って
いるので、蓮転餓は実行ボタン１９Ａ、取消ボタン１９
Ｂのいずれを押すかはＣＲＴ表示装首１２で確ｕ　Ｌ／
てから操作することになる。

次に、第４図は、Ｓ算装散用と配憶＆置１１との詳細を
示すブロック図である。演算装置１０け大別して５機能
からなる。すなわち、状態監視機能２０゜状態判断機能
２２．音声認識処理機能２：３９表下機能２４、操作端
駆動機能２７からなる。また配憶装置１０６−、プラン
ト各所の状態量や運転操作の状況１一応じて特定される
状態量な保有、する状態相°保存テーブル２１と、運転
操作の状況すなわちプラント状態を判断する卑準となる
条件を保存する判断テーブルと、ＯＲＴ衣示装置１２に
表示する標準パターンを保存する保存テーブル２６とか
らなる。

頂祷装朧用の状悪凱祝機北２（ｌゴ、プロセス入出力装
置９を介して得られた一プラント人力信号を状態量保存
テーブル２１に更新（，２て眉き込み処理を行なうもの
であり、状！−↓・世保存デープル２１ζ二Ｈｌ’ｒ憶
されている過去のデータと入力り、　ｋ現在のデータと
が異なる場合Ｃま、状態判断機能２２を起動させる。

これ０１、プラント入力信号が変化し７たとき１それに
基ついて特カｆさ〕′するプラント状ｍλも変化するか
らであり、その特定のプラント状態ケ判定するためであ
る。すなわち、状態判断機ｒ１ヒ２２はプラント入力信
号（二基づいて、特定のプラント状態であることを判定
するものであり、たとえば漬火１・−チが点火されたと
き、王バーナが点火されたこと、および主燃料の圧力制
御が開始されたこと等を示すプラント入力信号がすべて
成立し２ているとき６、状態判断機能２２はそのときの
プラント状態は「ボイラ点火」の段階を完了し、「外扇
」の段階であると判定する。そして、「昇温」の段階で
操作すべきプラント機器に駆動（ｈ令を出したり、その
ときのプラント状態を両回とし７て表示すべく表示機Ｉ
］ヒ２４を起動させる。

次１ｍ音声認識処理磯ｉＦ：、２３げ音声認識装置１８
からの信号すなわち運転類の指令を、状態ｔ１呆荘テー
ブル２１に書き込み処理を行なうものであり、その指令
に従った運転ト？作が行なえるようになるため１：状態
判断機能２ンや表示機能を起動埒セーるものである。ま
た操作端駆動機症２７は状態判断機能２２の指令を受け
て、プラント機器たとえば弁やモータ等の各棟操作端の
駆動鞘や駆動スヒードを決め、それらをプロセス入出力
装置９を介して操作指令として各神操作嬬に与えるもの
である。

本発明では、従来の自動化コンソール１４上に表示され
ていた運転操作の各段階たとえば［ボイラ昇圧」、「ボ
イラ点火準備」、「ボイラ点火」。

「昇温」、・・・等をｃＲＴｐ示装置１２の画面上Ｃ表
示するように構成する。すなわち操作の完了した運転操
作の段階ａ１その文字を緑色で表示（７、次に操作すべ
き運転操作の段階はその文字を白色でフリッカ表示し、
異常のあるものは赤色フリッカ表示する。運転員はこの
画面な見／、ことで、次に操作すべき運転操作は何か、
またプラントの運転は正常に進んでいるかを把握し、マ
イク１５から音声（二より肘′Ｊｎ機Ｃ二次の運転操作
の制御を開始する指令を行なう。同時にページング装置
１６によりプラント構内各所に設けられたスピーカー■
７からス（（転置の操作指令が放送され、発１用内の各
所に居る人達は運転員が計算機（−与える音声指令を直
接１相＜ことができるようシニ６．っている。

逢転貝は、自分の発声した音声をＣＲＴ−ｉ８示装置１
２の表示により確認を行ない、誤りのないことを確認し
た後、実行スイッチ１９Ａを投入し、制御開始指令を与
える。−力誤りであると確認した場合は取消スイッチ１
９Ｂを投入し、現在入力した音声指令を取消し、再度音
声指令を行なう。

演算装置用、音声認識装洒１８　、記憶装置１１の処理
例を第４図を用いて説明する。先ず、音声認識装置１８
はマイク１５から入力した音声信号を音節（二分解する
。例えば「ボイラ昇圧」という音声の場合は「ボイラ」
と「ショウアラ」という音節に分解する。次６二、予め
音Ｐ認歇装置１８内部に登録しである音節と比較を行な
う。「ボイラ」という音節が一致したならばその登録番
号、例えば「５」という信号を音声認識処理機能２３へ
込る。そして「ショウアラ」の登録番号が「８」であれ
は、「ボイラ昇圧」という音声１百号は、音声認識装置
１８によりｒ５−８Ｊという番号に変換されることにな
る０ ｒ５−８Ｊという信号を受は取った音声認識処理機能２
３は、保存テーブル２１上に設けである「５−８」の翅
域に信号が入力したことを示すビットをセットし、表示
機能２４へｒ５−８Ｊの表示を表示テーブル２６から選
択し表示を行々うよう指令する。

特に発電プラントでは、例えば「ボイラ」、「タービン
」、「起動」、「停止」なとのよう≦二指令が決まった
単胎から構成される場合が多いので、音声認識装置への
登録語数は比較的少なくて済む。

また「槁」、「層」のような同音異義語がないので、昭
誠結果をＯＲＴ衣示装置Ｉ：、漢字１じりで表示するこ
とができる。

状態判断機能２Ｕは、プロセス入出力装装置９を介して
プラント状態ｍｌ゛やスイッチのＯＮ、、　ＯＦＦの状
態を周期的に及びイベント発生ｆ−よりＮ／ａみ込む。

各状憇歓の測定点（二はあらかじめ個有の番号を割当２
てておき、保存テーブル２１上（二各’４１ｒ号に対応
したデータの保存領域を確保しておく。この保存領域へ
周期的に最新のデータの書き込みを行なう。ｌ（お誉き
込みを行なう面前に旧データと最新データの比較を行な
い１つでも変化し７ている場合は状態判断機能２２を起
動させる。特に操作部１９より取消の信号が入力した場
合は保存テーブル２１上の音声信号が入力したことを示
すビットを全てリセットする。

判断テーブル２りは１つの運転操作に対して、１枚のテ
ーブルが割りつけてめり、１枚のテーブルは大きく条件
部と操作指示部とに分かれている。

条件部は第１条件（操作タイミング条件）、第２乗件（
操作前条件）、第３乗件（操作完了条件）により構成さ
れ、操作指示部１：はこれら各未杆が成立しグζ時、操
作を行なう機器の８号が登録されている。これら谷栄件
はプラント入力（Ｎ号に基づいて形成されるものであり
、これによってプラント状態が甜１定状悪にかったこと
を判定するわけである。

第１条件すなわち操作タイミング条件は次の運転操作の
運転が可能なプラント状態であるか否かを判断するため
のものであり、たとえばプラント機器の運転、各部の温
度、弁の開閉が潜切な状態にあれは第１条件は成立する
。

第２条件すなわち操作前条件は運転員から次の運転操作
の運転開始指令が出たか否かを判定するためのものであ
り、たとえば音声入力指令と実行スイッチによる指令の
両方が成立すると、この第２栄件は成立する。　　・ 第３条件すなわち操作完了条件はその運転操作の段階で
操作すべき機器が全て正常に動作して、プラントがその
運転操作の目的の状態に達したかを判断するものであり
、運転操作の運転が正常Ｃ二終了すれば第３条件は成立
する。

状態判断機能２ｚは、保存テーブル２１上の最Ｖ［の状
態量が判断テーブル２５上に登録１〜である予め足めら
れに目的状態にあるかを判断し、、ＡＮＤ、ＯＲ条件を
解くことで第１乗件、第２朱件、第３条件のいずｉｌか
が成立するがどうかをイ１荀此する。その結果、第１の
条件（＠、作タイミング栄件）が成立するならは、次の
運転操作が操作口Ｔ　ｆｉｌ：状態にあることを運転員
に知らせるため、それをＣＲ１表示装置１２に表示する
よう表示機能２２に指令をする。

また第１の条件（操作タイミング条件）と第２の条件（
操作前条件）の両方が共に成立する彦らば、その運転操
作に操作する機器を操作するよう操作端部＃Ｊ機能２７
へ指令する。

捷だ第３の条件（操作完了条件）が成立するならば、そ
の運転操作の段階Ｉｎおける各種操作を全て完了させ、
操作が完了したことを運転員ｇ１知らせるため、それを
ｃＲＴ弄示装植■２に表示するよう表示４俵能２２＋二
指令する。表示機能２２はこの指令を受りると、指令に
含着れる表示要求番号１：概当の表示パターンを表示情
報保存テーブル２６より選び出しＣＲ１表示装置１２に
表示する。

第５財１１−判断テーブル２５の一例を示す概念図であ
る。ポンプＢかポンプＡが動作し、かつ弁Ｃが全開でか
つＤ点の流量がＺｏｏ　ｔ／―であれは、第１条件成立
し、次の運転操作の操作が０［能となる。

この状態で音声認識番号５８帯の「ボイラ昇圧」という
音声入力があり、かつ実行スイッチオンの入力があると
、第２条件成立するので、計算機は次の運転操作の操作
を開始する。そしてボイラ圧力が規定の圧力Ｉ：達する
と、第３条件成立となりこの「ボイラ昇圧」という運転
操作の段階を完了する。従って、制御系統の変更があっ
た場合は、不判断テープ１６の変更、追加によって簡単
に１行なうことができる。

以上の操作の一例を運転員側から見た流れ図で示すと、
第６図のようζ二なる。「ボイラ昇圧」の運転操作ｇ二
はいる前の条件が全て整った段階で、計算機は「ボイラ
昇圧許可」のメツセージをＣＲ１表示装置１２の画面上
に黄色でフリッカ表示する（イ）。

運転員は「ボイラ昇圧」と音声（二より、ｉ１洒様に制
御開始の指令を与え同時１ニページング装置によって指
令が構内放送される（口）。ｎ１算徐は音声入力の認敵
の結果をＯＲＴ表示装置１２の画面上Ｃ′″−黄色う昇
圧」の制御が開始される（ホ）。す々わち燃料弁の一度
が設定されボイラ給水ポンプが起動１７、給水弁が自動
へ投入され、ボイラ抛ｊリボンプＡおよびＢが起動され
る（へ）○側ａ機は「ボイラ引圧」の操作が正常Ｃ二完
了しなかを判断しくト）、正常な場合は「ボイラ昇圧完
了」のメツセージなＯ、ＲＴ　衣示装情の画面上ｉ二緑
色衣示する（ト）。以下次の運転操作「ボイラ点火準備
」の操作Ｃ１移る（ヌ）〜（ト）。異常のおる場合は、
「ボイラ昇圧異常」のメツセージをＣＲ１表示装置１２
の画面上に赤色フリッカ表示し、計算機制御は中止され
る（男。

（、）発明の効果 このようＣ一本発明によれは、従来の大きなランプやス
イッチが多舷設けられた自動化コンソールに代わり、マ
イク１本と実行／取消スイッチだけを制御盤上に良くた
けで良いので、制御盤の省スペース、コンパクト化がで
きる。また制御系材の変更が生じたとき制御盤の改造す
ることなく、判断テーブルおよび音声認識装置の音声登
録を変更することにより実現できるので、制御盤の柔軟
性が得られる。

壕だ、現在のプラントの運、転操作の進行状況。

どの段階の操作を行なっていて、次のどの操作をしたら
良いかということが、小感なランプ表示でｉなく　ＣＲ
Ｔ表示装負１２上（二文字で表現される。

第７図にその例を示す。そして運転員の指令も単純Ｃニ
ボタンを押すことではなく、次に何を操作するのかを音
声を発すること１二より指令を与える。

このようなことから、運転員はプラントの運転操作の進
行状態を監視しながら運転することができる。また、計
算機への操作指令とページング装置（＊内放送）を一体
化することにより、実際に計Ｊ！機へ与える指令と構内
放送の内容が異々るということが防止できる。

また、従来の自動化コンソールは、スイッチ、ランプに
よるハードウェア的（１Ｇ成だった為一度作・つてしま
うと制御項目の追加変更はｌｌとんとできなかったが、
本発明は音声（二よるセ・１成であるため、音声の登録
さえ行えは、追加変更は容易に行なうことができる。現
任新エネルキー関係で新［２い方式の発電ブラントが続
々建設塾れているが、このようなプラントでは、仕様の
Ｚ　更Ｘ、直しが多く本発明のような柔軟性のある装置
６゛正に最適である。

一方、従来（二おいてはある運転痺・作段階での制御を
行なっている時、制御ｆ二不工（合の発生、あるいはプ
ラントの異常が発生した場合は、第２図のＣＲＴ表示装
置１２とキーボード装置１３＋二よって不具合点の調査
を行なっていた。すなわち、不具合点の項目をキーボー
ド１３から入力し、その現在値をＣＲＴ表示装置（二表
示していた。本発明を応用すれはキーボード装置１３か
らの入力冨二代わり、音声（二より入力することで同等
の効果が得られ、更にキーボード装置蜆１３が不用とな
るので一層制御盤のコンパクト化ができる。

また、従来、現場ψ１」えはタービンの側には現在の回
転数、出力等を表わす倒台かの表示装置が設籠してあり
、現場な巡回する保安員に対して機器の現在値を表示し
ていた０本発曲を応用すれば、１この表示装置に対して
音声により指令を与えること１−より、回転数、出力、
振動節の表示を行なわせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１凶は発電プラントの運転操作手順の説明図、第２図
は従来のプラント運転装置のブロック図、第３図は本発
明のプラント運転装置のブロック図、第４図は本発明の
演算装置および記憶装置の内部機能を示すブロック図、
第５図は本発明の判断テーブルの説明図、第６図は本発
明（−よる運転操作の手順を示すフローチャート、第７
図１１−Ｊ：ＣＲＴ表示装置に表示された画面を示す平
面図である。 １　・発電プラント１０・・・演算装置Ｉ５・・・音声
入力装置　　１６・・・音声認識装置１２・・・ＣＲＴ
表示装置　　１９・・・夾行／取消操作部（７３１７）
　　代理人　弁理士　則　近　幾　佑（はが１名）第１
図 第４図 第５図 第６図 ・オ、イウ耳応〒”ｒｙ）、ｔｙｒヤ（わき、イ゛ホイ
ン昇へ、枦功　　ロ バ 音声人ｊ次亀門果１乃昂ｈ４表示１丈〕　　　　　　へ
■励 ｒ実行ニスイー７テオン　　０ ホ ボイラ昇圧利准ｙ　漬し　　−一− トＮＯ ′ダ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. プラントの各測定点から得らＪｌ−る信号をもとに前記
   プラントの運転操作状況を判定し、その状況で必要な制
   御を行なうプラント運転装置において、前記プラント状
   況な判雉する演舞装置と、運転員が前配頂狼°装置に文
   −＋　Ｌ、制御の開始を指畠し２許可する情報を音声（
   二より人力する音声入力装置と、前記音声入力装置から
   入力１〜′＃運転に関する開始指令を詔誠する音戸絡酢
   装値と、前記音声の認龍結果を衣示しで運転員にｅ醗さ
   せるための表示装置と、前記音声指令のイ１１Ｆ餘をＥ
   ７て前記演算装置１−文・Ｊして制愼Ｉ開始指令を与え
   る操ｆｉ一部とを備えたことを特徴とするプラント運転
   装置０