JPS61126588A - プラント運転ガイドシステム - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は、運転員に運転手順を教えるプラント運転ガイ
ドシステムに関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 発電・電力・製鉄・化学等のプラントは、年々複雑かつ
高度になってきており、また、少数の運転員により運転
されるようになり、１人１人の運転員の運転技術の習熟
及び向上のために必要な時間は、年々増大する傾向にあ
る。このため、実機相当の、特性を忠実に模擬したプラ
ント模擬装置が作られ、訓練に供されている。

この従来のプラント模擬装置においては、運転員は運転
手順書を見ながら、模擬制御盤上の各種操作器具を操作
する。一方、指導員は模擬制御盤後方に配置されたイン
ストラクタ−コンソールより、必要に応じて運転員の操
作とそれによるプラント特性の変化を模擬制御盤上に再
現することにより、運転を指導し訓練を行なってきた。

しかしながら、上記方法による運転訓練では。

例えば基本的な運転訓練、あるいは、繰り返し訓練した
い様な内容についても必ず指導員を必要とし、しかも運
転手順書を常に準備する必要などがあり、運転の訓練の
効率の面及び効果的な自習を提供しすらいという問題点
があった。

また、従来、実プラントを運転する場合、特に異常時の
対応は、運転手引書を基に過去の経験と感を頼りに操作
する他なく、対応の遅れから重大事態に陥る問題点もあ
った。

［発明の目的］ 本発明は、かかる問題点を解決し、運転訓練者が１人で
も効果的に運転操作を自習できると共に。

実機に接続しても効率の良い運転を可能とするプラント
運転ガイドシステムを提供することを目的とする。

［発明の概要コ 本発明はキーボードやタッチスクリーン等の操作装置か
ら入力される運転員の操作指令に応゛じてプラント模擬
を行なうと共に、次に操作すべき項目を作成し、これら
を文字図形装置の画面に表示するようにしたものである
。

［発明の実施例］ 第１図は、本発明の一実施例であるプラント運転ガイド
システムの全体構成図である６図において、演算制御装
置１は、系統表示あるいは運転手順を表示するために設
けられた文字図形表示装置２の上に取り付けられたタッ
チスクリーン３からの入力あるいはキーボード４からの
入力を読み取り、他の処理部に演算指令を流し、他の処
理部から受けとった表示データを前記文字図形表示装置
２に出力するための入出力処理部１１と、プラントの状
態および入力された信号から次に操作すべき項目を作成
する表示ガイド処理部１２と、プラント系統表示データ
を作成する系統表示処理部１３．および。

入力された信号に応じてそのプラントの動特性を模擬す
るプラント模擬部１４とから構成される。

第２図は、前記文字図形表示装置２の画面上にポンプ２
１、バルブ２２．２３および液面計２４が配されたプラ
ント系統が表示されて、バルブ２３が開かれるようフリ
ッカ−表示している様子を示す図であり、前記タッチス
クリーン３から当該機器のパターン部を押すことにより
、各機器の操作信号が前記入出力処理部１１を介して、
前記演算処理装置１に入力される。

第３図は、前記キーボード４の正面図を示したものであ
り、これには、通常のアルファベット、数字の基本キー
４０１と、どういうモードのプラント状態から運転訓練
の開始をするかの指令を行なうプラント状態発生キー４
０２から成り、各キーの選択信号はすべて第１図に示さ
れる入出力処理部１１を介して演算制御袋＋ｔｉに入力
される。

第４図は、本発明による表示ガイド処理部の構成をブロ
ックで示したものである。第１図と同一部分には同一符
号を付して示す。図において。

１２１は運転員が第３図に示したプラント状態発生キー
４０２から入力されたプラント初期モード信号あるいは
基本キー４０１から入力されたプラントターゲット状態
（例えば、火力発電所の場合、プラントターゲットとし
て”ＬＯＡｏ　１００Ｍｔｌ”とキー人力する）を解読
して、プラント初期要求／ターゲット信号を、ガイド表
示作成部１２２に伝えるプラントターゲット処理部であ
る。ガイド表示作成部１２２は。

前記プラントターゲット処理部１２１から送られてくる
プラント初期要求／ターゲット信号を受け。

プラント模擬状態から次にガイド表示すべきデータを作
成する。１２３は、前記ガイド表示作成部１２２から要
求される、基準ガイドデータを記憶する基準ガイドデー
タ記憶部で、プラント初期状態やプラントターゲットな
どにより分類・整理された状態で、基準ガイドデータが
登録記憶されている。

１２４は、前記プラント模擬部１４から送られてくるプ
ラント状態信号と、現在実行しようとしている運転手順
における基準プラント状態を記憶している基準プラント
状態記憶部１２５から送られてくる基準プラント状態信
号とを比較・判定をし、結。

果をガイド表示作成に利用するためガイド表示作成部１
２２に信号ｇ０を送り出す判定部である。１２６は前記
プラント模擬部１４から入力されるすべての信号からガ
イド表示作成に必要なデータを選り分けて、前記判定部
１２４に送るプラント状態認識部である。

以上の構成で、火力発電プラントにおいて、ボイラー水
張りモードから１００ＭＩＩ出力までのプラント運転ガ
イドを行なう場合について説明する。

運転員は、先ず、プラント状態発生キー４０２の中から
“ボイラー水張り前“の初期状態を選択する。

また、訓練における最終プラント状態（ターゲットプラ
ント状態と呼ぶ）を基本キー４０１から入力する。これ
らの信号がＢＴとして、入出力処理部１１に入力される
。入出力処理部１１に入力された信号ＢＴは、系統表示
処理部１３には第２図に示すような初期状態の系統表示
の要求信号ＦＴとして送信され。

プラント模擬部１４には７ボイラー水張り前”のプラン
ト初期状態の設定及びシミュレーション開始要求信号Ｈ
Ｔとして送信され、さらに、表示ガイド処理部１２には
基本操作ガイドを選択するための指定された初期状態じ
ボイラー水張り前″）及びターゲットプラント状態を示
すガイド開始要求信号ＤＴとして送信され、プラントの
運転ガイダンスによる運転訓練が開始される。

運転が開始されると、各処理部ではそれぞれ次の様な処
理が行なわれる。即ち、先ず系統表示処理部１３では、
第５図のフローチャートに示す如く、キーボード４から
入出力処理部１１を介して入力される要求信号Ｆ丁を監
視しく５０１）、系統図表示要求信号が入力されると、
その要求内容に従い、系統図データベースの中から該当
する系統図（第１図においては１ボイラー水張り系統図
“となる）信号ＧＴを選択して入出力処理部１１から文
字図形表示装置２へ表示出力する（５０２）。一方、入
出力処理部１１から入力される要求信号ＦＴが停止要求
信号の場合は、ここでの処理を終了する（５０３）。

プラント模擬部１４では、第６図のフローチャートに示
す如く、キーボード４から入出力処理部１１を介して入
力される最初のプラント状態選択信号に基づいて模擬演
算に必要な初期設定を行なう（６０１）、次いで、設定
されたパラメータを基に模擬演算を実行する（６０２）
、その後、キーボード４から入出力処理部１１を介して
入力される操作信号を読込む（６０３）やまた、このと
き停止信号が入力されたか否かを判断しく６０４）、更
に、先の模擬演算の結果、目標値に到達したか否かを判
断して（６０５）停止信号の入力もなく、また、目標値
にも達していない場合は、先に読込んだ操作信号に基づ
き再び模擬演算を行なう処理を繰り返す。一方、停止信
号が入力された場合あるいは模擬演算結果が目標値に到
達した場合は、処理終了となる。

表示ガイド処理部１２では、第７図のフローチャートに
示す如く、運転開始時には、プラント初期状態／ターゲ
ットプラント状態信号であるボイラ水張り前／プラント
１００ＭＷを入力しく７０１）、これをプラントターゲ
ット処理部１２１にて認識し、いくつかに分割された基
本ガイドデータを組合せることにより、訓練したいプラ
ント状態の一連の基準ガイドグループを指定し、信号ｂ
０としてガイド表示作成部１２２に送る（７０２）。こ
こで各基準ガイドデータはガイド完了のための条件を持
っている。ガイド表示作成部１２２では、まず、指定さ
れた基準ガイドグループのうち、第１番目に指定された
ボイラ水張りの基準ガイドを選定する。また、現在表示
されている系統図の信号、運転員の操作信号の全ての信
号ａ。′を入力する（７０３）。以上の得られた信号に
対してガイド表示作成部１２２では基準ガイドを出すべ
きかどうかを判断するわけであるが、その基準ガイドを
正しく運転員にガイドしてよいかを調べるために、・判
定部１２４に対して基準ガイドデータｆ０を送る。

判定部１２４では、この基準ガイドデータｆ、の判定の
ために、この信号ｆ、に対し、プラント模擬部１４から
送られてくるプラントデータＫＴのうち必要データを入
手するため、データ要求信号ｈ６をプラント状態認識部
１２６に出力する。また、プラントデータＫＴと比較・
判定するための基準データを得るために、基準プラント
状態記憶部１２５にデータ要求信号ｊ０を送る。これに
応えて前記プラント状態認識部１２６は必要データを選
定し、プラントデータとして信号１０を返送する。また
、前記基準プラント状態記憶部１２５は、同様に基準プ
ラントデータとして信号に０を、判定部１２４に対して
送出する。

判定部１２４では、両データの誤差が、ある許容値に入
るかどうかを判定しく７０４）、その結果を信号ｇ０と
してガイド表示作成部１２２に送出する。

ガイド表示作成部１２２では、この判定結果信号ｇ、に
より、ガイドすべき情報を得るため基準ガイドデータ記
憶部１２３に対してデータ送出要求信号ｃ０を送出する
。これに応えて基準ガイドデータ記憶部１２３からガイ
ドデータｄａがガイド表示作成部１２２に送出されるこ
とになる。即ち、ガイド表示作成部１２２では１判定部
１２４での判定結果がガイド指令妥当と判定された場合
は、先の基準ガイドデータ（ｆ、）を基準ガイドデータ
記憶部１２３から取り出す、一方、妥当と判定されない
場合は、ターゲットプラントに対し偏差が最小となるよ
うな基準ガイドを探しく７０５）、再び妥当性のチェッ
クを行なう処理（７０４）を繰り返す。

ガイド表示作成部１２２においては、これら一連の信号
のやりとりで得られたガイドデータにフリッカ−動作な
どの処理を施し、入出力処理部１１に運転ガイドデータ
ｅ０として送り出す（７０６）、この信号は入出力処理
部１１を経由し、文字図形表示装置２に出力され、運転
ガイドとして画面上にフリッカ−表示される。

次に、キーボード４から操作信号が入力された場合（７
０７）は、このときの信号が停止信号か否か判断しく７
０８）、停止信号でなければ、次に目標プラント状態に
達したか否かを判断する（７０９）、この結果、停止信
号の入力もなく、目標にも達していなければ、入力され
た操作信号に基づくプラントデータを入力しく７０３）
、次に出すべきガイド指令の妥当性をチェック（７０４
）する一連の処理を繰り返す。一方、停止信号が入力さ
れた場合や、目標プラント状態に達した場合は、ここで
の処理を終了する。

このようにして、必ず、ガイド指令及び訓練員からの操
作によるプラント模擬状況を判断しながらのガイド処理
を行なうため、常に最適な運転ガイドが得られるように
なる。

即ち、上記により、運転員が次になにを操作すべきかが
画面上で明らかとなり、運転員はタッチスクリーン上か
らそのフリッカ−をしているシンボル記号をＯＮとする
ことにより、運転を行なうことができる。また、以上の
動作を連続的に行なうことにより、運転員は運転手順書
を必要とせずに次々と希望する運転手順を繰り返し操作
することにより、効果的に、より簡便に、特に指導員を
必要とせず、また、模擬制御盤を必要としないでプラン
ト運転の模擬運転が可能となる。

ところで、上記の実施例では、本発明をプラント模擬運
転に適用した場合を例にとって説明したが、実プラント
の運転に適用することも可能である。即ち、第８図はそ
の一例を示す構成図で、第１図と同一符号は同−又は相
当部分を示す。第１図と異なる点は、プラント模擬部１
４の代りに、実際のプラント機器８を接続し、タッチス
クリーン３にてその機器８を操作する代りに、実機プラ
ントに備え付けられたプラント制御盤９から操作するよ
うにしている点である。ここで、信号ＬＴはプラント制
御盤９から実機プラント８への操作信号、信号ＬＴ’は
演算制御装置１への操作信号、信号上は実機プラントの
状態信号をあられす。

これにより、運転員はプラント制御盤９から実機プラン
ト８を従来同様にして運転制御する一方。

プラント異常が発生した場合などのように、次にどのよ
うな操作を行なえば良いか即座に判断できないとき、文
字図形表示装置２のガイド表示を参考にして決めること
ができるようになる。

尚、ガイドを文字図形表示装置に表示する方法としては
、フリッカ−１色反転の他に、矢印、ノ）ンドマークな
どを用いてもよい、また、音声と合せて実施することも
可能である。

また、対話処理手段、入力手段としては、タッチスクリ
ーンの他に、ライトペン、マウス、トラックボールなど
を用いることができる。

［発明の効果］ 以上にように、未発明によれば１次の点において効果を
もつプラント運転ガイドシステムが得られる。

（１）特に指導員を必要とせず、運転操作、運転訓練が
可能となる。

（２）Ｍ転手順書を必要としないため、運転手順書から
該当の運転手順を調べる必要がなく、運転訓練が可能と
なるため、全体として短期間で訓練を終えられる。

（３）繰り返し運転訓練が自習の形で行なえるため効果
が深まる６ （４）文字図形表示装置、演算制御装置など少数の機器
で構成可能なため安価にできる。

（５）実機プラントとも接続可能であるため、緊急時、
異常時においても的確に操作指示を出すことが可能とな
り、処置が早期に実現可能であり、事故を未然に防ぐこ
とができるようになる。

（６）非定常な操作をした場合にもターゲットに向い適
切なガイドを作成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るプラント運転ガイドシ
ステムの構成図、第２図は第１図の文字図形表示装置の
表示例を示す表示画面図、第３図は第１図のキーボード
の正面図、第４図は第１図の表示ガイド処理部の詳細ブ
ロック図、第５図は第４図の系統表示処理部の処理を示
すフローチャート、第６図は第４図のプラント模擬部を
示すフローチャート、第７図は第４図の表示ガイド処理
部を示すフローチャート、第８図は本発明の他の実施例
に係るプラント運転ガイドシステムの構成図である。 １・・・演算制御装置、２・・・文字図形表示装置、３
・・・タッチスクリーン、４・・・キーボード、１１・
・・入出力処理部、１２・・・表示ガイド処理部、１３
・・・系統表示処理部、１４・・・プラント模擬部。 第　ｌ　閃 第２図 第３図 第４図 第６図 １５７図 第８図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）プラント系統図あるいは運転手順を画面表示する
   文字図形表示装置と、運転員の操作に応じた各種操作信
   号を出力する操作装置と、この操作装置から入力される
   操作信号に応じて、次に操作すべき項目を作成し、前記
   文字図形表示装置に表示出力する演算制御装置とを備え
   、目標プラント状態になるようガイダンスすることを特
   徴とするプラント運転ガイドシステム。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載において、演算制御装
   置は操作信号に応じてプラントの模擬を行なうことを特
   徴とするプラント運転ガイドシステム。