JPS6275579A - 模擬制御装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は、プラント等の運転訓練に用いられる模擬制
御装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点） 一般のプラントにおいては、実際の制御システムを模擬
し訓練員の訓練を行ない、訓練員に１ｉｌＪ御、操作お
よび監視を習得させる機能を有する模擬制御システムが
必要である。

第２図はこのような従来の模擬制御システムを一部流山
プロセスに適用した場合の一例を示すものである。

この制御システムの制御ループは以下の通りである。

コンピュータ１では、υ制御量検出器シミュレーション
モデル５から配管内を流れる流ＩＰＶｏを検出し、プロ
セス出力処理部７により電気信号ＰＶに変換し入力端子
５１を介して調節計３に出力する。

調節計３では、まず減算器２５において、出力された流
ＩＰＶｏに対応する電気信号ＰＶと予め制ｔｉｌｌ設定
器２３に設定された制御したい流口を示す設定ｆｆ１ｓ
Ｖとの減算を行ない定流量に対する偏差を求める。そし
て、求めた偏差を制御演算器２７にて配管の流山が設定
ｍＳＶとなるような後述する操作器シミュレーションモ
デル１５の操作ｆｆ１ＭＶ’Ａを算出して自動手動切換
器３５に出力する。自動手動切換器３５は、手動操作器
３３における訓練員の操作により自動制御状態と手動制
御状態に切り換え可能なもので、自動制御状態に切り換
えられると訓練員の操作によらず前記制御演算器２７よ
り算出された操作ＩＭＶＡが、また手動制御状態に切り
換えられると訓練員から入力される操作ＩＭＶＭが入力
端子５３を介してコンピュータ１のプロセス入力処理部
１１に操作−ＭＶとして伝送される。

プロセス入力処理部１１では、変位の操作ＩＭ■０に変
換して操作量入力切換部１３に伝送する。

操作量入力切換部１３は、正常模擬状態時にはプロセス
入力処理部１１からの操作ｆｆ１ＭＶｏを配管の流口を
調整する制御弁を操作器シミュレーションモデル１５に
出力するが、異常動作状態を模擬する場合には調節計故
障時操作量設定部９から配管の流量が異常模擬状態とな
る操作量ＭＶＥを操作器シミュレーションモデル１５に
出力する。

操作器シミュレーションモデル１５に送信された操作量
ＭＶｏまたはＭＶＥにより制御弁の開閉を行ない配管内
の流量を制御して、その流量より配管シミュレーション
モデル１７内で最適化制御の演算を行ない制ａｍ検出器
シミュレーションモデル５に戻るループを構成する。

ところで、このような従来の制御システムにおいては、
調節計３の異常動作状態を模擬する場合、コンピュータ
１内の操作ｍ入力切換部１３が調節計故障時操作量設定
部９に切り換えられて、故障模擬時の操作ＩＢＭＶＥが
操作器シミュレーションモデル１５に入力されることに
よって行なわれる。

すなわち、配管内の流量が設定量Ｓ■とならず、更に順
次調節計故障時操作量設定部９より故障模擬時の操作Ｉ
ＭＶＥが操作量入力切換部１３を介して操作器シミュレ
ーションモデル１５に入力されるので、配管シミュレー
ションモデル１７内の配管の流量が不安定となりコンピ
ュータ１の異常動作状態が模擬される。

しかしながら、この場合、操作量入力切換部１３が調節
計故障時操作量設定部９に切り換えられた状態でコンピ
ュータ１の異常動作状態が模擬されているので、上記で
述べた如く調節計３の手動操作器３３における訓練員が
設定量Ｓｖに戻すための必要な操作ＩＭＶＭを入力して
も操作器シミュレーションモデル１５には至らず、引き
つづき調節計故障時操作量設定部９から故障模擬時の操
作ｆｆ１Ｍ　ＶＥが操作器シミュレーションモデル１５
に入力し続ける。

このため、訓練員が操作ｆｆ１Ｍ　ＶＭを入力してもコ
ンピュータ１の異常模擬状態を正常修正状態に戻す運転
訓練ができないという問題があった。

〔発明の目的〕

この発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、適確なプラント等の運転訓練ができるよ
うにした模擬制御装置を提供することである。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため、この発明は、制御対象の作用
を訓練員による運転操作に従って模擬する装置において
、前記制御対象の模擬された作用状態に基づき制御対象
への制御信号を演算出力する演算手段と、前記制御対象
の異常時の作用を模擬する制御信号を出力する異常時信
号設定手段と、前記制御対象の模擬された作用状態に基
づき演算手段または異常時信号設定手段からの制御信号
の制御対象への伝送経路を形成する選択手段と、前記制
御対象への制御信号を訓練員による運転操作に応じて出
力する操作手段と、異常時信号設定手段からの制御信号
による前記制御対象の模擬された異常状態を判断した訓
練員による操作手段からの信号によって制御され、演算
手段または異常時信号設定手段からの制御対象への信号
伝送路を遮断し操作手段から制御対象への制御信号の伝
送経路を形成する伝送路制御手段とを有ることを要旨と
する。

〔発明の実施例〕

以下、図面を用いてこの発明の詳細な説明する。

第１図はこの発明を定流量制御に適用した模擬制御装置
の一実施例を示すものである。

コンピュータ１は、制御弁の開閉によって配管内の流量
より演算を行なって流ｆｆ１ＰＶｏを算出する配管シミ
ュレーションモデル１７と、配管シミュレーションモデ
ル１７に配置して流１ＰＶｏを得る制御量検出器シミュ
レーションモデル５と、得られた流ｍｐｖｏを電気信号
ＰＶの制ｔＩＩ量に変換して調節計３に出力するプロヒ
ス出力処理部７と、後述する調節計３の切換器３１にト
リが信号を出力してコンピュータ１を異常模擬状態とさ
せる指示信号を出力する調節計故障信号発生器１９を有
する。

また、後述する如く調節計３において配管の流■を調節
する制御弁を制御する操作量ＭＶを変位の操作ｆＭＭＶ
ｏに変換するプロセス入力処理部１１と、プロセス入力
処理部１１からの操作ＩＭＶＯにより制御弁の開閉を調
節する操作器シミュレーションモデル１５を有する。

調節計３は、コンピュータ１よりの制ｍ＋量ＰＶを表示
する制ａｍ指示器２１と、予め制御したい流量を示す設
定量Ｓ■が設定されている制ａｍ設定器２３と、制ａｉ
ｐｖと設定ｍｓｖの減ｇを行ない設定量ＳＶに対する偏
差を求める減算器２５と、減算器２５で算出した偏差よ
り配管の流量が設定量Ｓ■となるような操作ＩＭＶＡを
算出するυｆＷＪ演算器２７を有する。

また調節計３は、コンピュータ１の異常動作状態を模擬
させる操作量ＭＶＥが設定されている調節計故障時操作
量データ設定器２９と、制御演算器２７より算出した操
作ｆｉＭＶＡを自動手動切換器３５に出力するのとまた
は前記調節計故障信号発生器１９からの指示信号より調
節計故障時操作量データ設定器２９からの操作ＩＭＶＥ
を自動手動切換器３５に出力するのを切り変える切換器
３１含有する。更に訓練員がマニアル操作より入力をｆ
テなう手動操作器３３と、自動制御状態に切り換えられ
ると制御演算器２７より算出した操作量ＭＶＡまたは調
節計故障時操作遣データ設定器２９からの操作ｆｆ１Ｍ
　ＶＥをコンピュータ１に操作量ＭＶとして出力するか
または手動制御状態に切り換えられると訓練員の操作に
より入力された操作ｆｆ１Ｍ　ＶＭをコンピュータ１に
操作量ＭＶとして出力するのを切り換える自動手動切換
器３５と、コンピュータ１に出力する操作ｆｆｉＭＶを
表示する操作量指示器３７を有する構成である。

次に、この実施例の模擬制御装置の作用について調節計
３の正常な制御状態時と異常模擬状態時の場合に分けて
説明する。

まず、調節計３の正常な制御状態の場合には、コンピュ
ータ１の制御量検出器シミュレーションモデル５から得
られる配管内の流ｆｉＰＶｏが、プロセス出力処理部７
により電気信号の制御１１ＰＶに変換され入力端子５１
を介して調節計３に出力される。

調節計３では、出力された電気信号の制御ＩＰ■を減募
器２５において制御ｆｆ１ＰＶと制ＷＪ屋設定器２３か
らの設定Ｉｔｉｓｖとの減算より設定量Ｓｖに対する偏
差を求める。正常な制御状態時であるので切換器３１は
制御演算器２７側に接続されており、制御演算器２７の
演算による操作ωＭＶＡが切換器３１を介して、更に自
動手動切換器３５を操作ｆｆｉＭＶとなり操作量指示器
３７に操作ｍＭＶを表示して出力端子５３を介してコン
ピュータ１に出力する。

コンピュータ１では、プロセス入力処理部１１において
調節計３から出力された操作ＭＭＶが変位の操作ＪｉＭ
Ｖｏに変換されて、操作器シミュレーションモデル１５
に入力されて操作器ＭＶｏにより制御弁の開閉が制御さ
れるので、配管シミュレーションモデル１７の内の流量
が設定量Ｓｖとなる。

次に、調節計３の異常動作状態を模擬する場合は、コン
ピュータ１の調節計故障信号発生器１９から故障の模擬
を指示するトリガ信号を入力端子５５を介して調節計３
の切換器３１に出力される。

調節計３では、調節計故障信号発生器１９からのトリガ
が信号の入力により切換器３１が調節計故障時操作量デ
ータ設定器２９側に切り換わり、故障模擬時の操作ｆｆ
ｉ、　Ｍ　Ｖ　Ｅが出力端子５３を介してコンピュータ
１のプロセス入力処理部１１に出力される。出力された
操作機ＭＶＥがプロセス入力処理部１１において、変位
の操作ｆＲＭＶｏに変換されて操作器シミュレーション
モデル１５に入力されるので、配管シミュレーションモ
デル１７内の配管の流ωが設定量ＳＶにならずコンピュ
ータ１の異常状態を模擬することになる。

この場合、訓練員が調節計の手動操作器３３において、
制ｗｅ指示器２１に表示されている制御値Ｐ■と操作量
指示器３７に表示されている操作量ＭＶより異常模擬状
態と判断した後、配管シミュレーションモデル１７内の
配管の流量が設定量Ｓｖとなるような操作ＪｉＭＶｙを
入力することにより、プロセス入力処理部１１を介して
変位の操作ｆｆ１ＭＶＯに変換され操作器シミュレーシ
ョンモデル１５に入力されて配管内の流樋が設定ｍＳｖ
となるので、コンピュータ１が正常な制御状態に戻り、
一般のプラントで発生する異常状態と通常稼動の運転訓
練が可能となる。

なお、前述した実施例では、調節計３内に調節計故障時
操作量データ設定器２９を設けているが、調節計３に入
力端子が余分にあるならばコンピュータ１内に前記調節
計故障時操作量データ設定器２つを設定して前記入力端
子を介して故障時の操作ｆｉＭＶＥを入力されてもよい
。また、コンピュータ１と調節計３が伝送ラインで接続
されているなら、前記調節計故障時操作量データ設定２
９の故障時の操作１！ｔＭＶ、Ｅを伝送ラインを用いて
伝送することも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、制御対象の作
用を訓練員による運転操作に従って模擬する装置におい
て、制御対象の模擬された作用状態に基づき模擬された
異常状態を判断した訓練員による操作手段からの信号に
よって異常時信号設定手段からの制御対象への信号伝送
路を遮断し、訓練員から制御対象への制御信号を伝送で
きるので、制御対象の模擬された異常状態から正常な制
御状態に戻すことが可能となり、訓練員の判断による一
連の操作から適確なプラント等の運転訓練ができるよう
になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す模擬制御装置のブロ
ック図、第２図は従来の模擬制御２Ｉｌ装置のブロック
図である。 １・・・コンピュータ ３・・・調節計 ５・・・制ｙＡ伍検出器シミュレーションモデル１３・
・・操作面入力切換部 １５・・・操作器シミュレーションモデル１７・・・配
管シミュレーションモデル３１・・・切換器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 制御対象の作用を訓練員による運転操作に従って模擬す
   る装置において、前記制御対象の模擬された作用状態に
   基づき制御対象への制御信号を演算出力する演算手段と
   、前記制御対象の異常時の作用を模擬する制御信号を出
   力する異常時信号設定手段と、前記制御対象の模擬され
   た作用状態に基づき演算手段または異常時信号設定手段
   からの制御信号の制御対象への伝送経路を形成する選択
   手段と、前記制御対象への制御信号を訓練員による運転
   操作に応じて出力する操作手段と、異常時信号設定手段
   からの制御信号による前記制御対象の模擬された異常状
   態を判断した訓練員による操作手段からの信号によって
   制御され、演算手段または異常時信号設定手段からの制
   御対象への信号伝送路を遮断し操作手段から制御対象へ
   の制御信号の伝送経路を形成する伝送路制御手段とを有
   ることを特徴とする模擬制御装置。