JPH0229225B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、プラント運転訓練において、訓練を
受ける運転員の操作あるいは指導員コンソールか
らの指導員の操作に応じて、模擬制御盤上にプラ
ントの状態として出力される各種ランプ、指示計
等が実プラントと同一動作をするようにデイジタ
ル計算機にてプラント模擬演算を実施するプラン
ト模擬装置に関する。

〔発明の技術的背景〕

近年、発電、電力、製鉄、化学等各分野のプラ
ントが複雑、高度になり、これらプラントの運転
員の運転技術の習熟および向上のため、プラント
模擬装置が開発され、訓練に運用されている。こ
の機能の中には、プラントの事故時あるいは機器
の故障時の、運転員の対応、判断、操作、処理を
訓練するために、あらかじめこれら事故、故障状
態の模擬（以下、これをマルフアンクシヨンと称
する）をいくつか登録しておき、指導員が任意に
マルフアンクシヨンを選択して指導員の判断によ
り発生している。これら登録されてあるマルフア
ンクシヨンは、実プラントでは発生する確率はき
わめて少ないが、もし実際に事故や故障が発生し
た場合、運転員の判断、操作により大事故にもな
りかねないものであり、重要な運転訓練の１つで
ある。

第１図は、この種のプラント模擬装置の構成例
をブロツク的に示したもので、以下従来のマルフ
アンクシヨンの発生方法について述べる。図にお
いて、模擬制御盤１は実プラントの制御盤と同
型、同機能を有するもので、運転訓練員はこの模
擬制御盤１上の各種ランプ、指示計等により、プ
ラントの状態を把握する。訓練員の操作する模擬
制御盤１からの操作信号Utは、接点・アナログ
量として入力装置２を介し、演算制御装置３に読
み込まれる。。この演算制御装置３は、この運転
訓練員の操作信号Ut、および記憶装置６にて記
憶されている前回のプラント状態信号C_t-1によ
り、実プラントと同様の挙動をするようにプラン
ト状態の駆動信号Dtを発生する制御装置模擬部
３１と、プラントの動特性を模擬するプラント状
態信号Ctを発生するプラント特性模擬演算部３
２とから構成される。そして、このプラント特性
模擬演算部３２からのプラント状態信号Ctは出
力装置４を介して、上記模擬制御盤１上の各種ラ
ンプ、指示計等へ、プラント状態表示信号Atと
して表示する。一方、指導員コンソール５は、演
算制御装置３に対する模擬演算の実行開始、停止
要求を受け付けること、またマルフアンクシヨ
ン、状態変更の発生および予約設定が可能のもの
とし、指導員コンソール５からの演算制御装置３
に対する制御信号Itは、入力装置２を介して演算
制御装置３に読み込まれるものとする。

ところで、プラントの事故や故障としては、 (a) 単なる偶発的に発生する場合 (b) 運転員の操作後やプラント状態の変化時に発
生する場合 の２種類が考えられる。

これを、プラント模擬装置にてマルフアンクシ
ヨンとして発生させる場合、(a)項のような事故、
故障は指導員が指導員コンソール５より、任意に
発生させることにより実施される。しかし、(b)項
のような場合、例えば発電プラントを例にとる
と、タービントリツプが発生した直後に加減弁サ
ーボの故障が起き、加減弁が全開固着となるマル
フアンクシヨンを発生させる場合、指導員は常に
模擬盤１上のプラント状態を監視しつつ、タービ
ントリツプか否か指導員が判断し、タービントリ
ツプが起きたと判断した時に、指導員コンソール
５より予め登録されてあるこのマルフアンクシヨ
ンを発生させるようにしている。

〔背景技術の問題点〕

然乍ら、このような方法においては指導員は常
に模擬盤１上のプラント状態を監視していなくて
はならず、適格なタイミング時に時間的ずれが生
じ、微妙なタイミングで運転訓練に効果のあるマ
ルフアンクシヨンを発生させることは不可能であ
る。また、指導員の経験や考え方によつては必ず
しも一律に実施されることがなく、指導員によつ
て訓練内容が異なつてきたり、常に指導員がプラ
ント状態を監視する必要があるために、訓練員へ
の配慮がおろそかになり訓練そのものに支障をき
たす場合もある。

〔発明の目的〕

本発明は上記のような不具合を解決するために
成されたもので、その目的は適切なタイミングに
てマルフアンクシヨンあるいは状態変更を発生さ
せることを可能とし、効果的にかつ臨場感を持た
せつつ確実な運転訓練を実施することができるプ
ラント模擬装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記の目的を達成するためには本発明では、運
転訓練員が操作する模擬制御盤と、訓練の指導員
がプラント模擬を制御するために操作する指導員
コンソールと、模擬制御盤および指導員コンソー
ルの操作信号を入力する入力装置と、この入力装
置からの情報を入力し、プラント制御装置の機能
の模擬演算およびプラントの物理的特性の模擬演
算を行なう演算制御装置と、この演算制御装置か
ら必要な情報を受取り、模擬制御盤および指導員
コンソールへその情報を表示出力する出力装置と
から成り、マルフアンクシヨンまたは状態変更の
機能を有するプラント模擬装置において、指導員
コンソールにて状態量の変化、プラントインター
ロツクシーケンスの変化タイミングを指定するこ
とにより、プラントの模擬がその設定タイミング
になつた時にマルフアンクシヨンまたは状態変更
を発生させる手段を、演算制御装置に備えるよう
にしている。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図面に示す一実施例について説
明する。第２図は本発明によるプラント模擬装置
の演算制御装置の構成例をブロツク的に示したも
のであり、第１図と同一部分には同一符合を付し
て示す。図において３１１はあらかじめいくつか
のマルフアンクシヨンが登録されてあり、前記指
導員コンソール５より出されるマルフアンクシヨ
ン発生指令信号ａにより、演算制御装置３に指定
マルフアンクシヨンを発生させるマルフアンクシ
ヨン設定部である。３１２は指導員コンソール５
よりマルフアンクシヨンの発生タイミングが指定
された場合、このタイミング指定ｂとプラント模
擬状態信号ｆとを比較する比較部で、タイミング
指定ｂとプラント模擬状態信号ｆとが合致した場
合、発生タイミング信号ｄを出力する。この発生
タイミング信号ｄにより、予め設定されていたマ
ルフアンクシヨン信号ｃをプラント特性模擬演算
部３２および制御装置模擬演算部（プラントイン
ターロツクモデルを含む）３１３にて処理し、プ
ラントインターロツク信号ｇをプラント特性模擬
演算部３２に入力し、プラント状態信号ｅ、出力
信号ｆを出力することにより、マルフアンクシヨ
ン発生のプラント模擬状態を、前記模擬制御盤１
上に反映することとなる。

次に、かかる如く構成したプラント模擬装置の
作用について説明する。なお、ここでは運転訓練
の一例として、タービントリツプ発生後加減弁サ
ーボの故障により加減弁全開固着のマルフアンク
シヨンを発生させ、これに対する運転員の対応、
操作を訓練する場合を想定するものとする。通常
タービントリツプ後、加減弁は全開となる。い
ま、指導員コンソール５より設定されたマルフア
ンクシヨン発生指令信号ａにより、マルフアンク
シヨン設定部３１１内に加減弁全開信号が設定さ
れる。また、タイミング指定信号ｂによりマルフ
アンクシヨン発生タイミングとして、比較部３１
２内にタービントリツプＮ信号を設定する。制
御装置模擬演算部３１３では、プラントインター
ロツクシーケンスが実機と同じように模擬されて
あり、出力信号ｆの中からタービントリツプ信号
を取り出し、比較部３１２内にタービントリツプ
信号がＮであるか否か比較を行なう。そして比
較部３１２に入力されるタービントリツプ信号が
ＯＮとなつた時、比較部３１２より発生タイミン
グ信号ｄを発生し、これにより加減弁全開固着信
号ｃが発生し、これをプラント特性模擬演算部３
２、制御装置模擬演算部３１３に入力してプラン
ト模擬が実行され、その時のプラント状態が模擬
制御盤１上に反映される。よつて、指導員はター
ビントリツプが起きた時、加減弁が全開固着とな
るのを待つだけでよく、微妙なタイミング時での
発生タイミングのずれを生ずることなくこのマル
フアンクシヨンを発生させることが可能となる。

この発生タイミングを取る監視信号は特に限定
されるものではなく、すべてのプラントインター
ロツクの接点状態信号やダイナミツクモデルによ
り模擬されたプラント状態信号を監視信号として
も可能である。また、いくつかのマルフアンクシ
ヨンを設定し、それぞれのマルフアンクシヨンに
対してタイミング指定信号を取ることによりスケ
ジユーリングを持たせ、次々とマルフアンクシヨ
ンを発生させることも可能である。

次に、プラント特性模擬演算部３２にて演算さ
れたプラント信号ｅを、タイミング指定信号ｂと
したときの作用を第２図、第３図を用いて説明す
る。ここではマルフアンクシヨンとして給水ポン
プタービンの事故停止を模擬し、これに対する運
転員の対応、操作を訓練する場合を想定するもの
とする。

いま、指導員コンソール５より設定されたマル
フアンクシヨン発生指令信号ａにより、マルフア
ンクシヨン設定部３１１内に給水ポンプタービン
の事故停止信号が設定される。また、このマルフ
アンクシヨンの発生タイミングを、主タービンが
定格回転数に達した時に発生させるものとし、こ
のタイミング指定信号ｂとして主タービン定格回
転数を比較部３１２に設定する。比較部３１２で
は、プラント特性模擬演算部３２より出された主
タービン回転数を出力信号ｆを通して常に監視し
ており、両信号が合致した時発生タイミング信号
ｄを発生し、これにより給水ポンプタービン停止
信号ｃが発生してプラント模擬を可能とする。

以上の処理をタイミングチヤート図で示すと第
３図の如くとなる。図において、Ａは指導員コン
ソールよりのマルフアンクシヨン発生指令信号ａ
であり、to秒に発生させている。Ｂは主タービン
回転数を示すものであり、tsにて回転数が定格値
R_Tとなつている。Ｃはプラントの模擬としてマ
ルフアンクシヨンの実施が行なわれるタイミング
を示すもので、主タービン回転数がR_Tとなつたts
にて発生する。

以上タイミングチヤート図に示す通り、主ター
ビン回転数が定格回転数となつたとき、給水ポン
プタービンの事故停止を発生させる。この影響を
プラント特性模擬演算部３２、制御装置模擬演算
部３１３にて模擬し、その時のプラント状態が模
擬制御盤１上に反映されることにより、故障時の
運転訓練が実施可能となり、特に指導員が主ター
ビン回転数を常に監視する必要はなく、確実なタ
イミングでこのマルフアンクシヨンが実施される
ことになる。また、指導員にとつては訓練員に十
分な配慮がなされることにより、より密度の濃い
運転訓練を行なうことが可能となる。

上述したように、運転員の操作後発生するある
いはプラント状態の変化時に発生する事故、故障
状態は、ある状態が変化したとき瞬時に発生させ
たり、あるいは適格なタイミング時に発生させれ
ば効果の出るものが、これらを指導員がタイミン
グをとつて発生させることは非常に難しくて、今
までは行なえなかつたものである。

この点本プラント模擬装置によれば、このよう
なマルフアンクシヨンの発生は指導員によらず、
確実に発生させることが可能となる。また、指導
員の経験、能力、集中度の違いにより運転訓練の
効果が著しく変化することなく、常に同一のプラ
ント状態、訓練内容が実施可能となり、確実性の
ある好適なプラント模擬装置とすることができ
る。すなわち、プラント動特性モデルのみなら
ず、プラントインターロツクシーケンスの変化タ
イミングを指定することにより、任意のプラント
状態でマルフアンクシヨンまたは状態変更を何ら
制約を受けること無く発生させることができる。
例えば、運転員が操作した信号やタービントリツ
プの発生などの変化タイミングを扱えることがで
きるため、より広範囲の変化タイミングをとらえ
てマルフアンクシヨンまたは状態変更を発生させ
ることができる。さらに、プラント動特性モデ
ル、あるいはプラントインターロツクシーケンス
の変化により得られたプラント模擬状態信号ｆ
と、マルフアンクシヨン、状態変更の発生を設定
部により設定されたタイミング指定ｂとを比較す
る比較部３１２にて、比較作業のみでマルフアン
クシヨン、状態変更処理を行なうことができるた
め、マルフアンクシヨンまたは状態変更を発生さ
せるには、プラント模擬盤状態信号として扱える
信号である動特性モデルの演算結果だけではな
く、プラントインターロツクシーケンス変化信号
も含めて任意のポイントを選択し、この選択され
たポイントに対してマルフアンクシヨン、状態変
更のタイミング指定の登録を行なうことにより、
任意のマルフアンクシヨン、状態変更の登録がで
きる。

また、本実施例のプラント模擬装置では、マル
フアンクシヨンまたは状態変更を発生させる手段
を、演算制御装置３に備えたことにより、次のよ
うな作用効果が得られるものである。

(a) マルフアンクシヨンまたは状態変更を発生さ
せる手段は、任意のマルフアンクシヨン項目、
状態変更対象項目に対して発生処理を可能とす
る独立のソフトウエア処理であり、プラント特
性模擬演算、プラントインターロツクシーケン
ス模擬演算の中に発生させるトリガ処理を実行
させるため、これらの演算を行なう演算制御装
置３に当該手段を備えることで、効率よく実行
することができる。

(b) プラント模擬状態信号ｆとタイミング指定ｂ
との比較演算を行なう比較部３１２が同一装置
内にあるため、タイミングのずれが生じない。

(c) 演算結果のマルフアンクシヨンあるいは状態
変更の信号ｃは、直ちにプラント特性模擬演算
部３２あるいは制御装置模擬演算部３１３にて
フイードバツクし演算処理を行なう必要がある
ため、同一装置内に持たせることにより、外部
から伝送等によつてフイードバツクするよりも
高速に処理することができる。例えば、指示計
の故障を発生させるのに、同一装置内になけれ
ば一度外に出力し、再度演算制御装置に戻して
その後指示計を変化処理させるまで、２回のデ
ータを外部と演算制御装置との間でやりとりす
ることになり、比較部３１２での比較作業もそ
れだけタイミングがずれることになり、適格に
発生できるとは言い難い。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を変更しない範囲で種々に変形し
て実施し得る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、より広範
囲の変化タイミングをとらえて任意のプラント状
態で適切なタイミングにてマルフアンクシヨンま
たは状態変更を何ら制約を受けること無く発生さ
せることが可能となり、効果的にかつ臨場感を持
たせつつ確実な運転訓練を実施することができる
極めて信頼性の高いプラント模擬装置が提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はプラント模擬装置の構成を示すブロツ
ク図、第２図は本発明の一実施例を示す構成図、
第３図は本発明の作用を説明するためのタイミン
グチヤート図である。 １…模擬制御盤、２…入力装置、３…演算制御
装置、４…出力装置、５…指導員コンソール、６
…記憶装置、３１…制御装置模擬部、３２…プラ
ント特性模擬演算部、３１１…マルフアンクシヨ
ン設定部、３１２…比較部、３１３…制御装置模
擬演算部、Ut…接点・アナログ信号、At…プラ
ント状態表示信号、Dt…プラント状態駆動信号、
It…制御信号、Ct…プラント状態信号、ａ…マル
フアンクシヨン発生指令信号、ｂ…タイミング指
定信号、ｃ…マルフアンクシヨン発生信号、ｄ…
発生タイミング信号、ｅ…プラント状態信号、ｆ
…出力信号、ｇ…プラントインターロツク信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 運転訓練員が操作する模擬制御盤と、訓練の
   指導員がプラント模擬を制御するために操作する
   指導員コンソールと、前記模擬制御盤および指導
   員コンソールの操作信号を入力する入力装置と、
   この入力装置からの情報を入力し、プラント制御
   装置の機能の模擬演算およびプラントの物理的特
   性の模擬演算を行なう演算制御装置と、この演算
   制御装置から必要な情報を受取り、前記模擬制御
   盤および指導員コンソールへその情報を表示出力
   する出力装置とから成り、マルフアンクシヨンま
   たは状態変更の機能を有するプラント模擬装置に
   おいて、 前記指導員コンソールにて状態量の変化、プラ
   ントインターロツクシーケンスの変化タイミング
   を指定することにより、プラントの模擬がその設
   定タイミングになつた時にマルフアンクシヨンま
   たは状態変更を発生させる手段を、前記演算制御
   装置に備えて成ることを特徴とするプラント模擬
   装置。