JPH03258190A - プラント運転監視装置およびその運転方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、シミュレータを用いてプラントの運転を支援
するようにしたプラント運転監視装置およびその運転方
法に関する。

〔従来の技術〕

従来のプラント運転監視装置としては、特開昭５９−２
２０８０８号公報（従来例１）および特開昭５９−１１
６８１２号公報（従来例２）に記載されたものがある。

従来例１では、シミュレータがプラントのデータを入力
し、その入力したデータの条件判定を行い、条件が満た
されたとき（プラントで異常が発生していない、運転員
がシミュレータの使用を禁止していない等）のみシミュ
レータの使用を可能とし、プラントの運転監視操作用の
マンマシン装置をシミュレータと共用して、予め計算さ
れ若しくは記憶しておいた初期状態を用いてシミュレー
ションを実行するようにしている。

また、従来例２は、プラントから情報を入力して運転員
に必要な運転ガイドを作成し、その運転ガイドを出力す
るものであるが、運転ガイドを出力する前に、プラント
から入力した情報に基づいて運転ガイドの妥当性を判定
することにより、運転ガイドをより正確なものとしてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来技術のうち従来例１では、プラ
ントの条件が満たされていない時、すなわちプラントに
異常が発生した時にはシミュレータの動作を禁止して、
実プラントの運転監視に支障が生じないようにしている
。このため、異常発生時にはシミュレータが利用できな
いことになり、異常発生時の運転員に対する運転操作訓
練や新たな運転操作方法の開発などを行うことができな
い。

また、従来例２では、運転ガイドを実プラントの操作に
適用した場合、プラントがどのような挙動を示すか、ま
た何故その運転ガイドが正確なのかどうかを運転員に説
明しないため、運転員は運転操作の結果を検証すること
ができない。

本発明の目的は、実プラントの情報をシミュレータにオ
ンラインで取り込むことにより、プラント運転操作の開
発・支援にシミュレータを利用できるようにし、かつシ
ミュレータを用いて運転操作の結果を検証することがで
きるプラント運転監視装置およびその運転方法を提供す
ることである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、プラントのプロ
セスに対してプラント情報を入出力して、プラントの制
御を行うプロセス制御装置と、プラントネットワークを
介して前記プロセス制御装置に接続され、プラントの統
括制御を行う制御用計算機と、該制御用計算機に接続さ
れ、運転員がプラント操作指令を入出力するためのプラ
ント監視操作用マンマシン装置と、を備えたプラント運
転監視装置において、前記プラント監視操作用マンマシ
ン装置と入出力可能であり、かつプラントのプロセスや
制御の模擬を可能とするシミュレータ装置を、前記プラ
ントネットワークに接続したものである。

そして、前記シミュレータ装置は、前記プラントネット
ワークを介してプラント情報を入力し。

シミュレータ内のプロセス量設定や制御量などの各パラ
メータをプラント状態に追従させる機能を備えている。

また、前記シミュレータ装置は、前記プラントネットワ
ークを介して入力したプラント情報を記憶する記憶部を
備えているものである。

さらに、前記プラント監視操作用マンマシン装置には、
前記制御用計算機とシミュレータ装置のどちらかに入出
刃先を切り替える切替部が設けられている。

また１本発明は、プラントのプロセスに対してプラント
情報を入出力して、プラントの制御を行うプロセス制御
装置と、プラントネットワークを介して前記プロセス制
御装置に接続され、プラントの統括制御を行う制御用計
算機と、該制御用計算機に接続され、運転員がプラント
操作指令を入出力するためのプラント監視操作用マンマ
シン装置と、を備えたプラント運転監視装置において、
前記プラント監視操作用マンマシン装置と入出力可能で
あり、かつプラントのプロセスや制御の模擬を可能とす
るシミュレータ装置を、前記プラントネットワークに接
続するとともに、シミュレーション模擬時に前記プラン
ト監視操作用マンマシン装置の機能を代行するバックア
ップ用監視操作用マンマシン装置を設けたものである。

また、本発明は、上記プラント運転監視装置のいずれか
を火力発電プラント及び原子力発電プラントに設置した
ことである。

さらに、本発明は、プラントを定値制御の状態にしてか
ら、プラントネットワークに接続したシミュレータ装置
を用いて、プラントの運転操作によるプラントの挙動を
予測し、その予測結果に基づいてプラントの運転操作を
行うようにしたことである。

〔作用〕

上記構成によれば、プロセス制御装置や制御用計算機か
らのプラントのプロセスデータや制御用パラメータ、お
よびプロセス制御装置が出力した操作指令や運転員がプ
ラント監視操作用マンマシン装置に対して入力した操作
指令等を、プラントネットワークを介してシミュレータ
装置にリアルタイムで入力することができる。そして、
シミュレータ装置内の初期条件同定機能により、入力し
たこれらのプロセスデータ等にシミュレータの初期条件
を追従させることが可能となる。このため、運転員が必
要に応じてシミュレータ装置を起動させると、即現在の
実プラントのプロセス状態からシミュレーションが可能
となり、シミュレータ装置に対する初期条件の設定など
の準備なしに容易に、実プラントに対して行うべき操作
をシミュレータ装置に対して行い、プラントの挙動を検
証することができる。これにより、新しい運転操作方法
の開発やプラント異常時の運転操作支援（操作内容の良
否検証）を手軽に行うことが可能となる。

また、プロセスデータや制御用パラメータをシミュレー
タ装置内の記憶部に記憶し、必要時に呼び出すことによ
り、実プラントの任意の時点の状態をシミュレータの初
期条件とすることができる。

このため、シミュレータ装置を起動して任意の時点を指
定することにより、例えばプラントの操作が繁忙な時な
どを再現することができ、運転員は実感的な運転操作訓
練を体験できる。

さらに、プラント監視操作用マンマシン装置に切替部を
設けたことにより、プラント監視操作用マンマシン装置
上の計器類やランプなどを、実プラントのデータや実プ
ラントへの操作指令の表示用と、シミュレータ装置のシ
ミュレーションデータやシミュレータ装置への操作指令
の表示用とに切り替えて使用することができる。その結
果、運転操作方法の開発中および運転操作内容の検討中
、並びに運転操作訓練中であっても、実プラントの監視
操作中と同じプラント監視操作用マンマシン装置を使用
することができ、操作し易く違和感がない。

また、プラント監視操作用マンマシン装置がシミュレー
タ用として使用されていても、バックアップ用監視操作
用マンマシン装置を設けたことにより、実プラントの運
転に最低限必要な監視操作が行われ、プラント運転の安
全性を確保することができる。

〔実施例〕

以下に本発明の一実施例を図面に従って説明する。

第１図は本発明のプラント運転監視装置のシステム構成
図である。図に示すように、プラントの設備・プロセス
・制御を模擬するためのシミュレータ装置１と、実プラ
ントを制御し、プラント８のバルブ８１・検出器８２・
スイッチ８３（以下、プロセス８１〜８３という）等と
データの入出力を行うプロセス制御装置２と、プラント
の統括制御を行う制御用計算機４と、運転員に手動操作
のための操作ガイドを出力する運転支援用計算機９とが
プラントネットワーク（データ伝送装置）３を介して接
続されている。

プラント監視操作用マンマシン装置１２００は監視操作
盤５とＣＲＴ監視操作盤６からなり、これらは、シミュ
レータ装置１、制御用計算機４、運転支援用計算機９お
よびプラント８のプロセス８工〜８３に接続されており
、シミュレーション時にはシミュレータ装置１とデータ
の入出力を行い、実プラント監視操作時には制御用計算
機４、運転支援用計算機９およびプラント８のプロセス
８１〜８３とデータの入出力を行うようになっている。

また、シミュレータ装置１と制御用計算機４にはバック
アップ用監視操作盤（バックアップ用監視操作用マンマ
シン装置）７が接続され、前記プラント監視操作用マン
マシン装置ｆ２００がシミュレーションデータの入出力
に使用されている場合は、制御用計算機４とデータの入
出力を行い実プラントの最低限の状態を監視操作できる
よう構成され、プラント運転の安全性が確保されている
。

またシミュレータ装置上は内部に記憶したプラントの任
意の初期条件（これについては後述する）を用いても作
動するようになっており、この初期条件を用いて運転員
の運転訓練などを行う際には前記プラント監視操作用マ
ンマシン装［２００を使用せずに、バックアップ用監視
操作盤７だけでシミュレーション入出力が可能である。

第２図はシミュレータ装Ｗ１と他の装置とのデータ授受
を示す機能構成図である。プラント８のプロセス８１〜
８３からのデータは、監視操作盤５に入力され指示計５
２およびランプ５４に表示されるとともに、プロセス制
御装置２のプロセス入出力部２２を介して演算部２０に
入力され、伝送入出力部２１からプラントネットワーク
３へ送出される。

送出されたプラントネットワーク３上のデータは、制御
用計算機４の伝送入出力部４３に受信され演算部４０で
処理された後、記憶部４２に記憶されるとともに、マン
マシン入出力部４工を介してＣＲＴ監視操作盤６のＣＲ
Ｔ６１に表示される。

また、プラント８のプロセス８１．８３に対する操作命
令は、監視操作盤５のスイッチ５３から入力されるとと
もに、ＣＲＴ監視操作盤６のキーボード６２からも入力
される。ＣＲＴ監視操作盤６のキーボード６２から入力
された操作命令は、制御用計算機４のマンマシン入出力
部４１を介して演算部４０に伝達され、ここで処理され
た後に伝送入出力部４３からプラントネットワーク３へ
送出され、更にプロセス制御装置２の伝送入出力部２１
に受信され、演算部２０で処理された後にプロセス入出
力部２２を介してプラント８のプロセス８１．８３に出
力される。

また、プラントネットワーク３上のデータはシミュレー
タ装置１の伝送入出力部１３でも受信され演算部１０で
処理された後、記憶部１２に記憶されるとともに、マン
マシン入出力部１１を介してバックアップ用ＣＲＴ監視
操作ｇ１７のＣＲＴ７１に表示される。

ここで、ＣＲＴ監視操作盤６と監視操作盤５を、シミュ
レータ装Ｗ１に接続するか、または制御用計算機４に接
続するかの切り替えは、ＣＲＴ監視操作盤６の切替スイ
ッチ６４を操作することにより行われる。すなわち、切
替スイッチ６４を操作すると、ＣＲＴ監視操作盤６の切
替部６３、バックアップ用ＣＲＴ監視操作盤７の切替部
７３および監視操作盤５の切替部５１が動作して、ＣＲ
Ｔ監視操作盤６および監視操作盤５並びにバンクアップ
用ＣＲＴ監視操作盤７はシミュレータ装置１と入出力状
態になるか、制御用計算機４と入出力状態になるかが選
択される。シミュレータ装置１と入出力状態になった時
、ＣＲ，Ｔ監視操作盤６と監視操作盤５はプラントの最
低限の監視操作を行い、バックアップ用ＣＲＴ監視操作
盤７がプラントの安全運転確保のため制御用計算機４と
入出力を行う。

第３図はシミュレータ装置１の機能構成図である。通常
時、シミュレータ族Ｗ１はプラントネットワーク３上の
データを伝送入出力部１３で受信してシミュレータ同定
部１０３に伝送する。そして、シミュレータ同定部１０
３では、シミュレータの初期条件をプラントネットワー
ク３から送られてくる実プラントのプロセスデータ、制
御パラメータおよび操作指令に合うように同定させると
ともに、伝送入出力部１３から伝送されてきたデータを
記憶部１２に記憶させる。

ＣＲＴ監視操作盤６の切替スイッチ６４を操作すると、
その操作信号がマンマシン入出力部１工のマンマシン入
力処理部１１１に入力され、演算部１０のスイッチ↓０
２がＯＮになるとともに、スイッチ１０１が切り替えら
れる。スイッチ１０２がＯＮになることにより、キーボ
ード６２および監視操作盤５のスイッチ５３がマンマシ
ン入力処理部１１１を介して演算部１０のシミュレータ
演算部１００に接続されて、運転員はキーボード６２お
よび監視操作盤５からシミュレータ演算部１００に入力
可能となる。またスイッチ１０１が切り替えられること
により、シミュレータの初期条件を同定するためのプロ
セスデータ、制御パラメータ等のデータ入刃先が、伝送
入出力部１３からシミュレータ演算部１００に切り替わ
る。以後、シミュレーション演算が繰り返し実行される
。シミュレーションの゛結果はマンマシン出力処理部１
１２を介して監視操作盤５の指示計５２およびランプ５
４並びにＣＲＴ監視操作盤６のＣＲＴ６１に表示される
。

本実施例によれば、ＣＲＴ監視操作盤６に切替部６３を
設けたので、ＣＲＴ監視操作盤６を実プラントの監視操
作用だけでなく、シミュレーションの入出力用にも使用
することができる。

なお、シミュレータ装置１をデータの記憶装置（バッフ
ァ）を介してプラントネットワーク３に接続すれば、オ
ンラインでシミュレータ装置１にデータを取り込む代わ
りに、−旦、記憶装置にデータを記憶させ、その記憶し
たデータを用いてシミュレータ装置ｌｌが初期条件を設
定するようにすることも可能である。

次に、本発明のプラント運転監視装置を火力発電プラン
トに応用した例について説明する。

火力発電プラントでは主に熱量供給量、空気量および給
水量を変化させて出力を調整しているが、これらはある
負荷（出力）でプラントを安定にバランスさせる特有の
制御量域を有している。−例として、プラントを自動運
転により起動中にプラントのどこかに異常が発生して、
自動運転による出力の上昇（変更）が不能になった場合
は、プラントの保護と安全のためプロセス制御装置は前
記負荷に対してプラントが安定となる状態に他のプロセ
ス量を自動的に制御するが、以後の負荷の上昇・下降お
よびプラントの停止は運転員の手動操作によらなければ
ならない。運転支援システムによる操作ガイドを運転員
に与えるシステムは実用化されているが、操作ガイドの
検証が難しく、また経験の浅い運転員に複雑な操作と確
実な判断を要求することは酷なことである。

そこで、本発明のプラント運転監視装置により、火力発
電プラントを監視するようにし、この監視中にプラント
の状態にオンラインで追従しているシミュレータを使用
して操作ガイドの内容を実際に実行することによって、
プラントの挙動を検証することができ、シミュレータで
検証した操作内容を実プラントの運転に適用して、経験
の浅い運転員でもプラントの複雑で難しい操作を自信を
持って行うことができる。

この時、シミュレーションで使用する入出力装置は、通
常のプラント運転で使用しているプラント監視操作用マ
ンマシン運転を利用できるので、実感的で判りやすいマ
ンマシン入出力を実行することが可能となる。

また、プラント異常時のみでなく、プラント運転中に運
転員が思いついたプラントのある時点における新しい運
転方法の適用とその検証も、実プラントの運転には支障
なく、シミュレータ装置はオンラインにプラントの状態
を追従しているので、即シミュレータを使って実証して
みることができ、プラントの運転方法の開発に有効であ
るとともに、運転員の自己の運転技術の向上にも寄与す
る。なお、この場合は、バックアップ用監視操作用マン
マシン装置を使用してシミュレーションの入出力を行う
ことが可能である。

さらに、運転中のプラントの状態をシミュレータ装置に
記憶させておくことができるので、ある時点のプラント
の状態をシミュレータの初期条件として運転員の運転訓
練を行うことも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、プロセスデータ
、制御用パラメータ、操作指令などの実プラント情報を
シミュレータにオンラインで取り込んで、その実プラン
ト情報にシミュレータの初期条件を同定させておくこと
ができるので、いつでもシミュレーションが可能となり
、異常発生時の運転操作の訓練や運転操作方法の開発を
手軽に行うことができる。

また、バックアップ用監視操作用マンマシン装置を設け
たので、実プラント運転継続中にシミュレーションを実
行しても、バックアップ用監視操作用マンマシン装置で
実プラントの監視操作を行うことができ、実プラント運
転の安全性が確保される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のプラント運転監視装置のシステム構成
図、第２図はシミュレータ装置と他の装置とのデータ授
受を示す機能構成図、第３図はシミュレータ装置の機能
構成図である。 １・・・シミュレータ装置、 ２・・・プロセス制御装置、 ３・・・プラントネットワーク。 ４・・・制御用計算機、 ５・・・監視操作盤、 ６・・・ＣＲＴ監視操作盤、 ７・・・バックアップ用ＣＲＴ監視操作盤、８・・・プ
ラント、 ９・・・運転支援用計算機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、プラントのプロセスに対してプラント情報を入出力
   して、プラントの制御を行うプロセス制御装置と、プラ
   ントネットワークを介して前記プロセス制御装置に接続
   され、プラントの統括制御を行う制御用計算機と、該制
   御用計算機に接続され、運転員がプラント操作指令を入
   出力するためのプラント監視操作用マンマシン装置と、
   を備えたプラント運転監視装置において、前記プラント
   監視操作用マンマシン装置と入出力可能であり、かつプ
   ラントのプロセスや制御の模擬を可能とするシミュレー
   タ装置を、前記プラントネットワークに接続したことを
   特徴とするプラント運転監視装置。 ２、請求項１記載のプラント運転監視装置において、 前記シミュレータ装置は、前記プラントネットワークを
   介してプラント情報を入力し、シミュレータ内のプロセ
   ス量設定や制御量などの各パラメータをプラント状態に
   追従させる機能を備えていることを特徴とするプラント
   運転監視装置。 ３、請求項１記載のプラント運転監視装置において、 前記シミュレータ装置は、前記プラントネットワークを
   介して入力したプラント情報を記憶する記憶部を備えて
   いることを特徴とするプラント運転監視装置。 ４、請求項１記載のプラント運転監視装置において、 前記プラント監視操作用マンマシン装置には、前記制御
   用計算機とシミュレータ装置のどちらかに入出刃先を切
   り替える切替部が設けられていることを特徴とするプラ
   ント運転監視装置。 ５、プラントのプロセスに対してプラント情報を入出力
   して、プラントの制御を行うプロセス制御装置と、プラ
   ントネットワークを介して前記プロセス制御装置に接続
   され、プラントの統括制御を行う制御用計算機と、該制
   御用計算機に接続され、運転員がプラント操作指令を入
   出力するためのプラント監視操作用マンマシン装置と、
   を備えたプラント運転監視装置において、前記プラント
   監視操作用マンマシン装置と入出力可能であり、かつプ
   ラントのプロセスや制御の模擬を可能とするシミュレー
   タ装置を、前記プラントネットワークに接続するととも
   に、シミュレーション模擬時に前記プラント監視操作用
   マンマシン装置の機能を代行するバックアップ用監視操
   作用マンマシン装置を設けたことを特徴とするプラント
   運転監視装置。 ６、請求項１乃至５記載のプラント運転監視装置のいず
   れかを設置した火力発電プラント及び原子力発電プラン
   ト。 ７、プラントを定値制御の状態にしてから、プラントネ
   ットワークに接続したシミュレータ装置を用いて、プラ
   ントの運転操作によるプラントの挙動を予測し、その予
   測結果に基づいてプラントの運転操作を行うことを特徴
   とするプラント運転監視装置の運転方法。