JPH04352001A - 運転支援装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラントの運転支援に
適用され、運転員に運転操作ガイドを出力する他、運転
操作そのものをアクチュエータを介してプラント操作信
号として出力する運転支援装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】発電プラントや化学プラントの如き大規
模なプラントにおいては、通常時や異常時の運転操作を
行なうための要領書が整備されており、標準的な運転が
可能である。但し、運転要領書に記載されているのはあ
くまで典型的な場合の標準的な運転要領であり、運転員
は操作の意味や効果を考えつつ、個々の場合に対処して
いる。即ち、一連の運転操作項目の実施順序入れ換えた
り、追加・省略したり等々、時々刻々の状況に応じた適
切な運転操作を行なうことは人間の能力によっている。

【０００３】そこで、係る運転要領を電算化し、状況に
応じた運転ガイドを出力するシステムが開発され、更に
標準的な一連の運転操作だけでなく、運転操作項目を目
的や機能によって階層化し、条件付き分岐や条件付き取
消しを可能にすることによって、一定程度の柔軟な運転
操作ガイドを出力できるように改良されている例もある
。

【０００４】改良例に関する特許（特願昭６３−１１０
０３４号公報、特願昭６３−１６３９１３号公報）をも
とに、従来技術の概要を説明する。以下では、「プラン
ト起動」の如き“運転目的の遂行”、「充填・抽出流の
確立」の如き“機能の達成”及び「充填・抽出元弁調整
」の如き“運転操作の実行”を“手順の実行”と総称す
る。

【０００５】図４に示すのは、柔軟な運転操作手順の説
明図である。即ち、ＰＷＲプラントの起動運転要領は、
最上位に手順Ａ：プラント起動を置き、それを１段下位
の手順Ａ１：充填・抽出流の確立及びＡ２：一次冷却材
ポンプ起動・・・を実行することにより行なう。手順Ａ
１：充填・抽出流の確立は、具体的な操作手順ａ：充填
・抽出流元弁調整、ｂ：充填高圧注入ポンプ元弁開、ｃ
：充填高圧ポンプ起動、ｄ：充填流量調整およびｅ：抽
出ライン圧力調整を行なうことによって達成される。 Ａ２：一次冷却材ポンプは、ｆ：起動チェック、ｇ：一
次冷却材ポンプ順次起動及びｈ：抽出ライン圧力調整を
行なうことによって達成される。

【０００６】但し、このとき最も標準的な手段としては
ａｂｃｄｅｆｇｈの順に行なわれるが、場合によっては
ｂａｃｅｄｆｇｈと順序を変えて行なっても良いし、ｅ
で抽出ライン圧力調整を行なった結果、その状態が保持
されておれば、ｈの抽出ライン圧力調整が省略されるこ
ともある。図４中では、Ａ１→Ａ２あるいはｆ→ｇのよ
うに実行順序を守らなければならないものを記号「→」
で、ａ＝ｂやｄ＝ｅのようにどちらを先に実行しても良
いものは記号「＝」で示した。図５に示すのは、図４に
例示したような運転操作手順を計算機で扱うための知識
データとして表現する際のデータ形式例である。 （１）手順名は、図４中に矩形で囲んだ手順の名前であ
る。 （２）開始条件は、その手順の実行を開始すべき状況を
判定するためのデータある。 （３）取消条件は、その手順の実行を取消すべき状況を
判定するためのデータである。 （４）完了条件は、その手順の実行が完了したことを判
定するためのデータである。 （５）誤操作条件は、その手順が誤って実行された（＝
開始条件が不成立にも拘らず着手された）ことを判定す
るためのデータである。 （６）標準所要時間は、その手順の開始条件が成立して
から完了条件が成立するまでの標準的な所要時間である
。 （７）上位手順は、その手順の一段上位の手順名である
。 （８）下位手順は、その手順の一段下位の手順名である
。ただし、下位の手順は、分岐条件を用いて状況に応じ
た選択が可能なようになっている。 ただし、※（）はそのデータを省略しても良いことを、
（）＋はそのデータを任意個記述してもよいことを示す
。図５に示したデータ形式を用いて推論を行なう際の推
論アルゴリズムは以下の通りである。 （ａ）運転目標を設定する。 設定は、運転員が入力しても良いし、他の運転状態把握
装置や異常診断装置によって自動設定されても良く、方
法は問わない。 （ｂ）知識ベースを選択する。

【０００７】目的毎に作成された複数の知識ベースから
（ａ）で設定された運転目標に適合するものを捜しだし
、その最上位手順名をワーキングメモリに状態情報「実
行待」を付加して設定する。 （ｃ）取消条件を判定する。

【０００８】ワーキングメモリに「実行待」の状態情報
を付加して格納された手順名に対応する知識データに関
して、取消条件を判定しそれが真であれば当該手順の状
態情報を「取消済」に変える。 （ｄ）開始条件を判定する。

【０００９】ワーキングメモリに「実行待」の状態情報
を付加して格納された知識データに関して、開始条件を
判定しそれが真であれば当該手順の状態情報を「完了待
」とし、 （ア）運転員にその手順を実行するようにガイダンスを
出力する。 （イ）さらに分岐条件を判定し、成立したものに関して
下位手順を取り出して「実行待」の状態情報とともにワ
ーキングメモリに書き込む。 （ｅ）完了条件を判定する。 ワーキングメモリに「完了待」の状態情報を付加して格
納された手順に関して、完了条件を判定しそれが真であ
れば手順の状態情報を「完了済」に変える。 （ｆ）誤操作条件を判定する。 ワーキングメモリに格納された手順に関して、誤操作条
件を判定し、それが真であれば誤って当該操作がなされ
た旨のガイダンスを運転員に出力する。 （ｇ）欠操作を判定する。

【００１０】「実行待」から「完了待」の状態情報に変
化してから標準所要時間を過ぎても完了条件が成立しな
い手順に関しては、操作がなされていない旨のガイダン
スを出力する。

【００１１】以上の知識ベース及び推論アルゴリズムを
用いて推論を行なった時のワーキングメモリの内容例を
図６に示す。この例は、図４に示したプラント起動で、
手順ｄまで完了したときの状態である。ＡやＡ１が完了
待になっているのは、それぞれ下位手順Ａ２やｅが完了
していないためである。また、ｆ、ｇ、ｈが抽出されて
いないのは、これらの上位手順Ａ２の開始条件（＝Ａ１
の完了）が満たされていないためである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記の完了条件の判定
、誤操作条件の判定、欠操作の判定において、個々の操
作を運転員が行なった（着手した）か否かを直接的に示
唆する信号が経済的、技術的な理由から必ずしもすべて
得られない。そのような場合には、

【００１３】（１）手順の完了を示唆する明確な根拠が
得られないため、実際に運転員が操作を行なったか否か
がわからない。また、これに起因してシナリオを進行さ
せるために、完了条件を無条件で完了とせざるを得ず、
正しい運転進捗状況が把握できない。

【００１４】（２）万が一運転員が誤った操作を行なう
、あるいは操作を忘れているとしても検知することがで
きないため、誤・欠操作のガイダンスを行なうことがで
きない。という問題があった。

【００１５】このため、監視・判断等に当たる運転員の
精神的負担が大きい、あるいは経験の少ない運転員は冗
長な操作や待機を行なったり、極端な場合には不要なプ
ラントトリップに至るなどしてプラントの稼働率を下げ
る恐れがあった。

【００１６】本発明は上記のような点に鑑みなされたも
ので、個々の操作を直接的に示唆する信号が得られない
場合においても、操作着手による完了条件や誤・欠操作
を検知し、誤操作のガイダンスを行なうことのできる運
転支援装置を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、与えられた運
転目標に対して実施の必要な手順系列であるシナリオを
推論し、これを出力することで運転員に運転手順ガイド
を行う運転支援装置において、プラントのプロセス量を
入力し、その微分量を出力する微分手段と、上記シナリ
オを推論するための知識ベースであって、所定の条件の
記述に微分量が用いられた知識ベースを格納するメモリ
手段と、上記プラントのプロセス量および上記微分手段
から出力される微分量を入力し、上記メモリ手段に格納
された知識データに基づいて上記シナリオを推論する推
論手段とを具備したものである。

【００１８】

【作用】上記の構成によれば、シナリオの推論に際し、
微分手段から出力される微分量を用いることにより、操
作着手を直接示唆する信号がとれない場合にも、操作着
手・妥当性を検知・判断することができる。

【００１９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例に係
る運転支援装置を説明する。 （１）装置構成

【００２０】本発明の装置構成例を図１に示す。図１に
おいて、微分装置１は、入力装置２０を介してプラント
１０のプロセス量を入力し、その微分量を推論機構３に
出力する。推論機構３は、入力装置２０および微分装置
１の出力を入力とし、第１のメモリ２に格納された知識
ベースによりシナリオの推論や、誤・欠操作の判定を行
ない、その結果をワーキングメモリ４に出力し、更に出
力装置３０を介して運転操作ガイドを行なう。ワーキン
グメモリ４は、処理に一時的に必要になるデータを格納
するためのメモリである。 （２）微分装置１ 微分装置１は、例えば不完全微分要素 （ｄ／ｄｔ）Ｘ＝［ｓ／（１＋Ｔｓ）］Ｘをラダー状に
連ねて構成する。微分装置１の構成例を図２に示す。図
２の例では、不完全微分要素を直列に接続することで２
次微分係数 （ｄ２　／ｄｔ２　）Ｘ

【００２１】を出力するようになっている。この微分装
置１の出力信号を用いることで、操作着手を直接示唆す
る信号がとれない場合にも、操作着手・妥当性を検知・
判断することができる。最も簡単な例として、弁の開閉
をあげて説明する。いま、弁の開度信号が直接的には計
測不可能であったとしても、その下流側流量が計測可能
であれば、以下のようにして運転員の操作着手・妥当性
が判断できる。流量をＸとし、任意に定めた閾値ｅ１、
ｅ２に関して、ガイダンスを出してから標準所要時間以
内に、 （ア）ｄ２　Ｘ／ｄｔ２　＞ｅ１ならば流量が増加→弁
開操作が完了。 （イ）ｄ２　Ｘ／ｄｔ２　＜ｅ２ならば流量が減少→弁
閉操作（誤操作）。 （ウ）標準所要時間以内に上記（ア）、（イ）が出現し
なければ、欠操作。 （３）第１のメモリ２の内容

【００２２】第１のメモリ２には、従来技術として既述
した運転操作手順を表現するための知識データが格納さ
れている。知識データの格納形式例は、既に図５で示し
たものと同様である。但し、完了条件、誤造作条件の記
述に微分量を用いることができるようになっている。

【００２３】図３に知識データの例を示す。図３の例で
は、手順「Ａ弁開」は無条件で開始して良く、完了条件
はＡ弁の出口流量の２次微分値が閾値ｅ１以上になるこ
とであり、この手順の取消条件はなく（無条件で偽）、
Ａ弁出口流量の２次微分値が閾値ｅ２以下にならばこの
手順が誤って操作されたとして判断してよく、誤操作で
の手順の標準所要時間は１０秒であり、さらにこの手順
の上位手順は「Ａ系の流量確保」であり、下位手順は存
在しないことを示している。 （４）ワーキングメモリ４の内容 ワーキングメモリ４には、運転手順の進捗状況が、個々
の手順名とその状態情報の形式で格納される。状態情報
には、以下のものがある。 「実行待」：開始条件が成立していない状態「完了待」
：開始条件の成立により運転員にガイダンスを出力し、
その手順の完了が成立するのを待っている状態。 「完了済」：手順の完了条件が成立し、完了が確認され
た状態。 「取消済」：取消条件が成立し、手順の実行を取り消さ
れた状態。 ワーキングメモリ４の格納例は、従来技術として図６に
紹介したものと同様である。 （５）推論アルゴリズム 従来技術に概要を示したアルゴリズムを用いる。以下に
、そのアルゴリズムを示す。 （ア）運転目標を設定する。 ここでは簡単のため、運転目標は運転員により設定され
るものとする。運転員は入力装置２０を介して運転目標
を推論機構３に入力する。 （イ）知識ベースを選択する。

【００２４】第１のメモリ２中に目的毎に作成された複
数の知識ベースから（ア）で設定された運転目標に適合
するものを捜しだし、その最上位手順名をワーキングメ
モリ４に状態情報「実行待」を付加して設定する。 （ウ）取消条件を判定する。

【００２５】ワーキングメモリ４に「実行待」の状態情
報を付加して格納された手順名に対応する知識データに
関して、取消条件を判定しそれが真であれば当該手順の
状態情報を「取消済」に変える。 （エ）開始条件を判定する。

【００２６】ワーキングメモリ４に「実行待」の状態情
報を付加して格納された知識データに関して、開始条件
を判定しそれが真であれば当該手順の状態情報を「完了
待」とし、 （ａ）運転員にその手順を実行するようにガイダンスを
出力する。 （ｂ）さらに分岐条件を判定し、成立したものに関して
下位手順を取り出して「実行待」の状態情報とともにワ
ーキングメモリ４に書き込む。 （オ）完了条件を判定する。

【００２７】ワーキングメモリ４に「完了待」の状態情
報を付加して格納された手順に関して、完了条件を判定
してそれが真であればその手順の状態情報を「完了済」
に変える。 （カ）誤操作条件を判定する。 ワーキングメモリ４に格納された手順に関して、誤操作
条件を判定し、それが真であれば誤って当該操作がなさ
れた旨のガイダンスを運転員に出力する。 （キ）欠操作を判定する。

【００２８】「実行待」から「完了待」の状態情報に変
化してから標準所要時間を過ぎても完了条件が成立しな
い手順に関しては、操作がなされていない旨のガイダン
スを出力する。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、個々の操
作を直接的に示唆する信号が経済的、技術的な理由から
得られない場合においても、操作着手による完了条件や
誤・欠操作の検知が可能になり、誤操作のガイダンスを
行なうことができるようになる。このため、監視・判断
等に当たる運転員の精神的負担が軽減され、経験の少な
い運転員が冗長な操作や待機を行なったり、不要なプラ
ントトリップに至るなどしてプラントの稼働率を下げる
可能性が低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る構成を示すブロック図
。

【図２】同実施例の微分装置の構成を示す図。

【図３】同実施例の知識データ格納例を示す図。

【図４】従来の運転操作手順を説明するための図。

【図５】従来の知識ベース表現形式例を示す図。

【図６】従来のワーキングメモリの内容を示す図。

【符号の説明】 １…微分装置、２…第１のメモリ、３…推論機構、４…
ワーキングメモリ、１０…プラント、２０…入力装置、
３０…出力装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　与えられた運転目標に対して実施の必
   要な手順系列であるシナリオを推論し、これを出力する
   ことで運転員に運転手順ガイドを行う運転支援装置にお
   いて、プラントのプロセス量を入力し、その微分量を出
   力する微分手段と、上記シナリオを推論するための知識
   ベースであって、所定の条件の記述に微分量が用いられ
   た知識ベースを格納するメモリ手段と、上記プラントの
   プロセス量および上記微分手段から出力される微分量を
   入力し、上記メモリ手段に格納された知識データに基づ
   いて上記シナリオを推論する推論手段とを具備してなる
   ことを特徴とする運転支援装置。