JPH04352002A - 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６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６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７に示すのは、図６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６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）上位手順は、その手順の一段上位の手順名である
。 （６）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７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。 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出し、その最上位
として設定する。 （ｃ）下位手順を取り出す。

【０００７】その状況で成立する分岐条件を見出だし、
下位手順を取り出してワーキングメモリに書き込む。こ
の時点では、ある手順を達成するための下位手順の候補
が取り出されただけであり、手順には「実行待」の状態
情報がつけられている。 （ｄ）開始条件を判定する。 開始条件が成立すれば、ワーキングメモリ内にその手順
の状態情報を「完了待」に換え、その手順を実行するよ
うに運転員にガイダンスを出力する。 （ｅ）取消条件を判定する。 開始条件が成立すれば、ワーキングメモリ内のその手順
およびそれから派生したすべての下位手順の状態情報を
「取消済」に変える。 （ｆ）完了条件を判定する。 完了条件が成立すれば、ワーキングメモリ内のその手順
の状態情報を「完了済」に変える。 （ｇ）上記（ａ）に戻る。

【０００８】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８に示す。この例は、図６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。

【０００９】実際には、プラント状態、状況等によって
シナリオを動的に変更しなければならない場合がある。 例えば「起動運転のシナリオを実行中プラント異常診断
装置が異常発生を告知してきたため、異常収束のための
シナリオに切り替える」、あるいは「異常診断進展によ
って診断結果が詳細化してきたため、更に適切なシナリ
オに切り替える（例えば診断の確信度が上昇するに伴い
「注意を喚起するためのシナリオ」→「異常状態収束操
作の準備を行なうためのシナリオ」→「実際に異常状態
収束操作を行なうためのシナリオ」と段階的に選択する
）等があげられる。

【００１０】シナリオの変更とは、具体的に言えば、ワ
ーキングメモリの内容をキャンセルし、知識ベースを選
択しなおすことである。従来は、与えられた状況に適切
なシナリオを選択するための知識ベースを用意し、シナ
リオ変更を監視する処理を導入することで対処している
。現在必要なシナリオを選択するための知識データを計
算機で取り扱う場合の形式例を図９に示す。図９のデー
タを運転目標選択知識と称する。図９中で運転目標名は
選択されるべきシナリオで達成される運転目標名である
。また、運転目標選択データは、その運転目標を選択す
べき状況を判定するためのデータである。処理（ａ）の
前に、以下の処理（ｘ）、（ｙ）を新たに付加し、図９
に示した知識データを用いてシナリオの切り替えを行な
う。 （ｘ）初期設定 ワーキングメモリの内容を全消去する。 （ｙ）運転目標選択処理

【００１１】知識ベースに格納されている運転目標選択
知識を格納順に評価して、運転目標選択データを評価し
最初に真になったものに対応する運転目標名を抽出する
。抽出した運転目標名が、 （ア）ワーキングメモリ中にすでに格納されている運転
目標名と異なるあるいはワーキングメモリ中に現在運転
目標名が格納されていないならば（ａ）へ。 （イ）ワーキングメモリ中に格納されている運転目標名
と同様ならば（ｃ）へ。 これに対応して上記（ａ）〜（ｆ）の処理のうち（ａ）
、（ｂ）、（ｇ）の処理内容を以下の如く変更する。 （ａ）運転目標を設定する。 （ア）ワーキングメモリ中に格納されている運転目標名
を抽出した運転目標名で書き換える。格納されていなけ
れば新規に抽出した運転目標名を格納する。 （イ）ワーキングメモリ中で「実行待」、「完了待」の
状態情報を持つ手順名はすべて消去する。 （ｂ）知識ベースを選択する。

【００１２】目的ごとに作成された複数の知識ベースか
らワーキングメモリ中に格納されている運転目標名に適
合するものを探しだし、その状況での最上位手順として
設定する。 （ｇ）上記（ｙ）に戻る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】通常運転中に異常が発
生したため、現在の手順の実行を中断し、これを収束さ
せるためのシナリオに切り替えることで異常を収束せし
め、再度元のシナリオを再開する場合において、手順の
実行を中断した時点とプラント状態が異なり、単純に中
断した部分から手順を再開することができない。

【００１４】例えば『シナリオ「起動運転」において負
荷上昇中主給水制御弁に何らかの異常があったため、シ
ナリオ「主給水制御弁補修」に切り替え、給水バイパス
弁で制御可能な出力まで負荷降下して主給水制御弁の補
修を行なった後、再度シナリオ「起動運転」に戻した』
場合には、「主給水制御弁補修」により負荷降下が行な
われているなど、「通常起動」を中断した時点以前にプ
ラント状態が戻っている。すなわち、シナリオを再開す
る場合は、（１）中断時点から遡行して再開点とすべき
手順を決定する必要がある、

【００１５】ことを考慮する必要がある。再開点とすべ
き手順は、原理的にはシナリオ中で完了条件が不成立に
なっている手順を遡っていけば検出することができるが
、実際にはこれに加え、（２）完了条件が不成立だが主
目的達成により省略すべき手順がある、ことも留意しな
ければならない。

【００１６】例えばプラント起動手順において充電高圧
注入ポンプを起動する準備の一つとして、手順「封水注
入流量調節弁閉」が行なわれる。手順「充填高圧注入ポ
ンプ起動」後封水注入を開始するが、この際、先の手順
の逆の効果を持つ手順「封水注入流量調節弁開」が行な
われるため、先の手順完了条件が不成立になる。今、仮
に「充填高圧注入ポンプ起動」後に異常発生によりシナ
リオが中断され、再開されたとき「封水注入流量調節弁
閉」の完了条件は不成立になっているが、この手順は「
充填高圧注入ポンプ起動」という主目的がすでに達成さ
れているので重複して行なってはならない。以降、ある
手順を主目的としその手順が完了すれば行なわれない手
順を拭く手順と称することにし、また主目的となる手順
を主手順と称する。この場合、手順「封水注入流量調節
弁閉」は、主手順「充填高圧注入ポンプ起動」の副手順
である。シナリオの再開時には、主手順が完了しておれ
ば、その副手順は省略されなければならない。

【００１７】従来は、上記（１）、（２）をまったく考
慮しておらず、一旦異常が発生すれば、これを収束した
後は元の手順を再開できないことから、適切なガイダン
スを出力できなかった。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
は不要なプラント停止を行なうためにプラントの稼働率
を下げることがあった。

【００１８】本発明は上記のような点に鑑みなされたも
ので、異常が発生し収束した後も元の手順を再開でき、
適切なガイダンスを出力する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。

【００１９】

【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
を行なう運転支援装置において、上記シナリオを推論す
るための第１の知識ベースを格納する第１のメモリ手段
と、現在の状況に適した運転目標を推論するための第２
の知識ベースを格納する第２のメモリ手段と、上記第２
のメモリ手段に格納された第２の知識ベースに基づいて
現在の状況に適した運転目標を選択し、上記第１のメモ
リ手段に格納された第１の知識ベースに基づいて上記選
択された運転目標下で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。

【００２０】

【作用】上記の構成によれば、第２の知識ベースを用い
て現在の状況に適した運転目標を選択でき、この選択さ
れた運転目標下において第１の知識ベースを用いてシナ
リオを推論することができるため、異常が発生し収束し
た後も元の手順を再開でき、適切なガイダンスが出力で
きる。

【００２１】

【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

【００２２】本発明の装置構成例を図１に示す。図１に
おいて、推論機構４は、プラント１０から入力装置２０
を介してプラント量を入力すると共に、異常診断装置４
０の出力を入力する。この推論機構４は、入力装置２０
からの入力データと第１のメモリ１および第２のメモリ
２に格納された各知識データを使って、運転目標の選択
および実施が必要な手順の推論を行ない、その結果をワ
ーキングメモリ３に出力する。ワーキングメモリ３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。出力装置３０は、ワーキングメモリ３の内容
を出力することで、運転員に運転ガイドを行なう。 （２）第１のメモリ１の内容

【００２３】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。但し、本発明では、新たに当該知識データが
表す手順の主手順名を付加して格納している。図２に知
識データの格納形式例を示す。図２の格納例は、図７の
データ格納例に新たに主手順名をデータとして付加した
ものである。

【００２４】図３に知識データの例を示す。図２の格納
形式例では、従来の知識データ構造に加え、当該手順の
主手順を記述するための新たに主手順スロットを付加し
ている。図３の例では、手順「充填高圧注入ポンプミニ
フローライン準備」は無条件で開始でき、充填高圧注入
ポンプミニフロー弁および充填高圧注入ポンプミニフロ
ー元弁が開であれば完了してもよく、この手順の主手順
は「充填高圧注入ポンプ起動」であり、この手順の上位
手順は「充填高圧注入ポンプ起動前準備」であることを
示している。 （３）第２のメモリ２の内容

【００２５】第２のメモリ２には、与えられた状況に適
切なシナリオを選択するための運転目標選択知識ベース
を格納する。運転目標選択知識ベースのデータ形式例を
図９に示した。図９のデータ形式例で、（ア）運転目標
名は、この知識データによって選択されるシナリオの運
転目標名である。 （イ）運転目標データは、（ア）の運転目標名が選択さ
れる状況を判断するためのデータである。

【００２６】図１０に運転目標知識の例を示す。図１０
の例では、運転目標「主給水制御弁補修」は、診断装置
が異常「主給水制御弁異常」を出力してきた場合に選択
されることを示している。 （４）ワーキングメモリ３ ワーキングメモリ３には、現在の運転目標および当該運
転目標下での手順名が格納される。手順名は以下の状態
情報と共に格納される。 「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。 「保留」：この状態情報が付いた手順はシナリオ中断時
に完了していたことを表す情報。 「処理不要」：この状態情報がついた手順はシナリオ再
開時に処理不能であることを表す情報。 また、ワーキングメモリ３の運転目標を格納する領域を
特に「運転目標」と称することにする。

【００２７】ワーキングメモリ３の格納例を図４に示す
。図４の例では、図７の例に新たに領域「運転目標」が
付加されており、運転目標名「プラント起動」が格納さ
れている。 （５）推論アルゴリズム 本発明の推論機構４における処理フローを図５に示す。 以下に処理の詳細を示す。 （ステップＳ１）：初期設定 ワーキングメモリ３の内容を全消去する。 （ステップＳ２）：運転目標選択処理

【００２８】第２のメモリ２に格納されている知識を格
納順に評価して、運転目標選択データを評価し、最初に
真になったものに対し対応する運転目標名を抽出する。 抽出した運転目標名が、

【００２９】（ａ）ワーキングメモリ３中の領域「運転
目標」に格納されている運転目標名と異なる、あるいは
「運転目標」に運転目標名が格納されていなければ、「
運転目標」に格納されている運転目標名を抽出した運転
目標名で書き換え（あるいは新規に書き加え）、ステッ
プＳ３へ、 （ｂ）ワーキングメモリ３中の領域「運転目標」に格納
されている運転目標名と同様ならば、何もせずステップ
Ｓ６へ。 （ステップＳ３）ワーキングメモリのクリア（ａ）ワー
キングメモリ３中で「実行待」、「完了待」の状態情報
を持つ手順名はすべて消去する。 （ｂ）ワーキングメモリ３中で「完了済」の状態情報を
持つ手順に関してその状態情報を全て「保留」に変える
。 （ステップＳ４）不要手順抽出処理

【００３０】（ａ）ワーキングメモリ３中で状態情報が
「保留」になっている手順を探し、最初に見つかったも
のに関して（ｂ）を行なう。「保留」になっている手順
がなければ、ステップＳ５へ。 （ｂ）当該手順に関して、それが真でれば、当該手順名
の状態情報を「保留」が「処理不要」に変更し、（ａ）
へ。 一方、それが偽であれば、主手順スロットに記述してあ
る手順名をワーキングメモリ３中で探して、（ア）その
状態情報が「処理不要」ならば、当該手順を「処理不要
」にし（ａ）へ。 （イ）その状態情報が「保留」ならば、何もせず（ａ）
へ。

【００３１】（ウ）当該手順に主目的手順スロットが存
在しない、あるいはワーキングメモリ４中に主目的手順
がないならば、　　当該手順名を状態情報と共にワーキ
ングメモリ３から消去し（ａ）へ。 （ステップＳ５）知識ベースを選択 目的毎に作成された複数の知識ベースからワーキングメ
モリ３の「運転目標」に適合するものを探しだし、その
状況での最上位手順として設定する。 （ステップＳ６）要実施手順推論処理 第１のメモリ１に格納されている知識データに関して、
（ａ）下位手順を取り出す。

【００３２】その状況で成立する分岐条件を見出だし、
下位手順を取り出してワーキングメモリ３に書き込む。 この時点では、ある手順を達成するための下位手順の候
補が取り出されただけであり、手順には「実行待」の状
態情報がつけられている。 （ｂ）完了条件を判定する。

【００３３】ワーキングメモリ３中で「実行待」あるい
は「完了待」の状態情報がつけられている手順に関して
、完了条件が成立すれば、ワーキングメモリ３内のその
手順およびそれらから派生するすべての下位手順の状態
情報を「完了済」に変える。 （ｃ）「処理不要」の判定

【００３４】「実行待」の状態情報がつけられている手
順に関し、同手順名で「処理不要」になっている手順が
ワーキングメモリ３中に存在すれば、「実行待」の状態
情報を「完了済」にし「処理不要」の状態情報を持つ手
順名を状態情報と共にワーキングメモリ３から消去する
。 （ｄ）開始条件を判定する。

【００３５】「実行待」の状態情報がつけられている手
順に関し、開始条件が成立すれば、ワーキングメモリ３
内にその手順の状態情報を「完了待」に変え、その手順
を実行するように運転員にガイダンスを出力する。 （ｅ）取消条件を判定する。 取消条件が成立すれば、ワーキングメモリ３内のその手
順およびそれから発生したすべての下位手順の状態情報
を「取消済」に変える。 （ｆ）上記ステップＳ２へ戻る。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、異常が発
生し収束した後も元の手順を再開できるようになり、適
切なガイダンスが出力できる。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、冗長な操作や
待機を行なったり、不要なプラント停止を行なうために
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】同実施例の知識データ表現形式例を示す図。

【図３】同実施例の知識データ格納例を示す図。

【図４】同実施例のワーキングメモリの内容を示す図。

【図５】同実施例の動作を説明するためのフローチャー
ト。

【図６】従来の運転操作手順の説明するための図。

【図７】従来の知識データ表現形式例を示す図。

【図８】従来のワーキングメモリの内容の示す図。

【図９】運転目標選択知識データ表現形式例を示す図。

【図１０】運転目標選択知識例を示す図。

【符号の説明】

１…第１のメモリ、２…第２のメモリ、３…ワーキング
メモリ、４…推論機構、１０…プラント、２０…異常診
断装置、３０…出力装置、４０…異常診断装置。

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なう運転支援装置に
   おいて、上記シナリオを推論するための第１の知識ベー
   スを格納する第１のメモリ手段と、現在の状況に適した
   運転目標を推論するための第２の知識ベースを格納する
   第２のメモリ手段と、上記第２のメモリ手段に格納され
   た第２の知識ベースに基づいて現在の状況に適した運転
   目標を選択し、上記第１のメモリ手段に格納された第１
   の知識ベースに基づいて上記選択された運転目標下で上
   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。