JPH07174890A - プラント制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、大規模プラントにおいて、
環境の悪い場所での複雑な現場作業やプラントの維持，
操作を自律的に透明性をもって行なうことができるプラ
ント制御装置を得ることにある。 【構成】 本発明のプラント制御装置は、プラント１内
のプロセス量を計測する知的計装群３と、プラントを構
成する機器から成る知的機器群２と、知的計装群３と知
的機器群２から得られるプラント全システム情報を保持
し出力するシステム情報空間５と、このシステム情報空
間５からシステムレベル監視診断情報統括９およびシス
テムレベル保守情報統括10を介してプラント情報を入力
保持しプラント診断結果，保守情報を出力するプラント
レベル情報空間12と、このプラントレベル情報空間12と
操作員14との情報を交換するプラントレベル情報統括13
とからなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、大規模プラントに使用
されるプラント制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電プラント等の大規模プラント
システムは、プラントを構成する多数の機器，計装及び
システムから構成されており、それらの各機器計装及び
システムは階層的に構成され、最上位の統括システムと
操作員の判断に基づく指令により運転が行われている。

【０００３】しかし、従来は上記統括システムに全ての
プラントの運転に関わる判断，処理機能を集中させてい
る。このプラントの統括システムは非常に大規模なもの
となり、かつこの統括システムの信頼度がプラント全体
の信頼度を大きく左右する事になる為、通常二重化等の
冗長的な対策をとっている。この統括システムは極めて
大規模なものとなり、これをできるだけ避ける為、プラ
ントデータの吸い上げ及びこれらの判断，処理機能を簡
素化する処置をしていた。個々の機器，計装及びシステ
ム情報の中には中央制御室等で統括監視システムの処理
結果を監視できるものもあるが、プラント内に分散して
いるものも多数ある。特に、特別な雰囲気下に設置され
るローカル機器，計器の監視，操作には、事前の準備，
手続が必要であり、運転状態の監視や異常の徴候または
異常の現状に対する方法および処置に対処するのに多大
な労力を費す必要があった。さらには、現場で作業して
いる状況をつぶさに管理できず、現場業務の達成度の把
握が不充分であった。

【０００４】さらに、プラント状態急変時においても、
従来はプラント内に分散している機器，計装類の詳細情
報の把握や、対応，復旧操作についても、特別な雰囲気
下ではその都度事前の準備，手続が必要であり、プラン
ト異常時の操作員や保守員の作業負荷は増大する傾向に
あった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特別な
雰囲気下における手作業を前提とする方法では、システ
ムが大規模になると、特に異常時には多数の対象項目の
中から処置すべき最適な計器および機器，システムを選
定し、適切な巡視ルートを調査し、処置および対応を行
なう事は困難であるという問題があった。

【０００６】また、処置すべき計器，機器及びシステム
の選定についてもプラント状態をみて、不具合箇所を取
り除く為に、系統の一部を手作業で隔離する方法を行っ
ており、人間が現場で直接作業できない環境では迅速な
対応処置が困難であるという問題があった。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は原子力発電プラント等の大規模システム
において、現場業務を含んだプラント全体の運転，管理
業務をプラントを構成する計装，機器及びシステムの高
度の自律化，臨場感をもって遂行できるようにする事に
より、環境の悪い場所での複雑な現場作業や人間が介在
しない形でのプラントの維持，操作が自律的に透明性を
もって行なえる事により、プラントの安全性，信頼性の
向上を図るようにしたプラント制御装置を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明においては、プラント内におけ
る所定のプロセス量を計測する知的計装群と、プラント
を構成する機器から成り入力されたシステム情報から予
め定められた自己の対応処置に応じて動作する知的機器
群と、この知的機器群から得られる動作情報および前記
知的計装群から得られるプラント内のプロセス量から成
るプラント全システム情報を保持し必要に応じて前記知
的計装群および知的機器群に前記保持されたシステム情
報を出力するシステム情報空間と、このシステム情報空
間からプラントシステムの状態を監視診断するために必
要な情報を選出しプラント全体の運転，監視，診断およ
び制御に影響のあるシステム情報を出力するシステムレ
ベル監視診断情報統括と、前記システム情報空間の知的
機器群やプラントの状態を示す検出値からプラントシス
テムの保守に必要となる情報を選出し保守に関する情報
を出力するシステムレベル保守情報統括と、このシステ
ム保守情報統括および前記システムレベル監視診断情報
統括から出力された情報を入力して保持し前記システム
レベル監視診断情報統括にプラント全体における診断結
果の情報を出力しかつ前記システムレベル保守情報統括
に保守に関するプラント全体の情報を出力するプラント
レベル情報空間と、このプラントレベル情報空間から必
要とする情報を抽出して表示し操作員の運転指令を受け
取りプラントレベル情報空間レベル情報空間へ情報を伝
達するプラントレベル情報統括とから成ることを特徴と
するプラント制御装置を提供し、さらに請求項２に係る
本発明においては、前記システム情報空間からプラント
の故障部位の情報および当該故障部位の修理，保守に関
する情報を入力し、知的ロボット群に故障部位の復旧お
よび故障要因の解除指令を出力するロボット行動立案情
報統括を有することを特徴とするプラント制御装置を提
供し、請求項３に係る本発明においては、前記プラント
は複数機で構成され、各プラントの前記システムレベル
情報空間は各プラントの前記システムレベル監視診断情
報統括と前記システムレベル保守情報統括を介して各プ
ラントのプラントレベル情報空間と結合されて成ること
を特徴とするプラント制御装置を提供する。

【０００９】

【作用】この様に構成されたプラント制御装置において
は、プラントの状態をプラント制御装置を構成する各知
的計装群及び知的機器群及びシステム情報空間，プラン
トレベル情報空間がそれぞれ自律的に判定し、異常が検
知された場合には、各知的計装，機器及びシステムが相
互に情報の交信をし、必要に応じて請求項２に係る発明
である知的ロボット群を含め、所要の作業を高度の臨場
感をもって実施させる事ができる。

【００１０】したがって、本発明プラント制御装置によ
れば、特別な雰囲気下にあり、常時、人間が立ち入れな
い場所での計器，機器及びシステム等に対する適切な対
応処置がプラントを構成する各計器，機器及びシステム
により自律的に行なえ、かつ高度の透明性をもって現場
にいる様な感覚で行なえ、複雑な現場作業の信頼性が向
上すると共に、プラントの安全性，信頼性を向上させる
ことができる。

【００１１】

【実施例】次に、本発明の原理について以下説明する。
大規模プラントの状態は、一般にはプラント内の多数の
プロセス信号や、プラント状態を予測するモデル演算等
によって検知される。

【００１２】本発明では、プラントを構成する各知的計
装，機器及びシステム群が自己に入力されるプラント情
報からプラント状態を把握，検知すると共に、自己の対
応処置を決定する。

【００１３】プラントに異常が発生した場合に、プラン
ト内知的計装，機器及びシステム群がプラントの計装，
機器及びシステムの故障部位への対応処置を判断，決定
し、自己の異常部分を隔離または機能の縮退または他の
機種で代替等すると共に必要に応じて、該当する自律移
動型知的ロボット群へ指令し、知的ロボット群の自律的
な判断，処置を含め、プラント全体として自律的に判断
し、故障部位の復旧、要因の解除を行なう。この様に、
異常の状態に応じた正確な自律的な要因の検知と、迅速
・確実な対処，処置が自律的にしかも高度の透明性で現
場にいる様な感覚で行なうことになる。

【００１４】上記の様に、プラントの異常時に、上記プ
ラントを構成する知的計装，機器及びシステム群がプラ
ント状態を監視し、自律的に異常の対処方法，手順を判
断し、適切な対応処置をはかる事ができ、複雑な現場作
業等の信頼性も向上し、プラントの安全性，信頼性を向
上させることができると同時に、通常の運転，定期点検
計画とデータベースを共用し、総合化できるので、総合
的、効率的な運転と保守が一体となったプラントの管理
が自律的に実現できる。

【００１５】次に本発明に係わるプラント制御装置の一
実施例として高速炉の例について添付図面を参照して説
明する。図１は、本発明の自律型プラントの制御装置の
構成を示したものである。

【００１６】プロセス計装等から成る知的計装群３は、
高速炉プラント１からプロセス情報を入力し、プラント
状態を自律的に把握，検知するものである。また、弁，
ブロア，ポンプ等プラント機器から成る知的機器群２
は、知的計装群３からプラント状態を表す局所情報Ｌを
入力し、自己の対応処置を自律的に決定し動作するもの
である。

【００１７】知的計装群３と知的機器群２はデータネッ
トワーク４で構成されるシステム情報空間５を介して結
ばれている。システム情報空間５は高速炉プラント１か
ら知的計装群３を介して得られた、そのシステムの全て
の局所情報Ｌを特定フォーマットにて保持するととも
に、知的機器群２、知的計装群３にこの情報を公開する
機能を持っている。知的機器群２は、自らの知的な知識
ベースに従って自分の動作意志を表す局所情報Ｌをシス
テム情報空間５より選出し取り入れることができる。

【００１８】知的ロボット群６は、高速炉プラント１の
故障部位の復旧や要因の解除を自律的に行うものであ
る。ロボット行動立案情報統括８はシステム情報空間５
より機器の修理，保守に関する情報を選出し知的ロボッ
ト群６にデータネットワーク７で構成される情報空間15
を介して伝達する。

【００１９】データネットワーク11で構成されるプラン
トレベル情報空間12は、プラントの運転，監視，診断，
制御に関する情報を特定フォーマットにて保持するとと
もにシステム監視診断情報統括９及びシステムレベル保
守情報統括10へ情報を公開する機能をもつ。システムレ
ベル監視診断情報統括９は、システム情報空間５からシ
ステムの状態を監視診断するために必要となる局所情報
Ｌを選出し、プラント全体の運転，監視，診断，制御に
影響のある情報のみをプラントレベル情報空間12に渡す
機能を持つ。システムレベル保守情報統括10は、システ
ム情報空間５の知的機器群２やプラントの状態を表すデ
ータよりシステムの保守に必要となる情報を選出して、
この保守に関する情報をプラントレベル情報空間12に渡
すとともに、保守に関するプラントレベルの情報を受け
取る機能を持つ。

【００２０】プラントレベル情報統括13は、プラント全
般に関する情報を有するプラントレベル情報空間12よ
り、プラント状態に応じて操作員等の人14が必要とする
情報を提供するとともに、操作員14からの運転指令を受
け取りプラントレベル情報空間12へ情報を渡す機能を持
つ。

【００２１】図２にシステム情報空間５のデータネット
ワーク４を介した知的機器群２及び知的計装群３による
処理のフローを示す。知的計装群３は、プラント１から
入力される局所情報Ｌによってシステム状態を把握、検
知する（ブロック20）と共に、システム情報空間５に局
所情報Ｌを渡す（ブロック21）。システム情報空間５は
データネットワーク４を介して知的計装群３及び知的機
器群２からの局所情報Ｌを収集し特定のフォーマットに
保持する。システム情報空間５に保持された局所情報Ｌ
は、知的機器群２、知的計装群３に開放され（ブロック
22）、知的機器群２は必要な情報を選出し自己の対応処
置を自律的に決定する（ブロック23）。また、プラント
に異常が発生した場合は、故障部位への対応処置を自律
的に判断・決定し、異常部位を隔離又は、機能の縮退又
は他の機能で代替等を実施する。さらに、必要に応じ
て、該当する自律移動型の知的ロボット群７へロボット
行動立案情報統括８を介して指令を与え、知的ロボット
群７の自律的な判断・処置により、故障部位の復旧，要
因の解除を行なう。

【００２２】図３にプラントレベル情報空間12のデータ
ネットワーク11を介したシステムレベル監視診断情報統
括９，システムレベル保守方法統括10及びプラントレベ
ル情報統括13の処理のフローを示す。システムレベル監
視診断情報統括９は、システム情報空間５の局所情報Ｌ
を参照して、プラントの監視診断に関する情報をプラン
トレベル情報空間12に与える（ブロック31）とともに、
プラントレベルの診断結果の情報をシステム情報空間５
にフィードバックする（ブロック35）。システムレベル
保守情報統括10は、システム情報空間５の局所情報を参
照し、プラントの保守に関する情報をプラントレベル情
報空間に与える（ブロック32）とともに、プラントレベ
ルの保守情報をシステム情報空間５にフィードバックす
る（ブロック36）。また、プラントレベル情報統括13
は、プラントレベル情報空間12のプラントの運転，監
視，診断，制御，保守等の様々な情報の中から人14が必
要とする情報を選出するとともに、人14からのプラント
に対する指令をプラントレベル情報空間12に伝える（ブ
ロック34）。プラントレベル情報空間12は得たプラント
情報を各統括９，10，13へ開放している（ブロック3
3）。

【００２３】上記の様に、知的計装，機器群及びシステ
ム情報空間がプラント状態を監視し、自律的に異常の対
処方法，手順を判断し、適切な対応処置をはかること
で、プラントの安全性，信頼性を向上することができ
る。

【００２４】本発明に係わる自律型プラントの制御装置
の他の実施例について以下に図４を参照して説明する。
なお、前述の実施例とその構成が重複する部分について
は、説明を省略するものとする。

【００２５】プラントが複数機例えば、Ａ，Ｂプラント
として構成されるマルチモジュールプラントの場合、各
プラントＡ，Ｂのシステム情報空間５，５は、各々のシ
ステムレベル監視診断情報統括９，９とシステムレベル
保守情報統括10，10を介してプラントレベル情報空間1
2，12と結合される。

【００２６】以上の構成によって、各プラントＡ，Ｂの
システム情報空間５，５は、プラントレベル情報空間1
2，12を介して各プラントの運転状態に関する情報を互
いに交換する事ができ、他プラントの状況に応じた運転
計画を自律的に立案し、実施することができる。以上の
様に、マルチモジュールプラント間でもデータネットワ
ークで相互に自律するシステムを構成することが可能で
ある。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のプラント
制御装置によれば、特別な雰囲気により、常時、人間が
立ち入れない場所での計装，機器及びシステム等に対す
る適切な対応処置が高度の透明性で行なえ、複雑な現場
作業も知的計装，機器及びシステム群並びに知的ロボッ
ト群の知的協調作業により迅速，適確に行なえ、作業の
信頼性が向上し、さらにはプラントの安全性，信頼性の
向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すプラント制御装置のシ
ステム構成図。

【図２】図１に示した知的機器群および知的計装群によ
る処理の流れを示す流れ図。

【図３】図１に示したプラントレベル情報空間を介した
処理の流れを示す流れ図。

【図４】本発明の他の実施例を示すシステム構成図。

【符号の説明】

１…高速炉プラント ２…知的機器群 ３…知的計装群 ５…システム情報空
間 ６…知的ロボット群 ８…ロボット行動立
案情報統括 ９…システムレベル監視診断情報統括 10…システムレベル保守情報統括 12…プラントレベル
情報空間 13…プラントレベル情報統括 14…操作員 15…情報空間

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラント内における所定のプロセス量を
   計測する知的計装群と、プラントを構成する機器から成
   り入力されたシステム情報から予め定められた自己の対
   応処置に応じて動作する知的機器群と、この知的機器群
   から得られる動作情報および前記知的計装群から得られ
   るプラント内のプロセス量から成るプラント全システム
   情報を保持し必要に応じて前記知的計装群および知的機
   器群に前記保持されたシステム情報を出力するシステム
   情報空間と、このシステム情報空間からプラントシステ
   ムの状態を監視診断するために必要な情報を選出しプラ
   ント全体の運転，監視，診断および制御に影響のあるシ
   ステム情報を出力するシステムレベル監視診断情報統括
   と、前記システム情報空間の知的機器群やプラントの状
   態を示す検出値からプラントシステムの保守に必要とな
   る情報を選出し保守に関する情報を出力するシステムレ
   ベル保守情報統括と、このシステム保守情報統括および
   前記システムレベル監視診断情報統括から出力された情
   報を入力して保持し前記システムレベル監視診断情報統
   括にプラント全体における診断結果の情報を出力しかつ
   前記システムレベル保守情報統括に保守に関するプラン
   ト全体の情報を出力するプラントレベル情報空間と、こ
   のプラントレベル情報空間から必要とする情報を抽出し
   て表示し操作員の運転指令を受け取りプラントレベル情
   報空間へ情報を伝達するプラントレベル情報統括とから
   成ることを特徴とするプラント制御装置。
2. 【請求項２】 前記システム情報空間からプラントの故
   障部位の情報および当該故障部位の修理，保守に関する
   情報を入力し、知的ロボット群に故障部位の復旧および
   故障要因の解除指令を出力するロボット行動立案情報統
   括を有することを特徴とする請求項１記載のプラント制
   御装置。
3. 【請求項３】 前記プラントは複数機で構成され、各プ
   ラントの前記システムレベル情報空間は各プラントの前
   記システムレベル監視診断情報統括と前記システムレベ
   ル保守情報統括を介して各プラントのプラントレベル情
   報空間と結合されて成ることを特徴とする請求項１また
   は２記載のプラント制御装置。