(57)【要約】      （修正有）【課題】実機データを用いて複数の初期状態候補の中から実機の運転に最も近い初期状態を効率的に選定し、実機の運転状態又は過渡応答を的確に模擬する運転模擬装置を提供する。【解決手段】シミュレータ本体１００は、演算に必要な複数の初期状態を記憶する初期状態記憶手段１１１と、定数データを記憶する定数記憶手段１１２と、初期状態記憶手段１１５、定数記憶手段及び外部の監視制御手段１０１からの入力データに基づき実機プラント１９０及び実機監視制御装置１９１の応答を模擬する演算を行うシミュレータ演算手段１１０と、運転データを取り込み記憶する運転データ収集記憶手段１１４と、を備え、前記初期状態比較手段は、複数の初期状態と前記運転データ収集記憶手段に記憶された実機運転状態とを比較し、前記初期状態記憶手段に記憶された複数の初期状態から前記実機運転状態に最も近い初期状態を選定し、その初期状態を用いて演算する。【選択図】図１
2011123187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実機プラント及び実機監視制御装置の模擬を行うシミュレータ本体と、実機監視制御装置を模擬する監視制御手段と、前記シミュレータ本体の実行制御を行うシミュレータ実行制御手段と、を有する運転模擬装置において、
前記シミュレータ本体は、シミュレータの演算に必要な複数の初期状態を記憶する初期状態記憶手段と、定数データを記憶する定数記憶手段と、初期状態記憶手段、定数記憶手段及び外部の監視制御手段からの入力データに基づき実機プラント及び実機監視制御装置の応答を模擬する演算を行うシミュレータ演算手段と、実機監視制御装置から運転データを取り込み記憶する運転データ収集記憶手段と、初期状態比較手段と、を備え、
前記初期状態比較手段は、前記初期状態記憶手段に記憶された複数の初期状態と前記運転データ収集記憶手段に記憶された実機運転状態とを比較し、前記初期状態記憶手段に記憶された複数の初期状態から前記実機運転状態に最も近い初期状態を選定し、その初期状態を用いてシミュレート演算をおこなうことを特徴とする運転模擬装置。
【請求項２】
前記初期状態比較手段は、前記初期状態記憶手段の初期状態の初期値と前記運転データ収集記憶手段の実機運転データとを比較することにより前記実機運転状態に最も近い初期状態を選定することを特徴とする請求項１記載の運転模擬装置。
【請求項３】
前記初期状態比較手段は、前記初期状態記憶手段の初期状態の初期値の所定期間内の累積値と前記運転データ収集記憶手段の実機運転データの前記所定期間内の累積値とを比較することにより、前記実機運転状態に最も近い初期状態を選定することを特徴とする請求項１記載の運転模擬装置。
【請求項４】
前記シミュレータ本体は、運転データ収集記憶手段からの運転データを初期状態記憶手段に記憶した初期状態に書き込む実機データ書込手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の運転模擬装置。
【請求項５】
前記シミュレータ本体は、前記定数記憶手段に記憶されている定数の値を予め決められた値に変更又は復元する定数変更手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の運転模擬装置。
【請求項６】
前記シミュレータ本体は、運転データ収集記憶手段を経由して運転データとして取り込んだ実機監視制御装置の操作履歴と、シミュレータの監視制御手段の操作履歴のどちらを選択的に切り換えてシミュレータ演算手段に出力する入力切替手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の運転模擬装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大規模プラントの運転状態を模擬するための運転模擬装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば原子力プラント等のプラントの運転状態を模擬する際に、実際のプラントは様々な運転状態及び過渡応答を有するが、運転模擬装置がそれらを模擬できるかは、運転模擬装置に予めどのような演算特性を具備させるか、あるいは、どのような初期状態を登録、準備しておくかで決まる。模擬できる範囲は運転模擬装置により個別に異なるが、想定外の過渡応答は模擬できないのが一般的である。
【０００３】
ところで、近年、計算機の性能が上がり、膨大な量の実機運転データが蓄積できるようになり、シミュレータに実機のデータを活用することで、予め決められた挙動の模擬が行えるだけでなく、さらに色々な取り組みを行える可能性が提案されている。例えば、運転訓練を行うシミュレータでは、シミュレータ製作後に実機運転で起きた事象を模擬したり、実機の運転でトラブルが起きた場合にその時の運転データを取り込んで、トラブルの詳細解析にシミュレータを活用したり、現状の実機運転状態に基づき今後の運転状態を予測することが試みられている。
【０００４】
図９に実機のデータを活用した従来の運転模擬装置の全体構成図を示す。
この運転模擬装置は、実機プラント１９０及び実機監視制御装置１９１の模擬を行うシミュレータ本体９００と、実機監視制御装置１９１を模擬する監視制御手段１０１と、シミュレータの演算開始や停止、初期状態設定など、シミュレータ本体９００の実行制御を行うシミュレータ実行制御手段１０２から構成される。さらにシミュレータ本体９００は、演算を開始する時の初期状態を記憶する初期状態記憶手段９１１と、演算に必要な定数を記憶する定数記憶手段９１２と、演算した結果の出力を記憶する変数記憶手段９１３と、データ調整手段９１４、及び前記初期状態記憶手段９１１、定数記憶手段９１２、及び外部の監視制御手段１０１からの入力データに基づき、実際に実機プラント１９０や実機監視制御装置１９１の挙動の模擬演算を行うシミュレータ演算手段９１０から構成される。
【０００５】
このような運転模擬装置において、実機監視制御装置１９１からの実機運転データを運転データ収集記憶手段１９２を経由して取り込みを行い、データ調整手段９１４によりシミュレータが持つ初期状態記憶手段９１１や定数記憶手段９１２のデータを調整し、シミュレータの応答をより実機に近づけるような仕組みを持つものが提案されている。
【０００６】
例えば、実プラントと同期して動作するプロセスシミュレータでは、プロセスデータが供給される度に、プロセスシミュレータ内にあるシミュレーションモデルの計算モデル式のパラメータを修正し演算を行ないその演算結果が、シミュレーションモデルのパラメータ値や設定条件等である初期値として作成されるもの（特許文献１）、実プロセスをシミュレーションするプロセスモデルを調整するプロセスモデルの調整方法において、実プロセスから得たデータをもとに、プロセスモデルの静的パラメータの調整と動的パラメータの調整をそれぞれ別個に行うもの（特許文献２）、また、ダイナミックシミュレーションに必要な初期値を生成する初期値作成部は、プロセスの動的挙動を表す動的モデル式と、測定変数（測定値データ）と動的モデル式中の変数との関係を表した測定方程式と、ある時点における測定変数の測定値を与える式とを制約条件として、プロセスのその時点における状態が定常状態にどの程度位近いかを表す評価関数を最小化する状態変数の値を求め、その状態変数をダイナミックシミュレーションに必要な初期値とするもの（特許文献３）、さらに、プラントと同時並行的に動作するトラッキングシミュレータにおいて、ＰＩＤによるパラメータ調整や、より広範なデータを用いて最小二乗法によりパラメータを調整する方法、具体的には、センサから得られた測定値とシミュレータ自身が計算した値のずれを減らす方向にモデルのパラメータを逐次修正するものであって、予測シミュレータは予測計算の開始と同時にトラッキングシミュレータから内部状態をコピーしてそれを初期値として加速シミュレータを行うようにしたもの（非特許文献１）などが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３３２３６０号公報
【特許文献２】特開２００５−７８５４５号公報
【特許文献３】特開平７−３３４０７０号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】計測と制御  第４７巻  第１１号  ｐ９２７−９３２  社団法人  計測自動制御学会発行  「オンライン・シミュレータによるプラント操業革新」  大谷哲也
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記したように、実機データをシミュレータに活用する手法は種々存在するが、ここでは前記図９の従来例に基づいて、現在のプラント運転状態をシミュレータに反映させる場合を考える。
【００１０】
具体的には、下記数式（式１）〜（式４）で示すように、実機プラントのある時刻（時間断面）での運転状態をシミュレータに取り込み、シミュレータの初期状態とする場合である。
【００１１】
一般に実機プラントや制御ロジックなど動特性を持つプラントモデルは、次のような微分方程式（式１）、（式２）で表すことができる。
【数１】
2011123187.tif 000003
ただし、ｔ：時間ステップ、x(t)：状態変数、u(t)：外部からの入力、ｐ：時間によらない定数、f（）：任意の関数、g（）：任意の関数、y(t)：シミュレータ出力、でありそれぞれベクトル値である。
【００１２】
この（式１）、（式２）をオイラー法で積分した場合、シミュレータ演算手段９１０では、前回ステップtのデータに基づき次回時間ステップｔ＋１の演算が、以下の（式３）、（式４）に基づいておこなわれる。
【数２】
2011123187.tif 000004
ここで初期値（初期状態）と呼ばれるのは、シミュレータ演算を一番最初から開始する時の状態量ｘ（０）の値のことである。この値は、予め作り込まれたものが初期状態記憶手段９１１に記憶されており、具体的にはある時刻の圧力や温度等のプロセス値や、ロジックの値保持部品（メモリ）の保持値等である。
【００１３】
ところで、実機プラント１９０の運転データを取得し、これを初期値として使おうとすると、次のような問題が発生する。
【００１４】
（問題１）演算に必要な初期値ｘ（０）について、計算の最初に全ての値をセットする必要があるが、実機運転データではそもそも全ての値を計測していない場合がある。例えば、プロセス値では、センサが設置された個所のみで計測を行い、運転データ収集記憶手段１９２にてデータ収集しているが、計算に必要な全ての値を計測しているものではない。したがって、シミュレータでそれらの値が必要であった場合には、実機データの代わりに何らかの値を設定する必要があり、そのための処理が煩雑なものとなっている。これは制御ロジックの内部変数も同様である。
【００１５】
（問題２）実機の運転データが必ずしも直接シミュレータの初期値と対応しない場合がある。例えば、シミュレータの初期値として、あるタンクの保有溶液量が成分毎に個別に必要であった場合に、実機ではタンクの液位のみしか計測していない場合などである。この場合には、計測値の液位をタンクの断面積や形状データに基づき全溶液量に変換し、さらに成分組成（％）を用いて、全溶液量を成分組成にかけて計算する必要がある。しかしこれら処理は一般に煩雑で困難である。
【００１６】
前述の先行技術文献では、数理的な調整手法を用いて、実機運転データをシミュレータ初期値として活用する方法が提案されているが、これらは対象が小規模な機器を模擬する際には実用性があるが、大規模プラントのような広範囲なプロセス特性や複雑な制御ロジックを模擬するシミュレータでは、上述したような問題が発生するために、実機運転データをシミュレータ初期値として適用することは極めて困難であった。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、本発明に係る運転模擬装置は、実機プラント及び実機監視制御装置の模擬を行うシミュレータ本体と、実機監視制御装置を模擬する監視制御手段と、前記シミュレータ本体の実行制御を行うシミュレータ実行制御手段と、を有する運転模擬装置において、前記シミュレータ本体は、シミュレータの演算に必要な複数の初期状態を記憶する初期状態記憶手段と、定数データを記憶する定数記憶手段と、初期状態記憶手段、定数記憶手段及び外部の監視制御手段からの入力データに基づき実機プラント及び実機監視制御装置の応答を模擬する演算を行うシミュレータ演算手段と、実機監視制御装置から運転データを取り込み記憶する運転データ収集記憶手段と、初期状態比較手段と、を備え、前記初期状態比較手段は、前記初期状態記憶手段に記憶された複数の初期状態と前記運転データ収集記憶手段に記憶された実機運転状態とを比較し、前記初期状態記憶手段に記憶された複数の初期状態から前記実機運転状態に最も近い初期状態を選定し、その初期状態を用いてシミュレート演算をおこなうことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、大規模プラントの広範囲なプロセス特性や制御ロジックを模擬したシミュレータにおいて、運転データ収集記憶手段を介して実機運転データを取り込み活用することにより、実機の運転状態にシミュレータの初期状態を合わせ、その状態からシミュレーションを実行することができる。また、シミュレータに必要な運転データが測定されない場合であっても、実機の運転データとシミュレータの初期値とが不一致な場合であっても、任意の時点からより実機に近い状態から効率的な運転訓練のシミュレーションの開始が可能となる。さらに、実機運転で発生した事象を新たにシミュレータで運転訓練したり、実機のトラブル解析、今後の運転状態の予測といったことが行える。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施形態に係る運転模擬装置の全体構成図。
【図２】第１の実施形態における初期状態（ブレークポイント）を示す表。
【図３】第１の実施形態におけるある初期状態を示す表。
【図４】第２の実施形態における運転データの時間推移曲線を示すグラフ。
【図５】図４における運転データの比較表。
【図６】第３の実施形態における初期値と実機運転データの変数対応表。
【図７】第４の実施形態における初期状態調整フロー図。
【図８】第４の実施形態における調整用定数データの変更方法を示す図。
【図９】従来の運転模擬装置の全体構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る運転模擬装置を図１〜図３を参照して説明する。
【００２１】
［運転模擬装置の構成］
図１において、運転模擬装置は、実機プラント１９０及び実機監視制御装置１９１の模擬を行うシミュレータ本体１００と、実機監視制御装置１９１を模擬する監視制御手段１０１と、シミュレータの演算開始や停止、初期状態設定など、シミュレータ本体の実行制御を行うシミュレータ実行制御手段１０２から構成されている。
【００２２】
シミュレータ本体１００は、シミュレータの演算に必要な複数の初期状態を記憶する初期状態記憶手段１１１と、定数データを記憶する定数記憶手段１１２と、演算した結果のデータを記憶する変数記憶手段１１３と、初期状態記憶手段１１１、定数記憶手段１１２、及び外部の監視制御手段１０１からの入力データに基づき、実機プラント１９０及び実機監視制御装置１９１の応答を模擬する演算を行うシミュレータ演算手段１１０と、実機監視制御装置１９１から時系列に運転データを取り込み、記憶する運転データ収集記憶手段１１４とを備える。
【００２３】
シミュレータ本体１００は、さらに、運転データ収集記憶手段１１４に記憶した運転データを表示する運転データ表示手段１２０と、初期状態記憶手段１１１の初期状態と運転データ収集記憶手段１１４の実機運転状態を比較する初期状態比較手段１１５と、運転データ収集記憶手段１１４からの運転データを初期状態記憶手段１１１に書き込む実機データ書込手段１１６と、定数記憶手段１１２に記憶されている定数の値を予め決められた所定値に変更したり、元の値に戻したりする定数変更手段１１８と、運転データ収集記憶手段１１４を経由して運転データとして取り込んだ実機監視制御装置１９１の操作履歴とシミュレータの監視制御手段１０１の操作履歴のどちらをシミュレータ演算手段１１０に出力するかを選択的に切り替える入力切替手段１１７とから構成されている。
【００２４】
［運転模擬装置の作用］
まず、実機の運転状態に最も近い初期状態を選択する方法を説明する。
シミュレータの演算に必要な複数の初期状態は、初期状態記憶手段１１１に記憶されている。一般に、大規模プラントの運転は運転手順書に基づいて行われており、例えばボイラ起動前や加熱器昇温完了など、運転の大きな区切り（ブレークポイント）が明確化されている。
【００２５】
そこで図２に示すとおり、初期状態記憶手段１１１に記憶されている複数の初期状態をシミュレータ実行制御手段１０２に表示し、この中から現在の実機運転のブレークポイントに最も近いものを、初期状態記憶手段１１１に記憶されている複数の初期状態の名称と比較して選択することができる。例えば、実機の運転状態が機器ＢＢＢ起動完了であれば、初期状態Ｎｏ．２を選択すればよい。
【００２６】
一方、実機運転状態のブレークポイントが明確でない場合には、運転データ収集記憶手段１１４に記憶した運転データを表示する運転データ表示手段１２０により、実機の運転データのイベント等の完了信号をトレンドグラフに表示して確認したり、各機器の温度や圧力、流量、ポンプ等の運転停止状態等をトレンドグラフに表示してブレークポイントを確認する。
【００２７】
また、実機の運転状態が「機器ＡＡＡ起動完了」であったときに、それに対応する初期状態が複数あったり、あるいは同じ「機器ＡＡＡ起動完了」状態であっても、他の機器の運転条件や、運転日時などの相違により複数の初期状態が初期状態記憶手段１１１に記憶されている場合がある。
【００２８】
その場合には、図３に示すように、初期状態比較手段１１５において、ある初期状態に保存されている複数のＰＩＤ値と、対応する実機データの差分を演算し、結果をシミュレータ実行制御手段１０２にてそれぞれ並べて表示することで、最も近い初期状態を選択する。ここでＰＩＤとは、各運転データ毎に振られた番号のことであり、ＴＡＧと呼ばれることもある。
【００２９】
具体的に説明すると、図３において、１行が１つの運転データに対応し、Ｎｏ．１ではＰＩＤがＡＡＡ００１、データ名称が機器ＡＡＡ温度１となっている。この運転データに対して、シミュレータで記憶している初期値は５０℃であり、実機データでは５３℃である。このときのデータの差分は、−３℃である。運転データの点数は膨大な量があるため、この差分についてしきい値を予め登録し、判定を自動的に行うことで、人間による判断を行いやすくなる。例えば、Ｎｏ．１では、しきい値±５℃に対して差分が−３℃であるため、判定はＯＫとなる。Ｎｏ．４ではしきい値±５℃に対して差分が１０℃であるため、判定はＮＧとなる。
【００３０】
初期状態比較手段１１５は、次に、上記したある初期状態とは異なる他の初期状態に切り替えて、各運転データにおけるシミュレーション初期値と実機データの比較を行ない、同様の方法で判定する。そして、これらの切り替え及び比較を複数回繰り返し、ＮＧ判定の数が最も少なかった初期値を有する初期状態が、実機運転状態に対して最も近い初期状態となり、これを初期状態として選択する。なお、図３では、全運転データ（ＰＩＤ）を表示しているが、全てを表示しなくとも、ＮＧのものだけ表示してもよく、また、比較データの合計ポイント数とＮＧ判定されたデータの合計ポイント数を表示してもよい。
【００３１】
また、上述のしきい値は設定ファイルに記憶されているが、この設定ファイルをシミュレータ実行制御手段１０２から編集できるようにしておくことで、しきい値を予め登録された値に固定することなく、適宜、変更可能とすることができる。
【００３２】
本第１の実施形態によれば、大規模プラントにおいて、実機データを用いて複数の初期状態候補の中から実機の運転に最も近い初期状態を効率的に選定することが可能となるため、実機の運転状態又は過渡応答を的確に模擬することができる運転模擬装置を提供することができる。
【００３３】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る運転模擬装置を図４、図５を参照して説明する。
上記の第１の実施形態では、初期状態比較手段１１５は、初期状態記憶手段１１１に記憶されている初期状態と実機運転状態との比較はある時間断面（瞬間）で行っている。しかしながら、運転データが時刻の推移に伴ってその変動が大きくなると想定できる場合など、この比較をもう少し長い時間で評価したほうが適切な場合がある。
【００３４】
本第２の実施形態はこのような場合を想定したもので、初期状態比較手段１１５は初期状態と実機運転状態との比較を一定の期間にわたって行うことを特徴とする。
【００３５】
図４、図５を用いて具体的に説明する。
図４は、運転データについて、実機運転データＡの時間推移曲線５００とシミュレータ運転データＡの時間推移曲線５０２を重ねて表示している。運転データＢも同様である。
【００３６】
時刻１ではこの時間断面（瞬時）での実機運転データとシミュレータ運転データとの比較を行っており、その値を図５に示している。運転データＡでは、時刻１でのシミュレータ運転データＡの値は９０℃で、実機運転データＡの値が１００℃あり、瞬時誤差Ａ５０４は−１０℃である。これは予め設定した瞬時誤差のしきい値±５℃を超えるため、判定はＮＧとなる。
【００３７】
しかし、時刻１から時刻２までの両者の値の差を積算した積算誤差Ａ５０６は１５０℃となる。この値は積算誤差しきい値２００℃よりも小さいため、判定はＯＫとなる。同様に、運転データＢでは、時刻１の瞬時誤差Ｂ５０５で判定はＯＫであるが、積算誤差Ｂ５０７は積算誤差しきい値よりも大きいので判定はＮＧとなる。
【００３８】
このように、運転データＡについてシミュレータと実機の応答を比較した場合に、時刻１での瞬時誤差は大きいが、時刻１〜時刻２での全体的な応答は合致していると判断できる。逆に、運転データＢは時刻１での瞬時誤差は小さいが、時刻１〜時刻２での全体的な応答はずれていると判断できる。
【００３９】
次に、この複数の運転データの判定に基づいて、実機運転状態に対して最も近い初期状態を選択する。
また、図４に示す時間推移曲線をシミュレータ実行制御手段１０２に表示することにより、直感的にわかりやすく、より詳細な評価を行うことができる。
【００４０】
本第２の実施形態によれば、初期状態記憶手段に記憶されている初期状態と実機運転状態との比較を所定期間で評価することにより、大規模プラントにおいて、実機データを用いて複数の初期状態候補の中から実機の運転に最も近い初期状態を効率的かつ的確に選定することが可能となるため、実機の運転状態又は過渡応答を的確に模擬することができる運転模擬装置を提供することができる。
【００４１】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る運転模擬装置を説明する。
本発明の第３の実施形態は、選択した初期状態を修正する方法に関する。
【００４２】
上記第１及び第２の実施形態では、初期状態記憶手段１１１の中から実機の運転状態に最も近い初期状態を選択する手法を説明したが、選択された初期状態の初期値と実機の運転データとは全てが一致しているわけではなく、ある程度のずれが存在する。
【００４３】
本第３の実施形態では、実機データ書込手段１１６で、運転データ収集記憶手段１１４から取り込んだ実機運転データを初期状態記憶手段１１１に記憶した初期状態に上書きすることでこのずれを少なくする。その際、シミュレータ本体の内部で管理される初期値変数と実機運転データのＰＩＤは単純に１対１対応しないため、図６に示す初期値変数と実機運転データのＰＩＤとの対応表を実機データ書込手段１１６に備え、実機データ書込手段１１６はこの対応表を参照することで対応が明確になり、実機運転データを対応する初期値に上書きする。
【００４４】
なお、この対応表に定義されない初期値は更新されないため、実機運転データと対応しない初期値は対応表に記載しなければよい。
【００４５】
本第３の実施形態によれば、選択した初期状態と実機運転状態のずれ量を少なくすることができるので、実機の運転状態又は過渡応答をさらに的確に模擬することができる運転模擬装置を提供することができる。
【００４６】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態に係る運転模擬装置を説明する。
本発明の第４の実施形態は、初期状態記憶手段１１１に記憶された初期値を実機の運転状態に合わせる方法に関する。
【００４７】
プラントの運転では、ある運転の大きな区切り（ブレークポイント）でしばらく待機状態となることが多く、この場合温度や流量はある一定値に落ち着いていき、ほぼ平衡状態とみなすことができる場合がある。この時に初期状態記憶手段１１１に記憶された初期値を、定数変更手段１１８により実機運転状態に合わせるものである。
具体的な手法を図７の初期状態調整フロー図を用いて説明する。
【００４８】
＜ステップ１＞
まず、運転データ収集記憶手段１１４に記憶された実機運転データの中で、平衡状態とみなせる系統や機器周辺のデータを、前記の実機データ書込手段１１６により初期状態記憶手段１１１に書き込みセットする。この場合、一般にシミュレータに備わる初期値の読み込み・保存機能を使うことで、必ずしも既存の初期値を書き換えなくても、新規の初期状態として作成できる（例えば、図２において新番号を付した初期状態が追加される。）。
【００４９】
＜ステップ２＞
定数記憶手段１１２に記憶された、例えば、熱が通過する部分の熱容量や、圧力・レベルを計算しているタンクの容積、一次遅れの時定数など、式１、式２で示した動特性に影響する定数を仮の小さな値（調整用定数値）に変更する。ただし、値が小さすぎると、シミュレータが平衡状態に達するまでの時間が短くなるが、数値的に不安定になりやすく、シミュレータ演算手段１１０での時間積分演算が振動したり発散したりするので、適切な値に設定する必要がある。
なお、シミュレータでは数多くの定数があり、どの定数が動特性に効くかは一概には判断できないため、事前に検討を行って予め決めておく必要がある。これらの検討結果を図８に示す方法で行うと、定数の切り替えと平衡状態の実現を容易に行うことができる。詳細は後述する。
【００５０】
＜ステップ３＞
シミュレータ実行制御手段１０２にて、上記のステップ１でセットした初期状態を選択し、シミュレータを適当な時間実行する。
【００５１】
＜ステップ４＞
運転データ表示手段１２０に、定数を変更した周辺の機器や系統の圧力、流量、温度等をトレンドグラフ等で表示し、シミュレータの時間応答がほぼ一定（平衡状態）となっていることを確認する。平衡状態であれば、ステップ５に進むが、そうでなければステップ３に戻り同様の処理を繰り返す。
【００５２】
＜ステップ５＞
ステップ２で変更した調整用定数値を元に戻す。
【００５３】
次に、図８を用いて、定数記憶手段１１２の定数を、定数変更手段１１８により変更したり、元に戻す方法を説明する。
【００５４】
まず、通常の計算時に使用する定数データ６００を定数データバッファ６０１にコピーして一時退避させる。次に、予め検討して決めた調整用定数データ６０２の値を定数データ６００にコピーする。この時コピーされるのは、調整に有効な動特性に影響する定数である。
【００５５】
調整完了後の上述のステップ５にて、定数データバッファ６０１に退避しておいたデータを、丸ごと定数データ６００にコピーする。これにより、事前に検討した定数について、調整用定数データへの変更と復元を容易にかつ確実におこなうことができる。
【００５６】
本第４の実施形態によれば、実機プラントの平衡状態のデータを有効に活用することにより、選択した初期状態と実機運転状態のずれ量をさらに少なくすることができるので、実機の運転状態又は過渡応答をさらに的確に模擬することができる運転模擬装置を提供することができる。
【００５７】
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態に係る運転模擬装置を説明する。
本発明の第５の実施形態は、監視制御手段１０１の入力切替により、実機運転を再現する方法に関する。
【００５８】
上記第１及び第２の実施形態で説明した方法で、初期状態記憶手段１１１の中から実機の運転状態に最も近い初期状態を選択した後、実際にその初期状態からシミュレーションが実行される。
【００５９】
一方、実機のトラブルを詳細解析したり、今後の運転状態を予測する場合には、運転員が実機監視制御装置１９１にて行った操作を再現する必要がある。具体的には、画面や操作卓のボタンを押しシーケンス制御の起動停止や、弁の開閉、ポンプの起動停止を行った操作の再現などである。
【００６０】
そのために、これらの運転データも運転データ収集記憶手段１１４に取り込み、入力切替手段１１７を介して、シミュレータ演算手段１１０に与える必要がある。
【００６１】
その際、入力切替手段１１７での信号切替により、運転員がシミュレーションを実行しながら監視制御手段１０１にて現在操作した内容をシミュレータ演算手段１１０に与えるか、あるいは、過去の実機運転データを再現するために、運転データ収集記憶手段１１４から取り込んだ過去の操作内容をシミュレータ演算手段１１０に与えるか、を切替える。
【００６２】
運転データ収集記憶手段１１４に記憶される信号は過去の時系列データであるため、上記のいずれの場合でも、シミュレーションを開始するときにリアルタイムでこの操作を再生し、あたかも監視制御手段１０１で操作したのと同じような信号が生成される。
【００６３】
また、シミュレータの運転操作の途中で、この切替を運転データ収集記憶手段１１４側から監視制御手段１０１側に切替えることで、実機の再現運転から運転員による実際の運転操作に切り替えることができる。したがって、最初はトラブル解析のための再現計算を行い、途中から運転員による対応操作に切替えるといった使い方ができる。またこの切替えは、全ての信号を一括切替しなくとも、信号毎に切替えてもよい。
【００６４】
本第５の実施形態によれば、入力切替手段により実機運転の再現が可能となるので、実機運転で発生した事象を新たにシミュレータで運転訓練をしたり、実機のトラブル解析、今後の運転状態の予測をおこなうことができる。
【符号の説明】
【００６５】
１００…シミュレータ本体、１０１…監視制御手段、１０２…シミュレータ実行制御手段、１１０，９１０…シミュレータ演算手段、１１１，９１１…初期状態記憶手段、１１２，９１２…定数記憶手段、１１３，９１３…変数記憶手段、１１４，１９２…運転データ収集記憶手段、１１５…初期状態比較手段、１１６…実機データ書込手段、１１７…入力切替手段、１１８…定数変更手段、１２０…運転データ表示手段、１９０…実機プラント、１９１…実機監視制御装置、５００…実機運転データＡの時間推移曲線、５０１…実機運転データＢの時間推移曲線、５０２…シミュレータ運転データＡの時間推移曲線、５０３…シミュレータ運転データＢの時間推移曲線、５０４…瞬時誤差Ａ、５０５…瞬時誤差Ｂ、５０６…積算誤差Ａ、５０７…積算誤差Ｂ、６００…定数データ、６０１…定数データバッファ、６０２…調整用定数データ、９００…シミュレータ本体（従来）、９１４…データ調整手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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