(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オペレータが訓練に使用し、第１の表示画面を含む第１のコンピュータが配置される訓練室と、
前記第１のコンピュータと電気的に接続され、指導員が実機の火力発電プラントのモデルに異常を発生させる際に使用し、第２の表示画面を含む第２のコンピュータが配置される指導員室と、
前記第１及び第２のコンピュータにおいて、共通で使用される運転訓練用シミュレーションソフトと、を有し、
前記運転訓練用シミュレーションソフトは、ＰＩＤロジックを含む制御モデル部と、
前記実機の火力発電プラントのモデルが格納されたプラントモデル部と、
前記制御モデル部と前記プラントモデル部との間に配置され、操作端モデルロジックが標準化された複数のローカルモジュールを含む現場モデル部と、を含み、
前記ローカルモジュールは、共通したロジックを有し、前記実機の火力発電プラントの複数の操作端に対して共通で使用可能であり、
前記第１及び第２のコンピュータが、前記現場モデル部を介した前記制御モデル部と前記プラントモデル部の処理を実行する、火力発電プラントの運転訓練用シミュレータ。
【請求項２】
前記実機の火力発電プラントのモデルの操作端が調整弁である場合、前記複数のローカルモジュールのうちの１つは、前記調整弁の弁本体の開度を調整する開度バランサーの異常、前記開度バランサーに送信する空気信号を生成する信号変換部の異常、及び前記調整弁の弁本体の異常に関するデータを含むことを特徴とする請求項１記載の火力発電プラントの運転訓練用シミュレータ。
【請求項３】
前記実機の火力発電プラントのモデルの操作端が調整ダンパである場合、前記複数のローカルモジュールのうちの１つは、前記調整ダンパのダンパ本体の開度を調整する開度バランサーの異常、前記開度バランサーに送信する空気信号を生成する信号変換部の異常、及び前記ダンパ本体の異常に関するデータを含むことを特徴とする請求項１または２記載の火力発電プラントの運転訓練用シミュレータ。
【請求項４】
ＰＩＤロジックを含む制御モデル部と、複数の操作端を含む実機の火力発電プラントのモデルが格納されたプラントモデル部と、前記制御モデル部と前記プラントモデル部との間に配置され、前記制御モデル部と前記プラントモデル部の処理を実行する操作端モデルロジックが標準化された複数のローカルモジュールを含む現場モデル部と、を含む運転訓練用シミュレータを用いて、指導員が前記複数のローカルモジュールのうちの少なくとも１つを選択して、前記実機の火力発電プラントのモデルに異常を発生させる異常発生工程と、
前記運転訓練用シミュレータが格納されたコンピュータを用いて、オペレータが前記異常発生工程において発生した前記異常に対応する異常対応工程と、を含み、
前記ローカルモジュールは、共通したロジックを有し、前記実機の火力発電プラントの複数の操作端に対して共通で使用可能である、火力発電プラントの運転訓練方法。
【請求項５】
前記異常対応工程において、前記オペレータが前記異常に対応できない場合に、前記指導員が対応方法を指導する指導工程と、を含むことを特徴とする請求項４記載の火力発電プラントの運転訓練方法。
【請求項６】
前記実機の火力発電プラントのモデルの操作端が調整弁である場合、前記複数のローカルモジュールのうちの１つは、前記調整弁の弁本体の開度を調整する開度バランサーの異常、前記開度バランサーに送信する空気信号を生成する信号変換部の異常、及び前記調整弁の弁本体の異常に関するデータを含むことを特徴とする請求項４または５記載の火力発電プラントの運転訓練方法。
【請求項７】
前記実機の火力発電プラントのモデルの操作端が調整ダンパである場合、前記複数のローカルモジュールのうちの１つは、前記調整ダンパのダンパ本体の開度を調整する開度バランサーの異常、前記開度バランサーに送信する空気信号を生成する信号変換部の異常、及び前記ダンパ本体の異常に関するデータを含むことを特徴とする請求項４ないし６のうち、いずれか１項記載の火力発電プラントの運転訓練方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火力発電プラントの運転訓練用シミュレータ、及び火力発電プラントの運転訓練方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、オペレータ資格取得前の社員が実機の火力発電プラントでの勤務を開始する前に、通常運転時の運転技術を習得するために、運転訓練用シミュレータを用いた火力発電プラントの運転訓練が行われている。
また、オペレータ資格を有する者に対しても、プラント異常時の対応技術を習得するために、当該シミュレータを用いた運転訓練が行われている。
このような運転訓練では、オペレータとは異なる部屋にいる指導員がコンピュータを操作して、異常を発生させ、オペレータがコンピュータを操作しながら該異常に対応することで異常に対応するオペレータの能力を向上させる。
そして、指導員は、モニター画面等を通して、オペレータの対応の様子を観察することで、オペレータの運転操作の良否を判定し、オペレータを指導する。
【０００３】
特許文献１には、複数の異常に対応するシナリオを作成し、記憶部に格納し、必要に応じて、シナリオを読み出すことが開示されている。
また、従来の火力発電プラントの運転訓練方法では、例えば、調整弁本体の開度を調整する場合、オペレータがコンピュータにより開／閉操作（開度を調整）をすることで、調整弁の弁本体の開度を直接調整していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２３６１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来の運転訓練用シミュレータでは、オペレータが操作するコンピュータと操作端（例えば、調整弁の弁本体）との間に配置され、実際の火力発電プラントにおいて存在する機器（例えば、電空変換器、開度バランサー）の情報、操作、及び異常に関するデータが省略されていた。
このため、従来の運転訓練用シミュレータを用いて、十分な運転訓練を行ったオペレータが実際の火力発電プラントの異常に対応する場合において、コンピュータと操作端との間に位置する機器に異常があった際、このような異常を解消する訓練を事前に受けていないため、上記異常に十分に対応できない恐れがあった。
【０００６】
上記問題を解消可能な方法の１つとして、各機器の異常に対応したシナリオ（特許文献１参照）を作成し、現行の運転訓練用シミュレータソフトに書き込むことが考えられる。
しかしながら、シナリオを用いる場合、コンピュータと操作端との間に位置する機器の異常の種類や組み合わせに応じて、それぞれシナリオを作成する必要があった。このため、非常に多くの数のシナリオを作成する必要があるため、煩雑であった。
例えば、実際の火力発電プラントの操作端が１６０個存在し、各操作端に対して３種類のマルファンクション（以下、「故障」ということがある）に関するシナリオを作成する必要がある場合には、４８０のシナリオを作成する必要があった。
【０００７】
そこで本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、簡便な手法により、元々ある運転訓練用シミュレータを変更することで、実機の火力発電プラントで発生する様々な異常に対応できるオペレータを育成することの可能な火力発電プラントの運転訓練用シミュレータ、及び火力発電プラントの運転訓練方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明によれば、オペレータが訓練に使用し、第１の表示画面を含む第１のコンピュータが配置される訓練室と、前記第１のコンピュータと電気的に接続され、指導員が実機の火力発電プラントのモデルに異常を発生させる際に使用し、第２の表示画面を含む第２のコンピュータが配置される指導員室と、前記第１及び第２のコンピュータにおいて、共通で使用される運転訓練用シミュレーションソフトと、を有し、前記運転訓練用シミュレーションソフトは、ＰＩＤロジックを含む制御モデル部と、前記実機の火力発電プラントのモデルが格納されたプラントモデル部と、前記制御モデル部と前記プラントモデル部との間に配置され、操作端モデルロジックが標準化された複数のローカルモジュールを含む現場モデル部と、を含み、前記ローカルモジュールは、共通したロジックを有し、前記実機の火力発電プラントの複数の操作端に対して共通で使用可能であり、前記第１及び第２のコンピュータが、前記現場モデル部を介した前記制御モデル部と前記プラントモデル部の処理を実行する、火力発電プラントの運転訓練用シミュレータが提供される。
【０００９】
また、請求項２に係る発明によれば、前記実機の火力発電プラントのモデルの操作端が調整弁である場合、前記複数のローカルモジュールのうちの１つは、前記調整弁の弁本体の開度を調整する開度バランサーの異常、前記開度バランサーに送信する空気信号を生成する信号変換部の異常、及び前記弁本体の異常に関するデータを含むことを特徴とする請求項１記載の火力発電プラントの運転訓練用シミュレータが提供される。
【００１０】
また、請求項３に係る発明によれば、前記実機の火力発電プラントのモデルの操作端が調整ダンパである場合、前記複数のローカルモジュールのうちの１つは、前記調整ダンパのダンパ本体の開度を調整する開度バランサーの異常、前記開度バランサーに送信する空気信号を生成する信号変換部の異常、及び前記ダンパ本体の異常に関するデータを含むことを特徴とする請求項１または２記載の火力発電プラントの運転訓練用シミュレータが提供される。
【００１１】
また、請求項４に係る発明によれば、ＰＩＤロジックを含む制御モデル部と、複数の操作端を含む実機の火力発電プラントのモデルが格納されたプラントモデル部と、前記制御モデル部と前記プラントモデル部との間に配置され、前記制御モデル部と前記プラントモデル部の処理を実行する操作端モデルロジックが標準化された複数のローカルモジュールを含む現場モデル部と、を含む運転訓練用シミュレータを用いて、指導員が前記複数のローカルモジュールのうちの少なくとも１つを選択して、前記実機の火力発電プラントのモデルに異常を発生させる異常発生工程と、前記運転訓練用シミュレータが格納されたコンピュータを用いて、オペレータが前記異常発生工程において発生した前記異常に対応する異常対応工程と、を含み、前記ローカルモジュールは、共通したロジックを有し、前記実機の火力発電プラントの複数の操作端に対して共通で使用可能である、火力発電プラントの運転訓練方法が提供される。
【００１２】
また、請求項５に係る発明によれば、前記異常対応工程において、前記オペレータが前記異常に対応できない場合に、前記指導員が対応方法を指導する指導工程と、を含むことを特徴とする請求項４記載の火力発電プラントの運転訓練方法が提供される。
【００１３】
また、請求項６に係る発明によれば、前記実機の火力発電プラントのモデルの操作端が調整弁である場合、前記複数のローカルモジュールのうちの１つは、前記調整弁の弁本体の開度を調整する開度バランサーの異常、前記開度バランサーに送信する空気信号を生成する信号変換部の異常、及び前記調整弁の弁本体の異常に関するデータを含むことを特徴とする請求項４または５記載の火力発電プラントの運転訓練方法が提供される。
【００１４】
また、請求項７に係る発明によれば、前記実機の火力発電プラントのモデルの操作端が調整ダンパである場合、前記複数のローカルモジュールのうちの１つは、前記調整ダンパのダンパ本体の開度を調整する開度バランサーの異常、前記開度バランサーに送信する空気信号を生成する信号変換部の異常、及び前記ダンパ本体の異常に関するデータを含むことを特徴とする請求項４ないし６のうち、いずれか１項記載の火力発電プラントの運転訓練方法が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、簡便な手法により、現在使用中の運転訓練用シミュレータソフトに実機の火力発電プラントで発生する異常を盛り込むことで、実機の火力発電プラントで発生する様々な異常に対応可能なオペレータを育成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る火力発電プラントの運転訓練用シミュレータの概略構成を模式的に示す図である。
【図２】従来のオペレータの操作の一例を説明するためのフロー図である。
【図３】本実施の形態のオペレータの操作の一例を説明するためのフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明を適用した実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、本発明の実施の形態の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の運転訓練用シミュレータの寸法関係とは異なる場合がある。
【００１８】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る火力発電プラントの運転訓練用シミュレータの概略構成を模式的に示す図である。
なお、図１では、実際にはデータ化された実機の火力発電プラントモデルの一部を火力発電プラントの図として図示する。また、図１では、従来、運転訓練することができなかった構成部分をＡ（以下、「領域Ａ」という）として図示する。
【００１９】
初めに、図１を参照して、本発明の実施の形態に係る運転訓練用シミュレータ１０について説明する。
運転訓練用シミュレータ１０は、訓練室１１と、指導員室１２と、運転訓練用シミュレーションソフト１３と、現場を再現した部屋１５と、を有する。
【００２０】
訓練室１１には、訓練を受けるオペレータ１６が操作する第１のコンピュータ１８が配置されている。
第１のコンピュータ１８は、コンピュータ本体と、第１の表示画面１９と、キーボード（図示せず）と、マウス２１と、を有する。第１のコンピュータ１８を構成するコンピュータ本体には、オペレーションソフト（図示せず）が格納されている。
運転訓練用シミュレーションソフト１３は別置きのモデルサーバー用コンピュータ（図示せず）に格納されている。
【００２１】
訓練室１１において、オペレータ１６は、マウス２１、及びキーボード（図示せず）を用いて、指導員２６が指定した実機の火力発電プラントモデルの異常を解消するための操作を行う。
このとき、第１の表示画面１９には、実機の火力発電プラントモデルを構成する機器の配置が忠実に再現された系統図が表示される。このため、オペレータ１６は、第１の表示画面１９を見ながら訓練を行うことが可能となるので、実機の火力発電プラントモデルを構成する機器の配置を理解することができる。
なお、本実施の形態において、「実機の火力発電プラントモデル」とは、プラントモデル部３５、ＰＩＤロジック部４５を含む制御モデル部３３、及びローカルモジュール４１〜４３を含む現場モデル部１４のソフトウェアにより、実際の火力発電所の動作を模擬したモデルである。
【００２２】
また、訓練時において、第１の表示画面１９には、実機の火力発電プラントモデルと同様の系統図及び状態量をプロットしたトレンドグラフ等が表示される。
このように、第１の表示画面１９にオペレータ１６の操作に対応したプラント状態量の変化状況を表示させることで、プラント応答特性に対するオペレータ１６の理解度を向上させることができる。
【００２３】
指導員室１２は、訓練室１１とは別の部屋であり、訓練室１１から離れた位置に設けられている。
指導員室１２には、異常を指定するための第２のコンピュータ２８と、モニター２９と、オペレータ１６と会話するためのマイク（図示せず）と、が配置されている。
第２のコンピュータ２８は、コンピュータ本体と、第２の表示画面３２と、キーボード（図示せず）と、マウス３４と、を有する。第２のコンピュータ２８を構成するコンピュータ本体には、指導員２６と運転訓練用シミュレーションソフト１３に含まれる運転訓練設定機能部６２との間のインターフェイスソフト（図示せず）が格納されている。
【００２４】
指導員室１２は、マウス３４及びキーボード（図示せず）を用いて、火力発電プラントの異常を指定するための操作を行う。
モニター２９には、オペレータ１６が見ている第１の表示画面１９と同じ画像が表示される。また、第２の表示画面３２には、火力発電プラント運転状況、訓練支援機能、各種運転訓練設定用メニュー画面等が表示される。
指導員室１２は、第２の表示画面３２及びモニター２９を見ながら異常模擬を行う。そして、必要に応じてマイク（図示せず）を用いて、オペレータ１６に指示する。
【００２５】
運転訓練用シミュレーションソフト１３は、制御モデル部３３と、プラントモデル部３５と、運転訓練設定機能部６２と、複数のローカルモジュール４１〜４３を含む現場モデル部１４と、を有する。
制御モデル部３３は、ＰＩＤロジック４５を含んだ構成とされている。ＰＩＤロジック４５は、ＰＩＤ制御を行う。
【００２６】
プラントモデル部３５は、複数のローカルモジュール４１〜４３のうち、いずれか１つを介して、制御モデル部３３と電気的に接続されている。プラントモデル部３５には、実機の火力発電プラントのモデルに関する情報が格納されている。
ここで、実機の火力発電プラント構成の主要部を簡単に説明する。
実機の火力発電プラントは、水・蒸気系統ライン４７と、ボイラ４９と、蒸気加減弁５１と、蒸気タービン５３と、発電機５４と、復水器５６、復水ポンプ５９と、低圧給水加熱器６０と、給水ポンプ５７と、高圧給水加熱器５８と、領域Ａと、を有する。
【００２７】
水・蒸気系統ライン４７には、ボイラ４９、蒸気加減弁５１、蒸気タービン５３、復水器５６、給水ポンプ５７、高圧給水加熱器５８、復水ポンプ５９、及び低圧給水加熱６０が設けられている。
高圧給水加熱器５８を通過した水は、ボイラ４９に供給される。ボイラ４９には燃料と、空気とが供給され、ボイラ４９の内部で燃焼する。燃焼により発生した熱により、水を過熱蒸気にする。
【００２８】
蒸気加減弁５１は、ボイラ４９の後段に配置されている。蒸気加減弁５１は、ボイラ４９により生成された蒸気を、蒸気タービン５３に供給する量（主蒸気流量）を調整するための弁である。主蒸気流量を調整することにより、発電機５４の発電量を調整するものである。
蒸気タービン５３は、蒸気加減弁５１の後段に配置されている。蒸気タービン５３は、所定の圧力に調整された蒸気が供給されることで回転する。
【００２９】
復水器５６は、ボイラ４９と蒸気タービン５３との間に配置されている。復水器５６は、蒸気タービン５３の排気蒸気を水に戻すための装置である。復水器５６の内部には、海水が流れる配管（図示せず）が設けられている。該配管（図示せず）を流れる海水は、蒸気タービン５３の排気蒸気を冷却する。
そして、蒸気タービン５３の排気蒸気は、冷却されて水に戻ることにより、体積が減少する。その結果、復水器５６の内部は海水温度に応じた真空度に保たれる。
【００３０】
給水ポンプ５７は、高圧給水加熱器５８と低圧給水加熱６０との間に配置されている。
高圧給水加熱器５８は、ボイラ４９と給水ポンプ５７との間（ボイラ４９の前段）に配置されている。復水ポンプ５９は、復水器５６と低圧給水加熱６０との間に配置されている。
低圧給水加熱器６０は、復水ポンプ５９の後段と給水ポンプ５７の後段に配置されている。低圧給水加熱器６０は、蒸気タービン５３内の蒸気の一部を取り出して、給水を加熱する機器である。このようにして給水を加熱する手法は、再生サイクルと呼ばれ、プラント効率の向上のために用いられる手法である。
【００３１】
領域Ａには、制御モデル部３３から送信される操作信号が、現場モデル部１４を構成するローカルモジュール４１〜４３を介して電気的に接続されている。
領域Ａは、従来の運転訓練用シミュレータでは、訓練することのできなかった構成要素が配置された領域を模式的に示している。
このような構成要素としては、例えば、主蒸気管ドレン温度調整弁、主蒸気温度調整用のスプレ調整弁、フラッシュタンク蒸気温度調整弁等の現場の自動操作端を例示することができる。
【００３２】
運転訓練機能設定部６２は、操作端異常設定部６２１と、マルファンクション設定部６２２と、運転条件変更部６２３と、初期値設定／登録部６２４と、を有する。
操作端異常設定部６２１は、調整弁及び調整ダンパに対し、信号変換器、開度バランサー、及び弁ダンパ本体の故障を設定する機能を有する。
マルファンクション設定部６２２は、プラント各設備の事故を発生させる機能を有する。
運転条件変更部６２３は、気象条件、燃料性状、燃料貯蔵量等プラント運転に係る周辺状態を設定する機能を有する。
初期値設定／登録部６２４は、プラント起動前や中間負荷運転等、さまざまなプラント運転状態を設定する機能及び、任意のプラント運転状態を記憶・保管登録する機能を有する。
【００３３】
複数のローカルモジュール４１〜４３は、運転訓練の対象となる現場操作端を模擬したものであり、現場操作端モデルロジックが標準化されたモジュールである。
ここでの「操作端モデルロジックの標準化」とは、運転状態を変化させる現場自動操作端が、幾つかの種類の操作端に分類されることを利用して標準化したもののことをいう。標準化した操作端モデルロジックとしては、例えば、調整弁や調整ダンパを例示することができる。
【００３４】
標準化されたローカルモジュール４１〜４３は、共通したロジックを有する。共通したロジックとしては、例えば、信号変換部（電空変換部）、開度バランサー（ローカル制御系、弁開度フィードバック機構、ポジショナ）、弁本体の動作（弁本体のスティック、動作緩慢、ロック弁動作）を例示することができる。
標準化されたローカルモジュールは、制御モデル部３３から現場の自動操作端に送信される操作量の信号に応じて、弁開度を自動的に調整する機能を有する。また、標準化されたローカルモジュールは、指導員からの指令により、操作端モデルロジックの異常状態を模擬する機能を有する。
【００３５】
複数のローカルモジュール４１〜４３は、制御モデル部３３及びプラントモデル部３５と電気的に接続されている。
本実施の形態では、図１に示すように、一例として、ローカルモジュールが３つある場合（ローカルモジュール４１〜４３がある場合）を例示している。
指導員２６は、ローカルモジュール４１〜４３のうちの少なくとも１つを選択して、実機の火力発電プラントのモデルに異常を発生させることができる。
また、指導員２６は、ローカルモジュール４１〜４３のうち、同時に２つ或いは３つのローカルモジュールを選択して、実機の火力発電プラントのモデルに異常を発生させることができる。
ローカルモジュールは、運転訓練の対象となる現場操作端の数だけ任意に設けることができる。指導員２６は、これらのローカルモジュールの中から、同時に１つ以上のローカルモジュールを選択して、実機の火力発電プラントのモデルに異常を発生させることができる。
【００３６】
複数のローカルモジュール４１〜４３は、複数の種類の現場自動操作端を模擬したものである。そして、ローカルモジュールはマルファンクション（故障）模擬機能を有する。従来の、シナリオを用いる方法で故障を模擬する場合、例えば、実機の火力発電プラントの操作端の数が１６０個の場合において、それぞれ３つのシナリオが必要な場合、合計で４８０（＝１６０×３）のシナリオを作成する必要がある。
【００３７】
一方、ローカルモジュールは、上記火力発電プラントの複数の操作端に対して共通で使用可能なモジュールであるため、上記のように個別にシナリオを作成する必要がない。ローカルモジュールを用いてマルファンクションを模擬する方法は、標準化したローカルモジュールを故障訓練の対象とする現場自動操作端に組み込むだけでよい。そのため、従来のシナリオを用いる方法に比較して、訓練用シミュレータ改造に要する作業工数が大幅に低減される。このように、非常に簡便な手法で、元々ある運転訓練用シミュレータに新たな訓練機能を追加することが可能となる。
【００３８】
これにより、簡便な手法で元々ある運転訓練用シミュレータを変更することで、従来訓練できなかった実機の火力発電プラントで発生する様々な異常に対する訓練をオペレータが受けることが可能となるので、実機の火力発電プラントで発生する様々な異常に対応できるオペレータを育成することができる。
【００３９】
火力発電プラントのモデルの操作端が調整弁である場合のローカルモジュールには、調整弁の弁本体の開度を調整する開度バランサーの異常、開度バランサーに送信する空気信号を生成する信号変換部の異常、及び調整弁の弁本体の異常に関するデータが含まれている。
これにより、オペレータ１６は、開度バランサー、信号変換部、及び調整弁本体に異常が発生した際の訓練を行うことができる。
【００４０】
火力発電プラントのモデルの操作端が調整ダンパである場合のローカルモジュールには、調整ダンパのダンパ本体の開度を調整する開度バランサーの異常、開度バランサーに送信する空気信号を生成する信号変換部の異常、及びダンパ本体の異常に関するデータが含まれている。
これにより、オペレータ１６は、開度バランサー、信号変換部、及びダンパ本体に異常が発生した際の訓練を行うことができる。
【００４１】
現場自動操作端の異常を模擬しようとする場合は、ローカルモジュール４１〜４３のうちの少なくとも１つを介して制御モデル部３３とプラントモデル部３５とが電気的に接続される。そして、指導員が、少なくとも１つのローカルモジュールに対して異常動作の指示を送信することにより、現場自動操作端の異常状態が模擬される。
異常状態としては、例えば、弁本体のスティック、信号変換部での変換動作が不良、開度バランサーの一部であるポジショナのフィードバックリンク折損等を例示することができる。
【００４２】
少なくとも１つのローカルモジュールにより、現場の自動操作端の異常が模擬されると、プラントモデル部３５は当該現場の自動操作端の異常動作に応じて状態量の計算を行う。そして、その状態量が制御モデル部３３にフィードバックされ、再度、操作量が計算される。
このような計算が繰り返されることにより、現場自動操作端の異常動作を指示するだけで、プラント全体の異常動作を模擬することができる。
【００４３】
なお、ローカルモジュールが正常動作を模擬しているときは、制御モデル部３３からの操作量に応じて、ローカルモジュールは正常な操作量（例えば、弁開度）を計算してプラントモデル部３５に信号を送る。その結果、プラント全体も正常な状態を模擬することとなる。
【００４４】
なお、図１では、ローカルモジュールを３つのみ図示したが、ローカルモジュールの数は、運転訓練の対象とする操作端の数に応じて増減する。
【００４５】
現場を再現した部屋１５内には、マウス６５、コンピュータ６６、及び表示画面６８が配置されている。現場を再現した部屋１５内において、オペレータ１６は、マウス６５、キーボード（図示せず）を用いて、指導員２６が指定した実機の火力発電プラントモデルの異常を解消するための操作を行う。
現場を再現した部屋１５には、実機の火力発電プラント建屋用エレベータ画面が表示されており、移動先のフロアーを選択すると、当該フロアーの配置図が表示される。
各フロアー間の移動は、エレベータ操作または配置図内の階段をマウス６５にて選択することで移動可能である。これにより、オペレータ１６は実機火力発電プラントの機器配置を理解することができる。
【００４６】
配置図内には、操作端や機器毎に選択エリアが設けられており、これを選択することで、当該エリアの写真が表示される。さらに、オペレータ１６が、当該エリア写真の中の個別の操作端や補機等を選択すると、火力プラントモデルの状態がグラフィックによる静止画並びに動画で表示され、現場機器の動作、異常の状況を理解することができる。
また、オペレータ１６は、現場を再現した部屋１５から、ローカルモジュール４１〜４３にアクセスすることができる。オペレータ１６が、ローカルモジュール４１〜４３を制御部３３から切り離してローカルモードにすると、オペレータ１６はローカルモジュール４１〜４３から現場の操作端を直接操作することが可能となる。
これにより、オペレータ１６は、現場操作端の異常を解決する操作の理解度を向上させることができる。
【００４７】
本実施の形態の運転訓練用シミュレータ１０は、ＰＩＤロジックを含む制御モデル部３３と、実機の火力発電プラントのモデルが格納されたプラントモデル部３５と、制御モデル部３３とプラントモデル部３５との間に配置され、現場操作端モデルロジックが標準化された複数のローカルモジュール４１〜４３を含む現場モデル部１４と、運転訓練機能設定部６２を含み、制御モデル部３３とプラントモデル部３５とが、複数のローカルモジュール４１〜４３を介して電気的に接続されていることを特徴とする。
これにより、簡便な手法により、元々ある運転訓練用シミュレーションを変更することで、実機の火力発電プラントで発生する様々な異常に対応できるオペレータを育成することができる。
【００４８】
次に、図１に示す運転訓練用シミュレータ１０を用いた本実施の形態に係る火力発電プラントの運転訓練方法について説明する。
本実施の形態に係る火力発電プラントの運転訓練方法は、異常発生工程と、異常対応工程と、指導工程と、を含む。
【００４９】
異常発生工程では、ＰＩＤロジックを含む制御モデル部３３と、火力発電プラントのモデルが格納されたプラントモデル部３５と、制御モデル部３３とプラントモデル部３５との間に配置され、制御モデル部３３とプラントモデル部３５とを電気的に接続する現場操作端モデルロジックが標準化された複数のローカルモジュール４１〜４３と、運転訓練機能設定部６２と、を含む運転訓練用シミュレータ１０を用いて、指導員２６が複数のローカルモジュール４１〜４３のうちの１つを選択して、火力発電プラントのモデルに異常を発生させる。
【００５０】
異常対応工程では、オペレーションソフト（図示せず）が格納された第１のコンピュータ１８を用いて、オペレータ１６が異常発生工程において発生した異常に対応する。
なお、オペレーションとは、プラントの運転操作を意味する。また、操作機能及びプラント情報表示機能を総称したものをオペレーション機能という。
オペレーションソフトは、操作機能及びプラント情報表示機能という２つのオペレーション機能を模擬し、オペレータ１６と運転訓練用シミュレーションソフト１３との間のインターフェイスを実現するためのソフトウェアである。
【００５１】
操作機能としては、例えば、系統グラフィック画面の操作対象機器をマウスでクリックすることにより操作用フレームを表示させる機能を例示することができる。操作用フレーム内には、補機類の起動停止、弁、ダンパの開閉、さらには自動、手動モード切り替えを行うスイッチが格納されている。この他に、バーナの点火・消火に係る操作フレームや自動化シーケンサを起動させる操作フレームなど、多種の操作フレームが存在する。
プラント情報表示機能としては、例えば、系統図等のグラフィック画面を表示し、画面中に圧力、温度等の状態量を表示する機能の他、状態量をプロットしたトレンドグラフ機能、異常発生時の警報関係表示機能を例示することができる。
【００５２】
図２は、従来のオペレータの操作の一例を説明するためのフロー図である。図３は、本実施の形態のオペレータの操作の一例を説明するためのフロー図である。図３において、図２と同じステップには、同じ符号を付す。
【００５３】
ここで、図２及び図３を参照して、従来の訓練と本実施の形態の訓練との違いについて説明する。
初めに、図２を参照して、従来の訓練について説明する。
従来は、Ｓ１において、コンピュータを用いてオペレータが、調整弁の弁本体の開／閉動作の指示を行うと、Ｓ２において、直接調整弁の弁本体の開度をコンピュータからの開度指示に対応した開度に調節していた。
【００５４】
一方、本実施の形態では、図３に示すように、Ｓ１において、コンピュータを用いてオペレータが、調整弁の弁本体の開／閉動作の指示を行うと、処理がＳ３へと進む。
Ｓ３では、信号変換部により、電気信号が空気信号に変更される。次いで、Ｓ４では、空気信号が開度バランサーに送信され、処理は、Ｓ５へと進む。Ｓ５では、開度バランサーが、コンピュータからの開度指示に対応して調整弁の弁本体の開度を調節する。
【００５５】
上述したように、本実施の形態の場合、従来、訓練できなかった信号変換部や開度バランサーの異常に対応するための訓練をオペレータに受けさせることができる。
【００５６】
指導工程では、オペレータ１６が異常に対応できない場合に、指導員２６が対応方法を指導する。
【００５７】
本実施の形態に係る火力発電プラントの運転訓練方法によれば、簡便な手法により、元々ある運転訓練用シミュレーションソフトを変更することで、実機の火力発電プラントで発生する様々な異常に対応できるオペレータを育成できる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、火力発電プラント用の運転訓練用シミュレータ、及び火力発電プラントの運転訓練方法に適用可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１０…運転訓練用シミュレータ、１１…訓練室、１２…指導員室、１３…運転訓練用シミュレーションソフト、１５…現場を再現した部屋、１６…オペレータ、１８…第１のコンピュータ、１９…第１の表示画面、２１，３４，６５…マウス、２６…指導員、２８…第２のコンピュータ、２９…モニター、３２…第２の表示画面、３３…制御モデル部、３５…プラントモデル部、４１〜４３…ローカルモジュール、４５…ＰＩＤロジック、４７…水・蒸気系統、４９…ボイラ、５１…蒸気加減弁、５３…蒸気タービン、５４…発電機、５６…復水器、５７…給水ポンプ、５８…高圧給水加熱器、５９…復水ポンプ、６０…低圧給水加熱器、６２…運転訓練機能設定部、６６…コンピュータ、６８…表示画面、６２１…操作端異常設定部、６２２…マルファンクション設定部、６２３…運転条件変更部、６２４…初期値設定／登録部、Ａ…領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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