プラントオペレータの教育訓練用シミュレータに関する研究

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06455015
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 西谷 紘一 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 教授 (10029572)
• 研究分担者: 藤原 健史 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 助教授 (90229071)
• キーワード: プラントオペレーション / 運転制御システム / シーケンス制御 / プログラム検証 / シミュレーション / 離散連続混合系 / プラント運転支援 / マンマシンインターフェイス

研究概要

プラントを安全にしかも効率よく運用するためには、プラント全体をよく理解したオペレータを育成する必要がある。このためシミュレータを使った教育訓練が効果的と考えられることから、教育訓練に役立つシミュレータを開発する基本技術について、本研究ではいろいろな観点から考察を行なった。まずプラントオペレータにとって、フィードバック制御とシーケンス制御から構成されているプラントの運転制御システムを理解することが必須の条件となる。特にシーケンス制御によって自動化されたシステムの動作を理解することがコンピュータとオペレータの役割分担を知る上で重要である。しかしシーケンス制御システムのプログラムは実装機器によって表現が異なり一般的な解析手法はない。本研究ではいろいろな表現形式で与えられるシーケンス制御機構を統一的に離散系状態方程式を用いて現わし、状態遷移図を作ってシーケンスプログラムの理解および検証を行なう方法を提案した。また発火するルールの順序が指定されている場合の解析手法として、新しくルール遷移図を定義してシーケンスプログラムを検証する方法を提案した。次に連続系として取り扱われる制御対象、離散系として取り扱われるシーケンス制御システムやオペレータの動作が、相互に密接に影響を与える動的なプラントオペレーションそのものをシミュレーションするため、離散系と連続系が混在するシステムのシミュレーション方式について考察した。そして離散系を処理するサブプログラムと連続系を処理するサブプログラムから構成されるシミュレーション方式が明快で実用的であることを示した。さらにプラントオペレーションにおけるオペレータ支援について考察を行い、制御対象、運転制御システム(コンピュータ)、ヒューマンオペレータ間のインタフェースに関する問題点を明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Hirokazu Nishitani: "Computer aids for plant operation" Proceedings of Technical Symposium of the 4th Seoul International Chemical Plant Exhibition. 1. 250-259 (1994)
• [文献書誌] Hiroyuki Deguchi: "Operational support system usingdynamic simulation for a combined batch/continuous plant" Proceedings of IFAC Workshop onAdvanced Control of Chemical Processes. 1. 258-263 (1994)
• [文献書誌] Takeshi Fujiwara: "Extraction of operating signature by episodic representation" Proceedings of IFAC Workshop onAdvanced Control of Chemical Processes. 1. 394-354 (1994)
• [文献書誌] Daisuke Hiranaka: "Sequential control issues in tha plant-wide control system" Proceedings of IFAC Workshop onAdvanced Control of Chemical Processes. 1. 361-366 (1994)
• [文献書誌] Fumihiro Koizumi: "Image processing for quality/process control of polymer process" Proceedings of the 5th International Symposium on Process Systems Engineering. 2. 747-752 (1994)
• [文献書誌] Takeshi Fujiwara: "Development of real-time failure detection system for batch reactor" Proceedings of the 5th International Symposium on Process Systems Engineering. 2. 1141-1145 (1994)
• [文献書誌] Hirokazu Nishitani: "Human-computer interaction in the new process technology" Proceedings of the 5th International Symposium on Process Systems Engineering. 2. 1367-1376 (1994)
• [文献書誌] Takeshi Fujiwara: "Abstraction of operating data onthe episode map" Proceedings of the 1st Asian Control Conference. 3. 725-728 (1994)
• [文献書誌] Hirokazu Nishitani: "Simulation of combined discreteand continuous system" Proceedings of International Workshop on Analysis and Design of Event-Driven Operations in Process Systems. (未定). (1995)
• [文献書誌] Satoru Murakami: "Control system improvement of an industrial chemical reactor" Proceedings of the 4th IFAC Symposium on Dynamics and Control of ChemicalReactors,Distillation Columns,and BatchProcesses. (未定). (1995)
• [文献書誌] Takeshi Fujiwara: "Failure detection by auto-associative neural networks" Proceedings of IFAC Workshop onOn-line Fault Detection and Supervision in the Chemical Process Industries. (未定). (1995)