JP5111448B2 - プラント訓練装置及びプラント訓練方法 - Google Patents

Description

本発明は、プラントの運転訓練を行うためのプラント訓練装置及びプラント訓練方法に関する。

従来、軽油脱硫などを行うプラントで運転訓練を行う際は、特許文献１に記載されたように、実処理流体の変わりに代替流体を実機プラントに循環させる化学プラントの運転教習装置が知られている。

この化学プラントの運転教習装置は、実機プラントを制御するための制御ボードを操作するボード担当と、実機プラントに設けられたバルブなどを操作したり流量計などのメータを監視したりするフィールド担当とを、連携して訓練するものである。そして、この化学プラントの運転教習装置では、実処理流体と代替流体との相違に基づいて実機プラント内の代替流体の流れを調整するとともに、実機プラントに循環されている代替流体の物理量及び物理化学量を検出すると、この検出した物理量及び物理化学量を代替流体と実処理流体との相関関係に基づいて変換して訓練用ボードに表示させている。

特公平０２−０１５８７６号公報

しかしながら、特許文献１に記載された化学プラントの運転教習装置は、ボード担当とフィールド担当とを連携して訓練することができるものの、実機プラントに循環されている代替流体の物理量に基づいて訓練が行われるため、様々な運転状態を再現するには長時間を要し、再現できるトラブルの種類にも限界があるという問題があった。

そこで、本発明は、様々な種類の運転状態を再現できるとともに、各運転状況の再現時間を任意に調整することができ、ボード担当とフィールド担当とを連携して訓練することができるプラント訓練装置及びプラント訓練方法を提供することを目的とする。

本発明に係るプラント訓練装置は、実処理流体の代わりに代替流体を循環させて実機プラントの運転訓練を行うプラント訓練装置であって、実機プラントを運転制御する制御手段と、実機プラントに実処理流体を循環させた場合の実機プラントの運転状態をシミュレーションするシミュレータと、シミュレータを用いて実機プラントを仮想的に運転制御する訓練操作手段と、シミュレータのシミュレーション結果に基づいて、制御手段により実機プラントを運転制御する運転操作手段と、を有することを特徴とする。

本発明に係るプラント訓練装置によれば、訓練操作手段は、実機プラントに実処理流体を循環させた場合の実機プラントの運転状態をシミュレーションするシミュレータを用いて、実機プラントを仮想的に運転制御するため、実機プラントや実機プラントに循環されている代替流体の状態に関わらず、様々な種類の運転状態に対応した訓練を行うことができる。また、実機プラントの実運転速度で訓練すると非常に効率の悪い訓練となるが、シミュレータのシミュレーション速度を変えることで、各運転状況の再現時間を任意に調整することができ、シミュレータのシミュレーション速度を上げることで、効率の良い訓練を行うことができる。更に、運転操作手段により、シミュレータのシミュレーション結果に基づいて実機プラントを運転制御することで、実機プラントを運転制御するボード担当と実機プラントの監視や各種操作を行うフィールド担当との連携した訓練を行うことができる。

そして、実機プラントには、当該実機プラントの運転状態を表示する表示機が取り付けられており、運転操作手段は、シミュレータがシミュレーションした運転状態を表示機に表示させることが好ましい。このプラント訓練装置によれば、シミュレータがシミュレーションした運転状態を実機プラントの表示機に表示させるため、実機プラントや実機プラントに循環されている代替流体の状態に関わらず、フィールド担当の訓練をより実践的に行うことができる。

また、実機プラントには、代替流体が貯留されるベッセルが取り付けられるとともに、ベッセルに貯留される代替流体のレベルを増減するための補助配管が取り付けられており、運転操作手段は、補助配管の流量制御を行って、ベッセルに貯留される代替流体のレベルを、シミュレータがシミュレーションした実処理流体のレベルに合わせて増減させることが好ましい。このプラント訓練装置によれば、代替流体と実処理流体の相違によりベッセルに貯留される代替流体と実処理流体とのレベルは異なるが、ベッセルに貯留される代替流体のレベルを、シミュレータがシミュレーションした実処理流体のレベルに合わせて増減させるため、フィールド担当の訓練をより実践的に行うことができる。

更に、シミュレータは、実機プラントにおいてフィールド操作が行われると、フィールド操作を反映して実機プラントの運転状況をシミュレーションすることが好ましい。このプラント訓練装置によれば、シミュレータにより、フィールド操作により変化する実機プラントの運転状況の変化をシミュレーションすることができるため、フィールド担当が行うフィールド操作に起因する運転状況の変化を疑似体験させることができる。

本発明に係るプラント訓練方法は、実処理流体の代わりに代替流体を循環させて実機プラントの運転訓練を行うプラント訓練装置により実行されるプラント訓練方法であって、プラント訓練装置は、実機プラントを運転制御する制御手段と、実機プラントを仮想的に運転制御する訓練操作手段と、制御手段に実機プラントを運転制御させる運転操作手段と、を備え、訓練操作手段が、実機プラントに実処理流体を循環させた場合の実機プラントの運転状態をシミュレーションするシミュレータを用いて、実機プラントを仮想的に運転制御する第１ステップと、運転操作手段が、シミュレータのシミュレーション結果に基づいて、制御手段に実機プラントを運転制御させる第２ステップと、を有することを特徴とする。

本発明に係るプラント訓練方法によれば、実機プラントに実処理流体を循環させた場合の実機プラントの運転状態をシミュレーションするシミュレータを用いて、実機プラントを仮想的に運転制御することで、実機プラントや実機プラントに循環されている代替流体の状態に関わらず、様々な種類の運転状態に対応した訓練を行うことができる。また、実機プラントの実速度で訓練すると非常に効率の悪い訓練となるが、シミュレータのシミュレーション速度を変えることで、各運転状況の再現時間を任意に調整することができ、シミュレータのシミュレーション速度を上げることで、効率の良い訓練を行うことができる。更に、シミュレータのシミュレーション結果に基づいて実機プラントを運転制御することで、実機プラントを運転制御するボード担当と実機プラントの監視や各種操作を行うフィールド担当との連携した訓練を行うことができる。

そして、実機プラントには、当該実機プラントの運転状態を表示する表示機が取り付けられており、第２ステップにおいて、運転操作手段は、シミュレータがシミュレーションした運転状態を、表示機に表示させることが好ましい。このプラント訓練方法によれば、シミュレータがシミュレーションした運転状態を実機プラントの表示機に表示させるため、実機プラントや実機プラントに循環されている代替流体の状態に関わらず、フィールド担当の訓練をより実践的に行うことができる。

また、実機プラントには、代替流体が貯留されるベッセルが取り付けられるとともに、ベッセルに貯留される代替流体のレベルを増減するための補助配管が取り付けられており、第２ステップにおいて、運転操作手段は、補助配管の流量制御を行って、ベッセルに貯留される代替流体のレベルを、シミュレータがシミュレーションした実処理流体のレベルに合わせて増減させることが好ましい。このプラント訓練方法によれば、代替流体と実処理流体の相違によりベッセルに貯留される代替流体と実処理流体とのレベルは異なるが、ベッセルに貯留される代替流体のレベルを、シミュレータがシミュレーションした実処理流体のレベルに合わせて増減させるため、フィールド担当の訓練をより実践的に行うことができる。

更に、シミュレータは、実機プラントにおいてフィールド操作が行われると、フィールド操作を反映して実機プラントの運転状況をシミュレーションすることが好ましい。このプラント訓練方法によれば、シミュレータは、フィールド操作により変化する実機プラントの運転状況の変化をシミュレーションすることができるため、フィールド担当が行うフィールド操作に起因する運転状況の変化を疑似体験させることができる。

本発明によれば、様々な種類の運転状態を再現できるとともに、各運転状況の再現時間を任意に調整することができ、ボード担当とフィールド担当とを連携して訓練することができる。

実施形態に係るプラント訓練装置のブロック構成を示す図である。 軽油脱硫プラントのプロセスフロー図である。

以下、図面を参照して、本発明に係るプラント訓練装置及びプラント訓練方法の好適な実施形態について詳細に説明する。

本実施形態は、軽油脱硫プラントの運転訓練を行うプラント訓練装置である。軽油脱硫プラントは、軽油脱硫プラントを運転制御するＤＣＳ（Distributed Control System：分散型制御システム）のボード操作と、軽油脱硫プラントのバルブの開閉やポンプ及びコンプレッサーなどの圧送機器の起動停止などを行うフィールド操作とを行うことで、硫黄などの不純物を含む軽油を精製するプラントである。そして、このプラント訓練装置は、軽油、水素ガスなどの実処理流体の代わりに、水、窒素、空気などの代替流体を軽油脱硫プラントに循環させて、ＤＣＳのボード操作を行うボード担当の訓練を行うとともに、軽油脱硫プラントのフィールド操作を行うフィールド担当の訓練を行うものである。

図１は、実施形態に係るプラント訓練装置のブロック構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係るプラント訓練装置１は、実機プラントである軽油脱硫プラント１００と、軽油脱硫プラント１００の運転状態をシミュレーション（計算）するシミュレータ２００と、軽油脱硫プラント１００を運転制御するＤＣＳ３００とを備えている。

図２は、軽油脱硫プラントのプロセスフロー図である。図２に示すように、軽油脱硫プラント１００では、硫黄などの不純物を含む軽油を精製するために、まず、原料の軽油を加熱炉２０で加熱し、反応塔３０で水素と反応させ、高圧分離ベッセル４０及び低圧分離ベッセル５０でガスと液体とを分離する。その後、ストリッパ６０でガスを分離するとともに、この分離されたガスを塔頂分離ベッセル７０からストリッパにリフラックスすることで、精製された軽油を製造することができる。なお、高圧分離ベッセル４０、低圧分離ベッセル５０、ストリッパ６０及び塔頂分離ベッセル７０は、実処理流体及び代替流体が貯留されるベッセルとして機能する。

そして、この軽油脱硫プラント１００には、訓練用として、配管を閉じるカットバルブｃと、代替流体を循環させる補助配管Ｓとが設けられている。なお、図２では、補助配管Ｓを破線で示している。

カットバルブｃは、実処理流体である原料及び水素を軽油脱硫プラント１００内に供給する配管や、加熱炉に連通する配管などに設けられている。そして、訓練時には、これらのカットバルブｃを閉じることで、軽油脱硫プラント１００に実処理流体である軽油及び水素が供給されるのを防止するとともに、代替流体が加熱炉２０及び反応塔３０に供給されるのを防止する。

補助配管Ｓは、加熱炉２０及び反応塔３０から代替流体をバイパスさせるとともに、高圧分離ベッセル４０、低圧分離ベッセル５０、ストリッパ６０及び塔頂分離ベッセル７０に貯留される代替流体のレベルを調節するものである。このため、補助配管Ｓは、加熱炉２０及び反応塔３０をバイパスさせた代替流体を高圧分離ベッセル４０の頂部に供給する補助配管Ｓ１と、高圧分離ベッセル４０に代替流体を供給するとともに高圧分離ベッセル４０から代替流体を排出する補助配管Ｓ２と、補助配管Ｓ１によりバイパスされた代替流体を低圧分離ベッセル５０の頂部に供給する補助配管Ｓ３と、低圧分離ベッセル５０に代替流体を供給するとともに低圧分離ベッセル５０から代替流体を排出する補助配管Ｓ４と、ストリッパ６０に代替流体を供給するとともにストリッパ６０から代替流体を排出する補助配管Ｓ５と、ストリッパ６０の底部から排出された水を塔頂分離ベッセル７０の頂部に供給する補助配管Ｓ６と、塔頂分離ベッセル７０に代替流体を供給する補助配管Ｓ７と、が設けられている。

このため、高圧分離ベッセル４０に貯留される代替流体のレベルを増減させるための補助配管Ｓは、補助配管Ｓ２となる。また、低圧分離ベッセル５０に貯留される代替流体のレベルを増減させるための補助配管Ｓは、補助配管Ｓ４となる。また、ストリッパ６０に貯留される代替流体のレベルを増減させるための補助配管Ｓは、補助配管Ｓ５となる。また、塔頂分離ベッセル７０に貯留される代替流体のレベルを増減させるための補助配管Ｓは、補助配管Ｓ７となる。なお、塔頂分離ベッセル７０に貯留される代替流体のレベルを下げる場合は、実処理流体用の配管を用いて塔頂分離ベッセル７０から代替流体を排出する。

そして、訓練時に、これらの補助配管Ｓに代替流体が循環されることにより、代替流体が加熱炉２０及び反応塔３０をバイパスするとともに、高圧分離ベッセル４０、低圧分離ベッセル５０、ストリッパ６０及び塔頂分離ベッセル７０のレベルが調節される。

なお、詳細な説明を省略するが、軽油脱硫プラント１００には、上述した補助配管Ｓの他に、代替流体を循環させて訓練を行うために必要な様々な補助配管が設けられている。

また、軽油脱硫プラント１００には、図１及び図２に示すように、配管内を流れる本処理流体又は代替流体の流量を検出する複数の流量計ｆと、本処理流体又は代替流体の温度を検出する複数の温度計ｔと、本処理流体又は代替流体の圧力を検出する複数の圧力計ｐと、配管内を流れる本処理流体又は代替流体の流量を調整する複数のバルブｖと、ポンプやコンプレッサーなどの本処理流体又は代替流体を加圧して送り出す圧送機器ｇと、が設けられている。なお、加圧機器ｇのうち、ポンプは、軽油や水などの液体を加圧して送り出すものであり、コンプレッサーは、水素や窒素などの気体を加圧（圧縮）して送り出すものである。

流量計ｆ、温度計ｔ及び圧力計ｐには、それぞれ検出した本処理流体又は代替流体の流量、温度及び圧力を表示する表示機が取り付けられている。このため、流量計ｆ、温度計ｔ及び圧力計ｐは、軽油脱硫プラント１００の運転状態である本処理流体又は代替流体の状態量（流量、温度及び圧力）を表示する表示機としても機能する。

バルブｖは、ＤＣＳ３００の運転制御により開閉されるものと、フィールド担当のフィールド操作により開閉されるものがある。フィールド操作により開閉されるバルブｖは、例えば、代替流体を軽油脱硫プラント１００に循環させた場合における、ベッセルのレベルを調節するためのバルブｖなどである。なお、このフィールド操作が行われるバルブｖには、訓練用のダミーのバルブｖが取り付けられている。そして、これらのバルブｖには、ＤＣＳ３００の運転制御又はフィールド操作により開閉されたバルブｖのバルブ開度を表示する表示機が取り付けられている。このため、バルブｖは、軽油脱硫プラント１００の運転状態であるバルブｖの状態量（開度）を表示する表示機としても機能する。なお、本実施形態では、バルブｖのみがＤＣＳ３００の運転制御により制御されるものとして説明するが、実際には、様々な装置がＤＣＳ３００の運転制御により制御される。

シミュレータ２００は、軽油脱硫プラント１００に実処理流体を循環させた場合の軽油脱硫プラント１００全体の運転状態をシミュレーションするダイナミックシミュレータである。なお、シミュレータ２００は、ＣＰＵやメモリなどのコンピュータを主体として構成されており、所定のプログラムに従ってシミュレーションを行う。そして、シミュレータ２００は、ＤＣＳ３００のボード操作や軽油脱硫プラント１００のフィールド操作などに基づいてシミュレーションを行い、軽油脱硫プラント１００の運転状態を示す、各配管を流れる実処理流体の流量、温度、圧力や、各配管に取り付けられているバルブｖのバルブ開度や、高圧分離ベッセル４０、低圧分離ベッセル５０、ストリッパ６０及び塔頂分離ベッセル７０に貯留される実処理流体のレベルなどの各種状態量を、シミュレーション結果（計算結果）として出力する。

ＤＣＳ３００は、軽油脱硫プラント１００の運転制御を行う制御装置である。このため、ＤＣＳ３０には、訓練を行うボード担当が操作する訓練用ＤＣＳボード３１０と、トレーナが操作する運転用ＤＣＳボード３２０と、軽油脱硫プラント１００を運転制御するＤＣＳコントローラ３３０とが設けられている。

訓練用ＤＣＳボード３１０は、シミュレータ２００と通信可能に接続されており、シミュレータ２００を用いて軽油脱硫プラント１００を仮想的に運転制御する操作盤である。訓練用ＤＣＳボード３１０には、ボード担当の操作入力を受け付ける入力装置（不図示）と、シミュレータ２００のシミュレーション結果である各種状態量を表示する表示装置（不図示）とが設けられている。そして、訓練用ＤＣＳボード３１０のボード操作により軽油脱硫プラント１００を運転制御する運転制御指示が行われると、この運転制御指示に基づいてシミュレータ２００により軽油脱硫プラント１００の運転状態がシミュレーションされ、軽油脱硫プラント１００の各種状態量の代わりに、シミュレータ２００のシミュレーション結果である各種状態量が訓練用ＤＣＳボード３１０に表示される。すなわち、訓練用ＤＣＳボード３１０には、シミュレータ２００により仮想的に軽油脱硫プラント１００を運転制御したときの各種状態量が表示される。なお、訓練用ＤＣＳボード３１０からは、軽油脱硫プラント１００を直接的に運転制御することはできない。

運転用ＤＣＳボード３２０は、ＤＣＳコントローラ３３０と通信可能に接続されており、ＤＣＳコントローラ３３０により軽油脱硫プラント１００を運転制御するための操作盤である。運転用ＤＣＳボード３２０には、トレーナの操作入力を受け付ける入力装置（不図示）と、軽油脱硫プラント１００の各種状態量とシミュレーション結果の各種状態量とを表示する表示装置（不図示）とが設けられている。そして、運転用ＤＣＳボード３２０のボード操作により軽油脱硫プラント１００を運転制御する運転制御指示が行われると、この運転制御指示に基づいてＤＣＳコントローラ３３０により軽油脱硫プラント１００の運転制御が行われ、運転用ＤＣＳボード３２０には、軽油脱硫プラント１００の各種状態量とシミュレーション結果の各種状態量とが表示される。

ＤＣＳコントローラ３３０は、軽油脱硫プラント１００を運転制御する制御部である。ＤＣＳコントローラ３３０は、運転用ＤＣＳボード３２０及びシミュレータ２００と通信可能に接続されている。そして、ＤＣＳコントローラ３３０は、運転用ＤＣＳボード３２０からの運転制御指示に基づいて軽油脱硫プラント１００の運転制御を行う。

また、ＤＣＳコントローラ３３０は、軽油脱硫プラント１００に設けられた流量計ｆ、温度計ｔ、圧力計ｐ、バルブｖ及び圧送機器ｇと通信可能に接続されるとともに、運転用ＤＣＳボード３２０及びシミュレータ２００と通信可能に接続されている。そして、ＤＣＳコントローラ３３０は、バルブｖ及び圧送機器ｇにおいて軽油脱硫プラント１００の各種状態量であるバルブ開度及び圧送機器ｇの状態が検出されると、バルブｖ及び圧送機器ｇからこれらの各種状態量を取得する。なお、これらの各種状態量は、有線又はモバイルＰＣ（Personal Computer）などを用いた無線により、取得することが可能となっている。そして、ＤＣＳコントローラ３３０は、軽油脱硫プラント１００から取得した各種状態量を、運転用ＤＣＳボード３２０及びシミュレータ２００に送信する。

また、ＤＣＳコントローラ３３０は、シミュレータ２００からシミュレーション結果が出力されると、軽油脱硫プラント１００の各種状態量がシミュレーション結果の各種状態量に合致するように、軽油脱硫プラント１００の運転制御を行ってバルブｖの開閉、圧送機器ｇの起動停止、流量などの各種制御用設定値の変更を行う。このとき、ＤＣＳコントローラ３３０は、代替流体の流量などのシミュレーション結果に合致させることが可能な状態量のみを、シミュレーション結果に合致させる。なお、ＤＣＳコントローラ３３０によるバルブｖの開閉、圧送機器ｇの起動停止、流量などの各種制御用設定値の変更の一部は、運転用ＤＣＳボード３２０の操作に基づいて行われる。

そして、ＤＣＳコントローラ３３０は、シミュレーション結果の各種状態量を軽油脱硫プラント１００の流量計ｆ、温度計ｔ、圧力計ｐ及びバルブｖに表示させる。すなわち、ＤＣＳコントローラ３３０は、シミュレータ２００のシミュレーション結果に基づいて軽油脱硫プラント１００を運転制御するが、軽油脱硫プラント１００における実際の状態量とは関係なく、シミュレータ２００のシミュレーション結果を流量計ｆ、温度計ｔ、圧力計ｐ及びバルブｖに表示させる。

更に、ＤＣＳコントローラ３３０は、フィールド担当によりフィールド操作であるバルブｖの開閉操作や圧送機器ｇの起動停止操作が行われると、このフィールド操作結果であるバルブ開度や圧送機器ｇの状態を、シミュレータ２００による軽油脱硫プラント１００のシミュレーションに反映させる。なお、フィールド操作結果は、ＤＣＳコントローラ３３０を経由することなく、直接シミュレータ２００に送信することで、シミュレーションに反映させてもよい。

次に、プラント訓練装置１の動作及び訓練方法について説明する。

まず、軽油脱硫プラント１００の運転制御訓練を行うために、訓練を行うボード担当が訓練用ＤＣＳボード３１０のボード操作を行うと、訓練用ＤＣＳボード３１０は、シミュレータ２００に運転制御指示を送信する。すると、シミュレータ２００は、この運転制御指示に基づいて軽油脱硫プラント１００の運転状態をシミュレーションして、流量、温度、圧力及びバルブ開度などの各種状態量をシミュレーション結果として算出する。そして、シミュレータ２００は、このシミュレーション結果を、訓練用ＤＣＳボード３１０に送信するとともに、ＤＣＳコントローラ３３０に送信する。そして、訓練用ＤＣＳボード３１０は、シミュレータ２００から送信されたシミュレーション結果を、表示機に表示する。このように、ボード担当は、表示機に表示されたシミュレーション結果を監視しながら、訓練用ＤＣＳボード３１０のボード操作を行うことで、シミュレータ２００を用いた仮想的な軽油脱硫プラント１００の運転制御を行うことができるため、実践的な訓練を行うことができる。

一方、ＤＣＳコントローラ３３０は、バルブｖ及び圧送機器ｇから軽油脱硫プラント１００の各種状態量であるバルブ開度及び圧送機器ｇの状態を取得するとともに、シミュレータ２００から送信された各種状態量のシミュレーション結果を取得する。すると、運転用ＤＣＳボード３２０は、ＤＣＳコントローラ３３０が取得した軽油脱硫プラント１００の各種状態量と、シミュレーション結果の各種状態量とを表示する。

そして、トレーナがこれらの表示を見ながら運転用ＤＣＳボード３２０のボード操作を行うと、運転用ＤＣＳボード３２０は、軽油脱硫プラント１００を運転させるため、ＤＣＳコントローラ３３０に運転制御指示を送信し、ＤＣＳコントローラ３３０は、この運転制御指示に基づいて軽油脱硫プラント１００の運転制御を行う。すると、軽油脱硫プラント１００では、ＤＣＳコントローラ３３０により運転制御されて、実処理流体の代わりに代替流体が循環され、この代替流体が、加熱炉２０、反応塔３０、高圧分離ベッセル４０、低圧分離ベッセル５０、ストリッパ６０及び塔頂分離ベッセル７０などに供給される。

また、ＤＣＳコントローラ３３０は、シミュレータ２００から送信されたシミュレーション結果に基づいて、流量計ｆ、温度計ｔ、圧力計ｐ及びバルブｖの表示制御を行い、流量計ｆ、温度計ｔ、圧力計ｐ及びバルブｖに、各種状態量のシミュレーション結果である流量、温度、圧力及びバルブ開度の状態を表示させる。これにより、流量計ｆ、温度計ｔ、圧力計ｐ及びバルブｖには、軽油脱硫プラント１００に実処理流体が循環されたと同様な各種状態量が表示されるため、フィールド担当は、これらの流量計ｆ、温度計ｔ、圧力計ｐ及びバルブｖを監視することで、より実践的な訓練を行うことができる。

更に、ＤＣＳコントローラ３３０は、軽油脱硫プラント１００の各種状態量をシミュレータ２００のシミュレーション結果に合わせるために、シミュレータ２００から送信されたシミュレーション結果に基づいて、又は、シミュレーション結果に基づく運転用ＤＣＳボード３２０からの運転制御指示に基づいて、軽油脱硫プラント１００の運転制御を行い、バルブｖの開閉や圧送機器ｇの起動停止などを行う。このとき、高圧分離ベッセル４０、低圧分離ベッセル５０、ストリッパ６０及び塔頂分離ベッセル７０では、代替流体のレベルが実処理流体のレベルと異なる。そこで、ＤＣＳコントローラ３３０は、シミュレータ２００から送信されたシミュレーション結果に基づいて、又は、シミュレーション結果に基づく運転用ＤＣＳボード３２０からの運転制御指示に基づいて、軽油脱硫プラント１００の運転制御を行い、各補助配管Ｓに取り付けられたバルブｖを開閉する。そして、各補助配管Ｓに適宜代替流体（水）を流通させることにより、高圧分離ベッセル４０、低圧分離ベッセル５０、ストリッパ６０及び塔頂分離ベッセル７０のレベルを、シミュレーション結果のレベルと同レベルとなるように調整する。これにより、軽油脱硫プラント１００では、代替流体が実処理流体と同様に循環されるため、フィールド担当は、軽油脱硫プラント１００の配管に実処理流体が循環されたと同様な雰囲気や感覚を体感することができる。

そして、フィールド担当が、フィールド操作によりバルブｖの開閉操作や圧送機器ｇの起動停止操作などを行うと、フィールド操作結果であるバルブ開度や圧送機器ｇの状態などが、ＤＣＳコントローラ３３０を介して、又は、直接シミュレータ２００に送信される。そして、シミュレータ２００にフィールド操作結果が送信されると、シミュレータ２００は、このフィールド操作結果であるバルブ開度をシミュレーションに反映して、軽油脱硫プラント１００の各種状態量を算出する。そして、各種状態量のシミュレーション結果が算出されると、ＤＣＳコントローラ３３０は、軽油脱硫プラント１００の流量計ｆ、温度計ｔ、圧力計ｐ及びバルブｖに、シミュレーション結果である流量、温度、圧力及びバルブ開度を表示させる。これにより、フィールド担当は、フィールド操作に起因する軽油脱硫プラント１００の各種状態量の変化を確認することができる。

なお、これらの訓練は、訓練用ＤＣＳボード３１０とシミュレータ２００との組合せによりボード担当のみの訓練を行うこともできる。また、ＤＣＳ３００と軽油脱硫プラント１００との組合せにより、フィールド担当のみ訓練を行うこともできる。また、シミュレータ２００、ＤＣＳ３００及び軽油脱硫プラント１００との組合せにより、フィールド担当のみの訓練や、ボード担当とフィールド担当との連携した訓練を行うこともできる。

このように、本実施形態に係るプラント訓練装置１によれば、訓練用ＤＣＳボード３１０を操作することで、軽油脱硫プラント１００を運転制御することなく、シミュレータ２００を用いて軽油脱硫プラント１００を仮想的に運転制御するため、軽油脱硫プラント１００や軽油脱硫プラント１００に循環されている代替流体の状態に関わらず、様々な種類の運転状態に対応した訓練を行うことができる。また、軽油脱硫プラント１００の実運転速度で訓練すると非常に効率の悪い訓練となるが、シミュレータ２００のシミュレーション速度を変えることで、各運転状況の再現時間を任意に調整することができ、シミュレーション速度を上げることで、効率の良い訓練を行うことができる。更に、運転用ＤＣＳボード３２０の操作により、シミュレータの計算結果に基づいて軽油脱硫プラント１００を運転制御することで、軽油脱硫プラント１００を運転制御するボード担当と、軽油脱硫プラント１００の監視や各種操作などを行うフィールド担当との連携した訓練を行うことができる。

また、このプラント訓練装置１によれば、シミュレータ２００が計算した各種状態量を軽油脱硫プラント１００の流量計ｆ、温度計ｔ、圧力計ｐ及びバルブｖに表示させるため、軽油脱硫プラント１００や軽油脱硫プラント１００に循環されている代替流体の状態に関わらず、フィールド担当の訓練をより実践的に行うことができる。

また、高圧分離ベッセル４０、低圧分離ベッセル５０、ストリッパ６０及び塔頂分離ベッセル７０では、代替流体と実処理流体の相違により、貯留される代替流体と実処理流体とのレベルは異なるが、高圧分離ベッセル４０、低圧分離ベッセル５０、ストリッパ６０及び塔頂分離ベッセル７０に貯留される代替流体のレベルを、シミュレータ２００が計算した実処理流体のレベルに合わせて増減させるため、フィールド担当の訓練をより実践的に行うことができる。

更に、シミュレータ２００は、フィールド操作を反映してシミュレーションすることで、フィールド操作により変化する軽油脱硫プラント１００の各種状態量の変化を計算することができるため、フィールド担当が行うフィールド操作に起因する各種状態量の変化を疑似体験させることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、実機プラントとして、軽油脱硫プラント１００を一例として説明したが、実処理流体を循環させて訓練を行うと危険を伴うプラントであれば、如何なるプラントであってもよい。

また、上記実施形態において、シミュレータ２００は、ＤＣＳ３００と別体であるものとして説明したが、ＤＣＳ３００の一機能として内蔵されていてもよい。

また、上記実施形態において、ＤＣＳコントローラ３３０は、流量計ｆ、温度計ｔ、圧力計ｐ及びバルブｖにシミュレーション結果を表示させるものとして説明したが、代替流体と実処理流体とが等しくなる流量などの状態量については、代替流体の測定値を表示させてもよい。

また、上記実施形態において、ＤＣＳコントローラ３３０によりシミュレーション結果が表示させる流量計ｆ、温度計ｔ、圧力計ｐ及びバルブｖは、実処理流体を循環させたときの流量、温度、圧力及びバルブ開度を表示するものと同じものとして説明したが、実際の状態量を表示させる表示機とは別の表示機を設け、この別の表示機にシミュレーション結果を表示させるようにしてもよい。

１…プラント訓練装置（実機プラント）、２０…加熱炉、３０…反応塔、４０…高圧分離ベッセル、５０…低圧分離ベッセル、６０…ストリッパ、７０…塔頂分離ベッセル、１００…軽油脱硫プラント（実機プラント）、２００…シミュレータ、３００…ＤＣＳコントローラ、３１０…訓練用ＤＣＳボード（訓練操作手段）、３２０…運転用ＤＣＳボード（運転操作手段）、３３０…ＤＣＳコントローラ（制御手段）、ｃ…カットバルブ、ｆ…流量計、ｇ…圧送機器、ｐ…圧力計、Ｓ…補助配管、ｔ…温度計、ｖ…バルブ。

Claims (8)

1. 実処理流体の代わりに代替流体を循環させて実機プラントの運転訓練を行うプラント訓練装置であって、
   前記実機プラントを運転制御する制御手段と、
   前記実機プラントに実処理流体を循環させた場合の前記実機プラントの運転状態をシミュレーションするシミュレータと、
   前記シミュレータを用いて前記実機プラントを仮想的に運転制御する訓練操作手段と、
   前記シミュレータのシミュレーション結果に基づいて、前記制御手段により前記実機プラントを運転制御する運転操作手段と、を有することを特徴とするプラント訓練装置。
2. 前記実機プラントには、当該実機プラントの運転状態を表示する表示機が取り付けられており、
   前記運転操作手段は、前記シミュレータがシミュレーションした運転状態を前記表示機に表示させることを特徴とする請求項１に記載のプラント訓練装置。
3. 前記実機プラントには、前記代替流体が貯留されるベッセルが取り付けられるとともに、前記ベッセルに貯留される前記代替流体のレベルを増減するための補助配管が取り付けられており、
   前記運転操作手段は、前記補助配管の流量制御を行って、前記ベッセルに貯留される前記代替流体のレベルを、前記シミュレータがシミュレーションした前記実処理流体のレベルに合わせて増減させることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラント訓練装置。
4. 前記シミュレータは、前記実機プラントにおいてフィールド操作が行われると、前記フィールド操作を反映して前記実機プラントの運転状況をシミュレーションすることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のプラント訓練装置。
5. 実処理流体の代わりに代替流体を循環させて実機プラントの運転訓練を行うプラント訓練装置により実行されるプラント訓練方法であって、
   前記プラント訓練装置は、
   前記実機プラントを運転制御する制御手段と、
   前記実機プラントを仮想的に運転制御する訓練操作手段と、
   前記制御手段に前記実機プラントを運転制御させる運転操作手段と、
   を備え、
   前記訓練操作手段が、前記実機プラントに実処理流体を循環させた場合の前記実機プラントの運転状態をシミュレーションするシミュレータを用いて、前記実機プラントを仮想的に運転制御する第１ステップと、
   前記運転操作手段が、前記シミュレータのシミュレーション結果に基づいて、前記制御手段に前記実機プラントを運転制御させる第２ステップと、を有することを特徴とするプラント訓練方法。
6. 前記実機プラントには、当該実機プラントの運転状態を表示する表示機が取り付けられており、
   前記第２ステップにおいて、前記運転操作手段は、前記シミュレータがシミュレーションした運転状態を前記表示機に表示させることを特徴とする請求項５に記載のプラント訓練方法。
7. 前記実機プラントには、前記代替流体が貯留されるベッセルが取り付けられるとともに、前記ベッセルに貯留される前記代替流体のレベルを増減するための補助配管が取り付けられており、
   前記第２ステップにおいて、前記運転操作手段は、前記補助配管の流量制御を行って、前記ベッセルに貯留される前記代替流体のレベルを、前記シミュレータがシミュレーションした前記実処理流体のレベルに合わせて増減させることを特徴とする請求項５又は６に記載のプラント訓練方法。
8. 前記シミュレータは、前記実機プラントにおいてフィールド操作が行われると、前記フィールド操作を反映して前記実機プラントの運転状況をシミュレーションすることを特徴とする請求項５〜７の何れか１項に記載のプラント訓練方法。

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