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公開番号2025176374
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-04
出願番号2024082480
出願日2024-05-21
発明の名称運転支援装置、運転支援方法、及びプログラム
出願人富士電機株式会社
代理人個人,個人
主分類G05B 23/02 20060101AFI20251127BHJP(制御;調整)
要約【課題】制御ロジックを反映した設定値を計算する技術を提供すること。
【解決手段】本開示の一態様による運転支援装置は、現在時刻における制御対象の状態を表す状態変数と、現在時刻における前記制御対象の制御値を表すロジック変数と、現在時刻における前記制御対象に対する設定値を表す設定変数とが含まれる運転データを取得する取得部と、前記運転データと、前記状態変数を予測する機械学習モデルと、前記制御対象に対する制御ロジックとを用いて、所定の最適化問題を解くことにより、将来の所定の期間における設定変数を計算する計算部と、前記期間における設定変数を予め決められた所定の出力先に出力する出力部と、を有する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
現在時刻における制御対象の状態を表す状態変数と、現在時刻における前記制御対象の制御値を表すロジック変数と、現在時刻における前記制御対象に対する設定値を表す設定変数とが含まれる運転データを取得する取得部と、
前記運転データと、前記状態変数を予測する機械学習モデルと、前記制御対象に対する制御ロジックとを用いて、所定の最適化問題を解くことにより、将来の所定の期間における設定変数を計算する計算部と、
前記期間における設定変数を予め決められた所定の出力先に出力する出力部と、
を有する運転支援装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記機械学習モデルは、同一時刻における前記状態変数、前記ロジック変数及び前記設定変数を入力として、次の時刻における前記状態変数を予測する予測モデルであり、
前記制御ロジックは、同一時刻における前記状態変数及び前記設定変数を入力として、次の時刻における前記ロジック変数を出力する処理であり、
前記最適化問題は、前記期間における前記状態変数と前記期間におけるロジック変数と前記期間における設定変数とを入力とする関数を目的関数として、前記目的関数の値を最小化するような前記期間における設定変数を求める問題である、請求項１に記載の運転支援装置。
【請求項３】
前記目的関数には、前記期間における設定変数の変化量の総和を表す第１の目的関数が含まれる、請求項２に記載の運転支援装置。
【請求項４】
前記目的関数には、前記運転データと類似する過去の運転データが取得された時刻から所定の期間における過去の設定変数と、前記期間における設定変数との誤差を表す第２の目的関数が含まれる、請求項３に記載の運転支援装置。
【請求項５】
前記目的関数には、異常に関連する前記状態変数の総和を表す第３の目的関数が含まれる、請求項４に記載の運転支援装置。
前記目的関数は、前記第１の目的関数と、前記第２の目的関数と、前記第３の目的関数との重み付け和である、請求項４に記載の運転支援装置。
【請求項６】
前記制御ロジックは、所定の状態変数に対する閾値処理、又は、ＰＩＤ制御を含む所定の制御方式による制御処理である、請求項１乃至５の何れか一項に記載の運転支援装置。
【請求項７】
過去の運転データが格納されているデータベースから前記運転データと類似する過去の運転データを取得し、前記運転データと類似する過去の運転データの時刻から所定の期間における過去の設定変数を前記データベースから抽出する抽出部、を有する請求項４に記載の運転支援装置。
【請求項８】
現在時刻における制御対象の状態を表す状態変数と、現在時刻における前記制御対象の制御値を表すロジック変数と、現在時刻における前記制御対象に対する設定値を表す設定変数とが含まれる運転データを取得する取得手順と、
前記運転データと、前記状態変数を予測する機械学習モデルと、前記制御対象に対する制御ロジックとを用いて、所定の最適化問題を解くことにより、将来の所定の期間における設定変数を計算する計算手順と、
前記期間における設定変数を予め決められた所定の出力先に出力する出力手順と、
をコンピュータが実行する運転支援方法。
【請求項９】
現在時刻における制御対象の状態を表す状態変数と、現在時刻における前記制御対象の制御値を表すロジック変数と、現在時刻における前記制御対象に対する設定値を表す設定変数とが含まれる運転データを取得する取得手順と、
前記運転データと、前記状態変数を予測する機械学習モデルと、前記制御対象に対する制御ロジックとを用いて、所定の最適化問題を解くことにより、将来の所定の期間における設定変数を計算する計算手順と、
前記期間における設定変数を予め決められた所定の出力先に出力する出力手順と、
をコンピュータに実行させるプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、運転支援装置、運転支援方法、及びプログラムに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
燃焼炉等のプラントでは炉の燃焼状態等の計測値を踏まえて、予め決められた制御ロジックにより自動制御が行われている（例えば、特許文献１～７、非特許文献１等）。一方で、プラントの安定した運転の実現等を目的として、オペレータも燃焼状態等の計測値を踏まえて設定値の変更を行っている。このため、オペレータによるプラントの運転を支援するためには、最適な設定値を提案する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平７－１１３５１３号公報
特開２０００－４６３２３号公報
特開２００１－８２７１９号公報
特開２００８－７６０１２号公報
特開２０２１－１３４９６６号公報
特開２０２３－５９４７０号公報
特開２０２３－１０４１０４号公報
【非特許文献】
【０００４】
八嶋昭一, 大型ごみ発電―東京都葛飾清掃工場の事例―, 環境技術, Vol.9, No. 5, (1980)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、最適な設定値の計算に制御ロジックが反映されていない場合、その設定値を実際には適用できないことがある。このため、その設定値をオペレータが信頼することができず、プラントの運転支援を十分に実現できないことがあった。
【０００６】
本開示は、上記の点に鑑みてなされたもので、制御ロジックを反映した設定値を計算する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様による運転支援装置は、現在時刻における制御対象の状態を表す状態変数と、現在時刻における前記制御対象の制御値を表すロジック変数と、現在時刻における前記制御対象に対する設定値を表す設定変数とが含まれる運転データを取得する取得部と、前記運転データと、前記状態変数を予測する機械学習モデルと、前記制御対象に対する制御ロジックとを用いて、所定の最適化問題を解くことにより、将来の所定の期間における設定変数を計算する計算部と、前記期間における設定変数を予め決められた所定の出力先に出力する出力部と、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
制御ロジックを反映した設定値を計算する技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本実施形態に係るプラント制御システムの全体構成の一例を示す図である。
本実施形態に係る運転支援装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
本実施形態に係る運転支援装置の機能構成の一例を示す図である。
本実施形態に係る運転支援処理の一例を示すフローチャートである。
利用方法の一例を示す図（その１）である。
利用方法の一例を示す図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下の実施形態では、ごみ焼却プラント等のプラントを対象として、制御ロジックを反映した設定値を計算し、その設定値をオペレータに提案することができる運転支援装置１０が含まれるプラント制御システム１について説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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