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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023143457
(43)【公開日】2023-10-06
(54)【発明の名称】制御装置、操作量算出モデル生成装置および制御方法
(51)【国際特許分類】
G05B 23/02 20060101AFI20230928BHJP
【ＦＩ】
G05B23/02 P
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022050855
(22)【出願日】2022-03-25
(71)【出願人】
【識別番号】301078191
【氏名又は名称】株式会社日立ハイテクソリューションズ
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】メドラノ カテレア
(72)【発明者】
【氏名】矢敷 達朗
(72)【発明者】
【氏名】吉田 卓弥
(72)【発明者】
【氏名】徳田 勇也
(72)【発明者】
【氏名】岡部 淳
(72)【発明者】
【氏名】相川 竜一
【テーマコード（参考）】
3C223
【Ｆターム（参考）】
3C223AA02
3C223AA05
3C223BA01
3C223BB17
3C223CC01
3C223EB01
3C223EB02
3C223FF06
3C223FF13
3C223FF17
3C223FF22
3C223FF23
3C223FF24
3C223GG01
3C223HH02
3C223HH29
(57)【要約】
【課題】制御対象に対する精度の高い制御を可能とする。
【解決手段】制御装置１００は、制御対象（プラント５００）において測定された状態量を基に算出される算出状態量を取得する算出状態量取得部１１２と、算出状態量を基に制御対象の操作量を算出する操作量算出部１１３を備える。操作量算出部１１３は、算出状態量を入力とし、制御対象の操作量を出力とする数値モデル（操作量算出モデル１５８）を用いて、算出状態量を基に制御対象の操作量を算出する。
【選択図】図１
【解決手段】制御装置１００は、制御対象（プラント５００）において測定された状態量を基に算出される算出状態量を取得する算出状態量取得部１１２と、算出状態量を基に制御対象の操作量を算出する操作量算出部１１３を備える。操作量算出部１１３は、算出状態量を入力とし、制御対象の操作量を出力とする数値モデル（操作量算出モデル１５８）を用いて、算出状態量を基に制御対象の操作量を算出する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
制御対象において測定された状態量を基に算出される算出状態量を取得する算出状態量取得部と、
前記算出状態量を基に前記制御対象の操作量を算出する操作量算出部とを備え、
前記操作量算出部は、
前記算出状態量を入力とし、前記制御対象の操作量を出力とする数値モデルを用いて、前記算出状態量を基に前記制御対象の操作量を算出する
制御装置。
前記算出状態量を基に前記制御対象の操作量を算出する操作量算出部とを備え、
前記操作量算出部は、
前記算出状態量を入力とし、前記制御対象の操作量を出力とする数値モデルを用いて、前記算出状態量を基に前記制御対象の操作量を算出する
制御装置。
【請求項2】
前記数値モデルは、
前記操作量を入力とし、前記算出状態量および前記状態量を出力とする前記制御対象のシミュレーションモデルを用いて、当該シミュレーションモデルの出力である算出状態量を入力とし、当該シミュレーションモデルの入力である操作量を出力とするように設定された数値モデルである
請求項１に記載の制御装置。
前記操作量を入力とし、前記算出状態量および前記状態量を出力とする前記制御対象のシミュレーションモデルを用いて、当該シミュレーションモデルの出力である算出状態量を入力とし、当該シミュレーションモデルの入力である操作量を出力とするように設定された数値モデルである
請求項１に記載の制御装置。
【請求項3】
前記算出状態量は、
単位時間当たりの量である前記状態量に対して、当該状態量を積算した量、
前記状態量の単位時間当たりの変化量、
前記制御対象に備わる槽の内容物の温度である前記状態量に対して、当該内容物の流入量、
前記制御対象に備わる槽の内容物の温度である前記状態量に対して、当該槽に備わるヒータへの熱流量、および
前記制御対象に備わる槽の内容物の温度である前記状態量に対して、当該槽に備わる冷却装置への冷媒流量の何れかである
請求項１または２に記載の制御装置。
単位時間当たりの量である前記状態量に対して、当該状態量を積算した量、
前記状態量の単位時間当たりの変化量、
前記制御対象に備わる槽の内容物の温度である前記状態量に対して、当該内容物の流入量、
前記制御対象に備わる槽の内容物の温度である前記状態量に対して、当該槽に備わるヒータへの熱流量、および
前記制御対象に備わる槽の内容物の温度である前記状態量に対して、当該槽に備わる冷却装置への冷媒流量の何れかである
請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項4】
前記シミュレーションモデルは、
前記制御対象に対する実操作の操作量に対して、当該制御対象において測定された状態量を出力するように設定されたシミュレーションモデルである
請求項２に記載の制御装置。
前記制御対象に対する実操作の操作量に対して、当該制御対象において測定された状態量を出力するように設定されたシミュレーションモデルである
請求項２に記載の制御装置。
【請求項5】
前記制御対象に対する実操作の時系列の操作量を前記シミュレーションモデルに入力したときの出力と、当該制御対象において測定された時系列の状態量との差が小さくなるように、当該シミュレーションモデルのパラメータを設定する制御対象モデル生成部をさらに備える
請求項２に記載の制御装置。
請求項２に記載の制御装置。
【請求項6】
前記制御対象モデル生成部は、
前記測定された時系列の状態量と、前記実操作の時系列の操作量を前記シミュレーションモデルに入力したときの出力とを表示装置に出力する
請求項５に記載の制御装置。
前記測定された時系列の状態量と、前記実操作の時系列の操作量を前記シミュレーションモデルに入力したときの出力とを表示装置に出力する
請求項５に記載の制御装置。
【請求項7】
前記制御対象に対する実操作の時系列の操作量を前記シミュレーションモデルに入力したときの出力である前記算出状態量を前記数値モデルに入力したときの出力である時系列の操作量と、当該実操作の時系列の操作量との差が小さくなるように、当該数値モデルのパラメータを設定する操作量算出モデル生成部をさらに備える
請求項２に記載の制御装置。
請求項２に記載の制御装置。
【請求項8】
前記操作量算出モデル生成部は、
前記数値モデルの入力である前記算出状態量と出力である操作量との関係、および
前記制御対象において測定された状態量から算出される算出状態量と前記実操作の操作量との関係を表示装置に出力する
請求項７に記載の制御装置。
前記数値モデルの入力である前記算出状態量と出力である操作量との関係、および
前記制御対象において測定された状態量から算出される算出状態量と前記実操作の操作量との関係を表示装置に出力する
請求項７に記載の制御装置。
【請求項9】
評価部、および状態量算出部をさらに備え、
前記算出状態量取得部は、前記状態量に対する前記算出状態量を計算する算出状態量計算装置に前記状態量を入力し、当該算出状態量計算装置の出力として前記算出状態量を取得し、
前記状態量算出部は、前記シミュレーションモデルを用いて前記操作量を基に前記状態量を算出し、
前記算出状態量取得部は、当該状態量に対する前記算出状態量を、前記算出状態量計算装置に当該状態量を入力し、当該算出状態量計算装置の出力として前記算出状態量を取得し、
前記操作量算出部は、当該算出状態量を基に前記操作量を算出し、
前記評価部は、前記状態量算出部、前記算出状態量取得部、および前記操作量算出部の繰り返し処理のなかで、前記状態量算出部が算出した状態量の時間変化を表示装置に出力する
請求項２に記載の制御装置。
前記算出状態量取得部は、前記状態量に対する前記算出状態量を計算する算出状態量計算装置に前記状態量を入力し、当該算出状態量計算装置の出力として前記算出状態量を取得し、
前記状態量算出部は、前記シミュレーションモデルを用いて前記操作量を基に前記状態量を算出し、
前記算出状態量取得部は、当該状態量に対する前記算出状態量を、前記算出状態量計算装置に当該状態量を入力し、当該算出状態量計算装置の出力として前記算出状態量を取得し、
前記操作量算出部は、当該算出状態量を基に前記操作量を算出し、
前記評価部は、前記状態量算出部、前記算出状態量取得部、および前記操作量算出部の繰り返し処理のなかで、前記状態量算出部が算出した状態量の時間変化を表示装置に出力する
請求項２に記載の制御装置。
【請求項10】
前記数値モデルは、
前記制御対象において測定された状態量を基に算出された算出状態量を入力とし、
前記制御対象に対する実操作の操作量を出力とするように設定された数値モデルである
請求項１に記載の制御装置。
前記制御対象において測定された状態量を基に算出された算出状態量を入力とし、
前記制御対象に対する実操作の操作量を出力とするように設定された数値モデルである
請求項１に記載の制御装置。
【請求項11】
制御対象において測定された状態量を基に算出される算出状態量を入力とし、当該制御対象の操作量を出力とする数値モデルを、
当該制御対象に対する実操作の時系列の操作量を当該制御対象のシミュレーションモデルに入力したときの出力である状態量を基に算出された算出状態量を、前記数値モデルに入力したときの出力である時系列の操作量と、当該実操作の時系列の操作量との差が小さくなるように、
前記数値モデルのパラメータを設定する操作量算出モデル生成部を備え、
前記シミュレーションモデルは、前記制御対象に対する実操作の操作量に対して、当該制御対象において測定された状態量を出力するように設定されたシミュレーションモデルである
操作量算出モデル生成装置。
当該制御対象に対する実操作の時系列の操作量を当該制御対象のシミュレーションモデルに入力したときの出力である状態量を基に算出された算出状態量を、前記数値モデルに入力したときの出力である時系列の操作量と、当該実操作の時系列の操作量との差が小さくなるように、
前記数値モデルのパラメータを設定する操作量算出モデル生成部を備え、
前記シミュレーションモデルは、前記制御対象に対する実操作の操作量に対して、当該制御対象において測定された状態量を出力するように設定されたシミュレーションモデルである
操作量算出モデル生成装置。
【請求項12】
制御対象を制御する制御装置の制御方法であって、
前記制御対象において測定された状態量を基に算出される算出状態量を取得するステップと、
前記算出状態量を入力とし、前記制御対象の操作量を出力とする数値モデルを用いて、前記算出状態量を基に前記制御対象の操作量を算出するステップとを実行する
制御方法。
前記制御対象において測定された状態量を基に算出される算出状態量を取得するステップと、
前記算出状態量を入力とし、前記制御対象の操作量を出力とする数値モデルを用いて、前記算出状態量を基に前記制御対象の操作量を算出するステップとを実行する
制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プラントなどの制御対象を制御する制御装置、操作量算出モデル生成装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
火力発電所や化学プラントなどのプラントの制御システムは、温度や圧力、流量などの状態量が所望の値になるように制御している。プラントを制御するためには、状態量に基づいてプラントを操作するときの操作量を決定（算出）する必要がある。操作量の例として、原材料の投入量や温度調整のための冷却水の流入量などがある。
【0003】
操作量の算出には、算出するための数値モデルが必要である。プラントの操業条件が変化する場合においても適切にプラントを制御するためには、この数値モデルのパラメータ調整／設定が重要である。数値モデルのパラメータ調整には時間が掛かり、専門的な知識が要求される。このため自動的なパラメータの調整が望まれる。
【0004】
特許文献１に記載のプラント制御調節装置は、プラントの同定を行うと共にＰＩＤパラメータを調整する調整部と、複数の模擬ＰＩＤパラメータと複数パターンの模擬設定値の時系列データとを用いて、仮想システムによるシミュレーションを行い、模擬計測値の時系列データを各々求めて、模擬ＰＩＤパラメータをラベルとする模擬設定値及び模擬計測値の時系列データのデータセットを生成し、データセットをニューラルネットワークで学習して学習モデルを生成する学習部と、学習モデルを用いて、入力された計測値がどのラベルに該当するか分類することで、プラントの変動を監視する推論部とを有し、調整部は、推論部でプラントが変動ありと判定された場合、ＰＩＤパラメータの再調整を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０２０－１１２９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献１に記載のプラント制御調節装置は、ＰＩＤ制御などの既存の制御手法を用いる制御装置のパラメータを調整する。既存の制御装置では、バルブの角度などの操作量への依存を用いて、状態量を設定値になるように調整する。このため既存の制御装置では、学習ベースの制御装置（人工知能ベースの制御装置）と比べて精度の高い制御ができなかった。
本発明は、このような背景を鑑みてなされたものであり、制御対象に対する精度の高い制御を可能とする制御装置、操作量算出モデル生成装置および制御方法を提供することを課題とする。
本発明は、このような背景を鑑みてなされたものであり、制御対象に対する精度の高い制御を可能とする制御装置、操作量算出モデル生成装置および制御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】
【0007】
上記した課題を解決するため、本発明に係る制御装置は、制御対象において測定された状態量を基に算出される算出状態量を取得する算出状態量取得部と、前記算出状態量を基に前記制御対象の操作量を算出する操作量算出部とを備え、前記操作量算出部は、前記算出状態量を入力とし、前記制御対象の操作量を出力とする数値モデルを用いて、前記算出状態量を基に前記制御対象の操作量を算出する。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、制御対象に対する精度の高い制御を可能とする制御装置、操作量算出モデル生成装置および制御方法を提供することができる。上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】第１実施形態に係る制御装置の機能ブロック図である。
【図2】第１実施形態に係るプラントモデルおよび操作量算出モデルの関係を説明するための図である。
【図3】第１実施形態に係る算出状態量取得部と操作量算出部との関係を説明するための図である。
【図4】第１実施形態に係るプラントモデル生成処理のフローチャートである。
【図5】第１実施形態に係るプラントモデル評価結果画面の画面構成図である。
【図6】第１実施形態に係る操作量算出モデル生成処理のフローチャートである。
【図7】第１実施形態に係る操作量算出モデル評価結果画面の画面構成図である。
【図8】第１実施形態に係る操作量算出確認画面の画面構成図である。
【図9】第２実施形態に係る制御装置の機能ブロック図である。
【図10】第２実施形態に係る算出状態量取得部、操作量算出部、および状態量算出部の関係を説明するための図である。
【図11】第２実施形態に係る算出状態量評価処理のフローチャートである。
【図12】第２実施形態に係る算出状態量評価結果画面の画面構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
≪制御装置の概要≫
以下に本発明を実施するための形態（実施形態）における制御装置について説明する。制御装置は、制御対象であるプラントの状態量を取得し、状態量を基に算出状態量を取得する。状態量の例として、プラントに備わる槽内の温度や槽内にある原材料の量がある。算出状態量の例として、温度の時間的変化量や槽への／からの流量などがある。状態量がプラントに備わるセンサなどを用いて測定される量であるのに対して、算出状態量はプラントの状態を示す量であるが、測定される量とは限らない。算出状態量は、技術的には測定可能であるが、プラントにセンサが設置されていないために測定されず、測定された状態量から算出される量であってもよい。
以下に本発明を実施するための形態（実施形態）における制御装置について説明する。制御装置は、制御対象であるプラントの状態量を取得し、状態量を基に算出状態量を取得する。状態量の例として、プラントに備わる槽内の温度や槽内にある原材料の量がある。算出状態量の例として、温度の時間的変化量や槽への／からの流量などがある。状態量がプラントに備わるセンサなどを用いて測定される量であるのに対して、算出状態量はプラントの状態を示す量であるが、測定される量とは限らない。算出状態量は、技術的には測定可能であるが、プラントにセンサが設置されていないために測定されず、測定された状態量から算出される量であってもよい。
【0011】
算出状態量は、制御装置が状態量を基に算出してもよいし、プラントの操作員（オペレータ）から取得してもよい。また制御装置は、算出状態量を計算（算出）する算出状態量計算装置に状態量を入力として算出状態量を取得してもよい。
【0012】
制御装置は、操作量算出モデル（数値モデル）を用いて、算出状態量を基にプラントの操作量を算出する。操作量算出モデルは、例えば物理モデルや統計モデルであって、算出状態量を入力とし、操作量を出力とするモデルである。操作量算出モデルのパラメータは、制御対象である実際のプラントを模擬するプラントモデルを用いて調整（設定）される。詳しくは、プラントモデルの出力である状態量から算出される算出状態量を入力し、プラントモデルの入力である操作量を出力するように、操作量算出モデルのパラメータは調整される。またプラントモデルのパラメータは、実際のプラントに対して実行された操作（実操作）に係る操作量を入力とし、測定される状態量を出力とするように調整される。
【0013】
このような制御装置によれば、測定された状態量に限らず、状態量から算出された状態量である算出状態量に基づいて操作量を算出してプラントを制御できるようになる。ＰＩＤなどの既存の制御に比べて、より高精度に状態量を設定値（目標値）になるようにプラントを制御できるようになり、延いてはプラントの生産性を高めることができる。
【0014】
≪制御装置の全体構成≫
図１は、第１実施形態に係る制御装置１００の機能ブロック図である。制御装置１００はコンピュータであり、制御部１１０、記憶部１２０、および入出力部１８０を備える。入出力部１８０には、ディスプレイやキーボード、マウスなどのユーザインターフェイス機器が接続される。入出力部１８０が通信デバイスを備え、制御対象であるプラント５００に備わる他の装置やセンサとのデータ送受信が可能である。また入出力部１８０にメディアドライブが接続され、記録媒体を用いたデータのやり取りが可能であってもよい。
図１は、第１実施形態に係る制御装置１００の機能ブロック図である。制御装置１００はコンピュータであり、制御部１１０、記憶部１２０、および入出力部１８０を備える。入出力部１８０には、ディスプレイやキーボード、マウスなどのユーザインターフェイス機器が接続される。入出力部１８０が通信デバイスを備え、制御対象であるプラント５００に備わる他の装置やセンサとのデータ送受信が可能である。また入出力部１８０にメディアドライブが接続され、記録媒体を用いたデータのやり取りが可能であってもよい。
【0015】
≪制御装置：記憶部≫
記憶部１２０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ＳＳＤ（Solid State Drive）などの記憶機器を含んで構成される。記憶部１２０には、状態量データベース１３０、操作量データベース１４０、モデルデータベース１５０、およびプログラム１２８が記憶される。プログラム１２８は、後記するプラントモデル生成処理（図４参照）や操作量算出モデル生成処理（図６参照）の手順の記述を含む。
記憶部１２０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ＳＳＤ（Solid State Drive）などの記憶機器を含んで構成される。記憶部１２０には、状態量データベース１３０、操作量データベース１４０、モデルデータベース１５０、およびプログラム１２８が記憶される。プログラム１２８は、後記するプラントモデル生成処理（図４参照）や操作量算出モデル生成処理（図６参照）の手順の記述を含む。
【0016】
状態量データベース１３０には、実際のプラント５００の設備や機器に備わるセンサで測定された、プラント５００の状態量の時系列データが格納される。状態量としては、蒸気出口や槽（タンク）内の温度、圧力、水位（内容物の量）などがある。状態量データベース１３０に、時系列の算出状態量が格納されてもよい。
【0017】
操作量データベース１４０には、プラント５００に対する実操作に係る操作量の時系列データが格納される。操作量としては、槽に原材料を投入する量や、原材料の投入量を調整するバルブの角度、噴出蒸気の量を調整するバルブの角度などがある。
モデルデータベース１５０には、操作量を算出する際に用いられる操作量算出モデル１５８が格納される。またモデルデータベース１５０には、プラント５００の動作を模擬し、操作量算出モデル１５８の生成に用いられる、プラントモデル１５９が格納される。
モデルデータベース１５０には、操作量を算出する際に用いられる操作量算出モデル１５８が格納される。またモデルデータベース１５０には、プラント５００の動作を模擬し、操作量算出モデル１５８の生成に用いられる、プラントモデル１５９が格納される。
【0018】
≪制御装置：記憶部：プラントモデルと操作量算出モデル≫
図２は、第１実施形態に係るプラントモデル１５９および操作量算出モデル１５８の関係を説明するための図である。プラントモデル１５９は、プラント５００を模擬する物理モデル（シミュレーションモデル）であり、例えばプラント５００に備わる設備やバルブなどのモデルを含む。またプラントモデル１５９は、材料の状態や槽や配管などへの汚物の蓄積（付着）度合いなど、プラント５００の操業にともない変化するパラメータを含む。モデルデータベース１５０には、パラメータが初期値（規定値）であるプラントモデル１５９が格納される。当該パラメータは、後記するプラントモデル生成部１１５により調整される。
図２は、第１実施形態に係るプラントモデル１５９および操作量算出モデル１５８の関係を説明するための図である。プラントモデル１５９は、プラント５００を模擬する物理モデル（シミュレーションモデル）であり、例えばプラント５００に備わる設備やバルブなどのモデルを含む。またプラントモデル１５９は、材料の状態や槽や配管などへの汚物の蓄積（付着）度合いなど、プラント５００の操業にともない変化するパラメータを含む。モデルデータベース１５０には、パラメータが初期値（規定値）であるプラントモデル１５９が格納される。当該パラメータは、後記するプラントモデル生成部１１５により調整される。
【0019】
プラントモデル１５９の入力は操作量３１１であり、出力は状態量３１２、および算出状態量３１３である。操作量算出モデル１５８（数値モデル）は、操作量３１４を算出するための、例えば物理モデルや統計モデルであって、算出状態量３１３を入力とし、操作量３１４を出力とするモデルである。モデルデータベース１５０には、パラメータが初期値（規定値）である操作量算出モデル１５８が格納される。当該パラメータは、後記する操作量算出モデル生成部１１６により調整される。
【0020】
状態量３１２の例として、プラントに備わる槽内の温度や槽内にある原材料の量がある。また算出状態量３１３の例として、温度の時間的変化や槽への／からの流量などがある。操作量３１１，３１４の例として、槽への／からの原材料の流量を調整するバルブの角度がある。このように算出状態量の一例は、状態量の単位時間当たりの変化量（時間微分量）である。
【0021】
逆に算出状態量は、状態量の積分量（積算量）であってもよい。例えば、温度の時間的変化や槽への／からの流量が状態量であり、槽内にある原材料の量が算出状態量であってもよい。他にも、プラント５００に備わる槽の内容物の温度である状態量に対して、算出状態量は当該内容物の流入量や、当該槽に備わるヒータへの熱流入量、当該槽に備わる冷却装置への冷水流入量であってもよい。
【0022】
操作量３１１は状態量３１２に関係があるが、算出状態量３１３は操作量３１１より明らかに状態量３１２に関係がある。例えば槽内の温度を、冷却水を用いて調整する場合、温度という状態量に対して、冷却水の流量を調整するバルブの角度という操作量よりも、温度変化（温度の時間微分）という算出状態量が、明らかな関係がある。
【0023】
以上に説明したように算出状態量は、単位時間当たりの量である状態量に対して、当該状態量を積算した量である。また算出状態量は、状態量の単位時間当たりの変化量であってもよい。他に算出状態量は、制御対象（プラント５００）に備わる槽の内容物の温度である状態量に対して、当該内容物の流入量であってもよい。また算出状態量は、制御対象に備わる槽の内容物の温度である状態量に対して、当該槽に備わるヒータへの熱流量や当該槽に備わる冷却装置への冷媒流量であってもよい。
【0024】
≪制御装置：制御部≫
図１に戻って、制御部１１０の説明を続ける。制御部１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含んで構成され、プラント通信部１１１、算出状態量取得部１１２、操作量算出部１１３、状態量算出部１１４、プラントモデル生成部１１５、および操作量算出モデル生成部１１６が備わる。
図１に戻って、制御部１１０の説明を続ける。制御部１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含んで構成され、プラント通信部１１１、算出状態量取得部１１２、操作量算出部１１３、状態量算出部１１４、プラントモデル生成部１１５、および操作量算出モデル生成部１１６が備わる。
【0025】
プラント通信部１１１は、プラント５００に備わるセンサが測定した状態量を受信して状態量データベース１３０に格納する。またプラント通信部１１１は、算出された操作量をプラント５００に送信する。プラント５００では、送信された操作量（例えばバルブの角度）に対応する実操作（例えばバルブの角度調整）が行われる。
【0026】
算出状態量取得部１１２は、状態量に基づいて算出状態量を取得する。例えば算出状態量取得部１１２は、状態量データベース１３０にある操作量を表示して、制御装置１００の利用者であるプラント５００の操作員が入力する値を、算出操作量として取得する。また算出状態量取得部１１２は、制御装置１００に接続された算出状態量計算装置に状態量を送信して、算出状態量計算装置が計算した算出状態量を取得してもよい。算出状態量計算装置は、例えば機械学習技術を含む人口知能を用いて算出状態量を計算する。なお算出状態量計算装置は、制御装置１００と異なる装置とは限らず、制御装置１００で動作して算出状態量を計算する、制御部１１０に備わる機能部であってもよい。
【0027】
以上に説明したように、制御装置１００は、制御対象（プラント５００）において測定された状態量を基に算出される算出状態量を取得する算出状態量取得部１１２を備える。
【0028】
操作量算出部１１３は、操作量算出モデル１５８を用いて、算出状態量を基に操作量を算出する。図３は、第１実施形態に係る算出状態量取得部１１２と操作量算出部１１３との関係を説明するための図である。算出状態量取得部１１２は、プラント５００で計測された実際の状態量３２１を基に算出状態量３２２を取得して、操作量算出部１１３に出力する。
【0029】
操作量算出部１１３は、算出状態量３２２を基に操作量３２３を算出する。プラント５００に対して操作量３２３に対応する操作が実行されて、プラント５００は状態量３２１が示す状態となる。なお図２において操作量３１１および状態量３１２は、プラントモデル１５９の入力および出力である。これに対して図３の操作量３２３および状態量３２１は、実際のプラント５００に対する操作と測定された状態量である。
【0030】
以上に説明したように、制御装置１００は、算出状態量を基に制御対象（プラント５００）の操作量を算出する操作量算出部１１３を備える。操作量算出部１１３は、算出状態量を入力とし、制御対象の操作量を出力とする数値モデル（操作量算出モデル１５８）を用いて、算出状態量を基に制御対象の操作量を算出する。
【0031】
以上に説明したプラント通信部１１１、算出状態量取得部１１２、および操作量算出部１１３の処理により、制御装置１００はプラント５００の状態量に応じて操作量を出力してプラント５００を制御する。
図１に戻って、制御部１１０の説明を続ける。続いて説明する状態量算出部１１４、プラントモデル生成部１１５、および操作量算出モデル生成部１１６は、プラントモデル１５９、および操作量算出モデル１５８の生成（パラメータの調整）に係る機能部である。
図１に戻って、制御部１１０の説明を続ける。続いて説明する状態量算出部１１４、プラントモデル生成部１１５、および操作量算出モデル生成部１１６は、プラントモデル１５９、および操作量算出モデル１５８の生成（パラメータの調整）に係る機能部である。
【0032】
状態量算出部１１４は、プラントモデル１５９を用いて、操作量を基に状態量と算出状態量とを算出する。プラントモデル生成部１１５は、状態量データベース１３０にある計測された状態量、および操作量データベース１４０にある実行された操作の操作量を用いてプラントモデル１５９のパラメータを調整する（詳細は後記する図４参照）。操作量算出モデル生成部１１６は、プラントモデル１５９、および操作量データベース１４０にある実行された操作の操作量を用いて操作量算出モデル１５８のパラメータを調整する（詳細は後記する図６参照）。
【0033】
≪プラントモデル生成処理≫
図４は、第１実施形態に係るプラントモデル生成処理のフローチャートである。図４を参照しながらプラントモデル１５９が生成される処理を説明する。プラントモデル生成処理の開始時には、プラントモデル１５９を生成するのに十分な量の操作量および状態量のデータが、操作量データベース１４０および状態量データベース１３０にそれぞれ蓄積されている。
図４は、第１実施形態に係るプラントモデル生成処理のフローチャートである。図４を参照しながらプラントモデル１５９が生成される処理を説明する。プラントモデル生成処理の開始時には、プラントモデル１５９を生成するのに十分な量の操作量および状態量のデータが、操作量データベース１４０および状態量データベース１３０にそれぞれ蓄積されている。
【0034】
ステップＳ１１においてプラントモデル生成部１１５は、モデルデータベース１５０からプラントモデル１５９を取得する。このプラントモデル１５９は、プラント５００が操作量の操作がされて、状態量で示される状態になる動作を模擬する、例えば物理ベースのシミュレーションモデル（物理モデル）であって、そのパラメータは初期値または規定値である。
【0035】
ステップＳ１２においてプラントモデル生成部１１５は、シミュレーションの条件を設定する。例えばプラントモデル生成部１１５は、操作量データベース１４０および状態量データベース１３０にある操作量や状態量を基に、シミュレーションの開始時刻や終了時刻、ステップ時間などの条件を設定する。プラントモデル生成部１１５は、制御装置１００の利用者である操作員に問い合わせて、シミュレーションの条件を設定してもよい。
【0036】
ステップＳ１３においてプラントモデル生成部１１５は、シミュレーション時刻を開始時刻から終了時刻までステップ時間ずつ増やしながら、ステップＳ１４，Ｓ１５の処理を行う。
ステップＳ１４においてプラントモデル生成部１１５は、現在のシミュレーション時刻に対応する操作量を操作量データベース１４０から取得し、プラントモデル１５９を用いて（に入力して）、当該操作量に対する次のステップ時間での状態量を算出する。なおプラントモデル生成部１１５は、状態量算出部１１４に指示して状態量を算出してもよい。
ステップＳ１４においてプラントモデル生成部１１５は、現在のシミュレーション時刻に対応する操作量を操作量データベース１４０から取得し、プラントモデル１５９を用いて（に入力して）、当該操作量に対する次のステップ時間での状態量を算出する。なおプラントモデル生成部１１５は、状態量算出部１１４に指示して状態量を算出してもよい。
【0037】
ステップＳ１５においてプラントモデル生成部１１５は、ステップＳ１４で算出された状態量と、状態量データベース１３０にある次のステップ時間での測定値である状態量とが近くなるように、プラントモデル１５９のパラメータを調整する。パラメータを調整するのに、例えばデータ同化の手法を用いてもよい。
【0038】
ステップＳ１６においてプラントモデル生成部１１５は、プラントモデル１５９をモデルデータベース１５０に格納する。このプラントモデル１５９を用いれば、操作量の操作に対する状態量に示される状態になるプラント５００の動作が模擬可能となる。
ステップＳ１７においてプラントモデル生成部１１５は、ステップＳ１１，Ｓ１６におけるプラントモデル１５９を評価して、評価結果（後記する図５参照）を入出力部１８０に接続されたディスプレイに出力する。
ステップＳ１７においてプラントモデル生成部１１５は、ステップＳ１１，Ｓ１６におけるプラントモデル１５９を評価して、評価結果（後記する図５参照）を入出力部１８０に接続されたディスプレイに出力する。
【0039】
図５は、第１実施形態に係るプラントモデル評価結果画面４１０の画面構成図である。プラントモデル評価結果画面４１０では、３つのグラフが表示される。実線のグラフは、パラメータ調整前のプラントモデル１５９（ステップＳ１１におけるプラントモデル１５９）が、実操作の操作量に対する出力する状態量を示す。点線のグラフは、パラメータ調整後のプラントモデル１５９（ステップＳ１６におけるプラントモデル１５９）が、実操作の操作量に対する出力する状態量を示す。鎖線のグラフは、実操作の操作量に対する測定された状態量を示す。３つのグラフを比較することで操作員は、パラメータ調整前後のプラントモデル１５９を用いたプラント５００の模擬動作と、実際のプラント５００の動作とが比較でき、パラメータ調整の成否や模擬動作の精度を把握できる。
【0040】
以上に説明したように、シミュレーションモデル（プラントモデル１５９）は、制御対象（プラント５００）に対する実操作の操作量に対して、当該制御対象において測定された状態量を出力するように設定されたシミュレーションモデルである。
制御装置１００に備わる制御対象モデル生成部（プラントモデル生成部１１５）は、制御対象に対する実操作の時系列の操作量をシミュレーションモデルに入力したときの出力と、当該制御対象において測定された時系列の状態量との差が小さくなるように、当該シミュレーションモデルのパラメータを設定する。
また制御対象モデル生成部（プラントモデル生成部１１５）は、測定された時系列の状態量と、実操作の時系列の操作量を前記シミュレーションモデルに入力したときの出力とを表示装置に出力する（図５参照）。
制御装置１００に備わる制御対象モデル生成部（プラントモデル生成部１１５）は、制御対象に対する実操作の時系列の操作量をシミュレーションモデルに入力したときの出力と、当該制御対象において測定された時系列の状態量との差が小さくなるように、当該シミュレーションモデルのパラメータを設定する。
また制御対象モデル生成部（プラントモデル生成部１１５）は、測定された時系列の状態量と、実操作の時系列の操作量を前記シミュレーションモデルに入力したときの出力とを表示装置に出力する（図５参照）。
【0041】
【0042】
ステップＳ２１において操作量算出モデル生成部１１６は、モデルデータベース１５０からプラントモデル１５９と操作量算出モデル１５８とを取得する。このプラントモデル１５９は、プラントモデル生成処理（図４参照）によりパラメータが調整済みのモデルである。操作量算出モデル１５８は、算出状態量から操作量を算出するための、例えば物理モデルまたは統計モデルであって、そのパラメータは初期値または規定値である。
【0043】
ステップＳ２２において操作量算出モデル生成部１１６は、シミュレーションの条件を設定する。例えば操作量算出モデル生成部１１６は、操作量データベース１４０にある操作量を基に、シミュレーションの開始時刻や終了時刻、ステップ時間などの条件を設定する。操作量算出モデル生成部１１６は、制御装置１００の利用者である操作員に問い合わせて、シミュレーションの条件を設定してもよい。
【0044】
ステップＳ２３において操作量算出モデル生成部１１６は、シミュレーション時刻を開始時刻から終了時刻までステップ時間ずつ増やしながら、ステップＳ２４～Ｓ２６の処理を行う。
ステップＳ２４において状態量算出部１１４は、現在のシミュレーション時刻に対応する操作量を操作量データベース１４０から取得し、プラントモデル１５９を用いて（に入力して）、当該操作量に対する次のステップ時間での状態量および算出状態量を算出する。
ステップＳ２４において状態量算出部１１４は、現在のシミュレーション時刻に対応する操作量を操作量データベース１４０から取得し、プラントモデル１５９を用いて（に入力して）、当該操作量に対する次のステップ時間での状態量および算出状態量を算出する。
【0045】
ステップＳ２５において操作量算出モデル生成部１１６は、ステップＳ２４で算出された算出状態量を操作量算出モデル１５８に入力して（算出状態量を基に操作量算出モデル１５８を用いて）、当該算出状態量に対する操作量を算出する。なお操作量算出モデル生成部１１６は、操作量算出部１１３に指示して操作量を算出してもよい。
ステップＳ２６において操作量算出モデル生成部１１６は、ステップＳ２５で算出された操作量と、操作量データベース１４０にある次のステップ時間での操作量とが近くなるように、操作量算出モデル１５８のパラメータを調整する。パラメータを調整するのに、例えばデータ同化の手法を用いてもよい。
ステップＳ２６において操作量算出モデル生成部１１６は、ステップＳ２５で算出された操作量と、操作量データベース１４０にある次のステップ時間での操作量とが近くなるように、操作量算出モデル１５８のパラメータを調整する。パラメータを調整するのに、例えばデータ同化の手法を用いてもよい。
【0046】
ステップＳ２７において操作量算出モデル生成部１１６は、操作量算出モデル１５８をモデルデータベース１５０に格納する。
ステップＳ２８において操作量算出モデル生成部１１６は、ステップＳ２１，Ｓ２７における操作量算出モデル１５８を評価して、評価結果（後記する図７参照）を入出力部１８０に接続されたディスプレイに出力する。また操作量算出モデル生成部１１６は、パラメータ調整済みの操作量算出モデル１５８の動作を確認するための画面（後記する図８参照）を入出力部１８０に接続されたディスプレイに出力する。
ステップＳ２８において操作量算出モデル生成部１１６は、ステップＳ２１，Ｓ２７における操作量算出モデル１５８を評価して、評価結果（後記する図７参照）を入出力部１８０に接続されたディスプレイに出力する。また操作量算出モデル生成部１１６は、パラメータ調整済みの操作量算出モデル１５８の動作を確認するための画面（後記する図８参照）を入出力部１８０に接続されたディスプレイに出力する。
【0047】
図７は、第１実施形態に係る操作量算出モデル評価結果画面４２０の画面構成図である。操作量算出モデル評価結果画面４２０では、３つのグラフが表示される。実線のグラフは、プラントモデル１５９を用いて算出された状態量から算出された算出状態量と、調整前の操作量算出モデル１５８（ステップＳ２１における操作量算出モデル１５８）が出力する操作量との関係を示す。点線のグラフは、プラントモデル１５９を用いて算出された状態量から算出された算出状態量と、調整後の操作量算出モデル１５８（ステップＳ２７における操作量算出モデル１５８）が出力する操作量との関係を示す。鎖線のグラフは、測定された状態量から算出された算出状態量と、実際の操作量との関係を示す。３つのグラフを比較することで操作員は、操作量算出モデル１５８のパラメータ調整前後の比較ができ、操作量算出モデル１５８を用いて算出された操作量と、実際のプラント５００での実際の操作量とが比較できる。
【0048】
図８は、第１実施形態に係る操作量算出確認画面４３０の画面構成図である。操作量算出確認画面４３０の上側にある「算出状態量」の右側のテキストボックス４３１に、算出状態量が入力されると、操作量算出部１１３が操作量算出モデル１５８を用いて算出状態量を基に操作量を算出して、操作量算出確認画面４３０の上側に表示する。操作量算出確認画面４３０には、横軸が算出状態量で、縦軸が操作量であり、入力された算出状態量に対して算出された操作量をプロットしたグラフが表示される。このグラフを参照することで操作員は、パラメータが調整された操作量算出モデル１５８が正しく動作していることを確認することができる。
【0049】
以上に説明したように、数値モデル（操作量算出モデル１５８）は、操作量を入力とし、算出状態量および状態量を出力とする制御対象（プラント５００）のシミュレーションモデル（プラントモデル１５９）を用いて、当該シミュレーションモデルの出力である算出状態量を入力とし、当該シミュレーションモデルの入力である操作量を出力とするように設定された数値モデルである。
【0050】
制御装置１００に備わる操作量算出モデル生成部１１６は、制御対象に対する実操作の時系列の操作量をシミュレーションモデルに入力したときの出力である算出状態量を数値モデルに入力したときの出力である時系列の操作量と、当該実操作の時系列の操作量との差が小さくなるように、数値モデルのパラメータを設定する。
操作量算出モデル生成部１１６は、数値モデルの入力である算出状態量と出力である操作量との関係、および、制御対象において測定された状態量から算出される算出状態量と実操作の操作量との関係を表示装置に出力する（図７参照）。
操作量算出モデル生成部１１６は、数値モデルの入力である算出状態量と出力である操作量との関係、および、制御対象において測定された状態量から算出される算出状態量と実操作の操作量との関係を表示装置に出力する（図７参照）。
【0051】
≪第１実施形態：制御装置の特徴≫
制御装置は、測定された状態量に限らず、状態量から算出された状態量である算出状態量に基づいて操作量を算出してプラントを制御する。ＰＩＤなどの既存の制御に比べて、より精度高く、状態量を設定値（目標値）に調整するようにプラントを制御できるようになり、延いてはプラントの生産性を高めることができる。
制御装置は、測定された状態量に限らず、状態量から算出された状態量である算出状態量に基づいて操作量を算出してプラントを制御する。ＰＩＤなどの既存の制御に比べて、より精度高く、状態量を設定値（目標値）に調整するようにプラントを制御できるようになり、延いてはプラントの生産性を高めることができる。
【0052】
≪第２実施形態≫
第１実施形態における算出状態量取得部１１２は、例えば機械学習技術を含む人口知能技術を用いた算出状態量計算装置から算出状態量を取得する。算出状態量計算装置は、制御部１１０で動作する機能部であってもよい。このような算出状態量計算装置が正しく動作し、制御装置１００がプラント５００を適切に制御可能であることを、事前に確認することが望ましい。操作量算出モデル１５８およびプラントモデル１５９を用いることで、算出状態量計算装置の動作を検証するシミュレーションが可能である。
第１実施形態における算出状態量取得部１１２は、例えば機械学習技術を含む人口知能技術を用いた算出状態量計算装置から算出状態量を取得する。算出状態量計算装置は、制御部１１０で動作する機能部であってもよい。このような算出状態量計算装置が正しく動作し、制御装置１００がプラント５００を適切に制御可能であることを、事前に確認することが望ましい。操作量算出モデル１５８およびプラントモデル１５９を用いることで、算出状態量計算装置の動作を検証するシミュレーションが可能である。
【0053】
≪第２実施形態：制御装置の構成≫
図９は、第２実施形態に係る制御装置１００Ａの機能ブロック図である。第１実施形態と比べて、制御部１１０に備わる算出状態量取得部１１２Ａが異なり、評価部１１７が備わる。また記憶部１２０には、例えば機械学習技術を用いて状態量を基に算出状態量を計算する算出状態量計算プログラム１６０が記憶される。算出状態量計算プログラム１６０は、制御装置１００Ａを算出状態量計算装置として機能させるプログラムであり、算出状態量取得部１１２Ａは、算出状態量計算プログラム１６０を呼び出して（機能させて）状態量に対する算出状態量を取得する。評価部１１７は、算出状態量取得部１１２Ａ、操作量算出部１１３、および状態量算出部１１４に指示して算出状態量計算プログラム１６０の動作を検証して評価する。
図９は、第２実施形態に係る制御装置１００Ａの機能ブロック図である。第１実施形態と比べて、制御部１１０に備わる算出状態量取得部１１２Ａが異なり、評価部１１７が備わる。また記憶部１２０には、例えば機械学習技術を用いて状態量を基に算出状態量を計算する算出状態量計算プログラム１６０が記憶される。算出状態量計算プログラム１６０は、制御装置１００Ａを算出状態量計算装置として機能させるプログラムであり、算出状態量取得部１１２Ａは、算出状態量計算プログラム１６０を呼び出して（機能させて）状態量に対する算出状態量を取得する。評価部１１７は、算出状態量取得部１１２Ａ、操作量算出部１１３、および状態量算出部１１４に指示して算出状態量計算プログラム１６０の動作を検証して評価する。
【0054】
図１０は、第２実施形態に係る算出状態量取得部１１２Ａ、操作量算出部１１３、および状態量算出部１１４の関係を説明するための図である。算出状態量取得部１１２Ａは、状態量算出部１１４が算出した状態量３３１を基に、算出状態量計算プログラム１６０を呼び出して、算出状態量３３２を取得する。操作量算出部１１３は、算出状態量３３２を基に、操作量算出モデル１５８を用いて操作量３３３を算出する。状態量算出部１１４は、操作量３３３を基に、プラントモデル１５９を用いて状態量３３１を算出する。
【0055】
≪算出状態量評価処理≫
図１１は、第２実施形態に係る算出状態量評価処理のフローチャートである。図１１を参照しながら、算出状態量計算プログラム１６０（算出状態量計算装置）の動作を検証して評価する処理を説明する。
図１１は、第２実施形態に係る算出状態量評価処理のフローチャートである。図１１を参照しながら、算出状態量計算プログラム１６０（算出状態量計算装置）の動作を検証して評価する処理を説明する。
【0056】
ステップＳ３１において評価部１１７は、モデルデータベース１５０からプラントモデル１５９と操作量算出モデル１５８とを取得する。プラントモデル１５９は、プラントモデル生成処理（図４参照）によりパラメータが調整済みのモデルである。操作量算出モデル１５８は、操作量算出モデル生成処理（図６参照）によりパラメータが調整済みのモデルである。
【0057】
ステップＳ３２において評価部１１７は、シミュレーションの条件を設定する。条件としては、シミュレーションの開始時刻や終了時刻、ステップ時間、操作量の初期値（開始時刻における操作量）、状態量の設定値（目標値）などの条件を設定する。評価部１１７は、制御装置１００の利用者である操作員に問い合わせて、シミュレーションの条件を設定してもよい。
【0058】
ステップＳ３３において評価部１１７は、シミュレーション時刻を開始時刻から終了時刻までステップ時間ずつ増やしながら、ステップＳ３４～Ｓ３６の処理を行う。
ステップＳ３４において評価部１１７は状態量算出部１１４に指示することで、現在のシミュレーション時刻に対応する操作量を基に、プラントモデル１５９を用いて（に入力して）、当該操作量に対する次のステップ時間での状態量を算出する。
ステップＳ３４において評価部１１７は状態量算出部１１４に指示することで、現在のシミュレーション時刻に対応する操作量を基に、プラントモデル１５９を用いて（に入力して）、当該操作量に対する次のステップ時間での状態量を算出する。
【0059】
ステップＳ３５において評価部１１７は算出状態量取得部１１２Ａに指示することで、算出状態量計算プログラム１６０を用いて、ステップＳ３４で算出された状態量に対する算出状態量を取得する。
ステップＳ３６において評価部１１７は操作量算出部１１３に指示することで、ステップＳ３５で取得された算出状態量を操作量算出モデル１５８に入力して、当該算出状態量に対する操作量を算出する。
ステップＳ３６において評価部１１７は操作量算出部１１３に指示することで、ステップＳ３５で取得された算出状態量を操作量算出モデル１５８に入力して、当該算出状態量に対する操作量を算出する。
【0060】
ステップＳ３７において評価部１１７は、評価結果（後記する図１２参照）を入出力部１８０に接続されたディスプレイに出力する。
【0061】
図１２は、第２実施形態に係る算出状態量評価結果画面４４０の画面構成図である。算出状態量評価結果画面４４０に表示された点線のグラフは、算出された状態量（ステップＳ３４参照）の時系列変化を示す。鎖線は状態量の設定値を示す。
算出状態量評価結果画面４４０を参照することで操作員は、算出状態量計算プログラム１６０が正しく動作して、制御装置１００Ａが状態量を設定値に保つように適切にプラント５００を制御可能なことを確認できる。
算出状態量評価結果画面４４０を参照することで操作員は、算出状態量計算プログラム１６０が正しく動作して、制御装置１００Ａが状態量を設定値に保つように適切にプラント５００を制御可能なことを確認できる。
【0062】
以上に説明したように、制御装置１００は、評価部１１７、および状態量算出部１１４を備える。算出状態量取得部１１２Ａは、状態量に対する算出状態量を計算する算出状態量計算装置（算出状態量計算プログラム１６０）に状態量を入力し、当該算出状態量計算装置の出力として算出状態量を取得する。
【0063】
状態量算出部１１４は、シミュレーションモデル（プラントモデル１５９）を用いて前記操作量を基に前記状態量を算出する（ステップＳ３４参照）。算出状態量取得部１１２Ａは、当該状態量に対する算出状態量を、算出状態量計算装置に当該状態量を入力し、算出状態量計算装置の出力として算出状態量を取得する（ステップＳ３５参照）。操作量算出部は１１３、当該算出状態量を基に操作量を算出する（ステップＳ３６参照）。評価部１１７は、状態量算出部１１４、算出状態量取得部１１２Ａ、および操作量算出部１１３の繰り返し処理（ステップＳ３３～Ｓ３６参照）のなかで、状態量算出部１１４が算出した状態量の時間変化を表示装置に出力する（図１２参照）。
【0064】
≪第２実施形態：制御装置の特徴≫
制御装置１００Ａは、プラントモデル１５９を用いてプラント５００の動作を模擬することで、算出状態量計算プログラム１６０の動作を検証することができる。
制御装置１００Ａは、プラントモデル１５９を用いてプラント５００の動作を模擬することで、算出状態量計算プログラム１６０の動作を検証することができる。
【0065】
≪変形例：操作量算出モデル生成処理≫
操作量算出モデル生成処理（図６参照）においては、プラントモデル１５９を用いてプラント５００での操作量に対する状態量を算出し、当該状態量に対する算出状態量を取得して、当該算出状態量に対して実際の操作の操作量に近くなるように、操作量算出モデル１５８を生成している。これに対して、プラントモデル１５９を用いて状態量を算出する替わりに、測定された状態量に対する算出状態量を取得して、当該算出状態量に対して実際の操作の操作量に近くなるように、操作量算出モデル１５８を生成してもよい。この場合、プラントモデル１５９を生成することなく、操作量算出モデル１５８が生成可能となる。
操作量算出モデル生成処理（図６参照）においては、プラントモデル１５９を用いてプラント５００での操作量に対する状態量を算出し、当該状態量に対する算出状態量を取得して、当該算出状態量に対して実際の操作の操作量に近くなるように、操作量算出モデル１５８を生成している。これに対して、プラントモデル１５９を用いて状態量を算出する替わりに、測定された状態量に対する算出状態量を取得して、当該算出状態量に対して実際の操作の操作量に近くなるように、操作量算出モデル１５８を生成してもよい。この場合、プラントモデル１５９を生成することなく、操作量算出モデル１５８が生成可能となる。
【0066】
以上に説明したように、数値モデル（操作量算出モデル１５８）は、制御対象（プラント５００）において測定された状態量を基に算出された算出状態量を入力とし、制御対象に対する実操作の操作量を出力とするように設定された数値モデルである。
【0067】
≪変形例：モデル生成装置≫
上記した第１実施形態において、制御装置１００がプラントモデル１５９や操作量算出モデル１５８のパラメータを調整して、モデルを生成している。制御装置１００とは異なるモデル生成装置（操作量算出モデル生成装置）が、プラントモデル１５９や操作量算出モデル１５８のパラメータを調整して、モデルを生成し、生成されたモデルを制御装置１００にインストールしてもよい。
上記した第１実施形態において、制御装置１００がプラントモデル１５９や操作量算出モデル１５８のパラメータを調整して、モデルを生成している。制御装置１００とは異なるモデル生成装置（操作量算出モデル生成装置）が、プラントモデル１５９や操作量算出モデル１５８のパラメータを調整して、モデルを生成し、生成されたモデルを制御装置１００にインストールしてもよい。
【0068】
以上に説明したように、操作量算出モデル生成装置（制御装置１００）は、制御対象（プラント５００）において測定された状態量を基に算出される算出状態量を入力とし、当該制御対象の操作量を出力とする数値モデル（操作量算出モデル１５８）を、当該制御対象に対する実操作の時系列の操作量を当該制御対象のシミュレーションモデル（プラントモデル１５９）に入力したときの出力である状態量を基に算出された算出状態量を、数値モデルに入力したときの出力である時系列の操作量と、当該実操作の時系列の操作量との差が小さくなるように、数値モデルのパラメータを設定する操作量算出モデル生成部１１６を備える。シミュレーションモデルは、制御対象に対する実操作の操作量に対して、当該制御対象において測定された状態量を出力するように設定されたシミュレーションモデルである。
【0069】
≪その他変形例≫
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例示に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。例えば、制御対象をプラント５００として説明したが、制御対象はプラント５００に限らず、設備や機器などの装置であってもよい。
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例示に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。例えば、制御対象をプラント５００として説明したが、制御対象はプラント５００に限らず、設備や機器などの装置であってもよい。
【0070】
ステップＳ１１，Ｓ２１において選択されたプラントモデル１５９や操作量算出モデル１５８のパラメータは、初期値または規定値であるが、これに限らず、既存のプラントモデル１５９や操作量算出モデル１５８のパラメータであってもよい。プラント５００が操業されて、状態量データベース１３０や操作量データベース１４０に、状態量や操作量が蓄積された時点で、プラントモデル１５９や操作量算出モデル１５８のパラメータを再調整してもよい。プラントの操業が続くと、材料の劣化が起きたり槽や配管などに汚物が付着したりして、操作量と状態量との関係が変化する。このような変化に対応するために、例えば定期的に、プラントモデル１５９や操作量算出モデル１５８のパラメータを調整するようにしてもよい。
【0071】
本発明はその他の様々な実施形態を取ることが可能であり、さらに、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、省略や置換等種々の変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、本明細書等に記載された発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0072】
１００ 制御装置（操作量算出モデル生成装置）
１００Ａ 制御装置
１１１ プラント通信部
１１２，１１２Ａ 算出状態量取得部
１１３ 操作量算出部
１１４ 状態量算出部
１１５ プラントモデル生成部（制御対象モデル生成部）
１１６ 操作量算出モデル生成部
１１７ 評価部
１３０ 状態量データベース
１４０ 操作量データベース
１５０ モデルデータベース
１５８ 操作量算出モデル（数値モデル）
１５９ プラントモデル（シミュレーションモデル）
１６０ 算出状態量計算プログラム（算出状態量計算装置）
３１１，３１４，３２３ 操作量
３１２，３２１ 状態量
３１３，３２２ 算出状態量
５００ プラント（制御対象）
１００Ａ 制御装置
１１１ プラント通信部
１１２，１１２Ａ 算出状態量取得部
１１３ 操作量算出部
１１４ 状態量算出部
１１５ プラントモデル生成部（制御対象モデル生成部）
１１６ 操作量算出モデル生成部
１１７ 評価部
１３０ 状態量データベース
１４０ 操作量データベース
１５０ モデルデータベース
１５８ 操作量算出モデル（数値モデル）
１５９ プラントモデル（シミュレーションモデル）
１６０ 算出状態量計算プログラム（算出状態量計算装置）
３１１，３１４，３２３ 操作量
３１２，３２１ 状態量
３１３，３２２ 算出状態量
５００ プラント（制御対象）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】