JP2003214313A - Method of controlling speed governing controller and method of detecting anomaly - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a speed governing controller that eliminates a mechanical part and that controls a guide vane operating device that can shorten a period required for maintenance and adjustment with low cost. <P>SOLUTION: A feedback control of a main distributing valve is performed by simulating operating characteristics using a software without taking in an actual opening of the main distributing valve. Also, an anomaly is detected using a correlation between the simulated opening of the main distributing valve and the opening of the guide vane. Accordingly, it becomes possible to eliminate a hardware to measure an actual opening of the main distributing valve and improve reliability. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、水力発電所の水車
に適用する調速制御装置において、機構部を簡素化した
調速制御装置の制御方法及び異常検出方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a speed control device applied to a water turbine of a hydroelectric power plant, and relates to a speed control device control method and an abnormality detection method having a simplified mechanism portion.

【０００２】[0002]

【従来の技術】一般的な水力機械においては、上池から
の水がランナへ流入する入口部付近に複数のガイドベー
ンが設けられており、これらの開度を任意に調整するこ
とで水力機械の回転数を制御している。これらの複数の
ガイドベーンは夫々リンク機構によって接続されてお
り、サーボモータを作動させることで、全てのガイドベ
ーンが一斉に同じ開度に調整されるよう構成されてい
る。2. Description of the Related Art In a general hydraulic machine, a plurality of guide vanes are provided in the vicinity of an inlet portion where water from an upper pond flows into a runner. Control the number of rotations. The plurality of guide vanes are connected to each other by a link mechanism, and all the guide vanes are simultaneously adjusted to the same opening degree by operating the servo motor.

【０００３】サーボモータには大きく分けると油圧式及
び電動式の２種類があり、最近では、メンテナンス性等
の利点が大きい電動式のサーボモータを小型の水力機械
に対して適用する例も見られるが、大型の水力機械など
においては油圧式サーボモータが用いられるのが通常で
ある。Servomotors are roughly classified into two types, hydraulic type and electric type, and recently, there is seen an example in which an electric type servomotor having great advantages such as maintainability is applied to a small hydraulic machine. However, a hydraulic servomotor is usually used in a large hydraulic machine or the like.

【０００４】図７に従来の油圧式のサーボモータによる
ガイドベーンの操作装置の概略模式図を示す。図７にお
いて、サーボモータ１は油圧式ピストン２とこれに接続
されたピストンロッド３及びこれらを収納するシリンダ
４からなり、シリンダ４内は油圧式ピストンによって開
側シリンダ室４ａ，閉側シリンダ室４ｂに仕切られてい
る。FIG. 7 shows a schematic diagram of a conventional guide vane operating device using a hydraulic servo motor. In FIG. 7, a servomotor 1 is composed of a hydraulic piston 2, a piston rod 3 connected to the hydraulic piston 2 and a cylinder 4 for accommodating them, and the inside of the cylinder 4 is opened by a hydraulic piston to an open side cylinder chamber 4a and a close side cylinder chamber 4b. It is divided into

【０００５】そして、開側シリンダ室４ａ及び閉側シリ
ンダ室４ｂ内の油圧を調整し、圧油の出し入れを行なう
ことによって油圧式ピストン２及びピストンロッド３が
直線運動を行なう。そして油圧式ピストン２及びピスト
ンロッド３は、水車５に設けられたガイドベーン６とリ
ンク機構により接続されている。Then, the hydraulic pressures in the open side cylinder chamber 4a and the close side cylinder chamber 4b are adjusted and the pressure oil is taken in and out, whereby the hydraulic piston 2 and the piston rod 3 perform linear movement. The hydraulic piston 2 and the piston rod 3 are connected to a guide vane 6 provided on the water turbine 5 by a link mechanism.

【０００６】即ち、サーボモータ１の油圧式ピストン２
を動作させる（以下単に、「サーボモータ１を動作させ
る」とも言う）ことにより、ガイドベーン６の開度が調
整され、水車５のランナ７及びこれと直結した発電機８
の回転速度が調整される。That is, the hydraulic piston 2 of the servomotor 1
Is operated (hereinafter, also simply referred to as “operating the servomotor 1”), the opening of the guide vane 6 is adjusted, and the runner 7 of the water turbine 5 and the generator 8 directly connected to the runner 7 are adjusted.
The rotation speed of is adjusted.

【０００７】ここで、図７においては、油圧式ピストン
２とガイドベーン６の動作は、シリンダ室４ａに圧油が
流入しシリンダ室４ｂから圧油が排出される場合に油圧
式ピストン２が図の右方向に動いてガイドベーン６が開
動作し、シリンダ室４ｂに圧油が流入しシリンダ室４ａ
から圧油が排出される場合は油圧式ピストン２が図の左
方向に動いてガイドベーン６が閉動作するようになって
いる。Here, in FIG. 7, the operation of the hydraulic piston 2 and the guide vanes 6 is such that the hydraulic piston 2 operates when pressure oil flows into the cylinder chamber 4a and is discharged from the cylinder chamber 4b. The guide vane 6 is opened to move the pressure oil into the cylinder chamber 4b, and the guide vane 6 is opened.
When the pressurized oil is discharged from the hydraulic piston 2, the hydraulic piston 2 moves to the left in the figure to close the guide vane 6.

【０００８】又、水車５には、ランナ７及びこれに直結
した発電機８の回転数を速度信号として検出する速度検
出手段として、回転軸に歯車１０が取り付けられ、電磁
ピックアップ１１が歯車の回転数を電気信号として検出
し、これを速度信号として出力している。そして、ガイ
ドベーン操作装置においては、種々の油圧制御弁が配置
されている。A gear 10 is attached to the rotating shaft of the water turbine 5 as a speed detecting means for detecting the number of rotations of the runner 7 and the generator 8 directly connected to the water turbine as a speed signal, and the electromagnetic pickup 11 rotates the gear. The number is detected as an electric signal and is output as a speed signal. Further, various hydraulic control valves are arranged in the guide vane operating device.

【０００９】次に、これらの油圧制御弁を動作させ、サ
ーボモータ１を動作させる機構について述べる。圧油タ
ンク２０には、高圧の圧油が貯められるとともに、この
圧油の流路となる油管が接続されている。そして圧油は
油管を通じて各油圧制御弁に導かれており、これらの油
圧制御弁の切換によって最終的にサーボモータ１に圧油
が供給されるよう構成されている。Next, a mechanism for operating these hydraulic control valves to operate the servomotor 1 will be described. The pressure oil tank 20 stores high-pressure pressure oil and is connected to an oil pipe that serves as a flow path for the pressure oil. The pressure oil is led to each hydraulic control valve through an oil pipe, and the pressure oil is finally supplied to the servomotor 1 by switching these hydraulic control valves.

【００１０】サーボモータ１の開側シリンダ室４ａ，閉
側シリンダ室４ｂには、圧油の出し入れを行なうための
油管である開側操作管３０ａ，閉側操作管３０ｂの一端
が夫々接続されている。そして、開側操作管３０ａ及び
閉側操作管３０ｂの他端は主配圧弁２１に接続されてい
る。The open side cylinder chamber 4a and the close side cylinder chamber 4b of the servomotor 1 are connected to one ends of an open side operation pipe 30a and a close side operation pipe 30b which are oil pipes for taking in and out pressurized oil, respectively. There is. The other ends of the open side operation pipe 30a and the close side operation pipe 30b are connected to the main pressure distribution valve 21.

【００１１】主配圧弁２１には、圧油タンク２０より圧
油が供給されると共に、排油ポートが設けられており、
圧油タンク２０からの圧油を開側操作管３０ａもしくは
閉側操作管３０ｂへ供給するか、又はこれら全ての油管
を閉塞させて開側シリンダ室４ａ，閉側シリンダ室４ｂ
及び圧油タンク２０内の油圧を保持することができる。
ここで、主配圧弁２１はスプール弁などの開度調整の可
能な切換弁であるのが普通である。The main pressure distributing valve 21 is supplied with pressure oil from the pressure oil tank 20 and is provided with an oil discharge port.
The pressure oil from the pressure oil tank 20 is supplied to the open side operation pipe 30a or the close side operation pipe 30b, or all the oil pipes are closed to open the side cylinder chamber 4a and the side cylinder chamber 4b.
Also, the hydraulic pressure in the pressure oil tank 20 can be maintained.
Here, the main pressure distribution valve 21 is usually a switching valve such as a spool valve whose opening can be adjusted.

【００１２】主配圧弁２１の弁体にはコントロールピス
トン２２が連結されており、主配圧弁２１の開度調整は
コントロールピストン２２へ圧油を送ることによって行
なわれる。そして、コントロールピストン２２へ送られ
る圧油の制御は、パイロットバルブ２３によって行な
う。A control piston 22 is connected to the valve body of the main pressure distribution valve 21, and the opening degree of the main pressure distribution valve 21 is adjusted by sending pressure oil to the control piston 22. The control of the pressure oil sent to the control piston 22 is performed by the pilot valve 23.

【００１３】即ち、コントロールピストン２２のシリン
ダの両端にはコントロールピストン開側操作管２２ａ及
びコントロールピストン閉側操作管２２ｂが取り付けら
れており、この２本の油管はパイロットバルブ２３へ接
続される構成となっている。That is, a control piston open side operation pipe 22a and a control piston close side operation pipe 22b are attached to both ends of the cylinder of the control piston 22, and these two oil pipes are connected to the pilot valve 23. Has become.

【００１４】ここで、パイロットバルブ２３も主配圧弁
２１同様、スプール弁などの開度調整の可能な切換弁で
あり、パイロットバルブ２３の弁体と、各油管が接続さ
れるポートとの隙間には、シートバルブ２３ａが挟まれ
ている。このシートバルブ２３ａは変位することによっ
て、各ポートの位置を上下させることに相当する作用を
持つものであり、下部よりバネによって支持されてい
る。The pilot valve 23, like the main pressure distributing valve 21, is a switching valve such as a spool valve whose opening can be adjusted, and is provided in the gap between the valve body of the pilot valve 23 and the port to which each oil pipe is connected. The seat valve 23a is sandwiched. The seat valve 23a has an action equivalent to moving the position of each port up and down by being displaced, and is supported by a spring from the lower part.

【００１５】更に、コントロールピストン２２にはコン
トロールピストン２２の変位に応じて動作するレターン
アーム２４が取り付けられており、レターンアーム２４
の一端は、パイロットバルブの上方に延伸され、前述し
たパイロットバルブ２３のシートバルブ２３ａを上方か
ら押さえつけるように構成されている。Further, the control piston 22 is provided with a return arm 24 which operates in accordance with the displacement of the control piston 22.
One end of is extended above the pilot valve and is configured to press the seat valve 23a of the pilot valve 23 described above from above.

【００１６】これらの主配圧弁２１，コントロールピス
トン２２，パイロットバルブ２３，シートバルブ２３ａ
及びレターンアーム２４の作用について以下に述べる。
ガイドベーン６を開動作させる場合開側シリンダ室４ａ
に圧油を送ればよいので、パイロットバルブ２３の弁体
を上方に変位させて、コントロールピストン開側操作管
２２ａからコントロールピストン２２へ圧油を送り、コ
ントロールピストン２２とこれに連結された主配圧弁２
１の弁体を上方に変位させればよい。These main pressure distributing valve 21, control piston 22, pilot valve 23, seat valve 23a
The operation of the return arm 24 will be described below.
When opening the guide vane 6 Open side cylinder chamber 4a
Since the pressure oil may be sent to the control piston 22, the valve body of the pilot valve 23 is displaced upward, and the pressure oil is sent from the control piston opening side operation pipe 22a to the control piston 22. Pressure valve 2
The valve body 1 may be displaced upward.

【００１７】このとき、コントロールピストン２２の変
位に伴なってレターンアーム２４も上方に変位し、これ
によってシートバルブ２３ａも上方に変位する。シート
バルブ２３ａの変位は、パイロットバルブ２３のポート
位置を変位させることと同じ作用を有するため、シート
バルブ２３ａが上方に変位するとパイロットバルブ２３
は中正位置に戻される。At this time, as the control piston 22 is displaced, the return arm 24 is also displaced upward, and the seat valve 23a is also displaced upward. The displacement of the seat valve 23a has the same effect as displacing the port position of the pilot valve 23. Therefore, when the seat valve 23a is displaced upward, the pilot valve 23
Is returned to the center position.

【００１８】これによってパイロットバルブ２３からコ
ントロールピストン開側操作管２２ａへの圧油の流れが
遮断され、コントロールピストン２２及び主配圧弁２１
は、そのときの開度で停止する。そして、このような作
用によってガイドベーン６は必要量だけ変位し、その開
度を保つことができるようになっている。As a result, the flow of pressure oil from the pilot valve 23 to the control piston opening side operation pipe 22a is shut off, and the control piston 22 and the main pressure distribution valve 21 are blocked.
Stops at the opening at that time. By such an action, the guide vane 6 is displaced by a required amount and the opening thereof can be maintained.

【００１９】つまり、レターンアーム２４の動作は、パ
イロットバルブ２３の弁体とシートバルブ２３ａの関係
を中正位置に戻す復原運動を行なわせるものであり、こ
の復原量によってコントロールピストン２２の動作量が
決定される。上述したように、ランナ７及び発電機８の
回転数を調整するためのガイドベーン６の開度は、油圧
によって制御される。That is, the operation of the return arm 24 causes a restoring motion to restore the relationship between the valve body of the pilot valve 23 and the seat valve 23a to the center position, and the operating amount of the control piston 22 is determined by this restoring amount. To be done. As described above, the opening degree of the guide vane 6 for adjusting the rotation speeds of the runner 7 and the generator 8 is controlled by hydraulic pressure.

【００２０】しかし、最終的な制御対象である回転数は
電気信号として検出され、差動トランス５１で検出した
ガイドベーン開度と共にレギュレータ１２へ入力し速度
制御又は負荷制御のための制御演算を行ない、算出した
制御信号はレギュレータ１２から電気信号として出力さ
れる。この電気信号を油圧の信号に変換するものがコン
バータ１３である。However, the rotational speed that is the final control target is detected as an electric signal, and is input to the regulator 12 together with the guide vane opening detected by the differential transformer 51 to perform control calculation for speed control or load control. The calculated control signal is output from the regulator 12 as an electric signal. The converter 13 converts this electric signal into a hydraulic signal.

【００２１】この際のレギュレータ１２の演算処理概要
を図８に示す。なお、図８は速度制御の場合を例として
示している。実速度１１ａは入力する際に入力チェック
処理１３０で入力レベルのチェックを行ない、入力範囲
外で一定時間以上継続すると速度信号入力異常１３０ａ
を検出する。FIG. 8 shows an outline of the arithmetic processing of the regulator 12 at this time. Note that FIG. 8 shows the case of speed control as an example. When inputting the actual speed 11a, the input level is checked by the input check processing 130, and if the actual speed 11a continues outside the input range for a certain period of time or more, the speed signal input error 130a occurs.
To detect.

【００２２】入力チェックで正常な信号は実速度信号１
１ａｃとして目標速度１００との速度偏差１０１を算出
する。この速度偏差１０１を制御演算処理１０２で演算
し制御目標値１０３を算出する。図８では制御演算がＰ
ＩＤ演算を例としている。差動トランス５１で検出した
実ガイドベーン開度５１ａは入力する際に入力チェック
処理１３１で入力レベルのチェックを行ない、入力範囲
外で一定時間以上継続するとガイドベーン開度入力異常
１３１ａを検出する。In the input check, the normal signal is the actual speed signal 1
A speed deviation 101 from the target speed 100 is calculated as 1ac. This speed deviation 101 is calculated in the control calculation processing 102 to calculate the control target value 103. In FIG. 8, the control calculation is P
ID calculation is taken as an example. When inputting the actual guide vane opening degree 51a detected by the differential transformer 51, the input level is checked by the input check processing 131, and if it continues outside the input range for a certain time or more, the guide vane opening degree input abnormality 131a is detected.

【００２３】入力チェックで正常な信号は実ガイドベー
ン開度信号５１ａｃとして制御目標値１０３との開度偏
差１０４を算出する。この開度偏差１０４を出力レベル
に合わせるゲインＫｂと乗算し制御信号１０７をコンバ
ータへ出力する。このレギュレータ１２では制御の異常
を検出するために、入力レベルチェックの他に開度偏差
が一定時間以上継続した際に、偏差大継続検出処理１３
２を実施する場合もある。If the signal is normal in the input check, the actual guide vane opening signal 51ac is used to calculate the opening deviation 104 from the control target value 103. This opening deviation 104 is multiplied by a gain Kb that matches the output level, and a control signal 107 is output to the converter. In order to detect a control abnormality, the regulator 12 detects a large deviation continuation detection process 13 when the opening deviation continues for a predetermined time or longer in addition to the input level check.
In some cases, step 2 is carried out.

【００２４】異常検出時は偏差大継続信号１３２ａが出
力される。ここで、ガイドベーン開度入力異常１３１ａ
と偏差大継続信号１３２ａのいずれかが異常な場合は、
開度制御ループ異常１３３である。この開度制御ループ
異常１３３や速度信号入力異常１３０ａの場合は、調速
制御の継続が困難であり調速制御異常１３４を出力す
る。この調速制御異常１３４を出力すると運転継続が困
難なため急停止により主機を停止する。When an abnormality is detected, the large deviation continuation signal 132a is output. Here, the guide vane opening degree input abnormality 131a
And if either of the large deviation continuation signal 132a is abnormal,
It is the opening control loop abnormality 133. In the case of the opening control loop abnormality 133 or the speed signal input abnormality 130a, it is difficult to continue the speed control, and the speed control abnormality 134 is output. When this speed control abnormality 134 is output, it is difficult to continue the operation, so the main engine is stopped by a sudden stop.

【００２５】コンバータ１３内には、図示しないが永久
磁石による磁場とこの磁場の中に制御コイルが設けられ
ており、制御コイルはコネクティングロッド１３ａに接
続されている。そしてレギュレータ１２からのアナログ
信号は電流として制御コイルに流されることで、コンバ
ータスプリング１３ｂからの反力とのバランスが崩れ
て、コネクティングロッド１３ａが変位する。Although not shown, a magnetic field by a permanent magnet and a control coil in this magnetic field are provided in the converter 13, and the control coil is connected to the connecting rod 13a. Then, the analog signal from the regulator 12 is caused to flow as a current through the control coil, so that the balance with the reaction force from the converter spring 13b is lost and the connecting rod 13a is displaced.

【００２６】即ち、コンバータ１３はレギュレータ１６
からの電気信号を機械的な変位に変換する装置である。
そして、コネクティングロッド１３ａはパイロットバル
ブ２３の弁体と接続されており、パイロットバルブ２３
は、コンバータ１３が発生する機械的な変位によって操
作される。又、これらのガイドベーン操作装置にはこれ
ら以外に種々の安全装置などが設けられており、水力機
械に異常が生じた際にも安全に停止ができるように構成
されている。That is, the converter 13 includes the regulator 16
It is a device that converts the electrical signal from the device into mechanical displacement.
The connecting rod 13a is connected to the valve body of the pilot valve 23,
Are operated by the mechanical displacement generated by the converter 13. In addition to these, these guide vane operating devices are provided with various safety devices and the like so that they can be safely stopped even when an abnormality occurs in the hydraulic machine.

【００２７】急停止弁２５は水車５のランナ７を緊急に
停止させる際にガイドベーン６を強制的に閉鎖するため
の弁である。急停止弁２５には弁体の変位に応じて変位
するアーム２５ａがコネクティングロッド１３ａの方向
へ取り付けられており、急停止弁２５が下側に最大変位
した場合に、コネクティングロッド１３ａ及びパイロッ
トバルブ２３を下方に最大変位させることができるよう
になっている。The sudden stop valve 25 is a valve for forcibly closing the guide vane 6 when the runner 7 of the water turbine 5 is stopped in an emergency. An arm 25a, which is displaced according to the displacement of the valve body, is attached to the sudden stop valve 25 in the direction of the connecting rod 13a, and when the sudden stop valve 25 is displaced to the maximum downward, the connecting rod 13a and the pilot valve 23 are provided. Can be displaced downwards by a maximum.

【００２８】そして、急停止弁２５への油管には電磁弁
２６が設けられ、電磁弁２６が励磁されると急停止弁２
５の下側に油圧が作用するように構成されている。通常
運転時は、電磁弁２６は励磁されており、急停止弁２５
は上側へ持ち上げられており、コネクティングロッド１
３ａ及びパイロットバルブ２３の変位が拘束されること
はない。A solenoid valve 26 is provided in the oil pipe to the sudden stop valve 25, and when the solenoid valve 26 is excited, the sudden stop valve 2
The hydraulic pressure acts on the lower side of 5. During normal operation, the solenoid valve 26 is energized and the sudden stop valve 25
Has been lifted to the top, connecting rod 1
The displacements of 3a and the pilot valve 23 are not restricted.

【００２９】しかし、水車５の異常によって図示しない
保護継電器などが動作すると、電磁弁２６の励磁が解か
れ、バネの作用によって流路が切り換えられる。すると
急停止弁２５が下方に最大変位するため、アーム２５ａ
の作用によってコネクティングロッド１３ａ及びパイロ
ットバルブ２３を下方に最大変位させ、ガイドベーン６
を強制的に閉鎖方向へ最大変位させる。However, when a protection relay (not shown) or the like operates due to an abnormality of the water turbine 5, the electromagnetic valve 26 is deenergized, and the flow passage is switched by the action of the spring. Then, the sudden stop valve 25 is maximally displaced downward, so that the arm 25a
The connecting rod 13a and the pilot valve 23 are maximally displaced downward by the action of the guide vane 6
Is forced to the maximum displacement in the closing direction.

【００３０】又、例えば送電線への落雷等により瞬時に
発電機８の負荷が遮断された場合、水車５のランナ７及
び発電機８の回転数は急速に上昇する。そして、この場
合にも上述のようにガイドベーン６は閉鎖方向に最大変
位することとなるが、ガイドベーン６が最大変位で完全
に閉鎖する場合、水車５に流れていた水流を急激に遮断
することになる。When the load on the generator 8 is momentarily cut off due to a lightning strike on the transmission line, the rotational speeds of the runner 7 and the generator 8 of the water turbine 5 increase rapidly. In this case as well, the guide vanes 6 are maximally displaced in the closing direction as described above, but when the guide vanes 6 are completely closed with the maximal displacement, the water flow flowing in the water turbine 5 is suddenly cut off. It will be.

【００３１】したがって、水車５へ水を導く水圧鉄管な
どに水撃現象を生じることになり、ガイドベーン操作装
置にはガイドベーン６が最大変位で完全に閉鎖する直前
に閉鎖速度を緩やかにする、つまりガイドベーン６を緩
閉鎖させる機構が設けられている。次にこのガイドベー
ン６の緩閉鎖について述べる。Therefore, a water hammer phenomenon occurs in a penstock, etc., which guides water to the water turbine 5, and the closing speed of the guide vane operating device is moderated immediately before the guide vane 6 is completely closed with the maximum displacement. That is, a mechanism for gently closing the guide vanes 6 is provided. Next, the gentle closing of the guide vane 6 will be described.

【００３２】主配圧弁２１とサーボモータ１の開側シリ
ンダ室４ａとを接続する圧油流路の途中には緩閉鎖弁２
７と逆止弁２８が並列に設けられており、この逆止弁２
８は主配圧弁２１から開側シリンダ室４ａへの流れが自
由になる向きで配置されている。即ち、ガイドベーン６
の開操作の際には、緩閉鎖弁２７をバイパスして主配圧
弁２１から開側シリンダ室４ａへ圧油が自由に流入でき
るようになっている。A slow closing valve 2 is provided in the middle of the pressure oil flow path connecting the main pressure distributing valve 21 and the open side cylinder chamber 4a of the servomotor 1.
7 and the check valve 28 are provided in parallel, and the check valve 2
8 is arranged in such a direction that the flow from the main pressure distributing valve 21 to the open side cylinder chamber 4a is free. That is, the guide vane 6
At the time of the opening operation, the slow closing valve 27 is bypassed and the pressure oil can freely flow from the main pressure distributing valve 21 into the opening side cylinder chamber 4a.

【００３３】緩閉鎖弁２８は圧油タンク２０からの油圧
によって動作する絞り弁である。そして、緩閉鎖弁２８
を動作させる圧油を圧油タンク２０から供給する油管の
途中には、緩閉鎖弁用配圧弁２９が設けられている。こ
の緩閉鎖弁用配圧弁２９は、下部に設けられたカム４０
が回転することによって弁体がバネ力に抗して押し上げ
られ、これにより圧油流路を開くように切り替わって緩
閉鎖弁２７を動作させるものである。The slow closing valve 28 is a throttle valve operated by the hydraulic pressure from the pressure oil tank 20. And the slow closing valve 28
In the middle of the oil pipe that supplies the pressure oil for operating the pressure oil from the pressure oil tank 20, a slowly closing valve pressure distribution valve 29 is provided. The pressure distribution valve 29 for the slow closing valve is provided with a cam 40 provided at the bottom.
The rotation causes the valve element to be pushed up against the spring force, whereby the valve is switched to open the pressure oil passage and the slow closing valve 27 is operated.

【００３４】そして、カム４０の回転中心はレターンシ
ャフト４１となっており、レターンシャフト４１の他端
には、２枚の扇形アーム４２ａ，４２ｂが略対向して設
けられている。そして一方の扇形アーム４２ａにはワイ
ヤ４３ａを介して重錘４４が取り付けられており、他方
の扇形アーム４２ｂにもワイヤ４３ｂが取り付けられて
いる。The rotation center of the cam 40 is the return shaft 41, and two fan arms 42a and 42b are provided at the other end of the return shaft 41 so as to face each other. The weight 44 is attached to one fan-shaped arm 42a via a wire 43a, and the wire 43b is also attached to the other fan-shaped arm 42b.

【００３５】そして、このワイヤ４３ｂは複数のプーリ
４５を介してサーボモータ１のピストンロッド３に取り
付けられている。即ち、重錘４４の作用により扇形アー
ム４２ｂのワイヤ４３ｂには常に張力が発生しており、
サーボモータ１が動作してピストンロッド３が変位する
と、その変位が扇形アーム４２ｂ，４２ａへとワイヤ４
３ｂを介して伝えられレターンシャフト４１が回転し、
したがってカム４０も回転する。The wire 43b is attached to the piston rod 3 of the servomotor 1 via a plurality of pulleys 45. That is, due to the action of the weight 44, tension is constantly generated in the wire 43b of the fan-shaped arm 42b,
When the servomotor 1 operates and the piston rod 3 is displaced, the displacement is transferred to the fan-shaped arms 42b and 42a.
3b is transmitted, the return shaft 41 rotates,
Therefore, the cam 40 also rotates.

【００３６】ここで、サーボモータ１のピストンロッド
３はガイドベーン６とリンクしているので、ピストンロ
ッド３の変位はガイドベーン６の実開度を示している。
即ち、ワイヤ４３ａ，４３ｂ及び扇形アーム４２ａ，４
２ｂによってガイドベーン６の実開度は、レターンシャ
フト４１及びカム４０の回転角度の情報となり、これに
よって緩閉鎖弁２７の動作が制御されている。Here, since the piston rod 3 of the servomotor 1 is linked to the guide vane 6, the displacement of the piston rod 3 indicates the actual opening of the guide vane 6.
That is, the wires 43a, 43b and the fan-shaped arms 42a, 4
The actual opening degree of the guide vane 6 by 2b becomes information on the rotation angle of the return shaft 41 and the cam 40, and the operation of the slow closing valve 27 is controlled by this.

【００３７】つまり、図７に示したガイドベーン操作装
置において、ガイドベーン６が閉鎖すると、油圧シリン
ダのピストンロッド３が図の左方向へ変位するが、ガイ
ドベーン６の開度がある開度になると、上述のワイヤ４
３ｂ，扇形アーム４２ｂ及びレターンシャフト４１等の
作用によってカム４０が回転して緩閉鎖弁用配圧弁２９
を切り換え、緩閉鎖弁２７が動作するようになってい
る。That is, in the guide vane operating device shown in FIG. 7, when the guide vane 6 is closed, the piston rod 3 of the hydraulic cylinder is displaced to the left in the figure, but the opening of the guide vane 6 reaches a certain opening. Then, the wire 4 described above
The cam 40 rotates by the action of the 3b, the fan-shaped arm 42b, the return shaft 41, etc.
And the slow closing valve 27 is operated.

【００３８】このとき、ガイドベーン６は閉鎖中である
ので、サーボモータ１の開側シリンダ室４ａ内の圧油が
開側操作管３０ａを通って排出されているが、逆止弁２
８の作用によりこの圧油は全てが緩閉鎖弁２７へ導かれ
てその流量を絞られる。したがって油圧式ピストン２の
動作は緩やかになり、ガイドベーン６が緩閉鎖する。よ
ってこれらの作用により、サーボモータ１が最大変位で
ガイドベーン６を閉鎖させた場合でも、ガイドベーンが
全閉する手前で緩閉鎖させ、水車５へ水を導く水圧鉄管
などに水撃現象が生じることを防いでいる。At this time, since the guide vanes 6 are closed, the pressure oil in the open side cylinder chamber 4a of the servomotor 1 is discharged through the open side operation pipe 30a, but the check valve 2
By the action of 8, all of this pressure oil is guided to the slow closing valve 27 and its flow rate is throttled. Therefore, the operation of the hydraulic piston 2 becomes gradual, and the guide vanes 6 are gently closed. Therefore, due to these actions, even when the servo motor 1 closes the guide vane 6 with the maximum displacement, the guide vane is slowly closed before the guide vane is fully closed, and a water hammer phenomenon occurs in a hydraulic iron pipe or the like that guides water to the water turbine 5. Is preventing things.

【００３９】以上述べたように、水車５の回転速度の制
御は、電磁ピックアップ１１に検出された速度信号をレ
ギュレータ１２に入力し、制御演算結果による電気的な
制御信号を機械的な変位に変換し、これを基に主配圧弁
２１，コントロールピストン２２，パイロットバルブ２
３等の各油圧切換弁を制御してサーボモータ１を動作さ
せ、これによってガイドベーン６の開度を調整すること
で行なわれている。更に緊急停止時にガイドベーン６を
強制的に閉鎖させる急停止弁２５やガイドベーン６が、
最大変位で完全に閉鎖することを防ぐ緩閉鎖弁２７など
を適切に制御することによって、安全に水車５を運転で
きるように構成されている。As described above, in controlling the rotational speed of the water turbine 5, the speed signal detected by the electromagnetic pickup 11 is input to the regulator 12, and the electrical control signal resulting from the control calculation result is converted into a mechanical displacement. Based on this, the main pressure distribution valve 21, the control piston 22, the pilot valve 2
This is performed by controlling each hydraulic switching valve such as 3 to operate the servo motor 1 and thereby adjusting the opening of the guide vane 6. Furthermore, the sudden stop valve 25 and the guide vane 6 that forcibly close the guide vane 6 at the time of emergency stop are
The turbine 5 can be safely operated by appropriately controlling the slow closing valve 27 and the like that prevent the turbine from being completely closed at the maximum displacement.

【００４０】ここで、主配圧弁２１の制御を行なう構成
は非常に複雑な機構を用いているため価格が高価になる
上、据付時の調整やオーバーホール時の再調整が煩雑で
あり長い時間を要することなどから、最近では、主配圧
弁２１の制御機構を簡素化しレギュレータでのソフト処
理にて対応する構成としたものがある。Here, since the structure for controlling the main pressure distributing valve 21 uses a very complicated mechanism, the price becomes expensive, and the adjustment at the time of installation and the readjustment at the time of overhaul are complicated, and it takes a long time. For this reason, recently, there is a configuration in which the control mechanism of the main pressure distribution valve 21 is simplified and the regulator soft processing is used.

【００４１】図９にそのハード構成例、図１０にレギュ
レータの処理概要を示す。なお、図９において図７と同
じ構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省
略する。図９に示したガイドベーン操作装置は、図７に
おけるパイロットバルブ２３とコンバータ１３を省略し
たものである。FIG. 9 shows an example of the hardware configuration, and FIG. 10 shows an outline of processing by the regulator. In FIG. 9, the same components as those in FIG. 7 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In the guide vane operating device shown in FIG. 9, the pilot valve 23 and the converter 13 in FIG. 7 are omitted.

【００４２】したがって、電気−油圧サーボ弁である主
配圧サーボ弁１５によってコントロールピストン２２を
動作させ、図７で示したレターンアーム２４による復原
動作に代わって、コントロールピストン２２の変位を差
動トランス５０により検出し、この検出信号をレギュレ
ータ１２に入力して電磁ピックアップ１１からの速度信
号との比較演算を行ない、主配圧サーボ弁１５を制御す
る信号を出力するように構成したものである。Therefore, the control piston 22 is operated by the main pressure distribution servo valve 15 which is an electro-hydraulic servo valve, and the displacement of the control piston 22 is changed by a differential transformer instead of the restoration operation by the return arm 24 shown in FIG. The detection signal is input to the regulator 12 to perform comparison calculation with the speed signal from the electromagnetic pickup 11, and a signal for controlling the main pressure distribution servo valve 15 is output.

【００４３】図１０が図９に示すレギュレータの処理内
容を示す概要図であり、レギュレータ１２ａでは、図８
に示した従来の処理に以下を追加して処理している。先
ず、差動トランス５０で検出した主配圧弁開度５０ａを
入力し、入力する際に入力チェック処理１４０で入力レ
ベルのチェックを行ない、入力範囲外で一定時間以上継
続すると主配圧弁開度入力異常１４０ａを検出する。FIG. 10 is a schematic diagram showing the processing contents of the regulator shown in FIG. 9, and FIG.
The following processing is added to the conventional processing shown in FIG. First, the main pressure distribution valve opening degree 50a detected by the differential transformer 50 is input, and when inputting, the input check processing 140 checks the input level, and if it continues for a certain time or more outside the input range, the main pressure distribution valve opening degree input is performed. The abnormality 140a is detected.

【００４４】入力チェックで正常な信号は実主配圧弁開
度信号５０ａｃとして、開度偏差１０４から換算された
主配圧弁目標開度１０５との主配圧弁開度偏差１０６を
算出する。この主配圧弁開度偏差１０６を出力レベルに
合わせるゲインＫｂと乗算し、制御信号１０７をコンバ
ータへ出力する。The normal signal in the input check is the actual main pressure distribution valve opening signal 50ac, and the main pressure distribution valve opening deviation 106 from the main pressure distribution valve target opening 105 converted from the opening deviation 104 is calculated. This main pressure distribution valve opening deviation 106 is multiplied by a gain Kb that matches the output level, and a control signal 107 is output to the converter.

【００４５】なお、主配圧弁の動作異常を検出するため
に主配圧弁開度偏差１０６を偏差大継続検出処理１４１
で監視し、一定時間以上で主配圧弁偏差大継続１４１ａ
を検出する。主配圧弁開度入力異常１４０ａ，主配圧弁
偏差大継続１４１ａのいずれかが異常の場合は、主配圧
弁の制御の継続が困難であり主配圧弁制御異常１４２を
検出する。この主配圧弁制御異常１４２を従来の異常に
加えて調速制御異常１３４を出力すると、運転継続が困
難なため急停止により主機を停止する。In order to detect an abnormal operation of the main pressure distributing valve, the main pressure distributing valve opening deviation 106 is detected as a large deviation continuation detecting process 141.
The main pressure distribution valve deviation continues for a certain time or more 141a
To detect. If either the main pressure distribution valve opening input abnormality 140a or the main pressure distribution valve deviation large continuation 141a is abnormal, it is difficult to continue control of the main pressure distribution valve, and the main pressure distribution valve control abnormality 142 is detected. When the main pressure distribution valve control abnormality 142 is added to the conventional abnormality and the speed control abnormality 134 is output, it is difficult to continue the operation, so that the main engine is stopped by the sudden stop.

【００４６】主配圧サーボ弁１５は、圧油タンク２０か
らの圧油管と排油管が接続されており、レギュレータ１
２からの信号に対応する圧油をコントロールピストン２
２のコントロールピストン開側操作管２２ａへ送る。そ
して一方のコントロールピストン閉側操作管２２ｂも圧
油タンク２０と接続されており、コントロールピストン
２２はコントロールピストン開側操作管２２ａ内の圧油
の発生する力と、コントロールピストン閉側操作管２２
ｂ内の圧油が発生する力とのバランスによってその変位
が制御されている。The main pressure distribution servo valve 15 is connected to a pressure oil pipe from the pressure oil tank 20 and an oil discharge pipe, and the regulator 1
The control piston 2 supplies the pressure oil corresponding to the signal from 2.
2 to the control piston open side operation pipe 22a. One control piston closing side operation pipe 22b is also connected to the pressure oil tank 20, and the control piston 22 controls the force generated by the pressure oil in the control piston opening side operation pipe 22a and the control piston closing side operation pipe 22.
The displacement is controlled by the balance with the force generated by the pressure oil in b.

【００４７】そして、コントロールピストン開側操作管
２２ａの途中には、電磁弁である急停止弁１６が設けら
れている。この急停止弁１６は、緊急停止の際に励磁さ
れることによって、コントロールピストン開側操作管２
２ａを排油管に接続して圧力を開放することで、コント
ロールピストン２２を下方へ最大変位させ、これによっ
てガイドベーン６を急閉鎖するように作用するものであ
る。A sudden stop valve 16 which is an electromagnetic valve is provided in the middle of the control piston opening side operation pipe 22a. The sudden stop valve 16 is excited during an emergency stop, so that the control piston opening side operation pipe 2
By connecting 2a to the oil discharge pipe and releasing the pressure, the control piston 22 is displaced downward to the maximum extent, whereby the guide vane 6 is rapidly closed.

【００４８】又、緩閉鎖弁についても機構部を削減する
ため、緩閉鎖弁を電気−油圧サーボ弁によって油圧制御
される可変絞り弁とする。緩閉鎖弁２７は、緩閉鎖制御
弁１７の変位によってよってその開度が調整される可変
絞り弁となっており、この緩閉鎖制御弁１７は、緩閉鎖
弁２７と連結するピストン及びこのピストンを収納する
シリンダによって構成されている。Also, in order to reduce the mechanical portion of the slow closing valve, the slow closing valve is a variable throttle valve hydraulically controlled by an electro-hydraulic servo valve. The slow closing valve 27 is a variable throttle valve whose opening is adjusted by the displacement of the slow closing control valve 17, and the slow closing control valve 17 connects the piston connected to the slow closing valve 27 and this piston. It is composed of a cylinder to be stored.

【００４９】緩閉鎖制御弁１７のシリンダ内はピストン
によって上側シリンダ室と下側シリンダ室に隔てられて
おり、下側シリンダ室には緩閉鎖制御弁開側操作管１７
ａが接続され、上側シリンダ室には緩閉鎖制御弁閉側操
作管１７ｂが接続されている。そして、この緩閉鎖制御
弁開側操作管１７ａは緩閉鎖弁閉鎖弁１９を介して電気
−油圧サーボ弁である緩閉鎖サーボ弁１８に接続されて
おり、緩閉鎖制御弁閉側操作管１７ｂは圧油タンク２０
と連通するように接続されている。The inside of the cylinder of the slow closing control valve 17 is separated by a piston into an upper cylinder chamber and a lower cylinder chamber, and the slow closing control valve opening side operation pipe 17 is provided in the lower cylinder chamber.
a is connected, and the slow cylinder control valve closing side operation pipe 17b is connected to the upper cylinder chamber. The slow closing control valve opening side operating pipe 17a is connected to the slow closing servo valve 18 which is an electro-hydraulic servo valve via the slow closing valve closing valve 19, and the slow closing control valve closing side operating pipe 17b is Pressure oil tank 20
Connected to communicate with.

【００５０】更に、緩閉鎖サーボ弁１８には、圧油タン
ク２０からの油管が接続されるポートと排油管が接続さ
れる排油ポートが設けられると共に、レギュレータ１２
ａに接続されてレギュレータ１２ａからの制御信号を受
けるようになっている。Further, the slowly closing servo valve 18 is provided with a port to which an oil pipe from the pressure oil tank 20 is connected and an oil drain port to which an oil drain pipe is connected, and the regulator 12
It is connected to a and receives a control signal from the regulator 12a.

【００５１】又、ピストンロッド３には油圧式ピストン
２の変位を検出する差動トランス５１が設けられ、同様
に緩閉鎖制御弁１７にはピストンの変位を検出する差動
トランス５２が設けられており、差動トランス５１，５
２からの信号がレギュレータ１２ａに入力されるように
構成されている。Further, the piston rod 3 is provided with a differential transformer 51 for detecting the displacement of the hydraulic piston 2, and similarly, the slow closing control valve 17 is provided with a differential transformer 52 for detecting the displacement of the piston. Cage, differential transformers 51, 5
The signal from 2 is input to the regulator 12a.

【００５２】ここで、ガイドベーン６の実開度情報は、
ガイドベーン６の動作とリンクしている油圧式ピストン
２の変位を差動トランス５１を用いて検出することで得
られ、緩閉鎖制御弁１７の実開度情報は、緩閉鎖弁２７
と連結された緩閉鎖制御弁１７のピストンの変位を差動
トランス５２によって検出することで得られる。Here, the actual opening information of the guide vanes 6 is
The actual opening information of the slow closing control valve 17 is obtained by detecting the displacement of the hydraulic piston 2 linked to the operation of the guide vane 6 using the differential transformer 51.
It is obtained by detecting the displacement of the piston of the slow closing control valve 17 connected to the differential transformer 52.

【００５３】又、緩閉鎖制御弁開側操作管１７ａの途中
に設けられた緩閉鎖弁閉鎖弁１９は、緩閉鎖弁２７の制
御異常が生じた時などに緩閉鎖弁２７を強制的に作動さ
せるための電磁弁であり、通常運転時は図９のように緩
閉鎖制御弁開側操作管１７ａを連通させている。そし
て、緩閉鎖弁２７の制御異常や、ガイドベーン６が所定
の開度に達しても緩閉鎖弁２７が動作しないことなどが
検出されると、緩閉鎖弁閉鎖弁１９が励磁され、緩閉鎖
制御弁開側操作管１７ａを排油管に接続するように切り
換える。Further, the slow closing valve closing valve 19 provided in the middle of the slow closing control valve opening side operation pipe 17a forcibly actuates the slow closing valve 27 when the control abnormality of the slow closing valve 27 occurs. This is a solenoid valve for operating, and during normal operation, the slow-closing control valve opening side operation pipe 17a is communicated as shown in FIG. When it is detected that the slow closing valve 27 is abnormally controlled or that the slow closing valve 27 does not operate even when the guide vane 6 reaches a predetermined opening degree, the slow closing valve closing valve 19 is excited and slowly closed. The control valve open side operation pipe 17a is switched so as to be connected to the oil drain pipe.

【００５４】緩閉鎖サーボ弁１８の上側シリンダ室には
圧油タンク２０から圧油が供給されているので、この切
り換えによって緩閉鎖サーボ弁１８の下側シリンダ室内
の圧油は排油され、緩閉鎖サーボ弁１８は下側に最大変
位する。従って緩閉鎖弁２７が作動し、ガイドベーン６
が緩閉鎖する。Since pressure oil is supplied from the pressure oil tank 20 to the upper cylinder chamber of the slowly closing servo valve 18, the pressure oil in the lower cylinder chamber of the slowly closing servo valve 18 is drained and loosened by this switching. The closing servo valve 18 is maximally displaced downward. Therefore, the slow closing valve 27 operates and the guide vanes 6
Closes slowly.

【００５５】[0055]

【発明が解決しようとする課題】主配圧弁２１の制御機
構を簡素化しレギュレータでのソフト処理にて対応する
構成としたものは以上のような構成であるため、機構部
は従来に比べて簡素化される。しかし、レギュレータは
主配圧弁の開度を入力するために入力回路が増加すると
共にソフト処理も増加する。又、入力が追加となり異常
検出個所が多くなるため異常検出により主機が停止し稼
働率が低下する可能性が増加する。Since the structure in which the control mechanism of the main pressure distributing valve 21 is simplified and the soft processing is performed by the regulator has the above-described structure, the mechanism portion is simpler than the conventional one. Be converted. However, as the regulator inputs the opening of the main pressure distribution valve, the number of input circuits increases and the number of software processes increases. Further, since the input is added and the number of abnormality detection points increases, there is an increased possibility that the main engine stops due to the abnormality detection and the operation rate decreases.

【００５６】ここで使用する主配圧弁は構造的に簡単で
あり、この主配圧弁の制御異常が発生する場合はその発
生要因は主配圧弁自体ではなく、差動トランスの故障・
断線、途中の接続ケーブルの断線・接触不良等の計測回
路の確率が高く、計測回路を取り付けることにより、稼
働率を低下させる恐れがある。又、主配圧弁の実開度を
検出するための差動トランス取り付けが必要であり、接
続ケーブルの保持なども構造的に考慮する必要がある。The main pressure distributing valve used here is structurally simple, and when a control abnormality of this main pressure distributing valve occurs, the cause is not the main pressure distributing valve itself, but the failure of the differential transformer.
There is a high probability that the measurement circuit will be broken or the connection cable in the middle will be broken or there will be a contact failure, and the operating rate may be reduced by installing the measurement circuit. In addition, it is necessary to attach a differential transformer for detecting the actual opening of the main pressure distribution valve, and it is necessary to structurally consider holding the connection cable.

【００５７】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、機構部の更なる簡素化と従来装置の入力
回路と同様構成で対応可能とすることにより、更なる信
頼度向上、経済性向上を可能とする調速制御装置の制御
方法を提供すること及び保守性向上を可能とする異常検
出方法を提供することを目的している。The present invention has been made in order to solve the above problems, and further simplification of the mechanism section and the same configuration as the input circuit of the conventional apparatus can be dealt with to further improve the reliability and the economy. It is an object of the present invention to provide a control method of a speed control device capable of improving maintainability and an abnormality detection method capable of improving maintainability.

【００５８】[0058]

【課題を解決するための手段】本発明の［請求項１］に
係る調速制御装置の制御方法は、水力機械のガイドベー
ンを駆動する油圧式ピストンを有するサーボモータと、
前記油圧式ピストンのシリンダへ圧油を送る主配圧弁及
び前記主配圧弁と前記シリンダ間の前記圧油の流路途中
に設けられ前記流路を通流する前記圧油の流量を絞る緩
閉鎖弁を備える水力機械のガイドベーン操作装置を制御
する調速制御装置において、前記主配圧弁の特性を模擬
する主配圧弁特性模擬処理を行なうと共に、この処理結
果を前記主配圧弁のフィードバック処理に用いるように
した。A control method for a speed control device according to claim 1 of the present invention is a servo motor having a hydraulic piston for driving a guide vane of a hydraulic machine,
A main pressure distribution valve that sends pressure oil to the cylinder of the hydraulic piston, and a slow closure that is provided in the middle of the flow path of the pressure oil between the main pressure distribution valve and the cylinder and that narrows the flow rate of the pressure oil that flows through the flow path. In a speed control controller for controlling a guide vane operating device of a hydraulic machine equipped with a valve, main pressure distribution valve characteristic simulation processing for simulating characteristics of the main pressure distribution valve is performed, and this processing result is used as feedback processing for the main pressure distribution valve. I decided to use it.

【００５９】本発明の［請求項２］に係る調速制御装置
の異常検出方法は、［請求項１］において、前記主配圧
弁の特性を模擬した主配圧弁開度と実ガイドベーン開度
との相関関係を監視し、この監視結果が通常状態と異な
った場合にアラームを出力する相関異常検出処理を行な
うようにした。The method for detecting an abnormality of the speed control device according to [Claim 2] of the present invention is the method according to [Claim 1] in which the main pressure distribution valve opening and the actual guide vane opening that simulate the characteristics of the main pressure distribution valve are simulated. Correlation anomaly detection processing that monitors the correlation with and outputs an alarm when this monitoring result differs from the normal state is performed.

【００６０】本発明の［請求項３］に係る調速制御装置
の異常検出方法は、［請求項２］において、前記主配圧
弁の特性を模擬した主配圧弁開度を用いてガイドベーン
開度を模擬するサーボモータ特性模擬処理と、実ガイド
ベーン開度との差異を検出する偏差検出処理と、この偏
差を所定の異常判断値と比較して主配圧弁制御異常を検
出する比較処理とを行なうようにした。The abnormality detecting method of the speed control device according to [Claim 3] of the present invention is the method according to [Claim 2] in which the guide vane is opened by using the main pressure distribution valve opening which simulates the characteristics of the main pressure distribution valve. Of the servo motor characteristics that simulate the degree of deviation, deviation detection processing that detects the difference between the actual guide vane opening, and comparison processing that compares this deviation with a predetermined abnormality judgment value to detect a main pressure distribution valve control abnormality. To do.

【００６１】本発明の［請求項４］に係る調速制御装置
の異常検出方法は、［請求項３］において、検出する主
配圧弁制御異常が一定時間以上継続することを確認する
タイマを設けて主機を停止させるための警報出力を行な
うようにした。In the abnormality detecting method for the speed control device according to [Claim 4] of the present invention, in [Claim 3], a timer is provided for confirming that the detected main pressure regulating valve control abnormality continues for a predetermined time or more. Alarm output to stop the main engine.

【００６２】本発明の［請求項５］に係る調速制御装置
の異常検出方法は、［請求項２］において、前記主配圧
弁の特性を模擬した主配圧弁開度を用いてガイドベーン
開度を模擬するサーボモータ特性模擬処理と、その出力
の変化を算出・記憶する変化パターン算出処理と、実ガ
イドベーン開度の変化を算出・記憶する変化パターン算
出処理とその各々の変化について変化率，変化パターン
を比較してその差異が所定の異常判定値異常の場合にガ
イドベーン開度の差異を検出する偏差検出処理と、この
偏差を所定の異常判断値と比較して主配圧弁制御変化パ
ターン異常を検出する変化パターン比較処理とを設ける
ようにした。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for detecting an abnormality in a speed control device according to the second aspect, wherein a guide vane is opened by using a main pressure distribution valve opening that simulates the characteristics of the main pressure distribution valve. Servo motor characteristic simulation process that simulates the degree of change, change pattern calculation process that calculates and stores changes in its output, change pattern calculation process that calculates and stores changes in the actual guide vane opening, and change rate for each change , The deviation detection process that compares the change patterns and detects the difference in the guide vane opening when the difference is the predetermined abnormality determination value is abnormal, and compares the deviation with the predetermined abnormality determination value to change the main pressure distribution valve control. A change pattern comparison process for detecting a pattern abnormality is provided.

【００６３】本発明の［請求項６］に係る調速制御装置
の制御方法は、水力機械のガイドベーンを駆動する油圧
式ピストンを有するサーボモータと、前記油圧式ピスト
ンのシリンダへ圧油を送る主配圧弁及び前記主配圧弁と
前記シリンダ間の前記圧油の流路途中に設けられ前記流
路を通流する前記圧油の流量を絞る緩閉鎖弁を備える水
力機械のガイドベーン操作装置を制御する調速制御装置
において、前記主配圧弁の特性を模擬する主配圧弁特性
模擬処理と、この処理結果を主配圧弁処理に用いる主配
圧弁のフィードバック処理とを設けると共に、主配圧弁
開度偏差と実主配圧弁開度と実ガイドベーン開度とを夫
々入力し、それらの相関関係のチェックを行ない、前記
相関関係に異常があった場合に、当該相関異常を検出す
る相関関係チェック処理を設け、前記主配圧弁開度入力
異常と相関関係異常とのいずれかが発生した場合に出力
する主配圧弁制御異常信号を検出して、前記主配圧弁制
御のためのフィードバック値を切換える切換処理を設け
るようにした。A control method for a speed control device according to claim 6 of the present invention sends a pressure oil to a servomotor having a hydraulic piston for driving a guide vane of a hydraulic machine, and a cylinder of the hydraulic piston. A guide vane operating device for a hydraulic machine including a main pressure distribution valve and a slow-closing valve that is provided in the middle of the flow path of the pressure oil between the main pressure distribution valve and the cylinder and that restricts the flow rate of the pressure oil flowing through the flow path. In the controlled speed control device, a main pressure distribution valve characteristic simulation process for simulating the characteristics of the main pressure distribution valve and a feedback process for the main pressure distribution valve used for the main pressure distribution valve process are provided, and the main pressure distribution valve is opened. Degree deviation, the actual main pressure distribution valve opening and the actual guide vane opening are input, and the correlation between them is checked. If there is an abnormality in the correlation, the correlation check for detecting the correlation abnormality is performed. A process is provided to detect a main pressure distribution valve control abnormal signal that is output when either the main pressure distribution valve opening input abnormality or the correlation abnormality occurs, and switch the feedback value for the main pressure distribution valve control. A switching process is provided.

【００６４】本発明の［請求項７］に係る調速制御装置
の異常検出方法は、フィードバック機構をもったガイド
ベーン操作装置に対応した調速制御装置にコンバータ・
配圧弁特性模擬処理、サーボモータ特性模擬処理、その
出力の変化を算出・記憶する変化パターン算出処理と、
実ガイドベーン開度の変化を算出・記憶する変化パター
ン算出処理と、その各々の変化について変化率，変化パ
ターンを比較してその差異が所定の異常判定値異常の場
合に、ガイドベーン開度の差異を検出する偏差検出処理
と、この偏差を所定の異常判断値と比較して主配圧弁制
御変化パターン異常を検出する変化パターン比較処理と
を設けるようにした。The abnormality detecting method of the speed control device according to [Claim 7] of the present invention includes a speed control device corresponding to a guide vane operating device having a feedback mechanism.
Pressure distribution valve characteristic simulation processing, servo motor characteristic simulation processing, change pattern calculation processing for calculating and storing changes in its output,
A change pattern calculation process that calculates and stores the change in the actual guide vane opening is compared with the change rate and change pattern for each change, and if the difference is the predetermined abnormality determination value abnormality, the guide vane opening A deviation detection process for detecting a difference and a change pattern comparison process for comparing the deviation with a predetermined abnormality determination value to detect an abnormality in the main pressure distribution valve control change pattern are provided.

【００６５】[0065]

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）図１は本発
明による第１の実施の形態の調速制御装置の制御方法を
示す概略処理図である。図１において、図１０と同一処
理部分については同一符号を付して説明を省略する。な
お、図１におけるハード構成は図９に示す従来例と同様
であるため、説明を省略する（以下同じ）。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) FIG. 1 is a schematic processing diagram showing a control method of a speed control device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the same processing parts as those in FIG. Note that the hardware configuration in FIG. 1 is the same as that of the conventional example shown in FIG. 9, so description thereof will be omitted (the same applies hereinafter).

【００６６】本実施の形態の処理上の特徴点は、主配圧
弁特性模擬処理１５０を設けたことである。つまり、図
１０に示す従来のレギュレータ１２ａの処理において、
主配圧弁開度５０ａを取り込み入力チェック処理１４０
を行なった実主配圧弁開度５０ａｃを主配圧弁制御のフ
ィードバック（図１０の一点鎖線で囲んだ部分）の代わ
りに、図１に示す主配圧弁特性模擬処理１５０を設け、
その出力である模擬主配圧弁開度５０ａｓを主配圧弁制
御のフィードバックとして用いている点である。その他
の処理内容は図１０と同様である。A feature of the present embodiment in the processing is that the main pressure distribution valve characteristic simulation processing 150 is provided. That is, in the processing of the conventional regulator 12a shown in FIG.
Input check processing 140 by importing the main pressure distribution valve opening degree 50a
In place of the actual main pressure distribution valve opening degree 50ac for performing the main pressure distribution valve control feedback (the portion surrounded by the alternate long and short dash line in FIG. 10), the main pressure distribution valve characteristic simulation processing 150 shown in FIG. 1 is provided,
The output of the simulated main pressure distribution valve opening 50as is used as feedback for the main pressure distribution valve control. The other processing contents are the same as in FIG.

【００６７】次に作用について説明する。主配圧弁開度
偏差１０６を実際の主配圧弁特性として遅れ時間要素な
どをもった主配圧弁特性模擬処理１５０に入力する。こ
の主配圧弁特性は機構部が簡素化されており、ほとんど
経年的な変化がなく通常状態では、主配圧弁特性模擬処
理１５０の出力である模擬主配圧弁開度５０ａｓは実主
配圧弁開度５０ａｃと同様の値となる。Next, the operation will be described. The main pressure distribution valve opening deviation 106 is input as an actual main pressure distribution valve characteristic to the main pressure distribution valve characteristic simulation processing 150 having a delay time element and the like. The main pressure distribution valve characteristic has a simplified mechanical part, and in a normal state with almost no change over time, the simulated main pressure distribution valve opening 50as, which is the output of the main pressure distribution valve characteristic simulation processing 150, is the actual main pressure distribution valve opening. The value is the same as 50 degrees.

【００６８】上記実施の形態によれば、図９に示す従来
構成では必要である主配圧弁の開度を検出するための差
動トランス５０及び接続ケーブルが不要となって、機構
部の更なる削減・簡素化が図れる。又、レギュレータ１
２へその信号を取り込むための入力回路が不要となる。According to the above embodiment, the differential transformer 50 and the connecting cable for detecting the opening of the main pressure distribution valve, which are required in the conventional configuration shown in FIG. Reduction and simplification can be achieved. Also, regulator 1
The input circuit for fetching the signal into 2 becomes unnecessary.

【００６９】更に、主配圧弁が正常で主配圧弁の開度検
出回路に故障，断線，接続不良などが発生した場合に停
止せず運転継続できるため、稼働率の向上もはかれる。
これらにより機構部を含めた経済性向上，信頼度向上を
図るという効果がある。なお、説明は速度制御を例に図
示したが負荷制御についても主配圧弁制御部分は同じで
あり本発明が当然適用できる。Further, when the main pressure distributing valve is normal and the opening detecting circuit of the main pressure distributing valve has a failure, disconnection, connection failure, etc., the operation can be continued without stopping, so that the operation rate can be improved.
These have the effect of improving economic efficiency and reliability, including the mechanical section. Although the description has been given by taking the speed control as an example, the main pressure distribution valve control portion is the same for the load control, and the present invention can be naturally applied.

【００７０】（第２の実施の形態）図２は本発明による
第２の実施の形態の調速制御装置の異常検出方法を示す
概略処理図である。図２において、図１と同一機能部分
については同一符号を付して説明を省略する。図２が図
１と異なる部分は一点鎖線で囲んだ相関異常検出処理１
５１を付加した点であり、その他の構成は図１と同様で
ある。(Second Embodiment) FIG. 2 is a schematic process diagram showing an abnormality detecting method for a speed control device according to a second embodiment of the present invention. 2, parts having the same functions as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. 2 is different from FIG. 1 in that the correlation abnormality detection process 1 surrounded by a dashed line
51 is added, and other configurations are the same as those in FIG.

【００７１】したがって構成としては、図２に示す様に
主配圧弁特性模擬処理１５０の出力である模擬主配圧弁
開度５０ａｓと、実ガイドベーン開度５１ａｃの相関異
常を検出する相関異常検出処理１５１を設け、主配圧弁
の動作と実ガイドベーン開度５１ａｃの動作の相関関係
が異常な場合に、主配圧弁自体の異常，サーボモータ異
常，ガイドベーン開度の計測回路異常のいずれかを要因
とした主配圧弁制御異常１５１ａを検出する。Therefore, as the configuration, as shown in FIG. 2, the correlation abnormality detection processing for detecting the correlation abnormality between the simulated main pressure distribution valve opening 50as which is the output of the main pressure distribution valve characteristic simulation processing 150 and the actual guide vane opening 51ac. 151 is provided, and when the correlation between the operation of the main pressure distribution valve and the operation of the actual guide vane opening 51ac is abnormal, one of the abnormality of the main pressure distribution valve itself, the servomotor abnormality, and the measurement circuit abnormality of the guide vane opening is detected. The main pressure distribution valve control abnormality 151a which is the factor is detected.

【００７２】次に作用について説明する。サーボモータ
は主配圧弁の動作結果の積算結果として相関関係がある
ため、各個所が正常動作中の場合は一定の相関関係を保
つ。このため、主配圧弁開度偏差１０６から算出する模
擬主配圧弁開度５０ａｓと、実ガイドベーン開度５１ａ
ｃの相関関係を確認することで主配圧弁が実際に動作異
常となった場合でも、図１０で実施していた主配圧弁の
ための異常検出処理である入力チェック１４０と偏差大
継続処理１４１で検出する異常と同等に異常検出するこ
とが可能となる。Next, the operation will be described. Since the servo motor has a correlation as an integrated result of the operation results of the main pressure distribution valves, a constant correlation is maintained when each part is operating normally. Therefore, the simulated main pressure distribution valve opening 50as calculated from the main pressure distribution valve opening deviation 106 and the actual guide vane opening 51a are calculated.
Even if the main pressure distributing valve actually malfunctions by checking the correlation of c, the input check 140 and the large deviation continuation process 141, which are the abnormality detecting processes for the main pressure distributing valve performed in FIG. It is possible to detect an abnormality equivalent to the abnormality detected in.

【００７３】（第３の実施の形態）図３は本発明による
第３及び第４の実施の形態の調速制御装置の異常検出方
法を示す概略処理図である。なお、図３は相関異常検出
処理部分を主として示す。又、図３において、図２と同
一機能部分については同一符号を付して説明を省略す
る。(Third Embodiment) FIG. 3 is a schematic process diagram showing an abnormality detecting method for the speed control devices of the third and fourth embodiments of the present invention. Note that FIG. 3 mainly shows the correlation abnormality detection processing portion. Also, in FIG. 3, the same functional portions as those in FIG.

【００７４】そして構成としては、図３に示す様に第２
の実施の形態の相関異常検出処理として、模擬主配圧弁
開度５０ａｓを入力して模擬ガイドベーン開度１５２ａ
を算出するサーボモータ特性模擬処理１５２を設ける。
この算出した模擬ガイドベーン開度１５２ａと実ガイド
ベーン開度５１ａｃの偏差１５４を演算処理１５３で行
ない、この偏差１５４の偏差が一定範囲以上の場合に比
較処理１５５により主配圧弁制御異常１５１ａを算出す
る。図３では偏差の絶対値を比較する方式を例として示
す。The configuration is the second as shown in FIG.
As the correlation abnormality detection processing of the embodiment, the simulated main pressure distribution valve opening degree 50as is input to simulate the guide vane opening degree 152a.
Servo motor characteristic simulation processing 152 for calculating
A deviation 154 between the calculated simulated guide vane opening degree 152a and the actual guide vane opening degree 51ac is calculated in a calculation process 153. When the deviation of the deviation 154 is within a certain range, a comparison process 155 calculates a main pressure distribution valve control abnormality 151a. To do. In FIG. 3, a method of comparing absolute values of deviations is shown as an example.

【００７５】次に作用について説明する。主配圧弁特性
模擬処理１５０は模擬主配圧弁開度５０ａｓを算出す
る。通常動作ではこの値と実際のガイドベーン開度を取
り込んだ実ガイドベーン開度５１ａｃは大きな偏差を生
じない。しかし、主配圧弁自体の動作異常やサーボモー
タの動作異常などが発生すると、実際の機器の動作が通
常と異なり大きな偏差となることがある。これにより主
配圧弁〜ガイドベーン開度の計測回路間の異常発生を早
期の検出できる。Next, the operation will be described. The main pressure distribution valve characteristic simulation processing 150 calculates the simulated main pressure distribution valve opening degree 50as. In normal operation, this value and the actual guide vane opening degree 51ac that takes in the actual guide vane opening degree do not cause a large deviation. However, if an abnormality in the operation of the main pressure distribution valve itself or an abnormality in the operation of the servomotor occurs, the actual operation of the device may be different from usual and cause a large deviation. As a result, the occurrence of an abnormality between the main pressure distribution valve and the measurement circuit of the guide vane opening can be detected at an early stage.

【００７６】本実施の形態によれば、図１０に示す従来
装置に比べて少ない入力項目により、機構部〜ガイドベ
ーン開度の計測回路までの異常を従来と同等に検出可能
である。According to the present embodiment, it is possible to detect an abnormality from the mechanical section to the guide vane opening measurement circuit in the same manner as in the conventional case with a smaller number of input items as compared with the conventional apparatus shown in FIG.

【００７７】（第４の実施の形態）本実施の形態では図
３に示す様に第３の実施の形態の主配圧弁制御異常１５
１ａが一定時間以上継続することをタイマ１５６で検出
して、主配圧弁制御異常継続１５６ａを出力するように
している。そして、これを従来の偏差大継続１３２ａの
代わりに用いてることにより、開度制御ループ異常１３
３を出力して主機を停止するものである。(Fourth Embodiment) In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the main pressure distribution valve control abnormality 15 of the third embodiment is shown.
The timer 156 detects that 1a continues for a certain time or longer, and outputs the main pressure distribution valve control abnormality continuation 156a. Then, by using this instead of the conventional large deviation continuation 132a, the opening control loop abnormality 13
3 is output to stop the main engine.

【００７８】次に作用について説明する。主配圧弁制御
異常１５１ａが一過的に検出されるが、タイマ１５６が
動作する前に通常状態へ復帰する場合は、経年的な特性
変化であり、主機の運転継続が可能である。しかし、継
続的に主配圧弁制御異常１５１ａを検出する場合は、機
構部などが実際に動作異常となっているため、開度制御
ループ異常１３３を出力する。Next, the operation will be described. When the main pressure distribution valve control abnormality 151a is transiently detected, but when the normal state is restored before the timer 156 operates, it is a characteristic change over time, and the operation of the main engine can be continued. However, when the main pressure distribution valve control abnormality 151a is continuously detected, the opening degree control loop abnormality 133 is output because the mechanical portion and the like are actually in operation abnormality.

【００７９】本実施の形態によれば、経年的な変化が発
生した場合は、主配圧弁制御異常１５１ａが継続する前
に一過性のアラームとなる可能性が高く、特性点検など
を促すことができる。又、実際の機構部の異常発生時に
は安全に主機を停止することができる。又、サーボモー
タの特性模擬の精度を高くすることにより、従来の偏差
大継続による異常検出より早期に異常兆候を検出するこ
ともできる。According to the present embodiment, when a secular change occurs, there is a high possibility that a transient alarm will occur before the main pressure distribution valve control abnormality 151a continues, and it is recommended to inspect the characteristics. You can In addition, the main engine can be safely stopped when an actual mechanical abnormality occurs. Further, by increasing the accuracy of the characteristic simulation of the servo motor, it is possible to detect an abnormality sign earlier than the conventional abnormality detection by continuing large deviation.

【００８０】（第５の実施の形態）図４は第５の実施の
形態の調速制御装置の異常検出方法を示す概略処理図で
ある。なお、図４は相関異常検出処理部分のみを主とし
て示す。又、図４において、図２，図３と同一機能部分
については同一符号を付して説明を省略する。(Fifth Embodiment) FIG. 4 is a schematic process diagram showing an abnormality detecting method for a speed control device according to a fifth embodiment. Note that FIG. 4 mainly shows only the correlation abnormality detection processing portion. Further, in FIG. 4, the same functional portions as those in FIGS. 2 and 3 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【００８１】そして構成としては、図４に示す様に第２
の実施の形態の相関異常検出処理として、模擬主配圧弁
開度５０ａｓを入力して模擬ガイドベーン開度１５２ａ
を算出するサーボモータ特性模擬処理１５２と、模擬ガ
イドベーン開度１５２ａの時間的な変化をとらえる変化
パターン算出処理１５７と、実ガイドベーン開度５１ａ
ｃの時間的な変化をとらえる変化パターン算出処理１５
８と、変化パターン算出処理からの夫々の出力である模
擬ガイドベーン開度変化１５７ａ，実ガイドベーン開度
変化１５８ａを夫々取り込み、これらの変化パターンを
比較して一定以上の差異があった場合に、主配圧弁制御
変化パターン異常１５１ｂを出力する変化パターン比較
処理１５９を設けている。The configuration is the second as shown in FIG.
As the correlation abnormality detection processing of the embodiment, the simulated main pressure distribution valve opening degree 50as is input to simulate the guide vane opening degree 152a.
Servo motor characteristic simulation processing 152, a change pattern calculation processing 157 that captures a temporal change in the simulated guide vane opening degree 152a, and an actual guide vane opening degree 51a.
Change pattern calculation process 15 for catching temporal change of c
8 and the simulated guide vane opening degree change 157a and the actual guide vane opening degree change 158a, which are the respective outputs from the change pattern calculation process, are respectively taken in, and when these change patterns are compared and there is a certain difference or more, A change pattern comparison process 159 for outputting the main pressure distribution valve control change pattern abnormality 151b is provided.

【００８２】次に作用について説明する。サーボモータ
特性模擬処理１５２により通常のサーボモータ特性の場
合に、到達するガイドベーン開度値を模擬ガイドベーン
開度１５２ａとして算出する。変化パターン処理１５７
では、前記模擬ガイドベーン開度１５２ａの変化を記憶
すると共に変化率を算出する。Next, the operation will be described. By the servo motor characteristic simulation processing 152, the reached guide vane opening value is calculated as the simulated guide vane opening 152a in the case of a normal servo motor characteristic. Change pattern processing 157
Then, the change rate of the simulated guide vane opening degree 152a is stored and the change rate is calculated.

【００８３】変化パターン算出処理１５８でも同様に、
実ガイドベーン開度５１ａｃの変化を記憶すると共に、
その変化率を算出する。主配圧弁，サーボモータなどの
機構部が通常通りであれば、夫々の変化のパターンは類
似しており大きな差異は発生しない。Similarly in the change pattern calculation processing 158,
The change in the actual guide vane opening 51ac is memorized and
The rate of change is calculated. If the mechanical parts such as the main pressure distributing valve and the servo motor are normal, the respective patterns of change are similar and no large difference occurs.

【００８４】しかし、機構部のいずれかに異常あり動作
不良などとなった場合は、模擬ガイドベーン開度１５２
ａの変化は従来通りであるが、実ガイドベーン開度５１
ａｃはその変化がなかったり継続してしまうことがあ
る。このため、機構部が故障して動作しない場合はの変
化率の変化が無く模擬ガイドベーン開度１５２ａの変化
率との間に大きな差異を検出することになり異常を検出
できる。However, if there is an abnormality in any of the mechanical parts and malfunction occurs, the simulated guide vane opening degree 152
The change of a is the same as before, but the actual guide vane opening 51
The ac may remain unchanged or may continue. Therefore, when the mechanical unit fails and does not operate, the change rate does not change, and a large difference is detected with the change rate of the simulated guide vane opening degree 152a, and the abnormality can be detected.

【００８５】又、機構部の特性が大きく異なった場合
は、模擬ガイドベーン開度１５２ａが示す所定の動作特
性で安定するはずが、実ガイドベーン開度５１ａｃの示
す変化パターンでは安定位置とならずに変化が継続した
り、変化率が所定範囲外（急変化又は緩やかな変化）と
なるため、不動作以外の異常についても検出できる。な
お、異常検出に用いた変化パターンについては、夫々の
変化パターン算出処理データを図示しない記憶処理にて
保存し、異常個所の推定データに用いることもできる。Further, when the characteristics of the mechanism portion are largely different, it should be stable with a predetermined operation characteristic indicated by the simulated guide vane opening degree 152a, but the stable position is not obtained by the change pattern indicated by the actual guide vane opening degree 51ac. Since the change continues or the change rate is out of the predetermined range (a sudden change or a gradual change), it is possible to detect an abnormality other than the non-operation. As for the change pattern used for the abnormality detection, each change pattern calculation process data may be stored in a storage process (not shown) and used as the estimated data of the abnormal part.

【００８６】本実施の形態によれば、変化パターンを比
較することにより偏差大継続を監視するより早期に、異
常を検出することができる。又、異常検出した際の変化
パターンを確認することにより機構部の不動作，特性変
化など不適合内容を推定することもできる。According to the present embodiment, by comparing the change patterns, it is possible to detect the abnormality earlier than when the large deviation continuation is monitored. Further, by confirming the change pattern when the abnormality is detected, it is possible to estimate the nonconformity contents such as the malfunction of the mechanical portion and the characteristic change.

【００８７】（第６の実施の形態）図５は第６の実施の
形態の調速制御装置の制御方法を示す概略処理図であ
る。そして、本実施の形態では運転継続可能な個所の異
常発生時にはアラームを出力して保守を促すようにする
ものである。そのために相関関係チェック処理１６０と
切換え処理１６１とを設けたものである。(Sixth Embodiment) FIG. 5 is a schematic processing diagram showing a control method of the speed control device of the sixth embodiment. Then, in the present embodiment, an alarm is output to prompt maintenance when an abnormality occurs at a place where operation can be continued. Therefore, the correlation check process 160 and the switching process 161 are provided.

【００８８】即ち、相関関係チェック処理１６０には主
配圧弁開度偏差１０６と実ガイドベーン開度５１ａｃと
実主配圧弁開度５０ａｃとを入力することにより、それ
らの相関関係チェックを行ない、これによって相関関係
の異常があった場合には、相関異常１６０ａを出力する
ようにする。That is, the correlation check processing 160 inputs the main pressure distribution valve opening deviation 106, the actual guide vane opening 51ac, and the actual main pressure distribution valve opening 50ac to check the correlation between them. If there is an abnormal correlation, the abnormal correlation 160a is output.

【００８９】又、既に説明済である主配圧弁開度入力異
常１４０ａと前記相関異常１６０ａのいずれかが発生し
た際にも出力する回路を設けて、これによる出力、即
ち、主配圧弁制御異常信号１４２を出力するようにし
た。そして、切換え処理１６１では前記主配圧弁制御異
常信号１４２によって主配圧弁制御に使用するフィード
バック値５０ａｃｓの値を切換えるように構成した。Further, a circuit is provided which outputs even when either the main pressure distribution valve opening input abnormality 140a or the correlation abnormality 160a, which has already been explained, occurs, and the output by this, that is, the main pressure distribution valve control abnormality. The signal 142 is output. In the switching process 161, the feedback value 50acs used for the main pressure regulating valve control is switched by the main pressure regulating valve control abnormality signal 142.

【００９０】次に作用について説明する。先ず、機構部
が通常状態の場合は従来装置と同様に、主配圧弁開度を
取り込んだ制御を実施による運転を実施する。次に、機
構部の内で主配圧弁開度の計測回路（差動トランス，配
線，入力回路など）が異常で、実際の主配圧弁は正常な
場合は、主配圧弁開度偏差１０６と実ガイドベーン開度
５１ａｃの相関関係は継続性があるが、これらと実主配
圧弁開度５０ａｃの相関関係は不連続なものとなる。Next, the operation will be described. First, when the mechanical portion is in the normal state, the operation is performed by performing the control that takes in the opening degree of the main pressure distribution valve, as in the conventional device. Next, if the measurement circuit (differential transformer, wiring, input circuit, etc.) of the main pressure distribution valve opening in the mechanism section is abnormal and the actual main pressure distribution valve is normal, the main pressure distribution valve opening deviation 106 Although the correlation between the actual guide vane opening degree 51ac is continuous, the correlation between them and the actual main pressure distribution valve opening degree 50ac becomes discontinuous.

【００９１】このため、夫々の相関関係を確認すること
により主配圧弁開度の計測回路の異常を検出できる。こ
の際には実機の制御は継続可能であるため、切換え処理
１６１により主配圧弁制御に使用するフィードバック値
５０ａｃｓとして、実主配圧弁開度５０ａｃの代わりに
模擬主配圧弁開度５０ａｓを用いるよう切換えを行な
う。Therefore, it is possible to detect an abnormality in the circuit for measuring the main pressure distribution valve opening by confirming the respective correlations. At this time, since the control of the actual machine can be continued, the simulated main pressure distribution valve opening degree 50as is used instead of the actual main pressure distribution valve opening degree 50ac as the feedback value 50acs used for the main pressure distribution valve control by the switching processing 161. Switch over.

【００９２】本実施の形態によれば、正常時は従来の制
御装置と同様の処理内容とし、運転継続可能な個所の異
常が発生した際には異常についてのアラームを出力し保
守を促すと共に運転継続が可能となる。これは、主配圧
弁の構造が複雑である場合に適用することにより稼働率
を向上できる。According to the present embodiment, the processing contents are the same as those of the conventional control device at the normal time, and when an abnormality at a place where the operation can be continued occurs, an alarm about the abnormality is output to prompt the maintenance and the operation. It is possible to continue. This can improve the operation rate by applying it when the structure of the main pressure distribution valve is complicated.

【００９３】（第７の実施の形態）図６は第７の実施の
形態の調速制御装置の異常検出方法を示す概略処理図で
ある。なお、図６において、図４と同一機能部分につい
ては同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態で
は変化パターンを比較することにより、偏差大継続を監
視するよりも早期に、異常検出するようにしたものであ
る。図６が図４に対して有する構成上の特徴点は、コン
バータ配圧弁特性模擬処理を設けた点である。その他は
図４と同様である。(Seventh Embodiment) FIG. 6 is a schematic process diagram showing an abnormality detecting method for a speed control device according to a seventh embodiment. Note that, in FIG. 6, the same functional portions as those in FIG. In the present embodiment, by comparing the change patterns, the abnormality is detected earlier than when the large deviation continuation is monitored. The structural feature of FIG. 6 with respect to FIG. 4 is that the converter pressure distribution valve characteristic simulation process is provided. Others are the same as in FIG.

【００９４】次に作用について説明する。図７に示す機
構部に対応するコンバータ・配圧弁特性模擬処理１７０
によりサーボモータへの操作量１７０ａを算出する。こ
の操作量１７０ａによりサーボモータ特性模擬処理１７
１により模擬ガイドベーン開度１７１ａを算出する。こ
の他の処理は第５の実施の形態と同様である。Next, the operation will be described. Converter / pressure distribution valve characteristic simulation processing 170 corresponding to the mechanical unit shown in FIG.
The operation amount 170a for the servo motor is calculated by. This operation amount 170a is used to perform the servo motor characteristic simulation process 17
The simulated guide vane opening 171a is calculated from 1. The other processing is the same as that of the fifth embodiment.

【００９５】本実施の形態によれば、変化パターンを比
較することにより偏差大継続を監視するより早期に異常
を検出することができる。又、異常検出した際の変化パ
ターンを確認することにより、機構部の不動作，特性変
化など不適合内容を推定することもできる。According to the present embodiment, by comparing the change patterns, it is possible to detect an abnormality earlier than when the large deviation continuation is monitored. Further, by confirming the change pattern when the abnormality is detected, it is possible to estimate the nonconformity contents such as the malfunction of the mechanical portion and the characteristic change.

【００９６】[0096]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば主
配圧弁開度の代わりにソフトにて主配圧弁特性を模擬
し、これを主配圧弁開度のフィードバックとして用いて
いるので、機構部の簡素化ができ、信頼性及び経済性が
向上する。As described above, according to the present invention, the main pressure distribution valve characteristic is simulated by software instead of the main pressure distribution valve opening degree, and this is used as feedback of the main pressure distribution valve opening degree. The mechanical part can be simplified, and the reliability and economy are improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る調速制御装置
の概略処理図。FIG. 1 is a schematic processing diagram of a speed control device according to a first embodiment of the present invention.

【図２】本発明の第２の実施の形態に係る調速制御装置
の概略処理図。FIG. 2 is a schematic process diagram of a speed control device according to a second embodiment of the present invention.

【図３】本発明の第３，第４の実施の形態に係る異常検
出処理の概略処理図。FIG. 3 is a schematic processing diagram of abnormality detection processing according to third and fourth embodiments of the present invention.

【図４】本発明の第５の実施の形態に係る異常検出処理
の概略処理図。FIG. 4 is a schematic processing diagram of abnormality detection processing according to a fifth embodiment of the present invention.

【図５】本発明の第６の実施の形態に係る調速制御装置
の概略処理図。FIG. 5 is a schematic processing diagram of a speed control device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図６】本発明の第７の実施の形態に係る異常検出処理
の概略処理図。FIG. 6 is a schematic processing diagram of abnormality detection processing according to a seventh embodiment of the present invention.

【図７】機構部によりフィードバックを行なう従来のガ
イドベーン操作装置の概略模式図。FIG. 7 is a schematic diagram of a conventional guide vane operating device that performs feedback by a mechanism unit.

【図８】図７に対応した従来の従来の調速制御装置の概
略処理図。FIG. 8 is a schematic processing diagram of a conventional conventional speed control device corresponding to FIG.

【図９】機構部を簡素化した構成の従来のガイドベーン
操作装置の概略模式図。FIG. 9 is a schematic diagram of a conventional guide vane operating device having a simplified mechanism part.

【図１０】従来の調速制御装置の概略処理図。FIG. 10 is a schematic processing diagram of a conventional speed control device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ サーボモータ １ｆ サーボモータ特性 ２ 油圧式ピストン ３ ピストンロッド ４ シリンダ ４ａ 開側シリンダ室 ４ｂ 閉側シリンダ室 ５ 水車 ５ｆ 水車特性 ６ ガイドベーン ７ ランナ ８ 発電機 １１ 電磁ピックアップ １１ａ，１１ａｃ 実速度 １２，１２ａ，１２ｂ レギュレータ １３ コンバータ １５ 主配圧サーボ弁 １６，２５ 急停止弁 １７ 緩閉鎖制御弁 １８ 緩閉鎖サーボ弁 １９ 緩閉鎖弁閉鎖弁 ２０ 圧油タンク ２１ 主配圧弁 ２２ コントロールピストン ２２ｆ 主配圧弁特性 ２３ パイロットバルブ ２４ レターンアーム ２７ 緩閉鎖弁 ２８ 逆止弁 ２９ 緩閉鎖弁用配圧弁 ４０ カム ４１ レターンシャフト ４２ａ，４２ｂ 扇型アーム ４３ａ，４３ｂ ワイヤ ４４ 重錘 ４５ プーリ ５０，５１，５２ 差動トランス ５０ａ，５０ａｃ 主配圧弁開度 ５０ａｓ 模擬主配圧弁開度 ５１ａ，５１ａｃ ガイドベーン開度 ５１ａｓ 模擬ガイドベーン開度 ８０ｆ 水路特性 １００ 速度目標値 １０１ 速度偏差 １０２ ＰＩＤ演算処理 １０３ 制御目標値 １０４ 開度偏差 １０５ 主配圧弁目標開度 １０６ 主配圧弁開度偏差 １０７ 制御信号 １０８ 主配圧弁制御フィードバック １３０，１３１，１４０ 入力チェック処理 １３０ａ，１３１ａ，１４０ａ 入力異常 １３２，１４１ 偏差大継続検出処理 １３３ 開度制御ループ異常 １３４ 調速制御異常 １５０ 主配圧弁特性模擬処理 １５１ 相関異常検出処理 １５１ａ 主配圧弁制御異常 １５１ｂ 主配圧弁制御変化パターン異常 １５２ サーボモータ特性模擬処理 １５２ａ 模擬ガイドベーン開度 １５５ 比較処理 １５６ タイマ １５７，１５８ 変化パターン算出処理 １５９ 変化パターン比較処理 １６０ 相関関係チェック処理 １６０ａ 相関異常 １６１ 切換え処理 １７０ コンバータ・配圧弁特性模擬 １７１ サーボモータ特性模擬 １７１ａ 模擬ガイドベーン開度 1 Servo motor 1f Servo motor characteristics 2 hydraulic piston 3 piston rod 4 cylinders 4a Open side cylinder chamber 4b Closed side cylinder chamber 5 water wheel 5f turbine characteristics 6 guide vanes 7 Lanna 8 generator 11 Electromagnetic pickup 11a, 11ac actual speed 12,12a, 12b Regulator 13 Converter 15 Main pressure distribution servo valve 16,25 Sudden stop valve 17 Slow closure control valve 18 Slowly closed servo valve 19 Slow closing valve Closing valve 20 Pressure oil tank 21 Main pressure distribution valve 22 Control piston 22f Main pressure distribution valve characteristics 23 Pilot valve 24 RETURN ARM 27 Slow closing valve 28 Check valve 29 Pressure distribution valve for slow closing valve 40 cam 41 RETURN SHAFT 42a, 42b fan-shaped arm 43a, 43b wire 44 weight 45 pulley 50,51,52 Differential transformer 50a, 50ac Main pressure distribution valve opening 50as Simulated main pressure distribution valve opening 51a, 51ac Guide vane opening 51as simulated guide vane opening 80f waterway characteristics 100 speed target value 101 speed deviation 102 PID calculation processing 103 Control target value 104 Opening deviation 105 Main pressure distribution valve target opening 106 Main valve opening deviation 107 control signal 108 Main pressure regulating valve control feedback 130, 131, 140 Input check processing 130a, 131a, 140a Input error 132,141 Deviation large continuation detection processing 133 Opening control loop error 134 Speed control error 150 Main pressure distribution valve characteristic simulation processing 151 Correlation abnormality detection processing 151a Main distribution valve control error 151b Main pressure regulating valve control change pattern abnormality 152 Servo motor characteristic simulation processing 152a Simulated guide vane opening 155 comparison processing 156 timer 157, 158 Change pattern calculation processing 159 Change pattern comparison processing 160 Correlation check processing 160a Correlation abnormality 161 Switching process 170 Converter / pressure distribution valve characteristic simulation 171 Servo motor characteristic simulation 171a Simulated guide vane opening

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 篠原 朗 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会社 東芝本社事務所内 (72)発明者 冨安 久幸 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 箕浦 光司 東京都府中市晴見町二丁目24番地の１ 東 芝システムテクノロジー株式会社内 Ｆターム(参考） 3H072 AA07 AA27 BB07 BB17 CC26 CC89 3H073 AA08 AA27 BB13 BB18 BB31 BB50 CC12 CC22 CC25 CD13 CE09 CE27 5H004 GA28 GA35 GB04 HA08 HB08 JB18 KB38 KC27 LA17 5H223 AA02 BB06 CC01 EE05 FF05 FF08    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Akira Shinohara             1-1 Shibaura, Minato-ku, Tokyo Co., Ltd.             Toshiba headquarters office (72) Inventor Hisashi Tomiyasu             2-4 Suehiro-cho, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa               Toshiba Keihin Office (72) Inventor Koji Minoura             1-24 East of 2-24 Harumi-cho, Fuchu-shi, Tokyo             Shiba System Technology Co., Ltd. F term (reference) 3H072 AA07 AA27 BB07 BB17 CC26                       CC89                 3H073 AA08 AA27 BB13 BB18 BB31                       BB50 CC12 CC22 CC25 CD13                       CE09 CE27                 5H004 GA28 GA35 GB04 HA08 HB08                       JB18 KB38 KC27 LA17                 5H223 AA02 BB06 CC01 EE05 FF05                       FF08

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 水力機械のガイドベーンを駆動する油圧
式ピストンを有するサーボモータと、前記油圧式ピスト
ンのシリンダへ圧油を送る主配圧弁及び前記主配圧弁と
前記シリンダ間の前記圧油の流路途中に設けられ前記流
路を通流する前記圧油の流量を絞る緩閉鎖弁を備える水
力機械のガイドベーン操作装置を制御する調速制御装置
において、前記主配圧弁の特性を模擬する主配圧弁特性
模擬処理を行なうと共に、この処理結果を前記主配圧弁
のフィードバック処理に用いることを特徴とする調速制
御装置の制御方法。1. A servomotor having a hydraulic piston for driving a guide vane of a hydraulic machine, a main pressure distribution valve for sending pressure oil to a cylinder of the hydraulic piston, and a main pressure distribution valve between the main pressure distribution valve and the cylinder. In a speed control device for controlling a guide vane operating device of a hydraulic machine, which is provided in the middle of a flow passage and has a slowly closing valve for reducing the flow rate of the pressure oil flowing through the flow passage, a characteristic of the main pressure distribution valve is simulated. A control method for a speed governing control device, characterized in that a main pressure distribution valve characteristic simulation process is performed and a result of this process is used for a feedback process of the main pressure distribution valve. 【請求項２】 請求項１記載の調速制御装置の制御方法
において、前記主配圧弁の特性を模擬した主配圧弁開度
と実ガイドベーン開度との相関関係を監視し、この監視
結果が通常状態と異なった場合にアラームを出力する相
関異常検出処理を行なうことを特徴とする調速制御装置
の異常検出方法。2. The control method of the speed governor control device according to claim 1, wherein the correlation between the main pressure distribution valve opening simulating the characteristics of the main pressure distribution valve and the actual guide vane opening is monitored, and the monitoring result is obtained. An abnormality detection method for a speed control device, characterized in that a correlation abnormality detection process is performed to output an alarm when is different from a normal state. 【請求項３】 請求項２記載の調速制御装置の異常検出
方法において、前記主配圧弁の特性を模擬した主配圧弁
開度を用いてガイドベーン開度を模擬するサーボモータ
特性模擬処理と、実ガイドベーン開度との差異を検出す
る偏差検出処理と、この偏差を所定の異常判断値と比較
して主配圧弁制御異常を検出する比較処理とを行なうこ
とを特徴とする調速制御装置の異常検出方法。3. A servo motor characteristic simulation process for simulating a guide vane opening by using a main pressure regulating valve opening simulating the characteristic of the main pressure regulating valve in the abnormality detecting method for a speed control device according to claim 2. , A speed control which is characterized by performing a deviation detection process for detecting a difference from the actual guide vane opening and a comparison process for comparing the deviation with a predetermined abnormality judgment value to detect a main pressure distribution valve control abnormality. Device abnormality detection method. 【請求項４】 請求項３記載の調速制御装置の異常検出
方法において、検出する主配圧弁制御異常が一定時間以
上継続することを確認するタイマを設けて主機を停止さ
せるための警報出力を行なうことを特徴とする調速制御
装置の異常検出方法。4. The method for detecting an abnormality of a speed control device according to claim 3, further comprising a timer for confirming that the detected main pressure regulating valve control abnormality continues for a predetermined time or more, and an alarm output for stopping the main engine is provided. A method for detecting an abnormality in a speed control device, which is characterized in that it is performed. 【請求項５】 請求項２記載の調速制御装置の異常検出
方法において、前記主配圧弁の特性を模擬した主配圧弁
開度を用いてガイドベーン開度を模擬するサーボモータ
特性模擬処理と、その出力の変化を算出・記憶する変化
パターン算出処理と、実ガイドベーン開度の変化を算出
・記憶する変化パターン算出処理とその各々の変化につ
いて変化率，変化パターンを比較してその差異が所定の
異常判定値異常の場合にガイドベーン開度の差異を検出
する偏差検出処理と、この偏差を所定の異常判断値と比
較して主配圧弁制御変化パターン異常を検出する変化パ
ターン比較処理とを設けることを特徴とする調速制御装
置の異常検出方法。5. A servo motor characteristic simulation process for simulating a guide vane opening by using a main pressure distribution valve opening simulating the characteristic of the main pressure distribution valve in the abnormality detection method for a speed control device according to claim 2. , The change pattern calculation process of calculating and storing the change of the output, the change pattern calculation process of calculating and storing the change of the actual guide vane opening, and the change rate and change pattern for each change are compared, and the difference is found. Predetermined abnormality judgment value Deviation detection processing that detects the difference in guide vane opening in the case of abnormality, and change pattern comparison processing that compares this deviation with a predetermined abnormality judgment value to detect main distribution valve control change pattern abnormality An abnormality detection method for a speed control device, comprising: 【請求項６】 水力機械のガイドベーンを駆動する油圧
式ピストンを有するサーボモータと、前記油圧式ピスト
ンのシリンダへ圧油を送る主配圧弁及び前記主配圧弁と
前記シリンダ間の前記圧油の流路途中に設けられ前記流
路を通流する前記圧油の流量を絞る緩閉鎖弁を備える水
力機械のガイドベーン操作装置を制御する調速制御装置
において、前記主配圧弁の特性を模擬する主配圧弁特性
模擬処理と、この処理結果を主配圧弁処理に用いる主配
圧弁のフィードバック処理とを設けると共に、主配圧弁
開度偏差と実主配圧弁開度と実ガイドベーン開度とを夫
々入力し、それらの相関関係のチェックを行ない、前記
相関関係に異常があった場合に、当該相関異常を検出す
る相関関係チェック処理を設け、前記主配圧弁開度入力
異常と相関関係異常とのいずれかが発生した場合に出力
する主配圧弁制御異常信号を検出して、前記主配圧弁制
御のためのフィードバック値を切換える切換処理を設け
ることを特徴とする調速制御装置の制御方法。6. A servomotor having a hydraulic piston for driving a guide vane of a hydraulic machine, a main pressure distributing valve for sending pressure oil to a cylinder of the hydraulic piston, and a main pressure distributing valve between the main pressure distributing valve and the cylinder. In a speed control device for controlling a guide vane operating device of a hydraulic machine, which is provided in the middle of a flow passage and has a slow closing valve for reducing the flow rate of the pressure oil flowing through the flow passage, a characteristic of the main pressure distribution valve is simulated. The main pressure distribution valve characteristic simulation process and the feedback process of the main pressure distribution valve that uses this processing result for the main pressure distribution valve process are provided, and the main pressure distribution valve opening deviation, the actual main pressure distribution valve opening, and the actual guide vane opening are calculated. Input each, check the correlation between them, if there is an abnormality in the correlation, provide a correlation check process to detect the correlation abnormality, the main pressure distribution valve opening input abnormality and the correlation abnormality When any one of the above occurs, a control process for the speed governing control device is provided, which detects a main pressure distribution valve control abnormal signal to be output and switches the feedback value for the main pressure distribution valve control. . 【請求項７】 フィードバック機構をもったガイドベー
ン操作装置に対応した調速制御装置にコンバータ・配圧
弁特性模擬処理、サーボモータ特性模擬処理、その出力
の変化を算出・記憶する変化パターン算出処理と、実ガ
イドベーン開度の変化を算出・記憶する変化パターン算
出処理と、その各々の変化について変化率，変化パター
ンを比較してその差異が所定の異常判定値異常の場合
に、ガイドベーン開度の差異を検出する偏差検出処理
と、この偏差を所定の異常判断値と比較して主配圧弁制
御変化パターン異常を検出する変化パターン比較処理と
を設けることを特徴とする調速制御装置の異常検出方
法。7. A speed control device corresponding to a guide vane operating device having a feedback mechanism, a converter / pressure distribution valve characteristic simulating process, a servo motor characteristic simulating process, and a change pattern calculating process for calculating / storing a change in its output. , A change pattern calculation process of calculating and storing the change of the actual guide vane opening, and comparing the change rate and the change pattern for each change, if the difference is a predetermined abnormality determination value abnormality, the guide vane opening Of the speed regulation control device, which is provided with a deviation detection process for detecting the difference between the control valve and a change pattern comparison process for comparing the deviation with a predetermined abnormality determination value to detect a change pattern abnormality of the main pressure distribution valve control. Detection method.