JPS6015701A - 制御インタ−フエ−ス装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、計算機を用いてプラントを自動運転する為の
制御インターフェース装置に関するものである。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

たとえば、発電プラントのようなプラントプロセスを計
算機で制御する場合、特許のプロセスを制御する制御装
置に対し、組算機は指令金山して、これらを統括的に制
御するようになっている。そして、計１￥機と制御装置
との間には、これらの信号の授受のためのインターフェ
ース回路が設けられ、また計算機内にはインターフェー
スのための各種機能を持たせている。

第１図は、計算機ｌと制御装置１２とのインターフェー
ス回路２２を示したものである。計Ｗ機１は、インター
フェースのための機能として、制御系自動移行手段３と
制御系手動移行手段４及び制御操作手段２’を有してい
る。制御系自動移行手段３はオペレータからの自動運転
開始指示があると、計算機内の制御系を自動にするもの
であり、制御操作手段２に制御系自動移行要求５を出す
そして、制御系自動移行要求５を受けた制御操作手段２
は、制御マスク回路部１６に制御系自動信号２３Ａを出
力し、制御系の監視を開始する。又それと共に、自動運
転制御開始許可である制御前条件成立にて制御］ｉ？Ｄ
信号７全制御インターフェース回路ｚ２の駆動回路部８
に出力し、制御を開始一方、オペレータからの手動運転
開始指示並びに制御系の何らかの不具合（例えば、ター
ビン制御系においてタービン昇速過程におけるクービン
昇速率の過大）による手動運転への移行は、制御系手動
移行手段４により判断されて、計算機内の制御系を手動
にし、制御操作手段２に制御系手動移行要求６全出す。

制御系手動移行要求６を受けた制御操作手段２ｔｊ：、
制御マスク回路部１６に自動運転不可信号２３Ｂ　全出
力する。制仰マスメ回路部１６１ｄ制御系自動不可信号
２３を人力すると、制御装置操作回路部１０に自動運転
不可信号１７を出力する。これにより、計算機１からの
制御駆動信号７が制御装置１２へ入力されるのをしゃ断
する。又、制御操作手段２は、制御系の監視のみを行な
い、制御は行なわない。

御操作手段２より出力される制御駆動信号７は、駆動回
路部８にて操作信号９に変換され、制御装置操作回路部
１０に出力される。操作信号９を受けた制御装置操作回
路部１０は、制御装置操作信号１１全制御装置１２に出
力する。これにより、割算機１は、制御装置１２を制御
する。

第２図および第３図に、従来の駆動回路部８及び制御架
ｆｒＬ］２の操作回路部１０の回路図？示す。

駆動回路部８は、計算機ｌより制御駆動信号７を受ける
わけであるが、これには信号ＰＯ２４、ＴＲ０２５，２
６とがある。そして、駆動回路部８内で励磁される制御
装置１２の操作用リレー２７．２８の出力を操作信号と
して、操作回路部１０に出力するようになっている。

計算機１より出力される制御駆動信号７すなわち信号２
４，２５，２６　は駆動信号２４が時限接点出力（ＰＯ
：ＰＵＬＳＥ　０ＵＴＰＵＴ　）であり、これはハード
ウェアにて出力時間を管理している。また駆■ｔυ信号
２５゜２６がタイマ付リレー出力（Ｔａｏ：ＴｉＭｇＤ
ＲｚｔｕｙＯＵＴＰＵＴ）で、ソフトウェアにより出力
時間を管理している。この駆動信号２４と２５．２４と
２６との組合せにより励磁されるリレー２７．２８から
出力される操作信号は、ソフトウェア／ハードウェア異
常時の保護対策を兼ね（Ｉ！ｉえた出力信号でちる。

駆動信号２４と２５．２４と２６の駆動回路８の出力方
法をタービン昇速制御を例にとって説明する。この場合
信号２５．２６は主蒸気塞止弁バイパス弁ＭＳＶ−ＢＶ
の上は選択／下は選択信号である。

この駆動回路８の動作はタイマ付リレー出力駆動信号２
５又は２６の出力ｋまず行い、その後ＭＳＶ−ＢＶ駆動
である時限接点出力２４を出力する。そして、ＭＳＶ−
ＢＹ上げ選択／下げ選択のタイマ付リレー出力の出力方
法は、まず選択した逆のタイマ、付リレー出力を強制的
に出力中止し、その後選択したタイマ付リレー出力全行
う事により、上げ選択下げ選択の同時出力全ソフトウェ
ア上でインタロックしている。第４図には計算機による
駆動回路出力方法のタイミングチャート例を示す。

次に第′２図中の同時励磁禁止インターロック２９はＭ
Ｓｖ−１上げ操作／下げ操作信号である制御装置操作用
リレー２７．２８の同時励磁音）・−ドウエア上でイン
クロックしている。これまでの説明の通り、従来の駆動
回路部８も保護対策が十分に考慮されている。

しかし、ハードウェア上計算機内のリレー出力装置のコ
ントローラボード基板にも寿命があり、たとえば、リレ
ー出力装置のＯＮ状態のポイントに対し、ＯＦＦ信号全
出力しても、ＯＮ秋態のま才でリレーが動作しなくなる
ことがある。以上の特にリレー出力装置の偶発故障によ
るリレー出力接点のＨＯＬＤもしくハ、ソフトウェア上
のプログラムネ具合に対するタイマ付リレー出力のタイ
マ例リレー出力接点のＨＯＬＤにより、ＭＳＶ−ＢＶ上
げ選択／下げ選択であるタイマイ」リレー出力２５．２
６の片側もしくは両方がＯＮ状態のままＨＯＬＤされた
場合次の様な問題が発生する。

駆動信号２４と２５．２４と２６の駆動回路出力方法に
より、１（ＯＬＤされた逆側の出力を選択した場合、ま
ず選択した逆側のタイマ付リレー出力全強制的に出力中
止するが、ソフトウェア又は、ハードウェアの不具合の
為）ＩＯＬＤは解除されない。

その後、選択した側のタイマ付リレー出力全出力する。

そしてＭＳＶ　−ＢＶ駆動信号である時限接点出力２４
′ｆ：出力した時、上げ選択、下げ選択である駆動信号
２５　、２６はどちらもＯＮ状態の為、Δ４ＳＶ　−Ｂ
Ｖ上げ操作／下げ操作となるリレー２７　、２８のどち
らか励磁動作の早いリレーより、操作信号が制御装置操
作回路部に出力される。これにより、計算機からの駆動
制御信号が誤った繰作信号で制御装置に出力されてしま
う事が有る。さらに誤った操作信号が制御装置に出力さ
れても、削ｑ機は正常／異常の判断をせず制御が続行さ
れる。

次に操作回路部１０は駆動回路部８より出力される操作
信号３０．３１を受け、制御装置１２の操作信号を制御
装置１２に出力する。第３図の図中番号３２，３３．３
４　は制御装置１２に対する保護回路である。自動運転
許可信号３４は、計算機による自動運転許可／不可を示
す信号で、制御マスク回路１６にて作成される。

保護回路の上限３２と下限３３と’ｒ　ＭＳＶ　−ＢＶ
　ｅ例にとって説明する。ＭＳＶ　−ＢＶにより、ター
ビンが定格回転数まで昇速され、その後発電機しゃ断器
が投入され、負荷制御に入ると、ＭＳＶ−ＢＶは負荷制
御のＣＶ　（加減弁）に切換る操作に入る。ＣＶに切換
られるとＭＳＶ　−ＢＶは全開にされる。この時、引算
機よｙ、ＭＳＶ−ＢＶ上げ操作である操作信号３０が出
力され、ｆνｉｓＶ　−ＢＶが全開となった場合、上限
３２が働き制御装置１２への出力を切離す。又、タービ
ン昇速制御の一過程であるラブチェック（タービンを２
００−３００ｒｌ）ｍ　迄昇速し、−担ＭＳＶ−ＢＶ弁
を全閉する事により蒸気の流れを止め、タービンとその
タービンｋ　４１っているケーシングとのラビングをチ
ェックする事）の様に計算機ＩＪ：り、ＭＳＶ　−ＢＶ
下げ操作である操作信号３１が出力され、ＭＳＶ　−Ｂ
Ｖが全閉となった場合下限３３が働き、制御装置１２へ
の出力を切離す。以上、上限３２゜下限３３１″ｉ、規
定の位置で動作する事により、計算機１からの信号を切
離し、制御装置への損傷を防ぐ為のものである。

第５図は従来の制御マスク回路部１６で、計算機による
自動運転許可信号を作成する回路部である。自動運転許
可信号の作成条件は、引算機の状態を示す計算機正常（
３０Ｃ１）が閉状態、計算機自動運転を中止する為の自
動化運転除外ＦＢＩが押されていない状態、引算機自動
運転を開始１−る為の自動化運転使用ＰＢ２が押されて
いる状態制御操作手段２より、制御系自動信号４６が出
されている状態の論理積で、自動運転許可リレー４４を
動作させる。

以上の様に、従来の制御インタ−フェーフ回路２２は、
保獲対箪が十分考慮されているが、ソフトウェア又はハ
ードウェア上で駆動回路部８のタイマ付リレー出力２５
又は２６がＨＯＬＤされた場合、計算様ｌからの駆動制
御信号に対する制御装置１ｚへの操作信号については、
保証ができがい。

又、計智、機は駆動回路部に異常が起きた事も検出でき
ない。以上の点が、従来の制御インターフェイス回路の
問題となる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、計算機がらの制御駆動信号を制御装置
に伝えるだけではなく、計１．欅のソフトウェア／・・
−ドウエア異常時の保蒔対策を十分に考慮し、プラント
への誤信号出力を防止する事により、プラントへの影響
を極力少なくすることのできる制御インク−フェース装
置を得ることにある。

〔発明の概要〕

この目的を達成するため、本発明に訃いて（は駆動回路
部の不具合を検出する操作不具合検出部を設け、寸た計
算機１内には異常表示手段１９を設け、駆動回路部が不
具合になったときは制御装置への信号をしゃ断するとと
もに、その不具合を表示装置に表示するようにしたこと
を特徴とする−〔発明の実施例〕 第６図は本発明の制御インク−フェース装置４を示すも
のであり、制御インターフェース回路２２と計算機１お
よび制御装置１２とからなる構成図である。尚、図中番
号１〜１２．．１６，１７．２３は、第１１沼のものと
同様のものでおり、本発明では駆動回路部８．操作回路
部１０及び制御マスク回路部１６を後述のように改良す
る共に、制御インターフェース回路２２日に操作不具合
検出部１４を設け、また、Ｉｌ’Ｊｌ’σ目内に異常表
示手段１９を設け、さらに表示装置ｆｆ（２１’ｅ設け
ている。

汀りｎ−機１より出力される駆動制御信号７は駆動回路
部８に人ジ、操作信号９に変換され制御装置１２の操作
回路部ＩＯに出力される。操作信号９を人力した操作回
路部１０は制御装＠１２の操作ｆｆ１号１１を制御装置
１２に出力する。以上により計算機ｌにて制御装置１２
が制御される。

また駆１１１９制御信号７を受けた駆動回路部８は、（
ヤ・作信号１３を駆動回路８の操作不具合検出部１４に
出力する。拉ち作信号］３を入力した操作不具合検出部
１４は、駆動回路８の操作不具合を検出すると計詩ぜ目
の制御系手動移行手段４及び異常表示手段１９に対し駆
動回路８の操作不具合信号１８を出力する。また制御マ
スク回路１６へも、駆動回路８の操作不具合信号■５を
出力する。制御マスタ回路１６は、駆動回路８の操作不
具合信号１５号１７を出力する。自動運転不可信号１７
全受けた操作回路部ＩＯは計算機ｌからの制御駆動信号
を制御装置へ出力されるのをしゃ断する。

又、以下に計算機側の駆動回路操作不具合発生時の処理
′ｆｆ：説明する。操作不具合信号１８を人力した制御
系手動移行手段４は、計１１機ｌ内の制御系を手動にし
、制御操作手段２に制御手動移行要求６を出す。制御系
手動移行要求６を受けた制御操作手段２は、制御マスク
回路部１６に制御系自動不可信号２３を出力する。制御
マスク回路部１６は、制御系自動不可信号２３を入力す
ると、操作回路部１０に自動運転不可信号１７ケ出力す
る。

これによシ、計算機１からの制御駆動信号を制御装置１
２としゃ断する。また操作不具合信号１８全入力した異
常表示手段１９は、表示出力信号２０を、表示装置２１
に出力し、オペレータに異常を通知する。

第７図は、本発明の駆動回路部８を示す回路図である。

回路内の動作は、第２図に示した駆動回路部と、はぼ同
様であるが、本発明の駆動回路部８は同時励磁インタロ
ック金取除いである。これは、タイマ付リレー出力２５
　、２６がソフトウェアもしくはハードウェアの不具合
でＨＯＬＤされた場合、ＨＯＬＤされた逆のタイマ付リ
レー出力を行うとすると、駆動回路部８から出力される
操作信号に、誤信号が発生するので、これを防ぐ為であ
る。

本発明の、駆動回路部は、タイマ付リレー出力２５゜２
６がＨＯＬＤされた場合、ＨＯＬＤされた逆側のタイマ
付リレー出力が選択されると、その後の時限接点出力の
出力を行なうと、操作用リレー２７．２８が同時に励磁
され、操作信号が同時に２つ操作回路部８並びに操作不
具合検出部１４に出力される。

第８図は駆動回路８の操作不具合検出部１４で、駆動回
路部８より出力される操作信号３７．３８を入力し、同
時に操作信号３７．３８が動作した時、駆動回路操作不
具合検出用リレー（ＵＤ）　３９が励磁され、駆動回路
操作不具合とする。駆動回路操作不具合を検出した駆動
回路操作不具合検出部１４は、駆動回路操作不具合検出
用リレーのバッファリレーで構成される駆動回路操作不
具合計算機入力部４０により、駆動回路操作不具合信号
を計算機及び制御マスク回路部１６に出力する。操作不
具合信号を入力した計算機１は、計ｎ機側の駆動回路操
作不具合発生時の処理の通り、制御系の手動運転移行並
びにＶ、勤回路操作不具合発生をオペレータに通知する
。

第９図は、制御マスク回路１６で、操作回路１０からの
制御操作信号を制御装置１２へ出力する為の許可信号を
出力するものである。計算機正常（３０Ｃ１）　、自動
化運転除外ＦＢＩ　、自動化運転使用ＰＢ２及び自動化
運転許可リレー（ＲＥＱ　）は第５図のものと同じでち
ゃ、本発明により、駆動回路８の操作不具合信号（ＵＤ
）　’に制御マスク回路に追加する。尚、自動化運転許
可リレー（ｒｔｚＱ）の励磁条件は、自動化運転除外で
ある除外ＦＢＩがＯＦＦ。

操作不具合検出部１４からの駆ｊｌｆ１１回路４ｊ％作
不具合信号（ＵＤ　）がＯＦＦ状態（ｂ接点の為閉状態
）、自動化運転使用ＰＢ２がＯＮ状態、計：Ｊｌ：　７
０　正常Ｃ３０ＣＩ　）が閉状態制御操作手段２より制
御系自動信号４６が出力されている状態の論理積で成立
する。

第１０図は本発明の操作回路部１０で、駆動回路部８か
らの操作信号３０’、３１　、制御操作信号インクロッ
ク３５．３６及び制御マスク回路１６から自動運転許可
信号３４奮人力し、制御装置１２に制御操作信号を出力
する。回路内の動作は、制御操作１８号インクロック３
５及び３６が新たに追加される。これは駆動回路部８に
て駆動回路不具合が発生すると駆動回路部８より出力さ
れる操作信号３０゜３１６１、同時にｏｔｑ状態となり
、制御架＠１２に対して損ｆ５を与えるの全防止するた
めである。

次に制御装置１２を制御する計算機ｌは、制御部１．ｉ
Ｉ＋信号７を駆動回路部８に出力する。制御駆動信号７
′ｆ：人力した１ヤス動回路部においてタイマ付リレー
出力信号２５又は２６のどちらかがＨＯＬＤされ、しか
もＨＯＬＤされた逆のタイマ付リレー出力が行なわれ、
次に駆動出力である時限接点出力１５の出力がされると
、制御装置操作用リレー２７．２８が同時に励磁される
。これにより、先に励磁した制御装置操作用リレーから
操作信号が出ると言うすなわち、同時励磁した制御装置
操作用リレー２７　、２８からの操作信号３０．３１並
びに、制御操作信号インクロック３５．３６　’ｌｃ人
カとする制御装置操作回路部は操作信号３ｏと制御操作
信号インタロック３６又は操作信号３１と制御操作信号
インクロック３５は、同一リレーである為、リレー構造
上瞬時ではあるがＢ接点である制御操作信号インクロッ
ク３５．３６が必ず先に開状態となり、その後、操作信
号３０．３１が閉状態となる。この為、制御装置への誤
信号をＢＬＯＣＫ−ｊる事ができる。

又、リレー特性により、操作用リレー２７と２８の励磁
動作に差がある場合、例えば操作用リレー２７が先に励
磁すると、制御操作信号インタロック３６が開状態とな
ムその後操作信号３ｏが閉状態となる。これにより、制
御装置１２に操作信号が出力されるが、その出方と１１
は同時に操作用リレー２８が励磁し、制御操作信号イン
クロック３５が開状態となり、制御装置操作信号は出力
カットされる。その後、操作信号３１が閉状態となる。

以上による制御装置操作信号の出力はリレー仕様から考
えるとほとんど瞬時であり、制御装置への影響は無いも
のと考える。これにより、制御装置への誤信号はＢＬＯ
ＣＫされる。

１駆動回路部８にて、同時励磁された操作用リレー　２
７．２８からの操作信号は、操作不具合検出部１４へ出
力される。Ｊ枢動回路部８からの操作信号３７゜３８を
人力とした、操作不具合検出部１４において、操作信号
３７．３８の同時励磁にて、操作不具合検出用リレー３
９が励磁する。これにより、操作不具合検出用リレー３
９のＡ接点である駆動回路操作不具合計算機入力部４０
の信号を駆動回路操作不具合信号１８として、計算機１
に入力する。

計算機１に入力した駆動回路操作不具合信号１８は、制
御系手動移行手段４及び、異常表示手段１９に入力する
。制萌１系手動移行手段４は、操作不具合信号１８に入
力すると、制御操作手段２に、制御系手動移行要求６を
出す。制御系手動移行要求６を受けた制ｉｌ１手段２は
制御マス！回路部１６に対して自動運転不可信号２３を
出力する。制御マスタ回路部１６は、自動運転不可信号
２３を入力すると、制御装置操作回路部ＩＯに自動運転
不可信号１７を出力する。これにより百１詐機からの制
御駆動信号は、制御装置に対してブロックする事ができ
る。

又、駆動回路操作不具合信号１８を入力した、異常表示
手段１９は、表示装置２１に対して表示出力信号２０を
出力する事により、オペレータに対して、駆動回路操作
不具合発生全通知する事ができる。操作不具合検出部１
４で検出した駆動回路の異常全操作不具合信号４２とし
て、制御マスク回路１６に入力し、駆動回路異常時は、
自動運転許可リレー４４を無励磁状態にする。さらに、
自動運転許可リレー４４の信号葡自動運転許司信号とし
て操作回路部１０へ出力する。操作回路部１０は、自動
運転許可信号３４を入力し、駆出１１回路異常時は、駆
動回路部８からの操作信号３（１，３１による、制御装
置１ｚへの出力’（（１％ＬＯＣＫ−ｊ−る。

以上の様に、駆動回路部３での不具合発生時は、計算機
１からの制御駆動信号７は、必ず操作回路部ＩＯでＢＩ
、ＯＣＫされ制御装［１２への影響はないさらに、駆動
回路８の操作不具合時は駆動回路操作不具合信号１８’
ｉ−計算機１に入力する為、制御インターフェース回路
状態を計算機が認識する事ができ、オペレータに対して
も、異常を通知する事ができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、計算機を用いてプラン
トラ自動運転する為の制御インターフェース装置におい
て、計算機から出力される制御駆動信号を駆動回路部、
操作回路部、操作不具合検出部、で構成される制御イン
ターフェース回路に出力する事により、ソフトウェア又
はハードウェア上の不具合発生に対する制御装置への誤
信号出力のブロック、又は表示器を設ける事により、駆
動回路操作不具合に対するオペレータへの警報通知を１
１能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のシステム構成図、第２図は従来の駆動回
路部の回路図、第３図は従来の操作回路部の回路図、第
４図は駆動回路部の動作タイミングチャート、第５図は
従来の制御マスク回路部の回路図、第６図は本発明のシ
ステム構成図、第７図は本発明の駆動回路部の回路図、
第８図は本発明の操作不具合検出部の回路図、第９図は
本発明の制御１マスタ回路部の回路図、第１０図は本発
明の操作回路部の回路図である。 １・・・計算機　２・・・制御操作手段３・・・制御系
自動移行手段 ４・・・制御系手動移行手段 ８・・・駆動回路部　ｌＯ・・操作回路部１２・・・制
御装置　１４・・・操作不具合検出部１６・・・制御マ
スタ回路部 １９・・・異常表示手段　２１・・・表示装置２２・・
・制御インターフェース回路 （７３１７）　代理人　弁理士　則　近　Ｔ　佑　（ほ
か１名）第２図 第３図 第７図 第８図 第９図 第１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. プラントプロセスの特定のプロセスを制御する制御装置
   に対し、自動運転モードのときは計算機から制御駆動信
   号を出し、手動運転モードのときは運転員の操作により
   前記プラントプロセスを統括的に制御するようにしたシ
   ステムの前記計算機と前記制御装置とのインターフェー
   ス装置において、前記計算機からの制御駆動信号を前記
   制御装置への操作信号に変換する駆動回路部と、前記駆
   動回路部の不具合を検出し前記計算機のモードを手動運
   転モードにするための操作不具合操作部と、前記不具合
   が検出されたときそれを表示するための表示手段とから
   なる制御インターフェース装置。