JP3343015B2 - 制御装置の免震システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は基盤に対して所定距
離上方に敷設されたフリーアクセス床上に配設された制
御装置及びこの制御装置が制御する制御対象を地震から
保護する制御装置の免震システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】多数の制御機器や監視装置が配設される
工場等の中央管理室や、各種のＯＡ機器が配設される事
務室等においては、床上に信号線や電源線を配線する
と、監視員や事務員の歩行に支障が生じたり、室内の美
観を損なうので、フリーアクセス床を採用している。

【０００３】具体的には、図５に示すように、建屋の床
１上に、例えばアングル又はブロック等で形成された多
数の正方形を有した支持枠２上に正方形のプレート３ａ
を市松模様状に敷詰めたフリーアクセス床３が設けられ
る。

【０００４】そして、例えば工場等の中央管理室におい
ては、このフリーアクセス床３上に制御盤や操作台４等
が設置され、この操作台４上に例えば制御装置５が載置
されている。制御装置５とこの中央管理室以外に配設さ
れたプラントを構成する各種機器等の制御対象とを接続
する各種の信号線や電源線は、建屋の床１とフリーアク
セス床３との空間に配線される。

【０００５】そして、地震が発生した場合は、プラント
の危険防止等の観点から不足の事態が生じるのを未然に
防止する目的で、制御対象に対する制御仕様を、通常の
制御仕様から、プラントを構成する各機器等の制御対象
の動作を停止したり、動作を現状維持させたり、機器の
出力を最低限に設定する、地震対応制御仕様に変更する
ようにしている。

【０００６】この地震対応制御仕様は予め地震発生対応
操作マニアルとして定められており、中央管理室に常駐
している監視員が、地震発生時に、この地震発生対応操
作マニアルに従って制御装置を操作する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように、監視員が手動で地震発生対応マニアルに基づ
いて制御装置の制御仕様を通常の制御仕様から地震対応
制御仕様に変更する手法においても、まだ解消すべき次
のような課題があった。

【０００８】すなわち、地震発生は予知できないので、
地震発生時に監視員が中央管理室を外室していた場合
は、制御装置の制御仕様は変更されないので、全く対処
できない。

【０００９】また、たとえ監視員が中央管理室に居たと
しても、フリーアクセス床が揺れたり、気が動転してい
て、監視員が制御装置を地震発生対応操作マニアル通り
に正しく操作できない問題がある。そのために、制御装
置が制御対象を地震対応制御仕様に基づいて正しく制御
できない問題が生じ、制御対象は誤った制御状態にな
り、不測の事態が発生する懸念がある。

【００１０】また、フリーアクセス床が大きく振動する
と、制御装置が操作台上を滑動したり転倒したり、さら
に操作台上から滑落する懸念もある。その結果、制御装
置自体が損傷を受ける懸念がある。制御装置自体が損傷
を受けると、この制御装置から制御対象に対して誤った
制御指令が出力されるので、制御対象の動作が通常制御
仕様又は地震対応制御仕様以外の異常な動作状態に移行
する懸念がある。

【００１１】したがって、制御対象を含むプラント全体
の信頼性が低下する。本発明はこのような事情に鑑みて
なされたものであり、基盤とフリーアクセス床との間に
床免震装置を配設することによって、地震発生時に制御
対象に対する制御を通常の制御仕様から地震対応制御仕
様に円滑に移行でき、制御装置を保護できるとともに制
御対象に地震に起因する不測の事態が発生することを未
然に防止できる制御装置の免震システムを提供すること
を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、基盤に対して
所定距離だけ上方に敷設されたフリーアクセス床上に配
設され、制御対象の動作を制御する制御装置を地震から
保護する制御装置の免震システムに適用される。

【００１３】そして、上記課題を解消するために、本発
明の制御装置の免震システムは、フリーアクセス床の振
動を検出する振動センサと、この振動センサにて検出さ
れたフリーアクセス床の振動値が規定振動値以上になる
と、地震発生情報を出力する地震検出装置と、基盤とフ
リーアクセス床との間に介挿され、地震検出装置から出
力された地震発生情報に応動して、基盤からフリーアク
セス床への振動伝達を抑制する床免震装置と、制御装置
内に設けられ、地震検出装置から出力された地震発生情
報に応動して、制御対象に対する制御仕様を所定の地震
対応制御仕様に変更する制御仕様変更手段とを備えてい
る。

【００１４】さらに、制御装置の振動を検出する歪みセ
ンサと、この歪みセンサで検出された制御装置の振動値
が規定振動値より大きく設定された振動値が制御装置自
体の耐震値を越えると、緊急停止情報を出力する緊急停
止制御装置と、制御装置内に設けられ、緊急停止制御装
置から出力された緊急停止情報に応動して、所定の緊急
停止処理を実行する緊急停止処理手段と、緊急停止制御
装置から出力された緊急停止情報に応動して、緊急停止
処理時間を越える所定時間後に制御装置に対する電源を
遮断する電源遮断手段とを備えている。

【００１５】さらに、別の発明においては、制御装置内
に地震検出装置から出力された地震発生情報に応動し
て、この地震発生情報を警報出力する警報出力手段を備
えている。

【００１６】このように構成された制御装置の免震シス
テムにおいては、地震が発生すると振動センサで地震の
振動が検出され、この振動の検出値が規定値以上になる
と、地震検出装置から地震発生情報が床免震装置及び制
御装置へ送出される。その結果、フリーアクセス床の振
動が抑制される。

【００１７】また、地震発生が検出されると、制御装置
においては、制御対象に対する制御が通常制御仕様から
地震対応制御仕様に変更される。この場合、フリーアク
セス床の振動が床免震装置で抑制されている状態である
ので、制御装置に対して過度な振動は印加されない。よ
って、たとえ地震が発生したとしても、制御装置は、制
御対象に対する制御仕様を確実に地震対応制御仕様に変
更でき、制御対象が地震発生に対応した動作状態に移行
する。

【００１８】さらに、制御装置自体に振動を検出する歪
みセンサが取付けられている。そして、地震の規模が大
きくなると、床免震装置の床免能力を越えてしまって、
フリーアクセス床自体が大きく振動することになる。こ
の場合、制御装置も大きく振動する。この状態になる
と、制御装置自体も正常動作を維持できなくなる。

【００１９】歪みセンサの検出値が制御装置自体の限界
値を越えると、制御装置においては、制御対象に対する
制御動作を緊急停止させるための緊急停止処理が実行さ
れたのち電源遮断される。したがって、地震発生時に制
御装置から誤った制御指令が制御対象に送信されること
はない。さらに、別の発明においては、地震検出装置で
地震発生が検出されると、この地震発生情報はプリンタ
や記憶装置に出力されて、発生履歴が記録保持される。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下本発明の一実施形態を図面を
用いて説明する。 （第１実施形態）図２は本発明の第１実施形態に係わる
制御装置の免震システムの概略構成を示す模式図であ
る。

【００２１】基礎としての建屋の床１１上に、例えば碁
盤目状に敷設されたアングル１２上に正方形のプレート
１３ａを市松模様状に敷詰めたフリーアクセス床１３が
設けられる。

【００２２】建屋の床１１とフリーアクセス床１３との
間には、地震等の振動が床１１からフリーアクセス床１
３へ伝達されるのを抑制する床免震装置１４が介挿され
ている。この床免震装置１４は例えば油圧機器で構成さ
れており、床１１の振動波形を検出して、この振動波形
の逆位相を有する波形を油圧機器に印加することによっ
て、床１１の振動をこの油圧機器上に載置されたフリー
アクセス床１３に伝達されることを抑制する機能を有す
る。

【００２３】なお、建屋の床１１に固定されている柱１
５とフリーアクセス床１３との間には緩衝部材１６が充
填されている。このフリーアクセス床１３上に、このフ
リーアクセス床１３の振動を検出する例えば加速時計等
からなる振動センサ１７が取付けられている。そして、
この振動センサ１７から出力された振動信号（振動ｂ）
は次の地震検出装置１８へ送出される。地震選出装置１
８は、振動センサ１７からの振動信号の信号レベルを地
震の振動値（ガル）に変換して、この振動値が例えば震
度２程度に対応する規定振動値Ａ₁ に達すると、地震有
り判断して、地震検出情報ｃを出力する。

【００２４】なお、振動値が規定振動値Ａ₁ 未満の場合
は、特に地震対策を取る必要がないと判断して、地震検
出情報ｃを出力しない。また、フリーアクセス床１３上
には操作台１９が載置されており、この操作台上に、例
えばコンピュータ等の情報処理装置で構成された制御装
置２０が固定されている。また、操作台１９の制御装置
２０の隣接位置にプリンタ２１が載置されている。制御
装置２０の筐体に歪みセンサ２２が貼付けられている。

【００２５】制御装置２０とこのフリーアクセス床１３
が敷設された中央管理室以外に設置されたプラントを構
成する各種機器等の制御対象とを接続する信号線や電源
線は、建屋の床１１とフリーアクセス床１３との空間に
配線される。

【００２６】図１は第１実施態様に係わる制御装置の免
震システムの概略構成を示すブロック図である。制御装
置２０内には、ＣＲＴ表示装置２３，電源回路２４等の
ハード構成部材と、アプリケーションプログラム上に構
成された、制御演算処理部２５，警報出力部２６，制御
仕様変更部２７，緊急停止処理部２８等が収納されてい
る。

【００２７】電源回路２４は外部の商用電源２９から供
給される例えば１００Ｖの交流電圧を直流駆動電圧Ｖｄ
に変換して、装置内の各部に供給する。制御演算処理部
２５は、制御仕様変更部２７から地震対応制御仕様への
仕様変更指令ｄが入力されていない通常の場合、この中
央管理室外に配設された各種機器等の制御対象３０から
動作状態を示すプロセス値ＰＶを取込んで、予め定めら
通常の制御仕様に基づいて、制御演算を実施して、その
演算結果を操作量ＭＶとして制御対象３０へ印加するこ
とによって、該当制御対象３０の動作状態を通常の制御
仕様に基づく状態に制御する。

【００２８】また、制御演算処理部２５は、制御仕様変
更部２７から地震対応制御仕様への仕様変更指令ｄが入
力されると、制御仕様を地震対応制御仕様に基づいて、
制御対象３０の動作状態を地震発生時の制御仕様に基づ
く状態に制御する。

【００２９】具体的には、制御対象３０の動作を停止し
たり、動作を現状維持させたり、出力を最低限に設定し
て、地震発生に起因して制御対象３０が不測の事態に陥
ることを未然に防止する。

【００３０】制御仕様変更部２７は、地震検出装置１８
から出力される地震発生情報ｃを受領すると、制御演算
処理部２５へ地震対応制御仕様への仕様変更指令ｄを送
出する。

【００３１】制御装置２０の筐体に貼付けられた歪みセ
ンサ２２は、制御装置２０の筐体の振動に起因する応力
歪みを検出して歪み信号として次の緊急停止制御装置３
１へ送出する。

【００３２】緊急停止制御装置３１は、歪みセンサ２２
から入力した歪み信号の振幅値を制御装置２０自体に印
加される振動値に変換して、この振動値が制御装置２０
自体に予め定められた耐震値Ａ₂ を越えると、即座に制
御装置２０内の緊急停止処理部２８へ緊急停止指令ｆを
送出する。また、この緊急停止指令ｆの送出時刻から緊
急停止処理の所要時間より長い所定時間Ｔ₁ 経過後に電
源回路２４へ電源遮断指令を送出する。

【００３３】緊急停止処理部２８は、緊急停止指令ｆを
受領すると、制御演算処理部２５に対して、制御対象３
０の動作を緊急停止させる緊急制御処理を実行させた
後、この時点におけるる各種の制御情報を記憶保持する
等の緊急停止処理を実行させて、制御装置２０全体を電
源遮断の待機状態に移行させる。

【００３４】電源回路２４は、緊急停止制御装置３１か
ら電源遮断指令が入力されると、商用電源２９から自己
に供給されている交流電圧を遮断する。したがって、各
部に供給している駆動電圧Ｖd も遮断される。

【００３５】次に、このように構成された制御装置の免
震システムの動作を図３に示すタイムチャートを用いて
説明する。時刻ｔ₀以前の地震が全く発生していない期
間においては、制御装置２０の制御運算処理部２５は通
常の制御仕様に従って制御対象３０の動作を制御する。

【００３６】そして、例えば時刻ｔ₀ にて地震が発生し
て、建屋の床１１が図中の床振動ａに示す振動波形で振
動したと仮定する。地震発生時刻ｔ₀ においては、当
然、床免震装置１４は停止状態であるので、床１１の床
振動ａはそのままフリーアクセス床１３上へ伝達され
る。よって、フリーアクセス床１３上に設置された振動
センサ１７で検出されるフリーアクセス床振動ｂは床振
動ａにほぼ一致する。

【００３７】そして、地震の振動が大きくなると、床振
動ａの増大に伴ってフリーアクセス床振動ｂも増大す
る。時刻ｔ₁ でフリーアクセス床振動ｂの振動値が前述
した規定振動値Ａ₁ に達すると、地震検出装置１８から
地震検出情報ｃが床免震装置１４及び制御装置２０へ送
出される。その結果、図中ｅで示すように、床免震装置
１４が起動して、床１１の振動がフリーアクセス床１３
へ伝達されるのが抑制されるので、フリーアクセス床振
動ｂの振動値は床振動ａの振動値に比較して大幅に抑制
される。

【００３８】また、制御装置２０へ入力した地震検出情
報ｃは制御仕様変更部２７及び警報出力部２６へ入力さ
れる。その結果、制御仕様変更部２７から制御仕様変更
指令ｄが制御演算処理部２５へ入力され、これ以降、制
御対象３０は地震対応制御仕様に基づいて制御される。

【００３９】同時に警報出力部２６はＣＲＴ表示装置２
３に地震発生情報の警告メッセージを表示出力すると共
に、プリンタ２１に地震発生情報を発生時刻と共に印字
出力する。

【００４０】さらに地震の振動が大きくなって、時刻ｔ
₂ にて免震制御されているフリーアクセス床１３の振動
が増大して歪みセンサ２２で検出される歪み振動ｇの振
動値が制御装置２０自体の耐震値Ａ₂ を越えると、緊急
停止制御部３１から緊急停止指令ｆが出力され、緊急停
止制処理部２８が起動して、前述した制御演算処理部２
５に対する緊急停止処理ｈを実行する。

【００４１】そして、緊急停止処理ｈに要する時間に一
定余裕時間を加算した所定時間Ｔ₁が経過した時刻ｔ₃
にて、電源回路２４の電源が遮断され、制御装置２０は
動作を停止する。

【００４２】なお、歪みセンサ２２で検出される歪み振
動ｇの振動値が制御装置２０自体の耐震値Ａ₂ を越えな
いうちに地震が収まると、地震検出装置１８から出力さ
れている地震検出情報ｃが解除されるので、制御仕様変
更部２７は制御演算処理部２５の制御仕様を元の通常時
の制御仕様に戻す。その結果、制御対象３０は元の通常
時の動作状態に復帰する。

【００４３】このように構成された制御装置の免震シス
テムにおいては、地震が発生すると振動センサ１７で地
震に起因するフリーアクセス床１３上のフリーアクセス
床振動ｂが検出され、検出値が規定値Ａ₁ 以上になる
と、地震検出装置１８から地震発生情報ｃが床免震装置
１４及び制御装置２０へ送出される。

【００４４】その結果、フリーアクセス床１３の振動が
抑制される。また、制御装置２０における制御対象３０
に対する制御仕様が通常の制御仕様から地震対応制御仕
様に変更される。この場合、フリーアクセス床１３の振
動が床免震装置１４で抑制されている状態であるので、
制御装置２０に対して過度な振動は印加されない。

【００４５】よって、たとえ地震が発生したとしても、
制御装置２０は、制御対象３０に対する制御仕様を確実
に地震対応制御仕様へ変更でき、制御対象３０が地震発
生に対応した動作状態に移行する。したがって、地震発
生に起因して制御対象３０の動作状態が不測事態に陥る
のが未然に防止され、プラント全体の安全性を向上でき
る。

【００４６】また、制御対象３０に対する制御仕様が自
動的に地震対応制御仕様へ変更されるので、地震発生時
における監視員の作業負担が大幅に軽減されると共に、
人為的操作ミスが発生することかないので、システムに
対する信頼性をさらに向上できる。

【００４７】また、制御装置２０に対してこの制御装置
２０自体の振動を検出する歪みセンサ２２が取付けられ
ている。そして、地震の規模が大きくなり、床免震装置
１４の床免許容振動値を越えてしまって、フリーアクセ
ス床１３自体が大きく振動して、制御装置２０自体の限
界値Ａ₂ を越えると、制御装置２０が、制御対象３０に
対する制御動作を緊急停止させるための緊急停止処理が
実行されたのち電源遮断される。

【００４８】したがって、制御装置２０から誤った危険
な制御指令（操作量ＭＶ）が制御対象３０に送信される
ことはないので、制御対象３０を含むプラントの安全性
をより一層向上できる。

【００４９】さらに、地震検出装置１８にて地震発生を
検出すると、制御装置２０内の警報出力部２６が起動し
て、この地震発生情報がプリンタ２１やＣＲＴ表示装置
２３に出力されて、発生履歴が記録保持される。

【００５０】（第２実施形態） 図４は本発明の第２実施形態に係わる制御装置の免震シ
ステムの概略構成を示す模式図である。図２に示す第１
実施形態の制御装置の免震システムと同一部分には同一
符号が付してある。したがって、重複する部分の詳細説
明は省略されている。

【００５１】この第２実施形態においては、図１，図２
に示す第１実施形態の免震システムから歪みセンサ２
２，緊急停止制御装置３１及び制御装置２０内の緊急停
止処理部２８が除去されている。

【００５２】このような構成の制御装置の免震システム
においても、建屋が傾斜するような巨大な地震でなく
て、震度が３〜４程度の小又は中規模地震に対しては、
床免震装置１４がフリーアクセス床１３の振動を抑制し
ている期間に、制御装置２０は制御対象３０を地震対応
制御仕様に基づいて制御するので、プラント全体の安全
性は十分確保できる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の制御装置
の免震システムにおいては、基盤とフリーアクセス床と
の間に床免震装置を配設するとともに、制御装置におけ
る制御対象に対する制御仕様を通常の制御仕様と地震対
応制御仕様とに区別して設けている。したがって、地震
発生時に制御対象に対する制御を通常の制御仕様から地
震対応制御仕様に自動的に移行でき、監視員の操作負担
を軽減でき、制御装置自体を保護できるとともに制御対
象に地震に起因する不測の事態が発生することを未然に
防止でき、この制御対象が組込まれたプラント全体の地
震に対する安全性をより一層向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態に係わる制御装置の免
震システムの概略構成を示すブロック図

【図２】 同制御装置の免震システムの概略構成を示す
模式図

【図３】 同制御装置の免震システムにおける地震発生
時の動作を示すタイムチャート

【図４】 本発明の第２実施形態に係わる制御装置の免
震システムの概略構成を示す模式図

【図５】 一般的な制御装置及びフリーアクセス床の構
造を示す図

【符号の説明】

１１…床、１３…フリーアクセス床、１４…床免震装
置、１７…振動センサ、１８…地震検出装置、１９…操
作台、２０…制御装置、２１…プリンタ、２２…歪みセ
ンサ、２３…ＣＲＴ表示装置、２４…電源回路、２５…
制御演算処理部、２６…警報出力部、２７…制御仕様変
更部、２８…緊急停止処理部、２９…商用電源、３０…
制御対象、３１…緊急停止制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E04F 15/18 601 H05K 10/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基盤に対して所定距離だけ上方に敷設さ
   れたフリーアクセス床上に配設され、制御対象の動作を
   制御する制御装置を地震から保護する制御装置の免震シ
   ステムにおいて、 前記フリーアクセス床の振動を検出する振動センサと、 この振動センサにて検出されたフリーアクセス床の振動
   値が規定振動値以上になると、地震発生情報を出力する
   地震検出装置と、 前記基盤と前記フリーアクセス床との間に介挿され、前
   記地震検出装置から出力された地震発生情報に応動し
   て、前記基盤から前記フリーアクセス床への振動伝達を
   抑制する床免震装置と、 前記制御装置内に設けられ、前記地震検出装置から出力
   された地震発生情報に応動して、前記制御対象に対する
   制御仕様を所定の地震対応制御仕様に変更する制御仕様
   変更手段と、 前記制御装置の振動を検出する歪みセンサと、 この歪みセンサで検出された制御装置の振動値が前記規
   定振動値より大きく設定された前記制御装置自体の耐震
   値を越えると、緊急停止情報を出力する緊急停止制御装
   置と、 前記制御装置内に設けられ、前記緊急停止制御装置から
   出力された緊急停止情報に応動して、所定の緊急停止処
   理を実行する緊急停止処理手段と、 前記緊急停止制御装置から出力された緊急停止情報に応
   動して、前記緊急停止処理時間を越える所定時間後に前
   記制御装置に対する電源を遮断する電源遮断手段と を備
   えた制御装置の免震システム。
2. 【請求項２】 前記制御装置内に設けられ、前記地震検
   出装置から出力された地震発生情報に応動して、この地
   震発生情報を警報出力する警報出力手段を備えた請求項
   １記載の制御装置の免震システム。