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JP5199746B2 - Valve controller for petrochemical plant - Google Patents
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Description

本発明は、石油精製のためのFCC装置やRFCC装置等の石油化学プラントに組み込まれたバルブを制御するバルブ制御装置に関する。   The present invention relates to a valve control device for controlling a valve incorporated in a petrochemical plant such as an FCC device or an RFCC device for petroleum refining.

石油化学プラントでは、被制御流体に対する制御の誤りにより爆発等の危険を招く虞があることや、機器の異常により運転を一旦停止すると、運転の再開には機器の点検等に手数を要することから、使用するバルブ及びバルブ制御装置には、高い信頼性が求められる。   In a petrochemical plant, there is a risk of an explosion or the like due to an error in the control of the controlled fluid, and once the operation is stopped due to an abnormality in the equipment, it takes time to check the equipment to resume the operation. High reliability is required for the valves and valve control devices used.

当該バルブ制御装置は、通常、遠隔に設置された主制御装置からの制御指令に基づいてリモート制御されるものであるが、検査等のメンテナンス時や主制御装置に問題が発生したような場合には、主制御装置からの制御指令によらないローカル制御を必要とする場合がある。   The valve control device is normally remotely controlled based on a control command from a remotely installed main control device. However, when a problem occurs in the main control device during maintenance such as inspection. May require local control independent of control commands from the main controller.

このようなバルブ制御装置として、特許文献1には、バルブを駆動する駆動装置と、流体の流量等の検出信号に基づいてバルブの開度を制御する制御装置を一体化し、制御装置によるローカル制御モードと、中央の制御装置によるリモート制御モードを切り替える制御モード切替部を備えたバルブ制御装置が提案されている。
特開昭63−135677号公報
As such a valve control device, Patent Document 1 discloses a local control by a control device that integrates a drive device that drives a valve and a control device that controls the opening of a valve based on a detection signal such as a flow rate of fluid. A valve control device having a control mode switching unit that switches between a mode and a remote control mode by a central control device has been proposed.
Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-135679

特許文献1に記載されたバルブ制御装置では、リモート制御時にはバルブの開度を制御指令値となるように制御し、モード切替部を手動側に切替えたローカル制御時には設定部によってバルブの開度設定を行ない、その後の流量値に基づいてバルブ開度を制御することが記載されている。   In the valve control device described in Patent Document 1, the valve opening is controlled to be a control command value during remote control, and the valve opening is set by the setting unit during local control when the mode switching unit is switched to the manual side. And the valve opening degree is controlled based on the flow rate value thereafter.

しかし、例えば、リモート制御モードからローカル制御モードへの切替時に、そのときの制御指令値と大きく異なる値が設定部を介して設定されているような場合には、プラントに異常な変動を与えることになり、重大事故の発生に繋がりかねないという危惧があった。   However, when switching from the remote control mode to the local control mode, for example, if a value that is significantly different from the control command value at that time is set via the setting unit, abnormal fluctuations are given to the plant. There was a concern that it could lead to a serious accident.

本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、制御モード切替操作部によりリモート制御モードとローカル制御モードの何れかに切替操作された場合に、適正なプラントの運転状態を維持することができる石油化学プラントのバルブ制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and when the control mode switching operation unit is switched to either the remote control mode or the local control mode, an appropriate operation state of the plant is obtained. An object of the present invention is to provide a valve control device for a petrochemical plant that can be maintained.

上述の目的を達成するため、本発明による石油化学プラントのバルブ制御装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項1に記載した通り、開度センサから入力されるバルブ開度値とバルブに対する制御指令値に基づいて前記バルブを駆動制御する制御部と、主制御装置から入力される制御指令値に基づいて前記バルブを駆動制御するリモート制御モードと、手動操作部から入力される制御指令値に基づいて前記バルブを駆動制御するローカル制御モードの何れかの制御モードに前記制御部を切替操作可能な制御モード切替操作部を備えた石油化学プラントのバルブ制御装置であって、記手動操作部から入力される制御指令値と、前記主制御装置から入力される制御指令値との偏差に基づいて、前記制御モードを切り替えるか否かを判断する制御モード切替制御部を前記制御部に備え、前記制御モード切替制御部は前記制御モード切替操作部が切替操作されたときに、前記偏差が所定範囲内に収束していれば前記制御モードを切り替え、前記偏差が所定範囲内に収束していなければ前記制御モードを維持する点にある。 In order to achieve the above-mentioned object, the first characteristic configuration of the valve control apparatus of the petrochemical plant according to the present invention is the valve opening input from the opening sensor as described in claim 1 of the claims. A control unit that drives and controls the valve based on the control value for the degree value and the valve, a remote control mode that controls the driving of the valve based on a control command value input from the main controller, and an input from the manual operation unit A petrochemical plant valve control device comprising a control mode switching operation unit capable of switching the control unit to any one of the local control modes for driving and controlling the valve based on a control command value. , whether the control command value input from the previous SL manual operating unit, based on a deviation between a control command value input from the main control unit, switches the control mode Provided before Symbol controller the control mode switching control section for determining, when the control mode switching control section of the control mode switching operation unit is switched operation, the deviation is the long converged within a predetermined range The control mode is switched, and the control mode is maintained if the deviation does not converge within a predetermined range .

上述の構成によれば、制御モード切替操作部が切替操作されたときであっても、制御モード切替制御部により、手動操作部から入力される制御指令値と、主制御装置から入力される制御指令値との偏差に基づいて、制御モードを切り替えるか否かが判断されるので、例えば、手動操作部で設定されている初期値が異常な値である等、適正なプラントの運転状態を維持することができないような場合に、直ちに制御モードが切替えられるような不都合な事態の発生を回避することができるようになる。   According to the above-described configuration, even when the control mode switching operation unit is switched, the control mode switching control unit controls the control command value input from the manual operation unit and the control input from the main control unit. Based on the deviation from the command value, it is determined whether or not to switch the control mode. For example, the initial value set in the manual operation unit is an abnormal value. In such a case, it is possible to avoid the occurrence of an inconvenient situation where the control mode is immediately switched.

同第二の特徴構成は、同請求項2に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記制御モード切替制御部は、前記手動操作部から入力される制御指令値と、前記主制御装置から入力される制御指令値との偏差が所定範囲に収束し、かつ一定時間(例えば5秒間)その状態が保持されたときに前記制御モードを切り替える点にある。   In the second feature configuration, as described in claim 2, in addition to the first feature configuration described above, the control mode switching control unit includes a control command value input from the manual operation unit, and the main control unit. The control mode is switched when the deviation from the control command value input from the control device converges to a predetermined range and the state is maintained for a certain time (for example, 5 seconds).

上述の構成によれば、手動操作部から入力される制御指令値と、主制御装置から入力される制御指令値との偏差が所定範囲に収束することを条件として制御モードが切り替えられるため、例えば、操作者が手動操作部を操作して制御指令値を主制御装置から入力されている制御指令値に近い値に設定操作することにより、その後にローカル制御モードに移行させることができ、適正なプラントの運転状態を維持することができる。   According to the above configuration, the control mode is switched on condition that the deviation between the control command value input from the manual operation unit and the control command value input from the main control device converges to a predetermined range. The operator can operate the manual operation unit to set the control command value to a value close to the control command value input from the main control device, and then shift to the local control mode. The operating state of the plant can be maintained.

同第三の特徴構成は、同請求項3に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記手動操作部から入力される制御指令値と、前記主制御装置から入力される制御指令値との偏差が所定範囲に収束するように、前記手動操作部を操作するように案内する案内表示部を備えている点にある。   In the third feature configuration, in addition to the first feature configuration described above, a control command value input from the manual operation unit and a control input from the main control device are provided. A guidance display unit is provided for guiding the manual operation unit to operate so that a deviation from the command value converges within a predetermined range.

上述の構成によれば、制御モード切替部が切替操作された場合に、手動操作部から入力される制御指令値が、主制御装置から入力される制御指令値と大きく異なるときであっても、案内表示部により操作者が適切に操作できるように案内されるので、速やかに制御モードを切替えることができるようになる。   According to the above configuration, when the control mode switching unit is switched, even when the control command value input from the manual operation unit is significantly different from the control command value input from the main control device, Since the guidance display unit guides the operator so that it can be appropriately operated, the control mode can be quickly switched.

同第四の特徴構成は、同請求項4に記載した通り、上述の第二特徴構成に加えて、前記手動操作部から入力される制御指令値と、前記主制御装置から入力される制御指令値との偏差が所定範囲に収束するように、前記手動操作部から入力される制御指令値を補正する点にある。   In the fourth feature configuration, as described in claim 4, in addition to the second feature configuration described above, a control command value input from the manual operation unit and a control command input from the main control unit are provided. The control command value input from the manual operation unit is corrected so that the deviation from the value converges to a predetermined range.

上述の構成によれば、制御モード切替部が切替操作された場合に、手動操作部から入力される制御指令値が、主制御装置から入力される制御指令値と大きく異なるときであっても、制御モード切替制御部により、手動操作部から入力される制御指令値が、主制御装置入力されるバルブ開度値に近づくように補正されるので、速やかに制御モードを切替えることができるようになる。   According to the above configuration, when the control mode switching unit is switched, even when the control command value input from the manual operation unit is significantly different from the control command value input from the main control device, Since the control command value input from the manual operation unit is corrected by the control mode switching control unit so as to approach the valve opening value input to the main controller, the control mode can be switched quickly. .

同第五の特徴構成は、同請求項5に記載した通り、上述の第一から第四の何れかの特徴構成に加えて、前記制御部が防爆構造体の内部に収容され、制御モード切替操作部及び手動操作部が前記防爆構造体の外部に設置されている点にある。   In the fifth feature configuration, as described in claim 5, in addition to any of the first to fourth feature configurations described above, the control unit is housed in an explosion-proof structure, and control mode switching is performed. The operation unit and the manual operation unit are located outside the explosion-proof structure.

上述の構成によれば、爆発等の危険のあるプラントに組み込まれているバルブの制御装置であっても、安全な環境下でローカル制御モードに移行し、操作することができるようになる。   According to the above-described configuration, even a valve control device incorporated in a plant having a risk of explosion or the like can be shifted to the local control mode and operated in a safe environment.

以上説明した通り、本発明によれば、制御モード切替部によりリモート制御モードとローカル制御モードの何れかに切替操作された場合に、適正なプラントの運転状態を維持することができる石油化学プラントのバルブ制御装置を提供することができるようになった。   As described above, according to the present invention, when the control mode switching unit is switched to either the remote control mode or the local control mode, a petrochemical plant that can maintain an appropriate operation state of the plant. A valve control device can be provided.

以下に、石油化学プラントの一例である石油精製のためのFCC装置やRFCC装置に組み込まれたバルブ制御装置を説明する。図1に示すように、バルブの制御装置1は、プラントに組み込まれたバルブVの近傍に配置された油圧ユニットUに組み込まれ、プラントの主制御装置CTから入力されたバルブVに対する目標開度信号と開度センサSで検出されたバルブの開度信号に基づいて、油圧機構VDを制御してバルブVの開度を調整し、主制御装置CTにバルブVの開度状態を表す位置信号を出力する制御装置である。   Below, the valve control apparatus built in the FCC apparatus and RFCC apparatus for petroleum refining which are examples of a petrochemical plant is demonstrated. As shown in FIG. 1, a valve control device 1 is incorporated in a hydraulic unit U arranged in the vicinity of a valve V incorporated in a plant, and is a target opening degree with respect to the valve V inputted from a plant main control device CT. Based on the signal and the opening signal of the valve detected by the opening sensor S, the hydraulic mechanism VD is controlled to adjust the opening of the valve V, and the position signal indicating the opening state of the valve V to the main controller CT Is a control device that outputs.

図2に示すように、油圧ユニットUは、油圧ポンプとアキュムレータとアクチュエータとしての油圧制御用のサーボ弁等を備えた油圧機構VDと、制御装置1が収容される防爆構造のケーシングCと、ケーシングC内に防爆用の空気を圧入するエアユニットAU等を備えている。   As shown in FIG. 2, the hydraulic unit U includes a hydraulic mechanism VD including a hydraulic pump, an accumulator, a servo valve for hydraulic control as an actuator, an explosion-proof casing C in which the control device 1 is accommodated, a casing An air unit AU for press-fitting explosion-proof air into C is provided.

ケーシングCの扉は透明ガラスが配され、内部の制御装置1に備えた液晶表示パネルの画面が外部から認識可能に構成されている。また、扉には複数の防爆型のスイッチSW1,SW2,SW3が取り付けられている。   A transparent glass is disposed on the door of the casing C, and the screen of the liquid crystal display panel provided in the internal control device 1 is configured to be recognized from the outside. A plurality of explosion-proof switches SW1, SW2, SW3 are attached to the door.

スイッチSW1は回転式の多接点スイッチまたは押しボタン式スイッチで、当該スイッチSW1の回転操作または押圧操作により、ケーシングCの防爆状態を維持した状態で、液晶表示パネルの表示画面を切り替え操作することが可能になっている。   The switch SW1 is a rotary multi-contact switch or a push button switch, and the display screen of the liquid crystal display panel can be switched by rotating or pressing the switch SW1 while maintaining the explosion-proof state of the casing C. It is possible.

また、スイッチSW2は押しボタン式スイッチで本発明による制御モード切替操作部となり、当該スイッチSW2を操作することにより、ケーシングCの防爆状態を維持した状態で、制御装置1がローカル制御モードとリモート制御モードに切り替えられる。   Further, the switch SW2 is a push button type switch that serves as a control mode switching operation unit according to the present invention. By operating the switch SW2, the control device 1 can operate in the local control mode and the remote control while maintaining the explosion-proof state of the casing C. Switch to mode.

さらに、スイッチSW3は可変抵抗器を内蔵したダイアルスイッチで本発明による手動操作部となり、ローカル制御モードで当該スイッチSW3を回転操作することにより、ケーシングCの防爆状態を維持した状態で、バルブVの開度を手動制御することが可能となる。   Further, the switch SW3 is a dial switch with a built-in variable resistor, which is a manual operation unit according to the present invention. By rotating the switch SW3 in the local control mode, the casing C is kept in an explosion-proof state, and the valve V The opening can be manually controlled.

制御装置1は、バルブVの開度を検出する開度センサSから入力されるバルブ開度値と、主制御装置CTまたは手動操作部SW3から入力されるバルブVの制御指令値、つまり目標開度信号に基づいて、バルブVを駆動するサーボ弁に対する制御値を算出し、算出した制御値に基づいてバルブVの開度をフィードバック制御するための複数の制御部を備えている。   The control device 1 controls the valve opening value input from the opening sensor S that detects the opening of the valve V, the control command value of the valve V input from the main control device CT or the manual operation unit SW3, that is, the target opening. A control value for a servo valve that drives the valve V is calculated based on the degree signal, and a plurality of control units are provided for feedback control of the opening degree of the valve V based on the calculated control value.

図3に示すように、制御対象であるバルブVは、プラントの運転状態に応じて流路Pを所定の開度に調整するスライドバルブVで、サーボ弁を介して供給される圧油により駆動される油圧シリンダSLのピストンに連結された弁棒V2を介して弁体V1がスライド駆動される。ピストンと弁棒V2の間にはカップリングを介して一対の磁歪式の開度センサS(S1,S2)が組み込まれ、開度センサSの出力が制御装置1に入力されている。尚、制御対象であるバルブVは、スライドバルブVに限るものではなく、プラグ弁、バタフライ弁等の他のバルブでも同様である。   As shown in FIG. 3, the valve V to be controlled is a slide valve V that adjusts the flow path P to a predetermined opening according to the operation state of the plant, and is driven by pressure oil supplied via a servo valve. The valve body V1 is slid and driven through a valve rod V2 connected to the piston of the hydraulic cylinder SL. A pair of magnetostrictive opening sensors S (S1, S2) are incorporated between the piston and the valve stem V2 via a coupling, and the output of the opening sensor S is input to the control device 1. The valve V to be controlled is not limited to the slide valve V, and the same applies to other valves such as a plug valve and a butterfly valve.

磁歪式の開度センサSとは、ピストンの進退移動に伴なって、センサロッド上を非接触で移動するマグネットにより発生するねじり歪の伝播時間を計測することによりマグネットの位置、つまりバルブVの開度を計測するセンサである。   The magnetostrictive opening sensor S is a position of the magnet, that is, the position of the valve V, by measuring the propagation time of torsional strain generated by the magnet that moves in a non-contact manner on the sensor rod as the piston moves forward and backward. It is a sensor that measures the opening.

図4に示すように、制御装置1は、二枚の制御部基板2,3と、表示部基板4と、端子基板5等を備え、夫々が単一または複数のコネクタで接続されている。二枚の制御部基板2,3の夫々により本発明による二つの制御部20,30が構成され、表示部基板4により表示部40が構成されている。   As shown in FIG. 4, the control device 1 includes two control unit substrates 2 and 3, a display unit substrate 4, a terminal substrate 5, and the like, and each is connected by a single or a plurality of connectors. Two control units 20 and 30 according to the present invention are constituted by the two control unit substrates 2 and 3, respectively, and a display unit 40 is constituted by the display unit substrate 4.

制御部基板2,3及び表示部基板4は、端子基板5を介して、主制御装置CT及び制御対象であるバルブ駆動機構との間で各種の信号が入出力される。   Various signals are inputted to and outputted from the main control device CT and the valve drive mechanism that is a control target in the control unit substrates 2 and 3 and the display unit substrate 4 via the terminal substrate 5.

具体的に、端子基板5を介して主制御装置CTから制御部20,30にバルブVの制御指令値が入力されるとともに、制御部20,30から主制御装置CTにバルブVの位置信号が出力される。また、端子基板5を介して一対の開度センサSからのバルブ開度値が入力され、制御部20,30からサーボ弁に制御信号が出力される。   Specifically, the control command value of the valve V is input from the main control device CT to the control units 20 and 30 via the terminal board 5, and the position signal of the valve V is transmitted from the control units 20 and 30 to the main control device CT. Is output. Further, the valve opening values from the pair of opening sensors S are input via the terminal board 5, and control signals are output from the control units 20 and 30 to the servo valves.

さらに、制御モード切替操作部としてのスイッチSW2の出力、及び、手動操作部としてのスイッチSW3からの制御指令値が、端子基板5を介して制御部基板2,3に入力され、スイッチSW1の出力が表示部基板4に直接入力されている。   Further, the output of the switch SW2 as the control mode switching operation unit and the control command value from the switch SW3 as the manual operation unit are input to the control unit substrates 2 and 3 via the terminal substrate 5, and the output of the switch SW1. Is directly input to the display unit substrate 4.

図6に示すように、一対の制御部20,30及び表示部40には、夫々CPUと、CPUにより実行される制御プログラムが記憶されたROMと、ワーキング領域として使用されるRAMが内蔵されたマイクロコンピュータ、及び周辺回路が搭載され、当該制御プログラムがCPUにより実行されることにより、所期のバルブ制御機能等が実現される。   As shown in FIG. 6, each of the pair of control units 20 and 30 and the display unit 40 includes a CPU, a ROM that stores a control program executed by the CPU, and a RAM that is used as a working area. A microcomputer and peripheral circuits are mounted, and the control program is executed by the CPU, thereby realizing an intended valve control function and the like.

制御部20,30及び表示部40には、通信バスとして機能する、例えばCU net(株式会社ステップテクニカの登録商標)等のローカルネットワークで接続された共有メモリCMが夫々設けられ、各制御部20,30による制御情報、制御パラメータ、表示データ等が共有メモリCMを介して共有されるように構成されている。   Each of the control units 20, 30 and the display unit 40 is provided with a shared memory CM that functions as a communication bus and is connected via a local network such as CU net (registered trademark of Step Technica Co., Ltd.). 30, control information, control parameters, display data, and the like are shared through the shared memory CM.

つまり、各制御部20,30及び表示部40のCPUによって夫々に設けられた共有メモリCMの書込み領域に書き込まれた制御情報等が、ローカルネットワークを介して各共有メモリCMの読出し領域にコピーされることにより、CPUを介さずに互いの制御情報等の交信が可能となるように構成されている。   That is, control information written in the writing area of the shared memory CM provided by the CPU of each of the control units 20 and 30 and the display unit 40 is copied to the reading area of each shared memory CM via the local network. Thus, it is configured such that communication of control information and the like can be performed without using the CPU.

表示部基板4には、カラー液晶表示ユニット45が組み込まれ、共有メモリCMを介して収集された制御情報に基づいて、カラー液晶表示ユニット45に図5に示すようなバルブの制御状態等を示すモニタ画面が表示される。   A color liquid crystal display unit 45 is incorporated in the display unit substrate 4, and the control state of the valve as shown in FIG. The monitor screen is displayed.

表示部基板4には、電池バックアップされたSRAM44が搭載され、共有メモリCMを介して得られた各制御部20,30による制御情報がリングバッファ形式で格納されるように構成され、その内容をバックアップ記憶する着脱自在なSDメモリ46が搭載されている。   The display unit board 4 is mounted with a battery-backed SRAM 44, and is configured so that control information obtained by the control units 20 and 30 obtained via the shared memory CM is stored in a ring buffer format. A removable SD memory 46 for backup storage is mounted.

また、表示部基板4には、LANを介して遠隔地に配置されたパーソナルコンピュータとの間で通信を行ない、カラー液晶表示ユニット45に表示される制御状態等を当該パーソナルコンピュータに送信する通信インタフェース42、防爆構造のケーシングCを介して外部のパーソナルコンピュータと通信可能な赤外線インタフェース43を備えている。   In addition, the display unit substrate 4 communicates with a personal computer located at a remote place via a LAN, and transmits a control state displayed on the color liquid crystal display unit 45 to the personal computer. 42, an infrared interface 43 capable of communicating with an external personal computer via an explosion-proof casing C is provided.

赤外線インタフェース43は、防爆構造体を構成するケーシングCの扉を開放することなく制御部1と通信して、各種の初期設定用の制御パラメータを設定するとともに、異常情報を含む制御情報や表示データ等を読み出すメンテナンス用のパーソナルコンピュータPCと接続するために設けられている。   The infrared interface 43 communicates with the control unit 1 without opening the door of the casing C constituting the explosion-proof structure, sets various control parameters for initial setting, and includes control information and display data including abnormality information. It is provided to connect to a personal computer PC for maintenance that reads out the data and the like.

メンテナンス用のパーソナルコンピュータPCから入力された制御パラメータは、表示部40のマイクロコンピュータ41を介して共有メモリCMに書き込まれ、ローカルネットワークを介して他の制御部基板に搭載された共有メモリCMに同様に書き込まれる。   Control parameters input from the maintenance personal computer PC are written to the shared memory CM via the microcomputer 41 of the display unit 40, and are similar to the shared memory CM mounted on another control unit board via the local network. Is written to.

制御パラメータには、二系統の制御部20,30の何れが初期の制御権を有するかを設定する制御権パラメータ、二重化された開度センサSの何れを初期に選択するかを設定するセンサ選択パラメータ、主制御装置CTから制御部20,30に入力されるバルブVの制御指令値に対する信号レベル(例えば、開度0%から開度100%までを、4mAから20mAで規定する電流仕様や、0Vから10Vで規定する電圧仕様等)、開度センサSから入力される開度信号の信号レベル、油圧シリンダのスラスト圧の信号レベルや上下限値、サーボ弁に対する出力信号レベル、主制御装置CTに出力する位置信号の信号レベル、制御部20,30で検出される開度センサCの異常判定基準値等、システムを稼動させるのに必要な所定の制御パラメータが含まれる。   In the control parameter, a control right parameter that sets which of the two control units 20 and 30 has an initial control right, and a sensor selection that sets which of the doubled opening sensors S is initially selected Parameter, signal level with respect to the control command value of the valve V input from the main controller CT to the control units 20 and 30 (for example, current specifications that define the opening degree 0% to opening degree 100% from 4 mA to 20 mA, Voltage specification specified from 0V to 10V), signal level of the opening signal input from the opening sensor S, signal level and upper / lower limit values of thrust pressure of the hydraulic cylinder, output signal level to the servo valve, main controller CT The predetermined control parameters required for operating the system, such as the signal level of the position signal output to the control unit, the abnormality determination reference value of the opening sensor C detected by the control units 20 and 30, and the like. Data are included.

図6に示すように、各制御部20,30には、入力信号処理部26,36を介して主制御装置CTからの制御指令値がマイクロコンピュータ21,31に入力されるとともに、開度信号処理部22,32を介して一対の開度センサS1,S2の出力信号の夫々がマイクロコンピュータ21,31に入力されるように構成されている。   As shown in FIG. 6, a control command value from the main control unit CT is input to the microcomputers 21 and 31 via the input signal processing units 26 and 36 in each of the control units 20 and 30, and the opening signal The output signals of the pair of opening sensors S1 and S2 are input to the microcomputers 21 and 31 via the processing units 22 and 32, respectively.

入力信号処理部26,36及び開度信号処理部22,32は、信号を電気的に分離するアイソレーションアンプと、アイソレーションアンプのアナログ出力信号をデジタル信号に変換するA/D変換器を備えている。   The input signal processing units 26 and 36 and the opening degree signal processing units 22 and 32 include an isolation amplifier that electrically separates signals and an A / D converter that converts an analog output signal of the isolation amplifier into a digital signal. ing.

また、各制御部20,30には、マイクロコンピュータ21,31から出力されたサーボ弁SVに対する制御値が、サーボ出力部23,33を介してサーボ弁SVに出力され、マイクロコンピュータ21,31から出力された主制御装置CTへのバルブVの開度位置が、位置信号出力部24,34を介して出力されるように構成されている。   In addition, the control values for the servo valves SV output from the microcomputers 21 and 31 are output to the control valves 20 and 30 to the servo valves SV via the servo output sections 23 and 33, respectively. The output position of the valve V to the main controller CT that has been output is configured to be output via the position signal output units 24 and 34.

サーボ出力部23,33は、デジタルの制御値情報をアナログ信号に変換するD/A変換器と、その出力を増幅するドライバ回路を備えている。また、位置信号出力部24,34は、デジタルの開度位置情報を電気的に分離するアイソレーション回路と、アイソレーション回路の出力をアナログ信号に変換するD/A変換器を備えている。   The servo output units 23 and 33 include a D / A converter that converts digital control value information into an analog signal, and a driver circuit that amplifies the output. The position signal output units 24 and 34 include an isolation circuit that electrically separates digital opening position information, and a D / A converter that converts the output of the isolation circuit into an analog signal.

各制御部20,30は、制御モード切替操作部としてのスイッチSW2の操作によって、遠隔設置された主制御装置CTから入力される制御指令値に基づいてバルブVを駆動制御するリモート制御モードと、近傍設置された手動操作部(スイッチSW3)から入力される制御指令値に基づいてバルブVを駆動制御するローカル制御モードの何れかの制御モードに切替え可能に構成されている。   Each of the control units 20 and 30 includes a remote control mode for driving and controlling the valve V based on a control command value input from the remotely installed main control device CT by operating a switch SW2 as a control mode switching operation unit, The control mode can be switched to any one of the local control modes for driving and controlling the valve V based on a control command value input from a manual operation unit (switch SW3) installed in the vicinity.

上述した制御パラメータに基づいて制御権が設定された制御部(ここでは、制御部20とする。)は、何れの制御モードであっても、開度センサS1,S2から入力されるバルブ開度値のうちセンサ選択パラメータで選択された開度センサのバルブ開度値と制御指令値に基づいて、デジタルPID演算を行なってバルブVに対する制御値を算出し、算出した制御値に基づいて電磁式のサーボ弁SVに制御信号を出力する。   The control unit (in this case, the control unit 20) to which the control right is set based on the control parameters described above is the valve opening degree input from the opening degree sensors S1 and S2 in any control mode. Based on the valve opening value and the control command value of the opening sensor selected by the sensor selection parameter among the values, a digital PID calculation is performed to calculate a control value for the valve V, and an electromagnetic type is calculated based on the calculated control value. A control signal is output to the servo valve SV.

制御権を有していない待機中の制御部(ここでは、制御部30となる。)も、同様に、開度センサS1,S2から入力される何れかのバルブ開度値のうちセンサ選択パラメータで選択された開度センサのバルブ開度値と主制御装置CTまたはスイッチSW3から入力される制御指令値に基づいて、デジタルPID演算を行なってバルブVに対する制御値を算出し、算出した制御値に基づいてサーボ弁SVに制御信号を出力する。   Similarly, the standby control unit (in this case, the control unit 30) that does not have the control right also includes a sensor selection parameter of any one of the valve opening values input from the opening sensors S1 and S2. Based on the valve opening value of the opening sensor selected in step 1 and the control command value input from the main controller CT or the switch SW3, a digital PID calculation is performed to calculate a control value for the valve V, and the calculated control value Based on the control signal, a control signal is output to the servo valve SV.

その後、各制御部20,30は、各開度センサS1,S2に設定されている所定の優先権設定条件に基づいて、何れか一つの開度センサからのバルブ開度値を選択して、制御値を算出する。   Then, each control part 20 and 30 selects the valve opening value from any one opening sensor based on the predetermined priority setting conditions set to each opening sensor S1, S2, Calculate the control value.

所定の優先権設定条件とは、上述したセンサ選択パラメータ以外に、制御指令値に基づく制御信号に対応してバルブ開度値が所定範囲に収束しない状態が所定時間継続するフィードバックロスの発生の有無、制御指令値とバルブ開度値の偏差が増大する方向に変化する状態が所定時間継続する逆DEV値の発生の有無をいう。フィードバックロスは開度センサの劣化等による異常、逆DEV値は誤配線による異常を検出するものである。これらは、後述する信号判別部260(図7参照)で検出される。   Predetermined priority setting conditions include, in addition to the sensor selection parameters described above, whether or not a feedback loss occurs in which the valve opening value does not converge to a predetermined range corresponding to a control signal based on the control command value for a predetermined time. The occurrence of a reverse DEV value in which the state in which the deviation between the control command value and the valve opening value changes in the increasing direction continues for a predetermined time period. The feedback loss is an abnormality due to deterioration of the opening sensor, and the reverse DEV value is an abnormality due to incorrect wiring. These are detected by a signal determination unit 260 (see FIG. 7) described later.

各制御部20,30は、センサ選択パラメータで選択された開度センサSに、夫々フィードバックロスまたは逆DEV値が発生したと判断すると、他方の開度センサSに切り替えるとともに、現在選択中の開度センサ情報、異常発生した開度センサの異常情報等を自身の共有メモリCMに記憶する。   When each of the control units 20 and 30 determines that a feedback loss or a reverse DEV value has occurred in the opening sensor S selected by the sensor selection parameter, it switches to the other opening sensor S and opens the currently selected opening sensor S. The degree sensor information, the abnormality information of the opening sensor in which an abnormality has occurred, and the like are stored in its own shared memory CM.

夫々の共有メモリCMに記憶された情報は、ローカルネットワークを介して表示部40の共有メモリに書き込まれ、表示部40は、自身の共有メモリCMの内容に基づいて、カラー液晶表示ユニット45にモニタ表示するとともに、SRAM44、SDメモリ46に記憶する。   Information stored in each shared memory CM is written to the shared memory of the display unit 40 via the local network, and the display unit 40 monitors the color liquid crystal display unit 45 based on the contents of its own shared memory CM. The information is displayed and stored in the SRAM 44 and the SD memory 46.

さらに、夫々の開度センサSに対して、制御指令値とバルブ開度値の偏差であるDEV値の偏差が異常判定閾値以上になると、開度センサSを切り替えずに制御装置1に設けた警報部を作動して鳴動させる。   Further, for each opening sensor S, when the deviation of the DEV value, which is the deviation between the control command value and the valve opening value, exceeds the abnormality determination threshold, the opening sensor S is provided in the control device 1 without switching. Activate the alarm to sound.

尚、開度センサS等に対する各種の異常判定閾値(信号レベル閾値及び継続時間等)は、予めメンテナンス用のパーソナルコンピュータPCで設定され、各共有メモリCMに記憶されている。   Various abnormality determination thresholds (signal level threshold, duration, etc.) for the opening sensor S and the like are set in advance by the personal computer PC for maintenance and stored in each shared memory CM.

前記制御部20,30には、制御モード切替操作部SW2が切替操作されたときに、手動操作部SW3から入力される制御指令値と、主制御装置CTから入力される制御指令値との偏差に基づいて、制御モードを切り替えるか否かを判断する制御モード切替制御部21a,31aを備えている。   When the control mode switching operation unit SW2 is switched, the control units 20 and 30 have a deviation between the control command value input from the manual operation unit SW3 and the control command value input from the main controller CT. Are provided with control mode switching control units 21a and 31a for determining whether or not to switch the control mode.

主制御装置CTから入力される制御指令値に基づいてバルブVを制御しているリモート制御モード時に、制御モード切替操作部SW2が操作されると、制御モード切替制御部21a,31aは、手動操作部SW3から入力される制御指令値と主制御装置CTから入力される制御指令値との偏差が所定範囲、好ましくは略等しい値となった場合に、制御部20,30による制御モードをローカル制御モードに切り替える。   When the control mode switching operation unit SW2 is operated in the remote control mode in which the valve V is controlled based on the control command value input from the main controller CT, the control mode switching control units 21a and 31a are manually operated. When the deviation between the control command value input from the unit SW3 and the control command value input from the main controller CT is within a predetermined range, preferably approximately equal, the control mode by the control units 20 and 30 is controlled locally. Switch to mode.

また、手動操作部SW3から入力される制御指令値に基づいてバルブVを制御しているローカル制御モード時に、制御モード切替操作部SW2が操作されると、制御モード切替制御部21a,31aは、主制御装置CTから入力される制御指令値と手動操作部SW3から入力される制御指令値との偏差が所定範囲、好ましくは略等しい値となった場合に、制御部20,30による制御モードをリモート制御モードに切り替える。   When the control mode switching operation unit SW2 is operated in the local control mode in which the valve V is controlled based on the control command value input from the manual operation unit SW3, the control mode switching control units 21a and 31a are When the deviation between the control command value input from the main controller CT and the control command value input from the manual operation unit SW3 is within a predetermined range, preferably approximately equal, the control mode by the control units 20 and 30 is changed. Switch to remote control mode.

さらに、表示部40には、手動操作部SW3から入力される制御指令値と、主制御装置CTから入力される制御指令値との偏差が所定範囲に収束するように、手動操作部SW3を操作するように案内する案内表示部41aを備えている。   Further, on the display unit 40, the manual operation unit SW3 is operated so that the deviation between the control command value input from the manual operation unit SW3 and the control command value input from the main controller CT converges within a predetermined range. The guidance display part 41a which guides so that it may do is provided.

案内表示部41aは、制御モード切替操作部SW2が切替操作されたときに、手動操作部SW3から入力される制御指令値と、主制御装置CTから入力される制御指令値との偏差が所定範囲より大きいときに、当該偏差が所定範囲に収束するように、手動操作部SW3から入力される制御指令値を変化させるように、手動操作を促すメッセージをカラー液晶表示ユニット45の表示画面に表示する。   The guidance display unit 41a has a predetermined range of deviation between the control command value input from the manual operation unit SW3 and the control command value input from the main controller CT when the control mode switching operation unit SW2 is switched. When it is larger, a message prompting the manual operation is displayed on the display screen of the color liquid crystal display unit 45 so as to change the control command value input from the manual operation unit SW3 so that the deviation converges to a predetermined range. .

制御モード切替制御部21a,31aは、手動操作部SW3から入力される制御指令値が手動操作により変化して、そのとき主制御装置CTから入力される制御指令値と略同じ値となった場合、或は、主制御装置CTから入力される制御指令値が手動操作部SW3から入力される制御指令値と略等しくなった場合に制御モードを切り替える。   When the control command value input from the manual operation unit SW3 is changed by a manual operation, the control mode switching control units 21a and 31a become substantially the same value as the control command value input from the main controller CT at that time. Alternatively, the control mode is switched when the control command value input from the main controller CT becomes substantially equal to the control command value input from the manual operation unit SW3.

手動操作部SW3から入力される制御指令値と、主制御装置CTから入力される制御指令値との偏差が大きいときに制御モードを切り替えると、適正なプラントの運転状態が確保できなくなる虞があるため、当該偏差が所定範囲に収束することを条件として制御モードを切り替えるように構成しているのである。   If the control mode is switched when the deviation between the control command value input from the manual operation unit SW3 and the control command value input from the main controller CT is large, there is a possibility that an appropriate plant operating state cannot be secured. Therefore, the control mode is switched on condition that the deviation converges to a predetermined range.

例えば、操作者が手動操作部SW3を操作して、制御指令値を主制御装置CTから入力されている制御指令値に近い値に設定操作することにより、適正なプラントの運転状態を維持しながら制御モードを切り替えることができる。尚、偏差の収束条件である所定範囲は、対象となるプラントにより適宜設定される値であり特に限定されるものではない。   For example, the operator operates the manual operation unit SW3 to set the control command value to a value close to the control command value input from the main controller CT, thereby maintaining an appropriate plant operating state. The control mode can be switched. Note that the predetermined range, which is the deviation convergence condition, is a value that is appropriately set depending on the target plant, and is not particularly limited.

詳述すると、図8に示すように、各制御部20,30は、制御モード切替操作部SW2からの操作入力を検出すると(S1)、そのときに手動操作部SW3から入力される制御指令値と主制御装置CTから入力される制御指令値との偏差を算出し、当該偏差が所定範囲より大きいと判断すると(S2)、制御モードを維持しつつ、自身の共有メモリCMに制御モード切替のための案内メッセージの表示要求データを書き込む(S3)。   More specifically, as shown in FIG. 8, when each control unit 20, 30 detects an operation input from the control mode switching operation unit SW2 (S1), the control command value input from the manual operation unit SW3 at that time And a control command value input from the main control unit CT, and when it is determined that the deviation is larger than a predetermined range (S2), the control mode is switched to its own shared memory CM while maintaining the control mode. The request message display request data is written (S3).

表示部40は、自身の共有メモリCMにコピーされた案内メッセージの表示要求データを検出すると、カラー液晶表示ユニット45の表示画面に手動操作部SW3の操作を促す案内メッセージを表示する(S4)。案内メッセージには、バルブの開度を大きくするのか、小さくするのかという手動操作部SW3の操作方向指示が含まれる。   When the display unit 40 detects the display request data of the guidance message copied to its own shared memory CM, the display unit 40 displays a guidance message for prompting the operation of the manual operation unit SW3 on the display screen of the color liquid crystal display unit 45 (S4). The guidance message includes an operation direction instruction of the manual operation unit SW3 indicating whether to increase or decrease the opening of the valve.

当該画面には、現在の制御モードがローカル制御モードであるかリモート制御モードであるかを識別する制御モード表示部と、手動操作部SW3から入力される制御指令値と主制御装置CTから入力される制御指令値との偏差が、当該案内メッセージとともに表示される。   The screen is input from the control mode display unit for identifying whether the current control mode is the local control mode or the remote control mode, the control command value input from the manual operation unit SW3, and the main control unit CT. The deviation from the control command value is displayed together with the guidance message.

当該案内メッセージと偏差を目視確認した操作者により、手動操作部SW3が操作されて、当該偏差が所定範囲に収束すると、制御部20,30により案内メッセージの表示要求データが消去されて(S2)、その時点でリモート制御モードからローカル制御モードへ(S5,S6)、或は、ローカル制御モードからリモート制御モードへ切り替えられる(S5,S7)。   When the manual operation unit SW3 is operated by an operator who visually confirms the guidance message and the deviation and the deviation converges within a predetermined range, the display request data of the guidance message is deleted by the control units 20 and 30 (S2). At that time, the remote control mode is switched to the local control mode (S5, S6), or the local control mode is switched to the remote control mode (S5, S7).

尚、上述のフローでは、手動操作部SW3から入力される制御指令値と主制御装置CTから入力される制御指令値との偏差が所定範囲より大きいときに、手動操作部SW3の操作により偏差が所定範囲に収束する例を説明したが、主制御装置CTから入力される制御指令値が変化することにより偏差が所定範囲に収束する場合もある。特にローカル制御モードからリモート制御モードに切替操作された場合に、その旨の情報を主制御装置CTに伝送することにより、主制御装置CTが積極的に制御指令値を変化させるように構成することも可能である。モード切替の操作情報を受信したときのバルブ1の開度情報に相当する制御指令値を出力するように主制御装置CTを構成すればよい。   In the above flow, when the deviation between the control command value input from the manual operation unit SW3 and the control command value input from the main controller CT is larger than a predetermined range, the deviation is caused by the operation of the manual operation unit SW3. Although an example of convergence to the predetermined range has been described, the deviation may converge to the predetermined range due to a change in the control command value input from the main controller CT. In particular, when switching from the local control mode to the remote control mode is performed, the main control unit CT is configured to actively change the control command value by transmitting information to that effect to the main control unit CT. Is also possible. The main controller CT may be configured to output a control command value corresponding to the opening information of the valve 1 when the mode switching operation information is received.

図7に示すように、制御部20には、自身がサーボ弁に出力した制御信号をサーボ弁SVに接続するか否かを切り替えるリレー回路、及び、主制御装置CTに出力した位置信号の信号線を主制御装置CTへの信号線に接続するか否かを切り替えるリレー回路でなるスイッチ回路250(250a,250b)が設けられ、自身が制御権を持つ場合に自身のスイッチ回路250をオンし、自身が制御権を持たない場合に自身のスイッチ回路250(250a,250b)をオフするように構成されている。制御部30も同様に構成されている。   As shown in FIG. 7, the control unit 20 includes a relay circuit for switching whether or not to connect a control signal output to the servo valve to the servo valve SV, and a position signal signal output to the main control unit CT. Is provided with a switch circuit 250 (250a, 250b) that is a relay circuit for switching whether or not to connect the signal line to the signal line to the main control unit CT. The switch circuit 250 (250a, 250b) is turned off when it does not have the control right. The control unit 30 is similarly configured.

従って、制御権を持つ制御部(20または30)からのみ、サーボ弁SVに対する駆動電流が出力され、主制御装置CTへバルブVの位置信号が出力されるようになり、信号の干渉が生じないように構成されている。   Therefore, the drive current for the servo valve SV is output only from the control unit (20 or 30) having the control right, and the position signal of the valve V is output to the main control unit CT, so that no signal interference occurs. It is configured as follows.

制御権を持つ制御部(20または30)に異常が発生すると、制御権引渡し信号が待機中の制御部(30または20)に出力され、待機中の制御部(30または20)は、制御権引渡し信号を検出すると、自身のスイッチ回路250をオンして、バルブに対する制御を継続するように構成されている。   When an abnormality occurs in the control unit (20 or 30) having the control right, a control right transfer signal is output to the standby control unit (30 or 20), and the standby control unit (30 or 20) When the delivery signal is detected, the switch circuit 250 is turned on to continue the control of the valve.

以下、リモート制御モードでの制御部20を例にして制御権の引渡しについて詳述するが、ローカル制御モードでも同様であり、また、制御部30も同様である。制御部20に自身の異常を検出する複数の異常検出部を備えている。制御権を持っている場合に、異常検出部により自身の異常を検出すると、自身の制御信号を遮断するようにスイッチ回路250をオフするとともに、他の制御部30に制御権を引き渡す制御権引渡し信号を出力するように構成されている。さらにそのときに、制御装置1に設けた警報部を作動して鳴動させる。   Hereinafter, the transfer of the control right will be described in detail by taking the control unit 20 in the remote control mode as an example, but the same applies to the local control mode, and the control unit 30 is also the same. The control unit 20 includes a plurality of abnormality detection units that detect its own abnormality. If the abnormality detection unit detects an abnormality of itself when it has the control right, the switch circuit 250 is turned off so as to cut off its control signal, and the control right is transferred to the other control unit 30 It is configured to output a signal. Further, at that time, the alarm unit provided in the control device 1 is activated to sound.

図7に示すように、異常検出部としてハードウェアによるウォッチドッグ回路220、ソフトウェアによるウォッチドッグタイマ210を備えている。   As shown in FIG. 7, a hardware watchdog circuit 220 and software watchdog timer 210 are provided as an abnormality detection unit.

ウォッチドッグ回路220は、マイクロコンピュータ21から所定周期で入力されるウォッチドッグパルス(以下、「WDパルス」と記す。)によりリセットされるカウンタ回路と、カウンタ回路が所定値より大きくなると異常信号を出力するゲート回路を備えており、マイクロコンピュータ21のCPUに何らかの原因で暴走等の異常が発生し、WDパルスが入力されない状態が所定時間継続するとカウンタ回路が所定値より大きくなり、異常信号が出力される。   The watchdog circuit 220 is reset by a watchdog pulse (hereinafter referred to as “WD pulse”) input at a predetermined cycle from the microcomputer 21 and outputs an abnormal signal when the counter circuit exceeds a predetermined value. If a malfunction such as runaway occurs in the CPU of the microcomputer 21 for some reason and the state where no WD pulse is input continues for a predetermined time, the counter circuit becomes larger than the predetermined value and an abnormal signal is output. The

ウォッチドッグタイマ210は、マイクロコンピュータ21の内部タイマにより自動カウントされるカウンタを備えたファームウェアと、当該カウンタの値をソフトウェアによりリセットするプログラムで構成され、CPUの暴走等でプログラムによるリセットが所定時間行なわれないときに、ファームウェアにより異常信号(図中、「オーバーフロー」と記載された信号)が出力される。   The watchdog timer 210 includes firmware having a counter that is automatically counted by an internal timer of the microcomputer 21 and a program that resets the value of the counter by software, and resetting by a program is performed for a predetermined time due to a runaway of the CPU or the like. If not, an abnormal signal (a signal described as “overflow” in the figure) is output by the firmware.

ウォッチドッグ回路220またはウォッチドッグタイマ210の何れかから異常信号が入力されるとその状態を保持するラッチ回路を有するウォッチドッグエラー回路230を備え、ウォッチドッグエラー回路230から待機中の制御部30に制御権を引き渡す制御権引渡し信号(図中、「制御CPU異常/正常」と記載された信号で、正常時はハイレベル、異常時はローレベルとなる。)が出力される。   When an abnormal signal is input from either the watchdog circuit 220 or the watchdog timer 210, a watchdog error circuit 230 having a latch circuit that retains the state is provided. A control right delivery signal (in the figure, a signal described as “control CPU abnormality / normal”, which is a high level when normal and a low level when abnormality) is output.

図7中、「他制御CPU異常/正常」と記載された信号がマイクロコンピュータ21に入力されているが、この信号は他方の制御部30に備えたウォッチドッグエラー回路からの信号である。   In FIG. 7, a signal described as “other control CPU abnormality / normal” is input to the microcomputer 21, and this signal is a signal from a watchdog error circuit provided in the other control unit 30.

上述したスイッチ回路250は、ANDゲートを備えた出力切替回路240により制御される。つまり、制御権を持つマイクロコンピュータ21から出力されるハイレベルの制御切替信号と、ウォッチドッグエラー回路230から出力されるハイレベルの制御権引渡し信号が入力されているときにスイッチ回路250がオンされて制御信号及び位置信号が出力され、制御切替信号と制御権引渡し信号の少なくとも何れか一方の信号レベルがローレベルであるときにスイッチ回路250がオフされる。従って、制御権を持たない待機中のマイクロコンピュータ21から出力されるローレベルの制御切替信号によりスイッチ回路250はオフされる。   The switch circuit 250 described above is controlled by an output switching circuit 240 having an AND gate. That is, the switch circuit 250 is turned on when the high-level control switching signal output from the microcomputer 21 having the control right and the high-level control right delivery signal output from the watchdog error circuit 230 are input. When the control signal and the position signal are output and at least one of the control switching signal and the control right delivery signal is at a low level, the switch circuit 250 is turned off. Accordingly, the switch circuit 250 is turned off by the low-level control switching signal output from the waiting microcomputer 21 having no control right.

従って、自身の制御信号の出力状態にかかわらず、ウォッチドッグ回路220またはウォッチドッグタイマ210の何れかから出力される異常信号により自身の制御信号及び位置信号を遮断するとともに、当該異常信号が制御権引渡し信号として他の制御部30に出力される。   Therefore, regardless of the output state of the own control signal, the abnormal signal output from either the watchdog circuit 220 or the watchdog timer 210 blocks the own control signal and the position signal, and the abnormal signal is controlled. It is output to another control unit 30 as a delivery signal.

さらに、異常検出部として、開度センサS、サーボ弁SV、制御指令値の何れかの異常を、CPUで実行される制御プログラムに基づいて検出する機能ブロックである信号判別部260を備えている。   Further, as the abnormality detection unit, a signal determination unit 260 that is a functional block for detecting any abnormality of the opening sensor S, the servo valve SV, and the control command value based on a control program executed by the CPU is provided. .

信号判別部260は、開度センサSから入力されるバルブVの開度値、主制御装置CTから入力される制御指令値、PID演算の結果に基づいて出力されるサーボ弁SVに対する電流値、主制御装置CTに出力されるバルブVの位置信号の夫々について、共有メモリCMに記憶された上下限の何れかの異常判定閾値を超える状態が所定時間継続したときに異常と判断して、その結果を共有メモリCMに記憶する。尚、電流値は、図7に示す電流検出部によって、サーボ出力部23からの出力値がモニタされてマイクロコンピュータ21に入力されるように構成されている。   The signal discriminating unit 260 includes an opening value of the valve V input from the opening sensor S, a control command value input from the main controller CT, a current value for the servo valve SV output based on the result of the PID calculation, For each of the position signals of the valve V output to the main controller CT, it is determined that there is an abnormality when a state exceeding any of the upper and lower limit abnormality determination thresholds stored in the shared memory CM continues for a predetermined time. The result is stored in the shared memory CM. The current value is configured such that the output value from the servo output unit 23 is monitored by the current detection unit shown in FIG.

信号判別部260により上述した何れかの異常が検出されると、マイクロコンピュータ21から正常時にハイレベルで出力されるCPU異常信号がローレベルに切り替わり、ローレベルのCPU異常信号がウォッチドッグエラー回路230に入力されて、ウォッチドッグエラー回路230でローレベルにラッチされた制御権引渡し信号が待機中の制御部30に出力される。尚、CPU異常信号がローレベルに切り替えられると、ウォッチドッグ回路220の動作は停止する。   When any of the above-described abnormalities is detected by the signal discriminating unit 260, the CPU abnormal signal output at a high level from the microcomputer 21 at the normal time is switched to the low level, and the low-level CPU abnormal signal is changed to the watchdog error circuit 230. The control right delivery signal latched at the low level by the watchdog error circuit 230 is output to the waiting control unit 30. Note that when the CPU abnormality signal is switched to the low level, the operation of the watchdog circuit 220 is stopped.

つまり、信号判別部260により何れかの異常を検出すると、自身の制御信号及び位置信号の出力状態にかかわらず、異常信号を出力して自身の制御信号及び位置信号を遮断するとともに、当該異常信号を制御権引渡し信号として他の制御部に出力するように構成されている。   That is, when any abnormality is detected by the signal discriminating unit 260, the abnormality signal is output to block the own control signal and the position signal regardless of the output state of the own control signal and the position signal. Is output to another control unit as a control right delivery signal.

また、制御部20,30間で、共有メモリCMに記憶されたバルブ開度値や制御値等の制御情報に基づいて、バルブ開度値及び各バルブ開度値に基づく制御値に過大な差分があると判断したときに、冗長設計された何れかの系に異常が発生している可能性があると判断して、制御を継続、つまり、制御権を引き渡さずに、警報部から警報を出力して、メンテナンスの必要性があることを報知する。   In addition, an excessive difference between the control units 20 and 30 in the valve opening value and the control value based on each valve opening value based on the control information such as the valve opening value and the control value stored in the shared memory CM. When it is determined that there is a possibility that an error has occurred in one of the redundantly designed systems, control is continued, that is, an alarm is issued from the alarm unit without handing over the control right. Output to notify that there is a need for maintenance.

上述したウォッチドッグ回路220、ウォッチドッグタイマ210、ウォッチドッグエラー回路230と、マイクロコンピュータ21に割り付けられたそれらの入出力信号ポート等により、制御権を持つ制御部20,30から異常信号を受けて、制御権引渡し信号を他の制御部30,20に出力する制御権取得回路25,35が構成されている。   When the above-described watchdog circuit 220, watchdog timer 210, watchdog error circuit 230 and their input / output signal ports assigned to the microcomputer 21 receive abnormal signals from the control units 20 and 30 having the control right. Control right acquisition circuits 25 and 35 for outputting a control right transfer signal to the other control units 30 and 20 are configured.

制御権を持つ制御部30の制御権取得回路35から待機中の制御部20に、ローレベルの制御権引渡し信号(図7中、「他制御CPU異常/正常」信号)が入力されると、制御部20に制御権が引き渡される。制御部20は、出力切替回路240に対する制御切替信号をローレベルからハイレベルに切り替えて、スイッチ回路250をオンしてバルブVに対する制御を継続する。   When a low-level control right delivery signal (“other control CPU abnormality / normal” signal in FIG. 7) is input from the control right acquisition circuit 35 of the control unit 30 having the control right to the standby control unit 20, The control right is handed over to the control unit 20. The control unit 20 switches the control switching signal for the output switching circuit 240 from the low level to the high level, turns on the switch circuit 250, and continues the control on the valve V.

以上、説明したように、制御権を持つ制御部のみならず制御権を持たないバックアップ用の制御部も、開度センサから入力されるバルブ開度値と主制御装置またはスイッチSW3から入力される制御指令値に基づいてバルブを駆動するアクチュエータの制御値を算出し、算出した制御値に基づいてアクチュエータに制御信号を出力するため、制御権が切り替えられた場合であっても、応答遅れ無く直ちに適切に制御を継続することができるようになる。   As described above, not only the control unit having the control right but also the backup control unit not having the control right is input from the valve opening value input from the opening degree sensor and the main controller or the switch SW3. The control value of the actuator that drives the valve is calculated based on the control command value, and the control signal is output to the actuator based on the calculated control value. Therefore, even when the control right is switched, there is no response delay immediately. It becomes possible to continue control appropriately.

制御権を持つ制御部20の信号判別部260により異常が検出され、待機中の制御部30に制御権を引き渡す必要が生じた場合であっても、待機中の制御部30の信号判別部260により同様の異常が検出されていることを共有メモリCMに記憶された制御情報に基づいて認識すると、制御不能状態と判断して、制御権を引き渡すことなく、バルブVが閉塞するようにサーボ電流値をゼロに設定するフェールセーフ動作を実行する。   Even when the abnormality is detected by the signal determination unit 260 of the control unit 20 having the control right and it is necessary to hand over the control right to the standby control unit 30, the signal determination unit 260 of the standby control unit 30 is required. If it is recognized based on the control information stored in the shared memory CM that the same abnormality is detected by the control signal, the servo current is determined so that the valve V is closed without determining the control right and handing over the control right. Perform a fail-safe operation that sets the value to zero.

また、制御権を持つ制御部20の信号判別部260により異常が検出され、待機中の制御部30に制御権を引き渡す必要が生じた場合であっても、待機中の制御部30から入力される制御権引渡し信号がローレベル、つまり、何らかの異常が発生していると判断できる場合には、制御不能状態と判断して、制御権を引き渡すことなく、バルブVが閉塞するようにサーボ電流値をゼロに設定するフェールセーフ動作を実行する。   In addition, even when an abnormality is detected by the signal determination unit 260 of the control unit 20 having the control right and it is necessary to transfer the control right to the standby control unit 30, it is input from the standby control unit 30. If the control right delivery signal is at a low level, that is, it can be determined that some abnormality has occurred, it is determined that the control is impossible, and the servo current value is set so that the valve V is closed without handing over the control right. Perform a fail-safe operation that sets to zero.

さらに、信号判別部260には、上述の制御権引渡しのための異常検出のみならず、油圧機構VDを構成するポンプの圧力、アキュムレータの圧力、ESD油圧、油液レベル、油圧シリンダSLのスラスト押し圧力または引き圧力(圧力センサにより検出される)等に異常が発生しているか否かを、予め共有メモリCMに記憶された制御パラメータに含まれる異常判定閾値や判定時間に基づいて判断し、異常と判断した場合に警報部を作動するように構成されている。   Further, the signal determination unit 260 not only detects the abnormality for the above-mentioned control right delivery, but also the pressure of the pump constituting the hydraulic mechanism VD, the pressure of the accumulator, the ESD hydraulic pressure, the hydraulic fluid level, the thrust push of the hydraulic cylinder SL. Whether or not an abnormality has occurred in the pressure or the pulling pressure (detected by the pressure sensor) is determined based on the abnormality determination threshold or the determination time included in the control parameter stored in advance in the shared memory CM. The alarm unit is configured to operate when it is determined.

制御権を取得している制御部が何れであるか、制御のために選択されている開度センサが何れであるか、バルブの制御状態、上述した各種の異常状態等の各種の情報は、共有メモリCMを介して表示部40に備えたカラー液晶表示ユニット45に表示され、或は、通信インタフェース42を介して接続されたパーソナルコンピュータPCの画面に表示される。   Various information such as which control unit has acquired the control right, which opening sensor is selected for control, valve control state, various abnormal states described above, etc. It is displayed on the color liquid crystal display unit 45 provided in the display unit 40 via the shared memory CM, or displayed on the screen of the personal computer PC connected via the communication interface 42.

各制御部20,30は、予め設定された制御周期(例えば、10msec.周期)で、制御指令値や開度センサSからの開度値等の読込処理、PID制御演算処理、サーボ弁に対する制御信号や位置信号等の出力処理、異常検出処理等の一連の処理を繰り返し実行し、その結果を自身の共有メモリCMに記憶する。   Each of the control units 20 and 30 reads a control command value, an opening value from the opening sensor S, a PID control calculation process, and controls a servo valve at a preset control cycle (for example, 10 msec. Cycle). A series of processing such as output processing of signals and position signals, abnormality detection processing, and the like are repeatedly executed, and the result is stored in its own shared memory CM.

各共有メモリCM間を接続するローカルネットワークにより、上述の制御周期とほぼ同一の周期で相互のデータが読み書きされて互いにデータを共有する。   By the local network connecting the shared memories CM, mutual data is read and written in substantially the same cycle as the above-described control cycle, and the data is shared with each other.

表示部40は、共有メモリCMに記憶された制御情報に基づいて表示処理を行ない、さらに、予め設定された制御情報を上述の制御周期より長い周期(例えば1秒周期)で時刻情報と共にSRAM44に書き込むとともに、SDメモリ46に書き込む。SRAM44にはリングバッファ方式で4時間程度の制御情報が記憶され、SDメモリ46には数年に亘る制御情報が記憶される。   The display unit 40 performs display processing based on the control information stored in the shared memory CM, and further displays preset control information in the SRAM 44 together with time information in a cycle longer than the above-described control cycle (for example, 1 second cycle). In addition to writing, the data is written to the SD memory 46. The SRAM 44 stores control information for about 4 hours in a ring buffer system, and the SD memory 46 stores control information for several years.

このように、バルブVに対する制御シーケンスを実行する制御部20,30と、その結果を表示する表示部40とを、共有メモリCMを介することにより機能分散しているため、制御部20,30に表示処理のための負荷を掛けることによる制御の遅延を招くことなく、円滑に表示処理することが可能となる。   As described above, the functions of the control units 20 and 30 that execute the control sequence for the valve V and the display unit 40 that displays the result are distributed via the shared memory CM. Display processing can be smoothly performed without causing a delay in control due to a load for display processing.

上述した実施形態では、バルブVを制御する制御部が二つの制御部により冗長制御される場合を説明したが、三つ以上の制御部により冗長制御されるように構成してもよい。この場合、各制御部に優先順位を設定し、優先順位が上位の制御部から下位の制御部に制御権が引き渡されるように構成することができる。   In the above-described embodiment, the case where the control unit that controls the valve V is redundantly controlled by the two control units has been described. However, the control unit may be configured to be redundantly controlled by three or more control units. In this case, a priority order can be set for each control unit, and a control right can be transferred from a control unit with a higher priority to a lower control unit.

上述した実施形態では、バルブVの開度を検出する開度センサSを二つ設けた例を説明したが、開度センサSを三つ以上設けて、夫々の出力が各制御部に入力されるように構成してもよい。   In the embodiment described above, an example in which two opening degree sensors S for detecting the opening degree of the valve V are provided has been described. However, three or more opening degree sensors S are provided, and each output is input to each control unit. You may comprise.

上述した実施形態では、制御モードの切替時に、手動操作部SW3から入力される制御指令値と主制御装置CTから入力される制御指令値との偏差が所定範囲に収束したときに、制御モード切替制御部により制御モードが切り替えられる例を説明したが、制御モードの切替時に、手動操作部SW3から入力される制御指令値と、主制御装置CTから入力される制御指令値との偏差が所定範囲に収束するように、制御モード切替制御部が手動操作部SW3から入力される制御指令値を補正するように構成してもよい。   In the embodiment described above, when the control mode is switched, when the deviation between the control command value input from the manual operation unit SW3 and the control command value input from the main controller CT converges to a predetermined range, the control mode switching is performed. Although the example in which the control mode is switched by the control unit has been described, the deviation between the control command value input from the manual operation unit SW3 and the control command value input from the main control unit CT when the control mode is switched is within a predetermined range. The control mode switching control unit may be configured to correct the control command value input from the manual operation unit SW3 so as to converge.

つまり、リモート制御モードからローカル制御モードに切替操作されたときに、手動操作部SW3から入力される制御指令値に、正または負のオフセット値を加えて、主制御装置CTから入力される制御指令値と等しくなるように補正してもよい。   That is, when a switching operation is performed from the remote control mode to the local control mode, a positive or negative offset value is added to the control command value input from the manual operation unit SW3, and the control command input from the main controller CT. You may correct | amend so that it may become equal to a value.

上述の各種の実施形態は、本発明の一実施例であり、本発明による作用効果を奏する範囲で各部の具体的な回路構成等は適宜変更設計できるものである。   The various embodiments described above are examples of the present invention, and specific circuit configurations and the like of each part can be appropriately changed and designed within the scope of the effects of the present invention.

本発明による制御装置が組み込まれたシステムのブロック構成図Block diagram of a system incorporating a control device according to the present invention 油圧ユニットの説明図Illustration of hydraulic unit バルブ、油圧シリンダ、開度センサの説明図Illustration of valve, hydraulic cylinder, opening sensor 油圧ユニットに組み込まれた制御装置を構成する基板の説明図Explanatory drawing of the board which constitutes the control device built in the hydraulic unit 表示部によりカラー液晶表示ユニットに表示される画面の説明図Illustration of the screen displayed on the color liquid crystal display unit by the display unit 制御装置を構成する二つの制御部と表示部の機能ブロック構成図Functional block configuration diagram of two control units and display unit constituting the control device 制御部の要部の構成図Configuration diagram of the main part of the control unit 制御モード切替動作を示すフローチャートFlow chart showing control mode switching operation

1:制御装置
20,30:制御部
21a,31a:制御モード切替制御部
40:表示部
41a:案内表示部
CT:主制御装置
S,S1,S1:開度センサ
SV:アクチュエータ(サーボ弁)
SW2:制御モード切替操作部
SW3:手動操作部
V:バルブ
VD:油圧機構
1: control device 20, 30: control unit 21a, 31a: control mode switching control unit 40: display unit 41a: guidance display unit CT: main control device S, S1, S1: opening sensor SV: actuator (servo valve)
SW2: Control mode switching operation unit SW3: Manual operation unit V: Valve VD: Hydraulic mechanism

Claims (5)

開度センサから入力されるバルブ開度値とバルブに対する制御指令値に基づいて前記バルブを駆動制御する制御部と、主制御装置から入力される制御指令値に基づいて前記バルブを駆動制御するリモート制御モードと、手動操作部から入力される制御指令値に基づいて前記バルブを駆動制御するローカル制御モードの何れかの制御モードに前記制御部を切替操作可能な制御モード切替操作部を備えた石油化学プラントのバルブ制御装置であって、
記手動操作部から入力される制御指令値と、前記主制御装置から入力される制御指令値との偏差に基づいて、前記制御モードを切り替えるか否かを判断する制御モード切替制御部を前記制御部に備え、前記制御モード切替制御部は前記制御モード切替操作部が切替操作されたときに、前記偏差が所定範囲内に収束していれば前記制御モードを切り替え、前記偏差が所定範囲内に収束していなければ前記制御モードを維持する石油化学プラントのバルブ制御装置。
A control unit for driving and controlling the valve based on a valve opening value input from an opening sensor and a control command value for the valve, and a remote for driving and controlling the valve based on a control command value input from a main controller Petroleum having a control mode switching operation unit capable of switching the control unit to any one of a control mode and a local control mode for driving and controlling the valve based on a control command value input from a manual operation unit A valve controller for a chemical plant,
A control command value input from the previous SL manual operating unit, based on a deviation between a control command value input from the main control device, the control mode switching control section for determining whether to switch the control mode before The control mode switching control unit switches the control mode if the deviation converges within a predetermined range when the control mode switching operation unit is switched, and the deviation is within the predetermined range. A valve control device for a petrochemical plant that maintains the control mode if it does not converge within .
前記制御モード切替制御部は、前記手動操作部から入力される制御指令値と、前記主制御装置から入力される制御指令値との偏差が所定範囲に収束したときに前記制御モードを切り替える請求項1記載の石油化学プラントのバルブ制御装置。   The control mode switching control unit switches the control mode when a deviation between a control command value input from the manual operation unit and a control command value input from the main control device converges within a predetermined range. The valve control apparatus of a petrochemical plant according to 1. 前記手動操作部から入力される制御指令値と、前記主制御装置から入力される制御指令値との偏差が所定範囲に収束するように、前記手動操作部を操作するように案内する案内表示部を備えている請求項2記載の石油化学プラントのバルブ制御装置。   A guidance display unit that guides the user to operate the manual operation unit so that a deviation between a control command value input from the manual operation unit and a control command value input from the main controller converges to a predetermined range. The valve control device for a petrochemical plant according to claim 2. 前記制御モード切替制御部は、前記手動操作部から入力される制御指令値と、前記主制御装置から入力される制御指令値との偏差が所定範囲に収束するように、前記手動操作部から入力される制御指令値を補正する請求項2記載の石油化学プラントのバルブ制御装置。   The control mode switching control unit is input from the manual operation unit so that a deviation between a control command value input from the manual operation unit and a control command value input from the main control device converges within a predetermined range. The valve control device for a petrochemical plant according to claim 2, wherein the control command value to be corrected is corrected. 前記制御部が防爆構造体の内部に収容され、制御モード切替操作部及び手動操作部が前記防爆構造体の外部に設置されている請求項1から4の何れかに記載の石油化学プラントのバルブ制御装置。
The petrochemical plant valve according to any one of claims 1 to 4, wherein the control unit is housed in an explosion-proof structure, and a control mode switching operation unit and a manual operation unit are installed outside the explosion-proof structure. Control device.
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