JPH0756601B2 - プラント制御装置 - Google Patents
プラント制御装置Info
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- JPH0756601B2 JPH0756601B2 JP31162092A JP31162092A JPH0756601B2 JP H0756601 B2 JPH0756601 B2 JP H0756601B2 JP 31162092 A JP31162092 A JP 31162092A JP 31162092 A JP31162092 A JP 31162092A JP H0756601 B2 JPH0756601 B2 JP H0756601B2
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- Japan
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- signal
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- logic
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はプラント制御装置に係
り、系統機器単位分散制御システムの構成に適したドラ
イブコントロールモジュール(以下、DCM)に関す
る。
り、系統機器単位分散制御システムの構成に適したドラ
イブコントロールモジュール(以下、DCM)に関す
る。
【0002】
【従来の技術】シーケンス制御装置は、従来、リレーま
たはソリッドステートによるワイヤードロジックにより
構成されていた。しかし、少人数によるプラント運転を
可能にする広範囲自動化や、燃料転換に伴う石炭火力発
電プラントの増加によるプラント補機数の増大等により
システムが高度化,複雑化するのに伴いそのハード量や
配線本数は膨大となっている。また、シーケンスの進行
表示,渋滞表示,異常診断等の高度のニーズに対応する
には困難があった。
たはソリッドステートによるワイヤードロジックにより
構成されていた。しかし、少人数によるプラント運転を
可能にする広範囲自動化や、燃料転換に伴う石炭火力発
電プラントの増加によるプラント補機数の増大等により
システムが高度化,複雑化するのに伴いそのハード量や
配線本数は膨大となっている。また、シーケンスの進行
表示,渋滞表示,異常診断等の高度のニーズに対応する
には困難があった。
【0003】近年、ワイヤードロジックに代わってCP
Uを中核とするディジタルコントローラないしシーケン
ス制御装置が普及している。しかし、ディジタルコント
ローラは経済的理由にもより、1台のコントローラで複
数の機器を時分割処理する構成となる。このため、CP
U故障時には複数の機器の制御が不能となりプラント運
転の継続に重大な障害を発生することとなり、一方で、
コントローラの多重化が必要になる。
Uを中核とするディジタルコントローラないしシーケン
ス制御装置が普及している。しかし、ディジタルコント
ローラは経済的理由にもより、1台のコントローラで複
数の機器を時分割処理する構成となる。このため、CP
U故障時には複数の機器の制御が不能となりプラント運
転の継続に重大な障害を発生することとなり、一方で、
コントローラの多重化が必要になる。
【0004】また、運転を継続すると機器に損傷を与え
るような状況下では、強制的に機器を停止して安全を確
保するインターロック(以下機器保護インターロックと
呼ぶ。)が必要であるが、これは従来ディジタルコント
ローラを使用する場合でもハードワイヤードロジックに
て構成している。これは機器保護ロジックはCPUの動
作・不動作にかかわらず、機器の運転中は常に可能に構
成される必要があるためである。
るような状況下では、強制的に機器を停止して安全を確
保するインターロック(以下機器保護インターロックと
呼ぶ。)が必要であるが、これは従来ディジタルコント
ローラを使用する場合でもハードワイヤードロジックに
て構成している。これは機器保護ロジックはCPUの動
作・不動作にかかわらず、機器の運転中は常に可能に構
成される必要があるためである。
【0005】図2に従来のディジタルコントローラによ
る制御装置の構成を示す。1はディジタルコントローラ
であり、2のCPU,3a〜3nのディジタル入力カー
ド(以下DIカード),4a〜4nのディジタル出力カ
ード(以下DOカード)及びPI/Oバス7より構成さ
れる。8は機器保護,警報及び手動操作などを行なうバ
ックアップ回路であり、9に示す手動操作用スイッチか
らの指令及びプラントからのプロセス状態信号により、
ディジタルコントローラ1の故障時等に手動にて操作端
を制御しプラントの運転を継続可能ならしめ、更にプラ
ントに損傷を与えるような状況においては機器を強制停
止してプラントの安全を確保するものである。11は機
器であり、複数個の機器によりプラントを構成する。通
常は、1台のディジタルコントローラ1にて複数の機器
群10を制御する。
る制御装置の構成を示す。1はディジタルコントローラ
であり、2のCPU,3a〜3nのディジタル入力カー
ド(以下DIカード),4a〜4nのディジタル出力カ
ード(以下DOカード)及びPI/Oバス7より構成さ
れる。8は機器保護,警報及び手動操作などを行なうバ
ックアップ回路であり、9に示す手動操作用スイッチか
らの指令及びプラントからのプロセス状態信号により、
ディジタルコントローラ1の故障時等に手動にて操作端
を制御しプラントの運転を継続可能ならしめ、更にプラ
ントに損傷を与えるような状況においては機器を強制停
止してプラントの安全を確保するものである。11は機
器であり、複数個の機器によりプラントを構成する。通
常は、1台のディジタルコントローラ1にて複数の機器
群10を制御する。
【0006】図3は図2に示したディジタルコントロー
ラ1を更に詳細に示したものである。20はCPU2内
のメモリに記憶されたソフトウエアにより実行される回
路である。これらの回路は21,22,23に示すマク
ロ言語により記述される。21は論理和マクロ、22は
論理積マクロ、23は論理否定マクロである。26はシ
ーケンシャル制御ロジックであり、シーケンシャル駆動
指令24,シーケンシャル停止指令25及びプロセス状
態信号27a〜27nを用いてマクロ言語によりシーケ
ンシャル制御処理内容が記述されており、プロセス状態
を確認しながら予め定められた順序に従って各機器への
自動起動指令28a〜28n,自動停止指令29a〜2
9nをDOより出力する。
ラ1を更に詳細に示したものである。20はCPU2内
のメモリに記憶されたソフトウエアにより実行される回
路である。これらの回路は21,22,23に示すマク
ロ言語により記述される。21は論理和マクロ、22は
論理積マクロ、23は論理否定マクロである。26はシ
ーケンシャル制御ロジックであり、シーケンシャル駆動
指令24,シーケンシャル停止指令25及びプロセス状
態信号27a〜27nを用いてマクロ言語によりシーケ
ンシャル制御処理内容が記述されており、プロセス状態
を確認しながら予め定められた順序に従って各機器への
自動起動指令28a〜28n,自動停止指令29a〜2
9nをDOより出力する。
【0007】80はバックアップ回路8の1機器分を示
しており、その論理回路はワイヤードロジックにより構
成される。92の自動/手動切替スイッチにより、自動
モードが選択されると、手動操作スイッチ91,93か
らの指令は81の論理積回路によりロックされるととも
に、ディジタルコントローラ1からの自動操作出力28
a,29aを選択し、プロセス状態信号85を確認した
上で、操作端12を自動操作する。一方、手動モードを
選択した場合には手動操作スイッチ91,93の操作に
従ってプロセス状態信号85を確認しながら行なわれ
る。また、87の保護インターロックは検出端14,1
5にて機器の異常状態が検出されると、その異常状態信
号86a〜86nを取り込むことにより異常状態を判定
し、どのような操作指令よりも最優先にて強制的に停止
指令を出力し、機器の安全を確保するものである。
しており、その論理回路はワイヤードロジックにより構
成される。92の自動/手動切替スイッチにより、自動
モードが選択されると、手動操作スイッチ91,93か
らの指令は81の論理積回路によりロックされるととも
に、ディジタルコントローラ1からの自動操作出力28
a,29aを選択し、プロセス状態信号85を確認した
上で、操作端12を自動操作する。一方、手動モードを
選択した場合には手動操作スイッチ91,93の操作に
従ってプロセス状態信号85を確認しながら行なわれ
る。また、87の保護インターロックは検出端14,1
5にて機器の異常状態が検出されると、その異常状態信
号86a〜86nを取り込むことにより異常状態を判定
し、どのような操作指令よりも最優先にて強制的に停止
指令を出力し、機器の安全を確保するものである。
【0008】図4に従来のディジタルコントローラによ
るシーケンス制御装置の正面概観図及び側面概観図を示
す。100は制御装置のシステムキャビネット、101
は制御電源装置、102はディジタルコントローラ1の
入出力ケーブル、8は103の電磁リレー等から構成さ
れる補機保護,警報,手動操作回路である。104は電
磁リレーを組合わせて回路を構成するためのワイヤリン
グ、105は外部ターミナルブロック、106は外部ケ
ーブルでありプラントに接続される。
るシーケンス制御装置の正面概観図及び側面概観図を示
す。100は制御装置のシステムキャビネット、101
は制御電源装置、102はディジタルコントローラ1の
入出力ケーブル、8は103の電磁リレー等から構成さ
れる補機保護,警報,手動操作回路である。104は電
磁リレーを組合わせて回路を構成するためのワイヤリン
グ、105は外部ターミナルブロック、106は外部ケ
ーブルでありプラントに接続される。
【0009】なお、このような従来のシステム公知例と
して電気学会雑誌 昭和56年10月101巻10号
「火力発電所の全自動化−その動向と展望」,P15及
び図2に記述がある。
して電気学会雑誌 昭和56年10月101巻10号
「火力発電所の全自動化−その動向と展望」,P15及
び図2に記述がある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従来のプラント制御シ
ステムは、1のディジタルコントローラによって複数の
機器を統括制御しているために、コントローラの故障時
に複数の機器の操作に支障を来し、一方、1の機器の異
常がグループの他の機器に波及する欠点があった。ま
た、この対策として設けられている手動操作回路や保護
インターロック回路は機器ごとのハードワイヤードロジ
ックによって構成するために、ディジタルコントローラ
と同等以上の規模のハードウエアと膨大な数のワイヤリ
ングを必要とし、発電プラントなど大規模システムを構
築する上であい路となっていた。
ステムは、1のディジタルコントローラによって複数の
機器を統括制御しているために、コントローラの故障時
に複数の機器の操作に支障を来し、一方、1の機器の異
常がグループの他の機器に波及する欠点があった。ま
た、この対策として設けられている手動操作回路や保護
インターロック回路は機器ごとのハードワイヤードロジ
ックによって構成するために、ディジタルコントローラ
と同等以上の規模のハードウエアと膨大な数のワイヤリ
ングを必要とし、発電プラントなど大規模システムを構
築する上であい路となっていた。
【0011】本発明の目的は、CPUの異常時にも自律
動作でき、かつ、機器の事故の波及を防止できるシンプ
ルなDCMを備えたプラント制御装置を提供することに
ある。
動作でき、かつ、機器の事故の波及を防止できるシンプ
ルなDCMを備えたプラント制御装置を提供することに
ある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、プラントまた
はその所定の一部を構成する複数の機器の運転を制御す
るプラント制御装置において、前記複数の機器を統括制
御するために各機器に必要な制御指令信号を演算するC
PUと、前記CPUと前記複数の機器間に、前記複数の
機器のそれぞれに対応して互いに独立に設けられる複数
のDCMと、前記CPUと前記複数のDCM間の信号の
伝送路となるPI/Oバスを具備し、前記DCMは対応
する機器の複数のプロセス信号の入力および前記制御指
令信号の出力をする入出力手段と、前記プロセス信号の
一部をなし前記対応する機器の異常を示す所定の状態信
号を受信した場合に保護操作信号を前記入出力手段を介
して直接当該機器に出力する保護手段を有していること
を特徴とする。
はその所定の一部を構成する複数の機器の運転を制御す
るプラント制御装置において、前記複数の機器を統括制
御するために各機器に必要な制御指令信号を演算するC
PUと、前記CPUと前記複数の機器間に、前記複数の
機器のそれぞれに対応して互いに独立に設けられる複数
のDCMと、前記CPUと前記複数のDCM間の信号の
伝送路となるPI/Oバスを具備し、前記DCMは対応
する機器の複数のプロセス信号の入力および前記制御指
令信号の出力をする入出力手段と、前記プロセス信号の
一部をなし前記対応する機器の異常を示す所定の状態信
号を受信した場合に保護操作信号を前記入出力手段を介
して直接当該機器に出力する保護手段を有していること
を特徴とする。
【0013】また、前記DCMは、個別の基板上に形成
され、他のDCMと独立に交換可能に構成されることを
特徴とする。
され、他のDCMと独立に交換可能に構成されることを
特徴とする。
【0014】さらに、前記DCMの保護手段は、アドレ
スバスからなる入力部と、前記入力部の入力信号の組合
わせで指定されるアドレス位置に、前記入力信号の組合
わせに応じた論理結果を表わす所定のデータを予め記憶
する記憶部と、指定されたアドレス位置のデータを出力
するデータバスからなる出力部とを有し、前記入力部に
前記異常を示す所定の状態信号がONされ入力信号間に
所定の組合わせが成立する場合に前記出力部に前記保護
操作信号を出力するように構成されていることを特徴と
する。
スバスからなる入力部と、前記入力部の入力信号の組合
わせで指定されるアドレス位置に、前記入力信号の組合
わせに応じた論理結果を表わす所定のデータを予め記憶
する記憶部と、指定されたアドレス位置のデータを出力
するデータバスからなる出力部とを有し、前記入力部に
前記異常を示す所定の状態信号がONされ入力信号間に
所定の組合わせが成立する場合に前記出力部に前記保護
操作信号を出力するように構成されていることを特徴と
する。
【0015】
【作用】本発明は以上のように構成され、DCMは1台
の機器を制御するのに必要な信号点数の入出力部と機器
保護回路を内蔵し、機器の異常状態を確認したならばC
PUを介さずに保護回路から直接、操作端に強制停止指
令などの保護操作信号を出力する。これによって、1台
のCPUによる複数の機器を制御するコントローラの場
合にも、機器間の事故波及を防止できる。
の機器を制御するのに必要な信号点数の入出力部と機器
保護回路を内蔵し、機器の異常状態を確認したならばC
PUを介さずに保護回路から直接、操作端に強制停止指
令などの保護操作信号を出力する。これによって、1台
のCPUによる複数の機器を制御するコントローラの場
合にも、機器間の事故波及を防止できる。
【0016】また、DCMはプリント基板によって着脱
自在とされているので、DCMが故障した場合の個別の
メンテナンス可能である。
自在とされているので、DCMが故障した場合の個別の
メンテナンス可能である。
【0017】さらに、DCMの保護回路は、保護操作信
号の出力に至るまでの論理チェックを、予めROMなど
に記憶された各過程の論理結果を示すデータを利用する
ようにしている。各過程のデータの読出しのためのアド
レスの指定は、機器からの検出信号(特に異常を示す信
号)の有無や、読みだされるデータによって起動される
タイマ信号などの順次の組合わせによって行なわれるの
で、複数の信号の有無や時間経過などの論理チェックを
経て強制停止指令の出力を、CPUによらずに保護回路
のみで行なうことができる。これによって、信頼性の高
い保護動作をメモリ主体の簡単なハード構成で実現でき
る。
号の出力に至るまでの論理チェックを、予めROMなど
に記憶された各過程の論理結果を示すデータを利用する
ようにしている。各過程のデータの読出しのためのアド
レスの指定は、機器からの検出信号(特に異常を示す信
号)の有無や、読みだされるデータによって起動される
タイマ信号などの順次の組合わせによって行なわれるの
で、複数の信号の有無や時間経過などの論理チェックを
経て強制停止指令の出力を、CPUによらずに保護回路
のみで行なうことができる。これによって、信頼性の高
い保護動作をメモリ主体の簡単なハード構成で実現でき
る。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。図1は、プラントの分散制御システムの一実
施例を、シーケンス制御によって行なうシステムの構成
例である。同図で、11a〜11nは各々の単位機器で
あり、150a〜150nは複数の機器11からなる機
器グループであり、151a〜151nは複数の機器グ
ループ150からなる系統であり、152は複数の系統
151からなる発電プラントである。153a〜153
nはプラントの機器11a〜11nに1対1に対応した
DCMで、対応する機器の制御に必要な入出力部を備え
1枚のプリントカードで構成されている。154は複数
のDCM153a〜153nを統括制御するCPUであり、155はそ
のPI/Oバス、156a〜156nは機器グループコ
ントローラである。157は複数台の機器グループコン
トローラ156a〜156nを統括制御する系統コント
ローラである。158は系統コントローラ157と複数
台の機器グループコントローラ156a〜156nを接
続する系統内シリアル信号伝送路である。159a〜1
59nは系統単位の制御システムであり、160は複数
の系統単位制御システム159a〜159nを統括制御
するマスタコントローラである。161はマスタコント
ローラと複数台の系統コントローラを接続するシステム
シリアル伝送路である。
説明する。図1は、プラントの分散制御システムの一実
施例を、シーケンス制御によって行なうシステムの構成
例である。同図で、11a〜11nは各々の単位機器で
あり、150a〜150nは複数の機器11からなる機
器グループであり、151a〜151nは複数の機器グ
ループ150からなる系統であり、152は複数の系統
151からなる発電プラントである。153a〜153
nはプラントの機器11a〜11nに1対1に対応した
DCMで、対応する機器の制御に必要な入出力部を備え
1枚のプリントカードで構成されている。154は複数
のDCM153a〜153nを統括制御するCPUであり、155はそ
のPI/Oバス、156a〜156nは機器グループコ
ントローラである。157は複数台の機器グループコン
トローラ156a〜156nを統括制御する系統コント
ローラである。158は系統コントローラ157と複数
台の機器グループコントローラ156a〜156nを接
続する系統内シリアル信号伝送路である。159a〜1
59nは系統単位の制御システムであり、160は複数
の系統単位制御システム159a〜159nを統括制御
するマスタコントローラである。161はマスタコント
ローラと複数台の系統コントローラを接続するシステム
シリアル伝送路である。
【0019】図5は、CPU157とDCM153の詳
細を示したものである。200はCPU157のメモリ
に記憶されたソフトウエアにて実行される機能ブロック
である。201は1枚のDCM153により実現される
ハードウエア回路である。202はPI/Oバスであ
り、CPU157はこのバス207を介してDCM153a〜
153nと時分割に信号を送受する。
細を示したものである。200はCPU157のメモリ
に記憶されたソフトウエアにて実行される機能ブロック
である。201は1枚のDCM153により実現される
ハードウエア回路である。202はPI/Oバスであ
り、CPU157はこのバス207を介してDCM153a〜
153nと時分割に信号を送受する。
【0020】200内には203〜206の回路があ
り、その回路の制御機能はマクロ言語により記述されて
いる。203のシーケンシャル自動操作インターロック
は、自動モード選択時に操作端の状態を確認しながら系
統内の各操作端に順次操作指令を出力する。204の操
作許可インターロックは、入力されたプロセス状態信号
から操作端が操作可能かどうか判定する。205の外部
プロセス条件による自動操作インターロックは、入力さ
れたプロセス状態信号により操作端が自動操作可能な状
態にあるかどうかを判断し、自動操作可能であれば操作
指令を出力する。206の操作端診断回路は、操作端へ
の操作指令と操作端の状態信号を入力することにより、
操作端の誤動作及び不動作を判定して、異常時には異常
信号を出力する。
り、その回路の制御機能はマクロ言語により記述されて
いる。203のシーケンシャル自動操作インターロック
は、自動モード選択時に操作端の状態を確認しながら系
統内の各操作端に順次操作指令を出力する。204の操
作許可インターロックは、入力されたプロセス状態信号
から操作端が操作可能かどうか判定する。205の外部
プロセス条件による自動操作インターロックは、入力さ
れたプロセス状態信号により操作端が自動操作可能な状
態にあるかどうかを判断し、自動操作可能であれば操作
指令を出力する。206の操作端診断回路は、操作端へ
の操作指令と操作端の状態信号を入力することにより、
操作端の誤動作及び不動作を判定して、異常時には異常
信号を出力する。
【0021】1枚のプリント板回路より成るDCMカー
ド201には、250のDI部16点,251のDO部
6点,252の基本ロジック,253の保護ロジック,
254のロジックパターン選択部を内蔵する。DI,DO
の各々のチャンネルの用途は図に示す通りである。25
2の基本ロジックは操作端の操作回路及び状態表示回路
の内、各操作端に共通な必要最低限のロジックを固定論
理として定型化したもので、PAL(Programable Arra
y Logic )にて構成される。253の保護ロジックは誤
動作,誤不動作による機器の損傷等を防止するためのロ
ジックでありROMにて構成される。
ド201には、250のDI部16点,251のDO部
6点,252の基本ロジック,253の保護ロジック,
254のロジックパターン選択部を内蔵する。DI,DO
の各々のチャンネルの用途は図に示す通りである。25
2の基本ロジックは操作端の操作回路及び状態表示回路
の内、各操作端に共通な必要最低限のロジックを固定論
理として定型化したもので、PAL(Programable Arra
y Logic )にて構成される。253の保護ロジックは誤
動作,誤不動作による機器の損傷等を防止するためのロ
ジックでありROMにて構成される。
【0022】300は手動操作用スイッチ及び状態表示
用のランプからなる運転員の操作部である。
用のランプからなる運転員の操作部である。
【0023】12は操作端の機器13(この例はポン
プ)を駆動するモータ、16は駆動用モータ12に動力
電源を供給するためのしゃ断器及びしゃ断器の制御回路
からなるメタクラ,パワーセンタ類である。14は圧
力,流量等を検出するスイッチ、15は機器の状態,位
置を検出するリミットスイッチである。なお、本実施例
で機器とよぶ単位(たとえば11a)は、プラントのレ
ベルでは操作端の機器13(ポンプ)を指すが、DCM
との直接的関係においては機器13を操作する制御機器
類12,16及び操作端機器や制御機器の動作状態の検
出手段14,15,27,52を含む、いわゆる補機が
これに該当する。
プ)を駆動するモータ、16は駆動用モータ12に動力
電源を供給するためのしゃ断器及びしゃ断器の制御回路
からなるメタクラ,パワーセンタ類である。14は圧
力,流量等を検出するスイッチ、15は機器の状態,位
置を検出するリミットスイッチである。なお、本実施例
で機器とよぶ単位(たとえば11a)は、プラントのレ
ベルでは操作端の機器13(ポンプ)を指すが、DCM
との直接的関係においては機器13を操作する制御機器
類12,16及び操作端機器や制御機器の動作状態の検
出手段14,15,27,52を含む、いわゆる補機が
これに該当する。
【0024】図6に保護ロジック253の詳細を示す。
この保護ロジックは、メモリのアドレスバスを入力部,
データバスを出力部とし、入力部の信号で指定されるメ
モリのアドレス位置には、入力部の信号に基づく予定論
理演算の結果を予め記憶しておき、入力部の信号で指定
されたアドレス位置のデータを読出し、出力するように
するものである。
この保護ロジックは、メモリのアドレスバスを入力部,
データバスを出力部とし、入力部の信号で指定されるメ
モリのアドレス位置には、入力部の信号に基づく予定論
理演算の結果を予め記憶しておき、入力部の信号で指定
されたアドレス位置のデータを読出し、出力するように
するものである。
【0025】図6の構成では、記憶装置403のアドレ
スバス402を入力部とし、出力バス404を出力部と
している。ロジックパターン選択部254は記憶されて
いる複数のパターンの中から当該機器の保護に必要な論
理演算(結果)を選択するものである。なお、当該機器
専用のロジックパターンのみが記憶されている場合に
は、この選択部254は不要となる。選択部254から
設定されるデータと、DI部250から得られる対応機
器11iの接点入力信号408はアドレスバス402に
入力され、この入力信号の組合わせによって指定される
記憶装置403のアドレス位置のデータが出力バス40
4に出力される。出力の一部は記憶保持回路406や限
時動作回路407に入力され、これらのホールド信号や
タイマー信号をアドレスバス402の入力信号としてフ
イードバックする。このように順次、変更される入力信
号の組合わせに応じたアドレスによって記憶装置403
のデータを読出す。この結果、出力部409の機器
「切」指令出力端に「1」が出力されると、この信号は
基本ロジック252,DO部251を介して対応機器を
強制停止する。
スバス402を入力部とし、出力バス404を出力部と
している。ロジックパターン選択部254は記憶されて
いる複数のパターンの中から当該機器の保護に必要な論
理演算(結果)を選択するものである。なお、当該機器
専用のロジックパターンのみが記憶されている場合に
は、この選択部254は不要となる。選択部254から
設定されるデータと、DI部250から得られる対応機
器11iの接点入力信号408はアドレスバス402に
入力され、この入力信号の組合わせによって指定される
記憶装置403のアドレス位置のデータが出力バス40
4に出力される。出力の一部は記憶保持回路406や限
時動作回路407に入力され、これらのホールド信号や
タイマー信号をアドレスバス402の入力信号としてフ
イードバックする。このように順次、変更される入力信
号の組合わせに応じたアドレスによって記憶装置403
のデータを読出す。この結果、出力部409の機器
「切」指令出力端に「1」が出力されると、この信号は
基本ロジック252,DO部251を介して対応機器を
強制停止する。
【0026】図6ではロジックパターン選択部254は
6bit で表わしている。この場合26 =64パターンの
ロジックが選択可能である。このbit 数は必要に応じて
選択すればよく、例えば256パターンのロジックが必
要であれば8bit とすればよい。入力信号408,記憶
入力信号406,タイマ入力407も必要に応じて記憶
装置403の入力点数範囲内でその点数を変えることが
可能である。なお、記憶装置403は図5ではROMと
しているが、RAM(Random Access Memory),コアメ
モリ等、いずれも使用できるし、構成するロジックはR
OMなどで固定しても良いし、RAM,コアメモリなど
で変更可能にも構成できる。
6bit で表わしている。この場合26 =64パターンの
ロジックが選択可能である。このbit 数は必要に応じて
選択すればよく、例えば256パターンのロジックが必
要であれば8bit とすればよい。入力信号408,記憶
入力信号406,タイマ入力407も必要に応じて記憶
装置403の入力点数範囲内でその点数を変えることが
可能である。なお、記憶装置403は図5ではROMと
しているが、RAM(Random Access Memory),コアメ
モリ等、いずれも使用できるし、構成するロジックはR
OMなどで固定しても良いし、RAM,コアメモリなど
で変更可能にも構成できる。
【0027】以上のように構成される保護ロジック25
3を図5に示すようにプリント板上に設置し、モータ1
2の軸受油圧低下やポンプ13の入口圧力低下等のよう
に、機器に損傷を与える状態信号がDI部250を経由
して接点入力408に入力される場合に、このような入
力信号の組合わせ、あるいは時間経過などの論理チェッ
クを順次行なって、必要時点で記憶装置403のデータ
により、強制的に機器を非常停止させる指令を出力す
る。この保護インターロックはCPUを介していないの
でCPU故障時にも確実に動作し、機器の安全が確保さ
れるため、高信頼度でかつフレキシブルの保護回路が構
成される。
3を図5に示すようにプリント板上に設置し、モータ1
2の軸受油圧低下やポンプ13の入口圧力低下等のよう
に、機器に損傷を与える状態信号がDI部250を経由
して接点入力408に入力される場合に、このような入
力信号の組合わせ、あるいは時間経過などの論理チェッ
クを順次行なって、必要時点で記憶装置403のデータ
により、強制的に機器を非常停止させる指令を出力す
る。この保護インターロックはCPUを介していないの
でCPU故障時にも確実に動作し、機器の安全が確保さ
れるため、高信頼度でかつフレキシブルの保護回路が構
成される。
【0028】図7に保護ロジック253の構成と記憶装
置403の具体的な記憶例を示す。同図の例では簡単の
ためロジックパターン選択部254は3bit 、入力40
8は2点、タイマ405は2点とする。この入力により
構成されるロジックパターンの一例を図8に示し、この
パターン番号を010とする。図9はこのロジックパタ
ーンによるタイムチャートを示す。外部入力Aがt1 で
ON(1)になると線番414によりタイマT1がタイ
マカウントを開始する。外部入力Bがt2 でON(1)
になると線番413により同様にタイマT2がカウント
を開始する。外部入力BがONしたとき、AもONして
いるので線番415,411を介して出力CがON
(1)状態として出力される。またタイマT1がカウン
ト完了したt4時には線番412を介して出力DがON
(1)状態として出力される。
置403の具体的な記憶例を示す。同図の例では簡単の
ためロジックパターン選択部254は3bit 、入力40
8は2点、タイマ405は2点とする。この入力により
構成されるロジックパターンの一例を図8に示し、この
パターン番号を010とする。図9はこのロジックパタ
ーンによるタイムチャートを示す。外部入力Aがt1 で
ON(1)になると線番414によりタイマT1がタイ
マカウントを開始する。外部入力Bがt2 でON(1)
になると線番413により同様にタイマT2がカウント
を開始する。外部入力BがONしたとき、AもONして
いるので線番415,411を介して出力CがON
(1)状態として出力される。またタイマT1がカウン
ト完了したt4時には線番412を介して出力DがON
(1)状態として出力される。
【0029】このロジックパターンをメモリ上に構成す
る方法を以下に述べる。図6の記憶装置403でMAD
部分はメモリ番地であり、INF部分は当該番地に記憶
されている内容(データ)を表わしている。メモリ番地
MADのうち最上位3ビットはロジック選択部254の
各接点4,5,6のON/OFFによって1/0が与え
られ、同図の例では[010]となっている。また、M
ADのうち最下位2ビットはタイマ入力T1,T2をそれ
ぞれ表わしている。さらに、MADの残り2ビットは外
部入力信号A,Bを表わしている。
る方法を以下に述べる。図6の記憶装置403でMAD
部分はメモリ番地であり、INF部分は当該番地に記憶
されている内容(データ)を表わしている。メモリ番地
MADのうち最上位3ビットはロジック選択部254の
各接点4,5,6のON/OFFによって1/0が与え
られ、同図の例では[010]となっている。また、M
ADのうち最下位2ビットはタイマ入力T1,T2をそれ
ぞれ表わしている。さらに、MADの残り2ビットは外
部入力信号A,Bを表わしている。
【0030】(A1)〜(A8)は、ロジックパターン
[010]である場合のA,B及びT1,T2のデータの
組合わせで決まる8のアドレスを示している。例えば外
部入力信号Aが“1”,Bが“0”,T1が“0”,T2
が“1”ならば、指定されるアドレスは(A3)で[0
101010]となる。そして、この(A3)のアドレ
ス位置に記憶されている内容は[1011]となり、こ
の内容パターンはこの時点(t3)の入力に対する予め
予定された論理演算結果を示している。
[010]である場合のA,B及びT1,T2のデータの
組合わせで決まる8のアドレスを示している。例えば外
部入力信号Aが“1”,Bが“0”,T1が“0”,T2
が“1”ならば、指定されるアドレスは(A3)で[0
101010]となる。そして、この(A3)のアドレ
ス位置に記憶されている内容は[1011]となり、こ
の内容パターンはこの時点(t3)の入力に対する予め
予定された論理演算結果を示している。
【0031】この内容パターン[1011]の各ビット
は、データバス404によって所定の出力線番と接続さ
れていて、上位ビットからそれぞれ411(出力C),4
12(出力D),413(T2)および414(T1)に
データを出力する。すなわち、出力Cが“1”,出力D
が“0”,T1が“1”,T2が“1”となり、出力Cが
外部に出力される。さらに、T1“1”の入力でカウン
トを開始するタイマT1は、時刻t4 になるとその出力
が“1”になる。この入力状態で指定されるアドレス
は、(A4)で[0101011]となり、その内容パタ
ーンは[1111]であるから出力Dも“1”となる。
は、データバス404によって所定の出力線番と接続さ
れていて、上位ビットからそれぞれ411(出力C),4
12(出力D),413(T2)および414(T1)に
データを出力する。すなわち、出力Cが“1”,出力D
が“0”,T1が“1”,T2が“1”となり、出力Cが
外部に出力される。さらに、T1“1”の入力でカウン
トを開始するタイマT1は、時刻t4 になるとその出力
が“1”になる。この入力状態で指定されるアドレス
は、(A4)で[0101011]となり、その内容パタ
ーンは[1111]であるから出力Dも“1”となる。
【0032】このように、記憶装置403のアドレスご
とに、出力C,DおよびタイマT1,T2 への出力が所
望のロジックパターンに応じてプログラムされ、このプ
ログラムに対応して出力される。なお、出力部はメモリ
のデータビットの範囲内で何点でもかまわない。
とに、出力C,DおよびタイマT1,T2 への出力が所
望のロジックパターンに応じてプログラムされ、このプ
ログラムに対応して出力される。なお、出力部はメモリ
のデータビットの範囲内で何点でもかまわない。
【0033】図10に基本ロジック252の詳細を示
す。420は状態表示ロジックであり、450は操作指
令ロジックである。同図の入出力信号で、点線枠の信号
はCPUよりの入力信号、実線枠の信号は保護ロジック2
53よりの入力信号、枠無しの信号は外部入出力信号を
示す。
す。420は状態表示ロジックであり、450は操作指
令ロジックである。同図の入出力信号で、点線枠の信号
はCPUよりの入力信号、実線枠の信号は保護ロジック2
53よりの入力信号、枠無しの信号は外部入出力信号を
示す。
【0034】状態表示ロジック420において、出力信
号の「入」ランプ点灯指令出力信号441は、論理和4
37の出力である。論理和437は、論理積433,4
35及びランプテスト信号424のいずれかがONのと
きに成立し、信号441を出力する。
号の「入」ランプ点灯指令出力信号441は、論理和4
37の出力である。論理和437は、論理積433,4
35及びランプテスト信号424のいずれかがONのと
きに成立し、信号441を出力する。
【0035】従って制御電源正常信号427がONの時
「CPURUN」状態であれば、CPUからの「入」ラ
ンプ点灯信号422にしたがって、「入」ランプ点灯指
令441が出力される。一方、「CPUストップ状態」で
はCPUからの信号422は論理積433によりロック
されるとともに、プロセスよりの「入」フィードバック
信号によって、「入」ランプ点灯指令441が出力され
る。また、「切」ランプ点灯指令出力信号442も同様
のロジックにて構成される。
「CPURUN」状態であれば、CPUからの「入」ラ
ンプ点灯信号422にしたがって、「入」ランプ点灯指
令441が出力される。一方、「CPUストップ状態」で
はCPUからの信号422は論理積433によりロック
されるとともに、プロセスよりの「入」フィードバック
信号によって、「入」ランプ点灯指令441が出力され
る。また、「切」ランプ点灯指令出力信号442も同様
のロジックにて構成される。
【0036】「自動」ランプ点灯指令出力信号443及
び「手動」ランプ点灯指令出力信号444は、自動/手
動モード選択スイッチのON/OFF状態信号428に
より直接出力される。このように手動操作に必要なプロ
セス状態表示及び運転モード表示は、CPUストップ時
にはCPUを介さずDCMカード内でDIチャンネルか
ら取り込み、状態表示ロジック420を介して直接DO
チャンネルに出力される。このため、CPU故障時にも
表示が確保できる。
び「手動」ランプ点灯指令出力信号444は、自動/手
動モード選択スイッチのON/OFF状態信号428に
より直接出力される。このように手動操作に必要なプロ
セス状態表示及び運転モード表示は、CPUストップ時
にはCPUを介さずDCMカード内でDIチャンネルか
ら取り込み、状態表示ロジック420を介して直接DO
チャンネルに出力される。このため、CPU故障時にも
表示が確保できる。
【0037】操作指令ロジック450において、「入」指
令出力信号485は、論理和483により機器保護が必
要な異常状態信号である保護「入」信号451が入力さ
れた場合に、最優先に出力される。
令出力信号485は、論理和483により機器保護が必
要な異常状態信号である保護「入」信号451が入力さ
れた場合に、最優先に出力される。
【0038】通常の運転時においては、保護ロジック2
53からの入力である「入」禁止信号452が不成立で
あって、CPUからの入力である「入」許可信号が成立
していることを論理積481にて確認する。その上で、
自動モード選択時にはCPUからの「入」指令456に
従い、手動モード選択時には操作スイッチによる操作信
号457に従って「入」指令出力信号が出力される。
53からの入力である「入」禁止信号452が不成立で
あって、CPUからの入力である「入」許可信号が成立
していることを論理積481にて確認する。その上で、
自動モード選択時にはCPUからの「入」指令456に
従い、手動モード選択時には操作スイッチによる操作信
号457に従って「入」指令出力信号が出力される。
【0039】なお、「CPUストップ」時には、CPU
ストップ状態信号458及び論理和477により、CP
Uからの「入」許可信号453はバイパスされるため、C
PUの動作状態にかかわらず手動操作及び保護インター
ロックが保護される。
ストップ状態信号458及び論理和477により、CP
Uからの「入」許可信号453はバイパスされるため、C
PUの動作状態にかかわらず手動操作及び保護インター
ロックが保護される。
【0040】図11に、保護ロジック253と、状態表
示ロジック420および操作指令ロジック450の接続
を示す。これは図5に示したDCM201でプリント板
1枚により実現されるハードウエア回路の詳細図でもあ
る。
示ロジック420および操作指令ロジック450の接続
を示す。これは図5に示したDCM201でプリント板
1枚により実現されるハードウエア回路の詳細図でもあ
る。
【0041】保護ロジック253,基本ロジック420
及び450,DI部250,DO部251及びPI/O
バス202はプリント板上のモード配線により図のよう
に接続されている。保護ロジック253には、保護イン
ターロック及び許可条件等を論理チェックするためのプ
ロセス状態信号がDI部250を介して入力され、保護
ロジック253からの出力である強制操作指令は論理和
ゲートにて突き合わされた後、基本ロジック450に入
力される。基本ロジツク450内では、保護ロジック2
53からの強制操作指令は、手動操作指令及びCPUか
らの自動操作指令のどれよりも最優先にてDO部251
から出力される。
及び450,DI部250,DO部251及びPI/O
バス202はプリント板上のモード配線により図のよう
に接続されている。保護ロジック253には、保護イン
ターロック及び許可条件等を論理チェックするためのプ
ロセス状態信号がDI部250を介して入力され、保護
ロジック253からの出力である強制操作指令は論理和
ゲートにて突き合わされた後、基本ロジック450に入
力される。基本ロジツク450内では、保護ロジック2
53からの強制操作指令は、手動操作指令及びCPUか
らの自動操作指令のどれよりも最優先にてDO部251
から出力される。
【0042】また、手動操作スイッチ300からの操作
指令及び機器の状態フィードバック信号は、ともにCP
Uを介さずにDI部250から直接450,420の基
本ロジックに入力され、所定の論理演算を行なった後D
O部251より表示灯300及び操作端へ出力される。
指令及び機器の状態フィードバック信号は、ともにCP
Uを介さずにDI部250から直接450,420の基
本ロジックに入力され、所定の論理演算を行なった後D
O部251より表示灯300及び操作端へ出力される。
【0043】一方、DI部251より入力された外部信
号はPI/Oバス202を介してCPUに入力され、シ
ーケンシャル自動操作インターロック,操作端異常診断
回路等の複雑な演算処理を行ない、その結果をPI/O
バス202を介して基本ロジック420,450に出力
する。基本ロジック450では運転モード及び操作許可
条件を確認した後、CPUからの操作指令を出力する。
号はPI/Oバス202を介してCPUに入力され、シ
ーケンシャル自動操作インターロック,操作端異常診断
回路等の複雑な演算処理を行ない、その結果をPI/O
バス202を介して基本ロジック420,450に出力
する。基本ロジック450では運転モード及び操作許可
条件を確認した後、CPUからの操作指令を出力する。
【0044】図12は本発明による制御装置のシステム
キャビネットの実装図である。600はシステムキャビネ
ット、601はディジタルコントローラ、602はコン
トローラの入出力ケーブル、605は外部ターミナルブ
ロック、606は外部ケーブルである。このようにディ
ジタルコントローラ入出力はリレー等から構成される保
護及び手動操作回路を介さずに直接外部のプロセスと接
続可能なため、非常にシンプルでかつ信頼性の高いシス
テムを構築することが可能となる。また、DCMカードは
図に示す如くプロセスの機器1台毎に対応した1枚のプ
リント板回路であり、他のDCMと独立した交換等のメ
ンテナンスを行なえるため、極めて自律性の高い制御装
置を構築することが可能となる。
キャビネットの実装図である。600はシステムキャビネ
ット、601はディジタルコントローラ、602はコン
トローラの入出力ケーブル、605は外部ターミナルブ
ロック、606は外部ケーブルである。このようにディ
ジタルコントローラ入出力はリレー等から構成される保
護及び手動操作回路を介さずに直接外部のプロセスと接
続可能なため、非常にシンプルでかつ信頼性の高いシス
テムを構築することが可能となる。また、DCMカードは
図に示す如くプロセスの機器1台毎に対応した1枚のプ
リント板回路であり、他のDCMと独立した交換等のメ
ンテナンスを行なえるため、極めて自律性の高い制御装
置を構築することが可能となる。
【0045】
【発明の効果】本発明によれば、プラントの機器グルー
プごとにCPUで統括制御するプラントの制御装置にお
いて、グループ内の機器単位に入出力機能とCPU故障
時の保護インターロック機能をもつDCMを具備させる
ようにしたので、誤動作や事故の波及を防止する信頼性
の高いシステムを構築できる効果がある。さらに、保護
機能はメモリ主体の簡単な構成で実現しているので、ハ
ード構成をコンパクトにできる効果がある。
プごとにCPUで統括制御するプラントの制御装置にお
いて、グループ内の機器単位に入出力機能とCPU故障
時の保護インターロック機能をもつDCMを具備させる
ようにしたので、誤動作や事故の波及を防止する信頼性
の高いシステムを構築できる効果がある。さらに、保護
機能はメモリ主体の簡単な構成で実現しているので、ハ
ード構成をコンパクトにできる効果がある。
【図1】本発明の一実施例を示すシステム構成図。
【図2】従来のシステム構成図。
【図3】従来のワイヤードロジックによる手動回路と保
護回路図。
護回路図。
【図4】従来のシステムのキャビネット実装図。
【図5】本発明のCPUとDCMの機能構成を示す実施
例図。
例図。
【図6】DCM内の保護ロジック部構成図。
【図7】保護ロジック部の詳細説明図。
【図8】保護ロジックの論理構成の一例を説明する論理
図。
図。
【図9】保護ロジックの動作を説明するタイムチャート
論理図。
論理図。
【図10】DCM内の基本ロジック部構成図。
【図11】DCMのハードウエア構成図。
【図12】本発明のシステムキャビネット一例を示す実
装図。
装図。
1…ディジタルコントローラ、8…保護回路,警報回路
及び手動操作回路、11a〜11n…機器、153…D
CM(ドライブコントロールモジュール)、156…機
器グループコントローラ、157…系統コントローラ、
252…基本ロジック、253…保護ロジック、403
…保護ロジックメモリ。
及び手動操作回路、11a〜11n…機器、153…D
CM(ドライブコントロールモジュール)、156…機
器グループコントローラ、157…系統コントローラ、
252…基本ロジック、253…保護ロジック、403
…保護ロジックメモリ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村尾 輝雄 茨城県日立市幸町三丁目2番1号 日立エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 細貝 俊朗 茨城県日立市幸町三丁目2番1号 日立エ ンジニアリング株式会社内
Claims (4)
- 【請求項1】プラントまたはその所定の一部を構成する
複数の機器の運転を制御するプラント制御装置におい
て、 前記複数の機器を統括制御するために各機器に必要な制
御指令信号を演算する中央処理装置(以下、CPUと呼
ぶ)と、 前記CPUと前記複数の機器間に、前記複数の機器のそ
れぞれに対応して互いに独立に設けられる複数のドライ
ブコントロールモジュール(以下、DCMと呼ぶ)と、 前記CPUと前記複数のDCM間の信号の伝送路を形成
するPI/Oバスを具備し、 前記DCMは対応する機器の複数のプロセス信号の入力
および前記制御指令信号の出力を行う入出力手段と、前
記プロセス信号であって前記対応する機器の異常を示す
所定の状態信号を受信した場合に保護操作信号を当該機
器に出力する保護手段を有していることを特徴とするプ
ラント制御装置。 - 【請求項2】前記DCMは、個別の基板上に形成され、
他のDCMと独立に交換可能に構成されることを特徴と
する請求項1記載のプラント制御装置。 - 【請求項3】前記保護手段は、アドレスバスからなる入
力部と、前記入力部の入力信号の組合わせで指定される
アドレス位置に、前記入力信号の組合わせに応じた論理
結果を表わす所定のデータを予め記憶する記憶部と、指
定されたアドレス位置のデータを出力するデータバスか
らなる出力部とを有し、前記入力部に前記異常を示す所
定の状態信号が入力され入力信号間に所定の組合わせが
成立する場合に前記出力部に前記保護操作信号を出力す
るように構成されていることを特徴とする請求項1また
は請求項2記載のプラント制御装置。 - 【請求項4】前記保護手段は、前記複数の機器のそれぞ
れに対応して複数の保護操作信号の出力手順を記憶する
記憶手段と、当該DCMに対応する出力手順を選択する
ために前記記憶手段のアドレスを設定するアドレス指定
手段を有していることを特徴とする請求項1または請求
項2記載のプラント制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31162092A JPH0756601B2 (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | プラント制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31162092A JPH0756601B2 (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | プラント制御装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15824885A Division JPH0760322B2 (ja) | 1985-07-19 | 1985-07-19 | プラント制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05241603A JPH05241603A (ja) | 1993-09-21 |
| JPH0756601B2 true JPH0756601B2 (ja) | 1995-06-14 |
Family
ID=18019451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31162092A Expired - Lifetime JPH0756601B2 (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | プラント制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0756601B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW200905431A (en) * | 2007-06-04 | 2009-02-01 | Idec Corp | Control device |
| JP2010097548A (ja) * | 2008-10-20 | 2010-04-30 | Mitsubishi Electric Corp | 制御プラントのリレー盤 |
-
1992
- 1992-11-20 JP JP31162092A patent/JPH0756601B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05241603A (ja) | 1993-09-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |