JPH02230302A - プラント自動化システム - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は原子力プラント等の大規模プラントの起動・停
止を自動的に行うプラント自動化システムに関する。

（従来の技術） 従来、原子力発電所等のプラント自動化システムは第３
図に示すようにプラント各部に配置された計測器１およ
びプラントに設置ざれているポンプおよびバルプを駆動
するための７クチュエー夕２ならびに前記計測器１およ
ぴアクチュエータ２ｋ接続ざれ定められた制御方式によ
って計測器１からの信号に基づいてアクチュエータ２を
制御する制御装置３をその構成要素としている。このよ
うな制１Ｂ装置３は原子力発電所の各制御系（ＢＷＲ発
電所においては給水制御系，再循環制御系等がその代表
的な例である）に対して専用に複数設けられている。ざ
らにこれらの制御装置３はプラントのプロセスコンピュ
ータ４に接続ざれている。

また、このプロセスコンピュータ４には前記制御装置３
に接続してある計測器１の信号が入力される他、この計
測器１とは別途設けられている計測器の信号も入力され
る。

さて、プラントの起動・停止を自動的に行うためにはプ
ラントの各系統をあらかじめ定められたシーケンスにし
たがって順次制御してゆく必要がある。プラントの起動
・停止のための一連の制御は各系統毎の制御に分割ざれ
、これをシーケンスに従って順次行うことにより行われ
る。従来のプラント自動化システムにおいて、上記系統
毎の制御は前記制御装置４が行う様に設計されている。

プラントの起動・停止を自動的に行うためにはあらかじ
め定められているシーケンスに従って各系統の制御を行
ってゆくわけであるが、従来の自動化システムにおいて
、このシーケンスは前記プロセスコンピュータ４に記憶
されている。また、一連の制御シーケンスにおいて、あ
る系統の制御から次の系統の制御に移行するにあたって
は制御のシーケンスからの逸脱または誤った制御をしな
いようにあらかじめ移行を可能とするための条件（これ
を前条件と呼ぶ）が定められている。この前条件は従来
の自動化システムにおいては前記制御システムにおいて
前記制御シーケンスとともにプロセスコンピュータ４に
記憶ざれており、プロセスコンピュータ４が自らに入力
されている計測器１および１′からの信号に基づいて前
条件が満足されているか否かを判定する。満足ざれてい
る場合には次の系統を担当する制御装置へ制御開始信号
を指令するという動作を行っている。次の系統を担当す
る制御装置はこの制ｍ開始信号を受けて制御を開始する
。

《発明が解決しようとする課題》 しかしながら、このように構成された従来のプラント自
動化システムにいおいては以下の様な課題がある。

（１）プラントの起動・停止等の自動化における一連の
制御シーケンスの管理はプロセスコンピュータによって
管理ざれており、万が一プロセスコンピュータに不具合
が発生するとプロセス計算機による自動化制御シーケン
ス全体が動作不能となる。

（２）上記の事態を避けるため、プメセスコンピュータ
を多重化し、プロセスコンピュータの信頼性を向上させ
ることが考えられるが、これはプロセスコンピュータの
大型化，コストアップにつながる。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、信
頼性に富み、かつ、経済的なプラント自動化システムを
提供することにある。

［発明の構成］ ＜Ｖａ題を解決するための手段》 本発明はプラント各部に設置されたセンサおよびアクチ
ュエータに接続された多重伝送装置と、この多重伝送装
置に分散して接続された複数の制御装置と、この制御装
置に接続された共有メモリ装置とからなり、前記共有メ
モリ装置に記憶されたプラントの自動化シーケンスを前
記各制御装置が参照して自らの制御すべき対象と制ｔａ
ｎ開始タイミングを各制御装置が自発的に判断してプラ
ント自動化を分散して行うことを特徴とする。

前記共有メモリ装置には各制御装置の異常を示す情報を
有し、前記各制御装置はこの情報と前記自動化シーケン
スを参照することによって異常となった他の制御装置の
バックアップを行うことができる様に構成したことを特
徴とする。

《作　用》 プロセス計算機を用いないでマイクロプロセッサベース
の制御装置が分散して自動化を行うシステムを実現する
。

共有メモリ装置の自動化シーケンスを各制６ｌ装置が参
照して自発的に制御を行う。制御装置が故障した際のバ
ックアップも考慮している。各制御装置は自動化シーケ
ンスの記述を参照しながら自発的に制御を行う。

多重伝送装置には全てのアクチュエータおよびセンサと
しての計測器からの信号をのせ、全ての制御装置がアク
セス可能となる。

したがって、経済的で信頼性の高い分散多重式のプラン
ト自動化システムを提供することができる。

（実施例》 第１図および第２図を参照しながら本発明の一実施例を
説明する。第１図において、プラント各部にセンサとし
ての計測器１１およびアクチュエータ１２ならびに各系
統の制御装置１４が設置されており、前記計測器１１お
よびアクチュエータ１２と制御装置１４との間に光多重
伝送装置１３が接続ざれ、各制御装置１４に共有メモリ
装置１５が接続ざれている。

共有メモリ装置１５には第２図に示す様な制御シーケン
ス２１と、現在の制御状況を示すマーカ２２および異常
がある制御装置を示す不具合制ｍ装置リスト２３とが記
憶ざれている。共有メモリ１５はこれに記憶されている
情報を接続ざれている全ての制ｔｉｔ＋装置１３がアク
セスできるメモリである。各制御装置１４は共有メモリ
装置１５にアクセスし、制御シーケンスとの現在の状態
を示すマーカ２２の位置を読み取り、もし、マーカの次
の制御が自らに割り当てられている制御であればそれを
実行し、それが終了すればマーカの位置を１つ進ませる
。

以上のような処理は具体的には次の様にして行なわれる
。共有メモリ装置１５には第２図に示した制御シーケン
スが具体的に次のようなフレーム形式で記述ざれている
。

名前　　　制御２ 次の制御　制御３ 前の制御　制ｍ”ｒ 制御内容　制御プログラム２ 前条件　　前条件１ 完了条件　完了条件２ 担当制御装置二制御装置１ バックアップ制Ｉ１装置：制ｗＪＶｔ置２現在の状態：
“制御中”または“完了”または“終了”または“未終
了′゛ ここで、「名前」は制御の名称であり、「次の制御」は
この制御の実行の後に実施すべき制御、「制御内容」は
この制御を実施するため、計算機プログラムの名称、「
担当制御装置」はこの制御を実行する制ｔｍａ置、「バ
ックアップ制御装置」は「担当制御装置」に記載されて
いる制御装置が万が一故障の場合にそのバックアップを
行う制御装置を記載する。「現在の状態」には各制御装
置の動作により次の事項が記載ざれる（これは前述のマ
一カに相当する）。

（１）“制御中゛′・・・この制御が現在制御中である
ことを示す。

（２）“完了′゜・・・この制御が丁度移ったことを示
す《これまでに制御が終了した 最後の制御にこれを記載する》。

（３）“終了′゛・・・この制御がすでに終っているこ
とを示す。

（４）“未終了″・・・この制御がまだ終っていないこ
とを示す。

以上のように記述された制御シーケンスを参照し、各制
御装置は以下のような動作を行う。

（１）フレーム中の「現在の状態」が［制御中丁または
「完了」のフレームを探し、現在行なわれている制御ま
たはこれまでに終了した最後の制御を知る（以下、これ
を現在の制御と呼ぶ）。

（２）現在の制御を記述するフレームを参照し、「次の
制御」によって制御シーケンス中の次の制御を知る。

（３）次の制御を記述するフレームの「担当制御装置」
を参照することによって次の制御を担当する制ｍ＋装置
を知る。

（４）次の制御を担当する制御装置が自らの制６１１装
置である場合には「前条件」および「制御プログラム」
によってチェックすべき前条件および実行すべき制御プ
ログラムを知り前の制御の「現在の状態」が完了となっ
た時点でこれを実行する。

（５）次の制御を担当する制御装置が自らの制ｍ装置で
ない場合には「バックアップ制即装置」によって自らが
バックアップの制ＩＩＩ装置であるか否かを知る。

（６）自らがバックアップの制御装置であり、がっ、後
述する不具合制御装置リストに「担当制御ＩＡ置」に記
載ざれている制御装置が含まれている場合にはバックア
ップ制御装置として（４）と同様の動作をする。

（７）担当制御装置またはバックアップ制御装置として
前条件のチェックを開始した時点で、当該制御フレーム
の「現在の状態」を「制御中」とする。

（８）担当ＩＩ１御装置またはバックアップ制御装置は
制御プログラム実行中に当該制御フレーム中の「完了条
件」に記載されている条件をチェックし、これが満足ざ
れれば制御プログラムを終了し、「現在の状態」を完了
とする。

（９）さらに制御装置は当該制御フレーム中のｒ次の制
御」を参照し、次の−１御の「現在の状態」が“制御中
”になった時点で当該制御フレームの「現在の状態」を
“完了゛′から“終了”に書き替える。

また共有メモリ装置１５には制御シーケンス２２とは別
に各制御装置１４の不具合を示す不具合制御装置リスト
２３を設けておく。各制ＩＩＩ装置１４は前述の制御動
作とは別に、ウオッチドッグタイマまたはインストラク
ションテストからなる自己診断機能を備えている。

これにより、異常が発生したことを検知し、前記不具合
制御装置リスト２３に登録する。不具合制御装置リスト
２３は共有メモリ上にあるため、他の制ｔｍ装置がアク
セスすることが可能であり、不具合が発生した制ｔｇ＋
ＶＬ置を知ることができる。

さらに第１図における多重信号伝送装置１３は全ての計
測器１１の信号およびアクチュエータ１２の信号を伝送
するようにしておき、任意の制ｗＪ装置は任意の信号に
アクセスすることを可能とする。これは時分割多重伝送
方式等の公知の伝送技術により達成可能である。

［発明の効果］ 本発明によるプラント自動化システムにおいては以下に
述べる効果がある。

（１）従来のように大型のプロセスコンピュータを必要
とせず、システムの小型化，低コスト化が可能である。

（２）共有メモリ装置は情報を記憶するだけの受動的な
動作しかせず、従来のプロセスコンビ１−夕のような能
動的な処理は行わないので、如何に共有メモリが全体に
共通した情報を維持しているとしてもその信頼性はプロ
セスコンピュータに比較して高い。また多重化もプロセ
スコンピュータに比較して容易かつ低コストである。

（３）従来プロセスコンピュータが行なっていた制御シ
ーケンスの全体管理、統轄を各制御装置に分散してしか
も自律的に行なわせることとしたため、万が一の制御装
置が故障しても、その影響が全体に波及することなく制
御装置単体ですみ、全体の制御機能の喪失に至らない。

（４）仮に制ｔｍ装置が故障した場合でも他の制御装置
によるバックアップが可能であり、全体の信頼性が高い
。

従って、本発明によるプラント自動化システムは原子力
発電所等のプラントの安全性，信頼性の向上に寄与し、
多大なる効果が奏せられる。

なお、本実施例では制御シーケンスを記述するものとし
てフレームを用いたが、記述形式はフレームにこだわら
ず、ここで説明している情報を含んでいれば如何なる記
述方式でもよい。

また、バックアップとしてここでは一重のバックアップ
の例しか示していないが、さらに多重のバックアップを
指定することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るプラント自動化システムの一実施
例を示す系統図、第２図は第１図における共有メモリ装
置の記憶内容を示すブロック図、第３図は従来の自動化
システムを示す系統図である。 １，１１・・・計測器 ２，１２・・・アクチュエータ ３，１４・・・制御装置 １３・・・光多重伝送装置 １５・・・共有メモリ装置 ２１・・・制御シーケンス ２２・・・マーカ ２３・・・不具合制御装置リスト （，　８７３３　）代理人　弁理士　猪　股　祥　晃（
ほか　１名》− 第 図 第 図 第 ≧１

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）プラント各部に設置されたセンサおよびアクチュ
   エータに接続された多重伝送装置と、この多重伝送装置
   に分散して接続された複数の制御装置と、この制御装置
   に接続された共有メモリ装置とからなり、前記共有メモ
   リ装置に記憶されたプラントの自動化シーケンスを前記
   各制御装置が参照して自らの制御すべき対象と制御開始
   タイミングを各制御装置が自発的に判断してプラント自
   動化を分散して行うことを特徴とするプラント自動化シ
   ステム。
2. （２）前記共有メモリ装置には各制御装置の異常を示す
   情報を有し、前記各制御装置は前記情報と前記自動化シ
   ーケンスを参照することによって異常となった他の制御
   装置のバックアップを行うように構成されていることを
   特徴とする請求項１記載のプラント自動化スシテム。