JPH03210605A - オイルダンパ - 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） 本発明は例えば、化学プラント等の各種プラントの制御
を行うプラント制御装置に関するものである。

（従来の技術） 例えば、化学プラント等の各種プラントではその制御の
ためにディジタル制御装置が使用される。このディジタ
ル制御装置は、複数点の入力端子と出力端子を有する１
１０部と、プラントの制御プログラムを格納したメモリ
と、この制御プログラムを実行して１１０部との間で必
要な制御信号の授受を行うプロセッサとを有し、１１０
部に制御対象プラントの操作端を接続する。

プラントには一般的に複数のオン・オフ弁、モータ、ポ
ンプ、調整弁等があり、これらの操作端を１１０部の複
数ある出力端子に個別に接続する。また、これらオン・
オフ弁、モータ、ポンプ、調整弁には動作の状態を検知
するために、リミットスイッチや回転検出器等を設けて
その検出出力をアンサバック信号として１１０部の複数
ある入力端子に個別に与える。

ディジタル制御装置はどの操作端に対しての制御ではど
の出力端子から制御出力を出し、どの入力端子にてアン
サバックを受けるかが制御プログラムにより定めてあり
、アンサバックを受けると、次にどの操作端に対しての
制御を実施するかを、制御対象プラントの必要な制御手
順に従ってシーケンシャルに定めてプログラムしである
。

従って、本ディジタル制御装置を制御対象プラントに接
続して制御を開始すると、プログラムに従い操作端への
制御出力発生およびその操作端からのアンサバックを受
けての次の制御の実行と云ったことを順次行い、所定の
プラント制御を実施することができる。

ところで、ディジタル制御装置を製作する場合、実プラ
ントに設置する前にメーカ工場において制御プログラム
の試験検証が必要であり、従来、以下の２方式により試
験を行っていた。

■　第３図に示すように、制御装置１にプラントを模擬
したシミュレータ２を接続し、制御信号３をシミュレー
タに渡し、シミュレータにより作成された制御信号に対
するアンサバック信号４を制御装置に入力し、あたかも
制御装置を実プラントに適用したかの環境を与えて試験
を行う。

■　第４図に示すように、同一制御装置内に制御プログ
ラム１１とは別にシミュレータプログラム１２を用意し
、制御量データ１３とアンサバックデータ１４を授受す
ることにより■と同じ機能を得る。

このシミュレータプログラムは実プラント設置時は除去
する。

一方、プラント診断時については、従来、重要部のみ個
別対応によりプラント模擬シミュレータプログラムを使
用してアンサバック信号比較により異常検出を行う場合
もある。ただし、この場合は工場内試験において、制御
プログラム試験には使用していない。

（発明が解決しようとする課題） 上述の如く、ディジタル制御装置を製作する場合、プロ
グラムされた制御動作が目的とする制御動作を確実に行
うかを確認するために、実プラントに設置する前にメー
カ工場において制御プログラムの試験検証が必要であり
、従来は製作したディジタル制御装置に制御対象プラン
トを模擬したシミュレータを接続して該シミュレータと
の信号授受により動作確認を行ったり、あるいは製作し
たディジタル制御装置内に制御プログラムとは別に制御
対象プラントを模擬したシミュレータプログラムを用意
し、制御プログラムとシミュレータプログラムを実行さ
せて、制御量データとアンサバックデータを授受するこ
とで動作確認を行うようにしている。

この場合、制御対象プラントを模擬するシミュレータや
、シミュレータプログラムを用意しなければならず、コ
ストがかかる他、そのシミュレータやシミュレータプロ
グラムを開発するために、人手と時間を割かねばならな
いと云う問題がある。

しかも、このシミュレータや、シミュレータプログラム
は動作確認検証が終わると不要のものとなり、極めて不
経済であった。

その一方で、ディジタル制御装置を実プラントに据付け
た後は、そのプラントの異常等の診断を行う必要も生じ
るが、その異常診断は重要部のみ従来独立に、プラント
模擬シミュレータプログラムを使用してアンサバック信
号比較により且つ、プラント毎に行われていた。

これは工場試験用のシミュレータプログラムでは制御プ
ロセッサに対してアンサバックを行う構成であるので、
実プラントの異常検出を行えないこと、従って、プラン
トを模擬するシミュレータプログラム実行に伴う該シミ
ュレータプログラムからのアンサバック信号と実プラン
トからのアンサバック信号を比較して異常診断を行うと
云った機能を有するプラント異常診断用のプログラムが
別に必要になることによる。

そのため、工場での検証用のシミュレータプログラムと
は別にプラント異常診断用のプログラムを開発しなけれ
ばならず、極めて無駄が多かった。

また、診断用プログラムの場合、検証用のシミュレータ
プログラムとは別にプラント異常診断用のプログラムを
開発しなければならないので、開発のコストや手間等を
考えるとこれらを圧縮するためには、診断内容は重要な
要素のみに限定せざるを得ず、すべてのチエツクを行う
ようには成し難い。そのため、重点要素チエツクのため
、そのチエツク項目から外れるものは異常が発生しても
チエツクできない。

しかし、信頼性を確保し、また、トラブルに即座に対応
できるようにするためにも、プラント稼働中は常時、異
常監視を行えるようにしたいところである。

そこで、この発明の目的とするところは、製造時の検証
用シミュレータ機能を実プラント据付は後はプラントの
異常診断に使用することができ、しかも、常時、異常監
視を行うことを可能にしたプラント制御装置を提供する
ことにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は次のように構成する
。すなわち、複数の入出力端子を有し、対象とするプラ
ントの各制御対象要素の操作端とその制御対象要素の応
答信号入力端とを所要の入出力端子に接続し、制御手段
により前記プラントの制御手順に従って制御対象要素の
操作端に対する制御出力を前記所要の入出力端子を介し
て発生し、制御手段は該制御対象要素の応答信号を受け
ると次の制御対象要素の操作端に対する制御に移るよう
にしてプラント制御を実施するようにしたプラント制御
装置において、前記制御手段の制御出力を受けて前記プ
ラントの動作を模擬し、前記プラントが応答する場合と
同種の応答信号を発生するシミュレーション手段と、こ
のシミュレーション手段の応答信号と前記制御対象プラ
ントの応答信号とを受け、両応答信号を比較して不一致
のとき異常信号を発生する比較手段と、検証モードおよ
びプラント制御・モニタモードとを有し、検証モードの
ときは前記シミュレーション手段からの応答信号を前記
制御手段に与えると共に、プラント制御・モニタモード
のときは前記入出力端子のうち、制御対象要素の応答信
号入力用の端子から得られる前記プラントの応答信号を
前記制御手段に与える切換え手段とを具備して構成する
。

（作　用） このような構成の本装置は、シミュレーション手段は制
御手段の制御出力を受けて前記プラントの動作を模擬し
、前記プラントが応答する場合と同種の応答信号を発生
させ、検証モード時には切換え手段はこのシミュレーシ
ョン手段の応答信号を制御手段に与えるので、実プラン
トのない工場での検証時には、切換え手段を検証モード
にするだけで装置の制御動作の検証を実施でき、また、
実プラントに接続後は切換え手段をプラント制御・モニ
タモードにすると、切換え手段は制御手段の制御出力を
シミュレーション手段とプラントに出力し、それぞれの
応答結果を比較手段に入力させると共にプラントの応答
信号は制御手段に入力するようにし、一方、比較手段は
シミュレーション手段とプラントの両応答信号を受ける
と両者の一致・不一致を調べ、不一致のとき異常信号を
発生するように動作すると云うものである。

従って、切換え手段を検証モードにすれば、シミュレー
ション手段による応答結果を受けて制御手段の動作確認
を行うことができ、また、プラント制御・モニタモード
にすれば、プラントの制御を行いつつ、シミュレーショ
ン手段によるシミュレーシヨンを実施することができ、
その両者の応答結果を比較して異常監視をすることがで
きる。

そのため、本発明によれば、製造時の検証用シミュレー
タ機能を実プラント据付は後はプラントの異常診断に使
用することができ、しかも、常時、異常監視を行うこと
を可能にする等、検証用シミュレータ機能を有効に活か
すことができる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の一実施例をオン・オフ弁
に制御信号を与える場合を例に説明する。尚、プラント
には一般的に複数のオン・オフ弁、モータ、ポンプ、調
整弁等があり、シミュレータについてもそれら操作端に
ついて模擬することになる。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図第２図はそ
の具体例を示すブロック図であり、３は制御対象とする
プラント（実プラント）である。

この対象プラント３の操作端はここでは一例として、第
２図に示すように電磁弁１２で駆動される空気ダイヤフ
ラム式オン・オフ弁１３とし、そのアンサバックはリミ
ットスイッチ１１とする。

１０は本発明によるプラント制御装置であり、このプラ
ント！１１９Ｉｌ装置１０はプラント制御を行うための
機能要素（具体的にはソフトウェア要素二制御プログラ
ム）であるプラント制御部１と、プラントのシミュレー
ションを行うシミュレータ要素（シミュレータプログラ
ム）であるシミュレート部２、プラント制御部１の制御
出力を元にしてのシミュレーション実行によるシミュレ
ート部２のアンサバック信号と、プラント制御部１の制
御比モードＢのいずれか一方を選択する切換え部９より
なる。

検証モードＡはプラント制御部１とシミュレート部２と
の間での制御信号／アンサバック信号の授受を行う動作
試験用（製作時試験検証用）のモードであり、モニタモ
ードＢはプラント制御とそのモニタ（実稼動時の異常監
視）を行うモード前記プラント３側を完全に切り離し、
前記シミュレート部２からのアンサバック信号のみをプ
ラント制御部１に返すようにし、モニタモードＢに切換
えたときは、前記シミュレート部２と前記プラント３の
両アンサバック信号を比較部７に与えると共に前記プラ
ント３側からのアンサバック信号のみをプラント制御部
１に返すように機能する。

尚、プラント制御部１からはプラントに対する制御信号
をその時々の制御対象要素の操作端に対して信号供給す
るプラント制御装置入出力装置部の出力端子に出力し、
前記シミュレート部２にも該出力端子より制御信号を供
給し、プラント３またはシミュレート部２からの応答信
号（アンサバック）はプラント制御装置入出力装置部に
おける前記制御対象要素の操作端対応の入力端子の系統
に対して行う構成としてあり、出力および入力はプラン
ト制御装置入出力装置部における各入力端子、出力端子
に１対１の対応を持たせである。

従って、プラントにおけるある制御対象要素に対する制
御信号とその応答信号の入力端子・出力端子は特定のも
のに定めて、制御の進行に伴い、逐次、制御対象要素の
出力端子に制御出力を与え、その応答信号を他と区別し
て得て、制御を進めることができるようになっている。

このような構成の本装置の作用を説明する。

本装置では、切換え部９を切換えることにより、プラン
ト制御部１とシミュレート部２との間での制御信号／ア
ンサバック信号の授受を行う動作試験用（製作時試験検
証用）の検証モードＡと、プラント制御とそのモニタ（
実稼動時の異常監視用）を行うモニタモードＢのいずれ
かが選択できる。

切換え部９を検証モードＡに切換えると、プラント制御
部１からの指令信号はシミュレート部２にのみ、与えら
れるようになり、指令信号を受けたシミュレート部２は
当該指令信号に応じてシミュレート動作を実行して応答
信号であるアンサバック信号を出力し、このアンサバッ
ク信号はプラント１ｉｌｌ１部１に与えられる。

これにより、プラント１１１１ｍ部１は次の制８Ｊこ移
り、制御出力を発生し、これに応動してシミュレート部
２は当該指令信号に応じてシミュレート動作を実行し、
アンサバック信号を出力する。

このような動作を繰り返すことで、プラント制御装置１
０は内部のシミュレート部２の機能により、プラント制
御部１の制御動作の検証を実施することができる。

プラント制御部１の制御動作の検証の結果、目的の制御
機能が得られることが確認されると、次に実プラント３
に本プラント制御装置ｌＯを接続して実稼動に移ること
になる。本プラント制御装置ｌＯではこの段階で切換え
部９を検証モードＡからモニタモードＢに切換える。

切換え部９をモニタモードＢに切換えてプラント制御装
置ｌＯを動作開始させると、プラント制御部１は稼動し
、プラント制御を実施し始める。

そして、プラント制御部１からのプラント制御のための
指令信号はプラント３とシミュレート部２の双方に与え
られるようになる。制御プログラム実行にともないプラ
ント制御部１から開始指令信号（オン・オフ弁１３の開
制御信号）４が出力されると、これを受けたプラント３
はオン・オフ弁１３が開制御され、プラント３からはア
ンサバックとしてリミットスイッチ１１により開の応答
信号が出力されてプラント制御部Ｗｔ１０に入力される
。

一方、前記制御信号４はシミュレート部２にも平行して
入力され、シミュレート部２はこの制御信号４を受けて
オン・オフ弁１３の模擬としてのオン・デイレイ・タイ
マ要素２ａによる動作を実施し、このオン・デイレイ・
タイマ要素の動作により、前記制御信号４がオンして、
規定時間後、オンするアンサバック信号６を出力する（
模擬動作としてリミットスイッチ１１の開の応答信号の
発生）。

これらアンサバック信号５，６のうち、プラント３から
のアンサバック信号５はプラント制御装置ｌＯに入力さ
れ、プラント制御装置ＩＯではプラント３から受けたア
ンサバック信号５により、次の制御動作に移り、制御出
力を発生し、これに応動してプラント３からアンサバッ
ク信号が出力されると次の制御動作に移り、制御出力を
発生すると云った動作を行う。このような動作を繰り返
すことで、プラント制御装置ｆｌＯはプラント３の制御
を行う。

一方、モニタモードＢではシミュレート部２とプラント
３からのアンサバック信号５，６は比較部７にも入力さ
れる。そして、比較部７では両者の一致を調べるため、
ＡＮＤ論理要素７ａで両アンサバック信号５，６のＡＮ
Ｄ論理をとり、その結果をＮＯＴ論理要素７ｂでインバ
ートした後、タイマ処理要素７ｃを通すことで、実プラ
ントとシミュレータとの誤差保証のためのオン赤デイレ
イ・タイマ処理を行って異常判定を行う。

尚、シミュレート部２の機能としては次のものを含んで
いる。

■　制御信号とアンサバック信号のセットを規定する。

これは、どれとどれを比較すべきかと云う規定である。

■　制御信号のオン時のアンサバック信号のあるべき姿
（オンかオフか）の規定。オン・オフ弁によっては、制
御信号（開指令）オン時、リミットスイッチよりのアン
サバックがオフの場合があるためである。

そのため、シミュレート部２のアンサバック信号６とプ
ラント３からのアンサバック信号５の内容が不一致であ
れば、比較部７はこれを論理判別するので、比較部７の
比較結果により、プラント３の異常（例えば、ダイヤフ
ラムの故障、弁の噛み、インターフェースやドライバの
不良、信号線の断線等）による動作不良を知ることがで
き、プラント３の異常監視が、本来の制御と平行して実
施できる。

しかも、本システムでは、工場にて検証に使用するシミ
ュレート部２を、プラント据付後はそのままプラント異
常診断用として使用できるようになり、シミュレート部
２を有効に活用することができるようになる。すなわち
、従来は工場にて検証に使用するシミュレーションプロ
グラムは検証にのみ、使用し、他には使用できないもの
であったため、プラント診断のための診断プログラムは
個別に作成する必要があり、コストアップとなるために
、特に重要な部分にしか行っていなかったが、本発明に
より検証並びにモニタ双方に使用することができるよう
になったので、汎用性が高くなり、無駄が無くなって、
コストダウンと機能強化を図ることができるようになる
。

また、従来技術ではディジタル出力およびディジタル入
力についての入出力装置の診断技術が困難であった。こ
の理由はディジタル入出力装置自身のハードウェアがシ
ンプルであるため、診断機構を装備することが信頼性の
低下およびコストアップに繋がるためである。しかし、
本発明における比較照合により、プラント診断のカバー
範囲が入出力装置の異常、操作端の異常、センサの異常
等までもを含むことになるため、入出力装置異常時もオ
ペレータに異常発生を信頼性を保持しつつ告知可能とな
る。

例えば、第２図の構成を見ればわかるように、プラント
制御袋Ｗｌｔｏは複数ある自己の入出力装置のうちの、
所定の入出力装置１４．１５を介してプラント３の操作
端への信号送出およびアンサバックの取り込みを行うが
、入出力装置ｔ１４．１５のいずれかが異常となった場
合でも、比較部７の比較結果が不一致となるので、比較
部７からは異常信号８が出力される。そして、この異常
信号８により、警報を発令するか、警報ランプ等を点灯
するなどすれば、異常発生がわかる。

このように、本装置は複数の入出力端子を有し、対象と
するプラントの各制御対象要素の操作端とその制御対象
要素の応答信号入力端とを所要の入出力端子に接続し、
制御手段により前記プラントの制御手順に従って制御対
象要素の操作端に対する制御出力を前記所要の入出力端
子を介して発生し、制御手段は該制御対象要素の応答信
号を受けると次の制御対象要素の操作端に対する制御に
移るようにしてプラント制御を実施するようにしたプラ
ント制御装置において、前記制御手段の制御出力を受け
て前記プラントの動作を模擬し、前記プラントが応答す
る場合と同種の応答信号を発生するシミュレーション手
段と、このシミュレーション手段の応答信号と前記制御
対象プラントの応答信号とを受け、両応答信号を比較し
て不一致のとき異常信号を発生する比較手段と、検証モ
ードおよびプラント制御・モニタモードとを有し、検証
モードのときは前記シミュレーション手段からの応答信
号を前記制御手段に与えると共に、プラント制御・モニ
タモードのときは前記入出力端子のうち、制御対象要素
の応答信号入力用の端子から得られる前記プラントの応
答信号を前記制御手段に与える切換え手段とを具備して
構成したものである。

そして、このような構成において、シミュレーション手
段は制御手段の制御出力を受けて前記プラントの動作を
模擬し、前記プラントが応答する場合と同種の応答信号
を発生させ、検証モード時には切換え手段はこのこのシ
ミュレーション手段の応答信号を制御手段に与えるので
、工場での検証時には、切換え手段を検証モードにする
だけで装置の制御動作の検証を実施でき、また、切換え
手段をプラント制御・モニタモードにすると、切換え手
段は制御手段の制御出力をシミュレーション手段とプラ
ントに出力し、それぞれの応答結果を比較手段に入力さ
せると共にプラントの応答信号は制御手段に人力するよ
うにし、一方、比較手段はシミュレーション手段とプラ
ントの両応答信号を受けると両者の一致・不一致を調べ
、不一致のとき異常信号を発生するように動作すると云
うものである。

従って、切換え手段を検証モードにすれば、シミュレー
ション手段による応答結果を受けて制御手段の動作確認
を行うことができ、また、プラント制御・モニタモード
にすれば、プラントの制御を行いつつ、シミュレーショ
ン手段によるシミュレーションを実施することができ、
その両者の応答結果を比較して異常監視をすることがで
きる。

従って、本装置によれば、製造時の検証用シミュレータ
機能を実プラント据付は後はプラントの異常診断に使用
することができ、しかも、常時、異常監視を行うことを
可能にする等、検証用シミュレータ機能を有効に活かす
ことができる。

尚、本発明は上記し、且つ、図面に示す実施例に限定す
ることなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形し
て実施し得るものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、製造時の検証用
シミュレータ機能を実プラント据付は後はプラントの異
常診断に使用することができ、しかも、常時、異常監視
を行うことを可能にして、信頼性の向上をも図ることの
できるようにしたプラント制御装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
本発明のより具体的な実施例を示すシステムブロック図
、第３図および第４図は従来例を説明するための制御系
の構成例を示すブロック図である。 １・・・プラント制御部、２・・・シミュレート部、３
・・・プラント、４・・・制御信号、５・・・プラント
・アンサバック信号、６・・・シミュレート部・アンサ
バック信号、７・・・比較部、８・・・異常信号、 ｌＯ・・・プラント制御装置、１１・・・リミットスイ
ッチ、１３・・・オン・オフ弁、１４．１５・・・入出
力装置。 第 図 第 ■ １１４１１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　複数の入出力端子を有し、対象とするプラントの各制
   御対象要素の操作端とその制御対象要素の応答信号入力
   端とを所要の入出力端子に接続し、制御手段により前記
   プラントの制御手順に従って制御対象要素の操作端に対
   する制御出力を前記所要の入出力端子を介して発生し、
   制御手段は該制御対象要素の応答信号を受けると次の制
   御対象要素の操作端に対する制御に移るようにしてプラ
   ント制御を実施するようにしたプラント制御装置におい
   て、 前記制御手段の制御出力を受けて前記プラントの動作を
   模擬し、前記プラントが応答する場合と同種の応答信号
   を発生するシミュレーション手段と、 このシミュレーション手段の応答信号と前記制御対象プ
   ラントの応答信号とを受け、両応答信号を比較して不一
   致のとき異常信号を発生する比較手段と、 検証モードおよびプラント制御・モニタモードとを有し
   、検証モードのときは前記シミュレーション手段からの
   応答信号を前記制御手段に与えると共に、プラント制御
   ・モニタモードのときは前記入出力端子のうち、制御対
   象要素の応答信号入力用の端子から得られる前記プラン
   トの応答信号を前記制御手段に与える切換え手段と を具備したことを特徴とするプラント制御装置。