JPH0786761B2 - プラント制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、火力発電所、圧延装置、石油精製装置又は石
油化学装置の如く、複数のプロセス機器が有機的に関連
して稼働させるプラントの制御装置に関する。

〔発明の背景〕

かかるプラント制御装置について、火力発電プラントに
適用されたものを一例として説明する。第１図に、石炭
焚火力発電プラントのプロセス装置とプラント制御装置
の全体構成を示す。第１図において、給水ポンプ（以下
BFPと称する）134で昇圧され、火炉101に供給された給
水は、ミル104から供給される微粉炭と強制通風機（以
下FDFと称する）106から供給される燃焼用空気との燃焼
熱により蒸発加熱され、主蒸気となつてタービン131に
供給される。タービン131を駆動することによつて発電
機132に電力を発生させた主蒸気は、復水器133で復水さ
れて前記BFP134に還流される。これらのプロセス装置を
制御する制御装置は、統括監視制御を行うユニツト計算
機等からなる統括制御装置206と、ミルバーナシーケン
ス制御装置201と、シーケンス制御機能のみを有する補
機シーケンス制御装置203と調整制御を主体とするプラ
ント自動制御装置202と、タービン制御装置204と、サブ
ループ制御装置の励磁制御装置205と、から構成されて
いる。

前記プラント自動制御装置202は、主蒸気圧力発信器141
と給水流量発信器142により検出されたプロセス量と目
標値とから，制御対象機器であるミル104への給炭機の
速度制御による燃料量制御と、FDF入口ダンパ116の開度
制御による空気流量制御と、給水ポンプ134の回転数制
御による給水流量制御とを行う機能を有し、加算器やPI
D演算器から形成されたものとなつている。ミルバーナ
シーケンス制御装置201はミル104等の制御対象機器の起
動停止シーケンス制御を行うようになっている。補機シ
ーケンス制御装置203は、FDF106と給水ポンプ134等を制
御対象機器とし、それらの起動停止シーケンス制御を行
うシーケンス制御装置であり、シーケンサーあるいは電
磁リレー回路等から形成されている。

このように構成される火力発電プラントのプロセス機器
のうち、BFP134のプロセス系統を例にとつて，プラント
制御装置の詳細を以下に説明する。第２図に、BFP134廻
りのプラント制御装置の構成と、各制御装置間の信号伝
達のブロツク系統を示す。同図中１〜８は圧力又は温度
検出器等のプロセス量検出器であり、9,10は流量調整弁
等の如き連続制御弁、11,12は電動駆動弁等の如きON−O
FF制御弁を示している。プラント制御装置はプロセス制
御装置（以下APCと称する）207,給水ポンプ駆動用ター
ビンの電子油圧式装置（以下BFP−Ｔ−EHGと称する）20
8,シーケンシヤル制御装置（以下シーケンサーと称す
る）209,ローカル制御装置210等の制御装置群に分割さ
れ、更にそれらを統括コントロールし，プラント全体の
起動，停止を把握する統括制御装置206等から構成され
ている。

即ち，制御装置207〜210のハードウエアが，連続制御を
主体とする調整制御装置（以下，コントローラと称す
る）と、シーケンス制御を主体とするシーケンサーに専
用化されているため、制御対象機器が連続制御である
か、シーケンサ制御であるかによつて、制御装置207〜2
10の制御分担が決定されるといつた制御装置主体の構成
となつている。したがつて、例えば第２図に示したボイ
ラ給水ポンプBFPの起動制御の如き、ある一連の制御に
ついて考えてみると、プラントから要求される給水流量
を確保するという１つの制御目標に対し、制御系統はそ
れぞれの制御装置の機能を生かすべくいくつかの制御装
置に分割されている。そしてプラントのプロセス情報，
即ち検出器１〜８で検出されるプロセス量や操作端９〜
12の開閉状況等の情報は、重複して各制御装置207〜210
に送出する必要がある。また制御装置207〜210間の情報
交換も不可欠となり、更にはこれら制御装置207〜210を
統括してプラント全体の起動停止スケジユール等を管理
する統括制御装置206に制御情報を伝送する必要があ
る。このように重複して情報伝送を行なわなければなら
ないことから、情報伝送路としての信号ケーブル数が増
大してしまうと共に、プラント制御全体の信頼性が低下
されてしまうという欠点がある。

次にこのことを含めて，さらに第３図に示したBFP134廻
りの詳細プロセス系統及び制御系統の構成図、及び第４
図と第５図に示した制御フローに対する各制御装置207
〜210の機能分担を説明する図を参照しながら詳細に説
明する。第３図に示すように、ボイラ給水装置のプロセ
ス系統は信頼性向上を図るため、一般に系統構成機器を
複数に分割したり、予備機器を設けることにより、複数
の単位プロセス系統に分割することが多い。即ち、ター
ビン13A,13Bをそれぞれ駆動機とする２台のＴ−BFP134
A,134Bとモータ14を駆動機とするＭ−BFP134Cとを設
け、万一、１台が故障しても他の健全なBFPによりプラ
ント停止等に至らぬようにしている。第３図図示例のも
のによると、プラント起動時はＭ−BFP134Cによりボイ
ラ給水を行い、その給水量はAPC207の制御信号に基づい
た給水弁15によつて調整される。プラントが起動して主
蒸気圧力が確立し、且つ規定出力に到達すると、ボイラ
給水はＭ−BFP134CからＴ−BFP134Aまたは134Bに切換え
られ、通常運転時における給水料はAPC207とBFP−Ｔ−E
HG208の制御信号に基づいたサーボ弁16Aまたは16Bによ
り、調整されるようになっている。なお、所定の発電出
力を得る給水量は、２台のＴ−BFP134A,134Bの稼働によ
つて満足されるようになつており、１台のＴ−BFP134A
が重故障によりトリツプした場合、総給水量は減少する
が他のＴ−BFP134Bにより一定の給水量が確保されるこ
とから、プラント停止を防ぐことができ、さらにＭ−BF
P134Cを稼働させることにより所定の給水量を確保する
ことも可能となつている。

上述したＴ−BFP134Aの起動から通常運転までの制御手
順を第４図に沿つて説明する。なおＴ−BFP134Bについ
ても同様の制御手順となつている。

まず、プラントが規定出力に達すると、統括制御装置20
6からＴ−BFP134Aの起動指令（ブロツク20）がBFP−Ｔ
−EHG208に出力される。これによりBFP−Ｔ−EHG208は
目標回転数設定を行うとともに（ブロツク21）、サーボ
弁16Aの開度を制御してＴ−BFP134Aの回転数を目標回転
数まで上昇させる（ブロツク22）。回転数が上昇して吐
出流量点まで上昇するとBFP−Ｔ−EHG208からは、シー
ケンサー209に対し出口弁18Aの全開指令を出力し、（ブ
ロツク23）、これによりシーケンサー209から出口弁18A
に対し全開の制御信号が出力され（ブロツク24）、Ｔ−
BFP134Aの給水準備が完了する（ブロツク25）。この給
水準備完了信号は統括制御装置206に送出され、これを
受けた統括制御装置206はAPC207におけるＴ−BFP制御を
自動制御とすべくＴ−BFP自動投入指令をAPC207に送出
する（ブロツク26）。APC207はＴ−BFP134Aを自動に切
り換えた後（ブロツク27）、その応答信号を統括制御装
置206に返送する。この応答信号を受けた統括制御装置2
06はＴ−BFP134Aの操作を直接行うことにより、Ｍ−BFP
134Cの給水流量をＴ−BFP134A側に移行させる（ブロツ
ク28,29,30）。この操作により、Ｍ−BFP134Cの給水弁1
5は次第に全閉となり、以後APC207によりサーボ弁16Aを
連続制御して、給水制御が実行されることになる。

このように、Ｍ−BFP134Cの給水負荷をＴ−BFP134A又は
134Bに移行させる１つの制御手段を実行するのに、４つ
の制御装置206〜209を介していることから、各性御装置
206〜209間の情報伝送の必要性が生ずることになるので
あり、前述の欠点につながるのである。なお第４図図示
制御手順はAPC207にアナログ装置を用いた場合を示して
いるが、第５図に示すようにAPC207にデジタル装置を用
いた場合にあつても同様に制御装置206〜209間の信号伝
送は必要となる。

また、第３図に示したプロセス系統と制御系統との関連
をみると、吐出弁18A〜18Cはシーケンサー209が、サー
ボ弁16A,16BはBFP−Ｔ−EHG208及びAPC207が、給水弁15
はAPC207が、BFPの再循環弁17A〜17Cはローカル制御装
置210が、それぞれ分担して制御するようになつてい
る。これに対し、前述したようにBFP134のプロセス系統
の構成は,BFP134A〜134Cの３つの単位プロセス系統から
構成されている。即ち、制御装置の分割構成とプロセス
系統の分割構成とは全く正確を異にしたものとなつてい
ることから、１つの制御装置が何らかの故障によりその
機能を果たせなくなつた場合、制御系統の特徴から総て
のBFP134A〜134Cのプロセス系統の制御が不能となつて
しまいボイラーへの給水が止まりプラント停止へ到ると
いうことになる。

上述した給水装置系に限らず、燃焼装置系についても同
様のことが言える。燃焼制御系は、第６図に示す様にミ
ル104と給炭機103,一次送風機105,バーナ109,及び周辺
ダンパ113〜115から形成され、通常複数系統、例えば第
６図の如く４系統に分割し、１組が故障してもプラント
がダウンしないような考慮がなされている。同図におい
て給炭機103により目標負荷当量に調整制御された石炭
は、ミル104に送られて粉状に粉砕される。粉砕された
石炭粉は一時通風機105と周辺ダンパ113〜115で制御さ
れた搬送空気により、バーナ109に送られ燃焼される。
この燃焼装置系の制御装置は、給炭機103の給炭量制御
の如き調整制御を行うAPC202と、ミル104やバーナ109等
のシーケンス制御を行うミルバーナシーケンス制御装置
（以下MBCと称する）201から形成され、それら制御装置
201,202相互間で信号取り合いを行いながら、各燃焼装
置系の制御を行う。

この燃焼装置系の制御手順について、１系統の燃焼装置
系の起動時を例にとり、第７図を用いて説明する。第７
図ブロツク41に示すように、MBC201においてミル104の
ウオーミングシーケンスが起動される。これにより、ブ
ロツク42で一時通風機105が起動され、ブロツク43でミ
ル出口ダンパ118が開かれる。ミル出口ダンパ118が開か
れると、ブロツク44において、APC202から冷空気ダンパ
113と熱空気ダンパ115の操作器である冷熱空気ダンパS/
Sを自動モードに投入する指令が出力される。両ダンパ1
13,115が自動制御モードに入ると、ブロツク45において
APC202はミル出口温度を検出して両ダンパ113,115の開
度を制御することにより、その温度を所定のミルウオー
ミング温度に制御する。ミル出口温度がミルウオーミン
グ温度に達すると、APC202からその接点信号がMBC201に
伝送される。MBC201ではミル出口ダンパが開かれてから
一定時間経過後で、かつ前記ミルウオーミング温度到達
の信号を受信すると、ブロツク46においてミルウオーミ
ングシーケンス完了と判断し、次のステツプである石炭
バーナ109の点火シーケンスに移行させる。石炭バーナ
点火シーケンスが起動されると、ブロツク47でまず点火
用のパイロツトバーナが点火される。これにより、点火
用パイロツトバーナが点火されると、ミル109に起動指
令を与えると同時に、APC202にミル出口温度制御指令信
号を伝送する。APC202では、ブロツク49において、冷空
気ダンバ113と熱空気ダンパ115の開度制御を行うことに
より、ミル出口温度を規定温度に制御する。また、MBC2
01ではブロツク48において、ミル104を起動させ、ブロ
ツク50において給炭機インレツトゲイト117を開くとと
もに、給炭機103を起動させ、つづいてAPC202に給炭機
操作器を自動モードに投入させる指令を伝送する。これ
を受けたAPC202はブロツク55で給炭機103の速度制御を
行い給炭量を目標値に制御する。

一方、MBC201では給炭機103が起動すると、ブロツク51
にてエアレジスタを開かせる。これらの一連のシーケン
ス制御がなされると、石炭粉がバーナ109に供給されて
バーナで着火される。この石炭バーナフレームがブロツ
ク52で検出されると、燃焼装置系の起動が完了するので
ある。この起動完了後はAPC202による給炭機103の速度
制御と、一次通風機入口ダンパ114の開度制御によつ
て、目標負荷に見合つた給炭量制御がなされる。

ところが上述した燃焼装置系の制御装置にあつて、例え
ばAPC202が故障すると、MBC201が正常であつても、燃焼
制御が不可能となり、制御対象である燃焼装置系を複数
系統に分割しているにもかかわらず、プラント停止に至
つてしまうということになるのである。

また、APC202とMBC201は、相互に取合信号が多くそのた
めのハードウエアが必要となり、これによつて構成が複
雑で高価なものになるという欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明は、上記の点に鑑みなされたものであって、その
目的とするところは、一部の制御装置の故障による影響
が他の制御装置に及んでもプラントの運転が継続できる
信頼性の高いプラント制御装置を提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明は、それぞれが同機能の操作端を有する単位プロ
セス系統が複数組並列に配置されると共に、プロセスの
上流から前記複数の単位プロセス系統へ流通する複数の
単位プロセス系統に共通の物質を前記複数の単位プロセ
ス系統を経由してプロセスの下流の機器へ合流させて供
給するプロセス系統を有するプラントの制御装置であっ
て、前記複数の単位プロセス系統の各々に設けられた単
位制御装置と、該複数の単位制御装置に共通に設けられ
た統括制御装置とを有し、前記単位制御装置の各々は、
当該単位プロセス系統内を流通する物質を他の単位プロ
セス系統における制御とは独立に制御すべく、当該単位
プロセス系統内におけるプロセス情報を他の単位制御装
置及び前記統括制御装置を介さずに入力すると共に、他
の単位制御装置が入力したプロセス情報の一部を前記統
括制御装置を介して入力し、該入力したプロセス情報に
基づいて当該単位プロセス系統内に含まれる操作端の制
御指令を他の単位制御装置から独立して作成する機能
と、該作成された制御指令に基づいて当該単位プロセス
系統内に含まれる操作端についての運転シーケンス及び
調整動作を他の単位制御装置から独立して制御する機能
と、前記複数の単位制御装置のいずれかが不動作となっ
た場合に、不動作となった単位制御装置の不動作に基づ
く前記統括制御装置からの操作指示に応じて不動作とな
った単位制御装置及び前記統括制御装置を介さずに入力
したプロセス情報に基づいて当該単位プロセス系統内に
含まれる操作端の制御を実行する機能とを備え、前記統
括制御装置は、前記単位制御装置間の協調制御を行う機
能を備えることにより、一部の制御装置の故障による影
響が他の制御装置に及んでもプラントの運転が継続でき
るようにしたものである。

即ち、まずプラント運転及び制御上互いに強い関連をも
った制御対象機器をその制御方法にとらわれず１つの単
位制御系統にグループ化し、それぞれに独立して制御装
置を割り当てることにより、制御の自律分散化を図る。

そして、プラント全系にかかわる制御、例えば出力調整
制御や協調制御などは、すべて統括制御系に集約し、単
位制御系統の制御機能レベルを単一的なものにする。

さらに、単位制御系統の制御に必要なプラントのプロセ
ス量は、同一単位制御系統内で検出、入力処理するよう
にし、単位制御系統内で最低限の制御を可能にする。し
かし、プロセス量は最も関連の深い制御系統に依存する
ことから、同一プロセス量の検出は他の単位制御系統と
重複させることがないようにする。

これらのことを基本として、自律分散化された単位制御
系統の単位制御装置と、プラント統括制御のための統括
制御装置とにより制御系統を構成するのである。

具体的には、前述した従来の制御装置のような制御機能
種別による分割、例えばプロセス系統構成を無視して連
続調整制御を１つのアナログあるいはデジタル制御にま
とめ、ON−OFF制御のシーケンシヤル制御をリレー式あ
るいはデジタル式の１つのシーケンシヤル制御装置にグ
ループ化するのとは異なり、制御機能種別による分割を
せず、プロセス系統の分割構成に対応させて単位制御系
統に分割し、それぞれ単位制御装置を割付け、最適な構
成のプロセス系統に協調させたカスケード制御系単位に
分割するのである。一般に、プラントのプロセス系統構
成は複雑であるが、系統が１つしかないものは、当然制
御系統も１つで構成し、系統が複雑の場合には前記基体
に合わせて適宜制御系統を分割する。例えば、第８図
（ａ）に示すように１つのプロセス系統が、同一の制御
対象機器56からなるＡ系統57AとＢ系統57Bとに完全に分
割されている場合には、制御装置をも自律化の観点から
それぞれＡ系統、Ｂ系統に分割する。また、第８図
（ｂ）に示すように、プロセス系統を構成する制御対象
機器56の一部（例えばポンプ等）が複数台になつている
が、他の制御対象機器（例えば弁操作端）の主たる部分
が１系統からなる場合は、１系統とみなして制御装置も
１系統とする。しかし、第８図（ｂ）において複数並列
に設けられている制御対象機器が重要な機器の場合に
は、その部分を分離し制御装置をＡ系統とＢ系統とに分
離独立させる。第８図（ｃ）に示すような系統構成の場
合には、前記第８図（ａ），（ｂ）で説明した考えに基
づいて、３つの系統58A,58B,58Cにそれぞれ対応させて
分割する。なお、火力発電プラントを例にとれば、第８
図（ａ）に該当するものとして通風系統やミル系統が挙
げられ、第８図（ｂ）に該当するものとして軽油系統や
重油系統などが挙げられる。また、第８図（ｃ）に該当
するものとしてはボイラ給水ポンプまわりの給水系統が
挙げられる。

つまり、第５図の従来例に照らしてみれば、シーケンサ
209,APC207,BFP−Ｔ−EHG208,ローカル制御装置210とい
つた構成概念は無く、BFP134A〜134Cのプロセス系統に
対応させてそれぞれ独立に制御装置を設けたものとな
る。そして、分割された制御装置は、他の制御装置と共
用するプロセス状態量を除き、自系の制御に必要なプラ
ントのプロセス状態量を直接検出するようにし、統括制
御装置からの指令あるいは情報伝達がなくても、最低限
の機能を発揮するように自律分散化されたものとなつて
いる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。第
９図に、火力発電プラントの一実施例の分割された単位
制御装置群59の構成と、統括制御装置60とを示す。第９
図の単位制御装置群59中、No.11の給水Ａ系統に本発明
を適用した一実施例を第10図に示す。本実施例は前記第
２図図示従来例に対応するものであり、単位制御装置を
単位プロセス系統に対応させて分割した結果、１台のＡ
系統単位制御装置61とその上位装置である統括制御装置
62にまとめられたものとなつている。第10図から明らか
なように、信号の伝送は単位制御装置61と統括制御装置
62と206間の上下方向の伝送のみとなり、単位制御装置
間の信号伝送はなくなり、かつ制御装置の単一化によつ
て重複した情報伝送もなくなる。

このよう構成される実施例の制御手順について11図に沿
つて説明する。なお、第11図は前記第３図図示従来例に
対応するものである。基本的な制御手順はプラント運転
スケジユール管理を行う統括制御装置206から、どの機
器がどの時点で動くべきかを統括制御装置62に情報伝送
し、統括制御装置62はそれらの情報に基づき単位制御装
置間の統括を行うのである。つまり、第11図に示すよう
に、統括制御装置62はブロツク64にて、Ｔ−BFP134Aの
起動指令をＡ系統単位制御装置61に出力する。これを受
けたＡ系統単位制御装置61は、ブロツク65においてＴ−
BFP134Aの目標回転数を設定するとともに、ブロツク６
においてその回転数を上昇させ、ブロツク67においてＴ
−BFP回転数が吐出流量点まで上昇したとき、ブロツク6
8においてＴ−BFP134Aの出口弁18Aに対し全開指令を出
力する。続いてブロツク69においてＴ−BFP134Aの給水
準備が完了したことを確認し、ブロツク70に移行してＴ
−BFP134Aのインサービス（系統組込み）を開始させ
る。このＴ−BFP134Aのインサービス開始信号を受けた
統括制御装置62は、ブロツク72,73においてそれぞれＭ
−BFP134Cの流量バイアス設定器及びＴ−BFP134Aの流量
バイアス設定器を調整し、Ｍ−BFP134Cの給水負荷をＴ
−BFP134A側へ順次移行させる。Ｔ−BFP134Aの移行が完
了すると、ブロツク71に移行し，単位制御装置61により
Ｔ−BFP134Aの回転数制御による給水制御に移行する。
なおブロツク72におけるＭ−BFP134Aの流量バイアス信
号は、Ｃ系の単位制御装置に出力される。このように、
単位制御装置61はＴ−BFP134Aの昇速制御を分担すると
ともに、統括制御装置62が単位制御装置61への起動命
令，及び複数の他の単位制御装置にまたがる操作を分担
することになる。

従つて、本実施例によれば、従来のような制御装置間の
信号伝送はなくなり、また、単位制御装置ごとに制御機
能が自律しているので、Ａ系統単位制御装置61に重大な
故障が発生しても、統括制御装置62によりＢ系統単位制
御装置に切り換えて，給水系統を確実に動作させること
ができるのである。即ち、プロセス系統構成の思想に合
つた制御システムとすることができるのである。

次に、本発明により制御装置間の信号伝送と、各種装置
への重複した情報（プロセス状態量、機器動作状態）が
なくなることを、第12図〜第15図に示された具体的な例
に沿つて説明する。第12図〜第14図は、それぞれ第３図
従来例のBFP再循環弁制御装置（ローカル制御装置21
0）、BFP−Ｔ−EHG208、APC207の制御ブロツク図を示し
ており、第15図は第10図図示実施例のＡ系単位制御装置
61の制御ブロツク図を示すものである。第12図に示すよ
うに再循環弁制御装置は、Ｔ−BFP134Aの吹込流量検出
器74の信号と、回転数検出器74の回転数信号から定まる
流量との偏差により、再循環弁17Aを連続制御するもの
であり、図中76,77,78,79はそれぞれ上記制御機能を達
成するための関数発生器、減算器、PI演算器、切替器で
ある。

第13図に示したBFP−Ｔ−EHG208は、Ｔ−BFP134Aの回転
数検出器75の回転数検出値を、Ｔ−BEP134A給水流量相
当の回転数80に上昇させるべく、Ｔ−BFP134Aのサーボ
弁16Aを連続制御するものであり、図中81,82,83,84,85,
86はそれぞれこれらを実現するための減算器、PI演算
器、昇速プログラム、切替器、比例演算器、電油変換器
である。

第14図に示したAPC207は、起動時はＴ−BFP134Aの出口
圧力87とBFP出口合流部の圧力88との差が規定値となる
給水出始め点までの昇速を、また起動完了後は、Ｔ−BF
P134Aの給水量、即ちＴ−BFP134A吸込流量24から再循環
流量89を差し引いた流量を目標給水量91とすべく給水流
量調整弁91の連続制御及びBFP−Ｔ−EHG208への信号増
減を行うものである。なお図中92,93,94,95はそれぞれ
これらを実現するための減算器、PI積分器、切替器、関
数発生器である。

第15図に示す本発明の一実施例では、第12図〜第14図に
示した各制御装置の機能を１つのＡ系統単位制御装置に
集約しており、同一機能、構成を有するものには同一符
号を付している。第15図と第12図〜第14図とを比較して
明らかなように、制御装置への入力信号即ちプロセス状
態量、機器動作状態、他制御装置からの入力等は10個か
ら７個に減少され、出力信号即ち操作端への操作信号と
他制御装置への出力信号等も４個から３個へと減少して
いる。また複数のプロセス系統を対象に３種類の制御装
置で構成していた従来例に比べ、単位プロセス系統を対
象に１台の単位制御装置を割り当てるようにしているこ
とから制御機能の自律分散化が達成される。したがつ
て、従来APC207が故障したことにより、BFP134A〜134C
のすべてが稼働不可能となるという不具合は解消され、
Ａ系統単位制御装置が故障してもＢ系統単位制御装置に
より少なくとも一定量のボイラ給水を行うことができる
という効果がある。

上述した本発明の特徴点であるところの自律分散につい
て第16図を用いて更に説明する。

発電プラントにおける監視・制御システムを単位プロセ
ス系統ごとに分割し、これによりプロセス状態量等の情
報伝送の重複を避けることができることは前述したが、
実際にはあるひとつのプロセス状態量が２つの単位制御
装置、例えばＡ系統、Ｂ系統で必要とする場合がある。
第16図に示すように、プロセス状態量検出器96A〜96Eが
５個ある。このうち、検出器96A〜96CはＡ系統単位制御
装置61Aによって制御されるＡ系統に設けられており、
検出器96A〜96Cによって検出されたプロセス状態量A,B,
CはＡ系統単位制御装置61Aに直接入力される。また、検
出器96D,96EはＢ系統単位制御装置61Bによって制御され
るＢ系統に設けられており、検出器96D,96Eによって検
出されたプロセス状態量D,EはＢ系統単位制御装置61Bに
直接入力される。いまＡ系統単位制御装置61Aの監視制
御にはプロセス状態量A,B,C,Dが必要であり、Ｂ系統単
位制御装置61Bにおいてはプロセス状態量A,D,Eが必要で
あるものとする。この場合、プロセス状態量ＡとＤの２
個が双方の単位制御装置61A,61Bにとつて重複して必要
とされることになる。しかしプロセス状態量Ａの必要性
及び重要度をＡ系統とＢ系統とについて比較した場合、
Ａ系統にとつてプロセス状態量Ａは操作量のフイードバ
ツク等の重要プロセス量であり、Ｂ系統にとつては単な
る監視または制御を達成するための補助的なものである
とすると、このプロセス状態量Ａを「Ａ系統にとつての
主たるプロセス量」とし、Ｂ系統とつての「従たるプロ
セス量」として定義することができる。同様にプロセス
状態量ＤをＡ系統にとつての「従たるプロセス量」ま
た、Ｂ系統にとつての「主たるプロセス量」、と定義す
ることができる。このような場合プロセス状態量Ａ〜Ｅ
の５個のプロセス量はそれぞれの単位制御装置61A,61B
にとつて主となる方へ入力するようにしプロセス状態量
Ａ〜ＣはＡ系統単位制御装置61に、プロセス状態量D,E
はＢ系統単位制御装置61Bへ入力する。また、従たるプ
ロセス量については主たるプロセス量として入力されて
いる単位制御装置から直接取り込むのではなく、単位制
御装置の上位にありこれらを統括している統括制御装置
206に一旦取り込み、信頼性チエツク等の加工をしたも
のを間接的に取り込むようにする。このようにすること
により、プロセス状態量の取り込みにおいて，プロセス
状態量が重複して２台の単位制御装置に入力されること
がなくなり、単位制御装置間の直接の信号伝送がなくな
る。したがつて、例えばＡ系統単位制御装置61に重大な
故障が発生し、その監視制御機能が果たせなくなつた場
合にあつても、Ｂ系統単位制御装置にとつては、「従た
るプロセス量」の取り込みに支障が生じるのみである。
Ｂ系統単位制御装置61Bによる監視制御については「主
たるプロセス量」及び上位にある統括制御装置206の
「Ａ系統単位制御装置故障」という情報に基づく適切な
操作指示により、その制御機能を支障なく継続すること
ができ、自律分散が実現されるのである。

上述したように、本実施例によれば、火力発電プラント
において、従来複数種類の制御装置の組み合わせによつ
て構成していた給水制御装置を、プロセス系統の構成に
対応させ、分割した単位制御装置を設けていることか
ら、単位制御装置間における信号伝送の重複がなくな
り、また自律分散機能が図られることから、給水制御シ
ステムの信頼度が向上するという効果が得られる。

次に、本発明を燃焼装置系に適用した一実施例を第17図
に示す。同図中第６図図示従来例と同一機能を有するも
のには同一符号を付して説明を省略する。第17図に示す
ように、ミルの単位プロセス系統ごとにミル制御装置
（単位制御装置）300A〜300Dを分散させて設け、各ミル
制御装置300A〜300Dによりそれぞれミル104の起動シー
ケンス制御と、給炭機103の速度制御等の調整制御の両
機能を行わせ、各ミル104の協調は上位の統括制御装置4
00にて行うようにしたものである。ミル制御装置300Aは
第18図に示すようなハードウエア構成となつており、他
のミル制御装置300B〜300Dも同様の構成となつている。
第18図において、ミル制御装置300Aは、調整制御と高速
性が要求されるシーケンス制御を行うため、マイクロプ
ロセツサからなる調整制御演算処理のCPU251Aと、シー
ケンス制御用のピツト演算処理用CPU251Bのマルチ構成
とし、この２つのCPU251A,251B間の統括制御をCPU251A
にもたせるようにしている。これらのCPU251A,251Bはバ
ス255を介して、アプリケーシヨンプログラムが格納さ
れたメモリ252とDI/O253,AI/O254を有するシステム構成
としたデジタルコントローラ261と、万一このデジタル
コントローラ261がダウンしたときでも、制御対象であ
る補機の保護を行うためのハードワイアドからなる保護
回路262とを備えて構成されている。

このように構成されることから、ミル制御装置300Aはシ
ーケンス制御と、調整制御の両機能を有するデジタルコ
ントローラ261の働らきにより、第９図の制御手順に示
すように、例えばミル起動制御とミル出口温度制御等の
調整制御間のインターフエイスが不要となり、コントロ
ーラ台数の削減ができ、これによりミル制御装置300Aが
ダウンしたとしても、残りの３台のミル制御装置300B〜
300Dで燃焼制御が可能となり、プラント全系停止が防止
されシステムの信頼性が向上される。

また，単位制御装置としてのミル制御装置と制御対象プ
ロセス系統が１対１であるため、単位制御装置故障時の
保守は、他の単位制御系への波及を考慮する必要がなく
なり、保守性の向上が図られるという効果がある。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、一部の制御装置の
故障による影響が他の制御装置に及んでもプラントの運
転が継続できる信頼性の高い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図は従来例の火力発電プラントのプロセス装置とプ
ラント制御装置の全体構成図、第２図は第１図図示従来
例の給水ポンプ廻りの詳細構成図、第３図は第１図図示
従来例の給水ポンプ廻りの詳細プロセス系統図、第４図
及び第５図は給水制御系の制御手順を説明するための
図、第６図は第１図図示従来例の燃焼装置系プロセス系
統構成図、第７図は第６図図示燃焼装置系の制御手順を
説明する図、第８図（ａ）〜（ｃ）は本発明の概念を説
明するためのプロセス系統構成図、第９図は本発明の一
実施例の単位制御装置分割例と統括制御装置との関係を
説明する図、第10図は本発明の一実施例の基本的ブロツ
ク構成図、第11図は第10図図示実施例の動作手順を説明
するための図、第12図〜第14図は第３図図示従来例にお
ける各制御装置の詳細構成図、第15図は第10図図示実施
例の単位制御の詳細構成図、第16図は本発明の単位制御
装置の自律分散を説明するための図、第17図は本発明を
燃焼装置系に適用した一実施例の構成図、第18図は第17
図図示実施例の要部詳細構成図、第19図は第17図図示実
施例の動作手順を説明する図である。 59,61,61A,61B……単位制御装置、60,62……統括制御装
置、300A〜300D……ミル制御装置（単位制御装置）、40
0……統括制御装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳田 貞雄 茨城県日立市大みか町５丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 飯岡 康弘 茨城県日立市大みか町５丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (56)参考文献 特開 昭55−127602（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−103707（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−62407（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−155603（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−57306（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−45605（ＪＰ，Ａ) 雑誌「オートメーション」第25巻第４ 号、昭和55年４月、日刊工業新聞社発行、 Ｐ．32〜36

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】それぞれが同機能の操作端を有する単位プ
   ロセス系統が複数組並列に配置されると共に、プロセス
   の上流から前記複数の単位プロセス系統へ流通する複数
   の単位プロセス系統に共通の物質を前記複数の単位プロ
   セス系統を経由してプロセスの下流の機器へ合流させて
   供給するプロセス系統を有するプラントの制御装置であ
   って、 前記複数の単位プロセス系統の各々に設けられた単位制
   御装置と、該複数の単位制御装置に共通に設けられた統
   括制御装置とを有し、 前記単位制御装置の各々は、当該単位プロセス系統内を
   流通する物質を他の単位プロセス系統における制御とは
   独立に制御すべく、当該単位プロセス系統内におけるプ
   ロセス情報を他の単位制御装置及び前記統括制御装置を
   介さずに入力すると共に、他の単位制御装置が入力した
   プロセス情報の一部を前記統括制御装置を介して入力
   し、該入力したプロセス情報に基づいて当該単位プロセ
   ス系統内に含まれる操作端の制御指令を他の単位制御装
   置から独立して作成する機能と、該作成された制御指令
   に基づいて当該単位プロセス系統内に含まれる操作端に
   ついての運転シーケンス及び調整動作を他の単位制御装
   置から独立して制御する機能と、前記複数の単位制御装
   置のいずれかが不動作となった場合に、不動作となった
   単位制御装置の不動作に基づく前記統括制御装置からの
   操作指示に応じて不動作となった単位制御装置及び前記
   統括制御装置を介さずに入力したプロセス情報に基づい
   て当該単位プロセス系統内に含まれる操作端の制御を実
   行する機能とを備え、 前記統括制御装置は、前記単位制御装置間の協調制御を
   行う機能を備えることを特徴とするプラント制御装置。