JPH0934501A - プロセス制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プロセス制御装置の特殊な機能を実現しつつ
指示計や操作部を削減し、運転員の作業負荷を軽減する
と共にコスト低減を図る。 【解決手段】このプロセス制御装置は、運転モードに自
動と手動があり、手動モード時には、手動操作部１０の
増／減操作で手動設定信号ｄを出力するアクチュエータ
手動設定器６と、自動モード時に手動操作部１０の操作
内容に応じて可変されたバイアス印加量信号ｂを出力す
るバイアス設定器２と、手動モード時に加算器３からの
制御指令ｃと手動設定信号ｄとから偏差信号ｇを算出し
て出力する偏差算出器７と、バイアス印加量信号ｂと偏
差信号ｇのうち、入力された側を指示する指示計９と、
運転モードに応じて接点４ａ〜４ｆが切り替えられて２
つの信号ｂ、ｇのうち一方を指示計９へ出力する信号切
替器４とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のアクチュエ
ータを制御する各アクチュエータ制御器とプロセス全体
を制御する統括制御器とを有するプロセス制御装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、発電プラントなどに用いられ
るプロセス制御装置は、発電プラント内のポンプや弁な
どのさまざまなアクチュエータを制御することから、多
くの指示計や操作部が設けられており、それぞれを確認
／操作する運転員にとって負担が大きいと言える。

【０００３】図２は従来のプロセス制御装置を示すブロ
ック図である。従来のプロセス制御装置には、通常の運
転状態（自動モード）と手動状態（手動モード）に切り
替えてアクチュエータを制御する機能が設けられてい
る。

【０００４】このプロセス制御装置の場合、通常の運転
状態、つまりアクチュエータの運転モードが自動モード
の場合には、図２に示す統括制御器１により、まず、信
号切替器２４の接点２４ａが閉じられ、接点２４ｂが開
かれる。

【０００５】そして、統括制御器２１からはプロセスを
制御するために各アクチュエータに対するアクチュエー
タ制御指令ａが加算器２３へ出力される。加算器２３で
は、バイアス設定器２２から出力されたバイアス設定信
号ｂとアクチュエータ制御指令ａとを加算してアクチュ
エータ制御指令ｃとし、この制御指令ｃが信号切替器２
４の接点２４ａを通じてアクチュエータ制御器５へ出力
され、このアクチュエータ制御器２５により各アクチュ
エータへ要求信号ｆが出力されて自動運転される。なお
上記バイアス設定器２２からのバイアス設定信号ｂは、
バイアス指示計２９にも出力されており、バイアス指示
計２９によりバイアス印加量が表示される。

【０００６】一方、運転モードが手動モードの場合に
は、信号切替器２４の接点２４ａが開かれ、接点２４ｂ
が閉じられる。これによりアクチュエータ手動設定器２
６からの手動設定出力ｄが接点２４ｂを通じてアクチュ
エータ制御器２５に入力されるようになる。

【０００７】この際、手動設定出力ｄは偏差算出器２７
にも出力される。この偏差算出器２７では、統括制御器
２１からのアクチュエータ制御信号ｃと手動設定出力ｄ
との偏差ｇが算出され、その算出結果が偏差指示計３０
に出力されて、偏差指示計３０により偏差表示が行われ
る。

【０００８】そしてこの偏差指示計３０の表示を運転員
が見て、手動操作部３１を手動で増／減操作すると、ア
クチュエータ手動設定器２６に増／減指令ｉが出力され
て微調整できる仕組みになっている。

【０００９】ところで、従来のプロセス制御装置では、
統括制御器２１がプロセス全体を１つの制御指令ａで制
御しているため、アクチュエータ制御器２５への制御指
令ａと同じ制御指令ａが他のアクチュエータ制御器２５
´へも出力されている。

【００１０】しかし、この場合、末端の各アクチュエー
タの特性が個々に異なるため、各アクチュエータの制御
量が同一とならない場合がある。具体的には、プラント
内のポンプ群への回転数要求を同じにした場合でも各ポ
ンプの特性によってポンプ吐出流量が異なり、各ポンプ
を同じく制御しているにもかかわらず複数のポンプ間で
の流量バランスが崩れた状態になることがある。

【００１１】この場合、各ポンプの流量バランスを微調
整する必要があるが、手動モードに切り替えて調整する
までには至らない。そこで、従来のプロセス制御装置に
は、運転モードを自動モードのまま手動モードに変更せ
ずに統括制御器２１からのアクチュエータ制御指令ａに
手動操作でバイアス印加量を調整してアクチュエータの
制御量を微調整するための特殊な機能が設けられてい
る。

【００１２】この特殊な機能は、バイアス印加専用に独
立して設けられたバイアス印加専用の手動操作部３２
を、運転員が手動で増／減操作することにより、増／減
指令ｈがバイアス設定器２２に入力されてバイアス設定
器２２の出力が変更される機能である。

【００１３】この際、運転員は、プロセス制御装置に複
数設けらけれている指示計のうち、バイアス印加指示計
２９のみに着目して増／減指令ｈの値を決定し、その決
定値に応じて手動操作部３２を操作する必要がある。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この操
作は、運転員にとって通常の操作とは別の特殊な作業で
あり、時として複数ある指示計を運転員が誤認識し、誤
った操作を行ってしまう可能性がある。

【００１５】また、この特殊な機能を実現するためにプ
ロセス制御装置にバイアス印加専用の操作部と指示計と
を設けておく必要があり、設備的にも設置スペースとコ
ストが増大するなどの問題があった。

【００１６】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、特種な機能を実現する中で運転員の負
担軽減を図ると共に、指示計の誤認識および操作部の誤
操作の可能性をなくし、かつ設備的に省スペース化とコ
スト削減を図ることのできるプロセス制御装置を提供す
ることを目的としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載のプロセス制御装置は、自動モードお
よび手動モードの運転モードを有し、前記自動モード時
には、統括制御器からアクチュエータ制御器へ制御指令
を与えて前記アクチュエータ制御器に接続されているア
クチュエータを制御し、手動モード時には、手動操作部
から前記アクチュエータ制御器へのバイアス量を変化さ
せて前記アクチュエータを制御するプロセス制御装置に
おいて、前記手動モード時に前記手動操作部により前記
アクチュエータ制御器へのバイアス信号を変化させてア
クチュエータを制御する手動制御系と、前記自動モード
時に統括制御器から出力された制御信号に前記手動操作
部が操作されたときのバイアス量を加算して前記アクチ
ュエータ制御器に印加可能な自動制御系と、前記自動お
よび手動の各制御系から出力される２つの信号のうち、
入力された側を表示する表示手段と、前記表示手段に入
力する信号を運転モードに応じて切り替える信号切替手
段とを具備している。

【００１８】この請求項１記載の発明の場合、運転モー
ドとしては、自動モードと手動モードがあり、自動モー
ド時には、自動制御系の統括制御器からアクチュエータ
制御器へ制御信号が与えられてアクチュエータが制御さ
れる。また手動モード時には、手動制御系の手動操作部
からアクチュエータ制御器へのバイアス信号が変化され
てアクチュエータが制御される。またこれら２つの信号
は、運転モードに応じて信号切替手段により切り替えら
れて表示手段へ出力される。

【００１９】すなわち、表示手段である指示計と手動操
作部とは、自動モードと手動モードとで別々に機能する
ようになり、運転員はモード状態にかかわらず１つの指
示計のみを確認して、１つの操作部のみを操作するだけ
で良くなる。

【００２０】また請求項２記載のプロセス制御装置は、
自動モードおよび手動モードの運転モードを有し、前記
自動モード時には、統括制御器からアクチュエータ制御
器へ制御指令を与えて前記アクチュエータ制御器に接続
されているアクチュエータを制御し、手動モード時に
は、手動操作部から前記アクチュエータ制御器へのバイ
アス量を変化させて前記アクチュエータを制御するプロ
セス制御装置において、前記手動モード時に前記手動操
作部が増／減操作された内容に応じてバイアス量を可変
して前記各アクチュエータ制御器へ出力する手動バイア
ス設定手段と、前記自動モード時に所定バイアス量を出
力すると共に前記手動操作ぶの操作内容に応じて前記所
定バイアス量を可変させて前記各アクチュエータ制御器
へ出力する自動バイアス設定手段と、前記統括制御器か
らの制御指令に前記自動バイアス設定手段から出力され
たバイアス量を加算して出力する加算手段と、前記加算
手段からのバイアス量と、前記手動バイアス設定手段か
らのバイアス量とが入力され、互いの偏差量を算出する
偏差算出手段と、前記偏差算出手段により算出された偏
差量あるいは前記加算手段からのバイアス量のうち、い
ずれか入力された側を表示する表示手段と、前記自動モ
ード時には前記加算手段からのバイアス量を前記表示手
段へ入力させる一方、前記手動モード時には前記偏差算
出手段からの偏差量を前記表示手段へ入力させる信号切
替手段とを具備している。

【００２１】この請求項２記載の発明の場合、運転モー
ドが自動モードのときには、信号切替手段によりバイア
ス量が表示手段へ出力され、また運転モードが手動モー
ドのときには、信号切替手段により偏差量が表示手段へ
出力される。

【００２２】すなわち、１つの指示計を手動モード時に
は偏差指示計として機能させ、自動モード時にはバイア
ス量指示計として機能させると共に、手動操作手段を共
通に利用する。

【００２３】上記により、運転員には１つの指示計で必
要な情報のみが提供され、運転員は１つの操作部を操作
すれば良くなり、誤認識および誤操作の可能性がなくな
ると共に運転員の作業負荷を軽減できる。また従来に比
べて指示計および操作部が削減されるので、設備的に省
スペース化とコスト削減を図ることができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係るプロセ
ス制御装置の一つの実施の形態を示す図である。同図に
おいて、１は統括制御器であり、プロセス全体を統括的
に制御し、複数のアクチュエータに対するアクチュエー
タ制御指令ａを出力すると共に、運転モードに応じて信
号切替器４の各接点４ａ〜４ｆを制御するものである。
２はバイアス設定器であり、予め設定されたバイアス設
定値や手動操作部１０からの増／減指令ｈに応じてバイ
アス設定信号ｂを出力するものである。３は加算器であ
り、統括制御器１からのアクチュエータ制御指令ａとバ
イアス設定器２からのバイアス設定信号ｂとを加算して
アクチュエータ制御指令ｃを信号切替器４に出力するも
のである。４は信号切替器であり、複数の接点４ａ〜４
ｆなどを有している。各接点４ａ〜４ｆは統括制御器１
により制御される。接点４ａは加算器３とアクチュエー
タ制御器５との間に設けられている。接点４ｂはアクチ
ュエータ手動設定部６とアクチュエータ制御器５との間
に設けられている。接点４ｃは手動操作部１０とアクチ
ュエータ手動設定部６との間に設けられている。接点４
ｄは偏差算出器７と指示計９との間に設けられている。
接点４ｅはバイアス設定部２と指示計９との間に設けら
れている。接点４ｆは手動操作部１０とバイアス設定部
２との間に設けられている。接点４ａ、４ｅ、４ｆは、
自動モード時に閉じられ、手動モード時に開かれる接点
である。また接点４ｂ、４ｃ、４ｄは、接点ａ、４ｅ、
４ｆとは逆に開／閉される接点である。５、５´はアク
チュエータ制御器であり、後段に接続されている図示し
ないポンプおよび弁などの各アクチュエータに対して要
求信号を出力するものである。６はアクチュエータ手動
設定部であり、手動モード時に手動操作部１０から入力
された増／減操作指令ｈに応じてバイアス印加量を増／
減して信号切替器４へ出力するものである。７は偏差算
出器であり、アクチュエータ制御信号ｃと手動設定出力
ｄとの偏差を算出し、偏差信号ｇするものである。９は
表示手段としての指示計であり、バイアス印加量信号ｂ
と偏差信号ｇとのいずれか入力された側の信号値を指示
可能な計器である。１０は手動操作部であり、運転員に
よって増／減操作され、その操作内容に応じて増／減指
令ｈを出力するものである。なお自動モードで動作する
系統を自動制御系とし、手動モードで動作する系統を手
動制御系とする。

【００２５】次に、このプロセス制御装置の動作につい
て説明する。このプロセス制御装置の場合、まず、アク
チュエータ制御器１の運転モードが自動モードか手動モ
ードかによって信号切替器４の接点４ａ、４ｅ、４ｆが
切り替えられる。

【００２６】例えば運転モードが自動モードの場合、統
括制御器１により信号切替器４の接点４ａ、４ｅ、４ｆ
が閉じられ、接点４ｂ、４ｃ、４ｄが開かれる。そし
て、統括制御器１からアクチュエータ制御指令ａが加算
器３に出力されると、加算器３でバイアス設定器２から
の出力（バイアス設定信号）ｂとアクチュエータ制御指
令ａとが加算される。

【００２７】またこの自動モードにおいて、手動操作部
１０が操作されると、このときの接点状態で、接点４ｃ
が開かれ、かつ接点４ｆが閉じられているので、手動操
作部１０からの増／減操作指令ｈは、接点４ｆのみを通
じてバイアス設定器２に入力される。

【００２８】これにより、自動モード時に運転員が手動
操作部１０を増／減操作した場合はバイアス設定器２の
出力が調節されて加算器３および指示計９に出力され、
加算器３で加算された制御指令ｃがアクチュエータ制御
器５に出力されて各アクチュエータが制御されると共
に、指示計９にはバイアス印加量が表示される。

【００２９】一方、運転モードが手動モードの場合、統
括制御器１により信号切替器４の接点４ａ、４ｅ、４ｆ
が開かれ、接点４ｂ、４ｃ、４ｄが閉じられ、調度、図
１に示す接点状態になる。

【００３０】そしてこのときに運転員が手動操作部１０
を増／減操作すると、手動操作部１０からは、その操作
内容に応じた増／減指令ｈが出力される。この際、増／
減指令ｈは接点４ｃのみを通じてアクチュエータ手動設
定器６に入力されて手動設定出力ｄが増／減される。こ
の手動設定出力ｄは接点４ｂを通じてアクチュエータ制
御器５に出力されると共に、偏差算出器７に出力され
る。これによりアクチュエータ制御器５に接続されてい
るポンプおよび弁などのアクチュエータが手動調整され
る。

【００３１】また偏差算出器７では、アクチュエータ制
御指令ｃと手動設定出力ｃとの偏差が算出され、その算
出結果である偏差信号ｇが接点４ｄを通じて指示計９に
入力される。指示計９の指示は、接点４ｄが切り替えら
れたときに既に偏差量に切り替えられている。

【００３２】すなわち、手動モード時に不可欠な手動操
作部１０および指示計９を、自動モード時に手動操作す
るという特殊な場合のときに共通利用することにより、
運転員は運転モードの状態にかかわらず同じ指示計およ
び操作部を確認および操作すれば良くなり、特殊な機能
のための操作部および指示計を削減できる。

【００３３】このようにこの実施の形態のプロセス制御
装置によれば、自動モードの場合は信号切替器４により
指示計９に入力される信号がバイアス印加量に切り替え
られてバイアス印加量が指示されるので、自動モード時
にバイアス印加量を手動で調整するという特殊な機能を
実現することができる。また手動モードの場合は指示計
９に入力される信号が偏差量に切り替えられて指示計９
に偏差量が指示されるので、運転員はそれを見ながら手
動でバイアス印加量を調整可能である。

【００３４】すなわち、そのときの運転モードに応じて
１つの指示計９に入力される信号が適宜切り替えられて
指示計９の指示内容が切り替わるので、運転員には１つ
の指示計９で必要な情報が適切に提供されるようにな
る。

【００３５】したがって、運転員は一つの指示計９を確
認するだけで必要な操作を行えるようになり、運転員の
誤認識および誤操作を未然に防止することができる共
に、運転員の負荷を軽減することができる。

【００３６】また設備的にも、バイアス印加量と偏差量
とを１つの指示計９で指示し、操作部も手動操作部１０
に共通化したので、従来に比べてスペース削減およびコ
スト削減を図ることができる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、自
動モード時と手動モード時とで自動制御系と手動制御系
との２つの系統から出力される２つの信号を切り替えて
１つの表示手段に入力するようにしたので、各モード状
態において運転員が手動操作するときに１つの表示手段
で運転員に必要な情報が適切に提供されるようになり、
運転員はモード状態によらずに１つの指示計だけを確認
し、１つの操作部を操作すればよくなり、運転員の誤認
識および誤操作を防止できる。

【００３８】また手動モード時に不可欠な手動操作部お
よび偏差指示計を、自動モード時に手動操作する特殊な
機能を実施する場合に必要な操作部および指示計と共通
化したことにより操作部および指示計を削減できる。上
記結果、特種な機能を実現する中で運転員の負担軽減を
図ると共に設備的に省スペース化とコスト削減を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例のプロセス制御装置の構
成を示す図。

【図２】従来のプロセス制御装置の構成を示す図。

【符号の説明】

１…統括制御器、２…バイアス設定器、３…加算器、４
…信号切替器、５…アクチュエータ制御器、６…アクチ
ュエータ手動設定器、７…偏差算出器、９…指示計、１
０…手動操作部、ａ，ｃ…アクチュエータ制御指令、ｂ
…バイアス設定信号、ｄ…手動設定信号、ｆ，ｆ´…要
求信号、ｇ…偏差信号、ｈ，ｉ…増／減指令。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動モードおよび手動モードの運転モー
   ドを有し、前記自動モード時には、統括制御器からアク
   チュエータ制御器へ制御指令を与えて前記アクチュエー
   タ制御器に接続されているアクチュエータを制御し、手
   動モード時には、手動操作部から前記アクチュエータ制
   御器へのバイアス量を変化させて前記アクチュエータを
   制御するプロセス制御装置において、 前記手動モード時に前記手動操作部により前記アクチュ
   エータ制御器へのバイアス信号を変化させてアクチュエ
   ータを制御する手動制御系と、 前記自動モード時に統括制御器から出力された制御信号
   に前記手動操作部が操作されたときのバイアス量を加算
   して前記アクチュエータ制御器に印加可能な自動制御系
   と、 前記自動および手動の各制御系から出力される２つの信
   号のうち、入力された側を表示する表示手段と、 前記表示手段に入力する信号を運転モードに応じて切り
   替える信号切替手段とを具備したことを特徴とするプロ
   セス制御装置。
2. 【請求項２】 自動モードおよび手動モードの運転モー
   ドを有し、前記自動モード時には、統括制御器からアク
   チュエータ制御器へ制御指令を与えて前記アクチュエー
   タ制御器に接続されているアクチュエータを制御し、手
   動モード時には、手動操作部から前記アクチュエータ制
   御器へのバイアス量を変化させて前記アクチュエータを
   制御するプロセス制御装置において、 前記手動モード時に前記手動操作部が増／減操作された
   内容に応じてバイアス量を可変して前記各アクチュエー
   タ制御器へ出力する手動バイアス設定手段と、 前記自動モード時に所定バイアス量を出力すると共に前
   記手動操作部の操作内容に応じて前記所定バイアス量を
   可変させて前記アクチュエータ制御器へ出力する自動バ
   イアス設定手段と、 前記統括制御器からの制御指令に前記自動バイアス設定
   手段から出力されたバイアス量を加算して出力する加算
   手段と、 前記加算手段からのバイアス量と、前記手動バイアス設
   定手段からのバイアス量とが入力され、互いの偏差量を
   算出する偏差算出手段と、 前記偏差算出手段により算出された偏差量あるいは前記
   加算手段からのバイアス量のうち、いずれか入力された
   側を表示する表示手段と、 前記自動モード時には前記加算手段からのバイアス量を
   前記表示手段へ入力させる一方、前記手動モード時には
   前記偏差算出手段からの偏差量を前記表示手段へ入力さ
   せる信号切替手段とを具備したことを特徴とするプロセ
   ス制御装置。