JPH10198405A - シーケンス制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御プログラムの動作を確認するためのシミ
ュレーション試験を行う際に、シミュレーション試験に
要する工数を大幅に縮減すると共に、制御プログラムの
動作確認を確実に行うことにある。 【解決手段】 制御対象プラントのシーケンシャルな動
作を自動的に行う制御装置３と、１または２以上のプラ
ント補機３０９を保護及び駆動する１または２以上のモ
ジュール５を有するシーケンス制御装置３０２におい
て、モジュールに制御装置試験用プログラムを内蔵する
と共に、プラント補機を接続しない状態における制御内
容、保護及び駆動内容の正当性を確認するための試験用
模擬モードをプラント補機毎に設定し、プラント補機に
出力される動作指令に対して試験用応答信号をフィード
バックすると同時に、試験用模擬モードを制御装置に送
信し、試験用模擬モードを一括管理し、模擬中のプラン
ト補機の有無をモニタ２０４に表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シーケンス制御装
置をプラント補機に接続する前の段階において、制御プ
ログラムの動作確認のシミュレーション試験に用いるシ
ーケンス制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】シーケンス制御装置をプラント補機に接
続する前の段階で制御プログラムの動作を確認しようと
する場合、従来は、シーケンス制御装置の入出力装置に
試験用模擬信号作成装置を接続することが行われてい
る。そのため、ケーブルを配線してシーケンス制御装置
の動作指令（ハード出力）に対してそのフィードバック
信号を返す回路をハードウェアで組んでいた。この種の
技術は、特開平７−１３６１２号公報に記載されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記のように、従来は
シーケンス制御装置の制御プログラムに対してそのフィ
ードバック信号を返す回路をハードウェアで組んでいた
ために、膨大な工数（例えば、発電プラントのボイラ
ー、タービンシーケンス制御装置の場合１５人＊２０
日）がかかる。また、ケーブル配線を全点チェックする
必要性と誤配線による制御プログラムの動作誤認の可能
性があった。また、例えばＯＮ・ＯＦＦ式の電動弁のよ
うに動作指令が出力されてから動作完了まで現実には数
秒〜数分かかるプラント補機でも、動作指令が出力され
ると同時にフィードバック信号を返してしまう、という
現実にそぐわない現象も見られた。

【０００４】本発明の課題は、シーケンス制御装置をプ
ラント補機に接続する前の段階において、制御プログラ
ムの動作を確認するためのシミュレーション試験を行う
際に、シミュレーション試験に要する工数を大幅に縮減
すると共に、制御プログラムの動作確認を確実に行うに
好適なシーケンス制御装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題は、制御対象プ
ラントのシーケンシャルな動作を自動的に行う制御装置
と、１または２以上のプラント補機を保護及び駆動する
処理装置を有するシーケンス制御装置において、処理装
置に制御装置試験用プログラムを内蔵すると共に、プラ
ント補機を接続しない状態における制御内容、保護及び
駆動内容の正当性を確認するための試験用模擬モードを
プラント補機毎に設定し、プラント補機に出力される動
作指令に対して試験用応答信号をフィードバックするこ
とによって、解決される。また、プラント補機毎に設定
する試験用模擬モードを制御装置に送信し、試験用模擬
モードを一括管理し、模擬中のプラント補機の有無をモ
ニタに表示することによって、解決される。ここで、制
御装置試験用プログラムは、動作指令を受けたとき、試
験用模擬モードが設定中である場合、プラント補機への
動作指令を記憶し、正常動作時の動作指令を受けてから
応答信号をフィードバックするまで一定時間必要とする
プラント補機の場合には、数秒〜数分経過後、動作指令
の試験用模擬応答信号としてフィードバックし、また、
正常動作時の動作指令を受けて瞬時に応答信号をフィー
ドバックするプラント補機の場合には、瞬時に動作指令
の試験用模擬応答信号としてフィードバックする。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。図２は、本発明のシーケンス制御装置
を含む発電プラント制御装置の構成を示す。発電プラン
ト制御装置は、シーケンス制御装置３０２と、発電量に
合わせて使用する燃料や水の量を調節する自動制御装置
３０３と、弁開度、温度、圧力など発電プラントを構成
する種々の機器の状態量を一括して入力し、周辺の制御
装置で使用する条件を作成する回路を有する共通入出力
盤３０４と、中央操作室３０５に設置され、運転員が発
電プラントの状態を視覚的に判断したり、タッチパネル
操作により前記種々の機器を作動させるオペレーション
装置３０６と、同じく中央操作室３０５に設置され、発
電プラントの運転状態や前記種々の機器の運転時間を記
録したり、警報の詳細内容を表示するユニット計算機３
０７と、これらをはじめとする種々の装置とが伝送ネッ
トワーク３０１を介して接続されることにより、構成さ
れる。発電プラント制御装置を発電プラント３０８に接
続するとき、シーケンス制御装置３０２は、ポンプ・フ
ァン、電動弁、電磁弁などのプラント補機３０９とケー
ブル３１０により接続し、弁の開指令、閉指令などの動
作指令や起動、停止などの状態信号を主にデジタル信号
として取合う。また、自動制御装置３０３と共通入出力
盤３０４は、発電プラント内の計装盤３１１との間でケ
ーブル３１０を通して弁開度、温度、圧力などの状態量
を主にアナログ信号として取合う。

【０００７】図１は、本発明の一実施形態によるシーケ
ンス制御装置３０２の詳細を示す。シーケンス制御装置
３０２は、制御装置３とバス４とモジュール５から構成
し、保守・監視装置６とバス４を通して接続する。ま
ず、制御装置３について説明する。例えば、ボイラー本
体（図示せず）内を水で洗浄するために水を張ろうとす
る場合には、ボイラーの排水系統の弁を閉め、給水ポン
プの出口弁を開けた後で給水ポンプを動作させてボイラ
ー本体内に水を張る。このように発電プラントの状態を
変化させる場合には、主要本体（ボイラー本体）に有機
的に接続された種々の補機（弁、ポンプ）を予め決定し
た順序で予め決定した状態に向けて動作させる。制御装
置３は、このような制御の内容を記憶するメモリ７と、
このメモリ７の内容を読み出して演算するＣＰＵ８から
構成する。次に、モジュール５は、構造的にはプログラ
ムを記憶するメモリ９と、このメモリ９の内容を読み出
して演算するＭＰＵ１０と、入力装置１１と出力装置１
２から構成する。ポンプ・ファン、電動弁、電磁弁など
のプラント補機３０９への補機駆動信号１３は、制御装
置３におけるＣＰＵ８の演算の結果、バス４、モジュー
ル５のＭＰＵ１０を経由して、あるいはモジュール５に
おけるＭＰＵ１０の演算の結果、モジュール５の出力装
置１２より出力される。また、補機駆動信号１３の応答
信号１４はモジュール５の入力装置１１に入力される。
なお、本実施形態において用いる「駆動」の意味は、プ
ラント補機を開または起動させるだけでなく、閉または
停止させることを含めるものとする。また、保守・監視
装置６は、制御装置３およびモジュール５の保守・監視
を行うための機能を有する。保守・監視装置６はＣＰＵ
２０１、メモリ２０２、バス２０３、モニタ２０４から
構成し、制御装置３および／またはモジュール５に接続
する。ＣＵＰ２０１は、メモリ２０２に格納しているプ
ログラムを実行することにより、保守・監視のための機
能を実現する。例えば、保守・監視装置６は、バス４を
通して制御装置３またはモジュール５にアクセスし、メ
モリ７またはメモリ９に記憶されている内容の書き換え
を行う機能を備える。また、バス４を通して制御装置３
やモジュール５の動作状態に関する情報を獲得してモニ
タ２０４に表示する機能を備える。

【０００８】図３は、モジュール５の機能を説明するブ
ロックを示す。モジュール５は、１または２以上のプラ
ント補機毎に設け、機能的に通常駆動条件処理機能１５
と、保護駆動条件処理機能１６と、補機駆動機能１２
と、制御装置試験用プログラム１７を備える。通常駆動
条件処理機能１５は、プラントの通常運転を行う際に必
要な当該補機の駆動許可条件を生成するとともに、この
駆動許可条件が成立しているか否かを判定する。保護駆
動条件処理機能１６は、何らかの異常発生時にプラント
の主要機器を保護するために補機を駆動させる。異常発
生時、保護駆動条件処理機能１６は、駆動許可条件を無
視して強制的に補機駆動機能１２に駆動指示する。補機
駆動機能１２は、当該補機に駆動信号を出力する。通常
は、通常駆動条件処理機能１５による判定の結果、駆動
条件が成立していた場合に駆動信号を出力する。但し、
何らかの異常時には保護駆動条件処理機能１６からの駆
動指示に従って駆動信号を出力する。制御装置試験用プ
ログラム１７は、制御装置３０２をプラント補機３０９
に接続する前の段階で制御装置３０２の動作の正当性を
確認するために用いる。制御装置試験用プログラム１７
は、後述のフローチャートを実現するべくソフトウェア
で組まれ、メモリ９の一部分に記憶され、ＭＰＵ１０で
演算を行う。モジュール５の機能である通常駆動条件処
理機能１５、保護駆動条件処理機能１６、補機駆動機能
１２、制御装置試験用プログラム１７をモジュール５の
構造と関連づけて説明すると、通常駆動条件処理機能１
５と保護駆動条件処理機能１６と制御装置試験用プログ
ラム１７はプログラムを記憶するメモリ９（図１参照）
に記憶され、補機駆動機能１２は出力装置１２のことで
ある。

【０００９】次に、制御装置３及びモジュール５を用い
たプラント制御の動作を説明する。シーケンス制御装置
３０２がプラント補機３０９に接続された状態におい
て、モジュール５にはプラント補機３０９の状態を示す
状態信号１８と後述の補機駆動信号１３の応答信号１４
とがプラント補機３０９から入力される。モジュール５
は、状態信号１８と応答信号１４をそのまま制御装置３
へ条件信号１９として出力する。この条件信号１９は、
制御装置３がプラントの状態を解析するための判断材料
となる信号である。モジュール５には、この外にも補機
駆動許可信号２０と保護駆動ロック信号２１がプラント
補機３０９から入力される。この補機駆動許可信号２０
は、後述する補機制御信号２２が補機を正常に動作させ
ることができるか否かを判定するための基準、条件とな
る。実際の補機駆動許可信号２０は、例えば関連する他
の補機の動作状態やプラントの状態信号等から成る。制
御装置３は、条件信号１９の内容等に基づいてプラント
の状態を解析する。解析の結果、何らかの動作を行わせ
る必要のあるプラント補機に対しては、当該プラント補
機に対応づけられているモジュール５に補機制御信号２
２を出力する。モジュール５において、通常駆動条件処
理機能１５は、入力された補機制御信号２２の内容が、
補機駆動許可信号２０が示す基準、条件を満たしている
か否かを判定し、その判定の結果、基準を満たしている
場合には動作指令２３として制御装置試験用プログラム
１７へ出力する。動作指令２３は、通常、起動指令と停
止指令または開指令と閉指令の２種類であるが、互いに
排反であれば、３以上あってもよい。また、モジュール
５の保護駆動条件処理機能１６において、プラント補機
３０９から保護駆動ロック信号２１が入力された場合に
も、通常駆動条件処理機能１５の処理内容を無視して強
制的に動作指令２３を制御装置試験用プログラム１７へ
出力する。制御装置試験用プログラム１７においては、
保守・監視装置６により試験用模擬モード２４を設定ま
たは解除する。試験用模擬モード２４は、シーケンス制
御装置３０２をプラント補機３０９に接続する前の段階
で、制御装置３がメモリ７（図１参照）に記憶している
制御の内容と、モジュール５がメモリ９（図１参照）に
記憶している通常駆動条件処理機能１５及び保護駆動条
件処理機能１６の正当性を確認するためのシミュレーシ
ョン試験の際に設定する。シーケンス制御装置３０２を
プラント補機３０９に接続して通常運転を行っている場
合は、試験用模擬モード２４を解除しておけば、制御装
置試験用プログラム１７は動作指令２３をそのまま補機
駆動機能１２へ出力する。このとき補機駆動機能１２は
動作指令２３に基づいて補機を駆動するべく、補機駆動
信号１３をプラント補機３０９へ出力する。この補機駆
動信号１３を受けたプラント補機３０９が動作した結果
が補機駆動信号１３の応答信号１４として制御装置試験
用プログラム１７に入力される。また、制御装置試験用
プログラム１７は応答信号１４をそのまま条件信号１９
として制御装置３へ出力する。

【００１０】図４および図５は、制御装置試験用プログ
ラム１７のフローチャートを示す。図４は動作指令の対
象となるプラント補機３０９のタイプが電動弁の場合の
フローチャートであり、図５は動作指令の対象となるプ
ラント補機３０９のタイプがポンプ・ファンまたは電磁
弁の場合のフローチャートである。まず、動作指令２３
（図３参照）を受けて、試験用模擬モード２４（図３参
照）が設定中か否かを判断する（１０１）。試験用模擬
モード２４が設定中である場合、プラント補機３０９
（図３参照）への動作指令が初回か否かを判断する（１
０２）。プラント補機３０９への動作指令が初回である
場合、今回の動作指令を記憶する（１０３）。プラント
補機３０９への動作指令が初回でない場合、今回の動作
指令を記憶すると共に、排反の動作指令が記憶されてい
れば、これを消去する（１０４）。動作指令の対象とな
るプラント補機３０９が電動弁の場合、図４に示すよう
に、数秒〜数分経過後（１０６）、ステップ１０７に進
む。動作指令の対象となるプラント補機３０９がポンプ
・ファンまたは電磁弁の場合、図５に示すように、ステ
ップ１０３またはステップ１０４から瞬時にステップ１
０７に進む。ステップ１０７においては、ステップ１０
３またはステップ１０４で記憶した動作指令を試験用模
擬応答信号としてプログラム１７より出力し、制御装置
３はこの信号を条件信号１９として受信する。この結
果、動作指令２３に対して、動作指令２３の応答信号１
４を模擬的に返すことが可能となる。また、補機のタイ
プに合わせて制御装置試験用プログラムを使い分けるこ
とでより、現実の動作に近い試験用模擬応答信号が得ら
れる。次に、試験用模擬モード２４が設定中でない場
合、動作指令を補機駆動機能（出力装置）１２（図３参
照）に出力する（１０８）。この結果、補機駆動信号１
３（図３参照）がプラント補機３０９に出力されること
となる。さらに、プラント補機３０９の応答動作（１１
０）によるフィードバック信号１４が入力装置１１（図
１参照）を通してプログラム１７に入力される（１０
９）。試験用模擬モード２４が設定中でない場合、プロ
グラム１７はフィードバック信号１４をそのまま条件信
号１９として制御装置３へ送信する。

【００１１】図６は、制御装置試験用プログラム１７の
理解を容易にするためにハードウェアにより示す。図６
において、２７−１、２７−２は切替スイッチ、２５−
１、２５−２はフリップフロップ、２６−１、２６−２
はオンディレイタイマを表す。この場合、動作指令２３
−１、２３−２は互いに排反な関係にある。また、動作
指令２３は互いに排反であれば、３以上あってもよい。
動作指令２３−１の信号が成立すると、フリップフロッ
プ２５−１がセット４０５され、その出力４０７が成立
する。同時にオンディレイタイマ２６−１の入力４０８
が成立し、一定時間後出力４０９が成立する。試験用模
擬モード２４を設定すると、切替スイッチ２７−１の入
力４０４が成立し、４０１側の入力信号を４０３に出力
する。その結果、動作指令２３−１に対して、動作指令
２３−１の応答信号１４−１を模擬的に返すことが可能
となる。また、動作指令２３−２の信号が成立すると、
同様に、試験用模擬モード２４を設定した場合、フリッ
プフロップ２５−２、オンディレイタイマ２６−２、切
替スイッチ２７−２を介して動作指令２３−２に対し
て、動作指令２３−２の応答信号１４−２を模擬的に返
すことが可能となる。ここで、オンディレイタイマ２６
−１、２６−２は、動作指令２３を受けてからその応答
信号１４を返すまでの一定時間必要とするプラント補機
（例えば、発電プラントにおける電動弁）の場合、模擬
応答信号作成回路として必要であり、動作指令２３を受
けてその応答信号１４を瞬時に返すプラント補機（たと
えば発電プラントにおけるポンプ・ファン、電磁弁）の
場合これを必要としない。つまり、プラント補機のタイ
プに合わせて２種類の模擬回路を使い分けることによ
り、現実の動作に近い模擬応答信号が得られる。実際
に、モジュール５の出力装置１２、入力装置１１にプラ
ント補機３０９を接続した場合には、試験用模擬モード
２４を解除しておけば、切替スイッチ２７−１、２７−
２はそれぞれ４０２側の信号しか４０３に出力しないの
で、仮にフリップフロップ２５−１または２５−２がセ
ットされていても、プラント補機３０９へ動作指令１３
−１または１３−２に対するプラント補機３０９の応答
信号１４−１ａ、１４−２ａが成立して切替スイッチ２
７−１または２７−２の入力４０２を介して応答信号１
４−１または１４−２が成立する。また、試験用模擬モ
ード２４を設定後、動作指令２３−１により応答信号１
４−１が模擬的に成立しているときに、排反の動作指令
２３−２が成立したときには、フリップフロップ２５−
１は入力４０６が成立することによりリセットされ、切
替スイッチ２７−１の４０１側の入力が不成立となるこ
とにより応答信号１４−１は不成立となる。また、同時
にフリップフロップ２５−２は入力４０５が成立するこ
とによりセットされる。その結果、切替スイッチ２７−
２の４０１側の入力信号が成立し、動作指令２３−２の
応答信号１４−２が模擬的に成立する。また、試験用模
擬モード２４を設定後、動作指令２３−２により応答信
号１４−２が模擬的に成立しているときに、排反の動作
指令２３−１が成立したときにも、同様である。

【００１２】図７は、試験用模擬モードの保守・監視装
置のモニタへの表示方式を示す。図７に示すように、各
々のモジュール５における試験用模擬モード２４（１〜
ｎ）の成立・不成立は、バス４経由でＣＰＵ８へ送信
し、ＣＰＵ８で一括管理する。すなわち、ＣＰＵ８で受
信した各モジュール５の試験用模擬モード２４（１〜
ｎ）の論理和をとり、シーケンス制御装置３０２の模擬
中信号２８を作成する。視認性を得るために、ＣＰＵ８
に接続した保守・監視装置６のモニタ２０４に表示す
る。これにより、プラント補機単位に設定した試験用模
擬モード２４を解除し忘れて実際にプラント補機に接続
したとき、そのプラント補機に対して補機駆動信号１３
が出力しない危険性が排除できる。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シーケンス制御装置の制御プログラムから出力されるプ
ラント補機への動作指令全てに対してその応答信号をフ
ィードバックする回路をシーケンス制御装置のソフトウ
ェア上で組むことにより、シーケンス制御装置のシミュ
レーション試験に従来必要であった試験用模擬信号作成
装置およびその接続用のケーブルを排除すると共に、誤
配線の可能性をなくすることができ、かつ、制御プログ
ラムの動作確認を確実に行うことができる。また、試験
用模擬モードを一括管理することにより、模擬中のプラ
ント補機の有無を認識でき、プラント補機単位に設定し
た試験用模擬モードを解除し忘れて実際にプラント補機
に接続したときにそのプラント補機に対して動作指令が
出力しない危険性を排除することができる。さらには、
ポンプ・ファン、電動弁、電磁弁などのプラント補機の
タイプに合わせて２種類のシミュレーションを使い分け
ることでより、現実の動作に近い試験用模擬応答信号を
フィードバックすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態によるシーケンス制御装置

【図２】発電プラント制御装置の全体構成図

【図３】本発明のモジュールの機能を説明するブロック
図

【図４】本発明の制御装置試験用プログラムのフローチ
ャート

【図５】本発明の制御装置試験用プログラムのフローチ
ャート

【図６】本発明の制御装置試験用プログラムの理解を容
易にするためのハードウェア

【図７】本発明の試験用模擬モードの表示方式を説明す
る図

【符号の説明】

３：制御装置 ５：モジュール ６：保守・監
視装置 ７：メモリ ８：ＣＰＵ ９：メモリ １０：ＭＰＵ １１：入力装置 １２：出力装
置（補機駆動機能） １５：通常駆動条件処理機能 １６：保護駆
動条件処理機能 １７：制御装置試験用プログラム ２４：試験用
模擬モード ２０１：ＣＰＵ ２０２：メモリ ２０４：モニ
タ ３０１：伝送ネットワーク ３０２：シー
ケンス制御装置 ３０３：自動制御装置 ３０４：共通
入出力盤 ３０５：中央操作室 ３０６：オペ
レーション装置 ３０７：ユニット計算機 ３０８：発電
プラント ３０９：プラント補機 ３１０：ケー
ブル ３１１：計装盤

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御対象プラントのシーケンシャルな動
   作を自動的に行う制御内容を記憶かつ演算する制御装置
   と、１または２以上のプラント補機の保護及び駆動内容
   を記憶かつ演算し、前記制御内容、前記保護及び駆動内
   容の演算結果をプラントに指示すると共に、プラントの
   状態情報を入力する１または２以上の処理装置を有する
   シーケンス制御装置において、前記処理装置に制御装置
   試験用プログラムを内蔵すると共に、プラント補機を接
   続しない状態における前記制御内容、前記保護及び駆動
   内容の正当性を確認するための試験用模擬モードをプラ
   ント補機毎に設定し、前記プラント補機に出力される動
   作指令に対して試験用模擬応答信号をフィードバックす
   ることを特徴とするシーケンス制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、プラント補機毎に設
   定する試験用模擬モードを制御装置に送信し、前記試験
   用模擬モードを一括管理し、模擬中のプラント補機の有
   無を表示することを特徴とするシーケンス制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２において、制御
   装置試験用プログラムは、動作指令を受けたとき、試験
   用模擬モードが設定中である場合、プラント補機への動
   作指令を記憶し、正常動作時の動作指令を受けてから応
   答信号をフィードバックするまで一定時間必要とするプ
   ラント補機の場合には、数秒〜数分経過後、動作指令の
   試験用模擬応答信号としてフィードバックし、また、正
   常動作時の動作指令を受けて瞬時に応答信号をフィード
   バックするプラント補機の場合には、瞬時に動作指令の
   試験用模擬応答信号としてフィードバックすることを特
   徴とするシーケンス制御装置。
4. 【請求項４】 請求項３において、動作指令を受けたと
   き、今回の動作指令を記憶すると共に、排反の動作指令
   が記憶されているとき、これを消去することを特徴とす
   るシーケンス制御装置。