JPH11231930A - 制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 中継器を追加することによってコントローラ
設計時に想定していなかった被制御装置の操作を可能と
している制御システムにおいて、異常箇所や異常原因を
特定できるようにする。 【解決手段】 コントローラ１と被制御装置３α・３β
の間に中継器２を設け、コントローラ１からの制御命令
を変換している制御システムにおいて、中継器２に制御
シーケンス４を格納しておき、中継器２ではコントロー
ラ１からの制御命令と被制御装置３α・３βの作動状態
を、記憶している制御シーケンス４の設定内容と照らし
合わせ、コントローラ１からの制御命令または被制御装
置３α・３βの作動状態が制御シーケンス４の設定内容
と異なる場合には異常と判断し、異常情報を蓄積する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はコントローラと被制御装
置の間に中継器を設けることで、コントローラ設計時に
想定していなかった被制御装置の操作を行っている制御
システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は通常の制御システムのブロック図
である。同図において、符号１はマイクロコンピュータ
等を用いたコントローラを示している。通常の制御シス
テムでは、コントローラ１には例えば送風機やダンパ等
の被制御装置３α・３βが双方向に接続されている。ま
た、コントローラ１には、被制御装置３α・３βの異常
情報を格納するためのエラーログ５が接続されている。
コントローラ１は被制御装置３α・３βに対して制御命
令を送信する。制御命令を受けた被制御装置３α・３β
は制御命令に応じた作動を行い、作動状態をコントロー
ラ１へ出力し、コントローラ１は、正常な作動が行われ
ていれば正常と判断する。コントローラ１は、被制御装
置３α・３βに対して直接制御命令を送信し、被制御装
置３α・３βより直接レスポンスを受け取るため、被制
御装置３α・３βが所定の作動を行わなかった場合には
異常と判断でき、異常箇所を検出することができる。

【０００３】コントローラ１と被制御装置３α・３βが
ボイラへの送風量調節を行うためのものであった場合の
例に基づいて説明する。燃焼を高燃焼と低燃焼の２段階
で制御している場合には、低燃焼と高燃焼のそれぞれに
応じた燃料量、送風量が供給される。コントローラ設計
時点ではボイラへ供給される風量は、送風路途中に設け
たダンパの開度を変更することで調節しており、被制御
装置３αは送風機を稼動または停止のＯＮ−ＯＦＦ制御
を行い、被制御装置３βはダンパの開度を全閉位置、低
燃位置、高燃位置の３位置で調節するものであったとす
る。

【０００４】低燃焼を行う場合には、コントローラ１よ
り送風機稼動とダンパ低燃位置の制御命令が被制御装置
３α・３βに出力され、被制御装置３αはそれ以前から
行われていた送風機の稼動を維持し、被制御装置３βは
ダンパを少量の空気を供給する開度である低燃位置とす
る。被制御装置３α・３βは、コントローラ１に対し
て、送風機の稼働状況とダンパ位置の情報のレスポンス
を送り、コントローラ１は、制御命令の出力より所定時
間内に送風機稼動とダンパ位置が低燃位置であることを
確認すると正常と判断する。

【０００５】高燃焼を行う場合には、コントローラ１よ
り送風機稼動とダンパ高燃位置の制御命令が被制御装置
３α・３βに出力され、被制御装置３αはそれ以前から
行われていた送風機の稼動を維持し、被制御装置３βは
ダンパを多量の空気を供給する開度である高燃位置とす
る。被制御装置３α・３βは、コントローラ１に対し
て、送風機の稼働状況とダンパ位置の情報のレスポンス
を送り、コントローラ１は、制御命令の出力より所定時
間内に送風機稼動とダンパ位置が高燃位置であることを
確認すると正常と判断する。

【０００６】運転を停止する場合には、コントローラ１
より送風機停止とダンパ全閉の制御命令が被制御装置３
α・３βに出力され、被制御装置３αは送風機の稼動を
停止、被制御装置３βはダンパを全閉位置に変更する。

【０００７】しかし、設計時には最適であったコントロ
ーラと被制御装置の組み合わせは、時が経るにつれ、ま
た、被制御装置の周囲の環境の変化に伴い、変更の要求
が強くなり、コントローラ設計時には想定していなかっ
た別の被制御装置の制御が必要となったり、被制御装置
に別の制御が必要となる場合がある。その場合にはコン
トローラ自体を作り替えなければならないが、コントロ
ーラより発信される制御命令の仕様を変換する中継器２
を設けることで、コントローラを作り替えなくとも新し
い制御を行うことができる。

【０００８】前記の例において、ボイラへ供給される送
風量をダンパの開度による調節から送風機の回転速度に
よる調節に変更し、中継器を設けた場合を例に説明す
る。

【０００９】低燃焼を行う場合には、コントローラ１よ
り送風機稼動とダンパ低燃位置の制御命令が出力される
が、中継器にて送風機中速回転、ダンパ高燃位置の制御
命令に変換されて被制御装置３α・３βに送られる。被
制御装置３αは送風機を中速で運転させ、被制御装置３
βはダンパを高燃位置とする。被制御装置３α・３β
は、中継器に対して、送風機回転周波数の状況とダンパ
位置の情報のレスポンスを送り、中継器は送風機の回転
周波数が所定値Ｌ以下である場合には送風機稼動との信
号に変換し、ダンパ位置の情報はダンパ位置が高燃位置
となっているとの信号を低燃位置となったとの信号に変
換してコントローラ１へ出力する。コントローラ１は、
制御命令の出力より所定時間内に送風機稼動とダンパ位
置が低燃位置であるとのレスポンスがあると正常と判断
する。

【００１０】高燃焼を行う場合には、コントローラ１よ
り送風機稼動とダンパ高燃位置の制御命令が出力される
が、中継器にて送風機高速回転、ダンパ高燃位置の制御
命令に変換されて被制御装置３α・３βに送られる。被
制御装置３αは送風機を高速で運転させ、被制御装置３
βはダンパを高燃位置とする。被制御装置３α・３β
は、中継器に対して、送風機回転周波数の状況とダンパ
位置の情報のレスポンスを送り、中継器は送風機の回転
周波数が所定値Ｈ以上である場合には送風機稼動との信
号に変換し、ダンパ位置の情報はダンパ位置が高燃位置
となっているとの情報をコントローラ１へ出力する。コ
ントローラ１は、制御命令の出力より所定時間内に送風
機稼動とダンパ位置が高燃位置であるとのレスポンスが
あると正常と判断する。

【００１１】中継器を設けることでコントローラ自体の
変更を行わなくとも別の被制御装置や別の制御を使用す
ることができるが、コントローラは被制御装置の運転状
態を直接知ることができなくなる。所定の時間内に正常
信号のレスポンスが無ければ異常が発生したことは検出
できるが、被制御装置と中継器のどちらに異常が発生し
たのかを判断することができず、適切な処理を行うこと
はできない。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、信号を変換する中継器を追加することによ
ってコントローラ設計時に想定していなかった被制御装
置の操作を可能としている制御システムにおいて、異常
箇所や異常原因を特定することができ、適切な処理が行
えるようにする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】コントローラと、該コン
トローラに双方向に接続された被制御装置と、被制御装
置の異常情報を格納するエラーログとからなり、前記コ
ントローラは前記被制御装置へ向けて制御命令の出力を
行い、被制御装置はコントローラからの制御命令を受け
て作動し、被制御装置の作動状態のレスポンスをコント
ローラへ出力している制御システムであって、コントロ
ーラと被制御装置の間に、コントローラからの出力を変
換する中継器を設け、中継器によってコントローラから
の制御命令を変換することで、コントローラ設計時に想
定していなかった被制御装置の制御を可能としている制
御システムにおいて、中継器に制御シーケンスを格納し
ておき、中継器ではコントローラからの制御命令と被制
御装置の作動状態を、記憶している制御シーケンスの設
定内容と照らし合わせるシーケンス照合手段と、コント
ローラからの制御命令または被制御装置の作動状態が制
御シーケンスの設定内容と異なる場合には異常と判断す
る異常判断手段と、前記異常判断手段によって異常と判
断された異常情報を前記エラーログに蓄積する異常蓄積
手段を持たせる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図面を用いて
説明する。図１は一実施例における制御システムの制御
ブロック図である。本実施例はボイラの送風量を調節す
るためのものであり、コントローラ１には中継器２が双
方向に接続され、この中継器２には送風機の運転を制御
する被制御装置３αおよびダンパの位置を変更する被制
御装置３βが双方向に接続されている。また、中継器２
には、前記被制御装置３α・３βの異常情報を格納する
エラーログ５が接続されている。コントローラ１自体
は、ダンパ位置によって送風量を調節するために設計さ
れたものであるが、コントローラ１の設けられたボイラ
は燃焼時の送風量は送風機の回転速度によって調整する
ものに変更されたとの設定で説明する。

【００１５】コントローラ１には、入力されている蒸気
圧力信号や水位信号、ボイラの設定圧力などの条件によ
って運転状態を定め、定めた運転状態に応じた風量を供
給するために被制御装置３α・３βの制御を行うのもの
である。コントローラ１より中継器２へ出力される制御
命令は、送風機稼動または送風機停止と、ダンパ全閉位
置、ダンパ低燃位置、ダンパ高燃位置のいずれかがそれ
ぞれ出力される。

【００１６】中継器２は、コントローラ１からの制御命
令を被制御装置３α・３βへの制御要求に変換するもの
であり、また制御シーケンス４を備えている。制御シー
ケンス４には、各工程における被制御装置３α・３βの
作動状態と、制御シーケンス４に設定している設定内容
を照らし合わせるシーケンス照合手段と、コントローラ
からの制御命令または被制御装置の作動状態が制御シー
ケンスの設定内容と異なる場合には異常と判断する異常
判断手段と、前記異常判断手段によって異常と判断され
た異常情報を前記エラーログに蓄積する異常蓄積手段を
持たせておく。

【００１７】被制御装置３αは、中継器２からの制御要
求によって周波数を変更するインバータを備えており、
送風機の運転速度を変更するものであり、送風機の回転
周波数の情報を中継器２へ出力する。被制御装置３β
は、中継器からの制御要求によってダンパの開度を変更
し、ダンパ位置の情報を中継器へ出力するものである。

【００１８】図２は、制御シーケンス４の機能ブロック
図であり、制御シーケンス４には、燃焼停止、プリパー
ジ、着火、インバータ制御移行、インバータ制御、ポス
トパージの各工程が設定されている。それぞれの工程に
は被制御装置３α・３βへ出力される制御要求と、制御
要求に対するレスポンス出力条件が設定されている。

【００１９】例えば、プリパージ工程の場合、被制御装
置３α・３βへの出力は送風機高速回転とダンパ高燃位
置であり、送風機の回転周波数が設定値Ｈ以上、ダンパ
位置が高燃位置となったことを検出すると、コントロー
ラ１へ正常信号のレスポンスを行う。着火工程の場合、
被制御装置３α・３βへの出力は送風機高速回転とダン
パ低燃位置であり、送風機の回転周波数が設定値Ｈ以
上、ダンパ位置が低燃位置であることを検出すると、コ
ントローラ１へ正常信号のレスポンスを行う。インバー
タ制御工程の場合、被制御装置３βへの出力はダンパ高
燃位置であるが、被制御装置３αへの出力はボイラの燃
焼状態によって異なり、低燃焼の場合は送風機中速回
転、高燃焼の場合は送風機高速回転となる。低燃焼の場
合にはダンパ高燃位置で、送風機の回転周波数が設定値
Ｌ以下であれば、コントローラ１へ正常信号のレスポン
ス、高燃焼の場合にはダンパ高燃位置で、送風機の回転
周波数が設定値Ｈ以上であれば、コントローラ１へ正常
信号のレスポンスを行う。

【００２０】上記のような出力内容とレスポンス出力条
件は各工程毎にそれぞれ定めておき、各工程はコントロ
ーラ１より中継器２へ出力された制御命令の内容によっ
てどの工程であるかを判断する。また、所定時間内にレ
スポンス出力条件とならなかった場合には異常信号のレ
スポンスを出力するための所定時間を定めておく。

【００２１】コントローラ１より中継器２へ送風機停
止、ダンパ全閉位置の制御命令が出力されると、中継器
２ではコントローラ１が燃焼停止工程の出力を行ってい
ると判断し、制御シーケンス４の燃焼停止工程が行われ
る。燃焼停止工程の場合、中継器２は被制御装置３αへ
の送風機の運転停止、被制御装置３βへダンパを全閉位
置とさせる制御要求が出力される。制御要求を受けた被
制御装置３α・３βは、送風機の運転を停止し、ダンパ
を全閉位置としておく。

【００２２】制御シーケンス４が燃焼停止工程の時に、
コントローラ１より中継器２へ出力される制御命令が送
風機稼動とダンパ高燃位置に変更されると、中継器２の
制御シーケンス４では次の工程であるプレパージ工程と
される。中継器２は被制御装置３αへは送風機の運転を
高速にて運転、被制御装置３βへはダンパを高燃位置と
させる制御要求が出力される。制御要求を受けた被制御
装置３α・３βは、送風機を高速にて運転し、ダンパを
高燃位置とする。そして、被制御装置３α・３βより送
られている送風機の回転周波数とダンパの位置の情報を
確認し、送風機の回転周波数が設定値Ｈに達し、ダンパ
が高燃位置に達したことを検出すると正常信号のレスポ
ンスをコントローラ１へ出力する。

【００２３】制御シーケンス４がプレパージ工程の時
に、コントローラ１より中継器２へ出力される制御命令
がダンパ低燃位置に変更されると、中継器２の制御シー
ケンス４では次の工程である着火工程とされる。中継器
２は被制御装置３αへは送風機の運転を高速、被制御装
置３βへはダンパを低燃位置とさせる制御要求が出力さ
れる。制御要求を受けた被制御装置３α・３βは、送風
機の運転を高速に維持し、ダンパを低燃位置に変更す
る。そして、制御シーケンス４では、被制御装置３α・
３βより送られている送風機の回転周波数とダンパ位置
の情報を確認し、送風機の回転周波数が設定値Ｈ以上で
あり、ダンパ位置が低燃位置に達したことを検出しする
と、コントローラ１に対して正常信号のレスポンスを出
力する。

【００２４】制御シーケンス４の着火工程が開始された
ときより所定時間が経過すると、中継器２の制御シーケ
ンス４では次の工程であるインバータ制御移行工程とさ
れる。着火工程ではダンパによって風量調節を行った
が、着火以降の燃焼時は送風機の回転速度によって風量
調節を行う。中継器２は被制御装置３αへは送風機の運
転を中速にて運転、被制御装置３βへはダンパを高燃位
置とさせる制御要求が出力される。制御要求を受けた被
制御装置３α・３βは、送風機の運転を中速とし、ダン
パを高燃位置に変更する。そして、制御シーケンス４
は、被制御装置３α・３βより送られている送風機の回
転周波数とダンパの位置の情報を確認し、送風機の回転
周波数が設定値Ｌ以下であり、ダンパが高燃位置にある
ことを検出すると正常信号のレスポンスをコントローラ
１へ出力する。

【００２５】インバータ制御移行工程が終了すると、中
継器２の制御シーケンス４では次の工程であるインバー
タ制御工程とされる。被制御装置３αへの制御要求はボ
イラの燃焼状態によって異なり、低燃焼である場合はコ
ントローラ１より中継器２へ送風機稼動とダンパ低燃位
置の制御命令が行われ、中継器２は送風機中速運転とダ
ンパ高燃位置の制御要求に変換して被制御装置３α・３
βに出力する。制御要求を受けた被制御装置３α・３β
は、送風機の運転を中速とし、ダンパは高燃位置で維持
する。制御シーケンス４は、送風機の回転周波数が設定
値Ｌ以下であり、ダンパが高燃位置にあることを検出す
ると、コントローラ１へ対して正常信号のレスポンスを
出力する。高燃焼である場合はコントローラ１より中継
器２へ送風機稼動とダンパ高燃位置の制御命令が行わ
れ、中継器２は送風機高速回転とダンパ高燃位置の制御
要求に変換して被制御装置３α・３βに出力する。制御
要求を受けた被制御装置３α・３βは、送風機の運転を
高速とし、ダンパは高燃位置に維持する。制御シーケン
ス４は、送風機の回転周波数が設定値Ｈ以上であり、ダ
ンパが高燃位置にあることを検出すると、コントローラ
１へ対して正常信号のレスポンスを出力する。

【００２６】前記各工程において、制御シーケンス４は
所定時間内に正常信号のレスポンスの出力が行えなかっ
た場合と、燃焼停止工程以外の工程において送風機の運
転が停止していることを検出するなど、被制御装置３α
・３βが設定と異なった作動を行ったことを検出すると
異常発生と判断し、コントローラ１に異常信号のレスポ
ンスを行い、コントローラ１は燃焼停止の制御命令を出
力してボイラの運転を停止させる。そして中継器２で
は、どこに異常が発生したのかの診断を行う。中継器２
はコントローラ１からの制御命令と被制御装置３α・３
βの作動状態を制御シーケンス４に設定した設定内容と
照らし合わせて確認しているため、「Ａ」の状態を検出
した次には「Ｂ」の状態を検出しなければならないとい
う情報が分かっており、送風機回転周波数の情報とダン
パ位置の情報を制御シーケンス４の設定内容と照らし合
わせることでどこに異常が発生したのかを判断すること
ができる。異常原因の情報はエラーログ５に出力し、エ
ラーログ５に蓄積することで修理時に適切な対応を行う
ことができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明を実施することによって、コント
ローラ設計時に想定していなかった制御をコントローラ
を変更せずに行うものでありながら、異常が発生した場
合には異常の原因を特定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例における制御システムの制
御ブロック図

【図２】 本発明の一実施例における制御シーケンスの
機能ブロック図

【図３】 通常の制御システムの制御ブロック図

【符号の説明】

１ コントローラ ２ 中継器 ３ 被制御装置 ４ 制御シーケンス ５ エラーログ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コントローラと、該コントローラに双方
   向に接続された被制御装置と、被制御装置の異常情報を
   格納するエラーログとからなり、前記コントローラは前
   記被制御装置へ向けて制御命令の出力を行い、被制御装
   置はコントローラからの制御命令を受けて作動し、被制
   御装置の作動状態のレスポンスをコントローラへ出力し
   ている制御システムであって、コントローラと被制御装
   置の間に、コントローラからの出力を変換する中継器を
   設け、中継器によってコントローラからの制御命令を変
   換することで、コントローラ設計時に想定していなかっ
   た被制御装置の制御を可能としている制御システムにお
   いて、中継器に制御シーケンスを格納しておき、中継器
   ではコントローラからの制御命令と被制御装置の作動状
   態を、記憶している制御シーケンスの設定内容と照らし
   合わせるシーケンス照合手段と、コントローラからの制
   御命令または被制御装置の作動状態が制御シーケンスの
   設定内容と異なる場合には異常と判断する異常判断手段
   と、前記異常判断手段によって異常と判断された異常情
   報を前記エラーログに蓄積する異常蓄積手段を持たせた
   ことを特徴とする制御システム。