JPS63118901A - 機能選択機構を有する制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は各種の装置やプラントの制御を行う制御装置に
係り、特にソフトウェアを一元化した制御装置に関する
。

〔従来の技術〕

第１０図は火力発電所等における大型のボイラプラント
の制御装置を示す。

この制御装置はコンピュータを用いた計算器直接制御（
ＤＤＣ）システムにより構成されている。

先ず制御計算器はボイラの運転状態、弁、ファン等のボ
イラ補機の運転・停止およびその運転状態等を監視する
オペーレータズコンソール２０と、制御部本体２１によ
り構成され、制御部本体２１は計器中継盤２３を介して
フィールド計器類２５に対し、また動力中継盤２２を介
してローカル接点類２７、現場操作盤２８、さらにはコ
ントロールセンタ（電気盤）２４、補機２６等に対し接
続している。

第１１図はこの制御部本体の構成を示す。

この構成において、制御部本体はループコントローラ２
１ｂ１シーケンスコントローラ２１Ｃ１アナログ入力ボ
ード２１ｄ、アナログ出力ボード２１ｅ１デジタル入力
ボード２１ｆ１デジタル出力ボード２１ｇ等、数種類の
コントローラ及びボードで構成されている。なお符号２
１ａは電源である。このうちループコントローラ２１ｂ
は圧力、温度及び水位等の制御に用いられ、シーケンス
コントローラ２１Ｃは補ａ２６のシーケンス動作等に関
する制御に用いられている。この２種のコントローラに
対しては各々１個宛の中央処理部（ＣＰＵ）が搭載され
ている。なお制御用のソフトウェア（以下単に「ソフト
」と称する）はループコントローラ２１ｂとシーケンス
コントローラ２２Ｃとでは異なる。

第１２図はコントローラの制御ソフトの搭載状況を示す
。

同図（ａ）はループコントローラ２１ｂの、また（Ｃ）
はシーケンスコントローラ２１ｃの制御ソフトの搭載状
況を示す。両コントローラの制御をシーケンスコントロ
ーラを例に以下説明する。

このシーケンスコントローラ２１ｃの場合、それぞれの
コントローラに搭載される制御プログラムＳＰは同一で
あるが、シーケンスデータは各コントローラが受は持つ
制御の範囲により符号Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、として示すよ
うに各々相違する。この状況はループコントローラの場
合でも同様であり、ループ制御プログラムＬＰは同一で
あるのに対してループデータはＬＤＩ、ＬＤ２、ＬＤ３
として示すように各々相違する。

第１３図はシーケンスデータの一例としてボイラの補機
として用いる押し込み送風機（ＦＤＰ）のインターブロ
ック図を示す。なお図中符号ＡＮはＡＮＤ回路を、ＯＲ
はＯＲ回路を、また５０は反転回路を、５１はタイマを
、５３は表示タイマを各々示す。この図に対応して、前
記シーケンスコントローラ２１Ｃに対してはその制御プ
ログラムが、理解できる記号に変換されてソフト化され
、搭載される。

〔発明が解決しようとする問題点３ 以上に示した従来構成の制御部本体２１においては、説
明したように各コントローラに搭載される制御ソフトは
コントローラ毎に相違する。この結果、主としてこのソ
フトの多様性により次にような問題が生じている。

先ず、例えばシーケンスコントローラで用いる制御ソフ
ト（制御プログラム、シーケンスデータ）をリードオン
リーメモリ　（ＲＯＭ）に書き込み搭載すると、ハード
ウェアそのものは同一の構成であっても搭載される制御
ソフトが異なるため、制御ソフトの種類に対応した予備
品のコントローラを準備する必要があり、制御装置の運
転経費が非常に割高となるという問題がある。同様のこ
とはループコントローラについても言える。

次ぎに各コントローラで用いるソフトをオペレータズコ
ンソール２０等の上位部からダウンローディングしてラ
ンダムアクセスメモリ　（ＲＡＭ）上で作動させる場合
、コントローラ毎に制御ソフトが異なるため、ダウンロ
ーディング機能が複雑化する要因となっている。またソ
フトウェア開発量の増大とこれに伴う工数増大、複雑化
によるソフトウェアの信頼性の低下という問題も生じる
。

より具体的には長年の使用に対して、データ（パラメー
タ、シーケンス、ループ等）は修正（メンテナンス）が
施される可能性が高いが、この修正はオペレータズコン
ソール２０において行われることになる。またオペレー
タズコンソール２０は修正後のデータを制御部本体２１
の内部にある各々のコントローラに対してダウンローデ
ィングする機能を持っている。しかしコントローラに搭
載するデータが各々相違するため、「どのコントローラ
に対してどのデータを送信するか」といった情報をコン
トローラ単位に持つ必要があるため、所定のデータを所
定のコントローラに対して出力するためのソフトが必要
となってくる。またダウンローディング機能自体も、デ
ータをダウンローディングする度にチェックする必要が
あり、システム全体が複雑化することは避けられない。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上述した従来構成の問題点に鑑み構成したもの
であり、制御部本体２１の内部に収納された複数のコン
トローラ（ＣＰ　Ｕ）に対してシステム全体の制御ソフ
トウェア（プログラム及びデータ）を一元化して搭載し
、各々のコントローラが実行するプログラムおよび使用
するデータは機能選択機構により選択し、各コントロー
ラはこの選択された機能を実行するよう構成した制御装
置である。

〔作用〕

各コントローラへのソフトウェアの搭載方法として、ソ
フトウェア（プログラム及びデータ）を全てＲＯＭに書
き込み搭載する方法や、システム起動時にプログラム及
びデータをローディングするなどの方法によりソフトウ
ェアを一元化し、各コントローラが実行するプログラム
及びデータは機能選択機構で選択し、同一プログラム及
び同一データを搭載しながら装置全体としては異なる機
能を発揮させ、これによりプログラムの種類、コントロ
ーラの種類を最小限に押さえ簡素化したシステムを構築
する。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面を参考に具体的に説明する。

第１図は本発明の構成をスートブロワに実施し、スート
ブロワ制御装置としたものである。

このスートブロワ制御装置は、操作パネル１、ワンボー
ドコントーラ即ちＣＰＵ盤（以下ｒＯＢＣ盤」と略称す
る）２、・Ｃンターフェイスリレー盤３、電磁接触器盤
４及びこれらの制御機構により制御されるスートブロワ
５より構成されている。

ＯＢＣ盤２は第２図に示すように複数の０ＢＣ８により
構成されており、各ＯＢＣはバックボード７と接続して
いる。各０ＢＣ８は通信バス９により相互に接続されて
おり、かつこれらのＯＢＣは全て同一のハードウェアで
あり、しかも後で詳述するように同一の制御ソフトウェ
ア（制御プログラム、シーケンスデータ）が搭載されて
いる。

第３図はＯＢＣのハードウェアを示す。

０ＢＣＢは同図及び第１図にしめすように１個のｃｐｕ
　＜コントローラ）３０、システム全体の制御ソフトウ
ェア（制御プログラム及びシーケンスデータ）を搭載す
るＥＦＲＯＭ３　Ｌ制御プログラムが処理過程で一時ワ
ークとして用いられるＲＡＭ３２、他の０ＢＣ８とデー
タの送受信を行うための通信ポート（通信バス）３５、
ユニットナンバー・スロットナンバー人カポート３３及
び操作パネル１、及び第２図も参照して、これら制御部
に接続する操作対象たるウオールブロワ（ボイラ壁面を
清掃するスートブロワ）１０、ロンブレトラクタプルス
ートブロワ（長抜き差し型スートブロワ）１１、蒸気止
め弁１２等を制御するためのデジタル入出力ボート３４
により構成されている。

０ＢＣ８に搭載されている制御ソフトウェアはハックボ
ード７により指定されるユニットナンバー・スロットナ
ンバー６を０ＢＣＢ内に有るユニットナンバー・スロッ
トナンバー人カポート３３により読み込み、後述する機
能選択機構をもちいて複数の０ＢＣ８のうちその一つを
親ボード８ａに、他の０ＢＣ８を子ボード８ｂにする。

親ボード８ａは子ボード８ｂの間のデータの送受信の管
理を行い、また子ボード８ｂを操作パネル１、ウオール
ブロワ１０．長抜き差し型スートブロワ１１及び蒸気止
め弁１２等の実際のシーケンスを担当する。即ち０ＢＣ
８は同一プログラム及び同一データを搭載しながら異な
る機能を発揮することができる。

次ぎに０ＢＣ８に対して同一制御ソフトウェアを搭載し
ながら異なる機能を発揮させる手段である機能選択機構
を第４図を用いて具体的に説明する。

０ＢＣ８はシーケンス制御ソフトとしてこのスートブロ
ワ制御装置で使用する全プログラム６６及び全シーケン
ス情報６５を持っている。一方バ・７クボード７で指定
されるユニットナンバー・スロットナンバー６はプログ
ラム動作開始時、プログラムにより０ＢＣＢ内のユニッ
トナンバー・スロットナンバー人カポート３３からＣＰ
Ｕ３０に読み込まれ、プログラムによってスロットナン
バーが（−〇）の時は親ボード８ａの実行アドレス６０
が、また反対に（≠０）の場合には子ボード８ｂの実行
アドレス６０が選択される。これにより０ＢＣ８の機能
が決定される。

また子ボード８ｂの用いるシーケンスデータの選択はユ
ニットナンバーとスロットナンバーの両者から、第４図
及び第５図に示すようにアドレステーブル６４を用いて
ユニットナンバーＵ及びスロットナンバーＳ別に予め決
定されたアドレスデータ６２を選択し、このアドレスデ
ータ６２により全シーケンス情報６５から選択され構成
されたシーケンスデータ６１を得、更にこのシーケンス
データ６１から所定のデータを選択して実行シーケンス
データ６３を得る。なお制御対象をスートブロワとした
上記実施例では親ボードがセットされる位置をスロット
ナンバー（＝Ｏ）と固定したため、スロットナンバーの
みを用いているが、親ボードがスロットナンバーにより
固定されていないときは後述する第５図に示すようにシ
ーケンスデータの選択と同様の方法でユニットナンバー
、スロットナンバー両者を用いて親ボードを選択する。

以上の構成とすることによりＯＢＣ盤２を構成する複数
の０ＢＣＢに同一制御プログラムおよび同一データが搭
載されているにも関わらず０ＢＣ８毎に異なる機能のプ
ログラム及び異なるデータの選択を可能にしている。こ
れによりシステムとしてのソフトウェアを一元化できる
のでソフトウェアの管理が非常に容易となり、かつ特定
のＯＢＣが故障しても他のユニット・スロットナンバー
のＯＢＣを利用することによりこの故障をバックアンプ
することができ、システム全体のメンテアナンス性が向
上し、万一故障が発生しても極めて短時間で復帰が可能
となる。また従来構成では前記スロット制御装置のＯＢ
Ｃ盤を構成した場合、各ＯＢＣ毎に搭載制御ソフトが相
違するため、ＯＢＣのハードウェアが同一であってもＥ
ＦＲＯＭに書き込まれている制御ソフトが相違すればそ
の種類に対応した予備品を準備する必要があるが、本発
明であればソフトウェアは一元かされているので予備品
は一種類のみでよく装置運用時の経済性が大幅に向上す
る。

次ぎに本発明を装置として具現した場合の構成を従来構
成と比較しながら説明する。

先ず本発明を実施することにより前述した第１１図に示
す従来構成の制御部本体２１を第６図に示すような簡素
な構成とすることができる。即ち、従来構成では複数種
類の制御ソフトと複数種類のボード（２１ａ〜２１ｇ）
で構成していたボイラ謂御部零体２１が第６図に示すよ
うにボイラ制御部０ＢＣ２９の１種のみで構成可能とな
り、装置の構成を大幅に簡素化することが可能となる。

即ちボイラ制１０Ｂｃ２９は第７図に示すようにプログ
ラムを解読して実行するＣＰＵ３０とオペレーターズコ
ンソール２０（第１０図参照）からダウンロードされる
全制御ソフトウェアを受は取るためのプログラムを搭載
するＥＦＲＯＭ３１と、ダウンロードされる全制御ソフ
トを搭載または格納するＲＡＭ３２ａと、−時ワーク用
のＲＡＭ３２ｂと、他のボードと通信を行うためのポー
ト３５と、ユニットナンバー・スロットナンバー人力ポ
ート３３と、デジタル人出力ボート３４及びアナログ入
出力ポート３６等により構成されている。

ボイラ０ＢＣ２９へのソフトの搭載は、オペレータズコ
ンソール２１より、ダウンローディングされ、ＥＰＲＡ
Ｍ３１に搭載されるプログラムによって全制御ソフト搭
載のＲＡＭ３２ａに格納される。そのソフトウェアは第
８図に示すように、制御部本体２１内で用いる全ての制
御プログラム及びデータを一元化した構成となっており
、全てのボイラ制４１１０ＢＣに同一のソフトウェアが
搭載される。

次に第６図に示す制御部本体２１内の各ボイラ制御用０
ＢＣ２９の機能を、第１１図に示した従来構成との比較
において説明する。本発明に於ける実現手段は第４図に
示した機能選択機構を用いて、第９図に示すように、外
部から指定されるユニットナンバー・スロットナンバー
によりそのボ−ドが実行するプログラムのアドレスが決
定される。即ち、従来技術を示す第１１図におけるアナ
ログ入力ボード２１ｄのユニットナンバー・スロットナ
ンバーに対応するものとして、本発明の構成ではボイラ
制御用０ＢＣ２９の制御ソフトウェア（第６図参照）が
あるが、この制御ソフトではアナログ入力制御プログラ
ムが選択され、前記アナログ入力ボード２１ｄと同様の
機能を発揮し、これに代替する。第９図はアナログ入力
制御プログラムが選択される状態を示す。他のユニット
ナンバー・スロットナンバーのボードも前述の方法と同
様な方法により従来構成と代替を行う。また従来構成の
ループコントローラ２１ｂ２シーケンスコントローラ２
１ｃに対応するボイラ制御０ＢＣ２９は第８図に示すル
ープデータ、シーケンスデータを、第５図に示したシー
ケンスデータの選択方法と同様の選択方法を用いること
により選択される。これにより従来は制御装置本体を複
数種類のボードで構成していたのに対して、本発明の構
成では一種類のボードで構成することが可能となり、予
備品の単純化が可能となり、このため全制御ソフトウェ
ア−見比されるため、ソフトウェアの管理が容易となる
。またダウンローディング機能もボード単位で特別な情
報を入力するような複雑な方法が必要でなくなり、シス
テムを大幅に単純化することができる。

以上に示した本発明の場合には比較的記憶能力の高いメ
モリ素子を必要とするが、メモリ素子自体は高集積化に
伴いビット当たりの単価は益々低下する傾向にあるため
、記憶能力の高いメモリ素子を用いても装置の価格には
殆ど影響しない。またＥＰＲＯＭをギヤングプログラマ
で複数個同時に書き込めるため作業能率が非常によく、
またソフトウェアの管理についても１システムに１本の
みであるため極めてシンプルとなる。

なお、上述した実施例ではループコントローラとシーケ
ンスコントローラをボイラ制御用０ＢＣＩ種で構成した
が、ループコントローラのグループとシーケンスコント
ローラのグループに分けて２種のボイラ制御用ＯＢＣを
準備し、従来技術と同様の機能を発揮させることもでき
る。

〔効果〕

本発明によれば、従来構成では１つの制御システムを複
数のソフトウェアで構築し、このためソフトウェアが複
雑化し、信軌性、保守性が低かったのに対して、本発明
では各ＣＰＵボードに搭載する制御ソフトウェアを一元
化して同一ソフトウェアとし、各々のＣＰＵは機能選択
機構を用いてこの一元化されたソフトウェアの中から選
択された所定のソフトウェアにより賦与された機能を実
行することにより、多様な制御を単一なソフトウェア行
うことが可能となり、装置全体の信頼性、保守性を大幅
に向上させることができる。

また搭載するＣＰＵボードの機能にもよるが、複数種類
のボードで構成される制御システムと同一の制御を一つ
のボードのみで達成可能であり、装置やソフトウェアの
開発工数１、開発コストが低減され、更に予備品の一本
化が可能となため経済的である。

更にユニットナンバー・スロットナンバーを外部からの
指定より変更することによって、所定のボードを異なる
機能のボードに直ちに変更することができ、装置の一部
に故障が生じた場合でも、他の部分が直ちにこの故障部
をバンクアップすることができ、この結実装置故障時の
復帰が短時間で行われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を概念的に示すブロック図、第２
図は第１図に示す構成のうちＯＢＣ盤の詳細を示す制御
系統図、第３図はＯＢＣ盤の構成概略図、第４図は機能
選択機構の概略を示すブロック図、第５図はシーケンス
データの選択方法を示す概念図、第６図は本発明をボイ
ラ制御装置として用いた場合の装置構成図、第７図は第
６図の構成の装置のＯＢＣ盤構成図、第８図は第６図に
示す装置のソフトウェア構成状態の概念図、第９図は第
６図に示す装置のプログラムの選択機構を示す概念図、
第１０図は従来技術の具体例を示すボイラプラントの制
御装置の構成図、第１１図は第１０図に示した装置の制
御部の詳細図、第１２図は第１１図のソフトウェア搭載
状態を示す概念図であって、同図（ａ）はループコント
ローラの概念図、同図（ｂ）はシーケンスコントローラ
の概念図、第１３図はシーケンスデータによる制御の一
例を示す押し込み送風機（Ｆ　Ｄ　Ｐ）のインターブロ
ック図である。 １・・・操作パネル　２・・・ＯＢＧ盤６・・・ユニッ
トナンバー・スロットナンバー３ａ　・−−親ＯＢＣ８
ｂ−−・子０ＢＣ３０・・・ＣＰＵ　　　６０・・・実
行アドレス６１・・・シーケンスデータ ６２・・・アドレスデータ　　６３・・・実行シーケン
スデータ　　６５・・・・全シーケンス情報６６・・・
全プログラム 第１図 第２図 ｊＩ３図 第４ｗＪ １１５図 第６図 第７図 第８図 第９図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のコントローラで構成される制御システムに
   おいて、複数のコントローラから成る組の各々に対し、
   若しくは各コントローラの各々に対し、そのシステム全
   体の制御用ソフトウェアをそれぞれ搭載し、かつこれら
   制御用ソフトウェアの所定の部分を任意に選択できる機
   能選択機構を設置し、この機能選択機構により各コント
   ローラに搭載された制御用ソフトウェアから所定の実行
   用ソフトウェアを選択し、各コントローラの組若しくは
   各コントローラの各々がこの選択された制御用ソフトウ
   ェアを実行するよう構成したことを特徴とする機能選択
   機構を有する制御装置。
2. （２）前記機能選択機構を、スロットナンバー、ユニッ
   トナンバーを指定する機能設定部と、この機能設定部に
   より設定された実行アドレスと、この実行アドレスに基
   づき親ボードまたは子ボードとして設定される複数のコ
   ントローラの組とから構成したことを特徴とする特許請
   求の範囲第（１）項記載の機能選択機構を有する制御装
   置。