JPS63236103A

JPS63236103A - プラント制御システム

Info

Publication number: JPS63236103A
Application number: JP62069197A
Authority: JP
Inventors: Minoru Chiyouka; 実長加
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-03-25
Filing date: 1987-03-25
Publication date: 1988-10-03
Also published as: US4935886A; AU1375388A; AU600565B2

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】［発明の目的］（産業上の利用分野〉本発明は、プラント制御システムに関する。

（従来の技術）従来のプラント制御システムは、プラント制御用計算機
、プラント制御用プログラマブルコントローラ、各種ア
クチュエータやセンサと接続されるプロセス入出力装置
、運転操作用デスクなどシステム構成部材をデータ伝送
装置で接続し、前記運転操作用デスクからの操作に基い
て各システム構成部材に所定の制御動作を行わせるもの
である。

〈発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上記の如き従来よりのプラント制御シス
テムは、前記運転操作用デスクの操作に基いて前記アク
チュエータに所定シーケンスで所定の動作を与える構成
であり、実運転に対しては、前記アクチュエータの動作
に危険が伴ったり、又は大きなエネルギが消耗されるの
で、安全上、経済上の観点からトレーニングに使用する
のは困難であるという問題点があった。

なお、従来より、上記トレーニングは、主には実際プラ
ントとは別個に用意されたプラントシミュレータを用い
て行われている。しかし、いかに高度のシミュレータを
設計しようとも実際プラントとシミュレータとは多くの
相違点を有するので、危険、非経済的ながらも実際プラ
ントで実習することも行われている。

そこで、本発明は、安全、かつ経済的に高度のトレーニ
ングを行うことができるプラント制御システムを提供す
ることを目的とする。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明のプラントｔＩＩｌＩＩｌシステムは、システム
構成部材として、運転操作用デスク、プラント制御用計
算機、プラント制御用プログラマブルコントローラ、プ
ロセス入出力装置、該装置の一部又は全部の機能をオフ
ラインとした状態でこれら機能を模擬する模擬用プログ
ラマブルコントローラ。

システム運転状態を表示する表示装置を有し、これら部
材を密結合データ伝送装置で結合したことを特徴とする
。

（作用）本発明では、その機能の一部又は全部をオフラインとさ
れるプロセス入出力装置を模擬する模擬用プログラマブ
ルコントローラが設けられ、全システム構成部材が密結
合データ伝送装置で結合されている。

従って、安全上、経済上問題となるアクチュエータ及び
それに付随するセンサをオフラインとした状態で、シス
テムをトレーニング用として運転することが可能である
。

ここに、密結合データ伝送装置は、各システム構成部材
が共通に使用可能のコモンメモリを有するので、実運転
とトレーニング運転との切換えは、プロセス入出力装置
の一部又は全部の機能部分のデータを模擬用プログラマ
ブルコントローラのそれで代用するだけで良い。

（実施例）第１図は、本発明の一実施例に係るプラント制御システ
ムの構成説明図である。

図示のように、プラント制御システムは、運転操作用デ
スク１、プラント制御用プログラマブルコントローラ（
以下、プログラマブルコントローラのことをＰＣと称す
）２、模擬用ＰＣ３、プロセス入出力装置（以下、ＰＩ
Ｏと称す、）４、プラント制御用計算機（以下、ＣＰＵ
と称す）５、プログラマブル表示装置（以下、ＰＤと称
す）６をアドレス変換装置７〜１２、及び伝送制御装置
１３〜１８、並びに伝送ループ１９から成る密結合デー
タ伝送装置で接続して構成されている。

運転操作用デスク１は、プラントの運転操作を行うため
のものであり、盤面の操作し易い位置にキースイッチ、
ジョイステック、切換スイッチなど各種の操作手段を備
えて成る。

プラント制御用ＰＣ２は、プラント制御のためのシーケ
ンス処理を実行するためのものである。

該ＰＣ２は、制御の内容に応じて適宜数だけ設けられる
。

模擬用ＰＣ３は、実際運転時には休止され、トレーニン
グ時に、ＰＩＯ４に代わって該ＰＩ０４に接続されるア
クチュエータやセンサを模擬するものである。

ＰＩＯ４は、各種アクチュエータやセンサ類と接続され
、これら曙器との間で信号の入出力を行うものである。

ＣＰＵ５は、！１１ＪＩｌｌ目標値を演算し演算結果を
プラント制御用計算機２に与える等システム全体を総括
制御するものである。

ＰＣ６はＣＲＴ画面を備え、プログラマブルに設定され
た条件により、実際運転に対し、又はトレーニングに対
し所定の表示処理を行なうものである。

密結合データ伝送装欝の詳細を第２図に示した。

図示のように、各伝送制御ｌ装置１３〜１８の内部には
、コモンメモリＭｃが設けられている。各コモンメモリ
Ｍｃには、各システム構成部材１〜６に対応するデータ
エリアＤ１〜Ｄ６が設けられている。各システム構成部
材１〜６は、自己のコモンメモリＭＯに対し対応するデ
ータエリアＤｉ（ＤＩ・・・Ｄ６）にそれぞれ自己の出
力するデータを書き込むことが可能であり、又全エリア
Ｄ１〜Ｄ６のデータをアクセス可能である。各コモンメ
モリＭＯに記憶された内容は、伝送ループ１９を介して
次のコモンメモリＭＯに高速でサイクリックに伝送され
る。

よってこのような密結合データ伝送装置では、各コモン
メモリＭＯに全システムの最新情報が現われるので、各
システム構成部材１〜６は自己のコモンメモリ１ｙｌｃ
を参照して、他のシステム構成部材１〜６からの指令を
受け、又他のシステム構成部材１〜６に所定の指令を与
えることができる。

第３図は実際運転モードとトレーニングモードにおける
データ伝送方式の説明図である。実線は実際運転でのデ
ータの流れを、破線はトレーニングモードでのデータの
流れを示している。

まず、実際運転モードでは、ＣＰＵ５が出力した目標値
ｘＯは、データ伝送装置を介して、プラント制御用ＰＣ
２に伝送され、次いでプラント制御用ＰＣ２からコモン
メモリ１ｙｌｃのデータエリアＤ２へ制御信号×１が出
力される。次に、この制御信号×１はＰＩＯ４を介して
所定のアクチュエータＡに出力され、センサＳの検出信
号はフィードバック信号×２としてコモンメモリＭＯの
データエリアＤ４へ書込まれ、これがプラント制御用Ｐ
Ｃ２及びＣＰＵ５に帰還される。

一方、トレーニングモードでは、ＣＰＵ５が出力した目
標値Ｘｏは、データ伝送装置を介してプラント制御用Ｐ
Ｃ２に伝送され、次いでプラントυ制御用ＰＣ２からコ
モンメモリＭｃのデータエリアＤ２へ制御信号×１が出
力される。この点、実際運転モードの場合と同様である
。ところが、トレーニングモードでは、コモンメモリＭ
ＣのデータエリアＤ２の内容はＰＩ０４にはアクセスさ
れず、模擬用ＰＣ３によってアクセスされ、該ＰＣ３は
、アクチュエータへの模擬の結果をフィードバック信Ｓ
Ｘ３としてコモンメモリＭＣのデータエリアＤ３に書込
むので、これがプラント制御用ＰＣ２及びＣＰＵ５に帰
還される。

トレーニングモードの詳細を第４図及び第５図で説明す
る。

第４図において、ステップ４０１では、プラント制御シ
ステムのアクチュエータＡ及びセンサＳから成る入出力
機器をオフラインとする。この作業は、モード切換操作
に基いて、■ＰＩ０４を休止させ、■模擬用ＰＣ３を稼
働させ、■プラント制御用ＰＣ２及びＣＰＵ５のデータ
エリアＤ４のアクセスをエリアＤ３に切換え、■ＰＤ６
のＰＩＯ４に対するアクセスを模擬用ＰＣ３に対するも
のに切換えることにより、自動的に行われる。

ステップ４０２では、Ｉ・ループは、ＰＤ６に表示され
たプラントの稼働データを見ながら実際運転と同様の操
作を行う。第５図に示す操作信号２０は、前記コモンメ
モリＭＯを介してプラント制御用ＰＣ２へ送られる。

ステップ４０３では、プラント制御用ＰＣ２が、ＣＰＵ
５から送られてくる制御目標値などの設定信号２１に基
いて、第３図に示したような制御を実行し、制御信号２
２を模擬用ＰＣ３へ出力する。

又、表示用の信号２３をＰＤ６へ出力する。

ステップ４０４では、模擬用ＰＣ３で模擬が実行され、
可動量その他の模擬の結果信号２４がプラント制御用Ｐ
Ｃ２、ＣＰＵ５、ＰＤ６に出力される。

ステップ４０５では、前記信号２３．２４に基いて、Ｐ
Ｄ６に現在の運転状態が表示される。ステップ４０２〜
４０５の処理は、ステップ４０６でトレーニング終了が
指令されるまで繰り返される。

以上により、本例に示したプラント制御システムでは、
通常の実際運転が支障なく行われることは勿論として、
第４図に示すトレーニングモードによって実際にアクチ
ュエータＡを動作させることなく安全、かつ経済的なト
レーニングを行うことができる。

このトレーニングは、実際プラントを観察しながら実際
の運転操作用デスク１を用いて行うことができると共に
、実際のプラント制御用ＰＣ２及びＣＰＵ５の実装プロ
グラムを稼働できるので、臨場感が最大であり、従来の
シミュレータでは得ることができないトレーニング効果
が挙げられる。

以上水した実施例では、模擬用ＰＣ３に対応するコモン
メモリＭＯのデータエリアＤ３をＰＩＯ４に対応するデ
ータエリアＤ４とは別個に設けたが、両データエリアＤ
３．Ｄ４は同一のものとし、トレーニングに際しては、
ＰＩ０４を模擬用ＰＣ３に完全に切換えるようにしても
良い。

又、上記実施例では、ＰＩ０４に接続する全アクチュエ
ータＡ及び全センサＳをオフラインとしたが、危険を伴
うアクチュエータ、経済上問題となるアクチュエータ、
その他動作することにより何らかの不都合を生じるアク
チュエータのみをオフラインとし、模擬用ＰＣ３ではオ
フラインした機器のみの模擬を行わせても良い。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく
、適宜の設計的変更を行うことにより、他の態様でも実
施し得るものである。

［発明の効果Ｊ以上の通り、本発明は、オフラインとされるアクチュエ
ータの模擬を行う模擬用プログラマブルコントローラを
加えてシステム構成部材を密結合データ伝送装置で接続
したプラント制御用システムであるから、安全上又は経
済上問題となる機器を前記模擬用ＰＣで模擬させつつプ
ラント運転することができ、安全、かつ経演的で、効果
の高いトレーニングを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るプラント制御システム
の構成説明図、第２図は上記システムに用いられる密結
合データ伝送′装置の詳細を示す説明図、第３図は上記
システムにおけるデータの流れの一例を示す説明図、第
４図は上記システムのトレーニングモードのフローチャ
ート、第５図はトレーニングモードの作用を示す説明図
である。１・・・運転操作用デスク２・・・プラント！１ｌｌｔｌｌ川ブＯグラマプルコン
トローラ３・・・模擬用ブＯグラマプルコントローラ４・・・プ
ロセス入出力袋け５・・・プラント＄１１１１１１用計算機６・・・プロ
グラマブル表示装置７〜１２・・・アドレス変換装置１３〜１８・・・伝送制御装置１９・・・伝送ループＭＯ・・・コモンメモリＤ１〜Ｄ６・・・データエリア

Claims

【特許請求の範囲】

（１）システム構成部材として、運転操作用デスク、プ
ラント制御用計算機、プラント制御用プログラマブルコ
ントローラ、プロセス入出力装置、該装置の一部又は全
部の機能をオフラインとした状態でこれら機能を模擬す
る模擬用プログラマブルコントローラ、システム運転状
態を表示する表示装置を有し、これら部材を密結合デー
タ伝送装置で結合したことを特徴とするプラント制御シ
ステム。
（２）前記模擬用プログラマブルコントローラは、前記
プラント制御用プログラマブルコントローラの故障をバ
ックアップするバックアップ用プログラマブルコントロ
ーラで構成される特許請求の範囲第１項記載のプラント
制御システム。
（３）前記表示装置は、実際運転と模擬運転とで併用さ
れるプログラマブル表示装置である特許請求の範囲第１
項記載のプラント制御システム。