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Diese Erfindung bezieht sich auf ein allgemeines Überwachungssteuersystem zum allgemeinen Überwachen und Steuern einer Vielzahl von elektrischen Energieerzeugungseinheiten.
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In konventionellen Energieerzeugungssystemen wird jede Erzeugungseinheit in Energieerzeugungswerken (Kraftwerken) getrennt gesteuert. Z. B. hat jede der Erzeugungseinheiten Gruppen von fünf oder sechs Bedienern, und die Gruppen wechseln sich im Dienst ab, um anomale Vorfälle schnell zu bewältigen. Da Betriebsautomation in den Kraftwerken fortgeschritten ist, hat sich die Zahl von Bedienern, die für jede Erzeugungseinheit erforderlich sind, verringert.
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Das Betriebsmanagementsystem für jede Erzeugungseinheit bleibt jedoch dennoch persistent bestehen, was zu einer Erhöhung der erforderlichen Zahl von Bedienern proportional zu dem Ausmaß der Kraftwerke (oder der Zahl der Erzeugungseinheiten) führt.
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Um eine derartige Situation zu verbessern, wurde ein allgemeines Überwachungssteuersystem vorgeschlagen, wie in der Veröffentlichung der
japanischen Patentanmeldung 11-356094 offengelegt wird. Durch dieses System wird eine Vielzahl von Erzeugungseinheiten einer Vielzahl von Kraftwerken mit weniger Bedienern effizienter und sicher überwacht und gesteuert.
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Es gibt jedoch die Befürchtung, dass die Bediener aus Versehen falsche Gegenstände nehmen können, um sie zu überwachen und zu steuern, da ein gleiches Überwachungssteuersystem eine Vielzahl von Erzeugungseinheiten überwachen und steuern kann. Um Irrtümer im Betrieb zu verhindern, kann jeder Erzeugungs-einheit eine einzelne Mensch-Maschine-Schnittstelle so zugeordnet werden, um die Erzeugungseinheit auf einer Basis eins-zu-eins zu überwachen und zu steuern. Ein derartiges System würde jedoch viele Anzeigeeinrichtungen für alle Erzeugungseinheiten erfordern, was einen großen Bereich zum Anordnen der Anzeigeeinrichtungen erfordern würde und viel kosten würde.
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Die Bediener und das allgemeine Überwachungssteuersystem kann in Gruppen der ähnlichen Betriebzustände der Erzeugungseinheiten unterteilt werden, und die Gruppierung kann abhängig von der Änderung in Betriebzuständen geändert werden. Eine derartige Gruppierung würde jedoch Irrtümer bei Betrieb und Erkennung verursachen, da das offengelegte allgemeine Überwachungssteuersystem keine Funktionen hat, die für eine derartige Gruppierung angepasst sind.
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Entsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein allgemeines Überwachungssteuersystem vorzusehen, das eine Vielzahl von elektrischen Energieerzeugungseinheiten mit einer kleineren Zahl von Bedienern effizient und sicher überwachen und steuern kann.
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US 2002/0029097 A1 beschreibt ein Überwachungssteuersystem für ein Windkraftwerk zum Überwachen und Steuern einer Vielzahl von Windturbinen mit einem Datenkommunikationsnetzwerk, durch das die Windturbinen und Nutzer-Schnittstellen miteinander in Beziehung stehen. Ferner beschreibt
US 5 777 896 A eine Betriebsüberwachungseinheit, wobei Informationen zwischen mehreren Displays manuell oder automatisch umgeschaltet werden können.
DE 100 49 025 A1 beschreibt ferner ein Konfigurationssystem mit einer einheitlichen Konfigurationsdatenbank für Prozesssteuerungsnetzwerke mit beliebigen Feld- und Eingabe-Ausgabe-Einrichtungen und unterschiedlichen Kommunikationsprotokollen, die in Abhängigkeit von Systemregeln erstellt wird.
WO 01/65324 A1 zeigt darüber hinaus ein Installationsgerät mit einem Verbindungs- und Installationsmodul, welche die Systemteilnehmer selbstständig aufgrund vorgegebener Systemregeln verbinden können und die Zuordnung im Automatisierungssystem und deren Programmierung selbstständig durchführen.
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Um das oben beschriebene Ziel zu erreichen, wurde in Übereinstimmung mit einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ein allgemeines Überwachungssteuersystem einer Generierungseinheit zum allgemeinen Überwachen und Steuern einer Vielzahl von elektrischen Energieerzeugungseinheiten vorgesehen, wobei das allgemeine Überwachungssteuersystem Beziehungen zwischen einer Vielzahl von elektrischen Energieerzeugungseinheiten und einer Vielzahl von Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtungen zum Überwachen und Steuern der Erzeugungseinheiten so zuordnet, um die Erzeugungseinheiten durch die Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtungen allgemein zu überwachen und zu steuern. Das allgemeine Überwachungssteuersystem umfasst: eine Einheitendatenbank, inkludierend Adressen, die für jede der Erzeugungseinheiten niedergelegt sind, und Datenabschnitte entsprechend jeder der Adressen, wobei die Datenabschnitte konfiguriert sind, Prozessdaten und Betriebssignale der Erzeugungseinheiten zu speichern; Prozess-Eingabe-Ausgabemittel zum Umschreiben von Daten in dem Datenabschnitt basierend auf Eingabesignalen von den Erzeugungseinheiten, Auslesen der Daten in dem Datenabschnitt basierend auf einer Anforderung von der Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtung und Ausgeben der Daten zu den Erzeugungseinheiten; Einheitendatenbank-Eingabe-Ausgabeabschnitt zum Empfangen von Anforderungen von den Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtungen, Erfassen von Adressen der Erzeugungseinheiten, die den Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtungen zugeteilt sind, und Verweisen auf einen Datenabschnitt entsprechend den Adressen; Schnittstelleneinrichtungs-Bestimmungsmittel zum Bestimmen von Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtungen aus der Vielzahl von Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtungen heraus; und eine Schnittstelleneinrichtungs-Einheitenbeziehungs-Umschreibungseinrichtung zum Umschreiben der Zuordnungsbeziehung zwischen der Erzeugungseinheit und den Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtungen basierend auf einem Befehl von dem Schnittstelleneinrichtungs-Bestimmungsmittel, ferner umfassend eine Schnittstelleneinrichtungs-Managementdatenbank zum Speichern von Information der Erzeugungseinheiten, die durch jede der Vielzahl von Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtungen zu überwachen oder zu steuern sind, als eine Datenbank, wobei die Schnittstelleneinrichtungs-Einheitenbeziehungs-Umschreibungseinrichtung so konfiguriert ist, um auf die Schnittstelleneinrichtungs-Managementdatenbank zu verweisen die nach denen sucht, die in einer automatischen Prioritätsreihenfolge automatisch zugeordnet und nach Empfangen einer Zuordnungsfreigabemitteilung umgeschaltet werden können.
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1 ist ein Funktionsblockdiagramm einer Ausführungsform eines allgemeine Überwachungssteuersystems von Energieüberwachungseinheiten gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine Tabelle, die ein Beispiel der Einheitendatenbank-Bezugsdatenbank des allgemeinen Überwachungssteuersystems für Energieerzeugungseinheiten zeigt, das in 1 gezeigt wird;
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3 ist eine Tabelle, die ein Beispiel der Schnittstellenmanagementdatenbank des allgemeinen Überwachungssteuersystems von Energieerzeugungseinheiten zeigt, das in 1 gezeigt wird;
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4 ist eine Tabelle, die ein Beispiel der Bedienermanagementdatenbank des allgemeinen Überwachungssteuersystems von Energieerzeugungseinheiten zeigt, das in 1 gezeigt wird;
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5 ist eine Tabelle, die ein Beispiel der Einheitenzustandsdatenbank des allgemeinen Überwachungssteuersystems von Energieerzeugungseinheiten zeigt, das in 1 gezeigt wird;
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6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Änderung in einer Schnittstelleneinrichtungszuordnung zeigt, verursacht durch eine Änderung im Werkszustand in dem allgemeinen Überwachungssteuersystem von Energieerzeugungseinheiten, das in 1 gezeigt wird;
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7 ist eine Tabelle, die ein Beispiel eines Zuordnungsmusters für das allgemeine Überwachungssteuersystem von Energieerzeugungseinheiten, das in 1 gezeigt wird, zeigt;
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8 ist eine Tabelle, die ein Beispiel der Schnittstellenmanagementdatenbank des allgemeinen Überwachungssteuersystems von Energieerzeugungseinheiten zeigt, das in 1 gezeigt wird, wobei sich die Datenbank von der unterscheidet, die in 3 gezeigt wird; und
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9 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Änderung in einer Schnittstelleneinrichtungszuordnung zeigt, die durch eine Änderung im Werkszustand in dem allgemeinen Überwachungssteuersystem von Energieerzeugungseinheiten verursacht wird, das in 1 gezeigt wird, wobei sich das Beispiel von dem unterscheidet, das in 6 gezeigt wird.
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Es wird nun eine Ausführungsform eines allgemeinen Überwachungssteuersystems gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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1 ist ein Funktionsblockdiagramm des allgemeinen Überwachungssteuersystems gemäß der vorliegenden Erfindung. In diesem System überwacht und steuert eine Vielzahl von Mensch-Maschine-Schnittstelleneinrichtungen 11 eine Vielzahl von Energieerzeugungseinheiten. Es kann eine beliebige der Schnittstelleneinrichtungen 11 einer beliebigen aus einer Vielzahl von Energieerzeugungseinheiten zugeordnet werden. Die Zuordnung kann auf vielen Wegen geändert werden, und einige der Zuordnungsänderungen können auf irgendeine Weise verhindert werden.
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In der hier gezeigten Ausführungsform sind zehn Schnittstelleneinrichtungen und zehn Energieerzeugungseinheiten installiert. Es sind ein Energieerzeugungsleiter S und zehn Bediener OP (Nr. 1 bis 10) für einen Betrieb zugewiesen. In den Zeichnungen bezeichnen A-1, A-2, A-3, B-1, B-2 und C-1 bis C-5 je eine Erzeugungseinheit, wobei A, B und C Energieerzeugungsstationen bezeichnen, und die Bezugszeichen 1 bis 5 Nummern von Erzeugungseinheiten in den Energieerzeugungsstationen bezeichnen.
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In der folgenden Beschreibung überwacht und steuert das Überwachungssteuersystem eine Vielzahl von Erzeugungseinheiten, die sich in einer Vielzahl von Energieerzeugungsstationen befinden. Das System kann jedoch alternativ eine Vielzahl von Erzeugungseinheiten überwachen und steuern, die sich in einer einzelnen Energieerzeugungsstation befinden. Des weiteren kann das System eine Vielzahl von Mengen von Erzeugungseinheiten überwachen und steuern, wobei die Mengen z. B. aus unterschiedlichen Energieerzeugungsstationen ausgewählt werden.
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Die Einrichtungen und die Bediener können sich weit von oder nahe zu beliebigen der Erzeugungseinheiten befinden. Ein ”Leiter S” und ein ”Bediener OP” sind für ihre Funktionen benannt. Der Leiter S und einer der Bediener OP können die gleiche Person sein.
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Eine Zusammenfassung dieser Ausführungsform wird nun mit Bezug auf 1 beschrieben. Zuerst wird eine Zuordnung von Schnittstelleneinrichtungen (I/F) 11-1 bis 11-n zu den Erzeugungseinheiten A-1, A-2, A-3, B-1, B-2 und C-1 bis C-5 erläutert. Die Schnittstelleneinrichtungen 11-1 bis 11-n sind in einem zentralen Betriebsraum aufgestellt, wo ein Bediener OP etabliert ist. Die Schnittstelleneinrichtungen 11-1 bis 11-n überwachen und steuern die Erzeugungseinheiten A-1, A-2, A-3, B-1, B-2 und C-1 bis C-5. Die Schnittstelleneinrichtungen 11-1 bis 11-n inkludieren Anzeigeeinrichtungen CRT1 bis CRTn, Tastaturen KB1 bis KBn bzw. CRT-Steuervorrichtung CNT1 bis CNTn. Die Anzeigeeinrichtungen CRT1 bis CRTn können von beliebigen Typen sein, wie etwa CRTs, Flüssigkeitskristallbildschirme und Plasmaanzeigetafeln.
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Des weiteren können die Anzeigeeinrichtungen CRT1 bis CRTn Berührungsbildschirme mit Berührungsbildschirm-Funktionen (oder Berührungsbetriebsfunktionen) zum Betreiben der Erzeugungseinheiten durch Berühren der Schirme in den Anzeigeeinrichtungen CRTs mit Fingern oder Stiften sein, um eine Anzeige auf dem Schirm anzufordern oder die Erzeugungseinheiten A-1, A-2, A-3, B-1, B-2 und C-1 bis C-5 zu betreiben. Des weiteren können die Schnittstelleneinrichtungen 11-1 bis 11-n mit angezeigten Schirmen und Mäusen betrieben werden.
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Wenn eine Anzeigeanforderung oder ein Steuerbefehl durch die Tastaturen KB1 bis KBn oder eine Berührungsoperation auf den Anzeigeeinrichtungen CRT1 bis CRTn eingegeben wird, gibt die CRT-Steuervorrichtung CNT1 bis CNTn die Anzeigeanforderung oder den Steuerbefehl zu der Einheitendatenbank-Eingabe-/Ausgabeeinrichtung 12 aus.
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Dann verweist die Einheitendatenbank-Eingabe-/Ausgabeeinrichtung 12 auf die Adressen in der Einheitendatenbank 13 basierend auf der Anzeigeanforderung oder dem Steuerbefehl, und fragt die Daten ab, die in dem Datenabschnitt gespeichert sind. Dann gibt die Einheitendatenbank-Eingabe-/Ausgabeeinrichtung 12 Steueranforderungen zu den Erzeugungseinheiten über die Prozess-Eingabe-/Ausgabeeinrichtung 14 aus und zeigt die Prozessdaten über die CRT-Steuervorrichtungen CNT1 bis CNTn an.
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Die Einheitendatenbank 13 ist in eine Vielzahl von Paaren von Bereichen unterteilt, wobei jedes Paar eine Adresse und einen Datenabschnitt entsprechend jeder der Erzeugungseinheiten A-1 bis C-5 hat, wie in dem Diagramm gezeigt wird. Die Prozessdaten und die Betriebssignale sind in dem Datenabschnitt gespeichert. Die Codes, die in der Spalte der Adresse in der Einheitendatenbank 12 in dem Diagramm gezeigt werden, wie etwa ”34C4-2A10”, bezeichnen die führenden Adressen. Die erforderlichen Daten können durch Bestimmung der relativen Zeiger bezüglich der führenden Adressen bestimmt werden.
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1 zeigt die Dateneingabe-/Ausgabesituation zwischen der Erzeugungseinheit A-3 und der Einheitendatenbank 13. Die Dateneingabe-/Ausgabesituationen zwischen den anderen Erzeugungseinheiten und der Einheitendatenbank 13 werden nicht gezeigt, sie sind aber ähnlich zu der hier gezeigten Situation.
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In der hier gezeigten Ausführungsform sind die Einheitendatenbanken aller Erzeugungseinheiten von der gleichen Konfiguration. Alternativ können jedoch die Datenbankkonfigurationen der Erzeugungseinheiten unterschiedlich sein. In einem derartigen Fall kann das relative Adressbestimmungssystem durch ein absolutes Adressbestimmungssystem ersetzt werden, wo eine absolute Adresse von Einheitendaten in der Einheitendatenbank in der Einheitendatenbank-Bezugsadresse gespeichert werden kann.
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Bezugszeichen ”14” bezeichnet ein gut bekanntes Prozesseingabe-/Ausgabemittel (PI/O), das zwischen der Erzeugungseinheit (A-3) 15 und der Einheitendatenbank 13 verbunden ist. Das Prozesseingabe-/Ausgabemittel 14 inkludiert ein Eingabemittel 14-1, welches ein Signal IA31 empfängt, wie etwa eine Ausgabe von einem Sensor, einer Steuervorrichtung oder einem Computer in der Erzeugungseinheit A-3, und ein Schreibsignal IA32 generiert, durch das die Daten in dem Datenabschnitt in der Einheitendatenbank 13 umgeschrieben werden.
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Andererseits liest das Ausgabemittel 14-2 Daten OA32 in den Daten in der Einheitendatenbank 13 aus, und generiert ein Ausgabesignal OA31, das zu der Erzeugungseinheit A-3 ausgegeben wird. Die Erzeugungseinheit (A-3) 15 steuert die entsprechenden Einrichtungen unter Verwendung des Ausgabesignals OA31, oder die Erzeugungseinheit A-3 steuert selbst unter Verwendung des Ausgabesignals OA31 als ein Steuerbefehlssignal.
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Nun wird ein Datenaustausch zwischen der Einheitendatenbank-Eingabe-/Ausgabeeinrichtung 12 und der peripheren Software erörtert, der stattfindet, wenn die Schnittstelleneinrichtung 11 auf die Einheitendatenbank 13 verweist.
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Zuerst empfängt die Einheitendatenbank-Eingabe-/Ausgabeeinrichtung 12 ein Überwachungssteuersignal für eine Erzeugungseinheit von der CRT-Steuervorrichtung CNT2 der bestimmten Schnittstelleneinrichtung 11-2. Dann wird auf eine Schnittstelleneinrichtungs-Managementdatenbank 17 (die später detailliert beschrieben wird) verwiesen, und es wird eine bestimmte Erzeugungseinheit identifiziert, die der Schnittstelleneinrichtung 11-1 bis 11-n zugeordnet ist. Dann wird auf die Einheitendatenbank-Bezugsdatenbank 16 verwiesen, um die entsprechende Adresse zu erhalten, um die Daten in dem entsprechenden Datenabschnitt zu ändern. Dann wird die Erzeugungseinheit 15 über das Ausgabemittel 14-2 betrieben. In den Zeichnungen bezeichnet ”I/F” eine Schnittstelleneinrichtung.
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In der Einheitendatenbank-Bezugsdatenbank 16 ist die Beziehung zwischen den Energieerzeugungseinheiten A-1, A-2, A-3, ---, C-5 und den Bezugsadressen 34C4-2A10, 34D4-2A10, 34E4-2A10, ---, 36F4-2A10 der Einheitendatenbank 13 registriert, wie zum Beispiel in 2 gezeigt. Somit können die Adressen der Energieerzeugungseinheiten erhalten werden, wenn auf die Namen der Energieerzeugungseinheiten verwiesen wird.
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Wenn z. B. eine Erzeugungseinheit-Datenanzeigeanforderung von der CRT-Steuervorrichtung CNT1 zu der Einheitendatenbank-Eingabe-/Ausgabeeinrichtung 12 eingegeben wird, verweist die Einrichtung 12 auf die Einheitendatenbank-Bezugsdatenbank 16, um die Adresse zu erfassen, der die Daten der Erzeugungseinheit entsprechend der Schnittstelleneinrichtung 11-1 in der Einheitendatenbank 13 zugeordnet sind. Dann wird auf den Datenabschnitt entsprechend der Adresse verwiesen.
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Dann sendet die Einheitendatenbank-Eingabe-/Ausgabeeinrichtung 12 die erhaltenen Einheitendaten zu der CRT-Steuervorrichtung CNT1. Somit werden die Einheitendaten auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt.
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Nun wird die Schnittstelleneinrichtungs-Managementdatenbank 17 erläutert.
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Diese Schnittstelleneinrichtungs-Managementdatenbank 17 legt die Betriebsmodi der Schnittstelleneinrichtungen (I/F) 11-1 bis 11-10 nieder, derart, dass die ”zugeordneten Erzeugungseinheiten”, die die Schnittstelleneinrichtungen 11-1 bis 11-10 betreiben können, gespeichert werden, wie in 3 gezeigt. In 3 werden die Schnittstelleneinrichtungen 11-1 bis 11-10 jeweils als 1 bis 10 in der Spalte ”I/F” bezeichnet. In dieser Ausführungsform ist die Schnittstelleneinrichtung 11-1 zuvor der Erzeugungseinheit B-2 zugeordnet und registriert. Gleichermaßen sind die Schnittstelleneinrichtungen 11-2, 11-3, ---, 11-10 jeweils den Erzeugungseinheiten A-2, A-3, ---, und B-2 zugeordnet und registriert. Wenn z. B. die Schnittstelleneinrichtung 11-2 betrieben wird und auf die Schnittstellenmanagementdatenbank 17 verwiesen wird, wird der Name der Erzeugungseinheit ”A-2” erhalten, die der Schnittstelleneinrichtung 11-2 zugeordnet ist.
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In der Schnittstelleneinrichtungs-Managementdatenbank 17 werden auch automatische Zuordnungsbedingungen, die detailliert später beschrieben werden, für jede Schnittstelleneinrichtung 11-1 bis 11-n gespeichert. Die automatischen Zuordnungsbedingungen inkludieren: ”Betriebsmodus”, wie etwa ”kein Betrieb”, ”Starten-Stoppen” oder ”normaler Betrieb”; Erlaubnis für ”automatische Zuordnung”; ”automatische Zuordnungspriorität”, das heißt die Prioritätsreihenfolge, mit der die automatische Zuordnung durchgeführt werden sollte; und ”Schnittstelleneinrichtungs-Umschaltungsnachricht-(MSG)Flag”, das eine Nachricht sendet, wenn die Schnittstelleneinrichtung die Autorität verliert, die zugeordnete Erzeugungseinheit zu betreiben.
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Falls das ”Schnittstelleneinrichtungs-Umschaltungsnachrichtenflag” Eins (1) ist, wird die Nachricht ausgesendet, wenn die Autorität über den Betrieb der Erzeugungseinheit verloren ist. Falls das ”Schnittstelleneinrichtungs-Umschaltungsnachrichtenflag” Null (0) ist, wird die Nachricht nicht ausgesendet.
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In der Schnittstelleneinrichtungs-Managementdatenbank 17, die in 3 gezeigt wird, ist vier Schnittstelleneinrichtungen 11-3, 11-4, 11-8 und 11-9 gestattet, automatisch zugeordnet zu werden, und die Schnittstelleneinrichtung 11-9 hat unter ihnen die höchste Priorität zugeordnet zu werden. Deshalb wird die Schnittstelleneinrichtung 11-9 zuerst gewählt.
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Nun wird die Schnittstelleneinrichtungs-Einheitenbeziehungs-Umschreibungseinrichtung 18 erläutert. Diese Schnittstelleneinrichtungs-Einheitenbeziehungs-Umschreibungseinrichtung 18 ordnet die Schnittstelleneinrichtungen 11-1 bis 11-n den Erzeugungseinheiten durch Umschreiben der Schnittstelleneinrichtungs-Managementdatenbank 17 neu zu.
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Die neue Zuordnung (Umverteilung) der Erzeugungseinheiten kann manuell durch das Schnittstelleneinrichtungs-Bestimmungsmittel 19 manuell oder alternativ automatisch durchgeführt werden. Es wird zuerst eine manuelle Umverteilung der Erzeugungseinheiten erläutert. Der Leiter S bestimmt die Schnittstelleneinrichtungen unter Verwendung der Schnittstelleneinrichtungs-Bestimmungseingabeeinrichtung 19-1. Dann gibt der Leiter S die Energieerzeugungseinheitennamen, die zu den Schnittstelleneinrichtungen bestimmt sind, durch eine andere Schnittstelleneinrichtungs-Bestimmungseingabeeinrichtung 19-2 ein.
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Die Schnittstelleneinrichtungs-Bestimmungseingabeeinrichtungen 19-1 und 19-2 geben ein Anzeigeschnittstellenbenachrichtigungssignal ”a” und ein Benachrichtigungssignal einer angezeigten Erzeugungseinheit ”b” als Reaktion auf die jeweiligen Eingaben aus. Die Schnittstelleneinrichtungs-Einheitenbeziehungs-Umschreibungseinrichtung 18 gibt ein Schnittstellenzuordnungs-Erzeugungseinheiten-Umschreibungssignal ”c” zu der Schnittstelleneinrichtungs-Managementdatenbank 17 basierend auf dem Anzeigeschnittstellenbenachrichtigungssignal ”a” und dem Benachrichtigungssignal einer angezeigten Erzeugungseinheit ”b” aus. Somit werden die ”zugeordneten Erzeugungseinheiten” in dieser Datenbank entsprechend den Schnittstelleneinrichtungen zu der bestimmten Anzeigeeinheit umgeschrieben.
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Die Erzeugungseinheiten können alternativ unter Verwendung der automatischen Planungseinrichtung 19-3 automatisch zugeordnet werden. Die automatische Planungseinrichtung 19-3 kann die erforderliche Zeitperiode zum Erreichen des Zustands von parallel-aus, parallel-ein oder Betrieb bei einer Ziellast zu einer gewünschten Zeit kalkulieren. Die Einrichtung 19-3 kann einen Plan für Start- und/oder Stoppoperationen einrichten, dem gemäß die Einrichtung 19-3 Nachrichten auf den Anzeigeeinrichtungen der Schnittstelleneinrichtung für die Bediener OP, die anzukündigen sind, anzeigen kann, sodass die Bediener OP die Start- oder Stoppoperationen durchführen können.
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Falls keine Schnittstelleneinrichtung der Erzeugungseinheit zugeordnet ist, die für einen Start oder Stopp betrieben werden sollte, werden eine oder mehr Schnittstelleneinrichtungen der Erzeugungseinheit automatisch zugeordnet, und es wird eine Nachricht ausgegeben, die den Bediener auffordert, Start- oder Stoppoperationen durchzuführen. Das heißt es wird auf die Erzeugungseinheit verwiesen, die durch die Schnittstellenmanagementdatenbank 17 zugeordnet ist. Falls keine der Schnittstelleneinrichtungen der Erzeugungseinheit zugeordnet ist, die für einen Start oder Stopp betrieben werden sollte, sendet die automatische Planungseinheit 19-3 das Ankündigungssignal der angezeigten Einheit ”d” aus, das den Namen der Erzeugungseinheit anzeigt, die einer Schnittstelleneinrichtung zuzuordnen ist.
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Die Schnittstelleneinrichtungs-Einheitenbeziehungs-Umschreibungseinrichtung 18 empfängt das Ankündigungssignal einer angezeigten Erzeugungseinheit ”d” und verweist auf die Schnittstelleneinrichtungs-Managementdatenbank 17, dann wählt die Einrichtung 18 eine der Schnittstelleneinrichtungen 11-1 bis 11-n, in der ”automatische Zuordnung” ”OK” ist und die die höchste ”automatische Priorität” hat, und die ”zugeordnete Erzeugungseinheit” wird durch die zugeordnete Erzeugungseinheit umgeschrieben, die durch das Anzeigeeinheitenankündigungssignal ”d” angekündigt ist. In der in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsform sind die Schnittstelleneinrichtungen 11-3, 11-4, 11-8 und 11-9 für eine Zuordnung zugelassen, und die Schnittstelleneinrichtung 11-9 hat die höchste Priorität unter ihnen, sodass die Schnittstelleneinrichtung 11-9 zugeordnet wird.
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Somit kann die automatische Planungseinrichtung 19-3 die Erzeugungseinheit der Schnittstelleneinrichtung 11-9 zuordnen.
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Die automatische Planungseinrichtung 19-3 wurde oben als ein Beispiel einer Einrichtung für eine automatische Zuordnung erläutert. Die anderen Typen von Einrichtungen, Schaltungen oder Programmen können alternativ für eine automatische Zuordnung verwendet werden. Wenn z. B. ein Alarm, ein Fehlersignal oder ein Ereignissignal generiert wurde, kann die Erzeugungseinheit, wo der Alarm oder das Signal generiert wurde, automatisch zugeordnet werden.
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Das System gemäß dieser Ausführungsform hat eine Bedieneridentifizierungseinrichtung 20, um die Zuverlässigkeit der Überwachung und Steuerung zu verbessern. Die Bedieneridentifizierungseinrichtung 20 identifiziert die Bediener, die die Schnittstelleneinrichtungen 11-1 bis 11-n betreiben. Die Bedieneridentifizierungseinrichtung 20 macht eine Mitteilung, um die Schnittstelleneinrichtungs-Einheitenbeziehungs-Umschreibungseinrichtung 18 zu veranlassen, nur die Erzeugungseinheiten zuzuordnen, für die der Bediener die Autorität hat, sie zu betreiben.
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Der Bediener OP gibt die eigene ID-Nummer des Bedieners -- eine der Zahlen von 1 bis 10 -- zu der Bedieneridentifizierungseinrichtung unter Verwendung einer Eingabeendgeräteinrichtung einer Identifizierungseinrichtung (nicht gezeigt) ein. Dann kann der Bediener OP auf die Bedienermanagementdatenbank 21 verweisen und kann die Erzeugungseinheiten identifizieren, die der Bediener betreiben kann, oder die Erzeugungseinheiten, für die der Bediener die Autorität hat, sie zu betreiben. Die Bedienermanagementdatenbank 21 kann Daten der betriebsfähigen Erzeugungseinheiten haben, die entsprechend jeder Bedienernummer registriert sind. Z. B. kann Bediener Nr. 1 die Erzeugungseinheiten A-1, A-2, A-3, B-1 und B-2 betreiben. Gleichermaßen kann Bediener Nr. 10 die Erzeugungseinheiten B-1, B-2, C-1, C-2, C-3, C-4 und C-5 betreiben.
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Wenn die Schnittstelleneinrichtungs-Einheitenbeziehungs-Umschreibungseinrichtung 18 die Erzeugungseinheiten, die den Schnittstelleneinrichtungen 11-1 bis 11-n zugeordnet sind, basierend auf dem Befehl von der Schnittstelleneinrichtungs-Bestimmungseingabeeinrichtung 19-1 oder 19-2 oder der automatischen Planungseinrichtung 19-3 ändert oder umschreibt, verweist die Einrichtung 18 auf die Bedieneridentifizierungseinrichtung 20. Die Bedieneridentifizierungseinrichtung 20 verweigert eine Zuordnung von Generierungseinheiten zu den Schnittstelleneinrichtungen 11-1 bis 11-n, falls die Schnittstelleneinrichtung durch einen Bediener betrieben wird, der nicht die Autorität hat, die Erzeugungseinheiten zu betreiben.
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Die Autorität zum Betreiben kann alternativ bestimmte Elemente, wie etwa einen ”Durchlaufkessel und Trommelkessel” oder eine ”Gasturbine und Dampfturbine” an Stelle der gesamten Erzeugungseinheit abdecken. In einem derartigen Fall kann die Bedieneridentifizierungseinrichtung 20 entscheiden, ob die Bediener die Autorität haben, jedes Element zu betreiben. In diesem Fall wird eine Datenbank zum Speichern der Daten erzeugt, die die bestimmten Elemente identifizieren. Die Zuordnung ist nur gestattet, wenn der Bediener alle Kenntnisse hat, die zum Betreiben der Erzeugungseinheit benötigt werden.
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Die Schnittstelleneinrichtungen 11-1 bis 11-n können alternativ nur kleinen Elementen einer zu betreibenden Erzeugungseinheit zugeordnet sein.
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Das System gemäß der vorliegenden Erfindung kann alternativ abhängig vom Management der Bediener OP wie nachstehend offengelegt betrieben werden.
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Angenommen z. B., ein Bediener ist ein Experte mit einer Autorität für einen Betrieb der Erzeugungseinheit A-1, und ein anderer Bediener ist ein Experte mit einer Autorität für einen Betrieb der Erzeugungseinheit B-2. Jeder der Bediener kann eine Bedienernummer für jede der Erzeugungseinheiten haben, für die der Bediener ein Experte ist. Somit können einige Bediener jeder eine Vielzahl von Nummern haben, und die Summation der Nummern der Erzeugungseinheiten, die die Bediener betreiben können, gleich der Summation der Nummern der Bedienernummern.
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Nun wird der Betrieb des Systems in einem Fall erläutert, wo die Zuordnung der Schnittstelleneinrichtungen 11-1 bis 11-n wegen einem Wechsel in dem Erzeugungseinheiten-Betriebsmodus umgeschrieben wird.
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Die Einheitenzustands-Entscheidungs-Schnittstelleneinrichtungs-Zuordnungseinrichtung 22 verweist z. B. auf die Einheitenzustandsdatenbank 24, die in 5 gezeigt wird, und empfängt ein Signal eines geänderten Erzeugungseinheitenzustands. Dann ordnet die Einrichtung 22 die Erzeugungseinheiten den Schnittstelleneinrichtungen 11-1 bis 11-n für die Verwendung (oder den Einheitenbetriebszustand) abhängig von dem geänderten Betriebszustand oder Betriebsmodus der Erzeugungseinheit neu zu.
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Die Erzeugungseinheit A-2 kann in einem Nicht-Betriebszustand gewesen sein und eine Schnittstelleneinrichtung 11-2 zugeordnet haben, die z. B. dem Nicht-Betriebszustand zugeordnet ist. Dann kann die Erzeugungseinheit A-2 von dem Zustand ”kein Betrieb” zu einem Zustand ”Starten” wechseln. Zu dieser Zeit würde der ”Einheitenzustand” der Erzeugungseinheit A-2 zu einem Zustand ”Starten” wechseln.
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Wenn der Zustand in der Einheitenzustandsdatenbank 24 geändert wurde, verweist die Einheitenzustandsentscheidungs-Schnittstelleneinrichtungs-Zuordnungseinrichtung 22 auf die Schnittstelleneinrichtungs-Managementdatenbank 17 (oder gibt ein Schnittstellenzuordnungs-Zustandsbezugssignal ”e” ein) und sucht nach den Schnittstelleneinrichtungen, wo die Einheitenbetriebszustände und die zugeordneten Erzeugungseinheiten nicht übereinstimmen.
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In diesem Beispiel wird als ein Ergebnis der Suche herausgefunden, dass der ”Einheitenbetriebszustand” und die ”zugeordnete Erzeugungseinheit” für die Schnittstelleneinrichtung 11-2 nicht übereinstimmen. Dann gibt die Einheitenzustandsentscheidungs-Schnittstelleneinrichtungs-Zuordnungseinrichtung 22 ein Zuordnungsfreigabesignal ”f” der Energieerzeugungseinheit A-2, die der Schnittstelleneinrichtung 11-2 zugeordnet war, zu der Schnittstelleneinrichtungs-Einheitenbeziehungs-Umschreibungseinrichtung 18 aus. Zur gleichen Zeit gibt die Einheitenzustandsentscheidungs-Schnittstelleneinrichtungszuordnungs-Einrichtung 22 ein Einheitenanzeigeanforderungssignal ”g” zu der Schnittstelleneinrichtungs-Einheitenbeziehungs-Umschreibungseinrichtung 18 für eine Anforderung der Zuordnung der Erzeugungseinheit A-2 aus.
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Die Funktion einer Anforderung der Zuordnung der Erzeugungseinheit A-2 ist der automatischen Zuordnungsfunktion der automatischen Planungseinrichtung 19-3 ähnlich.
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Die Schnittstelleneinrichtungs-Einheitenbeziehungs-Umschreibungseinrichtung 18 empfängt das Zuordnungsanforderungssignal und verweist auf die Schnittstelleneinrichtungs-Managementdatenbank 17. Dann sucht die Einrichtung 18 die Schnittstelleneinrichtung, die die höchste Priorität in einer automatischen Zuordnung hat, und ändert die Zuordnung. In diesem Beispiel wird die Schnittstelleneinrichtung 11-9 gewählt und der Erzeugungseinheit A-2 zugeordnet.
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Nun wird die automatische Verwendungsumschreibungseinrichtung 23 beschrieben, die ein Schnittstelleneinheiten-Betriebszustands-Umschreibungssignal ”j” zu der Schnittstelleneinrichtungs-Managementdatenbank 17 sendet. Die automatische Verwendungsumschreibungseinrichtung 23 verweist auf die Zahl von Erzeugungseinheiten in jedem Betriebszustand (oder das Betriebszustands-Einheitenzahlen-Ankündigungssignal ”h”) in der Einheitenzustandsdatenbank 24. Die automatische Verwendungsumschreibungseinrichtung 23 verweist ferner auf die Zahl von zugeordneten Schnittstelleneinrichtungen für jeden Betriebszustand der Erzeugungseinheiten (oder die Ankündigung der Zahl einer zugeordneten Einrichtung für jeden Betriebszustand der Erzeugungseinheiten in der Schnittstelleneinrichtungs-Managementdatenbank 17).
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Nun wird eine Unterstützungsfunktion des Autoritätsübergangs von Überwachung und Steuerung erläutert. Die Schnittstelleneinrichtungen 11-1 bis 11-n können durch die Schnittstelleneinrichtungs-Einheitenbeziehungs-Umschreibungseinrichtung 18 oder durch die automatische Verwendungsumschreibungseinrichtung 23 umgeschrieben werden, wie oben beschrieben, dann können die Schnittstelleneinrichtungen die Autorität verlieren, die Erzeugungseinheiten zu betreiben, die bisher in den Schnittstelleneinrichtungen angezeigt wurden. Dann ändert die Schnittstelleneinrichtungs-Managementdatenbank 17 das ”Schnittstellen-Umschaltungsnachricht-(MSG)Flag” zu Eins (1), und die entsprechende CRT-Steuervorrichtung CNT zeigt eine Dialognachricht auf der Anzeigeeinrichtung CRT2 an, die den Verlust von Betriebsautorität ankündigt.
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Das System kann optional den Bediener OP, der die Anzeigeeinrichtung CRT verwendet hat, auffordern, den Verlust von Betriebsautorität z. B. durch Drücken eines Bestätigungsknopfes zusätzlich zur Ankündigung von Betriebsautoritätsverlust zu bestätigen. Somit würde ein Betriebsfehler des Bedieners, der nicht bemerkt hat, dass die Schnittstelleneinrichtung des Bedieners ihre unterliegenden Erzeugungseinheiten geändert hat, verhindert. In einem derartigen Fall kann das System durch Erfassen der physischen Charakteristika des Bedieners, wie etwa Fingerabdruck, Sprachprobe oder Handabdruck, beglaubigen, dass der Bediener die Autorität hat, die Erzeugungseinheit zu betreiben. Alternativ kann das System die Autorität unter Verwendung von Speichereinrichtungen, wie etwa IC-Karten oder Barcode-Karten, beglaubigen, die die Inhaber autorisieren, die Erzeugungseinheiten zu betreiben.
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Die Anzeigeeinrichtung CRT2 kann den Verlust von Betriebsautorität durch eine Dialognachricht ankündigen, während die Anzeigeeinrichtung CRT9 eine Dialognachricht anzeigen kann, die die Erlangung von Betriebsautorität ankündigt. Das System kann eine Identifikation der Bediener sowohl der alten als auch der neuen Anzeigeeinrichtung CRT2 und CRT9 anfordern.
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6 ist ein Diagramm, das eine Schnittstelleneinrichtungs-Zuordnungsänderung zeigt, die durch eine Änderung in einem oben erörterten Erzeugungseinheitenzustand verursacht wird. 6 zeigt ein Beispiel von zentralisiertem Management, wo zehn Schnittstelleneinrichtungen 11-1 bis 11-10 für allgemeine Überwachung und Betrieb von sechs Erzeugungseinheiten A-1, A-2, A-3, B-2, C-3 und C-4 verwendet werden.
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In der ersten Stufe, die in 6(a) gezeigt wird, ist die Zuordnung von Erzeugungseinheiten A-1, A-2, ---, C-4 zu den Schnittstelleneinrichtungen 11-1 bis 11-10 die gleiche wie in der Schnittstelleneinrichtungs-Managementdatenbank 17 von 1 registriert (siehe 3). 6(a) zeigt die Zuordnungsbeziehung zwischen den Schnittstelleneinrichtungen und den Erzeugungseinheiten. Unter Bezug auf dieses Diagramm von der linken Seite ist, als die Schnittstelleneinrichtungen zum Überwachen und Steuern von nicht-betriebsbereiten Einheiten, die Schnittstelleneinrichtung 1 der Erzeugungseinheit B-2 zugeordnet, und die Schnittstelleneinrichtung 2 ist der Erzeugungseinheit A-2 zugeordnet. Als die Schnittstelleneinrichtungen zum Überwachen und Steuern von startenden und stoppenden Einheiten sind die Schnittstelleneinrichtungen 11-3 und 11-4 der Erzeugungseinheit A-3 zugeordnet. Gleichermaßen sind die Schnittstelleneinrichtungen 11-5 und 11-6 der Erzeugungseinheit C-4 zugeordnet, und die Schnittstelleneinrichtungen 11-7 und 11-8 sind der Erzeugungseinheit C-3 zugeordnet. Als die Schnittstelleneinrichtungen zum Überwachen und Steuern normal arbeitender Einheiten ist die Schnittstelleneinrichtung 11-9 der Erzeugungseinheit A-1 zugeordnet, und die Schnittstelleneinrichtung 11-10 ist der Erzeugungseinheit B-2 zugeordnet.
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Wenn die Erzeugungseinheit A-2, die in 6(a) in einem Nicht-Betriebszustand war, einen Betrieb beginnt, kommt die Erzeugungseinheit A-2 aus dem Betriebszustand heraus, der durch die Schnittstelleneinrichtung 11-2 abgedeckt wird, und die Zuordnung wird aufgehoben. 6(b) zeigt eine Situation, wenn die Zuordnung der Erzeugungseinheit A-2 aufgehoben ist. Zu dieser Zeit wird ”keine Zuordnung” unter der Schnittstelleneinrichtung 11-2 angezeigt. Zur gleichen Zeit wird die Schnittstelleneinrichtung 11-9 der Erzeugungseinheit A-2 basierend auf der automatischen Priorität zugeordnet, die in der Schnittstelleneinrichtungs-Managementdatenbank 17, gezeigt in 3, registriert wurde, wie in 6(c) gezeigt wird.
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Nun wird eine andere Ausführungsform des allgemeinen Überwachungssteuersystems einer Erzeugungseinheit erläutert. In diesem Fall hat die automatische Verwendungsumschreibungseinrichtung 23 eine Zuordnungsmustertabelle, wie z. B. in 7 gezeigt. Auf diese Mustertabelle wird verwiesen, und die Zahl von Zuordnungen der Schnittstelleneinrichtungen in der Mustertabelle und die Zahl vom Zuordnungsankündigungssignal ”i” der Schnittstelleneinrichtungen für den bestimmten Zweck werden verglichen. Falls diese Zahlen unterschiedlich sind, wird das Schnittstelleneinrichtungs-Verwendungsumschreibungssignal ”j” angekündigt und die Verwendungen der einzelnen Schnittstelleneinrichtungen werden geändert. Somit wird die optimale Zuordnung der Schnittstelleneinrichtungen für jeden Betriebszustand erhalten. Die Zuordnungsmustertabelle, die in 7 gezeigt wird, ist ein Beispiel eines Zuordnungsmusters, wo vier Einheiten höchstens von den zehn Einheiten für Start-Stopp-Operationen zugeordnet werden können. Die Einstellwerte in der Mustertabelle werden in dem folgenden Konzept entschieden.
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Der Start-Stopp-Betriebszustand erfordert die größte Zahl von Überwachungs- und Steuerelementen und die größte Zahl von CRTs unter den Einheitenbetriebszuständen. Deshalb sind zwei CRTs jeder der Erzeugungseinheiten in dem Start-Stopp-Betriebszustand zugeordnet, und die Erzeugungseinheiten im normalen Betriebszustand und im Nicht-Betriebszustand werden in dem Rest der CRTs überwacht. Außerdem ist eine CRT jeder der Erzeugungseinheiten unter einem normalen Betriebszustand zugeordnet, falls es möglich ist, da die Einheiten unter einem normalen Betriebszustand mehr Elemente für eine Überwachung und Steuerung haben als jene unter einem Nicht-Betriebszustand. Mindestens eine CRT ist je der Gruppe von Einheiten unter einem normalen Betriebszustand und der Gruppe von Einheiten unter einem Nicht-Betriebszustand zugeordnet, falls mindestens eine Einheit in der Gruppe ist, sodass alle Einheiten überwacht werden.
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Die Spalten von ”Einheiten/CRTs” zeigen die Verhältnisse der Zahlen von Einheiten und der Zahlen von CRTs. Gemäß dieser Tabelle wird verstanden, dass zwei CRTs pro Einheit sichergestellt sind (”Einheiten/CRTs” = 0,5), falls eine Einheit startet oder stoppt. Es wird auch verstanden, dass eine CRT jeder Erzeugungseinheit zugeordnet ist, die unter einem normalen Betriebszustand ist, falls möglich (Einheiten/CRTs = 1,0), unter der Bedingung, dass sichergestellt wird, dass mindestens eine CRT den Erzeugungseinheiten im Nicht-Betriebszustand zugeordnet ist, falls mindestens eine Einheit im Nicht-Betriebszustand ist.
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Angenommen z. B., dass wenn die Schnittstellensteuerdatenbank in einem Zustand ist, wie in 8 gezeigt, die Erzeugungseinheit A-2, die im Nicht-Betriebszustand war, einen Startbetrieb beginnt, um in den Start-Stopp-Zustand zu wechseln. Dann schließt die Erzeugungseinheit C-3, die im Startbetrieb gewesen ist, den Startbetrieb ab und wechselt in den normalen Betriebszustand. In diesem Fall ändert sich die Schnittstellenzuordnungsbedingung, wie in 9 gezeigt.
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Ursprünglich ist die Zahl von Erzeugungseinheiten im Start-Stopp-Zustand 3, die Zahl von Erzeugungseinheiten im normalen Betriebszustand ist 2 und die Zahl von Erzeugungseinheiten im Nicht-Betriebszustand ist 5, was die Bedingung von Muster Nr. 13 ist, das in der Zuordnungsmustertabelle von 7 niedergelegt ist. Dann beginnt die Erzeugungseinheit A-2 einen Betriebsstart, wobei sie in einen Start-Stopp-Betriebszustand wechselt. Dies führt zu einer Bedingung, wo die Zahl von Erzeugungseinheiten im Start-Stopp-Zustand 4 ist, die Zahl von Erzeugungseinheiten im normalen Betriebszustand 2 ist und die Zahl von Erzeugungseinheiten im Nicht-Betriebszustand 4 ist, was die Bedingung von Muster Nr. 5 ist. Zu dieser Zeit sendet die automatische Verwendungsumschreibungseinrichtung 23 das Schnittstellenverwendungs-Umschreibungssignal ”j”. Dies führt zu einer Erhöhung der Zahl der CRTs für eine Start-Stopp-Einheitenüberwachung von sechs auf acht, sodass jede der vier Einheiten von startenden-stoppenden Einheiten, die sich erhöht haben, durch zwei CRTs überwacht und gesteuert werden können. Eine der zwei restlichen CRTs wird zum Überwachen der zwei Einheiten im normalen Betrieb verwendet, während die andere einer Überwachung der vier Einheiten, die nicht in Betrieb sind, dient.
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Dann schließt die Erzeugungseinheit C-3, die im Startbetrieb war, den Startbetrieb ab, und wechselt in den normalen Betrieb. Zu dieser Zeit erfasst die automatische Verwendungsumschreibungseinrichtung 23 die Bedingungsänderung. Die Zahl von Erzeugungseinheiten im Start-Stopp-Zustand wird 3, die Zahl von Erzeugungseinheiten im normalen Betriebszustand wird 3 und die Zahl von Erzeugungseinheiten im Nicht-Betriebszustand wird 4, was die Bedingung von Muster Nr. 12 ist. Dann sendet die automatische Verwendungsumschreibungseinrichtung 23 das Verwendungsumschreibungssignal ”j”. Die Zahl der CRTs für eine Überwachung der startenden-stoppenden Einheiten verringert sich von acht auf sechs. Die zwei freigegebenen CRTs werden den Erzeugungseinheiten im normalen Betrieb neu zugeordnet, und jede der drei Einheiten im normalen Betrieb wird unter Verwendung ihrer CRT überwacht und gesteuert.
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Selbst wenn die Erzeugungseinheiten in ihren Zuständen geändert wurden, werden somit die Schnittstelleneinrichtungen automatisch zugeordnet und das Management kann ohne Verursachen von Fehlern der Bediener durchgeführt werden.
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Wie oben erörtert, wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein System zum allgemeinen Überwachen und Steuern einer Vielzahl von elektrischen Energieerzeugungseinheiten vorgesehen, wo die Zuordnungsbeziehung zwischen den Energieerzeugungseinheiten und den Schnittstelleneinrichtungen zum Überwachen und Steuern nicht fixiert ist, sondern die Beziehung als Reaktion auf die Betriebsbedingungen der Energieerzeugungseinheiten geändert werden kann. Somit kann ein allgemeines Steuer- und Überwachungssystem für elektrische Kraftwerke vorgesehen werden, das mit weniger Bedienern effizient und sicher betrieben werden kann.
