JP2003177802A - プラント制御システム - Google Patents

プラント制御システム

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JP2003177802A
JP2003177802A JP2001375418A JP2001375418A JP2003177802A JP 2003177802 A JP2003177802 A JP 2003177802A JP 2001375418 A JP2001375418 A JP 2001375418A JP 2001375418 A JP2001375418 A JP 2001375418A JP 2003177802 A JP2003177802 A JP 2003177802A
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plant
program
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control system
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JP2001375418A
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Saneji Sakai
実治 坂井
Keiichiro Yagi
啓一郎 八木
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御プログラムの変更などもプラント設備敷
地外に設置の運転操作室でそれをなすことができ、プラ
ント設備の無人化をより実効性のあるものにすることを
可能とするプラント制御システムの提供。 【解決手段】 プラント制御システムは、プラント設備
敷地外に設置される運転操作室1と、プラント設備3の
敷地内に設置される現場設置装置2を含んでいる。運転
操作室には主演算装置4が設けられるとともに、これと
通信ネットワークを介して接続された補助演算装置13
が現場設置装置に設けられている。一方、制御用プログ
ラムについて、これを制御対象機器の即時応答が必要な
要即時応答性プログラムと、制御対象機器の即時応答が
必要でない非即時応答性プログラムに分け、非即時応答
性プログラムは主演算装置に内蔵させ、要即時応答性プ
ログラムは補助演算装置に内蔵させている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラント制御シス
テムに関し、特に保守員が常駐して運転操作などを行な
うための運転操作室がプラント設備の敷地外に設置され
る敷地外遠隔操作型のプラント制御システムに関する。
【0002】
【従来の技術】プラント制御システムとしては、例えば
特開平7−199801号、特開平10−307606
号、特開平11−39012号、特開平6−24528
0号の各公報に開示の例などが知られている。プラント
制御システムは一般に、中央制御室などとも呼ばれ、保
守員が常駐して運転操作などを行なうための運転操作室
と、この運転操作室に設けられている演算装置と制御対
象機器との間に介在し、プラント設備の現場に設置され
る入出力装置を含んでいる。そして上記各公報に開示の
例のような従来のプラント制御システムでは、その運転
操作室と入出力装置が互いに通信ネットワークで接続さ
せることで離されて設置されているものの、設置場所と
しては何れもプラント設備の敷地内であった。つまり従
来の一般的なプラント制御システムは、遠隔操作型では
あるものの、それはプラント設備の敷地の範囲内での遠
隔操作であった。
【0003】例えば発電プラントのようなプラント設備
は、多くの場合、人口密集地から遠く離れた場所に設置
され、その制御操作などに携わる保守員にとって通勤な
どの不便が大きい。そこで運転操作室をプラント設備保
有会社の中枢部などが所在する都市部に設置する敷地外
遠隔操作型のプラント制御システムが一部で採用されて
きている。
【0004】しかし従来の敷地外遠隔操作型のプラント
制御システムは、操作スイッチ類だけを操作室に設ける
ものであった。このためプラント設備の運転/停止操作
はプラント設備敷地外の遠隔地から行なうことはできて
も、制御プログラムの変更や詳細なロジックの監視など
についてはなすことができず、必要に応じてその都度、
保守員がプラント設備まで出向く必要があった。すなわ
ち従来の敷地外遠隔操作型のプラント制御システムは、
プラント設備の無人化を図って保守員の負担を軽減する
などの目的に対して不十分であった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な従来の事情を背景になされたものであり、その目的と
するところは、プラント設備の無人化をより実効性のあ
るものにする、つまり制御プログラムの変更などに際し
ても基本的にプラント設備敷地外に設置の運転操作室で
それをなすことを可能にするプラント制御システムの提
供にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明では上記目的を実
現するために、プラント設備敷地外に設置される運転操
作室と、プラント設備敷地内に設置される現場設置装置
を含んでなるプラント制御システムにおいて、前記運転
操作室に主演算装置を設けるとともに、前記主演算装置
と通信ネットワークを介して接続された補助演算装置を
前記現場設置装置に設け、且つ制御用プログラムを制御
対象機器の即時応答が必要な要即時応答性プログラム
と、制御対象機器の即時応答が必要でない非即時応答性
プログラムに分け、前記非即時応答性プログラムは前記
運転操作室の主演算装置に内蔵させ、前記要即時応答性
プログラムは前記現場設置装置の補助演算装置に内蔵さ
せたことを特徴としている。
【0007】また本発明では上記プラント制御システム
について、一つの運転操作室で複数のプラント設備を並
行して制御できるようにしている。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図1に第1の実施形態によるプラント制御
システムの構成を示す。本実施形態のプラント制御シス
テムは、運転操作室(遠隔操作室)1と現場設置装置2
からなり、制御対象として発電プラントを想定してい
る。運転操作室1は、発電プラント設備3が設置されて
いる場所(多くの場合は人口非密集地域)から遠く離れ
た、例えば発電プラントを保有している電力会社の本社
や支店などが所在する場所(通常は都市部)に設置され
る。この運転操作室1には、制御用の演算処理を行なう
主演算装置4が設けられるとともに、この主演算装置4
における処理状態などを可視化したりする保守ツール5
とプラント設備の運転/停止操作などをなすための操作
スイッチを配したスイッチ盤6が設けられている。そし
て保守ツール5はLANなどの通信ネットワーク7を介
して主演算装置4に接続され、スイッチ盤6の各スイッ
チはハードケーブル8を介して主演算装置4に接続され
ている。
【0009】現場設置装置2は、発電プラント設備の敷
地3p内に設置されており、配開装置10と入出力装置
11を有している。また配開装置10は、複数の電磁接
触器が配された電磁接触器盤12と補助演算装置13を
有している。その補助演算装置13は、信頼性を高める
ために多重化された通信ネットワーク14を介して運転
操作室1の主演算装置4に接続されており、後述のよう
な制御用の演算処理に加えて、プラント設備3における
制御対象機器15からの動作状態信号やプロセス発信器
16からの信号について主演算装置4との間での通信イ
ンターフェイス機能も負っている。
【0010】以上はプラント制御システムのハードウエ
ア構成である。ソフトウエア、具体的には制御用プログ
ラムの構成については、それを制御対象機器の即時応答
が必要な要即時応答性プログラムと、制御対象機器の即
時応答が必要でない非即時応答性プログラムに分けてい
る。要即時応答性プログラムとは、例えば最大でも20
〜30ミリ秒以下といった高速な制御応答が必要な制御
に関する制御用プログラムである。発電プラントにおけ
るその例としては、例えばボイラ給水ポンプの出口流量
が規定値以下になったときに、ポンプ駆動モータのオー
バースピードによる過熱を防止するためにポンプ駆動モ
ータを緊急停止させる場合のような、制御対象機器の保
護インターロックに関するプログラムがある。この例か
らもわかるように、要即時応答性プログラムとは、制御
対象機器に発生した異常状態への緊急対応に関するプロ
グラムであるとも言える。
【0011】一方、非即時応答性プログラムとは、必ず
しも高速な制御応答を必要としない制御に関する制御プ
ログラムである。発電プラントにおけるその主な例とし
ては、操作スイッチインターフェイスプログラムがあ
る。これには、運転操作室1に設けられているスイッチ
の操作を処理し、プラント設備における各種機器を所定
の手順で起動/停止させる指令を出力するプログラムの
例、あるいはプラント設備における各種機器への起動/
停止といった信号状態を受信して保守ツール5などに表
示させるためのプログラムの例などがある。また発電プ
ラントにおける非即時応答性プログラムの他の主な例と
して、シーケンスマスタプログラムがある。例えば負荷
運転中は真空状態に保たれている、蒸気タービンから復
水器にいたる配管系を発電停止時に大気圧状態に戻す手
順に関するプログラムがそのような例である。
【0012】本発明では以上のように分けた要即時応答
性プログラムを現場設置装置2の補助演算装置13に内
蔵させる一方で、非即時応答性プログラムを運転操作室
1の主演算装置4に内蔵させている。したがって操作ス
イッチインターフェイスプログラムやシーケンスマスタ
プログラムなどによる通常的な制御操作は遠隔地の運転
操作室1から行ない、保護インターロックプログラムに
よる要緊急性の制御操作はプラント設備現場の補助演算
装置13が処理する。後者の場合、例えばボイラ給水ポ
ンプの出口流量や貯水タンクの水位レベルなどの各種機
器の状態値が規定値を外れたことをプロセス発信器16
が検出すると、その情報が入出力装置11を経由して補
助演算装置13に入力し、これに応じて保護インターロ
ックプログラムが作動して対象機器に対応する電磁接触
器を引き外す指令が出力される。
【0013】このような制御用プログラムの区分けとそ
れぞれの内蔵先の区分けは、通信ネットワークにおける
通信速度の限界を考慮したものである。すなわち本発明
における「遠隔操作」、つまり運転操作室1をプラント
設備敷地外に設置する敷地外遠隔操作にあっては、運転
操作室1と現場設置装置2をつなぐ通信ネットワーク1
4による通信距離が例えば数十〜数百kmといった長距
離になりうるために上記の要即時応答性プログラムにお
ける、20〜30ミリ秒以下といった高速な制御応答が
困難になるからである。このことは言い換えれば、制御
用プログラムの区分けとそれぞれの内蔵先の区分けとい
う構成を用いたことにより、敷地外遠隔操作において、
遠隔操作の内容を従来におけるそれのようにプラント設
備の運転/停止操作に限るのでなく、日常的に使われる
制御操作の多くを遠隔操作化することが可能になるとい
うことである。そしてこの結果、制御プログラムの変更
なども運転操作室1で行なうことが可能になり、プラン
ト設備の無人化をより実効性のあるものにすることがで
きるようになる。また主演算装置4とともに運転操作室
1に設けてある保守ツールにて、主演算装置4や補助演
算装置13の演算内容を監視することができるようにな
る。このことはプラント設備保有会社の中枢部が所在す
る場所に運転操作室1が設置されていることから、プラ
ント設備の状況や現場への保守員の派遣の要否などにつ
いて、より多くの要員を動員して迅速且つ的確に判断す
ることを可能とする。
【0014】図2に示すのは、第2の実施形態によるプ
ラント制御システムにおける運転操作室の構成である。
本実施形態では、運転操作室1に複数の主演算装置4を
設け、これらの主演算装置4により複数のプラント設備
を一つの運転操作室1から制御できるようにしている。
またこれに併せて、各主演算装置4を1台の保守ツール
5で監視できるようにしている。このようにすることに
より、制御プログラムの集中管理が可能となり、プログ
ラムの変更などに関するレビジョン管理やプログラムの
変更時期に関する変更点管理などをより効率的に行なっ
て保守性を向上させることができるようになる。また保
守ツールの設置スペースを節約することができる。その
他の構成は第1の実施形態におけるそれと同様なので、
共通する部分に同一の符号を付し、その説明は省略す
る。
【0015】図3に示すのは、第3の実施形態によるプ
ラント制御システムにおける運転操作室の構成である。
本実施形態では、一つの運転操作室1で複数のプラント
設備を制御する場合として、各プラント設備の制御に1
台の主演算装置4を共用させるようにしている。ただし
主演算装置4は共用するものの、制御プログラムについ
ては、各プラント設備に共通な起動/停止手順などの制
御は共用させるが、運転スケジュールや負荷変化予定な
どのプラント設備ごとに固有な制御は共用させない。こ
のようにすることにより、主演算装置についても設置ス
ペースを節約することができる。その他の構成は第1の
実施形態や第2の実施形態におけるそれと同様なので、
共通する部分に同一の符号を付し、その説明は省略す
る。
【0016】図4に示すのは、第4の実施形態によるプ
ラント制御システムにおける運転操作室とその周辺の構
成である。本実施形態では、プラント制御システムの製
造会社に設ける補助的な保守ツール17が加わってい
る。この補助的な保守ツール17は、通信ネットワーク
18を介して運転操作室1の保守ツール5に接続されて
いる。このようにすることにより、運転法案変更(運転
方法変更)などのプラント設備保有会社からのプラント
制御システムの製造会社に対する要求への対応に際し
て、プラント制御システム製造会社はプラント設備の現
場に要員を派遣しなくても制御プログラムの変更などに
対処することができ、より迅速な対応が可能となる。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、主
な制御プログラムの変更などもプラント設備敷地外に設
置の運転操作室でなすことが可能となり、プラント設備
の無人化をより実効性のあるものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態によるプラント制御システムの
構成図である。
【図2】第2の実施形態によるプラント制御システムに
おける運転操作室の構成図である。
【図3】第3の実施形態によるプラント制御システムに
おける運転操作室の構成図である。
【図4】第4の実施形態によるプラント制御システムに
おける運転操作室とその周辺の構成図である。
【符号の説明】
1 運転操作室 2 現場設置装置 3 プラント設備 4 主演算装置 13 補助演算装置 14 通信ネットワーク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八木 啓一郎 茨城県日立市大みか町五丁目2番1号 株 式会社日立製作所情報制御システム事業部 内 Fターム(参考) 5H215 AA02 BB10 CC09 CX01 CX08 GG03 GG04 GG11 KK04 KK06

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プラント設備敷地外に設置される運転操
    作室と、プラント設備敷地内に設置される現場設置装置
    を含んでなるプラント制御システムにおいて、前記運転
    操作室に主演算装置を設けるとともに、前記主演算装置
    と通信ネットワークを介して接続された補助演算装置を
    前記現場設置装置に設け、且つ制御用プログラムを制御
    対象機器の即時応答が必要な要即時応答性プログラム
    と、制御対象機器の即時応答が必要でない非即時応答性
    プログラムに分け、前記非即時応答性プログラムは前記
    運転操作室の主演算装置に内蔵させ、前記要即時応答性
    プログラムは前記現場設置装置の補助演算装置に内蔵さ
    せたことを特徴とするプラント制御システム。
  2. 【請求項2】 運転操作室が複数のプラント設備を並行
    して制御できるようにされている請求項1に記載のプラ
    ント制御システム。
JP2001375418A 2001-12-10 2001-12-10 プラント制御システム Pending JP2003177802A (ja)

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