JP2005250871A - プロセス監視制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来のオペレーション装置によって操作端開閉の微調整を操作するには、操作端開度の設定値表示部を見ながらスイッチを押し続けていた。そのためプラントシステムの試運転、定検時、改造時などの手動運転調整時の作業効率が悪く、そのためシステム制御精度が必ずしも最適化されていないという課題を解決するためになされたもので、スイッチを押し続ける必要のないオペレーション装置を提供する。
【解決手段】 オペレーション装置にウィンドウが設けられ、このウィンドウには操作端の動作設定値入力部と実行部とが設けられ動作設定値入力部に動作設定値を入力、実行部を操作することにより操作端が動作する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、火力発電所などの発電プラントにおけるプラント監視制御装置に関するものであり、特に操作端の動作とその状態を制御、監視するオペレーション装置に係るものである。

従来より、プラント上機器の操作は、例えば操作端である電動弁にディジタル操作出力を与えて開度調整を行う制御装置と、ＣＲＴを備えたオペレーション装置とで構成され、ＣＲＴのオペレーションフレームには、操作端の動作開度状態を表示する開度状態表示部と、操作端の動作開度設定を行うスイッチと、スイッチの操作により開度設定値を定める変化率部と、開度設定値を表示する設定値表示部を備え、開度設定値を制御装置に送信し、設定値にあわせた開度となるように電動弁をディジタル制御していることが示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６４−２１６０１号公報（図１）

しかしながら、前記特許文献１に示された監視制御装置では、以下のような問題点を有していた。
すなわち、発電プラント等の大規模プラントシステムでは、プラントシステム取りまとめ部門の管理下に、複数のサブシステム担当部門が置かれ、プラントシステム取りまとめ部門の提供するサブシステム仕様に基づいて、サブシステム担当部門が設計、製作および据付、調整を行うのが一般的である。
プラントの大型化、複雑化、高度化さらには低価格要求に伴い、プラント構成機器の据付、調整試験にもより正確さ、取り扱い易さ、短工期化が要求される。
ここで例えば前記特許文献１に示されているような電動弁の場合であって、その後段に蒸気タービンが設けられており、蒸気タービン出力の制御は、蒸気送量の制御つまり前記電動弁の開度を調整する。プラント建設の試験運転時この調整は試験担当技術員が行う手動運転によって微調整され、開度が設定されている。

この微調整試験を実施する際、前記特許文献１に示された従来のオペレーション装置では、制御装置に送信する電動弁開度の設定値は、開度の設定値表示部を見ながらスイッチを押し続け、電動弁の開、閉を行っている。
この場合、電動弁の大きさにもよるが３０秒程度の時間を必要とし、技術員はその間、押し続けなければならず、心理的、作業能率上、好ましいものではない。そのためシステム制御精度が必ずしも最適化されているとは言えない状態である。
また、前記スイッチを押し続ける時間を短縮しようとする場合、開度設定値を定める変化率部を操作すればよいのであるが、この変化率部の操作は、プラントシステム全体を監視、制御する中央制御室にて行われているのが一般的であり、サブシステム機器担当部門者が任意に変更することは不可能であり、さらにオフライン時にレート変更を行う必要があった。

この発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであって、例えば電動弁の開、閉設定はスイッチを押し続ける（インチング操作）ことなくできるとともに、オペレーション装置上で開度設定値を定める変化率を操作可能とした。

この発明に係るプロセス監視制御装置は、オペレーション装置と制御装置とを備えており、
オペレーション装置には、オペレーションフレームとウィンドウと開閉動作変化率部とが設けられており、オペレーションフレームには、プロセス操作端の開度状態を表示する開度状態表示部と、プロセス操作端の開閉動作の変化率を定めた開閉動作変化率部を操作するスイッチと、操作端の動作設定値を表示する動作設定値表示部とが設けられており、ウィンドウには、操作端の動作設定値入力部と実行部とが設けられており、
オペレーションフレームの動作設定値表示部を操作することにより、ウィンドウが表示され、動作設定値入力部に操作端の動作設定値を入力するとともに実行部を操作することにより動作設定値が、さらに、スイッチを操作することにより、操作端の開閉動作変化率部に設定された開閉動作変化率とが制御装置に送信され、制御装置につながるプロセス操作端が動作するものである。

この発明のプロセス監視制御装置は、操作端の動作設定値と開閉動作変化率とが、オペレーション装置上で設定、操作することができるので、操作時間の短縮ができ、またプラントトラブル発生時の緊急操作が可能となり、またさらにプラント建設段階における操作端開度の微調整が、中央制御室へ依存する必要がなく、サブシステム担当部門独自に行うことができ、調整作業効率化はもとより、プラントシステムの信頼性がより向上するという効果がある。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１に基づいて説明する。
図１において、プロセス監視制御装置１００は、例えば火力や原子力発電所における蒸気配管上に設けられた操作端に相当する電動弁１の開閉を操作、制御するものであって図１に示すようにディジタル出力により電動弁１の開度調整を行うディジタル型コントローラである制御装置２と、表示装置として例えばＣＲＴ３を備えたオペレーション装置４とで構成されている。
ＣＲＴ３では、オペレーションフレーム５で電動弁１の操作監視を行う、このオペレーションフレーム５には、操作端である電動弁１の開度状態を表示する開度状態表示部６と、オペレーション装置に設けられ電動弁１の開閉動作の変化率（開度／秒またはパーセント／秒）を定めた開閉動作変化率部８を操作するスイッチ７と、電動弁１の動作設定値例えば電動弁１の設定開度９５％を表示する動作設定値表示部９が設けられている。なお、開閉動作の変化率は予め所定の値に定められたものが、開閉動作変化率部８にデータ記憶されている。
また、ＣＲＴ３にはウィンドウ１０が設けられ、このウィンドウ１０は動作設定値表示部９をクリックまたはタッチ操作することで表示される。ウィンドウ１０には電動弁１の動作設定値入力部１１とこの動作設定値入力部１１に設定されたデータの送信を決定する実行部１２が設けられている。

次に動作について説明する。
プラントシステム、サブシステムの試験調整時、通常運転時あるいは定期検査またはトラブル発生時等、何らかの理由で電動弁１を操作する場合、オペレーション装置４のＣＲＴ３にオペレーションフレーム５を表示する。次に動作設定値表示部９をクリックまたはタッチ操作すると、ウィンドウ１０が表示される。このウィンドウ１０の電動弁１を所望の開閉度に設定したい値を動作設定値入力部１１に入力し、実行部１２を押下操作することによって、前記設定値が制御装置２に送信され、制御装置２につながる操作端である電動弁１を操作する。なお、この実施の形態１では、電動弁１の開閉動作の変化率（開度／秒またはパーセント／秒）は予め設定されており、つまり変化率が固定されている。
また、この実施の形態１では、１式の電動弁１に１式のプロセス監視制御装置１００が対応した例を示したが、この例に限らず１式のプロセス監視制御装置１００に、複数の電動弁１が設けられ、前記ＣＲＴ３上で複数の電動弁操作を順次切換え設定できるようにしてもよい。

以上のようにこの実施の形態１では、操作端である電動弁１の操作がオペレーション装置４のウィンドウ１０で行うことができるので、調整作業が容易になり、作業の効率化と共にシステム信頼性が向上する。

実施の形態２．
次に実施の形態２を図２に基づいて説明する。
この実施の形態２は、前述した実施の形態１のオペレーション装置４に、判定部１３を追加して設けたものであり、それ以外は前述した実施の形態１と同様であるので各構成要素およびその動作の説明は省略する。
判定部１３は、電動弁１を所望の開閉度で入力した動作設定値入力部１１の設定値が、正常か異常かを判断するものである。例えば文字や０〜１００以外の数字および整数以外の値が入力された場合には、入力値異常として設定された値を無効と判定し、制御装置２に送信しない。以上のように、この実施の形態２では、動作設定値の正常／異常を判断する判定部１３を設けているので、異常データの送信をなくすることができる。

実施の形態３．
実施の形態３を図３に基づいて説明する。
この実施の形態３は、前述した実施の形態１のウィンドウ１０に、開閉動作変化率設定部１４を追加して設けたものであり、それ以外では前述した実施の形態１と同様であるので、各構成要素およびその動作の説明は省略する。
開閉動作変化率設定部１４は、開閉動作変化率部８に設定されている電動弁１の開閉動作の変化率を、任意に設定可能な機能を有するものである。
このようにこの実施の形態３では、開閉動作の変化率をプラントのサブシステムに設けられたプロセス監視制御装置１００上で任意に設定可能となり、従来のようにオフラインで設定するという場合と比較して、調整作業効率の向上や、複数の電動弁１を備えた場合、個別電動弁に要求される開閉動作速度に合わせた変化率の設定が可能となる。

実施の形態４．
実施の形態４を図４に基づいて説明する。
この実施の形態４は、前述した実施の形態３のオペレーション装置４に、開閉動作変化率設定判定部１５を追加して設けたものであり、それ以外は前述した実施の形態３と同様であるので、各構成要素およびその動作の説明は省略する。開閉動作変化率設定判定部１５は、電動弁１を所望の開閉動作変化率で入力した開閉動作変化率設定部１４の設定値が、正常か異常かを判断するものである。
例えば文字や０〜１００以外の数字および整数以外の値が入力された場合には、入力値異常として設定された値を無効と判定し、制御装置２に送信しない。
以上のように、この実施の形態４では変化率設定値の正常／異常を判断する開閉動作変化率設定判定部１５を設けているので、前記実施の形態３の効果に加え異常データの送信をなくすることができるという効果を奏する。

なお、前述した実施の形態1〜４では、操作端として電動弁１の操作を例に説明したが、その他の種々の監視制御対象物、例えばパルス幅で動作するアナログメモリユニット等にも適用できるものである。また、表示装置として、ＣＲＴを使用する場合を示したが、これに限らず他の表示装置であればよいことは云うまでもない。

この発明の実施の形態１〜４は、火力発電所、原子力発電所等の発電プラントや上、下水道設備、鉄鋼プラント等、流体、ガス体等の流量制御するプラントに利用可能である。

この発明の実施の形態１のプロセス監視制御装置を示すブロック図である。 この発明の実施の形態２のプロセス監視制御装置を示すブロック図である。 この発明の実施の形態３のプロセス監視制御装置を示すブロック図である。 この発明の実施の形態４のプロセス監視制御装置を示すブロック図である。

符号の説明

１ 操作端、２ 制御装置、４ オペレーション装置、５ オペレーションフレーム、６ 開度状態表示部、７ スイッチ、８ 開閉動作変化率部、９ 動作設定値表示部、
１０ ウィンドウ、１１ 動作設定値入力部、１２ 実行部、１３ 判定部、
１４ 開閉動作変化率設定部、１５ 開閉動作変化率設定判定部、
１００ プロセス監視制御装置。

Claims (4)

1. プロセス監視制御装置であって、前記プロセス監視制御装置は、オペレーション装置と制御装置とを備えており、
   前記オペレーション装置には、オペレーションフレームとウィンドウと開閉動作変化率部とが設けられており、前記オペレーションフレームには、プロセス操作端の開度状態を表示する開度状態表示部と、前記プロセス操作端の開閉動作の変化率を定めた開閉動作変化率部を操作するスイッチと、前記操作端の動作設定値を表示する動作設定値表示部とが設けられており、前記ウィンドウには、前記操作端の動作設定値入力部と実行部とが設けられており、
   前記オペレーションフレームの動作設定値表示部を操作することにより、前記ウィンドウが表示され、前記動作設定値入力部に前記操作端の動作設定値を入力するとともに前記実行部を操作することにより前記動作設定値が、さらに、前記スイッチを操作することにより、前記操作端の開閉動作変化率部に設定された開閉動作変化率とが前記制御装置に送信され、前記制御装置につながる前記プロセス操作端が動作することを特徴とするプロセス監視制御装置。
2. 前記オペレーション装置には、加えて判定部が設けられており、前記判定部は前記ウィンドウの動作設定値入力部に入力された設定値の正常／異常を判断する機能を有することを特徴とする請求項１に記載のプロセス監視制御装置。
3. 前記ウィンドウは、加えて開閉動作変化率設定部が設けられており、前記開閉動作変化率設定部は、前記開閉動作変化率部に設定される変化率を任意に設定可能な機能を有することを特徴とする請求項１に記載のプロセス監視制御装置。
4. 前記オペレーション装置には、加えて開閉動作変化率設定判定部が設けられており、前記開閉動作変化率設定判定部は、前記開閉動作変化率設定部に設定された変化率の正常／異常を判断する機能を有することを特徴とする請求項３に記載のプロセス監視制御装置。

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