JP2006195541A

JP2006195541A - シーケンス制御装置

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Publication number: JP2006195541A
Application number: JP2005003934A
Authority: JP
Inventors: Keiichiro Yagi; 啓一郎八木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2005-01-11
Filing date: 2005-01-11
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2025-01-11
Also published as: JP4490295B2

Abstract

【課題】従来のシーケンス制御装置ではモード切替／管理や異常時の処理方法は個別シーケンス制御回路単位で行っており、操作手順が複雑なものになっていた。
【解決手段】複数の個別系統に配置されている補機類の起動、停止を順次に行う個別シーケンス制御回路と、複数の個別シーケンス制御回路６，７をそれぞれ順次に起動、停止させるグループシーケンス制御回路２を備えるプラントのシーケンス制御装置において、個別シーケンス制御回路６，７に制御モードの切替と起動操作を行うモード切替・起動操作部８，９を設けると共に、グループシーケンス制御回路２に個別シーケンス制御回路６，７を起動、停止するためのモード切替・起動操作部３を設ける。また、グループシーケンス制御回路２及び個別シーケンス制御回路６，７の操作と監視を行うシーケンス制御装置操作・監視装置２０を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は火力発電プラント等の制御技術に係り、特にシーケンス制御装置に関する。

従来、発電プラントなどの大規模プラント制御では、個別シーケンス制御回路とグループシーケンス制御回路に分けて配置し、グループシーケンス制御回路から個別シーケンス制御回路に操作指令を出力する方式であった。この場合、グループシーケンス制御回路と個別シーケンス制御回路のモード管理や異常状態管理は、各々のシーケンス制御回路内でのみ行われている。このような公知技術として、たとえば特許文献１がある。

特開平７−１５８８０７号公報

従来のグループシーケンス制御回路と個別シーケンス制御回路を組合せたシーケンス制御装置では、モード切替／管理や異常時の処理方法は個別シーケンス制御回路の単位で行っているため、操作手順が複雑なものになっていた。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、個別シーケンス制御回路の操作監視機能をグループシーケンス制御回路側にも持たせることで、操作が容易なシーケンス制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明は、複数の主機をそれぞれ運転（起動／停止）させる複数の個別系統からなるプラントであって、前記個別系統に配置されている補機類の運転（起動／停止）を順次に行う個別シーケンス制御回路と、複数の個別シーケンス制御回路をそれぞれ順次に運転（起動／停止）させるグループシーケンス制御回路を備えるシーケンス制御装置において、前記グループシーケンス制御回路は、制御対象を切り替えるための制御モードの切替と、前記個別シーケンス制御回路に対し起動、停止を指令する起動操作を行うモード切替・起動操作部を設け、前記個別シーケンス制御回路は、制御対象を切り替えるための制御モードの切替と、前記補機類に対し起動、停止を指令する起動操作を行うモード切替・起動操作部を設け、前記グループシーケンス制御回路と前記個別シーケンス制御回路によって選択される前記制御モードが互いに制約関係を有することを特徴とする。

前記グループシーケンス制御回路のモード切替・起動操作部は、複数の個別シーケンス制御回路を制御対象とするグループモードまたは単独モード、あるいは自身を制御対象外とする除外モードの一つを選択する。また、前記個別シーケンス制御回路のモード切替・起動操作部は、前記グループシーケンス制御回路からの制御を受けるグループモード、当該個別シーケンス制御回路のみを制御対象とする単独モード、あるいは前記グループシーケンス制御回路のグループ／単独モードを禁止する除外モードの一つを選択する。

前記グループシーケンス制御回路に、前記個別シーケンス制御回路の動作を監視する動作監視装置を設ける。また、前記制御モード切替回路に切替指令を与えるために、複数の制御モード（グループ、単独、除外など）を切替る、グループシーケンス操作ボタンと個別シーケンス操作ボタンを前記動作監視装置に設ける。

本発明によって、個別シーケンス制御回路のみの起動時には従来通り個別に対応することができる。一方、グループシーケンス制御回路により個別シーケンス制御回路を含めて起動させるときには、グループシーケンス制御回路側を一括で操作したり、監視することができる。

本発明によれば、プラントの運転状況に応じて、グループシーケンス制御回路及び個別シーケンス制御回路の両方を用いて起動／停止を行うか、又は個別シーケンス制御回路のみを用いて部分的な系統の起動／停止を行うかを選択できる。これにより、プラントの状況によって変わる起動方法に容易に対応でき、運転操作が容易となる効果がある。

以下、本発明の実施の形態について図１−図４を用いて詳細に説明する。本発明の最良の実施形態は、火力発電プラントのように、複数の主機をそれぞれ起動、停止させる複数の個別系統からなる大規模プラントのシーケンス制御装置である。本シーケンス制御装置は、各個別系統に配置されている補機類の起動、停止を順次に行う個別シーケンス制御回路と、複数の個別シーケンス制御回路をそれぞれ順次に起動し、停止させるグループシーケンス制御回路を備えている。

図１は一実施例によるシーケンス制御装置のシステム構成を示す機能ブロック図である。シーケンス制御装置１の内部は、グループシーケンス制御回路２及び個別シーケンス制御回路（Ａ）６及び個別シーケンス制御回路（Ｂ）７で構成されている。また、シーケンス制御装置１の操作・監視はシーケンス制御装置操作・監視装置２０にて行われる。シーケンス制御装置１は他装置６２とも接続が可能である。

シーケンス制御装置１はプロセス入出力機能により、系統（Ａ）１４及び系統（Ｂ）１５を制御する機能を有している。すなわち、系統（Ａ）１４に配置される電動弁１６，ポンプ１７及び系統（Ｂ）１５に配置される電動弁１８，ポンプ１９に起動／停止指令（又は開／閉指令）をデジタル出力（ＤＯ）し、起動／停止状態（または開／閉状態）のフィードバック信号をデジタル入力（ＤＩ）する。

グループシーケンス制御回路２は、グループモードでシーケンス制御を行うときに使用する。グループモードの場合、シーケンス制御装置操作・監視装置２０からの指令によってモード切替・起動操作部３で操作モードの切替と起動を行い、起動指令出力ステップ４に進行する。起動指令出力ステップ４は個別シーケンス制御回路（Ａ）６に起動指令を出力する。その後、個別シーケンス制御回路（Ａ）６が動作完了すると、グループシーケンス制御回路２の起動指令出力ステップ４に完了信号を出力する。

起動指令出力ステップ４が完了すると、次の起動指令出力ステップ５に進行し、起動指令出力ステップ５は個別シーケンス制御回路（Ｂ）７に起動指令を出力する。その後、個別シーケンス制御回路（Ｂ）７が動作完了すると、グループシーケンス制御回路２の起動指令出力ステップ４に完了信号を出力する。このようにして、最終の起動指令出力ステップ（ここでは起動指令出力ステップ５）が動作完了すると、グループシーケンス制御回路２が完了する。なお、起動指令出力ステップ４，５はソフトロジックにより構成されている。

グループモードによるシーケンス制御の場合に、個別シーケンス制御回路（Ａ）６はグループシーケンス制御回路２の起動指令出力ステップ４からの起動指令３２を受けて進行を開始する。起動指令出力ステップ１０から系統（Ａ）１４の電動弁１６へのデジタル出力（ＤＯ）によって開／閉操作指令を出力する。電動弁１６は開／閉動作完了すると、フィードバック信号をデジタル入力（ＤＩ）によってシーケンス制御装置１に取り込み、個別シーケンス制御回路（Ａ）６の起動指令出力ステップ１０の完了条件として信号を受ける。

起動指令出力ステップ１０が完了すると起動指令出力ステップ１１に移り、起動指令出力ステップ１１から系統（Ａ）１４のポンプ１７へデジタル出力（ＤＯ）によって起動操作指令を出力する。ポンプ１７は起動動作を完了すると、フィードバック信号をデジタル入力（ＤＩ）によってシーケンス制御装置１に取り込み、個別シーケンス制御回路（Ａ）６の起動指令出力ステップ１１の完了条件として信号を送り、起動指令出力ステップ１１が完了する。

最終の起動指令出力ステップ（ここでは起動指令出力ステップ６０）が動作完了すると、モード切替・起動操作部８は完了信号３３を受けて個別シーケンス制御回路（Ａ）６が完了する。モード切替・起動操作部８は完了したことを、グループシーケンス制御回路２の起動指令出力ステップ４に出力することにより起動指令出力ステップ４が完了する。

個別シーケンス制御回路（Ａ）６の単独モードでの起動の場合は、シーケンス制御装置操作・監視装置２０の個別シーケンス制御装置（Ａ）操作ボタン３６からの「起動」ボタン２８の操作によって単独での起動を行うことができ、グループシーケンス制御回路２を起動させなくてもよい。

これにより、個別シーケンス制御回路（Ａ）６単独での起動を行い、起動指令出力ステップ１０から系統（Ａ）１４の電動弁１６へデジタル出力（ＤＯ）によって開／閉操作指令を出力する。電動弁１６が開／閉の動作を完了すると、フィードバック信号をデジタル入力（ＤＩ）によってシーケンス制御装置１に取り込み、個別シーケンス制御回路（Ａ）６の起動指令出力ステップ１０の完了条件として信号を受ける。

起動指令出力ステップ１０が完了して起動指令出力ステップ１１に移ると、起動指令出力ステップ１１から系統（Ａ）１４のポンプ１７へ、デジタル出力（ＤＯ）によって起動操作指令を出力する。ポンプ１７は起動動作を完了すると、フィードバック信号をデジタル入力（ＤＩ）によってシーケンス制御装置１に取り込み、個別シーケンス制御回路（Ａ）６の起動指令出力ステップ１１の完了条件として信号を送り、起動指令出力ステップ１１が完了する。

そして、最終の起動指令出力ステップ（ここでは起動指令出力ステップ６０）が動作完了すると、モード切替・起動操作部８は完了信号３３を受けて、個別シーケンス制御回路（Ａ）６が完了する。個別シーケンス制御回路（Ｂ）７も同様に構成されて動作する。

次に、シーケンス制御モードを説明する。図２はグループシーケンス制御回路と個別シーケンス制御回路におけるモード切替・起動操作部の機能を示すブロック図で、操作するためのモード管理と進行操作の機能を示している。モード切替・起動操作部３とモード切替・起動操作部８は同じ回路により構成されている。

グループシーケンス制御回路２及び個別シーケンス制御回路（Ａ）６は、シーケンス制御装置操作・監視装置２０に設置されるシーケンス制御回路操作ボタンにより制御モードが操作される。グループシーケンス制御回路操作ボタン３５には「グループ」２１，「単独」２２，「除外」２３，「起動」２４の各ボタンを配置する。個別シーケンス制御回路（Ａ）操作ボタン３６にも、「グループ」２５，「単独」２６，「除外」２７，「起動」２８の各ボタンを配置し、それぞれ手動操作が行われる。

個別シーケンス制御回路（Ａ）を「単独」モードとし、個別シーケンス制御回路（Ａ）６を単独で起動させて系統（Ａ）１４を起動、停止させる場合は、個別シーケンス制御回路（Ａ）操作ボタン３６の「単独」２６を操作する。これにより、モード切替・起動操作部８の単独モード４６の“選択”に指令が入力され、「単独」モード４６が選択されてから、グループシーケンス制御回路操作ボタン３５の「起動」２４ボタンを操作する。

また、シーケンス制御装置操作・監視装置２０のグループシーケンス制御回路操作ボタン３５の「グループ」２１か「単独」２２の操作により、グループシーケンス制御回路２が「グループ」モード４０か、もしくは「単独」モード４５が選択されているとする。この場合、個別シーケンス制御回路（Ａ）６側は「単独」モード４６及び「除外」モード４８に切替ることが禁止され、グループモードのみが許可される。個別シーケンス制御回路（Ｂ）７で系統（Ｂ）１５を起動させる場合も、個別シーケンス制御回路（Ａ）６と同様の手順となる。

なお、個別シーケンス制御回路（Ａ）６が「単独」モードで動作進行中（進行中３４がＯＮ）の場合、グループシーケンス制御回路２側の制御モードはシーケンス制御装置操作・監視装置２０の操作ボタン３５の「除外」２３操作によって、「除外」モード４７としておかなければならない。

グループシーケンス制御モードで、グループシーケンス制御回路２から個別シーケンス制御回路（Ａ）６，個別シーケンス制御回路（Ｂ）７を起動させる場合は、グループシーケンス制御回路操作ボタン３５の「グループ」２１ボタンか、「単独」２２ボタンを操作する。すなわち、「グループ」モード４０か「単独」モード４５にして、「グループ」モード４０の場合は他装置６２からの起動指令２９を受ける。「単独」モード４５の場合は、シーケンス制御装置操作・監視装置２０のグループシーケンス制御回路操作ボタン３５の「起動」２４を操作して行う。

グループシーケンス制御回路２側で「グループ」２１又は「単独」２２を操作し、「グループ」モード４０か「単独」モード４５となる。このとき、個別シーケンス制御回路（Ａ）６の起動操作部８の回路処理により「単独」２６ボタンが操作されて「単独」モード４６になっているとすると、グループシーケンス制御回路２側の「グループ」２１又は「単独」２２の操作に連動し、個別シーケンス制御回路側も「グループ」モード４３に切り替わる。この場合、個別シーケンス制御回路（Ａ）６の起動操作部８の回路処理により、「除外」２７が操作されて「除外」モード４８となっているか、又は個別シーケンス制御回路（Ａ）６の進行中３４がＯＮしているときは、グループシーケンス制御回路２側は「グループ」２１か又は「単独」２２のボタン操作が禁止される。このため、「グループ」モード４０及び「単独」モード４５のモード切替許可条件がＯＦＦとなっている。個別シーケンス制御回路（Ｂ）７も同様に構成されて動作する。

次に、シーケンスの異常監視について説明する。図３はモード切替・起動操作部の異常監視の機能を示すブロック図を示している。

個別シーケンス制御回路（Ａ）６の「単独」モード４６の起動時に異常４２が発生した場合は、個別シーケンス制御回路（Ａ）６への異常入力により、渋滞出力５０からシーケンス制御装置操作・監視装置２０の渋滞警報４４に出力し、表示させる。操作員は異常要因確認の上、シーケンス制御装置操作・監視装置２０に設置している個別シーケンス制御回路（Ａ）操作ボタン３６の「リセット」３８を操作して渋滞リセット５２させる。

このとき、グループシーケンス制御回路２側では「除外」モード４７がＯＦＦしているため、出力許可５７が不成立となっている。このため、渋滞出力５０がＯＮしても異常出力５３はＯＦＦで、渋滞警報４１はＯＦＦのままとなる。

グループシーケンス制御回路２を「グループ」モード４０か、又は「単独」モード４５で起動している場合には、個別シーケンス制御回路（Ａ）６で異常４２が発生した場合は、個別シーケンス制御回路（Ａ）６へ異常入力されることにより渋滞警報４４が表示される。同時に、グループシーケンス制御回路２が「除外」モード４７以外となっていて、出力許可５７がＯＮしているので、グループシーケンス制御回路２側の渋滞警報４１もシーケンス制御装置操作・監視装置２０に表示される。操作員は異常要因確認の上、シーケンス制御装置操作・監視装置２０に設置しているグループシーケンス制御回路操作ボタン３５の「リセット」３７を操作して、個別シーケンス制御回路（Ａ）６の渋滞リセット５１をＯＮさせる。これにより、警報４４及びグループシーケンス制御回路２側の渋滞警報４１の両方をリセットさせる。個別シーケンス制御回路（Ｂ）７も上記と同様の動作となる。

なお、図２、図３にしめすように、グループシーケンス制御回路２のモード切替・起動操作部３と個別シーケンス制御回路（Ａ）６のモード切替・起動操作部８の基本回路は、同じ回路とすることができる。このため、共通の回路を用いることによるコストダウンが可能で、交換等のサービスも容易になる。

図４は制御モード切替動作と渋滞監視を行う動作フローを示し、上述した動作をまとめたものである。

個別シーケンス制御回路（Ａ）６が単独モードとなっている時に、グループシーケンス制御回路２で単独操作２２を行うことによって、個別シーケンス制御回路（Ａ）６はグループモード４３に切替る（個別シーケンス制御回路（Ｂ）７も同様となる）。

グループシーケンス制御回路２の起動操作２４を行うことにより起動進行中３１状態となり、グループシーケンス制御回路２から個別シーケンス制御回路（Ａ）６に起動指令３２が出力される。これによって、個別シーケンス制御回路（Ａ）６が起動進行中３４状態となる。なお、このとき個別シーケンス制御回路（Ａ）６は起動進行中３４状態であるので、単独操作２６は操作不可能となっている。

個別シーケンス制御回路（Ａ）６が起動進行中３４に、異常４２の発生により起動渋滞５０がＯＮすると、グループシーケンス制御回路２側も起動渋滞４９がＯＮして渋滞警報４１が表示される。この渋滞はグループシーケンス制御回路２側の渋滞リセットボタン３７を操作してリセットする。

個別シーケンス制御回路（Ａ）６が起動完了すると、個別シーケンス制御回路（Ｂ）７に起動指令が出力され、以下の個別シーケンス制御回路も同様に進行していく。全ての個別シーケンス制御回路が起動完了すると、グループシーケンス制御回路２が起動完了する。

グループシーケンス制御回路２が除外モード４７の状態で、個別シーケンス制御回路（Ａ）６が除外モード４８となっている場合は、グループシーケンス制御回路２は単独操作２２不可で、単独モード４５に切替ることはできない。また、グループ操作２１は不可で、グループモード４０に切替ることはできない。

また、グループシーケンス制御回路２が除外モード４７の状態で、個別シーケンス制御回路（Ａ）６が単独モード４６で起動進行中３４の場合は、グループシーケンス制御回路２は単独操作２２不可で、単独モード４５に切替ることはできない。また、グループ操作２１不可で、グループモード４０に切替ることはできない。

以上述べたように、本実施例はプラントの運転状況によって、グループシーケンス制御回路及び個別シーケンス制御回路の両方を用いて起動／停止を行うか、又は個別シーケンス制御回路のみを用いて部分的な系統の起動／停止を行うかを選択できるようになる。また、従来の補機連動起動回路を個別シーケンス制御回路に置き換えることが可能であり、オンラインモニタによる監視を行うことが可能となる。

本発明の一実施例によるシーケンス制御装置の機能を示すブロック図。グループシーケンス制御回路と個別シーケンス制御回路のモード切替・起動操作部の機能を示すブロック図。モード切替・起動操作部の異常監視機能を示すブロック図。シーケンス制御回路の動作を示すフローチャート。

符号の説明

１…シーケンス制御装置、２…グループシーケンス制御回路、３，８…モード切替・起動操作部、４，５，１０，１１，１２，１３…起動指令出力ステップ、６，７…個別シーケンス制御回路、１４…系統Ａ、１５…系統Ｂ、２０…シーケンス制御装置操作・監視装置、３５…グループシーケンス制御回路操作ボタン、３６…個別シーケンス制御回路操作ボタン、３７，３８…リセット、４１，４４…渋滞警報。

Claims

複数の主機をそれぞれ起動、停止させる複数の個別系統からなるプラントであって、前記個別系統に配置されている補機類の起動、停止を順次に行う個別シーケンス制御回路と、複数の個別シーケンス制御回路をそれぞれ順次に起動、停止させるグループシーケンス制御回路を備えるプラントのシーケンス制御装置において、
前記グループシーケンス制御回路は、制御対象を切り替えるための制御モードの切替と、前記個別シーケンス制御回路に対し起動、停止を指令する起動操作を行うモード切替・起動操作部を設け、
前記個別シーケンス制御回路は、制御対象を切り替えるための制御モードの切替と、前記補機類に対し起動、停止を指令する起動操作を行うモード切替・起動操作部を設け、
前記グループシーケンス制御回路と前記個別シーケンス制御回路によって選択される前記制御モードが互いに他を規制する関係に有ることを特徴とするシーケンス制御装置。
請求項１において、前記グループシーケンス制御回路及び前記個別シーケンス制御回路の操作と監視を行う動作監視装置を設けることを特徴とするシーケンス制御装置。
請求項２において、前記制御モード切替回路に切替指令を与えるために、複数の制御モードの切替を可能にするグループシーケンス操作ボタン及び個別シーケンス操作ボタンを前記動作監視装置に設けることを特徴とするシーケンス制御装置。
請求項１、２または３において、前記グループシーケンス制御回路でプラントを起動、停止させる場合に、前記個別シーケンス制御回路が単独モードとなっているときは前記グループシーケンス制御回路の制御モード切替回路から切替指令を出し、前記単独モードからグループモードに切り替わる構成としたことを特徴とするシーケンス制御装置。
請求項１、２または３において、前記グループシーケンス制御回路でプラントを起動、停止させる場合で、前記個別シーケンス制御回路が除外モードとなっているとき、前記グループシーケンス制御回路はグループモードへの切替を禁止する構成したことを特徴とするシーケンス制御装置。
請求項１、２または３において、前記個別シーケンス制御回路が単独モードで起動して進行中は、前記グループシーケンス制御回路からの起動指令の受け付けを禁止する構成としたことを特徴とするシーケンス制御装置。
請求項１、２または３において、前記グループシーケンス制御回路及び前記個別シーケンス制御回路がグループモードで起動して進行中は、前記個別シーケンス制御回路の制御モードを単独モードまたは除外モードへ切替ることを禁止する構成としたことを特徴とするシーケンス制御装置。
請求項１、２または３において、前記グループシーケンス制御回路がグループモードで起動して進行中に、前記グループシーケンス制御回路から起動指令を受けた個別シーケンス制御回路が進行中に異常により中断すると、前記グループシーケンス制御回路も中断する構成としたことを特徴とするシーケンス制御装置。
請求項８において、前記異常の確認及び再起動は前記グループシーケンス制御回路の動作監視装置によって行うことを特徴とするシーケンス制御装置。
請求項１−９のいずれかにおいて、前記グループシーケンス制御回路と前記個別シーケンス制御回路の基本回路が共に同じ回路により構成されてなることを特徴とするシーケンス制御装置。