JP2006352936A - Power generation plant control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は発電プラント制御システム、特に船舶内に設けられた複数台の発電機の運転及び配電のための制御を行う発電プラント制御システムに関するものである。 The present invention relates to a power plant control system, and more particularly to a power plant control system that performs control for operation and power distribution of a plurality of power generators provided in a ship.
図3は従来の発電プラント制御システムの構成を示すブロック図である。
従来の発電プラント制御システムは、船舶内に例えば原動機であるエンジンによって駆動されて発電する例えば3台の発電機の運転及び配電のための制御を行うものである。
図3において、エンジン1によって駆動されて発電する発電機2が、船舶には例えば3台設けられている。各エンジン1にはガバナモータ1aが取り付けられている。
このように発電機2が3台設けられている場合、各発電機2毎に発電機盤3が1号〜3号と3つ設けられている。
各発電機盤3には、オペレータが発電機の運転の指令操作を行うタッチ式の操作パネル5と、操作パネル5から出力された指令に基づいて発電機2を駆動するエンジン1を駆動制御するPLC(プログラマブル ロジック コントローラ)6と、船舶内の各種機器に配電を行う母線10と発電機2との間に設けられたACB(エアー サーキットブレーカ)遮断器7と、ACB開閉スイッチ8と、ガバナモータ1aのガバナスイッチ9とが設けられている。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a conventional power plant control system.
A conventional power plant control system performs control for operation and distribution of, for example, three generators that generate power by being driven by, for example, an engine serving as a prime mover in a ship.
In FIG. 3, for example, three
When three
Each
PLC6は、各ユニットに安定した電源を供給する電源ユニット11と、発電機2及びエンジン1の運転制御のプログラムを格納し、発電機2及びエンジン1の自動運転制御を行うCPU12と、他の発電機の運転状態とのやりとりを行うコントロールリンク13と、ACB開閉スイッチ8及びガバナスイッチ9のスイッチ信号が入力される入力ユニット14と、エンジン1及びガバナモータ1aへの駆動制御信号とACB開閉スイッチ8への開閉信号を出力する出力ユニット15とを備えて構成されている。なお、17は各コントロールリンク13を結ぶコントロールリンクラインである。
The
従来の発電プラント制御システムは上記のように構成され、通常は各発電機2に対応するPLC6によってそれぞれ必要とする電力を発電するよう自動操作される。
この自動操作とは、操作パネル5の運転開始スイッチが操作されると、PLC6のCPU12が内蔵されている自身の原動機1及び発電機2の運転制御プログラムに従ってエンジン1を駆動制御して発電機1が発電量を出力するよう制御したり、CPU12によるパワーマネージメントにより周波数を一定にしたり、他の発電機との同期(周波数を一致させ)を取り、他の発電機の発電量との負荷バランスを取ったり、ACB遮断器機7の開閉制御やガバナーモータ1aの制御を行うことをいう。
このようにして各発電機盤3の個々のPLC6が対応する原動機1及び発電機2の自動操作を行っている。
(上記従来の発電プラント制御システムは従来技術であるが、この従来技術が記載された刊行物はなかった)。
The conventional power plant control system is configured as described above, and is usually automatically operated to generate necessary power by the
In this automatic operation, when the operation start switch of the
In this way, the automatic operation of the
(The above conventional power plant control system is a prior art, but there was no publication describing this prior art).
上記のような従来の発電プラント制御システムでは、上述した自動操作が行われて複数の発電機2の連係が行われている場合に、1つのPLC6が電源ユニット11の故障や、CPU12の故障等により故障すると、故障したPLC6のCPU12が故障信号を出力して異常表示ランプを点灯させるため、故障したPLC6が分かる。
そこで、故障のPLC6に対してオペレータが手動操作を行って発電機2を駆動するエンジン1の運転を制御することとなる。
このオペレータによる手動操作は、操作パネル5の運転開始の押ボタンを押して手動運転を開始させる。次に、ACB開閉スイッチ8とガバナースイッチ9を入れ、発電機2を駆動可能な状態に設定する。
しかる後に、手動操作により発電機2を駆動するエンジン1の駆動制御を行い、発電機2が発電を開始したら、所定の発電量を出力させると共に、周波数を一定にしたり、他の発電機との同期を取り、他の発電機の発電量との負荷バランスを取ったり、負荷に対する台数制御を行う等のパワーマネージメントを行う必要がある。
このように従来の発電プラント制御システムでは、1つのPLC6が故障したときに、故障のPLC6を手動操作して発電機の運転を行わなければならないため、自動運転が基本としても故障時の対応のために常時衝動操作のためのオペレータを配置させて置かなければならず、手動操作が面倒であり、その手動操作も習熟した者が行わなければならないという問題があった。
また、自動操作のような有効なパワーマネージメントが働かないため、良質な電源が得られないという問題もあった。
In the conventional power plant control system as described above, when the above-described automatic operation is performed and a plurality of
Therefore, the operator manually operates the
In the manual operation by the operator, the manual operation is started by pressing the operation start push button on the
After that, when driving control of the
As described above, in the conventional power plant control system, when one
There is also a problem that a high-quality power source cannot be obtained because effective power management such as automatic operation does not work.
本発明に係る発電プラント制御システムは、複数の発電機と、前記複数の発電機をそれぞれ駆動する複数の原動機と、配電を行う母線と前記各発電機との間に設けられた遮断器と、該遮断器の開閉指令を出力する開閉スイッチと、前記各原動機及び発電機に対する各種運転指令を行う操作パネルと、前記複数の原動機及び発電機の運転制御プログラムを格納し、前記各操作パネルからの運転指令に基づいて前記原動機及び発電機を駆動制御するCPUと、前記CPUと連系し、該CPUから運転情報を受け、他の発電機の運転状態とのやりとりをコントロールリンクラインを介して行うコントロールリンクと、前記開閉スイッチのスイッチ信号を受けて前記CPUに送る入力ユニットと、前記CPUからの前記原動機への駆動信号と前記遮断器への開閉信号を出力する出力ユニットとを備えた発電プラント制御システムにおいて、前記各コントロールリンクと前記各入力ユニット及び前記各出力ユニットとの間にゲート手段を設け、前記各ゲート手段をデバイスネットで接続し、前記複数のCPUCのうち、少なくとも1つのCPUからの故障信号を受けた他のCPUは該CPUと連系するコントロールリンクと接続されている前記ゲート手段が前記デバイスネットを介して故障したCPUと連系するコントロールリンクと接続されているゲート手段と接続し、前記他のCPUは故障したCPUと連系する入力ユニット及び出力ユニットと連系して故障したCPUに対応する原動機及び発電機の運転制御プログラムを実行するようにしたものである。 A power plant control system according to the present invention includes a plurality of generators, a plurality of prime movers that respectively drive the plurality of generators, a busbar that performs power distribution, and a circuit breaker provided between each of the generators, An open / close switch for outputting an open / close command for the circuit breaker, an operation panel for performing various operation commands for each of the prime movers and generators, and an operation control program for the plurality of prime movers and generators are stored. A CPU that drives and controls the prime mover and the generator based on an operation command, and is linked to the CPU, receives operation information from the CPU, and communicates with the operation state of other generators via a control link line. A control link; an input unit that receives a switch signal of the open / close switch and sends the signal to the CPU; a drive signal from the CPU to the prime mover; In a power plant control system comprising an output unit that outputs an opening / closing signal to the control unit, a gate means is provided between each control link, each input unit, and each output unit, and each gate means is connected to a device network. Other CPUs that are connected and have received a failure signal from at least one CPU among the plurality of CPUCs, the gate means connected to the control link linked to the CPU has failed via the device net A prime mover and a generator connected to the gate means connected to the control link linked to the CPU, and the other CPU is linked to the failed input unit and the output unit linked to the failed CPU. The operation control program is executed.
本発明は以上説明したとおり、複数の発電機をそれぞれ駆動する複数の原動機と、各原動機及び発電機に対する各種運転指令を行う操作パネルと、複数の原動機及び発電機の運転制御のプログラムを格納し、前記各操作パネルからの運転指令に基づいて前記原動機及び発電機を駆動制御するCPUと、CPUと連系し、該CPUから運転情報を受け、他の発電機の運転状態とのやりとりをコントロールリンクラインを介して行うコントロールリンクと、配電を行う母線と各発電機との間に設けられた遮断器を開閉させる開閉スイッチの開閉指令を受けてCPUに送る入力ユニットと、CPUからの原動機への駆動信号と遮断器への開閉信号を出力する出力ユニットとを備え、各コントロールリンクと各入力ユニット及び各出力ユニットとの間にゲート手段を設け、各ゲート手段をデバイスネットで接続し、複数のCPUCのうち、少なくとも1つのCPUからの故障信号を受けた他のCPUは該CPUと連系するコントロールリンクと接続されているゲート手段をデバイスネットを介して故障したCPUと連系するコントロールリンクと接続されているゲート手段と接続し、他のCPUは故障したCPUと連系する入力ユニット及び出力ユニットと連系し、故障したCPUに対応する原動機及び発電機の運転制御プログラムを実行するようにしたので、複数のCPUCのうち、少なくとも1つのCPUが故障した場合に、他の正常なCPUのコントロールリンクが故障したCPUと連系する入力ユニット及び出力ユニットとデバイスネットを介して連系し、他の正常なCPUは故障の入力ユニットから開閉スイッチの開閉指令を受け、故障の出力ユニットから原動機への駆動信号と遮断器への開閉信号を出力するようにして故障したCPUに対応する原動機及び発電機の運転制御プログラムを実行することにより、故障したCPUのバックアップをして自動操作による無人運転を継続することができる。
従って、故障時の対応のために常時操作に習熟したオペレータを配置させて置かなくて済み、自動操作による無人運転が継続されるため、有効なパワーマネージメントが働いて良質な電源が継続して得られる。
As described above, the present invention stores a plurality of prime movers that respectively drive a plurality of generators, an operation panel that gives various operation commands to each prime mover and the generators, and a program for operation control of the plurality of prime movers and the generators. , A CPU for controlling driving of the prime mover and the generator based on an operation command from each of the operation panels, and a linkage with the CPU, receiving operation information from the CPU, and controlling exchanges with the operation states of other generators An input unit that sends an open / close switch command to open and close a circuit breaker provided between a control link that is connected via a link line, a power distribution bus, and each generator to the CPU, and a motor from the CPU Between each control link and each input unit and each output unit. Gate means are provided, each gate means is connected by a device net, and among the plurality of CPUCs, other CPUs having received a failure signal from at least one CPU are connected to a control link linked to the CPU. The device is connected to the gate means connected to the control link linked to the failed CPU via the device net, and the other CPU is linked to the input unit and the output unit linked to the failed CPU, and has failed. Since the operation control program for the prime mover and the generator corresponding to the CPU is executed, when at least one of the CPUCs fails, the control link of another normal CPU is connected to the failed CPU. Connected to the input / output unit via the device net, and other normal CPUs failed Receives an open / close switch command from the input unit and outputs a drive signal from the failed output unit to the prime mover and an open / close signal to the circuit breaker to execute the operation control program for the prime mover and generator corresponding to the failed CPU By doing so, it is possible to back up the failed CPU and continue unattended operation by automatic operation.
Therefore, it is not necessary to place an operator who is familiar with operation at all times in order to cope with a failure, and since unattended operation by automatic operation is continued, effective power management works and a good quality power supply is continuously obtained. It is done.
図1は本発明の実施の形態1に係る発電プラント制御システムの構成を示すブロック図、図2は同発電プラント制御システムの1つのPLCが故障した場合の発電制御動作を示すフローチャートである。
図1において、この実施の形態1も従来例と同様に、ガバナモータ1aが取り付けられたエンジン1によって駆動されて発電する発電機2が船舶に例えば3台設けられ、各発電機2毎に発電機盤3が1号〜3号と3つ設けられている。
各発電機盤3には、オペレータが発電機の運転の指令操作を行うタッチ式の操作パネル5と、操作パネル5から出力された指令に基づいて発電機2を駆動するエンジン1を駆動制御するPLC6と、船舶内の各種機器に配電を行う母線10と発電機2との間に設けられたACB遮断器7と、ACB開閉スイッチ8と、ガバナモータ1aのガバナスイッチ9とが設けられている。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a power plant control system according to
In FIG. 1, in the same manner as in the conventional example, the first embodiment is also provided with, for example, three
Each
各PLC6は、各ユニットに安定した電源を供給する電源ユニット11と、3台分の発電機2及びエンジン1の運転制御プログラムを格納し、発電機2及びエンジン1の自動運転制御を行うCPU12と、他の発電機の運転状態とのやりとりを行うコントロールリンク13とを備えて構成されている。そして、各PLC6のコントロールリンク13はコントロールリンクライン17で結ばれている。なお、各CPU12は3台分の発電機2及びエンジン1の運転制御のプログラムを格納している。
また、各PLC6のコントロールリンク13の入出力ポートにはデバイス用ゲート21が接続されており、そのデバイス用ゲート21は入力ゲート22を介して出力ゲート23と接続されている。
その各入力ゲート22にはACB開閉スイッチ8及びガバナスイッチ9のスイッチ信号が入力される入力ユニット14が接続されている。また、各出力ゲート23にはエンジン1及びガバナモータ1aへの駆動制御信号とACB開閉スイッチ8への開閉信号を出力する出力ユニット15が接続されている。
Each
Further, a
Each
そして、1号の発電機盤3における入力ゲート22と2号の発電機盤3における入力ゲート22とはデバイスネット26で接続され、2号の発電機盤3におけるデバイス用ゲート21と3号の発電機盤3における入力ゲート22とはデバイスネット26で接続されている。
また、各PLC6の電源ユニット11、CPU12、コントロールリンク13は、モジュールとしてそれそれ独立したカセットスタイルに構成されているため、モジュール交換が極めて容易で、短時間で行うことができる。また、入力ユニット14及び出力ユニット15も、モジュールとしてそれそれ独立したカセットスタイルに構成されているため、モジュール交換が極めて容易で、短時間で行うことができる。
The
Further, since the
次に、本発明の実施の形態1に係る発電プラント制御システムの1つのPLCが故障した場合の発電制御動作を図2のフローチャートに基づいて説明する。
発電プラント制御システムにおける通常の発電のための運転制御は、従来例と同様であり、その説明は省略する。
発電プラント制御システムの各発電機盤3に対応する発電機2が、その発電機盤3におけるPLC6の自動操作によってそれぞれ必要とする電力を発電している場合、各PLC6のCPU12は正常に動作しており(ステップS1)、コントロールリンク13はコントロールリンクライン17を介して互いに他の発電機2の運転状態のやりとりをしており、その情報はCPU12に伝えられる(ステップS1)。
Next, the power generation control operation when one PLC of the power plant control system according to
Operation control for normal power generation in the power plant control system is the same as in the conventional example, and the description thereof is omitted.
When the
そして、各CPU12では自分の発電機2の運転状態と共に他の発電機2の運転状態も監視しており、他の発電機の運転がそのCPU12の故障等によって異常となったかどうかを見ている(ステップS2)。
例えば1号発電機盤3のPLC6のCPU12が故障すると、故障したCPU12が故障信号を出力すると共に故障表示ランプを点灯させる(ステップS3)。また、1号発電機盤3のPLC6のCPU12が故障せず、正常であればそのまま無人で自動運転を継続する(ステップS4)。
1号発電機盤3におけるCPU12からの故障信号をコントローラルリンクライン17を介して受けた2号発電機盤3及び3号発電機盤3におけるCPU12のうち、例えば2号発電機盤3におけるCPU12が1号発電機盤3におけるCPU12のバックアップを行う(ステップS5)。
Each
For example, when the
Of the
このように、2号発電機盤3のCPU12が1号発電機盤3のCPU12をバックアップできるのは、2号発電機盤3のCPU12には、1号発電機盤3の発電機の運転制御プログラムが格納されていることと、1号発電機盤3のACB開閉スイッチ8及びガバナスイッチ9のスイッチ信号が入力される入力ユニット24とエンジン1及びガバナモータ1aへの駆動制御信号とACB開閉スイッチ8への開閉信号を出力する出力ユニット25が入力ゲート22及び出力ゲート23を経てデバイスネット26を介して1号発電機盤3の入力ゲート22及び出力ゲート23に接続されるからである。
2号発電機盤3のCPU12が1号発電機盤3のCPU12をバックアップすることにより、1号発電機盤3における発電機2の無人の自動運転を継続することができる(ステップS6)。
As described above, the
Since the
2号発電機盤3のCPU12が1号発電機盤3のCPU12をバックアップして発電機2の無人の自動運転を継続する内容としては、自動周波数一定制御、自動同期投入制御、自動負荷分担制御、自動負荷移行制御、負荷量監視による発電機台数制御、母線電圧/周波数異常による発電機自動切換え等がある。このうちには、パワーマネージメントである自動周波数一定制御、自動負荷分担制御及び発電機台数制御が含まれている。
このようにして1号発電機盤3における発電機2の無人の自動運転が継続されることとなる(ステップS7)。
The contents of the
In this way, unattended automatic operation of the
この実施の形態1では、各発電機盤3に対応する発電機2について、その発電機盤3におけるPLC6のCPU12がそれぞれ発電機2の無人の自動運転を行っている場合に、例えば1号発電機盤3のPLC6のCPU12が故障すると、故障したCPU12が故障信号を出力し、その故障信号をコントロールリンクライン17を介して受けた2号発電機盤3及び3号発電機盤3におけるCPU12のうち、例えば2号発電機盤3におけるCPU12が1号発電機盤3におけるCPU12をバックアップを行うことができるようにしたので、従来のような故障時の対応のために常時オペレータを配置させて置かなければならず、手動操作が面倒であるという問題がなく、有効なパワーマネージメントも働くため、良質な電源を得ることが可能となった。
In the first embodiment, for the
上記実施の形態1では、3つの発電機盤3にそれぞれ対応する発電機2について、各発電機盤3におけるPLC6のCPU12がそれぞれの発電機2の無人の自動運転を行っている場合に、そのうちの1つのCPU12が故障したときに他のCPU12がバックアップを行うようにしているが、複数の発電機盤3にそれぞれ対応する発電機2についても、そのうちの1つのCPU12が故障したときに他のCPU12がバックアップを行うことができることは勿論である。
また、3台のCPU12のうち、2台のCPU12が故障しても、残りの1台のCPU12が故障のCPU12をバックアップできることは勿論である。
さらに、上記実施の形態1では、船舶内に設けられた発電機を対象としているが、船舶以外の他のプラントに複数設けられる発電機についても適用できることはいうまでもない。
In the first embodiment, when the
Of course, even if two
Furthermore, in
1 エンジン(原動機)、2 発電機、3 発電機盤、5 操作パネル、6 PLC、7 ACB遮断器、8 ACB開閉スイッチ、9 ガバナスイッチ、10 母線、11 電源ユニット、12 CPU、13 コントロールリンク、17 コントロールリンクライン、21 デバイス用ゲート、22 入力ゲート、23 出力ゲート、24 入力ユニット、25出力ユニット、26 デバイスネット。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記複数の発電機をそれぞれ駆動する複数の原動機と、
配電を行う母線と前記各発電機との間に設けられた遮断器と、
該遮断器の開閉指令を出力する開閉スイッチと、
前記各原動機及び発電機に対する各種運転指令を行う操作パネルと、
前記複数の原動機及び発電機の運転制御プログラムを格納し、前記各操作パネルからの運転指令に基づいて前記原動機及び発電機を駆動制御するCPUと、
前記CPUと連系し、該CPUから運転情報を受け、他の発電機の運転状態とのやりとりを信号伝送ラインを介して行うコントロールリンクと、
前記開閉スイッチのスイッチ信号を受けて前記CPUに送る入力ユニットと、
前記CPUからの前記原動機への駆動信号と前記遮断器への開閉信号を出力する出力ユニットと、
を備えた発電プラント制御システムにおいて、
前記各コントロールリンクと前記各入力ユニット及び前記各出力ユニットとの間にゲート手段を設け、
前記各ゲート手段をデバイスネットで接続し、
前記複数のCPUのうち、少なくとも1つのCPUからの故障信号を受けた他のCPUは該CPUと連系するコントロールリンクと接続されている前記ゲート手段が前記デバイスネットを介して故障したCPUと連系するコントロールリンクと接続されているゲート手段と接続し、前記他のCPUは故障したCPUと連系する入力ユニット及び出力ユニットと連系して故障したCPUに対応する原動機及び発電機の運転制御プログラムを実行するようにしたことを特徴とする発電プラント制御システム。 Multiple generators,
A plurality of prime movers that respectively drive the plurality of generators;
A circuit breaker provided between the bus for power distribution and each of the generators;
An open / close switch for outputting an open / close command of the breaker;
An operation panel for giving various operation commands to the respective prime movers and generators;
A CPU for storing an operation control program for the plurality of prime movers and generators, and driving and controlling the prime movers and the generators based on operation commands from the operation panels;
A control link that is linked to the CPU, receives operating information from the CPU, and communicates with the operating state of other generators via a signal transmission line;
An input unit that receives the switch signal of the open / close switch and sends it to the CPU;
An output unit that outputs a drive signal from the CPU to the prime mover and an open / close signal to the circuit breaker;
In a power plant control system equipped with
A gate means is provided between each control link and each input unit and each output unit,
Each gate means is connected by a device net,
Among the plurality of CPUs, other CPUs that have received a failure signal from at least one CPU are connected to the CPU in which the gate means connected to the control link linked to the CPU has failed via the device net. Operation control of a prime mover and a generator corresponding to a failed CPU connected to an input unit and an output unit connected to a failed CPU connected to a gate means connected to a control link to be connected A power plant control system characterized in that a program is executed.
Each CPU, each control link, each input unit, and each output unit corresponding to each generator constitutes a programmable controller, and each member constituting the programmable controller is an independent cassette style as a module. The power plant control system according to claim 1 or 2, wherein the power plant control system is formed.
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- 2005-06-13 JP JP2005171862A patent/JP2006352936A/en active Pending
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