JP2012014474A - 信号名設定方法およびシステム - Google Patents

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【課題】重複しない信号名を付加し、ロジック処理設計における信号名付加作業を確実、容易にする信号名設定方法およびシステムを提供する。
【解決手段】一連のシーケンスロジックを適宜のシート単位に分割し、シートごとに入力名と、出力名をユニークに決定するための信号名設定方法において、シートの入力と出力に、このシート内でユニークなローカル信号名を付与し、このシートに、このシートの機能に関連して機能名を付与し、各シートの出力に機能名の後にローカル信号名を付した出力の本番信号名を決定し、各シートの信号名と、機能名を関連つけて抽出して、入力信号関連情報と出力信号関連情報の対比により、当該シートの出力を受ける他のシートの入力を決定し、決定された入力の信号名を、送り側のシートの出力の本番信号名に置換する。
【選択図】図1

Description

本発明は、ディジタル形保護継電装置のロジック図処理機能における、信号名の設定方法およびシステムに関する。
電力系統を保護するディジタル形保護継電装置は、電力系統の電流・電圧などの電気量や、機器や装置の運用状態(開閉器の入/切、装置の使用/不使用など)を入力とし、保護継電演算により電力系統における事故の発生有無を判定する。事故発生を検出した際は、保護継電装置内の複数の保護継電要素間の時間協調や、他の保護継電装置との時間協調や、機器や装置の運用状態などに基づき、遮断器に対しトリップ指令を出力する。また、人間系に当該保護継電装置動作によるトリップを通知するために、監視制御装置などの他装置へ当該保護継電装置の動作情報を出力する。
上記したところのディジタル形保護継電装置内の働きを機能的に大別すると、電流、電圧、遮断器接点などの入力部分、複数の保護継電要素を含み電流、電圧情報を用いて事故検出を行う演算部分、演算部分での複数の保護継電要素の動作、不動作状態から遮断器の引き外しを決定するシーケンスロジック部分、遮断器引き外し指令を与える出力部分となる。
これらの機能の多くの部分は、ディジタル処理にて実行されるので、各部ごとにソフトウエア処理の設計を行う必要がある。このうち、特にシーケンスロジック部分のロジック処理は、複数の保護継電要素での保護継電演算による事故発生の検出を受けて、トリップ指令や動作情報などの出力を決定するための論理演算処理であり、その処理内容は、展開接続図上にロジック図で表記される。
このロジック図は、装置規模によるが保護継電装置を構成する配電盤1面あたり、100枚前後のシートで構成される。ここで、シートとは、シーケンスロジック部を構成する一連の上流(演算部分での複数の保護継電要素の動作、不動作状態)から下流(遮断器の引き外し)に至るシーケンス処理を、適宜の単位で分割したものであり、例えばシートAの出力線(出力信号)がシートBの入力線(入力信号)になるという関係にある。
このため、ロジック図のシート間の信号のつながりは信号名で表現される。例えば、シートAのロジック図のある1つの出力信号がシートBのロジック図のある1つの入力信号とつながっている場合は、それぞれの信号に同一の信号名を表記することによりその接続が表現される。
この信号は、シート1枚あたり10〜20個の信号が存在するので、仮に100枚前後のシートで構成されるロジック図の場合には、全体で1000〜2000個程度の信号名が存在することとなる。これらの信号には、個々にユニークな信号名を付加する必要があり、異なる信号に同じ信号名を付与することは避けなければならない。また、これらの信号名は、論理回路の意味を把握しやすくするために、単なる英数字の連番による名称ではなく、各信号の意味を表現した名称とした上で、ユニークな名称である必要がある。
これに対し、各種の回路にユニークな名前を命名する手法として、特許文献1、特許文献2などが知られている。
特開平4−38567号公報 特開昭64−82261号公報
上記の特許文献においては、階層型回路構成を前提として上位、下位層間でのユニークな名前の命名を図るものである。保護継電装置のシーケンスロジック部のような、一連の処理判断を幾つかのシート単位に分割して表現するようなものにおけるシート入力、シート出力間の問題を扱ったものではない。
このため、結局のところ従来のロジック処理の設計手順においては、これら膨大な数の信号に対して、個々にユニークな信号名を設計者が頭で考え付加している。この作業は、信号数が膨大であるため、ユニークな名称を考え出すために大きな作業負担、作業時間を要するほか、誤って重複した信号名を付加するなどのヒューマンエラーも発生しやすくなる。
以上のことから本発明の目的は、重複しない信号名を付加し、ロジック処理設計における信号名付加作業を確実、容易にする信号名設定方法およびシステムを提供することにある。
本発明の信号名設定方法は、この課題を解決するため、一連のシーケンスロジックを適宜のシート単位に分割し、シートごとに入力名と、出力名をユニークに決定するための信号名設定方法において、シートの入力と出力に、このシート内でユニークなローカル信号名を付与し、このシートに、このシートの機能に関連して機能名を付与し、各シートの出力に機能名の後にローカル信号名を付した出力の本番信号名を決定し、各シートの信号名と、機能名を関連つけて抽出して、入力信号関連情報と出力信号関連情報の対比により、当該シートの出力を受ける他のシートの入力を決定し、決定された入力の信号名を、送り側のシートの出力の本番信号名に置換する。
なお、一連のシーケンスロジックとは、保護継電装置の保護継電演算結果を受けて電力系統を操作するシーケンスロジックであり、シートの機能に関連して付与される機能名とは、保護継電装置に関係するパラメータに応じて決定されるのがよい。
また、シートの機能に関連して付与される機能名は、一連のシーケンスロジックの複数のシートに対してユニークとされるのがよい。
本発明の信号名設定システムは、この課題を解決するため、CAD作成された一連のシーケンスロジックを適宜のシート単位に分割し、シートごとに入力名と、出力名をユニークに決定するための信号名設定システムであって、シート単位のCAD図面の入力と出力に、このシート内でユニークなローカル信号名と、このシートに、このシートの機能に関連した機能名が付与された第1のCAD図面と、各シートの機能名の後にローカル信号名を付して出力の本番信号名とした第2のCAD図面と、各シートの入力の信号名が、他のシートの出力の本番信号名に置換された第3のCAD図面を保持する。
なお、第2のCAD図面から抽出した入力、出力とその関連情報を機能名と関連付けて記憶する第1のデータベースと、第1のデータベースの情報を入力、出力名を機能名と関連付けて表示するモニタを備えるのがよい。
また、モニタに表示された入力信号関連情報と出力信号関連情報の対比により決定された当該シートの出力と、これを受ける他のシートの入力の対応を記憶する第2のデータベースを備えるのがよい。
また、第2のCAD図面に第2のデータベースの情報を加味して第3のCAD図面を得るのがよい。
以上のとおり、本発明によれば、ロジック処理の設計者は、ロジック図の各シート内でユニークであればよいローカル信号名の付加と、各シートの機能を表す4つ程度のパラメータ入力を実施すれば、全シート間でユニークな信号名がCADソフト上でロジック図に付加されるため、信号名付加作業に関する工数が低減され、品質が向上する。
本発明の実施形態を示すロジック図への信号名付加手順を示す図。 ロジック図の全体構成の一例を示す図。 シーケンスロジック部内シートの具体的な一例を示す図。 パラメータ設定の一例を示す図。 設定された機能名の一例を示す図。 事前準備されたシートの一例を示す図。 図6シートの出力信号を本番信号名に変換したシートを示す図。 事前準備されたシートの一例を示す図。 図8シートの出力信号を本番信号名に変換したシートを示す図。 入力信号について信号名抽出して作成したデータベースを示す図。 出力信号について信号名抽出して作成したデータベースを示す図。 入力と出力信号を対比して表示するモニタ画面の一例を示す図。 モニタ画面上の対応を示す図。 接続定義により作成されたデータベースの一例を示す図。 図7シートの入力信号も本番信号名に変換したシートを示す図。 図9シートの入力信号も本番信号名に変換したシートを示す図。
以下、本発明の実施例について図を用いて説明する。
まず、ロジック図の全体構成について図2で説明する。同図でSHは、複数のシートで構成されたシート群を示している。この中で、シーケンスロジック部を構成するシート群は、保護ロジックに関するシート群SH−P,遮断器制御に関するシート群SH−CB,表示に関するシート群SH−Dである。ここで、本発明はシーケンスロジック部の信号名を設定するものではあるが、その前後の機能部分との間でも信号名を統一しておく必要がある。
そのため、保護継電装置の他の機能として、例えば演算部には演算部シート群SH−RY、入力部にはディジタル入力シート群SH−DI,ヒューマンインターフェイス入力シート群SH−HII,出力部にはディジタル出力シート群SH−DO,ヒューマンインターフェイス表示シート群SH−HIDを準備しておく。なお、これらの保護継電装置の他の機能のシート群は、上流側の演算部、入力部ではシーケンスロジック部に受け渡す信号名(信号線)の一覧が準備できればよく、下流側の出力部もシーケンスロジック部から受け渡される信号名(信号線)の一覧が準備できればよい。
図3は、シーケンスロジック部を構成するシート群の中から、任意の2枚を抽出したものであり、例えばSH−P1は保護ロジックに関するシート群SH−Pの中の一枚、SH−D1は表示に関するシート群SH−Dの中の一枚である。これらのシートにおいては、入力202または212を用いた論理演算を実行し、出力203または213を与えている。これらのシートは、CAD情報として作成されたものである。
以下、上記のようなシート群の間で、信号名を設定することについて、図1を参照して説明する。図1は本発明の実施形態を示すロジック図への信号名付加手順である。
以下、図1の処理手順ごとに説明するが、その前にこの図で使用する枠の形状の意味について説明しておくと、ステップS101と、S102と、S105は、設計者による作業を示している。また、CAD1、CAD2,CAD3は、各作業段階におけるCAD図面(あるいはCADデータ)、ステップS103、S104,S106は、計算機などを用いて実行される処理、DB1,DB2は計算機などを用いて実行される処理の結果として生成されるデータベースを示している。
この図では、ステップS103以降の信号名設定処理を実行する前の準備段階として、ステップS101とS102の処理が設計者により事前に行われ、CAD図面CAD1が準備されているものとする。
〔ロジック図入力〕:ステップS101
図1のステップS101において、CADソフトを用いて予め作成されたロジック図を入力する。このロジック図は、シーケンスロジック部のシーケンス処理を示す展開接続図であり、例えば図2のような全体内容のものである。図3は、図2の展開接続図のなかの2シート分について簡単に示したロジック図SH−P1とSH−D1の例を示す。
ここで、各シートSH−P1とSH−D1のロジック図の各信号202、203、212、213のそれぞれには、各シート内でユニークな信号名を記載しておく。これは、シートSH−P1の入力信号202の場合には例えば保護継電要素を意味するRYA,RYB,RYC,運用設定を意味するUSEなどであり、出力信号203の場合には例えば瞬時動作、タイマ後動作を意味するOP,SOP,TSOPなどである。また、シートSH−D1の入力信号212の場合には保護継電要素の動作、強制制御、あるいは遮断器の引き外しを意味するFOP,TRP,OPA,OPB,OPCなどであり、出力信号213の場合には動作表示を意味する30TR,30TRA,30TRB,30TRCなどである。この記載の仕方は、任意の考え方に基づいて行われてよいが、ここではその信号の意味が類推できるような命名としておくのがよい。
これをローカル信号名と呼ぶこととする。このローカル信号名は単一シート内でユニークであれば、他のシートとは名称が重複しても良く、この段階で他シートとの重複を気にする必要はない。
〔パラメータ入力〕:ステップS102
一方、もう1つの準備段階での処理として、ロジック図の各シートを描く際に、各シートにパラメータ入力を実施しておく。このパラメータ入力は、各シートにシート固有の名称を付与する(シート番号、あるいはシート名称を付ける)ことであるが、単なる名称ではなく、このシートによる論理回路、ロジック図が実現している機能を表すものとされる。
パラメータの決定には種々のものが考えられるが、電力系統に適用される保護継電装置の場合には、具体的には、図4の要素で構成されるのがよい。ここでの要素は、4段階(301−304)に区分され、段階ごとに記号表示された4つの記号の連続表示とされる。4段階の最上位段階301は、電力系統を主回路ごとに区分したものであり、例えば主回路が送電線であれば1号線/2号線などの回線での区別、母線であれば、甲母線/乙母線などの母線での区別、変圧器であれば1号変圧器/2号変圧器などの区別をする。
これらの区別を表記するについては、2桁程度の数字或いは英文字を用いて記号表記するのがよい。図4の記号例の欄に一例を示すが、例えば1号線1L/2号線2L、甲母線X/乙母線Y、1号変圧器1B/2号変圧器2Bなどとする。
4段階の第2段階302は、最上位段階301の主回路区分の前提の上で、そのシートの機能で区分したものである。先に図2において、シーケンスロジック部のシーケンスが幾つかのシート群に分かれていることを説明したが、このシート群単位で分けたものと考えるのが理解しやすい。図2の例では、保護、遮断器制御、表示の機能単位に群を構成していたが、さらに再閉路などを追加してもよい。
この機能を表記する上での記号例の考え方は、主回路区分での考え方を踏襲すればよい。ここでは、保護継電要素RY,保護PR,再閉路RC,遮断器制御CB,動作表示AL,ディジタル入力DI,ヒューマンインターフェイス入力HIなどと略記表記する。
なお、図4において、機能区分302が必須としたのに対して、主回路区分301が、任意としたのは、盤構成によっては例えば1号線/2号線を一括収納している場合と、1号線のみ収納した場合とがあり、後者では主回路区分を設けて他の回線と区別する必然性に欠けるためである。
4段階の第3段階303は、機能区分の中でさらに機能要素で区分したものである。例えば機能区分が保護の場合に、機能要素としては保護継電要素ごとに区分し、例えば差動保護87S、短絡距離44S、地絡方向67Gといった観点での区分を行う。
4段階の第4段階304は、機能要素区分の中で同じ機能要素が複数ある場合に、さらに連続番号を付して区別するなどである。
このパラメータの組合せにより、各シートのロジック図が持つ機能をユニークに表現することができる。機能区分302と機能要素名303は必須パラメータであり、主回路区分301と補助区分304は任意パラメータである。補助区分304は他の3つのパラメータでユニークに機能を表現できない場合にそれぞれを区別するために用いる。
図5は、このようにして決定された4段階の区分を、連続する記号で表示することで、シート名称としたものであり、このようにして定められたシート名称を機能名と呼ぶことにする。図5の例1の場合、主回路区分は1L(1号線)、機能区分はPR(保護)、機能要素名は87S(差動保護)であるので、これらを高位段階順に表記した機能名204は、1LPR87Sとされる。例2、例3も考え方は同じなので説明を省略する。
これらのパラメータの組合せは、決められた記号の組合せによる文字列で表現し、後のステップS103で信号名の一部に使用する。このパラメータ設定は、各シートにつきわずか4つ以下のパラメータを設定するのみであるため、作業量は極めて少なくてすむ。
ステップS101,S102における事前の準備作業に基づき、CAD図面CAD1としては、例えば前記の図3に示したシートSH−P1の例では、図6に示すように入力信号202と出力信号203にそれぞれローカル信号名が付与され、かつシート名称としてパラメータ設定に基づいて機能名(1LPR87S)が付与されたものとなっている。同様に、前記の図3に示したシートSH−D1の例では、図8に示すように入力信号212と出力信号213にそれぞれローカル信号名が付与され、かつシート名称としてパラメータ設定に基づいて機能名(1LAL87S2)が付与されたものとなっている。
〔信号名置換(出力信号)〕:ステップS103
この段階において、図6、図8の各シートの入力信号名、出力信号名には、ローカル信号名が記載されているが、これらのうち、出力信号のローカル信号名203,213を図7、図9に示すようにCAD上で置換する。すなわち、図6の場合、図7に示すように、出力信号のローカル信号名203の頭に機能名204(1LPR87S)を付加し、両者をアンダーバーでむすぶような体系の名称503を新規に作成する。同様に、図8の場合、図9に示すように、出力信号のローカル信号名213の頭に機能名204(1LAL87S2)を付加し、両者をアンダーバーでむすぶような体系の名称513を新規に作成する。
前述のとおり、機能名204は全シート間でユニークになっているので、この置換後の出力信号名503,513は、全シート間でユニークとなる。この信号名を本番信号名と呼ぶこととする。
この時、信号名置換は各シートの出力信号に対して実施する。これは保護継電装置のロジック図においては、全シートで使われる信号は出力信号の集合で全てが網羅されること、および、出力信号はそれぞれがユニークで出力信号間で意味上の重複は必ずないことから、出力信号を命名すればロジック図の全ての信号を命名することができるためである。
また、入力信号は他シートあるいは自シートの出力信号が必ず接続されるので、接続元の出力信号名が当該入力信号の名称となる。従って、出力信号を命名すれば全ての信号を命名することとなる。
従って、次の段階においては、全シートの出力信号がユニークにできたので、全シートの入力信号202をユニークにする為の一連の処理を実行する。
〔信号名抽出〕:ステップS104
入力信号ユニーク化の第1段階として、出力信号名の置換を実施した後は、出力信号と入力信号の接続を定義する。ここで、この定義作業は、ステップS105において設計者がCAD図面を参照して自ら手作業により行うことになるので、この作業を容易とするために、図7、図9に示す出力信号名置換後のロジック図から各シートの入力信号名(ローカル信号名)、出力信号名(本番信号名)に対してCAD上で信号名抽出作業を実施し、抽出したデータをデータベース化してデータベースDB1を生成する。そのうえで、入力と出力を一覧表示させることで、設計者の定義作業を容易に行わせるための支援を行う。
図10は、入力信号から抽出された信号名を、番号と、シート名と、機能名204と、ローカル信号名202で関連付けて抽出してデータベースとしたものである。番号は、入力を意味するIを先頭に任意の桁数の連続番号で表記している。シート名と、機能名204と、ローカル信号名202,212は、今までに説明した規則に従って表記されている。ここには、図7と図9の全ての入力が表示されている。
図11は、出力信号から抽出された信号名を、番号と、シート名と、機能名204と、本番信号名503,513と、出力信号の説明とを関連付けて抽出してデータベースとしたものである。番号は、出力を意味するoを先頭に任意の桁数の連続番号で表記している。シート名と、機能名204と、本番信号名503,513は、今までに説明した規則に従って表記されている。なお、出力信号の説明は、設計者が本番信号名をみれば、容易に理解できる事項であるが、参考情報を含めて表示しておくのがよい。ここには、図7と図9の全ての出力項目以外に、関連する他のシート(シート11、シート31、シート34)の出力も表示している。
〔信号接続定義〕:ステップS105
図10、図11のように、データベースDB1に蓄積された入力信号と出力信号のデータは、設計者による接続定義を容易に行わせるために、図12のような形にしてモニター画面上に表示される。
画面表示の好適な例では、入力信号と出力信号のデータを関連情報と共に一覧表示させる。ここでは、接続元の表示情報として、機能名204と、出力信号(本番信号名)503,513と、出力信号の説明を表示する。また接続先としてシート名と、機能名204と、入力信号名(ローカル信号名)202,212とを対比させて表示する。
設計者は、この表示情報を見ながら接続定義を行うわけであるが、これを行う考え方としては、出力信号は、他のシートの入力信号であること、図2のシート群の間には、上流、下流の関係があること、シート間では、機能名に関連がある場合が多いことといった、知見を元に接続定義を実施することができる。
図12は、右側欄に接続元である出力関係の情報を、左側欄に接続先である入力関係の情報を併記表示しているが、ここでの対比作業(接続定義)を容易にするには、画面上で幾つか表示に工夫がされていると実施しやすい。例えば、右側欄と、左側欄が、この単位でそれぞれ上下にスクロールできること、特定のキーを持つ情報のみが表示できる(例えば、図12に図示の情報の中から、87Sに関連する情報のみを表示できる)ことなどができるように表示されるのがよい。
設計者は図12において、例えば接続元の本番信号名1LPR87S_TSOPの接続先を、ここからわかる情報1L、87Sから限定し、さらに保護機能PRの下流の機能であることなどを参考に、接続先が1LAL87S_OPAであることを突き止める。あるいは設計者は、接続先の入力信号(ローカル信号名)に対し、その機能名とローカル信号名などから、接続元(機能名)、出力信号(本番信号名)を突き止める。図13は、このようにして決定した接続先を矢印で表示したものである。
さらに、図14はこの結果からローカル信号名で表示されていた入力信号を、本番信号名の入力信号802に変更する為のデータベースDB2を作成したものであり、例えば、203番に表示されているシートSH−D1、機能名1LAL87S,ローカル信号名OPAを、本番信号名1LRY87S_Aに変更することを表している。
〔信号名置換(入力信号)〕:ステップS106
次いで、図14のデータベースDB2が持つ接続定義データを使い、各シートの入力信号名に対しCAD上で信号名置換を実施する。すなわち、図7、図9において、入力信号名(ローカル信号名)202、212を、接続元の出力信号名(本番信号名)802,812に置換する。
図15と図16は、図7と図9に、さらに入力信号の本番信号名を付加したものであり、CAD3には、図15と図16が最終成果物として導かれる。
以上詳細に述べたように、全シートのロジック図の全信号名が、単に英数字の連番による信号名ではなく、信号の意味を表現した信号名により、ユニークに付加された状態となる。
上記説明は、保護継電装置のシーケンスロジック部分を例としたが、多くのシーケンスで適用可能である。
S101、S102、S105:設計者による入力作業
CAD:CAD図面
S103,S106:信号名置換
DB:データベース
202,212:入力信号(ローカル信号名)
203,213:出力信号(ローカル信号名)
204:機能名
301、302、303、304:ロジック図シートのパラメータ
503,513:出力信号(本番信号名)
802,812:入力信号(本番信号名)

Claims (7)

  1. 一連のシーケンスロジックを適宜のシート単位に分割し、シートごとに入力名と、出力名をユニークに決定するための信号名設定方法において、
    前記シートの入力と出力に、このシート内でユニークなローカル信号名を付与し、このシートに、このシートの機能に関連して機能名を付与し、各シートの出力に機能名の後にローカル信号名を付した出力の本番信号名を決定し、各シートの信号名と、機能名を関連つけて抽出して、入力信号関連情報と出力信号関連情報の対比により、当該シートの出力を受ける他のシートの入力を決定し、決定された入力の信号名を、送り側のシートの出力の本番信号名に置換することを特徴とする信号名設定方法。
  2. 請求項1記載の信号名設定方法において、
    前記一連のシーケンスロジックとは、保護継電装置の保護継電演算結果を受けて電力系統を操作するシーケンスロジックであり、シートの機能に関連して付与される機能名とは、保護継電装置に関係するパラメータに応じて決定されたものであることを特徴とする信号名設定方法。
  3. 請求項1記載の信号名設定方法において、
    シートの機能に関連して付与される機能名は、前記一連のシーケンスロジックの複数のシートに対してユニークとされることを特徴とする信号名設定方法。
  4. CAD作成された一連のシーケンスロジックを適宜のシート単位に分割し、シートごとに入力名と、出力名をユニークに決定するための信号名設定システムにおいて、
    シート単位のCAD図面の入力と出力に、このシート内でユニークなローカル信号名と、このシートに、このシートの機能に関連した機能名が付与された第1のCAD図面と、各シートの機能名の後にローカル信号名を付して出力の本番信号名とした第2のCAD図面と、各シートの入力の信号名が、他のシートの出力の本番信号名に置換された第3のCAD図面を保持することを特徴とする信号名設定システム。
  5. 請求項4記載の信号名設定システムにおいて、
    前記第2のCAD図面から抽出した入力、出力とその関連情報を機能名と関連付けて記憶する第1のデータベースと、該第1のデータベースの情報を入力、出力名を機能名と関連付けて表示するモニタを備えることを特徴とする信号名設定システム。
  6. 請求項5記載の信号名設定システムにおいて、
    前記モニタに表示された入力信号関連情報と出力信号関連情報の対比により決定された当該シートの出力と、これを受ける他のシートの入力の対応を記憶する第2のデータベースを備えることを特徴とする信号名設定システム。
  7. 請求項6記載の信号名設定システムにおいて、
    前記第2のCAD図面に前記第2のデータベースの情報を加味して第3のCAD図面を得ることを特徴とする信号名設定システム。
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