JP2012059038A

JP2012059038A - 制御システムの並行運転手段

Info

Publication number: JP2012059038A
Application number: JP2010201989A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Ozawa; 伸展小沢
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2010-09-09
Filing date: 2010-09-09
Publication date: 2012-03-22
Anticipated expiration: 2030-09-09
Also published as: JP5429639B2

Abstract

【課題】新旧制御システムに切換えに伴う配線作業を簡易化でき、かつ、新旧制御システムを並行して動作させてリアルタイムの確性テストを行うことができる並行運転手段を提供すること。
【解決手段】新旧のプラント制御システムを、並行して運転する並行運転用ボードを用いる並行運転手段であって、並行運転用ボードは、旧制御盤の絶縁カードとコネクタ接続される絶縁カード接続部と、新旧制御盤の各々のＩ／Ｏカードとコネクタ接続されるＩ／Ｏカード接続部を備え、該並行運転用ボードと旧制御盤の絶縁カード、および、該並行運転用ボードと旧制御盤のＩ／Ｏカード、および、該並行運転用ボードと新制御盤のＩ／Ｏカードは、各々、先端部に専用コネクタを有する専用ケーブルを介して接続され、旧制御盤の絶縁カードでノズを除去されたアナログ信号が電圧信号であって、該電圧信号を、並列配置された新旧制御盤の各々のＩ／Ｏカードに送信する。
【選択図】図４

Description

本発明は、制御システムの並行運転方法に関するものである。

製鉄プラントには、各種の制御を行うプラント制御システムが採用されている。図１には、各々の制御システムを構成するローカル機器５（プラントに設置されたスイッチ、センサなどの入力信号を発信する機器、および、リレー、バルブなどの出力信号を受信する機器）と制御盤１の概略説明図を示している。各々の制御システムは、図１に示す制御盤１内のＣＰＵ１１によりプログラムコントロールされている。

プログラムの変更に伴う制御システムの切り替えを行う場合、新しく開発したプログラムを実際の業務環境と同じ条件下で動作させ、開発プログラム自身が正常に動作して、しかも他のプログラムに何ら問題が発生しないことを検証する並行運転（パララン）テストが行われる。そして、前記運転（パララン）テストを行った結果、特に問題が発生しないと判断された後、旧制御システムから新たなシステムへの置き替え作業が行われる。

従来、パラランを行う際には、図２に示すように、ローカル機器５から入力される同一の信号を、新旧の制御盤１、３に対して各々同時に出力することができる（１入力２出力型）変換機を搭載したパララン盤２を製作し、既設の制御盤１とローカル機器間５の既設配線を一旦離線して引き戻した後、パララン盤２に再接続し、更に、新旧の各々の制御盤１、３とパララン盤２との間に各々新規な配線作業を行っていた。これらの作業に伴う長時間のライン停止や、複数工程からなる煩雑な配線作業が好ましくないという問題があった。

なお、制御システムの切り替え方法として、図３に示すように、ローカル機器５から入力された信号を、新旧の制御盤１、３に対して切換え出力することができる切換機能を有するジスター端子台を搭載したジスター盤６を使用する技術も開示されている（例えば、特許文献１）。しかし、切換機能を有するジスター端子台による当該方法は、ローカル機器５から入力された信号の出力先を、スイッチの切り替えにより、新旧の何れかの制御盤とするものであり、新旧の制御システムを並行して動作させることができず、リアルタイムの確性テストが行えないという問題があった。

特開２００３−２２１０１号公報

本発明の目的は前記を解決し、制御システムの切換えに伴う長時間のライン停止や、複数工程からなる煩雑な配線作業が不要であって、かつ、切換え前後の新旧制御システムを並行して動作させてリアルタイムの確性テストを行うことができる並行運転（パララン）手段を提供することである。

プラント制御システムをコントロールするプログラムが書き込まれたＣＰＵを内蔵する旧制御盤と、新たなプログラムが書き込まれたＣＰＵを内蔵する新制御盤とに、同一の外部機器から入力される信号を並行して送信し、新旧のプラント制御システムを並行して運転する並行運転用ボードを用いる並行運転手段であって、旧制御盤は、更に、外部機器から入力されるアナログ信号からノズを除去する絶縁カードと、アナログ信号をデジタル信号に変換するＩ／Ｏカードとを内蔵し、新制御盤は、更に、Ｉ／Ｏカードを内蔵し、並行運転用ボードは、旧制御盤の絶縁カードとコネクタ接続される絶縁カード接続部と、新旧制御盤の各々のＩ／Ｏカードとコネクタ接続されるＩ／Ｏカード接続部を備え、該並行運転用ボードと旧制御盤の絶縁カード、および、該並行運転用ボードと旧制御盤のＩ／Ｏカード、および、該並行運転用ボードと新制御盤のＩ／Ｏカードは、各々、先端部に専用コネクタを有する専用ケーブルを介して接続され、旧制御盤の絶縁カードでノズを除去されたアナログ信号が電圧信号であって、該電圧信号を、並列配置された新旧制御盤の各々のＩ／Ｏカードに送信することを特徴とするものである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の制御システムの並行運転手段において、電圧信号が１〜５Ｖの電圧信号であること特徴とするものである。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の制御システムの並行運転手段において、制御システムの並行運転用ボードが、新制御盤に内蔵されていること特徴とするものである。

本発明に係る並行運転手段は、プラント制御システムをコントロールするプログラムが書き込まれたＣＰＵを内蔵する旧制御盤と、新たなプログラムが書き込まれたＣＰＵを内蔵する新制御盤とに、同一の外部機器から入力される信号を並行して送信し、新旧のプラント制御システムを並行して運転する並行運転用ボードを用いるものであり、該並行運転用ボードは、旧制御盤の絶縁カードとコネクタ接続される絶縁カード接続部と、新旧制御盤の各々のＩ／Ｏカードとコネクタ接続されるＩ／Ｏカード接続部を備え、該並行運転用ボードと旧制御盤の絶縁カード、および、該並行運転用ボードと旧制御盤のＩ／Ｏカード、および、該並行運転用ボードと新制御盤のＩ／Ｏカードが、各々、先端部に専用コネクタを有する専用ケーブルを介して接続され、旧制御盤の絶縁カードでノズを除去されたアナログ信号が電圧信号であって、該電圧信号を、並列配置された新旧制御盤の各々のＩ／Ｏカードに送信する構成を有する。外部機器から入力されるアナログ信号は、電圧信号あるいは電流信号の何れかであるが、例えば、並列配置された新旧のＩ／Ｏカードに電流信号が流れると、電流信号は減衰してしまうため、新旧のＩ／Ｏカードを並列配置することができない。これに対し、本発明では、旧制御盤の絶縁カードを経て、電圧信号に統一された信号を並行運転用ボードに取り込んで新旧のＩ／Ｏカードに送る構成を採用することにより、新旧の制御盤の並列配置を可能としている。また、並行運転用ボードに絶縁カード接続部およびＩ／Ｏカード接続部を形成し、該接続部に、先端部に専用コネクタを有する専用ケーブルを差し込んでコネクタ接続して、新旧の制御盤を並列配置する構成を採用することにより、従来のパラランに伴う複数工程からなる煩雑な配線作業が不要となる。すなわち本発明の構成によれば、切換え前後の新旧制御システムを並行して動作させて行うリアルタイムの確性テストを可能としつつ、制御システムの切換えに伴う長時間のライン停止を回避することができる。

プラント制御システムの基本構成説明図である。従来のパララン盤の説明図である。ジスター盤の説明図である。本発明の並行運転手段の説明図である本発明のパラランボードにおける入力信号の説明図である。本発明のパラランボードにおける出力信号の説明図である。

以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
本発明の並行運転手段であるパララン盤２は、制御システムの切換えに際し、新旧の制御盤１、３を並列配置する際に使用されるものである。

図４に示すように、旧制御盤１は、外部機器５から入力されるアナログ信号からノズを除去する絶縁カード１３と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＩ／Ｏカード１２とプラント制御システムをコントロールするプログラムが書き込まれたＣＰＵ１１を内蔵し、新制御盤は、Ｉ／Ｏカード３２と、新たなプログラムが書き込まれたＣＰＵ３１とを内蔵している。

パララン盤２は、旧制御盤１の絶縁カード１３とコネクタ接続される絶縁カード接続部２３と、新旧制御盤１、３の各々のＩ／Ｏカード１２、３２とコネクタ接続されるＩ／Ｏカード接続部２２を備えたパラランボード２１を内蔵している。

絶縁カード接続部２３と旧制御盤１の絶縁カード１３、および、Ｉ／Ｏカード接続部２２と旧制御盤１のＩ／Ｏカード１２、および、Ｉ／Ｏカード接続部２２と新制御盤３のＩ／Ｏカード３２は、各々、先端部に専用コネクタ４１を有する専用ケーブル４を介して接続され、配線作業は専用コネクタ４１の脱着のみで完了することができる。

図５には、パラランボード２１内における入力信号の送電経路を示し、図６には、パラランボード２１内における出力信号の送電経路を示している。

外部機器５から入力されるアナログ信号には、電圧信号（１〜５Ｖ信号）あるいは電流信号（４〜２０ｍＡ信号）が混在している。例えば、並列配置された新旧のＩ／Ｏカード２２、２３に電流信号が流れると、電流信号は減衰してしまうため、新旧のＩ／Ｏカード２２、２３を並列配置することはできない。これに対し、本発明では、旧制御盤１の絶縁カード１３を経て、電圧信号に統一された信号を、パラランボード２１を介して新旧のＩ／Ｏカード２２、２３に送る構成を採用することにより、新旧の制御盤１、３の並列配置を可能としている。なお、電圧信号（１〜５Ｖ信号）を専用ケーブルで長距離送信する場合、電圧信号（１〜５Ｖ信号）が減衰する（電圧降下する）ことがあるが、長距離送信は電流信号として行い、その後、電圧信号（１〜５Ｖ信号）に変換する構成を採用することにより、遠隔配置された新旧制御盤１、３間で、並行運転（パララン）を行うことも可能となる。

外部機器５から入力された信号は、図５に示す入力経路を経て、図４に示すように並列配置されたＣＰＵ１１、３１に送信され、各々のＣＰＵ１１、３１で処理後に、外部機器５に向けて出力される。

切換え前後の新旧制御システムを並行して動作させてリアルタイムの確性テストを行う並行運転（パララン）時には、旧制御システムによる実操業を継続するため、外部機器５への出力信号は、図６に示すように、旧制御盤１に内蔵されたＣＰＵ１１からの出力信号を選択して行い、新制御盤３に内蔵されたＣＰＵ３１からの出力信号は、回路を接地してグラウンドに落としている。新制御盤３に内蔵されたＣＰＵ３１からの出力信号をグラウンドに落とさずに、回路の遮断を行った場合、新システムの自動制御が行えなくなるため、新旧システム間の確性テストができなくなる問題が生じるが、出力信号をグラウンドに落とす構成により、当該問題を回避することができる。

図２に示す従来のパララン盤を使用してパラランを行う場合、ライン休止が３５回必要であったところ、図４に示す本発明のパララン盤を使用してパラランを行った場合、ライン休止を２回に減少することができた。また、本発明のパララン盤では、専用ケーブル４の各ケーブル単位で配線工事を行うことができるため、ラインの全休止を行うことなくパララン盤の設置を行うことができた。

１旧制御盤
１１ＣＰＵ
１２Ｉ／Ｏカード
１３絶縁カード
２パララン盤
２１パラランボード
２２Ｉ／Ｏカード接続部
２３絶縁カード接続部
３新制御盤
３１ＣＰＵ
３２Ｉ／Ｏカード
４専用ケーブル
４１コネクタ部
５ローカル機器
６ジスター盤

Claims

プラント制御システムをコントロールするプログラムが書き込まれたＣＰＵを内蔵する旧制御盤と、新たなプログラムが書き込まれたＣＰＵを内蔵する新制御盤とに、同一の外部機器から入力される信号を並行して送信し、新旧のプラント制御システムを並行して運転する並行運転用ボードを用いる並行運転手段であって、
旧制御盤は、更に、外部機器から入力されるアナログ信号からノズを除去する絶縁カードと、アナログ信号をデジタル信号に変換するＩ／Ｏカードとを内蔵し、
新制御盤は、更に、Ｉ／Ｏカードを内蔵し、
並行運転用ボードは、旧制御盤の絶縁カードとコネクタ接続される絶縁カード接続部と、新旧制御盤の各々のＩ／Ｏカードとコネクタ接続されるＩ／Ｏカード接続部を備え、
該並行運転用ボードと旧制御盤の絶縁カード、および、該並行運転用ボードと旧制御盤のＩ／Ｏカード、および、該並行運転用ボードと新制御盤のＩ／Ｏカードは、各々、先端部に専用コネクタを有する専用ケーブルを介して接続され、
旧制御盤の絶縁カードでノズを除去されたアナログ信号が電圧信号であって、該電圧信号を、並列配置された新旧制御盤の各々のＩ／Ｏカードに送信することを特徴とする制御システムの並行運転手段。
電圧信号が１〜５Ｖの電圧信号であること特徴とする請求項１記載の制御システムの並行運転手段。
制御システムの並行運転用ボードが、新制御盤に内蔵されていること特徴とする請求項１または２記載の制御システムの並行運転手段。