JP2539403B2 - Process control equipment - Google Patents
Process control equipmentInfo
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- JP2539403B2 JP2539403B2 JP61308466A JP30846686A JP2539403B2 JP 2539403 B2 JP2539403 B2 JP 2539403B2 JP 61308466 A JP61308466 A JP 61308466A JP 30846686 A JP30846686 A JP 30846686A JP 2539403 B2 JP2539403 B2 JP 2539403B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は発電設備におけるプロセス制御装置に係り、
特に、一つの制御対象に常用制御系とこれをバツクアツ
プする非常用制御系とを設けたプロセス制御装置に関す
る。The present invention relates to a process control device in power generation equipment,
In particular, the present invention relates to a process control device in which a normal control system and an emergency control system for backing up the normal control system are provided for one control target.
発電設備において、温度，圧力，流量，液位等プロセ
スの状態量を制御量とするプロセス制御では、一つの制
御対象に対し、常用制御系と非常用制御系を並列的に設
置する場合が多く見受けられる。常用制御系は一般に通
常運転時の制御を司どるためのものであり、非常用制御
系は （ａ）常用制御系が不作動時にこれに代行させる。In power generation equipment, in process control in which the amount of process state such as temperature, pressure, flow rate, and liquid level is used as a controlled variable, a normal control system and an emergency control system are often installed in parallel for one control target. Can be seen. The normal control system is generally for controlling control during normal operation, and the emergency control system (a) substitutes for this when the normal control system is inoperative.
（ｂ）プラントの起動停止時等において、プロセス状態
量が変化し、常用制御系では制御不能となる場合、これ
に代行させる。(B) If the process state quantity changes at the time of starting and stopping the plant and the control cannot be performed by the regular control system, this is substituted.
（ｃ）プロセス状態量が通常の範囲を越え、異常状態に
なつた場合、常用制御系のみではその対応が不十分とな
る場合、非常用制御系でこれをバツクアツプさせる。(C) If the process state quantity exceeds the normal range and becomes an abnormal state, and if the normal control system alone is insufficient to cope with it, the emergency control system backs it up.
等の目的で設置される。It is installed for such purposes.
発電設備のプロセス制御装置には種々あるが、ここで
は、給水加熱器ドレンタンク（以下、ドレンタンクと略
す）の水位制御装置を取り上げて説明する。Although there are various process control devices for power generation equipment, a water level control device for a feed water heater drain tank (hereinafter abbreviated as a drain tank) will be described here as an example.
ドレンタンク水位制御装置は、一般に、検出部，調節
部，操作部より構成される常用制御系と非常用制御系を
並列に設置してあり、これら調節部の制御目標値は常用
制御系の場合ほぼドレンタンク中心（以下、NWLと略
す），非常用制御系の場合NWL＋50mm（以下、DWLと略
す）に設定されている。このようなドレンタンク水位制
御装置では、通常運転中は常用制御系によりドレンタン
ク水位をNWLに制御し、何らかの異常によりドレンタン
ク水位が上昇しDWLまで達すると非常用制御系がバツク
アツプ制御に入り、ドレンタンクの水位をDWLに制御し
ている。すなわち、通常運転中は常用制御系でドレンタ
ンクの水位をNWLに制御し、非常用制御系は待機の状態
にある。しかし、常用制御系での制御が不能となり急激
なドレンタンクの水位上昇現象が発生した場合、非常用
制御系の制御応答が遅れバツクアツプとして機能しない
場合がある。この問題を解決する手段として、特公昭59
−11121号公報に示す制御方法がある。Generally, the drain tank water level control device has a normal control system composed of a detection unit, a control unit, and an operation unit and an emergency control system installed in parallel, and the control target values of these control units are in the case of the normal control system. It is set to the center of the drain tank (hereinafter abbreviated as NWL), and in the case of an emergency control system NWL + 50 mm (hereinafter abbreviated as DWL). In such a drain tank water level control device, the normal control system controls the drain tank water level to NWL during normal operation, and if the drain tank water level rises to DWL due to some abnormality, the emergency control system enters back-up control, The water level in the drain tank is controlled to DWL. That is, during normal operation, the normal control system controls the water level in the drain tank to NWL, and the emergency control system is in a standby state. However, if the control of the emergency control system becomes impossible and a sudden rise in the water level of the drain tank occurs, the control response of the emergency control system may be delayed and may not function as a back-up. As a means to solve this problem,
There is a control method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11121.
その概要を以下に示す。 The outline is shown below.
この従来技術では、何らかの異常により常用制御系で
の制御が不能となつた条件により常用制御系の調節部の
出力信号を非常用制御系の調節部に与える回路を設け、
そのバイアスを与える。又、これと同時に非常用制御系
の操作部である調節弁を、一且つ、制御信号から切り放
し強制的に全開動作させる。そして、これらの動作はそ
れぞれ所定の時間後に解除し、通常の非常用制御系とし
て動作させ、DWLに制御する方法であり、非常用制御系
の応答性を向上させている。In this conventional technique, a circuit is provided for giving the output signal of the adjustment unit of the normal control system to the adjustment unit of the emergency control system under the condition that the control of the normal control system is disabled due to some abnormality.
Give that bias. At the same time, the control valve, which is the operating portion of the emergency control system, is cut off from the control signal and forced to fully open. Then, each of these operations is released after a predetermined period of time, operates as a normal emergency control system, and is controlled by the DWL, thereby improving the responsiveness of the emergency control system.
上記従来技術は、特公昭59-11121号公報にように非常
用制御系の応答性を向上させるための動作と解除までは
固定の設定した時間で行われるため、つぎのような問題
があつた。The above-mentioned conventional technique has the following problems because the operation for improving the response of the emergency control system and the release thereof are performed in a fixed set time as disclosed in Japanese Patent Publication No. 59-11121. .
前述のような異常時は、非常用制御系の制御状態を、
異常直前の常用制御系の制御状態に合致させることが、
もつとも好ましいわけであるが、非常用制御系の調節部
に与えられる常用制御系の調節部出力信号は、前述の動
作が解除されるまでのあいだ増減してしまい、前述の異
常直前の常用制御系調節部の制御演算状態と非常用制御
系調節部の制御演算状態を合致させることが困難であつ
た。又、応答性を向上させるための動作と解除までの時
間は固定設定のため、種々ある本制御装置の運転モード
を全てカバーすることが困難であつた。In the event of an abnormality as described above, change the control status of the emergency control system to
To match the control status of the normal control system immediately before the abnormality,
It is also preferable that the control signal output from the control unit of the normal control system given to the control unit of the emergency control system increases or decreases until the above-mentioned operation is canceled, and the normal control system immediately before the abnormality described above. It was difficult to match the control calculation state of the adjustment unit with the control calculation state of the emergency control system adjustment unit. Further, since the operation for improving the responsiveness and the time until release are fixedly set, it is difficult to cover all the various operation modes of the present control device.
プロセス制御装置には、特公昭59-11121号公報のよう
に、制御装置の運転モードによつて所定のバイアス信号
を与する制御方法が巾広く採用されているが、一般に、
このバイアス信号は、異常時における緊急動作を行なう
ためのものであり、その信号の解除は異常を回避し安定
した制御状態に復帰した条件で解除している。しかし、
安定制御中にこのバイアス信号を解除すると、操作部へ
送られている制御信号が急変し再び制御状態に外乱を発
生させる恐れがあつた。As a process control device, as in Japanese Patent Publication No. 59-11121, a control method for applying a predetermined bias signal according to the operation mode of the control device is widely adopted.
This bias signal is for performing an emergency operation at the time of abnormality, and the signal is released under the condition that the abnormality is avoided and a stable control state is restored. But,
If the bias signal is released during the stable control, the control signal sent to the operation unit may suddenly change, and disturbance may occur again in the control state.
本発明の目的は、プロセス制御装置の必要とする機能
を完全なものとし、常時安定した制御を得ることにあ
る。An object of the present invention is to complete the functions required by the process control device and always obtain stable control.
上記目的は、以下の内容を実施することで達成され
る。The above object is achieved by implementing the following contents.
（１）常用制御系調節部出力信号を非常用制御系に与え
る回路内にバイアス信号を記憶する記憶装置と、記憶装
置の入力側及び出力側にバイアス信号切替器を設け、常
用制御系異常の条件によりこれら切替器を入り切りす
る。(1) A storage device for storing a bias signal in a circuit for giving an output signal to the emergency control system to a normal control system adjustment section, and a bias signal switcher on the input side and the output side of the storage device are provided to prevent abnormal operation of the normal control system Depending on the conditions, switch these switches on and off.
（２）調整部へ与えるバイアス回路に、バイアス信号を
記憶する記憶装置と、記憶装置の出力側にバイアス信号
切替器を設け、常用制御系異常の条件によりこの切替器
を入り切りする。(2) The bias circuit to be supplied to the adjusting unit is provided with a storage device for storing a bias signal and a bias signal switch on the output side of the storage device, and the switch is turned on and off depending on the condition of the abnormal control system.
（３）制御装置に与えられる（１），（２）項記載の記
憶装置からのバイアス信号を出力した後（又は、同時
に）このバイアス信号を制御装置に与える前の状態まで
徐々に戻す。(3) After the bias signal from the storage device according to the items (1) and (2) given to the control device is output (or at the same time), the bias signal is gradually returned to the state before being applied to the control device.
前述の問題点を解決するための手段として用いた装置
及び機器の動作を以下に示す。The operation of the device and equipment used as means for solving the above-mentioned problems is shown below.
（１）．記憶装置入口側の切替器は通常、常用制御系調
節部の出力信号を記憶装置に入力するようにし、常用制
御系異常の条件により、切替器を動作させ常用制御系調
節部の出力信号を遮断し、記憶装置に記憶するこの出力
信号を前述異常直前の値を保つようにする。又、記憶装
置出口側の切替器は通常、非常用制御系に与えられる記
憶装置からのバイアス信号を遮断させるようにし、常用
制御系異常の条件により切替器を動作させ、非常用制御
系へ記憶装置からのバイアス信号を与える。(1). The switching device at the entrance of the storage device normally inputs the output signal of the normal control system adjustment unit to the storage device, and operates the switching device depending on the abnormal condition of the normal control system to shut off the output signal of the normal control system adjustment unit. Then, the output signal stored in the storage device is maintained at the value immediately before the abnormality. In addition, the switch on the outlet side of the storage device normally shuts off the bias signal from the storage device that is given to the emergency control system, and operates the switch according to the abnormal condition of the normal control system to store it in the emergency control system. Provides a bias signal from the device.
これらの動作により前述異常直前の常用制御系調節部
出力信号をバイアス信号として、非常用制御系に与える
ことが可能となり、非常用制御を自動制御状態で急速に
制御動作させることができる。By these operations, the output signal of the normal control system adjustment unit immediately before the abnormality can be applied to the emergency control system as a bias signal, and the emergency control can be rapidly controlled in the automatic control state.
（２）．記憶装置にはあらかじめ、非常用制御系が動作
するに必要なバイアス信号を記憶させておく。又、記憶
装置の出力側の切替器は通常、調節部へ与えられる記憶
装置からのバイアス信号を遮断させるようにし、常用制
御系異常の条件により、切替器を動作させ調節部へ記憶
装置からのバイアス信号を与えるようにすることで、異
常直前の調節部出力信号に非常用制御系が動作するに必
要なバイアス信号が加わり、非常用制御を自動制御状態
で急速に制御動作させることができる。(2). A bias signal necessary for the operation of the emergency control system is stored in the storage device in advance. In addition, the switch on the output side of the storage device normally shuts off the bias signal from the storage device that is applied to the adjustment unit, and operates the switch to operate the switch from the storage device to the adjustment unit depending on the abnormal condition of the normal control system. By providing the bias signal, the bias signal necessary for the operation of the emergency control system is added to the output signal of the adjustment unit immediately before the abnormality, and the emergency control can be rapidly controlled in the automatic control state.
（３）．（１），（２）項の記憶装置は、前述異常の条
件により出力したバイアス信号を記憶装置から出力され
る前の値に徐々に戻すことで、本制御動作解除後の制御
外乱を発生させないようにすることができる。(3). The storage device of the items (1) and (2) does not generate the control disturbance after the control operation is released by gradually returning the bias signal output under the abnormal condition to the value before being output from the storage device. You can
以下、本発明の実施例を発電設備用のドレンタンク水
位制御装置に適用した場合について、図を用い説明す
る。Hereinafter, a case where the embodiment of the present invention is applied to a drain tank water level control device for power generation equipment will be described with reference to the drawings.
第５図は本発明を実施するに必要なドレンタンク廻り
の配管計装系統図例を示す。FIG. 5 shows an example of a piping and instrumentation system diagram around the drain tank necessary for carrying out the present invention.
ドレンタンク１に流入した種々のドレンは、ドレン管
3,ドレンポンプ2,常用調節弁５を通り、復水管にドレン
を送る常用系統と、ドレン管3,4,非常用調節弁６を通り
復水器にドレンを送る非常用系統を通る。Various drains flowing into the drain tank 1 are drain pipes.
3, through the drain pump 2, the normal control valve 5, to send the drain to the condensate pipe, and through the drain pipe 3, 4, the emergency control valve 6 to the emergency system to send drain to the condenser.
一方、計装系統は、ドレンタンク１の水位を検出する
水位発信器７と常用調節計8,電空変換器10,常用調節弁
５から成る常用制御系と水位発信器７と非常用調節計9,
電空変換器11,非常用調節弁６から成る非常用制御系に
より構成される。On the other hand, the instrumentation system consists of a water level transmitter 7 for detecting the water level in the drain tank 1, a service controller 8, an electro-pneumatic converter 10, a service control valve 5 and a water level transmitter 7 and an emergency controller. 9,
It is composed of an emergency control system including an electropneumatic converter 11 and an emergency control valve 6.
これらの機器は、以下の動作を行いドレンタンク１の
水位を所定の制御目標値に制御している。These devices perform the following operations to control the water level of the drain tank 1 to a predetermined control target value.
ドレンタンク１の水位を水位発信器７で検出し、その
信号を常用調節計８と非常用調節計９に与える。ここで
常用調節計８は、与えられた信号を基に適切な制御演算
を行い、電空変換器10を介し常用調節弁５へ制御信号を
与える。又、非常用調節計９も同様に、与えられたその
信号を基に適切な制御演算を行い、電空変換器11を介し
非常用調節弁６へ制御信号を与える。これら常用調節弁
５及び、非常用調節弁６は、それぞれ与えられた制御信
号よつて動作し、ドレンタンク１の水位を所定の制御目
標値に制御している。The water level of the drain tank 1 is detected by the water level transmitter 7, and the signal is given to the regular controller 8 and the emergency controller 9. Here, the service controller 8 performs an appropriate control calculation based on the supplied signal, and supplies the control signal to the service control valve 5 via the electropneumatic converter 10. Similarly, the emergency controller 9 also performs appropriate control calculation based on the given signal, and gives a control signal to the emergency control valve 6 via the electropneumatic converter 11. The normal control valve 5 and the emergency control valve 6 operate according to the respective control signals applied thereto to control the water level in the drain tank 1 to a predetermined control target value.
尚、常用調節計８の制御目標値はNWLで、非常用調節
計９の制御目標値はDWLに設定している。The control target value of the regular controller 8 is set to NWL, and the control target value of the emergency controller 9 is set to DWL.
これら常用制御系と非常用制御系の運用は通常運転中
は、常用制御系でドレンタンク１の水位をNWLに制御し
ており、非常用制御系は待機中、すなわち、非常用調節
弁６は全閉待機の状態にある。又、常用系統に設置され
ているドレンポンプ２は運転中であり、ドレンタンク１
に流入したドレンはドレンポンプ２によつて復水管に送
水される。このドレン送水量は常用調節弁５が加減して
いる。すなわち、本例では、常用制御系でドレンタンク
１の水位を制御する条件は、ドレンポンプ２が運転中で
なくてはならない。During the normal operation of the normal control system and the emergency control system, the normal control system controls the water level of the drain tank 1 to NWL, and the emergency control system is on standby, that is, the emergency control valve 6 is It is in the fully closed standby state. Also, the drain pump 2 installed in the regular system is in operation, and the drain tank 1
The drain that has flowed in is sent to the condensate pipe by the drain pump 2. The regular control valve 5 adjusts the drain water supply amount. That is, in this example, the condition for controlling the water level of the drain tank 1 by the regular control system must be that the drain pump 2 is in operation.
このようなことから、通常運転時にドレンポンプ２が
停止した場合等、何らかの異常により常用制御系での制
御が不可能となつた場合に常用調節計８から非常用調節
計９に、前述異常直前の常用調節計８の制御信号をバイ
アスとして与える回路を設け、非常用調節弁６を急速に
制御に移行させ非常用制御系でドレンタンク１の水位を
DWLに制御させる。尚、常用制御系での制御不能状態の
検出は、常用系ドレン流量OT/H等、種々あるも、本発明
の実施例ではドレンポンプ２の停止を代表として用い説
明する。From this, when the drain pump 2 is stopped during normal operation, or when it becomes impossible to control the normal control system due to some abnormality, the normal controller 8 sends the emergency controller 9 a message immediately before the abnormality. A circuit for providing a control signal of the regular controller 8 as a bias is provided, and the emergency control valve 6 is rapidly switched to control to control the water level of the drain tank 1 by the emergency control system.
Let DWL control it. Although there are various types of detection of the uncontrollable state in the service control system, such as the service system drain flow rate OT / H, in the embodiment of the present invention, the stop of the drain pump 2 will be described as a representative.
つぎに、常用調節計８から非常用調節計９に与えるバ
イアス信号回路の詳細について説明する。Next, the details of the bias signal circuit provided from the regular controller 8 to the emergency controller 9 will be described.
第一の実施例を第１図に示す。 The first embodiment is shown in FIG.
水位発信器７で検出した水位信号は常用調節計８と非
常用調節計９に入力される。常用調節計８は、この入力
された信号とあらかじめ設定されている制御目標値NWL
との偏差を偏差演算器12で演算の上、次の制御演算器13
でこの偏差が解消されるような制御信号を演算する。
（制御演算は一般に比例演算（Ｐ），積分演算（Ｉ），
微分演算（Ｄ）の組合せの中から適切な制御演算方式を
採用するが、本発明では比例演算（Ｐ）＋積分演算
（Ｉ）の場合としている）この演算された制御信号は電
空変換器10を介し、常用調節弁５に与えられる。一方、
非常用調節計９も常用調節計８と同様に、入力された信
号とあらかじめ設定されている制御目標値DWLとの偏差
を偏差演算器14で演算の上、次の制御演算器15でこの偏
差が解消されるような制御信号を演算する。（演算方法
は常用調節計８の場合と同様である）この演算された制
御信号は加算器21、電空変換器11を介し非常用調節弁６
に与えられる。ここで加算器21に入力される信号は制御
演算器15からの制御信号と制御演算器13からの制御信
号、すなわち、バイアス信号である。このバイアス信号
系は、切替器16,記憶器17,関数演算器18,切替器19,信号
発生器20から構成され、関数演算器18でバイアス信号が
作られる。The water level signal detected by the water level transmitter 7 is input to the regular controller 8 and the emergency controller 9. The regular controller 8 determines the input signal and the preset control target value NWL.
After calculating the deviation with the deviation calculator 12, the next control calculator 13
Then, a control signal for eliminating this deviation is calculated.
(Control operation is generally proportional operation (P), integral operation (I),
An appropriate control calculation method is adopted from the combination of the differential calculation (D), but in the present invention, the case of proportional calculation (P) + integral calculation (I) is used.) This calculated control signal is an electropneumatic converter. It is provided via 10 to the service control valve 5. on the other hand,
Like the normal controller 8, the emergency controller 9 also calculates the deviation between the input signal and the preset control target value DWL by the deviation calculator 14 and then calculates this deviation by the next control calculator 15. The control signal is calculated so that (The calculation method is the same as in the case of the regular controller 8.) The calculated control signal is sent through the adder 21 and the electropneumatic converter 11 to the emergency control valve 6
Given to. Here, the signals input to the adder 21 are the control signal from the control calculator 15 and the control signal from the control calculator 13, that is, the bias signal. The bias signal system includes a switch 16, a memory 17, a function calculator 18, a switch 19, and a signal generator 20, and the function calculator 18 generates a bias signal.
通常運転中、切替器19は信号発生器20からのバイアス
リセツト信号（Ｏ信号）を加算器21に与えるようにし、
関数演算器18からのバイアス信号を遮断している。又、
切替器16は制御演算器13からの信号を記憶器17と関数演
算器18に与えている。During normal operation, the switcher 19 supplies the bias reset signal (O signal) from the signal generator 20 to the adder 21,
The bias signal from the function calculator 18 is cut off. or,
The switch 16 gives the signal from the control calculator 13 to the memory 17 and the function calculator 18.
このようにすることで記憶器17へ記憶するバイアス信
号は、常時、制御演算器13から出力されている制御信号
と同じ値になる。ここで、何らかの異常によりドレンポ
ンプ２が停止すると、インターロツク信号22が切替器1
6,関数演算器18,切替器19に入力される。すると、切替
器19は加算器21に与えていた信号を信号発生器20からの
バイアスリセツト信号から関数演算器18からのバイアス
信号に切替わる。又、切替器16はインターロツク信号22
が入力されたことにより、関数演算器18に与えていた信
号を制御演算器13からの制御信号より記憶器17に記憶さ
れていた記憶信号に切替わる。By doing so, the bias signal stored in the memory 17 always has the same value as the control signal output from the control calculator 13. Here, if the drain pump 2 is stopped due to some abnormality, the interlock signal 22 is output by the switch 1
6, input to the function calculator 18 and the switch 19. Then, the switcher 19 switches the signal given to the adder 21 from the bias reset signal from the signal generator 20 to the bias signal from the function calculator 18. In addition, the switching device 16 uses the interlock signal 22
Is input, the signal given to the function calculator 18 is switched from the control signal from the control calculator 13 to the memory signal stored in the memory 17.
このように、バイアス信号系が動作することによつ
て、通常運転中は常用制御系，非常用制御系ともに独立
した制御動作を行い、何らかの異常によりドレンポンプ
２が停止し常用制御系での制御が不能となつた条件で常
用制御系から非常用制御系へバイアス信号が与えられ、
非常用制御系は急速に常用制御系が異常になる直前の制
御状態と同等の制御状態に移行させることができる。As described above, by operating the bias signal system, both the normal control system and the emergency control system perform independent control operations during normal operation, and the drain pump 2 stops due to some abnormality and the normal control system controls. Bias signal is given from the normal control system to the emergency control system under the condition that
The emergency control system can rapidly shift to a control state equivalent to the control state immediately before the normal control system becomes abnormal.
つぎに、バイアス信号を作りだす関数演算器18の特性
について図を用いて説明する。Next, the characteristics of the function calculator 18 that creates the bias signal will be described with reference to the drawings.
第２図にその一例を示し、横軸に時間ｔ、縦軸に関数
演算器18から出力されるバイアス信号ｘを取つたもので
ある。FIG. 2 shows an example thereof, in which the horizontal axis represents time t and the vertical axis represents the bias signal x output from the function calculator 18.
通常運転中、関数演算器18は制御演算器13から切替器
16を介し入力されている信号をバイアス信号として出力
させる。（このバイアス信号は入力信号に、所定の係数
を乗算、あるいは、加算してもよい）そして、インター
ロツク信号22が入力された条件で、このバイアス信号を
徐々にバイアスリセツト信号まで低下させるようにす
る。すなわち本図では、関数演算器18に入力された信号
がx1で時間t0でインターロツク信号22が入力された場
合、バイアス信号はxAのようになり、時間t1でバイアス
リセツト信号まで低下する。又、入力信号がx2であつた
場合は、バイアス信号はxBのようになり時間t2でバイア
スリセツト信号まで低下する。（この時間t1とt2は、同
一としてバイアス信号がバイアスリセツト信号まで低下
させる時間を固定してもよい） 第３図に関数演算器18の特性の第二の例を示す。横
軸，縦軸は第２図と同一である。During normal operation, the function calculator 18 switches from the control calculator 13 to the switch
The signal input via 16 is output as a bias signal. (This bias signal may be obtained by multiplying or adding a predetermined coefficient to the input signal.) Then, under the condition that the interlock signal 22 is input, this bias signal is gradually lowered to the bias reset signal. To do. That is, in this figure, when the signal input to the function calculator 18 is x 1 and the interlock signal 22 is input at time t 0 , the bias signal becomes like x A , and the bias reset signal is reached at time t 1. descend. Also, when the input signal is x 2 , the bias signal becomes like x B and drops to the bias reset signal at time t 2 . (The times t 1 and t 2 may be the same, and the time for the bias signal to fall to the bias reset signal may be fixed.) FIG. 3 shows a second example of the characteristic of the function calculator 18. The horizontal and vertical axes are the same as in FIG.
本図におけるバイアス信号特性は、インターロツク信
号22が入力された条件で、記憶器17から与えられる信号
をバイアス信号として所定の時間出力した後、徐々にバ
イアスリセツト信号まで低下させるようにする。すなわ
ち、関数演算器18に入力された信号がx4で時間t0でイン
ターロツク信号22が入力された場合、バイアス信号は
xA′のようになり、時間t4までバイアス信号は一定に保
持され、その後、時間t5でバイアスリセツト信号まで低
下する。又、入力信号がx5であつた場合は、バイアス信
号はxB′のようになり、時間t4までバイアス信号は一定
に保持され、その後、時間t6でバイアスリセツト信号ま
で低下する。（この時間t0からt4までバイアス信号を一
定に保持しているが、入力信号により可変としてもよ
い） 第２図又は第３図のようなバイアス信号特性を関数演
算器18にもたせることにより、ドレンポンプ２が再起動
し、加算器21に与えられているバイアス信号が信号発生
器20からのバイアスリセツト信号に切替つた際に生じる
非常用制御系への制御外乱を防止することができる。The bias signal characteristic in this figure is such that, under the condition that the interlock signal 22 is input, the signal given from the memory unit 17 is output as the bias signal for a predetermined time, and then gradually lowered to the bias reset signal. That is, when the signal input to the function calculator 18 is x 4 and the interlock signal 22 is input at time t 0 , the bias signal is
x A ′, the bias signal is held constant until time t 4 and then drops to the bias reset signal at time t 5 . Further, when the input signal is x 5 , the bias signal becomes like x B ′, the bias signal is held constant until time t 4 , and then decreases to the bias reset signal at time t 6 . (The bias signal is held constant from this time t 0 to t 4, but it may be variable depending on the input signal.) By giving the bias signal characteristic as shown in FIG. It is possible to prevent control disturbance to the emergency control system which occurs when the drain pump 2 is restarted and the bias signal applied to the adder 21 is switched to the bias reset signal from the signal generator 20.
第二の実施例を第４図に示す。 The second embodiment is shown in FIG.
本実施例のバイアス信号系の構成及び動作内容は第１
図に示す第一の実施例とほぼ同一のため、異なる点のみ
説明する。The configuration and operation of the bias signal system of this embodiment are the first
Since it is almost the same as the first embodiment shown in the figure, only different points will be described.
すなわち、バイアス信号は制御演算器15に与え、制御
演算器15の出力である制御信号を増幅させることで、異
常時における非常用制御系の応答を速め、急速に制御状
態に移行させ、関数演算器18の特性によりインターロツ
ク信号の入力後、徐々に通常の非常用制御系の制御動作
に復帰させる。That is, the bias signal is given to the control calculator 15, and by amplifying the control signal which is the output of the control calculator 15, the response of the emergency control system at the time of abnormality is accelerated, and the control state is rapidly shifted to the function calculation. Due to the characteristics of the device 18, after the input of the interlock signal, the control operation of the normal emergency control system is gradually restored.
第三の実施例として、第一の実施例を空気式にした場
合を第６図に示し、動作そのものは第一の実施例と同様
のため、概略のみ説明する。As a third embodiment, FIG. 6 shows the case where the first embodiment is pneumatically operated, and the operation itself is the same as that of the first embodiment, so only the outline will be described.
本図において、バイアス信号系は信号変換器23,電磁
弁24,25,26,一次遅れ器27で構成される。これらの機器
動作を第一の実施例と対応させると、電磁弁24が切替器
16。電磁弁25が切替器19。電磁弁26と一次遅れ器27が関
数演算器18と記憶器17に相当し、インターロツク信号22
により電磁弁24,25,26を動作させることで第一の実施例
と同等となる。尚、バイアス信号系の電磁弁25の出力側
を非常用調節計９の制御演算部に接続することで、第二
の実施例と同等となる。In the figure, the bias signal system is composed of a signal converter 23, solenoid valves 24, 25, 26, and a primary delay device 27. Corresponding these device operations to those of the first embodiment, the solenoid valve 24 becomes a switching device.
16. The solenoid valve 25 is the switching device 19. The solenoid valve 26 and the first-order lag device 27 correspond to the function calculator 18 and the memory 17, and the interlock signal 22
Thus, the solenoid valves 24, 25, 26 are operated, which is equivalent to the first embodiment. By connecting the output side of the solenoid valve 25 of the bias signal system to the control calculation section of the emergency controller 9, the same operation as in the second embodiment is achieved.
つぎに、常用制御系と非常用制御系の調節部を共用す
るドレンタンク水位制御装置に本発明を実施した場合に
ついて説明する。Next, a case will be described in which the present invention is applied to a drain tank water level control device that shares the adjustment part of the normal control system and the emergency control system.
第10図は本発明を実施するに必要なドレンタンク廻り
の配管計装系統図例を示す。FIG. 10 shows an example of a piping and instrumentation system diagram around the drain tank necessary for carrying out the present invention.
配管系統構成は、第５図の場合と同一である。 The piping system configuration is the same as in the case of FIG.
計装系統構成は、第５図において常用調節計８と非常
用調節計９を共用し、調節計30が一台となつているだけ
で、その他は第５図と同様である。The instrumentation system configuration is the same as that shown in FIG. 5 except that only the controller 30 is shared by the common controller 8 and the emergency controller 9 in FIG.
これらの機器動作は、第５図とほぼ同一のため、異な
る点のみ説明する。Since the operation of these devices is almost the same as that in FIG. 5, only different points will be described.
常用制御系と非常用制御系が調節計12を共用する場
合、ドレンタンク１の制御目標値はNWLのみである。す
なわち、常用制御系でドレンタンク１の水位を制御中に
常用調節弁５が全開し、かつ、水位がNWL以上に上昇す
る現象が発生すると非常用制御系が制御に移向し、非常
用調節弁６でドレンタンク１の水位をNWLに制御するよ
うに動作する。ここでも、通常運転中非常用調節弁６は
全閉待機の状態にある。When the regular control system and the emergency control system share the controller 12, the control target value of the drain tank 1 is NWL only. That is, when the service control valve 5 is fully opened while the water level of the drain tank 1 is being controlled by the service control system and a phenomenon in which the water level rises above NWL occurs, the emergency control system shifts to control, and the emergency control is performed. The valve 6 operates to control the water level in the drain tank 1 to NWL. Here again, during normal operation, the emergency control valve 6 is in a state of waiting for full closure.
常用制御系での制御がドレンポンプ２の停止等により
不能となつた場合の非常用制御系へのバイアス信号回路
の詳細について説明する。Details of the bias signal circuit to the emergency control system when the control in the regular control system is disabled due to the stop of the drain pump 2 and the like will be described.
本発明の第四の実施例を第７図に示す。 A fourth embodiment of the present invention is shown in FIG.
本実施例は、第一の実施例と同等の制御動作を行うた
めのものであり、バイアス信号系の構成もほぼ第一の実
施例と同一のため、異なる点のみ説明する。This embodiment is for performing a control operation equivalent to that of the first embodiment, and the configuration of the bias signal system is almost the same as that of the first embodiment, so only different points will be described.
本図において、バイアス信号は固定の値を記憶器17に
記憶させておく。そして、インターロツク信号22が、切
替器19と関数演算器18に入力されるとこのバイアス信号
は関数発生器18と切替器19を介し、加算器21で制御演算
器29からの制御信号に加算される。ここで関数演算器18
の特性は第２図又は第３図と同様である。異なる点は、
関数演算器18に入力されるバイアス信号が固定の値とい
うだけである。In this figure, a fixed value of the bias signal is stored in the storage unit 17. When the interlock signal 22 is input to the switch 19 and the function calculator 18, this bias signal is added to the control signal from the control calculator 29 by the adder 21 via the function generator 18 and the switch 19. To be done. Here, the function calculator 18
Has the same characteristics as in FIG. 2 or FIG. The difference is
The bias signal input to the function calculator 18 is simply a fixed value.
本発明の第五の実施例を第８図に示す。 A fifth embodiment of the present invention is shown in FIG.
本実施例において、バイアス信号系の構成は第四の実
施例と第二の実施例を組合わせたものである。又、バイ
アス信号系の動作は第四の実施例と同一で、これらの動
作によつて得られる非常用制御系の制御動作は第二の実
施例と同一となる。In this embodiment, the configuration of the bias signal system is a combination of the fourth embodiment and the second embodiment. The operation of the bias signal system is the same as that of the fourth embodiment, and the control operation of the emergency control system obtained by these operations is the same as that of the second embodiment.
これら第四及び第五の実施例において、バイアス信号
が固定でよい理由を、第９図で簡単に説明する。The reason why the bias signal may be fixed in the fourth and fifth embodiments will be briefly described with reference to FIG.
第９図は横軸に調節計30の出力である制御信号βを取
り、縦軸に常用調節弁５及び非常用調節弁６の弁開度α
をとつたものである。In FIG. 9, the horizontal axis shows the control signal β which is the output of the controller 30, and the vertical axis shows the valve opening α of the normal control valve 5 and the emergency control valve 6.
It is a collection of.
本図で常用調節弁５の制御範囲は制御信号０〜β1ま
での間で、αAのような特性となる。又、非常用調節弁
６の制御範囲は制御信号β1〜100までの間で、αBのよ
うな特性となる。この特性により、非常用調節弁６を常
用調節弁５と同等の制御状態にするためには、β1の制
御信号を加算することで可能となる。In the figure, the control range of the common control valve 5 is a characteristic of α A between the control signals 0 to β 1 . Further, the control range of the emergency control valve 6 is a characteristic like α B between the control signals β 1 to 100. Due to this characteristic, the emergency control valve 6 can be brought into a control state equivalent to that of the regular control valve 5 by adding the control signal of β 1 .
このように、第四及び第五の実施例でバイアス信号は
固定でよいことがわかる。Thus, it can be seen that the bias signal may be fixed in the fourth and fifth embodiments.
第六の実施例は、第四の実施例を空気式にした場合を
第11図に示し、動作そのものは第四の実施例と同様のた
め、概略のみを説明する。The sixth embodiment shows the case where the fourth embodiment is pneumatically operated, and the operation itself is the same as that of the fourth embodiment, so only the outline will be described.
バイアス信号系は信号発生器31,電磁弁24,25,26,一次
遅れ器27で構成される。これらの機器動作は第三の実施
例と同一である。又、本実施例でも第四及び第五の実施
例と同様にバイアス信号は固定であり、このバイアス信
号は、信号発生器31によつて作られるものである。これ
らの機器を動作させることによつて第四の実施例と同等
となる。尚、バイアス信号系の電磁弁25の出力側を調節
計30の制御演算部に接続することで、第五の実施例と同
等となる。The bias signal system is composed of a signal generator 31, solenoid valves 24, 25, 26, and a first-order delay device 27. The operation of these devices is the same as in the third embodiment. Also in this embodiment, the bias signal is fixed as in the fourth and fifth embodiments, and this bias signal is generated by the signal generator 31. By operating these devices, it becomes equivalent to the fourth embodiment. By connecting the output side of the solenoid valve 25 of the bias signal system to the control calculation unit of the controller 30, it becomes the same as the fifth embodiment.
尚、本発明はドレンタンク水位制御装置のような配管
系統構成をもつ制御装置に特に有効である。又、その他
有効となる制御装置としては、給水加熱合等タンク類の
水位制御装置である。The present invention is particularly effective for a control device having a piping system configuration such as a drain tank water level control device. Further, another effective control device is a water level control device for tanks such as feed water heating tank.
本発明をドレンタンク水位制御系に実施した場合の効
果を第12図により説明する。The effect when the present invention is applied to the drain tank water level control system will be described with reference to FIG.
第12図は横軸に時間ｔをとり、縦軸にドレンタンク水
位L,常用調節弁開度αA，非常用調節弁開度αB，常用系
ドレン流量WA,非常用系ドレン流量WBをとつたものであ
る。In FIG. 12, the horizontal axis represents time t, and the vertical axis represents the drain tank water level L, the normal control valve opening α A , the emergency control valve opening α B , the normal system drain flow rate WA, and the emergency system drain flow rate WB. It is a vine.
本発明を実施しなかつた場合で、通常運転中にドレン
ポンプが停止した点をt0とする。この時、常用系のドレ
ン流量WAは瞬時に０となり、ドレンポンプが再び運転に
入るまではWA1のような特性が続く。そうすると、ドレ
ンタンクに流入したドレンは行き先を失いドレンタンク
内に溜る一方となり、ドレンタンク水位ＬはL1のように
上昇し、DWLまで達すると（時間t4の点）非常用調節弁
開度αBはαB1のように開き始め、非常用系ドレン流量W
BはWB1のように０から徐々に増加する。しかし、ドレン
タンクに流入するドレン量とドレンタンクより外部に送
り出すドレン量はバランスするまでには至らず、ドレン
タンク水位ＬはL1のように上昇が続く。ここで非常用調
節弁開度αBは、ドレンタンク水位ＬがDWL以上になつて
いる間は増加の一途をたどり、やがて、全開する。そう
すると、非常用系ドレン流量WBも非常用調節弁開度αB
が増加するにつれて増加し、やがて、ドレンタンクに流
入するドレン量より、ドレンタンクから外部に送り出す
ドレン量が上廻り、ドレンタンク水位Ｌは下降に向か
い、DWLまで低下すると（時間t5の点）非常用調節弁開
度αBは全開から徐々に絞られてくる。しかし、非常用
調節弁の応答は、ドレンタンク水位上昇時と同様に、追
従することができず、ドレンタンク水位ＬはDWLよりは
るかに低下してしまう。In the case where the present invention is not carried out, the point at which the drain pump is stopped during normal operation is defined as t 0 . At this time, the drain flow rate WA of the normal system instantly becomes 0, and the characteristic like WA1 continues until the drain pump starts to operate again. Then, the drain that has flowed into the drain tank loses its destination and continues to accumulate in the drain tank, and the drain tank water level L rises as L 1 and reaches DWL (at time t 4 ) the emergency control valve opening α B begins to open like α B1 , and the emergency drain flow rate W
B gradually increases from 0 like WB1. However, the amount of drain flowing into the drain tank and the amount of drain sent out from the drain tank have not reached a balance, and the drain tank water level L continues to rise like L 1 . Here, the emergency control valve opening α B continues to increase while the drain tank water level L is equal to or higher than DWL, and eventually fully opens. Then, the emergency drain flow rate WB is also the emergency control valve opening α B
Increases as the amount of drain increases, and eventually the amount of drain discharged from the drain tank to the outside exceeds the amount of drain flowing into the drain tank, and the water level L of the drain tank gradually decreases to DWL (point at time t 5 ) The emergency control valve opening α B gradually decreases from full opening. However, the response of the emergency control valve cannot follow the same as when the drain tank water level rises, and the drain tank water level L becomes much lower than DWL.
このように、ドレンポンプ停止後、ドレンタンク水位
Ｌは上昇，低下という現象を操り返しながら徐々に安定
していくが、この水位変動量は大きいため場合によつて
はまつたく安定せずドレンタンク水位Ｌは上昇，低下を
操り返す、いわゆる、ハンチング現象にいたりまつたく
制御不能になることもある。As described above, after the drain pump is stopped, the drain tank water level L gradually stabilizes by reversing the phenomenon of rising and falling, but this water level fluctuation amount is large, and in some cases it is not stable and the drain tank is not stable. The water level L may rise and fall back to the so-called hunting phenomenon, which may cause an uncontrollable situation.
しかし、本発明を実施することで、ドレンポンプが停
止した時点から非常用調節弁開度αBは、αB2のように
開き始め非常用系ドレン流量ＷBもWB2のようになり、ド
レンタンク水位Ｌの上昇量は緩和されL2のようになる。
これにより、ドレンタンク水位Ｌの変動量も小さくなり
非常用制御系が十分追従可能な状態となり、ドレンタン
ク水位ＬがDWLに達した時点（時間t6の点）から安定制
御に入ることができる。However, by implementing the present invention, the emergency control valve opening α B starts to open like α B2 when the drain pump is stopped, and the emergency system drain flow rate W B also becomes like W B2. The rise in tank water level L is mitigated to become L 2 .
As a result, the fluctuation amount of the drain tank water level L also becomes small, and the emergency control system becomes sufficiently compliant, and stable control can be started from the time when the drain tank water level L reaches DWL (point at time t 6 ). .
又、本発明をデイジタル式（電気式）調節計で実施す
る場合は、ソフトの追加のみで対応可能であり、コスト
上昇なしに機能を向上できるという利点がある。Further, when the present invention is carried out by a digital type (electrical type) controller, it is possible to deal with it only by adding software, and there is an advantage that the function can be improved without increasing the cost.
本発明によればプロセス制御装置における非常用制御
系の本来持つべき機能を全て満足しうるようバツクアツ
プ系としての機能を強化充実することができる。According to the present invention, it is possible to enhance and enhance the function as a backup system so that all the functions originally required of the emergency control system in the process control device can be satisfied.
第１図は本発明の第一の実施例の制御系統図。第２図は
本発明の関数演算器特性図、第３図は本発明の関数演算
器特性図、第４図は本発明の第二の実施例を示す制御系
統図、第５図は本発明を実施する場合の配管計装系統
図、第６図は本発明の第三の実施例を示す制御系統図、
第７図は本発明の第四の実施例を示す制御系統図、第８
図は本発明の第五の実施例を示す制御系統図、第９図は
第四，第五の実施例における制御特性図、第10図は本発
明を実施する場合の配管計装系統図、第11図は本発明の
第五の実施例を示す制御系統図、第12図は本発明をドレ
ンタンク水位制御に実施した場合のドレンタンク廻り特
性図である。 １……ドレンタンク、２……ドレンポンプ、３……ドレ
ン管、４……ドレン管、５……常用調節弁、６……非常
調節弁、７……水位発信器、８……常用調節計。FIG. 1 is a control system diagram of the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a characteristic diagram of a function computing unit of the present invention, FIG. 3 is a characteristic diagram of a functional computing unit of the present invention, FIG. 4 is a control system diagram showing a second embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 6 is a piping instrumentation system diagram for carrying out the invention, FIG. 6 is a control system diagram showing a third embodiment of the present invention,
FIG. 7 is a control system diagram showing a fourth embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 9 is a control system diagram showing a fifth embodiment of the present invention, FIG. 9 is a control characteristic diagram in the fourth and fifth embodiments, and FIG. 10 is a pipe instrumentation system diagram when the present invention is carried out. FIG. 11 is a control system diagram showing a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a characteristic diagram of the drain tank surroundings when the present invention is applied to drain tank water level control. 1 ... Drain tank, 2 ... Drain pump, 3 ... Drain pipe, 4 ... Drain pipe, 5 ... Regular control valve, 6 ... Emergency control valve, 7 ... Water level transmitter, 8 ... Regular adjustment Total.
Claims (3)
器を有し、前記検出器からの信号を受けて制御目標値と
比較しその結果に適切な制御演算を施す第１の調節部
と、前記調節部からの信号を受けて前記プロセス状態量
を制御する第１の操作部、とを備えた常用制御系と、前
記常用制御系と併せて非常用制御系を備えた発電設備の
プロセス状態量制御装置において、 何らかの異常により前記常用制御系で制御できない状態
になった場合に、 異常直前の前記常用制御系の前記第１の調節部の出力信
号値を前記非常用制御系に与える回路を設け、 その信号に基づいて前記非常用制御系を制御して、前記
第１操作部と並列に配設された、第２の操作部を動作さ
せるようにしたことを特徴とする発電設備のプロセス制
御装置。1. A first controller having a detector for detecting a process state quantity of a power generation facility, receiving a signal from the detector, comparing it with a control target value, and performing an appropriate control calculation on the result. , A process of power generation equipment including a normal control system including a first operation unit that controls the process state quantity in response to a signal from the adjustment unit, and an emergency control system in combination with the normal control system. In the state quantity control device, a circuit for providing the emergency control system with the output signal value of the first adjusting section of the normal control system immediately before the abnormal state when the normal control system cannot control due to some abnormality. And a second operating unit arranged in parallel with the first operating unit is operated by controlling the emergency control system based on the signal. Process control equipment.
いは気体の含有量の検出器を有し、前記検出器からの信
号を受けて前記含有量の制御目標値と比較偏差を測定
し、該偏差を低減するよう前記容器からの液体或いは気
体の流出量を演算する調節部と、前記容器の液体或いは
気体が流出する第１の経路に配置され、該調節部からの
出力信号により前記容器からの液体或いは気体の流出量
を制御する第１の弁と、を備えた常用制御系と、併せて
設置した非常用制御系を有する液体或いは気体の貯蔵容
器の制御装置において、 該前記非常用制御系は、 第１の経路と並列に配置される第２の経路に配置され、
前記容器からの液体或いは気体の流出量を制御する第２
の弁を備え、 異常発生時に前記制御目標値より高い含有量となった場
合、異常発生前の常用制御系の出力信号と実質同じ値を
非常用系に与える回路を有し、 該回路によって与えられた信号により前記非常用制御系
の第２の弁を動作させること、を特徴とする液体或いは
気体の貯蔵容器の制御装置。2. A liquid or gas container having a liquid or gas content detector in the container, and receiving a signal from the detector to measure a control target value of the content and a comparison deviation, An adjusting unit for calculating the outflow amount of the liquid or gas from the container to reduce the deviation and a first path through which the liquid or gas of the container flows out, and the container according to an output signal from the adjusting unit. A control device for a liquid or gas storage container, comprising a normal control system having a first valve for controlling the outflow amount of liquid or gas from the storage container, and an emergency control system installed together with the normal control system. The control system is arranged on the second path arranged in parallel with the first path,
Second for controlling the outflow amount of liquid or gas from the container
If the content is higher than the control target value when an abnormality occurs, it has a circuit that gives the emergency system substantially the same value as the output signal of the normal control system before the occurrence of the abnormality. A control device for a liquid or gas storage container, characterized in that the second valve of the emergency control system is operated by the received signal.
御系と前記非常用制御系の構成で、前記操作部のそれぞ
れ単独で設置し、前記検出部と前記調節部を共用する制
御装置において、 何らかの異常により前記常用制御系で制御できない状態
になった場合、 前記調節部へ任意の増幅信号を与える回路を設け、 前記非常用制御系の操作部を動作させるようにしたこと
を特徴とする発電設備のプロセス量制御装置。3. A control device having the constitution of the normal control system and the emergency control system according to claim 1, wherein each of the operating parts is installed independently and the detecting part and the adjusting part are shared. In the case where the normal control system cannot be controlled due to some abnormality, a circuit for providing an arbitrary amplified signal to the adjusting unit is provided, and the operation unit of the emergency control system is operated. Process amount control device for power generation equipment.
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| JPS63163602A JPS63163602A (en) | 1988-07-07 |
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Also Published As
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