JP2545552B2 - 高集積制御盤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、多数の動力ユニツトを段積み収納してなる
高集積制御盤に関する。

〔従来の技術〕

従来の高集積制御盤は、日立評論1983年９月号に記載
してあり、これに基づいてその概要を説明する。

第２図に、従来技術を示す高集積制御盤の構成を示
す。第２図において、１は盤を構成する本体フレーム、
２は本体フレーム１とヒンジ（図示せず）等によつて結
合されている表面扉、３は表面扉２の一部に設けられて
いる監視用窓で、監視ユニツト４のモニタ用CRT5を盤外
部から見ることのできる位置に設けられている。６はダ
イレクトデイジタルコントロール、シーケンス制御機能
を有するインテリジエントユニツトであり、表面扉２の
下方の一部に取り付けられている。７はこのインテリジ
エントユニツト６の上部に設けられたコネクタ部で、後
述する各動力ユニツトとの電気的接続を行うものであ
る。

次に、この高集積制御盤に収納されている各ユニツト
中、代表的なユニツトについて説明する。８は操作電源
ユニツトで、図示は省略してあるが、配線用しや断器
９、変圧器等からなり、各ユニツトへの操作電源を有し
ている。この操作電源ユニツト８への電源は、第３図に
示す盤裏面に配置された主回路縦母線23から供給してい
る。

この操作電源ユニツト８からの電源供給は、コネクタ
10から各ユニツトのコネクタへ、配線ダクト11を通して
行つている。

４は、モニタ用CRT5,操作スイツチ等からなる監視オ
ペコンユニツトであり、操作電源は、操作電源ユニツト
８のコネクタ10からコネクタ12に受けている。また、表
示等に必要な信号接続は、コネクタ13によつてインテリ
ジエントユニツト６のコネクタ部７に接続することによ
つて行つている。

14は動力ユニツトであり、配線用しや断器15,電源接
触器，サーマルリレー，保護モジユール16,インタロツ
クモジユール17等よりなつており、操作用電源はコネク
タ18によつて受け、インテリジエントユニツト６との信
号接続はコネクタ19によつて行われている。

なお、動力ユニツト14の主回路電源は、盤裏面の主回
路縦母線23から電源ブレード24によつて受け、負荷への
接続は、負荷ブレード25によつて行つている。これら
は、いずれもユニツトの出し入れによつて自動連結され
る構造となつている。

20は、主回路動力ケーブルの引込み口である。

次に、第３図は、高集積制御盤を裏から見たものであ
る。第３図において、21は裏面扉で、本体フレーム１と
ヒンジ（図示せず）によつて固定されている。22は主回
路横母線、23は主回路縦母線で、電源ブレード24によつ
て主回路横母線22に接続されている。電源ブレード24
は、主回路縦母線23から主回路電源を必要とする各ユニ
ツトに電源を供給するための接続板である。負荷ブレー
ド25は、主回路縦母線を固定するとともに、ユニツトか
ら負荷に導く負荷端子26を有する。これら主回路縦母線
23,電源ブレード24,負荷ブレード25等、いずれも盤の裏
面側に配置されている。

次に、動力ユニツト14の構成と、主回路縦母線23との
接続方法などについて説明する。

第４図は、動力ユニツト14の内部接続回路図である。
電源ブレード24は主回路縦母線23に接続されている。15
は配線用しや断器、27は電磁接触器、28はサーマルリレ
ー、29は変流器、30は零相変流器、25は負荷ブレード
で、モータなどの負荷31に接続されている。18は操作用
電源コネクタで、電磁接触器27等の操作用電源として、
操作電源ユニツト８のコネクタ10に接続されている。32
は、従来のリレー盤等によつて行つていた各種連動シー
ケンス、インタロツクロジツクをモジユール化したリレ
ーインタロツクモジユールで、制御線コネクタ19で上位
制御手段であるインテリジエントユニツトに接続されて
いる。33は、各種保護機能をモジユール化した保護モジ
ユールである。なお、矢印A,Bは、制御線によつて信号
の授受が行われていることを示している。

第５図は、第４図の動力ユニツト14の外観を示す斜視
図である。図において、34はユニツトのフロントパネル
で、配線しや断器15,保護モジユール33,リレーインタロ
ツクモジユール32が取り付けられている。35はユニツト
構成フレーム、36は電磁接触器27,サーマルリレー28の
主回路構成機器の取り付けに供される部材である。

以上、高集積制御盤の構成，動力ユニツトの構成につ
いて説明した。高集積制御盤における動作は、監視オペ
コンユニツトからの操作指令によりインテリジエントユ
ニツト内に予めプログラミングされた内容に従い、イン
テリジエントユニツトからの操作指令が、各動力ユニツ
ト内リレーインタロツクモジユールに伝達され、電磁接
触器が開閉し、各負荷に電力が供給され、負荷が運転・
停止するわけである。

以上、従来例における動作内容について説明したが、
通常実プラントに適用する場合は、第６図に示す現場操
作盤60を機側に設置し、第７図に示す構成にて適用する
ことが多い。

第７図において、高集積制御盤１セツトにて、モータ
75,モータ76の２台のモータ負荷を制御している。モー
タ75に対する動力は動力ユニツト79,モータ76に対する
動力は動力ユニツト80から供給する。

モータ75の機械的保護としてリミツトスイツチ77,モ
ータ76の機械的保護としてリミツトスイツチ78がある。

現場操作盤60からの監視操作は、第６図に示すよう
に、モータ75に関する故障表示のための故障表示器61,6
2,状態を示す表示器としての表示器63（切）,64（入）
があり、操作するための操作スイツチとしての操作スイ
ツチ65が、また操作場所切換えのために切替スイツチ66
がある。

また、モータ76に関しても、同様に故障表示器67,68,
表示器69,70,操作スイツチ71,切替スイツチ72がある。

また、故障表示器61,62,67,68のランプテストのため
に、ランプテスト用ボタンスイツチとしてボタンスイツ
チ73があり、故障表示リセツトのために、リセツト用ボ
タンスイツチとしてボタンスイツチ74がある。

以上の現場操作盤60の機能を、プロツク図化して示し
たものが第７図である。モータ75の状態表示操作機能と
して82,モータ76の状態表示操作機能として83,モータ7
5,76の故障表示機能として84がある。

ここで問題となるのは、故障表示機能84が、モータ単
位に分割できないということである。これは、モータ7
5,76に関する故障表示器に対するランプテスト、リセツ
トボタンが共通的に存在するためである。

このため、モータ75に対する状態表示操作機能82は動
力ユニツト79にて行い、モータ76に対する状態表示操作
機能83は動力ユニツト80にて各々行うことはできるが、
故障表示機能84については、動力ユニツト79,80とは別
にユニツト81を設けて処理を行う必要がある。

また、故障表示の内容は、モータ75を例にとり説明す
ると、リミツトスイツチ77動作による故障と、動力ユニ
ツト79から出力される電気的故障である。それらが各々
故障表示器61,62に表示される。

さらに、リミツトスイツチ77の信号は、動力ユニツト
79に入力され、電磁接触器27投入時のインタロツクに使
用される。

以上より、従来例にては動力ユニツト79,80とユニツ
ト81間を接続するための配線が増すという問題があつ
た。さらに、モータ負荷とは１対１に対応しないユニツ
ト81が必要になり、スペースを多く必要とする問題もあ
った。

また、マイクロコンピュータを応用したシーケンス制
御装置を採用し、インタロツクリレーモジユール32と保
護モジユール33を、そのシーケンス制御装置で代用さ
せ、多くの機能をそのシーケンス制御装置に行わせたい
という試みもあつたが、リミツトスイツチによるモータ
保護をシーケンス制御装置に行わせることになり、マイ
コン応用のシーケンス制御装置が、補助リレー等に比べ
て信頼性が低いという問題があり、実現が困難であつ
た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記従来技術によれば、複数のモータと、それらを機
側で操作監視する現場操作盤を有するシステムに、高集
積制御盤を適用した場合、現場操作盤の故障表示機能を
実現させるために新たなユニツトが高集積盤内に必要と
なり、実装効率が悪化するという問題があつた。

また、新たなユニツトを設けた場合、複数のモータに
対する高集積制御盤内の各々の動力ユニツトと新たに追
加したユニツト間の配線が増加するという問題もあつ
た。

また、動力ユニツトにマイコン応用装置を適用するに
は、信頼性上問題があつた。

本発明の目的は、高集積制御盤に機側で操作監視する
現場操作盤を接続した場合、簡単な回路を追加して故障
表示を行う、信頼性の高い高集積制御盤を提供すること
にある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点は、負荷への動力供給と該負荷の運転制御
を行うシーケンス制御装置をそれぞれ内蔵してなる複数
の動力ユニットと、該複数の動力ユニットを制御するイ
ンテリジェントユニットとを有してなる高集積制御盤に
おいて、前記インテリジェントユニットと各シーケンス
制御装置をシリアル伝送路で接続するとともに、各動力
ユニットごとに負荷故障により動作する負荷故障検出手
段を設けて該負荷故障検出手段の出力を前記シーケンス
制御装置を介して前記インテリジェントユニットに入力
するよう構成し、さらに前記負荷故障検出手段の出力を
入力として負荷の保護及び運転状態表示信号出力を行う
ワイヤドロジックを各動力ユニットごとに設け、機側に
設置される現場操作盤への負荷及び該負荷に接続された
動力ユニットの故障表示の機能は前記インテリジェント
ユニットにて行い、操作盤への負荷操作状態表示の機能
は各動力ユニット内の前記ワイヤドロジックにて行うこ
とにより解決される。

〔作用〕

負荷故障検出手段が動作すると、負荷故障検出手段の
出力はシーケンス制御装置を介してインテリジェントユ
ニットに入力され、インテリジェントユニットは現場操
作盤に該当する負荷の故障状態表示信号を出力する。該
当する動力ユニットは負荷の運転状態表示信号を現場操
作盤に出力する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を、第１図，第８図〜第10図
を用いて説明する。

第１図は、本実施例の動力ユニツト内部ブロツク図、
第８図は本実施例の動力ユニツト斜視図、第９図はこの
動力ユニツト内部シーケンス図、第10図は高集積制御盤
と、負荷、現場操作盤を含むシステム構成図である。

第１図において、23は主回路縦母線、24は電源ブレー
ド、15は配線用しや断器、27は電磁接触器、28はサーマ
ルリレー、29は変流器、30は零相変流器、25は負荷ブレ
ード、39はトランス、38はマイクロコンピュータを応用
したシーケンス制御装置、37はコネクタ、52はマイクロ
プロセツサMPU、53はデイジタルインプツト／アウトプ
ツトDI/DO、54はアナログインプツトAI、55はオペコン
用制御装置CE、56は内部バス、57はインテリジエントユ
ニツトPCとシリアル伝送にてインターフエイスするため
の通信制御部、58はROM、59はRAM、40は操作パネル、41
は操作パネル40とシーケンス制御装置38とを接続するた
めのケーブル、86は補助リレー、87は86のＡ接点、88は
86のＢ接点、99はワイヤドロジツク部、75はモータ、60
は現場操作盤、77はリミツトスイツチ、85は動力ユニツ
トである。

第８図は、本実施例による動力ユニツト斜視図であ
り、44はユニツト構成フレーム、45はシーケンス制御装
置38を囲む金具、46は小扉、47と48は小扉46とユニツト
構成フレーム44を接続するためのちようつがい、ケーブ
ル41はシーケンス制御装置38と操作パネルを接続する。
50は７セグメントLEDで、負荷電流を表示し、49は電磁
接触器27の状態等を表示するLED表示器、51は電磁接触
器27を開閉するためのボタンスイツチである。

第９図は、第１図で示した動力ユニツト内ブロツク図
におけるシーケンスを示したものである。第９図にて、
動力ユニツト内ワイヤドロジツクにて現場操作盤60の状
態表示操作機能をどのようにして実行するか、リミツト
スイツチ77の処理について説明する。

リミツトスイツチ77は、直送ケーブルにて動力ユニツ
ト85のシーケンス制御装置38内の補助リレー86を励磁す
る回路を構成する。補助リレー86のＡ接点87はDI/DO53
に入力され、Ｂ接点88は電磁接触器27の励磁コイルを励
磁するための回路の初めにインタロツクとして入れられ
ている。

DI/DO53に入力されたリミットスイッチ77の信号は、M
PU52、通信制御部57を経由して上位制御手段であるPC6
へ伝送される。

現場操作盤60から操作する場合は、動力ユニツト85内
のトランス39よりＢ接点88と、コネクタ37を経由し、切
替スイツチ66、操作スイツチ65を経由して、再び動力ユ
ニツト内電磁接触器27の励磁コイルを励磁して操作する
こととなる。

切替スイツチ66は、現場操作盤60の操作スイツチ65に
より操作するか、シーケンス制御装置38の出力DO92によ
り操作するかの切り換えを行つている。

また、現場操作盤60にて状態表示を行う表示器64,63
は、電磁接触器27の補助接点であるＡ接点90,B接点91に
て表示される。

以上のシーケンスにて、モータ75に過負荷が発生し、
リミツトスイツチ77がONすると、Ｂ接点88がOFFし、電
磁接触器27の励磁は解かれる。これは、シーケンス制御
装置38内のMPU52,ROM58,RAM59等が故障したとしても、
これらより故障率の小さい補助リレーRyが正常に動作し
さえすれば、このシーケンスは正常に動作する。

第10図は、高集積制御盤、負荷、現場操作盤を含むシ
ステム構成図である。高集積制御盤内PC6と各動力ユニ
ツト内シーケンス制御装置38,97とプロセス入出力制御
装置94とはシリアル伝送路93にて接続されている。

現場操作盤60の故障表示機能84は、プロセス入出力制
御装置94経由にてPC6にて実現される。

現場操作盤60のモータ75に関する状態表示操作機能82
は、動力ユニツト85内のワイヤドロジツク部99にて実現
される。

現場操作盤60のモータ76に関する状態表示操作機能83
は、動力ユニツト96内のワイヤドロジツク部100にて実
現される。

モータ75,76に対するパワーの供給は、動力ユニツト8
5内の動力部95および動力ユニツト96内の動力部98によ
つて行われる。

モータ75に対する機械的保護を行うリミツトスイツチ
77は、動力ユニツト85内シーケンス制御装置38内の補助
リレーに取り込まれ、リレー増幅され、ワイヤドロジツ
ク部99内にて使用される。

モータ76に対する機械的保護を行うリミツトスイツチ
78は、動力ユニツト96内シーケンス制御装置97内の補助
リレーに取り込まれ、リレー増幅され、ワイドロジツク
部100内にて使用される。

〔発明の効果〕

本発明によれば、動力ユニツトの負荷故障検出手段か
らの故障信号をインテリジェントユニットに伝送し、該
インテリジェントユニットより高集積制御盤の入出力端
子を介して現場操作盤に負荷及び動力ユニットの故障状
態表示信号を出力することにより、高集積制御盤内に故
障表示用ユニツトおよび該ユニツトと関連する配線を設
けることを不用とし、信頼性も向上した高集積制御盤と
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の動力ユニツトブロツク図、
第２図は従来の高集積制御盤構成図、第３図は第２図を
裏面から見た斜視図、第４図は従来の動力ユニツトブロ
ツク図、第５図は従来の動力ユニツト斜視図、第６図は
現場操作盤斜視図、第７図は現場操作盤のブロツク図、
第８図は第１図の動力ユニツト斜視図、第９図は第１図
に示す動力ユニツトのシーケンス図、第10図は第１図の
動力ユニツトを有する高集積制御盤、負荷，現場操作盤
を含むシステム構成図である。 ６……インテリジェントユニット（上位制御手段）、38
……シーケンス制御装置、60……現場操作盤、75,76…
…モータ、77,78……リミツトスイツチ、82,83……状態
表示・操作機能、84……故障表示機能、94……プロセス
入出力装置、95,98……動力部、99,100……ワイヤドロ
ジツク部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安田 昇一 茨城県日立市大みか町５丁目２番１号 株式会社日立製作所大みか工場内 (56)参考文献 特開 昭62−53190（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】負荷への動力供給と該負荷の運転制御を行
   うシーケンス制御装置をそれぞれ内蔵してなる複数の動
   力ユニットと、該複数の動力ユニットを制御するインテ
   リジェントユニットとを有してなる高集積制御盤におい
   て、 前記インテリジェントユニットと各シーケンス制御装置
   をシリアル伝送路で接続するとともに、各動力ユニット
   ごとに負荷故障により動作する負荷故障検出手段を設け
   て該負荷故障検出手段の出力を前記シーケンス制御装置
   を介して前記インテリジェントユニットに入力するよう
   構成し、さらに前記負荷故障検出手段の出力を入力とし
   て負荷の保護及び運転状態表示信号出力を行うワイヤド
   ロジックを各動力ユニットごとに設け、機側に設置され
   る現場操作盤への負荷及び該負荷に接続された動力ユニ
   ットの故障表示の機能は前記インテリジェントユニット
   にて行い、操作盤への負荷操作状態表示の機能は各動力
   ユニット内の前記ワイヤドロジックにて行うことを特徴
   とする高集積制御盤。