JP4541241B2 - Plant control system - Google Patents
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Description
本発明は、ネットワークを構成する伝送路を介したデータ伝送によってプラントの制御を行うプラント制御システムに関する。 The present invention relates to a plant control system for controlling the plant by data transmission through the transmission line constituting the network.
従来のプラント制御システム、例えば発電プラント制御システムにおいては、マスタ用のコントローラと複数台のスレーブ用のコントローラとを一重系の伝送路を介して互いに接続してネットワークを構成し、マスタ用のコントローラによって発電プラント全体の電力目標値の演算をしたりシステム全体のシーケンス制御を行う一方、スレーブ用のコントローラによってマスタ用のコントローラから与えられる制御目標値や指令値、および現在の受電電力の値に基づいて各発電装置を個別に制御するようにしたものがある。 In a conventional plant control system, for example, a power plant control system, a master controller and a plurality of slave controllers are connected to each other via a single transmission line to form a network. While calculating the power target value of the entire power plant and performing sequence control of the entire system, it is based on the control target value and command value given from the master controller by the slave controller, and the current received power value Some power generators are individually controlled.
ところで、このようなプラント制御システムでは、マスタ用のコントローラが故障すると、当該コントローラからの指令がスレーブ用のコントローラに与えられなくなるため、スレーブ用のコントローラは各発電装置を適切に制御できなくなり、プラントの運転が停止するなどの不具合を生じる。 By the way, in such a plant control system, if the master controller fails, the command from the controller is not given to the slave controller, so the slave controller cannot properly control each power generator, and the plant controller This causes problems such as stopping operation.
そのため、従来技術では、スレーブ用の各コントローラ内にシーケンス制御機能部および切替スイッチを設けるとともに、各コントローラの相互間で監視を行い、マスタ用のコントローラが故障したときには、直ちにスレーブ用の一つのコントローラにおいて切替スイッチを作用させてシーケンス制御機能部を立ち上げ、このスレーブ用のコントローラをマスタ用のコントローラとして動作させるようにした技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, in the prior art, a sequence control function unit and a changeover switch are provided in each controller for slaves, and monitoring is performed between the controllers. When the master controller fails, one controller for slaves is immediately used. A technique has been proposed in which a changeover switch is activated to start up a sequence control function unit, and this slave controller is operated as a master controller (see, for example, Patent Document 1).
また、他の従来技術では、マスタ用のコントローラを2台設けていわゆる二重化を行い、一方のコントローラが故障したときには、直ちに他方のコントローラを起動するようにしたものも提案されている(例えば、特許文献2参照)。 In addition, another conventional technique has been proposed in which two master controllers are provided to perform so-called duplication, and when one controller fails, the other controller is immediately activated (for example, a patent). Reference 2).
しかしながら、特許文献1,2に記載されているような従来技術では、マスタ用とスレーブ用の各コントローラを接続する伝送路は一重系であるため、伝送路の途中に障害が発生したときには、マスタ用のコントローラからの指令がスレーブ用のコントローラに与えられなくなる。このため、スレーブ用のコントローラはプラント機器を適切に制御できなくなる。
However, in the prior art described in
しかも、従来技術の場合、スレーブ用のコントローラをマスタ用のコントローラとして動作させるために制御を切り替える際、その切り替え開始から完了までの期間中は、スレーブ用のコントローラにおいて制御目標値と現在のプロセス値の情報が共に喪失しているので、プラント機器に対する制御が不安定になり、ハンチングが起こるなどの問題がある。 Moreover, in the case of the prior art, when switching the control so that the slave controller operates as the master controller, the control target value and the current process value in the slave controller during the period from the start to the end of the switching. Since both of these information are lost, there is a problem that control to plant equipment becomes unstable and hunting occurs.
さらに、特許文献2に記載されているように、マスタ用のコントローラを二重化したシステムの場合には、マスタ用のコントローラが1台余分に必要となるため、コストアップを招来する。また、従来は、二重化された伝送路に同じタイミングで同じデータを送信するようにしているため、データを受信する側のコントローラでは、2つの伝送路に対して同時に受信処理を行い、かつ、両方からデータを受信した場合には、何れか一方を使用し、他方を使用しないようにデータの選択を行うという複雑な処理が必要で、制御シーケンスが複雑化するなどの問題があった。
Further, as described in
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、プラント制御システムを構成する伝送路の一部に障害が発生した場合や、マスタ用のコントローラが故障した場合でも、プラント機器の制御が停止したり、制御が不安定になったりするなどの不具合発生を確実に防止し、常にプラント機器を円滑かつ安定して制御できるようにし、しかも比較的安価に実施することが可能なコントローラを提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problem. Even when a failure occurs in a part of a transmission path constituting the plant control system, or when a master controller fails, control of plant equipment is possible. A controller that can reliably prevent the occurrence of problems such as stoppage or instability of the control, can always control plant equipment smoothly and stably, and can be implemented relatively inexpensively. The purpose is to provide.
上記の目的を達成するため、本発明は、複数台のコントローラ間を二重化された伝送路を介して互いに接続してネットワークを構成し、各コントローラの内の一つをマスタ用としてシステム全体のシーケンス制御を行う一方、残りのコントローラをスレーブ用として上記マスタ用のコントローラから与えられる制御目標値や指令値等のデータに基づいて各プラント機器を個別に制御するプラント制御システムにおいて、次の構成を採用している。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention forms a network by connecting a plurality of controllers to each other via a duplex transmission path, and one of the controllers is used as a master for the entire system sequence. The following configuration is adopted in the plant control system that controls each plant device individually based on the control target value and command value given from the master controller while the remaining controller is used as a slave. is doing.
すなわち、本発明に係るプラント制御システムは、上記各コントローラからは、同じ内容のデータを互いに時間的に重複しないように所定の時間差をもって各々の伝送路に送信するとともに、この送信データには、送受信周期ごとに値が変化するステータス情報を含むようにしておき、上記スレーブ用のコントローラは、上記伝送路を介して入力されるデータに含まれるステータス情報に変化が現れないときには、マスタ用のコントローラが故障したものと判断して、スレーブ用のコントローラの内の一つがマスタ用のコントローラになるべくマスタ切替処理に移行するものであることを特徴としている。 That is, the plant control system according to the present invention transmits the same content data to each transmission path with a predetermined time difference from each of the controllers so as not to overlap each other in time. Status information whose value changes with each cycle is included, and when the status of the status information included in the data input via the transmission path does not change, the slave controller has failed. Therefore, one of the slave controllers is shifted to the master switching process as much as possible to become the master controller .
本発明によれば、二重化された伝送路の片方に障害が発生した場合でも残りの伝送路によってデータ送信を継続することができる。また、マスタ用のコントローラが故障した場合には、少なくとも一方の伝送路を介して入力されるデータに含まれるステータス情報に変化が現れないので、スレーブ用のコントローラはマスタ用のコントローラの故障発生を確実に検知することができ、これに応じてスレーブ用のコントローラの内の一つがマスタ用のコントローラに切り替わる。したがって、プラント機器の制御が不能になって制御が停止するなどの不具合発生を確実に防止することができ、常にプラント機器を円滑かつ安定して制御することが可能になる。 According to the present invention, even when a failure occurs in one of the duplexed transmission paths, data transmission can be continued through the remaining transmission paths. Further, when the controller of the master has failed, the change in the status information included in the data input via at least one transmission line does not appear, the controller for the slave controller of the failure of the master It can be securely detected, one of the controllers for the slave is switched to the controller for the master accordingly. Therefore, it is possible to reliably prevent the occurrence of problems such as the stop of the control of the plant equipment and the stop of the control, and the plant equipment can always be controlled smoothly and stably.
実施の形態1.
図1はこの実施の形態1におけるプラント制御システムの一例としての発電プラント制御システムの全体を示す構成図、図2は同システムに適用される本発明のコントローラの構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the entire power plant control system as an example of the plant control system in
この実施の形態1の発電プラント制御システムは、複数台(本例では3台)のコントローラ1,2,3を備え、各コントローラ1〜3が二重化された伝送路4p,4sを介して互いにリング状に接続されてリング型LANが構成されている。そして、各コントローラ1〜3には、プラント機器としての発電装置11,12,13が個別に接続されている。この場合のリング型LANを構成する伝送路4p,4sとして、本例では光ファイバケーブルが適用されている。なお、ここでは二重化された各伝送路4p,4sを区別できるように、一方の伝送路4pをP系、他方の伝送路4sをS系と称する。
The power plant control system according to the first embodiment includes a plurality of (three in this example)
上記の各コントローラ1〜3の内、一台のコントローラ1は、予め正常時にはマスタ用として定義されており、発電プラント制御システム全体のシーケンス制御、例えば発電プラント制御システム全体の発電電力の目標値を演算し、この演算結果および各スレーブ用のコントローラ2,3からのプロセス値を入手して各発電装置11〜13ごとの発電電力の制御目標値を決定するなどの処理を実行するとともに、これに併行して自己に接続されている発電装置11の発電電力を制御するようになっている。
Among the
一方、残りのコントローラ2,3は、予め正常時にはスレーブ用として定義されており、マスタ用のコントローラ1から与えられる制御目標値や指令値等の制御データに基づいて各発電装置12,13の発電電力を個別に制御するようになっている。
On the other hand, the
マスタ用のコントローラ1とスレーブ用の各コントローラ2,3の果たす機能は上記のように相違しているものの、各コントローラ1〜3の構成は、基本的に同じであって、図2に示すように、プラント機器制御部101、制御データ演算部102、送信データ作成部103、データ送信部104、データ受信部105、制御データ抽出部106、マスタ異常検出部107、マスタ切替部108、マスタ切替中止部109、および異常時対応制御データ演算部110を含む。
Although the functions performed by the
上記のプラント機器制御部101は、制御データ演算部102や異常時対応制御データ演算部110で演算して得られる制御データに基づいてプラント機器である発電装置を制御するものである。
The plant
制御データ演算部102は、発電装置を制御するための制御データを演算するもので、その演算結果は図示しないメモリの所定のデータ領域に書き込まれるようになっている。また、制御データ演算部102は、他のコントローラに制御データを送信する場合には、所定のデータ領域に格納された制御データを読み出す際に、送信ごとに値が更新されるステータス情報(例えばインクリメント値)を付加するようにしている。
The control
送信データ作成部103は、制御データ演算部102で演算された制御データをデータ送信部104から伝送路4p,4sを介して他のコントローラにデータを送信するにあたり、パケットなどのデータ送信に適した送信形態に加工して送信データとして作成するものである。
The transmission
また、データ送信部104は、送信データ作成部103で作成された送信データを所定の時間間隔ΔTでもって伝送路4p,4sに送信するものである。なお、この場合の時間間隔ΔTは、例えば各コントローラ1〜3がデータ受信からデータ送信までの間に行う演算処理の1周期分以上になるように設定される。
The
データ受信部105は、各伝送路4p,4sからのデータをそれぞれで独立に受信するものであって、何れかの伝送路4pまたは4sでデータを受信してから所定の期間To(>ΔT)内では、他のデータを受信しても制御データ抽出部106に転送しないようになっている。
The
制御データ抽出部106は、データ受信部105が受信したデータから制御データを抽出するものである。また、マスタ異常検出部107は、制御データ抽出部106で抽出された制御データに含まれるステータス情報からマスタ側のコントローラ1の制御データ演算部102が正常かどうかを判断するものである。
The control
マスタ切替部108は、マスタ異常検出部107によりマスタ側のコントローラの異常が検出された場合には、これに応じてマスタ用のコントローラとして動作するためのマスタ切替処理を実行するとともに、このマスタ切替処理を開始したことを示すマスタ宣言、およびマスタ切替処理が完了したことを示すマスタ切替完了宣言を他のコントローラに通知するものである。
When the master
マスタ切替中止部109は、他のコントローラからマスタ切替処理を開始したことを示すマスタ宣言が通知された際、その通知元のコントローラの優先度と自己に対して予め設定されている優先度とを比較し、通知元のコントローラの優先度の方が高い場合には、マスタ切替部108が実行中のマスタ切替処理を中止する指令を出力するものである。なお、ここでは一方のコントローラ2の優先度は、他方のコントローラ3の優先度よりも高く設定されているものとする。
When a master declaration indicating that the master switching process has been started is notified from another controller, the master
異常時対応制御データ演算部110は、マスタ異常検出部107によってマスタ用のコントローラ1の制御データ演算部102が正常でないことが検出されてから、マスタ切替部108がマスタ切替処理の完了をデータ送信部104により他のコントローラに通知するか、または他のコントローラからマスタ切替処理の完了通知を受信するまでの間、プラント機器である発電装置から入手する現在のプロセス値が制御目標値となるようにプラント機器制御部101を制御する演算を実行するものである。
When the master
次に、この発電プラント制御システムにおいて、システム全体が正常な場合、伝送路4p,4sの一部に障害が発生した場合、およびマスタ用のコントローラ1が故障した場合のそれぞれの動作について説明する。
Next, in this power plant control system, each operation when the entire system is normal, when a failure occurs in a part of the
(1)システム全体が正常な場合
この正常時では、例えば図3のフローチャートに示すように、マスタ用のコントローラ1は、伝送路4p,4sを介してスレーブ用のコントローラ2,3からのプロセス値などのデータを受信する(S11)。
(1) When the entire system is normal In this normal state, as shown in the flowchart of FIG. 3, for example, the
この場合、マスタ用のコントローラ1のデータ受信部105には、P系、S系の各伝送路4p,4sを介して同じ内容のデータが所定の時間間隔ΔTをもって到来することになるが、データ受信部105は、何れかの伝送路4p,4sの内、最初に受信したデータのみを次段の制御データ抽出部106に送出し、そのデータ受信から所定の期間To(>ΔT)内では、他のデータを受信しても次段の制御データ抽出部106には送出しない。このため、後に受信したデータは破棄される。
In this case, data having the same contents arrives at the
こうして、データ受信部105において先に受信したデータが制御データ抽出部106に送出されると、制御データ抽出部106は、このデータからプロセス値を含む制御データを抽出し、この制御データを制御データ演算部102に出力する。
In this way, when the data received in the
制御データ演算部102は、自己のプラント機器制御部101を介して得られるプロセス値やスレーブ用のコントローラ2,3から送信されてくるプロセス値に基づいてプラント制御システム全体の発電電力の目標値を演算し、さらに各発電装置11〜13ごとの発電電力の制御目標値を決定するなどの演算処理を実行する(S12)。そして、このようにして決定した各発電装置11〜13ごとの発電電力の制御目標値や指令値のデータを図示しないメモリの所定のデータ領域に書き込む。
The control
また、この制御データ演算部102は、自己の発電装置11について決定された発電電力の制御目標値を読み出してプラント機器制御部101に与えるので、プラント機器制御部101は、この制御目標値に基づいて自己に接続されている発電装置11の発電電力を制御する。
Moreover, since this control
さらに、この制御データ演算部102は、スレーブ用のコントローラ2,3に対して発電電力の制御目標値や指令値等の制御データを伝送路4p,4sを介して送信するために、所定のデータ領域に格納された制御データを読み出して送信データ作成部103に送出する。その際、制御データには送信ごとに値が更新されるステータス情報(例えばインクリメント値)を付加する。
Further, the control
送信データ作成部103は、制御データ演算部102からのステータス情報を含む制御データをデータ送信部104から各伝送路4p,4sを介して他のコントローラ2,3にデータを送信するにあたり、パケットなどのデータ送信に適した送信形態に加工して送信データを作成する(S13)。データ送信部104は、この送信データを伝送路4p,4sからスレーブ用のコントローラ2,3に向けて送信する。
The transmission
その際、データ送信部104は、同じ内容の送信データを互いに時間的に重複しないように所定の時間間隔ΔTをもって各々の伝送路4p,4sに送信する。すなわち、データ送信部104は、例えば送信データを最初にP系の伝送路4pを介して送信する(S14)と、上記の時間ΔTが経過した後に(S15)、再び同じ内容のデータを今度はS系の伝送路4sを介して送信する(S16)。
At that time, the
一方、スレーブ用のコントローラ2は、マスタ用のコントローラ1と同様、P系、S系の各伝送路4p,4sを介して同じ内容のデータが所定の時間間隔ΔTをもって到来した場合、データ受信部105は、何れかの伝送路4pまたは4sを経由して最初に受信したデータのみを次段の制御データ抽出部106に送出し、そのデータ受信から所定の期間To(>ΔT)内では、他のデータを受信しても次段の制御データ抽出部106には送出しない(S21)。このため、後に受信したデータは破棄される。つまり、正常時では、最初にP系の伝送路4pを経由したデータが受信されるので、このデータのみが制御データ抽出部106に送出され、その後にS系の伝送路4sを経由したデータが受信されてもこのデータは破棄されることになる。
On the other hand, in the same manner as the
そして、制御データ抽出部106は、データ受信部105が先に受信したデータから制御データを抽出し、この制御データを制御データ演算部102に出力する。
Then, the control
制御データ演算部102は、自己のプラント機器制御部101を介して得られるプロセス値やマスタ用のコントローラ1から送信されてくる発電電力の制御目標値のデータを図示しないメモリの所定のデータ領域に書き込み、また、自己宛ての制御データ以外の制御データを他のコントローラ3にデータ転送する準備を行うなどの演算処理を実行する(S22)。
The control
さらに、この制御データ演算部102は、自己の発電装置12について決定された発電電力の制御目標値をメモリから読み出してプラント機器制御部101に与えるので、プラント機器制御部101は、この制御目標値に基づいて自己に接続されている発電装置12の発電電力を制御する。
Further, since the control
また、制御データ演算部102は、自己宛て以外の発電電力の制御目標値や指令値等の制御データを他のスレーブ用のコントローラ3に転送するために、その制御データを送信データ作成部103に送出する。その際、制御データには送信ごとに値が更新されるステータス情報(例えばインクリメント値)を付加する。
In addition, the control
送信データ作成部103は、ステータス情報を含む制御データをパケットなどのデータ送信に適した送信形態に加工して送信データとして作成する(S23)。次いで、データ送信部104は、この送信データを伝送路4p,4sから他のスレーブ用のコントローラ3に向けて送信する。
The transmission
その際、データ送信部104は、同じ内容の送信データを互いに時間的に重複しないように所定の時間間隔ΔTをもって各々の伝送路4p,4sに送信する。すなわち、データ送信部104は、例えば送信データを最初にP系の伝送路4pを介して送信する(S24)と、上記の時間ΔTが経過した後に(S25)、再び同じ内容のデータを今度はS系の伝送路4sを介して送信する(S26)。
At that time, the
なお、以上の動作は、次段のスレーブ用のコントローラ3についても同様である。また、ここではマスタ側のコントローラがデータ送信する場合とスレーブ側のコントローラがデータ送信する場合の上記の各時間間隔ΔTは一致しているが、必ずしも一致したものでなくてもよい。
The above operation is the same for the
(2)伝送路の一部に障害が発生した場合
P系、S系の伝送路4p,4sのいずれか一方に障害が発生した場合、スレーブ用のコントローラ2,3には、障害の無い何れか一方の伝送路4pあるいは4sを経由したデータのみが到来することになる。
(2) When a failure occurs in a part of the transmission line When a failure occurs in one of the P-system and S-
このとき、(1)で説明した正常時の場合と同様、データ受信部105は、何れかの伝送路4p,4sを経由して最初に受信したデータのみを次段の制御データ抽出部106に送出する。
At this time, as in the case of the normal state described in (1), the
例えば、P系の伝送路4pにおいてマスタ用とスレーブ用の各コントローラ1,2間を接続する部分に障害Dが発生した場合、スレーブ用のコントローラ2は、P系の伝送路4pを経由したデータを受信できなくなるが、所定の時間ΔTが経過した後にはS系の伝送路4sを介して同じ内容のデータを最初のデータとして受信することができる。したがって、データ受信部105は、このS系の伝送路4sを経由して受信したデータを制御データ抽出部106に送出する。
For example, when a failure D occurs in a portion connecting the master and
制御データ抽出部106は、こうして受信されたデータから制御データを抽出し、この制御データを制御データ演算部102に出力するので、制御データ演算部102は、この制御データに基づいて発電装置12の制御を継続する。そのため、発電装置12の制御が不能になるといった不具合発生を確実に防止することができる。
Since the control
そして、このスレーブ用のコントローラ2のデータ送信部104が次のスレーブ用のコントローラ3にデータを送信する際には、例えば送信用のデータを最初にP系の伝送路4pを介して送信し、次に所定の時間間隔ΔTが経過した後に、再び同じ内容のデータを今度はS系の伝送路4sを介して送信する。なお、これは、次のスレーブ用のコントローラ3がマスタ用のコントローラ1に対してデータを送信する場合も同様である。
When the
なお、ここでは、P系の伝送路4pにおいてマスタ用とスレーブ用のコントローラ1,2間を接続する箇所に障害Dが発生した場合を例にとって説明したが、伝送路4p,4sの他の箇所で障害が発生した場合も処理動作は基本的に同じであるから、ここでは詳しい説明は省略する。
Here, the case where a failure D has occurred in a location where the master and
このように、各コントローラ1〜3のデータ送信部104は、伝送路4p,4sの障害発生の有無にかかわらず、両伝送路4p,4sに所定の時間間隔ΔTをもって同じ内容のデータを送信する一方、データ受信部105は、最初に受信したデータのみを取り込むので、2個のコントローラを結ぶ両伝送路4p,4sが同時に障害が発生しない限り確実にデータを送受信することができる。そのため、送受信するデータの信頼性が高くなり、各コントローラ1〜3は、発電装置11〜13を安定して制御できるとともに、マスタ用のコントローラ1は各発電装置11〜13に対する正確な制御目標値を演算することが可能になる。
As described above, the
(3)マスタ用のコントローラが故障した場合
前述のごとく、マスタ用およびスレーブ用の各コントローラ1〜3は、各伝送路4p,4sを介してデータ送信を行う際には、送受信周期ごとに値が変化するステータス情報(例えばインクリメント値)を含ませている。
(3) When the master controller fails As described above, each of the master and
ここで、マスタ用のコントローラ1において、制御データ演算部102が故障すると、両伝送路4p,4sにより送信されるデータに含まれるステータス情報が変化しなくなる。すなわち、制御データ演算部102は、スレーブ用のコントローラ2,3に対して制御データを送信する際、制御データに送信ごとに値が更新されるステータス情報(例えばインクリメント値)を付加しているが、制御データ演算部102が故障すると、データ送信部104は同じ制御データのみを繰り返して送信するようになり、これに伴ってステータス情報も同じ内容のものが送信されてステータス情報が変化しなくなる。
Here, in the
各々のスレーブ用のコントローラ2,3において、データ受信部105は伝送路4p,4sを介して最初に受信したデータを制御データ抽出部106に送出し、続いて制御データ抽出部106はこの受信データから制御データを抽出するが、マスタ異常検出部107は、この抽出された制御データに付加されているステータス情報に変化が現れないときには、マスタ用のコントローラ1が故障したものと判断し、マスタ異常検出信号を出力する。
In each of the
例えば、図4のフローチャートに示すように、スレーブ用のコントローラ2のマスタ異常検出部107がステータス情報の変化がないことを検出した場合には、これに応じてマスタ異常検出信号を出力する。このマスタ異常検出信号は、マスタ切替部108および異常時対応制御データ演算部110にそれぞれ与えられる。
For example, as shown in the flowchart of FIG. 4, when the master
マスタ切替部108は、マスタ切替中止部109からマスタ切替中止信号が与えられていないときには、自己がマスタ用のコントローラになるためのマスタ切替処理を開始したことを示すマスタ宣言を行う(S31)。このマスタ宣言は、送信データ作成部103からデータ送信部104に送出されて他のスレーブ用のコントローラ3にも伝送される。この動作は、他方のスレーブ用のコントローラ3についても同様である(S41)。
When the master switching canceling signal is not given from the master
ここで、このコントローラ2がマスタ宣言をした後、データ受信部105が他のコントローラ3から送られてきたマスタ宣言を受信した場合、マスタ切替中止部109は、その通知元のコントローラ3の優先度と自己の優先度とを比較する。そして、自己の優先度が高い場合にはマスタ切替処理をそのまま継続する。この例では、一方のコントローラ2の優先度が他方のコントローラ3の優先度よりも高いので、一方のコントローラ2はそのままマスタ切替処理を続行する(S32)。
Here, after the
これに対して、他方のコントローラ3は、一方のコントローラ2よりも優先度が低いので、データ受信部105が一方のコントローラ2からのマスタ宣言を受信した場合、マスタ切替中止部109は、これに応じてマスタ切替部108に対してマスタ切替処理中止指令を与える。このため、マスタ切替部108は、最初にマスタ宣言をしても途中でマスタ切替処理を中止する(S42)。
On the other hand, since the
各スレーブ側のコントローラ2,3において、異常時対応制御データ演算部110は、マスタ異常検出部107からマスタ異常検出信号が与えられると、プラント機器制御部101に対して発電装置12,13で得られる現在のプロセス値をホールドし、このホールドした現在のプロセス値を制御目標値として発電装置12,13を制御するように演算処理を実行する(S33,S43)。このため、マスタ切替処理の開始から完了までの期間Tc中は、発電装置12,13の制御が不安定になってハンチングを生じるといった不具合発生を防止することができる。
In each of the
そして、マスタ宣言後もマスタ切替処理を継続している一方のスレーブ用のコントローラ2において、制御データ演算部102は自己の発電装置12および他のスレーブ用のコントローラ3で得られる発電装置13のプロセス値を収集する(S34)。なお、マスタ宣言は、データ収集が終了してマスタ切替完了宣言(S35)が出されるまでのマスタ切替処理の期間Tc中、そのまま継続される。
Then, in the
そして、マスタ切替部108は、制御データ演算部102から全ての発電装置12,13のプロセス値のデータ収集が完了したことが知らされると、マスタ切替完了宣言を行い(S35)、制御データ演算部102が新たなマスタ用のコントローラ2としてのシステム制御を再開する(S36)。これと同時に、異常時対応制御データ演算部110は制御動作を停止する。さらに、マスタ切替部108から出力されたマスタ切替完了宣言は、送信データ作成部103からデータ送信部104に送出されて他のスレーブ用のコントローラ3にも伝送される。
When the control
他方のコントローラ3においては、データ受信部105がコントローラ2からのマスタ切替完了信号を受信すると、このマスタ切替完了信号が制御データ演算部102および異常時対応制御データ演算部110に共に与えられるので、制御データ演算部102は元のスレーブとしての制御を再開し(S44)、これと同時に、異常時対応制御データ演算部110は制御動作を停止する。
In the
なお、以前にマスタ用として動作していたコントローラ1の故障が修理された場合には(S51)、既に他のコントローラ2がマスタ用として動作しているので、修理後のコントローラ1が再起動されたときはスレーブ用となり(S52)、新たなマスタ用のコントローラ2の下で動作することになる(S53)。
When the failure of the
このように、この実施の形態1のプラント制御システムにおいては、発電プラント制御システム全体がダウンして制御が停止するなどの不具合発生を確実に防止することができ、発電装置11〜13を円滑かつ安定して制御することが可能になる。
Thus, in the plant control system of the first embodiment, it is possible to reliably prevent the occurrence of problems such as the entire power plant control system being down and the control being stopped, so that the
実施の形態2.
図5は本発明のプラント制御システムが適用される実施の形態2における発電プラント制御システムの構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of the power plant control system in
この実施の形態2の発電プラント制御システムは、複数台(本例では3台)のコントローラ1〜3を備え、各コントローラ1〜3は二重化された伝送路4p,4sを介して互いにバス状に接続されてバス型LANが構成されている。また、各コントローラ1〜3には、プラント機器としての発電装置11〜13が個別に接続されている。この場合のバス形LANを構成する伝送路4p,4sとして、本例ではインターネット用のLANケーブルが適用されている。そして、この実施の形態2では、各コントローラ1〜3間のデータの送受信はブロードキャストにより行われる。
The power plant control system according to the second embodiment includes a plurality of (three in this example)
上記の各コントローラ1〜3の内、一台のコントローラ1は、予め正常時にはマスタ用として定義され、他のコントローラ2,3はスレーブ用として定義されている。また、実施の形態1の場合と同様に、各コントローラ1〜3からは、同じ内容のデータを互いに時間的に重複しないように所定の時間間隔ΔTをもって各々の伝送路4p,4sにブロードキャストで送信する。また、この送信データには、送受信周期ごとに値が変化するステータス情報を含ませる。この場合においても、各コントローラ1〜3の構成は、図2に示したものと基本的に同じである。
Among the
この実施の形態2のプラント制御システムにおいて、正常時の場合、伝送路4p,4sの一部に障害が発生した場合、およびマスタ用のコントローラ1が故障した場合のそれぞれの処理は、実施の形態1の場合と基本的に同じであるので、詳しい説明は省略する。ただし、この実施の形態2では、各コントローラ1〜3間のデータの送受信はブロードキャストで行われるため、マスタ用のコントローラ1が故障した場合には、その故障発生を全てのコントローラ1〜3がほぼ同時に検出することができる。このため、マスタ切替処理を迅速に行うことができる。
In the plant control system of the second embodiment, the respective processes in the normal case, in the case where a failure has occurred in a part of the
なお、上記の実施の形態1,2では、本発明の理解を促すために、発電電力プラント制御システムが3台のコントローラ1〜3と発電装置11〜13とで構成されている場合について説明したが、コントローラや発電装置の台数はこのような数に限定されるものでないことは勿論である。
In the first and second embodiments, the case where the generated power plant control system is composed of three
本発明は、上記の実施の形態1,2で説明したような発電プラント制御システムに適用したものに限定されるものではなく、例えば、生産プラント制御システムのような他のプラント制御システムについても適用することが可能である。 The present invention is not limited to the one applied to the power plant control system as described in the first and second embodiments, and may be applied to other plant control systems such as a production plant control system. Is possible.
1〜3 コントローラ、11〜13 発電装置(プラント機器)、
4p,4s 伝送路、101 プラント機器制御部、102 制御データ演算部、
104 データ送信部、105 データ受信部、106 制御データ抽出部、
107 マスタ異常検出部、108 マスタ切替部、109 マスタ切替中止部、
110 異常時対応制御データ演算部。
1 to 3 controller, 11 to 13 power generation device (plant equipment),
4p, 4s transmission line, 101 plant equipment control unit, 102 control data calculation unit,
104 data transmission unit, 105 data reception unit, 106 control data extraction unit,
107 Master abnormality detection unit, 108 Master switching unit, 109 Master switching cancellation unit,
110 Abnormal response control data calculation unit.
Claims (3)
上記各コントローラからは、同じ内容のデータを互いに時間的に重複しないように所定の時間差をもって各々の伝送路に送信するとともに、この送信データには、送受信周期ごとに値が変化するステータス情報を含むようにしておき、上記スレーブ用のコントローラは、上記伝送路を介して入力されるデータに含まれるステータス情報に変化が現れないときには、マスタ用のコントローラが故障したものと判断して、スレーブ用のコントローラの内の一つがマスタ用のコントローラになるべくマスタ切替処理に移行するものであることを特徴とするプラント制御システム。Each controller transmits the same content data to each transmission line with a predetermined time difference so as not to overlap each other in time, and this transmission data includes status information whose value changes every transmission / reception cycle. When the status information included in the data input via the transmission path does not change, the slave controller determines that the master controller has failed, and the slave controller A plant control system characterized in that one of them shifts to master switching processing as much as possible to become a master controller.
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