JP5122398B2 - Valve controller for petrochemical plant - Google Patents

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Description

本発明は、石油精製のためのFCC装置やRFCC装置等の石油化学プラントに組み込まれたバルブを制御するバルブ制御装置に関する。   The present invention relates to a valve control device for controlling a valve incorporated in a petrochemical plant such as an FCC device or an RFCC device for petroleum refining.

石油化学プラントでは、被制御流体に対する制御の誤りにより爆発等の危険を招く虞があることや、機器の異常により運転を一旦停止すると、運転の再開には機器の点検等に手数を要することから、使用するバルブ及びバルブ制御装置には、高い信頼性が求められる。   In a petrochemical plant, there is a risk of an explosion or the like due to an error in the control of the controlled fluid, and once the operation is stopped due to an abnormality in the equipment, it takes time to check the equipment to resume the operation. High reliability is required for the valves and valve control devices used.

特許文献1には、バルブの初期設置時に、バルブの制御特性を検証するため、バルブ制御装置に試験装置を接続して、当該試験装置を操作することによりバルブ制御装置を試験駆動する単体試験装置が提案されている。   Patent Document 1 discloses a single unit test apparatus in which a test device is connected to a valve control device and the test device is driven by operating the test device in order to verify the control characteristics of the valve when the valve is initially installed. Has been proposed.

上述の従来技術によれば、バルブの初期設置時以外、定期的なメンテナンスや何らかの異常が発生した場合であっても、単体試験装置をバルブ制御装置に接続することにより、バルブの制御特性を検証することができる。
特開平9−292310号公報
According to the above-mentioned prior art, even when a regular maintenance or any abnormality occurs other than during the initial installation of the valve, the control characteristics of the valve are verified by connecting the unit test device to the valve control device. can do.
JP-A-9-292310

しかし、石油化学プラントに組み込まれる多数のバルブに対して、その都度単体試験装置を持ち運び、バルブ制御装置に接続して試験駆動するのは非常に煩雑であるという問題があった。   However, there is a problem that it is very complicated to carry a single test device for each valve incorporated in a petrochemical plant and connect it to the valve control device for test drive.

また、単体試験装置に試験データを記憶するデータ保存装置が組み込まれているが、その場で試験データを解析することはできず、迅速に評価できないという問題もあった。   In addition, although a data storage device for storing test data is incorporated in the unit test device, there is a problem that the test data cannot be analyzed on the spot and cannot be evaluated quickly.

通常、バルブ制御装置にはバルブ制御用のマイクロコンピュータが組み込まれている。大型のバルブを制御するために油圧サーボ機構を介してバルブを高速に制御するような場合には、マイクロコンピュータは、主制御装置からの制御指令、及び油圧、油温、バルブ開度等の複数のセンサ入力に基づいて所定の制御演算を実行し、その結果、オイルポンプやサーボバルブ等を適切に駆動制御しながらも、各負荷の動作状態が適正であるか否かを検出し、異常があれば速やかに報知するといったような複数のジョブを所定の制御周期で繰り返し実行するように構成されている。   Normally, a valve control microcomputer is incorporated in the valve control device. When controlling a valve at high speed via a hydraulic servo mechanism in order to control a large valve, the microcomputer controls a plurality of control commands from the main controller, and oil pressure, oil temperature, valve opening, etc. Based on the sensor input, a predetermined control calculation is executed, and as a result, it is detected whether the operating state of each load is appropriate while properly controlling the oil pump, servo valve, etc. A plurality of jobs, such as prompt notification if any, are repeatedly executed at a predetermined control cycle.

そのようなマイクロコンピュータに単体試験装置と同様の機能及び試験データを解析して評価する機能を組み込むことが考えられるが、その場合、マイクロコンピュータの制御負荷が重くなり、所定の制御周期内でジョブを完結させるためには、高価な高速のマイクロコンピュータを用いる必要があるという問題もあった。   It is conceivable that such a microcomputer incorporates functions similar to those of a unit test apparatus and functions for analyzing and evaluating test data. In such a case, however, the control load of the microcomputer becomes heavy, and jobs are processed within a predetermined control cycle. In order to complete the process, there is a problem that it is necessary to use an expensive high-speed microcomputer.

本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、高価なマイクロコンピュータを用いることなく、バルブの単体試験操作及びそのときの試験データの評価を行なうことができる石油化学プラントのバルブ制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and without using an expensive microcomputer, a single unit test operation of a valve and evaluation of test data at that time can be performed. An object is to provide a valve control device.

上述の目的を達成するため、本発明による石油化学プラントのバルブ制御装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項1に記載した通り、バルブの開度を検出する開度センサから入力されるバルブ開度値と石油化学プラントの主制御装置から入力される前記バルブの制御指令値に基づいて、油圧機構を制御して前記バルブの開度をフィードバック制御する制御部と、前記制御部により制御される前記バルブの制御情報を前記制御部から取得して前記バルブの制御状態を表示可能な表示部と、前記バルブを試験駆動するための操作部とを備えている石油化学プラントのバルブ制御装置であって、前記操作部が前記表示部に入力される操作キーで構成され、前記操作キーが操作されると検査モードに移行し、前記バルブを全開状態と全閉状態の間で駆動する場合の制御特性、所定開度に対するステップ応答特性、所定開度間の周波数応答特性が含まれる試験駆動に対応し、前記操作部を介して設定された試験駆動情報が前記表示部から前記制御部に送信され、前記表示部が前記制御部から送信された前記試験駆動情報に対応する制御情報を表示するように構成され、前記表示部は、前記制御部から送信される試験駆動時の制御情報を所定時間間隔で取得してトレンドグラフとして表示するとともに、試験駆動時の制御情報を記憶する着脱可能な不揮発性メモリを備えている点にある。 In order to achieve the above-mentioned object, the first characteristic configuration of the valve control device of the petrochemical plant according to the present invention is an opening degree for detecting the opening degree of the valve as described in claim 1 of the claims. Based on the valve opening value input from the sensor and the control command value of the valve input from the main controller of the petrochemical plant, a control unit that controls the hydraulic mechanism to feedback control the opening of the valve; A petrochemical system comprising: a display unit capable of acquiring control information of the valve controlled by the control unit from the control unit and displaying the control state of the valve; and an operation unit for performing a test drive of the valve. a plant valve controller is constituted by operation keys the operation unit is input to the display unit, the operation key is shifted to the test mode is operated, and the fully open state of the valve Control characteristics when driving between a closed state, the step response characteristics with respect to a predetermined opening degree, the frequency corresponding to the test drive that contains the response characteristics, the test driver information set via the operating unit between predetermined opening The display unit is configured to display control information corresponding to the test drive information transmitted from the display unit to the control unit, and the display unit is transmitted from the control unit. The control information at the time of test drive is acquired at predetermined time intervals and displayed as a trend graph, and a removable nonvolatile memory for storing the control information at the time of test drive is provided .

上述の構成によれば、バルブ制御装置の機能が表示部と制御部に分散されるため、夫々を安価に構成でき、トータルコストを低減させることができ、従来のように、単体試験装置を持ち運ぶような手間が省かれるとともに、迅速に試験結果を得ることができるようになった。   According to the above configuration, since the function of the valve control device is distributed to the display unit and the control unit, each can be configured at low cost, the total cost can be reduced, and the unit test device can be carried as in the conventional case. This saves time and enables the test results to be obtained quickly.

石油化学プラントにおいて複雑な油圧機構を介して駆動されるバルブに関して、バルブを全開状態と全閉状態の間で駆動する場合の制御特性、所定開度に対するステップ応答特性、所定開度間の周波数応答特性が極めて重要であり、このような特性がその場で計測され、オペレータが視認評価できることにより、極めて効率よく検査を行なうことができるようになる。また、制御部によって試験駆動されるバルブの制御情報が表示部に送信され、送信された制御情報が表示部により所定時間間隔で読み出され、その特性がトレンドグラフに表示される。従って、オペレータは表示部に表示されたトレンドグラフを目視確認することにより迅速に評価できるようになる。さらに、一連の試験に関する制御情報が不揮発性メモリに累積的に記憶することができるようになり、当該制御情報に基づいて専用の解析装置で解析する必要がある場合であっても、表示部から不揮発性メモリを取り外して、制御情報を解析装置に移植することができるようになる。また、不揮発性メモリであれば極めて容易に持ち運ぶこともできる。For valves driven through complex hydraulic mechanisms in petrochemical plants, control characteristics when driving the valve between fully open and fully closed, step response characteristics for a predetermined opening, frequency response between predetermined openings The characteristics are extremely important, and such characteristics are measured on the spot and can be visually evaluated by the operator, so that the inspection can be performed very efficiently. In addition, control information of a valve that is test-driven by the control unit is transmitted to the display unit, and the transmitted control information is read out at predetermined time intervals by the display unit, and its characteristics are displayed on the trend graph. Therefore, the operator can quickly evaluate by visually checking the trend graph displayed on the display unit. Furthermore, control information related to a series of tests can be stored cumulatively in a non-volatile memory, and even if it is necessary to analyze with a dedicated analyzer based on the control information, from the display unit By removing the non-volatile memory, the control information can be ported to the analysis device. Further, if it is a non-volatile memory, it can be carried very easily.

同第二の特徴構成は、同請求項2に記載した通り、バルブの開度を検出する開度センサから入力されるバルブ開度値と主制御装置から入力される前記バルブの制御指令値に基づいて、油圧機構を制御して前記バルブの開度をフィードバック制御する制御部と、前記制御部により制御される前記バルブの制御情報を表示可能な表示部と、前記バルブを試験駆動するための操作部とを備えている石油化学プラントのバルブ制御装置であって、前記バルブを全開状態と全閉状態の間で駆動する場合の制御特性、所定開度に対するステップ応答特性、所定開度間の周波数応答特性が含まれる試験駆動に対応し、前記操作部を介して設定された試験駆動情報が前記制御部に送信され、前記表示部が前記制御部から送信された前記試験駆動情報に対応する制御情報を表示するように構成され、前記表示部は、前記制御部から送信される試験駆動時の制御情報を所定時間間隔で取得してトレンドグラフとして表示するとともに、試験駆動時の制御情報を記憶する着脱可能な不揮発性メモリを備え、前記制御部に、前記主制御装置から入力される前記制御指令値に基づく前記バルブ機構の制御中に所定の制御情報が予め設定された異常判定値を超える状態が所定時間継続すると、異常発生と判断して異常信号を出力する信号判定部を備え、前記信号判定部は前記検査モードで前記試験駆動情報に基づく前記バルブ機構の制御中も同様に異常の発生の有無を判断し、異常発生と判断すると異常信号を出力する点にある。As described in claim 2, the second characteristic configuration includes a valve opening value input from an opening sensor that detects the opening of the valve and a control command value of the valve input from a main controller. A control unit that controls the hydraulic mechanism to feedback-control the opening of the valve, a display unit that can display control information of the valve controlled by the control unit, and a test drive for the valve. A valve control device of a petrochemical plant comprising an operation unit, wherein the valve is driven between a fully open state and a fully closed state, a control characteristic, a step response characteristic with respect to a predetermined opening, and a predetermined opening Corresponding to test drive including frequency response characteristics, test drive information set through the operation unit is transmitted to the control unit, and the display unit corresponds to the test drive information transmitted from the control unit. The control unit is configured to display control information, and the display unit acquires the control information at the time of test driving transmitted from the control unit at a predetermined time interval and displays it as a trend graph, and also displays the control information at the time of test driving. A removable non-volatile memory is provided for storing an abnormality determination value in which predetermined control information is preset during control of the valve mechanism based on the control command value input from the main controller. A signal determination unit that determines that an abnormality has occurred and outputs an abnormality signal when the exceeding state continues for a predetermined time, and the signal determination unit is similarly abnormal during control of the valve mechanism based on the test drive information in the inspection mode. The presence or absence of the occurrence of an abnormality is determined, and when it is determined that an abnormality has occurred, an abnormality signal is output.

制御部に備えた信号判定部によって、石油化学プラントの主制御装置から入力される制御指令値に基づいてバルブ機構をフィードバック制御する場合のみならず、検査モードで試験駆動情報に基づくバルブ機構の制御中も、同様に異常の有無が検出され、異常信号が出力されるので、試験駆動時であっても油圧機構の異常に伴いバルブが損傷するような重大な事態の発生を未然衣防止でき、安全に試験駆動することができるようになる。 Control of the valve mechanism based not only on feedback control of the valve mechanism based on the control command value input from the main controller of the petrochemical plant but also on the basis of the test drive information in the inspection mode by the signal determination unit provided in the controller Similarly, the presence or absence of abnormality is detected and an abnormal signal is output, so that even during test drive, it is possible to prevent the occurrence of a serious situation that damages the valve due to the abnormality of the hydraulic mechanism, Test drive can be performed safely .

同第三の特徴構成は、同請求項3に記載した通り、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、前記制御部と前記表示部の夫々にLAN接続された共有メモリを設けるとともに、前記表示部に前記操作部を備え、前記表示部は前記操作部を介して設定された試験駆動情報を前記共有メモリを介して前記制御部に送信し、前記共有メモリを介して取得した前記試験駆動情報に対応する制御情報を表示するように構成されている点にある。 In the third feature configuration, as described in claim 3, in addition to the first or second feature configuration described above, a shared memory connected to the control unit and the display unit via a LAN is provided. The display unit includes the operation unit, and the display unit transmits the test drive information set through the operation unit to the control unit through the shared memory, and is acquired through the shared memory. The control information corresponding to the test drive information is displayed.

バルブ制御装置が、バルブの開度を制御する制御部と、制御部によるバルブの制御状態を表示する表示部とに機能分離され、表示部と制御部の夫々に備えた共有メモリをLAN(例えば、CUnet(リアルタイム分散処理ネットワーク))接続することによりデータが共用可能になる。表示部に備えた操作部を介して設定された試験駆動情報が共有メモリを介して制御部に伝送され、制御部により試験駆動を含むバルブの開度制御機能が実現される。制御部が取得した制御情報が共有メモリを介して表示部に伝送され、当該制御情報に基づいて制御情報の表示機能が実現される。バルブ制御装置の機能が表示部と制御部に分散されるため、夫々を安価に構成でき、トータルコストを低減させることができ、従来のように、単体試験装置を持ち運ぶような手間が省かれるとともに、迅速に試験結果を得ることができる。   The valve control device is functionally separated into a control unit that controls the opening degree of the valve and a display unit that displays a control state of the valve by the control unit, and a shared memory provided in each of the display unit and the control unit is a LAN (for example, , CUnet (real-time distributed processing network)) connection enables data sharing. Test drive information set via the operation unit provided in the display unit is transmitted to the control unit via the shared memory, and the valve opening control function including the test drive is realized by the control unit. Control information acquired by the control unit is transmitted to the display unit via the shared memory, and a control information display function is realized based on the control information. Since the functions of the valve control device are distributed between the display unit and the control unit, each can be configured at low cost, the total cost can be reduced, and the trouble of carrying a unit test device as in the past can be saved. Test results can be obtained quickly.

以上説明した通り、本発明によれば、高価なマイクロコンピュータを用いることなく、バルブの単体試験操作及びそのときの試験データの評価を行なうことができる石油化学プラントのバルブ制御装置を提供することができるようになった。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a valve control device for a petrochemical plant that can perform a single valve test operation and evaluation of test data at that time without using an expensive microcomputer. I can do it now.

以下に、石油化学プラントの一例である石油精製のためのFCC装置やRFCC装置に組み込まれたバルブ制御装置を説明する。図1に示すように、バルブの制御装置1は、プラントに組み込まれたバルブVの近傍に配置された油圧ユニットUに組み込まれ、プラントの主制御装置CTから入力されたバルブVに対する目標開度信号と開度センサSで検出されたバルブの開度信号に基づいて、油圧機構VDを制御してバルブVの開度を調整し、主制御装置CTにバルブVの開度状態を表す位置信号を出力する制御装置である。   Below, the valve control apparatus built in the FCC apparatus and RFCC apparatus for petroleum refining which are examples of a petrochemical plant is demonstrated. As shown in FIG. 1, a valve control device 1 is incorporated in a hydraulic unit U arranged in the vicinity of a valve V incorporated in a plant, and is a target opening degree with respect to the valve V inputted from a plant main control device CT. Based on the signal and the opening signal of the valve detected by the opening sensor S, the hydraulic mechanism VD is controlled to adjust the opening of the valve V, and the position signal indicating the opening state of the valve V to the main controller CT Is a control device that outputs.

図2に示すように、油圧ユニットUは、油圧ポンプとアキュムレータとアクチュエータとしての油圧制御用のサーボ弁等を備えた油圧機構VDと、制御装置1が収容される防爆構造のケーシングCと、ケーシングC内に防爆用の空気を圧入するエアユニットAU等を備えている。   As shown in FIG. 2, the hydraulic unit U includes a hydraulic mechanism VD including a hydraulic pump, an accumulator, a servo valve for hydraulic control as an actuator, an explosion-proof casing C in which the control device 1 is accommodated, a casing An air unit AU for press-fitting explosion-proof air into C is provided.

制御装置1は、開度センサSから入力されるバルブ開度値と主制御装置CTから入力されるバルブVの制御指令値に基づいて、油圧機構を制御してバルブVの開度をフィードバック制御する制御部20,30と、制御部20,30による制御情報を記憶する記憶部と記憶部に記憶された制御情報に基づいてバルブVの制御状態を液晶表示パネルに表示する表示部40を備えている。   The control device 1 feedback-controls the opening degree of the valve V by controlling the hydraulic mechanism based on the valve opening degree value inputted from the opening degree sensor S and the control command value of the valve V inputted from the main controller CT. Control units 20 and 30, a storage unit that stores control information from the control units 20 and 30, and a display unit 40 that displays the control state of the valve V on the liquid crystal display panel based on the control information stored in the storage unit. ing.

ケーシングCの扉は透明ガラスが配され、内部の制御装置1に備えた液晶表示パネルの画面が外部から認識可能に構成されている。また、扉には複数の防爆型のスイッチSW1,SW2,SW3が取り付けられている。   A transparent glass is disposed on the door of the casing C, and the screen of the liquid crystal display panel provided in the internal control device 1 is configured to be recognized from the outside. A plurality of explosion-proof switches SW1, SW2, SW3 are attached to the door.

スイッチSW1は回転式の多接点スイッチまたは押しボタン式スイッチで、当該スイッチSW1の回転操作または押圧操作により、ケーシングCの防爆状態を維持した状態で、液晶表示パネルの表示画面を切り替え操作することが可能になっている。   The switch SW1 is a rotary multi-contact switch or a push button switch, and the display screen of the liquid crystal display panel can be switched by rotating or pressing the switch SW1 while maintaining the explosion-proof state of the casing C. It is possible.

また、スイッチSW2は押しボタン式スイッチで本発明による制御モード切替操作部となり、当該スイッチSW2を操作することにより、ケーシングCの防爆状態を維持した状態で、制御装置1がローカル制御モードとリモート制御モードに切り替えられる。   Further, the switch SW2 is a push button type switch that serves as a control mode switching operation unit according to the present invention. By operating the switch SW2, the control device 1 can operate in the local control mode and the remote control while maintaining the explosion-proof state of the casing C. Switch to mode.

さらに、スイッチSW3は可変抵抗器を内蔵したダイアルスイッチで本発明による手動操作部となり、ローカル制御モードで当該スイッチSW3を回転操作することにより、ケーシングCの防爆状態を維持した状態で、バルブVの開度を手動制御することが可能となる。   Further, the switch SW3 is a dial switch with a built-in variable resistor, which is a manual operation unit according to the present invention. By rotating the switch SW3 in the local control mode, the casing C is kept in an explosion-proof state, and the valve V The opening can be manually controlled.

制御装置1は、バルブVの開度を検出する開度センサSから入力されるバルブ開度値と、主制御装置CTまたは手動操作部SW3から入力されるバルブVの制御指令値、つまり目標開度信号に基づいて、バルブVを駆動するサーボ弁に対する制御値を算出し、算出した制御値に基づいてバルブVの開度をフィードバック制御するための複数の制御部を備えている。   The control device 1 controls the valve opening value input from the opening sensor S that detects the opening of the valve V, the control command value of the valve V input from the main control device CT or the manual operation unit SW3, that is, the target opening. A control value for a servo valve that drives the valve V is calculated based on the degree signal, and a plurality of control units are provided for feedback control of the opening degree of the valve V based on the calculated control value.

図3に示すように、制御対象であるバルブVは、プラントの運転状態に応じて流路Pを所定の開度に調整するスライドバルブVで、サーボ弁を介して供給される圧油により駆動される油圧シリンダSLのピストンに連結された弁棒V2を介して弁体V1がスライド駆動される。ピストンと弁棒V2の間にはカップリングを介して一対の磁歪式の開度センサS(S1,S2)が組み込まれ、開度センサSの出力が制御装置1に入力されている。尚、制御対象であるバルブVは、スライドバルブVに限るものではなく、プラグ弁、バタフライ弁等の他のバルブでも同様である。   As shown in FIG. 3, the valve V to be controlled is a slide valve V that adjusts the flow path P to a predetermined opening according to the operation state of the plant, and is driven by pressure oil supplied via a servo valve. The valve body V1 is slid and driven through a valve rod V2 connected to the piston of the hydraulic cylinder SL. A pair of magnetostrictive opening sensors S (S1, S2) are incorporated between the piston and the valve stem V2 via a coupling, and the output of the opening sensor S is input to the control device 1. The valve V to be controlled is not limited to the slide valve V, and the same applies to other valves such as a plug valve and a butterfly valve.

磁歪式の開度センサSとは、ピストンの進退移動に伴なって、センサロッド上を非接触で移動するマグネットにより発生するねじり歪の伝播時間を計測することによりマグネットの位置、つまりバルブVの開度を計測するセンサである。   The magnetostrictive opening sensor S is a position of the magnet, that is, the position of the valve V, by measuring the propagation time of torsional strain generated by the magnet that moves in a non-contact manner on the sensor rod as the piston moves forward and backward. It is a sensor that measures the opening.

図4に示すように、制御装置1は、二枚の制御部基板2,3と、表示部基板4と、端子基板5等を備え、夫々が単一または複数のコネクタで接続されている。二枚の制御部基板2,3の夫々により本発明による二つの制御部20,30が構成され、表示部基板4により表示部40が構成されている。   As shown in FIG. 4, the control device 1 includes two control unit substrates 2 and 3, a display unit substrate 4, a terminal substrate 5, and the like, and each is connected by a single or a plurality of connectors. Two control units 20 and 30 according to the present invention are constituted by the two control unit substrates 2 and 3, respectively, and a display unit 40 is constituted by the display unit substrate 4.

制御部基板2,3及び表示部基板4は、端子基板5を介して、主制御装置CT及び制御対象であるバルブ駆動機構との間で各種の信号が入出力される。   Various signals are inputted to and outputted from the main control device CT and the valve drive mechanism that is a control target in the control unit substrates 2 and 3 and the display unit substrate 4 via the terminal substrate 5.

具体的に、端子基板5を介して主制御装置CTから制御部20,30にバルブVの制御指令値が入力されるとともに、制御部20,30から主制御装置CTにバルブVの位置信号が出力される。また、端子基板5を介して一対の開度センサSからのバルブ開度値が入力され、制御部20,30からサーボ弁に制御信号が出力される。   Specifically, the control command value of the valve V is input from the main control device CT to the control units 20 and 30 via the terminal board 5, and the position signal of the valve V is transmitted from the control units 20 and 30 to the main control device CT. Is output. Further, the valve opening values from the pair of opening sensors S are input via the terminal board 5, and control signals are output from the control units 20 and 30 to the servo valves.

さらに、制御モード切替操作部としてのスイッチSW2の出力、及び、手動操作部としてのスイッチSW3からの制御指令値が、端子基板5を介して制御部基板2,3に入力され、スイッチSW1の出力が表示部基板4に直接入力されている。   Further, the output of the switch SW2 as the control mode switching operation unit and the control command value from the switch SW3 as the manual operation unit are input to the control unit substrates 2 and 3 via the terminal substrate 5, and the output of the switch SW1. Is directly input to the display unit substrate 4.

図6に示すように、一対の制御部20,30及び表示部40には、夫々CPUと、CPUにより実行される制御プログラムが記憶されたROMと、ワーキング領域として使用されるRAMが内蔵されたマイクロコンピュータ、及び周辺回路が搭載され、当該制御プログラムがCPUにより実行されることにより、所期のバルブ制御機能等が実現される。   As shown in FIG. 6, each of the pair of control units 20 and 30 and the display unit 40 includes a CPU, a ROM that stores a control program executed by the CPU, and a RAM that is used as a working area. A microcomputer and peripheral circuits are mounted, and the control program is executed by the CPU, thereby realizing an intended valve control function and the like.

制御部20,30及び表示部40には、通信バスとして機能する、例えばCUnet(株式会社ステップテクニカの登録商標)等のローカルネットワークで接続された共有メモリCMが夫々設けられ、各制御部20,30による制御情報、制御パラメータ、表示データ等が共有メモリCMを介して共有されるように構成されている。   Each of the control units 20 and 30 and the display unit 40 is provided with a shared memory CM that functions as a communication bus and is connected via a local network such as CUnet (registered trademark of Step Technica Co., Ltd.). Control information, control parameters, display data, and the like by 30 are shared via the shared memory CM.

各共有メモリCMは、自身が制御情報を読み書き可能な領域と、自身の書込みが禁止され、他の制御部または表示部により書き込まれた制御情報を読出し可能な領域に区分され、ローカルネットワークを介して所定周期、例えば10msec.周期で各共有メモリに書き込まれた情報が他の共有メモリの対応する領域にコピーされる。   Each shared memory CM is divided into an area where the control information can be read and written by itself and an area where the writing of the control information is prohibited and the control information written by another control unit or the display unit can be read out via the local network. Predetermined cycle, for example, 10 msec. Information written in each shared memory in a cycle is copied to a corresponding area in another shared memory.

つまり、各制御部20,30及び表示部40のCPUによって夫々に設けられた共有メモリCMの書込み領域に書き込まれた制御情報等が、ローカルネットワークを介して各共有メモリCMの読出し領域にコピーされることにより、CPUを介さずに互いの制御情報等の交信が可能となるように構成されている。   That is, control information written in the writing area of the shared memory CM provided by the CPU of each of the control units 20 and 30 and the display unit 40 is copied to the reading area of each shared memory CM via the local network. Thus, it is configured such that communication of control information and the like can be performed without using the CPU.

表示部基板4には、カラー液晶表示ユニット45が組み込まれ、共有メモリCMを介して収集された制御情報に基づいて、カラー液晶表示ユニット45に図5に示すようなバルブの制御状態等を示すモニタ画面が表示される。   A color liquid crystal display unit 45 is incorporated in the display unit substrate 4, and the control state of the valve as shown in FIG. The monitor screen is displayed.

表示部基板4には、第一記憶素子として、電池バックアップされた数MbyteのSRAM44が搭載され、共有メモリCMを介して得られた各制御部20,30による制御情報がリングバッファ形式で格納されるように構成されている。   The display unit board 4 is equipped with a battery backed-up several Mbytes of SRAM 44 as a first storage element, and control information by the control units 20 and 30 obtained via the shared memory CM is stored in a ring buffer format. It is comprised so that.

詳述すると、SRAM44は、制御情報をリングバッファ形式で記憶する第一記憶領域と、制御情報に警報情報が含まれているときに、第一記憶領域に記憶された警報情報発生の直前の所定時間の制御情報を少なくとも光通信インタフェースを介して情報収集装置に出力するまでの間記憶する第二記憶領域を備えている。   More specifically, the SRAM 44 has a first storage area for storing the control information in a ring buffer format, and when the control information includes alarm information, the SRAM 44 stores the predetermined information immediately before the occurrence of the alarm information stored in the first storage area. A second storage area is provided for storing time control information until it is output to the information collecting apparatus via at least the optical communication interface.

さらに、SRAM44よりも記憶容量が大きく、SRAM44の第一記憶領域に格納される制御情報が累積的に記憶される着脱自在な不揮発性メモリである数Gbyte(例えば、2Gbyte)のSDメモリ46を備えている。   Furthermore, the memory capacity is larger than that of the SRAM 44, and there are several Gbytes (for example, 2 Gbytes) of SD memories 46 which are detachable nonvolatile memories in which control information stored in the first storage area of the SRAM 44 is cumulatively stored. ing.

制御情報には、主制御装置CTから入力されるバルブVの制御指令値、開度センサSから入力されるバルブ開度値、サーボ弁に対する制御値、バルブに対するスラスト押し圧力、スラスト引き圧力の他、ポンプの圧力、アキュムレータ圧力、油温、油液レベル、ポンプモータの電流等の計測データ、それらの計測データに基づいて制御部20,30が自己診断した結果検出される異常データ、後述する制御部20,30の暴走等の異常データ、バルブやバルブを駆動する油圧シリンダ等の累積稼動距離或は累積稼動時間等の累積稼動データが含まれる。   The control information includes a control command value of the valve V input from the main controller CT, a valve opening value input from the opening sensor S, a control value for the servo valve, a thrust pressing pressure for the valve, and a thrust pulling pressure. , Measurement data such as pump pressure, accumulator pressure, oil temperature, oil liquid level, pump motor current, abnormality data detected as a result of self-diagnosis by the control units 20 and 30 based on these measurement data, control described later Abnormal data such as runaway of the sections 20 and 30 and cumulative operating data such as a cumulative working distance or a cumulative working time of a hydraulic cylinder or the like that drives the valve are included.

また、表示部基板4には、LANを介して遠隔地に配置されたパーソナルコンピュータとの間で通信を行ない、カラー液晶表示ユニット45に表示される制御状態等を当該パーソナルコンピュータに送信する通信インタフェース42、防爆構造のケーシングCの扉を開放することなく扉を閉めた状態で、情報収集装置としてのパーソナルコンピュータと通信可能な赤外線インタフェース43を備えている。   In addition, the display unit substrate 4 communicates with a personal computer located at a remote place via a LAN, and transmits a control state displayed on the color liquid crystal display unit 45 to the personal computer. 42, an infrared interface 43 capable of communicating with a personal computer as an information collecting device in a state where the door of the explosion-proof casing C is closed without opening the door.

表示部40が、赤外線インタフェース43を介して情報収集装置から入力された、各種の初期設定用の制御パラメータを自身の共有メモリCMに書き込むと、ローカルネットワークを介して配信され、各制御部20,30の共有メモリCMに当該制御パラメータがコピーされる。   When the display unit 40 writes various control parameters for initial setting input from the information collecting device via the infrared interface 43 to its own shared memory CM, the display unit 40 is distributed via the local network, and each control unit 20, The control parameter is copied to 30 shared memories CM.

制御パラメータには、二系統の制御部20,30の何れが初期の制御権を有するかを設定する制御権パラメータ、二重化された開度センサSの何れを初期に選択するかを設定するセンサ選択パラメータ、主制御装置CTから制御部20,30に入力されるバルブVの制御指令値に対する信号レベル(例えば、開度0%から開度100%までを、4mAから20mAで規定する電流仕様や、0Vから10Vで規定する電圧仕様等)、開度センサSから入力される開度信号の信号レベル、油圧シリンダのスラスト圧の信号レベルや上下限値、サーボ弁に対する出力信号レベル、主制御装置CTに出力する位置信号の信号レベル、制御部20,30で検出される開度センサCの異常判定基準値等、システムを稼動させるのに必要な所定の制御パラメータが含まれる。   In the control parameter, a control right parameter that sets which of the two control units 20 and 30 has an initial control right, and a sensor selection that sets which of the doubled opening sensors S is initially selected Parameter, signal level with respect to the control command value of the valve V input from the main controller CT to the control units 20 and 30 (for example, current specifications that define the opening degree 0% to opening degree 100% from 4 mA to 20 mA, Voltage specification specified from 0V to 10V), signal level of the opening signal input from the opening sensor S, signal level and upper / lower limit values of thrust pressure of the hydraulic cylinder, output signal level to the servo valve, main controller CT The predetermined control parameters required for operating the system, such as the signal level of the position signal output to the control unit, the abnormality determination reference value of the opening sensor C detected by the control units 20 and 30, and the like. Data are included.

図6に示すように、各制御部20,30には、入力信号処理部26,36を介して主制御装置CTからの制御指令値がマイクロコンピュータ21,31に入力されるとともに、開度信号処理部22,32を介して一対の開度センサS1,S2の出力信号の夫々がマイクロコンピュータ21,31に入力されるように構成されている。   As shown in FIG. 6, a control command value from the main control unit CT is input to the microcomputers 21 and 31 via the input signal processing units 26 and 36 in each of the control units 20 and 30, and the opening signal The output signals of the pair of opening sensors S1 and S2 are input to the microcomputers 21 and 31 via the processing units 22 and 32, respectively.

入力信号処理部26,36及び開度信号処理部22,32は、信号を電気的に分離するアイソレーションアンプと、アイソレーションアンプのアナログ出力信号をデジタル信号に変換するA/D変換器を備えている。   The input signal processing units 26 and 36 and the opening degree signal processing units 22 and 32 include an isolation amplifier that electrically separates signals and an A / D converter that converts an analog output signal of the isolation amplifier into a digital signal. ing.

また、各制御部20,30には、マイクロコンピュータ21,31から出力されたサーボ弁SVに対する制御値が、サーボ出力部23,33を介してサーボ弁SVに出力され、マイクロコンピュータ21,31から出力された主制御装置CTへのバルブVの開度位置が、位置信号出力部24,34を介して出力されるように構成されている。   In addition, the control values for the servo valves SV output from the microcomputers 21 and 31 are output to the control valves 20 and 30 to the servo valves SV via the servo output sections 23 and 33, respectively. The output position of the valve V to the main controller CT that has been output is configured to be output via the position signal output units 24 and 34.

サーボ出力部23,33は、デジタルの制御値情報をアナログ信号に変換するD/A変換器と、その出力を増幅するドライバ回路を備えている。また、位置信号出力部24,34は、デジタルの開度位置情報を電気的に分離するアイソレーション回路と、アイソレーション回路の出力をアナログ信号に変換するD/A変換器を備えている。   The servo output units 23 and 33 include a D / A converter that converts digital control value information into an analog signal, and a driver circuit that amplifies the output. The position signal output units 24 and 34 include an isolation circuit that electrically separates digital opening position information, and a D / A converter that converts the output of the isolation circuit into an analog signal.

各制御部20,30は、制御モード切替操作部としてのスイッチSW2の操作によって、遠隔設置された主制御装置CTから入力される制御指令値に基づいてバルブVを駆動制御するリモート制御モードと、近傍設置された手動操作部(スイッチSW3)から入力される制御指令値に基づいてバルブVを駆動制御するローカル制御モードの何れかの制御モードに切替え可能に構成されている。   Each of the control units 20 and 30 includes a remote control mode for driving and controlling the valve V based on a control command value input from the remotely installed main control device CT by operating a switch SW2 as a control mode switching operation unit, The control mode can be switched to any one of the local control modes for driving and controlling the valve V based on a control command value input from a manual operation unit (switch SW3) installed in the vicinity.

上述した制御パラメータに基づいて制御権が設定された制御部(ここでは、制御部20とする。)は、何れの制御モードであっても、開度センサS1,S2から入力されるバルブ開度値のうちセンサ選択パラメータで選択された開度センサのバルブ開度値と制御指令値に基づいて、デジタルPID演算を行なってバルブVに対する制御値を算出し、算出した制御値に基づいて電磁式のサーボ弁SVに制御信号を出力する。   The control unit (in this case, the control unit 20) to which the control right is set based on the control parameters described above is the valve opening degree input from the opening degree sensors S1 and S2 in any control mode. Based on the valve opening value and the control command value of the opening sensor selected by the sensor selection parameter among the values, a digital PID calculation is performed to calculate a control value for the valve V, and an electromagnetic type is calculated based on the calculated control value. A control signal is output to the servo valve SV.

制御権を有していない待機中の制御部(ここでは、制御部30となる。)も、同様に、開度センサS1,S2から入力される何れかのバルブ開度値のうちセンサ選択パラメータで選択された開度センサのバルブ開度値と主制御装置CTまたはスイッチSW3から入力される制御指令値に基づいて、デジタルPID演算を行なってバルブVに対する制御値を算出し、算出した制御値に基づいてサーボ弁SVに制御信号を出力する。   Similarly, the standby control unit (in this case, the control unit 30) that does not have the control right also includes a sensor selection parameter of any one of the valve opening values input from the opening sensors S1 and S2. Based on the valve opening value of the opening sensor selected in step 1 and the control command value input from the main controller CT or the switch SW3, a digital PID calculation is performed to calculate a control value for the valve V, and the calculated control value Based on the control signal, a control signal is output to the servo valve SV.

その後、各制御部20,30は、各開度センサS1,S2に設定されている所定の優先権設定条件に基づいて、何れか一つの開度センサからのバルブ開度値を選択して、制御値を算出する。   Then, each control part 20 and 30 selects the valve opening value from any one opening sensor based on the predetermined priority setting conditions set to each opening sensor S1, S2, Calculate the control value.

所定の優先権設定条件とは、上述したセンサ選択パラメータ以外に、制御指令値に基づく制御信号に対応してバルブ開度値が所定範囲に収束しない状態が所定時間継続するフィードバックロスの発生の有無、制御指令値とバルブ開度値の偏差が増大する方向に変化する状態が所定時間継続する逆DEV値の発生の有無をいう。フィードバックロスは開度センサの劣化等による異常、逆DEV値は誤配線による異常を検出するものである。これらは、後述する信号判別部260(図7参照)で検出される。   Predetermined priority setting conditions include, in addition to the sensor selection parameters described above, whether or not a feedback loss occurs in which the valve opening value does not converge to a predetermined range corresponding to a control signal based on the control command value for a predetermined time. The occurrence of a reverse DEV value in which the state in which the deviation between the control command value and the valve opening value changes in the increasing direction continues for a predetermined time period. The feedback loss is an abnormality due to deterioration of the opening sensor, and the reverse DEV value is an abnormality due to incorrect wiring. These are detected by a signal determination unit 260 (see FIG. 7) described later.

各制御部20,30は、センサ選択パラメータで選択された開度センサSに、夫々フィードバックロスまたは逆DEV値が発生したと判断すると、他方の開度センサSに切り替えるとともに、現在選択中の開度センサ情報、異常発生した開度センサの異常情報等を自身の共有メモリCMに記憶する。   When each of the control units 20 and 30 determines that a feedback loss or a reverse DEV value has occurred in the opening sensor S selected by the sensor selection parameter, it switches to the other opening sensor S and opens the currently selected opening sensor S. The degree sensor information, the abnormality information of the opening sensor in which an abnormality has occurred, and the like are stored in its own shared memory CM.

夫々の共有メモリCMに記憶された情報は、ローカルネットワークを介して表示部40の共有メモリに書き込まれ、表示部40は、自身の共有メモリCMの内容に基づいて、カラー液晶表示ユニット45にモニタ表示するとともに、SRAM44、SDメモリ46に記憶する。   Information stored in each shared memory CM is written to the shared memory of the display unit 40 via the local network, and the display unit 40 monitors the color liquid crystal display unit 45 based on the contents of its own shared memory CM. The information is displayed and stored in the SRAM 44 and the SD memory 46.

さらに、夫々の開度センサSに対して、制御指令値とバルブ開度値の偏差であるDEV値の偏差が異常判定閾値以上になると、開度センサSを切り替えずに制御装置1に設けた警報部を作動して鳴動させる。   Further, for each opening sensor S, when the deviation of the DEV value, which is the deviation between the control command value and the valve opening value, exceeds the abnormality determination threshold, the opening sensor S is provided in the control device 1 without switching. Activate the alarm to sound.

尚、開度センサS等に対する各種の異常判定閾値(信号レベル閾値及び継続時間等)は、予めメンテナンス用のパーソナルコンピュータ70で設定され、各共有メモリCMに記憶されている。   Note that various abnormality determination thresholds (signal level threshold, duration, etc.) for the opening sensor S and the like are set in advance by the personal computer 70 for maintenance and stored in each shared memory CM.

前記制御部20,30には、制御モード切替操作部SW2が切替操作されたときに、手動操作部SW3から入力される制御指令値と、主制御装置CTから入力される制御指令値との偏差に基づいて、制御モードを切り替えるか否かを判断する制御モード切替制御部21a,31aを備えている。   When the control mode switching operation unit SW2 is switched, the control units 20 and 30 have a deviation between the control command value input from the manual operation unit SW3 and the control command value input from the main controller CT. Are provided with control mode switching control units 21a and 31a for determining whether or not to switch the control mode.

主制御装置CTから入力される制御指令値に基づいてバルブVを制御しているリモート制御モード時に、制御モード切替操作部SW2が操作されると、制御モード切替制御部21a,31aは、手動操作部SW3から入力される制御指令値と主制御装置CTから入力される制御指令値との偏差が所定範囲、好ましくは略等しい値となった場合に、制御部20,30による制御モードをローカル制御モードに切り替える。   When the control mode switching operation unit SW2 is operated in the remote control mode in which the valve V is controlled based on the control command value input from the main controller CT, the control mode switching control units 21a and 31a are manually operated. When the deviation between the control command value input from the unit SW3 and the control command value input from the main controller CT is within a predetermined range, preferably approximately equal, the control mode by the control units 20 and 30 is controlled locally. Switch to mode.

また、手動操作部SW3から入力される制御指令値に基づいてバルブVを制御しているローカル制御モード時に、制御モード切替操作部SW2が操作されると、制御モード切替制御部21a,31aは、主制御装置CTから入力される制御指令値と手動操作部SW3から入力される制御指令値との偏差が所定範囲、好ましくは略等しい値となった場合に、制御部20,30による制御モードをリモート制御モードに切り替える。   When the control mode switching operation unit SW2 is operated in the local control mode in which the valve V is controlled based on the control command value input from the manual operation unit SW3, the control mode switching control units 21a and 31a are When the deviation between the control command value input from the main controller CT and the control command value input from the manual operation unit SW3 is within a predetermined range, preferably approximately equal, the control mode by the control units 20 and 30 is changed. Switch to remote control mode.

さらに、表示部40には、手動操作部SW3から入力される制御指令値と、主制御装置CTから入力される制御指令値との偏差が所定範囲に収束するように、手動操作部SW3を操作するように案内する案内表示部41aを備えている。   Further, on the display unit 40, the manual operation unit SW3 is operated so that the deviation between the control command value input from the manual operation unit SW3 and the control command value input from the main controller CT converges within a predetermined range. The guidance display part 41a which guides so that it may do is provided.

案内表示部41aは、制御モード切替操作部SW2が切替操作されたときに、手動操作部SW3から入力される制御指令値と、主制御装置CTから入力される制御指令値との偏差が所定範囲より大きいときに、当該偏差が所定範囲に収束するように、手動操作部SW3から入力される制御指令値を変化させるように、手動操作を促すメッセージをカラー液晶表示ユニット45の表示画面に表示する。   The guidance display unit 41a has a predetermined range of deviation between the control command value input from the manual operation unit SW3 and the control command value input from the main controller CT when the control mode switching operation unit SW2 is switched. When it is larger, a message prompting the manual operation is displayed on the display screen of the color liquid crystal display unit 45 so as to change the control command value input from the manual operation unit SW3 so that the deviation converges to a predetermined range. .

制御モード切替制御部21a,31aは、手動操作部SW3から入力される制御指令値が手動操作により変化して、そのとき主制御装置CTから入力される制御指令値と略同じ値となった場合、或は、主制御装置CTから入力される制御指令値が手動操作部SW3から入力される制御指令値と略等しくなった場合に制御モードを切り替える。   When the control command value input from the manual operation unit SW3 is changed by a manual operation, the control mode switching control units 21a and 31a become substantially the same value as the control command value input from the main controller CT at that time. Alternatively, the control mode is switched when the control command value input from the main controller CT becomes substantially equal to the control command value input from the manual operation unit SW3.

手動操作部SW3から入力される制御指令値と、主制御装置CTから入力される制御指令値との偏差が大きいときに制御モードを切り替えると、適正なプラントの運転状態が確保できなくなる虞があるため、当該偏差が所定範囲に収束することを条件として制御モードを切り替えるように構成しているのである。   If the control mode is switched when the deviation between the control command value input from the manual operation unit SW3 and the control command value input from the main controller CT is large, there is a possibility that an appropriate plant operating state cannot be secured. Therefore, the control mode is switched on condition that the deviation converges to a predetermined range.

例えば、操作者が手動操作部SW3を操作して、制御指令値を主制御装置CTから入力されている制御指令値に近い値に設定操作することにより、適正なプラントの運転状態を維持しながら制御モードを切り替えることができる。尚、偏差の収束条件である所定範囲は、対象となるプラントにより適宜設定される値であり特に限定されるものではない。   For example, the operator operates the manual operation unit SW3 to set the control command value to a value close to the control command value input from the main controller CT, thereby maintaining an appropriate plant operating state. The control mode can be switched. Note that the predetermined range, which is the deviation convergence condition, is a value that is appropriately set depending on the target plant, and is not particularly limited.

図7に示すように、制御部20には、自身がサーボ弁に出力した制御信号をサーボ弁SVに接続するか否かを切り替えるリレー回路、及び、主制御装置CTに出力した位置信号の信号線を主制御装置CTへの信号線に接続するか否かを切り替えるリレー回路でなるスイッチ回路250(250a,250b)が設けられ、自身が制御権を持つ場合に自身のスイッチ回路250をオンし、自身が制御権を持たない場合に自身のスイッチ回路250(250a,250b)をオフするように構成されている。制御部30も同様に構成されている。   As shown in FIG. 7, the control unit 20 includes a relay circuit for switching whether or not to connect a control signal output to the servo valve to the servo valve SV, and a position signal signal output to the main control unit CT. Is provided with a switch circuit 250 (250a, 250b) that is a relay circuit for switching whether or not to connect the signal line to the signal line to the main control unit CT. The switch circuit 250 (250a, 250b) is turned off when it does not have the control right. The control unit 30 is similarly configured.

従って、制御権を持つ制御部(20または30)からのみ、サーボ弁SVに対する駆動電流が出力され、主制御装置CTへバルブVの位置信号が出力されるようになり、信号の干渉が生じないように構成されている。   Therefore, the drive current for the servo valve SV is output only from the control unit (20 or 30) having the control right, and the position signal of the valve V is output to the main control unit CT, so that no signal interference occurs. It is configured as follows.

制御権を持つ制御部(20または30)に異常が発生すると、制御権引渡し信号が待機中の制御部(30または20)に出力され、待機中の制御部(30または20)は、制御権引渡し信号を検出すると、自身のスイッチ回路250をオンして、バルブに対する制御を継続するように構成されている。   When an abnormality occurs in the control unit (20 or 30) having the control right, a control right transfer signal is output to the standby control unit (30 or 20), and the standby control unit (30 or 20) When the delivery signal is detected, the switch circuit 250 is turned on to continue the control of the valve.

以下、リモート制御モードでの制御部20を例にして制御権の引渡しについて詳述するが、ローカル制御モードでも同様であり、また、制御部30も同様である。制御部20に自身の異常を検出する複数の異常検出部を備えている。制御権を持っている場合に、異常検出部により自身の異常を検出すると、自身の制御信号を遮断するようにスイッチ回路250をオフするとともに、他の制御部30に制御権を引き渡す制御権引渡し信号を出力するように構成されている。さらにそのときに、制御装置1に設けた警報部を作動して鳴動させる。   Hereinafter, the transfer of the control right will be described in detail by taking the control unit 20 in the remote control mode as an example, but the same applies to the local control mode, and the control unit 30 is also the same. The control unit 20 includes a plurality of abnormality detection units that detect its own abnormality. If the abnormality detection unit detects an abnormality of itself when it has the control right, the switch circuit 250 is turned off so as to cut off its control signal, and the control right is transferred to the other control unit 30 It is configured to output a signal. Further, at that time, the alarm unit provided in the control device 1 is activated to sound.

図7に示すように、異常検出部としてハードウェアによるウォッチドッグ回路220、ソフトウェアによるウォッチドッグタイマ210を備えている。   As shown in FIG. 7, a hardware watchdog circuit 220 and software watchdog timer 210 are provided as an abnormality detection unit.

ウォッチドッグ回路220は、マイクロコンピュータ21から所定周期で入力されるウォッチドッグパルス(以下、「WDパルス」と記す。)によりリセットされるカウンタ回路と、カウンタ回路が所定値より大きくなると異常信号を出力するゲート回路を備えており、マイクロコンピュータ21のCPUに何らかの原因で暴走等の異常が発生し、WDパルスが入力されない状態が所定時間継続するとカウンタ回路が所定値より大きくなり、異常信号が出力される。   The watchdog circuit 220 is reset by a watchdog pulse (hereinafter referred to as “WD pulse”) input at a predetermined cycle from the microcomputer 21 and outputs an abnormal signal when the counter circuit exceeds a predetermined value. If a malfunction such as runaway occurs in the CPU of the microcomputer 21 for some reason and the state where no WD pulse is input continues for a predetermined time, the counter circuit becomes larger than the predetermined value and an abnormal signal is output. The

ウォッチドッグタイマ210は、マイクロコンピュータ21の内部タイマにより自動カウントされるカウンタを備えたファームウェアと、当該カウンタの値をソフトウェアによりリセットするプログラムで構成され、CPUの暴走等でプログラムによるリセットが所定時間行なわれないときに、ファームウェアにより異常信号(図中、「オーバーフロー」と記載された信号)が出力される。   The watchdog timer 210 includes firmware having a counter that is automatically counted by an internal timer of the microcomputer 21 and a program that resets the value of the counter by software, and resetting by a program is performed for a predetermined time due to a runaway of the CPU or the like. If not, an abnormal signal (a signal described as “overflow” in the figure) is output by the firmware.

ウォッチドッグ回路220またはウォッチドッグタイマ210の何れかから異常信号が入力されるとその状態を保持するラッチ回路を有するウォッチドッグエラー回路230を備え、ウォッチドッグエラー回路230から待機中の制御部30に制御権を引き渡す制御権引渡し信号(図中、「制御CPU異常/正常」と記載された信号で、正常時はハイレベル、異常時はローレベルとなる。)が出力される。   When an abnormal signal is input from either the watchdog circuit 220 or the watchdog timer 210, a watchdog error circuit 230 having a latch circuit that retains the state is provided. A control right delivery signal (in the figure, a signal described as “control CPU abnormality / normal”, which is a high level when normal and a low level when abnormality) is output.

図7中、「他制御CPU異常/正常」と記載された信号がマイクロコンピュータ21に入力されているが、この信号は他方の制御部30に備えたウォッチドッグエラー回路からの信号である。   In FIG. 7, a signal described as “other control CPU abnormality / normal” is input to the microcomputer 21, and this signal is a signal from a watchdog error circuit provided in the other control unit 30.

上述したスイッチ回路250は、ANDゲートを備えた出力切替回路240により制御される。つまり、制御権を持つマイクロコンピュータ21から出力されるハイレベルの制御切替信号と、ウォッチドッグエラー回路230から出力されるハイレベルの制御権引渡し信号が入力されているときにスイッチ回路250がオンされて制御信号及び位置信号が出力され、制御切替信号と制御権引渡し信号の少なくとも何れか一方の信号レベルがローレベルであるときにスイッチ回路250がオフされる。従って、制御権を持たない待機中のマイクロコンピュータ21から出力されるローレベルの制御切替信号によりスイッチ回路250はオフされる。   The switch circuit 250 described above is controlled by an output switching circuit 240 having an AND gate. That is, the switch circuit 250 is turned on when the high-level control switching signal output from the microcomputer 21 having the control right and the high-level control right delivery signal output from the watchdog error circuit 230 are input. When the control signal and the position signal are output and at least one of the control switching signal and the control right delivery signal is at a low level, the switch circuit 250 is turned off. Accordingly, the switch circuit 250 is turned off by the low-level control switching signal output from the waiting microcomputer 21 having no control right.

従って、自身の制御信号の出力状態にかかわらず、ウォッチドッグ回路220またはウォッチドッグタイマ210の何れかから出力される異常信号により自身の制御信号及び位置信号を遮断するとともに、当該異常信号が制御権引渡し信号として他の制御部30に出力される。   Therefore, regardless of the output state of the own control signal, the abnormal signal output from either the watchdog circuit 220 or the watchdog timer 210 blocks the own control signal and the position signal, and the abnormal signal is controlled. It is output to another control unit 30 as a delivery signal.

さらに、異常検出部として、開度センサS、サーボ弁SV、制御指令値の何れかの異常を、CPUで実行される制御プログラムに基づいて検出する機能ブロックである信号判別部260を備えている。   Further, as the abnormality detection unit, a signal determination unit 260 that is a functional block for detecting any abnormality of the opening sensor S, the servo valve SV, and the control command value based on a control program executed by the CPU is provided. .

信号判別部260は、開度センサSから入力されるバルブVの開度値、主制御装置CTから入力される制御指令値、PID演算の結果に基づいて出力されるサーボ弁SVに対する電流値、主制御装置CTに出力されるバルブVの位置信号の夫々について、共有メモリCMに記憶された上下限の何れかの異常判定閾値を超える状態が所定時間継続したときに異常と判断して、その結果を共有メモリCMに記憶する。尚、電流値は、図7に示す電流検出部によって、サーボ出力部23からの出力値がモニタされてマイクロコンピュータ21に入力されるように構成されている。   The signal discriminating unit 260 includes an opening value of the valve V input from the opening sensor S, a control command value input from the main controller CT, a current value for the servo valve SV output based on the result of the PID calculation, For each of the position signals of the valve V output to the main controller CT, it is determined that there is an abnormality when a state exceeding any of the upper and lower limit abnormality determination thresholds stored in the shared memory CM continues for a predetermined time. The result is stored in the shared memory CM. The current value is configured such that the output value from the servo output unit 23 is monitored by the current detection unit shown in FIG.

信号判別部260により上述した何れかの異常が検出されると、マイクロコンピュータ21から正常時にハイレベルで出力されるCPU異常信号がローレベルに切り替わり、ローレベルのCPU異常信号がウォッチドッグエラー回路230に入力されて、ウォッチドッグエラー回路230でローレベルにラッチされた制御権引渡し信号が待機中の制御部30に出力される。尚、CPU異常信号がローレベルに切り替えられると、ウォッチドッグ回路220の動作は停止する。   When any of the above-described abnormalities is detected by the signal discriminating unit 260, the CPU abnormal signal output at a high level from the microcomputer 21 at the normal time is switched to the low level, and the low-level CPU abnormal signal is changed to the watchdog error circuit 230. The control right delivery signal latched at the low level by the watchdog error circuit 230 is output to the waiting control unit 30. Note that when the CPU abnormality signal is switched to the low level, the operation of the watchdog circuit 220 is stopped.

つまり、信号判別部260により何れかの異常を検出すると、自身の制御信号及び位置信号の出力状態にかかわらず、異常信号を出力して自身の制御信号及び位置信号を遮断するとともに、当該異常信号を制御権引渡し信号として他の制御部に出力するように構成されている。   That is, when any abnormality is detected by the signal discriminating unit 260, the abnormality signal is output to block the own control signal and the position signal regardless of the output state of the own control signal and the position signal. Is output to another control unit as a control right delivery signal.

また、制御部20,30間で、共有メモリCMに記憶されたバルブ開度値や制御値等の制御情報に基づいて、バルブ開度値及び各バルブ開度値に基づく制御値に過大な差分があると判断したときに、冗長設計された何れかの系に異常が発生している可能性があると判断して、制御を継続、つまり、制御権を引き渡さずに、警報部から警報を出力して、メンテナンスの必要性があることを報知する。   In addition, an excessive difference between the control units 20 and 30 in the valve opening value and the control value based on each valve opening value based on the control information such as the valve opening value and the control value stored in the shared memory CM. When it is determined that there is a possibility that an error has occurred in one of the redundantly designed systems, control is continued, that is, an alarm is issued from the alarm unit without handing over the control right. Output to notify that there is a need for maintenance.

上述したウォッチドッグ回路220、ウォッチドッグタイマ210、ウォッチドッグエラー回路230と、マイクロコンピュータ21に割り付けられたそれらの入出力信号ポート等により、制御権を持つ制御部20,30から異常信号を受けて、制御権引渡し信号を他の制御部30,20に出力する制御権取得回路25,35が構成されている。   When the above-described watchdog circuit 220, watchdog timer 210, watchdog error circuit 230 and their input / output signal ports assigned to the microcomputer 21 receive abnormal signals from the control units 20 and 30 having the control right. Control right acquisition circuits 25 and 35 for outputting a control right transfer signal to the other control units 30 and 20 are configured.

制御権を持つ制御部30の制御権取得回路35から待機中の制御部20に、ローレベルの制御権引渡し信号(図7中、「他制御CPU異常/正常」信号)が入力されると、制御部20に制御権が引き渡される。制御部20は、出力切替回路240に対する制御切替信号をローレベルからハイレベルに切り替えて、スイッチ回路250をオンしてバルブVに対する制御を継続する。   When a low-level control right delivery signal (“other control CPU abnormality / normal” signal in FIG. 7) is input from the control right acquisition circuit 35 of the control unit 30 having the control right to the standby control unit 20, The control right is handed over to the control unit 20. The control unit 20 switches the control switching signal for the output switching circuit 240 from the low level to the high level, turns on the switch circuit 250, and continues the control on the valve V.

以上、説明したように、制御権を持つ制御部のみならず制御権を持たないバックアップ用の制御部も、開度センサから入力されるバルブ開度値と主制御装置またはスイッチSW3から入力される制御指令値に基づいてバルブを駆動するアクチュエータの制御値を算出し、算出した制御値に基づいてアクチュエータに制御信号を出力するため、制御権が切り替えられた場合であっても、応答遅れ無く直ちに適切に制御を継続することができるようになる。   As described above, not only the control unit having the control right but also the backup control unit not having the control right is input from the valve opening value input from the opening degree sensor and the main controller or the switch SW3. The control value of the actuator that drives the valve is calculated based on the control command value, and the control signal is output to the actuator based on the calculated control value. Therefore, even when the control right is switched, there is no response delay immediately. It becomes possible to continue control appropriately.

制御権を持つ制御部20の信号判別部260により異常が検出され、待機中の制御部30に制御権を引き渡す必要が生じた場合であっても、待機中の制御部30の信号判別部260により同様の異常が検出されていることを共有メモリCMに記憶された制御情報に基づいて認識すると、制御不能状態と判断して、制御権を引き渡すことなく、バルブVが閉塞するようにサーボ電流値をゼロに設定するフェールセーフ動作を実行する。   Even when the abnormality is detected by the signal determination unit 260 of the control unit 20 having the control right and it is necessary to hand over the control right to the standby control unit 30, the signal determination unit 260 of the standby control unit 30 is required. If it is recognized based on the control information stored in the shared memory CM that the same abnormality is detected by the control signal, the servo current is determined so that the valve V is closed without determining the control right and handing over the control right. Perform a fail-safe operation that sets the value to zero.

また、制御権を持つ制御部20の信号判別部260により異常が検出され、待機中の制御部30に制御権を引き渡す必要が生じた場合であっても、待機中の制御部30から入力される制御権引渡し信号がローレベル、つまり、何らかの異常が発生していると判断できる場合には、制御不能状態と判断して、制御権を引き渡すことなく、バルブVが閉塞するようにサーボ電流値をゼロに設定するフェールセーフ動作を実行する。   In addition, even when an abnormality is detected by the signal determination unit 260 of the control unit 20 having the control right and it is necessary to transfer the control right to the standby control unit 30, it is input from the standby control unit 30. If the control right delivery signal is at a low level, that is, it can be determined that some abnormality has occurred, it is determined that the control is impossible, and the servo current value is set so that the valve V is closed without handing over the control right. Perform a fail-safe operation that sets to zero.

さらに、信号判別部260には、上述の制御権引渡しのための異常検出のみならず、油圧機構VDを構成するポンプの圧力、アキュムレータの圧力、ESD油圧、油液レベル、油圧シリンダSLのスラスト押し圧力または引き圧力(圧力センサにより検出される)等に異常が発生しているか否かを、予め共有メモリCMに記憶された制御パラメータに含まれる異常判定閾値や判定時間に基づいて判断し、異常と判断した場合に警報部を作動するように構成されている。   Further, the signal determination unit 260 not only detects the abnormality for the above-mentioned control right delivery, but also the pressure of the pump constituting the hydraulic mechanism VD, the pressure of the accumulator, the ESD hydraulic pressure, the hydraulic fluid level, the thrust push of the hydraulic cylinder SL. Whether or not an abnormality has occurred in the pressure or the pulling pressure (detected by the pressure sensor) is determined based on the abnormality determination threshold or the determination time included in the control parameter stored in advance in the shared memory CM. The alarm unit is configured to operate when it is determined.

制御権を取得している制御部が何れであるか、制御のために選択されている開度センサが何れであるか、バルブの制御状態、上述した各種の異常状態等の各種の情報は、共有メモリCMを介して表示部40に備えたカラー液晶表示ユニット45に表示され、或は、通信インタフェース42を介して接続されたパーソナルコンピュータPCの画面に表示される。   Various information such as which control unit has acquired the control right, which opening sensor is selected for control, valve control state, various abnormal states described above, etc. It is displayed on the color liquid crystal display unit 45 provided in the display unit 40 via the shared memory CM, or displayed on the screen of the personal computer PC connected via the communication interface 42.

各制御部20,30は、予め設定された制御周期(例えば、10msec.周期)で、制御指令値や開度センサSからの開度値等の読込処理、PID制御演算処理、サーボ弁に対する制御信号や位置信号等の出力処理、異常検出処理等の一連の処理を繰り返し実行し、その結果を自身の共有メモリCMに記憶する。   Each of the control units 20 and 30 reads a control command value, an opening value from the opening sensor S, a PID control calculation process, and controls a servo valve at a preset control cycle (for example, 10 msec. Cycle). A series of processing such as output processing of signals and position signals, abnormality detection processing, and the like are repeatedly executed, and the result is stored in its own shared memory CM.

各共有メモリCM間を接続するローカルネットワークにより、上述の制御周期とほぼ同一の周期で相互のデータが読み書きされて互いにデータを共有する。   By the local network connecting the shared memories CM, mutual data is read and written in substantially the same cycle as the above-described control cycle, and the data is shared with each other.

表示部40は、共有メモリCMに記憶された制御情報に基づいて表示処理を行ない、さらに、予め設定された制御情報を上述の制御周期より長い周期(例えば1秒周期)で時刻情報と共にSRAM44に書き込むとともに、SDメモリ46に書き込む。SRAM44にはリングバッファ方式で4時間程度の制御情報が記憶され、SDメモリ46には数年に亘る制御情報が記憶される。   The display unit 40 performs display processing based on the control information stored in the shared memory CM, and further displays preset control information in the SRAM 44 together with time information in a cycle longer than the above-described control cycle (for example, 1 second cycle). In addition to writing, the data is written to the SD memory 46. The SRAM 44 stores control information for about 4 hours in a ring buffer system, and the SD memory 46 stores control information for several years.

尚、後述の検査モードによる試験駆動時の制御データは、ローカルネットワークを介した共有メモリCMの読み書きの周期と略同一の周期または、評価のために必要とされる許容周期でSDメモリ46に書き込まれる。   Note that control data at the time of test drive in the inspection mode to be described later is written in the SD memory 46 at substantially the same cycle as the read / write cycle of the shared memory CM via the local network or an allowable cycle required for evaluation. It is.

カラー液晶表示ユニット45はタッチパネル式で構成され、図5の右上方に示すスクロールキーを操作することにより、メニューキーが左右にスクロールして表示される。メニューキーの一つに検査モードキーが準備され、当該検査モードキーを押圧操作することにより、制御装置が検査モードに移行するように構成されている。尚、検査モードはバルブの初期設置時、定期的なメンテナンス時、何らかの異常が発生した時等であって、主制御装置CTによるプラントの稼動に支障を来たさない状態で選択される。   The color liquid crystal display unit 45 is constituted by a touch panel type, and the menu keys are scrolled and displayed by operating the scroll keys shown in the upper right part of FIG. An inspection mode key is prepared as one of the menu keys, and the control device is configured to shift to the inspection mode by pressing the inspection mode key. The inspection mode is selected when the valve is initially installed, at regular maintenance, when some abnormality occurs, and the like, and does not interfere with the operation of the plant by the main controller CT.

検査モードに移行すると、カラー液晶表示ユニット45にバルブを試験駆動するための操作部である操作キーが表示される。表示部40により、バルブを全開状態と全閉状態の間で駆動する場合の制御特性、所定開度に対するステップ応答特性、所定開度間の周波数応答特性等、複数の検査項目が選択可能な操作キーが表示され、何れかのキーが選択されるとその検査項目に対応した操作画面に切り替えられる。   When the inspection mode is entered, an operation key that is an operation unit for performing a test drive of the valve is displayed on the color liquid crystal display unit 45. Operation that allows selection of a plurality of inspection items such as control characteristics when the valve is driven between a fully open state and a fully closed state, a step response characteristic with respect to a predetermined opening degree, and a frequency response characteristic between the predetermined opening degrees by the display unit 40 A key is displayed, and when any key is selected, the screen is switched to an operation screen corresponding to the inspection item.

例えば、バルブを全開状態と全閉状態の間をフルスピードで駆動する場合の制御特性を検査する場合には、図8(a)に示すような画面が表示される。システム圧力やチャージ圧等の表示部が押圧操作されると、画面に数値入力キーがポップアップ表示され、数値入力キーを介して必要な値が設定され、スタートキーが操作されると、試験駆動が開始される。   For example, when inspecting the control characteristics when the valve is driven at full speed between the fully open state and the fully closed state, a screen as shown in FIG. 8A is displayed. When the display unit such as system pressure or charge pressure is pressed, a numerical input key pops up on the screen, the required value is set via the numerical input key, and when the start key is operated, the test drive is activated. Be started.

表示部40は、共有メモリCMを介して制御部20(ここでは、制御権を有する制御部20により試験駆動される場合を説明するが、制御部30が制御権を有する場合には、制御部30により試験駆動される。)に検査モードである旨の制御情報と主制御装置CTからの制御指令値に代わる制御指令値として開度0%を示す4mAデータを送信する。   The display unit 40 will be described with respect to the control unit 20 (here, the case where it is test-driven by the control unit 20 having the control right via the shared memory CM. However, if the control unit 30 has the control right, the control unit 20 The control information indicating that the inspection mode is in effect and 4 mA data indicating an opening degree of 0% are transmitted as a control command value in place of the control command value from the main controller CT.

制御部20は、開度センサの値に基づいてバルブ開度を0%に制御し、バルブ開度が0%である位置信号を共有メモリCMを介して表示部40に送信する。   The control unit 20 controls the valve opening to 0% based on the value of the opening sensor, and transmits a position signal indicating that the valve opening is 0% to the display unit 40 via the shared memory CM.

この状を確認した表示部40が、共有メモリCMを介して制御部20に制御指令値として開度100%を示す20mAデータを送信すると、制御部20は設定されたシステム圧力やチャージ圧等のパラメータに基づいてフルスピードでバルブを開度100%にまで駆動制御する。   When the display unit 40 that has confirmed this state transmits 20 mA data indicating an opening degree of 100% as a control command value to the control unit 20 via the shared memory CM, the control unit 20 displays the set system pressure, charge pressure, and the like. Based on the parameters, the valve is driven and controlled to 100% opening at full speed.

表示部40は、20mAデータの送信後、タイマー計数を開始するとともに、画面に区画されたグラフ描画領域にトレンドグラフの描画を開始する。つまり、制御部20から共有メモリCMを介して入力されるバルブの位置信号を所定インタバルで読み出して、その値をタイマー計数値に対応する位置にプロットすることによりトレンドグラフを描画する。尚、共有メモリCMから位置信号を読み出すインタバルは特に制限されるものではなく、適切に評価可能なインタバルであればよく、検査項目により適宜設定される値である。   After transmitting the 20 mA data, the display unit 40 starts timer counting and starts drawing a trend graph in the graph drawing area partitioned on the screen. That is, a trend graph is drawn by reading a valve position signal input from the control unit 20 via the shared memory CM at a predetermined interval and plotting the value at a position corresponding to the timer count value. The interval for reading the position signal from the shared memory CM is not particularly limited, and may be any interval that can be appropriately evaluated, and is a value that is appropriately set depending on the inspection item.

図8(a)に示すトレンドグラフのうち、一点鎖線は制御指令を示し、実線は位置信号を示す。   In the trend graph shown in FIG. 8A, the alternate long and short dash line indicates a control command and the solid line indicates a position signal.

制御部20から送信されるバルブ位置信号が開度100%に達するとそのときのタイマー値を表示するとともにタイマー計数を停止して、所定時間(約1秒程度)経過すると計測(共有メモリCMからの読出し)を停止する。   When the valve position signal transmitted from the control unit 20 reaches 100% of the opening degree, the timer value at that time is displayed and the timer count is stopped. When a predetermined time (about 1 second) elapses, measurement (from the shared memory CM) is performed. Reading).

次にスタートキーが操作されると、表示部40は、共有メモリCMを介して制御部20に制御指令値として開度0%を示す4mAデータを送信し、同様の処理を繰り返す。   Next, when the start key is operated, the display unit 40 transmits 4 mA data indicating an opening degree of 0% as a control command value to the control unit 20 via the shared memory CM, and repeats the same processing.

オペレータは、表示画面に表示されるトレンドグラフと、全閉から全開へフルスピードでバルブを制御したときの時間と、全開から全閉へフルスピードでバルブを制御したときの時間をバルブの制御特性として読み取り、評価する。   The operator displays the trend graph displayed on the display screen, the time when the valve is controlled at full speed from fully closed to fully open, and the time when the valve is controlled at full speed from fully open to fully closed. Read and evaluate as.

尚、制御部20,30は、バルブを試験駆動する際にも、制御権引渡しのための異常検出のみならず、油圧機構VDを構成するポンプの圧力、アキュムレータの圧力、ESD油圧、油液レベル、油圧シリンダSLのスラスト押し圧力または引き圧力(圧力センサにより検出される)等に異常が発生しているか否かを、予め共有メモリCMに記憶された制御パラメータに含まれる異常判定閾値や判定時間に基づいて判断し、異常と判断した場合に警報部を作動するように構成されている。   Note that the control units 20 and 30 not only detect abnormalities for control right delivery, but also the pressure of the pump constituting the hydraulic mechanism VD, the pressure of the accumulator, the ESD hydraulic pressure, and the oil liquid level when the valve is tested. The abnormality determination threshold value and the determination time included in the control parameter stored in advance in the shared memory CM indicate whether or not an abnormality has occurred in the thrust pushing pressure or the pulling pressure (detected by the pressure sensor) of the hydraulic cylinder SL. The alarm unit is configured to operate when it is determined that the abnormality is detected.

また、表示部40は、共有メモリCMを介して入力されるバルブの位置信号以外の制御情報も所定インタバルで読み出して、そのときの試験項目が識別可能な状態で、タイマー値と制御情報をSDメモリ46に書き込む。   The display unit 40 also reads control information other than the valve position signal input via the shared memory CM at a predetermined interval, and stores the timer value and control information in a state where the test item at that time can be identified. Write to memory 46.

詳細な解析が要求される場合には、当該SDメモリを取り外して外部の評価装置にデータを移植することが可能となる。   When a detailed analysis is required, it is possible to remove the SD memory and port the data to an external evaluation device.

つまり、表示部40は、操作部を介して設定された試験駆動情報を共有メモリCMを介して制御部20に送信し、共有メモリCMを介して取得した試験駆動情報に対応する制御情報を表示するように構成されている。   That is, the display unit 40 transmits the test drive information set through the operation unit to the control unit 20 through the shared memory CM, and displays control information corresponding to the test drive information acquired through the shared memory CM. Is configured to do.

例えば、所定開度に対するステップ応答特性を検査する場合には、図8(b)に示すような画面が表示される。バルブ開度25%、50%、75%の夫々に対して±5%変化させたときのステップ応答特性を検査するものである。   For example, when inspecting the step response characteristic for a predetermined opening, a screen as shown in FIG. 8B is displayed. The step response characteristics when the valve opening degree is changed by ± 5% for each of 25%, 50% and 75% are inspected.

初めに25%のランプ(図中、「25%」の表記箇所の左の四角印)が点灯し、スタートキーを操作すると、表示部40が、共有メモリCMを介して制御部20に制御指令値として開度25%を示す8mAデータを送信し、その後、所定サイクルで+0.8mA、−0.8mA交互に変化させる。制御部20は設定されたシステム圧力やアキュムレータ圧力等のパラメータに基づいて、バルブ開度をステップ的に駆動制御する。   First, when the lamp of 25% (the left square mark of the “25%” in the figure) lights up and the start key is operated, the display unit 40 controls the control unit 20 via the shared memory CM. 8 mA data indicating an opening degree of 25% is transmitted as a value, and thereafter, +0.8 mA and -0.8 mA are alternately changed in a predetermined cycle. The controller 20 controls the valve opening stepwise based on parameters such as the set system pressure and accumulator pressure.

表示部40は、このときに共有メモリCMを介して制御部20から送信されるバルブ位置信号に基づいて、上述と同様のトレンドグラフを描画する。   The display unit 40 draws the same trend graph as described above based on the valve position signal transmitted from the control unit 20 via the shared memory CM at this time.

設定サイクルのステップ駆動が終了すると、50%のランプ(図中、「50%」の表記箇所の左の四角印)が点灯し、スタートキーを操作すると、表示部40が、共有メモリCMを介して制御部20に制御指令値として開度50%を示す12mAデータを送信し、その後、所定サイクルで+0.8mA、−0.8mA交互に変化させる。表示部40は、このときに共有メモリCMを介して制御部20から送信されるバルブ位置信号に基づいて、上述と同様のトレンドグラフを描画する。   When the step drive of the setting cycle is completed, the 50% lamp (the left square mark in the place of “50%” in the figure) is turned on, and when the start key is operated, the display unit 40 is connected via the shared memory CM. Then, 12 mA data indicating an opening degree of 50% is transmitted to the control unit 20 as a control command value, and thereafter, +0.8 mA and -0.8 mA are alternately changed in a predetermined cycle. The display unit 40 draws the same trend graph as described above based on the valve position signal transmitted from the control unit 20 via the shared memory CM at this time.

さらに、同様に、設定サイクルのステップ駆動が終了すると、75%のランプ(図中、「75%」の表記箇所の左の四角印)が点灯し、スタートキーを操作すると、表示部40が、共有メモリCMを介して制御部20に制御指令値として開度75%を示す16mAデータを送信し、その後、所定サイクルで+0.8mA、−0.8mA交互に変化させる。表示部40は、このときに共有メモリCMを介して制御部20から送信されるバルブ位置信号に基づいて、上述と同様のトレンドグラフを描画する。   Further, similarly, when the step driving of the setting cycle is completed, the 75% lamp (the left square mark in the notation of “75%” in the figure) is turned on, and when the start key is operated, the display unit 40 is 16 mA data indicating an opening degree of 75% is transmitted as a control command value to the control unit 20 via the shared memory CM, and thereafter, +0.8 mA and -0.8 mA are alternately changed in a predetermined cycle. The display unit 40 draws the same trend graph as described above based on the valve position signal transmitted from the control unit 20 via the shared memory CM at this time.

このようにして、オペレータが、画面に表示されたステップ応答特性のトレンドグラフを目視確認することにより評価できるようになる。   In this way, the operator can evaluate by visually confirming the trend graph of the step response characteristics displayed on the screen.

例えば、所定開度間の周波数応答特性を検査する場合には、画面に表示された二つの開度入力欄に各開度を入力するとともに周波数入力欄に切替周波数を入力し、さらにスタートキーを操作すると、表示部40は、設定された周波数で開度が切り替わるように制御部20に制御指令値を送信する。   For example, when inspecting the frequency response characteristics between predetermined openings, enter each opening in the two opening input fields displayed on the screen, enter the switching frequency in the frequency input field, and press the start key. When operated, the display unit 40 transmits a control command value to the control unit 20 so that the opening degree is switched at the set frequency.

表示部40は、共有メモリCMを介して制御部20により制御されるバルブの位置信号に基づいて画面にトレンドグラフを描画する。   The display unit 40 draws a trend graph on the screen based on the valve position signal controlled by the control unit 20 via the shared memory CM.

図8(c)は、直線性・ヒステリシス特性の検査画面である。図中、下段右側の下側矢示「弁開」、上側矢示「弁開」を数値入力キーで設定すると、設定された弁開度でステップ的に制御指令値が変化し、そのときの位置信号が記録される。つまり、バルブを全閉から全開に変化させたときの制御特性と全開から全閉に変化させたときの制御特性にヒステリシスがあるか否かが算出され、直線性が確保されているか否かが評価できる。   FIG. 8C is an inspection screen for linearity / hysteresis characteristics. In the figure, when the lower arrow “valve open” and upper arrow “valve open” are set with the numeric input keys, the control command value changes step by step at the set valve opening. A position signal is recorded. In other words, it is calculated whether there is hysteresis in the control characteristics when the valve is changed from fully closed to fully open and when the valve is changed from fully open to fully closed, and whether linearity is ensured. Can be evaluated.

図中、上段は、このときの検査項目をメモリに記録するか否かを設定する操作部で、スクロールキーでアップダウン操作して所望の項目を表示させ、押圧操作して項目を選択した後に「記録」キーを操作することにより各データが記録される。   In the figure, the upper row is an operation section for setting whether or not to record the inspection item at this time in the memory. After the up and down operation is displayed with the scroll key to display a desired item and the item is pressed and selected. Each data is recorded by operating the “record” key.

このように、バルブVに対する制御シーケンスを実行する制御部20,30と、その結果を表示する表示部40とを、共有メモリCMを介することにより機能分散しているため、制御部20,30に表示処理のための負荷を掛けることによる制御の遅延を招くことなく、円滑に表示処理することが可能となる。   As described above, the functions of the control units 20 and 30 that execute the control sequence for the valve V and the display unit 40 that displays the result are distributed via the shared memory CM. Display processing can be smoothly performed without causing a delay in control due to a load for display processing.

表示部40は、共有メモリCMを介して制御部20,30から上述した計測データや異常データをSRAM44の第一記憶領域に書き込むとともに、異常データが発生したときには、その発生時点より前の数分の計測データを第一記憶領域から読み出して、フリーズデータとして第二記憶領域に書き込む。   The display unit 40 writes the above-described measurement data and abnormal data from the control units 20 and 30 to the first storage area of the SRAM 44 via the shared memory CM. When abnormal data occurs, the display unit 40 several minutes before the time of occurrence. Are read from the first storage area and written as freeze data in the second storage area.

さらに、表示部40は、異常データが発生したときには、カラー液晶表示ユニット45に異常種別を特定した異常発生情報を表示するとともに、必要に応じてアラームを鳴動させる。   Furthermore, when abnormal data occurs, the display unit 40 displays abnormality occurrence information specifying the abnormality type on the color liquid crystal display unit 45 and sounds an alarm as necessary.

定期的な点検や、何らかの異常が発生したときに、赤外線インタフェース43を介してメンテナンス用のパーソナルコンピュータ70が接続されると、表示部40は、当該パーソナルコンピュータPCからの要求に応じてSRAM44に格納された計測データや異常データを読み出して当該パーソナルコンピュータPCに出力する。   When a maintenance personal computer 70 is connected via the infrared interface 43 when periodic inspection or some abnormality occurs, the display unit 40 is stored in the SRAM 44 in response to a request from the personal computer PC. The measured data and abnormality data read out are output to the personal computer PC.

尚、防爆構造のケーシングCの扉を開放することなく扉を閉めた状態で、パーソナルコンピュータPCと通信可能なインタフェースであれば、赤外線インタフェース43に限るものではなく、他の波長を用いた光通信インタフェースであってもよい。例えば、表示部に備えた光通信インタフェースとケーシングCの扉に固定されたカップラ間に光ファイバを介装して、パーソナルコンピュータPCと光ファイバを介して接続するものであってもよい。   It should be noted that the optical communication using other wavelengths is not limited to the infrared interface 43 as long as it is an interface capable of communicating with the personal computer PC with the door closed without opening the casing C of the explosion-proof structure. It may be an interface. For example, an optical fiber may be interposed between the optical communication interface provided in the display unit and the coupler fixed to the door of the casing C so as to be connected to the personal computer PC via the optical fiber.

上述の各種の実施形態は、本発明の一実施例であり、本発明による作用効果を奏する範囲で各部の具体的な回路構成等は適宜変更設計できるものである。   The various embodiments described above are examples of the present invention, and specific circuit configurations and the like of each part can be appropriately changed and designed within the scope of the effects of the present invention.

本発明による制御装置が組み込まれたシステムのブロック構成図Block diagram of a system incorporating a control device according to the present invention 油圧ユニットの説明図Illustration of hydraulic unit バルブ、油圧シリンダ、開度センサの説明図Illustration of valve, hydraulic cylinder, opening sensor 油圧ユニットに組み込まれた制御装置を構成する基板の説明図Explanatory drawing of the board which constitutes the control device built in the hydraulic unit 表示部によりカラー液晶表示ユニットに表示される画面の説明図Illustration of the screen displayed on the color liquid crystal display unit by the display unit 制御装置を構成する二つの制御部と表示部の機能ブロック構成図Functional block configuration diagram of two control units and display unit constituting the control device 制御部の要部の構成図Configuration diagram of the main part of the control unit 検査モードの画面説明図Screen illustration of inspection mode

1:制御装置
20,30:制御部
21a,31a:制御モード切替制御部
40:表示部
41a:案内表示部
43:光通信インタフェース(赤外線インタフェース)
CT:主制御装置
S,S1,S1:開度センサ
SV:アクチュエータ(サーボ弁)
SW2:制御モード切替操作部
SW3:手動操作部
V:バルブ
VD:油圧機構
1: control device 20, 30: control unit 21a, 31a: control mode switching control unit 40: display unit 41a: guidance display unit 43: optical communication interface (infrared interface)
CT: main controller S, S1, S1: opening sensor SV: actuator (servo valve)
SW2: Control mode switching operation unit SW3: Manual operation unit V: Valve VD: Hydraulic mechanism

Claims (3)

バルブの開度を検出する開度センサから入力されるバルブ開度値と石油化学プラントの主制御装置から入力される前記バルブの制御指令値に基づいて、油圧機構を制御して前記バルブの開度をフィードバック制御する制御部と、前記制御部により制御される前記バルブの制御情報を前記制御部から取得して前記バルブの制御状態を表示可能な表示部と、前記バルブを試験駆動するための操作部とを備えている石油化学プラントのバルブ制御装置であって、
前記操作部が前記表示部に入力される操作キーで構成され、前記操作キーが操作されると検査モードに移行し、前記バルブを全開状態と全閉状態の間で駆動する場合の制御特性、所定開度に対するステップ応答特性、所定開度間の周波数応答特性が含まれる試験駆動に対応し、前記操作部を介して設定された試験駆動情報が前記表示部から前記制御部に送信され、前記表示部が前記制御部から送信された前記試験駆動情報に対応する制御情報を表示するように構成され、
前記表示部は、前記制御部から送信される試験駆動時の制御情報を所定時間間隔で取得してトレンドグラフとして表示するとともに、試験駆動時の制御情報を記憶する着脱可能な不揮発性メモリを備えている石油化学プラントのバルブ制御装置。
Based on the valve opening value input from the opening sensor that detects the valve opening and the control command value of the valve input from the main controller of the petrochemical plant , the hydraulic mechanism is controlled to open the valve. A control unit that feedback-controls the degree, a display unit that can obtain control information of the valve controlled by the control unit from the control unit and display a control state of the valve, and a test drive for the valve A valve control device of a petrochemical plant comprising an operation unit,
The operation part is composed of operation keys that are input to the display part, and when the operation key is operated, the operation mode is shifted to the inspection mode, and the control characteristics when the valve is driven between the fully open state and the fully closed state, Corresponding to test drive including step response characteristics for a predetermined opening and frequency response characteristics between predetermined openings , test drive information set via the operation unit is transmitted from the display unit to the control unit, The display unit is configured to display control information corresponding to the test drive information transmitted from the control unit,
The display unit includes a removable nonvolatile memory for acquiring control information at the time of test driving transmitted from the control unit at a predetermined time interval and displaying the information as a trend graph and storing the control information at the time of test driving. and that the valve control device for a petrochemical plant.
バルブの開度を検出する開度センサから入力されるバルブ開度値と主制御装置から入力される前記バルブの制御指令値に基づいて、油圧機構を制御して前記バルブの開度をフィードバック制御する制御部と、前記制御部により制御される前記バルブの制御情報を表示可能な表示部と、前記バルブを試験駆動するための操作部とを備えている石油化学プラントのバルブ制御装置であって、
前記バルブを全開状態と全閉状態の間で駆動する場合の制御特性、所定開度に対するステップ応答特性、所定開度間の周波数応答特性が含まれる試験駆動に対応し、前記操作部を介して設定された試験駆動情報が前記制御部に送信され、前記表示部が前記制御部から送信された前記試験駆動情報に対応する制御情報を表示するように構成され、
前記表示部は、前記制御部から送信される試験駆動時の制御情報を所定時間間隔で取得してトレンドグラフとして表示するとともに、試験駆動時の制御情報を記憶する着脱可能な不揮発性メモリを備え、
前記制御部に、前記主制御装置から入力される前記制御指令値に基づく前記バルブ機構の制御中に所定の制御情報が予め設定された異常判定値を超える状態が所定時間継続すると、異常発生と判断して異常信号を出力する信号判定部を備え、前記信号判定部は前記検査モードで前記試験駆動情報に基づく前記バルブ機構の制御中も同様に異常の発生の有無を判断し、異常発生と判断すると異常信号を出力する石油化学プラントのバルブ制御装置。
Based on the valve opening value input from the opening sensor that detects the valve opening and the control command value of the valve input from the main controller, the hydraulic mechanism is controlled to feedback control the valve opening. A valve control device for a petrochemical plant, comprising: a control unit for performing control, a display unit capable of displaying control information of the valve controlled by the control unit, and an operation unit for performing a test drive of the valve. ,
Corresponding to the test drive that includes the control characteristics when driving the valve between the fully open state and the fully closed state, the step response characteristic with respect to the predetermined opening, and the frequency response characteristic between the predetermined opening, via the operation unit The set test drive information is transmitted to the control unit, and the display unit is configured to display control information corresponding to the test drive information transmitted from the control unit,
The display unit includes a removable nonvolatile memory for acquiring control information at the time of test driving transmitted from the control unit at a predetermined time interval and displaying the information as a trend graph and storing the control information at the time of test driving. ,
When a state in which predetermined control information exceeds a preset abnormality determination value continues for a predetermined time during the control of the valve mechanism based on the control command value input from the main control device to the control unit, an abnormality occurs. A signal determination unit for determining and outputting an abnormal signal, and the signal determination unit similarly determines whether or not an abnormality has occurred during the control of the valve mechanism based on the test drive information in the inspection mode, Valve controller for petrochemical plant that outputs an abnormal signal when judged .
前記制御部と前記表示部の夫々にLAN接続された共有メモリを設けるとともに、前記表示部に前記操作部を備え、前記表示部は前記操作部を介して設定された試験駆動情報を前記共有メモリを介して前記制御部に送信し、前記共有メモリを介して取得した前記試験駆動情報に対応する制御情報を表示するように構成されている請求項1または2記載の石油化学プラントのバルブ制御装置。
Each of the control unit and the display unit is provided with a shared memory connected to the LAN, and the display unit includes the operation unit, and the display unit displays test drive information set via the operation unit. The valve control device of a petrochemical plant according to claim 1 or 2 , wherein control information corresponding to the test drive information transmitted to the control unit via the shared memory and acquired via the shared memory is displayed. .
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