JP6907875B2

JP6907875B2 - 二重化計装システム

Info

Publication number: JP6907875B2
Application number: JP2017202340A
Authority: JP
Inventors: 雄介佐藤
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2017-10-19
Filing date: 2017-10-19
Publication date: 2021-07-21
Anticipated expiration: 2037-10-19
Also published as: JP2019075025A

Description

この発明は、プラント等に用いられる二重化計装システムに関する。

プラントとして例えば発電所では、各種の測定計器により、発電装置などの状態が管理されている。水位や蒸気の圧力を測定するためには、圧力測定計器として圧力発信器が使用される。例えば図６に示すように、圧力発信器１１０は、配管１０１を流れる水や蒸気などの測定媒の圧力を検出管１０１Ａを介在して計測する。このとき、配管１０１の圧力はバルブ１０２Ａ、１０２Ｂから成るバルブ系統１０２を経て計測される。

圧力発信器１１０の一例を図７に示す。この圧力発信器１１０は、既製のものであり、受圧部１１１、Ａ／Ｄ変換部１１２、演算部１１３、通信制御部１１４、表示部１１５およびアナログ出力部１１６を備えている。

圧力発信器１１０の受圧部１１１は、バルブ１０２Ａを経て配管１０１の測定媒の圧力を検知する。受圧部１１１は、検知した圧力を表す圧力信号をＡ／Ｄ変換部１１２に送る。Ａ／Ｄ変換部１１２は、受圧部１１１からの圧力信号をデータ化して、デジタルの圧力信号に変換する。Ａ／Ｄ変換部１１２は、変換した圧力信号を演算部１１３に送る。

演算部１１３は、圧力信号に対して増幅等の演算を行い、例えば１〜５〔Ｖ〕のような、圧力信号が表す圧力を電圧に変換する。演算部１１３は圧力に対応する電圧を圧力検知信号として、通信制御部１１４、表示部１１５およびアナログ出力部１１６に送る。

通信制御部１１４は、演算部１１３から圧力検知信号を受け取ると、この圧力検知信号を例えば計器校正用専用ツールに送信する。なお、計器校正用専用ツールは、計器点検の際に、圧力検知信号を基に演算部１１３のゼロ調整などを行う。

表示部１１５は、演算部１１３から圧力検知信号を受け取ると、この圧力検知信号を基に圧力を表示する。アナログ出力部１１６は、演算部１１３から圧力検知信号を受け取ると、この圧力検知信号をアナログの圧力検知信号に変換する。そして、アナログ出力部１１６は、アナログの圧力検知信号を制御装置に出力する。

圧力発信器１１０だけを用いるシングル系のための制御装置の一例を図８に示す。図８の制御装置１２０は、圧力発信器１１０からの圧力検知信号を基に制御を行うためのものであり、信号入力部１２１、１２５と、減算部１２２と、目標設定部１２３と、演算部１２４とを備えている。

信号入力部１２１は、圧力発信器１１０からの圧力検知信号を受信するインターフェースである。信号入力部１２１は、受信した圧力検知信号をデータ化して減算部１２２に送る。

一方、目標設定部１２３は管理者によって圧力の目標値等が入力される入力装置である。目標設定部１２３は入力された目標値を減算部１２２に送る。減算部１２２は、信号入力部１２１からの圧力検知信号が表す圧力と、目標設定部１２３からの目標値とから偏差Δを演算し、演算結果を演算部１２４に送る。演算部１２４は、制御の基幹信号（主信号）と、減算部１２２からの演算結果である偏差Δとから、積分等の演算を行って、バルブを制御するための制御信号を作成する。演算部１２４は作成した制御信号を信号入力部１２５に送る。

信号入力部１２５は、演算部１２４からの制御信号を送信するインターフェースである。信号入力部１２５は、演算部１２４からの制御信号をアナログの制御信号に変換して操作端１３０に送信する。操作端１３０はコントロールドライブ等であり、水位や蒸気の圧力を調整するバルブを、信号入力部１２５からの制御信号を基に制御する。

ところで、圧力発信器１１０については、例えば定期的に計器点検を必要とする。この場合、バルブ系統１０２の開閉を行い、かつ、プロセス測定を停止した状態で計器点検を行う必要がある。つまり、計器点検の際には計測を中断しなければならない。このために、二重化計装システムがある（例えば、特許文献１参照。）。

二重化計装システムの一例を図９に示す。この二重化計装システムは、圧力発信器１１０ＡをＡ側とし、圧力発信器１１０ＢをＢ側とした２つの圧力発信器を用いる。圧力発信器１１０Ａ、１１０Ｂは圧力発信器１１０と同じである。２つの圧力発信器１１０Ａ、１１０Ｂが用いられるために、二重化計装システムの制御装置１４０は、信号入力部１４１Ａ、１４１Ｂ、１４８、減算部１４２、１４５、比較器１４３、切替え器１４４、目標設定部１４６および演算部１４７を備えている。

信号入力部１４１Ａ、１４１Ｂ、１４８は、制御装置１２０の信号入力部１２１、１２５（図８）と同じである。減算部１４２は、信号入力部１４１Ａからの圧力検知信号と、信号入力部１４１Ｂからの圧力検知信号とから偏差Δを演算する。減算部１４２は、演算結果を比較器１４３に送る。比較器１４３は、減算部１４２からの演算結果である偏差Δが所定範囲内であるかを調べる。比較器１４３は、偏差Δが所定範囲を超えていると、切替え信号を切替え器１４４に送る。偏差Δが所定範囲を超えている場合には、圧力発信器等に異常が発生している状態である。

切替え器１４４は、比較器１４３からの切替え信号で切替え動作を行う。例えば、切替え器１４４は、Ａ側の圧力発信器１１０Ａからの圧力検知信号を出力している場合に、切替え信号を受け取ると、切替え動作を行ってＢ側の圧力発信器１１０Ｂからの圧力検知信号を減算部１４５に出力する。つまり、信号入力部１４１Ａからの圧力検知信号と、信号入力部１４１Ｂからの圧力検知信号との偏差Δが所定範囲を超えると、切替え動作を行う仕組みである。

減算部１４５、目標設定部１４６、演算部１４７、信号入力部１４８は、圧力検知信号を基に制御信号を操作端１３０に送る回路であるが、先に述べた制御装置１２０（図８）の減算部１２２、目標設定部１２３、演算部１２４、信号入力部１２５と同じであるので、これらの説明を省略する。

このように、圧力発信器をＡ側とＢ側の二重化系にすることにより、例えばＡ側の圧力発信器１１０Ａの計器点検を行う際には、Ｂ側の圧力発信器１１０Ｂを使用してプロセス測定をする。この結果、計測を中断することなく、圧力発信器１１０Ａの点検を行うことが可能になる。圧力発信器１１０Ｂの計器点検を行う場合も同様である。

特開平９−８３３２２号公報

しかし、従来の二重化計装システムには次の課題がある。このシステムでは、圧力発信器をＡ側とＢ側とによる二重化系にするために、制御装置１４０に対して、信号入力部１４１Ａ、１４１Ｂと、減算部１４２と、比較器１４３と、切替え器１４４とを追加している。このために、制御装置については、二重化系用の制御回路（制御ロジック）に変更する必要があり、発電所などの設備運転中の回路修正が困難である。

また、圧力発信器がシングル系の場合の制御装置１２０（図８）を二重化計装システムに変更するためには、圧力発信器１１０と同等のものを新たに調達し、調達した圧力発信器を追加するための設置工事が必要となる。この結果、作業やコストの負担が大きくなる。

この発明の目的は、前記の課題を解決し、プロセス測定状態にしたまま圧力発信器の点検を可能にし、また、圧力発信器がシングル系の場合には二重化系のシステムに容易に変更することを可能にする二重化計装システムを提供することにある。

前記の課題を解決するために、請求項１の発明は、測定媒の圧力を検知して圧力検知信号を出力する圧力発信装置と、前記圧力検知信号を基に操作端を制御する制御装置とを備える二重化計装システムであって、前記圧力発信装置は、前記測定媒の圧力を検知して圧力検知信号を出力する第１および第２の圧力発信器と、プロセス測定時には、前記第１の圧力発信器が出力する圧力検知信号と、前記第２の圧力発信器が出力する圧力検知信号との比較を基に、一方の圧力検知信号を前記制御装置に出力し、計器点検時には、点検の対象である一方の圧力発信器からの圧力検知信号の出力を止めて他方の圧力発信器からの圧力検知信号を前記制御装置に出力する切替え手段と、を備え、前記切替え手段は、点検の対象である圧力発信器からの圧力検知信号の出力を止めることにより、この圧力発信器の計器点検を可能な状態にする、ことを特徴とする二重化計装システムである。

請求項１の発明では、切替え手段は、プロセス測定時には、第１の圧力発信器が出力する圧力検知信号と、第２の圧力発信器が出力する圧力検知信号との比較を基に、一方の圧力検知信号を制御装置に出力する。また、切替え手段は、計器点検時には、点検の対象である一方の圧力発信器からの圧力検知信号の出力を止めて他方の圧力発信器からの圧力検知信号を制御装置に出力する。そして、切替え手段は、点検の対象である圧力発信器からの圧力検知信号の出力を止めることにより、この圧力発信器の計器点検を可能な状態にする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の二重化計装システムにおいて、プロセス測定時には、前記第１および第２の圧力発信器に測定媒を供給し、計器点検時には、点検側の加圧ポンプからの媒体を点検の対象である圧力発信器に供給すると共に別の圧力発信器には測定媒を供給する供給手段、を備えることを特徴とする。

請求項３の発明は、測定媒の圧力を検知して圧力検知信号を出力する圧力発信装置と、前記圧力検知信号を基に操作端を制御する制御装置とを備える二重化計装システムであって、前記圧力発信装置は、前記測定媒の圧力を検知する第１および第２の受圧部と、前記第１および第２の受圧部からの圧力を表す圧力検知信号をそれぞれ作成する第１および第２の演算手段と、プロセス測定時には、一方の圧力検知信号を出力し、計器点検時には、点検の対象である一方の演算手段からの圧力検知信号の出力を止めて他方の演算手段からの圧力検知信号を出力する切替え手段と、前記切替え手段からの圧力検知信号を前記制御装置に出力する変換手段と、を備え、前記切替え手段は、点検の対象である演算手段からの圧力検知信号の出力を止めることにより、点検の対象である受圧部および演算手段の計器点検を可能な状態にする、ことを特徴とする二重化計装システムである。

請求項３の発明では、切替え手段は、プロセス測定時には、一方の圧力検知信号を出力する。また、切替え手段は、計器点検時には、点検の対象である一方の演算手段からの圧力検知信号の出力を止めて他方の演算手段からの圧力検知信号を出力する。そして、切替え手段は、点検の対象である演算手段からの圧力検知信号の出力を止めることにより、点検の対象である受圧部および演算手段の計器点検を可能な状態にする。

請求項４の発明は、請求項３に記載の二重化計装システムにおいて、前記第１および第２の演算手段が出力するデータ化された圧力検知信号を計器点検側の装置に向けて送信する送信手段、を備えることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項３または４に記載の二重化計装システムにおいて、プロセス測定時には、前記第１および第２の受圧部に測定媒を供給し、計器点検時には、点検側の加圧ポンプからの媒体を点検の対象である受圧部に供給すると共に別の受圧部には測定媒を供給する供給手段、を備えることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、既製の圧力発信器を用いて圧力発信装置を二重化することができる。これにより、請求項１の発明によれば、計器点検時には、点検の対象である圧力発信器からの圧力検知信号の出力を切替え手段により止めることで、プロセス測定を行いながら、この圧力発信器の計器点検を可能な状態にする。また、請求項１の発明によれば、シングル系統の圧力発信器に替わって圧力発信装置を設置するだけで二重化系に変更することができ、かつ、制御装置として従来のものを利用することができる。

請求項２の発明によれば、計器点検時には、点検側の加圧ポンプからの媒体を点検の対象である圧力発信器に供給すると共に別の圧力発信器には測定媒を供給するので、計器点検時には、プロセス測定を止めることなく計器点検を可能にする。

請求項３の発明によれば、圧力発信装置を二重化することができる。これにより、請求項３の発明によれば、計器点検時には、点検の対象である演算手段からの圧力検知信号の出力を止めることにより、プロセス測定を行いながら、点検の対象である受圧部および演算手段について計器点検を可能な状態にすることができる。また、請求項３の発明によれば、シングル系統の圧力発信器に替わって圧力発信装置を設置するだけで二重化系に変更することができ、かつ、制御装置として従来のものを利用することができる。

請求項４の発明によれば、計器点検側では点検対象の演算手段からのデータ化された圧力検知信号を受信して計器点検に使用することを可能にする。

請求項５の発明によれば、計器点検時には、点検側の加圧ポンプからの媒体を点検の対象である受圧部に供給すると共に別の受圧部には測定媒を供給するので、計器点検時には、プロセス測定を行いながら計器点検を可能にする。

この発明の実施の形態１による二重化計装システムの一例を示す構成図である。バルブ系統の一例を示す構成図である。プロセス測定時のバルブの開閉を示す図である。計器点検時のバルブの開閉を示す図である。実施の形態２による圧力発信装置の一例を示す構成図である。圧力発信器の設置状態を示す図である。圧力発信器の一例を示す構成図である。制御装置の一例を示す構成図である。従来の二重化計装システムを示す構成図である。

次に、この発明の各実施の形態について、図面を用いて詳しく説明する。

（実施の形態１）
この実施の形態による二重化計装システムを図１に示す。この二重化計装システムは、圧力発信装置１０と制御装置２０とを備えている。

圧力発信装置１０は圧力検知が二重化された装置であり、圧力発信器１１Ａ、１１Ｂ、信号入力部１１Ｃ、１１Ｄ、減算部１１Ｅ、比較器１１Ｆおよび切替え器１１Ｇを備えている。

圧力発信器１１Ａ、１１Ｂは、水や蒸気などの測定媒の圧力を計測して圧力信号を送信する装置である。こうした圧力発信器１１Ａ、１１Ｂは、先に説明した図７の圧力発信器１１０と同じ既製のものであり、これらの説明を省略する。圧力発信器１１Ａ、１１Ｂには、図２に示すようにバルブ系統１１_１が設置されている。バルブ系統１１_１は、第１バルブ１１_１１〜第５バルブ１１_１５を備えている。

バルブ系統１１_１の第１バルブ１１_１１は圧力発信器１１Ａに接続されている配管に設置され、第２バルブ１１_１２は圧力発信器１１Ｂに接続されている配管に設置されている。圧力発信器１１Ａに接続されている配管の先端１１_２１と、圧力発信器１１Ｂに接続されている配管の先端１１_２２とには、加圧ポンプ（図示を省略）で加圧された水や水蒸気などの加圧媒体が供給される。加圧ポンプは圧力発信装置１０の計器点検の際の校正時に使用される。圧力発信器１１Ａと第１バルブ１１_１１との間の配管と、圧力発信器１１Ｂと第２バルブ１１_１２との間の配管とには、第３バルブ１１_１３と第４バルブ１１_１４とが直列に接続されて設置されている。さらに、第３バルブ１１_１３と第４バルブ１１_１４との間には、第５バルブ１１_１５が設置され、第５バルブ１１_１５が設置されている配管の先端１１_２３に測定媒が供給される検出管が接続されている。

バルブ系統１１_１では、プロセス測定や計器点検に応じて、第１バルブ１１_１１〜第５バルブ１１_１５の開閉が切り替えられる。例えば図３に示すようにプロセス測定では、第１バルブ１１_１１、第２バルブ１１_１２を閉じ、第３バルブ１１_１３、第４バルブ１１_１４を開き、さらに、第５バルブ１１_１５を開く。これにより、先端１１_２３から圧力発信器１１Ａ、１１Ｂの両方に測定媒が供給される。つまり、バルブ系統１１_１は、圧力発信器１１Ａ、１１Ｂによるプロセス測定可能な状態にする。

また、図４に示すように計器点検では、第１バルブ１１_１１、第４バルブ１１_１４を閉じ、第２バルブ１１_１２、第３バルブ１１_１３を開き、さらに、第５バルブ１１_１５を開く。これにより、先端１１_２３から圧力発信器１１Ａに測定媒が供給され、先端１１_２２から圧力発信器１１Ａに対して加圧媒体が供給される。つまり、バルブ系統１１_１は、圧力発信器１１Ａによるプロセス測定可能な状態にし、圧力発信器１１Ｂの計器点検可能な状態にする。

また、第１バルブ１１_１１、第４バルブ１１_１４を開き、第２バルブ１１_１２、第３バルブ１１_１３を閉じ、さらに、第５バルブ１１_１５を開く。これにより、先端１１_２３から圧力発信器１１Ｂに測定媒が供給され、先端１１_２１から圧力発信器１１Ａに対して加圧媒体が供給される。つまり、バルブ系統１１_１は、圧力発信器１１Ａの計器点検可能な状態にし、圧力発信器１１Ｂによるプロセス測定可能な状態にする。

信号入力部１１Ｃは、圧力発信器１１Ａからの圧力検知信号を受信するインターフェースである。信号入力部１１Ｃは、受信した圧力検知信号をデータ化して減算部１１Ｅと切替え器１１Ｇに送る。同じく、信号入力部１１Ｄは、圧力発信器１１Ｂからの圧力検知信号を受信するインターフェースである。信号入力部１１Ｄは、受信した圧力検知信号をデータ化して減算部１１Ｅと切替え器１１Ｇとに送る。

減算部１１Ｅは、信号入力部１１Ｃを経た信号入力部１１Ａからの圧力信号が表す圧力と、信号入力部１１Ｄを経た圧力発信器１１Ｂからの圧力信号が表す圧力とから偏差Δを演算し、演算結果を比較器１１Ｆに送る。比較器１１Ｆは、減算部１１Ｅからの演算結果である偏差Δが所定範囲内であるかを調べる。偏差Δが所定範囲を超えていると、比較器１１Ｆは切替え信号を切替え器１１Ｇに送る。

切替え器１１Ｇは、比較器１１Ｆからの切替え信号により切替え動作を行う。例えば、切替え器１１Ｇは、圧力発信器１１Ａからの圧力信号を出力している場合に、切替え信号を受け取ると、切替え動作を行って圧力発信器１１Ｂからの圧力信号を制御装置２０に送る。つまり、信号入力部１１Ｃからの圧力信号と、信号入力部１１Ｄからの圧力信号との偏差Δが所定範囲を超えて異常な状態になると、切替え動作を行う仕組みである。

切替え器１１Ｇは、プロセス測定時には、信号入力部１１Ｃからの圧力信号または信号入力部１１Ｄからの圧力信号を制御装置２０に送る。また、切替え器１１Ｇは、計器点検時には、あらかじめ設定された圧力発信器からの圧力検知信号、例えば圧力発信器１１Ａからの圧力検知信号を制御装置２０に送る。

圧力発信装置１０は以上の構成である。次に、制御装置２０の構成について説明する。制御装置２０は、先の図８の制御装置１２０と同様に、圧力発信装置１０からの圧力検知信号を処理するためのものであり、減算部２１と、目標設定部２２と、演算部２３と、信号入力部２４とを備えている。

目標設定部２２は管理者によって圧力の目標値等が入力される入力装置である。目標設定部２２は入力された目標値を減算部２１に送る。減算部２１は、圧力発信装置１０からの圧力検知信号が表す圧力と、目標設定部２２からの目標値とから偏差Δを演算し、演算結果を演算部２３に送る。演算部２３は、制御の基幹信号（主信号）と減算部２１からの演算結果である偏差Δとから、積分等の演算を行って、バルブを制御するための制御信号を作成する。演算部２３は作成した制御信号を信号入力部２４に送る。

信号入力部２４は、演算部２３からの制御信号を送信するインターフェースである。信号入力部２４は、演算部２３からの制御信号をアナログの制御信号に変換して操作端１３０に送信する。操作端１３０は、先の図８と同様である。つまり、操作端１３０は、コントロールドライブ等であり、水位や蒸気の圧力を調整するバルブを、信号入力部１２５からの制御信号を基に制御する。

以上が実施の形態１による二重化計装システムの構成である。次に、この二重化計装システムの作用について説明する。発電所内でのプロセス測定では、バルブ系統１１_１（図３）の第１バルブ１１_１１、第２バルブ１１_１２が閉じられ、第３バルブ１１_１３、第４バルブ１１_１４が開かれ、さらに、第５バルブ１１_１５が開かれる。これにより、先端１１_２３から圧力発信装置１０の圧力発信器１１Ａ、１１Ｂの両方に測定媒が供給される。

圧力発信器１１Ａ、１１Ｂは測定媒の圧力を検知し、検知した圧力を表す圧力検知信号をそれぞれ生成する。圧力発信器１１Ａ、１１Ｂは生成した圧力検知信号を信号入力部１１Ｃ、１１Ｄに送る。

圧力発信装置１０では、信号入力部１１Ｃは受信した圧力検知信号を減算部１１Ｅと切替え器１１Ｇとに送り、信号入力部１１Ｄは受信した圧力検知信号を減算部１１Ｅと切替え器１１Ｇに送る。減算部１１Ｅは、信号入力部１１Ａからの圧力検知信号が表す圧力と、圧力発信器１１Ｂからの圧力検知信号が表す圧力とから偏差Δを演算し、演算結果を比較器１１Ｆに送る。比較器１１Ｆは偏差Δが所定範囲内であるかを調べる。偏差Δが所定範囲を超えていると、比較器１１Ｆは切替え信号を切替え器１１Ｇに送る。切替え器１１Ｇは切替え信号により切替え動作を行う。例えば、切替え器１１Ｇは、圧力発信器１１Ａからの圧力検知信号を出力している場合に、切替え信号を受け取ると、切替え動作を行って圧力発信器１１Ｂからの圧力検知信号を制御装置２０に送る。

制御装置２０では、管理者によって圧力の目標値等が入力される。目標設定部２２は入力された目標値を減算部２１に送る。減算部２１は、圧力発信装置１０からの圧力検知信号が表す圧力と、目標設定部２２からの目標値とから偏差Δを演算し、演算結果を演算部２３に送る。演算部２３は、制御の基幹信号（主信号）と減算部２１からの演算結果である偏差Δとから、操作端１３０を制御するための制御信号を作成する。演算部２３は作成した制御信号を信号入力部２４に送る。信号入力部２４は、演算部２３からの制御信号をアナログに変換して操作端１３０に送信する。操作端１３０は、水位や蒸気の圧力を調整するバルブを、制御信号を基に制御する。

一方、計器点検では、例えばバルブ系統１１_１（図４）の第１バルブ１１_１１、第４バルブ１１_１４が閉じられ、第２バルブ１１_１２、第３バルブ１１_１３が開かれ、さらに、第５バルブ１１_１５が開かれる。これにより、先端１１_２３から圧力発信器１１Ａに測定媒が供給され、先端１１_２２から圧力発信器１１Ｂに対して、点検側の加圧ポンプからの加圧媒体が供給される。

圧力発信器１１Ａは測定媒の圧力を検知し、検知した圧力を表す圧力検知信号を生成する。圧力発信器１１Ａは生成した圧力検知信号を信号入力部１１Ｃに送る。信号入力部１１Ｃは圧力発信器１１Ａからの圧力信号を減算部１１Ｅと切替え器１１Ｇとに送る。しかし、計器点検時には、切替え器１１Ｇは、あらかじめ設定された圧力発信器からの圧力信号、例えば圧力発信器１１Ａからの圧力信号を制御装置２０に送る。これにより、制御装置２０は、圧力発信器１１Ａからの圧力信号を基に、操作端１３０を制御するための制御信号を作成し、この制御信号を操作端１３０に送信する。操作端１３０は、水位や蒸気の圧力を調整するバルブを、制御信号を基に制御する。この結果、計器点検時でも圧力発信器１１Ａによるプロセス測定が継続される。

一方、圧力発信器１１Ｂは加圧媒体の圧力を検知し、検知した圧力を表す圧力検知信号を生成する。圧力発信器１１Ｂは生成した圧力検知信号を信号入力部１１Ｄを経て切替え器１１Ｇに送るが、切替え器１１Ｇは、点検の対象である圧力発信器１１Ｂからの圧力検知信号を出力することを止める。これにより、圧力発信器１１Ｂを含むＢ側系統の計器点検が可能な状態になる。同時に、圧力発信器１１Ｂは、生成した圧力検知信号を計器校正用専用ツールに送信する。計器校正用専用ツールは、圧力発信器１１Ｂからの圧力検知信号を基に、圧力発信器１１Ｂの演算部（図７の演算部１１３に対応）のゼロ調整などを行う。

以上、説明したように、この実施の形態によれば、現場発信器である圧力発信装置１０に二重化計装の機能を新たに付加し、また、圧力発信装置１０の二重化機能に併せた、バルブ系統１１_１の接続構造と切替え方法により、柔軟な設備保守ができる。これにより、従来の制御装置１２０（図８）を利用可能にする。また、今までにないプロセスを連続測定状態としたまま計器点検を可能とする。さらに、既存設備がシングル系の制御であっても、従来の制御装置を利用することで、容易に二重化計装にシステム変更可能とするなど、柔軟な設備管理およびシステム構築の変更ができる。

（実施の形態２）
この実施の形態による二重化計装システムでは、実施の形態１の圧力発信装置１０として、図５に示す圧力発信装置３０を用いる。なお、この実施の形態では、実施の形態１と同一もしくは同一と見なされる構成要素には、それと同じ参照符号を付けて、その説明を省略する。

圧力発信装置３０は、受圧部３１Ａ、３１Ｂ、Ａ／Ｄ変換部３２Ａ、３２Ｂ、演算部３３Ａ、３３Ｂ、通信制御部３４Ａ、３４Ｂ、切替え部３５、表示部３６およびアナログ出力部３７を備えている。この圧力発信装置３０は、図７の圧力発信器１１０に対して、受圧部３１Ｂ〜通信制御部３４Ｂと、切替え部３５とを追加した構成である。この実施の形態では、受圧部３１Ａ〜通信制御部３４ＡをＡ側系統とし、受圧部３１Ｂ〜通信制御部３４ＢをＢ側系統とする。

Ａ側系統では、受圧部３１Ａは、バルブ１１_１１を経て配管１０１（図６）の測定媒の圧力を検知する。受圧部３１Ａは、検知した圧力を表す圧力信号をＡ／Ｄ変換部３２Ａに送る。Ａ／Ｄ変換部３２Ａは、受圧部３１Ａからの圧力信号をデータ化してデジタルの圧力信号に変換する。Ａ／Ｄ変換部３２Ａは、データ化した圧力信号を演算部３３Ａに送る。演算部３３Ａは、圧力信号に対して増幅等の演算を行い、例えば１〜５〔Ｖ〕のような、圧力信号が表す圧力を電圧に変換する。演算部３３Ａは圧力に対応する電圧を圧力検知信号として、通信制御部３４Ａに送る。

通信制御部３４Ａは、演算部３３Ａからのデータ化された圧力検知信号を受け取ると、この圧力信号を切替え部３５に送る。また、通信制御部３４Ａは、この圧力検知信号を計器校正用専用ツールに送信する。

以上がＡ側系統の構成である。Ｂ側系統では、同様にして、受圧部３１Ｂは、バルブ１１_１２を経て配管１０１の測定媒の圧力を検知する。受圧部３１Ｂは、検知した圧力を表す圧力信号をＡ／Ｄ変換部３２Ｂに送る。Ａ／Ｄ変換部３２Ｂは、受圧部３１Ｂからの圧力信号をデータ化してデジタルの圧力信号に変換する。Ａ／Ｄ変換部３２Ｂは、データ化した圧力信号を演算部３３Ｂに送る。演算部３３Ｂは、圧力信号に対して増幅等の演算を行い、例えば１〜５〔Ｖ〕のような、圧力信号が表す圧力を電圧に変換する。演算部３３Ｂは圧力に対応する電圧を圧力検知信号として、通信制御部３４Ｂに送る。

通信制御部３４Ｂは、演算部３３Ｂから圧力検知信号を受け取ると、この圧力信号を切替え部３５に送る。また、通信制御部３４Ｂは、この圧力検知信号を計器校正用専用ツールに送信する。

切替え部３５は、プロセス測定時には、Ａ側系統またはＢ側系統からの圧力検知信号を切り替えて、どちらか一方を表示部３６およびアナログ出力部３７に送る。Ａ側系統およびＢ側系統の切替え動作はあらかじめ設定されている。例えば、切替え部３５はＡ側系統からの圧力検知信号を出力する。

また、切替え部３５は次のようにしてもよい。例えば、切替え部３５は、通信制御部３４Ａからの圧力信号が表す圧力と、通信制御部３４Ｂからの圧力信号が表す圧力とから偏差Δを演算する。この後、切替え部３５は、偏差Δが所定範囲内であるかを調べる。切替え部３５は、偏差Δが所定範囲を超えていると、異常の発生として切替え動作をする。

表示部３６は、切替え部３５から圧力検知信号を受け取ると、圧力を表示する。アナログ出力部３７は、切替え部３５から圧力検知信号を受け取ると、この圧力検知信号をアナログに変換して制御装置２０に送る。

制御装置２０は、実施の形態１で述べた構成であり、この説明を省略する。

以上が実施の形態２による圧力発信装置３０の構成である。次に、この圧力発信装置３０が用いられている二重化計装システムの作用について説明する。発電所内でのプロセス測定では、バルブ系統１１_１（図３）の第１バルブ１１_１１、第２バルブ１１_１２が閉じられ、第３バルブ１１_１３、第４バルブ１１_１４が開かれ、さらに、第５バルブ１１_１５が開かれる。これにより、先端１１_２３から圧力発信装置３０の受圧部３１Ａ、３１Ｂの両方に測定媒が供給される。

一方、圧力発信装置３０では、あらかじめ切替え部３５が例えばＡ側系統からの圧力検知信号を出力するための切替え動作を行い、通信制御部３４Ａからの圧力検知信号を表示部３６およびアナログ出力部３７に送るようにしている。これにより、Ａ側系統を連続測定とし、Ｂ側系統を待機とする。

こうした状態で、プロセス測定が行われると、受圧部３１Ａ〜通信制御部３４Ａから成るＡ側系統からの圧力検知信号が切替え部３５を経て表示部３６およびアナログ出力部３７に送られる。表示部３６は、圧力検知信号を基に圧力を表示する。アナログ出力部３７は、圧力検知信号をアナログ信号に変換して、制御装置２０に送る。

一方、計器点検では、例えばバルブ系統１１_１（図４）の第１バルブ１１_１１、第４バルブ１１_１４が閉じられ、第２バルブ１１_１２、第３バルブ１１_１３が開かれ、さらに、第５バルブ１１_１５が開かれる。これにより、先端１１_２３からＡ側系統の受圧部３１Ａに測定媒が供給され、先端１１_２２からＢ側系統の受圧部３１Ｂに対して加圧媒体が供給される。

圧力発信装置３０では、あらかじめ切替え部３５が例えばＡ側系統に切り替えて、通信制御部３４Ａからの圧力検知信号を表示部３６およびアナログ出力部３７に送るようにしている。つまり、通信制御部３４Ｂからの圧力検知信号は切替え部３５に送られるが、切替え部３５Ｇは、点検の対象であるＢ側系統からの圧力検知信号を出力することを止める。これにより、受圧部３１Ｂを含むＢ側系統の計器点検が可能な状態になる。

これにより、Ａ側系統では、先に説明したプロセス測定と同様にして、表示部３６が圧力を表示し、アナログ出力部３７が圧力検知信号を制御装置２０に送る。また、Ｂ側系統では、通信制御部３４Ｂが圧力検知信号を計器校正用専用ツールに送信する。計器校正用専用ツールは、通信制御部３４Ｂからの圧力検知信号を基に、受圧部３１Ｂの演算部３３Ｂのゼロ調整などを行う。

以上、説明したように、この実施の形態によれば、実施の形態１と同様の効果を達成することができる。つまり、この実施の形態によれば、圧力発信装置３０に二重化計装の機能を新たに付加し、また、圧力発信装置３０の二重化機能に併せた、バルブ系統１１_１の接続構造と切替え方法により、柔軟な設備保守ができる。これにより、従来の制御装置１２０（図８）を利用可能にする。また、今までにないプロセスを連続測定状態としたまま計器点検を可能とする。さらに、既存設備がシングル系の制御であっても、従来の制御装置を利用することで、容易に二重化計装にシステム変更可能とするなど、柔軟な設備管理およびシステム構築の変更ができる。

１０圧力発信装置
１１Ａ、１１Ｂ圧力発信器
１１Ｃ、１１Ｄ信号入力部
１１Ｅ減算部（切替え手段）
１１Ｆ比較器（切替え手段）
１１Ｇ切替え器（切替え手段）
１１_１バルブ系統（供給手段）
２０制御装置
２１減算部
２２目標設定部
２３演算部
２４信号入力部
３０圧力発信装置
３１Ａ、３１Ｂ受圧部
３２Ａ、３２ＢＡ／Ｄ変換部（演算手段）
３３Ａ、３３Ｂ演算部（切替え手段）
３４Ａ、３４Ｂ通信制御部（送信手段）
３５切替え部（切替え手段）
３６表示部
３７アナログ出力部（変換手段）

Claims

測定媒の圧力を検知して圧力検知信号を出力する圧力発信装置と、前記圧力検知信号を基に操作端を制御する制御装置とを備える二重化計装システムであって、
前記圧力発信装置は、
前記測定媒の圧力を検知して圧力検知信号を出力する第１および第２の圧力発信器と、
プロセス測定時には、前記第１の圧力発信器が出力する圧力検知信号と、前記第２の圧力発信器が出力する圧力検知信号との比較を基に、一方の圧力検知信号を前記制御装置に出力し、計器点検時には、点検の対象である一方の圧力発信器からの圧力検知信号の出力を止めて他方の圧力発信器からの圧力検知信号を前記制御装置に出力する切替え手段と、
を備え、
前記切替え手段は、点検の対象である圧力発信器からの圧力検知信号の出力を止めることにより、この圧力発信器の計器点検を可能な状態にする、
ことを特徴とする二重化計装システム。
プロセス測定時には、前記第１および第２の圧力発信器に測定媒を供給し、計器点検時には、点検側の加圧ポンプからの媒体を点検の対象である圧力発信器に供給すると共に別の圧力発信器には測定媒を供給する供給手段、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の二重化計装システム。
測定媒の圧力を検知して圧力検知信号を出力する圧力発信装置と、前記圧力検知信号を基に操作端を制御する制御装置とを備える二重化計装システムであって、
前記圧力発信装置は、
前記測定媒の圧力を検知する第１および第２の受圧部と、
前記第１および第２の受圧部からの圧力を表す圧力検知信号をそれぞれ作成する第１および第２の演算手段と、
プロセス測定時には、一方の圧力検知信号を出力し、計器点検時には、点検の対象である一方の演算手段からの圧力検知信号の出力を止めて他方の演算手段からの圧力検知信号を出力する切替え手段と、
前記切替え手段からの圧力検知信号を前記制御装置に出力する変換手段と、
を備え、
前記切替え手段は、点検の対象である演算手段からの圧力検知信号の出力を止めることにより、点検の対象である受圧部および演算手段の計器点検を可能な状態にする、
ことを特徴とする二重化計装システム。
前記第１および第２の演算手段が出力するデータ化された圧力検知信号を計器点検側の装置に向けて送信する送信手段、
を備えることを特徴とする請求項３に記載の二重化計装システム。
プロセス測定時には、前記第１および第２の受圧部に測定媒を供給し、計器点検時には、点検側の加圧ポンプからの媒体を点検の対象である受圧部に供給すると共に別の受圧部には測定媒を供給する供給手段、
を備えることを特徴とする請求項３または４に記載の二重化計装システム。