JPH0628002B2 - Plant control equipment - Google Patents

Plant control equipment

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JPH0628002B2
JPH0628002B2 JP3902582A JP3902582A JPH0628002B2 JP H0628002 B2 JPH0628002 B2 JP H0628002B2 JP 3902582 A JP3902582 A JP 3902582A JP 3902582 A JP3902582 A JP 3902582A JP H0628002 B2 JPH0628002 B2 JP H0628002B2
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JP
Japan
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signal
input
value
computers
control
Prior art date
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JP3902582A
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Japanese (ja)
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JPS58155401A (en
Inventor
興一郎 林
敏明 手島
直臣 中村
幹 栗原
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0628002B2 publication Critical patent/JPH0628002B2/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B9/00Safety arrangements
    • G05B9/02Safety arrangements electric
    • G05B9/03Safety arrangements electric with multiple-channel loop, i.e. redundant control systems

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプラント制御装置に関する。The present invention relates to a plant control device.

例えば、火力発電プラントにおいては、その機能は近年
多種多様となり、また運転省力化をめざして高度の自動
化が図られており、これに対応してプラント制御装置も
従来のアナログ制御からミニコンピュータを使用するデ
ジタル制御に移行しつつあるが、ここで問題となってく
るのが、システムの信頼性で、例えば、コンピュータの
中央演算処理機構が停止すれば、直ちにシステムダウン
となり、最悪の場合、これに基因してプラントトリップ
となる惧れがある。
For example, in thermal power plants, the functions have been diversified in recent years, and a high degree of automation has been achieved with the aim of saving labor, and in response to this, the plant controller also uses a minicomputer instead of conventional analog control. However, the problem here is the reliability of the system. For example, if the central processing unit of the computer stops, the system will immediately go down, and in the worst case, There is a fear of becoming a plant trip due to this.

そこで、本発明者は、プラント制御装置の信頼性を高め
るために、同一の機能を3台のミニコンピュータに与
え、常時3台ともオンラインで運転し、各ミニコンピュ
ータの出力で2/3回路(2アウトオブ3ロジック回路)
を介して制御弁,ダンパー等1つのプラント機器を制御
し、運転中の3台のミニコンピュータのうち1台が故障
した場合でも残りの2台で正常にプラントを制御するこ
とを考えた。
Therefore, in order to improve the reliability of the plant control device, the present inventor gives the same function to three minicomputers, always operates all three online, and outputs 2/3 circuits (3/3 circuit) at the output of each minicomputer. 2 out of 3 logic circuit)
It was considered that one plant equipment such as a control valve and a damper can be controlled via the control system so that even if one of the three minicomputers in operation fails, the remaining two control the plant normally.

しかしながら、3台のミニコンピュータを使用して1つ
のプラント機器を制御する2アウトオブ3ロジック回路
の構成において、3台のミニコンピュータが独立に比例
積分演算を行えば、3台のうちいずれかの比例積分演算
は発散する可能性がある。それは、3台のミニコンピュ
ータのプロセス入力信号は多少なりとも必ず読込み値に
差があるためであり、この差のために設定値と比較して
継続的な偏差があるプロセス入力信号を入力するミニコ
ンピュータにとっては、フィードバック制御状態が形成
されていないため、偏差を積算して発散する。このよう
に3台のミニコンピュータのうちの1台または2台が発
散した状態では、正常な2アウトオブ3ロジック回路の
構成を維持できない状態となる。
However, in the configuration of the two out-of-three logic circuit that controls one plant device by using three minicomputers, if the three minicomputers independently perform proportional integral calculation, one of the three Proportional-integral operations can diverge. The reason is that the process input signals of the three minicomputers always have a difference in the read values, and due to this difference, there is a continuous deviation from the set value. For the computer, since the feedback control state is not formed, the deviation is integrated and diverged. As described above, when one or two of the three minicomputers diverge, the normal configuration of the two out-of-three logic circuit cannot be maintained.

しかしながら、ミニコンピュータの信号入力精度には、
多少なりとも必ず誤差があり、3台の独立したミニコン
ピュータを全く同じ値で読み込ませることは、機器精度
上、困難である。
However, the signal input accuracy of the minicomputer is
There is always some error, and it is difficult to read the three independent minicomputers with exactly the same value in terms of equipment accuracy.

本発明はこのような事情に鑑みて提案されたもので、上
記問題を解決し、信頼性を高めるプラント制御装置を提
供することを目的とし、同一プロセス信号をそれぞれ入
力し同一アルゴリズムを有する3台のコンピュータと、
上記各コンピュータ内に設けられ、プロセス値が目標値
に近付いた時点で上記各コンピュータをそれぞれ制御機
器ポジションにトラッキングするトラッキング付PIコ
ントローラと、上記3台のコンピュータの出力を入力す
る2アウトオブ3ロジック回路とを具えたことを特徴と
する。
The present invention has been proposed in view of such circumstances, and an object of the present invention is to solve the above problems and to provide a plant control device that improves reliability. For this reason, three units each having the same process signal and having the same algorithm are input. Computer and
A PI controller with tracking, which is provided in each of the computers and which tracks each of the computers to the control device position when the process value approaches the target value, and 2 out of 3 logic for inputting the outputs of the three computers. It is characterized by having a circuit.

すなわち、本発明は、プロセス入力信号に多少の差があ
っても、比例積分演算が発散しないように、比例積分演
算中の3台のコンピュータをある適当なタイミングで、
一時的に比例積分演算を中断して、出力を制御弁開度に
合わせること(トラッキングをすること)により、発散
することを防止し、このために正常な2アウトオブ3ロ
ジック回路の構成を維持することができるものである。
That is, according to the present invention, even if there is a slight difference in the process input signal, the proportional-plus-integral calculation does not diverge.
By temporarily interrupting the proportional-plus-integral calculation and adjusting the output to the control valve opening (tracking), it is possible to prevent divergence and maintain the normal 2 out-of-3 logic circuit configuration. Is what you can do.

本発明はこのような事情に鑑みて提案されたもので、上
記問題を解決し、信頼性を高めるプラント制御装置を提
供することを目的とし、同一プロセス信号をそれぞれ同
時に入力し同一アルゴリズムを有する3台のコンピュー
タと、上記各コンピュータにそれぞれ付設されプロセス
値が目標値に近づいた時点で上記各コンピュータをそれ
ぞれ同時に制御機器ポジションにトラッキングするトラ
ッキング付PIコントローラと、上記3台のコンピュー
タの出力を入力する2アウトオブ3ロジック回路とを具
えたことを特徴とする。
The present invention has been proposed in view of such circumstances, and an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a plant control device that improves reliability. Input of the outputs of the three computers, the PI controller with the tracking, which is attached to each of the computers and simultaneously tracks each of the computers to the control device position when the process value approaches the target value. It is characterized by having 2 out of 3 logic circuits.

本発明を火力発電プラントのドラムの給水レベル制御に
適用した一実施例を図面について説明すると、第1図は
その原理を示すブロック線図、第2図は第1図の回路構
成を示すブロック線図である。
An embodiment in which the present invention is applied to the water supply level control of a drum of a thermal power plant will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the principle thereof, and FIG. 2 is a block line showing the circuit configuration of FIG. It is a figure.

上図において、NO.1CPTR,NO.2CPTR,NO.3CPTRはそ
れぞれ第1,第2,第3のミニコンピュータ、1−1,
2−1,3−1はそれぞれ減算器、1−2,2−2,3
−2はそれぞれ信号発振器(SG)、1−3,2−3,
3−3はそれぞれトラッキング付PIコントローラ(TP
I)、1−4,2−4,3−4はそれぞれハイアンドロウ
モニター(HLM)、1−5,2−5,3−5はそれぞれ比
較器、6は2アウトオブ3ロジック回路、7はAND回
路、8はパルスジェネレータ(PG)、9はパルス/空
気圧変換器(P/PN)、10は制御弁である。
In the figure above, NO.1CPTR, NO.2CPTR and NO.3CPTR are the first, second and third minicomputers 1-1 and 1-1, respectively.
2-1 and 3-1 are subtractors, 1-2, 2-2 and 3 respectively.
-2 is a signal oscillator (SG), 1-3, 2-3, respectively.
3-3 are PI controllers with tracking (TP
I), 1-4, 2-4, 3-4 are high and low monitors (HLM), 1-5, 2-5, 3-5 are comparators, 6 is 2 out of 3 logic circuit, 7 is An AND circuit, 8 is a pulse generator (PG), 9 is a pulse / pneumatic pressure converter (P / PN), and 10 is a control valve.

上記トラッキング付PIコントローラ1−3,2−3,
3−3は、比較積分演算器(PIコントローラ)にトラ
ッキングの機能を有するものである。
The tracking PI controller 1-3, 2-3,
3-3 has a tracking function in the comparison and integration calculator (PI controller).

図2において、信号発信器1−2〜3−2より出力され
る設定値Cと、制御対象であるプロセス信号A1〜A3
の偏差が、減算器1−1〜3−1によって出力され、こ
の偏差を零にすべくPIコントローラ1−3〜3−3が
演算して、制御弁10へ開度指令値Y(X)〜Y
(X)を出力する状態が、通常の比例積分によりフィ
ードバック制御状態である。
In FIG. 2, the difference between the set value C output from the signal transmitters 1-2 to 3-2 and the process signals A 1 to A 3 to be controlled is output by the subtracters 1-1 to 3-1. Then, the PI controllers 1-3 to 3-3 perform calculation to reduce this deviation to zero, and the opening command values Y 1 (X) to Y for the control valve 10 are calculated.
The state in which 3 (X) is output is the feedback control state by normal proportional integration.

また、上記トラッキング機能とは、上記の通常の比例積
分によるフィードバック制御状態で、PIコントローラ
1−3〜3−3が比例積分演算を中断して、その出力Y
(X)〜Y(X)を制御弁10の開度Xに合わせる
機能である。
Further, the tracking function is a feedback control state based on the normal proportional-plus-integral, and the PI controllers 1-3 to 3-3 interrupt the proportional-plus-integral calculation to output the output Y.
It is a function of adjusting 1 (X) to Y 3 (X) to the opening X of the control valve 10.

このような装置において、プロセス信号として、例えば
ドラムの水位信号Aが各CPTRに入力され、NO.1CPT
RにはA1,NO.2CPTRにはA2,NO.3CPTRにはA3と
いう値でそれぞれ減算器1−1,2−1,3−1で読込
まれる。各CPTRの構造は同一であるので、以下の説明で
は主としてNO.1CPTRについて述べる。減算器1−1に
は信号発生器1−2で設定されたドラムレベル設定値C
が入力され、減算器1−1でドラムレベル現在値A1
の偏差値C−A1が求められその偏差値はTPI1−3に入
力されるとともに、HLM1−4に入力される。HLM1−4
で偏差値の許容誤差を検出し、すなわち、 −ε<(C−A1)<εか否かを求め、−ε<(C−
1)<εのときは、HLM1−4からZ=1、それ以外の
ときはZ=0の信号が出力される。HLM2−4,3−4
でも同様な演算が行なわれ、信号が出力される。
In such a device, as the process signal, for example, the water level signal A of the drum is input to each CPTR and NO.
The values R1 and A2 for NO.2 CPTR and A3 for NO.3 CPTR are read by subtractors 1-1, 2-1, and 3-1 respectively. Since the structure of each CPTR is the same, the NO.1 CPTR will be mainly described in the following description. The subtractor 1-1 includes a drum level set value C set by the signal generator 1-2.
There are input, the deviation value deviation C-A 1 is obtained between the drum level current value A 1 by the subtractor 1-1 is input to TPI1-3, is input to HLM1-4. HLM1-4
The allowable error of the deviation value is detected with, that is, it is determined whether or not −ε <(C−A 1 ) <ε, and −ε <(C−
When A 1 ) <ε, the HLM 1-4 outputs a signal of Z = 1, and otherwise, outputs Z = 0. HLM2-4,3-4
However, the same calculation is performed and the signal is output.

HLM1−4からの信号ZがTPI1−3に入力され、Z=0
のときは、TPI1−3では、偏差値C−A1に基づいて比
例積分の演算が行なわれ、この値Y1が出力されるが、
Z=1の信号がTPI1−3に入力されたときは、前述の
トラッキング機能により、P/PN9からTPI1−3
に入力された値である実際の弁開度の値XがTPI1−
3から出力される。
The signal Z from HLM1-4 is input to TPI1-3 and Z = 0
When the In TPI1-3, calculation of proportional integral is performed on the basis of the deviation value C-A 1, although the value Y 1 is output,
When a signal of Z = 1 is input to TPI1-3, the tracking function described above causes P / PN9 to TPI1-3.
The actual valve opening value X which is the value input to TPI1-
It is output from 3.

さらに、TPI1−3から出力された信号Y1と弁開度
の値Xは比較器1−5に入力された、比較されてY1
Xの偏差に応じて、+,0,−のいずれかのデジタル信
号が出力される。
Further, the signal Y 1 output from the TPI 1-3 and the valve opening value X are input to the comparator 1-5 and are compared with each other to obtain Y 1 −.
Depending on the deviation of X, a digital signal of +, 0, or-is output.

NO.2CPTR、NO.3CPTRでもそれぞれ独自に同様
な演算が行なわれ、比較器1−5,2−5,3−5の出
力信号が2/3回路6に入力され、少なくとも2つの信号
が同一であれば、同一信号(NO.1,NO.2が+信号であ
れば+信号)を出力しAND回路7に入力し、AND回路7で
は、この信号に基づいてPG8から送られるパルスをカ
ットオフしてP/PN9へ送り、P/PN9では、AND回路7か
らの信号に基づいて空気圧に変換し、空気圧によって制
御弁10の開度を制御する。
The same calculation is independently performed in NO.2CPTR and NO.3CPTR, and the output signals of the comparators 1-5, 2-5, 3-5 are input to the 2/3 circuit 6, and at least two signals are the same. If so, the same signal (+ signal if NO.1 and NO.2 are + signals) is output and input to the AND circuit 7. In the AND circuit 7, the pulse sent from PG8 is cut based on this signal. It is turned off and sent to the P / PN 9, and in the P / PN 9, it is converted into air pressure based on the signal from the AND circuit 7, and the opening degree of the control valve 10 is controlled by the air pressure.

制御弁10の開度が変わり、プロセス値AがBに変わる
と、プロセス値Bに基づいて同様な演算を行ない、制御
弁10を制御する。
When the opening degree of the control valve 10 changes and the process value A changes to B, the same calculation is performed based on the process value B to control the control valve 10.

本発明は上記実施例のほか、ボイラタービン協調制御、
タービン昇速制御、タービン負荷制御、タービンバイパ
ス制御、ミルバーナ自動制御等に広くこれを適用するこ
とができる。
The present invention is, in addition to the above embodiment, a boiler turbine coordinated control,
This can be widely applied to turbine acceleration control, turbine load control, turbine bypass control, automatic mill burner control, and the like.

要するに本発明によれば、2アウトオブ3ロジック回路
に接続される、3台のコンピュータが同一のプロセス入
力信号をそれぞれ入力し、そのプロセス入力信号が目標
値に近付いた時点で、3台のコンピュータ内に設けられ
たPIコントローラがそれぞれ独自にトラッキングする
ことにより、たとえ3台のコンピュータの間でプロセス
入力信号の読み込み値に差があったとしても、外部から
強制的にトラッキングさせるような装置を設けることな
く、かつ、発散している、していないにかかわらず、独
自にトラッキングすることができるため、3台のコンピ
ュータ内のPIコントローラが発散することを防止する
ことができ、信頼性の高いプラント制御装置が得られ、
産業上きわめて有益なものである。
In short, according to the present invention, the three computers connected to the two out-of-three logic circuits respectively input the same process input signal, and when the process input signals approach the target value, the three computers are connected. Since the PI controllers provided inside each independently track, even if there is a difference in the read value of the process input signal among the three computers, a device for forcibly tracking from the outside is provided. It is possible to prevent the PI controllers in the three computers from diverging because the tracking can be done independently regardless of whether it is diverging or not. A controller is obtained,
It is extremely useful in industry.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の原理を示すブロック線図、第2図は本
発明を火力発電プラントのドラム水位レベル制御に適用
した一実施例を示すブロック線図である。 NO.1CPTR……第1のミニコンピュータ、NO.2CPTR……
第2のミニコンピュータ、NO.3CPTR……第3のミニコ
ンピュータ、1−1,2−1,3−1……減算器、1−
2,2−2,3−2……信号発信器、1−3,2−3,
3−3……トラッキング付比例積分演算器、1−4,2
−4,3−4……ハイアンドロウモニター、1−5,2
−5,3−5……比較器、6……2アウトオブ3ロジッ
ク回路、7……AND回路、8……パルスジェネレータ、
9……パルス/空気圧変換器、10……制御弁。
FIG. 1 is a block diagram showing the principle of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment in which the present invention is applied to drum water level control of a thermal power plant. NO.1CPTR …… The first minicomputer, NO.2CPTR ……
2nd minicomputer, NO.3CPTR ... 3rd minicomputer, 1-1, 2-1, 3-1 ... Subtractor, 1-
2, 2-2, 3-2 ... Signal transmitter, 1-3, 2-3,
3-3 Proportional-integral calculator with tracking, 1-4, 2
-4,3-4 ... High and low monitor, 1-5,2
-5, 3-5 ... comparator, 6 ... 2 out-of-three logic circuit, 7 ... AND circuit, 8 ... pulse generator,
9 ... Pulse / pneumatic pressure converter, 10 ... Control valve.

フロントページの続き (72)発明者 中村 直臣 長崎県長崎市飽の浦町1番1号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内 (72)発明者 栗原 幹 長崎県長崎市飽の浦町1番1号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内Front page continued (72) Inventor Naomi Nakamura 1-1, Atsunoura-machi, Nagasaki-shi, Nagasaki Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Nagasaki Shipyard (72) Inventor Miki Kurihara 1-1, Atsunoura-machi, Nagasaki-shi, Nagasaki Mitsubishi Heavy Industries Nagasaki Shipyard Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】同一プロセス信号をそれぞれ入力し同一ア
ルゴリズムを有する3台のコンピュータと、上記各コン
ピュータ内に設けられ、プロセス値が目標値に近づいた
時点で上記各コンピュータをそれぞれ制御機器ポジショ
ンにトラッキングするトラッキング付PIコントローラ
と、上記3台のコンピュータの出力を入力する2アウト
オブ3ロジック回路とを具えたことを特徴とするプラン
ト制御装置。
1. A computer provided with three computers each having the same algorithm for inputting the same process signal and having the same algorithm, and when each process value approaches a target value, each computer tracks the control device position. A plant control device comprising a tracking PI controller and a 2 out of 3 logic circuit for inputting outputs of the three computers.
JP3902582A 1982-03-12 1982-03-12 Plant control equipment Expired - Lifetime JPH0628002B2 (en)

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JPS58155401A JPS58155401A (en) 1983-09-16
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