JPH08286730A - 分散型のプラント監視制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 いくつかのサブシステムからなるプラント全
体の運転を各サブシステムの実験条件を考慮しながら効
率よく、かつ条件変更にも柔軟に対応できるようにす
る。 【構成】 １つの統括制御器11と複数のサブシステム監
視制御器12，13とがデータ伝送路14で結合された分散型
のプラント監視制御装置において、前記統括制御器11は
各サブシステム監視制御器との間でデータの送受信をす
るために設けたデータ伝送手段156 と、サブシステムか
らの条件を判定して運転条件をつくる条件判定手段22
と、運転手段157 及び制御出力手段21とからなり、サブ
システム監視制御器はサブシステムの運転と計測・監視
の条件を入力するために設けた操作端末15，16と、前記
各操作端末に対応して設けた条件入力手段17，18と、サ
ブシステムの監視制御の入出力を実行するプロセス入出
力手段23，24及び統括制御器と交信するためのデータ伝
送手段19，20とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラントを全体として
統括運転する統括制御装置と、データ伝送路で接続され
たプラントのサブシステム間との運転を効率的に行なう
分散型のプラント監視制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来装置の構成例を図15に示す。図15に
おいて151 は統括制御器を示し、サブシステムとの伝送
手段156 ，運転手段157 ，制御出力手段21からなる。15
8 は運転条件入力のための操作端末（キーボード付きモ
ニターなど）である。

【０００３】又、152 ，153 は夫々サブシステム１，２
の監視制御器で、伝送手段154 ，155 、プロセス入出力
手段23，24を含む。14は統括制御器とサブシステムを結
ぶデータ伝送路である。なお、本文中では従来装置及び
本願のものとも簡単のためサブシステムを２系統とした
が、以下の説明は全て３個以上でも同様に成り立つ。以
下に動作を説明する。

【０００４】プラントの運転条件は操作端末158 より入
力し、その運転条件を基に運転手段157 により運転シー
ケンスが実行される。運転手段157 は運転を実行するな
かで制御出力手段21及び伝送手段156 に指令する。

【０００５】制御出力手段21では運転条件に従った設定
値（例えばプラントにパワーを供給する発電機の出力目
標値）の出力を行ない、伝送手段156 からは伝送路14を
介して各サブシステムに運転条件，運転状態の移行の通
知などを送信する。

【０００６】各サブシステムの監視制御器では、統括制
御器から送られてくるこれらの条件データや通知を伝送
手段154 ，155 により取り込み、タイミングや供給電力
など、そのデータの制約の基で入出力手段23，24にて各
サブシステム固有の機器の制御，設備の監視を行なう。

【０００７】入力する運転条件は本装置に入力する前
に、予め各サブシステム毎の運転・実験スケジュールを
集計し、全体の運転条件として運転可能な範囲に調整し
た上で使用する。サブシステムの条件が変わる場合は、
他のサブシステムの条件と併せて運転条件を再調整した
操作端末158 より再度入力することで対応する。

【０００８】プラントの運転形態としては、核融合装置
のように間欠運転をするもの、この場合は運転周期、各
サイクルの制御設定値などを入力と超伝導磁石のように
比較的長時間の運転パターンに従うもの、例えばステッ
プ状に制御量を変化させる運転パターンの入力、などを
特に対象としている。

【０００９】各サブシステムの入出力手段による設備デ
ータの収集方法を２つの例について説明する。先ず、間
欠運転を行なうプラントで多数のデータを高速で一定期
間サンプリングし、これを例えば統括制御器に収集・保
存する場合は、各サブシステムではサブシステムの各設
備の状態をプロセス入力装置から読み込み、格納すると
いうデータ収集動作を設備が運転状態にある期間に対応
して実行する。

【００１０】このデータ収集期間は各設備毎の運転期間
に対応したデータ収集開始指令（又は運転開始指令）に
よるサンプリング開始から収集停止指令（又は運転停止
指令）による収集完了までであり、設備毎の収集開始指
令を入力するとこれを解釈し該当する設備のデータ収集
が開始するわけである。

【００１１】格納した収集データには予め設定されてい
る加工を加え運転状態の判定に使用できる形にしたり、
より恒久的な形で保存する。データの加工とは、例えば
工学値変換，論理演算処理などがある。

【００１２】こうして収集・処理したデータは予め統括
制御器から送られてきている運転条件の中に該当設備の
各タイミングとプラント全体の基準タイミングＴ0 との
相対時間（Ｔn ，ｎ＝１，２，……設備数）が含まれて
いることにより、この時間を使って各サンプルデータを
基準タイミングを基に時間軸方向に揃えることができ
る。

【数１】設備ｍの収集開始時刻 ｔm ＝Ｔ0 ＋Ｔm

【００１３】次に、１つの物理量に対して環境条件によ
って有効な領域が異なる複数のセンサで計測しているよ
うな場合は、サブシステム内の設備１の温度が有効範囲
の異なる２つのセンサ１，２で計測されているものとす
る。

【００１４】センサ１，２により計られた設備１の温度
は夫々プロセス入力装置を介して入力信号に対応したカ
ウント値データとして入力したのち加工・格納される。
このデータ入力動作はプラントが運転状態にある期間に
対応して実行される。

【００１５】加工方法はセンサ１，２のどちらについて
も同様であるが、例えばセンサ１については入出力手段
は工学値変換式，警報制限値等の加工・処理した収集デ
ータとして格納する。

【００１６】なお、オペレータのプラント監視のための
ディスプレイ表示やプリンタへの印字、プラントの性能
を求めるための統計計算等の状態処理、プラントの事故
などの警報状態の監視といった本来のプラント監視処理
は全てセンサ１，２夫々のデータを基に（各時点でより
適切と見なされる方のデータを使って行なうが、この判
断は通常オペレータが各々の有効範囲を知った上でどち
らかの表示値をみて行なう。）行なわれる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来装置の場合、
以下のような問題点があった。即ち、各サブシステムか
らの要求を人間系で調整・処理した上で統括制御器に入
力するため、要求内容を頻繁に変更していく場合などに
多くの手間と時間を要すことになる。

【００１８】これにより、通常は一日単位で要求を集
計，運転スケジュールを決めた上で運転を実施し、各サ
ブシステムでの変更は（サブシステム内のみに波及する
ものを除いて）できるだけ行なわないような運用の仕方
となる。

【００１９】あるいは、ある程度の条件変更には耐えら
れるように始めから余裕を持たせた運転条件を設定する
などの方法を取ることになり、無駄が多く硬直した運転
となることが考えられる。

【００２０】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、いくつかのサブシステムからなるプラン
ト全体の運転を、各サブシステムの実験条件を考慮しな
がら、効率よくかつ条件変更にも柔軟に対応できる分散
型のプラント監視制御装置を提供することを目的として
いる。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明の［請求項１］に
係る分散型のプラント監視制御装置は、１つの統括制御
器と複数のサブシステム監視制御器とがデータ伝送路で
結合された分散型のプラント監視制御装置において、前
記統括制御器は各サブシステム監視制御器との間でデー
タの送受信をするために設けたデータ伝送手段と、サブ
システムからの条件を判定して運転条件をつくる条件判
定手段と、運転手段及び制御出力手段とからなり、サブ
システム監視制御器はサブシステムの運転と計測・監視
の条件（以後、実験条件と称す）を入力するために設け
た操作端末と、前記各操作端末に対応して設けた条件入
力手段と、サブシステムの監視制御の入出力を実行する
プロセス入出力手段及び統括制御器と交信するためのデ
ータ伝送手段とから構成した。

【００２２】本発明の［請求項２］に係る分散型のプラ
ント監視制御装置は、［請求項１］において、条件判定
手段には優先度情報を接続し、全サブシステムを含めた
運転が不可能であると判定されたとき、優先度の低いサ
ブシステムを除外して再度不適合判定を行なうようにし
た。

【００２３】本発明の［請求項３］に係る分散型のプラ
ント監視制御装置は、１つの統括制御器と複数のサブシ
ステム監視制御器とがデータ伝送路で結合された分散型
のプラント監視制御装置において、前記統括制御器は各
サブシステム監視制御器との間でデータの送受信をする
ために設けたデータ伝送手段と、各サブシステムからの
条件を判定して作る運転パターンを格納する運転条件テ
ーブルと、運転手段及び制御出力手段とからなり、サブ
システム監視制御器は実験条件を入力するために設けた
操作端末と、前記各操作端末に対応して設けた条件入力
手段と、サブシステムの監視制御の入出力を実行するプ
ロセス入出力手段及び統括制御器と交信するためのデー
タ伝送手段とから構成した。

【００２４】本発明の［請求項４］に係る分散型のプラ
ント監視制御装置は、１つの統括制御器と複数のサブシ
ステム監視制御器とがデータ伝送路で結合された分散型
のプラント監視制御装置において、前記統括制御器は各
サブシステム監視制御器との間でデータの送受信をする
ために設けたデータ伝送手段と、各サブシステムからの
条件を判定して作る運転条件及び各サブシステムのデー
タ収集情報を格納する運転・監視条件ファイルと、基準
タイミングを通知するタイミング通知手段と、運転手段
及び制御出力手段と、運転条件を入力する操作端末と、
各サブシステムで収集したデータを蓄える収集データ保
存域とからなり、各サブシステム監視制御器は実験条件
を入力するために設けた操作端末と、前記各操作端末に
対応して設けた条件入力手段と、各サブシステムのデー
タの入力を実行するデータ収集手段と、統括制御器と交
信するためのデータ伝送手段とから構成した。

【００２５】本発明の［請求項５］に係る分散型のプラ
ント監視制御装置は、１つの統括制御器と複数のサブシ
ステム監視制御器とがデータ伝送路で結合された分散型
のプラント監視制御装置において、前記統括制御器は各
サブシステム監視制御器との間でデータの送受信をする
ために設けたデータ伝送手段と、サブシステムからの条
件を判定して作る運転条件及び各サブシステムのセンサ
情報を格納する運転センサ情報ファイルと、運転シーケ
ンスを実行する運転手段とからなり、サブシステム監視
制御器はサブシステムの実験条件を入力するための操作
端末と、前記各操作端末に対応して設けた条件入力手段
と、サブシステムの監視入力を実行する監視手段と、統
括制御器と交信を行なうデータ伝送手段とから構成し
た。

【００２６】

【作用】本発明の［請求項１］に係る分散型のプラント
監視制御装置は、各サブシステムに条件入力手段から入
力した条件を統括制御器に送信する手段を設けることに
よりサブシステム毎の条件設定・変更が簡便に行なえる
と共に、統括制御器でこの条件の不適合チェックをし、
全体の運転条件の作成を自動的に行なうことで、効率的
な運転を行なえるようにしたものである。

【００２７】本発明の［請求項２］に係る分散型のプラ
ント監視制御装置は、各サブシステムに条件入力手段か
ら入力した条件を統括制御器に送信する手段を設けるこ
とにより、サブシステム毎の条件設定・変更が簡便に行
なえると共に、統括制御器でこの条件の不適合チェック
をし、不適合の場合は優先度情報を加味して可能な限り
運転は実行する方向で全体の運転条件の作成を自動的に
行なうようにし、効率的な運転を行なえるようにしたも
のである。

【００２８】本発明の［請求項３］に係る分散型のプラ
ント監視制御装置は、ステップ状パターンによる運転の
時、各サブシステムに条件入力手段から入力した条件を
統括制御器に送信する手段を設けることにより、サブシ
ステム毎の条件設定・変更が簡便に行なえると共に、統
括制御器でこの条件より全体の運転条件の作成を自動的
に行なうことと、設定したパターンでの運転中各サブシ
ステムより処理完了通知を行なうことで次ステップへの
移行時間短縮を図り、効率的な運転を行なえるようにし
たものである。

【００２９】本発明の［請求項４］に係る分散型のプラ
ント監視制御装置は、従来の装置に各設備毎の収集開始
時刻の記録と、プラント全体の運転の基準タイミングを
入力し、その時刻を記録する機能を付加して、その差を
求めることにより従来設定値をもとに行なっていたため
に十分な精度を得られてなかった時間軸方向の補正を、
実測データをもとに精度よく行なうようにしたものであ
る。

【００３０】本発明の［請求項５］に係る分散型のプラ
ント監視制御装置は、従来の装置に対し、各センサ毎の
入力値の有効性を実時間で判定し、計測値がセンサの有
効領域にあると判断したセンサに関わるデータのみ、入
力手段で使用する（センサを有効とする→データの流れ
のスイッチを切り替える）ことにより、最適なデータの
み処理対象にして従来の煩雑なデータ処理等をなくし、
かつ収集データの保存領域削減によりコンパクトでメモ
リを有効に使えるようにしたものである。

【００３１】

【実施例】以下図面を参照して実施例を説明する。図１
は本発明の［請求項１」に係る分散型のプラント監視制
御装置の一実施例の構成図である。図１において図15と
同一部分及び相当部分については同一符号を付す。11は
統括制御器で制御出力手段21の他、サブシステムとの伝
送手段156，サブシステムからの条件を判定して運転条
件を作る条件判定手段22，運転シーケンスを実行する運
転手段157 からなる。

【００３２】12，13はサブシステム監視制御器で、夫々
条件入力用の操作端末15，16及び対応する条件入力手段
17，18と統括制御器との伝送手段19，20、サブシステム
内の監視・制御動作を行なう入出力手段23，24を有す
る。

【００３３】核融合装置のように間欠運転するプラント
を制御対象として動作を説明する。サブシステム12にて
サブシステムで必要な実験条件を操作端末15より入力
し、条件入力手段17にて判定・設定する。設定した条件
（特に、その中でプラント全体に係る部分を、例えば運
転周期のようなタイミングデータや受電電力など他のサ
ブシステムの運転に影響するもの）を伝送手段19により
伝送路14を介して統括制御器11に送信する。

【００３４】サブシステム13についても同様である。統
括制御器11では伝送手段156 を介して送られてきた条件
を読み込み、条件判定手段22に渡す。関係する全てのサ
ブシステムからの条件が揃った後、条件判定手段22によ
りこれらを集計し、全サブシステムを含めた運転が可能
か不適合かの判定を行なう。不可ならば、不可条件をそ
の旨各サブシステムに伝送手段156 を介して通知し、条
件再設定を促す。

【００３５】可ならば、プラント全体の運転条件を作成
して、各サブシステムへも伝送手段156 により送信す
る。その後、運転条件に従い運転手段157 にて運転シー
ケンスが実行される。制御出力手段21及びサブシステム
入出力手段23，24の動作は従来装置と同様である。

【００３６】以上の処理の流れを図３に示す。条件変更
時も同じ流れで、小さな手間で実行することができる。
そして、この種の装置は核融合装置のように多くのサブ
システムが密接に協調し合うと同時に、独立した運転操
作も行なうようなプラントに適用する。

【００３７】なお、関係するサブシステムは、代表サブ
システムを決めてそこから設定するか、条件入力前に各
サブシステムから運転への参加を宣言するなどして統括
制御器に通知する。これは、各実施例とも共通である。

【００３８】図２は条件入力・判定の簡単な例を示すも
ので、サブシステム側からは運転に必要な電力パターン
を指定し、これを基に全体の供給電力パターンを運転条
件として作成しているところである。

【００３９】点線で示した運転可能範囲内であれば条件
可、逸脱すれば（要求電力過大あるいは運転周期が短す
ぎるような場合）不適合として処理される。本実施例に
よれば各サブシステムの実験条件の設定が容易でかつ全
体として統一のとれば効率的な運転ができる。

【００４０】図４は［請求項２］に係る分散型のプラン
ト監視制御装置の一実施例の構成図である。図４におい
て図１と同一部分及び相当部分については同一符号を付
す。図において11-1は統括制御器で制御出力手段21の
他、サブシステムとの伝送手段156 ，サブシステムから
の条件を判定して運転条件を作る条件判定手段22，条件
判定用の優先度情報41，運転シーケンスを実行する運転
手段157 からなる。

【００４１】12-1，13-1はサブシステム監視制御器で、
夫々条件入力用の操作端末15，16及び対応する条件入力
手段17，18と統括制御器との伝送手段19，20、サブシス
テム内の監視・制御動作を行なう入出力手段23，24を有
する。

【００４２】核融合装置のように間欠運転するプラント
を制御対象として動作を説明する。サブシステムにて条
件設定し、伝送手段19，20により統括制御器に送信する
動作は図１と同様である。統括制御器11-1では伝送手段
156 により送られてきた条件を読み込み、条件判定手段
22に渡す。

【００４３】そして、関係する全てのサブシステムから
の条件が揃った後、条件判定手段22によりこれらを集計
し、全サブシステムを含めた運転が可能か不適合判定を
行なう。不可ならば、優先度情報41の条件を基に運転対
象から外してよいサブシステム（優先度が低い）から除
外して再度不適合判定を行なう。これを条件可となるま
で繰り返す。

【００４４】優先度情報はサブシステムの組み合わせ，
運転パターン毎に、又はサブシステム自身からの要求に
より予め設定しておく。条件可とならない場合は、不可
条件をその旨各サブシステムに伝送手段156 により通知
し、条件再設定を促す。可又はいくつかサブシステムを
除外して可となれば、プラント全体の運転条件を作成し
て、各サブシステムへも伝送手段156 により送信する。

【００４５】この時、除外したサブシステムにはその旨
通知する。その後、運転条件に従い運転手段157 にて運
転シーケンスが実行される。制御出力手段21及びサブシ
ステム入出力手段23，24の動作は従来装置と同様であ
る。

【００４６】以上の処理の流れを図５に示す。条件変更
時も同じ流れで小さな手間で実行することができる。な
お、この種の装置は核融合装置のように多くのサブシス
テムが密接に協調し合うと同時に、独立した運転操作も
行なうようなプラントに適用することができる。条件入
力・判定については図２で既に説明した通りである。

【００４７】本実施例によれば各サブシステムの実験条
件の設定が容易でかつ全体として統一のとれた効率的な
運転ができると共に、予め決めた条件に合致する範囲で
は運転対象サブシステムを自動調整することで運転を継
続できる。又、全サブシステムを含めた運転ができない
ときは、優先度の低いサブシステムを除外することによ
り運転を継続することができる。

【００４８】図６は［請求項３］に係る分散型のプラン
ト監視制御装置の一実施例の構成図である。図６におい
て図１と同一部分及び相当部分については同一符号を付
す。図において11-2は統括制御器で制御出力手段21の
他、サブシステムとの伝送手段156 ，サブシステムから
の条件を判定して作る運転パターンを格納する運転条件
テーブル（運転プロファイル）42，運転シーケンスを実
行する運転手段157 からなる。

【００４９】12-1，13-1はサブシステム監視制御器で、
夫々条件入力用の操作端末15，16及び対応する条件入力
手段17，18と統括制御器との伝送手段19，20、サブシス
テム内の監視・制御動作を行なう入出力手段23，24を有
する。

【００５０】次に動作を説明するが、超伝導磁石のよう
に長時間にわたる運転パターンに従って、通常ステップ
状に通電電流を変化させるようなプラントを対象に説明
する。サブシステムにて条件設定し、伝送手段19，20に
より統括制御器に送信する動作は図１と同様である。

【００５１】統括制御器11-2では伝送手段156 により各
サブシステムの条件を読み込み、全サブシステムの条件
を合わせて運転条件としてのパターンを作成し、運転プ
ロファイル42に設定する。図７に作成例を示す。図には
電磁石の通電電流パターンを例に各サブシステムの要求
設定パターン（ａm ，ｓm ），（ｂn ，ｔn ）を示して
いる（ａ，ｂは電流保持値、ｓ，ｔは保持時間）。

【００５２】ａ1 ＝ｂ1 ＜ａ2 ＜ａ3 ＝ｂ2 ＜ａ4 ＜ｂ
3 ｓ1 ＜ｔ1 、ｓ3 ＝ｔ2 とする。要求される全電流値
を選び、各ステップ（電流値）で最長の保持時間を設定
すると、図に示す通電電流となる。

【００５３】運転手段157 は運転プロファイルの情報に
基づき制御量（この例では電磁石の通電電流）を変化さ
せ、各ステップ毎に関係するサブシステムに目標値到達
と保持開始を通知する。例えば電流値ａ2 ならば、サブ
システム１へ通知する。

【００５４】通知を受けたサブシステムではそのステッ
プで必要とするデータ収集などの処理を行ない、処理完
了を伝送手段19，20により統括制御器11-2に通知する。
運転手段157 は各ステップの保持時間経過するか、又は
そのステップに係わる全てのサブシステムからの完了通
知があったという条件で、次のステップに移行すること
で必要最小限の時間で運転を進めることができる。

【００５５】以上の処理の流れを図８に示す。この種の
装置は例えば電磁石で環境磁場値をステップ状に変化さ
せながら、種々の物性を計測するようなシステムに適用
することができる。

【００５６】本実施例によればステップ状運転を行なう
プラントで、各サブシステムの実験条件の設定が容易
で、各サブシステムの要求を満足しかつ時間・資源の面
からも効率の良い運転を実現することができる。

【００５７】図９は［請求項４］に係る分散型のプラン
ト監視制御装置の一実施例の構成図である。図９におい
て図１と同一部分及び相当部分については同一符号を付
す。図において11-3は統括制御器で制御出力手段21の
他、サブシステムとの伝送手段156 ，サブシステムから
の条件を判定して作る運転条件及び各サブシステムのデ
ータ収集情報を格納する運転・監視条件ファイル44，基
準タイミング等を通知する手段43，運転シーケンスを実
行する運転手段157 からなる。

【００５８】12-2，13-2はサブシステム監視制御器で、
夫々条件入力用の操作端末15，16と対応する条件入力手
段17，18、統括制御器との伝送手段19，20、サブシステ
ム内の監視データを収集する手段103 ，104 を有する。
100 はタイミング信号伝送ライン、101 はタイミングデ
ータ等を入力する操作端末、102 は各サブシステムで収
集したデータを保存する領域である。

【００５９】核融合装置のように間欠運転するプラント
を制御対象として動作を説明する。サブシステムにて条
件設定し、伝送手段19，20により統括制御器に送信する
動作は図１と同様である。

【００６０】又、データ収集開始タイミングを受けて、
各設備毎のデータ収集が開始（高速サンプリングを開
始）し、計測データを入力，加工，保存すると言ったデ
ータ収集手段を構成する要素の動作は従来装置と同様で
ある。

【００６１】運転開始すると運転手段157 は運転条件44
を基に運転シーケンスを進め、一方、各サブシステムの
入力手段では設備毎のデータ収集開始指令によりデータ
サンプリングを行なう。

【００６２】このとき、タイミング通知手段43は操作端
末104 により予め監視情報44に設定した情報をもとに
（例えばある設備がどの基準タイミングに対応している
か、又、データ収集対象かなどの情報）、運転周期毎に
関係サブシステムにプラント全体の基準タイミングのひ
とつをライン100 を介して通知する。

【００６３】各サブシステムのデータ収集手段103 ，10
4 では、収集開始指令に基づく従来の収集動作とは独立
して、プロセス入力装置を介してプラント全体の運転に
対応した基準タイミングを入力し、基準時刻を収集デー
タと共に保持しておく。

【００６４】又、各設備毎にそのデータ収集が開始した
ときには、そのサンプリングの第１回目の実行時刻を取
り出し、データ収集開始時刻として記録する。時刻は各
サブシステム監視制御器の時刻でよい。

【００６５】図10は前記の時刻を保持する各タイミング
を示すものである。基準時刻をＴ0、各サブシステムで
計った基準時刻を夫々ｔ10，ｔ20、簡単のためサブシス
テム12-2は設備１，サブシステム13-2は設備２を監視す
るものとして、設備１及び2の収集開始時刻を夫々ｔ1
，ｔ2 とする。

【００６６】従来装置と同様に、Ｔ1 ，Ｔ2 のデータは
あるが、本発明ではこの基準タイミングから収集開始ま
での設定時間Ｔ1 ，Ｔ2 は使用しない。図10により考え
る。各設備のサンプリングが実際に開始した時刻ｔ1 ，
ｔ2 を使って

【数２】（ｔ1 −ｔ10） …………設備１ （ｔ2 −ｔ20） …………設備２ なる値を求め、この値をもとに基準タイミングと各デー
タの収集時間の差を求め、精度よく時間軸方向の補正を
行なうことができる。

【００６７】図に示すように統括制御器では上の式で求
めた相対時間を使って基準時間Ｔ0をもとに、各設備の
収集開始時刻を決定し収集データを保存する（図の例で
は相対時間が負の値になる）。

【００６８】なお、基本的な条件として、基準時刻保持
動作は他の処理に優先して、ごく短時間で動作しこの動
作による遅れの効果は、プラントの応答時間に比して十
分無視できる大きさである。

【００６９】本装置は核融合装置のように、多くの構成
設備が全体シーケンスに従って協調をとって動くと同時
に、夫々独自の起動タイミングを持ち、短時間に大量の
計測データを収集し、それをプラント全体として統合し
て性能値を求めなければならないようなプラントに適用
することができる。

【００７０】本実施例によれば、間欠的に運転する大規
模プラントで、独自の収集期間を持つ複数の設備の計測
データを時間軸方向の精度よく（相互にプラントの基準
時刻をもとに時間軸方向の補正ができ）収集することの
できるデータ収集機能をもつプラント監視制御を得るこ
とができる。

【００７１】図11は［請求項５］に係る分散型のプラン
ト監視制御装置の一実施例の構成図である。図11におい
て図１と同一部分及び相当部分については同一符号を付
す。図において11-4は統括制御器で制御出力手段21の
他、サブシステムとの伝送手段156 ，サブシステムから
の条件を判定して作る運転条件及び各サブシステムのセ
ンサ情報を格納する運転・センサ情報ファイル45，運転
シーケンスを実行する運転手段157 からなる。

【００７２】12-3，13-3はサブシステム監視制御器で、
夫々条件入力用の操作端末15，16及び対応する条件入力
手段17，18と統括制御器との伝送手段19，20、サブシス
テム内の監視を行なう手段105 ，106 を有する。

【００７３】又、図12はセンサの特性グラフであり、統
括制御器の制御対象である物理量の変化（環境）に対す
るセンサ出力の特性（観測する物理量とセンサ出力の関
係）を示している。サブシステム12-3，13-3とも１つの
物理量を２つのセンサで測定してるものとする。

【００７４】図13は監視手段の構成であり、１つの物理
量に関して示してある。図に示す部分が図11の監視手段
105 に相当する。センサの切り替えスイッチと、プロセ
ス入出力装置131 ，入力情報処理手段132 ，センサ毎の
入力点情報133 ，134 からなる。

【００７５】以下の説明を含めていずれも最小限の構成
で示しているが、観測点，制御量が複数になり、センサ
数が３以上であっても手順が多くなるだけで同様に構成
できる。動作を説明する。サブシステムにて条件設定
し、伝送手段19，20により統括制御器に送信する動作は
図１と同様である。

【００７６】説明のために超伝導電磁石を用いた実験プ
ラントを制御対象とし、制御量としては超伝導コイル冷
却用の液体ヘリウム注入量、サブシステム１監視制御器
の観測量が超伝導コイル温度、サブシステム２監視制御
器の観測量が超伝導コイル抵抗とする。

【００７７】サブシステム１について述べる。超伝導コ
イルの同一部の温度を有効範囲の異なるセンサ11，12で
計測する。即ち、センサ11は液体ヘリウム注入量Ｐ1 以
下で有効であり、Ｐ1 を越えるとセンサ出力値が不定と
なり計測データとしての意味を失う。

【００７８】センサ12も同様に注入量Ｐ1 以上で有効で
Ｐ1 以下では飽和してしまう。液体ヘリウムを０からＰ
Ｖまで注入するような運転条件が運転・センサ情報ファ
イル45に設定されているものとする。Ｐ1 ＜ＰＶ。

【００７９】情報ファイル45にはセンサ特性の情報、即
ち、センサ切り替え点Ｐ1 ，Ｐ2 などに関するデータも
設定されている。運転手段157 は情報ファイル45で指定
されるスケジュールに従い、液体ヘリウムを注入してい
く。

【００８０】注入量が少ない状態では図12に示すように
センサ11が選択され、図13ではセンサ１と対応する情報
133 が選択されて入力・加工など処理される（加工の内
容については図９のデータ収集手段と同様である）。運
転手段157 は制御量（注入量）がセンサ切り替え点Ｐ1
をよぎる時点でサブシステム１に対して伝送手段156に
よりセンサ切り替え指令を送信する。

【００８１】サブシステム監視制御器ではこの指令を伝
送手順19により読み込むと内容を解釈した上で、必要な
らばセンサを選択し直す。センサは常に何れかが選択さ
れているものとし、ここでは、先ずセンサ11が選択され
ている状態から、センサ……１→２（図12では11→1
2），流量情報テーブル……133 →134 と有効なデータ
を切り替えるわけである。これはサブシステム監視制御
13-3についても全く同様である。

【００８２】以上の処理の流れを図14に示す。これによ
り監視手段105 ，106 は、その時点で選択されているセ
ンサ１又は２（即ち、物理量を正しく表現していると見
なされるセンサ）に対応したデータのみ処理し、収集デ
ータとして格納される。そして、プラント状態の監視は
常に（収集データとして格納されている）最適の計測デ
ータにより行なうことができる。

【００８３】切り替え点については、より実用的に、セ
ンサ11→12切り替え時Ｐ11，センサ12→11切りかえ時Ｐ
12，Ｐ11＞Ｐ12と設定することも考えられる。

【００８４】本装置は温度等周囲の環境条件により有効
領域の異なるセンサを使用する場合一般にも変形して適
用できる。例えば、磁束を測るのにある温度以下ではセ
ンサ１、それ以上ではセンサ２が有効で周囲温度を判定
用とし、その値により磁束を測るセンサを切り替えるよ
うにセンサ情報ファイルにデータ化する。

【００８５】即ち、測るべき（センサを切り替える）物
理量と切り替え判定用の物理量（統括制御器まはいずれ
かのサブシステム監視制御器で計測し、必ずしも制御さ
れていない）とでも全く同様に作ることができる。

【００８６】補足として、ここで述べたセンサの例をよ
り具体的にすると、極低温状態での運転を行なうような
プラントについて、液体ヘリウムの注入量が多い場合、
即ち、３０Ｋ以下の極低温に相当すると考える領域で
は、この領域で精度のよいカーボングラス抵抗体（ＣＧ
Ｒ）で温度を計測するようにし、それ以外の領域では常
温から極低温領域まで比較的精度のよい白金抵抗体（Ｐ
t ）により温度を計測する装置への適用が考えられる。

【００８７】本装置は核融合装置のように、非常に広い
範囲の温度領域やエネルギー領域、密度領域などに渡っ
て運転するため、各量の計測が単一のセンサでは困難で
あり、又、各データの計測そのものは重要であるような
プラントに適用することができる。

【００８８】本実施例によれば、広範な領域に渡って変
化する制御量のもとで観測量を複数の有効範囲（特性）
の異なるセンサで計測しているようなプラントでメモ
リ，プロセス入力装置等の資源を節約でき、かつ常に最
適の計測値が得られているため、煩雑な処理を取り除い
た効率的な監視処理を行なうことのできるプラント監視
制御装置を得ることができる。

【００８９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によればい
くつかのサブシステムからなるプラント全体の運転を、
各サブシステムの実験条件を考慮しながら効率よく処理
できるばかりか、条件変更にも柔軟に対応可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の［請求項１］に係る分散型のプラント
監視制御装置の一実施例の構成図。

【図２】運転条件を示すグラフ。

【図３】動作を示すフローチャート。

【図４】本発明の［請求項２］に係る分散型のプラント
監視制御装置の一実施例の構成図。

【図５】動作を示すフローチャート。

【図６】本発明の［請求項３］に係る分散型のプラント
監視制御装置の一実施例の構成図。

【図７】運転パターン図。

【図８】動作を示すフローチャート。

【図９】本発明の［請求項４］に係る分散型のプラント
監視制御装置の一実施例の構成図。

【図10】収集データパターン図。

【図11】本発明の［請求項５］に係る分散型のプラント
監視制御装置の一実施例の構成図。

【図12】センサ特性図。

【図13】入力手段の内部構成図。

【図14】動作を示すフローチャート。

【図15】従来装置の構成を示すブロック図。

【符号の説明】

10，10-1，10-2，10-3，10-4 統括制御部 11，11-1，11-2，11-3，11-4 統括制御器 21 制御出力手段 22 条件判定手段 156 伝送手段 157 運転手段 12，13 サブシステム監視制御器 14 データ伝送路 15，16，101 操作端末 17，18 条件入力手段 19，20 伝送手段 23，24 入出力手段 41 優先度情報 42 運転プロファイル 43 タイミング通知手段 44 運転及び監視条件 45 運転及びセンサ情報 102 収集データ保存域 103 ，104 データ収集手段 105 ，106 監視手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｑ 9/00 ３１１ Ｇ０５Ｂ 19/05 Ｌ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １つの統括制御器と複数のサブシステム
   監視制御器とがデータ伝送路で結合された分散型のプラ
   ント監視制御装置において、前記統括制御器は各サブシ
   ステム監視制御器との間でデータの送受信をするために
   設けたデータ伝送手段と、サブシステムからの条件を判
   定して運転条件をつくる条件判定手段と、運転手段及び
   制御出力手段とからなり、サブシステム監視制御器はサ
   ブシステムの運転と計測・監視の条件（以後、実験条件
   と称す）を入力するために設けた操作端末と、前記各操
   作端末に対応して設けた条件入力手段と、サブシステム
   の監視制御の入出力を実行するプロセス入出力手段及び
   統括制御器と交信するためのデータ伝送手段とからなる
   ことを特徴とする分散型のプラント監視制御装置。
2. 【請求項２】 条件判定手段には優先度情報を接続し、
   全サブシステムを含めた運転が不可能であると判定され
   たとき、優先度の低いサブシステムを除外して再度不適
   合判定を行なうことを特徴とする請求項１記載の分散型
   のプラント監視制御装置。
3. 【請求項３】 １つの統括制御器と複数のサブシステム
   監視制御器とがデータ伝送路で結合された分散型のプラ
   ント監視制御装置において、前記統括制御器は各サブシ
   ステム監視制御器との間でデータの送受信をするために
   設けたデータ伝送手段と、各サブシステムからの条件を
   判定して作る運転パターンを格納する運転条件テーブル
   と、運転手段及び制御出力手段とからなり、サブシステ
   ム監視制御器は実験条件を入力するために設けた操作端
   末と、前記各操作端末に対応して設けた条件入力手段
   と、サブシステムの監視制御の入出力を実行するプロセ
   ス入出力手段及び統括制御器と交信するためのデータ伝
   送手段とからなることを特徴とする分散型のプラント監
   視制御装置。
4. 【請求項４】 １つの統括制御器と複数のサブシステム
   監視制御器とがデータ伝送路で結合された分散型のプラ
   ント監視制御装置において、前記統括制御器は各サブシ
   ステム監視制御器との間でデータの送受信をするために
   設けたデータ伝送手段と、各サブシステムからの条件を
   判定して作る運転条件及び各サブシステムのデータ収集
   情報を格納する運転・監視条件ファイルと、基準タイミ
   ングを通知するタイミング通知手段と、運転手段及び制
   御出力手段と、運転条件を入力する操作端末と、各サブ
   システムで収集したデータを蓄える収集データ保存域と
   からなり、各サブシステム監視制御器は実験条件を入力
   するために設けた操作端末と、前記各操作端末に対応し
   て設けた条件入力手段と、各サブシステムのデータの入
   力を実行するデータ収集手段と、統括制御器と交信する
   ためのデータ伝送手段とからなることを特徴とする分散
   型のプラント監視制御装置。
5. 【請求項５】 １つの統括制御器と複数のサブシステム
   監視制御器とがデータ伝送路で結合された分散型のプラ
   ント監視制御装置において、前記統括制御器は各サブシ
   ステム監視制御器との間でデータの送受信をするために
   設けたデータ伝送手段と、サブシステムからの条件を判
   定して作る運転条件及び各サブシステムのセンサ情報を
   格納する運転センサ情報ファイルと、運転シーケンスを
   実行する運転手段とからなり、サブシステム監視制御器
   はサブシステムの実験条件を入力するための操作端末
   と、前記各操作端末に対応して設けた条件入力手段と、
   サブシステムの監視入力を実行する監視手段と、統括制
   御器と交信を行なうデータ伝送手段とからなることを特
   徴とする分散型のプラント監視制御装置。