JPH08339224A

JPH08339224A - デジタル制御装置の評価装置と評価方法

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Publication number: JPH08339224A
Application number: JP14433295A
Authority: JP
Inventors: Akira Fukumoto; 亮福本; Yuji Kobayashi; 裕司小林; Kiyoshi Mano; 潔真野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-06-12
Filing date: 1995-06-12
Publication date: 1996-12-24
Anticipated expiration: 2020-11-02
Also published as: JP3712444B2

Abstract

(57)【要約】【目的】デジタル制御装置に発生した異常による制御機
器とプラント内での影響を迅速に検索すると共に、評価
して運転員に提供するデジタル制御装置の評価装置と評
価方法を提供する。【構成】請求項１記載の発明に係るデジタル制御装置の
評価装置18は、プラント２におけるデジタル制御装置１
の制御演算内容を記憶する演算内容記憶装置20と、デジ
タル制御装置の入出力信号や伝送経路を記憶する伝送経
路記憶装置21と、記憶した演算内容によりデジタル制御
装置１の制御演算内容を模擬し、入出力信号と伝送経路
の情報を検索するデジタル制御装置模擬装置19と、この
検索処理結果を表示する表示装置22と、表示装置22の表
示制御を行うキーボード23と、異常情報などの情報通信
を行う光多重伝送装置24とからなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原子力プラントなどに
おいて用いられるマイクロプロセッサを利用したデジタ
ル制御に係り、デジタル制御装置に異常が発生した場合
にデジタル制御機器やプラントに与える影響の評価と予
測をして、運転員による対処操作の支援をするデジタル
制御装置の評価装置と評価方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電プラントなど多くのプラント
においては、プラントの各部におけるプロセスパラメー
タの制御や、各種プラント機器の制御のために多数の制
御装置が設備されている。

【０００３】この制御装置はプロセスパラメータの値を
所定の値や、または他のプロセスパラメータや機器の動
作状態から計算される目標値に追従するように制御を行
ったり、プロセスパラメータの値やプラントの運転状態
に応じて、当該プラント機器の動作を論理積（ＡＮ
Ｄ）、または論理和（ＯＲ）などの信号の組み合わせ論
理より制御（以下シーケンス制御と呼ぶ）を行ったりす
るもので、通常プラントにおいては、目的に応じた複数
の制御装置が設備されている。

【０００４】このような制御装置について、従来はリレ
ーやアンプなどアナログ式の電気部品を用いて構成して
いたが、近年はマイクロプロセッサによりプロセスパラ
メータの制御目標値を計算したり、シーケンス制御のた
めの信号の論理演算を行ったりするデジタル式の制御装
置が用いられるようになってきた。

【０００５】このデジタル式の制御装置を用いた原子力
発電所の計装制御システムは、例えば図８の構成図に示
すように、複数のデジタル制御装置１ａ，１ｂ，１ｃ〜
１ｎは、それぞれの目的に応じて配置されたデジタル制
御装置である。

【０００６】このデジタル制御装置１ａ，１ｂ，１ｃ〜
１ｎは、プラント２から、メタルケーブル３のみ、また
は現場多重伝送装置４ａ，４ｂおよび光多重伝送ライン
５ａを介して、プラント２のプロセスパラメータの値や
各種機器の動作状態を入力する。

【０００７】ここで定められた信号演算を行ない、この
演算結果である制御目標値や機器の制御信号を、プラン
ト２からの入力の経路を逆にたどってプラント２内の当
該各種機器に出力して所定の制御運転を行う。

【０００８】さらに、デジタル制御装置１ａ，１ｂ，１
ｃ〜１ｎの演算結果や、プラント２から出力したプロセ
スパラメータの値、およびプラント機器の動作状態は、
光多重伝送ライン５ｂを介して、プロセス計算機６や中
央制御盤７に伝送されて、運転員に提示されるようにな
っている。

【０００９】なお、例えばデジタル制御装置１ａの演算
結果、および入力したプロセスパラメータの値や機器の
動作状態のうちで必要なものは、光多重伝送ライン５ｂ
を介して他のデジタル制御装置１ｂ〜１ｎにも伝送さ
れ、デジタル制御装置１ｂ〜１ｎにおける演算にも利用
されている。

【００１０】このように構成される光多重伝送ライン５
ａ，５ｂの採用は、一般には伝送する伝送信号量と伝送
距離、ノイズなどの環境条件、および光多重伝送ライン
５ａ，５ｂの布設コストなどを総合的に評価して選定さ
れ、場合によっては光多重伝送ライン５ａ，５ｂの代り
に専用のメタルケーブル３を使用する場合もある。

【００１１】また、図９のブロック構成図に示すよう
に、デジタル制御装置１ａは、中央演算装置（ＣＰＵ）
８やメモリ９を備え、必要に応じて光多重伝送ボード10
ａ，10ｂ〜10ｎ、およびプロセス入出力装置11ａ，11ｂ
〜11ｎを必要な入出力点数だけ備えている。

【００１２】なおこれらは、互いにバス12を介して接続
されており、光多重伝送ボード10ａ，10ｂ〜10ｎには光
伝送ライン13が接続され、この光伝送ライン13は、信号
伝送先である他のデジタル制御装置１ｂ〜１ｎや、現場
多重伝送装置４ａ，４ｂおよびプロセス計算機６、中央
制御盤７などと接続している。

【００１３】一方、プロセス入出力装置11ａ，11ｂ〜11
ｎは、取り扱う信号によってデジタル入力ボード、デジ
タル出力ボード、アナログ出力ボード、アナログ入力ボ
ードなど多種類のボードがあり、一枚のボードは通常複
数の信号を取り扱うことができる。

【００１４】このプロセス入出力装置11ａ，11ｂ〜11ｎ
の入出力信号は、信号１点毎にメタルケーブル３で伝送
されるが、一旦信号端子台14に集められてから、再び信
号１点毎にメタルケーブル３により伝送先に接続される
が通常である。このようなデジタル制御装置１ａ，１
ｂ，１ｃ〜１ｎの構成は、要求される信頼度により多重
化される場合がある。

【００１５】以上のようなデジタル制御装置１ａ，１
ｂ，１ｃ〜１ｎを構成する各ボードは、例えば図10の斜
視図に示す制御盤15に収納される。すなわち、制御盤15
内にはいくつかのユニット16ａ〜16ｃを設け、このユニ
ット16ａ〜16ｃ内に設けられたスロット17ａ〜17ｃに図
示しない前記各ボードが、縦置きで制御盤14の前面より
挿入する形態で収納される。

【００１６】なお、デジタル制御装置１ａ，１ｂ，１ｃ
〜１ｎへの光伝送ライン13や、メタルケーブル３の接続
は制御盤15の背面で行われると共に、前記信号端子台14
は制御盤15の背面に設置されることが多い。

【００１７】この制御盤15と、ユニット16ａ〜16ｃおよ
びスロット17ａ〜17ｃには、それぞれ固有の番号がつい
ており、それぞれが同定できるようになっている。また
信号端子台14や光伝送ライン13、およびメタルケーブル
３にも同様に番号が付されており、それぞれの識別が行
えるようになっている。

【００１８】なお、一つのデジタル制御装置１ａ，１
ｂ，１ｃ〜１ｎは、その構成により、複数のユニット16
ａ〜16ｃおよび制御盤15を使用することもある。図11の
シーケンス図に、デジタル制御装置１ａ，１ｂ，１ｃ〜
１ｎで行われる信号演算の例を示す。

【００１９】この図11においては、４つの水位信号と、
４つの圧力信号が入力され、これらを各々の予め定めら
れた設定値と比較して、設定値の条件を満足するものが
４つのうち２つ以上かどうかを２／４論理により判定す
る（２／４論理）。

【００２０】この際に前記圧力および水位のどちらか、
または双方が２／４論理を満たし、または手動起動信号
が存在する場合においては、ポンプ起動の信号が出力さ
れるというものである。なお、デジタル制御装置１ａ，
１ｂ，１ｃ〜１ｎにおいては、以上のような信号演算を
マイクロプロセッサを用いて行っている。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】プラント内の各種機器
の運転制御を行うデジタル制御装置１ａ，１ｂ，１ｃ〜
１ｎにおいて、何らかの異常が発生した場合には、その
制御機器を含めたプラントの運転を適切に維持するため
に、次のような対処が必要である。

【００２２】(1) 異常がどこで発生し、どのような内容
のものかを把握する。すなわち、現状のデジタル制御装
置１ａ，１ｂ，１ｃ〜１ｎには、自己診断機能が付加さ
れており、したがって、この自己診断機能により図９に
示した構成の、どのボードでどのような異常が発生して
いるかを検知して、これを中央制御盤７上に報知させて
運転員は容易に知ることができる。

【００２３】(2) 発生した異常が他の制御装置やプラン
トに対してどのような影響を及ぼすかを評価する。具体
的には図11に示したデジタル制御装置１ａ，１ｂ，１ｃ
〜１ｎ内での演算のうち、どの部分が異常か、あるいは
他のデジタル制御装置に信号を渡している場合には、異
常が発生したデジタル制御装置と、他のデジタル制御装
置などとの信号接続関係を把握し、異常が他のデジタル
制御装置にどのように影響するかを知る。

【００２４】(3) 当該デジタル制御装置で発生した異常
が、プラントや他のデジタル制御装置に拡大しないよう
に必要措置をとる。例えば異常の発生したデジタル制御
装置を手動に切り替えたり、他のデジタル制御装置に誤
った信号が伝送されないように、当該デジタル制御装置
からの信号伝送を阻止して、健全な動作をする方向に必
要な信号を相手先のデジタル制御装置側で強制的に発生
させる措置をとる必要がある場合がある。

【００２５】以上(1) 〜(3) のうちで、(2) および(3)
を行うためには、デジタル制御装置相互間およびデジタ
ル制御装置とプラント間などの信号接続を追跡し、さら
にデジタル制御装置内での信号演算の詳細を迅速に把握
する必要がある。

【００２６】しかしながら、この作業について従来は、
予め作成しておいた信号の接続や、演算内容を記した作
業支援のための図書を運転員が人手により検索し調べる
ことで行われているが、プラント全体ではこの図書は膨
大な頁数となっており、これを調べる労力と手間がかか
る。

【００２７】もしも調査のために多くの時間を有した
り、記号や番号の読み間違いなどの人的過誤を誘発した
場合には、プラントの正常運転のために迅速で適切な処
置をとることに支障をきたす場合が想定され、異常発生
時のプラントへの影響を最小限に抑えることをが阻害さ
れる支障があった。

【００２８】本発明の目的とするところは、デジタル制
御装置に発生した異常により影響されるデジタル制御装
置内での演算処理の範囲や、デジタル制御装置相互間お
よびデジタル制御装置とプラントとの間の接続信号のう
ちで、どの信号が影響を受けるかを検索する。

【００２９】これにより得た情報を運転員に理解し易い
形で提示して、異常発生時に運転員が、その異常によっ
て影響をうける他のデジタル制御装置やプラント機器を
迅速に把握することができるデジタル制御装置の評価装
置と評価方法を提供することにある。

【００３０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１記載の発明に係るデジタル制御装置の評価装置
は、プラントにおいてプロセス量や各種機器の制御を行
うデジタル制御装置の制御演算内容を記憶する演算内容
記憶装置と、前記デジタル制御装置の入出力信号および
その伝送経路を記憶する伝送経路記憶装置と、前記演算
内容記憶装置に記憶された演算内容に基づき前記デジタ
ル制御装置の制御演算内容を模擬して前記伝送経路記憶
装置に記憶された入出力信号および伝送経路の情報を検
索するデジタル制御装置模擬装置と、このデジタル制御
装置模擬装置の処理結果を表示する表示装置と、この表
示装置の表示制御を行う対話装置と、前記デジタル制御
装置で発生した異常情報などの通信を行う情報通信装置
とからなることを特徴とする。

【００３１】請求項２記載の発明に係るデジタル制御装
置の評価装置は、プラントにおいてプロセス量や各種機
器の制御を行うデジタル制御装置において、制御演算内
容を記憶する演算内容記憶装置と、前記デジタル制御装
置の入出力信号およびその伝送経路を記憶する伝送経路
記憶装置と、前記演算内容記憶装置に記憶された演算内
容に基づきデジタル制御装置の演算を模擬し、前記伝送
経路記憶装置に記憶された入出力信号および伝送経路の
情報を検索するデジタル制御装置模擬装置と、このデジ
タル制御装置模擬装置の処理結果を表示する表示装置
と、この表示装置の表示の制御を行う対話装置とを備え
たことを特徴とする。

【００３２】請求項３記載の発明に係るデジタル制御装
置の評価装置における伝送経路記憶装置は、デジタル制
御装置の構成と収納場所、入出力信号および入出力装置
と伝送媒体、伝送経路および入出力信号の信号伝送経路
と接続先などが記憶されていることを特徴とする。

【００３３】請求項４記載の発明に係るデジタル制御装
置の評価装置におけるデジタル制御装置模擬装置は、そ
の処理結果として異常発生により影響を受けるデジタル
制御装置の入出力信号名とこれを使用する演算範囲およ
び異常の影響を除外するために入出力信号をある想定値
とした場合に、それを用いた信号演算の予測値および入
出力信号の接続経路と接続先を前記表示装置に表示する
ことを特徴とする。

【００３４】請求項５記載の発明に係るデジタル制御装
置の評価装置における対話装置は、入力信号の値を強制
的に変更するキーボードであることを特徴とする。請求
項６記載の発明に係るデジタル制御装置の評価方法は、
プラントにおいてプロセス量や各種機器の制御を行うデ
ジタル制御装置において異常が発生した場合に、当該デ
ジタル制御装置からの異常情報を入力してデジタル制御
装置の制御演算内容と入出力信号および伝送経路に基づ
き模擬すると共に、当該デジタル制御装置の異常によっ
て影響を受ける入出力信号および信号演算の範囲と伝送
経路の検索と評価をしてこの評価結果を表示することを
特徴とする。

【００３５】請求項７記載の発明に係るデジタル制御装
置の評価方法は、プラントにおいてプロセス量や各種機
器の制御を行うデジタル制御装置からの入力信号を指定
し、この指定された信号値を強制的に変更すると共に変
更された前記入力信号値に基づいて前記デジタル制御装
置の信号演算を行ってこの結果を表示することを特徴と
する。

【００３６】

【作用】請求項１記載の発明は、デジタル制御装置から
情報通信装置により伝達される異常情報などのうち、演
算内容記憶装置に記憶されたデジタル制御装置の制御演
算内容に基づき、デジタル制御装置の制御演算内容を模
擬し、伝送経路記憶装置に記憶されたデジタル制御装置
の入出力信号およびその伝送経路から、その情報をデジ
タル制御装置模擬装置により検索する。

【００３７】このデジタル制御装置模擬装置の処理結果
は、表示装置で表示されるので、運転員はこれを確認す
ると共に、対話装置により表示内容を制御して異常対応
の検討が容易にできる。

【００３８】請求項２記載の発明は、デジタル制御装置
に評価装置の機能を備えたことにより、デジタル制御装
置に発生した異常に係る各種情報と、当該異常に対応し
た処置の評価が迅速に運転員に提供されると共に、情報
通信装置が不要となる。

【００３９】請求項３記載の発明は、伝送経路記憶装置
においてデジタル制御装置の構成と収納場所、デジタル
制御装置の入出力信号および入出力装置と伝送媒体およ
び伝送経路、入出力信号の信号伝送経路と接続先などを
記憶しているため、この情報によりデジタル制御装置模
擬装置において模擬して、デジタル制御装置で発生した
異常による影響を受ける伝送経路の情報を検索する。

【００４０】請求項４記載の発明は、デジタル制御装置
模擬装置において演算内容記憶装置からのデジタル制御
装置が機器の制御を行うプロセス量や制御の演算内容
と、伝送経路記憶装置からのデジタル制御装置の入出力
信号および伝送経路の情報を入力する。

【００４１】これにより、デジタル制御装置の異常発生
により影響を受けるデジタル制御装置の入出力信号名と
これを使用する演算範囲および異常の影響を除外するた
めに想定した入出力信号を模擬し、それによる信号演算
の予測値と入出力信号の接続経路および接続先を表示装
置に表示させて、異常の影響範囲を常に把握する。

【００４２】請求項５記載の発明は、運転員が表示装置
に出力されたデジタル制御装置の異常発生に係る各種情
報を確認しながら、キーボードにより入力信号の値を強
制的に変化させて対話することで、どの値が異常の影響
範囲を最小限とするかの判断などをすることができる。

【００４３】請求項６記載の発明は、デジタル制御装置
における異常発生に伴う異常情報により、デジタル制御
装置の制御演算内容と入出力信号および伝送経路に基づ
いて模擬することにより、当該デジタル制御装置の異常
によってプラントが影響を受ける入出力信号および信号
演算の範囲と伝送経路の検索と評価をしてこの評価結果
を表示するので、これにより運転員に対する異常対策の
支援が行われる。

【００４４】請求項７記載の発明は、制御を行うデジタ
ル制御装置からの入力信号に対して、運転員は対話装置
により、前記入力信号の値を強制的に変更すると共に、
この変更された入力信号値に基づくデジタル制御装置の
信号演算をして、この結果から異常対処による確認がで
きる。

【００４５】

【実施例】本発明の一実施例について図面を参照して説
明する。なお、上記した従来技術と同じ構成部分につい
ては同一符号を付して詳細な説明を省略する。第１実施
例として図１のブロック構成図に示すように、デジタル
制御装置の評価装置18は、前記デジタル制御装置１ａ，
１ｂ，１ｃ〜１ｎの演算内容を模擬するデジタル制御装
置模擬装置19と、同じく前記デジタル制御装置１ａ，１
ｂ，１ｃ〜１ｎの演算内容を記憶する演算内容記憶装置
20と、デジタル制御装置の入出力信号の接続経路を記憶
する伝送経路記憶装置21を備える。

【００４６】さらに、評価装置18における評価結果を画
面で運転員に提供するＣＲＴなどの表示装置22と、これ
に付随して表示内容を制御する対話装置の一例であるキ
ーボード23と、前記デジタル制御装置１ａ，１ｂ，１ｃ
〜１ｎと光伝送ライン13を介して情報の授受をする情報
通信装置である光多重伝送装置24と、これらを互いに接
続するバス12とから構成される。

【００４７】前記演算内容記憶装置20には、デジタル制
御装置１ａ，１ｂ，１ｃ〜１ｎ毎に図11に示したような
信号演算の内容が実際のデジタル制御装置と同様に記憶
されており、デジタル制御装置模擬装置19はこの信号演
算を用いて、実際のデジタル制御装置１ａ，１ｂ，１ｃ
〜１ｎと同じ信号演算を行う。

【００４８】またデジタル制御装置模擬装置19は、伝送
経路記憶装置21に記憶してある入出力信号の接続経路に
基づき、異常の影響を受ける信号および、その接続経路
を検索する。さらに光多重伝送装置24は、光伝送ライン
13により図８に示された光多重伝送ライン５ｂに接続さ
れている。

【００４９】また、伝送経路記憶装置21にはデジタル制
御装置１ａ，１ｂ，１ｃ〜１ｎの入出力信号の接続経路
などが記憶されており、図２の情報一覧図は、信号伝送
経路記憶装置21に記憶されたデジタル制御装置がポンプ
制御装置の場合を例として示している。

【００５０】ここでは、制御装置名（制御盤の盤番号）
25、入出力信号として入出力信号名26、その伝送媒体と
して信号形態27および伝送種別の伝送28、入出力装置と
してのボードのユニット番号／スロット番号29およびボ
ード名称30、接続先情報として接続先種別31、接続先機
器番号（端子番号）32および接続先名称33、さらにケー
ブル番号（自らの端子番号）34が記憶されている。

【００５１】この図２において、制御装置名（盤番号）
25はポンプ制御装置（Ｈ13−Ｐ607）であり、入出力信
号名26として前記ポンプ制御装置（Ｈ13−Ｐ607 ）に入
力される４つの水位信号と４つの圧力信号、手動起動信
号や、ポンプ制御装置から出力されるポンプ起動信号な
どがある。

【００５２】これらの信号の種類は信号形態27で示さ
れ、ＤＩはデジタル（ON/OFF）入力、ＤＯはデジタル
（ON/OFF）出力、ＡＩはアナログ入力、ＡＯはアナログ
出力のように区別されている。また、各信号の伝送の種
類は伝送28により示され、Ｏは光多重伝送、Ｍはメタル
ケーブルであることを表す。

【００５３】ユニット番号／スロット番号29は、信号の
入出力を行うボードが格納されている U0001／S0001 な
どの、ユニット番号およびスロット番号で、ボード名称
30は信号の入出力を行う光多重伝送ボードなどのボード
の名称である。

【００５４】また、接続先種別31には接続相手の種別が
示され、Ｃは制御装置、Ｓはセンサ、Ａはアクチュエー
タを表す。さらに接続先機器番号32は、信号が接続され
ている先の制御盤番号、ユニット番号（端子番号）、ス
ロット番号、センサ番号、アクチュエータ番号などであ
り、端子番号とは、メタルケーブルの場合の端子台およ
び端子の番号である。

【００５５】接続先名称33は、信号が接続されている先
方の機器のボード名などであり、例えば水位信号１の場
合は、水位現場伝送盤／多重伝送ボードである。なお、
ケーブル番号34には、信号を接続するケーブルの番号、
またメタルケーブルの場合の自分の端子番号（自らの端
子番号）といった情報が含まれている。

【００５６】次に上記構成による作用について説明す
る。なお、図３および図４のフロー図は本来一つのもの
で、両図は（ａ）にてつながっているが、内容を詳細に
明示するために紙面サイズの関係で２つに分けている。

【００５７】デジタル制御装置の評価装置18は、情報通
信装置である光伝送ライン13により光多重伝送ライン５
ｂに接続されている。ここで、前記ポンプ制御装置であ
るデジタル制御装置１ａにおいて異常が発生した場合を
例にする。

【００５８】図３のフロー図に示すように、先ず当該デ
ジタル制御装置１ａが備えた自己診断機能が動作し、こ
の異常が発生したデジタル制御装置名（盤番号）、ボー
ドのユニット番号／スロット番号など、多くの情報を中
央制御盤７において表示するために多重伝送ライン５ｂ
に送出する。

【００５９】この時にデジタル制御装置の評価装置18に
おける光多重伝送装置24は、前記多重伝送ライン５ｂに
接続されている光伝送ライン13を介して、デジタル制御
装置１ａの自己診断機能が送出した情報を受け取る。

【００６０】さらに、光多重伝送装置24は受信した情報
をバス12を介して、デジタル制御装置模擬装置19に伝送
する（ステップＳ₁ ）。次にデジタル制御装置模擬装置
19は、受信した情報のうちで制御装置名（盤番号）を手
掛かりに、演算内容記憶装置20に記憶されている各デジ
タル制御装置１ａ，１ｂ，１ｃ〜１ｎの演算内容のう
ち、受信したデジタル制御装置１ａの演算内容を検索し
て読み込む（ステップＳ₂ ）。

【００６１】さらにデジタル制御装置模擬装置19は、受
信したデジタル制御装置１ａの制御装置名（盤番号）を
手掛かりに、伝送経路記憶装置21（図３，図４中でＤＢ
と略記する）に格納してある情報を検索し、先ず当該デ
ジタル制御装置１ａの入出力信号に関連する項目をすべ
て入力する（ステップＳ₃ ）。

【００６２】ここで、スロット番号を手掛かりに伝送経
路記憶装置21から読み込んだ情報のうちで、ボードのユ
ニット番号／スロット番号の欄29を検索し、異常な入出
力ボードが取り扱っている信号に関連する項目を抽出す
る。

【００６３】この抽出した入出力信号は、ボード異常に
より影響を受ける信号である。もし該当するスロット番
号がない場合には、中央演算装置８またはメモリ９など
の異常として該デジタル制御装置１ａ、ユニットの演算
に関わる信号の全てを異常により影響を受ける入出力信
号の想定をする（ステップＳ₄ ，Ｓ₅ ）。

【００６４】ここで、前記デジタル制御装置１ａの中央
演算装置８またはメモリ９の故障として全入出力信号が
影響を受けるものと想定すると、デジタル制御装置模擬
装置19は、次に当該デジタル制御装置１ａに、その装置
が取り扱っている入出力信号および演算結果（信号の種
別はステップＳ₃ の動作によりすでに分っている）の現
在値を送るように指示して、現在の信号値を受信する
（ステップＳ₆ ）。

【００６５】この段階でデジタル制御装置模擬装置19
は、ステップＳ₂ で演算内容記憶装置20より入力した当
該デジタル制御装置１ａの演算内容、およびステップＳ
₅ で伝送経路記憶装置21より入力したボード異常によっ
て影響を受ける入出力信号と関連情報、さらに、ステッ
プＳ₆ で当該デジタル制御装置１ａより入力したデジタ
ル制御装置１ａの入出力信号の現在値の少なくとも３つ
の情報を把握する。

【００６６】次にこれらの情報に基づいて引き続き図４
に示すように、デジタル制御装置模擬装置19は表示装置
22の画面に、当該デジタル制御装置１ａのうちで、異常
なボードにより影響を受ける範囲（影響を受ける入出力
信号と演算内容が分っているので、入出力信号から演算
内容の論理をたどることにより上記の範囲を出力する）
と、当該入出力信号の現在値および、そのうち異常の影
響を受ける信号名と数値、さらに信号演算結果を表示装
置22において表示する（ステップＳ₇ ）。

【００６７】なお、上記異常の影響を受ける範囲を区別
するための表示は、図５の表示画面のシーケンス図で示
すように該当部分の文字太さ、書体変更、照度変更によ
る強調や、網掛け、色彩変更、あるいはフリッカなどの
表示手法を用いて行う。なお、図５においては網掛けを
行うと図面が不明瞭となるため便宜上（括弧）にて表示
している。

【００６８】この図５においては、デジタル制御装置１
ａのポンプ制御装置における水位信号を取り扱う光多重
伝送ボード（図２における U0001／S0001 光多重伝送ボ
ード１）の異常を想定している。

【００６９】すなわち、水位信号を取り扱う多重伝送ボ
ードに異常が生じた場合には、水位信号１〜４の値が影
響を受け、その各設定値との比較結果や２／４論理演算
結果、およびポンプ起動信号も影響を受けることとな
る。

【００７０】これらの影響を受ける範囲を、その他の部
分と区別できるように図５に示すように、網掛けなどで
（ここでは括弧で囲う）強調し、これを表示装置22にて
表示する。したがって、この強調表示により、ボードの
異常によりどの信号が、また、どの範囲の演算に影響を
受けるのかを容易に知ることができる。

【００７１】また、表示装置22に付随している対話装置
であるキーボード23により、図５に示された入出力信号
のうちのいずれかを指定すると、デジタル制御装置模擬
装置19は伝送経路記憶装置20に記憶している図２に示し
た情報のうちで、指定した入出力信号に関連する情報を
検索すると共に抽出して表示する。

【００７２】この一例を図６の表示画面図に示す。な
お、図６は図５において水位信号１を指定した場合を示
し、入力信号名26における水位信号１の情報として、信
号形態27はＡＩ、伝送28はＯ、ボードのユニット番号／
スロット番号29は U0001／S0001 、ボード名称30は光多
重伝送ボード１、接続先機器番号（端子番号）31はＣな
どが表示される。

【００７３】この表示により、ボードの異常によりどの
信号が影響を受けて、さらに、どのような伝送経路を通
り、他のプラントや制御機器に信号が伝送されるのかを
容易に知ることができる（ステップＳ₈ ，Ｓ₉ ）。

【００７４】また、運転員は表示装置22との対話装置で
あるキーボード23により、表示装置22に示された図５に
おける入力信号を指定し、その数値の強制変更要求指示
を与えることにより、デジタル制御装置模擬装置19にお
いては、この指定された入力信号の数値を変更要求の値
に強制的に変更される。

【００７５】これにより、デジタル制御装置模擬装置19
は、変更要求値に基づき信号演算を行って、その演算結
果を表示装置22に表示する。この表示例として図５にて
斜体文字で表示したものが、強制的に入力した値とそれ
に基づく演算結果であり、この場合は水位信号１および
水位信号２の信号でそれぞれ1500ｍｍのものを強制的に
０ｍｍ（斜体文字）としている。なお、本一実施例では
演算の結果は、入力による異なる値となったもののみを
示している（ステップＳ₁₀，Ｓ₁₁）。

【００７６】さらに、キーボード23により信号伝送経路
の表示要求コマンドを入力すると、デジタル制御装置模
擬装置19は、すでに検索済みの異常が発生したボードの
入出力信号の信号伝送経路に関する情報を表示する。

【００７７】また、信号演算論理を追跡することで、異
常が発生したボードにより影響を受ける入力信号が、他
の出力信号に影響を及ぼしていないかを判定し、影響を
及ぼす場合には、その出力信号の伝送経路も併せて表示
する。

【００７８】この表示例を図７の表示画面図に示す。こ
れは上記図６の例と同様に水位信号を取り扱う光多重伝
送ボード１の異常を想定した場合で、水位信号が影響を
受けるためにその伝送経路が表示される。

【００７９】また、水位信号から演算されるポンプ起動
信号も影響を受けることが演算論理を行うことにより把
握できるので、この信号の伝送経路も併せて表示され
る。この表示内容によって、光多重伝送ボード１の異常
により、どの信号が影響を受け、さらにどのような伝送
経路を通って他のプラントや制御機器に信号が伝送され
るかを容易に知ることができる（ステップＳ₁₂，
Ｓ₁₃）。

【００８０】以上説明したように本発明においては、プ
ラントに設置された各種機器の運転制御を行うデジタル
制御装置について異常が生じた際に、従来は運転員によ
り膨大な作業支援の図書を多くの労力をかけて調べるこ
とで、異常の特定とプラント内に及ぼす影響の調査、さ
らに、その対策を行っていた負担が低減され、次のよう
な効果が得られる。

【００８１】(a) 多数のデジタル制御装置１ａ，１ｂ，
１ｃ〜１ｎのうちに発生した異常により影響を受ける信
号や演算の範囲が、画面表示で運転員に提供されるの
で、発生した異常によりデジタル制御装置１ａ，１ｂ，
１ｃ〜１ｎのどの部分の信号や演算が影響され、その結
果どのような出力と、プラントにどのような影響がある
かが迅速に把握できる。

【００８２】(b) 異常の影響を受けた信号の入出力の経
路が具体的に運転員に提供されるので、異常の信号の伝
送経路を調べる必要がなくなり、どのように他のデジタ
ル制御装置やプラントに伝送されて、どの範囲の制御装
置やプラント機器が影響を受け、どのような対応処置を
取る必要があるかが迅速に把握できる。

【００８３】(c) 強制的に入力信号の値を変更して、そ
れに基づく演算結果が容易に提供されるので、従来の作
業支援の図書を用いた想定演算を行う必要がなく、入出
力信号を強制的に変更して、どのような数値にしたらプ
ラントへの影響を最小限にすることができるかなどを迅
速に評価することができる。

【００８４】すなわち、運転員は異常に対する影響と、
予め対処した場合の結果を迅速に把握できるので、デジ
タル制御装置における異常発生時の異常影響の評価と予
測および対応措置の実施を、より迅速かつ誤りなく行う
ことができるので、プラントへの影響を最小限に止める
ことができる。

【００８５】なお上記一実施例では、入力信号の指定や
強制的な入力信号の変更に対話装置としてキーボード23
を使用したが、このキーボード23の代わりに表示装置22
のＣＲＴの画面に設けたタッチスクリーンや、別途マウ
ス、トラックボールなどの入力装置を用いても同様の作
用と効果が得られる。

【００８６】また、デジタル制御装置の構成を、中央演
算装置、メモリ、光多重伝送ボード、プロセス入出力装
置に限定して説明したが、他のボードがある場合にはそ
の異常により、どのような入出力信号や、どのような信
号演算に影響を受けるかを予め分析しておき、演算内容
記憶装置や伝送経路記憶装置に記憶させておけば、これ
らのボードの異常についても、上記一実施例と同様の機
能をさせることは容易に可能である。

【００８７】第２実施例として、上記第１実施例におい
ては、デジタル制御装置の評価装置の機能をデジタル制
御装置１ａ，１ｂ，１ｃ〜１ｎとは独立した専用装置と
して説明したが、デジタル制御装置自体に信号伝送経路
の記憶装置や表示装置をキーボードあるいは、それら相
当する装置などを付加させるように構成することによ
り、デジタル制御装置において上記の評価を機能させる
ことも可能である。

【００８８】なお、デジタル制御装置は自らの取り扱う
入出力信号、および演算結果についてのみ上記機能を果
たすようにするのが合理的であり、この場合に上記した
第１実施例に比較して、新たに必要となるハードウエア
は少ない。

【００８９】また、デジタル制御装置との情報通信装置
である伝送ラインも不要となるために経済的であり、伝
送ラインがないデジタル制御装置や、単独設置のデジタ
ル制御装置にも適用できる効果がある。

【００９０】

【発明の効果】以上本発明によれば、従来運転員が膨大
な作業支援の図書を調査することで実施していた、プラ
ントおけるデジタル制御装置で発生した異常の影響と処
置および評価が、迅速かつ正確で容易に提供されるの
で、この支援により運転員における対応の負担が軽減さ
れると共に、プラント運転の信頼性と安全性が向上する
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例のデジタル制御装置の評
価装置のブロック構成図。

【図２】本発明に係る一実施例の伝送経路記憶装置の情
報一覧図。

【図３】本発明に係る一実施例の評価装置のフロー図。

【図４】本発明に係る一実施例の評価装置のフロー図。

【図５】本発明に係る一実施例の評価装置の表示画面シ
ーケンス図。

【図６】本発明に係る一実施例の評価装置の表示画面
図。

【図７】本発明に係る一実施例の評価装置の他の表示画
面図。

【図８】デジタル制御装置によるプラントの計装制御シ
ステムの一例を示す構成図。

【図９】デジタル制御装置の一例を示すブロック構成
図。

【図１０】デジタル制御装置を収納した制御盤の一例を
示す斜視図。

【図１１】デジタル制御装置で行われる演算例を示すシ
ーケンス図。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ，１ｃ〜１ｎ…デジタル制御装置、２…プラ
ント、３…メタルケーブル、４ａ，４ｂ…現場多重伝送
装置、５ａ，５ｂ…光多重伝送ライン、６…プロセス計
算機、７…中央制御盤、８…中央演算装置（ＣＰＵ）、
９…メモリ、10ａ，10ｂ〜10ｎ…光多重伝送ボード、11
ａ，11ｂ〜11ｎ…プロセス入出力装置、12…バス、13…
光伝送ライン、14…信号端子台、15…制御盤、16ａ〜16
ｃ…ユニット、17ａ〜17ｃ…スロット、18…デジタル制
御装置の評価装置、19…デジタル制御装置模擬装置、20
…演算内容記憶装置、21…伝送経路記憶装置、22…表示
装置、23…キーボード、24…光多重伝送装置、25…制御
装置名、26…入出力信号名、27…信号形態、28…伝送種
別、29…ユニット番号／スロット番号、30…ボード名
称、31…接続先種別、32…接続先機器番号、33…接続先
名称、34…ケーブル番号、Ｓ₁ 〜Ｓ₁₃…ステップ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラントにおいてプロセス量や各種機器
の制御を行うデジタル制御装置の制御演算内容を記憶す
る演算内容記憶装置と、前記デジタル制御装置の入出力
信号およびその伝送経路を記憶する伝送経路記憶装置
と、前記演算内容記憶装置に記憶された演算内容に基づ
き前記デジタル制御装置の制御演算内容を模擬して前記
伝送経路記憶装置に記憶された入出力信号および伝送経
路の情報を検索するデジタル制御装置模擬装置と、この
デジタル制御装置模擬装置の処理結果を表示する表示装
置と、この表示装置の表示制御を行う対話装置と、前記
デジタル制御装置で発生した異常情報などの通信を行う
情報通信装置とからなることを特徴とするデジタル制御
装置の評価装置。
【請求項２】プラントにおいてプロセス量や各種機器
の制御を行うデジタル制御装置において、制御演算内容
を記憶する演算内容記憶装置と、前記デジタル制御装置
の入出力信号およびその伝送経路を記憶する伝送経路記
憶装置と、前記演算内容記憶装置に記憶された演算内容
に基づきデジタル制御装置の演算を模擬し、前記伝送経
路記憶装置に記憶された入出力信号および伝送経路の情
報を検索するデジタル制御装置模擬装置と、このデジタ
ル制御装置模擬装置の処理結果を表示する表示装置と、
この表示装置の表示の制御を行う対話装置とを備えたこ
とを特徴とするデジタル制御装置の評価装置。
【請求項３】前記伝送経路記憶装置は、デジタル制御
装置の構成と収納場所、入出力信号および入出力装置と
伝送媒体、伝送経路および入出力信号の信号伝送経路と
接続先などが記憶されていることを特徴とする請求項１
または請求項２記載のデジタル制御装置の評価装置。
【請求項４】前記デジタル制御装置模擬装置は、その
処理結果として異常発生により影響を受けるデジタル制
御装置の入出力信号名とこれを使用する演算範囲および
異常の影響を除外するために入出力信号をある想定値と
した場合に、それを用いた信号演算の予測値および入出
力信号の接続経路と接続先を前記表示装置に表示するこ
とを特徴とする請求項１または請求項３記載のデジタル
制御装置の評価装置。
【請求項５】前記対話装置が、入力信号の値を強制的
に変更するキーボードであることを特徴とする請求項１
乃至請求項４記載のデジタル制御装置の評価装置。
【請求項６】前記デジタル制御装置において異常が発
生した場合に、当該デジタル制御装置からの異常情報を
入力してデジタル制御装置の制御演算内容と入出力信号
および伝送経路に基づき模擬すると共に、当該デジタル
制御装置の異常によって影響を受ける入出力信号および
信号演算の範囲と伝送経路の検索と評価をしてこの評価
結果を表示することを特徴とするデジタル制御装置の評
価方法。
【請求項７】前記デジタル制御装置からの入力信号を
指定し、この指定された信号値を強制的に変更すると共
に変更された前記入力信号値に基づいて前記デジタル制
御装置の信号演算を行ってこの結果を表示することを特
徴とする請求項５記載のデジタル制御装置の評価方法。