JPH086914B2 - ス−トブロワ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスートブロワ制御装置に係り、特に燃焼装置
における熱交換部に付着したダストを除去するためのス
ートブロワを制御するに好適なスートブロワ制御装置に
関する。

〔従来の技術〕

熱交換装置、例えばボイラにおいては、多くの熱交換
部が配置されているが、これらの熱交換部の表面に燃焼
により生じるダスト（煤や灰など）が付着すると熱交換
性能が低下する。このダストの付着は、近年、石炭や産
業廃棄物などの燃料の多様化や低NOx燃焼方法の採用に
より益々増大する傾向にある。このようなダストを除去
するために、熱交換部の表面に適当の媒体（例えば蒸
気）を吹きつけるスートブロワが用いられる。このスー
トブロワは、各熱交換部、例えば火炉水管、過熱器、再
熱器、節炭器等に対応して多数が配置されている。

これら熱交換部の表面にダストが相当量付着したとき
に、外部から炉内または排ガスダクト内に挿入し、対象
に媒体を所定時間噴射してダクトを除去する。ダクト除
去後に再びスートブロワは外部に引き出される。

スートブローイングの間隔及び時間はボイラの種々の
条件により決定され、この決定に基づいてスートブロワ
が制御される。スートブロワの配置数はボイラの規模に
より異なり、少ない場合で数本、多い場合では200〜300
本配置される。したがつて、配置数の多いボイラにおい
ては、スートブロワの制御は、各熱交換部毎に、又は同
じ熱交換部でもいくつかの区画に分けて行なわれる。即
ち、これをスートブロワからみると、所定個所のスート
ブロワの適宜本数を１つのブロツクとし、このブロツク
毎に制御が行なわれることになる。

従来、スートブロワの制御には、次のような手段が採
用されていた。

（１） リレーシーケンス制御 電磁リレーにより構成されるリレーロジツク回路とタ
イマの組合せにより制御を行なう方式であるが、次のよ
うな欠点があつた。

（ａ） 装置毎にシーケンス図から作成しなければなら
ないため製作が標準化できず、コスト高となる。

（ｂ） 一度ロジツク回路を構成すると、その変更は困
難である。

（ｃ） 制御装置が故障した場合、シーケンス図から故
障原因を追求してゆかねばならず、トラブルシユーテイ
ングに長時間を要する。その後、リレーに代る新らしい
装置として、半導体を用いた装置が実用化され、これを
用いた以下のような制御が採用されるようになつた。

（２） PC（プログラマブル・コントローラ）制御（シ
ーケンサ制御） 第11図に示すように、シーケンサ本体10及び複数の入
出力モジユール11より成るプログラマブル・コントロー
ラによつて制御を行なう方式である。シーケンサ10に
は、複数の入出力モジユール11が順次接続され、各々の
入出力モジユール11には蒸気弁４、ウオールブロワ５及
び長抜き差しスートブロワ６の各々が制御対象として接
続されている。また、入出力モジユールの１つには各種
の条件を入力するための操作パネル３が接続されてい
る。

この方式は、プログラマブル・コントローラのプログ
ラマを用いてスートブロワのブローイング順を変更でき
るようになつているので改造が容易であること、および
PC故障時のトラブルシユーテイングにおいては、各PCの
機能にもよるが、一般的に云つて容易に故障原因を判断
することができることなどの利点を有する。

しかしながら、一方、PC本体の故障時、それが一部分
のみの故障であつてもPC全体を停止させなければならな
いという欠点を有している。ところで、一般に、ダスト
分の高い石炭を用いるボイラ装置においては、１日に３
回以上ブローイングする必要がある。この際、１回のブ
ローイングに８時間以上かかる場合、ブロワは連続運転
となるため、制御装置の故障により停止させた場合、許
容以上にダストが付着し、連続運転ができなくなること
がある。

このような事態を防止するには、予め予備品を備えて
おき、故障発生時、PC全体を当該予備品と交換できるよ
うにしておくことが必要となり、メンテナンスコストが
極めて高くなる。

（３） ソリツドステート制御 主として、TTL等のICロジツクを組合せたハードロジ
ツクボードを用いて制御する方法であるが、機能として
はリレーロジツクに比較して本質的な差はない。したが
つて、部分的な標準化はできるものの、全体としては、
リレーシーケンス制御と同じく、製作が標準化できず各
受注装置毎にハードロジツクボードの構成を設計しなお
す必要があり、コスト高となること、制御ロジツクの変
更が困難であることという欠点があり、さらに、標準化
できない部分についてはリレー、SSR（ソリツドステー
トリレー）等を使用しなければならない。

（４） マイクロコンピュータ制御 CPU（中央処理装置）ボード,RAM（ランダム・アクセ
ス・メモリ）ボード,ROM（リード・オンリ・メモリ）ボ
ード,DI（デイジタル入力）ボード,DO（デイジタル出
力）ボード等多種のボードを使用して制御が行なわれ
る。本装置は、スートブローイングのタイミングを、ボ
イラの状態を分析することにより決定する等の高度のイ
ンテリジエント機能を実現することができることから、
省エネルギー化にも役立られ、最近、特に注目されてい
る。

しかし、マイクロコンピュータボードを多種類用意し
ておくことが必要となり、コストが高くなること、又、
DIボード,DOボードの入出力点数は各ボード毎に固定さ
れているので、例えば32点の入出力に対して数点しか使
用しないボードが存在する可能性があり、ハードウエア
部のコスト高を招くこと、さらに、仕様によりボードの
入出力点数が異なり、ソフトウエアの標準化が困難とな
り、ソフトウエアの開発工数が多く原価高となる欠点が
ある。

以上のような事情に鑑みて開発されたものが、特願昭
59−154066「スートブロワ制御装置」である。この制御
装置は、複数の同一OBC（ONE BOARD CONTROLLER）ボー
ドを用意し、このOBCボードの機能を機能選択手段によ
り、親局ボードの機能および子局ボードの機能を選定
し、子局ボードをスートブロワ機構に接続し、親局ボー
ドと子局ボードを相互に接続するようにした結果、１種
類の制御用ボードで制御装置を構成することができるの
で、製造費用や保守費用を低減することができるととも
に、システムの拡張が容易であり、これによりスートブ
ロワの本数が何本であつてもこれに適合させることがで
きる。又、１つのボードが故障してもこれを交換により
短時間で修復することができ、制御装置全体が停止する
ことはない。

しかし、前記したずれの制御装置も、一部の故障（例
えばスートブロワ機構に接続されているCPUボード）に
対して、故障回復するまで、故障に関係ない正常ボード
に接続されているスートブロワも影響を受け、後続スー
トブロワをブローできない欠点を有するとともに、自動
運転でスートブロワを順番に起動しているときに、故障
発生したとき、回復後のスタートが、また全シーケンス
の初めからとなるため、運転員が手動で故障ボードが担
当するスートブロワをブローさせなければならない欠点
を有しており、これらの点については配慮されていなか
つた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、従来のスートブロワ制御装置にあつては、ス
ートブロワ機構と接続するボードが故障した場合そのボ
ードが回復するまでの他正常ボードに接続されるスート
ブロワの運転方法及び回復後のスートブロワの起動方法
について配慮がされておらず、ボード１枚の故障がシス
テム全体に影響を与えるという問題があつた。

例えば、媒体に蒸気を用いているスートブロワの場合
は、省エネルギーの観点から、スートブローイングのイ
ンターバルを最大限長くしており、それが長くなると、
熱交換部の表面に付着したダストガ落ちにくくなる問題
があつた。

本発明の目的は、スートブロワ機構に接続されるボー
ドの少くとも１つに故障が生じても、他の故障していな
いボードに影響を与えないようにしたスートブロワ制御
装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕 上記問題点を解決するため、本発明は、各制御対象ご
とに設けられた複数の子ボードと、これら子ボードを統
括制御する親ボードと、前記親ボードよりの起動指令の
受信に対し確認信号を前記親ボードに送信してシーケン
ス処理を開始すると共に該処理の終了をもつて前記親ボ
ードに終了信号を送信する子ボード側制御手段と、前記
確認信号及び終了信号が所定時間内に前記子ボードより
発信されたか否かをもつて当該子ボードの異常を判定す
る親ボード側制御手段とを設けて構成してある。

〔作用〕

スートブロワが接続された子ボードの各々は親ボード
に設定された監視タイマによつて監視され、その設定時
間内に子ボードからの応答の有無によつて子ボードの異
常が検知できるため、異常ボードをジヤンプして正常ボ
ードを起動させることができ、スートブロワの運転を停
止させる必要のないスートブロワ制御装置を構成でき
る。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図である。

スートブロワ制御装置10は、５枚のワンボードコント
ローラ（OBC）１より成り、これらワンボードコントロ
ーラ相互間は通信バス２によつて接続されている。ワン
ボードコントローラ１は、子ボード1B〜1Eを統括制御す
る親ボード1A,操作パネル３に接続される子ボード1B、
蒸気上弁４を制御する子ボード1C、ウオールブロワ５を
制御する子ボード1D及び長抜き差しスートブロワ６を制
御する子ボード1Eより構成されている。

各ボードは、１個のCPUのほか制御ソフト（制御プロ
グラム及びシーケンスデータ）を搭載するEPROM、制御
プログラムが処理過程で一時ワークとして用いるRAM、
及びデータ送信受信用の通信ポート、スートブロワなど
のプロセス側機器とのインタフエースをつかさどる入出
力ポートなどで構成されている。

第２図は親ボード1Aの処理を示すフローチヤートであ
り、第３図は子ボード1B〜1Eの処理を示すフローチヤー
トである（以下、文章中のカツコ内はステツプ番号を示
している）。

第２図において、親ボードの処理（100）は３ブロツ
クから成り、暖管・監視処理（101）,S/B（スートブロ
ワ）起動・監視処理（102）及び蒸気弁閉処理（103）を
有している。また、第３図において、子ボード処理（20
0）は、すべての子ボードに搭載されている。子ボード
処理（200）は、親ボードからの起動指令（201）で実質
的な動作を開始する。まず、初めにシーケンス実行開始
信号を親ボードに送信（202）し、正常であることを親
ボードに知らせてから、実際のシーケンス実行（203）
を開始する。シーケンス実行が終了したら再びシーケン
ス実行終了信号を親ボードに送信（204）し、正常に終
了した事を知らせ、次の親ボードからの起動指令を待つ
処理を繰り返す。

一方、親ボード処理（100）の第１ステツプ暖管・監
視処理（101）の詳細を第４図に示すように、暖管開始
監視タイマセツト（301）後、子ボード1B〜1Eに対し
て、暖管開始指令を送信（302）し、暖管処理用子ボー
ドからの暖管開始確認信号を受信しないときに暖管開始
監視タイマを−１減算（304）し、タイマがタイムアツ
プしたかどうか判定しながら（305）待機する。一方、
監視タイマタイムアツプ以内に確認信号を受信したら
（303）、ステップ（306）へと処理が進む。しかし、所
定時間以内に確認信号を受信しなかつたときは（30
5）、ステップ（310）の制御動作中止及びステツプ（31
1）の警報ブザー，ランプ点灯処理に移行し、オペレー
タに知らせる。なお、この暖管処理異常の場合は、スー
トブロワを動作させることは、不可なため、異常終了さ
せる。

前記処理が正常に終了したら、子ボード側は本来の暖
管処理を行なうが親ボード側はさらに、その暖管処理が
正常に行なわれているかどうかチエツクするための暖管
終了監視タイマをセツトする（ステツプ306）。その
後、前記したステツプ（303），（304），（305）と同
様の処理をステツプ（307），（308），（309）で行な
い正常動作を確認する。タイマのタイムアップ前に子ボ
ードから暖管終了確認信号を受信すれば正常動作と見な
すが、タイマタイムアツプ以内に所定の確認信号を受信
しなかつた場合は、前記と同様の異常処理（ステツプ31
0,311）を行う。前記した暖管・監視処理が正常に終え
たらステツプ（102）のS/B起動・監視処理に進む。

第５図はS/B起動・監視処理の詳細を示すフローチヤ
ートである。

S/B起動・監視処理（400）はまず初めに、起動OBCボ
ードNo、をセツト（401）後、S/B起動監視タイマをセツ
トし（402）、前記でセツトしたOBCボードNoに対して、
S/B開始指令を送信する（403）。その後、ステツプ（40
4），（405），（406）の処理を実行しながら子ボード
からのS/B開始確認信号を待つ。子ボードから確認信号
がきた時、監視タイマタイムアツプ以内ならば、正常処
理と見なされ、ステツプ（407）の処理に移行する。し
かし、所定時間以内に子ボードから確認信号を受信しな
かつた場合は、子ボード異常と見なし、ステツプ（41
2）の警報ブザー，ランプ点灯処理を行ない、この子ボ
ードへの処理を中断して、次の子ボードへの処理に移行
する（ステツプ413）。前記処理が正常動作したとき
は、次の監視用のS/B終了監視タイマをセツトし（ステ
ツプ407）、子ボードから送信されてくるS/B終了確認信
号をステツプ（408），（409），（410）の処理を実行
しながら待つ。この間、子ボード側はシーケンス実行処
理を行つている。子ボードからのS/B終了確認信号を監
視タイマタイムアツプ以内に受信したならば正常と見な
される。しかし所定時間以内に子ボードからの確認信号
を受信しなかつた場合（410）は、子ボードの異常と判
断し、この子ボードの処理を中断し、警報ブザー，ラン
プ点灯後（412）、次の子ボードの処理に移行する。前
記した処理はS/B起動用子ボード全体に対して行なわ
れ、処理の終了確認はステツプ（411）の判断で行なわ
れる。

この第５図の処理が終了すると、第２図に示すよう
に、蒸気弁閉処理（103）に移り、この処理が実行され
る。

第６図は蒸気弁閉処理（103）の詳細を示すフローチ
ヤートである。この処理の内容は、第４図に示した暖管
・監視処理（101）における暖管開始，暖管終了を蒸気
弁閉開始，蒸気弁閉終了に読み替えるのみで説明できる
ので、ここでは説明を省略する。

以上の処理を実行することにより、第７図（ａ）に示
すように、OBCボードが１枚の故障の場合、従来のよう
にシステム全体の停止は生ぜず、故障したOBCボードが
受け持つS/Bグループのみが影響を受ける。制御は、こ
の故障したOBCボードをパスして次のOBCボードに伝達さ
れるため、他の正常OBCボードのS/Bグループは全く影響
を受けることなくスートブロワの運転を行なうことがで
きる。この結果、熱交換部へのダスト付着を最小限に抑
えることができ、ボイラ効率の向上等に寄与することが
できる。

第７図（ｂ）は、複数のOBCボードが故障した場合で
あり、第７図（ａ）と同様に故障した複数のOBCボード
を除外して制御が行なわれる。なお、第７図（ａ）
（ｂ）における点線図示ラインは正常動作時の制御の流
れを示すものである。

ところで、本発明においては、親ボード1Aによつて子
ボード1B〜1Eの各々の故障歴を記憶しておくことができ
る。したがつて、第８図（ａ）〜（ｅ）に示すように、
故障回復後のシーケンスを設定して起動させることがで
きる（ここでは、次の周期で故障ボードをカバーする例
を示している）。

第８図（ａ）のような通常シーケンスから第８図
（ｂ），（ｃ）のような故障ボードを優先して起動さ
せ、その後に通常動作をさせ、あるいは第８図（ｄ）の
ように故障回復ボードを先に起動させるための処理がと
られ、ボード故障によるボイラへの影響を最少限に抑え
ることができる。

なお、第８図（ｂ），（ｃ）からの通常動作への移行
は、第９図に示すように、ボード（OBC）単位でROMに故
障フラグを記憶させ（0:正常,1:故障）ておき、故障フ
ラグをチエツク（602）し、故障フラグが“1"のときに
故障グループを起動（603）、さらに正常に起動したこ
とを確認して故障フラグをクリアする（607）。一方、
故障フラグが“0"の場合（及びステツプ（607）の処理
終了後）には、全グループについてチエツク（604）の
のち、通常処理に入る（605）。この処理は全グループ
について実施する（606）。なお、故障フラグのセツト
は、第５図に示すようにステツプ（412）の後に、破線
枠で図示のステツプ（故障フラグセツト）を付加すれば
よい。

なお、第８図（ａ）〜（ｄ）の説明では、故障発生の
次の起動周期で故障ボードをカバーするものとしたが、
第８図（ｅ）のように、故障発生した起動周期の最終に
故障ボードのシーケンスがくるようにしてもよい（この
ケースは、S/Bグループを数グループに分けた場合に適
し、全部終了するまでに数時間を要するので、その間に
故障ボードが回復する）。このようにすることによつ
て、S/Bグループの吹き順に変更があるのみで、故障ボ
ードの発生による影響を全く受けることがない。

また、以上においては、S/Bグループを管理するボー
ド単位について説明したが、S/Bの１台単位についても
同様の方法を適用でき、これについて第10図（ａ），
（ｂ）を参照して説明する。

第10図（ａ）に示すように、ステツプ701の故障S/B起
動で不揮発メモリ上に蓄積されたS/B1台単位に用意され
た故障フラグをチエツクし、故障S/Bがある時はそのS/B
に起動をかける。この処理は全S/Bに対してチエツクを
行う（ステツプ702）。ステツプ703は通常S/B起動処理
で不揮発メモリ上にあるS/B1台単位のS/B起動完了フラ
グを参照しながら未起動のS/Bを順次起動して行く。前
記処理は、全S/Bの起動が完了するまで繰り返す。した
がつて、S/B1台起動完了するたびに故障フラグをチエツ
クし、故障S/Bがあれば起動されることとなる。

第10図（ｂ）は第10図（ａ）に基づく起動処理を示す
ものである。本例はスートブフロワのS/B2が故障し、S/
B4のシーケンス完了後に、S/Bを回復させた例である。

また、OBCをすべて同一構成のハードウエア及びソフ
トウエアとすることにより、予備品が無くとも１シーケ
ンス当り１回のボード入れかえを行なえば、全部運転が
できるので、故障してからOBCを取り寄せたとしても、
運転の続行が可能である。

〔発明の効果〕

以上説明した通り、本発明によれば、親ボードによつ
てスートブロワ起動用の子ボードを監視するようにした
ため、故障した子ボードをジヤンプして後続の子ボード
を起動させることができ、他の正常な子ボードに接続さ
れたスートブロワの運転を続行することができる。これ
によつて、ボイラ等に与える影響を最少限に抑えること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図、第２図は
第１図に示す親ボード1Aの処理を示すフローチヤート、
第３図は第１図に示す子ボードの処理を示すフローチヤ
ート、第４図は第２図に示すステツプ101の処理の詳細
を示すフローチヤート、第５図は第２図に示すステツプ
102の処理の詳細を示すフローチヤート、第６図は第２
図に示すステツプ103の処理の詳細を示すフローチヤー
ト、第７図（ａ），（ｂ）は故障ボードの起動処理説明
図、第８図（ａ）〜（ｅ）は故障ボードの他の起動処理
の説明図、第９図は第８図（ｂ），（ｃ）の状態から通
常動作へ移行する場合の起動処理の具体例を示すフロー
チヤート、第10図（ａ），（ｂ）はスートブロワを１台
単位で管理する場合の起動処理説明図、第11図は従来の
スートブロワ制御装置の構成を示すブロツク図である。 1A……親ボード、1B〜1E……子ボード、３……操作パネ
ル、４……蒸気止弁、５……ウオールブロワ、６……長
抜き差しスートブロワ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各制御対象ごとに設けられた複数の子ボー
   ドと、これら子ボードを統括制御する親ボードと、前記
   親ボードよりの起動指令の受信に対し確認信号を前記親
   ボードに送信してシーケンス処理を開始すると共に該処
   理の終了をもつて前記親ボードに終了信号を送信する子
   ボード側制御手段と、前記確認信号及び終了信号が所定
   時間内に前記子ボードより発信されたか否かをもつて当
   該子ボードの異常を判定する親ボード側制御手段とを具
   備することを特徴とするスートブロワ制御装置。
2. 【請求項２】前記親ボードは、運転指令の発信前に前記
   子ボードの故障発生信号を確認し、故障時に正常子ボー
   ドにのみ運転指令を発する制御手段を有することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載のスートブロワ制御
   装置。
3. 【請求項３】前記確認信号および終了信号に対する応答
   処理を１台の子ボードに接続された複数のスートブロワ
   のすべてについて実行することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載のスートブロワ制御装置。
4. 【請求項４】故障子ボードの故障歴を前記親ボードに記
   憶させ、故障子ボードの発生を示すデータ有りのとき
   に、当該故障子ボードに対し再度起動指令を供与するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のスートブ
   ロワ制御装置。
5. 【請求項５】故障子ボードを示すデータ有り時には、次
   のスートブロワ起動周期で優先的に起動させることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項または第４項に記載のス
   ートブロワ制御装置。
6. 【請求項６】他の１つの子ボードの処理が完了するごと
   に故障子ボードに対し起動指令を供与することを特徴と
   する特許請求の範囲第４項に記載のスートブロワ制御装
   置。