JPS58186801A - プラント監視制御伝送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、発電プラントなどのプラントプロセスの監視
制御を行うだめの制御情報をシリアル伝送するプラント
監視制御伝送方法に関する。

郷関の技術的背景とその問題点 発電プラントの様な大規模のプラントでは、複数の監視
制御装置が設けられる。監視制御装置はそれぞれ中央操
作盤と現場盤との間を１本又は複数本のケーブルで接続
されている。従ってケーププルの本数は監視制御装置の
数又はそれ以上のものが必要となる。ところが、プラン
トが複雑になるにつれて、監視制御装置の数も増えるの
で、布設するケーブル駿が増え、それに要する資金や工
期が問題となっている。

そこで、プラント監視制御装置に多重伝送装置を適用し
、１本のケーブルで多くの情報を多くの監視制御装置へ
伝送する方式が考えられている。

その方式の一つとして各監視制御装置間をループ状回線
で結ぶループ式多重伝送装置がある。ループ方式はケー
ブル布設量がスターネットワーク方式に比べ少なくて済
み伝送用回路が簡便である等メリットが多い。しかしケ
ーブルの断線や、ある局の故障により、多くの監視制御
装置がｉｉｂ作しなくなってしまうというデメリットが
ある。そこで信頼性、稼動率向上のためループ状回線の
２重化か一般的にははかられている。

通常、計算機やディジタル計測機器では、ループ回線の
２重比重いわゆるデュプレックス方式で、行なわれてい
る。通常は正常な片系のみで運転されており、運転中の
ループ綱構成局のある局に故障が発生した場合、他系へ
切り替えるか、又は故障した前後の局でデータ伝送を折
９返す等が行なわれ、システムとしての正常性を保とう
とするものである。

第１図は従来のループ綱の構成を示すものである。親局
１と複数個の子局２間をケーブル３にてループ状にて接
続する。ケーブル３の２重化がされており、片系は時計
まわシに、もう片系は反時計まわりに布設される。ケー
ブル３が２重化されているため、親局１、子局２ともに
通信チャンネルも各々２個有し、通常どちらかのチャン
ネルケーブルにて伝送が行なわれる。

もし、どこかの子局２の通信チャンネルが異常となった
り、使用しているケーブル３のどこかが切断されていた
りすると、待機し−Ｃいる通信チャンネルケーブルにて
動作するようバックアップがなされる。またある子局２
全体が異常となり、ループ綱として伝送が不能となった
時には、異常となった子局２の前後の子局２にて時計ま
わりあるいは反時計まわりのケーブル３と、これと接続
される通信チャンネルを利用して折返し運転を行う。

又は各子局２にバイパス機能を持たせておき伝送不能と
なった子局をバイパスして次の子局を再接続してループ
綱を維持する方法も考えられている。

しかしバイパスすると異常を起こして切９離された子局
２の前の子局２の伝送トラブル能力の問題が生じ、ケー
ブル長や子局２の配置の制限が必要となる場合がある。

このようにデュプレックスシステムでは、正常運転異常
運転時ともデータ伝送は片系のケーブルチャンネルを利
用して行なわれる。

ところで、この方式をプラント内の制御装置に適応する
には伝送データ品質の問題が残る。データ品質の向上を
はかるため例えば従来よりの遠方監視制御装置では運送
という動作を行なっている。

これはデータ伝送時間−データを２度伝送するものであ
る。すなわち、１回目は昔通のデータとして２回目は反
転して送信し、受信側にて反転されたデータを元に戻し
、最初に伝送されて来たデータと照合（７て、一致した
ら有効データと判定するものである。これは制御情報に
たとえばＩｎ１ｔでも誤りがあると、制御上致命的な誤
りを誘発する事があるため（例えば弁閉を開、モータＯ
１Ｌ′ｆ１１をＯＮとしてしまう等）、これを防ぐ意味
で行なっている。しかし、この方式は同一データを２度
送ることになるので、伝送装置内でのデータ処理速度は
落ちる。

元来、遠方監視制御装置は、伝送速度もかなシ低速であ
り、データ処理速度は気にならないことも多い。しかし
計算機等では、なるべく短時間に多くの情報を伝送ライ
ンへのせて、そのデータも高速に処理する事が多いため
、伝送データに冗長ビットを付加してチェックは行うが
上記の様な全ビットの比較は行うことは通常採用されて
いない。

発明の目的 本発明は高速なデータ伝送ループ綱（数百Ｋｂｉｔ／ｓ
ｅｃ〜数Ｍｂｉｔ／ｓｅｃ　）の回線の二重化にｐいて
稼動率を低下させず装置でのデータ処理速度もあま９低
下させないで高品質な伝送データを確保するプラント監
視制御伝送方法を提案することを目的とする。

発明の概要 本発明はプラント内のプラント情報の監視、およびプラ
ント制御を分散化して行うため１個の親局と複数の子局
をループ状に回線を布設してなるプラン）Ｍ視制御伝送
装置の２重化に関し、ループ綱を構成する２本の伝送路
と２重化されたプラント監視制御伝送装置とが全て正常
動作をしているときは、回線上のデータ伝送はＤＪＡＬ
動作を行い、１本の伝送路が切断しｆｃ＃）、ある局の
２重化されたプラント監視制御伝送装置の片系が故障し
た場合には、データ伝送はＤＵＡＬ動作により一重系の
みの動作へ移行して運転を続行し、さらに電源喪失等の
重故障である局の２重化されたプラント監視制御伝送装
置の両系とも異常となった場合には、その局の前後の局
にてデータ伝送を折返し故障した局金切り１１［！して
運転を続行する機能を有することを特長とするプラント
監視制御伝送方法である。

発明の実施例 第２図に本発明の構成図を示す。親局１は、パラメータ
の設定や伝送データ処理等を行うコンローラ部４と１対
の送受信機能を有する２個の通信制御部６とから成る。

通信制御部６は互いに全く独立して動作可能であり、コ
ントローラ部４とバスｂを介して接続される。通信制御
部６は信号ａによシ互いにリンクも可能な構成となって
いる。

子局２は子局としてのデータ編集等をつかさどるコント
ローラ部５と、リピータ機能も有する１対の送受信コン
トロールを行う２個の通信制御部７とから成る。通信制
御部７は独立して動作可能であ如、コントロール部とバ
スｄを介して各々接続されている。さらに信号Ｃによ如
通信制御部７間のリンクも可能である。ケーブル３は親
局１、子局２の通信制御部６，７間をループ状に２本接
続され、片系は時計まわり、もう片系は反時計まわシに
布設される。

ンステムアップされたこのループ綱を構成する親局１、
複数の子局２、ケーブル３のいずれもか正常動作をして
いる場合伝送はいわゆるデコアル動作がなされる。いま
親局ｌが子局２ヘデータを送信するとき、コントロール
部４より、通信制御部６の各々ｅこバスｂを介して子局
２への送信データを伝送する。このとき、バスｂ上のデ
ータチェックビットを谷通信制御部６で独自にチェック
し、チェックピットを変換しあって一致することを確認
する。データ全受信した通信制御部６はそれぞれケーブ
ル３上へデータを出力する。

通常子局２には局アドレスが設定されており、仮に第２
図の子局２を左側よシアドレスｔｌＪ　、＋２）、（３
）。

（４）とする。親局１の送信先が子局アドレス（３）で
ある時親局１の送信データ中に局アドレスを含めておく
、今回指定されなかった子局２（局アドレス（ｔ）、（
２）、（４）　）はケーブル３上のデータをスルーすム
、即ち親局１の時計まわり方向のケーブル３上のデータ
は局アドレス（４）の子局２をスルーして局アドレス（
３）の子局２へ到達する。この子局２はデータを受信す
ると同時にスルーして局アドレス４２１．ｔｉ　ｌの子
局２を経由して親局１ヘデータは入力される。

一方反時計まわりのケーブル３上のデータは局アドレス
（１）の子局２、局アドレス（２）の子局２を経由して
局アドレス（３）の子局２へ送信されデータを取り込む
と同時にスルーして局アドレス（４）の子局２を経て親
局１へ入力される。従って局アドレス（３）の通信制御
部７の各々にはほとんど同時刻に同一データが受信され
ることになる。伝達に対する遅れは親局１の２つの通信
制御部６の送信に要する時間やケーブル長および通過子
局２の伝達時間の差でほとんど無視できるものである。

局アドレス（３）の子局２の各々通信制御部７で受信し
たデータはバスｄを介してコントロール部５へ出力する
が、この時２つの通信制御部７のうち片方はコントロー
ル部５へのデータ出力を行い、もう片方はバヌｄ上のデ
ータを入力して自身で受信したデータと比較する様動作
する。局アドレス（３）の子局２よυ親局１へ送信する
時は、送データをコントロール部５よりバスｄを介して
２ケの通信制御部７へ出力する。この時バスｄ上のデー
タチェックハ、各々通信制御部７で行い、チェックピッ
トの交換等を行い、一致していれば自局アドレスを送信
データに付加して各々のケーブル３上へブータラ出力す
る。他子局２をスルーして親局ｌヘデータは入力される
と、子局２内の受信動作同様に親局１１の通信制御モジ
ュール７よシ受信データをバスｂを介してコントロール
部４へ出力すると同時に片方の通信制御モジュール７は
バスｂ上のデータを入力し自身の受信データと比較する
。

この様な方式によればケーブル３上へブータラ送信する
前にチェックが出来、不一致ならば送信はしない。一致
していれば送信し、受信側ではほとんど同時に受信でき
る。これは前記遠方監視制脚装置の運送と同等の機能を
高速で行うことになる。しかしチェックは片方通信制御
部がデータをコントロール部へ送信していると同時にも
う片方で行うため比較処理時間が短縮される。もし不一
致が検出されればこの受信データは採用せず再送データ
に期待する。従って高速で高品質なデータ伝送が可能と
なる訳である。

ところで、子局２の通信制御モジュール７の片方が故障
したｐ１ケーブル３のどこかが断線すると上記デュアル
動作は望むことが出来ない。局内のデータ処理上必ず不
一致が起こり運転の継続が出きなくなる。１ケ所の異常
でループ綱全体が停止してしまう儀は実プラント上好ま
しくない。親局１は片系のデータ伝送異常を検出し故障
箇所が修復できるまでは各子局２に対し、片系運転を指
示し、運転を継続する。故障箇所の修復が終わりループ
綱へ復帰できる事が親局１により確認されれば、元のデ
ュアル運転を再開する。子局２の通信制御部７には、リ
ンク用の信号Ｃがありこの応答の有無および送信データ
には本発明では冗長ビットとして誤り検出率の高いＣＩ
（ｃを採用しておシ、ＣＲＣエラーが多発する事等で片
系の異常、復帰は判断できる。

又ある子局２の電源喪失等重故障が発生し、ループ綱の
構成自体が維持できなくなった時、（これはその当子局
２の親局１への返信が無い等で判断町）異常を起こした
子局２の前後の子局２に折り返しを親局は指示する。各
子局２の通信制御部７にはシリアル伝送リンク専用信号
ｅを設けてあり、本来ならば次の子局へ伝送すべきデー
タを片系の通信制御部７は自局のもう片系の通信制御部
７へ出力し、この片系よりケーブル３上へデータを送信
する。他の子局２は片系運転と切り替える。

この様にすれば異常の子局２を切り離しての運転継続が
可能となる。この子局２の復帰を検知する方法は親局ｌ
にマニアル操作で知らせる、復帰信号を子局２より親局
１へ別途設ける。親局１がある周期で折り返し運転の指
示より通常状態としてその局の応答の有無を調べる等上
げられる。いずれにしても復帰すれば通常のデュアル動
作で伝送を行う。

発明の効果 以上のように本発明によれば、システム正常時は高品質
の伝送データがデータ処理速度を比較的落とすことなく
得られ、ある子局の異常時、ケーブル断線が起こった場
合でも修復の間現在の一般的他のシステムと同等の信頼
性は得られ、稼動率を落とさずに運転がり能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のループ綱の構成図、第２図は本発明のル
ープ綱の構成図である。 １　・親局　　　　　　２・・・子局 ３・・ケーブル（伝送路）４・・親局コントロール部５
・・・子局コントロール部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 親局と複数の子局とをループ状に接続し、前記親局には
   プラントプロセスを監視制御するだめの親局コントロー
   ラおよび２重化された親局通信制御部を設け、前記子局
   には前記プラントプロセスの特定の部分を監視制御する
   だめの子局コントローラおよび前記親局通信制御部と信
   号の受授を行なうだめの二重化された子局通信制御部を
   設け、前記親局および前記子局の双方が正常に動作して
   いるときはそのデータ伝送はデュアル動作で行ない、前
   記二重化の片系が故障したときはデータ伝送は一重系の
   みの動作へ移行して運転を続行し、ある子局の二重化さ
   れた両系とも異常となったときはその子局の前後の子局
   にてデータ伝送を折返し、故障した子局を切離して運転
   を続行するようにしたことを特徴とするプラント監視制
   御伝送方法Ｏ