JPS5894010A

JPS5894010A - 発電プラントの監視制御システム

Info

Publication number: JPS5894010A
Application number: JP56191688A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Eto; 衛藤　靖
Original assignee: Toshiba Corp; Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1981-12-01
Filing date: 1981-12-01
Publication date: 1983-06-04
Also published as: JPS6355834B2

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において広範囲に散在する装置群
を中央で集中監視制御するための監視制御システムに係
り、特に集中監視制御装置と装置群との情報伝達手段の
改良に関する。

発明の技術的背景とその問題点発電プラントにおいては、広範囲に散在する多数の装置
が複雑に結合あるいは相互に関連し合って、全体として
１つのプラントとしての機能を発揮する。このため、発
電プラントを運転するに当っては、前記多数の装置を中
央で一括して集中的に監視制御する必要があり、その集
中監視制御装置には膨大な量の情報が入出力される。

これを令弟１図を参照して具体的に説明する。

発電ｌラントには各所の現場１０に散在して、タービン
発電機１１を駆動する蒸気を発生させるｌイラ１２、ゼ
イン１２のバーナ１２ｍで燃焼させる燃料の流量調整弁
１２ｂ、ｓビラ１２で蒸発させる水を押し込む電動機駆
動給水ボンデ１３、タービン駆動給水ボンデ１４、給水
流量調整弁１５、給水ポンプ駆動蒸気加減弁１４ａ１タ
ービン発電機１１の駆動蒸気の主蒸気止メ弁１１ａ１主
蒸気止メ弁パイ・ぐス弁１１ｂ、主蒸気加減弁ｌｉｅ等
タービン発電機の電力出力と送電系統との間の負荷開閉
器１６、主変圧器１７、し中断器１８等および各所の電
動弁１９やそれの駆動電力を０Ｎ１０ＦＦするコントロ
ールセンター１９１等が配置されている。

前記の装置の主なものには、集中監視制御のだめの制御
機器室２０内に、対応する制御盤が設けられている０例
えば、バーナ１２ｍの点消火本数制御等をする自動バー
ナ盤２１、燃料流量調整弁１２ｂ等にはゼイン、タービ
ンの出力制御等をするＡＰＣ盤２２、給水流量調整弁１
５や給水ポンプ駆動蒸気加減弁１４龜等には給水制御盤
２３、主蒸気加減弁１１ｃにはタービン調速制ｍ等をす
るタービンゴパナ制御盤２４、負荷開閉器１６、しゃ断
６１８等には送電系統にタービン発電機１１が周波数、
位相が一致してから接続されるようにする等のための自
動同期盤２５、発電機１１Ｇの励磁装置１１　ＥＸ等に
は発電機出力電圧制御等をするＡＶＲ盤２６やタービン
発電機が２軸で１組のクロスコンパウンド型の場合には
２・軸同期盤２７等が投けられている。

前記の各制御盤２１〜２７には、制御装置、これに運転
員の指示や操作を伝達する操作スイッチ、装置や制御の
′状態を表示するメータ、ランプ等がついていて、運転
員はこの制御盤を介して現場装置の監視および運転がで
きるようになっている。

しかし、極く小規模プラントの場合を除き、制御盤は多
数になるため、例えば１人の運転員が全ての制御盤を一
目で見わたして装置群全体の総合的運転状態を監視し、
制御し、必要な運転操作を迅速に行うことはむずかしい
。

そこで、通線は制御機器室２０に隣接した中央制御室３
０に、ＢＴＧ盤（ｌイラ、タービン、発電機盤）３１．
？４助盤３２、監視盤３３等をｅ、ｌｔｌ、、各制御盤
２１〜２７から主要な監視情報についてメータ、ランプ
等の表示や記録針等をＢＴＧ盤３１等に集めて集中表示
し、同様に主要な操作スイ。

チ等もＢＴＧ盤３１等に集中配置している。更に、それ
らを現場装置群との対応がわかりやすいように配置して
、中央制御室３０内でプラント全体の主要な運転、制御
状態を常時−目で見わたして把掴でき、必要な殆どの運
転操作、指示が中央制御室３０内からできるようにして
いる。

しかし、これらＢＴＧ盤３１等で通常起動、通常停止、
定常運転のみでなく、送′亀系統の中央給電指令所から
の指令等や、異常事態時の対応等非常に多くのかつ臨機
ろ変に変えたい運転状態の殆どのケースについて監視、
操作するためには、メータ、記録計を監視項目数に対応
する数だけＢＴＧ盤３盤上１上置せざるを得ない。操作
スイッチ等もそれに対応する操作端の数だけ同様に配置
する必要がある。ところがある運転状態では、注視する
必要があるのは多数の表示のうちに埋もれている極〈一
部であり、かつ運転状態毎に注視するものは異なり、場
合によってはいかに整理した配置をしてもあちこちに散
在してしまうこともある。また、操作スイッチ等につい
ても同様である。従って、このように個々にメータ、ス
イッチ等を設けていたのでは盤の面積が大きくなりすぎ
、運転員にとっては非常に見る範囲が多くなり、繁雑か
つ注意力を要し負担が多きくなり、誤判断や誤操作のお
それが増大する。

この結果、発電プラントには制御用計算機システムで構
成される集中監視制御装置が導入され、ＢＴＧ盤３１へ
の監視情報項目群を計算機２８畠のプロセス入出力装置
（以下、ＰＩＯと略す）２８ｂへ入力し、また、ＢＴＧ
盤３１には入力していなかったような監視情報項目も必
要であればＰＩＯ２８ｂに入力し、計算機２８ｍには必
要な判断論理を予め起上！させておき、これらをもとに
計算機２８ｍにプラントが今どのような運転状態にある
か、これに対応する運転員が注目したいであろう監視情
報はどれかを判断させ、例えば自動的に必要と思われる
情報のみピ、クア、プしたり、重要な順に並べたり等の
整理をさせる。また、予め計算機２８ａＫ記憶させてお
いた計算式等による計算値等を作表させる。この結果を
高密度カラーＣＲ７表示制御装置２８・を介して自動化
盤３４上に設けられるＣＲＴ表示器３５ａ〜３５れに文
字メツセージや図形、グラフ画面を表示させたり、タイ
プライタ３６１〜３６ｍにメツセージで印字させたりし
て運転員に見やすく提供するようにしている。

また、自動化盤３４上の運転員用コンソール３７ａ〜３
７１を介して運転員が予め決められた方法によるデータ
編集、表示、記録等の機能の中から選択指示し要求した
ら、計算機２８ｍはその都度その機能を実行し、高密度
カラーＣＲ７表示制御装置２８ｃを介してＣＲ１表示器
３５ａ〜３５ｎに出力すると共に、ＣＲＴハードコピー
（画面印字プリンタ）３８に記憶するようにしている。

更に、計算機２８ｍに運転員の操作を模擬したプラント
の運転操作論理を記憶させておき、プラントがトノよう
な状態のとき制御装置２１〜２７、電動弁１９（コント
ロールセンター１９畠）等に対しどのような制御をした
らよいかを判断させ、運転員用コンソールを介して運転
員から進行許可を受けた範囲で、ＰＩＯ２８ｂから制御
信号を各制御装置２１〜２７等に自動化リレー盤２８ｄ
等を介して送る。

また、制御結束が良好かをＰＩＯ２８ｂを介して確認す
る。自動化リレー盤２８ｄ等では、保安装置やインター
口、り等（図示せず）により計算機２８１による制御が
不適当な場合等にＰＩＯ２８ｂから出力される信号をし
中断したり、保守１．；Ｘ＊等をしやすくしたりするだ
めの機能をはたしている。ｔた、計算機２８ｍが運転員
等に主要機器の起動や停止をする旨等のアナウンスを中
央制御室３０のスピーカ３９や構内綴込設備（図示せず
）を介して連絡するために、廿声通報装置２８・を駆動
するシステムもある。

このように、計算機システム２８ａ〜２８ｄ１３４〜３
９から成る集中監視制御装置を発電プラントに導入する
ことにより、ＢＴＧ盤３１等のみによる場合よりも、集
中監視制御をよりタイムリーできめ細かく高精度に行う
ことができるようになる。勿論、非常に頻度の少ない特
殊な操作や制御装置の一部の故障等で集中監視制御装置
のみで運転では十分で危いときは、ＢＴＧ盤３１や各制
御盤２１〜２７へ行って必要な操作を補足してやればす
む・また、計算システムが万一使用できなくなった場合
でもＢＴＧ盤３１を使って必要厳小限の運転は続けられ
る。

しかし、以上の説明からも明らかなように、この計算機
システムで構成される集中監視制御装置には膨大な量の
各種情報が入出力される。更に、プラントが大規模にな
るにつれて監視制＃本増々高度に集中化する丸め、装置
の規模、構成の複雑さ、装置の数等は拡大の一途をたど
っている。また、従来集中監視制御を行っていなかった
ような小規模なものにも集中イヒの要求は高まっている
。

更には、類似する複数の従来集中監視制御してい友装置
群をまとめて、これを一括して集中監視制御するような
要求も多くなって来ており、その情報量は増々膨大化す
る傾向にある。

従って、これらの情報伝達を、第２図に示す如く、１極
類の情報毎に１本乃至数本で構成される１組の信号線を
使用して行えば、信号線の数は膨大な蓋となり、集中監
視制御装置に接続する端子台゛やコネクタおよびＰＩＯ
等を収納する巨大なスペースを必要とし、また現場から
制御機器室までのケーブル工事費も膨大なものとなり、
用地確保面、建設、工事費面、保守管理面等から逆に集
中化にブレーキをかける１因ともなる。

尚、第２図における４０は第１図の制御機器室２０およ
び中央制御室３０に設置される計算機システム２８＆〜
２８ｄ、３４〜３９で構成される集中監視制御装置、５
０は制御機器室２０に設置される制御盤２１〜２７等の
ローカル制御装置、６０は現場１０に設置されるタービ
ン発−機１１、？イラ１２、コントロールセンター１９
ａ等の現場装置、７０は信号線を表わす。

また、第２図の如き情報伝達方式では、現場装置群の散
在が広域化する程、例えば信号線を使用した場合、同じ
太さとしてしまうと距離に比例して電気抵抗が増加して
しまうため、線を太くすることでそれを防止し表ければ
ならず、ケーブルの占有するスペースやケーブル購入費
用を更に増大させる賛因となる。

そこで、データ伝送技術の発展と、マイクロコ／ピ、−
タ（以下、マイコンと略す）に代表されるような集積回
路の技術向上、低価格化による普及と利用技術の向上等
に伴い、例えば第３図に示す如く、集中監視制御装置４
０、ローカル制御装置５０、現場装置６０の情報入出力
端にＰＩＯ付きのマイコンから成るステージ、ン８１を
置き、両方のステ＝７．ン関を１本乃至数本の信号線か
ら成る伝送路８２で結んで成る伝送装置８３を設置し、
現場装置６０と集中監視制御装置４０との間で、計算機
に予め取り決めて記憶している伝送手順に従って、情報
を伝送装置８３に流せば、多数の情報を時分割で少数の
信号線により授受することがｏ（能となる。

これをステージ、ン８１の付近に多数配設されている圧
力センサからの１〜５■電圧信号によるアナログ量を伝
送装置８３により中央の計算機に伝達する場合を例とし
て説明する。

現場装置６０側のステージ、ン８１は、多数の圧力セン
サからの電圧信号によるアナログ量群を一定の順番で一
定周期で走査しながらディジタル符号化し、これらを順
次伝送路８２を介して集中監視制御装置４０に送る。一
方、集中監視制御装置４０＠のステージ、ン８１は、現
場装置６０からデータが送られてきたら、直ちにこのシ
リアル符号化データをデータ処理に使えるデータに復元
する。このとき、現場装置６０側における多数の圧力セ
ンサのうちどれが一番目に着いたかは、予め決められた
伝送手順に基づき容易に判断できる。

また、集中監視制御装置４０＠と現場装置１１１６０側
とでどちら方向へ情報を送るかの切換手順も予め取り決
めしておけば、１つの伝送路８２を介して両方向へ情報
を伝送することができる。

東には、このような伝送路８２をループ状に形成し、そ
のループにステージ、ン８１を設置することにより、多
数のローカル制御装置５０や現場装置６０を少数の信号
線により集中監視制御装置４０に接続して多数の情報を
授受することができ、前記第２図で説明した如き不具合
は解消される。

しかし、このような伝送装置の能力は無限ではないので
、ある一定時間をとると、その時間内に伝送路を共用し
ている装置の間で伝達できる情報の最大量が決ってしま
う。このため、その最大量を越える情報がその時間内に
発生しても伝達しきれなかったり、順番にシリーズに情
報を伝送するため、重要な情報が遅れて伝達されたりす
る。例えば、装置群の中で何らかの異潜が発生し、関連
する装置への影響の波及が広がって行くような場合を例
にとると、各部の異常状況を知らせるための情報が集中
監視制御装置に殺到し、それが異常状態が正常復帰する
まで、あるいは装置群の安全停止が完了するまで継続す
る。一方、このとき集中監視制御装置は各装置に異常部
を正常に復帰させたり、危険、異常の波及、装置の損傷
、破壊等を阻止した＾、安全に停止させたり、他の装置
により前記を補助したりさせるための緊急制御を行うた
めの情報を送り、その効果を確認しつつ必要に応じてそ
の情報を修正したりするため、関連する各装置と情報の
授受を頻繁に行う必要が生じる。

ところが、伝送装置の能力が既に監視のだめの情報の伝
送のためにその能力の大部分が占有されてしまい、前記
緊急制御を行うための情報の授受が十分に行えなかった
り、間にあわなかったりする場合が出てくる。例えば、
全ての伝送を１つの伝送装置を共用して行った場合、非
常にコンノダクトになる反面、前記のような伝送能力を
伝送量の問題の他に、伝送装置に故障等が発生したら、
故障個所の数や部位によっては全ての情報が一括して伝
送不能となり、発電プラントが監視制御不能の危険状態
に陥る。

このように、発電プラントにおいては、１つの情報に対
して１組の信号線を使えば、伝送路が情報毎に別々なの
で、伝送路を共用している場合に発生するような、ある
情報の変化ｆｆ４度等が他の情報の伝達に影響を与えた
り阻害したりする如き情報の渋滞等はなくなるが、信号
線の量が膨大となり、集中化が困難となる。一方、１つ
の伝送路を使って多数の情報を時分割で伝送し、又は多
数の装置で伝送路を共用するような場合には、伝送路が
コンノ４クトになるが、伝送装置の故障により伝送不能
となると、全てのデータ伝送の授受が一切できなくなっ
てしまうという問題点がある。

発明の目的本発明は、発電プラントにおける集中監視制御を行うた
めの情報伝送路をコンノ９クト化して情報の集中化を容
易にし、しかも、情報が渋滞したり一部情報伝達手段の
故障等により集中監視制御が不能に陥ることのない信頼
性の高い発電プラントの監視制御システムを提供するこ
とを目的とする。

発明の概要この目的を達成する°丸めに、本発明は、集中監視制御
装置が装置１群を制御下るための信号を伝達する伝送装
置と、集中監視制御装置が装置群を監視するための情報
金伝達するための伝送装置をそれぞれ独立して設けるよ
うにしたことを特徴とする。

発明の実施例以下、本発明を図に示す実施例を参照して説明する。

第４図は本発明の一実施例に係る発電プラントにおける
監視制御システムの構成図を示したもので、図中第３図
と同一符号は同−又は相当部分を示す０図の構成で第３
図と異なる点は現場装置６０を集中監視制御装置４０で
監視制御するため、集中監視制御装置４０と現場装置６
０間で直接あるいはローカル制御装置５０を介して授受
する情報を監視用情報と制御用情報に分け、監視用情報
はステージ、ン８１ａ１伝送路８２１から成る監視用伝
送装置８３ｍを介して伝送する一方、制御用情報はステ
ーション８１ｂ１伝送路８２ｂから成る制御用伝送装＃
８３ｂを介して伝送するようにした点である。

このように、監視用情報と制御用情報とをそれぞれ独立
して設けた伝送装置を介して伝達するととＫより、監視
のための情報の増加により、制御のだめの情報伝達が阻
害されたり、その逆になったりすることが防止される。

また、通常発電プラントには、第１図で説明したように
、中央には集中監視制御装置４０の他にＢＴＧ盤３１等
の操作盤が設けられており、保安のため最低限操作必要
な現場操作端と、その操作盤上の操作スイッチとは個々
に１対ｌの信号線で接続されているので、制御用伝送装
置８３ｂが故障しても監視用伝送装置８３ｍが故障して
いなければ、前記操作スイッチを介して手動操作等によ
り、現状維持などの最低限の運転又は現場装置６０の安
全停止操作を行うことができ、発電プラントの暴走が防
止される。

この場合、゛保安上膜けられる信号線の数は極〈僅かな
ものであるため、これらの信号線を現場、中央間に配設
しても何ら問題は生じない。一方、監視用伝送装＠　８
３　ｍが故障した場合は１．制御用伝送装置ｔ８３ｂを
介しての現状維持あるいは安全停止操作ができ、同様に
発電プラントの暴走が防止される。

伺、上記実施例では、第１図に示したような発電プラン
ドＶｃ適用した例について説明したが、本発明はこれに
限らず、あらゆる発電プラントにおける中央監視制御装
置と現場装置間の情報伝達に広く応用できる。例えば、
最近はガスタービンと、その排熱を利用するスチームタ
ービンの各軸を発電機に直結してユニット化し、この発
電ユニットを複数組み合せて発電プラントを構成するコ
ンバインド発電プラントの採用が検討されている。この
ような発電プラントにおいては、各発電ユニ。

ト毎Ｋ　Ｍ御用計算機を配置し、ユニ、ト毎の集中制御
を行う一方、それらの制御用計算機を疵に上位の計Ｘ機
システムに接続し、各発電ユニットの現場装置を中央で
一括して集中的に監視制御する場合もある。このような
発電プラントにおける上位計算機システムを集中監視制
御装置として、その上位計算機システムと下位の制御用
計算機関の監視、制御情報の伝達にも適用できる。更に
、その伝送路８２ａ、８２ｂは１本乃至複数本の信号線
でもよいし、また、光ケーブル等を用いてもよい。

以上のように、本発明によれば、発電プラントにおける
集中監視制御装置とその対象となる装置群との間の情報
伝達を必要な情報を入出力するステージ、ンとそのステ
ージ、ン間を結んで情報をシリアルに伝送する伝送路と
から成る伝送装置を用いて行うようにしたので、装置間
を結ぶ信号線の数が減少し、情報伝達手段がコンノ母り
トになる上、伝達すべき情報は監視用情報と制御用情報
とをそれぞれ別の前記伝送装置を用いて伝達するよう圧
したので、監視用情報と制御用情報の相互干渉がなくな
り、どちらか一方の伝送装置に不具合が生じて屯他方を
通じて必要最小限の監視制御は確保され、発電プラント
の安全性を保障するコン・ダクトにして信頼性の高い発
電プラントの監視制御システムが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は発電プラント監視制御システムの一具体例を示
すシステム構成図、第２図および第３図はその監視制御
システムにおけるそれぞれ従来の情報伝達手段を説明す
るためのシステム構成図、第４図は本発明の一実施例に
係る発電プラント監視制御システムにおける情報伝達手
段を説明するためのシステム構成図である。１０・・・現場、１１・・・タービン発電機、１１１・
・・主蒸気加減弁、ｌｌｂ・・・主蒸気加減弁パイ・ヤ
ス弁、１１ａ・・・主蒸気加減弁、１２・・・メイラ、
１２ｍ・・・バーナ、１２ｂ・・・燃料流量調整弁、１
３・・・電動機駆動給水ポンプ、１４・・・タービン駆
動給水ポンプ、１４ｍ・・・給水ポンプ駆動蒸気加減弁
、１５・・・給水流量調整弁、１６・・・負荷開閉器、
１７・・・主変圧器、１８・・・し中断器、１９・・・
電動弁、１９ｍ・・・コントロールセンター、２０・・
・制御機器室、２１・・・自動バーナ盤、２２・・・Ａ
ＰＣ盤、２３・・・給水制御盤、２４・・・タービンガ
バナ盤、２５・・・自動同期盤、２６・・・ＡＶＲ盤、
２７・・・２軸間期盤、２８＆・・・計算機、２８ｂ・
・・プロセス人州力装置、２８ｃ・・・高密度カラーＣ
ＲＴ表示制御装置、２８ｄ・・・自動化リレー盤、２８
の・・・音声通報装置、３０・・・中央制′御室、３１
・・・ＢＴＧ盤、３２・・・補助盤、３３・・・監視盤
、３４・・・自動化盤、３５ａ〜３５ｎ・・・ＣＲＴ表
示器、３６ａ〜３６ｍ・・・タイプライタ、３７ａ〜３
７ｔ・・・運転員用コンソール、３８・・・ＣＲＴハー
ドコピー、３９・・・スピーカ、４０・・・集中監視制
御装置、５０・・・ローカル制御装置、６０・・・ＩＡ
場装置、７０・・・信号線、８１　、８１　ｍ　、　８
　ｌ　ｂ−・・ステージ、ン、８２　、８２　ｍ　、　
８２　ｂ　・−・伝送路、８３−・・伝送装置、８３ｍ
・・・監視用伝送装置、８３ｂ・・・制御用伝送装置。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）広範囲に散在する装置群を中央で一括して集中的
に監視制御するため、中央集中監視制御装置と前記装置
群との間で情報交換を行う発電プラントの監視制御シス
テムにおいて、前記情報交換は、必要な情報を入出力、
するステージ、ンと、そのステージ、ン間を結んで情報
をシリアルに伝送する伝送路とから成る伝送装置を用い
て行う一方、前記集中監視制御装置と前記装置群の間で
交換する情報は、監視用情報と、制御用情報とに分け、
それぞれ別の前記伝送装置を介して行うことを特徴とす
る発電プラントの監視制御システム。
（２）　　特許請求の範囲第１項記載において、補記集
中監視制御装置と前記装置群との間で行われる情報交換
は、更に途中別の装置を経由しても行われることを特徴
とする発電プラントの監視制御システム。
（３）％許請求の範囲第１項記載において、前記系中監
視制御装置は計算機システムで構成されていることを特
徴とする発電プラントの監視制御システム。