JPS5916281B2 - 計算制御装置の故障復帰時処理方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、計算制御装置の故障復帰時の処理方式に関す
る。

従来、例えば無停電電源を有しない計算制御装５ 置に
おいては、装置内の各部へ給電する電源が停電や人為的
操作等により喪失し、復電した場合には、該計算制御装
置で所定の制御動作を開始する前に、制御に使用する各
種測定値や計算値等の初期値を再設定し、また計算制御
装置内部の制御状１θ 態も初期状態に再設定をし、そ
の後所定の処理を行なつていた。

また計算機自体の故障時にも同様な事が行なわれていた
。ところが、初期値の再設定を行なうには、各種の計測
値を用い、あるいはそれをもとに計算を行なつて求めた
計算値を使用１５するなど復帰処理にかなりの時間を必
要とする。一方、上下水道、化学プラント等のプロセス
制御システムの応答は比較的ゆるやかであり計算制御装
置が故障しても、計算制御装置の回復時にプロセス状態
の変化がわずかであれば、プロセスのク０ 運転そのも
のに大きな影響はない。このような場合に対する対策と
して、故障発生時から回復時までの時間を計測し、この
時間の大小により電子計算機によるプロセスの復帰処理
としてイニシャル処理を必要とするか、故障前の状２５
態をそのまま継続して行なわせるかを決定する方式が提
案されている。

ところが、一般に上下水道、化学プロセス等のプラント
においては、一台の計算制御装置が受持つプロセスの要
因は多岐にわたり、故障復帰時間３０の大小の比較の対
象となる時間が一定ではない。

たとえば下水プロセス内で、ポンプの速度制御のように
、過渡期には数百ミリ秒から数秒で応答が大きく変るも
のから曝気槽の溶存酸素量のように、時定数が数十分も
あるもの等が同一ループに３５含まれる場合があり、た
とえ故障時間が数秒であつてもシステムイニシャル処理
を行なわねばならない場合もある。また、再起動に際し
て故障時間が所定時間より短かければ現状再起動、長け
れば手動でイニシヤル処理を行なうようにしただけでは
処理として大変である。

このように故障時間監視による復帰時処理方式では、時
定数の異なるプロセス量を制御する場合不都合であり、
自動再起動の許容時間以上であれば手動再起動を行なわ
なければならない等の欠点がある。本発明の目的は、故
障回復時にプロセスの状態と故障前のプロセスの状態を
比較し必要な再起動処理を決定する方式を提供する事に
ある。

一般に計算制御装置において制御を開始する時は、まず
計算制御装置内部において各種の初期値を設定しその後
制御を開始するようにプログラムが作られている。

これは、制御を開始した時に制御対象に急激な変化を与
える事を防ぐ為に採用される手段であり一定期間制御が
行なわれずプロセス状態が変化している際には有効であ
る。しかし、停電等で特に数秒〜十数秒の短期間の停電
があり、復帰後再び制御を開始する時には、制御対象の
各種状態量がほとんど変化しない場合も多い。

たとえば活性汚泥法の下水処理場における曝気槽におい
ては、下水中の有機物を微生物により除却しているが、
微生物の動きを維持する為に酸素（空気）を供給する必
要があり、水中の溶存酸素を一定範囲に保つ為に曝気空
気量を制御しているが、数秒〜十数秒制御が停止しその
間曝気空気量が一定値に保持されてもその間曝気槽中の
溶存酸素量はほとんど変化しないといえる。というのは
曝気空気量の変化の時定数は２０分〜４０分であるから
である。このように制御対象の時定数が大きい場合には
数秒〜数十秒の間計算制御装置が制御不能であつたとし
ても制御対象の状態量はほとんど変化せず、故障の直前
の値と、故障回復後の値とはほぼ等しいといえる。

この様な場合プロセス量の変化がほとんどないので、再
起動時制御装置内部での初期値設定を行なう必要はまつ
たくなく、故障直前の値をそのまま回復後の初期値とし
て制御を行なつても制御対象に急激な変化を与える事は
ない。

故障の原因としては、人為操作による停止や電源断など
が考えられる。たとえば、電源断の場合、無停電電源を
持たない制御用計算機の一般的な電源保障時間は数ミリ
秒〜数十ミリ秒であるが、それ以上の瞬時停電は、電源
系統や地域によつて異なるが、月に数回から年に数回程
度発生している。しかし、現在の電力供給は信頼性が向
上し、突発的な長時間停電はほとんどなく、大概の場合
停電となるのは、前記のような瞬時停電であり時定数の
大きいプロセス量の変動に対する影響は非常に低い。従
つて故障回復時にプロセスの状態を計測し、その測定値
と故障前の測定値を比較し、ほとんど変化がない場合、
直ちに制御を開始しても差支えない。

また、故障回復時のプロセスの測定値が、故障前の測定
値と多少変化していても、ある一定の範囲内にあれば、
初期値に補正を加えるだけで制御を開始する事が可能で
ある。たとえば前記の曝気槽の溶存酸素量一定制御では
、瞬時停電の後プロセス量が変化していても、現在の測
定量から漸次目標量になるように制御すればよく別に手
動でデータを設定しなおす必要にない。以下図に従い本
発明を詳細に説明する。

第１図において、１１は計算制御装置、１２はその電源
装置、１３はプロセスであり、第２図は計算制御装置１
１の内部での復帰処理ブロツク図である。”計算制御装
置１１がプロセス１３を制御している状態において、通
常はプロセス量測定器２１で測定したプロセス量は記憶
器２２へ送られる。停電事故が発生しその回復時に計算
制御装置１１がプロセス量を測定する。その信号は比較
器２３へ送られ、これと記憶器２２からの故障直前の信
号との差と設定器２７で設定された値とを比較し、必要
な復帰処理を決定するためスイツチ２８を作動させる。
２４は「故障時処理より再開」指示器、２５は「補正処
理実行後再開」指示器、２６は「システムイニシヤライ
ズ」指示器である。

以上の動作を第３図のフローチヤートで説明する。Ｓ１
で、計算制御装置１１を復帰させる際に一般に行なわれ
ている帰復処理に従い計算機システムとしてのイニシヤ
ライズを行なう。

Ｓ２で、再起動時に測定値ｂを読み取る。

Ｓ３で、読み取つた測定値ｂと故障前のプロセス量ａの
差Ｅｎを計算し、それが第４図の４１のように、第１次
差α以内であればＳ７によりプロセスにほとんど変化が
ないものとして故障時処理より実行する。

また、読み取つた測定値ｂと故障前のプロセス量ａとの
差Ｅｎが第１次差αより大きい場合プロセスに変化があ
り故障時処理よりただちに実行するわけにはいかない。

従つて、第４図４２のように第１次差αより大きくして
第２次差βより小さい場合には、Ｓ６において計算匍胸
装置内部において再起動のための初期値補正を行なＸ．
泪動によるシステム運転を行なう。そして、第４図４３
のように差Ｅｎが第２次差βより大きい場合には、初期
値を補正しても運転開始するわけにぱいかないので、従
来のようにＳ４のシステムイニシヤライズを行なつたの
ちＳ５のように手動回復等の処理を待つ。

以上説明したように本発明によると従来の如く故障復帰
時に時間のかかるシステム運転初期値設定を必要最小限
におさえることが可能となり、計算制御システム等に適
用しその効果が顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図はプロセスと計算制御装置の配値例を示す図、第
２図は計算制御装置内部の復期処理プロツク図、第３図
はその処理を示すフローチヤート、第４図ぱプロセス量
変化モデルを示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ プロセスの状態量を取込み該プロセス状態量に応じ
   てプロセスのパラメータを制御する計算制御装置におい
   て、該計算制御装置の故障直前のプロセス状態量を記憶
   しておき、故障復帰時におけるプロセス状態量と前記故
   障直前のプロセス状態量とを比較してプロセス量遍差を
   求め、このプロセス量遍差が第１設定値より小さいとき
   には処理を再開し、プロセス量遍差が第１設定値と第２
   設定値（第１設定値より大きい）の間にあるときは補正
   処理実行後に処理を行い、プロセス量遍差が第２設定値
   より大きいときはイニシャル処理を行うようにプロスセ
   の復帰処理の方法を決定するようにしたことを特徴とす
   る計算制御装置の故障復帰時処理方式。