JPS626241Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

この考案は弾性流体使用のタービン、とくに蒸
気タービンとこれによつて発電機が作動せしめら
れる電力プラントとを制御する装置に関するもの
である。 大型の電力発電所におけるタービンにおいて
は、該タービンのロータが制御されながら同期速
度に達し、発電機がパワーシステムに接続された
あとではメガワツト級の負荷が問題となるように
なつてきている。 制御されたプラントないしプラントシステムの
目的とする変数およびタービンの作動は使用され
るタービンのタイプ構成における各段階における
蒸気流の制御された変化によつて決定される。 制御された圧力で発生した蒸気が１個ないし数
個のタービン制御システムで作動される絞り弁を
とおしてタービンの蒸気室へ進入する。ガバナー
弁ないし制御弁が高圧のタービンケーシングの周
辺におかれた蒸気入口に配されている。これらガ
バナー弁はタービン制御システムによつて作動さ
れて蒸気室から固定ノズルないし翼をへて蒸気を
タービン高圧部へ送給する。 高圧あるいは中圧ステージをはなれたのち、蒸
気は通常再加熱されてそのエンタルピーを増大す
る。 蒸気流を減少させてタービンのスピードの過大
となるのを阻止するために、１個ないし数個の遮
断機構および（または）再加熱停止弁が再加熱蒸
気通路に配装されている。 タービンの型や設計によつて各種の弁配置が考
えられるが、コストが低く、力が強く、位置へつ
くスピードが早くかつ正確さも大であるので流体
作動の弁が一般に好適である。 本考案の主たる目的はタービンのある作動状態
が維持され、その状態が工合の悪いように変化し
たことが知らされると制御手段によつてこれをも
との状態にもどすようなタービンの制御装置を提
供することにある。 この目的を達成するために、本考案は、タービ
ンの作動状態を監視し、その状態をコンピユータ
に返すように、前記タービンの種々な状態を感知
する多数の感知体の入力を変形した参照信号に従
つて弁位置信号を生ずるコンピユータの指令に従
つてタービンへ供給する蒸気を制御する弁をそな
えたタービン発電機プラントを制御する装置にお
いて、タービン作動状態が連続的に位置信号に従
つて比較されて両者の差が所定値をこえたときに
は弁の位置が前記差が前記所定値以下になるまで
逆もどりするようにしたものである。 従来の電気タービン発電機の運転停止はそれに
属するタービンの運転をもだめにし、補助装置の
自動的運転開始或はシステムの過負荷並びに多く
の発電機の運転停止をもたらし、又これ等発電機
により供給される領域の消灯を生じる。多くの場
合運転停止の原因は重要な難問でなく些か動かな
くなつた弁が２，３回の試みで動くようになる。
本案ではタービンの運転停止や警報は弁が繰返し
位置信号に追従しそこなう時にのみ行われる。弁
位置が戻され弁位置信号が再び適用されて後所望
の弁位置と実際の弁位置間の相異が予定値をこえ
るまで警報信号を保持する。従つて多くの不必要
な運転停止がさけられ自動制御によりであう困難
が人間の援助を必要とするある緊急度合に達する
時のみ、運転者の警報が発する。 本考案は、以下添付の図面の参照しておこなう
実施例の説明からさらに明らかになると考える。 第１図は、本考案の原理に従つて作動ならびに
制御される、大規模な蒸気タービンを用いた電力
プラン１２を示している。 タービン１０は１本の出力軸１４をそなえてい
て、この軸によつて公知のような大型の交流発電
機１６を駆動して３相電力を発生し、その電力は
公知の検知機構１８によつて測定される。発電機
１６はブレーカ１７を介して所望の回路に接続さ
れている。同期した際に発電機１６の回路への電
力の供給は、実質的に一定な、蒸気流の絞り弁に
よつて定まつた圧力による蒸気流によつておこな
われる。 タービン１０には高圧部２０、中圧部２２およ
び低圧部２４が包含されている。 タービン１０の駆動のための蒸気は任意のタイ
プの蒸気発生機構２６によつて行なわれ、その蒸
気は蒸気だめにたくわえられる。 この蒸気は、タービンの高圧ケーシング周囲に
弧状に配された入口をこれを供給する軽量入口側
のガバナー弁GV１ないしGV８を経て高圧部の膨
張室に供給される。 スタート時期にあつては、弁GV１ないしGV８
は全開となつており、蒸気流量制御は弧状の絞り
弁の作用によつておこなわれる。スタート作動中
のある時点において、前記絞り弁は全開から一部
開放ないしは前記ガバナー弁が絞りエネルギおよ
び（または）絞り制御能力を失つて作動しはじめ
るのでこれによつて流量制御作用がおこなわれる
ように変化する。この時期においては、絞り弁
TV−１ないしTV−４は全開となつており、ガバ
ナー弁GV１ないしGV８は、タービンの速度およ
び負荷作動レベルが逐次大となる間、ロータとロ
ータブレードの熱平衡がなされるように所定の仕
方で個々に順次作動する。 好適なタービンのスタート手段はギヤスピード
を2r.p.mから同期速度の80％まで絞り弁に制御
下で上昇せしめ、ついでガバナー弁による制御に
移して同期速度に達せしめて、さらにブレーカを
閉として負荷側に係合させる。 高圧タービン部２０から蒸気は、符号２９で示
してあり、再加熱器２８と熱伝達関係にあるボイ
ラー２６と協働する再加熱器２８に向う。 ここで再加熱された蒸気は中圧タービン２２、
低圧タービン２４に向つて移動する。低圧タービ
ンを経た蒸気はついでコンデンサ３２に排出さ
れ、ここからボイラー２６に帰る。 再加熱された蒸気は常時は制限されていない
が、作動機構４６によつて作動するストツプ弁
SVが設けられていて、タービンが停止している
ときのみこの弁が閉となる。再加熱蒸気の通路に
はさらに阻止弁TV（そのうちの１個のみが示し
てある）が配装されており、この弁は常開である
がタービン速度が過大になるとそれに応じて閉じ
てゆき、再加熱蒸気の通過をさえぎるようになつ
ている。 絞り圧もまた外部から制御することが出来、こ
れによつてタービンの作動がおこなわれる。絞り
圧検知器３８が絞り圧を検知して実質的にコンス
タントな絞り圧の供給を保証し、また必要に応じ
てあらかじめプログラムされたコンピユータによ
る保護システムをこえる制御機能として、タービ
ンの制御作動は、絞り圧が所定の、限定された安
全性およびタービンの凝結保護限界の外に達する
ような場合には、スピードおよび（または）負荷
制御にかえられる。 符号４２で示されている、流体作動の絞り弁作
動機構は４個の絞り弁TV１ないしTV４に接続し
ている。同様に、符号４４で示されている流体作
動のガバナー弁作動機構は８個のガバナー弁GV
１ないしGV８に接続している。符号４６，４８
で示してある流体作動のSV弁作動機構およびIV
弁作動機構はそれぞれ再加熱停止弁SV、遮断弁
IVに接続している。コンピユータで制御される
高圧流体の供給機構５０は前記の各弁、TV１な
いしTV４、GV１ないしGV８、SVおよびIVの作
動を制御する。 入口側の弁作動機構４２，４４は符号５０，５
２で示してある安定位置制御機構によつて作動す
る。必要に応じて前記遮断弁作動機構４８は位置
制御機構５６によつても制御できる。 弁の開度検知機構PDT１ないしPDT４、PDG
１ないしPDG８およびPDIが弁位置を検知するフ
イードバツク信号を生じて位置制御機構５０，５
２および５６に印加さるべき誤差信号を発生する
ようになつている。１個ないし数個の接触検知器
CSSがもうけられていて停止弁SVに状態変化の
データをあたえる。位置検知器はそれぞれの入力
誤差信号の出現によつて位置決定信号SPに関連
して、負の位置フイードバツク信号を発生するさ
いそれらの代数和をもとめるのに線型可変差動変
圧器を利用する。遮断弁IVの位置制御作用は再
加熱流を縮減する必要性にもとづいて行なわれ
る。 位置決め機構SPはコンピユータによつて決定
され局部ループに供給される時間ベースに更新す
る。位置決め機構SPは遮断弁制御をおこなうと
きには該制御にも利用される。 スピード検知器５８，５９はタービン主軸のス
ピードを検出してスピード制御および周波数関連
制御に利用される。スピード検知器５８はたとえ
ばタービン発電機の軸１４上にもうけた凹欠を有
する輪体（図示してない）に磁気的に結合された
磁気抵抗ピツクアツプ（図示してない）の形態と
することができる。図示の実施例においては、ス
ピード検知のために複数個の検知器が配してあ
る。スピード検知器５８，５９によつて発生され
たアナログおよび（または）パルス信号、電気的
パワー検知器１８、圧力検知器３８，４０、弁位
置検知器DDT１ないしPDU４、PDG１ないし
PDG８およびPDI、接点CSSなどはタービン１０
の所定のコンピユータ制御にいづれも利用され
て、オンラインリアルタイム基準でタービン作動
の制御に、さらにまたモニター、シーケンス、ヒ
ユーパーバイジング、アラーム、デイスプレイお
よびログなど種々な目的に利用される。 第２図にその概要を示すデジタル電気−流体作
動の制御システム（DEH）−1100は、中央処理機
構２１２、メモリー２１４をそなえた公知の装置
からなるプログラムされたデジタルコンピユータ
２１０を包含している。デジタルコンピユータ２
１０とその入出力機構はたとえばウエスチングハ
ウス社から市販されているP2000などを使用すれ
ばよい。タービン１０とともに蒸気発生装置２６
がコンピユータ制御下にある場合には、より大型
のコンピユータ、たとえばゼロツクスデータシス
テム、シグマ５などを使用するのがよい。前記
P2000のような複数個の独立したコンピユータは
全体として制御されているプラント内においてそ
れぞれの制御作用をおこなわしめることができ、
さらにデータリンクを介してそれら相互間の連動
作用をもなさしめることができる。コンピユータ
２１０とのインターフエース装置には、コンタク
トおよび各種プラントの状態を表わす他の状態変
数ならびに発電所配線１１２６内の装置条件を走
査する接点割込みシステム１２４をそなえてい
る。状態接点は通常水銀浸漬タイプのリレーの接
点（図示してない）であつて各システム装置と協
働する所定の状態を感知し得る付勢回路（図示し
てない）によつて作動する。状態接点からのデー
タは論理機能に連動するのに用いられ、その他の
プログラム、保護アナログシステム機能、プログ
ラムされた監視と工程記入それに要求記入等を制
御する。 オペレータパネルのボタン１１３０がコンピユ
ータ２０１０にデジタル情報を伝送する。このパ
ネルボタン１１３０は負荷基準、パルス圧力、メ
ガワツト出力、速度等を設定できる。 さらに、アナログ入力システム１１１６かつ発
電所計器１１１８とのインターフエースに設けら
れている。このアナログ入力システム１１１６は
所定の率で入力チヤンネルからアナログ信号をと
つてこれをデジタルな値としてコンピユータ２１
０に入れる。発電所計器１１１８で検知された前
記アナログ信号はインパルス室圧力、メガワツト
パワーまたは、絞り弁TV１ないしTV４およびガ
バナー弁GV１ないしGV８および遮断弁IVの弁位
置、絞り圧、蒸気流量、種々な個所における蒸気
温度、その他装置作動温度、水素の冷却圧および
温度等をあらわす。このようなパラメータはプロ
セス（タービンまたはプラントの）内で検知ない
しは制御されたプロセスパラメータあるいはプロ
グラムされたコンピユータの作動に用いられるそ
の他の変数を含んでいる。自動指令装置のような
外部システムからのインターフエースはボタン１
１３０によつて制御される。 公知のプログラマーのコンソールおよびテープ
リーダ２１８は、中央処理機構２１２およびその
メモリー２１４に記入されるプログラムを含む
種々な目的に使用される。記入用タイプライタ１
１４６が、プログラムされたシステムブロツク１
１４０，１１４２，１１４４およびDEH制御シ
ステム１１００をそなえた自動タービン始動シス
テム（ATS）によつて、種々な監視された、パ
ラメータ、信号および警報の印刷出力を記入する
ために設けられている。傾向レコーダ１１４７は
常時所定のパラメータを記録する。割り込みシス
テム１２４がデジタルコンピユータ２１０と入出
力装置との間の入出力の伝送を制御するために設
けてある。デジタルコンピユータ２１０は命令実
行プログラムに従つて割り込みシステム１２４か
らの割り込みに作用する。割り込みシステム１２
４からの割込みメツセージによつてプログラムを
中断してコンピユータ２１０は停止する。この割
り込み信号は直ちに作用される。 出力インターフエースは接点１１２８によつて
コンピユータ２１０に与えられる。接点１１２８
は状態表示ランプを作動させ、これらランプは公
知のアナログ出力システムおよび絞り弁制御シス
テム２２０ならびにガバナー弁制御システム２２
２を有する弁位置制御出力システムに接続してい
る。第８図に示してある手働制御システムが弁位
置制御出力システム２２０に接続されており、協
働してコンピユータが遮断されているときにはこ
れによつてタービンを制御する。絞り弁およびガ
バナー弁制御システム２２０，２２２は第１図の
弁位置制御機構５０，５２、および弁作動機構４
２，４４に相当する。 コンピユータ２１０からのデジタルなデータ出
力ははじめにアナログ出力システム２２４によつ
てアナログ信号に変換されついで弁制御システム
２２０，２２２に伝送される。アナログ信号はい
づれも図示はしてないが、補助システムおよび遮
断弁システムに印加される。 この点について、前述のDEHコンピユータの
外部のサブシステムについて、本発明をさらに理
解するために説明する。第３図について説明する
と、この図には、絞り弁TV１ないしTV４、ガバ
ナー弁GV１ないしGV８およびこれと協働する弁
を制御された状態で発動させるに用いる高圧HP
流体供給装置３１０が示してある。この高圧流体
供給装置３１０は第１図の供給システム４９に相
当し、これに合成難燃性燐酸塩エステルを基礎と
した流体を用いて1500ないし1800psiの範囲で作
動する。窒素を充填したピストンタイプのアキユ
ムレータ３１２が、ガバナー弁GV１ないしGV
８、絞り弁TV１ないしTV８その他に対する作動
部材に流体を供給しつづける。この場合ポンプ３
１４，３１６は負荷減殺用アンローダ弁３２０，
３２１を介して貯水槽３１８に対して液の排出を
つづける。前記アキユムレータ３１２には弁を急
速作動させるための付加的かつ一時的な流体供給
能をそなえている。 第４図について説明すると、これには大型コイ
ルスプリングの閉塞力に対抗して変調型弁発動機
構４１０が示してある。サーボ増巾器４１４によ
つて駆動されるサーボ弁４１２が前記増巾器の流
量を制御する。サーボ弁４１２は、弁作動機構４
１６に出入する流量を高圧流体供給システム３１
０に関連して制御する。線型差動変圧器LVTDが
弁位置支持変換電圧を発生し、これが接続部４１
８において弁位置指令電圧と合算される。これら
両電圧の和がサーボ増巾器４１４に弁位置誤差入
力信号を生ずる。前記変圧器LVTDは図示の実施
例にあつては変位に対して線型の電圧特性をそな
えている。したがつて弁作動器４１０の位置は、
接続部４１８において弁位置指令電圧に比例す
る。 第５図について説明すると、デジタルアナログ
システム５１１はDEH制御１１００の一部をな
している。構成的にいえば、前記システムは第１
図のブロツク５０，５２，４２および４４および
これに付加される要素に含まれている部分を囲繞
している。混成インターフエース５１２は、手働
制御機構５１６、オーバスピード保護制御機構
（図示してない）および過剰直流電源（図示して
ない）に接続されている各種蒸気弁のための作動
器システムサーボ増巾器４１４に連結してある。 第５図に示す制御器は、第１図のTV制御シス
テム５０内の絞り弁TV１ないしTV４制御に用い
られる。ガバナー弁GV１ないしGV８はGV制御
システム５２によつてアナログ的に制御される。 タービンがデジタルコンピユータ２１０によつ
て制御される間即ちスイツチ５２８が図示の状態
と反対に開きかつスイツチ５３０が閉じている
間、前記システム５１１は前述のバーンズ、ジラ
スの特許および出願の作用と同様な仕方でデジタ
ルコンピユータ２１０からのアナログ出力５２０
を探知しかつスイツチ３０を通して次段３２２に
印加する。コンパレータ５１８がデジタルアナロ
グ変換器からの信号をデジタルコンピユータ２１
０からの信号と比較する。コンパレータ５１８か
らの信号が論理回路システム５２４を制御し、こ
の論理回路システム５２４がアツプ−ダウン計数
器５２６を、その出力がデジタルコンピユータ２
１０から出力信号５２０に等しいような点に至ら
しめる。システム５１１がデジタルコンピユータ
２１０からの信号の読み取りに失敗すると操作パ
ネル上の監視灯が点滅する。 DEH制御システムが、操作者の選択動作の結
果あるいは不慮の状態、たとえばデジタルコンピ
ユータ２１０のパワーロスないしはコンピユータ
２１０の機能の停止ないしは以下に詳述するよう
な広域スピード制御におけるスピードチヤンネル
ロスなどのために手働制御器５１６の制御にかえ
る場合には、スイツチ５２８が閉じかつスイツチ
５３０が開くが前述したようにループ５１８−５
２４−５２６−５２２−５１８によりオペレータ
選択前あるいは偶発状態発生前のアナログ出力５
２０が追跡保持されているので、電気水圧弁作動
システム３２２（第４図）の入力は、ブロツク５
０，５２（第１図）、２２０，２２２（第２図）
内の自動制御機構から手働制御器５１６へスイツ
チ５２８によつて切換えられる。これによつて衝
撃のない転送がデジタルコンピユータ２１０と手
働制御機構５１６との間で可能となる。 同様に手働から自動へ衝撃なしに切換えること
もできる。既述のように、以上説明したソフトウ
エアとハードウエアの混成構造はタービンおよび
プラントの作動の制御にとつて好適なものであ
る。しかしこれ以外の構成も本発明の範囲内でも
ちろん可能である。 DEHプログラムシステム DEHプログラムシステム機構、DEH制御ルー
プおよび制御タスクプログラム。 第６図についていうと、この図には本発明によ
る制御システム全体がブロツク線図で示してあ
る。デジタル電気水圧（DEH）制御システム１
１００（第２図）はここでも同様に符号１１００
で示してあつて、これによつてタービン１０１２
（第１図の符号１０に相当する）を制御する。
DEH制御システム１１００はデジタルコンピユ
ータ１０１４をそなえており、このコンピユータ
は第２図のデジタルコンピユータ２１０に相当し
ていてバツクアツプシステム１０１６と接続され
ている。これらデジタルコンピユータ１０１４お
よびバツクアツプシステム１０１６は第２図のブ
ロツク２２０，２２２に相当する電子的なサーボ
機構１０１８に接続してある。デジタルコンピユ
ータ制御システム１０１４とアナログバツクアツ
プシステム１０１６はタービン作動中互に走査
し、結局、自動作動モードで制御されたデジタル
コンピユータから手働アナログバツクアツプモー
ドへあるいはその逆に衝撃なしの転送がなされる
ことが必要となる。 プラントおよびタービンの監視および制御機能
をはたすためならびにオペレータインタフエイス
機能をはたすためにDEHコンピユータ１０１４
はタスクシステムおよびタスク支持プログラムに
よつてプログラムされる。このプログラムは効率
よく経済的に組織されて端末作動機能を達成す
る。制御機能はソフトウエアとハードウエアを含
み、ソフトウエアはコンピユータプログラム中に
含まれているところの制御ループによつて行なわ
れる。 既に説明したように、デジタル電気水圧
（DEH）システム１１００の主たる機能は、ター
ビンの絞り弁TV１ないしTV４およびガバナー弁
GV１ないしGV８を、タービンが常に一定のスピ
ードおよび（または）負荷を維持するように自動
的に所定の弁開度位置に保持してゆくことにあ
る。特別な周期的に行なわれるコントロールタス
クで表されるプログラムは他のプログラムととも
にＰ２０００コンピユータによつて、以下に詳述
するプログラムによつて行なわれる。 第７図について述べると、制御ループダイヤグ
ラムはコンピユータ１０１０内でおこなわれるコ
ントロールタスクあるいはプログラム１０２０を
包含する。指令およびレートを表わす入力はコン
トロールタスク１０２０に印加される入力パラメ
ータのうちの２個であつてタービン作動位置を決
定する。指令はタービンが始動時ないしは停止時
の加減速の間におけるタービンの回転数あるいは
負荷を負つて作動している間における発電機シス
テム１６によつて生ずるべき電気的出力、メガワ
ツト数によつて示される。指令は、比較ブロツク
１０５２の入力１０５０として印加される。 毎分回転数ないしは毎分メガワツトに表わされ
る割合入力は、積分演算が実行される積分ブロツ
ク１０５４に印加される。タービン発電機１０の
回転子の応力の増強を制限するために、毎分回転
数、メガワツトで示される割合入力は応力を安全
値内に保持するように定められる。比較ブロツク
１０５２の出力は積分ブロツク１０５４に印加さ
れる。指令値は比較ブロツク１０５２におけるタ
ービン動作設定値に相当する参照値と対比され
る。参照値はタービンシステムがスピードモード
あるいは負荷モードのいづれであつてもタービン
システムに印加される回転数設定値あるいはメガ
ワツト出力設定値を表わす。公知のものにおけ
る、オペレーターによつて適宜選択されるある限
定された数の一定のフイードバツクコンデンサを
有するアナログ積分機構が、本発明においてはデ
ジタルコンピユータ２１０の解によつてのみ制限
される無数の異なつた割合によつて積分される積
分ブロツク１０５４によつて代置される。指令と
参照値は比較ブロツク１０５２で比較され、該ブ
ロツク１０５２の出力が指令と参照値の差を表わ
す。極性誤差が積分回路１０５４に印加されてこ
れによつて負の誤差がある状態に積分回路１０５
４を作動させ、正の誤差が前記と反対の状態にこ
れを作動せしめる。この極性誤差は参照値と指令
がひとしくなるかあるいは両者がある所定の関係
になるまで積分回路１０５４を作動させる。積分
回路１０５４に対する割合入力は、積分比すなわ
ち参照値あるいは印加された指令の方向に移動す
るタービン作動セツトポイントにおける比を変化
させる。 指令および割合入力信号はオペレータによつて
キーボードから印刷される。割合および指令に対
する入力は自動同期機構、コンピユータ外部の自
動指名（デイスパツチ）システム機構、他のコン
ピユータによる自動タービン始動プログラムない
しはボイラーコントロールシステムによつて発生
あるいは選択される。自動同期モードおよびボイ
ラ制御モードにおける指令および割合に対する入
力は独立分離したパルスであることがのぞましい
が、時間制御パルス巾ないしは連続したアナログ
入力信号を利用することができる。自動始動モー
ドにあつては、タービン加速度はロータの熱応力
をふくむタービン作動条件の関数として制御され
る。同様に、負荷レートもタービン作動条件の関
数として制御される。 積分回路１０５４の出力はブレーカ決定ブロツ
ク１０６０に与えられる。ブロツク１０６０は主
発電回路ブレーカー１７の状態をチエツクし、ス
ピード制御あるいは負荷制御のいづれかが用いら
れる。ブレーカーブロツク１０６０はついで参照
値の使用について決定をおこなう。ブロツク１０
６０によつて決められた決定（デシジヨン）は制
御タスク１０２０内のもつとも早い点に至り、こ
れによつて計算時間を減少させしたがつて制御タ
スク１０２０に必要とされる衝撃係数を減ずる。
主発電回路ブレーカー１７が開となりタービンシ
ステムが広範なスピード制御域にあるときには参
照値は比較ブロツク１０６２に印加されてフイー
ドバツクタイプ制御ループ内で実際のタービン発
電機スピードと比較される。比較ブロツク１０６
２からのスピード誤差値は、以下に詳述する比例
プラスリセツト制御機構に送られる。この比例プ
ラスリセツト制御機構１０６８には、スピード誤
差信号をゼロにする制御タスク１０６０内で積分
機能を生ずる。公知のものにおいては、比例制御
機構に限定された制御システムは誤差信号をゼロ
にすることはできない。手働操作の場合には、要
求されるずれは所定の値におけるタービンスピー
ドを維持するためにもはや要求されることはな
い。数十分間に１回転以内の大きなタービンスピ
ード精度を得ることが出来る。スピードの精度が
高いのでタービン１０は通常必要な外部同期機構
を用いることなく手働で同期させることができ
る。比例プラスリセツト制御ブロツク１０６８か
らの出力はついで、以下に説明するように絞り弁
および（または）ガバナー弁の作動および位置決
めをおこなう。 主発電機回路ブレーカ１７が閉となつている場
合には、制御タスク１０２０はブレーカブロツク
１０６０から加算機構１０７２に進み、ここにお
いて参照値は、フイードフオワード・フイードバ
ツク制御システムのフイードフオワード変数とし
て作用する。もし主発電機回路ブレーカー１７が
閉となつている場合、タービン発電機システム１
０はこれに接続されている電気回路によつて装荷
されている。発電機１６がブレーカー１６１によ
つて負荷１９に接続されている場合には作動モー
ドは負荷制御と称せられる。 DEHシステム１１００の制御タスク１０２０
が加算機構１０７２を用いて参照値とスピードル
ープ１３１０の出力とを、スピード補正を負荷に
関係なく行なうために対比する。乗算回路はスピ
ードループ１３１０において好ましくない変動負
荷に対して敏感である。 負荷運転モードの間、指令は発電機１６の負荷
をあらわす。負荷モードの間、MWではかつたパ
ワー負荷はDEHシステム１１００によつて所定
の値に保持される。しかし実際上の負荷は所定の
調整値に従つてシステム周波数による偏差によつ
て変調される。ブロツク１０７８内において、ブ
ロツク１０７４によつて評価されたスピード値は
ブロツク１０７６で表わされる２信号スピード値
と比較される。２スピード信号システムには以下
に説明するように高い信頼性がある。比較回路１
０７８の出力はスピード値を参照単位に変換し比
例制御プログラムブロツク１０８０で表わされる
比例制御器にひとしい回路を介して伝送される。
比例制御回路１０８０からのスピード誤差は、フ
イードフオワードメガワツト参照値におけるフイ
ードバツク仕上として動作するメガワツトに比例
するようにせしめられる、すなわちスピード誤差
とメガワツト参照値は加算回路１０７２で加算さ
れてスピードによつて補償された参照信号を発生
する。 スピード補償の負荷参照値は比較回路１０８２
内の実際のメガワツトと比較される。ついで合成
誤差がプログラム回路１０８４に表われる比例プ
ラスリセツト制御機構を介して伝送されてフイー
ドバツクメガワツトトリムを発生する。比例プラ
スリセツト制御機構１０８４はスピード制御中、
制御機構１０６８に対してアナログ作用をなす。
比例プログラム１０８０および比例プラスリセツ
ト制御プログラム１０８４については以下に説明
する。 スピード補償参照値はメガワツトフイードバツ
ク変数によつて乗算的に仕上される、すなわち乗
算回路１０８６によつてフイードフオワードター
ビン参照通路内で乗算される。もし一方の信号例
えばメガワツトが不足するようならば大きな値に
ならず、そのため過速度状態を生じうる。更に詳
述すると乗算ブロツク１０８６に代えて乗算ブロ
ツクを用いると制御量＝速度補償負荷基準値（メ
ガワツト需要量）＋ｆ（△MW）（メガワツト需要
量と実際のメガワツトの差の関数）となつてメガ
ワツト需要量が大きくて実際のメガワツトも大き
い場合はよいとして、メガワツト需要量が大きい
が実際のメガワツトが小さい場合は制御量の変化
は加算であるため相似的に小さくなる。しかしな
がら乗算ブロツク１０８６を用いると制御量＝メ
ガワツト需要量×ｆ（△MW）となつて実際のメ
ガワツトの大小に関係なく需要量の変化率で制御
するので追従性が良好となる。 ブロツク１０８２，１０８４を含むメガワツト
ループはスピードループ１３１０をはなれて作動
をあたえることなく、またDEHシステム１１０
０を制御するパルス圧入力１０８８からも分離さ
れる。補償されたスピードと仕上されたメガワツ
ト参照値は、インパルス圧入力１０８８から得ら
れるから得られるフイードバツクインパルスチヤ
ンバー圧力表示と比較される。 インパルス圧力は負荷および蒸気流量の変化に
すみやかに応動し、したがつて最小のおくれをも
つて信号を発生し、おくれとこれによる一時的な
応動が最小となつてタービン発電機１０の出力応
答がスムースになされる。インパルス圧力入力は
比較回路１０９０によつて「イン」あるいは「ア
ウト」に切り換えられる。 他の実施例においては、フイードバツク仕上げ
を有するフイードフオワード制御もできる。フイ
ードフオワード参照値とインパルス圧力の間の差
異は比較回路１０９０によつて表わされ、誤差出
力はフイードバツクインパルス圧力制御ループで
作用する。かくて、インパルス圧力誤差は、比例
プラスリセツト制御回路１０８４と同様の作用を
なす比例プラスリセツト制御回路１０９２に印加
される。 ブロツク１０９２とガバナー弁GV１ないしGV
８との間には応答値を線型化するための弁特性化
回路がある。この弁特性化回路は以下に詳述する
が、この回路はDEH１１００の自動、手働両モ
ードにおいて使用される。比例プラスリセツト制
御回路１０９２の出力は他の個所に記載した電気
水圧位置制御ループを介してガバナー弁GV１な
いしGV８と最終的には接続される。比例プラス
リセツト制御回路１０９２の出力はガバナー弁
GV１ないしGV８を負荷制御位置に持ちきたし
て、スピード、メガワツトおよびインパルス圧力
の所定セツトポイントからの偏差に対して補償作
用をおこなつているまま所望メガワツト指令を達
成する。 インパルス圧力はとくに、また他のパラメータ
はガバナー弁GV１ないしGV８の位置の急激な変
化を阻止するために急速に変化し、比例プラスリ
セツト制御機構１０９２は比較回路１０９０のあ
とに包含される。 第８図について説明すると、制御プログラム１
０２０はデジタル電気水圧（DEH）システム１
１００に用いられている他のプログラムに結合さ
れて示されている。周期的に作動するプログラム
１０２０は、制御プログラムに影響するモードお
よび他のプログラムがつくられる論理タスク１１
１０、オペレータ入力が決定されて制御プログラ
ムに影響するパネルタスク１１１２、補助同期プ
ログラム１１１４および入力プロセスデータを処
理するアナログ走査プログラム１１１６からのデ
ータを受け取る。アナログ走査タスク１１１６は
コンピユータ外から圧力、温度、スピード等の形
でプラント計測機構１１１８からのデータを受容
する。一般に補助同期プログラム１１１４は重要
な事項について時間を測定し、制御プログラム１
０２０の実施についてビツトのシーケンスを制御
する。クロツク回路１１２０とモニタプログラム
１１２２は補助同期プログラム１１１４の同期速
度を制御する。 モニタプログラムないし監視バケジ１１２２も
またコンピユータの入出力作動の制御をおこな
い、さらにいえば、割あてられた優先順位に従つ
て種々なプログラムに対してコンピユータの使用
の段取りを定める。 論理タスク１１１０はパワープラント１１２６
の接点変数を監視する接点割り込みないしは事象
プログラム１１２４のシーケンスの出力から伝送
される。コンタクトパラメータはブレーカの状
態、タービンの自動停止、トリツプないしラツチ
状態の尋問データの状態等以下に説明することを
含んでいる。監視プログラム１１１１内におい
て、割り込みプログラム１１２４からのビツトは
監視プログラム１１１１によつて要求されかつ実
施のために列をつくつてまたされる。制御プログ
ラム１１１０はまたパネルタスク１１１２からの
データを受けて状態指示ランプおよび出力コンタ
クト１１２８にこれを伝送する。パネルタスク１
１２８はオペレータパネルボタン１１３０から監
視信号にもとづくデータ情報を受けてパネルラン
プ１１３２および制御プログラム１０２０にこれ
を伝送する。補助同期プログラム１１１４は監視
プログラム１１１１を介して制御プログラム１０
２０の命令、アナログ走査プログラム１１１６、
可視デイスプレイタスク１１３４およびフラツシ
ユタスク１１３６を同期させる。可視デイスプレ
イタスクはデータ表示窓１１３８に伝送する。各
プログラムのデテイルは、タービン１０の制御の
ためのDEH制御システム１１００の各部の変化
につれてより明瞭な形であらわされる。 制御プログラム１０２０はアナログ走査タスク
プログラム１１１６からプロセス変数を表わす数
字的な量を受け入れる。すでに知られているよう
に、制御プログラム１０２０は、タービンシステ
ム１０内の絞り弁TV１ないしTV４およびガバナ
ー弁GV１ないしGV８の位置を計算するために、
タービンスピード、インパルス圧力、メガワツト
出力を含む種々なフイードバツク変数の値を利用
し、これによつてタービン１０のメガワツト出力
およびスピードを制御する。 制御および論理プログラムを有効に境界するた
めに、とくべつな割り込みプログラム１１２４が
論理タスク１１１０と接続して用いられる。この
論理タスク１１１０は、以下に詳述するように、
所定の条件に従つてすべての状態を計算し、この
データを制御プログラム１０２０に伝送しここで
この情報が、絞り弁TV１ないしTV４およびガバ
ナー弁GV１ないしGV８の所定の弁開度を定める
のに利用される。論理タスク１１１０もまた所定
の仕方で各種のランプおよびリレータイプ接点出
力を制御する。 オペレータはパネル１１３０にある各種の押し
ボタンによつてDEH１１００およびタービン１
０を監視し、これによつてシステムパラメータに
対して種々な制御およびモニタ作動ないし値をコ
ンピユータに入れてパネルタスク１１１２によつ
て処理する。フラツシユタスク１１３６はDEH
１１００およびタービン１０の範囲内で種々な状
況を監視しこれによつて以下に示すようにランプ
の点灯によつてオペレータに警報する。 優先代入タスク 第９図には実際のモニタに用いられるプログラ
ム優先割り当て表が示されている。２個ないしそ
れ以上のプログラムが実行されるような状態とな
つているときには所定の制御下に最高の優先順位
をもつているプログラムから実行されてゆく。停
止／開始プログラムは最高の優先順位を有してい
てコンピユータの起動時にあるいはコンピユータ
が瞬間的に停止した後再起動するときに動作す
る。制御プログラムは次の優先順位を有してい
る。制御データを発生するオペレータのパネルプ
ログラム１１３０は優先順位で制御タスク１０２
０に次ぐ。アナログ走査プログラム１１１６も制
御タスク１０２０に情報をあたえパネルプログラ
ム１１３０につぐ優先順位をもつている。自動タ
ービンスタートプログラム（ATS）はさらに次
の優先順位をもつている。ATSはタービンの自
動始動および監視プログラムをあらわしていて、
DEHシステム１１００の作動に対して第８図の
主タスクプログラム１１４０として表わされてい
る。ATSプログラム１１４０は温度、圧力、ブ
レーカの状態、回転速度等を、タービンシステム
の始動時および負荷をうけて作動している間監視
する。 論理タスク１１１０は制御および作動モードデ
ータを発生し、作動優先順位の順に従つて作動す
る。DEHシステムから外部コンピユータにデー
タを伝送するためのデータリンクプログラムがこ
れにつづく。ATSプログラム１１４２によつて
用意されたパラメータを使用可能のコンピユータ
データに変換するATSアナログ変換タスクプロ
グラム１１４２がさらにこれにつづく優先順位を
もつている。つぎの優先順位のものは発光タスク
プログラム１１３６であつて、このものにはデー
タテープメインテナンステストおよび初期読み込
みに用いられるプログラマのコンソールプログラ
ムが後続している。そのつぎのプログラムは
ATS情報記録器１１４４であつてATSアナログ
変換プログラム１１４２からの情報の印刷出力を
もつて適宜のタイプライター１１４６に印字でき
るようにする。つぎのプログラムはリストによれ
ばアナログ／デジタルトレンドであつて、このも
のはタービンシステム１０内のパラメータを監視
し、オペレータが精査できるようにプリントない
しはプロツトする。 図示の実施例にあつては、停止／開始プログラ
ムが、DEHシステム１１００が作動する前に開
始機能が完成しなければならないので第９図のテ
ーブルに示すように最高の優先順位をそなえてい
る。補助同期プログラム１１１４は、DEHシス
テム１１００が作動している間、停止／開始プロ
グラムに対してタイミングをおこなう。したがつ
て、補助同期タスクプログラム１４００がテーブ
ル上でみるように２番目の優先順位をもつてい
る。制御プログラム１０２０は、絞り弁TV１な
いしTV４およびガバナー弁GV１ないしGV８が
DEHシステム１１００が作動している間ずつと
制御されていなければならないので第３番目の優
先順位をもつている。 オペレータパネルプログラム１１３０は、オペ
レータがDEH１１００を直接かつ瞬間的に検査
できるようにするために次の優先順位をあたえら
れている。アナログ走査プログラム１１１６は制
御プログラム１０２０に対する入力データをあた
え、したがつてこのものは開始回路、同期回路、
制御およびオペレータ回路のみの下位に位置せし
められている。 図示の実施例においては、ATSプログラム１
１４０の優先順位はその次に位する。タービンの
自動始動時には、前記ATSプログラム１１４０
による入力走査はDEHシステム１１００に対す
る入力とほぼ同じ優先順位である。しかしATS
プログラム１１４０の他の実施例には、ATSシ
ステム内における比較的限定された衝撃係数問題
のためにその優先順位を下げるものもある。 論理タスク１１１０は、制御タスクプログラム
１０２０の若干の作動を制御するが、これの優先
順位がそのつぎとなつている。可視表示タスク１
１３４の優先順位はDEHプログラム１１００の
作動の可視的な指示をオペレータに与えるために
優先順位はその次にある。この可視表示タスクは
比較的第８番目の優先順位となつているが、これ
は可視信号に対して人間の応動が物理的に0.2な
いし0.5秒の限界をもつているからである。プロ
グラムの休止は図示の実施例では重要性の低下を
示すものである。本考案の他の実施例において
は、以上のべたあるいはこれと同様のプログラム
について他の優先順位をあたえることもできる
が、以上説明した順位は種々な事由からみて好適
なものといえる。 割り込みを処理するためにコンピユータ動作及
タスク優先割当外の機能に割り込む一連の割り込
みプログラムが第１３図に示される。このような
プログラムは第８図において、極めて短時間の間
コンピユータの動作を中止する連続結果域は接点
割り込みプログラム１１２４として示されてい
る。オペレータパネルボタン１１３０とパネルタ
スクプログラム１１１２の間においてパネル割り
込みプログラム１１５６が用いられてオペレータ
パネルボタン１１３０内における変化の信号をあ
たえる。弁割り込みプログラム１１５８は直接オ
ペレータパネルボタン１１３０およびパネルタス
クプログラム１１１２の間に接続されて、弁のテ
ストの間あるいは弁の偶発的な状態のさいに作動
するようになつている。以下種々な割り込みプロ
グラムについて説明する。 比例プラスリセツト制御サブルーチン１０６８
は、既にのべたように、タービン制御システムが
スピードモードの制御下にありまたコンピユータ
を有効に使用するためにタービンがメガワツトの
負荷モード下にありインパルプ圧力フイードバツ
クループが作動状態にあるとき、第７図に示す制
御タスクプログラム１０２０によつて呼び出され
る。スピード制御時に比例プラスリセツト回路１
０６８を使用することによつてタービンシステム
の角速度の正確なコントロールができる。 さらに、補助同期プログラム１１１４がATS
プログラム１１４０、ATSアナログ変換ルーチ
ン１１４２およびメツセージライタ１１４４に接
続されていてこれを作動させる。ATSプログラ
ム１１４０はタービンシステムの温度、振動、圧
力等を監視し、さらにタービンシステム１０の自
動始動のための径路指定をおこなう。ATSアナ
ログ変換の径路指示１１４２はデジタルコンピユ
ータの信号をATSプログラム１１４０から、メ
ツセージライタタスク１１４４をへて工程記入タ
イプライタ１１４６あるいは同様の記録部にタイ
プできるようなアナログ、デジタルないしはハイ
ブリツド形式に変換する。 補助同期プログラム１１１４はまたアナログ／
デジタルトレンドプログラム１１４８を制御す
る。アナログデジタルトレンドプログラム１１４
８はATSプログラム１１４０の変数に加えてさ
らに一連の変数をレコードする。 一連の他のプログラムに対する補助としてCCI
サブルーチン１１５０がある。ここでCCIは接点
閉塞入力を示す。プラントCCIサブルーチン１１
５０はプラント導線１１２６を伝送されるプラン
ト接点の状態の変化に応動する。一般に、プラン
ト接点は前記変化が検知されたときにのみCCIサ
ブルーチン１１５０によつて監視される。この構
成は周期的なCCIモニタに比較されてコンピユー
タのデユーテイサイクルを保存する。しかし以下
にのべるようにオペレータの指令をふくむ他のト
リガもCCI走査のために用いることができる。 制御タスク１０２０は補助的にスピードループ
タスク１１５２およびプリセツトあるいは比例プ
ラスリセツト制御プログラム１１５４を呼び出
す。実施モニタプログラム１１２２の補助として
タスク誤差プログラム１１６０がある。クロツク
プログラム１１２０と接続して、停止／開始プロ
グラム１１６２が用いられる。第８図のものには
以下に示すように種々な機能がある。 プリセツトサブルーチンプログラム 第１１図について説明する。この図には、第７
図に示した比例プラスリセツト制御タスクプログ
ラム１０６８の機能がくわしく示してある。比例
プラスリセツト制御サブルーチン１０６８は、
DEHタービン制御システム１１００がスピード
モード制御下にあり、またDEHタービン制御シ
ステム１１００がメガワツト負荷制御下にあつて
衝撃圧力フイードバツクループが作動している場
合に第７図の制御プログラム１０２０によつて呼
び出される。既述のように、スピード制御のさい
に比例プラスリセツト回路を使用することはター
ビンシステムの角速度を正確に制御し得るもので
ある。 比例プラスリセツト制御回路１０６８は２個の
部分の合計に相当する出力を発生する。その１個
の出力部分は入力に比例し、他方は入力の積分で
ある。したがつて入力誤差ゼロの可能性とともに
瞬間的な応答が可能である。指令源からのセツト
ポイントないし動的参照値は差関数１２１２の入
力１２１０に印加される。差関数１２１２はこの
入力と実際の制御された値とを比較する。差関数
１２１２からの出力は利得回路１２１６、積分回
路１２１８の入力側に伝送される。積分回路１２
１８からの出力はリセツト仕上げ防止回路１２２
０で表わされるようなプログラムによつて限定さ
れる。アナログシステムにおいては、リセツト仕
上げは積分増幅器の飽和であり、したがつてそれ
に接続された積分コンデンサが放電するまで前記
増幅器を閉鎖する。ある種のソフトウエアにおい
ては、リセツト仕上が、所定のある値においてあ
るデジタル値の限度を許容するような特性をデジ
タルコンピユータがもつていてより簡単に阻止さ
れる。 利得回路１２１６および積分回路１２１８から
の出力ならびにリセツト仕上阻止回路１２２０が
加算回路１２２２によつて加算される。この加算
器１２２２の出力は他の回路１２２４によつて制
限され、これによつてその出力をプロセス回路１
２２６に伝送される有効な出力範囲に限定する。 つぎに第１２図について説明すると、この図に
は比例プラスリセツト制御プログラムのフローチ
ヤートが示してある。図示の実施例においては、
プリセツトプログラムは、制御プログラム１０３
０からの呼出しが制御機構１０６８の出力の評価
する必要な一連の変数を生ずるように構成されて
いる。サブルーチンの構成はフオートラン語によ
つて下記のように示される。 サブルーチンプリセツト（ERR，ERRX，Ｇ，
TR，HL，XLL，RES，PRES） 上記の式の変数の定義は下のごとくである。 フオートラン変数 対応常用言語 ERR 電流入力 ERRX 最終入力 Ｇ 制御機構に比例する 利得 TR 制御機構リセツト時間 HL、 制御機構の最高限 XLL 制御機構の最低限 RES 制御機構積分出力 PRES 制御機構全出力 ふたたび第１２図について説明すると、プリセ
ツトサブルーチン１０６８の作動のフローチヤー
トがこれに示され、標準フオートランによる記述
が用いられている。プリセツトサブルーチン１０
６８は最初に次式によつて制御機構の積分部分を
評価する。 Ｙ（Ｎ）＝Ｙ（Ｎ−１）＋ＤＴ／２＊ＴＲ ここで＊印は〔Ｘ（Ｎ）＋Ｘ（Ｎ−１）〕を表わ
す。 つぎにサブルーチン１０６８はつぎの呼び出し
のためにストレージロケーシヨンERR×１２５
０内に電流入力ERRを帯積する。ついで制御機
構積分出力RES１２５０が高限界１２５４およ
び低限界１２５６に対してチエツクされてリセツ
ト仕上を阻止する。この出力の比例部分が計算さ
れて出力積分回路１２１８の積分部に加えられて
全出力PRES１２５８となる。PRES１２５８は
高限界１２６０、低限界１２６２に対してチエツ
クされ、その後比例プラスリセツト制御サブルー
チン１０６８が制御タスク１０２０に復帰する。 既に検討したように、比例プラスリセツト制御
サブルーチン１０６８は、タービンの３種の異な
つた作動の間制御タスクプログラム１０２０によ
つて利用される。タービンシステム１０のスター
ト時においては、比例プラスリセツト制御サブル
ーチンプログラム１０６８はタービン１０のスピ
ードをある値にあるいはある加速度率に保持する
スピード制御用に用いられる。比例プラスリセツ
ト制御サブルーチンプログラム１０６８の積分機
能によつて、タービンシステム１０のスピードは
1r.p.m以内に保持される。また、オペレータが
タービンシステム１０のスピードを所定の値に保
持するために純粋の比例システムの典型としての
誤差オフセツト入力信号が要求されることはな
い。したがつて、参照値および制御される度数、
ともにこの場合タービンスピード、は等しくな
る。比例プラスリセツト制御サブルーチンプログ
ラム１０６８はまたメガワツト制御フイードバツ
クループおよび入力インパルスチヤムバ圧力制御
フイードバツクループに用いられる。 リセツト積分演算 デジタルコンピユータ内において積分の機械的
な機能を実現するためには積分の正確な値に接近
するために数字的なテクニツクを用いることがの
ぞましい。図示の実施例においては、演算が積分
のために台形ルールを用い、このものは形式が簡
単であつてわづかのコンピユータストレージを必
要とし、迅速に遂行することができる。演算は高
い確度を得るためにヒストリーをすぎたメカのひ
とつの値を用いる。 コンピユータには次の演算が用いられる。 Ｙ（Ｎ）＝Ｙ＝（Ｎ−１）＋ＤＴ／２＊ＴＲ 〔Ｘ（Ｎ）＋Ｘ（Ｎ−１）〕 この式の文字の定義は下記のごとくである。 （Ｎ）…………リアルタイム電流 （Ｎ−１）……リアルタイムの最終 DT……………サンプリング間隔ないし積分演算
評価間の時間、DEHシステムに
おいてはこれは通常１秒である。 TR……………制御機構リセツト時間、 Ｘ（Ｎ）………入力の電流値、 Ｘ（Ｎ−１）…入力の最終値、 Ｙ（Ｎ）………出力の電流値、 Ｙ（Ｎ−１）…出力の最終値、 スピードループサブルーチン 第１３図について述べると、機能的には第７図
の構成の部分をなしているスピードループプログ
ラム１３１０の詳細が同図に示してある。スピー
ドループプログラム（SPDLOOP）１３１０は、
第７図に示したようにスピード参照値１０７４、
タービンスピード１０７６、比較回路１０７８、
比例制御機構１０８０および加算回路１０７２を
包含するスピードフイードバツクループの作動に
必要なデータを計算する。スピードループサブル
ーチン１３１０は制御プログラム１０２０によつ
てスピード制御ループ機能を実施するために呼び
出される。第１３図には比例制御機構１０８０の
機能が示されている。比例常数（GRI）１３１４
と高限界回路（HLF）１３１６がこの間に包含
されている。 スピードループサブルーチン（SPDLOOP）は
スピード制御モードと負荷制御モードとの間にお
いて呼び出される。サブルーチンの形はメモリ２
１４のストレージスペースに対する要求が減少し
これによつてDEHシステム１１００の作動に要
するデジタルコンピユータ２１０の費用が減るよ
うになつている。 不働帯関数１３１２が、比較回路１０７８によ
つて、タービンシステム１０のスピードの変化に
よるスピード誤差内のノイズの変動を停止する。
デツドバンドのないシステムは常時タービン１０
内に生ずるこのましからざるストレス、制御シス
テムの作動を必要とする不要な時間およびデユー
テイサイクルに起因する小さな変動に応動する。
システムのゲインに起因する所定スピードまわり
の連続的なハンチングはデツドバンド１３１２が
ないと生ずる。スピード調整ゲイン（GRI）１３
１４は所定のタービンスピード誤差に対して、得
られたメガワツト出力スピード修正値にセツトさ
れる。高限回路１３１６は最高のスピード誤差補
正フアクタを与える。 タービンスピード１０７６は３個の変換器によ
つて与えられる。タービンのデジタルスピード変
換器は米国出願番号第41775号、ルーサ・ウエス
チングハウスの発明にかかるものに詳述されてい
る。タービンのスピードを決定するためのこのシ
ステムは簡単にのべると、３個の独立の信号から
なつている。これらのスピード信号はとくべつな
電子回路によつて磁気ピツクアツプから発生する
正確なデジタル信号と、第２の独立の磁気ピツク
アツプによつて発生する正確なアナログ信号と第
３のピツクアツプにより得られる監視アナログ信
号とからなつている。DEHシステムがこれらの
信号を比較し、論理デシジヨンを経てスピード制
御ないしはスピードによる負荷の制御を適当に選
択する。この選択プロセスがDEHシステム１１
００に用いられる信号をデジタルチヤンネル信号
から正確なアナログチヤンネル信号またはこの反
対に切り換える。スピード検知システムについて
以下に説明する。この信号の切換えの間ガバナー
弁を固定しておくために、制御プログラム１０２
０はスピードループサブルーチン１３１０を用
い、以下に説明するように、衝撃なしのスピード
信号伝送を維持するための計算をおこなう。 第１４図について説明する。この図にはスピー
ドループサブルーチン（SPDLOOP）のフロート
チヤート１３１０が示してある。２個のフオート
ラン文がフローチヤート１３１０を明らかにして
いる。 コールSPDLOOP REPI＝REFDMD＋Ｘ フローチヤート１３１０の文字の定義は次のご
とくである。

【表】 プラント接点閉塞入力（PLANTCCI）サブル
ーチンプログラム 第８図に示すように、プラント接点閉塞入力サ
ブルーチン１１５０はプラントの導線１１２６を
介してコンピユータに接続したすべての接点入力
を走査し、コンピユータ２１０のメモリ２１４内
の所定の区域内でこれらの論理データイメージを
セツトする。CCI走査が指令上に、イベントプロ
グラムのシーケンスによつて生ずる。プラント接
点閉塞入力サブルーチン１１５０の詳細は付属３
のDEHプログラムのコンピユータに示されてい
る。サブルーチン１１５０の各種機能を示すブロ
ツクダイヤグラムは第１５図に示してある。プラ
ント接点閉塞入力サブルーチン１１５０はまた、
コンピユータ２１０へパワーが伝送されるときお
よびコンピユータボタンリセツト−ラン−リセツ
トがメインテナンスパネル１４１０にプレスされ
る場合にも用いられる。このような場合にはとく
べつなモニタパワーオンルーチンプログラムがコ
ールされる。このプログラムは既にのべた停止／
開始タスクプログラム１４１４を実行し、このプ
ログラムが開始手続を行なうためにプラント接点
閉塞入力サブルーチンをコールする。 オペレーターはまた補助同期プログラム１１１
４を介してプラント接点閉塞サブルーチン１１５
０をコールし、これによつてコンピユータCCIシ
ステムの周期的な走査がCCIシステム中のいづれ
かひとつないしはグループとしてのリレーの状態
をチエツクするために作動せしめられる。 フオスルユニツトに対する自動タービン始動プロ
グラム デジタルコンピユータはタービン発電機の効率
的な制御に有用な道具である。コンピユータの能
力を有効に利用し、走査、メモリー計算、決定お
よび実際の行動をおこすために、コンピユータの
プログラムは必要に応じてさらに他のパラメータ
を走査し、パラメータ変化の方向を決定し、オペ
レータの能力をこえた計算をおこなうことによつ
て通常各タービンに設けられているような単なる
作動装置として以上のものを行なわなくてはなら
ない。 始動および負荷変動の一般的な目的はタービン
内部の温度変化による熱的疲労、亀裂からこれを
保護することにある。最近における大型タービン
においては、ロータの直径は大であつて始動およ
び負荷の変化中における温度変化も大きい。各タ
ービンにおける作動順序は装置が遷移時期におい
てひとつの安定状態から他の安定状態にうつるこ
とを仮定しており、ふたつの状態間の遷移は熱応
力を一定限界内におくために所定の時間をかけて
おこなうようになつている。 コンピユータの助けをかりることによつて、ロ
ータ内における熱応力は熱電対によつて測定され
た実際の値によつて瞬間ごとに計算されてゆく。
タービンを常時定常状態におくということはもは
や必要ではなくなつた。いつたん熱応力が計算さ
れれば、これを許容できる値と対比してその差が
許容される第１段の温度変化として用いられコン
ピユータのプログラムに、スピード、負荷、スピ
ードないしは負荷変化率として組みこまれる。 コンピユータのメモリーを使用することによつ
て、いくつかのパラメータがそれらの値の将来の
値を評価するために用いられ、警報を発する必要
のある値になる前に修正をおこなうのに使用され
る。以上のことは金属の温度差ないしは膨張差を
用いるケースにおいてである。 ベアリングの振動はまたコンピユータが論理的
な決定をなすに用いられるさいの他のパラメータ
となる。各ベアリングは充分な監視のもとにおか
れており、あるひとつのものの振動が所定の値に
達するとこれが検知されてこれが評価された将来
の値に従つて増大か、定常か、減少かが定められ
る。２個ないしそれ以上のベアリングがことなつ
た危険状態にある場合を想定して優先順位システ
ムが挿入される。 プログラムに用いられるアプローチにおいて
は、ロータの応力（または歪）、サブプログラム
Ｐ＃01、デシジヨンメーキングカウンタ部、サブ
プログラムＰ＃04等が主たる制御部である。これ
らはユニツトを比較的大きい加速度で、応力、歪
ないしその他の制御パラメータの先行値が近い将
来限界値に達することを予想するまで回転させ
る。ついて低位レートが選択されて、前記状態が
つづけば、スピード保持作用が生ずる。 以下に示すものはDEH−P2000制御機構におけ
るタービン自動始動プログラム（ATS）の一例
である。 このATSプログラムは基準DEHプログラムと
同様の中央処理ユニツト（CPV）にたくわえら
れ、実行される。両プログラムは共用コアロケー
シヨンによつていつしよに作動する。これらはま
た外界と通信するために必要な同じ入力／出力ハ
ードウエアおよびソフトウエアを共用する。
ATSプログラムはギヤをまわすことによつてタ
ービンを同期速度まで回転させることができる。
これはまた前回転状態をチエツクし、ソーク期間
が必要ならば絞り弁（TV）からガバナー弁
（GV）への転送を決定し、前同期状態をチエツク
し、自動同期器をしてユニツトオンラインにのせ
て同期を生ぜしめる。 タービンの作動中、加速期間あるいは負荷がか
かつている間には、コンピユータはタービンの
種々なパラメータを監視し、その値を限界値、印
刷メツセージと比較してオペレーターに装置の状
態を知らせて装置操作のガイドたらしめる。 オペレーシヨンモードはATSコントロールお
よびATS監視である。もしタービンの自動スタ
ートおよびタービン監視をはずす押ボタンがバツ
クライト（back light）されないときにはATSプ
ログラムはATS監視中にあり、メツセージはプ
リントされない。タービン自動スタートのボタン
をおすと、ATSプログラムはATS制御となる。
タービン監視はずしのボタンをおすと、ATSプ
ログラムは進行するがメツセージはプリントされ
ない。タービン監視オフのボタンを２回おすとす
べての電流警報メツセージおよびすべてのこれに
つづくメツセージが印刷される。 ATS制御において、コンピユータは装置をギ
ヤの回転から同期状態そして初期負荷の状態まで
制御する。 コンピユータは次のような評価および制御作動
をおこなう。 ａ ギヤ回転の前毎分ごとに、プログラムが許容
限界をチエツクしてこれと比較する。後温度、
差動膨張、金属部温度、微分、真空、排気温
度、偏心度、ベアリングメタル温度、ドレーン
バルブ位置がチエツク、対比される。 ｂ 絞り蒸気状態をかえ、インパルスチヤンバー
蒸気温度にマツチさせ金属温度を−100゜と＋
200〓内にする。 ｃ タービンをギヤからはなして回転する。 ｄ ターゲツトスピードをセツトし、DEH制御
機構の加速を選択する。 ｅ 2200r.p.mにおいて熱ソーク時間を決定しこ
れを下位の方へかぞえてゆく。 ｆ タービンを制御された割合で3300r.p.mまで
加速する。 ｇ DEH制御機構に絞り制御からガバナー制御
にうつるように指令をする。 ｈ タービンを同期速度まで加速する。 ｉ 自動同期機およびDEH制御機構をしてター
ビンをオンラインにのせしめ、最小負荷を与え
る。 ｊ 初期負荷において「負荷保持」を、必要に応
じてタービンの熱的状態によつてコールする。 ATS監視のもとではコンピユータの機能は各
種パラメータを監視し、適当なメツセージを発生
してタービンコントロール作用においてオペレー
ターを援助することに限定される。歪の計算は連
続的に行なわれてロータの熱的状態をオペレータ
に知らせる。蒸気と金属部の温度をマツチさせ、
指令をセツトし、スピードと負荷の変化を選択
し、熱ソークの要求を決定しその他すべての必要
な処理をとつてタービンのスピードと負荷をアツ
プするのはオペレータの作業である。 あらゆるプログラムは周期的に呼び出され、所
定の順序で決定されるプログラムP15がある場合
により高い優先順位によつてセツトされた条件に
よつて完全な状態になるように作動する。プログ
ラムP01からP04がタービンと発電機のパラメー
タをチエツクする。それらプログラムはロータの
温度と歪をインパルスチヤンバーの区域で計算
し、また先行する金属部温度差および膨張差を計
算する。作業のモードによつてこれらプログラム
は新たなDEH指令ないしにセツトされるかある
いは保持される。 プログラムリスト P01 ロータの熱状態の決定 P02 蒸気室、壁、ボルト、フランジの 温度差、膨張差の周期的な計算およ び監視 P03 ギヤの作動の監視 P04 当初段階におけるロータ応力の制御 P05 偏心度と振動の監視 P06 タービン金属部の温度の監視 P07 EHスピード参照値の制御 P08 ベアリング温度の制御 P09 発電機の監視 P10 シール、排気、コンデンサ真空度の 監視 P11 ドレーン弁、先行する膨張差の計算 P12 LP排気温度の監視 P13 センサ減衰作動 P14 熱ソーク時間の計算とタイミング P15 加速度シーケンス パワープラントの作動においては、タービンは
高い信頼性と安定性をもつて運転されるのがのぞ
ましい。もし制御システムが、このましからざる
かつタービンのユーザーによつて危険な衝撃を生
ずると、タービンに対する信号はなくなる。自動
運転モードおよびこれを補助する手働モードをそ
なえた自動制御システムは、タービンによる危険
な作動を生ずるような状態のもとで２個のモード
間に伝達がおこなわれるようなことは制限されな
ければならない。制御システムの作動は、有効性
および所望の目的を達成するという必要に合致し
たものでなければならない。 安全性、信頼性の観点からみて、制御システム
は、電力の発生にさまたげとなる不要な手段を避
けると同時に人間を傷つけたり、プラントを損傷
するような作用から保護されなければならない。 本考案によるタービン装置における制御システ
ムは、ある条件のもとで自動制御から手動制御に
切り換えるときにこれをオペレータに警告を発生
する構造となつている。このように、作業の安全
性、信頼性は、自動から手働に遷移することがゆ
るされないような場合タービンに衝撃が生ずるよ
うな状態の場合に警告が発せられることによつて
確保されているのである。 ある一連の事象の間、遷移のさいに大きな一時
的な衝撃が生ずることによつてパワープランとが
擾乱を生起する。したがつて、蒸気弁におこる偶
発的な事項に対しても、オペレータによつて自動
から手働制御に切り換えられたことが衝撃を発生
しまた非常の場合でなければこのましくないよう
な事態をオペレータに知らせるようになつてい
る。 偶発的な事象の存在は警告ランプの点滅によつ
てオペレータに知らせられ、これによつてオペレ
ータはコンピユータによる自動作業がパワープラ
ントに衝撃をあたえることを知ることができる。 パワープラント内の衝撃的作用は、パワーライ
ンにパワーの急増を生じ、これが負荷の同期の損
失、電圧の過不足を生ずる。さらに衝撃のシヨツ
クによつてロータの応力を増してこれを疲労させ
て寿命をちぢめる。 偶発的事象は手働から自動にかわるときにも生
ずる。 手働から自動にうまく遷移しない場合には、手
働による信号値が蒸気弁につながつてこれにもと
づいて弁が作動してしまつて衝撃が生ずる。自動
コンピユータシステムがあとにスムースにつづか
ない場合、手働システムはおくれをもつていてこ
れが衝撃的な遷移を生ずる。 手働システムが自動システムをうまく捕捉した
場合には、偶発警告ライトが消えて、オペレータ
はふたたび自動から手働に衝撃がおこらないよう
に操作をおこなう。 蒸気弁がうごいている間には手働システムはそ
の生来のおくれ特性によつて自動システムにはつ
づかない。 パワープラントを自動から手働の制御に切りか
えるときにその遷移が害されないように、衝撃が
無視できる程度の場合にはデツドバンドが偶発機
能中に含まれて、これが偶発警報ライトを消して
おく。 自動制御の場合、タービンシステムの絞り弁、
ガバナー弁の位置を示す各値は、各弁にある線型
可変差動変圧器（LVDT）によつて監視される値
はコンピユータで計算された値と比較される。こ
の両値が所定のものよりも大きい場合には偶然ラ
ンプが点灯して手働制御への移行が不適当である
ことを示す。 このライトが自動制御作動中点灯していれば、
弁は所定のとおりうごいておらず、これが長時間
の場合危険状態がおこり得る状況を示すことにな
る。 偶発警告ランプは３個所のランプすなわち弁の
状態指示ランプ、絞りおよび（または）ガバナー
弁用ランプ、手働制御が正しくうごいているかの
監視ランプを示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は大型蒸気タービン、ドラムタイプのボ
イラおよび本考案の原理につて作動する制御機構
を含む電力パワープラントを示すダイヤグラム、
第２図は本考案による、タービンおよび付属装置
制御用のデジタルコンピユータを示すダイヤグラ
ム、第３図はタービンの弁発動機構に流体を供給
する流体機構、第４図は弁発動機構に接続したサ
ーボシステムのダイヤグラム、第５図は、手働シ
ステムと弁作動機構を制御するサーボシステムと
接続されたデジタルコンピユータ間の混成境界構
造を示すダイヤグラム、第６図は本考案の原理に
よるデジタルな電気流体制御システムの簡略化さ
れたブロツクを示す図、第７図は、本考案を用い
た制御プログラムのブロツクダイヤグラム、第８
図は、デジタル電気流体システムのプログラムと
サブルーチンおよび自動タービン始動、監視プロ
グラムのブロツクダイヤグラム、第９図は本考案
によるプログラムないしタスク優先順位を示す
表、第１０図は本考案によるサブルーチンのロケ
ーシヨンを示す表、第１１図は、本考案の原理に
よつて作動する比例プラスリセツト制御プログラ
ムのブロツクダイヤグラム、第１２図は、本考案
の原理によつて作動する比例プラスリセツトサブ
ルーチン（PRESET）のフローチヤート、第１
３図は、本考案によるデツドバンドをそなえた比
例制御回路のブロツクダイヤグラム、第１４図
は、本考案の原理によつて作動するスピードルー
プ（SPDLOOP）サブルーチンのフローチヤー
ト、第１５図は、本考案の原理によつて作動する
デジタル電気流体システムの接点閉塞入力を走査
するサブルーチンを示すブロツクダイヤグラム、
第１６図は、本考案の原理によつて作動する補助
同期コンピユータのブロツクダイヤグラムであ
る。 １０はタービン、２６は蒸気発生機構、２８は
再加熱器、３８は絞り圧検知器、４２は絞り弁作
動機構、４４はガバナー弁作動機構、４６は加熱
停止弁作動機構、４８は遮断弁作動機構、SVは
加熱停止弁、IVは遮断弁、５０は高圧流体の供
給機構、５０，５２は安定位置制御機構、５６は
位置制御機構、PDT₁〜PDT₄，PDG₁〜PDG₈，
PD₁は弁の開度検知機構。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 蒸気発生器、蒸気タービン、前記蒸気タービン
   に接続され回転される発電機とそして前記蒸気発
   生器より前記蒸気タービンへの蒸気の流れを制御
   するための蒸気弁、とを備える電力発電所を制御
   するための装置において、前記装置は前記発電所
   の動作をあらわす操作上の入力データを受けるよ
   うに接続される中央デジタル処理装置を有しそし
   て入力データをデジタル信号に変換する装置、メ
   モリ装置とそして前記メモリ装置に複数個の相互
   関係におかれるプログラムを供給する装置、メモ
   リ装置に記憶されたプログラムを考慮して前記入
   力データよりデータをデジタル的に計算する装置
   とそして蒸気弁の位置を制御するためにデジタル
   的に計算されたデータの少くともあるものを出力
   信号に変換する装置、蒸気弁の位置を制御するた
   めに所望の蒸気弁位置を与える出力信号と実際の
   蒸気弁の位置をあらわす操作上の入力データを連
   続して比較する装置、前記比較する装置よりの信
   号が蒸気の流れの状況に応ぜずに動かなくなつた
   蒸気弁位置を示す予定値を超えた場合に信号を発
   生する装置、蒸気の流れを制御してその作用を続
   けるようにその動かなくなつた位置より動かなく
   なつた蒸気弁を解放してやるのに必要な蒸気弁位
   置信号を再び与えるための装置が備えられるよう
   に実際に動かなくなつた弁の位置と所望の蒸気弁
   の位置を示す出力信号の間の相違が予定時期を過
   ぎて予定値以上のまゝである場合実際に動かなく
   なつた弁の位置の方へ動かなくなつた蒸気弁の位
   置信号を戻してやる装置とを備えるデジタルコン
   ピユータで蒸気タービンを制御する装置。