JPS6284308A - 表示装置付手動操作装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、複数のコントローラをプラント機器に対応し
分散配置するとともに伝送バスにより結合し階層化した
制御システムに於ける手動バックアップ装置に係り、特
に操作器具を集約化し、制御盤の縮少及びケーブルの削
減をはかるとともに、運転操作性を向上させ、上位階層
部故障時にも手動バックアップを可能とする手動操作装
置に関する。

〔発明の背景〕

工業プラント及び電力プラント等は制御装置の故障によ
りプラント運転操作が不可能になると重大な損害等をも
たらすので、複数コントローラをプラント機器に対応し
分散配置し機能的に階層化する事により危険分散をはか
るとともに、自動運転不調時及びコントローラ故障時の
手動バックアップ運転確保の為に、バルブ、ドライブ等
のアナログ操作端及びポンプ、ファン等のＯＮ、ＯＦＦ
制御機器に１対１で手動操作ステーションあるいは操作
スイッチを配置している。

第２図に従来例を示す。７はバルブ、ドライブ等のアナ
ログ操作端及びポンプ、ファン等のプラント機器を示す
、６はプラント機器を運転操作する為に必要な発信器信
号、接点信号等のプロセス入力信号。９はプラント機器
を手動で運転操作する為の指示計２表示灯、スイッチ等
から成る手動操作ステーションを示す。又、５は機器駆
動コントローラ、８はグループコントローラを示す１機
器駆動コントローラ５はプラント機器７に対応して置か
れ、プラント機器７の単体の駆動に必要なプロセス入力
信号６を取込み、グループコントローラ８からの制御指
令又は手動操作ステーション９の指令により、内部の制
御ロジックに基づいてプラント機器７の単体の調整ある
いは起動、停止を行う。機器駆動コントローラ５はプラ
ントの系統又は機能により複数台グルーピングされ、各
グループ毎にグループコントローラ８が１台ずつ置かれ
る。グループコントローラ８は複数の機器駆動コントロ
ーラ５と相互に伝送バス４で結合されており、内蔵した
制御ロジックに基づき系統グループ又は機能グループ内
の各プラント機器のフィードバック制御、ブイードフォ
ワード制御等のシーケンシャル起動、停止制御等を行い
、伝送バス４を通じて機器駆動コントローラ５に指令を
与える。又必要に応じてさらに上位のシステムおよび他
のグループコントローラ８と伝送バス１０で結合され、
機器駆動コントローラ５がらの各プラント機器に関する
情報を上位システムに吸い上げるとともに、他のグルー
プコントローラ８間の情報交換、さらには上位システム
からの制御指令に基づくプラント機器制御指令を各々の
機器駆動コントローラ５へ出力する。このシステムに於
いて。

グループコントローラ８のロジック異常等による自動運
転不調時あるいはコントローラ故障時には警報を発する
とともに、機器、駆動コントローラ５の制御モードをグ
ループコントローラ８により自動的又は手動操作ステー
ション９により運転員が手動運転モードに変え１手動操
作ステーション９による手動運転を確保し、必要に応じ
て手動運転によりプラントの運転を継続することができ
る。

しかし、中央操作室の制御盤にプラント機器に対応して
１対１に手動操作ステーション９を制御盤に設置し、機
器駆動コントローラ５との間をケーブルで結んでいる為
、非常に大型の制御盤（例えば火力プラントの場合１プ
ラント当りの操作端が４００〜５００台にも渡り６〜７
ｍ巾の制御盤が必要となる）が必要となり、しかもケー
ブルが大巾に必要という問題点があった。又、火力プラ
ントに於いては将来数プラント１中央操作室となる方向
であり、盤の縮少化は、重要な課題となっている。又、
盤縮少化の方法として関連あるものには、例えば特開昭
５０−２５９８７号等があるが、この様なコントローラ
間を伝送バスで結合し、ＣＲＴを使って集約表示し、集
中式のオペレータコンソールによって切替操作する事に
より盤の縮少化は可能だが、集中監視の必要性から、こ
の様な機能は上位システムで処理しており、伝送バスの
故障あるいは、階層システムの場合機器駆動コントロー
ラ５の上位での故障が発生すると、操作及び監視カテキ
ナくなり５手動操作が必要な時に操作できないという問
題点もあった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、制御盤スペース及びケーブルを削減す
るとともに、運転操作性を向上させ、さらにはシステム
の部分故障時にも確実に手動操作の可能な分散階層構成
システムに最適な手動操作装置を提供する事にある。

〔発明の概要〕

本発明は、ＣＲＴディスプレイ装置等の表示装置とオペ
レータコンソールの組合せにより従来よりも制御スペー
スを削減するとともに、コントローラの機能グループに
着目し、グループ単位で表示する事により当該プロセス
機器選択を容易にし、又個別操作に必要な関連情報も併
せて表示する事により操作性を向上させ、さらには、操
作対象を制御する端末制御装置とグループと直接バスで
結合する事により上位コントローラ及び他のコントロー
ラ故障時も確実に当該操作対象の手動操作を可能とした
点にある。

〔発明の実施例〕

本発明の一実施例のシステム構成を第１図に示す。第２
図と同一番号のものは、同様の機能を示す、１は手動操
作装置、２はＣＲＴディスプレイ、３はオペレータコン
ソール、１１はＣＲＴ制御装置、１２は演算制御装置、
１３は入出力装置を示す、各機器駆動コントローラ５は
、系統又は機能毎にグルービングし、伝送バス４で結合
されるとともに各グループは、それぞれ手動操作装置１
の入出力装置ｌ！１３と伝送バス４で結合される。機器
駆動コントローラ５、グループコントローラ８及び手動
バックアップ装ｒ１１１を結合する伝送バス４はマルチ
パスとなっており、同報通信等の方式により相互に情報
の送受信が可能となっている。第３図はオペレータコン
ソールの一実施例を示す。

３４は機器駆動コントローラ５のグルービングに対応し
た系統選択スイッチ、３５はＣＲＴに表示したプラント
機器を選択する為のテンキー、３３はプラント機器を手
動操作する為の手動操作スイッチ（３３−１，］ｔ、０
Ｎ−ＯＦＦ制御用、３３−３は調整制御用）を示す。

以下第１図および第３図〜第５図により本発明による運
転操作の一例として給水系統の給水ポンプの０Ｎ−ＯＦ
Ｆ制御の場合につき説明する。運転員は手動操作が必要
になると操作すべきプラント機器７の該当する系統選択
スイッチ３４を押す。

例では“給水３”が相当する。この情報はＣＲＴ制御装
置１１を経由して入力され、あらかじめ演算処理装！！
１２に記憶された処理プログラムにより、第４図に示す
様な該当プラント機器の所属する系統の情報が選択表示
されるとともに、入出力量＠１３に結合されている各機
器駆動コントローラグループのうち当該のグループの伝
送バス４が選択される。例では“給水３”に該当する系
統が表示されると同時に、この系統の機器駆動コントロ
ーラ５とグループコントローラ８からなるグループの伝
送バス４が選択される。この場合の選択は方式によりバ
ス切替ハードウェア又は、ソフトウェア処理により可能
である。

二二で機器駆動コントローラ５からは伝送バス４を通じ
てプラント機器の情報が手動操作装置１へ送られており
、ＣＲＴに各プラント機器であるバルブ、モータ、ポン
プ等の開、閉あるいは起動。

停止等を色分けあるいは輝度変化等で表示する事も可能
である０次に手動操作すべきプラント機器の番号をテン
キー３５で入力する０例では３を入力する。この情報は
再びＣＲＴ制御装置１１を経由して入力され、あらかじ
め演算処理装置！１２に記憶された処理プログラムによ
り第５図に示す様に系統全体の表示は残ったままプラン
ト機器個別操作の為の画面が付加されＣＲＴディスプレ
イに表示される０画面には機器駆動コントローラ５の運
転モード、プラント機器７の運転状態が表示され、さら
にプラント機器７の運転操作に関連するプロセス量、関
連機器の運転状態が表示される。

例では、給水ポンプ（Ｍ−ＲＦＰ）が手動運転モードで
停止中を示し、給水ポンプ起動の為の確認条件としてミ
ニマムフロー弁等の開閉状態が表示されている。又給水
ポンプの起動状態を確認する為に出口圧力と入口流量の
プロセス量が表示される。尚、これらのプロセス情報は
選択されている給水３系統の機器駆動コントローラ５か
ら伝送バス４を経由して送られる。一方操作用のオペレ
ータコンソール３の個別操作スイッチ３３では、該当す
るスイッチ３３−１が選択され、使用すべきスイッチが
スイッチ左上の丸で示す表示・灯で明示される６例では
切、自動９手動９人に表示灯が点灯する。ＣＲＴ画面で
自動運転モードであれば、手動を押し機器駆動コントロ
ーラ５を手動運転モードに移した後、入を押し給水ポン
プを起動する。

この時手動指令、給水ポンプ起動指令は手動操作装置１
から、該当する給水ポンプ用の機器駆動コントローラ５
へ伝送バス４を経由して送信され、給水ポンプを駆動し
た後、逆の経路で給水ポンプの運転状態がＣＲＴディス
プレイ２に表示される。

尚、オペレータコンソールの個別操作スイッチ３３を複
数設け、ＣＲＴ画面に複数の関連操作端を表示し、操作
する事も可能である。

第６図は、別の表示例で給水調節弁の調整制御の場合を
示す。先に説明した給水ポンプの場合と同様に系統選択
スイッチ３４″給水３″で給水３系統をＣＲＴディスプ
レイ２に表示した後、テンキー３５で２”を選択し、操
作すベキ″給水調節弁″′の個別操作画面をＣＲＴディ
スプレイ２に表示する。画面には、給水調節弁で制御す
るプロセス量の“ＲＦＰ−人口流量″と″操作出力？ｔ
および機器駆動コントローラ５の運転モードが表示され
る。又関連度の高いプロセス量の“主給水流量″も併せ
て表示される。一方オペレータコンソール３では、個別
操作スイッチ３３−３が選択され、これにより機器駆動
コントローラ５の運転モードの切替えおよび手動モード
での給水調節弁の開閉による調整制御が可能である。

次に伝送バスの切替え方法及び切替え時の手動操作器Ｗ
１と機器駆動コントローラ５の間の伝送処理について詳
細に説明する。

第９図は、手動操作装置の伝送バス切替え方法を示す、
３４は系統選択スイッチ、１３は手動操作装置１の伝送
バス入出力部、５０はＯＲ回路、５１はＡＮＤ回路、５
２は切替ＲＹ、５３は切替接点、５４は伝送バスインタ
ーフェイス部を示す。

又４は燃料、給水２通風等の系統毎にグルービッグされ
たコントローラグループの伝送バスを示す。

コントローラの系統分割構成によって系統選択スイッチ
３４の１個又は複数個が１つの系統毎のコントローラグ
ループに対応しており、系統選択スイッチ３４の例えば
″給水１″を押すと、ＯＲ回路５０．ＡＮＤ回路５１か
ら成る選択回路によって切替ＲＹ５２−ｎが励磁され、
切替接点５３−ｎがＯＮし、伝送バスインターフェース
５４に回線Ｎが接続される。この切替回路はインターロ
ックにより系統選択スイッチ３４が該当する１つのコン
トローラグループのみを選択し、これにより伝送バスイ
ンターフェース５４は常に１つの伝送バス４のみと接続
される。

ここで、伝送バス４−１〜４−　ｎを全て伝送バスイン
ターフェース５４に接続し、ここに述べた切替回路を手
動操作装置１の内部リフト処理で実現してももちろんか
まわない。

次に、伝送バス４に接続されているコントローラ間の伝
送方法について第１３図、第１４図により説明する。第
１３図で６０は伝送データフォーマットを示し、送信コ
ード６１と操作端モード切替指令、操作指令等のデータ
から構成されている。

第１４図は、伝送バス４−　ｎに接続された機器駆動コ
ントローラ５−ｎ−１，５−ｎ−２、グループコントロ
ーラ８−ｎ、手動操作装置１の間の伝送方式を示す０例
えば機器駆動コントローラ５−ｎ−１はデータと送信コ
ード“Ａ”からなる伝送データを伝送バス４−ｎに出力
する。この伝送データは伝送バス４−ｎに接続されてい
るコントローラ全てが受信する。この方式を同報通信と
呼ぶ、受信したコントローラはあらかじめ自分が受信す
べき受信コードを内部に設定しておき、この受信コード
と相手からの送信データについている送信コードを比較
し、一致していれば取込み。

不一致であれば読みすてる。第１４図では、コントロー
ラ８−ｎ及び１は、受信コードとしてＡを設定している
のでデータを取込むが、コントローラ５−ｎ−２は、Ｃ
，Ｄを設定しており、Ａは設定していないので、取込ま
ない事になる。

以上の様な方式により、例えば第１０図に示す給水系統
グループでは相互間の伝送を行っており、給水系統が選
択され切替接点５３−ｎがＯＮＬ、、手動操作器１が給
水系統グループの伝送バス４−ｎに接続されている時に
は、伝送バスインターフェイス５４を通じて、機器コン
トローラ５−ｎ−１〜５−ｎ−ｎ、及び給水グループコ
ントローラ８−　ｎからのデータを入力できる。

次に第１１図、第１２図にそって、第４図、第５図で説
明した給水系統のＭ−ＢＦＰを例に手動操作器＠１から
当該の駆動コントローラ５を選択し、操作する場合の内
部処理について説明する。

まずＭ−ＢＦＰの属する“給水３″の系統ＰＢ３４を押
すと処理７０により“給水３”が押された事を認識し、
処理７１により現在内部に設定している受信コードをリ
セットするとともに、伝送入出力装置１３に接続してい
る切替接点５３を切り離す０次に処理７４により切替接
点５３−ｎをＯＮＬ、系統選択ＰＢ”給水３″の属する
伝送パス４−ｎに接続し、伝送バス４−ｎに接続されて
いる機器駆動コントローラ５−ｎ１〜５−ｎ−ｎ及び給
水グループコントローラ８−ｎからのデータを入力する
為の受信コードを内部に設定し、データの受信を開始す
る。給水グループ内のコントローラは常時、手動操作装
置用のデータを送信しており・、処理７５が終わると給
水系統についての必要データが全て手動操作装置１に入
力され、ＣＲＴに系統図等により系統データが表示され
る。

次にＭ−ＲＦＰの番号３をテンキー７６から入力すると
、処理７６により“３”を取込み、給水系統のＭ−ＢＦ
Ｐが選択された事を認識し、送信データの送信コードと
して、Ｍ−ＲＦＰの機器駆動用コントローラ５−ｎ−２
の受信コードを設定する。ここで手動操作スイッチ３３
のモード切替、“自動”、′手動”、操作指令“入”、
′切″を押すと、処理７８でどのスイッチが押されたか
認識し、処理７９で該当の指令データを作成するととも
に、処理８０で送信データを伝送バス４−ｎに出力する
。

以上の様にして手動操作装置１からの個別操作指令の出
力が行える。

一方、手動操作装＠１からの送信データは、該当機器駆
動コントローラのみが受信する様にコードがあらかじめ
決められており、第１５図及び第１６図の様な回路によ
り制御が行われる。

第１５図及び第１６図で３３は手動操作スイッチ、１は
手動操作装置、８は系統グループコントローラ、５は機
器駆動コントローラ、９１はＮ。

Ｔ処理、９２はＯＲ処理、９３はＡＮＤ処理、９４は信
号切替処理、９５は加減算処理、９６は比例積分処理、
９７はアナログメモリ処理を示す。

第１５図はＭ−ＢＦＰ用の機器駆動コントローラ５−ｎ
−２を示す、受信コードは、給水グループコントローラ
８−ｎ及び手動操作装置１の両方の伝送データが受信で
きる様に複数のコードがあらかじめ設定されている０通
常運転中は、給水系統グループコントローラ８−　ｎの
シーケンシャル制御による起動、停止指令により、Ｍ−
ＢＦＰ７−ｎ−２の起動、停止を行っているが１手動操
作装置１で操作を行う場合には、手動操作スイッチ３３
−１の“手動″を押し、手動指令１０Ｂで機器駆動コン
トローラ５−　ｎ　−２の運転モードを手動に変えた上
で手動操作スイッチ３３−１の“切″′、′入”を操作
し起動、停止指令１０３，１０４を出力する。シーケン
シャル制御にもどす時は、同様にして″″自動を押し、
自動指令１０５で運転モードを自動にもどす。この様に
して、常時、給水系統グループコントローラ８−ｎ及び
手動操作装置１の両方からの伝送データを受信しながら
。

運転モードインタロックにより指令を切替えてＭ−ＢＦ
Ｐの運転を行う。

同様に第１６図は、給水調節弁用の機器駆動コントロー
ラ５−ｎ−１の場合を示す、Ｍ−ＲＦＰの場合と同様、
受信コードは、給水系統グループコントローラ８−ｎ及
び手動操作装置１の両方の伝送データが受信できる様に
、複数のコードがあらかじめ設定されている。

通常運転中は、給水系統グループコントローラ８−　ｎ
からの給水流量目標指令１１０により、給水流量フィー
ドバック信号１１１と加減算処理９５で偏差を計算し、
比例積分処理９６でその偏差の比例積分を行い給水調節
弁７−ｎ−１を制御している。ここで、給水流量目標指
令１１０によるカスケード制御をやめ、目標値手動設定
による自動運転を行いたい場合は１個別操作スイッチ３
３−３の“ローカル”を押し、ローカルモード切替指令
１１３により、機器駆動コントローラ５−ｎ−１のモー
ドをローカルに変えた“設定槽”。

“設定域″を押す。これにより、手動操作装置１内部で
１手動設定値１１４の値をアナログメモリ処理９７によ
り増減演算し、その結果を伝送パス４−ｎ経由で機器駆
動コントローラ５−ｎ−１に伝送する１機器駆動コント
ローラ５−ｎ−１では、０−”ルゝ−ドとな″おり信号
切替処理９４−　　　　　　　。

１により、給水流量目標指令１１００代わりに手動設定
値１１４を目標値として同様の自動制御を　　　　　　
　）行う、又、再びカスケード制御にもどす場合は、　
　　　　　　ｉ５、ヵユヶー、７□５、ニー、２カ、ヶ
ー、ニー　　　　［ドに切替える。この時当然ながら機
器駆動コントローラ内部の制御ロジックにより、バンプ
レスに切替えが行われる。

さらに、操作端の自動制御を止め、手動操作を行いたい
場合には、手動操作スイッチ３３−３のパ手動″を押し
、機器駆動コントローラ５−ｎ−１の運転モードを手動
に変え、切替処理９４−２により１手動操作指令１１７
が操作端の給水調節弁７−ｎ−１の操作指令出力として
出力される。

この時、操作指令出力１１７の増減は、目標値設定操作
の場合と同様にして手動操作スイッチ３３−３の“Δ（
増）”、′Δ（減）”を押す事により、手動操作装置１
の内部でアナログメモリ処理９７により、手動操作指令
値１１７の増減演算を行うことにより行う。又、手動運
転から自動運転にもどす場合も、ローカルからカスケー
ドに切替えたのと同様にして“自動”を押すことにより
行われる。

このようにして、アナログ操作端の場合も補機制御と同
様に、常時、給水系統グループコントローラ８−ｎ、及
び手動操作装置１の両方から伝送データを受信しながら
、モード切替インターロックにより、制御指令を切替え
ながら操作の制御を行う。

以上の様に本実施例によれば、系統又は機能による、機
器駆動コントローラのグループ単位に表示２選択する事
により、非常に多数のプラント機器の中から、容器に該
当の機器を選択でき、しかも関連機器の運転状態及びプ
ロセス量を系統グループ単位に一箇所で見ながら運転操
作できるので運転操作性を向上させるのに非常に有効で
ある。

又１機器駆動コントローラ５と伝送バス４でダイレクト
に結合している為、従来に比ベケーブルを大巾削減でき
るとともに上位のグループコントローラ８故障時にも確
実に手動運転を確保できる。

又、系統選択スイッチにより、手動操作装置と対象系統
、対象機器と１対１に容器に対応づけが可能で、又、伝
送入出力データの中から、当該の必要系読分のみを容易
に取出せ、伝送処理が非常にシンプル化できる。さらに
、ＣＲＴディスプレイ２とオペレータコンソール３の組
合せにより従来の制御盤にあった操作スイッチを大巾に
削減できるとともにＣＲＴ関連情報を系統グループ単位
表示することにより操作の為の指示計９表示灯を削減で
き、制御盤の大巾な縮少化が可能となる。

第７図に本発明の他の実施例を示す。第１図と同一番号
のものは、同様の機能を示す。４０は伝送バス切替器、
４１は伝送バスを示す１本実施例では系統又は機能毎に
グルーピングしたコントローラのグループと手動操作袋
Ｗ１の間に伝送バス切替器４０を設置し１手動操作装置
１で操作する該当のコントローラのグループ１つを切替
器４０で選択し、手動操作装置１と伝送バス４，４１で
結合する。これにより、各コントローラのグループ間の
伝送バスの絶縁を保つ事ができ、１つのコントローラの
グループでの伝送バスの異常による影響が他のコントロ
ーラのグループへ及ぶのを防止でき、装置の信頼性を向
上できる。尚バスの選択方法以外の操作は第１図と同様
である。

第８図は本発明の他の実施例を示す。第７図と同一番号
のものは、同様の機能を示す０本実施例では２台の手動
操作装置１を伝送バス切替器４０によって各コントロー
ラのグループに結合する。

このように２台の手動操作装置１を結合する事により、
２台の操作端の同時操作を可能とする事ができ、同時に
手動操作装置１の故障時のバックアップを図ることがで
きるので、運転操作の信頼性をさらに向上させる事がで
きる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、制御盤スペース及びケーブルを大巾に
削減できるとともに、手動バックアップ時の運転操作性
および信頼性を向上させた分散階層構成システムに最適
な安全で操作の容易な表示装置付手動操作装置が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のシステム構成図、第２図は
従来のシステム構成図の一例、第３図は本発明によるオ
ペレータコンソールの一例、第４図、第５図及び第６図
は本発明によるディスプレイ表示の一例で、又、第７図
及び第８図は本発明の他の実施例のシステム構成図、第
９図は手動操作装置の伝送バス切替方法の説明図、第１
０図は手動操作装置と選択した系統グループコントロー
ラ群の接続の説明図、第１１図、第１２図は手動操作装
置と系統グループの当該コントローラ間との接続の為の
処理説明図、第１３図、第１４図は伝装フォーマットと
伝送処理方法の説明図、第１５図、第１６図は、機器駆
動コントローラ内部処理の説明図を示す。 １・・・表示装置付手動操作装置、２・・・ＣＲＴディ
スプレイ、３・・・オペレータコンソール、４・・・伝
送バス、５・・・機器駆動コントローラ、６・・・プロ
セス入力信号、７・・・プラント機器、８・・・グルー
プコントローラ、４０・・・信号切替器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の制御対象とその制御対象を制御する端末制御
   装置と前述制御対象の手動操作を行う為の、表示装置と
   操作装置を持つ手動操作装置からなる制御システムに於
   いて、系統又は機能グループ等のグループ選択の手段と
   選択したグループ内に含まれる制御対象の個別選択の為
   の手段により当該制御対象を選択するとともに、選択し
   た制御対象の個別操作に必要な情報を表示装置に表示し
   、該当の操作手段によつて制御対象の個別手動操作を行
   う事を特徴とする表示装置付手動操作装置。 ２、第１項の表示装置付手動操作装置に於いて、グルー
   プ選択の手段により個別操作対象を含むグループ関連情
   報を表示装置に表示し、表示装置上の操作対象に関する
   情報から個別操作対象選択の情報を得て、個別選択の手
   段により個別操作対象を選択し、同時に個別操作対象の
   操作に必要な情報を表示し、個別操作の手段により制御
   対象の操作を行う事を特徴とする表示装置付手動操作装
   置。