JPS6324122B2 - - Google Patents
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- JPS6324122B2 JPS6324122B2 JP56087595A JP8759581A JPS6324122B2 JP S6324122 B2 JPS6324122 B2 JP S6324122B2 JP 56087595 A JP56087595 A JP 56087595A JP 8759581 A JP8759581 A JP 8759581A JP S6324122 B2 JPS6324122 B2 JP S6324122B2
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- F05D2220/31—Application in turbines in steam turbines
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
この発明は一般的に蒸気タービン−発電機に対
する制御装置、更に具体的に云えば、タービン−
発電機のあらゆる動作段階の間、タービン−発電
機の動作を直接的に制御するアナログ形電気流体
力学式制御装置に対して最適の命令を与えるマイ
クロコンピユータの階層（hierarchy）を持つ監
視制御装置に関する。 蒸気タービンのオンライン制御が出来ると共
に、作業員によつて供給された二三の個別の指令
（例えば目標速度、加速度、目標負荷及び装荷速
度）に応答してタービンの始動、装荷及び脱荷が
出来る半自動制御装置が数年前から知られてお
り、使われている。こういう装置は、大部分がア
ナログ電子部品及び電気流体力学式部品を用いて
構成されており、非常に精密な制御作用が出来る
と共に、耐久力並びに信頼性の点でもよい記録を
残している。それでも、特に非定常状態の運転期
間の間、人がかなり高度の、制御装置との相互作
用をする必要性が依然としてある。慎重に指示を
与える為には、作業員は、タービン応力監視計器
並びに他の種々の計器及びモニタ装置を案内とし
なければならなかつた。 最近、エネルギの稀少性並びに価格の高さの
為、一層大形で、一層洗練され、且つ一層効率の
よいタービン−発電機の開発が促進され、この為
に電力会社は、変化する負荷需要に応答して始
動、停止、負荷の変更等が、最も融通性があり且
つ経済的な形で出来る様に保証する手段を求めて
いる。この結果、高度に洗練された監視計装及び
モニタ装置が開発されたが、作業員がタービン−
発電機の制御作用に指示する時、作業員が吸収し
て処理しなければならない情報量が増加すること
により、作業員の負担が一層厳しくなりもした。 この様な監視作業で作業員が助ける為、大形デ
イジタル計算機をプログラムし、それを利用し
て、前述のオンライン式半自動制御装置を監視す
ることにより、タービンの始動、装荷及び脱荷を
監視している。こういう使い方はかなり成功して
いるが、本体として大形の計算機を使えるのも、
タービンの監視並びに制御が、計算機に割当てら
れた多くのタスクの内の１つにすぎないからであ
る。普通割当てられるその他のタスクとしては、
ボイラー及び発電所補助装置の制御及び監視、性
能の計算、順序のモニタ作用及びデータ記録があ
る。上記並びにその他の割当てられるタスクの複
雑性並びに多様性の為、大形計算機を用いる制御
の信頼性は、必ずしも電力会社用として望まれる
程高くはない。更に、コストの点で、タービン−
発電機の全ての使用者が、計算機を用いた完全自
動制御装置が使えるわけではない。 従つて、この発明の目的は、タービン−発電機
をその熱的及び機械的な拘束の範囲内で、最適に
且つ自動的に始動、装荷並びに脱荷することが出
来る専用の計算機形制御装置を提供すると共に、
十分に試験されている信頼性の高いアナログ形電
気流体力学式制御装置を排除せずに、その上に組
立てることによつて、こういうことが出来る様に
することである。 この発明の別の目的は、監視制御に専用となつ
ていて、他の補助作用の相手をすることを必要と
せずに、経済的に正当化される様な、マイクロコ
ンピユータをベースとした分散形制御システムを
提供することにより、蒸気タービン−発電機を制
御する為の大形の、本体の計算機に代るコストの
安い装置を提供することである。 この発明の別の目的は、大形蒸気タービン−発
電機に対する制御装置として、制御装置が、モニ
タ様式、監視制御様式、及び大形のプラント・コ
ンピユータが、最小限のプログラミング作用しか
必要とせずに、タービン−発電機の動作を指示す
ることが出来、且つその進行に関する報告を受取
ることが出来る様なサブループ制御様式を含む
種々の動作様式を持つ様な、集積形専用コンピユ
ータ制御装置に於て、改良された監視及び保護能
力を持たせることである。 当業者にとつて、この発明が提供するその他の
改良並びに目的は、以下この発明並びにその好ま
しい実施例の原理と動作を説明する所から明らか
になろう。 この発明はマイクロコンピユータ・サブシステ
ムの階層で構成された専用監視制御装置を提供す
る。これらのマイクロコンピユータ・サブシステ
ムが、組合さつて、電力の大規模な発電に使われ
る様な種類の蒸気タービン−発電機の直接的な帰
還制御を行う普通のアナログ形電気流体力学式制
御装置（以下場合によつてFHC装置と呼ぶ）に
有利な形で指示し且つそれと相互作用する。別別
のマイクロコンピユータ・サブシステムは、共有
の２重ポート読取／書込み記憶装置を通じて統制
のとれた相互作用並びに通信をする様にプログラ
ムされており、各々のマイクロコンピユータ・サ
ブシステムが別々の１群の制御責任を受持つ様に
プログラムされ且つ形成されている。事実上、階
層のコンピユータの間に制御応答が配分されてい
る。この為、マイクロコンピユータの階層が、ア
ナログ入力データ源とインタフエイス接続する手
段、並びにタービン−発電機の種々の動作パラメ
ータの報告をする感知装置を持ち、これから熱応
力及び機械的な応力及びその他の所望の量を計算
する様にした入力兼計算コンピユータと、プラン
ト・コンピユータ、作業員の操作盤並びにプリン
タ及び陰極線管（CRT）の様なその他の表示装
置及び読出装置とインタフエイス接続される様に
なつていて、こうして作業員が制御装置と相互作
用し得る様にする表示兼通信コンピユータと、階
層の頂にあつて、他のコンピユータからの情報を
受取り、この情報に基づいて決定を下し、入出力
ポートを介して、熱的及び機械的な制約の範囲内
で、タービン−発電機の最適制御を行う為の指示
を電気流体力学式制御装置に供給する制御コンピ
ユータとを含む。 各々のマイクロコンピユータ・サブシステムが
中央処理装置（CPU）と、１つ又は更に多くの
信号母線と、貯蔵プログラムに対する読出専用記
憶装置（ROM）と、スクラツチ・パツドの情報
の中間貯蔵用のランダム・アクセス記憶装置
（RAM）と、高速演算処理装置と、監視タイマ
回路と、内部の通信及び割込みの要請を処理する
回路と、マイクロコンピユータ・サブシステムを
その特定のマイクロコンピユータに関連した外部
の動作素子に結合する（例えば電気流体力学式制
御装置とのインタフエイス接続又は測定されたア
ナログ・データをとりこむ）様になつている特殊
インタフエイス回路とを含む。更に、装置が動作
する基準となる実時間システム・クロツクがあ
る。 この発明の監視制御装置は複数個の動作様式を
持つ。その中には、作業員が、タービン−発電機
のあらゆる動作段階にわたり、CRT又はその他
の読出装置に現われる告知及び指示によつて案内
を受け、作業員がタービンの１つの動作段階から
別の動作段階へ前進を行う様にしたモニタ様式
と、動作の決定が自動的に下され、作業員の相互
作用を最小限にして、タービンが全ての動作段階
にわたつて前進させられる制御様式と、一旦ター
ビンが基本目標負荷に達すると、タービンの制御
作用が中央の自動化指名装置（ADS）又は統制
形ボイラー・タービン制御装置（CBC）に引継
がれ、ADS又はCBCが制御装置との相互作用に
よつて動作する遠隔自動様式と、制御装置が全体
的なプラント制御方式の中の１つのサブシステム
として作用し、この為タービン−発電機の制御を
行うのに、プラント・コンピユータのごく僅かな
簡単なプログラミングしか必要としない様にする
プラント・コンピユータ制御様式とが含まれる。 監視制御装置は、現状で必要でない工程を省略
しながら、タービンが論理的な動作順序を経由す
る様にさせることにより、EHC装置に指示する
（或いはモニタ様式では、作業員が最も慎重に
EHC装置に指示を与えることが出来る様に、そ
の準備をさせる）。例えばタービンの始動を行う
時、回転子の予備加温及び筐体加温を行う工程が
含まれ、その後、回転開始の準備をする工程が続
く。この工程は、行われた計算の有効性検査と、
利用し得る蒸気が圧力、温度等の点で、満足し得
る状態にあるという判定を含む。上記並びにその
他の工程の進行が、適当な情報をCRT表示装置
を介して作業員に通知することによつて監視され
る。一旦回転開始の準備が完了すると、タービン
は回転伝導装置（予備加熱中に、回転子を回転さ
せる電動機−歯車駆動装置）から離れて回転し、
第１の目標回転子速度及びこの速度に到達するま
での加速度を選択する。予め選択された第１の速
度に達すると、制御装置はタービン速度を更に高
めてもよいかどうか、或いは十分な加温及びター
ビンの応力の減少が起るまで速度を維持すべきか
どうかを決定する。いずれにせよ、制御装置は、
タービン−発電機を所要の線路周波数で電力を供
給する様に同期させることが出来る速度に達する
まで、タービンの部品に対する応力を許容レベル
に保ちながら、最適の速度レベル及び加速度を選
択することにより、動作の指示をする。 マイクロコンピユータをベースとする監視制御
装置によつて制御又は監視されるタービン−発電
機のその他の機能としては、発電機の界磁の印
加、発生された電力の周波数を線路周波数又は配
電網周波数に同期させることの開始、目標電力負
荷までの装荷並びに、そこからの脱荷、最も効率
のよい運転を行う為に、タービンの運転状態の関
数として、蒸気の部分円弧又は全円弧進入を選択
するタービン進入様式の選択、及びタービンの応
力の解析及び制御が含まれる。 マイクロコンピユータの階層で構成される制御
装置が、持久的な記憶装置（ROM）に貯蔵され
たプログラム並びにサブプログラムに従つて、上
に述べた様にその機能を果たす。コンピユータが
同時にその作用を遂行し、割込み並びにタスクの
処理を優先順位に基づいて行いながら、同じ処理
装置の中でさえ、サブプログラムが同時に遂行さ
れる。マイクロコンピユータはタービン−発電機
の運転に関係する情報を取入れ、その情報を処理
し、タービンをどの様に応答させるかを決定し、
電気流体力学式制御装置に自動的に指示するか、
或いは作業員がEHC装置に手動で指示を与える
ことが出来る様に、作業員に適当な情報を供給す
る様にプログラムされている。 １ 装置の構成 第１図に概略的に示す発電所が、この発明に従
つて専用のマイクロコンピユータをベースとした
制御装置によつて有利に制御されるタービン発電
機装置を含む。図示の発電所では、ボイラー２が
高圧で高温の蒸気を導管３を介してタービン５を
駆動する様に供給する。このタービンは高圧部分
６、中間部分７及び低圧部分８で構成される。タ
ービンの各部分６，７，８は互いに縦続的に結合
し、図示の様に軸１１によつて発電機９に結合す
ることが出来る。タービン５に対する蒸気は、最
初は主止め弁１２を介して送込み、その後は一組
の制御弁１３，１４を介して送込む。この発明を
説明する便宜上、２つの制御弁を示してあるが、
複数個の止め弁及び制御弁を使うのが普通であ
り、制御弁は高圧部分６に対する入口の周りに、
ノズルの円弧に分けて、周知の様に円周方向に配
置されている。制御弁のこの様な配置により、蒸
気が弁１３，１４の様な全部の制御弁より少ない
制御弁を介して送込まれる部分円弧動作様式、又
は蒸気が全ての制御弁を介して同時に送込まれる
全円弧様式のいずれかで、タービン部分６に蒸気
が実効的に送込まれる。 高圧部分６から排出された蒸気が再熱器４６を
通り、そこで蒸気のエンタルピが増加し、その後
再熱止め弁１７及び遮断弁１８を通つて、中間圧
力部分７に入り、この部分に対して動力流体を供
給する。中間部分７からの蒸気が蒸気導管１９を
介して低圧部分８に入り、低圧部分８から最終的
に凝縮器２０に排出され、そこからボイラー２へ
再循環通路（図に示してない）をたどる。 タービンの速度並びにタービンが駆動する負荷
の大きさは、制御弁１３，１４、止め弁１２，１
７及び遮断弁１８を介してタービン部分６，７，
８に送込まれる蒸気の量並びに状態（温度及び圧
力）に関係する。速度並びに負荷の制御、並びに
タービン全般の制御が、電気流体力学式制御
（EHC）装置２２によつて行われる。EHC装置２
２は米国特許第3097488号に記載されている形式
であることが好ましい。これはアナログ形帰還形
制御装置であつて、速度変換器２３及び電気負荷
変換器２４等からタービンの運転に関する入力情
報を受取り、制御弁１３，１４を止め弁１２，１
７及び遮断弁１８と共に正しく位置ぎめすること
により、タービンの運転を所望の予め選ばれた設
定点の値に保つ。 EHC装置２２は、運転状態並びに安全限界を
考慮に入れて、作業員の案内に従つてタービン５
を単独で制御することが出来ると共に、蒸気進入
様式を選択する手段、並びにタービンの超過速
度、過大な温度及び振動の様な異常状態に対する
保護手段になる。HEC装置２２が、米国特許第
4177387号に記載されている蒸気進入切換え方法
に適した装置を含むことが好ましい。 専用の監視制御装置２５が、EHC装置２２と
相互作用して、あらゆる運転状態で、並びにあら
ゆる運転段階の間、タービン−発電機の最適の性
能を持つ様に同装置に指示を与える様に構成され
ている。こうしてEHC装置２２に与えられる監
視制御情報が、タービン−発電機の動作パラメー
タの連続的な測定と、タービン−発電機の感知さ
れない他のパラメータに関係する情報のデータベ
ースとによつて決定される。監視制御装置２５が
マイクロコンピユータ・サブシステムの階層で構
成され、これはEHC装置２２とインタフエイス
接続が出来る制御コンピユータ２６と、表示兼通
信コンピユータ２７と、入力兼計算コンピユータ
２８を含む。マイクロコンピユータの間の機能の
配分は、この明細書では分散型制御を行うものと
言うことが出来る。制御コンピユータ２６は階層
の中で基本的な決定を下すコンピユータであり、
２重ポート・ランダム・アクセス記憶装置である
共用記憶装置２９，３０を介して、表示兼通信コ
ンピユータ２７及び入力兼計算コンピユータ２８
と夫々連絡する。アナログ入力インタフエイス３
２は、タービン−発電機の動作パラメータを表わ
すアナログ信号に対し、信号の条件づけ、隔離並
びにアナログ−デイジタル変換を行うサブシステ
ムである。アナログ信号は、入力線３３（これは
複数個の入力を表わすものと解釈されたい）によ
つて表わす様に、タービンの直接的な測定によつ
て求めることが出来るし、或いはアナログ入力線
３４及びEHC出力線３５で表わす様に、EHC装
置２２を通じて２次的に求めることが出来る。 入力兼計算コンピユータ２８が、デイジタル形
式に変換された後の入力信号を読取り、それらを
許容最大値及び最小値並びに中間の入力の値と比
較することによつて、入力信号を有効と認定し、
入力信号を工学単位に変換する。こうして得られ
たデータは、その後のデータの収集によつて更新
されるまで保持され、要請に応じて、入力兼計算
コンピユータ２８又は制御コンピユータ２６のい
ずれかの内部にある動作プログラム並びにサブプ
ログラムに供給される。 入力兼計算コンピユータ２８は、タービンの回
転子並びに殻体の様なタービンの部品に対する熱
応力及び機械的な応力を（入力の測定値信号に基
づいて）計算し、こうして導き出した情報を制御
コンピユータ２６に供給する手段になる。決定さ
れた応力レベルに基いで、制御コンピユータ２６
がEHC装置２２に指示を与え、この装置がター
ビンを直接的に制御して、応力が最小になる様に
する。応力は米国特許第3446224号に記載された
方式、並びに米国特許第4046002号及び同第
4104908号に記載された方式を含むその後の改良
に従つて決定される。 タービンの部品の有効寿命は、始動、負荷の変
更、運転停止並びに蒸気の条件の突然の変化の際
に起る循環的な加熱、冷却並びに遠心力負荷の結
果として起る、避けることの出来ない循環的な応
力によつて影響されるから、入力兼計算コンピユ
ータ２８が、タービンの予定の部品に対し、こう
いう応力サイクルの間に消費された寿命の長さを
決定する。こうして決定される値は、応力サイク
ルで消費された寿命の百分率で表わすことが出
来、サイクル寿命消費量又はCLEと呼ぶ。各々
の応力サイクルで消費された寿命を累算して、タ
ービンの特定の部品（例えば回転子）に対し、こ
の部品の物理的な性質並びに形状に従つてCLE
を表わす出力を発生する。この情報が入力兼計算
コンピユータ２８の持久記憶装置内に貯蔵され
る。CLEが、入力兼計算コンピユータ２８とイ
ンタフエイス接続する表示装置（第１図には示し
てない）により、作業員に表示される。 更に入力兼計算コンピユータはタービンの回転
子の構成材料、並びに回転子材料の脆性及び延性
挙動の間の境界温度である破面出現転移温度
（FATT）の上下に於けるこの材料の挙動特性を
考慮に入れる。温度が低い時、材料は比較的脆性
が強いが、温度が高くなると、延性や増大する。
転移温度より下で生じる或る応力レベルでも望ま
しくないことがあるが、転移温度より高い所では
同じ応力レベルが許容し得ることがある。従つ
て、転移温度は応力対温度曲線を脆性領域及び延
性領域に分割し、これらが更に回転子に永久的な
損傷の惧れがある区域に分けられる。入力兼計算
コンピユータ２８は、回転子の瞬時又は実際の応
力と許容回転子応力とを比較し、こういうデータ
を別々の計数器レジスタに夫々累算して、脆性及
び延性領域で起つた事例の勘定をする。 上に述べた応力の決定並びに計算の両方の方法
が入力兼計算コンピユータ２８にプログラムされ
ていて、前掲米国特許に従つて構成されている。 表示兼通信コンピユータ２７は、作業員が制御
装置２５とインタフエイス接続することが出来る
様にする作業員用の操作盤３７、制御装置２５で
印刷されたメツセージ及びデータの永久的な記録
を作るプリンタ装置３８、及び作業員に対してメ
ツセージ／要請を呈示するCRT表示装置３９に
インタフエイス接続する入出力サブシステムであ
る。更に、データ・リンク４０が表示兼通信コン
ピユータ２７を介してプラント・コンピユータに
通じ、この為、制御装置２５の１つの動作様式で
は、プラント・コンピユータが制御装置２５に入
力指令を供給すると共に、それから進行報告を受
取る。この様式では、プラント・コンピユータが
制御装置２５を全体的なプラント制御装置の内の
サブシステムとして利用する。然し、プラント・
コンピユータは制御装置２５の作用の代りになる
様にプログラムされていないことに注意された
い。 第２図は制御装置２５のマイクロプロセツサの
階層に対するソフトウエアの構成（architecturl）
を示しており、各々のマイクロコンピユータ・サ
ブシステムに存在する主要サブプログラムのリス
トを示す。更に第２図は分散制御の考えを示して
おり、これは以下更に具体的に説明する所と併せ
て、この発明を理解するのに役立とう。 プログラム貯蔵形デイジタル・マイクロコンピ
ユータで構成された第１図の入力兼計算コンピユ
ータ２８が、更に第３図のブロツク図に示されて
おり、この図で、中央処理装置（CPU）４５が
マイクロコンピユータ２８の同期及びプログラム
実行手段になる。CPU４５（並びにこの好まし
い実施例で使うものとしてこゝで説明するその他
の全てのCPU）は、インテル・コーポレーシヨ
ンから8085A型CPUとして製造並びに販売されて
いる形式であつてよく、いずれにせよ、大規模集
積回路（LSI）装置であることが好ましい。
8085A型並びにその他の適当なCPU装置の機能素
子の動作能力並びに構造的な配置は、製造業者の
資料に記載されている。入力兼計算コンピユータ
２８を構成する素子の間の連絡は信号母線システ
ム４６によつて行われる。この母線システムに、
素子が略並列配置で接続されている。母線４６は
デイジタル信号の流れに対する通路になり、記憶
装置のアドレス動作、両方向のデータの流れ、並
びにコンピユータ内部の制御信号の流れに対する
アドレス母線、データ母線、および制御母線をそ
れぞれを含むことが出来る。母線の構成、その使
い方、並びにこの母線に於ける信号の流れ及び制
御は、当業者に周知のことである。読出専用記憶
装置（ROM）４７は持久貯蔵装置又は装置の１
群であつて、CPU４５が選択して実行するプロ
グラムを構成する命令工程を収容している。これ
に対してランダム・アクセス記憶装置（RAM）
４８は一時貯蔵形記憶装置又は記憶装置の群であ
つて、CPU４５によつて読取及び書込み動作の
両方が出来る様にすると共に、データを中間的に
貯蔵する。ROM４７もRAM４８も、CPU４５
の動作と両立し得る半導体形記憶装置であること
が好ましい。入力兼計算コンピユータ２８にプロ
グラムされた機能並びにタスクが、制御装置２５
の全体的なソフトウエア構成を示す第２図のブロ
ツク４２内に示されている。高速演算処理装置４
９が計算の実際の作業を遂行し、こういう計算は
演算処理装置４９の様な特定のハードウエアを入
れなくても、CPU４５のプログラミングによつ
て実現することが出来るけれども、それを使う
と、計算の能力並びに速度が高まる。演算処理装
置４９並びにこゝで使う又は説明するその他の全
ての高速演算処理装置は、例えばアドバンスド・
マイクロデバイセズ・インコーポレーテツドから
AM9511プロセツサとして製造且つ販売される形
式であつてよい。 入力兼計算コンピユータ２８と制御コンピユー
タ２６との間での制御作用の統制並びに割込み信
号の処理は内部通信及び割込み回路５１によつて
行われる。回路５１が２つのコンピユータの間の
割込み信号を処理し、いずれも他方から割込みが
出来る様にする。この為、いずれのコンピユータ
も他方が、優先順位に基づいて、或る選定された
タスクに注意を払う様に要請することが出来る。
他の制御信号も内部通信及び割込み回路５１を介
してコンピユータの間で交換され、この為、事実
上、各々のコンピユータは常に他方がしているこ
とを知つている。内部通信回路５１は、入力兼計
算コンピユータ２８の出力ポートと、周知の優先
順位割込み制御器とで構成される。例えば内部通
信回路５１は、インテル・コーポレーシヨンによ
つて製造且つ販売される8259型のような優先順位
割込み制御器を含んでいてよい。ここで説明し又
は使うその他の内部通信及び割込み回路も、イン
テル社の8259型を使つて構成することが出来る。 入力兼計算コンピユータ２８が監視タイマ５
２、計数器駆動回路５３及びバツフア／駆動回路
５４を含む。監視タイマ５２はコンピユータ２８
の性能を監視し、故障があつた場合、それを表わ
す信号を発生して、制御装置を自動的に安全な動
作様式（後で更に詳しく説明するモニタ様式）に
自動的に切換えることが出来る様にする。コンピ
ユータ２８は、そのプログラミングに従つて、周
期的に試験を受け、その結果、予め選ばれた時間
切れ期間が切れる前に、監視タイマ５２が満足な
結果を受取らないと、故障様式が選択される。計
数器駆動回路５３はインタフエイス回路であつ
て、破面出現転移温度に関して分類されるCLE
事象並びに高応力事象に関するデイジタル・デー
タを受取り、このデータを応力及びサイクル寿命
計数器５６に転送して、こういう高応力事象並び
に寿命消費量を表わす端数を累算して表示するこ
とが出来る様にする。応力データは、入力兼計算
コンピユータ２８のプログラムが、タービン−発
電機からアナログ・インタフエイス３２を介して
持込まれる感知装置の情報に作用する所に従つて
決定される。計数器駆動回路５３はバツフアとシ
フト・レジスタで構成することが好ましいが、当
業者であれば判る様に、他の部品を用いて設計す
ることも出来る。 やはり第３図に示すアナログ入力インタフエイ
ス３２は、タービン−発電機の運転に関係するア
ナログ入力信号を受取り、隔離し、信号の条件づ
けを行う。アナログ信号は、この制御装置が、タ
ービン−発電機を最善の形で運転することが出来
る様にする別の導き出された情報又は制御パラメ
ータを決定する為に、それに対して作用する基本
的な情報である。アナログ入力信号は直接的に求
めることが出来る。この場合、例えば熱電対又は
RTBの様な感知装置が入力インタフエイス３２
に直接接続される。この代りに、アナログ信号を
間接的に求めることが出来る。この時、アナログ
信号がEHC装置２２を介して入力インタフエイ
ス３２に送られる。アナログ入力信号としては次
の様なものがある。 信号 出所 温度 制御弁−外面及び内面 温度 蒸気交差室 温度 再熱ボール 温度 高圧殻体 温度 潤滑油 温度 主蒸気 温度 再熱器 圧力 蒸気室 圧力 主蒸気 速度 軸に装着された変換器 電力 ワツト数変換器−電力線路 弁位置 制御弁 負荷レベル 負荷設定モータ 集入様式 進入様式選択モータ 上の表に挙げた信号の出所は、ことごとくは図
面に示してないが、感知装置の位置並びにその取
付け方に関する詳細は蒸気タービン−発電機の設
計並びに運転を知つている者ならば判つているこ
とである。信頼性を極度に高くする為、アナログ
入力信号は冗長性を持たせる。 アナログ入力インタフエイス３２が、アナログ
入力信号の源と信号処理回路の間でバツフアとし
て作用する隔離増幅装置５７を含み、こうして負
荷の影響並びに信号の劣化の影響が避けられる様
にする。何組かのアナログ・デイジタル変換器を
用いて、アナログ入力信号をコンピユータの処理
に合うデイジタル信号に変換する。高レベル信号
に対するＡ／Ｄ変換器５９と、低レベル信号に対
するＡ／Ｄ変換器５８とがある。変換器５８，５
９は、単一のブロツクとして示してあるが、各々
のアナログ入力に対して別々のチヤネルがある。
各々のアナログ入力信号に対してＡ／Ｄ変換器が
１つずつある。各々のＡ／Ｄ変換器が対応する入
力データを一時的に貯蔵する為のラツチ（具体的
に示してない）を含む。CPU４５がラツチから、
プログラムの要求に応じて、入力データを読取
る。バツフア／駆動回路５４がコンピユータ母線
システム４６とＡ／Ｄ変換器のチヤネルとの間の
インタフエイスになる。従つて、データの入力転
送はCPU４５の制御によるプログラムされた転
送である。 第３図の共用記憶装置３０は２重ポート・ラン
ダム・アクセス記憶装置であり、そのポートが入
力兼計算コンピユータの母線４６及び制御コンピ
ユータの母線６３に接続され、コンピユータの間
の通信並びにデータの転送が共用記憶装置３０を
通じて行われる様にする。入力兼計算コンピユー
タ２８及び制御コンピユータ２６は、いずれも共
有記憶装置３０内の全ての位置に読取／書込み用
のアクセスを持ち、この為、いずれかのコンピユ
ータによつて記憶装置３０に送込まれたデータ
は、いずれのコンピユータも取出すことが出来
る。共用記憶装置３０並びにこゝで説明するとそ
の他の共用記憶装置は、米国特許第4212057号に
記載されている形式であつてよい。プログラム制
御を利用して、共用装置の各部分に対するアクセ
スを調停するので、いずれのコンピユータも１単
位として扱わなければならないデータ項目に対す
る他方のアクセスと干渉することがない。 第４図は第１図の制御コンピユータ２６をブロ
ツク図で示している。制御コンピユータ２６はプ
ログラム貯蔵形デイジタル・マイクロコンピユー
タであり、中央処理装置（CPU）６５、高速演
算処理装置６６、読出専用記憶装置（ROM）６
７、ランダム・アクセス記憶装置（RAM）６
８、デイジタル入力インタフエイス６９、内部通
信及び割込み回路７０、監視タイマ７２、パルス
式駆動器７３、ラツチ式駆動器７４及びモータ駆
動回路７５を含む。制御コンピユータの母線６３
が、コンピユータ２６を構成する素子を相互接続
すると共に、記憶装置並びにその他の装置のアド
レス信号、両方向に流れ得るデータ信号、並びに
コンピユータ内部の制御信号を含むデイジタル信
号の流れを司る。図では簡単にする為に１本の母
線として概略的に示してあるが、周知の様に、相
異なる信号に対しては別々の母線が用いられてい
る。更に母線６３が共用記憶装置２９，３０に接
続され、これを通じてプログラミング情報並びに
データが制御コンピユータ２６と、夫々表示兼通
信コンピユータ２７及び入力兼計算コンピユータ
２８との間でやり取りされる。制御コンピユータ
２６によつて実行されるプログラム並びにサブプ
ログラムが、第２図の制御コンピユータ・ブロツ
ク４３に示したソフトウエア構成に従つて、
ROM６７に貯蔵されている。RAM６８はデー
タの中間的な貯蔵をする。 引続いて第４図について説明すると、制御コン
ピユータ２６がパルス式駆動器７３、ラツチ式駆
動器７４及びモータ駆動回路７５を通じて、電気
流体力学式制御装置２２に指示を与え、且つ制御
する。この発明を最もよく例示する為に、図では
概略的に単独のブロツクとして示してあるが、こ
れらの駆動器及び駆動回路は、第１図のEHC装
置２２を制御するのに必要な完全な一組の出力信
号を供給するのに必要な数の回路を持つている。
パルス式駆動器７３が、タービンの速度及び加速
度と云う様な変数を制御する為に、こういう変数
に対して設けられている様な設定点を増減する
為、EHC装置２２内に設けられたリレーの様な
装置を作動（例えば増数、減数、ラツチ動作）す
るのに十分な電力並びに持続時間の出力パルスを
発生する。ラツチ式駆動器７４は、電力を持続的
に印加することを必要とする、表示灯の様な
EHC装置内にある装置を作動する為、オン又は
オフのいずれかの出力を発生する。モータ駆動回
路７５は、タービン負荷を設定したり、或いは蒸
気進入様式を選択する為という様な、EHC装置
２２内の設定点モータを駆動する出力を供給す
る。各々の駆動器７３，７４，７５はプログラム
の実行に従つて、CPU６５によつて制御される。
駆動器７３，７４，７５はこの発明のこの好まし
い実施例に対してだけ説明するものであつて、他
の形式の電気流体力学式又はアナログ制御装置を
使うこの発明の他の実施例では、変更したり、或
いは完全に省略することが出来ることに注意され
たい。 制御コンピユータ２６にEHC装置２２の動作
状態を常に知らせておく為、こういう状態を表わ
すデイジタル信号がデイジタル入力インタフエイ
ス６９を介して制御コンピユータ２６に送り返さ
れる。EHC装置２２の状態は、その特定の動作
様式を含み、この発明で作用する場合、これは、
上に述べた様な制御コンピユータ２６による監視
制御を行うことが出来る様な遠隔制御様式を含
む。デイジタル状態信号はデイジタル・ワードで
あつてよく、そのビツト・パターンがEHC装置
２２の状態を表わす。デイジタル入力インタフエ
イス６９は様式選択器７７からもデイジタル信号
を受取る。この選択器を通じて、監視制御装置２
５の動作様式が選ばれる。様式選択器７７は、装
置の各々の監視タイマから、対応するマイクロコ
ンピユータの状態を表わす信号を受取る。マイク
ロコンピユータ誤動作があつて、それが装置の任
意の１つの監視タイマによつて検出された場合、
様式選択器７７はそれに応答して、EHC装置２
２、制御マイクロコンピユータ２６並びに装置全
体を安全な動作様式に入る様に指示する。様式選
択器７７がデイジタル入力インタフエイス６９を
介して制御コンピユータの母線６３にインタフエ
イス接続されると共に、作業員用の操作盤３７
（第１図）と両方向の通信をし、この為、作業員
によつて動作様式の変更を行うことが出来る。更
に、様式選択器７７によつて命令された変更を作
業員に告知することが出来る。やはり第４図に示
す電力完全さモニタ７９が装置の全ての電源（図
面に具体的に示してない）を監視し、いずれかの
電源の故障が差し追つている場合、様式選択器７
７にそのことを警告する。様式選択器７７がそれ
に応答して、EHC装置２２及び監視制御装置２
５（入力インタフエイス６９を通じて）に信号を
送り、両者を安全な動作様式に強制的に入らせ
る。 第５図は第１図の表示兼通信コンピユータ２７
のブロツク図を示す。このコンピユータ２７はプ
ログラム貯蔵デイジタル・マイクロコンピユータ
であつて、中央処理装置（CPU）８０、高速演
算処理装置８１、読出専用記憶装置（ROM）８
２、ランダム・アクセス記憶装置（RAM）８
３、システム実時間クロツク８４、内部通信及び
割込み回路８５、監視タイマ８６、キーボード及
び表示インタフエイス８７、表示発生器８９、万
能同期−非同期送受信器（USART）９０，９
１，９２、及び関連した隔離回路９４，９５，９
６を含む。表示兼通信コンピユータ２７のプログ
ラム工程がCPU８０によつて実行され、このコ
ンピユータに割当てられた機能を実施する。プロ
グラムの永久的な工程がROM８２に貯蔵されて
おり、スクラツチ・パツト記憶装置がRAM８３
によつて構成される。表示兼通信コンピユータ２
７と制御コンピユータ２６との間のプログラム情
報並びにデータの交換は２重ポートの共用記憶装
置２９を通じて行われ、コンピユータの間で交換
される制御信号、割込み信号及びクロツク信号
は、内部通信及び割込み回路８５によつて取扱わ
れる。クロツク８４が監視制御装置２５を構成す
る全てのマイクロコンピユータのCPUに対する
タイミング・パルスを発生する。表示兼通信コン
ピユータの母線システム９８が、表示兼通信コン
ピユータ２７を構成する素子を相互接続している
が、CPU８０並びに他の構成部品の要求に従つ
て、アドレス信号、データ信号及び制御信号に対
して別々の母線を持つことが好ましい。母線シス
テム９８は、重要なあらゆる細部が、前に説明し
た母線システムと同一である。 表示兼通信コンピユータ２７が作業員との相互
作用が出来る様にし、タービン−発電機装置の運
転に関する制御指令及びデータを送込むと共にタ
ービン−発電機装置の運転に関する情報（指令又
はデータの要請を含む）受取ることが出来る様に
する。作業員の入力は、作業員用の操作盤３７を
通じて行われる。この操作盤が、キーボード１０
１、数字表示装置１０２及び表示灯及び選択スイ
ツチ（第５図に具体的に示してない）を含む。操
作盤３７が表示兼通信コンピユータ２７にキーボ
ード及び表示インタフエイス８７を通じて接続さ
れる。このインタフエイスは作業員用操作盤３７
と表示兼通信コンピユータ２７との間の信号の流
れを取扱うタスクの為に別個に専用になつたマイ
クロプロセツサを含むことが好ましい。データ及
びメツセージが陰極線管（CRT）装置３９によ
つて作業員に呈示されるか、或いはライン・プリ
ンタ３８によつて永久的なハードコピーの形で呈
示される。CRT装置３９が表示発生器８９を介
して、表示兼通信コンピユータの母線９８に結合
される。表示発生器が表示兼通信コンピユータ２
７から取出した符号化情報を、CRT装置３９で
作業員に呈示する為の対応するメツセージに変換
する。表示発生器８９は、例えばエイデイン・コ
ントロールス・カンパニによつて5215型として製
造並びに販売されている形式のものであつてよ
い。更に、テレプリンタ１０６を介して作業員用
の出力が発生される。プリンタ３８、テレプリン
タ１０６及びデータ・リンク４０を含む周辺装置
が、USART９０，９１，９２を介して表示兼通
信コンピユータにインタフエイス接続される。こ
れらのUSARTは、ビツト並列又はビツト直列形
式で処理される情報を他方の形に変換するのに使
う為、この分野で周知の大規模集積回路装置であ
る。この発明では、表示兼通信コンピユータ２７
と、プリンタ３８、テレプリンタ１０６の様な周
辺装置並びにデータ・リンク４０を介してプラン
ト・コンピユータとの間で相互接続をする為に、
この変換が必要である。隔離回路９４，９５，９
６は、負荷作用並びに転送される信号の劣化を防
止する為に、対応する周辺装置とUSART９０，
９１，９２との間に設けられるバツフアである。 作業員が第１図の制御装置２５と相互作用し得
る適当な操作盤３７が第６図に示されている。操
作盤３７が英数字表示装置１０２を含む。これに
よつて、プログラム制御の為、（そして最終的に
はタービン−発電機の制御の為）にキーボード１
０１から送込まれた作業員の指令並びにその他の
データを表示し、制御装置２５に送込む前に修正
することが出来る。キーボード１０１に押ボタン
形スイツチがプログラム制御用に設けられてい
る。この中には、表示された量を入力す前に取消
すことの出来る様にする取消しスイツチ１０５、
プログラム保留（これはタービンの動作パラメー
タに関係する）を無効にすることが出来る様にす
る手動取消しスイツチ１０６、表示された数値を
制御装置２５に転送する為の入力スイツチ１０８
がある。タービンが加速される為の適正な状態に
あるという作業員の確認が、続行スイツチ１０７
によつて表明される。本質的には、続行スイツチ
１０７は、作業員の確認なしに、タービンを伝達
装置から外して加速することがない様に、タービ
ン始動ルーチンに組込まれた停止の取消しを行
う。 更に操作盤３７は、制御装置２５の種々の動作
様式の内の１つを手動で選ぶことが出来る様にす
る表示−選択スイツチ１１０の群と、操作盤３７
にある他の全ての表示灯を試験する為に作動する
ことの出来る表示灯試験押ボタン１１２と、制御
装置２５内に誤動作があることを表示する誤動作
表示器１１３とを含む。目標負荷並びに選ばれた
目標負荷に達する為の装荷速度を選択する為、目
標負荷スイツチ１１４及び速度制限スイツチ１１
５が設けられている。これらのスイツチは監視制
御装置２５に、目標負荷又は速度制限の内、適切
なものを選択すべきであることを警告する。次
に、キーボード１０１、表示装置１０２及び入力
スイツチ１０８を通じて選択を行う。始動制御部
は、タービン始動順序を開始する為に使われる開
始スイツチ１１６と、タービンの始動を保留する
為の手動保留スイツチ１１７と、保留解放スイツ
チ１１８とを含む。CRTページ選択器が警報ペ
ージ・スイツチ１２０と区切り点ページ・スイツ
チ１２１を含む。これらのスイツチ１２０，１２
１はCRT装置３９に表示される情報の「頁」を
変えることが出来る様にする。特に、警報ペー
ジ・スイツチ１２０を作動すると、警報用に監視
されるパラメータのリストがCRT装置３９のス
クリーンに現われると共に、これらのパラメータ
の状態が示される。警報ページを変更して、警報
ページ・スイツチ１２０、キーボード１０１、表
示装置１０２及び入力スイツチ１０８を引続いて
作動することにより、別の一組の警報パラメータ
を示すことが出来る。これに対して、区切り点ペ
ージ・スイツチ１２０は、タービン−発電機の特
定の動作段階、例えば回転開始の準備、に関する
情報が呈示される様に、CRT表示装置を変える。
タービンの非定常状態の動作段階の間のタービン
回転子の寿命の許容消費量を選択するスイツチ
が、低、中及び高選択スイツチ１２３，１２４，
１２５を含む。これら一組のスイツチ１２３，１
２４，１２５は、循環的な応力が発生する動作段
階の間、例えばタービンの始動の際、タービンに
加えることの出来る応力の限界を手動で選択出来
る様にする。時間及び警報制御スイツチが時間設
定スイツチ１２７及び警報確認押ボタン１２８を
含む。時間設定スイツチ１２７は制御装置２５の
時間枠を設定して、一日の内の実際の時刻と同期
させ、制御装置２５から報告されるデータが時間
の点で正確になる様にする。警報確認スイツチ１
２８は、警報を確認したことを、作業員が制御装
置２５に対して確認することが出来る様にする。
１群の様式選択器１１０が、モニタ・スイツチ１
３０、制御スイツチ１３１、遠隔自動スイツチ１
３２及びプラント・コンピユータ・スイツチ１３
３を含む。これらのスイツチ１３０乃至１３３は
制御装置２５の動作様式を手動で選択し且つ表示
することが出来る様にする。操作盤３７はEHC
装置２２の操作盤のごく近くに配置して、作業員
が制御装置２５及びEHC装置２２の両方と直ぐ
接触出来る状態になる様にすることが好ましい。 ２ 動作様式 第１図乃至第６図に示し、上に説明した様なこ
の発明の制御装置の構造は、第１図の電気流体力
学式制御装置２２の様な関連した帰還制御装置に
用意された種々の動作様式と対応づけられた複数
個の動作様式を持つている。例えばEHC制御装
置２２には手動様式、監視遠隔様式、自動指名装
置（ADS）又は統制形ボイラー制御装置（CBC）
によつて負荷を制御する為の遠隔負荷制御様式、
及び待機様式を持つ形式であることが好ましい。
当業者であれば、これらの様式を特に含まない電
気流体力学式制御装置も、そういう様式を持つ様
に改造することが出来ることは容易に明らかであ
ろう。 この発明の監視制御装置２５の動作様式は、モ
ニタ様式、制御様式、遠隔自動様式、及びプラン
ト・コンピユータ様式を含む。これらの様式は、
主に監視制御装置２５の別々のマイクロコンピユ
ータのプログラムされた統制作用の結果である
が、第４図の様式選択器並びに第１図及び第６図
の操作盤３７の様式選択スイツチ１１０を含むハ
ードウエアの或る項目が、その実施に必要であ
る。 EHC制御装置２２に於ける様式の選択は、監
視制御装置２５に於ける様式の選択と両立するも
のであり、両立し得ない様式の選択は禁止され
る。EHC制御装置２２がタービン−発電機を直
接的に制御するから、EHC制御装置２２内での
（作業員の選択等による）特定の様式の作動が、
監視制御装置２５に於ける様式の選択に優先す
る。例えば、EHCの様式を遠隔様式から手動様
式に変えると、監視制御装置２５の様式は強制的
に制御様式からモニタ様式に変わる。前に第４図
について説明した所から、EHC装置２２の様式
又は状態を表わす信号がEHC装置内で発生され、
第４図のデイジタル入力インタフエイス６９を介
して監視制御装置２５に送られる。制御コンピユ
ータ２６がそのプログラムに従つて信号の状態を
処理し、監視制御装置をEHC装置と両立し得る
様式にする。様式の選択を次の表にまとめてあ
る。
する制御装置、更に具体的に云えば、タービン−
発電機のあらゆる動作段階の間、タービン−発電
機の動作を直接的に制御するアナログ形電気流体
力学式制御装置に対して最適の命令を与えるマイ
クロコンピユータの階層（hierarchy）を持つ監
視制御装置に関する。 蒸気タービンのオンライン制御が出来ると共
に、作業員によつて供給された二三の個別の指令
（例えば目標速度、加速度、目標負荷及び装荷速
度）に応答してタービンの始動、装荷及び脱荷が
出来る半自動制御装置が数年前から知られてお
り、使われている。こういう装置は、大部分がア
ナログ電子部品及び電気流体力学式部品を用いて
構成されており、非常に精密な制御作用が出来る
と共に、耐久力並びに信頼性の点でもよい記録を
残している。それでも、特に非定常状態の運転期
間の間、人がかなり高度の、制御装置との相互作
用をする必要性が依然としてある。慎重に指示を
与える為には、作業員は、タービン応力監視計器
並びに他の種々の計器及びモニタ装置を案内とし
なければならなかつた。 最近、エネルギの稀少性並びに価格の高さの
為、一層大形で、一層洗練され、且つ一層効率の
よいタービン−発電機の開発が促進され、この為
に電力会社は、変化する負荷需要に応答して始
動、停止、負荷の変更等が、最も融通性があり且
つ経済的な形で出来る様に保証する手段を求めて
いる。この結果、高度に洗練された監視計装及び
モニタ装置が開発されたが、作業員がタービン−
発電機の制御作用に指示する時、作業員が吸収し
て処理しなければならない情報量が増加すること
により、作業員の負担が一層厳しくなりもした。 この様な監視作業で作業員が助ける為、大形デ
イジタル計算機をプログラムし、それを利用し
て、前述のオンライン式半自動制御装置を監視す
ることにより、タービンの始動、装荷及び脱荷を
監視している。こういう使い方はかなり成功して
いるが、本体として大形の計算機を使えるのも、
タービンの監視並びに制御が、計算機に割当てら
れた多くのタスクの内の１つにすぎないからであ
る。普通割当てられるその他のタスクとしては、
ボイラー及び発電所補助装置の制御及び監視、性
能の計算、順序のモニタ作用及びデータ記録があ
る。上記並びにその他の割当てられるタスクの複
雑性並びに多様性の為、大形計算機を用いる制御
の信頼性は、必ずしも電力会社用として望まれる
程高くはない。更に、コストの点で、タービン−
発電機の全ての使用者が、計算機を用いた完全自
動制御装置が使えるわけではない。 従つて、この発明の目的は、タービン−発電機
をその熱的及び機械的な拘束の範囲内で、最適に
且つ自動的に始動、装荷並びに脱荷することが出
来る専用の計算機形制御装置を提供すると共に、
十分に試験されている信頼性の高いアナログ形電
気流体力学式制御装置を排除せずに、その上に組
立てることによつて、こういうことが出来る様に
することである。 この発明の別の目的は、監視制御に専用となつ
ていて、他の補助作用の相手をすることを必要と
せずに、経済的に正当化される様な、マイクロコ
ンピユータをベースとした分散形制御システムを
提供することにより、蒸気タービン−発電機を制
御する為の大形の、本体の計算機に代るコストの
安い装置を提供することである。 この発明の別の目的は、大形蒸気タービン−発
電機に対する制御装置として、制御装置が、モニ
タ様式、監視制御様式、及び大形のプラント・コ
ンピユータが、最小限のプログラミング作用しか
必要とせずに、タービン−発電機の動作を指示す
ることが出来、且つその進行に関する報告を受取
ることが出来る様なサブループ制御様式を含む
種々の動作様式を持つ様な、集積形専用コンピユ
ータ制御装置に於て、改良された監視及び保護能
力を持たせることである。 当業者にとつて、この発明が提供するその他の
改良並びに目的は、以下この発明並びにその好ま
しい実施例の原理と動作を説明する所から明らか
になろう。 この発明はマイクロコンピユータ・サブシステ
ムの階層で構成された専用監視制御装置を提供す
る。これらのマイクロコンピユータ・サブシステ
ムが、組合さつて、電力の大規模な発電に使われ
る様な種類の蒸気タービン−発電機の直接的な帰
還制御を行う普通のアナログ形電気流体力学式制
御装置（以下場合によつてFHC装置と呼ぶ）に
有利な形で指示し且つそれと相互作用する。別別
のマイクロコンピユータ・サブシステムは、共有
の２重ポート読取／書込み記憶装置を通じて統制
のとれた相互作用並びに通信をする様にプログラ
ムされており、各々のマイクロコンピユータ・サ
ブシステムが別々の１群の制御責任を受持つ様に
プログラムされ且つ形成されている。事実上、階
層のコンピユータの間に制御応答が配分されてい
る。この為、マイクロコンピユータの階層が、ア
ナログ入力データ源とインタフエイス接続する手
段、並びにタービン−発電機の種々の動作パラメ
ータの報告をする感知装置を持ち、これから熱応
力及び機械的な応力及びその他の所望の量を計算
する様にした入力兼計算コンピユータと、プラン
ト・コンピユータ、作業員の操作盤並びにプリン
タ及び陰極線管（CRT）の様なその他の表示装
置及び読出装置とインタフエイス接続される様に
なつていて、こうして作業員が制御装置と相互作
用し得る様にする表示兼通信コンピユータと、階
層の頂にあつて、他のコンピユータからの情報を
受取り、この情報に基づいて決定を下し、入出力
ポートを介して、熱的及び機械的な制約の範囲内
で、タービン−発電機の最適制御を行う為の指示
を電気流体力学式制御装置に供給する制御コンピ
ユータとを含む。 各々のマイクロコンピユータ・サブシステムが
中央処理装置（CPU）と、１つ又は更に多くの
信号母線と、貯蔵プログラムに対する読出専用記
憶装置（ROM）と、スクラツチ・パツドの情報
の中間貯蔵用のランダム・アクセス記憶装置
（RAM）と、高速演算処理装置と、監視タイマ
回路と、内部の通信及び割込みの要請を処理する
回路と、マイクロコンピユータ・サブシステムを
その特定のマイクロコンピユータに関連した外部
の動作素子に結合する（例えば電気流体力学式制
御装置とのインタフエイス接続又は測定されたア
ナログ・データをとりこむ）様になつている特殊
インタフエイス回路とを含む。更に、装置が動作
する基準となる実時間システム・クロツクがあ
る。 この発明の監視制御装置は複数個の動作様式を
持つ。その中には、作業員が、タービン−発電機
のあらゆる動作段階にわたり、CRT又はその他
の読出装置に現われる告知及び指示によつて案内
を受け、作業員がタービンの１つの動作段階から
別の動作段階へ前進を行う様にしたモニタ様式
と、動作の決定が自動的に下され、作業員の相互
作用を最小限にして、タービンが全ての動作段階
にわたつて前進させられる制御様式と、一旦ター
ビンが基本目標負荷に達すると、タービンの制御
作用が中央の自動化指名装置（ADS）又は統制
形ボイラー・タービン制御装置（CBC）に引継
がれ、ADS又はCBCが制御装置との相互作用に
よつて動作する遠隔自動様式と、制御装置が全体
的なプラント制御方式の中の１つのサブシステム
として作用し、この為タービン−発電機の制御を
行うのに、プラント・コンピユータのごく僅かな
簡単なプログラミングしか必要としない様にする
プラント・コンピユータ制御様式とが含まれる。 監視制御装置は、現状で必要でない工程を省略
しながら、タービンが論理的な動作順序を経由す
る様にさせることにより、EHC装置に指示する
（或いはモニタ様式では、作業員が最も慎重に
EHC装置に指示を与えることが出来る様に、そ
の準備をさせる）。例えばタービンの始動を行う
時、回転子の予備加温及び筐体加温を行う工程が
含まれ、その後、回転開始の準備をする工程が続
く。この工程は、行われた計算の有効性検査と、
利用し得る蒸気が圧力、温度等の点で、満足し得
る状態にあるという判定を含む。上記並びにその
他の工程の進行が、適当な情報をCRT表示装置
を介して作業員に通知することによつて監視され
る。一旦回転開始の準備が完了すると、タービン
は回転伝導装置（予備加熱中に、回転子を回転さ
せる電動機−歯車駆動装置）から離れて回転し、
第１の目標回転子速度及びこの速度に到達するま
での加速度を選択する。予め選択された第１の速
度に達すると、制御装置はタービン速度を更に高
めてもよいかどうか、或いは十分な加温及びター
ビンの応力の減少が起るまで速度を維持すべきか
どうかを決定する。いずれにせよ、制御装置は、
タービン−発電機を所要の線路周波数で電力を供
給する様に同期させることが出来る速度に達する
まで、タービンの部品に対する応力を許容レベル
に保ちながら、最適の速度レベル及び加速度を選
択することにより、動作の指示をする。 マイクロコンピユータをベースとする監視制御
装置によつて制御又は監視されるタービン−発電
機のその他の機能としては、発電機の界磁の印
加、発生された電力の周波数を線路周波数又は配
電網周波数に同期させることの開始、目標電力負
荷までの装荷並びに、そこからの脱荷、最も効率
のよい運転を行う為に、タービンの運転状態の関
数として、蒸気の部分円弧又は全円弧進入を選択
するタービン進入様式の選択、及びタービンの応
力の解析及び制御が含まれる。 マイクロコンピユータの階層で構成される制御
装置が、持久的な記憶装置（ROM）に貯蔵され
たプログラム並びにサブプログラムに従つて、上
に述べた様にその機能を果たす。コンピユータが
同時にその作用を遂行し、割込み並びにタスクの
処理を優先順位に基づいて行いながら、同じ処理
装置の中でさえ、サブプログラムが同時に遂行さ
れる。マイクロコンピユータはタービン−発電機
の運転に関係する情報を取入れ、その情報を処理
し、タービンをどの様に応答させるかを決定し、
電気流体力学式制御装置に自動的に指示するか、
或いは作業員がEHC装置に手動で指示を与える
ことが出来る様に、作業員に適当な情報を供給す
る様にプログラムされている。 １ 装置の構成 第１図に概略的に示す発電所が、この発明に従
つて専用のマイクロコンピユータをベースとした
制御装置によつて有利に制御されるタービン発電
機装置を含む。図示の発電所では、ボイラー２が
高圧で高温の蒸気を導管３を介してタービン５を
駆動する様に供給する。このタービンは高圧部分
６、中間部分７及び低圧部分８で構成される。タ
ービンの各部分６，７，８は互いに縦続的に結合
し、図示の様に軸１１によつて発電機９に結合す
ることが出来る。タービン５に対する蒸気は、最
初は主止め弁１２を介して送込み、その後は一組
の制御弁１３，１４を介して送込む。この発明を
説明する便宜上、２つの制御弁を示してあるが、
複数個の止め弁及び制御弁を使うのが普通であ
り、制御弁は高圧部分６に対する入口の周りに、
ノズルの円弧に分けて、周知の様に円周方向に配
置されている。制御弁のこの様な配置により、蒸
気が弁１３，１４の様な全部の制御弁より少ない
制御弁を介して送込まれる部分円弧動作様式、又
は蒸気が全ての制御弁を介して同時に送込まれる
全円弧様式のいずれかで、タービン部分６に蒸気
が実効的に送込まれる。 高圧部分６から排出された蒸気が再熱器４６を
通り、そこで蒸気のエンタルピが増加し、その後
再熱止め弁１７及び遮断弁１８を通つて、中間圧
力部分７に入り、この部分に対して動力流体を供
給する。中間部分７からの蒸気が蒸気導管１９を
介して低圧部分８に入り、低圧部分８から最終的
に凝縮器２０に排出され、そこからボイラー２へ
再循環通路（図に示してない）をたどる。 タービンの速度並びにタービンが駆動する負荷
の大きさは、制御弁１３，１４、止め弁１２，１
７及び遮断弁１８を介してタービン部分６，７，
８に送込まれる蒸気の量並びに状態（温度及び圧
力）に関係する。速度並びに負荷の制御、並びに
タービン全般の制御が、電気流体力学式制御
（EHC）装置２２によつて行われる。EHC装置２
２は米国特許第3097488号に記載されている形式
であることが好ましい。これはアナログ形帰還形
制御装置であつて、速度変換器２３及び電気負荷
変換器２４等からタービンの運転に関する入力情
報を受取り、制御弁１３，１４を止め弁１２，１
７及び遮断弁１８と共に正しく位置ぎめすること
により、タービンの運転を所望の予め選ばれた設
定点の値に保つ。 EHC装置２２は、運転状態並びに安全限界を
考慮に入れて、作業員の案内に従つてタービン５
を単独で制御することが出来ると共に、蒸気進入
様式を選択する手段、並びにタービンの超過速
度、過大な温度及び振動の様な異常状態に対する
保護手段になる。HEC装置２２が、米国特許第
4177387号に記載されている蒸気進入切換え方法
に適した装置を含むことが好ましい。 専用の監視制御装置２５が、EHC装置２２と
相互作用して、あらゆる運転状態で、並びにあら
ゆる運転段階の間、タービン−発電機の最適の性
能を持つ様に同装置に指示を与える様に構成され
ている。こうしてEHC装置２２に与えられる監
視制御情報が、タービン−発電機の動作パラメー
タの連続的な測定と、タービン−発電機の感知さ
れない他のパラメータに関係する情報のデータベ
ースとによつて決定される。監視制御装置２５が
マイクロコンピユータ・サブシステムの階層で構
成され、これはEHC装置２２とインタフエイス
接続が出来る制御コンピユータ２６と、表示兼通
信コンピユータ２７と、入力兼計算コンピユータ
２８を含む。マイクロコンピユータの間の機能の
配分は、この明細書では分散型制御を行うものと
言うことが出来る。制御コンピユータ２６は階層
の中で基本的な決定を下すコンピユータであり、
２重ポート・ランダム・アクセス記憶装置である
共用記憶装置２９，３０を介して、表示兼通信コ
ンピユータ２７及び入力兼計算コンピユータ２８
と夫々連絡する。アナログ入力インタフエイス３
２は、タービン−発電機の動作パラメータを表わ
すアナログ信号に対し、信号の条件づけ、隔離並
びにアナログ−デイジタル変換を行うサブシステ
ムである。アナログ信号は、入力線３３（これは
複数個の入力を表わすものと解釈されたい）によ
つて表わす様に、タービンの直接的な測定によつ
て求めることが出来るし、或いはアナログ入力線
３４及びEHC出力線３５で表わす様に、EHC装
置２２を通じて２次的に求めることが出来る。 入力兼計算コンピユータ２８が、デイジタル形
式に変換された後の入力信号を読取り、それらを
許容最大値及び最小値並びに中間の入力の値と比
較することによつて、入力信号を有効と認定し、
入力信号を工学単位に変換する。こうして得られ
たデータは、その後のデータの収集によつて更新
されるまで保持され、要請に応じて、入力兼計算
コンピユータ２８又は制御コンピユータ２６のい
ずれかの内部にある動作プログラム並びにサブプ
ログラムに供給される。 入力兼計算コンピユータ２８は、タービンの回
転子並びに殻体の様なタービンの部品に対する熱
応力及び機械的な応力を（入力の測定値信号に基
づいて）計算し、こうして導き出した情報を制御
コンピユータ２６に供給する手段になる。決定さ
れた応力レベルに基いで、制御コンピユータ２６
がEHC装置２２に指示を与え、この装置がター
ビンを直接的に制御して、応力が最小になる様に
する。応力は米国特許第3446224号に記載された
方式、並びに米国特許第4046002号及び同第
4104908号に記載された方式を含むその後の改良
に従つて決定される。 タービンの部品の有効寿命は、始動、負荷の変
更、運転停止並びに蒸気の条件の突然の変化の際
に起る循環的な加熱、冷却並びに遠心力負荷の結
果として起る、避けることの出来ない循環的な応
力によつて影響されるから、入力兼計算コンピユ
ータ２８が、タービンの予定の部品に対し、こう
いう応力サイクルの間に消費された寿命の長さを
決定する。こうして決定される値は、応力サイク
ルで消費された寿命の百分率で表わすことが出
来、サイクル寿命消費量又はCLEと呼ぶ。各々
の応力サイクルで消費された寿命を累算して、タ
ービンの特定の部品（例えば回転子）に対し、こ
の部品の物理的な性質並びに形状に従つてCLE
を表わす出力を発生する。この情報が入力兼計算
コンピユータ２８の持久記憶装置内に貯蔵され
る。CLEが、入力兼計算コンピユータ２８とイ
ンタフエイス接続する表示装置（第１図には示し
てない）により、作業員に表示される。 更に入力兼計算コンピユータはタービンの回転
子の構成材料、並びに回転子材料の脆性及び延性
挙動の間の境界温度である破面出現転移温度
（FATT）の上下に於けるこの材料の挙動特性を
考慮に入れる。温度が低い時、材料は比較的脆性
が強いが、温度が高くなると、延性や増大する。
転移温度より下で生じる或る応力レベルでも望ま
しくないことがあるが、転移温度より高い所では
同じ応力レベルが許容し得ることがある。従つ
て、転移温度は応力対温度曲線を脆性領域及び延
性領域に分割し、これらが更に回転子に永久的な
損傷の惧れがある区域に分けられる。入力兼計算
コンピユータ２８は、回転子の瞬時又は実際の応
力と許容回転子応力とを比較し、こういうデータ
を別々の計数器レジスタに夫々累算して、脆性及
び延性領域で起つた事例の勘定をする。 上に述べた応力の決定並びに計算の両方の方法
が入力兼計算コンピユータ２８にプログラムされ
ていて、前掲米国特許に従つて構成されている。 表示兼通信コンピユータ２７は、作業員が制御
装置２５とインタフエイス接続することが出来る
様にする作業員用の操作盤３７、制御装置２５で
印刷されたメツセージ及びデータの永久的な記録
を作るプリンタ装置３８、及び作業員に対してメ
ツセージ／要請を呈示するCRT表示装置３９に
インタフエイス接続する入出力サブシステムであ
る。更に、データ・リンク４０が表示兼通信コン
ピユータ２７を介してプラント・コンピユータに
通じ、この為、制御装置２５の１つの動作様式で
は、プラント・コンピユータが制御装置２５に入
力指令を供給すると共に、それから進行報告を受
取る。この様式では、プラント・コンピユータが
制御装置２５を全体的なプラント制御装置の内の
サブシステムとして利用する。然し、プラント・
コンピユータは制御装置２５の作用の代りになる
様にプログラムされていないことに注意された
い。 第２図は制御装置２５のマイクロプロセツサの
階層に対するソフトウエアの構成（architecturl）
を示しており、各々のマイクロコンピユータ・サ
ブシステムに存在する主要サブプログラムのリス
トを示す。更に第２図は分散制御の考えを示して
おり、これは以下更に具体的に説明する所と併せ
て、この発明を理解するのに役立とう。 プログラム貯蔵形デイジタル・マイクロコンピ
ユータで構成された第１図の入力兼計算コンピユ
ータ２８が、更に第３図のブロツク図に示されて
おり、この図で、中央処理装置（CPU）４５が
マイクロコンピユータ２８の同期及びプログラム
実行手段になる。CPU４５（並びにこの好まし
い実施例で使うものとしてこゝで説明するその他
の全てのCPU）は、インテル・コーポレーシヨ
ンから8085A型CPUとして製造並びに販売されて
いる形式であつてよく、いずれにせよ、大規模集
積回路（LSI）装置であることが好ましい。
8085A型並びにその他の適当なCPU装置の機能素
子の動作能力並びに構造的な配置は、製造業者の
資料に記載されている。入力兼計算コンピユータ
２８を構成する素子の間の連絡は信号母線システ
ム４６によつて行われる。この母線システムに、
素子が略並列配置で接続されている。母線４６は
デイジタル信号の流れに対する通路になり、記憶
装置のアドレス動作、両方向のデータの流れ、並
びにコンピユータ内部の制御信号の流れに対する
アドレス母線、データ母線、および制御母線をそ
れぞれを含むことが出来る。母線の構成、その使
い方、並びにこの母線に於ける信号の流れ及び制
御は、当業者に周知のことである。読出専用記憶
装置（ROM）４７は持久貯蔵装置又は装置の１
群であつて、CPU４５が選択して実行するプロ
グラムを構成する命令工程を収容している。これ
に対してランダム・アクセス記憶装置（RAM）
４８は一時貯蔵形記憶装置又は記憶装置の群であ
つて、CPU４５によつて読取及び書込み動作の
両方が出来る様にすると共に、データを中間的に
貯蔵する。ROM４７もRAM４８も、CPU４５
の動作と両立し得る半導体形記憶装置であること
が好ましい。入力兼計算コンピユータ２８にプロ
グラムされた機能並びにタスクが、制御装置２５
の全体的なソフトウエア構成を示す第２図のブロ
ツク４２内に示されている。高速演算処理装置４
９が計算の実際の作業を遂行し、こういう計算は
演算処理装置４９の様な特定のハードウエアを入
れなくても、CPU４５のプログラミングによつ
て実現することが出来るけれども、それを使う
と、計算の能力並びに速度が高まる。演算処理装
置４９並びにこゝで使う又は説明するその他の全
ての高速演算処理装置は、例えばアドバンスド・
マイクロデバイセズ・インコーポレーテツドから
AM9511プロセツサとして製造且つ販売される形
式であつてよい。 入力兼計算コンピユータ２８と制御コンピユー
タ２６との間での制御作用の統制並びに割込み信
号の処理は内部通信及び割込み回路５１によつて
行われる。回路５１が２つのコンピユータの間の
割込み信号を処理し、いずれも他方から割込みが
出来る様にする。この為、いずれのコンピユータ
も他方が、優先順位に基づいて、或る選定された
タスクに注意を払う様に要請することが出来る。
他の制御信号も内部通信及び割込み回路５１を介
してコンピユータの間で交換され、この為、事実
上、各々のコンピユータは常に他方がしているこ
とを知つている。内部通信回路５１は、入力兼計
算コンピユータ２８の出力ポートと、周知の優先
順位割込み制御器とで構成される。例えば内部通
信回路５１は、インテル・コーポレーシヨンによ
つて製造且つ販売される8259型のような優先順位
割込み制御器を含んでいてよい。ここで説明し又
は使うその他の内部通信及び割込み回路も、イン
テル社の8259型を使つて構成することが出来る。 入力兼計算コンピユータ２８が監視タイマ５
２、計数器駆動回路５３及びバツフア／駆動回路
５４を含む。監視タイマ５２はコンピユータ２８
の性能を監視し、故障があつた場合、それを表わ
す信号を発生して、制御装置を自動的に安全な動
作様式（後で更に詳しく説明するモニタ様式）に
自動的に切換えることが出来る様にする。コンピ
ユータ２８は、そのプログラミングに従つて、周
期的に試験を受け、その結果、予め選ばれた時間
切れ期間が切れる前に、監視タイマ５２が満足な
結果を受取らないと、故障様式が選択される。計
数器駆動回路５３はインタフエイス回路であつ
て、破面出現転移温度に関して分類されるCLE
事象並びに高応力事象に関するデイジタル・デー
タを受取り、このデータを応力及びサイクル寿命
計数器５６に転送して、こういう高応力事象並び
に寿命消費量を表わす端数を累算して表示するこ
とが出来る様にする。応力データは、入力兼計算
コンピユータ２８のプログラムが、タービン−発
電機からアナログ・インタフエイス３２を介して
持込まれる感知装置の情報に作用する所に従つて
決定される。計数器駆動回路５３はバツフアとシ
フト・レジスタで構成することが好ましいが、当
業者であれば判る様に、他の部品を用いて設計す
ることも出来る。 やはり第３図に示すアナログ入力インタフエイ
ス３２は、タービン−発電機の運転に関係するア
ナログ入力信号を受取り、隔離し、信号の条件づ
けを行う。アナログ信号は、この制御装置が、タ
ービン−発電機を最善の形で運転することが出来
る様にする別の導き出された情報又は制御パラメ
ータを決定する為に、それに対して作用する基本
的な情報である。アナログ入力信号は直接的に求
めることが出来る。この場合、例えば熱電対又は
RTBの様な感知装置が入力インタフエイス３２
に直接接続される。この代りに、アナログ信号を
間接的に求めることが出来る。この時、アナログ
信号がEHC装置２２を介して入力インタフエイ
ス３２に送られる。アナログ入力信号としては次
の様なものがある。 信号 出所 温度 制御弁−外面及び内面 温度 蒸気交差室 温度 再熱ボール 温度 高圧殻体 温度 潤滑油 温度 主蒸気 温度 再熱器 圧力 蒸気室 圧力 主蒸気 速度 軸に装着された変換器 電力 ワツト数変換器−電力線路 弁位置 制御弁 負荷レベル 負荷設定モータ 集入様式 進入様式選択モータ 上の表に挙げた信号の出所は、ことごとくは図
面に示してないが、感知装置の位置並びにその取
付け方に関する詳細は蒸気タービン−発電機の設
計並びに運転を知つている者ならば判つているこ
とである。信頼性を極度に高くする為、アナログ
入力信号は冗長性を持たせる。 アナログ入力インタフエイス３２が、アナログ
入力信号の源と信号処理回路の間でバツフアとし
て作用する隔離増幅装置５７を含み、こうして負
荷の影響並びに信号の劣化の影響が避けられる様
にする。何組かのアナログ・デイジタル変換器を
用いて、アナログ入力信号をコンピユータの処理
に合うデイジタル信号に変換する。高レベル信号
に対するＡ／Ｄ変換器５９と、低レベル信号に対
するＡ／Ｄ変換器５８とがある。変換器５８，５
９は、単一のブロツクとして示してあるが、各々
のアナログ入力に対して別々のチヤネルがある。
各々のアナログ入力信号に対してＡ／Ｄ変換器が
１つずつある。各々のＡ／Ｄ変換器が対応する入
力データを一時的に貯蔵する為のラツチ（具体的
に示してない）を含む。CPU４５がラツチから、
プログラムの要求に応じて、入力データを読取
る。バツフア／駆動回路５４がコンピユータ母線
システム４６とＡ／Ｄ変換器のチヤネルとの間の
インタフエイスになる。従つて、データの入力転
送はCPU４５の制御によるプログラムされた転
送である。 第３図の共用記憶装置３０は２重ポート・ラン
ダム・アクセス記憶装置であり、そのポートが入
力兼計算コンピユータの母線４６及び制御コンピ
ユータの母線６３に接続され、コンピユータの間
の通信並びにデータの転送が共用記憶装置３０を
通じて行われる様にする。入力兼計算コンピユー
タ２８及び制御コンピユータ２６は、いずれも共
有記憶装置３０内の全ての位置に読取／書込み用
のアクセスを持ち、この為、いずれかのコンピユ
ータによつて記憶装置３０に送込まれたデータ
は、いずれのコンピユータも取出すことが出来
る。共用記憶装置３０並びにこゝで説明するとそ
の他の共用記憶装置は、米国特許第4212057号に
記載されている形式であつてよい。プログラム制
御を利用して、共用装置の各部分に対するアクセ
スを調停するので、いずれのコンピユータも１単
位として扱わなければならないデータ項目に対す
る他方のアクセスと干渉することがない。 第４図は第１図の制御コンピユータ２６をブロ
ツク図で示している。制御コンピユータ２６はプ
ログラム貯蔵形デイジタル・マイクロコンピユー
タであり、中央処理装置（CPU）６５、高速演
算処理装置６６、読出専用記憶装置（ROM）６
７、ランダム・アクセス記憶装置（RAM）６
８、デイジタル入力インタフエイス６９、内部通
信及び割込み回路７０、監視タイマ７２、パルス
式駆動器７３、ラツチ式駆動器７４及びモータ駆
動回路７５を含む。制御コンピユータの母線６３
が、コンピユータ２６を構成する素子を相互接続
すると共に、記憶装置並びにその他の装置のアド
レス信号、両方向に流れ得るデータ信号、並びに
コンピユータ内部の制御信号を含むデイジタル信
号の流れを司る。図では簡単にする為に１本の母
線として概略的に示してあるが、周知の様に、相
異なる信号に対しては別々の母線が用いられてい
る。更に母線６３が共用記憶装置２９，３０に接
続され、これを通じてプログラミング情報並びに
データが制御コンピユータ２６と、夫々表示兼通
信コンピユータ２７及び入力兼計算コンピユータ
２８との間でやり取りされる。制御コンピユータ
２６によつて実行されるプログラム並びにサブプ
ログラムが、第２図の制御コンピユータ・ブロツ
ク４３に示したソフトウエア構成に従つて、
ROM６７に貯蔵されている。RAM６８はデー
タの中間的な貯蔵をする。 引続いて第４図について説明すると、制御コン
ピユータ２６がパルス式駆動器７３、ラツチ式駆
動器７４及びモータ駆動回路７５を通じて、電気
流体力学式制御装置２２に指示を与え、且つ制御
する。この発明を最もよく例示する為に、図では
概略的に単独のブロツクとして示してあるが、こ
れらの駆動器及び駆動回路は、第１図のEHC装
置２２を制御するのに必要な完全な一組の出力信
号を供給するのに必要な数の回路を持つている。
パルス式駆動器７３が、タービンの速度及び加速
度と云う様な変数を制御する為に、こういう変数
に対して設けられている様な設定点を増減する
為、EHC装置２２内に設けられたリレーの様な
装置を作動（例えば増数、減数、ラツチ動作）す
るのに十分な電力並びに持続時間の出力パルスを
発生する。ラツチ式駆動器７４は、電力を持続的
に印加することを必要とする、表示灯の様な
EHC装置内にある装置を作動する為、オン又は
オフのいずれかの出力を発生する。モータ駆動回
路７５は、タービン負荷を設定したり、或いは蒸
気進入様式を選択する為という様な、EHC装置
２２内の設定点モータを駆動する出力を供給す
る。各々の駆動器７３，７４，７５はプログラム
の実行に従つて、CPU６５によつて制御される。
駆動器７３，７４，７５はこの発明のこの好まし
い実施例に対してだけ説明するものであつて、他
の形式の電気流体力学式又はアナログ制御装置を
使うこの発明の他の実施例では、変更したり、或
いは完全に省略することが出来ることに注意され
たい。 制御コンピユータ２６にEHC装置２２の動作
状態を常に知らせておく為、こういう状態を表わ
すデイジタル信号がデイジタル入力インタフエイ
ス６９を介して制御コンピユータ２６に送り返さ
れる。EHC装置２２の状態は、その特定の動作
様式を含み、この発明で作用する場合、これは、
上に述べた様な制御コンピユータ２６による監視
制御を行うことが出来る様な遠隔制御様式を含
む。デイジタル状態信号はデイジタル・ワードで
あつてよく、そのビツト・パターンがEHC装置
２２の状態を表わす。デイジタル入力インタフエ
イス６９は様式選択器７７からもデイジタル信号
を受取る。この選択器を通じて、監視制御装置２
５の動作様式が選ばれる。様式選択器７７は、装
置の各々の監視タイマから、対応するマイクロコ
ンピユータの状態を表わす信号を受取る。マイク
ロコンピユータ誤動作があつて、それが装置の任
意の１つの監視タイマによつて検出された場合、
様式選択器７７はそれに応答して、EHC装置２
２、制御マイクロコンピユータ２６並びに装置全
体を安全な動作様式に入る様に指示する。様式選
択器７７がデイジタル入力インタフエイス６９を
介して制御コンピユータの母線６３にインタフエ
イス接続されると共に、作業員用の操作盤３７
（第１図）と両方向の通信をし、この為、作業員
によつて動作様式の変更を行うことが出来る。更
に、様式選択器７７によつて命令された変更を作
業員に告知することが出来る。やはり第４図に示
す電力完全さモニタ７９が装置の全ての電源（図
面に具体的に示してない）を監視し、いずれかの
電源の故障が差し追つている場合、様式選択器７
７にそのことを警告する。様式選択器７７がそれ
に応答して、EHC装置２２及び監視制御装置２
５（入力インタフエイス６９を通じて）に信号を
送り、両者を安全な動作様式に強制的に入らせ
る。 第５図は第１図の表示兼通信コンピユータ２７
のブロツク図を示す。このコンピユータ２７はプ
ログラム貯蔵デイジタル・マイクロコンピユータ
であつて、中央処理装置（CPU）８０、高速演
算処理装置８１、読出専用記憶装置（ROM）８
２、ランダム・アクセス記憶装置（RAM）８
３、システム実時間クロツク８４、内部通信及び
割込み回路８５、監視タイマ８６、キーボード及
び表示インタフエイス８７、表示発生器８９、万
能同期−非同期送受信器（USART）９０，９
１，９２、及び関連した隔離回路９４，９５，９
６を含む。表示兼通信コンピユータ２７のプログ
ラム工程がCPU８０によつて実行され、このコ
ンピユータに割当てられた機能を実施する。プロ
グラムの永久的な工程がROM８２に貯蔵されて
おり、スクラツチ・パツト記憶装置がRAM８３
によつて構成される。表示兼通信コンピユータ２
７と制御コンピユータ２６との間のプログラム情
報並びにデータの交換は２重ポートの共用記憶装
置２９を通じて行われ、コンピユータの間で交換
される制御信号、割込み信号及びクロツク信号
は、内部通信及び割込み回路８５によつて取扱わ
れる。クロツク８４が監視制御装置２５を構成す
る全てのマイクロコンピユータのCPUに対する
タイミング・パルスを発生する。表示兼通信コン
ピユータの母線システム９８が、表示兼通信コン
ピユータ２７を構成する素子を相互接続している
が、CPU８０並びに他の構成部品の要求に従つ
て、アドレス信号、データ信号及び制御信号に対
して別々の母線を持つことが好ましい。母線シス
テム９８は、重要なあらゆる細部が、前に説明し
た母線システムと同一である。 表示兼通信コンピユータ２７が作業員との相互
作用が出来る様にし、タービン−発電機装置の運
転に関する制御指令及びデータを送込むと共にタ
ービン−発電機装置の運転に関する情報（指令又
はデータの要請を含む）受取ることが出来る様に
する。作業員の入力は、作業員用の操作盤３７を
通じて行われる。この操作盤が、キーボード１０
１、数字表示装置１０２及び表示灯及び選択スイ
ツチ（第５図に具体的に示してない）を含む。操
作盤３７が表示兼通信コンピユータ２７にキーボ
ード及び表示インタフエイス８７を通じて接続さ
れる。このインタフエイスは作業員用操作盤３７
と表示兼通信コンピユータ２７との間の信号の流
れを取扱うタスクの為に別個に専用になつたマイ
クロプロセツサを含むことが好ましい。データ及
びメツセージが陰極線管（CRT）装置３９によ
つて作業員に呈示されるか、或いはライン・プリ
ンタ３８によつて永久的なハードコピーの形で呈
示される。CRT装置３９が表示発生器８９を介
して、表示兼通信コンピユータの母線９８に結合
される。表示発生器が表示兼通信コンピユータ２
７から取出した符号化情報を、CRT装置３９で
作業員に呈示する為の対応するメツセージに変換
する。表示発生器８９は、例えばエイデイン・コ
ントロールス・カンパニによつて5215型として製
造並びに販売されている形式のものであつてよ
い。更に、テレプリンタ１０６を介して作業員用
の出力が発生される。プリンタ３８、テレプリン
タ１０６及びデータ・リンク４０を含む周辺装置
が、USART９０，９１，９２を介して表示兼通
信コンピユータにインタフエイス接続される。こ
れらのUSARTは、ビツト並列又はビツト直列形
式で処理される情報を他方の形に変換するのに使
う為、この分野で周知の大規模集積回路装置であ
る。この発明では、表示兼通信コンピユータ２７
と、プリンタ３８、テレプリンタ１０６の様な周
辺装置並びにデータ・リンク４０を介してプラン
ト・コンピユータとの間で相互接続をする為に、
この変換が必要である。隔離回路９４，９５，９
６は、負荷作用並びに転送される信号の劣化を防
止する為に、対応する周辺装置とUSART９０，
９１，９２との間に設けられるバツフアである。 作業員が第１図の制御装置２５と相互作用し得
る適当な操作盤３７が第６図に示されている。操
作盤３７が英数字表示装置１０２を含む。これに
よつて、プログラム制御の為、（そして最終的に
はタービン−発電機の制御の為）にキーボード１
０１から送込まれた作業員の指令並びにその他の
データを表示し、制御装置２５に送込む前に修正
することが出来る。キーボード１０１に押ボタン
形スイツチがプログラム制御用に設けられてい
る。この中には、表示された量を入力す前に取消
すことの出来る様にする取消しスイツチ１０５、
プログラム保留（これはタービンの動作パラメー
タに関係する）を無効にすることが出来る様にす
る手動取消しスイツチ１０６、表示された数値を
制御装置２５に転送する為の入力スイツチ１０８
がある。タービンが加速される為の適正な状態に
あるという作業員の確認が、続行スイツチ１０７
によつて表明される。本質的には、続行スイツチ
１０７は、作業員の確認なしに、タービンを伝達
装置から外して加速することがない様に、タービ
ン始動ルーチンに組込まれた停止の取消しを行
う。 更に操作盤３７は、制御装置２５の種々の動作
様式の内の１つを手動で選ぶことが出来る様にす
る表示−選択スイツチ１１０の群と、操作盤３７
にある他の全ての表示灯を試験する為に作動する
ことの出来る表示灯試験押ボタン１１２と、制御
装置２５内に誤動作があることを表示する誤動作
表示器１１３とを含む。目標負荷並びに選ばれた
目標負荷に達する為の装荷速度を選択する為、目
標負荷スイツチ１１４及び速度制限スイツチ１１
５が設けられている。これらのスイツチは監視制
御装置２５に、目標負荷又は速度制限の内、適切
なものを選択すべきであることを警告する。次
に、キーボード１０１、表示装置１０２及び入力
スイツチ１０８を通じて選択を行う。始動制御部
は、タービン始動順序を開始する為に使われる開
始スイツチ１１６と、タービンの始動を保留する
為の手動保留スイツチ１１７と、保留解放スイツ
チ１１８とを含む。CRTページ選択器が警報ペ
ージ・スイツチ１２０と区切り点ページ・スイツ
チ１２１を含む。これらのスイツチ１２０，１２
１はCRT装置３９に表示される情報の「頁」を
変えることが出来る様にする。特に、警報ペー
ジ・スイツチ１２０を作動すると、警報用に監視
されるパラメータのリストがCRT装置３９のス
クリーンに現われると共に、これらのパラメータ
の状態が示される。警報ページを変更して、警報
ページ・スイツチ１２０、キーボード１０１、表
示装置１０２及び入力スイツチ１０８を引続いて
作動することにより、別の一組の警報パラメータ
を示すことが出来る。これに対して、区切り点ペ
ージ・スイツチ１２０は、タービン−発電機の特
定の動作段階、例えば回転開始の準備、に関する
情報が呈示される様に、CRT表示装置を変える。
タービンの非定常状態の動作段階の間のタービン
回転子の寿命の許容消費量を選択するスイツチ
が、低、中及び高選択スイツチ１２３，１２４，
１２５を含む。これら一組のスイツチ１２３，１
２４，１２５は、循環的な応力が発生する動作段
階の間、例えばタービンの始動の際、タービンに
加えることの出来る応力の限界を手動で選択出来
る様にする。時間及び警報制御スイツチが時間設
定スイツチ１２７及び警報確認押ボタン１２８を
含む。時間設定スイツチ１２７は制御装置２５の
時間枠を設定して、一日の内の実際の時刻と同期
させ、制御装置２５から報告されるデータが時間
の点で正確になる様にする。警報確認スイツチ１
２８は、警報を確認したことを、作業員が制御装
置２５に対して確認することが出来る様にする。
１群の様式選択器１１０が、モニタ・スイツチ１
３０、制御スイツチ１３１、遠隔自動スイツチ１
３２及びプラント・コンピユータ・スイツチ１３
３を含む。これらのスイツチ１３０乃至１３３は
制御装置２５の動作様式を手動で選択し且つ表示
することが出来る様にする。操作盤３７はEHC
装置２２の操作盤のごく近くに配置して、作業員
が制御装置２５及びEHC装置２２の両方と直ぐ
接触出来る状態になる様にすることが好ましい。 ２ 動作様式 第１図乃至第６図に示し、上に説明した様なこ
の発明の制御装置の構造は、第１図の電気流体力
学式制御装置２２の様な関連した帰還制御装置に
用意された種々の動作様式と対応づけられた複数
個の動作様式を持つている。例えばEHC制御装
置２２には手動様式、監視遠隔様式、自動指名装
置（ADS）又は統制形ボイラー制御装置（CBC）
によつて負荷を制御する為の遠隔負荷制御様式、
及び待機様式を持つ形式であることが好ましい。
当業者であれば、これらの様式を特に含まない電
気流体力学式制御装置も、そういう様式を持つ様
に改造することが出来ることは容易に明らかであ
ろう。 この発明の監視制御装置２５の動作様式は、モ
ニタ様式、制御様式、遠隔自動様式、及びプラン
ト・コンピユータ様式を含む。これらの様式は、
主に監視制御装置２５の別々のマイクロコンピユ
ータのプログラムされた統制作用の結果である
が、第４図の様式選択器並びに第１図及び第６図
の操作盤３７の様式選択スイツチ１１０を含むハ
ードウエアの或る項目が、その実施に必要であ
る。 EHC制御装置２２に於ける様式の選択は、監
視制御装置２５に於ける様式の選択と両立するも
のであり、両立し得ない様式の選択は禁止され
る。EHC制御装置２２がタービン−発電機を直
接的に制御するから、EHC制御装置２２内での
（作業員の選択等による）特定の様式の作動が、
監視制御装置２５に於ける様式の選択に優先す
る。例えば、EHCの様式を遠隔様式から手動様
式に変えると、監視制御装置２５の様式は強制的
に制御様式からモニタ様式に変わる。前に第４図
について説明した所から、EHC装置２２の様式
又は状態を表わす信号がEHC装置内で発生され、
第４図のデイジタル入力インタフエイス６９を介
して監視制御装置２５に送られる。制御コンピユ
ータ２６がそのプログラムに従つて信号の状態を
処理し、監視制御装置をEHC装置と両立し得る
様式にする。様式の選択を次の表にまとめてあ
る。
【表】
普通、全体的な動作様式の選択は、EHC制御
装置２２で選択することから始まる。EHC装置
２２が手動様式、遠隔負荷制御様式又は待機様式
のいずれかにある時、制御作用は普通であつて、
監視制御装置２５がとり得る唯一の様式は、上の
表に示した様にモニタ様式である。この様式で
は、監視制御装置はタービンのあらゆる動作段階
にわたつて作業員の案内をし、タービンの運転状
態に関する情報を供給し、異常となる様な状態で
警報を発し、全般的に作業員に対し、作業員がタ
ービン−発電機の最も効率的で経済的な性能が得
られる様にEHC制御装置２２を設定し得る様な
情報を供給する。 監視制御装置２５が他のいずれかの様式、即
ち、制御様式、遠隔自動様式又はプラント・コン
ピユータ様式にある時、監視遠隔様式以外の
EHC装置２２の全ての様式が禁止される。（第６
図の操作盤３７のスイツチ１３１を介して選択し
得る）制御様式にある時、監視制御装置はタービ
ン−発電機の制御を受持ち、自動的に始動する
際、並びに所謂目標負荷まで装荷並びにこの負荷
から脱荷する際の作業員の介入がごく僅かで済む
様にする。発電機の周波数を電力線路と同期さ
せ、目標負荷に達した後、タービン負荷の制御は
ADS又はCBCの様な中央の負荷指名装置に引継
ぐことが出来る。この代りに、プラント・コンピ
ユータから入力を受取つて、制御されるタービン
−発電機を、他のタービン−発電機装置を含めた
プラントの他の設備と対応づけることが出来る。
自動的に制御されるタービンの始動は次の様に行
われる。 始動順序は、第１図及び第６図の作業員用操作
盤３７で開始スイツチ１１６によつて開始され
る。この時、制御装置は、回転子の予備加温から
始まつて、論理的に配置された工程を進む。回転
子の予備加温工程の間、監視制御装置２５がター
ビンの回転子の中孔の温度を３箇所で測定し、こ
れらの温度を作業員に告知し、タービンの回転開
始を行う前に回転子の予備加温を必要とするかど
うかを表示する。回転子の予備加温及び始動の他
の段階の進行が監視され、CRT装置３９に表示
される。次に、筐体の加温が必要かどうかの判断
を下す。必要とすれば、作業員には、CRT装置
３９で適当なメツセージによつてその旨が知らさ
れる。満足し得る筐体の加温が達成されると、こ
のことも告知される。満足すべき筐体の加温及び
回転子の予備加温が達成されると、次の工程は回
転開始の準備である。然し、プラント・コンピユ
ータ又は作業員のいずれかが、任意の時点で、始
動順序に保留をかけることが出来る。作業員によ
つてかけられる保留は、操作盤３７に設けられた
手動保留スイツチ１１７による。この保留は保留
解放スイツチ１１８によつて除かれる。回転開始
の準備が始まると、作業員は制御装置から、その
特定の始動に対するサイクル寿命消費量（CLE）
の許容レベルを選択する様に要請される。作業員
のCLEの選択が高、中及び低のサイクル寿命選
択スイツチ１２３，１２４，１２５によつて表明
される。 回転開始の準備は、行なつた計算の有効性の検
査、ボイラーの蒸気が満足し得る状態であるとい
う検査、許容し難い警報又は作業員による取消し
が存在しないという検査を含む。これらの検査結
果が満足し得るものであれば、蒸気に送込み量を
増加することにより、タービンの回転子を回転伝
達装置から離して回転させ、監視制御装置によつ
てEHC装置に対し第１の目標速度及び加速度が
指示される。第１の目標速度に達すると、一層高
い第２の目標速度に進むか、或いはタービンの十
分な加温並びに応力の減少が発生するまで一時的
に保留するかの判定が自動的に下される。いずれ
にせよ、同期速度に達するまで、中間の目標速度
及び加速度が選択され且つ設定される。 同期速度に達する前の時点で、外部発電機界磁
励磁装置を付勢し、発電機の出力電圧を電力系の
電圧と釣合せる。界磁の励磁が加えられ、電圧が
正しく合い、タービンが線路速度になつた時、監
視制御装置は同期状態が達成されたことを作業員
に告知し、同期が作業員によつて、又は監視制御
装置２５によつて付勢される自動同期化装置によ
つて達成されるまで保留する。 同期の直後、自動的にタービンに最小負荷が装
荷され、そのまゝ保持するか、或いはタービンの
温度及び回転子の応力によつて決定される最適速
度で一層高い目標負荷に向つて進める。目標負荷
並びに許容最大装荷速度は、目標負荷スイツチ１
１４及び速度制限スイツチ１１５（いずれも第６
図に示す）を通じて作業員によつて選択される。 タービンの始動順序の間、或る所望の負荷レベ
ルで定常状態の動作に達した後、全円弧又は部分
円弧のいずれかの最も好ましい蒸気の進入が自動
的に選択され、制御弁を作動し位置ぎめする。最
も好ましい蒸気進入様式をこの様に自動的に選択
することにより、タービンが一様に加熱され、始
動並びに初期装荷の際の回転子の応力が最小限に
抑えられ、大部分のタービン運転時間の間、部分
円弧進入様式の高い効率が達成される。現状で最
も好ましい進入様式が監視制御装置２５によつて
自動的に決定され、その後、第４図に示すモータ
駆動回路７５を通じて作用することにより、駆動
モータ又はEHC装置内のその他の位置ぎめ装置
が作動され、所望の進入様式を選択する。最も好
ましい進入様式の選択が、この発明では、米国特
許第3561216号並びに係属中の米国特許出願番号
145219号（米国特許第4320625号参照）に記載さ
れた方法に従つて実施される。EHC装置内で進
入様式を制御すると共に、この発明とインタフエ
イス接続するのに特に適した装置が、米国特許第
4177387号に記載されている。 一旦目標負荷に達すると、作業員は、遠隔自動
様式に切換えることにより、タービンの負荷制御
を中央負荷指名装置又は統制形ボイラー制御装置
に引継ぐことが出来る。遠隔自動様式では、監視
制御装置２５はモニタにとヾまり、タービンに過
大な応力が加わらない様に保証する為、蒸気進入
様式及びその他の制御パラメータの制御作用を続
けて行う。 プラント・コンピユータ様式では、監視制御装
置２５が外部の大形の本体計算機と共に使われ
る。コンピユータ様式では、制御装置２５はター
ビンの運転に関するデータをプラント・コンピユ
ータに供給するか、又は他の場合に作業員が提供
する様な入力をプラント・コンピユータから受取
る。この様な入力の例としては、目標負荷、許容
サイクル寿命消費量及び動作の保留が含まれる。
監視制御装置２５とプラント・コンピユータとの
間の情報の交換は、専ら第１図及び第５図に示す
データ・リンク４０を介して行われる。 ３ プログラムの構成及びコンピユータどうしの
通信 この発明の制御装置を構成するマイクロコンピ
ユータは独立のサブシステムであつて、コンピユ
ータどうしの通信並びに機能の統制は、第１図及
び第３図乃至第５図に概略的に示した２重ポート
読取／書込み記憶装置２９，３０を使つて行われ
る。２重ポートの共用記憶装置を使うことが前掲
米国特許第4212057号に詳しく記載されている。
記憶装置２９，３０は、この明細書では共用記憶
装置と呼ぶこともある。マイクロコンピユータの
階層は、制御コンピユータ２６と入力兼計算コン
ピユータ２８の間、並びに制御コンピユータ２６
と表示兼通信コンピユータ２７の間で通信をする
様に構成されているが、表示兼通信コンピユータ
２７と入力兼計算コンピユータ２８の間では直接
的に通信をしない。 各々のマイクロコンピユータ２６，２７，２８
のプログラムには、プロセツサの間の通信を監視
するサブプログラム又はソフトウエア・タスクが
あり、この通信が、対応する内部通信及び割込み
回路７０，８５，５１と共に、統制のとれた動作
をするのに必要なメツセージの交換を制御する。
こういうメツセージとしてはデータの要請、その
応答及び同期信号が含まれる。各々のマイクロコ
ンピユータ２６，２７，２８が割込み信号を発生
し且つ確認する。これらの割込み信号は受取り側
のコンピユータに到来メツセージ又は送信側のマ
イクロコンピユータの状態の変化に注意させる為
に使われる。符号化フラグ・ワードを使つて割込
みの意味を決定する。例えば、１つのフラグ・ワ
ードは、遠隔の又は受取り側のマイクロコンピユ
ータへの送信を制御する為に使われ、別のフラ
グ・ワードは遠隔のマイクロコンピユータからの
受信を制御する。受信フラグ・ワードは「送信の
為に破算」を表示する為に受取り側のマイクロコ
ンピユータによつて符号化することが出来る。送
信フラグ・ワードは、後で受取り側のマイクロコ
ンピユータがアクセスする為に、メツセージを複
製して記憶装置の適当な交換位置に送らなければ
ならないことを表示する様に符号化することが出
来る。送信フラグ・ワードは更にメツセージの受
信並びに発信を確認する様に符号化される。第７
図はコンピユータどうしの間のメツセージの流れ
を示す図で、独立に動作する３つのマイクロコン
ピユータ２６，２７，２８と、メツセージが記憶
装置の一般化した交換位置１４０，１４１，１４
２を経由することが示されている。 第８図は入力兼計算コンピユータ２８のプログ
ラムの構成を示しており、入力兼計算コンピユー
タ２８のプログラムを構成するサブプログラムは
タスクを実行する方式を示していると共に、種々
のタスクの実行を要求する為のメツセージを保存
並びに検索する為に記憶装置の交換位置を使うこ
とを示している。第８図（並びに続く第９図及び
第１０図）で、矩形のブロツクは入力兼計算コン
ピユータ２８内で実行することが出来且つ第３図
のROM４７に貯蔵されているサブプログラム又
はタスクを表わし、円は、いずれも第３図に示し
たRAM４８又は共用記憶装置３０のいずれかの
中に配置し得る記憶装置交換位置を表わし、矢印
を付けた線はメツセージの流れの方向を示し、タ
スクを表わすブロツク内に示した数字は、タスク
を実行する相対的な優先順位を示す。数が小さい
方が優先順位が高い。この為、入力兼計算コンピ
ユータ２８のCPU４５が実行し得るソフトウエ
アの主要なタスクは９個ある。これらのタスクは
同時に実行される。同時にと云うのは、CPU４
５がタスクを逐次的に又は同時的に行うことでは
なく、優先順位が更に高い別のサブプログラムの
割込みがあるまで、或るサブプログラムを出来る
だけ多く実行するという意味である。割込みが発
生すると、優先順位が更に高いサブプログラムが
完了するまで、最初のサブプログラムの実行を中
断する。全てのサブプログラムがこの様にして同
時に進行し得る。 第８図並びに第１図及び第３図乃至第５図を参
照すると、ブートストラツプ監視サブプログラム
１４５は、マイクロコンピユータの階層がリセツ
トされて、電源がオンになつた時、入力兼計算コ
ンピユータ２８を用意完了状態にする。ブートス
トラツプ・サブプログラム１４５が一般化交換位
置１４７を通じて、制御コンピユータ２６が用意
が出来ているという入力情報を受取る。一旦入力
兼計算コンピユータ２８を初期設定すると、その
趣旨のメツセージがコンピユータ間入出力サブプ
ログラム１５１に対する交換位置１４９に送られ
る。繰返して述べておくが、こゝで説明し且つ図
に示す様なメツセージ交換位置は記憶装置の特定
の位置を表わすものではなく、それを通じて情報
が種種のサブプログラムへ流れ、又はサブプログ
ラムから流れるアクセス可能な記憶装置の位置を
表わすものである。この為、プロセツサ間Ｉ／Ｏ
監視サブプログラム１５１がデータ・ベース監視
サブプログラム１５３、警報待ち行列監視サブプ
ログラム１５５及び計算データ入力監視サブプロ
グラム１５７とも相互関係を持ち、夫々交換位置
１５９，１６１，１６３を介してこれらのサブプ
ログラムを呼出す。ブートストラツプ監視サブプ
ログラム１４５の他に、各々のサブプログラム１
５３，１５５，１５７が交換位置１４９を介し
て、コンピユータ間Ｉ／Ｏ監視サブプログラム１
５１に報告する。制御コンピユータ２６からの割
込み及び入力は交換位置１６４を介して送られ、
これに対して制御コンピユータ２６への出力は交
換位置１６６を介して送られる。 計時／スケジユール・サブプログラム１６５が
交換位置１６７を介して実時間クロツク（第５図
に示す）から規則的なタイミング入力を受取り、
タービン−発電機に関するアナログ・データを読
取る為に、計算データ入力監視サブプログラム１
５７を実行する為の規則的にスケジユールされた
要請を送出す。アナログ入力データがデイジタル
形式に変換され、入力監視サブプログラム１５７
で構成されたソフトウエア・モジユールを通じて
有効と認められる。サブプログラム１５７は、適
正な時刻に、交換位置１７１にメツセージを送る
ことにより、回転子応力計算監視サブプログラム
１６９をキーイングする。回転子応力計算サブプ
ログラム１６９が、米国特許第3446224号、同第
4046002号及び同第4104908号に記載された方法に
従つて、タービンの回転子の応力を決定する。特
定の測定サイクルに対して応力の計算が完了する
と、応力及びサイクル寿命計数器５６（第３図に
示す）は現在の状態を反映する様に更新しなけれ
ばならない。これまでの説明から、タービンの応
力にはサイクル寿命消費量（CLE）とFATTに
関する応力と２種類あることを想起されたい。
CLE／区域計数器監視サブプログラム１７３は、
こういう高応力事象に関するデータを累算するデ
イジタル計数器５６を作動するソフトウエア制御
になる。CLEの場合、HP及びIPタービン回転子
の両方に対して計数器が設けられ、消費された回
転子のサイクル寿命の累算百分率を表わす読出し
数値を供給する。FATTに関する応力事象に対
しては、損傷の惧れがある区域が温度及び回転子
の中孔の応力に基づいて設定され、これらの区域
を表わす計数器が、応力が対応する区域に入り込
む度に増数される。応力及びサイクル寿命計数器
５６ご更新する信号が、交換位置１７５を介して
CLE／区域計数器サブプログラム１７３に送ら
れる。次のアナログ入力時刻を設定する信号が交
換位置１７７を介して計時／スケジユール・サブ
プログラム１６５に送られる。 入力兼計算コンピユータ２８は周期的に自己試
験手順を経由する様にされ、コンピユータ２８自
体の内部に於ける誤動作を出来るだけ早期に表示
する。この自己試験は試験監視サブプログラム１
７９の指示によつて行われる。このサブプログラ
ムは、計時／スケジユール・サブプログラム１６
５によつて交換位置１８１に送られた信号によつ
て作動される。試験手順の結果の報告が好ましく
なければ、入力兼計算コンピユータ２８に対する
監視タイマ（第３図に示す）は更新されない。こ
れによつてコンピユータ２８の誤動作が作業員に
知らされ、監視制御装置及びEHC装置２２は夫
夫モニタ様式及び手動様式に自動的に戻される。 第９図は第１図、第５図及び第７図に示した表
示兼通信コンピユータ２７のプログラムの構成並
びにその内部の通信の流れを示す。サブプログラ
ムが、第９図のサブプログラムを表わすブロツク
内に数字で示した相対的な優先順位に従つて実行
される。計時／スケジユール・サブプログラム１
８６が交換位置１８８を介して実時間クロツク８
４（第５図に示す）から周期的なクロツク割込み
を受取り、表示兼通信コンピユータ２７によつて
実行すべき他のタスクのタイミング及びスケジユ
ール設定を行う。計時／スケジユール／サブプロ
グラム１８６は周期的に交換位置１９０，１９
２，１９４，１９６にメツセージを送り、試験監
視サブプログラム１９８，CRT監視サブプログ
ラム２００、ライン・プリンタ・サブプログラム
２０２及びデータ・リンク監視サブプログラム２
０４を夫々作動する。試験監視サブプログラム１
９８はオンラインの自己試験ルーチンであり、コ
ンピユータ２８の機能性を試験する。誤動作の表
示が作業員に発せられ、監視制御装置がモニタ様
式に、そしてEHC装置２２が手動様式に自動的
に切換わるのを避ける為にコンピユータの監視タ
イマを更新する為には、このルーチンによつて満
足し得る結果が得られなければならない。CRT
監視サブプログラム２００は、作業員を適正に案
内する為の適切なメツセージでCRT装置３９を
更新した状態に保つのに必要なソフトウエア・モ
ジユールを含む。ライン・プリンタ監視サブプロ
グラム２０２は周期的に実行されて、ライン・プ
リンタ３８を制御すると共に、タービン−発電機
の運転に関するデータの永久的な記録を作ると共
に、作業員又はプラント・コンピユータのいずれ
かによつて発せられた警報並びに取消しの記録を
作る。データ・リンク監視サブプログラム２０４
はプラント・コンピユータの監視サブプログラム
２０６と共に、監視制御装置２５を一層大形の本
体のプラント・コンピユータと一緒に使う際の統
制をとるソフトウエア・タスクを行う。こういう
ソフトウエア・タスクは、主に制御装置２５がプ
ラント・コンピユータ様式で動作している時に使
われる。プラント・コンピユータ監視サブプログ
ラム２０６がタービン−発電機の運転に関する制
御装置の出力データを受取り、交換位置２０８を
介して作動される。プラント・コンピユータに対
する出力データ及びこのプラント・コンピユータ
からのデータに対する要請が、交換位置２１０，
２１２を介してデータ・リンク監視サブプログラ
ム２０４によつて処理される。 更に第９図のプログラムの構成は、ブートスト
ラツプ監視サブプログラム２１４、データ・ベー
ス監視サブプログラム２１６、警報／設定点／待
ち行列監視サブプログラム２１８及び計算データ
入力監視サブプログラム２２０を含んでおり、こ
れら全てのサブプログラムが交換位置２２４を介
してコンピユータ間Ｉ／Ｏ監視サブプログラム２
２２に情報を供給すると共に、コンピユータ間
Ｉ／Ｏ監視サブプログラム２２２から夫々交換位
置２２６，２２８，２３０，２３２を介して入力
を受取る。制御コンピユータ、キーボードに対す
る出力情報及びクロツクが夫々位置２２１，２２
３，２２５に送られる。警報／設定点／待ち行列
監視サブプログラム２１８が、CRT監視サブプ
ログラム２００、ライン・プリンタ監視サブプロ
グラム２０２及びプラント・コンピユータ監視サ
ブプログラム２０６に対し、これらのサブプログ
ラムによつて要請され、その要請がプロセツサ間
Ｉ／Ｏ監視サブプログラム２２２によつて警報／
設定点／待ち行列監視サブプログラム２１８に供
給された時、これらのプログラムに対する出力デ
ータを供給する。プロセツサ間Ｉ／Ｏ監視サブプ
ログラム２２２が制御コンピユータ２６、作業員
用操作盤及びシステム・クロツクから交換位置２
３４を介して入力を受取る。第９図の交換位置は
第１図及び第５図の共用記憶装置２９及び第５図
のRAM８３内にある記憶装置の位置である。 第１０図は第１図、第４図及び第７図の制御コ
ンピユータ２６のプログラムの構成並びにそのソ
フトウエア・メツセージの流れを示しているが、
この図で計時／スケジユール・サブプログラム２
３５が、データ・ベース監視サブプログラム２３
７、試験監視サブプログラム２３９、様式監視サ
ブプログラム２４１、装荷速度監視サブプログラ
ム２４３及び蒸気進入様式監視サブプログラム２
４５を含む他の機能的なサブプログラムを作動す
る為の周期的な要請及び同期信号を発生する。こ
のソフトウエアのタイミングは、交換位置２４６
に送られる第５図のクロツク８４からの周期的な
入力に基づく。様式監視サブプログラム２４１
は、交換位置２４２を通じて同期することによ
り、監視制御装置の動作様式を担当し、入力交換
位置２４９を通じて、タービン−発電機始動タス
ク２４７に対し開始及び再開信号を供給する。様
式監視サブプログラム２４１は、装荷速度監視プ
ログラム２４３及び蒸気進入様式監視サブプログ
ラム２４５にも開始／停止メツセージを供給す
る。計時／スケジユール・サブプログラム２３５
及び様式監視サブプログラム２４１からの入力メ
ツセージが交換位置２５１，２５３を介してサブ
プログラム２４３，２４５に送られる。試験監視
サブプログラム２３９は、入力交換位置２５６を
通じて作動されることにより、制御コンピユータ
２６をオンライン試験手順にのせて、コンピユー
タ２６の動作能力を判定し、こうしてコンピユー
タの誤動作を最も早期に表示する。試験手順によ
つて満足な結果が得られない場合、監視タイマ７
２を時間切れにして、その後監視制御装置は自動
的にモニタ様式にされ、作業員にみかけの誤動作
があつたことが警告され、EHC装置は手動制御
様式にされる。試験監視サブプログラムは、いず
れも第４図に示した監視タイマ７２及び様式選択
回路７７を含むハードウエア部品と共に作用す
る。 更に第１０図のプログラムの構成はブートスト
ラツプ監視サブプログラム２５５、警報／事象待
ち行列監視サブプログラム２５７、計算データ入
力監視サブプログラム２５９、設定点監視サブプ
ログラム２６１及びコンピユータ間Ｉ／Ｏ監視サ
ブプログラム２６３を含む。入力兼計算コンピユ
ータ２８との通信は交換位置２６０，２６２を通
じて行われる。表示兼通信コンピユータ２７とは
交換位置２６４，２６６を通じて行われる。ブー
トストラツプ監視サブプログラム２５５が、動作
電力が印加された後、制御コンピユータ２６の初
期設定をし、制御コンピユータ２６を最初に始動
出来る様にする。制御コンピユータが用意が出来
たという表示が、ブートストラツプ動作の後に発
生され、それがコンピユータ間Ｉ／Ｏ監視サブプ
ログラム２６３に対する入力メツセージとして、
交換位置２６５に送られる。データベース監視サ
ブプログラム２３７を周期的に実行して、記憶装
置の内、タービン−発電機の運転に関するデータ
が１つのソフトウエア・タスクによつて貯蔵され
且つ１つ又は更に多くの他のタスクを遂行するの
に使われる区域を更新する。このデータが、或る
サブプログラムによつて書込まれている間に別の
サブプログラムによつて同時に読取られるのを防
止する為、データベース監視サブプログラム２３
７がデータベースに対するアクセスを制御する。
警報／事象待ち行列監視サブプログラム２５７は
制御装置の３つのマイクロコンピユータ２６，２
７，２８からの警報メツセージ入力を記録する。
このタスク２５７は制御コンピユータ２６からの
始動（事象）メツセージ並びに表示兼通信コンピ
ユータ２７からの取消しメツセージをも記録す
る。表示兼通信コンピユータ２７からの要求があ
つた時、警報／事象監視サブプログラム２５７が
待ち行列に入れたメツセージの内容を報告する。
計算データ入力監視サブプログラム２５９は、ア
ナログ入力データの要請を入力兼計算コンピユー
タ２８に送ると共に、選ばれたアナログ入力の値
（デイジタル形式に変換されている）を制御コン
ピユータ２６内の要請を出したサブプログラムに
送り返すサブプログラムである。設定点監視サブ
プログラム２６１が目標負荷及び装荷速度の様
に、EHC装置２２に設定すべき設定点の値を処
理して発生し、タービンの運転状態に従つて、装
置２２を更新する。プロセツサ間Ｉ／Ｏ監視サブ
プログラム２６３が制御コンピユータ２６と他の
２台のマイクロコンピユータ、即ち表示兼通信コ
ンピユータ２７及び入力兼計算コンピユータ２８
との間の情報の流れを指示する。 この発明の監視制御装置を構成する各々のマイ
クロコンピユータ２６，２７，２８の中には実行
プログラムがある。この実行プログラムの作用
は、これまで第８図、第９図及び第１０図につい
て説明した様に、特定のマイクロコンピユータ内
での種々のサブプログラムの実行を監視すること
である。こういう実行プログラムが、幾つかのサ
ブプログラムにマイクロコンピユータ資源
（resource）を割当てゝ、実時間で計算並びに入
出力を遂行出来る様にする。第１１図は制御コン
ピユータ２６に対する実行プログラム２７０とそ
の中で実行し得るサブプログラムとのインタフエ
イス接続を示す。制御コンピユータ実行プログラ
ム２７０が、第１０図のプログラムの構成及びメ
ツセージの流れを示す図に例示された全てのサブ
プログラム（第１１図と同じ参照数字を持つ）を
呼出して、その実行を監視し、更に実時間多重タ
スク・サブプログラム２７２及びユーテリテイ・
ルーチン・サブプログラム２７４とインタフエイ
ス接続されている。実時間多重タスク・サブプロ
グラム２７２は汎用監視プログラムであつて、他
のタスク／サブプログラムを遂行出来る様にする
と共に、(1)ブートストラツプ、(2)第１０図につい
て述べた様な相対的な優先順位に基づくサブプロ
グラムの実行の監視、(3)割込みの処理、(4)入出力
制御及び(5)プログラム間の通信を含む、制御コン
ピユータ内の機能を遂行又は制御する責任を持
つ。１群のユーテリテイ・ルーチン２７４が、計
算、データ操作、第11図の他のサブプログラムに
一般的に使われる入出力動作を遂行する為のサブ
ルーチンを供給する。ユーテリテイ・サブルーチ
ンは、階層の他のマイクロコンピユータの各々に
よつて呼出して実行することも出来、次の表は、
階層内で一般的に利用し得るユーテリテイ・ルー
チンをリストしたものであつて、その目的及び機
能を簡単に説明してある。
装置２２で選択することから始まる。EHC装置
２２が手動様式、遠隔負荷制御様式又は待機様式
のいずれかにある時、制御作用は普通であつて、
監視制御装置２５がとり得る唯一の様式は、上の
表に示した様にモニタ様式である。この様式で
は、監視制御装置はタービンのあらゆる動作段階
にわたつて作業員の案内をし、タービンの運転状
態に関する情報を供給し、異常となる様な状態で
警報を発し、全般的に作業員に対し、作業員がタ
ービン−発電機の最も効率的で経済的な性能が得
られる様にEHC制御装置２２を設定し得る様な
情報を供給する。 監視制御装置２５が他のいずれかの様式、即
ち、制御様式、遠隔自動様式又はプラント・コン
ピユータ様式にある時、監視遠隔様式以外の
EHC装置２２の全ての様式が禁止される。（第６
図の操作盤３７のスイツチ１３１を介して選択し
得る）制御様式にある時、監視制御装置はタービ
ン−発電機の制御を受持ち、自動的に始動する
際、並びに所謂目標負荷まで装荷並びにこの負荷
から脱荷する際の作業員の介入がごく僅かで済む
様にする。発電機の周波数を電力線路と同期さ
せ、目標負荷に達した後、タービン負荷の制御は
ADS又はCBCの様な中央の負荷指名装置に引継
ぐことが出来る。この代りに、プラント・コンピ
ユータから入力を受取つて、制御されるタービン
−発電機を、他のタービン−発電機装置を含めた
プラントの他の設備と対応づけることが出来る。
自動的に制御されるタービンの始動は次の様に行
われる。 始動順序は、第１図及び第６図の作業員用操作
盤３７で開始スイツチ１１６によつて開始され
る。この時、制御装置は、回転子の予備加温から
始まつて、論理的に配置された工程を進む。回転
子の予備加温工程の間、監視制御装置２５がター
ビンの回転子の中孔の温度を３箇所で測定し、こ
れらの温度を作業員に告知し、タービンの回転開
始を行う前に回転子の予備加温を必要とするかど
うかを表示する。回転子の予備加温及び始動の他
の段階の進行が監視され、CRT装置３９に表示
される。次に、筐体の加温が必要かどうかの判断
を下す。必要とすれば、作業員には、CRT装置
３９で適当なメツセージによつてその旨が知らさ
れる。満足し得る筐体の加温が達成されると、こ
のことも告知される。満足すべき筐体の加温及び
回転子の予備加温が達成されると、次の工程は回
転開始の準備である。然し、プラント・コンピユ
ータ又は作業員のいずれかが、任意の時点で、始
動順序に保留をかけることが出来る。作業員によ
つてかけられる保留は、操作盤３７に設けられた
手動保留スイツチ１１７による。この保留は保留
解放スイツチ１１８によつて除かれる。回転開始
の準備が始まると、作業員は制御装置から、その
特定の始動に対するサイクル寿命消費量（CLE）
の許容レベルを選択する様に要請される。作業員
のCLEの選択が高、中及び低のサイクル寿命選
択スイツチ１２３，１２４，１２５によつて表明
される。 回転開始の準備は、行なつた計算の有効性の検
査、ボイラーの蒸気が満足し得る状態であるとい
う検査、許容し難い警報又は作業員による取消し
が存在しないという検査を含む。これらの検査結
果が満足し得るものであれば、蒸気に送込み量を
増加することにより、タービンの回転子を回転伝
達装置から離して回転させ、監視制御装置によつ
てEHC装置に対し第１の目標速度及び加速度が
指示される。第１の目標速度に達すると、一層高
い第２の目標速度に進むか、或いはタービンの十
分な加温並びに応力の減少が発生するまで一時的
に保留するかの判定が自動的に下される。いずれ
にせよ、同期速度に達するまで、中間の目標速度
及び加速度が選択され且つ設定される。 同期速度に達する前の時点で、外部発電機界磁
励磁装置を付勢し、発電機の出力電圧を電力系の
電圧と釣合せる。界磁の励磁が加えられ、電圧が
正しく合い、タービンが線路速度になつた時、監
視制御装置は同期状態が達成されたことを作業員
に告知し、同期が作業員によつて、又は監視制御
装置２５によつて付勢される自動同期化装置によ
つて達成されるまで保留する。 同期の直後、自動的にタービンに最小負荷が装
荷され、そのまゝ保持するか、或いはタービンの
温度及び回転子の応力によつて決定される最適速
度で一層高い目標負荷に向つて進める。目標負荷
並びに許容最大装荷速度は、目標負荷スイツチ１
１４及び速度制限スイツチ１１５（いずれも第６
図に示す）を通じて作業員によつて選択される。 タービンの始動順序の間、或る所望の負荷レベ
ルで定常状態の動作に達した後、全円弧又は部分
円弧のいずれかの最も好ましい蒸気の進入が自動
的に選択され、制御弁を作動し位置ぎめする。最
も好ましい蒸気進入様式をこの様に自動的に選択
することにより、タービンが一様に加熱され、始
動並びに初期装荷の際の回転子の応力が最小限に
抑えられ、大部分のタービン運転時間の間、部分
円弧進入様式の高い効率が達成される。現状で最
も好ましい進入様式が監視制御装置２５によつて
自動的に決定され、その後、第４図に示すモータ
駆動回路７５を通じて作用することにより、駆動
モータ又はEHC装置内のその他の位置ぎめ装置
が作動され、所望の進入様式を選択する。最も好
ましい進入様式の選択が、この発明では、米国特
許第3561216号並びに係属中の米国特許出願番号
145219号（米国特許第4320625号参照）に記載さ
れた方法に従つて実施される。EHC装置内で進
入様式を制御すると共に、この発明とインタフエ
イス接続するのに特に適した装置が、米国特許第
4177387号に記載されている。 一旦目標負荷に達すると、作業員は、遠隔自動
様式に切換えることにより、タービンの負荷制御
を中央負荷指名装置又は統制形ボイラー制御装置
に引継ぐことが出来る。遠隔自動様式では、監視
制御装置２５はモニタにとヾまり、タービンに過
大な応力が加わらない様に保証する為、蒸気進入
様式及びその他の制御パラメータの制御作用を続
けて行う。 プラント・コンピユータ様式では、監視制御装
置２５が外部の大形の本体計算機と共に使われ
る。コンピユータ様式では、制御装置２５はター
ビンの運転に関するデータをプラント・コンピユ
ータに供給するか、又は他の場合に作業員が提供
する様な入力をプラント・コンピユータから受取
る。この様な入力の例としては、目標負荷、許容
サイクル寿命消費量及び動作の保留が含まれる。
監視制御装置２５とプラント・コンピユータとの
間の情報の交換は、専ら第１図及び第５図に示す
データ・リンク４０を介して行われる。 ３ プログラムの構成及びコンピユータどうしの
通信 この発明の制御装置を構成するマイクロコンピ
ユータは独立のサブシステムであつて、コンピユ
ータどうしの通信並びに機能の統制は、第１図及
び第３図乃至第５図に概略的に示した２重ポート
読取／書込み記憶装置２９，３０を使つて行われ
る。２重ポートの共用記憶装置を使うことが前掲
米国特許第4212057号に詳しく記載されている。
記憶装置２９，３０は、この明細書では共用記憶
装置と呼ぶこともある。マイクロコンピユータの
階層は、制御コンピユータ２６と入力兼計算コン
ピユータ２８の間、並びに制御コンピユータ２６
と表示兼通信コンピユータ２７の間で通信をする
様に構成されているが、表示兼通信コンピユータ
２７と入力兼計算コンピユータ２８の間では直接
的に通信をしない。 各々のマイクロコンピユータ２６，２７，２８
のプログラムには、プロセツサの間の通信を監視
するサブプログラム又はソフトウエア・タスクが
あり、この通信が、対応する内部通信及び割込み
回路７０，８５，５１と共に、統制のとれた動作
をするのに必要なメツセージの交換を制御する。
こういうメツセージとしてはデータの要請、その
応答及び同期信号が含まれる。各々のマイクロコ
ンピユータ２６，２７，２８が割込み信号を発生
し且つ確認する。これらの割込み信号は受取り側
のコンピユータに到来メツセージ又は送信側のマ
イクロコンピユータの状態の変化に注意させる為
に使われる。符号化フラグ・ワードを使つて割込
みの意味を決定する。例えば、１つのフラグ・ワ
ードは、遠隔の又は受取り側のマイクロコンピユ
ータへの送信を制御する為に使われ、別のフラ
グ・ワードは遠隔のマイクロコンピユータからの
受信を制御する。受信フラグ・ワードは「送信の
為に破算」を表示する為に受取り側のマイクロコ
ンピユータによつて符号化することが出来る。送
信フラグ・ワードは、後で受取り側のマイクロコ
ンピユータがアクセスする為に、メツセージを複
製して記憶装置の適当な交換位置に送らなければ
ならないことを表示する様に符号化することが出
来る。送信フラグ・ワードは更にメツセージの受
信並びに発信を確認する様に符号化される。第７
図はコンピユータどうしの間のメツセージの流れ
を示す図で、独立に動作する３つのマイクロコン
ピユータ２６，２７，２８と、メツセージが記憶
装置の一般化した交換位置１４０，１４１，１４
２を経由することが示されている。 第８図は入力兼計算コンピユータ２８のプログ
ラムの構成を示しており、入力兼計算コンピユー
タ２８のプログラムを構成するサブプログラムは
タスクを実行する方式を示していると共に、種々
のタスクの実行を要求する為のメツセージを保存
並びに検索する為に記憶装置の交換位置を使うこ
とを示している。第８図（並びに続く第９図及び
第１０図）で、矩形のブロツクは入力兼計算コン
ピユータ２８内で実行することが出来且つ第３図
のROM４７に貯蔵されているサブプログラム又
はタスクを表わし、円は、いずれも第３図に示し
たRAM４８又は共用記憶装置３０のいずれかの
中に配置し得る記憶装置交換位置を表わし、矢印
を付けた線はメツセージの流れの方向を示し、タ
スクを表わすブロツク内に示した数字は、タスク
を実行する相対的な優先順位を示す。数が小さい
方が優先順位が高い。この為、入力兼計算コンピ
ユータ２８のCPU４５が実行し得るソフトウエ
アの主要なタスクは９個ある。これらのタスクは
同時に実行される。同時にと云うのは、CPU４
５がタスクを逐次的に又は同時的に行うことでは
なく、優先順位が更に高い別のサブプログラムの
割込みがあるまで、或るサブプログラムを出来る
だけ多く実行するという意味である。割込みが発
生すると、優先順位が更に高いサブプログラムが
完了するまで、最初のサブプログラムの実行を中
断する。全てのサブプログラムがこの様にして同
時に進行し得る。 第８図並びに第１図及び第３図乃至第５図を参
照すると、ブートストラツプ監視サブプログラム
１４５は、マイクロコンピユータの階層がリセツ
トされて、電源がオンになつた時、入力兼計算コ
ンピユータ２８を用意完了状態にする。ブートス
トラツプ・サブプログラム１４５が一般化交換位
置１４７を通じて、制御コンピユータ２６が用意
が出来ているという入力情報を受取る。一旦入力
兼計算コンピユータ２８を初期設定すると、その
趣旨のメツセージがコンピユータ間入出力サブプ
ログラム１５１に対する交換位置１４９に送られ
る。繰返して述べておくが、こゝで説明し且つ図
に示す様なメツセージ交換位置は記憶装置の特定
の位置を表わすものではなく、それを通じて情報
が種種のサブプログラムへ流れ、又はサブプログ
ラムから流れるアクセス可能な記憶装置の位置を
表わすものである。この為、プロセツサ間Ｉ／Ｏ
監視サブプログラム１５１がデータ・ベース監視
サブプログラム１５３、警報待ち行列監視サブプ
ログラム１５５及び計算データ入力監視サブプロ
グラム１５７とも相互関係を持ち、夫々交換位置
１５９，１６１，１６３を介してこれらのサブプ
ログラムを呼出す。ブートストラツプ監視サブプ
ログラム１４５の他に、各々のサブプログラム１
５３，１５５，１５７が交換位置１４９を介し
て、コンピユータ間Ｉ／Ｏ監視サブプログラム１
５１に報告する。制御コンピユータ２６からの割
込み及び入力は交換位置１６４を介して送られ、
これに対して制御コンピユータ２６への出力は交
換位置１６６を介して送られる。 計時／スケジユール・サブプログラム１６５が
交換位置１６７を介して実時間クロツク（第５図
に示す）から規則的なタイミング入力を受取り、
タービン−発電機に関するアナログ・データを読
取る為に、計算データ入力監視サブプログラム１
５７を実行する為の規則的にスケジユールされた
要請を送出す。アナログ入力データがデイジタル
形式に変換され、入力監視サブプログラム１５７
で構成されたソフトウエア・モジユールを通じて
有効と認められる。サブプログラム１５７は、適
正な時刻に、交換位置１７１にメツセージを送る
ことにより、回転子応力計算監視サブプログラム
１６９をキーイングする。回転子応力計算サブプ
ログラム１６９が、米国特許第3446224号、同第
4046002号及び同第4104908号に記載された方法に
従つて、タービンの回転子の応力を決定する。特
定の測定サイクルに対して応力の計算が完了する
と、応力及びサイクル寿命計数器５６（第３図に
示す）は現在の状態を反映する様に更新しなけれ
ばならない。これまでの説明から、タービンの応
力にはサイクル寿命消費量（CLE）とFATTに
関する応力と２種類あることを想起されたい。
CLE／区域計数器監視サブプログラム１７３は、
こういう高応力事象に関するデータを累算するデ
イジタル計数器５６を作動するソフトウエア制御
になる。CLEの場合、HP及びIPタービン回転子
の両方に対して計数器が設けられ、消費された回
転子のサイクル寿命の累算百分率を表わす読出し
数値を供給する。FATTに関する応力事象に対
しては、損傷の惧れがある区域が温度及び回転子
の中孔の応力に基づいて設定され、これらの区域
を表わす計数器が、応力が対応する区域に入り込
む度に増数される。応力及びサイクル寿命計数器
５６ご更新する信号が、交換位置１７５を介して
CLE／区域計数器サブプログラム１７３に送ら
れる。次のアナログ入力時刻を設定する信号が交
換位置１７７を介して計時／スケジユール・サブ
プログラム１６５に送られる。 入力兼計算コンピユータ２８は周期的に自己試
験手順を経由する様にされ、コンピユータ２８自
体の内部に於ける誤動作を出来るだけ早期に表示
する。この自己試験は試験監視サブプログラム１
７９の指示によつて行われる。このサブプログラ
ムは、計時／スケジユール・サブプログラム１６
５によつて交換位置１８１に送られた信号によつ
て作動される。試験手順の結果の報告が好ましく
なければ、入力兼計算コンピユータ２８に対する
監視タイマ（第３図に示す）は更新されない。こ
れによつてコンピユータ２８の誤動作が作業員に
知らされ、監視制御装置及びEHC装置２２は夫
夫モニタ様式及び手動様式に自動的に戻される。 第９図は第１図、第５図及び第７図に示した表
示兼通信コンピユータ２７のプログラムの構成並
びにその内部の通信の流れを示す。サブプログラ
ムが、第９図のサブプログラムを表わすブロツク
内に数字で示した相対的な優先順位に従つて実行
される。計時／スケジユール・サブプログラム１
８６が交換位置１８８を介して実時間クロツク８
４（第５図に示す）から周期的なクロツク割込み
を受取り、表示兼通信コンピユータ２７によつて
実行すべき他のタスクのタイミング及びスケジユ
ール設定を行う。計時／スケジユール／サブプロ
グラム１８６は周期的に交換位置１９０，１９
２，１９４，１９６にメツセージを送り、試験監
視サブプログラム１９８，CRT監視サブプログ
ラム２００、ライン・プリンタ・サブプログラム
２０２及びデータ・リンク監視サブプログラム２
０４を夫々作動する。試験監視サブプログラム１
９８はオンラインの自己試験ルーチンであり、コ
ンピユータ２８の機能性を試験する。誤動作の表
示が作業員に発せられ、監視制御装置がモニタ様
式に、そしてEHC装置２２が手動様式に自動的
に切換わるのを避ける為にコンピユータの監視タ
イマを更新する為には、このルーチンによつて満
足し得る結果が得られなければならない。CRT
監視サブプログラム２００は、作業員を適正に案
内する為の適切なメツセージでCRT装置３９を
更新した状態に保つのに必要なソフトウエア・モ
ジユールを含む。ライン・プリンタ監視サブプロ
グラム２０２は周期的に実行されて、ライン・プ
リンタ３８を制御すると共に、タービン−発電機
の運転に関するデータの永久的な記録を作ると共
に、作業員又はプラント・コンピユータのいずれ
かによつて発せられた警報並びに取消しの記録を
作る。データ・リンク監視サブプログラム２０４
はプラント・コンピユータの監視サブプログラム
２０６と共に、監視制御装置２５を一層大形の本
体のプラント・コンピユータと一緒に使う際の統
制をとるソフトウエア・タスクを行う。こういう
ソフトウエア・タスクは、主に制御装置２５がプ
ラント・コンピユータ様式で動作している時に使
われる。プラント・コンピユータ監視サブプログ
ラム２０６がタービン−発電機の運転に関する制
御装置の出力データを受取り、交換位置２０８を
介して作動される。プラント・コンピユータに対
する出力データ及びこのプラント・コンピユータ
からのデータに対する要請が、交換位置２１０，
２１２を介してデータ・リンク監視サブプログラ
ム２０４によつて処理される。 更に第９図のプログラムの構成は、ブートスト
ラツプ監視サブプログラム２１４、データ・ベー
ス監視サブプログラム２１６、警報／設定点／待
ち行列監視サブプログラム２１８及び計算データ
入力監視サブプログラム２２０を含んでおり、こ
れら全てのサブプログラムが交換位置２２４を介
してコンピユータ間Ｉ／Ｏ監視サブプログラム２
２２に情報を供給すると共に、コンピユータ間
Ｉ／Ｏ監視サブプログラム２２２から夫々交換位
置２２６，２２８，２３０，２３２を介して入力
を受取る。制御コンピユータ、キーボードに対す
る出力情報及びクロツクが夫々位置２２１，２２
３，２２５に送られる。警報／設定点／待ち行列
監視サブプログラム２１８が、CRT監視サブプ
ログラム２００、ライン・プリンタ監視サブプロ
グラム２０２及びプラント・コンピユータ監視サ
ブプログラム２０６に対し、これらのサブプログ
ラムによつて要請され、その要請がプロセツサ間
Ｉ／Ｏ監視サブプログラム２２２によつて警報／
設定点／待ち行列監視サブプログラム２１８に供
給された時、これらのプログラムに対する出力デ
ータを供給する。プロセツサ間Ｉ／Ｏ監視サブプ
ログラム２２２が制御コンピユータ２６、作業員
用操作盤及びシステム・クロツクから交換位置２
３４を介して入力を受取る。第９図の交換位置は
第１図及び第５図の共用記憶装置２９及び第５図
のRAM８３内にある記憶装置の位置である。 第１０図は第１図、第４図及び第７図の制御コ
ンピユータ２６のプログラムの構成並びにそのソ
フトウエア・メツセージの流れを示しているが、
この図で計時／スケジユール・サブプログラム２
３５が、データ・ベース監視サブプログラム２３
７、試験監視サブプログラム２３９、様式監視サ
ブプログラム２４１、装荷速度監視サブプログラ
ム２４３及び蒸気進入様式監視サブプログラム２
４５を含む他の機能的なサブプログラムを作動す
る為の周期的な要請及び同期信号を発生する。こ
のソフトウエアのタイミングは、交換位置２４６
に送られる第５図のクロツク８４からの周期的な
入力に基づく。様式監視サブプログラム２４１
は、交換位置２４２を通じて同期することによ
り、監視制御装置の動作様式を担当し、入力交換
位置２４９を通じて、タービン−発電機始動タス
ク２４７に対し開始及び再開信号を供給する。様
式監視サブプログラム２４１は、装荷速度監視プ
ログラム２４３及び蒸気進入様式監視サブプログ
ラム２４５にも開始／停止メツセージを供給す
る。計時／スケジユール・サブプログラム２３５
及び様式監視サブプログラム２４１からの入力メ
ツセージが交換位置２５１，２５３を介してサブ
プログラム２４３，２４５に送られる。試験監視
サブプログラム２３９は、入力交換位置２５６を
通じて作動されることにより、制御コンピユータ
２６をオンライン試験手順にのせて、コンピユー
タ２６の動作能力を判定し、こうしてコンピユー
タの誤動作を最も早期に表示する。試験手順によ
つて満足な結果が得られない場合、監視タイマ７
２を時間切れにして、その後監視制御装置は自動
的にモニタ様式にされ、作業員にみかけの誤動作
があつたことが警告され、EHC装置は手動制御
様式にされる。試験監視サブプログラムは、いず
れも第４図に示した監視タイマ７２及び様式選択
回路７７を含むハードウエア部品と共に作用す
る。 更に第１０図のプログラムの構成はブートスト
ラツプ監視サブプログラム２５５、警報／事象待
ち行列監視サブプログラム２５７、計算データ入
力監視サブプログラム２５９、設定点監視サブプ
ログラム２６１及びコンピユータ間Ｉ／Ｏ監視サ
ブプログラム２６３を含む。入力兼計算コンピユ
ータ２８との通信は交換位置２６０，２６２を通
じて行われる。表示兼通信コンピユータ２７とは
交換位置２６４，２６６を通じて行われる。ブー
トストラツプ監視サブプログラム２５５が、動作
電力が印加された後、制御コンピユータ２６の初
期設定をし、制御コンピユータ２６を最初に始動
出来る様にする。制御コンピユータが用意が出来
たという表示が、ブートストラツプ動作の後に発
生され、それがコンピユータ間Ｉ／Ｏ監視サブプ
ログラム２６３に対する入力メツセージとして、
交換位置２６５に送られる。データベース監視サ
ブプログラム２３７を周期的に実行して、記憶装
置の内、タービン−発電機の運転に関するデータ
が１つのソフトウエア・タスクによつて貯蔵され
且つ１つ又は更に多くの他のタスクを遂行するの
に使われる区域を更新する。このデータが、或る
サブプログラムによつて書込まれている間に別の
サブプログラムによつて同時に読取られるのを防
止する為、データベース監視サブプログラム２３
７がデータベースに対するアクセスを制御する。
警報／事象待ち行列監視サブプログラム２５７は
制御装置の３つのマイクロコンピユータ２６，２
７，２８からの警報メツセージ入力を記録する。
このタスク２５７は制御コンピユータ２６からの
始動（事象）メツセージ並びに表示兼通信コンピ
ユータ２７からの取消しメツセージをも記録す
る。表示兼通信コンピユータ２７からの要求があ
つた時、警報／事象監視サブプログラム２５７が
待ち行列に入れたメツセージの内容を報告する。
計算データ入力監視サブプログラム２５９は、ア
ナログ入力データの要請を入力兼計算コンピユー
タ２８に送ると共に、選ばれたアナログ入力の値
（デイジタル形式に変換されている）を制御コン
ピユータ２６内の要請を出したサブプログラムに
送り返すサブプログラムである。設定点監視サブ
プログラム２６１が目標負荷及び装荷速度の様
に、EHC装置２２に設定すべき設定点の値を処
理して発生し、タービンの運転状態に従つて、装
置２２を更新する。プロセツサ間Ｉ／Ｏ監視サブ
プログラム２６３が制御コンピユータ２６と他の
２台のマイクロコンピユータ、即ち表示兼通信コ
ンピユータ２７及び入力兼計算コンピユータ２８
との間の情報の流れを指示する。 この発明の監視制御装置を構成する各々のマイ
クロコンピユータ２６，２７，２８の中には実行
プログラムがある。この実行プログラムの作用
は、これまで第８図、第９図及び第１０図につい
て説明した様に、特定のマイクロコンピユータ内
での種々のサブプログラムの実行を監視すること
である。こういう実行プログラムが、幾つかのサ
ブプログラムにマイクロコンピユータ資源
（resource）を割当てゝ、実時間で計算並びに入
出力を遂行出来る様にする。第１１図は制御コン
ピユータ２６に対する実行プログラム２７０とそ
の中で実行し得るサブプログラムとのインタフエ
イス接続を示す。制御コンピユータ実行プログラ
ム２７０が、第１０図のプログラムの構成及びメ
ツセージの流れを示す図に例示された全てのサブ
プログラム（第１１図と同じ参照数字を持つ）を
呼出して、その実行を監視し、更に実時間多重タ
スク・サブプログラム２７２及びユーテリテイ・
ルーチン・サブプログラム２７４とインタフエイ
ス接続されている。実時間多重タスク・サブプロ
グラム２７２は汎用監視プログラムであつて、他
のタスク／サブプログラムを遂行出来る様にする
と共に、(1)ブートストラツプ、(2)第１０図につい
て述べた様な相対的な優先順位に基づくサブプロ
グラムの実行の監視、(3)割込みの処理、(4)入出力
制御及び(5)プログラム間の通信を含む、制御コン
ピユータ内の機能を遂行又は制御する責任を持
つ。１群のユーテリテイ・ルーチン２７４が、計
算、データ操作、第11図の他のサブプログラムに
一般的に使われる入出力動作を遂行する為のサブ
ルーチンを供給する。ユーテリテイ・サブルーチ
ンは、階層の他のマイクロコンピユータの各々に
よつて呼出して実行することも出来、次の表は、
階層内で一般的に利用し得るユーテリテイ・ルー
チンをリストしたものであつて、その目的及び機
能を簡単に説明してある。
【表】
された情報の入力。
【表】
読取／書込み ジの復号／符号化。
【表】
ージ交換位置で待つ。
制御コンピユータの実行プログラム２７０が作
用する態様が第１２図にブロツク図で示されてお
り、この図のブロツクは主要な機能要素、並びに
実行プログラム２７０によつて呼出されるその他
のサブプログラム／タスクを表わす。電源がオン
になつた時又は再開の時、制御コンピユータはブ
ートストラツプ動作２７７によつて指示される。
この動作により、読取／書込み記憶装置（RAM
及び共用記憶装置）が初期設定され、制御される
特定のタービン−発電機に独特のパラメータが限
定され、多重タスク・サブプログラム２７２（第
１１図）の制御記録が初期設定される。一旦制御
コンピユータ２６が動作状態にブートストラツプ
されると、優先順位スケジユール・サブプログラ
ム２７８が、サブプログラムの優先順位に基づい
て、（第４図のCPU６５によつて）実行するサブ
プログラムのスケジユールをたてる。前に第８図
乃至第１０図の説明で述べた様に、各々のサブプ
ログラムには、装置内の他のサブプログラムに対
して、並びに周辺装置の割込みに対して、その重
要性を示す優先順位が定められている。優先順位
スケジユール・サブプログラム２７８が、作用さ
せる用意の出来たサブプログラムのリストを集成
し、このリストの優先順位が最高のサブプログラ
ムを実行の為に選択する。指名装置２７９が制御
コンピユータ２６のCPU６５をプログラムを実
行する状態にする役割を担う。指名装置２７９が
サブプログラムの状態を試験し、サブプログラム
が中断していれば、CPU６５は割込みが発生し
た時点に於ける状態に復元される。サブプログラ
ムが中断しておらず、特別のサービスを求めてい
れば、指名装置２７９がそのサービスに適切なデ
ータをCPU６５に装入する。その後プログラ
ム・ブランチになるか、或いは選ばれたサブプロ
グラムへ復帰する。現在実行されているサブプロ
グラムが破線でブロツク２８０として示されてい
る。上の表に示し、且つ前に説明したユーテリテ
イ・ルーチン２８１が、実行中のサブプログラム
に対し、そのサブプログラムが要求した時に供給
される。 第１２図で、タスク間通信処理装置２８２がサ
ブプログラムの間、並びに第１１図の実行プログ
ラム２７０とサブプログラムの間での情報の交換
を行わせる。情報の流れは、その中でメツセージ
を待つタスクのリスト又は或るタスクに対するメ
ツセージのリストが待ち行列を開始し得る読取／
書込み記憶装置内の交換位置を経由する。タスク
間通信処理装置２８２が到来メツセージをリスト
に加え、フアースト・イン・フアースト・アウト
の基準に基づいて、タスク（サブプログラム）が
受理し得るメツセージを取出す。タスクがメツセ
ージを待つている場合、タスク間通信処理装置２
８２はこのタスクを、実行の用意が出来ているタ
スクのリストにのせる。タスク間通信処理装置２
８２は、ハードウエア割込み処理装置２８３、論
理時間処理装置２８４及び論理Ｉ／Ｏ処理装置２
８５と一緒に作用もする。ハードウエア割込み処
理装置２８３はハードウエアとソフトウエアの相
互作用、即ち、ハードウエア／ソフトウエア・イ
ンタフエイスを制御する責任を持つ。全ての割込
みは監視制御装置２５の外部で発生し、それが発
生したことは、或る外部装置、例えば、CRT又
はEHC装置２２が、制御装置２５にデータを送
る用意が出来ているか、或いはそれからデータを
受取る用意が出来ていることを知らせる。割込み
を受取つた時、ハードウエア割込み処理装置２８
３が割込みの出所を確認し、その後の全ての割込
みを一時的に不能にし、この割込みを確認するの
に必要なハードウエア動作を遂行する。割込みの
優先順位に応じて、ハードウエア割込み処理装置
２８３がタスク間通信処理装置２８２、又は論理
時間処理装置２８４或いは論理Ｉ／Ｏ処理装置２
８５の様な特定された割込みサービス・ルーチン
に制御作用を引渡す。 論理時間処理装置２８４は、他の場合には生産
性のない遊び期間となる様な時間の間、他のサブ
プログラムを実行することが出来る様に、サブプ
ログラムの実行中の遅延期間を計時する為に使わ
れる。こうすることにより、実時間で遂行しなけ
ればならない全てのタスクの累積的な不作動期間
が最短になる。更にこれによつて、タービン−発
電機の運転に関する或る重要なタスクが最低限の
或る頻度で実行されることが保証される。論理
Ｉ／Ｏ処理装置２８５が、第１１図の実時間多重
タスク監視装置２７２の下で、周辺装置とサブプ
ログラムの進行との間で実時間の非同期的な入出
力を行う。入力及び出力の両方の要請に対し、選
定された入力又は出力装置の状態を試験する。実
行中であれば、要請する側のサブプログラムは、
Ｉ／Ｏ装置へのアクセスが利用し得ることを定め
る信号を受取る時まで、一時的に実行を中断す
る。アクセスが得られると、データ転送が完了す
るまで、他のサブプログラムはこのＩ／Ｏ装置へ
のアクセスが阻止される。データ転送の為、論理
Ｉ／Ｏ処理装置２８５が転送状態を試験し、転送
状態が「用意完了」でないことを表示すると、転
送の「用意完了」を表示する信号を受取るまで、
要請する側のサブプログラムを中断する。 第１３図は入力兼計算コンピユータに対する実
行プログラム２８７とタスク又はサブプログラム
とのインタフエイス接続を示す。実時間多重タス
ク監視サブプログラム２８８は、実行プログラム
２８７の動作の中心となる監視プログラムであ
り、(1)ブートストラツプ動作、(2)優先順位による
タスクのスケジユールの設定、(3)割込みの処理、
(4)誤りの処理及び(5)Ｉ／Ｏ制御、を含む記録（ブ
ツクキーピング処理）及びスケジユール形の機能
を遂行又は制御する責任を持つ。実行プログラム
２８７が、実時間多重タスク監視サブプログラム
２８８と共に、第８図のプログラムの構成及びメ
ツセージの流れを示す図に例示された全てのサブ
プログラムとインタフエイス接続され、その実行
を監視する。両方の図面で、同じタスクを同一の
参照数字で示してある。然し、第１３図は更に実
行プログラム２８７が１群のユーテリテイ・サブ
ルーチン２８９にインタフエイス接続することを
示している。ユーテリテイ・ルーチン２８９が、
計算、データ操作、及び第１３図の他のサブプロ
グラムを適正に作用させる為に必要なその他の動
作を遂行する為のルーチンを供給する。サブルー
チンの表１には、ユーテリテイ・ルーチン２８９
を介して利用し得るサブルーチンが示されてい
る。 第１４図は表示兼通信コンピユータに対して、
実行プログラム２９２とサブプログラム又はタス
クとのインタフエイス接続を示しており、これを
第９図と併せて見れば、表示兼通信コンピユータ
のソフトウエアの統制並びに構成が判る。共通の
参照数字は、両方の図面で同一のサブプログラム
又はタスクを表わす。第１４図の実時間多重タス
ク監視サブプログラム２９３は、優先順位に基づ
いて他のタスクの実行のスケジユールをたて、プ
ログラムの実行を秩序をもつて行う為の記録（ブ
ツクキーピング処理）を行い、他のコンピユータ
の対応する多重タスク監視プログラムについて上
の表に挙げたその他の機能を遂行又は制御する汎
用プログラムである。表１に挙げた１群のユーテ
リテイ・ルーチン２９４は、実行プログラム２９
２の管理の下にある他の全てのタスクに利用し得
る、頻繁に使われる多数のルーチンである。 タービン−発電機を最も効率よく、経済的で、
応力が最も少なくなる様な形で始動、装荷並びに
脱荷する様に監視制御装置２５をプログラミング
することが、タービンの製造業者が提供する様な
種類の自動化フローチヤートに従つて実施され
る。従来、こういう自動化フローチヤートは、タ
ービン−発電機のコンピユータによる監視制御を
達成する為に、大形の本体計算機のプログラミン
グをし易くする様に供給されるのが普通であつ
た。自動化フローチヤートは、タービンをその多
くの動作段階にわたつて制御する際に行い又は充
たさなければならない動作、状態又は決定を段階
的に進行するものである。当業者であれば、この
様な自動化フローチヤートを使つて、この発明の
専用階層形マイクロコンピユータ組織をプログラ
ムすることが出来ることは明らかであろう。 タービンの製造業者が普通提供するものを若干
簡略にしてあるが、監視制御装置２５を動作状態
にし、並びにタービン−発電機を始動並びに装荷
する為のサブプログラムに入れる状態にする為の
プロセスを表わす自動化フローチヤートが第１５
図に示されている。 監視制御装置をオンに転ずる時は何時でも、図
示の事象の順序に入る。最初に、決定工程３００
で、前にループを通つたことがあるかどうかにつ
いて決定を下す。通つたことがなければ、工程３
０２で全てのサブプログラムの初期設定をする。
その後、工程３０４で、回転子の応力及び中孔の
温度を測定するサブプログラムを初期設定して、
回転子の加温に関するデータを集める。次に工程
３０６で、監視制御装置が正しい動作様式にある
ことを確める検査を行う。次いで工程３０８で全
てのサブプログラムを開始し、例えば蒸気温度及
び入力信号の有効性を含めたタービン−発電機の
動作パラメータを監視する。この後、最初の電源
をオンにした後には、タービン−発電機の始動の
際に工程３０２乃至３０８を省略する。残りの工
程は、EHC装置が正しく設定されていることを
確める工程３１０，３１２と、始動に対してサイ
クル寿命消費量を正しく選択したことを確める工
程３１４，３１６と、目標負荷が設定されている
ことを確認する工程３１８，３２０と、作業員が
選択した最大装荷速度を求める工程３２２，３２
４とを含む。最後に、タービン−発電機始動監視
サブプログラム２４７（前に第１０図について簡
単に説明した）の様な制御プログラムに入ること
が出来る様にする工程３２６が設けられている。
制御サブプログラム３２６の間又はその後の任意
の時に、（例えば１つの監視タイマによつて検出
される様な）監視制御装置２５内の回復し難い誤
動作が発生した場合、制御過程を終りにし、前に
述べた様に、全ての制御装置を強制的に安全な動
作様式にする。然し、制御過程を（例えば作業員
によつて）中断し得るその他の事象があることが
あり、この場合、後で再開したいことがある。こ
の再開が「開始」への復帰によつて示されてお
り、場合によつては、作業員によつて始動を再開
することを必要とする。 第１０図のタービン−発電機始動サブプログラ
ム２４９を行う基準となる別の簡略にしたフロー
チヤートが第１６図に示されている。始動サブプ
ログラム２４７に入ると、回転子の予備加温が必
要かどうかを判定する最初の決定工程３３１があ
る。必要であれば、工程３３３で作業員に対して
適切なメツセージが与えられ、その後作業員の動
作と予備加温を行うのに必要な遅延を遅延工程３
３５で与える。これらの工程３３１，３３３は、
回転子の予備加温が完了するまで繰返すことが出
来る。予備加温工程は本質的には制御装置の案内
により行う手動動作である。その目的は、回転子
の中孔材料が、回転子が加速されるにつれて発生
する遠心応力に対して十分な延性を持つことを保
証することである。始動を更に進める為には、そ
の前にタービン内の３箇所に於ける最低温度に達
し、回転子の殻体が十分加温されなければならな
い。 一旦回転子が安全な動作温度になると、制御弁
の蒸気筐体（図面に具体的に示してない）が加温
並びに加圧を行うのに遅延を必要とするかどうか
を決定する工程３３７がある。そういう必要があ
る場合、作業員は工程３３９で適切なメツセージ
の警告を受け、その後所要の遅延工程３４１が続
く。筐体の加温は(1)制御弁の筐体の加圧及び(2)均
熱の２段階で構成される。加圧段階では、蒸気と
弁の筐体の外壁との間の温度差に基づいて、弁の
筐体を速やかに加圧することが出来るか、或いは
ゆつくりと加圧しなければならないかどうかの判
定が下される。いずれにせよ、加圧は過大な温度
差を防止する速度で進められる。筐体圧力が主蒸
気圧力の85％に達すると、筐体加温の均熱段階が
始められる。この段階では、主蒸気の温度と弁の
筐体の外壁の温度との間の差が十分小さくなつ
て、タービンの加速中、過大な温度差が起らない
位になるまで、加圧状態でのゆるやかな加温を許
す。こういう条件が充たされた時、制御弁の筐体
はタービンの回転開始をする状態になつている。 回転開始工程３４３に対するタービンの準備
は、全ての制御装置が自動始動に正しく設定され
ていること、発電機の界磁が適切に温められてい
ること、蒸気のエンタルピが十分であること、並
びにタービン内部に過大な温度の不釣合が残つて
いないことを確認する検査を含む。一旦これらの
条件が充たされ、制御装置に警報が出ていない
と、タービンは加速工程３４５の用意が出来る。
この工程は、予備加温条件並びに熱応力レベルの
制限に従つて、タービン−発電機の速度並びに加
速度を制御する。高圧段の回転子の表面に於ける
熱応力レベルによつて、加速度が指示される。均
熱作用を利用して回転子の熱応力を下げることが
出来る様に、目標速度に達する前に、中間的な速
度保留が使われる。この様な速度保留は、熱伝達
係数の予想される変化による熱応力を制限する為
に、蒸気と金属との温度の不釣合によつても指示
される。第１図、第３図、及び第８図の入力兼計
算コンピユータ２８によつて実行されるサブプロ
グラムにより、応力並びに中孔の温度が計算さ
れ、結果が第１６図の加速工程３４５を遂行する
際に、制御コンピユータ２６に供給される。 一旦タービンが目標速度に達すると、始動サブ
プログラム中の次の動作は、発電機の界磁に励磁
を加えることである。工程３４７で示した、界磁
の印加は、界磁の印加を監視し、発電機の出力電
圧が、この発電機が結合されている電力系の線路
電圧と釣合つていることを検証する。界磁の励磁
は手動で、又は外部励磁装置（具体的に図に示し
てない）にある結線形論理装置（wired logic）
によつて制御することが出来る。界磁の励磁が必
要となり、タービン速度が目標速度の少なくとも
98％になつた時、励磁装置にそのことが知らされ
る。励磁装置は、発電機の出力と配電系の間に電
圧の釣合いが達成される時、信号を送り返し、こ
の為、始動タスクは同期化工程３４９に進むこと
が出来る。この工程は、更にタービン速度を検査
し、線路速度釣合い装置（第１図のEHC装置２
２内にある）及び自動同期化を達成する装置が働
いているかどうかを判定する。これらの構成要素
が働いていない場合、作業員にメツセージが与え
られ、作業員はこういう場合に発生したサブプロ
グラム中の保留を取消すことが出来る。タービン
−発電機が同期すると、階層の制御コンピユータ
２６が、タービンを目標負荷まで装荷する為、第
１０図の装荷速度監視サブプログラム２４３の様
なサブプログラムにその関心を払うことが出来
る。 この発明の監視制御装置は、第１７図の簡略フ
ローチヤートに示す様に、そして更に詳しくは前
掲米国特許出願番号第145219号（米国特許第
4320625号参照）に記載されている様に、タービ
ン−発電機を装荷する様にプログラムされてい
る。作業員が目標負荷を選択すると、装荷サブプ
ログラムの最初の工程３５０は、タービンが最低
負荷、例えば定格負荷の２％、より高いごく小さ
い負荷になつているかどうかを判定することであ
る。そうでなければ、工程３５２及び３５４を含
めて、EHC装置にある負荷設定モータを通じて、
電気流体力学式制御装置の負荷設定値を増加する
ことにより、タービンの負荷をこの最低負荷まで
高める。負荷設定モータを運転する持続時間、従
つて、負荷をどの位増加するかが工程３５２で最
初に計算される。計算された時間は蒸気圧力、最
低負荷及び負荷設定モータの速度の関数である。
最低負荷まで増加した後、タービンの始動が高温
状態又は低温状態のいずれにあるかを決定するプ
ログラム工程３５６がある。この決定は、第１段
回転子の表面の応力が正（低温）又は負（高温）
のいずれであるかに基づく。低温始動である場
合、次のプログラム工程３６０で負荷の基準値を
選択する前に、遅延期間３５８がある。タービン
が高温状態で始動される場合、負荷基準は高温始
動用の別個の工程３６２で最低負荷の値（２％）
に設定される。いずれの場合も、負荷基準は、前
述の負荷設定モータをパルス駆動する持続時間を
決定する計算に使われる。 高温又は低温始動のいずれかに対して負荷基準
を設定すると、次にタービンに対する最適装荷速
度を計算する工程３６４が続く。この工程３６４
は、実際には、タービンの回転子の応力が限界内
に保たれる様な装荷速度を発生するサブプログラ
ムである。この計算には、応力並びに蒸気温度の
変化率及びそれらの瞬時値が使われる。これによ
つて、タービン−発電機の装荷を一層敏速に且つ
一層一様に行うことが出来る。この工程３６４の
サブルーチンは、最初は回転子の応力が低い為
に、不適切に高い速度が計算されるのを避ける為
に、始動の最初の部分の間だけ使われる初期装荷
速度の計算をも含む。計算された装荷速度が次の
工程３６６で使われ、現在の負荷が目標負荷に許
容出来る位に接近しているかどうかを判定する。
その判断基準は、現在の負荷が目標負荷の小さな
百分率以内にあることである。この判断基準が充
たされると、作業員にメツセージ３６８で知らさ
れ、装荷サブプログラムが完了する。他方、現在
の負荷が目標負荷に十分近くないと、プログラム
は次の工程３７０の種々の保留を検査し、希望す
る様に保留にするか、或いは工程３７２で新しい
装荷速度を計算することに進む。起り得る保留の
例としては、作業員が決める保留、発電機を加温
する為の保留、バルブの筐体壁の温度差、回転子
の中孔の温度の低いこと、又は回転子の膨張が過
大であることによる保留、並びに主蒸気圧力が過
大であることによる保留がある。適当な負荷保留
メツセージが工程３７４で作業員に与えられる。 工程３７２で新たに計算された装荷速度を用い
て、次の工程３７５で、負荷設定モータ（EHC
装置内にあり、前に第４図について説明した様に
付勢される）を新しい負荷設定値までパルス駆動
する期間を計算する。計算された期間並びにモー
タの速度が新しい負荷設定値を決定する。運転時
間の計算は、サブプログラムの前の工程３７２で
計算された最適の装荷速度、並びに工程３６０又
は３６２で設定された負荷基準に基づく。モータ
の運転期間を決定する動作の一部分として、負荷
基準は、計算された装荷速度の端数だけ増数さ
れ、その後の計算には新しい負荷基準が使われ
る。計算された期間を設定して、次の動作工程３
７６で負荷設定モータをその持続時間の間パルス
駆動する。この後、プログラムは最初の装荷速度
計算工程３６４及び決定工程３６６に戻り、それ
から、十分な正確さで目標負荷が達成されるま
で、工程３７０乃至３７６を繰返す様に進む。 タービン−発電機の制御技術に著しい進歩をも
たらす専用マイクロコンピユータをベースとした
制御装置を説明したことが理解されよう。この発
明の制御装置は、マイクロコンピユータの階層で
構成され、大形計算機に必要とされる付随経費や
割当てられるタスクの複雑性を要することなく、
デイジタル計算機制御の利点をもたらす。こうい
う利点により、タービン−発電機の信頼性、稼動
率並びにサイクル時間が大幅に改善されると共
に、発電所作業員の効用も高まる。全体として、
発電コストを低下するのに著しい寄与が得られ
る。 この発明を、好ましい実施例について図示し且
つ詳しく説明したが、当業者であれば種々の変更
が考えられよう。これら全ての変更は、この発明
の範囲内に含まれることを承知されたい。
制御コンピユータの実行プログラム２７０が作
用する態様が第１２図にブロツク図で示されてお
り、この図のブロツクは主要な機能要素、並びに
実行プログラム２７０によつて呼出されるその他
のサブプログラム／タスクを表わす。電源がオン
になつた時又は再開の時、制御コンピユータはブ
ートストラツプ動作２７７によつて指示される。
この動作により、読取／書込み記憶装置（RAM
及び共用記憶装置）が初期設定され、制御される
特定のタービン−発電機に独特のパラメータが限
定され、多重タスク・サブプログラム２７２（第
１１図）の制御記録が初期設定される。一旦制御
コンピユータ２６が動作状態にブートストラツプ
されると、優先順位スケジユール・サブプログラ
ム２７８が、サブプログラムの優先順位に基づい
て、（第４図のCPU６５によつて）実行するサブ
プログラムのスケジユールをたてる。前に第８図
乃至第１０図の説明で述べた様に、各々のサブプ
ログラムには、装置内の他のサブプログラムに対
して、並びに周辺装置の割込みに対して、その重
要性を示す優先順位が定められている。優先順位
スケジユール・サブプログラム２７８が、作用さ
せる用意の出来たサブプログラムのリストを集成
し、このリストの優先順位が最高のサブプログラ
ムを実行の為に選択する。指名装置２７９が制御
コンピユータ２６のCPU６５をプログラムを実
行する状態にする役割を担う。指名装置２７９が
サブプログラムの状態を試験し、サブプログラム
が中断していれば、CPU６５は割込みが発生し
た時点に於ける状態に復元される。サブプログラ
ムが中断しておらず、特別のサービスを求めてい
れば、指名装置２７９がそのサービスに適切なデ
ータをCPU６５に装入する。その後プログラ
ム・ブランチになるか、或いは選ばれたサブプロ
グラムへ復帰する。現在実行されているサブプロ
グラムが破線でブロツク２８０として示されてい
る。上の表に示し、且つ前に説明したユーテリテ
イ・ルーチン２８１が、実行中のサブプログラム
に対し、そのサブプログラムが要求した時に供給
される。 第１２図で、タスク間通信処理装置２８２がサ
ブプログラムの間、並びに第１１図の実行プログ
ラム２７０とサブプログラムの間での情報の交換
を行わせる。情報の流れは、その中でメツセージ
を待つタスクのリスト又は或るタスクに対するメ
ツセージのリストが待ち行列を開始し得る読取／
書込み記憶装置内の交換位置を経由する。タスク
間通信処理装置２８２が到来メツセージをリスト
に加え、フアースト・イン・フアースト・アウト
の基準に基づいて、タスク（サブプログラム）が
受理し得るメツセージを取出す。タスクがメツセ
ージを待つている場合、タスク間通信処理装置２
８２はこのタスクを、実行の用意が出来ているタ
スクのリストにのせる。タスク間通信処理装置２
８２は、ハードウエア割込み処理装置２８３、論
理時間処理装置２８４及び論理Ｉ／Ｏ処理装置２
８５と一緒に作用もする。ハードウエア割込み処
理装置２８３はハードウエアとソフトウエアの相
互作用、即ち、ハードウエア／ソフトウエア・イ
ンタフエイスを制御する責任を持つ。全ての割込
みは監視制御装置２５の外部で発生し、それが発
生したことは、或る外部装置、例えば、CRT又
はEHC装置２２が、制御装置２５にデータを送
る用意が出来ているか、或いはそれからデータを
受取る用意が出来ていることを知らせる。割込み
を受取つた時、ハードウエア割込み処理装置２８
３が割込みの出所を確認し、その後の全ての割込
みを一時的に不能にし、この割込みを確認するの
に必要なハードウエア動作を遂行する。割込みの
優先順位に応じて、ハードウエア割込み処理装置
２８３がタスク間通信処理装置２８２、又は論理
時間処理装置２８４或いは論理Ｉ／Ｏ処理装置２
８５の様な特定された割込みサービス・ルーチン
に制御作用を引渡す。 論理時間処理装置２８４は、他の場合には生産
性のない遊び期間となる様な時間の間、他のサブ
プログラムを実行することが出来る様に、サブプ
ログラムの実行中の遅延期間を計時する為に使わ
れる。こうすることにより、実時間で遂行しなけ
ればならない全てのタスクの累積的な不作動期間
が最短になる。更にこれによつて、タービン−発
電機の運転に関する或る重要なタスクが最低限の
或る頻度で実行されることが保証される。論理
Ｉ／Ｏ処理装置２８５が、第１１図の実時間多重
タスク監視装置２７２の下で、周辺装置とサブプ
ログラムの進行との間で実時間の非同期的な入出
力を行う。入力及び出力の両方の要請に対し、選
定された入力又は出力装置の状態を試験する。実
行中であれば、要請する側のサブプログラムは、
Ｉ／Ｏ装置へのアクセスが利用し得ることを定め
る信号を受取る時まで、一時的に実行を中断す
る。アクセスが得られると、データ転送が完了す
るまで、他のサブプログラムはこのＩ／Ｏ装置へ
のアクセスが阻止される。データ転送の為、論理
Ｉ／Ｏ処理装置２８５が転送状態を試験し、転送
状態が「用意完了」でないことを表示すると、転
送の「用意完了」を表示する信号を受取るまで、
要請する側のサブプログラムを中断する。 第１３図は入力兼計算コンピユータに対する実
行プログラム２８７とタスク又はサブプログラム
とのインタフエイス接続を示す。実時間多重タス
ク監視サブプログラム２８８は、実行プログラム
２８７の動作の中心となる監視プログラムであ
り、(1)ブートストラツプ動作、(2)優先順位による
タスクのスケジユールの設定、(3)割込みの処理、
(4)誤りの処理及び(5)Ｉ／Ｏ制御、を含む記録（ブ
ツクキーピング処理）及びスケジユール形の機能
を遂行又は制御する責任を持つ。実行プログラム
２８７が、実時間多重タスク監視サブプログラム
２８８と共に、第８図のプログラムの構成及びメ
ツセージの流れを示す図に例示された全てのサブ
プログラムとインタフエイス接続され、その実行
を監視する。両方の図面で、同じタスクを同一の
参照数字で示してある。然し、第１３図は更に実
行プログラム２８７が１群のユーテリテイ・サブ
ルーチン２８９にインタフエイス接続することを
示している。ユーテリテイ・ルーチン２８９が、
計算、データ操作、及び第１３図の他のサブプロ
グラムを適正に作用させる為に必要なその他の動
作を遂行する為のルーチンを供給する。サブルー
チンの表１には、ユーテリテイ・ルーチン２８９
を介して利用し得るサブルーチンが示されてい
る。 第１４図は表示兼通信コンピユータに対して、
実行プログラム２９２とサブプログラム又はタス
クとのインタフエイス接続を示しており、これを
第９図と併せて見れば、表示兼通信コンピユータ
のソフトウエアの統制並びに構成が判る。共通の
参照数字は、両方の図面で同一のサブプログラム
又はタスクを表わす。第１４図の実時間多重タス
ク監視サブプログラム２９３は、優先順位に基づ
いて他のタスクの実行のスケジユールをたて、プ
ログラムの実行を秩序をもつて行う為の記録（ブ
ツクキーピング処理）を行い、他のコンピユータ
の対応する多重タスク監視プログラムについて上
の表に挙げたその他の機能を遂行又は制御する汎
用プログラムである。表１に挙げた１群のユーテ
リテイ・ルーチン２９４は、実行プログラム２９
２の管理の下にある他の全てのタスクに利用し得
る、頻繁に使われる多数のルーチンである。 タービン−発電機を最も効率よく、経済的で、
応力が最も少なくなる様な形で始動、装荷並びに
脱荷する様に監視制御装置２５をプログラミング
することが、タービンの製造業者が提供する様な
種類の自動化フローチヤートに従つて実施され
る。従来、こういう自動化フローチヤートは、タ
ービン−発電機のコンピユータによる監視制御を
達成する為に、大形の本体計算機のプログラミン
グをし易くする様に供給されるのが普通であつ
た。自動化フローチヤートは、タービンをその多
くの動作段階にわたつて制御する際に行い又は充
たさなければならない動作、状態又は決定を段階
的に進行するものである。当業者であれば、この
様な自動化フローチヤートを使つて、この発明の
専用階層形マイクロコンピユータ組織をプログラ
ムすることが出来ることは明らかであろう。 タービンの製造業者が普通提供するものを若干
簡略にしてあるが、監視制御装置２５を動作状態
にし、並びにタービン−発電機を始動並びに装荷
する為のサブプログラムに入れる状態にする為の
プロセスを表わす自動化フローチヤートが第１５
図に示されている。 監視制御装置をオンに転ずる時は何時でも、図
示の事象の順序に入る。最初に、決定工程３００
で、前にループを通つたことがあるかどうかにつ
いて決定を下す。通つたことがなければ、工程３
０２で全てのサブプログラムの初期設定をする。
その後、工程３０４で、回転子の応力及び中孔の
温度を測定するサブプログラムを初期設定して、
回転子の加温に関するデータを集める。次に工程
３０６で、監視制御装置が正しい動作様式にある
ことを確める検査を行う。次いで工程３０８で全
てのサブプログラムを開始し、例えば蒸気温度及
び入力信号の有効性を含めたタービン−発電機の
動作パラメータを監視する。この後、最初の電源
をオンにした後には、タービン−発電機の始動の
際に工程３０２乃至３０８を省略する。残りの工
程は、EHC装置が正しく設定されていることを
確める工程３１０，３１２と、始動に対してサイ
クル寿命消費量を正しく選択したことを確める工
程３１４，３１６と、目標負荷が設定されている
ことを確認する工程３１８，３２０と、作業員が
選択した最大装荷速度を求める工程３２２，３２
４とを含む。最後に、タービン−発電機始動監視
サブプログラム２４７（前に第１０図について簡
単に説明した）の様な制御プログラムに入ること
が出来る様にする工程３２６が設けられている。
制御サブプログラム３２６の間又はその後の任意
の時に、（例えば１つの監視タイマによつて検出
される様な）監視制御装置２５内の回復し難い誤
動作が発生した場合、制御過程を終りにし、前に
述べた様に、全ての制御装置を強制的に安全な動
作様式にする。然し、制御過程を（例えば作業員
によつて）中断し得るその他の事象があることが
あり、この場合、後で再開したいことがある。こ
の再開が「開始」への復帰によつて示されてお
り、場合によつては、作業員によつて始動を再開
することを必要とする。 第１０図のタービン−発電機始動サブプログラ
ム２４９を行う基準となる別の簡略にしたフロー
チヤートが第１６図に示されている。始動サブプ
ログラム２４７に入ると、回転子の予備加温が必
要かどうかを判定する最初の決定工程３３１があ
る。必要であれば、工程３３３で作業員に対して
適切なメツセージが与えられ、その後作業員の動
作と予備加温を行うのに必要な遅延を遅延工程３
３５で与える。これらの工程３３１，３３３は、
回転子の予備加温が完了するまで繰返すことが出
来る。予備加温工程は本質的には制御装置の案内
により行う手動動作である。その目的は、回転子
の中孔材料が、回転子が加速されるにつれて発生
する遠心応力に対して十分な延性を持つことを保
証することである。始動を更に進める為には、そ
の前にタービン内の３箇所に於ける最低温度に達
し、回転子の殻体が十分加温されなければならな
い。 一旦回転子が安全な動作温度になると、制御弁
の蒸気筐体（図面に具体的に示してない）が加温
並びに加圧を行うのに遅延を必要とするかどうか
を決定する工程３３７がある。そういう必要があ
る場合、作業員は工程３３９で適切なメツセージ
の警告を受け、その後所要の遅延工程３４１が続
く。筐体の加温は(1)制御弁の筐体の加圧及び(2)均
熱の２段階で構成される。加圧段階では、蒸気と
弁の筐体の外壁との間の温度差に基づいて、弁の
筐体を速やかに加圧することが出来るか、或いは
ゆつくりと加圧しなければならないかどうかの判
定が下される。いずれにせよ、加圧は過大な温度
差を防止する速度で進められる。筐体圧力が主蒸
気圧力の85％に達すると、筐体加温の均熱段階が
始められる。この段階では、主蒸気の温度と弁の
筐体の外壁の温度との間の差が十分小さくなつ
て、タービンの加速中、過大な温度差が起らない
位になるまで、加圧状態でのゆるやかな加温を許
す。こういう条件が充たされた時、制御弁の筐体
はタービンの回転開始をする状態になつている。 回転開始工程３４３に対するタービンの準備
は、全ての制御装置が自動始動に正しく設定され
ていること、発電機の界磁が適切に温められてい
ること、蒸気のエンタルピが十分であること、並
びにタービン内部に過大な温度の不釣合が残つて
いないことを確認する検査を含む。一旦これらの
条件が充たされ、制御装置に警報が出ていない
と、タービンは加速工程３４５の用意が出来る。
この工程は、予備加温条件並びに熱応力レベルの
制限に従つて、タービン−発電機の速度並びに加
速度を制御する。高圧段の回転子の表面に於ける
熱応力レベルによつて、加速度が指示される。均
熱作用を利用して回転子の熱応力を下げることが
出来る様に、目標速度に達する前に、中間的な速
度保留が使われる。この様な速度保留は、熱伝達
係数の予想される変化による熱応力を制限する為
に、蒸気と金属との温度の不釣合によつても指示
される。第１図、第３図、及び第８図の入力兼計
算コンピユータ２８によつて実行されるサブプロ
グラムにより、応力並びに中孔の温度が計算さ
れ、結果が第１６図の加速工程３４５を遂行する
際に、制御コンピユータ２６に供給される。 一旦タービンが目標速度に達すると、始動サブ
プログラム中の次の動作は、発電機の界磁に励磁
を加えることである。工程３４７で示した、界磁
の印加は、界磁の印加を監視し、発電機の出力電
圧が、この発電機が結合されている電力系の線路
電圧と釣合つていることを検証する。界磁の励磁
は手動で、又は外部励磁装置（具体的に図に示し
てない）にある結線形論理装置（wired logic）
によつて制御することが出来る。界磁の励磁が必
要となり、タービン速度が目標速度の少なくとも
98％になつた時、励磁装置にそのことが知らされ
る。励磁装置は、発電機の出力と配電系の間に電
圧の釣合いが達成される時、信号を送り返し、こ
の為、始動タスクは同期化工程３４９に進むこと
が出来る。この工程は、更にタービン速度を検査
し、線路速度釣合い装置（第１図のEHC装置２
２内にある）及び自動同期化を達成する装置が働
いているかどうかを判定する。これらの構成要素
が働いていない場合、作業員にメツセージが与え
られ、作業員はこういう場合に発生したサブプロ
グラム中の保留を取消すことが出来る。タービン
−発電機が同期すると、階層の制御コンピユータ
２６が、タービンを目標負荷まで装荷する為、第
１０図の装荷速度監視サブプログラム２４３の様
なサブプログラムにその関心を払うことが出来
る。 この発明の監視制御装置は、第１７図の簡略フ
ローチヤートに示す様に、そして更に詳しくは前
掲米国特許出願番号第145219号（米国特許第
4320625号参照）に記載されている様に、タービ
ン−発電機を装荷する様にプログラムされてい
る。作業員が目標負荷を選択すると、装荷サブプ
ログラムの最初の工程３５０は、タービンが最低
負荷、例えば定格負荷の２％、より高いごく小さ
い負荷になつているかどうかを判定することであ
る。そうでなければ、工程３５２及び３５４を含
めて、EHC装置にある負荷設定モータを通じて、
電気流体力学式制御装置の負荷設定値を増加する
ことにより、タービンの負荷をこの最低負荷まで
高める。負荷設定モータを運転する持続時間、従
つて、負荷をどの位増加するかが工程３５２で最
初に計算される。計算された時間は蒸気圧力、最
低負荷及び負荷設定モータの速度の関数である。
最低負荷まで増加した後、タービンの始動が高温
状態又は低温状態のいずれにあるかを決定するプ
ログラム工程３５６がある。この決定は、第１段
回転子の表面の応力が正（低温）又は負（高温）
のいずれであるかに基づく。低温始動である場
合、次のプログラム工程３６０で負荷の基準値を
選択する前に、遅延期間３５８がある。タービン
が高温状態で始動される場合、負荷基準は高温始
動用の別個の工程３６２で最低負荷の値（２％）
に設定される。いずれの場合も、負荷基準は、前
述の負荷設定モータをパルス駆動する持続時間を
決定する計算に使われる。 高温又は低温始動のいずれかに対して負荷基準
を設定すると、次にタービンに対する最適装荷速
度を計算する工程３６４が続く。この工程３６４
は、実際には、タービンの回転子の応力が限界内
に保たれる様な装荷速度を発生するサブプログラ
ムである。この計算には、応力並びに蒸気温度の
変化率及びそれらの瞬時値が使われる。これによ
つて、タービン−発電機の装荷を一層敏速に且つ
一層一様に行うことが出来る。この工程３６４の
サブルーチンは、最初は回転子の応力が低い為
に、不適切に高い速度が計算されるのを避ける為
に、始動の最初の部分の間だけ使われる初期装荷
速度の計算をも含む。計算された装荷速度が次の
工程３６６で使われ、現在の負荷が目標負荷に許
容出来る位に接近しているかどうかを判定する。
その判断基準は、現在の負荷が目標負荷の小さな
百分率以内にあることである。この判断基準が充
たされると、作業員にメツセージ３６８で知らさ
れ、装荷サブプログラムが完了する。他方、現在
の負荷が目標負荷に十分近くないと、プログラム
は次の工程３７０の種々の保留を検査し、希望す
る様に保留にするか、或いは工程３７２で新しい
装荷速度を計算することに進む。起り得る保留の
例としては、作業員が決める保留、発電機を加温
する為の保留、バルブの筐体壁の温度差、回転子
の中孔の温度の低いこと、又は回転子の膨張が過
大であることによる保留、並びに主蒸気圧力が過
大であることによる保留がある。適当な負荷保留
メツセージが工程３７４で作業員に与えられる。 工程３７２で新たに計算された装荷速度を用い
て、次の工程３７５で、負荷設定モータ（EHC
装置内にあり、前に第４図について説明した様に
付勢される）を新しい負荷設定値までパルス駆動
する期間を計算する。計算された期間並びにモー
タの速度が新しい負荷設定値を決定する。運転時
間の計算は、サブプログラムの前の工程３７２で
計算された最適の装荷速度、並びに工程３６０又
は３６２で設定された負荷基準に基づく。モータ
の運転期間を決定する動作の一部分として、負荷
基準は、計算された装荷速度の端数だけ増数さ
れ、その後の計算には新しい負荷基準が使われ
る。計算された期間を設定して、次の動作工程３
７６で負荷設定モータをその持続時間の間パルス
駆動する。この後、プログラムは最初の装荷速度
計算工程３６４及び決定工程３６６に戻り、それ
から、十分な正確さで目標負荷が達成されるま
で、工程３７０乃至３７６を繰返す様に進む。 タービン−発電機の制御技術に著しい進歩をも
たらす専用マイクロコンピユータをベースとした
制御装置を説明したことが理解されよう。この発
明の制御装置は、マイクロコンピユータの階層で
構成され、大形計算機に必要とされる付随経費や
割当てられるタスクの複雑性を要することなく、
デイジタル計算機制御の利点をもたらす。こうい
う利点により、タービン−発電機の信頼性、稼動
率並びにサイクル時間が大幅に改善されると共
に、発電所作業員の効用も高まる。全体として、
発電コストを低下するのに著しい寄与が得られ
る。 この発明を、好ましい実施例について図示し且
つ詳しく説明したが、当業者であれば種々の変更
が考えられよう。これら全ての変更は、この発明
の範囲内に含まれることを承知されたい。
第１図はこの発明に従つて監視制御装置を形成
するマイクロコンピユータの階層形の配置を示す
略図であり、タービン−発電機制御用の電気流体
力学式制御装置を持つ典型的な発電所とこの制御
装置との関係を示している。第２図は第１図のマ
イクロコンピユータの階層形の構成に対するソフ
トウエアの構成を示すブロツク図、第３図はいず
れも第１図に示した入力兼計算コンピユータ及び
アナログ入力インタフエイス回路のブロツク図、
第４図は第１図の制御コンピユータを示すと共
に、制御コンピユータを電気流体力学式制御装置
にインタフエイス接続する回路のブロツク図、第
５図は第１図の表示兼通信コンピユータを示すブ
ロツク図、第６図は第１図の制御装置と共に使う
のに適した作業員用操作盤の図、第７図は第１図
のマイクロコンピユータの階層に於けるコンピユ
ータ間のメツセージの流れを示す図、第８図は第
１図及び第３図の入力兼計算コンピユータのプロ
グラムの構成及びメツセージの率れを示す図、第
９図は第１図及び第５図の表示兼通信コンピユー
タに於けるプログラムの構成及びメツセージの流
れを示す図、第１０図は第１図及び第４図の制御
コンピユータに於けるプログラムの構成及びメツ
セージの流れを示す図、第１１図は第１図及び第
４図の制御コンピユータの実行プログラムとサブ
プログラムの間の相互関係を示すブロツク図、第
１２図は第１１図の実行プログラムの主要な機能
的構成要素のブロツク図で、これらの機能要素の
相互作用を示す。第１３図は第１図及び第３図の
入力兼計算コンピユータの実行プログラムとサブ
プログラムとの間の相互関係を示すブロツク図、
第１４図は第１図及び第５図の表示兼通信コンピ
ユータの実行プログラムとサブプログラムとの間
の相互関係を示すブロツク図、第１５図は第１図
のマイクロコンピユータ制御装置を動作状態にす
る為に実行されるプログラム工程を示す簡略フロ
ーチヤート、第１６図は第１０図のタービン−発
電機始動監視サブプログラムを遂行する際に、第
１図及び第４図の制御コンピユータが経由するプ
ログラム工程を示す簡略フローチヤート、第１７
図は第１０図の装荷速度監視サブプログラムを遂
行する際に経由するプログラム工程を示す簡略フ
ローチヤートである。 主な符号の説明、５：タービン、９：発電機、
２２：電気流体力学式制御装置、２６：制御マイ
クロコンピユータ、２７：表示兼通信マイクロコ
ンピユータ、２８：入力兼計算マイクロコンピユ
ータ、２９，３０：共用記憶装置、３２：アナロ
グ入力インタフエイス。
するマイクロコンピユータの階層形の配置を示す
略図であり、タービン−発電機制御用の電気流体
力学式制御装置を持つ典型的な発電所とこの制御
装置との関係を示している。第２図は第１図のマ
イクロコンピユータの階層形の構成に対するソフ
トウエアの構成を示すブロツク図、第３図はいず
れも第１図に示した入力兼計算コンピユータ及び
アナログ入力インタフエイス回路のブロツク図、
第４図は第１図の制御コンピユータを示すと共
に、制御コンピユータを電気流体力学式制御装置
にインタフエイス接続する回路のブロツク図、第
５図は第１図の表示兼通信コンピユータを示すブ
ロツク図、第６図は第１図の制御装置と共に使う
のに適した作業員用操作盤の図、第７図は第１図
のマイクロコンピユータの階層に於けるコンピユ
ータ間のメツセージの流れを示す図、第８図は第
１図及び第３図の入力兼計算コンピユータのプロ
グラムの構成及びメツセージの率れを示す図、第
９図は第１図及び第５図の表示兼通信コンピユー
タに於けるプログラムの構成及びメツセージの流
れを示す図、第１０図は第１図及び第４図の制御
コンピユータに於けるプログラムの構成及びメツ
セージの流れを示す図、第１１図は第１図及び第
４図の制御コンピユータの実行プログラムとサブ
プログラムの間の相互関係を示すブロツク図、第
１２図は第１１図の実行プログラムの主要な機能
的構成要素のブロツク図で、これらの機能要素の
相互作用を示す。第１３図は第１図及び第３図の
入力兼計算コンピユータの実行プログラムとサブ
プログラムとの間の相互関係を示すブロツク図、
第１４図は第１図及び第５図の表示兼通信コンピ
ユータの実行プログラムとサブプログラムとの間
の相互関係を示すブロツク図、第１５図は第１図
のマイクロコンピユータ制御装置を動作状態にす
る為に実行されるプログラム工程を示す簡略フロ
ーチヤート、第１６図は第１０図のタービン−発
電機始動監視サブプログラムを遂行する際に、第
１図及び第４図の制御コンピユータが経由するプ
ログラム工程を示す簡略フローチヤート、第１７
図は第１０図の装荷速度監視サブプログラムを遂
行する際に経由するプログラム工程を示す簡略フ
ローチヤートである。 主な符号の説明、５：タービン、９：発電機、
２２：電気流体力学式制御装置、２６：制御マイ
クロコンピユータ、２７：表示兼通信マイクロコ
ンピユータ、２８：入力兼計算マイクロコンピユ
ータ、２９，３０：共用記憶装置、３２：アナロ
グ入力インタフエイス。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ タービン−発電機を調節して動作のあらゆる
段階の間タービン−発電機の熱又は機械的応力の
許容レベルを越えずに最も速やかな応答を発生す
るための電気流体力学式制御装置に対する監視制
御装置であり、該監視制御装置が、前記電気流体
力学式制御装置とアナログ入力インタフエイスを
介してタービン−発電機の動作パラメータを感知
する感知装置とに結合されたデイジタル計算機手
段を含むものにあつて、該デイジタル計算機手段
が入力兼計算マイクロコンピユータ２８、表示兼
通信マイクロコンピユータ２７および制御マイク
ロコンピユータ２６を含み、これらのマイクロコ
ンピユータは階層に配置され、該デイジタル計算
機手段は更に、複数の共用記憶装置２９，３０を
有し、各共用記憶装置は前記階層の少なくとも２
つのマイクロコンピユータの間で共有され、かつ
該共用記憶装置を介して前記階層のマイクロコン
ピユータの間で情報が交換され、前記入力兼計算
マイクロコンピユータ２８は前記アナログ入力イ
ンタフエイスから受取つたデイジタル信号から前
記タービン−発電機５，９の予定の部品にかかる
熱応力および機械的応力の値を含むタービン−発
電機の動作パラメータを計算するものであり、前
記表示兼通信マイクロコンピユータ２７は周辺装
置並びに作業員用操作盤との相互通信用として作
用するものであり、前記制御マイクロコンピユー
タ２６は前記階層の他のマイクロコンピユータか
らの情報を受取り、該情報に基づいて、前記電気
流体式制御装置に制御指令を供給するものである
ことを特徴とする監視制御装置。 ２ 特許請求の範囲１に記載した監視制御装置に
於て、前記複数個の共用記憶装置が、(イ)前記入力
兼計算マイクロコンピユータ及び前記制御マイク
ロコンピユータが共有する２重ポート読取／書込
み記憶装置と、(ロ)前記表示兼通信マイクロコンピ
ユータ及び前記制御マイクロコンピユータが共有
する２重ポート読取／書込み記憶装置とを含む監
視制御装置。 ３ 特許請求の範囲２に記載した監視制御装置に
於て、更に、監視制御装置の複数個の動作様式の
内の任意の１つを手動で選択する手段を有し、前
記動作様式は、前記監視制御装置がタービンの動
作パラメータを監視して、作業員が前記帰還制御
装置に指示する為に利用することの出来る様な情
報を告知するモニタ様式、前記監視制御装置が作
業員との限定された相互作用によつて自動的に前
記帰還制御装置に指示する制御様式、前記監視制
御装置がタービン−発電機の装荷を制御する為に
中央負荷制御装置と作動的に対応づけられる遠隔
自動様式、及び前記監視制御装置が中央コンピユ
ータと作動的に対応づけられるプラント・コンピ
ユータ様式を含んでいる監視制御装置。 ４ 特許請求の範囲３に記載した監視制御装置に
於て、更に、監視制御装置の性能を連続的に監視
する監視タイマと、該監視タイマの判定により、
性能の故障があつた時、監視制御装置をモニタ様
式に自動的に切換える様式選択器とを有する監視
制御装置。 ５ 特許請求の範囲４に記載した監視制御装置に
於て、更に、作業員と相互作用出来る様にする操
作盤を有し該操作盤は、前記複数個の動作様式の
内の任意の１つの様式で前記監視制御装置を動作
させる様に手動的に切換える手段と、監視制御装
置及び作業員の間で転送されるデータを可視的に
表示する表示装置と、プログラムの実行を手動で
制御すると共に制御データを送込む為のプログラ
ム制御キーボードと、監視制御装置内部の誤動作
を表示する手段と、前記タービン−発電機の目標
負荷及び装荷速度を予め選択する手段と、前記タ
ービン−発電機の自動的な始動を開始並びに制御
する手段と、前記タービン−発電機の非定常状態
の運転中、タービン回転子の寿命の許容し得る消
費量を予め選択する手段とを含んでいる監視制御
装置。 ６ 特許請求の範囲１乃至５のいずれか一項に記
載した監視制御装置に於て、前記階層の各々のマ
イクロコンピユータが、マイクロコンピユータの
動作を特徴づける貯蔵プログラムの命令工程を実
行する中央処理装置と、データ並びに前記貯蔵プ
ログラムを構成する命令を永久的に貯蔵する読出
専用記憶装置と、前記プログラムの実行によつて
発生されたデータを中間的に貯蔵するランダム・
アクセス記憶装置と、前記貯蔵プログラムの実行
に従つて演算を行う高速演算処理回路と、前記階
層との間で信号の互換性のある転送を行うインタ
フエイス回路と、前記階層の他のコンピユータと
割込み信号の交換並びに動作の調整をとる内部通
信及び割込み回路と、マイクロコンピユータを構
成する構成部品を相互接続し、アドレス母線、制
御母線及びデータ母線を含む母線システムとを含
んでいる監視制御装置。 ７ 特許請求の範囲６に記載した監視制御装置に
於て、前記監視タイマが関連したマイクロコンピ
ユータの動作によつて周期的に更新され、故障が
あつた時に前記様式選択器に対して性能故障信号
を発生する監視制御装置。 ８ 特許請求の範囲７に記載した監視制御装置に
於て、前記入力兼計算マイクロコンピユータが導
き出された機械的な応力及び熱応力の値をそれら
の基準値と連続的に比較して、タービンの部品の
サイクル寿命の消費量、並びに永久的な損傷が起
る惧れのある予め設定した範囲内の応力が発生し
たことを設定し、該入力兼計算マイクロコンピユ
ータが更に、前記サイクル寿命の消費量を累算し
て合計の寿命の消費量を決定し、該予め設定した
区域内の応力の発生回数を合計する応力及びサイ
クル寿命計数器と、前記応力及びサイクル寿命計
数器を入力兼計算マイクロコンピユータに接続す
る計数器駆動回路とを有する監視制御装置。 ９ 特許請求の範囲８に記載した監視制御装置に
於て、前記アナログ入力インタフエイスがアナロ
グ入力信号をマイクロコンピユータの処理に合う
デイジタル信号に変換する複数個のアナログ・デ
イジタル変換器と、該アナログ・デイジタル変換
器に対してアナログ入力信号のバツフア作用をす
る隔離増幅回路とを含んでいる監視制御装置。 １０ 特許請求の範囲９に記載した監視制御装置
に於て、更に、監視制御装置によつて発生された
データ並びにメツセージを可視的に呈示する陰極
線管装置と、該陰極線管装置を前記表示兼通信マ
イクロコンピユータにインタフエイス接続すると
共に、それから受取つた符号化デイジタル・デー
タ信号を作業員に表示する為の対応するデータ並
びにメツセージに変換する表示発生器とを有する
監視制御装置。 １１ タービン−発電機の動作パラメータを感知
する感知装置と、遠隔監視制御動作様式並びに手
動動作様式を持つていて、タービン−発電機の動
作パラメータの設定点の値に従つて前記タービン
−発電機の帰還制御を行う電気流体力学式制御装
置と貯蔵動作プログラムを持つていて、前記動作
パラメータ並びにタービン−発電機の他のパラメ
ータの貯蔵データ・ベースから前記タービン−発
電機にかゝる熱応力及び機械的な応力を決定し
て、タービン−発電機の動作のあらゆる段階の
間、前記熱応力並びに機械的な応力の予定のレベ
ルを越えず、最も速やかな応答を発生する様にタ
ービン−発電機を制御する為の、前記電気流体力
学式制御装置に対する設定点の値を導き出す、制
御機能が分散されたマイクロコンピユータの階層
からなる専用マイクロコンピユータをベースとし
た監視制御装置とを有し、該監視制御装置は前記
電気流体力学式制御装置に作動接続されていて、
制御様式では、前記設定点の値を前記電気流体力
学式制御装置に自動的に転送する様に作用すると
共に、モニタ様式では前記電気流体力学式制御装
置に手動で転送する為に、作業員に前記設定点の
値を呈示する様に作用する、タービン−発電機に
対する制御装置。 １２ 特許請求の範囲１１に記載した制御装置に
於て、前記マイクロコンピユータをベースとした
監視制御装置が、前記動作パラメータ信号を受取
つて、そのアナログ値を、前記マイクロコンピユ
ータをベースとした制御装置によつて処理する為
のデイジタル信号に変換するアナログ入力インタ
フエイスを含んでいる制御装置。 １３ 特許請求の範囲１２に記載した制御装置に
於て、前記専用マイクロコンピユータをベースと
した監視制御装置が、分散された制御機能を持つ
マイクロコンピユータの階層を有し、該マイクロ
コンピユータの階層は、作業員と相互作用等の制
御作用をする表示兼通信コンピユータと、動作パ
ラメータ信号を受取り、それからタービン−発電
機の他のパラメータを導き出す入力兼計算コンピ
ユータと、前記電気流体力学式制御装置の決定制
御を行う制御コンピユータとを含み、該制御コン
ピユータが前記表示兼通信コンピユータ、入力兼
計算コンピユータ及び前記電気流体力学式制御装
置に作動接続されている制御装置。 １４ 特許請求の範囲１３に記載した制御装置に
於て、前記マイクロコンピユータの階層が、該マ
イクロコンピユータの階層を構成するコンピユー
タが共有する少なくとも１つの２重ポート・ラン
ダム・アクセス記憶装置を持つていて、前記コン
ピユータの間で情報の交換が出来る様にした制御
装置。 １５ 特許請求の範囲１３に記載した制御装置に
於て、前記マイクロコンピユータの階層が、前記
制御コンピユータ及び前記表示兼通信コンピユー
タが共有し、その間で情報を交換する第１の２重
ポート・ランダム・アクセス記憶装置と、前記制
御コンピユータ及び前記入力兼計算コンピユータ
が共有し、その間で情報を交換する第２の２重ポ
ート・ランダム・アクセス記憶装置とを含む制御
装置。 １６ 特許請求の範囲１５に記載した制御装置に
於て、前記監視制御装置の複数個の動作様式の内
の１つを手動で選択する様式選択器を含み、前記
複数個の動作様式は前記制御様式、前記モニタ様
式、前記監視制御装置がタービン−発電機の装荷
を制御する為に中央負荷指名装置と動作が対応づ
けられる遠隔自動様式、及び前記監視制御装置が
中央コンピユータと動作が対応づけられるプラン
ト・コンピユータ様式を含んでいる制御装置。 １７ 特許請求の範囲１６に記載した制御装置に
於て、前記監視制御装置内部の一組の予定の誤動
作の内の任意の１つを検出する監視タイマと、該
監視タイマによつて検出された誤動作に応答し
て、前記監視制御装置を前記モニタ様式に、そし
て前記電気流体力学式制御装置（EHC）を前記
手動様式に自動的に切換える手段とを有する制御
装置。 １８ 特許請求の範囲１７に記載した制御装置に
於て、前記マイクロコンピユータの階層の各々の
コンピユータが、該コンピユータの動作を特徴づ
ける貯蔵プログラムの命令工程を実行する中央処
理装置（CPU）と、前記貯蔵プログラムを構成
する命令及びデータを永久的に貯蔵する読出専用
記憶装置（ROM）と、前記貯蔵プログラムの実
行によつて発生されたデータを中間的に貯蔵する
ランダム・アクセス記憶装置（RAM）と、前記
貯蔵プログラムの実行に従つて演算を行う高速演
算処理回路と、前記階層との間で信号を互換性を
もつて転送するインターフエイス回路と、前記階
層の他のコンピユータと割込み信号の交換並びに
動作の統制をとる内部通信及び割込み回路と、ア
ドレス母線、制御母線及びデータ母線を含んでい
て、前記コンピユータを構成する構成部品を相互
接続する母線システムとを有する制御装置。 １９ 特許請求の範囲１８に記載した制御装置に
於て、該監視タイマが、前記マイクロコンピユー
タの階層の各々のコンピユータに対し、故障があ
つた時に誤動作の表示を発生して、予めプログラ
ムされたコンピユータの試験の満足すべき結果に
よつて周期的に更新される制御装置。 ２０ 特許請求の範囲１９に記載した制御装置に
於て、前記監視制御装置が相互作用形制御の為の
操作盤を含み該操作盤は、前記監視制御装置を複
数個の動作様式の内の任意の１つの様式で動作さ
せる様に手動で切換える手段と、前記監視制御装
置及び作業員の間で転送されるデータを可視的に
表示する表示装置と、プログラムの実行を手動で
制御すると共に、制御データを送込む為のプログ
ラム制御キーボードと、前記監視制御装置内部の
誤動作を表示する手段と、タービン−発電機の目
標負荷及び装荷速度を予め選択する手段と、前記
タービン−発電機の自動的な始動を開始並びに制
御する手段と、前記タービン−発電機の非定常の
動作中、タービン回転子の寿命の許容しうる消費
量を予め選択する手段とを有する制御装置。 ２１ 特許請求の範囲１７乃至２０いずれか一項
に記載した制御装置に於て、前記監視制御装置が
該監視制御装置によつて決定された熱応力及び機
械的な応力を予定の基準値と継続的に比較して、
タービン−発電機の部品のサイクル寿命の消費量
を設定すると共に、永久的な損傷の惧れがある予
定の区域内の応力が発生したことを設定し、前記
監視制御装置が、サイクル寿命の消費量を累算し
て合計の寿命の消費量を決定し、前記予定の区域
内の応力が発生した回数を合計する応力及びサイ
クル寿命計数器とを含む制御装置。 ２２ 特許請求の範囲１５に記載した制御装置に
於て、前記監視制御装置に対する動作電力の停電
がさし迫つていることを検出する電力完全さモニ
タ回路を含んでいる制御装置。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| IT (1) | IT1139360B (ja) |
| MX (1) | MX151568A (ja) |
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