KR20000023284A

KR20000023284A - 매우 안전한 산업 설비의 액츄에이터를 개별적으로제어하기 위한 장치

Info

Publication number: KR20000023284A
Application number: KR1019990040241A
Authority: KR
Inventors: 뀌진끌로드
Original assignee: 추후제출; 알스톰 쌍트랄르 에네르제띠끄 에스.에이.
Priority date: 1998-09-18
Filing date: 1999-09-18
Publication date: 2000-04-25
Also published as: BR9904138A; UA53690C2; EP0987612A1; FR2783615B1; FR2783615A1; ID24742A; PE20001180A1; CN1134023C; CN1250936A; CO5130043A1; TNSN99176A1; SK127199A3; AR020480A1

Abstract

메인 제어실(12) 또는 그 밖에 필요할 때마다 백업 제어실(14)로부터 오퍼레이터가 설비를 제어할 수 있도록 하는 범용 제어 시스템에 포함된 프로그램된 개별 제어 유닛(2)을 통해 제어되는 액츄에이터를 구비한 매우 안전한 산업 설비에서 액츄에이터(1)를 개별적으로 제어하기 위한 장치를 개시한 것이다. 상기 제어실들은 액츄에이터의 제어 유닛에 개별적으로 작용할 수 있게 하는 수동 조작이 가능한 제어 부재(13)를 구비한다. 각각의 수동 제어 부재는 반대 방향으로 동작하는 2개의 직렬형 디지탈 링크(1L1, 1L2)를 통해 작용을 받는 액츄에이터의 제어 유닛에 개별적으로 접속된다.

Description

매우 안전한 산업 설비의 액츄에이터를 개별적으로 제어하기 위한 장치{AN ARRANGEMENT FOR INDIVIDUALLY CONTROLLING AN ACTUATOR OF A HIGH-SAFETY INDUSTRIAL INSTALLATION}

본 발명은 매우 안전한 산업 설비에서 액츄에이터를 개별적으로 제어하기 위한 장치에 관한 것으로서, 특히 핵심부의 전력 시설에 관한 것이다.

액츄에이터가 중요한 기능을 수행하는 장치에 제공될 때, 신뢰성의 문제로 복제되어야 한다는 것이 공지되어 있다. 예를 들면, 이들은 2∼4개의 독립적인 안전 시설으로 그룹화될 수 있다. 필요할 때마다, 개별 제어 장치는 독립적으로 안전 시설의 각각의 액츄에이터를 종래 방식으로 개별적으로 제어하는 것이 항상 가능하였다. 각각의 액츄에이터는 개별 제어 장치가 직접 작용 받는 개별 제어 유닛의 제어하에 배치되어 있고, 개별 제어 장치는 안전을 이유로 수동으로 제어된다. 액츄에이터의 개별 제어 유닛은 범용 제어 시스템의 일부분으로서, 통신 구조를 통해 다양한 다른 동작·감시 프로그램된 유닛에 접속된다. 설비가 정상적으로 동작할 때, 각각의 액츄에이터는 범용 제어 시스템에 의해 제어되고, 인터로크가 동일한 설비의 액츄에이터 제어 유닛 사이에 전형적으로 제공된다.

범용 제어 시스템은, 오퍼레이터가 다양한 감시 및 제어 수단을 포함하는 메인 제어실로부터 설비를 가동시키는 것을 가능하게 하고, 메인 제어실와는 별도로 동일한 메인 제어실로 이루어진 백업 제어실이 안전상의 이유로 전형적으로 제공된다. 제어실의 감시 및 제어 수단은, 특히 개별 제어 장치가 액츄에이터의 개별 제어 유닛 상에서 직접 작용할 수 있게 하는 수동 제어 부재를 포함한다. 이들 제어 부재는, 예를 들면 버튼 박스형, 또는 턴-푸시-라이트(turn-push-light : TPL) 스위치형으로서, 이들은 액츄에이터의 특정한 제어 유닛 상에서 직접 및 일반적으로 전기적으로 작용할 수 있게 한다. 주제어실에 설비된 제어 부재는, 일반적으로 개별 포인트 투 포인트 링크를 통해 이들이 작용할 수 있는 각각의 액츄에이터 제어 유닛에 접속된다. 이들은 백업 제어실에서 복제되고, 각각의 대응하는 제어 부재도 또한 각각의 개별 포인트 투 포인트 링크를 통해, 복제하는 제어 부재와 같이 동일한 액츄에이터 제어 유닛에 접속된다.

이러한 제어 구성은, 제어 유닛과 제어 부재간에 제공되는 상당히 큰 다중 와이어 케이블을 필요로 하므로, 각각의 제어 부재는 일반적으로 제어 유닛에 접속되는 다양한 와이어를 접속하기 위해 상당히 많은 단자를 포함하고, 각각의 제어 유닛이 오퍼레이터가 직접 동작할 수 있게 하는 제어 부재에 링크될 수 있도록 이중 접속 단자를 갖는 한, 이러한 케이블의 신뢰도가 낮아진다는 결점이 있다.

또한, 공지된 바와 같이, 소정의 액츄에이터를 진행하도록 제어하는 것이 필요할 수 도 있다. 버튼이 프레스되는 시간 동안 존재하는 전기 신호에 따라, 예를 들면 다양한 길이의 시간 동안 제어 버튼을 프레스함으로써, 이러한 진행 제어가 수행된다. 이는 당해 제어 부재가 신호 발생 수단을, 이러한 신호를 수신하는 제어 유닛에서 신호 해석 및 번역 수단을 필요로 한다.

이는, 수동 제어 부재에 의해 액츄에이터의 제어 유닛으로 송신된 명령이 신뢰성 있고 가능한 한 안전하게 전송되는 것이 필수적이다.

따라서, 본 발명은 메인 제어실 또는 그 밖에 필요할 때마다 백업 제어실로부터 오퍼레이터가 설비를 제어할 수 있도록 하는 범용 제어 시스템에 포함된 프로그램된 개별 제어 유닛을 통해 제어되는 액츄에이터를 구비한 매우 안전한 산업 설비에서 액츄에이터를 개별적으로 제어하기 위한 장치에 관한 것이다.

본 발명의 특징에 따르면, 각각의 수동 조작이 가능한 제어 부재가 반대 방향으로 동작하는 2개의 직렬형 디지탈 링크를 통해 작용을 받는 액츄에이터의 제어 유닛에 개별적으로 접속된다.

본 발명에서, 각각의 액츄에이터 제어 유닛은 설비의 2개의 제어실에 각각 배치된 2개의 제어 부재의 각각에, 제어 부재로부터 디지탈 제어 정보를 수신하기 위한 각각의 개별 직렬 일방 링크를 통해, 그리고 각각의 제어 부재로 디지탈 제어 정보를 전송하기 위한 다른 각각의 개별 직렬 일방 링크를 통해 접속된다.

본 발명에서 액츄에이터의 제어 유닛은, 적어도 하나의 프로세서, 및 유닛이 필요할 때마다 제어 시스템으로부터 독립적으로 동작하는 것을 가능하게 하기 위해 제어 시스템의 상위 레벨로의 액세스를 제공하는 전송 인터페이스와 프로세서에 독립적으로 접속되는 이중 액세스 메모리를 포함한다.

본 발명의 특징, 및 이점은 다음의 도면을 참조하여 설명함으로써 더욱 명확해진다.

도 1은 본 발명에 따른 개별적인 액츄에이터 제어 장치를 포함하는 매우 안전한 산업 설비용 제어 시스템의 블럭도.

도 2는 본 발명에 따른 개별적인 액츄에이터 제어 장치를 위한 제어 부재를 수동으로 제어하는 다이어그램.

도 3은 본 발명에 따른 액츄에이터 제어 장치과 함께 동작하기 위해 구성된 액츄에이터 제어 유닛의 일 실시예의 다이어그램.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1, 1' : 액츄에이터

2, 2' : 제어 유닛

3 : 네트워크

4 : 유닛

25 : 프로세서

26 : 메모리

27 : 이중 액세스 메모리

28 : 인터페이스

본 발명에 따른 개별 제어 장치는, 제어 유닛(2, 2')과 같은 개별 제어 유닛을 경유하여 제어되는 액츄에이터(1, 1')와 같은 다수의 액츄에이터를 포함하는 핵심부 전력 시설과 같은 매우 안전한 산업 설비를 구비하도록 설계된다. 종래, 이들 개별 제어 유닛은 매우 안전한 영역에 제공되는 종류의 프로그램된 유닛이었으며, 특히 어떠한 소프트웨어 인터럽트 프로세스도 허용되지 않았다. 구현된 프로그램은 모듈러 형태로, 안정성을 이유로 가능한 한 작게 그리고 인터럽트가 제공되는 것을 고려하여 만들어진다. 프로그램 데이터는 비휘발성 방식으로 기억되어, 필수적인 데이터가 지워진다는 위험을 제거한다.

액츄에이터 제어 유닛은 일반적으로 더 프로그램된 동작 및/또는 감시 유닛에 접속된 범용 제어 시스템의 일부분으로서, 이들 유닛은 통신 구조를 통해 서로 접속되어 있다. 이들이 프로세스 제어 시스템을 형성하는 동안, 설비 동작은 상기 설비에 할당된 오퍼레이팅 스태프의 감시 하에 제어된다. 통신 구조는, 상호 접속되어 범용 제어 시스템에 다양한 레벨에 걸쳐 분산된 유닛을 제공하는 하나 이상의 네트워크에 의해 만들어진다.

각각의 동작 및 감시 유닛은 적어도 하나의 프로세서, 판독/기입 및/또는 판독 전용 메모리 세트, 및 보조 장치의 다양한 아이템을 포함하고, 특히 입력/출력 커플러를 포함한다.

먼저, 상대적으로 작은 설비를 위해 설계된 제1 실시예에서, 액츄에이터를 제어하기 위한 제어 유닛(2)이 로컬 네트워크, 예를 들면 전기 또는 광학 버스형의 로컬 영역 네트워크(3)에 접속되어, 프로세스 제어 시스템의 상위 레벨과 통신하는 것이 가능하게 된다. 이들 통신은 네트워크(3)에 접속되는 4와 같은 상위 레벨의 프로그램된 유닛으로 임의로 직접 셋 업될 수 있다.

보다 큰 설비를 위해 설계된 제2 실시예에서, 제어 유닛(2)과 자신이 아닌 상위 레벨 프로그램된 유닛(2)간의 통신은, 입력/출력 집중 장치 및 제어 유닛(2)과 상위 레벨 유닛간의 데이터 상호 교환용 루터로서 제공되는 전형적인 프로그램된 논리 제어 장치형 특정한 유닛(5)을 경유하여 셋 업될 수 있다. 본 실시예에서, 유닛(5)은 2개의 프로그램된 유닛(7, 8)에 의해 표현된 중간 레벨 유닛(2)을 제공하기 위해 로컬 네트워크(6)에 접속된 것으로 생각한다. 유닛(7)은, 예를 들면, 전기 전력 제어 장치이고, 유닛(8)은 유닛(4)이 없는 제2 실시예에서, 제어 유닛(2, 2')을 감시하는 프로그램된 논리 제어 장치라고 생각한다.

공지된 바와 같이, 다른 프로그램된 유닛이 제어 시스템의 중간 레벨에 배치되어, 예를 들면 각각의 클러스터가 버스형 네트워크 주위에 형성되어 함께 클러스터된 낮은 레벨 유닛의 다른 그룹을 감시한다. 본 발명과 직접적으로 관련되지 않는 한, 이하 상세히 설명하지 않는다.

이상의 실시예에서, 모듈러 모니터링-및-제어 시스템(예를 들면, 출원인의 ALSPA 8000 시스템)에 기초하여 구성되는 프로세스 제어 시스템에 대응하는 상위 기능의 레벨이 제공되어, 본 실시예에서는 2개의 유닛(9, 10)에 의해 표현된다. 이들 유닛은 서로 결합되어 중간 프로세스 제어 레벨의 유닛에 이서네트 네트워크 또는 예를 들면, 출원인의 S8000 네트워크와 같은 동일한 기능을 하는 네트워크인 로컬 네트워크(11)를 통해 함께 접속된다.

유닛(9)은, 예를 들면 프로세스 제어 및 감시 오페레이터를 실행시키는 플랫폼 또는 간단히 감시 오퍼레이터 메인 스테이션에 대응하고, 본 실시예에서는 설비의 메인 제어실(12)에 배치되어 있다고 생각한다.

예를 들면, 유닛(10)은 프로세스 제어 시스템을 실행시키기 위한 컴퓨터에 대응한다.

서론에서 설명한 바와 같이, 액츄에이터에 할당된 각각의 개별 제어 유닛(2, 2')은 종래의 방식으로 직접적으로 설비의 제어실로부터 개별적인 액츄에이터 제어 장치에 의해 제어 될 수 있다.

제어 부재(13, 13')와 같은 수동 조작이 가능한 제어 부재가 개별적인 액츄에이터 제어 장치에 제공되는데, 여기서 제어 부재는 종래의 제어 부재를 버튼 박스형 또는 턴-푸시-라이트 스위치형으로 대체하기 위해 기능적으로 제공되어, 오퍼레이팅 스태프는 액츄에이터(1)의 제어 유닛(2)을 설비의 메인 제어실(12) 또는 백업 제어실(14)로부터 제어하는 것을 가능하게 한다.

본 실시예에서, 모든 제어 부재는 정보를 디지탈 형태, 예를 들면 8-비트 바이트 이상의 형태로 전송 및 수신할 수 있도록 구성된다. 각각의 제어 부재는, 2개의 반대 방향 제어실(12)의 제어 부재(13)용 직렬 링크(1L1, 1L2), 및 동일한 제어실의 제어 부재(13')용 (1L1', 1L2')를 통해 제어 유닛에 개별적으로 접속된다. 각각의 제어 유닛이 각각의 2개의 제어실(12, 14)의 제어 부재에 접속되므로, 여기에 접속된 2개의 제어 부재로부터 디지탈화된 제어 정보를 수신하기 위한 2개의 직렬형 일방 링크, 및 이들 제어 부재로 디지탈화된 정보를 송신하기 위한 2개의 직렬형 일방 링크에 접속된다.

제어 부재에서, 각각의 일방 링크는 코더/디코더(19), 예를 들면 멀티플렉서/디멀티플렉서에 접속된다. 링크가 전기 형태로 신호를 전송할 때, 전형적으로 옥토커플러형의 절연 디바이스(21)가 코더/디코더와 이에 접속된 2개의 일방 링크 사이에 배치된다.

제어 부재가 제공된 수동 선택 디바이스가 동작할 때, 이들은 제어 유닛에 의해, 특히 이들을 수신하는 유닛 중 하나에 의해 인식할 수 있는 2진 결합 특성을 나타낸다. 본 실시예에서 도시된 바와 같이, 수동 선택 디바이스(22)는 코더/디코더(19)의 코더에 접속된 온/오프형의 전기 접속에 의해 표현되므로, 활성화될 때 이들 각각은 발생될 다른 2진 결합을 나타낸다.

또한, 레퍼런스 제어 디바이스(23)가 코더/디코더(19)에 접속되어, 제공된 다양한 조정값을 나타내는 조합 중 하나는 점진적 가변 액츄에이터를 제어하는 것을 가능하게 한다. 예를 들면, 조정은 키가 프레스될 때의 기능과 같이 레퍼런스 제어 디바이스에서 구현될 수 있다.

복수의 개별 발광 지시등(24)은 당해 제어 부재(13)와 관련된 제어 유닛(2)에 의해 코더/디코더(19)로 전송된 조사 명령에 대응한다.

액츄에이터(1)를 제어하기 위한 제어 유닛(2)의 하나의 일례가 도 3의 다이어그램에 도시되어 있다. 이는 전형적으로 적어도 판독 전용 메모리 및 판독/기입 메모리[본 실시예에서는 이중 액세스 메모리(27)와 결합된 판독 전용 메모리(26)라 함]를 포함하는 메모리 세트와 결합된 프로세서(25)를 포함한다. 메모리(27)는 제어 시스템의 상위 레벨 유닛과 통신하는 제어 유닛(2, 2')을 경유하여 프로세스(25)와 버스형 네트워크간의 디지탈 정보를 상호 교환하기 위해 사용된다. 메모리(27)는 전송 인터페이스(28)를 통해 버스에 접속된다. 메모리(27)의 하드웨어 및 소프트웨어는 관련 프로세서(25)에 의해 제어되는 액츄에이터(1)가 필요할 때마다 특히 프로세서(25)로부터 인터페이스(28)의 다른 쪽에 배치된 제어 시스템의 일부가 고장날 경우에 설비 제어 시스템의 잔여부로부터 독립적으로 제어되도록 구성된다.

프로세스(25)는 제어 회로를 통해 전기적 분리 디바이스(21) 및 인터페이스(30)를 경유하여 제어 회로를 통해 하나의 액츄에이터(1) 상에서 공지된 per se 방 식으로 작용한다. 인터페이스(30)의 출력에서 나타나고 액츄에이터(1)를 어드레스하는 신호가, 상기 신호를 입증하고 입증된 결과를 프로세서(25)에 전송하도록 제공된 서베일런스 디바이스(31)에 병렬로 재전송된다. 본 정보는 전기적 분리 디바이스(21)를 통해 프로세서로 전송된 디지탈 신호의 형태로 제공된다.

테스트 회로(32)는, 액츄에이터(1)에 의해 전송되고 프로세서(25)로 어드레스된 신호를 수신하여, 당업자에게 공지된 프로토콜을 사용하여 동작하는 방식으로 프로세서에 경고한다. 수신된 신호에 기초하여 형성된 신호는 감시하에 테스트 회로(32)에 의해 프로세서(25)로 전달된다. 전기적 분리 디바이스(21)가 먼저, 링크 상의 테스트 회로가 프로세서에서 동작하는 방식으로 배치된 후, 링크 상에서 테스트 회로를 통해 프로세서에 정보를 알린다.

또한, 제어 유닛의 프로세서(25)는 동일한 액츄에이터의 2개의 수동 조작이 가능한 제어 부재와 통신한다. 이러한 통신은, 제어 유닛(2)의 프로세서를 위한 메인 제어실(12)의 제어 부재를 갖는 반대 방향 링크(1L1, 1L2), 및 백업 제어실(14)의 제어 부재(13)를 갖는 반대 방향 링크(2L1, 2L2)와 같이, 프로세서를 각각의 제어 부재에 결합시키는 직렬 링크에 의해 제공된다.

제어 부재로의 각각의 쌍방 링크는 2개의 개별적인 전기적 분리 디바이스(21), 및 프로세서와 통신하는 2개의 제어 부재와는 다른 프로세서(25)의 포트와 디바이스 사이에 삽입된 2 와이어/4 와이어 회로(29)를 통해 셋 업된다. 예를 들면, 제어실(14)의 제어 부재(13)로의 일방 링크(2L1, 2L2)에 의해 만들어진 쌍방 링크가 이러한 종류이다.

실시예에서와 같이, 각각의 일방 링크가 루프되어, 자기-검사(self-testing)을 가능하게 하고, 루프를 개방함으로써, 디지탈 정보를 전송하는 것을 가능하게 된다.

Claims

범용 제어 시스템의 일부인 개별 제어 유닛들(2)을 통하여 제어되는 액츄에이터들을 구비한 매우 안전한 산업 설비-상기 개별 제어 유닛들은 상기 범용 제어 시스템 내에서 상기 설비를 제어하기 위한 다른 프로그래밍된 유닛들에 접속되고, 상기 시스템은 오퍼레이터가 메인 제어실(12)을 통해, 또는 그 밖에 필요할 때마다 백업 제어실(14)을 통해 상기 설비를 제어할 수 있도록 하며, 상기 두 제어부는 액츄에이터의 제어 유닛에 직접 작용할 수 있도록 하는 각각의 수동 제어 부재(13)를 구비함-에서 액츄에이터를 개별적으로 제어하기 위한 장치에 있어서,

반대 방향으로 동작하는 2개의 직렬형 디지탈 링크(1L1, 1L2)를 통해 작용을 받는 상기 액츄에이터의 제어 유닛에 개별적으로 접속된 수동 제어 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 액츄에이터(1)의 제어 유닛(2)이 상기 설비의 2개의 제어실(12, 14)에 각각 배치된 2개의 제어 부재(13)의 각각에, 상기 제어 부재로부터 디지탈 제어 정보를 수신하기 위한 각각의 개별 직렬 일방 링크(1L1, 2L1)를 통해, 그리고 각각의 제어 부재로 디지탈 제어 정보를 전송하기 위한 다른 각각의 개별 직렬 일방 링크(1L2, 2L2)를 통해 접속되는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 직렬 링크가 루프화되어 자기-검사(self-testing)가 가능하고, 상기 루프를 개방함으로써 디지탈 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
제2항에 있어서, 상기 액츄에이터의 제어 유닛은 적어도 하나의 프로세서(25), 및 상기 유닛이 필요할 때마다 제어 시스템으로부터 독립적으로 동작하는 것을 가능하게 위해 상기 제어 시스템의 상위 레벨로의 액세스를 제공하는 전송 인터페이스(28)와 상기 프로세서에 독립적으로 접속되는 이중 액세스 메모리(27)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.