(57)【要約】【課題】水処理制御プラントのリレー盤において、盤内、外配線の配線作業の容易化、低コスト化をはかり、かつ制御パターンの異なる２種以上の連動動作制御可能なリレー盤を提供する。【解決手段】複数の制御パターンプログラムを格納するプログラム格納部２０１と、所望のプログラムを選択するロータリースイッチ２１５と、プログラムを実行する演算部２０２と、盤内、外配線接続用端子台２１１，２１２，２１３とを筐体２２０内にユニット化した多機能リレー２００を複数設けたリレー盤１００において、多機能リレー２００の筐体２２０の一方の側に盤外線接続用端子台２１１，２１３を、他方の側に盤内線接続用端子台２１２を設ける。【選択図】図４
2010097548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御プラントのリレー盤において、前記リレー盤には複数の多機能リレーが設置されており、この多機能リレーには負荷制御のための複数の制御パターンプログラムを格納するプログラム格納部と、このプログラム格納部から所望の制御パターンプログラムを選択するスイッチと、このスイッチによって、選択された制御パターンプログラムを実行する演算処理部と、前記リレー盤の盤外線接続用端子台および前記リレー盤の盤内線接続用端子台が筐体内にユニット化されて分離して設けられていることを特徴とする制御プラントのリレー盤。
【請求項２】
前記多機能リレーには、前記複数の多機能リレー間で信号授受を行うための通信線接続用端子台が設けられているとともに、前記プログラム格納部には、他の多機能リレーにつながる負荷の動作状況を前記通信線によって信号授受を行うことにより、自己および他の多機能リレーにつながる負荷の連動動作制御を可能とする連動動作制御パターンプログラムが格納されていることを特徴とする請求項１に記載の制御プラントのリレー盤。
【請求項３】
前記プログラム格納部には異常処理プログラムが格納されており、前記演算部は前記リレー盤に設けられ、前記連動動作制御パターンプログラムによって連動動作開始する負荷の動作開始時刻を検知するタイマのタイムオーバ信号を入力すると、前記異常処理プログラムによって、連動動作を停止するよう制御することを特徴とする請求項２に記載の制御プラントのリレー盤。
【請求項４】
前記多機能リレーは負荷と１対１に対応して設けられているとともに、前記リレー盤には予備用の多機能リレーが設置されていることを特徴とする請求項１に記載の制御プラントのリレー盤。
【請求項５】
前記多機能リレーには、増設ユニット装着用コネクタが設けられており、多機能リレー増設ユニットが装着されることにより、多機能リレーの入出力信号点数の増設を可能とすることを特徴とする請求項１に記載の制御プラントのリレー盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば浄水施設や下水処理施設などの水処理の制御プラントに設置されているリレー盤に関するものであり、特に省配線を可能としたリレー盤に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の負荷を制御対象とした制御盤として、例えば工作機械における各種駆動手段を制御するための制御回路を内装した制御盤において、工作機械の所要の動作形態に応じた制御回路で構成するシーケンス回路を選択する手段を設けた技術が示されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２６３２０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
水処理の制御プラント設備のリレー盤においては、多数の制御パターンが必要であり、各制御盤間のみならず盤内の配線やその接続端子部が複雑化、大型化し、盤の大型化、コスト高の要因となしている。また、既設設備の増設や改造工事も盛んに行われているが、その工事に伴う新たな盤内、盤外の配線工事に繁雑さを要し、長い工事期間を要し、その間の設備の運転停止による損失や、工事費用の増大化等が問題となってきている。
またプラントのより高度なシステム運転を行うため、制御パターンの異なる２種以上の制御を選択して、相互に連動して負荷運転を行う要求も高まってきている。
【０００５】
このような要求に対して、前記特許文献１に示された技術を適用しようとすると、次のような問題点がある。
すなわち、制御パターンが増加した場合、特許文献１の図２に示された接続部２２ａ〜２２ｄが多数必要となり、またリレー１６を含むリレー回路部と、中継端子台１７ａ〜１７ｄ、１８の数が増え、配線回路が複雑化する。さらに外部インターフェイスが増加すると、外部端子台２９も多数必要とし、それらの結果、運転形態選択ボックスおよびそれを収納する制御盤が大型化する。その上、シーケンス回路の選択がコネクタを介して行われるので、手間がかかり、さらに制御パターンの異なる２種以上の負荷の運転制御を選択し、相互に連動させる要求に対しても対応できないという問題点がある。
【０００６】
この発明は以上のような課題を解決するためになされたものであって、配線作業の容易化をはかり、制御パターンプログラムの選択を容易とし、かつ負荷の連動運転を可能とした制御プラントのリレー盤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明による制御プラントのリレー盤には複数の多機能リレーが設置されており、多機能リレーには負荷制御のための複数の制御パターンプログラムを格納するプログラム格納部と、このプログラム格納部から所望の制御パターンプログラムを選択するスイッチと、このスイッチによって、選択された制御パターンプログラムを実行する演算処理部と、リレー盤の盤外線接続用端子台およびリレー盤の盤内線接続用端子台が筐体内にユニット化されて分離して設けられているものである。
【発明の効果】
【０００８】
上記のような構成を備えた制御プラントのリレー盤であるので、別置きの外部端子台を設ける必要がなく、機器実装効率が向上し、制御盤の小型化がはかれる。また、盤外、盤内線の配線ルートが分けられているので、配線作業が容易となり、盤の改造や修理工事の際の作業性が向上し、低コスト化がはかれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。
図１は、例えば水処理プラントに必要な各種盤の１例を示したものである。図において、電気室に設置されているリレー盤１００は、現場の負荷である、例えば電動機１０６を起動、停止させるための負荷単独制御回路を備えている。コントロールセンタ１０３は、ブレーカやマグネットコンタクタ等を有し、動力電源を入、切させるための動力回路を備えた盤である。コントローラ盤１０１は、自動制御や図示省略した上位系システムとの信号インターフェイスを行う盤である。現場操作盤１０４は、リレー盤１００が構築する前記負荷単独制御回路を動作させるために、現場オペレータが操作スイッチを入、切することで、負荷の運転、停止指令を出力するとともにその表示を行う盤である。計装盤１０２は、計測機器１０５との間で、プラント制御に必要な計測信号への変換や、計測値を盤面に表示するものである。
【００１０】
図２に実施の形態１のリレー盤１００内に設けられた多機能リレー２００の制御回路模式図を示す。後述するようにこの多機能リレー２００はユニット化されている。
【００１１】
図３にリレー盤１００内の多機能リレー２００のブロック図を示す。
図３に示すように多機能リレー２００は、複数の制御パターンプログラムを格納するプログラム格納部２０１、このプログラム格納部２０１から所望のプログラムを選択するインターフェイス部２１０に設けられたプログラム切替用ロータリースイッチ２１５、このロータリースイッチ２１５で選択されたプログラムを実行する演算処理部２０２、インターフェイス部２１０に設けられたリレー盤１００の盤外線接続用端子台２１１、盤内線接続用端子台２１２、コントロールセンタ専用盤外線接続用コネクタ２１３、他の多機能リレー２００ａとの信号授受を行うための通信線接続用端子台２１４から構成されている。
【００１２】
図４にユニット化された多機能リレー２００の外形図を示す。
図４（ａ）は正面図であり、図４（ｂ）は側面図である。ユニット化された多機能リレー２００の筐体２２０正面右側には、盤内線接続用端子台２１２が、筐体２２０の正面左側には盤外線接続用端子台２１１、ユニット正面左側下部の筐体２２０にコントロールセンタ間を接続する盤外線接続用コネクタ２１３が、ユニット正面中央上部筐体２２０に他の多機能リレー２００ａとを通信で信号授受する通信線接続用端子台２１４が設けられている。その他、ロータリースイッチ２１５、多機能リレー２００のＲＵＮ／ＳＴＯＰ切替スイッチ２１６、内部制御回路の変更およびプログラムをインストールするためのメンテナンスコネクタ２１７、入出力表示、電源投入表示、エラー表示、通信表示用のランプ２１８がユニット正面に設けられている。ユニット下部には、増設ユニット装着用コネクタ２１９が設けられている。なお、この多機能リレー２００はリレー盤１００内に常用と並んで予備用が設けられている。
【００１３】
図５に多機能リレー増設ユニット２５０の正面図を示す。この増設ユニット２５０は、図４に示した基本多機能リレー２００の増設ユニット装着用メス側コネクタ２１９に、図５に示すオス側コネクタ２５１を接続することで、前記多機能リレー２００を使いきってしまったとしても入出力信号点数の増設を可能とするものである。なお、基本多機能リレー２００、増設ユニット２５０共に、ＤＩＮレール取付またはネジ取付でリレー盤１００に取付可能である。
【００１４】
以上のようにユニット化された多機能リレー２００は、次に記すような特徴を有する。すなわち、多機能リレー２００の正面から見て一方の側である筐体２２０の左側に盤外線接続用端子台２１１を、他方の側である筐体２２０の右側に盤内線接続用端子台２１２がそれぞれまとめて設けてあり、このことにより盤外線、盤内線の配線ルートを分けることができ、リレー盤１００の工場内製作完成後、サイトにおける盤外線を接続時の作業性やメンテナンス性も向上する。また、リレー盤の配線空間を少なくすることができ、リレー盤の小型、軽量化が達成され包装運搬性も向上する。
さらに、配線ルートが簡素化されるので余分な電線を使用することなく、電線の歩留まりの向上、省略化が図れる。また、負荷増設時の制御回路増設は制御回路をユニット化した多機能リレーの追加で対応できるため短時間に既設リレー盤１００の改造で対応できる。また、制御パターンにより入出力点数が異なり、基本多機能リレーの入出力点数だけでは不足する場合には、増設ユニットを装着することで容易に対応可能となる。なお、盤外線接続用端子台２１１と盤内線接続用端子台２１２の位置は、配線ルートを分離できる位置に設けていればよく、左右でなくてもよい。
【００１５】
次に動作について説明する。
多機能リレー２００の演算処理部２０２は、プログラム格納部２０１に格納された複数の制御パターンプログラムからロータリースイッチ２１５にて選択された所望の制御パターンプログラムを実行する。この制御パターンプログラムは外部からの入力により各種条件を加味したものが格納されている。リレー盤１００は現場操作盤１０４、コントロールセンタ１０３、コントローラ盤１０１に対し、前記選択された制御プログラムに則った入出力を行う。以下、具体例を示す。
現場操作盤１０４のオペレータの操作スイッチによる指令をリレー盤１００内の多機能リレー２００が受信して、負荷１０６が故障などの操作不可条件が発生していないことを確認する。このときの操作不可条件は、入、出力インターフェイス部２１０を通じて得られた情報から判断する。操作不可の状況でないことを確認後、多機能リレー２００からコントロールセンタ１０３内のマグネットコンタクタ（動力電源を入、切するための開閉器）を動作させるための指令を出力する。これによりコントロールセンタ１０３に接続されている負荷（電動機）１０６に動力電源が入、切される。上記負荷（電動機）１０６の入、切状態（マグネットコンタクタの動作状況で判断）を現場操作盤１０４およびコントローラ盤１０１に対しリレー盤１００内の多機能リレー２００から出力する。これによりオペレータは視覚的に負荷（電動機）１０６の動作状況を確認することができる。
【００１６】
なお、コントローラ盤１０１の上位には集中管理室に設置されているパソコンなどが接続されている。上記したコントローラ盤１０１に対し多機能リレー２００が負荷（電動機）１０６の動作状況が出力されるが、これによりパソコンからも負荷（電動機）１０６の動作状況が確認できる。また、パソコンから負荷（電動機）１０６への指令を出力することも可能である。
【００１７】
このようにこの実施の形態１による多機能リレー２００には、複数の制御パターンプログラムが格納されていて、ロータリースイッチ２１５の手動選択によって所望の制御パターンプログラムが選択できるので、従来のように電線の接続変更による制御パターン選択方式と異なり容易に制御パターンの選択が可能である。なお、この所望の制御パターンプログラムの選択は、電源状態がＯＦＦ→ＯＮになったことを確認後に制御パターンプログラムを認識するようプログラムに記述しているので、仮に多機能リレー２００の稼働中に誤手動操作によってロータリースイッチ２１５で変更されようとしても、従前の制御を継続するため、誤操作による設備事故は防止できる。すなわち、制御パターンプログラムの選択は、オペレータが多機能リレー２００の電源をＯＦＦして再度ＯＮすることが必要でオペレータの意図的な操作によってなされるものである。
【００１８】
またユニット化された多機能リレー２００は、１負荷に１台配備されており、ユニットのメンテナンスを行う場合は該当するユニットの電源のみをＯＦＦとすることで、他のユニット多機能リレー２００への影響を与えることはない。すなわちこの実施の形態１による多機能リレー２００を備えたリレー盤１００は、制御プラントへの影響を最小限に抑えたメンテナンスが可能である。
【００１９】
次に、多機能リレー２００間相互の連動制御について、負荷をポンプと吐出弁とした場合の動作を説明する。
図６（ａ）に、貯留タンク３００内の水を負荷であるポンプ１０６ａ、吐出弁１０６ｂによって送水される状態を示す。図６（ｂ）は、ポンプＯＮ、吐出弁開の連動制御を、図６（ｃ）はポンプＯＦＦ、吐出弁閉の連動制御を示すフロー図である。図３（ａ）で示した多機能リレー２００と２００ａとが通信線接続用端子台２１４を介して接続されている。プログラム格納部２０１内の制御パターンプログラムには、多機能リレー２００と２００ａとの通信によって互いの負荷動作状況を信号授受することで、多機能リレー２００、２００ａ間（異なる負荷間）を連動動作することが可能となるよう記述されている。図６（ｂ）（ｃ）のフロー図で説明すると、多機能リレー２００の制御パターンプログラムをポンプに設定、多機能リレー２００ａを吐出弁に設定する。上述のように双方の制御パターンプログラムには相手側の動作状況により自己の制御を決定するプログラムが記述されており、これに則り動作することになる。
この連動動作の指令は、現場操作盤１０４からのオペレータの指令あるいは、上位の中央管理室からのパソコンによる指令によって行われる。
【００２０】
連動制御時の異常処理も制御パターンプログラムに組み込まれており、例えば、ポンプ１０６ａが運転したにも関わらず吐出弁１０６ｂが開かず閉切運転となってしまい配管が破裂する可能性がある場合は、図６（ｂ）（ｃ）に示すリレー盤１００内に実装しているタイマのカウントする一定時間後に安全回路が働き、ポンプ１０６ａが自動的に停止する。このように各多機能リレー間における連動制御時においてもフェイルセーフ回路を働かせる機能を有する。
また、複数の多機能リレーを通信ケーブルで接続することにより高度な連動回路を構築することも可能で、これにより、従来ＰＬＣなどを別途設けて構築していた連動回路を、多機能リレーのみで構築することができ、機器点数の削減を可能とする。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
この発明は、浄水施設や下水処理施設などの水処理の制御プラントに設けられているリレー盤に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施の形態１による水処理プラントの各種盤を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１による多機能リレーの制御回路模式図である。
【図３】実施の形態１による多機能リレーのブロック図である。
【図４】実施の形態１によるユニット化多機能リレーを示す外形図である。
【図５】実施の形態１による多機能リレー増設ユニットを示す正面図である。
【図６】実施の形態１による連動動作を説明するフロー図である。
【符号の説明】
【００２３】
１００  リレー盤、１０６  負荷、２００  多機能リレー、
２０１  プログラム格納部、２０２  演算処理部、２１０  インターフェイス部、
２１１  盤外線接続用端子台、２１２  盤内線接続用端子台、
２１４  通信接続用端子台、２１５  ロータリースイッチ、
２１９  増設ユニット装着用コネクタ、２２０  筐体、
２５０  多機能リレー増設ユニット。
【図１】
2010097548.tif 000003
【図２】
2010097548.tif 000004
【図３】
2010097548.tif 000005
【図４】
2010097548.tif 000006
【図５】
2010097548.tif 000007
【図６】
2010097548.tif 000008