(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントのプロセスデータを制御装置から入力し、プラント監視を行うプラント監視システムにおいて、
前記プロセスデータを入力しプラント監視に必要な演算処理を分散して行う複数の機能サーバと、前記制御装置と前記機能サーバ間で取り合うデータを伝送する第１の伝送路と、前記複数の機能サーバ間で取り合うデータを伝送する第２の伝送路とを具備し、
前記機能サーバとして、前記プロセスデータを入力しプラントの状態変化によって異常か否かの判定処理を行う、処理量の変化が大きい監視サーバと、前記プロセスデータを入力し周期的にプラントの性能評価計算を行う、処理量が一定な性能計算サーバとを、さらに具備することを特徴とするプラント監視システム。
【請求項２】
プラントのプロセスデータを制御装置から入力し、プラント監視を行うプラント監視システムにおいて、
前記プロセスデータを入力しプラント監視に必要な演算処理を分散して行う複数の機能サーバと、前記制御装置と前記機能サーバ間で取り合うデータを伝送する第１の伝送路と、前記複数の機能サーバ間で取り合うデータを伝送する第２の伝送路とを具備し、
さらに、前記機能サーバとして、前記プロセスデータを入力しプラントの状態変化によって異常か否かの判定処理を行う監視サーバと、前記プロセスデータを入力しプラントの運転補助を行うプラント運転補助サーバと、前記プロセスデータを入力しプラントの履歴データを収集するデータ収集サーバとを具備し、前記データ収集サーバの履歴データを前記第２の伝送路を介して取り出して出力処理する履歴データ処理サーバを備え、これらのサーバのうち少なくとも前記監視サーバと前記データ収集サーバが冗長化されていることを特徴とするプラント監視システム。
【請求項３】
プラントのプロセスデータを入力し、プラント監視を行うプラント監視システムにおいて、制御指令に基づいて移動型炉心内中性子検出器によりＴＩＰレベルを測定するＴＩＰ制御装置と、このＴＩＰ制御装置に前記制御指令を送信し当該ＴＩＰ制御装置からのＴＩＰレベルを収集するＴＩＰレベル収集装置と、前記プロセスデータを入力しプラントの情報を表示する表示制御ステーションと、この表示制御ステーションを介して入力された前記ＴＩＰレベルの収集開始要求により前記ＴＩＰレベル収集装置に前記制御指令を出力するとともに、このＴＩＰレベル収集装置によって収集されたデ一タを保存するＴＩＰサーバと、前記ＴＩＰレベル収集装置と前記表示制御ステーション間および前記ＴＩＰレベル収集装置と前記ＴＩＰサーバ間で取り合うデータを伝送する第１の伝送路と、前記表示制御ステーションと前記ＴＩＰサーバ間で取り合うデータを伝送する第２の伝送路とを具備することを特徴とするプラント監視システム。
【請求項４】
プラントのプロセスデータを入力し、プラント監視を行うプラント監視システムにおいて、第１の伝送路に接続され、制御棒操作指令に基づいて制御棒操作を行い制御捧位置データを出力する制御装置と、制御捧シーケンスデータおよび前記制御装置から前記第１の伝送路を介して送信されるデータを保存し管理する情報管理サーバと、前記第１の伝送路を介して送信される前記プロセスデータを入力しプラントの情報を表示するとともに、制御棒操作の要求を受け付けて前記制御棒操作指令を出力する表示制御ステーションと、前記第１の伝送路に接続され、前記情報管理サーバから送信された制御捧シーケンスおよび前記制御装置から送信される制御捧位置データに基づいて、前記制御棒操作の可否を判定し、その判定結果によって前記制御装置に対して専用の接続手段を介して制御捧操作阻止信号を出力する制御捧価値ミニマイザコントローラと、前記情報管理サーバと前記表示制御ステーション間のデータのやり取りを行う第２の伝送路とを具備することを特徴とするプラント監視システム。
【請求項５】
プラントのプロセスデータを制御装置から入力し、プラント監視を行うプラント監視システムにおいて、第１の伝送路を介して前記制御装置からプロセスデータを入力しプラントの情報を表示する表示制御ステーションと、この表示制御ステーションを介して入力された操作情報を第２の伝送路を経由して入力し、前記第１の伝送路を介して入力される前記プロセスデータに基づいて目的値制御指令または前記制御装置に対する機器操作指令を前記第１の伝送路へ出力する機能サーバと、前記機能サーバから前記第１の伝送路を介して送信される目的値制御指令に基づいて目的値を達成するよう高速周期の操作指令を前記制御装置に専用の接続手段を介して出力する操作出力装置とを具備することを特徴とするプラント監視システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラントプロセスを監視するプラント監視システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のプラント監視システムは、図１１に示すように複数の計算機１で機能を分散して処理する場合、計算機１間を共有メモリ装置２で結合することによって、データの共有および計算機１間のデータの受け渡しを実施していた。プラントの制御装置３から入力するプロセスデータは、機能分散したそれぞれの計算機１で入力して演算処理を行う必要があるため、プロセスデータは共有メモリ装置２に書き込まれ、各計算機１で参照可能としている。また、計算機１間においても、データの受け渡しが必要であり、このデータ受け渡しも共有メモリ装置２を使用して行っている。
【０００３】
このように、従来の機能分散型プラント監視システムにおいては、計算機１間の結合を共有メモリ装置２を用いて実施していたため、接続できる計算機１の数が共有メモリ装置２の接続可能計算機数で制限されており、多数の計算機１を接続することができなかった。このため、数台の計算機１で機能を分散する構成が取られていた。
【０００４】
ところで、プラン卜監視システムにおいては、機能・規模に応じたシステムの構築、機能の追加拡張の容易性から小型計算機での処理の分散化が望まれており、この観点から、計算機間を接続する手段としてネットワークを使用する方法が考えられる。
【０００５】
図１２に示すようにネットワーク４を使用した場合には、接続できる計算機１の数が多くなり、事実上、接続計算機の数に制限がなくなり、上記問題を解決することができる。−方、プラント監視システムでは、プラントの現在状態を監視するために、常に最新のプラントデータを各計算機１で参照可能とする必要がある。図１１に示すように、従来の共有メモリ装置２で計算機１間を接続した場合は、計算機１間で大量のデータ受け渡しがあっても、制御装置３からのプロセスデータの書き込みも同時に実施可能であり、プロセスデータ更新時間が問題となることはなかった。しかしながら、ネットワーク接続を実施した場合、計算機１間の受け渡しデータの伝送により、制御装置３から入力するプロセスデータの伝送が阻害され、最新のプロセスデータを各計算機１に伝送することができなくなる可能性がある。計算機１間の受け渡しデータは、操作員の操作、プラントの状態変化等によりデータ量が大きく変化し、これに伴いネットワーク４で伝送するデータ量が変化する。ネットワーク４の伝送データ量が増大すると、ネットワーク４の伝送能力を越えてしまい、制御装置３から各計算機１へのプロセスデータ伝送が行えない、または遅れる、といった事象が発生するため、プロセスデータ更新時間を所定の値以下にするといった設計が非常に困難である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、プラント監視システムでは、機能・規模に応じたシステムの構築、機能の追加拡張の容易性から小型計算機による処理の分散が望まれていたが、従来の共有メモリ装置で計算機間を接続するシステムでは、接続可能計算機数が制限されており多数の計算機を接続することができなかった。
【０００７】
また、多数の計算機を接続可能とするために、ネットワークで接続する方法があるが、ネットワーク接続ではネットワークのデータ伝送量によりプラントデータの伝送が遅れる場合があり、プラント監視システムに要求される最新のプラントデータを各計算機で参照し処理することが困難となるという問題があった。
【０００８】
さらに、小型計算機をネットワークで接続し処理の分散を実施する場合には、下記（１）〜（５）のような課題がある。
【０００９】
ここで、プラント監視システムにおける各機能を処理するための計算機を機能サーバという。機能サーバとしては、例えばプロセスデータを入力してプロセス値の異常を判断し通知する監視サーバ、プロセスデータを収集しプラントの運転履歴を保存するデータ収集サーバ、プラントのデータを基にプラントの性能評価計算を行う性能計算サーバ、プラントの自動運転のためのプラントへの操作出力やガイドの出力、さらにはプラントの機器動作試験のガイドの出力等を行うプラント運転補助サーバ、各サーバから出力されるデータの保存を行う情報管理サーバ等がある。特に、プロセスデータを入力しプラントの現在値を表示装置に出力する計算機は表示制御ステーションと呼ぶ。表示制御ステーションは、運転員がプラントの状態を把握するために重要な装置である。
【００１０】
（１）冗長化された機能サーバは片系が故障した場合、正常側のサーバに対してデ一タ引継ぎを行う必要があるが、故障サーバはデータ引継ぎ処理が困難という課題がある。
【００１１】
（２）原子力発電所では、炉心内の実際の出力分布を得るため、定期的にＴＩＰ（Traversing Incore Probe ；移動型炉心内中性子検出器）レベルの測定を行う必要がある。ＴＩＰレベルの測定は、通常炉心外にあるＴＩＰ検出器を炉心内に挿入して行う。ＴＩＰ検出器は炉心内を移動し、移動範囲内の数百ヵ所の決められた測定場所ごとにＴＩＰ検出器位置信号を出力する。ＴＩＰレベルの収集は、ＴＩＰ検出器位置信号が出力されたタイミングでＴＩΡレベル信号を読み込むことで実施している。ＴＩΡ制御装置から出力されてくるＴＩＰ検出器位置信号はミリ秒オーダーの間隔であり、ＴΙＰレベル信号の読み込みはこの間隔以内で読み込みを行う必要がある。計算機サーバでは、ＣＰＵ負荷が変動するため、このようなミリ秒オーダーの高速収集が困難であり、データ抜けが発生する場合があるという課題がある。
【００１２】
（３）制御棒シーケンスを比較する機能が他の機能と同じサーバ内にあると、サーバの負荷によって制御棒阻止信号のレスポンス性が悪くなるという課題がある。
【００１３】
（４）従来は、計算機からネットワークを介して直接制御装置に制御指令を出力しており、計算機が直接制御を行うような応答性の要求される制御ではネットワークを介しての制御が困難であるという課題がある。
【００１４】
（５）高速デ−タ記録サ−バは、プラントに異常が発生した場合のプラントの挙動を採取し解析を行うための機能を有している。このため、高速データ記録サーバに入力されるプロセスデ−タは、高速な収集が必要であり、データ抜けが許されないことから、プロセスデータ入力装置でバッファリングされたデータを伝送していた。−方、機能サーバで使用されるプロセスデータは、プラントの現在の瞬時値が要求される。このため、従来ではプロセスデータをバッファリングしてからデータ伝送を行うプロセスデータ入力装置と、瞬時値を伝送するプロセスデータ入力装置の異なる２台を使用し、前者から高速データ記録サーバへ、後者から機能サーバへ、各々専用の伝送路を用いてデータを伝送していた。このように、従来では、仕様の異なる２台のプロセスデータ入力装置を使用しなければならないという課題がある。
【００１５】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、多数の計算機を接続可能とし、かつプロセスデータの最新値を各計算機で参照可能とするプラント監視システムを提供することを目的とする。
【００１６】
また本発明は、機能サーバをネッワークで接続し、冗長化された機能サーバの片系が故障しても、正常側のサーバに対してデ−タ引継ぎを行うことができるプラント監視システムを提供することを目的とする。
【００１７】
また本発明は、機能サーバをネッワークで接続し、かつミリ秒オーダーのプラントデータの高速収集が可能なプラント監視システムを提供することを目的とする。
【００１８】
また本発明は、機能サーバをネッワークで接続し、かつ制御棒阻止信号のレスポンス性の良好なプラント監視システムを提供することを目的とする。
【００１９】
また本発明は、機能サーバをネッワークで接続し、かつ応答性の要求されるプラントの制御を可能とするプラント監視システムを提供することを目的とする。
【００２０】
また本発明は、１台のプロセスデータ入力装置で高速収集と現在値データの入力送信を問題なく実施することができるプラント監視システムを提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１の発明は、プラントのプロセスデータを制御装置から入力し、プラント監視を行うプラント監視システムにおいて、プロセスデータを入力しプラント監視に必要な演算処理を分散して行う複数の機能サーバと、制御装置と機能サーバ間で取り合うデータを伝送する第１の伝送路と、複数の機能サーバ間で取り合うデータを伝送する第２の伝送路とを具備し、機能サーバとして、プロセスデータを入力しプラントの状態変化によって異常か否かの判定処理を行う、処理量の変化が大きい監視サーバと、前記プロセスデータを入力し周期的にプラントの性能評価計算を行う、処理量が一定な性能計算サーバとを、さらに具備することを特徴とする。
【００２２】
請求項１の発明においては、制御装置と各機能サーバ間のプラント機器のプロセス量等の比較的一定量のデータの伝送は第１の伝送路を介して伝送する。各機能サーバでは、第１の伝送路を介して制御装置から入力されるプロセスデータを用いて演算処理を行う。また、各機能サーバ間のデータ量の一定しないデータ伝送は第２の伝送路を介して行う。このように、プロセスデータの伝送と伝送量が変動するデータの伝送を別にすることにより、多数の計算機を接続可能とし、かつプロセスデータの伝送の遅れを防止してプロセスデータの最新値を各計算機で参照可能とすることができる。さらに、プロセスデータの最新値を効率よく監視するために、演算処理をつかさどる機能サーバを周期処理を行う性能計算サーバとイベント処理を行う監視サーバに分割し、それらをネットワークで接続することで、短時間に多量に演算を行う処理と、一定周期で演算を行う処理を相互に干渉することなく実施可能とすることができる。
【００２７】
請求項２の発明は、  プラントのプロセスデータを制御装置から入力し、プラント監視を行うプラント監視システムにおいて、プロセスデータを入力しプラント監視に必要な演算処理を分散して行う複数の機能サーバと、制御装置と機能サーバ間で取り合うデータを伝送する第１の伝送路と、複数の機能サーバ間で取り合うデータを伝送する第２の伝送路とを具備し、さらに、機能サーバとして、プロセスデータを入力しプラントの状態変化によって異常か否かの判定処理を行う監視サーバと、プロセスデータを入力しプラントの運転補助を行うプラント運転補助サーバと、プロセスデータを入力しプラントの履歴データを収集するデータ収集サーバとを具備し、データ収集サーバの履歴データを第２の伝送路を介して取り出して出力処理する履歴データ処理サーバを備え、これらのサーバのうち少なくとも監視サーバとデータ収集サーバが冗長化されていることを特徴とする。
【００２８】
請求項２の発明においては、制御装置と各機能サーバ間のプラント機器のプロセス量等の比較的一定量のデータの伝送は第１の伝送路を介して伝送する。各機能サーバでは、第１の伝送路を介して制御装置から入力されるプロセスデータを用いて演算処理を行う。また、各機能サーバ間のデータ量の一定しないデータ伝送は第２の伝送路を介して行う。このように、プロセスデータの伝送と伝送量が変動するデータの伝送を別にすることにより、多数の計算機を接続可能とし、かつプロセスデータの伝送の遅れを防止してプロセスデータの最新値を各計算機で参照可能とすることができる。さらに、各機能に要求される信頼性に応じた最適な構成を構築することができる。
【００３３】
請求項３の発明は、プラントのプロセスデータを入力し、プラント監視を行うプラント監視システムにおいて、制御指令に基づいて移動型炉心内中性子検出器によりＴＩＰレベルを測定するＴＩＰ制御装置と、このＴＩＰ制御装置に制御指令を送信し当該ＴＩＰ制御装置からのＴＩＰレベルを収集するＴＩＰレベル収集装置と、プロセスデータを入力しプラントの情報を表示する表示制御ステーションと、この表示制御ステーションを介して入力されたＴＩＰレベルの収集開始要求によりＴＩＰレベル収集装置に制御指令を出力するとともに、このＴＩＰレベル収集装置によって収集されたデ一タを保存するＴＩＰサーバと、ＴＩＰレベル収集装置と表示制御ステーション間およびＴＩＰレベル収集装置とＴＩＰサーバ間で取り合うデータを伝送する第１の伝送路と、表示制御ステーションとＴＩＰサーバ間で取り合うデータを伝送する第２の伝送路とを具備することを特徴とする。
【００３４】
請求項３の発明においては、表示制御ステーションからＴＩＰレベルの収集開始要求信号を第２の伝送路を介してＴＩＰサーバヘ伝送する。ＴＩＰサーバは第１の伝送路を用いてＴＩＰレベル収集装置（ＴＩＰコントローラ）に制御指令を出力する。ＴＩＰレベル収集装置は、ＴＩＰ制御装置から出力されるＴＩＰレベルを収集する。ＴＩＰレベル収集装置で収集したＴＩＰレベルデータは、第１の伝送路を介してＴＩΡサーバヘ伝送する。このように、ＴＩＰサーバから分離してＴＩＰレベル収集装置を設けることにより、ミリ秒オーダーのＴＩＰレベルデータの高速データをデータ抜けすることなく収集することができる。
【００３５】
請求項４の発明は、プラントのプロセスデータを入力し、プラント監視を行うプラント監視システムにおいて、第１の伝送路に接続され、制御棒操作指令に基づいて制御棒操作を行い制御捧位置データを出力する制御装置と、制御捧シーケンスデータおよび制御装置から第１の伝送路を介して送信されるデータを保存し管理する情報管理サーバと、第１の伝送路を介して送信されるプロセスデータを入力しプラントの情報を表示するとともに、制御棒操作の要求を受け付けて制御棒操作指令を出力する表示制御ステーションと、第１の伝送路に接続され、情報管理サーバから送信された制御捧シーケンスおよび制御装置から送信される制御捧位置データに基づいて制御棒操作の可否を判定し、その判定結果によって制御装置に対して専用の接続手段を介して制御捧操作阻止信号を出力する制御捧価値ミニマイザコントローラと、情報管理サーバと表示制御ステーション間のデータのやり取りを行う第２の伝送路とを具備することを特徴とする。
【００３６】
請求項４の発明においては、制御捧価値ミニマイザコントローラは第１の伝送路を介して制御装置から制御棒位置データを入力する。制御棒価値ミニマイザコントローラはあらかじめ情報管理サーバから第１の伝送路を介して送られた制御捧シーケンスと制御棒位置データを比較し、誤った操作をした場合には制御装置に対して制御捧操作阻止信号を出力する。また、制御捧価値ミニマイザコントローラは比較結果を逐次、第１の伝送路を介して表示制御ステーションに送る。表示制御ステーションは送られたきたデータを処理し、制御棒ガイド表示を行う。このように、機能サーバではなく専属処理を行う制御捧価値ミニマイザコントローラを第１の伝送路に接続することにより、サーバの負荷による制御棒阻止信号のレスポンス性の低下の問題を解決することができる。
【００３７】
請求項５の発明は、プラントのプロセスデータを制御装置から入力し、プラント監視を行うプラント監視システムにおいて、第１の伝送路を介して制御装置からプロセスデータを入力しプラントの情報を表示する表示制御ステーションと、この表示制御ステーションを介して入力された操作情報を第２の伝送路を経由して入力し、第１の伝送路を介して入力されるプロセスデータに基づいて目的値制御指令または制御装置に対する機器操作指令を第１の伝送路へ出力する機能サーバと、機能サーバから第１の伝送路を介して送信される目的値制御指令に基づいて目的値を達成するよう高速周期の操作指令を制御装置に専用の接続手段を介して出力する操作出力装置とを具備することを特徴とする。
【００３８】
請求項５の発明においては、機能サーバは、操作情報の人力機能を有する表示制御ステーションから第２の伝送路を介して操作情報を受け取り、前記操作情報と第１の伝送路より入力されるプラント機器のプロセス量等に基づき、プラントの運転状態を判定して制御指令を演算し、高速な応答性を必要とする目的値制御指令は操作出力装置に、オン／オフ等の機器操作指令は制御装置に第１の伝送路を介して出力する。操作出力装置は前記目的値制御指令を受けて目的値を達成するよう高速周期で操作指令を制御装置に専用の接続手段を介して直接出力する。これにより、ネットワーク構成においても、応答性の要求されるプラント制御を行うことができる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、各図面において共通する部分には同一符号を付して、重複する説明は省略する。
【００４２】
図１は、本発明のプラント監視システムの基本的構成を概略的に示すものである。図１において、制御装置３は、機能サーバＡ１１と機能サーバＢ１２に制御バス１３を介して接続され、機能サーバＡ１１と機能サーバＢ１２の間は制御バス１３とは別にさらに情報バス１４を介して接続されている。機能サーバＡ１１と機能サーバＢ１２はプラント監視システムの機能をそれぞれ分散して受け持つ計算機である。
【００４３】
この構成において、制御装置３からのプロセスデータは、制御バス１３を介して機能サーバＡ１１と機能サーバＢ１２に伝送される。機能サーバＡ１１は、制御装置３から伝送されるプロセスデータを入力し、演算処理を行う。機能サーバＢ１２も、機能サーバＡ１１と同様に制御装置３から伝送されるプロセスデータを入力し、機能サーバＡ１１と演算処理を行う。機能サーバＡ１１の演算処理結果のうち、機能サーバＢ１２で必要とするデ一タは、情報バス１４を介して機能サーバＢ１２に伝送され、演算に用いられる。同様に、機能サーバＢ１２の演算処理結果のうち、機能サーバＡ１１で必要とするデータは、情報バス１４を介して機能サーバＡ１１に伝送され、演算に用いられる。
【００４４】
なお、図１に示す構成では機能サーバが２台となっているが、これに限定されない。また、制御バス１３は、制御装置３から各機能サーバにプロセスデータを伝送するために使用されるが、各機能サーバ間で受け渡しを行う伝送データについても、伝送量がー定量であり、単位時間当たりの伝送量が予測可能なデータの伝送に用いることも可能である。また、機能サーバから制御装置３へのプラントの操作出力等のデータは制御バス１３により伝送される。また、機能サーバから制御装置３へ設定値、制御ロジック等のデータを伝送する場合は、単位時間当たりの伝送データ量が制御装置３から機能サーバヘのプラントデータ伝送に影響を与えないように、あらかじめ設定された伝送データサイズ、伝送周期にて伝送データを分割して制御バス１３により伝送する。
【００４５】
以上説明したように、本発明の上記構成において、制御バスと情報バスの２種類の伝送路で計算機間を接続することにより、多数の計算機を接続可能とすることができるとともに、プロセスデータの最新値を各計算機で参照可能とすることができる。
【００４６】
図２は、本発明の第１の実施の形態のプラント監視システムを示すもので、複数の表示制御ステーション２１、機能サーバＡ１１、および制御装置３は、制御バス１３と接続され、さらに複数の表示制御ステーション２１と機能サーバＡ１１間は情報バス１４によって接続されている。
【００４７】
この構成において、制御装置３は、プロセスデータを制御バス１３を介して機能サーバＡ１１と複数の表示制御ステーション２１に伝送する。機能サーバＡ１１は、制御装置３から伝送されるプロセスデータを入力し、演算処理を行う。それぞれの表示制御ステーション２１は、制御装置３から伝送されるプロセスデータを入力し、プラント情報の表示処理を行う。機能サーバＡ１１の演算処理結果のうち表示制御ステーション２１で必要とするデータは、情報バス１４を介して表示制御ステーション２１に伝送される。
【００４８】
以上説明したように、本実施の形態によれば、複数の表示制御ステーション２１をともに、制御装置３に接続された制御バス１３と機能サーバＡ１１に接続された情報バス１４に接続することにより、表示制御ステーション２１が１台でも機能していればプロセスデータの監視が可能となり、表示制御ステーションの故障等による停止に対して影響範囲の少ないプラント監視システムを提供することができる。
【００４９】
また、表示制御ステーション２１が、制御装置３から制御バス１３を介して直接プロセスデータを人力し表示することで、プラント状態変化から表示までのスループットを向上させることができる。
【００５０】
図３は、本発明の第２の実施の形態のプラント監視システムを示すもので、図１と比較して、機能サーバＡ、機能サーバＢとして、それぞれイべント処理を行う監視サーバ３１と周期処理を行う性能監視サーバ３２に機能分散されて、最新のプロセスデータを受け取るための制御バス１３および任意に発生するイベント情報を授受するための情報バス１４に接続されている。
【００５１】
この構成において、制御装置３は、プロセスデータを制御バス１３を介して監視サーバ３１と性能計算サーバ３２に伝送する。監視サーバ３１は、制御装置３から伝送されるプロセスデータを入力し、プロセス値に変化があった場合に、プラントの最新データをもとに、状態変化に伴う警報処理等のイべント処理を行う。またその間、性能計算サーバ３２は、プラント状態変化の影響を受けずに、プラントの性能評価計算の周期処理を実施する。
【００５２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、イベント処理と周期処理の２つにサーバを分割することで機能サーバの負担を軽減し、プラントの状態変化に伴う処理要求に対し周期処理に影響を与えず応答性のよいイベント処理を実施することができる。
【００５３】
図４は、本発明の第３の実施の形態のプラント監視システムを示すもので、プラントの異常監視機能を有する監視サーバ３１と、プラントの運転履歴データの収集・保存機能を有するデータ収集サーバ４１と、プラントの自動運転機能およびサーべイランステスト機能を有するプラント運転補助サーバ４２が、制御バス１３および情報バス１４に接続され、制御バス１３には制御装置３が、情報バス１４には履歴データ・過渡データの表示・印字機能を有する履歴データ処理サ−バ４３が接続されている。
【００５４】
また、機能ごとに要求される信頼性に応じて、監視サーバ３１とデータ収集サーバ４１が冗長化されている。すなわち、プラントの履歴データおよびプラントイベント時の過渡データは、収集データが欠落すると履歴がわからなくなるため、データ収集サーバ４１の冗長化が必要である。また、監視サーバ３１も、プラントの状態変化を監視してプラントの異常が発生した場合に運転員に通知する機能を有しており、プラントを安全に運転するために冗長化する必要がある。しかしながら、プラント運転補助サーバ４２と履歴データ処理サ−バ４３は、プラント運転の補助機能や収集されているデータの表示・印字機能が喪失してもプラントの監視には影響がでないので、冗長化不要である。
【００５５】
この構成において、制御装置３は、プロセスデータを制御バス１３を介して監視サーバ３１とデータ収集サーバ４１とプラント運転補助サーバ４２に伝送する。監視サーバ３１は、第２の実施の形態で説明したように、制御装置３から制御バス１３を介して伝送されるプロセスデータを入力し、プロセス値に変化があったとき異常か否かを判定し、異常を検出したときこれを通知する。データ収集サーバ４１は、制御装置３から制御バス１３を介して伝送されるプロセスデータを収集し、運転履歴データとして保存するとともに、監視サーバ３１からの情報バス１４を介して伝送されるイベント情報も入力してイベント時の過渡データを収集・保存する。プラント運転補助サーバ４２は、制御装置３から制御バス１３を介して伝送されるプロセスデータを入力し、プラントの自動運転のためのガイドを出力したり、制御装置３へのプラント操作データを制御バス１３を介して伝送する。また、履歴データ処理サ−バ４３は、必要に応じてデータ収集サーバ４１から情報バス１４を介して履歴データ・過渡データを取り出し表示／印字する。
【００５６】
なお、本実施の形態では、各機能ごとにサーバを分けているが、複数の機能サーバを統合することも可能である。
【００５７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、信頼性を要求される機能サーバのみ冗長化することにより、計算機ハードの物量の削減、および冗長化不要機能の構成制御が不要となり、より安価で信頼性の高いプラント監視システムを提供することができる。
【００５８】
図５は、本発明の第４の実施の形態のプラント監視システムを示すもので、図１と比較して、機能サーバＢとして各サーバの出力データの保存・管理を行う情報管理サーバ５１が制御バス１３および情報バス１４に接続されている。
【００５９】
この構成において、制御装置３は、プロセスデータを制御バス１３を介して機能サーバＡ１１と情報管理サーバ５１に伝送する。機能サーバＡ１１は、制御装置３から伝送されるプロセスデータを入力し、演算処理を行う。情報管理サーバ５１は、制御装置３から伝送されるプロセスデータを入力し、保存、管理、読み出し行う。機能サーバＡ１１の演算処理結果において、情報管理サーバ５１で保存を必要とするデータは、情報バス１４を介して情報管理サーバ５１に伝送される。同様に、情報管理サーバ５１の保存データにおいて、機能サーバＡ１１で必要とするデータは、情報バス１４を介して機能サーバＡ１１に伝送される。
【００６０】
ここで、情報管理サーバ５１に、例えば記憶装置を２重化するなどの冗長化された記憶装置を用いて、データ保存の信頼性を高め、機能サーバＡ１１には冗長化されていないー般的に安価な記憶装置を用いて、低廉化を図る。
【００６１】
なお、本実施の形態では、情報管理サーバ５１の記憶装置を信頼性の高いものとしているが、さらに情報管理サーバ５１自体を冗長化し、データを冗長化された情報管理サーバで保存・管理することも可能である。
【００６２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、計算機間をネットワークで接続して多数の計算機を接続可能とし、かつ、接続される計算機のうち情報管理サーバの記憶装置を高信頼化し、プロセスデータを制御バスにより、また各機能サーバとのデータを情報バスにより保存・管理・読み出しすることにより、他の機能サーバの記憶装置を最小限に抑えることが可能となり、比較的低コストで信頼性に優れ、保守の容易なプラント監視システムを提供することができる。
【００６３】
図６は、本発明の第５の実施の形態のプラント監視システムを示すもので、冗長化された機能サーバＡ１１ａ、１１ｂと情報管理サーバ５１が、制御バス１３と情報バス１４によって接続されている。冗長化された機能サーバＡ１１ａ、１１ｂは、通常時に動作している機能サーバＡ１１ａ（以下、常用系という。）と待機している機能サーバＡ１１ｂ（以下、待機系という。）に分けられる。
【００６４】
この構成において、制御装置３はプロセスデータを制御バス１３を介して伝送する。常用系機能サーバＡ１１ａは、プロセスデータを制御バス１３を介して制御装置３より入力し、演算処理する。また、データを処理する過程で処理に必要なデータを常に情報バス１４を介して情報管理サーバ５１に伝送する。また、常用系機能サーバＡ１１ａは、待機系機能サーバＡ１１ｂに対して、常用系が正常であることを通知している。情報管理サーバ５１は、制御装置３から制御バス１３を介して伝送されるプロセスデータと常用系機能サーバＡ１１ａから情報バス１４を介して送られきたデータを常に保存しておく。
【００６５】
ここで、常用系機能サーバＡ１１ａが故障した場合、待機系機能サーバＡ１１ｂは常用系機能サーバＡ１１ａの正常通知が来なくなったことから、常用系機能サーバＡ１１ａの故障を判断する。待機系機能サーバＡ１１ｂは、情報管理サーバ５１に対し、常用系機能サーバＡ１１ａが保存していた情報の伝送を指示する。情報管理サーバ５１は、保存している常用系機能サーバＡ１１ａのデータを情報バス１４を介して待機系機能サーバＡ１１ｂに伝送する。待機系機能サーバＡ１１ｂは、この常用系機能サーバＡ１１ａのデータを用いて処理を引き継ぐ。
【００６６】
なお、上記のように作用する本実施の形態は、二重化機能サーバの片系故障時に限らず、故障した系が復帰したときや、機能をバックアップできるあらゆる装置に対し適用することも可能である。
【００６７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、ネットワーク構成にもかかわらず、冗長化された機能サーバの片系が故障した際も、機能を喪失することなく継続運転することができ、冗長化したサーバ間に共有メモリ装置のような共通の記憶装置を設けることなく、故障したサーバから正常なサーバへデータの引継ぎを良好に行うことができる。また、共通の記憶装置をなくしたことにより、共通の記憶装置の異常による機能サーバの処理不能も防止することができる。
【００６８】
図７は、本発明の第６の実施の形態のプラント監視システムを示すもので、ＴＩＰ検出器の制御を行うＴＩＰ制御装置６１と、ＴＩＰ制御装置６１からＴＩＰ検出器位置とＴＩＰレベル信号の高速周期データを収集するＴＩＰコントローラ６２と、ＴＩＰコントローラ６２と制御バス１３によって接続され、ＴＩＰコントローラ６２に対する収集指令を出力するとともにＴＩＰコントローラ６２からの収集データを入力するＴＩＰサーバ６３と、ＴＩＰコントローラ６２およびＴＩＰサーバ６３と制御バス１３によって接続され、さらにＴＩＰサーバ６３と情報バス１４によって接続される表示制御ステーション２１と、表示制御ステーション２１に接続される入力装置６４によって構成されている。
【００６９】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
表示制御ステーション２１は、入力装置６４からＴＩＰデータの収集要求を受けて、ＴＩＰサーバ６３に対して情報バス１４を介してＴＩＰ制御指令を出力する。表示制御ステーション２１からＴＩＰデータ制御指令を受けたＴＩＰサーバ６３は、制御バス１３を介してＴＩＰコントローラ６２に対してＴＩΡレベル収集指令を出力する。ＴＩＰサーバ６３からＴΙΡレベル収集指令を受けたＴΙＰコントローラ６２は、ＴＩＰ制御装置６１に対して専用のバスを介してＴＩＰレベル収集制御指令を出力する。
【００７０】
ＴＩＰコントローラ６２からＴＩＰレベル収集制御指令を受けたＴＩＰ制御装置６１は、ＴＩＰコントローラ６２に対してＴＩＰ検出器位置とＴＩＰレベルの通知を行う。ＴＩＰ制御装置６１からＴＩＰ検出器位置とＴＩＰレベルの通知を受けたＴＩΡコントローラ６２は、ＴＩΡ検出器位置のタイミングに合わせて、ＴΙΡレベルの高速収集を行う。ＴＩＰコントローラ６２は、ＴＩＰレベルの収集後、収集したデータを制御バス１３を介してＴＩＰサーバ６３に伝送する。
【００７１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、イベント処理も実施するＴＩＰサーバではなく、ＴＩＰ制御装置６１に専用線で直接接続されたＣＰＵ負荷変動のないＴΙΡコントローラでＴΙΡレベルの収集を行うため、ミリ秒オーダーでの高速データ収集が可能となる。
【００７２】
図８は、本発明の第７の実施の形態のプラント監視システムを示すもので、制御棒シーケンスに従って制御棒操作の可否を判定し、制御棒操作阻止信号を専用のバスを介して制御装置３に出力する制御棒価値ミニマイザコントローラ７１と、制御装置３および制御棒価値ミニマイザコントローラ７１と制御バス１３を介して接続される表示制御ステーション２１および情報管理サーバ５１と、表示制御ステーション２１に接続される入力装置６４とで構成されている。なお、表示制御ステーション２１と情報管理サーバ５１は、他の実施の形態と同様に情報バス１４によって接続されている。
【００７３】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
制御装置３は、制御棒データを制御バス１３を介して制御捧価値ミニマイザコントローラ７１に伝送する。表示制御ステーション２１は、入力装置６４からの制御棒操作要求を情報バス１４を経由して情報管理サーバ５１へ伝送するとともに、制御バス１３を経由して制御棒価値ミニマイザコントロ−ラ７１と制御装置３へ伝送する。制御棒価値ミニマイザコントロ−ラ７１は、情報管理サーバ５１から制御バス１３を介してあらかじめ制御棒シーケンス送ってもらい、保存しておく。制御棒価値ミニマイザコントローラ７１は、制御棒シーケンスと随時送られてくる制御棒データを比較し、要求された制御棒操作が制御棒シーケンスに従っているかを判定する。判定した結果を制御棒シーケンスともに制御バス１３を介して表示制御ステーション２１に送るー方で、制御棒シーケンスと異なる操作と判定した場合は制御装置３に対して専用のバスを経由して直ちに制御棒操作阻止信号を出力する。判定結果を入力した表示制御ステーション２１は、入力した判定結果と制御棒シーケンスを演算処理し、制御棒の操作状況をガイド表示する。
【００７４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、制御棒シーケンスと制御棒操作を比較する機能を機能サーバではなく専用の装置に持たせて制御バスの下位に接続し、かつ制御棒操作阻止信号を専用バスで制御装置に送信することにより、制御棒阻止信号のレスポンス性を高めることができる。また、判定結果を制御バスを介して表示制御ステーションに伝送することにより、制御捧の操作に対するガイドをすばやく運転員に提示することができる。
【００７５】
図９は、本発明の第８の実施の形態のプラント監視システムを示すもので、制御装置３と専用の高速バスもしくはプロセス入出力装置を介して接続され、高速応答性が要求される目的値制御を行う操作出力装置８１と、操作出力装置８１および制御装置３と制御バス１３を介して接続される表示制御ステーション２１および機能サーバ１１とで構成されている。また、表示制御ステーション２１と機能サーバ１１は、他の実施の形態と同様に情報バス１４によって接続されている。
【００７６】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
機能サーバＡ１１は、表示制御ステーション２１から情報バス１４を介して入力される操作情報と、制御装置３から制御バス１３を介して入力されるプロセスデータから、プラントの運転状態を判断し、予め定められた制御指令を出力する。機能サーバＡ１１は、出力する制御指令について、予め高速応答性が要求されるものと、それ以外のものとを識別できる用にデータを区別して設定しておき、高速応答が要求される目的値制御等の制御指令の場合は、制御バス１３を介して操作出力装置８１に出力し、それ以外のオン／オフ等の操作指令の場合は制御装置３に制御バス１３を介して出力する。
【００７７】
操作出力装置８１は、機能サーバＡ１１からの制御指令に対応して、制御装置３からのプロセスデータに基づいてフィードバック制御等の目的値制御演算を行い、予め定められた範囲の複数の制御指令を例えば専用の高速バスまたはプロセス入出力装置を用いて制御装置３に直接出力する。
【００７８】
なお、本実施の形態では、機能バスＡ１１は、表示制御ステーションから情報バス１４を介して操作情報を受け取るが、例えば、操作出力装置８１のプロセス入出力装置に操作コンソール等を接続し、制御バス１３を介して機能サーバＡ１１に操作情報を入力しても良い。
【００７９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、機能サーバＡからの制御指令により高速応答性の要求される制御を行う操作出力装置を設けることにより、機能サーバＡが高速応答性の要求される制御を行う場合よりも、制御バスの伝送量や伝送能力の影響を最低限に抑えることが可能となり、高速応答性を要する制御の実施が可能となる。
【００８０】
図１０は、本発明の第９の実施の形態のプラント監視システムを示すもので、プラントからプロセスデータを入力しバッファリングしたデータを伝送する機能と瞬時値を伝送する機能を持つプロセスデータ入力装置９１が制御バス１３に接続され、機能サーバＡと高速データ記録サーバ９２が制御バス１３および情報バス１４に接続されている。なお、高速データ記録サーバ９２は、プラントに異常が発生した場合のプラントの挙動を採取し、解析を行うための高速記録処理を行うものである。
【００８１】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
プロセスデ一タ入力装置９１は、プラントの各センサからのプロセスデータを入力しバッファリングした後、バッファリングしたデータを制御バス１３を介して高速データ記録サーバ９２に伝送する。また、プロセスデータ入力装置９１はプロセスデータを入力し、直ちに即制御バス１３を介して機能サーバＡ１１に伝送する。
【００８２】
高速デ−タ記録サーバ９２は、伝送されたプロセスデータを入力し、プロセスデータの高速記録を行う。機能サーバＡ１１は、伝送されたプロセスデータを入力し、プロセスデータの演算処理を行う。
【００８３】
なお、本実施の形態では、プロセスデータ入力装置９１から高速データ記録サーバ９２へのデータ伝送に制御バス１３を使用しているが、制御バスとは異なる他の伝送路により高速データ記録サーバ９２ヘ伝送することも可能である。
【００８４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、１台のプロセスデータ入力装置に、仕様の異なる２種類のデータを伝送できる機能を設けることによって、プロセスデータ入力装置の台数を減らすことができる。
【００８５】
【発明の効果】
上記したように、本発明によれば、計算機をネットワ−クで接続し、プラントデータの伝送の遅れを生じることなく多数の計算機による分散処理を可能としたプラント監視装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラント監視システムの基本的構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態のプラント監視システムを示すブロック図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態のプラント監視システムを示すブロック図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態のプラント監視システムを示すブロック図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態のプラント監視システムを示すブロック図である。
【図６】本発明の第５の実施の形態のプラント監視システムを示すブロック図である。
【図７】本発明の第６の実施の形態のプラント監視システムを示すブロック図である。
【図８】本発明の第７の実施の形態のプラント監視システムを示すブロック図である。
【図９】本発明の第８の実施の形態のプラント監視システムを示すブロック図である。
【図１０】本発明の第９の実施の形態のプラント監視システムを示すブロック図である。
【図１１】従来の機能分散型のプラント監視システムの構成例を示すブロック図である。
【図１２】ネットワークで接続した場合の機能分散型システムの構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
３………制御装置
１１、１１ａ、１１ｂ………機能サーバＡ
１２………機能サーバＢ
１３………制御バス
１４………情報バス
２１………表示制御ステーション
３１………監視サーバ
３２………性能計算サーバ
４１………データ収集サーバ
４２………プラント運転補助サーバ
４３………履歴データ処理サーバ
５１………情報管理サーバ
６１………ＴＩＰ制御装置
６２………ＴＩＰコントローラ
６３………ＴＩＰサーバ
６４………入力装置
７１………制御棒価値ミニマイザコントローラ
８１………操作出力装置
９１………プロセスデータ入力装置
９２………高速データ記録サーバ
【図１】
0003651742.tif 000002
【図２】
0003651742.tif 000003
【図３】
0003651742.tif 000004
【図４】
0003651742.tif 000005
【図５】
0003651742.tif 000006
【図６】
0003651742.tif 000007
【図７】
0003651742.tif 000008
【図８】
0003651742.tif 000009
【図９】
0003651742.tif 000010
【図１０】
0003651742.tif 000011
【図１１】
0003651742.tif 000012
【図１２】
0003651742.tif 000013