(57)【要約】      （修正有）【課題】タービン制御システムを変更するための方法及びシステムを提供する。【解決手段】第１の通信プロトコルで通信する少なくとも１つのレガシーメインコントローラプロセッサ１４０ａを第２の通信プロトコルで通信するカレントメインコントローラプロセッサで置き換えるステップと、第１の通信プロトコルで通信する少なくとも１つのタービン監視装置１３０と通信状態になった少なくとも１つのレガシーＩＯプロセッサ１２０ａをそのまま保持するステップと、１以上のカレントメインコントローラプロセッサと通信状態になありかつ１以上のレガシーＩＯプロセッサと通信状態になる少なくとも１つのコンバータを設けるステップとを含むことができる。コンバータは、第２の通信プロトコルと第１の通信プロトコルとの間で翻訳することによって、１以上のカレントメインコントローラプロセッサ及び１以上のレガシーＩＯプロセッサ間の通信を翻訳することができる。【選択図】図１
2008306710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービン制御システム（１００）を変更する方法であって、
第１の通信プロトコルで通信する少なくとも１つのレガシーメインコントローラプロセッサ（１４０ａ）を第２の通信プロトコルで通信する少なくとも１つのカレントメインコントローラプロセッサ（２００ａ）で置き換えるステップと、
前記第１の通信プロトコルで通信する少なくとも１つのタービン監視装置（１３０）と通信状態になった少なくとも１つのレガシーＩＯプロセッサ（１２０ａ）をそのまま保持するステップと、
前記少なくとも１つのカレントメインコントローラプロセッサ（２００ａ）と通信状態になっておりかつ前記少なくとも１つのレガシーＩＯプロセッサ（１２０ａ）と通信状態になった少なくとも１つのコンバータ（２２０ａ）を設けるステップと、を含み、
前記少なくとも１つのコンバータ（２２０ａ）が、前記少なくとも１つのカレントメインコントローラプロセッサ（２００ａ）からの通信を前記第２の通信プロトコルから前記第１の通信プロトコルに翻訳し、かつその通信を前記少なくとも１つのレガシーＩＯプロセッサ（１２０ａ）にさらに伝送し、
前記少なくとも１つのコンバータ（２２０ａ）が、前記少なくとも１つのレガシーＩＯプロセッサ（１２０ａ）からの通信を前記第１の通信プロトコルから前記第２の通信プロトコルに翻訳し、かつその通信を前記少なくとも１つのカレントメインコントローラプロセッサ（２００ａ）にさらに伝送する、
方法。
【請求項２】
前記第１の通信プロトコルが、ＲＳ４８５プロトコル又はＡＲＣＮＥＴプロトコルの少なくとも１つを含み、
前記第２の通信プロトコルが、イーサネット（登録商標）プロトコルを含む、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つのレガシーＩＯプロセッサ（１２０ａ）と通信状態になった少なくとも１つのレガシー端子ボード（１７０ａ）をそのまま保持するステップをさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記第１の通信プロトコルで通信する前記少なくとも１つのレガシーメインコントローラプロセッサ（１４０ａ）が、レガシータービン制御システムと関連しており、
前記第２の通信プロトコルで通信する前記カレントメインコントローラプロセッサ（２００ａ）が、カレントタービン制御システムと関連している、
請求項１記載の方法。
【請求項５】
第３の通信プロトコルで通信する少なくとも１つのレガシー通信プロセッサ（１８０）を第２の通信プロトコルで通信するカレント通信プロセッサ（２１０）で置き換えるステップと、
前記第３の通信プロトコルで通信する少なくとも１つのレガシー周辺補助タービン構成要素（１５０）をそのまま保持するステップと、
前記少なくとも１つのレガシー周辺補助タービン構成要素（１５０）と通信状態になっておりかつ前記少なくとも１つのカレント通信プロセッサ（２１０）と通信状態になった第２のコンバータ（２２０ａ）を設けるステップと、をさらに含み、
前記第２のコンバータ（２２０ａ）が、前記少なくとも１つのカレント通信プロセッサ（２１０）からの通信を前記第２の通信プロトコルから前記第３の通信プロトコルに翻訳し、かつその通信を前記少なくとも１つの周辺補助タービン構成要素（１５０）にさらに伝送し、
前記第２のコンバータ（２２０ａ）が、前記少なくとも１つのレガシー周辺補助タービン構成要素（１５０）からの通信を前記第３の通信プロトコルから前記第２の通信プロトコルに翻訳し、かつその通信を前記少なくとも１つのカレント通信プロセッサ（２１０）にさらに伝送する、
請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つのレガシー周辺補助タービン構成要素（１５０）が、第２の制御システムを含む、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記第３の通信プロトコルが、ＡＲＣＮＥＴプロトコルを含む、請求項５記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１つのタービンを制御するための制御システムであって、
少なくとも１つのタービン監視装置（１３０）と通信状態になっておりかつ第１の通信プロトコルで通信するように構成された少なくとも１つのＩＯプロセッサ（１２０ａ）と、
前記少なくとも１つのＩＯプロセッサ（１２０ａ）と通信状態になった少なくとも１つのコンバータ（２２０ａ）と、
前記少なくとも１つのコンバータ（２２０ａ）と通信状態になっておりかつ第２の通信プロトコルで通信するように構成された少なくとも１つのメインコントローラプロセッサ（２００ａ）と、を含み、
前記少なくとも１つのコンバータ（２２０ａ）が、前記少なくとも１つのＩＯプロセッサ（１２０ａ）からの通信を前記第１の通信プロトコルを前記第２の通信プロトコルに翻訳することによって前記少なくとも１つのメインコントローラプロセッサ（２００ａ）に対して翻訳し、また前記少なくとも１つのメインコントローラプロセッサ（２００ａ）からの通信を前記第２の通信プロトコルを前記第１の通信プロトコルに翻訳することによって前記少なくとも１つのＩＯプロセッサ（１２０ａ）に対して翻訳するように構成される、
システム。
【請求項９】
前記第１の通信プロトコルが、ＲＳ４８５プロトコル又はＡＲＣＮＥＴプロトコルの少なくとも１つを含み、
前記第２の通信プロトコルが、イーサネット（登録商標）プロトコルを含む、
請求項８記載のシステム。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのＩＯプロセッサ（１２０ａ）と通信状態になった少なくとも１つのレガシー端子ボード（１７０ａ）をさらに含む、請求項８記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、総括的にはタービン制御システムに関し、より具体的には、タービン制御システムのハードウエアを変更するための方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用及び発電用タービンは、その作動を監視しかつ制御する制御システムを有する。これらの制御システムは一般的に、制御システムの機能を実施するアプリケーションコードを動作させるメインコントローラプロセッサとして構成された１つ又はそれ以上のプロセッサカードを含む。加えて、一般的には入出力（「ＩＯ」）プロセッサカードとして構成されたプロセッサカードが存在し、これらのＩＯプロセッサカードは、タービン上の監視装置及びその他の周辺補助装置と信号をやり取りする。ＩＯプロセッサカードは、タービン上の監視装置又は補助装置と通信状態になった端子ボードとインタフェースを取ることができる。メインコントローラプロセッサは、標準通信プロトコルを使用して相互に、ＩＯプロセッサと、また一般通信ネットワークと通信することができる。通信プロトコルは、制御システムアプリケーション、サイトアーキテクチャ及び制御システム年齢に応じて変えることができる。ＲＳ４８５（ＥＩＡ−４８５としても知られている）、ＲＳ２３２、Ｍｏｄｂｕｓ、ＡＲＣＮＥＴ、イーサネット（登録商標）及びＵＳＢは、制御システムにおいて使用される一般的通信プロトコルの実例である。
【０００３】
より古い制御システムは、時遅れとなっている可能性があり、処理集中型モデルベース制御、ＰＩＤ制御及びより強力なアプリケーションツールのようなカレント制御システム能力を実施するのを可能にすると共に、オープン通信プロトコルインタフェースを介して第三者システムとの通信を可能にするように交換又は更新される必要がある。しかしながら、多くの場合に、タービン作動に対する影響を最少にするように制御システムを更新することが好ましい。さらに、必要な労力がより少なくかつ運転停止時間がより短いことによって、またアップグレードした制御システムにより生じる利点のより迅速な実現を可能にすることによって、単純かつ迅速なアップグレードは、一層コスト効果があるものになる。
【０００４】
制御システムのアップグレードによりタービンがオフライン状態にある時間を短縮するためには、交換を必要とするハードウエアの量を制限する方法及びシステムが必要とされる。タービン制御システムは一般的に、例えば端子ボード及び端子ねじのような多数の入力及び出力端子結合点を有しており、そこで、周辺センサ及び制御装置が制御システムとタービンとの間で通信する。各既存の入力及び出力端子結合点を再接続することを必要とする制御システムアップグレードは、極めて労力集中的であり、タービンがオフライン状態にある時間量を増大させる。しかしながら、幾つかのシステムアップグレードは、端子ボードと通信する既存のＩＯプロセッサカードとは異なる（また一般的にはよりカレントな）プロトコルを使用して通信する新規のマイクロプロセッサのようなハードウエアの交換を含むことができる。
【０００５】
１つの実例では、Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ（「ＧＥ」）製のＭａｒｋ  Ｖタービン制御システムは、多年にわたる生産において大きな設置基盤を達成してきた。ＧＥ  Ｍａｒｋ  Ｖタービン制御システムは、今日それを使用している所有者にとっては依然として有用なプラットフォームであるが、幾つかの制御アップグレードを受け入れるその能力には限界がある。タービンのための最新式制御方法が開発された時に、既存のＧＥ  Ｍａｒｋ  Ｖタービン制御システムには、これらをＧＥ  Ｍａｒｋ  Ｖe又はＧＥ  Ｍａｒｋ  ＶIe制御システムのいずれかにアップグレードするためのアップグレード経路手順が必要となる。アップグレード経路手順の１つの態様には、既存のレガシープロセッサの少なくとも幾つかを、アップグレード制御システム論理が必要とするような一層複雑な動作を取り扱うことができるより新規なカレントマイクロプロセッサにアップグレードすることが含まれる。しかしながら、レガシープロセッサと置き換えることができる幾つかの好ましいマイクロプロセッサは、イーサネット（登録商標）通信プロトコルを介して通信するＦｒｅｅｓｃａｌｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒによって開発されたＰｏｗｅｒＱＵＩＣＣプロセッサのようなカレント３２ビットＭＰＣ８ｘｘ系列ベースのマイクロプロセッサであり、他方、レガシープロセッサの幾つかは、シリアルＲＳ４８５通信プロトコルをそのまま保持したＩｎｔｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって開発されたような１６ビット８０１８６タイプ又は８０１９６タイプのプロセッサである。一部の用途では、レガシープロセッサ、特に端子ボードと通信するレガシープロセッサの幾つかをそのまま保持して端子結合の全てを再構成するのを回避し、また他のものを異なる通信プロトコルで通信するより新規かつより最新式プロセッサに更新することが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、プロセス構成要素を変更することを含む効率的な制御システムアップグレードを可能にするシステム及び方法が要望が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態は、上記の必要性の幾つか又は全てに対処することができる。本発明の実施形態は、総括的にはタービン制御システムを変更するためのシステム及び方法に関する。本発明の１つの実施形態によると、タービン制御システムを変更する方法を提供することができる。本方法は、第１の通信プロトコルで通信する少なくとも１つのレガシーメインコントローラプロセッサを第２の通信プロトコルで通信するカレントメインコントローラプロセッサで置き換えるステップを含むことができる。本方法はさらに、第１の通信プロトコルで通信する少なくとも１つのタービン監視装置と通信状態になった少なくとも１つのレガシーＩＯプロセッサをそのまま保持するステップを含むことができる。加えて、本方法は、１以上のカレントメインコントローラプロセッサと通信状態になっておりかつ１以上のレガシーＩＯプロセッサと通信状態になった少なくとも１つのコンバータを設けるステップを含むことができる。コンバータは、１以上のカレントメインコントローラプロセッサからの通信を第２の通信プロトコルから第１の通信プロトコルに翻訳することができ、かつさらにその通信を１以上のレガシーＩＯプロセッサに伝送することができる。コンバータはまた、１以上のレガシーＩＯプロセッサからの通信を第１の通信プロトコルから第２の通信プロトコルに翻訳することができ、かつさらにその通信を１以上のカレントメインコントローラプロセッサに伝送することができる。
【０００８】
本発明の別の実施形態によると、少なくとも１つのタービンを制御するための制御システムを提供することができる。本システムは、少なくとも１つのタービン監視装置と通信状態になった少なくとも１つのＩＯプロセッサを含むことができる。１以上のＩＯプロセッサ及び１以上のタービン監視装置は、第１の通信プロトコルで通信するように構成することができる。本システムはさらに、１以上のＩＯプロセッサと通信状態になった少なくとも１つのコンバータを含むことができる。加えて、本システムは、第２の通信プロトコルで通信するように構成することができる、１以上のコンバータと通信状態になった少なくとも１つのメインコントローラプロセッサを含むことができる。１以上のコンバータは、１以上のＩＯプロセッサからの通信を第１の通信プロトコルを第２の通信プロトコルに翻訳することによって１以上のメインコントローラプロセッサに対して翻訳するように構成することができる。１以上のコンバータは、１以上のメインコントローラプロセッサからの通信を第２の通信プロトコルを第１の通信プロトコルに翻訳することによって１以上のＩＯプロセッサに対して翻訳するように構成することができる。
【０００９】
本発明のさらに別の実施形態によると、第１のプロセッサ及び第２のプロセッサを含む制御システムを変更する方法を提供することができる。第１及び第２のプロセッサは、第１の通信プロトコルで通信することができる。本方法は、第２のプロセッサを第２の通信プロトコルで通信する第３のプロセッサで置き換えるステップを含むことができる。本方法はさらに、第１のプロセッサをそのまま保持するステップを含むことができる。第１のプロセッサは、少なくとも１つの監視装置と通信状態になることができ、かつ第１の通信プロトコルで通信する。加えて、本方法は、第１及び第３のプロセッサと通信状態になったコンバータを設けるステップを含むことができる。さらに、本方法は、第１のプロセッサからの通信を第１の通信プロトコルから第２の通信プロトコルに翻訳ステップと、第３のプロセッサからの通信を第２の通信プロトコルから第１の通信プロトコルに翻訳するステップとを含むことができる。これらの翻訳は、コンバータによって行うことができる。
【００１０】
本発明のその他の実施形態及び態様は、添付図面に関連させて行う以下の説明から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に以下において、全てではないが幾つかの実施形態を示している添付図面を参照しながら、本発明の実施形態についてより十分に説明する。実際には、本出願の主題は、多くの異なる形態で具現化することができ、本明細書に記載した実施形態に限定されると解釈すべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、その開示が適用法令要件を満たすことになるように提示している。同じ参照符号は、全体を通して同様な要素を示している。
【００１２】
本出願は、本明細書に記載した少なくとも１つの実施形態によるシステム、方法、装置及びコンピュータプログラム製品のブロック図を参照する。それぞれブロック図のブロックの少なくとも幾つか及びブロック図内のブロックの組合せは、少なくとも部分的にコンピュータプログラム命令によって実行することができることを理解されたい。これらのコンピュータプログラム命令は、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、専用ハードウエアベースコンピュータ又はその他のプログラム可能データ処理装置上にロードしてマシンを作り出して、コンピュータ又はその他のプログラム可能データ処理装置上で実行される命令が、以下の説明において詳しく論じるブロック図のブロックの少なくとも幾つか又はブロック図内のブロックの組合せの機能を実施するための手段を形成するようにすることができる。
【００１３】
これらのコンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ又はその他のプログラム可能データ処理装置が特定の方式で機能するように命令することができるコンピュータ可読メモリ内に記憶して、該コンピュータ可読メモリ内に記憶した命令が、１以上のブロック内に指定された機能を実施する命令手段を含む製品を作り出すようにすることができる。コンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ又はその他のプログラム可能データ処理装置上にロードして一連の演算ステップを該コンピュータ又はその他のプログラム可能データ処理装置上で行わせて、該コンピュータ又はその他のプログラム可能データ処理装置上で実行される命令が１以上のブロック内に指定された機能を実施するためのステップを構成するようなコンピュータ実施処理方法を作り出すこともできる。
【００１４】
本明細書に記載したシステムの１つ又はそれ以上の構成要素及び方法の１つ又はそれ以上のステップは、コンピュータのオペレーティングシステム上で動作するアプリケーションプログラムによって実施することができる。それらはまた、ハンドヘルド装置、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベース又はプログラム可能大衆消費電子製品、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ等々を含むその他のコンピュータシステム構成で実施することもできる。
【００１５】
本明細書に記載したシステム及び方法の構成要素であるアプリケーションプログラムは、特定の抽象データ型を実行しまた特定のタスク又は動作を行うル−チン、プログラム、コンポーネント、データ構造等々を含むことができる。分散コンピューティング環境においては、アプリケーションプログラム（全体としての又は部分としての）は、ローカルメモリ又はその他の記憶装置内に置くことができる。それに加えて又はそれに代えて、アプリケーションプログラム（全体としての又は部分としての）は、通信ネットワークを介してリンクされた遠隔処理装置によってタスクが実行される環境を可能にするような遠隔メモリ又は記憶装置内に置くことができる。以下において、図を参照しながら例示的な実施形態を説明するが、図では、幾つかの図面を通して同じ参照符号が同様な要素を示している。
【００１６】
本発明の１つの実施形態によると、タービン制御システムをアップグレードすることは、ツールの性能増大、監視の改善、報告のより堅実さ、並びに制御機能のより高い応答性及び正確さのようなカレントシステムの進歩を実施することを可能にする。本出願に開示したシステム及び方法の実施形態は、例えばメインコントローラプロセッサカードのような制御システムの幾つかの構成要素をアップグレードするのを可能にするが、その他の既存の構成要素はそのまま保持して、アップグレードプロセスを迅速化しかつタービンの運転の中断を制限する。本システム及び方法のこれらの実施形態は、異種の通信プロトコルについて翻訳を行う１つ又はそれ以上のコンバータの使用により、アップグレードした構成要素が既存のレガシー構成要素と通信することを可能にする。より具体的には、レガシー制御システムは、ＲＳ４８５プロトコルのような同じ通信プロトコルを使用して通信する１つ又はそれ以上のメインコントローラプロセッサと１つ又はそれ以上の入出力（「ＩＯ」）プロセッサとを含むことができる。ＩＯプロセッサと同じ通信プロトコルを使用しては最早通信しないが、例えばイーサネット（登録商標）プロトコルを使用して通信することができるカレントマイクロプロセッサに、メインコントローラプロセッサをアップグレードすることが望ましい場合がある。さらに、制御システムを変更することはさらに、アップグレードしたカレント制御システムがオープン通信プロトコルインタフェースを有する第三者システムと通信することを可能にすることによって、システム間通信をさらに増大させることができる。従って、本明細書に記載したシステム及び方法の実施形態は、例えば１つ又はそれ以上のレガシーＩＯプロセッサをそのまま保持しながら１つ又はそれ以上のプロセッサをアップグレードし、また異種の通信プロトコル間で二方向翻訳を行うことによってタービン制御システム内のレガシーＩＯプロセッサとカレント交換プロセッサとの間の通信を可能にするコンバータを設ける。制御システムアップグレードは、交換又は再構成する必要がある構成要素がより少数であるので、これらのシステム及び方法を使用することによって一層有効な方式で行うことができる。より具体的には、レガシーＩＯプロセッサをそのまま保持することによって、制御システム内への端子結合及び該制御システムからの端子結合は、再構成する必要がないと同時に、１つ又はそれ以上のコンバータにより、レガシーＩＯプロセッサとアップグレードしたメインコントローラプロセッサとの間の通信が可能になる。
【００１７】
図１は、タービン１１０と通信状態になった制御システム１００を示している。タービン１１０は、蒸気タービン又はガスタービンとすることができる。本明細書に示した例示的なタービン１１０は、ガスタービンとすることができる。制御システム１００は、当技術分野で知られているような１つ又はそれ以上のマイクロプロセッサを動作させるコンピュータベース制御システムとすることができる。制御システム１００は、センサ入力、オペレータからの命令及びコンピュータ実施スケジュール及び／又はモデルを使用することによって、プログラム及び演算から成る制御論理を実行してタービン１１０の作動を制御する。制御システム１００によって生成された制御命令信号により、タービン上のアクチュエータは、例えば燃焼器に流れる流量、燃料分割及び燃料タイプを調節する燃料供給源及び燃焼器間の弁を調整するように、圧縮機の入口案内羽根を調整するように、入口抽気熱を調整するように、並びにタービン１１０のその他の制御設定を作動させるようにすることができる。制御システム１００は、例えばＧＥ  Ｍａｒｋ  Ｖタービン制御システムとすることができる。
【００１８】
制御システム１００は、１つ又はそれ以上のＩＯプロセッサ１２０ａを含み、これらのプロセッサは、1以上の端子ボード１７０ａと通信するように構成された１つ又はそれ以上のマイクロプロセッサを含むカードとすることができる。ＩＯプロセッサ１２０ａは、一般的にはオフ／オン又はハイ／イイエのような２つの状態の１つを示すバイナリデータを受けるように構成された個別のプロセッサとすることができる。これに代えて、ＩＯプロセッサ１２０ａは、アナログ可変信号を受けるように構成されたアナログ取得プロセッサとすることができる。端子ボード１７０ａは、制御システムと電気的通信状態になった装置のための物理的入力及び出力端子結合点を含む。例えば、ＩＯプロセッサ１２０ａは、その端子ボード１７０ａへの接続を介して、例えば圧縮機入口圧力センサ、圧縮機入口温度センサ、圧縮機吐出圧力センサ、圧縮機吐出温度センサ、タービン排気温度センサ、発電機電力出力センサ、歪み計、又はこれらに類したもののような当技術分野において知られているような１つ又はそれ以上のタービン監視装置１３０と通信することができる。制御システム１００の実施形態には、１つよりも多いＩＯプロセッサ１２０ａ〜１２０ｎを含むことができること、またこれらのＩＯプロセッサは、並列に構成することができること、また１つよりも多いＩＯプロセッサ１２０ａ〜１２０ｎは、システム内に冗長性を維持するために同じ信号を受けることができることを理解されたい。さらに、制御システム１００は、その各々が異なる信号タイプを受ける個別かつアナログＩＯプロセッサ１２０ａ〜１２０ｎを含むことができるということも理解されたい。同様に、各ＩＯプロセッサ１２０ａ〜１２０ｎについて、１つ又はそれ以上の端子ボード１７０ａ〜１７０ｎを設けることができる。
【００１９】
制御システム１００はさらに、制御システム論理を実行するように構成された少なくとも１つのレガシーメインコントローラプロセッサ１４０ａを含む。レガシーメインコントローラプロセッサ１４０ａは、当技術分野において知られているようなマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラを含むカードとすることができる。さらに、レガシーメインコントローラプロセッサ１４０ａは、その各々が例えば制御システム１００内のその他の構成要素と通信すること及び制御論理演算を行うことのようなレガシーメインコントローラプロセッサ１４０ａの個別の機能を果たす１つよりも多いマイクロプロセッサを含むことができる。加えて、レガシーメインコントローラプロセッサ１４０ａ内の複数のマイクロプロセッサは、冗長設計と同じ機能を果たすことができる。簡単にするために、レガシーメインコントローラプロセッサ１４０ａは、当技術分野において知られているような多くの別の構成があるにも拘わらず、本明細書では単一の構成要素として説明する。レガシーメインコントローラプロセッサ１４０ａは、最終的にはＩＯプロセッサ１２０ａと通信して、上述したような１つ又はそれ以上のタービン監視装置１３０によって感知された作動測定値を受けかつ制御命令信号をＩＯプロセッサ１２０ａに送って、タービン１１０の作動における応答を行う。レガシーネットワーク１９０を介して、例えばセンサ、監視装置又は制御装置のようなその他の周辺補助タービン構成要素１５０、例えば発電機励磁界を制御する励磁パネルのようなその他の制御パネル、或いはヒューマンマシンインタフェースと通信するための１以上の別のプロセッサすなわち通信プロセッサ１８０を設けることができる。通信プロセッサ１８０はまた、レガシーメインコントローラプロセッサ１４０ａ及び第２のＩＯプロセッサ１２０ａと通信状態にすることができる。加えて、通信プロセッサは、それによって制御システムが、その他の装置、制御システム、ヒューマンマシンインタフェース又はこれらに類したものとの間で接続を行うプラントネットワークのようなレガシーネットワーク１９０と通信する手段とすることができる。この実施形態では、通信プロセッサ１８０とレガシーネットワーク１９０とは、例えばＡＲＣＮＥＴプロトコルのような同じ通信プロトコルを使用して通信する。別の実施形態では、レガシーメインコントローラプロセッサ１４０ａは、レガシーネットワーク１９０を介して他の周辺補助タービン構成要素１５０と通信することができる。
【００２０】
図１（また、以下では図２）を参照して説明する制御システム１００の構成要素の構成は例示として示していること及び本出願の主題に関連するようなその他の構成も可能であることが、当業者には分かるであろう。例えば、制御システム１００は、互いに並列通信状態になって冗長通信を構成しかつレガシーメインコントローラプロセッサ１４０ａ〜１４０ｎの点における単一点の故障を排除するようになった複数のレガシーメインコントローラプロセッサ１４０ａ〜１４０ｎを含むことができる。冗長メインコントローラプロセッサ１４０ａ〜１４０ｎの実施例は、並列通信状態になった３つの同様に構成したレガシーメインコントローラプロセッサ１４０ａ〜１４０ｎを有する三重冗長構成として構成されたレガシーメインコントローラプロセッサ１４０ａ〜１４０ｎである。それに代えて、制御システム１００は、単信の非冗長構成として構成された単一のレガシーメインコントローラプロセッサ１４０ａを含むことができる。別の実施例では、プロセッサはスタンドアロン構成要素と呼ばれるが、本明細書に記載したあらゆるプロセッサは、プロセッサカード及びボードで構成したコアの１つの構成要素とすることができる。例えば、１つのコアは、その各々が本明細書に記載したように互いに電気的通信状態になった、レガシーメインコントローラプロセッサ１４０ａ（プロセッサカード上の）、ＩＯプロセッサ１２０ａ（プロセッサカード上の）及び端子ボード１７０ａ（ボード上の）を含むことができる。本明細書に提示した実施例は、限定することを意図するものではないことを理解されたい。
【００２１】
図２に示すような本出願の１つの実施形態では、レガシーメインコントローラプロセッサ１４０ａは、より古くかつ性能の低いプロセッサから、当技術分野において知られているような１つ又はそれ以上のマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラを含むより最新の（カレントな）マイクロプロセッサ又はカードにアップグレードされることになる。簡単にするために、アップグレードしたメインコントローラは、本明細書ではカレントメインコントローラプロセッサ２００ａと呼ぶことにする。メインコントローラアップグレード又は改造は、数多くの理由で行うことができ、それらの理由には、タービン挙動の最新式モデリング又は予測制御のような一層進歩した制御論理が制御システムによって実行されるのを可能にすること、並びに装置の通信及び接続方法の改善を可能にすることが含まれる。１つの例示的な実施例では、ＧＥ  Ｍａｒｋ  Ｖタービン制御システムは、Ｉｎｔｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって開発されたような１６ビット８０１８６／８０１９６タイプのプロセッサ上で動作するレガシーメインコントローラプロセッサ１４０ａを含むことができる。Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒによって開発されたＰｏｗｅｒＱＵＩＣＣプロセッサのような、３２ビットＭＰＣ８ｘｘ系列ベースのマイクロプロセッサなどのカレント構成要素を使用してレガシーメインコントローラプロセッサ１４０ａをカレントメインコントローラプロセッサ２００ａにアップグレードした後のレガシー制御システム内には、ＧＥ  Ｍａｒｋ  Ｖｅ又はＧＥ  Ｍａｒｋ  Ｖｌｅ制御システムにおいて利用可能な機能性のようなタービン制御システムにおける新しい進歩を含むことができる。この実施例では、レガシーメインコントローラプロセッサ１４０ａは、ＲＳ４８５通信プロトコルを使用して通信し、他方、カレントメインコントローラプロセッサ２００ａは、当技術分野において知られているようなイーサネット（登録商標）通信プロトコル又はその変形プロトコルで通信することができる。さらに、カレントメインコントローラプロセッサ２００ａにアップグレードすることは、図１に関連して説明たようなＡＲＣＮＥＴに基づいた通信プロセッサ１８０（又は、さらに後述するようなカレント通信プロセッサ２１０）を介してのネットワーク１９０への接続に限定されるのではなく、アップグレードしたカレントネットワーク２３０に対するイーサネット（登録商標）プロトコルに基づいた接続を可能にする。
【００２２】
しかしながら、本出願のこの実施形態では、ＩＯプロセッサ１２０ａは、レガシーＩＯプロセッサ１２０ａのままに保持され、アップグレードされない。レガシーＩＯプロセッサ１２０ａをそのまま保持する１つの理由は、端子ボード１７０ａにおけるレガシー入力及び出力端子結合を交換及び／又は再構成する必要性を排除することである。レガシー端子点をそのまま保持することは、各入力及び出力コネクタを再構成及び再端子結合することにより生じる可能性があるあらゆるエラーを減少させることによって、アップグレードの信頼性及び品質を高める。さらに、アップグレード完了時間は、レガシー端子結合を再構成する必要性を排除することによって劇的に短縮することができる。しかしながら、この実施形態では、レガシーＩＯプロセッサ１２０ａは、アップグレード前にはＲＳ４８５通信プロトコルを使用してレガシーメインコントローラプロセッサ１４０ａと通信しており、イーサネット（登録商標）プロトコルのような異なる通信プロトコルで通信しているアップグレードしたカレントメインコントローラプロセッサ２００ａのような構成要素とは直接通信することができない。
【００２３】
従って、タービン制御システム１００内には、ゲートウエイ又は通信ブリッジとも呼ばれる１つ又はそれ以上のコンバータ２２０ａが含まれる。コンバータ２２０ａは、レガシーＩＯプロセッサ１２０ａ及びカレントメインコントローラプロセッサ２００ａと通信状態になっていて、それら２つの間で通信信号を伝送すると同時に１つの通信プロトコルから別の通信プロトコルへの翻訳を行う。この実施形態では、コンバータ２２０ａは、レガシーＩＯプロセッサ１２０ａからＲＳ４８５通信信号を受け、かつそれら信号をイーサネット（登録商標）プロトコルに翻訳した後にカレントメインコントローラプロセッサ２００ａへのそれら通信信号の伝送を完了する。同様に、コンバータ２２０ａは、カレントメインコントローラプロセッサ２００ａからイーサネット（登録商標）通信信号を受け、かつそれら通信信号をＲＳ４８５プロトコルに翻訳した後にレガシーＩＯプロセッサ１２０ａへのそれら通信信号の伝送を完了する。
【００２４】
同様に、上述したようにＡＲＣＮＥＴのようなさらに別の通信プロトコルのレガシーネットワーク１９０を介して通信する１つ又はそれ以上の周辺補助タービン構成要素１５０も含む別の実施形態では、別のコンバータ２２０ａが、例えば発電機励磁界を制御する励磁パネルなどの周辺補助タービン構成要素１５０及びカレントメインコントローラプロセッサ２００ａと信号をやり取りし、かつイーサネット（登録商標）及びＡＲＣＮＥＴ通信プロトコル間で通信信号を翻訳することができる。
【００２５】
さらに別の実施形態では、図１に関連して説明したような通信プロセッサ１８０は、図２及び図３に関連してカレントメインコントローラプロセッサ２００ａと同様にカレント通信プロセッサ２１０にアップグレードすることができる。カレント通信プロセッサ２１０は、ＡＲＣＮＥＴプロトコルのような第３の通信プロトコルで通信するレガシーネットワーク１９０を介して、他の周辺補助タービン構成要素１５０と通信するように構成することができる。この実施形態では、カレント通信プロセッサ２１０とその他の周辺補助タービン構成要素１５０との間の、つまりＡＲＣＮＥＴプロトコルとイーサネット（登録商標）プロトコルとの間の通信を翻訳するために、第２のコンバータ２２０ａを含む。さらに、カレント通信プロセッサ２１０にアップグレードすること及びコンバータ２２０ａを含むことは、レガシーネットワーク１９０上の他の装置に対して影響しないタービン制御システムアップグレードを可能にし、他方、カレントメインコントローラプロセッサ２００ａは、ＡＲＣＮＥＴプロトコルに基づいてのレガシーネットワーク１９０のみへの接続に制限されるのではなくイーサネット（登録商標）プロトコルに基づいてのカレントネットワーク２３０設計への接続を可能にする。制御システム１００のアップグレード時に、異なる通信プロトコルで通信している他の構成要素は、なおも他のコンバータ２２０ａと通信状態になっていて、通信プロトコルの各々間で翻訳して他の既存のレガシー構成要素をそのまま保持しながら幾つかの新規なカレント構成要素の部分的アップグレード又は改造を可能にするようにすることができることを、当業者には理解されたい。１つ又はそれ以上のコンバータによって翻訳することができる通信プロトコルのその他の実施例には、ＲＳ２３２、Ｍｏｄｂｕｓ及びＵＳＢがある。さらに、１つのコンバータ２２０ａを設けた場合には、複数のコンバータ２２０ａ〜２２０ｎを設けることができることも、当業者には理解されたい。例えば、上述したメインコントローラプロセッサ１４０ａ〜１４０ｎと同様に、複数のコンバータ２２０ａ〜２２０ｎは、冗長並列構成として構成することができる。また、複数の異なるタービン監視装置１３０と通信する異なるレガシーＩＯプロセッサ１２０ａ又は複数の異なるレガシー周辺補助タービン構成要素１５０と通信する複数のカレント通信プロセッサ２１０のような複数の第１のプロセッサを設けることができる場合には、それらの各々とカレント通信プロセッサ２００との間で翻訳を行う複数のコンバータ２２０ａを設けることができる。
【００２６】
本発明の１つの実施形態では、コンバータ２２０ａは、２つのカード、すなわちデータ取得カード及びプロセッサカードを有するプロセッサボードとして構成することができる。データ取得カードは、例えば当技術分野において知られているようなＦＰＧＡ構成要素を利用し、かつ通信プロトコルを変換するためのプロセッサカードに受けた信号を通信することができる。メインコントローラプロセッサ２００ａとＲＳ４８５プロトコルで通信するレガシーＩＯプロセッサ１２０ａとの間で通信するように構成されたコンバータ２２０ａは、例えば当技術分野において知られているようなＲＳ４８５通信プロトコルで信号を送りかつ受けるようになったＲＳ４８５  ＴＳＰ直列バスコネクタ、及び当技術分野において知られているようなイーサネット（登録商標）プロトコルで信号を送りかつ受けるようになった１つ又はそれ以上のイーサネット（登録商標）ＲＪ−４５コネクタを含むことができる。メインコントローラプロセッサ２００ａとＡＲＣＮＥＴプロトコルで通信するレガシーネットワーク１９０との間で通信するように構成されたコンバータ２２０ａは、例えば当技術分野において知られているようなＡＲＣＮＥＴ通信プロトコルで信号を送りかつ受けるようになったＢＮＣ同軸コネクタ、及びイーサネット（登録商標）通信プロトコルで信号を送りかつ受けるようになった１つ又はそれ以上のイーサネット（登録商標）ＲＪ−４５コネクタを含むことができる。さらに、コンバータ２２０ａは、メインコントローラプロセッサコア及び通信プロセッサコア上の構成要素として含むことができる。
【００２７】
図３は、図１に関連して説明したような制御システム１００をアップグレードする方法の例示的な実施形態を示している。ブロック３１０において、少なくとも２つのプロセッサを有する制御システム１００が設けられる。第1のプロセッサは、例えばレガシーＩＯプロセッサ１２０ａとすることができる。第2のプロセッサは、例えばレガシーＩＯプロセッサ１２０ａと通信状態になったレガシーメインコントローラプロセッサ１４０ａとすることができる。さらに、この例示的な実施形態によると、第１のプロセッサと第２のプロセッサとは、同じ通信プロトコルを使用して通信する。例えば、ＧＥ  Ｍａｒｋ  Ｖ制御システムにおいては、レガシーメインコントローラプロセッサ１４０ａとＩＯプロセッサ１２０ａとは、ＲＳ４８５通信プロトコルを使用して通信し、従ってそれらがプロトコル変換を行わずに直接通信することを可能にする。加えて、レガシーＩＯプロセッサ１２０ａは、上述したように、端子ボード１７０ａを介して１つ又はそれ以上のタービン監視装置１３０と通信状態になり、それらタービン監視装置１３０から作動測定値を受けることができる。レガシーメインコントローラプロセッサ２００ａと通信状態になったこの又はその他のレガシーＩＯプロセッサ１２０ａはまた、該レガシーメインコントローラプロセッサ２００ａから受けた制御命令信号を伝送してタービン１１０の作動における応答を行わせることができる。
【００２８】
ブロック３２０において、第２のプロセッサは、制御システム１００のアップグレードの一部として第３のプロセッサで置き換えられる。この実施例では、レガシーメインコントローラプロセッサ１４０ａは、カレントメインコントローラプロセッサ２００ａで置き換えられる。例えばアップグレード時にプロセッサを交換してアップグレードした制御論理或いは改善した装置間及び装置内通信を可能にする理由は、上に説明した通りである。この実施形態の別の変形形態では、制御システム１００は、冗長並列通信の形態になった複数のメインコントローラプロセッサを含み、その場合、レガシーメインコントローラプロセッサ１４０ａ〜１４０ｎの各々は、新規なカレントメインコントローラプロセッサ２００ａ〜２００ｎで置き換えて、冗長並列通信をそのまま保持することができる。
【００２９】
ブロック３３０において、例えばレガシーＩＯプロセッサ１２０ａのような第１のプロセッサは、そのまま保持されて、入力及び出力端子結合を保存するために既存の端子ボード１７０ａもそのまま保持されるようになる。従って、第１のプロセッサは、ブロック３２０において置き換えられた第２のプロセッサと同じプロトコルを使用して通信するように構成されるので、またアップグレードした第３のプロセッサは、異なる通信プロトコルを使用して通信するので、第１のプロセッサは、最早第３のプロセッサと直接通信することができない（例えば、レガシーＩＯプロセッサ１２０ａは、カレントメインコントローラプロセッサ２００ａと直接通信することができない）。
【００３０】
ステップ３４０において、異なる通信プロトコルを翻訳するために、アップグレード時にコンバータ２２０ａが設けられる。ブロック３５０において、コンバータ２２０ａは、第１のプロセッサから第１の通信プロトコルで通信を受け、その通信を第１の通信プロトコルから第２の通信プロトコルに翻訳し、かつ第２の通信プロトコルで通信することができる第３のプロセッサにその通信をさらに伝送するように構成される。同様に、ブロック３６０において、コンバータ２２０ａは、第３のプロセッサから第２の通信プロトコルで通信を受け、その通信を第２の通信プロトコルから第１の通信プロトコルに翻訳し、かつ第１の通信プロトコルで通信することができる第１のプロセッサにその通信をさらに伝送するように構成される。
【００３１】
この実施例では、コンバータ２２０ａは、各構成要素間でメッセージを受け、メッセージを翻訳し、かつメッセージをさらに伝送することによって、レガシーＩＯプロセッサ１２０ａとカレントメインコントローラプロセッサ２００ａとの間での通信を可能にする。この実施例では、レガシーＩＯプロセッサ１２０ａは、ＲＳ４８５通信プロトコルを使用して通信し、またカレントメインコントローラプロセッサ２００ａは、イーサネット（登録商標）通信プロトコルを使用して通信する。従って、コンバータ２２０ａは、カレントメインコントローラプロセッサ２００ａに送るメッセージをイーサネット（登録商標）通信プロトコルに翻訳し（ブロック３５０において）、またレガシーＩＯプロセッサ１２０ａに送るメッセージをＲＳ４８５通信プロトコルに翻訳する（ブロック３６０において）。
【００３２】
レガシーＩＯ制御カードをそのまま保持すると同時にメインコントローラカードをアップグレードすることにより、制御システム内へのかつ制御システムからの端子結合を再構成及び再接続する時間がかかりかつ複雑なプロセスが回避される。従って、アップグレードしたハードウエアとレガシーハードウエアとの間の通信を翻訳する１つ又はそれ以上のコンバータを設けることによって、より効率的かつ迅速なアップグレードが行われ、また改善した性能及び特徴を有する制御システムを動作させる機会が得られる。
【００３３】
本説明に関係がある当業者には、以上の説明及び関連する図面に提示した教示の利点を有する、本明細書に記載した実施例の説明の多くの変更及びその他の実施形態が想起されるであろう。従って、本出願の主題は、多くの形態で具現化することができ、また上記の実施形態に限定されるべきではないとことは、当業者には分かるであろう。従って、本出願は開示した特定の実施形態に限定されるべきではないこと、並びに様々な変更及びその他の実施形態が特許請求の範囲内に含まれることになることを意図していることを理解されたい。本明細書では特殊な用語を使用しているが、それらは、一般的かつ記述的な意味でのみで使用しており、限定の目的で使用しているものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】制御システムアーキテクチャを示すブロック図。
【図２】変更した制御システムアーキテクチャを示すブロック図。
【図３】図１の制御システムを変更する方法を示す例示的な流れ図。
【符号の説明】
【００３５】
１００  制御システム
１１０  タービン
１２０ａ〜１２０ｎ  ＩＯプロセッサ
１３０  タービン監視装置
１４０ａ〜１４０ｎ  レガシーメインコントローラプロセッサ
１５０  周辺補助タービン構成要素
１７０ａ〜１７０ｎ  端子ボード
１８０  レガシー通信プロセッサ
１９０  レガシーネットワーク
２００ａ〜２００ｎ  カレントメインコントローラプロセッサ
２１０  カレント通信プロセッサ
２２０ａ〜２２０ｎ  コンバータ
２３０  カレントネットワーク
３１０  ブロック
３２０  ブロック
３３０  ブロック
３４０  ブロック
３５０  ブロック
３６０  ブロック
【図１】
2008306710.tif 000003
【図２】
2008306710.tif 000004
【図３】
2008306710.tif 000005