(57)【要約】【課題】ディジタル制御装置の入出力信号模擬については入出力信号が数千点〜数万点に及ぶ発電プラントに対応するには多大な労力と、その模擬が妥当なものであるかの心配が残るものであった。【解決手段】上記課題を解決する為に、本発明のプロセス制御システムは制御装置内にプロセスの入出力データを記憶する２つのメモリ領域を有し、保守ツールは、２つのメモリ領域のうち片方のメモリ領域への入出力データの更新を止める指令を送信する機能を有することを特徴とする。【効果】本発明によれば、発電プラントにおける制御装置の入出力点全点（数千〜数万点）の一括保存と復元（模擬）が可能となることから、制御ロジックの改造時などにおいて設計の妥当性を事前に確認することが容易になる他、従来、多大な労力を要した試験用模擬状態の構築が圧倒的に簡単になる。【選択図】　図１
2004030493.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
保守ツールと、演算処理のソフトロジックを持ち前記保守ツールとネットワークで接続した複数の制御装置を有するプラント制御システムにおいて、
前記制御装置は周期的に入出力されるプロセスの入出力データを記憶する２つのメモリ領域をプロセスＩ／Ｏの１点毎に有し、
前記保守ツールは、前記２つのメモリ領域のうち片方のメモリ領域への入出力データの更新を止める指令を前記複数の制御装置それぞれに対して同時に送信する機能を有することを特徴とするプラント制御システム。
【請求項２】
保守ツールと、演算処理のソフトロジックを持ち前記保守ツールとネットワークで接続した複数の制御装置を有するプラント制御システムにおいて、
前記制御装置はメモリ上に、周期的に入力されるプロセスの入力データを記憶する写像入力デバイスと、前記写像入力デバイスのデータを複写する正規入力デバイスと、前記プロセスの入力データを前記ソフトロジックに基づいて処理した結果を記憶する正規出力デバイスと、前記正規出力デバイスのデータを複写する写像出力デバイスと、前記写像入力デバイスと前記正規入力デバイス間及び前記正規出力デバイスと前記正規入力デバイス間の信号を遮断する切離しデバイスと、前記写像入力デバイスと前記正規入力デバイス間及び前記正規出力デバイスと前記正規入力デバイス間の信号をバイパスするバイパスデバイスとをプロセスＩ／Ｏの１点毎に有し、
前記保守ツールは前記切離しデバイスをＯＮ、前記バイパスデバイスをＯＮにする指令を前記複数の制御装置それぞれに対して同時に送信する機能を有することを特徴とするプラント制御システム。
【請求項３】
請求項２に記載のプラント制御システムであって、
前記保守ツールは前記切離しデバイスをＯＮ、前記バイパスデバイスをＯＦＦにする指令を前記複数の制御装置それぞれに対して同時に送信し、前記保守ツール内に保存されたプロセス入出力データを前記正規入力デバイスと前記写像出力デバイスに上書きする機能を有することを特徴とするプラント制御システム。
【請求項４】
請求項２または３に記載のプラント制御システムにおいて、前記制御装置のメモリ上に、更に、ソフトロジックのマクロ出力信号及びマクロ演算処理中の時間要素信号を記憶する正規デバイス及び写像デバイスと、該両デバイスの切離しデバイス及びバイパスデバイスとをプロセスＩ／Ｏの１点毎に有することを特徴とするプラント制御システム。
【請求項５】
保守ツールと、演算処理のソフトロジックを持ち前記保守ツールとネットワークで接続した複数の制御装置を有するプラント制御システムの制御状態保存方法であって、
前記保守ツールは、プロセスの入出力データを記憶する正規デバイス及び写像デバイスをプロセスＩ／Ｏの１点毎にメモリ上に有する前記複数の制御装置に対して前記正規デバイス及び前記写像デバイスを切離す指令を送信し、
前記複数の制御装置は前記指令に基づき前記正規デバイス及び前記写像デバイスを切離すことを特徴とするプラント制御システムの制御状態保存方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は発電プラント等のプラント制御システムに係り、特にプロセス入出力信号及びソフトロジック信号を保存，復元する方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラント制御装置の設計，検査を行うにあたり、プロセス入出力信号を模擬し、制御ロジックの条件を成立させながら制御機能の妥当性を評価・確認することは必須であり、従来から様々な方法で実施されている。主にハードによる模擬とソフトによる模擬とがあり、近年は発電プラントの制御装置においてディジタル化が進みソフトによる模擬が多くなっている。
【０００３】
本発明ではディジタル制御装置のソフトによる模擬について記載する。
【０００４】
プラント制御装置の制御ロジック妥当性評価を行うにあたり、ディジタル信号のＯＮ／ＯＦＦ、アナログ信号のアナログ量といった入出力信号をシミュレータを用いて模擬する方法や、入出力点を個別に指定して模擬する方法、数１０点，数１００点単位にグループ化された入出力点を模擬する方法など、様々な模擬方法を実施してきた。
【０００５】
但し、発電プラントにおける入出力信号は数千点〜数万点に及ぶことから、プラント内の一部箇所に対しては上記のような模擬方法で対応できるものの、模擬する点を人間が１点毎に検証しながら設定する必要があることから、設定漏れなどのミスも考えられ、模擬範囲が広い（模擬点数が多い）場合は大変な労力が必要であった。
【０００６】
設計の妥当性評価としても、制御ロジックは多数の入出力信号を複雑なロジック回路で構成していることから、模擬する点が必要十分であるかの心配が残っていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来の技術に記載するように、ディジタル制御装置の入出力信号模擬については、各種方法があるものの、入出力信号が数千点〜数万点に及ぶ発電プラントに対応するには多大な労力と、その模擬が妥当なものであるかの心配が残るものであった。
【０００８】
本発明の目的は、発電プラントが試験や運転などで稼動中の状態において、ディジタル制御装置の全ての入出力信号を一括で保存し、またその状態をソフト的に復元可能なシステムとすることで、発電プラント全体の稼動状態を一括で模擬できるシステムを構築することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する為に、本発明のプロセス制御システムは制御装置内にプロセスの入出力データを記憶する２つのメモリ領域を有し、保守ツールは、２つのメモリ領域のうち片方のメモリ領域への入出力データの更新を止める指令を送信する機能を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のプロセス制御システムは制御装置内に、プロセス信号の入出力点に対し、正規入出力デバイスの他に、これを複写した写像入出力デバイスと信号切離し用デバイスと信号バイパス用デバイスをメモリ上に確保していることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施例を説明する。図１は一実施例によるプラント制御システムを示す。保守ツール２０と系統毎に分割された複数のコントローラ１０がネットワーク３０で結ばれている。
【００１２】
図１には、コントローラ１０の入出力機能が模式的に示され、ＰＩ／Ｏ入出力部分にはコントローラに入出力する正規デバイスと、正規デバイスを複写した写像デバイスを設けている。
【００１３】
入力信号側は、正規入力デバイス１０１の前に写像入力デバイス１０２を配置し、このデバイス間に切離しデバイス１０６の接点を設けている。また正規入力デバイス１０１をバイパスするように写像入力デバイス１０２と入力処理を接続するようにバイパス用デバイス１０７を設けている。出力信号側は、出力処理の後に正規出力デバイス１０３、続いて写像出力デバイス１０４を配置し、このデバイス間に切離しデバイス１０６の接点を設けている。また写像出力デバイス
１０４をバイパスするように正規出力デバイス１０３と出力を接続するようにバイパス用デバイス１０７を設けている。
【００１４】
入力信号の場合は一旦、写像入力デバイス１０２に入力し、同じ信号を正規入力デバイス１０１にも入力する。入出力信号保存を実施する場合は、この両デバイス間を切離し、同時に正規入力デバイス１０１をバイパスすることで、プロセス入力信号を制御装置に送り込む処理を継続させながら、保存要求時のプロセス入力状態を正規入力デバイス１０１に保持させる。保持したデータは保守ツール内に保存する。また、出力信号の場合は一旦、正規出力デバイス１０３に出力し、同じ信号を写像出力デバイス１０４に出力する。入出力信号保存を実施する場合は、この両デバイス間を切離し、同時に写像出力デバイス１０４をバイパスすることで、制御装置の出力信号をプロセス出力する処理を継続させながら、保存要求時のプロセス出力状態を写像出力デバイス１０４に保持させる。保持したデータは保守ツール内に保存する。
【００１５】
この保存を実施する／しないの判定を行うための情報を、保守ツールから切離し用デバイス及びバイパス用デバイスにセットし、制御装置は周期処理の中で切離し用デバイス，バイパス用デバイスのＯＮ／ＯＦＦ状態を読込んで処理を実施する。
【００１６】
出力信号についても、基本的には入力信号と同様な処理となる。出力信号はプロセッサ出力処理，正規出力デバイス，写像デバイスの順に出力する方式とし、切離しデバイスのＯＮ時には正規出力デバイスから写像デバイスへの信号をカットすると同時に正規デバイスから出力するように写像デバイスをバイパスさせる。正規デバイスは制御装置の出力処理からの変化に伴い周期的に更新されるが、写像デバイスは正規デバイスからの影響を受けずホールドされた状態となる。そこで、写像デバイスを保守ツールに保存することで保存要求時のプラント入出力信号の状態を保守ツールに保存可能となる。
【００１７】
以上の様に周期的に入出力されるプロセスの入出力データを記憶する２つのメモリ領域をプロセスＩ／Ｏの１点毎に各制御装置毎に有することで数千〜数万点のデータを一括して保持することができる。また保守ツールは、制御装置の２つのメモリ領域の内片方のメモリ領域への入出力データの更新を止める指令を複数の制御装置それぞれに対して同時に送信し、各制御装置はその指令に基づいてプロセス入力状態を保存するので一括して保存することができる。
【００１８】
入力信号の復元は、写像入力デバイス１０２と正規入力デバイス１０１の間を切離し、正規入力デバイス１０１をバイパスしない状態にすることで、正規入力デバイス１０１はプロセス入力の影響を受けないが、制御装置のロジック入力処理には反映される状態となる。このとき上記にて保存した入出力信号データを正規入力デバイス１０１に上書きすることで、保存時のプロセス状態をロジック処理に反映させる。また、出力信号の復元は、正規出力デバイス１０３と写像出力デバイス１０４の間を切離し、写像出力デバイス１０４をバイパスしない状態にすることで、写像出力デバイス１０４は制御装置のロジック出力処理の影響を受けないが、プロセス出力処理には反映される状態となる。このとき上記にて保存した入出力信号データを写像出力デバイス１０４に上書きすることで、保存時のプロセス状態をプロセス出力に反映させる。
【００１９】
図２に、制御装置のメモリ内における入出力部のメモリマップを示す。入力側には、コントローラの全入力点と、それと同数分の写像入力点，切離し指示点，バイパス指示点が確保されている。出力側には、コントローラの全出力点と、それと同数分の写像出力点，切離し指示点，バイパス指示点が格納されている。このように、図１で模式的に示された入出力部は、コントローラ１０のメモリ内で１点、１点記憶されて、確保されている。
【００２０】
上記では、入出力信号のみについて記載したが、制御ロジックのマクロ出力信号、及びマクロ演算中の時間要素についても同様に、写像デバイス，切離しデバイス，バイパス用デバイスをメモリに設けることで保存要求時の制御装置のロジック演算状態を保存し、復元させる。
【００２１】
制御ロジックの改造の際、改造前のプロセス入出力状態及び制御ロジック演算状態をプラント実機制御装置から保存しておく。制御ロジックの改造を実施する場合、プラントメーカーの簡易システムに改造後の制御ロジックを構築した後、事前に保存しておいたプロセス入出力状態及び制御ロジック演算状態を復元する。この際、改造の当該箇所以外は単純に以前の状態が上書きされるだけなので影響はないが、改造を実施した範囲のロジックについては相応の処理が実行されることから復元時の状態から変化したプロセス入出力状態及び制御ロジック演算状態となる。この時点で状態を簡易システムから保存し、改造前に実機から保存した状態データとの差分を出すことで、改造による影響範囲が明確になる。特に、改造による出力信号の変動をプラント全体の出力点を対象に検証できることは従来の技術では出来なかったことであり、複雑に組まれる制御ロジックの変更に対する設計の信頼性向上には大幅に寄与することになる。
【００２２】
また、発電プラントには、運転員訓練用のシミュレータ設備を設けている場合があるが、プラント実機の入出力信号状態を一括で保存・復元可能とする機能を応用することで、起動時，定格運転時，停止時などプラント運転状態の各種状態を保存し、シミュレータに反映することも将来的には可能である。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、発電プラントにおける制御装置の入出力点全点（数千〜数万点）の一括保存と復元（模擬）が可能となることから、制御ロジックの改造時などにおいて設計の妥当性を事前に確認することが容易になる他、従来、多大な労力を要した試験用模擬状態の構築が圧倒的に簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるプラント制御システムの構成図。
【図２】正規入出力デバイス，写像入出力デバイス，切離しデバイス及びバイパス用デバイスのメモリマップ図。
【符号の説明】
１０…コントローラ、２０…保守ツール、３０…ネットワーク、１０１…正規入力デバイス、１０２…写像入力デバイス、１０３…正規出力デバイス、１０４…写像出力デバイス、１０５…保存データ、１０６…切離しデバイス、１０７…バイパス用デバイス。
【図１】
2004030493.tif 000003
【図２】
2004030493.tif 000004