(57)【要約】【課題】出力部の操作値保持手段やバックアップメモリを設けずＣＰＵ演算機能停止後の復旧時にＣＰＵ演算状態を停止前の状態に合わせ込み可能なディジタル式計装制御システムを提供する。【解決手段】手動操作器３０を有しプラントの状態監視及び操作を行う操作監視コントローラ３、これからの操作信号に従いプラント制御の自動制御演算を行うディジタル制御装置１、これからの制御演算結果の信号に基づきプラントへ操作出力を出力する出力部２を備え、出力部はディジタル制御装置の制御演算停止時に操作出力を停止前の状態に保持し、ディジタル制御装置は制御演算停止後の復旧時に出力部にプラントへの操作出力の保持を継続させている間に操作監視コントローラの手動操作器による操作信号に従い制御演算結果を制御演算停止前の状態にして出力部の操作出力に合わせ込む。【選択図】図１
2005310067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モニタ用の表示部と手動操作器を有しプラントの状態監視及び操作を行う操作監視コントローラと、
この操作監視コントローラからの操作信号に従いプラント制御の自動制御演算を行うディジタル制御装置と、
このディジタル制御装置からの制御演算結果の信号に基づいてプラントへ操作出力を出力する出力部と、
を備え、
上記出力部は上記ディジタル制御装置の制御演算停止時に操作出力を停止前の状態に保持し、上記ディジタル制御装置は、制御演算停止後の復旧時に、上記出力部にプラントへの操作出力の保持を継続させている間に、上記操作監視コントローラの手動操作器による操作信号に従い制御演算結果を制御演算停止前の状態にして上記出力部の操作出力に合わせ込むことを特徴とする復旧時演算状態合わせ込み機能付きディジタル式計装制御システム。
【請求項２】
モニタ用の表示部と手動操作器を有しプラントの状態監視及び操作を行う操作監視コントローラと、
この操作監視コントローラからの操作信号に従いプラント制御の自動制御演算を行うディジタル制御装置と、
このディジタル制御装置からの制御演算結果の信号に基づいてプラントへ操作出力を出力する出力部と、
を備え、
上記出力部は上記ディジタル制御装置の制御演算停止中は操作出力を停止前の状態に保持し、上記ディジタル制御装置は、制御演算停止後の復旧時に、上記操作監視コントローラから得られる表示用に保持している上記操作監視コントローラから上記ディジタル制御装置への操作信号を示す信号に従い制御演算結果を制御演算停止前の状態にして上記出力部の操作出力に合わせ込むことを特徴とする復旧時演算状態合わせ込み機能付きディジタル式計装制御システム。
【請求項３】
モニタ用の表示部と手動操作器を有しプラントの状態監視及び操作を行う操作監視コントローラと、
この操作監視コントローラからの操作信号に従いプラント制御の自動制御演算を行うディジタル制御装置と、
このディジタル制御装置からの制御演算結果の信号に基づいてプラントへ操作出力を出力する出力部と、
を備え、
上記出力部は上記ディジタル制御装置の制御演算停止中は操作出力を停止前の状態に保持し、上記ディジタル制御装置は、制御演算停止後の復旧時に、上記出力部から得られる操作出力を示す信号に従い制御演算結果を制御演算停止前の状態にして上記出力部の操作出力に合わせ込むことを特徴とする復旧時演算状態合わせ込み機能付きディジタル式計装制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、保守又は故障によりディジタル制御装置のＣＰＵ演算機能が停止した後の復旧時に、ディジタル制御装置の演算状態を停止前の状態に合わせ込む復旧時演算状態合わせ込み機能付きディジタル式計装制御システム関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種のディジタル式計装制御システムにおいては、手動操作用の手動コントローラを設けＣＰＵ演算機能停止時にもプラントへの操作出力を変更可能としている。また、プラントへの操作信号を出力する出力部上に、操作値を保持する保持回路などを設けて、ＣＰＵ復旧時に操作値をＣＰＵに伝送して、プラントへの操作出力を合わせ込む方式としている(例えば特許文献１参照)。
【０００３】
また、保持する必要のある情報を外部メモリに保存し、ＣＰＵ復旧時に外部メモリから情報を読み込み、操作出力を合わせ込む方式としているものもある(例えば特許文献２参照)。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２９６２０１号公報
【特許文献２】特開昭５４−５９５７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のディジタル式計装制御システムでは、ハードウェアによる手動コントローラを設けることを前提とし、操作出力用の出力部は手動コントローラとのインターフェイス機能等を持たせている。従って、プラントの運転操作をディジタルプロセッサのみで行うディジタル式計装制御システムにおいては、従来の操作出力用の出力部を使用することはできない。また、従来のディジタル制御装置で故障又は保守作業に伴うＣＰＵ演算機能の停止時に、ＣＰＵの演算状態を合わせ込んだ上でＣＰＵを復旧させる機能を実現するためには、出力部上に操作値を保持する保持回路を設ける必要があった。
【０００６】
また、バックアップメモリを使用する方式については、不揮発化メモリに情報を保存しておくために、処理が複雑となるとともに、バックアップメモリの異常により装置が故障となった場合には、バックアップメモリを交換する必要が生じ、操作出力を合わせ込むことができない等の問題がある。
【０００７】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、ディジタル式計装制御システムのディジタル制御装置において、出力部に操作値を保持する手段や、バックアップメモリを設けること無く、ＣＰＵ演算機能停止後の復旧時にＣＰＵの演算状態を停止前の状態に合わせ込む機能を備えた、復旧時演算状態合わせ込み機能付きディジタル式計装制御システム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】
【０００８】
この発明は、モニタ用の表示部と手動操作器を有しプラントの状態監視及び操作を行う操作監視コントローラと、この操作監視コントローラからの操作信号に従いプラント制御の自動制御演算を行うディジタル制御装置と、このディジタル制御装置からの制御演算結果の信号に基づいてプラントへ操作出力を出力する出力部と、を備え、上記出力部は上記ディジタル制御装置の制御演算停止時に操作出力を停止前の状態に保持し、上記ディジタル制御装置は、制御演算停止後の復旧時に、上記出力部にプラントへの操作出力の保持を継続させている間に、上記操作監視コントローラの手動操作器による操作信号に従い制御演算結果を制御演算停止前の状態にして上記出力部の操作出力に合わせ込むことを特徴とする復旧時演算状態合わせ込み機能付きディジタル式計装制御システムにある。
【発明の効果】
【０００９】
この発明では、出力部に操作値を保持する手段や、バックアップメモリを設けること無く、ディジタル制御装置の演算機能停止後の復旧時にディジタル制御装置の演算状態を停止前の状態に合わせ込むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る復旧時演算状態合わせ込み機能付きディジタル式計装制御システムの構成図である。図２はディジタル制御装置から操作信号出力部への伝送データの構成の一例を示す図である。図１において、ディジタル制御装置１は自動制御演算を行い、待機冗長系を構成したＡ系ＣＰＵ１０Ａ及びＢ系ＣＰＵ１０Ｂを備える。制御スタートスイッチ１１はＡ系ＣＰＵ１０Ａ及びＢ系ＣＰＵ１０Ｂに対し、演算結果の出力開始操作を行う。操作信号出力部２はディジタル式計測制御システムの制御対象であるプラント６に操作出力を出力するもので、ディジタル制御装置１との通信を制御する通信回路２０、操作信号出力部２の内部制御を行うプロセッサ２１、操作出力値をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器２２を備える。操作監視コントローラ３はプラントの状態監視、運転操作を行うもので、操作出力を操作する手動操作器３０を備える。図１では手動操作器３０は制御監視用モニタである表示部の画面に表示されたスイッチとして示されている。操作監視コントローラ３とディジタル制御装置１との間は信号伝送を行うネットワーク４で接続され、ディジタル制御装置１と操作信号出力部２との間は信号伝送を行う伝送ライン５で接続されている。なお操作監視コントローラ３の制御監視用モニタにはその他、プラント６の制御状態等も上記ルート或いは別のルート(図示せず)を介して表示される。
【００１１】
また図２において、伝送データ７は、操作出力値(エリア)７０と出力許可ビット７１からなる。出力許可ビット７１は例えば制御スタートスイッチ１１がオン状態で許可”１”、オフ状態で不許可”０”となる。そして制御スタートスイッチ１１は通常オン状態で、故障又は保守作業のためにディジタル制御装置１のＡ系ＣＰＵ１０ＡやＢ系ＣＰＵ１０Ｂの制御演算が停止した場合にオフ状態となる。そして操作監視コントローラ３等からの演算結果の出力開始の指示操作信号により再びオン状態にされる。また操作信号出力部２はディジタル制御装置１からの操作出力値の定期的な送信が停止したことでディジタル制御装置１での制御演算停止を検知し、プラント６への操作出力を停止前の状態に保持し、さらに出力許可ビット７１が許可”１”である伝送データ７に対してのみ操作出力を出力する。
【００１２】
次に動作ついて説明する。まず、正常状態の動作について説明する。手段操作器３０等による操作監視コントローラ３への操作信号が、ネットワーク４を介して、ディジタル制御装置１のＡ系ＣＰＵ１０Ａ及びＢ系ＣＰＵ１０Ｂに伝送される。ディジタル制御装置１のＡ系ＣＰＵ１０Ａ及びＢ系ＣＰＵ１０Ｂは操作監視コントローラ３からの操作信号に従い制御演算を行い、Ａ系ＣＰＵ１０Ａ又はＢ系ＣＰＵ１０Ｂのうち制御状態である系の制御演算結果である操作出力値が、伝送データ７内の操作出力値エリア７０に書き込まれ、また出力許可ビット７１を許可”１”の状態で、伝送ライン５を介して操作信号出力部２の通信回路２０に定期的に送信される。操作信号出力部２のプロセッサ２１はディジタル制御装置１から送信された出力許可ビット７１が許可であることを確認し操作出力値エリア７０の操作出力値をＤ／Ａ変換器２２にセットし、Ｄ／Ａ変換後の操作出力がプラント６に出力される。
【００１３】
この状態で、故障又は保守作業のためにＡ系ＣＰＵ１０Ａ及びＢ系ＣＰＵ１０Ｂの制御演算が停止した場合には、操作信号出力部２のプロセッサ２１は、ディジタル制御装置１からの操作出力値の定期的な送信が停止(制御演算停止)したことを検知し、操作信号出力部２の操作出力を停止前の状態に保持する。従って、プラント６に対する操作出力の突変は発生しない。
【００１４】
故障の改修又は保守作業の終了により、Ａ系ＣＰＵ１０Ａをリセットした場合、Ａ系ＣＰＵ１０Ａが制御演算に使用している内部メモリが零クリアされるため、Ａ系ＣＰＵ１０Ａの制御演算結果は、制御演算停止前の状態とは異なり、そのまま操作出力をプラント６へ出力すると、プラント６に擾乱が発生する。従って、Ａ系ＣＰＵ１０Ａはリセットされたことにより伝送データ７の出力許可ビット７１を不許可”０”とし、制御演算結果である操作出力値を操作出力値エリア７０に書き込む。操作信号出力部２のプロセッサ２１は出力許可ビット７１が不許可であるため、送信された操作出力値をＤ／Ａ変換器２２に書き込まない。従って、プラント６に対する操作出力は保持された状態を継続する。
【００１５】
この状態で、操作監視コントローラ３の操作器３０からディジタル制御装置１に対し、操作出力値を手動で設定し、Ａ系ＣＰＵ１０Ａの制御演算結果を、制御演算停止前の状態、即ち操作信号出力部２がプラント６に対して出力している操作出力値に合わせ込む。
【００１６】
その後、例えば操作監視コントローラ３の別の手動操作器(図示せず)の操作により制御スタートスイッチ１１を操作し、Ａ系ＣＰＵ１０Ａに演算結果の出力開始を指示すると、Ａ系ＣＰＵ１０Ａは出力許可ビット７１を許可”１”とする。操作信号出力部２のプロセッサ２１は出力許可ビット７１が許可となったことを確認し、操作出力値エリア７０の操作出力値をＤ／Ａ変換器２２にセットし、Ｄ／Ａ変換後の操作出力がプラント６に出力される。なおＢ系ＣＰＵ１０Ｂをリセットした場合も同様である。
【００１７】
以上のように、実施の形態１ではＣＰＵリセット後に出力許可ビットを不許可とすることにより、ＣＰＵの制御演算結果がプラントに出力されない状態とした上で、操作監視コントローラからの手動操作により制御演算状態(制御演算結果)を停止前の状態に合わせ込むことが可能となる。
【００１８】
なお上記説明では、ディジタル制御装置を待機冗長構成としたが、単一構成でも同一の効果を奏する。また、操作信号出力部２が１個の場合について記載したが、複数個でも同一の効果を奏する。また、制御スタートスイッチを、ディジタル制御装置に設置した構成としたが、操作監視コントローラにソフトスイッチとして設置する構成としても同一の効果を奏する。
【００１９】
実施の形態２．
図３は本発明の実施の形態２に係る復旧時演算状態合わせ込み機能付きディジタル式計装制御システムの構成図である。図３において、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は同一符号で示し説明を省略する。３００は操作監視コントローラ３で、操作監視コントローラ３からディジタル制御装置１への操作出力値を表示で確認できるようにするために保持している操作出力値である。また制御スタートスイッチ１１は使用しなくてもよい。従って伝送データ７は操作出力値７０だけでよく、図２に示すような出力許可ビット７１はなくてもよい。
【００２０】
上記実施の形態１では、操作監視コントローラ３からの手動操作により制御演算状態を停止前の状態に合わせ込む場合について述べたが、操作監視コントローラ３が表示用に保持している操作出力値をディジタル制御装置１に送信することにより自動的に合わせ込むことができる。
【００２１】
故障の改修又は保守作業の終了により、Ａ系ＣＰＵ１０Ａをリセットした場合、Ａ系ＣＰＵ１０Ａは操作監視コントローラ３に対して、操作監視コントローラ３が保持している操作出力値の送信をネットワーク４を介してリクエスト(Ｑ)する。操作監視コントローラ３は、Ａ系ＣＰＵ１０Ａからのリクエスト対して、保持している確認のための表示用の操作出力値をネットワーク４を介してＡ系ＣＰＵ１０Ａに送信(Ａ)する。
【００２２】
Ａ系ＣＰＵ１０Ａは操作出力値を受信し、制御演算結果を伝送データの操作出力値エリア７０へ書き込み操作信号出力部２への伝送を開始する。操作信号出力部２は、Ａ系ＣＰＵ１０Ａからの定期的な操作出力値の書き込みが再開されたことを確認し、操作出力値エリア７０の操作出力値をＤ／Ａ変換器２２にセットし、Ｄ／Ａ変換後の操作出力がプラント６に出力される。これはＢ系ＣＰＵ１０Ｂをリセットした場合も同様である。
【００２３】
以上のように、実施の形態２ではＣＰＵリセット後に操作監視コントローラで保持している表示のための操作出力値を受信し、制御演算状態(制御演算結果)を停止前の状態に自動的に合わせ込むことが可能となる。
【００２４】
なお上記説明では、ＣＰＵからのリクエストに対して操作監視コントローラが操作出力値を送信する構成としたが、操作監視コントローラがＣＰＵの状態を監視し、ＣＰＵがリセットされた場合に自動的に操作出力値を送信しても良い。また、ＣＰＵの状態に関わらず、常時操作出力値を送信しても良い。さらに、操作監視コントローラが１台の構成としたが、操作監視コントローラが複数台あってもよい。この場合、操作出力値を送信する優先順位を操作監視コントローラに設けることで同一の効果を奏する。
【００２５】
実施の形態３．
図４は本発明の実施の形態３に係る復旧時演算状態合わせ込み機能付きディジタル式計装制御システムの構成図である。図４において、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は同一符号で示し説明を省略する。ここでは操作信号出力部２がさらにＡ／Ｄ変換器２３を備えている。そして操作信号出力部２から操作出力値を読み返すことにより同等の効果を得る。
【００２６】
故障の改修又は保守作業の終了により、Ａ系ＣＰＵ１０Ａをリセットした場合、Ａ系ＣＰＵ１０Ａは操作信号出力部２に対して、操作出力値の送信を伝送ライン５を介してリクエスト(Ｑ)する。操作信号出力部２は、Ａ系ＣＰＵ１０Ａからのリクエスト対して、Ａ／Ｄ変換器２３で操作出力値を読み込み、伝送ライン５を介してＡ系ＣＰＵ１０Ａに送信する。
【００２７】
Ａ系ＣＰＵ１０Ａは操作出力値を受信し、制御演算結果を伝送データの操作出力値エリア７０へ書き込み操作信号出力部２への伝送を開始する。操作信号出力部２は、Ａ系ＣＰＵ１０Ａからの定期的な操作出力値の書き込みが再開されたことを確認し、操作出力値エリア７０の操作出力値をＤ／Ａ変換器２２にセットし、Ｄ／Ａ変換後の操作出力がプラント６に出力される。これはＢ系ＣＰＵ１０Ｂをリセットした場合も同様である。
【００２８】
以上のように、実施の形態３ではＣＰＵリセット後に操作信号出力部２から操作出力値を受信し、制御演算状態(制御演算結果)を停止前の状態に自動的に合わせ込むことが可能となる。
【００２９】
なお上記説明では、ＣＰＵからのリクエストに対して操作信号出力部が操作出力値を送信する構成としたが、操作信号出力部がＣＰＵの状態を監視し、ＣＰＵがリセットされた場合に自動的にＡ／Ｄ変換後の操作出力値を送信しても良い。また、ＣＰＵの状態に関わらず、常時操作出力値を送信してもよい。また、操作信号出力部が１個の構成としたが、操作信号出力部が複数個あってもよい。この場合、ＣＰＵは各操作信号出力部から個別に操作出力値を受信する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る復旧時演算状態合わせ込み機能付きディジタル式計装制御システムの構成図である。
【図２】本発明におけるディジタル制御装置から操作信号出力部への伝送データの構成の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る復旧時演算状態合わせ込み機能付きディジタル式計装制御システムの構成図である。
【図４】本発明の実施の形態３に係る復旧時演算状態合わせ込み機能付きディジタル式計装制御システムの構成図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  ディジタル制御装置、２  操作信号出力部、３  操作監視コントローラ、４  ネットワーク、５  伝送ライン、６  プラント、７  伝送データ、１０Ａ  Ａ系ＣＰＵ、１０Ｂ  Ｂ系ＣＰＵ、１１  制御スタートスイッチ、２０  通信回路、２１  プロセッサ、２２  Ｄ／Ａ変換器、２３  Ａ／Ｄ変換器、３０  手動操作器、７０  操作出力値(エリア)、７１  出力許可ビット。
【図１】
2005310067.tif 000003
【図２】
2005310067.tif 000004
【図３】
2005310067.tif 000005
【図４】
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