(57)【要約】【課題】ディジタル制御盤の静特性試験時の入力信号の検証および出力信号の検証を実施して過渡特性等の制御特性を詳細に検証することを可能にした。【解決手段】信号入力部１１、ディジタル制御指令演算部１３、信号出力部１５を備えて発電機励磁制御装置や蒸気タービン制御装置として機能するディジタル制御盤１を自動試験装置２で試験するものであって、ディジタル制御盤１内のディジタル制御指令演算部１３に試験データを直接書込むための演算データ書込み部１６と、ディジタル制御指令演算部１３が算出した制御基板内計算値13sを直接読出すための演算データ読出し部１７とを設け、また、自動試験装置２内にディジタル制御盤１内の演算データ書込み部１６に対して試験データを出力する演算データ出力処理部２４と、ディジタル制御盤１内の演算データ読出し部１７が読出した制御基板内計算値13sを入力する演算データ入力処理部２５とを設けるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
実信号を入力する信号入力処理手段と、
前記信号入力処理手段によって入力処理された信号をディジタル信号に変換する第１の変換手段と、
前記第１の変換手段によって変換された信号を入力し、所定の演算によって制御盤内計算値を算出するディジタル制御指令演算手段と、
前記ディジタル制御指令演算手段で算出された制御盤内計算値を外部に出力するための信号変換を行なう第２変換部と、
前記第２変換部によって変換された信号を制御指令として被制御装置等へ出力する信号出力部と、
前記ディジタル制御指令演算手段へ演算データを直接書込みするための演算データ書込み処理手段と、
前記ディジタル制御指令演算手段で算出された制御盤内計算値を直接読出しするための演算データ読出し処理手段と、を備えたディジタル制御盤と、
前記ディジタル制御盤の試験に必要な所定の値の設定をおこなう試験データ設定手段と、
前記試験データ設定手段にデータの設定ないし確認を行う設定データ入力及び表示手段と、
前記信号出力部から出力された制御指令を入力する入力信号処理手段と、
前記演算データ読出し処理手段から読み出された制御盤内計算値を読み込む演算データ入力処理手段と、
前記演算データ書込み処理手段を介して前記ディジタル制御指令演算手段にデータを書込む演算部データ出力処理手段と、
前記試験データ設定手段に設定される所定スケジュールに従い、運転状態設定ないし運転指令を行う運転状態設定及び運転指令スケジューリング手段と、
前記ディジタル制御盤が制御対象とするプラントモデルを構成するとともに、前記ディジタル制御盤が想定するＩ／Ｏ特性に適合する実Ｉ／Ｏ処理機能をもつリアルタイムディジタルシミュレータと、
前記運転状態設定及び運転指令スケジューリング手段により前記リアルタイムディジタルシミュレータが制御される際に、前記信号出力部から前記入力信号処理手段に入力されたデータ、および前記リアルタイムディジタルシミュレータの出力データを計測し、さらに前記試験データ設定手段から入力された所定の設定値に従って試験成績の判定を行い成績書を作成する成績判定及び帳票生成部とを備えた自動試験装置と、から構成されたことを特徴とするディジタル制御盤試験装置。
【請求項２】
前記演算データ書込み処理手段に書込み用データを伝送信号により設定する演算データ伝送入力手段を付加し、前記演算データ読出し処理手段に読出しデータを伝送信号により出力する演算データ伝送出力処理手段を付加し、さらに、前記演算部データ出力処理手段に伝送により前記演算データ伝送入力手段にデータを送信する演算部データ伝送出力処理手段を付加し、前記演算部データ入力処理手段に書込みデータを伝送により入力する演算部データ伝送入力処理手段を付加することを特徴とする請求項１記載のディジタル制御盤試験装置。
【請求項３】
前記設定データ入力及び表示手段に設定データおよび表示データの伝送信号の送受信処理をおこなう設定データおよび表示データ伝送手段を付加し、前記成績判定及び帳票生成手段に成績および帳票データを伝送信号として送信する成績及び帳票データ送信手段を付加することを特徴とする請求項１記載のディジタル制御盤試験装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のディジタル制御盤試験装置の試験方法において、
前記運転状態設定および運転指令スケジューリング手段で選択した信号に関するレンジ、信号誤差許容範囲、信号名称情報等を試験データ設定部から読み込んで、前記リアルタイムディジタルシミュレータに制御対象の動作状態を設定する第１の工程と、
前記リアルタイムディジタルシミュレータから前記信号出力処理手段を経て前記ディジタル制御盤の信号入力手段に入力するとともに、前記成績判定及び帳票生成手段に入力する第２の工程と、
前記信号入力手段から入力した信号を前記第１変換手段を通じて前記ディジタル制御指令演算手段に入力し、制御基板内計算値を演算データ読出し処理手段および演算データ入力処理手段を経て前記成績判定及び帳票生成手段に入力する第３の工程と、
前記第２の工程および前記第３の工程で前記成績判定及び帳票生成手段に入力された信号を用いて静特性試験の入力信号の判定を行なうとともに試験成績書を作成する第４の工程とから静特性試験の入力信号検証を行ない、
前記運転状態設定および運転指令スケジューリング手段で選択した信号に関するレンジ、信号誤差許容範囲、信号名称情報等を試験データ設定部から読み込んで、運転指令や運転状態に従って前記ディジタル制御盤を動作させるための指令を前記演算データ出力処理手段へ出力するとともに、前記リアルタイムディジタルシミュレータに制御対象の動作状態を設定する第５の工程と、
前記演算データ出力処理手段から前記演算データ書込み処理手段を経て前記ディジタル制御指令演算手段に書込まれ、当該ディジタル制御指令演算手段から出力される制御基板内計算値を前記第２変換手段、前記信号出力部および前記入力信号処理手段を経て前記成績判定及び帳票生成部に入力する第６の工程と、
前記第５の工程および前記第６の工程で前記成績判定及び帳票生成手段に入力された信号を用いて静特性試験の出力信号の判定を行なうとともに試験成績書を作成する第７の工程とから静特性試験の出力信号検証を行うことを特徴とするディジタル制御盤試験装置の試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラント機器を制御するディジタル盤を試験するディジタル制御盤試験装置およびその試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発電機励磁制御装置あるいは蒸気タービン制御装置等のプラント制御装置は、ディジタル演算素子およびその周辺部品を実装した１枚ないし複数枚のプリント基板からなる制御ユニットを制御盤筐体内に集積したディジタル制御盤（ディジタル制御装置ともいう）で構成されている。
【０００３】
このディジタル制御盤は、入力信号をＡ／Ｄ変換部等を介して数値データに変換したのち、数値データに基づいて算出される制御指令値をＤ／Ａ変換部により指令信号に変換してプラント機器等の制御対象に出力するものである。このディジタル制御盤を試験装置によって試験する際には、入出力信号の検証（いわゆる静特性試験）の検証と、制御指令演算の論理演算回路（いわゆる動特性試験）の検証とを行う必要がある。
【０００４】
電力プラント（例えば、電力系統、発電機、蒸気タービンなど）を監視および制御の対象とするディジタル制御盤の場合、入出力信号の種類およびその量が多いだけでなく、制御指令演算の条件設定がプラント毎に異なる。このため、静特性試験の実施に際しては、種々の計測装置を利用した計測処理、条件設定のための計算機操作、さらには試験成績書の作成などを人手により行なっている。
【０００５】
また、動特性試験の実施に際しては、試験員が種々の運転条件設定を行なうほか、制御対象シミュレータを利用して実際の制御ループと同様に閉ループ系を構成し、制御特性の試験を実施している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２７６７９４号公報（特許第２８９６０３９号公報）
【特許文献２】特開２００１−３１８７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述した静特性試験には、主に試験信号としてのディジタル制御盤への入力値とディジタル制御盤のプリント基板内で得られた計算値（これを制御基板内計算値という）との適合を検証する試験と、制御基板内計算値と実際にディジタル制御盤から出力された出力値との適合を検証する試験の２種類の試験がある。
【０００８】
このため、試験員は静特性試験の際に制御基板内計算値を設定したり観測（計測）したりするのと同時に、ディジタル制御盤への信号入力操作またはディジタル制御盤からの出力値観測についても行わなければならない。また、信号には電圧、電流、パルスなど種々の信号があり、入力部および計測装置が扱う信号は複数種類になる。したがって、試験に際しては人手により信号に応じて装置を使い分けながら実施するのが普通であり、また多くの場合、試験信号の入力と観測とを同時に行う必要があることから、試験項目によっては複数の試験員で担当しなければならない場合もある。
【０００９】
また、動特性試験においても、通常、試験項目は複数あり、それらの実施については試験員が選択的に行っており、人手がかかることについては静特性試験の場合と同様である。従来技術には、個別の入力信号の設定ではなく、集約的に運転状態設定機能を備えたものもあるが、この場合運転状態設定そのものは各試験項目にしたがって、試験員が手動にて設定するようにしたものもある。
【００１０】
さらに従来利用されているシミュレータは、アナログシミュレータからディジタル演算装置を利用したシミュレータに替わったことによって性能は幾分改善されてきてはいるものの、実機相当の性能は備えていないために、試験範囲が限られていることが多い。また、従来技術の中には発電機の電圧および電流を交流波形の形で模擬するものもあるが、瞬時値は算出していない。そのため、この従来技術では実効値相当の模擬しか行なえず、例えば、プラント制御装置としての発電機励磁制御装置を構成するディジタル制御盤の過渡特性等の制御特性を詳細に検証することはできなかった。
【００１１】
そこで、本発明の目的はディジタル制御盤の静特性試験時の入力信号の検証および出力信号の検証を実施して過渡特性等の制御特性を詳細に検証することを可能にしたディジタル制御盤試験装置およびその試験方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明の実施形態によるディジタル制御盤試験装置は、実信号を入力する信号入力処理手段と、前記信号入力処理手段によって入力処理された信号をディジタル信号に変換する第１の変換手段と、前記第１の変換手段によって変換された信号を入力し、所定の演算によって制御盤内計算値を算出するディジタル制御指令演算手段と、前記ディジタル制御指令演算手段で算出された制御盤内計算値を外部に出力するための信号変換を行なう第２の変換部と、前記第２の変換部によって変換された信号を制御指令として被制御装置等へ出力する信号出力部と、前記ディジタル制御指令演算手段へ演算データを直接書込みするための演算データ書込み処理手段と、前記ディジタル制御指令演算手段で算出された制御盤内計算値を直接読出しするための演算データ読出し処理手段と、を備えたディジタル制御盤と、前記ディジタル制御盤の試験に必要な所定の値の設定をおこなう試験データ設定手段と、前記試験データ設定手段２７にデータの設定ないし確認を行う設定データ入力及び表示手段と、前記信号出力部から出力された制御指令を入力する入力信号処理手段と、前記演算データ読出し処理手段から読み出された制御盤内計算値を読み込む演算データ入力処理手段と、前記演算データ書込み処理手段を介して前記ディジタル制御指令演算手段にデータを書込む演算部データ出力処理手段と、前記試験データ設定手段に設定される所定スケジュールに従い、運転状態設定ないし運転指令を行う運転状態設定及び運転指令スケジューリング手段と、前記ディジタル制御盤が制御対象とするプラントモデルを構成するとともに、前記ディジタル制御盤が想定するＩ／Ｏ特性に適合する実Ｉ／Ｏ処理機能をもつリアルタイムディジタルシミュレータと、前記運転状態設定及び運転指令スケジューリング手段により前記リアルタイムディジタルシミュレータが制御される際に、前記信号出力部から前記入力信号処理手段に入力されたデータ、および前記リアルタイムディジタルシミュレータの出力データを計測し、さらに前記試験データ設定手段から入力された所定の設定値に従って試験成績の判定を行い試験成績書を作成する成績判定及び帳票生成部とを備えた自動試験装置と、から構成されたことを特徴とする。
【００１３】
また、上記の目的を達成するために、本発明の実施形態によるディジタル制御盤試験装置の試験方法は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記運転状態設定および運転指令スケジューリング手段で選択した信号に関するレンジ、信号誤差許容範囲、信号名称情報等を試験データ設定部から読み込んで、前記リアルタイムディジタルシミュレータに制御対象の動作状態を設定する第１の工程と、前記リアルタイムディジタルシミュレータから前記信号出力処理手段を経て前記ディジタル制御盤の信号入力手段に入力するとともに、前記成績判定及び帳票生成手段に入力する第２の工程と、前記信号入力手段から入力した信号を前記第１変換手段を通じて前記ディジタル制御指令演算手段に入力し、制御基板内計算値を演算データ読出し処理手段および演算データ入力処理手段を経て前記成績判定及び帳票生成手段に入力する第３の工程と、前記第２の工程および前記第３の工程で前記成績判定及び帳票生成手段に入力された信号を用いて静特性試験の入力信号の判定を行なうとともに試験成績書を作成する第４の工程とから静特性試験の入力信号検証を行ない、前記運転状態設定および運転指令スケジューリング手段で選択した信号に関するレンジ、信号誤差許容範囲、信号名称情報等を試験データ設定部から読み込んで、運転指令や運転状態に従って前記ディジタル制御盤を動作させるための指令を前記演算データ出力処理手段へ出力するとともに、前記リアルタイムディジタルシミュレータに制御対象の動作状態を設定する第５の工程と、前記演算データ出力処理手段から前記演算データ書込み処理手段を経て前記ディジタル制御指令演算手段に書込まれ、当該ディジタル制御指令演算手段から出力される制御基板内計算値を前記第２変換手段、前記信号出力部および前記入力信号処理手段を経て前記成績判定及び帳票生成部に入力する第６の工程と、前記第５の工程および前記第６の工程で前記成績判定及び帳票生成手段に入力された信号を用いて静特性試験の出力信号の判定を行なうとともに試験成績書を作成する第７の工程とから静特性試験の出力信号検証を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ディジタル制御盤内のディジタル制御指令演算部に試験データを直接書込むための演算データ書込み部を設けるとともに、当該ディジタル制御指令演算部が算出した制御基板内計算値を直接読出すための演算データ読出し部を設け、また、自動試験装置内に前記演算データ書込み部に対して試験データを出力する演算データ出力処理部設けるとともに、前記演算データ読出し部が読出した制御基板内計算値を入力する演算データ入力処理部を設けたので、発電機励磁制御装置や蒸気タービン制御装置等のプラント制御装置の静特性試験時に入力信号の検証や出力信号の検証を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態１に係るディジタル制御盤試験装置を機能ブロックで表わした構成図。
【図２】図１のディジタル制御盤で発電機の励磁制御装置を構成した場合のシステム構成例図。
【図３】図１の自動試験装置により図２に示した発電機の励磁制御装置を自動試験する際の機能ブロック図。
【図４】本発明の実施形態２に係るディジタル制御盤試験装置を機能ブロックで表わした構成図。
【図５】本発明の実施形態３に係るディジタル制御盤試験装置を機能ブロックで表わした構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。  
なお、各図を通して共通する部品や手段には同一符号または関連符号を付与して重複する説明は適宜省略する。
【００１７】
［実施形態１］
図１は、本発明の実施形態１に係るディジタル制御盤試験装置を機能ブロックで表わした構成図、図２は図１のディジタル制御盤で発電機の励磁制御装置を構成した場合のシステム構成例図、図３は図１の自動試験装置により図２に示した発電機の励磁制御装置を自動試験する際の機能ブロック図である。
【００１８】
（構成）
図１において、１は発電機励磁制御装置や蒸気タービン制御装置として機能するディジタル制御盤（ディジタル制御装置ともいう）であり、２はこのディジタル制御盤１を試験する自動試験装置である。
【００１９】
本実施形態１では、ディジタル制御盤１を自動試験装置２によって試験する際に、ディジタル制御盤１の入出力端子と自動試験装置２の入出力端子とをＩ／Ｏ接続線１０１および１０２により接続するとともに、ディジタル制御盤１内の演算処理部（ディジタル演算素子およびその周辺部品を搭載したプリント制御基板）によって算出された内部計算値（制御基板内計算値という）の書込みと読出しとを行なうために、前述したＩ／Ｏ接続線１０１、１０２とは別に用意した試験信号用の接続線１０３および１０４により相互接続するようになっている。
【００２０】
以下、本実施形態１に係るディジタル制御盤試験装置の内部構成について詳細に説明する。  
まず、ディジタル制御盤１から説明する。  
ディジタル制御盤１は、例えば、電力系統や発電機あるいは蒸気タービン等のプラントで検出された実信号（例えば、発電機電圧信号とか主蒸気圧力信号）を入力して所定の大きさに変換して出力する信号入力部１１と、この信号入力部１１から出力された信号11sをディジタル信号に変換する第１変換部１２と、この第1変換部１２から出力された信号12sを所定の演算式に基づいて演算し、その演算値をかつ所定時間記憶するディジタル制御指令演算部１３と、このディジタル制御指令演算部１３から出力された信号13sを外部に出力するための信号変換をおこなう第２の変換部１４と、この第２の変換部１４から出力される信号14sを出力処理して制御指令信号15sとして出力する信号出力部１５とを設けている。この制御指令信号15sは、ディジタル制御盤１を発電機励磁制御装置として使用する場合、サイリスタ整流器の点弧パルス信号となり、ディジタル制御盤１を蒸気タービン制御装置として使用する場合、加減弁開度指令となる信号である。
【００２１】
前述したディジタル制御指令演算部１３は、制御基板にディジタル演算素子およびその周辺部品を搭載して構成されたもので、前述した第１変換部１２から入力されたディジタル信号12sをディジタル制御盤１としての演算に必要な定数や演算式を用いて所定の演算を行い、算出された制御基板内計算値（ディジタルデータ）13 sを所定時間記憶する機能を有している。
【００２２】
なお、前述した第１変換部１２および第２変換部１４は、通常、アナログデータをディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器や、Ａ／Ｄ変換器で変換したディジタルデータを他のディジタルデータに変換するＤ／Ｄ変換器等を内蔵している。
【００２３】
上述した信号入力部１１から信号出力部１５までの構成は、従来使用されているディジタル制御盤にも備えられている一般的な構成であるが、本実施形態１のディジタル制御盤１は上述した構成に加えて、以下述べる手段を新たに設けている。
【００２４】
すなわち、本実施形態１によるディジタル制御盤１は、自動試験装置２が生成した試験用の演算データをディジタル制御指令演算部１３に直接書込むための演算データ書込み処理部１６を設けるとともに、このディジタル制御指令演算部１３で算出した制御基板内計算値13sを前述した第２変換部１４および信号出力部１５を通して出力する信号系以外に、制御基板内計算値13sを第２変換部１４を通さずに、言い換えれば第２変換部１４で変換せずに読出しするための演算データ読出し処理部１７を併せて設けている。
【００２５】
これら演算データ書込み処理部１６および演算データ読出し処理部１７によるデータの読み書きはＩ／Ｏ接続線１０１、１０２とは別に用意した試験信号用の接続線１０３および１０４を介して行なわれる。
【００２６】
なお、前記ディジタル制御指令演算部１３は、後述する静特性試験時の入力特性検証時のように、前記信号入力部１１側から実信号12s（正確に言えば、信号入力部１１から入力した信号を第1変換部１２で変換した信号）を入力したときは、当該入力信号12sに基づいた制御基板内計算値（ディジタルデータ）13sを前記第２変換部１４および前記演算データ読出し処理部１７の両方に出力するようになっているが、後述する静特性試験時の出力特性検証時のように、演算データ書込み処理部１６側から信号16sを入力したときは、当該入力信号16sに基づいた制御基板内計算値（ディジタルデータ）を前記第２変換部１４のみに出力するように構成されている。
【００２７】
このように、ディジタル制御指令演算部１３が入力信号に応じて出力信号回路を切り替える仕組みは、信号回路の切替装置とか、演算データ書込み処理部１６の信号16sを第1変換部１２の信号12sに上書きする等によって実現できるものである。ディジタル制御指令演算部１３内の２本の破線矢印および１本の実線矢印は、この様子をイメージ化して示したものである。
【００２８】
次に、自動試験装置２について説明する。  
自動試験装置２は信号の入力側として、Ｉ／Ｏ接続線１０２を介して出力信号処理部１５からの制御指令15sを入力し、これを入力処理して信号23sとして出力する信号入力処理部２３と、演算データ読出し処理部１７によって読出された制御基板内計算値13sを試験信号用の接続線１０４を介して入力し、これを入力処理して信号25sとして出力する演算部データ入力処理部２５と、試験員が試験に使用する設定データや、試験実施の指令等を入力したり、試験結果の観測等を行なうための設定データ入力及び表示部（ヒューマンインターフェース装置ともいう）２８を設けている。
【００２９】
自動試験装置２は、さらに、前述した設定データ入力及び表示部２８から出力された信号28sに基づいて試験条件や試験データ（例えば、Ｉ／Ｏ情報、対象動作条件、運転条件、試験項目、判定条件、帳票書式等）を設定するための試験データ設定部２７や、この試験データ設定部２７から出力された試験条件や試験データ27sに基づいて、各試験項目における運転スケジュールとその運転スケジュールに合わせた運転状態を随時設定するための運転状態設定及び運転指令スケジューリング部２６を設けている。
【００３０】
自動試験装置２は、さらにまた、運転状態設定及び運転指令スケジューリング部２６によって設定された運転指令や運転状態信号26sに従って、試験信号用の接続線１０３および演算データ書込み処理部１６を介して出力信号（試験用データ）24sを前記ディジタル制御指令演算部１３へ書き込むための演算データ出力処理部２４と、前述した運転状態設定及び運転指令スケジューリング部２６から出力された各試験項目における運転スケジュールや運転スケジュールに合わせた運転状態26sおよび前述した信号入力処理部２３から出力された信号23sを入力して発電機励磁制御装置や蒸気タービン制御装置等の被制御機器の動作状態を設定するリアルタイムディジタルシミュレータ２２と、このリアルタイムディジタルシミュレータ２２から出力された被制御機器の振舞いに相当する信号22sを入力し、Ｉ／Ｏ接続線１０１を介して前述のディジタル制御盤１の信号入力部１１に信号21sを出力する信号出力処理部２１と、成績判定及び帳票生成部２９とを設けている。
【００３１】
なお、この成績判定及び帳票生成部２９は、以下述べる４つの信号を入力して、各試験項目における成績判定を行うとともに試験成績書１０６を自動により作成する機能を備えている。ここで、４つの入力信号とは、リアルタイムディジタルシミュレータ２２から出力された制御対象模擬出力22sと、信号入力処理部２３から出力された制御指令信号23sと、試験データ設定部２７から出力された試験データ27sと、演算データ入力処理部２５から得られた信号25s（制御基板内計算値13sに相当する信号）であり、試験によって信号の組み合わせが異なっている。
【００３２】
（作用）
以下、本実施形態１におけるディジタル制御盤試験装置による静特性試験方法および動特性試験方法について説明する。
【００３３】
（１）  静特性試験実施時の機能
（ｉ）入力信号の検証
静特性試験の開始に先立って、ディジタル制御盤１と自動試験装置２の入出力端子を図１のように実信号側のＩ／Ｏ接続線１０１、１０２および試験信号用の接続線１０３、１０４によって接続する。
【００３４】
試験員が設定データ入力及び表示部２８に設定データや試験実施の指令等１０５を入力すると、ディジタル制御盤１の試験実施に必要な所定のデータや指令28sが設定データ入力及び表示部２８から試験データ設定部２７に読み込まれて設定される。この結果、運転状態設定及び運転指令スケジューリング部２６には、試験データ設定部２７で選択された信号に関するレンジ、信号誤差許容範囲、信号名称情報等が読み込まれる。
【００３５】
運転状態設定及び運転指令スケジューリング部２６は、被制御機器である発電機励磁制御装置や蒸気タービン制御装置等を模擬するリアルタイムディジタルシミュレータ２２に対して信号26sを出力して制御対象の動作状態を設定する。
【００３６】
リアルタイムディジタルシミュレータ２２は、設定された運転指令スケジュールに応じた信号22sを信号出力処理部２１に出力するとともに、成績判定及び帳票生成部２９にも出力する。信号出力処理部２１は信号21sをＩ／Ｏ接続線１０１を介して出力する。
【００３７】
ディジタル制御盤１では、Ｉ／Ｏ接続線１０１を介して送られてきた信号出力処理部２１の信号21sを信号入力部１１によって入力し、第1変換部１２を経てディジタル制御指令演算部１３に入力する。
【００３８】
ディジタル制御指令演算部１３は入力された信号12sを用いて所定の演算を行い、算出した制御盤内計算値13sを第２変換器１４に出力するとともに、演算データ読み出し処理部１７にも出力する。
【００３９】
第２変換器１４は、入力された制御盤内計算値13sをディジタル変換して信号14sを信号出力部１５に出力する。そして信号出力部１５は入力信号14sを出力処理し、Ｉ／Ｏ接続線１０２を経て自動試験装置２の信号入力処理部２３に入力する。  
一方、演算データ読み出し処理部１７は、制御盤内計算値13sを試験信号用の接続線１０４を介して自動試験装置２の演算データ入力処理部２５に出力する。
【００４０】
自動試験装置２では、信号入力処理部２３がＩ／Ｏ接続線１０２を介して入力した信号15sを入力処理してリアルタイムディジタルシミュレータ２２および成績判定及び帳票生成部２９に信号23sを出力し、演算データ入力処理部２５が制御盤内計算値13sを入力処理して出力信号25sを成績判定及び帳票生成部２９に出力する。
【００４１】
成績判定及び帳票生成部２９には既に試験データ設定部２７の情報データ27sおよびリアルタイムディジタルシミュレータ２２から信号22sが入力されており、これに加えて、ディジタル制御盤１から出力された演算データ入力処理部２５の信号25sと、信号入力処理部２３の信号23sが入力される。
【００４２】
成績判定及び帳票生成部２９は、入力された信号のうちリアルタイムディジタルシミュレータ２２の出力信号22sと演算データ入力処理部２５の出力信号25sとを比較することにより、各試験項目において指定通りの制御対象信号が入力されることの判定および試験成績書の作成を自動で行う。
【００４３】
（ii）出力信号の検証
設定データ入力及び表示部２８に設定した選択された信号に関するレンジ、信号誤差許容範囲や信号名称情報等のデータ105は、試験データ設定部２７を経て運転状態設定及び運転指令スケジューリング部２６に読み込まれる。
【００４４】
運転状態設定及び運転指令スケジューリング部２６は、ディジタル制御盤１が制御対象とするリアルタイムディジタルシミュレータ２２に対してディジタル制御指令演算部１３の制御指令値に相応する指令値26sを出力するとともに、同指令値26sを演算データ出力処理部２４にも出力する。リアルタイムディジタルシミュレータ２２の出力22sは成績判定及び帳票生成部２９に記録される。
【００４５】
演算データ出力処理部２４の出力信号24sは、試験信号用の接続線１０３、ディジタル制御盤１の演算データ書込み処理部１６を介してディジタル制御指令演算部１３に書込まれる。このとき、ディジタル制御盤１の信号入力部１１に信号出力処理部２１からの信号21sが第1変換器１２を経てディジタル制御指令演算部１３に入力されるが、前述したように、演算データ書込み処理部１６の信号16sがディジタル制御指令演算部１３に入力されると、制御基板内計算値13sは実線矢印のように第２変換部１４のみに出力され、演算データ読み出し処理部１７には出力されない。
【００４６】
この結果、ディジタル制御指令演算部１３の制御基板内計算値13sは、第２変換部１４を経て信号出力部１５に出力され、さらにＩ／Ｏ接続線１０２を介して自動試験装置２の信号入力部２３に制御指令信号として入力される。  
そして、自動試験装置２内において、信号入力部２３に入力された制御指令信号は、信号23sとして成績判定及び帳票生成部２９に入力され記録される。
【００４７】
成績判定及び帳票生成部２９は、演算データ出力処理部２４を通じてディジタル制御盤１に指令される信号（試験信号）24sに対応する信号でかつ、リアルタイムディジタルシミュレータ２２から出力される信号22sと、信号入力部２３から出力された制御指令信号23sとを比較することにより、各試験項目において指定通りの制御信号が出力されることの判定および試験成績書の作成を自動で行う。  
以上のようにして、ディジタル制御盤１の静特性試験時の入力信号の検証（ｉ）および出力信号の検証（ii）が行なわれる。
【００４８】
（２）  動特性試験実施時の機能
動特性試験実施の場合の機能については、ディジタル制御盤１の信号出力部１５から出力される信号15sをＩ／Ｏ接続線１０２を介して自動試験装置２の信号入力部２３に入力し、さらに、信号入力部２３から制御対象を模擬するリアルタイムディジタルシミュレータ２２に入力させる。
【００４９】
すると、リアルタイムディジタルシミュレータ２２は制御対象の特性に応じた出力値22sを算出し、その算出値22sを信号出力処理部２１、Ｉ／Ｏ接続線１０１を介してディジタル制御盤１の信号入力部１１に入力し、第1変換器１２、ディジタル制御指令演算部１３、第２変換器１４、信号出力部１５、Ｉ／Ｏ接続線１０２、信号入力部２３を経てリアルタイムディジタルシミュレータ２２に信号23sが入力される。この結果、模擬制御対象（リアルタイムディジタルシミュレータ２２）との閉ループ構成を模擬することができる。
【００５０】
なお、この動特性試験において、制御対象の動作条件（特性パラメータ）を設定データ入力及び表示部２８から試験データ設定部２７に設定し、さらに試験データ設定部２７から運転状態設定及び運転指令スケジューリング部２６に試験実施スケジューリングを設定させて、演算データ出力処理部２４、試験信号用の接続線１０３を介してディジタル制御盤１の演算データ書込み処理部１６を経てディジタル制御指令演算部１３に設定することにより、ディジタル制御指令演算部１３の制御基板内計算値13sは実線矢印のように第２変換部１４にのみ出力され、第２変換部１４を経て信号出力部１５に出力され、さらにＩ／Ｏ接続線１０２を介して自動試験装置２の信号入力部２３に制御指令信号を入力される。そして、自動試験装置２内において、信号入力部２３に入力された制御指令信号は、信号23sとして成績判定及び帳票生成部２９に記録される。
【００５１】
この結果、動特性試験実施の場合においても、複数の試験項目を所定のスケジュールに従って自動で試験を実施することができ、成績判定及び帳票生成部２９により試験成績の判定および試験成績書の作成が自動で行われる。
【００５２】
（効果）
以上述べたように、本実施形態１によれば、ディジタル制御盤１内のディジタル制御指令演算部１３に試験データを直接書込むための演算データ書込み部１６と、当該ディジタル制御指令演算部１３が算出した制御基板内計算値13sを直接読出すための演算データ読出し部１７とを設け、また、自動試験装置２内に前記ディジタル制御盤１内の演算データ書込み部１６に対して試験データを出力する演算データ出力処理部２４と、前記ディジタル制御盤１内の演算データ読出し部１７が読出した制御基板内計算値13sを入力する演算データ入力処理部２５とを設けるようにしたので、制御のためのパラメータや信号検証のスケジュールを自動で設定することができ、発電機励磁制御装置あるいは蒸気タービン制御装置等のプラント制御装置の静特性試験時の入力信号の検証および出力信号の検証を実施することができる。
【００５３】
さらに本実施形態１では動特性試験も行うことができる。しかもその際、制御のためのパラメータや信号検証のスケジュールを自動で設定することができ、従来の試験の際に試験員が行なっていた作業を自動化することができ、試験コストを大幅に削減することが可能となる。
【００５４】
［適用例］
図２は、図１のディジタル制御盤で発電機の励磁制御装置を構成した場合のシステム構成例図である。
【００５５】
図２において、Ｇは発電機の電機子であり、Ｆは界磁巻線である。発電機の電機子Ｇの出力端子には主変圧器ＭＴＲおよび発電機遮断器５２Ｇを経て電力系統の母線ＢＵＳに連系されるようになっている。発電機の電機子Ｇの出力端子に設けた励磁電源変圧器Ｅｘ‐Ｔから出力された三相交流電力（３φＡＣ）はサイリスタ整流器Ｒｅｃによって整流された直流電圧を界磁遮断器４１を介して界磁巻線Ｆに界磁電圧ＶＦとして供給されるようになっている。
【００５６】
また、１Ａは図１中のディジタル制御盤１に対応する励磁制御装置であって、前述のサイリスタ整流器Ｒｅｃを構成する各アームのサイリスタ素子に点弧パルスを出力する。この励磁制御装置１Ａは、サイリスタ整流器Ｒｅｃにパルス信号（６相分）を出力して界磁巻線Ｆの界磁電圧ＶＦを制御することにより、計器用変圧器ＰＴから出力された発電機検出電圧Ｖｇが目標電圧設定値と一致するように制御するものである。
【００５７】
そしてこの励磁制御装置１Ａは、発電機検出電圧Ｖｇを入力処理する電圧入力回路（図１の信号入力部１１に対応）１１Ａと、図示しない目標電圧設定器に予め設定された目標電圧設定値９０Ｒと発電機検出電圧Ｖｇとの電圧偏差εを算出する加算器ＡＤＤと、この偏差εを用いて所定の演算（少なくとも、電圧偏差εをゼロにするための演算を含み、場合によっては不足励磁制御に必要な演算も含む）を行う演算部（図１のディジタル制御指令演算部１３に対応）１３Ａと、この演算部１３Ａから出力された演算データをパルス信号に変換して出力するパルス出力部（図１の信号出力部１５に対応）１５Ａと、図２には示していない自動試験装置から出力された演算データを前記演算部１３Ａに書き込むための演算データ書込み部（図１の演算データ書込み処理部１６に対応）１６Ａと、前記演算部１３Ａで算出した制御基板内計算値を読出すための演算データ読出し部（図１の演算データ読出し処理部１７に対応）１７Ａとを備えている。なお、励磁制御装置１Ａの演算データ書込み部１６Ａおよび演算データ読出し部１７Ａは、発電機の運転中は使用されないため、破線枠で示している。
【００５８】
図３は図２の励磁制御装置１Ａを本実施形態１の自動試験装置２によって自動試験する際の機能ブロック図である。  
図３において、１Ａは図２に示した励磁制御装置１Ａと同じ構成の励磁制御装置である。図中の太い破線枠の内部は、図１の自動試験装置２に対応する機能を表わしたもので、リアルタイムシミュレータ２２の内部は図２中の発電機の主回路および励磁回路の特性をリアルタイムで模擬できるように数学的な表現でモデル化している。因みに、Ｇは発電機電機子モデル、Ｒｅはサイリスタ整流器モデル、４１は界磁遮断器モデル、５２Ｇは発電機遮断器モデルである。
【００５９】
また、自動試験装置２の内部には、ＰＴに相当する信号出力処理部２１を設けるとともに、図１の信号入力処理部２３に対応する信号入力処理部２３を設けることにより、各データの瞬時値を電気的な信号に変換してＩＯ処理している。
【００６０】
さらに、自動試験装置２内部の一点鎖線枠で示す部分は、試験スケジューリング及び成績帳票の作成を行なう部分であって、前述した信号出力処理部２１、リアルタイムシミュレータ２２および信号入力処理部２３を除く各手段、すなわち、演算データ出力処理部２４、演算データ入力処理部２５、運転状態設定及び運転指令スケジューリング部２６、試験データ設定部２７、設定データ入力及び表示部２８および成績判定及び帳票生成部２９を備えている。
【００６１】
図３の例ではＩＯ処理において２μ秒のサンプリングを行うシステムの構築が可能であり、５０Ｈｚ／６０Ｈｚの商用周波数の約１万分の１周期程度の精度での模擬が可能となっている。
【００６２】
この結果、図３のリアルタイムシミュレータ２２は、パルス出力部１５Ａからパルス出力（６相分）を得てサイリスタ整流器モデルＲｅから界磁電圧ＶＦをリアルタイムで算出することができるので、実機相当のリアルタイム処理が可能である。  
このように、図３の適用例によれば、従来の試験装置では検証できなかった界磁電圧や、界磁電流、発電機電圧および発電機電流等についても検証が可能である。
【００６３】
以上の説明は、発電機励磁制御装置をディジタル制御盤１で構成した例であるが、ディジタル制御盤１は、発電機励磁制御装置だけでなく、蒸気タービン制御装置等の他のプラント制御装置として構成することができる。ただし、その場合、リアルタイムディジタルシミュレータ２２内の数学的表現モデルは、プラントに応じて異なることは言うまでもない。
【００６４】
［実施形態２］
図４は、本発明の実施形態２に係るプラント制御装置としてのディジタル制御盤を、自動試験装置と組み合わせて自動試験を行う際の機能ブロック図である。
図４において、本実施形態２が図１の実施形態１と異なる点は、演算データの読み書きを伝送手段によって行うようにした点である。
【００６５】
すなわち、ディジタル制御盤１は、演算データ書込み処理部１６の前段に自動試験装置２から出力された書込み用データを伝送信号によって設定するための演算データ伝送入力部１６１を設け、さらに演算データ読出し処理部１７の後段に自動試験装置２への読出しデータを伝送信号171sとして出力するための演算データ伝送出力処理部１７１を設けている。さらに、自動試験装置２は、演算データ入力処理部２５の前段にディジタル制御盤１からの書込みデータを伝送信号で入力するための演算部データ伝送入力処理部２５１を設け、さらに演算データ出力処理部２４の後段に伝送データ241sを送信するための演算部データ伝送出力処理部２４１を設けている。
【００６６】
そして、演算データ伝送入力部１６１−演算部データ伝送出力処理部２４１間、演算データ伝送出力処理部１７１−演算部データ伝送入力処理部２５１間をそれぞれ接続する接続媒体として、有線ＬＡＮまたは無線ＬＡＮを採用している。その他の構成は図１のディジタル制御盤１および自動試験装置２と特に変わりはない。
【００６７】
以上述べたように、本実施形態２はディジタル制御盤１および自動試験装置２の制御基板内計算値13sを入出力する部分に演算データを伝送する手段として１６１、１７１、２５１、１４１を設け、演算データ伝送入力部１６１−演算部データ伝送出力処理部２４１間、演算データ伝送出力処理部１７１−演算部データ伝送入力処理部２５１間をそれぞれ有線ＬＡＮまたは無線ＬＡＮで接続して演算部データの読込みおよび書込みを行うようにしたので、実施形態１のように演算データを試験信号用の接続線１０３および１０４により送受する場合に比べて配線量を少なくすることができ、配線作業が容易になって、試験員の負担を軽くすることができる。
【００６８】
［実施形態３］
図５は、本発明の実施形態３に係るプラント制御装置としてのディジタル制御盤を、自動試験装置と組み合わせて自動試験を行う際の機能ブロック図である。
【００６９】
図５において、本実施形態３の場合、ディジタル制御盤１は図１と同じ構成であり、自動試験装置２のみ図１とは異なる。  
すなわち、本実施形態３の自動試験装置２は、設定データ入力及び表示部２８に替えて設定データおよび表示データの伝送信号の送受信処理をおこなう設定データおよび表示データ伝送部２８１を設け、さらに成績判定及び帳票生成部２９の成績および帳票データを伝送信号として送信する手段として成績及び帳票データ送信部２９１を設けた点である。
【００７０】
本実施形態３では、ディジタル制御盤１、自動試験装置２が設置されている現場から遠隔地の工場等で設定データ入力及び表示部２８にデータの入力、設定を行い、かつ、成績判定及び帳票生成部２９による判定結果、帳票等を取得することができる。
【００７１】
なお、以上説明した実施形態１ないし３は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図するものではない。また、これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７２】
１…ディジタル制御盤（ディジタル制御装置）、１１…信号入力部、１２…第１変換部、１３Ａ…演算処理部、１３…ディジタル制御指令演算部、１４…第２変換部、１５…信号出力部、１６…演算データ書込み処理部、１７…演算データ読出し処理部、２…自動試験装置、２１…信号出力処理部、２２…リアルタイムディジタルシミュレータ、２３…信号入力処理部、２４…演算データ出力処理部、２５…演算データ入力処理部、２６…運転状態設定及び運転指令スケジューリング部、２７…試験データ設定部、２８…設定データ入力及び表示部、２９…成績判定及び帳票生成部、１０１…Ｉ／Ｏ接続線、１０２…Ｉ／Ｏ接続線、１０３…試験信号用の接続線、１０４…試験信号用の接続線、１０５…試験データ入力、１０６…成績判定および試験成績書作成、１６１…演算データ伝送入力部、１７１…演算データ伝送出力処理部、２４１…演算部データ伝送出力処理部、２５１…演算部データ伝送入力処理部、２８１…設定データおよび表示データ伝送部、２９１…成績及び帳票データ送信部。
【図１】
2013228314.tif 000003
【図２】
2013228314.tif 000004
【図３】
2013228314.tif 000005
【図４】
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【図５】
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