[發(fā)明專利]控制設備、監(jiān)視控制系統(tǒng)及控制方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710106438.8
• 申請日: 2007-05-29
• 公開（公告）號: CN101082821A
• 公開（公告）日: 2007-12-05
• 發(fā)明（設計）人: 山田崇弘;西岡淳;丸山良雄
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;G05B23/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 李貴亮

技術領域

本發(fā)明涉及通過對控制設備進行監(jiān)視/控制從而使工廠(plant)運轉的監(jiān)視控制系統(tǒng)等，尤其涉及在水力、火力、原子能發(fā)電工廠中適宜對各控制設備進行監(jiān)視/控制的監(jiān)視控制系統(tǒng)、該系統(tǒng)中應用的控制設備以及控制方法。

背景技術

在發(fā)電工廠中構筑了如下系統(tǒng)：在中央控制室配置操作裝置或服務器等電子計算機，將這些電子計算機通過網絡與主渦輪(turbine)控制裝置或鍋爐(boiler)本地控制裝置等控制裝置連接，基于來自操作裝置的操作指令或來自控制裝置的控制指令，使各種控制設備動作。操作裝置是具備工廠運轉所需的操作/監(jiān)視功能的人機界面裝置，基于操作人員的要求向控制裝置輸出針對各控制設備的指令，并且將工廠信息顯示到顯示器等顯示裝置上，由此進行各種控制信息的提供以及指導(guidance)的輸出等。服務器進行與工廠整體的運用相關的信息處理，生成針對各控制裝置的運轉、停止等指令。

控制裝置具備過程(process)輸入輸出裝置，其基于來自操作裝置的操作指令或由服務器生成的運轉、停止等指令，對各種控制設備輸出起動、停止、或控制量的調整等的指令，或者輸入由測量設備測量的傳感器檢測值等。該過程輸入輸出裝置與各種控制設備例如電動閥或電磁閥等閥、泵、馬達、執(zhí)行機構等之間通過有線來連接，即使是小規(guī)模的發(fā)電工廠，其電纜的數量也高達數萬條，占建設成本的大部分。

因此，近年，為了削減成本，開始普及取代通過有線連接控制裝置與控制設備之間，而通過現(xiàn)場總線(field?bus)連接來進行傳輸的方法。在某現(xiàn)場總線標準中，一條電纜(段(segment))中可實現(xiàn)雙向傳輸，且可傳輸32個控制以及測量設備的信號，與現(xiàn)有的有線中的過程輸入輸出方式相比，可大幅度削減電纜數量。通過削減電纜數量，不僅可削減電纜敷設成本，而且還可削減組合到控制裝置的輸入輸出裝置的數量，因此可使控制裝置小型化，可簡化中央控制室的構成。

另外，還存在如下監(jiān)視控制系統(tǒng)：通過將輸出針對多個控制設備的控制指令或輸入與多個控制設備的狀態(tài)相關的信息的配電盤開閉裝置，連接到控制裝置上，可削減敷設的電纜的數量，并且可實現(xiàn)裝置的簡化。

在特開平10-164775號公報(專利文獻1)中，公開了如下監(jiān)視控制系統(tǒng)的例子：通過串行電纜連接控制裝置與配電盤開閉裝置，配電盤開閉裝置進行多個控制設備的監(jiān)視/控制。

在上述現(xiàn)有技術的現(xiàn)場總線方式中，通過用現(xiàn)場總線連接控制裝置與控制設備之間，從而與過程輸入輸出方式相比，可削減電纜數量。但是，采用現(xiàn)場總線時，存在如下問題：若在段的某一處發(fā)生斷線等故障，則從該故障位置開始與下游側(設備側)連接的控制設備、測量設備的傳輸會全部中斷。因此，在發(fā)電站等的工廠中，從其可靠性、穩(wěn)定供給職責的觀點考慮，不被使用在重要的控制系統(tǒng)中，未得到推廣。因此，在輸入輸出點數高達數萬點的大規(guī)模火力發(fā)電站等中，只能在重要度低的系統(tǒng)中應用現(xiàn)場總線，存在敷設電纜數量依然很多的問題。

另外，由于現(xiàn)有的控制設備不具備用于進行復雜處理的單元，因此在控制裝置側定義各控制設備的控制、保護邏輯，并進行運算處理。進而，在現(xiàn)有的現(xiàn)場總線方式中，可與一個段連接的控制、測量設備的數量受限，而且一個控制設備與控制裝置以及其他控制設備之間可交換的信號的數量也不多。因此，某控制設備的控制、保護邏輯所需的保護互鎖條件有時屬于其他段，在該情況下，需要經由控制裝置獲得該信息。因此，在控制設備側只能實現(xiàn)極簡單的邏輯，將在控制裝置側組成控制設備的主要控制、保護邏輯，無法對控制裝置進行自律分散化。

在專利文獻1的監(jiān)視控制系統(tǒng)中，由于配電盤開閉裝置與控制設備之間通過過程電纜連接，因此電纜數量依然很多。另外，控制、保護邏輯和這些邏輯所需的保護互鎖條件等信息在配電盤開閉裝置側進行定義，以與保護互鎖相關的監(jiān)視信息為基礎的控制指令等的信息在配電盤開閉裝置側進行運算處理并生成等，關于保護互鎖進行了自律分散化，但未進行在沒有來自控制裝置的指令的情況下進行控制的自律分散化。進而，由于控制裝置與各配電盤開閉裝置通過串行傳輸電纜級聯(lián)連接，因此若串行傳輸電纜的某一處發(fā)生斷線或配電盤開閉裝置中發(fā)生故障，則從該斷線或故障處開始和下游側(配電盤開閉裝置側)連接的配電盤開閉裝置與控制裝置的傳輸會全部中斷。

進而，近年，隨著工廠規(guī)模的大型化和控制系統(tǒng)的高度化，控制裝置的輸入輸出點數存在增加的傾向，因此設置成本增大，并且要求還能容易應對裝置或設備的增設的系統(tǒng)。

發(fā)明內容