JPH0150922B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は一般に原動機用の制御システムに関す
るものであり、詳しくは自動モードの動作、手動
モードの動作、および記憶モードの動作の間の無
衝撃切替えを可能にする基準信号回路に関するも
のである。

発電所や産業施設で使用される蒸気タービン等
の原動機に対する動作モードとしてコンピユータ
自動制御が急速に好まれるようになつてきた。ま
すます自動化の傾向が強まり、コンピユータ固有
の信頼度があるにも拘わらず、特に緊急時やその
他の独特の状況においてはまだ原動機の手動制御
を用いる必要がある。更に、予定時にあるいは緊
急時に制御システムを不当に混乱させることなく
自動から手動への切替えを行なうことが望まし
い。同様に、手動から自動への切替えもいわゆる
「無衝撃（bumpless）」な方法で行なわなければ
ならない。最後に、制御システムに対する自動入
力信号がなくなつた場合に最後に有効であつた信
号、即ち最終有効信号を一時に記憶する機能を設
けることが望ましい。

米国特許第4025762号には、手動モードへの切
替え前の最後の有効な自動信号を保持するための
回路が示されている。手動モードへの「無衝撃」
切替えは手動信号入力を最後の有効な自動信号と
合うように調節することによつて行なわれる。本
発明は、切替え前に自動制御に合わせて手動制御
を初期設定するプロセスを必要としないような自
動追跡回路を設けることによつて従来技術を改善
するものである。

米国特許第4227072号には、信号基準回路に対
して局部または遠隔の手動入力を与える基準信号
回路が示されている。この特許には原動機制御の
ための手動押釦入力とその優先性が示されてい
る。本発明では更に予定時または緊急時における
自動モードから手動モードへの無衝撃切替えを行
い、また原動機の動作にとつて適当と思われると
きは手動モードから自動モードへの無衝撃切替え
もできるようにすることである。

更に、手動モードで超過速度状態を自動的に試
験し、その後で超過速度試験の終了時に自動的に
高速度限界値HSSに復帰させる回路も提供され
る。

発明の目的と概要 本発明の１つの目的は自動モード、手動モー
ド、または記憶モードの動作で働くことのできる
基準信号回路を提供することである。

本発明のもう１つの目的は記憶モードまたは自
動モードの動作から手動モードの動作への自動的
な無衝撃切替えを提供することである。

本発明の更にもう１つの目的は超過速度試験機
能と超過速度試験終了時に自動的に高速度限界値
に戻す機能を提供することである。

本発明の更にもう１つの目的は自動モードから
手動モードへの切替え前に手動制御を自動制御に
合わせるように調節するプロセスを不要にするよ
うな自動追跡回路を提供することである。

本発明の他の目的および利点は以下の詳細な説
明から明らかになろう。また本発明の新規な特徴
は特許請求範囲に記載してある。

本発明自体は３つの動作モードを含む自動追跡
回路である。自動モードでは、入力信号が一対の
常閉スイツチを介して出力ピンに送る。入力信号
が誤まつていると判定された場合には、信号記憶
機能（記憶モード）に関連した第１のスイツチに
より最後の有効な自動信号を入力信号の代りに用
いる。手動モードで動作することが望ましいとき
は、手動モードに関連した第２のスイツチにより
自動信号の代りに手動信号を入力する。アツプ／
ダウン・カウンタを使つて自動信号または最後の
有効な自動信号を記憶することにより、手動モー
ドへの無衝撃切替えが行なえるようにする。手動
モードでアツプ／ダウン・カウンタの計数値を増
減するためにキーボード・システムが設けられて
いる。高速度限界信号が超過速度試験の後の制御
信号として自動的に入力される。

発明の具体的な説明 図には本発明による自動追跡回路１０が示され
ている。この回路は信号入力ピン１２と信号出力
ピン１４を含む。本発明による他の部分には、信
号記憶機能チヤンネル即ち記憶チヤンネル１６、
追跡チヤンネル１８、キーボード即ち手動入力部
２０、およびタイミング回路２２が含まれてい
る。

自動入力信号は使用者により与えられる信号で
あり、これは自動追跡回路のピン１２に速度設定
点等の原動機基準設定点を与えるものであつてよ
い。このため、本発明の好ましい用途では本発明
は基準信号回路である。しかし一般的には、この
回路全体を自動追跡回路と呼ぶことができる。入
力信号は大きさが自動追跡回路の範囲に合うよう
にしなければならないので、信号条件付け装置２
４が図示のように設けられている。電子式制限装
置２６が最大入力信号電圧と最小入力信号電圧を
高速度限界HSSと低速度限界LSSに適合する範
囲内に制限する。電子式制限装置２８は出力信号
を動作システムによつて定められる予め選定され
た出力値に制限する。

条件付け装置により調節された入力信号はバツ
フア増幅器３２を介してアナログ／デイジタル
（Ａ／Ｄ）変換器３０に与えられる。このＡ／Ｄ
変換器３０はその入力に応じて12ビツトのデイジ
タル・ワードを出力し、これは１秒間に８回更新
される。Ａ／Ｄ変換器の１つの出力は信号記憶機
能SMFチヤンネル即ち記憶チヤンネル１６に入
力される。記憶チヤンネルは、毎秒２回更新され
るシフトレジスタ３４、およびデイジタル／アナ
ログ（Ｄ／Ａ）変換器３６を含む。自動動作の途
中で自動入力に障害があると判定されるか、また
は自動入力に無効にされたと判定された場合に
は、自動信号入力の最後の有効な値がシフトレジ
スタの出力に保持される。この場合、SMFスイ
ツチ３８は図示の位置とは異なる位置に切り替え
られ、ピン１２の障害のある入力のかわりにＤ／
Ａ変換器の出力が基準信号としてピン１４に現わ
れる。

Ａ／Ｄ変換器３０の出力は第１の選択回路４０
にも与えられる。選択回路４０はＡ入力またはＢ
入力の選択を行なう。選択回路４０は毎秒８回の
割合で更新される。Ａ入力は自動信号入力に対応
するデイジタル・ワードであり、Ｂ入力は高速度
限界HSSに対応するデイジタル・ワードである。
高速度限界はタービン定格速度に等しくしてもよ
い。普通は自動信号に相当するＡ出力が第１の選
択回路を通過する。しかし、自動追跡回路が手動
モードになつていて、超過速度試験が進行中の場
合はHSSが選択される。

第１の選択回路４０の出力は第２の同様な選択
回路４２にＡ入力として与えられる。選択回路４
２のＢ入力はシフトレジスタ３４の出力、即ち信
号遮断状態での信号記憶機能チヤンネルからの最
終有効信号である。このように選択回路４２を通
過するのは、自動動作では現在の自動信号、入力
信号に障害がある状態では記憶された信号すなわ
ち最終有効信号、そして超過速度試験を実行中の
手動モードではHSS信号である。第２の選択回
路４２は毎秒８回更新される。第１の選択回路４
０および第２の選択回路４２のワード選択信号は
線４４および４６からそれぞれ入力される。線４
４および４６は各々の選択回路をモード論理装置
４８および制御論理装置５０に接続する。モード
論理装置は自動Ａ、手動Ｍまたは信号記憶機能
SMFモードに対するデイジタル・ワードを送出
し、制御論理装置は後述するタイミング回路に対
するロード信号を送出する。

第２の選択回路４２の出力がアツプ／ダウン・
カウンタ５２に入力される。アツプ／ダウン・カ
ウンタ５２は第２の選択回路からの自動入力、ま
たはＵ（アツプ）とＤ（ダウン）と表示されている
手動入力によつて作動される。オア回路５４は１
秒間に８回の割合で、あるいは超過速度試験に適
合する時間間隔で選択されたときにロード信号を
アツプ／ダウン・カウンタに与える。アツプ／ダ
ウン・カウンタはトリツプ信号Ｔによりゼロにリ
セツトされる。

アツプ／ダウン・カウンタ５２の出力はデイジ
タル／アナログ変換器５６に入力され、そこでア
ナログ電圧に変換されて、ピン１２と１４とを接
続する主信号チヤンネル５８に入力される。この
入力は自動／手動スイツチ６０によつて行なわ
れ、手動モードではスイツチが図示の位置と逆の
位置に切り替わる。

全体を22で表わしたタイミング回路には32Hzの
発振器７０が含まれており、この発振器７０は遅
延回路７２および２進カウンタ・デコーダBCD
回路７４に接続されており、これらが全体として
４：１のデマルチプレクサ７６に入力を与える。
簡単に説明すると、自動回路用のタイミング・パ
ルスが発振器７０から得られ、遅延回路７２によ
つて安定化され、２進カウンタ・デコーダ７４に
よつて変換され、これにより、デマルチプレクサ
７６はシステムの要求に応じてタイミング信号を
分配することができる。アナログ／デイジタル変
換器、第１および第２の選択回路、およびアツ
プ／ダウン・カウンタに対する切替え信号は毎秒
８回であり、シフトレジスタに対するタイミング
信号は毎秒２回の割合である。シフトレジスタに
対するタイミング信号によつて記憶機能チヤンネ
ルに最終有効信号を記憶することができる。

手動入力２０は低速増加／減少押ボタン８０、
高速増加／減少押ボタン８２、および超過速度
OS試験作動押ボタン８４によつて表わされたい
くつかの押ボタン・キー構成によつて行なうこと
ができる。１ビツト・カウンタ回路ＩおよびＤは
それぞれアツプ・ステアリング論理回路８６およ
びダウン・ステアリング論理回路８８に対してそ
れぞれ固別の増加パルスおよび減少パルスを与え
る。更に、発振器回路８９は高速アツプ／ダウン
計数のための所望の計数方向に従つて各ステアリ
ング論理回路にパルス列を与える。アツプ計数信
号経路およびダウン計数信号径路には作動／不作
動回路９０および９２がある。この回路９０およ
び９２は自動モードでは手動入力を不作動（無
効）にし、手動モードでは手動入力を作動可能に
する。オール１禁止信号またはオール０禁止信号
はアツプ／ダウン・カウンタがそれぞれ最大値ま
たは最小値の方向にロールオーバするのを防止す
る。これら１禁止信号および０禁止信号は図示の
如くデイジタル比較回路９４および９６を介して
アツプ／ダウン・カウンタの出力から得られる。
第３のデイジタル比較器１００はアツプ／ダウ
ン・カウンタが高速度限界HSSになつているか
否かを判定する。HSSのときには、超過速度OS
試験作動ボタンからの信号によつてHSSが無効
にされない限りアツプ・ステアリング論理回路は
禁止される。HSSに達すると、ランプ１０２が
そのことを表示する。HSSはHSS設定回路１０
４から入力される。

最後に、手動モードから自動動作への切替えに
関連して、比較回路１０６のような信号整合手段
が主信号チヤンネルの入力側に接続されている。
比較回路１０６は自動動作への切替えの前に自動
信号入力と手動信号との整合を表示する。このと
き手動／自動リレー１０８が作動されて、自動／
手動スイツチ６０が図示の位置にリセツトされ
る。

今述べた基準信号回路の好ましい実施例は前記
米国特許第4025762号に示されているような原動
機制御システム全体に適用することができる。勿
論、本発明の範囲を逸脱することなく本発明と組
み合わせることのできる他の用途や信号入力があ
る。このため、この回路は包括的に自動追跡回路
と呼ぶことができる。

本発明による回路には自動、手動、信号記憶機
能の３つの動作状態が含まれる。更に、超過速度
試験が可能であり、自動モードから手動モードへ
の切替えは自動的かつ無衝撃で行なわれる。ま
た、手動モードから自動モードへの切替えは、自
動信号と手動信号が整合するまでは禁止される。

正常な状態においては、自動追跡回路は、所望
の状態または基準設定点を表わすコンピユータで
発生された入力信号を受信し、この入力信号は自
動―手動動作および信号記憶機能用の閉じたスイ
ツチを介して自動的に出力ピンに送られる。自動
動作の著しい特徴は入力信号が信号記憶機能チヤ
ンネルすなわち記憶チヤンネル、そしてまた貯蔵
チヤンネルに貯蔵され、定期的に更新されること
である。タイミング回路は記憶チヤンネルよりも
高速で貯蔵チヤンネルの更新を行なう。したがつ
て、自動追跡回路に対する基準入力信号に障害が
生じた場合には、最終有効信号を記憶チヤンネル
に保持することができる。

コンピユータにより発生された自動基準信号の
障害を使用者が検出した場合、この障害は自動追
跡回路のモード論理装置に伝えられる。モード論
理装置は信号記憶機能SMFスイツチの状態を変
えることにより、貯蔵された最終有効自動信号を
主信号チヤンネルに通す。これにより、トリツプ
信号によつて無効にされない限り、原動機は最終
有効基準信号に従つて制御される。

次の動作ステツプは第２の選択回路の出力に応
じて信号記憶機能モードから手動モードまたは単
に自動モードから手動モードへの切替えを行なう
ことである。手動モード指令により自動／手動ス
イツチの状態を変え、デイジタル／アナログ変換
器の出力を主信号チヤンネルに入力する。この出
力は直前のモードが信号記憶機能の場合は最終有
効基準信号であり、スイツチを自動から手動に切
り替えた場合はデイジタル自動信号である。その
後、手動信号を押ボタン・キーにより低速または
高速でアツプ／ダウン・カウンタに入力すること
ができる。

超過速度試験を希望する場合は、超過速度試験
作動押ボタンにより、高速度限界による禁止を無
効にし、アツプ／ダウン・カウンタの出力に現わ
れる基準信号がHSSを超えることができるよう
にする。超過速度試験作動ボタンを離したとき、
第１の選択回路を通る入力のためアツプ／ダウ
ン・カウンタは自動的にHSSにリセツトされる。
超過速度試験中に原動機がトリツプ（停止）され
る場合には、基準回路はゼロにリセツトされる。
超過速度試験許可が働くのはボタンを押して手動
モードのときだけである。

手動モードから自動モードへ切り替えるために
は、手動信号を自動信号に一致させる必要があ
る。これは一致するまで手動入力を増加または減
少させることによつて行なうことができる。一致
したとき、自動／手動リレーが自動／手動スイツ
チを自動状態にする。

現在、本発明の好ましい実施例と考えられてい
るものについて説明したが、当業者が種々の変形
を行ない得ることは明らかであろう。本発明はこ
のような変形をすべて包含するものである。

【図面の簡単な説明】

図は入力ピン、出力ピン、関連記憶回路、貯蔵
回路、手動入力回路およびタイミング回路等を含
む、本発明による自動追跡回路の概略回路図であ
る。（符号の説明） １０…自動追跡回路、１２…信号入力ピン、１
４…信号出力ピン、１６…記憶チヤンネル、１８
…追跡チヤンネル、２０…キーボード（手動入力
部）、３０…アナログ／デイジタル変換器、３４
…シフトレジスタ、３６…デイジタル／アナログ
変換器、３８…信号記憶機能SMFスイツチ、４
０…第１の選択回路、４２…第２の選択回路、５
２…アツプ／ダウン・カウンタ、５６…デイジタ
ル／アナログ変換器、５８…主信号チヤンネル、
６０…自動／手動スイツチ、８４…超過速度試験
作動押ボタン、１０４…高速度限界HSS設定回
路、１０６…比較回路、１０８…手動／自動リレ
ー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 自動信号入力、最終有効自動信号入力または
   手動信号入力に従つて選択的に出力信号を送出す
   ると共にこれらの間の無衝撃切替えを行なう自動
   追跡回路に於いて、入力ピンと該入力ピンに自
   動／手動スイツチおよび記憶スイツチを介して電
   気的に接続された出力ピンを含む主信号チヤンネ
   ル、自動信号入力に追従するデイジタル・ワード
   出力を発生するアナロツグ／デイジタル変換器、
   該アナログ／デイジタル変換器と前記記憶スイツ
   チとを接続するシフトレジスタおよび第１のデイ
   ジタル／アナログ変換器を含む記憶チヤンネル、
   前記アナログ／デイジタル変換器をアツプ／ダウ
   ン・カウンタに接続する少なくとも１つの信号選
   択回路を含む追跡チヤンネル、前記アツプ／ダウ
   ン・カウンタに接続された手動信号入力手段、お
   よび前記アツプ／ダウン・カウンタの出力を自
   動／手動スイツチに接続する第２のデイジタル／
   アナログ変換器を有することを特徴とする自動追
   跡回路。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の自動追跡回路に
   於いて、前記記憶チヤンネルが前記追跡チヤンネ
   ルよりも少ない頻度で更新される自動追跡回路。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の自動追跡回路に
   於いて、前記シフトレジスタの出力が、前記アツ
   プ／ダウン・カウンタに接続された信号選択回路
   に対するもう１つの入力である自動追跡回路。 ４ 特許請求の範囲第１項記載の自動追跡回路に
   於いて、少なくとも２つの信号選択回路があり、
   そのうちの第１の信号選択回路は前記アナログ／
   デイジタル変換器に接続されると共に、高速度限
   界に相当する別の入力信号を受け、そして第２の
   信号選択回路は第１の信号選択回路に接続される
   と共に、最終有効自動信号に相当する別の入力信
   号を受ける自動追跡回路。 ５ 特許請求の範囲第４項記載の自動追跡回路に
   於いて、高速度限界を手動で無効にすることので
   きる超過速度試験ボタンが設けられており、前記
   アツプ／ダウン・カウンタが前記第１および第２
   の信号選択回路を介して高速度限界にリセツトさ
   れる自動追跡回路。 ６ 特許請求の範囲第１項記載の自動追跡回路に
   於いて、手動信号と自動信号との間の差がゼロで
   あるかどうか判定する信号整合手段、および該信
   号整合手段に接続されて自動的に自動／手動スイ
   ツチをリセツトするリレー手段を含んでいる自動
   追跡回路。 ７ 自動信号入力、最終有効自動信号入力または
   手動信号入力に従つて選択的に出力信号を送出す
   ると共に、これらの入力間の無衝撃切替えを行な
   う自動追跡回路に於いて、入力ピンと該入力ピン
   に自動／手動スイツチおよび記憶スイツチを介し
   て電気的に接続された出力ピンを含む主信号チヤ
   ンネル、自動信号入力に追従してデイジタル・ワ
   ード出力を発生するアナログ／デイジタル変換
   器、該アナログ／デイジタル変換器と記憶スイツ
   チとを接続するシフトレジスタおよび第１のデイ
   ジタル／アナログ変換器を含む記憶チヤンネル、
   前記アナログ／デイジタル変換器をアツプ／ダウ
   ン・カウンタに接続する第１および第２の信号選
   択回路を含む追跡チヤンネル、前記アツプ／ダウ
   ン・カウンタに接続された手動信号入力手段、な
   らびに前記アツプ／ダウン・カウンタの出力を自
   動／手動スイツチに接続する第２のデイジタル／
   アナログ変換器を有し、前記第１の信号選択回路
   が高速度限界に等しい別の入力を受け、前記第２
   の信号選択回路がシフトレジスタの出力に等しい
   別の入力を受けることを特徴とする自動追跡回
   路。 ８ 特許請求の範囲第７項記載の自動追跡回路に
   於いて、高速度限界を手動で無効にすることので
   きる超過速度試験ボタンを有し、前記アツプ／ダ
   ウン・カウンタが前記第１および第２の信号選択
   回路を介して高速度限界にリセツトされる自動追
   跡回路。 ９ 特許請求の範囲第７項記載の自動追跡回路に
   於いて、手動信号と自動信号との間の差がゼロで
   あるかどうか判定する信号整合手段、および該信
   号整合手段に接続されていて自動的に自動／手動
   スイツチをリセツトするリレー手段を含んでいる
   自動追跡回路。