JPH0430604B2 - - Google Patents

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JPH0430604B2
JPH0430604B2 JP58246431A JP24643183A JPH0430604B2 JP H0430604 B2 JPH0430604 B2 JP H0430604B2 JP 58246431 A JP58246431 A JP 58246431A JP 24643183 A JP24643183 A JP 24643183A JP H0430604 B2 JPH0430604 B2 JP H0430604B2
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system control
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B9/00Safety arrangements
    • G05B9/02Safety arrangements electric
    • G05B9/03Safety arrangements electric with multiple-channel loop, i.e. redundant control systems

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Safety Devices In Control Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、積分演算を行なう常用系制御装置と
同種の演算を行なう待機系制御装置とを並設し、
これら両制御装置の出力端を切換器を介して結合
した制御システムの改良に関する。
例えば、PWR(加圧水形原子炉)プラント給水
制御系における制御システムとして第1図の如く
構成されたものがある。即ち、1Aは図示しない
被制御プラントからの複数のプロセス量Pを取込
み、これに対し積分(以下PIと略称する)演算
を行ない、プロセス量Pを目標値に近づける常用
系制御信号Qaを出力する常用系制御装置であり、
IBは同種の演算を行なう待機系制御装置であり、
上記と同様に待機系制御信号Qbを出力する。2
は上記常用系、待機系制御信号Qa,Qbのいずれ
かを選択し、この選択信号を被制御プラントに制
御信号Rとして与える制御系切換器である。3は
プロセス量P及び常用系制御信号Qaと待機系制
御信号Qbとの偏差により常用系制御装置IAの異
常診断を行なう異常診断器であり、異常を検知し
た場合には制御系切換器2に切換信号Sを与え、
両制御装置1A,1Bの切換を行なう。
上記構成の制御システムでは、常用系制御信号
Qaが急激に変化するような常用系制御装置1A
の故障に対しては、常用系制御信号Qaと待機系
制御信号Qbとの偏差及びプロセス量Pの変動が
直ちに生じるため、異常診断器3により短時間で
常用系制御装置1Aの異常を検知できる。しかし
乍ら、常用系制御信号Qaが緩慢に変化するか域
いは固定してしまうような常用系制御装置1Aの
故障の場合には、プロセス量Pの変動も緩慢であ
り、従つて、異常検出器3は常用系制御装置1A
の異常を検知するのに非常に時間を要してしま
う。
上述したような常用系制御装置1Aの故障の場
合において異常診断器3が、常用系制御装置1A
の異常を検知して切換信号Sを出力するような時
には、待機系制御信号Qbは常用系制御信号Qaと
かけ離れた値となつている。その理由は、常用系
制御装置1A及び待機系制御装置1Bは共にPI
演算動作形であるため、プロセス量Pの微小偏差
に対し、その偏差を積分してしまい、よつて長時
間経過後には、もとの値のプロセス量Pとは全く
違う値になつてしまうからである。このように変
化した待機系制御信号Qbは、プロセス量Pの変
動に対して過剰な値であるため、常用系制御信号
Qaから待機系制御信号Qbに切換えた場合、プロ
セス量Pは、目標値に比べて切換前の偏差と逆方
向に大きく変動し、被制御プラントに大きな撹乱
を与えてしまう。
本発明は上記事情に基づいてなされたもので、
その目的とするところは、常用系、待機系の積分
演算動作形の制御装置を備えた制御システムにお
いて、常用系制御装置のいかなる故障に対して
も、被制御プラントに撹乱を与えることなく待機
系制御装置により対処可能な制御システムを提供
することにある。
本発明によれば、積分演算を行なう常用系制御
装置と同種の演算を行なう待機系制御装置とを並
設し、これら両制御装置の出力端を切換器を介し
て結合した制御システムにおいて、トラツキング
装置と異常診断器を付設し、上記両制御装置の出
力切換時の出力レベルを調節する構成とし、常用
系制御装置が、その制御信号の急激変化に伴う故
障の場合は、上記異常診断器及び上記切換器によ
待機系制御装置に切換え、常用系制御装置が、そ
の制御信号の緩慢変化に伴う故障の場合は、上記
トラツキング装置により上記常用系制御装置と上
記待機系制御装置の出力偏差が予め定めた値に到
達した時点の常用系制御装置の制御出力をトラツ
キング信号として上記待機系制御装置に与えると
共に上記異常診断器及び上記切換器により待機系
制御装置の切換えるようにしたことを特徴として
いる。
以下本発明に係る制御システムを第2図に示す
一実施例に従い説明する。第2図では第1図と同
一部分には同一符号を付してその説明は省略す
る。即ち、本実施例では第1図に示す従来装置
に、図示一点鎖線で示すトラツキング装置4を付
加した構成としている。トラツキング装置4にお
いて4Aは、常用系制御信号Qaと待機系制御信
号Qbとを夫々取込み常用系制御装置1Aが故障
した場合の常用系制御信号Qaと待機系制御信号
Qbとの偏差が小さい状態における予じめ記憶し
ておいた常用系制御装置1Aの正常な制御出力値
をトラツキング(追跡)信号Tとして出力するト
ラツキング設定回路である。4Bは、プロセス量
Pを取込んで常用系制御装置1Aの故障時に、そ
の故障が急激な変化に伴う故障(以下急激故障と
称する)であるか、緩慢な変化に伴う故障(以下
緩慢故障と称する)であるかを判定し、緩慢故障
時のみ判定信号Vを出力する判定回路である。4
Cは上記判定信号Vが与えられた時に上記トラツ
キング信号Tを待機系制御装置1Bに与えるトラ
ツキング信号出力回路である。
次に上記の如く構成された本実施例の動作につ
いて、本実施例の装置を被制御プラントとして
PWRプラトン給水制御系に適用した場合につい
て第2図及び第3図a,bを参照して説明する。
第3図aは緩慢故障時においてトラツキング装置
4が動作した場合の制御出力R,SG(スチームジ
エネレータ;蒸気発生装置)水位と時間Tとの特
性を示し、第3図bは緩慢故障時においてトラツ
キング装置4が動作しない場合、(従来例と同じ)
の制御出力R,SG水位と時間Tとの特性を示し
ている。なお、第3図a,bにおいては、待機系
制御信号Qbの出力は、SG水位が基準値を超える
にしたがつて減少し、ついには零となり、待機系
制御信号Qbはそのまま零を持続して切換え時刻
t2又はそれ以後の時点で再び零を超える値とな
ることを示している。待機系制御信号Qbの出力
は、被制御対象であるSG水位の増減に対応して
減増するものだからである。
次に上記構成の動作について述べる。即ち常用
系制御装置1Aが故障していない時は、プロセス
量Pに所定の積分演算を施こした常用系制御信号
Qaを制御系切換器2を介し制御出力Rとして被
制御プラントに与える。
次に常用系制御装置1A急激な変化に伴う故障
であれば、従来装置と同様に常用系制御信号Qa
と待機系制御信号Qbとの偏差及びプロセス量P
の変動が直ちに生じるため、異常診断器3が短時
間に動作し、常用系制御装置1Aの異常を検知
し、制御系切換器2に切換信号Sを与え、待機系
制御装置1Bを起動させ、所定の制御を続行させ
る。
一方、常用系制御装置1Aが第3図aに示すよ
うに時刻t1で故障が発生した場合には、時間の経
過と伴に常用系制御信号Qaと待機系制御信号Qb
とはその偏差が大きくなる。すると時刻t2にて、
判定回路4Bは判定信号Vをトラツキング信号出
力回路4cに与え、このとき異常診断器3の異常
検知に基づく切換信号Sもトラツキング信号出力
回路4cに与えられから、トラツキング信号出力
回路4cは、両者の入力V,Sが共にあつたと
き、トラツキング信号設定回路4Aの出力たる信
号Tがトラツキング信号出力回路4cを介して待
機系制御装置1Bに与えるように動作する。ここ
で、信号Tは、常用系制御信号Qaと待機系制御
信号Qbとの偏差が予め定めた偏差に到達した時
点の常用系制御装置1Aの出力値である。また、
異常診断器3は制御系切換器2に切換信号Sを与
えるから、被制御プラントに制御信号を送るもの
としては常用系制御装置1Aに代えて待機系制御
装置1Bが選択され、第3図aの破線で示す待機
系制御信号Qbが制御出力Rとして被制御プラン
トに与えられる。
上記制御動作によれば、被制御プラントとして
のPWRプラント給水制御系におけるSG水位の両
制御装置1A,1B切換後における変化(オーバ
ーシユート)は、シユミレートの結果、基準値に
対して1.5%にて行なわれることが確認された。
一方、本実施例のトラツキング装置4を起動さ
せない場合、即ち、従来例では、第3図bに示す
ように、両制御装置1A,1Bの切換後、SG水
位は基準値に対して18.2%オーバーシユートする
ことがシユミレーシヨンの結果検証されている。
以上述べたように本実施例によれば、常用系制
御装置1Aが緩慢故障した場合、故障検知までに
蓄積された積分成分に左右されることなく、常用
系制御装置1Aと待機系制御装置1Bの出力偏差
が予め定めた値に到達した時点の常用系制御装置
1Aの制御信号を出力Rとして被制御プラントに
与えるようにしている。従つて被制御プラントに
大きな撹乱を与えることなく、短時間にて正常な
制御状態に復帰することが可能となり、被制御プ
ラントに対するバツクアツプ機能は大幅に向上す
る。
本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形し
て実施できる。
以上述べたように本発明によれば、積分演算を
行なう常用系制御装置と同種の演算を行なう待機
系制御装置とを並設し、これら両制御装置の出力
端を切換器を介して結合した制御システムにおい
て、トラツキング装置と異常診断器を付設し、上
記両制御装置の出力切換時の出力レベルを調節す
る構成とし、常用系制御装置が、その制御信号の
急激変化に伴う故障の場合は、上記異常診断器及
び上記切換器により待機系制御装置に切換え、常
用系制御装置が、その制御信号の緩慢変化に伴う
故障の場合は、上記トラツキング装置により、予
じめ記憶しておいた上記常用系制御装置の正常な
制御出力をトラツキング信号として上記待機系制
御装置に与えると共に上記異常診断器及び上記切
換器により待機系制御装置に切換えるようにした
ので、上記常用系制御装置のいかなる故障に対し
ても、被制御プラントに撹乱を与えることなく待
機系制御装置により対処することが可能な制御シ
ステムが提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の制御システムを示すブロツク
図、第2図は本発明による制御システムの一実施
例を示すブロツク図、第3図a,bは夫々同実施
例をPWRプラント給水制御系に適用した場合の
作用を説明するための特性図である。 1A…常用系制御装置、1B…待機系制御装
置、2…制御系切換器、3…異常診断器、4…ト
ラツキング装置、4A…トラツキング信号設定回
路、4B…判定回路、4C…トラツキング信号出
力回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 被制御プラントからの複数のプロセス量を取
    込み、これに対し積分演算を行ない、プロセス量
    を目標値に近づけるための常用系制御信号を出力
    する常用系制御装置と、 この常用系制御装置と同種の演算を行ない、前
    記常用系制御信号と同種の待機系制御信号を出力
    する待機系制御装置と、 前記常用系制御装置から出力される前記常用系
    制御信号と前記待機系制御装置から出力される前
    記待機系制御信号とを取込み、そのうちの一つを
    制御信号として前記被制御プラントに与える制御
    系切換器と、 前記プロセス量及び前記常用系制御信号と前記
    待機系制御信号との偏差に基づき前記常用系制御
    装置の異常診断を行ない、異常と検知した場合に
    は、前記被制御プラントに対して接続されていた
    前記常用系制御装置を前記待機系制御装置に切換
    えるべく前記制御系切換器に切換信号を与える異
    常診断器と、 前記常用系制御装置と前記待機系制御装置との
    出力偏差が予め定めた値に到達した時点の制御出
    力を予め保持してなり、前記故障診断器により前
    記常用系制御装置が故障であると検知され、しか
    も前記プロセス量に基づいて前記常用系制御装置
    の故障が緩慢な変化を伴うものであると判定した
    ときに、前記故障診断器により前記常用系制御装
    置が故障であると検知されたことによつて前記常
    用系制御装置が前記待機系制御装置に切換わるに
    際し、前記保持していた制御出力を前記待機系制
    御装置に与える手段と、 からなる制御システム。
JP24643183A 1983-12-27 1983-12-27 制御システム Granted JPS60138606A (ja)

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JPS60138606A JPS60138606A (ja) 1985-07-23
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JPS5866103A (ja) * 1981-10-16 1983-04-20 Mitsubishi Electric Corp 制御装置

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