JPH0472241B2 - - Google Patents
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- JPH0472241B2 JPH0472241B2 JP31784A JP31784A JPH0472241B2 JP H0472241 B2 JPH0472241 B2 JP H0472241B2 JP 31784 A JP31784 A JP 31784A JP 31784 A JP31784 A JP 31784A JP H0472241 B2 JPH0472241 B2 JP H0472241B2
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- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 13
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 12
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 4
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
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- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B9/00—Safety arrangements
- G05B9/02—Safety arrangements electric
- G05B9/03—Safety arrangements electric with multiple-channel loop, i.e. redundant control systems
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Safety Devices In Control Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、自動制御装置に係り、特に多重化さ
れた自動制御装置に関するものである。
れた自動制御装置に関するものである。
たとえば発電プラントの自動制御装置には、従
来より高信頼性のニーズが高い。高信頼化の一つ
の手法としては使用部品の選別管理があるが、近
年の自動制御装置への高級能化の要求は、部点数
の増大及び多品種化を招来しているので、単なる
部品管理のみでは充分な信頼性を得られぬ事態に
なりつつある。かかる事態においては、装置の多
重化（冗長化）により信頼度の向上を図ることが
必要であり、部分的には従来より、多重化が実現
されている。
来より高信頼性のニーズが高い。高信頼化の一つ
の手法としては使用部品の選別管理があるが、近
年の自動制御装置への高級能化の要求は、部点数
の増大及び多品種化を招来しているので、単なる
部品管理のみでは充分な信頼性を得られぬ事態に
なりつつある。かかる事態においては、装置の多
重化（冗長化）により信頼度の向上を図ることが
必要であり、部分的には従来より、多重化が実現
されている。
一般に自動制御装置は、制御対象の状態を検知
する検出部と、検出された状態量と設定目標値と
を比較演算し両者を一致させるべく補正信号を出
力する制御部と、補正信号を増幅或は変換して制
御対象を直接操作する増幅部として区分される。
従来より多重化の実施されているものの多くは検
出部と制御部までであつた。
する検出部と、検出された状態量と設定目標値と
を比較演算し両者を一致させるべく補正信号を出
力する制御部と、補正信号を増幅或は変換して制
御対象を直接操作する増幅部として区分される。
従来より多重化の実施されているものの多くは検
出部と制御部までであつた。
第１図はこのような例を示すもので、ブラント
の制御対象６の状態量は、多重化された検出部２
により検知されそれぞれの検出部２は対応する多
重化された制御部３へ、現在の状態量を信号とし
て送る。多重化された制御部３は受け取つた現在
の状態量を、設定目標値と比較し、補正信号を下
流へ出力する。信号選択部４は、多重化された制
御部３の出力から、所定の論理に従つて一つの妥
当な値を選択し、これを増幅部５に伝える。増幅
部５は選択された補正信号を増幅あるいは変換し
て制御対象６を操作する。
の制御対象６の状態量は、多重化された検出部２
により検知されそれぞれの検出部２は対応する多
重化された制御部３へ、現在の状態量を信号とし
て送る。多重化された制御部３は受け取つた現在
の状態量を、設定目標値と比較し、補正信号を下
流へ出力する。信号選択部４は、多重化された制
御部３の出力から、所定の論理に従つて一つの妥
当な値を選択し、これを増幅部５に伝える。増幅
部５は選択された補正信号を増幅あるいは変換し
て制御対象６を操作する。
従つて検出部２或は制御部３で異常が発生した
場合には、信号選択部４において異常信号を棄却
することにより、自動制御装置１としての健全性
を確保することができたが、増幅部５において異
常が発生した場合は、自動制御装置１に正常な運
転は不可能であつた。
場合には、信号選択部４において異常信号を棄却
することにより、自動制御装置１としての健全性
を確保することができたが、増幅部５において異
常が発生した場合は、自動制御装置１に正常な運
転は不可能であつた。
一方、これに対して、増幅部５を多重化したも
のもある。第２図はその一例を示すもので、多重
化された増幅部５は信号切換器７に信号を送り、
信号切換器７は所定の論理に従つて信号を選択す
る。しかしながらこの方式の信頼性は、切換論理
の信頼性による所が大きく、また、電力増幅後の
大電流切換となる為、信号切替器７自体の寿命も
問題となる。
のもある。第２図はその一例を示すもので、多重
化された増幅部５は信号切換器７に信号を送り、
信号切換器７は所定の論理に従つて信号を選択す
る。しかしながらこの方式の信頼性は、切換論理
の信頼性による所が大きく、また、電力増幅後の
大電流切換となる為、信号切替器７自体の寿命も
問題となる。
そこで第３図に示すようにしたものがある（特
願昭57−129523号）。これは電流加算により、制
御対象６への操作信号を得、これを各増幅部５へ
帰還して補正を行なうことにより多重化増幅部を
実現しようとするものである。これによつて、そ
れなりの効果をあげているものの出力電流バラン
スの欠如によつて過大な電力を消費することがあ
る。すなわち、第３図における入力側への帰還信
号は三つの出力電流の和であり、各増幅部間の電
流負担を制御する要素はない。従つて、各演算増
幅器１０や各電圧／電流変換器１１にゲイン変化
やドリフト等が発生した場合、出力電流分担が変
動するので、電力消費が通常の均衝状態に比して
大きくなることがある。
願昭57−129523号）。これは電流加算により、制
御対象６への操作信号を得、これを各増幅部５へ
帰還して補正を行なうことにより多重化増幅部を
実現しようとするものである。これによつて、そ
れなりの効果をあげているものの出力電流バラン
スの欠如によつて過大な電力を消費することがあ
る。すなわち、第３図における入力側への帰還信
号は三つの出力電流の和であり、各増幅部間の電
流負担を制御する要素はない。従つて、各演算増
幅器１０や各電圧／電流変換器１１にゲイン変化
やドリフト等が発生した場合、出力電流分担が変
動するので、電力消費が通常の均衝状態に比して
大きくなることがある。
本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、増
幅部の多重化を基本とし、切換部選択部等を大電
流部位に配備せず、省電力、高信頼度の自動制御
装置を供給することをその目的とする。
幅部の多重化を基本とし、切換部選択部等を大電
流部位に配備せず、省電力、高信頼度の自動制御
装置を供給することをその目的とする。
本発明は、制御対象の状態量と、設定目標値と
を比較演算して求めた制御対象の状態量を補正信
号を増幅または変換する為の増幅部を多重化した
自動制御装置において、その多重化された増幅部
からの信号を加算して制御対象へ操作信号を出力
する加算部と、その加算部の出力及び自己の増幅
部の出力を帰還して、上記補正信号と比較演算し
増幅部出力を補正する為の演算増幅部とを付加し
たことを特徴とする。
を比較演算して求めた制御対象の状態量を補正信
号を増幅または変換する為の増幅部を多重化した
自動制御装置において、その多重化された増幅部
からの信号を加算して制御対象へ操作信号を出力
する加算部と、その加算部の出力及び自己の増幅
部の出力を帰還して、上記補正信号と比較演算し
増幅部出力を補正する為の演算増幅部とを付加し
たことを特徴とする。
第４図に本発明の一実施例を示す。第４図にお
いて、制御部３からの補正信号は入力抵抗８によ
り受信された後、帰還抵抗９により受信された制
御対象６への操作信号及び帰還抵抗１４、分圧抵
抗１５，１６，１７により受信された出力電流の
和と比較演算される。演算増幅器１０は、前記演
算を行なつた後、操作信号と補正信号の差を小さ
くする様、また、出力電流と補正信号の差をも小
さくする様に、電圧／電流変換器１１に修正を加
える。電圧／電流変換器１１の出力は、電流検出
抵抗１３を流れ、その両端の電位差が帰還抵抗１
４及び分圧抵抗１５，１６，１７を通じて演算増
幅器１０へ帰還される。また、一方、電圧／電流
変換器１１の出力は電流加算されて、制御対象６
を流れ、接地抵抗１２により電圧信号に復帰す
る。各増幅部５は前記電圧信号を帰還信号として
受信し、前記の電位差帰還と合わせて修正動作を
繰り返す。以上により等しい入力電圧の下では各
増幅部の出力電流分担は相等しい値に落着く。
いて、制御部３からの補正信号は入力抵抗８によ
り受信された後、帰還抵抗９により受信された制
御対象６への操作信号及び帰還抵抗１４、分圧抵
抗１５，１６，１７により受信された出力電流の
和と比較演算される。演算増幅器１０は、前記演
算を行なつた後、操作信号と補正信号の差を小さ
くする様、また、出力電流と補正信号の差をも小
さくする様に、電圧／電流変換器１１に修正を加
える。電圧／電流変換器１１の出力は、電流検出
抵抗１３を流れ、その両端の電位差が帰還抵抗１
４及び分圧抵抗１５，１６，１７を通じて演算増
幅器１０へ帰還される。また、一方、電圧／電流
変換器１１の出力は電流加算されて、制御対象６
を流れ、接地抵抗１２により電圧信号に復帰す
る。各増幅部５は前記電圧信号を帰還信号として
受信し、前記の電位差帰還と合わせて修正動作を
繰り返す。以上により等しい入力電圧の下では各
増幅部の出力電流分担は相等しい値に落着く。
次に、以上の動作を説明する。いま入力抵抗８
をRi、帰還抵抗９をR1、帰還抵抗１４をR2電流
検出抵抗１３をｒとし、分圧抵抗１５をR2、16
をRi、１７をR1にそれぞれ等しくおく。また、
接地抵抗１２をＲとし、これを流れる操作信号電
流をＩ、各増幅部５の出力電圧をV0、出力電流
をi1、i2、i3、入力電圧をVi1、Vi2、Vi3とする。
をRi、帰還抵抗９をR1、帰還抵抗１４をR2電流
検出抵抗１３をｒとし、分圧抵抗１５をR2、16
をRi、１７をR1にそれぞれ等しくおく。また、
接地抵抗１２をＲとし、これを流れる操作信号電
流をＩ、各増幅部５の出力電圧をV0、出力電流
をi1、i2、i3、入力電圧をVi1、Vi2、Vi3とする。
この時、キルヒホツフの法則から、演算増幅器
１０のマイナス入力電圧V-及びプラス入力電圧
V+を求めると、 V-＝１／RiVi1＋１／R1RI＋１／R2（V0＋ri1）／１／
Ri＋１／R1＋１／R2……(1) V+＝R1Ri／R1＋R2／R2＋R1Ri／R1＋RiVo ＝１／R2／１／Ri＋１／R1＋１／R2Vo ……(2) 一方、演算増幅器の動作原理から、マイナス入
力電圧V-とプラス入力電圧V+とは等しいので、
下記(3)式が成り立つ。
１０のマイナス入力電圧V-及びプラス入力電圧
V+を求めると、 V-＝１／RiVi1＋１／R1RI＋１／R2（V0＋ri1）／１／
Ri＋１／R1＋１／R2……(1) V+＝R1Ri／R1＋R2／R2＋R1Ri／R1＋RiVo ＝１／R2／１／Ri＋１／R1＋１／R2Vo ……(2) 一方、演算増幅器の動作原理から、マイナス入
力電圧V-とプラス入力電圧V+とは等しいので、
下記(3)式が成り立つ。
V-＝V+ ……(3)
(1)〜(1)式より整理して
１／R2ri1＋１／R1RI＋１／RiVi1＝０ ……(4)
また、他の二つの演算増幅器についても同様に
して １／R2ri2＋１／R1RI＋１／RiVi2＝０ ……(5) １／R2ri3＋１／R1RI＋１／RiVi3＝０ ……(6) ここで第４図の回路構成から Ｉ＝i1＋i2＋i3 ……(7) また、入力電圧Vi1、Vi2、Vi3がすべて等しい
とすると Vi1＝Vi2＝Vi3＝Vi ……(8) (7)、(8)を(4)〜(6)へ代入して整理すると （ｒ／R2＋Ｒ／R1）i1＋Ｒ／R1i2＋Ｒ／R1i3＝−１／
RiVi…… (9) Ｒ／R1i1＋（ｒ／R2＋Ｒ／R1）i2＋Ｒ／R1i3＝−１／
RiVi……(10) Ｒ／R1i1＋Ｒ／R1i2＋（ｒ／R2＋Ｒ／R1）i3＝−１／
RiVi……(11) (9)、(10)、(11)を解いて下記(12)を得る。すなわち各
増
幅部の出力電流は相等しい。
して １／R2ri2＋１／R1RI＋１／RiVi2＝０ ……(5) １／R2ri3＋１／R1RI＋１／RiVi3＝０ ……(6) ここで第４図の回路構成から Ｉ＝i1＋i2＋i3 ……(7) また、入力電圧Vi1、Vi2、Vi3がすべて等しい
とすると Vi1＝Vi2＝Vi3＝Vi ……(8) (7)、(8)を(4)〜(6)へ代入して整理すると （ｒ／R2＋Ｒ／R1）i1＋Ｒ／R1i2＋Ｒ／R1i3＝−１／
RiVi…… (9) Ｒ／R1i1＋（ｒ／R2＋Ｒ／R1）i2＋Ｒ／R1i3＝−１／
RiVi……(10) Ｒ／R1i1＋Ｒ／R1i2＋（ｒ／R2＋Ｒ／R1）i3＝−１／
RiVi……(11) (9)、(10)、(11)を解いて下記(12)を得る。すなわち各
増
幅部の出力電流は相等しい。
i1＝i2＝i3＝−１／ｒ／R2＋3R／R1・Vi／Ri……(12)
これに対し、第３図の従来例では、各増幅部の
出力電流は一意的には定まらない。このことを以
下に示す。第３図のものは第４図の回路で帰還抵
抗１４（R2）を無限大にし、かつ電流検出抵抗
１３(r)を０にしたものであるから、前記(9)〜(11)式
においてR2＝∞、ｒ＝０とおけばいずれの式も
下記(13)式のようになり、従来例では各増幅部５の
出力電流i1、i2、i3は不定となる。
出力電流は一意的には定まらない。このことを以
下に示す。第３図のものは第４図の回路で帰還抵
抗１４（R2）を無限大にし、かつ電流検出抵抗
１３(r)を０にしたものであるから、前記(9)〜(11)式
においてR2＝∞、ｒ＝０とおけばいずれの式も
下記(13)式のようになり、従来例では各増幅部５の
出力電流i1、i2、i3は不定となる。
Ｒ／R1i1＋Ｒ／R1i2＋Ｒ／R1i3＝−１／RiVi……(13)
次に、第４図に示す実施例での異常時の回路動
作を説明する。たとえば一系統の演算増幅器また
は電圧／電流変換器が異常高の信号を出し続けた
とする。この時、残りの系統は、接地抵抗１２に
流れる異常高電流を帰還信号として検知し、これ
を補償するように動作する。決局、操作信号は増
幅部５への入力に相当する値に復帰する。以下、
一系統異常低または、一系統断の場合にも同様に
して異常値が補償され、操作信号としては入力相
当の値を得ることができる。
作を説明する。たとえば一系統の演算増幅器また
は電圧／電流変換器が異常高の信号を出し続けた
とする。この時、残りの系統は、接地抵抗１２に
流れる異常高電流を帰還信号として検知し、これ
を補償するように動作する。決局、操作信号は増
幅部５への入力に相当する値に復帰する。以下、
一系統異常低または、一系統断の場合にも同様に
して異常値が補償され、操作信号としては入力相
当の値を得ることができる。
以上の動作を数式により説明すると、まず、正
常時の操作信号電流Ｉは、(7)，(12)式より Ｉ＝−３／ｒ／R2＋3R／R1・Vi／Ri ……(14) ｒ／R2＜＜Ｒ／R1とすると、 Ｉ＝−R1／Ｒ・Vi／Ri ……(15) 一系統異常については、第３系統の異常を仮定
し、(9)〜(11)式よりi1、i2を求めると、 i1＝i2＝−１／ｒ／R2＋2R／R1（１／RiVi＋Ｒ／R1i3
）……(16) よつて、一系統異常時の操作信号電流Ｉは(7)，(16)
式より Ｉ＝−２／ｒ／R2＋2R／R1・Vi／Ri＋ｒ／R2ｒ／R2＋
2R／R1i3
……(17) ｒ／R2≪Ｒ／R1とすると Ｉ＝−R1／Ｒ・Vi／Ri ……(18) となつて正常時の値に等しい。
常時の操作信号電流Ｉは、(7)，(12)式より Ｉ＝−３／ｒ／R2＋3R／R1・Vi／Ri ……(14) ｒ／R2＜＜Ｒ／R1とすると、 Ｉ＝−R1／Ｒ・Vi／Ri ……(15) 一系統異常については、第３系統の異常を仮定
し、(9)〜(11)式よりi1、i2を求めると、 i1＝i2＝−１／ｒ／R2＋2R／R1（１／RiVi＋Ｒ／R1i3
）……(16) よつて、一系統異常時の操作信号電流Ｉは(7)，(16)
式より Ｉ＝−２／ｒ／R2＋2R／R1・Vi／Ri＋ｒ／R2ｒ／R2＋
2R／R1i3
……(17) ｒ／R2≪Ｒ／R1とすると Ｉ＝−R1／Ｒ・Vi／Ri ……(18) となつて正常時の値に等しい。
また、本発明は、例えば三重コイル加算形の電
磁石ないしは、その応用である電油変換器への適
用も可能である。その実施例を第５図に示す。図
中の制御対象６ほ三つのコイルを均等に巻いた電
磁石であり、その電磁力は三つのコイルの電流の
加算値に比例する。この三つのコイルに対応して
第４図のものと同等の三重化の増幅部を接続する
ことにより、任意の増幅部故障コイル断線あるい
は接続ケーブル断線に対しても、正常動作の可能
な電磁力発生システム（電油変換器）とすること
ができる。
磁石ないしは、その応用である電油変換器への適
用も可能である。その実施例を第５図に示す。図
中の制御対象６ほ三つのコイルを均等に巻いた電
磁石であり、その電磁力は三つのコイルの電流の
加算値に比例する。この三つのコイルに対応して
第４図のものと同等の三重化の増幅部を接続する
ことにより、任意の増幅部故障コイル断線あるい
は接続ケーブル断線に対しても、正常動作の可能
な電磁力発生システム（電油変換器）とすること
ができる。
尚、以上の説明では三重系を例にとり説明した
が、これに留まるものではなく、二重系、四重系
…と任意の多重系への適用が可能である。また、
一系統異常時の誤差は 大略ｒ／R2／ｒ／R2＋2R／R1i3により評価されるが、 ｒ／R2をＲ／R1に対して1/100程度とし、かつ電圧／電 流変換部に適切な電流リミツト機能を設けてやる
ことにより、定格値の１％程度に押えることが可
能である。
が、これに留まるものではなく、二重系、四重系
…と任意の多重系への適用が可能である。また、
一系統異常時の誤差は 大略ｒ／R2／ｒ／R2＋2R／R1i3により評価されるが、 ｒ／R2をＲ／R1に対して1/100程度とし、かつ電圧／電 流変換部に適切な電流リミツト機能を設けてやる
ことにより、定格値の１％程度に押えることが可
能である。
さらに、故障診断機能を付加することも可能で
あり、例えば第６図に示す如く、電流検出抵抗の
上流側の電圧をモニターし、そのバランスを監視
するのみで容易に二系統の異常を検出することが
できる。
あり、例えば第６図に示す如く、電流検出抵抗の
上流側の電圧をモニターし、そのバランスを監視
するのみで容易に二系統の異常を検出することが
できる。
以上説明した如く、本発明によれは、従来の自
動制御装置において実現が困難であつた増幅部の
多重化を、信頼度、電力消費等を悪化させること
なく達成し、加算形操作端との併用とも合わせ
て、システムの総合信頼度向上が可能であり、そ
の改善効果は大きいといえる。
動制御装置において実現が困難であつた増幅部の
多重化を、信頼度、電力消費等を悪化させること
なく達成し、加算形操作端との併用とも合わせ
て、システムの総合信頼度向上が可能であり、そ
の改善効果は大きいといえる。
第１図は従来の自動制御装置を示すブロツク
図、第２図は従来の多重化増幅部の一例を示すブ
ロツク図、第３図はその改良形の一例を示すブロ
ツク図、第４図は本発明の一実施例を示すブロツ
ク図、第５図は電油変換器への応用例を示すブロ
ツク図、第６図は故障診断機能を付加した一実施
例を示すブロツク図である。 １……自動制御装置、２……検出部、３……制
御部、４……信号選択部、５……増幅部、６……
制御対象、７……信号切換部、８……入力抵抗、
９，１４……帰還抵抗、１０……演算増幅器、１
１……電圧／電流変換器、１２……接地抵抗、１
３……電流検出抵抗、１５，１６，１７……分圧
抵抗、１８……故障診断回路。
図、第２図は従来の多重化増幅部の一例を示すブ
ロツク図、第３図はその改良形の一例を示すブロ
ツク図、第４図は本発明の一実施例を示すブロツ
ク図、第５図は電油変換器への応用例を示すブロ
ツク図、第６図は故障診断機能を付加した一実施
例を示すブロツク図である。 １……自動制御装置、２……検出部、３……制
御部、４……信号選択部、５……増幅部、６……
制御対象、７……信号切換部、８……入力抵抗、
９，１４……帰還抵抗、１０……演算増幅器、１
１……電圧／電流変換器、１２……接地抵抗、１
３……電流検出抵抗、１５，１６，１７……分圧
抵抗、１８……故障診断回路。
Claims (1)
- １ 制御対象の状態量を検出する検出部と、前記
状態量と設定目標値とを比較演算し前記状態量を
補正する信号を出力する制御部と、前記補正信号
を増幅変換して前記制御対象へ操作信号を出力す
る増幅部とからなる自動制御装置において、前記
増幅部を多重化し、前記多重化された増幅部から
の信号を加算して前記制御対象へ操作信号を出力
する加算部と、前記多重化された該増幅部の出力
と前記加算部の出力とを帰還して制御部からの補
正信号と比較算し該増幅部出力を補正する演算増
幅部とを付加したことを特徴とする自動制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31784A JPS60144801A (ja) | 1984-01-06 | 1984-01-06 | 自動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31784A JPS60144801A (ja) | 1984-01-06 | 1984-01-06 | 自動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60144801A JPS60144801A (ja) | 1985-07-31 |
| JPH0472241B2 true JPH0472241B2 (ja) | 1992-11-17 |
Family
ID=11470526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31784A Granted JPS60144801A (ja) | 1984-01-06 | 1984-01-06 | 自動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60144801A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6270902A (ja) * | 1985-09-24 | 1987-04-01 | Toshiba Corp | 電流出力多重化制御装置 |
| CN112217391B (zh) * | 2020-10-16 | 2021-09-14 | 苏州浪潮智能科技有限公司 | 电源转换器电压输出设计方法、系统、终端及存储介质 |
-
1984
- 1984-01-06 JP JP31784A patent/JPS60144801A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60144801A (ja) | 1985-07-31 |
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