JPH05341802A - プロセス制御装置 - Google Patents
プロセス制御装置Info
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- JPH05341802A JPH05341802A JP15025792A JP15025792A JPH05341802A JP H05341802 A JPH05341802 A JP H05341802A JP 15025792 A JP15025792 A JP 15025792A JP 15025792 A JP15025792 A JP 15025792A JP H05341802 A JPH05341802 A JP H05341802A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、３重化された制御装置のあ
る系列が故障した場合においても残る正常な系列により
安定した制御の継続が可能なプロセス制御装置を得るこ
とである。 【構成】 本発明のプロセス制御装置は、３重化された
制御装置の異常をそれぞれ検出する診断回路を設け、こ
の診断回路で異常を検出したときに該当する異常系の電
流増幅器からコイルへの電流出力回路を切り離す手段を
設けたものである。
る系列が故障した場合においても残る正常な系列により
安定した制御の継続が可能なプロセス制御装置を得るこ
とである。 【構成】 本発明のプロセス制御装置は、３重化された
制御装置の異常をそれぞれ検出する診断回路を設け、こ
の診断回路で異常を検出したときに該当する異常系の電
流増幅器からコイルへの電流出力回路を切り離す手段を
設けたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はプロセスを制御する多重
化プロセス制御装置に関する。
化プロセス制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】原子力発電所のように高信頼性が要求さ
れるプラントに用いられるプロセス制御装置は、特に高
信頼度の要求される部分を３重化に構成する事が一般的
である。これは３重化された系の１系列に故障が生じた
場合でも残りの系列により制御が継続でき、単一の故障
でプラントの運転に影響を与える事を防止するためであ
る。
れるプラントに用いられるプロセス制御装置は、特に高
信頼度の要求される部分を３重化に構成する事が一般的
である。これは３重化された系の１系列に故障が生じた
場合でも残りの系列により制御が継続でき、単一の故障
でプラントの運転に影響を与える事を防止するためであ
る。
【０００３】この種の制御装置として、図４に示す３重
化されたコイルの電流制御装置がある。上流側制御装置
からの３重化された制御指令ｖ1a〜ｖ1cに基づき、３重
化された電流増幅器１ａ〜１ｃは、３系統のコイル２ａ
〜２ｃへの電流を出力する。
化されたコイルの電流制御装置がある。上流側制御装置
からの３重化された制御指令ｖ1a〜ｖ1cに基づき、３重
化された電流増幅器１ａ〜１ｃは、３系統のコイル２ａ
〜２ｃへの電流を出力する。
【０００４】この３重化されたコイルを用いる制御対象
として、図５に示すタービン蒸気弁の開度制御を行なう
サーボ弁が挙げられる。３重化されたコイルは、サーボ
弁のトルクモータ１２に巻線される。トルクモータ１３
は、交点１３を中心として固定磁石（Ｎ）１０と固定磁
石（Ｓ）１１で形成される磁場の中に置かれ、コイル電
流ｉ1a〜ｉ1cによりトルクモータ自身に生じる磁界の極
性及び強さ、即ちコイル電流の流れる方向、強さにより
支点１３を中心に回転する。トルクモータ１３にはジェ
ットノズル１４が連結されており、ジェットノズル１４
は、トルクモータ１３が右回りに動作した場合、上方か
ら供給された高圧制御油をスプール１５の左側に供給
し、トルクモータ１３が左回りに動作した場合、高圧制
御油をスプール１５の右側に供給する。スプール１５の
左側に高圧制御油が供給された場合、スプール１５は右
側に移動し、この移動によりポートＡ１６とポートＢ１
７間がつながる。ポートＡ１６は高圧制御油のドレンラ
インへ、ポートＢ１７はタービン蒸気弁の油筒につなが
っているため、ポートＡ１６とポートＢ１７間がつなが
ることにより、油筒の油がドレンラインに排出されター
ビン蒸気弁は閉方向に動作する。
として、図５に示すタービン蒸気弁の開度制御を行なう
サーボ弁が挙げられる。３重化されたコイルは、サーボ
弁のトルクモータ１２に巻線される。トルクモータ１３
は、交点１３を中心として固定磁石（Ｎ）１０と固定磁
石（Ｓ）１１で形成される磁場の中に置かれ、コイル電
流ｉ1a〜ｉ1cによりトルクモータ自身に生じる磁界の極
性及び強さ、即ちコイル電流の流れる方向、強さにより
支点１３を中心に回転する。トルクモータ１３にはジェ
ットノズル１４が連結されており、ジェットノズル１４
は、トルクモータ１３が右回りに動作した場合、上方か
ら供給された高圧制御油をスプール１５の左側に供給
し、トルクモータ１３が左回りに動作した場合、高圧制
御油をスプール１５の右側に供給する。スプール１５の
左側に高圧制御油が供給された場合、スプール１５は右
側に移動し、この移動によりポートＡ１６とポートＢ１
７間がつながる。ポートＡ１６は高圧制御油のドレンラ
インへ、ポートＢ１７はタービン蒸気弁の油筒につなが
っているため、ポートＡ１６とポートＢ１７間がつなが
ることにより、油筒の油がドレンラインに排出されター
ビン蒸気弁は閉方向に動作する。
【０００５】また、スプール１５の右側に高圧制御油が
供給された場合、スプール１５は左側に移動し、この移
動によりポートＢ１７とポートＣ１８間がつながる。ポ
ートＣ１８は高圧制御油供給ラインにつながっているた
め、この動作によりポートＢ１７を経て油筒に油が供給
されるため、タービン蒸気弁は開方向に動作する。以上
のように、３重化されたコイル２ａ〜２ｃの電流によ
り、トルクモータ１３が制御され、これにより最終的に
タービン蒸気弁の開度が制御される。
供給された場合、スプール１５は左側に移動し、この移
動によりポートＢ１７とポートＣ１８間がつながる。ポ
ートＣ１８は高圧制御油供給ラインにつながっているた
め、この動作によりポートＢ１７を経て油筒に油が供給
されるため、タービン蒸気弁は開方向に動作する。以上
のように、３重化されたコイル２ａ〜２ｃの電流によ
り、トルクモータ１３が制御され、これにより最終的に
タービン蒸気弁の開度が制御される。
【０００６】次に、制御装置に故障が生じた場合につい
て説明する。トルクモータ１３は、３重化されたコイル
２ａ〜２ｃの合計電流に比例した駆動力により制御され
るが、このコイル化合計電流と制御指令の関係は次のよ
うになる。
て説明する。トルクモータ１３は、３重化されたコイル
２ａ〜２ｃの合計電流に比例した駆動力により制御され
るが、このコイル化合計電流と制御指令の関係は次のよ
うになる。
【０００７】各電流増幅器１ａ〜１ｃのゲインをＫ1 、
Ｋ2 、Ｋ3 、また電流増幅器への入力信号ｖ1a〜ｖ1cは
上流側の３重化された制御装置より、３系同一の値が入
力されるので、ｖ1a＝ｖ2a＝ｖ3a＝ｖとすると、
Ｋ2 、Ｋ3 、また電流増幅器への入力信号ｖ1a〜ｖ1cは
上流側の３重化された制御装置より、３系同一の値が入
力されるので、ｖ1a＝ｖ2a＝ｖ3a＝ｖとすると、
【０００８】
【数１】ｉ1a＝Ｋ1 ｖ ｉ1b＝Ｋ2 ｖ ｉ1c＝Ｋ3 ｖ よって、トルクモータ１３の駆動力に比例するコイル合
計電流をｉとすると、
計電流をｉとすると、
【０００９】
【数２】 ｉ＝ｉ1a＋ｉ1b＋ｉ1c＝Ｋ1 ｖ＋Ｋ2 ｖ＋Ｋ3 ｖ＝（Ｋ1 ＋Ｋ2 ＋Ｋ3 ）ｖ となり、トルクモータ１３は制御指令ｖに比例した制御
が行なわれる。ここで、Ａ系のコイル２ａが断線あるい
は、Ａ系の電流増幅器１ａの出力が喪失した場合を考慮
すると、ｉ1a＝０となりコイル合計電流は、
が行なわれる。ここで、Ａ系のコイル２ａが断線あるい
は、Ａ系の電流増幅器１ａの出力が喪失した場合を考慮
すると、ｉ1a＝０となりコイル合計電流は、
【００１０】
【数３】 ｉ＝ｉ1b＋ｉ1c＝Ｋ2 ｖ＋Ｋ3 ｖ＝（Ｋ2 ＋Ｋ3 ）ｖ となり、制御指令ｖにもとづいたコイル合計電流、即ち
トルクモータ駆動力の比例制御が可能である。また、２
系のコイル断線あるいは電流増幅器出力喪失を考慮した
場合でも同様にコイル合計電流の比例制御が可能であ
り、図４の制御回路は故障モードとしてコイル断線ある
いは電流増幅器出力喪失を考慮した場合でも１系あるい
は２系迄の故障に対し、制御指令ｖにもとづいたトルク
モータ１３の制御を継続する事が可能である。
トルクモータ駆動力の比例制御が可能である。また、２
系のコイル断線あるいは電流増幅器出力喪失を考慮した
場合でも同様にコイル合計電流の比例制御が可能であ
り、図４の制御回路は故障モードとしてコイル断線ある
いは電流増幅器出力喪失を考慮した場合でも１系あるい
は２系迄の故障に対し、制御指令ｖにもとづいたトルク
モータ１３の制御を継続する事が可能である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】図４の３重化された制
御装置によって、図５の３重化されたコイルの電流を制
御する場合、前述のように１系又は２系のコイル断線あ
るいは電流増幅器出力喪失に対し制御指令にもとづいた
トルクモータの制御が可能である事を述べた。次に電力
増幅器出力の正方向側あるいは負方向側飽和といった故
障モードを考慮する。電流増幅器Ａ1aの故障により出力
がＩx で飽和したとすると、制御指令ｖとコイル合計電
流ｉの関係は次のようになる。
御装置によって、図５の３重化されたコイルの電流を制
御する場合、前述のように１系又は２系のコイル断線あ
るいは電流増幅器出力喪失に対し制御指令にもとづいた
トルクモータの制御が可能である事を述べた。次に電力
増幅器出力の正方向側あるいは負方向側飽和といった故
障モードを考慮する。電流増幅器Ａ1aの故障により出力
がＩx で飽和したとすると、制御指令ｖとコイル合計電
流ｉの関係は次のようになる。
【００１２】
【数４】 トルクモータ１３はほぼ制御指令ｖに基づいた制御が行
なわれるため問題はないが、制御指令ｖによりコイル合
計合流を正方向に制御したい場合に、（Ｋ2 ＋Ｋ3 ）ｖ
＋Ｉx ＜０であった場合、あるいはコイル電流を負方向
に制御したい場合に（Ｋ2 ＋Ｋ3 ）ｖ＋Ｉx ＞０となる
ようになＩx で電流増幅器Ａ1aの出力が飽和した場合、
トルクモータ１３は制御指令ｖとは反対の方向に動作す
る事となり、トルクモータ１３の安定した制御が不能と
なる。
なわれるため問題はないが、制御指令ｖによりコイル合
計合流を正方向に制御したい場合に、（Ｋ2 ＋Ｋ3 ）ｖ
＋Ｉx ＜０であった場合、あるいはコイル電流を負方向
に制御したい場合に（Ｋ2 ＋Ｋ3 ）ｖ＋Ｉx ＞０となる
ようになＩx で電流増幅器Ａ1aの出力が飽和した場合、
トルクモータ１３は制御指令ｖとは反対の方向に動作す
る事となり、トルクモータ１３の安定した制御が不能と
なる。
【００１３】本発明は、このような３重化された制御装
置のある系列の故障した場合でも、残る正常な系列によ
り安定した制御の継続が可能なプロセス制御装置を提供
する事を目的とする。
置のある系列の故障した場合でも、残る正常な系列によ
り安定した制御の継続が可能なプロセス制御装置を提供
する事を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は多重化された制
御装置の異常をそれぞれ検出する診断回路を設け、この
診断回路で異常と検出した時に該当する異常系の電流増
幅器からコイルへの電流出力回路を切り離す手段を設け
たものである。
御装置の異常をそれぞれ検出する診断回路を設け、この
診断回路で異常と検出した時に該当する異常系の電流増
幅器からコイルへの電流出力回路を切り離す手段を設け
たものである。
【００１５】
【作用】３重化されたコイルの電流を制御する３重化さ
れた制御装置に故障が生じた場合、その故障を検出する
回路により、故障した系列を切り離して残りの正常な系
列で正常な制御を継続させる。
れた制御装置に故障が生じた場合、その故障を検出する
回路により、故障した系列を切り離して残りの正常な系
列で正常な制御を継続させる。
【００１６】
【実施例】図１は本発明の一実施例によるプロセス制御
装置の構成を示したものであり、上流側の制御装置から
の制御指令ｖ1a、ｖ1b、ｖ1cは、それぞれ電流増幅器１
ａ、１ｂ、１ｃに入力され、電流増幅器１ａ、１ｂ、１
ｃは入力信号に比例した電流をコイル２ａ、２ｂ、２ｃ
に出力し各コイルに流れる電流の制御を行なう。
装置の構成を示したものであり、上流側の制御装置から
の制御指令ｖ1a、ｖ1b、ｖ1cは、それぞれ電流増幅器１
ａ、１ｂ、１ｃに入力され、電流増幅器１ａ、１ｂ、１
ｃは入力信号に比例した電流をコイル２ａ、２ｂ、２ｃ
に出力し各コイルに流れる電流の制御を行なう。
【００１７】この３重化された制御装置の各系列には、
それぞれ診断装置３ａ、３ｂ、３ｃが設けられており、
各系列の自己診断を行ない該当する系列で異常を検出し
た場合は、対応する系列の接点４ａ、４ｂ、４ｃを切り
離し、電流増幅器からコイルに対し電流を流す回路を除
外する。診断装置３ａ、３ｂ、３ｃでの異常検出方法の
１例を図２に示す。
それぞれ診断装置３ａ、３ｂ、３ｃが設けられており、
各系列の自己診断を行ない該当する系列で異常を検出し
た場合は、対応する系列の接点４ａ、４ｂ、４ｃを切り
離し、電流増幅器からコイルに対し電流を流す回路を除
外する。診断装置３ａ、３ｂ、３ｃでの異常検出方法の
１例を図２に示す。
【００１８】図２の診断装置３ａにおいては、比較器５
を設け電流増幅器Ａ1aの入力信号ｖ1aと出力信号ｉ1a間
の比較を行なう。通常、電流増幅器Ａのゲインは一定で
あり入力信号ｖ1aと出力信号ｉ1a間は比例関係にある
が、比較器５では、入力信号ｖ1aに対し出力信号ｉ1aが
比例関係にない場合、電流増幅器１ａが異常であると判
断しＯＲ回路７を介し接点４ａを開く。また比較器６で
はコイル３ａへ出力される電流とコイル３からの戻り電
流の比較を行なう事により、コイル３ａの断線短絡ある
いは地絡を検出し、ＯＲ回路７を介し接点４ａを開く。
なお、診断装置３ａでの他の診断方法として電流増幅器
１ａの出力が異常に高値あるいは低値となった事の検出
等が挙げられる。前述のように、３重化された電流増幅
器１ａ、１ｂ、１ｃによりコイル合計電流ｉは通常、次
のように制御指令ｖに基づいて制御される。
を設け電流増幅器Ａ1aの入力信号ｖ1aと出力信号ｉ1a間
の比較を行なう。通常、電流増幅器Ａのゲインは一定で
あり入力信号ｖ1aと出力信号ｉ1a間は比例関係にある
が、比較器５では、入力信号ｖ1aに対し出力信号ｉ1aが
比例関係にない場合、電流増幅器１ａが異常であると判
断しＯＲ回路７を介し接点４ａを開く。また比較器６で
はコイル３ａへ出力される電流とコイル３からの戻り電
流の比較を行なう事により、コイル３ａの断線短絡ある
いは地絡を検出し、ＯＲ回路７を介し接点４ａを開く。
なお、診断装置３ａでの他の診断方法として電流増幅器
１ａの出力が異常に高値あるいは低値となった事の検出
等が挙げられる。前述のように、３重化された電流増幅
器１ａ、１ｂ、１ｃによりコイル合計電流ｉは通常、次
のように制御指令ｖに基づいて制御される。
【００１９】
【数５】 ｉ＝ｉ1a＋ｉ1b＋ｉ1c＝Ｋ1 ｖ＋Ｋ2 ｖ＋Ｋ3 ｖ＝（Ｋ1 ＋Ｋ2 ＋Ｋ3 ）ｖ
【００２０】ここで、３重化された制御装置Ａ系列に異
常が生じた場合、その異常を診断回路３ａで検出し、接
点４ａを開きコイル２ａへの電流出力回路を除外するこ
とにより、コイル合計電流ｉは、
常が生じた場合、その異常を診断回路３ａで検出し、接
点４ａを開きコイル２ａへの電流出力回路を除外するこ
とにより、コイル合計電流ｉは、
【００２１】
【数６】 ｉ＝ｉ1a＋ｉ1b＋ｉ1c＝０＋Ｋ2 ｖ＋Ｋ3 ｖ＝（Ｋ2 ＋Ｋ3 ）ｖ となり、１系列に異常が生じた場合でも確実に制御指令
ｖにもとづくコイル合計電流ｉの比例制御が可能とな
る。また、制御装置Ｂ、Ｃ系列に異常が生じた場合も同
様、診断回路３ａ、３ｂが動作することにより、
ｖにもとづくコイル合計電流ｉの比例制御が可能とな
る。また、制御装置Ｂ、Ｃ系列に異常が生じた場合も同
様、診断回路３ａ、３ｂが動作することにより、
【００２２】
【数７】 ｉ＝ｉ1a＋ｉ1b＋ｉ1c＝０＋０＋Ｋ3 ｖ＝Ｋ3 ｖ となり、２系列に異常が生じた場合にも確実に制御指令
ｖにもとづくコイル合計電流ｉの比例制御が可能とな
る。
ｖにもとづくコイル合計電流ｉの比例制御が可能とな
る。
【００２３】したがって、本発明によると、３重化され
た電流増幅器、コイルの１系列あるいは２系列に異常が
生じた場合でも、異常が生じた回路を除外する事により
安定した制御の継続が可能となる。図３は本発明による
プロセス制御装置の他の実施例を示したものである。
た電流増幅器、コイルの１系列あるいは２系列に異常が
生じた場合でも、異常が生じた回路を除外する事により
安定した制御の継続が可能となる。図３は本発明による
プロセス制御装置の他の実施例を示したものである。
【００２４】図３において中間値選択回路２０では、３
重化された各コイル２ａ、２ｂ、２ｃへ流れる電流
ｉ1a、ｉ1b、ｉ1cの中間値を選択し、偏差演算器２１の
中間値を出力する。偏差演算器２１ではその中間値と個
々の系列のコイル電流の偏差を演算し、比較器２２へ出
力する。比較器２２では入力された偏差が規定値を超え
た場合、電流増幅器１ａとコイル２ａとの間に設けられ
た接点５ａを開きコイルへの電流をしゃ断する。
重化された各コイル２ａ、２ｂ、２ｃへ流れる電流
ｉ1a、ｉ1b、ｉ1cの中間値を選択し、偏差演算器２１の
中間値を出力する。偏差演算器２１ではその中間値と個
々の系列のコイル電流の偏差を演算し、比較器２２へ出
力する。比較器２２では入力された偏差が規定値を超え
た場合、電流増幅器１ａとコイル２ａとの間に設けられ
た接点５ａを開きコイルへの電流をしゃ断する。
【００２５】このような手段により、３系のコイル電流
の中間値と任意の１系列のコイル電流の偏差が大きくな
った場合、その系列を異常と見なし、異常と見なした系
列の回路を除外する。
の中間値と任意の１系列のコイル電流の偏差が大きくな
った場合、その系列を異常と見なし、異常と見なした系
列の回路を除外する。
【００２６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば確実
に１系列の異常を検出する事が可能となり、異常検出に
より当該回路を除外する事により前述の実施例と同様、
１系列の異常に対して安定した制御の継続が可能とな
る。
に１系列の異常を検出する事が可能となり、異常検出に
より当該回路を除外する事により前述の実施例と同様、
１系列の異常に対して安定した制御の継続が可能とな
る。
【図１】本発明の一実施例を示す回路構成図。
【図２】本発明の診断回路の詳細図。
【図３】本発明の他の一実施例を示す回路構成図。
【図４】従来例を示す回路構成図。
【図５】制御対象であるコイルサーボ弁の説明図。
１…電流増幅器 ２…コイル ３…診断回路 ４…接点 ５…比較器 ６…比較器 ７…ＯＲ回路 １０…固定磁石Ｎ １１…固定磁石Ｓ １２…トルクモータ １３…支点 １４…ジェットノズル １５…スプール １６…ポートＡ １７…ポートＢ １８…ポートＣ ２０…中間値選択回路 ２１…偏差演算回路 ２２…比較器
Claims (4)
- 【請求項１】 ３重化されたコイルと、この３重化され
たコイルに流れる電流を制御する３重化された電流増幅
器によって構成されたプロセス制御装置において、前記
の３重化された電流増幅器とコイルの異常と検出する診
断回路と、前記診断回路により異常と診断された電流増
幅器を切り離す手段を設けた事を特徴とするプロセス制
御装置。 - 【請求項２】 診断回路として電流増幅器の入力信号と
出力信号を比較する事により前記電流増幅器の異常を検
出する手段を設けた事を特徴とする請求項１に記載のプ
ロセス制御装置。 - 【請求項３】 診断回路としてコイルの入力電流と出力
電流を比較する事により、前記コイルの異常を検出する
手段を設けた事を特徴とする請求項１に記載のプロセス
制御装置。 - 【請求項４】 ３重化されたコイルと、この３重化され
たコイルに流れる電流を制御する３重化された電流増幅
器によって構成されたプロセス制御装置において、前記
３重化された各コイルを流れる電流の中間値を演算する
手段を設け、演算されたコイル電流中間値と各コイルの
電流値を比較する事により３重化された各系列の各々の
異常を検出し異常の検出された系列のコイルへの電流入
口を切り離す手段を設けた事を特徴とするプロセス制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15025792A JPH05341802A (ja) | 1992-06-10 | 1992-06-10 | プロセス制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15025792A JPH05341802A (ja) | 1992-06-10 | 1992-06-10 | プロセス制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05341802A true JPH05341802A (ja) | 1993-12-24 |
Family
ID=15492992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15025792A Pending JPH05341802A (ja) | 1992-06-10 | 1992-06-10 | プロセス制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05341802A (ja) |
-
1992
- 1992-06-10 JP JP15025792A patent/JPH05341802A/ja active Pending
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