JPH071443B2 - プロセス制御装置 - Google Patents
プロセス制御装置Info
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- JPH071443B2 JPH071443B2 JP13814086A JP13814086A JPH071443B2 JP H071443 B2 JPH071443 B2 JP H071443B2 JP 13814086 A JP13814086 A JP 13814086A JP 13814086 A JP13814086 A JP 13814086A JP H071443 B2 JPH071443 B2 JP H071443B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の構成］ （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。
関する。
［従来の技術］ 近年、原子力発電所等高信頼性を要求されるプロセスの
制御に用いられるプロセス制御装置は、信頼度向上のた
め多重化されることが多い。一般に多重化は２重化また
は３重化が中心であり、特に高信頼度を要求される部分
に対しては３重化、それ以外は２重化というのが一般的
である。これは、２重化の場合、多数決論理に従った方
法で最も確からしい信号を簡単かつ確実に選択でき、一
系列の故障でプロセスが影響を受けることを完全に防止
できるためである。一方、２重化の場合は多数決論理に
よる方法が適用できずにこれが２重化プロセス制御装置
適用の上での大きな問題となっている。
制御に用いられるプロセス制御装置は、信頼度向上のた
め多重化されることが多い。一般に多重化は２重化また
は３重化が中心であり、特に高信頼度を要求される部分
に対しては３重化、それ以外は２重化というのが一般的
である。これは、２重化の場合、多数決論理に従った方
法で最も確からしい信号を簡単かつ確実に選択でき、一
系列の故障でプロセスが影響を受けることを完全に防止
できるためである。一方、２重化の場合は多数決論理に
よる方法が適用できずにこれが２重化プロセス制御装置
適用の上での大きな問題となっている。
第４図〜第６図に従来のプロセス制御装置の構成例を示
す。まず、第４図は２重化装置1A,1Bの出力S1A,S1Bを選
択する切替回路２と制御装置出力S1A,S1Bの異常を検出
する診断回路３を設け、切替回路２の出力を操作信号S2
として被制御対象に伝えるものである。例えば、通常時
はS1Aを選択し、診断回路３がS1Aの異常を検出した場
合、切替回路２によりS1Bを選択し、操作信号S2として
出力する。
す。まず、第４図は２重化装置1A,1Bの出力S1A,S1Bを選
択する切替回路２と制御装置出力S1A,S1Bの異常を検出
する診断回路３を設け、切替回路２の出力を操作信号S2
として被制御対象に伝えるものである。例えば、通常時
はS1Aを選択し、診断回路３がS1Aの異常を検出した場
合、切替回路２によりS1Bを選択し、操作信号S2として
出力する。
この場合、診断回路が必要となり、かつ100％の完全な
診断はあり得ないため、診断回路３の異常または診断が
失敗した場合には、一系列の制御装置故障でプロセスへ
の操作信号S2が異常となる。
診断はあり得ないため、診断回路３の異常または診断が
失敗した場合には、一系列の制御装置故障でプロセスへ
の操作信号S2が異常となる。
第５図に示す構成は高値選択論理によるものであり、制
御装置出力S1A,S1Bを高値選択回路４に入力し、高値選
択回路４の出力を操作信号S2としてプロセスに伝えるも
のである。この場合、プロセスにとって制御装置出力S1
AまたはS1Bが増加する側が安全方向であれば、一系列の
プロセス制御装置出力が故障しても少なくとも安全方向
の信号を被制御対象に伝えることは可能であり、プロセ
スが非安全方向に制御されることは防止できる。また逆
に、プロセスにとって制御装置S1AまたはS1Bが減少する
側が安全方向であれば、高値選択回路４の代りに低値選
択回路を使用すれば良い。
御装置出力S1A,S1Bを高値選択回路４に入力し、高値選
択回路４の出力を操作信号S2としてプロセスに伝えるも
のである。この場合、プロセスにとって制御装置出力S1
AまたはS1Bが増加する側が安全方向であれば、一系列の
プロセス制御装置出力が故障しても少なくとも安全方向
の信号を被制御対象に伝えることは可能であり、プロセ
スが非安全方向に制御されることは防止できる。また逆
に、プロセスにとって制御装置S1AまたはS1Bが減少する
側が安全方向であれば、高値選択回路４の代りに低値選
択回路を使用すれば良い。
しかし、この構成は、プロセスにとって安全方向がない
場合には適用できない。また、高値選択回路４は電源を
必要とするので高値選択回路４の電源異常あるいは高値
選択回路４の異常でプロセスへの操作信号S2が異常とな
るおそれがある。
場合には適用できない。また、高値選択回路４は電源を
必要とするので高値選択回路４の電源異常あるいは高値
選択回路４の異常でプロセスへの操作信号S2が異常とな
るおそれがある。
第６図に示す構成は、第５図における高値選択回路２を
制御装置出力S1A,S1Bが一致している時にはそれと同じ
信号を操作信号S2とし、両者が不一致となった場合は、
不一致直前の値を操作信号として保持する選択回路５で
置き替えたものである。この場合はプロセスにとって安
全方向が無い場合であっても、一系列の制御装置出力の
異常でプロセスが非安全方向に制御されることは無い。
制御装置出力S1A,S1Bが一致している時にはそれと同じ
信号を操作信号S2とし、両者が不一致となった場合は、
不一致直前の値を操作信号として保持する選択回路５で
置き替えたものである。この場合はプロセスにとって安
全方向が無い場合であっても、一系列の制御装置出力の
異常でプロセスが非安全方向に制御されることは無い。
しかし、この場合も第５図の場合と同様に、選択回路５
は電源を必要とするので、電源異常または選択回路５異
常でプロセスへの操作信号S2が異常となるおそれがあ
る。
は電源を必要とするので、電源異常または選択回路５異
常でプロセスへの操作信号S2が異常となるおそれがあ
る。
（発明が解決しようとする問題点） 以上述べたように、従来の方法では制御装置が２重化さ
れても共通部となる選択回路等の構成が複雑になった
り、あるいはそれらの故障によって、プロセスへの操作
信号が異常となるといった問題点があった。
れても共通部となる選択回路等の構成が複雑になった
り、あるいはそれらの故障によって、プロセスへの操作
信号が異常となるといった問題点があった。
そこで、本発明は、上記問題点を解決し、簡易な構成で
多重化された制御装置の出力を選択できるプロセス制御
装置を提供することを目的とする。
多重化された制御装置の出力を選択できるプロセス制御
装置を提供することを目的とする。
［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、同一の抵抗を帰還抵抗として有し、多重化さ
れた各制御装置の出力を入力する各電流変換器と、各制
御装置の出力および帰還抵抗を介して得られる信号のう
ちいずれか一つを入力として所望の電流を得る別の電流
変換器とを設け、これら全ての電流変換器の出力電流を
合成して負荷へ流すようにしたものである。
れた各制御装置の出力を入力する各電流変換器と、各制
御装置の出力および帰還抵抗を介して得られる信号のう
ちいずれか一つを入力として所望の電流を得る別の電流
変換器とを設け、これら全ての電流変換器の出力電流を
合成して負荷へ流すようにしたものである。
（作用） 各制御装置あるいは各電流変換器のいずれか一つが異常
となっても負荷に流れる電流は正常に保たれる。このと
きの共通部分の構成は、帰還抵抗だけの簡単な構成とな
るため信頼度が大幅に向上する。
となっても負荷に流れる電流は正常に保たれる。このと
きの共通部分の構成は、帰還抵抗だけの簡単な構成とな
るため信頼度が大幅に向上する。
（実施例） 第１図は本発明の一実施例によるプロセス制御装置の構
成図を示したもので、制御装置1A,1Bの出力S1A,S1Bは、
電流変換器7A,7Bにより電流出力S3A,S3Bに変換され、電
流出力S3A,S3Bは、電流変換器８の電流出力S4と共に合
成されてS5となり、負荷９の一端に供給される。負荷９
の他端は、電流変換器7A,7Bに共通な帰還抵抗10に接続
され、帰還抵抗10の端子電圧S6は電流変換器7A,7Bにフ
ィードバックされると共に、正帰還部となる電流変換器
８に入力されるように構成されている。
成図を示したもので、制御装置1A,1Bの出力S1A,S1Bは、
電流変換器7A,7Bにより電流出力S3A,S3Bに変換され、電
流出力S3A,S3Bは、電流変換器８の電流出力S4と共に合
成されてS5となり、負荷９の一端に供給される。負荷９
の他端は、電流変換器7A,7Bに共通な帰還抵抗10に接続
され、帰還抵抗10の端子電圧S6は電流変換器7A,7Bにフ
ィードバックされると共に、正帰還部となる電流変換器
８に入力されるように構成されている。
上記構成で、電流変換器7A,7B,8の動作は下記（１）式
で示される。
で示される。
S3A＝KA（S1A−S6） S3B＝KB（S1B−S6） ……（１） S4＝Ｌ・S6 上記（１）式中のKA,KB,Lは電流変換器7A,7B,8のゲイン
を表わす。
を表わす。
次に、負荷９に供給される電流S5は、下記（２）式で示
される。
される。
S5＝S3A＋S3B＋S4 ……（２） さらに、帰還抵抗10の電子電圧S6は帰還抵抗値をRfとし
た場合、下記（３）式で示される。
た場合、下記（３）式で示される。
S6＝Rf・S5 ……（３） 以上（１）〜（３）式より、制御装置出力S1A,S1Bおよ
び正帰還部電流変換器８の出力S4と負荷電流S5の関係は
下記（４）式のようになる。
び正帰還部電流変換器８の出力S4と負荷電流S5の関係は
下記（４）式のようになる。
ここで、電流変換器のゲインを下記（５）式のように選
ぶと、 KA,KB＞＞Ｌ、KA,KB＞＞１ ……（５） 制御装置出力S1A,S1Bが一致している時、負荷電流S5は
下記（６）式のようになる。
ぶと、 KA,KB＞＞Ｌ、KA,KB＞＞１ ……（５） 制御装置出力S1A,S1Bが一致している時、負荷電流S5は
下記（６）式のようになる。
S5≒S1A/Rf ……（６） しかしながら、一般に電流変換器の特性は第２図に示す
通り飽和特性を有しており、電流変換器出力の取り得る
範囲を０〜100（％）とした場合、前記（１）式が成立
するためには、 が成り立つことが必要である。ここで、S1はS1A,S1B、
ＫはKA,KBを表現している。もし、|S1−S6|が上記
（７）式の範囲を逸脱した場合は、第２図に示す通りＫ
は非常に小さくなる。上記（７）式が成立する条件を前
記（１），（２），（３），（４）式を用いて算出する
と、 が成り立たねばならない。従って、制御装置1Bが故障
し、制御装置出力S1Bが上記（８）式の範囲を逸脱した
場合には、上述した通り電流変換器7Bは飽和し、KB≒０
となる。
通り飽和特性を有しており、電流変換器出力の取り得る
範囲を０〜100（％）とした場合、前記（１）式が成立
するためには、 が成り立つことが必要である。ここで、S1はS1A,S1B、
ＫはKA,KBを表現している。もし、|S1−S6|が上記
（７）式の範囲を逸脱した場合は、第２図に示す通りＫ
は非常に小さくなる。上記（７）式が成立する条件を前
記（１），（２），（３），（４）式を用いて算出する
と、 が成り立たねばならない。従って、制御装置1Bが故障
し、制御装置出力S1Bが上記（８）式の範囲を逸脱した
場合には、上述した通り電流変換器7Bは飽和し、KB≒０
となる。
従って、前記（４）式より、 となり、S5に対する変動率｜（S5−S5′）/S5|は前記
（４），（８），（９）式より、 となる。電流変換器のゲインを前記（５）式のように選
び、今仮にＫ＝100、Ｌ＝１とすると、制御装置出力S1B
が故障によりどのように変化しようと負荷電流は0.5
（％）以下しか変化しないこととなり、十分選択が行な
われていることになる。また、より完全な選択を行なう
ためには、Ｋが大きい程良いことも明らかである。
（４），（８），（９）式より、 となる。電流変換器のゲインを前記（５）式のように選
び、今仮にＫ＝100、Ｌ＝１とすると、制御装置出力S1B
が故障によりどのように変化しようと負荷電流は0.5
（％）以下しか変化しないこととなり、十分選択が行な
われていることになる。また、より完全な選択を行なう
ためには、Ｋが大きい程良いことも明らかである。
第３図は、このときの各部信号の変化を示したもので、
制御装置1A,1Bの出力S1A,S1Bが一致しているときは、各
電流変換器7A,7B,8によってそれぞれ等しい電流値S3A,S
3B,S4に変換され、その加算電流S5が負荷９に流れる。
制御装置1Bの故障により制御装置出力S1Bが低下する
と、電流変換器7Bが負方向に飽和し、その出力S3Bが低
下する。一方、電流変換器7Aは正方向に飽和し、その出
力S3Aが上昇する。この結果、負荷電流S5には変化がな
く、不一致直前の値に保持される。このような動作は電
流変換器7Aまたは7Bが故障したときも同様である。更
に、正帰還部の電流変換器８が故障した場合も他が正常
であれば、負荷電流S5も正常に保たれる。
制御装置1A,1Bの出力S1A,S1Bが一致しているときは、各
電流変換器7A,7B,8によってそれぞれ等しい電流値S3A,S
3B,S4に変換され、その加算電流S5が負荷９に流れる。
制御装置1Bの故障により制御装置出力S1Bが低下する
と、電流変換器7Bが負方向に飽和し、その出力S3Bが低
下する。一方、電流変換器7Aは正方向に飽和し、その出
力S3Aが上昇する。この結果、負荷電流S5には変化がな
く、不一致直前の値に保持される。このような動作は電
流変換器7Aまたは7Bが故障したときも同様である。更
に、正帰還部の電流変換器８が故障した場合も他が正常
であれば、負荷電流S5も正常に保たれる。
このように制御装置1A,1Bに共通なのは帰還抵抗10のみ
であり、共通部の故障は殆ど無視できることからプロセ
ス制御装置の信頼性を大巾に向上させることができる。
であり、共通部の故障は殆ど無視できることからプロセ
ス制御装置の信頼性を大巾に向上させることができる。
尚、上記実施例では２重化制御装置の出力が一致してい
る時はその出力を、不一致となった時は不一致直前の値
を出力するプロセス制御装置について説明したが、正帰
還部の電流変換器８の入力電圧として、S6の代わりに、
制御装置出力S1A,S1Bの最大電圧あるいは最小電圧とな
る一定電圧を入力することにより、高値選択あるいは低
値選択を行なうプロセス制御装置とすることができる。
この場合も共通部は帰還抵抗10のみであり、高信頼性度
なプロセス制御装置とすることができることは言う迄も
ない。
る時はその出力を、不一致となった時は不一致直前の値
を出力するプロセス制御装置について説明したが、正帰
還部の電流変換器８の入力電圧として、S6の代わりに、
制御装置出力S1A,S1Bの最大電圧あるいは最小電圧とな
る一定電圧を入力することにより、高値選択あるいは低
値選択を行なうプロセス制御装置とすることができる。
この場合も共通部は帰還抵抗10のみであり、高信頼性度
なプロセス制御装置とすることができることは言う迄も
ない。
また、電流変換器８は入力が電流の場合は単なる増幅器
となることも明らかである。
となることも明らかである。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、多重化された制御
装置の共通部が極めて簡単な構成となる上、如何なる個
所の単一故障に対してもプロセスに影響を与えることの
ない極めて信頼性の高いプロセス制御装置が得られる。
装置の共通部が極めて簡単な構成となる上、如何なる個
所の単一故障に対してもプロセスに影響を与えることの
ない極めて信頼性の高いプロセス制御装置が得られる。
第１図は本発明の一実施例によるプロセス制御装置の構
成図、第２図はその電流変換器の入出力特性図、第３図
は第１図の動作を示すタイムチャート、第４図〜第６図
はそれぞれ従来のプロセス制御装置の各構成図である。 1A,1B……制御装置、２……切替回路、３……診断回
路、４……高値選択回路、５……選択回路、7A,7B,8…
…電流変換器、９……負荷、10……帰還抵抗。
成図、第２図はその電流変換器の入出力特性図、第３図
は第１図の動作を示すタイムチャート、第４図〜第６図
はそれぞれ従来のプロセス制御装置の各構成図である。 1A,1B……制御装置、２……切替回路、３……診断回
路、４……高値選択回路、５……選択回路、7A,7B,8…
…電流変換器、９……負荷、10……帰還抵抗。
Claims (1)
- 【請求項１】多重化された複数の制御装置と、これらの
各制御装置からの出力信号を入力する複数の電流変換器
と、所望の信号を入力する別の電流変換器と、これらの
全ての電流変換器からの出力電流を合成して流す負荷に
直列接続された唯一の帰還抵抗と、この唯一の帰還抵抗
を介して前記複数の電流変換器に信号を帰還する帰還回
路とを備えて成ることを特徴とするプロセス制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13814086A JPH071443B2 (ja) | 1986-06-16 | 1986-06-16 | プロセス制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13814086A JPH071443B2 (ja) | 1986-06-16 | 1986-06-16 | プロセス制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62295104A JPS62295104A (ja) | 1987-12-22 |
| JPH071443B2 true JPH071443B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=15214936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13814086A Expired - Fee Related JPH071443B2 (ja) | 1986-06-16 | 1986-06-16 | プロセス制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH071443B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01276201A (ja) * | 1988-04-27 | 1989-11-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | バックアップ機能付き制御装置 |
| JP5389614B2 (ja) * | 2009-11-13 | 2014-01-15 | 株式会社日立製作所 | プロセス制御装置 |
-
1986
- 1986-06-16 JP JP13814086A patent/JPH071443B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62295104A (ja) | 1987-12-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |