JPH1195801A - 制御信号切替器 - Google Patents

制御信号切替器

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JPH1195801A
JPH1195801A JP25065797A JP25065797A JPH1195801A JP H1195801 A JPH1195801 A JP H1195801A JP 25065797 A JP25065797 A JP 25065797A JP 25065797 A JP25065797 A JP 25065797A JP H1195801 A JPH1195801 A JP H1195801A
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JP
Japan
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signal
terminal
control device
control
input
Prior art date
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Application number
JP25065797A
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English (en)
Inventor
Yutaka Iwashita
豊 岩下
Shinya Kano
伸哉 加納
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 システム側が停電してもバックアップ側制御
機器の稼働が確保できると共に、システム稼働状態での
メンテナンス作業ができる制御信号切替器を提供するこ
と。 【解決手段】 通常運転側制御機器DDC1の操作出力
信号を入力する第1の入力端子と、バックアップ側制御
機器DDC2の操作出力信号を入力する第2の入力端子
と、通常運転側制御機器とバックアップ側制御機器の選
択信号を入力する制御端子と、この第1及び第2の入力
端子のうち制御端子に入力された選択信号で選択された
側の入力端子の入力信号を操作端に対する操作信号とし
て出力する出力端子とを有する制御信号切替器であっ
て、前記第1及び第2の入力端子にセット側とリセット
側がそれぞれ接続され、制御端子に入力された選択信号
により両者を択一するキープリレー20と、このキープ
リレーで選択された側の端子と前記出力端子とを接続す
る抵抗器34とを具備することを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、制御装置を稼働側
と待機側で冗長化したDDC(Direct Digital Control)
バックアップ制御システムに用いられる制御信号切替器
に掛り、特に信頼性を高める改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、石油精製工業のように危険物を取
り扱うプロセス工業においては、二重化制御装置のよう
な高度の信頼性を有する制御機器が用いられている。し
かし、二重化制御装置では電力系統が停電するような状
況が発生すると、制御ができなくなる。そこで、液化石
油ガス(LNG)のように通常のプロセス工業に比較し
て更に高度の信頼性を要求される用途では、制御装置を
二台並列に設置して、一方を通常運転側とし、他方をバ
ックアップ側とする運用が行われている。この場合、電
力系統も二系列用意されるので、制御装置の停電に対す
る信頼性が向上しているのである。
【0003】図4は、従来の通常運転側とバックアップ
側の冗長化された制御システムの構成ブロック図であ
る。図において、通常運転側制御機器DDC1は、プロ
セス値PV等の入力信号に1−5Vのような電圧信号を
用い、操作量MV等の出力信号に4−20mAのような
電流信号を用い、トラッキング信号TRK等に0.4−2
Vのような電圧信号を用いている。バックアップ側制御
機器DDC2も、通常運転側制御機器DDC1と同様
に、プロセス値PV、操作量MV、トラッキング信号T
RKを有している。
【0004】キープリレー40は、一度接点がメイクさ
れると通電状態でなくなっても状態を維持するリレー
で、相補的にオンオフするセットコイルSとリセットコ
イルRを有しており、ラッチリレーとも呼ばれている。
ここでは、セットコイルSに通常運転側制御機器DDC
1の選択信号が入力され、リセットコイルRにバックア
ップ側制御機器DDC2の選択信号が入力されている。
シーケンスロジックSEQは、通常運転側制御機器DD
C1が選択された場合と、バックアップ側制御機器DD
C2が選択された場合とで、切替えるシーケンスを実行
する。配電盤DBは、現場設置された検出端に電力を供
給して信号を取して、制御機器DDC1,2のプロセス
値PVの入力端子に送るもので、ディストリビュータと
も呼ばれている。
【0005】制御信号切替器は、電流/電圧変換器10
と、キープリレー20と、電圧/電流変換器30を有し
ている。電流/電圧変換器10は、制御機器DDC1,
2の操作量MVの出力端子から供給される電流信号を電
圧信号に変換するものである。ここでは、制御機器DD
C1の操作量MVに対してはオペアンプ12、制御機器
DDC2の操作量MVに対してはオペアンプ14が使用
される。キープリレー20は、シーケンスロジックSE
Qからの制御信号に従って、通常運転側制御機器DDC
1に接続されたオペアンプ12と、バックアップ側制御
機器DDC2に接続されたオペアンプ14とを切り換え
る。電圧/電流変換器30は、キープリレー20で選択
された側の電圧信号を、オペアンプ32を介して100
Ω等の抵抗器34を介して電流信号に変換して、バルブ
等の操作端に出力する。ここで、キープリレー20の切
替えに付随して電流出力がゼロになるのを防止するため
に、リレーの動作時間に見合う保持時間のホールド・コ
ンデンサが挿入されることがある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、制御信号切替
器は、電流/電圧変換器10と電圧/電流変換器30を
使用しているため、オペアンプ用のDC電源が不可欠で
ある。このDC電源が制御機器DDC1,2と共通の電
力系統を用いている場合には、電力系統に停電が発生す
るとバックアップ側制御機器DDC2も稼働できなくな
るという課題があった。また、制御信号切替器は制御機
器DDC1,2と共通電源を用いているため、システム
稼働状態でのメンテナンス作業が不可能であるという課
題があった。本発明はこのような課題を解決したもの
で、システム側が停電してもバックアップ側制御機器の
稼働が確保できると共に、システム稼働状態でのメンテ
ナンス作業ができる制御信号切替器を提供することを目
的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、発明の請求項1記載の制御信号切替器は、通常運
転側制御機器DDC1の操作出力信号を入力する第1の
入力端子と、バックアップ側制御機器DDC2の操作出
力信号を入力する第2の入力端子と、通常運転側制御機
器とバックアップ側制御機器の選択信号を入力する制御
端子と、この第1及び第2の入力端子のうち制御端子に
入力された選択信号で選択された側の入力端子の入力信
号を操作端に対する操作信号として出力する出力端子と
を有する制御信号切替器であって、前記第1及び第2の
入力端子にセット側とリセット側がそれぞれ接続され、
制御端子に入力された選択信号により両者を択一するキ
ープリレー20と、このキープリレーで選択された側の
端子と前記出力端子とを接続する抵抗器34とを具備す
ることを特徴としている。
【0008】本発明の請求項1によれば、キープリレー
を用いているので、制御信号切替器の切替え動作が故障
しても制御の外乱とならない。また、制御信号切替器は
キープリレーと抵抗器で構成されているのでDC電源が
不要である。そこで、回路構成が単純になり、DC電源
のようなシステム共通部がないので、システム全体の信
頼性が高くなる。
【0009】請求項2によれば、制御信号切替器は、抵
抗器の出力信号を通常運転側制御機器とバックアップ側
制御機器のトラッキング端子TRKに帰還する構成とし
ている。これにより、通常運転側制御機器とバックアッ
プ側制御機器の切替えが生じても、被制御系に乱れが生
じないバンプレス切替えができる。請求項3によれば、
キープリレーが、セット側とリセット側を切り換える動
作時間は、被制御プロセスに制御上の乱れを起こさない
程度の時間としているので、制御上の乱れを未然に防止
するホールド・コンデンサ等が不要になり、回路構成が
簡単になる。このとき、請求項4のように、キープリレ
ーが、セット側とリセット側を切り換える動作時間は、
10ミリ秒以下とすると、実質的に被制御プロセスに制
御上の乱れを起こさない程度の時間となる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下図面を用いて、本発明を説明
する。図1は本発明の一実施例を示す構成ブロック図で
ある。尚、図1において前記図4と同一作用をするもの
には同一符号を付して説明を省略する。ここでは、制御
信号切替器は、キープリレー20と抵抗器34とで構成
されており、電流/電圧変換用や電圧/電流変換用のオ
ペアンプは取り除いてある。
【0011】図2は制御信号切替器の詳細を説明する回
路図である。ダイオードDbは、アノード端子がバック
アップ側制御機器DDC2の操作量MVのプラス端子に
接続され、カソード端子が抵抗器34の入力端子に接続
されている。ダイオードDaは、アノード端子が通常運
転側制御機器DDC1の操作量MVのプラス端子に接続
され、カソード端子が抵抗器34の入力端子に接続され
ている。セット側キープリレー22は、バックアップ側
制御機器DDC2の操作量MVのプラス端子と操作端の
マイナス端子との間に挿入されている。リセット側キー
プリレー24は、通常運転側制御機器DDC1の操作量
MVのプラス端子と操作端のマイナス端子との間に挿入
されている。抵抗器34は、入力端子がトラッキング信
号端子のプラス側を介して制御機器DDC1,2のトラ
ッキング端子TRKのプラス端子にも接続されており、
出力端子は操作端のプラス端子に接続されると共に、ト
ラッキング信号端子のマイナス側を介して制御機器DD
C1,2のトラッキング端子TRKのマイナス端子にも
接続されている。
【0012】DC電源は24Vの独立電源で、キープリ
レー40に給電される。キープリレー40には、通常運
転側制御機器DDC1の選択要求時のみパルス信号が印
加されるもので、キープリレー40のリセット側Rかセ
ット側Sかの切替えが行われる。表示用スイッチ50
は、キープリレー40の切替えに応じて通常運転側制御
機器DDC1の稼働を示す緑色ランプGと、バックアッ
プ側制御機器DDC2の稼働を示す赤色ランプRとを切
り換えて点灯する。制御出力確認スイッチ60は、キー
プリレー40の切替えに応じてリセット側Rかセット側
Sかの切替えが行われ、これにより通常運転側制御機器
DDC1とバックアップ側制御機器DDC2に、何れの
側で制御出力がなされているかを知らせるもので、制御
権選択状態端子を介して制御機器DDC1,2と接続さ
れている。。
【0013】ツェナーダイオードDzは、アノード端子
が操作端のプラス端子に接続されるプラス端子に接続さ
れ、カソード端子が通常運転側制御機器DDC1の操作
量MVのプラス端子に接続されるプラス端子と接続され
ている。ツェナーダイオードDzは、制御信号切替器を
引き抜いた時の信号バイパス用として存在している。
【0014】このように構成された装置の動作を次に説
明する。ここでは、キープリレー40のリセット側Rが
オープンされ、セット側Sがショートの場合を例に説明
する。リセット側キープリレー24がオープンなので、
ダイオードDaを通常運転側制御機器DDC1よりの制
御信号が流れ、抵抗器34を介して操作端に制御出力が
なされる。抵抗器34は、リードバック抵抗とも呼ば
れ、バックアップ側制御機器DDC2が制御出力側の出
力信号をトラッキングするのを容易にする。他方、セッ
ト側キープリレー22はショートしているので、バック
アップ側制御機器DDC2の操作量MVの出力信号はシ
ョート状態となっている。
【0015】次に、バックアップ側制御機器DDC2へ
の制御権切替指令で、キープリレー40が動作し、セッ
ト側キープリレー22とリセット側キープリレー24の
オープン、ショートが逆になって制御出力が切り替わ
る。これに付随して、表示用スイッチ50が選択側のL
ED表示をする。また、制御出力確認スイッチ60によ
り制御出力側をシステムが確認できる。
【0016】図3は制御信号切替器の外形図である。箱
型の筐体70の内部に回路基板が収容されている。フロ
ントパネル72は、筐体70の前面に取り付けられたも
ので、LED等の点灯状態が視認できるようにしてあ
る。レール取付け部74は、筐体70の背面に設けられ
たもので、DINレール76等に装着するのを容易にし
ている。
【0017】尚、上記実施例においては、制御信号切替
器を制御機器DDC1,2と独立に設置する例を示した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、制御機器
DDC1,2の内部機能の一種として他の制御機器DD
Cからの制御出力と切り換える構成としてもよいこと
は、言うまでもない。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の本
発明によれば、制御信号切替器にキープリレーを用いて
いるので、制御信号切替器の切替え動作が故障しても制
御の外乱とならず、またキープリレーと抵抗器で構成さ
れているのでDC電源が不要である。そこで、回路構成
が単純になり、DC電源のようなシステム共通部がない
ので、システム全体の信頼性が高くなる。
【0019】実施例のように、通常運転側制御機器DD
C1の操作量MV端子と操作端との間にツェナーダイオ
ードDzを取り付けると、制御信号切替器を引き抜いて
も制御に支障を生じない。そこで、図3のようにプラグ
イン式ケースに収容すると、システム稼働中での交換メ
ンテナンスが容易にできるという効果がある。また、実
施例のように、制御信号切替器にトラッキング信号端子
と制御権選択状態端子を設けると、制御機器DDC1,
2とのインターフェイスが容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。
【図2】制御信号切替器の詳細を説明する回路図であ
る。
【図3】制御信号切替器の外形図である。
【図4】従来の通常運転側とバックアップ側の冗長化さ
れた制御システムの構成ブロック図である。
【符号の説明】
20 キープリレー 34 抵抗器 DDC1 通常運転側制御機器 DDC2 バックアップ側制御機器

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】通常運転側制御機器DDC1の操作出力信
    号を入力する第1の入力端子と、バックアップ側制御機
    器DDC2の操作出力信号を入力する第2の入力端子
    と、通常運転側制御機器とバックアップ側制御機器の選
    択信号を入力する制御端子と、この第1及び第2の入力
    端子のうち制御端子に入力された選択信号で選択された
    側の入力端子の入力信号を操作端に対する操作信号とし
    て出力する出力端子とを有する制御信号切替器であっ
    て、 前記第1及び第2の入力端子にセット側とリセット側が
    それぞれ接続され、制御端子に入力された選択信号によ
    り両者を択一するキープリレー(20)と、このキープ
    リレーで選択された側の端子と前記出力端子とを接続す
    る抵抗器(34)と、 を具備することを特徴とする制御信号切替器。
  2. 【請求項2】前記制御信号切替器は、前記抵抗器の出力
    信号を通常運転側制御機器とバックアップ側制御機器の
    トラッキング端子(TRK)に帰還することを特徴とす
    る請求項1記載の制御信号切替器。
  3. 【請求項3】前記キープリレーが、セット側とリセット
    側を切り換える動作時間は、被制御プロセスに制御上の
    乱れを起こさない程度の時間であることを特徴とする請
    求項1記載の制御信号切替器。
  4. 【請求項4】前記キープリレーが、セット側とリセット
    側を切り換える動作時間は、10ミリ秒以下であること
    を特徴とする請求項1記載の制御信号切替器。
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