JPS5812601B2 - ２重化制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は２台の制御装置を並列に運転させることにより
信頼性の向上を図った２重化制御装置に関するものであ
る。

従来より信頼性向上のために２台の制御装置を並列に運
転し、いずれか一方が故障した場合、これをループから
切り離し、他方が運転を担当するようにしたものは公知
である。

しかしながら、このような従来公知の装置においては、
２台の制御装置の故障を判断するための装置を、２台の
制御装置の間に設ける必要があり、全体装置が複雑とな
る欠点があった。

本発明は、２台の制御装置の間に２重化のだめの特別な
装置を必要とせず、全体構成の簡単な２重化制御装置を
実現しようとするものである。

また、本発明は、２台の制御装置が、測定信号が変化す
る全測定範囲について同一の条件のもとて装置の正常、
異常を判断することのできる２重化制御装置を実現しよ
うとするものである。

第１図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図である
。

図において、１０はたとえばプロセスからの測定信号ｅ
ｍが印加される入力端子、Ｃｈ１，Ｃｈ２はそれぞれ測
定信号ｅｍを入力としている制御装置で、ここでは、い
ずれも同一回路構成のものを用いている。

この制御装置Ｃｈ１，Ｃｈ２において、Ｒ１，Ｒ２は入
力端子１０と共通ライン間に互いに直列に接続された抵
抗で、これらは測定信号ｅｍを分圧する分圧手段を構成
している。

１１，１２はそれぞれ比較器、２０は各比較器１１，１
２からの信号を入力とするプロセッサで、たとえばマイ
クロコンピュータが使用されている。

３０はプロセッサ２０からのデイジタル信号をアナログ
信号に変換するＤ／Ａ変換器である。

プロセッサ２０は、内部にプログラムメモリ、データメ
モリを有しており、比較器１１または比較器１２、プロ
セッサ２０、Ｄ／Ａ変換器で構成されるループによって
、比較器１１．１２の入力側に与えられているアナログ
信号をデイジタル信号に変換したり、このデイジタル信
号に所定の演算、たとえば後述するような自己チェック
のための演算や、ＰＩＤ演算、また後述するスイッチ４
１，５１を駆動する制御をしたりする種々の仕事を時分
割で行なう。

４はアナログ信号保持手段で、プロセッサ２０からの信
号によって駆動される半導体スイッチ４１、コンデンサ
４２および増幅器４３で構成されている。

５１はアナログ信号保持手段４の出力側に設けたスイッ
チで、プロセッサ２０からの信号によって駆動される。

６０は出力端子で、制御装置Ｃｈ１，Ｃｈ２のスイッチ
５１，５２がそれぞれ共通に接続されている。

ｌは通信回線で、制御装置Ｃｈ１、 Ｃｈ２のプロセッ
サ２０はお互いにこの通信回線を介して連絡できるよう
になっている。

また、この通信回線には、計算機ＣＯが接続され、各プ
ロセッサ２０のたとえばデータメモリの内容等を必要に
応じて変更できるように、またデータのやりとりが行な
えるようになっている。

比較器１１は、一方の入力端に測定信号ｅｍが与えられ
ており、この信号ｅｍと他方の入力端に与えられるＤ／
Ａ変換器３０からのアナログ信号ｅｆとを比較し、その
比較結果をプロセッサ２０への人力信号としている。

比較器１２は、一方の人力端に抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧さ
れた分圧信号Ｒ２ ）が与えられており、この 分圧信号と他方の入力端に与えられるＤ／Ａ変換器３０
からのアナログ信号ｅｆを比較し、その比較結果をプロ
セッサ２０への人力信号としている。

このように構成した装置において、通常の状態．におい
ては、制御装置Ｃｈ，のスイッチ５１が導通、制御装置
Ｃｈ２のスイッチ５１が不導通となっており、制御装置
Ｃｈ１のプロセッサ２０からの信号が出力端子６０に制
御信号として得られるようになっている。

このよう表状態において、制御装置Ｃｈ１は、時分割で
次のような動作が正常に行なわれているか否かを自己チ
ェックする動作を行なう。

すなわち、プロセッサ２０はたとえばプログラムメモリ
部に記憶されている信号（プログラム）に従って、比較
器１１、プロセッサ２０およびＤ／Ａ変換器３０で構成
されるアナログデイジタル変換ループによって、比較器
１１０犬力端に与えられている測定信号ｅｍをデイジタ
ル信夛に変換する。

ここでアナログ信号をデイジタ〃信号に変換する手法と
しては種々あるが、たとえば逐次比較方式を用いれば簡
便である。

変換されたデイジタル信号は、たとえばデータメモリの
一部にＥｍとして書き込まれる。

次にプロセッサ２０は、比較器１２艇らの出力信号を読
み込み、今度は比較器１２、プロセッサ２０およびＤ／
Ａ変換器３０で構成されるアナログデイジタル変換ルー
プによって、比較器１２の入力端に与えられている分圧
徊号ｅ ｍ ／ ｎをデイジタル信号に変換し、これが
たとえばデータメモリ部の一部にＥｍ．／ｎとして書き
込まれる。

続いて、プロセッサ２０は、プログラムメモリ部に記憶
されている自己チェックプログラムに従って、データメ
モリ部に記憶されているＥｍ，ＥｒｒＶ／ｎを使用して
所定の演算、たとえば除算演算を行ない、ＥｍとＥｍ／
ｎとの比を求める。

ここでどのような手順によって比を求める演算を行なう
かは、プログラムの内容によるが、各種の演算手順を経
るほうが各種の機能をチェックできる点からして望まし
い。

除算演算を実行した結果、その答は、前記アナログデイ
ジタル変換ループおよび各種演算機能が正常な動作を行
なっているものとすれば、ｎまたは１ ／ ｎになる。

したがって、プロセッサ２０は、演算結果がｎまたは１
／ ｎであるか否か判断することによって、プロセッ
サ２０の機能および比較器１ １ ， １ ２ ， Ｄ
／Ａ変換器３０を含む装置全体を自己チェックすること
ができる。

そして、プロセッサ２０は、演算結果がｎまたは１／ｎ
である場合には、制御装置Ｃｈ１のスイッチ５１を導通
に維持するとともに、通信回線ｌを介して制御装置Ｃｈ
２のプロセッサ２０に、制御装置Ｃｈ１が正常な動作を
行なっている旨を表示するＯＫ信号を送出する。

制御装置Ｃｈ２側において、このＯＫ信号を受け取って
いる間は、プロセッサ２０はスイッチ５１を不導通とし
ている。

なお、制御装置Ｃｈ２において、スイッチ５１は不導通
に維持されているが、その他の動作は制御装置Ｃｈ１と
全く同じように行なわれており通信回線を通じて同じ出
力を保持しているものとする。

演算結果がｎまだは１ ／ ｎでない場合には、制御装
置ｃｈのスイッチ５１は不導通になり、通信回線ｌを介
して制御装置Ｃｈ２側に、制御装置Ｃｈ１が異常となっ
ている旨を表示するＦＡＩＬ信号を送出する。

制御装置Ｃｈ２側において、とのＦＡＩＬ信号を受け取
ると、プロセッサ２０はスイッチ５１を導通にし、制御
装置Ｃｈ２側の出力信号を出力端子６（Ｋ送出する。

第２図は上記した動作のフローチャートの一例である。

このような動作によって、一方の制御装置Ｃｈ１が異常
となっても、他方の制御装置Ｃｈ２によって自動的にバ
ックアップされ、出力端子６０から連続した制御信号を
得ることができる。

第３図は本発明の他の実施例を示す構成ブロック図であ
る。

この実施例では、各制御装置において、測定信号ｅｍお
よび抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧した電圧ｅｍ／ｎをそれぞれ
Ａ／Ｄ変換器１３，１４に加え、ここで変換されたデイ
ジタル信号Ｅｍ，Ｅｍ／ｎをプロセッサ２０に与えるよ
うにしたものである。

なお、この場合、Ａ／Ｄ変換器を１個にするとともにこ
のＡ／Ｄ変換器の入力側にマルチプレクサを設け、ここ
で選択切り換えられた信号をＡ／Ｄ変換器に加えるよう
にしてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、各制御装置内に
自己の動作の正常、異常を判断する機能をもつものであ
るから、これらの制御装置を並列的に接続するだけで、
自動的にバックアップが行なえる全体構成の簡単な２重
化制御装置が実現できる。

また、各制御装置が、測定信号ｅｍ及びこれを分圧した
信号（ｅｍ／ｎ）をそれぞれ共通に入力するもので、こ
れらの値がその時々に応じて任意の点をとること、測定
信号ｅｍが任意の値でもこれらの比を演算すればその演
算結果が一定な値になることを利用して装置の正常、異
常を判断するようにしたことから、測定信号が変化する
全測定範囲について、２台の制御装置が常に同一条件の
もとでチェックすることができる。

したがって、一方の制御装置が異常となっても、他方の
制御装置に制御出力信号に何んらの変動も与えないで切
換えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図、第２
図は装置の正常、異常を判断する場合の手順の一例を示
すフローチャート、第３図は本発明の他の実施例を示す
構成ブロック図である。 １０・・・・・・人力端子、１１ ，１２・・・・・・
比較器、２０・・・・・・プロセッサ、３０・・・・・
・Ｄ／Ａ変換器、４・・・・・・アナログ信号保持手段
、４１ ，５１・・・・・・半導体スイッチ、ｌ・・・
・・・通信回線、Ｃｈ１，Ｃｈ２・・・・・・制御装置
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 測定信号を分圧する分圧手段と、測定信号および前
   記分圧手段で分圧した信号をそれぞれデイジタル信号に
   変換し両者の比を演算した結果が前記分圧手段の分圧比
   に関連した一定な値か否か判断することによって装置の
   正常、異常を判断する手断と、この手断によって得られ
   た信号が異常状態を示す場合装置の出力信号を不導通に
   するスイッチ手段とを含む２台の制御装置で構成され、
   前記制御装置はそれぞれ同一測定信号を入力とするとと
   もに前記正常、異常の状態を示す信号を互いに通信回線
   を介して受け、いずれか一方の制御装置が異常となった
   場合他方の制御装置の出力信号が送出されるようにした
   ２重化制御装置。