JPS592563Y2 - 冗長化入力信号源の切換装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は冗長化された入力信号源の切換装置に関するも
のである。

ボイラ自動制御装置等において、その信頼性を向上させ
るために、主蒸気流量発信器、主蒸気圧力発信器等の重
要な入力信号源の２重化が行われる。

従来２重化された入力信号源の一方が故障したときの切
換えは、警報に基づき運転員の手動操作により行われて
いた。

その際警報は２重化信号源の信号の不一致により発生さ
れるので、運転員は警報に接すると、切換えに先立って
まずどちらの信号源が故障したのか調べなければならな
い。

そしてその間は制御装置は手動モードで運転されるが、
故障側を確認するまである程度の時間を要するので手動
運転もそれだけ長く続けられることになり、制御の品質
を維持するうえで好ましくない。

故障した信号源を自動的に判別するには、それぞれの信
号系統に、信号の微分値に基づいて信号の異常な変化を
監視する手段を設けて、微分値が規定値よりも大きくな
った方を故障と判断して正常な方に切り換えるようにす
ることが考えられる。

しかし、この手段によって故障が検出されたときは、既
に、異常に急変した信号が、次段に伝達されてしまって
いるから、次段の装置が異常信号によって甚大な影響を
受ける。

本考案の目的は、冗長化された人力信号源の切り換えを
行なうとき、信号の異常な急変を通過させずに切り換え
られる装置を提供することにある。

本考案は、 共通の被制御量に関する信号を生じる冗長化された入力
信号源の信号のうちの１つを選択するスイッチ、 このスイッチを通じて与えられた信号の変化速度が所定
の限度を越えたとき変化速度を一定に制限して出力する
変化速度制限器、 この変化速度制限器から与えられた信号を入力信号とし
常時はそのまま出力する信号保持器、および 前記変化速度制限器の人力信号と前記信号保持器の出力
信号の差を監視し、これが所定限度を越えたとき制御信
号を発出して、前記スイッチには選択の変更を行なわせ
、前記信号保持器には保持動作を行なわせる偏差モニタ
を具備した冗長化乳歯力信号源の切り換え装置 によって上記の目的を遠戚したものである。

以下図面によって本考案を説明する。

図は本考案実施例の概念的構成図である。

図において、ＴＡ、ＴＢは冗長化された入力信号源であ
り、これらは共通の被制御量に関する信号を発生する。

ＴＳは切換スイッチ、Ｒは変化速度制限器、Ｈは信号保
持器、Ｍは偏差モニタ、ＴＭはタイマ、Ｃは調節計であ
る。

変化速度制限器Ｒは、たとえば第２図のような回路によ
って構成される。

すなわち、比較器Ｕと積分器Ｉとがコンプリメンタリ・
トランジスタＱ１、Ｑ２の並列回路を通じて接続され、
積分器■の出力信号Ｅｏが比較器Ｕに負帰還されるよう
になっている。

この回路において、比較器Ｕは入力信号Ｅｉと積分器■
の出力信号Ｅｏとを比較し、その大小関係に応じてトラ
ンジスタＱ１またはＱ２をオンにして、それらのコレク
タにそれぞれ与えられている正負の一定電圧子Ｅ、−Ｅ
のいずれかを積分器Ｉに入力する。

積分器Ｉの時定数は、正常時の入力信号Ｅｉの変化率に
追従できる値に選ばれている。

この回路において、人力信号Ｅｉが正常に推移している
間は、積分器Ｉの出力信号Ｅｏが入力信号の変化に正し
く追従しているので、入力信号Ｅｉに一致した出力信号
Ｅｏが得られる。

しかし、信号源の故障などにより、入力信号Ｅｉが異常
に急変すると、積分器Ｉの出力信号Ｅｏはそれに追従し
きれなくなり、その時定数によって定まる一定の変化率
で変化するようになる。

信号保持器Ｈは、たとえば第３図のような回路によって
構成される。

第３図においては、比較器Ｕとホールド回路Ｃがスイッ
チＳを通じて直列に接続され、ホールド回路Ｃの出力信
号Ｅｏが比較器Ｕに負帰還されるようになっている。

この回路において、比較器Ｕは、入力信号Ｅｉとホール
ド回路Ｃの出力信号Ｅｏとを比較し、それらの大小関係
に応した出力信号をホールド回路Ｃに与える。

この回路のにおいては、スイッチＳが閉じているとき、
閉ループが形成され、比較器Ｕが入力信号Ｅｉと帰還信
号ＥＯとを等しくするようにホールド回路Ｃのホールド
値Ｅｏを制御するので、入力信号Ｅｉに一致した出力信
号Ｅｏが得られる。

そして、スイッチＳを開いたときは、出力信号Ｅｏは、
その直前の値に保持される。

すなわち、この回路は、上記の信号保持器Ｈの機能を実
現する。

偏差モニタＭは、たとえば第４図のような回路によって
構成される。

第４の回路は、差動増幅器Ａで２つの入力信号Ｅｌ、Ｅ
２の差を求め、その差信号を、正負の基準電圧＋Ｅｓ、
−Ｅｓがそれぞれ与えられている２つの比較器Ｕｌ、
Ｕ２に入力し、２つの比較器Ｕｌ、Ｕ２の出力信号を指
令信号として出力する。

この回路は、２つの入力信号Ｅｌ。Ｅ２の差が正負の基
準電圧＋Ｅｓ、 −Ｅｓの範囲内にある間はＬレベルの
出力信号を生じているが、その範囲を越えると、越えた
方向に応じて比較器Ｕ１またはＵ２がＨレベルの出力信
号を発生する。

そこでＬレベルの出力信号を非保持指令、Ｈレベルの信
号を保持指令とすれば、上記のような偏差モニタＭの機
能が実現できる。

入力信号源ＴＡから伝えられた信号は切換スイッチＴＳ
のＡ接点に与えられ、入力信号源ＴＢから伝えられた信
号はＢ接点に与えられる。

切換スイッチＴＳは例えばＡ接点に投入され、それによ
って選択された信号は変化速度制限器Ｒと信号保持器Ｈ
を経て調節計Ｃに与えられる。

偏差モニタＭは変化速度制限器Ｒの入力信号と信号保持
器Ｈの出力信号との差を監視し、その結果に応じて切換
スイッチＴＳ、信号保持器ＨおよびタイマＴＭに制御信
号を与える。

変化速度制限器Ｒの設定値は、入力信号源ＴＡ。

ＴＢの正常時の予想される最大の変化速度よりわずかに
大きく定められる。

このような値はプロセスの応答特性等から容易に求める
ことができる。

入力信号源ＴＡが正常に動作している間は、そこから伝
えられる信号の変化速度は、変化速度制限器Ｒの設定値
にかからないので、変化速度制限器Ｒは争えられた信号
をそのまま通過させる。

信号保持器Ｈは保持指令が与えられないうちは、与えら
れた信号をそのまま通過させる。

このため変化速度制限器Ｒの入力信号と信号保持器Ｈの
出力信号とは一致しているので、偏差モニタＭは偏差を
検出しない。

入力信号源ＴＡが故障すると、そこから伝えられる信号
はＯまたは１００％に突変するので、これは変化速度制
限器Ｒの設定値にかかり、変化速度制限器Ｒは信号の変
化速度を設定値どおりに制限して出力する。

このため、入力信号の異常な急変は次段に伝達されない
。

この出力が信号保持器Ｈを通過すると、変化速度制限器
Ｒの入力信号と信号保持器Ｈの出力信号の間に差が生じ
る。

偏差モニタＭはこの差が所定の値よりも大きくなると制
御信号を発生する。

この制御信号によって、信号保持器Ｈはその時点の信号
を保持し、切換スイッチＴＳはＢ接点側に切換えられ、
タイマＴＭは起動する。

切換スイッチＴＳがＢ接点側に切換えられたことによっ
て、変化速度制限器Ｒには正常な入力信号源ＴＢの信号
が与えられる。

これによって変化速度制限器Ｒの入力信号と信号保持器
Ｈの出力信号との差は、偏差モニタＭの動作点よりも小
さくなり、偏差モニタＭの制御信号が解除される。

したがって信号保持器Ｈの保持動作は解除され、タイマ
ＴＭはリセットされる。

ただし切換スイッチＴＳは一旦切換えられた後は、制限
信号が解除されても元に戻らないものとする。

これによって以後は入力信号源ＴＢの信号が調節計Ｃに
与えられる。

切換スイッチＴＳがＢ接点側に切換えられたとき、入力
信号源ＴＢも故障していたとすると、偏差モニタＭで観
測される偏差は依然として所定値よりも大きい。

このため偏差モニタＭの制御信号は解除にならず、信号
保持器Ｈにより信号の保持が続けられる。

そしてタイマＴＭのタイム・アップとともに制御系を手
動操作に切換える制御指令が発生する。

このように、本考案は、変化速度制限器と信号保持器の
直列回路を用いたので、この直列回路の入出力の差によ
って信号の異常の有無を検出することができ、また、現
用側の信号が異常に急変してもその変化は問題ない程度
に緩和され、かつ振幅も制限されて次段に伝えられる。

このため次段の信号利用装置が異常信号によって影響を
受けることが少なくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案実施例の概念的構成図、第２図、第３
図、および゛第４図は、第１図の装置の一部の具体例の
構成図である。 ＴＡ、 ＴＢ・・・・・・入力信号源、ＴＳ・・・・・
・切換スイッチ、Ｒ・・・・・・変化速度制限器、Ｈ・
・・・・・信号保持器、Ｍ・・・・・・偏差モニタ、Ｔ
Ｍ・・・・・・タイマ、Ｃ・・・・・・調節計。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 共通の被制御量に関する信号を生じる冗長化された入力
   信号源の信号のうちの１つを選択するスイッチ、このス
   イッチを通じて与えられた信号の変化速度が所定の限度
   を越えたとき変化速度を一定に制限して出力する変化速
   度制限器、この変化速度制限器から与えられた信号を入
   力信号とし常時はそのまま出力する信号保持器、および
   、前記変化速度制限器の入力信号と前記信号保持器の出
   力信号の差を監視し、これが所定限度を越えたとき制御
   信号を発生して、前記スイッチには選択の変更を行わせ
   、前記信号保持器には保持動作を行わせる偏差モニタを
   具備した冗長化入力信号源の切換装置。