JPS592639Y2 - 警報設定器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は警報設定器に関するものである。

さらに詳しくは、プラントの温度・圧力・レベル等が正
常動作領域を越えたことを知らせ、さらに、危険領域に
入ったためにシャットダウンをかける警報設定器に関す
るものである。

このような警報設定器においては、危険時に動作せずシ
ャットダウンが働かなかったり、正常時であるにもかか
わらずシャットダウンを起こすようなことがあってはな
らない。

このため、こうした故障が起きないように普段からチェ
ックをして信頼性を上げることが重要になってくる。

ところが、従来の警報系のチェック方式は警報設定器の
比較器の後段の出力のリレー系統のチェックや、警報を
知らせる表示ランプやブザーのチェックのみが行われて
来た。

そのため、入力線の断線や、地絡、比較器等のチェック
は、実プラントとへのラインをはずしてから警報設定器
が正常に動作をするかどうかを調べるようにするため大
変煩わしかった。

本考案の目的は、このような問題を解決し簡単に故障の
チェックが行える警報設定器を提供することにある。

以下、図面を用いて本考案を詳細に説明する。

第１図は本考案による警報設定器の原理的な構成国であ
る。

設定電圧Ｅｓは、正常動作領域の限界を決定するもので
、入力信号Ｅｉｎが設定電圧Ｅｓを越えると、比較回路
の出力が反転して、警報出力を発するに至る。

プラントからの測定信号が安定領域にあるときにこのよ
うな警報設定器ゑ故障をチェックする時は、チェック回
路から警報出力回路に出力禁止信号を、切り換え回路に
切り換え信号を与える。

警報出力回路は直ちに出力を禁止し、また切り換え回路
は測定入力信号が正常な値であれば比較回路が反転する
ようなチェック電圧Ｅｃを設定電圧の代わり比較回路の
入力に与えプラントが異常状態に入ったときと同じよう
に比較回路出力が反転し、このとき時定数回路は出力禁
止信号が発生してから警報出力回路の出力が禁止される
までの時間にくらべて長い時定数を持つようにし比較回
路出力が遅れて警報表示警報出力回路に伝わる。

こうして警報表示が点灯するのが確認されれば、入力が
正常でかつ比較回路、時定数回路、警報表示・警報出力
回路が正常に動作することが確認されることになる。

次にチェック回路をもとの状態にもどす時、まず切り換
え回路を設定電圧Ｅｓ側に切り換え、測定信号が安全領
域にあるので比較回路出力がもとの状態に反転すると、
このときは時定数回路は短い時定数を持って比較回路出
力が警報表示・警報出力回路に伝達され、この後出力禁
止が解除される。

第２図は、本考案実施例装置の具体的な電気回路図であ
る。

Ｒ１，Ｒ２・・・・・・Ｒ８は抵抗、Ｃ１，Ｃ２はコン
デンサ、Ｔｒｌ、Ｔｒ２．Ｔｒ３はトランジスタ、Ｕｌ
は演算増幅器、Ｄｌは発光ダイオード、Ｅｓは設定電圧
、Ｅｃはチェック電圧、ＥＢはバーンアウト電圧、ＳＷ
ｌ、ＳＷ２はスイッチ、Ｅｌｏは測定入力電圧、＋Ｖｓ
、−Ｖｓはそれぞれ正、負電源、ＲＬは出力リレーであ
る。

測定入力信号ＥＩｏが入力する入力端子１゜２のうち、
端子１１は抵抗Ｒ１を介して電圧ＥＢを介してコモンに
落され、端子２もコモンに落されている。

また入力端子１は抵抗Ｒ２を介して演算増幅器Ｕ１の非
反転入端子間に接続されている。

Ｕｌの出力端子と非反転入端子間には抵抗Ｒ３が接続さ
れている。

演算増幅器Ｕ１の出力端子には抵抗Ｒ４の一端が接続さ
れ、他端にはコンデンサＧと抵抗Ｒ５の並列回路および
トランジスタＴｒ１のベースが接続され、Ｃ１Ｒ５並列
回路の他端は負電源Ｖｓに接続されている。

ＮＰＮ）ランジスタＴｒ１のエミッタはコモンに落され
、コレクタには発光ダイオードＤ１のカソードが接続さ
れている。

ＰＮＰトランジスタＴｒ２．Ｔｒ３のエミッタは正電源
＋Ｖｓに接続され、Ｔｒ２のベースおよびＴｒ３のコレ
クタは共に抵抗Ｒ６を介して発光ダイオードＤ１のアノ
ードが接続されている。

トランジスタＴｒ２のコレクタは出力リレーＲＬの一端
に接続され、出力リレーＲＬの他端は負電源−Ｖｓに接
続されている。

トランジスタＴｒ３のベースには抵抗Ｒ７の一端が接続
され、他端はコンデンサＣ２の一端及びスイッチＳＷ１
の一端に接続されている。

コンテ゛ンサｑの他端は正電源＋Ｖｓに接続されており
、スイッチＳＷ２の他端は負電源−ｖ３に接続されてい
る。

また抵抗Ｒ７とコンデンサＣ２の接続点と演算増幅器Ｕ
１の非反転入力端子との間には抵抗Ｒ３が接続されてい
る。

演算増幅器Ｕ１の反転入力端子には切換えスイッチＳＷ
２が接続され、切換えスイッチＳＷ２は設定電圧Ｅｓ、
チェック電圧ＥｃのいずれかをＵｌの反転入力端子に切
換え接続するスイッチである。

スイッチＳＷ１とＳＷ２は連動するように構成されてい
る。

第２図の場合は設定電圧Ｅｓはコモンに対して正、チェ
ック電圧Ｅｃはコモンに対して負の電圧が演算増幅器Ｕ
１の反転入力端子に入るようになっている。

Ｕｌの出力は正電圧＋Ｅｏ、負電圧−Ｅｏの２値をとる
。

以上のように構成された本考案実施例装置の動作を次に
説明する。

第２図において、通常はスイッチＳＷ１は開、スイッチ
ＳＷ２はＥｓ側である。

この場合は、プラントが異常になって測定入力電圧Ｅ１
゜がＥＩｎ ＞ Ｅｓとなると、Ｕｌが反転し出力は＋
Ｅｏとなり、トランジスタＴｒ１がオンになり、出力ト
ランジスタＴｒ２がオンとなって発光ダイオードを点灯
すると共に、出力リレーＲＬを駆動する。

さて、プラントが正常であるときにチェックを行うとき
は、ＳＷｌは閉じられＳＷ２はＥｃ側に接続される。

すると、Ｔｒ３のベースは抵抗Ｒ７を介して、−Ｖ３Ｓ
電源に引落され直ちにオンとなり、従って、Ｔｒ２はカ
ット・オフになって出力が禁止される事になる。

一方、スイッチＳＷ２はＥｃ側に接続されると入力電圧
ＥＩｏの正常範囲においてＥｌｎ ＋ Ｅｃ ＞ Ｑと
なるようにしであるので、Ｕｌは直ちに反転して出力は
＋Ｅｏ電圧となり抵抗Ｒ４、コンデンサＣ１で形成され
る時定数で、トランジスタＴｒ１のベース電圧が上昇し
て、やがてオンになると、Ｔｒ３のコレクタから電流が
発光ダイオードＤ１に供給されて点灯する。

従ってこの発光ダイオードは回路のどこかに故障があれ
ば発光しないので故障診断ができる事になる。

チェックが終了し、スイッチＳＷ１．ＳＷ２が元に戻さ
れると次のようになる。

Ｕｌの出力は直ちに反転し−Ｅｏ電圧になり、チャージ
されていたＣ１は、Ｔｒｌのベースエミッタ間抵抗及び
抵抗Ｒ５を通して短時間に放電され、Ｔｒｌはカットオ
フになる。

その後コンデンサＣ２は抵抗Ｒ７及びＴｒ３のベース・
エミッタを通して徐々に放電し、Ｔｒ３がカットオフに
なって出力トランジスタＴｒ２が生きて来る。

Ｃ１の放電時定数に比べＣ２の放電時定数は大きくして
いるので、入力の状態が完全に元に戻ってから出力禁止
が解除されることになる。

また、抵抗Ｒ３による正帰還のために、演算増幅器Ｕ１
の比較動作にヒステリシスが与えられる。

このようなヒステリシスを有する警報設定器において、
入力がスヒステリシス幅内でかつ非警報状態のとき、チ
ェックを行ったとする。

このとき、スイッチＳＷ１．ＳＷ２が動作し、出力禁止
と設定電圧Ｅｓからチェック電圧Ｅｃへの切り換えとが
行われるが、再びチェック電圧Ｅｃから設定電圧Ｅｓに
しても、正帰還がＲ３によってかかつているため、Ｕｌ
の出力は警報状態のままである。

こうした不都合を防ぐために、コンデンサＣ２および抵
抗Ｒ７の接続点の電圧を抵抗Ｒ８を介して出力禁止がな
されている間にＵｌの入力に与えることによって強制的
にＵｌの出力を非警報状態に戻してやるようにしている
。

このようにすれば、入力Ｅ１ｏがヒステノシスの幅内に
ありしかも非警報状態にあるときにチェックを行っても
、チェック終了後は必ず非警報状態に戻るようになる。

また電源ＥＢは、入力線が切れたりはずれたりした場合
のバーンアウト用電源であり、ＥＣ＞ＥＢに選べば、バ
ーンアウト事故時には、チェックボタンを押してもダイ
オードＤ１が発光せず、異前常がわかる。

第３図は、本考案の他の実施例を示す電気回路図である
。

第３図において、第２図と同一のものは同一記号を用い
ている。

ダイオードＤ２および抵抗Ｒ９の直列回路はＴｒ２のコ
レクタおよびＴｒｌのベース間に接続され、ロック回路
を構成している。

さて、プラントからの測定入力信号ＥＩｏが大きくなっ
て、警報設定電圧Ｅｓより大きくなると、コンパレータ
Ｕ１は正の電圧＋ＥＯに反転し、遅れ回路Ｒ４，Ｃ１を
介してＴｒｌをオンにさせ、Ｔｒ２もオンにして発光ダ
イオードＤ１を発光させるとともに、出力リレーＲＬに
駆動電流を供給して警報動作を行わせる。

ひとたびＴＲ２がオンになると、Ｔｒ２のコレクタは＋
Ｖｓ電源電圧まで引き上げられるのでＲ９およびＤ２を
介してＴｒｌのベースへ正帰還がかかり、この状態がロ
ックされることになる。

したがって入力信号Ｅ１ｏが下がってもとに戻っても、
警報出力が出たままになっている。

この状態を解除するには、スイッチＳＷ１をひとたびオ
ンにして、Ｔｒ２をカットオフにすることによってで゛
きる。

さてプラントが正常状態で運転されているときに、チェ
ックを行うとき、連動するスイッチＳＷ１゜ＳＷ２を動
作させる。

ＳＷｌはオンにし、ＳＷ２はｂからＥｃ側に倒す。

すると、Ｕｌは直ちに反転しＥｏから＋Ｅｏになり、Ｒ
４を介してＣ１が徐々に充電されＴｒｌのベースの電位
が上昇して来る。

一方、ＳＷｌが閉じられ、Ｃ２が直ちに充電されてＴｒ
３をオンにする電圧に至り、Ｔｒ２がカットオフとなっ
て出力が禁止される。

やがてＴｒｌがオンになるに至り発光ダイオードＤ１が
発光する。

もし、回路のどこかに故障があればＤｌは発光しないの
で、故障と判断される。

チェックをおわり、ＳＷｌ、ＳＷ２をもとにもどすとき
はＴｒ３のベース・エミッタ間電圧はしばらくＣ２を保
たれており（放電時定数はｑとＲ７および丁ｒ３のベー
ス・エミッタ間抵抗によって決まる）、一方、Ｕｌの出
力が−Ｅｏに戻るとｑはＲ５および丁ｒ１のベース・エ
ミッタを通して直ちに放電してＴｒ工はオフになり、こ
の後、Ｔｒ３がオフになって出力トランジスタＴｒ２の
出力禁止が解除され、チェックが終了することになる。

また、スイッチＳＷ１はロック解除の機能を兼ねている
。

以上説明したように、本考案警報設定器は、チェック時
には直ちに出力が禁止されて、そののち警報設定器内部
の入力から警報表示までの動作を確認するようにし、チ
ェック終了時には入力の状態が完全に復帰してから出力
禁止の解除が行われるようにしたチェック機構を付設し
たもので、プラントが荷動中も簡単に故障のチェックが
行える便利なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案警報設定器の原理的な構成図、第２図は
本考案警報設定器の一実施例を示す電気回路図、第３図
は本考案警報設定器の他の実施例を示す電気回路図であ
る。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 設定値と測定値との比較を行う比較回路と、この比較回
   路の出力側に設けられ異常発生時の前記比較回路出力の
   反転に対しては時定数が大になり正常復帰時には時定数
   が小になる時定数回路と、この時定数回路の出力側に設
   けられた警報表示・警報出力回路と、前記設定値の電圧
   とチェック電圧との切り換えを行う切り換え回路と、チ
   ェック時には前記警報出力回路には出力禁止信号を与え
   るとともに前記切り換え回路を設定値電圧からチェック
   電圧側に切り換えるようにしチェック終了時には前記時
   定数回路の小さい方の時定数よりも大きい時定数をもっ
   て遅れて出力禁止を解除するようにしたチェック回路と
   を具備したチェック機構付警報設定器。