JPS60144801A - 自動制御装置 - Google Patents

自動制御装置

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JPS60144801A
JPS60144801A JP31784A JP31784A JPS60144801A JP S60144801 A JPS60144801 A JP S60144801A JP 31784 A JP31784 A JP 31784A JP 31784 A JP31784 A JP 31784A JP S60144801 A JPS60144801 A JP S60144801A
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correcting
amplification part
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Yoichi Tone
洋一 戸根
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Toshiba Corp
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B9/00Safety arrangements
    • G05B9/02Safety arrangements electric
    • G05B9/03Safety arrangements electric with multiple-channel loop, i.e. redundant control systems

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Safety Devices In Control Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔1発明の技術分野〕 本発明は、自動制御装置に係り、特に多重化された自動
制御装置に関するものである。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
たとえば発電プラントの自動制御装置には、従来より高
信頼性のニーズが高い。高信頼化の一つの手法としては
使用部品の選別管理があるが、近年の自動制御装置への
高機能化の要求は、部点数の増大及び多品種化を招来し
ているので、単なる部品管理のみでは充分な信頼性を得
られぬ事態になりつつある。かかる事態においては、装
置の多重化(冗長化)により信頼度の向上を図ることが
必要であり、部分的には従来より、多重化が実現されて
いる。
一般に自動制御装置は、制御対象の状態を検知する検出
部と、検出された状態量と設定目標値とを比較演算し両
者を一致させるべく補正信号を出力する制御部と、補正
信号を増幅或は変換して制御、対象を直接操作する増幅
部として区分される。
従来より多重化の実施されているものの多くは検出部と
制御部までであった。
第1図はこのような例を示、すもので、プラントの制御
対象6の状態量は、多重化された検出部2により検知さ
れそれぞれの検出部2は対応する多重化された制御部3
へ、現在の状態量を信号として送る。多重化された制御
部3は受け取った一栓の状態量を、設定目標値と比較し
、補正信号を下流へ出力する。信号選択部4は、多重化
された制御部3の出力から、所定の論理に従って一つの
妥当な値を選択し、これを増幅部5に伝える。増幅部5
は選択された補正信号を増幅あるいは変換して制御対象
6を操作する。
従って検出部2或は制御部3で異常が発生した場合には
、信号選択部4において異常信号を棄却することにより
、自動制御装置1としての健全性を確保することができ
たが、増幅部5において異常が発生した場合には、自動
制御装置1の正常な運転は不可能であった。
一方、これに対して、増幅部5を多重化したものもある
。第2図はその一例を示すもので、多重化された増幅部
5は信号切換器7に信号を送り、信号切換器7は所定の
論理に従って信号を選択する。しかしながらこの方式の
信頼性は、切換論理の信頼性による所が大きく、また、
電力増幅後の大電流切換となる為、信号切換器7自体の
寿命も問題となる。
そこで第3図に示すようにしたものがある(特願昭57
−129523号)。これは電流加算により、制御対象
6への操作信号を得、これを各増幅部5へ帰還して補正
を行なうことにより多重化増幅部を実現しようとするも
のである。これ1こよって、それなりの効果をあげてい
るものの出力電流バランスの欠如によ・って過大な電力
を消費することがある。すなわち、第3図における大刀
側への帰還信号は三つの出力電流の和であり、各増幅部
間の電流分担を制御する要素はない。従って、各演算増
幅器10や各電圧/電流変換器11にゲイン変化やドリ
フト等が発生した場合、出方電流分担が変動するので、
電力消費が通常の均衡状態に比して大きくなることがあ
る。。
[発明の目的〕 本発明は以上の点に鑑みアなされたもので、増幅部°の
多重化を基本とし、切換部選択部等を大電流部位に配備
せず、省電力、高信頼度の自動制御装置を供給すること
をその目的とする。
し発明の概要〕 本発明は、制御対象の状態量と、設定目標値とを比較演
算してめた制御対象の状態量の補正信号を増幅または変
換する為の増幅部を多重化した自動制御装置において、
その多重化された増幅部からの信号を加算して制御対象
へ操作信号を出力する加算部と、その加算部の出力及び
自己の増幅一部の出力を帰還して、上記補正信号と比較
演算し、増幅部出力を補正する為の演算増幅部とを付加
したことを特徴とする。
し発明の実施例〕 第4図に本発明の一実施例を示す。第4図において、制
御部3からの補正信号は入力抵抗8により受信された後
、帰還抵抗9により受信された制御対象6への操作信号
及び帰還抵抗14、分圧抵抗15、16.17によ、り
受信された出力電流の和と比較演算される。演算増幅器
10は、前記演算を行なった後、操作信号と補正信号の
差を小さくする様、また、出力電流と補正信号の差をも
小さくする様に、電圧/電流変換器11に修正を加える
。′電圧/゛屯流変換器11の出力は、電流検出抵抗1
3を流れ、その両端の電位差が帰還抵抗14及び分圧抵
抗15.16.17を通じて演算増幅器10へ帰還され
る。また、一方、電圧/電流変換器11の出力は電流加
算されて、制御対象6を流れ、接地抵抗12により電圧
信号に復帰する。各増幅部5は前記電圧信号を帰還信号
として受信し、前記の電位差帰還と合わせて修正動作を
繰り返す。以上により等しい入力電圧の下では各増幅部
の□出力電流分担は相等しい値に落着く。
次に、以上の動作を説明する。いま入力抵抗8を旧、帰
還抵抗9をFLl、帰還抵抗14を鳥電流検出抵抗13
をrとし、分圧抵抗15を−116をRi、 17をR
1にそれぞれ等しくおく。また、接地抵抗12をRと、
シ、これを流れる操作信号電流を11各増幅部5の出力
電圧をV。、出力電流をIl+ 11711111 人
力’FM圧を”+p Vi21 Vi、とする。
この時、キルヒホッフの法則から、演舞増幅器10のマ
イナス入力電圧V−及びプラス入力電圧−をめると、 1 1 1 ■1町+互 一方、演算増幅器の動作原理から1.マイナス入力電圧
V−とプラス入力電圧V+とは等しいので、下記(3)
式が成り立つ。
V−=V4 、−0.− (3) (1)〜(3)式より整理して また、他の二つの演算増幅器についても同様にして ここで第4図の回路構成から I = iI+jt +is−・・・・・(7)また、
入力電圧v111 vi、、 villがすべて等しい
とすると Vi、=Vi2=Vi、=Vi ++++++ (s)
(力、(8)を(4)〜(6)へ代入して整理すると(
9)、、QI 、 (11)を解いて下記aり式を得る
。すなわち各増幅部の出力電流は相等しい。
これ1こ対し、第3図の従来例では、各増幅部の出力゛
磁流は一意的には定まらない。このことを以−1に示す
。第3図のものは第4図の回路で帰還抵抗14 (R1
)を無限大にし、かつ電流検出抵抗13 (r)を0に
したものであるから、前記(9)〜aυ式においてR,
=oo 、 r=Qとおけばいずれの式も下記(13式
のようになり、従来例では各増幅部5の出力電流i、。
1!tillは不定となる。
次に、第4図に示す実施例での異常時の回路動作を説明
する。たとえば一系統の演算増幅器または電圧/電流変
換器が異常高の信号を出し続けたとする。この時、残り
の系統は、接地抵抗12に流れる異常高電流を帰還信号
として検知し、これを補償するように動作する。結局、
操作信号は増幅部5への入力に相当する値に復帰する。
以下、−系統異常低または、−系統断の場合にもり様に
して異常値が補償され、操作信号としては入力相当の値
を得ることができる。
以上の動作を数式により説明すると、まず、正常時の操
作信号電流工は、(7) 、 (La式より8゛1 ・
・・・・・Qつ ■ =−−−− Ri −系統異常については、第3系統の異常を仮定し、(9
)〜αη式よりi、、i、をめると、よって、一系統異
常時の操作信号電流Iは(7) 、 (LCD士(韮と
すると 1“ Vi ・・・・・・Q8 ■ =−□・□  Ri となって正常時の値に等しい。
また、本発明は、例えば三重コイル加算形の電磁石ない
しは、その応用である電油変換器への適用も可能である
。その実施例を第5図に示す。図中の制御対象6は三つ
のコイルを均等に巻いた電磁石であり、その電磁力は三
つのコイルの電流の加算値に比例する。この三つのコイ
ルに対応して第4図のものと同等の三重化の増幅部を接
続することにより、任意の増幅部故障コイル断線あるい
は接続ケーブル断線に対しても、正常動作の可能な電磁
力発生システム(電油変換器)とすることができる。
尚、以上の説明では三重系を例にとり説明したが、これ
に留まるものではなく、二重系、四重系つ電圧/電流変
換部に適切な電流リミット機能を設けてやることにより
、定格値の1チ程度に押えることが可能である。
さらに、故障診断機能を付加することも可能であり、例
えば第6図に示す如く、電流検出抵抗の上流側の電圧を
モニターし、そのバランスを監視するのみで容易に一系
統の・異常を検出することができる。
〔発明の効果〕
以上説明した如く、本発明によれば、従来の自動制御装
置において実現が困難であった増幅部の多重化を、信頼
度、電力消費等を悪化させることなく達成し、加算形操
作端との併用とも合わせて、システムの総合信頼度向上
が可能であり、その改善効果は大きいといえる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の自動制御装置を示すブロック図、第2図
は従来の多重化増幅部の一例を示すブロック図、第3図
はその改良形の一例を示すブロック図、第4図は本発明
の一実施例を示すブロック図、第5図は電油変換器への
応用例を示すブロック図、M6図は故障診断機能を付加
した一実施例を示すブロック図である。 1・・・自動制御装置 2・・・検出部3・・・制御部
 4・・・信号選択部 5・・・増幅部 6・・・制御対象 7・・・信号切換部 8・・・入力抵抗9.14・・・
帰還抵抗 10・・・演算増幅器11・・・電圧/′屯
原流変換 器2・・・接地抵抗 13・・・電流検出抵抗15.1
6.17・・・分圧抵抗 18・・・故障診断回路(7
317) 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 (ほか1
名)第1図 第2図 第3図 第4図 手続袖正竹(山、:) 昭オ日 、FE、 ::’:ΔQ 日 特許庁長官殿 1事件の表示 自動制御装置 3、補正をする者 事件との関係 前作出願人 (307)東京芝浦電気株式会社 4代 理 人 〒100 東京都千代田区内幸町1−1−6 Ωプ 図 面 6、補正の内容 プ′添付図面の内、第5図を別紙のとおり補正する。 以上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 制御対象の状態量を検出する検出部と、前記状態量と設
    定目標値とを比較演算し前記状態量を補正する信号を出
    力する制御部と、前記補正信号を増幅変換して前記制御
    対象へ操作信号を出力する増幅部とからなる自動制御装
    置において、前記増幅部を多重化し、前記多重化された
    増幅部からの信号を加算して前記制御対象へ操作信号を
    出力する加算部と、前記多重化された該増幅部の出力と
    前記加算部の出力とを帰還して制御部からの補正信号と
    比較演算し該増幅部出力を補正する演算増幅部とを付加
    したことを特徴とする6動制御装置。
JP31784A 1984-01-06 1984-01-06 自動制御装置 Granted JPS60144801A (ja)

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JP31784A JPS60144801A (ja) 1984-01-06 1984-01-06 自動制御装置

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JP31784A JPS60144801A (ja) 1984-01-06 1984-01-06 自動制御装置

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JPS60144801A true JPS60144801A (ja) 1985-07-31
JPH0472241B2 JPH0472241B2 (ja) 1992-11-17

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6270902A (ja) * 1985-09-24 1987-04-01 Toshiba Corp 電流出力多重化制御装置
CN112217391A (zh) * 2020-10-16 2021-01-12 苏州浪潮智能科技有限公司 电源转换器电压输出设计方法、系统、终端及存储介质

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6270902A (ja) * 1985-09-24 1987-04-01 Toshiba Corp 電流出力多重化制御装置
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