JPS60219508A - 多重化検出装置 - Google Patents

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】 ［発明の技術分野］ 本発明は多重化された検出信号を取り出すのに好適な多
重化検出装置に関する。

［発明の技術的背景とその問題点コ 原子力発電所等の高い信頼性が要求されるプラントに使
用されるプロセス制御装置では、信頼性を向上する目的
でプラント状態量を検出する検出器が２重化、３重化な
どの多重化される場合が多い。

このような場合は通常、多重化された検出器からの信号
の中で最も確からしい信号を選択し、制御に使用する。

一般的に用いられる信号選択方法は中間値選択法と呼ば
れるものであり、Ｎ個の入力に対して下記のように定議
される。

Ｎが奇数の場合 ある入力値より大きいものが（Ｎ−１）／２個、小さい
ものが（Ｎ−１）／２個となる入力値を選択する。

Ｎが偶数の場合 ある入力値より大きいものがＮ／２−１個、小さいもの
がＮ／２−１個となる入力値の２つの平均値を選択。す
る。

上記した中間値選択法によれば、特別な信号診断回路等
を設けなくともＮが奇数の場合は（Ｎ−１）／２個、Ｎ
が偶数の場合はＮ／’２−１個の検出器の故障はまった
く制御に影響を与えない。しかし、逆に言えばＮ個の検
出器を有しながら上記した個数以上の検出器故障に対し
ては中間値選択法は有効でなくなる。Ｎ個の検出器を有
しているからにはＮ−１個の検出器故障まで制御に影響
を与えないこと−が理想的であり、かつ、飛羅的に信頼
性を向上できる。この要求を満たすためには通常、信号
診断回路および信号切替回路が併用される。

以下、第１図により信号診断回路および信号切替回路を
併用した場合の従来技術について説明する。尚、説明を
簡単化するためにＮ＝３とする。

検出器１（尚、各検出器を区別するためにそれぞれＡ、
Ｂ、Ｃなる添字を付ける。）からの信号ＳＩ　Ａ。

ＳＩＢ、ＳＩＣは中間値選択回路２に入力され、中間値
選択回路出力Ｓ２は切替回路３に入力され、切替回路出
力Ｓ３は制御器４に入力される。各検出器／らの信号Ｓ
＋　Ａ、ＳＩ　Ｂ、Ｓｔ　ｃはまた切替回路３おｄび信
号異常を検出するための診断回路５にも入力されており
、切替回路３は診断回路５からの診断結果に基づき、中
間値選択回路出力Ｓ３および検出器１からの信信Ｓ＋　
Ａ、ＳＩ　Ｂ、Ｓｌ　ｃを切替えて切替回路出力Ｓ３と
する。切替回路３の動作は下記の通りである。

（１）、ＳＩ　Ａ、Ｓｌ　ａ、Ｓｔ　ｃ全て正常の場合
またはどれか１個が異常と診断された場合・・・・・・
Ｓ３：５２（２）、ＳＩ　Ａ、ＳＩ　Ｂが異常と診断さ
れた場合・・・・・Ｓ３”５ＩＣ （３）、ＳＩ　Ｂ、ＳＩ　Ｃが異常と診断された場合・
・・・・・Ｓ３：５ＩＡ （４）、ＳＩ　Ｃ，ＳＩ　Ａが異常と診断された場合・
・・・・・Ｓ３：ＳＩＢ 第２図は上記した従来例の動作を説明するものであり、
−例として検出器ＩＡからの信号ＳＩＡおよび検出器Ｉ
Ｂからの信号ＳＩＢが異常となった場合を示す。

まず、ＳＩＡが異常と検出された場合であるが、前記（
１）項により中間値選択回路出力Ｓ２が選択されたまま
になっている。次に、ＳＩＢが異常と検出された場合は
、（２）項により切替回路出力Ｓ３としてＳｓｃが選択
される。ＳＩｃは正常な信号であるから、制御ＳＩＡ、
ＳＩＢ二系列の故障の場合であっても制御は正常に継続
できる。

しかし、以上の説明は理想的な場合であって、実際には
診断回路５が信号異常を検出するためにはある程度の時
間が必要であり、信号が異常となつたと同時にそれを検
出することはできない。また、この検出に要する時間を
短かくする程、ノイズ等による誤検出の可能性が高くな
るため、フィルター等を使用して時間遅れを意図的に作
るのが通常である。

このように診断回路５が時間遅れを持っている場合の動
作を第３図に基−づき説明する。

まず、ＳＩＡが異常となった場合は何ら信号切替を必要
としないので、診断回路が時間遅れを持っていても影響
は無い。しかし、ＳＩＢが異常になった場合、ＳＩｃが
異常になってから診断回路５がそれを異常と検出するま
での間（図中Ｔと表示）、切替回路３中間値選択回路出
力Ｓ２を選択したままであり、中間値選択回路出力Ｓ２
は二系列の入力が異常であるため、もはや正常な信号で
は無い。従って、時間遅れＴの間は制御器４に異常な信
号が入力され、正常な制御は行なえないことになる。さ
らに、診断回路５がＳＩＢを異常と検出すると、前記（
２）により切替回路３はＳ１ｃを選択するため、制御器
４に入力される信号は突変を生じ、プロセスにバンプを
与えることになり、制御上、悪影響を及ぼす。対象とす
るプロセスによっては、このようなバンプが重大な問題
を引き起こすこともあり、従来技術では、中間値選択法
に信号診断回路および信号切替回路を併用しても必ずし
も信頼度向上を実現することはできなかった。

［発明の目的］ 本発明は上述した従来技術の欠点を除き診断回路の時間
遅れが制御に悪影響を与えることのない多重化検出装置
を提供することを目的とする。

［発明の概要］ このため本発明は、多重化された検出器からの検出信号
を中間値選択回路を介して取り出すと共に、その多重化
された検出信号が信号診断回路により異常と判断された
場合に、その異常信号を上記中間値選択回路出力で置き
換えるようにしたことを特徴としている。

［発明の実施例］ 以下、第４図に基づき本発明の一実施例について説明す
る。尚、図中、第１図と同一符号は同一または相当部分
を示し、第１図に示した従来構成と異なる点は、第２の
信号切替回路６を設け、第２の信号切替回路６により検
出器１からの信号ＳＩＡ。

ＳＩＢ、ＳＩＣの内、診断回路５により異常と診断され
た系列を中間値選択回路出力Ｓ２で置換するようにした
点である。

第４図の構成で、第２の信号切替回路６は下記の通り動
作する。

（１）ＳＩＡが異常と診断された場合 ・・・・・・ＳＩＡをＳ２で置換 （２）ＳＩＢが異常と診断された場合 ・・・・・・ＳＯＢをＳ２で置換 （３）ＳＩｃが異常と診断された場合 ・・・・・・ＳＩＣをＳ２で置換 尚、第２の信号切替回路６の動作は１系列異常の場合の
み有効であり、２系列異常の場合は従来構成例の動作と
同様に中間値選択回路出力Ｓ２の代りに正常な残りの１
系列が切替回路３により選択されるため無効となる。

第５図は第４図に示した本発明の一実施例の動作を説明
するものであり、−例として検出器１Ａからの信号ＳＩ
Ａおよび検出器ＩＢからの信号ＳＩＢが異常となった場
合を示す。

まず、ＳＩＡが異常となった場合は、前述した通り、中
間値選択回路出力Ｓ２には影響を与えない。一方、第２
の切替回路６は（１）によりＳＩＡを中間値選択回路出
力Ｓ２で置き換える。当然、この置き換えは診断回路５
の結果に基づくため、前述した通り時間遅れを生じる。

しかし、中間値選択回路出力Ｓ２はＳＩＢ、Ｓ１ｃが正
常のままであるため変化せず、この時間遅れは制御には
何ら影響を与えない。

次に、ＳＩＢが異常となった場合には、第１の切替回路
３により中間値選択回路出力Ｓ２の代りに残りの正常な
信号Ｓ＋ｃが選択される。この場合。

前述した通り診断回路５の遅れ時間Ｔの間は、中間値選
択回路出力Ｓ２が第１の切替回路３により選択されたま
まとなっているが、中間値選択回路２には、第２の切替
回路の動作によりＳＩＡの代りに自分自身の出力がフィ
ードバックされているため、ＳＩＢが異常となっても中
間値選択回路出力ｓ２は変化しない（正常な値のままと
なっている）ので、制御器４には常に正常な信号が入力
されていることになる。即ち、本発明の最も重要な点は
中間値選択回路２にフィードバックを行なうことにより
、入力が異常となっても正常な値を出力し続ける一種の
記憶要素として中間値選択回路２を使用している点であ
る。

第６図は、この中間値選択回路２の記憶動作を説明する
ための図で、中間値選択回路２に記憶動作を持たせるた
め１つの入力として自分自身の出力をフィードバックし
たものである。これは、第２の切替回路６により、ＳＩ
Ａの代りに中間値選択回路出力Ｓ２が選択された場合に
相当している。即ち、２つの中間値選択回路出力はＳＩ
ＢおよびＳＩＣであり、中間値選択回路出力が５２であ
る。

この回路の動作は下記の通り表現される。

（１）ＳＩ　Ｂ＜Ｓ２＜ＳＩ　Ｃの場合Ｓ２は中間値そ
のものとなることがらｓ２は変化しない。

（２）Ｓ２≧ＳＩＢの場合 ５２＝５１ｂとなる。

（３）３２≦Ｓ＋ｃの場合 ５２＝Ｓ１ｃとなる。

従って、Ｓ２の動きは第７図に示す通りとなる。

即ち、Ｓ２はＳＩＢとＳＩｃの間にのみ存在し、かつで
きる限り現状を維持するように動く。各信号が正常な場
合にはＳｓＢ傘Ｓ＋ｃであるがらｓ２もＳＩＢまたはＳ
Ｉｃの動きに従い変化する。しかし、どちらかが異常と
なり５ＩＢｆ：ＳＩＣとなった場合にはできる限り異常
直前の値を保持することになる。

第８図はＳＩＢおよびＳＩｃの種々の動きに対するＳ２
の変化を示したもので、第８図の（１）はＳＩＢが異常
で減少し、かつ、その後Ｓａｃが減方向に変化した場合
である。（ＩＩ）はＳＩＢが異常で減少し、かつ、その
後Ｓ＋ｃが増方向に変化した場合である。（ＩＩＩ）は
ＳＩＢが異常で増加し、がっ。

その後Ｓｓｃが減方向に変化した場合である。（ＩＶ　
）は５１ａが異常で増加し、かつ、その後ｓ１ｃが増方
向に変化した場合である。即ち、第６図の回路は「２つ
の入力の内、一方の変化のみでは出力は決して変化せず
、また２人力が異なる変化をしても出力は変わらない。

２人力が同様の変化をした場合にのみ出力が変化する回
路である。Ｊということができる。

従って、以上のことから中間値選択回路の出力Ｓ２は、
第５図に示す通り、ＳＩＢが異常となってもＳｌｃに等
しくなり異常とはならないことが判る。

ところで、以上に説明した実施例においては。

２系列故障の場合に第１の切替回路３によって、中間値
選択回路出力Ｓ２の代りに残りの正常なｌ系列を選択す
るように説明したが、この場合、第１の切替回路３は必
ずしも必要では無く省略することもできる。即ち、第２
の切替回路６の動作を下記の通りとすることにより、第
１の切替回路は省略可能である。

（１）ＳＥＡが異常と診断された場合 ・・・・・・ＳＩＡをＳｌで置換 （２）ＳＩＢが異常と診断された場合 ・・・・・・ＳＩｒｓをＳｌで置換 （３）　Ｓ　ｔ　ｃが異常と診断された場合・・・・・
・ＳＩＣをＳｌで置換 （’ｌ）　Ｓ　Ｉ　Ａ　＃Ｓ　Ｉ　Ｂが異常と診断され
た場合・・・・・・５ｔｒｓをＳｌらで置換 （５）ＳＩＢ、５１　Ｃが異常と診断された場合・・・
・・・Ｓ１ｃをＳＩＡで置換 （６）Ｓｓ　Ｃ，ＳＩ　Ａが異常と診断された場合・・
・・・ＳＩＡをＳＩＢで置換 また１以上の説明は簡単化のために全て検出器多重化数
ＮをＮ＝３と仮定したがＮ≧４の場合にもまったく同様
に適用できることは勿論である。

一方、Ｎ＝２の場合には、例えば、第９図に示すように
構成すれば、本発明を適用することができる。即ち、第
９図の構成で１例えばＳＩＡが異常となった場合には中
間値選択回路出力Ｓ２には何ら異常は生じない。このた
め１診断結果５の遅れ時間の間、第１の切替回路３が中
間値選択回路出力Ｓ２を選択していても何ら問題はなく
、プロセスバンプを確実に防止できる。また、この場合
は始めから、中間値選択回路２にフィードバックを施こ
しているため、第２の切替回路６は不要である。

但し、この場合、中間値選択回路出力Ｓ２は必ずしも正
確な中間値（（Ｓ　Ｉ　Ａ　＋Ｓ　ｓ　Ｂ　）／２）で
はない。

しかしながら、時間的に見れば検出器１からの信号には
通常、ノイズ等により変動しているものであり、中間値
選択回路出力Ｓ２が取る時間分布の平均値と（５１Ａ＋
Ｓｓ　Ｂ）／２が取る時間分布の平均値は等しい。従っ
て、５２＝（ＳＩ　Ａ、Ｓｌ　ａ）／２となる。ここで
、１１　Ｈは時間平均を表わしている。この意味では中
間値選択回路出力Ｓ２は（ＳＩＡ＋Ｓ＋ａ）／２と同様
であると言える。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、中間値選択回路の出力を
入力側にフィードバックするようにしたので、入力異常
となっても正常な値を出力する一種の記憶要素として働
き１診断回路に時間遅れがあっても制御に悪影響を及ぼ
すことのない信頼性の高い多重化検出装置が得られるよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の多重化検出装置のブロック図。 第２図および第３図は第１図の動作を説明するためのタ
イムチャート、第４図は本発明の一実施例に係る多重化
検出装置のブロック図、第５図は第４図の動作を説明す
るためのタイ１１チヤー１・、第６図は本発明の基本回
路を示すブロック図、第７図は第６図の動作を説明する
ためのタイムチャー１−１第８図会−→：朝→は第６図
の動作を説明するためのタイムチャート、第９図は本発
明の他の実施例の構成を示す多重化検出装置のプロッタ
図である。 １・・・検出器、２・・・中間値選択回路、３・・・第
１の切替回路、４・・・制御器、５・・診断回路。 ６・・・第２の切替回路。 （７３１７）　代理人人　弁理士　則　近　憲　Ｒｉ（
ほか１名） 第１図 第２図 費岨撞１）諷津穐鴇 第３図 オφ″ｆＡ　オ中山 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多重化された検出器からの検出信号の正常、異常を判定
   する信号診断回路を備え、正常な検出信号を中間値選択
   回路を介して取り出す多重化検出装置において、前記中
   間値選択回路の出力を入力側にフィードバックしたこと
   を特徴とする多重化検出装置。