JPS603702A - 制御用多重化装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、制御偏差から制御量ｋｎ出する複数の演算手
段金有し、七の制御ｉ１　ｔ　ｌｃ平均化する手段を有
する制御用多重化装置に係シ、特に、他の演算手段と大
きく異なる制御量を示す演算手段の出力を無効にするの
に好適な制御用多重化装置に関する。

〔発明の背景〕

従来、高信頼性を要求される制御においては、多重化が
図られ、３Ｍ系による多数決方式が一般的である。この
場合、３者の比較、出力の選択装置は、１つの装置によ
って構成されていたため、その共通要素である比較選択
論理部が故障した場合、システムダウンとなり官頼性向
上に限界があった。

また、共通要素の部分的な故障で、かならずしも、シス
テムダウンとならない場合にｐいても、システムを動作
状態において、保守することはできず、結局は、プロセ
スを停止させなければならない。このような問題は、発
電所、化学プラントなどのようにプロセス全停止させる
ことにより膨大な損失を被むるシステムにおいては、大
きな問題となる。また、動かしながら保守する仁と金目
的として、２重系を２セット備えた４重系方式がある。

これは、２重系内で両系の一致をとり、不一致の場合、
他セットに切り換える方式で、この方式によれば、制御
装置が増加し、なおかつ、故障検出機能が故障した場合
、切り換えが不能となり、故障検出部の信頼性によって
システムの信頼性が決まってし１５問題がある。

以上のように、従来の多重化装置には、３重系による多
数決方式や２重系を２セット備えた４重系方式などがあ
るが、いずれも多数決論理や不一致検出機能などがシス
テムの信頼性を決定するというボトルネックがキる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、従来の多重化装置の多数決論理や不一
致検出機能などによる信頼性のボトルネック會解消する
ため、多重化装置の出力上のものが選択論理を持つ制御
用多重化装置を提供することである。

〔発明の概要〕

上記の目的を達成するために本発明は、制御偏差にもと
づき、演算出力する複数台の演算装置の各出力をインピ
ーダンスを通して、平均１ヒ出力する制御用多重化装置
において、演褒装訊の出力用インピーダンスの特性が電
流の絶対値の単１ｉＩＩ４増加関数であるインピーダン
スとすることによって、故障によシネ一致となった演算
出力のインピーダンスに晶＜Ｌ、不一致な出力を無効と
するように構成したことに特徴がある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図は、定電圧制御装置の電圧制御を例とした３重系制御
システムの構成である。

第１図において、ｌａ、ｌｂ、ｌｃは、定電圧発生装置
、２ａ、２ｂ、２ｃは、電流の絶対値に対してインピー
ダンス値が単調増加する非線型インピーダンス、３は、
負荷である。

以上０構成に３″て・定電Ｆ＋″発１器１“・１５・　
飄ＩＣは、外部から与えられる目標電圧Ｖｐに応じて、
定電圧出力Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃｔ−出力する。

第１図において、２ａ、　２ｂ、２ｃの非線型インピー
ダンスを固定抵抗ｒで構成した場合について説明する。

２ａ、２ｂ、２ｃの抵抗値を谷々ｒａ、ｒｂ。

ｆｅとし、すべて、同一の抵抗値ｒｆ持つ、すなわち、
ｒ　ａ　：　ｆ　ｂ　＝：　ｆ　ｃ　：　ｆと考え、負
荷３のインピーダンスはｒｌｃ比べて十分高いと仮定す
る。

この定電圧電源の出力Ｖｏｌ’ｊ、Ｖａ、Ｖｂ。

Ｖ−の平均値となる。

この電源の可変範囲を仮に±１■と考える。定電圧発生
装置１ａ、ｌｂ、ｌｃが正常であった場合、各定電圧発
生装置からの側倒電圧の平均値が負荷３に出力される。

一方、制御装置の一部たとえば、ｌｃに故障が発生した
場合、制御装置ＩＣは、正常な場合の平均値からはずれ
た制御量（’ｉ！圧）を出力する。

このとき、１ａ、１ｂが正常であれば、１ａ。

１ｂの出力■ａ、　ｖｂは一致し、正常、異常が２＝１
であるので、ｌａ、ｌｂがＩＣに打ち勝って動作する。

しかし、出力インピーダンス２ａ。

２ｂ、２ｃが一尾値ｒであるので、ＩＣの出力電圧ＶＣ
が可変範囲の限界値たとえはＶ６＝−ＩＶとなったとす
ると、正常な制御装置１ａ、ｌｂでＩＣを打ち消そうと
目標値Ｖｐｅ調節しても、ｖａ、ｖｂは、たかだか上限
値の＋ＩＶまでしか上昇しない。

従って、出力■Ｏは、 となり、これ以上の出力電圧は、出力できず、制御電圧
の領域は、３３％と狭くなる。

一方、電流の絶対値の単調増加関数であられされる特性
の非線型インピーダンスに２ａ＋　２ｂ＋２０に使用し
た場合につき説明する。非線型インピーダンス′（ｆ−
電流の２乗に比例するものと仮定すると、制御装置１ａ
、ｌｂの電圧と、ＩＣの電圧はＩＣが故障してｙＣ＝−
ＩＶとなるとインピーダンス一定の場合と同様になｐ、
ｖ、＝ｖｂ＝＋ｉｖ、ｖ　ｅ　＝−ｉｖとなる。ｉって
、ｌａ。

１ｂの特性がほぼ同じと考えると、電流は、乙 となる。

ｆ’ａ、ｒｂ、ｒｅは電流の２乗に比例するので、ｒａ
：ｒｂ：ｒｅ＝１：１：４ ｆａとｒｂは出力に対しては、並列と考えられるので、
ｖＯは２■の電位差をに８で分圧することになシ、 となる。

従って、出力電圧は、ＶＣが上限、下限のどちらに故障
しても、７８％の制御領域全確保できる。

ｌａ、ｌｂが王宮で、ＩＣが故障した場合、分圧比ｋを ｒ　ａ　／／　ｒ　ｂ ｋ＝−□−一・・・・・・・・・・・・（２）Ｃ （ｒ　ａ　／／　ｒ　ｂはｒａとｒｂの並列インピーダ
ンス３２図に示゛ｔように、固定抵抗の場合より、非線
型インピーダンスの場合の方が、制御領域が広くなる。

第２１菌でａｆま非線型インピーダンスのとき、ｂは同
定抵抗のときの値を示す。

次に、ｎＬ　３７　Ｋ示すように、第１図の回路に、１
１１１１　ｉｎ対象３からのフィードバック′亀圧Ｖｙ
ｉｋ、定′亀圧１に源１ａ、ｌｂ、ｌｃに対して行なう
と、目標電圧Ｖｐと制御電圧ＶＯは、ｌａ、ｌｂ、ｌｃ
のどの１つが故障しても、Ｖｌｌは、Ｖｐに追征し、ｌ
ａ、１．ｂ、ｌｃの出力″電圧を式（２）の分圧化ｋを
１＋に パラメータとして制ｉ＋＋＋　電圧ＶＯの□倍にとれ１
−に げ、全１ト１ｊ御粍囲をカバーすることができる。

以上のようにｌ＆ｉ、流の絶対値の年調増加関数であら
れ甥れる特性を待ったインピーダンス１ｃ２　ａ。

２ｂ、２ｃに使用することによって、１台の制御４ゝｗ
ｉｓｈ嘩１０・″すｆ）ｊＥ？ｆｔ＆ｆｆｔ“１０７１
１６”１”　鬼可能である。　１゛ また、本発明によれば、オンラインで１台の制御装置の
保守上行なっても、他の複数台の制御装置で、システム
が制御可能であるため、全体がシステムダウンすること
なく、保守可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、制御装置の出力インピーダンスが電流
の絶対値の単調増関数であられ嘔れる特性をもつため、
３個以上の制御装置のうち１台が故障しても、不一致な
制御出力を無効とすることができるので、高信頼な制御
用多重化装置を提供できる。

また、保守においても、保守中の制御装置が、不一致な
制御出力を出力しても、無効な出力とすることができ、
システムを停止することなく、保守できる効果かある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第３図は、本発明の実施例である。 第２図は、本発明の説明図である。 １　ａ、　１　ｂ、　Ｉ　Ｃ一定電圧制御装置、２ａ、
２ｂ。 ２Ｃ・・・非線型インピーダンス、３・・・制御対象、
Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ”４　ａ、ｌ　ｂ、ｌ　ｃの制御出力
電圧、ｖＯ・・・制御電圧、ＶＦＩ＋　・・・フイーノ
（）くツク茅　１　図 第　２　図 Ｙ　３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、検出された制御対象の状態策と所定の目積状態量と
   の差より、制御量全算出する少なくとも３個以上の演算
   手段と、上記各演算手段の出力全変換する手段を有し、
   その変換手段の出力を１点で接続して、演算手段の出力
   全平均化した制御入力とする多重化装置において、演算
   手段の出力の変換手段が、変換手段に流れる電流の絶対
   値の単調増加関数として、あられさ牡るインピーダンス
   を有し、各演算手段の出力のうちの一つが他の演算手段
   の出力との差が大巾に異なる場合に、その影響ゲタなく
   シ、その演算手段の出力を無効にすることを特徴とする
   制御用多重化装置。