JP2001350501A - 機能分割式モータマルチリレー - Google Patents

機能分割式モータマルチリレー

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JP2001350501A
JP2001350501A JP2000171992A JP2000171992A JP2001350501A JP 2001350501 A JP2001350501 A JP 2001350501A JP 2000171992 A JP2000171992 A JP 2000171992A JP 2000171992 A JP2000171992 A JP 2000171992A JP 2001350501 A JP2001350501 A JP 2001350501A
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relay
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Masashi Nishimura
正志 西村
Osamu Suzuki
修 鈴木
Hideo Onishi
秀雄 大西
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Abstract

(57)【要約】 【課題】CPU負荷が大きくても、保護処理の応答性を
高くする。 【解決手段】プラント機器を駆動するモータ106に電
気を供給する遮断器101を備え、コントローラ119
からモータに対する運転/停止指令は制御CPU113
と接触器105を介して送信される。保護CPU108
は変流器103、零相変流器104より検出される漏
電、欠相・不平衡に対する電気保護を行う。各CPUは
接触器105を入/切する保護DO及び制御DOに対
し、それぞれ出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】プラント機器の制御処理及び
電気保護処理を行うモータマルチリレーに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のモータマルチリレーはプラント機
器を駆動するモータに電気を供給する遮断器を備え、ま
た、コントローラからモータに対する運転/停止指令を
受信して接触器に対して出力する。そして、モータの始
動/停止状態や変流器や零相変流器より検出される漏
電、欠相・不平衡に対する電気保護が動作したことを、
1台のCPUによりコントローラに送信していた。
【0003】図5にモータマルチリレーの処理フローを
示す。接触器の入/切制御(S401)を行っている
際、漏電、過電流、不平衡など保護処理の割込みが発生
すると(S402)、接触器を切(S403)にし、モ
ータ停止(S404)にする。そして、保護処理が完了
し、通信及び制御ができる状態になるまで(S40
5)、通信及び接触器の入/切制御を行わない処理をし
ていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のモータマルチリ
レーでは、CPU1台で制御処理及び電気保護処理を行
っている為、CPU負荷が大きいと、保護処理の割込み
が発生しても接触器を切るまでに時間がかかっていた。
【0005】この対策として、高い処理能力を持つCP
Uを用いる必要があった。しかし、コントロールセンタ
内には接触器や継電器などのノイズ発生源があるため、
高い処理能力を持つCPUではノイズ電圧を制御信号と
間違えて誤動作をおこす恐れがあった。
【0006】本発明の目的は、従来技術の問題点を克服
し、保護処理の高速化と誤動作を生じないモータマルチ
リレーを提供することにある。
【0007】
【発明が課題を解決する手段】上記の課題を達成するた
め、本発明はモータマルチリレーのCPUを制御用と保
護用に分けて設ける。これにより、CPU負荷分散を行
うと共にDPMと呼ばれるデータ交換用共有メモリ(D
PM)を設け、互いのCPU処理実行回数を健全性確認
処理あるいはデータ返送チェック処理として介して行う
ことを特徴とする。
【0008】さらに、保護CPU処理結果を保護DO
に、制御CPUの処理結果を制御DOに反映し、前記健
全性確認処理及びデータ返送チェック処理において異常
を検出した場合、保護DOもしくは制御DOをオフする
ことを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の機能分割式モータマルチ
リレーの実施例を説明する。図1は本発明のモータマル
チリレーの一実施例による構成図である。モータに電気
を供給する遮断器101、モータマルチリレー10の電
源回路107に電気を供給する変圧器102、動力線の
電流値を測定する変流器103、動力線の欠相・不平衡
を検出する零相変流器104、モータ106に電気を供
給する接触器105、接触器105を入/切する継電器
118、変流器103及び零相変流器104から漏電、
過電流、不平衡の異常検出を行い、異常であれば保護D
O112に対しOFF指令を出力する保護CPU108
を備えている。
【0010】保護CPU108は、DPM110と呼ば
れるデータ交換用共有メモリに自己の処理実行回数、保
護DO112のON/OFF状態及び変流器103から
入力される動力線の電流値を書込み、かつ制御CPU1
13処理実行回数及び制御CPU113から返信された
保護CPU108処理実行回数をDPM110から受信
し、正常であるか判断する処理行い保護DO112に対
しON/OFF指令を出力する。
【0011】保護DO112は、保護CPU108が正
常に動作していることを検出する保護WDT(ウオッチ
ドックタイマ)109、保護WDT109の検出結果と
保護CPU108の異常検出結果を否定論理和111に
より処理した結果によりON/OFFする。
【0012】制御CPU113は、その処理実行回数、
制御DO117のON/OFF状態及び継電器118か
ら入力される接触器105の入/切情報を書込み、かつ
保護CPU108処理実行回数及び保護CPU108か
ら返信された制御CPU113処理実行回数をDPM1
10から受信し、正常であるか判断する処理行い、かつ
モータ106に対し運転/停止指令を出力する。
【0013】制御WDT114は制御CPU113の正
常に動作していることを検出する。制御WDT114の
検出結果と保護WDT109の検出結果を否定論理和1
15により処理し、その結果と制御CPU113からの
出力指令を否定論理積116により処理し、その結果に
より制御DO117をON/OFFする。
【0014】本システムを簡略に説明する。遮断器10
1を投入することにより変圧器102に電気が流れ電源
回路107を通じて制御CPU113及び保護CPU1
08に電気が供給される。また、接触器105が投入さ
れたことによりモータ106に電気が流れるため動力線
に設けている変流器103や零相変流器104にて電流
値、欠相・不平衡が検知できる。
【0015】電気保護処理として、モータマルチリレー
10に設けている保護CPU108で電流値、欠相・不
平衡を検知し、DPM110を介して接触器105の入
/切情報を受信して、接触器105が入の状態で電流値
が規定値以上、接触器105が切の状態で電流値が規定
値未満であるか判断し、かつDPM110を介して制御
CPU113の状態をチェックし正常ならば保護DO1
12に対しON指令を出力する。
【0016】制御処理として、モータマルチリレー10
に設けている制御CPU113で、DPM110を介し
て保護CPUの状態をチェックし、かつモータ106に
対しプラント機器を一括監視するコントローラ119か
らの運転/停止指令を受信し、制御DO117に対しO
N/OFF指令を出力する。
【0017】保護DO112がONで、制御DO117
がONであれば継電器118に電気が供給され接触器1
05が入りとなり、モータ106に電気が供給されモー
タ106が運転となる。
【0018】図2はシステムの動作を示すフロー図であ
る。保護CPU108は漏電、過電流、不平衡を検知し
(S101〜S103)、異常があれば保護DO112
がOFF(S106)となり、継電器118に電流が流
れないので、モータ106が制御不可(S120)とな
る。
【0019】保護CPU108が異常を検出しなけれ
ば、保護WDT109のウオッチドックタイマによる保
護CPU108の異常有無を検出する(S104)。保
護CPU108の異常を検出した場合、保護DO112
がOFFされ(S106)、モータ106が制御不可と
なる(S120)。一方、正常な場合は、後述する保護
CPU異常検出処理が行われる(S105)。この結
果、保護DO112がOFFであれば、保護CPU10
8が異常と判断され、モータ106は制御不可となる。
【0020】保護DO112がONと判定されると(S
107)、制御WDT114により制御CPU113が
異常有無を検出する(S108)。異常を検出した場
合、制御CPU113からモータ106に対する運転/
停止指令が制御DO117に出力されないので、モータ
106が制御不可となる(S120)。正常な場合は、
後述する制御CPU異常検出処理を行い、制御DO11
7がONできるか判定する。ONできない場合、モータ
106は制御不可となる(S120)。
【0021】制御DO117がONできる場合、モータ
106に対しプラント機器を一括監視するコントローラ
119からの運転/停止指令(S111)を制御CPU
113にて判断する。運転指令であれば、制御DO11
7をON(S112)し、接触器105を入/切する継
電器118に電気が流れ(S113)、接触器105を
入し(S114)、モータ106が始動(S115)す
る。一方、停止指令であれば、制御DO117をOFF
(S116)し、接触器105を入/切する継電器11
8に電気が流れなくなり(S117)、接触器105は
切(S118)となるので、モータ106は停止(S1
19)する。
【0022】上述した保護CPU108の異常検出処理
(S105)と,制御CPU113の異常検出処理(S
109)には、CPU健全性判断処理及び返送チェック
処理の2つがあり、いずれの処理も定周期で行ってい
る。
【0023】次に、保護CPU108と制御CPU11
3の異常検出処理を詳細に説明する。図3は制御CPU
113及び保護CPU108の健全性を判断するフロー
図である。健全性チェックカウンタとして、保護CPU
108では保護cnt1、制御CPU113では制御cnt1
を設ける。
【0024】保護CPU108処理では、保護cnt1に
1を加算した値を保護cnt1に格納し(S201)、D
PM110の保護cnt1メモリ120に送信する。次に、D
PM110の制御cnt1メモリ121から制御cnt1を受信
(S202)し、制御cnt1を前回受信した制御cnt1’
と比較(S203)する。比較した結果が同じでなけれ
ば、制御cnt1を前回受信した制御cnt1’に格納し、リ
トライカウンタであるErr1に0を書込み、初期化を行
う(S204)。そして、Err1がリトライ限界回数で
ある10を下回っていると判断した場合のみ(S20
6)、制御CPU113が正常と判断され保護DO11
2に対しON指令を出力(S207)する。
【0025】しかし、S203で前回受信した制御cnt
1’と制御cnt1が同じであれば、前記Err1に1加算さ
れ、S206でErr1が10を超えた時、制御CPU1
13を異常と判断し保護DO112に対しOFF指令を
出力(S208)する。以上で健全性判断における保護
CPU108処理に関する説明を終了する。
【0026】一方、制御CPU113処理では、制御cn
t1に1を加算した値を制御cnt1に格納し(S20
9)、DPM110の制御cnt1メモリ121に送信する。
次に、DPM110の保護cnt1メモリ120から保護cnt
1を受信(S210)し、保護cnt1を前回受信した保
護cnt1’と比較(S211)する。比較した結果が同
じでなければ、保護cnt1を前回受信した保護cnt1’に
格納(S212)する。次に、保護CPU108が正常
と判断され制御DO117に対しON指令可(S21
3)となる。しかし、S211で前回受信した保護cnt
1’と保護cnt1が同じであれば、保護CPU108異
常と判断し、制御DO117に対しON指令不可(S2
14)となる。
【0027】図4は保護CPU108と制御CPU11
3の返送チェック処理を示すフロー図である。返送チェ
ックカウンタとして、保護CPU108では保護cnt2
とし、制御CPU113では制御cnt2とする。
【0028】保護CPU108では、まず保護cnt2を
DPM110の保護cnt2メモリ122に送信(S301)
する。次にDPM110の制御cnt2メモリ124から制御
cnt2を受信(S302)すると同時に、DPM110
の制御cnt2'メモリ123に送信(S303)する。次に
DPM110の保護cnt2'メモリ125より保護cnt2’を
受信(S304)し、DPM110に送信した保護cnt
2とDPM110より受信した保護cnt2’を比較(S
305)する。
【0029】S305で比較した結果、同じであれば、
保護cnt2に1を加算した値が保護cnt2に格納され、リ
トライカウンタであるErr2に0を書込み初期化を行う
(S306)。そして、S306でErr1がリトライ限
界回数である10を下回っている場合のみ(S30
8)、制御CPU113から正常に保護cnt2が送信さ
れたと判断し、保護DO112に対しON指令を出力
(S309)する。
【0030】しかし、S305で受信した保護cnt2’
と保護cnt2が同じでなければ前記Err2に1が加算さ
れ、S308でErr2が10を超えた時、制御CPU1
13異常と判断し、保護DO112に対しOFF指令を
出力(S310)する。
【0031】一方、制御CPU113処理では、まず制
御cnt2をDPM110の制御cnt2メモリ124に送信
(S311)する。次にDPM110の保護cnt2メモリ1
22から保護cnt2を受信(S312)すると同時に、
DPM110の保護cnt2'メモリ125に送信(S31
3)する。
【0032】次にDPM110の制御cnt2'メモリ123
より制御cnt2'を受信(S314)し、DPM110に
送信した制御cnt2とDPM110より受信した制御cnt
2'を比較(S315)する。S315で比較した結
果、同じであれば制御cnt2に1を加算した値が制御cnt
2に格納(S316)され、保護CPU108から正常
に制御cnt2が送信されたと判断でき、制御DO117
に対しON指令可(S317)となる。しかし、S31
5で受信した制御cnt2’と制御cnt2が同じでなけれ
ば、保護CPU108異常と判断し制御DO117に対
しON指令不可(S319)となる。
【0033】図3及び図4に示すフロー図で、保護CP
U108はリトライ回数をカウントしているが、制御C
PU113ではリトライ回数が無い。これは、本例の保
護CPU108の処理速度が制御CPU113に比べて
10倍早い非同期処理の為である。
【0034】図3に示すフロー図では、一方のCPUで
加算されたデータをDPM110を介して受信し比較す
る処理を行い、データが常に更新されているか互いのC
PUでチェックする処理である。図4に示すフロー図で
は、一方のCPUで加算されたデータをDPM110を
介してもう一方のCPUで受信すると同時にDPM11
0に返信し、返信されたデータを受信して送信データと
返信データを比較する処理を行い、同じであることを送
信元のCPUで確認する処理である。
【0035】これは、保護CPU108処理のS302
及びS303、制御CPU113処理のS312及びS
313から分かるように、送信された保護cnt2及び制
御cnt2は各々のCPUでなにも処理されずにDPM1
10に送信している為、DPM110の保護cnt2メモリ1
22と保護cnt2メモリ'125及び制御cnt2'メモリ12
3と制御cnt2メモリ124は同じデータが入っている
ことになる。ここで、前記データが同じでなければ、返
送する側のCPUがDPM110に対し返送処理(S3
03、S313)を行っていないと判断できるので、返
送する側のCPU異常と判断できる。
【0036】以上、本実施例によれば、モータの保護を
行うCPUと制御を行うCPUを2つ設け、保護CPU
の処理結果を保護DOに、制御CPUの処理結果を制御
DOに出力して、モータに電気を供給する接触器を入/
切する。これによれば、保護CPUは保護処理が発声す
ると直ちに接触器を切ってモータを停止するので、制御
負荷が重いときでも敏速な保護が可能になる。
【0037】また、保護CPUと制御CPUは互いに相
手動作を取込みまたは経由して前回動作と比較し、CP
Uの健全性あるいは再処理性をチエックするので、CP
Uの異常を確実に検出してモータを停止する。
【0038】なお、接触器の入/切情報が継電器を通じ
制御CPUに受信され、DPMを介して保護CPUに受
信できるため、接触器が入の状態では規定値以上、接触
器が切の状態では規定値未満となることを保護機能の1
つとして組込むことで、コントロールセンタ20のユニ
ット異常検出が可能となる。
【0039】
【発明の効果】本発明によれば、保護CPUと制御CP
Uを分割しているので、制御CPUの負荷の軽重に関わ
らず保護処理を敏速に行える。また、保護CPU及び制
御CPUの相互チェックにより、電気保護処理に関する
信頼性は高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による機能分割式モータマル
チリレーのシステム構成図。
【図2】本発明の一実施例による機能分割式モータマル
チリレーの処理フロー図。
【図3】CPUの健全性判断の処理フロー図。
【図4】CPUの返送チェックの処理フロー図。
【図5】従来のモータマルチリレーの処理フロー図。
【符号の説明】
101…遮断器、102…変圧器、103…変流器、1
04…零相変流器、105…接触器、106…モータ、
107…モータマルチリレー電源回路、108…保護C
PU、109…保護WDT、110…DPM、111…
否定論理和、112…保護DO、113…制御CPU、
114…制御WDT、115…否定論理和、116…否
定論理積、117…制御DO、118…継電器、119
…コントローラ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大西 秀雄 茨城県日立市大みか町五丁目2番1号 株 式会社日立製作所大みか事業所内 Fターム(参考) 5G057 AA09 AA13 BC04 KK22 KK32 RR10 RS03 5H209 AA01 BB01 DD04 DD13 GG04 HH04 5H570 BB09 BB20 CC05 DD10 JJ03 JJ12 JJ17 LL02 LL32 MM01 MM02

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プラント機器を駆動するモータに電気を
    供給する遮断器、モータマルチリレーに電源を供給する
    変圧器、動力線の電流値を測定する変流器、動力線の欠
    相・不平衡を検出する零相変流器、モータに電気を入/
    切する接触器、及びモータに対する運転/停止指令がコ
    ントローラから前記接触器に送信されるモータマルチリ
    レーにおいて、 変流器及び零相変流器から検出される漏電、欠相・不平
    衡に対する電気保護を行う保護CPUとモータの入/切
    制御を行う制御CPUとを設け、前記接触器を入/切す
    る保護DO及び制御DOに該2つのCPUからそれぞれ
    出力することを特徴とする機能分割式モータマルチリレ
    ー。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 モータマルチリレーにデータ交換用共有メモリ(以下、
    DPM)を設け、前記DPMを介して前記制御CPUと
    前記保護CPUのデータ送受信を行うことを特徴とする
    機能分割式モータマルチリレー。
  3. 【請求項3】 請求項2において、 前記制御CPU及び前記保護CPUの各々に健全性チェ
    ックカウンタを設け、互いのCPUが前記DPMを介し
    て前記健全性チェックカウンタを受信し、CPUの異常
    をチェックすることを特徴とする機能分割式モータマル
    チリレー。
  4. 【請求項4】 請求項2において、 前記制御CPU及び前記保護CPUの各々に返送チェッ
    クカウンタを設け、互いのCPUが前記DPMを介して
    前記返送チェックカウンタを受信すると共にDPMへ返
    信し、返信された前記返送チェックカウンタを前記DP
    Mから各々のCPUが受信し、前記返送チェックカウン
    タ送信データと返送チェックカウンタ受信データを比較
    してCPUの異常をチエックすることを特徴とする機能
    分割式モータマルチリレー。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009538114A (ja) * 2006-05-24 2009-10-29 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 電気駆動システムの電子制御装置、電気駆動システムの電子駆動ユニットおよび電気駆動システム
CN103676679A (zh) * 2012-09-07 2014-03-26 冯晓东 一种电气开关系统
JP2018207589A (ja) * 2017-05-31 2018-12-27 東芝産業機器システム株式会社 モータ監視システムおよびモータ監視方法

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CN103676679A (zh) * 2012-09-07 2014-03-26 冯晓东 一种电气开关系统
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