JP2011208878A - 制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】より正確にクロック源の故障を検出することができる制御装置を提供する
【解決手段】水晶振動子１３１とは特性が異なる水晶振動子を有するＲＴＣ１１を設け、このＲＴＣ１１からのパルス信号のパルス周期と、水晶振動子１３１に基づくパルス信号の周期とを比較することにより水晶振動子１３１の故障を検出する。これにより、例えば、高温雰囲気に置かれた場合であっても、周波数が低下する程度が異なるので、水晶振動子１３１の故障をより確実に検出することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、燃焼炉の燃焼を制御する制御装置に関するものである。
従来より、燃焼炉などの制御装置では、ＣＰＵのクロック信号に基づいて燃焼シーケンスの制御が行われている（例えば、特許文献１参照。）。この燃焼シーケンスには、例えば、プレパージタイミング、点火タイミング、フレームレスポンスなど安全上重要なタイミングが存在する。もし、ＣＰＵのクロック源が故障してクロックが変化すると、燃焼シーケンスのタイミングが規定を外れてしまい、未燃ガスが残留したりガス量が超過して爆発限界を超えたりして、結果的に爆発する恐れがある。そこで、近年では、ＣＰＵを２つ設けることによりクロック源を多重化し、相互に時間情報を監視することで、クロック源の故障を検出することが提案されている。
特開平０８−２４７４５５号公報
しかしながら、一般にクロック源としては用いられている水晶振動子は、同一のプロセスで生産される場合には温度特性や寿命特性などが酷似したものとなってしまう。したがって、例えば、高温雰囲気に置かれて周波数が低下したとしても、同じ場所に置かれた場合には同じ程度で周波数が低下してしまうので、クロック源を多重化しても同一部品を用いている場合には同じ原因によって同じ故障を引き起こす場合があり、異常を検出するのが困難となっていた。
そこで、本願発明は、より正確にクロック源の故障を検出することができる制御装置を提供することを目的とする。
上述したような課題を解決するために、本発明に係る制御装置は、周期的な第１の信号を出力する第１のクロック源を有する第１の中央処理装置と、周期的な第２の信号を出力する第２のクロック源を有する第２の中央処理装置と、第１のクロック源および第２のクロック源とは異なる特性を有し、第１の中央処理装置および第２の中央処理装置に対して周期的な第３の信号を出力する第３のクロック源とからなる第１のモジュールを備え、第１の中央処理装置は、第１の信号と第３の信号とを比較することにより、第１のクロック源に異常が生じているか否かを検出し、第２の中央処理装置は、第２の信号と第３の信号とを比較することにより、第２のクロック源に異常が生じているか否かを検出することを特徴とするものである。
ここで、第１の中央処理装置は、第１の信号を第２の中央処理装置に対して出力し、第２の中央処理装置は、第１の信号と第２の信号とを比較することにより、第１のクロック源に異常が生じているか否かを検出するようにしてもよい。
また、上記制御装置は、燃焼炉の燃焼を制御する制御装置であり、第１の中央処理装置および第２の中央処理装置は、異常が生じていることを検出すると、当該中央処理装置により制御される全ての燃焼炉の燃焼を停止するよう動作するようにしてもよい。
さらに、第３のクロック源は、リアルタイムクロックから構成されるようにしてもよい。
また、上記制御装置において、周期的な第４の信号を出力する第４のクロック源を有し、第１の中央処理装置に接続された第３の中央処理装置と、周期的な第５の信号を出力する第５のクロック源を有し、第２の中央処理装置に接続された第４の中央処理装置とからなる第２のモジュールをさらに備え、第３の中央処理装置は、第１の中央処理装置を介して入力される第３の信号と第４の信号とを比較することにより、第４のクロック源に異常が生じているか否かを検出し、第４の中央処理装置は、第２の中央処理装置を介して入力される第３の信号と第５の信号とを比較することにより、第５のクロック源に異常が生じているか否かを検出するようにしてもよい。
ここで、上記制御装置は、燃焼炉の燃焼を制御する制御装置であり、第３の中央処理装置および第４の中央処理装置は、異常が生じていることを検出すると、当該中央処理装置により制御される全ての燃焼炉の燃焼を停止するよう動作するようにしてもよい。
また、上記手続補正書において、第１のモジュールは、インターロックモジュールでからなり、第２のモジュールは、バーナコントロールモジュールからなるようにしてもよい。
本発明によれば、第１のクロック源および第２のクロック源とは異なる特性を有する第３のクロック源を設け、この第３のクロック源が第１の中央処理装置および第２の中央処理装置に対して周期的な第３の信号を出力し、第１の中央処理装置が第１の信号と第３の信号とを比較することにより第１のクロック源に異常が生じているか否かを検出し、第２の中央処理装置が第２の信号と第３の信号とを比較して第２のクロック源に異常が生じているか否かを検出することにより、より正確に第１，第２のクロック源の故障を検出することができる。
図１は、本発明に係るインターロックモジュールの構成を模式的に示す図である。 図２は、本発明に係るインターロックモジュールにおけるメインＣＰＵの動作を説明する図である。 図３は、本発明に係るインターロックモジュールにおけるサブＣＰＵの動作を説明する図である。 図４は、本発明に係るインターロックモジュールおよびバーナコントロールモジュールの構成を模式的に示す図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜インターロックモジュールの構成＞
図１に示すように、本実施の形態に係るインターロックモジュール（Inter Lock Module：ＩＬＭ）１は、リアルタイムクロック（Real Time Clock：ＲＴＣ）１１と、メインＣＰＵ１２と、サブＣＰＵ１３とから構成される。
ＲＴＣ１１は、水晶振動子からなるクロック源（図示せず）が内部に設けられた公知の時計用のリアルタイムクロックから構成される。このようなＲＴＣは、所定周期のパルス信号（CLOCK）をメインＣＰＵ１２およびサブＣＰＵ１３に対して出力する。
メインＣＰＵ１２は、外部に設けられた水晶振動子１２１から供給される所定周期のパルス信号を用いて、後述する監視動作や燃焼炉の制御装置など後段の装置で用いられるパルス信号の出力動作などの各種処理を行う公知の処理装置から構成される。このようなメインＣＰＵ１２には、ＲＴＣ１１および水晶振動子１２１のそれぞれからパルス信号が入力されるとともに、水晶振動子１２１に基づく所定周期のパルス信号（M_CLOCK）をサブＣＰＵ１３に対して出力する。
サブＣＰＵ１３は、外部に設けられた水晶振動子１３１から供給される所定周期のパルス信号を用いて、後述する監視動作や燃焼炉の制御装置などの後段の装置で用いられるパルス信号の出力動作などの各種処理を行う公知の処理装置から構成される。このようなサブＣＰＵ１３には、ＲＴＣ１１、メインＣＰＵ１２（M_CLOCK）および水晶振動子１３１のそれぞれからパルス信号が入力される。
ここで、ＲＴＣ１１の水晶振動子と、メインＣＰＵ１２およびサブＣＰＵ１３の水晶振動子１２１，１３１とは、異なる工程により製造されている。したがって、ＲＴＣ１１の水晶振動子と水晶振動子１２１，１３１とは、互いに異なる特性を有している。
＜メインＣＰＵの監視動作＞
次に、図１，図２を参照して、メインＣＰＵ１２における監視動作について説明する。
前提として、ＩＬＭ１の起動時からメインＣＰＵ１２は、サブＣＰＵ１３に対して所定周期（例えば、１４ｍｓｅｃ（Ｄｕｔｙ比５０％））パルス信号を出力するとともに、後段の装置（図示せず）に対してパルス信号の出力動作を行っているものとする（ステップＳ１）。
このような状態において、メインＣＰＵ１２は、ＲＴＣ１１からパルス信号が入力されたか否かを確認する（ステップＳ２）。この確認は、常時継続したり、所定の時間毎に行ったりするようにしてもよい。
ＲＴＣ１１からパルス信号が入力されると（ステップＳ２：ＹＥＳ）、このパルス信号のパルス周期と、水晶振動子１２１に基づくパルス信号の周期とを比較し、これらのずれが所定の範囲内であるか否かを確認する（ステップＳ３）。例えば、ＲＴＣ１１からのパルス信号の所定のパルス周期が１秒である場合、水晶振動子１２１に基づくパルス信号とのずれが１秒±１０％の範囲内であるか否かを確認する。
ずれが所定の範囲内である場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、メインＣＰＵ１２は、ステップＳ１の処理に戻る。
一方、ずれが所定の範囲内ではない場合（ステップＳ３：ＮＯ）、メインＣＰＵ１２は、全ての動作を停止する（ロックアウト）（ステップＳ４）。
このように、本実施の形態では、水晶振動子１２１とは特性が異なる水晶振動子を有するＲＴＣ１１を設け、このＲＴＣ１１からのパルス信号のパルス周期と、水晶振動子１２１に基づくパルス信号の周期とを比較することにより水晶振動子１２１の故障を検出する。これにより、例えば、高温雰囲気に置かれた場合であっても、周波数が低下する程度が異なるので、水晶振動子１２１の故障をより確実に検出することができる。
また、本実施の形態では、メインＣＰＵ１２の水晶振動子１２１に異常が発生するとメインＣＰＵ１２の全ての動作が停止するので、後段の装置に対するパルス信号の出力も停止する。これにより、その後段の装置の動作も停止するので、後段の装置で故障等が発生するのを防ぐことができる。
＜サブＣＰＵの監視動作＞
次に、図１，図３を参照して、サブＣＰＵ１３における監視動作について説明する。
前提として、ＩＬＭ１の起動時からサブＣＰＵ１３は、後段の装置（図示せず）に対してパルス信号の出力動作を行っているものとする（ステップＳ１１）。
このような状態において、サブＣＰＵ１３は、ＲＴＣ１１またはメインＣＰＵ１２からパルス信号が入力されたか否かを確認する（ステップＳ１２）。この確認は、常時継続したり、所定の時間毎に行ったりするようにしてもよい。
ＲＴＣ１１からパルス信号が入力された場合（ステップＳ１２：ＲＴＣ）、このパルス信号のパルス周期と、水晶振動子１３１に基づくパルス信号の周期とを比較し、これらのずれが所定の範囲内であるか否かを確認する（ステップＳ１３）。例えば、ＲＴＣ１１からのパルス信号の所定のパルス周期が１秒である場合、水晶振動子１３１に基づくパルス信号とのずれが１秒±１０％の範囲内であるか否かを確認する。
ずれが所定の範囲内である場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、サブＣＰＵ１３は、ステップＳ１１の処理に戻る。
ずれが所定の範囲内ではない場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、サブＣＰＵ１３は、全ての動作を停止する（ロックアウト）（ステップＳ１４）。
一方、メインＣＰＵ１２からパルス信号が入力された場合（ステップＳ１２：メインＣＰＵ）、このパルス信号のパルス周期と、水晶振動子１３１に基づくパルス信号の周期とを比較し、これらのずれが所定の範囲内であるか否かを確認する（ステップＳ１５）。例えば、メインＣＰＵ１２からのパルス信号の所定のパルス周期が１４ｍｓｅｃ（Ｄｕｔｙ比５０％）である場合、水晶振動子１３１に基づくパルス信号とのずれが１４ｍｓｅｃ±１０％の範囲内であるか否かを確認する。
ずれが所定の範囲内である場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、サブＣＰＵ１３は、ステップＳ１１の処理に戻る。
一方、ずれが所定の範囲内ではない場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、サブＣＰＵ１３は、全ての動作を停止する（ロックアウト）（ステップＳ１４）。このとき、メインＣＰＵ１２の全ての動作も停止するようにしてもよい。
このように、本実施の形態では、水晶振動子１３１とは特性が異なる水晶振動子を有するＲＴＣ１１を設け、このＲＴＣ１１からのパルス信号のパルス周期と、水晶振動子１３１に基づくパルス信号の周期とを比較することにより水晶振動子１３１の故障を検出する。これにより、例えば、高温雰囲気に置かれた場合であっても、周波数が低下する程度が異なるので、水晶振動子１３１の故障をより確実に検出することができる。
また、本実施の形態では、メインＣＰＵ１２からのパルス信号のパルス周期と、水晶振動子１３１に基づくパルス信号の周期とを比較することにより水晶振動子１３１の故障を検出するので、ＲＴＣ１１と水晶振動子１２１、または、ＲＴＣ１１と水晶振動子１３１とが同時に故障した場合であっても、この故障を検出することができる。
さらに、本実施の形態では、サブＣＰＵ１３の水晶振動子１３１に異常が発生すると少なくともサブＣＰＵ１３の全ての動作が停止するので、後段の装置に対するパルス信号の出力も停止する。これにより、その後段の装置の動作も停止するので、後段の装置で故障等が発生するのを防ぐことができる。
＜バーナコントロールモジュールの構成＞
上述したようなＩＬＭ１には、例えば、図４に示すように後段にバーナコントロールモジュール（Burner Control Module：ＢＣＭ）２が接続される。このＢＣＭ２について、以下に説明する。
ＢＣＭ２は、メインＣＰＵ２１と、サブＣＰＵ２２とから構成される。
メインＣＰＵ２１は、外部に設けられた水晶振動子２１１から供給される所定周期のパルス信号を用いて、バーナの点火や消火など燃焼炉の各種動作を制御する処理装置から構成される。このようなメインＣＰＵ２１には、ＩＬＭ１のメインＣＰＵ１２からパルス信号が入力されるとともに、水晶振動子２１１に基づく所定周期のパルス信号（M_CLOCK）をサブＣＰＵ２２に対して出力する。
なお、メインＣＰＵ２１は、図２を参照して説明したＩＬＭ１のメインＣＰＵ１２と同等の監視動作を行う。メインＣＰＵ１２の監視動作との相違点は、メインＣＰＵ２１は、メインＣＰＵ１２を介して入力されるＲＴＣ１１のパルス信号のパルス周期と、水晶振動子２１１に基づくパルス周期とを比較する点である。その他については、メインＣＰＵ１２の場合と同等である。
サブＣＰＵ２２は、外部に設けられた水晶振動子２２１から供給される所定周期のパルス信号を用いて、バーナの点火や消火など燃焼炉の各種動作を制御する処理装置から構成される。このようなサブＣＰＵ２２には、サブＣＰＵ１３、メインＣＰＵ２１（M_CLOCK）および水晶振動子２２１のそれぞれからパルス信号が入力される。
なお、サブＣＰＵ２２は、図３を参照して説明したＩＬＭ１のサブＣＰＵ１３と同等の監視動作を行う。サブＣＰＵ１３の監視動作との相違点は、サブＣＰＵ２２は、サブＣＰＵ１３を介して入力されるＲＴＣ１１のパルス信号のパルス周期またはメインＣＰＵ２１から入力されるパルス信号のパルス周期と、水晶信号子２２１に基づくパルス信号の周期とを比較する点である。その他については、サブＣＰＵ１３の場合と同等である。
これにより、ＢＣＭ２のメインＣＰＵ２１は、上述したようなＩＬＭ１のメインＣＰＵ１２と同等の作用効果を得ることができる。
同様に、ＢＣＭ２のサブＣＰＵ２２においても、上述したようなＩＬＭ１のサブＣＰＵ１３と同等の作用効果を得ることができる。
なお、図４においては、１つのＩＬＭ１に対して１つのＢＣＭ２を接続する場合を例に説明したが、ＩＬＭ１には、複数のＢＣＭ２を接続するようにしてもよい。
また、本実施の形態においては、メインＣＰＵ１２およびサブＣＰＵ１３に対して出力するパルス信号のクロック源としてＲＴＣ１１を用いた場合を例に説明したが、所定周期のパルス信号を出力できるクロック源であれば各種クロック源を適用することができる。例えば、交流電流の電源をクロック源として用いるようにしてもよい。
本発明は、インターロック機構を備える各種装置に適用することができる。
１…ＩＬＭ、２…ＢＣＭ、１１…ＲＴＣ、１２…メインＣＰＵ、１３…サブＣＰＵ、２１…メインＣＰＵ、２２…サブＣＰＵ、１２１，１３１，２１１，２２１…水晶振動子。

Claims (7)

  1. 周期的な第１の信号を出力する第１のクロック源を有する第１の中央処理装置と、
    周期的な第２の信号を出力する第２のクロック源を有する第２の中央処理装置と、
    前記第１のクロック源および前記第２のクロック源とは異なる特性を有し、前記第１の中央処理装置および前記第２の中央処理装置に対して周期的な第３の信号を出力する第３のクロック源と
    からなる第１のモジュールを備え、
    前記第１の中央処理装置は、前記第１の信号と前記第３の信号とを比較することにより、前記第１のクロック源に異常が生じているか否かを検出し、
    前記第２の中央処理装置は、前記第２の信号と前記第３の信号とを比較することにより、前記第２のクロック源に異常が生じているか否かを検出する
    ことを特徴とする制御装置。
  2. 前記第３のクロック源は、リアルタイムクロックから構成される
    ことを特徴とする請求項１記載の制御装置。
  3. 前記第１の中央処理装置は、前記第１の信号を前記第２の中央処理装置に対して出力し、
    前記第２の中央処理装置は、前記第１の信号と前記第２の信号とを比較することにより、前記第１のクロック源に異常が生じているか否かを検出する
    ことを特徴とする請求項１または２記載の制御装置。
  4. 前記制御装置は、燃焼炉の燃焼を制御する制御装置であり、
    前記第１の中央処理装置および前記第２の中央処理装置は、異常が生じていることを検出すると、当該中央処理装置により制御される全ての前記燃焼炉の燃焼を停止するよう動作する
    ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の制御装置。
  5. 周期的な第４の信号を出力する第４のクロック源を有し、前記第１の中央処理装置に接続された第３の中央処理装置と、
    周期的な第５の信号を出力する第５のクロック源を有し、前記第２の中央処理装置に接続された第４の中央処理装置と
    からなる第２のモジュールをさらに備え、
    前記第３の中央処理装置は、前記第１の中央処理装置を介して入力される前記第３の信号と前記第４の信号とを比較することにより、前記第４のクロック源に異常が生じているか否かを検出し、
    前記第４の中央処理装置は、前記第２の中央処理装置を介して入力される前記第３の信号と前記第５の信号とを比較することにより、前記第５のクロック源に異常が生じているか否かを検出する
    ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の制御装置。
  6. 前記制御装置は、燃焼炉の燃焼を制御する制御装置であり、
    前記第３の中央処理装置および前記第４の中央処理装置は、異常が生じていることを検出すると、当該中央処理装置により制御される全ての前記燃焼炉の燃焼を停止するよう動作する
    ことを特徴とする請求項５記載の制御装置。
  7. 前記第１のモジュールは、インターロックモジュールからなり、
    前記第２のモジュールは、バーナコントロールモジュールからなる
    ことを特徴とする請求項５または６記載の制御装置。
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