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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