JP2019217977A - 電子連動装置、電子連動システム、及び異常検出方法 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本発明の実施形態の電子連動装置について図1を用いて説明する。実施形態の電子連動装置10は、上位装置20と通信可能に接続されている。上位装置20は、列車の運転指令所に配置され、電子連動装置10に制御指令を出力するコンピュータである。上位装置20には、表示部21が接続されている。
以下、電子連動装置が行う発振器異常検知処理を、図2に基づいて説明する。通常状態(異常なし)では、1系のクロック信号切替スイッチ115の接点は端子1S1に接し、2系のクロック信号切替スイッチ215の接点は端子2S2に接し、3系のクロック信号切替スイッチ315の接点は端子3S3に接している。またこれらの接点の接続状態は、電子連動装置10の起動直後の初期設定と同じ状態である。
次に、1系ユニット117のクロック信号切替スイッチ115、2系ユニット217のクロック信号切替スイッチ215、3系ユニット317のクロック信号切替スイッチ315の切替制御について、図2〜図5を参照して説明する。図2〜図5は、実施形態の電子連動装置の状態及び動作を説明するための図である。これらの切替スイッチの状態は、発振器101、201、301の異常状態によって、下記(a)〜(d)4つのケースが考えられる。下記以外のケースは2重故障(2つ以上の異常)と考えられることから、異常検出の対象外とする。
(b)1系発振器異常
(c)2系発振器異常
(d)3系発振器異常
1系ユニット117の発振器101、2系ユニット217の発振器201、3系ユニット317の発振器301が全て正常である場合、1系ユニット117で計測する1系計測器103、2系計測器104、3系計測器105の計測結果が全て同一になる。同様に、2系ユニット217で計測する1系計測器203、2系計測器204、3系計測器205の計測結果も全て同一になり、更に3系ユニット317で計測する1系計測器303、2系計測器304、3系計測器305の計測結果が全て同一になる。よって、1系のクロック信号切替スイッチ115、2系のクロック信号切替スイッチ215、3系のクロック信号切替スイッチ315は図2のような状態となる。図2では、矢印A1〜A3の経路で、発振器101からCPU106に、発振器201からCPU206に、発振器301からCPU306にクロックが供給される状態を示す。
1系ユニット117の発振器101が異常となる場合、1系ユニット117内の比較器/状態表示107で判定する計測結果として、2系計測器104の計測結果と3系計測器105の計測結果は同一になるが、1系計測器103の計測結果とは異なる事になる。よって、比較器/状態表示107では、1系ユニット117の発振器101(自系)が異常であると判定し、配線113を介して、CPU106への異常報告及び配線114を介してクロック信号切替スイッチ115の切替制御が行われる。このクロック信号切替スイッチ115の切替制御は、例えば、クロック信号切替スイッチ115の端子1S2と共通端子1S0とを接続し、2系ユニット217の発振器201のクロックが、1系ユニット117のCPU106に供給されるようにするものである。
2系ユニット217の発振器201が異常となる場合、2系ユニット217内の比較器/状態表示207で判定する計測結果として、1系計測器203の計測結果と3系計測器205の計測結果は同一になるが、2系計測器204の計測結果とは異なる事になる。よって、比較器/状態表示207では、2系ユニット217の発振器201(自系)が異常であると判断し、配線213を介して、CPU206への異常報告及び配線214を介してクロック信号切替スイッチ215の切替制御を行う。このクロック信号切替スイッチ215の切替制御は、例えば、クロック信号切替スイッチ215の端子2S3と共通端子2S0とを接続し、3系ユニット317の発振器301のクロックが、2系ユニット217のCPU206に供給されるようにするものである。
3系の発振器301が異常となる場合、3系ユニット317内の比較器/状態表示307で判定する計測結果として、1系計測器303の計測結果と2系計測器304の計測結果は同一になるが、3系計測器305の計測結果とは異なる事になる。よって、比較器/状態表示307では、3系の発振器301(自系)が異常であると判断し、配線313を介して、CPU306への異常報告及び配線314を介してクロック信号切替スイッチ315の切替制御が行われる。このクロック信号切替スイッチ315の切替制御は、例えば、クロック信号切替スイッチ315の端子3S1と共通端子3S0とを接続し、1系ユニット117の発振器101のクロックが、3系ユニット317のCPU306に供給されるようにするものである。
図6は、実施形態の比較器/状態表示で行う判定処理のフローチャートを示す図である。比較器/状態表示107、207、307は、図6に示す判定処理を、電子連動装置10の起動後から常時又は定期的に実行する。
図7〜図9は、実施形態の劣化検知に関する動作を説明するための図である。1系ユニット117の、2系ユニット217、及び3系ユニット317の各計測器は、上述の発振器の異常検知とは別に、発振器の劣化状態を検知する機能を持つ。
Claims (12)
- 現場機器を制御する電子連動装置において、
1つの自系発振器と、前記自系発振器の出力を計測する自系計測器と、2系統の他系発振器の各出力を計測する他系計測器と、比較器と、前記自系発振器からクロック信号を供給される処理部とを含んだ同一構成の3系統の処理ユニットを3重系構成として備え、
前記比較器は、
前記自系計測器及び前記他系計測器の3つの計測結果の比較結果に基づいて、前記自系発振器及び前記他系発振器の異常の有無を判定することを特徴とする電子連動装置。 - 前記比較器は、
前記3つの計測結果のうちの一致する他の2つの計測結果と異なる1つの計測結果が計測された発振器が異常であると特定することを特徴とする請求項1に記載の電子連動装置。 - 前記比較器は、
異常であると特定した発振器が前記自系発振器である場合に、他系統の前記処理ユニットに前記自系発振器の異常を通知することで、他系統の前記処理ユニットとの間で相互監視を行うことを特徴とする請求項2に記載の電子連動装置。 - 異常であると特定された発振器以外の発振器を含む2つの前記処理ユニットで相互監視を行って前記現場機器の制御を継続することを特徴とする請求項3に記載の電子連動装置。
- 前記自系発振器及び前記他系発振器に異常があると判定された場合に、縮退を行うことを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の電子連動装置。
- 前記自系発振器及び前記他系発振器に異常があると判定された場合に、上位装置に異常発生を通知して表示部に表示させることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の電子連動装置。
- 前記処理ユニットは、前記処理部に供給されるクロック信号を切替える切替スイッチをさらに含み、
前記比較器は、
異常であると特定した発振器が前記自系発振器である場合に、前記自系発振器を切り離し、前記処理部に前記他系発振器からクロック信号が供給されるように前記切替スイッチを切替えることを特徴とする請求項2〜6の何れか1項に記載の電子連動装置。 - 前記処理ユニットは、前記自系発振器の出力を逓倍したサンプリング用クロックを生成する逓倍回路を含み、
前記自系計測器は、前記サンプリング用クロックを基に前記自系発振器の出力周期を計測し、
前記他系計測器は、前記サンプリング用クロックを基に前記他系発振器の出力周期を計測し、
前記比較器は、
前記自系計測器及び前記他系計測器の前記出力周期の計測結果と、前記出力周期の正常値とに基づいて、前記自系発振器及び前記他系発振器の劣化の有無を判定することを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の電子連動装置。 - 前記比較器は、
前記自系計測器及び前記他系計測器の前記出力周期の計測結果と、前記正常値に所定マージンを持たせた判定基準範囲とに基づいて、前記自系発振器及び前記他系発振器の劣化の有無を判定することを特徴とする請求項8に記載の電子連動装置。 - 前記自系計測器及び前記他系計測器の前記出力周期の計測結果、又は、前記自系発振器及び前記他系発振器の劣化の有無の判定結果を蓄積することを特徴とする請求項8又は9に記載の電子連動装置。
- 現場機器を制御する電子連動システムにおいて、
1つの自系発振器と、前記自系発振器の出力を計測する自系計測器と、2系統の他系発振器の各出力を計測する他系計測器と、比較器と、前記自系発振器からクロック信号を供給される処理部とを含んだ同一構成の3系統の処理ユニットを、これらが通信可能に通信ケーブルを介して接続された3重系構成として備え、
前記比較器は、
前記自系計測器及び前記他系計測器の3つの計測結果の比較結果に基づいて、前記自系発振器及び前記他系発振器の異常の有無を判定することを特徴とする電子連動システム。 - 現場機器を制御する電子連動装置における異常検知方法において、
前記電子連動装置は、
1つの自系発振器と、前記自系発振器の出力を計測する自系計測器と、2系統の他系発振器の各出力を計測する他系計測器と、比較器と、前記自系発振器からクロック信号を供給される処理部とを含んだ同一構成の3系統の処理ユニットを3重系構成として備え、
前記比較器が、
前記自系計測器及び前記他系計測器の3つの計測結果の比較結果に基づいて、前記自系発振器及び前記他系発振器の異常の有無を判定することを特徴とする異常検知方法。
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