JP2546386B2

JP2546386B2 - 二重化装置

Info

Publication number: JP2546386B2
Application number: JP1217089A
Authority: JP
Inventors: 統西口
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1989-08-23
Filing date: 1989-08-23
Publication date: 1996-10-23
Anticipated expiration: 2011-10-23
Also published as: JPH0380303A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野この発明は、プロセス制御等における二重化装置に関
する。

（ロ）従来の技術プロセス制御等における二重化装置は、従来、第３図
に示すように、それぞれセンサからの信号を受けて処理
動作を実行する制御装置A1と制御装置B2を並設し、両制
御装置１、２のいずれかの出力を出力切替部３で切り替
えて操作量として出力している。

この種の二重化装置、では、次の要求がある。

制御装置の切り替え時に操作量が突変しないこと。

オペレータの操作にしたがい、制御装置の切り替えが
行われること。

オペレータの誤操作に対してプロテクト機能を有する
こと。

両方の制御装置に異常、故障が発生した場合は、オペ
レータによるマニュアル運転が可能であること。

（ハ）発明が解決しようとする課題従来、上記要求に対し、については、待機中の制御
装置を、制御動作中の制御装置にトラッキングさせ、ま
たの要求に対しては、出力切り替えの後に操作装置を
設けてオペレータによるマニュアル運転が可能となるよ
うにしている。ところがの要求に対しては、例えば制
御装置の状態をお互いに監視させる、つまり相互監視さ
せる構成とし、制御装置の切り替え時に故意に異常を発
生させる方法をとっているものがある。しかし、異常で
ないのに、故意に異常を発生させることは制御系にとっ
て好ましくない。また要求の誤操作防止ができない故
意の異常発生方法もある。

この発明は、上記問題点に着目してなされたものであ
って、制御装置に故意の異常を発生させることなく、上
記〜の要求を充足し得る二重化装置を提供すること
を目的としている。

（ニ）課題を解決するための手段及び作用この発明の二重化装置は、第１図に示すように、少な
くとも第１の制御装置（１）と第２の制御装置（２）を
並設し、その出力のいずれかを出力切替部（３）で切り
替えて操作出力とするものにおいて、前記制御装置
（１、２）とは別に二重化切替装置（４）と、オペレー
タによるマニュアル操作を行う操作装置（５）を設ける
とともに、前記二重化切替装置（４）には、前記制御装
置からの異常・故障検出信号及びオペレータの操作指令
によって制御系の動作モードを決定する管理手段（4a）
と、この管理手段によって定められた動作モードに従っ
て前記制御装置、前記出力切替部及び、前記操作装置に
種々の指令を出す指令手段（4b）とを特徴的に備えてい
る。

この二重化装置では、制御装置の異常や故障は制御装
置の自己診断機能によって検出され、二重化切替装置に
送られる。二重化切替装置では、制御装置からの異常、
故障検出信号と、オペレータの操作指令に基づき、管理
手段の管理機能によって制御系の適性な動作モードが決
定される。そして、決定された動作モードに応じ、指令
手段による指令機能により制御装置や出力切替部、操作
装置に、例えばACTIVE指令、切替指令、強制手段指令等
の指令が出される。このようにして制御装置が選択され
る。

（ホ）実施例以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明す
る。

第１図は、この発明の一実施例を示す二重化装置のブ
ロック図である。この実施例二重化装置は、センサから
の信号を受ける２個の制御装置A1、制御装置B2が並設さ
れ、これらの制御装置１、２の出力のいずれかが出力切
替部３を経て、出力される点で第３図に示した二重化装
置と同様である。しかしながら、この実施例二重化装置
は、さらに二重化切替装置４と、操作装置５を備えてい
る。二重化切替装置４は、制御装置A1と制御装置B2から
それぞれ自己診断結果を受けるとともにオペレータの操
作が可能に構成されている。具体的には、それぞれ制御
装置A1と制御装置B2につき、「制御」「使用」の押ボタ
ンを備えており、これらの押ボタンがオペレータによっ
て操作される。

二重化切替装置は、入力される自己診断信号とオペレ
ータの操作によって動作モードを決定する管理機能4a
と、決定された動作モードに応じて、制御装置A1あるい
は制御装置B2にACTIVE指令を、また出力切替部３に切替
指令を、さらに操作装置５に強制手動指令を出す指令機
能4bを備えている。

操作装置５は、オペレータによるマニュアル操作が可
能であり、出力切替部３の出力あるいはマニュアル操作
量を制御出力としている。

第２図に、二重化切替装置の具体的なロジック回路を
示している。制御装置A1に関する入力としては、Ａ制御
押ボタン11_A、Ａ使用押ボタン12_A、及び制御装置A1から
の故障信号であるＡ異常信号13_Aである。Ａ制御押ボタ
ン11_Aは、制御押ボタンが押された信号であり、Ａ使用
押ボタン12_AはＡ使用押ボタンが押された信号である。

Ａ制御押ボタン11_Aの信号は、ANDゲート19_Aの入力と
一端とORゲート14_Aの入力の一端に接続されている。Ａ
使用押ボタン12_Aは、ORゲート14_Aの入力の他端と、AND
ゲート18_Aの入力の一端に接続されている。Ａ異常信号1
3_Aは、インバータ17_Aと、フリップフロップ16_Aのリセッ
ト端子に加えられている。インバータ17_Aの出力は、AND
ゲート15_Aの入力の一端に接続されるとともに、ANDゲー
ト18_A、19_Aの入力の他端に接続されている。ORゲート14
_Aの出力はANDゲート15_Aの入力の他端に接続され、さら
にANDゲート15_Aの出力は、フリップフロップ16_Aのセッ
ト入力端に接続されている。ANDゲート18_Aの出力はAND
ゲート20_Aの入力の一端に接続され、このANDゲート20_A
の入力の他端にはインバータ25_Aの出力が接続されてい
る。インバータ25_Aの入力には、後述するフリップフロ
ップ23_Bのセット出力が加えられている。ANDゲート1
9_A、20_A、21_Aの各出力は、ORゲート22_Aに入力され、こ
のORゲート22_Aの出力は、フリップフロップ23_Aのセット
入力端に加えられるとともに、ORゲート24_Bの入力の一
端に加えられる。フリップフロップ23_Aは、ORゲート24_A
の出力によりリセットされる。

以上のＡ制御押ボタン11_Aよりインバータ25_Aまでの各
回路は制御装置A1に関するものであるが、制御装置B2に
関しても全く同様に対称的にＢ制御押ボタン11_Bからイ
ンバータ25_Bの各回路が設けられている。これら各回路
の接続は、制御装置A1に関する回路と同様なので説明は
省略する。

フリップフロップ23_Aのセット出力は、フリップフロ
ップ26のセット入力端に加えられ、またフリップフロッ
プ23_Bのセット出力は、フリップフロップ26のリセット
入力端に加えられる。フリップフロップ26のセット出力
はACTIVE指令27、切替指令28として出力される。また、
Ａ異常信号13_AとＢ異常信号13_BはANDゲート29の入力端
に加えられ、フリップフロップ23_Aのリセット出力とフ
リップフロップ23_Bのリセット出力もANDゲート30の入力
端に加えられ、これらANDゲート29、30の出力はORゲー
ト31を経て、強制手動指令32として出力されるようにな
っている。

次に、上記実施例二重化装置の動作について説明す
る。なお、以下の説明ではＡ側について説明するがＢ側
でも同様である。

自動切替制御装置Ａが「使用」「制御」モードで、制御装置Ｂ
が「使用」モードのときを想定する。この状態では、フ
リップフロップ16_A、23_A、26がセットされており、ACTI
VE指令27が“1"であり、Ａ側が選択されている。また、
フリップフロップ16_Bがセットされている。ここで制御
装置A1に異常が生じるとＡ異常13_Aが入力され、フリッ
プフロップ16_A、23_Aがリッセトされる。一方、フリップ
フロップ16_Bのセット出力とＡ異常でANDゲート21_Bの出
力がハイとなり、ORゲート22_Bを介してフリップフロッ
プ23_Bがセットされ、このセット出力によりフリップフ
ロップ26がリセットされ、ACTIVE指令＝“0"となり、Ｂ
側が選択される。異常が発生しても、Ｂ側が「使用モー
ド」、つまり使用許可が与えられていないと、ANDゲー
ト21_Bに入力が揃わず、したがってフリップフロップ23_B
はセットされない。

オペレータの確認操作上記でＡ側が正常に戻っても、Ａ制御押ボタン11_A
あるいはＡ使用押ボタン12_Aを押さない限り、フリップ
フロップ16_A、23_Aがセットされず、Ａ側が「制御」ある
いは「使用」モードとはならない。

オペレータによる切替上記においてＡ制御押ボタン11_Aが押されると、AND
ゲート19_Aの入力がハイで揃い、その出力がハイとな
り、このハイ信号がORゲート22_Aを介してフリップフロ
ップ23_Aのセット入力端に加えられ、フリップフロップ2
3_Aがセットされる。また、ORゲート22_Aの出力がORゲー
ト24_Bを経てフリップフロップ23_Bのリセット入力端に加
えられ、リセットされる。フリップフロップ23_Aのセッ
ト、フリップフロップ23_Bのリセットにより、フリップ
フロップ26がセットされ、ACTIVE指令＝“1"となり、Ａ
側に切り替えられる。

誤操作防止上記においてＡ制御押ボタン11_Aが押されたとき、
Ａ異常であれば、Ａ異常信号13_Aにより、インバータ17_A
の出力はローとなり、ANDゲート19_Aの入力がハイで揃わ
ず、フリップフロップ23_Aはセットされない。つまりＡ
制御押ボタンの操作は無効である。

また、Ａ使用押ボタン12_Aを押したときに、Ａ異常で
もANDゲート15_Aの入力がハイで揃わず、フリップフロッ
プ16_Aがセットされない。つまりＡ使用押ボタン12_Aの操
作は無効である。

強制手動Ａ異常、Ｂ異常がともに発生すると、Ａ異常信号13_A
とＢ異常信号13_Bにより、ANDゲート29の両入力がハイで
揃い、ORゲート31を通して強制手動指令（＝“1"）32が
出力される。

また、初期状態あるいはＢ側の使用モードでない時
に、Ａ側のみで制御動作中にＡ異常となった時も、フリ
ップフロップ23_A、23_Bがともにリセット状態であり、こ
れによりANDゲート30の両入力がハイで揃い、やはりOR
ゲート31を通して強制手動指令32が出力される。

その他Ａ「使用」モードがない時に、Ａ制御押ボタン11_Aを
押すと、ORゲート14_A、ANDゲート15_Aを通してフリップ
フロップ16_Aがセットされ、Ａ使用許可が与えられる。
また、Ａ、Ｂともに「制御」モードでないときに、Ａ使
用押ボタン12_Aを押すと、ANDゲート18_A、20_A、ORゲート
22_Aを通して、ハイ信号がフリップフロップ23_Aのセット
入力端に加えれ、フリップフロップ23_A、26がセットさ
れ、ACTIVE指令＝“1"となる。これは、使用許可が与え
られるということは自動制御を行ってもよいことにな
り、双方が「制御」モードでない場合は、先に使用許可
が与えられた方が直ちに制御モードに入るべきであるか
らである。なお、電源断や取り外した場合に「使用」モ
ードや「制御」モードの保持のためにフリップフロップ
16_A、16_B、23_A、23_Bにはラッチングリレーを使用してい
る。

（ヘ）発明の効果この発明によれば、制御装置とは別に二重化切替装置
を設け、この二重化切替装置に管理機能及び指令機能を
持たせることにしたので手動切替を行う場合に故意に異
常を発生させることなどなく、上記（ロ）項の〜の
要求に応える二重化装置を得ることができる。もちろん
二重化切替動作を行わず片側だけの運転も可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す二重化装置の概略
ブロック図、第２図は、同二重化装置の二重化切替装置
のロジック回路構成を示すブロック図、第３図は、従来
の二重化装置を示すブロック図である。１・2:制御装置、3:出力切替部、 4:二重化切替装置、5:操作装置。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも第１と第２の制御装置を並設
し、その出力のいずれかを出力切替部で切り替えて操作
出力する二重化装置において、前記制御装置とは別に二重化切替装置と、オペレータに
よるマニュアル操作を行う操作装置を設けるとともに、
前記二重化切替装置には、前記制御装置からの異常・故
障検出信号及びオペレータの操作指令によって制御系の
動作モードを決定する管理手段と、この管理手段によっ
て定められた動作モードに従って前記制御装置、前記出
力切替部、及び前記操作装置に種々の指令を出す指令手
段とを備えたことを特徴とする二重化装置。