JP3174139B2 - プラントの電気計装装置 - Google Patents

プラントの電気計装装置

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JP3174139B2 JP13373392A JP13373392A JP3174139B2 JP 3174139 B2 JP3174139 B2 JP 3174139B2 JP 13373392 A JP13373392 A JP 13373392A JP 13373392 A JP13373392 A JP 13373392A JP 3174139 B2 JP3174139 B2 JP 3174139B2
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紘二郎 山田
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はプラントの電気計装装置
に係り、特に配線ケーブル数を低減することができるプ
ラントの電気計装装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ボイラの電気計装においては、例えば圧
力センサ、圧力スイッチを例に挙げると図2に示すよう
に、配管1の所定の1個所の圧力を検出するのに、圧力
センサ2が3個、圧力スイッチ17が4個接続されてお
り、その内訳はAPC(自動プラント制御装置)用2
個、データの集計や計測できるプラントのデータを入力
し、計測できないプラントの状態量を計算したりする計
算機用に1個、インタロック用に2個、警報用に2個と
合計7個の信号が必要である。従来はこれら7個の信号
線を7対のケーブルにより配線していた。ボイラにおい
ては圧力センサ2と圧力スイッチ17の置かれている場
所から制御装置16までの距離は200m以上あり、し
かもこのような検出端が圧力、流量、温度その他のセン
サ等合わせると、数百点にもなりケーブルの重量は相当
に大きくなる。このように各種センサ、検出スイッチの
信号ごとに別々のケーブルで送信していたのは、各信号
の信頼性を確保するためであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は同一個
所の圧力を多数の圧力センサで個別に計測し、さらに多
数の圧力スイッチで検出するという方法をとっているた
め多くの信号線を制御装置のところまで配線しなければ
ならなかった。本発明の目的は多数の信号伝送を少数の
信号線で行うことにより配線の重量を低減することがで
きる計装用インタフェースを提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本願の第1の発明は、電源と出力抵抗とセンサとを接続
してプラントの物理的状態を前記センサにより計測し
計測値に応じた出力信号を制御装置に伝送するセンサ装
置と、前記センサとは離れた場所に設けられた前記制御
装置とを有するプラントの電気計装装置において、前記
センサ装置の出力端に挿入された微小抵抗体と、この微
小抵抗体から得られる微小信号に基づき絶縁増幅器と電
圧・電流変換器を介して複数のアナログ信号を絶縁状態
発生させて前記制御装置に入力する手段と、前記微小
信号を比較器にて基準電圧と比較したのち、その結果を
リレーを介して複数の絶縁状態のデイジタル信号として
前記制御装置に入力する手段とを有する計装用インター
フェースを設けたことを特徴とするプラントの電気計装
装置に関する。
【0005】本願の第2の発明は、上記第1の発明にお
いて前記センサ装置を2個またはそれ以上設け、該セン
サ装置数に対応して前記計装用インターフェースを設
け、前記センサ装置からの出力信号に基いて絶縁状態で
発生される、複数のアナログ信号およびデイジタル信号
を二重化または多重化したことを特徴とするプラントの
電気計装装置に関する。
【0006】
【作用】本発明は、1個の(圧力)センサの出力を本来
の出力特性に影響しない方法で盗みどりすることによ
り、この盗みどりした信号をベースにして、必要なアナ
ログ出力、デイジタル出力を電気回路により発生し、1
個のセンサから7個の出力を得ることにより電気計装配
線数を著しく軽減することができる。
【0007】
【実施例】本発明の一実施例を図1に示す。図1におい
て配管1の圧力を圧力センサ2で検知するとき、圧力セ
ンサ2の出力は通常4−20mAの出力端子を有してい
る。したがって通常は制御装置16の側で電源9(例え
ば12V)と電流値を電圧に変換するための出力抵抗1
0(例えば400Ω)を接続して、圧力に応じた出力を
得られるようになっている。そこで出力抵抗10に直列
に、圧力センサの動作に支障のない程度の電圧信号を取
出すための微小抵抗4(例えば100Ω)を挿入し、出
力を絶縁増幅器(入力側と出力側が別個の電源により動
作し、電気的に別回路である。マグアンプはその1つ)
5に接続する。絶縁増幅器5の出力は4−20mA変換
器6に接続され、この4−20mA変換器の出力が制御
装置16に入力されることになる。
【0008】さらに、微小抵抗4の出力は比較器7に入
力されそれぞれ基準となる比較電圧値V1、V2、V
3、V4と比較された後にリレー8を駆動し、リレー8
の出力がリレー出力14を通して制御装置16の入力と
なる。ここで、比較器側の回路とリレー出力側の回路は
電気的に絶縁されている。なお、このとき本来の出力抵
抗10に直列に挿入する微小抵抗値の意味するところ
は、本来の出力に影響を与えないという意味であり、例
を挙げると圧力センサ2の負荷抵抗が500Ω以内の装
であって、出力抵抗10の抵抗値が400Ωのとき、
微小抵抗4の抵抗値は100Ω以下ということになる。
【0009】このように構成された装置において、次に
その動作について述べる。通常の出力抵抗10に直列に
挿入された微小抵抗4により出力される微小電圧を絶縁
増幅器5に入力することにより、信号電圧を取出し、こ
の電圧を4−20mA変換器6により本来の圧力センサ
出力と同じ出力を得るようにする。このとき電源9と出
力抵抗10を図示のように接続することにより制御装置
16にとっては圧力センサ2が独立して3個あるのと同
じ状態になる。これは絶縁増幅器5により出力抵抗10
の信号はお互いに絶縁されているからである。
【0010】そして、微小抵抗4の出力は比較器7の入
力となり同時に基準電圧V1、V2、V3、V4との比
較を行い、その大小により比較器の出力は1または0を
出力する。この出力によりリレー8を動作させ、リレー
出力14を介して制御装置16に伝達され圧力スイッチ
の役割を果たすことになる。リレー出力14は制御装置
16の内部では、電源11と出力抵抗12とに接続さ
れ、出力抵抗12の両端の電圧により圧力スイッチの
“オン”と“オフ”を出力することになる。
【0011】なお、圧力センサとしての出力抵抗10の
出力は図3(a)の圧力センサ特性に示すように入力
(圧力)に対して、出力は図示するように4−20mA
の範囲で比例して出力されるようになる。一方、圧力ス
イッチとしての出力抵抗12の出力は図3(b)の圧力
スイッチ特性に示すように入力(圧力)に対して、出力
は図示するように比較する基準電圧のところで“オン”
“オフ”信号となる。
【0012】本発明により、1個の圧力センサ2から、
複数個の圧力センサ出力と圧力スイッチに相当する信号
を発生することが可能となり、圧力センサ2とインタフ
ェース15との間の配線ケーブルを低減することが可能
となる。本発明の他の実施例を図4に示す。図1と異な
るところは圧力センサ2が2個あり、これに対応してイ
ンタフェース15も2個あり、信号が二重化されている
ことである。したがって、制御装置16のところで二重
化された信号の片方を選択して使用することになる。
【0013】記号1から16までは図1と同じであり、
インタフェース15は図1のインタフェース15と同一
であるが、代表例として絶縁増幅器5と4−20mA変
換器6のみを図示している。そして、4−20mA変換
器6の出力は二重化されており、それぞれ電源9と出力
抵抗10に接続されている。このように構成された本発
明では圧力センサ2の一方が故障した場合、他方の圧力
センサ2が正常に動作している場合、何らかの方法で故
障したことを検知できれば正常なほうの信号に切り換え
ることによりシステムダウンを防ぐことが可能となる特
徴がある。
【0014】本発明のさらに他の実施例を図5に示す。
図1と異なるところは圧力センサ2が3個あり、これに
対応してインタフェース15が3個あることである。イ
ンタフェース15は図1と同じであるが、本例では比較
器7とリレー8とを代表例に図示している。圧力センサ
2の出力は微小抵抗4を介して比較器7に入力される。
一方、基準電圧V11、V12、V13がそれぞれの比
較器7に他方の入力となる。この基準電圧V11、V1
2、V13は同じ値となるように調整されているものと
する。そして、比較器7の出力によりリレー8が動作
し、リレー出力14を介して、多重化回路26に入力さ
れる。多重化回路26の中では、電源20と出力抵抗2
1に図示のように接続され、その出力がアンド回路22
に入力される。アンド回路22とオア回路23とはよく
知られている2out of3回路を構成しており、3
個の入力のうち1個故障しても残りの2個を多数決で判
定し、正しい結果を出力するようになる。オア回路23
の出力でリレー24を動作し、リレー出力25を介して
制御装置に信号を伝達することになる。
【0015】本実施例により圧力センサ2の3個のう
ち、1個故障しても残りの2個の出力により、正常に圧
力スイッチとしての役割りを果たすことができるので、
信頼性を向上することが可能である。上記実施例では圧
力センサ、圧力スイッチを使った計装関係について説明
したが、本発明は流量、温度、流速などの検出に関する
計装についても同様に適用できることはいうまでもな
い。
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、従来多数のセンサと検
出スイッチからの信号を個別に配線していたのが、1個
分または少数の配線でよいので、配線工事、センサおよ
び検出スイッチに要する費用の低減が可能となる。特に
信頼性を要求される場合には、二重化、2out of
3の構成をとることにより、系の信頼性を向上できるよ
うになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す図。
【図2】従来の技術を示す図。
【図3】図1の実施例における圧力センサと圧力スイッ
チの特性を示す図。
【図4】および
【図5】それぞれ本発明の他の実施例を示す図。
【符号の説明】
1…配管、2…圧力センサ、3…圧力センサ配線、4…
微小抵抗、5…絶縁増幅器、6…4−20mA変換器、
7…比較器、8…リレ、9…電源、10…出力抵抗、1
1…電源、12…出力抵抗、13…4−20mA変換器
出力、14…リレー出力、15…インタフェース、16
…制御装置、17…圧力スイッチ、18…圧力スイッチ
配線、20電源、21…出力抵抗、22…アンド回路、
23…オア回路、24…リレー、25…リレー出力、2
6…多重化回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本田 紀一郎 広島県呉市宝町6番9号 バブコック日 立株式会社 呉工場内 (56)参考文献 特開 昭56−54598(JP,A) 特開 昭60−180208(JP,A) 特開 昭58−165196(JP,A) 特開 昭50−115045(JP,A) 特開 平1−147698(JP,A) 実開 昭63−41722(JP,U) 実開 昭60−34693(JP,U) 特公 昭40−13300(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G08C 19/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源と出力抵抗とセンサとを接続してプ
    ラントの物理的状態を前記センサにより計測し計測値
    に応じた出力信号を制御装置に伝送するセンサ装置と、
    前記センサとは離れた場所に設けられた前記制御装置と
    を有するプラントの電気計装装置において、前記センサ
    装置の出力端に挿入された微小抵抗体と、この微小抵抗
    体から得られる微小信号に基づき絶縁増幅器と電圧・電
    流変換器を介して複数のアナログ信号を絶縁状態で発生
    させて前記制御装置に入力する手段と、前記微小信号を
    比較器にて基準電圧と比較したのち、その結果をリレー
    を介して複数の絶縁状態のデイジタル信号として前記制
    御装置に入力する手段とを有する計装用インターフェー
    スを設けたことを特徴とするプラントの電気計装装置。
  2. 【請求項2】 前記センサ装置を2個またはそれ以上設
    け、該センサ装置数に対応して前記計装用インターフェ
    ースを設け、前記センサ装置からの出力信号に基いて絶
    縁状態で発生される、複数のアナログ信号およびデイジ
    タル信号を二重化または多重化したことを特徴とする請
    求項1に記載のプラントの電気計装装置。
JP13373392A 1992-05-26 1992-05-26 プラントの電気計装装置 Expired - Lifetime JP3174139B2 (ja)

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