JP3360385B2

JP3360385B2 - プラント制御装置

Info

Publication number: JP3360385B2
Application number: JP33492493A
Authority: JP
Inventors: 節男有田; 光夫木下; 文康大木戸; 俊明手嶋; 芳行高野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 2002-12-24
Anticipated expiration: 2017-12-24
Also published as: JPH07200044A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラントを制御する多
重化された制御装置の保守点検をプラント運転中に行う
ようにしたプラント制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、原子力プラントや火力プラント
などの重要なプラントにおいては高信頼性の観点から制
御装置を多重化することが行われている。多重化された
制御装置から得られる操作信号は信号選択回路で選択し
て被制御対象に与えている。信号選択回路としては低値
選択回路，高値選択回路，中間値選択回路，多数決回路
などが用いられている。

【０００３】ところで、多重化された制御装置が正確に
機能しているか保守点検することを必要とする。各制御
装置の保守点検はプラント運転中に実施できることが望
まれる。プラント運転時に保守点検作業が出来ると、プ
ラント停止期間の短縮，保守作業の平準化により保守時
期の集中化の回避，保守作業の削減が図られる。

【０００４】従来、プラント運転時に制御装置の保守点
検を行うには、多重化された制御装置のうちの一台をプ
ラント制御から切離し、残りの制御装置でプラント制御
を行うようにしている。保守点検を行う制御装置には、
保守装置から点検信号を与え、制御装置の出力信号を保
守装置で取込み点検するようにしている。このようなこ
とは、例えば特開昭57−176421号公報に記載されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、保守点
検を行う一台の制御装置を切離しているので、冗長系の
数が減少することになる。このため、信頼性を高めるた
めに多重系としたのに拘らず保守点検のために高信頼性
の機能が低下するのを免れない。

【０００６】本発明は上記点に対処して成されたもので
あり、その目的とするところは多重系による高信頼性の
機能を損うことなく各制制御装置の保守点検を行えるプ
ラント制御装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は多重化された制
御装置の出力信号を選択する信号選択手段を各被制御対
象に対して共通化し、各制御装置からの被制御対象毎に
与える制御信号を時分割で与えるようにすると共に時分
割された一連の出力周期で各制御装置の保守点検を行う
ようにする。

【０００８】

【作用】各制御装置から被制御対象に制御信号を順次出
力する一連の出力周期内で制御装置の保守点検を行うよ
うにしているので、プラント制御を実行しながら制御装
置の保守点検が行える。したがって、多重系による高信
頼性の機能を損うことなく各制御装置の保守点検が可能
となる。

【０００９】

【実施例】図１は、本発明の他の実施例である二重化制
御装置の構成及びその保守構成を示している。

【００１０】図１の二重化制御装置９０は、演算処理ユ
ニット（制御装置と称する場合がある）６，２５が二重
化されている。二重化制御装置９０は、演算処理ユニッ
ト６，２５、信号選択手段２１，アナログ出力回路７，
ディジタル出力回路８，アナログ入力回路４，ディジタ
ル入力回路５から成っている。信号選択手段２１は、演
算処理ユニット６及び２５の両方からアナログ出力回路
７及びディジタル出力回路８に出力するデータに対し
て、ＡＮＤ条件で信号を選択したり、高いレベルのデー
タを選択するなどの信号選択を実施する。具体的には、
信号選択手段２１はアナログデータに対しては、高値選
択あるいは低値選択になり、ディジタルデータに対して
は、ＡＮＤ論理あるいはＯＲ論理によって信号選択す
る。

【００１１】アナログ入力回路４は、アナログセンサＡ
₁〜Ａ_nからの制御用アナログ入力信号Ａｓを入力する。
ディジタル入力回路５はリミットスイッチなどのディタ
ルセンサＢ₁〜Ｂ_nからの制御用ディジタル入力信号Ｂｓ
を入力する。アナログ出力回路７はアナログアクチュエ
ータＣ₁〜Ｃ_iに制御用アナログ出力信号Ｃｓを出力す
る。ディジタル出力回路８は開閉器や、オン・オフ電磁
弁などのディジタルアクチュエータＤ₁〜Ｄ_jに制御用デ
ィジタル出力信号Ｄｓを出力する。

【００１２】図１では、制御装置９０は、入力信号につ
いては各種のセンサからの信号を入力し、出力信号につ
いては、各種のアクチュエータへ信号を出力する構成と
しているが、センサばかりでなく、別の制御装置からの
アナログ信号やディジタル信号を入力する構成であった
り、信号の出力にあたっては、アクチュエータばかりで
なく、他の制御装置へアナログ信号やディジタル信号を
出力する構成であってもよい。

【００１３】アナログ出力回路７からの保守用アナログ
信号７ａ及びディジタル出力回路８からの保守用ディジ
タル信号８ａは保守装置１に入力する構成としている。

【００１４】この構成において、二重化制御装置９０の
保守は次の様にして実施される。

【００１５】二重化制御装置９０の演算処理ユニット
６，２５に記憶される出力データは、例えば図２のよう
になっており、これらのデータが演算処理ユニット６，
２５から信号選択手段２１に出力される。ここで、７ａ
₂が保守用アナログ信号７ａのデータであり、８ａ₂が
保守用ディジタル信号８ａのデータである。これらのデ
ータ及び信号は点検信号と称する。

【００１６】図１の構成においては、これらの保守用の
データ７ａ₂，８ａ₂はあらかじめ、演算処理ユニット
６，２５に記憶されており、保守装置１から、これらの
データ７ａ₂，８ａ₂を出力させるべく、保守用データ出
力指令１ａを演算処理ユニット６，２５に出力するよう
にしている。代案として、保守装置１から直接保守用デ
ータ１ｂを出力し、演算処理ユニット６，２５に取込ま
させ、この取込んだデータを演算処理ユニット６，２５
から出力させる構成としても良い。１ａ，１ｂを点検信
号と称する。

【００１７】図２に示したデータは、上から下に向かっ
てデータが時分割的に信号選択手段２１に出力される。
信号選択手段２１はあらかじめ定められた論理によっ
て、演算処理ユニット６あるいは演算処理ユニット２５
からのデータを選択し、アナログ出力回路７とディジタ
ル出力回路８に出力する。アナログ出力回路７は、ディ
ジタル・アナログ変換器７₁によりディジタル信号をア
ナログ信号に変換し、この結果をデマチプレクサ７₂を
介して、アナログ出力バッファ７₃〜７₅に出力し、制御
用アナログ出力信号Ｃｓと共に保守用アナログ信号７ａ
を出力する。ディジタル出力回路８は、制御用ディジタ
ル出力信号Ｄｓと共に保守用ディジタル出力信号８ａを
出力する構成としており、ディジタル出力バッファ８₁
〜８₃を介してデータが出力される。

【００１８】つまり、保守用アナログ出力信号７ａ及び
保守用ディジタル出力信号８ａも信号選択手段２１を介
して、出力されているため、保守用のデータ７ａ₂，８
ａ₂と保守用の出力信号７ａ，８ａを保守装置で比較判
定することにより、制御を司どる演算処理ユニット６，
２５及び信号選択手段２１の機能の健全性を評価するこ
とが可能になる。なお、保守用のデータ７ａ₂，８ａ
₂は、保守装置１にも同一の値があらかじめ記憶されて
いるが、演算処理ユニット６，２５が、保守装置１にデ
ータ７ａ₂，８ａ₂を転送して、保守装置１が、これらの
データを入力し、記憶するようにしても良い。

【００１９】保守データの出力処理は、図３に示すフロ
ーによって実施されるが、この処理は演算処理ユニット
６，２５によって実行される。保守データ処理は、この
図２に示すデータに基づいた処理である。

【００２０】まず、ステップ１で、保守用出力データと
して出力すべきデータを選択する。保守用アナログ信号
７ａとしては、アナログ出力回路の出力レベルが例えば
最小０Ｖで最大が１０Ｖであるとすると、この出力レベ
ルの範囲内で複数レベルの信号を出力して、アナログ信
号の出力と入力に関する部分の健全性を評価する。具体
的には、例えば３レベルの信号で評価する場合には、ま
ず０Ｖの信号を出力し、この出力信号を取込む。この処
理を複数回、例えば１００回繰り返す。次に５Ｖの信号
を出力し、この出力信号を取込み、これを１００回繰り
返す。最後に１０Ｖの信号を出力し、この出力信号を取
込み、同様にこの処理を１００回繰り返す。保守用ディ
ジタル信号８ａの場合には、論理“０”，“１”につい
て同様な処理をすることになる。アナログ出力回路７と
アナログ入力回路４の入出力の信号レベルが一致しない
場合には保守用アナログ信号に関してレベル変換回路を
両回路間に設ければよい。ディジタル出力回路及びディ
ジタル入力回路についても入出力の信号レベルが一致し
なければ、同様にレベル変換回路を設ければよい。

【００２１】次に、ステップ２では、選択した保守用出
力データを出力データエリアに保守用出力データ７
ａ₂，８ａ₂としてセットする。

【００２２】ステップ３では、このセット回数が所定値
になったか否かを判定しているが、これは、同一レベル
の信号を所定回数(例えば、１００回)出力したかを判定
するためのものであり、ＮＯであれば、ステップ６でセ
ット回数を更新して、ステップ１に戻る。ＹＥＳであれ
ば、ステップ４で、次の保守用出力データを出力するた
めの処理を実施して、ステップ６でセット回数をリセッ
トしてステップ１に戻る。ここで、例えば、レベル０Ｖ
の保守用アナログ信号の出力が１００回になれば、次は
３Ｖの保守用アナログ信号を出力することになるが、こ
のような信号レベルあるいは保守用ディジタル信号の場
合の論理値を変更して保守をするためにステップ５を備
えている。

【００２３】ここで、二重化制御装置９０の保守方法に
ついて、保守用のデータを用いて以下に具体的に述べ
る。

【００２４】信号選択手段は、種々の信号選択論理によ
って実現されるが、いずれにしても演算処理ユニット６
あるいは２５のいずれかのデータが選択される訳である
から、保守としては各演算処理ユニットから出力される
保守用のデータの大小関係を変更して、各々の演算処理
ユニットからのデータが信号選択手段によって選択され
て、出力されることをチェックできるようにする必要が
ある。以下では、信号の大小関係にもとづいて二重化制
御装置を保守できることを示す。

【００２５】演算処理ユニット６の出力である保守用の
データをａとし、演算処理ユニット２５の出力である保
守用のデータをｂとし、信号選択手段２１の出力データ
をＺとする。

【００２６】まず、ａ，ｂがアナログデータである場合
について説明する。

【００２７】信号選択手段２１はアナログデータに対し
ては高値選択あるいは低値選択の機能のいずれかである
が、まず、高値選択手段である場合について説明する。

【００２８】図４は、正常時における高値選択手段の入
出力関係を示しており、Ｎo.１では、演算処理ユニット
６からのデータａが正しく選択され、Ｎo.２では、演算
処理ユニット２５からのデータｂが正しく選択されてい
る。データＺは、保守用アナログ信号７ａとして出力さ
れるため、保守装置１は、信号７ａの取込み結果と、演
算処理ユニット６，２５からそれぞれ出力するはずの保
守用のデータ（ａ，ｂに対応する）とを比較判定するこ
とにより、二重化制御装置の健全性を評価できる。

【００２９】表５は、ａが４.５の値を出力し続ける様
に故障している場合の高値選択手段の入出力関係を示し
た図である。以下の説明でも同様であるが、ａ′は演算
処理ユニット６に記憶されている保守用の出力データ
（図２の７ａ₂に対応）である。Ｎo.１において、
ａ′，ｂの大小関係からＺは５となるべきところである
が、４.５であり、データａの出力及び信号選択に関し
て異常があると判断することが可能である。Ｎo.２にお
いては、ａ′とｂの大小関係によりＺは５であるべきで
あり、事実５であり、データｂの出力及び信号選択には
異常がないことが分かる。つまり、演算処理ユニット６
に何らかの異常があるか、高値選択手段のデータａの入
力部に異常があると判断することが可能である。この様
にして、二重化制御装置２０の健全性を評価できる。た
だし、この評価は、以下も同様であるが、保守装置１に
よって実施される。

【００３０】次に信号選択手段２１が低値選択手段で構
成される場合について説明する。

【００３１】図６は、正常時における低値選択手段の入
出力関係を示している。図７は、ａが４.５の値を出力
し続ける様に故障している場合の低値選択手段の入出力
関係を示した図である。図７のＮo.２の各データ間の関
係により、データａが異常、つまり演算処理ユニット６
に何らかの異常があるか、低値選択手段のデータａの入
力部に異常があると判断することが可能である。

【００３２】次に、ａ，ｂがディジタルデータである場
合について説明する。

【００３３】まず、信号選択手段がＡＮＤ手段である場
合を説明する。

【００３４】図８は、正常時におけるＡＮＤ手段の入出
力関係を示しており、Ｎo.１では、ａ又はｂが選択され
ており、Ｎo.２ではａが選択され、Ｎo.３では、ｂが選
択され、Ｎo.４ではａ又はｂが選択されている。つま
り、ａ，ｂの値をこの様にするところにより、論理値
“０”又は“１”に対して、演算処理ユニット６又は２
５からのデータが、ＡＮＤ手段によって選択されて出力
される。従って、保守装置１に入力される８ａとａ，ｂ
のデータとを比較することにより、正常であることを確
認できる。

【００３５】図９は、ａが“０”に故障した場合のＡＮ
Ｄ手段の入出力関係を示しており、Ｎo.４によってａと
ｂが“１”となるようにしたにも拘わらず、Ｚが０にな
っており、かつＮo.１〜Ｎo.４においてＺがすべて
“０”であるためａ又はｂが“０”に故障しているか、
ＡＮＤ手段の出力が“０”に故障していると判断するこ
とができる。Ｎo.１〜Ｎo.４において仮にＺが１になる
場合があれば、ＡＮＤ手段の出力が“０”に故障し続け
ていることはないと判断できる。

【００３６】図１０は、ａが“１”に故障した場合のＡ
ＮＤ手段の入出力関係を示しており、Ｎo.２によって、
ａが“０”でｂが“１”となるようにしたにも拘わら
ず、Ｚが１になっており、かつＮo.１〜Ｎo.４におい
て、Ｚは“０”と“１”の両方の値になっているので、
ＡＮＤ手段の出力は正常であり、ａが“１”に故障して
いると判断できる。

【００３７】以上のように保守用データの大小関係を変
更して、信号選択手段２１がＡＮＤ手段の場合の二重化
制御装置９０のオンライン保守を可能とすることができ
る。次に、信号選択手段２１がＯＲ手段の場合について
説明する。

【００３８】図１１は、正常時におけるＯＲ手段の入出
力関係を示しており、Ｎo.１では、ａ又はｂが選択され
ており、Ｎo.２ではｂが選択され、Ｎo.３では、ａが選
択され、Ｎo.４ではａ又はｂが選択されている。つま
り、ａ，ｂの値をこの様にすることにより、論理値
“０”又は“１”に対して、演算処理ユニット６又は２
５からのデータがＯＲ手段によって選択されて出力され
る。従って、保守装置１に入力される８ａとａ，ｂのデ
ータとを比較することにより、正常であることを確認で
きる。

【００３９】図１１は、ａが“０”に故障した場合のＯ
Ｒ手段の入出力関係を示しており、Ｎo.３によってａが
“１”でｂが“０”となるようにしたにも拘わらず、Ｚ
が０になっており、かつＮo.１〜Ｎo.４においてＺは
“０”と“１”の両方の値になっているので、ＯＲ手段
の出力は正常であり、ａが“０”に故障していると判断
できる。

【００４０】図１２は、ａが“１”に故障した場合のＯ
Ｒ手段の入出力関係を示しており、Ｎo.１によって、ａ
とｂが“０”となるようにしたにも拘わらず、Ｚが
“１”になっており、Ｎo.１〜Ｎo.４において、Ｚがす
べて“１”であるため、ａ又はｂが“１”に故障してい
るか、ＯＲ手段の出力が“１”に故障していると判断す
ることができる。

【００４１】以上のようにして、信号選択手段２１がＯ
Ｒ手段の場合の二重化制御装置９０のオンライン保守を
可能とすることができる。

【００４２】また、信号選択手段２１に入力される演算
処理ユニット６，２５からのデータがアナログデータと
ディジタルデータが混在する場合があるが、この場合に
は、あらかじめ定められた各データごとに高値選択手
段，低値選択手段，ＡＮＤ手段，ＯＲ手段の機能が信号
選択手段２１によって実行される。このことは以下の説
明においても同様に扱える。

【００４３】図１４は、保守装置１の処理フローを示す
図である。保守装置１はステップ１で保守用アナログ信
号７ａ及び保守用ディジタル信号８ａを取込み、ステッ
プ２で、取込みデータの統計処理を実施する。具体的に
は、保守用出力データごとに平均値，分散を求める。次
に、ステップ３で、この処理結果があらかじめ定められ
ている基準値に入っているか否かを判定する。最後に、
ステップ４で、この結果を図示していないがＣＲＴやプ
リンタに出力することにより、保守員に検査結果を提示
できる様にしている。結果出力においては、平均値，分
散，基準値，合格か否かの判定結果や異常判定結果を出
力することにより、二重化制御装置９０の健全性の度合
を保守員が判定することが可能となる。このようにし
て、プラントに外乱に与えることなく制御を継続しつつ
二重化制御装置９０の健全性を自動的に判定することが
可能である。

【００４４】図１５は、本発明の他の実施例である二重
化制御装置の構成を示した図である。図１と大きく異な
る点は、アナログ入力回路４及びディジタル入力回路５
に、保守用アナログ信号７ａ，保守用ディジタル信号８
ａをフィードバックする構成としている点である。これ
により、アナログ入力回路４，ディジタル入力回路５も
含めて二重化制御装置９０をオンラインで保守できるよ
うにしている。図１５において、アナログ入力回路４
は、制御用アナログ入力信号Ａｓと共に保守用アナログ
出力信号７ａを取込む構成としている。４₁〜４₃はアナ
ログ入力バッファであり、マルチプレクサ４₄はアナロ
グ入力バッファ４₁〜４₃からの出力信号をスキャンし、
アナログ・ディジタル変換器４₅にスキャンした信号を
出力する。アナログ・ディジタル変換器４₅は入力のア
ナログ信号をディジタル信号に変換する。ディジタル入
力回路５は、制御用ディジタル入力Ｂｓと共に保守用デ
ィジタル出力信号８ａを取込む構成としており、ディジ
タル入力バッファ５₁〜５₃を介してデータが取込まれ
る。演算処理ユニット６の出力データ及び入力データは
図１６に示すデータ構成になっている。（ａ）の出力デ
ータの構成を示すデータが演算処理ユニット６，２５に
よって信号選択手段２１を介して各出力回路７，８から
出力される。また、（ｂ）の入力データの構成に示すデ
ータが演算処理ユニット６，２５によっと取込まれたデ
ータであり、時分割処理に対応したデータ構成としてい
る。このデータ構成において、例えば上から下に向かっ
てデータが時分割で出力あるいは入力される。図１６の
データ７ａ₂，８ａ₂，７ａ₁，８ａ₁を保守装置１に出力
し、保守装置１はこれらのデータを基に、図４〜図１３
の関係を判断して、図１５に示す二重化制御装置をオン
ラインで保守することができる。

【００４５】ここで、データ７ａ₁，８ａ₁が図４〜図１
３のＺに対応する。

【００４６】図１７は、本発明の他の実施例である二重
化制御装置の構成及びその保守構成を示している。

【００４７】図１７の二重化制御装置は、図１のアナロ
グ入力回路４，ディジタル入力回路５，アナログ出力回
路７，ディジタル出力回路８，信号選択手段２１が演算
処理ユニット６，２５と物理的に離れた場所に設置され
る場合の構成例であり、制御装置２２，２８が二重化さ
れており、遠隔入出力ユニット１７は、内部に一部二重
化の部分があるものの、これ自体は単一系である。１，
１ａは保守装置であるが、可搬式であって必要に応じて
保守インタフェース３，２６に接続してもよい。このこ
とは、他の実施例においても同様である。制御装置２２
は、演算処理ユニット６，伝送回路１０，２３，保守イ
ンタフェース３及びデータバス２２Ａから成っており、
制御装置の中央装置２８も同様に、演算処理ユニット２
５，伝送回路２７，２４，保守インタフェース２６及び
データバス２８Ａから成っている。伝送回路２３と２４
間は伝送路２３Ａによって接続され、保守に係わるデー
タが伝送される。

【００４８】遠隔入出力ユニット１７は制御装置２２，
２８とのデータ伝送をするための伝送回路１９，２０，
信号選択手段２１，双方向データバッファ１８，入出力
制御ユニット１２，アナログ出力回路７，ディジタル出
力回路８，アナログ入力回路４，ディジタル入力回路
５，データバス１７Ａから成っている。信号選択手段２
１は、制御装置２２及び２８の両方からアナログ出力回
路７及びディジタル出力回路８に出力するデータに対し
て、ＡＮＤ条件で信号を選択したり、高いレベルのデー
タを選択するなどの信号選択を実施する。アナログデー
タに対しては、高値選択あるいは低値選択になり、ディ
ジタルデータに対しては、ＡＮＤ論理あるいはＯＲ論理
によって信号選択する。双方向データバス１８は信号選
択手段２１からのデータをアナログ出力回路７やディジ
タル出力回路８へ出力するためのバッファであり、かつ
アナログ入力回路４やディジタル入力回路５からの信号
を伝送回路１９，２０に分配するためのバッファであ
る。入出力制御ユニット１２は、双方向データバッファ
と出力回路７，８，入力回路４，５間のデータの送受及
びその制御を実施するものである。この構成において
も、アナログ出力回路７からの保守用アナログ信号７ａ
をアナログ入力回路４に入力し、ディジタル出力回路８
からの保守用ディジタル信号８ａをディジタル入力回路
５に入力する構成としている。

【００４９】この構成において、制御装置２２と遠隔入
出力ユニット１７の保守は次の様にして実施される。

【００５０】制御装置２２の演算処理ユニット６に記憶
されるデータは、例えば図１８のようになっており、
(ａ)の出力データの構成に示すデータが制御装置２２か
ら伝送回路１０を介して、遠隔入出力ユニット１７に伝
送されるデータであり、７ａ₂が保守用アナログ信号７
ａのデータであり、８ａ₂が保守用ディジタル信号であ
る。(ｂ)の入力データの構成に示すデータが遠隔入出力
ユニット１７の伝送回路１９から伝送されて来て演算処
理ユニット６に取込まれるデータであり、７ａ₁が保守
用アナログ信号７ａを取込んだデータであり、７ａ₂が
保守用ディジタル信号８ａを取込んだデータである。
（ｃ）の制御装置２８との転送データの構成に示される
データは、保守用出力データ７ａ₃，８ａ₃を制御装置２
８から遠隔入出力ユニット１７に伝送してもらうための
送信データと、遠隔入出力ユニット１７から制御装置２
８に伝送されてくる保守用出力データの入力結果７
ａ₄，８ａ₄を制御装置２２で受信するため受信データ
とから成っている。受信データの取扱いについては、後
で説明する。

【００５１】演算処理ユニット６は、図１９に示すよう
に保守データ処理を実行するステップ１は図５の処理と
同一である。ステップ２で、入力データエリア（図１６
(ｂ)のデータ構成に対応）に記憶されている保守用入力
データ７ａ₁，８ａ₂（図１６参照）及び出力した保守用
出力データを保守インタフェース３へ転送する。ただ
し、保守用出力データをまだ出力していない時は、保守
インタフェース３へのデータ転送はしない。ステップ３
では、選択した保守出力データを出力データエリア（図
１８の（ａ）のデータ構成に対応）に保守用出力データ
７ａ₃，８ａ₃としてセットする。

【００５２】ステップ４では、転送データエリアにセッ
トしたデータを伝送回路２３を介して制御装置２８に転
送するための処理をする。ステップ５〜ステップ８は、
図３のステップ３〜ステップ６と同一である。

【００５３】制御装置２８に転送された保守用出力デー
タは、演算処理ユニット２５によって取込まれ、制御用
データと共に時分割で伝送回路２７を介して遠隔入出力
ユニット１７に伝送される。信号選択手段２１は、あら
かじめ定められている論理に従って、伝送回路１９及び
２０の両方から転送されるデータに対する信号選択をデ
ータ点ごとに実施して、結果を双方向データバッファ１
８に出力する。例えば、信号選択手段２１が数値データ
（アナログデータとも表現する）に関しては高値選択の
論理であるとし、制御装置２２から伝送されてくる保守
用アナログデータ７ａ₂が５Ｖ相当のデータであり、制
御装置２８から伝送されてくる保守用アナログデータ７
ａ₃が４Ｖ相当のデータであるとすると、信号選択手段
２１は両データのうち高い方のデータである保守用アナ
ログ７ａ₂を双方向データバッファ１８に出力すること
になる。仮に低値選択の論理であれば、保守用アナログ
データ７ａ₃が選択されて双方向データバッファ１８に
出力される。この様に選択されたデータが、保守用アナ
ログデータに関しては、アナログ出力回路７から保守用
アナログ信号７ａとしてアナログ入力回路４に出力さ
れ、保守用ディジタルデータに関しては、ディジタル出
力回路８から保守用ディジタル信号８ａとしてディジタ
ル入力回路５に出力される。

【００５４】アナログ入力回路４によって取込まれた保
守用アナログ信号７ａ、及びディジタル入力回路５によ
って取込まれた保守用ディジタル信号８ａは、入出力制
御ユニット１２によって双方向データバッファ１８を介
して、伝送回路１９及び２０に転送され、さらに伝送路
２９，３０を介して伝送回路１０及び２７に伝送され
る。演算処理ユニット６は図１８（ｂ）のデータ構成に
示すように、保守用アナログ信号７ａに対する入力デー
タ７ａ₁及び保守用ディジタル信号８ａに対する入力デ
ータ８ａ₁を取込むことができる。この取込み結果と出
力した保守用出力データ及び制御装置２８に転送したデ
ータを図１９のステップ２に示したように保守インタフ
ェース３に転送することにより、保守装置１は、これら
のデータを基にして制御装置２２及び遠隔入出力ユニッ
ト１７の健全性を評価できる。

【００５５】図１７においてはこれらのデータに加えて
制御装置２８へ転送した保守用出力データも保守インタ
フェース３に転送する。これは、信号選択手段２１によ
って選択する保守用出力データが、制御装置２２からの
保守用出力データか制御装置２７からの保守用出力デー
タかを識別して制御装置２２，２８及び遠隔入出力ユニ
ットの健全性を評価するためである。例えば、信号選択
手段２１の信号選択の論理が高値選択であれば、制御装
置２２から出力する保守用アナログ信号の出力データ７
ａ₂を、制御装置２８に転送する保守用アナログ信号の
出力データ７ａ₃より高い値とすることにより、制御装
置２２，伝送路２９，遠隔入出力ユニットの健全性を評
価することが可能となる。さらに、制御装置２２から出
力する保守用アナログ信号の出力データ７ａ₂を、制御
装置２８に転送する保守用アナログ信号の出力データ７
ａ₃より低い値とすることにより、制御装置２８のデー
タ出力に関する部分の健全性も合わせて評価することが
可能である。このことは、保守用デジタル信号に関して
も同様である。

【００５６】つまり、信号選択手段２１の信号選択の論
理に応じて、制御装置２２から出力する保守用出力デー
タ７ａ₂，８ａ₂と制御装置２８に転送する保守用出力デ
ータ７ａ₃，８ａ₃の値を各々変換することにより、制御
装置２２遠隔入力ユニット１７に加え、制御装置２８の
デ−タ出力に関する部分の健全性も評価できる。

【００５７】次に、図１８（ｃ）の転送データの構成に
おける受信データの取扱について述べる。

【００５８】保守用アナログ信号７ａ、保守用デジタル
信号８ａはそれぞれアナログ入力回路４，デジタル入力
回路５に取込まれ、入出力制御ユニットの処理によっ
て、両制御装置２２，２８に伝送される。制御装置２８
に伝送されてきた上記取込み結果を伝送回路２４を介し
て制御装置２２に伝達することにより、演算処理ユニッ
トは、この取込み結果を保守インターフェス３を介して
保守装置１に転送することができる。図１８（ｃ）の７
ａ₄，８ａ₄が、制御装置２８から制御装置２２に伝送さ
れてきた上記取込み結果である。このデータ７ａ₄，８
ａ₄と送信データ７ａ₃，８ａ₃を保守インターフェース
３を介して保守装置１に出力することにより、保守装置
１を制御装置２８に接続しなくても、これらのデータを
基にして、制御装置２８，伝送路２３Ａ，３０，遠隔入
出力ユニット１７の健全性を評価できる。

【００５９】この結果、演算ユニット６が、保守用出力
データ７ａ₂，８ａ₂，７ａ₃，８ａ₃及びその取込み結果
７ａ₁，８ａ₁，７ａ₄，８ａ ₄を保守インターフェー
ス３を介して保守装置１に出力することにより、保守装
置１は、これらのデータを基にして図９に示す二重化制
御装置全体の健全性を評価し、結果を出力することが可
能である。

【００６０】図２０は、制御装置２８の保守データ処理
のフローを示した図であり、ステップ１により、保守出
力データに対する取込み結果である保守用入力データを
制御装置２２に転送し、ステップ２で制御装置２２から
転送された保守用出力データを取込み、ステップ３で、
この取込み出力データを出力データエリアにセットす
る。出力データエリアにセットされたデータは、出力処
理により遠隔入出力ユニット１７に転送される。なお、
この処理フローにおいて、制御装置２８から制御装置２
２に、保守出力データに対する取込み結果を伝送しない
場合は、ステップ１を実施せずに、ステップ２及びステ
ップ３を実施することになる。

【００６１】図２１は、本発明の他の実施例である三重
化制御装置の構成及びその保守構成を示している。

【００６２】図２１の三重化制御装置は、制御装置２
２，２８，３８は三重化されており、各制御装置間は伝
送路２３Ａ，２４Ａ，３９Ａによって接続され、保守用
のデータが転送される。制御装置３９は、他の制御装置
と同様に、演算処理ユニット４０，伝送回路３９，４
２，保守インタフェース４１，データバス３８Ａから成
る。制御装置３８は、伝送路３４を介して伝送回路３１
とのデータ転送により遠隔入出力ユニット１７とのデー
タ送受を行う。

【００６３】図１７と異なる点は、制御装置３８が追加
され、信号選択手段３７が三つの入力データに対する信
号選択を実施することである。信号選択手段３７は、入
力データが数値データの場合には、中間レベルのデータ
を選択する中間値選択であり、論理データの場合には２
アウト・オブ・３多数決論理である。

【００６４】本構成においても、図１７の場合の構成と
同様に、各制御装置２２，２８，３８，遠隔入出力ユニ
ット３５，伝送路２９，３０，３４，２３Ａ，２４Ａ，
３９Ａの健全性を確認することができる。制御装置２２
の演算処理ユニット６に記憶されるデータの構成を図２
２に示す。図２２（ａ）〜（ｃ）のデータの構成は図１
８（ａ）〜（ｃ）と同一であるが、（ｄ）に示すデータ
が図１８に対して追加される。これは、制御装置２２が
制御装置３８と保守用のデータの転送を実行するためで
ある。（ｄ）のデータは、保守用出力データ７ａ₅，８
ａ₅を制御装置３８から遠隔入出力ユニット３５に伝送
してもらうための送信データと、遠隔入出力ユニット３
５から制御装置３８に伝送されてくる保守用出力データ
に対する入力結果７ａ₆，８ａ₆を制御装置２２で受信す
るための受信データとから成っている。

【００６５】演算処理ユニット６の処理は図１９と同様
であるが、取扱うデータは図２２に示した様に、図１９
の場合より多い。特に、保守用出力データについては、
各制御装置から遠隔入出力ユニットに伝送するデータの
値を変更して、制御装置２２から伝送するデータが信号
選択手段３７によって選択される場合、制御装置２８か
ら伝送するデータが信号選択手段３７によって選択され
る場合、制御装置３８から伝送するデータが信号選択手
段３７によって選択される場合となる様にする。具体的
には保守用アナログデータ７ａ₂，７ａ₃，７ａ₅につ
いては、各データの大小関係を異ならせることにより中
間値選択機能をチェックできるようにする。保守用ディ
ジタルデータ８ａ₂，８ａ₄，９ａ₆については“１”
出力に対して、“１”，“１”，“０”のパターン、
“１”，“０”，“１”のパターン、“０”，“１”，
“１”のパターンとすることにより、２・アウト・オブ
・３多数決機能をチェックできる様にし、“０”出力に
対しては、“０”，“０”，“１”のパターン，
“０”，“１”，“０”のパターン，“１”,“０”,
“０”のパターンとすることにより、２・アウト・オブ
・３多数決機能をチェックできる様にする。

【００６６】具体例を図２３〜図２８に示す。

【００６７】図２３〜図２５は信号選択手段３７が中間
値選択手段で構成される場合の例である。

【００６８】図２３は、正常時における中間値選択手段
の入出力関係を示している。図２４は、ａが０の値を出
力し続ける様に故障している場合の中間値選択手段の入
出力関係を示した図である。図２４のＮo.１〜Ｎo.４に
おいては、Ｚが４となる様なａ，ｂ，ｃのデータを出力
しているにも拘わらず、Ｚは３である。Ｎo.５，Ｎo.６
よりａがｂ，ｃより低い値の時は正常であり、Ｎo.１〜
Ｎo.４よりａが、ｂ又はｃより高い値の時には、正しく
データが選択されていなく、Ｎo.１〜Ｎo.４の関係なの
でａが他の値より低い値に故障していると判断できる。
図２５はａが５の値を出力し続ける様に故障している場
合の中間値選択手段の入出力関係を示した図である。図
２５のＮo.３〜Ｎo.６においては、Ｚが４となる様な関
係のａ，ｂ，ｃのデータを出力しているにも拘わらず、
Ｚは３である。Ｎo.１，Ｎo.２よりａがｂ，ｃより高い
値の時は正常であり、Ｎo.３〜Ｎo.６よりａが、ｂ又は
ｃより低い値の時には、正しくデータが選択されていな
く、Ｎo.３〜Ｎo.６の関係なので、ａが他の値より高い
値に故障していると判断できる。

【００６９】次に信号選択手段３７が２アウトオブ３多
数決手段で構成される場合について説明する。

【００７０】図２６は、正常時における２・アウト・オ
ブ・３多数決手段の入出力関係を示している。図２７は
ａが“０”に故障した場合の２・アウト・オブ・３多数
決手段の入出力関係を示している。Ｎo.１〜Ｎo.５，Ｎ
o.８は正常であるが、Ｎo.６，Ｎo.７においては、Ｚの
値が正しくない。Ｎo.６において、ａとｃが“１”にな
るようにデータを出力しているにも拘わらず、Ｚは
“０”であり、かつＮo.７においてａとｂが“１”にな
るようにデータを出力しているにも拘わらず、Ｚは
“０”である。このことからａが“０”に故障している
と判断できる。図２８はａが“１”に故障した場合の２
・アウト・オブ・３多数決手段の入出力関係を示してい
る。Ｎo.１，Ｎo.４〜Ｎo.８は正常であるが、Ｎo.２，
Ｎo.３においては、Ｚの値が正しくない。Ｎo.２におい
て、ａとｂが“０”になるようにデータを出力している
にも拘わらず、Ｚは“１”であり、かつＮo.３において
ａとｃが“０”になるようにデータを出力しているにも
拘わらず、Ｚは“１”である。このことからａが“１”
に故障していると判断することが可能である。

【００７１】以上のようにして、各制御装置から出力す
る信号の大小関係を変更して保守用データの入出力関係
を判定することにより、信号選択手段を含む三重化制御
装置をオンラインで保守することができる。

【００７２】さらに、演算処理ユニット６は、図２２
（ｂ）の保守用出力データ７ａ₂，８ａ₂及びこのデー
タに対する取込み結果７ａ₁，８ａ₁ばかりでなく、制御
装置２８からの保守用出力データに対する取込み結果７
ａ₄，８ａ₄及び制御装置３８からの保守用出力データに
対する取込み結果７ａ₆，８ａ₆も保守用出力データ７ａ
₃，８ａ₃，７ａ₅，８ａ₅と共に保守インタフェース３を
介して保守装置に転送することにより、保守装置１は、
制御装置２２に接続した状態で、この三重化制御装置全
体の健全性をオンラインで評価することができる。つま
り、制御の継続性を確保しつつ、三重化制御装置の健全
性を評価することが可能である。なお、保守用出力デー
タ７ａ₂，８ａ₂及びこのデータに対する取込み結果７ａ
₁，８ａ₁を保守装置１に転送すれば、制御装置２８，
３８のデータ出力機能と、制御装置２２，遠隔入出力ユ
ニット３５，伝送路２９，３０，３４の健全性をオンラ
インで評価できる。

【００７３】図２９は、本発明の他の実施例である二重
化制御装置の構成例及びその保守構成を示している。

【００７４】図２９の二重化制御装置は図１７の二重化
制御装置と類似しているが、遠隔入出力ユニット３６の
構成が遠隔入出力ユニット１７と異なっている。遠隔入
出力ユニット３６は、信号選択手段７₆，８₄をそれぞれ
アナログ出力回路７及びディジタル出力回路８に設け、
アナログ入力回路４及びディジタル入力回路５にはデー
タバッファ４₆，４₇，５₄，５₅を設け、二重化データバ
ス３６Ａによって、各入出力回路７，８，４，５と伝送
回路３２，３３間のデータ転送を実施する。信号選択手
段７₆は数値データ（アナログデータ）に対する信号選
択論理（例えば、高値選択あるいは低値選択）により信
号選択を実施し、信号選択手段８₄は論理データに対す
る信号選択論理（例えば、ＡＮＤ論理，ＯＲ論理）によ
り信号選択を実施する。その他の部分は同一である。こ
の二重化制御装置の保守については、図１４と同一であ
るが、信号選択手段が各出力回路に設けられているた
め、この部分に不具合があった場合には、その出力回路
が異常であることを保守装置１が示すことができる。特
に、各出力回路が複数ある場合には、どの出力回路に不
具合があるかを示すことが可能であり、その上出力回路
の交換，修理が容易になる。

【００７５】図３０は、本発明の他の実施例である三重
化制御装置の構成例及びその保守構成を示している。

【００７６】図３０の三重化制御装置は、図２９の三重
化構成を三重化構成に拡張したものである。図２９に対
して制御装置３８，伝送路３４が使用され、遠隔入出力
ユニット４３については、伝送回路４４及び、アナログ
入力回路のデータバッファ４₈，ディジタル入力回路５
のデータバッファ５₆が追加されている。また信号選択
手段７₆は中間値選択論理で信号選択をし、信号選択手
段８₄は２・アウト・オブ・３多数決論理によって信号
選択をする。

【００７７】また、伝送回路３２，３３，４４と各入出
力回路７，８，４，５間は三重化データバスによって接
続されている。

【００７８】この構成においても、図２９と同一の保守
になり、各出力回路ごとに不具合を示すことが可能であ
り、出力回路の交換，修理が容易になる。

【００７９】冗長化制御系の場合には、１台の制御装置
を制御から切り離し保守状態にしておき、他の制御装置
によって制御を実行させることが可能である。この場合
に、本発明によれば、制御を実行している制御装置を含
めたオンライン保守を可能として、かつ保守状態にした
制御装置の制御処理プログラムの健全性も評価すること
が可能である。二重化制御装置については図１７を用
い、三重化制御装置については図２１を用いて以下説明
するが、図２９及び図３０についても同様である。

【００８０】図１７において、制御装置２２を保守状態
にし、制御装置２８によって制御を実行する例について
述べる。

【００８１】図示しないが、制御装置２２を保守状態に
するためのスイッチをＯＮにすると、その情報は伝送回
路１０を介して、伝送回路１９に伝送され、信号選択手
段２１に出力される。信号選択手段２１は、この情報を
受信すると制御装置２８からの出力データのみを選択し
て出力する論理に切換える。あるいは、制御装置２２の
電源をＯＦＦにすると伝送回路１９は、伝送回路１０と
のデータ伝送が出来なくなり、この結果、信号選択手段
２１に、制御装置２８からの出力データのみを選択し
て、出力させるようにすることも可能である。また、制
御装置２２を保守状態にした後に後述する保守用プログ
ラムによって、信号選択手段の論理に応じて、制御装置
９からの出力データが信号選択手段で選択されるような
データを出力するようにしてもよい。

【００８２】制御装置２２を保守状態にするには、保守
装置１から保守をするための保守用プログラムを取込む
が、その処理フローは例えば図３１のようになる。ステ
ップ１では、制御装置をジェネラルリセット状態（制御
装置の処理機能を停止した状態）にし、ステップ２にお
いて、保守スイッチ（図示していない）がＯＮか否かを
判断し、ＹＥＳであれば、ステップ３にて保守用プログ
ラムを保守装置１から取込み、ステップ４で保守プログ
ラムに従い保守処理を実行し、ステップ５にて一連の保
守処理が完了したか否かを判断し、ＹＥＳならば終了で
あり、ＮＯであればステップ４に戻り保守処理を継続す
る。ステップ２にて、ＮＯであれば、ステップ６で制御
スイッチ（図示していない）がＯＮか否かを判断し、Ｎ
Ｏであればステップ２に戻る。ＹＥＳであれば、ステッ
プ７で制御用プログラムを取込み、ステップ８にて制御
の実行に移る。ここで、保守処理が終了した時も、この
処理により、制御用プログラムを復帰させて、制御に移
ればよい。この時、例えば制御用プログラムは、リード
・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）に格納されており、制御ス
イッチＯＮにより、ランダム・アクセル・メモリ（ＲＡ
Ｍ）に取込んだ保守用プログラムを消去してこのＲＯＭ
に入っている制御用プログラムをＲＡＭに取込み、ＲＡ
Ｍを用いて制御用プログラムを実行すれば、保守用プロ
グラムと制御用プログラムを切換えて実行することが可
能となる。保守用プログラムを消去せずに制御用プログ
ラムを重ね書きしても良い。

【００８３】制御装置２２は、このようにして保守用プ
ログラムを取込む。保守用プログラムにより、保守処理
を実行するが、この保守処理においては、伝送回路２３
を用いて、保守用出力データ７ａ₃，８ａ₃は制御装置２
８に伝送する。

【００８４】また、制御装置２８よりこの保守用出力デ
ータに対する取込み結果７ａ₄，８ａ₄を受信する。こ
れらのデータは保守装置１に保守インタフェース３を介
して伝送する。この結果、保守装置１は、制御装置２
８，遠隔入出力ユニット１７及び伝送路３０の健全性を
オンラインで評価することが可能である。

【００８５】また、制御装置２２は、上記の処理を実行
する前、あるいは実行完了後に、制御装置２２の制御用
プログラムを保守インタフェース３を介して保守装置１
に伝送する。保守装置１には制御装置２２が備えている
はずの制御用プログラムを有しており、制御装置２２か
ら伝送された制御用プログラムとこの制御用プログラム
を比較して一致しているか否かを判定し、判定結果を出
力する。これにより、制御を継続しつつ、制御装置２２
の制御用プログラムの健全性を確認できる。保守装置１
を制御装置２８に接続して同様な処理を実行すれば、制
御装置２８の健全性も同様に評価できる。

【００８６】以上述べた様に、本実施例によれば、制御
を継続しつつ、１台の制御装置の制御用プログラムの健
全性を評価することができ、かつ制御を実行している他
の制御装置（遠隔入出力ユニットも含めて）の健全性も
評価することが可能である。上記の保守は、図２１の三
重化制御装置についても同様である。図１７の場合と異
なる点は、信号選択手段３７が数値データ（アナログデ
ータ）の場合には中間値選択論理であり、論理データに
対しては２・アウト・オブ・３多数決論理であるので、
この選択論理に対応して、制御装置２８，３８からの出
力データを選択し、出力させる様にすることである。具
体的には、図１７について述べたように、制御装置２２
からの指令により、制御装置２８，３８からの出力デー
タのみに対して信号選択するように信号選択論理を変更
する方法と、制御装置２２に入力する保守用プログラム
を用いて、制御装置２８，３８からの出力データが信号
選択手段によって選択されるようなデータを制御装置２
２から出力する方法がある。いずれで対応してもよい。
この場合も、制御装置２２の制御用プログラムを保守イ
ンタフェース３を介して保守装置１に伝送することによ
り、保守装置１は、既に所有している制御装置の制御用
プログラムと伝送されてきた制御用プログラムを比較し
て、制御装置２２の制御用プログラムの健全性をオンラ
インで評価できる。さらに、制御装置２８，３８の保守
用出力データ及びこのデータに対する取込み結果を伝送
回路２４，３９を介して制御装置２２に取込み、これら
のデータを保守インタフェース３を介して保守装置１に
転送することにより、制御を継続しつつ、保守装置１が
制御装置２８，３８，遠隔入出力ユニット１７及び伝送
路３０，３４の健全性をオンラインで評価できる。

【００８７】図３２は、フィールドバスを備えた三重化
制御装置に保守装置を接続した構成例を示す図であり、
各制御装置２２，２８，３８の制御機能は同一であり、
三重化構成になっている。また、伝送路２９ａ，３０
ａ，３４ａ，伝送回路３２ａ，３３ａ，３４ａや３２
ｂ，３３ｂ，３４ｂが三重化されている。信号選択・分
配手段７０，７０ａは、信号選択については、中間値選
択や２０・アウト・オブ・３多数決の機能を備え、か
つ、フィールドバスコントローラ７１，７１ａや７２，
７２ａ、フィールドバス５６，５６ａや５８，５８ａが
二重化されている。フィールドバスについては例えばオ
ートメーション，第３８巻，第１０号の「フィールドバ
スの現状と課題」，Ｐ６〜１２に記載されており、フィ
ールド（現場）に設置されるシリアル伝送のネットワー
ク全般のことをフィールドバスと定義されている。制御
装置と各入出力モジュール間のデータ構成については、
制御装置２２を例に説明する。制御装置２２は、例えば
図３４（ａ）に示すデータ構成のデータを時分割で転送
し、各入力モジュールや各出力モジュールがこのデータ
を受信する。このうち保守用データは既知のデータがセ
ットされており、このデータを各入出力モジュールが取
込む。各入出力モジュールはこの取込み結果を時分割で
図３４（ｂ）の返信データとして返送する。この際に自
己診断結果を合わせて転送しても良い。返信データのう
ちの保守のためのデータは、制御装置２２に返送され、
制御装置２２に取込まれる。この取込まれたデータと送
信した保守用データは保守インタフェース３を介して保
守装置１に取込まれる。保守装置１は保守用データに対
する取込み結果を介して、制御装置２２から各入出力モ
ジュールまでの健全性を評価する。自己診断結果も用い
て健全性の評価結果と合わせて出力する。以上の様にし
て、フィールドバスを備えた制御装置全体の健全性をオ
ンラインで評価することが可能である。信号選択・分配
手段７０，７０ａの信号選択機能に関して図３０と同様
に、制御装置２２が処理することにより、この三重化制
御装置の健全性を保守装置１によりオンラインで評価す
ることが可能である。

【００８８】図３３は、フィールドバスを備えた三重化
制御装置を接続した他の構成例である。図３２と異なる
点は、保守用アナログ信号７ａ及び保守用ディジタル信
号８ａを用いている点である。この場合についても、保
守用出力データと、これに対する取込み結果を用いて、
保守装置１は、三重化制御装置全体の健全性をオンライ
ンで評価することが可能である。図３２及び図３３にお
いて、制御装置３８，伝送回路３４ａ，３４ｂを除去す
ればフィールドバスを備えた二重化制御装置になり、こ
れについても同様にオンライン保守が可能である。

【００８９】以上述べたように、本発明によれば、制御
を継続しつつ、制御装置をオンラインで検査（保守）す
ることが可能であり、プラント運転のように、プラント
運転期間が長い用途に本発明を適用すると、その効果は
極めて高い。

【００９０】

【発明の効果】本発明は、多重化された制御装置の出力
信号を選択する信号選択手段を各被制御対象に対して共
通化し、各制御装置からの被制御対象毎に与える制御信
号を時分割で与えるようにすると共に時分割された一連
の出力周期で各制御装置の保守点検を行うようにしてい
る。このためプラントに外乱が発生しても安定な制御を
可能とし、かつ制御信号に変化を生じさせることなく制
御装置の検査を実施できる。さらに、制御装置は、制御
信号の出力と共に時分割で保守専用の出力信号に既知デ
ータを複数回出力し、保守装置が制御装置から出力され
た保守専用の出力信号を取込み、該取込み結果と上記の
既知データに対する該取込み結果を判定することにより
制御装置の検査（統計的な処理結果を含む）を自動的に
実施することが可能である。また、保守装置が、制御装
置の保守専用の入力信号に既知データを複数回出力し、
これに対する制御装置の保守専用の出力信号を取込み、
この取込み結果と該既知データとを比較判定する構成と
することによっても、制御装置の検査（統計的な処理結
果を含む）を自動的に実施することが可能となる。この
ため、プラント運転中に、制御対象に外乱を与えること
なく制御装置をオンラインで検査することが可能とな
り、プラント停止期間の短縮，保守作業の平準化により
保守時期の集中化の回避，保守作業の削減が図られ、工
業的価値は極めて高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である二重化制御装置の構
成。

【図２】演算処理ユニット６，２５に記憶される出力デ
ータの構成。

【図３】保守データの出力処理のフロー図。

【図４】正常時における高値選択手段の入出力関係。

【図５】ａが異常の場合の高値選択手段の入出力関係。

【図６】正常時における低値選択手段の入出力関係。

【図７】ａが異常の場合の低値選択手段の入出力関係。

【図８】正常時におけるＡＮＤ手段の入出力関係。

【図９】ａが“０”故障の場合のＡＮＤ手段の入出力関
係。

【図１０】ａが“１”故障の場合のＡＮＤ手段の入出力
関係。

【図１１】正常時におけるＯＲ手段の入出力関係。

【図１２】ａが“０”故障の場合のＯＲ手段の入出力関
係。

【図１３】ａが“１”故障の場合のＯＲ手段の入出力関
係。

【図１４】保守装置１の処理フロー図。

【図１５】本発明の他の実施例である二重化制御装置の
構成。

【図１６】演算処理ユニット６，２５に記憶されるデー
タの構成例。

【図１７】本発明の他の実施例である二重化制御装置の
構成例。

【図１８】制御装置２２の演算処理ユニット６に記憶さ
れるデータの構成例。

【図１９】保守データ処理のフロー図。

【図２０】制御装置２８の保守データ処理のフロー図。

【図２１】本発明の他の実施例である三重化制御装置の
構成例。

【図２２】制御装置２２の演算処理ユニット６に記憶さ
れるデータの構成例。

【図２３】正常時における中間値選択手段の入出力関
係。

【図２４】ａが０に故障した場合の中間値選択手段の入
出力関係。

【図２５】ａが５に故障した場合の中間値選択手段の入
出力関係。

【図２６】正常時における２・アウト・オブ・３多数決
手段の入出力関係。

【図２７】ａが“０”に故障した場合の２・アウト・オ
ブ・３多数決手段の入出力関係。

【図２８】ａが“１”に故障した場合の２・アウト・オ
ブ・３多数決手段の入出力関係。

【図２９】本発明の他の実施例である二重化制御装置の
構成例。

【図３０】本発明の他の実施例である三重化制御装置の
構成例。

【図３１】制御装置に保守用プログラムを取込む場合の
処理フロー図。

【図３２】フィールドバスを備えた三重化制御装置に保
守装置を接続した構成例。

【図３３】フィールドバスを備えた三重化制御装置に保
守装置を接続した他の構成例。

【図３４】入出力モジュールの伝送フォーマットの構成
例。

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ，１ｃ…保守装置、２，２２，２８，３
８…制御装置、３，３ａ…保守インタフェース、４，４
Ａ…アナログ入力回路、４ａ…保守用アナログ出力信
号、４₄…マルチプレクサ、５，５Ａ…ディジタル入力
回路、５ａ…保守用ディジタル出力信号、６，２５，４
０…演算処理ユニット、７，７Ａ…アナログ出力回路、
７ａ，７Ａａ，７ｂ…保守用アナログ信号、７ｂ…保守
用ディジタル入力信号、７₂…デマルチプレクサ、
７₆，８₄，２１，３７…信号選択手段、８，８Ａ…デ
ィジタル出力回路、８ａ，８Ａａ…保守用ディジタル信
号、８ｂ…保守用アナログ入力信号，９，９ａ，１６…
制御装置の中央処理装置、１３，１７，３５，３６，４
３…遠隔入出力ユニット、１４，２９，３０，３４，２
３Ａ，２４Ａ，３９Ａ…伝送路、２３，２４，３９…伝
送回路、５３，５４，５５，７１，７１ａ，７２，７２
ａ…フィールドバスコントローラ、５６，５６ａ′，５
７，５８，５８ａ…フィールドバス、９０…二重化制御
装置、Ａｓ…制御用アナログ入力信号，Ｂｓ…制御用デ
ィジタル入力信号，Ｃｓ…制御用アナログ出力信号，Ｄ
ｓ…制御用ディジタル出力信号。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大木戸文康茨城県日立市大みか町七丁目２番１号株式会社日立製作所エネルギー研究所内 (72)発明者手嶋俊明茨城県日立市大みか町五丁目２番１号株式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者高野芳行茨城県日立市大みか町五丁目２番１号株式会社日立製作所大みか工場内 (56)参考文献特開平２−93701（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−176421（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−150563（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−110001（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−75703（ＪＰ，Ａ) 特開平５−289738（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−177202（ＪＰ，Ａ) 実開昭58−155004（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05B 23/00 - 23/05 G05B 7/00 - 9/05

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】多数の被制御対象を制御するための制御信
号を前記制御対象に対して順次出力する複数台の制御装
置と、前記複数台の制御装置の制御信号を入力して信号
選択を行い前記多数の被制御対象に与えるものであっ
て、前記各被制御対象に対して共通に設けられている信
号選択手段と、前記各制御装置の一連の出力周期におけ
る所定期間に前記複数台の制御装置から点検信号を出力
する信号出力手段、多数のセンサからの出力信号と共に
上記信号選択手段から出力される該点検信号を入力する
信号入力手段、制御装置から出力した点検信号のデータ
と該入力手段によって入力した上記点検信号を入力し
て、これらのデータに基づいて点検する保守装置とを具
備したことを特徴とするプラント制御装置。
【請求項２】冗長化した各制御装置から時分割で出力さ
れてくる出力データのうち、制御対象ごとに唯一のデー
タを選択する信号選択手段を共有化し、該共有化した信
号選択手段によって選択されるデータを制御用の出力信
号として対応する各制御対象に出力する出力手段を備え
た冗長化制御装置であって、制御用の出力信号とは異な
る保守用の出力信号を上記出力手段から各制御装置の入
力手段に出力する手段、１台の制御装置から他の制御装
置に、上記保守用の出力信号の値を変更させる保守デー
タ変更手段、各制御装置に入力される上記保守用の出力
信号を取込む入力手段、該取込み結果と出力した保守用
の出力信号のデータとを入力し、これらのデータに基づ
いて上記冗長化制御装置を点検する保守装置を備えたこ
とを特徴とするプラント制御装置。
【請求項３】冗長化した各制御装置から時分割で出力さ
れてくる出力データのうち、制御対象ごとに唯一のデー
タを選択する信号選択する信号選択手段を共有化し、該
共有化した信号選択手段によって選択されるデータを制
御用の出力信号として対応する各制御対象に出力する出
力手段を備えた冗長化制御装置であって、保守装置から
保守用プログラムを制御装置に取込む手段、取込んだ該
保守用プログラムを実行して、該制御装置から他の制御
装置に保守用の出力信号の値を変更させる保守データ変
更手段、制御用の出力信号とは異なる保守用の出力信号
を上記出力手段から各制御装置の入力手段に出力する手
段、各制御装置に入力される上記保守用の出力信号を取
込む入力手段、該取込み結果と出力した保守用の出力信
号のデータとを入力し、これらのデータに基づいて上記
冗長化制御装置を点検する保守装置を備えたことを特徴
とするプラント制御装置。
【請求項４】請求項２又は３記載の保守データ変更手段
は、各制御装置間でデータを転送する伝送手段を備え、
該伝送手段を介して保守用データを他の制御装置に転送
し、保守用データを受信した制御装置が、前記保守用の
出力信号として該保守用データを出力することを特徴と
するプラント制御装置。
【請求項５】冗長化した各制御装置から時分割で出力さ
れてくる出力データのうち、制御対象ごとに唯一のデー
タを選択する信号選択手段を共有化し、該共有化した信
号選択手段によって選択されるデータを制御用の出力信
号として対応する各制御対象に出力する出力手段を備え
た冗長化制御装置において、１台の制御装置より他の制
御装置へ保守用データを伝送する手段、各制御装置は保
守用データを制御用のデータと共に時分割で上記信号選
択手段に出力する手段、該信号選択手段から出力される
データのうち、保守用データを各制御装置の入力手段に
保守用の出力信号として出力する手段、制御用の入力信
号と共に、該保守用の出力信号を時分割で取込む入力手
段、該取込み結果と出力した保守用データを入力し、こ
れらのデータに基づいて上記冗長化制御装置を点検する
保守装置を備えたことを特徴とするプラント制御装置。
【請求項６】冗長化した各制御装置から時分割で出力さ
れてくる出力データのうち、制御対象ごとに唯一のデー
タを選択する信号選択手段を共有化し、該共有化した信
号選択手段によって選択されるデータを制御用の出力信
号として対応する各制御対象に出力する出力手段を備え
た冗長化制御装置であって、保守装置から保守用のプロ
グラムを第１の制御装置に取込む手段、取込んだ該保守
用プログラムを実行して、該第１の制御装置から他の第
２の制御装置に保守用データを伝送する手段、該第１の
制御装置は保守用データを時分割で上記信号選択手段に
出力する手段を備え、他の第２の制御装置は伝送されて
きた保守用データを取込み、この取込んだデータを制御
用の出力データと共に時分割で上記信号選択手段に出力
する手段を備え、該信号選択手段から出力されるデータ
のうち、保守用データを各制御装置の入力手段に保守用
の出力信号として出力する手段、上記第２の制御装置
は、上記保守用の出力信号を制御用の入力信号と共に時
分割で取込む入力手段、該取込み結果と受信した保守用
データを上記第１の制御装置に伝送する手段を備え、上
記第１の制御装置は、上記保守用の出力信号を取込む入
力手段、該取込み結果と保守用データ、及び他の第２の
制御装置から伝送されてきた保守用の出力信号の取込み
結果と保守用データを入力し、これらのデータに基づい
て上記冗長化制御装置を点検する保守装置を備えたこと
を特徴とするプラント制御装置。
【請求項７】請求項２，３，５，６の何れかにおいて、
信号選択手段，出力手段，入力手段は、制御演算処理，
制御装置間での保守のためのデータ伝送，保守インタフ
ェースへのデータ出力を実施する演算処理ユニットとの
データの送受信を実施する遠隔入出力型制御装置である
ことを特徴とするプラント制御装置。
【請求項８】請求項２，３，５，６の何れかにおいて、
出力手段，入力手段は、少なくともフィールドバスを介
して、制御演算処理，制御装置間での保守のためのデー
タ伝送，保守インタフェースへのデータ出力を実施する
演算処理ユニットとのデータの送受信を実施することを
特徴とするプラント制御装置。
【請求項９】多数の被制御対象を制御するための制御信
号を前記各制御対象に対して順次出力する複数台の制御
装置と、前記複数台の制御装置の制御信号を入力して信
号選択を行い、前記多数の被制御対象に与えるものであ
って、前記各被制御対象に対して共通に設けられている
信号選択手段と、前記各制御装置の一連の出力周期にお
ける所定期間に前記複数台の各制御装置に異なる値の点
検信号を与え、点検信号に基づき前記各制御装置から得
られる信号出力によって点検を行う保守装置とを具備し
たことを特徴とするプラント制御装置。
【請求項１０】多数の被制御対象を制御するための制御
信号を前記各制御対象に対して順次出力する複数台の制
御装置と、前記複数台の制御装置の制御信号を入力して
信号選択を行い、前記多数の被制御対象に与えるもので
あって、前記各被制御対象に対して共通に設けられてい
る信号選択手段と、前記各制御装置の一連の出力周期に
おける所定期間に前記複数台の各制御装置に異なる値の
点検信号を与え、点検信号に基づき前記信号選択手段の
出力から得られる出力信号によって点検を行う保守装置
とを具備したことを特徴とするプラント制御装置。
【請求項１１】多数の被制御対象を制御するための制御
信号を前記制御対象に対して順次出力する複数台の制御
装置と、前記複数台の制御装置の制御信号を入力して信
号選択を行い前記多数の被制御対象に与えるものであっ
て、前記各被制御対象に対して共通に設けられている信
号選択手段と、前記各制御装置の一連の出力周期におけ
る所定期間に前記複数台の各制御装置から異なった点検
信号を出力する信号出力手段、多数のセンサからの出力
信号と共に上記信号選択手段から出力される該点検信号
を入力する信号入力手段、制御装置から出力した点検信
号のデータと該入力手段によって入力した上記点検信号
を入力して、これらのデータに基づいて点検する保守装
置とを具備したことを特徴とするプラント制御装置。