JP4582047B2 - Digital protection controller - Google Patents
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Description
本発明はディジタル保護制御装置に係り、特に、アナログ回路の監視結果も含め、常時出力結果を照合するように構成したディジタル保護制御装置に関する。 The present invention relates to a digital protection control device, and more particularly to a digital protection control device configured to always collate output results, including monitoring results of analog circuits.
従来のディジタル保護制御装置としては、例えば、『電気共同研究第50巻第1号第二世代ディジタルリレー』の「4−2自動監視手法の改善」の章に記載のように、アナログ入力部,ヒューマンインタフェース部を備えたディジタル演算処理部,入出力部,PCM通信などの通信インタフェースを備えて構成している。 As a conventional digital protection control device, for example, as described in the chapter “4-2 Improvement of Automatic Monitoring Method” in “Electrical Joint Research Vol. 50, No. 1, Second Generation Digital Relay”, an analog input unit, A digital arithmetic processing unit including a human interface unit, an input / output unit, and a communication interface such as PCM communication are provided.
従来の装置は、ハードウエアの健全性をチェックするために、標準的にCPU自己診断処理(既知固定プログラム演算チェック,インバリッドチェック)やメモリチェック,パリティチェック,不正アドレス監視,マルチCPU監視などの常時監視処理をソフトウエアにて実施している。また、外部から取込むアナログ信号の差電流監視,差電圧回路監視などのアナログ監視および入力回路監視,整定値照合チェックなどの監視処理を実行している。 In order to check the soundness of the hardware, the conventional devices normally have CPU self-diagnosis processing (known fixed program operation check, invalid check), memory check, parity check, illegal address monitoring, multi-CPU monitoring, etc. The monitoring process is always performed by software. Also, monitoring processing such as analog monitoring and input circuit monitoring, set value comparison check, etc., such as differential current monitoring of analog signals taken from outside, differential voltage circuit monitoring, and the like is executed.
また、従来のディジタルリレーでは、特開平2−223329号公報に記載されているように、単一部品の故障で不要動作に至らないよう主検出と事故検出の際に完全に別ハードウエア(別プリント基板)にて構成されている。 Also, in the conventional digital relay, as described in JP-A-2-223329, completely different hardware (separately) is used for main detection and accident detection so as not to cause unnecessary operation due to failure of a single component. Printed circuit board).
上記したように従来の装置では、ハードウエアの故障を常時監視処理としたソフトウエアにて実施しており、アプリケーションとなる保護制御演算以外に常時監視処理のボリュームが大きくなっていた。 As described above, in the conventional apparatus, the failure of hardware is implemented by software that is constantly monitored, and the volume of the constantly monitored process is large in addition to the protection control calculation that is an application.
当然のことではあるが、常時監視の機能を確認するために、確認試験が必要であり、ソフト構成が異なる毎(装置の形式毎)にその評価試験が必要となっている。 As a matter of course, a confirmation test is necessary to confirm the function of continuous monitoring, and an evaluation test is necessary every time the software configuration is different (each device type).
また、さらに、主検出と事故検出の際に完全にハードウエアを分けて単一部品の不良での不要動作を防止しているため、当然のことであるがシングルCPU系で構成した場合と比較しハード規模が大きくなっていた。 In addition, since the hardware is completely separated during main detection and accident detection to prevent unnecessary operation due to a single component failure, it is a matter of course compared with the case of a single CPU system. And the hardware scale was getting bigger.
上記した従来における第1の問題点は、単一の部品故障で不要動作しないように主検出と事故検出の際にハードウエアを完全分離していたため、ハードウエア規模が大きくなっている点である。 The first problem in the prior art is that the hardware scale is increased because the hardware is completely separated during main detection and accident detection so as not to cause unnecessary operation due to a single component failure. .
また、第2の問題点は、ハードウエアの不良を常時監視処理にて検出しているため、アプリケーションとなる保護制御演算以外に常時監視処理のボリュームが大きくなっている点、及び常時監視の機能を確認するための確認試験が多くなる点である。 The second problem is that a hardware defect is detected by constant monitoring processing, so that the volume of constant monitoring processing is increased in addition to the protection control calculation that is an application, and the constant monitoring function. The number of confirmation tests for confirming this is increased.
さらに、メモリ監視のように、実際使用していない領域で不良が発生した場合、実際には影響ないとしても異常検出してしまうことも問題である。 Further, when a defect occurs in an area that is not actually used as in memory monitoring, it is a problem that an abnormality is detected even if it does not actually affect.
本発明は、上記した課題を解決するものであり、その目的とするところは、冗長したハードウエアにて瞬時にハードウエアの不良を検出し、不要動作となる誤ったトリップ指令を発する前に、装置ロックするようにして、常時監視処理に頼らず、ハードウエアで検出することのできるディジタル保護制御装置を提供することにある。 The present invention solves the above-mentioned problems, and its purpose is to detect a hardware defect instantaneously with redundant hardware and before issuing an erroneous trip command that causes unnecessary operation. An object of the present invention is to provide a digital protection control device that can be detected by hardware so that the device is locked without relying on constant monitoring processing.
本発明では、上記目的を達成するために、アナログ信号処理回路に高調波重畳信号を常時印加し、該アナログ入力信号処理回路の出力をA/D変換し、このデータを二重化構成したCPUに入力し、演算周期毎に高調波重畳信号を抽出した結果をハードウエアにて照合するようにしたものである。 In the present invention, in order to achieve the above object, constantly applying a harmonic superimposed signal to the analog signal processing circuit, an output of said analog input signal processing circuit converts A / D, to the data duplex configuration the CPU type is the result of extracting harmonic superimposed signal for each computation cycle obtained by so as to match in hardware.
また、本発明の別の構成としては、二重化構成したCPUを時間差をつけて同じ処理を実行させて、両者の結果をサンプリング毎に照合することで照合回路の健全性も含めて確認するようにしたものである。 Further, as another configuration of the present invention, the same processing is executed with a time difference between the CPUs configured in a duplex manner, and the results of both are collated for each sampling, thereby confirming the soundness of the collation circuit. It is a thing.
本発明のディジタル保護制御装置によれば、従来、主検出と事故検出の際にハードウエア(プリント基板)を完全分離していた構成を、同一基板内に実装することができるため、従来装置相当の信頼度を維持しつつ、大幅な小形化・低コスト化及び低消費電力化を達成できる。また、ハード不良を冗長回路として追加した照合回路にて検出するようにしたことで、従来ソフトウエアで実施していた機能をハードウエア化できるため、ハードウエアの監視を標準化することができ、ソフトウエアに対する処理負担を減らすことができるという利点がある。 According to the digital protection control device of the present invention, the configuration in which the hardware (printed circuit board) has been completely separated at the time of main detection and accident detection can be mounted on the same board. While maintaining the reliability, it is possible to achieve a significant reduction in size, cost and power consumption. In addition, by detecting hardware defects with a verification circuit added as a redundant circuit, the functions previously implemented in software can be implemented in hardware, so hardware monitoring can be standardized. There is an advantage that the processing burden on the wear can be reduced.
以下、本発明のディジタル保護制御装置を図示した実施例に基づいて説明する。 The digital protection control apparatus of the present invention will be described below based on the illustrated embodiments.
図1は、本発明のディジタル保護制御装置の第1の実施例を示す構成図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the digital protection control apparatus of the present invention.
図1に示すディジタル保護制御装置は、図示していないが電力系統から入力変換器
(PT,CT)を通して電圧信号に変換し取込み、この取込んだ信号をサンプリングによる折り返し誤差防止用のアナログフィルタ(AF)1aにて信号処理し、マルチプレクサ(MPX)1bに入力し、アナログ/ディジタル変換器(A/D)1cにてディジタル量に変換する。
Although not shown, the digital protection control apparatus shown in FIG. 1 converts a voltage signal from a power system through an input converter (PT, CT) and takes it in, and takes the acquired signal into an analog filter for preventing a folding error by sampling ( AF) 1a performs signal processing, inputs it to a multiplexer (MPX) 1b, and converts it into a digital quantity by an analog / digital converter (A / D) 1c.
上記したAF以降のハードウエアの健全性を確認するため、タイミング制御回路1eからの信号100bを重畳信号生成1fに印加し、高調波重畳信号を生成してAFに重畳させる。
In order to confirm the soundness of the hardware after the AF described above, the
A/D1cにて変換したディジタル値を、メモリ手段(MEM1及びMEM2)1dにそれぞれ格納させる。このメモリ手段には、双方とも同タイミングに同データが格納される。格納させるための信号は、タイミング制御回路1eより印加される。 The digital values converted by the A / D 1c are stored in the memory means (MEM1 and MEM2) 1d, respectively. The same data is stored in the memory means at the same timing. A signal for storage is applied from the timing control circuit 1e.
タイミング制御回路1eから1gにて示すCPU#1,CPU#2に対し、起動信号
100fを印加する。CPU#1及びCPU#2は、それぞれCPUバス1hを備え、
1iにて示すROM、1jにて示すワーク用のメモリ(RAM)、整定値を格納する不揮発性メモリである例えばEEPROMのようなデバイスをそれぞれ接続する。この1i
ROMに予め格納されたプログラムにより順次処理を実行し、照合回路1lに演算結果及びトリップ出力結果を毎演算周期毎に出力する。このとき、重畳した高調波信号を抽出する演算を含めて、CPU#1及び#2は共に全く同じプログラムを実行するように構成する。
The
A ROM such as 1i, a work memory (RAM) indicated by 1j, and a device such as an EEPROM which is a non-volatile memory for storing a set value are respectively connected. This 1i
Processing is sequentially executed by a program stored in the ROM in advance, and the calculation result and trip output result are output to the collating circuit 1l every calculation cycle. At this time, the
上記した照合回路1lの照合結果100hを、論理積(AND)手段1n及びタイマー手段1mに印加し、論理積(AND)手段1nはトリップ用出力信号100i,100gと照合結果100hと論理積をとり、リレードライバ手段1oに印加し信号ドライブして補助リレー1pをそれぞれ駆動する。すなわち、CPU#1と#2との演算照合結果が一致する条件で、トリップ接点を駆動する条件を満たすように構成するものとする。この条件は、アナログフィルタ(AF)以降の回路の正常動作の確認も含めての条件出力となるものである。
The collation result 100h of the collation circuit 1l is applied to the logical product (AND) means 1n and the timer means 1m, and the logical product (AND) means 1n takes the logical product of the
タイマー手段1mは照合結果100hが不一致の条件でタイマー確認し、リレードライバ手段1rに印加し信号ドライブして装置故障接点用の補助リレー1qを駆動させ、
CPU#1と#2に不一致が生じた結果を外部に報告するようにする。当然であるが、瞬間的な不一致についてはトリップロックとしては起動するが、装置故障については故障確定まで時限を持つようにして一過性的な不良に対しては外部故障をあげず、永久的な故障に対して警報を発するように構成する。
The timer means 1m checks the timer under the condition that the collation result 100h does not match, applies the signal to the relay driver means 1r and drives the signal to drive the
The result of the inconsistency between
次に図1のシステムにおける動作について説明する。 Next, the operation in the system of FIG. 1 will be described.
図2は図1のシステムの動作を説明するための全体の処理手順を記載したフロー図である。 FIG. 2 is a flowchart describing the entire processing procedure for explaining the operation of the system of FIG.
図2(a)において、200がCPU#1にて実行する処理部、201がCPU#2にて実行する処理部、202がCPU演算手段以外のハードウエアにて実行する部分をそれぞれ示す。
In FIG. 2A, a
まず、2iのA/D変換した結果のデータを2jにてメモリ手段にデータ格納する。データ格納以降は、200及び201にて示す処理をCPU#1及びCPU#2で、それぞれ同タイミングで実施する。CPU#1及びCPU#2では、2a〜2gの各処理を実行するものとする。
First, data obtained as a result of A / D conversion of 2i is stored in memory means as 2j. After data storage, the processes indicated by 200 and 201 are performed at the same timing by the
まず、上記メモリ手段に格納したアナログ入力データを取込む。このアナログ入力信号には重畳した高調波信号も含まれるものである。 First, the analog input data stored in the memory means is fetched. This analog input signal includes a superimposed harmonic signal.
次に、保護演算に不要な低次高調波成分を除去するディジタルフィルタ演算(DF1)を実施する。このフィルタ演算後の信号を用いて保護演算を実行し、系統事故の有無を検出する。この図には示していないが、当然のことながら、演算前には保護演算に必要な整定値は取込んでいるものとして説明する。 Next, a digital filter operation (DF1) for removing low-order harmonic components unnecessary for the protection operation is performed. A protection calculation is executed using the signal after the filter calculation to detect the presence or absence of a system fault. Although not shown in this figure, as a matter of course, the description will be made assuming that the settling value necessary for the protection calculation is taken in before the calculation.
次に、アナログフィルタに重畳した高調波信号のみを抽出するディジタルフィルタ
(DF2)の演算を実行すると共に、抽出した高調波成分の実効値を求める。次に、入出力に関係する常時監視処理を実行する。その後に、図2(b)に示すようなフォーマットにて、DF2にて実行した時刻t−3〜時刻tまでの4個のディジタルフィルタ演算結果(DF2)と保護演算結果(RY)を合成し出力データとして照合回路2kにCPU#1及び#2の演算結果を出力する。照合回路は、CPU#1及び#2の毎演算周期毎の演算結果を照合し、照合結果を論理積をとる出力回路手段に印加するようにする。
Next, an operation of a digital filter (DF2) that extracts only the harmonic signal superimposed on the analog filter is executed, and an effective value of the extracted harmonic component is obtained. Next, a constant monitoring process related to input / output is executed. After that, in the format as shown in FIG. 2B, the four digital filter calculation results (DF2) and the protection calculation result (RY) from time t-3 to time t executed in DF2 are synthesized. As the output data, the calculation results of the
上記した一連の処理をCPU#1及びCPU#2にて、例えば電気角30°毎に繰り返すように動作させる。また、演算周期については電気角30°毎に限らず、例えば電気角15°のようなデータが必要な場合においてはこれに対応するものとする。
The series of processes described above are operated by
上記したように、ディジタルフィルタDF2の演算結果とRY演算結果をひとつのデータにマージして出力し照合することにより、アナログフィルタ以降のハードウエア、特にアナログ回路の特性劣化やA/D変換手段の不良等も含めて検出することができるため、一重系となるアナログフィルタからA/D変換手段までを盲点なく常時監視することができ、併せて、CPU#1とCPU#2の正常性が確認できるため異常検出の効率化が図れるものである。
As described above, the calculation result of the digital filter DF2 and the RY calculation result are merged into one data, output, and collated, so that the hardware after the analog filter, particularly the deterioration of the characteristics of the analog circuit and the A / D conversion means Since it is possible to detect faults, etc., it is possible to constantly monitor the analog filter from the single system to the A / D conversion means without any blind spots, and confirm the normality of
このように、RY出力とディジタルフィルタDF2の出力をマージしたことで、例えば、メモリ手段がデータ“0”側で異常となった場合、RY出力がもともと“0”の結果とすると、この状態では異常を見つけることができない可能性があるため、このRY出力と毎演算毎に値が変化するDF2の出力を照合することで、この盲点をなくせるメリットがある。当然ながら、本来、アナログ回路の監視のためにディジタルフィルタDF2は必要であるため、この結果を有効に活用できるわけである。 As described above, when the RY output and the output of the digital filter DF2 are merged, for example, when the memory unit becomes abnormal on the data “0” side, if the RY output is originally a result of “0”, in this state, Since there is a possibility that an abnormality cannot be found, there is an advantage in that this blind spot can be eliminated by comparing this RY output with the output of DF2 whose value changes for each calculation. Naturally, since the digital filter DF2 is originally necessary for monitoring the analog circuit, this result can be used effectively.
図3は本発明のタイミング例を説明する図である。 FIG. 3 is a diagram for explaining a timing example of the present invention.
アナログ信号のサンプリング周期は電気角7.5° にて行い、A/D変換させメモリ手段MEM1及びMEM2に7.5° 毎に変換データを書き込む。 The analog signal is sampled at an electrical angle of 7.5 °, A / D converted, and converted data is written to the memory means MEM1 and MEM2 every 7.5 °.
CPU#1及びCPU#2においては、電気角度30°毎、同じタイミングにて演算起動信号を印加する。CPU#1及び#2においては、入力処理T1,ディジタルフィルタ演算処理T2,保護制御演算処理T3,アナログ監視演算処理T4,出力処理T5を30°以内に実行するものとする。照合回路は出力処理T5でデータを書き込む毎に演算結果が同一か照合する。照合結果が一致していれば、データ“H”をセットし、不一致であれば、データ“L”をセットするようにする。すなわち、演算周期である電気角30°毎に照合するようにすることで、毎演算毎の結果を有効(Valid)とするか無効(Invalid)とするかが可能であるため、不要出力を発する危険性がない。
In
図4は本発明のアナログ信号の処理フローを概念的に表した図である。 FIG. 4 is a diagram conceptually showing the processing flow of the analog signal of the present invention.
入力信号と高調波信号を加算手段4aにて加算してアナログフィルタに印加し、MPX4cを経由してA/D変換器4dでディジタル値に変換する。この変換したデータを
CPU#1のDF1(4e),DF2(4f),CPU#2のDF1(4g),DF2
(4h)の各手段にて演算し、それぞれのDF2の結果を比較手段4kで比較する。また、DF2の出力結果を実効値検出手段4l及び4jで検出し、判定手段4i及び4mで判定するようにして、アナログ回路の劣化等による異常を併せて検出するものである。
The input signal and the harmonic signal are added by the adding means 4a, applied to the analog filter, and converted into a digital value by the A /
The calculation is performed by each means of (4h), and the result of each DF2 is compared by the comparison means 4k. Further, the output result of DF2 is detected by the effective value detection means 4l and 4j, and determined by the determination means 4i and 4m, so that abnormality due to deterioration of the analog circuit or the like is also detected.
図5は、上記したディジタルフィルタDF1及びDF2のシグナルフローの一例を示すものである。 FIG. 5 shows an example of the signal flow of the digital filters DF1 and DF2.
図5において、5a,5b,5c,5d,5eは乗算ブロック、5f,5gは遅延回路ブロック、5h,5i,5j,5kは加算回路を示す。以下に第5図(a)に示したディジタルフィルタの一例である2次バイクワッド形IIRフィルタの伝達関数を示す。
(IIR:Infinaite Inpulse Responce 再帰形フィルタ)
In FIG. 5, 5a, 5b, 5c, 5d and 5e are multiplication blocks, 5f and 5g are delay circuit blocks, and 5h, 5i, 5j and 5k are addition circuits. The transfer function of the second-order biquad IIR filter, which is an example of the digital filter shown in FIG.
(IIR: Infinaite Inpulse Response Recursive Filter)
このフィルタの伝達関数の中のA1,A2,B1,B2,Ho を適時設計することで、所望のフィルタ特性を実現できるものである。 The A1, A2, B1, B2, H o in the transfer function of the filter by timely design, those that can achieve the desired filter characteristics.
図6は、(1)が高調波信号として基本波の12倍高調波信号f12を重畳させた場合のアナログフィルタの出力波形を示し、(2)がディジタルフィルタDF2で抽出した
f12信号の波形例を示す。
FIG. 6 shows the output waveform of the analog filter when (1) superimposes the 12th harmonic signal f12 of the fundamental wave as a harmonic signal, and (2) shows a waveform example of the f12 signal extracted by the digital filter DF2. Indicates.
このディジタルフィルタDF2通過後のf12信号は、出力結果が正負に振れていることで、出力値が“H”または“L”固定ではないため、一方のCPUの演算結果が“H”または“L”固定側に倒れたとしても、演算周期の時間で確実に不一致を検出することが可能であることを意味するものである。 Since the output value of the f12 signal after passing through the digital filter DF2 fluctuates positively and negatively, the output value is not fixed to “H” or “L”. Therefore, the operation result of one CPU is “H” or “L” “This means that even if the robot falls to the fixed side, it is possible to reliably detect a mismatch in the time of the calculation cycle.
RY演算した結果のトリップ出力のみの照合とし、一方のCPUの演算結果が“L”側に固定で故障したケースを考えると、系統事故が発生しないかぎりCPU#1とCPU#2の差は発生しないため、内在したハードウエアの故障については検出時間が遅くなることが危惧される。
Considering the case where only the trip output of the result of RY calculation is collated and the calculation result of one CPU is fixed at "L" and fails, the difference between
このため、本発明によるディジタルフィルタDF2通過後のf12信号をマージした信号での照合で、上記したケースでのハード不良検出できる可能性を高めることが可能である。 For this reason, it is possible to increase the possibility of detecting a hardware failure in the above-described case by collating with the signal obtained by merging the f12 signals after passing through the digital filter DF2 according to the present invention.
このように構成することで、高速にハードウエアの故障を従来実施していたCPU系の常時監視処理に頼らずに検出することができる。また、本発明によれば、従来A/D変換手段の正常動作を確認するために、入力チャンネルを2チャンネル分使用して、既知の直流電圧を入力してA/D精度監視を行っていた処理を、本発明の監視処理にて代替できるので、小形化が達成でき、かつ、ソフトウエアでの監視処理を削除できることで、演算処理のリソースをアプリケーションに割くことができるメリットがある。 With this configuration, it is possible to detect a hardware failure at a high speed without relying on the CPU system constant monitoring process that has been conventionally performed. Further, according to the present invention, in order to confirm the normal operation of the A / D conversion means, the A / D accuracy is monitored by inputting a known DC voltage using two input channels. Since the processing can be replaced by the monitoring processing of the present invention, downsizing can be achieved, and the monitoring processing by software can be deleted, so that there is an advantage that resources for arithmetic processing can be allocated to the application.
図7は本発明の変形例を示すものである。この変形例は、基本的には図1にて説明した構成をベースとしているが、下記の点が異なる。 FIG. 7 shows a modification of the present invention. This modification is basically based on the configuration described with reference to FIG. 1, but differs in the following points.
即ち、図7において、A/D変換手段1cの出力をメモリ手段MEM1と7aに示す
FIFO(First IN First OUT)バッファに格納し、時間差をつけてメモリ手段MEM2に同一内容のデータが格納されるようにしている点である。当然のことながら、これら時間差を設けるタイミング制御回路も異なるものである。また、CPU#1及びCPU#2は先に示した図1と同様であるが、動作開始に時間差を設けて制御している点が異なる。
That is, in FIG. 7, the output of the A / D conversion means 1c is stored in the FIFO (First IN First OUT) buffer shown in the memory means MEM1 and 7a, and data of the same content is stored in the memory means MEM2 with a time difference. It is the point which is doing. As a matter of course, the timing control circuit for providing these time differences is also different.
照合回路1lの結果は、出力結果に時間差が生じるため、正常時において一致と不一致の状態を動作の一定な周期毎に繰り返すものである。この結果を、タイマー手段7bにて時間監視することで、ハードウエアが正常か異常かを検出することができる。 Since the result of the collation circuit 1l has a time difference in the output result, the state of coincidence and non-coincidence in the normal state is repeated at regular intervals of operation. By monitoring the result with the timer means 7b, it is possible to detect whether the hardware is normal or abnormal.
図8は、本発明の変形例のタイミング例を示すものである。 FIG. 8 shows a timing example of a modification of the present invention.
図8のタイミング例との差異は、図8の(4)のA/D変換データを書き込むタイミングをずらしている点と、(7)のCPU#2の起動タイミングをCPU#1に対してずらしている点である。
The difference from the timing example in FIG. 8 is that the timing for writing A / D conversion data in (4) in FIG. 8 is shifted, and the activation timing of
その結果、照合回路での照合結果は一致と不一致を交互に繰り返すため、この周期性をタイマーにて監視することで、照合回路も含めたハード不良の検出ができる。すなわち、ハード不良が発生すると、CPU#1とCPU#2の照合がとれず不一致となる時間が継続するため、周期性を確認するタイマーがタイムアップすることで異常確定する。
As a result, since the collation result in the collation circuit repeats matching and mismatching alternately, by monitoring this periodicity with a timer, it is possible to detect a hardware defect including the collation circuit. In other words, when a hardware failure occurs, the time during which
本発明では、照合回路が不良であれば周期性が崩れてしまうため、この照合回路の健全性も含めての動作確認が可能である。なお、タイマーとしてはアナログ回路の積分動作としてのタイマーや、ディジタルカウントするタイマーや、波形そのものを整流する方法等が適用できる。 In the present invention, if the collation circuit is defective, the periodicity is lost, so that the operation including the soundness of the collation circuit can be confirmed. As the timer, a timer as an integration operation of an analog circuit, a timer for digital counting, a method for rectifying the waveform itself, or the like can be applied.
また、本発明の図1に示したCPU#1とCPU#2の演算回路部10aにおいては、近年の半導体プロセス技術の進展から、高密度実装化が可能になってきており、特に、汎用のコントローラにおいても、複数のCPUコアを同一チップ内に実装することで、低いクロック周波数で性能向上する方法がとられてきている。
Further, in the
本発明は、上記の技術動向の上、同一の半導体チップ内に照合回路も実装することで小形化・高信頼度化を可能としているものである。当然のことであるが、CPU#1と
CPU#2はお互いの不良部位が影響することのないように構成されることはいうまでもないことである。
In the present invention, on the basis of the above technical trend, it is possible to achieve miniaturization and high reliability by mounting a verification circuit in the same semiconductor chip. Of course, it goes without saying that the
尚、図1又は図7において、CPU#1とCPU#2とは全く同じプログラムを実行させ、その演算結果のトリップ信号を照合条件として説明したが、別の適用例としては、
CPU#1とCPU#2とで異なったプログラムを実行させ、照合条件を高調波重畳信号を取出したディジタルフィルタDF2の出力信号のみとすることで、CPUでの処理の自由度を増すことが可能であり、例えば、CPU#2をシステムとしてのストッパー要素として適用できる。
In FIG. 1 or FIG. 7,
It is possible to increase the degree of freedom of processing in the CPU by executing different programs on the
このようにすることで、ハードウエアの信頼度を向上させるのみならず、システム的にも信頼度を向上させることが可能となる。 In this way, not only the reliability of hardware can be improved, but also the reliability can be improved systematically.
アナログ信号処理回路に高調波重畳信号を常時印加し、該アナログ入力信号処理回路の出力をA/D変換し、このデータを二重化構成したCPUに入力し、演算周期毎に高調波重畳信号を抽出した結果と、トリップさせる保護演算・シーケンス処理結果を併せてハードウエアにて照合することによって、冗長したハードウエアにて瞬時にハードウエアの不良を検出し、不要動作となる誤ったトリップ指令を発する前に、装置ロックするようにして、常時監視処理に頼らず、ハードウエアで検出することができる。 A harmonic superposition signal is constantly applied to the analog signal processing circuit, A / D conversion is performed on the output of the analog input signal processing circuit, and this data is input to a duplicated CPU, and a harmonic superposition signal is extracted at each calculation cycle. By comparing the result of the operation and the protection operation / sequence processing result to be tripped together with hardware, a hardware failure is detected instantaneously with redundant hardware, and an erroneous trip command that causes unnecessary operation is issued. Before the device is locked, it can be detected by hardware without relying on constant monitoring processing.
1a…アナログフィルタ、1b…マルチプレクサ、1c…アナログ/ディジタル変換器、1d…メモリ手段、1e…タイミング制御回路、1f…重畳信号生成、1h…CPUバス、1i…ROM、1j…RAM、1l…照合回路、1n…論理積手段、1m…タイマー手段、1o,1r…リレードライバ手段、1p,1q…補助リレー。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
該アナログフィルタ手段の出力信号をディジタル量に変換するアナログ/ディジタル変換手段と、
該アナログ/ディジタル変換手段の出力を格納するメモリ手段と、
プログラムを格納するROM手段,データを格納するRAM手段,不揮発性メモリ手段,CPU手段を一組とした二組のCPU演算手段と、
前記高調波信号を抽出したディジタルフィルタ演算手段の出力と、該二組のCPU演算手段のトリップ出力データとを合わせて照合する照合手段と、
該照合手段の出力と前記CPU演算手段との論理積をとる論理積手段と、
それぞれの出力でシリーズ接続したトリップ接点を駆動するようにしたことを特徴とするディジタル保護制御装置。 Analog filter means for taking in the analog AC electricity quantity of the power system and synthesizing and taking in the analog AC electricity quantity a harmonic signal that is an integral multiple of the fundamental wave;
Analog / digital conversion means for converting the output signal of the analog filter means into a digital quantity;
A store to Rume memory means the output of the analog / digital conversion means,
ROM means for storing a program, RAM means for storing data, non-volatile memory means, two sets of CPU computing means, which are a set of CPU means,
Collation means for collating the output of the digital filter calculation means that has extracted the harmonic signal and the trip output data of the two sets of CPU calculation means;
And logical product means for obtaining a logical product of the output and the CPU computation means collating means,
A digital protection control device that drives trip contacts connected in series with each output.
複数備えた前記CPU演算手段には同一の演算プログラムを実装し、該CPU演算手段を同一タイミングにて動作させ照合するようにしたことを特徴とするディジタル保護制御装置。 The digital protection control device according to claim 1, wherein
A digital protection control device comprising a plurality of CPU arithmetic means mounted with the same arithmetic program, wherein the CPU arithmetic means are operated and collated at the same timing.
前記ディジタルフィルタ演算手段の出力はオーバーサンプル分の複数の演算結果とすることを特徴とするディジタル保護制御装置。 Digital protective control apparatus smell of claim 1 wherein Te,
Before SL digital protective control apparatus output of the digital filter operation means, characterized in that a plurality of operation result of over-samples.
前記CPU演算手段と前記照合手段を同一の半導体チップに格納するようにしたことを特徴とするディジタル保護制御装置。 The digital protection control device according to claim 1, wherein
A digital protection control apparatus characterized in that the CPU calculation means and the verification means are stored in the same semiconductor chip.
該アナログフィルタ手段の出力信号をディジタル量に変換するアナログ/ ディジタル変換手段と、同一時刻の該アナログ/ ディジタル変換手段の出力を、複数のメモリ手段に格納時間をずらして格納するメモリ手段と、
プログラムを格納するROM手段,データを格納するRAM手段,不揮発性メモリ手段,CPU手段を一組としたCPU演算手段を二組並列に備え、該二組のCPU演算手段を駆動時間をずらして動作させ、該CPU演算手段の出力を照合する照合手段と、
該照合手段の後段にタイマー手段を備え、該タイマー手段の出力との論理積をとる論理積手段を二組備え、それぞれの出力でシリーズ接続したトリップ接点を駆動するようにしたことを特徴とするディジタル保護制御装置。 Analog filter means for taking in the analog AC electricity quantity of the power system and synthesizing and taking in the analog AC electricity quantity a harmonic signal that is an integral multiple of the fundamental wave;
Analog / digital conversion means for converting the output signal of the analog filter means into a digital quantity; memory means for storing the outputs of the analog / digital conversion means at the same time in a plurality of memory means at different storage times;
Two sets of CPU computing means including a ROM means for storing a program, a RAM means for storing data, a non-volatile memory means, and a CPU means are arranged in parallel, and the two sets of CPU computing means are operated with different driving times. Checking means for checking the output of the CPU calculation means;
A timer means is provided at the subsequent stage of the collating means, and two sets of AND means for taking an AND with the output of the timer means are provided, and trip contacts connected in series with each output are driven. Digital protection control device.
複数備えた前記CPU演算手段にはそれぞれ別の演算プログラムを実装し、該CPU演算手段の高調波重畳した信号を取出すそれぞれのディジタルフィルタ出力データのみで照合するようにしたことを特徴とするディジタル保護制御装置。 The digital protection control device according to claim 5 , wherein
A digital protection characterized in that a separate arithmetic program is installed in each of the CPU arithmetic means provided in plural, and collation is performed only with the respective digital filter output data for extracting the harmonic superimposed signal of the CPU arithmetic means. Control device.
該アナログフィルタ手段の出力信号をディジタル量に変換するアナログ/ディジタル変換手段と、Analog / digital conversion means for converting the output signal of the analog filter means into a digital quantity;
該アナログ/ディジタル変換手段の出力を同時に格納する複数のメモリ手段と、A plurality of memory means for simultaneously storing the outputs of the analog / digital conversion means;
プログラムを格納するROM手段,データを格納するRAM手段,不揮発性メモリ手段,CPU手段を一組としたCPU演算手段を二組並列に備え、ROM means for storing a program, RAM means for storing data, non-volatile memory means, CPU arithmetic means comprising a set of CPU means in two sets in parallel,
該二組のCPU演算手段にはそれぞれ別の演算プログラムを実装し、該CPU演算手段の高調波重畳した信号を取出すそれぞれのディジタルフィルタ出力データのみを照合する照合手段と、The two sets of CPU calculation means are mounted with different calculation programs, respectively, and collation means for collating only the respective digital filter output data for extracting the harmonic superimposed signal of the CPU calculation means,
該照合手段の出力と前記CPU演算手段との論理積をとる論理積手段を二組備え、Two sets of logical product means for taking the logical product of the output of the verification means and the CPU arithmetic means,
それぞれの出力でシリーズ接続したトリップ接点を駆動するようにしたことを特徴とするディジタル保護制御装置。A digital protection control device that drives trip contacts connected in series with each output.
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