JPH03253904A - 二重系の故障診断方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、二重系の故障診断方法、とくに論理部と制御
対象を駆動するための交流駆動＠流を出力する制御部を
含む二重系において故障診断を行う方法に関する。

【従来技術】

電子連動装置では、第２図に示すように、中央処理装置
２１と端末制御装置２２１〜２２ｎとを通信路２３及び
通信部２４１〜２４ｎを介してループ状に接続し、各端
末制御装置２２が現場機器である各軌道回路からの列車
検知情報を入力すると、これを表示情報として中央処理
装置２１に伝送し、中央処理装置は全端末制御装置から
の表示情報に基づき制御論理処理を実行して、当該端末
制御装置に制御情報を出力し、当該端末制御装置では、
現場機器である信号機の制御については、入力した制御
情報を端末論理部で処理してその処理結果に基づく制御
信号を信号制御ユニットに与え、信号制御ユニットはそ
の制御信号に基づいて、信号機の所要の灯器Ｇ。 Ｙ、Ｒに交流駆動電流を与えるようになっている。 しかし、仮にいずれか一つの端末制御装置の信号制御ユ
ニットが故障しても、残りの端末制御装置が正常である
限り、故障している箇所は安全側に鎖錠され使用できな
いが、ため正常な端末制御装置は使用でき、故障の範囲
をごく一部に止どめ、使用可能なことから、従来の端末
制御装置２２１〜２２ｎは、第３図に示すように端末論
理部２２１についてのみ二重系２２１ａ、２２１ｂとし
て、信号制御ユニット２２２は一重系で構成されていた
。 第４図は、信号制御ユニヅト２２２の構成を示している
。すなわち、信号制御ユニット２２２は、端末論理部２
２１ａ又は２２１ｂの制御出力０１〜Ｃｓでそれぞれ駆
動されるソリッド・ステート・リレー等を用いる半導体
スイッチ５ＳＲ１〜５ＳＲ３を備えており、各灯器Ｇ、
Ｙ、Ｒをそれぞれ択一的に点灯させるように各灯器につ
いて２個ずつの半導体スイッチ、すなわちＳ　Ｓ　Ｒ１
，Ｓ　Ｓ　Ｒ２，５ＳＲｚ　、５ＳＲ３，５ＳＲａ　、
５ＳＲ１１を同時に駆動させて、交流電源ＢＸからの交
流駆動電流を灯器Ｇ、Ｙ、Ｈに個々に対応する出力回路
２５ｇ、２５ｙ、２５ｒに出力するようになっている。 そして、各出力回路２５ｇ、２５ｙ、２５ｒの電流の有
無を検出する電流検出器２６１２６２．２６３と、各条
の端末論理部により実現される判定部とから故障診断装
置が構成され、各判定部は、所定の故障診断アルゴリズ
ムに基づき、各電流検出器２６１〜２６３の検知信号ｄ
１〜ｄ３を用いて、次のように信号制御ユニットの故障
の有無を診断するようになっている。 すなわち、進行現示をするための灯器（青灯器）Ｇを点
灯させるときは、主系の端末論理部は制御信号Ｃ】とＣ
２により５ＳＲＩと５ＳＲ２をＯＮさせるが、その時の
電流検出器２６１の検知信号ｄｉが“１”ならば正常、
検知信号ｄ１が“０”ならば故障と診断し、注意現示を
するための灯器（黄灯器）Ｙを点灯させるときは、主系
の端末論理部は制御信号Ｃ１とＣ３により５ＳＲ１と５
ＳＲ３をＯＮさせるが、その時の電流検出器２６２の検
知信号ｄ２が“１”ならば正常、“０”ならば故障と診
断する。また、停止現示をするための灯器（赤灯器）Ｒ
を点灯させるときは、主系の端末論理部は制御信号ｃ４
とＣ１により５ＳＲ４とＳＳＲ，をＯＮさせるが、その
時の電流検出器２６．の検知信号ｄ３が“１”ならば正
常、“Ｏ”ならば故障と診断する。 さらに、所定の一つの灯器を点灯している際に、他の灯
器に接続されている出力回路に設けた電流検出器の検知
信号が“１″ならば、その出力回路に連なるＳＳＲがシ
ョート故障を起こしているものと診断する。 故障診断装置が、信号制御ユニット２２２が停止信号（
Ｒ）を現示すべき時、進行現示（Ｇ、Ｙ）を点灯させる
ような重故障が発生したものと診断したときは、当該端
末論理部に備えである信号電源カットリレー（図示せず
）を復旧させ、信号制御ユニット２２２の電源回路２７
に挿入しである前記リレーの接点２８を介して、信号制
御ユニットの交流電源ＢＸを切るように楕成しである一
１ｔた、その他の故障モードで信号制御ユニット２２２
の故障が発生した場合は、そのユニットの使用を停止す
る。 信号制御ユニット２２２に故障が発生したときは、当然
、できるだけ早めに正常なものと交換する必要がある。 しかし、故障が検知される都度に、故障発生箇所まで運
搬して交換することは、人手不足の折、不経済である。 こうして、定期保守点検時まで交換を延期することを可
能にするため、端末制御装置全体を、すなわち、端末論
理部のみならず信号制御ユニットまで含めて、二重系に
する要望が高くなった。

【解決しようとする技術課題】

ところで、二重系においては、主系が制御対象（信号Ｉ
りを制御している間に故障か発生した場合は、系を切換
えて、旧主系から制御対象への駆動を流の出力を新生系
から制御対象への出力に変更する必要がある。 この出力経路の変更のために、信号保安素子として一般
的に用いられているリレーを用いることが考えられる。 しかし、電子連動装置における制御対象である信号機又
は転てつ機の数は、一つの信号制御ユニットに対して、
最大３０個を越える場合もあるから、連動装置全体に設
けられるリレー数は膨大なものとなる。これは、連動装
置（端末論理部及び信号制御ユニット）の電子化により
リレーレスを図り、コスト低減を図ってきたことが無意
味になる。 こうして、端末制御装置を二重系にする際は、各条の信
号制御ユニットと制御対象とをワイヤードオアで接続す
ることが望ましい。 ところが、二重系の出力回路をワイヤードオアで制御対
象と接続する場合は、主系と従系がそれぞれ独自に故障
診断を行うときに、ＳＳＲのショート故障により、主系
の駆動電流が従系の出力回路に回り込み、従系の故障診
断に影響を与えるばかりでなく、点灯してはならない灯
器まで点灯してしまうという問題が生じる。 第５図は第４図の信号制御ユニットを用いて二重系とし
、各条の出力回路をワイヤードオアで灯器Ｇ、Ｙに接続
した例を示す、この構成において、■系が主系となって
灯器Ｙを点灯している場合に、従系である■系の５ＳＲ
２□、５ＳＲ２３がともにショート故障を起こしたとき
は、交流駆動電流が第５図に波線を重畳して示すように
流れて、灯器Ｇも点灯してしまう。 しかし、主系の故障診断には、検出信号ｄ１２しか用い
られないから、５ＳＲ２２゜５ＳＲ２３のショート故障
によるＧ点灯は検出できない。 赤灯器を点灯すべきときに、上記のようなダブルショー
ト故障により青灯器も点灯することは、非常に危険であ
るので、上記のような従来の信号制御ユニットの構成、
故障診断方法及び二重系の運転方法は好ましくない。 本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
−重の制御対象に対して論理部と制御部を二重化する場
合、各条の制御部の出力回路と制御対象とをワイヤード
オアで接続してコスト低減を可能にする場合に、各条の
制御部の故障を確実に検出でき、かつ故障により制御対
象に対して誤った制御を決してしないようにした、二重
系における故障診断方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するため、本発明に係る二重系の運転方
法は、論理部と、その論理部の出力する制御信号を入力
したとき交流駆動電流を出力する制御部とを、前記交流
駆動電流で駆動される制御対象に対して二重に備え、前
記制御部は共通の交流電源に各制御対象に個々に対応し
て設けられ、前記制御信号により駆動される半導体スイ
ッチで構成し、各条の制御部の出力回路をワイヤードオ
アで各制御対象に接続した構成を有する二重系において
、前記各出力回路に電流検出器を設けるとともに、前記
制御対象の接地ｒｓ電源回路に電流検出器を設け、（イ
）各系の論理部では、多糸がともに正常であるときは、
自系の各出力回路に設けられた電流検出回路からの検出
信号を、論理部か出力する制御信号に対応させて調べて
自系の故障診断を行うとともに、他系の診断結果を常時
監視し、（口〉自系が故障であると診断したとき、他系
が正常であるときのみ、他系を主系に切換えるための切
換え指令を出力するとともに、自系の運転を止め、（ハ
）片系運転中は、主系は定期的に制御を瞬時止めて、前
記制御対象の接地側電源回路に設けた電流検出器の検出
結果により従系の故障診断を行うこと、を特徴としてい
る。

【作用】

各系の故障診断装置は、自系の論理部が出力する制御信
号と、制御部のその制御信号に対応する半導体スイッチ
の出力回路に設けである各を流検出回路からの検出信号
との対応間係を調べて、故障の有無を診断する。 また、各系の論理部は、他系の＃断結果を常時監視する
６そして、主系である自系が故障であると診断したとき
は、従系である他系が正常であるときのみ、他系を新生
系に切換えるとともに、自系の運転を止めて、片系運転
をする。 片系運転中の主系は定期的に制御を瞬時止めて、制御対
象の接地（Ｐｌ電源回路の電流検出結果により従系の故
障による誤制御の有無の診断を行う。 主系が自系を故障と診断したときに、従系が故障である
場合、停止信号（Ｒ）を現示すべきとき、進行現示（Ｇ
、Ｙ）を点灯させるような重故障の場合は、交流電源を
切って信号機を無灯とし、その他の故障の時は、故障し
たユニットの使用を停止する。

【実施例】

次に、本発明の実施例を第１図に基づいて説明する。 図示の実施例は、本発明を電子連動装置の信号機の制御
に適用した場合の例である。 第１図は第２図における一つの端末制御装置に対応する
ものを示している。 この端末制御装置は、端末論理部りと、この端末論理部
が出力する制御信号により駆動されて交流電源ＢＸから
の交流駆動電流を出力する信号制御ユニットＣとを一組
として、二重系Ｌ１　、ＣＩ　、Ｌｚ　、Ｃ２に構成し
てなっている。 各信号制御ユニットＣ１，Ｃ２は、共通の制御対象であ
る青灯器Ｇ、黄灯器Ｙ及び赤灯器Ｒに対応してソリッド
・ステート・リレー等からなる半導体スイッチ（以下、
単にスイッチという）２個ずつを５ＳＲＩ　ｌ、５ＳＲ
１□、５ＳＲ１３，ＳＳＲ，、，５ＳＲＩＳ。 ５ＳＲ１、；　５ＳＲ２１，５ＳＲ２□、５ＳＲ２３，
５ＳＲ２ａ　、５ＳＲ２ｓ　、５ＳＲ２８直列接続して
なる駆動部をそれぞれ多糸ごとに共通の交流電源ＢＸに
対して並列接続して構成されており、各駆動部の出力回
路ｆ１ｇｓ　　、ｆｌｙｌ　、　　１ｒ１．１ｇ２　、
　１ｙｚ　　。 ｌｒ２に、故障診断装置の一部を構成する電流検出器Ｄ
ｓ　１．　ＤＩ　ｚ　＋　Ｄｉ　３　、Ｄ２１　。 Ｄ２２　、　Ｄ２３が設けられている。 そして、前記出力回路１１ｇｘ、１ｇ２、ｊ！３／１．
ｊ！３’ｚ　、１ｒ１．１ｒ２は、それぞれ各灯器Ｇ、
Ｙ、Ｈにワイヤードオアで接続されている。 上記各スイッチが、当該系の端末論理部からの制御信号
Ｃ１１＋Ｃ１２Ｃ１３ ＣＩＡ　　、　Ｃ１５＋Ｃ１８；Ｃｚｔ＋Ｃｚｚ　　、
Ｃ２３ｒ　Ｃ２Ａ　％　Ｃ２Ｓ　＋　ｃｚ　８により駆
動されること、各電流検出器の検出信号ｄｌｌｄ１２Ｉ
ｄ１３、ｄ２１・ａ２２　、ｃｉ２３が当該系の端末論
理部に与えられて、故障診断に用いられることは、第４
図について説明した場合と同様である。 そして、本発明においては、各灯器に共通な接地側電源
回路ｉｃ中に、もう一つの電流検出器Ｄ３が設けられ、
この電流検出器の検比信号ｄ３は、各条の端末論理部Ｌ
　１　＋　Ｌ　２に与えられる。 なお、駆動部を２個ずつのスイッチＳＳＲを直列接続し
て構成しであるのは、１個がショート故障しても、点灯
すべきでない灯器は点灯されないので、信号電源カット
リレーを落下させ、全ての信号機を無灯にする必要がな
いから、効率が良いためである。しかし、本発明は、駆
動部が１個のスイッチで構成されている場合にも適用で
きるものである。 上記各条の電流検出器Ｄｉ　１　、　Ｄｉ　２Ｄ１３　
、Ｄｚ１＋　Ｄ２２　＋　Ｄ２３及びＤ３と、端末論理
部の判定部（図示せず）により構成される各条の故障診
断装置は、各条の端末論理部が出力する制御信号の出力
対象スイッチと各電流検出器の検出信号の組合わせ、及
び主系の制御タイミングと検出信号の組合わせにより、
次のようなアルゴリズムに基づいて、故障診断を行う。 すなわち、主系、例えば■系（Ｌｌ　＋　ＣＩ　）にお
いては、端末論理部が制御信号Ｃ１ｌとｃ１□を出力し
た場合に検出信号ｄｌｌが“１”ならば正常と診断し、
“Ｏ”ならば故障と診断する。同様に、制御信号Ｃ１３
とＣＩＡを出力した場合に検出信号ｄ１□が“１”なら
ば正常と診断し、“０”ならば故障と診断する。また、
制御信号ＣＩＳとＣ１８を出力した場合に検出信号ｄ１
３が“１”ならば正常と診断し、“Ｏ”ならば故障と診
断する。 一方、従系、例えば■系（Ｌ２．Ｃ２）は、主系がＯＦ
Ｆの制御中に従系が制御信号をＯＮにすれば、制御対称
に本来の制御意図と異なる状態になるため、主系が制御
信号Ｃ１ｌとＣ１２を出力している場合に従系はＣ２１
と０２□を出力して診断することができる。 主系がＯＦＦの制御中の時は、従系もＯＦＦ時の診断を
行う。 そして、各条の端末論理部り、、Ｌ２は、互いに他系の
故障診断の結果を得て、他系が正常か故障かを監視して
おり、自系と他系の診断結果に応じて、次のように運転
Ｗｓ様（主系の切換え、運転停止）を決定するようにな
っている。 すなわち、自系が故障と診断したときは、自系の故障診
断リレー（図示せず）を復旧させ、他系が正常ならば、
他系に新主系となるべき旨の信号（系切換え信号）を与
える。これにより新主系の片系運転をする。 この片系運転の間に、故障を生じた従系がショート故障
により点灯すべき灯器以外の灯器を点灯することがある
ので、主系は、次のような診断をする。すなわち、主系
の制御を、定期的に、例えば、制御対象が鉄道信号機で
ある場合は、５分ないし１０分程度の周期で、瞬時停止
し、すなわち当該制御対象の制御を中断しても支障が生
じない程度の微小時間だけ止め、その時の電流検出器Ｄ
３の検出信号ｄ３を調べる。そして、検出信号ｄ３が“
０”であれば正常と診断し、“１”であれば故障と診断
する。 例えば、■系の片系運転中に、赤灯器Ｒを点灯する時に
休止中の■系の例えば、５ＳＲ２１と５ＳＲ２□がダブ
ルショート故障により、駆動電流が青灯器Ｇを点灯する
ときは、主系の瞬時停止による診断の際に検出信号ｄ３
が“１”となることから、従系の故障により誤った制御
がされていることが検出される。 誤制御による影響が許容できないものである場合は、診
断結果に基いて、その主系に即時運転を停止させること
ができる。 これに対して、自系が故障したときに、既に他系が故障
と診断されている場合は、他系を主系に切換えることは
できないので、この場合は、二つの系の端末論理部の故
障診断リレーの復旧により電源回路ｅｓに設けた接点ｔ
３を介して交流電源を切って、二重系の運転を止めるよ
うになっている。 上記実施例では、各信号制御ユニットのスイｙチを各灯
器ごとに二重に設けたので、効率か向上する。また、２
個ずつのスイッチを電源回路に並列に設けて各灯器ごと
の出力回路をワイヤードオアで灯器に接続したので、主
系の駆動電流が従系のスイッチのショート故障により点
灯すべき灯器以外の灯器に回り込んでこれを点灯するこ
とが防止される。 また、片系運転時の従系による誤制御を検出するための
ｔ流検出器を各灯器に共通の接地側電源回路に設けたの
で、最少限の電流検出器を備えるだけで各系の誤制御検
出が可能であり、コスト低減効果が得られる。

【発明の効果】

以上に説明したように、本発明によれば、各系の制御部
の出力回路をワイヤードオアで各制御対象に接続したｍ
戒を有する二重系において、前記各出力回路に電流検出
器を設けるとともに、前記制御対象の接地ｌ１ＩＩｔ源
回路に電流検出器を設けて、各系の論理部では、多糸が
ともに正常であるときは、自系の各出力回路に設けられ
た電流検出器からの検出信号を、論理部か制御信号を与
える対象に対応させて調べて自系の故障診断を行うよう
にしたので、各系の制御部の故障を確実に検出できる。 また、ワイヤードオア接続した場合に、主系の交流駆動
電流が従系の出力回路を介して主系の他の出力回路に回
り込むことが有効に防止されるので、故障により他の制
御対象が誤制御されることがない。 さらに、片系運転中は、主系が定期的に制御を瞬時止め
て、前記制御対象の接地１１１！電源回路に設けたｔ流
検出器の検出結果により従系の故障による誤制御の有無
を診断を行うようにしたので、主系の運転を瞬時停止し
ても、従系のショート故障による誤制御を、確実にかつ
容易に検出することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の故障診断方法を実行するための実施例
における制御部の構成を示すブロック図である。 第２図以下の図面は、従来技術の説明に使用するもので
あり、第２図は電子連動装置の概略説明図、第３図は端
末制御装置の構成を示すブロック図、第４図は第３図に
おける信号制御ユニットの内部構成を示すブロック図、
第５図は故障診断装置の一部の構成及び問題点を示すブ
ロック図である。 Ｌ、、Ｌ２・・・端末論理部（論理部）、Ｃ，、Ｃ２・
・・信号１ｔｌＪｌｌユニツト（制御部）、５ＳＲ４１
〜５ＳＲｚｅ・・・半導体スイッチ、ＤＩｌ〜Ｄ２３　
、Ｄ３・・・電流検出器、１ｇｔ　、Ｊ！３’ｌ　、Ｉ
ｒ１・・・出力回路、１ｇ２＋　Ｉ’ｐ’ｚ　、Ｉｒｚ
・・・出力回路、Ｇ、Ｙ、Ｒ・・・灯器（制御対象）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 論理部と、その論理部の出力する制御信号を入力したと
   き交流駆動電流を出力する制御部とを、前記交流駆動電
   流で駆動される制御対象に対して二重に備え、前記制御
   部は共通の交流電源に各制御対象に個々に対応して設け
   られ、前記制御信号により駆動される半導体スイッチを
   有し、各系の制御部の出力回路をワイヤードオアで各制
   御対象に接続した構成を有する二重系において、前記各
   出力回路に電流検出器を設けるとともに、前記制御対象
   の接地側電源回路に電流検出器を設け、 （イ）各系の論理部では、各系がともに正常であるとき
   は、自系の各出力回路に設けられた電流検出器からの検
   出信号を、論理部が制御信号を与えている半導体スイッ
   チに対応させて調べて自系の故障診断を行うとともに、
   他系の診断結果を常時監視し、 （ロ）自系が故障であると診断したとき、 他系が正常であるときのみ、他系を主系に切換えるため
   の切換え指令を出力するとともに、自系の運転を止め、 （ハ）片系運転中は、主系は定期的に制御を瞬時止めて
   、前記制御対象の接地側電源回路に設けた電流検出器の
   検出結果により従系の故障による制御対象の誤制御の有
   無を診断すること、 を特徴とする二重系の故障診断方法。