JPH04109303A - Adjustment controller - Google Patents

Adjustment controller

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Publication number
JPH04109303A
JPH04109303A JP2226624A JP22662490A JPH04109303A JP H04109303 A JPH04109303 A JP H04109303A JP 2226624 A JP2226624 A JP 2226624A JP 22662490 A JP22662490 A JP 22662490A JP H04109303 A JPH04109303 A JP H04109303A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
controller
signal
substrate
analog
Prior art date
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Pending
Application number
JP2226624A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Teruyuki Makino
牧野 輝幸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2226624A priority Critical patent/JPH04109303A/en
Publication of JPH04109303A publication Critical patent/JPH04109303A/en
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Abstract

PURPOSE:To minimize the influence of a device failure upon a plant and allowing this adjustment controller to contribute to the safety operation of the plant by providing the controller with a backup logic circuit. CONSTITUTION:Since a digital output substrate 11 is turned off when the controller 1 is abnormal, an operation output 7 is switched to a set signal 16. The normality diagnosis of an analog output substrate (AO) 12 detects a substrate failure by reinputting the self-diagnosis (OS) of the substrate and an answer back signal 13 of a controller output signal 12 to the controller 1 and deciding whether an output requested by the controller 1 is generated or not. Namely, an output allowance error epsilon is set up while considering an error in the analog part of the AO 12, an error in the analog part of an analog input substrate(AI) 5 and a bit lacking error at the time of A/D conversion. Abnormality is detected by the following expression. ¦(AO output value) - (answer back value)¦<=epsilon.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、複数のループの演算処理を行う演算処理部分
を2重化し、プロセス入力回路を1重化とした調節制御
装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention provides an adjustment control system in which the arithmetic processing section that performs the arithmetic processing of a plurality of loops is duplicated, and the process input circuit is single-layered. Regarding equipment.

(従来の技術) 従来の2CPU−IPI10システム(2重化した中央
演算処理装置、1重化のプロセス入力回路構成の調節制
御装置の一例を第2図に示す。
(Prior Art) FIG. 2 shows an example of an adjustment control device having a conventional 2 CPU-IPI10 system (duplicated central processing unit, single process input circuit configuration).

第2図において、コントローラ1は、CPU2を2重に
持っている。各CPU2はP I10ユニット4とシス
テムバス3により接続されている。コントローラ1は、
アナログ入力基板(AI)5よリプロセス量10を入力
し、この値に対しPID演算等の処理を行ないアナログ
出力基板(AO)6より操作出カフを配管9に設置され
た調節弁8に出力する。
In FIG. 2, the controller 1 has two CPUs 2. Each CPU 2 is connected to a PI 10 unit 4 by a system bus 3. Controller 1 is
Input the reprocessing amount 10 from the analog input board (AI) 5, perform processing such as PID calculation on this value, and output the operation output cuff from the analog output board (AO) 6 to the control valve 8 installed in the piping 9. do.

この様な2CPU−IP l102重化構成調構成溝装
置では、CPU部に比へP I10部の信頼性が非常に
高い点および異常の影響が基板1枚単位の少ないループ
であることよりP Iloは1重としている。逆にCP
Uは、一般に複数制御ループの制御を行なっており、C
PUのダウンはプラント停止を発生する可能性があるた
め2重化構として信頼性を高めている。
In such a 2 CPU-IP I102 dual configuration configuration groove device, the reliability of the P I10 section is extremely high compared to the CPU section, and the influence of abnormalities is small in the loop per board. is one layer. On the contrary, CP
U generally controls multiple control loops, and C
Since there is a possibility that a PU going down may cause the plant to stop, a redundant system is used to increase reliability.

しかしながら、信頼性が高いP Iloも1重であれば
、万一の不具合時にバックアップがなく、プラント停止
に到らないものの、プラント運転稼動率の低下は避けら
れなかった。
However, if P Ilo, which is highly reliable, had a single layer, there would be no backup in the unlikely event of a failure, and although the plant would not be shut down, a decline in plant operation efficiency was unavoidable.

(発明が解決しようとする課題) 一般に重要な調節制御装置は制御部故障によるプラント
トリップを防止するため制御装置を多重化し制御装置の
信頼性の向上を図っているが、装置コストが高く全ての
システムに適用できないという問題を有する。
(Problems to be Solved by the Invention) In general, important regulation control devices are made multiplexed in order to prevent plant trips due to control unit failures, and the reliability of the control devices is improved. However, the device cost is high and all The problem is that it cannot be applied to the system.

しかしながら前述のように従来の2CPU−1PI10
2重化制御装置では、上記問題は解決するもIPIlo
の不具合により、プラント運転の低下に至る可能性が大
きい。
However, as mentioned above, the conventional 2 CPU-1 PI10
The redundant control device solves the above problem, but the IPIlo
There is a high possibility that a malfunction will lead to a decline in plant operation.

本発明は、コントローラダウン時に、設定器側に出力を
切替えることによりプラントをフェイルセイフ方向に移
行させるとともに、単一アナログ出力基板故障について
は、操作出力をアンサバック入力し8力基板故障の自己
診断に加えアプリケーションソフトの対応を取り基板故
障検出の信頼性を高め、基板故障検出時には操作出力を
、コントローラ出力から設定器側にし操作端をフェイル
セイフ方向を含めた、事前設定値を出力し、プラントへ
の影響を極小化しかつトラブルシューティング、保守の
時間的裕度を増大させ装置コストの問題を稼動率低下の
問題の双方を解決することを目的としている。
The present invention moves the plant to a fail-safe direction by switching the output to the setting device when the controller is down, and in the case of a single analog output board failure, inputs the operation output as an answer back and self-diagnoses the 8-power board failure. In addition, we have taken measures in the application software to improve the reliability of board failure detection, and when a board failure is detected, the operation output is transferred from the controller output to the setting device, and the operation end is outputted with preset values including fail-safe directions. The aim is to minimize the impact on equipment, increase the time margin for troubleshooting and maintenance, and solve both the problem of equipment costs and the problem of reduced availability.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(課題を解決するための手段及び作用)1重化P I1
0部の故障を検出するため、自己診断の他にAOのアン
サバックをAIに入力し監視を行なう。また、AD故障
時に制御ループを安全方向に移行させるためあらかじめ
設定された操作量を出力する手動設定器を持つ。コント
ローラの出力と手動設定器の出力は、出力信号切替器で
選別され調節弁に出力される。出力信号切替器の出力は
通常コントローラ出力側であり、2CPU異常あるいは
、自己診断によるAO,AI基板故障検出時、また先に
述べたA○指令とAOアンサバック信号の偏差大により
手動設定器側の出力となる。手動設定器の設定値は、フ
ェイルセイフ値あるいは、あらかじめ試験等で得た10
0%負荷運転時の操作出力値等の設定としプラントへの
影響を極小化する設定とする。これにより万一のCPU
故障時、P I10故障時においても、トラブルシュー
ティングあるいは保守時間に対する大幅な裕度を得るこ
とができる。
(Means and actions for solving the problem) Single layer P I1
In order to detect a failure in part 0, in addition to self-diagnosis, the AO answerback is input to the AI for monitoring. It also has a manual setting device that outputs a preset manipulated variable to shift the control loop toward safety in the event of an AD failure. The output of the controller and the output of the manual setting device are sorted by an output signal switch and output to the control valve. The output of the output signal switch is normally the controller output side, and when a 2CPU abnormality or a failure of the AO or AI board is detected by self-diagnosis, or when there is a large deviation between the A○ command and the AO answerback signal mentioned above, the output signal is switched to the manual setting device side. The output is The setting value of the manual setting device is a fail-safe value or a value of 10 obtained in advance through tests, etc.
The operating output value, etc. during 0% load operation shall be set to minimize the impact on the plant. This will prevent the CPU from
Even in the event of a failure or failure of the PI 10, significant margin for troubleshooting or maintenance time can be obtained.

(実施例) 本発明による出力バックアップ手段を有する調節装置の
一実施例を第1図に示す。
(Embodiment) An embodiment of a regulating device having an output backup means according to the present invention is shown in FIG.

コントローラ1は、CPU2を2重化したシステムであ
る。複数ループの制御を行なうコントローラ1のCPU
2とP I10ユニット4はシステムバス3で接続され
る。P I10ユニット4の内部には、プロセス量10
およびコントローラ出力アンサバック信号13を入力す
るためのアナログ入力基板(AI)5と、コントローラ
1の制御演算結果であるコントローラ出力信号12を出
力するアナログ出力基板(AO)6と、コントローラ1
の診断結果に基づき出力信号切替器17に切替信号18
を出力するディジタル出力基板(D○)11を収納する
The controller 1 is a system in which the CPU 2 is duplicated. CPU of controller 1 that controls multiple loops
2 and the PI10 unit 4 are connected by a system bus 3. Inside the P I10 unit 4, there is a process amount of 10
and an analog input board (AI) 5 for inputting the controller output answer back signal 13, an analog output board (AO) 6 for outputting the controller output signal 12 which is the control calculation result of the controller 1,
The switching signal 18 is sent to the output signal switching device 17 based on the diagnosis result of
A digital output board (D◯) 11 that outputs is housed.

出力信号切替器17には、コントローラ1及びアナログ
出力基板(AO)6正常時に配管9に設置された調節弁
8に操作量カフとして出力されるコントローラ出力信号
12と、異常時に出力される設定器15の設定信号16
が入力されており、この2信号を切替信号18により選
択し出力する。
The output signal switch 17 has a controller output signal 12 that is output as a manipulated variable cuff to the control valve 8 installed in the piping 9 when the controller 1 and analog output board (AO) 6 are normal, and a setting device that is output when there is an abnormality. 15 setting signals 16
are input, and these two signals are selected and output by the switching signal 18.

また、復旧時にコントローラ出力信号12と設定信号1
6のバランスを確認するため出力偏差指示計14が設置
されている。
Also, at the time of recovery, controller output signal 12 and setting signal 1
An output deviation indicator 14 is installed in order to check the balance of 6.

次に、本実施例の動作を説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.

ディジタル出力基板(Do)1.1をコントローラ1及
びアナログ出力基板(AO)6の正常時にONの動作と
しておく。ONでコントローラ出力信号12が出力され
るものとすれば、コントローラ1異常時には、ディジタ
ル出力基板11がOFFとなるので操作出カフは設定信
号16に切り替わる。
The digital output board (Do) 1.1 is set to ON operation when the controller 1 and analog output board (AO) 6 are normal. Assuming that the controller output signal 12 is output when the controller is ON, when the controller 1 is abnormal, the digital output board 11 is turned OFF and the operation output signal 16 is switched to the setting signal 16.

アナログ出力基板(AO)12の正常診断は基板の自己
診断(OS)及びコントローラ出力信号12のアンサバ
ック信号13をコントローラ1に再入力し、コントロー
ラ1が要求する出力がされているかを判定し基板故障を
検出する。判定の方法としては、アナログ出力基板(A
O)1.2のアナログ部の誤差、アナログ入力基板(A
I)5のアナログ部の誤差およびA/D変換時のビット
落ちの誤差を考慮し、出力許容誤差εを設定する。この
Eをもとに下記により異常を検出する。
Normal diagnosis of the analog output board (AO) 12 is performed by re-inputting the board's self-diagnosis (OS) and the answerback signal 13 of the controller output signal 12 to the controller 1, and determining whether the output required by the controller 1 is being made. Detect failure. As a method of determination, the analog output board (A
O) 1.2 analog part error, analog input board (A
I) Set the output tolerance ε by taking into consideration the error in the analog section of 5 and the error due to bit loss during A/D conversion. Based on this E, an abnormality is detected as follows.

(AO出力値)−(アンサバック値)1≦εまた、設定
器15は、あらかじめ設定を決めておく。設定の方法と
しては、各制御ループのフェイルセイフ方向を設定する
手法、プラント10日運転状態の調節弁8の弁開度に対
応する設定を試運転試験あるいはプラントのパ)−ロー
ル時に確認しておきこれを設定する手法がある。
(AO output value) - (answerback value) 1≦ε Also, the setting device 15 determines the settings in advance. The setting method is to set the fail-safe direction of each control loop, and to check the setting corresponding to the valve opening of control valve 8 in the plant's 10-day operating state during a trial run test or plant patrol. There is a method to set this.

以上説明したとおり、本実施例によれば調節制御装置の
CPU2重故障、AO基板故障に対し、プラントへの影
響を極小化し、トラブルシューティング、復旧作業に対
する時間的な裕度を大幅に向上させることができる。
As explained above, according to this embodiment, the influence on the plant can be minimized in case of a double CPU failure or an AO board failure of the adjustment control device, and the time margin for troubleshooting and restoration work can be greatly improved. I can do it.

第1図の実施例では、P Iloの設置場所を、CPU
と同一場所としても、あるいは、P Iloを中央操作
、室以外の機器設置場所近辺にリモートPI10として
設置しても同様の効果を得ることができる。
In the embodiment shown in FIG. 1, the installation location of P Ilo is
The same effect can be obtained by installing the PIlo at the same location as the remote PI 10, or by installing the PIlo as a remote PI 10 near the equipment installation location other than the central operation room.

また、操作出力の診断を制御が行なわれるCPUで行な
う例を示したが、別置きのCPUあるいは故障診断ロジ
ックによって行なうこともできる。
Further, although an example has been shown in which the diagnosis of the operation output is performed by the CPU that performs the control, it can also be performed by a separate CPU or failure diagnosis logic.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

複数ループを制御する2重化された調節制御装置におけ
る万一の不具合に対し、バックアップロジック回路を設
けることにより、装置故障のプラントへの影響を極小化
するとともに、トラブルシューティング、保守に要する
時間をかせぎ、プラントの安定運転に寄与することがで
きる。
By providing a backup logic circuit in the unlikely event of a malfunction in the redundant regulation control device that controls multiple loops, the impact of equipment failure on the plant can be minimized, and the time required for troubleshooting and maintenance can be reduced. This can contribute to the stable operation of the plant.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の出力バックアップ手段を有する*i制
御装置の一実施例を示すブロック構成図、第2図は従来
の調節制御装置を示すブロック図である。 1・・・コントローラ    2・・・CPU3・・・
システムバス    4・・・P工10ユニット5・・
・アナログ入力基板(AI) 6・・・アナログ出力基板(A O) 7・・・操作出力      8・・・調節弁9・・・
配管        10・・・プロセス量11・・・
ディジタル出力基板(Do)12・・・コントローラ出
力信号 13・・・コントローラ出力アンサバック信号14・・
・出力偏差指示計   15・・・手動設定器16・・
・手動設定信号    17・・・呂カ信号切替器】8
・切替信号 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 第 図 第 図
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the *i control device having output backup means according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a conventional adjustment control device. 1... Controller 2... CPU3...
System bus 4...P engineering 10 units 5...
・Analog input board (AI) 6...Analog output board (AO) 7...Manipulation output 8...Control valve 9...
Piping 10... Process amount 11...
Digital output board (Do) 12... Controller output signal 13... Controller output answer back signal 14...
・Output deviation indicator 15...Manual setting device 16...
・Manual setting signal 17...roka signal switch】8
・Switching Signal Agent Patent Attorney Noriyuki Chika Diagram Diagram

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)プロセス量を入力とし特定のプロセス量を目標値
に制御するコントローラを備える調節制御装置において
、このコントローラからのコントローラ出力と設定器か
らの設定信号を入力とし、コントローラ出力の異常診断
結果に基づく切替信号により前記2出力を切替えて制御
対象機器へ操作出力として出力する出力信号切替器と、
前記コントローラ出力をアンサバック信号として入力す
るアナログ入力基板と、前記切替器に切替信号を出力す
るディジタル出力基板とを備え、コントローラ異常時あ
るいはコントローラにあらかじめ設定器により設定した
フェイルセイフ出力を行なうことを特徴とする調節制御
装置。
(1) In an adjustment control device equipped with a controller that takes a process quantity as input and controls a specific process quantity to a target value, the controller output from this controller and the setting signal from a setting device are input, and the abnormality diagnosis result of the controller output is an output signal switcher that switches the two outputs based on a switching signal based on the switching signal and outputs the switched output as an operation output to the controlled device;
It is equipped with an analog input board that inputs the controller output as an answerback signal, and a digital output board that outputs a switching signal to the switching device, and is capable of performing a fail-safe output set in advance by a setting device to the controller in the event of an abnormality in the controller or to the controller. Features an adjustment control device.
(2)前記設定器をコントローラを除外するバックアッ
プ操作が可能な手動設定器とすることを特徴とする請求
項1記載の調節制御装置。
(2) The adjustment control device according to claim 1, wherein the setting device is a manual setting device capable of performing a backup operation excluding a controller.
(3)前記コントローラ出力と前記設定器出力を入力す
る出力偏差指示計を備えることを特徴とする請求項1記
載の調節制御装置。
(3) The adjustment control device according to claim 1, further comprising an output deviation indicator that inputs the controller output and the setting device output.
JP2226624A 1990-08-30 1990-08-30 Adjustment controller Pending JPH04109303A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105339852A (en) * 2013-06-26 2016-02-17 三菱电机株式会社 Remote unit and remote unit abnormality determining method
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