JPH05108103A - 多重化制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ３重化制御装置で２重故障が発生した場合に
も下流側制御装置に正常な制御信号出力されるようにす
る。 【構成】 Ａ系制御装置１の出力信号、Ｂ系制御装置の
出力信号およびＣ系制御装置の出力信号はそれぞれＡ系
信号異常除外切替接点４、Ｂ系信号異常除外切替接点５
およびＣ系信号異常除外切替接点６を介して中間値選択
器10に入力される。また、判定切替器12にはＡ系制御装
置１、Ｂ系制御装置およびＣ系制御装置からの出力信号
が入力され、所定の演算が実行され、それらの信号が正
常であるか、正常でないかの判定が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は信号系を多重化して信頼
性を高めた、たとえばタービン制御装置等に使用される
多重化制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力・火力発電プラントのタービン制
御装置あるいは給水制御装置は発電プラントの中枢とな
る制御を受け持ち、これらの故障は発電プラントの運転
継続を不可能にする。

【０００３】特に原子力発電プラントの停止は電力系統
に大きな外乱を与えるだけでなく、社会的にも大きな影
響を及ぼすため主要な制御装置には特に高い信頼性が要
求される。この要求に応えるため、最新の発電プラント
の制御装置には多重化した構成が用いられる。図３は従
来の多重化された制御装置を示している。これは信頼性
および経済性を両立させた３重化制御装置の例である。

【０００４】３重化制御装置から下流側制御装置または
アクチュータに送る信号を選択する方法としては、３重
化の制御装置に優先順序をつけ、故障信号により順次切
替る方法も考えられるが、図３は中間値選択方式であ
り、Ａ系制御装置１、Ｂ系制御装置２、Ｃ系制御装置３
が中間値選択器10に入力され、ここで下流側制御装置11
に送る中間値信号が選択される。すなわち、Ａ系制御装
置出力信号＞Ｂ系制御装置出力信号＞Ｃ系制御装置出力
信号の場合、Ｂ系制御装置出力信号が下流側制御装置11
に出力される。さらに、Ａ系制御装置出力信号がダウン
スケールした場合にはＢ系制御装置出力信号＞Ｃ系制御
出力装置出力信号＞Ａ系制御装置出力信号となり、下流
側制御装置11への出力信号はＣ系制御装置出力信号に切
替るが、これも正常である下流側制御装置11は正常な制
御を継続することが可能である。他の信号がダウンスケ
ールあるいはアップスケールした場合も同様に正常な信
号が下流側制御装置11に出力される。

【０００５】ところが、Ａ系制御装置１の出力信号とＢ
系制御装置２の出力信号の両方が共にダウンスケールま
たはアップスケールした場合出力信号としてダウンスケ
ールまたはアップスケールの信号が選択されるため下流
側制御装置11は正常な制御信号を出力することが不可能
になる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３に
示す中間値選択方式では前述したように３重化制御装置
に２重故障が発生した場合には下流側制御装置に対して
異常な信号が出力され、下流側制御装置に正常な制御信
号が出力されない虞れがある。一般の制御装置はこうし
た２重故障が発生することを考える必要はないが、原子
力発電プラントのように高い信頼性を要求されるシステ
ムの場合このような２重故障が発生することにも注意を
払い信頼性が損なわれないように配慮することを求めら
れる。

【０００７】本発明の目的は多重化制御装置で２重故障
が発生した場合にも下流側制御装置に正常な制御信号を
出力することができる多重化制御装置を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明では各制御装置の
出力信号は、通常、中間値選択回路により中間値を選択
する一方、各制御装置の出力系統に信号異常除外切替接
点および信号異常他信号入力切替接点を設け、異常な信
号が制御装置より出力された場合にその信号を除外し、
他の正常な信号が中間値選択回路に入力されることによ
り中間値としては、正常な信号が選択されるように構成
する。

【０００９】

【作用】前記手段により各制御装置の出力信号は１台目
故障と２台目故障において、各々正常な信号に切替えら
れるため、下流側制御装置には正常な制御信号が出力さ
れることになる。

【００１０】

【実施例】図１に本発明に係る多重化制御装置の一実施
例を、また図２には本発明で追加される信号切替制御器
12の機能ブロックを示している。

【００１１】図１において、Ａ系制御装置１の出力信号
はＡ系信号異常除外切替接点４を介し、中間値選択器10
に入力される。Ｂ系制御装置２とＣ系制御装置３の出力
信号も同様に切替接点５、６を介して中間値選択器10に
入力される。中間値選択器10では、各信号の中間値が選
択され、下流側制御装置11に出力される。

【００１２】また、Ａ系制御装置１、Ｂ系制御装置２、
Ｃ系制御装置３からはそれぞれ出力信号が判定切替制御
器12に入力され、各制御装置１、２、３の出力信号が正
常であるか、正常でないかの判定が行われ、判定結果が
各切替接点として出力される。

【００１３】Ａ系制御装置１の出力信号が正常でなくな
った場合は判定切替制御器12より出力されるＡ系信号異
常切替信号13によりＡ系信号異常除外切替接点４が開
き、Ａ系制御装置１の出力信号が除外されるとともに、
Ａ系信号異常Ｃ系信号入力切替接点７が閉じて正常なＣ
系制御装置３の出力信号が中間値選択器10に入力され
る。Ｂ系制御装置２の出力信号が正常でなくなった場合
も同様にＢ系信号異常切替信号14によりＢ系信号異常除
外切替接点５が開き、Ｂ系制御装置２の出力信号が除外
され、Ｂ系信号異常Ａ系信号入力切替接点８が閉じて正
常なＡ系制御装置１の出力信号が中間値選択器10に入力
される。Ｃ系制御装置３の出力信号が正常でなくなった
場合も同様にＣ系信号異常切替信号15によりＣ系信号異
常除外切替接点６が開き、Ｃ系制御装置３の出力信号が
除外され、Ｃ系信号異常Ｂ系信号入力切替接点９が閉じ
て正常なＢ系制御装置２の出力信号が中間値選択器10に
入力され、各信号の中間値が選択されて下流側制御装置
11に出力される。

【００１４】また、Ａ系制御装置１の出力信号が正常で
なくなり、Ａ系信号異常切替信号13によりＡ系信号異常
除外切替接点４が開き、Ａ系制御装置１の出力信号が除
外されるとともに、Ａ系信号異常Ｃ系信号入力切替接点
７が閉じて正常なＣ系制御装置３の出力信号が中間値選
択器10に入力されている時にＢ系制御装置２の出力信号
も正常でなくなった場合は、Ｂ系信号異常切替信号14に
よりＢ系信号異常除外切替接点５が開き、Ｂ系制御装置
２の出力信号が除外されるとともに、Ｂ系信号異常Ａ系
信号入力切替接点８が閉じて、Ｂ系信号異常Ａ系信号入
力切替接点８を介してＡ系に入力され、下流側制御装置
11に出力される。同様にＡ系制御装置１出力信号および
Ｃ系制御装置３の出力信号が正常でなくなった場合も残
りの正常なＢ系制御装置２の出力信号が中間値選択器10
に入力され、Ｂ系制御装置２出力信号およびＣ系制御装
置３の出力信号が正常でなくなった場合も残りの正常な
Ａ系制御装置１の出力信号が中間値選択器10に入力され
るため、２台の制御装置の故障においても残りの正常な
制御装置の出力信号に切替えられ、下流側制御装置には
正常な信号が出力される。

【００１５】なお、判定切替制御器12では入力された各
系信号を用い図２に示された演算が行われる。例えば、
Ａ、Ｂ、Ｃ系のすべての信号が正常である時、Ａ系制御
装置１の出力信号が正常でなくなると、中間値選択器10
出力信号と、Ａ系制御装置１の出力信号との間に偏差が
発生するため加算器17で加算演算が行われて結果が絶対
値演算器20に出力される。絶対値演算器20は入力される
信号がＡ系制御装置１の出力信号に対して中間値選択器
10出力信号が正の値である場合と、負の値である場合が
想定されるため、その絶対値だけを演算し積分器23に出
力する。積分器23は入力される信号を積分演算し、比較
器26に出力する。比較器26は予め設定した偏差設定と比
較し、設定値以上の入力信号値である場合に遅延動作タ
イマー29にＡ系信号異常接点を出力し、遅延動作タイマ
ー29は予め設定した時間以上Ａ系信号異常接点が継続し
た場合にＡ系信号異常切替信号13が検出されて保持され
る。Ｂ系制御装置２の出力信号が正常でなくなった場合
およびＣ系制御装置３の出力信号が正常でなくなった場
合も同様の演算によりＢ系信号異常切替信号14およびＣ
系信号異常切替信号15が検出されて保持される。保持さ
れた信号異常切替信号は制御装置が正常に復帰後手動ま
たは自動によりリセットされる。

【００１６】かくして、通常は３重化された各制御装置
の中間値が下流側制御装置に出力されるが、制御装置の
１つに異常が発生した場合その信号は除外されるため、
中間値選択器10では残りの正常な２つの信号に基いて１
つを選択し、さらに１つに異常が発生した場合その異常
が発生した系の信号も除外されるため、中間値選択器10
では残った正常な信号が選択され下流側制御装置に対し
て出力され、正常な制御を継続することが可能になる。

【００１７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
おいては、各制御装置の出力信号を入力して正常あるい
は異常であるかの判定を行い、故障が発生した制御装置
の出力信号を除外し、他の故障していない制御装置の出
力信号を下流側制御装置に対して出力する装置を設けて
いるので、中間値としては正常な信号が選択され、安定
な制御を継続することができる。したがって、本発明に
よれば、高い信頼性を有する多重化制御装置にさらに高
いレベルの信頼性を持たせることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による多重化制御装置の一実施例を示す
構成図。

【図２】本発明による判定切替装置の一実施例を示すブ
ロック図。

【図３】従来の多重化制御装置の一例を示す構成図。

【符号の説明】

１…Ａ系制御装置 ２…Ｂ系制御装置 ３…Ｃ系制御装置 10…中間値選択器 12…判定切替制御器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 独立した信号系を構成する少なくとも３
   つの制御装置と、これらの制御装置から与えられる信号
   のうち、中間値を選択して出力する信号選択器とを備え
   てなる多重化制御装置において、前記各制御装置の出力
   信号を入力して正常あるいは異常であるかの判定を行
   い、故障が発生した該制御装置の出力信号を除外し、他
   の故障していない該制御装置の出力信号を下流側制御装
   置に対して出力する装置を具備することを特徴とする多
   重化制御装置。
2. 【請求項２】 前記各制御装置の出力信号と前記信号選
   択器の出力信号との間で所定の演算を実行し、該制御装
   置の故障を判定する装置を具備することを特徴とする請
   求項１記載の多重化制御装置。