JPH05241606A - 多重系制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】３系統以上を有する多重系制御装置において、
構成の簡単化、コストの低減化を図り、しかも信頼性を
向上させ得る多重系制御装置を提供する。 【構成】アクチュエータ３と、３つの制御装置６ａ、６
ｂ、６ｃより構成され、制御装置６ａ、６ｂ、６ｃから
の３つの電気信号をそれぞれが他と独立に、アクチュエ
ータ３へ入力し、３つの電気信号の和でアクチュエータ
３を作動させる。 【効果】３つの制御装置から３つの電気信号を１つのア
クチュエータに入力し、３つの電気信号の和でアクチュ
エータを作動させるようにしているので、簡単な構成
で、コストを低減でき、しかも信頼性を向上させること
が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多重系制御装置に係
り、特に火力発電所、原子力発電所のタービン制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、制御システムの高信頼化を図る手
段として、多重系システムが一般に利用されている。

【０００３】例えば、特開昭５５−３０５３３号公報に
は、負荷を駆動するためのアクチュエータを３系統設
け、それぞれのアクチュエータに対してサーボ弁を配設
し、これらのサーボ弁をそれぞれに個別に設けられたサ
ーボアンプを用いて駆動する技術が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
５５−３０５３３号公報記載の構成においては、３系統
以上のアクチュエータを用い、それらにそれぞれ個別に
対応するようにサーボ弁、及びサーボアンプを設け、ア
クチュエータを機械的に連結して負荷を動作させている
ため、構成が複雑化し、また、コストが高くなるという
問題が生ずる。

【０００５】本発明の目的は、上記の問題点を解決し、
構成の簡単化、コストの低減を図り、しかも信頼性を向
上させ得る多重系制御装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の特徴とするところは、制御対象機器と機械的
に連結されたアクチュエータと、該アクチュエータに対
し、電気信号を与える制御手段とを有し、該制御手段か
ら発せられた所定の電気信号に応じて上記アクチュエー
タを作動させ、上記制御対象機器に所定の機械的動作を
行なわせるものにおいて、上記アクチュエータは、それ
ぞれが他と独立な少なくとも３つの電気信号を入力し、
上記制御手段は、それぞれが他と独立に、上記アクチュ
エータに少なくとも３つの上記電気信号を出力する、少
なくとも３つの制御装置を有し、少なくとも３つの上記
制御装置からの電気信号の和で上記アクチュエータを作
動させることにある。

【０００７】

【作用】本発明によれば、少なくとも３つの制御装置か
ら少なくとも３つの電気信号をそれぞれ他と独立に、１
つのアクチュエータに入力し、少なくとも３つの電気信
号の和で１つのアクチュエータを作動させるようにして
いるので、簡単な構成で、コストを低減でき、しかも信
頼性を向上させることが可能となる。

【０００８】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。

【０００９】図１は、タービン発電機の回転数制御を例
とした３重系制御システムの構成図である。

【００１０】図１において、１はボイラ、２は調圧弁、
３は調整弁制御アクチュエータ、４はタービン、５は発
電機、６ａ，６ｂ，６ｃは制御装置，７は発電機出力検
出用トランスである。

【００１１】また、３１ａ〜３１ｃは各制御装置の出力
に対応したアクチュエータ制御コイル、６１ａ〜６１ｃ
は各制御装置の本体、６２ａ〜６２ｃは制御装置内の比
較選択論理回路、６３ａ〜６３ｃは各制御装置自身の制
御電流検出器、６４ａ〜６４ｃ及び６５ａ〜６５ｃは他
系の制御装置の出力電流を検出する電流検出器、６６ａ
〜６６ｃは各制御装置の出力切り替えスイッチ、６７ａ
〜６７ｃは各制御装置の出力切離し時のダミー抵抗器で
ある。この場合、各制御装置６１ａ〜６１ｃの出力は対
応するアクチュエータ制御コイル３１ａ〜３１ｃに電流
を流し、アクチュエータを駆動し、各制御装置内の比較
選択論理回路６２ａ〜６２ｃは自系の制御装置と他系の
制御装置の制御電流を比較し比較した結果によって自系
の対応する切り替えスイッチ６６ａ〜６６ｃを制御する
ものである。

【００１２】以上の構成において制御装置６ａ，６ｂ，
６ｃは、発電機の回転数を、トランス７を介して得られ
る発電機５の周波数より検出し、設定された周波数とな
るようアクチュエータ３を介し調圧弁２を制御し、ター
ビン４への蒸気の圧力を制御することにより周波数を一
定に保つ。

【００１３】ただし、本実施例は他の発電機とは接続さ
れていないが、一般には接続され、同期化現象により、
引き込まれるが、本発明の本質ではないので以下図１の
構成において説明する。

【００１４】以上の構成および制御において、各系制御
装置６ａ，６ｂ，６ｃはそれぞれ回転数を検出して、ア
クチュエータ３の制御コイル３１ａ，３１ｂ，３１ｃに
電流を流し、調圧弁２を制御する。

【００１５】この場合アクチュエータ３はそれぞれの制
御装置の制御量出力である電流の和で動作し、その積分
で調圧弁２が開閉するものと仮定する。

【００１６】今仮に各制御装置６ａ，６ｂ，６ｃが正常
であった場合、各制御装置からの制御量は多少の差はあ
るが図２に示すように許容誤差内で一致し、その和すな
わち約３倍の制御量としてアクチュエータ３を作動させ
る。

【００１７】尚、図２及び図３に示す平均値は、各制御
装置の制御量とアクチュエータを作動させる実際の制御
量である実効制御量との対比を明確にするために実効制
御量の３分の１すなわち各制御量の平均値を示したもの
である。従って、図２及び図３では理想的には目標値と
制御量の平均値の関係は４５度の傾きの線になるもの
で、平均値が目標値とほぼ等しい関係が保たれている状
態では正常な制御が可能なことを示すものである。

【００１８】一方、制御装置の一部たとえば６ｃに故障
が発生した場合、図３に示すように、制御装置６ｃは正
常な場合の平均値からはずれた許容幅を超す異常幅の制
御量を出力する。

【００１９】その結果他の制御装置６ａ，６ｂは目標と
する制御を行うために、６ｃの動きを打ち消すように制
御量を出力し、その結果制御量の平均値（正しくはその
３倍の実効制御量）が意図した制御量である目標値に近
づくように動作する。

【００２０】この時、６ａ，６ｂの制御量は正常であれ
ば許容誤差内（図２、図３に示す許容幅）で一致し、
又、正常、異常が２対１であるので仮に６ｃが制御量の
上下限一杯の異常値を出力しても、６ａ，６ｂが６ｃに
打ち勝って、図３に示す平均値（正しく平均値の３倍）
が実効制御量となり正常な制御が続行される。

【００２１】以上のような状態において、各制御装置内
の比較選択論理回路６２ａ，６２ｂ，６２ｃは、自系
（例えば、６ａ）の制御量と、他系の制御量とを比較
し、自系の制御量のみが許容誤差を越えていた場合、切
替スイッチ６６ｃをオフにして自系の制御出力を切り離
す。

【００２２】一方、他の正常な系（例えば、６ｂと６
ｃ）は互いに許容誤差内であるので、自身の系を正常と
見なし、切り離さず、以後正常な運転が続行される。

【００２３】即ち、自系と他の２系の制御量とを相互に
比較し、自系の制御量が他の２系とも許容誤差内で一致
しなければ自系が異常と判断し、少なくとも他の１系と
自系の制御量が一致していれば自系を含めて当該２系は
正常とみなし自系は正常と判断し、その条件に応じて自
系の切り替えスイッチを正常時オン、異常時オフとする
ものである。

【００２４】この場合、ある系の故障判定に誤りがあっ
た場合には、故障系を切り離せなくなる可能性があるの
で、ある系が他系の異常を発見した場合、その旨を報知
することで操作員等によって切離しを図る。異常の発生
した系自身においても、故障を発見した場合は同様に報
知し、保守を行う。

【００２５】本実施例によれば、３つの制御装置からそ
れぞれ出力された３つの電気信号を１つのアクチュエー
タに入力し、３つの電気信号の和でアクチュエータを作
動させるようにしているので、簡単な構成で、コストを
低減でき、しかも信頼性を向上させることが可能とな
る。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
少なくとも３つの制御装置からそれぞれ出力された少な
くとも３つの電気信号を一のアクチュエータに入力し、
少なくとも３つの電気信号の和でアクチュエータを作動
させるようにしているので、簡単な構成で、コストを低
減でき、しかも信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置全体の構成図（３重系制御装置の
構成とそれによって制御されるタービン発電機との接続
関係を示した図）。

【図２】本発明の制御説明図（正常時の各系の制御量出
力の関係を示した図）。

【図３】本発明の制御説明図（Ｃ系が異常時の各系の制
御量出力の関係を示した図）。

【符号の説明】

１…ボイラ、２…調圧弁、３…調圧弁アクチュエータ、
３１…アクチュエータ制御コイル、４…タービン、５…
発電機、６ａ〜６ｃ…各系の制御装置、６１ａ〜６１ｃ
…各系の制御装置基本部、６２ａ〜６２ｃ…各系の比較
選択論理回路、６３ａ〜６３ｃ，６４ａ〜６４ｃ，６５
ａ〜６５ｃ…制御量電流検出器、６６ａ〜６６ｃ…切り
替えスイッチ、６７ａ〜６７ｃ…ダミー抵抗器、７…ト
ランス。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】制御対象機器と機械的に連結されたアクチ
   ュエータと、 該アクチュエータに対し、それぞれ独立に電気信号を与
   えるすくなくとも３系統の制御手段とを有し、 該制御手段からそれぞれ独立に出力された所定の電気信
   号に応じて上記アクチュエータを作動させ、上記制御対
   象機器に所定の機械的動作を行なわせるものにおいて、 上記制御手段は、それぞれが他系と独立に、上記アクチ
   ュエータに上記電気信号を出力する、制御装置を有し、 少なくとも３つの上記制御装置からそれぞれ出力された
   少なくとも３つの電気信号の和で上記アクチュエータを
   作動させることを特徴とする多重系制御装置。
2. 【請求項２】上記制御手段は、それぞれ独立に出力され
   た個々の上記電気信号を検出し、検出した自系の電気信
   号と他系の電気信号とを相互に比較し、他系の電気信号
   との差が許容値以内か否かを判定し、許容値以内であれ
   ばすべての電気信号を有効とし、自系の電気信号のみが
   許容値を超えていれば自系の電気信号を無効として切り
   離すための判定切離し手段を含むことを特徴とする請求
   項第１項記載の多重系制御装置。
3. 【請求項３】上記判定切離し手段は、すくなくとも１つ
   の系が許容値を超えたことを報知する手段を含むことを
   特徴とする請求項第２項記載の多重系制御装置。