JPH0535441B2 - - Google Patents

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JPH0535441B2
JPH0535441B2 JP59143259A JP14325984A JPH0535441B2 JP H0535441 B2 JPH0535441 B2 JP H0535441B2 JP 59143259 A JP59143259 A JP 59143259A JP 14325984 A JP14325984 A JP 14325984A JP H0535441 B2 JPH0535441 B2 JP H0535441B2
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JP
Japan
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control
logic
output
deviation
signal
Prior art date
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Application number
JP59143259A
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Japanese (ja)
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JPS6123204A (en
Inventor
Kazuo Asami
Yoichi Yoshida
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6123204A publication Critical patent/JPS6123204A/en
Publication of JPH0535441B2 publication Critical patent/JPH0535441B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B9/00Safety arrangements
    • G05B9/02Safety arrangements electric
    • G05B9/03Safety arrangements electric with multiple-channel loop, i.e. redundant control systems

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Safety Devices In Control Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は2重化構成の制御装置に係り、特に、
信頼性を高めるのに好適な2重化制御装置に関す
る。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a control device with a duplex configuration, and in particular,
The present invention relates to a duplex control device suitable for increasing reliability.

[従来の技術] 第6図は、従来の2重化制御装置の構成図であ
る。図示しない上位制御系等からの指令信号(目
標値)3がこの2重化制御装置1に与えられる
と、この指令信号3は、2重化された制御演算部
11a,11bに入力される。各制御演算部11
a,11bには、制御対象2からのフイードバツ
ク信号4も戻される。各制御演算部11a,11
bは、夫々、目標値3とフイードバツク信号4と
の偏差を求める減算器と、各偏差信号12a,1
2bを零にする制御信号14a,14bを演算し
て求め出力する制御演算機能13a,13bとを
備える。信号選択部21は、選択ロジツク部2
2、制御信号14a,14b対応の信号選択リレ
ー接点4a,24bを備え、制御信号14a,1
4bの一方が選択ロジツク部22より選択され、
最終的な制御信号16として制御対象2に与えら
れる。
[Prior Art] FIG. 6 is a block diagram of a conventional duplex control device. When a command signal (target value) 3 from an unillustrated host control system or the like is given to the duplex control device 1, this command signal 3 is input to the duplex control calculation units 11a and 11b. Each control calculation unit 11
The feedback signal 4 from the controlled object 2 is also returned to a and 11b. Each control calculation unit 11a, 11
b is a subtracter for calculating the deviation between the target value 3 and the feedback signal 4, and each deviation signal 12a, 1
The control calculation function 13a, 13b is provided to calculate and output control signals 14a, 14b that make 2b zero. The signal selection section 21 includes a selection logic section 2
2. Equipped with signal selection relay contacts 4a, 24b corresponding to control signals 14a, 14b,
4b is selected by the selection logic section 22,
It is given to the controlled object 2 as the final control signal 16.

選択ロジツク部22における選択の方法につい
ては従来から種々の方法があるが、大きく分ける
と次の2種類に分類される。
There have been various methods of selection in the selection logic section 22, but they can be broadly classified into the following two types.

(1) 2つの制御信号14a,14bのうちからシ
ステム的にフエイルセイフ方向のものを選択す
る。具体的には、高値または低値の制御信号を
選択する。
(1) Systematically select one of the two control signals 14a and 14b in a fail-safe direction. Specifically, a high value or low value control signal is selected.

(2) 制御演算部11a,11bが夫々異常の自己
診断を行い、少なくとも異常の発見された側の
制御演算部が出力する制御信号は選択しないよ
うにする。
(2) Each of the control calculation units 11a and 11b performs a self-diagnosis of an abnormality, and at least the control signal output by the control calculation unit on the side where the abnormality has been detected is not selected.

前者は、システム的にはフエイルセイフ動作と
なるが、システムによつては、必ずしもフエイル
セイフ方向が定まつていないものがある。また、
あまりにフエイルセイフ性にこだわると、制御系
としての稼働率を減少させることになり、その適
用が極めて限定されるという問題がある。
The former is a fail-safe operation from a system perspective, but depending on the system, the fail-safe direction is not necessarily determined. Also,
If too much emphasis is placed on fail-safety, the operating rate of the control system will be reduced, and there is a problem in that its application will be extremely limited.

後者は、制御演算部に計算機を使用すること
で、特別にハードウエアを追加しなくても異常診
断能力の強化を図ることができるため、最近多く
使われるようになつてきている。第7図aはその
ロジツクの一例を示す論理回路図であり、第7図
bは、論理回路の記号説明図である。
The latter has been increasingly used recently because by using a computer in the control calculation section, it is possible to strengthen the abnormality diagnosis ability without adding any special hardware. FIG. 7a is a logic circuit diagram showing an example of the logic, and FIG. 7b is a symbolic explanatory diagram of the logic circuit.

第7図aにおいて、制御演算部11a(A系)
の自己診断機能は、自己診断結果15aを信号選
択部21の選択ロジツク部22に入力する。ま
た、制御演算部11b(B系)の自己診断機能も、
自己診断結果15bを選択ロジツク部22に入力
する。
In FIG. 7a, the control calculation unit 11a (A system)
The self-diagnosis function inputs the self-diagnosis result 15a to the selection logic section 22 of the signal selection section 21. In addition, the self-diagnosis function of the control calculation unit 11b (B system) also
The self-diagnosis result 15b is input to the selection logic section 22.

選択ロジツク部22は、ANDロジツク50a,
50b,51a,51b,52と、ORロジツク
53a,53bと、NOTロジツク54,55,
56,57を備える。そして、自己診断結果15
a,15bは、正常のとき“1”となり、異常の
とき“0”となる。また、A系手動、B系手動が
選択されると“1”が出力され、ANDロジツク
51a,51bの出力が“1”となるとA系(B
系)選択指令が出力されてリレー接点24a,2
4bがオン状態となる。
The selection logic unit 22 includes AND logic 50a,
50b, 51a, 51b, 52, OR logic 53a, 53b, NOT logic 54, 55,
56 and 57. And self-diagnosis result 15
a and 15b are "1" when normal, and "0" when abnormal. Furthermore, when A-system manual and B-system manual are selected, "1" is output, and when the outputs of AND logic 51a and 51b become "1", A-system (B-system manual) is output.
system) selection command is output and relay contacts 24a, 2
4b is turned on.

(1) この論理回路において、A系、B系とも正常
判定のとき、A系が自動的に選択され、A系選
択指令23aにより、リレー接点24aがオン
状態となる。このとき、B系信号選択リレー接
点24bはオフ状態のままである。ここで、何
らかの理由によりB系制御に切り替えたい場合
には、B系手動選択スイツチをオンする。これ
により、B系手動選択の出力が“1”となり、
信号15bが“1”のためANDロジツク50
bの出力が“1”となる。このため、NOTロ
ジツク54の出力が“0”となつてANDロジ
ツク51aの出力は“0”となり、A系選択指
令は出力されず、接点24aはオフ状態とな
る。一方、A系手動選択は“0”であるため
ANDロジツク50aは“0”を出力し、NOT
ロジツク57の出力は“1”である。また、自
己診断結果15bは正常を示す“1”であるた
め、B系手動選択が“1”になつたときにOR
ロジツク53bが“1”を出力し、ANDロジ
ツク51bの出力は“1”となる。これによ
り、B系選択指令が出力され、接点24bがオ
ン状態となる。再度、A系制御に切り替えたい
場合には、A系手動選択スイツチをオンするこ
とで、上記と同様のロジツクにて、接点24a
がオン、接点24bがオフとなる。
(1) In this logic circuit, when both the A system and the B system are determined to be normal, the A system is automatically selected, and the A system selection command 23a turns on the relay contact 24a. At this time, the B-system signal selection relay contact 24b remains in the off state. Here, if for some reason it is desired to switch to B-system control, turn on the B-system manual selection switch. As a result, the output of the B system manual selection becomes “1”,
AND logic 50 because signal 15b is “1”
The output of b becomes "1". Therefore, the output of the NOT logic 54 becomes "0", the output of the AND logic 51a becomes "0", the A system selection command is not output, and the contact 24a is turned off. On the other hand, since the manual selection of A system is “0”
AND logic 50a outputs “0” and NOT
The output of logic 57 is "1". Also, since the self-diagnosis result 15b is "1" indicating normal, when the B system manual selection becomes "1", the OR
Logic 53b outputs "1", and AND logic 51b outputs "1". As a result, the B system selection command is output, and the contact 24b is turned on. If you want to switch to A system control again, turn on the A system manual selection switch and use the same logic as above to switch to contact 24a.
is turned on, and contact 24b is turned off.

(2) A系が選択されて制御を行い、B系が待機し
ているときに、A系に異常が検出されたとす
る。自己診断結果15aが“0”となるため、
ANDロジツク51aの出力が“0”となり、
A系選択指令は出力されず、接点24aはオフ
となる。一方、ANDロジツク50aの出力は
“0”であるためNOTロジツク57の出力は
“1”であり、B系の自己診断結果15bは
“1”である。ここで、A系に異常が生じると
NOTロジツク56の出力が“1”となつてOR
ロジツク53bの出力が“1”となり、AND
ロジツク51bの出力は“1”になる。このた
め、B系が選択され、接点24bがオンとな
る。
(2) Suppose that an abnormality is detected in the A system while the A system is selected and controlled and the B system is on standby. Since the self-diagnosis result 15a is “0”,
The output of AND logic 51a becomes "0",
The A system selection command is not output, and the contact 24a is turned off. On the other hand, since the output of the AND logic 50a is "0", the output of the NOT logic 57 is "1", and the self-diagnosis result 15b of the B system is "1". Here, if an abnormality occurs in the A system,
The output of NOT logic 56 becomes “1” and OR
The output of logic 53b becomes “1” and AND
The output of logic 51b becomes "1". Therefore, the B system is selected and the contact 24b is turned on.

(3) B系が選択されて制御を行い、A系が待機し
ているときに、B系に異常が検出された場合に
は、上記の(2)と同様に動作し、接点24aがオ
ンとなり、接点24bがオフとなる。
(3) If an abnormality is detected in the B system while the B system is selected and controlled and the A system is on standby, the operation is the same as in (2) above, and the contact 24a is turned on. Therefore, the contact 24b is turned off.

(4) 一方の系が選択されて制御を行い、他系が待
機しているときに、待機系に異常が生じた場合
には、制御そのものの変更はない。
(4) If an abnormality occurs in the standby system while one system is selected to perform control and the other system is on standby, the control itself will not change.

(5) A、B両系が共に異常になつた場合には、
ANDロジツク52の出力が“1”となつて、
操作端ロツクなどのフエイルアズイズ動作また
はフエイルセイフ動作をとらせることが多い。
(5) If both systems A and B become abnormal,
The output of AND logic 52 becomes "1",
Fail-as-ize or fail-safe actions such as locking the operating end are often performed.

(6) 上述した制御に加え、異常検出時に警報を出
力することが、現実的によくとられる。
(6) In addition to the above-mentioned control, it is often practical to output an alarm when an abnormality is detected.

[発明が解決しようとする課題] 上述した従来技術におけるロジツクは、現実的
に極めて有効であり、1重系に比べて、相当な高
信頼化が期待できるものの、次の様な3つの問題
がある。
[Problems to be solved by the invention] Although the logic in the prior art described above is extremely effective in practice and can be expected to be considerably more reliable than a single-layer system, it has the following three problems. be.

(1) 基本的な動作としては、1重系にバツクアツ
プ系を用意して2重系としたものにすぎず、出
力信号そのものの信頼度は、1重系と等価にす
ぎない。
(1) In terms of basic operation, the system is simply a dual system by providing a backup system in addition to a single system, and the reliability of the output signal itself is equivalent to that of the single system.

(2) 異常検出能力の大小により、そのシステム信
頼度(稼働率)が大きく変わる。
(2) System reliability (operation rate) varies greatly depending on the level of anomaly detection ability.

(3) A系、B系の演算結果が不一致となつても、
自己診断機能が異常を検出できない場合には、
どちらが正しいデータなのか確定することがで
きず、したがつて最悪の場合には異常制御を許
容してしまう場合がある。
(3) Even if the calculation results of system A and system B do not match,
If the self-diagnosis function cannot detect any abnormality,
It is not possible to determine which data is correct, and therefore, in the worst case, abnormal control may be allowed.

そこで、一般には、この種の超高信頼度が要求
されるシステムでは、多数決判定の可能な3重化
システムが適用されている。しかし、3重化シス
テムはハードウエア量が膨大となり、また、価格
もそれに伴つて上昇するため、その適用範囲もあ
る程度限定せざるを得ず、全ての制御装置を3重
化システムとすることはできない。
Therefore, in a system that requires this type of ultra-high reliability, a triple system capable of majority decision making is generally applied. However, since a triplex system requires a huge amount of hardware and the price increases accordingly, its scope of application must be limited to some extent, and it is not possible to use a triplex system for all control devices. Can not.

本発明の目的は、2重化システムでの信頼性を
3重化システムでの信頼性並に高めることのでき
る制御装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a control device that can improve the reliability of a duplex system to the same level as that of a triplex system.

[課題を解決するための手段] 上記目的は、目標値と制御対象からのフイード
バツク信号との偏差を入力とし該偏差を減少させ
る制御信号を出力する制御演算手段を2つ備え、
一方を制御側、他方を待機側として制御側の制御
演算手段の出力信号を前記制御対象に与え、制御
側に異常が生じたとき待機側の制御演算手段を制
御側に切り替る2重化制御装置において、両制御
演算手段の出力信号間の偏差を検出する第1手段
と、前記フイードバツク信号と前記目標値との偏
差を検出する第2手段と、前記第1手段が許容値
を越える偏差を検出した場合に前記第2手段の検
出偏差が許容値以内のときは待機側の制御演算手
段に異常が発生したと判定する第3手段とを設け
ることで、達成される。
[Means for Solving the Problems] The above object includes two control calculation means that input a deviation between a target value and a feedback signal from a controlled object and output a control signal that reduces the deviation,
Duplex control in which one side is the control side and the other is the standby side, and the output signal of the control calculation means on the control side is given to the controlled object, and when an abnormality occurs on the control side, the control calculation means on the standby side is switched to the control side. In the apparatus, the first means detects a deviation between the output signals of both control calculation means, the second means detects a deviation between the feedback signal and the target value, and the first means detects a deviation exceeding a tolerance value. This is achieved by providing a third means that determines that an abnormality has occurred in the standby side control calculation means when the detected deviation of the second means is within an allowable value.

[作用] 制御側の制御演算手段または待機側の制御演算
手段のどちらかに異常が発生した場合には、両者
の演算結果間の偏差が大になることで検出でき
る。しかし、これだけでは、制御側、待機側のど
ちらで異常が発生したかまでは分からない。そこ
で、異常の発生したとき、フイードバツク信号と
目標値との偏差でどちらに異常が発生したかを判
定する。もし、制御側に異常が発生した場合に
は、フイードバツク信号が異常となるので目標値
との偏差が大となり、待機側に異常が発生した場
合には、正常な制御演算手段の演算結果が与えら
れる制御対象からのフイードバツク信号は目標値
に追随して変化しているため偏差は小さい。従つ
て、フイードバツク信号と目標値との偏差の程度
により、制御側、待機側のどちらに異常が発生し
たかを判定することが可能となる。
[Operation] If an abnormality occurs in either the control calculation means on the control side or the control calculation means on the standby side, it can be detected by the fact that the deviation between the calculation results of both becomes large. However, this alone does not tell whether the abnormality has occurred on the control side or the standby side. Therefore, when an abnormality occurs, the difference between the feedback signal and the target value is used to determine in which direction the abnormality has occurred. If an abnormality occurs on the control side, the feedback signal will become abnormal and the deviation from the target value will become large, and if an abnormality occurs on the standby side, the calculation result of the normal control calculation means will not be given. Since the feedback signal from the controlled object changes in accordance with the target value, the deviation is small. Therefore, depending on the degree of deviation between the feedback signal and the target value, it is possible to determine whether an abnormality has occurred on the control side or the standby side.

[実施例] 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、本発明の第1実施例に係る2重化制
御装置の構成図である。本実施例の2重化制御装
置は、第6図に示す従来の制御装置に、異常判定
部31を設けている。この異常判定部31は、2
つの偏差モニタ32,36を備える。
FIG. 1 is a configuration diagram of a duplex control device according to a first embodiment of the present invention. The redundant control device of this embodiment has an abnormality determination section 31 added to the conventional control device shown in FIG. This abnormality determination section 31 includes two
Two deviation monitors 32 and 36 are provided.

偏差モニタ32は、制御演算部11a,11b
の演算結果14a,14bを常時監視し、両結果
14a,14bの間に予め設定された第1許容値
を越える偏差が発生している否かを判定し、第1
許容値を越える偏差が発生している場合には、例
えば“1”信号を出力し、第1許容値以内の場合
には“0”信号を出力する。
The deviation monitor 32 includes control calculation units 11a and 11b.
The calculation results 14a and 14b are constantly monitored, and it is determined whether or not a deviation exceeding a preset first tolerance value has occurred between the results 14a and 14b.
If the deviation exceeds the tolerance value, a "1" signal is output, for example, and if it is within the first tolerance value, a "0" signal is output.

偏差モニタ36は、制御対象2からのフイード
バツク信号4と、簡易モデル34に目標値3を通
すことで得られるフイードバツク推定値35との
偏差を常時監視し、該偏差が第2許容値を越える
か否かを判定する。そして、第2許容値を越える
場合には、例えば“1”信号を出力し、第2許容
値以内の場合には“0”信号を出力する。
The deviation monitor 36 constantly monitors the deviation between the feedback signal 4 from the controlled object 2 and the estimated feedback value 35 obtained by passing the target value 3 through the simple model 34, and determines whether the deviation exceeds a second tolerance value. Determine whether or not. If the second tolerance is exceeded, a "1" signal is output, for example, and if it is within the second tolerance, a "0" signal is output.

簡易モデルは、制御系および/または制御対象
を模擬するモデルであるが、本実施例で用いる簡
易モデル34は、単に、無駄時間要素と1次また
は2次遅れ要素の組み合わせで構成される。尚、
簡易モデル34は、1次遅れ要素のみでもよく、
また、システムによつてはこれを削除することも
可能である。
The simple model is a model that simulates a control system and/or a controlled object, but the simple model 34 used in this embodiment is simply composed of a combination of dead time elements and first-order or second-order delay elements. still,
The simple model 34 may include only the first-order lag element,
Also, depending on the system, it may be possible to delete this.

異常判定部31は、更に、タイムデイレイピツ
クアツプ要素(限時要素、以下、TDPUと略
す。)33,37を備える。TDPU33は、偏差
モニタ32の出力を受け、モニタ32の出力
“1”が規定時間以上継続したとき“1”を出力
し、それ以外のとき“0”を出力する。TDPU
37は、偏差モニタ36の出力を受け、モニタ3
6の出力“1”が規定時間以上継続したとき
“1”を出力し、それ以外のとき“0”を出力す
る。
The abnormality determination unit 31 further includes time delay pickup elements (hereinafter abbreviated as TDPU) 33 and 37. The TDPU 33 receives the output of the deviation monitor 32, and outputs "1" when the output "1" of the monitor 32 continues for a specified time or more, and outputs "0" otherwise. TDPU
37 receives the output of the deviation monitor 36 and outputs the output from the monitor 3
When the output "1" of 6 continues for a specified time or more, it outputs "1", and otherwise outputs "0".

異常判定部31は、TDPU33,36の両出
力信号のAND条件をとり制御側制御演算部(1
aまたは11b)の異常の有無を示す信号38を
出力するANDロジツクと、TDPU33の出力信
号及びTDPU37の出力の否定信号のAND条件
をとり待機側制御演算部(11aまたは11b)
の異常の有無を示す信号39を出力するANDロ
ジツクとを備える。
The abnormality determination unit 31 takes the AND condition of both output signals of the TDPUs 33 and 36, and outputs the control side control calculation unit (1
a or 11b) which outputs a signal 38 indicating the presence or absence of an abnormality, and a standby side control calculation unit (11a or 11b) which takes an AND condition of the output signal of the TDPU 33 and the negation signal of the output of the TDPU 37.
AND logic that outputs a signal 39 indicating the presence or absence of an abnormality.

この第1図の2重化制御装置で、例えば、今、
制御演算部11aが制御側、制御演算部11bが
待機側であるとする。そして、制御側に異常が発
生したと仮定すると、制御演算部11aの計算結
果14aと制御演算部11bの計算結果14bが
異なり、両者の結果間の偏差が許容値を越えるこ
とになる。このため、偏差モニタ32が“1”を
出力し、TDPU33が“1”を出力する。もし、
ノイズにて偏差モニタ33が“1”を出力した場
合には、それは規定時間以上継続することは希な
ため、TDPU33の出力は“0”のままとなる。
つまり、TDPU33はノイズ等による誤検出を
回避する働きをする。尚、規定時間として0秒を
設定することもできる。
With this redundant control device shown in FIG. 1, for example, now,
It is assumed that the control calculation section 11a is on the control side and the control calculation section 11b is on the standby side. If it is assumed that an abnormality has occurred on the control side, the calculation result 14a of the control calculation section 11a and the calculation result 14b of the control calculation section 11b will be different, and the deviation between the two results will exceed the allowable value. Therefore, the deviation monitor 32 outputs "1" and the TDPU 33 outputs "1". if,
When the deviation monitor 33 outputs "1" due to noise, the output of the TDPU 33 remains "0" because it is rare that the error continues for more than a specified time.
In other words, the TDPU 33 functions to avoid false detection due to noise or the like. Note that 0 seconds can also be set as the specified time.

今の場合は、制御側の制御演算部11aに異常
が発生したと仮定しているので、異常な計算結果
14aが制御対象2に与えられ、このため、フイ
ードバツク信号4の値も、目標値3とかけ離れた
値となる。このため、偏差モニタ36は両者の許
容値以上の偏差を検出して“1”を出力し、
TDPU37も“1”を出力する。この結果、制
御側異常を示す信号38は“1”(異常を示す。)
となり、待機側異常を示す信号39は“0”(正
常を示す。)のままとなる。これらの信号38,
39により、信号選択部21を制御し、接点24
aを解放して接点24bを閉じることで、待機側
制御演算部11bを制御側に切り替えることがで
きる。
In this case, it is assumed that an abnormality has occurred in the control calculation unit 11a on the control side, so the abnormal calculation result 14a is given to the controlled object 2, and therefore the value of the feedback signal 4 also changes to the target value 3. The value is far different from that. Therefore, the deviation monitor 36 detects a deviation greater than the allowable value between the two and outputs "1".
TDPU37 also outputs "1". As a result, the signal 38 indicating an abnormality on the control side is "1" (indicating an abnormality).
Therefore, the signal 39 indicating an abnormality on the standby side remains at "0" (indicating normality). These signals 38,
39 controls the signal selection section 21, and the contact 24
By releasing the contact 24b and closing the contact 24b, the standby-side control calculation unit 11b can be switched to the control side.

今、仮に、制御側制御演算部11aが正常で、
待機側制御演算部11bに異常が発生したとす
る。この場合にも、偏差モニタ32がこれを検知
して“1”を出力し、TDPU33も“1”を出
力する。一方、制御対象2には正常な制御側の制
御演算部11aの出力14aが与えられているた
め、そのフイードバツク信号4は目標値3にある
関係を追従しており、両者の偏差は許容値以内と
なつている。このため、偏差モニタ36つまり
TDPU37の出力は“0”となる。この結果、
制御側異常を示す信号38は“0”(正常を示
す。)となり、待機側異常を示す信号39は“1”
(異常を示す。)となる。
Now, suppose that the control side control calculation unit 11a is normal,
Assume that an abnormality occurs in the standby-side control calculation unit 11b. In this case as well, the deviation monitor 32 detects this and outputs "1", and the TDPU 33 also outputs "1". On the other hand, since the output 14a of the normal control-side control calculation unit 11a is given to the controlled object 2, its feedback signal 4 follows the relationship with the target value 3, and the deviation between the two is within the allowable value. It is becoming. For this reason, the deviation monitor 36
The output of the TDPU37 becomes "0". As a result,
The signal 38 indicating an abnormality on the control side becomes “0” (indicating normality), and the signal 39 indicating an abnormality on the standby side becomes “1”.
(Indicating an abnormality.)

この様に、2つの偏差(制御演算部の計算結果
の偏差、及び、フイードバツク信号と目標値との
偏差)を用いて最終判定を下すので、異常の確実
な検出が可能となる。尚、この方式による異常検
出を採用すると、偏差モニタ32,36、
TDPU33,37、簡易モデル34は、それほ
ど詳細な試験や解析を必要としないで構成するこ
とが可能となり、実用上の大きな長所となる。例
えば、2つの制御演算部11a,11bの出力間
の偏差のみでの判定では、2重系のどちらかに異
常が発生したことは分かるが、どちらに発生した
かまでは分からない。また、フイードバツク信号
と目標値との偏差のみでの判定では、モデル34
の精度が問題となり、異常検出の信頼性を上げよ
うとすると、極めて複雑なモデルが必要になつて
しまう。また、万一システムに予期しない外乱が
入つたとすると、これを異常発生と間違える可能
性がある。
In this way, since the final judgment is made using two deviations (the deviation of the calculation result of the control calculation section and the deviation between the feedback signal and the target value), it is possible to reliably detect an abnormality. Note that if this method of abnormality detection is adopted, the deviation monitors 32, 36,
The TDPUs 33, 37 and the simple model 34 can be configured without requiring very detailed tests or analyzes, which is a great practical advantage. For example, if the determination is based only on the deviation between the outputs of the two control calculation units 11a and 11b, it can be determined that an abnormality has occurred in one of the dual systems, but it is not possible to determine in which one the abnormality has occurred. In addition, in the judgment based only on the deviation between the feedback signal and the target value, model 34
The accuracy of this problem becomes a problem, and an extremely complex model is required to improve the reliability of anomaly detection. Furthermore, if an unexpected disturbance were to occur in the system, this could be mistaken for an abnormality.

しかし、上述した本発明の実施例によれば、2
つの制御演算部の出力間に許容値以上の偏差が生
じたときのみ、フイードバツク信号と目標値との
偏差による判定結果を用いて異常の有無を判断す
るので、異常でないときに異常であると判定する
誤検出の可能性が極めて小さくなる。
However, according to the embodiment of the present invention described above, 2
Only when a deviation greater than the allowable value occurs between the outputs of the two control calculation units, the presence or absence of an abnormality is determined using the judgment result based on the deviation between the feedback signal and the target value, so it is determined that there is an abnormality when it is not abnormal. The possibility of false detection is extremely small.

第2図は、信号選択部21の詳細構成図であ
る。この第2図のロジツク構成は、各制御演算部
が自己診断機能を持つ場合についてのもの(第1
図では省略)であり、また、操作端ロツクについ
ては省略してある。また、信号喪失時におけるフ
エイルセイフの機能についても図示を省略してあ
る。尚、第7図aのロジツク要素と同じ結線のロ
ジツク要素には同一符号を付してある。
FIG. 2 is a detailed configuration diagram of the signal selection section 21. As shown in FIG. The logic configuration in Fig. 2 is for the case where each control calculation unit has a self-diagnosis function (the first
(omitted in the figure), and the operating end lock is omitted. Further, the fail-safe function in the event of signal loss is also omitted from illustration. Note that logic elements having the same connections as those in FIG. 7a are given the same reference numerals.

この信号選択部21には、ANDロジツク60
a,60b,63a,63b,64a,64b
と、ORロジツク62a,62bと、否定ロジツ
ク61a,61bと、TDPU25a,25bが
設けられている。
This signal selection section 21 includes an AND logic 60
a, 60b, 63a, 63b, 64a, 64b
, OR logic 62a, 62b, negative logic 61a, 61b, and TDPU 25a, 25b.

今、A系(制御演算部11a)が制御側となつ
ている状態で正常であり、B系(制御演算部11
b)が待機側で正常であると仮定する。A系が制
御側であるため、ANDロジツク51aの出力が
“1”でANDロジツク51bの出力は“0”とな
つている。これらの出力は、TDPU25a,2
5bを介してANDロジツク63a,63b,6
4a,64bに戻される。TDPU25a,25
bを設けずに、ANDロジツク51a,51bの出
力を戻してもよいが、異常発生により制御系が切
り替えられると、新たに制御側となつた系が正常
状態に復帰させるように動作するが、直ちに正常
に戻るとは限らないので、動作の安定化を図る為
に、これらのTDPU25a,25bを設けてい
る。
Currently, the A system (control calculation unit 11a) is in a normal state on the control side, and the B system (control calculation unit 11a) is normal.
Assume that b) is normal on the standby side. Since the A system is on the control side, the output of the AND logic 51a is "1" and the output of the AND logic 51b is "0". These outputs are TDPU25a, 2
AND logic 63a, 63b, 6 via 5b
4a, 64b. TDPU25a, 25
It is also possible to return the outputs of the AND logics 51a and 51b without providing b, but if the control system is switched due to the occurrence of an abnormality, the system that has newly become the control side will operate to return to the normal state. Since it is not always possible to return to normal immediately, these TDPUs 25a and 25b are provided in order to stabilize the operation.

信号の状態は、A系自己診断結果15aは「正
常」のため“0”となり、B系自己診断結果15
bも「正常」を示す“1”である。また、第1図
の異常判定部31の判定結果により、制御側異常
信号38は“0”となり、待機側異常信号39は
“0”となる。
The signal status is "0" because the A-system self-diagnosis result 15a is "normal", and the signal status is "0" as the B-system self-diagnosis result 15a is "normal".
b is also "1" indicating "normal". Further, according to the determination result of the abnormality determination unit 31 shown in FIG. 1, the control side abnormality signal 38 becomes "0" and the standby side abnormality signal 39 becomes "0".

ANDロジツク63a,64aの出力は共に
“0”であるためORロジツク62aの出力は
“0”となり、これが否定ロジツク61aにて
“1”になつてANDロジツク60aに入力する。
ANDロジツク60aの他方の入力端子にはA系
自己診断結果15aが入力し、今の場合“1”で
あるので、ANDロジツク60aの出力は“1”
となる。同様に、ANDロジツク60bの出力も
“1”となる。
Since the outputs of the AND logics 63a and 64a are both "0", the output of the OR logic 62a becomes "0", which becomes "1" in the NOT logic 61a and is input to the AND logic 60a.
The A-system self-diagnosis result 15a is input to the other input terminal of the AND logic 60a, and in this case it is "1", so the output of the AND logic 60a is "1".
becomes. Similarly, the output of AND logic 60b also becomes "1".

A系手動選択、B系手動選択は共にその出力
“0”(手動選択はしていない状態)であるので、
ANDロジツク50a,50bの出力は“0”で
ある。ORロジツク53aには、A系を選択して
いることを示すANDロジツク51aの出力“1”
と、B系を選択していないことを示すANDロジ
ツク51bの出力“0”の否定(ロジツク55)
“1”と、ANDロジツク50aの出力“0”が入
力しているので、その出力は“1”となる。
ANDロジツク51aには、ANDロジツク60a
の出力“1”と、ANDロジツク50bの出力
“0”の否定(ロジツク54)“1”と、ORロジ
ツク53aの出力“1”が入力しているので、そ
の出力は“1”となり、A系選択指令23aが出
力され、接点24aは閉成されたままとなる。
Since both the A system manual selection and the B system manual selection have their outputs "0" (manual selection not performed),
The output of AND logic 50a, 50b is "0". The OR logic 53a has an output of "1" from the AND logic 51a, which indicates that the A system is selected.
and negation of the output “0” of AND logic 51b indicating that B system is not selected (logic 55)
Since "1" and the output "0" of the AND logic 50a are input, the output becomes "1".
AND logic 60a is in AND logic 51a.
Since the output "1" of the AND logic 50b, the negation (logic 54) "1" of the output "0" of the AND logic 50b, and the output "1" of the OR logic 53a are input, the output becomes "1" and the A The system selection command 23a is output, and the contact 24a remains closed.

一方、ORロジツク53bには、B系を選択し
ていないことを示すANDロジツク51b出力
“0”と、ANDロジツク60aの出力“1”の否
定(ロジツク56)“0”と、ANDロジツク50
bの出力“0”とが入力しているので、その出力
は“0”となつている。ANDロジツク51bに
は、ORロジツク51の出力“0”と、ANDロジ
ツク50aの出力“0”の否定(ロジツク57)
“1”と、ANDロジツク60bの出力“1”が入
力しているので、その出力は“0”となり、B系
選択指令23bは出力されず、接点24bは解放
状態を維持する。
On the other hand, the OR logic 53b has the AND logic 51b output "0" indicating that the B system is not selected, the negation (logic 56) "0" of the output "1" of the AND logic 60a, and the AND logic 50
Since the output "0" of b is input, the output is "0". The AND logic 51b contains the output “0” of the OR logic 51 and the negation (logic 57) of the output “0” of the AND logic 50a.
Since "1" and the output "1" of the AND logic 60b are input, the output becomes "0", the B system selection command 23b is not output, and the contact 24b maintains the open state.

今ここで、制御側の制御演算部11bに異常が
発生したとする。この場合、A系自己診断結果1
5Aが“1”→“0”となり、制御側異常信号3
8が“0”→“1”となる。この結果、ANDロ
ジツク60aの出力は“0”となつてANDロジ
ツク51aの出力も“0”となる。このため、A
系選択指令23aはA系を選択しないことを示す
信号となり、接点24aは解放される。
Now, suppose that an abnormality occurs in the control calculation unit 11b on the control side. In this case, A-system self-diagnosis result 1
5A changes from “1” to “0” and control side abnormal signal 3
8 changes from “0” to “1”. As a result, the output of AND logic 60a becomes "0" and the output of AND logic 51a also becomes "0". For this reason, A
The system selection command 23a becomes a signal indicating that system A is not selected, and the contact 24a is released.

ANDロジツク60aの出力が“0”になると、
その否定(ロジツク56)“1”がORロジツク
53bに入力してORロジツク53bの出力が
“1”となり、ANDロジツク51bの全入力が
“1”となる。この結果、B系選択指令23bが
出力されて、接点24bが閉成される。
When the output of AND logic 60a becomes “0”,
The negation (logic 56) of "1" is input to the OR logic 53b, the output of the OR logic 53b becomes "1", and all inputs of the AND logic 51b become "1". As a result, the B system selection command 23b is output, and the contact 24b is closed.

第3図は、フイードバツク信号も2重化して異
常判定する構成にした2重化制御装置の構成図で
ある。一般に、フイードバツク制御において、フ
イードバツク信号の喪失は制御の暴走につながる
ため、第3図に示す様に、フイードバツク信号検
出器を2重化することが多い。第1図の2重化制
御装置では、2つの制御演算部に入力されるデー
タは、同一のフイードバツク信号であつたが、第
3図の2重化制御装置では、必ずしも入力データ
の一致性が保証されないため、若干複雑な判定ロ
ジツクが必要となる。しかし、基本的な考え方は
第1図と同様である。本実施例における異常判定
部31の機能は、第1図の例と同様に大きく3つ
に分割できる。
FIG. 3 is a configuration diagram of a duplication control device configured to also duplicate feedback signals to determine abnormality. Generally, in feedback control, the loss of a feedback signal leads to runaway control, so feedback signal detectors are often duplicated as shown in FIG. In the duplex control device shown in Fig. 1, the data input to the two control calculation units were the same feedback signal, but in the duplex control device shown in Fig. 3, the input data does not necessarily match. Since this is not guaranteed, somewhat complex decision logic is required. However, the basic idea is the same as in Figure 1. The functions of the abnormality determination section 31 in this embodiment can be broadly divided into three parts, similar to the example of FIG.

(1) 制御演算結果不一致検出機能 (2) フイードバツク信号による制御系異常検出機
能 (3) 異常判定機能 上記のうち、(1)の機能は第1図の実施例と全く
同一である。(2)については、フイードバツク信号
が2信号あるため、これに、フイードバツク信号
相当推定値35を加えた3信号間の偏差チエツク
により、フイードバツク信号4a,4bの異常お
よび制御側または待機側の異常を検出するもので
ある。(3)は、これらの検出された異常の組み合わ
せにより、最終判定を行うものである。
(1) Control calculation result mismatch detection function (2) Control system abnormality detection function using feedback signals (3) Abnormality determination function Of the above, the function (1) is completely the same as the embodiment shown in FIG. Regarding (2), since there are two feedback signals, by adding the feedback signal equivalent estimated value 35 and checking the deviation between the three signals, abnormalities in the feedback signals 4a and 4b and abnormalities on the control side or standby side can be detected. It is something to detect. In (3), a final judgment is made based on a combination of these detected abnormalities.

今、第3図に示した様に、制御演算部の演算結
果14a,14bの偏差チエツク結果を異常検出
信号a44とし、2重化されたフイードバツク信
号4aと4b間の偏差チエツク結果を異常信号b
45とし、B系用フイードバツク信号4bとフイ
ードバツク信号推定値35の偏差チエツク結果を
異常信号c46とし、A系フイードバツク信号4
aとフイードバツク信号推定値35との偏差チエ
ツク結果を異常検出信号d47とし、各々異常検
出で“1”、異常未検出で“0”としてその組み
合わせを考える。この組み合わせを第4図に示
す。以下、組み合わせケース毎にその意味を説明
する。
Now, as shown in FIG. 3, the deviation check result of the calculation results 14a and 14b of the control calculation section is used as an abnormality detection signal a44, and the deviation check result between the duplicated feedback signals 4a and 4b is used as an abnormality signal b.
45, the deviation check result between the B system feedback signal 4b and the feedback signal estimated value 35 is set as the abnormal signal c46, and the A system feedback signal 4
The deviation check result between a and the feedback signal estimated value 35 is set as an abnormality detection signal d47, and the combination is considered by setting "1" when an abnormality is detected and "0" when no abnormality is detected. This combination is shown in FIG. The meaning of each combination case will be explained below.

(1) ケース1 異常検出信号a,b,c,dの全てが“0”
即ち異常未検出状態であり、正常と判定する。
(1) Case 1 Abnormality detection signals a, b, c, and d are all “0”
That is, it is in a state where no abnormality has been detected, and is determined to be normal.

(2) ケース2 フイードバツク信号4a,4b間の偏差およ
びフイードバツク信号4aと推定値35の偏差
は正常だが、フイードバツク信号4bと推定値
35の偏差が異常と判定される。極めて希なケ
ースであり、システム的には正常と考えて良
い。
(2) Case 2 The deviation between the feedback signals 4a and 4b and the deviation between the feedback signal 4a and the estimated value 35 are normal, but the deviation between the feedback signal 4b and the estimated value 35 is determined to be abnormal. This is an extremely rare case, and can be considered normal from a system perspective.

(3) ケース3 ケース2と同様(但し、フイードバツク信号
4aと4bが入れ替わつている。) (4) ケース4 フイードバツク信号4a,4bの偏差は正常
だが、推定値35とフイードバツク信号4a,
4bとの偏差に異常有りと判定されたケース。
推定値35の推定誤りか、制御対象の特性が変
化(異常発生)し、或いは何らかの外乱がシス
テムに加わつたと推定できるケース。
(3) Case 3 Same as case 2 (however, feedback signals 4a and 4b are swapped.) (4) Case 4 The deviation of feedback signals 4a and 4b is normal, but the estimated value 35 and feedback signal 4a,
A case where it was determined that there was an abnormality in the deviation from 4b.
A case where it can be assumed that there is an error in the estimated value 35, the characteristics of the controlled object have changed (an abnormality has occurred), or some kind of disturbance has been added to the system.

2つのフイードバツク信号、2つの制御演算
部ともに正常と考えてよいから(偏差が正常の
ため)、全体として正常と判定して良い(シス
テムによつては、制御対象の動作異常と判定
し、操作端ロツクなどのフエイルアズイズ動作
をしたほうがよいこともある。)。
Since both the two feedback signals and the two control calculation units can be considered normal (because the deviation is normal), it can be determined that the entire system is normal. It may be better to use a fail-as-is operation such as locking the end.)

(5) ケース5 フイードバツク信号4a,4b間の偏差は異
常だが、推定値35とフイードバツク信号4
a,4bとの偏差は正常というケース。極めて
起こりにくいケース。
(5) Case 5 The deviation between feedback signals 4a and 4b is abnormal, but the estimated value 35 and feedback signal 4
A case where the deviation from a and 4b is normal. An extremely unlikely case.

フイードバツク信号検出器の片方に異常が発
生したばかりの初期の段階にこのケースが現れ
る可能性がある。しかし、いずれは後述のケー
ス6またはケース7に移行すると考えられる。
従つて、ケース5はとりあえず正常と判定して
よい。
This case may appear at an early stage when an abnormality has just occurred in one of the feedback signal detectors. However, it is thought that the situation will eventually shift to Case 6 or Case 7, which will be described later.
Therefore, Case 5 may be determined to be normal for the time being.

(6) ケース6 フイードバツク信号4a,4b間の偏差と、
フイードバツク信号4a、推定値35間の偏差
とが異常で、フイードバツク信号4b、推定値
35間の偏差が正常なケース。つまり、フイー
ドバツク信号4値が異常であると判定できるケ
ース。いずれは、後述のケース14に移行する
と考えられる。A系は異常フイードバツク信号
により制御演算していることから、制御はB系
側に移す必要がある。
(6) Case 6 Deviation between feedback signals 4a and 4b,
A case where the deviation between the feedback signal 4a and the estimated value 35 is abnormal, and the deviation between the feedback signal 4b and the estimated value 35 is normal. In other words, this is a case where it can be determined that the four values of the feedback signal are abnormal. It is thought that the situation will eventually move to Case 14, which will be described later. Since the A system performs control calculations based on the abnormal feedback signal, control must be transferred to the B system.

(7) ケース7 ケース6で、A系とB系が逆になつたケース
に相当する。A系側制御としなければならな
い。
(7) Case 7 This corresponds to Case 6, where the A and B systems are reversed. Must be controlled on the A system side.

(8) ケース8 フイードバツク信号推定値35の推定精度が
悪いか、フイードバツク信号検出器が2台とも
異常で、且つ、偏差大なるフイードバツク信号
を使つて算出した制御演算結果のデータでは偏
差が小であるという極めて有り得ないケース。
強いて何かするとすれば、操作端ロツクくらい
であろうが、いずれは後述のケース16に移行す
ると考えられるので、必ずしも対応動作をとる
必要はないといえる。
(8) Case 8 Either the estimation accuracy of the feedback signal estimated value 35 is poor, or both feedback signal detectors are abnormal, and the deviation is small in the control calculation result data calculated using the feedback signal with a large deviation. An extremely unlikely case.
If I were forced to do something, it would probably be to lock the operating terminal, but since it is thought that the situation will eventually move to Case 16, which will be described later, it is not necessarily necessary to take any corresponding action.

(9) ケース9 制御演算結果間の偏差は大であるが、システ
ム的には正常と考えられるケース。即ち、制御
側は正しい動作をしており、待機側の制御演算
部に異常が発生していると推定できる。
(9) Case 9 The deviation between the control calculation results is large, but the system is considered normal. That is, it can be estimated that the control side is operating correctly and that an abnormality has occurred in the control calculation section on the standby side.

(10) ケース10 ケース2において、制御演算結果間にも偏差
大が検出されたケースで、異常箇所の判定はで
きない。但し、いずれはケース9または後述の
ケース12に移行すると考えられる。このケース
10になる可能性は低く、特に直ちに何らかの動
作をとる必要はない。
(10) Case 10 In Case 2, a large deviation is also detected between the control calculation results, and the location of the abnormality cannot be determined. However, it is thought that the situation will eventually move to Case 9 or Case 12, which will be described later. this case
It is unlikely that it will reach 10, and there is no need to take any immediate action.

(11) ケース11 ケース10において、A系とB系が入れ替わつ
た状態。
(11) Case 11 In Case 10, the A system and B system are swapped.

(12) ケース12 フイードバツク信号は2信号とも真値と考え
て良い。これが推定値と大きく異なつており、
且つ、制御演算結果間の変化が大ということか
ら、異常が発生した側の制御演算部の出力でシ
ステムが制御されている状態と考えられる。従
つて、待機側に切り替えなければならない。
(12) Case 12 Both feedback signals can be considered to be true values. This is significantly different from the estimated value,
In addition, since the change between the control calculation results is large, it is considered that the system is being controlled by the output of the control calculation unit on the side where the abnormality has occurred. Therefore, it is necessary to switch to the standby side.

(13) ケース13 ケース5と同じく極めて起こりにくいケー
ス。フイードバツク信号推定値が実測値とよく
あつているということから、システムとしては
正常に動作している状態も考えられ、特別な対
応は不要である。
(13) Case 13 Same as Case 5, this is an extremely unlikely case. Since the feedback signal estimated value is in good agreement with the actual measured value, it is possible that the system is operating normally, and no special measures are required.

(14) ケース14 A系のフイードバツク信号が異常となつたた
め、このデータを用いて算出した制御演算結果
が他系の制御演算結果と大きく食い違つてしま
つたケース。B系に制御を移さなければならな
い。
(14) Case 14 A case where the feedback signal of system A became abnormal, and the control calculation results calculated using this data differed greatly from the control calculation results of other systems. Control must be transferred to the B system.

(15) ケース15 ケース14のA系とB系を逆にしたケース。A
系制御が妥当である。
(15) Case 15 This is a case in which the A and B systems of Case 14 are reversed. A
System control is appropriate.

(16) ケース16 ケース8の状態が発展してきたケースと考え
られる。操作端ロツクなどを行わなければなら
ない。
(16) Case 16 This case is considered to be a development of the situation in Case 8. The operating end must be locked.

以上の検討から、切換えに係わる何らかの異常
が発生しているのは、ケース6、7、9、12、
14、15であり、操作端ロツクなどを行う必要があ
ると考えられるのはケース16である(ケース4、
5、8、10、11、13についても操作端ロツクとし
てもよい。これは対象システムの特性により決定
しなければならない。)。
From the above considerations, cases 6, 7, 9, 12,
14 and 15, and it is in case 16 that it is necessary to lock the operating end (case 4,
5, 8, 10, 11, and 13 may also be used as operating end locks. This must be determined based on the characteristics of the target system. ).

第5図は、上述した各ケースを考慮した2重化
制御装置の信号選択部の構成図である。今、A
系、B系ともに正常(自己診断結果は“1”)で、
各ケースは生起していないので、いずれもその出
力が“0”であるとする。そして、A系が制御側
であり(ANDロジツク51aの出力が“1”)、
B系が待機側である(ANDロジツク51bの出
力が“0”)とする。この仮定のもとで、第5図
に示すANDロジツク68a,68b,69a,
69bはいずれもその出力が“0”となり、OR
ロジツク67a,67bの出力は“0”となる。
従つて、ANDロジツク60a,60bの出力は
いずれも“1”であり、他のロジツクの結線は第
2図と同じなので、A系が選択され、B系が選択
されない信号が夫々ANDロジツク51a,51
bから出力される。
FIG. 5 is a configuration diagram of the signal selection section of the duplex control device considering each of the above-mentioned cases. Now, A
Both system and B system are normal (self-diagnosis result is “1”),
Since each case has not occurred, it is assumed that the output is "0" in each case. The A system is the control side (AND logic 51a output is “1”),
It is assumed that the B system is on the standby side (the output of the AND logic 51b is "0"). Under this assumption, the AND logic 68a, 68b, 69a, shown in FIG.
The output of both 69b is “0” and the OR
The outputs of logic 67a and 67b become "0".
Therefore, the outputs of the AND logics 60a and 60b are both "1", and the connections of the other logics are the same as in FIG. 51
It is output from b.

今ここで、ケース12が発生したとすると、その
出力が“0”→“1”と偏差する。この結果、
ANDロジツク68aの出力が“1”となつてOR
ロジツク67aの出力が“1”となり、ANDロ
ジツク60aの出力が“0”に変化してA系は非
選択となる(ANDロジツク51aの出力が“0”
となる。)一方、ANDロジツク60aの出力が
“0”に変化すると、ORロジツク53bの出力
が“1”となつてANDロジツク51bの出力が
“1”となり、B系が選択される。
Now, if case 12 occurs, the output will deviate from "0" to "1". As a result,
The output of AND logic 68a becomes “1” and OR
The output of the logic 67a becomes "1", the output of the AND logic 60a changes to "0", and the A system becomes unselected (the output of the AND logic 51a becomes "0").
becomes. ) On the other hand, when the output of the AND logic 60a changes to "0", the output of the OR logic 53b becomes "1", the output of the AND logic 51b becomes "1", and the B system is selected.

尚、以上の説明は、1つの制御ループに対して
行つてきたが、大規模なデジタル制御システム
(多変数制御)に対しては、追加すべき異常判定
部の最小化という観点から、最も重要な制御ルー
プに対してのみ本方式を採用しても、基本的には
殆どその効果は変わらない。即ち、中央演算処理
装置内の動作の正常性を代表データ1点で判定す
ることになるが、本発明が意味を持つのはあくま
で2系統とも自己診断で正常となつているにもか
かわらず、その出力データが食い違つているとき
であり、同一演算装置で演算された多数のデータ
のうち1つのデータのみが異常となるケースは現
実的には殆どないためである。
The above explanation has been given for one control loop, but for large-scale digital control systems (multivariable control), the most important point is Even if this method is adopted only for the control loop, the effect basically remains the same. In other words, the normality of the operation within the central processing unit is determined based on one point of representative data, but the present invention is only meaningful even though both systems are normal in self-diagnosis. This is when the output data differs, and this is because there are practically no cases where only one data out of a large number of data computed by the same computing device is abnormal.

また、以上述べた実施例においては、自己診断
結果もその切換えロジツクに取り込み、総合的に
判断しているが、制御演算部をアナログ演算器で
構成したようなときには、必ずしもこの自己診断
機能を付加できるとは限らない。この場合にも、
この自己診断結果を削除して切換えロジツクを構
成すればよい。
In addition, in the embodiments described above, the self-diagnosis results are also incorporated into the switching logic to make a comprehensive judgment, but when the control calculation section is configured with an analog calculation unit, it is not necessary to add this self-diagnosis function. It's not necessarily possible. Also in this case,
The switching logic can be constructed by deleting this self-diagnosis result.

[発明の効果] 本発明によれば、2重化制御装置において、極
めて簡単な構成の判定手段を付加するだけで、3
重化システム並の異常検出能力を具備させること
ができ、システム信頼性も3重系に近い値を実現
することができる。
[Effects of the Invention] According to the present invention, in a duplex control device, by simply adding a determining means with an extremely simple configuration, three
It is possible to provide the same level of anomaly detection ability as a multiplex system, and it is possible to achieve system reliability close to that of a triplex system.

一般に、シングル系のハード量を1とすると、
2重系で約2.5、3重系で約4.5と増加し、システ
ム信頼度もシングル系を1とすれば、2重系で約
10、3重系で約100と上昇する(但し、システム
規模にもよる。)。本発明によれば、2重系のハー
ド量に殆ど増やすことなく、2重系に近い信頼度
を実現できるため、コストパフオーマンスに優れ
た高信頼化システムを構築することができる。
Generally, if the hardware amount of a single system is 1,
The increase is approximately 2.5 for a duplex system and approximately 4.5 for a triple system.If the system reliability is 1 for a single system, it is approximately 4.5 for a double system.
10, and rises to about 100 for triple systems (however, it depends on the system scale). According to the present invention, it is possible to achieve reliability close to that of a duplex system without substantially increasing the amount of hardware in the duplex system, thereby making it possible to construct a highly reliable system with excellent cost performance.

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

第1図は本発明の第1実施例に係る2重化制御
装置の構成図、第2図は第1図に示す信号選択部
の詳細構成図、第3図は本発明の第2実施例に係
る2重化制御装置の構成図、第4図は第3図に示
す信号選択部の切換ロジツクの説明図、第5図は
第3図に示す信号選択部の詳細構成図、第6図は
従来の2重化制御装置の構成図、第7図aは第6
図に示す信号選択部の詳細構成図、第7図bは同
図aのロジツク要素の説明図である。 1……2重化制御装置、2……制御対象、3…
…指令信号(目標値)、4……フイードバツク信
号、4a……フイードバツク信号A系、4b……
フイードバツク信号B系、5a……フイードバツ
ク信号検出器A系、5b……フイードバツク信号
検出器B系、11a……制御演算部A系、11b
……制御演算部B系、12a……制御偏差信号A
系、12b……制御偏差信号B系、13a……制
御演算機能A系、13b……制御演算機能B系、
14a……制御演算結果A系、14b……制御演
算結果B系、15a……自己診断結果A系、15
b……自己診断結果B系、16……制御信号、2
1……信号選択部、22……信号選択ロジツク
部、23a……A系選択指令、23b……B系選
択指令、24a……A系信号選択リレー接点、2
4b……B系信号選択リレー接点、25a,25
b,33,37,41,43……限時要素
(TDPU:タイムデイレイピツクアツプ)、31
……異常判定部、32……A系/B系制御出力信
号偏差検出モニタ、34……制御システムの簡易
動作モデル、35……フイードバツク信号推定
値、36,42……実フイードバツク信号と推定
値の偏差検出モニタ、38……制御側異常判定信
号、39……待機側異常判定信号、40……A
系/B系フイードバツク信号偏差検出モニタ、4
4……A系/B系制御出力信号偏差大信号、45
……A系/B系フイードバツク信号偏差大信号、
46……B系フイードバツク信号/フイードバツ
ク信号推定値の偏差大信号、47……A系フイー
ドバツク信号/フイードバツク信号推定値の偏差
大信号。
FIG. 1 is a block diagram of a duplex control device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a detailed block diagram of the signal selection section shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a block diagram of a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram of the switching logic of the signal selection unit shown in FIG. 3, FIG. 5 is a detailed configuration diagram of the signal selection unit shown in FIG. 3, and FIG. is a configuration diagram of a conventional duplex control device, and FIG.
FIG. 7b is an explanatory diagram of the logic elements shown in FIG. 7a. 1... Duplex control device, 2... Controlled object, 3...
...Command signal (target value), 4...Feedback signal, 4a...Feedback signal A system, 4b...
Feedback signal B system, 5a... Feedback signal detector A system, 5b... Feedback signal detector B system, 11a... Control calculation unit A system, 11b
...Control calculation unit B system, 12a...Control deviation signal A
12b...Control deviation signal B system, 13a...Control calculation function A system, 13b...Control calculation function B system,
14a... Control calculation result A system, 14b... Control calculation result B system, 15a... Self-diagnosis result A system, 15
b...Self-diagnosis result B system, 16...Control signal, 2
1...Signal selection unit, 22...Signal selection logic unit, 23a...A system selection command, 23b...B system selection command, 24a...A system signal selection relay contact, 2
4b...B system signal selection relay contact, 25a, 25
b, 33, 37, 41, 43...Time-limited element (TDPU: time delay pick-up), 31
... Abnormality determination unit, 32 ... A system/B system control output signal deviation detection monitor, 34 ... Simple operation model of control system, 35 ... Feedback signal estimated value, 36, 42 ... Actual feedback signal and estimated value deviation detection monitor, 38...Control side abnormality determination signal, 39...Standby side abnormality determination signal, 40...A
System/B system feedback signal deviation detection monitor, 4
4...A system/B system control output signal deviation large signal, 45
...A system/B system feedback signal deviation large signal,
46... Large deviation signal of the B system feedback signal/feedback signal estimated value, 47... Large deviation signal of the A system feedback signal/feedback signal estimated value.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 目標値と制御対象からのフイードバツク信号
との偏差を入力とし該偏差を減少させる制御信号
を出力する制御演算手段を2つ備え、一方を制御
側、他方を待機側として制御側の制御演算手段の
出力信号を前記制御対象に与え、制御側に異常が
生じたとき待機側の制御演算手段を制御側に切り
替る2重化制御装置において、両制御演算手段の
出力信号間の偏差を検出する第1手段と、前記フ
イードバツク信号と前記目標値との偏差を検出す
る第2手段と、前記第1手段が許容値を越える偏
差を検出した場合に前記第2手段の検出偏差が許
容値以内のときは待機側の制御演算手段に異常が
発生したと判定する第3手段とを備えることを特
徴とする2重化制御装置。
1. Two control calculation means for inputting the deviation between the target value and the feedback signal from the controlled object and outputting a control signal to reduce the deviation, one of which is on the control side and the other on the standby side. In a redundant control device that applies an output signal of 1 to the controlled object and switches the standby side control calculation means to the control side when an abnormality occurs on the control side, a deviation between the output signals of both control calculation means is detected. a first means; a second means for detecting a deviation between the feedback signal and the target value; and a second means for detecting a deviation between the feedback signal and the target value; and third means for determining that an abnormality has occurred in the control calculation means on the standby side.
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