JPH0563801B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、冗長化された制御回路又は装置にお
いて、３系列のうちの中間値を選択して出力する
中間値選択回路に関するものである。

発明の技術的背景とその問題点 最近の制御システムでは、制御装置の信頼性向
上を図るため、制御回路に異常が生じても被制御
系にその影響が及ばないように制御回路又は制御
装置の多重化を計つている。ここで、多重化とし
ては２重化構成がある。この２重化を行う場合に
は、入力される信号の故障モードと被制御系の安
全方向モードに応じて、２つの入力のうちの高い
方を優先して出力する高値優先（以下HVGと仮
称する）回路、もしくは２つの入力のうち低い方
を優先して出力する低値優先（以下LVGと仮称
する）回路のいずれかの方法により行つている。
しかし、２重化構成であると、LVG又はHVGの
いずれかを選ぶかは、信号の故障モードによつて
ではなく、被制御系を安全を方向に制御させるこ
とのできる方向となるようにLVG又はHVGの選
択をするようにしている。

以下、火力又は原子力の蒸気タービンへの蒸気
流入量を調整する蒸気タービン制御装置を例にし
て説明する。第１図はその制御概略図を示す。蒸
気流入量を調整するためには蒸気加減弁の弁開度
を調整することになるが、この制御を行うために
は開度指令値と実開度との差が零になるような一
般的なフイードバツク制御ループを構成する。こ
こで、蒸気加減弁の安全方向は弁閉方向である。
したがつて、第１図に示すように、指令Ａ作成器
１と指令Ｂ作成器２の出力信号はLVG器３に入
力される。いずれかの指令作成器が開方向に異常
信号を出力してもLVG器３によつて残りの正常
系列の信号が出力されるために、開度が異常に開
くことは生じない。また実開度Ａ作成器４と実開
度Ｂ作成器５の出力信号はHVG器６に入力され
る。いずれかの実開度作成器が閉方向に異常信号
を出力してもHVG器によつて残りの正常系列の
信号が出力されるために開度が異常に開くことは
生じない。

一方、前記の状態と逆方向に信号が異常になつ
た場合、すなわち指令値が閉方向に異常信号を出
力した場合、又は実開度値が開方向に異常信号を
出力した場合には、弁開度を閉方向に制御するこ
とになる。弁閉方向はタービン制御装置では安全
方向であるので、タービン制御上は何ら問題はな
い。しかしタービン制御では弁を閉方向に制御し
続けることは所望の発電機出力を得られなくなる
ことであり、最悪の場合には蒸気タービンをいつ
たん停止させ、異常部分を正常に戻すまで起動で
きないこともあり電力供給上は好ましくない。

そこで、２重化をさらに発展させて３重化を構
成することになる。３重化の場合には、３つの信
号の中間値を選択して出力する中間値選択器（以
下MVGと仮称する。）を使うことになる。この
場合の制御概略図を第２図に示す。中間値を使用
した場合には３つのうちの１つの指令値が異常に
開方向又は閉方向に変化しても残り２つの信号が
正常であるから、残り２つのうちのいずれか一方
の信号が出力され被制御系には何ら変化を生じさ
せない。実開度についても３つのうちの１つが異
常変化しても指令値の場合と同様で被制御系への
異常変化は生じない。

しかし、３重化によるMVG方式においても３
つのうちのひとつの系列が異常となり、さらに続
いて残り２系例のうちひとつの系列が異常になつ
た場合には、異常になつた２つの系列の異常方向
によつては被制御系が異常方向に制御される不具
合がある。

第２図の指令信号を例にして説明する。指令Ａ
作成器１が異常となり全開相当の信号を出力した
ままで指令Ｂ作成器２が異常となり全閉相当の信
号を出力するとMVG１２後の出力は指令Ａと指
令Ｂの中間値である指令Ｃが出力され何ら異常制
御はしない。しかし指令Ａが全開相当の信号を出
力している状態で指令Ｂが全開方向に異常となつ
た場合には指令Ａ又はＢのうちのいずれか低い方
の全開信号をMVG後に出力し弁開度は全開に制
御されてしまう。指令Ａが全閉、指令Ｂも全閉方
向に異常となつたときにはMVG後の出力は指令
Ａ又はＢのうちいずれか高い方の全閉信号を出力
するので、弁開度は全閉に制御される。

以上のように、３つの系列のうち、２系列とも
同時期に異常となると異常となる方向によつて
は、被制御系が危険な方向に制御されてしまう不
具合が生じる。

発明の目的 本発明は３重化によつて構成した回路におい
て、３つの信号のうち２つとも同時期に異常とな
つたときに被制御系を安全方向に制御するような
中間値選択回路を提供しようとするものである。

発明の概要 本発明は、以上の目的を達成するために第１乃
至第３の異常検出リレーは三重化された第１乃至
第３の制御回路の異常発生時に応動し、第１乃至
第３の切換リレーはこの異常検出リレーの動作に
応動し、対応する制御回路の出力信号をバイアス
信号に切換え中間値選択器に入力させる。そし
て、ロジツク回路は第１乃至第３の切換リレーの
うち、いずれか１つの切換リレーが１番目に動作
したことを条件に他の２つの切換リレーの動作を
阻止する。

以上のより本発明は、例えば第１の異常検出リ
レーにより異常が検出されると、これに応動する
第１の切換リレーが動作し第１の制御回路から出
力される異常信号に代わりバイアス信号が中間値
選択器に入力される。そして、この第１の切換リ
レーが動作したことを条件にロジツク回路が２番
目以降に制御回路に異常が発生したとしても他の
２つの切換リレーの動作を阻止し、他の２つの制
御回路から出力される２信号はそのまま中間値選
択器に入力され、中間値選択器はこの３入力から
中間値を出力する。

発明の実施例 第３図に本発明による３重化構成例を示す。指
令信号作成器は指令Ａを出力する作成器１と指令
Ｂを出力する作成器２と指令Ｃを出力する作成器
１０がある。それぞれの出力信号は正常値に常に
等しい信号が出力されている。そして、それぞれ
の出力信号は信号切離し時に動作する接点、Ａ−
２，Ｂ−２，Ｃ−２を介して中間値選択器１２に
入力し、それぞれの信号のうち中間値を選択して
出力する。また指令Ａ，指令Ｂ，指令Ｃの信号を
接点Ａ−２，Ｂ−２，Ｃ−２により切離す場合に
は、切離すかわりに閉バイアス信号発生器１３よ
り閉バイアス信号を中間値選択器１２に入力す
る。

また、接点Ａ−１，Ｂ−１，Ｃ−１は図示され
ていない回路によつて指令Ａ，指令Ｂ，指令Ｃの
信号が異常になつたことを検出し、閉となる接点
である。

異常検出の一例としては、指令Ａの出力信号と
MVG１２の出力信号を電圧比較器によつて両者
の信号差を監視して、差が規定値以上に大きくな
つたときに接点Ａ−２を動作させる。また指令Ｂ
と指令Ｃも同様の方法により検出される。

この異常検出は従来の２重化方式では比較する
信号が２つしかないために、いずれの信号が異常
になつたかを容易に検出することはできないが、
３重化のMVG方式になると、同時に２系列とも
異常になることは故障率から考えて少いために１
系列が異常となつた場合には残りの２系列による
正常信号がMVG１２から出力されるので、
MVG後と指令信号を比較することによつて容易
に異常検出が可能となる。

指令信号が異常になると、リレーＡ−２，Ｂ−
２，Ｃ−２が励磁されるが、２つの系列以上が異
常になつても、最初に異常になつたリレー接点に
よつて２番目以降のリレーの動作は阻止されてい
る。このように２番目以降の異常検出でリレー動
作を阻止しているのは先に説明した２重化と同じ
状態になつているときにいずれの系が異常なのか
を判別することができないためである。本発明に
よる回路例では指令出力は閉方向を被制御系の安
全方向としている。

指令Ａの信号が異常となり接点Ａ−１が閉にな
ると、リレーＡ−２が励磁となり、指令Ａの信号
は切離されてMVG１２への入力信号は閉バイア
ス信号発生器１３からの閉信号が入力される。こ
のため、MVG後の指令出力は指令Ｂ又は指令Ｃ
のうちのいずれか低値側、即ち閉方向の信号とな
る。そして残りの指令Ｂ又は指令Ｃのいずれか１
つの信号がたとえ全開方向の信号となつても、こ
れら２つの低値側の信号を出力するため被制御系
は常に安全方向の制御となる。

また指令Ａの信号が異常になつたあとで指令Ｂ
の信号が異常になつた場合には接点Ｂ−１は閉に
なるもののリレーＢ−２は接点Ａ−２が開になつ
ているため動作しない。また、さらに指令Ｃの信
号が異常になることも考えられるが、この場合に
は、３重化の３つの系全てが異常になるケースで
あり、３重化の基本的な考え方から外れるので、
このようなときには別の手法で制御系を安全方向
に制御されるので本発明では省略する。

以上、本実施例では閉方向が被制御系の安全方
向としているため、信号異常時のバイアス信号は
閉方向としたが開方向が安全な場合にはバイアス
信号を開にするし、また指令ではなく実値のフイ
ードバツク信号の場合には閉方向安全とした場合
でもバイアス信号を開方向とすることで構成され
る。

発明の効果 以上本発明によれば、信号異常時には常に被制
御系を安全方向に制御することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は２重化制御回路の回路図、第２図は３
重化制御回路の回路図、第３図は本発明による３
重化制御回路の回路図である。 １…指令Ａ信号作成器、２…指令Ｂ作号作成
器、３…低値優先器、…実開度Ａ信号作成器、５
…実開度Ｂ信号作成器、６…高値優先器、７…加
算器、８…被制御駆動増幅器、９…被制御系、１
０…指令Ｃ信号作成器、１１…実開度Ｃ信号作成
器、１２…中間値選択器、１３…閉バイアス信号
発生器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 三重化された第１乃至第３の制御回路からそ
   れぞれ出力される制御信号を入力し、これら３入
   力の中間値を出力する中間値選択器と、前記制御
   信号に対し予め設定されてる制御許容値の最大値
   または最小値に相当するバイアス信号を出力する
   バイアス信号発生器と、前記第１乃至第３の制御
   回路に異常が発生したとき各々動作する第１乃至
   第３の異常検出リレーと、前記異常検出リレーの
   動作に応動し対応する制御回路の出力信号を前記
   バイアス信号に切換え前記中間値選択器に入力さ
   せる第１乃至第３の切換リレーと、前記第１乃至
   第３の切換リレーのうちいずれか１つの切換リレ
   ーが１番目に動作したことを条件に他の２つの切
   換リレーの動作を阻止するロジツク回路とを具備
   したことを特徴とする中間値選択回路。