JPH0646361B2 - 交直両用アクチユエ−タ試験装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はプラント運転中に、アクチュエータを実停止
させないで、アクチュエータを含めた駆動回路の健全性
を試験する交直両用アクチュエータ試験装置に関するも
のである。

［従来の技術］ 従来装置の構成、作用、及び動作を第２図〜第４図で説
明する。第２図において、(1)は図には描かれていない
制御回路によりオン、オフされるディジタル入力信号で
ある。この入力信号数はロジックにより複数であるが、
図では１個で代表している。(2)はリレー、(3)はロジッ
ク回路、(4)はリレー(2)の接点により、駆動されるアク
チュエータ、(5)はアクチュエータ(4)用直流電源であ
る。

上記第２図構成において、図に描かれていない制御回路
によって、入力信号(1)がオンになると、ロジック回路
(3)の出力がリレー(2)を励磁し、リレー(2)の接点はオ
ンとなりアクチュエータ(4)は作動する。ここでアクチ
ュエータ(4)はバルブ、モータ、しや断器等を想定して
いる。第２図ではアクチュエータは通常停止しており、
必要な時作動させる。リレー(2)の接点を常開接点より
常閉接点に変更すれば、逆にアクチュエータは通常作動
しており、必要時停止させることができるのは明らかで
ある。

アクチュエータがプラントの運転に非常に重要な場合
や、人身保護のために不可欠な場合、アクチュエータお
よびその駆動回路が正常かどうかを定期的に試験する必
要がある。アクチュエータを動作あるいは停止してもプ
ラント運転に影響がない場合には、試験方法は簡単で実
際にアクチュエータを動作、あるいは停止させれば良
い。

しかし、アクチュエータを動作あるいは停止させること
がプラントの運転に重大な影響がある場合には、第３
図、第４図の方法で試験が実施される。

第３図はアクチュエータが通常停止の場合である。第３
図において、符号(1)，(2)，(3)，(4)および(5)は第２
図と同様のものを示している。(7)は試験時に使用する
ブロック接点、(8)は試験時に使用する表示灯、(9)は抵
抗である。ここで、ブロック接点(7)は通常オンであ
り、表示灯(8)は通常端子−間に電流が流れて点灯
し、表示灯を押した時のみ端子−間に電流が流れて
点灯する構造となっている。

第３図では表示灯(8)の端子→→抵抗(9)に電流が流
れるので表示灯は点灯している。制御回路により入力信
号(1)をオンにする前に、まずブロック接点(7)をオフに
する。この時、表示灯(8)には電流が流れなくなるので
消灯する。表示灯(8)が消灯したことを確認後入力信号
(1)がオンされるとリレー(2)が励磁され、リレー(2)の
接点がオンになっていることおよびアクチュエータが正
常（断線していない等）であることを表示灯(8)を押し
て、表示灯が点灯することにより確認する。この時、表
示灯(8)の端子→→リレー(2)の接点→アクチュエー
タ(4)と電流が流れるが、表示灯で電源が制限されるた
めアクチュエータは実動作には至らない。

第４図はアクチュエータが通常、動作している場合であ
る。第４図において、符号(1)〜(5)は第２図および第３
図と同様のものを示している。(11)は試験時に使用する
バイパス接点で通常オフであり、(12)，(13)は試験時に
使用する表示灯、(14)，(15)は抵抗、(17)，(18)は回り
込み電流防止用ダイオードである。ここで、上記表示灯
(12)，(13)の構造は第３図に示した表示灯(8)の構造と
同じであり、誤操作を防止するため、ランプの色を変え
ている。

上記構成において、表示灯(12)は、リレー(2)の接点→
端子→→抵抗(14)を通して電流が流れるので点灯し
ている。この状態でバイパス接点(11)をオンにすると表
示灯(13)が点灯することになり、この点灯によりバイパ
ス接点(11)が確実にオンになっていることを確認後、入
力信号(1)をオンにしてリレー(2)の接点をオフにする。
すると、表示灯(12)の消灯により、リレー(2)の接点が
オフになったことを確認することができる。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来のアクチュエータ試験装置は以上のように構成され
ているので、ブロック接点(7)やバイパス接点(11)等の
可動接点および表示灯(8)，(12)，(13)を回路に追加す
る必要があった。このため部品数が増加し、全体の信頼
度を低下させていた。さらに操作を誤るとアクチュエー
タが動作または停止し、プラントに重大な影響を与える
危険性があるなどの欠点があった。特に、アクチュエー
タが通常動作している場合、回り込み電流防止用ダイオ
ード(18)の健全性確認が十分でないためアクチュエータ
の誤停止に至る可能性があった。

この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、まずはバイパス回路の健全性を確
認した後アクチュエータおよび駆動回路の健全性をアク
チュエータが実停止に至らない短い時間のみ動作電流を
しや断することによりチェックするようにして、誤操作
の心配がなく、信頼性の高い交直両用アクチュエータ試
験装置を提供することを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る交直両用アクチュエータ試験装置は、ダ
イオードブリッジ回路と、このダイオードブリッジ回路
の入力端子間に電源とアクチュエータとの直列接続体を
設けると共に、該ダイオードブリッジ回路の出力端子間
に制御信号に基いて動作するスイッチング素子とこのス
イッチング素子の導通によって流れる電流を検出するピ
ックアップとの直列接続体を設け、かつそのピックアッ
プの出力に基いて上記アクチュエータが正常か否かを判
定する判定回路とを備えると共に、上記ダイオードブリ
ッジ回路の入力端子間に設けたバイパス接点と、上記電
源と上記アクチュエータとの接続点と上記ダイオードブ
リッジ回路の出力端子との間に設けられたバイパス抵抗
とこのバイパス抵抗を介して流れる電流を上記バイパス
接点に流れ込むのを防止すると共に上記スイッチング素
子に直接流す方向に設けたダイオードとの接続体とを具
備し、上記アクチュエータと電源を交流または直流の両
者に適用可能にしたことを特徴とするものである。

［作用］ この発明においては、アクチュエータ駆動電流をバイパ
ス後、スイッチング素子の健全性をバイパス抵抗から供
給される電流をしや断することにより確認する。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、(1)は図に描かれていない制御回路により
オン、オフされる入力信号で、ロジックにより入力信号
数は複数であるが、図では１個で代表している。(3)は
ロジック回路、(21)は交流アクチュエータ(10)にダイオ
ード(32a)〜(32d)であるダイオードブリッジ(32)を経由
して直列接続されたパワー増幅回路、(21a)はパワー増
幅回路(21)の出力回路を構成するパワートランジスタ、
(10)は交流アクチュエータ、(31)はアクチュエータ用交
流電源、(24)はテスト用パルスを発生させるパルス発生
回路、(25)はテスト時ロジック回路出力をオン、オフす
るための半導体スイッチである。また(23)はバイパス接
点、(28)はアクチュエータ回路の健全性を確認するため
のバイパス抵抗、(29a)，(29b)は回り込み電流を阻止す
るためのダイオード、(26)はアクチュエータ回路に流れ
る電流を非接触で検出する電流ピックアップ、(30)は電
流ピックアップ(26)の出力を増巾し、アクチュエータ回
路が正常かどうか判定する判定回路である。

上記構成において、先ず、通常動作を説明する。半導体
スイッチ(25)は導通状態になっており、又バイパス接点
(23)は開になっているとする。入力信号(1)がオフの状
態では、ロジック回路(3)よりパワー増幅回路(21)へア
クチュエータ駆動信号を出力することになり、パワート
ランジスタ(21a)は導通状態となり、アクチュエータは
動作状態となる。

交流電源(31)が正の半サイクルでは、電流は交流電源(3
1)→ダイオード(32a)→パワートランジスタ(21a)→ダイ
オード(32d)→交流アクチュエータ(10)→交流電源(31)
の経路で流れ、負の半サイクルでは、交流電源(31)→交
流アクチュエータ(10)→ダイオード(32b)→パワートラ
ンジスタ(21a)→ダイオード(32c)→交流電源(31)の経路
で流れる。

しかして、入力信号(1)がオンとなると、ロジック回路
(3)よりアクチュエータ駆動信号は出力されなくなり、
パワー増幅回路(21)のパワートランジスタ(21a)はしや
断状態となり、交流アクチュエータ(10)は停止状態とな
る。

次に試験時を説明する。通常状態では入力信号(1)がオ
フであるので、アクチュエータは動作している。ここ
で、バイパス接点(23)を閉にすると、アクチュエータ駆
動電流はこのバイパス接点(23)を流れる。また、バイパ
ス抵抗(28)を介して流れる電流は、回り込み電流阻止用
ダイオード(29)とブリッジダイオード(32)があるため、
バイパス接点(23)を閉にしてもパワートランジスタ(21
a)に流れる。

すなわち、交流電源が正の半サイクルでは、電流は交流
電源(31)→ダイオード(32a)と(32b)の並列回路→パワー
トランジスタ(21a)→ダイオード(29b)→バイパス抵抗(2
8)→交流電源(31)の経路で流れ、負の半サイクルでは、
交流電源(31)→バイパス抵抗(28)→ダイオード(29a)→
パワートランジスタ(21a)→ダイオード(32c)と(32d)の
並列回路→交流電源(31)の経路で流れる。

したがって、バイパス抵抗(28)の抵抗値を、パワートラ
ンジスタ(21a)の電流容量および電流ピックアップ(2
6)、判定回路(30)の検出感度を考慮して適正な値に選択
すれば、I_A＋I_R（I_A：アクチュエータ電流，I_R：バイパ
ス抵抗電流）から、I_Rに変化したことを検知でき、バイ
パス接点(23)の開閉の確認すなわちバイパス回路の健全
性を確認できる。

次にパルス発生回路(24)よりテストパルス信号を発生
し、半導体スイッチ(25)をパルス的にオフにする。する
と、パワートランジスタ(21a)も入力パルスに従ってパ
ルス的にオフとなる。この電流の変化（I_R→０）を電流
ピックアップ(26)で検出する。テストパルス巾について
は、バイパス回路の健全性を確認してあるから電流検出
に必要な十分余裕を考慮した値にできる（連続信号でも
良い）。

なお、上記構成において、電流ピックアップのかわりに
他の電磁気的量を用いても同様の効果を得られることは
明らかである。例えば電流ピックアップのかわりに低抵
抗をアクチュエータ回路に入れ、抵抗両端の電圧を検出
することにより、アクチュエータの健全性を判定でき
る。また、バイパス接点はリレー接点を使用したが、半
導体素子（例えばパワートランジスタ）を使用しても同
様の効果を得られることは明らかである。

また、第１図では、交流アクチュエータの場合を示した
が、交流アクチュエータを直流アクチュエータに、交流
電源を直流電源に置換えれば直流アクチュエータ試験装
置として回路変換なしで適用できるのは勿論である。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、通常動作しているア
クチュエータ駆動回路の試験時、バイパス回路の健全性
を確認可能なように構成したので、誤動作の可能性がな
く、高信頼のものが得られる効果がある。又、アクチュ
エータが交流でも直流でも適用できるため、回路を標準
化できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるアクチュエータ試験
装置を示すブロック図であり、アクチュエータが交流駆
動の場合を示す。第２図は試験装置が不要な場合のアク
チュエータ駆動回路を示すブロック図、第３図、第４図
は従来のアクチュエータ試験装置を示すブロック図であ
り、第３図はアクチュエータが通常停止、第４図は通常
動作の場合を示す。 (10)……交流アクチュエータ、 (21a)……パワートランジスタ、 (24)……パルス発生回路、 (25)……半導体スイッチ、 (26)……電流ピックアップ、 (28)……バイパス抵抗、 (29a)，(29b)……回り込み電流阻止用ダイオード、 (30)……判定回路、 (31)……アクチュエータ用交流電源、 (32)……ダイオードブリッジ、 (32a)〜(32d)……ダイオード。 なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ダイオードブリッジ回路と、このダイオー
   ドブリッジ回路の入力端子間に電源とアクチュエータと
   の直列接続体を設けると共に、該ダイオードブリッジ回
   路の出力端子間に制御信号に基いて動作するスイッチン
   グ素子とこのスイッチング素子の導通によって流れる電
   流を検出するピックアップとの直列接続体を設け、かつ
   そのピックアップの出力に基いて上記アクチュエータが
   正常か否かを判定する判定回路とを備えると共に、上記
   ダイオードブリッジ回路の入力端子間に設けたバイパス
   接点と、上記電源と上記アクチュエータとの接続点と上
   記ダイオードブリッジ回路の出力端子との間に設けられ
   たバイパス抵抗とこのバイパス抵抗を介して流れる電流
   を上記バイパス接点に流れ込むのを防止すると共に上記
   スイッチング素子に直接流す方向に設けたダイオードと
   の接続体とを具備し、上記アクチュエータと電源を交流
   または直流の両者に適用可能にしたことを特徴とする交
   直両用アクチュエータ試験装置。