JPH07253342A - 検出系の異常処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】同一測定点に設けられた２個以上の検出器から
の計測信号を平滑化し、検出器に異常が発生しても他方
の検出器からの計測信号にバンプレスに切替えて出力さ
せることにある。 【構成】同一測定点に設けられた２個の検出器によりそ
れぞれ検出された測定信号が各別に入力され、現在と過
去の測定信号の移動平均処理を行う移動平均回路11,12
と、これら各移動平均回路で平均処理されたそれぞれの
測定信号を平均化処理する算術平均回路17と、各移動平
均回路11,12 と算術平均回路17との間に設けられ、一方
の検出器の異常時に該検出器からの異常信号を切離して
他方の検出器からの計測信号に切替える切替器15,16
と、各検出器からの計測信号に基づいて正常であるか、
検出器の異常が判別されると算術平均回路17より出力さ
れる算術平均値に変化率制限を加える変化率制限回路19
とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被検出対象の同一測定
点に複数個の検出器を設けた検出系の異常処理装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばボイラの温度制御を行う場
合、同一測定点に２個以上の検出器を設け、通常はその
一方の検出器により検出された計測信号を制御変数とし
て出力し、この検出器に異常が発生すると他方の検出器
により検出された計測信号に切換えて出力するようにし
ている。

【０００３】図３は２個の検出器を備えた検出系からの
計測信号の何ずれかを制御変数として出力する検出系の
異常処理装置における信号選択回路を示したものであ
る。図３において、ｔ１はボイラの同一測定点の第１の
検出器により検出された計測信号（アナログ信号）ＡＩ
１が入力される第１の入力端子、ｔ２は同じく第２の検
出器により検出された計測信号（アナログ信号）ＡＩ２
が入力される第２の入力端子で、これら第１の入力端子
ｔ１および第２の入力端子ｔ２に入力された計測信号の
うち、通常は切替器１により第２の入力端子ｔ２に入力
された計測信号ＡＩ２を選択して出力され、また第２の
検出器に異常が発生すると切替器１の切替えにより第１
の入力端子ｔ１に入力された計測信号ＡＩ１を選択して
出力される。

【０００４】また、図４は検出器の異常の有無を判定す
る検出系の異常処理装置における判定処理回路を示すブ
ロック図である。図４において、２は第１の検出器又は
第２の検出器により検出された計測信号ＡＩ１又はＡＩ
２が入力され、この計測信号が第１の設定値（５．１
Ｖ）より大きいとき検出器に異常があると判定してロジ
ック“０”を出力する大判定回路、３は第１の検出器又
は第２の検出器により検出された計測信号ＡＩ１又はＡ
Ｉ２が入力され、この計測信号が第２の設定値（０．７
Ｖ）より小さいとき検出器に異常があると判定してロジ
ック“０”を出力する小判定回路で、これら大判定回路
２及び小判定回路３の出力信号は論理和回路４及び否定
回路５を通して図３に示す切替器１の切替え信号として
出力される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の検出系の異常処理装置においては、検出器の異常が
図４に示す判定処理回路により判定されると、図３に示
す信号選択回路の切替器１を単純に切替えて第１の検出
器又は第２の検出器により検出された計測信号ＡＩ１又
はＡＩ２を選択出力するようにしているため、検出器異
常時の信号切替えがバンプレスにならない。従って、こ
のような急変した計測信号が信号選択回路より制御変数
として制御演算装置に入力されると、制御演算にも支障
を与えるという問題があった。

【０００６】本発明は上記のような問題を解消するため
なされたもので、同一測定点に設けられた２個以上の検
出器からの計測信号を平滑化し、検出器に異常が発生し
ても他方の検出器からの計測信号にバンプレスに切替え
て出力させることができる検出系の異常処理装置を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、次のような手段により検出系の異常処理装
置を構成したものである。請求項１に対応する発明は、
同一測定点に設けられた複数個の検出器によりそれぞれ
検出された測定信号が各別に入力され、現在と過去の測
定信号の移動平均処理を行う移動平均回路と、これら各
移動平均回路で平均処理された測定信号がそれぞれ入力
され、これらの測定信号を平均化処理する算術平均回路
と、前記各移動平均回路と前記算術平均回路との間に設
けられ、何ずれかの検出器の異常時に該検出器からの異
常信号を切離して他の正常な検出器からの計測信号に切
替える切替器と、前記各検出器からの計測信号に基づい
て正常であるか、異常であるかを判別する論理回路と、
この論理回路により検出器の異常が判別されると前記算
術平均回路より出力される算術平均値に変化率制限を加
える変化率制限回路とを備えたものである。

【０００８】請求項２に対応する発明は、同一測定点に
設けられた少なくとも２個の検出器によりそれぞれ検出
された測定信号がそれぞれ入力され、これら測定信号の
差分を演算する減算回路と、この減算回路により求めら
れた測定信号の差分の絶対値を演算する絶対値回路と、
この絶対値回路で求められた絶対値が設定値を越えてい
るかどうかを判別する比較回路と、前記各検出器からの
計測信号が一定時間に大幅に変化しているか否かをそれ
ぞれ検知する変化率大検知回路と、前記比較回路の判定
結果と前記各変化率大検知回路の検知結果の論理積によ
り前記各検出器の測定信号が異常かどうかを判別する論
理回路とを備えたものである。

【０００９】

【作用】請求項１に対応する発明による検出系の異常処
理装置にあっては、同一測定点に設けられた複数個の検
出器からの計測信号をそれぞれ移動平均回路で過去と現
在のデータを平均し、さらに算術平均回路により算術平
均し、検出器に異常が発生した場合には切替器により正
常な検出器からの計測信号にバンプレスに切替えて出力
させるようにしたので、急変した計測信号がそのまま出
力されるようなことがなくなるので、制御演算に何等支
障を与えることがなくなる。

【００１０】また、請求項２に対応する発明による検出
系の異常処理装置にあっては、検出器の異常の有無の判
定は少なくとも２個の検出器の測定信号の差分を減算回
路により求め、絶対値回路によりその差分の絶対値を求
めて比較回路により設定値と比較し、差分の絶対値が設
定値を越えていること、各変化率大検知回路により測定
信号が一定時間に大幅に変化していることを条件に異常
判定信号を出力するようにしているので、検出器がダウ
ンする直前に異常が検知でき、また異常判定信号を警報
器に入力するようにしておけば、予測警報を行うことも
できる。

【００１１】

【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。図１は本発明による検出系の異常処理装置におけ
る信号選択回路の構成例を示すブロック図である。図１
において、１１は第１の入力端子ｔ１を介して第１の検
出器により検出された計測信号（アナログ信号）ＡＩ１
が入力される第１の移動平均回路、１２は第２の入力端
子ｔ２を介して第１の検出器と同一測定点の第２の検出
器により検出された計測信号（アナログ信号）ＡＩ２が
入力される第２の移動平均回路で、これら第１及び第２
の移動平均回路１１，１２は測定信号ＡＩ１，ＡＩ２を
記憶するメモリを備え、現在のデータとメモリに記憶さ
れている過去のデータとの平均を行うものである。

【００１２】第１の移動平均回路１１には後述する判定
処理回路より出力される第１の検出器の異常判定信号Ａ
Ｉ１Ｄが否定回路１３を介して入力され、第２の移動平
均回路１２には後述する判定処理回路より出力される第
２の検出器の異常判定信号ＡＩ２Ｄが否定回路１４を介
して入力される。

【００１３】また、１５，１６は第１の移動平均回路１
１及び第２の移動平均回路１２によりそれぞれ移動平均
された測定信号を切替える切替器で、これらの切替器１
５，１６は測定信号が異常であればその異常信号を切離
すものである。

【００１４】また、１７は第１の移動平均回路１１およ
び第２の移動平均回路１２により移動平均された測定信
号がそれぞれ入力され、これらの測定信号を算術的に平
均化する算術平均回路で、この算術平均回路１７は通常
２つの信号の平均であるが、片系の異常時には正常系の
みの平均となる。

【００１５】さらに、１９は後述する判定処理回路より
出力される第１の検出器に対応する異常信号又は第２の
検出器に対応する異常信号が論理輪回路１８を介して入
力される変化率制限回路で、この変化率制限回路１９は
測定信号の異常時に変化率制限をかけるものである。

【００１６】一方、図２は検出器の異常の有無を判定す
る検出系の異常処理装置における判定処理回路を示すブ
ロック図である。図２において、２０は第１および第２
の検出器からの測定信号ＡＩ１およびＡＩ２がそれぞれ
入力され、これらの測定信号ＡＩ１およびＡＩ２の差分
を演算する減算回路、２１はこの減算回路２０で求めら
れた差分の絶対値を求める絶対値回路、２２は絶対値回
路２１で求められた絶対値と設定器２３に設定された設
定値とを比較する比較回路で、これら減算回路２０、絶
対値回路２１および比較回路２２は測定信号ＡＩ１およ
びＡＩ２の差が設定異常になったかどうかを判別するも
のである。

【００１７】また、２４はメモリ２６に蓄えられている
データをもとに第１の検出器の測定信号ＡＩ１の変化率
が一定以上になったかどうか、つまり一定時間に大幅に
変化したかどうかを検知する変化率大検知回路、２５は
メモリ２７に蓄えられているデータをもとに第２の検出
器の測定信号ＡＩ２の変化率が一定以上になったかどう
か、つまり一定時間に大幅に変化したかどうかを検知す
る変化率大検知回路である。

【００１８】さらに、２８は比較回路２２の判別結果と
変化率大検知回路２４の検知結果の論理積をとる論理積
回路、２９は同じく比較回路２２の判別結果と変化率大
検知回路２５の検知結果の論理積をとる論理積回路であ
る。

【００１９】次に上記のように構成された検出系の異常
処理装置の作用について述べる。いま、同一測定点に設
けられた第１の検出器および第２の検出器が共に正常で
あれば、図１に示す信号選択回路において、移動平均回
路１１は第１の検出器から入力される現在の計測信号と
メモリに記憶されている１個以上の過去の計測信号の移
動平均処理を行ない、移動平均回路１２は第２の検出器
から入力される現在の計測信号とメモリに記憶されてい
る１個以上の過去の計測信号の移動平均処理を行なって
いる。この場合、過去の測定信号の数は、測定信号の種
類（温度、圧力、流量、成分等）によって選択する。

【００２０】このように移動平均回路１１，１２で移動
平均処理された測定信号は切替器１５，１６によりそれ
ぞれ対応する測定信号が選択されて算術平均回路１７に
与えられる。この算術平均回路１７では、これらの測定
信号間のバラツキを補正し、これを制御変数ＰＶとして
変化率制限回路１９を通して出力する。

【００２１】一方、このとき検出器の異常の有無を判定
する判定処理回路において、第１および第２の検出器は
共に正常なので、減算回路２０で求められるそれぞれの
測定信号ＡＩ１，ＡＩ２の差分は小さく、絶対値回路２
１で求められる差分の絶対値も小さい。したがって、こ
の絶対値は設定値を越えることはないので、比較回路２
２より出力される信号はロジック“０”である。

【００２２】また、変化率大検知回路２４，２５におい
て、測定信号ＡＩ１，ＡＩ２が一定時間内に大幅に変化
することはないので、その出力信号はそれぞれロジック
“０”である。

【００２３】したがって、論理積回路２８，２９の論理
積条件は満たされないので、その出力信号はロジック
“０”であり、異常判定信号ＡＩ１Ｄ，ＡＩ２Ｄは出力
されない。

【００２４】以上は第１の検出器および第２の検出器の
測定信号の差分が小さく、かつ一定時間内に大幅に変化
しない場合であるが、一時的に測定信号の差分だけが大
きくなったり、測定信号の変化率だけが一定値以上にな
っても論理積回路２８，２９の論理積条件は満たされな
いので、異常判定信号ＡＩ１Ｄ，ＡＩ２Ｄが出力される
ようなことはない。

【００２５】このような状態にあるとき例えば第１の検
出器に異常が発生すると、減算回路２０で求められる第
１の検出器および第２の検出器の測定信号の差分が大き
くなるので、絶対値回路２１で求められる絶対値も大き
くなる。したがって、比較回路２２ではこの絶対値が設
定値を越えていることを判定するので、その出力信号は
ロジック“１”となる。

【００２６】また、このとき変化率大検知回路２４では
第１の検出器の測定信号が一定時間に大幅に変化したこ
とを検知するので、その出力信号はロジック“１”とな
る。したがって、論理積回路２８は論理積条件が満たさ
れるので、異常判定信号ＡＩ１Ｄが出力される。

【００２７】このように判定処理回路より異常判定信号
ＡＩ１Ｄが出力されると、図１に示す信号選択回路にお
いて、切替器１６が第２の検出器側に切替わり、異常信
号を切離す。したがって、算術平均回路１７では正常系
のみの平均となり、その出力信号が変化率制限回路１９
に入力される。このとき、変化率制限回路１９には異常
判定信号ＡＩ１Ｄが論理和回路１８を通して入力される
ので、この変化率制限回路１９は算術平均回路１７の出
力信号に変化率制限をかけ、これを制御変数ＰＶとして
出力する。

【００２８】以上は第１の検出器が異常になった場合で
あるが、逆に第２の検出器が異常になった場合も前述と
ほぼ同様の作用となる。このように本実施例では、同一
測定点に設けられた第１および第２の検出器からの計測
信号を移動平均回路１１，１２で過去と現在のデータを
平均し、さらに算術平均回路１７により算術平均し、検
出器に異常が発生した場合には切替器１５，１６により
正常な検出器からの計測信号にバンプレスに切替えて出
力させるようにしたので、急変した計測信号が制御変数
として制御演算装置に入力されることがなく、何等支障
なく制御演算を行うことができる。

【００２９】また、検出器の異常の有無の判定は第１お
よび第２の検出器の測定信号の差分を減算回路２０によ
り求め、絶対値回路２１によりその差分の絶対値を求め
て比較回路２２により設定値と比較し、差分の絶対値が
設定値を越えていること、変化率大検知回路２４，２５
により測定信号が一定時間に大幅に変化していることを
条件に異常判定信号を出力するようにしているので、検
出器がダウンする直前に異常が検知でき、また異常判定
信号を警報器に入力するようにしておけば、予測警報を
行うこともできる。

【００３０】なお、上記実施例では２個の検出器からの
計測信号を切替える信号選択回路および検出器の異常の
有無を判定する判定処理回路について述べたが、３個以
上の検出器からの計測信号の場合にも前述同様に適用実
施できるものである。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、同一
測定点に設けられた２個以上の検出器からの計測信号を
平滑化し、検出器に異常が発生しても他方の検出器から
の計測信号にバンプレスに切替えて出力させることがで
きる検出系の異常処理装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による検出系の異常処理装置の一実施例
における信号選択回路を示すブロック図。

【図２】同実施例における異常判定処理回路を示すブロ
ック図。

【図３】従来の検出系の異常処理装置における信号選択
回路を示すブロック図。

【図４】同異常処理装置における異常判定処理回路を示
すブロック図。

【符号の説明】

１１，１２……移動平均回路、１３，１４……否定回
路、１５，１６……切替器、１７……算術平均回路 １８……論理和回路、１９……変化率大制限回路、２０
……減算回路、２１……絶対値回路、２２比較回路、２
３……設定器、２４，２５……変化率大検知回路、２
６，２７……メモリ、２８，２９……論理積回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一測定点に設けられた複数個の検出器
   によりそれぞれ検出された測定信号が各別に入力され、
   現在と過去の測定信号の移動平均処理を行う移動平均回
   路と、これら各移動平均回路で平均処理された測定信号
   がそれぞれ入力され、これらの測定信号を平均化処理す
   る算術平均回路と、前記各移動平均回路と前記算術平均
   回路との間に設けられ、何ずれかの検出器の異常時に該
   検出器からの異常信号を切離して他の正常な検出器から
   の計測信号に切替える切替器と、前記各検出器からの計
   測信号に基づいて正常であるか、異常であるかを判別す
   る論理回路と、この論理回路により検出器の異常が判別
   されると前記算術平均回路より出力される算術平均値に
   変化率制限を加える変化率制限回路とを備えたことを特
   徴とする検出系の異常処理装置。
2. 【請求項２】 同一測定点に設けられた少なくとも２個
   の検出器によりそれぞれ検出された測定信号がそれぞれ
   入力され、これら測定信号の差分を演算する減算回路
   と、この減算回路により求められた測定信号の差分の絶
   対値を演算する絶対値回路と、この絶対値回路で求めら
   れた絶対値が設定値を越えているかどうかを判別する比
   較回路と、前記各検出器からの計測信号が一定時間に大
   幅に変化しているか否かをそれぞれ検知する変化率大検
   知回路と、前記比較回路の判定結果と前記各変化率大検
   知回路の検知結果の論理積により前記各検出器の測定信
   号が異常かどうかを判別する論理回路とを備えたことを
   特徴とする検出系の異常処理装置。