JPH11259101A - フェールセーフ出力装置 - Google Patents
フェールセーフ出力装置Info
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- JPH11259101A JPH11259101A JP7647298A JP7647298A JPH11259101A JP H11259101 A JPH11259101 A JP H11259101A JP 7647298 A JP7647298 A JP 7647298A JP 7647298 A JP7647298 A JP 7647298A JP H11259101 A JPH11259101 A JP H11259101A
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Abstract
際にも誤出力を防止でき信頼性を向上させたフェールセ
ーフ出力装置を得ることである。 【解決手段】 タイミング発生部は、クロック発生部か
らの基本クロックに基づき3台の制御装置から出力され
る信号をパルス化するためのタイミング信号を発生させ
る。3台の制御装置のうちの2台の制御装置の組み合わ
せ毎に設けられた2AND回路部は、各々の制御装置の
出力信号とタイミング発生部からのタイミング信号とに
基づいて2台の制御装置の組み合わせ毎にそれぞれ交番
信号を生成し、それぞれの交番信号をOR回路部で論理
和をとり、直流除去回路部で直流成分を除去して整流回
路部で整流する。そして、整流回路部で整流された出力
信号により出力リレーを駆動する。従って、故障が発生
し交番信号が出力されなくなることにより出力リレーが
OFFとなり、誤出力が阻止される。
Description
らの出力信号を多数決原理処理を行って出力するフェー
ルセーフ性を有するフェールセーフ出力装置に関する。
は、同一演算を行う制御装置を3台設けて制御装置を3
重化し、その3重化した制御装置からの出力信号を多数
決原理により出力するようにしたものがある。この場合
の多数決論理処理を行うフェールセーフ出力装置として
は、図10に示すような回路構成のものがある。
置からなり、各系の各制御装置3A、3B、3Cからの
出力をそれぞれ出力リレー9A、9B、9Cを介して出
力する。つまり、出力リレー9A、9B、9Cの接点A
1、B1、C1を用いて多数決回路17を構成し、この
多数決回路17により多数決論理処理を行い、3系の出
力のうちの2つの出力が一致すれば正常として外部に出
力させるようにしている。これにより、1系の制御装置
3が故障して誤出力したとしても、多数決回路17にお
いて外部への誤出力を防ぐことができる。このようにし
て、フェールセーフ性を持たせている。
従来のフェールセーフ出力装置では、3個の出力リレー
9A、9B、9Cの接点A1、B1、C1を組み合わせ
て多数決回路17を構成し、3系の制御装置3A、3
B、3Cの出力を論理演算(2 out of 3)するようにし
ているので、1点の出力に対して3個の出力リレー9が
必要であり、フェールセーフ性を保持しようとした場合
には、出力リレー9の取付面積と寿命が問題となる。
寿命も長く、故障の際にも誤出力を防止でき信頼性を向
上させたフェールセーフ出力装置を得ることである。
フェールセーフ出力装置は、基本クロックを発生するク
ロック発生部と、クロック発生部からの基本クロックに
基づき3台の制御装置から出力される信号をパルス化す
るためのタイミング信号を発生させるタイミング発生部
と、3台の制御装置のうちの2台の制御装置の組み合わ
せ毎に設けられ各々の制御装置の出力信号とタイミング
発生部からのタイミング信号とに基づいて2台の制御装
置の組み合わせ毎にそれぞれ交番信号を生成する2AN
D回路部と、各々の2AND回路部からの交番信号を入
力し論理和出力するOR回路部と、OR回路部の出力信
号から直流成分を除去する直流除去回路部と、直流除去
回路部で直流成分を除去した交番信号を整流する整流回
路部と、整流回路部で整流された出力信号により駆動さ
れる出力リレーとを備えたことを特徴とする。
力装置では、タイミング発生部は、クロック発生部から
の基本クロックに基づき3台の制御装置から出力される
信号をパルス化するためのタイミング信号を発生させ
る。3台の制御装置のうちの2台の制御装置の組み合わ
せ毎に設けられた2AND回路部は、各々の制御装置の
出力信号とタイミング発生部からのタイミング信号とに
基づいて2台の制御装置の組み合わせ毎にそれぞれ交番
信号を生成し、それぞれの交番信号をOR回路部で論理
和をとり、直流除去回路部でOR回路部の出力信号から
直流成分を除去し、整流回路部で整流する。そして、整
流回路部で整流された出力信号により出力リレーを駆動
する。従って、故障が発生し交番信号が出力されなくな
ることにより出力リレーがOFFとなり、誤出力が阻止
される。
力装置は、請求項1のフェールセーフ出力装置におい
て、各々の制御装置は出力1点あたり2つの信号を出力
し、2AND回路部は2つの信号が共にONであるとき
のみ交番信号を発生するようにしたことを特徴とする。
力装置では、請求項1のフェールセーフ出力装置の作用
に加え、2AND回路部は制御装置から出力される2つ
の信号が共にONであるときのみ交番信号を発生する。
従って、出力信号が交番信号でないときは、2AND回
路部の故障と判定できる。
力装置は、請求項2のフェールセーフ出力装置におい
て、2AND回路部を構成する回路要素を有しその回路
要素の動作結果と2AND回路部の動作結果とを比較す
る機能を有した照合回路を設け、制御装置は2AND回
路部には出力1点あたりの2つの信号を出力し、照合回
路には出力1点あたりの2つの信号に対応する2つの検
査用信号を出力するようにしたことを特徴とする。
力装置では、請求項2のフェールセーフ出力装置の作用
に加え、照合回路の比較機能により、検査用出力に基づ
いて2AND回路部が正常であることを検証する。
力装置は、請求項1のフェールセーフ出力装置におい
て、制御装置は、直流除去回路部の2次側の出力信号が
正しく出力されているか否かを確認するようにしたこと
を特徴とする。
力装置では、請求項1のフェールセーフ出力装置の作用
に加え、出力信号が正しく出力されていることを直流除
去回路部の2次側の出力信号に基づいて確認する。
力装置は、請求項1のフェールセーフ出力装置におい
て、各々の2AND回路部と、OR回路部と、整流除去
回路部と、整流回路部とを2重化して2系統設け、各々
の系統の出力を論理和出力するようにしたことを特徴と
する。
力装置では、請求項1のフェールセーフ出力装置の作用
に加え、2重化した一方の系統が故障したときは他方の
系統の出力信号を出力する。
力装置は、請求項1のフェールセーフ出力装置におい
て、制御装置は、出力リレーの出力接点と運動して動作
する接点のON/OFF状態を読み込むことにより出力
状態を監視するようにしたことを特徴とする。
力装置では、請求項1のフェールセーフ出力装置の作用
に加え、出力リレーのON/OFF状態により出力状態
を制御装置にて監視する。
力装置は、請求項6のフェールセーフ出力装置におい
て、制御装置は、出力リレーの出力接点と運動して動作
する接点の状態を読み込む読込回路の入力状態を試験周
期毎に切り、読込回路の正常状態を確認するようにした
ことを特徴とする。
力装置では、請求項6のフェールセーフ出力装置の作用
に加え、読込回路の入力状態を試験周期毎に切り、その
後に読込回路に信号入力して読込回路の正常状態を確認
する。
力装置は、請求項6のフェールセーフ出力装置におい
て、制御装置は、出力リレーの出力接点と運動して動作
する接点の状態を読み込む読込回路の入力状態を試験周
期毎にOFFにし、読込回路の正常状態を確認するよう
にしたことを特徴とする。
力装置では、請求項6のフェールセーフ出力装置の作用
に加え、読込回路の入力状態を試験周期毎にOFFに
し、その後に読込回路をONにして読込回路の正常状態
を確認する 請求項9の発明に係わるフェールセーフ出力装置は、請
求項1のフェールセーフ出力装置において、制御装置が
異常状態となったときは、OR回路部への制御電源の供
給を停止するようにしたことを特徴とする。
力装置は、請求項1のフェールセーフ出力装置の作用に
加え、OR回路部に供給している制御電源に対し、制御
装置が異常状態となった時に制御電源の出力を遮断す
る。これにより、異常状態となった制御装置からの出力
を阻止する。
する。図1は本発明の第1の実施の形態に係わるフェー
ルセーフ出力装置の構成図である。
の8個のパルスを周期的に発生するものであり、クロッ
ク発生部1からの基本クロックはタイミング発生部2に
入力される。タイミング発生部2は、基本クロックに基
づいて、後述するようにP1、P3、P5、P7の4個
のパルスを周期的に発生し、出力回路部18に供給す
る。すなわち、タイミング発生部2は、A系制御装置3
A、B系制御装置3B、C系制御装置3Cの3台の制御
装置3から出力される信号をパルス化するためのタイミ
ング信号を発生させる。
6と、直流除去回路部7と、整流回路部8とから構成さ
れる。さらに、2 out of 3照合回路部6は、3個の2A
ND回路部4とOR回路5とから構成されている。2A
ND回路部4は、3台の制御装置3A、3B、3Cのう
ちの2台の制御装置の組み合わせ毎に設けられ、各々の
制御装置3の出力信号とタイミング発生部2からのタイ
ミング信号とに基づいて、後述するように2台の制御装
置の組み合わせ毎にそれぞれ交番信号を生成する。そし
て、OR回路部5は、各々の2AND回路部4からの交
番信号を入力し論理和を出力する。
7に入力されて、ここで直流成分が除去され、さらに、
整流回路部8で整流される。そして、整流回路部8で整
流された出力信号により出力リレー9が駆動されるよう
になっている。
り、図3は、2AND回路部4の各部の動作信号を示す
タイムチャートである。上述のように2AND回路部4
は、3台の制御装置3A、3B、3Cのうちの2台の制
御装置の組み合わせ毎に設けられる。いま、2台の制御
装置をA系制御装置3AとB系制御装置3Bとする。ま
た、2AND回路部4は、図2に示すようにX系列とY
系列との2系列を有することから、各々の制御装置3
A、3Bからは、出力1点あたり2つの出力を出すもの
とする。すなわち、A系制御装置3Aの出力信号をAX
とAY(AX=AY)、B系制御装置3Bの出力信号を
BXとBY(BX=BY)とする。
出力信号AXとタイミング発生部2からのパルス信号P
1が入力され、論理積が演算される。同様に、AND回
路10bにはB系制御装置3Bの出力信号BXとタイミ
ング発生部2からのパルス信号P3が入力され、AND
回路10cにはA系制御装置3Aの出力信号AYとタイ
ミング発生部2からのパルス信号P5が入力され、AN
D回路10dにはB系制御装置3Bの出力信号BYとタ
イミング発生部2からのパルス信号P7が入力され、そ
れぞれ論理積が演算される。
3に示すように、クロック発生部1からの基本クロック
CLKに基づいて、タイミング発生部2から与えられる
タイミング信号であり、A系制御装置3Aの出力信号A
XとAY(AX=AY)、B系制御装置3Bの出力信号
BXとBY(BX=BY)は、方形波で与えられてい
る。
回路10bの出力信号は、OR回路19aに入力され論
理和演算が行われて出力信号ABX13が出力される。
そして、出力信号ABX13はJKフリップフロップ
(JKFF)11aのCK端子に入力される。同様に、
AND回路10cの出力信号およびAND回路10dの
出力信号は、OR回路19bに入力され論理和演算が行
われて出力信号ABY57が出力される。そして、出力
信号ABY57はJKフリップフロップ(JKFF)1
1bのCK端子に入力される。
子には、A系制御装置3Aの出力信号AXとタイミング
信号T1との論理積をとるAND回路10eの出力信号
AXT1が入力され、同様に、JKフリップフロップ1
1bのJ端子には、A系制御装置3Aの出力信号AYと
タイミング信号T5との論理積をとるAND回路10f
の出力信号AXT5が入力されている。
のCL端子および後述するDフリップフロップ(DF
F)12aのCL端子には、A系制御装置3Aの出力信
号AXとB系制御装置3Bの出力信号BXとの論理和演
算を行うOR回路19cの出力信号が入力されている。
同様に、JKフリップフロップ11bのCL端子および
後述するDフリップフロップ(DFF)12bのCL端
子には、A系制御装置3Aの出力信号AYとB系制御装
置3Bの出力信号BYとの論理和演算を行うOR回路1
9dの出力信号が入力されている。
御装置3Bの出力信号BXとが共に「1」(AX=BX
=1)であるとき、JKフリップフロップ11aの出力
信号ABXFFは、パルス信号P1のタイミングでセッ
トされ、パルス信号P3のタイミングでリセットされ
る。つまり、JKフリップフロップ11aの出力信号A
BXFFは交番信号となる。
御装置3Bの出力信号BXとのうちのいずれかが「0」
の場合には、JKフリッププロップ11aの端子のいず
れかが「0」になるために、JKフリップフロップ11
aはセットまたはリセットの状態のままで、状態変化を
起こさなくなる。それと同時に、JKフリップフロップ
11aのCL端子からの信号で、出力信号ABXFFは
直流的にクリアする。
力信号ABXFFの出力が交番信号となるのは、AX=
BX=1の時のみであり、これは、A系制御装置3Aの
出力信号AXとB系制御装置3Bの出力信号BXをAN
D演算したことになるため、JKフリップフロップ11
aは、A系制御装置3Aの出力信号AXとB系制御装置
3Bの出力信号BXとのAND回路となっている。
よびB系制御装置3Bの他方の出力信号BYについても
同様に、A系制御装置3Aの出力信号AYとB系制御装
置3Bの出力信号BYとが共に「1」(AY=BY=
1)であるとき、JKフリップフロップ11bの出力信
号ABYFFは、パルス信号P5のタイミングでセット
され、パルス信号P7のタイミングでリセットされる。
つまり、JKフリップフロップ11bの出力信号ABY
FFは交番信号となる。
御装置3Bの出力信号BYとのうちのいずれかが「0」
の場合には、JKフリッププロップ11bの端子のいず
れかが「0」になるために、JKフリップフロップ11
bはセットまたはリセットの状態のままで、状態変化を
起こさなくなる。それと同時に、JKフリップフロップ
11bのCL端子からの信号で、出力信号ABYFFは
直流的にクリアする。
力信号ABYFFの出力が交番信号となるのは、AY=
BY=1の時のみであり、これは、A系制御装置3Aの
出力信号AYとB系制御装置3Bの出力信号BYをAN
D演算したことになるため、JKフリップフロップ11
bは、A系制御装置3Aの出力信号AYとB系制御装置
3Bの出力信号BYとのAND回路となっている。
回路は、Dフリップフロップ12aとDフリップフロッ
プ12bとで実現する。JKフリップフロップ11bの
出力信号ABYFFの立ち上がり信号(パルスP5のタ
イミング)でDフリップフロップ12aの「1」側の信
号がDフリップフロップ12bにシフトされる。
BXFFの立ち上がり(パルスP1のタイミング)で、
Dフリップフロップ12bの「0」側(インバート側)
の信号がDフリップフロップ12aにシフトされる。
ップ12aはパルス信号P5のタイミング(ABYFF
の立ち上がり)で、現在の状態をDフリップフロップ1
2bにシフトし、パルス信号P1のタイミング(ABX
FFの立ち上がり)でDフリップフロップ12bのイン
バート信号(自分の前回のP1のタイミングのインバー
ト状態)を取り込む。従って、正常に動作している場合
にはDフリップフロップ12aはパルス信号P1のタイ
ミングで「1」と「0」を交互に繰り返す交番信号とな
る。
御装置3Bの出力信号BXのいずれか「0」であれば、
Dフリップフロップ12aはリセットされたままで、交
番変化しない。これは、A系制御装置3Aの出力信号A
XとB系制御装置3Bの出力信号BXがDフリップフロ
ップ12aのCL端子に入力されているので、A系制御
装置3Aの出力信号AXまたはB系制御装置3Bの出力
信号BXが「0」になると、直流的なクリアがかかるた
めと、JKフリップフロップ11aのパルスがなくなる
とDフリップフロップ12aの出力信号AB1FFは状
態が変化しなくなるためである。
とB系制御装置3Bの出力信号BYのいずれか「0」で
あれば、Dフリップフロップ12bはリセットされたま
まになる。また、Dフリップフロップ12aかDフリッ
プフロップ12bのいずれか一方の状態が「1」または
「0」に固定化されると、他のフリップフロップも固定
化される。従って、Dフリップフロップ12aの出力信
号AB1FFは、A系制御装置3AのX信号とY信号お
よびB系制御装置3BのX信号とY信号の4信号の交番
化したAND回路になっている。
CとC&Aの信号を交番信号のままOR回路部5でOR
をとることになるが、そのためにはタイミングの同期を
とる必要がある。そこで、A&BXYロジック20が設
けられている。Dフリップフロップ12aの出力信号A
B1FFとDフリップフロップ12bの出力信号AB2
FFは、正常時においてはパルス信号P1とパルス信号
P5のタイミングで交番信号化されるが、パルス信号P
1のタイミングで出力信号AB1FFが「1」になる
か、「0」になるか分からない。
出力信号A&BXYが正常時は必ずパルス信号P1〜パ
ルス信号P4で「1」で、パルス信号P5〜パルス信号
P8間で「0」になるように動作する。そのために、D
フリップフロップ12aの出力信号AB1FFとDフリ
ップフロップ12bの出力信号AB2FFとの排他的論
理和(EXCLUSIVE OR)を取る。これにより、その他の2
台の2AND回路部4の出力信号B&CXYと出力信号
C&AXYとの交番信号の同期が取れ、3つの信号をO
R回路部5でORをとる。これにより、A系、B系、C
系の3系の交番信号化された出力信号の多数決論理(2
out of 3)のロジックを構成することができる。
部7の詳細図である。OR回路部5は、ダイオードおよ
び制御電源から構成され、A系の2AND回路部4の出
力信号A&BXY、B系の2AND回路部4の出力信号
B&CXY、C系の2AND回路部4の出力信号C&A
XYの3系の交番信号化されたそれぞれの出力信号をO
R演算する。このOR回路部5の出力信号がA系制御装
置3A、B系制御装置3B、C系制御装置3Cの各出力
信号の多数決論理(2 out of 3)のロジック出力信号と
なる。直流除去回路部7は、正常時にはOR回路部5か
らのロジック出力信号が交番信号で与えられることか
ら、その交番信号から直流成分を取り除き交流成分を取
り出すものである。このことから、変成器が用いられ1
次側の変化分(交流成分)を2次側で取り出すようにし
ている。
ND回路部は、3台の制御装置の内野2台の制御装置の
組み合わせ毎に設け、2台の制御装置から出力される出
力信号をタイミング信号発生部の出力パルスとAND条
件を取り、ON/OFFタイミングのずれたパルス列を
生成し、そのすれた出力パルスによリDフリップフロッ
プをセット/リセットする。これにより、2AND回路
部は2台の制御装置からの出力信号が共に「1」である
ときに交番化した信号を出力する。
OR回路部5でOR演算され、これにより、各出力信号
の多数決論理(2 out of 3)のロジック出力信号が得ら
れ、直流除去回路部7で直流成分を除去し、その直流成
分を除去した交番化信号を整流回路部8で整流して出力
リレー9を駆動する。従って、故障が発生し交番信号が
出力されなくなると出力リレーがOFFとなり、誤って
ONの信号が出力されることを防止することができる。
装置3から出力1点あたり2つの出力信号XとYとを出
力することにより、2AND回路部4ではABXFFと
ABYFF、AB1FFとAB2FFを作成する。そし
て、その1つの信号によりONとし、もう1つの信号に
よりOFFとすることにより、2つの信号が共に「1」
(ON)であるときのみ交番信号が発生するようにす
る。従って、制御装置3の出力回路部18に故障が発生
した場合に、ONまたはOFFに信号が固定され交番信
号にならずに誤って出力することがなくなる。
る。図5は本発明の第2の実施の形態に係わるフェール
セーフ出力装置の構成図である。この第2の実施の形態
は、図1に示した第1の実施の形態に対し、各々の2A
ND回路部4にそれぞれ照合回路部13を設け、出力回
路部18を2重化したものである。
成する回路要素を有し、その回路要素の動作結果と2A
ND回路部4の動作結果とを比較する機能を有してい
る。そして、各々の制御装置3は2AND回路部4には
出力1点あたりに2つの信号XとYを出力し、照合回路
部13にはその2つの信号X、Yに対応して2つの検査
用信号S、Tを出力する。
点あたり2つの出力信号X、Yに対しての2AND回路
部4の動作結果と、2つの検査用信号S、Tに対しての
照合回路の動作結果とを、照合回路部13の比較要素で
比較し一致か不一致かを検出する。検査用信号S、Tと
して、2つの出力信号X、Yと一致する信号(S=X、
T=Y)を出力した場合には、その動作結果が一致した
場合に正常であると判定する。一方、検査用信号S、T
として、2つの出力信号X、Yと不一致の信号を出力し
た場合には、その動作結果が不一致となる場合が正常で
ある。
/不一致の動作確認のために、制御装置より一定周期毎
(1秒程度)に強制的に一致状態と不一致状態を交互に
出力し、一致/不一致が検出できるようにしている。こ
のように、テストによる不一致の検出は2つの信号を相
反するように出力し、不一致を確実に検出していること
を確認する。これにより、2つの信号の不一致検出が正
常に機能していることを常時監視する。
号AB1FFとDフリップフロップ12bの出力信号A
B2FFとが、何らかの故障のために交番信号を出す場
合を考える。この場合には、JKフリップフロップ11
aの出力信号ABXFFが交番信号になっているはずで
ある。JKフリップフロップ11aの出力信号ABXF
Fが交番信号になるのは、AND回路10aの出力信号
AXP1とAND回路10bの出力信号BXP3が誤っ
てパルス出力した場合である。特にパルスP1とパルス
信号P3のスルーの故障が考えられる。
として、2AND回路部4のOR回路19aと同一回路
を有しておき、2AND回路部4のOR回路19aの出
力信号と、照合回路部13の回路要素の出力信号とを比
較要素で比較照合し、その結果を制御装置で判断するよ
うにする。この比較照合は毎クロック実施され記憶され
る。リセットは制御装置3からの出力(TEST信号)
で行う。これにより検出回路の健全性を確認する。
図である。2AND回路部4のOR回路19aの出力信
号ABX13と同等の出力信号ABS13を得るための
同等回路要素21を構成し、2AND回路部4のOR回
路19aの出力信号ABX13と排他的論理和回路(E
OR)22で一致/不一致の検出をし、JKフリップフ
ロップ11c、11dを介して一致/不一致を出力す
る。同等回路要素21への入力信号AS(制御装置Aの
S信号)は、通常時はAXと同じ信号を出すが、テスト
中はAXと逆の符号の信号を出す。なお、2AND回路
部4のOR回路19bの出力信号ABY13と同等の出
力信号ABT13を得るための同等回路要素も同様に構
成されるので説明は省略する。
とが一致の場合には、JKフリップフロップ11d(不
一致FF)はセットされないが、出力信号ABX13と
出力信号ABS13とが不一致の場合は、JKフリップ
フロップ11d(不一致FF)を毎クロックセットす
る。一度セットされると、制御装置3からのリセット信
号(TEST)が来るまでリセットされない。従って、
通常動作中に不一致が発生すると、JKフリップフロッ
プ11c(一致FF)とJKフリップフロップ11d
(不一致FF)とが同時にセットされた状態になる。
からのテスト出力で行う。テスト中はASの信号はAX
信号のバー(AXのインバート信号)が入力されるので
必ず不一致が発生する。従ってテストする時はリセット
信号(テスト開始)とテスト信号(AS=AXのバー)
を同時に出して、その後リセット信号を切る。これらの
回路によって、2AND回路部4のOR回路19aの出
力信号ABX13の健全性がチェックできる。
り、リセット信号を出し、通常の不一致検出の動作を開
始する。なお、一致と不一致の状態がいつでもチェック
できるように一致と不一致の両方のJKフリップフロッ
プ11c、11dを設ける。これらのJKフリップフロ
ップ11c、11dは、正常時やテスト中は常に出力の
状態が「1」と「0」で逆になっているが、正しく不一
致を検出した場合は両方のJKフリップフロップ11
c、11dがセットされた状態となる。不一致検出はA
XとAYの2ビットに対して行なう。
とにより、1系が故障し出力を出さない場合には、もう
一系統が出力を出すことになる。
は、同じ制御装置3から2つの出力信号XとS(または
YとT)を出力して、その動作結果を比較要素で短い周
期で比較することにより信号の一致または不一致を検出
し、安全性(信号の正当性)を確認する。従って、検査
用信号Sとして通常時(テストしていない時)に出力信
号Xと同一信号を出すことにより、制御装置3からのX
信号そのものの故障(Sとの不一致)を検出することが
できる。また、一方の出力回路部18が故障し出力が出
せない場合には、他方の出力回路部18から出力を出す
ことができる。
おける直流除去回路部7の説明図である。この第3の実
施の形態は、第1の実施の形態における直流除去回路部
7の2次側から信号を取り出せる検出回路部23を備
え、その出力信号の状態を制御装置3で読み込めるよう
にしたものである。制御装置3では、出力信号が正しく
出力されているか否かを確認する。
動作確認用信号の取り出す場合に、別の2次巻き線から
取り出す場合を示し、図7(b)には、同一の2次巻き
線から取り出す場合を示している。
除去回路部7の出力信号をモニタするために、検出回路
部23で信号を取り出し、その出力信号を制御装置3で
監視するので、誤出力の防止および回路故障により出力
をしていない場合の状態を監視できる。
る。第4の実施の形態では、第1の実施の形態における
出力リレー9の出力接点と運動して動作する接点を設
け、その接点のON/OFF状態を読み返すことにより
出力状態を制御装置3にて監視する。すなわち、各々の
制御装置3は、出力リレー9の出力接点と運動して動作
する接点のON/OFF状態を読み込み、制御装置3の
出力信号に対応した出力信号が出力されているか否かを
監視する。これにより、出力リレー9の動作状態を確認
できるので、出力リレー9およびそれ以前の回路の異常
状態の監視を行うことができる。
て動作する接点の状態を読み込む読込回路の故障状態を
監視するオフチェック回路の説明図であり、図8(a)
は、試験周期毎に読込回路の入力を切り入力状態の正常
異常を確認するオフチェック回路を示し、図8(b)
は、試験周期毎に読込回路に対してOFF信号を入力
し、入力状態の正常異常を確認するオフチェック回路を
示したものである。
0になったときに、入力電流バイパス用フォトカプラ1
5がONとなり、今まで入力電流が流れていた入力用フ
ォトカプラ14の発光ダイオード側から入力電流バイパ
ス用フォトカプラ15のトランジスタ側に流れるように
なる。このため、入力信号はOFFとなる。
るのは、以下の理由による。すなわち、出力リレー9の
出力接点と運動して動作する読込みのための接点がb接
点である場合には、出力がされていない状態でONの状
態が読み込める。このため、ONを出力しているとき
に、読込回路がON故障しているときには、ONの状態
となり、制御装置3は、出力していないと認識してしま
う。そこで、読込回路に対して、入力を遮断してOFF
となる信号を与えると、その状態が読み込めることにな
る。これを制御装置3が確認することにより、読込回路
が正常であることを確認する。
信号が「0」の時には、入力電流遮断用フォトカプラ1
6の発光ダイオードには電流が流れ、入力用フォトカプ
ラ14にが導通するので、入力電流が流れる。一方、オ
フチェック信号が「1」の時には、入力電流遮断用フォ
トカプラ16のトランジスタがOFFとなるため入力用
フォトカプラ14もOFFとなり、入力信号がOFFに
なる。
の出力接点と運動して動作する接点の状態を読み込む読
込回路の入力状態を試験周期毎にOFFにし、読込回路
の正常状態を確認するようにしたので、入力信号がON
故障となり、常にONの状態を制御装置が読み込むこと
を防止できる。つまり、OFFチェックすることによ
り、読込回路の入力回路がOFFになることを確認でき
る。
おけるOR回路部5の説明図である。この第5の実施の
形態は、第1の実施の形態におけるOR回路部5に制御
装置3が正常な時にONする条件接点を設け、制御装置
3が異常状態となったときには、制御電源の供給を遮断
することにより、それ自身の出力を遮断するようにした
ものである。これにより誤出力を防止する。
する制御電源線に条件接点を挿入し、制御装置3が自ら
その異常を検出した場合、または別の異常検出器で制御
装置の異常を検出した場合に制御電源線を遮断する。こ
れにより、2AND回路部4の出力信号を遮断すること
ができるので、その系統が異常となった場合に異常出力
することを防ぐことができる。
部5に供給している制御電源線に制御装置3が正常であ
ることを示す条件接点を入れることにより、制御装置3
が異常を検出したときには、その制御装置3の出力を遮
断することができるので、誤出力を防止できる。
命部品であるリレーの使用個数を減らすことのできるの
で、付面積が小さくて済み寿命も長くなる。また、故障
の際にも誤出力を防止できるので、信頼性を向上させる
ことができる。
ェールセーフ出力装置の構成図である。
AND回路部の構成図である。
AND回路部の各部の動作信号を示すタイムチャートで
ある。
R回路部および直流除去回路部の詳細図である。
ェールセーフ出力装置の構成図である。
合回路部の説明図である。
流除去回路部の説明図である。
込回路の故障状態を監視するオフチェック回路の説明図
である。
R回路部5の説明図である。
出力装置の説明図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 基本クロックを発生するクロック発生部
と、前記クロック発生部からの基本クロックに基づき3
台の制御装置から出力される信号をパルス化するための
タイミング信号を発生させるタイミング発生部と、3台
の制御装置のうちの2台の制御装置の組み合わせ毎に設
けられ各々の制御装置の出力信号と前記タイミング発生
部からのタイミング信号とに基づいて2台の制御装置の
組み合わせ毎にそれぞれ交番信号を生成する2AND回
路部と、各々の前記2AND回路部からの交番信号を入
力し論理和出力するOR回路部と、前記OR回路部の出
力信号から直流成分を除去する直流除去回路部と、前記
直流除去回路部で直流成分を除去した交番信号を整流す
る整流回路部と、前記整流回路部で整流された出力信号
により駆動される出力リレーとを備えたことを特徴とす
るフェールセーフ出力装置。 - 【請求項2】 請求項1のフェールセーフ出力装置にお
いて、各々の制御装置は出力1点あたり2つの信号を出
力し、前記2AND回路部は2つの信号が共にONであ
るときのみ交番信号を発生するようにしたことを特徴と
するフェールセーフ出力装置。 - 【請求項3】 請求項2のフェールセーフ出力装置にお
いて、前記2AND回路部を構成する回路要素を有しそ
の回路要素の動作結果と前記2AND回路部の動作結果
とを比較する機能を有した照合回路を設け、前記制御装
置は前記2AND回路部には出力1点あたりの2つの信
号を出力し、前記照合回路には出力1点あたりの2つの
信号に対応する2つの検査用信号を出力するようにした
ことを特徴とするフェールセーフ出力装置。 - 【請求項4】 請求項1のフェールセーフ出力装置にお
いて、前記制御装置は、前記直流除去回路部の2次側の
出力信号が正しく出力されているか否かを確認するよう
にしたことを特徴とするフェールセーフ出力装置。 - 【請求項5】 請求項1のフェールセーフ出力装置にお
いて、各々の前記2AND回路部と、前記OR回路部
と、前記整流除去回路部と、前記整流回路部とを2重化
して2系統設け、各々の系統の出力を論理和出力するよ
うにしたことを特徴とするフェールセーフ出力装置。 - 【請求項6】 請求項1のフェールセーフ出力装置にお
いて、前記制御装置は、前記出力リレーの出力接点と運
動して動作する接点のON/OFF状態を読み込むこと
により出力状態を監視するようにしたことを特徴とする
フェールセーフ出力装置。 - 【請求項7】 請求項6のフェールセーフ出力装置にお
いて、前記制御装置は、前記出力リレーの出力接点と運
動して動作する接点の状態を読み込む読込回路の入力状
態を試験周期毎に切り、読込回路の正常状態を確認する
ようにしたことを特徴とするフェールセーフ出力装置。 - 【請求項8】 請求項6のフェールセーフ出力装置にお
いて、前記制御装置は、前記出力リレーの出力接点と運
動して動作する接点の状態を読み込む読込回路の入力状
態を試験周期毎にOFFにし、読込回路の正常状態を確
認するようにしたことを特徴とするフェールセーフ出力
装置。 - 【請求項9】 請求項1のフェールセーフ出力装置にお
いて、前記制御装置が異常状態となったときは、前記O
R回路部への制御電源の供給を停止するようにしたこと
を特徴とするフェールセーフ出力装置。
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---|---|---|---|
JP07647298A JP3751746B2 (ja) | 1998-03-11 | 1998-03-11 | フェールセーフ出力装置 |
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JPH11259101A true JPH11259101A (ja) | 1999-09-24 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006011583A1 (ja) * | 2004-07-30 | 2006-02-02 | Jtekt Corporation | プログラマブルコントローラ |
JP2011199583A (ja) * | 2010-03-19 | 2011-10-06 | Toshiba Corp | 多重化信号選択出力システム |
JP2011198038A (ja) * | 2010-03-19 | 2011-10-06 | Mitsubishi Electric Corp | フェールセーフ制御装置 |
JP2017007459A (ja) * | 2015-06-19 | 2017-01-12 | 株式会社日立製作所 | 軌道回路用送信器 |
-
1998
- 1998-03-11 JP JP07647298A patent/JP3751746B2/ja not_active Expired - Fee Related
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WO2006011583A1 (ja) * | 2004-07-30 | 2006-02-02 | Jtekt Corporation | プログラマブルコントローラ |
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