JPS58214B2 - 多重化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高信頼度化された多重化装置に係り、特に静止
化装置により容易に装置の異常を見出し得る多重化装置
に関する。

プラント等の制御或いは故障内容の表示等をおこなうの
に、最近は静止化装置（例えばコンピュータ等のディジ
タル化装置）が好んで用いられる傾向にある。

これ等を用いた装置により、制御もしくは表示を行なう
際、１系列の装置としたのでは誤動作、或いは、誤不動
作を発生した時、それを検出する事は制御、表示点数が
多くなるほど困難となる。

この為、一般には、２重化して、一致条件によってのみ
制御表示するＡＮＤ方式或いはいずれか一方の装置で制
御表示し、他方は、待機予備とする方法等あるが、これ
等の方法によればいずれかの装置の誤不動作、或いは、
誤動作に対して、信頼度がいちじるしく低下する事とな
り、その対策の為に、多くの費用を要する。

第１図及び、第２図は以上述べた従来の二重化装置を示
す図である。

これらの図に於て、１は入力信号源で２重化された静止
化装置２，３に対して、同一の信号が与えられる。

４，４′は最終出力信号で、第１図に於てはスイッチＳ
Ｗにより静止化装置２又は３のいずれかの信号のみを出
力信号とする様になっている。

このため、片方が異常となった事を、何らかの方法で判
別せねばならない。

又、切換えようとする待機系が、正常動作をしているか
どうかの不安もありこの系に対しても同様の判別対策を
必要とする。

第２図に於ては、常に、両装置の出カ一致をＡＮＤ部で
判定して最終出力４′とするため、例えば、片方が、不
出力方向に、不具合となったとき出力を有せず、これに
対しても、伺らかの方法で不一致検出装置等を設けると
共に、どちらが不具合かを検出する装置を設ける必要が
あると云える。

このような二重化装置の有する欠点に対して、装置を３
重化し、２アウト・オブ・３（２ｏｕｔｏｆ３）等の多
数決論理を適用すれば、以上の問題は解決できるが、シ
ステム全体として非常に高価となり得策ではない。

以上のことから、本発明においては、かかる問題を解決
した高信頼度の二重化装置を提供することを目的とする
。

本発明においては二重化装置の出力の論理和（オア出力
）を最終出力とし、各装置の出力を夫々異なる出力期間
のものとし、交互に出力を生じせしめて前記の問題を解
決する。

第３図は、本発明による基本的実施例を示すブ田ンク図
であって、特に二重化装置により表示を行なう場合に好
適なものである。

以下この図に基づいて表示を行なう場合の動作について
詳細に説明する。

尚、特に制御の為に好適な本発明の一実施例については
表示に好適な二重化装置を説明した後に詳述する。

第３図が、第１図及び第２図の従来方式と、大きく異な
るのは、両装置２及び３からの表示出力５及び６が交互
に出力を有するようにされ、それ等の合成出力４がオア
回路ＯＲに於て、合成されるようにしである点である。

この為、２Ａ及び３の間には、タイミングの信号８及び
９がやりとりされている。

第４図は、本発明による、表示出力信号５，６及び４の
関係を示す、タイムチャートである。

図より明らかなように、夫々の装置２及び３は夫々交互
に出力５及び６を与える。

しかして、夫々の装置の信号出力時間Ｔ、と、信号不出
力の時間Ｔ２とが、はぼ等しいがＴ１〉Ｔ２となるよう
に、両装置からの出力信号タイミングをコントロールし
、合成出力４を図の如く、連続出力とする。

この装置において、もし、何らかの理由で、出力５が、
断となった時（誤不動作）は、合成出力６は、明らかに
、出力６のみのものとなり、表示は、Ｔ１とＴ２の時間
間隔によるフリッカ−表示となり、特別の不具合検出装
置を設けることなく信号断を容易に見出すことができる
。

この方法では、どちらの装置の異常であるかの判別はで
きないが、更に出力５の信号出力時間帯（即ち出力６の
信号不出力の時間帯）の大きさと、出力５の信号不出力
の時間帯（即ち、出力６の信号出力の時間帯）の大きさ
を変えておけば、一方の装置の出力断時におけるフリッ
カ−表示は異なることとなり、容易にどの装置が不具合
かも、特別な検出回路を設けなくても、見出すことが出
来る。

つまり、一方の装置が出力断とらったときは、点灯時間
の長いフリッカ−となり、他方の装置が出力断となった
ときは消灯時間の長いフリッカ−となるから、フリッカ
−の状態によりいずれの装置の出力断であるかを判別可
能である。

この方法によれば、出力断（誤不動作）は正しく判別で
きるが、正常時の表示が連続表示であるため、装置出力
が連続出力（誤動作）となったときには、正常時の表示
が誤動作による表示か識別不可能である。

第５図によって誤動作をも識別するための本発明の一実
施例を説明する。

第４図の例では、連続点灯を正常表示としたが、誤動作
をも識別するために、フリッカ一点灯を正常表示とする
。

つまり、例えば、平常時に於ける表示時間巾を第４図の
場合Ｔ１の約半分子３に縮め、第５図の如き時間関係と
すると、出力はフリッカ−出力となる。

之を正常のフリッカ−周期とすれば、片方の出力（例え
ば６）が断となると、第６図の、タイムチャートのよう
になり、総合出力４は異なる周期のフリッカ−表示とな
り、正常時に於けるフリッカ−と異なるため、片系列の
出力断を判別出来る。

更に、片系列の出力が連続出力（誤動作）となると、そ
れに対する総合出力４は連続となり、フリッカ−すべき
とき、フリッカ−しない事より、いずれか片系列の不具
合である事がわかる。

この方法によれば、誤動作もしくは誤不動作を発生した
ときは表示が変更するので、異常発生を識別できるが、
二基列のうちのいずれに発生した異常であるかは識別で
きない。

この対策としては、異常発生確認後の点検により対応で
きる。

つまり、フリッカ−表示の変更により、誤動作、誤不動
作のいずれであるかを確認してから、任意の系列の装置
を停止してみたときに、表示が無くなれば、この停止し
た系列の前記異常である。

このようにして、不具合系列を見出した時、以後の運転
方法は、出力をＯＲ条件による表示としているため、不
具合系列を停止又は、切離して、健全系列からの出力を
正常時の最終出力（ＯＲ出力４）と同様にすることで容
易に対処出来る。

尚、本発明の実施例に於て、出力をＯＲ条件によって表
示する方法としては、電気的出力信号を並列接続して１
個の表示器を駆動する方法や、表示ランプ迄、完全に別
系列として、表示ランプの出力光を光学的に合成する方
法、即ち、一つの表示窓に２組の表示ランプを内蔵して
、夫々を各系列から点灯する方法でもよい。

本発明の特長に、従来方式では、単一障害発生時、直ち
に、システムダウンとなるのに比べ、常時、２系列の並
用出力（ＯＲ）としているため、システムダウンとなら
ない他、最も経済的に片系列の異常を容易に見出し得る
点にすると云える。

尚、本発明の実施例である第３図に於て、２系列装置間
の動作タイミングを交互にする為に、両装置間にタイミ
ング用信号をやりとりした場合について説明したが、こ
れは外部装置から交互に与えても本発明の機能を失うも
のではない。

以上の本発明は、以下述べるように表示用に限定する事
なく、制御用信号の高信頼度化に対しても、応用する事
が出来る。

第７図及び、第８図は２系列化した装置の出力をＯＲ条
件として誤動作、誤不動作に対しても、信頼度の高い制
御システムを構成した実施例を示す。

制御に用いる場合の要点は、２系列化した装置の出力を
ＯＲ条件でとり出すと共に、タイミング信号と合せ、誤
動作又は、誤不動作でない事を判別したのち、遅延させ
た、ＯＲ出力信号を通過又は阻止するゲートを設ける事
にある。

図に於て、１は、制御盤等の制御信号のトリガー元で、
２重化された制御装置２，３に対して、同一の信号（例
えば、制御機器の選択信号）を与える。

１５は、両装置２，３を交互に動作させるタイミング信
号発生装置で交互に、動作タイミング信号１６及び１７
を発する。

２０は、２，３からの交互出力信号５，６を１６．１７
と組合せて、装置２，３の不具合、検出をおこなう不具
合検出部で自己制御装置が動作すべきでないタイミング
に、自己出力があることをもって自己制御装置の誤動作
を検出する。

例えば、動作タイミング信号１６がない時間帯に於て、
その出力信号５があればその系２は、誤動作している事
が、直ちに検出される。

また自己制御装置が動作すべきタイミングに、自己出力
が無いことをもって自己制御装置の誤不動作を検出する
。

例えば、動作タイミング信号１６があるとき出力信号５
がない（即ち誤不動作）事で装置２の誤不動作が、容易
に検出される。

ＴＤは、出力信号５゜６を、ＯＲにより合成した信号４
を一定時限（２０により不具合を検出するに充分な時間
）後に出力を出し、インヒビットゲート、２４によって
、２０からの不具合検出信号２３があるときは制御信号
を出さないようにするものである。

第８図は、２，３間で、動作タイミング信号１Ｂ、１９
をやりとりしながら、交互に装置２゜３が動作して、出
力を交互に出す場合の一実施例を示すもので不具合検出
部２５により出力５，６が交互に出ていない事を検出す
る事によって、第７図の場合と同様にして出力信号を出
さないようにするものである。

このように、２つの装置を、交互動作させることにより
表示はもとより、制御信号に於ても信頼度の高いシステ
ムが構成される。

第９図は、更に他の一実施例を示すもので、正常時のＯ
Ｒ回路の出力が規定長の信号であるところから、規定長
の信号で無いことをタイマーＴＬで検出し、その出力を
阻止するものである。

正常時のＯＲ出力が連続出力となる場合と、フリッカ−
出力となる場合について以下説明するっまず、正常時に
連続出力となる場合は、タイマーＴＬを限時動作・瞬時
復帰のものとし、限時動作時間Ｔ。

で、出力５及び６の継続時間Ｔ１ との関係をＴ１＜Ｔ
ｏとする。

そしてタイマー出力によってリレーＲｙを動作させる。

このように構成すると、正常時はタイマー出力が連続し
て与えられてリレーｕｙを駆動するが一方の装置の出力
−により出力時間がＴ１のフリッカ−出力となると、Ｔ
１＜ＴｏであるからタイマーＴＬは動作せず、リレーＲ
Ｙを駆動しない。

尚、リレーＲｙは出力断となった時点で直ちに復帰する
。

このようにすることにより、誤不動作時に出力を完全に
阻止することができる。

ただ、第９図の方法では、片系列の連続出力（誤動作）
となった時はオア回路出力信号４は出放しとなる。

この場合は、信号５，６の夫々に連続出力を検出する装
置（例えば、７丁と同じものを設けて所定時間以上出力
ありで異常と判別するを設けて、制御信号を必要に応じ
て、ロックすれはよい。

しかし、一般には、静止化装置の出力信号のみによって
は、直ちに制御信号を出すことなく、誤動作を防止（フ
ェール・セーフ）するために、他の信号とＡＮＤ条件で
、制御する他リレーＲｙの動作状態を常時監視（連続し
て長時間動作は異常と判断）する事により、第９図のよ
うな構成による制御出力方法も経済的な有効な方法と云
える。

次に正常時にフリッカ−となる場合について述べる。

まず、誤不動作の検出については、オア回路出力４のス
ペース“０”となる時間を限時動作瞬時復帰のタイマー
で監視し、この時間が所定のスペース時間よりも長くな
ったことをもって誤不動作と判定すればよい。

また誤動作の検出については、オア回路出力４のマーク
“１”となる時間を限時動作瞬時復帰のタイマーで監視
し、この時間が所定のマーク時間よりも長くなったこと
をもって誤動作と判定すればよい。

以上、２系列化した装置を交互動作させて、両川力をＯ
Ｒとして、表示又は制御に用いる方法について述べたが
、本発明は２系列化した装置に限定することなく、２以
上の装置（例えは３ケ又は４ケ）間について任意に交互
動作形とし、その出力をＯＲとする事でも、同等の効果
がある事明白である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来方式を示すブロック図、第３図は
、本発明の一実施例を示すブロック図、第４図、第５図
、第６図は、本発明による動作を示すタイムチャートで
あり、第７図、第８図、第９図は、本発明の他の実施例
を示すブロック図を夫々示す。 １…対象プラント、２，３…表示装置もしくは制御装置
、５，６…装置５，６の出力、４…オア回路、ＴＤ、Ｔ
Ｌ…タイマー、２０，２５…異常検出器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 同一の入力信号を得、同一の論理判断によりパルス
   出力を与える複数の装置、これらの装置のパルス出力の
   論理和に応じた表示を行なう表示灯、前記複数の装置の
   パルス出力を交互に与えさせるための手段とより成り、
   表示灯の点灯、消灯の状況により前記装置の異常を報知
   せしめることを特徴とする多重化装置。 ２ 同一の入力信号を得、同一の論理判断によりパルス
   出力を与える複数の装置、これらの装置のパルス出力の
   論理和を求める論理和回路、該論理和回路の出力を遅延
   させる遅延回路、遅延出力により駆動される操作端、前
   記複数の装置のパルス出力を交互に与えさせるための手
   段、前記装置のパルス出力が交互に与えられた正規のも
   のでないことを検知して論理和回路出力により操作端が
   駆動されることを阻止する阻止手段とより構成される多
   重化装置。 ３ 阻止手段とは、前記各装置が出力することを許容さ
   れる時期とパルス出力の有無との対応にもとずいて不正
   規出力を検知するものとされたことを特徴とする第２項
   記載の多重化装置。 ４ 第２項記載の多重化装置において、遅延回路とは限
   時動作瞬時復帰のタイマーとされ、阻止手段とはタイマ
   ーの動作時間を前記装置正常時の論理和回路の出力長に
   応じて定め正規長の入力に対してのみ出力することで実
   現されたことを特徴とする多重化装置。