JPS5827202A - デイジタルコントロ−ル装置 - Google Patents

デイジタルコントロ−ル装置

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JPS5827202A
JPS5827202A JP56126409A JP12640981A JPS5827202A JP S5827202 A JPS5827202 A JP S5827202A JP 56126409 A JP56126409 A JP 56126409A JP 12640981 A JP12640981 A JP 12640981A JP S5827202 A JPS5827202 A JP S5827202A
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Keisuke Takada
高田 敬輔
Hiroo Okuhara
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0218Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults
    • G05B23/0224Process history based detection method, e.g. whereby history implies the availability of large amounts of data
    • G05B23/0227Qualitative history assessment, whereby the type of data acted upon, e.g. waveforms, images or patterns, is not relevant, e.g. rule based assessment; if-then decisions
    • G05B23/0235Qualitative history assessment, whereby the type of data acted upon, e.g. waveforms, images or patterns, is not relevant, e.g. rule based assessment; if-then decisions based on a comparison with predetermined threshold or range, e.g. "classical methods", carried out during normal operation; threshold adaptation or choice; when or how to compare with the threshold
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B11/00Automatic controllers
    • G05B11/01Automatic controllers electric
    • G05B11/26Automatic controllers electric in which the output signal is a pulse-train
    • G05B11/28Automatic controllers electric in which the output signal is a pulse-train using pulse-height modulation; using pulse-width modulation

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はディジタルコントロール装置て関し、特に制御
対象としての操作機器に対して4〜20mAの直流電流
でなる操作信号を送出するD D C(directd
igital control )装置に適用して好適
なものである0 従来、DDC装置を用いて操作機器として例えばプロセ
ス系統のモータバルブ等を制御て石場合、第1図に示す
ものが用いられていた。すなわち複数の検出器IA、I
B・・・から到来するアナログ検出信号はアナログ入力
回路2に配設されたマルチプレクサ3によって時分割的
に走査されて多重化された後に、アナログディジタル変
換器(以下A/D変換器と呼ぶ)4でディジタル信号て
変換されて例えばマイクロプロセッサでなる中央処理装
置5に入力される。中央処理装置5は到来した検出信号
をディジタル演算処理した後その処理結果を例えば10
ビツトのアップダウンカウンタ6に記憶させろ。このア
ップダウンカウンタ6は操作機器7を基準の運転状態に
相当する設定値を中央処理装置5によってプリセットさ
れ、以後操作機器7の状態ケ変更てろ場合は設定値から
の偏差を中央処理装置5からアップカウント信号又はダ
ウンカウント信号としてアップダウンカウンタ6に与え
るようになされている。
かくしてアップダウンカウンタ6には操作機器7へ与え
るべき操作信号に相当する指令値がディジタルホールド
される。このアップダウンカウンタ6のホールド値はデ
ィジタルアナログ変換器(以下D/A変換器と呼)8に
よってアナログ操作電圧信号AVに変換され、さらに電
圧電流変換器(以下V/T変換器と呼ぶ)9においてア
ナログ操作電流信号AIに変換されて操作機器7として
のモータバルブに与えられる。ここで操作電圧信号AV
はモータバルブ7の全閉〜全開状態に対(3) 応して0〜5■の直流電圧値をとり、これに対応して操
作電流信号AIは4〜20mAの直流電流値をとるよう
になされている。
D/A変換器8の操作電圧信号AVはマルチプレクサ3
にフィードバックされ、ディジタル演算ループの異常の
有無を中央処理装置5で自己診断−[石工うてなされて
いる。
ところで第1図のような構成のDDC装置においては、
中央処理装置5とプロセスに接する機器である検出器I
A、IB・・・及びモータバルブ7との間の信号伝送路
は一般にかなり長く、比較的大きなコモンモード電圧や
インパルス性ノイズが信号伝送路に混入するおそれがあ
る。また第1図の構成ではフィードバック信号として必
要な電位を得るためにD/A変換器8の出力AVをマル
チプレクサ3に送っているため、V/工変換器9の故障
を中央処理装置5において自己診断できるようにはなさ
れていなかった。
この問題を解決てろ方法として第2図に示すように、中
央処理装置5まわりのディジタル処理回(4) 路部とV/A変換器9でなる操作[に流イキ号回路部及
びマルチプレクサ3、A/D変換器4でなるアナログ入
力回路2とをそれぞれ絶縁トランスIOA及びIOBで
絶縁すると共に、操作電流を絶縁トランス10Cによっ
て検出してマルチプレクサ3にフィードバックさせろよ
うにてろことが考えられろ。
しかしこの方法てよると絶縁のための構成が比較的複雑
であり、捷だアナログ値をフィードバック信号として用
いるので雑音の影響を受は易い問題がある。
以上の点を考慮して本発明は比較的簡易な構成によって
中央処理装置と、アナログ入力回路、アナログ出力回路
及びフィードバック回路との絶縁を確実になし得ろディ
ジタルコントロール装置を提案しようとするものである
以下第2図との対応部分に同一符号′?附して示す第3
図について本発明の一例を詳述するに、中央処理装置5
の出力は出力部15を介して操作端に配設されたモータ
バルブ7に与えられ、出力部15の動作状態はm2図の
場合と同様にアナログ入力回路にフィードバックされる
と共に、モニタ部16を通じて中央処理装置5にフィー
バツクされる。
出力部15は中央処理装置5から出力されるアップカウ
ントパルス列UP及びダウンカウントパルス列DPを手
動−自動切換回路17を通じて受けるアップダウンカウ
ンタ18と、そのカウント内容に比例するデユーティ比
をもつパルス幅を有するパルス列P1を発生するパルス
幅変換回路19とを有し、このパルス幅変換回路19の
出力端に3つのフォトカプラ刈、21及び22が直列に
接続されている。
第2の7オトカブラ22の二次側出力はパルス幅−電圧
変換回路25眞与えられ、かくしてパルス幅−電圧変換
回路25からパルス幅変換回路I9の出力パルスP1の
パルス幅に対応する直流電圧ADを発生するようになさ
れている。この実施例の場合パルス幅−電圧変換回路2
5はパルス幅変換回路19の出力P1をインバータ5A
によって反転して積分回路25Bで積分しその出力を演
算増幅器5Cを介してV/I変換器9に送出する。かく
してV/I変換器9は操作電流信号AIを出力部15の
出力としてモータパルプ7に与える。
1だ第1のフォトカプラ21の二次fl!11出力パル
スはインバータ2(5A及び積分回路26Bでなるパル
スlid −’tl(圧回路z6を介してマルチプレク
サ3にフィードバックされろ。
これに対してζ拝3のフォトカブラ23の二次側出力パ
ルスはモータj41+16に−4えられ、インバータシ
ー8A及び積分回路28Bでなるパルス幅電圧変換回路
28を介して比較回路間に第1の比較人力■、として与
えられろ。一方V/I変換器9からモータパルプ7への
信号線て演算増幅器31Aを有てる電流−電圧変換回路
;31が設けられ、操作電流AIに相当する検出電圧を
比較回路30[i2の比較入力v■として与えろ。
比較回路30は2つの差動増幅器構成のコンパレータ3
2及び33を有し、第1の比較人力v、’ta:第1の
コンパレータ32の一端に入力すると共に、分圧抵抗R
4及びR12Kよって分圧して第2のコンパレータ33
の一端に入力する。1だ第2の比11り入力V工Y第2
のコンパレータ33の他端に入力1ろと共(7) K1分圧抵抗R111及びR2□によって分圧して第1
のコンパレータ32の他端に入力する。しかるに第1の
コンパレータ32は入力電圧vP及びαv1を比較L 
、 Vp > αV 工になったとき異常が発生したと
して異常検出信号DK、をオア回路34を介して第4の
フォトカブラ35に与える。同様に第2のコンパレータ
33は入力電圧αV、及びvlを比較し、Vl>αVP
になったとき異常が発生したとして異常検出信号D K
 2をオア回路34を介してフォトカブラ35に与えろ
このようにしてモニタ回路16はパルス幅変換回路19
の出力端の検出電圧と、V/A変換器9の出力端の電流
AIに基づく検出電圧との差が予定値以上になったとき
、パルス幅−電圧変換回路部及びV/I変換器9の回路
部分に異常が発生したとして異常判定出力ALを送出す
る。因みに5チのフォトカプラ35の二次側出力は異常
検出信号として中央処理装置5にフィードバックされろ
0(8) なおこσ)実施例の場合、手動 自動切換回路17の接
点17A及び17Bが自動側切換位置に切換えられると
、アップダウンカウンタ18には中央処理装置5からの
差分出力がアップカウント信号UP及びダウンカウント
信号DPとして入力され、これに対して手動(Fi11
切換位置に切換えられると、別途用意されたアップカウ
ントパルスM U P又はダウンカウントパルスMDP
がアップダウンカウンタ18に切換操作をしている間入
力される。かくしてアップダウンカウンタ18に必要に
応じて任意のディジタル量ヲホールドさせ、モータパル
プ7の開度をこれて応じた開度に手動設定できるように
なされている。
以上の構成において、手動−自動切換回路17の接点1
7A及び17Bを自動側切換位置に切換えた状態におい
て、アップダウンカウンタ18にはモータパルプ7を設
定開度に開くよってこれにJ当てろカウント内容がディ
ジタル的にホールドされている。この状態から検出器I
A、IB・・・の検出出力が変動すれば、これに応じて
中央処理装置5からアップカウントパルスUP又はダウ
ンカラントノぐルスDPがアップダウンカウンタ]8に
与えられろことによりアップダウンカウンタ18の内容
が修正され、これに応じてパルス幅変換器19の出カッ
(ルスの幅が変更され、この変化が第2のフォトカプラ
22を介してパルス幅−電圧変換回路z5において電圧
に変換され、さらにV/I変換器9において操作電流A
IK変換されてモータパルプ7に与えられ、その開度が
修正される。
しかるに パルス幅変換器19のパルス出力P1は先ず
第1の7オトカブラ21を介し、さらに)くルス幅−電
圧変換器26ヲ介してアナログ入力回路2にフィードバ
ックされて中央処理装置5にと、り込まれろ。中央処理
装@、5はこのフィートノくツク量が予定値を越えたと
きディジタル処理系の異常の発生を自己診断する。
またパルス幅変換器19のパルス出力は第2に第3のフ
ォトカプラ田を介してモニタ部16のパルス幅−電圧変
換回路部において電圧に変換されてコンパレータ32及
び33に与えられると共に、V/I変換器9の出力(■
作電流AIが電流−電圧変換回路31において電圧に変
換されてコンパレータ32及び33に与えられろ。そし
てコンパレータ32及び33はパルス幅変換器25の出
力及びV/I変・喚器9の出力の電圧差が予定比率を越
えたとき異常検出出力をフォトカプラ35を介して中央
処理装置5にフィードバック’fろ。このとき中央処理
装置5は出力部15の異常の発生を診断する。
なすd上述においてはパルス幅変換器19の出力パルス
をアナログ系に結合てろにつきフォトカブラ2] 、 
22.2:(、35を用いるようにしたが、これに限ら
ずパルストランス等を用いイ↓ト、要はパルス絶縁素子
を用いれば良い。
以上のよう尾本発明に依ればアップダウン力ウタ18の
内容をパルス幅変換器]9によってパルス幅に変換して
出力するようにしたので、ディジタル処理系とアナログ
出力系との間の絶縁を一段と容易にし得る。 因み圧出
力すべき信号形式がアナログ量ではなく本質的にパルス
であるので、−上述のようにフォトカプラや、パルスト
ランスなどの(11) ように構成が比較的小型、簡易で、耐圧及び精度の高い
ものを用いることができる。
また中央処理装置5に対する自己診断用のフィードバッ
ク信号としてパルス幅変換器19のパルス出力Plk用
いろよってしたものでアップダウンカウンタ18の内容
の把握を正確になし得る。
なおモニタ部16のコンパレータ32及び33は5〜1
0チ程度の電圧の偏差を要求されるだけであるので、各
入力抵抗RII f l’+2及びR21! R22と
してはその抵抗値が1チ程度の精度のものを用いれば良
い。
[71面の簡単々説明 第1図は従来のディジタルコントロール装置を示すブロ
ック図、第2図はその欠点を除去するために考えられる
構成を示すブロック図、第3図は本発明に依るディジタ
ルコントロール装置の一例を示す路線的接続図である。
IA、IB・・・検出端、2・・・アナログ入力回路、
3・・・マルチプレクサ、4・・・A/D変換器、5・
・・中央処理装置、7・・・モータパルプ、15・・・
出力部、(12) 9・・・V/I変換器、16・・・モニタ部、17・・
・手動−自動切換回路、18・・・アップダウンカウン
タ、J9・・・パルス幅変侯回路、2+ 、 22 、
23 、35・・・フォトカブラ、25 、26 、2
8・・・パルス幅−′屯圧変換回路、30・・・比較回
路、3】・・・電流−電圧変換回路、32.33・・・
コンパレータ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 検出端から到来するアナログ入力をディジタル変換して
    中央処理装置でディジタル演算し、その演算結果をホー
    ルドし、そのホールド内容をアナログ操作電流に変換し
    て操作端て設けられた操作機器に与えるよってなされた
    ディジタルコントロール装置において、上記ホールド内
    容をパルス幅に変換するパルス幅変換器と、このパルス
    幅変換器から送出されるパルスのパルス幅に応じたアナ
    ログ操作信号を発生する操作信号発生回路と、上記パル
    ス幅変換器の出力と上記操作信号発生回路の出力との比
    を監視して上記中央処理装置に異常バックする自己診断
    フィードバックループとを具え、上記パルス幅変換器の
    出力端と、上記操作信号発生回路と、上記モニタ部及び
    自己診断フィードバックループとの間にそれぞれ絶縁素
    子を介挿させたことを特徴とするディジタルコントロー
    ル装置。
JP56126409A 1981-08-12 1981-08-12 デイジタルコントロ−ル装置 Granted JPS5827202A (ja)

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GB08220306A GB2104248B (en) 1981-08-12 1982-07-13 Digital controller
AU86089/82A AU535991B2 (en) 1981-08-12 1982-07-16 Digital controller
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FR8213423A FR2511526A1 (fr) 1981-08-12 1982-07-30 Appareil de commande numerique

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JPH0318201B2 JPH0318201B2 (ja) 1991-03-12

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FR (1) FR2511526A1 (ja)
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