JPS59172001A - アナログ出力切換装置 - Google Patents

アナログ出力切換装置

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JPS59172001A
JPS59172001A JP4599883A JP4599883A JPS59172001A JP S59172001 A JPS59172001 A JP S59172001A JP 4599883 A JP4599883 A JP 4599883A JP 4599883 A JP4599883 A JP 4599883A JP S59172001 A JPS59172001 A JP S59172001A
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JP
Japan
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circuit
signal
output
abnormality
analog
Prior art date
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Pending
Application number
JP4599883A
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English (en)
Inventor
Kazuhiko Ishii
一彦 石井
Akira Kizuya
木津谷 公
Atomi Noguchi
野口 跡見
Yasunari Nomoto
野元 康徳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS59172001A publication Critical patent/JPS59172001A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B9/00Safety arrangements
    • G05B9/02Safety arrangements electric
    • G05B9/03Safety arrangements electric with multiple-channel loop, i.e. redundant control systems

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、3つのアナログ出力信号の切換方法に係り、
特に高信頼化のため3重化した制御システムのアナログ
出力信号を選択して被制御系へ供給するだめのアナログ
出力切換装置に関する。
〔従来技術〕
原子力用の制御システム等では、高信頼化のために冗長
系、特に3重系が多用されている。第1図は、その3重
系制御システムの構成例を示すブロック図で、A系、B
系、C系の処理装置2a。
2b、2cと、それらに接続された端末装置3al 。
3bl、 3cl、・3an、 3bn、 3cn、更
に各端末装置の共通出力部でわる共通出力回路41・・
>4nと共通入力部である共通入力回路51゜・・・、
5nより構成されている。制御対象−6より、例えば共
通入力回路51に入力された信号は、A系、B系、C系
の端末装置3al、:13bl、3C1へ同時に同じ内
容として取り込まれ、各々が時分割多重化処理されて処
理装置2a、2b、2Cへ伝送される。処理装置2a、
2b、2Cは、これらの信号から、必要な時には各種演
算処理を施して制御信号とし、これを端末装置3al、
3bl。
3C1へ時分割多重化して伝送する。これら3重系の各
々の制御信号は、共通出力回路41へ入力され、そのう
ち最も確からしい1つの制御信号が選択されて制御対象
6へ出力される。また、処理装置2a、2b、2Gは、
必要な場合には回線制御装置1a、4b、ICを介して
上位計算機システム(図示せず)と結合され、各裡デー
タの送受信を行う。
このような3重系制御システムに於て、共通出力回路4
j(j=1〜n)での最も確からしい制御’tFi 号
(D M 択1ri、端末装置3 a j、 3 b 
j、3cjからの3つの制御信号のうちから中間値を選
択する1、というのが従来の方法であった。第2図は各
端末装置3al、3bl、301を例としてその制御信
号出力系統の構造を示したもので、第3図は同じく共通
出力回路41を例としてその構造を示したものである。
むろん他の端末装置3a」。
3b」、3Cj(J−2〜n)、及び共通出力回路4j
(j−2〜n)も同様の構造を有する。第2図に於て端
末装置3al、3bl、3C1は同じ構造をもっており
、例えば端末装置3alは伝送制御装置31a1とアナ
ログ信号出力回路32a1から成っている。−fニジて
処理装置2aより時分割多重化されて伝送された制御信
号8.D Sは、伝送制御装置31a1で受信されて・
くラレル信号5−DPに変換され、アナログ信号出力回
路32a1でD/A変換され、アナログの制御信号Sa
として、第3図に示した共通出力回路41へ入力される
。同様に処理装置2b、’2Cからの制御信号もアナロ
グ化され、制御信号sb、scとしてこの共通出力回路
41へ入力される。第3図の回路41は、その中の中間
値選択回路のみを示しており、これは高値選択回路41
1 a、411b。
411Cと低値選択回路412より成っている。
制御信号Sa、 Sb、Scは各々高値選択回路411
a、411b、411Cの2個ずつへ第3図のように入
力される。従って今Sa≧Sb≧SCとすると3個の、
回路411a、411b。
411Cの出力はS18.Sb、saとなり、これ、ら
3つの信号の最低値のもの、即ち信号Sbを低値選択回
路412が選択して出力する。即ちSa≧sb≧SCの
中間値Sbが出力される。信号sa、sb、scの大小
関係の他の場合も、第3図の回路は対称であるので、同
様にそれらの中間値が必ず出力される。これは、例えば
処理装置2aに異常が発生して、そこからの制御信号S
aが異常な高値又は低値となった時にこれを除外して、
正しい系の信号を出力するためである。
しかし、以上で示したような中間値選択制御方式を珀い
た3重系制御システムに於て、例えば2つの制御信号2
a、2bが異常値となった時には、このどちらかの異常
値が出力される可能性があり、原子カプラント等では重
大な結果を招く危険性があった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、l
系もしくは2系の信号が異常の場合でも、正常な系の信
号を出力することのできる、高信頼度のアナログ出力切
換装置を提供するにある。
〔発明の概要〕
本発明は、3個のアナログ制御信号のうち1又は2個が
異常となった時にこれを検出する異常検出回路と、アナ
ログ制御信号が全て正常か111i1だけ異常の時はそ
の3個のうちの中間値を選択して出力し、アナログ制御
信号の2個が異常な時は正常な1個のみを出力するよう
に構成した出力切換回路とを設け、上記異常検出回路に
より異常と判断された時には各端末装置に有せしめた自
己診断機能により自系の異常有無をチェックせしめ、そ
の結果を上記出力切換回路に伝えて出力の切換えを行う
ようにしたことを特徴とするものである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を実施例によって説明する。第4図は本発
明の一実施例を示すブロック図で、第1図の端末装置3
aj、  3bj、3cj N”1〜〜n)のうちの1
゛組、例えば装置3al、3bl。
3C1に相当する部分を端末装置3a、3b。
3Cとし、他の部分も添字j (−1〜n)を略して示
している。そして本発明の特徴とする異常検出回路42
と、切離し信号選択回路44、アナログスイッチ46,
47.49a 〜49C等から成る出力切換回路40と
が付加され、この回路40゜42と中間値選択回路48
(従来の第3図の構成と同じ)とが従来の共通出力回路
41に相当する。
この構成に於て、例えば処理装置2aがら送られてきだ
シリアルなディジタル制御信号8DSは、伝送制御装置
31aでパラレル信号SDPに変換され、更にアナログ
信号出力回路32aでD/A変換されてアナログ制御信
号Saとして出力される。他のアナログ制御信号Sb、
Scも同様にして得られ、ここまでの動作は従来例と同
じである。
本実施例では、これらの制御信号Sa、Sb。
SCの異常の有無を異常検出回路42でチェックするが
、その構成例は第5図に示されている。
第5図に於て、減算回路421では、アナログの制御信
号Sa、Sb、 Scの互いの差を3個の演算増幅器4
211,4212.4213により算出する。これらの
差は、比較回路422で、基準電圧VR(>0)、  
VRと各々比較される。この比較回路422は3個のウ
ィンドウコンパレータ4221,4222.4223か
ら成っており、例えば差5a−8bの絶対値がl S 
a S b l ’−V nを充すならその出力Xは1
、そうでなければX−0の論理値Xを出力する。このよ
うなウィンドコンパレータ4221〜4223の出力X
、Y、Zと入力アナログ制御信号Sa、sb、scの異
常の有無との関係は第1表に示されている。即ち、第 
1 表 すべての入力制御信号が正常なら(異常信号なし)、各
信号Sa、Sb、8Cはほぼ同じ値となる筈であるから
1sa−8bl、1sb−8et、  l5c−8al
≦Vnが成立し出力X、Y、Zはともに1である。しか
し例えば第1表の異常信号Saの時、つまり信号Saだ
けが異常だと、’1sa−sbl。
1SC−、−8a l>Vn 、lsb  3cl<、
VnになってX=Z=0.Y=1になる。また第1表で
異常信号Sa、5b(3cのみ正常)の時はl5C−8
a l 、 l Sb  8Cl>Vnになつ1Y=Z
=O1又この時1sa−8blはSa、Sbの異常値そ
のものでvRより大きいか小さいかが決ま9、これは一
般にはどちらでもちシうるのでM1表では*印で示して
いる。次に、多数決回路423は、まず論理値X、Y、
Zの2個ずつのアンドをとるので、第1表の異常系なし
の時のみ3個のアンド出力は1、従ってそれらのノア出
力E−Oになる。ところが第1表の他の場合は論理値X
、Y、Zのうち、少なくとも2個はOになるので3個の
アンド出力はすべてOであり、それらのノア出力E=1
になる。つまり第5図の異常検出回路42は、3個のア
ナログ制御信号sa、sb、scに1又は2個の異常な
ものがあるとE=1を出力し、全て正常なずだけE=O
を出力する。
この異常検出回路42の出力Eは、第4図のディジタル
入力回路348〜34Cを介して伝送制御装置318〜
31Cに取込まれており、もしE−1が入力されると、
伝送制御装置31a〜31Cは夫々自系の出力信号のチ
ェックを行う。このチェックはパリティエラーやウォッ
チドッグタイマエラー等の検出によシ行われ、もし山系
に異常を見出した系は山系のディジタル出力回路338
〜33Gから異常を示す論理信号U、 V又はW−0が
切離し信号として出力される。正常と診断した系ではこ
の論理信号はlであシ、これらは出力切換回路40の切
離し信号選択回路44へ入力される。
第6図は切離し信号選択回路44の構成をボすもので、
これは第5図に示した多数決回路423と同一構成であ
る。但し入力U、V、Wをそのままアナログスイッチ4
98〜49Cの各々へ出力している。この回路44の出
力Fは、第2表に示すように、異常なし又は1系のみ異
常の時、信号U、、V、Wのうち少なくとも2つは1に
なるのでF=Oである。しかし2系異常の時は信号U、
V。
Wの2個は少なくともOになるからF=1が出力される
。また、この出力Fはインバータ43(第4図)で反転
されて信号Fとなる。そこで今、全系正常又は1系のみ
異常とすると、信号F=0第2表 (ローレベル)、F=1(−・イレベル)でアルカら、
第4図のアナログスイッチ46はオフ、アナログスイッ
チ47はオンになり、従来と同様に中間値選択回路48
で選択されたアナログ制御信号f3a、 Sb、SCの
中間値が正しいものとして制御対象6へ出力されるが、
2つの系に異常が発生すると第2表で示したようにF=
0となり、アナログスイッチ47はオフして、中間値選
択回路48の出力は切離され、ここからの異常信号出力
の可能性は阻止される。一方この時F−1となるのでア
ナログスイッチ46がオンする。ところが今、例えば信
号Saのみ正常、8b、8Cが異常とすると、U=1.
V=W=Oとなっているから、U=1によってアナログ
スイッチ49aがオンし、正常な信号Saがこのスィッ
チ49a1増幅器45、アナログスイッチ46を介して
制御対象6へ出力され、2系異常時でも確実に正常信号
が出力される。
なお、84図の論理信号U、V、Wを外部から設定可能
な構造とすれば、例えばアナログ制御信号Sa、 Sb
、 Scのうちの任意の1つを、外部からの制御により
出力させるようにすることも可能でbる。
〔発明の効果〕
以上の実施例から明らかなように、本発明によれば、中
間値選択制御方式の3重系制御システムにおいて、1系
および2系の信号が異常の場合でも確実に正常な信号を
制御対象に出力することができ、より信頼度の高い3重
系制御システムを実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は3i系制御/ステムの全体構成を示すブロック
図、第2図は端末装置の構成を示す図、第3図は従来の
切換方法として中間値選択を行う回路の構成図、第4図
は本発明の一実施例を示すブロック図、第5図は異常検
出回路の構成図、第6図は切離し信号選択回路の構成図
である。 2 a、 2 b、  2 C−・・処理装置、3a、
3b、3C・・・端末装置、40・・・出力切換回路、
42・・・異常検出回路、44・・・切離し信号選択回
路、46.47・・・アナログスイッチ、48・・・中
間値選択回路、49a〜49C・・・アナログスイッチ
。 代理人 弁理士 秋本正実 茅 1霞 ¥2m 37′

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、各々が入力されたディジタル信号をアナログ信号に
    変換して出力するとともに上記ディジタル信号の正常性
    をチェックする自己診断機能を有した3個の入力手段と
    、上記3個のアナログ信号の任意の2個の差の絶対値の
    うち2個又は3個が予め定められた許容値をこえた時に
    は異常信号を出力し、該異常信号により上記入力手段の
    すべてに自己診断を行わしめる異常検出手段と、出力切
    換手段とを備えるとともに、該出力切換手段は、上記異
    常検出手段から異常信号が出力されていない時、もしく
    は上記異常信号が出力されたことによって上記入力手段
    のうちの1個のみが異常を検出した時には上記3個のア
    ナログ信号のうち中間の値を有するものを出力するとと
    もに、上記異常信号が出力されたことによって上記入力
    手段のうちの2個が異常を検出した時には残りの異常を
    検出しなかった入力手段の出力するアナログ信号を選、
    択して出力する機能を有したことを特徴とするアナログ
    出力切換装置っ
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61231601A (ja) * 1985-04-05 1986-10-15 Hitachi Ltd 階層型高信頼化装置
CN102221819A (zh) * 2010-04-16 2011-10-19 西门子公司 用于现场设备的连接装置和用于运行的方法
JP2016081340A (ja) * 2014-10-17 2016-05-16 株式会社東芝 多重化制御装置

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JPS5014987A (ja) * 1973-06-13 1975-02-17

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