JPS5951694A - 物理的に隔離された試験可能な制御回路 - Google Patents

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】 （発明の技術分野） 本発明は電気回路に関し、さらに詳しくは、適切な動作
が行なわれているのを確認するだめに□被制御回路を連
続的に監視することが出来る光学的に隔離された制御回
路に関する。

（従来技術の説明） 種々の制御システムの設計において、被制御対象もしく
は被制御装置を制御入力信号から遠く隔てて位置さぜる
ことかしばしば望まれている。

さらに、原子力発電所のような多くの施設においては被
制御装置を制御入力から完全に隔離することが望ましい
。　このようなことは従来技術の制御システムによって
達成されてはいるが、これら従来の制御システムは、一
般に、被制御装置もしくは被制御対象の正確な動作を監
視できなかった。

たとえば、従来技術の制御システムにおいては、制御入
力信号は光学技術もしくは電子技術を用いて遠隔位置の
被制御対象に供給されていたが、制御入力信号を発生す
る制御局は隔離された制御システムの残りの部分の正確
な機能を検出することができなかった。

（発明の概要） 本発明は、制御局を被制御装置から物理的に隔離しなけ
ればならない種々の用途に好適な、光学的に隔離された
試験可能な制御回路を提供する。

本発明は、被制御装置を制御入力源から物理的ならびに
電気的に隔離しなけれ□ばならず、しかも、被制御装置
の送信、受信、ならびにその状態を制御信号源の場所に
おいて連続的に監視する必要のある用途に特に有用であ
る。　代表的な用途としては、原子力発電所°における
遠隔位置の電気装置の制御である。

一実施例によれば、本発明の光学的に隔離された試験可
能な制御回路は物理的に分離された第１および第一のユ
ニットを含む。　第１のユニットは、制御信号を受ける
入力端子と、制御信号を第２のユニットに送信する第１
送信器と、第１送信器を監視してこの第１送信器の状態
を表わす信号を供給する第１検知器と、信号を受ける第
７受信器とを含む。　また、第一のユニットは、第１送
信器からの信号を受けてこの信号に応じてリレ一手段を
制御する第一受信器と、第２受信器とリレ一手段とに接
続され、これらの動作を検出する第２検知器と、第２検
知器に接続されて、これからの信号を第１受佐器に送信
する第２送信器とを含む３、　第１のユニットは、第１
検知器ならびに第１受信器からの信号を受けるように後
続された出力端子をも含む。　好ましい実施例によれば
、各送信１器は、発振器と、該送信器に結合さＪまた少
なくとも７個の論理ゲートとを含む。

（好ましい実施例の説明） 図において全体として示されているように、本発明は、
第１のユニット１０、第一のユニット４０、およびこれ
らふたつのユニット間の伝送手段３０とを含む。　好ま
しい実施例によれば、ユニット１０および４０は互いに
物理的ならびに電気的に分離されていて、光学技術を用
いて互いに結合されている。　図示するように、各ユニ
ット１０又は４０は、・後述するように所望の装置を制
御するのに用いられる上部の機能部分１０ａ又は４０２
と、適切な制御信号が送信ならびに受信され、かつ、被
制御装置が正しく制御されているかを確認するだめに機
能部分の動作を監視する下郡の試験部分１０１）又は４
０ｂとを含む。

ユニット１０の機能部分は、所望の制御入力信号が供給
される端子１１を含む。　制御入力信号は図示しない公
知の装置を使用して発生される。

たとえば、公知の検知器により、温度あるいは他の望ま
しいパラメータを検出して、ユニット４０のライン５２
および５３に結合された被制御装置の状態を調整するた
めに、ライン１１に適切な匍工御入力を供給することが
できる。　制御入力信号をナンド・ゲート１６の一方の
端子に供給する前に、制御入力信号に対して望ましけれ
ばｒ波、遅延、あるいは増幅をユニット１４によって実
行する。　発振器１２はナンド・ゲート１６の他方の端
子に結合され、ナンド・ゲート１６の出力は第１送信器
１７に結合されている。　好ましい実施例において、入
カニニットすなわち第１ユニツト１０と出カニニットす
なわち２り２ユニット４０との間の結合（３０）は光学
的に行なわれるので、発振器１２は、通常の乙θＨ２光
源との干渉を除外するだめに７００ＫＨｚのパルス繰返
し数を有している。

制御入力端子１１に結合されたゲート１６を介して発振
器１２の／θＯＫＨｚの信号ｒ４−第７送信器１７０発
光ダイオード（ＬＥＤ）をこのパルス繰返し数でパルス
駆動し、そして光パルスがユニット４０の受信器４４の
光ダイオードによって検出される。

好ましい実施例においてユニット１０および４０は、原
子力発電所の制御システムに関連して使用されるので、
ユニット１０および４０の間には比較的厚い、鉄、コン
クリートあるいは他の遮断材料の壁が配置されることが
ある。　このような壁を介しての光の伝送は、その隔離
性を維持しつつ、第１レンズ３１、石英管３６、および
第１レンズ３１によって達成される。　当然、このよう
な厳重な遮断が不要な施設においては、第７送信器１７
と受信器４４との間の伝送は、他の公知技術を用いて達
成できる。

受信器４４は、コンデンサ４５によシ増幅器４７に容量
結合されている。　これは、事実上、Ｐ波器付き再トリ
ガ可能なマルチバイブレータをつくっている。　コンデ
ンサ４５は、送信された信号の帯域幅を制限し、すべて
のｇθＨｚ維音ならびに高周波雑音を排除する。

光パルスが光学的伝送手段３０を横切って出カニニット
４０に到達している限シ、このマルチバイブレータ部分
は直流の貧荷作動信号を維持する。　負荷作動信号は、
リレー４８を駆動して、ライン５２および５３に接続さ
れ元装置を制御する。　サージ保護ダイオード５０が通
常リレー４８に含まれている。

ユニット１０および４００機能部分の最高の信頼性を保
証するために、これら機能部分の状態が、夫々、ユニッ
ト１０および４０の試験部分１０１）および４０１）に
よって連続的に監視される。ユニット１０ａのライン１
８は、送信器１゛７を駆動するゲート１６からの出力信
号を連続的に受けるように接続されている。　　このラ
イン１８は、抵抗１９およびインバータ２０を介して端
子、２１に接続されている。　従って、端子２１は、ゲ
ート１６からの出力信号とは相補的な信号を連続して出
１〜ている。　端子２１は他の公知の監視回路に接続さ
れる。　この監視回路は、端子１１に供給された制御入
力と端子２１の反転パルス送信信号とが互いに正しくな
い位相関係にあると、笹報を発したり、冗長な制御シス
テムを動作させたり、あるいはその他の公知の機能を実
行したりするのに用いられるものであってよい。

ライン５７によって形成されネタツブは増幅器４７とリ
レニ４８との間においてつくられている。　このライン
５７は、抵抗５９を介してナンド・ゲート６４の一方の
端子に接続されている。

ナンド・ゲート６４の他方の端子は、遠隔位置にある電
源４３によって駆動される発振器４２に接続されている
７、　ゲート６４の出力は、第２送信器６５の発光ダイ
オード６５ａを駆動する。

代表的には単一ループのコイルである第２のタップ５６
がリレ、−４８内につくられ、リレー４８の状態を連続
的に監視できるようにする。このタップ５６は、抵抗６
０を介してナンド・ゲート６３の一方の端子に接続され
ている。　ゲート６３の他方の端子は発振器４２に接続
され、そして送信器６５の第２発光ダイオード６５ｂを
駆動する。

送信器１７について説明したのと同様に、送信器６５け
、受信器２２によって検出される信号をつくる。　ゲー
ト６４に結合された発光ダイオードの光出力は、レンズ
３８、石英管３４およびレンズ３２を介して、ライン２
３に接続された光ダイオードに送られる。　同様にして
、ゲート６３の出力は、レンズ３９、石英管３５および
レンズ３３を介して送られて、ライン２４に結合された
光ダイオードを制御する。　コンデンサ２５および２６
は、ライン２３および２４に接続され、前述したコンデ
ンサ４５と同じ機能を与える。

受信器２２の出力は、コンデンサ２５および２６を介し
て増幅器２７および２８に容量結合され、次いで端子１
５および２９を制御する。　端子２９に供給される信号
は送信された制御信号が適切に受信されていることを表
わし、端子１５に供給される信号はリレー４８が適切に
動作していることを表わす。　端子１５および２９は、
端子２１　に接続されたものと類似の監視装置に接続す
ることができる。

以下に示す第１表は、ユニット１０および４０の全体の
動作を説明している。

第　　／　　表 特に肴利なことは、ユニット１０および４ｏ、ならびに
両者間にあるレンズおよび管（３０）の適切な動作を、
被制御装置を動作さ−せないで、ミリ秒程度の短い時間
制御信号を動作させることによって確認できることであ
る。　９のような試験を行うとき、ユニットの試験回路
１０ｂの端子２１．２９、および１５における出力は試
験時間の間にすべてその状態を変化させるが、パルスの
持続期間を適当に制御すれば、通常比較的大きな質量を
有した被制御装置はその状態を変化しない。　　したが
って、本発明は、その全部の部分が適切な動作をしてい
るか連続的に監視される、高信頼度を有した物理的に隔
離された制御システムを提供する。　　この制御システ
ムは、その適切な機能をオンラインで試験できる。

本発明の好ま１〜い実施例を以上説明しだが、この実施
例は本発明を制限するよりもむしろ本発明を説明するだ
めのものである。　本発明の範囲から逸脱することなく
種々の変形をこのシステムに対してつくることは当業者
にとって明白であろう。　たとえば＋２個の物理的に離
れたユニット間の伝達に無線信号あるいは他の手段を用
いることができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の好ましい実施例の回路図である。 １０・・・第１のユニット、 ３０・・・伝送手段、 ４０・・・第２のユニット、 １０ａ、　４０ａ・・・上部機能部分、１０１）、４０
ｂ・・・下部機能部分、１１・・・入力端子（ライン）
、 １２．４２・・・発振器、 １６．６３．６４・・・ＮＡＮＤゲート、１７．６５・
・・送信機、 ２２．４４・・・受信機、 ２５．２６．４５・・・コンデンサ、 ４８・・・リレー、 １５．２１．２９・・・出力端子（ライン、ノード）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ／　物理的に分離された第１および第２のユニットを有
   し、前記第１のユニットが、制御入力を受ける入力端子
   と、制御入力を第２のユニットに送信する第１送信手段
   と、第７送信手段を監視してその状態を表わす信号を供
   給する第１検知手段と、信号を受ける第１受信手段と、
   第１検知手段ならびに第１受信手段からの信号を受ける
   ように接続された出力端子とを含み、 前記第２のユニットが、第１送信手段からの信号を受け
   てこの信号に応じてリレ一手段を制御する第一受信手段
   と、第２受信手段とリレ一手段とに接続されて両者の動
   作を検出する第２検知手段と、第２検知手段に接続され
   て、第氾検知手段からの信号を前記第１受信手段に送信
   する第２送信手段とを含んでいることを特徴とする物理
   的に隔離された試験可能な制御回路。 認、前記第１および第２送信手段が、各々、発光素子よ
   り成る特許請求の範囲第１項の制御回路。 ３　前記第１および第２受信手段が、各々、光検出素子
   より成る特許請求の範囲第２項の制御回路。 グ　前記第１送信手段が、さらに、前記入力端子に対し
   て並列に結合された第１発振器手段を含む特許請求の範
   囲第１項の制御回路。 ５　前記入力端子が、論理ゲートの一方の端子に結合さ
   れ、そして、前記第１発振器手段が論理ゲートの他方の
   端子に結合されている特許請求の範囲第グ項の制御回路
   。 乙　前記論理ゲートの出力端子が、前記第１送信手段を
   制御する特許請求の範囲第夕項の制御回路。 ７　前記第２送信手段が、さらに、該第一送信手段に結
   合された第２発振器手段を含む特許請求の範囲第１項の
   制御回路。 と　前記第２検知手段が、前記第２受信手段に接続され
   た第１検出器と、前記リレ一手段に接続された第Ω検出
   器とを含む特許請求の範囲第７項の制御回路。 ２　前記第１および第２検出器の各々が、前記第β発振
   器手段に接続されだ一方の端子を持つ別別の論理ゲット
   より成る特許請求の範囲第と項の制御回路。 １０　前記第２送信手段が、少なくとも２個の発光素子
   より成る特許請求の範囲第２項の制御回路。 ／／　前記第１受信手段が、前記２個の発光素子からそ
   れぞれ信号を受ける少なくとも２個の受信素子より成る
   特許請求の範囲第７０項の制御回路。 ／２　前記第２受信手段が、前記リレ一手段に容量結合
   されている特許請求の範囲第１項の制御回路。 ／３　前記第１受信手段が、前記出力端子に容量結合さ
   れている特許請求の範囲第７２項の制御回路。