JPS60159901A - 多重化制御装置 - Google Patents

多重化制御装置

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JPS60159901A
JPS60159901A JP59013286A JP1328684A JPS60159901A JP S60159901 A JPS60159901 A JP S60159901A JP 59013286 A JP59013286 A JP 59013286A JP 1328684 A JP1328684 A JP 1328684A JP S60159901 A JPS60159901 A JP S60159901A
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JP
Japan
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control device
control
signal
output
deviation
Prior art date
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Pending
Application number
JP59013286A
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English (en)
Inventor
Riyouji Azumaishi
良治 東石
Kazuo Asami
浅見 一夫
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS60159901A publication Critical patent/JPS60159901A/ja
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/07Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
    • G06F11/16Error detection or correction of the data by redundancy in hardware
    • G06F11/18Error detection or correction of the data by redundancy in hardware using passive fault-masking of the redundant circuits
    • G06F11/183Error detection or correction of the data by redundancy in hardware using passive fault-masking of the redundant circuits by voting, the voting not being performed by the redundant components

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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、多重化制御装置に関するものであり。
多重化制御装置に簡単な機能・監視回路を付加するだけ
で、多重化制御装置の各制御出力信号間に予定値以上の
偏差が生じた場合に、いずれの制御装置が異常であるか
を正確に判別することができるようにした多重化制御装
置に関するものである。
〔発明の背景〕
一多重化制御装置の冗長方式は大別して、静的冗長方式
(Static Redundancy) 、動的冗長
方式(Dynamic Redundancy)及びハ
イブリッド冗長方式(Hybrid Redundan
cy)の3重の系列である。
そして、各系列毎に、信頼性要求値、単一系故障時の修
理の容易性、装置据付寸法、コストなどからの要求に適
した各種の方式が考えられている。
第1図に従来用いられているl待機動的切替方式の二重
化制御装置の構成例を示す、同図に於て、制御装置A、
Bは同種の制御演算器3A、3Bにより同様の制御演算
を各々独立−二行ない、それぞれの制御出力は切替スイ
ッチSWを通して、制御操作器に供給されている。
スイッチSWがA側に接続されている状態で。
制御装置Aが故障した場合に、制御装置Bが故障してい
なければ、スイッチSWは制御装置iB側に切替えられ
る。これにより、゛待機中の制御装置Bが制御操作器7
を操作して、制御対象1の制御を続行可能とする。一方
、制御から除外された制御装置Aは、制御装置Bの制御
中に修理することが可能な訳である。
スイッチSWの切替論理の構成は、制御に加わっている
制御装置が各々、自己診断部4A、4Bにおいて自己を
ハードウェア的およびソフトウェア的に診断し、自らを
故障と認めたときは、制御を放棄し、切替判定装置Cに
より待機側の制御装置に制御゛を゛引渡すものである。
しかしながら、従来の上記の方法には、次のような問題
があった。即ち、制御を相当している制御装置に異常を
生じた場合に、自ら異常であることを100%の確度で
検−出はできないということである。
又、上記従来の方式では、仮に、制御装置AとBの出力
の差を識別する回路を別に設けても、A。
Bの何れが正しいかを判別することができないことも問
題である。
上記の問題を解決する一つの手段としては、制御装置A
、Bと同一機能の制御装置(コントローラ)Cを新たに
設備し、各出力の多数、決論理により、故障した制御装
置を見出し、これを制御に加えないような構成法を採用
することである。
しかし、この方式には、反面、コントローラとしての制
御装置Cを新たに設けることにより、コストや据付面積
ガスとなるなどの欠点がある。
以上、従来例として1待機動的切替方式に二重化制御装
置について説明したが、さらに高信頼化を要求される制
御装置として前述の三重化制御装置を使用したとしても
、三重化制御装置のうち1つの制御装置が故障して停止
し、正常な残りの二台の制御装置による運転制御を行な
っている場合には、前記の二重化制御装置と同様の問題
がある。
〔発明の目的〕
本発明は、多重化制御装置に於て、制御中の制御装置と
待機中の制御装置の出力間に差異が生じた時、何れが正
しいかを制御し、制御装置の切替操作を確実に行なうこ
とを可能とするための簡単な判別回路を設けた制御装置
を提供することを目的とするものである。
〔発明の概要〕
前記の目的を達成するためK、本発明においては、制御
機能とは無関係な簡単な計算を行なう監視回路りを設け
ると共に、多重化制御装置の各制御装置に同一の計算機
能を付加し、多重化制御装置の各出力間に差異が生じた
ときには、各制御装置並びに前記監視回路りに対して、
制御機能とは無関係な簡単な計算(例えば、特定の信号
の加減算、乗除算等の演算)を新たに実行させ、これら
多者の演算結果の多数決論理と合致した制御装置にスイ
ッチを接続させるように構成している。
【発明の実施例〕
次に、本発明に係る多重化制御装置の一実施例ブロック
図を第2図に示す。
lは制御対象物であり、そのプロセス量を相互に独立し
て設けた2個の検出器2A、2Bで検出し2個の電流信
号I^、IBを得るものとする。
これ等信号と、それぞれ設定器Sからの設定目標信号l
sは加算器8A−8mをへて比例積分動作をもつ制御演
算器3A、3Bにそれぞれ送られる。
そして切替スイッチ6をへて制御信号PA又はP、が制
御操作器7へ出力され、制御対象を制御する。ここで制
御出力PAとP、は監視回路りの加算器8Dで加算され
、両信号の偏差を偏差モニターlOによってモニターし
ている。ここで偏差eがある値(例えば±2%)以上に
なったならば、偏差モニターlOは信号発生器11およ
び多数決判定回路12へ起動信号S、を発し、信号発生
器11から一定のパターンの信号(例えば一定定数)を
出させ、多数決判定回路12を動作−させる。信号発生
器11からは同一の3信号Igがそれぞれ制御装置A、
Bおよq監視回路に設けた同一の機能を有する簡易演算
器9A、9B、9Dへ出力され、それぞれ簡単な演算(
例えば平方根の計算)が行なわれる。それらの演算結果
CA、C,。
CDは多数決判定回路12において2outof3論理
による判定が行なわれる。第3図に多数決判定回路12
のブロック図を示す。演算結果CA。
Cn CDは加算器13A、13..13cにより加算
され、その偏差信号は偏差モニタ14A。
14n、14cによりモニタされる。各偏差信号BAs
evy’3Cがある値(例えば±2%)以上あるならば
、偏差モニタ14A+ 14e 、14cは論理出力I
t 177を出力させる。偏差モニタ14A。
14n−14cの各出力は論理積ゲート15A。
15n * 15cに加えられ、さらに論理積ゲート1
5A、15.の出力は論理積ゲート15oへ加えられる
。また論理積ゲート15t、の出力と論理積ゲート’1
’5Cの出力は論理ゲート16に加えられる。
後述するととろから明らかにように、制御装置Aが異常
の場合は論理積ゲート15Aに論理出力II 11gを
生じ、制御装置B側へ切替スイッチを動作させる。また
制御装置Bが異常の場合は、論理積ゲート158に論理
出力″1″を生じ、制御装置A側へ切替スイッチを動作
させる。さらに監視回路りの演算器9Dが異常であるか
もしくは、制御装置A、Bおよび演算器9Dのうち2つ
以上が異常になった場合は、どれが正常であるか分から
ないため、切替スイッチを不一致発生前の位置にホール
ドさせる。
第1表は、第3図の多数決判定回路12において行なわ
れる論理演算の真理値表である。
つぎに、第1表を参照して、幾つかの代表的なケースに
ついて、第3図の多数決判定回路12の動作を説明する
ケース1 制御装置A、Bからの出力信号P^、P8の差異が小さ
く、偏差モニタの出力がII O″すなわち起動信号S
tが# O#lであるときは2つの論理積ゲート15A
−15eの出力は共に10 IIである。この条件のと
きは、制御装置A、Bには異常の発生がなく、したがっ
て、制御装置の切替は行なわれない。
第1表 なお第1表中のrr h印は、該当する信号のs1″、
1rr OHが論理演算結果(論理積ゲート15A。
15Il、論理積ゲート16)に無関係であるこ □と
を示している。
ケース2 起動信号S、が′1″で、演算結果cAとC8間に偏差
があるが、演算結果C8とは有意の偏差がないため、ま
だ制御装置A、Bどちらが異常か判明できない。この条
件の場合、切替はしない。
ケース5 起動信号StがII I Bで、制御装置Bが異常の場
合、制御装置Bの演算結果cgだけが他の演算結果CA
、CDと偏差が大きく、CA 、Ceは偏差が小さい。
こあと−き論理積ゲート14o。
14B15Bが1′″となり切替スイッチ16はA側へ
切替わる。
ケース8 起動信号StがII 11#で、M#装置A、Bとも異
常であり、演算結果cA、CB、CD間の偏差は三信号
間で大きくなる。そのため論理積ゲート14Ay 14
a v 14c t l 5a g−L 5c :15
oおよ0論理和ゲート16の全てが“1″となる。
前述の動作説明および第1表から容易に理解されるよう
に、第2図の監視回路では、つどのような論理演算を行
なって、いずれの制御装置が異常であるかの判定を行な
っている。
<1)共通の一定信号Igをそれぞれが別個に計算した
結果CA、= Cm 、Coの多数決論理をめる。
(2)それぞれの多数決論理の出力と一致しない演算結
果CA e Cm 、Goを見出し、一致しない演算結
果を発していない制御装置を異常と判定する。
尚、前記実施例では、監視回路の信号発生器から一定定
数を発生させたが、これは時間に関する変数(例えばs
in関数、短形波等)でもよい。
また、前記実施例では、演算として平方根の算出をした
が、この演算に限ることはなく1.他の演算を実行させ
てもよい訳である。
前記実施例では1つの信号のみを演算したが、信号発生
器を複数個設けて、同様の演算を行なってもよい。
実施例では、演算に用いる信号を信号発生器から得たが
、特に信号発生器に限ることはなく、他の信号(例えば
検出器信号等)を用いてもよい。
実施例では、二重化制御装置に対する監視回路の適用例
を示したが、多重化制御装置に対して同様の監視回路を
適用することができる。
実施例では起動信号により監視回路が動作を初めるが、
起動信号をとり、制御装置が各々正常な出力信号を出し
ている場合も監視動作をしてもより)。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、多重
化制御装置の自己故障検出率が100%でなかったもの
(例えば95%程度であったもの)を、簡単な監視図W
&Dを設けることにより、システム的な故障検出率を9
9%以上に向上できる。
その結果“とじて、例えばMTBF (Mean Ti
meBetween Failvre)を20%前後向
上できる。
また、第2図の監視回路なども付加するのに要する費用
は、5〜lO%程度であり、投入費用に対する信頼性向
上皮の割合が大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は1待機動的切替方式の制御装置を示すブロック
図、第2図は本発明の一実施例による制御装置のブロッ
ク図、第3図は本発明の一実施例による多数決判定回路
のブロック図である。 l・・・制御対象、2A、2B・・・検出器、3A、3
B・・・制御演算器、4A、4B・・・自己診断部、訃
・・判定回路、6・・・切替回路、7・・・制御操作器
、8Ay8ay 8D# 13AI 13et 13c
”・加算器。 9A、9B、9D’・・簡易演算器、10.14A−1
4e、14c・・・信号モニタ、11・・・信号発生器
、12−・・多数決判定回路、l 5A H15a t
 15c +15o・・・論理積ゲート、16・・・論
理和ゲート、17・・・B選択リレー、18・・・A選
択リレー、19・ホールドリレー、A、B・・・制御装
置、S・・・設定器、1.、r、・・・検出器信号、I
s・・・設定器信号PA、P11・・・制御演算器出力
信号、st・・・起動信号、Ig・・・信号発生器出力
信号、CA、C,、C$l[a $2閃

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 lu制御対象物におけるプロセス量を検出器で検出して
    制御演算器、制御操作器を介してフィードバックし、前
    記プロセス量の制御を行なう制御装置において、前記制
    御演算器を夫々に含む少なくとも2個以上の同じ構成を
    有する多重化制御装置を用い、前記制御演算器よりの各
    出力の偏差を監視し、任意の信号を発する信号発生器と
    その信号に同一の演算処理を行なう複数の簡易演算器を
    各制御装置および制御装置外がもち、各々の簡易演算器
    の出力を多数決論理により判定し、正常な出力を出す簡
    易演算器をもつ制御装置からの制御出力を選択すること
    を特徴とする多重化制御装置。 2、異常な制御演算器の出力信号を選択しないようにし
    たことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の多重化
    制御装置。 3、制御演算器の出−力の偏差により簡易演算器の出力
    の多数決判定論理を行なわせる起動信号を発することを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の多重化制御装置
    。 4、制御装装置の異常判定値信号を出力する手段と。 前記起動信号が発生さおないときは、制御装置を多数決
    論理により選択することを禁止する手段を具備したこと
    を特徴とする特許請求の範囲第1項または第3項記載の
    多重化制御装置。
JP59013286A 1984-01-30 1984-01-30 多重化制御装置 Pending JPS60159901A (ja)

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JP59013286A JPS60159901A (ja) 1984-01-30 1984-01-30 多重化制御装置

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JP59013286A JPS60159901A (ja) 1984-01-30 1984-01-30 多重化制御装置

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JPS60159901A true JPS60159901A (ja) 1985-08-21

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ID=11828952

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JP (1) JPS60159901A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63290120A (ja) * 1987-05-21 1988-11-28 Toshiba Corp ディジタル形保護継電器
JP2010257246A (ja) * 2009-04-24 2010-11-11 Toshiba Corp 多重化制御システムおよび多重化制御システムの制御方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63290120A (ja) * 1987-05-21 1988-11-28 Toshiba Corp ディジタル形保護継電器
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