JPS60205706A - プロセス制御装置 - Google Patents
プロセス制御装置Info
- Publication number
- JPS60205706A JPS60205706A JP6097484A JP6097484A JPS60205706A JP S60205706 A JPS60205706 A JP S60205706A JP 6097484 A JP6097484 A JP 6097484A JP 6097484 A JP6097484 A JP 6097484A JP S60205706 A JPS60205706 A JP S60205706A
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- Japan
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- output signal
- control device
- selection circuit
- process control
- output
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B9/00—Safety arrangements
- G05B9/02—Safety arrangements electric
- G05B9/03—Safety arrangements electric with multiple-channel loop, i.e. redundant control systems
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Safety Devices In Control Systems (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術台デＩ］
本発明はプロセスの状態を制御する多重化されたプロセ
ス制御装置に関する。
ス制御装置に関する。
［発明の技術的背景］
原子力発電所等の高い信頼性、安全性が要求されるプロ
セスの制御には、近年、プロセス制御装置を２重化、３
重化の冗長構成とし、装置の信頼性度を向上させる手法
がとられることが多くなってきている。この多重化の方
法としては、常用系と待機系とを設け、常用系が故障の
場合に待機系を用いる方法と、常時複数台の制御装置を
動作させ、そ、れらの制御装置出力の中から最も確から
しい出力を多数決定的判定により選んで制御を行なう方
法とが知られている。
セスの制御には、近年、プロセス制御装置を２重化、３
重化の冗長構成とし、装置の信頼性度を向上させる手法
がとられることが多くなってきている。この多重化の方
法としては、常用系と待機系とを設け、常用系が故障の
場合に待機系を用いる方法と、常時複数台の制御装置を
動作させ、そ、れらの制御装置出力の中から最も確から
しい出力を多数決定的判定により選んで制御を行なう方
法とが知られている。
一般に前者の方法には、装置の故障を検出する故障検出
回路が不可能である。また、常用系から待機系ノ＼の切
換えは故障検出回路により故障が検出された場合に行な
われるために、故障検出回路により検出できないような
故障が発生した場合には切換動作が行なわれず、その結
果、プロセス制御が異常となる。また、故障検出回路の
故障検出能力を高める程、故障検出回路自体が複雑とな
り、故障検出回路自体の故障が問題となる。更には。
回路が不可能である。また、常用系から待機系ノ＼の切
換えは故障検出回路により故障が検出された場合に行な
われるために、故障検出回路により検出できないような
故障が発生した場合には切換動作が行なわれず、その結
果、プロセス制御が異常となる。また、故障検出回路の
故障検出能力を高める程、故障検出回路自体が複雑とな
り、故障検出回路自体の故障が問題となる。更には。
制御装置の全ての故障を検出することは困難であるとい
った不具合がある。
った不具合がある。
一方、後者の方法は多数決的判定を行なうために最低３
台の制御装置が必要であるが故障検出回路は不要である
。また、多数決的判定を行なう回路は中間値選択等非常
に単純な機能で構成できる。
台の制御装置が必要であるが故障検出回路は不要である
。また、多数決的判定を行なう回路は中間値選択等非常
に単純な機能で構成できる。
更に、１台の制御装置にどのような故障が発生したとし
ても、プロセス制御を正常に維持することが可能である
といった利点も得られる。
ても、プロセス制御を正常に維持することが可能である
といった利点も得られる。
このために、原子力発電所等、特に高い信頼性が要求さ
れるプロセスの制御には後者の方法による制御器、置が
用いられている場合が多い。
れるプロセスの制御には後者の方法による制御器、置が
用いられている場合が多い。
第１図は上記後者の方法による３重化されたプロセス制
御器Ｅ１１ｏの従来例を示したものである３制御器ＬＡ
、１１）、Ｉｃの制御器出力信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃはそ
れぞれ選択回路２へ入力される。この選択回路２は、例
えば中間値選択等による多数決的判定を行ない、プロセ
ス制御装置出力信号Ｓをプロ誉ス３へ出力する回路であ
る。
御器Ｅ１１ｏの従来例を示したものである３制御器ＬＡ
、１１）、Ｉｃの制御器出力信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃはそ
れぞれ選択回路２へ入力される。この選択回路２は、例
えば中間値選択等による多数決的判定を行ない、プロセ
ス制御装置出力信号Ｓをプロ誉ス３へ出力する回路であ
る。
この溝底で、３重化されたプロセス制御装置１０の１つ
の系である制御器ＬＡが故障したと考える。
の系である制御器ＬＡが故障したと考える。
その結果、制御器出力信号Ｓｂ、Ｓｃは正常であるが。
制御器ＩＡが故障したことからＳａが異常となる。しか
しながら、選択回路２によりプロセス制御装置１０の出
力信号Ｓは、多数決的判定により、正常な制御器出力信
号ｓｂあるいはＳｃが選択され、プロセス制御装置は正
常な制御を継続することが可能となる。
しながら、選択回路２によりプロセス制御装置１０の出
力信号Ｓは、多数決的判定により、正常な制御器出力信
号ｓｂあるいはＳｃが選択され、プロセス制御装置は正
常な制御を継続することが可能となる。
ここで、１重化プロセス制御装置即ち制御器ＩＡ。
ＩＢ、ＩＣ１個の平均故障時間（ＭＴ叶： Ｍｅａｎ
Ｔｉ＋ａｅＢｅｔｍｅｅｒ＋ Ｆａｉｌｕｒｅ 、即ち
、ある故障が起きてから次の故障が起こるまでの平均時
間）を１００００時間、平均修復時間（ＮＴＴＲ： Ｍ
ｅａｎ Ｔｉｉ＋ｅ Ｔｏ Ｒｅｐａｉｒ 、即ち、故
障が起きてから修復するまでの平均時間）を５０時間と
すれば、制御器の稼動率Ｐａｓはとなる。また、これを
３重化したときの稼動率ｐｂはＰｂ＝Ｐａ Ｉ’ ＋３
（１−Ｐａ ｔ ）・Ｐａ １”＝０．９９５” ＋３
・（１−０，９９５）・０．９９５”：０．９９９９２
５ ・・・・・・（２）どなり、３重化したときのｉド
均故障時間旧’［ｌＦ３はとなる。６（ｉッテ、Ｒ７ｌ
［５１器１４／ｉｔ Ｏ） トキノＭ１’１ｌＦＪＯＯ
ＯＯ時間に対して、同一・制御）：：）を３重化するこ
とによって旧゛叶は約６１００００時間となり、１重化
のときの約６７倍にもなる。
Ｔｉ＋ａｅＢｅｔｍｅｅｒ＋ Ｆａｉｌｕｒｅ 、即ち
、ある故障が起きてから次の故障が起こるまでの平均時
間）を１００００時間、平均修復時間（ＮＴＴＲ： Ｍ
ｅａｎ Ｔｉｉ＋ｅ Ｔｏ Ｒｅｐａｉｒ 、即ち、故
障が起きてから修復するまでの平均時間）を５０時間と
すれば、制御器の稼動率Ｐａｓはとなる。また、これを
３重化したときの稼動率ｐｂはＰｂ＝Ｐａ Ｉ’ ＋３
（１−Ｐａ ｔ ）・Ｐａ １”＝０．９９５” ＋３
・（１−０，９９５）・０．９９５”：０．９９９９２
５ ・・・・・・（２）どなり、３重化したときのｉド
均故障時間旧’［ｌＦ３はとなる。６（ｉッテ、Ｒ７ｌ
［５１器１４／ｉｔ Ｏ） トキノＭ１’１ｌＦＪＯＯ
ＯＯ時間に対して、同一・制御）：：）を３重化するこ
とによって旧゛叶は約６１００００時間となり、１重化
のときの約６７倍にもなる。
［背景技術の問題点］
−しかしながら、上記従来例においては−３：！［ヒプ
ロセス制御装置１０の内、１系列の制御器が故障したと
きにおいてもプロセス制御装置ｌＯの出力信号Ｓが正常
であるための１」的で設けている選択回Ｗｉ２は１重化
である。この結果、３重化ブＵセス制、１＋＋装置Ｈ１
の稼動率１）は、選択回ｉ′８２の稼動率をＰａ２とす
るど。
ロセス制御装置１０の内、１系列の制御器が故障したと
きにおいてもプロセス制御装置ｌＯの出力信号Ｓが正常
であるための１」的で設けている選択回Ｗｉ２は１重化
である。この結果、３重化ブＵセス制、１＋＋装置Ｈ１
の稼動率１）は、選択回ｉ′８２の稼動率をＰａ２とす
るど。
１”＝（＋’ａ ＋ ＋；３（Ｊ −Ｐａ ｔ ）Ｐ
１１７）Ｐａ ２ −−（４）となり１選択回路２のｊ
・汀叶、旧“’ｌ’ １１でほぼ決定されることになる
。
１１７）Ｐａ ２ −−（４）となり１選択回路２のｊ
・汀叶、旧“’ｌ’ １１でほぼ決定されることになる
。
このように、従来のプロセス制御装置においては、４１
１角制御器を多重化しても選択回路が１重化だったため
に、多（Ｒ化プロセス制御装置全体の稼動率の向上につ
ながらない問題点があった。また、だからといって選択
回路を多重化しようとすれば、どのような構成で多重化
すれば最終的に高信頼性のプロセス制御出力が得られる
か、簡単には解決できない問題点があった。
１角制御器を多重化しても選択回路が１重化だったため
に、多（Ｒ化プロセス制御装置全体の稼動率の向上につ
ながらない問題点があった。また、だからといって選択
回路を多重化しようとすれば、どのような構成で多重化
すれば最終的に高信頼性のプロセス制御出力が得られる
か、簡単には解決できない問題点があった。
［発明の目的］
本発明は選択回路をうまく組み合せることにより多重化
し、信頼性の高いプロセス制御装置を提 。
し、信頼性の高いプロセス制御装置を提 。
供することを目的とする。
［発明の概要］
このため、本発明はｎ個の制御器に対応するｎａの選択
回路を設けて順次選択回路出力を次の選択回路入力とし
、次の選択回路で前の選択回路出力が選択されているか
否かにより前の選択回路の正常、異常を監視し、それに
よって選択回路出力を切り換え、正１：９な選択回路か
らの出力（ｉ号を制御装置出力として出力するようにし
たことを特徴としている。
回路を設けて順次選択回路出力を次の選択回路入力とし
、次の選択回路で前の選択回路出力が選択されているか
否かにより前の選択回路の正常、異常を監視し、それに
よって選択回路出力を切り換え、正１：９な選択回路か
らの出力（ｉ号を制御装置出力として出力するようにし
たことを特徴としている。
［発明の実施例］
以下、本発明を３重化されたプロセス制御装置に適用し
た場合を例にとり、その実ｂｉ！’、 ｌｒｉを図面を
参照して説明する。
た場合を例にとり、その実ｂｉ！’、 ｌｒｉを図面を
参照して説明する。
第２図は本発明の−・実施例に係る３重化されたプロセ
ス制御装置の溝底図を示したものである。図において、
制御ｉ！ｉ！ ＩＡ 、 １Ｂ 、 ｌ（’、は、それ
ぞ」し制御：！：）出力信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃを出力す
る装置で゛ある。選択回路２人は制御器出力信号Ｓａ、
Ｓｃおよび選択回路２Ｃの出力信号Ｓ（を人力とし、中
間値選択等の多数決的判定を行ない選択回路出力信号Ｓ
ｌを出力する回路である。選択回路２１３は制御器出力
口Ｓ；Ｓｂ、ＳＣおよび選択回路出力信号ＳＩを入力し
、選択出力信号Ｓ２を出力する。こ］しと同時に、その
出力信号Ｓ２として選択回路２Ａの出力信号ＳＩを選択
したか否かに応じて、信号Ｓ＋を選択した場合はすＪ換
器１’＋の接点ａ、ｂを図示反対方向に切り換える回路
である。同様に選択回路２Ｃは出力信号Ｓｃ’、Ｓａお
よび出力（８号Ｓ２を入力し、出力ｔｆＪ号Ｓ３を出力
する。
ス制御装置の溝底図を示したものである。図において、
制御ｉ！ｉ！ ＩＡ 、 １Ｂ 、 ｌ（’、は、それ
ぞ」し制御：！：）出力信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃを出力す
る装置で゛ある。選択回路２人は制御器出力信号Ｓａ、
Ｓｃおよび選択回路２Ｃの出力信号Ｓ（を人力とし、中
間値選択等の多数決的判定を行ない選択回路出力信号Ｓ
ｌを出力する回路である。選択回路２１３は制御器出力
口Ｓ；Ｓｂ、ＳＣおよび選択回路出力信号ＳＩを入力し
、選択出力信号Ｓ２を出力する。こ］しと同時に、その
出力信号Ｓ２として選択回路２Ａの出力信号ＳＩを選択
したか否かに応じて、信号Ｓ＋を選択した場合はすＪ換
器１’＋の接点ａ、ｂを図示反対方向に切り換える回路
である。同様に選択回路２Ｃは出力信号Ｓｃ’、Ｓａお
よび出力（８号Ｓ２を入力し、出力ｔｆＪ号Ｓ３を出力
する。
これと同時に、その出力信号Ｓ３として選択回路２Ｂの
出力信号Ｓ２を選択したか否かを判断して。
出力信号Ｓ２を選択したか否かを判断して。
信号Ｓ２を選択した場合に切換器Ｔ２の接点ａ、ｂを図
示反対方向に切り換える回路である。プロセス３は上記
切換器１’ｌ、Ｔ２を介して最終的に出力されるプロセ
ス制御装置１０からの信号Ｓにより制御される。
示反対方向に切り換える回路である。プロセス３は上記
切換器１’ｌ、Ｔ２を介して最終的に出力されるプロセ
ス制御装置１０からの信号Ｓにより制御される。
以上の構成で、制御器ＩＡ、１１３，１．Ｃが正常であ
れば、その出力信号は殆で等しく、Ｓａ ： Ｓｂ 今
Ｓｃ÷Ｓｏである。また、故障は同時に２個所以上発生
しないものとする。プロセス制御装置ＩＯが全て正常で
あれば、選択回路２Δ、 ２１３ 、２Ｃの出力信号Ｓ
ｌ、５２．Ｓ３は全てＳｏとなり、切換器Ｔ１および１
゛２の状態に関係なくＳｏがプロセス制御装置１０の出
力信号Ｓとなる。
れば、その出力信号は殆で等しく、Ｓａ ： Ｓｂ 今
Ｓｃ÷Ｓｏである。また、故障は同時に２個所以上発生
しないものとする。プロセス制御装置ＩＯが全て正常で
あれば、選択回路２Δ、 ２１３ 、２Ｃの出力信号Ｓ
ｌ、５２．Ｓ３は全てＳｏとなり、切換器Ｔ１および１
゛２の状態に関係なくＳｏがプロセス制御装置１０の出
力信号Ｓとなる。
この状態で制御器ＩＡ、ＩＢ、ＩＣの内、ｌ系列の制御
器が異常となっても、選択回路２Ａ 、 ２Ｂ 、 ２
Ｃへの２人力信号はほぼ一致しているため、それらの出
力１８号Ｓｌ、Ｓ２．Ｓ３はＳｏで変らない。従って、
最Ａ°１（出力信号Ｓも変らず制御器の異常による影響
はプロセス３には及ばない。
器が異常となっても、選択回路２Ａ 、 ２Ｂ 、 ２
Ｃへの２人力信号はほぼ一致しているため、それらの出
力１８号Ｓｌ、Ｓ２．Ｓ３はＳｏで変らない。従って、
最Ａ°１（出力信号Ｓも変らず制御器の異常による影響
はプロセス３には及ばない。
次に、選択回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃのいずれか、例えば選
択回路２Ａが異常となり、出力信号Ｓ１が異常となった
ことを考える。選択回路２Ｂの入力は選択回路２人の出
力信号Ｓ１と、制御器出力Ｓｂ：Ｓｏと、制御器出力Ｓ
ｃ÷Ｓｏであり、選択回路２１３の出力信号としてはＳ
ｏが選択される。選択回路２Ｂにおいて、制御器出力４
Ｑ号Ｓ＋ｌ：Ｌ選択されていないために、切換器１’
＋はａ接点間となり、選択回路２Ａの出力信号Ｓ１は中
間選択（ｎ号Ｓ′として採用されない。その結果、選択
回路２Ｃの出力信号はＳｏであるために、切換器１′２
に関係なく、プロセス制御装置出力信号ＳとしてＳｏが
出力さＪしる。また、選択回路２Ｂあるいは選択回路２
Ｃが異常となり、出力信号Ｓ２あるいは出力（１号Ｓ３
が異常となった場合でも、プロセス制御装置出力信号Ｓ
としてＳｏが出力される。即ち、選択回路２Ａ 、 ２
Ｂ 、 ２Ｃの内、１系列の選択回ｈ’３が異常となっ
ても、ブＵセス制御には異常をりえない。
択回路２Ａが異常となり、出力信号Ｓ１が異常となった
ことを考える。選択回路２Ｂの入力は選択回路２人の出
力信号Ｓ１と、制御器出力Ｓｂ：Ｓｏと、制御器出力Ｓ
ｃ÷Ｓｏであり、選択回路２１３の出力信号としてはＳ
ｏが選択される。選択回路２Ｂにおいて、制御器出力４
Ｑ号Ｓ＋ｌ：Ｌ選択されていないために、切換器１’
＋はａ接点間となり、選択回路２Ａの出力信号Ｓ１は中
間選択（ｎ号Ｓ′として採用されない。その結果、選択
回路２Ｃの出力信号はＳｏであるために、切換器１′２
に関係なく、プロセス制御装置出力信号ＳとしてＳｏが
出力さＪしる。また、選択回路２Ｂあるいは選択回路２
Ｃが異常となり、出力信号Ｓ２あるいは出力（１号Ｓ３
が異常となった場合でも、プロセス制御装置出力信号Ｓ
としてＳｏが出力される。即ち、選択回路２Ａ 、 ２
Ｂ 、 ２Ｃの内、１系列の選択回ｈ’３が異常となっ
ても、ブＵセス制御には異常をりえない。
こ４しにより、プロセス制御装置１０内は選択回路を含
めて３重化されたことになり、前記従来例に比べてその
信頼性は飛躍的に向上する。
めて３重化されたことになり、前記従来例に比べてその
信頼性は飛躍的に向上する。
尚、各選択回路２Ａ 、 ２Ｂ 、 ２Ｃの出力信号ｓ
ｌ、ｓ２゜Ｓ３を択一的に選択する切換装置の構成は上
記実施例に限らず、適宜選択することができる。例えば
、第３図に示すように、選択回路２ｃで選択回路２Ｂの
出力信号Ｓ２が選択されたが否が判断して、その結果、
選択された場合だけ切換器゛Ｉ゛１の接点ａ。
ｌ、ｓ２゜Ｓ３を択一的に選択する切換装置の構成は上
記実施例に限らず、適宜選択することができる。例えば
、第３図に示すように、選択回路２ｃで選択回路２Ｂの
出力信号Ｓ２が選択されたが否が判断して、その結果、
選択された場合だけ切換器゛Ｉ゛１の接点ａ。
ｂを図示と逆方向に切り換える。同様に、選択回路２Ａ
で選択回路２Ｃの出力（８号Ｓ３が選択されたが否か判
断して、選択された場合だけ切換器Ｔ２の接点ａ、ｂを
図示反対方向に切り換えるようにしてもよい。
で選択回路２Ｃの出力（８号Ｓ３が選択されたが否か判
断して、選択された場合だけ切換器Ｔ２の接点ａ、ｂを
図示反対方向に切り換えるようにしてもよい。
また、第２図における切換器Ｔ＋および切換器Ｔ２の切
換動作を３１およびＳ２’選択を条件として行なってい
るが、切換器ＴＩ、Ｔ２のａ接点とｂ接点を入れ換えた
上で、Ｓ＋およびｓ２不選択を条件として切換動作を行
なわせる等の変更は自由に行ない得ることは言う迄もな
い。
換動作を３１およびＳ２’選択を条件として行なってい
るが、切換器ＴＩ、Ｔ２のａ接点とｂ接点を入れ換えた
上で、Ｓ＋およびｓ２不選択を条件として切換動作を行
なわせる等の変更は自由に行ない得ることは言う迄もな
い。
［Ｊｉ！明の効果］
以上のように本発明によれば、制御器出力を選択する選
択回路も含めて制御装置全体を多重化したので、極めて
信頼性の訪いプロセス制御装置が得られる。
択回路も含めて制御装置全体を多重化したので、極めて
信頼性の訪いプロセス制御装置が得られる。
第１図は従来のプロセス制御装置１′１のブロック１４
、第２図および第：（図は本発明の各実施例を示すプロ
セス制御装置のブロック図である。 ＩＡ〜ＩＣ・・・制御）１：）、２，２Ａ〜２Ｃ・・・
選択回路。 ３・・・プロセス、ＩＯ・・・プロセス制御装置、Ｓ・
・・プロセス制御装置出力信号、Ｓ′ ・・・１１１間
選択信す、５ａ−５ｃ・・・制御器出力信号、Ｓ１γＳ
Ｊ ・・ 選択回路出力信号、ｉ’ ＋ 、丁２ ・・
・切換Ｂ：）。 代理人 ブｌ Ｊ！ｌ！ 、Ｊ： 紋 １．Ｉｊ 酸第
１図 ｎ
、第２図および第：（図は本発明の各実施例を示すプロ
セス制御装置のブロック図である。 ＩＡ〜ＩＣ・・・制御）１：）、２，２Ａ〜２Ｃ・・・
選択回路。 ３・・・プロセス、ＩＯ・・・プロセス制御装置、Ｓ・
・・プロセス制御装置出力信号、Ｓ′ ・・・１１１間
選択信す、５ａ−５ｃ・・・制御器出力信号、Ｓ１γＳ
Ｊ ・・ 選択回路出力信号、ｉ’ ＋ 、丁２ ・・
・切換Ｂ：）。 代理人 ブｌ Ｊ！ｌ！ 、Ｊ： 紋 １．Ｉｊ 酸第
１図 ｎ
Claims (1)
- 多重化された＋１個の制御器からの各出力（８号を選択
回路に入力し、その１つを選択して出力するプロセス制
御装置において、前記ｎ個の制御器に対応する＋１個の
選択回路を設けると共に、１番目の選択回路は（ｉ−１
）番目の制御器を除（（ｎ−１）個の制御器からの出力
（０号と（ｉ−１）番目の選択回路からの出力信号とを
入力し、その中から１個の信号を選択して出力する一方
、各選択回路の出力（ｇ号としてそれぞオし人力する信
号のうらどの人力信号が選択されているかの条件により
、各選択回路の出力信号を切り換えて制御装置の出力（
＋、７ ｙとすることを特徴とするプロセス制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6097484A JPS60205706A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | プロセス制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6097484A JPS60205706A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | プロセス制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60205706A true JPS60205706A (ja) | 1985-10-17 |
Family
ID=13157901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6097484A Pending JPS60205706A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | プロセス制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60205706A (ja) |
-
1984
- 1984-03-30 JP JP6097484A patent/JPS60205706A/ja active Pending
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