JPS6057413A - ディジタル制御装置の演算モジュール結線確認方法 - Google Patents
ディジタル制御装置の演算モジュール結線確認方法Info
- Publication number
- JPS6057413A JPS6057413A JP58164163A JP16416383A JPS6057413A JP S6057413 A JPS6057413 A JP S6057413A JP 58164163 A JP58164163 A JP 58164163A JP 16416383 A JP16416383 A JP 16416383A JP S6057413 A JPS6057413 A JP S6057413A
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- Japan
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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
- G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
- G05B23/02—Electric testing or monitoring
- G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
- G05B23/0218—Electric 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
- G05B23/0224—Process history based detection method, e.g. whereby history implies the availability of large amounts of data
- G05B23/0227—Qualitative 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Testing And Monitoring For 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】
〔発明の利用分野〕
本発明はフィードバック式自動制御システムの異常検出
装置に関するものである。
装置に関するものである。
フィードバック式の自動制御システム社非常に多くの分
野で用いられているが、この制御システムには一般に極
めて高いイη頼度が要求される。例えば制御ｉをフィー
ドバックする経路が断となると、そのフィードバック量
と目標値との偏差が大きな値となシその偏差にもとづい
て制御される制御量がそのシステムの限界値に達し、シ
ステムの暴走や機器の破損といった事態に至ることがあ
る。
野で用いられているが、この制御システムには一般に極
めて高いイη頼度が要求される。例えば制御ｉをフィー
ドバックする経路が断となると、そのフィードバック量
と目標値との偏差が大きな値となシその偏差にもとづい
て制御される制御量がそのシステムの限界値に達し、シ
ステムの暴走や機器の破損といった事態に至ることがあ
る。
また本来負帰還されるべきところで正帰還がか＼す、や
けシシステムの暴走などを招く危険がある。
けシシステムの暴走などを招く危険がある。
一般にフィードバック制御系は、設定された目標値とフ
ィードバックされた制御量の偏差をめ、その偏差に対し
て比例、積分、微分等を行う制御器で処理して操作量を
算出し、この操作量によって制御量を変化させて制御量
が目標値と一致するように構成されている。このような
系の従来の異常検出法として性例えｄ特公昭４５−２０
８４６がある。この方法は、偏差の変動がないのに出力
変動が生ずることを検知して内部異常をみつける方法で
ある。この方式は発電機のＡＶＦＬ等比例動作あるいは
比例と微分動作によシフイードバック制ａＩｌを行つイ
ー入賎）＋倉踏φ也２−１４．１ム」り戸般のプロセス
制御はオフセットを０にするため積分動作を有しておシ
、この場合偏差の変動がなくても、一定の偏差がある限
シ出力は積分機能によシ変動しつづけるため本検出方式
は採用できない。
ィードバックされた制御量の偏差をめ、その偏差に対し
て比例、積分、微分等を行う制御器で処理して操作量を
算出し、この操作量によって制御量を変化させて制御量
が目標値と一致するように構成されている。このような
系の従来の異常検出法として性例えｄ特公昭４５−２０
８４６がある。この方法は、偏差の変動がないのに出力
変動が生ずることを検知して内部異常をみつける方法で
ある。この方式は発電機のＡＶＦＬ等比例動作あるいは
比例と微分動作によシフイードバック制ａＩｌを行つイ
ー入賎）＋倉踏φ也２−１４．１ム」り戸般のプロセス
制御はオフセットを０にするため積分動作を有しておシ
、この場合偏差の変動がなくても、一定の偏差がある限
シ出力は積分機能によシ変動しつづけるため本検出方式
は採用できない。
又この方法は制御回路のみの異常に対処するもので、操
作端、プロセス自体、あるいは検出端の異常等には有効
でない。又別の従来方法として特公昭４７−６８１５が
ありこれは偏差の大きさを一次遅れにより平滑化し遅ら
せ、その値が一定値に達することにより内部異常を検出
するものであるが、この欠点は目標値の急激な変化すな
わちステツブ変化を与えた時と内部異常とを見分けるこ
とがむずかしい点である。すなわち一般のプロセスフィ
ードバック自動制御系では目標値を大きなステップ状、
例えば０から１００俤に変えることが多くある。この場
合、偏差出力は１００俤の大きさで発生し、プロセスの
応答時間分だけ経過して初めて偏差が０に近づく。この
ためこれと異常とを区別するには相当大きな遅れ時間を
もって異常検出を行わねばならず、その間にプロセスが
暴走してしまうという危険がある。
作端、プロセス自体、あるいは検出端の異常等には有効
でない。又別の従来方法として特公昭４７−６８１５が
ありこれは偏差の大きさを一次遅れにより平滑化し遅ら
せ、その値が一定値に達することにより内部異常を検出
するものであるが、この欠点は目標値の急激な変化すな
わちステツブ変化を与えた時と内部異常とを見分けるこ
とがむずかしい点である。すなわち一般のプロセスフィ
ードバック自動制御系では目標値を大きなステップ状、
例えば０から１００俤に変えることが多くある。この場
合、偏差出力は１００俤の大きさで発生し、プロセスの
応答時間分だけ経過して初めて偏差が０に近づく。この
ためこれと異常とを区別するには相当大きな遅れ時間を
もって異常検出を行わねばならず、その間にプロセスが
暴走してしまうという危険がある。
本発明の目的は、フィードバック制御系全体にわたる異
常が検出可能でまた制御器に積分要素を含んでいても異
常検出ができ、更に異常の検出時間も十分短くて検出器
にシステムの暴走等が起らないようにした異常検出装置
を提供するにある。
常が検出可能でまた制御器に積分要素を含んでいても異
常検出ができ、更に異常の検出時間も十分短くて検出器
にシステムの暴走等が起らないようにした異常検出装置
を提供するにある。
本発明は、フィードバック自動制御系において設定値と
フィードバック量の偏差が生じた時にフィードバック量
の変化値を検出しその偏差を０にするように動くことが
予測される時は正常、逆の動きになることが予測された
９、フィードバック量が変化せず無制御が予測される場
合には内部異常と見なすような判定を行うようにした仁
とを特徴とするものである。
フィードバック量の偏差が生じた時にフィードバック量
の変化値を検出しその偏差を０にするように動くことが
予測される時は正常、逆の動きになることが予測された
９、フィードバック量が変化せず無制御が予測される場
合には内部異常と見なすような判定を行うようにした仁
とを特徴とするものである。
第１図は、フィードバック式自動制御システム１００に
本発明の実施例としての異常検出装置２００を接続した
図である。自動制御システム１００は設定値Ｑｏ と流
量フィードバック量Ｑが比較器＋１Ｊ器１によシ比較増
巾されその偏差出力εは比例、積分、微分等の制御器２
に出力される。
本発明の実施例としての異常検出装置２００を接続した
図である。自動制御システム１００は設定値Ｑｏ と流
量フィードバック量Ｑが比較器＋１Ｊ器１によシ比較増
巾されその偏差出力εは比例、積分、微分等の制御器２
に出力される。
この制御器２の出力は電動弁５の開度指令となる。
即ちこの開度指令は開度発振器６からの実開度と比較器
３で比較され、正転あるいは逆転の指令が電動機４に与
えられて電動弁５が制御される。電動弁５の開度によシ
流量が変化すると、これは比較増巾器１へのフィードバ
ック量Ｑとして帰還される。このように、帰還量として
の流量Ｑは偏差εを０に戻すようないわゆる負帰還とし
てフィードバックされている。このような自動制御シス
テム内の故障には色々なモードが考えられるが代表的な
ものは下記のようなものである。即ち（１）偏差εが発
生した時その偏差を更に増加する方向へシステムが動作
する。これはフィードバック量の極性ミス接続、正逆指
令の逆接続やそれに相当する故障等によるものである。
３で比較され、正転あるいは逆転の指令が電動機４に与
えられて電動弁５が制御される。電動弁５の開度によシ
流量が変化すると、これは比較増巾器１へのフィードバ
ック量Ｑとして帰還される。このように、帰還量として
の流量Ｑは偏差εを０に戻すようないわゆる負帰還とし
てフィードバックされている。このような自動制御シス
テム内の故障には色々なモードが考えられるが代表的な
ものは下記のようなものである。即ち（１）偏差εが発
生した時その偏差を更に増加する方向へシステムが動作
する。これはフィードバック量の極性ミス接続、正逆指
令の逆接続やそれに相当する故障等によるものである。
（２）偏差εが出てもフィードバック量が不変の時。つ
まシフイードバック量が０のま壕、中間の値のままある
いはト限のままで変らない時。これはフィードバック経
路の断線、制御器の故障、中間部の断線等によるもので
ある。異常検出装置２００はこれらの異常を検出して警
報あるいはロック信号を出力するものである。異常検出
装置２００に於て、レベル検出器９は偏差εがプラス側
の一定値以上になった時論理値１を出力し、レベル検出
器１０はεがマイナス側の一定値以上になった時論理１
を出力する。一方、微分回路８はフィードバック量Ｑｔ
−微分するものでフィードバック量Ｑがどぢら方向に動
くかをその変化率ｑ＝ｄＱ／ｄｔを出力して予測するた
めのものである。レベル検出器１１、あるいは１３はこ
の変化率ｑが正あるいは負の一定値以上の時論理値１を
出力し、レベル検出器１２は上記一定値のいずれもこえ
ない０附近の値の時論理値１を出力する。従ってアンド
回路１４は偏差Ｃがプラスにもかかわらずフィードバッ
ク量Ｑが減る方向に動いている時に１を出力し、アンド
回路１５は偏差ｅがプラスにもかかわらずフィードバッ
ク量Ｑが変らない時に１を出力し、アンド回路１６は偏
差εがマイナスにもかかわらずフィードバック量Ｑが増
加する方向に動いている時に１を出力し、アンド回路１
７は偏差εがマイナスにもかかわらずフィードバック量
Ｑが変らない時に１を出力する。これらアンド（９）路
１４〜１７の出力はそれぞれ遅延回路１８〜２１を介し
て警報やロック信号として出力される。このようにして
本実施例ではシステム全体のどこに異常が発生してもそ
の異常を検出できるが、システムの正常時に於る動作と
の関係を次にのべる。
まシフイードバック量が０のま壕、中間の値のままある
いはト限のままで変らない時。これはフィードバック経
路の断線、制御器の故障、中間部の断線等によるもので
ある。異常検出装置２００はこれらの異常を検出して警
報あるいはロック信号を出力するものである。異常検出
装置２００に於て、レベル検出器９は偏差εがプラス側
の一定値以上になった時論理値１を出力し、レベル検出
器１０はεがマイナス側の一定値以上になった時論理１
を出力する。一方、微分回路８はフィードバック量Ｑｔ
−微分するものでフィードバック量Ｑがどぢら方向に動
くかをその変化率ｑ＝ｄＱ／ｄｔを出力して予測するた
めのものである。レベル検出器１１、あるいは１３はこ
の変化率ｑが正あるいは負の一定値以上の時論理値１を
出力し、レベル検出器１２は上記一定値のいずれもこえ
ない０附近の値の時論理値１を出力する。従ってアンド
回路１４は偏差Ｃがプラスにもかかわらずフィードバッ
ク量Ｑが減る方向に動いている時に１を出力し、アンド
回路１５は偏差ｅがプラスにもかかわらずフィードバッ
ク量Ｑが変らない時に１を出力し、アンド回路１６は偏
差εがマイナスにもかかわらずフィードバック量Ｑが増
加する方向に動いている時に１を出力し、アンド回路１
７は偏差εがマイナスにもかかわらずフィードバック量
Ｑが変らない時に１を出力する。これらアンド（９）路
１４〜１７の出力はそれぞれ遅延回路１８〜２１を介し
て警報やロック信号として出力される。このようにして
本実施例ではシステム全体のどこに異常が発生してもそ
の異常を検出できるが、システムの正常時に於る動作と
の関係を次にのべる。
フィードバック系で制御回路が動作するのは、一つは目
標値が変更された場合であシ、もう１つはプロセス内に
外乱が発生した場合である。第２図は時刻ｔｏに目標値
Ｑｏをステップ状に変化させた時の各部の動作波形を示
しており、この時制御量Ｑはプロセスの遅れ時間Ｔ１及
び制御系の遅れ時間Ｔ２をもって目標値Ｑｏに追従する
。これは正常時の動作であるが、第２図に示したように
時刻ｔｏからｔｏ十Ｔｌまではε〉０になっているのに
制御量Ｑには変化がプロセスの遅れ時間のために現われ
ていない。従ってこの間は異常検出動作はしてはならず
、このため第２図の遅延回路１８〜２１がＴ１時間だけ
検出をおくらせるのに用いられている。しかし従来例で
説明した特公昭４７−６８１５の方法では明らかに時刻
ｔｏからｔ（１＋Ｔ１＋Ｔｚまで、つまシはソ制御量Ｑ
がＱｏに追従するまでの保護時間を設けねば牛与ならず
、このために実際の制御系異常時には暴走の危険があっ
た。第３図は時刻ｔ。に於てプロセスにイロ］等かの外
乱が与えられて制御量Ｑが一時的に変化した場合を示し
ておシ、この場合も第２図の場合と状況は同じである。
標値が変更された場合であシ、もう１つはプロセス内に
外乱が発生した場合である。第２図は時刻ｔｏに目標値
Ｑｏをステップ状に変化させた時の各部の動作波形を示
しており、この時制御量Ｑはプロセスの遅れ時間Ｔ１及
び制御系の遅れ時間Ｔ２をもって目標値Ｑｏに追従する
。これは正常時の動作であるが、第２図に示したように
時刻ｔｏからｔｏ十Ｔｌまではε〉０になっているのに
制御量Ｑには変化がプロセスの遅れ時間のために現われ
ていない。従ってこの間は異常検出動作はしてはならず
、このため第２図の遅延回路１８〜２１がＴ１時間だけ
検出をおくらせるのに用いられている。しかし従来例で
説明した特公昭４７−６８１５の方法では明らかに時刻
ｔｏからｔ（１＋Ｔ１＋Ｔｚまで、つまシはソ制御量Ｑ
がＱｏに追従するまでの保護時間を設けねば牛与ならず
、このために実際の制御系異常時には暴走の危険があっ
た。第３図は時刻ｔ。に於てプロセスにイロ］等かの外
乱が与えられて制御量Ｑが一時的に変化した場合を示し
ておシ、この場合も第２図の場合と状況は同じである。
また、第２図の制御器２には積分要素が含まれているの
で、第２図、第３図のいずれの場合も時刻ｔ。からｔｏ
＋ＴＩの間εが変化していないのにも拘らず操作量Ｍは
変化しており、このため従来例で示した特公昭４５−２
０８４６の方法ではこの正常動作を異常とみてしまう。
で、第２図、第３図のいずれの場合も時刻ｔ。からｔｏ
＋ＴＩの間εが変化していないのにも拘らず操作量Ｍは
変化しており、このため従来例で示した特公昭４５−２
０８４６の方法ではこの正常動作を異常とみてしまう。
本実施例ではそのような検出は行わず常に正しく動作す
る。
る。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば簡単な
回路によりフィードバック自動制御システム内のあらゆ
る異常を、異常のためにシステムが暴走する前に確実に
検出でき、自動制御システムの安全性を大幅に向上させ
ることができる。
回路によりフィードバック自動制御システム内のあらゆ
る異常を、異常のためにシステムが暴走する前に確実に
検出でき、自動制御システムの安全性を大幅に向上させ
ることができる。
第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図及び
第３図は第１図の実施例の動作説明図である。 ｌ・・・比較増巾器、２・・・制御器、３・・・比較器
、４・・・電動機、５・・・パルプ、６・・・開度発信
器、７・・・流量発信器、８・・・微分器、９〜１３・
・・レベル検出器、１４〜１７・・・アンド回路、１８
〜２１・・・遅延回路。 代理人 弁理士 秋本正実 茅 １ 目 １６０ ＄２目 予 一〇 芽３固
第３図は第１図の実施例の動作説明図である。 ｌ・・・比較増巾器、２・・・制御器、３・・・比較器
、４・・・電動機、５・・・パルプ、６・・・開度発信
器、７・・・流量発信器、８・・・微分器、９〜１３・
・・レベル検出器、１４〜１７・・・アンド回路、１８
〜２１・・・遅延回路。 代理人 弁理士 秋本正実 茅 １ 目 １６０ ＄２目 予 一〇 芽３固
Claims (1)
- １、制御量とその目標値との偏差を算出し該偏差に応じ
て制御量を変化させることにより上記偏差を零とするよ
うに構成されたフィードバック自動制御システムの異常
を検出するための異常検出装置に於て、制御量の時間変
化率を検出するための微分手段と、上記偏差が発生した
時に該偏差の絶対値を減少させる極性の上記時間変化率
が予め定められた時間内に上記微分手段によシ検出され
ない時に異常と判定する判定手段とを備えたことを特徴
とする異常検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58164163A JPH0630014B2 (ja) | 1983-09-08 | 1983-09-08 | 異常検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58164163A JPH0630014B2 (ja) | 1983-09-08 | 1983-09-08 | 異常検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6057413A true JPS6057413A (ja) | 1985-04-03 |
| JPH0630014B2 JPH0630014B2 (ja) | 1994-04-20 |
Family
ID=15787922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58164163A Expired - Lifetime JPH0630014B2 (ja) | 1983-09-08 | 1983-09-08 | 異常検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0630014B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61124810U (ja) * | 1985-01-21 | 1986-08-06 | ||
| JPS61260135A (ja) * | 1985-05-03 | 1986-11-18 | アライド・コ−ポレ−シヨン | 圧力サ−ジ検出回路 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5079062A (ja) * | 1973-11-15 | 1975-06-27 | ||
| JPS5561802A (en) * | 1978-11-01 | 1980-05-09 | Toshiba Corp | Malfunction preventing unit for control unit |
| JPS57161908A (en) * | 1981-03-31 | 1982-10-05 | Hitachi Ltd | Alarm output method in control system for following of target value |
-
1983
- 1983-09-08 JP JP58164163A patent/JPH0630014B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5079062A (ja) * | 1973-11-15 | 1975-06-27 | ||
| JPS5561802A (en) * | 1978-11-01 | 1980-05-09 | Toshiba Corp | Malfunction preventing unit for control unit |
| JPS57161908A (en) * | 1981-03-31 | 1982-10-05 | Hitachi Ltd | Alarm output method in control system for following of target value |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61124810U (ja) * | 1985-01-21 | 1986-08-06 | ||
| JPS61260135A (ja) * | 1985-05-03 | 1986-11-18 | アライド・コ−ポレ−シヨン | 圧力サ−ジ検出回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0630014B2 (ja) | 1994-04-20 |
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