JPS6116308A - プロセス入力処理装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、プロセス入力処理装置に関するものである。

〔発明の背景〕

本発明に関連し、従来、入力信号走査装置、アナログ・
ディジタル変換装置、演算処理装置、プロセスデータ記
憶装置より構成されたプロセス入力処理装置がある。こ
のような装置では、プロセスデータの個々の信号状態の
判定可能なものとして、対応するセンサーからの入力信
号レベルの入力走査装置に対するオーバーフロー判定、
入力信号毎に設定される合理的信号レベルの上下限判定
及び入力走査装置又はアナログ・ディジタル信号変換装
置故障判定が実施されている。しかしながら、これらの
判定では、プロセスデー夕の信頼性として、センツー及
び入力処理装置の各構成機器が正常であるか故障してい
るかの判定は可能であるが、該機器が一見正常動作して
いるにもかかわらず、プロセスデータが正しく変換され
ていないという状態は検出されない。例えば、演算処理
装置の演算機の故障、又はプロセスデータ記憶装置の故
障等で、プロセスデータそのものが、桁落ち、ビット化
は等により、異なる値になるような場合については、該
プロセス入力処理装置自体により検出されないという欠
点がある。

一方、前記欠点を解決する方式として、前記プロセス入
力処理装置を完全２重系とするものがあり、各々独立し
て変換されたプロセスデータを、比・較照合する装置を
備えることにより、プロセスデータの異常を検出可能と
している。しかしながら、このようにプロセス入力処理
装置を完全２重系化するため、前記プロセス入力処理装
置に比べ、装置そのものが２倍必要となり、大規模なも
のとならざる全得ない。

〔発明の目的〕

本発明は、前記の２重系プロセス入力処理装置と殆んど
同様の検出能力を持ちながら、全体を２重系としない方
式を提案するものである。

〔発明の概要〕

これは、プロセス入力処理装置を構成する入力信号走査
装置及びアナログ・ディジタル信号変換装置を共通とし
、該ディジタル信号をプロセスデータに変換する演算処
理装置を２重化し、一方の演算処理装置に比較照会処理
装置全付加した構成をとるものである゛。

〔発明の実施例〕

以下本発明のプロセス入力処理装置の実施例を第１図を
用いて説明する。多数のプロセス（センサー）信号ｌは
、入力走査装置２により順次走査ざｎ１同時に全信号は
、０〜±５Ｖに正規化される。該入力信号はアナログデ
ィジタル信号変換装置３において、ディジタル信号化さ
ｎる。該ディジタル信号は演算処理装置５ａにおいて、
信号毎に、オーバーフロー判定、合理的信号レベル上下
限判定後、工学単位値に変換され、該データはプロセス
デー夕としてプロセステークｂ己憶装置６に記憶される
。

一方、アナログ・ディジタル信号変換後のディジタル信
号は、演算処理装置５ａから、ディジタル（ｍ号記憶装
置７に記憶さｆｌ−６゜該ディジタル信号は演算処理装
置５ｂに取込管れ、演算処理装置５ａとは独立に、工学
単位値に変換される。該工学中位値は監視診断処理装置
８により、プロセスデータ記憶装置６に記憶されている
当該工学単位値と比較照合きれ、プロセスデータの監視
診断を行なうものである。

ここで、プロセスデータの監視診断処理に到るデータの
ａｔＥ−に第２図に示す。アナログ・ディジタル信号変
換装置３より、演算処理装置５ａに取込１れるディジタ
ル信号１８は、オーバーフロー判定後、プロセス（セン
サー）ｌから取込管れた時の電圧（［に変換され、各種
補正処理を行かった後、該プロセス（センサ−）信号と
しての合理的信号レベル上下限判定全行ない、人力信号
の正常性及び合理性が判定される。該判定Ｖこより正常
かつ合理的信号レベルにある入力信号に対し工学単位値
変換が実施されプロセスデータとして、プロセスデータ
記憶装置６１りの当該テーブル１２に記憶される。同時
に、当該ディジタル信号１８についても、ディジタル伯
号記憶装置７内の当該テーブル１３に記憶される。又、
前記ディジタル信号の各種判定で異常と判定された信号
は、該異常状態の清報をプロセスデータとして記憶する
が、工学単位値変換及び当該ディジタル信号の記憶は行
なわない。以−Ｆの処理を演算処理装置５ａは全入力信
号について周期的に実行する。

一方、演算処理装置５ｂにおいては、前記処理とは独立
に、ディジタル信号記憶装置７よりディジタル信号を個
別に読み出し、前記処理と同様に、該信号の正常性及び
合理性が判定される。そして、該判定により正笥、かつ
、合理的信号レベルにある当該信号に対し工学単位値変
換が実施され、比較照合用工学単位値として扱われる。

又、該判定にて異常となる場合は、該信号状態は異常状
態としてｄ己憶する。

監視診断処理装＋ｆ８においては、比較照合用工学単位
値が演算される毎に、プロセスデータ記憶装置よりプロ
セスデータ内の当該工学単位値全読出し、例えば、下記
判定式（１） ％式％（１） ここで、■は入力信号識別番号、 ε（Ｉ）は照合許各偏差 に工り判定される。該判定は一定周期にて継続的に行な
い、判定式不成立の場合は、その連続回数をカウントし
、該連続回数が照合異常発生規定値に到達した場合Ｖこ
、該工学単位１回は照会異常発生したものと判定する。

ざらに、該照合異常工学単位値が、全工学単位値数の規
定割合に達した場合をもって、プロセステータ記憶装置
内の工学単位値のデータ信頼性に異常発生したものと判
定する。

父、条件式（１）における照合許容偏差ε（Ｉ）は、例
えば、 ε（Ｉ）＝　＋工学単位値上限値（１）−工学単位値下
限ｆｍ（Ｉ月×ａ・・・・・・・・・・・・（２） ここで、αは照合許容偏差係数（０くα＜１）で定義さ
れる。

このαに対し、各入力信号別にあらかじめ計算し、その
結果ε（Ｉ）を全入力信号弁、照合許容偏差テーブル１
７に記憶する。

これに加え、前記実施例において、照合許容偏差係数ａ
を、信号変換種別毎、例えば、リニア変換種別、開平変
換種別、折線変換種別等、それぞれに該照合許容偏差係
数α（Ｔ）（Ｔ：変換種別番号）として、照合許容偏差
ε（Ｉ）ｋ計算し、記憶しておけば、十分有効な照合許
容偏差になり、前記同様、照合許容偏差テーブル１７に
記憶される。

さらに、該照合許容偏差は、全入力信号弁を個別に持つ
ため、前記信号変換種別指定α（Ｔ）として定義できな
い例外的な入力信号に対しても、該入力信号に応じた該
係数α（Ｉ）　’ｒ定義でき、西該照合許容偏差が計算
され、照合許容偏差テーブル８ｂに記憶される。

捷だ、照合許容偏差があらかじめ定数として固定せず、
あるパラメータ、例えば、温度、圧力、・・・等地の入
力信号工学単位値に依存するような場合、当該照合許各
偏差址を計算式で定義し、該結果を照合許容偏差として
参照するよう、例えば照合許容偏差テーブル１７に該参
照用コードを記憶等することにより、照合許容偏差全可
変データとすることも可能である。

一方、第１図の構成における１重化部分である入力信号
走査装置２またはアナログ・ディジタル信号変換装置３
が故障した場合を考えると、捷ず入力信号走査装置２に
ついては、多数のプロセス（センサー）信号ｌをある点
数単位でまとめ、それぞれに対し当該入力信号走査部が
対応し、さらに、それらが多数並置した構成となるため
、この部位に発生する故障により入力不可となるプロセ
ス（センサー）信号ｌは、限られる。捷だ、前記したよ
うに重装信号については冗長信号等多重化されるため、
信号自体が入力できなくなる危険性を最小限に止めるこ
とができる。これに対し、アナログ・ディジタル信号変
換装置３については、入力信号走査装置２からの各信号
に対し共通部となり、この部位に発生する故障により当
該入力信号走査装置にて走査される全信号が異常となる
。

以上の酸点から、前記した共通部であるアナログ・ディ
ジタル信号変換装置′ｆ！：２重化する構成が考えられ
る。このような構成におけるプロセス入力処理装置の一
実施例について以下に述べる。

第５図は、プロセス（センサー）信号１’Ｔｈ入力する
入力信号走査装置２と、２重化したアナログ・ディジタ
ル変換装置とを入力信号切替装置９を介して接続した入
力装置４を備えた入力信号（工学単位値において）比較
照合を実行するプロセス入力処理装置を示したものであ
る。

該プロセス入力処理装置においては、２重化したアナロ
グ・ディジタル変換装置のそれぞれに対し演算処理装置
５ａ及び５ｂを接続することにより、第１図に示したプ
ロセス入力処理装置のアナログ・ディジタル変換装置を
２重化した場合の一つの拡張した構成となるものである
。さらに、該構成において、監視診断処理装置３ａｉ演
算処理装置５ａに追加することにより、プロセス入力処
理における共通部となるアナログ・ディジタル変換装置
３ａ、演算処理装置５ａ及び監視診断処理装置８ａ（こ
れらを以降ａ側とする）とアナログ・ディジタル変換装
置３ｂ、演算処理装置５ｂ及び監視診断処理装置８ｂ（
これらを以降ｂ′側とする）とを２重化した構成とする
。このようなプロセス入力処理装置において、入力処理
及び照合処理は以下のように行なう。

該プロセス入力処理装置起動時、入力信号切替装置９を
例えばａ側に接続するものとすると、第５圀の実線部に
て示すように、人力信号走査装置２ばａ側に接続され、
ｂ側のアナログ・ディジタル信号変換装置３ｂは待機状
態となる。さらにａ側監視診断処理装置８ａｉ待機状態
とすることにより、本構成は、第１図にて示さｎる構成
と等価になり、第２図にて示さｒる工うに処理を実行す
る。

ざらに、待機中のアナログ・ディジタル信号変換装置３
ｂに対して、演算処理装置５ｂにより、例えば該装置に
対して、該装置内基準信号を、定期的に取込むことによ
り該装置の待機状態の監視を実施する。前記構成にて入
力処理及び照合監視中に、ａ９Ｉｌｌにて入力装置異常
が検出さｎた場合、ｂ　９１ｊｌにて待機中装置が待機
異常でなければ、第６図の実線部にて示すように直ちに
入力信号切替装置９ヲｂｉＩｌｌｌｌに切替え、入力信
号走査装置２をｂ側に接続すると共に、ａ側にて実行中
の入力処理を中断し、ｂ側にて実行中の照合監視を中断
し当該監視診断処理装置Ｂｂｌ待機させ、プロセスデー
タ記憶装置６内のプロセスデータ１２に継続して入力処
理を再開する。この時ａ側においては、待機中の監視診
断処理装置８ａを動作さぜ照合監視全開始する。すなわ
ちａ側とｂ側の機能が交替する。

さらに、前記場合において、ａ側にて入力装置異常の検
出時あるいは、ｂ側における待機状態異常の検出時にお
いて、当該検出結果を記憶装置に記憶しておき、前記場
合のようにａ側にて入力装置異常が検出されても、ｂ側
にて待機状態異常が記憶されていれば、ａ側とｂ側との
交替処理は行なわずａ側にて入力処理が続行される。す
なわち、当該入力信号毎たは当該入力走査装置の除外処
理が従来の１重糸の入力処理装置と同様に実行される。

〔発明の効果〕

本発明は、以上記述した如く第１に゛、プロセス入力処
理装置全体を２系統化することなく、プロセスから取込
まれディジタル信号化されたディジタル信号を工学単位
値変換する演算処理装置を２系統化し、該ディジタル信
号をそれぞれ独立して工学単位値変換することにより、
工学単位値そのものの監視診断全ｉ５Ｔ能とした効果が
ある。

第２に、工学単位値変換結果の監視診断判定基準を、監
視同家の入力信号の変換棟別毎あるいけ当該入力信号毎
に定義することがｏＪ能であり、かつ、該監視診断判定
基準値を固定領外たは５Ｔ変値とすることも可能とする
効果がある。

第３に、前記プロセス入力処理装置の入力装置において
、入力信号走査装置からの走査信号全共通部としてアナ
ログ・ディジタル信号変換及び該制呻全行なうアナログ
・ディジタル信号変換装置をも２系統化し、各々を２糸
続化した演算処理装置に接続し、谷アナログ・ディジタ
ル信号変換装置へ入力走査信号を切替える入力走査信号
切替装置を備えることにより、前記した工学単位値その
ものの監視診断を可能としたものであると共に、入力信
号について（・ゴ、重要な信号は冗長入カ信号寺、そも
そも多重化されており、各々を異なった入力信号走査装
置へ接続することで、該部分は多重化構成と等価となる
ため、本装置での／ｉ記以呻の２重化は、共通部の２重
化となり、プロセス入力処理装置全体を２重化する場合
に対し、効率的・経隣的な２電化を実境した効果がある
。しθ・も、該２重化部の一方は本来の入力処理、他方
は照合監視診断と機能を分担しつつ、異常時（」左記機
能を入替える事−または、照ａ監視診断は停止し入力処
理を優先さぞる事により、プロセス人力処理装置として
、ねばり強く機能できろという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のプロセス入力処理装置の実施例の構成
図、第２図に第１図の装置の監視診断処理に係わるチー
タフロー図、第３図、第４図はそれぞれ第１図の装置の
比較照合処理の概略フローチャート、第５図は第１図の
装置でアナログ・ディジタル信号変換装置を２重化し、
−刃側に接続第　２　国 第　３　口 第　４　国 第　５　日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、プロセスから入力信号を取込む入力信号走査装置、
   該入力信号をディジタル信号化するアナログ・ディジタ
   ル信号変換装置、該ディジタル信号を工学単位の付いた
   プロセスデータに変換演算する演算処理装置及び該プロ
   セスデータを記憶するプロセスデータ記憶装置より構成
   されるプロセス入力処理装置において、前記ディジタル
   信号を記憶するディジタル信号記憶装置を備え、該ディ
   ジタル信号を前記演算処理装置とは独立に、変換演算す
   る演算処理装置を備え、該演算結果と前記プロセスデー
   タと比較照合する監視診断処理装置を備え、プロセスデ
   ータの信頼性を常時判定するように構成したことを特徴
   とするプロセス入力処理装置。