JPS62221737A - High-reliability signal processor - Google Patents

High-reliability signal processor

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JPS62221737A
JPS62221737A JP61064082A JP6408286A JPS62221737A JP S62221737 A JPS62221737 A JP S62221737A JP 61064082 A JP61064082 A JP 61064082A JP 6408286 A JP6408286 A JP 6408286A JP S62221737 A JPS62221737 A JP S62221737A
Authority
JP
Japan
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signals
input
output
circuits
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP61064082A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Setsuo Arita
節男 有田
Satoru Suzuki
知 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS62221737A publication Critical patent/JPS62221737A/en
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Abstract

PURPOSE:To equivalently attain a redundant input or output circuit by connecting the input signals having high correlation to different input circuits and the output signal of high correlation to different output circuits respectively. CONSTITUTION:The input signals I1 and I4, I2 and I5, and I8 and I8 have high correlation. Here all signals always have no high correlation and those signals of high correlation are connected to different input circuits 11 and 12. While the output signals O1 and O3 and O2 and O4 are connected to the output circuits 14 and 15 respectively. The signals I4-I8 are fetched by the circuit 12 even in case the circuit 11 has a trouble and the signals I1-I8 are lost. Thus the signals I4-I8 can be processed by a CPU 13. Furthermore a signal processor 10 can control a process equipment without receiving any effect from the circuit 14 even though the circuit 13 has a trouble.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業−1−の利用分野〕 本発明は複数の信号を取込んだり、複数の信号を出力す
る装置において、信号の信頼性を高めることにより装置
全体の信頼度を高めることに関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application in Industry-1-] The present invention improves the reliability of the entire device by increasing the reliability of the signals in a device that takes in a plurality of signals and outputs a plurality of signals. Concerning enhancing.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

プラントのプロセス機器の監視、あるいはプロセス機器
の制御に計算機を用いて処理することが最近盛んに各分
野で実施されている。これは計算機の処理能力が広範囲
な機能までカバーできるためである。例えば、このよう
なgtim処理システムは、11本原子力学会誌、Vo
l、  l :(、Na1.1 。
Recently, the use of computers to monitor or control process equipment in plants has been actively implemented in various fields. This is because the processing power of computers can cover a wide range of functions. For example, such a gtim processing system is
l, l: (, Na1.1.

1971 p 635〜p641に記載されている。具
体的なシステ11構成は第2図のようになっている。
1971 p. 635-p. 641. The specific configuration of the system 11 is shown in FIG.

本システムは計算機部と入出カバードウェア部に分れて
いる。図中の7が計算機部であり、この計算機部7はC
P U 9と入出力インタフェース8で構成している。
This system is divided into a computer section and an input/output coveredware section. 7 in the figure is a computer section, and this computer section 7 is a C
It consists of a PU 9 and an input/output interface 8.

この場合、プログラムメモリ、ワークメモリは(’、 
P U 9に含まれていると考える。
In this case, program memory and work memory are (',
I think it is included in P U 9.

そして、入出カバードウェアは入出力デバイス1゜2.
3と入出力コントローラ4,5.6とから成っている。
The input/output coveredware is the input/output device 1.2.
3 and input/output controllers 4, 5.6.

ここで、プラントのプロセス量を検出するセンサ及びア
クチュエータは入出力デバイス1.2.3に対応してい
る。
Here, the sensors and actuators that detect the process quantities of the plant correspond to the input/output devices 1.2.3.

ところで、人出力インタフェースは信号処理能力を高め
るために、1つの入力又は出力回路で複数の信号を入力
又は出力するようになっている。
By the way, human output interfaces are designed to input or output a plurality of signals using one input or output circuit in order to improve signal processing ability.

しかしながら、1つの入力又は出力回路で取扱える信号
点数は物理的な量で制約があるため、入力又は出力回路
を各々複数置設けている。そして、これらの入力又は、
出力回路に割付ける信号は入出力仕様さえあっていれば
よく、特に何ら注意を払わず信号ケーブルを接続してい
るのが現状である。
However, since the number of signal points that can be handled by one input or output circuit is limited by physical quantity, a plurality of input or output circuits are each provided. And these inputs or
The signals assigned to the output circuits only need to meet the input/output specifications, and the current situation is that signal cables are connected without paying any particular attention to them.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

信頼性の高い処理システムを実現するために、処理装置
に比べると故障率が高いセンサあるいはアクチュエータ
を冗長化する方式が用いられる。
In order to realize a highly reliable processing system, a method is used in which sensors or actuators, which have a higher failure rate than processing devices, are made redundant.

センサからの信号は処理装置の入力回路に接続するが、
従来方法のように、特に注意を払わず、複数の入力回路
のうちの1つの回路に冗長化したセンサからの信号を接
続してしまうと、この入力回路の故障によりこれらの信
号が喪失してしまう。
The signal from the sensor is connected to the input circuit of the processing device,
If you connect signals from redundant sensors to one of multiple input circuits without paying special attention, as in the conventional method, these signals may be lost due to a failure of this input circuit. Put it away.

このことは冗長性をもつアクチュエータを制御する場合
の出力回路についても同様である。ここで、CP Uと
入力回路又は出力回路の故障率を比較すると、CP t
Jの方がこれら入力又は出力回路より故障率が低い。す
なわち、装置の信頼度は入力又は出力回路の信頼度に大
きく左右されている。従つて、」−述のように、センサ
あるいはアクチュエータを冗長化しても、1つの入力又
は出力回路が故障すると冗長化したセンサからの信号あ
るいは冗長化したアクチュエータへの信号が喪失してし
まい、センサあるいはアクチュエータを冗長化した効果
が得られないという問題がある。
This also applies to output circuits when controlling actuators with redundancy. Here, when comparing the failure rate of CPU and input circuit or output circuit, CP t
J has a lower failure rate than these input or output circuits. That is, the reliability of the device is greatly influenced by the reliability of the input or output circuit. Therefore, as mentioned above, even if sensors or actuators are made redundant, if one input or output circuit fails, the signal from the redundant sensor or the signal to the redundant actuator will be lost, and the sensor or actuator will be lost. Alternatively, there is a problem that the effect of making the actuators redundant cannot be obtained.

本発明は、以上の点に鑑みなされたものであり、その目
的とするところは、従来の装置と同一のハードウェア量
で等価的に信号処理装置の入力又は出力回路を冗長化構
成とすることにより信頼度の高い信号処理装置を提供す
るところにある。
The present invention has been made in view of the above points, and its purpose is to equivalently create a redundant configuration for the input or output circuit of a signal processing device using the same amount of hardware as the conventional device. The purpose of the present invention is to provide a signal processing device with higher reliability.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、複数の信号を入力または出力する信号処理装
置において、入力信号については相関の高い信号を別々
の入力回路に接続し、出力信号については相関の高い信
号を別の出力回路に接続するように構成することにより
、等価的に入力又は出力回路の冗長化を達成して、信号
処理装置の信頼度を高めたところに特徴がある。
In a signal processing device that inputs or outputs a plurality of signals, the present invention connects highly correlated input signals to separate input circuits, and connects highly correlated output signals to separate output circuits. By configuring the signal processing apparatus as described above, the reliability of the signal processing apparatus is improved by equivalently achieving redundancy of input or output circuits.

〔作用〕[Effect]

上述のように信号処理装置を構成することにより、1つ
の入力又は出力回路が故障しても冗長化した信号のうち
、いずれか一方の信号は喪失することがないため、信号
処理装置の信頼性が向上すると共に、従来の処理装置と
同一ハードウェア量で実現できるため、経済的である。
By configuring the signal processing device as described above, even if one input or output circuit fails, one of the redundant signals will not be lost, which improves the reliability of the signal processing device. It is economical because it can be realized with the same amount of hardware as a conventional processing device.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の具体的実施例について図面を用いて詳細
に説明する。各図面の番号の等しい部分は相等部を示す
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail using the drawings. Equally numbered parts in each drawing indicate equivalent parts.

第1図は本発明の基本的な実施例を示したものであり、
10が計算機処理による信号処理装置である。この信号
処理装置10は入力信号Tl〜■6を入力回路11..
1.2で取込んで、CPU13で取込んだ信号を処理し
て出力回路14.1−5から出力信号Or〜04として
出力する構成である。そして、各信号の相関の強い信号
は以下のようにして入力回路又は出力回路に接続するよ
う構成している。なお、CPU13は従来例と同様、各
種メモリを有しているとする。
FIG. 1 shows a basic embodiment of the present invention,
10 is a signal processing device using computer processing. This signal processing device 10 receives input signals Tl to 6 to input circuits 11. ..
1.2, the CPU 13 processes the captured signals, and outputs them as output signals Or to 04 from the output circuit 14.1-5. The signals having a strong correlation among the signals are connected to the input circuit or the output circuit in the following manner. It is assumed that the CPU 13 has various types of memories, as in the conventional example.

ここで、信号の相関について述べておく。2つの信号を
x (t) * y (t)とし、この2つの信号の相
関関数をRとすると、Rは一般に次式で与えられる。
Here, we will discuss the correlation of signals. When the two signals are x (t) * y (t) and the correlation function of these two signals is R, R is generally given by the following equation.

ただし、τ:Xとyとの関係をずらしていくときの時間
差(−00<τ<+00) これを図示すると第3図のようになる。この例ではτが
T1のとき2つの信号の相関が高いということが言える
。換言すれば、τがTzのとき信号x (t)とy (
t)のパターンが一番よく一致しているということにな
る。従って、冗長化したセンサからの出力信号はτ=O
で相関の高い信号であると言える。一般に冗長化したセ
ンサは時定数がほぼ等しい。従って、冗長化したセンサ
からの信号の相関は]である。つまり、常に一致してい
るわけである。
However, τ: time difference when shifting the relationship between X and y (-00<τ<+00) This is illustrated in FIG. 3. In this example, it can be said that when τ is T1, the correlation between the two signals is high. In other words, when τ is Tz, the signals x (t) and y (
This means that the pattern t) matches the best. Therefore, the output signal from the redundant sensor is τ=O
It can be said that the signals are highly correlated. Generally, redundant sensors have approximately the same time constant. Therefore, the correlation of the signals from the redundant sensors is ]. In other words, they always match.

また、冗長化したアクチュエータに出力する出力信号は
、CP TJ 13の処理によって得られた1つの結果
をもとにして作成するのであるから、これらの信号の相
関は1であり、常に一致している。
Furthermore, since the output signal to be output to the redundant actuator is created based on one result obtained by the processing of CP TJ 13, the correlation between these signals is 1, and they always match. There is.

これらの特性を利用して信号処理装置を構成して装置の
高信頼化を図ることが可能である。一般に、各分野で使
用する制御装置、計測装置等の各種の信号処理装置は信
号の入出力点数が多い。信号処理装置を適用するシステ
ムの規模が大きくなればなるほど、信号処理装置の入出
力点数も多くなる。このため、入力又は出力回路数は1
つの回路(入力又は出力ボード)では入出力信号を取扱
えなく、入力又は出力回路も複数個使用している。
By utilizing these characteristics, it is possible to configure a signal processing device and increase the reliability of the device. Generally, various signal processing devices such as control devices and measuring devices used in various fields have a large number of signal input/output points. As the scale of a system to which a signal processing device is applied increases, the number of input/output points of the signal processing device also increases. Therefore, the number of input or output circuits is 1
One circuit (input or output board) cannot handle input/output signals, and multiple input or output circuits are used.

第1図の実施例では、これらの複数の入力又は出力回路
のうち別々の回路に、冗長化した信号を割付ける様に構
成している。ここで、入力信号11と14は相関の高い
信号、I2とTR,TRとI8も相関の高い信号である
。必ずしもすべての信号が相関の高い信号のみであると
限らないが、このように相関の高い信号はそれぞれ別々
の入力回路]、i、12に接続するように構成する。ま
た、出力信号については、相関の高い信号01と08,
02゜と04を各々の出力回路14.15に接続する。
In the embodiment shown in FIG. 1, redundant signals are assigned to different circuits among the plurality of input or output circuits. Here, the input signals 11 and 14 are highly correlated signals, I2 and TR, and TR and I8 are also highly correlated signals. Although not all signals are necessarily highly correlated, these highly correlated signals are configured to be connected to separate input circuits], i, and 12, respectively. Furthermore, regarding the output signals, highly correlated signals 01 and 08,
02° and 04 are connected to each output circuit 14.15.

例えば、TIとI4.I2とTb、IaとI6はそれぞ
れ冗長化したセンサの信号であったり、01と08゜0
2と04は冗長化したアクチュエータへの出力信号であ
ると考えると、入力回路11が故障して入力信号11〜
■8が喪失しても、T4〜Teが入力回路12で取込ま
れ、CP tJ i 3で処理できる。従って、処理装
置10としては入力回路11の故障に何ら影響されずに
処理を続行できる。また、出力回路14が故障したとし
ても、信号処理装置10はこの故障した回路に影響され
ることなくプロセス機器を制御できる。
For example, TI and I4. I2 and Tb, Ia and I6 are redundant sensor signals, respectively, or 01 and 08°0
Considering that 2 and 04 are the output signals to the redundant actuators, if the input circuit 11 fails, the input signals 11 to 04
(2) Even if 8 is lost, T4 to Te are taken in by the input circuit 12 and can be processed by CP tJ i 3. Therefore, the processing device 10 can continue processing without being affected by the failure of the input circuit 11. Furthermore, even if the output circuit 14 fails, the signal processing device 10 can control the process equipment without being affected by the failed circuit.

以−1−述べたように、信号の冗長性を積極的に利用し
て装置を構成する二とにより、装置の信頼性を大幅に向
上させることができる。
As described above, by actively utilizing signal redundancy to configure the device, the reliability of the device can be greatly improved.

第4図は本発明を信号伝送装置に適用した場合の構成例
であり、]7が伝送装置である。伝送装置」−7は入力
信号11〜■6を相関の高い信号を別々の入力回路1i
、、12で取込み、CP II i 3によって、これ
らの信号を伝送しやすいコードに変換し、トランスミッ
タ16によって伝送信号Tを出力する。この場合でも、
上述のように信号の冗長性を利用して、相関の高い信号
を別々の回路で取込むことにより、伝送装置全体の信頼
性を向上させることができる。第4図は伝送装置につい
て示したが、信号の流れをまったく反転して受信装置に
ついても同様に本発明を適用することができる。この場
合には、回路11,1.2を出力回路とし、信号Iz〜
■6を出力信号とし、16をレシーバとして考えれば、
容易に理解できよう。
FIG. 4 shows a configuration example in which the present invention is applied to a signal transmission device, and 7 is the transmission device. The transmission device "-7 sends input signals 11 to ■6 to separate input circuits 1i for highly correlated signals.
. Even in this case,
As described above, by utilizing signal redundancy to capture highly correlated signals in separate circuits, the reliability of the entire transmission device can be improved. Although FIG. 4 shows a transmission device, the present invention can be similarly applied to a receiving device by completely reversing the signal flow. In this case, the circuits 11 and 1.2 are used as output circuits, and the signal Iz~
■If we consider 6 as an output signal and 16 as a receiver,
It's easy to understand.

今までの例では、入力信号あるいは出力信号が冗長化し
たセンサあるいは冗長化したアクチュエータの信号であ
ったが。これに限定されることはない。第5図は原子発
電所における原子炉を簡単に書き表わしたものであり、
18が原子炉、19が中性子束検出器、20が炉心圧力
計である。原子炉の場合、炉心圧力が高くなると発生す
るボイド量が少なくなり中性子束が高くなる。従って、
両者の検出信号は非常に相関が高い。従って、このよう
な場合に対しても、第1図のように、別々の六ノHnl
路に中性子束検出信号と炉心圧力信号を割付けるように
信号ケーブルを各々の入力回路に接続することにより信
号処理装置の信頼性を高めることができる。また、これ
らの信号については、プラント異常時の保護に重要な信
号であり、このような信号を上述の方法で独立した入力
回路に割付けることはプラント全体のシステム信頼度の
向上に大きく寄与する。
In the previous examples, the input signal or output signal was a signal from a redundant sensor or a redundant actuator. It is not limited to this. Figure 5 is a simple representation of a nuclear reactor in a nuclear power plant.
18 is a nuclear reactor, 19 is a neutron flux detector, and 20 is a core pressure gauge. In the case of a nuclear reactor, as the core pressure increases, the amount of voids generated decreases and the neutron flux increases. Therefore,
Both detection signals have a very high correlation. Therefore, even in such a case, as shown in Figure 1, separate six Hnl
The reliability of the signal processing device can be improved by connecting signal cables to each input circuit so that the neutron flux detection signal and the core pressure signal are assigned to each input circuit. Additionally, these signals are important for protection in the event of a plant abnormality, and assigning these signals to independent input circuits using the method described above will greatly contribute to improving the system reliability of the entire plant. .

第6図は、取扱う信号の点数が非常に多い場合の信号処
理装置の構成を示したものであり、基本的には第1図と
同じであるが、入力あるいは出力回路数が入出力信号1
1〜Ill、Of〜06の数に比例して多くなっている
。このような場合には、相関の高い信号順に別々の回路
に信号を接続するように構成する。いま、入力信号につ
いて考えると、例えば入力信号11と工4の相関が1で
、I1とI7の相関が0.8 でIfと12の相関が0
.2 であるような場合には工1とI4とI7のそれぞ
れ別々の入力回路11..12.20に接続し、Ilと
相関が低い信号であるI2を入力回路11に接続する。
Figure 6 shows the configuration of a signal processing device that handles a very large number of signals.It is basically the same as Figure 1, but the number of input or output circuits is only one input/output signal.
The number increases in proportion to the number of 1 to Ill and Of to 06. In such a case, the configuration is such that the signals are connected to separate circuits in the order of signals with high correlation. Now, if we consider the input signals, for example, the correlation between input signal 11 and Step 4 is 1, the correlation between I1 and I7 is 0.8, and the correlation between If and 12 is 0.
.. 2, separate input circuits 11.1, I4, and I7 are provided. .. 12.20, and I2, which is a signal with low correlation with Il, is connected to the input circuit 11.

このように、相関の高い順番にあわせて、別々の入力回
路に信号を割付ける様に構成する。このことは出力回路
についても同様であり、出力回路14〜21に相関の高
い順に出力信号Os〜08を割付ける。
In this way, the configuration is such that signals are assigned to different input circuits in the order of high correlation. The same applies to the output circuits, and the output signals Os to 08 are assigned to the output circuits 14 to 21 in descending order of correlation.

以−hのように、入力又は出力信号を相関の高い順に人
力又は出力回路に割付けるように信号処理装置を構成す
ることにより、従来のハードウェア量と同一のハード量
で信号処理装置の信頼度を高くすることができ非常に効
果的である。
By configuring the signal processing device to allocate input or output signals to human input or output circuits in descending order of correlation, the reliability of the signal processing device can be improved with the same amount of hardware as the conventional hardware. It is very effective and can increase the degree of

以上述べたことは、アナログ信号、ディジタル信号いず
れの場合についても同様であり、また、各種の分野に適
用できることは容易に理解できよう。
It is easy to understand that what has been described above applies to both analog and digital signals, and can be applied to various fields.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以−I;述べたように、本発明によれば、信号処理装置
における入力あるいは出力回路のハードウェアを冗長化
するのではなく、信号の冗長性を利用して、従来のハー
ドウェア量と同一の量で信号処理装置の信頼度を高める
ことができる。このため、低価格で高信頼度の装置を提
供することが可能であり、その工業的価値は大である。
As described above, according to the present invention, the hardware of the input or output circuit in a signal processing device is not made redundant, but the amount of hardware is the same as that of the conventional one by utilizing signal redundancy. The reliability of the signal processing device can be increased by the amount of . Therefore, it is possible to provide a highly reliable device at a low cost, and its industrial value is great.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例の基本構成図、第2図は従来
例を示すブロック図、第3図は信号の相関について示し
た線図、第5図は原子炉の構造を簡単に示した断面図、
第4図、第6図は本発明の他の実施例のブロック図であ
る。 11.1.2.20・・・入力回路、14.−1.5.
21・・・出力回路、Tt”To・・・入力信号、01
〜06・・・出力信号。
[Brief Description of the Drawings] Fig. 1 is a basic configuration diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a block diagram showing a conventional example, Fig. 3 is a diagram showing signal correlation, and Fig. 5 is a diagram showing a conventional example. A cross-sectional diagram that simply shows the structure of a nuclear reactor.
4 and 6 are block diagrams of other embodiments of the present invention. 11.1.2.20...Input circuit, 14. -1.5.
21...Output circuit, Tt"To...Input signal, 01
~06...Output signal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、複数の信号を入力して処理したり複数の信号を出力
する装置において、入力信号については各信号の相関が
高い信号を別々の入力回路に接続し、出力信号について
は各信号の相関が高い信号を別々の出力回路に接続する
ように構成したことを特徴とする高信頼化信号処理装置
1. In a device that inputs and processes multiple signals or outputs multiple signals, connect signals with a high correlation between the input signals to separate input circuits, and connect the signals with a high correlation between the input signals to separate input circuits, and A highly reliable signal processing device characterized by being configured so that high signals are connected to separate output circuits.
JP61064082A 1986-03-24 1986-03-24 High-reliability signal processor Pending JPS62221737A (en)

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