JPS6368902A - 多重化制御装置のバイパス機構 - Google Patents

多重化制御装置のバイパス機構

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JPS6368902A
JPS6368902A JP21165486A JP21165486A JPS6368902A JP S6368902 A JPS6368902 A JP S6368902A JP 21165486 A JP21165486 A JP 21165486A JP 21165486 A JP21165486 A JP 21165486A JP S6368902 A JPS6368902 A JP S6368902A
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JP
Japan
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signal
control device
bypass
mechanisms
bypass mechanism
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JP21165486A
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English (en)
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Setsuo Arita
節男 有田
Fumiyasu Okido
文康 大木戸
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、多重化制御装置に係り、特に、制御装置保守
時の多重性を確保するためのバイパス機構に関する。
〔従来の技術〕
大電力プラント、化学プラント、原子力発電プラント、
鉄道などに使用される制御装置は、一旦故障すると広範
囲にその影響が及ぶため、極めて高い信頼性が要求され
る。従って、この様なプラ′ントの重要な制御系には、
従来から信頼性、及び、安全性を高めるために二重化、
三重化、あるいは四重化した制御装置を使用している。
例えば、計測と制御、1985. Vol、Nα4P3
19〜322に三重化制御系の構成が示されている。こ
の構成は機能的には第2図のようになっている。制御装
置4,5゜6は入力信号1,2.3を取込んで所定の演
算処理を実行したのち、出力信号7,8.9を出力する
。信号選択装置10は各制御装置が出力する信号7,8
.9のうち、最も確からしい信号を選択して制御対象(
図示していない)に制御信号11を出力する。ここで、
信号選択装置10は制御装置4..5,6の出力信号が
ディジタル信シ)であれば多数決回路であり、アナログ
信号であれば中間値選択回路、平均値出力回路、最小値
選択回路、あるいは、最小値選択回路等である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このように、重要な制御系は多重化した構成とするのが
一般的である。実際の運転にあたっては。
制御装置の保守がシステムの信頼性を大きく左右、す、
る。従って、運転時に多重化した制御装置のう・・・) 一セ一台を切離して保守することが考えらおる。また、
各制御装置に自己診断の機能がついておれば、診断結果
として故障であると判定した場合に、その制御装置を切
離して修理することが考えられる。
この様な場合、単に制御装置を切離してしまうと、他の
制御装置が故障した場合に、システ11が安全側に動作
したり、非安全側に動作してしまうことがある。
また、制御装置を切離す場合に、切離そうとする制御装
置の出力信号を信号設定器であらかじめ定めた信号(デ
ィジタル信号であれば、論理111 II又は0”、ア
ナログ信号であれば最大値又は最小値)にするバイパス
機構を設けるシステムにおいて、誤って複数の制御装置
を切離すようバイパス機構を選択すると、システムが安
全側に動作したり、非安全側に動作して、システム信頼
度を高くできないという問題があるということがわかっ
た。また、この場合に残りの制御装置のうち一台が故障
すると、四重系以下の場合は、信号設定器−′す、制御
ができないという問題があるということがわかった。
〔発明が解決しようとするための手段〕前述の問題は、
保守のために機能的、あるいは。
物理時に多重化制御装置のうちの一つの制御装置を切離
す場合に、多重化制御装置の各出力段に設けるバイパス
機構を常に一つしか選択できないようにインターロック
を設けることにより解決される。
〔作用〕
バイパス機構に上述のようなインターロックを設けるこ
とにより、誤って複数の制御装置を機能的、あるいは、
物理的に切離すことがないため、システムの信頼性は大
幅に向上する。
〔実施例〕
以下、本発明における多重化制御装置のバイパス機構の
具体的実施例について述べる。
第1図は、本発明の一実施例を示し、制御系は四重系を
示している。三重系の場合には、制御装)置4〜6,1
3のうちの一つを除去し、さらにこれに接続されている
入出力の部分を除去して考えればよい。二重系の場合に
はさらに一系統を除去すればよい。逆に1重系以上の場
合には第1図に示す構成に必要とする系統を付加すれば
よい。
第1図において、制御装置4〜G、13は入力信号1〜
3.12を取込んで演算処理を実行して出力信号7−9
.18をバイパス機構19n、20n。
21a、22aに出力する。バイパス機構190〜22
aの出力信号23〜26は信号選択装置10によって最
も確からしい信号が選択されて制御対象(図示していな
い)に出力される。
ここで、制御対象に印加する信号11がディジタル信号
である場合には、信号選択装置10は二アウトオブ四回
路の多数決回路となる。
バイパス機構19a〜20aは通常時には制御装置4〜
6,13から出力する信号7〜9,18を信号選択装置
10に出力する。ところが、保守のために一つの制御装
置を機能的、あるいは、物)理的に切離す場合には、そ
の系統のバイパス機構−・は接点を切換えて、信号設定
器からの信号を信号選択装置に出力する。
いま、信号23をa、信号24をす、信号25をC1信
号26をdとし、信号選択装置10が論理″0”を優先
するニアウトオブ四回路とし、信号11を2とすると、
Zは次式で与えられる。
Z=abc+bed+cda+dab  −(1)信号
選択装置10を論理II OIIを優先するニアウトオ
ブ四回路とするのは、システムが安全側(信号喪失時に
も動作する)に動作することを考えているからである。
例えば、保守のために制御装置4を切対そうとすると、
バイパス機構L9aをの接点を切換えるようにバイパス
機構を選択すればよい。この場合は、信号設定器14か
ら論理rr 1 nの信号が出力される。(1)式でa
= tr 1”とすれば信号11は(2)式に示すよう
に二アウトオブ三の多数決論理で与えられる。これは、
常に、システムとして多数決が組める様な構成にするこ
とにより、シ゛Y、テムの高信頼化を図ろうとするもの
である。
Z=bc+cd+db            −(2
)ところが、この場合に、誤ってバイパス機構19aと
20aの二つを選択してしまうと、a=“1”、b=“
1″となるから信号Zは(3)式%式%(3) ここで、制御装置6の出力が論理rr 1 uとなるよ
うに故障するとZ = LL I IIとなってしまい
、制御できなくなる。このようなことのないようにする
のが、図中のインターロック付きバイパス選択スイッチ
群27である。このスイッチ群は、スイッチ27a〜2
7dから成っており、必ず一つのスイッチのみしか操作
できない構造になっている。
つまり、インターロック付きのスイッチ群である。
なお、この場合は、27a〜27dの四つのスイッチと
しているが、これはシステムが四重系であるからである
。n (nは二以上の自然数)重系である場合にはn個
のスイッチを設ければよい。
いま、スイッチ27aを選択すると、このスイッチの接
点のみが開き、いままで励磁されているリレー(あるい
はコンタクタ)19が無励磁となる。ところで、スイッ
チ27a、27bを誤って同時に選択するよう操作(ス
イッチボタンを両方押す)してもスイッチ群27がイン
ターロック機構をもつため、両者が選択されることはな
い。リレー19が無励磁になると、バイパス機構19a
の可動接点19Bは固定接点19Aから離れ、可動接点
19Dが固定接点19Cに接続する。この結果、信号接
定器14であらかじめ定められた信号(論理tt 1 
uの信号)が信号23として信号選択装置10に出力さ
れる。
さらに、リレー19が無励磁になると、可動接点19F
が固定接点19Eに接続される。この結果、表示ランプ
28が点灯する。つまり、一つのバイパス機構が選択さ
れて、特定の制御装置がバイパスされると、それに対応
する表示ランプが点灯し、運転員にバイパス状態を確認
することが可能でありマン・マシン性が高まる。この例
では、制御装置4を機能的、あるいは、物理的に切離す
場合について述べたが、他の制御装fi!5.6゜13
についても同様であることは容易に理解できよう。20
A、20G、20E、21A、21C。
21E、22A、22G、及び22Eは固定接点であり
、20B、20D、20F、21B。
21D、21F、22B、22D、及び22Fは可動接
点である。表示ランプ29は制御装置5がバイパスされ
ていることを示すものであり、表示ランプ30は制御装
置6がバイパスされていることを示すものである。さら
に、表示ランプ31は制御装置13がバイパスされてい
ることを示す。
リレー20〜22はそれぞれスイッチ27b〜27dに
よって制御される。
第1図に示す実施例では、制御装置4〜6゜13及びバ
イパス機構19a〜22a、バイパス選択用のスイッチ
27a〜27d、及び表示ランプ28〜31がすべて独
立な系統として構成しているため、系統間の独立性が非
常に高く、システムのコモンモード故障は極めて少なく
、システム信頼度は一層高い。
さらに、リレー19〜22に加えている電源4i、5i
、6i、13iをそれぞれ、制御装置4.5,6.13
の電源から供給すると、システム信頼度は一層高まる。
まず、上述のように構成することにより電源の独立性が
確保さ九る。なぜなら、制御装置が独立であるから、こ
れにパワーを供給している電源も独立になっているから
である。いま、制御装置4にパワーを供給している電源
が喪失すると、制御装W4は機能を果さなくなる。これ
と同時にリレー9が無励磁となる。この結果、バイパス
機構19a内の可動接点19Bが固定接点19Aから離
れ、かつ、可動接点19Dが固定接点19Gに接続する
。そして、信号設定器14の信号が信号23として信号
選択装置10に印加される。このことは、制御装置4の
切離しと同様であり、信号11は(2)式で与えられる
つまり、電源4i、5i、6i、13iをそれぞれ制御
装置の電源から供給することにより、制御装置の電源喪
失に対して自動的にその制御装置のバイパスが可能とな
り、システム信頼度を高めることができる。また、上述
の場合、リレー19が無励磁になることによって、可動
接点19Fが固定接点19Hに接続して表示ランプ28
が点灯する。これにより、自動的にバイパスが行なわれ
たことを運転員が確認することができる。ところで、電
源4i、5i、6i、13iを独立電源とするのではな
く、共通にする場合は、第1図に示すスイッチ27a〜
27dを開くのではなく、閉じてリレー19〜22が動
作するように構成すればよい。従って、このように構成
すると、リレー19〜22の電源が喪失しても、バイパ
ス機構は動作しないため安全である。第1図の実施例で
は表示ランプ28〜31を駆動する電源32〜35は独
立電源として示しているが、直接的には制御に係る部分
でないということから共通にしてもよい。
上述の例では制御対象が論理“0”を優先するニアウト
オブ四輪理によって制御さ九る場合を述べたが、二アウ
トオブ三の場合は(2)式をもとにして考えればよく、
容易に理解できよう。
また、信号選択装置10が1”が優先する二アウトオブ
四回路である場合には、信号11は次式で与えられる。
Z=ab+ac+ad+bc+bd+cd−(4)この
場合には、信号設定器14〜17から出力する信号は論
理“0”である。その他については、前述した内容と同
一である。
さらに、制御対象がアナログ信号によって駆動される場
合には、信号設定器14〜17は信号選択装置10に応
じた信号を出力するようになっているのみであり、その
他の部分については前述しく12) た内容と同一である。
また、バイパス機構を一つのみしか選択できないように
する手段は、第1図の実施例ではインターロック付きの
スイッチによって実現したが、これは一番簡単な方法で
実現したものであり、IC回路を組合せたり、その他の
方法によって実現できることき言うまでもない。
また、バイパス機構を駆動する装置の電源を制御装置の
電源から供給することにより、制御装置の電源が喪失す
ると、その系統が自動的にバイパスされるため、システ
ム信頼度は高まる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、多重化制御装置において、各制御装置
の出力段に設けるバイパス機構は同時に複数個選択でき
ない様にしているため、運転員が誤って二つ以上バイパ
ス機構を選択しようとしても操作できないため、システ
ム全体として、多重性を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の系統図、第2図は従来の多
重化制御装置を示す図である。 4〜6,13・・・制御装置、19a〜22a・・・バ
イパス機構、27・・・インターロック付きバイパス選
択スイッチ群、4i、5i、6i、13i・・・電源。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、各制御装置毎に信号設定器を設け、かつ前記制御装
    置を機能的、あるいは、物理的に切離す場合に信号設定
    器からの信号を出力するバイパス機構を設けた多重化制
    御装置において、 前記バイパス機構は同時に複数個選択できないようにイ
    ンターロックを設けたことを特徴とする多重化制御装置
    のバイパス機構。 2、特許請求の範囲第1項において、 前記各制御装置毎に設ける前記バイパス機構は、バイパ
    ス制御用の電源を前記各制御装置の電源で供給し、前記
    制御装置の電源が喪失するとバイパスが行なわれるよう
    にしたことを特徴とする多重化制御装置のバイパス機構
    。 3、特許請求の範囲第1項において、 前記バイパス機構が選択された場合、選択されたことを
    示す表示ランプを点灯させることを特徴とする多重化制
    御装置のバイパス機構。
JP21165486A 1986-09-10 1986-09-10 多重化制御装置のバイパス機構 Pending JPS6368902A (ja)

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JPS6368902A true JPS6368902A (ja) 1988-03-28

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ID=16609375

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011198038A (ja) * 2010-03-19 2011-10-06 Mitsubishi Electric Corp フェールセーフ制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011198038A (ja) * 2010-03-19 2011-10-06 Mitsubishi Electric Corp フェールセーフ制御装置

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