KR910002316B1

KR910002316B1 - 모니터 시스템

Info

Publication number: KR910002316B1
Application number: KR1019880000865A
Authority: KR
Inventors: 레오나드 프라이스 배리; 죤 손힐 크리스토퍼
Original assignee: 브리티쉬 가스 피엘씨; 월터 왈라스
Priority date: 1987-01-29
Filing date: 1988-01-29
Publication date: 1991-04-11
Also published as: JPS63282506A; DE3863930D1; JP2528491B2; US5063527A; KR880009524A; EP0276937B1; EP0276937A1; AU1111888A; AU592034B2; GB8701964D0; GB2200476A; GB2200476B

Abstract

내용 없음.

Description

모니터 시스템

제1도는 마이크로프로세서가 연결된 모니터의 개략도.

제2도 모니터의 구제적 실시예의 상세도.

제3도 입력 조작 형태도.

제4도 EPROM에 대한 할당도.

제5도 작동 상태 테이블.

제6도 패리티 체크 블럭도.

제7도 내지 제9도 모니터에 관계된 신호도.

제10도 패리티 체크 상세 회로도.

제1l도 오실레이터 및 딜레이 회로도.

제12도 록아웃(1ockout) 회로도.

제13도 셧다운(shutdown)용 EPROM의 입력 및 출력.

제14도 PLC로부터의 주된 에러상태를 나타낸 것.

제15도 타이머(timer).

제16도 내지 제l9도 타이밍도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : PLC(programmable logic controller) 25 : 모니터

43 : EPROM 45 : 릴레이 구동장치

46 : 오실레이더 48 : 카운터

49 : 패리티 체크 회로 51 : 딜레이 회로

T₁,T₂,T₃: 타이머

본 발명은 모니터 시스템에 관한 것이다.

오늘날, 마이크로프로세서 제어 시스템이 값싸고 융통성이 있기 때문에 기계 장치 및 시스템을 제어하는데 사용되어 왔다.

버너 제어 시스템 처럼 안정성을 고려해야 할 때는 그들이 제어하는 시스템의 잘못된 상황을 내장된 루틴으로 검출하였다.

그러한 제어 시스템은 그 실시예로서 독일연방공화국 특허공고 제2139782호에 기술되어 있다.

그러나 그러한 시스템은 적본 마이크로프로세서 제어이기 때문에 예측할 수 없고 고장 모드를 당할 수 있으므로 안전이 요구되는 분야에 사용할 때는 의심의 여지가 남게 된다.

본 발명은 그러한 불확신을 제거하여 예측할 수 없는 작동 고장이 발생할때에도 안전한 작동상태를 유치하도록 하는 것에 관한 것이다.

본 발명에 따라서, 마이크로프로세서를 베이스로 하는 제어장치를 안전이 요구되는 상황에서 모니터하기위한 모니터 시스템을 제공하며, 전출한 시스템은 마이크로프로세서를 베이스로 하는 제어장치로부터 제어정보를 수신하기 위한 제1입력장치, 전출한 제어장치에 의해 수신된 기준 정보를 수신하기 위한 제2입력장치, 기준 정보에 대하여 바라는 것과 같은 전출한 장치로부터의 제어정보인지를 결정하는 장치 및 이 제어 정보내에서 어떤 에러(error)가 검출될 때 제어정보를 무효로 하는 장치를 포함한다.

바람직하기로는 체크 장치는 모니터 시스템의 보전성을 유지하도록 구성되어 있다. 시스템은 ROM을 베이스로 하는 것이 바람직하며, 수신된 에러들로 인해서 기억장치는 무효화한 정보를 포함하는 로케이션(location)에서 어드래싱된다.

본 발명을 첨부 도면을 참조하면서 실시예로서 설명하면 다음과 같다.

제1표는 인터록(interlock)(1-5)으로부터 수신되는 입력 신호들에 따라 버너 플랜트(pIant)의 작동을 직접 제어하는, 기본이 되는 마이크로프로세제서인 PLC(programmable logic contrbller)(10)를 나타낸다.

그러다 이러한 새로운 형태에 있어서. PLC(l0)의 제어 출력들은 단자(30-34)에서 직접 플랜트에 연결되지 않고, 선(17-21)을 사용하여 안전 모니터(25)와 직렬로 연결된다.

또한 모니터에서는(12-16)을 경유한 인터록 정보를 수신한다. 모니터는 플랜트 인비록들을 차례로 모니터하여 PLC(10)의 출력이 바라는 것과 같은지를 검사하고, 그렇지 않으면 모니터 스스로가 제어기등을 초기화하여 위험한 상황을 제거하는 제1부본(25A)을 가진다.

출력 제어 기능은 부분(25B)의 릴레이 접촉부(RL1-RL5)에 의해서 수행된다. 모니터(25)는 통상적으로는 플랜트를 제어하는데 제공되지 않고 제어를 무효화하여 예를 들어 셧다운을 초기화하는데 제공된다.

그러므로 모니터는 릴레이 접촉부(RL1-RL5)의 세트를 제어할 수 있으므로 단지 수동적인 것이라기 보다는 "능동"모니터로 생각할 수 있다.

이러한 모니터는 시퀸스(sequence)의 각 단계, 예를 들면 파일럿(pi1ot) 점화 또는 온도 조절기에 따른 팬작동 및 착화에서 그에 관련된 소정의 플랜트 출력들 및 PLC용 패턴을 포함한다.

모니터가 측정된 상대에 동의하면 모니터는 선(30-34)으로의 출력상태를 허용하는 릴래이 접촉부(RL1-RL5)를 닫아서 PLC로부터 수신된 것들을 반영한다.

안전 모니터가 플래트 및 PLC 출력을 거절하면 모니터는 모든 릴레이 접촉부를 열어서 P1C 및 플린트인터록이 고장인 경우에 플랜트 셧다운을 초기화시킨다. 더 상세한 모니터의 구체적 실시예가 제2도에 도시되어 있다.

제1도의 플센트 인더록(1-5) 및 PLC 출력들은 각각 선(12-16) 및 (17-21)의 AC 입력들로 수신되어저항(R1-R5) 및 (R6-Rl0)을 거쳐서 옵토아이솔레이터(opto-isolator)(40)(예를 들어, 5×듀얼 옵토아이솔레이터 ILD 75형)로 공급된다.

이들 저항들은 전류를 공통접지(22)를 통해 거꾸로 흐르는 수 nA로 제한한다. 아이솔레이트된 출력들은 모니터 시스템의 중심부에 있는 EPROM(43)으로 수신되기 전에 버퍼(41)로 공급된다. 버피(41)에 연결된 한쌍의 옵토아이솔레이터는 제3도에 더 상세히 도시되어 있다.

다이오드(Dl)(D2)는 AC 입력의 비진도 사이클에서 아이솔레이터 칩(ICla) 부분을 형성하는 옵토아이솔레이터 LED를 바이패스 한다.

접(IC1)의 수신부를 형성하는 각각의 옵토아이솔레이터 트랜지스터의 클렉러는 슈미트 인버트 버퍼(예.40106형)의 입력에 연결되어 있다.

입력이 액티브(active)이면 슈미트 입력은 트랜지스터를 통한 전도에 의해서 로우(low)로 된다. 또한 각트랜지스터의 클렉터 상에는 +5V가 연결된 RC 네트워크(C1/R20) 및 (C2/R19)가 있다.

이것은 두가지 용도로 사용되며, 첫째 용도는 슈미트 인버터의 입력을 공급레일(+5V) 전위까지 끌어올리는 것이며, 두번째로는 입력이 AC이므로 입력이 액티브이면 옵토아이솔레이터 클렉터가 AC 입력 비율로 0V와 5V 사이에서 스위칭된다.

이러한 것은 슈미트로 하여금 논리 상태들 사이에서 플립(flip)이 일어나게 한다. RC 네트워크는 오프(OFF) 주기 동일 슈미트 입력을 로우로 유지하기에 충분히 긴 감쇄시간을 가지므로 입력은 액티브를 유지한다.

유사한 옵토아이솔레이신 및 버퍼링이 모든 선(12-21)에 대하여 공급된다. 슈미트 인버터(IC6a)(IC6b)는 확실한 히스테리시스를 가지므로 선상의 잡음을 제거하여 스퓨리어스(spurious), 입력상태가 변화되지 못하게 한다.

제2도로 되돌아가서 버퍼링된 입력들은 EPROM(16K 로케이션을 갖는 27128형)의 어드레스선(A0-A9)에 수신된다.

EPROM의 각 로케이션은 14 어드래스선(A0-A13)상의 독자적인 2진 어드레스 코드에 의해 억세스 될수 있고 특정 로케이션을 억세스할 때는 그 로케이션의 데이타를 8데이타선(D0-D7)에 2진 형대로 놓는다.

그러므로 EPROM은 큰 조사 테이블(1ock-up table)로서, 그 안에 PLC의 허용되는 작동상태를 저장할수 있다.

나머지 EPROM에는 셧다운 명령들을 저장할 수 있다. 나머지 4어드레스선(Al0-A13)은 카운터(48)의 제어하에서 사용된다. 5플랜트 로드(1oad)는 릴레이(RL1-RL5)의 코일에 에너지를 주기 위하여 릴레이 구동 블럭(45)을 경유하여 사용되는 데이타선(D0-D4)에 의해 제어될 수 있다.

데이타선(D6)은 카운터(48)(예, 4040형)를 세는데 쓰인다. 클럭신호는 스프리어스 신호를 필터링 하는 RC 네트워크(R21/C11)를 경유하며 공급되며, 슈미트 인비비(IC7)는 신호를 예리하게 하고 또한 잡음제거를 돕는다.

카운터는 네가티브 에지(negative edge)에서만 기록되어서 카운터를 세기 위하여 클럭 데이타선을 0에서1로 바꾸어 주어야 한다.

데이타선(D7)의 리세트 출력은 오실레이터(46)를 경유하며, 이 오실레이터의 출력은 패리티 제크 회로(49)에 사용되어 EPROM(43)의 출력을 보장하며, 관련 구동장치(45)의 출력이 후술하는 것과 같이 고장나지 않게 한다.

어떤 에러들은 록아웃 릴레이(RL6)를 작동시킨다. 패리티 제크 회로(49)는 후술하는 것과 같이 모든 내부 모니터 회로가 옳게 작동되도록 다이나믹하게 동작하며, 따라서 릴레이 구동장치들을 경유한 EPROM으로부터의 신호들을 체크하는데 필요하다.

비교 비트(D5)는 이러한 체크하는데 사용하기 위하여 제공된다. 카운터(48)가 데이타선(D6)으로부터의 클럭신호나 또는 데이타선(D7)으로부터의 리세트 신호에 의해 증가되든지, 현 위치에서 유지되든지 하는 것은 주어진 시간에서 데이타 위치(D6) 또는 (D7)용으로 EPROM내에 저장된 실제 값에 의존한다.

카운터(48)의 선(Q1-Q4)은 EPROM(43)의 더 높은 어드레스선을 억세스하는데 사용되며, 이들 카운터출력들은 기억장치를 16분리 조사 테이블로 효과적으로 나눌 수 있도록 16어드레스 상태를 부여하며, 각각의 테이블은 주어진 시간에 어드레스(Al0-A13)의 조합에 따라서 억세스된다.

각각의 테이블은 1K 바이트의 할당된 위치 공간을 가진다. 각각의 테이블은 각 단계의 버너 작동이 진행됨에 따라서 차례로 억세스된다.

이러한 순서는 주어진 시간에 로케이션(D6)에 저장된 데이타로서 유효한 클럭신호에 의해 정해진다. EPROM을 클럭 신호원으로 사용하는 것은 PLC 등으로부터 발생하는 차례를 잘못되지 못하게 하는 안전의 측면에서이다.

16테이블 중 어느 하나의 내부에서 그 내에서 억세스되는 실제 로케이션들은 어드레스선(A0-A9)상의 신호들로부터 기인한 어드레스 조합에 따른다. 따라서 EPROM이 카운터, 플랜트, 인터록 및 PLC로부터 기인된 조합인 14 비트워드(Word)에 의해 억세스된다.

조합이 "허용된 것", 즉 에러가 아니라면 억세스된 로케이션은 데이타선((D0-D7)에 8비트워드를 공급할것이며, 8비트워드는 PLC로부터 수신된 명령에 부합하도록 미리 저장된 것이다.

잘못된 조합은 셧다운 또는 다른 구제적 행동을 하도록 출력될 데이타를 이리 저장한 EPROM내의 어드레스로 한정된다. EPROM 어드레스를 한정하는 조합은 제4도에 도시되어 있다.

플랜트 인터록 플레임(flame), APS(air pressure switch ; 기압 스위치) 및 온도조절기(Stat)는 (제2도의 옵토아이솔레이터 및 버퍼를 경유하며) 각각 어드레스선(A7-A9)을 이용할 수 있다.

어드레스 입력(A5)(A6)은 본 실시예에서는 사용하지 않는다. 경보, 주 밸브 및 파일럿 밸브, 점화 및 팬작동을 위한 PLC로부터의 제어정보는(제2도의 아이솔레이터 및 버퍼를 경유하여) 어드레스(A0-A4)에 각각 수신된다.

그러한 버너의 시동 시퀀스 및 동작형태는 제5도의 진리표에 도시되어 있다. 이러한 것은 PLC 및 플랜트가 출력하는 상태들은 버터 시퀸스의 각 단계안에 있다는 것을 예시한다.

시퀸스는 포스트 퍼지(post purge)로 되는 Stat의 상태가 변할때까지 최고의 동작이 되도록 폐쇄로부터시동, 퍼지, 파일럿 점화, 주 점화를 통하여 시작한다.

통상적으로 작동하기 위해서는 EPROM은 PLC 출력들을 반영할 것이며, 여러가지 신호가 변화하면 주어진 영역내의 다른 로케이션들이 억세스된다.

시퀀스 단계가 되면 이러한 것은 카운터를 증가시키기 의하여 데이타선(D6)으로 출력되는 데이타로서 저장되는 클럭신호의 결과에 따라 수행된다.

패리티 체크를 포함하는 안전성 체크에 대해서 제6도를 참조하면서 상세히 설명하면 다음과 같다. 모니터내에는 구성품 고장으로 들릴 수 있는 잠제적으로 가능한 여러가지 고장 모드가 있다.

이러한 것들은 논리 게이트 고장, 개방 또는 단락 화로, 또는 EPROM의 로케이션내의 비트 변조일 수 있다. 안전 모니터내에는 안전장치 회로가 있어야 하며, 이러한 것은 EPROM 및 릴레이 구동장치의 데이타선을 체크하는 패리티를 포함함으로써 이루어진다.

체크는 EPROM의 비교 비트(D5)+데이타선(D0-D4) 상에서 되어진다. 또한 패리티 회로는 고장, 개방 또는 단락 회로 인지를 정하기 위하여 릴레이 구동장치를 체크한다. 데이타 바이트내의 비트들이 짝수인 것에 대하여, 짝수 패리티는 바이트내의 논리1과 논리 0의 수가 짝수인 것을 의미한다.

홀수 패리티는 논리 1 또는 논리 0의 수가 홀수인 것에 적용한다. 이러한 것은 EPROM의 모든 로케이션에 있어서, 비교 비트(D5)는 한 센스(sense)의 패리티를 저장하도록 프로그램 될 수 있고, 이 모니터의 경우에는 그것을 홀수 패리티인 것을 의미한다.

전술한 바와 같이 데이타선(D0-D5)은 릴레이 구동장치(45)로 공급된다. 이들 릴레이 구동장치의 출력은 제1도에 도시된 것처럼 패리티 제크 회로(49)로 간다. 패리티 체크 회로는 모든 패리티 체크의 게이트들이 지속적으로 옳게 동작하는 것을 체크하기 위해 동작하는 오실레이터(46)로부터의 구형파 신호로서 공급되는구체적 실시예에서의 다이나믹 회로이다.

EPROM의 패리티는 일정하므로 패리티 체크 회로의 출력도 일정할 것이다. 사실 패리티 체크 회로의 출력은 구형파 입력과 동일하다. 또한 동일한 구형파는 릴레이 회로(51)를 통하여 공급되며 딜레이 회로 및 패리티 체크 회로의 출력은 배타적 OR게이트(IC13c)에서 결합된다.

구형파의 주기는 약 350μs이며, 릴레이 회로는 약 10μs의 시간 지연을 갖는다. 배타적 OR게이트의 기능은 양쪽 입력들이 같은 레벨일때는 0이고, 나머지의 경우에는 논리 1이 되는 것이다. 이 배타적 OR게이트로부터 벗어난 펄스는 제7도에 도시되어 있다.

약 340μs에 의해 본리된 이들 짧은 10μs의 펄스는 록아웃 릴레이 코일(RL6)을 구동시키는 릴레이 구동장치(IC11g)를 지난다. 릴레이 구동장치는 배타적 OR게이트로부터의 펄스를 반전시킨다.

얻어진 신호의 표시된 부분과 공간의 비로 인해서 록아웃 릴레이에 에너지를 주지 못하게 하는 포지티브(positive) 상태로 만든다.

그러나 신호는 리세트 신호가 로우 상태를 유지하도록 충분한 전하를 다이오드 펌프 회로(53)내에서 유지하도록 한다. 그 신호가 제8도에 도시되어 있다.

억세스되는 EPROM의 로케이션 내에서 지금 패리티 에러를 일으키는 비트 고장이 발생한다고 가정하면 이러한 것은 패리티 체크 회로(49)의 출력의 반전을 일으키고 이어서 록아웃 릴레이 코일(RL6)을 구동시키는 릴레이 구동장치의 출력을 반전시킬 것이다.

제9도에 도시한 이러한 신호는 록아웃 릴레이 코일에 전원을 공급하도록 충분히 낮게하는 표시부분과 공간의 비를 가지며, 안전 모니터를 록아웃 모드로 놓는다.

제9도의 신호가 다이오드 펌프 회로내에서 충분한 전하를 유지할 수 없게 되며 따라서 리세트는 하이(high)로 간다.

카운터(48)는 리세트 되어서, EPROM도 록아웃의 경우에는 시동전으로 리세트될 것이다. 개방 또는 단락 회로로 가는 릴레이 구동장치의 고장으로 인해서 잘못이 발생될 가능성이 있다.

패리티 체크 회로는 다이나믹 회로이므로 어떤 구성품의 어떠한 고장도 록아웃이 되게 한다. 따라서 모든 안전장치 회로는 그 자제가 필수적인 안전장치이다.

릴레이 구동장치 및 패리티 체크 회로는 제10도의 구성품들을 사용하여 제공된다. 6버퍼/구동장치(IC11a-f)(예, ULN 2003N형)는 각각 EPROM 출력(D5-D0)을 수신하며, 버퍼의 출력이 로우로 가거나 또는 관제된 데이타선이 하이로 가면 릴레이(RL1-RL5)중 어느 것이 구동되도록 이것들은 반전된다.

록아웃 접촉부분 및 모드 센렉터 블럭(56)은 릴레이(RLl-5)에 연결되며 전술한 바와 같이 릴레이에 공급 전압 선택을 제공한다.

패리티 제크 배타적 OR게이트(IC12a-d) 및 (IC13a-b)(예,4070형)은 직렬이며, 저항(R27-R32)을 경유하여 릴레이 구동장치에 연결된 다른 입력을 각각 갖는다.

마지막 배타적 OR게이트(IC13b)는 제6도를 참조하여 설명한 바와 같이 배타적 OR게이트(1C13c)에 연결된 출력을 갖는다.

오실레이러(46)의 출력은 배타적 OR게이트(IC12a)의 한 입력에서 수신되어 다이나믹 안전 체크를 한다. 따라서 패리티 입력이 짝수이면 패리티 체크 회로의 출력은 0이고, 흡수이면 논리 1이 된다는 것을 알 수있다.

그러나 오실레이터로부터의 파형이 구형파이므로 출력은 오실레이터 비율에 따라 연속적으로 변화하며 따라서 모든 게이트에 미치므로 잠재적인 잘못들을 검출한다.

어느 하나의 게이트의 잘못은 패리티 체크 회로의 출력에서 구형파 신호의 손실에 의해서 검출된 것이다.

그러므로 패리티 회로는 그 자제가 안전장치이다. 제11도는 제6도에 관해 상술한 적당한 오실레이터(46)와 딜레이(51)를 나타낸다. 오실레이터는 난드게이트(IC10d)(예로서 4093형), 저항(R23) 및 커패시터(C13)로 형성되어 있고, 그것의 출력은 저항(R24)와 트랜지스더(Ql)를 경유하며, 트랜지스터(Ql)는 콜렉터 저항(R25)을 가지고 있다.

오실레이터 출력은 패리티 체크 회로(49)와 릴레이 회로(51)를 통해 흐르고, 릴레이 회로(51)는 시정수가약 10μs인 저항(R26)과 커패시터(C14)로 구성된 RC 회로로 형성되어 있다.

오실레이터는 난드게이트(IC1Ob)(IClOc)(후자의 것은 인비터용으로 연결되어 있음)를 경유하여 지나는 EPROM 데이다 출력(D7)에 의해 이네이블 및 디스에이블 될 수 있다.

지연된 오실레이터 출력은 제6도에서 이미 기술되었고 그리고 제12도에 상세히 도시된 것과 같이 배다적 OR게이트(IC13c)로 간다. 이 게이트는 패리티 체크 회로의 게이트를 통해 지나가는 오실레이터 출력을 받는다.

그 신호는 드라이버(IC11g)를 통해 변환된 후 리세트 코일(RL6)의 권선을 지나 트랜지스터(Q2)를 경유하여 다이오드 펌프로 간다.

상기의 다이오드 펌프는 저항(R34), 커패시터(C15)(C16), 다이오드(Dl1)(D12) 및 전압분배기의 역할을 하는 저항(R35)(R36)으로 구성되어 있다.

이 출력은 슈미트 인버터(IC7f)(예로서 40106형)를 경유하여 카운터(48)를 리세트 시키면서 지나간다.

회로의 정상적인 비 록아웃 작동동안 트랜지스터(Q2)는 거의 대부분의 시간을 오프상태로 소비하고 상대적으로 매우 짧은 시간 동안만 온상태로 된다.

이러한 시간 간격은 오실레이터 주파수와 딜레이 회로의 시정수에 의해 정해진다. 온상태 동안 커패시터(C15)(C16)는 트랜지스터(Q2)를 통해 충전된다.

커패시터(Cl5)의 용량은 커패시터(C16) 용량의 약 2/1이므로 커패시터(Cl5)는 커패시터(C16)상의 전압의 약 2배까지 충전된다.

시간 간격이 긴 오프 주기동안 커패시터(Cl5)는 저항(R34)과 다이오드(D11)를 통해 방전된다. 커패시터(C16)는 저항(R35)(R36)을 통해 천천히 방전된다.

그러나 트랜지스터(Q2)가 다시 온상태로 될때 그것은 다시 커패시터(C15)(C16)를 충전시키기 시작한다. 이러한 것은 전하가 커패시터(C15)에서부터 커패시터(C16)로 벌어지고 커패시터(C16)를 가로지르는 전압이 증가하기 때문이다.

그러므로 트랜지스터(Q2)의 본 주기동안 커패시터(C16)의 전하는 중가되고 커패시터(Cl6)의 전압은 게이트(IC7f)의 입력전압이 충분히 높게 유지되어서 리세트 되지 않게 충분한 정도의 레벨로 증가하게 된다.

트랜지스터(Q2)의 베이스로 들어가는 신호가 반전되어서 록아웃 상태를 부가시킬때 그때 트랜지스터(Q2)는 대부분의 시간을 온상태로 유지시키고 상대적으로 짧은 시간을 오프상태로 유지시킨다. 이러한 것은 커패시터(C15)(Cl6)의 방전시간이 매우 짧다는 것을 의미한다.

트랜지스터(Q2)가 다시 온 될때 매우 작은 전하가 커패시터(C]6)로 이동되고 커패시터(C16)의 전압은 낮은 상태로 유지되고 게이트(IC7f)의 입력도 낮은 상태이며, 리세트 신호가 카운터에 충동되게 된다. 트랜지스터(Q2)가 내내 오프상태 또는 온상태로 되어 있을 경우에도 같은 효과가 발생하게 된다.

트랜지스터(Q2)가 영구적으로 오프상태일 경우 커패시터(C15)(C16)는 최종적으로 완전히 방전되어서 게이트(IC7f)의 입력전압이 제로로 되게하고 이러한 것에 의해 리세트가 충동되게 된다.

이러한 것은 EPROM의 그것의 데이타선(D7)을 경유하여 오실레이터를 디스에이블 시킬 때이다.

트랜지스터(Q2)가 영구적으로 온상태일때 즉 록아웃 되었을때는 커패시터(C16)로 전달되는 전하는 하나도 없다. 커패시터(C16)상의 전압은 로우상태로 되고 이에 의해 리제트가 야기된다.

부가적으로 데이타선(D7)상의 EPROM 출력은 그 데이타선(D7)의 출력이 로우상태로 될때 카운터를 리세트시킨다.

이러한 것은 난드게이트(IC10b)(예로서 4093형)와 게이트(IC10c)(인버터용으로 연결되어 있음)를 경유하여 오실레이터를 디스에이블 시킴(제11도 참조)에 의해 행해진다.

오실레이터가 디스에이블 될때 그때 구형파가 이동되고 그리고 이러한 것에 의해 게이트(IC7f)의 출력은 하이상태로 되고 카운터는 리세트된다.

커패시러(C16)와 저항(R35)(R36)은 필터링을 제공하여 노이즈에 기인하는 유사 리세트 신홀르 방지시킨다. 저항(R35)(R36)도 역시 전압 분배기의 역할을 한다.

제12도의 스위치(SW1)를 수동으로 리제트시킬 수 있고 그리고 이것은 제11도의 오실레이터를 디스에이블 시키는 역할을 한다.

제너 다이오드(Z1)는 인비터(ICl0a)로 들어가는 전압을 4.7V로 클램프 시킨다. 이것은 논리 0로 변환되고, 오실레이터를 디스에이블 시키며, 그리고 제12도의 게이트(IC7f)의 출력이 하이상태로 되어 카운터를 리제트 시킬 수 있게 다이오드 펌프를 경유하여 지나간다.

제12도의 스위치(SW1)는 록아웃 된후 릴레이 코일(RL6)의 리세트 코일을 작동시키는데도 사용될 수 있다.

제12도에 도시된 연결 선택의 상태에 따라 두가지의 록아웃 모드가 존재 가능하다.

상술한 것과 같이 배타적 OR게이트(IC13c)는 페리티 체크 회로의 출력과 딜레이 회로의 출력을 비교한다. 게이트(IC11g)는 이때 신호를 변환시키고 래칭 록아웃 릴레이 리세트 코일을 구동시킨다.

A1-2와 B1-2를 링크시켜 선택가능한 록아웃에는 두개의 모드가 있다. 이러한 링크와 연관되는 다이오드는 칩(IC11)내에 함유되어 있다.

A1과 A2의 링크가 선택되면 모니터 결함 즉 EPROM 위치에서의 작은 변조가 발생될때 릴레이(RLl)-(RL5)는 모두 에너지를 받게되고 그리고 그들의 접점은 페쇄되어서 플랜트의 전제적인 PLC 제어를 허여한다. 모니터는 그 자체의 내부 결점에 기인하여 효율적으로 바이패스 되지만 PLC는 계속해서 플랜트를 제어한다.

B1과 B2의 링크가 선택되면 상기한 것과 같은 모니터 결함에 의해 플랜트의 작동이 중단되고 플랜트의 PLC 제어가 방지된다. 이러한 것은 모든 릴레이가 에너지를 잃어 PLC가 고립되고 중단이 시작되기 때문이다.

래칭 릴레이는 릴레이(RL6)의 세트 코일이 동력을 받을때까지 록아웃 상태를 유지하게 되고 그리고 결점이 제거되면 스위치(SW1)를 수동으로 작동시켜 정상 작동 모드로 복귀하게 된다.

전류 제한 저항(R38)과 함께 록아웃 인디케이터(LED2)는 록아웃의 시각적인 표시를 나타낸다.

PLC 에러는 리세트를 초래하여 플랜트 셧다운을 야기시키지만 록아웃을 초래하지는 않는다. 그러므로 상기의 모드는 PLC 결함이 발생했을때 모니터 행위에 영향을 미치지 아니한다.

표준의 규격 주 전원 공급장치는 5V와 12V 직류전원을 공급시킨다.

제4도와 제5도에 관해 상술한 것과 같이 모니터 시스템내의 EPROM은 어떤 주어진 시간에 버너상태와 정상적으로 연관되는 PLC 출력을 반영시킨다(PLC가 결함상태에 있을때는 예외임). 제13도는 EPROM에서의 이러한 반영된 출력을 나타낸다.

PLC로부터 나오는 5입력은 셧다운 상태에 대응하고 모든 바이너리 제로와 등가이다.

APS와 화염은 제로이고, STAT는 폐쇄될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다(X로 표시).

이것은 제5도에 도시된 표의 제1선에 대응한다.

카운터(48) 출력(Q1-Q4)은 EPROM의 16가능한 영역의 억세스에 관한 것을 제어한다.

주어진 영역내에서 특정위치는 10비트워드에 의해 정해진다(이러한 워드의 8가변 비트에 의해 더 정확하게 된다-A5와 A6는 변화하지 않음).

이러한 8비트는 A9-A7와 A4-A0 즉, STAT, APS, 화염, 팬, lGN, 파일럿, 메인 및 경보로 정의된다.

한정된 위치에 먼저 기억된 데이타는 제13도에 도시된 것과 같이 D0-D4에 대해 모두다 제로이다.

제14도는 PLC 출력의 에러상태에 있을때 그 상황의 예를 나타내는 것이다. 이것은 메인 출력의 파일럿점화단계 동안 너무 많이 에너지를 받은 상태의 결점상태를 나타낸다. 이런 활성화는 PLC로 들어가는 메인 출력에서 논리 1로 나타난다.

경보가 제로라는 것이 도시되어 있다(이것은 PLC 그 자체가 이런 결점을 통지하지 못한다는 것을 나타낸다).

다른 입력은 제5도의 선 5의 것에 대응한다. EPROM내의 위치에 D0(경보) 위치를 제외한 모든곳에서 제로로 나타나 있는 제14도에 도시된 것과 같은 데이타가 미리 기억되게 된다.

이러한 제로들은 릴레이(RLl-5)가 개방되게 하여 제1도에 나타난 것과 같이 플랜트가 에너지를 받지못하게 한다. 그러므로 모니터로 잠재적인 위험상태를 안전하게 취급할 수 있다.

상술한 것과 같이 EPROM에 대한 A5와 A6 입력은 사용되지 않는다.

모니터 시스템의 화장된 것에서, 이러한 것의 하나 또는 두개 모두가 버너 시퀀스내에서 최소 또는 최대시간이 요구되는 제한 법위내에 있게 하기 위해 사용될 수 있다.

이러한 것을 성취시키기 위해 외부 타이머가 제15도에 도시된 것과 같이 모니터 시스템에 연결될 수 있다.

3개의 타이머(T₁)(T₂)(T₃)는 서로 연관되어 작동되고 그리고 스위치, 파일럿 밸브 공급기 및 메인 밸브공급기로부터 각각 전원을 공급받는다.

타이머(T₁)는 30초 간격으로 최소 퍼지 타임이 만족되는지의 여부를 점검하고, 타이머(T₂)는 파일럿 점화의 최대시간이 초과되는지의 여부를 점검하며, 타이머(T₃)는 메인 점화시간이 최대허여 시간을 초과하지 않는지의 여부를 점검한다.

변조 유니트상의 고압 제한 스위치가 만들어질때 타이머(T₁)는 전원을 공급받게 된다. 30초후 타이머는 휴게시간으로 되고 접점(Tl/1)이 폐쇄되게 된다.

이때 이것은 체크 입력을 논리 l로 세트시킨다. 논리 1로 되는 체크 입력은 퍼지타임이 최소 30초 동안 지속되었는지의 여부를 판별하는 체크로 사용될 수 있다. 이것은 제16도에 파형으로 도시되어 있다.

EPROM은 버터 시퀀스의 각 단계에서 체크입력의 정확한 상태로 사전 프로그램될 수 있다.

여기서 불일치가 있을 경우 적당한 행위가 시작될 수 있다. 고압 피지가 최소시간 이하일 경우 전원은 T1이 휴게되기 전에 그 T1이 오프되게 하므로 그 체크입력은 하이상태로 되지 않게 된다.

체크입력은 클럭상태로 사용되고 부정화한 타이밍이 초래될 경우 EPROM은 나쁜 위치에서 억세스되고 그리고 중단이 야기된다. 이러한 것은 제17도에 도시되어 있다.

체크입력이 하이상태로 되지 않기 때문에 EPROM은 온으로 되지 않게된다. 그러므로 이러한 것은 퍼지의 길이를 체크한다. 체크될 수 있는 다음 시간은 확실히 5초를 초과하지 않는 파일럿 점화시간이다.

제18도는 연장된 파일럿 점화시간의 효과를 나타낸다.

점화는 파일럿 점화시각이 5초를 초과한다는 것을 의미하는 체크입력과 같은 시간에 온된다.

이러한 어드레스는 EPROM에서 금지된 것과 같이 미리 프로그램될 수 있고 셧다운 명령을 표함할 수 있다.

파일럿 점화시간이 5초 이하일때 그 어드레스 워드는 제16도에 도시된 것과 같이 허여될 수 있다.

메인 점화시간은 제16도에 도시된 것과 같이 타이머(T₃)에서 체크될 수 있다. 이 타이머는 메인밸브 출력이 에너지를 받을때 에너지를 받게되고 그리고 파일럿이 꺼지는 시간인 5초후에 후게되게된다.

그러나 파일럿이 5초 이상 동안 온상태로 유지되는 경우 그때 타이머(T₃)가 휴게될때 파일럿 출력은 계속 에너지를 받게 된다.

이것은 제19도에 도시된 것으로서, 허용되지 않은 어드레스로 사전 프로그램될 수 있고 그리고 셧다운 명령을 포함할 수 있다.

그러므로 이러한 것은 퍼지타임, 파일럿 점화시간 및 메인 점화시간을 체크한다. 타이머는 표준의 프리세트 고체 타이머로 만들어질 수 있다.

어떤 타이머가 고장일 경우 그때 에러는 EPROM 어드레스 라인의 체크입력과 자극되는 적당한 작동에 의해 검출된다.

모니터 시스템에서 사용되는 EPROM은 표준기술이나 간단한 프로그램을 사용하여 여러가지의 위치에서데이타로 사전 프로그램될 수 있다.

Claims

안전임계상태에서 마이크로 프로세서를 사용하는 제어장치를 모니터하는 모니터 시스템에 있어서, 마아크로 프로세서를 사용하는 제어장치로부터 제어정보를 받는 제1입력장치, 상기 제어장치에 의해 수신된기준 정보를 받는 제2입력장치, 상기 장치로부터 나온 제어정보가 기준 정보의 견지에서 예상된 것에 대응하는지의 여부를 판별하는 장치, 그리고 제어정보에서 어떤 에러가 검출될 경우 제어정보를 무시하는 장치를 포함하고 있는 것을 특정으로 하는 모니터 시스템.
제1항에 있어서, 판별하는 장치가 제1 및 제2입력장치로부터 수신된 정보에 따라 억세스 가능한 바이너리 데이타를 기억시키는 메모리를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 시스템
제2항에 있어서, 메모리가 제어장치내에 위치를 어드레스 시키기 위해 제어장치로부터 유도되는 정보와 기준정보를 받는 ROM으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
제2항 또는 제3항에 있어서, 메모리가 제어장치 정보를 반영시키는 정보와 무시된 정보를 포함할수 있도록 되어 있고, 제어장치 정보를 반영시키는 정보가 제어장치의 정상작동 동안 억세스 가능한 어드레스에 위치되며, 무시된 정보가 제어장치의 에러 위상 동안 억세스 가능한 어드레스에 위치되는 것을 특징으로 하는 시스템.
제4항에 있어서, 선택장치를 포함하고 있고, 메모리는 다른 메모리 영역이 제어장치 정보와 기준 정보에 유용하게 되도록 선택장치에 의한 수신용의 부가적인 연속정보를 기억시킬 수 있을 정도로 충분한 용량을 가진 것을 특징으로 하는 시스템.
제5항에 있어서, 선택장치는 카운터를 포함하고 있고, 피드백 장치는 선택된 메모리 기억위치 내의사전 프로그램 가능한 명령에, 따라 카운터를 리세트 또는 중분시키기 위해 메모리의 데이타 버스로부터 공급받도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
제2항 내지 제6항중 어느 한 항에 있어서, 제1 및 제2입력장치가 입력을 전기적으로 절연시키는 광절연체와 메모리의 어드레스 비스용으로 적당한 레벨로 입력을 변환시키는 버퍼를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
제2항 내지 제7항중 어느 한 항에 있어서, 제2입력장치가 버너장치로부터 서모스태트, 공기상태입력 및 화염 존재 정보를 받도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
제2항 대지 제8항중 어느 한 항에 있어서, 제l입력장치가 버너 제어용 제어장치로부터 팬, 점화, 파일럿, 메인 그리고 경보 정보를 받도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항 내지 제9항중 어느 한 항에 있어서, 모니터 시스템의 완전성이 유지될 수 있게 하는 체크장치가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
제10항에 있어서, 체크장치는 시스템의 완전성을 연속적으로 체크하는 동적작동 가능한 체크 회로를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
제11항에 있어서, 체크 회로의 패리티를 동적으로 이행하는 제어 가능한 오실레이터와 결함이 검출되었을 경우 작동을 록아웃 시키기 시작하는 록아웃 회보를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
제12항에 있어서, 오실레이터가 판별하는 장치에 의해 제공된 출력에 의해서 제어되는 것을 특정으로하는 시스템.
제12항 또는 제13항에 있어서, 하나 이상의 릴레이와 하나 이상의 릴레이가 완전하게 작동되게 오실레이터로부터 유도된 신호의 제어에 따라 릴레이을 작동시키는 회로를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는시스템.
제14항에 있어서, 하나 이상의 릴레이는 패리티 체크 회로로부터 에러 검출신호를 받는대로 곧 록아웃 상태로 작동가능한 제1코일을 가진 쌍안전 록아웃 릴레이를 포함하고, 상기 릴레이는 제2코일에 의해 리제트 가능하게 되어 있는 것을 특정으로 하는 시스템.
제1항 대지 제15항중 어느 한 항에 있어서, 제어장치에서부터 떨어진 위치까지의 제어정보 통로를 차단시키기 위해 판별하는 장치로부터 유도된 출력에 따라 작동가능한 릴레이 장치를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
제16항에 있어서, 릴레이 장치는 모니터 실패의 경우에 모니터를 바이패스 시키도록 작동하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항 내지 제l7항중 어느 한 항에 있어서, 판별하는 장치에 의해 연속적인 기준 정보가 제공되게 작동하는 타이머 장치가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
첨부 도면에 따른 것과 같은 마이크로 프로세서를 사용하는 제어장치를 모니터 하는 모니터 시스템.