JP4640251B2 - Input control device - Google Patents
Input control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4640251B2 JP4640251B2 JP2006126219A JP2006126219A JP4640251B2 JP 4640251 B2 JP4640251 B2 JP 4640251B2 JP 2006126219 A JP2006126219 A JP 2006126219A JP 2006126219 A JP2006126219 A JP 2006126219A JP 4640251 B2 JP4640251 B2 JP 4640251B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- input
- circuit
- output
- pulse
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Safety Devices In Control Systems (AREA)
Description
本発明は、入力信号に異常がある場合、異常となる前の入力信号をホールドする入力制御装置に関し、特にプロセス制御装置の入力制御装置に用いて好適な入力信号のホールドを実現可能とする入力制御装置に関する。 The present invention relates to an input control device that holds an input signal before an abnormality occurs when the input signal is abnormal, and more particularly to an input that can be used to realize a suitable input signal hold for an input control device of a process control device. The present invention relates to a control device.
プラントを始めとする各種のプロセス制御では、プラント側からの入力信号に対して予め所定の制御データが設定され、これに基づいてプラントの各種装置の制御を行うように構成されている。このため制御系に異常な入力信号が入力されるとプラントの運転を停止しなければならないという虞もある。そこで、プラント側から入力される入力信号の異常を常に検出するために、入力信号を監視する入力制御モジュールにおける技術分野では、入力信号を2系統の回路を通じて入力し、一方をプロセス値(以下、「PV値」という。)として制御コンピュータ側で利用し、他方を診断系として監視する構成を取るのが一般的である。即ち、診断系が入力の異常を検出する場合、コンピュータ側に入力されるPV値をホールドし、出力先であるコンピュータ側でこの異常なPV値へと更新されるのを防止するようになっている(以下、異常なPV値を検出する場合にPV値をホールドする機構を有する入力制御モジュールを「入力制御装置」という)。 In various process controls including a plant, predetermined control data is set in advance for an input signal from the plant side, and various devices of the plant are controlled based on this. For this reason, if an abnormal input signal is input to the control system, there is a possibility that the operation of the plant must be stopped. Therefore, in order to always detect an abnormality in the input signal input from the plant side, in the technical field of the input control module that monitors the input signal, the input signal is input through two circuits, and one of them is a process value (hereinafter referred to as a process value). In general, it is used as a “PV value”) on the control computer side and the other is monitored as a diagnostic system. That is, when the diagnosis system detects an input abnormality, the PV value input to the computer side is held, and the computer side as the output destination is prevented from being updated to this abnormal PV value. (Hereinafter, an input control module having a mechanism for holding a PV value when an abnormal PV value is detected is referred to as an “input control device”).
図6から図9を用いて、従来の入力制御装置50、60、70について説明する。なお、以下の説明で、同一の機能を有するものは同一の符号を付して説明する。
The conventional
図6に示す入力制御装置50において、入力信号は2系統に分かれて入力される。一方は主回路1、他方は副回路2と個別に入力される。コンピュータ側には、主回路1及び副回路2の2系統から入力信号が入力され、通常、主回路1側の入力がPV値として利用される。即ち、コンピュータ側では、所定の周期で送られたPV値をメモリ(不図示)上に記憶し、この記憶されたPV値の値を随時更新してプラントの制御に利用するようになっている。一方、副回路2側から取得した入力信号はPV値と比較され、入力信号に異常があるか否かを診断するための診断系として使用される。
In the
コンパレータ3は、主回路1と副回路2とから出力された入力信号が入力され、両入力信号の電圧値が比較される比較器である。両入力信号の値を比較し、その差分が所定の閾値以上に変化するとステータス信号がフィルタ回路4に出力される。フィルタ回路4はタイマを備え、コンパレータ3から出力されたステータス信号を所定時間継続して検出すると、エラーステータスフラグ(フェイル信号)がコンピュータ側に出力されるようになっている。コンピュータ側では、このエラーステータスフラグを検出すると入力制御装置50の故障を判断(診断)することができるようになっている。
The
しかしながら、入力制御装置50では、副回路2側からの入力に対し診断時間を必要とする。即ちコンピュータ側がコンパレータ3からのエラーステータスフラグを取得するまでの間、主回路1からPV値を取得するタイミングとエラーステータスフラグを取得するタイミングにタイムラグが生ずるという問題がある。図8に、PV値の変化と診断時間の関係を模式的に示す。図8において、グラフ中の曲線はPV値の変化率の遷移を表す。当初正常であったPV値が、例えば主回路1の故障等により時間taで急激に変化したとする。この時間taでのPV値の変化はコンパレータ3により検出され、ステータス信号が出力されるわけであるが、フィルタ回路4でのタイマによりコンピュータ側にエラーステータス信号が入力されるまでに時間Nを要する。この時間Nの間、主回路1側からは異常な入力信号がPV値としてコンピュータ側に出力される。しかしながら、コンピュータ側は、エラーステータスフラグを未だ取得できない状態にある間は、主回路1から入力されるPV値が異常なPV値であると判断することができず、メモリ上で異常なPV値を更新してプラントの制御を実行することとなる。その結果、この異常なPV値によってその後の各種制御に外乱が生ずるという問題が発生する。
However, the
そこで、コンピュータ側の異常なPV値の更新を防止するために、主回路1側のPV値の出力を診断系の診断時間に応じて遅延させる方法が一般に行われている。図7に示す入力制御装置60は、主回路1側のPV値の出力を、診断系の診断時間(仮にt3[s]と設定するものとする)分遅延するように構成し、更にエラーステータスフラグの入力によって主回路1側の導通を遮断するスイッチ6を設ける構成としている。より詳細には、入力制御装置60では、主回路1側と副回路2側との間で生ずるt3[s]のタイムラグの間にコンピュータ側へと異常なPV値が入力されることを防止するため、主回路1側から出力される信号に対してt3[s]分に相当する遅延を行うバッファ装置を設ける構成としている(図7示す複数の『PV』は、バッファ装置により遅延されたt3[s]分のPV値を示す)。例えば、主回路1側の故障等により異常なPV値が発生しても、診断系の診断時間中(t3[s])はバッファリング装置にバッファリングされた正常なPV値(異常PV値となる前のPV値)がコンピュータ側に入力されることとなる。t3[s]後に、診断系によりエラーステータスフラグがフィルタ回路4から出力されると、スイッチ6が開放して主回路1側から異常なPV値が導通する前にコンピュータ側への入力を遮断する。エラーステータスフラグの入力を受けたコンピュータ側では、それまで正常に出力されていたPV値(以下、「前回PV値」という。)を保持(ホールド)するようになっている。即ち、コンパレータ3から出力されるエラーステータスフラグによりスイッチ6が開放された時点では、主回路1から出力されていたPV値は正常なものであるため、コンピュータ側のメモリではスイッチ6が開放される前の正常なPV値がホールド(メモリ上で更新)されることとなる。
Therefore, in order to prevent an abnormal update of the PV value on the computer side, a method of delaying the output of the PV value on the
しかしながら、この入力制御装置60は、バッファ装置としてRAM(Random Access Memory)を設ける必要があるため、ハードウェア資源を確保する上でのコスト負担が生ずるという問題がある。更には、バッファリングによりプラント側からの一次応答が悪化するという問題がある。
However, since the
そこで、入力制御装置50及び60における診断時間の問題やプラント側からの一次応答を確保するという問題を解決するために、図9に示すような入力制御装置70の構成が考えられる。入力制御装置70では、入力制御装置60のように主回路1側にバッファ装置を設けずにコンパレータ3から出力されるステータス信号に基づいて即座にスイッチ6が開放される構成となっている。即ち、主回路1から異常なPV値がコンピュータ側に出力される前に、コンピュータ側で前回PV値のままホールドすることができるように構成されている。
Therefore, in order to solve the problem of the diagnosis time in the
しかしながら、入力制御装置70の構成では、入力信号の変化に対して装置の反応が敏感となり過ぎて入力信号の制御が困難になるという問題がある。即ち、実際の回路構成では主回路1側と副回路2側の回路の個体差等に起因して入力制御装置の各回路素子に流れる信号に微細な変化やタイミングの誤差が生ずるのが通常である。コンパレータ3が、この信号の微細な変化やタイミングの誤差おも異常なPV値であるとして誤認識する可能性も十分考えられる。この誤認識の度にスイッチ6を開放してPV値をホールドするとなると、コンピュータ側でプラント側からの一次応答を得られなくなるという問題がある。即ち、プラントの運転に対する外乱を防止することは可能であるとしても、コンピュータ側に入力された入力信号が一次応答でない場合も少なからず発生し、精度の高いプラント制御を実現することができなくなるという問題がある。
また、このようなコンパレータ3の誤認識の問題を防止するために、入力制御装置70を構成する各回路素子をより精度の高い素子から構成することで解消することも考えられるが、コスト負担上の問題から実用上は困難であるという問題もある。
Further, in order to prevent such a problem of erroneous recognition of the
本発明は上記課題を解決するために行われたものであり、第1の目的とするところは、入力制御装置の故障等の発生時に、前回PV値のホールド又はリセット等を確実に行うことで、プラントの制御システムをフェイルセイフすることができるようにすることであり、第2の目的は、プラント側からの入力信号自体の変化に対し、入力制御装置を構成する各回路の個体差等に影響されることなく確実にPV値のホールド動作を実現することでコンピュータ側に精度の高い通常の一次応答を得られるようにすることであり、そして第3の目的はこれらを低コストで実現することである。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a first object is to reliably hold or reset the previous PV value when a failure of the input control device occurs. The second objective is to make the plant control system fail-safe. The second purpose is to deal with individual differences in each circuit constituting the input control device with respect to changes in the input signal itself from the plant side. By realizing the hold operation of the PV value without being affected, it is possible to obtain a normal primary response with high accuracy on the computer side, and a third object is to realize these at a low cost. That is.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、同一の入力信号が入力されるそれぞれ独立した複数の入力回路(例えば、図1に示す主回路1及び副回路2)と、前記入力回路のいずれか1つの入力回路の出力信号をプロセス値として出力する出力回路と、前記各入力回路の出力信号に基づいて前記入力信号の異常の有無を診断する診断回路(例えば、図1に示すコンパレータ3)と、この診断回路の診断の結果信号を受け、当該結果信号が前記入力信号の異常を示すとき前記出力回路を遮断する遮断手段(例えば、図1に示すスイッチ6)と、を備えたことを特徴とする入力制御装置において、
前記各入力回路のそれぞれに対応して設けられ、前記各入力回路の出力信号に基づいて前記入力信号の変化を検出する変化検出回路(例えば、図1に示す第1変化検出部7及び第2変化検出部8)と、
前記変化検出回路のそれぞれに対して設けられ、前記変化検出回路の出力信号を受け、所定のパルス信号を出力する第1のパルス信号発生回路(例えば、図1に示すパルス出力部9及び10)と、
前記第1のパルス信号発生回路の出力信号の論理積を演算する第1の演算回路(例えば、図1に示す論理演算回路11)と、
前記第1の演算回路の出力信号の反転を行う反転回路(例えば、図1に示す否定演算回路13)と、
前記反転回路の出力信号と前記診断回路の出力信号との論理積を演算し、その演算結果信号を前記遮断手段の開閉命令信号として当該遮断手段に出力する第2の演算回路(例えば、図1に示す論理演算回路14)と、
を備えることを特徴とする。
In order to solve the above problem, the invention described in
Change detection circuits (corresponding to each of the input circuits) that detect a change in the input signal based on an output signal of each input circuit (for example, the first
A first pulse signal generation circuit (for example,
A first arithmetic circuit (for example, a logical
An inverting circuit for inverting the output signal of the first arithmetic circuit (for example, a negative
A second arithmetic circuit (for example, FIG. 1) that calculates the logical product of the output signal of the inverting circuit and the output signal of the diagnostic circuit, and outputs the calculation result signal to the blocking means as the opening / closing command signal of the blocking means. Logical operation circuit 14) shown in FIG.
It is characterized by providing.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の入力制御装置において、
前記第1のパルス信号発生回路は、少なくとも前記入力信号のサンプリング時間分のパルス信号を出力することを特徴とする。
According to a second aspect of the invention, the input control device according to
The first pulse signal generation circuit outputs a pulse signal for at least a sampling time of the input signal.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の入力制御装置において、前記第1の演算回路の論理積演算により出力されるアサートされた結果信号を受けると出力を開始し、当該アサートされた結果信号がネゲートされたときから所定時間出力を継続する第2のパルス信号発生回路(例えば、図1に示すパルス出力部12)を更に備えることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the input control device according to the first or second aspect, when an asserted result signal output by a logical product operation of the first arithmetic circuit is received, the output is started. A second pulse signal generation circuit (for example, the
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の入力制御装置において、前記第2のパルス信号発生回路がパルスを発生する前記所定時間は、少なくとも前記複数の入力回路の個体差から生じる前記入力信号を出力するタイミングの差分であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the input control device according to the third aspect , the predetermined time during which the second pulse signal generation circuit generates a pulse is caused by at least an individual difference between the plurality of input circuits. It is a difference in timing of outputting an input signal.
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の入力制御装置において、
前記診断回路から出力される前記入力信号の異常を示す結果信号を所定時間受けることで、前記入力信号のフェイル信号を出力するフェイル信号出力回路(例えば、図1に示すフィルタ回路4)を更に備え、
前記フェイル信号出力回路は、前記第2の演算回路から出力されるパルス信号を受け、前記所定時間をクリアすることを特徴とする。
The invention according to claim 5 is the input control device according to
A fail signal output circuit (for example, the
The fail signal output circuit receives the pulse signal output from the second arithmetic circuit and clears the predetermined time.
請求項6に記載の発明は、請求項1から5のいずれか一項に記載の入力制御装置において、前記入力信号は、アナログ信号又はデジタル信号であることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the input control device according to any one of the first to fifth aspects, the input signal is an analog signal or a digital signal.
請求項1に記載の発明では、同一の入力信号が入力されるそれぞれ独立した複数の入力回路と、前記入力回路のいずれか1つの入力回路の出力信号をプロセス値として出力する出力回路と、前記各入力回路の出力信号に基づいて前記入力信号の異常の有無を診断する診断回路と、この診断回路の診断の結果信号を受け、当該結果信号が前記入力信号の異常を示すとき前記出力回路を遮断する遮断手段と、を備えたことを特徴とする入力制御装置において、
前記各入力回路のそれぞれに対応して設けられ、前記各入力回路の出力信号に基づいて前記入力信号の変化を検出する変化検出回路と、
前記変化検出回路のそれぞれに対して設けられ、前記変化検出回路の出力信号を受け、所定のパルス信号を出力する第1のパルス信号発生回路と、
前記第1のパルス信号発生回路の出力信号の論理積を演算する第1の演算回路と、
前記第1の演算回路の出力信号の反転を行う反転回路と、
前記反転回路の出力信号と前記診断回路の出力信号との論理積を演算し、その演算結果信号を前記遮断手段の開閉命令信号として当該遮断手段に出力する第2の演算回路と、を備えることを特徴とした。
In the invention according to
A change detection circuit provided corresponding to each of the input circuits, and detecting a change in the input signal based on an output signal of the input circuit;
A first pulse signal generation circuit that is provided for each of the change detection circuits, receives an output signal of the change detection circuit, and outputs a predetermined pulse signal;
A first arithmetic circuit for calculating a logical product of output signals of the first pulse signal generation circuit ;
An inverting circuit for inverting the output signal of the first arithmetic circuit;
A second arithmetic circuit that calculates a logical product of the output signal of the inverting circuit and the output signal of the diagnostic circuit, and outputs the operation result signal to the blocking means as an opening / closing command signal of the blocking means; It was characterized.
このため、複数の入力回路の何れかが故障等により機能しなくなり、プロセス値が異常となっても、診断回路がこの異常を診断してその結果信号を出力し、遮断手段により出力回路を遮断するため、異常となったプロセス値をプラントの制御コンピュータ側に出力することを防止することができるという効果がある。 For this reason, even if one of the multiple input circuits stops functioning due to a failure, etc., and the process value becomes abnormal, the diagnostic circuit diagnoses this abnormality and outputs the result, and the output circuit is shut off by the shut-off means Therefore, there is an effect that it is possible to prevent the abnormal process value from being output to the control computer side of the plant.
また、各入力回路のそれぞれに対応して設けられ、各入力回路の出力信号に基づいて入力信号の変化を検出する変化検出回路と、この変化検出回路の出力信号を受け、所定のパルス信号を出力する第1のパルス信号発生回路と、この第1のパルス信号発生回路の出力信号の論理積を演算する第1の演算回路とを設けることで、入力回路の個体差等により各入力信号に生じるタイミングの誤差に起因して診断回路で入力制御装置の故障と誤認識した場合であっても、このような誤差が入力回路の個体差等により生じた誤認識であると判別することができる。即ち、各入力回路のそれぞれに対応して設けられた変化検出から出力された信号に基づいて、入力信号の変化が故障等にあるか否かを判断する第1の演算回路と、この第1の演算回路の結果信号と、診断回路から出力される出力信号に基づいて遮断手段により出力回路の遮断を制御する制御信号を出力する第2の演算回路を設けることで、正確に遮断手段の動作を制御することができ、正常なプロセス値のホールド処理をより的確に行うことができるという効果がある。 A change detection circuit that is provided corresponding to each input circuit and detects a change in the input signal based on the output signal of each input circuit, and receives the output signal of the change detection circuit, and receives a predetermined pulse signal. By providing a first pulse signal generation circuit for output and a first calculation circuit for calculating the logical product of the output signals of the first pulse signal generation circuit , each input signal is assigned to each input signal due to individual differences of the input circuit. Even when the diagnostic circuit mistakenly recognizes that the input control device has failed due to the timing error that occurs, it can be determined that such an error is a misrecognition caused by individual differences in the input circuit. . That is, based on a signal output from a change detection provided corresponding to each input circuit, a first arithmetic circuit that determines whether a change in the input signal is due to a failure or the like, and the first arithmetic circuit By providing a second arithmetic circuit that outputs a control signal for controlling the shutoff of the output circuit by the shutoff means based on the result signal of the arithmetic circuit and the output signal output from the diagnostic circuit, the operation of the shutoff means accurately Therefore, there is an effect that a normal process value hold process can be performed more accurately.
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の入力制御装置において、前記第1のパルス信号発生回路は、少なくとも前記入力信号のサンプリング時間分のパルス信号を出力することを特徴としている。
The invention described in
請求項2に記載の発明によれば、変化検出回路からの出力信号を第1の論理演算回路に入力するに際し、確実に同期又は同期するタイミングが有る状態で入力することができる。即ち、入力回路の個体差等により各入力回路から出力される入力信号のタイミングの誤差により、変化検出回路からの出力信号が第1の論理演算回路に同期又は同期するタイミングがある状態で入力されない虞もある。通常、この誤差は、各入力回路で入力信号をサンプリングするサンプリング間隔内での誤差に収めることが可能である。したがって、このような誤差は最大でも各入力回路でのサンプリング周期分以内に収まる。そこで、各変化検出回路で少なくともサンプリング時間分のパルス信号を発生させることで、変化検出回路から出力されたアサートされた信号を確実に同期又は同期するタイミングが有る状態で第1の論理演算回路に入力させることができるという効果がある。 According to the second aspect of the present invention, when the output signal from the change detection circuit is input to the first logic operation circuit, it can be input in a state in which there is a certain synchronization or synchronization timing. That is, the output signal from the change detection circuit is not input in a state where the output signal from the change detection circuit is synchronized or synchronized with the first logic operation circuit due to an error in the timing of the input signal output from each input circuit due to individual differences of the input circuit. There is also a fear. Usually, this error can be contained in an error within a sampling interval for sampling an input signal in each input circuit. Therefore, such an error is within the sampling period of each input circuit at the maximum. Therefore, each change detection circuit generates a pulse signal for at least the sampling time, so that the asserted signal output from the change detection circuit is reliably synchronized or synchronized with the first logic operation circuit. There is an effect that it can be input.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の入力制御装置において、前記第1の演算回路の論理積演算により出力されるアサートされた結果信号を受けると出力を開始し、当該アサートされた結果信号がネゲートされたときから所定時間出力を継続する第2のパルス信号発生回路を更に備えることを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, in the input control device according to the first or second aspect, when an asserted result signal output by a logical product operation of the first arithmetic circuit is received, the output is started. A second pulse signal generation circuit that continues output for a predetermined time from when the asserted result signal is negated is further provided.
また、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の入力制御装置において、前記第2のパルス信号発生回路がパルスを発生する前記所定時間は、少なくとも前記複数の入力回路の個体差から生じる前記入力信号を出力するタイミングの差分であることを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the input control device according to the third aspect , the predetermined time during which the second pulse signal generation circuit generates a pulse is based on at least an individual difference between the plurality of input circuits. It is the difference of the timing which outputs the said input signal which arises, It is characterized by the above-mentioned.
請求項3及び4に記載の発明によれば、反転回路を介し第2の論理演算回路に対して第1の論理演算回路の出力結果を確実に入力することができる。即ち、第2の論理演算回路では、反転回路を介して入力された第1の論理演算回路からの出力信号と診断回路から出力された結果信号とに基づいて論理積演算が行われる。診断回路では複数の入力回路から出力された信号の変化に基づいて結果信号を第2の論理演算回路に出力する。このとき複数の入力回路の個体差から生じた複数の入力回路から出力された信号の出力タイミングの誤差を入力制御装置の故障等と誤認識して第2の論理演算回路に入力信号の異常を通知する旨の結果信号を出力することで、第2の論理演算回路では、論理積演算の結果遮断手段を開放する制御信号を出力してしまう虞がある(即ち不要なPV値のホールド処理を行ってしまう。)。この制御信号の出力を停止させるために、第2のパルス信号発生回路から所定時間パルスを発生し続けることで第1の論理演算回路からの出力信号を確実に第2の論理演算回路に入力することができる。 According to the third and fourth aspects of the invention, the output result of the first logical operation circuit can be reliably input to the second logical operation circuit via the inverting circuit. That is, in the second logical operation circuit, a logical product operation is performed based on the output signal from the first logical operation circuit input via the inverting circuit and the result signal output from the diagnostic circuit. The diagnostic circuit outputs a result signal to the second logic operation circuit based on changes in the signals output from the plurality of input circuits. At this time, an error in the output timing of the signals output from the plurality of input circuits resulting from individual differences between the plurality of input circuits is erroneously recognized as a failure of the input control device and the like, and an abnormality in the input signal is detected in the second logic operation circuit. By outputting the result signal to notify, the second logical operation circuit may output a control signal for releasing the result interruption unit of the logical product operation (that is, unnecessary PV value hold processing is performed). will have to go.). In order to stop the output of the control signal, the output signal from the first logic operation circuit is reliably input to the second logic operation circuit by continuously generating pulses from the second pulse signal generation circuit for a predetermined time. be able to.
特に、第1の論理演算回路から出力される出力信号は、変化検出回路及び第1のパルス信号発生回路からそれぞれ出力された信号に基づいて論理積演算を行うものである。この変化検出回路及び第1のパルス信号発生回路からそれぞれ出力された信号も、複数の入力回路から出力された入力信号に基づいてそれぞれ第1の論理演算回路に出力されるものである。これらそれぞれの信号も入力回路毎の個体差に起因する信号の出力タイミングの誤差の影響を受けるため、それぞれの信号が第1の論理演算回路に入力されるタイミングが極短時間となってしまう虞もある。
そこで、たとえ第1の論理演算回路から出力されるアサート信号が極短時間のものであっても、このアサート信号の入力を受けると出力を開始し、その後、アサートされた信号結果がネゲートされたときから所定時間出力を継続する第2のパルス信号発生回路を設けることで、第2の論理演算回路から遮断手段の開放を指示する制御信号の出力を停止する信号を確実に入力し続けることができるようになる。
In particular, the output signal output from the first logic operation circuit performs a logical product operation based on the signals output from the change detection circuit and the first pulse signal generation circuit, respectively. The signals output from the change detection circuit and the first pulse signal generation circuit are also output to the first logic operation circuit based on the input signals output from the plurality of input circuits. Since each of these signals is also affected by an error in the output timing of the signal due to the individual difference for each input circuit, the timing at which each signal is input to the first logic operation circuit may be extremely short. There is also.
Therefore, even if the assert signal output from the first logic operation circuit is for a very short time, when the assert signal is input, output is started, and then the asserted signal result is negated. By providing the second pulse signal generation circuit that continues output for a predetermined time from time to time, it is possible to reliably input a signal for stopping the output of the control signal instructing opening of the cutoff means from the second logic operation circuit. become able to.
更に、この所定時間は、少なくとも前記複数の入力回路の個体差から生じる前記入力信号を出力するタイミングの差分の時間分と設定することで、この差分により入力制御装置の各回路で生ずる信号の入出力タイミングの過渡状態中は、確実に第2の論理演算回路からの制御信号の出力を停止させることができる。この結果、不要なPV値のホールドを解除して、コンピュータ側にプラント側からの一次応答を精度よく入力することができる。 Furthermore, the predetermined time is set to be at least the time difference between the timings at which the input signals generated due to individual differences among the plurality of input circuits are output, and the input of signals generated in each circuit of the input control device due to this difference is set. During the transient state of the output timing, it is possible to reliably stop the output of the control signal from the second logic operation circuit. As a result, the unnecessary PV value hold can be canceled and the primary response from the plant side can be accurately input to the computer side.
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の入力制御装置において、
前記診断回路から出力される前記入力信号の異常を示す結果信号を所定時間受けることで、前記入力信号のフェイル信号を出力するフェイル信号出力回路を更に備え、
前記フェイル信号出力回路は、前記第2の演算回路から出力されるパルス信号を受け、前記所定時間をクリアすることを特徴としている。
The invention according to claim 5 is the input control device according to
A fail signal output circuit for outputting a fail signal of the input signal by receiving a result signal indicating abnormality of the input signal output from the diagnostic circuit for a predetermined time;
The fail signal output circuit receives the pulse signal output from the second arithmetic circuit and clears the predetermined time.
請求項5に記載の発明によれば、診断回路から出力される結果信号を受け、この結果信号を所定時間受けることで入力信号が異常であることを示すステータス信号を出力するフェイル信号出力回路を更に備えることで、入力信号の微細な変化によってフェイル信号が必要以上に頻繁にコンピュータ側へと出力されるのを防ぐことができる。
更に、このフェイル信号出力回路で計時される所定時間を、第2のパルス発生回路から出力されるパルス信号によってクリアすることで、診断回路から入力された結果信号に基づいて、フェイル信号がコンピュータ側に入力されることを停止し続けることができる。即ち、コンピュータ側には、プラント側からの正常な一次応答が入力され続け、フェイル信号が入力されることも無く精度の高い入力が行われるという効果がある。
According to the fifth aspect of the present invention, there is provided a fail signal output circuit for receiving a result signal output from the diagnostic circuit and outputting a status signal indicating that the input signal is abnormal by receiving the result signal for a predetermined time. In addition, it is possible to prevent the fail signal from being output to the computer side more frequently than necessary due to minute changes in the input signal.
Further, the predetermined time counted by the fail signal output circuit is cleared by the pulse signal output from the second pulse generation circuit, so that the fail signal is transmitted to the computer side based on the result signal input from the diagnostic circuit. Can continue to stop being entered. That is, there is an effect that a normal primary response from the plant side is continuously input to the computer side, and a highly accurate input is performed without a fail signal being input.
請求項6の発明によれば、本発明は入力信号がアナログ信号であってもデジタル信号であっても精度の高い入力制御を行うことができるという効果を奏する。 According to the sixth aspect of the present invention, the present invention has an effect that accurate input control can be performed regardless of whether the input signal is an analog signal or a digital signal.
以下に、本発明を実施するための最良の形態について説明する。図1は、本発明を適用した入力制御装置40の概要構成を示した回路図である。
入力制御装置40は、2系統に入力された入力信号aのうち、一方の入力信号を入力する主回路1、他方の入力信号を入力する副回路2、主回路1及び副回路2からの入力信号b及びcを比較して、PV値の異常を検出する場合に信号i(ステータス信号)を出力するコンパレータ3、コンパレータ3から出力された信号iを所定時間の検出するとコンピュータ側にエラーステータスフラグを出力するフィルタ回路4、主回路1から出力される信号bの変化を監視する第1変化検出部7、第1変化検出部7から出力される信号dをうけ所定のパルス信号d´を発生させるパルス出力部9、副回路2から出力される信号cの変化を監視する第2変化検出部8、第2変化検出部8から出力される信号eを受け所定のパルス信号e´を発生させるパルス出力部10、パルス出力部9とパルス出力部10から出力されるパルス信号に基づいて論理積演算を行う論理演算回路11、論理演算回路11からの出力信号fを受け、その後信号fがネゲートされると所定のパルス信号gを所定時間出力するパルス出力部12、パルス出力部12から出力されるパルス信号gに対して否定演算を行う否定演算回路13、コンパレータ3のステータス信号の出力信号i及び否定演算回路13からの出力hに基づいて論理積演算を行う論理演算回路14及びこの論理演算回路14の演算結果信号kに基づいて主回路1からコンピュータ側に出力されるPV値の導通及び遮断を行うスイッチ6から構成される。
以下に、各部のより具体的な構成について説明する。
The best mode for carrying out the present invention will be described below. FIG. 1 is a circuit diagram showing a schematic configuration of an
The
Below, the more specific structure of each part is demonstrated.
入力制御装置40では、入力された入力信号aのうち、一方の入力信号が入力される主回路1と他方の入力信号が入力される副回路2との2系統に入力が行われる。主回路1に入力された入力信号aは、その後、信号bとして出力され、PV値としてコンピュータ側に入力される。副回路2に入力された入力信号aは、その後、信号cとして出力され、診断系の入力としてコンピュータ側に入力される。
In the
また、主回路1及び副回路2から出力される信号b及びcは、コンパレータ3にも入力されるようになっている。
コンパレータ3では、信号b及びcの値(電圧値)が比較され、両者に所定値以上の変化が生じた場合に、信号i即ちステータス信号を出力する。なお、両者に所定値以上の変化が生じていない場合は、PV値と同様の信号を出力する。
コンパレータ3からステータス信号(信号i)が出力される場合、フィルタ回路4及び後述する論理演算回路14に入力される。
The signals b and c output from the
The
When the status signal (signal i) is output from the
フィルタ回路4には、入力されたステータス信号(信号i)の検出時間を計時するタイマが設けられる。ステータス信号(信号i)が入力されてから所定時間が経過するとエラーステータスフラグ(信号j)がコンピュータ側に出力される。コンピュータ側では、この信号jに基づいて入力信号の異常を判断するようになっている。
The
また、主回路1から出力された信号bは、第1変化検出部7にも入力される。第1変化検出部7は、主回路1から入力された信号bの値(電圧値)の変化を監視するものである、所定の閾値以上の変化を検出する場合、パルス出力部9に所定のパルスの発生を指示する指示信号dが出力される。
更に、副回路2から出力された信号cは、第2変化検出部8にも入力される。第2変化検出部8も、第1変化検出部7と同様に構成されるものであり、副回路2から入力された信号cの値(電圧値)の変化を監視するものである。所定の閾値以上の変化を検出する場合、パルス出力部10に所定のパルスの発生を指示する指示信号eが出力されるようになっている。
The signal b output from the
Further, the signal c output from the
図2に第1変化検出部7及び第2変化検出部8の一構成例を示す。第1変化検出部7及び第2変化検出部8では、主回路1又は副回路2から入力される信号b又はcが2系統に分かれて入力される。分かれて入力された信号b又はcは、一方の信号がバッファ20に入力されて所定時間の遅延が行われる。その後、分かれて入力された他方の信号とバッファ20からから出力された信号とがコンパレータ21に入力され、バッファ20で遅延された信号と他方の信号との電圧値の変化が比較される。この両者の変化の差分が所定の閾値以上である場合に、パルス出力部9又は10を介して論理演算回路11に信号d´及び信号e´がそれぞれ出力されるようになっている。
FIG. 2 shows a configuration example of the first
パルス出力部9及びパルス出力部10は、指示信号d又はeの入力を受け、所定のパルス信号d´及びe´を発生するものである。パルス出力部9及び10は、第1変化検出部7や第2変化検出部8より入力された信号dや信号eの入力がアサートしてから少なくとも入力制御装置40のサンプリング時間分の間パルスを発生し続けるように構成することが好ましい。即ち、後述する論理演算回路11では、主回路1側よりの入力と副回路2側からの入力とに基づいて論理積演算を行い、両入力が互いに「真」(論理的に「1」)である場合に、信号fを出力するようになっている。このため、主回路1及び副回路2の回路素子等の個体差に起因して、第1変化検出部7及び第2変化検出部8から出力された信号d及び信号eにタイミング上のズレが生ずる場合もある。このタイミング上のズレにより、論理演算回路11で論理積演算を行うタイミングで両信号が同期するタイミングが無いことが考えられる。
そこで入力制御装置40では、信号d及び信号eの入力がネゲートしてから少なくとも入力信号のサンプリング間隔分のパルス信号(d´及びe´)をパルス出力部9及び10から発生させ、上述したタイミング上のズレが生じても、論理演算回路11で論理積演算を行うタイミングで両信号が同期する時間を確保するようになっている。
The pulse output unit 9 and the
Therefore, the
パルス出力部9及び10から出力されたパルス信号は、論理演算回路11に入力される。論理演算回路11は、パルス出力部9及び10から入力されたパルス信号に基づいて論理積演算が行われるAND回路である。より詳細には、両パルス信号の入力を受けると、アサートされた信号fが出力されるようになっている。
The pulse signals output from the
パルス出力部12は、論理演算回路11より入力された信号fの入力をうけ、この信号fがアサートされるとパルス信号gを出力し、その後、ネゲートされた瞬間から所定時間の間、否定演算回路13及びフィルタ回路4にパルス信号gの出力を継続するものである。フィルタ回路4は、コンパレータ3からのステータス信号(信号i)が入力されている場合、このパルス信号gの入力を受けることでそれまで計時を行っていたタイマがクリアされるようになっている。即ち、フィルタ回路4がパルス信号gの入力を受ける場合とは、コンパレータ3が主回路1及び副回路2を構成する回路素子等の個体差によって生じた信号b及び信号cの入力誤差により入力制御装置40の故障と誤認識し、フィルタ回路4にステータス信号(信号i)が出力され且つ信号b側と信号c側との変化を監視する論理演算回路11等から入力された信号fに基づいてパルス出力部12からパルス信号gが出力された場合である。フィルタ回路4は、タイマによる所定時間の経過を待ってからエラーステータスフラグ(信号j)を出力するわけであるから、このタイマをパルス信号gの入力によりクリアすることで、コンパレータ3の誤認識によって論理演算回路14に出力したステータス信号(信号i)をマスクすることができる。
The
否定演算回路13は、パルス出力部12から入力されたパルス信号gに対し否定演算を行うNOT回路である。この否定演算回路13により反転された信号は論理演算回路14に出力される。
The
論理演算回路14は、コンパレータ3及び否定演算回路13から出力された信号に基づいて論理積演算を行うAND回路である。否定演算回路13及びコンパレータ3から出力された信号が「(論理的に)1」である場合に、信号kをスイッチ6に出力して開放させ、主回路1からのPV値を遮断するようになっている。この遮断が行われると、コンピュータ側では、メモリ上で遮断前のPV値を更新するようになっている(つまり前回PV値をホールドする)。
The
次に、以上の構成を有する入力制御装置40の動作について説明する。なお、入力制御装置40は、主回路1又は副回路2の故障等に起因してPV値に異常が生じた場合に
、スイッチ6を開放して異常となる前の正常なPV値を確実にホールドさせること及びPV値に異常が生じていなくても、主回路1や副回路2を構成する各回路素子の個体差に起因してPV値の異常と誤認識してスイッチ6の開放動作を過剰に行うことを防止し、プラント側からの一次応答を確保することを主要な目的とする。
従って、以下の説明では、(1)実際に故障等が生じた場合のPV値ホールド動作及び(2)故障等と誤認識した場合の動作のそれぞれについて説明を行う。
Next, the operation of the
Therefore, in the following description, (1) PV value hold operation when a failure or the like actually occurs and (2) operation when erroneously recognized as a failure or the like will be described.
(1)〔実際に故障等が生じたPV値ホールド動作〕
先ず、主回路1側又は副回路2側に故障が発生した場合の動作について説明する。なお、主回路1側が故障した場合を例として説明するが、副回路2側が故障した場合も同様の結論となる。
(1) [PV value hold operation in which a failure or the like actually occurs]
First, an operation when a failure occurs on the
コンパレータ3は、主回路1側と副回路2側とから出力される入力信号bとcとに一定以上差分が発生すると、PV値の異常を示すステータス信号(論理的に「1」)を論理演算回路14に出力する。論理演算回路14は、ステータス信号及び否定演算回路13から出力された信号hに基づいて論理積演算を行う。
The
ここで、否定演算回路13から出力される信号hは「1」である。即ち、主回路1の故障時には信号bに変化が生ずることから、第1変化検出部7が活性化し、パルス出力部9にパルスの発生を指示する信号(信号d)が出力される。これに対し第2変化検出部8は、副回路2側の信号は正常(信号に変化が無い)であるために活性化しない。更にパルス出力部10からパルス信号の発生もない。従って、論理演算回路11には、パルス出力部9から論理的に「1」、パルス出力部10から論理的に「0」の信号が入力され、論理演算回路11で行われる論理積演算の結果は「0」となる。従って、論理演算回路11からパルス出力部12に対してパルスの発生を指示する信号(信号f)は出力されない。
パルス出力部12は、パルスの発生を指示する信号(信号f)の入力を受けないため、パルス出力部12から出力される信号gは変化することなく(論理的に「0」)否定演算回路13及びフィルタ回路4に出力される。否定演算回路13に出力された信号gは否定演算により「1」に反転され、この結果が信号hとして論理演算回路14に出力される。
Here, the signal h output from the
Since the
なお、フィルタ回路4でも、パルス出力部12から入力された信号gは「(論理的に)0」の信号であるため、タイマはクリアされず、所定時間の経過後にエラーステータスフラグがコンピュータ側に出力される。
In the
論理演算回路14では、否定演算回路13から出力された信号h(論理的に「1」)と、コンパレータ3から出力された信号i(論理的に「1」)とに基づき、論理演算回路14は論理積演算により「1」を導き、この結果を信号kとしてスイッチ6に出力する。信号kの入力を受けたスイッチ6は、スイッチの開放を行うこととなる。即ち、これ以降コンピュータ側では前回PV値を更新するホールド処理が行われる。
In the
以上のように、主回路1又は副回路2の何れかの故障時において、入力制御装置40は確実にPV値のホールドを実現することができる。
As described above, in the event of a failure in either the
(2)〔故障等と誤認識した場合の動作〕
次いで、コンパレータ3が故障等と誤認識した場合における入力制御装置40の動作について説明する。従来技術として入力制御装置70の説明で述べたように、通常、実際の回路構成では主回路1側と副回路2側の回路の個体差等により主回路1及び副回路2の入力値に微細な変化やタイミングの誤差が生ずる場合が殆どである。本実施の形態における入力制御装置40では、コンパレータ3が、この微細な変化やタイミングの誤差に対して装置の故障等と誤認識してスイッチ6を開放(つまりPV値ホールド)してしまうことを防止することができるようになっている。これにより不要なPV値のホールドが行われることを防止し、プラント側からの一次応答をコンピュータ側に入力することができる。
(2) [Operation when misrecognized as a failure, etc.]
Next, the operation of the
図3のタイミングチャートに、入力制御装置40の各部に入(出)力される信号が変化するタイミングを示す。
なお、以下の説明では副回路2側の信号検出が主回路1側の信号検出に比して遅れる場合を例として説明するものとして説明する。
先ず、タイミングt0の前で、入力信号aに変化が生じたとする。この変化に対し、主回路1から出力される信号bは、タイミングt0からt1の間で現れる。
また、このタイミングt0からt1の間では副回路2から出力される信号cに変化は生じていない。即ち、回路素子の個体差等に起因するタイムラグのためである。
なお、図3において、信号b及び信号cの変化は、実際の電圧値の変化と同様に、徐々に変化するように表している。
The timing chart of FIG. 3 shows the timing at which the signals input (output) to each part of the
In the following description, the case where the signal detection on the
First, it is assumed that the input signal a has changed before the timing t0. In response to this change, the signal b output from the
Also, no change occurs in the signal c output from the
In FIG. 3, changes in the signal b and the signal c are expressed so as to gradually change, as in the actual voltage value change.
タイミングt1で、第1変化検出部7は、主回路1から出力された信号bの変化(点A)を検出し、パルス出力部9に対しパルスを発生させる指示信号(信号d)を出力する(点A´)。このタイミングt1の時点でも、副回路2から出力される信号cには依然として変化が生じていない状態である。
At timing t1, the
これに対し、コンパレータ3は、信号b及び信号cの変化(電圧値の変化)を検出しステータス信号(信号i)を論理演算回路14及びフィルタ回路4に出力する。このステータス信号(論理的に)「1」の信号の入力を受けた論理演算回路14では、否定演算回路13から入力された(論理的に)「1」の信号との論理積演算から、(論理的に)「1」となる信号kをスイッチ6に出力する。信号kの入力を受けたスイッチ6はスイッチを開放し、PV値のホールドが行われることとなる。
ステータス信号(信号i)の入力を受けたフィルタ回路4のタイマでも、エラーステータスフラグ(信号j)をコンピュータ側に出力するまでの所定時間の計時が開始される。
On the other hand, the
The timer of the
一方、パルス出力部9は、第1変化検出部7から入力されたパルスの発生を指示する信号(信号d)を受け、論理演算回路11にパルス信号を出力する。なお、パルス信号の出力時間は、少なくとも入力信号のサンプリング周期分であることが好ましい。即ち、主回路1と副回路2との回路素子等の違い等に起因して生ずるタイミング誤差により、論理演算回路11にアサートされたパルス信号が同一のタイミングで入力されない(又は論理演算回路11にアサートされた両パルス信号が入力されているタイミングが無い)場合も考えられる。
そこで、第1変化検出部7(又は第2変化検出部8)で検出した信号の変化に対し、パルス出力部9(又は10)によって少なくとも入力信号のサンプリング周期分のアサート信号d´(又はe´)の出力を行うことで、第1変化検出部7及び第2変化検出部8で検出した信号d及び信号eの変化時間と加えて、論理演算回路11に対してサンプリング周期以上のアサート信号の出力を補償することが可能となる。この結果、論理演算回路11に論理的に「1」となる信号を同時に入力(又は同時に入力されているタイミングが有る)することができる。
On the other hand, the pulse output unit 9 receives a signal (signal d) instructing generation of a pulse input from the first
Therefore, an assert signal d ′ (or e) corresponding to at least the sampling period of the input signal is output by the pulse output unit 9 (or 10) with respect to the change in the signal detected by the first change detection unit 7 (or the second change detection unit 8). In addition to the change times of the signal d and the signal e detected by the first
次に、タイミングt1からt2の間で、副回路2から出力する信号cに、入力信号aに応じた変化が生ずる。
タイミングt2で、信号cの変化(点B)を第2変化検出部8が検出し(点B´)、パルス出力部10にパルス出力指示信号(信号e)を出力する。パルスの出力を指示する信号(信号e)が入力されたパルス出力部10は、第2変化検出部8より入力されたアサートされた信号がネゲートされた後も、少なくともサンプリング周期分のパルスを発生する。
Next, a change corresponding to the input signal a occurs in the signal c output from the
At timing t2, the
タイミング2で、論理演算回路11では、パルス出力部9及び10から入力されたアサートされたパルス信号を検出する。図3において、時間txはパルス出力部9及び10から出力されたパルス信号d´及びe´が論理演算回路11で同時期に入力されている時間間隔を示している。論理演算回路11では、このtxの間に入力されたパルス信号d´(論理上「1」)及び信号e´(論理上「1」)に基づいて論理積演算を行い、「1」の結果を導く。即ち、論理上「1」となり、アサートされた信号をパルス出力部12(信号f)に出力する。
At
パルス出力部12は、この信号fの入力を受け、その後所定時間パルス信号(信号g)を発生し、否定演算回路13及びフィルタ回路4に出力する。より詳細には、信号fがアサートされた時点で信号gがアサートし、信号fがネゲートされた後、所定時間パルス信号gを発生し続ける。
否定演算回路13では、信号gを論理的に「0」にする否定演算を行い、その結果として信号hを論理演算回路14に出力する。論理演算回路14には、タイミングt1の段階でコンパレータ3から信号i(論理的に「1」の信号)が既に入力されている。従って論理演算回路14で行われる論理積演算の結果は、信号i(「1」)と信号h(「0」)による論理積であるから「0」となる。この結果が導かれた瞬間に、論理演算回路14は、タイミングt1でコンパレータ3から信号iの入力を受けたときから出力していたスイッチ6に対する開放を指示する信号(信号k)の出力を停止することとなる。これにより信号kの入力が停止されたスイッチ6は閉じ、主回路1から出力された信号b(PV値)がコンピュータ側に再び入力されることとなる。
The
In the
一方、パルス出力部12から出力された信号gの入力を受けたフィルタ回路4では、タイミングt1でコンパレータ3からステータス信号(信号i)が入力されることにより計時を開始していたタイマがクリアされる(タイミングt2)。また、その後もパルス出力部12から信号gが出力され続ける間は、フィルタ回路4のタイマをクリアし続けることとなり、コンパレータ3からフィルタ回路4に出力されたステータス信号(信号i)がエラーステータス信号(信号j)としてコンピュータ側に出力されることがない。
On the other hand, in the
以上のように、入力制御装置40によれば、主回路1又は副回路2の故障等が生じた場合に、PV値のホールド処理を確実に行うことができるという効果がある。
As described above, according to the
また、入力信号aに変化が生じた場合に、信号bの変化を検出して出力する第1変化検出部7及びパルス出力部9、信号cの変化を検出して出力する第2変化検出部8及びパルス出力部10、これらから出力される信号が同時に入力されることで、入力信号a自体の変化であるか装置の故障等に起因する信号の変化であるか否かを判断する論理演算回路11、この論理演算回路11から出力される信号に基づいて所定時間パルスを出力するパルス出力部12によってこの変化が入力信号a自体の変化であるか装置の故障等に起因する信号の変化であるか否かを自動的に判断することができる。この判断が入力信号a自体の変化である場合に、論理演算回路14の論理積演算結果を「0」にしてスイッチ6を閉じさせ、フィルタ回路4のタイマをクリアさせてエラーステータスフラグがコンピュータ側に出力されることを防止することができる。
この結果、主回路1側又は副回路2側の故障等である場合には、前回PV値の更新処理を行うことができ、各回路素子の個体差により入力信号a自体の変化を故障等と誤認識する場合には、この誤認識に対してマスクを施し、即座にスイッチ6を開放してプラント側からの一次応答をコンピュータ側に入力することが確実にでき、コンピュータ側で利用されるPV値の精度を向上させることができるという効果がある。
In addition, when a change occurs in the input signal a, a first
As a result, when there is a failure on the
更に、このような効果を有する入力制御装置40は、比較的簡便な回路構成により低コストで実現することができるため、実用性が向上するという効果がある。
Furthermore, since the
〔応用例1〕
次に、上記説明を行った入力制御装置40を用いた応用例1について図4を用いて説明する。応用例1の入力制御モジュール41では、主回路1及び副回路2に独立して入力を行い、入力制御装置40で入力信号の診断及び異常時のPV値ホールド処理が行われるように構成されている。異常発生時には、スイッチ6を開放して異常となる前の前回PV値がホールドされるようになっている。
[Application Example 1]
Next, an application example 1 using the
セレクタ85は、前回PV値がホールドされた後、論理演算回路86からの指示信号に基づいて、そのまま前回PV値を使用するか、ユーザが予め指定した値に変更するかあるいはリセットするかの何れかに切換えを行うことができるようになっている。
After the previous PV value is held, the
論理演算回路86は論理積演算を行う論理回路であり、ユーザは上述のそのまま前回PV値の使用、指定値への変更又はリセットを予め設定しておくことができる。入力制御装置40からエラーステータスフラグが出力されると論理積演算を行い、セレクタ85にこれら何れかの設定を指示する指示信号を出力するようになっている。
一般に、プラント制御の技術分野では、プラント側からの入力信号に異常を検出したとしてもプラントの運転を停止させないようにする場合が多い。このため入力信号に異常を検出した場合には、代替として使用する入力信号を設定することができるようになっている。更に、この代替として使用される入力信号には複数の選択肢が設けられ、製造工程や製造している製品等の状況に応じてこれら選択肢を適宜選択してプラントの運転を継続させる方が実用上好ましいという事情がある。
The
Generally, in the technical field of plant control, even if an abnormality is detected in an input signal from the plant side, the operation of the plant is often not stopped. For this reason, when an abnormality is detected in the input signal, an input signal to be used as an alternative can be set. Furthermore, there are a plurality of options for the input signal used as an alternative, and it is practical to continue the operation of the plant by appropriately selecting these options according to the situation of the manufacturing process, the product being manufactured, etc. There is a favorable situation.
そこで、入力制御モジュール41では、故障等により入力信号に異常を検出する場合には、前回PV値を更新することもできるし、指定値82やリセット値(デフォルト値)83のように、ユーザの設定に従ってPV値を代替してフェイルセイフすることができるように構成されている。
Therefore, in the
以上のように、入力制御装置40を入力制御モジュール41に適用することで、プラント制御系に異常となったPV値が入力されることを確実に防ぐことができ且つPV値に代替する入力信号を前回PV値にする事もユーザが所望する任意の値に設定することが可能となり、プラントのシステム管理において入力信号の制御の精度が格段に向上するという効果がある。
As described above, by applying the
〔応用例2〕
次に、プラント側からの入力信号が多重化された場合の応用例として、入力制御装置46について説明する。図5に示す入力制御モジュール42は、プラント側からの入力信号が3系統以上に入力されるように構成されている。入力制御装置46は、このような入力系統が多重化(3以上)された場合でも好適な入力制御を行うことができるようになっている。図10に、入力系統が多重化(本応用例では入力回路が3つの例を示す)された場合の入力制御装置46の回路構成の一例を示す。
[Application 2]
Next, an
入力制御装置46と入力制御装置40との構成上の相違点は、コンパレータ3に代えてコンパレータ104を、論理演算回路11に代えて論理演算回路103を備え、更に、第3変化検出部101及びパルス出力部102が追加された点である。
Differences in configuration between the
コンパレータ104は、主回路1、副回路2及び副回路100から出力される信号を入力する。コンパレータ104は、入力されたこれら3つの信号の変化を比較し、所定の値以上に電圧値が変化する場合に論理演算回路103に論理的に「1」となるステータス信号を出力し、同時にフィルタ回路4にもステータス信号を送信する。より詳細には、これら3つの信号の全てが変化する場合のみならず、いずれか1つの信号が他の2つの信号と異なる電圧値に変化する場合にも信号を出力するようになっている。
The
第3変化検出部101は、第1変化検出部7及び第2変化検出部8と同様の構成を有するものであり、副回路100から入力された信号の変化を監視するものである。副回路100から入力された信号に変化がある場合は、パルス発生指示信号をパルス出力部102に送信し、パルス出力部102から少なくとも入力信号のサンプリング時間分のアサートされたパルス信号が論理演算回路103に出力される。論理演算回路103では、パルス出力部9、10及び102から出力されたパルス信号に基づいて論理積演算が行われる。論理演算回路103では、パルス出力部9、10及び102の全てからパルス信号が入力される場合、論理演算回路11にパルスの発生を指示するパルス発生指示信号を出力するようになっている。
The third
即ち、主回路1、副回路2及び副回路100を構成する各回路素子の個体差により生ずる信号検出のタイミングの誤差が生じても、パルス出力部9、10及び102からこのタイミングの誤差分の時間を補償するパルス信号が出力される。このため、コンパレータ104で認識した信号の変化が、プラント側から入力された入力信号そのものの変化であるのか、あるいは回路の故障等に起因する信号の変化であるのか否かを判別を確実に行うことができる。
That is, even if a signal detection timing error caused by individual differences between the circuit elements constituting the
以上のように、入力系統が多重化(3つ以上)されても、入力制御装置46の機能は十分に効果を発揮し、プラントの制御管理システムにおいて、精度の高い一次応答を入力することができる。
As described above, even if the input system is multiplexed (three or more), the function of the
以上、本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明は上記種々の例に限定されるものではない。 As mentioned above, although the best form for implementing this invention was demonstrated, this invention is not limited to the said various example.
1 主回路
2、100 副回路
3、104 コンパレータ
4 フィルタ回路
6 スイッチ
7 第1変化検出部
8 第2変化検出部
9、10、12、102 パルス出力部
11、14、86、103 論理演算回路
13 否定演算回路
20 バッファ
21 コンパレータ
40、46、50、60、70 入力制御装置
41、42 入力制御モジュール
81 前回PV値
82 指定値
83 リセット
85 セレクタ
101 第3変化検出部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記各入力回路のそれぞれに対応して設けられ、前記各入力回路の出力信号に基づいて前記入力信号の変化を検出する変化検出回路と、
前記変化検出回路のそれぞれに対して設けられ、前記変化検出回路の出力信号を受け、所定のパルス信号を出力する第1のパルス信号発生回路と、
前記第1のパルス信号発生回路の出力信号の論理積を演算する第1の演算回路と、
前記第1の演算回路の出力信号の反転を行う反転回路と、
前記反転回路の出力信号と前記診断回路の出力信号との論理積を演算し、その演算結果信号を前記遮断手段の開閉命令信号として当該遮断手段に出力する第2の演算回路と、
を備えることを特徴とする入力制御装置。 A plurality of independent input circuits to which the same input signal is input, an output circuit that outputs an output signal of any one of the input circuits as a process value, and an output signal of each input circuit A diagnostic circuit for diagnosing the presence or absence of an abnormality of the input signal; and a blocking means for receiving the diagnosis result signal of the diagnostic circuit and blocking the output circuit when the result signal indicates an abnormality of the input signal. In an input control device characterized by:
A change detection circuit provided corresponding to each of the input circuits, and detecting a change in the input signal based on an output signal of the input circuit;
A first pulse signal generation circuit that is provided for each of the change detection circuits, receives an output signal of the change detection circuit, and outputs a predetermined pulse signal;
A first arithmetic circuit for calculating a logical product of output signals of the first pulse signal generation circuit ;
An inverting circuit for inverting the output signal of the first arithmetic circuit;
A second arithmetic circuit that calculates a logical product of the output signal of the inverting circuit and the output signal of the diagnostic circuit, and outputs the calculation result signal to the blocking unit as an opening / closing command signal of the blocking unit;
An input control device comprising:
前記第1のパルス信号発生回路は、少なくとも前記入力信号のサンプリング時間分のパルス信号を出力することを特徴とする入力制御装置。 The input control device according to claim 1 ,
The input controller according to claim 1, wherein the first pulse signal generation circuit outputs a pulse signal corresponding to at least a sampling time of the input signal.
前記第1の演算回路の論理積演算により出力されるアサートされた結果信号を受けると出力を開始し、当該アサートされた結果信号がネゲートされたときから所定時間出力を継続する第2のパルス信号発生回路を更に備えることを特徴とする入力制御装置。 In the input control device according to claim 1 or 2 ,
A second pulse signal that starts output upon receipt of an asserted result signal output by a logical product operation of the first arithmetic circuit, and continues output for a predetermined time after the asserted result signal is negated An input control device further comprising a generation circuit.
前記第2のパルス信号発生回路がパルスを発生する前記所定時間は、少なくとも前記複数の入力回路の個体差から生じる前記入力信号を出力するタイミングの差分であることを特徴とする入力制御装置。 The input control device according to claim 3 ,
The input control device according to claim 1, wherein the predetermined time during which the second pulse signal generation circuit generates a pulse is a timing difference at which the input signal is output resulting from at least an individual difference between the plurality of input circuits.
前記診断回路から出力される前記入力信号の異常を示す結果信号を所定時間受けることで、前記入力信号のフェイル信号を出力するフェイル信号出力回路を更に備え、
前記フェイル信号出力回路は、前記第2の演算回路から出力されるパルス信号を受け、前記所定時間をクリアすることを特徴とする入力制御装置。 The input control device according to claim 4 ,
A fail signal output circuit for outputting a fail signal of the input signal by receiving a result signal indicating abnormality of the input signal output from the diagnostic circuit for a predetermined time;
The fail signal output circuit receives the pulse signal output from the second arithmetic circuit and clears the predetermined time.
前記入力信号は、アナログ信号又はデジタル信号であることを特徴とする入力制御装置。 In the input control device according to any one of claims 1 to 5 ,
The input control device characterized in that the input signal is an analog signal or a digital signal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006126219A JP4640251B2 (en) | 2006-04-28 | 2006-04-28 | Input control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006126219A JP4640251B2 (en) | 2006-04-28 | 2006-04-28 | Input control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007299174A JP2007299174A (en) | 2007-11-15 |
| JP4640251B2 true JP4640251B2 (en) | 2011-03-02 |
Family
ID=38768621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006126219A Expired - Lifetime JP4640251B2 (en) | 2006-04-28 | 2006-04-28 | Input control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4640251B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009217650A (en) * | 2008-03-12 | 2009-09-24 | Mitsubishi Electric Corp | Duplication control system |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6226557A (en) * | 1985-07-29 | 1987-02-04 | Mitsubishi Electric Corp | Programmable controller |
| JPH05233576A (en) * | 1992-02-25 | 1993-09-10 | Matsushita Electric Works Ltd | Duplex system |
| JP2001034303A (en) * | 1999-07-16 | 2001-02-09 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Switching method when an error occurs in the multiplexed transmitter detection signal selection circuit |
| JP3733938B2 (en) * | 2002-08-26 | 2006-01-11 | 株式会社日立製作所 | Redundant system |
-
2006
- 2006-04-28 JP JP2006126219A patent/JP4640251B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2007299174A (en) | 2007-11-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5722426B2 (en) | Computer system for control, method for controlling computer system for control, and use of computer system for control | |
| US7369969B2 (en) | Holding device for a sensor signal, method for forwarding a sensor signal and computer program | |
| JP2010073995A (en) | Fault diagnosis system of cooling fan, fault diagnosis device, fault diagnosis method, fault diagnosis program, and cooling device | |
| CN108238096B (en) | Torque Control Device | |
| US7827429B2 (en) | Fault tolerant computer | |
| JP2017033325A (en) | Semiconductor device | |
| JP5041070B2 (en) | Reception device, transmission device, and transmission method | |
| JP4640251B2 (en) | Input control device | |
| US20140019815A1 (en) | Processing error detection within pipeline circuitry | |
| JP6722055B2 (en) | Process synchronization control system and process synchronization control method | |
| US11531048B2 (en) | Voltage diagnostic circuit | |
| JP6353709B2 (en) | Backup signal generation circuit for load control | |
| EP2624255A1 (en) | Control device, and nuclear power plant control system | |
| JP2018163498A (en) | Monitoring circuit | |
| US20140365814A1 (en) | IO Pad Circuitry with Safety Monitoring and Control for Integrated Circuits | |
| WO2020110652A1 (en) | Electromagnetic brake control device and control device | |
| EP2626788A1 (en) | Control device and nuclear power plant control system | |
| US20120078575A1 (en) | Checking of functions of a control system having components | |
| RU2538337C2 (en) | Method and system for controlling at least one actuating element | |
| US7725767B2 (en) | Apparatus including an operating manager and a switch for disconnecting the operating manager from a bus | |
| JPH09167107A (en) | Microcomputer abnormality monitoring device | |
| JP5825480B2 (en) | Field wiring diagnosis device | |
| EP1742123A2 (en) | Continuous median failure control system and method | |
| US9148481B1 (en) | Embedded instrumentation architecture | |
| EP3663923B1 (en) | Independent and interlocking redundancy system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090115 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100609 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100615 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100625 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20101102 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20101115 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4640251 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131210 Year of fee payment: 3 |