JPS6310441B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は２重化構成の入力信号切換装置に関
し、更に詳しくは信号切換時に制御系に大きな外
乱を与えないように構成された入力信号切換装置
に関する。

プラント制御システムの中で、重要な部分では
信号の多重化が行われる。例えば、原子力プラン
トでは信号を３重化し多数決で正しい信号を選択
している。原子力プラントほど信頼性を必要とし
ないプラント、或いは信頼性が要求されるにも拘
らず計装費用をそれほどかけられないプラント等
においては信号の２重化が行われている。２重化
システムでは、３重化システムの場合のようにど
の信号が正しいかということを判別することがで
きない。そこで、通常は２つの信号間の偏差が急
激に増大したような時には、操作者が正しいと思
われる方の信号側に切換えて操作している。この
ような従来の方法では、例え正しい方の信号に切
換えることができたとしても、切換時に生じる外
乱の影響を避けることができない。

本発明はこのような点に鑑みてなされたもので
あつて、２重化信号のうち一方が急変した時に安
全と思われる方の信号をそのまま、或いは信号急
変時の信号（中間値）を出力するような回路を設
けて切換時に生じる外乱の影響を無くした入力信
号保持切換装置を実現したものである。以下、図
面を参照して本発明を詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示す電気的構成
図である。図において、１乃至３はそれぞれ信号
e₁〜e₃が入力する入力端子、４は２重化信号e₁と
e₂との差が許容差以内にあるかどうかを判別する
偏差モニタである。この偏差モニタは２重化信号
e₁とe₂との差ΔHがe₁，e₂のうち小さい方の値Ｌ
に対して例えば0.5％を越えるようになつたとき
に警報（アラーム）を出力するようになつてい
る。本来、e₁とe₂とは同一点の信号であるので理
論的には一致しなければならないものであるが、
計装ルートを異ならしめてあるので器差による不
一致が生じる。このような事情を考慮に入れて、
許容差を例えば0.5％ととるのである。

５は第１の信号e₁と第２の信号e₂とを受ける第
１のローセレクタ、６は第２の信号e₂と第３の信
号e₃とを受ける第２のローセレクタ、７は第３の
信号e₃と第１の信号e₁とを受ける第３のローセレ
クタ、８はこれら第１〜第３のローセレクタの出
力を受けるハイセレクタである。乃至はそれ
ぞれ第１乃至第３の信号がそのまま接続される接
点、は前記ハイセレクタ８の出力が接続される
接点、SWはこれら接点を択一して選択するスイ
ツチである。該スイツチの出力Voが、本発明装
置の出力となる。９はスイツチSWの出力を受け
る遅れ要素で、その出力は第３の信号e₃として入
力端子３に接続されている。遅れ要素９は系の安
定化のために設けられている。このように構成さ
れた装置の動作を説明すれば、以下のとおりであ
る。

先ず、正常運転時の動作について説明する。第
２図は、正常運転時の動作を示す図である。２重
化信号e₁，e₂が変化していない信号安定時には、
第３の信号e₃はe₁，e₂のうち何れか一方に一致す
る。次に、信号が増加する時の動作について説明
する。信号安定時にe₃がe₂に一致していたものと
すると、信号増加時にはe₃はf₁に示すようにe₂に
遅れ時間分だけ遅れて追従する。第３図は、この
ときの信号の流れを示す図である。図中、太線の
部分が信号を示している（この項以下同じ）。

一方、信号安定時にe₃がe₁に一致していたもの
とすると、信号増加時にはe₃は信号が増加した時
点からf₂に示すようにフラツトな特性を示し、最
終的にはe₂側に乗り換える。即ち、信号増加時に
はe₃は常に小さい方の信号に一致する。第４図
は、フラツトな特性を示すf₂部分の信号状態を示
す図である。第４図について説明を加える。e₁と
e₃は第３のローセレクタでぶつかり合うが、e₃が
e₁よりも一定時間遅れるためe₁＞e₃となる。従つ
て、第３のローセレクタからはe₃が出力され、続
くハイセレクタ８では最大信号であるところのe₃
が選択されて出力される。e₃は、遅れ要素９を経
て入力側にフイードバツクされる。以後はe₃は図
に示すループが形成されるのでその値は一定とな
り、この状態はe₂が増大してe₃に追いつくまで続
く。

次に信号減少時の動作について説明する。e₃が
e₁に一致していたものとすると、信号減少時には
e₃は第２図に示すように遅れ時間分遅れて追従す
る。第５図は、このときの信号の流れを示す図で
ある。即ち、信号減少時にはe₃は大きい方の信号
に一致する。仮にe₃が信号安定時にe₂に一致して
いたとしても、信号が減少しはじめると共にe₃は
大きい方の信号e₁に一致する。f₃はこのときの信
号の動きを示す図で、このときの信号の流れは第
４図に示すと同様のループを構成している。そし
て、e₃がe₁とぶつかるとe₁に追従して減少する。

このような動作を示す装置に信号の突変が生じ
たときの信号の切換動作を、以下に説明する。第
６図は、信号変換時の切換動作を示す図である。
図ではａ乃至ｄの４つの突変状態を示している。
以下、それぞれの場合を例にとつて説明する。先
ずａは、e₃がe₂に追従して増加中にe₁が急激に増
大した場合である。この場合は、本発明回路が信
号増加時には小さい方の信号に一致するように構
成されている結果、e₃はe₁の急変には関係なくe₂
に追従する。出力Voとしてはe₂が出力される。
一般にａのような突変が、プロセス自体の突変で
ある場合はe₂もe₁と同様に急変する筈であるか
ら、このように動作することは合理的である。

同図ｂは、ａとは逆にe₁が急激に減少した場合
である。このときには、急変時点でe₁＜e₂となる
ので、第１図に示す回路は第４図に示すようなル
ープが形成され、出力Voとしてはe₃が出力され
る。このときのe₃は急変時の値（中間値）を保持
する。一方、偏差モニタ４からはアラームが発生
するので、操作者は何れかの信号系（多分にe₁の
ルートであろうが）の故障を修理する。この間、
出力Voは一定値に保持されているので、系に外
乱を与えることもない。

同図ｃは、e₃がe₁に追従して信号減少中にe₁が
急激に増大した場合を示す。このときには、信号
急変時からe₃がホールドされ、このホールドされ
た中間値が出力される。同図ｄは、今度e₁が急激
に減少した場合を示す。この場合は、e₃は急変時
点でe₁からe₂に乗り換え、Voはe₁からe₂に切換わ
る。この場合もａについて説明したと同様、信号
の変化のゆるやかな方にe₃を追従させるので安全
である。

以上、詳細に説明したように、本発明によれば
２重化信号のうち一方が急変した時に安全と思わ
れる方の信号をそのまま、或いは信号急変時の中
間値を出力するような回路を設けて切換時に生じ
る外乱の影響を無くした入力信号保持切換装置を
実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す電気的構成
図、第２図は正常運転時の動作を示す図、第３図
〜第５図は信号の流れを示す図、第６図は信号突
変時の切換動作を示す図である。 １〜３…入力端子、４…偏差モニタ、５〜７…
ローセレクタ、８…ハイセレクタ、９…遅れ要
素、SW…スイツチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１乃至第３の信号e₁〜e₃を受ける信号入力
   部と、第１の信号e₁と第２の信号e₂とを受ける第
   １のローセレクタ５と、第２の信号e₂と第３の信
   号e₃とを受ける第２のローセレクタ６と、第１の
   信号e₁と第３の信号e₃とを受ける第３のローセレ
   クタ７と、第１乃至第３のローセレクタの出力信
   号を受けるハイセレクタ８と、このハイセレクタ
   からの信号，前記第１乃至第３の信号e₁〜e₃のう
   ちのいずれか１つを選択するスイツチ回路SW
   と、このスイツチ回路の出力を遅れ要素９を介し
   て前記第３の信号として帰還する帰還回路とを備
   え、 前記スイツチ回路SWの出力を出力信号として
   得るようにした入力信号保持切換装置。