DE3920516A1 - Steuersystem fuer industrielle anlagen - Google Patents
Steuersystem fuer industrielle anlagenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Steuersysteme für
industrielle Anlagen.
Oft besteht bei industriellen Anlagen das Bedürfnis nach
einem Steuersystem, das die industrielle Anlage
abschaltet, falls die Anlage nicht innerhalb eines
vorbestimmten Arbeitsbedingungsbereichs läuft.
Ein bekanntes Steuersystem, das die industrielle Anlage
abschaltet, wenn diese außerhalb vorbestimmter
Betriebsparameter arbeitet, umfaßt mehrere Sensoren, die
Parameter der industriellen Anlage feststellen und
Ausgangssignale an eine Logikschaltung liefern, die die
Ausgangssignale analysiert, um festzustellen, ob die
industrielle Anlage außerhalb des vorbestimmten
Betriebsbereichs arbeitet. Wenn die Logikschaltung
bestimmt, daß die industrielle Anlage außerhalb des
vorbestimmten Arbeitsbereichs läuft, wird ein
Abschaltsignal erzeugt, das verschiedenen Vorrichtungen
zugeführt wird, um die industrielle Anlage schnell
abzuschalten.
Die Folgen eines Fehlers bei der Abschaltung der
industriellen Anlage bei Bedarf, d. h. wenn die Anlage
außerhalb des vorbestimmten Arbeitsbereichs läuft, sind
jedoch sehr schwerwiegend, insbesondere bei gewissen
chemischen Anlagen oder bei Kernreaktoranlagen. Das
bekannte Steuersystem ist unzulänglich, da ein Fehler
irgendeines Teils des Steuersystems die Möglichkeit
schaffen kann, daß die industrielle Anlage weiterhin
arbeitet, obgleich ein Abschalten notwendig ist.
Um die Probleme eines Fehlers irgendeines Teils des
beschriebenen Steuersystems zu lösen, sind verbesserte
Steuersysteme entwickelt worden, die mehrere Gruppen von
Sensoren und eine Zahl logischer Kreise sowie eine
Mehrheitslogikschaltung aufweisen. Bei einem derartigen
Steuersystem sendet jede Gruppe von Sensoren ihre
Ausgangssignale nach einer der Logikschaltungen, welche
die Ausgangssignale analysiert, um festzustellen, ob die
industrielle Anlage außerhalb vorbestimmter
Betriebsbereiche arbeitet. Jede Logikschaltung sendet der
Mehrheitslogik ein Signal. Die Mehrheitslogik führt eine
Funktion der von den Logikschaltungen empfangenen Signale
durch, um ein äußerst betriebssicheres Abschaltsignal zu
erzeugen. Wenn irgendeiner der Sensoren oder irgendeine
der Logikschaltungen ausfällt, dann gewährleisten die
übrigen Sensoren in den anderen Gruppen und
Logikschaltungen, daß Abschaltsignale der Mehrheitslogik
durch einige der Logikschaltungen übermittelt werden.
Die Mehrheitslogikschaltungen sind jedoch fehleranfällig
und bei gewissen industriellen Anlagen ist die
Fehlermöglichkeit einer Mehrheitslogikschaltung noch zu
groß im Hinblick auf die Möglichkeit, daß kein Abschalten
erfolgt, wenn dies aus Betriebsgründen erforderlich ist.
Ein weiteres Steuersystem löst das Problem des Ausfalls
der Mehrheitslogikschaltung, wobei mehrere
Mehrheitslogikschaltungen benutzt werden, von denen jede
Ausgangssignale von allen Logikschaltungen empfängt. Bei
diesem Steuersystem arbeitet jede Mehrheitslogik
unabhängig im Hinblick auf das Abschalten der
industriellen Anlage.
Ein solches Steuersystem stellt ein wirksames Mittel zur
Abschaltung industrieller Anlagen bei Bedarf mit einer
verminderten Fehlerwahrscheinlichkeit dar. Jedoch
erfordert dieses Steuersystem eine relativ große Zahl von
Mehrheitslogikschaltungen und eine relativ große Zahl von
Verbindungen, wodurch das Steuersystem relativ umfangreich,
komplex und teuer wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Steuersystem für eine industrielle Anlage zu schaffen,
welches ein Abschalten der Anlage mit Sicherheit dann
gewährleistet, wenn die industrielle Anlage außerhalb
eines vorbestimmten Arbeitsbereichs läuft, wobei eine
relativ niedrige Fehlerwahrscheinlichkeit besteht und
wobei das Steuersystem einen verminderten Aufwand hat und
relativ einfach und billig herzustellen ist.
Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe bei einem
Steuersystem für eine industrielle Anlage gelöst durch
die folgenden Merkmale: mehrere Instrumentengruppen und
mehrere Logikschaltungen, wobei jede Instrumentengruppe
mehrere Sensoren umfaßt, um Parameter der industriellen
Anlage festzustellen, und jede Instrumentengruppe mehrere
in Reihe geschaltete Steuergeräte umfaßt und jeder Sensor
jedem in Reihe geschalteten Steuergerät ein
Ausgangssignal liefert; jede Logikgruppe umfaßt mehrere
Selbstwähllogikkreise, ein Synchronisiergerät, eine
Mehrheitslogikschaltung, einen Seriell-Parallel-Wandler
und eine Steuerlogik; jedes in Reihe geschaltete
Steuergerät in jedem Instrument ist so angeordnet, daß
Ausgangssignale von jedem Sensor in der Instrumentengruppe
sequentiell einem der Selbstwähllogikschaltungen in jeder
Logikgruppe seriell über jeweilige Übertragungsleitungen
geliefert werden; jede der Selbstwähllogikschaltungen in
jeder Gruppe ist so angeordnet, daß Daten von mehreren
Sensoren von einer der Instrumentengruppen ausgewählt und
die Daten der Synchronisierstufe geliefert werden; die
Synchronisierstufe jeder Logikschaltung ist so
angeordnet, daß die Daten von jeder Selbstwähllogik der
Mehrheitslogik der Logikgruppe derart zugeführt werden,
daß die Ausgangssignale der Sensoren in jeder
Instrumentengruppe die gleichen Parameter feststellen,
die der Mehrheitslogik im wesentlichen gleichzeitig
zugeführt werden; jede Mehrheitslogik ist so angeordnet,
daß eine Mehrheitsfunktion an den Ausgangssignalen der
Sensoren in allen Instrumentengruppen, die den gleichen
Parameter feststellen, eine Reihe von einzelnen höchst
betriebssicheren Signalen erzeugt, die dem Seriell-
Parallel-Wandler der Logikschaltung zugeführt werden,
wobei jeder Seriell-Parallel-Wandler die seriellen höchst
betriebssicheren Signale in parallele höchst
betriebssichere Signale umwandelt, die der Steuerlogik
der Logikschaltung zugeführt werden; jede Steuerlogik ist
so angeordnet, daß der Betrieb einer industriellen Anlage
gemäß den höchst betriebssicheren Signalen gesteuert
wird.
Die Steuerlogik kann eine Abschaltlogik sein, welche die
Arbeitsweise einer Abschaltvorrichtung für die
industrielle Anlage steuert.
Die Steuerlogik kann ein Steueralgorithmus-
Prozessorkreis sein, der kontinuierlich die industrielle
Anlage steuert.
Wenigstens eine der Selbstwähllogikschaltungen kann Daten
von den Sensoren einer der Instrumentengruppen auswählen,
indem die Übertragungsleitungen mit seriellen Signalen
gewählt werden.
Wenigstens einer der Selbstwähllogikkreise kann Daten von
den Sensoren der Instrumentengruppen auswählen, indem
eine Fehlerdetektorcodierung bewirkt wird.
Die Synchronisierstufe kann einen ersten Eingangs-/
ersten Ausgangsspeicher aufweisen.
Die sequentiellen Ausgangssignale können den seriellen
Verbindungssteuerstufen über die jeweiligen zweiten
Übertragungsleitungen zugeführt werden, um eine
Decodierung und einen Vergleich mit den übertragenen
Ausgangssignalen herbeizuführen.
Jede serielle Verbindungssteuerstufe kann einen
Fehleralarm besitzen.
Jede Instrumentengruppe kann eine Selbstprüfstufe
aufweisen, die so angeordnet ist, daß Prüfsignale jedem
seriellen Steuergerät zugeführt werden und jede serielle
Steuerstufe die Prüfsignale sequentiell mit den
Ausgangssignalen von jedem Sensor im Instrument der
Selbstwähllogik in jeder Logikgruppe seriell über
Übertragungsleitungen übermittelt, wobei die
Mehrheitslogikschaltung jeder Logikgruppe eine
Mehrheitsfunktion für die Prüfsignale von der
Selbstprüfstufe jeder Instrumentengruppe durchführt, um
ein äußerst betriebssicheres Prüfsignal zu erzeugen,
wobei jede Logikgruppe eine Prüfstufe aufweist, um zu
gewährleisten, daß das äußerst betriebssichere Prüfsignal
richtig ist.
Die Prüfstufe kann Signale von dem Seriell-Parallel-
Wandler empfangen.
Jede Prüfstufe kann einen Fehleralarm aufweisen.
Die industrielle Anlage kann eine Kernreaktoranlage sein.
Die Kernreaktoranlage kann ein Druckwasserreaktor sein.
Jede Fehlerabschaltlogikschaltung kann die Arbeitsweise
einer getrennten Abschaltvorrichtung steuern.
Jede Fehlerabschaltlogikschaltung kann so ausgebildet
sein, daß die Arbeitsweise eines einzigen Steuerstabes
oder einer Gruppe von Steuerstäben gesteuert wird.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung
zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Steuersystems für
eine industrielle Anlage, aufgebaut gemäß der
Erfindung,
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Instrumentengruppe
gemäß Fig. 1,
Fig. 3 ein Blockschaltbild der Logikgruppe gemäß
Fig. 1,
Fig. 4 eine Tabelle, welche die Testvektoren einer
Zwei-von-Drei-Mehrheitslogik veranschaulicht.
Ein Steuersystem (10) für eine (nicht dargestellte)
industrielle Anlage ist in Fig. 1 dargestellt. Es weist
mehrere Instrumentengruppen (12 A, 12 B bis 12 N) und
mehrere Logikgruppen (14 A, 14 B bis 14 L) auf.
Die Instrumentengruppe (12 A) ist schematisch im einzelnen
in Fig. 2 dargestellt und sie umfaßt mehrere Sensoren
(16 A, 16 B, 16 C bis 16 N), von denen jeder einen Parameter
oder eine Bedingung der industriellen Anlage feststellt.
Die Sensoren können beispielsweise Temperaturen, Drücke,
Vibrationen oder andere erforderliche Parameter an
gleicher Stelle oder an unterschiedlichen Stellen der
industriellen Anlage messen. Jeder der Sensoren (16 A,
16 B, 16 C bis 16 N) erzeugt ein Ausgangssignal, abhängig
von dem festzustellenden Parameter, welches den
jeweiligen Instrumentenkanälen (20 A, 20 B, 20 C bis 20 N)
über elektrische Leiter (18 A, 18 B, 18 C bis 18 N) zugeführt
wird. Die Instrumentenkanäle (20 A, 20 B, 20 C bis 20 N)
verarbeiten die Ausgangssignale und diese werden
beispielsweise verstärkt, gefiltert usw., um
Auslösesignale zu erzeugen. Die Instrumentenkanäle (20 A,
20 B, 20 C bis 20 N) sind derart angeordnet, daß die
jeweiligen Ausgangssignale zwei seriellen
Verbindungssteuergeräten (24 A und 24 B) über elektrische
Leiter (22 A, 22 B, 22 C bis 22 N bzw. 22 A′, 22 B′, 22 C′ bis
22 N′) zugeführt werden. Die Instrumentenkanäle (20 A bis
20 N) erzeugen außerdem partielle Auslösesignale. In dem
Ausführungsbeispiel werden zwei serielle
Verbindungssteuergeräte benutzt, jedoch ist es auch
möglich, mehr als zwei vorzusehen, so daß die
Betriebssicherheit des Steuersystems erhöht wird. Die
seriellen Verbindungssteuergeräte (24 A und 24 B) sind
vorgesehen, um die Ausgangssignale von jedem Sensor (16 A,
16 B, 16 C bis 16 N) seriell jeder Logikgruppe (14 A, 14 B bis
14 L) über elektrische Leiter (26 A bzw. 26 A′) zuzuführen,
die die Logikgruppen (14 A bis 14 L) in Reihe verbinden.
Elektrisch leitende Elemente (28 A und 28 A′) führen die
Ausgangssignale zu den seriellen Verbindungssteuergeräten
(24 A und 24 B) zurück, um zu prüfen, ob die
Ausgangssignale, die von den Logikgruppen empfangen
wurden, mit den ausgesandten Ausgangssignalen
übereinstimmen. Wenn eine Diskrepanz festgestellt wird,
hören die seriellen Verbindungssteuergeräte auf zu
senden, und wenn serielle Signale vorhanden sind, werden
diese durch die Logikgruppen benutzt. Die seriellen
Verbindungssteuergeräte (24 A und 24 B) sind elektrisch
durch Elemente (30 A und 30 B) mit Fehleralarmvorrichtungen
(nicht dargestellt) verbunden, um ein Fehleralarmsignal
zu liefern und auszulösen, wenn eine Diskrepanz durch die
seriellen Verbindungssteuergeräte (24 A und 24 B) zwischen
den ausgesandten Ausgangssignalen und den von den
Logikgruppen empfangenen Ausgangssignalen festgestellt
wird.
Die Instrumentengruppen (12 B, 12 C bis 12 N) sind im
wesentlichen gleich der Instrumentengruppe (12 A) und die
Instrumentengruppen (12 B, 12 C bis 12 N) besitzen Sensoren,
die die gleichen Parameter an den gleichen Stellen wie
bei der Instrumentengruppe (12 A) messen. Einige der
Instrumentengruppen brauchen jedoch nicht alle Sensoren
zu haben, wenn die Sensoren, die einen speziellen
Parameter messen, genügend betriebssicher sind und
demgemäß weniger Kopien erfordern als Instrumentengruppen
vorhanden sind. Wenn ein Sensor weggelassen wird, dann
wird seine Ausgangsleitung in den Anschalt- oder
Abschaltzustand gelegt, wie dies erforderlich ist, um die
gewünschte Mehrheitsbestimmung von den vorhandenen
Sensoren zu gewährleisten.
Die seriellen Verbindungssteuergeräte können irgendwelche
geeigneten Protokolle benutzen, beispielsweise ein
Fehlerdetektorprotokoll, welches beispielsweise einen
hamming-code (Fehlerkorrekturcode) codiert oder eine
zyklische Redundanzüberprüfung.
Die Logikgruppe (14 A) ist schematisch in weiteren
Einzelheiten in Fig. 3 dargestellt und sie umfaßt
mehrere Selbstwähllogikschaltungen (32 A, 32 B bis 32 N), d.
h. jeweils eine Selbstwähllogikschaltung für jede
Instrumentengruppe, und jede der
Selbstwähllogikschaltungen (32 A, 32 B bis 32 N) ist so
angeordnet, daß die Ausgangssignale von allen Sensoren
von einer Instrumentengruppe dadurch ausgewählt werden,
daß ein elektrisch leitfähiges Element mit seriellen
Signalen gewählt wird oder daß ein leitfähiges Element
unwirksam gewacht wird, welches keine seriellen Signale
hat. Daher wählt beispielsweise die
Selbstwähllogikschaltung (32 A) die Ausgangssignale von
allen Sensoren (16 A, 16 B, 16 C bis 16 N) von der
Instrumentengruppe (12 A) von dem leitenden Element (26 A
oder 26 A′). In gleicher Weise wählt die
Selbstwähllogikschaltung (32 B) die Ausgangssignale von
allen Sensoren von der Instrumentengruppe (12 B) vom
leitfähigen Element (26 B oder 26 B′). In gleicher Weise
wählen die Selbstwähllogikschaltungen (32 C bis 32 N) die
Ausgangssignale von allen Sensoren in den Gruppen (12 C
bis 12 N) .
Wenn ein Codierungsschema der hamming-Type benutzt wird,
dann wird in der Wähllogik ein Codeüberprüfer benutzt.
Die Selbstwähllogikschaltungen (32 A bis 32 N) sind so
angeordnet, daß Daten geliefert werden, d. h. die
gewählten Ausgangssignale werden nach der
Synchronisierstufe (36) überführt und diese
gewährleistet, daß die Ausgangssignale vom Sensor in
jeder Instrumentengruppe, die den gleichen Parameter
feststellen, der Mehrheitslogikschaltung (40) im
wesentlichen gleichzeitig über elektrisch leitfähige
Elemente (38 A bis 38 N) zugeführt werden. Die
Synchronisierstufe (36) kann einen ersten Eingangs-/
ersten Ausgangsspeicher aufweisen.
Die Mehrheitslogikschaltung (40) bewirkt eine
Mehrheitsfunktion der Ausgangssignale der Sensoren aller
Instrumentengruppen, die den gleichen Parameter
feststellen, und die Mehrheitsfunktion wird für die
Ausgangssignale für die Sensoren in allen
Instrumentengruppen für die Parameter aufeinanderfolgend
durchgeführt, um ein einziges serielles äußerst
betriebssicheres Signal zu erzeugen. Das einzige serielle
betriebssichere Signal wird mehreren Seriell-Parallel-
Wandlern (44) über ein elektrisch leitfähiges Element
(42) zugeführt und der Seriell-Parallel-Wandler (44)
wandelt das einzige serielle betriebssichere Signal in
parallele betriebssichere Signale um, die einer
Fehlerabschaltlogik (45) über elektrisch leitfähige
Elemente (46 A bis 46 N) zugeführt werden.
Die Fehlerabschaltlogik (48) steuert die Arbeitsweise
eines Abschaltmechanismus für die industrielle Anlage
gemäß den betriebssicheren Signalen, indem
Abschaltausgangssignale über Elemente (50) geliefert
werden.
Die Logikgruppen (14 B bis 14 L) sind im wesentlichen die
gleichen und sie arbeiten im wesentlichen in der gleichen
Weise wie die Instrumentengruppe (14 A).
Die Abschaltlogik ist so ausgebildet, daß die
Abschaltausgangssignale in einem von zwei-, zwei von
drei-, zwei von vier-, drei von vier- oder anderen
geeigneten Codierungen geliefert werden. Die
Abschaltausgangssignale werden durch Elemente (52)
zurückgeführt und geprüft, so daß sowohl die
Abschaltlogik und die Ausgangsverbindungselemente (50)
überprüft werden. Wenn durch diese Überprüfung ein Fehler
festgestellt wird, dann wird ein Fehleralarmsignal einer
(nicht dargestellten) Fehleralarmvorrichtung durch
elektrische Verbindungselemente (54) zugeführt, um den
Fehlalarm auazulösen und die Instandsetzung einzuleiten.
Die Abschaltlogik (48) weist außerdem
Fehlerdetektorcodierungen zusätzlich zu der
Rückführungsprüfung auf.
Die Instrumentengruppe (12 A) besitzt ein Selbstprüfsystem
(56), welches Prüfsignale dem seriellen
Verbindungssteuergerät (24 A und 24 B) über elektrische
Verbinderelemente (58 A bzw. 58 B) liefert. Die seriellen
Verbindungssteuergeräte (24 A, 24 B) liefern die
Prüfsignale sequentiell mit den Ausgangssignalen von den
Sensoren nach der Instrumentengruppe nach einem
Selbstwähllogikkreis in jeder Logikgruppe. Die
Prüfsignale werden durch die Synchronisiervorrichtung,
die Mehrheitslogik und den Seriell-Parallel-Wandler
behandelt. Die Logikgruppe (14 A) besitzt eine
Prüfschaltung (64), die das Prüfsignal durch die
elektrischen Verbinderelemente (62) vom Seriell-Parallel-
Wandler (44) empfängt. Die Prüfschaltung (64) weist ein
elektrisches Verbindungselement (66) auf, das ein
Fehleralarmsignal einer Fehleralarmvorrichtung (nicht
dargestellt) zuführt.
Wenn die Selbstwähllogikschaltungen ihre Entscheidung auf
das Vorhandensein serieller Signale gründen, ist es
notwendig, daß die seriellen Verbindungssteuergeräte mit
einer Übertragung aufhören, wenn ein Fehler festgestellt
wird.
Sämtliche Instrumentengruppen (12 B bis 12 N) besitzen
außerdem Selbstprüfsysteme und sämtliche Logikgruppen
(14 B bis 14 L) besitzen Prüfschaltungen.
Die Selbstprüfsysteme in den verschiedenen
Instrumentengruppen sind so ausgebildet, daß
unterschiedliche Testsignale abgestrahlt werden, so daß
sie bei Erreichen der Mehrheitslogikschaltungen eine
Gruppe von Testvektoren bilden. Die Prüfschaltungen
stellen fest, ob die Mehrheitslogikschaltungen richtig
auf die Testvektoren ansprechen, nachdem diese in
Parallelform umgewandelt sind, und wenn das Ansprechen
unzutreffend ist, wird ein Fehleralarmsignal der
Fehleralarmvorrichtung zugeführt, um die Instandsetzung
einzuleiten. Ein Beispiel von Testsignalen ist in Fig. 4
für ein Zwei-aus-drei-Mehrheitssystem ersichtlich. Die
Mehrheitslogik sollte die Kombination von Testsignalen
von den Selbsttestsystemen von drei Instrumentengruppen
erhalten, und zwar von 001, 011, 001 . . . 111 in der
Folge, und es sollten die Ausgänge 0, 1, 0 . . . 1 erzeugt
werden, wobei die Prüfstufe feststellt, ob dies der Fall
ist.
Das Steuersystem besitzt eine individuelle
Parametermehrheit und ermöglicht eine hohe Flexibilität,
um das Ausmaß der Redundanz eines jeden individuellen
Sensors und Kanals festzulegen. Das Steuersystem weist
Selbsttestmerkmale auf, wodurch gewährleistet wird, daß
Fehler im empfindlichsten Bereich sich selbst anzeigen,
und hierdurch wird die Wahrscheinlichkeit eines
Systemfehlers durch Verminderung der Fehlererfaßzeit
vermindert. Die Redundanz an einzelnen Sensoren und
Kanälen statt in der Instrumentengruppe vermindert
ebenfalls die Wahrscheinlichkeit von Steuersystemfehlern,
so daß ein extrem betriebssicheres Steuersystem
geschaffen wird.
Bei dem Steuersystem wird die Mehrheit von einzelnen
Parametern benutzt und nicht eine Überwachung einer
Leitung wie bei bisherigen Anlagen. Ein weiterer Vorteil
des Steuersystems besteht darin, daß eine
Parametermehrheit erreicht wird mit der Zahl der
Logikgruppen, die eine Funktion der Zahl von unabhängigen
Ausgangssignalen ist, die erforderlich sind, statt eine
Funktion der Zahl der zu messenden Parameter.
Das beschriebene Steuersystem ist insbesondere geeignet
zur Verwendung in Verbindung mit Kernreaktoranlagen,
beispielsweise mit Druckwasserreaktoren (PWR). Bei einem
solchen Steuersystem werden die Abschaltausgangssignale
von den Logikgruppen getrennten Steuerstäben zugeführt
oder einer kleinen Gruppe von Steuerstäben, derart, daß
ein Fehler einer Logikgruppe oder eines Steuerstabes
weder eine Abschaltung bewerkstelligen noch verhindern
kann, infolge des beschränkten Effektes eines einzigen
Steuerstabes oder einer kleinen Gruppe von Steuerstäben.
Das Steuersystem kann benutzt werden, um die
Kernreaktoranlage unter Benutzung anderer Verfahren
abzuschalten.
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine
Abschaltlogik beschrieben, jedoch kann ein geeigneter
Steuerlogikkreis benutzt werden, um beispielsweise die
Abschaltlogik durch eine Steueralgorithmusprocessor-
Schaltung dann zu ersetzen, wenn eine kontinuierliche
Steuerung der industriellen Anlage erforderlich ist und
nicht eine Abschaltsteuerung.
Das Steuersystem ist in gleicher Weise geeignet zur
Benutzung bei anderen industriellen Anlagen,
beispielsweise bei gefährlichen chemischen Anlagen.
Im Steuersystem zur Benutzung in Verbindung mit einem
Kernreaktor sind die Ausgangssignale der Sensoren
Auslösezustände, während bei Steuersystemen zur Benutzung
in Verbindung mit anderen industriellen Anlagen die
Steuersignale der Sensoren Pegelsignale sein können. Die
Mehrheitslogik für andere industrielle Anlagen wäre so
anzuordnen, daß stürmische Ausgangssignale verhindert
werden, um ein höchst betriebssicheres am besten
angepaßtes Signal für diese Anlagen zur Verfügung zu
haben.
Claims (14)
1. Steuersystem für eine industrielle Anlage, bestehend
aus mehreren Instrumentengruppen und mehreren
Logikgruppen, wobei jede Instrumentengruppe mehrere
Sensoren aufweist, um Parameter der industriellen
Anlage festzustellen, und jede Logikgruppe eine
Mehrheitslogik umfaßt, dadurch
gekennzeichnet, daß jede
Instrumentengruppe (12 A bis 12 N) mehrere serielle
Verbindungssteuergeräte (24 A, 24 B) aufweist, daß
jeder Sensor (16 A bis 16 N) ein Ausgangssignal jedem
seriellen Verbindungssteuergerät (24 A, 24 B) liefert,
daß jede Logikgruppe (14 A bis 14 L) mehrere
Selbstwähllogikkreise (32 A, 32 B, 32 C), eine
Synchronisierstufe (36), einen Seriell-Parallel-
Wandler (44) und eine Steuerlogik (48) umfaßt, daß
alle seriellen Verbindungssteuergeräte (24 A, 24 B) in
jeder Instrumentengruppe (12 A bis 12 N) so angeordnet
sind, daß Ausgangssignale von jedem Sensor (16 A bis
16 N) in der Instrumentengruppe (12 A bis 12 N)
sequentiell zu einem der Selbstwähllogikschaltungen
(32 A bis 32 N) in jeder Logikgruppe (14 A bis 14 L)
seriell über entsprechende Übertragungsleitungen
(26 A bis 26 N) geliefert werden, daß jede
Selbstwähllogikschaltung (32 A bis 32 N) in jeder
Logikgruppe (14 A bis 14 L) so ausgebildet ist, daß
Daten von den Sensoren (16 A bis 16 N) von einer
Instrumentengruppe (12 A) ausgewählt werden, um die
Daten der Synchronisierstufe (36) zu liefern, daß
die Synchronisierstufe (36) jeder Logikschaltung
(14 A bis 14 L) so angeordnet ist, daß die Daten von
jedem Selbstwähllogikkreis (32 A bis 32 N) der
Mehrheitslogik (40) der Logikgruppe (14 A bis 14 L)
derart zugeführt werden, daß die Ausgangssignale von
den Sensoren (16 A bis 16 N) in jeder
Instrumentengruppe (12 A bis 12 N), die den gleichen
Parameter feststellen, an den Mehrheitslogikkreis
(40) im wesentlichen gleichzeitig angelegt werden,
daß jede Mehrheitslogik (40) eine Mehrheitsfunktion
auf die Ausgangssignale der Sensoren in allen
Instrumentengruppen (12 A bis 12 N), die den gleichen
Parameter feststellen, ausübt, um eine Reihe von
einzelnen betriebssicheren Signalen zu liefern, die
dem Seriell-Parallel-Wandler (44) der Logikgruppe
(14 A bis 14 L) zugeführt werden, daß jeder Seriell-
Parallel-Wandler (44) die seriellen betriebssicheren
Signale in parallele betriebssichere Signale
umwandelt, die der Steuerlogik (48) der Logikgruppe
(14 A bis 14 L) zugeführt werden, und daß jede
Steuerstufe (48) die Arbeitsweise der industriellen
Anlage gemäß den betriebssicheren Signalen steuert.
2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuerlogik
(48) eine Abschaltlogik ist, die eine
Abschaltvorrichtung der industriellen Anlage
steuert.
3. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuerlogik
(48) eine Steueralgorithmusprozessorschaltung ist,
die kontinuierlich die industrielle Anlage steuert.
Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß wenigstens eine
der Selbstwähllogikschaltungen (32 A bis 32 N) Daten
von den Sensoren (16 A bis 16 N) von einer
Instrumentengruppe (12 A bis 12 N) auswählt, indem
Übertragungsleitungen mit seriellen Signalen
ausgewählt werden.
5. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß wenigstens eine
der Selbstwähllogikschaltungen (32 A bis 32 N) Daten
von den Sensoren (16 A bis 16 N) von einer
Instrumentengruppe (12 A bis 12 N) auswählt, indem
eine Fehlerdetektorcodierung ausgewählt wird.
6. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die
Synchronisierstufe (36) einen ersten Eingangs-/
ersten Ausgangsspeicher umfaßt.
7. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die
sequentiellen Ausgangssignale den seriellen
Verbindungssteuergeräten (24 A, 24 B) über jeweilige
zweite Übertragungsleitungen (28 A bis 28 N) zugeführt
werden, um die übertragenen Ausgangssignale zu
decodieren und zu vergleichen.
8. Steuersystem nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß jedes serielle
Verbindungssteuergerät (24 A, 24 B) eine
Fehleralarmvorrichtung besitzt.
9. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß jede
Instrumentengruppe (12 A bis 12 N) eine
Selbstprüfvorrichtung (56) umfaßt, die Testsignale
jedem seriellen Verbindungssteuergerät (24 A, 24 B)
zuführt, daß jedes serielle Verbindungssteuergerät
(24 A, 24 B) Testsignale sequentiell zu
Ausgangssignalen von jedem Sensor in der
Instrumentengruppe nach einer Selbstwähllogikschaltung
(32 A bis 32 N) in jeder Logikgruppe (14 A bis 14 L)
seriell über Übertragungsleitungen (26 A bis 26 N)
liefert, daß die Mehrheitslogik (40) jeder
Logikgruppe (14 A bis 14 L) eine Mehrheitsfunktion auf
die Testsignale der Selbstprüfvorrichtung (56) einer
jeden Instrumentengruppe (12 A bis 12 N) ausführt, um
ein hochbetriebssicheres Testsignal zu erzeugen, und
daß jede Logikgruppe (14 A bis 14 L) eine
Prüfeinrichtung (64) besitzt, um zu gewährleisten,
daß die betriebssicheren Testsignale richtig
sind.
10. Steuersystem nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die
Prüfvorrichtung (64) Signale von dem Seriell-
Parallel-Wandler (44) erhält.
11. Steuersystem nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß jede
Prüfvorrichtung (64) eine Fehleralarmvorrichtung
besitzt.
12. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß jede
Fehlerabschaltlogik (48) die Arbeitsweise einer
getrennten Abschaltvorrichtung steuert.
13. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die industrielle
Anlage eine Kernreaktoranlage ist.
14. Steuersystem nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die
Kernreaktoranlage ein Druckwasserreaktor ist.
15. Steuersystem nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, daß jede
Fehlerabschaltlogik (48) die Arbeitsweise eines
einzelnen Steuerstabes oder einer Gruppe von
Steuerstäben steuert.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19941440B4 (de) * | 1999-08-31 | 2006-10-19 | Siemens Ag | Verfahren zum gesteuerten Betrieb einer Vorrichtung |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB8913048D0 (en) * | 1989-06-07 | 1990-04-25 | Marconi Co Ltd | Processor |
US5237518A (en) * | 1990-10-27 | 1993-08-17 | Vanderbilt University | Optimization method for adaptive sensor reading scheduling and delayed alarm evaluation in real-time diagnostic systems |
US5422808A (en) * | 1993-04-20 | 1995-06-06 | Anthony T. Catanese, Jr. | Method and apparatus for fail-safe control of at least one electro-mechanical or electro-hydraulic component |
WO1997018502A1 (en) * | 1995-11-14 | 1997-05-22 | Westinghouse Electric Corporation | Apparatus and method for prioritization of multiple commands in an instrumentation and control system |
JPH10261185A (ja) * | 1997-03-19 | 1998-09-29 | Hitachi Ltd | 入出力混在形信号変換器 |
DE19721366A1 (de) * | 1997-05-22 | 1998-11-26 | Bosch Gmbh Robert | Elektrische Schaltungsanordnung |
NZ508052A (en) * | 2000-11-09 | 2003-06-30 | Derek Ward | Programmable controller |
US20050263670A1 (en) * | 2001-10-18 | 2005-12-01 | Res-Q-Jack, Inc. | Methods and apparatus for buttress stabilization and embedded illumination means |
DE10301504B3 (de) | 2003-01-17 | 2004-10-21 | Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg | Einsignalübertragung sicherer Prozessinformation |
US7089072B2 (en) * | 2004-05-26 | 2006-08-08 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Semiconductor manufacturing fault detection and management system and method |
EP1632825B1 (de) | 2004-09-03 | 2008-10-29 | Derek Ward | Verbesserungen an numerischen Steuerungen und verwandten elektronischen Geräten |
US7657814B2 (en) * | 2006-02-23 | 2010-02-02 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Optimizing availability and safety by reconfiguring and auto-adjusting redundancy |
US8769360B2 (en) | 2010-10-14 | 2014-07-01 | International Business Machines Corporation | Dynamic detection and identification of the functional state of multi-processor cores |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3639778A (en) * | 1970-03-26 | 1972-02-01 | Lear Siegler Inc | Testing a signal voter |
US3805234A (en) * | 1972-07-31 | 1974-04-16 | Westinghouse Electric Corp | Digital data transmission system |
US3863215A (en) * | 1973-07-03 | 1975-01-28 | Rca Corp | Detector for repetitive digital codes |
DE2701924C3 (de) * | 1977-01-19 | 1987-07-30 | Standard Elektrik Lorenz Ag, 7000 Stuttgart | Steuereinrichtung für spurgebundene Fahrzeuge |
US4101958A (en) * | 1977-09-01 | 1978-07-18 | Rockwell International Corporation | Apparatus and method for effecting redundant control data transfer in a digital flight control system |
GB2063021B (en) * | 1979-09-12 | 1984-02-08 | Atomic Energy Authority Uk | Monitoring apparatus |
US4327437A (en) * | 1980-07-30 | 1982-04-27 | Nasa | Reconfiguring redundancy management |
US4447903A (en) * | 1981-05-22 | 1984-05-08 | Ael Microtel, Ltd. | Forward error correction using coding and redundant transmission |
US4409635A (en) * | 1981-06-18 | 1983-10-11 | Westinghouse Electric Corp. | Electrical power system with fault tolerant control unit |
FR2512980B1 (de) * | 1981-09-14 | 1983-12-23 | Aero Etudes Conseils | |
US4497059A (en) * | 1982-04-28 | 1985-01-29 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Multi-channel redundant processing systems |
DE3314181A1 (de) * | 1983-04-19 | 1984-10-25 | Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim | Verfahren zur ueberwachung der ermuedung von bauteilen, z.b. in kernkraftwerken |
US4749985A (en) * | 1987-04-13 | 1988-06-07 | United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Functional relationship-based alarm processing |
-
1988
- 1988-07-04 GB GB8815897A patent/GB2220280B/en not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-05-04 CA CA000598716A patent/CA1329248C/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-06-22 DE DE3920516A patent/DE3920516A1/de not_active Withdrawn
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- 1989-07-04 JP JP1172850A patent/JPH0273403A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19941440B4 (de) * | 1999-08-31 | 2006-10-19 | Siemens Ag | Verfahren zum gesteuerten Betrieb einer Vorrichtung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5057994A (en) | 1991-10-15 |
JPH0273403A (ja) | 1990-03-13 |
GB8815897D0 (en) | 1988-08-10 |
GB2220280B (en) | 1992-10-21 |
CA1329248C (en) | 1994-05-03 |
GB2220280A (en) | 1990-01-04 |
FR2633757A1 (fr) | 1990-01-05 |
FR2633757B1 (fr) | 1993-09-24 |
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