JP2555724Y2 - ディジタルリレー - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、時計回路を備えたデ
ィジタルリレーに関する。

【０００２】

【従来の技術】保護継電器として用いられるディジタル
リレーには、従来より、保護システムの健否チェック、
または特性確認を自動的に実施する自動監視機能が備え
られていて、たとえば一日〜数日に一回、定期的に自動
点検が行われる。このような自動点検機能を有するディ
ジタルリレーには、比較的長周期で一定の処理を行うた
めに時計回路が備えられている。自動点検を行う周期は
外部から一定範囲内で任意に設定することができ、ディ
ジタルリレーの制御部におけるＣＰＵは時計回路を用い
て、設定された周期で予め定められた自動点検処理を行
う。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】ところが、このような
時計回路を備えた従来のディジタルリレーにおいては、
自動点検の起動タイミングを内蔵の時計回路の計時内容
に基づいて行うだけであるため、何らかの原因で時計回
路が不良となって停止すれば、設定周期を超えても自動
点検が起動されないままとなる。また、何らかの原因で
時計の精度が低下すれば、自動点検の起動タイミングが
ずれてゆくことになる。しかも従来の常時監視では自動
点検が正しく定期的に行われているか否かの検出ができ
ず、時計回路の異常動作も発見できなかった。仮に、係
員が定期的に点検するとしても、１日に数分程度の遅れ
や進み等は容易に確認できない。そのため、本来なら自
動点検によって発見されるべき不動作故障が発見され
ず、信頼性が低下するおそれがあった。

【０００４】この考案の目的は、時計回路の異常動作状
態を検出し、これによりたとえば自動点検の起動が正し
く定期的にかかっているか否かを判定できるようにした
ディジタルリレーを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この考案は、時刻または
時間を計時する時計回路を備え、この時計回路の計時内
容に応じた処理機能を有するディジタルリレーにおい
て、時計回路とは独立して一定周期でカウントを行う時
計監視用タイマと、時計回路の計時内容を読み出して一
時記憶する手段と、この記憶手段の記憶内容と時計回路
の計時内容との不一致検出によって時計回路の計時内容
の変化を検出するとともに、その変化周期を前記時計監
視用タイマによりカウントする手段と、該手段によるカ
ウント値が予め規定した下限値未満であるか否かを判定
する手段と、前記時計監視用タイマのカウント値が、前
記変化周期の予め規定した上限値に相当するカウント値
に達するまでに、前記変化が生じたか否かを判定する手
段とを設けたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】この考案のディジタルリレーでは、時計回路と
は独立して一定周期で時計監視用タイマが作動され、時
計回路の計時内容が読み出されて一時記憶され、その記
憶内容と時計回路の計時内容との不一致検出によって時
計回路の計時内容の変化が検出されるとともに、その変
化周期が時計監視用タイマによりカウントされる。この
カウント値が、予め規定した下限値（時計回路の計時内
容の変化に要する時間の下限値）未満であるか否かが判
定される。したがって、もし時計回路の歩進が規定値よ
り速まれば、時計監視用タイマのカウント値が上記下限
値に達するまでに時計回路の計時内容が変化することか
ら、その異常を検知することができる。また、この考案
のディジタルリレーでは、時計監視用タイマのカウント
値が、前記変化周期の予め規定した上限値に相当するカ
ウント値に達するまでに、前記変化が生じたか否かが判
定される。したがって、もし時計回路の歩進が規定値よ
り遅くなるか停止すれば、時計回路の計時内容が変化す
るまでに、時計監視用タイマのカウント値が、上記上限
値を超えることから、その異常を検知することができ
る。これらの計時内容の読み取りおよび判定は常時監視
項目の１つとすることができ、時計回路の異常動作を検
知したとき、対応する出力を行うことによって、故障状
態を直ちに報知することができる。

【０００７】

【実施例】この考案の実施例であるディジタルリレーの
構成をブロック図として図１に示す。図１においてＣＰ
Ｕ１はＲＯＭ４に書き込まれているプログラムを実行す
ることによってこの装置全体をディジタルリレーとして
機能させる。クロック発生回路２はＣＰＵ１およびタイ
ミング制御回路３に対しクロック信号を与える。タイミ
ング制御回路３はクロック信号を分周するとともに、Ｃ
ＰＵ１に対し一定周期で割り込み信号を与え、また各部
にタイミング信号を与える。ＲＡＭ５はサンプリングデ
ータの一時記憶、リレー演算の際のワーキングエリアお
よび後述する各種変数の記憶エリア等として用いられ
る。ＤＩ／Ｏ６は補助リレーのリレー接点状態を入力
し、ＣＰＵ１はＤＩ／Ｏ６を介して補助リレーの接点状
態を読み取る。ＤＩ／Ｏ７には常時監視において故障を
検知したことを表す補助リレー等の各種補助リレーが接
続されていて、ＣＰＵ１は時計回路の停止不良状態の検
出時にＤＩ／Ｏ７を介してその補助リレーを制御する。
キースイッチ９は各種値やモードの設定に用いられ、キ
ー制御回路８がキー入力制御を行う。表示器１１は時計
回路の異常動作状態を含めてディジタルリレーユニット
全体の動作状態を表示する。表示制御回路１０は表示器
１１の表示制御を行う。絶縁変換器１２，１３は被測定
信号を絶縁状態で所定レベルの電圧信号に変換し、フィ
ルタ１４，１５は折り返し誤差を防ぐために低域のみ通
過させ、サンプルホールド回路１６，１７はサンプリン
グ周期ごとに入力信号をホールドする。マルチプレクサ
１８は選択信号により選択された一方のホールド信号を
Ａ／Ｄコンバータ１９へ与える。

【０００８】Ａ／Ｄコンバータ１９はこれをディジタル
データに変換する。不揮発性メモリ２０は整定値を記憶
する。時計回路２１は、クロックジェネレータ、分周回
路、計時カウンタおよびＣＰＵのバスラインとのインタ
ーフェイスを行う回路からなる。ＣＰＵ１は必要な時点
で時計回路２１内の計時カウンタに対する時刻設定また
は計時カウンタの読み取りを行う。

【０００９】次に、図１に示したＲＡＭ５内の一部構成
を図３に示す。図３においてＣは時計監視用タイマを構
成するカウンタ（以下単に時計監視用タイマと言
う。）、Ｃ１，Ｃ２は時計監視用タイマＣのカウント値
が時計回路の計時内容の変化に要する時間に相当するカ
ウント値に達したか否かを判定する際の範囲を示すデー
タであり、時計回路の計時内容が変化したときに、時計
監視用タイマＣの値がＣ１〜Ｃ２の範囲内にあるなら、
時計回路は正常であるとみなす。また、図３においてＭ
は時計回路の計時内容を読み出して一時記憶するメモリ
である。たとえば時計回路の計時内容の内「秒」の１の
位のみを読み出して一時記憶する。

【００１０】図４は時計回路内の計時カウンタの内容を
示す図である。図４においてＹ１〜Ｙ４は「西暦年」を
表す四桁のデータ、ＭＯ２，ＭＯ１は「月」を表す二桁
のデータ、Ｄ２，Ｄ１は「日」を表す二桁のデータ、Ｈ
２，Ｈ１は「時」を表す二桁のデータ、Ｍ２，Ｍ１は
「分」を表す二桁のデータ、Ｓ２，Ｓ１は「秒」を表す
二桁のデータである。

【００１１】次に、図１に示したＣＰＵの実行するプロ
グラムのタイミングチャートを図２に示す。図２におい
てｔは図１に示したタイミング制御回路３から与えられ
る割り込みの周期であり、ＣＰＵはこの割り込みによっ
て一定時間リレープログラムを実行し、リレープログラ
ムの終了後、メインプログラムに戻る。メインプログラ
ムの実行中に割り込みがかかれば再びリレープログラム
を実行する。このようにｔの周期でリレープログラムと
メインプログラムを交互に実行する。後述するように、
リレープログラムでは、ＲＡＭ内に設けたカウンタＣを
インクリメントし、メインプログラムではカウンタＣの
値と時計回路の計時内容との関係から時計回路をチェッ
クする。

【００１２】図５は時計回路の計時内容の変化と時計監
視用タイマのカウント値の許容誤差範囲の関係を示す。
図５においてＣ０は時計監視用タイマのカウント値が、
時計回路の計時内容が変化するのに要する時間にカウン
トする中心値、Ｃ１およびＣ２はＣ０を中心としてカウ
ント値の許容誤差範囲を示す下限値および上限値であ
る。

【００１３】次に、ＣＰＵの処理手順をフローチャート
として図６および図７に示す。

【００１４】図６はリレープログラムの処理手順であ
り、タイミング制御回路３から割り込みがかかった時、
このリレープログラムを実行する。まず前記カウンタＣ
をインクリメントする（ｎ１）。続いて測定データを読
み取って、予め定められたリレー演算を行う（ｎ２→ｎ
３）。リレー演算の結果を予め定められた整定値と比較
する（ｎ４）。その結果、継電器を作動させる条件とな
れば接点出力を行う（ｎ４→ｎ５）。その他の場合には
接点出力を行わない（ｎ４→ＲＥＴＵＲＮ）。

【００１５】図７はメインプログラムの処理手順であ
り、まずメモリに時計回路の計時内容を一時記憶する
（ｎ１０）。具体的には図４に示した時計回路の計時内
容の内「秒」の１の位Ｓ１の値を図３に示したＲＡＭ中
のメモリＭに書き込む。続いて時計監視用タイマＣをク
リアする（ｎ１１）。その後、時計回路の計時内容とメ
モリとの一致判別を行う（ｎ１２）。具体的には時計回
路の計時内容の内「秒」の１の位とメモリＭとの比較を
行う。両者が一致すれば、監視用タイマＣが監視用タイ
マのカウント値の上限値Ｃ２（図５参照）以下であるか
否かの判定を行う（ｎ１３）。Ｃ≦Ｃ２であればその他
の常時監視（Ａ／Ｄ変換精度チェック、整定値照合チェ
ック、ウォッチドッグタイマのリセット、ＤＩ／Ｏチェ
ック、トリップ回路監視および電源監視など）を行う
（ｎ１４）。その後はステップｎ１２以降の処理を順次
繰り返す（ｎ１４→ｎ１２・・・）。その後の時間経過
に伴って時計回路の計時内容が順次更新されていくとと
もに、図６に示したリレープログラムの割り込み処理に
よって、時計監視用タイマＣの値が順次インクリメント
されていく。もし、時計回路の計時内容がメモリの内容
と異なるようになれば、すなわち時計回路の計時内容が
変化すれば、時計監視用タイマＣがそのカウント値の下
限値Ｃ１以上であるか否かの判定を行う（ｎ１５）。Ｃ
≧Ｃ１であれば、すなわち、時計監視用タイマＣのカウ
ント値が許容誤差範囲内であれば、時計監視用タイマＣ
をクリアし、メモリに再び時計回路の計時内容「秒」の
１の位を書き込む（ｎ１６→ｎ１７）。もし、時計監視
用タイマのカウント値Ｃが上限値Ｃ２を超えても時計回
路の計時内容の変化が検出されなければ、時計回路が停
止状態または異常に遅れている不良状態であるとみなし
て、異常報知を行うとともに接点出力を行って警報用の
補助リレーを作動させる（ｎ１２→ｎ１３→ｎ１８）。

【００１６】また、時計監視用タイマのカウント値Ｃが
下限値Ｃ１未満であるにもかかわらず時計回路の計時内
容の変化が検出されたなら、時計回路が異常に進む不良
状態であるとみなして、異常報知を行うとともに接点出
力を行って警報用の補助リレーを作動させる（ｎ１２→
ｎ１５→ｎ１８）。

【００１７】なお、実施例では時計回路の計時内容のう
ち「秒」の１の位のみを、計時内容の変化を検出する対
象としたが、図４に示した時計回路の計時内容のうちそ
の他の桁を対象としてもよく、また全ての桁を対象とし
て、それぞれの桁に応じた監視用タイマを設け、それぞ
れの監視用タイマが許容誤差範囲内で計時内容に変化が
生じるか否かを判定するようにしてもよい。このことに
よって時計回路の計時内容を表すカウンタのいわゆるビ
ット落ち等による異常変化をも検知することができる。

【００１８】

【考案の効果】この考案によれば、時計回路自体が不良
となって異常動作した場合、これを常時監視により速や
かに発見することができ、しかもたとえば１日に数分の
遅れや進みが生じる程度の精度の低下をも自動的に早期
に検出することができる。そのため、自動点検などの、
時計回路の計時内容に応じた処理が不実施状態となるこ
とや、その起動タイミングのずれを未然に防ぐことがで
き、装置が故障したままの状態で系統事故と遭遇して不
良動作を起こす、といったことのない信頼性の高いディ
ジタルリレーが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の実施例に係るディジタルリレーのブ
ロック図である。

【図２】ＣＰＵの動作タイミングを示す図である。

【図３】ＲＡＭの一部構成図である。

【図４】時計回路の計時内容を示す図である。

【図５】時計回路の計時内容の変化と時計監視用タイマ
のカウント値との関係を示す図である。

【図６】割り込み時に実行されるリレープログラムに相
当するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。

【図７】メインプログラムに相当するＣＰＵの処理手順
を示すフローチャートである。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】時刻または時間を計時する時計回路を備
   え、この時計回路の計時内容に応じた処理機能を有する
   ディジタルリレーにおいて、 時計回路とは独立して一定周期でカウントを行う時計監
   視用タイマと、 時計回路の計時内容を読み出して一時記憶する手段と、
   この記憶手段の記憶内容と時計回路の計時内容との不一
   致検出によって時計回路の計時内容の変化を検出すると
   ともに、その変化周期を前記時計監視用タイマによりカ
   ウントする手段と、該手段によるカウント値が予め規定
   した下限値未満であるか否かを判定する手段と、 前記時計監視用タイマのカウント値が、前記変化周期の
   予め規定した上限値に相当するカウント値に達するまで
   に、前記変化が生じたか否かを判定する手段とを設けた
   ことを特徴とするディジタルリレー。