JPH03244001A - Triplex controller - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は、発電所設備として使用される半導体電力変換
装置を制御するための3重化制御装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a triplex control device for controlling a semiconductor power conversion device used as power plant equipment.
(従来の技術)
一般に、電動機駆動装置には半導体電力変換装置が利用
されているが、この半導体電力変換装置を制御する従来
の3重化制御装置の一例を第4図に示す。(Prior Art) Generally, a semiconductor power conversion device is used in an electric motor drive device, and FIG. 4 shows an example of a conventional triplex control device for controlling this semiconductor power conversion device.
第4図において、1と2は半導体電力変換を行う変換器
、3は変換器1と変換器2の間の脈動電圧を制御する直
流リアクトル、4は変換器1.2と直流リアクトル3か
ら構成される主回路、5は交流電動機、6は多数決回路
、7a〜7Cは同一構成の制御回路、8は共通の監視回
路である。In Fig. 4, 1 and 2 are converters that perform semiconductor power conversion, 3 is a DC reactor that controls the pulsating voltage between converters 1 and 2, and 4 is composed of converter 1.2 and DC reactor 3. 5 is an AC motor, 6 is a majority circuit, 7a to 7C are control circuits of the same configuration, and 8 is a common monitoring circuit.
このように構成された第4図の回路の動作を簡単に説明
する。まず、変換器1により交流電力が所望の直流電圧
に変換され、直流リアクトル3で平滑された後、変換器
2で所望の周波数の交流に変換される。3つの制御回路
7a〜7cの出力信号は多数決回路6に加えられ、そこ
で多数決論理がとられる。この多数決論理によって3重
化された信号は、変換器1と2の制御のために使用され
る。この時、3つの制御回路7a〜7cは相互に制御の
状態量などの信号の授受を行い、3重化のバランスがく
ずれないように、相互に補正を行っている。つまり、電
力変換を行う主回路4は一重系であるが、その制御回路
は3つの同一構成の制御回路7a〜7Cから成る並列3
重系となっている。The operation of the circuit of FIG. 4 constructed in this manner will be briefly described. First, AC power is converted into a desired DC voltage by the converter 1, smoothed by the DC reactor 3, and then converted into AC of a desired frequency by the converter 2. The output signals of the three control circuits 7a to 7c are applied to the majority circuit 6, where majority logic is applied. The signal tripled by this majority logic is used to control converters 1 and 2. At this time, the three control circuits 7a to 7c exchange signals such as control state quantities with each other, and mutually perform corrections so as not to upset the balance of the triplexing. In other words, the main circuit 4 that performs power conversion is a single system, but its control circuit is a parallel circuit consisting of three control circuits 7a to 7C with the same configuration.
It is a heavy system.
さらに、3つの制御回路7a〜7Cに対しては共通の監
視回路8か設けられており、この監視回路8は3重化の
バランスをチエツクし、異常の有無を判定する。監視回
路8で異常が検出された時は、アラーム信号が出力され
、これによって保守監視員に異常か伝えられる。Furthermore, a common monitoring circuit 8 is provided for the three control circuits 7a to 7C, and this monitoring circuit 8 checks the balance of the triplexing and determines the presence or absence of an abnormality. When an abnormality is detected in the monitoring circuit 8, an alarm signal is output, thereby informing the maintenance supervisor of the abnormality.
ここで、第5図を用いて多数決回路6について詳細に説
明する。Here, the majority circuit 6 will be explained in detail using FIG. 5.
第5図で信号a、b、cは、各々制御回路7a〜7Cの
出力信号である。多数決回路6は、信号a〜Cを入力し
、3つの入力信号のうち2つ以上が“1″になっている
時に、出力信号mを“1″とし、そうでない時は“0″
とする。従って、第5図に示されているように、制御回
路7bが故障して信号すが制御回路7bから発生されな
くなっても、多数決結果の出力信号mは、制御回路7b
の故障によって影響されない。また、第5図のt3時点
で制御回路7bの出力信号すが“1“に保持されたまま
変化しない故障が発生しても、出力信号mには影響はで
ない。In FIG. 5, signals a, b, and c are output signals of control circuits 7a to 7C, respectively. The majority circuit 6 inputs the signals a to C, and sets the output signal m to "1" when two or more of the three input signals are "1", and otherwise outputs "0".
shall be. Therefore, as shown in FIG. 5, even if the control circuit 7b fails and no signal is generated from the control circuit 7b, the output signal m resulting from the majority vote will not be generated by the control circuit 7b.
is not affected by the failure of Further, even if a failure occurs in which the output signal m of the control circuit 7b remains at "1" and does not change at time t3 in FIG. 5, the output signal m is not affected.
以上のように第4図の構成で、制御回路の3重化が行わ
れ、冗長化された信頼性の高いシステムが実現できる。As described above, with the configuration shown in FIG. 4, the control circuits are tripled, and a redundant and highly reliable system can be realized.
次に、上記3重化制御装置において、何らかの要因によ
り、3つの制御回路7a〜7cのうち2つが続けて故障
した場合について、第6図を用いて説明する。第6図は
第5図の続きであり、制御回路7bが故障し、アラーム
が出力されたにもかかわらず、未だ修理されていない状
況を示す。Next, a case where two of the three control circuits 7a to 7c fail in succession due to some factor in the triplex control device will be described using FIG. 6. FIG. 6 is a continuation of FIG. 5, and shows a situation where the control circuit 7b has failed and has not been repaired even though an alarm has been output.
この時は、3重化システムといっても、もはや冗長化さ
れた高信頼性がある状態ではない。第6図に示すように
、制御回路7bに続いて制御回路7aが故障し、信号a
が発生されなくなった場合、多数決の結果の出力mも出
力されなくなってしまう。この現象は、制御回路7aで
はなく制御回路7Cか故障し、制御信号Cが発生されな
い場合にも同様にして生じる。At this time, even though it is a triplex system, it is no longer in a redundant and highly reliable state. As shown in FIG. 6, the control circuit 7a fails after the control circuit 7b, and the signal a
If no longer occurs, the output m resulting from the majority vote will also no longer be output. This phenomenon similarly occurs when the control circuit 7C rather than the control circuit 7a fails and the control signal C is not generated.
つまり、3重化システムで1つが故障している場合には
、次に残りの2つのどちらが故障しても直ぐにその影響
が出てしまい、正常な制御動作か実行出来なくなくなる
問題がある。In other words, if one of the three systems is out of order, the next time either of the remaining two breaks down, the effect will be immediately felt, and there is a problem that normal control operations will not be able to be performed.
さらに、3重化システムで1つが故障している場合にお
いて、2つの制御回路のどちらかに1つの制御回路単独
の自己診断では検出できない異常か発生すると、それら
2つの制御回路の出力信号が異なっていることは検出で
きるが、どちらが故障なのかを判断することができない
ため、再運転がすぐに出来ない問題がある。Furthermore, if one of the two control circuits is out of order in a triplex system, if an abnormality occurs in either of the two control circuits that cannot be detected by self-diagnosis of one control circuit alone, the output signals of those two control circuits will differ. Although it is possible to detect that there is a failure, it is not possible to determine which one is at fault, so there is a problem in that it is not possible to immediately restart the operation.
(発明が解決しようとする課題)
従来では、3重化システムのうちの1つが故障している
場合には、残りの2つのどちらが故障しても正常な制御
動作が実行できなくなり信頼性が損なわれる欠点があっ
た。(Problem to be solved by the invention) Conventionally, if one of the triplex systems is out of order, normal control operations cannot be executed no matter which of the remaining two is out of order, resulting in loss of reliability. There were some drawbacks.
この発明はこのような点に鑑みてなされたもので、3重
化システムのうちの1つが故障している場合においても
、信頼性の高い制御動作を実現できる3重化制御装置を
提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a triplex control device that can realize highly reliable control operations even when one of the triplex systems is out of order. With the goal.
[発明の構成]
(課題を解決するための手段)
本発明は、上記目的を達成するために、制御対象装置の
動作を3つの制御回路を用いて制御する3重化制御装置
において、3つの制御回路の出力から多数決または中間
値選択により1出力を選択出力する3重化出力手段と、
各制御回路の動作を監視する監視手段と、この監視手段
の出力に基づいて、前記3つの制御回路の出力および前
記3重化出力手段の出力の4つの出力信号の中から1つ
を制御信号として選択する信号選択手段とを具備し、3
つの制御回路が正常な時は、前記3重化出力手段の出力
を選択して3重化システムとして運転を行い、1つの制
御回路の異常を検出した時は、一定時間経過後に残りの
2つの制御回路のうちの所定の制御回路出力を選択して
待機2重システムとして運転を行うことを特徴とする3
重化制御装置を提供するものである。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention provides a triplex control device that controls the operation of a controlled device using three control circuits. Triple output means for selectively outputting one output from the outputs of the control circuit by majority vote or intermediate value selection;
monitoring means for monitoring the operation of each control circuit; and based on the output of the monitoring means, one of the four output signals of the outputs of the three control circuits and the output of the triplex output means is output as a control signal. 3. Signal selection means for selecting as
When one control circuit is normal, the output of the triplex output means is selected to operate as a triplex system, and when an abnormality in one control circuit is detected, the remaining two output means are activated after a certain period of time has passed. 3, characterized in that a predetermined control circuit output from the control circuit is selected to operate as a standby dual system.
The present invention provides a weight control device.
(作用)
上記のような構成された3重化制御装置においては、3
重化システムで1つが故障した後に、待機2重システム
へ移行しているので、その後、残りの2つの制御回路の
片方が故障しても、その故障が待機側に発生したもので
あれば、システム全体には影響を及はさない。逆に、待
機2重の運転側が故障した時は、−担システム全体に影
響を及ぼすが、監視手段によって運転側の故障と推定で
き2つの制御回路を切換えて待機側の制御回路で再運転
を行いシステムの復旧を達成できる。(Function) In the triplex control device configured as described above, three
After one of the dual control circuits fails, the system switches to the standby dual system, so even if one of the remaining two control circuits subsequently fails, if the failure occurred on the standby side, It does not affect the entire system. On the other hand, when the operating side of the standby dual system fails, it affects the whole system, but it can be assumed by the monitoring means that it is a failure on the operating side, and the two control circuits can be switched and restarted using the control circuit on the standby side. system recovery can be achieved.
(実施例) 以下、図面を参照してこの発明の詳細な説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図にはこの発明の第1実施例に係わる3重化制御装
置が示されている。この3重化制御装置は、例えば電動
機駆動装置に設けられる半導体電力変換装置を制御する
ものであり、第4図の従来の構成に加え、信号選択回路
9を備えている。この信号選択回路9は冗長出力yによ
って主回路4を制御するものであり、多数決回路6から
の多数決結果出力mのほかに、制御回路7a〜7cから
の出力信号a −cを受信する。さらに、この信号選択
回路9には監視回路8から選択信号selが供給されて
おり、信号選択回路9の選択動作はその選択信号sel
によって制御される。FIG. 1 shows a triplex control device according to a first embodiment of the present invention. This triplex control device controls, for example, a semiconductor power conversion device provided in a motor drive device, and includes a signal selection circuit 9 in addition to the conventional configuration shown in FIG. This signal selection circuit 9 controls the main circuit 4 with the redundant output y, and receives the majority result output m from the majority decision circuit 6 as well as output signals a to c from the control circuits 7a to 7c. Further, this signal selection circuit 9 is supplied with a selection signal sel from the monitoring circuit 8, and the selection operation of the signal selection circuit 9 is performed using the selection signal sel.
controlled by
次に、第2図を参照して、第1図の3重化制御装置の動
作を説明する。Next, with reference to FIG. 2, the operation of the triplex control device shown in FIG. 1 will be explained.
第2図のタイミングチャートは制御回路7bが故障して
いる時に、制御回路7aが故障した場合に対応するもの
である。監視回路8は、−回限りの故障や誤動作を故障
として検出するのを防止するために、一定時間待って時
刻t1で選択信号selを多数決モードから選択Aモー
ドに切り替える。この選択Aモードにおいては、信号選
択回路9は、制御回路7aからの出力信号aを選択して
それを冗長出力yとして出力する。この第2図の例では
、制御回路7bに引き続き制御回路7aが故障しており
、出力信号aが発生されない。このため、冗長出力yも
発生されない。したがって、システムとしての機能が果
たせなくなり、システムが一旦停止される。しかしなが
ら、選択Aモードにおいてシステムが停止されたので、
制御回路7aの故障と推定することができる。The timing chart in FIG. 2 corresponds to the case where the control circuit 7a fails while the control circuit 7b fails. In order to prevent a one-time failure or malfunction from being detected as a failure, the monitoring circuit 8 waits for a certain period of time and switches the selection signal sel from the majority mode to the selection A mode at time t1. In this selection A mode, the signal selection circuit 9 selects the output signal a from the control circuit 7a and outputs it as the redundant output y. In the example shown in FIG. 2, the control circuit 7a is out of order following the control circuit 7b, and the output signal a is not generated. Therefore, redundant output y is also not generated. Therefore, the system cannot function, and the system is temporarily stopped. However, since the system was stopped in selection A mode,
It can be presumed that the control circuit 7a has failed.
次に、時刻t2で保護が働いた事あるいは制御7aの自
己診断の信号によって、監視回路8は選択信号selを
選択Aモードから選択Cモードに変更する。このため、
時刻t2以降においては、制御回路7cの出力信号Cが
そのまま冗長化出力yとして主回路4に供給され、シス
テムの運転が再開される。この様にして、システムの復
旧が短時間かつ自動的に行なわれる。Next, at time t2, the monitoring circuit 8 changes the selection signal sel from the selection A mode to the selection C mode due to the activation of the protection or the self-diagnosis signal from the control 7a. For this reason,
After time t2, the output signal C of the control circuit 7c is directly supplied to the main circuit 4 as the redundant output y, and the operation of the system is restarted. In this way, system recovery is accomplished quickly and automatically.
また、時刻t1以降に制御回路7aではなく、制御回路
7cが故障した場合は、選択信号selが選択Aモード
になっているため、冗長化出力yとして出力信号aがそ
のまま出力される。このため、システムは停止せずに運
転され続ける。Furthermore, if the control circuit 7c instead of the control circuit 7a fails after time t1, the selection signal sel is in the selection A mode, so the output signal a is output as is as the redundant output y. Therefore, the system continues to operate without stopping.
次に、第3図を用いて本発明の第2の実施例を説明する
。第3図に示した回路は、第1図の構成に加え、異常検
出の機能が3つの制御系に各々配置された3重化構成の
異常検出機能を有している。Next, a second embodiment of the present invention will be described using FIG. In addition to the configuration shown in FIG. 1, the circuit shown in FIG. 3 has an abnormality detection function in a triplex configuration in which the abnormality detection function is placed in each of the three control systems.
すなわち、この第2実施例は第1実施例と比べ次の点が
異なっている。第2実施例の制御回路7a〜7cには相
互監視機能が設けられており、更に異常検出回路10a
〜10cが各制御回路7a〜7cに付随して設けられて
いる。これにより、制御回路と異常検出回路を含めて各
々制御系11a〜llcが構成されている。また、第2
実施例の監視回路12には異常検出機能が含まれていな
い。That is, the second embodiment differs from the first embodiment in the following points. The control circuits 7a to 7c of the second embodiment are provided with a mutual monitoring function, and furthermore, the abnormality detection circuit 10a
-10c are provided in association with each control circuit 7a-7c. As a result, each control system 11a to llc is configured including a control circuit and an abnormality detection circuit. Also, the second
The monitoring circuit 12 of the embodiment does not include an abnormality detection function.
本実施例は、各制御回路間の相互監視や異常検 0
出回路を各々の制御系に含むことによって、故障を検出
する機能をも3重化しているため、3重化システムから
待機2重システムへの切替え時の信頼性を大幅に向上さ
せることができる。In this embodiment, by including mutual monitoring between each control circuit and an abnormality detection circuit in each control system, the fault detection function is also triplexed. Reliability when switching to a system can be significantly improved.
本実施例においても、本発明の主旨である、1つの制御
系が故障した時に一定時間後に3重化システムから待機
2重システムへ切替えられることは明らかである。In this embodiment as well, it is clear that when one control system fails, the triplex system is switched to the standby dual system after a certain period of time, which is the gist of the present invention.
尚、第1及び第2実施例では、多数決回路6の多数決論
理によって3つの制御回路の出力から1つの出力を選択
したが、制御回路の出力信号の形態によっては多数決回
路6の代わりに中間値選択回路を設け、3つの制御回路
の出力の中間値を選択して出力するようにしても同様に
して3重化システムを構築することができる。In the first and second embodiments, one output is selected from the outputs of the three control circuits by the majority logic of the majority circuit 6, but depending on the form of the output signal of the control circuit, the intermediate value may be selected instead of the majority circuit 6. A triplex system can be similarly constructed by providing a selection circuit and selecting and outputting an intermediate value of the outputs of the three control circuits.
[発明の効果]
以上説明したように、本発明によれば、半導体電力変換
装置を用いた電動機駆動装置の3重化制御装置において
、3つの制御回路が正常な時は3重化システムとして運
転を行い、1つの制御回路1
が故障した時には、−回限りの故障や誤動作等を防ぐた
め一定時間待ってから、残りの健全な2つの制御回路を
用いて、待機2重化システムを構成するので、それ以降
に発生する別の故障に対する信頼性を向上させ、更に短
時間で自動的に運転を復旧させることができる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, in a triplex control device for a motor drive device using a semiconductor power conversion device, when three control circuits are normal, the triplex system is operated. When one control circuit 1 fails, wait for a certain period of time to prevent one-time failures or malfunctions, and then use the remaining two healthy control circuits to form a standby redundant system. Therefore, it is possible to improve reliability against other failures that occur after that, and to automatically restore operation in a shorter time.
第1図は本発明の第1実施例を示す構成図、第2図は第
1図に示した第1実施例の動作を示すタイミングチャー
ト、第3図は本発明の第2実施例を示す構成図、第4図
は従来の3重化制御装置を示す構成図、第5図及び第6
図は第4図の従来の装置の動作を示すタイミングチャー
トである。
1.2・・・変換器、3・・・直流リアクトル、4・・
・主回路、5・・・交流電動機、6・・・多数決回路、
7a〜7C・・・制御回路、8,12・・・共通監視回
路、9・・・信号選択回路、10a〜10c・・・異常
検出回路、11a、llc・・・制御系。FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a timing chart showing the operation of the first embodiment shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of the present invention. The configuration diagram, FIG. 4 is a configuration diagram showing a conventional triplex control device, and FIGS. 5 and 6
This figure is a timing chart showing the operation of the conventional device shown in FIG. 4. 1.2...Converter, 3...DC reactor, 4...
・Main circuit, 5... AC motor, 6... Majority circuit,
7a to 7C...control circuit, 8, 12...common monitoring circuit, 9...signal selection circuit, 10a to 10c...abnormality detection circuit, 11a, llc...control system.
Claims (1)
3重化制御装置において、前記3つの制御回路の出力か
ら多数決または中間値選択により1出力を選択出力する
3重化出力手段と、各制御回路の動作を監視する監視手
段と、この監視手段の出力に基づいて、前記3つの制御
回路の出力および前記3重化出力手段の出力の4つの出
力信号の中から1つを制御信号として選択する信号選択
手段とを具備し、3つの制御回路が正常な時は、前記3
重化出力手段の出力を選択して3重化システムとして運
転を行い、1つの制御回路の異常を検出した時は、一定
時間経過後に残りの2つの制御回路のうちの所定の制御
回路出力を選択して待機2重システムとして運転を行う
ことを特徴とする3重化制御装置。In a triplex control device that controls the operation of a controlled device using three control circuits, triplex output means selects and outputs one output from the outputs of the three control circuits by majority vote or intermediate value selection; a monitoring means for monitoring the operation of the control circuit; and based on the output of the monitoring means, one of the four output signals of the outputs of the three control circuits and the output of the triplex output means is used as a control signal. When the three control circuits are normal, the signal selection means for selecting the three control circuits is provided.
When the output of the duplication output means is selected to operate as a triplex system, and an abnormality in one control circuit is detected, the output of a predetermined control circuit of the remaining two control circuits is changed after a certain period of time has elapsed. A triplex control device characterized by selectively operating as a standby dual system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2039863A JPH03244001A (en) | 1990-02-22 | 1990-02-22 | Triplex controller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2039863A JPH03244001A (en) | 1990-02-22 | 1990-02-22 | Triplex controller |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03244001A true JPH03244001A (en) | 1991-10-30 |
Family
ID=12564808
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2039863A Pending JPH03244001A (en) | 1990-02-22 | 1990-02-22 | Triplex controller |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03244001A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021016261A (en) * | 2019-07-12 | 2021-02-12 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | Power conversion device |
JP2021019394A (en) * | 2019-07-18 | 2021-02-15 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | Power conversion device |
-
1990
- 1990-02-22 JP JP2039863A patent/JPH03244001A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2021016261A (en) * | 2019-07-12 | 2021-02-12 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | Power conversion device |
JP2021019394A (en) * | 2019-07-18 | 2021-02-15 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | Power conversion device |
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