JPS63290978A - Diagnostic device for two-out-of-four circuit - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To evaluate the soundness of contacts constituting a two-out-of-four circuit by providing a current detecting means to the two-out-of-four circuit, applying a test signal to the contacts successively, and deciding the output result of the current detecting means. CONSTITUTION:Signal processors 17-20 input and process signals from sensors A1-N1, A2-N2, A3-N3, and A4-N4 which are made redundant and output driving signals (a)-(d) for scramming a plant to an output circuit 16 when processing results exceed a prescribed value. A diagnostic device 25 assigns the signals (a)-(d) to specific logic, outputs the test signal 26 to switches 21-24, and evaluates the soundness of contacts 2-9 with a current detection result signal 27 as the output result of the current detecting means at this time.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、冗長化装置に係り、特に、冗長化装置の出力
信号、あるいは、入力信号の多数決を組む２アウトオブ
４回路の健全性を評価する診断装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a redundancy device, and in particular, to the soundness of a 2-out-of-4 circuit that makes a majority decision on output signals or input signals of the redundancy device. The present invention relates to a diagnostic device for evaluation.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

高信頼化が要求される制御系では、制御装置を冗長化す
る方法が採用される。このような冗長化システムでは、
例えば、保守のために一つの制御装置をとりはずしても
制御システムとしては多数決が組めるようになっている
ことが要求される場合がある。例えば、原子カブラン１
〜における安全保護システムはその代表例であり、シス
テムとして２アウトオブ４論理が構成される。これは一
つの保護装置をとりはずしても２アウトオブ３論理と組
んで常に多数決が組めるようにしている。例えば、原子
カバン１〜ブツク、昭和５１年、ｐ２６３ｐ２６７には
各保護装置からの出力を選択する各種の多数決回路の構
成方法が述べられている。これらの方法のうち２アウト
オブ４回路は具体的には第２図に示すように構成してい
る。これは、接点２〜９によってスクラム弁１１の励磁
コイル１０に印加する交流電圧を制御する２アウトオブ
４回路である。信号ａ　−ｄは開閉手段である接点２〜
９を制御するための駆動信号であり、通常は、接点２〜
９が閉状態となるように論理″１′″　（信号ありの状
態）なる信号を出力している。原子炉をスクラムすると
きには駆動信号を論理“０１７（信号なしの状態）なる
信号を出力して各接点を開放状態にする。このような論
理としているのは安全側動作（例えば信号ケーブルが切
れてもスクラムできる）を優先させているからである。In control systems that require high reliability, a method of making control devices redundant is adopted. In such a redundant system,
For example, even if one control device is removed for maintenance, the control system may be required to be able to perform majority voting. For example, atomic kabulan 1
The safety protection system in ~ is a typical example, and the system is configured with 2 out of 4 logic. This combines with the 2-out-of-3 logic to ensure that even if one protection device is removed, there is always a majority vote. For example, Atomic Bag 1-Book, 1976, p263, p267 describes how to configure various majority circuits for selecting outputs from each protection device. Among these methods, the 2-out-of-4 circuit is specifically constructed as shown in FIG. This is a 2-out-of-4 circuit that controls the AC voltage applied to the excitation coil 10 of the scram valve 11 by contacts 2-9. Signals a to d are contacts 2 to 2, which are opening/closing means.
This is a drive signal for controlling contacts 9, and is normally used for controlling contacts 2 to 9.
9 is in a closed state, a signal of logic "1" (signal present state) is output. When scramming the reactor, the drive signal outputs a logic "017 (no signal state)" signal to open each contact.This logic is used to ensure safe operation (for example, if the signal cable is cut). This is because Scrum can also be used) as a priority.

なお、端子１には常時交流電圧が印加されている。Note that an alternating current voltage is constantly applied to the terminal 1.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

システム全体の高信頼化を達成するには、第２図に示し
た２アウトオブ４回路が動作すべきときに動作するか否
か、つまり、健全であるか否かを判定できるようにする
ことが要求される。しかし、２アウトオブ４回路を構成
する接点の、健全性を評価する手段がなかった。In order to achieve high reliability of the entire system, it is necessary to be able to determine whether or not the 2-out-of-4 circuit shown in Figure 2 operates when it should, that is, whether it is healthy or not. is required. However, there was no means to evaluate the soundness of the contacts that make up the 2-out-of-4 circuit.

本発明の目的は、オンラインで、２アウトオブ４回路を
構成する接点の、健全性を評価できる診断装置を提供す
ることにある。An object of the present invention is to provide a diagnostic device that can evaluate the health of contacts forming a 2-out-of-4 circuit online.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的は、２アウトオブ４回路において並列回路を構
成する部分に電流検出手段を設け、２アウトオブ４回路
を構成する接点にテスト信号を順次印加し、電流検出手
段の出力結果を判定することによって達成できる。The above purpose is to provide a current detection means in a part that constitutes a parallel circuit in a 2-out-of-4 circuit, sequentially apply a test signal to the contacts that constitute the 2-out-of-4 circuit, and judge the output result of the current detection means. This can be achieved by

〔作用〕[Effect]

以上のようにして２アウトオブ４回路を診断することに
よって２アウトオブ４回路の接点の健全性をオンライン
で判断できる。By diagnosing the 2 out of 4 circuit as described above, the health of the contacts in the 2 out of 4 circuit can be determined online.

〔実施例〕〔Example〕

第１図は、本実施例の回路構成であり、第２図の２アウ
トオブ４回路をオンラインで診断するための回路構成図
である。図においては、一つの信号処理装置、一つのス
イッチ（例えば、信号処理装置１７．スイッチ２１−）
から成る信号処理系統を四系統もっている。信号処理装
置１７はセンサＡ１〜Ｎ１に、信号処理装置１８はセン
サＡ２〜Ｎ２に、信号処理装置１９はセンサＡ３〜Ｎ８
に、信号処理装置２０はセンサＡ４〜Ｎ４に接続されて
いる。FIG. 1 shows the circuit configuration of this embodiment, and is a circuit configuration diagram for diagnosing the 2-out-of-4 circuit shown in FIG. 2 online. In the figure, one signal processing device and one switch (for example, signal processing device 17, switch 21-)
It has four signal processing systems consisting of: The signal processing device 17 is connected to the sensors A1 to N1, the signal processing device 18 is connected to the sensors A2 to N2, and the signal processing device 19 is connected to the sensors A3 to N8.
In addition, the signal processing device 20 is connected to the sensors A4 to N4.

ここで同じアルファベットで示した四つのセンサ（例え
ば、Ａ、　１　、　Ａ　２１　Ａ　ａ　、　Ａ　ａ　）
は近接して配置されており、原子カプラントの同じ状態
量を測定する。本実施例では一つの状態量に対して」二
連のように四つのセンサを設けたが、一つのセンサを設
けてこのセンサの出力信号を信号処理装置１７〜２０に
それぞれ入力してもよい。信号処理装置１７〜２０は冗
長化したセンサＡ１〜Ｎ１．ＡＸ〜ＮＺ、、Ａ８〜Ｎ８
、及びＡ４−Ｎ４から出力された信号をそれぞれ取込ん
で演算処理を行い、その処理結果が規定値を越える場合
にはプラントをスクラムさせるための駆動信号ａ　−ｄ
を出力回路１６に出力する。出力回路１６は、前述のよ
うに、四つの信号ａ　−ｄの多数決（２アウトオブ４）
をとってスクラム弁１１を制御する。この出力回路１６
には、接点に流れる電流を検出するための電流検出手段
３０〜３５を設けている。この電流検出手段は１例えば
、変圧器などによって実現できる。Four sensors indicated here with the same alphabet (e.g. A, 1, A21 Aa, Aa)
are placed in close proximity and measure the same state quantity of the atomic couplant. In this embodiment, four sensors are provided in two series for one state quantity, but it is also possible to provide one sensor and input the output signal of this sensor to each of the signal processing devices 17 to 20. . The signal processing devices 17-20 include redundant sensors A1-N1. AX~NZ,,A8~N8
, and the signals output from A4-N4, respectively, and perform arithmetic processing, and if the processing result exceeds a specified value, drive signals a - d are used to scram the plant.
is output to the output circuit 16. As mentioned above, the output circuit 16 is a majority decision (2 out of 4) of the four signals a to d.
to control the scram valve 11. This output circuit 16
are provided with current detection means 30 to 35 for detecting the current flowing through the contacts. This current detection means can be realized by, for example, a transformer.

接点２〜９から成る２アウトオブ４回路に電流検出手段
を直接接続したくない場合には、例えば、オシロスコー
プのカレントプローブ等に用いられている電流変成器を
利用すればよい。If it is not desired to directly connect the current detection means to the 2-out-of-4 circuit consisting of contacts 2 to 9, a current transformer used in, for example, a current probe of an oscilloscope may be used.

診断装置２５は、信号ａ　−ｄを表１に示す論理にすべ
て、テスト信号２６をスイッチ２１〜２４に出力し、こ
のときの電流検出手段の出力結果である電流検出結果信
号２７で接点２〜９の健全性を評価する。具体的には表
１に示すパターンで各接点の健全性を判断する。The diagnostic device 25 outputs all the signals a to d according to the logic shown in Table 1, the test signal 26 to the switches 21 to 24, and the current detection result signal 27, which is the output result of the current detection means at this time, to the contacts 2 to 2. Evaluate the soundness of 9. Specifically, the health of each contact is determined based on the pattern shown in Table 1.

診断装置２５は、まず、駆動信号ａ　−ｄをすべて論理
“１″　（全接点を閉の状態にする）にするテスト信号
を出力する。このとき、各接点は閉状態になるから、す
べての電流検出手段３０〜３５は、これら接点に電流が
流れていること（電流検出手段の出力は論理ＬＬ　Ｉ　
ＩＩ　）を検出する。ところが、電流検出手段の出力が
すべて論理ｒｒ　Ｉ　ＩＩにならなければ、各接点のい
ずれかが開状態に縮退故障していることがわかる。例え
ば、電流検出手段３０．３１，３３．．３４のうちいず
れかの出力のみが論理“Ｏ”であれば、それに対応する
接点が開状態になっていると判断できる。また、電流検
出手段３２の出力のみが論理ＩＩ　ＯＩＩであれば接点
４、あるいは５が開状態になっていると判断でき、電流
検出手段３５の出力のみが論理ＩＩ　ＯＩＩであれば接
点８あるいは９が開状態になっていると判断できる。し
かし、全電流検出手段の出力がすべて論理ＩＩ　ＯＦ＋
である場合には、全接点２〜９が開状態になっているの
ではなく、信号処理装置１７〜２０からスクラム弁１１
を動作すべく信号が出力されていると判定する。なぜな
らば、接点２〜９すへてが同時に開状態に縮退故障する
ことは確率的に極めて低いからである。The diagnostic device 25 first outputs a test signal that sets all of the drive signals a to d to logic "1" (all contacts are closed). At this time, since each contact is in a closed state, all current detection means 30 to 35 detect that current is flowing through these contacts (the output of the current detection means is a logic LL I
II). However, if all the outputs of the current detection means do not become the logic rr III, it is known that one of the contacts has a stuck-at-open fault. For example, the current detection means 30, 31, 33. ．． If only one of the outputs of 34 is logic "O", it can be determined that the corresponding contact is in an open state. Further, if only the output of the current detecting means 32 is logic II OII, it can be determined that contact 4 or 5 is in the open state, and if only the output of the current detecting means 35 is logic II OII, contact 8 or 9 is in the open state. It can be determined that the is in the open state. However, all the outputs of the total current detection means are logic II OF+
In this case, all the contacts 2 to 9 are not in the open state, but the signal processing devices 17 to 20 are connected to the scram valve 11.
It is determined that a signal is being output for operation. This is because the probability that all contacts 2 to 9 will simultaneously become stuck in the open state is extremely low.

次に、診断装置２５がａ＝＝　１１０７＋とするテスト
信号を出力すると、これに応じて接点が正常に動作すれ
ば表１に示すパターンの電流検出結果が得られる。検出
結果がこのパターンと異なれば接点２、あるいは、４の
故障が検出できる。同様に、順次ｂ＝“Ｏ”、Ｃ＝“０
”、ｄ＝”Ｏ”となるようテスト信号を印加して各電流
検出手段の出力である電流検出結果信号２７の結果を表
１に対応させて評価することにより、各接点の健全性を
評価できる。この判定で、全電流検出手段の出力が論理
ＬＬ　ＯＩＴである場合には、前述と同様、信号処理装
置１７〜２０からスクラム弁１］、を動作すべく信号が
出力されていると判定し、誤診断を防止する。なお、信
号ａ　−ｄを論理ｄｉ　□　ＩＩにする具体的方法は診
断装置２５からテスト信号２６をスイッチ２１〜２４に
与え、スイッチの接点を接地側に切換えることによって
達成できる。また、信号ａ　−ｄを“１”にすることは
、スイッチ２１〜２４を接地側に切換えないことによっ
て達成できる。Next, when the diagnostic device 25 outputs a test signal such that a==1107+, if the contacts operate normally in response to this, a current detection result of the pattern shown in Table 1 will be obtained. If the detection result differs from this pattern, a failure of contact 2 or 4 can be detected. Similarly, sequentially b="O", C="0"
The soundness of each contact is evaluated by applying a test signal so that ", d = "O" and evaluating the results of the current detection result signal 27, which is the output of each current detection means, in accordance with Table 1. In this determination, if the output of the total current detection means is the logic LL OIT, it is determined that a signal is being output from the signal processing devices 17 to 20 to operate the scram valve 1, as described above. This prevents misdiagnosis.The specific method for converting the signals a-d to logic di□II is to apply the test signal 26 from the diagnostic device 25 to the switches 21 to 24 and switch the contacts of the switches to the ground side. Furthermore, setting the signals a to d to "1" can be achieved by not switching the switches 21 to 24 to the ground side.

診断装置２５は各種の構成方法が考えられるが基本的に
は次の機能をもっておればよい。まず、信号ａ　−ｄを
“１”にできること（具体的にはスイッチ２１〜２４を
接地側に切換えないこと）、次に、信号ａ、ｂ、ｃ、ｄ
を順次論理ｔＬ　ＯＩＩにできること。そして、」二記
いずれの場合にも、電流検出手段３０〜３５のすへての
出力が論理１１０１１（接点２〜９に電流が流れていな
いこと）であれば、信号処理装置１７〜２０からトリッ
プ信号（スクラム弁１１を動作させる信号）が出力され
たと判定できること。さらに、テスト信号に対して取込
んだ電流検出パターンを表１と比較して、接点２〜９の
健全性を判断できること。また、この結果を表示、ある
いは、出力できること。The diagnostic device 25 can be configured in various ways, but basically it is sufficient if it has the following functions. First, the signals a, b, c, and d must be able to be set to "1" (specifically, the switches 21 to 24 must not be switched to the ground side).
can be made into logical tL OII sequentially. In either case, if all the outputs of the current detection means 30 to 35 are logic 11011 (no current flows through the contacts 2 to 9), the signal processing devices 17 to 20 It can be determined that a trip signal (a signal for operating the scram valve 11) has been output. Furthermore, the soundness of the contacts 2 to 9 can be determined by comparing the current detection pattern taken in response to the test signal with Table 1. Also, be able to display or output the results.

これらの機能を実現する診断装置の構成を第３図に示す
。これはマイクロプロセッシングユニットによって達成
される。この装置は、上記処理の手続きを格納している
ＲＯＭ２５１と、その手続きを実行するＣＰＵ２５２と
、演算結果等を一次的に格納するＲＡＭ２３、ステト信
号２６を出力するテスト信号出力回路２５４と電流検出
結果信号２７を取込む入力回路２５５と、診断結果を表
示、出力する診断結果出力回路２５６から成っており、
２５７はアドレスバス、２５８はデータバスである。FIG. 3 shows the configuration of a diagnostic device that realizes these functions. This is achieved by a microprocessing unit. This device includes a ROM 251 that stores the above processing procedure, a CPU 252 that executes the procedure, a RAM 23 that temporarily stores calculation results, etc., a test signal output circuit 254 that outputs a STAT signal 26, and a current detection result. It consists of an input circuit 255 that takes in the signal 27, and a diagnostic result output circuit 256 that displays and outputs the diagnostic results.
257 is an address bus, and 258 is a data bus.

第４図ないし第７図は、ＲＯＭ２５１に格納されている
命令に従ってＣＰＵ２５２が実行する処理をフローチャ
ート（一周期分）として示したものであり、診断装置２
５の処理機能である。第４図ないし第７図に示された同
じ符号（Ｑ、Ｒ，Ｓ、Ｔ、Ｕ及びＶ）同士は、つながっ
ている。4 to 7 are flowcharts (for one cycle) of the processing executed by the CPU 252 in accordance with the instructions stored in the ROM 251, and the diagnostic device 2
This is the processing function No. 5. The same symbols (Q, R, S, T, U, and V) shown in FIGS. 4 to 7 are connected to each other.

なお、第１図の実施例では、出力回路１６を一個設けた
場合を示したが、これを複数個設け、それぞれ信号ａ　
−ｄによって駆動されるようにする場合には、各出力回
路に設ける電流検出手段からの電流検出結果信号を診断
装置で取込み、これが各回路毎に表１に示すパターンと
一致しているか否か判定して、各出力回路を構成する接
点の健全性をオンラインで判断できる。Although the embodiment shown in FIG. 1 shows the case where one output circuit 16 is provided, a plurality of output circuits 16 are provided, and each output circuit 16 receives a signal a.
-d, the current detection result signal from the current detection means provided in each output circuit is taken in by a diagnostic device, and each circuit is checked to see if it matches the pattern shown in Table 1. The health of the contacts that make up each output circuit can be determined online.

本実施例では原子炉保護系を対象としたが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、広く一般の冗長系に適用
できることは言うまでもない。Although this embodiment deals with a nuclear reactor protection system, it goes without saying that the present invention is not limited thereto, and can be applied to a wide range of general redundant systems.

また、本発明の実施例の接点はリレー等の接点ばかりで
なく、トランジスタ接点（トランジスタのオン・オフの
機能）等の半導体素子であってもよいことは言うまでも
ないことである。It goes without saying that the contacts in the embodiments of the present invention are not limited to contacts such as relays, but may also be semiconductor elements such as transistor contacts (transistor on/off function).

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、オンラインで２アウトオブ４回路を構
成する接点の健全性を判断することができる。According to the present invention, it is possible to judge the health of contacts forming a 2-out-of-4 circuit online.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は、本発明の一実施例の系統図、第２図は従来例
の系統図、第３図は診断装置の具体的構成図、第４図な
いし第７図はこの診断装置の処理フローチャートである
。 ２〜９・・・接点、２５・・・診断装置、２６・・テス
ト信号、２７・・電流検出結果信号、３０〜３５・・電
流検出手段。Fig. 1 is a system diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a system diagram of a conventional example, Fig. 3 is a specific configuration diagram of a diagnostic device, and Figs. 4 to 7 are processing diagrams of this diagnostic device. It is a flowchart. 2-9...Contact, 25...Diagnosis device, 26...Test signal, 27...Current detection result signal, 30-35...Current detection means.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １、第一の開閉手段と第二の開閉手段と第三の開閉手段
と第四の開閉手段を直列に接続し、第五の開閉手段と第
六の開閉手段と第七の開閉手段と第への開閉手段を直列
に接続し、前記第一の開閉手段と前記第二の開閉手段と
の接続点と前記第五の開閉手段と前記第六の開閉手段と
の接続点を接続し、前記第二の開閉手段と前記第三の開
閉手段の接続点と前記第六の開閉手段と前記第七の開閉
手段の接続点を接続し、前記第一の開閉手段と前記第六
の開閉手段の未接続点を互いに接続し、前記第四の開閉
手段と前記第への開閉手段の未接続点を互いに接続し、
かつ、前記第一の開示手段と前記第三の開閉手段に四つ
の駆動信号のうち第一の駆動信号を印加し、前記第二の
開閉手段と前記第七の開閉手段に第二の駆動信号を印加
し、前記第四の開閉手段と前記第五の開閉手段に第三の
駆動信号を印加し、前記第六の開閉手段と前記第への開
閉手段に第四の駆動信号を印加する２アウトオブ４回路
において、 前記第一の開閉手段、前記第二の開閉手段、前記第三の
開閉手段及び前記第四の開閉手段のいずれか一方、前記
第五の開閉手段、前記第六の開閉手段、前記第七の開閉
手段の開閉手段及び前記第への開閉手段のいずれか一方
に流れる電流を検出する手段を設け、各電流検出手段の
出力信号と開閉手段に順次印加するテスト信号とを比較
して開閉手段の健全性を判断する診断装置を設けたこと
を特徴とする２アウトオブ４回路の診断装置。[Claims] 1. The first opening/closing means, the second opening/closing means, the third opening/closing means, and the fourth opening/closing means are connected in series, and the fifth opening/closing means, the sixth opening/closing means, and the third opening/closing means are connected in series. A seventh opening/closing means and a second opening/closing means are connected in series, and a connection point between the first opening/closing means and the second opening/closing means and a connection between the fifth opening/closing means and the sixth opening/closing means. a connecting point between the second opening/closing means and the third opening/closing means, a connecting point between the sixth opening/closing means and the seventh opening/closing means, and a connecting point between the first opening/closing means and the seventh opening/closing means; connecting the unconnected points of the sixth opening/closing means to each other, and connecting the unconnected points of the fourth opening/closing means and the third opening/closing means to each other;
and applying a first drive signal among the four drive signals to the first opening/closing means and the third opening/closing means, and applying a second driving signal to the second opening/closing means and the seventh opening/closing means. 2, applying a third drive signal to the fourth opening/closing means and the fifth opening/closing means, and applying a fourth driving signal to the sixth opening/closing means and the third opening/closing means. In the out-of-four circuit, any one of the first opening/closing means, the second opening/closing means, the third opening/closing means, and the fourth opening/closing means, the fifth opening/closing means, or the sixth opening/closing means. means for detecting a current flowing through either the opening/closing means of the seventh opening/closing means and the opening/closing means for the seventh opening/closing means, and an output signal of each current detection means and a test signal sequentially applied to the opening/closing means. A 2-out-of-4 circuit diagnostic device, characterized in that it is provided with a diagnostic device that compares and determines the soundness of the opening/closing means.