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JP2004086268A - Automatic controller - Google Patents

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JP2004086268A
JP2004086268A JP2002242858A JP2002242858A JP2004086268A JP 2004086268 A JP2004086268 A JP 2004086268A JP 2002242858 A JP2002242858 A JP 2002242858A JP 2002242858 A JP2002242858 A JP 2002242858A JP 2004086268 A JP2004086268 A JP 2004086268A
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Yoshiyuki Tokitsu
時津 芳行
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Nissin Electric Co Ltd
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Nissin Electric Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To vary fail-safe against output abnormality of a programmable logic controller (PLC) in accordance with a real control period without uniformly regulating a control permission period with timer control and to securely prevent erroneous control of a non-control period. <P>SOLUTION: A controller is provided with a means which is started by an input of a control start signal (b), outputs command signals c<SB>1</SB>and c<SB>2</SB>of control, which correspond to a state change of an object of monitoring, and outputs a controlling report signal (k) to PLC1c to which a state signal (a) of a unit being an object of control is inputted until a control response is recognized by the signal (a) from starting, a means clocking an output period of the signal (k) and a means outputting an abnormality report signal 1 when the output period becomes longer than a normal limit period which is set. The controller is also provided with a control permission gate 38 which is disposed in series to control output contact points 9' and 13' outputting contact point signals d<SB>1</SB>and d<SB>2</SB>of a control output part 8<SB>c</SB>, which is turned on by the signal (k), is turned off in the non-control period when the signal (k) disappears and which inhibits erroneous output of the signals d<SB>1</SB>and d<SB>2</SB>in the period, and a means which is operated by the signal 1 and reports output abnormality of PLC1<SB>c</SB>. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プログラマブルロジックコントローラ(PLC)を用いて制御対象機器のオン,オフや系統切替え等を行う自動制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、PLCを用いたこの種の自動制御装置は、水処理設備のポンプ,空調設備のファン等のオン,オフ制御や、電力設備の常用予備切替えの制御等に用いられる。
【0003】
そして、水処理設備のポンプ制御の場合、例えば貯水槽等の水位が設定された低水位まで低下したときにポンプをオン(運転)して注水を開始し、この注水により設定された高水位に上昇したときにポンプをオフ(停止)して前記注水を停止するため、従来は、この種の自動制御装置がほぼ図8に示すように構成される。
【0004】
この図8の自動制御装置のPLC1は演算処理を行うCPUボード2及びそれぞれ1又は複数枚のボードからなる入力ユニット3,出力ユニット4等をボード間接続用のマザーボード(図示せず)に取付けて形成され、CPUボード2A のメモリに保持された自動シーケンス制御のプログラムにしたがって動作する。
【0005】
一方、PLC1A によりオン,オフ制御される制御対象機器としてのポンプ5はオン,オフによって2値変化する状態信号aを入力ユニット3A に供給する。
【0006】
また、ポンプ5が設けられた貯水槽(図示せず)は、いわゆる水位センサ6により、監視対象である槽内水位が常時監視される。
【0007】
そして、槽内水位が前記所定の低水位(渇水位),高水位(満水位)に状態変化すると、水位センサ6の低水位の検出信号が入力ユニット3A に制御開始信号bとして入力される。
【0008】
さらに、制御開始信号bが入力ユニット3からCPUボード2に通知され、このボード2A のマイクロコンピュータが制御開始信号bにより起動され、水位に応じてポンプ5のオン,オフの自動制御を実行する。
【0009】
そして、状態信号aによってポンプ5がオフ(停止)状態であることを判別すると、CPUボード2から出力ユニット4にオン(発)制御を出力してユニット4A の半導体接点からなるオン指令出力の接点7をオンし、この接点7の例えば24V直流電圧のオン制御の指令信号cを出力ユニット4のオン制御ポートから制御出力部8の補助リレー9に出力し、このリレー9を通電駆動する。
【0010】
この通電駆動により、補助リレー9の常開の接点9′をオンし、指令信号c1 に基づく、例えば直流100Vのオン制御の接点信号d1 をポンプ5に与える。
【0011】
このポンプ5は、駆動モータの給電路の主接点10が、その投入,引外しのセット,リセットコイル11s,11rの通電によりオン,オフし、このオン,オフによって運転(オン),停止(オフ)に制御される。
【0012】
そして、接点9′がオンすると、コイル11sが通電され、主接点10が自動投入されてオンし、ポンプ5が運転される。
【0013】
このとき、CPUボード2A は状態信号aから接点10の投入の制御応答を確認し、オン制御を終了する。
【0014】
つぎに、ポンプ5の運転により貯水槽の水位が設定された高水位に上昇すると、水位センサ6が高水位の検出信号を出力し、この信号を制御開始信号bとして、CPUボード2のマイクロコンピュータが再び起動される。
【0015】
このとき、CPUボード2A のコンピュータは状態信号aによってポンプ5がオン(運転)状態であることを判別し、CPUボード2から出力ユニット4にオフ(停)制御を出力してユニット4A の半導体接点からなるオフ指令出力の接点12をオンし、例えば24V直流電圧のオフ制御の指令信号c2 を出力ユニット4のオフ制御ポートから制御出力部8の補助リレー13に出力し、このリレー13を通電駆動する。
【0016】
そして、この通電駆動に基づき、補助リレー13の常開の接点13′をオンし、指令信号cに基づくオフ制御の接点信号dをポンプ5のリセットコイル11rに与える。
【0017】
このとき、コイル11rの通電により接点10が自動的に引外されてオフし、ポンプ5の運転が自動停止してオフ制御が終了する。
【0018】
以降、貯水槽の水位変化に基づき、ポンプ5のオン,オフ制御が自動的にくり返えされる。
【0019】
そして、制御対象機器がビルの空調設備のファン等の場合も、前記と同様の自動制御でファン等がオン,オフされる。
【0020】
また、監視対象である槽内水位の変化やCPUボード2から出力ユニット4に出力されたポンプ5の制御の内容等は、PLC1A の図示省略した通信ユニットから有線又は無線で有人の中央監視所等に伝送される。
【0021】
つぎに、PLCを用いた電力設備の常用予備切替えの自動制御の場合、例えば図9に示す2回線La,Lbの受電設備において、2回線La,Lbに、それぞれの電圧・電流変換器(MOF)14a,14b,遮断器15a,15bが接続され、遮断器15a,15bの負荷側に母線16を介して各フィーダ17が接続される。
【0022】
そして、回線La,Lbの系統電圧として、MOF14a,14bと遮断器15a,15bとの間の電圧が、計器用変圧器18a,18bを介して検圧器19に取込まれ、検圧器19により回線La,Lbそれぞれの系統電圧の電圧無し及び異常が検出される。
【0023】
また、母線16の不足電圧が計器用変圧器20を介して不足電圧リレー21により検出される。
【0024】
そして、検圧器19の回線La,Lbの電圧無しの検出信号ea,eb及び電圧異常の検出信号ea,ebと、リレー21の不足電圧の検出信号fとが、切替制御部22に供給される。
この切替え制御部22は、従来、図10に示すように構成される。
【0025】
図10のPLC1は、図8のボード2に相当するCPUボード2B 及びユニット3,4に相当する入力ユニット3,出力ユニット4等を有する。
【0026】
そして、出力ユニット4B に、遮断器15aの入制御,切制御の指令出力の接点23x,23yと、遮断器15bの入制御,切制御の指令出力の接点24x,24yとが設けられる。
【0027】
また、図8の出力制御部8に相当する出力制御部8に、接点23x,24xの入制御の指令信号cax,cayにより通電駆動される補助リレー25x,26xと、接点23y,24yの切制御の指令信号cay,cbyにより通電駆動される補助リレー25y,26yとが設けられる。
【0028】
そして、初期設定時、回線La,Lbのいずれか一方,例えば回線Laが常用系統に優先選択され、このとき、遮断器15aが常用側系統の遮断器,遮断器15bが予備側系統の遮断器に設定される。
【0029】
この初期設定に基づき、CPUボード2から出力ユニット4に遮断器15aの入制御と遮断器15bの切制御が出力され、遮断器15aの入制御により接点23xがオンして指令信号caxが出力ユニット4B の入制御ポートから制御出力部8B の補助リレー25xに出力され、このリレー25xが通電駆動されてその接点25x′がオンする。
【0030】
また、遮断器15bの切制御により接点24yがオンして指令信号cbyが出力ユニット4の切制御ポートから制御出力部8の補助リレー26yに供給され、このリレー26yが通電駆動されてその接点26y′がオンする。
【0031】
そして、接点25x′のオンにより、入制御の接点信号daxが遮断器15aのセットコイル27sを通電駆動し、遮断器15aの主接点15a′が閉成されて遮断器15aが投入される。
【0032】
一方、接点26y′のオンにより、切制御の接点信号dbyが遮断器15bのリセットコイル28rを通電駆動し、遮断器15bは主接点15b′が引外されて開放状態に保たれる。
【0033】
そのため、常用側の遮断器15aが閉成されて予備側の遮断器15bが開放され、常用側の回線Laの系統電源が図9のMOF14a,遮断器15aを介して母線16の各フィーダ17に給電される。
なお、接点23x〜24yはそれぞれ半導体接点である。
【0034】
また、主接点15a’,15b’の開閉の制御信号(セット・リセットの信号)が遮断器15a,15bの状態信号ia,ibとして入力ユニット3B に供給され、入力ユニット3を介してCPUボード2に取込まれる。
【0035】
つぎに、常用系統に設定された回線Laに事故停電による電圧消失の状態変化が発生すると、この電圧消失が図9の検圧器19によって検出され、その検出信号eaが入力ユニット3B に制御開始信号jaとして入力される。
【0036】
このとき、CPUボード2B のマイクロコンピュータが制御開始信号jaにより起動されて常用予備切替えの自動制御を実行し、まず、常用側の遮断器15aを開放する。
【0037】
すなわち、系統事故が発生すると、CPUボード2から出力ユニット4に遮断器15aの切制御を出力して接点23yをオンし、出力ユニット4B の切制御ポートから切制御の指令信号cayを出力し、この信号cayによって補助リレー25yを通電駆動し、その接点25y′をオンして切制御の接点信号dayを発生し、この信号dayにより遮断器15aのリセットコイル27rを通電駆動し、主接点15a′を開放して回線Laからの給電を停止する。
【0038】
つぎに、遮断器15aの状態信号iaから遮断器15aの開放の制御応答を確認すると、CPUボード2から出力ユニット4に遮断器15bの入制御を出力して接点24xをオンし、出力ユニット4B の入制御ポートから入制御の指令信号cbxを出力し、この信号cbxによって補助リレー26xを通電駆動し、その接点26x′をオンして入制御の接点信号dbxを発生し、この信号dbxにより、遮断器15bのセットコイル28sを通電駆動して主接点15b′を投入し、遮断器15bを投入して回線Lbの系統電源をMOF14b,遮断器15bを介して母線16の各フィーダ17に給電し、給電系統を常用系統から予備系統に自動的に切替える。
【0039】
そして、回線Laを常用側、回線Lbを予備側に固定して運用する場合は、回線Laの事故復旧により、手動操作又は常用側電圧復旧により自動でCPUボード2B のマイクロコンピュータに常用切替えを指令し、遮断器15bを開放して遮断器15aを投入し、回線Laから優先的に給電する。
【0040】
一方、回線La,Lbを常用側,予備側それぞれに固定しない場合は、前記の給電系統の常用系統から予備系統への切替えが行われる毎に、それまでの予備系統が常用系統に、常用系統が予備系統になり、常用系統が回線Laから回線Lbに切替った後に事故停電等が発生し、回線Lbの電圧消失の検出信号ebが検圧器19から出力されると、この検出信号ebが入力ユニット3B に制御開始信号jbとして入力され、前記と同様にして常用予備の自動切替えが行われ、以降、制御開始信号ja,jbに基づき、常用側の回線が回線La,Lbに交互に切替わる。
【0041】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば図8の出力ユニット4A に経時劣化や塵埃等に基づくICチップ短絡や動作不良等の故障が発生すると、CPUボード2A が正常に動作しても、半導体の接点7,12の誤動作等により、間違った制御の指令信号を出力する「1ビット異常出力」やオン,オフ双方の制御の指令信号を同時出力する「複数ビット異常出力」等の出力異常が生じる。
【0042】
同様に、図10のCPUボード2が出力ユニット4に正しく切制御,入制御を出力しても、出力ユニット4B において、半導体の接点23x,23y,24x,24yの誤動作等が生じると、同様の出力異常が生じる。
【0043】
そして、この種の自動制御装置は、一般に、制御対象機器であるポンプ5や遮断器15a,15bの設置現場に設けられて長期間連続運用されることから、その間に前記の出力異常が発生することは十分にあり得ることであり、この出力異常が発生すると、水処理の停止や停電等の重大事故を招来するおそれがある。
【0044】
そこで、この種の自動制御装置においては、信頼性の向上等の面から、PLCの出力異常に基づく誤制御を防止する必要があるが、この出力異常を運用中に作業員が頻繁に点検して検出することは困難である。
【0045】
一方、いわゆる1チップマイクロプロセッサ等からなる市販の汎用PLCの高機能化に伴って、PLC1,1も汎用PLCで形成されることが多い。
【0046】
そして、PLC1,1が汎用PLCで形成された場合、他の汎用PLCと同様、そのフェールセーフの構築がユーザに任されていることから、前記の出力異常に対するフェールセーフも、ユーザであるこの種の自動制御装置の製造者等の側で構築する必要があるが、フェールセーフ回路を後から組込むことは極めて困難であり、従来のこの種の自動制御装置においては、前記の出力異常に対するフェールセーフ機能をどのようにして設けるかが極めて重要な課題の1つになっている。
【0047】
また、汎用PLCには自己診断機能を内蔵したものもあるが、その機能によっては、CPUのソフトウェア処理の異常は監視・検出することができるが、出力ユニット4,4の出力段のICチップ短絡等の故障によって発生する出力異常までは、検出することができない場合が多い。
【0048】
そして、PLC1,1に前記出力異常に対するフェールセーフ機能を設けなければ、出力ユニット4,4から出力された制御の指令信号c,c,cax〜cbyに基づいて無条件にオン,オフ制御や常用予備の切替えが行われ、とくに、制御開始信号b,ja,jbが発生しない、本来は非制御の期間に、出力ボード4,4から指令信号c,c,cax〜cbyが誤出力されると、重大事故を招来する。
【0049】
ところで、PLC1,1それぞれを2個並列多重運転して制御を2重化し、2個のPLCの制御出力が一致するときにのみ制御を行うようにすれば、PLC1,1の出力異常に基づく誤制御は防止することができる。
【0050】
しかし、PLCを2個用いるため、大幅なコストアップ及び大型化を招来し、しかも、2個のPLCの運転同期をとったりする必要が生じ、複雑な同期制御等を要するだけでなく、メンテナンス部品の増大や故障等による不動作の発生率の上昇等の弊害が生じる。
【0051】
そのため、PLCを2個並列多重運転して制御を2重化することは、安価かつ小型で簡単な構成に形成することが望まれるこの種の自動制御装置においては、実用的でない。
【0052】
そこで、制御開始信号b,ja,jbをタイマ制御で所定の制御許可期間の長さに画一的に規制し、その期間を超えると非制御期間として制御対象機器への出力を禁止し、フェールセーフ機能を付加することが考えられる。
【0053】
この場合、PLCは1個でよく、PLCを2個並列多重運転しなくてよく、従来装置の構成に簡単な制御ゲートを付加した安価かつ小型で簡単な構成により、PLCの出力異常に基づく非制御期間の誤制御が確実に防止され、信頼性の向上が図られる。
【0054】
そして、例えば図8の構成に前記のタイマ制御のフェールセーフ機能を付加した場合、ほぼ図11に示す構成になる。
【0055】
図11において、図8と異なる点は、センサ6の検出信号をタイマ回路29により、一定時間幅の信号に規制し、この信号を制御開始信号b′としてPLC1の入力ユニット3に供給し、また、100Vの正電源ラインP(100V)と制御出力部8A の接点9′,13′との間に、制御開始信号b′により、この信号b′の発生中にのみオンする制御許可ゲート30を設けた点である。
【0056】
そして、制御開始信号b′の発生中にのみ制御許可ゲート30の接点30′がオンして指令信号c,cを受付け、制御開始信号b′が発生しない非制御期間には、接点30′がオフして指令信号c,cを受付けることがなく、誤制御が発生することはない。
【0057】
また、図10の受電設備の切替え制御部22に同様のフェールセーフ機能を付加した場合は、ほぼ図12に示す構成になる。
【0058】
図12において、図10と異なる点は、検圧器19の検出信号ea〜eb* をタイマ回路31により常用予備切替えに必要な一定時間幅の信号ea′,ea* ′,eb,eb* ′に加工し、信号ea′,eb′を制御開始信号ja′,jb′としてPLC1の入力ユニット3に供給する。
【0059】
また、制御許可信号ja′,jb′を制御許可ゲート32のオアゲート33に供給し、このオアゲート33を介して図11の接点30′と同様のゲート32の接点32′に供給し、制御開始信号ja′,jb′が出力されない非制御期間には、接点32′をオフして誤制御の発生を防止する。
【0060】
すなわち、タイマ動作で一定時間幅の制御開始信号b′,ja′,jb′を形成し、これらの制御開始信号b′,ja′,jb′をPLC1,1の入力インタフェース部3a,3b及び制御許可ゲート30,32に供給し、制御開始信号b′,ja′,jb′が発生しない非制御期間にゲート30,32の接点30′,32′をオフすることにより、PLCを2個並列多重運転することなく、簡単な構成で非制御期間の誤制御を防止することができる。
【0061】
しかし、タイマ回路29,31により一定時間幅の制御開始信号b′,ja′,jb′を形成し、その信号幅(時間幅)で制御許可期間を画一的に規制するため、制御許可期間が実際のオンオフ制御や常用予備の切替え制御に必要な期間(実制御期間)に完全には一致せず、過不足を生じることがある。
【0062】
そして、制御許可期間が短かく、不足する場合は、オンオフ制御や常用予備の切替えが正常に行われなくなり、制御許可期間が長く、過剰であれば、オンオフ制御や常用予備の切替えの制御終了後も制御出力部8,8が出力状態に保たれて誤制御出力が生じ易くなり、誤制御出力を確実に防止することができなくなる。
【0063】
なお、近年のデバイス技術の進歩に伴ってPLC1,1に用いられるPLCの処理能力も向上し、その処理時間がPLCによって変わる。
【0064】
そのため、タイマ回路29,31を用いる場合は、その設定時間もPLC1A ,1B に用いるPLCの機種に応じて随時変える必要があり、タイマ回路29,31の設計等が容易でない不都合もある。
【0065】
本発明は、前記の諸点に留意してなされたものであり、ポンプ等の運転のオンオフ制御,電力の常用予備の切替えの際に、実際にオンオフ制御や切替えに要する期間(実制御期間)のみ制御出力部の制御許可期間とし、残りの期間を非制御期間にして制御許可期間を過不足なく設定し、誤制御を確実に防止することを課題とする。
【0066】
また、制御実行中のPLCの誤制御出力を早期に発見して適切な対策を施すようにし、さらに、故障の事前検出による誤制御の未然回避も行えるようにすることも課題とする。
【0067】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、本発明の自動制御装置は、請求項1の場合、制御開始信号の入力により起動されて監視対象の状態変化に応じた制御の指令信号を出力し、制御対象機器の状態信号が入力されて制御応答を確認するPLCと、
前記指令信号に応じた制御出力の接点信号を前記制御対象機器に供給する制御出力部とを備えた自動制御装置であって、
前記PLCに、
前記起動から前記制御応答を確認するまで制御中報知信号を出力する手段と、
前記制御中報知信号の出力期間を計時する手段と、
前記出力期間が設定された正常限界期間より長くなるときに異常報知信号を出力する手段とを設け、
前記制御出力部の前記接点信号を出力する制御出力接点に直列に設けられ、前記制御中報知信号によりオンして前記制御中報知信号が消失する非制御期間にオフし、前記非制御期間の前記接点信号の誤出力を禁止する制御許可ゲートと、
前記異常報知信号により動作して前記コントローラの出力異常を報知する手段とを備え、
前記制御許可ゲートがオンする制御許可期間を前記制御中報知信号が出力される実制御期間に応じて可変するとともに、前記制御許可期間が前記正常限界期間を越える前記コントローラの出力異常を報知する。
【0068】
したがって、制御開始信号によりPLCが起動されてオンオフ制御等が開始されると、その後、制御応答を確認して制御が終了するまでの実際に制御が行われる実制御期間にのみ、出力制御部の制御許可ゲートがPLCの制御中報知信号によってオンし、PLCの制御指令に基づいて制御出力部が接点信号を出力する。
【0069】
そして、制御が終了すると、PLCの制御中報知信号がオフして制御許可ゲートがオフし、制御出力部がPLCの制御指令を受付けなくなり、以降の非制御期間の誤制御が防止される。
【0070】
また、PLCに何らかの異常が発生し、制御中報知信号が、制御に必要な期間より長く出力され続けると、PLCによってはその異常を止めることができないため、異常発生が報知(警報)される。
【0071】
したがって、PLCの外部にタイマ回路等を設けて制御許可期間を画一的に規制したりすることなく、実際に制御が行われる実制御期間に即して制御許可期間を可変することができ、その期間にのみ制御出力部がPLCの制御を受付けるようにしてそれ以外の非制御期間に、制御出力部の制御の受付けを禁止し、誤制御を確実に防止することができる。
【0072】
しかも、制御中にPLCに何らかの異常が発生し、制御許可期間が異常に長くなると、その異常を報知することができる。
【0073】
つぎに、請求項2の場合は、制御対象機器が、ポンプ,ファン等のオン,オフ制御される電気機器からなり、
制御出力部に、制御出力接点として、オン制御の接点信号を出力するオン制御接点と、オフ制御の接点信号を出力するオフ制御接点が設けられ、
制御許可ゲートが、前記両制御接点に直列接続されたゲート接点からなる。
【0074】
したがって、制御対象機器がポンプ,ファン等のオン,オフ制御される電気機器の場合に好適な構成を提供することができる。
【0075】
つぎに、請求項3の場合は、制御対象機器が、相互に逆に常用側,予備側に切替えられる電力設備の2系統の遮断器からなり、
制御開始信号が、監視対象である常用系統の停電により発生し、
前記制御開始信号の入力により起動されたPLCが、常用側切制御の指令信号と予備側入制御の指令信号とを順に出力し、
かつ、制御出力部に、制御出力接点として、前記両遮断器の入制御接点,切制御接点が設けられ、
制御許可ゲートが、各制御接点に直列接続のゲート接点からなり、
前記常用系統の停電時、前記PLCの制御中報知信号により前記ゲート接点をオンし、両指令信号にしたがって常用側の遮断器の前記切制御接点,予備側の遮断器の入制御接点が切制御,入制御の接点信号を順に発生して前記常用側の遮断器,前記予備側の遮断器に出力する。
【0076】
したがって、2系統のいずれか一方を常用,他方を予備とする受電設備の常用予備の切替えに好適な構成を提供することができる。
【0077】
つぎに、請求項4の場合は、PLCから出力された制御の指令信号を、制御出力の確認信号としてPLCに入力し、
PLCに、
監視対象の状態変化に応じた制御と、前記確認信号の制御との一致,不一致を判別する手段と、
前記不一致の判別により、PLCの前記指令信号の誤出力を検出する手段とを設ける。
【0078】
したがって、PLCが出力した制御の指令信号を制御の確認信号としてPLCに戻し、PLCにより、指令信号として出力しようとした本来の制御と、確認信号の制御,すなわち実際に出力した制御との一致,不一致の比較から、PLCの出力異常がリアルタイムに検出され、出力異常に伴う誤制御の早期の対策をとることができる。
【0079】
つぎに、請求項5の場合は、PLCに、設定された点検期間に点検モード信号を出力する手段と、
前記点検期間に、制御の指令信号に代えて点検用の制御の模擬信号を出力する手段と、
前記点検用の制御と模擬信号に基づく確認信号の制御との不一致の判別により、PLCの出力異常の故障を検出する手段とを設け、
かつ、点検モード信号に基づき、点検期間の制御出力部から制御対象機器への模擬信号の出力を禁止する手段を備える。
【0080】
したがって、定期的にPLCの出力異常の故障の有無を、自動点検して事前に検出することができる。
【0081】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態につき、図1〜図7を参照して説明する。
(1形態)
まず、本発明の実施の1形態について、図1及び図2を参照して説明する。
図1は図8,図11と同様の水処理設備のポンプのオンオフ制御を行う自動制御装置を示し、図8,図11と同一符合は同一もしくは相当するものを示す。
【0082】
そして、図中のPLC1は、図8,図11のCPUボード2及び入力ユニット3,出力ユニット4に対応するCPUボード2及び入力ユニット3,出力ユニット4等の各ボードをマザーボード(図示せず)に取付けて形成される。
【0083】
このとき、入力ユニット3は、図8の入力ユニット3と同様、制御対象機器であるポンプ5から、その主接点10の開閉(オンオフ)の状態信号aが入力され、センサ6から、その満水/渇水の検出信号が制御開始信号bとして入力される。
【0084】
また、CPUボード2は、入力ユニット3の信号a,b等を取込み、制御開始信号bにより起動されてポンプ5のオンオフ制御を実行する。
【0085】
その際、CPUボード2C は、つぎの(i)〜(iii) の手段をソフトウエア処理で形成する。
(i)制御開始信号bの入力による起動から、状態信号aによりポンプ5の制御応答を確認するまでの制御許可期間中に制御報知指令を出力する手段
(ii)後述の制御中報知信号の出力期間(制御許可期間)を計時する手段
(iii) この出力期間が設定された正常限界期間より長くなるときに異常報知指令を出力する手段
【0086】
さらに、出力ユニット4C は、オン指令出力の接点7,オフ指令出力の接点12の他、制御中報知出力の接点34及び異常報知出力の接点35を有し、制御中報知指令によってオンした接点34は前記制御許可期間中に制御中報知信号kを補助リレー36に出力し、異常報知指令によってオンした接点35は異常報知信号lを補助リレー37に出力する。
【0087】
つぎに、図8,図11の出力制御部8の代わりに設けられた出力制御部8は、直流100Vの正電源ラインP(100V)と接点9′,13′との間に、制御許可ゲート38の接点(制御許可ゲート接点)38′が設けられ、接点38′,9′の直列回路,接点38′,13′の直列回路がそれぞれアンドゲートを形成する。
【0088】
また、制御出力部8C に接点38′の制御回路39が設けられ、この制御回路39において、制御開始信号bがオアゲート40に入力されるときは、オアゲート40の出力側に設けられた補助リレー36の接点36′が制御中報知信号kによってオンし、制御開始信号bがオアゲート40を介して補助リレー41を通電し、ゲート接点38をオンする。
【0089】
さらに、接点36′を介した制御開始信号bがオアゲート40の入力側に戻され、以降、接点36′がオフするまで制御開始信号bが保持されて補助リレー41の通電が維持され、ゲート接点38′がオン状態に保持される。
【0090】
つぎに、CPUボード2C の制御処理を示した図2のフローチャートを参照して、図1の具体的な動作について説明する。
まず、通常はポンプ5が停止し、このとき、その主接点10がオフし、出力ユニット4C の各接点7,12,33,34もオフし、制御出力部8cの各接点9′,13′,38′もオフしている。
【0091】
そして、タンクが低水位状態(渇水状態)になると、センサ6が検出信号を出力し、この検出信号に基づく制御開始信号bが入力ユニット3C に入力され、CPUボード2が起動される。
【0092】
このとき、図2のステップSからステップSに移行し、CPUボード2C が出力ユニット4C の接点34に制御中報知出力を発行し、接点34がオンして制御中報知信号kが補助リレー36を通電し、制御回路39の接点36′がオンする。
【0093】
そして、接点36′がオンすると、制御開始信号bがオアゲート40,接点36′を介して補助リレー41を通電し、接点38′がオンする。
【0094】
なお、オアゲート40の出力信号が接点36′を介してオアゲート40の入力側に戻されるため、以降、制御開始信号bがオフしても、オアゲート40の出力信号が制御開始信号bのハイレベルに維持され、補助リレー41が通電状態に保たれる。
【0095】
つぎに、ステップSからステップSに移行し、CPUボード2C が内部タイマにより、制御中報知信号kの出力期間(制御許可期間)Tを計時する。
【0096】
さらに、ステップSからステップSに移行し、センサ6の検出信号からタンクが低水位(渇水状態)か否かを判別し、低水位であればステップS4 からステップS5 に移行してオン制御出力処理を実行し、オン指令出力を接点7に与え、この接点7をオンし、オン制御の指令信号c1 により補助リレー9を通電してその接点9′をオンする。
【0097】
この接点9′のオンにより、接点38′,9′を介してポンプ5のセットコイル11sを通電し、主接点10を投入してポンプ5のモータを駆動し、ポンプ5の運転を開始する。
【0098】
このとき、主接点10が投入されると、ポンプ5の状態信号aがポンプ5のオン(運転)状態の信号になり、ポンプ5のオン状態の信号が入力ユニット3C を介してCPUボード2に制御応答として返信通知される。
【0099】
ところで、PLC1C 等が正常に動作してオン制御出力の開始から制御応答の返信が着信するまでの最長期間(最長制御許可期間)が正常限界期間Tmax として、CPUボード2に予め設定される。
【0100】
そして、オン制御出力を開始すると、ステップS,Sのループにより、出力期間Tが正常限界期間Tmax以下か否かを判別し、正常限界期間Tmax以内に制御応答の返信が着信すると、ステップSからステップSに移行し、制御中報知指令の出力を停止して出力ユニット4C の接点34をオフし、補助リレー36の通電を停止してその接点36′をオフする。
【0101】
この接点36′のオフにより、補助リレー41の通電が停止し、接点38′がオフして非制御期間に移行し、接点38′が再びオンするまでは、接点9′,13′がオンしてもコイル11s,11rが通電されず、ポンプ5の制御が禁止される。
【0102】
そして、ステップSからステップSに移行してCPUボード2C の内部タイマがリセットされ、CPUボード2が初期状態に戻り、ステップSにより、つぎの制御開始信号bの入力を待つ。
【0103】
そして、タンクが満水状態になり、センサ6の検出信号に基づいて、CPUボード2が制御開始信号bで再び起動されると、ステップSからステップS2 ,Sを介してステップSに移行する。
【0104】
このとき、タンクが高水位であるため、ステップS4 からステップS10に移行してオフ制御出力を実行し、CPUボード2から出力ユニット4の接点12にオフ指令出力を与え、その接点12をオンし、オフ制御の指令信号c2 により、補助リレー13を通電してその接点13′をオンする。
【0105】
そして、接点35,13′のオンによりポンプ5のリセットコイル11rを通電し、主接点10を開放してポンプ5のモータを停止し、ポンプ5の運転を停止する。
【0106】
また、主接点10の開放により、ポンプ5の停止の開始信号aを制御応答の返信として入力ユニット3に戻る。
【0107】
そして、この返信が正常限界期間Tmax 内に着信するときは、ステップS10からステップSを介してステップSに移行し、ステップS〜Sを介してステップS1 に戻り、接点38′をオフしてつぎの制御開始信号bの入力を待つ。
以降、ポンプ5の運転と停止を交互に行ってタンクの水位を自動制御する。
【0108】
ところで、オン制御中又はオフ制御中に出力ユニット4C の接点7,12のボード等に何らかの故障が発生し、ステップS5 のオン制御出力の開始後又はステップS10のオフ制御出力の開始後、出力期間Tが正常限界期間Tmax に達してもCPUボード2に制御応答の返信が着信しなければ、ステップSからS11に移行し、CPUボード2から出力ユニット4の接点35に異常報知を指令し、接点35をオンし、異常報知信号lにより補助リレー37を通電し、報知部42のランプ,ブザー等の報知手段を通電駆動し、制御異常の発生を報知する。
【0109】
したがって、この場合は、図11のようにPLC1A の外部にタイマ回路29を設けて制御許可期間を一定期間に設定するのではなく、制御開始から制御終了までの実制御期間のみを、過不足なく制御許可期間とし、それ以外の非制御期間の誤制御を確実に防止することができる。
【0110】
また、タイマ回路29に相当する回路がなく、設計や調整が容易になる利点もある。
【0111】
さらに、制御中に出力ユニット4C の故障等による制御異常が発生したときは、その異常が報知され、信頼性が向上する。
【0112】
(他の形態)
つぎに、電力設備の常用予備切替えの自動制御に適用した本発明の実施の他の形態について、図3〜図7及び図9を参照して説明する。
まず、この形態の場合、図9の2回線La,Lbの受電設備において、図中の切替え制御部22の代わりに、図3の切替え制御部22′が設けられる。
【0113】
図3において、図1,図10と同一符合は同一もしくは相当するものを示し、切替え制御部22′は、PLC1,制御出力部8を有し、PLC1D は、図10のPLC1と同様、CPUボード2及び入力ユニット3,出力ユニット4等を備える。
【0114】
そして、ユニット3,4はボード単位で故障が発生し易いことから、それぞれ複数枚のボード3d,3d,3d,…,4d,4d,4d,…からなり、図1の接点7,12,33,34,…等が用途等の別に分類してボード単位で管理される。
【0115】
ところで、入力ユニット3は図10の入力ユニット3と同様、検圧器19の検出信号ea,ea,eb,eb及び不足電圧リレー21の不足電圧の検出信号fが入力され、回線La,Lbの電圧消失の検出信号ea,ebが制御開始信号ja,jbを形成する。
【0116】
また、入力ユニット3D に、制御対象機器である回線La,Lbの遮断器15a,15bの開閉の状態信号ia,ibも入力される。
【0117】
つぎに、出力ユニット4は図10の出力ユニット4と同様、遮断器15aの入制御,切制御の指令信号cax,cay、遮断器15bの入制御,切制御の指令信号cbx,cbyを出力するとともに、図1の制御中報知信号k,異常報知信号lを出力し、さらには、点検時には点検モード信号mを出力する。
【0118】
そして、指令信号cax,cayにより補助リレー25x,25yが通電されると、それぞれの接点25x′,25y′がオンし、コイル27s,27rが通電されて遮断器15aが投入,開放される。
【0119】
同様に、指令信号cbx,cbyにより補助リレー26x,26yが通電されると、それぞれの接点26x′,26y′がオンし、コイル28s,28rが通電されて遮断器15bが投入,開放される。
【0120】
一方、CPUボード2が正常であっても、出力ユニット4の各ボード4d1 ,4d,4d,…にICチップ短絡等の動作不良が生じて出力異常が発生すると、CPUボード2D の制御出力の制御と異なる制御の指令信号cax〜cbyが出力されたり、指令信号cax〜cbyが全く出力されなかったりする。
【0121】
そして、この出力ユニット4の出力異常は、CPUボード2が自己診断機能を有していても、自己診断機能では検出することは困難である。
【0122】
そこで、この形態では出力ユニット4D から出力された指令信号cax〜cbyをその制御の確認信号として入力ユニット3にも入力し、CPUボード2の後述の異常検出処理により、CPUボード2D が出力した本来の制御と、取込んだ確認信号制御(出力ユニット4D が出力した制御)との一致,不一致を判別して出力ユニット4の出力異常をリアルタイムに検出する。
【0123】
さらに、出力ユニット4の各ボード4d,4d,4d,…の故障を定期的に監視して事前に検出するため、この形態においては、1日1回等の設定されたインターバルで実際に出力ユニット4の動作確認の点検を実施する。
【0124】
そして、この点検時は、指令信号cax〜cbyに代えて点検用の模擬信号cax,cay,cbx,cbyが出力され、これらの模擬信号cax* 〜cbyが確認信号として入力ユニット3に入力される。
【0125】
つぎに、出力制御部8は、指令信号cax〜cby,模擬信号cax* 〜cby* により通電駆動される補助リレー25x,25y,26x,26yが設けられるとともに、これらの接点25x′,25y′,26x′,26y′と正電源ラインP(100V)との間に、常閉の点検接点43と、制御許可ゲート38の接点38′とが直列に設けられる。
【0126】
そして、点検モード信号mにより補助リレー44が通電される点検時(点検期間)は、補助リレー44の動作によって点検接点43が開放されてオフし、制御許可ゲートがオフ状態に保持されて接点25x′〜26y′のオンによる遮断器15a,15bへの誤制御を禁止する。
また、出力制御部8D に図1の制御回路39に相当する制御回路45が設けられる。
【0127】
この制御回路45は、系統事故等が発生したときに、検圧器19の制御開始信号ja,jbがオアゲート46に入力され、このオアゲート46の出力側の接点47が不足電圧リレー21の検出信号fによってオンし、制御開始信号ja,jbがオアゲート46,接点47を介してオアゲート48に入力される。
【0128】
さらに、出力ユニット4D の制御中報知信号kにより補助リレー49が通電され、オアゲート48の出力側の接点49′がオンするため、オアゲート48の制御開始信号ja,jbが接点49′を介して補助リレー50を通電し、この通電によって接点38′が投入され、オンする。
【0129】
このとき、オアゲート48の出力信号の一部が補助リレー50の接点50′を介してオアゲート48の入力側に戻され、オアゲート48,接点49′,50′により、図1のオアゲート40,接点46′と同様にして、接点49′がオフするまで制御開始信号ja,jbが保持され、接点38がオンし続ける。
なお、図12のタイマ回路31及び制御許可ゲート32は設けられていない。
【0130】
また、出力ユニット4の異常報知信号lにより制御出力部8の補助リレー37が通電されると、図1の報知部42と同様の報知部51により異常の報知が行われる。
【0131】
さらに、制御中報知信号k,点検モード信号mは、制御状態の監視等を行うため、入力ユニット3にも入力される。
【0132】
つぎに、入力ユニット3,出力ユニット4及び制御回路45の具体的な構成について、入力ユニット3を示した図4,出力ユニット4を示した図5及び制御回路45を示した図6を参照して説明する。
【0133】
まず、図4の入力ユニット3D においては、電圧不足リレー21の検出信号fが補助接点21′を介してボード3d1 に入力され、その入力インタフェース用のホトカップラ構成の半導体接点52を介して取込まれる。
【0134】
また、遮断器15a,15bの状態信号ia,ibは主回路接点15a,15bに連動する補助接点15a″,15b″それぞれを介してボード3d2 に入力され、その入力インタフェース用のホトカップラ構成の半導体接点53a,53bを介して取込まれる。
【0135】
さらに、検圧器19の検出信号ea,ebが形成する制御開始信号ja,jb等は、図6に示すように、回線La,Lbの電圧無しを検出する検電リレー19a,19b及び回線La,Lbの電圧異常を検出する検電リレー19a′,19b′が通電して発生し、それぞれの背反二律チェックを施して取込みの信頼性を向上するため、図4に示すように、常閉の補助接点19a,19b,…と常開の補助接点19a,19b,…とを介してボード3d2 に入力され、それぞれの入力インタフェース用のホトカップラ構成の1対の半導体接点54on,54off を介して各1組の信号として取込まれる。
【0136】
また、出力ユニット4からの各信号k,m,cax(cax)〜cby(cby)等は、ボード3dに入力され、それぞれのホトカップラ構成の半導体接点55k,55m,55ax、55ay,55bx,55byを介して取込まれる。
なお、図中のP(24V),N(24V)は24Vの正,負電源ラインである。
【0137】
つぎに、図5の出力ユニット4においては、ボード4dに、制御報知出力,点検モード出力のホトカップラ構成の半導体接点56k,56mが設けられ、これらの接点56k,56mのオンにより、直流24Vの制御中報知信号k,点検モード信号mが補助リレー44,49を通電駆動する。
【0138】
また、出力ユニット4のボード4dには、信号cax(cax)〜cby(cby)を出力するホトカップラ構成の各接点23x〜24yが設けられ、ボード4dには、PLC1の運転中表示出力のフォトカップラの接点(図示せず)等とともに、異常報知出力のフォトカップラ構成の半導体接点37lが設けられる。
【0139】
つぎに、遮断器15a,15bの開閉制御や検圧器19の検圧が直流100Vのリレー動作で行われるため、図6に示すように制御回路45は直流100Vの正,負電源ラインP(100V),N(100V)間に設けられる。
【0140】
また、電源ラインP(100V),N(100V)間に、ボード4d2 の前記運転中表示出力によりPLC1D の運転中にオンし続ける接点58と、常用予備手動切替え用の操作スイッチ59と、手動切替え指令用の補助リレー60との直列接続回路が設けられ、系統電圧正常時における常用予備の手動切替えを行うときは、操作スイッチ59が瞬時押されて補助リレー60が通電駆動され、制御回路45に設けられたその常開の接点60′が瞬時オンする。
【0141】
ところで、接点60′に並列にオアゲート46と接点47との直列回路が設けられる。
【0142】
そして、オアゲート46は、補助リレー19aの常開,常閉の接点19aα,19aβと、補助リレー19bの常開,常閉の接点19bα,19bβとを有し、接点19aα,19bβの直列回路と、接点19bα,19aβの直列回路とを並列接続して形成される。
【0143】
そして、回線La,Lbの系統事故により、不足電圧リレー21が動作すると、その検出信号fによって接点47がオンする。
【0144】
このとき、回線Laの事故であれば接点19aαがオンして接点19bαがオフし、回線Lbの事故であれば接点19bαがオンして接点19aαがオフする。
【0145】
また、制御中報知信号kに基づく補助リレー44の通電により、常用予備切替えの際は接点49′がオンする。
【0146】
そのため、常用予備の手動の切替えであれば、スイッチ59のオン操作により、接点60′,49′を介して補助リレー50が通電され、常用予備の系統事故検出による自動の切替えであれば、接点19aα又は接点19bαのオンにより、接点19aα,19bβ,47,49′又は接点19bα,19aβ,47,49′を介して補助リレー50が通電される。
【0147】
さらに、この補助リレー50が通電されると、制御許可ゲート接点38がオンするとともに、接点60′に並列に設けられた接点50′もオンし、この接点50′のオンにより、接点60′,オアゲート46がオフしても、接点49′がオフしない限り、補助リレー50が通電され続けて制御許可ゲート接点38がオン状態に保持される。
【0148】
つぎに、PLC1のCPUボード2について説明する。
このCPUボード2は、図3に示したように、入力ユニット3に入力された各信号ia,ib,…を取込み、制御開始信号ja,jbによって起動されると、常用予備の切替え処理を実行し、設定された点検期間毎に、自動的に出力ユニット3D の出力異常の故障の有無の点検処理を実行する。
【0149】
そして、図1のCPUボード2C の(i)〜(iii) の手段と同様のつぎの(i)′〜(iii)′の手段をソフトウエア処理で形成する。
(i)′制御開始信号ja,jbの入力による起動から、状態信号ia,ibにより常用予備切替えの制御応答を確認するまでの制御期間中に制御報知指令を出力する手段
(ii)′制御中報知信号kの出力期間を計時する手段
(iii)′ この出力期間が設定された正常限界期間より長くなるときに異常報知指令lを出力する手段
【0150】
また、つぎの(iv),(v)の手段もソフトウエア処理で形成する。
(iv)CPUボード2が出力ユニット4に出力した本来の制御と、入力ユニット3を介してCPUボード2が取込んだ確認信号の制御との一致,不一致を判別し、判別結果が不一致になるPLC1の出力異常の故障を検出する手段
(v)点検期間毎に出力ユニット4D に点検指令を出力し、点検期間中はボード4dの接点56mをオンして点検モード信号mを接点56mから出力させる手段
【0151】
そして、CPUボード2D は予め設定された常用予備切替えの制御処理を実行して図7のフローチャートに示すように動作し、この結果、つぎに説明するように常時は常用予備の切替えが行われ、点検期間には出力異常の故障の自動点検が行われる。
【0152】
まず、遮断器15aの回線Laが常用系統,遮断器15bの回線Lbが予備系統に初期設定され、遮断器15aが投入されて遮断器15bが開放されて回線Laから図9の母線16の各フィーダ17に回線Laの系統電源が給電されると、遮断器15aの主回路接点15a′がオンし、遮断器15bの主回路接点15b′がオフし、オンの状態信号ia,オフの状態信号ibが入力ユニット3D からCPUボード2に取込まれる。
【0153】
このとき、CPUボード2D は図7のステップQ,Qのループ処理により、系統事故の発生又は点検期間の到来を監視する。
【0154】
そして、常用系統に停電事故が発生し、制御開始信号jaが入力すると、ステップQからステップQに移行し、CPUボード2から出力ユニット4に制御中報知を出力し、この出力によりボード4d1 の接点56kをオンし、出力ユニット4から制御中報知信号kを出力する。
【0155】
さらに、ステップQに移行してCPUボード2の開放側(切制御側)の内部タイマを起動する。
【0156】
そして、ステップQに移行して常用側の開放制御を実行し、CPUボード2が遮断器15aの切制御を出力ユニット4のボード4dに出力する。
【0157】
このとき、ボード4d2 にICチップ短絡等の出力異常が発生していなければ、その接点23yが直ちにオンし、この接点23yから常用側の切制御の指令信号cayが出力される。
【0158】
また、指令信号cayの確認信号が入力ユニット3を介してCPUボード2に取込まれ、CPUボード2が出力ユニット4に出力した切制御と、取込んだ確認信号の制御との一致,不一致を判別する。
【0159】
そして、正常時は判別結果が一致し、ステップQ5 からステップQ,Qを介してステップQ8 に移行し、常用側の制御応答の状態信号iaが着信するまで、ステップQ〜Qのループ制御を行う。
【0160】
そして、CPUボード2が出力ユニット4に出力した制御と出力ユニット4D が出力した制御とが一致しないとき、又は、設定された正常限界期間内に開放制御(切制御)を着信しないときは、ステップQ,QからステップQ9 に移行し、出力異常を出力ユニット4に出力し、ボード4dの接点37lをオンして補助リレー37を通電して報知部51により異常を報知する。
【0161】
一方、CPUボード2,出力ユニット4の制御が一致し、正常限界期間に状態信号jaによってCPUボード2D に開放応答が着信する正常時は、常用側の開放応答の着信後、ステップQ10により、CPUボード2D の投入側内部タイマを起動してステップQ11により予備側の遮断器15bの入制御(投入制御)を実行する。
【0162】
そして、CPUボード2の制御の出力と出力ユニット4の制御の出力が共に投入制御の出力であって、一致すると、ステップQ12,Q13,Q14のループ制御により、正常限界期間に状態信号jbにより、遮断器15bの投入応答が着信するか否かを判別し、遮断器15bが期間内に投入されると、常用予備の切替えを終了する。
【0163】
そして、ステップQ15により制御中報知の出力を終了して制御中報知信号kの出力を停止し、ステップQ16によりCPUボード2D の両内部タイマをリセットし、給電系統を回線Lbの系統に切替えて元の状態に戻り、ステップQ1 から処理をくり返す。
【0164】
そして、以降は、遮断器15bを常用側,遮断器15aを予備側として常用予備の切替えが行われる。
【0165】
つぎに、1日1回の出力異常自動点検の点検期間になると、ステップQ1 からステップQ17に移行し、CPUボード2から出力ユニット4のボード4d1 に点検指令を初期出力してその接点56kをオンし、設定された微小期間に点検モード信号mを初期出力する。
【0166】
そして、点検モード信号mにより初期リレー44を通電駆動し、その接点43をオフして接点信号dax〜dbyの出力を禁止する。
【0167】
同時にステップQ18により、指令信号cax〜cbyの確認信号の入力の有,無を検出し、前記微小期間にいずれかの確認信号が入力されると、ステップQ19により点検を中止してステップQからの本来の制御を優先する。
【0168】
一方、前記微小期間に指令信号cax〜cbyの確認信号がCPUボード2D に入力されなければ、非制御期間であり、このとき、ステップQ18からステップQ20に移行し、点検モード信号g2 の主出力を実行し、点検に必要な期間(主期間)に点検モード信号mを出力する。
【0169】
そして、この主期間において、ステップQ20〜Q28により、PLC1D の出力異常の点検を実施する。
【0170】
すなわち、CPUボード2から出力ユニット4に遮断器15a,15bの点検用の入制御,切制御を順に出力し、それぞれの模擬信号cax〜cbyを出力ユニット4から出力し、それらの確認信号を、入力ボード3を介してCPUボード2に取込む。
【0171】
そして、CPUボード2により、出力ユニット4に出力した点検用の制御と、その確認信号の制御との一致,不一致を判別し、判別結果が不一致になると、ステップQ24からステップQ28に移行して中央監視所等にPLC1D の出力異常を報知する。
【0172】
一方、判別結果が全て一致すれば、ステップQ26からステップQ29に移行し、点検モード信号mの出力を停止して出力異常の接点を終了する。
【0173】
したがって、この形態の場合、常用予備切替えの際に、制御中報知信号kにより制御許可ゲートとしての接点49′を制御期間中のみオンして遮断器15a,15bの開閉を制御したため、電力設備の常用予備切替えの制御につき、前記形態と同様の非制御期間の誤制御防止効果が得られる。
【0174】
また、常用予備切替えの制御中に、出力ユニット4D の誤制御出力をリアルタイムに自動検出することができる。
【0175】
さらに、設定された点検期間毎に点検用の模擬信号cax〜cbyを出力してPLC1の出力異常の故障の有無をPLC1により定期的に自動点検して検出することができ、電力設備の常用予備切替えの自動制御の信頼性を著しく向上することができる。
【0176】
そして、前記両形態のCPUボード2,2のコンピュータソフトウエアの処理手法等は、両形態のものに限られるものではない。
【0177】
また、一形態の自動制御装置に、前記の出力ユニットの誤制御出力をリアルタイムに自動検出する機能及び自動点検の機能を設けてよいのは勿論である。
【0178】
そして、制御対象機器は、水処理のポンプや電力設備の常用予備切替えの遮断器20に限られるものではなく、鉄道,医療,原子力等の分野の重要設備の種々の開閉,発停制御や切替え制御に用いられる開閉器,遮断器等であってよいのは勿論である。
【0179】
この場合、制御対象機器に応じて監視対象が異なるため、監視対象に応じた種々の状態変化の検出器を設ければよいのは勿論である。
【0180】
【発明の効果】
本発明は、以下に記載する効果を奏する。
まず、請求項1の場合、制御開始信号b,ja,jbによりPLC1,1が起動されてオンオフ制御等が開始されると、その後、制御応答を確認して制御が終了するまでの実際に制御が行われる実制御期間にのみ、出力制御部8,8の制御許可ゲート(制御許可ゲート接点38)がPLC1,1の制御中報知信号kによってオンし、PLC1,1の制御指令に基づいて制御出力部8,8が接点信号d,d,dax〜dbyを出力し、制御が終了すると、PLC1C ,1の制御中報知信号kがオフして制御許可ゲートがオフし、制御出力部8,8がPLC1,1D の制御指令を受付けなくなり、以降の非制御期間の誤制御を防止することができる。
【0181】
また、PLC1,1に何らかの異常が発生し、制御中報知信号kが、制御に必要な期間より長く出力され続けたときは、異常発生を報知(警報)することができる。
【0182】
したがって、PLC1,1の外部にタイマ回路等を設けてPLC1,1の制御許可期間を画一的に規制したりすることなく、実際に制御が行われる実制御期間に即して制御許可期間を可変することができ、その期間にのみ制御出力部8,8がPLC1,1の制御を受付け、それ以外の非制御期間には制御出力部8,8の制御の受付けを禁止し、PLC1,1により誤制御を確実に防止することができる。
【0183】
しかも、制御中のPLC1,1に何らかの異常が発生し、制御許可期間が異常に長くなると、その異常が報知される。
【0184】
そのため、PLCの自己診断では検出できない異常を含む出力異常に基づく非制御期間の誤制御を確実に防止し、PLCを用いたこの種自動制御装置の信頼性を、著しく向上することができる。
【0185】
つぎに、請求項2の場合は、制御対象機器がポンプ7,ファン等のオン,オフ制御される電気機器のときに、請求項1の効果が得られる具体的構成を提供することができる。
【0186】
つぎに、請求項3の場合は、制御対象機器が電力設備の常用予備切替えの遮断器15a,15bのときに、請求項1の効果が得られる具体的構成を提供することができ、電力設備の常用系統停電時の常用予備切替えを、誤制御を防止して確実に行うことができる。
【0187】
つぎに、請求項4の場合は、請求項1,2又は3の自動制御装置において、PLC1,1の制御中に、PLC1,1が出力した指令信号の制御と、本来出力するべき制御との一致,不一致をPLC1,1によりリアルタイムに検出し、この検出に基づき、誤制御によって実際に不具合が発生する前に早期にPLC1,1の出力異常の発生を知って必要な対策等を施すことができ、一層信頼性が向上したこの種の自動制御装置を提供することができる。
【0188】
さらに、請求項5の場合は、請求項1,2,3又は4の自動制御装置において、設定された点検期間毎に、PLC1,1の出力異常の故障を、PLC1,1によって自動的に検出することができ、その際、点検モード信号mによって制御出力部8C ,8D を出力禁止に保ち、点検中の誤制御を防止することができる。
【0189】
したがって、PLC1,1に出力異常の故障が発生しているか否かを、運用中に定期的に自動点検して判別し、誤制御の未然防止を図ることができ、この種の自動制御装置の信頼性をさらに一層向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の1形態のブロック結線図である。
【図2】図1の動作説明用のフローチャートである。
【図3】本発明の実施の他の形態のブロック結線図である。
【図4】図3の入力ユニットの詳細な結線図である。
【図5】図3の出力ユニットの詳細な結線図である。
【図6】図3の制御出力部の一部の詳細な結線図である。
【図7】図3の動作説明用のフローチャートである。
【図8】従来装置の1例のブロック結線図である。
【図9】電力設備の常用予備切替えの主回路の単線結線図である。
【図10】図9に適用された従来装置の他の例のブロック結線図である。
【図11】図8の装置の制御期間を外部タイマ回路で一定期間に制限した場合のブロック結線図である。
【図12】図10の装置の制御期間を外部タイマ回路で一定期間に制限した場合のブロック結線図である。
【符号の説明】
,1 プログラマブルロジックコントローラ(PLC)
5 ポンプ
,8 制御出力部
9′,13′,25x′,25y′,26x′,26y′ 制御出力接点
15a,15b 遮断器
38 制御許可ゲート
b,ja,jb 制御開始信号
,c,cax〜cby 指令信号
,d,dax〜dby 接点信号
a,ja,jb 状態信号
k 制御中報知信号
l 異常報知信号
m 点検モード信号
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an automatic control device that uses a programmable logic controller (PLC) to turn on / off a control target device, switch a system, and the like.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, this type of automatic control device using a PLC is used for ON / OFF control of a pump of a water treatment facility, a fan of an air conditioner, and the like, and control of regular standby switching of a power facility.
[0003]
In the case of the pump control of the water treatment equipment, for example, when the water level of the water storage tank or the like drops to the set low water level, the pump is turned on (operated) to start water injection, and the water level is set to the high water level set by this water injection. Conventionally, this kind of automatic control device is configured as shown in FIG. 8 to turn off (stop) the pump and stop the water injection when it rises.
[0004]
PLC1 of the automatic control device of FIG. A Is a CPU board 2 that performs arithmetic processing A And an input unit 3 comprising one or more boards each A , Output unit 4 A And the like are attached to a motherboard (not shown) for connection between boards. A Operate according to the automatic sequence control program stored in the memory of the first embodiment.
[0005]
On the other hand, PLC1 A The pump 5 as a device to be controlled to be turned on and off by the input unit 3 outputs a state signal a that changes in two values depending on the on / off state. A To supply.
[0006]
In a water storage tank (not shown) provided with the pump 5, a so-called water level sensor 6 constantly monitors the water level in the tank to be monitored.
[0007]
When the water level in the tank changes to the predetermined low water level (drought level) and high water level (full water level), the detection signal of the low water level of the water level sensor 6 is input to the input unit 3. A Is input as a control start signal b.
[0008]
Further, the control start signal b is input unit 3 A To CPU board 2 A Is notified to this board 2 A Is started by the control start signal b and executes automatic control of turning on and off the pump 5 according to the water level.
[0009]
When it is determined from the state signal a that the pump 5 is off (stopped), the CPU board 2 A To output unit 4 A ON (departure) control is output to unit 4 A The contact 7 of the ON command output composed of the semiconductor contact is turned on, and the ON control command signal c of, for example, 24 V DC voltage of the contact 7 is turned on. 1 Output unit 4 A From the ON control port to the control output unit 8 A To the auxiliary relay 9, and the relay 9 is energized and driven.
[0010]
By this energization drive, the normally open contact 9 'of the auxiliary relay 9 is turned on, and the command signal c 1 , For example, a contact signal d for ON control of 100 V DC 1 To pump 5.
[0011]
The pump 5 is turned on and off by turning on and off the main contact 10 of the power supply path of the drive motor and by turning on and off the reset coils 11s and 11r. The pump 5 is operated (on) and stopped (off) by the on and off. ) Is controlled.
[0012]
Then, when the contact 9 'is turned on, the coil 11s is energized, the main contact 10 is automatically turned on and turned on, and the pump 5 is operated.
[0013]
At this time, CPU board 2 A Confirms the control response of the closing of the contact 10 from the state signal a, and ends the ON control.
[0014]
Next, when the water level of the water storage tank rises to the set high water level due to the operation of the pump 5, the water level sensor 6 outputs a detection signal of the high water level, and this signal is used as the control start signal b and the CPU board 2 A Microcomputer is started again.
[0015]
At this time, CPU board 2 A Of the CPU 5 determines that the pump 5 is on (operating) according to the status signal a. A To output unit 4 A Outputs the off (stop) control to the unit 4 A Turn on the contact 12 of the off command output composed of the semiconductor contact of FIG. 2 Output unit 4 A Off control port to control output section 8 A To the auxiliary relay 13, and the relay 13 is energized and driven.
[0016]
Then, based on this energization drive, the normally open contact 13 'of the auxiliary relay 13 is turned on, and the command signal c 2 Signal d for off control based on 2 To the reset coil 11r of the pump 5.
[0017]
At this time, when the coil 11r is energized, the contact 10 is automatically tripped and turned off, the operation of the pump 5 is automatically stopped, and the off control ends.
[0018]
Thereafter, on / off control of the pump 5 is automatically repeated based on a change in the water level of the water storage tank.
[0019]
When the device to be controlled is a fan or the like of a building air conditioner, the fan or the like is turned on and off by the same automatic control as described above.
[0020]
In addition, changes in the water level in the tank to be monitored and the CPU board 2 A To output unit 4 A Of the control of the pump 5 output to the A Is transmitted from a communication unit (not shown) to a manned central monitoring station or the like in a wired or wireless manner.
[0021]
Next, in the case of the automatic control of the regular standby switching of the power equipment using the PLC, for example, in the power receiving equipment of two lines La and Lb shown in FIG. ) 14a, 14b and circuit breakers 15a, 15b are connected, and each feeder 17 is connected to the load side of the circuit breakers 15a, 15b via a bus 16.
[0022]
Then, the voltage between the MOFs 14a, 14b and the circuit breakers 15a, 15b is taken into the voltage detector 19 via the instrument transformers 18a, 18b as the system voltage of the lines La, Lb. Absence and abnormality of the system voltages of La and Lb are detected.
[0023]
The undervoltage of the bus 16 is detected by the undervoltage relay 21 via the instrument transformer 20.
[0024]
Then, the detection signals ea and eb of no voltage of the lines La and Lb of the voltage detector 19 and the detection signal ea of abnormal voltage * , Eb * And the detection signal f of the undervoltage of the relay 21 are supplied to the switching control unit 22.
The switching control unit 22 is conventionally configured as shown in FIG.
[0025]
PLC1 in FIG. B Is the board 2 of FIG. A CPU board 2 equivalent to B And unit 3 A , 4 A Input unit 3 equivalent to B , Output unit 4 B Etc.
[0026]
And the output unit 4 B Are provided with contacts 23x and 23y for command output of ON / OFF control of the circuit breaker 15a and contacts 24x and 24y for command output of ON / OFF control of the circuit breaker 15b.
[0027]
Further, the output control unit 8 shown in FIG. A Output control unit 8 corresponding to B Auxiliary relays 25x, 26x that are energized and driven by command signals cax, cay for turning on contacts 23x, 24x, and auxiliary relays 25y, 26y that are energized and driven by command signals cay, cby for turning off contacts 23y, 24y. Are provided.
[0028]
Then, at the time of initial setting, one of the lines La and Lb, for example, the line La is preferentially selected over the service system, and at this time, the circuit breaker 15a is a circuit breaker of the service system, and the circuit breaker 15b is a circuit breaker of the protection system. Is set to
[0029]
Based on this initial setting, CPU board 2 B To output unit 4 B The ON control of the circuit breaker 15a and the OFF control of the circuit breaker 15b are output to the contact 23x by the ON control of the circuit breaker 15a, and the command signal cax is output to the output unit 4. B Input control port to control output unit 8 B , And the relay 25x is energized and its contact 25x 'is turned on.
[0030]
In addition, the contact 24y is turned on by the disconnection control of the circuit breaker 15b, and the command signal cby is output to the output unit 4. B Off control port to control output section 8 B , And the relay 26y is energized to turn on its contact 26y '.
[0031]
Then, when the contact 25x 'is turned on, the contact signal dax of the ON control drives the set coil 27s of the circuit breaker 15a to energize, so that the main contact 15a' of the circuit breaker 15a is closed and the circuit breaker 15a is turned on.
[0032]
On the other hand, when the contact 26y 'is turned on, the contact signal dby of the disconnection control drives the reset coil 28r of the circuit breaker 15b to be energized, so that the main contact 15b' is tripped and the circuit breaker 15b is kept open.
[0033]
Therefore, the circuit breaker 15a on the service side is closed and the circuit breaker 15b on the protection side is opened, and the system power of the circuit La on the service side is supplied to each feeder 17 of the bus 16 via the MOF 14a and the circuit breaker 15a in FIG. Powered.
The contacts 23x to 24y are semiconductor contacts.
[0034]
Further, a control signal (set / reset signal) for opening and closing the main contacts 15a 'and 15b' is used as state signals ia and ib of the circuit breakers 15a and 15b. B Input unit 3 B CPU board 2 via B Is taken in.
[0035]
Next, when a state change of voltage loss due to an accidental power failure occurs in the line La set to the service system, the voltage loss is detected by the voltage detector 19 in FIG. B Is input as a control start signal ja.
[0036]
At this time, CPU board 2 B Is started by the control start signal ja to execute the automatic control of the service reserve switching, and first, the circuit breaker 15a on the service side is opened.
[0037]
That is, when a system accident occurs, the CPU board 2 B To output unit 4 B To output the disconnection control of the circuit breaker 15a to turn on the contact 23y, B A command signal "cay" for turn-off control is output from the turn-off control port, and the auxiliary relay 25y is energized and driven by the signal "cay" to turn on its contact 25y 'to generate a contact signal "day" for turn-off control. The reset coil 27r of the heater 15a is energized to open the main contact 15a 'and stop the power supply from the line La.
[0038]
Next, when the control response of opening the circuit breaker 15a is confirmed from the state signal ia of the circuit breaker 15a, the CPU board 2 B To output unit 4 B , The ON control of the circuit breaker 15b is output to turn on the contact 24x, and the output unit 4 B A command signal cbx for the on-control is output from the on-control port of the controller, and the auxiliary relay 26x is energized and driven by the signal cbx to turn on the contact 26x 'to generate a contact signal dbx for the on-control. The set coil 28s of the circuit breaker 15b is energized to turn on the main contact 15b ', and the circuit breaker 15b is turned on to supply the system power of the line Lb to each feeder 17 of the bus 16 via the MOF 14b and the circuit breaker 15b. , The power supply system is automatically switched from the service system to the backup system.
[0039]
When the line La is fixed to the service side and the line Lb is fixed to the spare side for operation, the CPU board 2 is automatically operated by manual operation or normal side voltage restoration upon restoration of the line La accident. B , The circuit breaker 15b is opened, the circuit breaker 15a is turned on, and power is supplied preferentially from the line La.
[0040]
On the other hand, when the lines La and Lb are not fixed to the service side and the protection side respectively, every time the power supply system is switched from the service system to the protection system, the protection system up to that time becomes the service system and the service system becomes the service system. Becomes a standby system, an accidental power failure or the like occurs after the service system is switched from the line La to the line Lb, and the detection signal eb of the voltage disappearance of the line Lb is output from the voltage detector 19, the detection signal eb becomes Input unit 3 B Is input as a control start signal jb, and automatic switching of the service reserve is performed in the same manner as described above. Thereafter, the service side line is alternately switched to the lines La and Lb based on the control start signals ja and jb.
[0041]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, for example, the output unit 4 shown in FIG. A If a failure such as an IC chip short circuit or malfunction due to deterioration over time or dust occurs in the CPU board 2, the CPU board 2 A Operates normally, the "1 bit abnormal output" which outputs a wrong control command signal due to the malfunction of the semiconductor contacts 7 and 12, and the "multiple output which simultaneously outputs both ON and OFF control command signals." An output error such as "bit error output" occurs.
[0042]
Similarly, the CPU board 2 of FIG. B Is the output unit 4 B Even if the off control and on control are correctly output to the B In this case, if a malfunction or the like of the semiconductor contacts 23x, 23y, 24x, 24y occurs, a similar output abnormality occurs.
[0043]
This type of automatic control device is generally provided at the installation site of the pump 5 and the circuit breakers 15a and 15b, which are the devices to be controlled, and is continuously operated for a long period of time. This is sufficiently possible, and when this output abnormality occurs, there is a possibility that a serious accident such as a stoppage of water treatment or a power failure may be caused.
[0044]
Therefore, in this type of automatic control device, it is necessary to prevent erroneous control based on the output abnormality of the PLC from the viewpoint of improving the reliability and the like. Is difficult to detect.
[0045]
On the other hand, along with the sophistication of commercially available general-purpose PLCs including so-called one-chip microprocessors, PLC1 A , 1 B Is often formed of a general-purpose PLC.
[0046]
And PLC1 A , 1 B Is formed by a general-purpose PLC, like other general-purpose PLCs, since the construction of the fail-safe is left to the user, the fail-safe against the output abnormality is also reduced by the user of this kind of automatic control device. Although it is necessary to build it on the manufacturer side, it is extremely difficult to incorporate a fail-safe circuit later, and in this type of conventional automatic control device, how the fail-safe function against the above output abnormality is provided. Is one of the very important issues.
[0047]
Some general-purpose PLCs have a built-in self-diagnosis function. Depending on the function, an abnormality in software processing of the CPU can be monitored and detected. A , 4 B In many cases, it is not possible to detect an output abnormality caused by a failure such as a short-circuit of an IC chip in the output stage.
[0048]
And PLC1 A , 1 B If the output unit 4 is not provided with a fail-safe function against the output abnormality, A , 4 B Command signal c for control output from 1 , C 2 , Cax to cby, the ON / OFF control and the switching of the service spare are performed unconditionally. In particular, during the period when the control start signals b, ja, and jb are not generated and the control is not normally performed, the output board 4 A , 4 B From the command signal c 1 , C 2 , Cax to cby are erroneously output, causing a serious accident.
[0049]
By the way, PLC1 A , 1 B If the control is duplicated by performing two parallel multiplex operations of each and the control is performed only when the control outputs of the two PLCs match, the PLC 1 A , 1 B The erroneous control based on the output abnormality can be prevented.
[0050]
However, the use of two PLCs leads to a significant increase in cost and size, and furthermore, it is necessary to synchronize the operation of the two PLCs, which not only requires complicated synchronization control, but also requires maintenance parts. An adverse effect such as an increase in the rate of occurrence of non-operation due to an increase or failure occurs.
[0051]
Therefore, it is not practical to duplicate control by performing two PLCs in parallel and multiplex operation in such an automatic control device that is desired to be formed in a low-cost, small-sized, and simple configuration.
[0052]
Therefore, the control start signals b, ja, and jb are uniformly controlled by a timer control to a predetermined control permission period, and when the control start signals b, ja, and jb exceed the period, the output to the control target device is prohibited as a non-control period, and a failure occurs. It is conceivable to add a safe function.
[0053]
In this case, the number of PLCs may be one, two PLCs may not be operated in parallel multiplex operation, and a low-cost, small-sized and simple configuration, in which a simple control gate is added to the configuration of the conventional device, allows a non-operation based on the PLC output abnormality. Erroneous control during the control period is reliably prevented, and reliability is improved.
[0054]
For example, when the above-described fail-safe function of the timer control is added to the configuration of FIG. 8, the configuration is almost as shown in FIG.
[0055]
11 differs from FIG. 8 in that the detection signal of the sensor 6 is regulated by the timer circuit 29 to a signal of a fixed time width, and this signal is used as the control start signal b 'as the PLC1 signal. A Input unit 3 A And a 100 V positive power supply line P (100 V) and a control output unit 8. A A control permission gate 30 which is turned on only during the generation of the signal b 'by the control start signal b' is provided between the contacts 9 'and 13'.
[0056]
Only during the generation of the control start signal b ', the contact 30' of the control permission gate 30 is turned on, and the command signal c 1 , C 2 During the non-control period in which the control start signal b 'is not generated, the contact 30' is turned off and the command signal c is 1 , C 2 Is not accepted, and erroneous control does not occur.
[0057]
When a similar fail-safe function is added to the switching control unit 22 of the power receiving equipment in FIG. 10, the configuration is almost as shown in FIG.
[0058]
12 differs from FIG. 10 in that the detection signals ea to eb of the pressure detector 19 are different. * Are supplied to the signals ea 'and ea of a fixed time width required for the normal standby switching by the timer circuit 31. * ', Eb, eb * ', And the signals ea' and eb 'are used as control start signals ja' and jb '. B Input unit 3 B To supply.
[0059]
The control permission signals ja 'and jb' are supplied to the OR gate 33 of the control permission gate 32, and are supplied to the contact 32 'of the gate 32 similar to the contact 30' of FIG. During the non-control period in which ja 'and jb' are not output, the contact 32 'is turned off to prevent erroneous control.
[0060]
That is, control start signals b ', ja', jb 'having a fixed time width are formed by a timer operation, and these control start signals b', ja ', jb' are A , 1 B To the input interface sections 3a, 3b and the control permission gates 30, 32, and turns off the contacts 30 ', 32' of the gates 30, 32 during the non-control period in which the control start signals b ', ja', jb 'are not generated. Thus, erroneous control in the non-control period can be prevented with a simple configuration without performing two PLC multiplex operations in parallel.
[0061]
However, the control start signals b ', ja', and jb 'having a fixed time width are formed by the timer circuits 29 and 31, and the control permission period is uniformly controlled by the signal width (time width). Does not completely coincide with the period (actual control period) required for the actual on / off control or the switching control of the regular standby, and may cause excess or deficiency.
[0062]
If the control permission period is short and short, the on / off control and the switching of the service reserve will not be performed normally, and if the control permission period is long and excessive, after the control of the on / off control and the switch of the service reserve is completed. Also control output unit 8 A , 8 B Is maintained in the output state, and erroneous control output is likely to occur, and erroneous control output cannot be reliably prevented.
[0063]
It should be noted that PLC1 has been A , 1 B The processing capacity of the PLC used for the communication is also improved, and the processing time varies depending on the PLC.
[0064]
Therefore, when the timer circuits 29 and 31 are used, the set time is also set to the PLC 1 A , 1 B It is necessary to change it at any time according to the type of PLC used for the above-mentioned, and there is also a disadvantage that designing the timer circuits 29 and 31 is not easy.
[0065]
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned points, and when turning on / off control of operation of a pump or the like and switching of a regular standby for electric power, only a period actually required for on / off control and switching (actual control period) is provided. An object of the present invention is to set a control permission period for a control output unit, set the remaining period to a non-control period, set the control permission period without excess or deficiency, and reliably prevent erroneous control.
[0066]
It is another object of the present invention to detect an erroneous control output of a PLC during control at an early stage and take an appropriate countermeasure, and to prevent erroneous control by prior detection of a failure.
[0067]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, in the case of claim 1, the automatic control device of the present invention is activated by input of a control start signal, outputs a control command signal according to a change in the state of the monitoring target, and outputs the control target signal. A PLC to which a status signal of the device is input to confirm a control response;
A control output unit that supplies a contact signal of a control output according to the command signal to the control target device,
In the PLC,
Means for outputting a control informing signal from the activation until the control response is confirmed,
Means for measuring the output period of the control-informing notification signal,
Means for outputting an abnormality notification signal when the output period is longer than the set normal limit period,
The control output section is provided in series with a control output contact that outputs the contact signal, is turned on by the control-informing signal, turned off in a non-control period in which the control-informing signal disappears, and A control permission gate for prohibiting erroneous output of the contact signal;
Means for operating in response to the abnormality notification signal to notify an output abnormality of the controller,
A control permission period during which the control permission gate is turned on is varied in accordance with an actual control period during which the control notification signal is output, and an output abnormality of the controller in which the control permission period exceeds the normal limit period is reported.
[0068]
Therefore, when the PLC is activated by the control start signal and the on / off control or the like is started, the output control unit is controlled only during the actual control period until the control is confirmed and the control is actually completed. The control permission gate is turned on by the PLC in-control notification signal, and the control output unit outputs a contact signal based on the PLC control command.
[0069]
Then, when the control is completed, the in-control notification signal of the PLC is turned off, the control permission gate is turned off, the control output unit does not receive the control command of the PLC, and erroneous control in the subsequent non-control period is prevented.
[0070]
Further, if any abnormality occurs in the PLC and the in-control notification signal continues to be output for longer than the period required for control, the abnormality cannot be stopped depending on the PLC, and the occurrence of the abnormality is reported (warned).
[0071]
Therefore, without providing a timer circuit or the like outside the PLC to uniformly control the control permission period, the control permission period can be changed in accordance with the actual control period in which the control is actually performed, The control output unit accepts the control of the PLC only during that period, and prohibits the control output unit from accepting the control during the other non-control periods, whereby erroneous control can be reliably prevented.
[0072]
Moreover, if any abnormality occurs in the PLC during control and the control permission period becomes abnormally long, the abnormality can be notified.
[0073]
Next, in the case of claim 2, the control target device is an electric device that is controlled to be on and off such as a pump and a fan,
The control output unit is provided with, as control output contacts, an ON control contact for outputting an ON control contact signal and an OFF control contact for outputting an OFF control contact signal,
The control permission gate comprises a gate contact connected in series to the two control contacts.
[0074]
Therefore, a suitable configuration can be provided when the control target device is an electrical device such as a pump and a fan that is controlled to be on and off.
[0075]
Next, in the case of claim 3, the control target device comprises two circuit breakers of power equipment which are mutually switched to the service side and the standby side,
The control start signal is generated due to a power outage of the monitored utility system,
The PLC started by the input of the control start signal sequentially outputs a command signal of the service side turn-off control and a command signal of the spare side turn-on control,
And an on-control contact and an off-control contact of the two circuit breakers are provided as control output contacts in the control output unit,
The control permission gate comprises a gate contact connected in series to each control contact,
At the time of the power failure of the service system, the gate contact is turned on by the notification signal during control of the PLC, and the off control contact of the service breaker and the on control contact of the standby circuit breaker are controlled to be turned off according to both command signals. , And a contact signal for ON control is sequentially generated and output to the service side circuit breaker and the backup side circuit breaker.
[0076]
Therefore, it is possible to provide a configuration suitable for switching between the normal and standby of the power receiving equipment in which one of the two systems is used as a normal and the other is used as a standby.
[0077]
Next, in the case of claim 4, the control command signal output from the PLC is input to the PLC as a control output confirmation signal,
PLC
Means for determining whether the control according to the change in the state of the monitoring target and the control of the confirmation signal match or mismatch with each other;
Means for detecting an erroneous output of the command signal of the PLC by determining the mismatch.
[0078]
Therefore, the control command signal output by the PLC is returned to the PLC as a control confirmation signal, and the original control which is to be output as the command signal by the PLC and the control of the confirmation signal, that is, the coincidence of the control actually output, From the comparison of the disagreement, the output abnormality of the PLC is detected in real time, and an early countermeasure for erroneous control due to the output abnormality can be taken.
[0079]
Next, in the case of claim 5, means for outputting an inspection mode signal to the PLC during a set inspection period;
Means for outputting a simulation signal for control for inspection in place of the command signal for control during the inspection period,
Means for detecting a failure of the output abnormality of the PLC by judging a mismatch between the control for the inspection and the control of the confirmation signal based on the simulation signal,
Further, there is provided a means for inhibiting the output of the simulation signal from the control output unit during the inspection period to the controlled device based on the inspection mode signal.
[0080]
Therefore, the presence or absence of a failure due to an abnormal output of the PLC can be automatically checked and detected in advance.
[0081]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
(1 form)
First, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows an automatic control device for performing the same on / off control of the pump of the water treatment equipment as in FIGS. 8 and 11, and the same reference numerals as those in FIGS. 8 and 11 indicate the same or corresponding components.
[0082]
And PLC1 in the figure C Is the CPU board 2 shown in FIGS. A And input unit 3 A , Output unit 4 A CPU board 2 corresponding to C And input unit 3 C , Output unit 4 C Are mounted on a motherboard (not shown).
[0083]
At this time, the input unit 3 C Is the input unit 3 of FIG. A Similarly to the above, a state signal a for opening / closing (on / off) of the main contact 10 is input from the pump 5 which is a device to be controlled, and a detection signal of the full / dry condition is input from the sensor 6 as a control start signal b.
[0084]
Also, CPU board 2 C Is the input unit 3 C , And is started by the control start signal b to execute the on / off control of the pump 5.
[0085]
At that time, CPU board 2 C Forms the following means (i) to (iii) by software processing.
(I) Means for outputting a control notification command during a control permission period from the start by input of control start signal b to the confirmation of control response of pump 5 by state signal a
(Ii) Means for measuring an output period (control permission period) of a control-informing notification signal described later.
(Iii) means for outputting an abnormality notification command when the output period is longer than the set normal limit period
[0086]
Further, the output unit 4 C Has a contact 7 for on-command output, a contact 12 for off-command output, a contact 34 for an in-control notification output, and a contact 35 for an abnormal notification output. The contact 34 turned on by the in-control notification command is in the control permission period. During this time, the control notification signal k is output to the auxiliary relay 36, and the contact 35 turned on by the abnormality notification command outputs the abnormality notification signal 1 to the auxiliary relay 37.
[0087]
Next, the output control unit 8 shown in FIGS. A Output control unit 8 provided in place of C Is provided with a contact (control permission gate contact) 38 'of a control permission gate 38 between the positive power supply line P (100V) of DC 100V and the contacts 9' and 13 ', and a series connection of the contacts 38' and 9 '. The circuit and the series circuit of contacts 38 ', 13' each form an AND gate.
[0088]
Also, the control output unit 8 C Is provided with a control circuit 39 for a contact 38 '. When the control start signal b is input to the OR gate 40, the control circuit 39 controls the contact 36' of the auxiliary relay 36 provided on the output side of the OR gate 40. It is turned on by the intermediate notification signal k, and the control start signal b turns on the auxiliary relay 41 via the OR gate 40 to turn on the gate contact 38.
[0089]
Further, the control start signal b via the contact 36 'is returned to the input side of the OR gate 40. Thereafter, the control start signal b is held until the contact 36' is turned off, and the energization of the auxiliary relay 41 is maintained. 38 'is kept on.
[0090]
Next, CPU board 2 C The specific operation of FIG. 1 will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, the pump 5 normally stops, and at this time, its main contact 10 is turned off, and the output unit 4 C The contacts 7, 12, 33, and 34 of the control output unit 8c are also turned off, and the contacts 9 ', 13', and 38 'of the control output unit 8c are also turned off.
[0091]
When the tank is in a low water level (dry condition), the sensor 6 outputs a detection signal, and a control start signal b based on the detection signal is input to the input unit 3. C Input to the CPU board 2 C Is started.
[0092]
At this time, step S in FIG. 1 To step S 2 To CPU board 2 C Is the output unit 4 C , A control report signal is issued to the contact 34, the contact 34 turns on, the control report signal k turns on the auxiliary relay 36, and the contact 36 'of the control circuit 39 turns on.
[0093]
When the contact 36 'is turned on, the control start signal b energizes the auxiliary relay 41 via the OR gate 40 and the contact 36', and the contact 38 'is turned on.
[0094]
Since the output signal of the OR gate 40 is returned to the input side of the OR gate 40 via the contact 36 ', the output signal of the OR gate 40 remains at the high level of the control start signal b even if the control start signal b is turned OFF. The auxiliary relay 41 is maintained in the energized state.
[0095]
Next, step S 2 To step S 3 To CPU board 2 C The internal timer measures an output period (control permission period) T of the in-control notification signal k.
[0096]
Further, step S 3 To step S 4 Then, it is determined from the detection signal of the sensor 6 whether or not the tank is at a low water level (dry condition). 4 To step S 5 To execute an on-control output process, apply an on-command output to the contact 7, turn on the contact 7, and turn on the on-control command signal c. 1 The auxiliary relay 9 is energized to turn on its contact 9 '.
[0097]
When the contact 9 'is turned on, the set coil 11s of the pump 5 is energized via the contacts 38' and 9 ', the main contact 10 is turned on, the motor of the pump 5 is driven, and the operation of the pump 5 is started.
[0098]
At this time, when the main contact 10 is turned on, the state signal a of the pump 5 becomes a signal of the on (operation) state of the pump 5, and the signal of the on state of the pump 5 becomes the input unit 3. C CPU board 2 via C Is notified as a control response.
[0099]
By the way, PLC1 C The maximum period from the start of the ON control output to the arrival of the control response (the longest control permission period) is defined as the normal limit period Tmax. C Is set in advance.
[0100]
Then, when the on-control output is started, step S 6 , S 7 It is determined whether or not the output period T is equal to or less than the normal limit period Tmax, and when a control response is received within the normal limit period Tmax, the process proceeds to step S. 7 To step S 8 And the output of the in-control notification command is stopped, and the output unit 4 C Is turned off, the power supply to the auxiliary relay 36 is stopped, and the contact 36 'is turned off.
[0101]
When the contact 36 'is turned off, the energization of the auxiliary relay 41 is stopped, the contact 38' is turned off, and the period shifts to the non-control period. The contacts 9 'and 13' are turned on until the contact 38 'is turned on again. Even though the coils 11s and 11r are not energized, the control of the pump 5 is prohibited.
[0102]
And step S 8 To step S 9 To CPU board 2 C Internal timer is reset and CPU board 2 C Returns to the initial state, and step S 1 Waits for the input of the next control start signal b.
[0103]
Then, the tank becomes full, and the CPU board 2 C Is started again by the control start signal b, step S 1 To step S 2 , S 3 Through step S 5 Move to
[0104]
At this time, since the tank has a high water level, step S 4 To step S 10 To execute the off-control output. C To output unit 4 C And outputs the OFF command output to the contact 12 to turn on the contact 12 and output the OFF control command signal c. 2 As a result, the auxiliary relay 13 is energized to turn on its contact 13 '.
[0105]
When the contacts 35 and 13 'are turned on, the reset coil 11r of the pump 5 is energized, the main contact 10 is opened, the motor of the pump 5 is stopped, and the operation of the pump 5 is stopped.
[0106]
When the main contact 10 is opened, the start signal a for stopping the pump 5 is returned as a control response to the input unit 3. C Return to
[0107]
Then, when this reply arrives within the normal limit period Tmax, step S 10 To step S 6 Through step S 7 To step S 7 ~ S 9 Through step S 1 And the contact 38 'is turned off to wait for the input of the next control start signal b.
Thereafter, the operation and the stop of the pump 5 are alternately performed to automatically control the water level of the tank.
[0108]
By the way, during the ON control or the OFF control, the output unit 4 C Some failure occurs in the boards and the like of the contacts 7 and 12 of FIG. 5 After the start of the ON control output of step S 10 Even if the output period T reaches the normal limit period Tmax after the start of the OFF control output of the CPU board 2, C If a response to the control response does not arrive at 6 To S 11 To CPU board 2 C To output unit 4 C Is notified to the contact 35, the contact 35 is turned on, the auxiliary relay 37 is energized by the abnormality notification signal 1, and the notification means such as a lamp and a buzzer of the notification section 42 is energized and driven to notify the occurrence of a control abnormality. I do.
[0109]
Therefore, in this case, as shown in FIG. A Is not provided with a timer circuit 29 outside the control period, and the control permission period is set to a fixed period. Only the actual control period from the start of the control to the end of the control is set to the control permission period without excess or deficiency. Erroneous control can be reliably prevented.
[0110]
There is also an advantage that there is no circuit corresponding to the timer circuit 29, so that design and adjustment are easy.
[0111]
Further, during the control, the output unit 4 C When a control abnormality due to a failure or the like occurs, the abnormality is notified and reliability is improved.
[0112]
(Other forms)
Next, another embodiment of the present invention applied to automatic control of regular standby switching of power equipment will be described with reference to FIGS. 3 to 7 and 9.
First, in the case of this embodiment, a switching control unit 22 'in FIG. 3 is provided in place of the switching control unit 22 in the drawing in the power receiving equipment of the two lines La and Lb in FIG.
[0113]
3, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 10 denote the same or corresponding components, and the switching control unit 22 ' D , Control output unit 8 D And PLC1 D Is the PLC1 in FIG. B CPU board 2 D And input unit 3 D , Output unit 4 D Etc. are provided.
[0114]
And unit 3 D , 4 D Since a failure easily occurs in each board, a plurality of boards 3d 1 , 3d 2 , 3d 3 , ..., 4d 1 , 4d 2 , 4d 3 , Etc., and the contacts 7, 12, 33, 34,... Shown in FIG.
[0115]
By the way, input unit 3 D Is the input unit 3 in FIG. B Similarly, the detection signals ea, ea * , Eb, eb * And the undervoltage detection signal f of the undervoltage relay 21 is input, and the detection signals ea and eb of the voltage disappearance of the lines La and Lb form control start signals ja and jb.
[0116]
Also, the input unit 3 D , The open / close state signals ia and ib of the circuit breakers 15a and 15b of the lines La and Lb to be controlled are also input.
[0117]
Next, the output unit 4 D Is the output unit 4 of FIG. B Similarly to the above, command signals cax and cay for ON / OFF control of the circuit breaker 15a and command signals cbx and cby for ON / OFF control of the circuit breaker 15b are output. A signal 1 is output, and an inspection mode signal m is output at the time of inspection.
[0118]
Then, when the auxiliary relays 25x, 25y are energized by the command signals cax, cay, the respective contacts 25x ', 25y' are turned on, the coils 27s, 27r are energized, and the circuit breaker 15a is closed and opened.
[0119]
Similarly, when the auxiliary relays 26x, 26y are energized by the command signals cbx, cby, the respective contacts 26x ', 26y' are turned on, the coils 28s, 28r are energized, and the circuit breaker 15b is closed and opened.
[0120]
On the other hand, CPU board 2 D Output unit 4 D Each board 4d 1 , 4d 2 , 4d 3 When an output error occurs due to an operation failure such as an IC chip short circuit in the CPU board 2, D Command signals cax to cby different from the control of the control output described above are output, or the command signals cax to cby are not output at all.
[0121]
And this output unit 4 D Abnormal output of CPU board 2 D Has a self-diagnosis function, it is difficult to detect by the self-diagnosis function.
[0122]
Therefore, in this embodiment, the output unit 4 D Command signals cax to cby output from the input unit 3 as confirmation signals for the control. D Input to CPU board 2 D The CPU board 2 D Control and the confirmation signal control (output unit 4 D The output unit 4 determines whether or not the output unit 4 is in agreement with the control output by the D Output abnormality is detected in real time.
[0123]
Further, the output unit 4 D Each board 4d 1 , 4d 2 , 4d 3 ,... Are periodically monitored and detected in advance, in this embodiment, the output unit 4 is actually set at a set interval such as once a day. D Check the operation check of.
[0124]
At the time of this inspection, a simulation signal cax for inspection is used instead of the command signals cax to cby. * , Can * , Cbx * , Cby * Are output, and these simulation signals cax * ~ Cby * Input unit 3 as a confirmation signal D Is input to
[0125]
Next, the output control unit 8 D Are command signals cax to cby and a simulation signal cax * ~ Cby * Auxiliary relays 25x, 25y, 26x, and 26y are provided, and are normally closed between these contacts 25x ', 25y', 26x ', and 26y' and the positive power supply line P (100 V). A contact 43 and a contact 38 'of the control permission gate 38 are provided in series.
[0126]
When the auxiliary relay 44 is energized by the inspection mode signal m (inspection period), the inspection contact 43 is opened and turned off by the operation of the auxiliary relay 44, the control permission gate is held in the off state, and the contact 25x is contacted. The erroneous control of the circuit breakers 15a and 15b due to the turning on of '-y' is prohibited.
Output control unit 8 D Is provided with a control circuit 45 corresponding to the control circuit 39 in FIG.
[0127]
When a system failure or the like occurs, the control circuit 45 inputs control start signals ja and jb of the voltage detector 19 to an OR gate 46, and a contact 47 on the output side of the OR gate 46 outputs a detection signal f of the undervoltage relay 21. And the control start signals ja and jb are input to the OR gate 48 via the OR gate 46 and the contact 47.
[0128]
Further, the output unit 4 D The auxiliary relay 49 is energized by the control informing signal k, and the contact 49 'on the output side of the OR gate 48 is turned on. Therefore, the control start signals ja and jb of the OR gate 48 energize the auxiliary relay 50 via the contact 49'. The contact 38 'is turned on by this energization and turned on.
[0129]
At this time, a part of the output signal of the OR gate 48 is returned to the input side of the OR gate 48 via the contact 50 'of the auxiliary relay 50, and the OR gate 48, the contacts 49' and 50 'cause the OR gate 40 and the contact 46 in FIG. Similarly, the control start signals ja and jb are held until the contact 49 'is turned off, and the contact 38 is kept on.
Note that the timer circuit 31 and the control permission gate 32 shown in FIG. 12 are not provided.
[0130]
Output unit 4 D Control output unit 8 by the abnormality notification signal 1 D When the auxiliary relay 37 is energized, the notification unit 51 similar to the notification unit 42 in FIG. 1 notifies the abnormality.
[0131]
Further, the in-control notification signal k and the inspection mode signal m are used to monitor the control state and the like. D Is also entered.
[0132]
Next, the input unit 3 D , Output unit 4 D And the specific configuration of the control circuit 45, the input unit 3 D FIG. 4 showing the output unit 4 D 5 and FIG. 6 showing the control circuit 45.
[0133]
First, the input unit 3 shown in FIG. D , The detection signal f of the undervoltage relay 21 is supplied to the board 3d via the auxiliary contact 21 ' 1 And is taken in via a semiconductor contact 52 having a photocoupler configuration for the input interface.
[0134]
The state signals ia and ib of the circuit breakers 15a and 15b are supplied to the board 3d via auxiliary contacts 15a "and 15b" interlocked with the main circuit contacts 15a and 15b, respectively. 2 And is taken in via the semiconductor contacts 53a and 53b having a photocoupler configuration for the input interface.
[0135]
Further, as shown in FIG. 6, the control start signals ja, jb, etc., formed by the detection signals ea, eb of the voltage detector 19, include the voltage detection relays 19a, 19b and the lines La, The detection relays 19a 'and 19b' for detecting an abnormal voltage of Lb are generated by energization, and are subjected to a reciprocal check to improve the reliability of taking in. Therefore, as shown in FIG. Auxiliary contact 19a 1 , 19b 1 , ... and normally open auxiliary contact 19a 2 , 19b 2 Board 3d through… 2 And received as a pair of signals via a pair of semiconductor contacts 54on and 54off in a photocoupler configuration for each input interface.
[0136]
Output unit 4 D Signals k, m, cax (cax * ) To cby (cby * ) Etc. are the board 3d 3 And are taken in via the semiconductor contacts 55k, 55m, 55ax, 55ay, 55bx, 55by of the respective photocoupler configurations.
Note that P (24 V) and N (24 V) in the figure are 24 V positive and negative power supply lines.
[0137]
Next, the output unit 4 shown in FIG. D In the board 4d 1 Are provided with semiconductor contacts 56k, 56m of a photo-coupler configuration for control notification output and inspection mode output. When these contacts 56k, 56m are turned on, the control-informing signal k of 24V DC and the inspection mode signal m are output to the auxiliary relay 44, 49 is energized.
[0138]
Output unit 4 D Board 4d 2 Has a signal cax (cax * ) To cby (cby * ) Is provided, and each of the contacts 23x to 24y in the photocoupler configuration that outputs 3 Has a PLC1 D In addition to the contact (not shown) of the photocoupler that outputs the in-operation display, a semiconductor contact 371 having a photocoupler configuration that outputs an abnormality notification is provided.
[0139]
Next, since the opening / closing control of the circuit breakers 15a and 15b and the voltage detection of the voltage detector 19 are performed by a relay operation of 100 V DC, as shown in FIG. 6, the control circuit 45 controls the 100 V DC positive and negative power lines P (100 V ), N (100 V).
[0140]
The board 4d is connected between the power supply lines P (100V) and N (100V). 2 PLC1 by the above-mentioned in-operation display output D A series connection circuit of a contact 58 that is kept on during the operation of the switch, an operation switch 59 for manual standby manual switching, and an auxiliary relay 60 for manual switching command is provided to perform manual switching of the standby normal when the system voltage is normal. When performing this operation, the operation switch 59 is momentarily pressed, the auxiliary relay 60 is energized, and the normally open contact 60 'provided in the control circuit 45 is momentarily turned on.
[0141]
A series circuit of the OR gate 46 and the contact 47 is provided in parallel with the contact 60 '.
[0142]
The OR gate 46 has normally open and normally closed contacts 19aα and 19aβ of the auxiliary relay 19a and normally opened and normally closed contacts 19bα and 19bβ of the auxiliary relay 19b, and includes a series circuit of the contacts 19aα and 19bβ. It is formed by connecting a series circuit of the contacts 19bα and 19aβ in parallel.
[0143]
When the undervoltage relay 21 operates due to a system fault in the lines La and Lb, the contact 47 is turned on by the detection signal f.
[0144]
At this time, if the line La is faulty, the contact 19aα is turned on and the contact 19bα is turned off. If the line Lb is faulty, the contact 19bα is turned on and the contact 19aα is turned off.
[0145]
When the auxiliary relay 44 is energized based on the in-control notification signal k, the contact 49 'is turned on at the time of normal standby switching.
[0146]
Therefore, in the case of the manual switching of the service spare, the auxiliary relay 50 is energized through the contacts 60 'and 49' by turning on the switch 59, and in the case of the automatic switching by the detection of the system fault in the service spare, the contact When the contact 19aα or the contact 19bα is turned on, the auxiliary relay 50 is energized through the contact 19aα, 19bβ, 47, 49 ′ or the contact 19bα, 19aβ, 47, 49 ′.
[0147]
Further, when the auxiliary relay 50 is energized, the control permission gate contact 38 is turned on, and the contact 50 'provided in parallel with the contact 60' is also turned on. Even if the OR gate 46 is turned off, as long as the contact 49 'is not turned off, the auxiliary relay 50 continues to be energized, and the control permission gate contact 38 is kept on.
[0148]
Next, PLC1 D CPU board 2 D Will be described.
This CPU board 2 D Is the input unit 3 as shown in FIG. D Are input, and when activated by the control start signals ja and jb, the switching process of the service spare is executed, and the output unit 3 is automatically set every set inspection period. D A check process is performed to determine whether there is a failure due to abnormal output.
[0149]
And CPU board 2 of FIG. C The following means (i) 'to (iii)' similar to the means (i) to (iii) are formed by software processing.
(I) 'Means for outputting a control notification command during the control period from the start by input of control start signals ja and jb to the confirmation of the control response of the normal standby switching by state signals ia and ib.
(Ii) ′ Means for measuring the output period of the control-informing notification signal k
(Iii) 'means for outputting an abnormality notification instruction 1 when the output period is longer than a set normal limit period
[0150]
The following means (iv) and (v) are also formed by software processing.
(Iv) CPU board 2 D Is the output unit 4 D And the input unit 3 D CPU board 2 via D Discriminates whether the received confirmation signal is in agreement with the control or not, and the discrimination result is inconsistent with the PLC 1 D For detecting failure of abnormal output
(V) Output unit 4 for each inspection period D Outputs an inspection command to the board during the inspection period. 1 Means for turning on the contact 56m of the switch and outputting the inspection mode signal m from the contact 56m
[0151]
And CPU board 2 D Performs a preset spare standby switching control process and operates as shown in the flowchart of FIG. 7. As a result, the regular standby switching is performed as described below, and the output is output during the inspection period. Automatic inspection for abnormal failures is performed.
[0152]
First, the circuit La of the circuit breaker 15a is initialized to the service system, the circuit Lb of the circuit breaker 15b is initialized to the spare system, the circuit breaker 15a is turned on, the circuit breaker 15b is opened, and each of the buses 16 of FIG. When the system power of the circuit La is supplied to the feeder 17, the main circuit contact 15a 'of the circuit breaker 15a is turned on, the main circuit contact 15b' of the circuit breaker 15b is turned off, and the ON state signal ia and the OFF state signal ib is the input unit 3 D To CPU board 2 D Is taken in.
[0153]
At this time, CPU board 2 D Is Step Q in FIG. 1 , Q 2 Monitoring of the occurrence of a system accident or the arrival of the inspection period.
[0154]
Then, when a power failure occurs in the service system and the control start signal ja is input, step Q 2 To step Q 3 To CPU board 2 D To output unit 4 D Outputs a notification during control to the board 4d by this output. 1 Is turned on, and the output unit 4 D Outputs a control informing signal k.
[0155]
Step Q 4 To CPU board 2 D Starts the internal timer on the release side (disconnect control side) of.
[0156]
And step Q 5 To execute the release control of the service side, and the CPU board 2 D Controls the disconnection of the circuit breaker 15a by the output unit 4. D Board 4d 2 Output to
[0157]
At this time, board 4d 2 If no output abnormality such as a short-circuit of the IC chip occurs, the contact 23y is immediately turned on, and a command signal "cay" for the off-side control is output from the contact 23y.
[0158]
In addition, the confirmation signal of the command signal “cay” is input unit 3 D CPU board 2 via D CPU board 2 D Is the output unit 4 D Is determined as to whether or not the disconnect control output in step (1) corresponds to the control of the received confirmation signal.
[0159]
In the normal state, the discrimination results match, and step Q 5 To step Q 6 , Q 7 Through step Q 8 To step Q until the status signal ia of the control response on the service side arrives. 6 ~ Q 8 Loop control.
[0160]
And CPU board 2 D Is the output unit 4 D Control and output unit 4 output to D When the control does not match with the control output by, or when the release control (off control) does not arrive within the set normal limit period, step Q 6 , Q 7 To step Q 9 To output unit 4 D Output to the board 4d 3 Is turned on, the auxiliary relay 37 is energized, and the notification unit 51 notifies the abnormality.
[0161]
On the other hand, CPU board 2 D , Output unit 4 D Of the CPU board 2 by the state signal ja during the normal limit period. D When the release response arrives at the normal time, after the release response of the service side arrives, step Q 10 CPU board 2 D Starts the internal timer of the 11 Thus, the on-state control (closing control) of the circuit breaker 15b on the standby side is executed.
[0162]
And CPU board 2 D Control output and output unit 4 D Are the outputs of the closing control, and if they match, the step Q 12 , Q Thirteen , Q 14 By the loop control described above, it is determined whether or not the closing response of the circuit breaker 15b arrives based on the state signal jb during the normal limit period, and when the circuit breaker 15b is closed within the period, the switching of the service spare is ended.
[0163]
And step Q Fifteen , The output of the control-informing notification signal k is stopped, and the output of the control-informing notification signal k is stopped. 16 CPU board 2 by D Are reset, the power supply system is switched to the line Lb, and the state returns to the original state. 1 Repeat the process from.
[0164]
After that, switching between the standby mode and the standby mode is performed with the circuit breaker 15b serving as the service side and the circuit breaker 15a serving as the protection side.
[0165]
Next, in the inspection period of the automatic output abnormality inspection once a day, step Q 1 To step Q 17 To CPU board 2 D To output unit 4 D Board 4d 1 , The contact 56k is turned on, and the inspection mode signal m is initially output during the set minute period.
[0166]
Then, the initial relay 44 is energized and driven by the inspection mode signal m, the contact 43 is turned off, and the output of the contact signals dax to dby is prohibited.
[0167]
Step Q at the same time 18 , The presence or absence of the input of the confirmation signals of the command signals cax to cby is detected, and if any of the confirmation signals is inputted during the minute period, the step Q 19 Stop inspection by step Q 2 Priority from the original control.
[0168]
On the other hand, the confirmation signals of the command signals cax to cby are sent to the CPU board 2 during the minute period. D Is not in the non-control period, at this time, step Q 18 To step Q 20 To check mode signal g 2 And outputs an inspection mode signal m during a period necessary for the inspection (main period).
[0169]
Then, during this main period, step Q 20 ~ Q 28 By the PLC1 D Check for abnormal output.
[0170]
That is, CPU board 2 D To output unit 4 D And outputs the ON / OFF control for checking the circuit breakers 15a and 15b in order, and outputs the respective simulation signals cax * ~ Cby * Output unit 4 D From the input board 3 D CPU board 2 via D Take in.
[0171]
And CPU board 2 D Output unit 4 D It is determined whether or not the control for inspection output to the control signal and the control of the confirmation signal match or not. 24 To step Q 28 And transfer to PLC1 D Notifies the output abnormality.
[0172]
On the other hand, if all the determination results match, step Q 26 To step Q 29 Then, the output of the inspection mode signal m is stopped, and the output contact point is terminated.
[0173]
Therefore, in the case of this mode, at the time of the regular standby switching, the contact 49 'as the control permission gate is turned on only during the control period by the control informing signal k to control the opening and closing of the circuit breakers 15a and 15b. With regard to the control of the service preliminary switching, the same effect of preventing erroneous control in the non-control period as in the above embodiment can be obtained.
[0174]
Further, during the control of the regular standby switching, the output unit 4 D Erroneous control output can be automatically detected in real time.
[0175]
Further, a simulation signal cax for inspection is set for each set inspection period. * ~ Cby * Is output to PLC1 D PLC 1 D Accordingly, it is possible to perform automatic inspection and detection periodically, and the reliability of automatic control of regular standby switching of power equipment can be significantly improved.
[0176]
Then, the CPU board 2 of the above two forms C , 2 D However, the processing method of the computer software is not limited to the two forms.
[0177]
Further, it is a matter of course that the automatic control device of one embodiment may be provided with a function of automatically detecting the erroneous control output of the output unit in real time and a function of automatic inspection.
[0178]
The equipment to be controlled is not limited to the pump for water treatment and the circuit breaker 20 for regular standby switching of electric power equipment. Of course, it may be a switch, a circuit breaker, or the like used for control.
[0179]
In this case, since the monitoring target differs depending on the device to be controlled, it is needless to say that detectors for various state changes according to the monitoring target may be provided.
[0180]
【The invention's effect】
The present invention has the following effects.
First, in the case of claim 1, the PLC 1 is controlled by the control start signals b, ja, jb. C , 1 D Is started to start the on / off control and the like, and thereafter, the output control unit 8 is controlled only during the actual control period until the control is confirmed and the control is completed. C , 8 D Control permission gate (control permission gate contact 38) of PLC1 C , 1 D Is turned on by the control informing signal k of C , 1 D Control output unit 8 based on the control command C , 8 D Is the contact signal d 1 , D 2 , Dax to dby are output, and when the control ends, the PLC 1 C , 1 D Is turned off, the control permission gate is turned off, and the control output unit 8 is turned off. C , 8 D Is PLC1 C , 1 D Is no longer accepted, and erroneous control during the subsequent non-control period can be prevented.
[0181]
PLC1 C , 1 D When an abnormality occurs in the control signal and the in-control notification signal k continues to be output for a period longer than necessary for control, the occurrence of the abnormality can be reported (warned).
[0182]
Therefore, PLC1 C , 1 D A timer circuit and the like are provided outside the C , 1 D The control permission period can be varied in accordance with the actual control period in which the control is actually performed without uniformly restricting the control permission period of the control output unit 8. C , 8 D Is PLC1 C , 1 D And the control output unit 8 during the other non-control periods. C , 8 D Prohibition of the control of PLC1 C , 1 D Thus, erroneous control can be reliably prevented.
[0183]
Moreover, the PLC 1 being controlled C , 1 D When any abnormality occurs in the control permission period and the control permission period becomes abnormally long, the abnormality is notified.
[0184]
Therefore, erroneous control in the non-control period based on an output abnormality including an abnormality that cannot be detected by the PLC self-diagnosis can be reliably prevented, and the reliability of this type of automatic control device using the PLC can be significantly improved.
[0185]
Next, in the case of the second aspect, it is possible to provide a specific configuration in which the effect of the first aspect is obtained when the control target device is an electrical device that is controlled to be on and off such as the pump 7 and the fan.
[0186]
Next, in the case of claim 3, when the control target device is the circuit breakers 15a and 15b for the regular standby switching of the power equipment, it is possible to provide a specific configuration capable of obtaining the effect of claim 1, The normal standby switching at the time of the normal system power failure can be reliably performed by preventing erroneous control.
[0187]
Next, in the case of claim 4, in the automatic control device of claim 1, 2, or 3, the PLC 1 C , 1 D During the control of PLC1 C , 1 D PLC1 determines whether the control of the command signal output by the controller 1 and the control to be output should match or not. C , 1 D , And based on this detection, the PLC 1 can be detected early before a malfunction actually occurs due to erroneous control. C , 1 D Thus, it is possible to take necessary countermeasures and the like by knowing the occurrence of the output abnormality, and to provide an automatic control device of this kind with further improved reliability.
[0188]
Further, in the case of claim 5, in the automatic control device of claim 1, 2, 3, or 4, the PLC 1 C , 1 D Output failure of PLC1 C , 1 D Can be automatically detected by the control output unit 8 by the check mode signal m. C , 8 D Output is prohibited, and erroneous control during inspection can be prevented.
[0189]
Therefore, PLC1 C , 1 D It is possible to automatically inspect and determine whether or not an output abnormality has occurred during operation, to prevent erroneous control before operation, and to further improve the reliability of this type of automatic control device. Can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block connection diagram of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of FIG. 1;
FIG. 3 is a block connection diagram of another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a detailed connection diagram of the input unit of FIG. 3;
FIG. 5 is a detailed connection diagram of the output unit of FIG. 3;
FIG. 6 is a detailed connection diagram of a part of the control output unit in FIG. 3;
FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of FIG. 3;
FIG. 8 is a block connection diagram of an example of a conventional device.
FIG. 9 is a single-line diagram of a main circuit for regular standby switching of power equipment.
FIG. 10 is a block connection diagram of another example of the conventional device applied to FIG. 9;
11 is a block connection diagram when the control period of the device of FIG. 8 is limited to a fixed period by an external timer circuit.
12 is a block connection diagram when the control period of the device of FIG. 10 is limited to a certain period by an external timer circuit.
[Explanation of symbols]
1 C , 1 D Programmable logic controller (PLC)
5 pump
8 C , 8 D Control output section
9 ', 13', 25x ', 25y', 26x ', 26y' Control output contact
15a, 15b circuit breaker
38 Control permission gate
b, ja, jb control start signal
c 1 , C 2 , Cax to cby command signal
d 1 , D 2 , Dax-dby contact signal
a, ja, jb state signal
k In-control notification signal
l Error notification signal
m Inspection mode signal

Claims (5)

制御開始信号の入力により起動されて監視対象の状態変化に応じた制御の指令信号を出力し、制御対象機器の状態信号が入力されて制御応答を確認するプログラマブルロジックコントローラと、
前記指令信号に応じた制御出力の接点信号を前記制御対象機器に供給する制御出力部とを備えた自動制御装置であって、
前記コントローラに、
前記起動から前記制御応答を確認するまで制御中報知信号を出力する手段と、
前記制御中報知信号の出力期間を計時する手段と、
前記出力期間が設定された正常限界期間より長くなるときに異常報知信号を出力する手段とを設け、
前記制御出力部の前記接点信号を出力する制御出力接点に直列に設けられ、前記制御中報知信号によりオンして前記制御中報知信号が消失する非制御期間にオフし、前記非制御期間の前記接点信号の誤出力を禁止する制御許可ゲートと、
前記異常報知信号により動作して前記コントローラの出力異常を報知する手段とを備え、
前記制御許可ゲートがオンする制御許可期間を前記制御中報知信号が出力される実制御期間に応じて可変するとともに、前記制御許可期間が前記正常限界期間を越える前記コントローラの出力異常を報知するようにしたことを特徴とする自動制御装置。
A programmable logic controller that is activated by input of a control start signal and outputs a control command signal according to a change in the state of the monitoring target, and receives a state signal of the control target device and checks a control response;
A control output unit that supplies a contact signal of a control output according to the command signal to the control target device,
In the controller,
Means for outputting a control informing signal from the activation until the control response is confirmed,
Means for measuring the output period of the control-informing notification signal,
Means for outputting an abnormality notification signal when the output period is longer than the set normal limit period,
The control output section is provided in series with a control output contact that outputs the contact signal, is turned on by the control-informing signal, turned off in a non-control period in which the control-informing signal disappears, and A control permission gate for prohibiting erroneous output of the contact signal;
Means for operating in response to the abnormality notification signal to notify an output abnormality of the controller,
The control permission period during which the control permission gate is turned on is varied according to the actual control period during which the control notification signal is output, and the controller is notified of an output abnormality of the controller when the control permission period exceeds the normal limit period. An automatic control device characterized in that:
制御対象機器が、ポンプ,ファン等のオン,オフ制御される電気機器からなり、
制御出力部に、制御出力接点として、オン制御の接点信号を出力するオン制御接点と、オフ制御の接点信号を出力するオフ制御接点とが設けられ、
制御許可ゲートが、前記両制御接点に直列接続のゲート接点からなることを特徴とする請求項1記載の自動制御装置。
The controlled device is an electrical device that is controlled to be on and off, such as a pump and a fan,
The control output unit includes, as control output contacts, an ON control contact that outputs a contact signal for ON control, and an OFF control contact that outputs a contact signal for OFF control,
2. The automatic control device according to claim 1, wherein the control permission gate includes a gate contact connected in series to the control contacts.
制御対象機器が、相互に逆に常用側,予備側に切替えられる電力設備の2系統の遮断器からなり、
制御開始信号が監視対象である常用系統の停電により発生し、
前記制御開始信号の入力により起動されたプログラマブルロジックコントローラが、常用側切制御の指令信号と予備側入制御の指令信号とを順に出力し、
かつ、制御出力部に、制御出力接点として、前記両遮断器の入制御接点,切制御接点が設けられ、
制御許可ゲートが、前記各制御接点に直列接続のゲート接点からなり、
前記常用系統の停電時、前記コントローラの制御中報知信号により前記ゲート接点をオンし、前記両指令信号にしたがって常用側の遮断器の前記切制御接点,予備側の遮断器の入制御接点が切制御,入制御の接点信号を順に発生して前記常用側の遮断器,前記予備側の遮断器に出力することを特徴とする請求項1記載の自動制御装置。
The equipment to be controlled consists of two circuit breakers, a power facility that can be switched to the service side and the standby side in reverse.
The control start signal is generated due to a power failure of the monitored utility system,
The programmable logic controller started by the input of the control start signal, sequentially outputs a command signal of the service side off control and a command signal of the spare side on control,
And an on-control contact and an off-control contact of the two circuit breakers are provided as control output contacts in the control output unit,
A control permission gate, comprising a gate contact connected in series with each of the control contacts,
At the time of the power failure of the service system, the gate contact is turned on by the control-informing signal of the controller, and the off-control contact of the service-side circuit breaker and the on-control contact of the backup-side circuit breaker are turned off in accordance with the two command signals. 2. The automatic control device according to claim 1, wherein contact signals for control and on-control are sequentially generated and output to the service side circuit breaker and the standby side circuit breaker.
プログラマブルロジックコントローラから出力された制御の指令信号を、制御出力の確認信号として前記コントローラに入力し、
前記コントローラに、
監視対象の状態変化に応じた制御と、前記確認信号の制御との一致,不一致を判別する手段と、
前記不一致の判別により、前記コントローラの前記指令信号の誤出力を検出する手段とを設けたことを特徴とする請求項1,請求項2又は請求項3記載の自動制御装置。
The control command signal output from the programmable logic controller is input to the controller as a control output confirmation signal,
In the controller,
Means for determining whether the control according to the change in the state of the monitoring target and the control of the confirmation signal match or mismatch with each other;
4. The automatic control device according to claim 1, further comprising means for detecting an erroneous output of the command signal of the controller based on the discrimination of the mismatch.
プログラマブルロジックコントローラに、
設定された点検期間に点検モード信号を出力する手段と、
前記点検期間に、制御の指令信号に代えて点検用の制御の模擬信号を出力する手段と、
前記点検用の制御と前記模擬信号に基づく確認信号の制御との不一致の判別により、前記コントローラの出力異常の故障を検出する手段とを設け、
かつ、前記点検モード信号に基づき、前記点検期間の制御出力部から制御対象機器への前記模擬信号の出力を禁止する手段を備えたことを特徴とする請求項1,請求項2,請求項3又は請求項4記載の自動制御装置。
For programmable logic controllers,
Means for outputting an inspection mode signal during a set inspection period;
Means for outputting a simulation signal for control for inspection in place of the command signal for control during the inspection period,
Means for detecting a failure of the output abnormality of the controller by determining a mismatch between the control for the inspection and the control of the confirmation signal based on the simulation signal,
And a means for prohibiting the output of the simulation signal from the control output unit during the inspection period to the control target device based on the inspection mode signal. Or the automatic control device according to claim 4.
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