JPH0830301A - 冗長化制御システム及びその保守方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】制御装置１，２，３と、これらの制御装置にそ
れぞれ接続され多重化された本体インターフェイス４，
５，６とを備える。各制御装置は、オンラインモードプ
ログラム及びテストモードプログラムを記憶したメモリ
を有する。各本体インターフェイスは、前述のオンライ
ンモードプログラム及びテストモードプログラムの一方
による処理を選択する処理モード選択手段を有する。異
常が検出された１つの本体インターフェイスと被制御対
象との接続を切り離してその本体インターフェイスを補
修する。補修後の本体インターフェイスのテストモード
プログラムの実行により得られた情報に基づいて接続し
た模擬装置を制御し、その本体インターフェイスの健全
性を評価する。 【効果】異常が生じた本体インターフェイスの補修及び
補修後の健全性の確認を、制御を継続しながら行うこと
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冗長化制御システム及
びその保守方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】単純な冗長化制御システムである従来の
３重系システムは、図４に示すように、出力部を２out
of ３論理又は中間値選択回路を用い、３重系の一系が
故障した場合に、故障した系を切離し出力部を２out of
２論理又はフェイルセイフ方向の高値選択又は、低値
選択とする。この場合、出力部は本質的に単一系であり
その故障時には、システムダウンとし、フェイルセイフ
に停止するか或いは出力部とインターフェイスされる本
体機構部とを合わせて合体システムとして、マージンを
持たせ冗長化する手段を講じる。

【０００３】他の従来例として、図５に示すのような原
子力プラントにおける安全系の出力論理のハードウェア
構成が提案されている。この従来例においては、本体イ
ンターフェイスが２out of ４論理となるリレー回路ロ
ジックとなっている。このようなシステムにおいて、そ
の本体インターフェイスは、リレーの接点のみで構成さ
れ単純である。例えば４重の制御装置の１系が故障した
場合、その出力信号のリレーは励磁が解け接点ＯＮとな
るので、当該部の電源を切ることにより、本体インター
フェイスの出力ロジックは自動的に２out of ３論理と
なる。即ち、システムを結果的に縮退すると共にフェイ
ルセイフ動作として２out of ３論理となる。その状態
のもとで異常系を修理することができる。そして、修理
後当該系の電源を投入し、立ちあげれば、本体インター
フェイスの論理は、２out of ４論理となり復帰するこ
とができる。この場合、修復後の健全性確認を、必ずし
も実施せずに電源を立ち上げても、システムのフェイル
セイフ性は確保できるメリットがある。

【０００４】特に原子炉の反応度を制御する多数の制御
棒を駆動するシステムにおいては、従来、単一系となる
本体インターフェイスの故障の場合は、システムダウン
とした後修理を行ってきた。つまり故障時における各本
体インターフェイスの管理は一括管理となっていたの
で、たとえ１個の本体インターフェイスの修理中であっ
ても、健全な本体インターフェイスまでも制御不能状態
としなければならなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】冗長化システムにおい
て、本体インターフェイスが複数個あり、かつ本質的に
単一系となり、しかもモータインバータのように複雑な
装置とならざるおえないシステムにおいては、単一個所
の保守時にシステムを停止せざるおえない。また、修理
交換が終了し健全性が未確認である本体インターフェイ
スでありながら、確認する術なくプラント制御に用いな
ければならない。

【０００６】本発明の目的は、異常が生じた下位制御装
置を補修後の健全性の確認を、制御を継続しながら行う
ことができる冗長化制御システム及びその保守方法を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する冗長
化制御システムの特徴は、多重化された制御装置と、こ
れらの制御装置にそれぞれ接続されかつ多重化された本
体インターフェイスとを備え、前記各制御装置はオンラ
インモードプログラム及びテストモードプログラムを記
憶したメモリを有し、前記各本体インターフェイスは、
本体インターフェイスの異常を診断する異常診断手段
と、前記制御装置から送信されるオンラインモードプロ
グラム及びテストモードプログラムのいずれかによる処
理を選択する処理モード選択手段と、選択されたプログ
ラムに基づいた処理を実行する処理手段とを有すること
にある。

【０００８】上記目的を達成する冗長化制御システムの
保守方法の特徴は、上記特徴を有する冗長化制御システ
ムにおいて、前記異常診断手段が異常を検出したとき、
前記本体インターフェイスと被制御対象との接続を切り
離して前記本体インターフェイスを補修し、補修後の前
記本体インターフェイスに被制御対象の模擬装置を接続
し、前記処理モード選択手段によって選択されたテスト
モードプログラムに基づいた処理を実行して前記補修後
の本体インターフェイスから出力された制御信号に基づ
いて前記模擬装置を制御し、この模擬装置からの検出値
に基づいて前記補修後の本体インターフェイスの健全性
を評価することにある。

【０００９】

【作用】多重化された各制御装置はオンラインモードプ
ログラム及びテストモードプログラムを記憶したメモリ
を有し、各本体インターフェイスは、本体インターフェ
イスの異常を診断する異常診断手段と、制御装置から送
信されるオンラインモードプログラム及びテストモード
プログラムのいずれかによる処理を選択する処理モード
選択手段と、選択されたプログラムに基づいた処理を実
行する処理手段を有するので、冗長化制御システムにお
ける単一制御系の故障を、冗長化制御システムによる制
御を停止せずに補修することが可能となる。すなわち、
制御装置は、オンラインモードプログラム及びテストモ
ードプログラムの出力を行うが、本体インターフェイス
がオンラインモード及びテストモードいずれの処理を実
行するかを管理していない。オンラインモード及びテス
トモードのいずれの処理を行うかは本体インターフェイ
ス側の選択による。本体インターフェイスが異常になっ
たときに、処理モード選択手段がテストモードを選択す
るのである。従って、正常な他の本体インターフェイス
による制御を継続しながら、異常になった本体インター
フェイスの補修及び補修後のテストを行うことができ
る。補修した本体インターフェイスにおいてテストモー
ドプログラムを実行できるので、補修した本体インター
フェイスの特性を容易に得ることができる。

【００１０】更に、保守方法において、補修した本体イ
ンターフェイスに、被制御対象の模擬装置を接続するの
で、本体インターフェイスでのテストモードプログラム
の実行により得られた情報により模擬装置を制御でき、
補修した本体インターフェイスの健全性を容易に確認で
きる。

【００１１】

【実施例】本発明の実施例である冗長化制御システムの
概念を図１を用いて説明する。本発明の具体的な実施例
は、図４に示される。図１の実施例は、三重化された冗
長化制御システムである。

【００１２】本実施例は、三重化された制御装置１，
２，３，Ｎ台の本体インターフェイス４，５，６，本体
インターフェイスに一対一に対応するよう設けられた本
体機構(非制御対象機器)７，８，９，本体模擬機構１
０、及びリンケージネットワーク３９，４０，４１を備
える。制御装置１は、リンケージネットワーク３９に接
続される。制御装置２は、リンケージネットワーク４０
に接続される。制御装置３は、リンケージネットワーク
４１に接続される。本体インターフェイス４，５，６
は、リンケージネットワーク３９，４０，４１の全てに
それぞれ接続される。本体インターフェイス４，５，６
は、モードスイッチ５７Ａ，５７Ｂ，５７Ｃを図１のよ
うに備える。モードスイッチが端子ＯＮに接続されてい
るスイッチモードになっている本体インターフェイス
は、オンラインモードになっている。モードスイッチが
端子ＴＥに接続されているスイッチモードになっている
本体インターフェイスは、テストモードになっている。
本体機構７は本体インターフェイス４に接続される。本
体機構８は本体インターフェイス５に接続される。本体
機構９は本体インターフェイス６に接続される。

【００１３】制御装置１，２，３は、各本体インターフ
ェイスを統括制御する統括制御装置である。これらの制
御装置１，２，３は、オンラインモードの制御プログラ
ム（オンラインモードプログラム）及びテストモードの
試験プログラム（テストモードプログラム）を記憶する
メモリ（図示せず）、及び本体インターフェイスの異常
を認識する異常認識部（図示せず）をそれぞれ備えてい
る。本体インターフェイス４，５，６は、オンラインモ
ード時において、制御装置１，２，３から伝送されたオ
ンラインモードプログラムに基づいて本体機構を制御す
る制御部（図示せず）をそれぞれ有する。制御部は、テ
ストモード時では、その制御装置から伝送されてきたテ
ストモードプログラムを実行する。本体インターフェイ
ス４，５，６は、それぞれ異常診断部を備える。この異
常診断部は、本体インターフェイスの異常の有無を診断
する。もし本体インターフェイス６が異常になった場
合、その旨を示す異常情報は、操作盤の表示装置に表示
される。保守員は、表示された異状情報を見てモードス
イッチ５７Ｃを端子ＴＥに接続する。このようにして、
テストモードが選択される。テストモードが選択された
場合には、制御部は、前述したようにテストモードプロ
グラムに基づいて処理を実行する。このとき、制御部
は、決してオンラインモードプログラムを実行しない。
正常な他の本体インターフェイス４，５は、運転モード
選択部がオンラインモードを選択しているので、オンラ
インモードプログラムに基づいた処理を実行し、テスト
モードプログラムを実行しない。

【００１４】前述した従来例は、図６に示すように、冗
長化制御システムによる制御実行中（冗長化制御システ
ムの制御対象であるプラントの運転中）であり本体イン
ターフェイスによる制御が実行されているとき、または
冗長化制御システムによる制御停止中（冗長化制御シス
テムの制御対象であるプラントの運転停止中）であり本
体インターフェイスによる試験が行われているときに関
わらず、本体インターフェイスは上位制御装置である統
括制御装置によって一括管理されている。

【００１５】本実施例は、オンラインモードプログラム
及びテストモードプログラムを記憶している統括制御装
置（制御装置１，２，３）が各々のプログラムを出力
し、本体インターフェイスが運転モード選択部によりテ
ストモード及びオンラインモードを選択し選択したモー
ドに対応したプログラム（統括制御装置から伝送された
プログラム）を実行するように構成されている。従っ
て、本実施例は、図２に示すように、冗長化制御システ
ムによる制御実行中であろうとも上位制御装置は、本体
インターフェイスを個別に管理することが可能となる。
このため、冗長化制御システムによる制御実行中に、異
常となって交換修理した本体インターフェイスの健全性
確認を目的としたテストが可能になる。運転モード選択
部は、本体インターフェイス内に設けられる。

【００１６】ここで、本体インターフェイス６が異常状
態になった場合を想定する。本体インターフェイス６の
異常診断部は本体インターフェイス６内の一部が異常に
なったことを検出する。この異状診断部の「異常であ
る」との診断結果は、制御装置１，２，３に伝えられ
る。この情報を入力したである制御装置１，２，３は、
本体インターフェイス６へのアクセスを中止する。次
に、保守員は、本体インターフェイス６を補修するため
に本体インターフェイス６を、電源から切り離し、電気
部品等の異常な部品を正常な部品に交換する。また補修
後に本体インターフェイス６を本体機構９から切り離
し、本体模擬装置１０に接続する。図１はこの状態を示
す。保守員は、表示された異常情報を見てモードスイッ
チ５７Ｃを端子ＴＥに接続し、本体インターフェイス６
をテストモードにする。本体インターフェイス６がテス
トモードを選択したとき、すなわちモードスイッチ５７
Ｃが端子ＴＥに接続されたとき、本体インターフェイス
６はテストモード選択情報を制御装置１，２，３に出力
する。制御装置１，２，３は、内部に運転モード監視部
を有する。制御装置１，２，３は、運転モード監視部で
入力した上記テストモード選択情報に基づいてテストモ
ードになっている本体インターフェイスを感知し、その
本体インターフェイスに対してテストモードプログラム
を送信する。このテストモードプログラムは、他の健全
な本体インターフェイス４，５へのオンラインモードプ
ログラム伝送の空き時間を利用して制御装置１，２，３
より出力される。

【００１７】テストモードが選択されかつ本体模擬装置
１０が接続されているとき、補修されて機能が回復した
本体インターフェイス６は、制御装置１，２，３から送
信されたテストモードプログラムを受取り、オンライン
モードで要求される全ての動作パターンをテストモード
プログラムにて順次実行する。本体模擬装置１０は、テ
ストモードプログラムの実行により得られた各情報を本
体インターフェイス６より受け取り、それらの情報をチ
ェックすることにより本体インターフェイス６の健全性
を判定するものである。本体模擬装置１０が、補修され
た本体インターフェイス６が正常に機能する、すなわち
本体インターフェイス６が健全であると判定したとき、
保守員は、本体模擬装置１０を本体インターフェイス６
から取外し、本体インターフェイス６をオンラインモー
ドにすべくモードスイッチ５７Ｃを端子ＯＮに接続す
る。更に、保守員は、この本体インターフェイス６を本
体機構９に接続する。

【００１８】本体インターフェイス６は、オンラインモ
ードになったことを制御装置１，２，３に出力する。制
御装置１，２，３は、運転モード監視部でそのモード情
報に基づいて本体インターフェイス６がオンラインモー
ドになったことを感知し、本体インターフェイス６に対
してオンラインモードプログラムを送信する。その後、
本体インターフェイス６は、オンラインモードプログラ
ムを実行し、本体機構９に対してその実行により得られ
た制御信号を出力する。

【００１９】上記の実施例を、原子炉の反応度を制御す
る多数の制御棒を駆動する冗長化制御システムに適用し
た場合について説明する。原子炉の反応度を制御する多
数の制御棒を駆動する冗長化制御システムにおいては、
従来、単一系となる本体インターフェイスが故障した場
合、システムダウンとした後、修理を行っていた。

【００２０】しかしながら、本実施例の冗長化制御シス
テムにおいては、前述したように、オンラインモード及
びテストモードプログラムを記憶するメモリを備える上
位の三重化された制御装置１，２，３、及び前述の機能
を備える本体インターフェイス４，５，６を備えている
ので、単一系となる本体インターフェイスの故障時にお
ける各本体インターフェイスの管理は、制御装置１，
２，３による一括管理ではなくなる。すなわち、健全な
本体インターフェイスは、制御装置１，２，３から送信
されるオンラインモードプログラムを実行することによ
りその本体インターフェイスに接続される制御棒駆動装
置（本体機構）を制御して制御棒を操作する。故障等の
異常が生じた本体インターフェイスは、制御棒から切り
離され、補修後に、制御装置１，２，３から送信される
テストモードプログラムを実行する。従って、異常が生
じた本体インターフェイスの補修は、健全な本体インタ
ーフェイスを用いた制御棒駆動装置の制御による制御棒
の操作によって原子炉の反応度の制御を継続した状態で
行うことができる。異常が生じた本体インターフェイス
からの制御信号で制御されていた制御棒の操作は停止さ
れるが、健全な本体インターフェイスからの制御信号に
よって制御棒の操作が継続されるので、原子炉の反応度
の制御は可能である。

【００２１】具体的には、複数の本体インターフェイス
のうち１つが故障した場合、上位の制御装置１，２，３
がその本体インターフェイスの異常診断部からの異常情
報を入力し異常を認識したとき、異常が生じた本体イン
ターフェイスをフェイルセイフの状態とし、ソフト的に
切り離しすると共に冗長化制御システムは縮退状態で制
御を継続する。異常が発生した本体インターフェイス
は、保守員によって電源から切り離され、冗長化制御シ
ステムから隔離した後、補修を行う。補修とは故障した
電気回路の部品を正常な部品に交換する等をいう。補修
後、モータ及び回転量検出部等を備えた本体模擬装置１
０を異常となった本体インターフェイスに接続したの
ち、本体インターフェイスをテストモード（モードスイ
ッチ５７Ｃを端子ＴＥに接続した状態）として電源を投
入する。制御装置１，２，３は、テストモードが選択さ
れている本体インターフェイスを感知し、当該本体イン
ターフェイスにテストモードプログラムを送信する。他
の本体インターフェイスは、オンラインモード（モード
スイッチ５７Ａ，５７Ｂを端子ＴＥに接続した状態）と
なっているためオンラインプログラムのみ受信し、決し
てテストモードプログラムを実行しない。テストモード
プログラムは、制御装置，本体インターフェイス，本体
模擬機構とを接続した状態において、補修後の修理後の
本体インターフェイスが健全に動作するか試験するもの
であり、オンラインモードプログラムの空き時間を利用
して送信されるようにしておく。このため、冗長化制御
システムによる制御棒の制御は、瞬断されることなくか
つ異常が生じた本体インターフェイスの影響をうけるこ
となく継続される。異常が生じた本体インターフェイス
でのテストモードプログラムの実行により得られた情報
に基づいて、本体模擬装置１０が補修後の本体インター
フェイスが健全に機能するかをチェックする。

【００２２】本実施例の本体模擬装置１０は、制御棒を
操作する制御棒駆動装置(本体機構)をより忠実に模擬し
ている。この本体模擬装置１０は、図３に示すように、
モータを架台に取付け、このモータの回転軸に模擬負荷
（制御棒を模擬）を吊り下げたものである。回転量検出
器が、モータの回転軸に取り付けられる。更にモータへ
の電源入力用コネクタ、及び回転量検出器に接続された
回転量信号出力用コネクタが、架台に設けられる。補修
された本体インターフェイスは、テストモードプログラ
ムを実行して得られた制御信号に基づいて本体模擬装置
１０のモータの回転を制御する。模擬負荷がこのモータ
の回転によって上下する。模擬負荷の移動量は、回転量
検出器で検出された回転量信号に基づいて求めることが
できる。これは、取りもなおさず模擬負荷の位置を求め
ているにほかならない。実際の制御棒の操作の種々の形
態がテストモードプログラムの実行によりテストされ
る。補修された本体インターフェイスの健全性は、模擬
負荷の動作によってチェックすることができる。

【００２３】このチェックにより補修された本体インタ
ーフェイスの健全性を保守員が確認した後、補修された
本体インターフェイスは本体機構である制御棒駆動装置
に接続し、モードスイッチをオンラインモードに切り換
えてはじめて補修後の本体インターフェイスがオンライ
ンモードで動作するようになる。以上のような過程にお
いて故障部が補修された本体インターフェイスの健全性
を確実に確かめることが可能である。

【００２４】テストモードからオンラインモードに復帰
した本体インターフェイスが制御する制御棒は、目標の
挿入位置に移動している途中で移動が停止した状態にな
っていることが考えられる。この場合、制御装置１，
２，３は、テストモードからオンラインモードに復帰し
た本体インターフェイスが制御する制御棒が目標の挿入
位置にあるか確認を行い、その制御棒が目標の位置にな
いときテストモードからオンラインモードに復帰した本
体インターフェイスに対して目標位置までその制御棒を
移動させる制御指令を出力する。

【００２５】図７は、モータ駆動装置に本発明を適用し
た具体的実施例のシステム構成である。本体インターフ
ェイス４は、直列に接続されたネットワークコントロー
ラ２４，モータインバータコントローラ２７及びモータ
ドライブユニット３０を備える。本体インターフェイス
５も、同様に、ネットワークコントローラ２５，モータ
インバータコントローラ２８及びモータドライブユニッ
ト３１を備える。本体インターフェイス６は、ネットワ
ークコントローラ２６，モータインバータコントローラ
２９及びモータドライブユニット３２を備える。統括制
御装置である制御装置１，２，３を有する。本体機構７
はモータ３３であり、本体機構８はモータ３４、本体機
構８はモータ３５である。これらのモータの回転量を検
出する回転量検出器３６，３７，３８がそれぞれのモー
タに設けられる。各回転量検出器３６，３７，３８によ
って検出されたモータの回転量は、該当するネットワー
クコントローラ２４，２５，２６に入力される。

【００２６】ネットワークコントローラ２４，２５，２
６は、多数決論理，閉ループ位置制御，モード設定（オ
ンライン／テスト），バイパス制御、等の処理を実行す
る。モータインバータコントローラ２７，２８，２９
は、ネットワークコントローラの指令に基づいたモータ
の加減速制御，モータドライブユニットの診断及び自己
診断を実行する。モータドライブユニット３０，３１，
３２は、モータインバータコントローラの指令に基づく
制御により得られた電流をモータ３３，３４，３５に供
給する。

【００２７】図８を用いてネットワークコントローラ２
４の内部構成を説明する。他のネットワークコントロー
ラも同様な構成を有する。ネットワークコントローラ２
４は、リンケージネットワーク３９，４０，４１に接続
されるプロセッサ４５、及びプロセッサ４５に接続され
るプロセス入力部４７，プロセス出力部４８及びネット
ワークインターフェイス４６を備える。プロセス入力部
４７は、モードスイッチ５７Ａ，バイパス設定用スイッ
チ５２，検出されたモータの回転量信号（アナログ信
号）を伝える伝送線５０、及びモータインバータコント
ローラ２７，モータドライブユニット３０の各異常信号
を伝える伝送線４９に接続される。伝送線５０はモータ
３３に接続され、伝送線４９はモータインバータコント
ローラ２７及びモータドライブユニット３０にそれぞれ
接続される。プロセス出力部４８は、モータ起動／停止
信号を伝える伝送線５３，モータ回転量を伝える伝送線
５４に接続される。伝送線５３及び５４は、モータイン
バータコントローラ２７に接続される。

【００２８】ネットワークコントローラ２４のプロセッ
サ４５で実行されるソフトアルゴリズムを図９に示す。
このソフトアルゴリズムは、ネットワークコントローラ
２５，２６の各プロセッサ４５でも実行される。モータ
インバータコントローラ２７の異常診断部で行われた自
己診断結果及びモータドライブユニット３０の異常診断
部で行われた異常判定結果を入力し、これらの結果に基
づいて異常の有無を判定する（ステップ６０）。ステッ
プ６０が「異常」と判定した場合には、表示装置（図示
せず）に異常の表示を行い（ステップ６８）、更にモー
タドライブユニット３０の電源を切離しコントローラに
よる制御を終了する（ステップ６９）。ステップ６０が
「正常」と判定した場合には、検出したバイパス設定用
スイッチ５２のon信号またはoff 信号に基づいてバイパ
ス状態を判定する(ステップ６１)。onの場合はバイパス
状態の表示をし（ステップ７０）、ステップ６９を実行
する。バイパス信号がoff の場合、制御装置１，２，３
から出力されたプログラムの情報を多数決論理で選択す
る（ステップ６２）。これにより、正常なプログラム情
報が選択される。次に、運転モードが選択される（ステ
ップ６３）。この運転モードの選択は、モードスイッチ
５７Ａの接続状態に応じて行われる。モードスイッチ５
７Ａの接続状態が、接続状態検出器（図示せず）により
検出される。この検出器によって、モードスイッチ５７
Ａが端子ＯＮに接続されていることが検出された場合に
は、ステップ６３はオンラインモードを選択する。この
ため、プロセッサ４５は、ステップ６２で選択された正
常なオンラインモードプログラムを実行する。

【００２９】プロセッサ４５は、ステップ６３の処理を
実行しているとき、運転モード選択部として機能する。
これは、ネットワークコントローラ２４が実質的に運転
モード選択部を備えていることに相当する。

【００３０】プロセッサ４５は、オンラインモードプロ
グラムの実行によって得られた制御信号を、プロセス出
力部４８より伝送線５３に出力する。この制御信号は、
モータインバータコントローラ２７に伝えられる。モー
タインバータコントローラ２７は、図１０に示す処理手
順に基づいた処理を実行し、モータドライブパターン信
号を出力する。モータドライブユニット３０は、モータ
ドライブパターン信号に基づいてモータ３３への電流を
調節する。モータ３３は、モータドライブパターン信号
に基づいて回転されることになる。

【００３１】保守員は、表示装置に異常情報が表示され
たとき、モータドライブユニット３０をモータ３３から
切り離す。これにより、本体インターフェイス４がモー
タ３３から切り離されることになる。その後、保守員
は、本体インターフェイス４の異常個所を補修する。補
修終了後、本体インターフェイス４のモータドライブユ
ニット３０は、本体模擬装置１０のモータに接続され
る。この接続は、保守員によって行われる。

【００３２】接続状態検出器がモードスイッチ５７Ａが
端子ＴＥに接続されていることを検出した場合には、ス
テップ６３はテストモードを選択する。プロセッサ４５
は、テストモードが選択された場合、本体模擬装置１０
が接続されているとの情報を入力したとき、ステップ６
２で選択された正常なテストモードプログラムを実行す
る。モードスイッチ５７Ａの切り替えは、前述したよう
に、表示装置に表示された異常情報を見て保守員が行
う。

【００３３】上記テストモードプログラムの実行によっ
て、オンラインモードで要求される全ての動作パターン
を得ることができる。この動作パターンの制御信号は、
伝送線５３により、モータインバータコントローラ２７
に伝えられる。モータドライブユニット３０は、モータ
インバータコントローラ２７から出力されるモータドラ
イブパターン信号に基づいて本体模擬装置１０のモータ
への電流を調節する。このモータは、テストモードプロ
グラムの実行によって結果的に得られたモータドライブ
パターン信号に基づいて回転されることになる。

【００３４】図９のステップ６６は、本体模擬装置１０
の回転量検出器によって検出された回転量を用いて、モ
ータの起動／停止，動作速度，応答時間，制御精度のチ
ェックを行い、補修された本体インターフェイス４の健
全性を評価する。この評価結果は、表示装置に出力され
る（ステップ６７）。保守員は、表示された評価結果の
情報を見ることにより、補修された本体インターフェイ
ス４の健全性の良否を確認できる。

【００３５】モータインバータコントローラ２７は、図
１０に示す処理手順を実行する。モータインバータコン
トローラ２７は、ネットワークコントローラ２４から出
力された制御信号を入力する。制御信号の１つであるモ
ータ起動信号の入力の有無を判定する（ステップ７
１）。モータ起動信号が入力されたとき、モータインバ
ータコントローラ２７の自己診断及びモータドライブユ
ニット３０の診断を行う（ステップ７２）。少なくとも
一方が異常であると診断されたとき、ネットワークコン
トローラ２４から出力されたモータ回転量の制御信号を
入力する（ステップ７３）。モータ回転量の制御信号に
応じてモータドライブパターン信号を発生する（ステッ
プ７３）。

【００３６】モータドライブユニット３０の内部回路が
図１１に示される。モータドライブユニット３０は、交
流電流を整流し、コンバータでモータインバータコント
ローラ２７の発生する制御信号に基づいたモータ３３へ
の駆動パルス電流を発生する。電流検出器及び電圧検出
器の検出信号をモータインバータコントローラ２７に伝
送し診断処理を可能にしている。

【００３７】本実施例によれば、上記の冗長化制御シス
テムにおいて本体インターフェイスが複数個あり、しか
も単一系でモータインバータのように複雑な装置となる
場合においては、優れた保守手段となる。特に運転を継
続する本体機構の台数に余裕があり１台の故障において
も、それをオンライン系から切り離し、運転継続を可能
とするシステムにおいて有効である。

【００３８】例えば原子力プラントの何百本もの制御棒
を駆動するシステムにおいては制御装置は２重，３重系
になるが何本かの制御棒は故障により停止しても、運転
継続可能となるような余裕のある設計となっており、そ
のような場合単一系の本体インターフェイスの１つが故
障しても問題はないことから、本体インターフェイス等
のハードウェア量を勘案し制御棒を駆動するモータ及び
モータドライブ機構は各々単一系とすることが合理的で
ある。そこで本発明の方式を適用すれば、運転中であっ
ても、故障した本体インターフェイスの修理は可能であ
り、モータ及び位置検出回路からなる本体模擬機構によ
り閉ループとしての健全性確認まで実施できる。しかも
オンラインモードにある他の制御棒の動作に影響を与え
ることなく、故障した本体インターフェイスの修理作業
を確実に実施できる効果がある。このことは原子力プラ
ントの稼働率の信頼性をより確実するものであるばかり
でなく、修復の確実性を確認することから、原子力の国
民的合意を得るうえで大変重要である。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、異常が生じた本体イン
ターフェイスの補修及び補修後の健全性の確認を、制御
を継続しながら行うことができる。

【００４０】多重化された各制御装置はオンラインモー
ドプログラム及びテストモードプログラムを記憶したメ
モリを有し、各本体インターフェイスは、本体インター
フェイスの異常を診断する異常診断手段と、制御装置か
ら送信されるオンラインモードプログラム及びテストモ
ードプログラムのいずれかによる処理を選択する処理モ
ード選択手段と、選択されたプログラムに基づいた処理
を実行する処理手段を有するので、冗長化制御システム
における単一制御系の故障を、冗長化制御システムによ
る制御を停止せずに補修することが可能となる。すなわ
ち、制御装置は、オンラインモードプログラム及びテス
トモードプログラムの出力を行うが、本体インターフェ
イスがオンラインモード及びテストモードいずれの処理
を実行するかを管理していない。オンラインモード及び
テストモードのいずれの処理を行うかは本体インターフ
ェイス側の選択による。本体インターフェイスが異常に
なったときに、処理モード選択手段がテストモードを選
択するのである。従って、正常な他の本体インターフェ
イスによる制御を継続しながら、異常になった本体イン
ターフェイスの補修及び補修後のテストを行うことがで
きる。補修した本体インターフェイスにおいてテストモ
ードプログラムを実行できるので、補修した本体インタ
ーフェイスの特性を容易に得ることができる。

【００４１】更に、保守方法において、補修した本体イ
ンターフェイスに、被制御対象の模擬装置を接続するの
で、本体インターフェイスでのテストモードプログラム
の実行により得られた情報により模擬装置を制御でき、
補修した本体インターフェイスの健全性を容易に確認で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である冗長化制御システムの概
念を示す構成図である。

【図２】図１の本体インターフェイスのモード選択論理
を示す説明図である。

【図３】図１の本体模擬装置の外観図である。

【図４】従来例の３重系制御システム構成図である。

【図５】他の従来例である四重系制御システム構成図で
ある。

【図６】従来の本体インターフェイスのモード選択論理
を示す説明図である。

【図７】モータ駆動装置に図１の概念を適用して得られ
る本発明の実施例である冗長化制御システムの構成図で
ある。

【図８】図７のネットワークコントローラの詳細構成図
である。

【図９】図８のネットワークコントローラのソフトアル
ゴリズムの説明図である。

【図１０】図７のモータインバータコントローラのソフ
トアルゴリズムの説明図である。

【図１１】図７のモータドライブユニットの詳細構成図
である。

【符号の説明】

１，２，３，３Ａ…制御装置、４，５，６…本体インタ
ーフェイス、７，８，９…本体機構、１０…本体模擬装
置、２４，２５，２６…ネットワークコントローラ、２
７，２８，２９…モータインバータコントローラ、３
０，３１，３２…モータドライブユニット、３３，３
４，３５…モータ、３６，３７，３８…回転量検出器、
３９，４０，４１…リンケージネットワーク、４５…プ
ロセッサ、４６…ネットワークインターフェイス、４７
…プロセス入力部、５２…バイパス設定用スイッチ、５
７Ａ，５７Ｂ，５７Ｃ…モードスイッチ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多重化された制御装置と、これらの制御装
   置にそれぞれ接続されかつ多重化された本体インターフ
   ェイスとを備え、前記各制御装置はオンラインモードプ
   ログラム及びテストモードプログラムを記憶したメモリ
   を有し、前記各本体インターフェイスは、本体インター
   フェイスの異常を診断する異常診断手段と、前記制御装
   置から送信されるオンラインモードプログラム及びテス
   トモードプログラムのいずれかによる処理を選択する処
   理モード選択手段と、選択されたプログラムに基づいた
   処理を実行する処理手段とを有することを特徴とする冗
   長化制御システム。
2. 【請求項２】請求項１の冗長化制御システムにおいて、
   前記異常診断手段が異常を検出したとき、前記本体イン
   ターフェイスと被制御対象との接続を切り離して前記本
   体インターフェイスを補修し、補修後の前記本体インタ
   ーフェイスに被制御対象の模擬装置を接続し、前記処理
   モード選択手段によって選択されたテストモードプログ
   ラムに基づいた処理を実行して前記補修後の本体インタ
   ーフェイスから出力された制御信号に基づいて前記模擬
   装置を制御し、この模擬装置からの検出値に基づいて前
   記補修後の本体インターフェイスの健全性を評価するこ
   とを特徴とする冗長化制御システムの補修方法。