(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが独立して制御対象である弁の開度に関する制御動作を行い得る複数の弁制御回路と、前記複数の弁制御回路の監視と切り替えを行う監視切替回路とを備える、弁開度制御装置であって、
前記複数の弁制御回路のそれぞれは、
前記弁の開度を検知する弁開度センサーに供給するセンサー駆動電圧を発生するセンサー駆動電圧発生器と、
前記センサー駆動電圧発生器と前記弁開度センサーとの間に設けられており、前記センサー駆動電圧発生器から前記弁開度センサーへの前記センサー駆動電圧の供給を制御する、センサー駆動電圧供給制御回路と、
自系の弁制御回路の診断を行い、故障の発生を検知する自系故障診断回路と、
前記弁の開方向への動作及び閉方向への動作に関する制御を行うアクチュエータに、制御電流を供給するアクチュエータ制御電流供給回路と、
を備えており、
前記監視切替回路は、前記複数の弁制御回路のうち正常に動作するいずれか１つに、前記弁に対する制御動作を行わすとともに、
前記弁に対する制御動作を行っている弁制御回路における自系故障診断回路が故障を検知した場合には、前記監視切替回路は、正常に動作する他の弁制御回路に制御動作を切り替える切り替え処理を行い、当該故障の発生した弁制御回路の前記センサー駆動電圧供給制御回路は、前記センサー駆動電圧の前記弁開度センサーへの供給を停止し、当該故障の発生した弁制御回路の前記アクチュエータ制御電流供給回路は、前記制御電流の前記アクチュエータへの供給を停止し、
前記故障の発生した弁制御回路の前記センサー駆動電圧供給制御回路が前記センサー駆動電圧の供給を停止してから所定の時間を経過した後に、前記切り替え処理における切り替え先の弁制御回路の前記センサー駆動電圧供給制御回路は、前記弁開度センサーへの前記センサー駆動電圧の供給を開始し、
前記切り替え先の弁制御回路の前記センサー駆動電圧供給制御回路が前記弁開度センサーへの前記センサー駆動電圧の供給を開始した後に、当該切り替え先の弁制御回路の前記アクチュエータ制御電流供給回路は前記制御電流を前記アクチュエータに供給する、
ことを特徴とする弁開度制御装置。
【請求項２】
故障が発生した弁制御回路における前記アクチュエータ制御電流供給回路は、前記切り替え処理が開始した時点で、直ちに、前記制御電流の供給を停止する、ことを特徴とする請求項１に記載の弁開度制御装置。
【請求項３】
故障が発生した弁制御回路における前記アクチュエータ制御電流供給回路は、前記切り替え処理が開始した時点から、時間の経過とともに次第に前記制御電流の供給を減少させて、前記制御電流の供給を停止する、ことを特徴とする請求項１に記載の弁開度制御装置。
【請求項４】
前記切り替え処理が終了した後に、切り替え先の弁制御回路における前記アクチュエータ制御電流供給回路は、故障を検知した弁制御回路のアクチュエータ制御電流供給回路が故障の発生の直前に前記アクチュエータに供給していた前記制御電流の電流値よりも大きい電流値で、前記制御電流を前記アクチュエータに供給する、ことを特徴とする請求項１に記載の弁開度制御装置。
【請求項５】
前記複数の弁制御回路における自系故障診断回路は、それぞれ、自系の弁制御回路に故障が発生したか否かを示す弁制御回路異常信号を、前記監視切替回路に出力しており、
前記監視切替回路は、入力された前記弁制御回路異常信号に基づいて、正常に動作している弁制御回路を特定するとともに、前記弁に対する制御動作を行っている弁制御回路の異常を検知する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の弁開度制御装置。
【請求項６】
前記故障の発生した弁制御回路の前記アクチュエータ制御電流供給回路が前記制御電流の供給を停止した場合、前記制御電流の電流値は０Ａとなり、前記弁はヌルバイアスにより閉方向に動作する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の弁開度制御装置。
【請求項７】
前記複数の弁制御回路における前記センサー駆動電圧供給制御回路は、それぞれ、スイッチにより構成されており、前記センサー駆動電圧発生器から前記弁開度センサーへの前記センサー駆動電圧の供給を行う場合は、当該スイッチがオン状態となり、前記センサー駆動電圧発生器から前記弁開度センサーへの前記センサー駆動電圧の供給を停止する場合は、当該スイッチがオフ状態となる、ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の弁開度制御装置。
【請求項８】
それぞれが独立して制御対象である弁の開度に関する制御動作を行い得る複数の弁制御回路と、前記複数の弁制御回路の監視と切り替えを行う監視切替回路とを備えているとともに、
前記複数の弁制御回路のそれぞれは、
前記弁の開度を検知する弁開度センサーに供給するセンサー駆動電圧を発生するセンサー駆動電圧発生器と、
前記センサー駆動電圧発生器と前記弁開度センサーとの間に設けられており、前記センサー駆動電圧発生器から前記弁開度センサーへの前記センサー駆動電圧の供給を制御する、センサー駆動電圧供給制御回路と、
自系の弁制御回路の診断を行い、故障の発生を検知する自系故障診断回路と、
前記弁の開方向への動作及び閉方向への動作に関する制御を行うアクチュエータに、制御電流を供給するアクチュエータ制御電流供給回路と、
を備えている弁開度制御装置の制御方法であって、
前記監視切替回路は、前記複数の弁制御回路のうち正常に動作するいずれか１つに、前記弁に対する制御動作を行わすとともに、
前記弁に対する制御動作を行っている弁制御回路における自系故障診断回路が故障を検知した場合には、前記監視切替回路は、正常に動作する他の弁制御回路に制御動作を切り替える切り替え処理を行い、当該故障の発生した弁制御回路の前記センサー駆動電圧供給制御回路は、前記センサー駆動電圧の前記弁開度センサーへの供給を停止し、当該故障の発生した弁制御回路の前記アクチュエータ制御電流供給回路は、前記制御電流の前記アクチュエータへの供給を停止し、
前記故障の発生した弁制御回路の前記センサー駆動電圧供給制御回路が前記センサー駆動電圧の供給を停止してから所定の時間を経過した後に、前記切り替え処理における切り替え先の弁制御回路の前記センサー駆動電圧供給制御回路は、前記弁開度センサーへの前記センサー駆動電圧の供給を開始し、
前記切り替え先の弁制御回路の前記センサー駆動電圧供給制御回路が前記弁開度センサーへの前記センサー駆動電圧の供給を開始した後に、当該切り替え先の弁制御回路の前記アクチュエータ制御電流供給回路は前記制御電流を前記アクチュエータに供給する、
ことを特徴とする弁開度制御装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、弁開度制御装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は、従来の弁開度制御装置１０の構成を示すブロック図である。この図６に示すように、弁開度制御装置１０は、弁制御回路２０と監視切替回路３０とを備えて、構成されている。弁１には、２つのサーボコイル３、３が並列接続されたサーボ弁６が設けられており、また、弁１の開度を検知する弁開度センサー２も設けられている。
【０００３】
弁制御回路２０は、励磁電圧発生器２２と、サーボ電流出力回路２４と，自系故障診断回路２６とを備えており、励磁電圧発生器２２からは、弁開度センサー２へ励磁電圧ａが供給され、サーボ電流出力回路２４からは、サーボ弁６へサーボ電流ｂが供給される。そして、サーボ電流ｂの正負により、弁１の開閉制御が行われる。自系故障診断回路２６は、自系の弁制御回路２０を診断して、異常を検知するための回路であり、自系の弁制御回路２０に何らかの異常が検知されると、異常が発生したことを示す弁制御回路異常信号ｅを、監視切替回路３０の故障信号監視回路３４に出力する。また、弁制御回路２０は、弁制御回路２０の出力状態を表す弁制御回路出力状態信号ｆを、監視切替回路３０の出力状態監視回路３２に出力する。
【０００４】
この図６に示すような弁開度制御装置１０において、弁制御回路２０を多重化、たとえば２重化しようとした場合、２つの弁制御回路２０における励磁電圧発生器２２のそれぞれが、開度センサー２へ励磁電圧ａを供給し得るようになる。しかし、２つの励磁電圧発生器２２から励磁電圧ａを１つの弁開度センサー２へ同時に供給すると、励磁電圧発生器２２が破損する恐れがある。このため、２重化された励磁電圧発生器２２を切り替えて、弁開度センサー２へ励磁電圧ａを択一的に供給する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２４６８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、２つの励磁電圧発生器２２から重複することなく励磁電圧ａを弁開度センサー２へ供給しようとすると、２つの励磁電圧発生器２２の切り替えにタイムラグを設ける必要がある。すなわち、２つの励磁電圧発生器２２のいずれもが励磁電圧ａを弁開度センサー２に供給していない時間が生じてしまう。しかし、励磁電圧ａが弁開度センサー２に供給されていない間は、弁開度センサー２は開度信号を出力できないことから、弁１の開度信号がゼロとなり、弁制御回路２０からサーボコイル３に開方向の信号を出力してしまう恐れがある。この開方向の信号により、弁１は開方向に動作し、この弁１が接続されているタービン等の制御対象設備を危険方向に導いてしまう可能性がある。
【０００７】
そこで、本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、弁１が接続された制御対象設備を危険方向に導くことを回避した弁開度制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施形態に係る弁開度制御装置は、
それぞれが独立して制御対象である弁の開度に関する制御動作を行い得る複数の弁制御回路と、前記複数の弁制御回路の監視と切り替えを行う監視切替回路とを備える、弁開度制御装置であって、
前記複数の弁制御回路のそれぞれは、
前記弁の開度を検知する弁開度センサーに供給するセンサー駆動電圧を発生するセンサー駆動電圧発生器と、
前記センサー駆動電圧発生器と前記弁開度センサーとの間に設けられており、前記センサー駆動電圧発生器から前記弁開度センサーへの前記センサー駆動電圧の供給を制御する、センサー駆動電圧供給制御回路と、
自系の弁制御回路の診断を行い、故障の発生を検知する自系故障診断回路と、
前記弁の開方向への動作及び閉方向への動作に関する制御を行うアクチュエータに、制御電流を供給するアクチュエータ制御電流供給回路と、
を備えており、
前記監視切替回路は、前記複数の弁制御回路のうち正常に動作するいずれか１つに、前記弁に対する制御動作を行わすとともに、
前記弁に対する制御動作を行っている弁制御回路における自系故障診断回路が故障を検知した場合には、前記監視切替回路は、正常に動作する他の弁制御回路に制御動作を切り替える切り替え処理を行い、当該故障の発生した弁制御回路の前記センサー駆動電圧供給制御回路は、前記センサー駆動電圧の前記弁開度センサーへの供給を停止し、当該故障の発生した弁制御回路の前記アクチュエータ制御電流供給回路は、前記制御電流の前記アクチュエータへの供給を停止し、
前記故障の発生した弁制御回路の前記センサー駆動電圧供給制御回路が前記センサー駆動電圧の供給を停止してから所定の時間を経過した後に、前記切り替え処理における切り替え先の弁制御回路の前記センサー駆動電圧供給制御回路は、前記弁開度センサーへの前記センサー駆動電圧の供給を開始し、
前記切り替え先の弁制御回路の前記センサー駆動電圧供給制御回路が前記弁開度センサーへの前記センサー駆動電圧の供給を開始した後に、当該切り替え先の弁制御回路の前記アクチュエータ制御電流供給回路は前記制御電流を前記アクチュエータに供給する、
ことを特徴とする。
【０００９】
また、本実施形態に係る弁開度制御装置の制御方法は、
それぞれが独立して制御対象である弁の開度に関する制御動作を行い得る複数の弁制御回路と、前記複数の弁制御回路の監視と切り替えを行う監視切替回路とを備えているとともに、
前記複数の弁制御回路のそれぞれは、
前記弁の開度を検知する弁開度センサーに供給するセンサー駆動電圧を発生するセンサー駆動電圧発生器と、
前記センサー駆動電圧発生器と前記弁開度センサーとの間に設けられており、前記センサー駆動電圧発生器から前記弁開度センサーへの前記センサー駆動電圧の供給を制御する、センサー駆動電圧供給制御回路と、
自系の弁制御回路の診断を行い、故障の発生を検知する自系故障診断回路と、
前記弁の開方向への動作及び閉方向への動作に関する制御を行うアクチュエータに、制御電流を供給するアクチュエータ制御電流供給回路と、
を備えている弁開度制御装置の制御方法であって、
前記監視切替回路は、前記複数の弁制御回路のうち正常に動作するいずれか１つに、前記弁に対する制御動作を行わすとともに、
前記弁に対する制御動作を行っている弁制御回路における自系故障診断回路が故障を検知した場合には、前記監視切替回路は、正常に動作する他の弁制御回路に制御動作を切り替える切り替え処理を行い、当該故障の発生した弁制御回路の前記センサー駆動電圧供給制御回路は、前記センサー駆動電圧の前記弁開度センサーへの供給を停止し、当該故障の発生した弁制御回路の前記アクチュエータ制御電流供給回路は、前記制御電流の前記アクチュエータへの供給を停止し、
前記故障の発生した弁制御回路の前記センサー駆動電圧供給制御回路が前記センサー駆動電圧の供給を停止してから所定の時間を経過した後に、前記切り替え処理における切り替え先の弁制御回路の前記センサー駆動電圧供給制御回路は、前記弁開度センサーへの前記センサー駆動電圧の供給を開始し、
前記切り替え先の弁制御回路の前記センサー駆動電圧供給制御回路が前記弁開度センサーへの前記センサー駆動電圧の供給を開始した後に、当該切り替え先の弁制御回路の前記アクチュエータ制御電流供給回路は前記制御電流を前記アクチュエータに供給する、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、制御対象設備を危険方向に導くことを回避した弁開度制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、第１実施形態乃至第３実施形態に係る弁開度制御装置の構成を説明するブロック図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る弁開度制御装置のサーボ電流出力回路が出力するサーボ電流の電流値と時間の関係を表したグラフを示す図である。
【図３】図３は、第２実施形態に係る弁開度制御装置のサーボ電流出力回路が出力するサーボ電流の電流値と時間の関係を表したグラフを示す図である。
【図４】図４は、第３実施形態に係る弁開度制御装置のサーボ電流出力回路が出力するサーボ電流の電流値と時間の関係を表したグラフを示す図である。
【図５】図５は、第４実施形態に係る弁開度制御装置の構成を説明するブロック図である。
【図６】図６は、従来の弁開度制御装置の構成を説明するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。
【００１３】
（第１実施形態）
第１実施形態に係る弁開度制御装置は、２重化した弁制御回路の切り替え処理において発生する弁開度センサーからの開度信号がなくなる間は、サーボ弁へのサーボ電流の供給を停止することにより、弁自体が備えるヌルバイアスの作用で、弁を閉方向に動作させて、制御対象設備が危険方向に導かれるのを回避しようとしたものである。より詳しくを、以下に説明する。
【００１４】
図１は、第１実施形態に係る弁開度制御装置１００の構成を説明するブロック図である。この図１に示すように、本実施形態に係る弁開度制御装置１００は、第１の弁制御回路１２０Ａと、第２の弁制御回路１２０Ｂと、監視切替回路１３０とを備えて構成されている。すなわち、弁制御回路１２０Ａ、１２０Ｂが２重化して設けられており、それぞれが独立して、制御対象である弁１の開度に関する制御動作を行い得るように構成されている。
【００１５】
第１の弁制御回路１２０Ａは、励磁電圧発生器１２２Ａと、サーボ電流出力回路１２４Ａと、自系故障診断回路１２６Ａと、スイッチ１２８Ａとを備えて構成されている。励磁電圧発生器１２２Ａは、スイッチ１２８Ａを介して、開度センサー２に接続されている。このため、スイッチ１２８Ａがオン状態の場合、励磁電圧発生器１２２Ａが発生した励磁電圧ａが開度センサー２に供給される。逆に、スイッチ１２８Ａがオフ状態の場合、励磁電圧発生器１２２Ａが発生した励磁電圧ａは開度センサー２に供給されない。
【００１６】
サーボ電流出力回路１２４Ａは、サーボ弁６にサーボ電流ｂ１を供給し、サーボ電流ｂ１の正負により、弁１の開閉制御を行う。たとえば、サーボ電流ｂ１が正方向の電流である場合には、サーボ弁１が開方向に動作し、サーボ電流ｂ１が負方向の電流である場合には、サーボ弁１が閉方向に動作する。このことから分かるように、サーボ弁６は、供給されたサーボ電流ｂ１に基づいて、弁１の開方向への動作及び閉方向への動作に関する制御を行う。ここで、弁１は、例えば蒸気弁であるが、温水弁や排気弁等の他の種類の弁であってもよい。
【００１７】
自系故障診断回路１２６Ａは、自系である弁制御回路１２０Ａの診断を行い、弁制御回路１２０Ａにおける故障の発生を検知する。そして、自系故障診断回路１２６Ａは、自系の弁制御回路１２０Ａに故障が発生したか否かを示す弁制御回路異常信号ｅ１を、監視切替回路１３０に出力する。これとは別に、弁制御回路１２０Ａは、弁制御回路出力状態信号ｆ１を、監視切替回路１３０に出力する。この弁制御回路出力状態信号ｆ１は、ｆ１＝（励磁電圧ａ）／（サーボ電流ｂ１）なる信号であり、弁制御回路１２０Ａの出力状態を示している。
【００１８】
スイッチ１２８Ａは、励磁電圧発生器１２２Ａと弁開度センサー２との間に、スイッチ１２８Ａが設けられている。このスイッチ１２８Ａが、本実施形態における、弁開度センサー２へのサーボ電流ｂ１の供給を制御するセンサー駆動電圧供給制御回路を構成している。
【００１９】
第２の弁制御回路１２０Ｂも、上記の第１の弁制御回路１２０Ａと同等の構成である。すなわち、第２の弁制御回路１２０Ｂも、励磁電圧発生器１２２Ｂと、サーボ電流出力回路１２４Ｂと、自系故障診断回路１２６Ｂと、スイッチ１２８Ｂとを備えて構成されており、励磁電圧発生器１２２Ｂが励磁電圧ａをスイッチ１２８Ｂを介して開度センサー２に供給し、サーボ電流出力回路１２４Ｂがサーボ電流ｂ２をサーボ弁６に供給し、自系故障診断回路１２６Ｂが弁制御回路異常信号ｅ２を監視切替回路１３０に出力し、弁制御回路１２０Ｂが弁制御回路出力状態信号ｆ２を監視切替回路１３０に出力する。
【００２０】
監視切替回路１３０は、弁制御回路１２０Ａ、１２０Ｂのうちの正常に動作するいずれか１つに弁１の制御動作を行わせるべく、弁制御回路１２０Ａ、１２０Ｂの監視と切り替えを行うための回路であり、出力状態監視回路１３２と、故障信号監視回路１３４と、切替指令出力回路１３６とを備えて構成されている。
【００２１】
出力状態監視回路１３２には、第１の弁制御回路１２０Ａから弁制御回路出力状態信号ｆ１が入力され、また、第２の弁制御回路１２０Ｂから弁制御回路出力状態信号ｆ２が入力される。出力状態監視回路１３２は、これら弁制御回路出力状態信号ｆ１、ｆ２の値に基づいて、弁制御回路１２０Ａ、１２０Ｂの監視を行う。特に本実施形態においては、出力状態監視回路１３２は、弁制御回路出力状態信号ｆ１、ｆ２に基づいて、サーボ電流ｂ１又はサーボ電流ｂ２がサーボ弁６に供給されているか否かの監視を行い、この監視結果に基づいて、制御信号ｉを切替指令出力回路１３６に出力する。
【００２２】
故障信号監視回路１３４には、第１の弁制御回路１２０Ａにおける自系故障診断回路１２６Ａから弁制御回路異常信号ｅ１が入力され、また、第２の弁制御回路１２０Ｂにおける自系故障診断回路１２６Ｂから弁制御回路異常信号ｅ２が入力される。故障が発生したことを示す弁制御回路異常信号ｅ１又は弁制御回路異常信号ｅ２が故障信号監視回路１３４に入力された場合、故障信号監視回路１３４は制御信号ｈを切替指令出力回路１３６に出力する。
【００２３】
切替指令出力回路１３６は、入力された制御信号ｈに基づいて、弁制御回路１２０Ａ、１２０Ｂの切り替えを行う。具体的には、第１の弁制御回路１２０Ａに故障が発生した場合には、弁１に対する制御動作を第２の弁制御回路１２０Ｂに切り替える。一方、第２の弁制御回路１２０Ｂに故障が発生した場合には、弁１に対する制御動作を第１の弁制御回路１２０Ａに切り替える。
【００２４】
なお、本実施形態においては、励磁電圧発生器１２２Ａ、１２２Ｂが、センサー駆動電圧である励磁電圧ａを発生するセンサー駆動電圧発生器を構成しており、スイッチ１２８Ａ、１２８Ｂが、弁開度センサー２へのセンサー駆動電圧の供給を制御するセンサー駆動電圧供給制御回路を構成しており、自系故障診断回路１２６Ａ、１２６Ｂが、自系の弁制御回路の診断を行い、故障の発生を検知する自系故障診断回路を構成しており、サーボ弁６が弁１の開方向への動作及び閉方向への動作に関する制御を行うアクチュエータを構成しており、サーボ電流出力回路１２４Ａ、１２４Ｂが、アクチュエータに制御電流を供給するアクチュエータ制御電流供給回路を構成している。
【００２５】
次に、本実施形態に係る弁開度制御装置１００の動作について説明する。ここでは、弁開度制御装置１００における弁制御回路１２０Ａが弁１に対する制御動作を行っている場合に、第１の弁制御回路１２０Ａに故障が発生したことにより、監視切替回路１３０が、弁１の制御動作を行う弁制御回路を第２の弁制御回路１２０Ｂに切り替えて、弁１に対する制御動作を続行する例を説明する。
【００２６】
まず、弁制御回路１２０Ａが正常に動作している場合には、自系故障診断回路１２６Ａは、弁制御回路１２０Ａに故障が発生していないことを示す弁制御回路異常信号ｅ１を、監視切替回路１３０の故障信号監視回路１３４に出力する。また、弁制御回路１２０Ａは、弁制御回路出力状態信号ｆ１を、監視切替回路１３０の出力状態監視回路１３２に出力する。正常に弁制御回路１２０Ａが動作している間は、スイッチ１２８Ａは閉状態になっており、逆にスイッチ１２８Ｂは開状態になっている。このため、第１の弁制御回路１２０Ａの励磁電圧発生器１２２Ａのみから励磁電圧ａが弁開度センサー２に供給される。
【００２７】
この制御動作中の弁制御回路１２０Ａに故障が発生すると、自系故障診断回路１２６Ａがこの故障を検知し、故障が発生したことを示す弁制御回路異常信号ｅ１を、監視切替回路１３０の故障信号監視回路１３４に出力する。また、第１の弁制御回路１２０Ａは、スイッチ１２８Ａを閉状態から開状態に切り替える。これにより、励磁電圧発生器１２２Ａからの弁開度センサー２への励磁電圧ａの供給が停止する。この励磁電圧ａは弁開度センサー２の駆動電圧であるため、弁開度センサー２は一時的に駆動できなくなり、開度信号の出力が一時的になくなる。さらに、故障の発生を示す弁制御回路異常信号ｅ１を検知したサーボ電流出力回路１２４Ａは、サーボ電流ｂ１の供給も停止して、その電流値を０Ａにする。
【００２８】
図２は、サーボ電流出力回路１２４Ａ、１２４Ｂが出力するサーボ電流ｂ１、ｂ２の電流値を示す図である。この図２において、横軸は時間を表しており、縦軸はサーボ電流ｂ１、ｂ２の出力値である電流値を表している。
【００２９】
この図２に示すように、時刻Ｔ１で、第１の弁制御回路１２０Ａの故障が検知され、第２の弁制御回路１２０Ｂへの切り替え処理が開始し、サーボ電流出力回路１２４Ａから出力されるサーボ電流ｂ１がゼロになる。このため、弁１が持つヌルバイアスにより、弁１が閉方向に動作する。すなわち、サーボ弁６へのサーボ電流の供給がゼロになると、弁１はヌルバイアスにより閉じる方向に動作する。
【００３０】
再び図１に示すように、第１の弁制御回路１２０Ａからの故障の発生を示す弁制御回路異常信号ｅ１を検知した故障信号監視回路１３４は、第１の弁制御回路１２０Ａから第２の弁制御回路１２０Ｂに制御を切り替えるための制御信号ｈを切替指令出力回路１３６に出力する。この制御信号ｈを受けて、切替指令出力回路１３６は、第１の弁制御回路１２０Ａから第２の弁制御回路１２０Ｂに制御を切り替えるための制御信号ｄを、第２の弁制御回路１２０Ｂに出力する。
【００３１】
この制御信号ｄが入力された第２の弁制御回路１２０Ｂは、予め定められた所定の時間が経過した後に、スイッチ１２８Ｂをオフ状態からオン状態に切り替える。これにより、励磁電圧発生器１２２Ｂからの励磁電圧ａがスイッチ１２８Ｂを介して、弁開度センサー２に供給されるようになる。つまり、弁開度センサー２から開度信号が正常に出力されるようになる。また、スイッチ１２８Ａをオフ状態にしてからスイッチ１２８Ｂをオン状態にするまでの間に所定の長さのタイムラグが設けられていることから、励磁電圧発生器１２２Ａと励磁電圧発生器１２２Ｂの双方から励磁電圧ａが弁開度センサー２に供給されてしまうことが回避される。なお、本実施形態においては、切替指令出力回路１３６から第２の弁制御回路１２０Ｂに制御動作を切り替える制御信号ｄが入力された第２の弁制御回路１２０Ｂにおいて、所定の長さのタイムラグを挿入したが、この所定の長さのタイムラグの挿入は、監視切替回路１３０側で行うようにしてもよい。すなわち、第１の弁制御回路１２０Ａからの故障の発生を示す弁制御回路異常信号ｅ１が入力された監視切替回路１３０は、予め定められた所定の時間が経過した後に、切替指令出力回路１３６が、第２の弁制御回路１２０Ｂに制御動作を切り替える制御信号ｄを第２の弁制御回路１２０Ｂに出力するようにしてもよい。この場合、この制御信号ｄが入力された第２の弁制御回路１２０Ｂは、直ちに、スイッチ１２８Ｂをオフ状態からオン状態に切り替えることができる。
【００３２】
スイッチ１２８Ｂをオン状態に切り替えて開度センサー２への励磁電圧ａの供給が開始された後に、第２の弁制御回路１２０Ｂのサーボ電流出力回路１２４Ｂは、サーボ電流ｂ２のサーボ弁６への供給を開始する。これが図２における時刻Ｔ２である。すなわち、切り替え処理の開始時刻である時刻Ｔ１から、切り替え処理の終了時刻である時刻Ｔ２までは、サーボ電流ｂ１、ｂ２のいずれもが、サーボ弁６に供給されず、０Ａとなるのである。第１の弁制御回路１２０Ａから第２の弁制御回路１２０Ｂへの切り替え処理が終了した時刻Ｔ２の後は、第２の弁制御回路１２０Ｂにより、弁開度制御装置１００による弁１への制御動作が続行されるのである。
【００３３】
ここで、図２における時刻Ｔ２のタイミングは、種々に設定可能である。例えば、第２の弁制御回路１２０Ｂがスイッチ１２８Ｂをオフ状態からオン状態に切り替えた直後、すなわち、実質的には同時に、サーボ電流出力回路１２４Ｂがサーボ電流ｂ２の供給を開始するようにしてもよい。つまり、本実施形態においては、開度センサー２への励磁電圧ａの供給が開始された後に、サーボ弁６へのサーボ電流ｂ２の供給を開始するとは、励磁電圧ａとサーボ電流ｂ２の供給を実質的に同時に開始することをも含む意味である。また、弁開度センサー２に励磁電圧発生器１２２Ｂから励磁電圧ａが供給されていることを検知したサーボ電流出力回路１２４Ｂが、サーボ電流ｂ２の供給を開始するようにしてもよい。
【００３４】
以上のように、本実施形態に係る弁開度制御装置１００によれば、自系故障診断回路１２６Ａが第１の弁制御回路１２０Ａの故障を検知した場合には、スイッチ１２８Ｂをオン状態からオフ状態に切り替えるとともに、サーボ電流出力回路１２４Ａが出力するサーボ電流ｂ１を停止にすることとした。このため、弁１の持つヌルバイアスにより、弁１が閉方向に動作し、弁１が接続されているガスタービン等の制御対象設備が危険方向に向かうのを回避することができる。さらにまた、励磁電圧発生器１２２Ａと励磁電圧発生器１２２Ｂの双方から励磁電圧ａが弁開度センサー２に供給されないようにしたので、弁開度センサー２の破損も回避することができる。
【００３５】
（第２実施形態）
上述した第１実施形態においては、第１の弁制御回路１２０Ａにおいて故障が検出された場合、サーボ電流出力回路１２４Ａはサーボ電流ｂ１を直ちに遮断して０Ａとしたが、第２実施形態においては、時間の経過とともに次第にサーボ電流ｂ１が減少し、最終的に０Ａとなるようにしている。以下、上述した第１実施形態と異なる部分を説明する。
【００３６】
図３は、本実施形態に係るサーボ電流出力回路１２４Ａ、１２４Ｂがそれぞれ出力するサーボ電流ｂ１、ｂ２の電流値と時間の関係を表すグラフを示す図であり、上述した第１実施形態における図２に対応する図である。なお、本実施形態に係る弁開度制御装置１００の構成は、上述した第１実施形態における図１と同様であるので、その説明は省略する。
【００３７】
この図３に示すように、本実施形態においては、時刻Ｔ１で、第１の弁制御回路１２０Ａの故障が検知されると、第２の弁制御回路１２０Ｂへの切り替え処理が開始され、サーボ電流出力回路１２４Ａから出力されるサーボ電流ｂ１が、時間経過とともに一定の変化率で直線的に０Ａに減衰される。サーボ電流ｂ１が０Ａになると、弁１が持つヌルバイアスにより、弁１が閉方向に動作する。すなわち、サーボ弁６へのサーボ電流の供給が停止すると、弁１は閉じる方向に動作する。このサーボ電流ｂ１の波形が異なる点以外は、上述した第１実施形態と同様である。
【００３８】
第１の弁制御回路１２０Ａから第２の弁制御回路１２０Ｂに切り替える際に、この図３のような波形のサーボ電流ｂ１をサーボ電流出力回路１２４Ａが出力しても、サーボ電流ｂ１の電流値を０Ａにすることにより、弁１の持つヌルバイアスで、弁１が閉方向に動作し、弁１が接続されているガスタービン等の制御対象設備が危険方向に向かうのを回避することができる。
【００３９】
なお、図３の例では、時刻Ｔ１で、第１の弁制御回路１２０Ａの故障が検知された場合に、サーボ電流出力回路１２４Ａが供給するサーボ電流ｂ１が時間の経過とともに一定の変化率で直線的に０Ａとなるが、サーボ電流ｂ１の変化の態様はこれに限るものではない。例えば、第１の弁制御回路１２０Ａの故障が検知された時刻Ｔ１から、曲線的に０Ａとなってもよい。換言すれば、時刻Ｔ１から、時間の経過とともに次第にサーボ電流ｂ１を減少させて、最終的に電流値が０Ａとなるようにすればよい。
【００４０】
（第３実施形態）
第３実施形態は、上述した第１実施形態及び第２実施形態におけるサーボ電流出力回路１２４Ａ、１２４Ｂに変形を加えて、第１の弁制御回路１２０Ａに故障が発生した際に、その故障が発生する直前のサーボ電流ｂ１の電流値よりも大きい電流値を有するサーボ電流ｂ２を、サーボ電流出力回路１２４Ｂが出力してサーボ弁６に供給するようにしたものである。以下、上述した第１実施形態及び第２実施形態と異なる部分のみを説明する。
【００４１】
図４は、本実施形態に係るサーボ電流出力回路１２４Ａ、１２４Ｂがそれぞれ出力するサーボ電流ｂ１、ｂ２の電流値と時間の関係を表すグラフを示す図であり、上述した第１実施形態における図２及び第２実施形態における図３に対応する図である。なお、本実施形態に係る弁開度制御装置１００の構成は、上述した第１実施形態における図１と同様であるので、その説明は省略する。
【００４２】
この図４及び上述した図１に示すように、本実施形態においては、時刻Ｔ１で、第１の弁制御回路１２０Ａの故障が検知されると、第２の弁制御回路１２０Ｂへの切り替え処理が開始され、サーボ電流出力回路１２４Ａから出力されるサーボ電流ｂ１が、第１実施形態と同様に時刻Ｔ１で０Ａとなる。サーボ弁６に供給されるサーボ電流ｂ１が０Ａになると、弁１が持つヌルバイアスにより、弁１が閉方向に動作する。すなわち、サーボ弁６へのサーボ電流の供給が停止すると、弁１は閉じる方向に動作する。
【００４３】
また、切り替え先である第２の弁制御回路１２０Ｂは、第１の弁制御回路１２０Ａのスイッチ１２８Ａがオフ状態になってから所定の時間が経過した後に、スイッチ１２８Ｂをオフ状態からオン状態に切り替える。これにより、励磁電圧発生器１２２Ｂからの励磁電圧ａがスイッチ１２８Ｂを介して、弁開度センサー２に供給されるようになる。
【００４４】
また、スイッチ１２８Ｂがオン状態なり弁開度センサー２への励磁電圧ａの供給が開始された後に、第２の弁制御回路１２０Ｂのサーボ電流出力回路１２４Ｂはサーボ電流ｂ２のサーボ弁６への供給を開始する。これが図４における時刻Ｔ２である。このとき、例えば、サーボ電流ｂ１の電流値は、故障が検出される直前におけるサーボ電流ｂ１の電流値の２倍である。このため、弁１の状態を、より短い時間で、故障による第１の弁制御回路１２０Ａから第２の弁制御回路１２０Ｂへの切り替え処理の開始前の状態に、戻すことができる。そして、第２の弁制御回路１２０Ｂにより、弁開度制御装置１００による弁１への制御が続行されるのである。
【００４５】
本実施形態においても、第１の弁制御回路１２０Ａから第２の弁制御回路１２０Ｂに切り替える際に、サーボ弁６へのサーボ電流ｂ１の供給を停止したので、弁１の持つヌルバイアスにより、弁１が閉方向に動作し、弁１が接続されているガスタービン等の制御対象設備が危険方向に向かうのを回避することができる。さらに、故障が検出される直前におけるサーボ電流ｂ１の電流値の例えば２倍の電流値で、サーボ電流ｂ２をサーボ弁６に供給することとしたので、より速やかに故障発生前の状態に弁１を戻すことができる。
【００４６】
なお、図４の例では、故障が検出される時刻Ｔ１の直前のサーボ電流ｂ１の電流値の２倍の電流値を有するサーボ電流ｂ２を、サーボ電流出力回路１２４Ｂが出力することとしたが、これは必ずしも２倍でなくてもよく、１．３倍、１．５倍、３倍等のｎ倍（ｎ＞１）であってもよい。換言すれば、故障が検出される直前におけるサーボ電流ｂ１の電流値よりも大きい電流値を有するサーボ電流ｂ２を、時刻Ｔ２で、サーボ電流出力回路１２４Ｂがサーボ弁６に供給するようにすれば、より速やかに故障前の制御状態に戻すという同様の作用効果を期待することができる。
【００４７】
また、本実施形態に上述した第２実施形態を組み合わせて適用することも可能である。すなわち、故障が検出された時刻Ｔ１の時点から、サーボ電流出力回路１２４Ａが供給するサーボ電流ｂ１が時間の経過とともに次第に減少して、最終的に電流値が０Ａとなるようにしてもよい。
【００４８】
（第４実施形態）
上述した第１実施形態乃至第３実施形態では、弁開度制御装置１００は２つの弁制御回路１２０Ａ、１２０Ｂを備えて構成されていたが、第４実施形態に係る弁開度制御装置では、ｎ個の弁制御回路を備えて構成するようにしたものである。以下、上述した第１実施形態乃至第３実施形態と異なる部分のみを説明する。
【００４９】
図５は、第４実施形態に係る弁開度制御装置４００の構成を説明するブロック図である。この図５に示すように、本実施形態においては、弁開度制御装置４００は、複数の弁制御回路を備えて構成されており、複数の弁制御回路のそれぞれが、独立して制御対象である弁１の開度に関する制御動作を行い得る。具体的には、弁開度制御装置４００は、ｎ個の弁制御回路１２０Ａ、１２０Ｂ…１２０ｎを備えて構成されている。ここで、ｎは２以上の自然数である。
【００５０】
ｎ個の弁制御回路１２０Ａ、１２０Ｂ…１２０ｎは、それぞれ、実質的に同等の構成である。すなわち、弁制御回路１２０ｎにおける、励磁電圧発生器１２２ｎ、サーボ電流出力回路１２４ｎ、及び、自系故障診断回路１２６ｎは、それぞれ、第１の弁制御回路１２０Ａにおける、励磁電圧発生器１２２Ａ、サーボ電流出力回路１２４Ａ、及び、自系故障診断回路１２６Ａに対応している。サーボ電流出力回路１２４Ａと同様に、サーボ電流出力回路１２４ｎは、サーボ電流ｂｎをサーボ弁６に供給する。また、自系故障診断回路１２６Ａと同様に、自系故障診断回路１２６ｎは、弁制御回路異常信号ｅｎを監視切替回路１３０の故障信号監視回路１３４に出力し、弁制御回路１２０Ａと同様に、弁制御回路１２０ｎは、弁制御回路出力状態信号ｆｎ＝（励磁電圧ａ）／（サーボ電流ｂｎ）を監視切替回路１３０の出力状態監視回路１３２に出力する。
【００５１】
一方、本実施形態に係る監視切替回路１３０は、上述した出力状態監視回路１３２、故障信号監視回路１３４、及び、切替指令出力回路１３６に加えて、切替先決定回路４３０を備えて構成されている。切替先決定回路４３０には、出力状態監視回路１３２からの制御信号ｉと、故障信号監視回路１３４からの制御信号ｈとが入力され、これら制御信号ｉ及び制御信号ｈに基づいて、制御動作を行っている弁制御回路が故障した場合における、切り替え先となる次の弁制御回路を決定する。例えば、制御動作を行っている弁制御回路１２０Ａの弁制御回路異常信号ｅ１が故障発生を示している場合には、弁制御回路異常信号ｅ２…ｅｎが故障発生を示していない他の弁制御回路１２０Ｂ…１２０ｎの中から、切替先決定回路４３０は、切り替え先の弁制御回路を１つ選択し、制御信号ｊとして、切替指令出力回路１３６に出力する。例えば、この制御信号ｊが弁制御回路１２０Ｂへの切り替えを示している場合には、切替指令出力回路１３６は、この制御信号ｊに基づいて、弁制御回路１２０Ａから弁制御回路１２０Ｂへの切り替え処理を行うべく、制御信号ｄを、弁制御回路１２０Ｂへ出力する。
【００５２】
故障が発生した弁制御回路１２０Ａ、１２０Ｂ…１２０ｎから、新しい切り替え先の弁制御回路１２０Ａ、１２０Ｂ…１２０ｎへ切り替える間に、サーボ電流出力回路１２４Ａ、１２４Ｂ…１２４ｎが出力するサーボ電流ｂ１、ｂ２…ｂｎは、上述した第１実施形態乃至第３実施形態のいずれのパターンでもよい。すなわち、サーボ電流出力回路１２４Ａ、１２４Ｂ…１２４ｎは、図２に示すようなサーボ電流ｂ１、ｂ２…ｂｎをサーボ弁６に供給するようにしてもよいし、図３に示すようなサーボ電流ｂ１、ｂ２…ｂｎをサーボ弁６に供給するようにしてもよいし、図４に示すようなサーボ電流ｂ１、ｂ２…ｂｎをサーボ弁６に供給するようにしてもよい。
【００５３】
本実施形態においても、故障の発生した弁制御回路１２０Ａ、１２０Ｂ…１２０ｎから故障の発生していない弁制御回路１２０Ａ、１２０Ｂ…１２０ｎに切り替える際に、弁１の持つヌルバイアスにより、弁１が閉方向に動作し、弁１が接続されているガスタービン等の制御対象設備が危険方向に向かうのを回避することができる。
【００５４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、当然のことながら、本発明の要旨の範囲内で、これらの実施の形態を、部分的に適宜組み合わせることも可能である。
【００５５】
また、例えば、上述した実施形態の説明では、弁開度制御装置１００、４００における弁制御回路１２０Ａが弁１に対する制御動作を行っている場合に、第１の弁制御回路１２０Ａに故障が発生したことにより、第２の弁制御回路１２０Ｂに切り替えて、弁１に制御動作を行う例を説明したが、弁１に対する制御動作を行っている弁制御回路は第１の弁制御回路１２０Ａに限るものではなく、また、故障の発生する弁制御回路も第１の弁制御回路１２０Ａに限るものではない。例えば、弁開度制御装置１００における第２の弁制御回路１２０Ｂが弁１に対する制御動作を行っている場合に、第２の弁制御回路１２０Ｂに故障が発生したことにより、第１の弁制御回路１２０Ａに切り替えて、弁１に対する制御動作を続行するようなこともあり得る。この場合の弁開度制御装置１００の動作も、上述した実施形態と実質的に同一である。
【符号の説明】
【００５６】
１００、４００：弁開度制御装置、１２０Ａ、１２０Ｂ…１２０ｎ：弁制御回路、１２２Ａ、１２２Ｂ…１２２ｎ：励磁電圧発生器、１２４Ａ、１２４Ｂ…１２４ｎ：サーボ電流出力回路、１２６Ａ、１２６Ｂ…１２６ｎ：自系故障診断回路、１２８Ａ、１２８Ｂ…１２８ｎ：スイッチ、１３０：監視切替回路、１３２：出力状態監視回路、１３４：故障信号監視回路、１３６：切替指令出力回路、４３０：切替先決定回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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