(57)【要約】【課題】プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）の出力異常に対するフェールセーフを、制御許可期間をタイマ制御で画一的に規制することなく実制御期間に応じて可変し、非制御期間の誤制御を確実に防止する。【解決手段】制御開始信号ｂ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ｃ１，ｃ２を出力し、制御対象機器の状態信号ａが入力されるＰＬＣ１ｃ　に、起動から信号ａによって制御応答を確認するまで制御中報知信号ｋを出力する手段と、信号ｋ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ｌを出力する手段とを設け、前記制御出力部８ｃ　の接点信号ｄ１，ｄ２を出力する制御出力接点９′，１３′に直列に設けられ、信号ｋによりオンして信号ｋが消失する非制御期間にオフし、この期間の信号ｄ１，ｄ２の誤出力を禁止する制御許可ゲート３８と、信号ｌにより動作してＰＬＣ１ｃ　の出力異常を報知する手段とを備える。【選択図】　　　　図１
2004086268.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【発明の詳細な説明】
【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ＰＬＣ１Ａは演算処理を行うＣＰＵボード２Ａ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３Ａ，出力ユニット４Ａ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３ＡからＣＰＵボード２Ａ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２Ａから出力ユニット４Ａ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ｃ１を出力ユニット４Ａのオン制御ポートから制御出力部８Ａ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２Ａ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２Ａから出力ユニット４Ａ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４Ａのオフ制御ポートから制御出力部８Ａ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ｃ２に基づくオフ制御の接点信号ｄ２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２Ａから出力ユニット４Ａ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ＰＬＣ１Ｂは、図８のボード２Ａに相当するＣＰＵボード２Ｂ　及びユニット３Ａ，４Ａに相当する入力ユニット３Ｂ，出力ユニット４Ｂ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８Ａに相当する出力制御部８Ｂ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２Ｂから出力ユニット４Ｂ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４Ｂの切制御ポートから制御出力部８Ｂ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３Ｂを介してＣＰＵボード２Ｂ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２Ｂから出力ユニット４Ｂ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２Ｂから出力ユニット４Ｂ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２Ｂが出力ユニット４Ｂ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、ＰＬＣ１Ａ，１Ｂも汎用ＰＬＣで形成されることが多い。
【００４６】
そして、ＰＬＣ１Ａ，１Ｂ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４Ａ，４Ｂ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、ＰＬＣ１Ａ，１Ｂ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４Ａ，４Ｂから出力された制御の指令信号ｃ１，ｃ２，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４Ａ，４Ｂから指令信号ｃ１，ｃ２，ｃａｘ〜ｃｂｙが誤出力されると、重大事故を招来する。
【００４９】
ところで、ＰＬＣ１Ａ，１Ｂ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、ＰＬＣ１Ａ，１Ｂ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ＰＬＣ１Ａの入力ユニット３Ａ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ｃ１，ｃ２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ｃ１，ｃ２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ＰＬＣ１Ｂの入力ユニット３Ｂ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ＰＬＣ１Ａ，１Ｂ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８Ａ，８Ｂ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ＰＬＣ１Ａ，１Ｂ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ＰＬＣ１Ｃは、図８，図１１のＣＰＵボード２Ａ及び入力ユニット３Ａ，出力ユニット４Ａに対応するＣＰＵボード２Ｃ及び入力ユニット３Ｃ，出力ユニット４Ｃ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３Ｃは、図８の入力ユニット３Ａ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２Ｃは、入力ユニット３Ｃ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８Ａの代わりに設けられた出力制御部８Ｃ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２Ｃが起動される。
【００９２】
このとき、図２のステップＳ１からステップＳ２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Ｓ２からステップＳ３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Ｓ３からステップＳ４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２Ｃ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２Ｃ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Ｓ６，Ｓ７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Ｓ７からステップＳ８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Ｓ８からステップＳ９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２Ｃが初期状態に戻り、ステップＳ１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２Ｃが制御開始信号ｂで再び起動されると、ステップＳ１からステップＳ２　，Ｓ３を介してステップＳ５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２Ｃから出力ユニット４Ｃ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３Ｃ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Ｓ６を介してステップＳ７に移行し、ステップＳ７〜Ｓ９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２Ｃに制御応答の返信が着信しなければ、ステップＳ６からＳ１１に移行し、ＣＰＵボード２Ｃから出力ユニット４Ｃ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、ＰＬＣ１Ｄ，制御出力部８Ｄを有し、ＰＬＣ１Ｄ　は、図１０のＰＬＣ１Ｂと同様、ＣＰＵボード２Ｄ及び入力ユニット３Ｄ，出力ユニット４Ｄ等を備える。
【０１１４】
そして、ユニット３Ｄ，４Ｄ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３ｄ１，３ｄ２，３ｄ３，…，４ｄ１，４ｄ２，４ｄ３，…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３Ｄは図１０の入力ユニット３Ｂ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４Ｄは図１０の出力ユニット４Ｂ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２Ｄが正常であっても、出力ユニット４Ｄの各ボード４ｄ１　，４ｄ２，４ｄ３，…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４Ｄの出力異常は、ＣＰＵボード２Ｄ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３Ｄにも入力し、ＣＰＵボード２Ｄ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４Ｄ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４Ｄの各ボード４ｄ１，４ｄ２，４ｄ３，…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４Ｄ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３Ｄに入力される。
【０１２５】
つぎに、出力制御部８Ｄ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４Ｄの異常報知信号ｌにより制御出力部８Ｄ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３Ｄにも入力される。
【０１３２】
つぎに、入力ユニット３Ｄ，出力ユニット４Ｄ及び制御回路４５の具体的な構成について、入力ユニット３Ｄを示した図４，出力ユニット４Ｄ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１９ａ１，１９ｂ１，…と常開の補助接点１９ａ２，１９ｂ２，…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４Ｄからの各信号ｋ，ｍ，ｃａｘ（ｃａｘ＊）〜ｃｂｙ（ｃｂｙ＊）等は、ボード３ｄ３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４Ｄにおいては、ボード４ｄ１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４Ｄのボード４ｄ２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４ｄ３には、ＰＬＣ１Ｄ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、ＰＬＣ１ＤのＣＰＵボード２Ｄについて説明する。
このＣＰＵボード２Ｄは、図３に示したように、入力ユニット３Ｄ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２Ｄが出力ユニット４Ｄに出力した本来の制御と、入力ユニット３Ｄを介してＣＰＵボード２Ｄ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ＰＬＣ１Ｄ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４ｄ１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２Ｄに取込まれる。
【０１５３】
このとき、ＣＰＵボード２Ｄ　は図７のステップＱ１，Ｑ２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Ｑ２からステップＱ３に移行し、ＣＰＵボード２Ｄから出力ユニット４Ｄ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４Ｄから制御中報知信号ｋを出力する。
【０１５５】
さらに、ステップＱ４に移行してＣＰＵボード２Ｄ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Ｑ５に移行して常用側の開放制御を実行し、ＣＰＵボード２Ｄが遮断器１５ａの切制御を出力ユニット４Ｄのボード４ｄ２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３Ｄを介してＣＰＵボード２Ｄに取込まれ、ＣＰＵボード２Ｄが出力ユニット４Ｄ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Ｑ６，Ｑ７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Ｑ６〜Ｑ８のループ制御を行う。
【０１６０】
そして、ＣＰＵボード２Ｄが出力ユニット４Ｄ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Ｑ６，Ｑ７からステップＱ９　に移行し、出力異常を出力ユニット４Ｄに出力し、ボード４ｄ３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２Ｄ，出力ユニット４Ｄ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２Ｄの制御の出力と出力ユニット４Ｄ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２Ｄから出力ユニット４Ｄ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Ｑ２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２Ｄから出力ユニット４Ｄ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４Ｄから出力し、それらの確認信号を、入力ボード３Ｄを介してＣＰＵボード２Ｄに取込む。
【０１７１】
そして、ＣＰＵボード２Ｄにより、出力ユニット４Ｄ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ＰＬＣ１Ｄの出力異常の故障の有無をＰＬＣ１Ｄ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２Ｃ，２Ｄ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ＰＬＣ１Ｃ，１Ｄ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８Ｃ，８Ｄの制御許可ゲート（制御許可ゲート接点３８）がＰＬＣ１Ｃ，１Ｄの制御中報知信号ｋによってオンし、ＰＬＣ１Ｃ，１Ｄの制御指令に基づいて制御出力部８Ｃ，８Ｄが接点信号ｄ１，ｄ２，ｄａｘ〜ｄｂｙを出力し、制御が終了すると、ＰＬＣ１Ｃ　，１Ｄ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８Ｃ，８ＤがＰＬＣ１Ｃ，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、ＰＬＣ１Ｃ，１Ｄ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、ＰＬＣ１Ｃ，１Ｄの外部にタイマ回路等を設けてＰＬＣ１Ｃ，１Ｄ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８Ｃ，８ＤがＰＬＣ１Ｃ，１Ｄの制御を受付け、それ以外の非制御期間には制御出力部８Ｃ，８Ｄの制御の受付けを禁止し、ＰＬＣ１Ｃ，１Ｄ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ＰＬＣ１Ｃ，１Ｄ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、ＰＬＣ１Ｃ，１Ｄの制御中に、ＰＬＣ１Ｃ，１Ｄ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ＰＬＣ１Ｃ，１Ｄ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ＰＬＣ１Ｃ，１Ｄ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、ＰＬＣ１Ｃ，１Ｄの出力異常の故障を、ＰＬＣ１Ｃ，１Ｄ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、ＰＬＣ１Ｃ，１Ｄ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】
１Ｃ，１Ｄ　プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）
５　ポンプ
８Ｃ，８Ｄ　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
ｃ１，ｃ２，ｃａｘ〜ｃｂｙ　指令信号
ｄ１，ｄ２，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
【図１】
2004086268.tif 000003
【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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【図７】
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【図８】
2004086268.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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