[发明专利]供给诊断用脉冲信号的控制系统及其控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及具备诊断用脉冲信号的控制系统及其控制装置。

背景技术

近年来，作为国际标准，对于装置的制造者和提供者，功能安全规格被统一为国际电气标准化会议的规格IEC61508“电气、电子和可编程电子安全关联系的功能安全”，进而，对于系统的设计者、集成商（integrator）和用户，作为过程（process）用应用规格而发行了IEC61508。

在这些规格中，对系统的从设计、维护直至废弃的生命周期（life circle）中的安全进行评价，确定了风险减轻的要求等级（level）即安全度水准（SIL;Safety Integrity Level）作为定量的评价尺度。

在这样的背景下，为了提高工厂（plant）等的安全停止系统整体的安全度水准，有时要求不仅进行传感器、控制装置（在国际电气标准化会议的规格IEC61508中也称为LS（Logic Solver））以及终端（在国际电气标准化会议的规格IEC61508中也称为Final Elements。后面称为“操作端部”）的各装置的内部的故障诊断，还要进行包括连接控制装置与各装置之间的信号线在内的故障诊断。

一般来讲，由于传感器、操作端部不具有高质量的诊断功能，因此该控制装置与传感器、操作端部之间的信号线的故障诊断功能应该由控制装置具备。

但是，作为基于控制装置的操作端部的诊断功能，已知在控制装置内接收来自操作端部的信号，检测操作端部是否在正常地发送输出信号的技术。例如有日本的专利第4131134号公报（以下称为专利文献1）。

此外，作为控制装置与操作端部之间的诊断功能，已知将来自与操作端部连接的控制装置的信号线再次反馈至控制装置，检测来自控制装置的输出信号是否正确地发送至操作端部的技术。例如有日本的专利第3695234号公报（以下称为专利文献2）。

在石油化学等的工厂的系统中，有从控制装置到操作端部的距离相隔数百米的情况。在这样的长距离的传送线路的情况下，在上述的专利文献1以及专利文献2中，存在诊断用脉冲信号的波形因传送线路的迟延成分而失真，不能正常地检测到返回控制装置来的诊断用脉冲信号的问题。

此外，在上述的专利文献1中，虽然能够进行控制装置的输入电路的检查，但是存在不能够检测到控制装置与操作端部之间的信号线的短路和/或断线的问题。

此外，在上述的专利文献2中，虽然能够检测到装置间的信号线的断线，但是在操作端部以及装置间的信号线的阻抗比电流检测用的电阻值小的情况下，存在不能够检测到信号线的短路的问题。

发明内容

本发明是为了解决上述的课题而作出的，其目的在于提供一种供给诊断用脉冲信号的控制系统及其控制装置，在从控制装置向操作端部发送诊断用脉冲信号从而诊断该信号线以及操作端部的控制装置及其控制系统中，能够正确地检测出诊断用脉冲信号，不受长距离传送的信号线的阻抗的影响地检测到传送线路的短路以及断线。

为了达成上述目的，本实施例的供给诊断用脉冲信号的控制系统具备以下的构成。即，

从控制装置经由信号线向操作端部发送诊断用脉冲信号，对从上述控制装置到上述操作端部为止的连接状态的异常以及该操作端部的功能进行诊断，特征在于，

上述控制系统具备上述控制装置和上述操作终端部，

上述控制装置具备诊断用脉冲信号生成部，该诊断用脉冲信号生成部具备内部电路、可变放大电路和接收电路；上述内部电路以预先设定的控制周期生成对上述操作端部进行控制的上述控制数据，并且以预先设定的诊断周期生成对上述操作端部进行诊断的诊断用脉冲数据，基于从上述操作端部的输入端反馈的、上述诊断用脉冲信号的反馈信号的波形，对从上述控制装置到上述操作端部为止的连接状态以及上述操作端部的功能进行诊断；上述可变放大电路具备：生成基于上述控制数据的控制信号的非反相放大电路；生成基于上述诊断用脉冲数据的诊断用脉冲信号的DA变换器；以及向上述控制信号叠加上述诊断用脉冲信号，以预先设定的信号电平发送至上述操作端部的加法器，上述接收电路接收上述反馈信号并发送至上述内部电路，上述内部电路还具备修正脉冲数据生成部，该修正脉冲数据生成部生成对发送的上述诊断用脉冲信号的上升时间进行修正的修正脉冲数据，对诊断用脉冲数据进行修正，该控制系统对上述诊断用脉冲信号的上升时间进行修正，即使在上述信号线的长度长的情况下也能够不扩张上述诊断用脉冲信号的脉冲宽度地由上述操作端部接收上述诊断用脉冲信号。

为了达成上述目的，基于本实施例的供给诊断用脉冲信号的控制系统中的控制装置具备以下构成。即，