特許 6383310 燃焼制御装置および燃焼システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6383310

(24)【登録日】2018年8月10日

(45)【発行日】2018年8月29日

(54)【発明の名称】燃焼制御装置および燃焼システム

(51)【国際特許分類】

   F23N 5/24 20060101AFI20180820BHJP

【ＦＩ】

   F23N5/24 113

【請求項の数】9

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2015-54420(P2015-54420)

(22)【出願日】2015年3月18日

(65)【公開番号】特開2016-173222(P2016-173222A)

(43)【公開日】2016年9月29日

【審査請求日】2017年3月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006666

【氏名又は名称】アズビル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100064621

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 政樹

(74)【代理人】

【識別番号】100098394

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】山田 晃

【審査官】 渡邉 聡

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２８６１２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２３９５７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２６２０７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４２９５１２９（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２３Ｎ ５／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

監視対象の状態に応じて２つの接点間の短絡および開放の何れかの状態をとる異常検出素子の一方の前記接点に２値の出力信号を供給する出力回路と、
前記出力信号が供給される前記異常検出素子の他方の前記接点から出力された信号を入力とし、入力された信号の論理レベルに応じた２値の入力信号を生成する入力回路と、
前記出力信号が第１論理レベルとなる第１期間内に前記入力信号のサンプリングを行うとともに、前記出力信号が第２論理レベルとなる第２期間内に前記入力信号のサンプリングを行うサンプリング部と、
前記サンプリング部による前記第１期間のサンプリング結果に基づいて前記異常検出素子による監視対象の状態を判定する異常検出素子状態判定部と、
前記サンプリング部による前記第２期間のサンプリング結果に基づいて前記出力回路および前記入力回路の故障の有無を判定する回路故障判定部と、
を有し、
前記異常検出素子状態判定部は、
連続するＮ（Ｎは２以上の整数）回分の前記第１期間のサンプリング値を参照することにより、前記入力回路に入力された信号の前記第１期間における論理レベルがＮ回連続して前記第１論理レベルであることを検出した場合に、前記異常検出素子による監視対象が正常であると判定し、前記入力回路に入力された信号の前記第１期間における論理レベルがＮ回連続して前記第２論理レベルであることを検出した場合に、前記異常検出素子による監視対象が異常であると判定する
ことを特徴とする燃焼制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の燃焼制御装置において、
前記回路故障判定部は、
連続するＭ（Ｍは２以上の整数）回分の前記第２期間のサンプリング値を参照することにより、前記入力回路に入力された信号の前記第２期間における論理レベルがＭ回連続して前記第２論理レベルであることを検出した場合に、前記出力回路および前記入力回路の少なくとも一方が故障していると判定する
ことを特徴とする燃焼制御装置。

【請求項3】

請求項２に記載の燃焼制御装置において、
Ｍ≧Ｎである
ことを特徴とする燃焼制御装置。

【請求項4】

請求項１乃至３の何れか一項に記載の燃焼制御装置において、
前記サンプリング部は、前記出力信号が前記第２論理レベルから前記第１論理レベルに切り替わってから第１時間が経過した後に、前記第１期間におけるサンプリングを行う
ことを特徴とする燃焼制御装置。

【請求項5】

請求項４に記載の燃焼制御装置において、
前記サンプリング部は、前記出力信号が前記第１論理レベルから前記第２論理レベルに切り替わってから第２時間が経過した後に、前記第２期間におけるサンプリングを行う
ことを特徴とする燃焼制御装置。

【請求項6】

請求項５に記載の燃焼制御装置において、
前記第１時間は、前記第２時間以下である
ことを特徴とする燃焼制御装置。

【請求項7】

請求項１乃至６の何れか一項に記載の燃焼制御装置において、
前記サンプリング部、前記異常検出素子状態判定部、および前記回路判定部からなる機能ブロックを複数組有し、
夫々の前記機能ブロックは、異なる複数のプログラム処理装置によって別個に構成されている
ことを特徴とする燃焼制御装置。

【請求項8】

請求項１乃至６の何れか一項に記載の燃焼制御装置において、
前記異常検出素子状態判定部および前記回路故障判定部の判定結果に基づいて、バーナの運転を制御する制御部を更に有する
ことを特徴とする燃焼制御装置。

【請求項9】

請求項８に記載の燃焼制御装置と、
燃焼室内に設けられ、前記燃焼制御装置によって制御される前記バーナと、
を備える燃焼システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃焼制御装置および燃焼システムに関し、特に、燃焼の安全制御を高精度に行うことができる燃焼制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、燃焼炉の運転制御系では、燃焼制御装置によって、燃焼炉に設けられたバーナの火炎や、炉内温度、燃焼用空気の圧力、バーナに供給される燃料の圧力等を監視しながら燃焼制御を行うことにより、燃焼の安全性を確保している。具体的には、燃焼制御装置が、燃焼炉の安全運転に関わるガス圧力や空気圧力等の状態を異常検出素子の状態に反映させ、その異常検出素子の状態が正常を示す場合のみ、燃焼炉の運転を許可するように制御している（例えば特許文献１参照。）。
ここで、上記異常検出素子とは、監視対象の状態に応じて２つの接点間の短絡および開放の何れかの状態をとる構造を有するものであり、例えば、インターロックやリミットと一般に呼ばれているものである。上記インターロックとしては、例えば、燃焼用空気の供給の有無を監視するエアー圧力下限インターロックや、燃料の供給状態を監視するガス圧力上限インターロックおよびガス圧力下限インターロック等が知られている。

【0003】

一般的なインターロックは、２つの接点間に設けられたスイッチを含み、センサの出力によって上記スイッチのオン・オフが切り替わる構造を有している。このようなインターロックは、監視対象が正常である場合には、スイッチがオンすることにより２つの接点間が短絡し、監視対象が異常である場合には、スイッチがオフすることにより２つの接点間が開放するように制御される。

【0004】

従来の燃焼制御装置では、例えば非特許文献１に開示されているように、上記構造を有するインターロックの一方の接点にパルス信号を入力し、上記インターロックの他方の接点から上記パルス信号が出力されるか否かによって、そのインターロックの開放および短絡を判定していた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１０−２８６１２８号公報

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】「燃焼安全制御技術を用いたコントローラの開発」、熊澤雄一、ａｚｂｉｌ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ 、２０１１年１月発行号、アズビル株式会社。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、燃焼システムでは、燃焼炉の運転制御系において異常が発生した場合には速やかに燃焼動作を停止させて安全を確保する必要がある一方、燃焼炉の運転制御系が正常である場合には安定した燃焼動作を実現する必要がある。そのため、安全制御のためのインターロック等に関する異常検出には、迅速性と高い精度が求められる。例えば、インターロックによる監視対象（ガス圧や空気圧等）の異常のように、燃焼炉の爆発等の重大な事故に直接結びつく異常に対しては検出の迅速性が求められる一方、インターロックの周辺回路の故障等に対しては、誤検出による燃焼動作の停止を防止するために高い検出精度が求められる。

【0008】

しかしながら、上述した従来のインターロックの判定手法は、単に、インターロックを介して燃焼制御装置に入力されるパルス信号の有無によってインターロックの入力判定を行うものであり、インターロックの異常の有無と回路故障の有無とを区別して判定することができないため、監視対象の判定の迅速性に関しては十分かもしれないが、判定の精度に関しては十分であるとは言い難い。
例えば、プラント等における鉄鋼炉のような大型の燃焼炉を備えた燃焼システムでは、夫々のインターロックと燃焼制御装置とを接続する配線が数百メートルにも及ぶ場合があり、上記配線の寄生インピーダンス成分の増大により、配線に近接した動力源やインバータ等からの強いノイズの影響を受け易い。また、上記配線は、複数本束ねられて敷設される場合が多いため、一つの配線にパルス信号が伝搬すると、そのパルス信号が他の配線に誘導し、それがノイズ成分となるおそれがある。このようなノイズが上記配線に伝搬した場合に、従来のインターロックの判定手法では、十分な判定精度が得られるとは言い難い。

【0009】

本発明の目的は、燃焼制御において、インターロック等の異常検出素子の判定精度を向上させることにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明に係る燃焼制御装置（１、１０）は、監視対象の状態に応じて２つの接点間の短絡および開放の何れかの状態をとる異常検出素子（６〜９）の一方の接点に２値の出力信号（ＶＯＵＴ）を供給する出力回路（１０２）と、出力信号が供給される異常検出素子の他方の接点から出力された信号を入力とし、入力された信号の論理レベルに応じた２値の入力信号（ＤＩＮ＿１〜ＤＩＮ＿ｎ）を生成する入力回路（１０３＿１〜１０３＿ｎ）と、出力信号が第１論理レベル（Ｈ）となる第１期間（Ｔ１）内に入力信号のサンプリングを行うとともに、出力信号が第２論理レベル（Ｌ）となる第２期間（Ｔ２）内に入力信号のサンプリングを行うサンプリング部（１０５）と、サンプリング部による第１期間のサンプリング結果に基づいて前記異常検出素子による監視対象の状態を判定する異常検出素子状態判定部（１０６１）と、サンプリング部による第２期間のサンプリング結果に基づいて出力回路および入力回路の故障の有無を判定する回路故障判定部（１０６２）とを備え、異常検出素子状態判定部は、連続するＮ（Ｎは２以上の整数）回分の第１期間のサンプリング値を参照することにより、入力回路に入力された信号（ＶＩＮ＿１〜ＶＩＮ＿ｎ）の第１期間における論理レベルがＮ回連続して第１論理レベルであることを検出した場合に、異常検出素子による監視対象が正常であると判定し、入力回路に入力された信号の第１期間における論理レベルがＮ回連続して第２論理レベルであることを検出した場合に、異常検出素子による監視対象が異常であると判定することを特徴とする。

【0012】

上記燃焼制御装置において、回路故障判定部は、連続するＭ（Ｍは２以上の整数）回分の第２期間のサンプリング値を参照することにより、入力回路に入力された信号の第２期間における論理レベルがＭ回連続して第２論理レベルであることを検出した場合に、出力回路および入力回路の少なくとも一方が故障していると判定するようにしてもよい。

【0013】

上記燃焼制御装置において、Ｍ≧Ｎとしてもよい。なお、ＭとＮは任意である。

【0014】

上記燃焼制御装置において、サンプリング部は、出力信号が第２論理レベルから第１論理レベルに切り替わってから第１時間（Ｔｄ１）が経過した後に、第１期間におけるサンプリングを行うようにしてもよい。

【0015】

上記燃焼制御装置において、サンプリング部は、出力信号が第１論理レベルから第２論理レベルに切り替わってから第２時間（Ｔｄ２）が経過した後に、第２期間におけるサンプリングを行うようにしてもよい。

【0016】

上記燃焼制御装置において、第１時間は、第２時間以下としてもよい。なお、第１時間と第２時間は任意である。

【0017】

上記燃焼制御装置において、サンプリング部、異常検出素子状態判定部、および回路判定部からなる機能ブロック（１１０）を複数組有し、夫々の機能ブロックは、異なる複数のプログラム処理装置（１０１ａ，１０１ｂ）によって別個に構成されるようにしてもよい。

【0018】

上記燃焼制御装置において、異常検出素子状態判定部および回路故障判定部の判定結果に基づいて、バーナ（４３）の運転を制御する制御部（１１）を更に有してもよい。

【0019】

本発明に係る燃焼システム（５００）は、上記燃焼制御装置（１）と、燃焼室（４０）内に設けられ、上記燃焼制御装置によって制御される上記バーナとを備えることを特徴とする。

【0020】

なお、上記説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の構成要素を、括弧を付した参照符号によって表している。

【発明の効果】

【0021】

以上説明したことにより、本発明によれば、燃焼制御において、インターロック等の異常検出素子の判定精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】図１は、実施の形態に係る燃焼制御装置を備えた燃焼システムの構成を示す図である。

【図2】図２は、実施の形態に係る燃焼制御装置における安全制御装置の構成を示す図である。

【図3】図３は、実施の形態に係る燃焼制御装置によるインターロックに関する判定処理を説明するためのタイミングチャートである。

【図4】図４は、実施の形態に係る燃焼制御装置によるインターロックに関する判定処理の流れを示すフローチャートである。

【図5】図５は、実施の形態に係る燃焼制御装置によるインターロック入力判定処理の流れを示すフローチャートである。

【図6】図６は、実施の形態に係る燃焼制御装置による回路故障判定処理の流れを示すフローチャートである。

【図7】図７は、実施の形態に係る燃焼制御装置における安全制御装置を複数のマイクロコントローラで実現した場合の構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

【0024】

〈燃焼システムの構成〉
図１は、本実施の形態に係る燃焼制御装置を備えた燃焼システムの構成を示す図である。
同図に示される燃焼システム５００は、バーナによって燃焼室内を燃焼させるシステムである。燃焼システム５００としては、脱臭炉および加熱炉等の小型の工業用燃焼炉や、プラント等における鉄鋼炉等の大型の工業用燃焼炉を例示することができる。
具体的に、燃焼システム５００は、燃焼装置４と、燃料流路２と、空気流路３と、コントローラ５と、異常検出素子としての過昇温リミット６およびインターロック７〜９と、燃焼制御装置１とを備えている。

【0025】

燃焼装置４は、温度センサ４１、４２、主バーナ４３、パイロットバーナ４４、火炎検出器４５、および点火装置（イグナイタ）４６を含む。主バーナ４３は、燃焼室４０内に配置され、燃焼室４０内を加熱する。パイロットバーナ４４は、主バーナ４３を点火するためのバーナである。点火装置（ＩＧ）４６は、バーナを点火するための装置であり、例えば点火トランスおよび電極棒を含み、上記点火トランスによって高電圧のスパークを発生させることにより、上記電極棒を介してパイロットバーナ４４を点火する。火炎検出器４５は、主バーナ４３による火炎の有無を検出する装置である。温度センサ４１は、燃焼室４０内の温度を検出するセンサであり、当該センサによる温度計測値は燃焼室４０内の温度制御に利用される。温度センサ４２は、燃焼室４０内の温度を検出するセンサであり、当該センサによる温度計測値は燃焼室４０内の異常高温状態の検出に利用される。

【0026】

燃料流路２は、燃焼装置４に燃料を供給するための流路である。燃料流路２は、外部から燃料が供給される主流路２ａと、主流路２ａから分岐した第１の流路２ｂおよび第２の流路２ｃとから構成されている。第１の流路２ｂは主バーナ４３に接続され、第２の流路２ｃはパイロットバーナ４４に接続されている。これにより、主流路２ａに供給された燃料は、主バーナ４３およびパイロットバーナ４４に送出されることとなる。また、第１の流路２ｂには安全遮断弁２１，２２が設けられ、第２の流路２ｃには安全遮断弁２３，２４が設けられている。安全遮断弁２１〜２４は、例えばバーナコントローラ１１によって弁の開閉が制御される。

【0027】

空気流路３は、一端がブロア３１、他端が第１の流路２ｂに接続されており、ブロア３１から吐出された空気（エアー）を第１の流路２ｂを介して燃料（ガス）とともに主バーナ４３に供給する。

【0028】

コントローラ５は、温度指示調節計（ＴＩＣ：Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）であり、燃焼室内４０の温度が目標温度になるように、温度センサ４１の温度計測値に基づいて燃焼制御装置１に対する制御信号を生成する。

【0029】

過昇温リミット６は、燃焼室内４０の異常高温を検出するための過熱防止器である。過昇温リミット６は、２つの接点と、当該接点間に配置されたスイッチ６０と、温度センサ４２による温度計測値が予め設定された設定温度を超えているか否かを判定し、判定結果に応じてスイッチ６０のオン・オフを制御するスイッチ駆動部６１と、から構成されている。例えば、スイッチ駆動部６１は、温度センサ４２による温度計測値が設定温度を超えた場合にスイッチ６０をオンし、温度センサ４２による温度計測値が設定温度を超えない場合にスイッチ６０をオフする。

【0030】

インターロック（エアー圧力スイッチ）７は、空気流路３に設けられ、空気流路３に供給されるエアーの圧力が設定された設定圧力値を超えているか否かを検出するエアー圧力下限インターロックである。具体的に、インターロック７は、２つの接点と、当該接点間に配置されたスイッチ７０と、センサによって検出された空気流路３内のエアー圧力が予め設定された設定圧力値を超えているか否かを判定し、判定結果に応じてスイッチ７０のオン・オフを制御するスイッチ駆動部７１と、から構成されている。例えば、スイッチ駆動部７１は、空気流路３内のエアー圧力が設定圧力値を超えた場合にスイッチ７０をオンし、空気流路３内のエアー圧力が設定圧力値を超えない場合にスイッチ７０をオフする。

【0031】

インターロック（ガス圧力スイッチ）８は、主流路２ａに設けられ、主流路２ａに供給される燃料（ガス）の圧力が予め設定された下限圧力値を超えているか否かを検出するガス圧力下限インターロックである。具体的に、インターロック８は、２つの接点と、当該接点間に配置されたスイッチ８０と、センサによって検出された主流路２ａ内のガス圧力が下限圧力値を超えているか否かを判定し、判定結果に応じてスイッチ８０のオン・オフを制御するスイッチ駆動部８１と、から構成されている。例えば、スイッチ駆動部８１は、主流路２ａ内のガス圧力が下限圧力値を超えた場合にスイッチ８０をオンし、主流路２ａ内のガス圧力が下限圧力値を超えない場合にスイッチ８０をオフする。

【0032】

インターロック（ガス圧力スイッチ）９は、第１の流路２ｂに設けられ、主バーナ４３に供給される燃料（ガス）の圧力が予め設定された上限圧力値を超えているか否かを検出するガス圧力上限インターロックである。具体的に、インターロック９は、２つの接点と、当該接点間に配置されたスイッチ９０と、センサによって検出された第１の流路２ｂ内のガス圧力が上限圧力値を超えているか否かを判定し、判定結果に応じてスイッチ９０のオン・オフを制御するスイッチ駆動部９１と、から構成されている。例えば、スイッチ駆動部９１は、第１の流路２ｂ内のガス圧力が上限圧力値を超えない場合にスイッチ９０をオンし、第１の流路２ｂ内のガス圧力が上限圧力値を超えた場合にスイッチ９０をオフする。

【0033】

なお、以下の説明では、監視対象の状態に応じて２つの接点間の短絡および開放が制御される構造を有する異常検出素子としてのインターロック７〜９および過昇温リミット６を総称して「リミット・インターロック」と表記する場合がある。

【0034】

〈燃焼制御装置の構成〉
燃焼制御装置１は、燃焼室４０内のバーナによる燃焼を安全に制御するための装置である。図１に示されるように、燃焼制御装置１は、バーナコントローラ１１と安全制御装置１０とから構成されている。

【0035】

バーナコントローラ１１は、バーナ（主バーナ４３およびパイロットバーナ４４）の運転を制御することにより、燃焼室４０内の燃焼を制御する装置である。具体的に、バーナコントローラ１１は、後述する安全制御装置１０からの指示（通知信号１４）や、コントローラ５からの制御信号および火炎検出器４５からの火炎検出信号に基づいて、安全遮断弁２１〜２４の開閉と点火装置４６の起動を制御することにより、設定された点火シーケンスに従った主バーナ４３の点火を行う。

【0036】

なお、図１には、燃焼システム５００が一つの主バーナ４４を備えている場合が例示されているが、燃焼システムが複数の主バーナを備えている場合には、対応する主バーナを制御するバーナコントローラを主バーナ毎に複数設け、それらのバーナコントローラを単一の安全制御装置１０によって制御するようにしてもよい。

【0037】

安全制御装置１０は、燃焼システム５００の安全運転、すなわち燃焼システム５００の爆発等を防止するために、各リミット・インターロックの状態を監視し、バーナの運転の許可・不許可を判定する装置である。具体的には、安全制御装置１０は、インターロック７〜９および過昇温リミット６における接点の状態（開放または短絡）に応じて、バーナの運転の許可・不許可を示す通知信号１４を生成してバーナコントローラ１１に与えることにより、バーナの運転の許可および不許可（各バーナへの燃料の供給および停止等）を指示する。

【0038】

安全制御装置１０としては、工業用燃焼炉の安全通則（例えば、ＪＩＳ Ｂ ８４１５等）に基づいて製造されたリミット・インターロックを監視するためのリミット・インターロックモジュールや、上記安全通則に対応した専用のソフトウェアを設定したプログラマブルロジックコントローラ（所謂安全ＰＬＣ）等を例示することができる。

【0039】

安全制御装置１０は、各リミット・インターロックの一方の接点にパルス信号を印加するとともに、各リミット・インターロックの他方の接点から出力される信号の論理レベルを判定することにより、各リミット・インターロックの状態を判定する。
具体的に、安全制御装置１０は、パルス信号が第１論理レベルである期間における、各リミット・インターロックからの入力信号の論理レベルに基づいて各リミット・インターロックの状態を判定するインターロック入力判定処理を行う。また、安全制御装置１０は、パルス信号が第２論理レベルである期間における各リミット・インターロックからの入力信号の論理レベルに基づいて、後述する出力回路１０２および入力回路１０３の故障を判定する回路故障判定処理を行う。
以下、安全制御装置１０の構成とその動作について詳細に説明する。
なお、本願明細書では、一例として、第１論理レベルを“ハイ（Ｈ）レベル”とし、第２論理レベルを“ロー（Ｌ）レベル”として説明する。

【0040】

〈安全制御装置の構成〉
図２は、実施の形態に係る燃焼制御装置１における安全制御装置１０の構成を示す図である。
図２に示されるように、安全制御装置１０は、複数の外部端子と、マイクロコントローラ（ＭＣＵ）１０１と、出力回路１０２と、ｎ（ｎは１以上の整数）個の入力回路１０３＿１〜１０３＿ｎとから構成されている。なお、図２では、上記複数の外部端子として、リミット・インターロックの状態監視に関係する端子ＣＯＭ、ＩＮ＿１〜ＩＮ＿ｎのみを図示している。

【0041】

端子ＣＯＭは、後述する出力信号ＶＯＵＴを出力するための外部端子であり、各リミット・インターロックを構成するスイッチの一端（一方の接点）に共通に接続される。例えば図２に示されるように、端子ＣＯＭは、配線１２によって、インターロック７におけるスイッチ７０の一方の接点ａ、インターロック８におけるスイッチ８０の一方の接点ａ、…、およびインターロック９におけるスイッチ９０の一方の接点ａに、夫々接続される。なお、図示はしないが、過昇温リミット６におけるスイッチ６０の一方の接点にも、端子ＣＯＭが接続されている。

【0042】

端子ＩＮ＿１〜ＩＮ＿ｎは、リミット・インターロック毎に対応して設けられ、対応するリミット・インターロックからの信号を入力するための外部端子である。例えば、図２に示されるように、端子ＩＮ＿１は、配線１３＿１によってインターロック７におけるスイッチ７０の他方の接点ｂに接続され、端子ＩＮ＿２は、配線１３＿２によってインターロック８におけるスイッチ８０の他方の接点ｂに接続され、…、端子ＩＮ＿ｎは、配線１３＿ｎによってインターロック９におけるスイッチ９０の他方の接点ｂに接続されている。なお、図示はしないが、過昇温リミット６におけるスイッチ６０の他方の接点も、対応する入力端子に接続されている。

【0043】

出力回路１０２は、各リミット・インターロックに供給するための２値の出力信号ＶＯＵＴを生成する回路である。具体的には、出力回路１０２は、後述するパルス生成部１０４によって生成された基準パルス信号ＰＳに同期した２値の出力信号ＶＯＵＴを生成し、端子ＣＯＭに出力する。

【0044】

具体的に、出力回路１０２は、例えば図２に示すように、バッファ回路ＢＦ、フォトカプラＰＣ１、抵抗Ｒ１、およびＰＮＰ型のトランジスタＱ１から構成されている。出力回路１０２は、外部端子ＣＯＭとＭＣＵ１０１との間を電気的に絶縁するとともに、ＭＣＵ１０１から出力された例えば０−３．３Ｖ（または５．０Ｖ）のパルス信号を、例えば０Ｖ−２４Ｖの２値の出力信号ＶＯＵＴに変換して端子ＣＯＭに出力する。例えば、ＭＣＵ１０１から出力された基準パルス信号ＰＳがＨ（例えば３．３Ｖ）である場合に、トランジスタＱ１をオンさせて＋２４Ｖの出力信号ＶＯＵＴを出力し、ＭＣＵ１０１から出力された基準パルス信号ＰＳがＬ（例えば０Ｖ）である場合に、トランジスタＱ１をオフさせる。この場合、接続先のリミット・インターロックの接点が短絡していれば、後述する入力回路１０３のプルダウン抵抗Ｒ３、Ｒ４によって出力信号ＶＯＵＴは０Ｖとなる。一方、接続先のリミット・インターロックの接点が開放していれば、端子ＣＯＭがハイインピーダンスとなる。

【0045】

入力回路１０３＿１〜１０３＿ｎは、リミット・インターロック毎に対応して設けられている。入力回路１０３＿１〜１０３＿ｎ（総称する場合には、「入力回路１０３」と表記する。）は、対応する各リミット・インターロックから対応する端子ＩＮ＿１〜ＩＮ＿ｎ（総称する場合には、「端子ＩＮ」と表記する。）に出力された信号ＶＩＮ＿１〜ＶＩＮ＿ｎ（総称する場合は、「信号ＶＩＮ」と表記する。）を入力とし、入力された信号ＶＩＮの論理レベルに応じた２値の入力信号ＤＩＮ＿１〜ＤＩＮ＿ｎ（総称する場合には、「入力信号ＤＩＮ」と表記する。）を生成する。例えば、図２には、インターロック７におけるスイッチ７０の他方の接点ｂから出力された信号ＶＩＮ＿１が端子ＩＮ＿１を介して入力される入力回路１０３＿１と、インターロック８におけるスイッチ８０の他方の接点ｂから出力された信号ＶＩＮ＿２が端子ＩＮ＿２を介して入力される入力回路１０３＿２と、インターロック９におけるスイッチ９０の他方の接点ｂから出力された信号ＶＩＮ＿ｎが端子ＩＮ＿ｎを介して入力される入力回路１０３＿ｎと、が図示されている。なお、図示はしないが、過昇温リミット６のスイッチ６０の他方の接点から出力された信号も、対応する入力回路に入力される。

【0046】

具体的に、入力回路１０３は、例えば図２に示すように、抵抗Ｒ２〜Ｒ４およびフォトカプラＰＣ２から構成されている。入力回路１０３は、対応する端子ＩＮとＭＣＵ１０１との間を電気的に絶縁するとともに、対応する端子ＩＮに入力された例えば０Ｖ−２４Ｖの２値の信号を、例えば０−３．３Ｖ（または５．０Ｖ）の入力信号ＤＩＮに変換してＭＣＵ１０１に入力する。ここで、抵抗Ｒ３、Ｒ４の抵抗値は、各リミット・インターロックの接点が短絡した状態においてＨレベル（例えば２４Ｖ）の出力信号ＶＯＵＴが出力されたときに、フォトカプラＰＣ２の一次側のフォトダイオードがオンするように、調整されている。

【0047】

ＭＣＵ１０１は、例えば、ＣＰＵなどのプロセッサと、各種のメモリと、その他の周辺回路とから構成されている。ＭＣＵ１０１は、上記プロセッサが上記メモリに記憶されたプログラムに従ってデータ処理を実行することにより、パルス生成部１０４、サンプリング部１０５、判定部１０６、および通知部１０７として機能する。

【0048】

パルス生成部１０４は、インターロック７〜９および過昇温リミット６の状態の監視に利用する基準パルス信号ＰＳを生成する機能部である。具体的に、パルス生成部１０４は、例えば、水晶発振器等のクロックジェネレータによって生成された基準クロック信号を分周することによって所定の周期およびデューティ比の基準パルス信号ＰＳを生成する機能部である。基準パルス信号ＰＳは、例えば、ＭＣＵ１０１の電源電圧（例えば３．３Ｖまたは５．０Ｖ）に基づいて生成された０Ｖ−３．３Ｖ（５．０Ｖ）の２値信号である。

【0049】

サンプリング部１０５は、入力回路１０３＿１〜１０３＿ｎによって生成された入力信号ＤＩＮ＿１〜ＤＩＮ＿ｎを夫々サンプリングする機能部である。サンプリング部１０５は、パルス生成部１０４によって生成された基準クロック信号に同期してサンプリング処理を行う。具体的には、サンプリング部１０５は、出力信号ＶＯＵＴ（上記基準パルス信号ＰＳ）が第１論理レベル（Ｈレベル）である期間Ｔ１において入力信号ＤＩＮのサンプリングを行うとともに、出力信号ＶＯＵＴ（上記基準パルス信号ＰＳ）が第２論理レベル（Ｌレベル）である期間Ｔ２において入力信号ＤＩＮのサンプリングを行う。なお、各入力信号ＤＩＮ＿１〜ＤＩＮ＿ｎに対するサンプリングは、サンプリング部１０５が時分割に行ってもよいし、複数の入力信号を同時にサンプリングしてもよい。

【0050】

判定部１０６は、サンプリング部１０５による期間Ｔ１のサンプリング結果に基づいて各リミット・インターロックの異常の有無を判定する異常検出素子状態判定部として、インターロック入力判定部１０６１を含む。更に、判定部１０６は、サンプリング部１０５による期間Ｔ２のサンプリング結果に基づいて出力回路１０２および入力回路１０３の故障の有無を判定する回路故障判定部１０６２を含む。

【0051】

通知部１０７は、判定部１０６による判定結果に基づいて、上述したバーナの運転の許可および不許可を示す通知信号１４を生成する。
例えば、インターロック入力判定部１０６１によってリミット・インターロックが“正常”と判定された場合には、バーナの運転の“許可”を示す通知信号１４を生成する。また、回路故障判定部１０６２によって“回路故障無し”と判定された場合には、バーナの運転の“許可”を示す通知信号１４を生成する。一方、インターロック入力判定部１０６１によってリミット・インターロックが“異常”と判定された場合には、バーナの運転の“不許可”を示す通知信号１４を生成する。また、回路故障判定部１０６２によって“回路故障有り”と判定された場合には、バーナの運転の“不許可”を示す通知信号１４を生成する。

【0052】

〈安全制御装置の動作〉
次に、燃焼制御装置１によるインターロックに関連する判定処理（インターロック入力判定処理および回路故障判定処理）について具体的に説明する。
なお、本実施の形態に係る燃焼制御装置１では、各リミット・インターロックに対して同様の判定処理が行われるため、以下の説明では、インターロック７に関連する判定処理について代表的に説明し、その他のリミット・インターロックに関連する判定処理については、説明を省略する。

【0053】

図３は、実施の形態に係る燃焼制御装置によるインターロックに関する判定処理を説明するためのタイミングチャートである。図３の最上段には端子ＣＯＭの電圧（出力信号ＶＯＵＴ）が示され、同図の上から２段目にはインターロック７における接点の状態（短絡または開放）が示され、同図の上から３段目には端子ＩＮ＿１の電圧（入力回路１０３＿１に入力される信号ＶＩＮ＿１）が示され、同図の最下段には入力回路１０３＿１よって生成された入力信号ＤＩＮが示されている。

【0054】

なお、同図の上から２段目の波形は、ハイレベルである場合に、スイッチ７０がオンし、インターロック７の接点ａ，ｂが短絡していることを表し、同図に示される波形がローレベルである場合に、スイッチ７０がオフし、インターロック７の接点ａ，ｂが開放していることを表している。

【0055】

図３に示されるように、パルス生成部１０４が一定の周期ＴＣの基準パルス信号ＰＳを生成すると、その基準パルス信号ＰＳに同期した出力信号ＶＯＵＴが端子ＣＯＭから出力される。ここでは、上記基準パルス信号ＰＳと出力信号ＶＯＵＴの論理レベルは一致しているものとする。
出力信号ＶＯＵＴが端子ＣＯＭから出力されているとき、インターロック７のスイッチ７０がオン（接点が短絡）していれば、出力信号ＶＯＵＴがスイッチ７０を経由して入力回路１０３＿１に入力される。この場合、例えば図３の時刻ｔ０からｔ１までの期間に示されるように、出力信号ＶＯＵＴに同期した信号ＶＩＮ＿１が端子ＩＮ＿１に入力され、入力回路１０３＿１により、出力信号ＶＯＵＴと反対の論理の入力信号ＤＩＮ＿１が生成される。

【0056】

一方、出力信号ＶＯＵＴが端子ＣＯＭから出力されているとき、インターロック７の接点が開放（スイッチ７０がオフ）していれば、入力回路１０３＿１には出力信号ＶＯＵＴが入力されない。このとき、端子ＩＮ＿１は抵抗Ｒ３、Ｒ４によってグラウンド電圧（０Ｖ）にプルダウンされているので、端子ＩＮ＿１の電圧（信号ＶＩＮ＿１）は“０Ｖ”となり、入力信号ＤＩＮ＿１は“Ｈ”レベルとなる。例えば、図３の時刻ｔ１からｔ２までの期間に示されるように、インターロック７の接点が開放している場合には、出力信号ＶＯＵＴの論理レベルによらず、入力信号ＤＩＮ＿１は“Ｈ”レベルとなる。

【0057】

また、インターロック７の接点が短絡している状態において、例えば出力回路１０２のトランジスタＱ１が天絡故障した場合や、入力回路１０３＿１のフォトカプラＰＣ２の二次側フォトトランジスタが地絡故障した場合には、入力信号ＤＩＮ＿１が“Ｌレベル”に固定される。例えば、図３には、時刻ｔ３において入力回路１０３＿１のフォトカプラＰＣ２の二次側フォトトランジスタが地絡故障し、時刻ｔ３以降の入力信号ＤＩＮ＿１がＬレベルに固定されている場合が示されている。

【0058】

次に、サンプリング部１０５によるサンプリング処理について説明する。
サンプリング部１０５は、出力電圧ＶＯＵＴ（基準クロック信号）が“Ｈレベル”である期間Ｔ１に、入力信号ＤＩＮ＿１をサンプリングする。例えば、図３に示すように、一回目の期間Ｔ１におけるサンプリングタイミングＳＩ１で入力信号ＤＩＮ＿１をサンプリングし（サンプリング値：Ｌ）、二回目の期間Ｔ１におけるサンプリングタイミングＳＩ２で入力信号ＤＩＮ＿１をサンプリングし（サンプリング値：Ｌ）、…というように、夫々の期間Ｔ１においておける入力信号ＤＩＮ＿１をサンプリングする。

【0059】

また、サンプリング部１０５は、出力電圧ＶＯＵＴ（基準クロック信号）が“Ｌレベル”である期間Ｔ２に、入力信号ＤＩＮ＿１をサンプリングする。例えば、図３に示すように、一回目の期間Ｔ２におけるサンプリングタイミングＳＣ１で入力信号ＤＩＮ＿１をサンプリングし（サンプリング値：Ｈ）、二回目の期間Ｔ２におけるサンプリングタイミングＳＣ２で入力信号ＤＩＮ＿１をサンプリングし（サンプリング値：Ｈ）、…というように、夫々の期間Ｔ２において入力信号ＤＩＮ＿１をサンプリングする。

【0060】

上述したサンプリング部１０５によるサンプリングは、出力電圧ＶＯＵＴ（基準クロック信号）の論理レベルが切り替わってから、所定時間経過後に行うことが望ましい。例えば、図３に示すように、期間Ｔ１でのサンプリングは、出力電圧ＶＯＵＴ（基準クロック信号）が“Ｌレベル”から“Ｈレベル”に切り替わってから所定の時間ｔｄ１経過した後の期間Ｔｓ１に行うことが望ましい。また、期間Ｔ２でのサンプリングは、出力電圧ＶＯＵＴ（基準クロック信号）が“Ｈレベル”から“Ｌレベル”に切り替わってから所定の時間ｔｄ２経過した後の期間Ｔｓ２に行うことが望ましい。例えば、出力電圧ＶＯＵＴまたは基準クロック信号を送らせて出力する遅延回路（ＣＲ回路や多段ロジック回路等）を設けておき、サンプリング部１０５が、その遅延回路から出力された信号を起動信号としてサンプリング処理を開始すればよい。または、出力電圧ＶＯＵＴまたは基準クロック信号の論理が切り替わりをトリガとして計時を行い、所定時間まで計時したら信号を出力するタイマを設けておき、サンプリング部１０５が、そのタイマから出力された信号を起動信号としてサンプリング処理を開始すればよい。

【0061】

これによれば、前述したように、安全制御装置１と各リミット・インターロックとを接続する配線１２、１３が長く、寄生のインピーダンス成分が大きい場合であっても、入力信号ＤＩＮの電圧が安定した後でサンプリングを行うことができるので、インターロックに関する判定における精度の低下が抑えられる。

【0062】

また、出力信号ＶＯＵＴの論理レベルが切り替わってからサンプリングを開始するまでの待機時間Ｔｄ１、Ｔｄ２については、配線１２、１３の寄生のインピーダンス成分等による信号が安定するまでの遷移時間を考慮して適宜設定すればよい。例えば、Ｔｄ１＜Ｔｄ２とすることにより、インターロックによる監視対象の異常の有無を速やか検出しつつ、恒久的な故障である回路故障については、配線を伝搬する信号がより安定してからサンプリングを行うことで、より高精度な判定が可能となる。

【0063】

なお、期間Ｔ１および期間Ｔ２における一つの入力信号ＤＩＮに対するサンプリングは、期間Ｔ１、Ｔ２内に１回だけ行ってもよいし、期間Ｔ１、Ｔ２内に複数回行ってもよい。

【0064】

次に、インターロック入力判定部１０６１によるインターロック入力判定処理について説明する。
インターロック入力判定部１０６１は、サンプリング部１０５による期間Ｔ１における入力信号ＤＩＮのサンプリング値がＮ（Ｎは２以上の整数）回連続して一致した場合に、その一致した論理レベルに応じて、リミット・インターロックの監視対象が“正常”であるか“異常”であるかを判定する。

【0065】

より具体的には、インターロック入力判定部１０６１が、期間Ｔ１における入力信号ＤＩＮのサンプリング値が連続して互いに一致する回数をカウントし、そのカウントした一致回数がＮ回となったら、そのときの一致したサンプリング値を入力信号ＤＩＮの論理レベルの確定値とする。例えば、図３において、連続するＮ回のサンプリングタイミングＳＩ１〜ＳＩＮにおける入力信号ＤＩＮ＿１のサンプリング値が互いに“Ｌレベル”で一致した場合には、入力信号ＤＩＮ＿１の論理レベルを“Ｌ”と確定し、連続するＮ回のサンプリングタイミングＳＩ１〜ＳＩＮにおける入力信号ＤＩＮ＿１のサンプリング値が互いに“Ｈレベル”で一致した場合には、入力信号ＤＩＮ＿１の論理レベルを“Ｈ”と確定する。そして、インターロック入力判定部１０６１は、その確定値が“Ｈレベル”である場合には、当該入力信号ＤＩＮに対応するリミット・インターロックの両接点が“開放”、すなわち当該入力信号ＤＩＮに対応するリミット・インターロックの監視対象が“異常”であると判定する。一方、その確定値が“Ｌレベル”である場合には、インターロック入力判定部１０６１は、当該入力信号ＤＩＮに対応するリミット・インターロックの両接点が“短絡”、すなわち当該入力信号ＤＩＮに対応するリミット・インターロックの監視対象が“正常”であると判定する。

【0066】

次に、回路故障判定部１０６２による回路故障判定処理について説明する。
回路故障判定部１０６２は、期間Ｔ２における入力信号ＤＩＮのサンプリング値がＭ（Ｍは２以上の整数）回連続して“Ｌレベル”となった場合に、入力回路１０３および出力回路１０２の少なくとも一方が“故障”していると判定する。より具体的には、回路故障判定部１０６２は、期間Ｔ２における入力信号ＤＩＮのサンプリング値が連続して“Ｌレベル”となる回数をカウントし、その回数が“Ｍ”となったら、入力回路１０３および出力回路１０２の少なくとも一方が“故障”していると判定する。

【0067】

例えば、図３のように、時刻ｔ３において入力回路１０３＿１のフォトカプラＰＣ２の二次側の地絡故障が発生した場合、信号ＶＩＮ＿１に依らず、それ以降の入力信号ＤＩＮ＿１は“Ｌレベル”に固定される。この場合に、回路故障判定部１０６２は、時刻ｔ３以降における期間Ｔ２での入力信号ＤＩＮのサンプリング値が連続して“Ｌレベル”となった回数が“Ｍ”となったときに、入力回路１０３および出力回路１０２の少なくとも一方が“故障”していると判定する。

【0068】

なお、インターロック入力判定処理に用いるサンプリング値の一致回数Ｎと、回路故障判定処理に用いるサンプリング値の一致回数Ｍとは、燃焼制御装置１を適用する燃焼システムの種類や要求される安全レベル等に応じて調整することが可能である。例えば、Ｎ＜Ｍとすることで、インターロックによる監視対象の異常の有無を速やか検出しつつ、恒久的な故障である回路故障については、ノイズ等による誤検出によって燃焼動作が頻繁に停止しないようにすることが可能となる。

【0069】

次に、燃焼制御装置によるインターロックに関する判定処理の流れについて説明する。
図４は、実施の形態に係る燃焼制御装置によるインターロックに関する判定処理の流れを示すフローチャートである。
上述したように、燃焼制御装置１によるインターロックに関する判定処理には、期間Ｔ１のサンプリング値に基づく判定処理（インターロック入力判定処理）と、期間Ｔ２のサンプリング値に基づく判定処理（回路故障判定処理）とが含まれる。
図４に示されるように、燃焼制御装置１によるインターロックに関する判定処理が開始されると、先ず、パルス生成部１０４が基準パルス信号ＰＳを生成し、出力回路１０２がその基準パルス信号ＰＳに同期した出力信号ＶＯＵＴを生成する（Ｓ１）。ここで、インターロックに関する判定処理が実行されるタイミングは、リミット・インターロック毎に設定されている。例えば、一部のリミット・インターロックの判定処理は、燃焼システム５００が起動されてから常時行われ、その他のリミット・インターロックの判定処理は、燃焼システム５００が起動後、予め設定されたタイミングにおいて行われる。

【0070】

次に、サンプリング部１０５が入力信号ＤＩＮ＿１〜ＤＩＮ＿ｎのサンプリングを開始する（Ｓ２）。サンプリング部１０５によるサンプリングが開始されると、インターロック入力判定部１０６１によって、期間Ｔ１のサンプリング値に基づく判定処理、すなわちインターロック入力判定処理が開始される（Ｓ３）。また、回路故障判定部１０６２によって、期間Ｔ２のサンプリング値に基づく判定処理、すなわち回路故障判定処理が開始される（Ｓ４）。ステップＳ３、Ｓ４の各判定処理が実行されると、バーナコントローラ１１に対して、バーナの運転の許可または不許可を示す通知信号１４が出力される。

【0071】

なお、ステップＳ４の期間Ｔ２のサンプリング値に基づく判定処理は、図４に示すようにステップＳ３の期間Ｔ１のサンプリング値に基づく判定処理の後に実行されてもよいし、サンプリング部１０５によるサンプリング開始後に、ステップＳ３の期間Ｔ１のサンプリング値に基づく判定処理と並行して実行されてもよい。

【0072】

以下、ステップＳ３のインターロック入力判定処理およびステップＳ４の回路故障判定処理の夫々の流れについて詳細に説明する。
初めに、ステップＳ３のインターロック入力判定処理の流れについて説明する。
図５は、実施の形態に係る燃焼制御装置によるインターロック入力判定処理の流れを示すフローチャートである。

【0073】

図５に示すように、ステップＳ２においてサンプリングが開始されると、インターロック入力判定部１０６１が、期間Ｔ１におけるサンプリング値が連続して一致する回数をカウントする（Ｓ３１）。上記カウントの開始後、インターロック入力判定部１０６１が、サンプリング部１０５による期間Ｔ１でのサンプリング値がＮ回連続して一致したか否かを判定する（Ｓ３２）。ここで、Ｎ回連続して一致していない場合には、インターロック入力判定部１０６１は、サンプリング部１０５による期間Ｔ１でのサンプリング値の一致回数を引き続きカウントする。なお、ノイズ等によりＮ回の連続した一致が起こらない場合には、一定時間経過後に、確定値を“Ｈ（開放）”とするように制御してもよい。

【0074】

一方、ステップＳ３２において、サンプリング部１０５による期間Ｔ１でのサンプリング値がＮ回連続して一致した場合には、インターロック入力判定部１０６１は、そのサンプリング値が“Ｌ”であるか否かを判定する（Ｓ３３）。

【0075】

ステップＳ３３において、Ｎ回連続して一致した期間Ｔ１でのサンプリング値が“Ｈ”である場合には、インターロック入力判定部１０６１は、サンプリングした入力信号ＤＩＮに対応するリミット・インターロックの接点が“開放”していると判定し、当該リミット・インターロックの監視対象が“異常”であると判定する（Ｓ３６）。これにより、通知部１０７は、インターロック入力判定部１０６１の判定結果に基づいて、バーナの運転の“不許可”を示す通知信号１４をバーナコントローラ１１に対して出力する（Ｓ３７）。

【0076】

一方、ステップＳ３３において、Ｎ回連続して一致した期間Ｔ１でのサンプリング値が“Ｌ”である場合には、インターロック入力判定部１０６１は、サンプリングした入力信号ＤＩＮに対応するリミット・インターロックの接点が“短絡”していると判定し、当該リミット・インターロックの監視対象が“正常”であると判定する（Ｓ３４）。これにより、通知部１０７は、インターロック入力判定部１０６１の判定結果に基づいて、バーナの運転の“許可”を示す通知信号１４をバーナコントローラ１１に対して出力する（Ｓ３５）。

【0077】

次に、ステップＳ４の回路故障判定処理の流れについて詳細に説明する。
図６は、実施の形態に係る燃焼制御装置による回路故障判定処理の流れを示すフローチャートである。
ステップＳ２によって、サンプリング部１０５によるサンプリングが開始されると、回路故障判定部１０６２が、期間Ｔ２におけるサンプリング値が連続して“Ｌ”となる回数をカウントする（Ｓ４１）。このとき、回路故障判定部１０６２は、期間Ｔ２におけるサンプリング値が“Ｈ”となった場合には、カウント値をリセットしてからカウント動作を再開する。

【0078】

上記カウントの開始後、回路故障判定部１０６２は、期間Ｔ２におけるサンプリング値が連続して“Ｌ”となる回数がＭ回を超えているか否かを判定する（Ｓ４２）。

【0079】

ステップＳ４２において、期間Ｔ２におけるサンプリング値が連続して“Ｌ”となる回数がＭ回を超えている場合には、回路故障判定部１０６２は、“回路故障有り”と判定する（Ｓ４３）。これにより、通知部１０７は、回路故障判定部１０６２の判定結果に基づいて、バーナの運転の“不許可”を示す通知信号１４をバーナコントローラ１１に対して出力する（Ｓ４４）。

【0080】

一方、ステップＳ４２において、期間Ｔ２におけるサンプリング値が連続して“Ｌ”となる回数がＭ回を超えていない場合には、回路故障判定部１０６２は、“回路故障無し”と判定する（Ｓ４５）。この場合には、再びステップＳ４１に戻り、サンプリング期間Ｔ２におけるサンプリング値が“Ｌ”となる回数のカウント動作が継続される。

【0081】

〈燃焼制御装置による効果〉
以上、本発明に係る燃焼制御装置によれば、各リミット・インターロックに供給する出力信号ＶＯＵＴ（パルス）のハイレベル期間にインターロック入力判定を行い、出力信号ＶＯＵＴのローレベル期間に回路故障判定を行うので、インターロックによる監視対象の異常とインターロックの周辺回路の異常とを区別して判定することができ、インターロックに関する判定精度を高めることができる。

【0082】

また、本実施の形態に係る燃焼制御装置によれば、各リミット・インターロックに入力する出力信号ＶＯＵＴのハイレベル期間またはローレベル期間における入力信号ＤＩＮのサンプリング値が複数回連続して一致した場合に、そのサンプリング値を入力信号ＤＩＮの確定値とし、その確定値に基づいてインターロック入力判定と回路故障判定とが行われる。これにより、例えば、配線１２、１３を伝搬する信号にノイズが重畳した場合であっても、ノイズによる誤判定が起こり難くなり、インターロックに関する判定精度の低下を抑えることができる。

【0083】

また、サンプリング部１０５によるサンプリングは、出力電圧ＶＯＵＴ（基準クロック信号）の論理レベルが切り替わってから所定時間Ｔｄ１（Ｔｄ２）が経過した後に行われるので、前述したように、安全制御装置１と各リミット・インターロックとを接続する配線１２、１３の寄生のインピーダンス成分が大きく、配線１２，１３を伝搬する信号が安定するまでに時間を要する場合であっても、入力信号ＤＩＮの電圧が安定した後にサンプリングを行うことができるので、インターロックに関する判定精度の低下を抑えることができる。

【0084】

また、本実施の形態に係る燃焼制御装置によれば、前述したように、回路故障判定の基準となるサンプリング値の一致回数Ｍを、インターロック入力判定の基準となるサンプリング値の一致回数Ｎよりも大きい値に設定して、回路故障判定の検出感度をインターロック入力判定の検出感度よりも下げることにより、インターロックによる監視対象の異常を速やかに検出して迅速な爆発防止を行う一方、恒久的な回路故障についてはノイズの影響による誤検出で頻繁に燃焼動作が停止しないように制御することができる。すなわち、インターロックによる異常検出の迅速性を担保しつつ、恒久的な異常に関する回路故障検出の高精度化を図ることができ、燃焼制御の安全性の向上と安定動作の向上が期待できる。

【0085】

更に、サンプリングを開始するまでの待機時間をＴｄ１＜Ｔｄ２とすることにより、上記と同様に、インターロックによる異常検出の迅速性の確保と、回路故障検出の更なる高精度化が期待できる。

【0086】

以上のことから、本実施の形態に係る燃焼制御装置は、安全制御装置１と各リミット・インターロックとを接続する配線１２、１３が長く、配線の寄生のインピーダンス成分が大きくなるような大型の燃焼炉に適用して特に有効である。

【0087】

以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。

【0088】

例えば、上記の実施の形態では、燃焼制御装置１を一つのマイクロコントローラで実現する場合を例示したが、複数のマイクロコントローラによって実現することも可能である。
図７は、実施の形態に係る燃焼制御装置における安全制御装置を複数のマイクロコントローラで実現した場合の構成例を示す図である。
同図に示されるように、メインのマイクロコントローラ（ＭＣＵ＿Ｍ）１０１ａとサブのマイクロコントローラ（ＭＣＵ＿Ｓ）１０１ｂとを設け、夫々のマイクロコントローラ１０１ａ，１０１ｂにサンプリング部１０５、判定部１０６、および通知部１０７を設けることにより、リミット・インターロックの入力判定および回路故障判定のための機能ブロックを冗長化構成とする。

【0089】

これによれば、一方のマイクロコントローラに不具合が発生した場合であっても、他方のマイクロコントローラによってインターロックの入力判定処理および回路故障判定処理を実行することができるので、燃焼システム５００の安全性と燃焼動作の安定性を更に向上させることができる。

【0090】

なお、この場合、パルス生成部１０４は、マイクロコントローラ１０１ａおよびマイクロコントローラ１０１ｂの何れか一方にのみ設ければよい。例えば、図７には、メインのマイクロコントローラ１０１ａにパルス生成部１０４を設けた場合が示されている。この場合、メインのマイクロコントローラ１０１ａからサブのマイクロコントローラ１０１ｂに対して基準パルス信号ＰＳが供給され、サブのマイクロコントローラ１０１ｂは、その基準パルス信号ＰＳのタイミングに基づいてサンプリングを行う。

【0091】

また、図７では、マイクロコントローラを２つ設ける場合を例示したが、これに限られず、３つ以上のマイクロコントローラを設け、夫々にマイクロコントローラに対して、リミット・インターロックの入力判定および回路故障判定を行う機能ブロックを設けるようにしてもよい。

【0092】

また、上記実施の形態では、燃焼制御装置１と接続される異常検出素子（リミット・インターロック）の一例として、エアー圧力下限インターロック、ガス圧力上限・下限インターロック、および過昇温リミットを例示したが、これら以外の異常検出素子についても同様に、本願発明に係る燃焼制御装置１によるノイズ判定処理を適用することができることは言うまでもない。

【0093】

また、図２において、出力回路１０２および入力回路１０３がフォトカプラを用いた回路構成を有する場合を例示したが、出力回路１０２および入力回路１０３の回路構成はこれに限定されるものではない。例えば、外部端子ＣＯＭ、ＩＮ＿１〜ＩＮ＿ｎとＭＣＵ１０１との間を電気的に絶縁する必要がない場合には、出力回路１０２を、フォトカプラＰＣ１を介さずにバッファ回路ＢＦの出力信号に基づいてトランジスタＱ１を駆動する回路構成としてもよい。また、入力回路１０３を、フォトカプラＰＣ２の代わりにグラウンドノードと抵抗Ｒ２の一端との間にトランジスタを設け、そのトランジスタの制御電極（ベース電極）に抵抗Ｒ３および抵抗Ｒ４の接続ノードを接続する回路構成としてもよい。

【符号の説明】

【0094】

１…燃焼制御装置、２…燃料流路、３…空気流路、４…燃焼装置、５…コントローラ、６…過昇温リミット、７，８，９…インターロック、１０…安全制御装置、１１…バーナコントローラ、１４…通知信号、４０…燃焼室、４１，４２…温度センサ、４３…主バーナ、４４…パイロットバーナ、４５…火炎検出器、４６…点火装置（イグナイタ）、６０，７０，８０，９０…スイッチ、６１，７１，８１，９１…スイッチ駆動部、３１…ブロア、２ａ…主流路、２ｂ…第１の流路、２ｃ…第２の流路、２１，２２，２３，２４…安全遮断弁、ＣＯＭ，ＩＮ＿１，ＩＮ＿ｎ…端子、１２，１３，１３＿１，１３＿ｎ…配線、１０１，１０１ａ，１０１ｂ…マイクロコントローラ、１０２…出力回路、１０３，１０３＿１，１０３＿ｎ…入力回路、１０４…パルス生成部、１０５…サンプリング部、１０６…判定部、１０６１…インターロック入力判定部、１０６２…回路故障判定部、１０７…通知部、１１０…機能ブロック、ＰＳ…基準パルス信号、５００…燃焼システム。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】