JP2008009794A - Programmable electronic controller, and communication control method for programmable electronic apparatus - Google Patents
Programmable electronic controller, and communication control method for programmable electronic apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008009794A JP2008009794A JP2006180648A JP2006180648A JP2008009794A JP 2008009794 A JP2008009794 A JP 2008009794A JP 2006180648 A JP2006180648 A JP 2006180648A JP 2006180648 A JP2006180648 A JP 2006180648A JP 2008009794 A JP2008009794 A JP 2008009794A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- programmable electronic
- control device
- communication control
- communication line
- communication
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Hardware Redundancy (AREA)
- Safety Devices In Control Systems (AREA)
- Programmable Controllers (AREA)
- Communication Control (AREA)
Abstract
Description
本発明は、プログラマブル電子制御装置及びプログラマブル電子装置の通信制御方法に係り、特に制御入力から出力までの反応速度や同時性と機能安全とを両立するのに好適なプログラマブル電子制御装置及びプログラマブル電子装置の通信制御方法に関する。 The present invention relates to a programmable electronic control device and a communication control method for a programmable electronic device, and in particular, a programmable electronic control device and a programmable electronic device suitable for achieving both reaction speed and simultaneity from control input to output and functional safety. The present invention relates to a communication control method.
近年、人命や環境の安全確保をプログラマブルな電子装置で実現する要求が高まっている。 In recent years, there has been an increasing demand for ensuring the safety of human lives and the environment with programmable electronic devices.
本質安全と対比し、装置の正常な動作を前提とした安全を機能安全と呼んでいる。 In contrast to intrinsic safety, safety premised on the normal operation of the device is called functional safety.
プログラマブルな電子装置の導入効果は、従来の機械接点式リレーコイルで構成した保護ロジック装置を上回る信頼性を小型軽量な装置で実現することである。このような技術は、例えば、特開平６−２９００６６号公報に記載されている。 The introduction effect of the programmable electronic device is to realize reliability higher than that of a protection logic device constituted by a conventional mechanical contact relay coil with a small and light device. Such a technique is described, for example, in JP-A-6-290066.
このような機能安全用途のコントローラに関する国際規格がＩＥＣ６１５０８を中心に整備されつつある。ＩＥＣ６１５０８では機能安全を阻害する要因を２つに大別し、各々の対策と効果を詳細に規定している。阻害要因の第１はハードウェア起因の偶発故障、第２は通称ソフトウェアバグと呼ばれる系統的故障である。前者に対しては偶発故障の診断手法とそれに対応する診断率を規定、後者に対しては系統故障を防止する開発プロセスを規定している。 International standards regarding such controllers for functional safety are being developed centering on IEC61508. In IEC61508, the factors that impede functional safety are roughly divided into two, and each countermeasure and effect are defined in detail. The first obstruction factor is an accidental failure caused by hardware, and the second is a systematic failure commonly called a software bug. For the former, an accidental failure diagnosis method and a corresponding diagnosis rate are specified, and for the latter, a development process for preventing system failure is specified.
国際規格に基づいて独立した第三者機関が認証した製品を使用することにより、ユーザは所定の安全水準を確保することができる。 By using a product certified by an independent third-party organization based on international standards, the user can ensure a predetermined safety level.
機能安全用途に使用可能なプログラマブルな電子装置のシステム構成をさらに拡大するためのシリアル通信制御システムが提案されている。 A serial communication control system has been proposed for further expanding the system configuration of a programmable electronic device that can be used for functional safety applications.
しかしながら、シリアル回線を用いてシステム規模を拡大した場合、回線に接続される各々の装置に順次指示を出すだけでは、安全機能としてのセーフティシャットダウン（安全停止）の応答速度および同時性に支障を来たす恐れがある。 However, when the system scale is expanded using a serial line, it is difficult to respond to safety shutdown (safety stop) response speed and simultaneity by simply issuing instructions to each device connected to the line. There is a fear.
また、多重化構成をとったときの系間切替えにおいても、シリアル回線による個々の装置への切替え指示では、接続台数が増加するに従い、伝達完了までの時間が大きくなるという問題がある。 Further, even when switching between systems when a multiplexed configuration is adopted, there is a problem that in the switching instruction to individual devices via a serial line, the time until completion of transmission increases as the number of connected devices increases.
本発明の目的は、機能安全としての要求事項を満たしながら、より高速でかつ、起動停止および多重系切替時の同時性を持つプログラマブル電子装置及びプログラマブル電子装置の通信制御方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a programmable electronic device and a communication control method for the programmable electronic device that satisfy the requirements for functional safety, have higher speed, and have synchronism when starting and stopping and switching multiple systems. .
さらに安全通信により、各装置への指示の伝達を確実にする機能を持つプログラマブル電子装置及びプログラマブル電子装置の通信制御方法を提供することにある。 It is another object of the present invention to provide a programmable electronic device having a function of ensuring the transmission of instructions to each device by safety communication and a communication control method for the programmable electronic device.
上記目的を達成するために、本発明では、制御装置と、制御対象とデータを授受する複数の接続装置を有し、前記制御装置は、前記複数の接続装置のうちの一方の一部と、少なくとも一部はパラレル伝送となる通信回線を介して制御対象についてのデータを授受し、前記制御装置は、前記複数の接続装置のうちの他方の一部と、前記通信回線に加え、少なくとも一部はシリアル回線となる第１の通信回線を介して制御対象についてのデータを送受信するプログラマブル電子装置において、前記制御装置から、前記第１の通信回線を介して接続された接続装置に情報が伝達されるように、状態切替信号を同時通報的に通知することが可能に構成した。 In order to achieve the above object, the present invention has a control device and a plurality of connection devices that exchange data with a control object, and the control device includes a part of one of the plurality of connection devices, At least a part exchanges data about a control target via a communication line that is in parallel transmission, and the control device is at least partly in addition to the other part of the plurality of connection devices and the communication line. Is a programmable electronic device that transmits and receives data about a controlled object via a first communication line, which is a serial line, and information is transmitted from the control device to a connection device connected via the first communication line. As described above, the state switching signal can be notified simultaneously.
さらに詳細には、中央演算記憶装置（ＣＰＵ）から少なくとも一部はシリアル伝送となる回線１を介して通信制御装置にデータを送受信し、前記送受信先の通信制御装置から前記データを集合・分配して少なくとも一部はパラレル伝送となる回線２を介して制御対象を計測する入力装置と、前記回線２を介して制御対象へ出力する出力装置とからなる制御装置において、
前記中央演算記憶装置から接続される各装置に対する状態切替信号を、シリアル回線１を介して接続される入出力装置に対しても一斉に通知することが可能な手段をもつものである。
More specifically, data is transmitted / received to / from a communication control device via a
It has means capable of notifying the input / output devices connected via the
また、上記状態切替信号として安全停止要求信号やハードウェア冗長化時の系切替要求信号を持つものである。 The state switching signal includes a safety stop request signal and a system switching request signal for hardware redundancy.
さらに、状態切替信号を２本持ち各々の極性を反転させることで、片方の信号線に何らかの故障が発生しても、遅滞なく信号伝送を可能とするか、状態切替信号をパルス状の信号とし、信号線に何らかの故障が発生した場合でもタイムアウト検出により、信号伝送を可能とする手段を持つものである。 Furthermore, by having two state switching signals and reversing the polarity of each one, even if some failure occurs on one signal line, signal transmission is possible without delay, or the state switching signal is a pulse signal. In this case, even if any failure occurs in the signal line, the signal line can be transmitted by detecting the timeout.
また、シリアル回線のフレームの共通部に安全停止要求用のビットを設けるか、コマンドに新たな状態切替のコードを設け、そのコマンド命令により一斉同報通信を実現するものである。 Also, a bit for requesting safety stop is provided in the common part of the serial line frame, or a new state switching code is provided in the command, and simultaneous broadcast communication is realized by the command command.
さらには、シリアル回線のフレームの共通部に安全停止要求用のビットを複数設け、一斉通信による停止対象範囲を分類し、段階的な停止を可能としたものである。 In addition, a plurality of bits for requesting safe stop are provided in the common part of the serial line frame, and the stop target range by simultaneous communication is classified to enable stepwise stop.
本発明によれば、少なくとも一部はシリアル伝送となる回線１を介して通信制御装置にデータを送受信し、前記送受信先の通信制御装置から前記データを集合・分配して少なくとも一部はパラレル伝送となる回線２を介して制御対象を計測する入力装置と、前記回線２を介して制御対象へ出力する出力装置とからなる制御装置において、同一シリアル回線に接続される通信制御装置に対する状態切替要求を安全機能を満たした上で、一斉に通知することが可能とできるため、システムの同時性と共に安全性を実現できる。更に、安全通信を用いることでより機能安全用途に適した制御が可能となる。
According to the present invention, at least part of the data is transmitted / received to / from the communication control apparatus via the
図１は、本発明における典型的なプログラマブルな電子装置の構成を示す。 FIG. 1 shows the configuration of a typical programmable electronic device in the present invention.
装置はユニット１１とユニット１２に実装された、入力装置５１，５２および出力装置４１，４２にてプラント装置８からの情報収集と制御出力を行う。
The apparatus collects information from the
制御に係わる演算は、中央演算記憶装置（ＣＰＵ）２１が行う。 A calculation related to the control is performed by a central processing unit (CPU) 21.
このとき、ユニット１１に実装した入力装置５１からの情報は、パラレスバス６１を介して直接収集可能であるが、ユニット１２に実装した入力装置５２からの情報は、通信制御装置Ｓ３２が、パラレスバス６２を介して収集し、その情報をシリアル回線７を介して通信制御装置Ｐ３１へ伝送する。
At this time, information from the
そして、通信制御装置Ｐ３１からパラレルバス６１を介してＣＰＵ２１へ入力情報を通知する。 Then, the communication control device P31 notifies the CPU 21 of input information via the parallel bus 61.
ＣＰＵ２１は、各入力情報を元に制御演算を実施し、パラレスバス６１を介して出力信号を送出する。 The CPU 21 performs a control operation based on each input information and sends out an output signal via the parallel bus 61.
このときも入力処理と同様に、ユニット１１に実装した出力装置４１へは直接出力情報を受け渡すことができるが、ユニット１２に実装した出力装置４２へは、パラレルバス
６１に接続する通信制御装置Ｐ３１からシリアル回線７を経由して、通信制御装置Ｓ３２よりパラレスバス６２に出力情報を送出することで、ユニット１２に実装する出力装置
４２への情報伝達を実施する。
At this time, as in input processing, output information can be directly passed to the
以上のような、情報受け渡しにより、プラント装置８からの情報収集と、制御演算結果の出力を実現する。
Collecting information from the
このような一部にシリアル回線を持つ形態のシステムにおいては、接続されるユニット数および出力装置数が増加した場合、個々の出力装置へ逐次出力指示をしていたのではプラント装置が要求する応答速度に間に合わなくなる恐れがある。そこで、シリアル回線を介して接続されたユニット１２実装の装置に対しても、ユニット１１と同様に一斉に安全停止要求信号を受信可能とするための具体例を図２に示す。
In such a system having a part of a serial line, if the number of connected units and the number of output devices increase, a response required by the plant device if the individual output device is instructed to output sequentially. There is a risk of not being able to keep up with the speed. Therefore, FIG. 2 shows a specific example for enabling the apparatus mounted with the
図２は、図１に対して、一斉指示のための機能を詳細に記述したものである。本来は、入力装置も存在するが、図示の便宜上省略している。 FIG. 2 is a detailed description of the function for simultaneous instruction with respect to FIG. Originally, an input device also exists, but is omitted for convenience of illustration.
パラレルバス６１には、入出力情報をＣＰＵ２１と入出力装置間で送受信するための情報転送用信号６１１があるが、更に安全停止要求信号６１２を追加し、緊急時はＣＰＵ21から停止要求を出すことで、ユニット１１内の全出力装置４１を安全停止状態にする。
The parallel bus 61 has an information transfer signal 611 for transmitting and receiving input / output information between the CPU 21 and the input / output device. A safety
シリアル回線７で接続された先のパラレルバス６２も同様の構成とし、ユニット１２内の全出力装置へ安全停止要求信号６２２により、一括して安全停止要求を通知可能とする。
The previous
そして、シリアル回線７には、伝送されるフレーム７１に安全停止要求フラグ７１１を設ける。
The serial line 7 is provided with a safety stop request flag 711 in the transmitted
シリアル回線７は、周期的に送受信を繰り返すか、または要求時にのみフレームを受け渡しすることが可能であるが、何れの場合でもＣＰＵ２１から出力された安全停止要求信号６１２を通信制御装置Ｐ３１が受信したら、直ちにフレーム７１内の安全停止要求フラグ７１１を“停止要求有り”の状態にして転送する。
The serial line 7 can repeat transmission / reception periodically or deliver a frame only when requested, but in any case, if the communication control device P31 receives the safety
これを受けた通信制御装置Ｓ３２は、パラレルバス６２の安全停止要求信号６２２をオンしユニット１２内の全ての出力装置４２を停止状態にする。
Receiving this, the communication control device S32 turns on the safety
図３に図２の構成におけるシステムの起動・停止の手順の例を示す。
１００１：電源投入またはリセット要求を受けると、
１００２：各装置の初期化を実施する。この初期化処理の中で安全停止要求信号をオンとする。
１００３：初期化が完了したら、次に停止時の出力データを設定する。これは、安全停止要求時に出力装置の出力情報をクリアするかそれとも、停止直前の状態で保持するかを設定するものであり、安全停止時にプラント装置を安全な状態で停止させるために必要な設定を行うものである。
FIG. 3 shows an example of a system start / stop procedure in the configuration of FIG.
1001: When a power on or reset request is received,
1002: Initialize each device. During this initialization process, the safety stop request signal is turned on.
1003: When initialization is completed, output data at the next stop is set. This is to set whether to clear the output information of the output device at the time of a safety stop request or to keep it in the state immediately before the stop. Is to do.
具体的な設定部位は図２内出力装置４１，４２の出力データ設定部４１２，４２２に、設定レジスタを設けることで通常動作時は情報転送用信号６１１，６２１からの受信データを、安全停止要求信号６１２，６２２オン時は設定データを出力することが可能となる。
１００４：そして、これらの設定が完了した後、プラント装置の運転を開始し、制御演算結果を出力データとして出力装置４１，４２へ設定（送信）する。
１００５：出力装置４１，４２からプラント装置８への出力に同時性を求められるようなシステムにおいては、一通りの出力設定が完了した時点で、安全停止要求信号６１２，
６２２をオフすることで一斉にプラント装置へのデータ送信が可能となる。
2 is provided with setting registers in the output
1004: After these settings are completed, the operation of the plant apparatus is started, and the control calculation result is set (transmitted) to the
1005: In a system in which simultaneity is required for the output from the
By turning off 622, data can be transmitted to the plant apparatus all at once.
なお、ここでプラント装置へのデータ出力に同時性を求めないようなシステムでは、出力データ設定前に安全停止要求信号６１２，６２２をオフすることで、順次出力を行うことも可能である。
Here, in a system that does not require simultaneity for data output to the plant device, it is possible to sequentially output by turning off the safety
以上のような手順でシステムを起動し、
１００６：その後は制御演算結果に従い、順次出力データを更新する。
１００７：システム停止が必要な場合は、
１００８：安全停止要求信号６１２，６２２をオンすることで、
１００９：システム全体を一斉に停止する。
Start the system with the above procedure,
1006: Thereafter, the output data is sequentially updated according to the control calculation result.
1007: If you need to stop the system,
1008: By turning on the safety
1009: The entire system is stopped all at once.
以上の手段と手順を用いることにより、シリアル回線を含むシステムでも安全かつ迅速なシステム停止を実現することができる。 By using the above means and procedures, a safe and quick system stop can be realized even in a system including a serial line.
ここで更に、図２パラレルバス６１中の安全停止要求信号６１２およびシリアル回線７のフレーム７１に設けた安全停止要求フラグ７１１を複数持ち、かつパラレルバス上に当該フラグに相当する複数レベルの安全停止要求信号を持つことで、ＣＰＵ２１から複数の安全停止要求信号を段階的に出力し、システムの段階的な停止を実現することも可能である。
2 further includes a safety
また、機能安全システムを実現するための要求事項として、例えば信号線が固着故障をした場合でも安全機能が正常に動作することを求められる。その為の対策としては、上記のように信号線を多重化し、ここでは同一レベルの信号の通信経路を複数持ち、かつ極性を反転して送信することで、該当信号線路に故障が発生した場合でも何れかの安全要求信号がオンした場合に停止することで、ＣＰＵからの安全停止要求を確実に伝えることが可能となる。 Further, as a requirement for realizing a functional safety system, for example, a safety function is required to operate normally even when a signal line is stuck. As a countermeasure for this, if signal lines are multiplexed as described above, and there are multiple communication paths for signals of the same level and the signals are reversed and transmitted, a failure occurs in the corresponding signal line. However, by stopping when any safety request signal is turned on, it is possible to reliably transmit a safety stop request from the CPU.
なお、機能安全システムを実現するための別の手段として、パラレルバス上の信号線やシリアル回線上の専用ビットを極力少なくしたいようなシステムでは、安全停止要求信号６１２，６２２をパルス状の信号とし、停止要求オン時はパルス出力を停止することで、受信側は一定時間信号が変化しない場合に、停止状態に遷移させることが可能である。パルス信号とすることで、安全停止要求信号６１２，６２２に関連する部位に何らかの故障が発生した場合でも停止要求と同様にタイムアウトを検出し、システムの応答時間内に安全停止することが可能である。
As another means for realizing the functional safety system, the safety
図２では、ＣＰＵ２１からの要求を、通信制御装置Ｐ３１，通信制御装置Ｓ３２を介して下位のパラレルバス６２へ伝送する手段を例として述べたが、逆にプラント装置８側からの安全停止要求を上位ＣＰＵ２１へ伝えることも同様の手段を用いることにより、実現可能であることは明確である。
In FIG. 2, the means for transmitting the request from the CPU 21 to the lower
ＣＰＵ２１はプラント装置８からの安全停止要求を受信すると、その応答として、前述の安全停止要求信号６１１をオンすることで、プラント装置８を安全停止状態に遷移させることができる。
When the CPU 21 receives the safety stop request from the
図４は、一部にシリアル回線を含むシステムを二重化した場合の、主従系切替に関する実施例を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing an embodiment relating to master / slave switching when a system partially including a serial line is duplicated.
ユニット１３およびユニット１４は、演算処理を行う装置であり、ＣＰＵ２２とＣＰＵ２３は二重化制御バス９１で接続されている。ここではＣＰＵ２２，２３はいずれか一つがマスタ権を持ち、残る一つはスタンバイ状態で動作するものとする。
The
プラント装置８への入出力を行うためのユニット１５，１６には、各々のＣＰＵ２２，２３から通信制御装置Ｐ３３，３６により、シリアル回線７１，７２を介して通信制御装置Ｓ３４，３５，３７，３８へ接続される。
The units 15 and 16 for inputting and outputting to the
つまり演算を行うためのユニットは二つ存在するが、プラント入出力のみを行うユニットは二つの演算ユニット１３，１４両方に接続される形態である。
That is, there are two units for performing calculations, but a unit that performs only plant input / output is connected to both of the two
そして、二つの通信制御装置Ｓ３４と３７または３５と３８の何れか一つが、主導権を持ちユニット内の入出力装置とのデータ送受信を行うものとする。 One of the two communication control devices S34 and 37 or 35 and 38 has the initiative and performs data transmission / reception with the input / output device in the unit.
ここで、ＣＰＵ２２がマスタで、ＣＰＵ２３がスタンバイの場合、ＣＰＵ２２が実装されているユニット１３およびシリアル回線７１で接続されるユニット１５，１６に実装されている入出力装置４３，４５，４６，５３，５５，５６はマスタ系として動作し、CPU２３が実装されているユニット１４の入出力装置４４，５４はスタンバイ系として動作する。
Here, when the
ＣＰＵ２２は、制御演算結果を出力する際、先ず二重化制御バス９１を介してＣＰＵ23へ出力データを送信する。その後、パラレルバス６３を介して通信制御装置Ｐ３３および出力装置４３へ出力データを設定する。通信制御装置Ｐ３３は、出力データをシリアル回線７１を介して通信制御装置Ｓ３４，３５へ伝送する。通信制御装置Ｓ３４，３５は各々のパラレルバス６５または６６を介して出力装置４５または４６へ出力データを設定する。
When outputting the control calculation result, the
出力装置４３，４５，４６は何れもマスタ系として動作しているため、設定されたデータをプラント装置８へ出力する。
Since the
一方スタンバイ系のＣＰＵ２３は、二重化制御バス９１を介してマスタ系ＣＰＵ２２から送信データを受け取ると、パラレルバス６４を経由して通信制御装置Ｐ３６および出力装置４４へ出力データを設定する。通信制御装置Ｐ３６は、出力データをシリアル回線
７２を介して通信制御装置Ｓ３７，３８へ伝送する。通信制御装置Ｓ３７，３８はスタンバイ系の状態にあるため、出力装置へのデータ出力指示は行わず、自装置内部の出力データ設定情報を更新するのみとする。
On the other hand, when the
このように、ユニット１５に実装される通信制御装置Ｓ３４，３７においては、通信制御装置Ｓ３４がマスタとして入出力処理を実行し、通信制御装置Ｓ３７はスタンバイ系として入力情報の収集のみを実施し、出力処理は行わない。 As described above, in the communication control devices S34 and 37 mounted on the unit 15, the communication control device S34 performs input / output processing as a master, and the communication control device S37 only collects input information as a standby system. Output processing is not performed.
これは、ユニット１６に実装される通信制御装置Ｓ３５，３８間でも同様である。 The same applies to the communication control devices S35 and S38 mounted on the unit 16.
そして、マスタの変更が必要となった場合は、ＣＰＵ２２，２３間を接続する二重化制御バス９１により、マスタ権の受け渡しを行いＣＰＵ２３がマスタ、ＣＰＵ２２はスタンバイへ状態を遷移する。
When the master needs to be changed, the master right is transferred by the duplex control bus 91 connecting the
このとき、シリアル回線上に接続される通信制御装置Ｓにはマスタが替わったことを通知し、各ユニット内の通信制御装置Ｓ３４，３７および３５，３８間でのマスタ装置切替えを行う。 At this time, the communication control device S connected on the serial line is notified that the master has been changed, and the master device is switched between the communication control devices S34, 37 and 35, 38 in each unit.
マスタ権を受け取った通信制御装置Ｓ３７，３８は今まで出力指示はしていなかったが、上記で説明したように常に最新データを設定されているため、プラント装置８に対して異常な値を出力をすることなく、処理を継続する事が可能となる。
The communication control devices S37 and S38 that have received the master right have not instructed output until now, but since the latest data is always set as described above, an abnormal value is output to the
しかしながら、このマスタ切替えを行う際、シリアル回線上に多数の入出力用ユニットが存在する場合において、順次切替をしていたのではシステム全体での系切替に時間を要してしまい、プラント装置が要求する時間内に系切替が終了できなくなる恐れがある。 However, when performing this master switching, when there are a large number of input / output units on the serial line, if the switching is performed sequentially, it takes time for the system switching in the entire system, and the plant apparatus There is a risk that system switching cannot be completed within the requested time.
図５は、図４の構成においてＣＰＵのマスタ権変更が発生したことを、シリアル回線で接続される装置に一斉に通知するための具体例を示す。 FIG. 5 shows a specific example for simultaneously reporting to the devices connected via the serial line that a change in the master right of the CPU has occurred in the configuration of FIG.
紙面の都合上図４中のユニット１３およびユニット１５を抜き出して、詳細を記述したものである。なお、入力装置５３，５５は図５では省略している。
For the sake of space, the
ＣＰＵ２２がマスタ／スタンバイ何れの状態であるかを示す信号をパラレルバス６３上にマスタ信号６３２として設ける。そして、パラレルバス６３に直接接続する出力装置
４３は、マスタ信号６３２がオンの場合には、情報転送用信号６３１で伝送されたデータをプラント装置８へ出力する。
A signal indicating whether the
ＣＰＵ２２がスタンバイ（マスタ信号６３２がオフ）の場合は、安全停止要求信号同様に出力を保持またはクリアするものとする。
When the
通信制御装置３３はパラレルバス６３のマスタ信号６３２の内容をシリアルバスのフレーム７２中にマスタ／スタンバイ設定フラグ（ＭＳ）７２１に反映する。
The
このマスタ／スタンバイ設定フラグ７２１を同一シリアル回線上に接続される全て通信制御装置Ｓが毎受信時確認することで、複数のユニットが同時に系切替を認識することが可能となる。 All the communication control devices S connected on the same serial line check the master / standby setting flag 721 at the time of reception, so that a plurality of units can recognize system switching at the same time.
信号およびフラグの冗長化や、パルス状の信号にすることが可能であるのは、前述の安全停止要求信号と同じである。 Signals and flags can be made redundant and pulsed signals are the same as the safety stop request signal described above.
図６は今までに述べた安全停止要求信号とマスタ信号の両方をサポートした場合のシリアル回線のフレーム構成例である。 FIG. 6 shows a frame configuration example of a serial line when both the safe stop request signal and the master signal described so far are supported.
データ送受信フレーム７３は図２のシリアルバスフレーム７１と図５のシリアルバスフレーム７２の両方実装したものである。
The data transmission / reception frame 73 includes both the
フレーム内に専用のフラグを設けた場合、該当ビットが変化すると誤動作につながる恐れがある。これを防止する為にフレーム内にチェックコードを設けているが、更に該当フラグがある規定回数保持されることを確認してから、要求を受け付けることで誤動作を防止する効果がある。 In the case where a dedicated flag is provided in the frame, there is a risk of malfunction if the corresponding bit changes. In order to prevent this, a check code is provided in the frame. Further, after confirming that the corresponding flag is held a predetermined number of times, there is an effect of preventing a malfunction by accepting the request.
また、専用ブロードキャストフレーム７４は、上記とは別の実現方法としてのシリアル転送用フレーム構成例を示すものである。 The dedicated broadcast frame 74 shows an example of a frame structure for serial transfer as an implementation method different from the above.
安全停止要求やマスタ権切替の要求が発生した場合に、通信制御装置Ｐにてシリアル回線を介して接続される全通信制御装置Ｓへ専用コマンドをブロードキャストで通知することを可能とする。 When a safety stop request or a master right switching request is generated, the communication control device P can broadcast a dedicated command to all the communication control devices S connected via a serial line.
更には、安全通信コマンドフレーム７５のように、送信元キー７５１および受信先キー７５２を設け、専用コマンドに対するハンドシェークを実施することで、より確実な指示が可能となる。 Furthermore, as in the case of the safety communication command frame 75, a transmission source key 751 and a reception destination key 752 are provided, and a more reliable instruction can be performed by performing handshaking for the dedicated command.
図７は図４の構成において、ＣＰＵ２２とＣＰＵ２３のマスタ動作が切替わったときに、コマンドを用いてシリアル回線に接続される全ての通信制御装置Ｓへ一斉にマスタ権を変更する場合の実施例を示す。
FIG. 7 shows an embodiment in which the master right is changed to all the communication control devices S connected to the serial line by using a command when the master operations of the
ＣＰＵ２２からＣＰＵ２３へマスタ権を移行する場合、ＣＰＵ２２に接続されるマスタ信号６３２はオフ（図７中Ｌｏｗ出力）となり、ＣＰＵ２３に接続されるマスタ信号652はオン（図７中Ｈｉｇｈ出力）となる。
When the master right is transferred from the
この切替えを行う際、新たにマスタ権を得たＣＰＵ２３は、二重化制御バス９１を介して受け取った出力データをｔｑ０からｔｑ１の間に通信制御装置Ｐ３６へ転送することで先ず出力データを一致化させる処理を実施する。そして、その後パラレルバス６４上のマスタ信号６５２をオンにする。
When this switching is performed, the
以下、ＣＰＵ２３に接続される通信制御装置Ｐ３６とシリアル回線７２を介して接続される通信制御装置Ｓ３７，３８がパラレルバス６５，６６へマスタ信号を出力するまでの動作手順を説明する。
Hereinafter, the operation procedure until the communication control devices S37 and S38 connected via the serial line 72 with the communication control device P36 connected to the
時刻ｔｑ１でＣＰＵ２３からのマスタ信号オンを受信すると、通信制御装置Ｐ３６は、内部の通信データメモリ及びマスタ設定レジスタが不用意に書き換えられないよう、時刻ｔｑ２にてプロテクト信号をオンにする。
When receiving the master signal ON from the
そして、最新の出力データをシリアル回線７２上に接続される全通信制御装置Ｓ（３７，３８）へ伝送しその後、マスタ権設定を行う。 Then, the latest output data is transmitted to all the communication control devices S (37, 38) connected on the serial line 72, and then the master right is set.
以降、通信制御装置Ｐ３６と通信制御装置Ｓ３７，３８間の伝送フレームをコマンド
（指令）、送信元を示す送信キー（SendKey）、受信先を示す受信キー（Rcv.Key）および転送情報（DataまたはStatus）で示す。
Thereafter, a transmission frame between the communication control device P36 and the communication control devices S37 and 38 is a command (command), a transmission key (SendKey) indicating a transmission source, a reception key (Rcv.Key) indicating a reception destination, and transfer information (Data or Status).
時刻ｔｃ１０で通信制御装置３７へ出力データ設定指令ＱＤ（３７，ＤＡＴＡ１）を伝送する。
At time tc10, output data setting command QD (37, DATA1) is transmitted to
出力データ設定指令ＱＤ（３７，ＤＡＴＡ１）は、データ出力要求コマンド（ＱＤ），送信キー（SendKey＝３６），受信キー（Rcv.Key＝３７），出力データ（Data１）からなる。 The output data setting command QD (37, DATA1) includes a data output request command (QD), a transmission key (SendKey = 36), a reception key (Rcv.Key = 37), and output data (Data1).
通信制御装置Ｓ３７は、出力データ設定指令ＱＤ（３７，ＤＡＴＡ１）の受信キー(Rcv.Key＝３７）から自局への要求であると認識し、受信したデータを出力装置４５へ送信するためのバッファへ格納する。
The communication control device S37 recognizes that it is a request from the reception key (Rcv.Key = 37) of the output data setting command QD (37, DATA1) to its own station, and transmits the received data to the
同様に、時刻ｔｃ１１で通信制御装置３８へ出力データ設定指令ＱＤ（３８，ＤＡＴＡ２）を伝送する。
Similarly, an output data setting command QD (38, DATA2) is transmitted to the
出力データ設定指令ＱＤ（３８，ＤＡＴＡ２）は、データ出力要求コマンド（ＱＤ），送信キー（SendKey＝３６），受信キー（Rcv.Key＝３８），出力データ（Data２）からなる。 The output data setting command QD (38, DATA2) includes a data output request command (QD), a transmission key (SendKey = 36), a reception key (Rcv.Key = 38), and output data (Data2).
通信制御装置Ｓ３８は、出力データ設定指令ＱＤ（３８，ＤＡＴＡ２）の受信キー
（Rcv.Key＝３８）から自局への要求であると認識し、受信したデータを出力装置４６へ送信するためのバッファへ格納する。
The communication control device S38 recognizes that the request is received from the reception key (Rcv.Key = 38) of the output data setting command QD (38, DATA2) and transmits the received data to the
なお、ｔｃ１０およびｔｃ１１の送信データを確実に受け取った事を確認するために、通信制御装置Ｐと通信制御装置Ｓの間で、ハンドシェークを行うことで、より伝送の信頼性を上げる事ができるが、ここでは出力データ送信のみの例を示している。 In addition, in order to confirm that the transmission data of tc10 and tc11 has been reliably received, the transmission reliability can be further improved by performing a handshake between the communication control device P and the communication control device S. Here, an example of only output data transmission is shown.
ｔｃ１２以降の、マスタ権切替処理においては、ハンドシェークを用いた例を示す。 In the master right switching process after tc12, an example using handshaking is shown.
時刻ｔｃ１２で通信制御装置３７へマスタ権設定指令Ｒ（３７，ＭＳＴ）を伝送する。
At time tc12, a master right setting command R (37, MST) is transmitted to the
マスタ権設定指令Ｒ（３７，ＭＳＴ）は、マスタ権設定要求コマンド（ＭＳＴ），送信キー（SendKey＝３６），受信キー（Rcv.Key＝３７）からなる。 The master right setting command R (37, MST) includes a master right setting request command (MST), a transmission key (SendKey = 36), and a reception key (Rcv.Key = 37).
通信制御装置Ｓ３７は、マスタ権設定指令Ｒ（３７，ＭＳＴ）の受信キー（Rcv.Key＝３７）から自局への要求であると認識し、マスタ権設定指令に対するエコーＥ（３７，
ＭＳＴ）をシリアル回線７２へ出力する。
The communication control device S37 recognizes that it is a request from the reception key (Rcv.Key = 37) of the master right setting command R (37, MST) to its own station, and echo E (37, MST) for the master right setting command.
MST) is output to the serial line 72.
マスタ権設定指令に対するエコーＥ（３７，ＭＳＴ）は、マスタ権設定要求コマンド
（ＭＳＴ），送信キー（SendKey＝３７），受信キー（Rcv.Key＝３６）からなる。
The echo E (37, MST) for the master right setting command includes a master right setting request command (MST), a transmission key (SendKey = 37), and a reception key (Rcv.Key = 36).
通信制御装置Ｓ３７からのマスタ権設定指令に対するエコーを受信すると、通信制御装置Ｐ３６は、送信コマンドと受信コマンドが一致しているかコマンド照合を行う。このとき不一致が発生した場合は、時刻ｔｑ３で自系ＣＰＵ２３へ異常報告する。もちろん必要に応じた回数のリトライを実行することは可能である。
Upon receiving an echo for the master right setting command from the communication control device S37, the communication control device P36 performs command verification to determine whether the transmission command and the reception command match. If a mismatch occurs at this time, an abnormality is reported to the
また、コマンド照合結果が正常であった場合、次に接続される通信制御装置Ｓ３８へマスタ権設定指令Ｒ（３８，ＭＳＴ）を送信する。 If the command verification result is normal, a master right setting command R (38, MST) is transmitted to the next communication control device S38.
通信制御装置Ｓ３８からのエコー応答Ｅ（３８，ＭＳＴ）を受信し、コマンド照合が正常であることを確認すると、全ての通信制御装置Ｓ（３７，３８）が正常にコマンドを受信したことを確認できた為、時刻ｔｃ１６で一斉切替指令Ｒ（ＡＬＬ，ＣＮＧ）を発行する。 When the echo response E (38, MST) is received from the communication control device S38 and it is confirmed that the command verification is normal, it is confirmed that all the communication control devices S (37, 38) have received the command normally. As a result, the simultaneous switching command R (ALL, CNG) is issued at time tc16.
これは、自系シリアル回線７２に接続される全ての通信制御装置Ｓに対して、各通信制御装置Ｓ自身へマスタ権を設定し、接続されるパラレルバスにマスタ信号をオン出力することを要求するものであり、前述の一斉切替フレーム（図６）を使用することで実現する。 This requires that all communication control devices S connected to the own system serial line 72 set the master right for each communication control device S itself and turn on the master signal to the connected parallel bus. This is realized by using the aforementioned simultaneous switching frame (FIG. 6).
各通信制御装置Ｓ３７，３８は、先に設定された最新の出力データを出力装置４５，
４６へ伝送する。
Each of the communication control devices S37, 38 receives the latest output data set previously as the
46.
これにより、出力データの継続性を確保する事が出来る。 Thereby, continuity of output data can be ensured.
各マスタ権設定指令にて順次通信制御装置Ｓを切替えることも可能であるが、ここではより確実に同時に切替える手段を示している。 Although it is possible to sequentially switch the communication control device S by each master right setting command, here, means for switching more reliably at the same time is shown.
また、マスタ権設定が要求どおりに実現しているかを確認する為に、時刻ｔｃ１７，
ｔｃ１９でステータス確認指令を発行する。
In order to check whether the master right setting is realized as requested, the time tc17,
A status confirmation command is issued at tc19.
時刻Ｔｃ１７で発行しているステータス確認指令Ｒ（３７，ＳＴＲ）を下記に示す。 The status confirmation command R (37, STR) issued at time Tc17 is shown below.
ステータス確認指令Ｒ（３７，ＳＴＲ）は、ステータス確認要求コマンド（ＳＴＲ），送信キー（SendKey＝３６），受信キー（Rcv.Key＝３７）からなる。 The status confirmation command R (37, STR) includes a status confirmation request command (STR), a transmission key (SendKey = 36), and a reception key (Rcv.Key = 37).
通信制御装置Ｓ３７は、ステータス確認指令Ｒ（３７，ＳＴＲ）の受信キー（Rcv.Key＝３７）から自局への要求であると認識し、ステータス確認指令に対する応答Ａ（３７，ＳＴＳ）をシリアル回線７２へ出力する。 The communication control device S37 recognizes that the request is received from the reception key (Rcv.Key = 37) of the status confirmation command R (37, STR) to the own station, and serially sends a response A (37, STS) to the status confirmation command. Output to line 72.
ステータス確認指令に対する応答Ａ（３７，ＳＴＳ）は、ステータス確認要求コマンド（ＳＴＲ），送信キー（SendKey＝３７），受信キー（Rcv.Key＝３６），ステータス情報（Status＝Master）からなる。 The response A (37, STS) to the status confirmation command includes a status confirmation request command (STR), a transmission key (SendKey = 37), a reception key (Rcv.Key = 36), and status information (Status = Master).
通信制御装置Ｐ３６は、通信制御装置Ｓのステータス確認結果がマスターになっていない場合、自系ＣＰＵ２３へ異常報告する。この必要に応じてリトライを行うことは可能である。
If the status confirmation result of the communication control device S is not the master, the communication control device P36 reports an abnormality to the
通信制御装置Ｐ３６は、自系シリアル回線７２に接続される全ての通信制御装置Ｓがマスター状態になっていることを確認したら、ステータス照合完了時刻ｔｑ９に内部のプロテクトを解除する。 When the communication control device P36 confirms that all the communication control devices S connected to the local serial line 72 are in the master state, the communication control device P36 releases the internal protection at the status verification completion time tq9.
なお、図７中の通信タイマ１は通信制御装置Ｐ３６と通信制御装置Ｓ３７，３８間の１対１の通信タイムアウトを検出する手段である。例えば、時刻ｔｃ１２でコマンドを送信したのち、一定時間内にコマンド受信エコーバックが来なければ、タイムアウトとし、適宜リトライや異常報告を行う。
Note that the
同様に通信タイマ２は、通信制御装置Ｐ３６と通信制御装置Ｓ３７，３８間における通信タイムアウト監視であるが、ここでは、通信制御装置Ｐ３６に接続される全ての通信制御装置Ｓ３７と３８からの応答が来るまでの時間を監視するものである。 Similarly, the communication timer 2 is a communication timeout monitoring between the communication control device P36 and the communication control devices S37 and 38, but here, responses from all the communication control devices S37 and 38 connected to the communication control device P36 are received. The time to come is monitored.
なお、ここでは、マスタに切替える系の動作のみ説明したが、スタンバイに切替える系も同様である。各ユニットに実装される通信制御装置Ｓ間は、二重化制御信号を介してマスタ権の受け渡しを行う。 Although only the operation of the system that switches to the master has been described here, the system that switches to the standby is the same. The master right is transferred between the communication control devices S mounted in each unit via a duplex control signal.
また、前述の安全停止要求の場合も、図７と同様な手順を用いることで安全通信を用いた一括停止要求を実現することができる。 Also in the case of the above-described safety stop request, a collective stop request using safety communication can be realized by using the same procedure as in FIG.
７…シリアル回線、８…プラント装置、１１，１２…ユニット、２１…中央演算記憶装置（ＣＰＵ）、３１…通信制御装置Ｐ、３２…通信制御装置Ｓ、４１，４２…出力装置、５１，５２…入力装置、６１，６２…パラレスバス、６１２，６２２…安全停止要求信号。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 7 ... Serial line, 8 ... Plant apparatus, 11, 12 ... Unit, 21 ... Central processing unit (CPU), 31 ... Communication control apparatus P, 32 ... Communication control apparatus S, 41, 42 ... Output device, 51, 52 ...
Claims (9)
The control device exchanges data about a control target with a part of one of the plurality of connection devices, and at least a part of the connection target via a communication line that is parallel transmission. Data about a control target is transmitted / received to / from the other part of the first communication line via a first communication line that is a serial line in addition to the communication line, and the first communication line is transmitted from the control device. The communication control method of the programmable electronic apparatus which notifies a state switching signal in a simultaneous report so that information may be transmitted to the connection apparatus connected via this.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006180648A JP2008009794A (en) | 2006-06-30 | 2006-06-30 | Programmable electronic controller, and communication control method for programmable electronic apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006180648A JP2008009794A (en) | 2006-06-30 | 2006-06-30 | Programmable electronic controller, and communication control method for programmable electronic apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008009794A true JP2008009794A (en) | 2008-01-17 |
Family
ID=39067931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006180648A Withdrawn JP2008009794A (en) | 2006-06-30 | 2006-06-30 | Programmable electronic controller, and communication control method for programmable electronic apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2008009794A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015036287A (en) * | 2013-08-14 | 2015-02-23 | 株式会社日立製作所 | External interface device control system and external interface device control method |
| JP2017518552A (en) * | 2014-03-25 | 2017-07-06 | シリコン グラフィックス インターナショナル コーポレイション | High-speed serial link in-band lane failover for RAS and power management |
| JP2017216652A (en) * | 2016-06-02 | 2017-12-07 | 株式会社日立製作所 | Communication device |
| JP6635238B1 (en) * | 2019-03-11 | 2020-01-22 | 三菱電機株式会社 | Safety control device and safety control system |
| JP2020154757A (en) * | 2019-03-20 | 2020-09-24 | 株式会社デンソーウェーブ | Apparatus for output control |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06124104A (en) * | 1992-08-26 | 1994-05-06 | Omron Corp | Remote i/o system for programmable controller |
| JP2004078425A (en) * | 2002-08-13 | 2004-03-11 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | Duplex switching method of duplex control system |
-
2006
- 2006-06-30 JP JP2006180648A patent/JP2008009794A/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06124104A (en) * | 1992-08-26 | 1994-05-06 | Omron Corp | Remote i/o system for programmable controller |
| JP2004078425A (en) * | 2002-08-13 | 2004-03-11 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | Duplex switching method of duplex control system |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015036287A (en) * | 2013-08-14 | 2015-02-23 | 株式会社日立製作所 | External interface device control system and external interface device control method |
| JP2017518552A (en) * | 2014-03-25 | 2017-07-06 | シリコン グラフィックス インターナショナル コーポレイション | High-speed serial link in-band lane failover for RAS and power management |
| JP2017216652A (en) * | 2016-06-02 | 2017-12-07 | 株式会社日立製作所 | Communication device |
| JP6635238B1 (en) * | 2019-03-11 | 2020-01-22 | 三菱電機株式会社 | Safety control device and safety control system |
| WO2020183559A1 (en) * | 2019-03-11 | 2020-09-17 | 三菱電機株式会社 | Safety control device and safety control system |
| JP2020154757A (en) * | 2019-03-20 | 2020-09-24 | 株式会社デンソーウェーブ | Apparatus for output control |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3925660B2 (en) | Communication master station startup control method | |
| US8032793B2 (en) | Method of controlling information processing system, information processing system, direct memory access control device and program | |
| JP4558519B2 (en) | Information processing apparatus and system bus control method | |
| JP6340962B2 (en) | Bus control device, data transfer system, and bus control method | |
| US8799708B2 (en) | Information processing apparatus, control device, and abnormal unit determination method | |
| EP2413484A2 (en) | Safety control system | |
| JP2015153075A (en) | Transmission equipment and control unit | |
| CN105637433A (en) | Control device and control method | |
| CN104679610B (en) | Management method and device of computer system | |
| WO2006114822A1 (en) | Dma controller, node, data transfer control method, and program | |
| JP2011070282A (en) | Communication system, master device and slave device | |
| JP2008009794A (en) | Programmable electronic controller, and communication control method for programmable electronic apparatus | |
| CN112099412B (en) | Safety redundancy architecture of micro control unit | |
| JP5407230B2 (en) | PCI card, motherboard, PCI bus system, control method, and program | |
| JP5966181B2 (en) | Redundant device and power supply stopping method | |
| JP5706347B2 (en) | Redundant control system | |
| JP2006139634A (en) | Equipment management device, communication channel diagnosis device, and equipment management method | |
| CN109491842B (en) | Signal pairing for module extension of fail-safe computing systems | |
| WO2011074147A1 (en) | Redundant control device | |
| RU2705421C1 (en) | Method of transmitting data over a bus, a communication system for realizing said method and an automatic protection device for preventing an emergency situation at a control object | |
| JP6976235B2 (en) | System switching control system | |
| JPH09114507A (en) | Duplex system for programmable logic controller | |
| JP4407838B2 (en) | Communication master station startup control method | |
| JP5145860B2 (en) | Redundant memory system and information processing apparatus | |
| JP4788597B2 (en) | Programmable controller redundant system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080603 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100330 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100331 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20100423 |