JP3105025B2 - 二重化制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、入出力装置等の制御
を、デュプレックス方式により二重化して制御する二重
化制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】システムを高信頼化するために、ホスト
コンピュータ等の制御装置を二重化したシステムの一方
式としてデュプレックス・システム（Duplex System ）
が知られている。

【０００３】このデュプレックス・システムは、現用と
予備の２つの制御装置を用意し、通常は、現用の制御装
置により処理を行い、現用の制御装置に異常（システム
ダウン等）が発生すると、自動的に予備の制御装置に切
り替えて、処理を継続する方式である。

【０００４】このようなデュプレックス・システムの一
形態として、入出力装置の制御を、現用と予備の２つの
制御装置で二重化して制御するシステムがある。このよ
うなシステムにおける処理の一例を図４に示す。

【０００５】このシステムは、現用（稼働側）の制御装
置は、入出力装置から入力されるデータ（入力データ）
の処理を、内蔵しているユーザプログラムによりサイク
リックに実行し、その処理の結果得られたデータ（出力
データ）を、入出力装置に出力する動作を、サイクリッ
クに繰り返す構成となっている。そして、稼働側（現
用）の制御装置がシステムダウンしても、直ちに待機側
（予備）の制御装置で処理を継続できるようにするた
め、図４に示すように、ユーザプログラムの実行（Ｘ）
の最後で、常に、待機側の制御装置に対し、入出力装置
の機能情報（現用及び予備の制御装置に伝送路を介して
接続されている全ての入出力装置に関する詳細情報（装
置番号，データの通信方式，入力データ及び出力データ
の形式等を示すデータ））、次に処理すべき入力データ
ＹＩ、及び上記ユーザプログラムの実行（Ｘ）により得
られた出力データＸＯ、システム内の全ての継続データ
（待機状態にある制御装置が、稼働状態に切り替わった
場合、直ちにシステムを継続して制御するために必要な
データ）を転送するようにしている。すなわち、稼働側
の制御装置が、ユーザプログラムの実行（Ｙ）により、
上記入力データＹＩに対する処理を行っている最中にシ
ステムダウンしても、直ちに待機側の制御装置が、待機
状態から稼働状態に切り替わり、上記前もって入力して
いる継続データ（機能情報及び入力データＹＩ）に基づ
いて、ユーザプログラムを実行（Ｙ）して、上記入力デ
ータＹＩに対する当該処理を行い、その当該処理により
得られた出力データＹＯを、当該入出力装置に伝送でき
るような対応を行っていた。また、稼働状態に切り替わ
った制御装置は、制御装置からのアクセスが一定時間無
いことを監視する機能を有する入出力装置に対して、そ
の監視チェックによりシステム異常の発生と判断されな
いように、最初に実行するユーザプログラムの実行中
に、入出力装置に対し、上記システムダウンした制御装
置から受信した最新の出力データＸＯを伝送するように
していた。そして入出力装置は、その伝送されてくる出
力データＸＯを、直ちに出力していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の二重化制御装置においては、稼働中の制御装置（稼
働制御装置）が、任意の入力データに対するユーザプロ
グラムの実行を行い、その実行により得られた出力デー
タを上記タイマ監視機能を有する入出力装置に転送（伝
送）した後、自己が上記プログラムの実行において、待
機状態にあった制御装置に対し転送した継続データの一
部である次に処理すべき入力データが、待機中の制御装
置に受信される前にシステムダウンを起こしてしまう
と、上記入出力装置から、既に出力済の１回前のデータ
が、誤まって再出力されてしまうという問題があった。

【０００７】すなわち、図４に示すように、稼働制御装
置は入力データＹＩに対するユーザプログラムの実行
（Ｙ）により、出力データＹＯを得、その出力データＹ
Ｏをタイマ監視機能を有する入出力装置に出力し、次
に、ユーザプログラム（Ｙ）の実行の最後のタイミング
で、待機中の制御装置に対し、次に処理すべき入力デー
タＺＩを含む上記継続データを転送するが、待機中の制
御装置が上記継続データの一部である出力データＹＯを
受信する前に、稼働制御装置がシステムダウンし、待機
中であった制御装置が待機状態から稼働状態に切り替わ
ると、その稼働状態に切り替った制御装置は、その切り
替り後に最初に実行するユーザプログラムの実行で、上
記システムダウンした制御装置から転送されてきた最新
の出力データＸＯを、入出力装置に出力してしまう。こ
のため、入出力装置は、データＹＯの出力に替えて、既
に出力した一回前のデータＸＯを、誤って再び出力して
しまう。そして、この入出力装置のデータＸＯの出力
は、稼働状態に切り替った制御装置が、入力データＹＩ
に対するプログラムの実行（Ｙ）を行って出力データＹ
Ｏを得、そのデータＹＯを入出力装置に出力するまで継
続され、その間、入出力装置は誤った出力を行うことに
なる。

【０００８】本発明は、上記問題に鑑み、稼働中の制御
装置から待機中の制御装置に、稼働制御装置が切り替る
タイミングがいかなるタイミングであっても、常に、入
出力装置（狭義には出力装置も含む）から正しいデータ
を出力できる二重化制御装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明の原理説
明図である。本発明は、格納プログラムを常時サイクリ
ックに実行する交互に稼働状態または待機状態となる２
つの制御装置１，２と、それら２つの制御装置１，２に
よってアクセスされ、上記いずれかの制御装置１，２か
らのアクセスが一定時間無いことを監視する機能を有
し、前記いずれかの制御装置１，２から転送されてくる
データを、受信後直ちに出力する少なくとも１台の入出
力装置３が、同一伝送路４に接続されている二重化制御
装置を前提とする。

【００１０】そして、待機状態から稼働状態に切り替わ
った制御装置１（または２）は、その切り替り直後に最
初に実行するプログラムを実行している間、入出力装置
３に対し、伝送路４を介して任意の情報を問い合わせる
ためのアクセスを行うことを特徴とする。

【００１１】上記プログラムは、例えば、利用者の作成
するユーザプログラムである。また、前記任意の情報
は、例えば請求項２記載のように、伝送路４に接続され
ている全ての入出力装置３−１，３−２，・・・３−Ｎ
を制御するために必要なデータから成る機能情報６であ
り、稼働状態に切り替った制御装置１（または２）は、
最初に実行するプログラムを実行中に、前記伝送路４に
接続されている全ての入出力装置３−１，３−２，・・
・３−Ｎに対し、上記機能情報６を問い合わせるアクセ
スを行って、上記全ての入出力装置３−１，３−２，・
・・３−Ｎの機能情報６−１，６−２，・・・６−Ｎを
収集し、上記最初に実行するプログラムの実行終了後
に、上記切り替わりの直前まで稼働していた制御装置２
（または１）に代わって、上記全ての入出力装置３−
１，３−２，・・・３−Ｎの制御を行う。

【００１２】上記機能情報６（６−１，６−２，・・・
６−Ｎ）は、例えば各入出力装置６−ｉ（ｉ＝１，２，
・・・Ｎ）のデバイス名（または論理ユニット番号）、
入出力データの形式、データの通信方式等から成る。

【００１３】さらに、稼働状態にある制御装置１（また
は２）は、待機状態にあった制御装置２（または１）
が、稼働状態に切り替った直後の最初のプログラム実行
中に、伝送路４に接続されている全ての入出力装置から
上記機能情報を収集できるように、例えば、請求項３記
載のように、サイクリックに実行するプログラムの実行
中に、待機状態にある制御装置２（または１）に対し、
前記全ての入出力装置３−１，３−２，・・・３−Ｎに
機能情報６−１，６−２，・・・６−Ｎを問い合わせる
アクセスを行うために必要な装置情報８を、前記伝送路
４を介し転送する。

【００１４】

【作用】本発明によれば、稼働状態にある制御装置１
（または２）がシステムダウンし、待機状態にあった制
御装置２（または１）が稼働状態に切り替った場合、そ
の新たに稼働状態となった制御装置２（または１）は、
その切り替り直後に最初に実行するプログラムを実行し
ている間、伝送路４を介して、その伝送路４に接続され
ている全ての入出力装置３−１，３−２，・・・３−Ｎ
に対し、任意の情報を問い合わせるためのアクセスを行
う。

【００１５】したがって、それらのアクセスにより、各
入出力装置３−１，３−２，・・・３−Ｎの有するアク
セス監視機能による異常検出は作動せず、各入出力装置
３−１，３−２，・・・３−Ｎは、上記稼働制御装置の
切り替え直前まで出力していたデータを、上記新たに稼
働状態となった制御装置２（または１）から、伝送路４
を介し新たな出力データを受信するまで、そのまま出力
し続ける。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の実施例
を説明する。図２は、本発明の一実施例の二重化制御シ
ステムの全体構成を示す図である。

【００１７】同図において、制御装置１００は、現用の
制御装置であり、制御装置２００は、上記制御装置１０
０がシステムダウンしたときに稼働状態に切り替わる、
通常は、待機状態となっている予備の制御装置である。
そして、これらの制御装置１００，２００の内部には、
同一のユーザプログラムが格納されている。

【００１８】次に、入出力制御装置３００は、上記制御
装置１００または制御装置２００から、アクセスが一定
時間以上無いことを監視するタイマ監視機能を有する監
視部３００ａを内蔵しているデータの入出力装置であ
る。

【００１９】そして、これらの制御装置１００，２０
０，及び入出力装置３００は、一本の伝送路４００に接
続されており、制御装置１００（制御装置１００がシス
テムダウン時は制御装置２００）は、入出力装置３００
から伝送路４００を介してデータが入力される毎に、内
蔵しているユーザプログラムをサイクリックに実行し、
出力データの算出を行う。そして、その出力データを、
伝送路４００を介して入出力装置３００に出力する。

【００２０】続いて、上記構成の実施例の動作を図３を
参照しながら説明する。稼働（現用の）制御装置１００
は、入出力装置３００からデータを入力する毎に、ユー
ザプログラムをサイクリックに実行し、その入力データ
に対応する処理を行い、出力データを算出する。

【００２１】図３を参照しながら、上記動作をより詳し
く説明すると、稼働制御装置１００は、システム立ち上
げ後に、入出力装置３００から、最初のデータＸＩを入
力すると、その入力データＸＩに対してユーザプログラ
ムの実行（Ｘ）を行い、その実行（Ｘ）により算出され
たデータＸＯを、伝送路４００を介して入出力装置３０
０に出力すると共に、上記ユーザプログラムの実行
（Ｘ）の最後のタイミングで、伝送路３００に接続され
ている全ての入出力装置３００の存在を通知するための
情報である各入出力装置のデバイス名（または論理ユニ
ット番号）等から成る装置情報、次に処理すべき入力デ
ータＹＩ、及び上記出力データＸＯを、前記継続データ
として、待機（予備の）制御装置２００に転送する。

【００２２】続いて、稼働制御装置１００は、次の入力
データＹＩに対するユーザプログラムの実行（Ｙ）を行
い、出力データＹＯを算出し、そのデータＹＯを入出力
装置３００に出力する。入出力装置３００は、上記デー
タＹＯを伝送路４００を介し受信すると、それまで出力
していたデータＸＯに替えて新たに上記データＹＯを出
力する。また、稼働制御装置１００は、ユーザプログラ
ムの実行（Ｙ）の最後のタイミングで、上記ユーザプロ
グラムの実行（Ｘ）のときと同様に、装置情報、次に処
理すべき入力データＺＩ、及び上記出力データＹＯから
成る継続データを、伝送路４００を介し、待機制御装置
２００に転送する。

【００２３】入出力装置３００は、稼働制御装置１００
が上述のような処理を行っている間、上記入力データＸ
Ｉ，ＹＩを稼働制御装置１００に転送してから、それぞ
れ上記出力データＸＯ，ＹＯが転送されてくるまでの時
間が、予め定められた所定のタイマ監視時間内であるか
を監視部３００ａにより監視し、稼働制御装置１００が
正常に動作しているか、または、稼働制御装置１００と
の間のデータ転送が正しく行われているか等を監視して
いる。上記タイマ監視時間は、例えば、稼働制御装置が
正常に動作し、かつ、稼働制御装置と入出力装置３００
間のデータ転送が正常に行われているときの、入出力装
置３００がデータを稼働制御装置に転送してから上記デ
ータ（入力データ）に対応するデータ（出力データ）が
稼働制御装置から転送されてくるまでの最大時間を予め
予想して設定される。

【００２４】再び、稼働制御装置１００の説明に戻る
と、稼働制御装置１００は、上述のようにして、ユーザ
プログラムの実行（Ｙ）が終わった後、次の入力データ
ＺＩに対するユーザプログラムの実行（Ｚ）を行うが、
上記継続データ（装置情報、入力データＺＩ、出力デー
タＹＯ）が待機制御装置２００に受信される前に、稼働
制御装置１００がシステムダウンすると、待機状態にあ
った制御装置２００が稼働制御装置に切り替わる。そし
て、新たに稼働制御装置となった制御装置２００は、最
新の入力データである上記入力データＹＩに対するユー
ザプログラムの実行（Ｙ）を開始する。この稼働状態に
切り替った直後に最初に実行するユーザプログラムの実
行（Ｙ）の間、新稼働制御装置２００は、上記継続デー
タの一部である装置情報に基づき、入出力装置３００に
対し前記機能情報の問い合わせを行い、ユーザプログラ
ムの実行（Ｙ）の最後において、入出力制御装置３００
を制御するために必要な情報を、入出力制御装置３００
から入力（収集）する。

【００２５】このように、新稼働制御装置２００が、待
機状態から稼働状態に切り替って、最初に実行するユー
ザプログラムの実行（Ｙ）中に、入出力装置３００に対
して、機能情報を問い合わせるアクセスを行うことによ
り、入出力装置３００の監視部３００ａは、制御装置か
ら所定のタイマ監視時間内にアクセスがあったものと判
断し異常の検出は行わず、入出力装置３００は、旧稼働
制御装置１００が待機状態に切り替る直前に出力してい
たデータＹＯを、継続して出力する。

【００２６】すなわち、新稼働制御装置２００による入
出力装置３００に対する上記機能情報の問い合わせは、
入出力装置３００が、タイマ監視部３００ａのタイマ監
視機能により、制御装置１００，２００が共にシステム
ダウンしたと誤って判断されることを防止するための役
割も担っている。そして、この機能情報の問い合わせ
中、入出力装置３００は、切り替わる直前まで出力して
いたデータＹＯをそのまま出力し続け、上記問い合わせ
に応答して、新稼働制御装置２００に、上記機能情報を
送信する。

【００２７】そして、新稼働制御装置２００は、ユーザ
プログラムの実行（Ｙ）により、自己が稼働状態に切り
替る直前まで入出力装置３００が出力していたデータと
同じデータＹＯを得、そのデータＹＯを入出力装置３０
０へ出力した後、本来の動作に戻り、入出力制御装置３
００の制御を行う。

【００２８】このように、本実施例によれば、稼働制御
装置により出力された継続データが待機状態にある制御
装置に転送される前に、稼働制御装置がシステムダウン
し待機制御装置が稼働制御装置に切り替った場合でも、
入出力装置のタイマ監視機能によりシステムの異常が検
出されることなく、入出力装置から正しいデータを出力
させることができる。また、稼働制御装置は、サイクリ
ックに行われるユーザプログラムの実行毎に、待機制御
装置に転送する継続データとして、従来のデータ量の大
きな機能情報の代わりに、よりデータ量の小さい装置情
報を転送するので、継続データの転送時間を従来よりも
短縮できる。

【００２９】尚、本実施例二重化制御装置においては、
タイマ監視機能を有する入出力装置３００が、１台しか
伝送路４００に接続されていないが、本発明はこのよう
なシステムのみに適用されるものではなく、伝送路に複
数のタイマ監視機能を有する入出力装置が接続されてい
る二重化制御システムにも適用可能である。また、本実
施例では、稼働状態の制御装置は、ユーザプログラムの
実行の最後で、待機状態にある制御装置に対し、装置情
報を継続データの一部として転送するようにしている
が、この継続データの一部として転送する情報は、特に
装置情報に限定されるものではなくその他の情報であっ
てもよい。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、他方の制御装置のシス
テムダウンにより、待機状態から稼働状態に切り替った
制御装置が、その切り替り直後に最初に実行するプログ
ラムの実行において、伝送路に接続されている全ての入
出力装置に対し、任意の情報のアクセスを行うようにし
たので、上記プログラム実行中の間、各入出力装置にお
いて、アクセス監視機能によるシステム異常の検出は行
われない。したがって、各入出力装置は、上記稼働制御
装置の切り替えが行われる直前まで出力していたデータ
を、新たに稼働状態となった制御装置が上記最初のプロ
グラムの実行により得たデータを転送してくるまで出力
し続け、上記転送されてくるデータを受信した時点で、
その転送されてきたデータを出力するように動作する。
このため、従来のように、稼働制御装置のシステムダウ
ンのタイミングにより、入出力装置が、既に出力済の一
回前のデータを誤って再出力してしまうことはなく、入
出力装置は常に正しいデータを出力する。

【００３１】さらに、請求項２，３，記載のように、新
たに稼働状態となった制御装置が、最初に実行するプロ
グラムの実行中において、伝送路に接続されている全て
の入出力装置に対し、機能情報の問い合わせを行うよう
にして、その最初のプログラムの実行が終了するまで
に、上記全ての入出力装置から各機能情報を収集するよ
うにすれば、稼働制御装置が、サイクリックに実行する
プログラムの実行中に、待機状態にある制御装置に対し
転送する継続データのデータ量を著しく少なくできるの
で、その継続データの転送時間を従来よりも短縮でき、
伝送路のデータ転送効率が向上するので、システム全体
のスループットを向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】本発明の一実施例の二重化制御装置のシステム
構成図である。

【図３】上記一実施例の動作を説明する図である。

【図４】従来の二重化制御装置の動作を説明する図であ
る。

【符号の説明】

１，２ 制御装置 ３（３−１，３−２，・・・３−Ｎ） 入出力装置 ４ 伝送路 ６（６−１，６−２，・・・６−Ｎ） 機能情報 ８ 装置情報

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−48942（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 11/16 - 11/20 G06F 15/16 - 15/177

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】格納プログラムを常時サイクリックに実行
   し、切換えにより稼働状態または待機状態となる２つの
   制御装置（１），（２）と、それら２つの制御装置
   （１），（２）によってアクセスされ、上記いずれかの
   制御装置（１），（２）からのアクセスが一定時間無い
   ことを監視する機能を有し、前記いずれかの制御装置
   （１），（２）から転送されてくるデータを受信後直ち
   に出力する少なくとも１台の入出力装置（３）が、同一
   伝送路（４）に接続されている二重化制御装置におい
   て、 待機状態から稼働状態に切り替わった制御装置（（１）
   または（２））は、その切り替り直後に最初に実行した
   プログラムを実行している間、前記入出力装置（３）に
   対し、前記伝送路（４）を介して任意の情報を問い合わ
   せるためのアクセスを行うことを特徴とする二重化制御
   装置。
2. 【請求項２】前記任意の情報は、前記伝送路（４）に接
   続されている全ての入出力装置（３−１），（３−
   ２），・・・（３−Ｎ）を制御するために必要なデータ
   から成る機能情報（６）であり、稼働状態に切り替った
   制御装置（（１）または（２））は、その切り替り直後
   に最初に実行したプログラムを実行中に、前記伝送路
   （４）に接続されている全ての入出力装置（３−１），
   （３−２），・・・（３−Ｎ）に対し、上記機能情報
   （６）を問い合わせるアクセスを行って、上記全ての入
   出力装置（３−１），（３−２），・・・（３−Ｎ）の
   機能情報（６−１），（６−２），・・・（６−Ｎ）を
   収集し、上記最初に実行したプログラムの実行終了後
   に、上記切り替わりの直前まで稼働していた制御装置
   （（２）または（１））に代わって、上記全ての入出力
   装置（３−１），（３−２），・・・（３−Ｎ）の制御
   を行うことを特徴とする請求項１記載の二重化制御装
   置。
3. 【請求項３】稼働状態にある制御装置（（１）または
   （２））は、前記サイクリックに実行するプログラムの
   実行中に、待機状態にある制御装置（（２）または
   （１））に対し、前記全ての入出力装置（３−１），
   （３−２），・・・（３−Ｎ）に前記機能情報（６−
   １），（６−２），・・・（６−Ｎ）を問い合わせるア
   クセスを行うために必要な装置情報（８）を、前記伝送
   路（４）を介し転送することを特徴とする請求項２記載
   の二重化制御装置。