JP4246856B2

JP4246856B2 - 制御装置の二重化切替方法

Info

Publication number: JP4246856B2
Application number: JP20012199A
Authority: JP
Inventors: 裕小宮山
Original assignee: 島津システムソリューションズ株式会社
Priority date: 1999-07-14
Filing date: 1999-07-14
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2019-07-14
Also published as: JP2001027901A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、工業プラント等の制御装置の二重化切替方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、工業プラント等を制御する制御装置は、制御演算を行う複数の制御演算部と、外部との信号インタフェースを行う信号入出力部とから構成されている。制御演算部は、それぞれマイクロプロセッサを用いており、制御演算部で計算されたアナログ／デジタルデータをバスラインを通して信号入出力部へ送り、信号入出力部のアナログ出力部からはアナログ信号を、デジタル出力部からはデジタル信号を外部へ出力する。また、外部からのアナログ入力信号はアナログ入力部から、デジタル入力信号はデジタル入力部から、それぞれ取り込まれる。
【０００３】
この種の制御装置では、信頼性を確保するため、制御演算部の二重化が行われる。従来は、一方が常用側、他方が待機側となり、互いに相手方の装置異常を検知し得るとともに、ステータス信号も検知できるようになっており、待機側は相手の装置異常を検知すると自己のステータスを常用に切り替え、相手方に代わり、外部との間でデータの授受を行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の二重化された制御装置では、切り替えの際に、短期間とはいえ、過渡状態として両方の制御演算部の常用／待機のモードが同じとなる可能性があった。そのため、もし両方とも常用となり、両装置がデータバスラインを通してデータの授受を行うと、両方の装置のデータがバスライン上で衝突する恐れがあるという問題があった。
【０００５】
この発明は上記問題点に着目してなされたものであって、常用／待機のモード切り替え時に、データがバスライン上で衝突する恐れを回避する制御装置の二重化切替方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の制御装置の二重化切替方法は、それぞれ外部バスに接続された制御演算部と信号入出力部とからなり、前記制御演算部、信号入出力部のうち少なくとも１以上が二重化され、二重化された部分同士が制御ラインによって互いに相手方の装置異常を検知するとともに、互いに相手方の常用／待機のステータスを検知し、二重化された部分のうち常用側が外部バスを介して外部と信号の授受を行う制御装置の二重化切替方法であって、二重化された部分が共に正常時に常用側と待機側を切り替える際に、常用側を外部バスに接続したままで待機側を外部バスから切り離し、その後、待機側はステータスを常用に切り替え、その旨を常用側に通知し、この通知で常用側はステータスを待機とするとともに自己を外部バスから切り離し、前待機側は相手方のステータスが変更されたことを検知して、自己を外部バスに接続するようにしている。
この二重化切替方法によれば、待機側を外部バスから切り離し、その後、常用とし、前常用側を待機にし、その後、前待機側を外部バスに接続するものであるから、切り替え時でもバスライン上に両方からデータ授受がなされることがなく、データの衝突が発生しない。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態により、この発明をさらに詳細に説明する。図１は、この発明が実施される制御装置の構成を示すブロック図である。この制御装置は、制御演算部１、２と、信号入出力部３と、これらを接続するデータバスライン（外部バス）４とから構成される。
【０００８】
制御演算部１は制御演算部１_Ａ、１_Ｂの２台で二重化されている。制御演算部１_Ａ、１_Ｂは、それぞれ制御ライン５によって、互いに相手方の装置異常を検知でき、また、制御ライン６によって互いに相手方の常用／待機のステータスを検知できるようになっている。
制御演算部２は二重化されていない。信号入出力部３はアナログ信号入力部７、アナログ信号出力部８、デジタル信号入力部９及びデジタル信号出力部１０を備えている。各制御演算部１_Ａ、１_Ｂ、２と信号入出力部３はデータバスライン４で接続されており、このデータバスライン４を通して外部からの入力信号を信号入出力部３より制御演算部１_Ａ、１_Ｂ、２に送り、制御演算部１_Ａ、１_Ｂ、２での演算結果を他の制御演算部や信号入出力部３より外部へ出力する。
【０００９】
二重化された制御演算部１は、通常、制御演算部１_A、１_Bの一方が常用側として動作しており、他方が待機状態となっている。常用側のみが制御演算結果を外部へ出力している。また、制御演算部１_A、１_Bは相手方が常用で自己が待機状態の時に、制御ライン５を通して相手方の装置異常を検知すると、自分を常用側に切り替え、異常となった相手方の装置に代わって制御演算動作を継続する。
【００１０】
また、制御演算部１_A、１_Bは、図２に示すように、外部データバスライン４と内部データバスライン１２間に３ステートバッファ１１を備えており、異常となった制御演算部では、自己の装置異常信号で外部データバスライン４への接続許可信号をＯＦＦとして、外部データバスライン４との接続を遮断する。これにより、異常となった制御演算部がデータバスライン４に悪影響を及ぼさないようにしている。
【００１１】
一方、二重化された両制御演算部１_A、１_Bが正常時に、手動操作で常用／待機を切り替える際に、両制御演算部の常用／待機のステータスが過渡的に重なることがありうる。今、図３に示すように、制御演算部１_Aが常用で、制御演算部１_Bが待機状態である時を想定する。この状態で時点ｔ₁で制御演算部１_Bを手動で常用に切り替えるようにすると、両制御演算部１_A、１_Bが常用となる。そして、両制御演算部１_A、１_Bからデータが出力されるとデータ衝突が発生し、データの授受が正しく行われない可能性がある。
【００１２】
ここでは、データの衝突を回避するために、制御演算部１_Ｂのステータスを常用に切り替える前に、制御演算部１_Ｂの、図２で示す外部バスライン４への接続許可信号をＯＦＦする。これにより、制御演算部１_Ｂを外部バスライン４から切り離し、その後、制御演算部１_Ｂ自身のステータスを常用側に切り替え、その旨を相手方の制御演算部１_Ａに通知する。制御演算部１_Ａがこれを受けて、常用から待機に切り替わる。制御演算部１_Ｂは、この待機のステータス信号を検知した後、時点ｔ_２で制御演算部１_Ｂの外部バスへの接続許可信号をＯＮにし、データバスライン４に再接続する。こうすることで、バスライン上でのデータ衝突を全く起こさずに、常用／待機の切り替えができる。
【００１３】
なお、上記実施形態の説明では制御演算部の二重化切替を説明したが、二重化された信号入出力部にも同様に適用できる。
【００１４】
【発明の効果】
この発明によれば、二重化された部分が共に正常時に常用と待機の切り替えを行うのに、常用側を外部バスに接続したままで待機から常用とする側を外部バスラインから切り離し、その後、前待機側を待機から常用に切り替え、かつ相手側（常用側）を待機に切り替えるとともに外部バスから切り離し、前常用側が待機となってから前待機側を外部バスラインに再接続するものであるから、バスラインでのデータの衝突を回避でき、データ授受に支障をきたすことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明が実施される制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】同制御装置の二重化された制御演算部の外部データバスラインとの切り離しを説明する回路図である。
【図３】同制御装置の二重化された制御演算部の常用／待機の切り替えを説明するためのタイムチャートである。
【符号の説明】
１（１_A、１_B）、２制御演算部
３信号入出力部
４外部データバスライン
５装置異常信号ライン
６ステータス信号ライン

Claims

それぞれ外部バスに接続された制御演算部と信号入出力部とからなり、前記制御演算部、信号入出力部のうち少なくとも１以上が二重化され、二重化された部分同士が制御ラインによって互いに相手方の装置異常を検知するとともに、互いに相手方の常用／待機のステータスを検知し、二重化された部分のうち常用側が外部バスを介して外部と信号の授受を行う制御装置の二重化切替方法であって、
二重化された部分が共に正常時に常用側と待機側を切り替える際に、常用側を外部バスに接続したままで待機側を外部バスから切り離し、その後、待機側はステータスを常用に切り替え、その旨を常用側に通知し、この通知で常用側はステータスを待機とするとともに自己を外部バスから切り離し、前待機側は相手方のステータスが変更されたことを検知して、自己を外部バスに接続するようにしたことを特徴とする制御装置の二重化切替方法。
前記二重化された部分は、制御演算部であることを特徴とする請求項１記載の制御装置の二重化切替方法。