JPH01142801A - プログラマブルコントローラバックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的１ （産業上の利用分野） この発明はプログラマプロコントローラのバックアップ
装置に関する。

（従来の技術） 一般にシーケンス制御系の命令処理部として使用される
ブＯグラマプルコント０−ラは、制御処理の重要な地位
を占めているためにその動作の信頼性が強く要求されて
いる。しかしながら、完全なプログラマブルコントロー
ラというものはあり得ず、故障、破壊その他の原因によ
り動作不能に陥るが、そのようなとき、単体で用いる場
合にはその故障発生により制御そのものができなくなる
問題があった。

そこで第４図に示すような常用系のプログラマブルコン
トローラに対し、バックアップ装置として待機系のプロ
グラマブルコントローラを設け、常用系の異常時にはバ
スを待機系のプログラマブルコントローラに切換えるこ
とにより制御を続行させるようにするプログラマブルコ
ントローラバックアップ装置が知られている。。

この従来のプログラマブルコントローラバックアップ装
置について説明すると、中央演算処理装置（ＣＰＵ）１
１とプログラム記憶装置（ＰＭ）１２とが常用系のプロ
グラマブルコントローラＰＡを構成し、ＣＰＵ　２１と
ＰＭ２２とが待機系のプログラマブルコントローラＰＢ
を構成し、通常は常用系のプログラマブルコントローラ
ＰＡが動作し、この常用系の故障時にバス切換装置３に
より入出力データバスをバス１３からバス２３に切換え
、同時にメモリバスをバス１４からバス２４に切換えて
待機系を動作させるようにしている。

すなわち、通常はバス切換装置３内の切換スイッチ８１
．８２．８３がそれぞれ常用系接点Ａ側にあり、常用系
のＣＰＵ１１がＩ１０データバス１３を介して入出力装
置（Ｉｌｏ）４に結合され、ＰＭ１２のプログラムに従
って制御動作を行なう。

また途中データは、メモリバス１４を介して結合されて
いるデータ記憶装置（ＤＭ）１５に保持され、この０Ｍ
１５の途中データが順次待機系の０Ｍ２５にコピーされ
るようになっている。

この状態で常用系ＰＡのＣＰＵ１１またはＰＭ１２に異
常が発生すると、直ちにバス切換装置３内の切換スイッ
チ８１．３２．８３がＢ側に切換ねり、待機系プログラ
マブルコントローラＰＢのＣＰＬＩ２１がＩ１０バス２
３を介してｌ１０４に接続されると共に、メモリバス２
４を介して０Ｍ２５と結合され、この０Ｍ２５にコピー
されている正常な途中データを用いてＰＭ２２のプラグ
ラムによる待機系ＰＢの制御が継続され、常用系ＰＡの
動作が待機系ＰＢによりバックアップ動作されるのであ
る。

（発明が解決しようとする問題点） 一般にプログラマブルコントローラはシーケンス命令や
粋術演算命令で組まれたプログラムを数１０ｍ５〜数１
０Ｏｎ＋ｓという高速で繰返し実行する。この繰返しの
実行時間をスキャニングタイム（ｔＳ）と称するが、前
記バックアップ装置の場合も通常時は０Ｍ１２のプログ
ラムを【Ｓの周期にて繰返し実行し、１回実行を終える
度に故障がないかどうか調べ、ない場合のみ０Ｍ１５の
途中データを０Ｍ２５にコピーし、０Ｍ２５に常に正常
な時のデータが保持されるようにしている。

そこで、この状態でバックアップ動作が行なわれたとき
のスキャニングタイムｔｓについて考えてみると、第５
図に示したように通常は【Ｓによる等間隔の制御が行な
われており、時間に比例して出力を増加させる制御を行
なった場合には出力が直線的に変化する。

しかしながら、制御の途中の時点ｔ２でＰＡ側に故障が
発生してバックアップ動作が行なわれると、故障が発生
する直前の正常な途中データがコピーされてからバック
アップ後の最初の途中データがコピーされるれまでの時
間ｔｄはスキャニングタイムｔｓとは異なるため、この
バックアップ動作前後で出力の直線性が失われることに
なる。

つまり、常用系ＰＡが０Ｍ１５の途中データを０Ｍ２５
にコピーした時点を言の後ＰＭ１２のプログラムを実行
している途中の時点ｔ２において故障が発生し、バック
アップ動作が行なわれ、待機系ＰＢの０Ｍ２５にコピー
されている正常な途中データを逆に０Ｍ１５ヘコピーし
、制御を開始する時点ｔ３までの時間を考える時、（ｔ
３−ｔ２）は一定であるが、（ｊ２−ｊ＋）が不定であ
るため、ｔｄ（＝ｔ　３−ｔ　、　）も不定となってし
まう。

この結果、従来のプログラマブルコントローラバックア
ップ装置では、例えば位置決めなどの制御を行なってい
る途中にバックアップ動作が発生した場合には、出力の
ずれδが生じるために位置の絶対精度が低下することに
なるという問題点があった。

この発明はこのような従来の問題点を解決するためにな
されたものであって、バックアップ動作時のスキャニン
グタイムｔｓのずれを補正し、制御の精度を一層向上さ
せることのできるプログラマブルコントローラバックア
ップ装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明のプログラマブルコントローラバックアップ装
置は、常用系プログラマブルコントローラが異常ににな
った時に入出力データバスとメモリバスとを待機系プロ
グラマブルコントローラ側に切換えて制御動作を継続さ
せるバス切換手段と、前記常用系、待機系、それぞれの
プログラマブルコントローラに接続され、制御動作側は
途中データを記憶し、非制御動作側は前記制御動作側の
記憶している途中データを周期的にコピーする１組のデ
ータ記憶手段と、この１組のデータ記憶手段における途
中データのコピー動作時にリセットされ、時間カウント
を再開するタイマ手段とを備えたちのである。

（作用） この発明のプログラマブルコントローラバックアップ装
置では、常用系プログラマブルコントローラが動作して
いる時には、制御動作側のデータ記憶手段が非制御動作
側のデータ記憶手段に途中データをコピーした時点でリ
セットされ、再び時間カウントを開始するタイマ手段に
より、バックアップ動作が行なわれたときにはその直前
の途中データのコピーの時点から故障発生までの間の時
間をタイマ手段により正確に知ることができ、このリカ
バリー時間を用いて記憶データの補正を行なうことがで
きる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図に基いて詳説する。

第１図はこの発明の一実施例を示しており、従来例で示
したバックアップ装置と同一の構成装置については同一
の符号を付して示してあり、常用系プログラマブルコン
トローラＰＡとしてＣＰＵ１１、ＰＭ１２が備えられ、
待機系プログラマブルコントローラＰＢとしてＣＰＵ２
１、ＰＭ２２が備えられている。

バス切換装置３には、Ｉ１０データバス１３゜２３の切
換のためのスイッチＳ１、メモリバス１４．２４の切換
のためのスイッチＳ２，８３が設けられ、さらに、０Ｍ
１５．２５のコピー動作の開始時にリセットされ、新た
に時間カウント動作を行なうタイマ５が設けられている
。

上記の構成のプログラマブルコントローラバックアップ
装置の動作について次に説明する。

通常動作においてはバス切換装置３内の切換スイッチ８
１．８２．３３がそれぞれＡ側にあり、常用系のプログ
ラマブルコントローラＰΔのＣＰＬＪｌｌがＩ１０バス
１３を介してｌ１０４に結合され、ＰＭ１２のプログラ
ムに従って制御動作が行なわれる。

これと共に、第２図（ａ）に示すように途中データＤ＋
　、Ｄ２・・・、は、メモリバス１４を介して結合され
る制御動作側の０Ｍ１５に保持され、この０Ｍ１５に保
持される途中データはスキャニングタイムｔｓ時間毎に
非制御動作側のＤＭ２５側に順次コピーされ、このコピ
ー開始と同時にタイマ５は繰返しリセットされる。

このタイマ５は第２図（ｂ）に示すようにリセットされ
るとＯから時間カウント動作を開始する特性のものであ
る。そこで、第２図（ａ）に示すように途中データＤ＋
　、Ｄ２　、・・・が直線的に増加するものである場合
、スキャニングタイム【Ｓ毎に途中データＤ＋　、Ｄ２
　、・・・が０Ｍ１５からＤ’Ｍ２５側にコピーされる
。そしであるコピーの時点ｔ１の後、時点ｔ２において
ＣＰＵ１１またはＰＭ１２に故障が発生したとすると、
直ちに切換スイッチＳ１゜３２．８３はＢ側に切換ねり
、これによって待機系ＰＢがバックアップし、ＣＰＵ２
１が０Ｍ２５に保存されている正常時の最新の途中デー
タを用いてシステムを停止することなく制御を継続する
。

この時バックアップ開始時点でタイマ５のカウント値ｔ
ｄを読出し、制御動作側に切換った０Ｍ２５にコピーさ
れている正常な途中データを非制御動作側に切換った０
Ｍ１５ヘコピーし、且つ制御データを出力する時点ｔ３
において上記バックアップ動作開始までの時間ｔｄを加
味して上記の途中データ及び制御データに対し補正を掛
けて出力する。

従って、ある不特定の時点ｔ２において故障が発生した
としても、タイマ５によりバックアップ動作時間ｔｄを
知ることができるために、第２図（ａ）に示すように時
間に比例して出力を増加させる制御を行なう場合には、
ｆｌ、ｌＪ御の途中でバックアップ動作が発生しても従
来の第５図に示すような出力のずれを生じさせることな
く直線的に変化させることにより出力データの補正を行
なうことができ、制御の精度の向上が図れるのである。

第３図はこの発明の他の実施例を示しており、複数の常
用系プログラマブルコントローラＰＡ。

ＰＣに対し、１つの待機系プログラマブルコントローラ
ＰＢを用いる場合の実施例である。

この実施例の場合には、常用系プログラマブルコントロ
ーラＰＡ、ＰＣそれぞれが中央演算処理ＨｆｆＣＰＵ１
１１，１１２とプログラム記憶装置ＰＭ１２１．１２２
によって構成されており、待機系プログラマブルコント
ローラＰＢは上記の実施例と同様にＣＰＵ２１、ＰＭ２
２によって構成されている。

またバス切換装置３１．３２がそれぞれ常用系プログラ
マブルコントローラＰＡ、ＰＣと待機系プログラマブル
コントローラＰＢとの切換を行なうために設けられてお
り、常用系ＰＡと待機系ＰＢとの間の切換のためのバス
切換装置３１には、データバス１３１．２３の切換のた
めのスイッチＳ１と、メモリバス１４１．２４の切換の
ためのスイッチＳ２．Ｓ３が備えられている。

切換スイッチＳＬに対してｌ１０４１が接続されている
。

切換スイッチ８２．８３に対してデータ記憶装置 置ＤＭ１５１．ＤＭ２５１が切換られように接続されて
おり、また、タイマ５１が備えられている。

常用系プログラマブルコントローラＰＣと待機系プログ
ラマブルコントローラＰＢとの切換のためのバス切換装
置３２にも切換スイッチＳ１が設ケラレ、ｌ１０４２に
対しＩ１０データバス１３２．２３の切換接続ができる
ようになっており、またメモリバス１４２，２４の切換
のための切換スイッチ８２．８３が備えられ、データ記
憶装置ＤＭ１５２．２５２の切換ができるようになって
いる。そしてこの０Ｍ１５２．２５２に対しタイマ５２
が備えられている。

この第２実施例の場合の動作について説明すると、通常
動作時には常用系プログラマブルコントローラＰＡ、Ｐ
Ｃがそれぞれ動作し、ＰＭ１２１゜１２２に記憶されて
いるそれぞれのプログラムに従ってＣＰＵ１１１．１１
２が動作し、スキャニングタイムｊｓ＋　、　ｔｓ２毎
にそれぞれ０Ｍ１５１゜１５２に記憶されている途中デ
ータが定期的に０Ｍ１５１．２５２にコピーされる。

今、いずれか一方の常用系プログラマブルコントローラ
、例えばＰＣに異常が発生しその動作が停止したならば
、直ちに切換装置３２側のスイッチ８１．８２．Ｓ３は
Ｂ側に切換られ、待機系プログラマブルコントローラＰ
Ｂが常用系ＰＣに対してバックアップ動作を開始するこ
とになる。従って、それまで０Ｍ２５２に記憶されてい
た途中データを基にＣＰＬＩ　２１が動作を継続し、制
御を継続することができる。

この場合にも、タイマ５２はスキャニングタイム毎にリ
セットされ、ある時点で故障が発生した場合、その直前
のコピー時点から開始している時間カウントをバックア
ップ動作完了まで行ない、このカウント値に基づきＣＰ
Ｕ２１は制御データの新たな途中データに対して補正演
算を行ない、０Ｍ２５２に与え、制御を継続するのであ
る。

なお、上記のように常用系プログラマブルコントローラ
２台に対し待機系プログラマブルコントローラ１台を用
意する実施例に限定されることがなく、さらに多くのプ
ログラマブルコントローラに対し１台の待機系プログラ
マブルコントローラを設けることも可能であり、逆に各
常用系プログラマブルコントローラ毎に１台の待機系プ
ログラマブルコントローラを備えることも可能である。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明のによれば、常用系プログラマブ
ルコントローラに対し待機系プログラマブルコントロー
ラをそれらのデータバスとメモリバスとを切換接続でき
るように設け、さらにスキャニングタイム毎に途中デー
タをコピーすることのできるデータ記憶手段を設けるこ
と共に、データコピー時にリセットされるタイマを設け
、常用系プログラマブルコントローラが故障した場合に
待機系ブＯグラマプルコントローラがバックアップ動作
を開始するまでの時間を計測するようにしているため、
このタイマのカウント値を用いて途中データの補正を行
ない、制御動作することができ、従来のようにある時点
でコピーされた後常用系プログラマブルコントローラが
故障を起こすまでの不定の時間についても正確に捕捉し
、バックアップ動作の開始までに必要な時間を正確に把
握して途中データの補正が行なえ、精度の高い制御に利
用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のブロック図、第２図は上
記実施例の動作説明図、第３図はこの発明の他の実施例
のブロック図、第４図は従来例のブロック図、第５図は
従来例の動作説明図である。 １１．１１１，１１２，２１２．２１・・・中央演算処
理装置（ＣＰＵ） １２．１２１，１２２．２２・・・プログラム記憶装置
（ＰＭ） １３．１３１，１３２．２３・・・入出力データバス １４．１４１，１４２．２４・・・メモリバス１５．１
５１．１５２・・・データ記憶装置（ＤＭ）２５．２５
１．２５２・・・データ記憶装置（ＤＭ）３．３１．３
２・・・バス切換装置 ４．４１．４２・・・入出力装２ｉ（Ｉｌｏ）５．５１
．５２・・・タイマ ８１．８２．８３・・・スイッチ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）常用系プログラマブルコントローラが異常ににな
   つた時に入出力データバスとメモリバスとを待機系プロ
   グラマブルコントローラ側に切換えて制御動作を継続さ
   せるバス切換手段と、前記常用系、待機系それぞれのプ
   ログラマブルコントローラに接続され、制御動作側は途
   中データを記憶し、非制御動作側は前記制御動作側の記
   憶している途中データを周期的にコピーする１組のデー
   タ記憶手段と、この１組のデータ記憶手段における途中
   データのコピー動作時にリセットされ、時間カウントを
   再開するタイマ手段とを備えて成るプログラマブルコン
   トローラバックアップ装置。
2. （２）複数台の常用系プログラマブルコントローラに対
   して１台の待機系プログラマブルコントローラを設け、
   前記常用系プログラマブルコントローラのいずれかが異
   常となった時に、バス切換手段により待機系プログラマ
   ブルコントローラに切換接続する特許請求の範囲第１項
   に記載のプログラマブルコントローラバックアップ装置
   。
3. （３）前記タイマによるバックアップ動作開始までのカ
   ウント時間に応じて異常発生直前にコピーされた途中デ
   ータに補正を加えて新たな途中データとする補正手段を
   備えて成る特許請求の範囲第１項に記載のプログラマブ
   ルコントローラバックアップ装置。