JPH01267701A - 電力制御用ディジタルコントローラ - Google Patents

電力制御用ディジタルコントローラ

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JPH01267701A
JPH01267701A JP63095414A JP9541488A JPH01267701A JP H01267701 A JPH01267701 A JP H01267701A JP 63095414 A JP63095414 A JP 63095414A JP 9541488 A JP9541488 A JP 9541488A JP H01267701 A JPH01267701 A JP H01267701A
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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〕 (産業上の利用分野) 本発明は主に高い信頼性が要求される電力制御用ディジ
タルコントローラの多重化技術に関する。
(従来の技術) 公共性が高く、巨大かつ複雑な発電プラントをはじめと
する電力制御システムにおいて、様々な制御装置が稼動
している。高い信頼性が要求され。
この信頼度を達成するために装置または装置を構成する
キーコンポーネントの多重化が1つの手段として用いら
れる。但し多重化と一口に言っても一様ではなくコスI
・面やシステム、装置の位置付は動作条件等からリーズ
ナブルな構成となり、制御装置ではシングル系から3重
系さらにプロセス計算機システムでは情報処理量の増大
によりロードシェアスタイルの4重系以上の構成まで様
々である。
さて本発明のターゲットであるディジタル制御装置の多
重化についてもう少し詳しくみてみると、手動のバック
アップがあったり、仮にダウンしてもプラント運転に重
要な影響を与えないことから1重化で構成する装置、比
較的重要で2重化するが全てを2重化する訳でなくダウ
ンすると装置全体が停止してしまう中枢部(例えば演算
制御部)は2重化し他は1重化にする装置、非常に重要
でフォルトトレラスト性を有する3重系構成とし。
ディジタル制御では多数決論理、アナログ制御では中間
値を選択し制御する装置等がある6さらに2重化に関し
て、誤出力を防ぐため両系独立に演算しその結果を照合
し一致していれば制御出力を行うDtlALタイプと、
稼動率向上を目的したり、連続制御に適するスタンバイ
方式のDUPLEXタイプが大別して考えられる。
装置に求められる信頼性や動作条件からそれぞれに適し
た多重系が採用されるが、多重化されるコンポーネント
のサポートするハードウェアやソフトウェアは多重化の
考え方が異なるため、それぞれに異なるのが臂・通であ
る。
例えばほぼ同一時刻に多重化さ九ている各コンポーネン
ト系が、同一演算を行う必要があり2重化では互いの同
期でよいが3重化では、3系の同期をとらなければなら
ない。そのためのハードウェア、ソフトウェアが異なる
。また2重化でもDUAL方式では照合をするためのハ
ードウェア、サポートするソフトウェアが必要だが、D
UPLEX方式では特に必要としない。
但し、 DUPLEX方式では切り換って即制御が続行
できるようにするため、動作系からの各種データを取り
込む機能が必要である。2重化の照合と3重化の照合で
は当然照合するデータの個数も異なり、2重化では一致
/不一致検出に対し3!It化では多数決によるデータ
採用、または中間値の選択という機能が必要になる。さ
らに相互診断の対象。
方法もそれぞれに異なることになる等が−I−けられる
。従って、従来は1重化は特に問題ないが、DIAL方
式をサポートした2重化用コントローラ、DUPLEX
方式をサポートしたコントローラ、3重化専用コントロ
ーラ等に分かれており、保守や取り扱いの而で保守用品
種が増えたり使い勝手が異なるため操作やプログラム言
語が統一されない等問題があった。
〔発明の構成〕
(課題を解決するための手段) 多重化構成を示すパラメータを設定記憶する手段と、設
定された異なる動作モードの多重化動作を全て記憶実行
する手段と、多重化構成時に同期をとるために2重化同
期回路と3重化同期回路とを切り換える回路および手段
を有し、同一モジュールで1重化、 DUAL形2重化
、 DUPLEX形2重化。
3重化まで任意に構成することができるようにする。
(作 用) これにより、プログラム言語やツールの標準化。
統一化による使い勝手の向上とさらに保守用品軽減も含
めた保守性の向上が図れる。
(実施例) ディジタルコントローラとしてプラント制御用プログラ
ムを格納しこのプログラムに従い演算を実行し、プラン
トとのインタフェースである入出カモジュールを接続す
る中枢部と、入出カモジュールという最低限の機能や構
成は周知のものとして、ここでは多重系を構成しつるコ
ンポーネントの機能、i成を中心に本発明の実施例を参
照し以下に説明する。
第1図にコンポーネント内の機能ブロック図、第2図に
2重系の構成図、第3図に3系統の構成図を示す。
制御装置の基本構成は中央演算部1、入出力コントロー
ルモジュール2と入出力モジュール18複数個で成り立
食つ。
中央演算部1はμmプロセッサ3を中心にμmプロセッ
サのサポートを行うペリフェラルインタフェース4(例
えば割込処理回路DMAコントロール等)、μmプロセ
ッサに演算制御を働きかけるO5 (基本ソフトウェア
)を格納するO3用メモリ5゜プラントの制御を実行さ
せるロジックが格納されるアプリケーション用メモリ7
、入出力コントロールモジュール2や多重化された他の
中央演算部1間でデータの送受信を行うシステムバスチ
ャネル8,2重化時に相手系中央演算部1と同期をとっ
たり主系、従系を決定する回路を含む2重化同期回路9
.3重化時に他の2つの中央演算部1と同期をとる3重
化同期回路10と、2重化同期回路9と3重化同期回路
IOをその多重化構成に応じて切り換えるスイッチ回路
12、自身の制御周期の基本となり同期信号の基本信号
を発生する基本クロック発生回路11.多重化に必要な
パラメータや制御装置の動作を規定するパラメータ、プ
ラント制御ロジックを作成するサポートツール19と、
中央演算部1ヘサポートツールで作成じたパラメータ。
ロジックを伝送するために必要なサポートツール接続イ
ンタフェース19から成る。
中央演算部1とシステムバスaで接続され、中央演算部
1から多重構成パラメータ、入出カモジュールの実装情
報等を得て、入出カモジュール18のコントロールを行
い出力データを受信して出力。
入力データを取り込み送信する入出力コントロールモジ
ュール2は、μmプロセッサ13、コントロールロジッ
クを格納しておくメモリ14、システムバスチャネル1
5、入出力バスbにて入出カモジュールを接続する入出
カモジュールバスインタフェース16.2重化時本モジ
ュールも2重化されるが、その相手との同期をとる2重
化同期回路17から成る。
これら各モジュールの組合せで任意な多重化構成する手
段とその時の挙動を次に示す。
多重化時の各動作は基本ソフトウェアにてサボートシて
おり、どのモードで動作するか知らしめるためにパラメ
ータが必要となる。アプリケーション用メモリはパラメ
ータ設定エリアと制御ロジックエリアに分かれている。
このパラメータは、サイクリックに動作する時間や入出
力毎ジュールの構成等のパラメータの他に多重化のパラ
メータを含む多重化の主パラメータとして1重、2重。
3重があり、2重化の場合側パラメータとして。
DUALタイプ、 DUPLEXタイプがある。これら
はサポートツール19であらかじめ作成され中央演算部
1へ送信される。パラメータ設定がされ、プラント制御
動作開始前に、中央演算部1は多重化パラメータを入出
力コントロールモジュール2へもシステムバスa経山で
伝送し上位にあたる中央演算部1の動作とくい違いのな
い様に指示しておく。
設定が1重化の場合は、中央演算部1、入出力コントロ
ールモジュール2とも特に同期をとる挙動はしない。定
められたサイクリック演算周期に基づき入力−演算−出
力−診断をくり返す。
2重化の場合は、中央演算部1はパラメータより2重で
あることを判断し、多重化同期回路はスイッチ回路に経
由で2重化同期回路9を選択しておく。副パラメータに
よりDUALタイプかDUPLEXタイプか判断し、ま
た2重化同期回路9より主/従のステータスを読み込む
。これらの情報と他の入出カモジュール構成等のデータ
を入出力コントロールモジュール2ヘシステムバス経出
で伝送する。
尚、2重化同期回路9は、自身の基準クロック発生回路
と他系からの2重化同期人力C信号の位相を合わせこむ
フェーズロックループ回路と、主系/従系を決定するフ
リップフロップ回路からなる。フェーズロックループ回
路出力は、自身へも取り込み演算周期の基本クロックと
して用い、他系へも出力(2重化同期出力e)し、はぼ
同時列に同一動作を促すものである。
2重化時は、プラント制御モードに移行した後2つの中
央演算処理部1間でシステムバスaを介してサイクリッ
ク演算周期に一度互いの建全性を確認するため自身の状
態をステータス信号にしてデータの交換を行う。この事
で2重化を維持しているか否かの判断を行う。システム
バスa上でデータ伝送渋滞が起きれば相手系はダウンし
ていることになる。
また入出力コントロールモジュール2側でも2重化同期
回路17を介して2重化同期信号Qの送受をμmプロセ
ッサ13がコントロールし建全性を確認しあう。DUA
LタイプもDIJPLEXタイプでも中央演算部1間、
入出力コントロールモジュール2間の同期のトリリガは
、主系側が行う。
DUALタイプが設定された時、出力データの一致。
不一致の判定は入出カモジュール2側で行う。両系の中
央演算部1からの出力データをシステムバスa経由で受
信すると、2重化同期回路17を介して同期をとった後
入出カモジュール18へ出力する前に主系の入出力コン
トロールモジュール2が入出力バスb上へデータを乗せ
、従系の入出力コントロールモジュール2の入出力バス
b上のデータを取り込み自身のデータと照合する。
一致または不一致の判定結果を2重化同期回路17経由
で主系の入出力コントロールモジュール2へ送信する。
もし不一致なら入出カモジュール18ヘデータを書き込
む事を主系の入出力コントロールモジュール2は禁止す
る。さらに両系の入出力コントロールモジュール2より
中央演算部1ヘシステムバスa経由で通報する。一致時
には入出カモジュール18ヘアクセスする。
DLIPLEXタイプ時は入出力コントロールモジュー
ル2間でのデータ照合は行なわない、または行なったと
しても主系の入出力コントロールモジュール2のデータ
が入出カモジュール18へ遅き込まれる。尚入出力バス
は1重のため2重化同期回路の入出力コントロール信号
kにより入出力コントロールが実行されるが、主系が主
導権を有する。
3重化の場合は、中央演算部1はパラメータより3重で
あることを判断し、多重化回路はスイッチ回路12経出
で3重化同期回路を選択する。3重化同期回路は、白系
の基準クロックと他2系からの3重化同期信号grhの
位相を合わせるフェーズロークループ回路であり位相の
とられた3重化同期出力1+Jが他2系へ出力される。
各県の中−演算を実行することができる。入出力コント
ロールモジュール2は、1つの中央演算部1に接続さ、
tL基本的に1重化と同じ動作となる。
3重化の場合主系、従系という概念はなく、各系間はシ
ステムバスaで接続され、プラント制御モード時、入力
値演算結果を互いに交換し合い。
ディジタル値なら多数決論理・演算、アナログ量なら中
間値を選択する演算を実行する。各県からの演算結果は
入出カモジュール18がら制御出力mが外部の出力ポー
タ20経出でプラントへ:1♂カされる。(プラント出
力n)、尚プラント入力。は各県の入出カモジュール1
8へ接続される。
以」−説明してきたように異なる$C1をコントロール
する手段と1選択するハードウェアおよび手段を有する
ことで同一モジュールで各種多重化が構成できる。
〔発明の効果〕
本発明によりプラント内各種制御装置に対し、その信頼
度要求に応える構成を同一モジュールで実現できること
により、言語やサポートツールの統一化、標準化、モジ
ュールの操作方法の統−等使い易さ、わかりやすさを得
ることができ、保守用品の削減にも役立ち保守の容易性
をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はコンポーネント、モジールの基本機能ブロック
、第2図はこのモジュールを用いて2重系を構成した時
の構成および信号配線の様子を示したブロック図、第3
図は同じく3重系を構成したブロック図である。 1・・・中央演算部 2・・・入出力コントロールモジュール3・・・μmプ
ロセッサ 4・・・ペリフェラルインタフェース 5・・・O3用メモリ 6・・サポートツール接続インタフェース7・・・アプ
リケーション用メモリ 8・・・システムバスチャネル 9・・・2重化同期回路 10・・・3重化同期回路 11・・・基準クロック発生回路 12、スイッチ回路 13・・・入出力コントロールモジュール用μmプロセ
ッサ14・・・入出力コントロールモジュール用メモリ
15・・・入出力コントロールモジュール用システムバ
スチャネル16・・・入出カモジュールバスインタフェ
ース17・・・入出力コントロールモジュール間2重化
FfJJ9J(FJ路18・・・入出カモジュール 19・・・サポートウール 20・・・出力ポータ a・・・システムバス b・・・入出力バス C・・・相手系からの2重化同期入力 d・・・相手系からの主/従t、V!!A入力e・・・
自系からの2重化同期出力 f・・・白系からの主/従切換出力 g・・・相手系1からの3重化同期入力h・・・相手系
2からの3重化同期入力i・・・相手系1への3重化同
期出力 j・・・相手系2への3重化同期出方 h・・・入出力バスコントロール信号 Q・・・入出力コントロールモジュール間2重化量期信
号m・・・制御出力 n・・・プラント出力 0・・・プラント入力 代理人 弁理士  則 近 憲 信 置     第子丸   健 第1図 第2図 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 多重化構成を示すパラメータを設定記憶する手段と、設
    定された異なる動作モードの多重化動作を全て記憶実行
    する手段と、多重化構成時に同期をとるために2重化同
    期回路と3重化同期回路とを切り換える回路および手段
    を有し、同一モジュールで1重化、DUAL形2重化、
    DUPLEX形2重化、3重化まで任意に構成すること
    が可能なことを特長とした電力制御用ディジタルコント
    ローラ。
JP63095414A 1988-04-20 1988-04-20 電力制御用ディジタルコントローラ Expired - Lifetime JP2573297B2 (ja)

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