JPH03194601A - 協調分散制御システム - Google Patents
協調分散制御システムInfo
- Publication number
- JPH03194601A JPH03194601A JP33446689A JP33446689A JPH03194601A JP H03194601 A JPH03194601 A JP H03194601A JP 33446689 A JP33446689 A JP 33446689A JP 33446689 A JP33446689 A JP 33446689A JP H03194601 A JPH03194601 A JP H03194601A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control
- control device
- controller
- distributed
- scheduling
- 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.)
- Granted
Links
- 230000006870 function Effects 0.000 claims abstract description 44
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 13
- 239000000872 buffer Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 24
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 3
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Safety Devices In Control Systems (AREA)
Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
ロセス情報のサンプリング時間(以下、制御周期という
)隣接する制御装置間の協調動作により機能を再構成し
て、該プラント制御の機能を維持する協調分散制御シス
テムに関するものである。
ムに分割し、それぞれのサブシステムからプロセス情報
を取得し、制御処理(以下、タスクという)を行ってい
る。
た第1の従来例としての分散制御システムの構成を示す
ブロック図であり、図において、HCは各制御装置Pi
、P2.P3を管理するホストコンピュータで、伝送路
2により接続され、各制御装置PI、P2.P3はプラ
ントの各プロセス情報を取得する検出器Sと、タスクを
実行した結果に従って該プラントの制御を行う操作器P
に接続されている。
果(制御情報)を格納する記憶回路111.1.12を
有した人出力部II、通常は伝送路Blと制御部C1と
を接続し、制御部C1に故障が発生すると前記伝送路B
lをバイパス状態にする切替えスイッチSWI及び信号
伝送回路C11、CI2を有しタスク実行を行う制御部
C1から構成されており、他の制御装置P2.P3につ
いても同様に構成されている。
示された第2の従来例としての分散制御システムの構成
を示すブロック図であり、図において、1は伝送路2を
介して各制御装置A、B。
、Cはプラントの各プロセス情報を取得する検出器10
A、IOB、IOCと、タスクを実行した結果に従って
該プラントの制御を行う操作器11A、IIB、IIC
に接続されている。さらに、制御装置Aはタスクを実行
するCPU部3A、他の制御装置B、Cあるいはホスト
コンピュータ1との通信を行う通信部4A、タスク実行
のためのプログラム再構成部5A、前記検出器10A及
び操作器lIAとのデータ授受を行うプロセス入出力部
8A、制御装置Aで実行するタスクのプログラムをすべ
て格納するメモリ部6A、7A及び通常は前記プロセス
入出力部8Aと検出器10A、操作器11Aとを接続し
、該制御装置Aが故障すると、中継信号線12AB、1
2BAをバイパス状態にする切替えスイッチ9Aから構
成されており、他の制御装置B、Cも同様に構成されて
いる。
るので、ここでは制御装置P1の動作について説明する
。
r1は、該プロセス情報を記憶回路Illに格納すると
ともに、伝送路B1を介して切替えスイッチSWIに出
力する。この切替えスイッチSWIは通常制御部C1と
接続されており、該プロセス情報は信号伝送回路C1l
により制御部C1に入力され、所定のタスクが実行され
る。
制御情報は信号伝送回路C12より出力される。この制
御情報は切替えスイッチSWI、伝送路B1を介して入
出力部11の記憶回路112に格納されるとともに、操
作器Pに送られる。
作について説明する。
状態にして、制御部C2との接続を切離している。制御
部C3は入出力部I2にアクセスしたときに、該入出力
部■2の応答を受信することで制御部C2の故障を検出
し、該入出力部I2の記憶回路I22に格納されている
制御情報(制御部C2が異常になる直前の制御情報であ
り、例えば、積分定数、比例定数、あるいは現在の積分
値等で、データ量はあまり多くはない)を受信し、この
制御部C3が該故障した制御部C2の機能を代行してバ
ンプレスバックアップを開始する。
、ここでは制御装置Aの動作について説明する。
替えスイッチ9Aを介してプロセス入出力部8Aに入力
される。このプロセス情報を用いてメモリ部6Aに格納
されている制御プログラムのうち制御装置Aが担当する
制御プログラムを読出し、タスクをCPU部3Aで実行
する。そして、タスクの実行が終了すると、該実行結果
である制御情報をプロセス人出力部8Aから切替えスイ
ッチ9Aを介して操作器11Aに出力する。
作について説明する。
いる。制御装置Cは検出器10B及び操作器11Bを接
続収容するとともに、該故障した制御装置Bから転送さ
れる制御プログラム及び当該制御装置Cの制御プログラ
ムをメモリ部6Cより続出し、プログラム再構成部5C
で重要な制御プログラムを選択し、CPU部3Cでタス
ク実行を行うことで該故障した制御装置Bの本来行うべ
きタスクの重要なものの実行を保証している。
れているので、隣接する制御装置の機能をバックアップ
する制御装置は、本来の機能に加えてバックアップする
機能も担当することから負荷が増大するので、各制御装
置の処理能力は予め本来の機能に倍する余裕を与えてお
く必要がある。
故障すると、該故障した2台の制御装置のバックアップ
が可能な装置にすべての機能を担当させることになり、
当然、その制御装置はそれらの制御プログラムを保持し
、かつ機能を担当する動的余裕が必要となる。
構成されているので、故障した制御装置の重要な機能を
バックアップする制御装置に転送して該バックアップす
る制御装置の機能を再構成する時間を含めて、制御周期
を超過しないようにする必要がある。また、バックアッ
プする機能をすべての制御装置に均等に割り当てなけれ
ば、重要な機能がひとつの制御装置に集中することにな
り、このとき全体的に重要な機能が選択されない可能性
もある。
への機能や負荷の集中が起こり、そのときの機能(処理
)が制御周期を満足できない可能性があるなどの課題が
あった。
もので、制御装置の故障や対象プラントの異常といった
状態や環境の変化に対して、制御周期を満足しながら制
御機能あるいは負荷を隣接する制御装置間の協調動作に
より全制御装置に均等に分散再構成し、プラント制御の
機能を適応維持する協調分散制御システムを得ることを
目的とする。
に各制御装置で、隣接する制御装置にタスク実行権を移
動させる局所的な通信を行い、負荷が同等になるように
機能分担を決定する分散スケジューリングを行うととも
に、優先度の低い機能を縮退させて負荷過剰を防ぎ、該
制御周期時間内で実行タスクを終了させる自律スケジュ
ーリングを行うようにしたものである。
ジューリングにより隣接する制御装置間で分担する機能
を決定し、自律スケジューリングにより特定の制御装置
での負荷過剰を防止するようにしたので、制御周期を繰
り返すたびに、負荷を分散させ、リスク分散の意味で最
適な機能分散状態とすることができる。
ムの構成を示したブロック図であり、13は制御対象と
なるプラント、14は該プラント13のプロセス情報を
取得する検出部及び制御情報により該プラントを操作す
る操作器からなる入出力部、15a、15b、15c、
15d、15eはそれぞれ、該プラントを制御する制御
装置、16は前記入出力部14が任意のプロセス情報を
授受するための伝送路、17は制御装置間の局所的通信
を行う伝送路である。
のフローチャートを用いて説明する。
eは局所的な通信を行い(ステップST1 a、5T2
a) 、分散スケジューリングを行って(ステップ5T
3a)、各制御周期時間内にタスク実行が終了するよう
に動作している。このとき、各制御装置は隣接する制御
装置としか通信を行わないので、隣接する制御装置の故
障検出、故障時に隣接する制御装置をひとつ隣の装置に
切替える機能および故障復旧時の再接続機能をそれぞれ
の制御装置が有する必要がある。これらの機能を満足す
るために1局所的な通信は相手のアドレスを指定してメ
ツセージを送り、受信側はそのデータをバッファリング
しておき必要に応じて読込む非同期型通信を基本とする
。
たとすると、故障検出は、分散スケジューリングを隣接
する制御装置間で行う際、受信側が一定時間待っても受
信されない場合に送信側が故障したとするタイムアウト
判定法を用いる(ステップ5T4)。この故障を検出し
た制御装置はひとつ隣の制御装置を各自が記憶するネッ
クワーク接続のデータベースから捜して(ステップ5T
5)、さらに隣接する制御装置のアドレスを変更して(
ステップ5T6)、以後その制御装置を隣接する制御装
置として分散スケジューリングを行う(ステップ5T7
)。なお、このネットワーク接続データベースは、考慮
する多重故障に対処できる程度であればよく、全データ
を持つ必要はない。
装置15b、15dは、第3図(c)のように該制御装
置15cが分担していた機能と負荷をも分担することに
なるが、第3図(d)のように、制御周期を重ねるにつ
れて分散スケジューリングによる負荷分散が行われ、最
終的には第2図(e)のように、各制御袋[15a、1
5b。
る。
の制御装置15cは復旧したことを前述したデータベー
スに記載された隣接する制御装置15b、15dに送信
する(ステップ5T8a)。
信があるが、故障中であれば返信がないのでタイムアウ
ト故障判定法により故障を検出する(ステップ5T9a
)。そして隣接するひとつ向こうの制御装置に同じメツ
セージを送信する(ステップ5T10a)。両隣の制御
装置15b。
15cは両装置にメツセージを送って同期を取り、次の
制御周期から復旧した制御装置15Cが分散スケジュー
リングに参加する。
障直後に一度で機能分散構成を決定するより余分に時間
を浪費するように見えるが、ある特定の制御周期だけ負
荷が急増する方式では、そのときの制御周期を満足する
だけの処理能力を与えねばならず、かえって制御装置が
高価になる。
かつ各装置が並行に動作するため、−回の分散スケジュ
ーリングに要する時間は制御装置の数に比例せず、短時
間に行うことができる。
ーチャートを用いて説明する。
行われ、それが全ての制御装置で並行して行われる。図
中右側の制御装置に現在分担している機能と負荷を送信
する。受信は送信に優先する割り込み処理となっている
ので、図中左側の制御装置からの送信は自分が送信中で
も可能である(ステップ5TII)。次に、左側の制御
装置と自己の負荷を比較して、その差がある閾値な越え
ると機能分担を変更し負荷の差が閾値な下回るまで繰り
返しくステップ5T12)、機能分担を決定する(ステ
ップ5713)、決定した機能分担を左側に送信し、右
側とのスケジューリング結果を右側から割り込み受信す
る(ステップ5T14)。
置が故障しても動作を変更することなく隣接する制御装
置と接続するだけで正常に動作する。
、先のネットワーク再接続機能により該故障した制御装
置15cを切離して制御装置15b、15dをそれぞれ
隣接させても、故障復旧時の場合にも同様である。
制御装置から処理を行ってもよく、これから全ての制御
装置は各自並行して分散スケジューリングを行うことが
でき、制御装置全体の同期は制御周期で行われるプロセ
ス情報の授受により保証されるが、局所的には分散スケ
ジューリングの受信待ちで取ることもできる。
テム上で消失したり二重に処理されたりしないことを保
証するため、制御装置間でタスク実行権を移動しタスク
実行権を有するときそのタスクを実行して、タスクの唯
一性を保証している。
ち半分を右側に送信する。そして残る実行権を左側から
得た実行権をもとに前述した分散スケジューリングを行
い(ステップ5TII〜5T13)、結果のタスク実行
権を左側の制御装置に送信し右側の制御装置から受信す
る(ステップ5T14)。左側のスケジューリングで自
分が担当することになった結果と、右側から得た結果を
統合したタスク実行権に従い(ステップ5T15)、タ
スクを実行する(ステップST 16)。
た制御装置が担当していたために失われたタスク実行権
を、故障した制御装置の両隣の制御で復活させればよい
。
送信する際、自分が担当するタスクをバックアップ情報
として送信する。すなわち、分散スケジューリングが終
わったときに分散スケジューリングを行ったふたつの(
隣接する)制御装置は、相互に相手が故障時のバックア
ップすべきタスクを知ることになる。
より管理されるので、左右の制御装置に同じタスクのバ
ックアップ情報が送られることはなく、例えば、制御装
置15cが故障して、その左右の制御装置15b、15
dが前述した分散スケジューリングで得たバックアップ
情報に基き、該故障した制御装置15cが分担していた
ために失なわれたタスク実行権を復活させる。
ーチャートを用いて説明する。
隣接する制御装置間で機能分担する分散スケジューリン
グを行うことで、負荷を拡散させ會 でいるが、負荷分散が十分に進んでいない場合に故障が
発生すると、隣接する制御装置の処理余裕が足りない場
合が起こりつる。この欠点を解決するために、分散スケ
ジューリングにより機能分担した後、各制御装置で独立
にタスク実行モードの決定する自律スケジューリングを
行う。
ジューリングおよびプロセス情報の授受にががる時間の
合計を求め(ステップ5T17)、制御周期の時間と比
較して、制御周期の方が短ければ優先度の低いタスクか
ら簡易モードとする。
御周期時間を越えていると、優先度の低いタスクから休
止モードに切替えて、タスク処理時間が制御周期時間を
下回るまで繰り返す(ステップ5T19〜5T20)。
ップ5T21)。
するモードで、簡易モードとは、例えばプロセス情報の
サンプリングを一回おきにしてタスクの実行間隔を長く
するモードであり、優先度の低いプラント監視や制御で
あれば、全体の機能維持への影響は少ない。また、休止
モードとは、タスクの実行を行わないモードである。
生したときなど一次的に負荷が集中した場合でも優先度
の高い機能が選択的に実行されるため、全体の主要機能
は可能な限り維持される。
合でも、前述した分散スケジューリングにより負荷が全
体に分散させて機能縮退は解消される。
装置で、隣接する制御装置にタスク実行権を移動させる
局所的な通信を行い、負荷が同等になるように機能分担
を決定する分散スケジューリングを行うとともに、優先
度の低い機能を縮退させて負荷過剰を防ぎ、該制御周期
時間内に実行タスクを終了させる自律スケジューリング
を行うようにしたので、待機冗長系を各制御装置ごとに
用意する必要がなく、また、多重故障に対しても耐故障
性を向上させる協調分散制御システムが得られるという
効果がある。
ムの構成を示すブロック図、第2図はこの発明の一実施
例による協調分散システムの故障時動作を説明する図、
第3図はこの発明の一実施例による協調分散制御システ
ムの動作を説明するフローチャート、第4図はこの発明
における各制御装置間の分散スケジューリングの動作を
説明するフローチャート、第5図はこの発明における各
制御装置の自律スケジューリングの動作を説明するフロ
ーチャート、第6図は第1の従来例としての分散制御シ
ステムの構成を示すブロック図、第7図は第2の従来例
としての分散制御システムの構成を示すブロック図であ
る。 図において、13はプラント、14は入出力部、t5a
〜15eは制御装置である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- プラントに接し、検出器及び操作器の制御情報を集積す
る入出力部と、このプラントを制御する複数の制御装置
と、このプラントの運転員と接する運転制御盤とを有し
、故障制御装置の機能を他の制御装置に割合てて、該プ
ラント制御の機能を維持する分散制御システムにおいて
、前記各制御装置は、制御周期ごとに、隣接する制御装
置間でタスク実行権を移動させる局所的な通信を行い、
負荷が同等になるように機能分担を決定する分散スケジ
ューリングを行うとともに、優先度の低い機能を縮退さ
せて負荷過剰を防ぎ、該制御周期時間内に実行タスクを
終了させる自律スケジューリングを行うことを特徴とす
る協調分散制御システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33446689A JP2815436B2 (ja) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | 協調分散制御システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33446689A JP2815436B2 (ja) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | 協調分散制御システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03194601A true JPH03194601A (ja) | 1991-08-26 |
JP2815436B2 JP2815436B2 (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=18277706
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33446689A Expired - Lifetime JP2815436B2 (ja) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | 協調分散制御システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2815436B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07232816A (ja) * | 1994-02-22 | 1995-09-05 | Murata Mach Ltd | 搬送システム |
JP2007257657A (ja) * | 2007-05-07 | 2007-10-04 | Hitachi Ltd | 分散制御装置、システム及びコントローラ |
JP2015148788A (ja) * | 2014-02-10 | 2015-08-20 | 富士ゼロックス株式会社 | 障害予測システム、障害予測装置およびプログラム |
JP6362798B1 (ja) * | 2017-05-10 | 2018-07-25 | 三菱電機株式会社 | 制御装置および代替選出プログラム |
-
1989
- 1989-12-22 JP JP33446689A patent/JP2815436B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07232816A (ja) * | 1994-02-22 | 1995-09-05 | Murata Mach Ltd | 搬送システム |
JP2007257657A (ja) * | 2007-05-07 | 2007-10-04 | Hitachi Ltd | 分散制御装置、システム及びコントローラ |
JP2015148788A (ja) * | 2014-02-10 | 2015-08-20 | 富士ゼロックス株式会社 | 障害予測システム、障害予測装置およびプログラム |
JP6362798B1 (ja) * | 2017-05-10 | 2018-07-25 | 三菱電機株式会社 | 制御装置および代替選出プログラム |
EP3605246A4 (en) * | 2017-05-10 | 2020-04-22 | Mitsubishi Electric Corporation | CONTROL DEVICE AND ALTERNATIVE SELECTION PROGRAM |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2815436B2 (ja) | 1998-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100470494C (zh) | 集群可用性管理方法和*** | |
US20060085669A1 (en) | System and method for supporting automatic protection switching between multiple node pairs using common agent architecture | |
JPH06202978A (ja) | 論理経路スケジューリング装置及び実行方法 | |
US7424640B2 (en) | Hybrid agent-oriented object model to provide software fault tolerance between distributed processor nodes | |
US5959859A (en) | Plant monitoring/controlling apparatus | |
US6219801B1 (en) | Work inheriting system | |
CN113645048A (zh) | 网卡切换方法、装置以及现场可编程逻辑门阵列fpga | |
JPH03194601A (ja) | 協調分散制御システム | |
JP2752914B2 (ja) | 二重化監視制御システム | |
JP2552907B2 (ja) | 協調分散制御方法 | |
CN111190345B (zh) | 每个硬件单元配有多个处理器单元的冗余的自动化*** | |
JPH0427239A (ja) | Lan接続装置の制御方法 | |
JPH06266685A (ja) | 分散形制御システム | |
JP3742714B2 (ja) | 遠方監視制御装置 | |
JPH04239831A (ja) | 相互プロセッサバックアップ方式 | |
JP2604015B2 (ja) | 配電線監視システム | |
US20220321210A1 (en) | Transmission apparatus and transmission method | |
JPH0713791A (ja) | 二重化制御システムの等値化方法 | |
JP2564397B2 (ja) | 二重化システムのデータ出力装置 | |
JPH03188724A (ja) | 通信ライン制御方式 | |
JPH11238044A (ja) | 計算機 | |
JPS63276952A (ja) | 現用/予備運用方式の交換機システム | |
CN111737062A (zh) | 一种备份处理方法、装置及*** | |
JPH0250737A (ja) | 二重化システム | |
JPH0520237A (ja) | 通信処理装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070814 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080814 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080814 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090814 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090814 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100814 Year of fee payment: 12 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100814 Year of fee payment: 12 |