CN107710697B - 控制装置 - Google Patents

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Abstract

实施方式的控制装置，是具有与外部的控制对象设备的控制有关的多个模块的控制装置，该多个模块具备控制器模块及通信模块。控制器模块计算与模块的控制有关的控制数据，基于该控制数据，控制多个模块，取得与控制对象设备及模块中的至少一方的故障有关的第1信息，并且将该取得的第1信息经由第1网络对监视装置发送。通信模块具有能够存储控制数据及第1信息的存储器，经由不同于第1网络的第2网络，对于包括监视装置的外部装置，每隔规定时间，发送存储于存储器的控制数据及第1信息。

Description

控制装置
技术领域
本发明的实施方式涉及控制装置。
背景技术
在具有微型计算机(所谓微型机)的计算机中，作为将功能扩展用的模块间连接的接口，PCI-Express广泛普及。另外，在对现场设备、马达、阀、传感器、流量计等的控制对象设备进行控制及监视的控制装置中，具有PCI-Express的装置也普及起来。
另外，在对在控制装置的母插件中安装的多个模块的故障进行检测的故障诊断中，作为对控制装置进行控制的模块的控制器模块，经由PCI-Express，检测各模块的故障，并且经由通信用的模块，对外部的监视装置通知各模块的故障的检测结果。
这里，作为控制器模块中的各模块的故障的检测方法，一般使用将在各模块具有的存储器中所存储的差错信息定期地读出的方法(所谓的轮询)、通过来自各模块的中断信号来检测该各模块的异常部位的方法等。
在先技術文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013－211773号公报
发明内容
发明解决的课题
但是，在控制器模块对监视装置通知各模块的故障的检测结果的方法中，在控制器模块本身发生了异常的情况下，无法对监视装置通知该检测结果。
用于解决课题的手段
实施方式的控制装置，是具有与外部的控制对象设备的控制有关的多个模块的控制装置，该多个模块具备控制器模块及通信模块。控制器模块计算与模块的控制有关的控制数据，基于该控制数据，控制多个模块，取得与控制对象设备及模块中的至少一方的故障有关的第1信息，并且将该取得的第1信息经由第1网络发送至监视装置。通信模块具有能够存储控制数据及第1信息的存储器，经由不同于第1网络的第2网络，对于包括监视装置的外部装置，每隔规定时间，发送存储于存储器的控制数据及第1信息。
附图说明
图1是表示本实施方式的控制系统的构成的一例的图。
图2是表示本实施方式的控制系统的控制装置的功能构成的一例的图。
图3是用于说明本实施方式的控制系统中的控制数据及故障信息的共享处理的一例的图。
图4是用于说明本实施方式的控制系统中的控制数据及故障信息的共享处理的一例的图。
具体实施方式
以下，使用附图，对应用了本实施方式的控制装置的控制系统进行说明。
图1是表示本实施方式的控制系统的构成的一例的图。如图1所示，本实施方式的控制系统具有多个控制装置101、计算机201、监视装置301及控制对象设备501等。控制对象设备501是现场设备、马达、阀、传感器、流量计等、通过后述的控制装置101来控制的外部设备。
控制装置101具有与外部的控制对象设备501的控制有关的多个模块。并且，控制装置101通过该模块执行控制类的运算处理，经由TC-netI/O(注册商标)401，控制控制对象设备501。另外，控制装置101经由因特网(注册商标)等的信息类的网络NT1(以下，称为信息类网络。第1网络的一例)，与其他的控制装置101、计算机201、监视装置301等连接。并且，控制装置101经由信息类网络NT1，对外部的监视装置301发送故障信息。这里，故障信息(所谓RAS信息。第1信息的一例)，是与控制装置101具有的模块自身及控制对象设备501中的至少一方的故障有关的信息。
并且，控制装置101，经由符合按照IEC61784-2/61158标准化后的TC-net(注册商标)即实时因特网(注册商标)等的控制类的网络NT2(以下，称为控制类网络。第2网络的一例)，与其他的控制装置101、监视装置301及计算机201连接。另外，控制装置101具有能够存储控制数据及故障信息的扫描存储器105a。这里，控制数据是与控制装置101具有的模块的控制有关的信息。并且，控制装置101经由控制类网络NT2，将存储于扫描存储器105a的控制数据及故障信息，对于其他的控制装置101(外部装置的一例)、监视装置301及计算机201(外部装置的一例)，定期地(每隔规定时间)广播发送。在本实施方式中，控制装置101每隔规定时间将控制数据及故障信息，对监视装置301、其他的控制装置101及计算机201(以下，记载为监视装置301等)广播发送，但只要每隔规定时间将控制数据及故障信息对监视装置301等发送即可。据此，控制装置101将存储于扫描存储器105a的控制数据及故障信息，与其他的控制装置101、监视装置301及计算机201共享。
监视装置301经由信息类网络NT1及控制类网络NT2，与多个控制装置101、计算机201及监视装置301连接。并且，监视装置301，基于经由信息类网络NT1或控制类网络NT2从控制装置101接收到的故障信息，检测控制装置101及计算机201的状态，进行TC-netI/O401、控制对象设备501的状态的检测等。计算机201经由信息类网络NT1及控制类网络NT2，与控制装置101及监视装置301连接。并且，计算机201基于经由控制类网络NT2从控制装置101接收到的故障信息，执行用于控制控制装置101的运算处理。另外，计算机201将通过该运算处理计算出的控制数据，经由控制类网络NT2，每隔规定时间对控制装置101发送。
图2是表示本实施方式的控制系统的控制装置的功能构成的一例的图。如图2所示，在本实施方式中，控制装置101具有用于安装该控制装置101内的各模块的基座单元102。被安装于基座单元102的模块，是电源模块103、控制器模块104、控制传输模块105、I/O控制模块106、扩展模块107及故障监视IC108。并且，控制装置101内的多个模块彼此经由PCI-Express109(现场总线的一例)互相连接。
电源模块103对控制装置101内的模块供给电源。控制器模块104计算控制数据。并且，控制器模块104基于该算出的控制数据，对控制装置101内的模块进行控制。在本实施方式中，控制器模块104具有CPU(Central Processing Unit)104a、存储装置104b、DDR(Double Data Rate)SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)104c及通信I/F104d。
CPU104a是执行存储在后述的存储装置104b中的控制程序来对控制装置101整体进行控制的控制部。具体而言，CPU104a执行用于对控制装置101内的模块进行控制的控制类的运算(例如，控制数据的计算)，并且按照该运算的结果，经由PCI-Express109控制各模块。另外，CPU104a能够控制通信I/F104d，并能够与经由信息类网络NT1而连接的其他的控制装置101、计算机201、监视装置301等通信。
在本实施方式中，CPU104a从后述的故障监视IC108取得故障信息，并将该取得的故障信息写入到存储装置104b中。另外，CPU104a控制通信I/F104d，经由信息类网络NT1，对监视装置301发送存储于存储装置104b的故障信息。
存储装置104b能够存储通过CPU104a执行的控制程序、控制数据、故障信息等的各种信息。DDR SDRAM104c，作为通过CPU104a执行各种运算时的作业区域发挥功能。具体而言，DDR SDRAM104c存储CPU104a的运算结果、对监视装置301发送的故障信息等的各种信息。另外，DDR SDRAM104c具有检测在该DDR SDRAM104c中存储的故障信息的错误并订正所检测到的错误的ECC(Error Check Correct)功能。通信I/F104d能够与经由信息类网络NT1而连接的其他的控制装置101、计算机201、监视装置301等的外部装置通信。
控制传输模块105(通信模块的一例)具有扫描存储器105a及控制器件105b。扫描存储器105a是能够存储与其他的控制装置101、监视装置301及计算机201共享的信息(例如，控制数据及故障信息)的存储器的一例。在本实施方式中，扫描存储器105a具有检测存储于该扫描存储器105a的控制数据、故障信息等的错误并订正该检测到的错误的ECC功能。
控制器件105b经由控制类网络NT2，从其他的控制装置101、计算机201接收控制数据。另外，控制器件105b经由PCI-Express109，取得通过控制器模块104计算的控制数据。另外，控制器件105b从后述的故障监视IC108取得故障信息。控制器件105b将从其他的控制装置101、计算机201取得的控制数据、从控制器模块104取得的控制数据及从故障监视IC109取得的故障信息写入到扫描存储器105a中。然后，控制器件105b经由控制类网络NT2，对其他的控制装置101、监视装置301、计算机201等外部装置，扫描传输存储于扫描存储器105a的控制数据及故障信息。这里，扫描传输为，对于其他的控制装置101、监视装置301、计算机201等的外部装置，广播发送存储于扫描存储器105a的控制数据及故障信息。据此，控制装置101与其他的控制装置101、监视装置301、计算机201等的外部装置，共享存储于扫描存储器105a的控制数据及故障信息。在本实施方式中，控制器件105b每隔规定时间，对其他的控制装置101、监视装置301、计算机201等的外部装置，扫描传输存储于扫描存储器105a的控制数据及故障信息。
I/O控制模块106能够与经由TC-net I/O Loop等的现场总线FB连接的控制对象设备501通信。在本实施方式中，I/O控制模块106具有控制器件106a和扫描存储器106b。扫描存储器106b存储与控制对象设备501共享的故障信息。这里，故障信息是与在控制对象设备501中所发生的异常有关的信息。
控制器件106a从控制对象设备501接收故障信息的通知，并将该接收到的故障信息写入到扫描存储器106b中。进而，控制器件106a对经由现场总线FB而连接的控制对象设备501，每隔规定时间广播发送存储于扫描存储器106b的故障信息。据此，控制装置101与控制对象设备501共享存储于扫描存储器106b的故障信息。
扩展模块107，是实现与计算机201、监视装置301或控制对象设备501以外的其他的设备的接口功能、存储器扩展功能等的模块。故障监视IC108(检测部的一例)取得包括控制器模块104的控制装置101具有的各模块的故障信息，将该取得的故障信息经由控制器件105b写入到扫描存储器105a中。另外，故障监视IC108取得在I/O控制模块106的扫描存储器106b中存储的故障信息，并将该取得的故障信息经由控制器件105b写入到扫描存储器105a。
在本实施方式中，故障监视IC108检测GPIO(General Purpose Input/Output)、LPC(Low Pin Count)接口、控制装置101内的模块的故障。然后，故障监视IC108将包含该各模块的故障的检测结果的故障信息及从I/O控制模块106的扫描存储器106b取得的故障信息，经由CPU104a向存储装置104b写入。另外，故障监视IC108将包含各模块的故障的检测结果的故障信息，经由控制器件105b向扫描存储器105a写入。
接着，使用图2～4，对本实施方式的控制系统中的控制数据及故障信息的共享处理进行说明。图3及图4是用于说明本实施方式的控制系统中的控制数据及故障信息的共享处理的一例的图。在本实施方式中，如图3所示，无论控制对象设备501中有无故障的发生，各控制装置101的控制器件105b都经由控制类网络NT2，对其他的控制装置101、监视装置301及计算机201，每隔规定时间发送存储于扫描存储器105a的控制数据及故障信息I。据此，如图3所示，在时刻t，控制对象设备501(例如，在自来水的处理场所设置的泵)或控制装置101的模块发生了故障时，即使信息类网络NT1拥挤或控制器模块104发生了故障，而无法从该控制器模块104经由信息类网络NT1向监视装置301发送故障信息I1(t)、I2(t)，控制器件105b也能够经由控制类网络NT2，对其他的控制装置101、监视装置301、计算机201，发送故障信息I1(t)、I2(t)。因此，即使在控制对象设备501或控制器模块104发生了故障的情况下，监视装置301也能够易于确定控制对象设备501及控制装置101的模块的故障。
另外，在如图4所示那样，在时刻t+Δt，控制对象设备501或控制装置101的模块发生了故障时，即使信息类网络NT1拥挤或者控制器模块104发生了故障，各控制装置101的控制器件105b也对经由控制类网络NT2而连接的其他的控制装置101、监视装置301及计算机201，每隔规定时间继续发送存储于扫描存储器105a的控制数据及故障信息I1(t+Δt)、I2(t+Δt)。因此，能够防止在经由信息类网络NT2而连接的各控制装置101的扫描存储器105a中存储的故障信息I1(t+Δt)、I2(t+Δt)无法发送而滞留的情况。
接着，使用图2，对本实施方式的控制系统中的故障的检测处理进行说明。在本实施方式中，故障监视IC108不经由PCI-Express109而从各模块(电源模块103、控制器模块104、控制传输模块105、I/O控制模块106、扩展模块107等)，取得控制器模块104的POST码、DDR SDRAM104c的SMART(Self-Monitoring,Analysis and Reporting Technology)信息、通过DDR SDRAM104c的ECC功能检测到的差错、电源模块103的异常、扩展模块107的差错信息，作为故障信息。据此，即使在将控制器模块104与控制传输模块105连接的接口(PCI-Express109)发生了故障的情况下，也能够将故障信息向控制传输模块105的扫描存储器105a写入，所以能够经由控制类网络NT2对监视装置301通知该故障信息。
另外，故障监视IC108在从控制器模块104取得故障信息时，即使在控制器模块104故障而无法动作的情况下，也不经由控制器模块104，而从各模块取得故障信息。并且，故障监视IC108将取得的故障信息向控制传输模块105的扫描存储器105a写入。据此，即使在控制器模块104发生故障，而无法经由PCI-Express109对控制器模块104进行访问的情况下，也能够取得各模块的故障信息，所以能够将所取得的故障信息经由控制类网络NT2对监视装置301发送故障信息。
接着，使用图2，对本实施方式的控制系统中的故障的检测处理的其他的例子进行说明。故障监视IC108具有如下功能，即，控制控制器模块104a，经由PCI-Express109，对控制传输模块105的扫描存储器105a进行访问，按照该访问的成功与否，来检测PCI-Express109及扫描存储器105a的故障(所谓，正常状态)的正常计数功能。
在本实施方式中，故障监视IC108每隔规定时间，经由PCI-Express109访问扫描存储器105a，检测正常状态。并且，故障监视IC108取得正常状态的检测结果作为故障信息，并将该取得的故障信息向扫描存储器105a写入。据此，能够对监视装置301通知包括正常状态的故障信息，所以能够更详细地在监视装置301中管理控制装置101内发生的故障。
接着，使用图2，对本实施方式的控制装置101的扫描存储器105a具有的ECC功能进行说明。在本实施方式中，扫描存储器105a具有ECC功能。扫描存储器105a检测在该扫描存储器105a中存储的故障信息的差错。
并且，扫描存储器105a在检测到的差错是能够订正的可校差错的情况下，订正故障信息。另一方面，扫描存储器105a在检测到的差错是不能订正的非可校差错的情况下，将故障信息中有非可校差错的情况通知给控制器模块104。据此，能够将差错已被订正的故障信息通知至监视装置301，所以能够确保存储故障信息的扫描存储器105a的可靠性。
这样，根据本实施方式的控制装置101，即使信息类网络NT2拥挤或者控制器模块104故障，在监视装置301中也能够易于确定控制对象设备501及控制装置101的模块的故障。
对本发明的实施方式进行了说明，但该实施方式是作为例子提示的，意图不是限定发明的范围。该新的实施方式能够以其他各种各样的方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。该实施方式包含于发明的范围及主旨，并且包含于权利要求书记载的发明及其等同的范围中。

Claims (5)

1.一种控制装置，是具有与外部的控制对象设备的控制有关的多个模块的控制装置，
所述多个模块包括：
控制器模块，计算与所述模块的控制有关的控制数据，基于该控制数据控制所述多个模块，取得与所述控制对象设备及所述模块的至少一方的故障有关的第1信息，并且将该取得的第1信息经由第1网络对监视装置发送；以及
通信模块，具有能够存储所述控制数据及所述第1信息的存储器，经由不同于所述第1网络的第2网络，对于包括所述监视装置的外部装置，每隔规定时间，发送存储于所述存储器的所述控制数据及所述第1信息。
2.如权利要求1所述的控制装置，其中，
还具备将所述模块彼此连接的现场总线，
该控制装置具备检测部，该检测部不经由所述现场总线而从各所述模块取得所述第1信息，并将该取得的第1信息向所述存储器写入。
3.如权利要求2所述的控制装置，其中，
所述检测部不经由所述控制器模块而从各所述模块取得所述第1信息。
4.如权利要求3所述的控制装置，其中，
所述检测部控制所述控制器模块，经由所述现场总线访问所述存储器，根据该访问的成功与否，检测所述现场总线及所述存储器的故障，并取得所述现场总线及所述存储器的故障的检测结果，作为所述第1信息。
5.如权利要求1所述的控制装置，其中，
所述存储器具有检测存储在该存储器中的所述第1信息的错误并且进行订正的功能。
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