JP2000222001A - 二重化制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シングル動作指示ができる二重化制御装置を
実現することを目的にする。 【解決手段】 本発明は、第１のリクエスト信号を出力
する第１の二重化制御部と、第２のリクエスト信号を出
力する第２の二重化制御部とを有し、第１，第２のリク
エスト信号に応じて、第１，第２のサービス信号を出力
する二重化制御装置に改良を加えたものである。本装置
は、第１のリクエスト信号を一方の入力端子に入力し、
第２のリクエスト信号を他方の入力端子に入力し、二重
化選択信号が二重化動作選択時、第１，第２のリクエス
ト信号に対応して、第１，第２のサービス信号の一方だ
けに制御権を与え、二重化選択信号がシングル動作選択
時、第１のリクエスト信号に対応して、第１のサービス
信号を出力し、第２のリクエスト信号に対応して、第２
のサービス信号を出力するフリップフロップを設けたこ
とを特徴とする装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、４−２０
ｍＡの制御用アナログ電流信号を与える電流出力回路に
用いられる二重化制御装置に関し、特に、シングル動作
指示ができる二重化制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】装置の信頼性を高める手法の一つとして
二重化方式がある。二重化されたシステムにおいては、
２台の装置とこれらの装置の動作を監視し制御する二重
化制御装置が設けられている。二重化制御装置は、装置
の動作を監視してどちらか一方をサービス側にして実作
業に従事させ、他方はスタンバイ側にしておき、サービ
ス側の故障を発見したときに実作業の受け持ちをスタン
バイ側に切り替える。

【０００３】このような装置を図３に示し、以下に説明
する。図において、二重化装置１，２は、二重化された
装置である。

【０００４】二重化制御部１０，２０は、それぞれ二重
化装置１，２に設けられ、二重化装置１，２の動作を監
視し、制御を行い、それぞれ、制御権を要求するリクエ
スト信号１０１，１０２を出力する。

【０００５】ＲＳフリップフロップ３０は、二重化制御
部１０が出力するリクエスト信号１０１をセット端子に
入力し、二重化制御部２０が出力するリクエスト信号１
０２をリセット端子に入力し、制御権を示すサービス信
号１０３，１０４を出力する。ＲＳフリップフロップ３
０は、ＮＡＮＤゲートＧ１，Ｇ２とから構成される。Ｎ
ＡＮＤゲートＧ１は、二重化制御部１０が出力するリク
エスト信号１０１とサービス信号１０４とを入力し、サ
ービス信号１０３を出力する。ＮＡＮＤゲートＧ２は、
二重化制御部２０が出力するリクエスト信号１０２とサ
ービス信号１０３とを入力し、サービス信号１０４を出
力する。

【０００６】電流出力部４０，５０は、それぞれ二重化
制御装置１，２に設けられ、それぞれサービス信号１０
３，１０４を入力し、この信号に基づいて、４−２０ｍ
Ａの制御用アナログ信号をプラントに出力する。電流出
力部４０，５０の構成は、同一構成で、概略が図示され
ている。

【０００７】電流出力部４０は、トランジスタＱ１〜Ｑ
３、ダイオードＤ、アンプＡ、抵抗Ｒから構成されてい
る。トランジスタＱ１は、ベースにサービス信号１０３
を入力し、コレクタをハイレベルに接続する。トランジ
スタＱ２は、ベースにトランジスタＱ１のエミッタを接
続し、エミッタを接地し、コレクタをダイオードＤのア
ノードに接続する。トランジスタＱ３は、ベースにアン
プＡの出力を入力し、コレクタに、抵抗Ｒを介して、２
４Ｖを接続し、エミッタをダイオードＤのアノードに接
続する。アンプＡは、入力に従い、電流出力部４０が出
力する電流を制御する。なお、アンプＡの入力の構成は
複雑になるので、ここでは、省略する。

【０００８】このような装置の動作を以下に説明する。
図４は図３に示す装置の動作を示したタイミングチャー
トである。

【０００９】始め、リクエスト信号１０１，１０２がロ
ウレベルの状態で、サービス信号１０３，１０４がハイ
レベルの状態にある。そして、二重化制御部１０がリク
エスト信号１０１をハイレベルにし、制御権を要求す
る。これにより、サービス信号１０４がハイレベルなの
で、サービス信号１０３がロウレベルになり、電流出力
部４０がサービス側になる（ａ）。

【００１０】続いて、二重化制御部２０がリクエスト信
号１０２をハイレベルにし、制御権を要求する。しか
し、サービス信号１０３がロウレベルであるので、サー
ビス信号１０４はハイレベルのままである。つまり、電
流出力部５０がスタンバイ側になる（ｂ）。

【００１１】故障により、二重化制御部１０がリクエス
ト信号１０１をロウレベルにし、制御権を放棄する。こ
れにより、サービス信号１０３がハイレベルになり、リ
クエスト信号１０２はハイレベルなので、サービス信号
１０４がロウレベルになる。つまり、電流出力回路５０
がスタンバイ側になる（ｃ，ｄ）。

【００１２】また、電流出力部４０の概略動作を説明す
る。サービス信号１０３がハイレベルの状態、つまり、
制御権がない場合、トランジスタＱ１に電流が流れ、ト
ランジスタＱ２のベースに電圧がかかり、トランジスタ
Ｑ２にも電流が流れる。従って、ダイオードＤのカソー
ドから電流出力は行われない。

【００１３】そして、サービス信号１０３がロウレベル
の状態、つまり、制御権がある場合、トランジスタＱ１
に電流が流れず、トランジスタＱ２にも電流が流れな
い。その結果、アンプＡでトランジスタＱ３が制御さ
れ、所望の４−２０ｍＡの電流がダイオードＤのアノー
ドから出力される。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】このように、必ずどち
らか一方のみが制御権を取得する構成になっている。し
かし、二重化を行わず、二重化装置１，２を独立に動作
させたい場合がある。

【００１５】そこで、本発明の目的は、シングル動作指
示ができる二重化制御装置を実現することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、制御権を要求
する第１のリクエスト信号を出力する第１の二重化制御
部と、制御権を要求する第２のリクエスト信号を出力す
る第２の二重化制御部とを有し、第１，第２のリクエス
ト信号に応じて、二重化させた装置の制御権を示す第
１，第２のサービス信号を出力する二重化制御装置にお
いて、二重化選択信号を入力し、前記第１の二重化制御
部が出力する第１のリクエスト信号を一方の入力端子に
入力し、前記第２の二重化制御部が出力する第２のリク
エスト信号を他方の入力端子に入力し、二重化選択信号
が二重化動作選択時、第１，第２のリクエスト信号に対
応して、前記第１，第２のサービス信号の一方だけに制
御権を与え、二重化選択信号がシングル動作選択時、第
１のリクエスト信号に対応して、第１のサービス信号を
出力し、第２のリクエスト信号に対応して、第２のサー
ビス信号を出力するフリップフロップを設けたことを特
徴とするものである。

【００１７】このような本発明では、二重化選択信号が
二重化動作選択時には、フリップフロップは、第１，第
２のリクエスト信号に対応して、第１，第２のサービス
信号の一方だけに制御権を与える。また、二重化選択信
号がシングル動作選択時には、フリップフロップは、第
１のリクエスト信号に対応して、第１のサービス信号を
出力し、第２のリクエスト信号に対応して、第２のサー
ビス信号を出力する。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下図面を用いて本発明を説明す
る。図１は本発明の一実施例を示した構成図である。こ
こで、図３と同一のものは同一符号を付し、説明を省略
する。

【００１９】図において、二重化制御部１１，２１は、
それぞれ二重化装置１，２に設けられ、それぞれ、制御
権を要求するリクエスト信号１０１，１０２と、二重化
動作またはシングル動作とを選択する二重化選択信号１
０５，１０６とを出力する。また、二重化制御部１１，
２１は、それぞれリクエスト信号１０１，１０２と二重
化選択信号１０５，１０６とを入力し、信号チェックを
行う。

【００２０】フリップフロップ３１は、二重化制御部１
１，２１が出力する二重化選択信号１０５，１０６を入
力し、二重化制御部１１が出力するリクエスト信号１０
１を一方の入力端子に入力し、二重化制御部２１が出力
するリクエスト信号１０２を他方の入力端子に入力す
る。そして、フリップフロップ３１は、二重化選択信号
１０５，１０６が二重化動作選択時、リクエスト信号１
０５，１０６に対応して、サービス信号１０３，１０４
の一方だけに制御権を与え、二重化選択信号１０５，１
０６がシングル動作選択時、リクエスト信号１０１に対
応して、サービス信号１０３を出力し、リクエスト信号
１０２に対応して、サービス信号１０４を出力する。

【００２１】そして、フリップフロップ３１は、ＮＡＮ
ＤゲートＧ３，Ｇ４とＯＲゲートＧ５，Ｇ６とから構成
される。ＮＡＮＤゲートＧ３は、二重化制御部１１が出
力するリクエスト信号１０１とＯＲゲートＧ５の出力と
を入力し、サービス信号１０３を出力する。ＮＡＮＤゲ
ートＧ４は、二重化制御部２１が出力するリクエスト信
号１０２とＯＲゲートＧ６の出力とを入力し、サービス
信号１０４を出力する。ＯＲゲートＧ５は、二重化制御
部１１が出力する二重化選択信号１０５とサービス信号
１０４とを入力する。ＯＲゲートＧ６は、二重化選択信
号１０６とサービス信号１０３とを入力する。

【００２２】ＬＥＤ６０，７０は、それぞれアノードを
ハイレベルに接続し、カソードを二重化選択信号１０
５，１０６に接続する。

【００２３】このような装置の動作を以下で説明する。
図２は図１に示す装置の動作を示したタイミングチャー
トである。

【００２４】始め、二重化制御部１１，２１は、二重化
選択信号１０５，１０６をロウレベルで出力している。
つまり、二重化選択時である。ＬＥＤ６０，７０は、二
重化選択信号１０５，１０６がロウレベルなので、点灯
し、二重化動作選択時であることを知らせる。

【００２５】ＯＲゲートＧ５，Ｇ６は、二重化選択信号
１０５，１０６がロウレベルであるので、出力は、それ
ぞれサービス信号１０４，１０３により決まる。従っ
て、フリップフロップ３１は、通常のＲＳフリップフロ
ップとして動作する。

【００２６】リクエスト信号１０１，１０２がロウレベ
ルの状態で、サービス信号１０３，１０４がハイレベル
の状態にある。そして、二重化制御部１１がリクエスト
信号１０１をハイレベルにし、制御権を要求する。これ
により、サービス信号１０４がハイレベルなので、サー
ビス信号１０３がロウレベルになり、電流出力部４０が
サービス側になる（ａ）。

【００２７】続いて、二重化制御部２１がリクエスト信
号１０２をハイレベルにし、制御権を要求する。しか
し、サービス信号１０３がロウレベルであるので、サー
ビス信号１０４はハイレベルのままである。つまり、電
流出力部５０がスタンバイ側になる（ｂ）。

【００２８】故障により、二重化制御部１１がリクエス
ト信号１０１をロウレベルにし、制御権を放棄する。こ
れにより、サービス信号１０３がハイレベルになり、リ
クエスト信号１０２がハイレベルなので、サービス信号
１０４がロウレベルになる。つまり、電流出力部５０が
スタンバイ側になる（ｃ，ｄ）。

【００２９】二重化制御部１１，２１が、二重化選択信
号１０５，１０６をハイレベルにする。つまり、二重化
装置１，２をシングル動作にする。ＬＥＤ６０，７０
は、二重化選択信号１０５，１０６がハイレベルなの
で、消灯し、シングル動作選択時であることを知らせ
る。

【００３０】ＯＲゲートＧ５，Ｇ６は、二重化選択信号
１０５，１０６がハイレベルであるので、出力は、常
に、ハイレベルを出力する。つまり、ＮＡＮＤゲートＧ
３，Ｇ４は、それぞれリクエスト信号１０１，１０２に
より、出力が変化する状態になる。

【００３１】続いて、二重化制御部１１がリクエスト信
号１０１をハイレベルにし、再び、制御権を要求する。
これにより、サービス信号１０３がロウレベルになる。
つまり、電流出力部４０もサービス側になる（ｅ）。

【００３２】また、二重化制御部１１，２１は、それぞ
れリクエスト信号１０１，１０２及びそれぞれ二重化選
択信号１０５，１０６の信号レベルをチェックし、異常
がないかを、常時、監視する。

【００３３】このように、二重化選択信号１０５，１０
６により、フリップフロップ３１が出力するサービス信
号１０３，１０４が、それぞれサービス信号１０４，１
０３の影響を受けるか受けないかを設定できる。すなわ
ち、設定の要求に応じてハードウェアをその都度変更す
ることなく、二重化の構成と、独立して動作させるシン
グル構成とを容易に変更することができる。

【００３４】また、二重化設定時に、サービス側がフェ
イルして切り替わらない場合、スタンバイ側で二重化選
択信号を一時的にシングル動作にし、強制的に制御権を
取得することが可能となる。これにより、信頼性の高い
二重化制御装置を実現することができる。

【００３５】そして、二重化制御部１１，２１がそれぞ
れ出力するリクエスト信号１０１，１０２と二重化選択
信号１０５，１０６を再び入力し、レベルチェックを行
っているので、二重化共通部の範囲をフリップフロップ
３１に制限することができる。つまり、共通部分を最小
限にし、二重化部分を多くすることができる。

【００３６】さらに、二重化選択信号１０５，１０６に
ＬＥＤ６０，７０を接続したので、二重化動作かシング
ル動作かの設定状態を視覚的に認識する構成を、簡単に
設けることができる。

【００３７】なお、本発明はこれに限定されるものでは
なく、以下のような構成でもよい。二重化制御部１１，
２１が、二重化選択信号１０５，１０６を出力する構成
を示したが、手動、つまり、スイッチ等により、二重化
選択信号を出力する構成にしてもよい。また、この場
合、二重化選択信号１０５，１０６を１つの同じ二重化
選択信号としてもよい。

【００３８】そして、リクエスト信号１０１，１０２
は、ハイレベルのとき、制御権を要求としたが、ロウレ
ベルのときに、制御権要求としてもよく、サービス信号
１０３，１０４が、ロウレベルのとき、サービス（制御
権）としたが、ハイレベルのとき、サービスとしてもよ
い。同様に、二重化選択信号１０５，１０６は、ロウレ
ベルのとき、二重化選択時としたが、ハイレベルのと
き、二重化選択時としてもよい。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、以下のような効果があ
る。請求項１〜３によれば、第１，第２の二重化選択信
号により、フリップフロップが出力する第１，第２のサ
ービス信号が、それぞれ第２，第１のサービス信号の影
響を受けるか受けないかを設定できる。すなわち、設定
の要求に応じてハードウェアをその都度変更することな
く、二重化の構成とシングル構成とを容易に変更するこ
とができる。

【００４０】また、二重化設定時に、サービス側がフェ
イルして切り替わらない場合、スタンバイ側で二重化選
択信号を一時的にシングル動作にし、強制的に制御権を
取得することが可能となる。これにより、信頼性の高い
二重化制御装置を実現することができる。

【００４１】請求項４によれば、第１，第２の二重化制
御部がそれぞれ出力するリクエスト信号を再び入力し、
レベルチェックを行っているので、二重化共通部の範囲
をフリップフロップに制限することができる。つまり、
共通部分を最小限にし、二重化部分を多くすることがで
きる。

【００４２】請求項５によれば、第１，第２の二重化選
択信号にＬＥＤを接続したので、二重化動作かシングル
動作かの設定状態を視覚的に認識する構成を、簡単に設
けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示した構成図である。

【図２】図１に示す装置の動作を示したタイミングチャ
ートである。

【図３】従来の二重化制御装置の構成を示した図であ
る。

【図４】図３に示す装置の動作を示したタイミングチャ
ートである。

【符号の説明】

１１，２１ 二重化制御部 ３１ フリップフロップ ６０，７０ ＬＥＤ Ｇ３，Ｇ４ ＮＡＮＤゲート Ｇ５，Ｇ６ ＯＲゲート

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御権を要求する第１のリクエスト信号
   を出力する第１の二重化制御部と、 制御権を要求する第２のリクエスト信号を出力する第２
   の二重化制御部とを有し、第１，第２のリクエスト信号
   に応じて、二重化させた装置の制御権を示す第１，第２
   のサービス信号を出力する二重化制御装置において、 二重化選択信号を入力し、前記第１の二重化制御部が出
   力する第１のリクエスト信号を一方の入力端子に入力
   し、前記第２の二重化制御部が出力する第２のリクエス
   ト信号を他方の入力端子に入力し、二重化選択信号が二
   重化動作選択時、第１，第２のリクエスト信号に対応し
   て、前記第１，第２のサービス信号の一方だけに制御権
   を与え、二重化選択信号がシングル動作選択時、第１の
   リクエスト信号に対応して、第１のサービス信号を出力
   し、第２のリクエスト信号に対応して、第２のサービス
   信号を出力するフリップフロップを設けたことを特徴と
   する二重化制御装置。
2. 【請求項２】 第１，第２の二重化制御部はそれぞれ第
   １，第２の二重化選択信号を出力することを特徴とする
   二重化制御装置。
3. 【請求項３】 フリップフロップは、 一端に第１のリクエスト信号を入力し、第１のサービス
   信号を出力する第１のＮＡＮＤゲートと、 一端に第２のリクエスト信号を入力し、第２のサービス
   信号を出力する第２のＮＡＮＤゲートと、 前記第２のサービス信号と第１の二重化選択信号とを入
   力し、出力を前記第１のＮＡＮＤゲートの他端に入力す
   る第１のＯＲゲートと、 前記第１のサービス信号と第２の二重化選択信号とを入
   力し、出力を前記第２のＮＡＮＤゲートの他端に入力す
   る第２のＯＲゲートとを設けたことを特徴とする請求項
   ２記載の二重化制御装置。
4. 【請求項４】 第１，第２の二重化制御部は、それぞれ
   第１，第２の二重化制御信号と第１，第２のリクエスト
   信号とを入力し、信号チェックすることを特徴とする請
   求項２または３記載の二重化制御装置。
5. 【請求項５】 二重化選択信号のラインに接続したＬＥ
   Ｄを設けたことを特徴とする請求項１〜４記載の二重化
   制御装置。