JP2001056702A - 多重化計装システム - Google Patents
多重化計装システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 多重化した計装システムが共有する部位を制
御する場合に、待機系の構成要素を交換する際に発生す
る共有の制御信号への外乱の影響を除去する手段を備え
た多重化計装システムを提供する。 【解決手段】 入力インターフェース(IF)手段8とこ
の入力IF手段8を経由して外部信号の授受を制御する
信号変換装置制御部(動作系)100および信号変換装置
制御部(待機系)101とからなる多重化計装システムに
おいて、多重化された信号変換装置制御部100,10
1のそれぞれが、入力IF手段8に対して共通の信号線
10に制御信号トランシーバ107から出力する制御信
号と共通の信号線10から制御信号レシーバ108に戻
ってきたループバック信号とを比較して、妥当性をチェ
ックし、異常が発生した場合に信号変換装置制御部10
0,101内のCPU13にそれぞれ割り込みをかける
比較手段16を設けた。
御する場合に、待機系の構成要素を交換する際に発生す
る共有の制御信号への外乱の影響を除去する手段を備え
た多重化計装システムを提供する。 【解決手段】 入力インターフェース(IF)手段8とこ
の入力IF手段8を経由して外部信号の授受を制御する
信号変換装置制御部(動作系)100および信号変換装置
制御部(待機系)101とからなる多重化計装システムに
おいて、多重化された信号変換装置制御部100,10
1のそれぞれが、入力IF手段8に対して共通の信号線
10に制御信号トランシーバ107から出力する制御信
号と共通の信号線10から制御信号レシーバ108に戻
ってきたループバック信号とを比較して、妥当性をチェ
ックし、異常が発生した場合に信号変換装置制御部10
0,101内のCPU13にそれぞれ割り込みをかける
比較手段16を設けた。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、多重化計装システ
ムに係り、特に、産業プラントの電気計装の多重化計装
システムに関する。
ムに係り、特に、産業プラントの電気計装の多重化計装
システムに関する。
【0002】
【従来の技術】信頼性が要求される産業プラントの電気
計装においては、1つの電子部品の故障やケーブルの断
線,接触不良などの伝送系の異常により、システムの誤
動作やシステムダウンが発生しないように、冗長性を持
たせて、システムを多重化している。
計装においては、1つの電子部品の故障やケーブルの断
線,接触不良などの伝送系の異常により、システムの誤
動作やシステムダウンが発生しないように、冗長性を持
たせて、システムを多重化している。
【0003】多重化の手法としては、2重化,3重化な
どがある。3重化システムは、3つの処理結果のうちで
2つ以上が合致している結果を正とみなすものであり、
極めて高い信頼性が要求されるシステムに適用される。
2重化システムは、デュアルシステム,スタンバイシス
テムに大別される。
どがある。3重化システムは、3つの処理結果のうちで
2つ以上が合致している結果を正とみなすものであり、
極めて高い信頼性が要求されるシステムに適用される。
2重化システムは、デュアルシステム,スタンバイシス
テムに大別される。
【0004】デュアルシステムは、2重系の回路が並列
に同じ処理を実行し、その処理結果を照合する。結果が
一致すれば、その処理結果は正しいとし、結果が不一致
であれば、テストプログラムなどを走行させて、不具合
が発生した部位を抽出し、障害部位を切り離し、処理を
継続する。
に同じ処理を実行し、その処理結果を照合する。結果が
一致すれば、その処理結果は正しいとし、結果が不一致
であれば、テストプログラムなどを走行させて、不具合
が発生した部位を抽出し、障害部位を切り離し、処理を
継続する。
【0005】スタンバイシステムは、オンライン処理を
実行する動作系と待機系とで構成される。動作系が障害
になると、待機系を動作系に切り替え、処理を再開す
る。
実行する動作系と待機系とで構成される。動作系が障害
になると、待機系を動作系に切り替え、処理を再開す
る。
【0006】本発明は、システムを動作系と待機系とに
分けるスタンバイシステムによる多重化計装システムに
関する。
分けるスタンバイシステムによる多重化計装システムに
関する。
【0007】図1は、2重化計装システムの構成の一例
を示すブロック図である。この2重化計装システムにお
いては、フィールドに分散する発信器5,接点6,熱電
対7などの検出端からの信号を信号変換装置2を介して
取り込み、上位制御装置1が監視し制御する。信号変換
装置2では、発信器5,接点6,熱電対7などの検出端
の信号を変換し、通信系統を経由して、制御装置1に伝
送する。伝送系統は、信頼性を確保するために、A系通
信系統3およびB系通信系統4からなる2重化構成とす
る。
を示すブロック図である。この2重化計装システムにお
いては、フィールドに分散する発信器5,接点6,熱電
対7などの検出端からの信号を信号変換装置2を介して
取り込み、上位制御装置1が監視し制御する。信号変換
装置2では、発信器5,接点6,熱電対7などの検出端
の信号を変換し、通信系統を経由して、制御装置1に伝
送する。伝送系統は、信頼性を確保するために、A系通
信系統3およびB系通信系統4からなる2重化構成とす
る。
【0008】図2は、信号変換装置2の構成を示すブロ
ック図である。信号変換装置2は、入力インターフェー
ス(IF)部8と、2重化された信号変換装置制御部(動
作系)100と、信号変換装置制御部(待機系)101と
からなる。図2は、より具体的には、複数の発信器5,
熱電対7が接続されている信号変換装置2の構成を示し
ている。信号変換装置制御部(動作系)100から入力I
F部8に対して、制御信号10を出力し、対応する応答
信号11が返される。接続検出端のタイプに合わせた信
号変換処理を実行した後に、通信系統を経由して、制御
装置1に応答信号を伝送する。図2に示すように、信号
変換装置制御部(動作系)100と信号変換装置制御部
(待機系)101とからなる2重系の構成要素が、共有部
(入力IF部8)にアクセスする場合、制御信号10,応
答信号11のように、2重系の信号が1つだけになる部
分が発生する。
ック図である。信号変換装置2は、入力インターフェー
ス(IF)部8と、2重化された信号変換装置制御部(動
作系)100と、信号変換装置制御部(待機系)101と
からなる。図2は、より具体的には、複数の発信器5,
熱電対7が接続されている信号変換装置2の構成を示し
ている。信号変換装置制御部(動作系)100から入力I
F部8に対して、制御信号10を出力し、対応する応答
信号11が返される。接続検出端のタイプに合わせた信
号変換処理を実行した後に、通信系統を経由して、制御
装置1に応答信号を伝送する。図2に示すように、信号
変換装置制御部(動作系)100と信号変換装置制御部
(待機系)101とからなる2重系の構成要素が、共有部
(入力IF部8)にアクセスする場合、制御信号10,応
答信号11のように、2重系の信号が1つだけになる部
分が発生する。
【0009】図3は、信号変換装置2内部の2重化され
た信号変換装置制御部(動作系)100および信号変換装
置制御部(待機系)101と共有部(入力IF部8)との接
続部を示すブロック図である。入力IF部8では、発信
器5,熱電対7などの複数のアナログ信号(最大16チ
ャンネル)を取り込む構成となっている。信号変換装置
制御部(動作系)100のCPU13は、選択するアナロ
グ信号チャンネルに相当する値を制御レジスタ15に書
き込む。書き込まれた値は、制御信号トランシーバ17
を経由して、制御信号10として入力IF部8に伝えら
れる。入力IF部8では、アナログマルチプレクサ21
に入力された制御信号10に対応する選択アナログ出力
22を信号変換装置制御部(動作系)100に返す。信号
変換装置制御部(動作系)100においては、AD変換器
14が選択アナログ出力22を取り込みデジタル変換す
る。CPU13は、そのデジタル変換の結果を上位制御
装置1に伝送する。
た信号変換装置制御部(動作系)100および信号変換装
置制御部(待機系)101と共有部(入力IF部8)との接
続部を示すブロック図である。入力IF部8では、発信
器5,熱電対7などの複数のアナログ信号(最大16チ
ャンネル)を取り込む構成となっている。信号変換装置
制御部(動作系)100のCPU13は、選択するアナロ
グ信号チャンネルに相当する値を制御レジスタ15に書
き込む。書き込まれた値は、制御信号トランシーバ17
を経由して、制御信号10として入力IF部8に伝えら
れる。入力IF部8では、アナログマルチプレクサ21
に入力された制御信号10に対応する選択アナログ出力
22を信号変換装置制御部(動作系)100に返す。信号
変換装置制御部(動作系)100においては、AD変換器
14が選択アナログ出力22を取り込みデジタル変換す
る。CPU13は、そのデジタル変換の結果を上位制御
装置1に伝送する。
【0010】2重化した信号変換装置制御部(動作系)1
00および信号変換装置制御部(待機系)101が、共有
する入力IF部8にアクセスするために、信号変換装置
制御部(動作系)100からの制御信号10出力は、共通
の信号線を介して接続するようになっている。制御信号
10を生成するそれぞれの制御信号トランシーバ17に
は、3ステートバッファ,オープンコレクタ素子を用い
る。
00および信号変換装置制御部(待機系)101が、共有
する入力IF部8にアクセスするために、信号変換装置
制御部(動作系)100からの制御信号10出力は、共通
の信号線を介して接続するようになっている。制御信号
10を生成するそれぞれの制御信号トランシーバ17に
は、3ステートバッファ,オープンコレクタ素子を用い
る。
【0011】本明細書では、共通の信号線を介した接続
をワイヤード接続という。3ステートバッファを用いた
場合、待機系にある信号変換装置制御部(待機系)101
の制御信号10の出力端をハイインピーダンス状態と
し、電気的に切り離す。一方、オープンコレクタを用い
た場合は、待機状態にある信号変換装置制御部(待機系)
101の制御信号10の出力端をハイインピーダンスと
して、電流をシンクせずに、動作系の制御信号10の出
力端に干渉しないように運用する。
をワイヤード接続という。3ステートバッファを用いた
場合、待機系にある信号変換装置制御部(待機系)101
の制御信号10の出力端をハイインピーダンス状態と
し、電気的に切り離す。一方、オープンコレクタを用い
た場合は、待機状態にある信号変換装置制御部(待機系)
101の制御信号10の出力端をハイインピーダンスと
して、電流をシンクせずに、動作系の制御信号10の出
力端に干渉しないように運用する。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】信号変換装置制御部
(動作系)100は、機器内部のメモリ,デバイスのチェ
ック,ループバックチェックなどの自己診斬を実行し、
常に機器自身が正常に動作していることを確認する。
(動作系)100は、機器内部のメモリ,デバイスのチェ
ック,ループバックチェックなどの自己診斬を実行し、
常に機器自身が正常に動作していることを確認する。
【0013】信号変換装置制御部(動作系)100は、自
己診断の結果を上位に位置する制御装置1に伝送し、信
号変換装置制御部(動作系)100に異常を認識した場
合、制御装置1は、信号変換装置制御部の動作系を待機
系に、待機糸を動作系に切り替える。この時点で信号変
換装置制御部(待機系)101は、故障状態にあるため、
交換が求められる。本発明は、異常が発生し動作系、待
機系の切り替え制御がなされた後に、故障状態にある信
号変換装置制御部(待機系)101の交換時に発生する問
題点を回避する手段に関する。
己診断の結果を上位に位置する制御装置1に伝送し、信
号変換装置制御部(動作系)100に異常を認識した場
合、制御装置1は、信号変換装置制御部の動作系を待機
系に、待機糸を動作系に切り替える。この時点で信号変
換装置制御部(待機系)101は、故障状態にあるため、
交換が求められる。本発明は、異常が発生し動作系、待
機系の切り替え制御がなされた後に、故障状態にある信
号変換装置制御部(待機系)101の交換時に発生する問
題点を回避する手段に関する。
【0014】2重化システムが共有部にアクセスする
際、同時にはアクセスできないので、一方の系が動作
系、他方の系が待機系として動作することになる。制御
信号10は、2重化した動作系,待機系の信号変換装置
制御部(動作系)100,信号変換装置制御部(待機系)1
01の出力が、ワイヤード接続されており、待機系の出
力が、動作系の信号に干渉しないことが前提となってい
る。
際、同時にはアクセスできないので、一方の系が動作
系、他方の系が待機系として動作することになる。制御
信号10は、2重化した動作系,待機系の信号変換装置
制御部(動作系)100,信号変換装置制御部(待機系)1
01の出力が、ワイヤード接続されており、待機系の出
力が、動作系の信号に干渉しないことが前提となってい
る。
【0015】図4は、図3に示す動作系の信号変換装置
制御部(動作系)100についての処理手順の例を示すフ
ローチャートである。入力IF部8には、16チャンネ
ルのアナログ信号が接続されているので、動作系のCP
U13は、取り込みたいチャンネルに該当する値を制御
レジスタ15に設定する。設定した値は、制御信号トラ
ンシーバ17を経由して、アナログマルチプレクサ21
に伝わる。アナログマルチプレクサ21は、制御信号1
0に対応するチャンネルを選択し、選択アナログ信号2
2出力は、AD変換器14に伝わる。
制御部(動作系)100についての処理手順の例を示すフ
ローチャートである。入力IF部8には、16チャンネ
ルのアナログ信号が接続されているので、動作系のCP
U13は、取り込みたいチャンネルに該当する値を制御
レジスタ15に設定する。設定した値は、制御信号トラ
ンシーバ17を経由して、アナログマルチプレクサ21
に伝わる。アナログマルチプレクサ21は、制御信号1
0に対応するチャンネルを選択し、選択アナログ信号2
2出力は、AD変換器14に伝わる。
【0016】図5は、制御レジスタ15を設定後の時間
と選択アナログ信号22との関係を示すタイムチャート
である。信号波形は、アナログマルチプレクサ21およ
びAD変換器14までの電子回路,配線ルートが持つ時
定数により、真の値に静定するまでに遅れ時間(t0)が
生じる。そのため、CPU13は、制御レジスタ15に
値を設定した後、選択アナログ信号22が静定する所定
時間(td)経過した後に、AD変換器14を起動させ、
変換結果を読込む。
と選択アナログ信号22との関係を示すタイムチャート
である。信号波形は、アナログマルチプレクサ21およ
びAD変換器14までの電子回路,配線ルートが持つ時
定数により、真の値に静定するまでに遅れ時間(t0)が
生じる。そのため、CPU13は、制御レジスタ15に
値を設定した後、選択アナログ信号22が静定する所定
時間(td)経過した後に、AD変換器14を起動させ、
変換結果を読込む。
【0017】以下、同様の動作手順で、制御レジスタ1
5への設定値を更新しながら、例えば読み込み動作を繰
り返す。
5への設定値を更新しながら、例えば読み込み動作を繰
り返す。
【0018】次に、2重系システムにおける故障部位の
交換作業について考える。
交換作業について考える。
【0019】図6は、信号変換装置2の外観の一例を示
す斜視図である。共有部になる入力IF部8をベースと
し、端子台経由で外部の検出端と接続され信号変換モジ
ュール12,アナログマルチプレクサ21などを搭載し
ている。この共有部となる入力IF部8を制御するた
め、2重化した信号変換装置制御部(動作系)100と信
号変換装置制御部(待機系)101とが、容易に交換でき
るように、コネクタで接続されている。2重系で動作し
ている信号変換装置制御部(動作系)100と信号変換装
置制御部(待機系)101とは、故障が発生した場合に、
故障した系を待機系とし、待機状態にある信号変換装置
制御部(待機系)101を交換する。2重系の計装システ
ムは、一方の系の異常が発生しても継続して動作させる
システムであり、故障した信号変換装置制御部(待機系)
101は、システムの動作中に交換する。
す斜視図である。共有部になる入力IF部8をベースと
し、端子台経由で外部の検出端と接続され信号変換モジ
ュール12,アナログマルチプレクサ21などを搭載し
ている。この共有部となる入力IF部8を制御するた
め、2重化した信号変換装置制御部(動作系)100と信
号変換装置制御部(待機系)101とが、容易に交換でき
るように、コネクタで接続されている。2重系で動作し
ている信号変換装置制御部(動作系)100と信号変換装
置制御部(待機系)101とは、故障が発生した場合に、
故障した系を待機系とし、待機状態にある信号変換装置
制御部(待機系)101を交換する。2重系の計装システ
ムは、一方の系の異常が発生しても継続して動作させる
システムであり、故障した信号変換装置制御部(待機系)
101は、システムの動作中に交換する。
【0020】図7は、信号変換装置制御部(待機系)10
1の挿抜時の状況を示す図である。制御信号10は、2
重系の制御信号トランシーバ17のワイヤード出力であ
り、故障した信号変換装置制御部(待機系)101を挿抜
した際、瞬間的に制御信号10に波形の乱れを起こす可
能性がある。図7は、制御信号10の値(C)Xが挿抜時
に変化した例を示している。
1の挿抜時の状況を示す図である。制御信号10は、2
重系の制御信号トランシーバ17のワイヤード出力であ
り、故障した信号変換装置制御部(待機系)101を挿抜
した際、瞬間的に制御信号10に波形の乱れを起こす可
能性がある。図7は、制御信号10の値(C)Xが挿抜時
に変化した例を示している。
【0021】制御信号10の値の変化は、アナログマル
チプレクサ21のチャンネル切り替えを意味し、選択ア
ナログ信号22の波形変化が生じる。制御レジスタ15
の設定からAD変換起動読み込みまでの間に制御信号1
0に乱れが発生した場合、静定前の信号レベルをAD変
換することになる。
チプレクサ21のチャンネル切り替えを意味し、選択ア
ナログ信号22の波形変化が生じる。制御レジスタ15
の設定からAD変換起動読み込みまでの間に制御信号1
0に乱れが発生した場合、静定前の信号レベルをAD変
換することになる。
【0022】このような状況では、制御レジスタ15に
設定した値と制御信号10の値とが違うことをCPU1
3が認識できていない点が問題である。
設定した値と制御信号10の値とが違うことをCPU1
3が認識できていない点が問題である。
【0023】図8は、制御信号ループバック機能を持つ
信号変換装置の系統構成の一例を示す図である。図8に
示すように、信号変換装置制御部(動作系)100および
信号変換装置制御部(待機系)101に制御信号10を監
視するための制御信号ループバック用レシーバ18を設
け、制御信号ループバック用レシーバ18経由の読み込
み値と設定値とを比較し妥当性をチェックする方法があ
る。
信号変換装置の系統構成の一例を示す図である。図8に
示すように、信号変換装置制御部(動作系)100および
信号変換装置制御部(待機系)101に制御信号10を監
視するための制御信号ループバック用レシーバ18を設
け、制御信号ループバック用レシーバ18経由の読み込
み値と設定値とを比較し妥当性をチェックする方法があ
る。
【0024】しかし、交換時に発生する制御信号10の
乱れは瞬間的なものなので、妥当性をチェックするため
の読み込み周期の隙間において制御信号10の乱れが発
生した場合、この乱れを検出できない。
乱れは瞬間的なものなので、妥当性をチェックするため
の読み込み周期の隙間において制御信号10の乱れが発
生した場合、この乱れを検出できない。
【0025】このように2重系システムの待機系にある
信号変換装置制御部(待機系)101を交換する際、動作
系の誤動作を引き起こすおそれがある。また、動作系の
信号変換装置制御部(動作系)100は、正常な制御信号
10を出力したつもりでいるため、誤動作が発生した
際、認識できない点も問題となる。
信号変換装置制御部(待機系)101を交換する際、動作
系の誤動作を引き起こすおそれがある。また、動作系の
信号変換装置制御部(動作系)100は、正常な制御信号
10を出力したつもりでいるため、誤動作が発生した
際、認識できない点も問題となる。
【0026】本発明の目的は、多重化した計装システム
が共有する部位を制御する場合に、待機系の構成要素を
交換する際に発生する共有の制御信号への外乱の影響を
除去する手段を備えた多重化計装システムを提供するこ
とである。
が共有する部位を制御する場合に、待機系の構成要素を
交換する際に発生する共有の制御信号への外乱の影響を
除去する手段を備えた多重化計装システムを提供するこ
とである。
【0027】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、外部信号を取り込む入力インターフェー
ス(IF)手段とこの入力IF手段を経由して外部信号の
授受を制御する多重化された信号変換装置制御部(動作
系)および信号変換装置制御部(待機系)とからなる多重
化計装システムにおいて、多重化された信号変換装置制
御部のそれぞれが、入力IF手段に対して共通の信号線
に出力する制御信号と共通の信号線から戻ってきたルー
プバック信号とを比較して妥当性をチェックし異常が発
生した場合に信号変換装置制御部内のCPUに割り込み
をかける比較手段を設けた多重化計装システムを提案す
る。
成するために、外部信号を取り込む入力インターフェー
ス(IF)手段とこの入力IF手段を経由して外部信号の
授受を制御する多重化された信号変換装置制御部(動作
系)および信号変換装置制御部(待機系)とからなる多重
化計装システムにおいて、多重化された信号変換装置制
御部のそれぞれが、入力IF手段に対して共通の信号線
に出力する制御信号と共通の信号線から戻ってきたルー
プバック信号とを比較して妥当性をチェックし異常が発
生した場合に信号変換装置制御部内のCPUに割り込み
をかける比較手段を設けた多重化計装システムを提案す
る。
【0028】前記比較手段は、異常の継続時間に基づき
異常が過渡現象か継続現象かを判定し、異常となった信
号変換装置制御部(待機系)の交換作業による一時的異常
か信号変換装置制御部(待機系)の重故障による継続的異
常かを判別する手段を含むことができる。
異常が過渡現象か継続現象かを判定し、異常となった信
号変換装置制御部(待機系)の交換作業による一時的異常
か信号変換装置制御部(待機系)の重故障による継続的異
常かを判別する手段を含むことができる。
【0029】その場合、割り込みを受けたCPUは、信
号変換装置制御部(待機系)の挿抜時に発生するチヤタリ
ング時間およびアナログ信号の静定時問(td)の待ち時
間を挿入し、信号レベルが静定した後に、信号変換処理
を実行する。
号変換装置制御部(待機系)の挿抜時に発生するチヤタリ
ング時間およびアナログ信号の静定時問(td)の待ち時
間を挿入し、信号レベルが静定した後に、信号変換処理
を実行する。
【0030】信号変換装置制御部(動作系)の制御レジス
タの設定値が、制御信号として正常な値を保っているこ
とは、ループバックした制御信号の値と制御レジスタの
設定値とを常時ハードウェアで監視していれば、確認で
きる。異常が発生したことを割り込み信号でCPUに報
告すれば、CPUの負荷を上げることなく、異常を常時
監視できる。CPUは、割り込み受け付け後、待機系の
信号変換装置制御部(待機系)交換により発生するノイズ
と認識し、一定の待ち時間経過後に所定の信号変換処理
動作を継続すればよい。
タの設定値が、制御信号として正常な値を保っているこ
とは、ループバックした制御信号の値と制御レジスタの
設定値とを常時ハードウェアで監視していれば、確認で
きる。異常が発生したことを割り込み信号でCPUに報
告すれば、CPUの負荷を上げることなく、異常を常時
監視できる。CPUは、割り込み受け付け後、待機系の
信号変換装置制御部(待機系)交換により発生するノイズ
と認識し、一定の待ち時間経過後に所定の信号変換処理
動作を継続すればよい。
【0031】
【発明の実施の形態】次に、図9〜図14を参照して、
本発明による多重化計装システムの実施例を説明する。
ただし、多重化計装システム全体の概略の系統構成は、
上記図1および図2の従来と変わらない。
本発明による多重化計装システムの実施例を説明する。
ただし、多重化計装システム全体の概略の系統構成は、
上記図1および図2の従来と変わらない。
【0032】すなわち、図1は、本発明による多重化計
装システムの一実施例として2重化計装システムの構成
を示すブロック図である。フィールドに分散配置されて
いる発信器5などの検出端からの信号を信号変換装置2
で取り込み、採取したデータを通信ラインを経由して、
制御装置1に伝送する系統構成であり、信頼性を確保す
るために2重化されている。
装システムの一実施例として2重化計装システムの構成
を示すブロック図である。フィールドに分散配置されて
いる発信器5などの検出端からの信号を信号変換装置2
で取り込み、採取したデータを通信ラインを経由して、
制御装置1に伝送する系統構成であり、信頼性を確保す
るために2重化されている。
【0033】図2は、図1における信号変換装置2の構
成の一例を示すブロック図である。信号変換装置2は、
2重化された信号変換装置制御部(動作系)100および
信号変換装置制御部(待機系)101と、外部からの信号
を取り込む入力IF部8とからなる。信号変換装置制御
部(動作系)100が、共有している入力IF部8に対し
て採取データを選択するための制御信号10を出力する
と、入力IF部8は、対応する応答信号11を返す。信
号変換装置制御部(動作系)100は、応答信号11を受
け取り、通信系統を経由して、制御装置1にその応答信
号を伝送する。
成の一例を示すブロック図である。信号変換装置2は、
2重化された信号変換装置制御部(動作系)100および
信号変換装置制御部(待機系)101と、外部からの信号
を取り込む入力IF部8とからなる。信号変換装置制御
部(動作系)100が、共有している入力IF部8に対し
て採取データを選択するための制御信号10を出力する
と、入力IF部8は、対応する応答信号11を返す。信
号変換装置制御部(動作系)100は、応答信号11を受
け取り、通信系統を経由して、制御装置1にその応答信
号を伝送する。
【0034】図9は、本発明に特徴的な信号変換装置2
内部の2重化された信号変換装置制御部(動作系)100
および信号変換装置制御部(待機系)101と共有部(入
力IF部8)との接続部を示すブロック図である。入力
IF部8では、発信器5、熱電対7などの複数のアナロ
グ信号(最大16チャンネル)を取り込む構成としてい
る。信号変換装置制御部(動作系)100のCPU13
は、選択するアナログ信号チャンネルに相当する値を制
御レジスタ15に書き込む。書き込まれた値は、制御信
号トランシーバ17を経由し、制御信号10として入力
IF部8に伝えられる。入力IF部8は、該当する選択
アナログ出力22を信号変換装置制御部(動作系)100
に返す。信号変換装置制御部(動作系)100では、AD
変換器14が、選択アナログ出力22を取り込み、デジ
タル変換する。CPU13は、デジタル変換した値を上
位の制御装置1に伝送する2重化した信号変換装置制御
部(動作系)100,信号変換装置制御部(待機系)101
が共有する入力IF部8にアクセスするために、信号変
換装置制御部(動作系)100,信号変換装置制御部(待
機系)101からの制御信号10出力は、ワイヤード接
続できるように、制御信号10を生成するトランシーバ
17に、3ステートバッファまたはオープンコレクタ素
子を用いる。
内部の2重化された信号変換装置制御部(動作系)100
および信号変換装置制御部(待機系)101と共有部(入
力IF部8)との接続部を示すブロック図である。入力
IF部8では、発信器5、熱電対7などの複数のアナロ
グ信号(最大16チャンネル)を取り込む構成としてい
る。信号変換装置制御部(動作系)100のCPU13
は、選択するアナログ信号チャンネルに相当する値を制
御レジスタ15に書き込む。書き込まれた値は、制御信
号トランシーバ17を経由し、制御信号10として入力
IF部8に伝えられる。入力IF部8は、該当する選択
アナログ出力22を信号変換装置制御部(動作系)100
に返す。信号変換装置制御部(動作系)100では、AD
変換器14が、選択アナログ出力22を取り込み、デジ
タル変換する。CPU13は、デジタル変換した値を上
位の制御装置1に伝送する2重化した信号変換装置制御
部(動作系)100,信号変換装置制御部(待機系)101
が共有する入力IF部8にアクセスするために、信号変
換装置制御部(動作系)100,信号変換装置制御部(待
機系)101からの制御信号10出力は、ワイヤード接
続できるように、制御信号10を生成するトランシーバ
17に、3ステートバッファまたはオープンコレクタ素
子を用いる。
【0035】3ステートバッファを用いた場合、待機系
にある信号変換装置制御部(待機系)101の制御信号1
0出力をハイインピーダンス状態とし、電気的に切り離
す。オープンコレクタを用いた場合、待機系にある信号
変換装置制御部(待機系)101の制御信号10出力をハ
イインピーダンス出力として、電流をシンクせずに、動
作系の制御信号10の出力端に干渉しないように運用す
る。
にある信号変換装置制御部(待機系)101の制御信号1
0出力をハイインピーダンス状態とし、電気的に切り離
す。オープンコレクタを用いた場合、待機系にある信号
変換装置制御部(待機系)101の制御信号10出力をハ
イインピーダンス出力として、電流をシンクせずに、動
作系の制御信号10の出力端に干渉しないように運用す
る。
【0036】図10は、信号変換装置制御部(動作系)1
00および信号変換装置制御部(待機系)101内部の制
御信号10を監視する回路構成の一例を示す図である。
この監視回路は、CPU13と、制御レジスタ15と、
制御信号トランシーバ17と、制御信号ループバック用
レシーバ18と、比較器16とからなる。なお、図10
に示す回路構成においては、制御信号10出力を4ビッ
ト構成としている。CPU13が制御レジスタ15に書
き込んだ設定値(DO[3..0])と、制御信号ループ
バック用レシーバ18経由で取り込んだ制御信号10か
らのループバック信号(DI[3..0])とを比較器1
6で比較して妥当性をチェックし、異常が発生した場
合、CPU13に対して割り込み信号20を出力する。
00および信号変換装置制御部(待機系)101内部の制
御信号10を監視する回路構成の一例を示す図である。
この監視回路は、CPU13と、制御レジスタ15と、
制御信号トランシーバ17と、制御信号ループバック用
レシーバ18と、比較器16とからなる。なお、図10
に示す回路構成においては、制御信号10出力を4ビッ
ト構成としている。CPU13が制御レジスタ15に書
き込んだ設定値(DO[3..0])と、制御信号ループ
バック用レシーバ18経由で取り込んだ制御信号10か
らのループバック信号(DI[3..0])とを比較器1
6で比較して妥当性をチェックし、異常が発生した場
合、CPU13に対して割り込み信号20を出力する。
【0037】図11は、比較器16の内部動作を示すタ
イムチャートである。比較器16は、制御レジスタ15
の設定値(DO[3..0])とループバック信号(DI
[3..])とを比較する。制御信号トランシーバ17
と制御信号ループバック用レシーバ18とを経由する伝
搬遅延時間があるために、DO[3..0]とDI
[3..0]とを比較する際、遅延時間が原因の不一致
領域が生じる。この不一致領域を無視するために、伝搬
遅延時間以上を見積もったDO[3..0]のデイレイ
信号(DO[3..0]−Delay)を生成し、DO[3..
0]とDO[3..0]_Delayとのレベルが合致して
いる区間を比較回路の有効期間(DO[3..0]_Chk)
とする。比較器16は、有効期間中のみ動作するものと
し、有効期間中にDO[3..0]とDI[3..0]と
の間に整合性がない場合を異常とみなし、CPU13に
対して割り込み信号20を出力する。
イムチャートである。比較器16は、制御レジスタ15
の設定値(DO[3..0])とループバック信号(DI
[3..])とを比較する。制御信号トランシーバ17
と制御信号ループバック用レシーバ18とを経由する伝
搬遅延時間があるために、DO[3..0]とDI
[3..0]とを比較する際、遅延時間が原因の不一致
領域が生じる。この不一致領域を無視するために、伝搬
遅延時間以上を見積もったDO[3..0]のデイレイ
信号(DO[3..0]−Delay)を生成し、DO[3..
0]とDO[3..0]_Delayとのレベルが合致して
いる区間を比較回路の有効期間(DO[3..0]_Chk)
とする。比較器16は、有効期間中のみ動作するものと
し、有効期間中にDO[3..0]とDI[3..0]と
の間に整合性がない場合を異常とみなし、CPU13に
対して割り込み信号20を出力する。
【0038】図12は、CPU13の割り込みを受け付
け後の動作を示すタイムチャートである。CPU13
は、比較器16から割り込みを受け付けると、制御信号
10にノイズが混入したと認識し、信号変換装置制御部
(待機系)101の挿抜時に発生するチヤタリング時間お
よびアナログ信号の静定時問(td)の待ち時間を挿入
し、信号レベルが静定した後に、信号変換処理を実行す
るので、正常な信号変換処理を継続できる。
け後の動作を示すタイムチャートである。CPU13
は、比較器16から割り込みを受け付けると、制御信号
10にノイズが混入したと認識し、信号変換装置制御部
(待機系)101の挿抜時に発生するチヤタリング時間お
よびアナログ信号の静定時問(td)の待ち時間を挿入
し、信号レベルが静定した後に、信号変換処理を実行す
るので、正常な信号変換処理を継続できる。
【0039】図13は、比較器16内部の具体的な回路
構成の一例を示す回路図である。この回路は、制御信号
10の1信号ラインに相当するものであり、制御信号1
0が複数あれば、その数だけ同様の回路を構築する。
構成の一例を示す回路図である。この回路は、制御信号
10の1信号ラインに相当するものであり、制御信号1
0が複数あれば、その数だけ同様の回路を構築する。
【0040】図14は、割込み受付後におけるCPU1
3の処理手順を示すフローチャートである。CPU13
は、比較器16からの割込みを受付た後、割込みフラグ
をクリアする。信号変換装置制御部(待機系)101の
挿抜時に発生するノイズであれば、一過性の現象であ
り、比較結果の不一致は一時的なものであるため、フラ
グをクリアした後には再度すなわち連続して割込みは発
生しないと考えられる。
3の処理手順を示すフローチャートである。CPU13
は、比較器16からの割込みを受付た後、割込みフラグ
をクリアする。信号変換装置制御部(待機系)101の
挿抜時に発生するノイズであれば、一過性の現象であ
り、比較結果の不一致は一時的なものであるため、フラ
グをクリアした後には再度すなわち連続して割込みは発
生しないと考えられる。
【0041】そこで、フラグをクリアできれば、ノイズ
と判定し,以下の処理を実行する。割込む発生タイミン
グがAD変換器14の起動・読込み後であれば、チヤタ
リングタイムの待ち時間を挿入して、通常処理に戻る。
割込み発生タイミングが、制御レジスタ設定後でかつA
D変換器14の起動・読込み前ならば、チヤタリングタ
イム+アナログ信号の静定時間(td)を挿入して、通
常処理に戻る。このようにすると、ボード交換時の共有
信号へのノイズの影響を回避し、正常な信号変換処理を
継続できる。
と判定し,以下の処理を実行する。割込む発生タイミン
グがAD変換器14の起動・読込み後であれば、チヤタ
リングタイムの待ち時間を挿入して、通常処理に戻る。
割込み発生タイミングが、制御レジスタ設定後でかつA
D変換器14の起動・読込み前ならば、チヤタリングタ
イム+アナログ信号の静定時間(td)を挿入して、通
常処理に戻る。このようにすると、ボード交換時の共有
信号へのノイズの影響を回避し、正常な信号変換処理を
継続できる。
【0042】一方,割込みフラグのクリア処理にもかか
わらず、割込みフラグが消えない場合、すなわち、制御
レジスタ15の設定値と制御信号10のループバック信
号との不一致が連続する場合は、待機系の信号変換装置
制御部(待機系)101の制御信号トランシーバ17の
出力信号が干渉し続けている可能性が高い。この場合
は、重故障であり、共有部に正常にアクセスできないた
め,上位の制御装置1に対し、ボードが異常であるとし
て、交換を要求する。
わらず、割込みフラグが消えない場合、すなわち、制御
レジスタ15の設定値と制御信号10のループバック信
号との不一致が連続する場合は、待機系の信号変換装置
制御部(待機系)101の制御信号トランシーバ17の
出力信号が干渉し続けている可能性が高い。この場合
は、重故障であり、共有部に正常にアクセスできないた
め,上位の制御装置1に対し、ボードが異常であるとし
て、交換を要求する。
【0043】
【発明の効果】本発明によれば、2重化された信号変換
装置制御部(動作系)と信号変換装置制御部(待機系)とが
共有アクセス部である入力IF部に対して出力する制御
信号の妥当性を判定できるとともに、待機系を交換する
際に発生する可能性のある共有部へのノイズの影響を抑
制できる。
装置制御部(動作系)と信号変換装置制御部(待機系)とが
共有アクセス部である入力IF部に対して出力する制御
信号の妥当性を判定できるとともに、待機系を交換する
際に発生する可能性のある共有部へのノイズの影響を抑
制できる。
【0044】また、通常なされている手動スイッチによ
る信号遮断をする必要がないため、スイッチの手動操作
に伴うヒューマンエラーの発生のおそれがない。
る信号遮断をする必要がないため、スイッチの手動操作
に伴うヒューマンエラーの発生のおそれがない。
【図1】2重化計装システムの構成の一例を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図2】信号変換装置2の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図3】信号変換装置2内部の2重化された信号変換装
置制御部(動作系)100および信号変換装置制御部(待
機系)101と共有部(入力IF部8)との接続部を示す
ブロック図である。
置制御部(動作系)100および信号変換装置制御部(待
機系)101と共有部(入力IF部8)との接続部を示す
ブロック図である。
【図4】図3に示す動作系の信号変換装置制御部(動作
系)100についての処理手順の例を示すフローチャー
トである。
系)100についての処理手順の例を示すフローチャー
トである。
【図5】制御レジスタ15を設定後の時間と選択アナロ
グ信号22との関係を示すタイムチャートである。
グ信号22との関係を示すタイムチャートである。
【図6】信号変換装置2の外観の一例を示す斜視図であ
る。
る。
【図7】信号変換装置制御部(待機系)101の挿抜時の
状況を示す図である。
状況を示す図である。
【図8】制御信号ループバック機能を持つ信号変換装置
の系統構成の一例を示す図である。
の系統構成の一例を示す図である。
【図9】本発明に特徴的な信号変換装置2内部の2重化
された信号変換装置制御部(動作系)100および信号変
換装置制御部(待機系)101と共有部(入力IF部8)と
の接続部を示すブロック図である。
された信号変換装置制御部(動作系)100および信号変
換装置制御部(待機系)101と共有部(入力IF部8)と
の接続部を示すブロック図である。
【図10】信号変換装置制御部(動作系)100および信
号変換装置制御部(待機系)101内部の制御信号10を
監視する回路構成の一例を示す図である。
号変換装置制御部(待機系)101内部の制御信号10を
監視する回路構成の一例を示す図である。
【図11】比較器16の内部動作を示すタイムチャート
である。
である。
【図12】CPU13の割り込みを受け付け後の動作を
示すタイムチャートである。
示すタイムチャートである。
【図13】比較器16内部の具体的な回路構成の一例を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図14】割込み受付後におけるCPU13の処理手順
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
1 制御装置 2 信号変換装置 3 A通信系統 4 B通信系統 5 発信器 6 接点 7 熱電対 8 入力IF部 10 制御信号 11 応答信号 12 信号変換モジュール 13 CPU 14 AD変換器 15 制御レジスタ 16 比較器 17 制御信号トランシーバ 18 制御信号ループバック用レシーバ 20 割り込み信号 21 アナログマルチプレクサ 22 選択アナログ出力 100 信号変換装置制御部(動作系) 101 信号変換装置制御部(待機系)
Claims (3)
- 【請求項1】 外部信号を取り込む入力インターフェー
ス(IF)手段と前記入力IF手段を経由して外部信号の
授受を制御する多重化された信号変換装置制御部(動作
系)および信号変換装置制御部(待機系)とからなる多重
化計装システムにおいて、 前記多重化された信号変換装置制御部のそれぞれが、前
記入力IF手段に対して共通の信号線に出力する制御信
号と前記共通の信号線から戻ってきたループバック信号
とを比較して妥当性をチェックし異常が発生した場合に
前記信号変換装置制御部内のCPUに割り込みをかける
比較手段を設けたことを特徴とする多重化計装システ
ム。 - 【請求項2】 請求項1に記載の多重化計装システムに
おいて、 前記比較手段が、異常の継続時間に基づき前記異常が過
渡現象か継続現象かを判定し、異常となった前記信号変
換装置制御部(待機系)の交換作業による一時的異常か前
記信号変換装置制御部(待機系)の重故障による継続的異
常かを判別する手段を含むことを特徴とする多重化計装
システム。 - 【請求項3】 請求項2に記載の多重化計装システムに
おいて、 割り込みを受けた前記CPUが、前記信号変換装置制御
部(待機系)の挿抜時に発生するチヤタリング時間および
アナログ信号の静定時問(td)の待ち時間を挿入し、信
号レベルが静定した後に、信号変換処理を実行すること
を特徴とする多重化計装システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11232134A JP2001056702A (ja) | 1999-08-19 | 1999-08-19 | 多重化計装システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11232134A JP2001056702A (ja) | 1999-08-19 | 1999-08-19 | 多重化計装システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001056702A true JP2001056702A (ja) | 2001-02-27 |
Family
ID=16934538
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11232134A Pending JP2001056702A (ja) | 1999-08-19 | 1999-08-19 | 多重化計装システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001056702A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111427814A (zh) * | 2020-03-05 | 2020-07-17 | 深圳震有科技股份有限公司 | 一种基于amp系统的核间通讯方法、终端及存储介质 |
-
1999
- 1999-08-19 JP JP11232134A patent/JP2001056702A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111427814A (zh) * | 2020-03-05 | 2020-07-17 | 深圳震有科技股份有限公司 | 一种基于amp系统的核间通讯方法、终端及存储介质 |
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