JP2008102649A - プログラマブルコントローラの二重化システム - Google Patents
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Abstract
【課題】プログラマブルコントローラの二重化システムにおける二重化I/Fの実装を不要にし、オプションモジュールの実装可能な枚数を増やす。
【解決手段】両CPUモジュール20M、20S間はハンドシェイク用バス50で接続し、各オプションモジュール30M、30SはそれぞれのCPUモジュールも含めてオプションハンドシェイク用バス60M、60Sで接続し、マスタ局とスレーブ局のCPUモジュール間で直接にデータ送受信が行える構成とする。
両CPUモジュールは、自局2ポートメモリデータを相手局CPUモジュールの相手局2ポートメモリデータにコピーし、相手局のRUN信号・マスタ信号・マスタリクエスト信号を監視し、各信号を制御したハンドシェイクでマスタ・スレーブ切り替えを行う。RUN・STOPの動作モード切り替えも行う。
【選択図】図1
【解決手段】両CPUモジュール20M、20S間はハンドシェイク用バス50で接続し、各オプションモジュール30M、30SはそれぞれのCPUモジュールも含めてオプションハンドシェイク用バス60M、60Sで接続し、マスタ局とスレーブ局のCPUモジュール間で直接にデータ送受信が行える構成とする。
両CPUモジュールは、自局2ポートメモリデータを相手局CPUモジュールの相手局2ポートメモリデータにコピーし、相手局のRUN信号・マスタ信号・マスタリクエスト信号を監視し、各信号を制御したハンドシェイクでマスタ・スレーブ切り替えを行う。RUN・STOPの動作モード切り替えも行う。
【選択図】図1
Description
本発明は、プログラマブルコントローラ(PC)の二重化システムに係り、特にマスタとスレーブの切り替え、および動作モードの切り替え方式に関する。
この種のシステム構成としては、以下に示すように、2ベース方式、または1ベース方式がある。
(1)2ベース方式
図7の(a)のように、2つのベースに、マスタとスレーブの電源10、CPUモジュール20、オプションモジュール30、および二重化I/F40をそれぞれ実装する(例えば、特許文献1参照)。
図7の(a)のように、2つのベースに、マスタとスレーブの電源10、CPUモジュール20、オプションモジュール30、および二重化I/F40をそれぞれ実装する(例えば、特許文献1参照)。
この方式は、オプションモジュール30を多く実装できるメリットはあるが、マスタとスレーブの動作モード切り替えの指示は二重化I/F40で行うことになる。すなわち、マスタとスレーブの切り替えは、CPUモジュール20と二重化I/F40間及び二重化I/F40間同士のハンドシェイクやデータ送受信で行う。なお、二重化I/F40間はシリアルケーブルにより接続する。
(2)1ベース方式
図7の(b)のように、1つのベースに、マスタとスレーブの電源10、CPUモジュール20、オプションモジュール30、二重化I/F40をそれぞれ実装する。
図7の(b)のように、1つのベースに、マスタとスレーブの電源10、CPUモジュール20、オプションモジュール30、二重化I/F40をそれぞれ実装する。
この方式は、CPUモジュール20が二重化I/F40経由のデータ領域とIO領域を操作することで、CPUモジュール同士でマスタとスレーブの切り替えと、動作モードの切り替えを行う。なお、二重化I/F40間はバスで接続する。
特開2002−049411号公報
(1)2ベース方式では、二重化I/F40がCPUモジュール20のマスタ・スレーブの切り替え要因の検出を行っている。すなわち、CPUモジュール20が持っているデータで、切り替え要因が発生しているにも関わらず、二重化I/F40間のハンドシェイクやデータの送受信を行う関係で、二重化I/F40が2ポートメモリ上のデータを基にして全ての切り替え要因の監視を行っている。
なお、二重化I/F40が監視している切り替え要因は、アプリケーションプログラムによる切り替え要求、アプリケーションエラー発生、CPUモジュールの重故障発生、動作モードのRUNモード・STOPモードの切り替え動作がある。
したがって、システムとしては、図8に示すように、CPUモジュールと二重化I/Fによるデータ送受信になり、二重化I/F40の実装が必須となり、その分だけオプションモジュールの実装可能な枚数が削減されてしまう。また、二重化I/F40間をシリアルケーブルにより接続する必要がある。
(2)1ベース方式では、マスタ・スレーブの切り替え要因の検出をCPUモジュール20で行い、実際の切り替え動作は二重化I/F40経由で行っている。
すなわち、CPUモジュールが持っているデータで、切り替え要因(2ベース方式と同様)が発生しているにも関わらず、二重化I/F40経由でハンドシェイクやデータの送受信を行っている。
したがって、システムとしては、図9に示すように、二重化I/Fを介してCPUモジュール間のデータ送受信になる。同図に示す処理手順は、以下のようになる。
(S1)マスタ局のCPUモジュールがマスタ・スレーブの切り替え要因検出用のデータをマスタ局の二重化I/Fの自局2ポートメモリ上に書き込む。
(S2)上記の(S1)の書き込みによりマスタ局の二重化I/Fが自動的にスレーブ局の二重化I/Fの相手局2ポートメモリデータにデータを書き込む。つまり、マスタ局の二重化I/Fの自局2ポートメモリデータは常にスレーブ局の相手局2ポートメモリデータにコピーされる。
(S3)スレーブ局のCPUモジュールがマスタ・スレーブの切り替え要因検出用のデータをスレーブ局の二重化I/Fの自局2ポートメモリ上に書き込む。
(S4)上記の(S3)の書き込みによりスレーブ局の二重化I/Fが自動的にマスタ局の二重化I/Fの相手局2ポートメモリデータにデータを書き込む。つまり、スレーブ局の2重化I/Fの自局2ポートメモリデータは常にマスタ局の相手局2ポートメモリデータにコピーされる。
(S5)マスタ局のCPUモジュールは相手局のRUN信号・マスタ信号・マスタリクエスト信号を監視して、各信号を制御する。
(S6)スレーブ局のCPUモジュールは相手局のRUN信号・マスタ信号・マスタリクエスト信号を監視して、各信号を制御する。
したがって、システムとしては、2ベース方式と同様に、二重化I/F40の実装が必須となり、その分だけオプションモジュールの実装可能な枚数が削減されてしまう。特に、1ベース方式ではオプションモジュールの実装枚数の削減が深刻な問題となる。
本発明の目的は、上記の課題を解決したプログラマブルコントローラの二重化システムを提供することにある。
本発明は、前記の課題を解決するため、従来システムにおいて二重化I/Fが行っているマスタ・スレーブの切り替え要因の検出および切り替え処理をCPUモジュールで行い、さらに、従来システムの二重化I/Fが行っているRUN・STOPの動作モード切り替えの検出および切り替え処理をCPUモジュールで行うようにしたもので、以下のシステムを特徴とする。
(1)マスタ局とスレーブ局別に、電源とCPUモジュールおよびオプションモジュールを1ベース上にそれぞれ実装したプログラマブルコントローラの二重化システムであって、
前記両CPUモジュール間はハンドシェイク用バスで接続し、前記各オプションモジュールはそれぞれのCPUモジュールも含めてオプションハンドシェイク用バスで接続し、マスタ局とスレーブ局のCPUモジュール間で直接にデータ送受信が行える構成とし、
前記両CPUモジュールは、
自局2ポートメモリデータと相手局2ポートメモリデータ領域を設定して、自局2ポートメモリデータが相手局CPUモジュールの相手局2ポートメモリデータにコピーする手段と、
相手局のRUN信号・マスタ信号・マスタリクエスト信号を監視し、各信号を制御したハンドシェイクでマスタ・スレーブ切り替えを行う手段とを備えたことを特徴とする。
前記両CPUモジュール間はハンドシェイク用バスで接続し、前記各オプションモジュールはそれぞれのCPUモジュールも含めてオプションハンドシェイク用バスで接続し、マスタ局とスレーブ局のCPUモジュール間で直接にデータ送受信が行える構成とし、
前記両CPUモジュールは、
自局2ポートメモリデータと相手局2ポートメモリデータ領域を設定して、自局2ポートメモリデータが相手局CPUモジュールの相手局2ポートメモリデータにコピーする手段と、
相手局のRUN信号・マスタ信号・マスタリクエスト信号を監視し、各信号を制御したハンドシェイクでマスタ・スレーブ切り替えを行う手段とを備えたことを特徴とする。
(2)マスタ局とスレーブ局別に、電源とCPUモジュールおよびオプションモジュールを1ベース上にそれぞれ実装したプログラマブルコントローラの二重化システムであって、
前記両CPUモジュール間はハンドシェイク用バスで接続し、前記各オプションモジュールはそれぞれのCPUモジュールも含めてオプションハンドシェイク用バスで接続し、マスタ局とスレーブ局のCPUモジュール間で直接にデータ送受信が行える構成とし、
前記両CPUモジュールは、
自局2ポートメモリデータと相手局2ポートメモリデータ領域を設定して、自局2ポートメモリデータが相手局CPUモジュールの相手局2ポートメモリデータにコピーする手段と、
前記2ポートメモリデータの動作モード切り替え用データを直接に制御したハンドシェイクで、RUN・STOPの動作モード切り替え行う手段とを備えたことを特徴とする。
前記両CPUモジュール間はハンドシェイク用バスで接続し、前記各オプションモジュールはそれぞれのCPUモジュールも含めてオプションハンドシェイク用バスで接続し、マスタ局とスレーブ局のCPUモジュール間で直接にデータ送受信が行える構成とし、
前記両CPUモジュールは、
自局2ポートメモリデータと相手局2ポートメモリデータ領域を設定して、自局2ポートメモリデータが相手局CPUモジュールの相手局2ポートメモリデータにコピーする手段と、
前記2ポートメモリデータの動作モード切り替え用データを直接に制御したハンドシェイクで、RUN・STOPの動作モード切り替え行う手段とを備えたことを特徴とする。
以上のとおり、本発明によれば、マスタ・スレーブの切り替え要因の検出および切り替え処理をCPUモジュールで行い、さらに、RUN・STOPの動作モード切り替えの検出および切り替え処理をCPUモジュールで行うようにしたため、従来システムの二重化I/Fの実装が不要となり、オプションモジュールの実装可能な枚数を増やすことができる。
(実施形態1)
本実施形態は、従来システムが二重化I/F経由で行っていたマスタ・スレーブの切り替え動作を、CPUモジュールのみで行うために、以下の方式とする。
本実施形態は、従来システムが二重化I/F経由で行っていたマスタ・スレーブの切り替え動作を、CPUモジュールのみで行うために、以下の方式とする。
まず、図1はシステム構成を示し、同一ベースにしたマスタ局とスレーブ局別に、電源10M、10S、CPUモジュール20M、20S、オプションモジュール30M、30Sをそれぞれ実装した二重化システムとし、両CPUモジュール20M、20S間はハンドシェイク用バス50で接続し、オプションモジュール30M、30SはそれぞれのCPUモジュールも含めてオプションハンドシェイク用バス60M、60Sで接続する。このシステム構成により、マスタ局とスレーブ局のCPUモジュール20M、20S間でデータ送受信が行えるようにする。
そして、送信元CPUモジュールが相手CPUモジュールとハンドシェイクを行いデータの送信を行う方式を改め、CPUモジュールが直接相手CPUモジュールとハンドシェイクを行い、相手CPUモジュールの2ポートメモリ上にデータのコピーが行える方式にする。具体的なハンドシェイクは図2のようになる。
(S1)マスタ局のCPUモジュール20Mがマスタ・スレーブの切り替え要因検出用のデータをマスタ局の自局2ポートメモリ上に書き込む。
(S2)上記の(S1)の書き込みによりマスタ局のCPUモジュール20Mが自動的にスレーブ局のCPUモジュール20Sの相手局2ポートメモリデータにデータを書き込む。つまり、マスタ局の自局2ポートメモリデータは常にスレーブ局の相手局2ポートメモリデータにコピーされる構成にする。
(S3)スレーブ局のCPUモジュール20Sがマスタ・スレーブの切り替え要因検出用のデータをスレーブ局の自局2ポートメモリ上に書き込む。
(S4)上記の(S3)の書き込みによりスレーブ局のCPUモジュー20Sが自動的にマスタ局のCPUモジュール20Mの相手局2ポートメモリデータにデータを書き込む。つまり、スレーブ局の自局2ポートメモリデータは常にマスタ局の相手局2ポートメモリデータにコピーされる構成にする。
(S5)マスタ局のCPUモジュール20Mは相手局のRUN信号・マスタ信号・マスタリクエスト信号を監視して、各信号を制御する。
(S6)スレーブ局のCPUモジュール20Sは相手局のRUN信号・マスタ信号・マスタリクエスト信号を監視して、各信号を制御する。
このように、マスタとスレーブがCPUモジュール同士で直接ハンドシェイクが可能となるように、CPUモジュール上に自局2ポートメモリデータと相手局2ポートメモリデータ領域を設定して、自局2ポートメモリデータが相手局CPUモジュールの相手局2ポートメモリデータにコピーされる機能を実現させる。これにより、自局CPUモジュールで自局2ポートメモリに書き込んだデータは、常に相手局のCPUモジュールが読み出すことができる。この機能とCPUモジュール間のlOデータである、RUN信号・マスタ信号・マスタリクエスト信号を用いてマスタ・スレーブ切り替え機能を二重化I/FレスでCPUモジュールの制御のみで実現する。
(実施形態2)
本実施形態は、実施形態1を基にして、アプリケーションプログラムによるマスタ・スレーブの切り替え要求のハンドシェイクを実現する。図3は、アプリケーションプログラムによる切り替え要求のハンドシェイクを示し、以下の手順になる。
本実施形態は、実施形態1を基にして、アプリケーションプログラムによるマスタ・スレーブの切り替え要求のハンドシェイクを実現する。図3は、アプリケーションプログラムによる切り替え要求のハンドシェイクを示し、以下の手順になる。
(S1)マスタ局のCPUモジュール20M内データのアプリケーションプログラム切り替え要求データがセットされていることをCPUモジュールが確認する。
(S2)マスタ局のCPUモジュール20Mは自局マスタ信号をOFFして、スレーブ局移行準備を行う。
(S3)スレーブ局のCPUモジュール20Sは相手局マスタ信号のOFFを検出する。
(S4)スレーブ局のCPUモジュール20Sは自局マスタ信号をONして、マスタ局になる。
(S5)相手局マスタ信号のONを検出して、CPUモジュール20Mはスレーブ局移行準備からスレーブ局になる。
このように、アプリケーションプログラムによる切り替えでは、マスタ局が自局マスタ信号をOFFし、スレーブ局が相手局マスタ信号のOFFを検出し、スレーブ局が自局マスタ信号をONするだけで、マスタ・スレーブ切り替え機能を実現する。
(実施形態3)
本実施形態は、実施形態1を基にして、アプリケーションエラー発生によるマスタ・スレーブ切り替えのハンドシェイクを実現する。図4は、アプリケーションエラー発生による切り替えのハンドシェイクを示し、以下の手順になる。
本実施形態は、実施形態1を基にして、アプリケーションエラー発生によるマスタ・スレーブ切り替えのハンドシェイクを実現する。図4は、アプリケーションエラー発生による切り替えのハンドシェイクを示し、以下の手順になる。
(S1)マスタ局のCPUモジュール20M内データのアプリケーションエラーが発生していることをCPUモジュールが確認する。
(S2)マスタ局のCPUモジュール20Mは自局マスタ信号をOFFして、スレーブ局移行準備を行う。
(S3)スレーブ局のCPUモジュール20Sは相手局マスタ信号のOFFを検出する。
(S4)スレーブ局のCPUモジュール20Sは自局マスタ信号をONして、マスタ局になる。
(S5)相手局マスタ信号のONを検出して、CPUモジュール20Mはスレーブ局移行準備からスレーブ局になる。
このように、アプリケーションエラー発生による切り替えでは、マスタ局が自局マスタ信号をOFFし、スレーブ局が相手局マスタ信号のOFFを検出し、スレーブ局が自局マスタ信号をONするだけで、マスタ・スレーブ切り替え機能を実現する。
(実施形態4)
本実施形態は、実施形態1を基にして、CPUモジュールの重故障発生によるマスタ・スレーブ切り替えのハンドシェイクを実現する。
本実施形態は、実施形態1を基にして、CPUモジュールの重故障発生によるマスタ・スレーブ切り替えのハンドシェイクを実現する。
図5は、CPUモジュールの重故障発生による切り替えのハンドシェイクを示し、以下の手順になる。
(S1)マスタ局のCPUモジュール20Mで重故障が発生したとき、強制的に自局RUN信号をOFFする。
(S2)マスタ局のCPUモジュール20Mは重故障が発生したので、自局マスタ信号をOFFして、スレーブ局移行準備を行う。
(S3)スレーブ局のCPUモジュール20Sは相手局RUN信号と相手局マスタ信号のOFFを検出する。
(S4)スレーブ局のCPUモジュール20Sは自局マスタ信号をONして、マスタ局になる。
(S5)相手局マスタ信号のONを検出して、CPUモジュール20Mはスレーブ局移行準備からスレーブ局になる。
このように、CPUモジュール重故障による切り替えでは、マスタ局の自局RUN信号が強制的にOFFされ自局マスタ信号をOFFし、スレーブ局が相手局RUN信号と相手局マスタ信号のOFFを検出し、スレーブ局が自局マスタ信号をONするだけで、マスタ・スレーブ切り替え機能を実現する。
(実施形態5)
本実施形態は、従来システムの二重化I/Fが行っているRUN・STOPの動作モード切り替えの検出をCPUモジュールで行う。
本実施形態は、従来システムの二重化I/Fが行っているRUN・STOPの動作モード切り替えの検出をCPUモジュールで行う。
システム構成は、図1のように、マスタ局とスレーブ局のCPUモジュール間で直接データ送受信が行える構成とし、送信元二重化I/Fと相手二重化I/Fがハンドシェイクを行いデータの送信を行う方式に代えて、RUN・STOPの動作モード切り替えのハンドシェイクは図6の手順とし、以下のようになる。
(S1)マスタ局のCPUモジュール20Mは動作モードがRUNからSTOPへの変更を検出して、自局動作モード変更要求をONする。
(S2)スレーブ局のCPUモジュール20Sは相手局動作モード変更要求がONしたことを検出して、自局の動作モードをRUNからSTOPに変更する。
(S3)スレーブ局のCPUモジュール20Sは自局の動作モード変更が完了したら、自局動作モード変更完了をONする。
(S4)マスタ局のCPUモジュール20Mは相手局動作モード変更完了がONしたことを検出する。
(S5)マスタ局のCPUモジュール20Mは自局動作モード変更要求をOFFにする。
(S6)スレーブ局のCPUモジュール20Sは相手局動作モード変更要求がOFFしたことを検出する。
(S7)スレーブ局のCPUモジュール20Sは自局動作モード変更完了をOFFする。
このように、マスタ局の動作モード変更発生時に自局2ポートメモリに自局動作モード変更要求をONして、相手局2ポートメモリにコピーされることにより、スレーブ局は動作モード変更発生を検出する。この機能で動作モード切り替えも二重化I/FレスでCPUモジュールの制御のみで実現することができる。
RUN・STOPの動作モード切り替えでは、マスタ局がRUNからSTOPへの変更を検出し、マスタ局が自局動作モード変更要求をONにし、スレーブ局が相手局動作モード変更要求がONしたことを検出し、自局の動作モードをRUNからSTOPに変更し、スレーブ局が自局動作モード変更完了をONするだけで、動作モード切り替え機能を実現する。
10、10M、10S 電源
20、20M、20S CPUモジュール
30、30M、30S オプションモジュール
40 二重化I/F
50 CPUハンドシェイク用バス
60M、60S オプションハンドシェイク用バス
20、20M、20S CPUモジュール
30、30M、30S オプションモジュール
40 二重化I/F
50 CPUハンドシェイク用バス
60M、60S オプションハンドシェイク用バス
Claims (2)
- マスタ局とスレーブ局別に、電源とCPUモジュールおよびオプションモジュールを1ベース上にそれぞれ実装したプログラマブルコントローラの二重化システムであって、
前記両CPUモジュール間はハンドシェイク用バスで接続し、前記各オプションモジュールはそれぞれのCPUモジュールも含めてオプションハンドシェイク用バスで接続し、マスタ局とスレーブ局のCPUモジュール間で直接にデータ送受信が行える構成とし、
前記両CPUモジュールは、
自局2ポートメモリデータと相手局2ポートメモリデータ領域を設定して、自局2ポートメモリデータが相手局CPUモジュールの相手局2ポートメモリデータにコピーする手段と、
相手局のRUN信号・マスタ信号・マスタリクエスト信号を監視し、各信号を制御したハンドシェイクでマスタ・スレーブ切り替えを行う手段とを備えたことを特徴とするプログラマブルコントローラの二重化システム。 - マスタ局とスレーブ局別に、電源とCPUモジュールおよびオプションモジュールを1ベース上にそれぞれ実装したプログラマブルコントローラの二重化システムであって、
前記両CPUモジュール間はハンドシェイク用バスで接続し、前記各オプションモジュールはそれぞれのCPUモジュールも含めてオプションハンドシェイク用バスで接続し、マスタ局とスレーブ局のCPUモジュール間で直接にデータ送受信が行える構成とし、
前記両CPUモジュールは、
自局2ポートメモリデータと相手局2ポートメモリデータ領域を設定して、自局2ポートメモリデータが相手局CPUモジュールの相手局2ポートメモリデータにコピーする手段と、
前記2ポートメモリデータの動作モード切り替え用データを直接に制御したハンドシェイクで、RUN・STOPの動作モード切り替え行う手段とを備えたことを特徴とするプログラマブルコントローラの二重化システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006283296A JP2008102649A (ja) | 2006-10-18 | 2006-10-18 | プログラマブルコントローラの二重化システム |
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JP2006283296A JP2008102649A (ja) | 2006-10-18 | 2006-10-18 | プログラマブルコントローラの二重化システム |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011086990A (ja) * | 2009-10-13 | 2011-04-28 | Fuji Xerox Co Ltd | 情報処理装置及び画像形成装置 |
KR101554249B1 (ko) | 2015-06-30 | 2015-09-18 | 주식회사 나라컨트롤 | 단위 관제점별 이상감지를 포함한 전 이중화방식의 자동제어장치 및 그 제어방법 |
CN114281036A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-04-05 | 国核自仪系统工程有限公司 | 工业总线主站接口卡、主站控制器及系统 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04354001A (ja) * | 1991-05-31 | 1992-12-08 | Mitsubishi Electric Corp | 冗長化制御装置 |
JP2006092061A (ja) * | 2004-09-22 | 2006-04-06 | Meidensha Corp | プログラマブルコントローラの2重化システム |
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2006
- 2006-10-18 JP JP2006283296A patent/JP2008102649A/ja active Pending
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