JP2010165136A - Redundancy control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、第1コントローラ及び第2コントローラがシリアルバスを介して相互に通信すると共に通信バスを介して上位装置と通信し、各コントローラは診断フレームを自側より相手側コントローラに送信するトランシーバーと、相手側から送信された診断フレームを受信するレシーバーとを具備する冗長化制御装置に関するものである。 The present invention provides a transceiver in which a first controller and a second controller communicate with each other via a serial bus and communicate with a host device via a communication bus, and each controller transmits a diagnostic frame from its own side to a counterpart controller. The present invention relates to a redundancy control device including a receiver that receives a diagnostic frame transmitted from the other party.
図5は、従来の冗長化制御システムの構成例を示す機能ブロック図である。プラントの機器を制御するコントローラは、信頼性確保のために二重化されたハードウェア構成をとる。 FIG. 5 is a functional block diagram showing a configuration example of a conventional redundant control system. The controller that controls the plant equipment has a redundant hardware configuration to ensure reliability.
冗長化された第1コントローラ10及び第2コントローラ20は、制御バス30を介して上位装置40と通信すると共に、第1シリアルバス51及び第2シリアルバス52で相互に通信を行って動作している。これらコントローラ10及び20の状態は、制御バス30を介して接続された上位装置40のオペレーターにより監視されている。
The redundant first controller 10 and
第1コントローラ10及び第2コントローラ20内部には、コントローラ間通信を制御する通信コントローラ11及び21を備えている。また、シリアルデータの送信を行うためのトランシーバー12及び22並びにシリアル通信の受信を行うためのレシーバー13及び23を備えている。
The first controller 10 and the
トランシーバー12及び22は、パラレルバスPB11のデータ及びパラレルバスPB21のデータをシリアル変換して相手コントローラのレシーバー23及び13にシリアル送信を行う。レシーバー13及び23は、シリアルで受信したデータをパラレル変換し、パラレルバスPB12及びパラレルバスPB22を介して通信コントローラ11及び21に送る。
The
第1コントローラ10は診断フレーム60を、第1シリアルバス51を介して第2コントローラ20に送り、第2コントローラ20は受信した診断フレームを、第2シリアルバス52を介して第1コントローラ10に返す。
The first controller 10 sends the
図6は、従来の診断フレームの一般的な構成図であり、診断フレームヘッダD1、診断用データD2、CRC等のフレームチェックシーケンスD3で構成されている。 FIG. 6 is a general configuration diagram of a conventional diagnostic frame, and includes a frame check sequence D3 such as a diagnostic frame header D1, diagnostic data D2, and CRC.
第1コントローラ10は、送信した診断フレームが正しく返された場合にはシリアルバス51、52は正常であり、正しい応答がない場合は、シリアルバスの故障とみなし上位装置40に通知し、アラーム等をあげてオペレーターに警報する。
When the transmitted diagnostic frame is correctly returned, the first controller 10 determines that the
従来の診断通信の手法では、診断フレームの異常受信があった場合、診断フレームの通信経路のどこで故障が発生したのかを特定することができない。 In the conventional diagnostic communication method, when there is an abnormal reception of a diagnostic frame, it is impossible to specify where the failure has occurred in the communication path of the diagnostic frame.
即ち、診断の失敗は、第1コントローラ10のパラレルバスPB11,PB12及び第2コントローラ20のパラレルバスPB21,PB22並びにシリアルバス51,52の6箇所のどこか一箇所でも故障すると発生することになり、正確な故障箇所が特定することができず、どこを交換すれば正常に戻るのかが判断できなかった。
That is, the failure of diagnosis occurs when one of the six locations of the parallel buses PB11 and PB12 of the first controller 10, the parallel buses PB21 and PB22 of the
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、冗長化されたコントローラ間の診断通信に失敗が発生した場合に、故障箇所を特定することを可能とする冗長化制御装置の実現を目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is a redundant control device that can identify a failure location when a failure occurs in diagnostic communication between redundant controllers. It is aimed at realization.
このような課題を達成するために、本発明は次の通りの構成になっている。
(1)第1コントローラ及び第2コントローラが、シリアルバスを介して相互に通信すると共に、通信バスを介して上位装置と通信し、各コントローラは診断フレームを自側より相手側コントローラに送信するトランシーバーと相手側から送信された診断フレームを受信するレシーバーを具備する冗長化制御装置において、
前記第1コントローラ及び第2コントローラは、
自側トランシーバーの送信データのフィードバックチェック手段と、
相手側からの受信データに対する1ビット誤りまたは多ビット誤りを検出する、誤り検出手段と、
を備えることを特徴とする冗長化制御装置。
In order to achieve such a subject, the present invention has the following configuration.
(1) A transceiver in which a first controller and a second controller communicate with each other via a serial bus and communicate with a host device via a communication bus, and each controller transmits a diagnostic frame from its own side to the other side controller. And a redundant control device including a receiver that receives a diagnostic frame transmitted from the other party,
The first controller and the second controller are:
Feedback check means for transmission data of own transceiver,
An error detecting means for detecting a 1-bit error or a multi-bit error with respect to received data from the other side;
A redundant control device comprising:
(2)前記第1コントローラ及び第2コントローラは、前記フィードバックチェック手段のチェック結果及び前記誤り検出手段の検出結果の診断情報を前記上位装置に渡すことを特徴とする(1)に記載の冗長化制御装置。 (2) The redundancy according to (1), wherein the first controller and the second controller pass diagnostic information of a check result of the feedback check unit and a detection result of the error detection unit to the host device. Control device.
(3)前記上位装置は、前記第1コントローラ及び第2コントローラ渡された前記診断情報に基づいて故障箇所を特定する判定処理手段を備えることを特徴とする(1)または(2)に記載の冗長化制御装置。 (3) The high-order apparatus includes a determination processing unit that identifies a failure location based on the diagnosis information passed to the first controller and the second controller. (1) or (2) Redundant control device.
(4)前記判定処理手段は、
(イ)第1コントローラ側診断フレーム送信異常の場合には、第1コントローラ側送信パラレルバスの故障。
(ロ)第2コントローラ側診断フレーム送信異常の場合には、第2コントローラ側送信パラレルバスの故障。
(ハ)第1コントローラ側診断フレーム受信1ビットエラーで第2コントローラ側診断フレーム送信正常の場合には、第1コントローラ側受信パラレルバスの故障。
(二)第2コントローラ側診断フレーム受信1ビットエラーで第1コントローラ側診断フレーム送信正常の場合には、第2コントローラ側受信パラレルバスの故障。
(ホ)第1コントローラ側診断フレーム受信多ビットエラーまたは受信不能で第2コントローラ側診断フレーム送信正常の場合には、第2シリアルバスの故障。
(へ)第2コントローラ側診断フレーム受信多ビットエラーまたは受信不能で第1コントローラ側診断フレーム送信正常の場合には、第1シリアルバスの故障。
の判定アルゴリズムに基づき、故障箇所を特定することを特徴とする(1)乃至(3)のいずれかにに記載の冗長化制御装置。
(4) The determination processing means includes:
(A) In the case of the first controller side diagnostic frame transmission abnormality, the first controller side transmission parallel bus is faulty.
(B) If the second controller-side diagnostic frame transmission is abnormal, the second controller-side transmission parallel bus is faulty.
(C) If the second controller-side diagnostic frame transmission is normal due to the first controller-side diagnostic frame reception 1-bit error, the first controller-side reception parallel bus is faulty.
(2) If the first controller side diagnostic frame transmission is normal due to the second controller side diagnostic frame reception 1 bit error, the second controller side reception parallel bus is faulty.
(E) When the first controller side diagnostic frame reception multi-bit error or reception is impossible and the second controller side diagnostic frame transmission is normal, the second serial bus is faulty.
(F) When the second controller side diagnostic frame reception multi-bit error or reception is impossible and the first controller side diagnostic frame transmission is normal, the first serial bus is faulty.
The redundancy control device according to any one of (1) to (3), wherein a fault location is identified based on the determination algorithm.
(5)前記診断フレームは、互いに全ビットが反転した2個のヘッダーを備えていることを特徴とする(1)乃至(4)のいずれかにに記載の冗長化制御装置。 (5) The redundancy control device according to any one of (1) to (4), wherein the diagnostic frame includes two headers having all bits inverted from each other.
(6)前記シリアルバスが二重化されると共に、前記第1コントローラ及び第2コントローラは、夫々二重化されたトランシーバー及びレシーバーを備え、一方のコントローラの診断情報を二重化されたシリアルバスの正常側を介して他方のコントローラに伝送し、他方のコントローラより上記上位装置に故障箇所の判定情報を渡すことを特徴とする(1)に記載の冗長化制御装置。 (6) The serial bus is duplexed, and the first controller and the second controller each include duplexed transceivers and receivers, and the diagnostic information of one controller is passed through the normal side of the duplexed serial bus. The redundant control device according to (1), wherein the redundant control device transmits the information to the other controller, and passes the determination information of the fault location from the other controller to the host device.
本発明によれば、多重故障でない限り、本診断を行うことで故障箇所を特定することができるので、どの部分を交換すればよいかを正確に認識することができ、メンテナンスの効率アップに貢献することができる。 According to the present invention, unless this is a multiple failure, the failure location can be identified by performing this diagnosis, so it is possible to accurately recognize which portion should be replaced, and contribute to an increase in maintenance efficiency. can do.
以下、本発明を図面により詳細に説明する。図1は、本発明を適用した装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。図4で説明した従来装置と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a functional block diagram showing an embodiment of an apparatus to which the present invention is applied. The same elements as those of the conventional apparatus described with reference to FIG.
制御バス30に接続された第1コントローラ100及び第2コントローラ200並びに制御バス30を介してこれらコントローラと通信する上位装置300の構成は、図4におけるコントローラ10、20及び上位装置40の要素と同一機能である。
The configuration of the
従来構成に追加された特徴部を説明する。第1コントローラ100の通信コントローラ101は、トランシーバー102へのパラレルバスPB11のデータをフィードバックして送信デーと比較してエラーを検出する、送信データフィードバックチェック手段104を備える。
The characteristic part added to the conventional structure is demonstrated. The
更に、通信コントローラ101は、レシーバー103からのパラレルバスPB12を介して得られる受信データを期待値と比較して1ビットのエラーを検出する、受信データ誤り検出機手段105を備える。
Further, the
同様に、第2コントローラ200の通信コントローラ201は、トランシーバー202へのパラレルバスPB21のデータをフィードバックして送信データと比較してエラーを検出する、送信データフィードバックチェック手段204を備える。
Similarly, the
更に、通信コントローラ201は、レシーバー203からのパラレルバスPB22を介して得られる受信データを期待値と比較して1ビットのエラーを検出する、受信データ誤り検出機手段205を備える。
Further, the
図2は、本発明で採用されている診断フレーム601、602の構成図である。この診断フレームの特徴は、診断フレームヘッダがD11及びD12の2個で構成され、これらは互いに全ビットが反転したデータ(例:5AとA5)構成を有する。診断用データD2及びフレームチェックシーケンスD3は、図6で示した一般構成と同一である。
FIG. 2 is a configuration diagram of the
第1コントローラ100の通信コントローラ101は、第2コントローラ200の通信コントローラ201に対して診断フレーム601を送信する。送信データは送信データフィードバックチェック手段104で正常に送信されたかを確認される。本結果は通信コントローラ101が保存する。
The
診断フレーム601は、第1シリアルバス51、レシーバー203を経由し、通信コントローラ201で受信される。この時、診断フレームが1ビットHigh,Lowどちらかへのクランプによりデータが変化していても、2つあるフレームヘッダのどちらかを受信することで診断フレームと認識する。
The
診断フレーム受信を認識した後、受信データ誤り検出手段205により正常時に受信できるはずの診断フレームのデータやCRCと比較し、どのビットが1ビット故障しているかを判定する。多ビットの違いを検出した場合は、診断フレームであること自体が怪しいため診断フレームが受信できないと判断する。本結果は通信コントローラ201が保存する。
After recognizing the reception of the diagnostic frame, the received data error detection unit 205 compares the data with the diagnostic frame data and CRC that should be received in the normal state, and determines which bit has failed by one bit. If a multi-bit difference is detected, it is determined that the diagnostic frame cannot be received because the diagnostic frame itself is suspicious. This result is stored by the
同様に、第2コントローラ200の通信コントローラ201は、第1コントローラ100の通信コントローラ101に対して診断フレーム602を送信する。送信データは送信データフィードバックチェック手段204で正常に送信されたかを確認される。本結果は通信コントローラ201が保存する。
Similarly, the
診断フレーム602は、第2シリアルバス52、レシーバー103を経由し、通信コントローラ101で受信される。この時、診断フレームが1ビットHigh,Lowどちらかへのクランプによりデータが変化していても、2つあるフレームヘッダのどちらかを受信することで診断フレームと認識する。
The
診断フレーム受信を認識した後、受信データ誤り検出手段105により正常時に受信できるはずの診断フレームのデータやCRCと比較し、どのビットが1ビット故障しているかを判定する。多ビットの違いを検出した場合は、診断フレームであること自体が怪しいため診断フレームが受信できないと判断する。本結果は通信コントローラ101が保存する。
After recognizing the reception of the diagnostic frame, the received data error detection means 105 compares it with the data and CRC of the diagnostic frame that should be received in the normal state, and determines which bit has a failure. If a multi-bit difference is detected, it is determined that the diagnostic frame cannot be received because the diagnostic frame itself is suspicious. The
両コントローラの診断を実施後、第1コントローラ100側の診断結果N1及び第2コントローラ200側の診断結果N2は、制御バス30経由して上位装置300に送信される。上位装置300は、判定処理手段301を備え、渡された診断結果N1及びN2に基づいて故箇所を特定する論理演算を実行する。
After performing the diagnosis of both controllers, the diagnosis result N1 on the
図3は、故障箇所を特定する判定処理手段の構成例を示す論理回路図である。この論理回路は、(A)乃至(F)の診断結果に対して(イ)乃至(へ)の6箇所の故障箇所を特定する判定を実行する。 FIG. 3 is a logic circuit diagram showing a configuration example of the determination processing means for identifying the failure location. This logic circuit executes a determination for identifying six fault locations (A) to (F) with respect to the diagnosis results (A) to (F).
(1)第1コントローラ側診断フレーム送信異常の診断結果(A)に対しては、(イ)第1コントローラ側送信パラレルバスPB11の故障。 (1) For the diagnosis result (A) of the first controller-side diagnostic frame transmission abnormality, (a) failure of the first controller-side transmission parallel bus PB11.
(2)第2コントローラ側診断フレーム送信異常の診断結果(B)に対しては、(ロ)第2コントローラ側送信パラレルバスPB21の故障。 (2) For the diagnosis result (B) of the second controller side diagnostic frame transmission abnormality, (b) failure of the second controller side transmission parallel bus PB21.
(3)第1コントローラ側診断フレーム受信1ビットエラーで第2コントローラ側診断フレーム送信正常の診断結果(C)に対しては、(ハ)第1コントローラ側受信パラレルバスPB12の故障。 (3) For the diagnosis result (C) indicating that the first controller side diagnosis frame reception is 1 bit error and the second controller side diagnosis frame transmission is normal, (c) failure of the first controller side reception parallel bus PB12.
(4)第2コントローラ側診断フレーム受信1ビットエラーで第1コントローラ側診断フレーム送信正常の診断結果(D)に対しては、(二)第2コントローラ側受信パラレルバスPB22の故障。 (4) For the diagnosis result (D) that the first controller side diagnostic frame transmission is normal due to the second controller side diagnostic frame reception 1 bit error, (2) the second controller side reception parallel bus PB22 is faulty.
(5)第1コントローラ側診断フレーム受信多ビットエラーまたは受信不能で第2コントローラ側診断フレーム送信正常の診断結果(E)に対しては、(ホ)第2シリアルバス52の故障。
(5) For the diagnosis result (E) in which the first controller-side diagnostic frame reception multi-bit error or reception is impossible and the second controller-side diagnostic frame transmission is normal, (e) the second
(6)第2コントローラ側診断フレーム受信多ビットエラーまたは受信不能で第1コントローラ側診断フレーム送信正常の診断結果(F)に対しては、(へ)第1シリアルバス51の故障。
(6) For the diagnostic result (F) in which the second controller side diagnostic frame reception multi-bit error or reception is impossible and the first controller side diagnostic frame transmission is normal, (f) failure of the first
上位装置300の判定処理手段301による故障箇所の通知は、上位装置のオペレーターに対してのみでなく、コントローラ自身が持つLED、液晶パネル等の表示機能で故障箇所の通知を行うこともできる。
Notification of the failure location by the determination processing unit 301 of the
図4は、本発明を適用した冗長化制御システムの他の実施形態を示す機能ブロック図である。図1の実施形態との差は、シリアルバスが二重化されており、これらバスを介して通信する要素(対応する要素には「´」を付して示す)も二重化されている構成にある。 FIG. 4 is a functional block diagram showing another embodiment of the redundant control system to which the present invention is applied. The difference from the embodiment of FIG. 1 is that the serial bus is duplicated, and the elements communicating via these buses (corresponding elements are indicated by “′”) are also duplicated.
このようにいるシリアルバスが二重化されている構成では、例えば第2コントローラ200側の診断結果N2を、正常なシリアルバス52を使用して第1コントローラ100に通知することができる。
In such a configuration in which the serial bus is duplicated, for example, the diagnosis result N2 on the
第1コントローラ100の通信コントローラ101には、第1コントローラ100側の診断結果N1及び第2コントローラ200側の診断結果N2を入力する判定処理手段800が設けられ、図3で説明した判定論理による故障箇所の特定処理が実行され、上位装置300に故障箇所通知Cが送信される。
The
このような構成によれば、故障箇の判定処理を、制御バス30を経由せずにコントローラ側のハードウェアで実行できるので、制御バスの通信トラフィックを軽減することが可能である。更に、上位装置300が片側のコントローラのみに接続されているような系でも故障箇所を判断することができる。
According to such a configuration, the failure determination process can be executed by the hardware on the controller side without going through the
30 制御バス
51、52 第1、第2シリアルバス
100 第1コントローラ
101 通信コントローラ
102 トランシーバー
103 レシーバー
104 送信データフィードバックチェック手段
105 受信データ誤り検出手段
PB11 送信データパラレルバス
PB12 受信データパラレルバス
200 第2コントローラ
201 通信コントローラ
202 トランシーバー
203 レシーバー
204 送信データフィードバックチェック手段
205 受信データ誤り検出手段
PB21 送信データパラレルバス
PB22 受信データパラレルバス
300 上位装置
301 判定処理手段
601、602 第1、第2診断フレーム
30
Claims (6)
前記第1コントローラ及び第2コントローラは、
自側トランシーバーの送信データのフィードバックチェック手段と、
相手側からの受信データに対する1ビット誤りまたは多ビット誤りを検出する、誤り検出手段と、
を備えることを特徴とする冗長化制御装置。 A first controller and a second controller communicate with each other via a serial bus and communicate with a host device via a communication bus. Each controller transmits a diagnostic frame from its own side to the other side controller, and the other side. In a redundant control device comprising a receiver for receiving a diagnostic frame transmitted from
The first controller and the second controller are:
Feedback check means for transmission data of own transceiver,
An error detecting means for detecting a 1-bit error or a multi-bit error with respect to received data from the other side;
A redundant control device comprising:
(イ)第1コントローラ側診断フレーム送信異常の場合には、第1コントローラ側送信パラレルバスの故障。
(ロ)第2コントローラ側診断フレーム送信異常の場合には、第2コントローラ側送信パラレルバスの故障。
(ハ)第1コントローラ側診断フレーム受信1ビットエラーで第2コントローラ側診断フレーム送信正常の場合には、第1コントローラ側受信パラレルバスの故障。
(二)第2コントローラ側診断フレーム受信1ビットエラーで第1コントローラ側診断フレーム送信正常の場合には、第2コントローラ側受信パラレルバスの故障。
(ホ)第1コントローラ側診断フレーム受信多ビットエラーまたは受信不能で第2コントローラ側診断フレーム送信正常の場合には、第2シリアルバスの故障。
(へ)第2コントローラ側診断フレーム受信多ビットエラーまたは受信不能で第1コントローラ側診断フレーム送信正常の場合には、第1シリアルバスの故障。
の判定アルゴリズムに基づき、故障箇所を特定することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかにに記載の冗長化制御装置。 The determination processing means includes:
(A) In the case of the first controller side diagnostic frame transmission abnormality, the first controller side transmission parallel bus is faulty.
(B) If the second controller-side diagnostic frame transmission is abnormal, the second controller-side transmission parallel bus is faulty.
(C) If the second controller-side diagnostic frame transmission is normal due to the first controller-side diagnostic frame reception 1-bit error, the first controller-side reception parallel bus is faulty.
(2) If the first controller side diagnostic frame transmission is normal due to the second controller side diagnostic frame reception 1 bit error, the second controller side reception parallel bus is faulty.
(E) When the first controller side diagnostic frame reception multi-bit error or reception is impossible and the second controller side diagnostic frame transmission is normal, the second serial bus is faulty.
(F) When the second controller side diagnostic frame reception multi-bit error or reception is impossible and the first controller side diagnostic frame transmission is normal, the first serial bus is faulty.
4. The redundancy control device according to claim 1, wherein a failure location is identified based on the determination algorithm.
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