JP2015184910A - process controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プロセスコントローラに関する。 The present invention relates to a process controller.
生産プロセスを管理する工場では、プラント内に多数のデバイス(例えばセンサ機器やバルブポジショナ等のデバイス)を配置してプロセスを管理している。プラント内のデバイスは、プロセスを制御するプロセスコントローラによって制御される。下記特許文献1に記載のプロセスコントローラは、制御プログラムや制御データを記憶するメモリとして、DRAM(Dynamic Random Access Memory)を使用している。
In a factory that manages a production process, a large number of devices (for example, devices such as sensor devices and valve positioners) are arranged in the plant to manage the process. Devices in the plant are controlled by a process controller that controls the process. The process controller described in
DRAMやSRAM(Static Random Access Memory)は、アルファ線などの宇宙線によりメモリエラーが発生するため、その対策として、メモリエラーを検出して修復するECC(Error Correction Code)回路を搭載している。しかしながら、ECC回路は、複雑な機能を有するため、プロセスコントローラの故障率を高める要因になる。また、DRAMやSRAMは、揮発性であるため、プロセスコントローラの電源を遮断したときに、別に設けた不揮発性メモリ等にデータを退避させる必要がある。 DRAMs and SRAMs (Static Random Access Memory) are equipped with an ECC (Error Correction Code) circuit that detects and repairs memory errors because memory errors occur due to cosmic rays such as alpha rays. However, since the ECC circuit has a complicated function, it becomes a factor for increasing the failure rate of the process controller. Also, since DRAM and SRAM are volatile, it is necessary to save data to a nonvolatile memory or the like provided separately when the process controller is powered off.
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、不揮発性メモリを用い、簡易な構成で信頼性を向上させることができるプロセスコントローラを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems caused by the prior art, and an object of the present invention is to provide a process controller that uses a nonvolatile memory and can improve reliability with a simple configuration. .
本発明に係るプロセスコントローラは、誤り訂正できるビットに限界がある不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリにデータを書き込み、前記不揮発性メモリからデータを読み出す制御部と、を備えるプロセスコントローラであって、同一のデータを書き込む二つずつの組に区別された、複数の前記不揮発性メモリを対象にして、同じ組の前記不揮発性メモリから読み出されたデータ同士を比較し、不一致である場合に、エラー信号を出力するエラー判定部を、さらに備え、前記制御部は、前記不揮発性メモリにデータを書き込むときには、全ての前記不揮発性メモリに対してデータ書き込み領域を指定し、同じ組ごとに同一のデータを前記不揮発性メモリに書き込み、前記不揮発性メモリからデータを読み出すときには、全ての前記不揮発性メモリに対してデータ読み出し領域を指定し、各前記不揮発性メモリからそれぞれデータを読み出す。 The process controller according to the present invention is a process controller comprising: a nonvolatile memory having a limit in error correctable bits; and a control unit that writes data to the nonvolatile memory and reads data from the nonvolatile memory, When the data read from the non-volatile memory of the same set is compared for two or more non-volatile memories that are distinguished into two sets for writing the same data, An error determination unit that outputs an error signal is further provided, and when the control unit writes data to the non-volatile memory, it designates a data write area for all the non-volatile memories, and the same set for each set When writing data to the non-volatile memory and reading data from the non-volatile memory, all non-volatile Specifies the data read region with respect to the memory, reads the data from the respective said nonvolatile memory.
かかる構成を採用することで、不揮発性メモリにデータを書き込むときには、同じ組に属する二つの不揮発性メモリに同一のデータを書き込むことができ、不揮発性メモリからデータを読み出すときには、同じ組に属する二つの不揮発性メモリからそれぞれ読み出したデータ同士を比較し、不一致である場合に、エラー信号を出力することが可能となる。これにより、不揮発性メモリにおいて、誤り訂正できるビット数を超えてメモリエラーが発生した場合であっても、エラー信号を出力することができるとともに、プロセスコントローラの電源を遮断する際に、不揮発性メモリのデータを、他のメモリに退避させる構成を省くこともできる。 By adopting such a configuration, when data is written to the nonvolatile memory, the same data can be written to two nonvolatile memories belonging to the same group, and when data is read from the nonvolatile memory, two data belonging to the same group can be written. The data read from the two nonvolatile memories are compared with each other, and if they do not match, an error signal can be output. As a result, in the nonvolatile memory, even when a memory error occurs exceeding the number of bits that can be corrected, an error signal can be output and when the process controller power is shut off, the nonvolatile memory It is also possible to omit a configuration for saving the data in another memory.
本発明によれば、不揮発性メモリを用い、簡易な構成で信頼性を向上させることができるプロセスコントローラを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the process controller which can improve reliability with a simple structure using a non-volatile memory can be provided.
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態について説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除するものではない。すなわち、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiment described below is merely an example, and does not exclude application of various modifications and techniques not explicitly described below. That is, the present invention can be implemented with various modifications without departing from the spirit of the present invention.
図1は、本発明の実施形態におけるプロセスコントローラを含むプロセス管理システムの構成を例示する図である。図1に示すように、プロセス管理システム10は、上位の管理装置である機器管理装置1および運転監視装置2と、プロセスコントローラ3と、IO(入出力)ユニット4と、デバイス5と、を備える。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a process management system including a process controller according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
デバイス5は、プラント内に配置される機器であり、例えば、ファウンデーションフィールドバス技術に対応する機器や、HART(Highway Addressable Remote Transducer)通信機能を搭載した機器、プロフィバス(Profibus)技術に対応する機器を用いることができる。デバイス5としては、例示的に、流量や圧力、温度等を検出する各種センサ機器、流量制御弁や圧力制御弁等の各種バルブを制御するバルブポジショナ、ポンプやファン等を動作させる各種アクチュエータ等が該当する。
The
プロセスコントローラ3は、生産プロセスの実行状態を制御する機器である。例示的に、プロセスコントローラ3は、発信器から取得した流量や圧力等の測定値に基づいて、バルブポジショナを制御することで、配管に設けられたバルブの開度を調節する。
The
プロセスコントローラ3は、冗長化構成されており、いずれか一つが故障して停止した場合でも、システムを稼働し続けることができるように構築されている。冗長化は、複数のプロセスコントローラ3を二重化する並列冗長方式を採用してもよいし、複数のプロセスコントローラ3を稼動系と待機系として機能させる待機冗長方式を採用してもよい。
The
IOユニット4は、プロセスコントローラ3とデバイス5とを仲介する機器である。例示的に、IOユニット4は、プロセスコントローラ3側のプロトコルとデバイス5側のプロトコルとを変換する。
The
機器管理装置1は、デバイス5を管理するための装置であり、パラメータの一元管理やアラート情報の管理等を行う。運転監視装置2は、プロセスコントローラ3を介して収集されるデバイス5の運転内容をモニタに表示し、運用者の指示に従ってデバイス5の運転状態を操作するための装置である。
The
図2を参照して、プロセスコントローラ3のハードウェア構成の一例について説明する。プロセスコントローラ3は、物理的には、例えば、CPU(Central Processing Unit)310と、CPLD(Complex Programmable Logic Device)320と、MRAM(Magnetoresistive Random Access Memoryc)330A〜MRAM330Hとを備える。CPU310とCPLD320とMRAM330A〜MRAM330Hとは、バスにより相互に接続されている。なお、MRAM330A〜MRAM330Hは、特に区別して記載する必要がない場合には、以下においてMRAM330と記載する。
An example of the hardware configuration of the
CPU310は、例示的に、バス幅が32ビットであり、MRAM330は、例示的に、512K×8ビット構成であることとする。また、MRAM330は、例示的に、誤り訂正できるビットが1ビットであることとする。なお、メモリは、ここで例示するMRAM330であることには限定されず、誤り訂正できるビットに限界がある不揮発性メモリであれば、本発明に適用することができる。
The
MRAM330は、同一のデータを書き込む二つずつの組に区別される。図2では、MRAM330AとMRAM330Bとの組、MRAM330CとMRAM330Dとの組、MRAM330EとMRAM330Fとの組、およびMRAM330GとMRAM330Hとの組という四つの組に区別される。
The MRAM 330 is distinguished into two sets for writing the same data. In FIG. 2, there are four sets, a set of
CPU310とMRAM330との間でやり取りする32ビットのデータは、8ビットずつの四つのデータ群に分けられ、それぞれが上記四つの組のいずれか一組に属するMRAMとの間でやり取りされる。以下に、具体的に説明する。
The 32-bit data exchanged between the
32ビットのデータのうち、1〜7ビット目のデータは、MRAM330AおよびMRAM330Bの組との間でやり取りされ、8〜16ビット目のデータは、MRAM330CおよびMRAM330Dの組との間でやり取りされる。同様に、17〜24ビット目のデータは、MRAM330EおよびMRAM330Fの組との間でやり取りされ、25〜32ビット目のデータは、MRAM330GおよびMRAM330Hの組との間でやり取りされる。
Of the 32-bit data, the 1st to 7th bit data is exchanged with the set of
CPLD320は、CPU310から受け取った制御信号に従って、MRAM330へのデータの書き込みや、MRAM330からのデータの読み出しを制御する。
The
また、CPLD320は、XOR(Exclusive OR)回路321A〜XOR回路321Dと、OR回路322とをさらに備える。なお、XOR回路321A〜XOR回路321Dは、特に区別して記載する必要がない場合には、以下においてXOR回路321と記載する。
The
XOR回路321は、対応して設けられたMRAMの組に属する二つのMRAM330からそれぞれ読み出したデータ同士を比較し、不一致である場合に、エラー信号として“1”をOR回路322に出力する。一方、XOR回路321は、比較したデータ同士が一致する場合には、“0”をOR回路322に出力する。
The XOR circuit 321 compares the data read from the two MRAMs 330 belonging to the corresponding MRAM set, and outputs “1” as an error signal to the
OR回路322は、いずれかのXOR回路321から“1”が出力された場合に、エラー信号MBEとして“1”を出力する。このエラー信号MBEは、運転監視装置2宛てに送信される。一方、OR回路322は、全てのXOR回路321から“0”が出力された場合には、“0”を出力する。
The
ドライバ331A〜ドライバ331Dは、MRAMからの読み出しを許可することを示す“OE(Output Enable)”がCPLD320から出力されているときに、データを通さない状態となり、“OE”が出力されていないときには、データを通す状態となる。これにより、MRAM330からデータを読み出す際に、“OE”を出力することで、ドライバ331A〜ドライバ331Dがデータを通さない状態となるため、それぞれのMRAM330から個別にデータを読み出すことが可能となる。なお、ドライバ331A〜ドライバ331Dは、特に区別して記載する必要がない場合には、以下においてドライバ331と記載する。
When the
次に、図2を参照して、プロセスコントローラ3のCPU310が各MRAM330にデータを書き込む際の動作について説明する。
Next, an operation when the
最初に、CPU310は、書き込み対象として選択することを示す“CS(Chip Select)”を制御信号として、CPLD320に出力する。
First, the
続いて、CPLD320は、全てのMRAM330に対し、“CS”を出力する。これにより、全てのMRAM330がデータの書き込み対象として選択されることになる。
Subsequently, the
続いて、CPU310は、アドレスバスABを介して、全てのMRAM330に対してデータ書き込み領域を指定する。
Subsequently, the
続いて、CPU310は、データバスDBを介して、各MRAM330に書き込むデータを出力する。
Subsequently, the
続いて、CPU310は、書き込みを許可することを示す“WE(Write Enable)x”[x=0〜3]を制御信号として、CPLD320に出力する。
Subsequently, the
続いて、CPLD320は、全てのMRAM330に対し、“WEx”を出力する。これにより、全てのMRAM330にデータが書き込まれる。
Subsequently, the
続いて、CPU310およびCPLD320は、全ての制御信号を解除する。
Subsequently, the
次に、図2を参照して、プロセスコントローラ3のCPU310が各MRAM330からデータを読み出す際の動作について説明する。
Next, an operation when the
最初に、CPU310は、読み出し対象として選択することを示す“CS(Chip Select)”を制御信号として、CPLD320に出力する。
First, the
続いて、CPLD320は、全てのMRAM330に対し、“CS”を出力する。これにより、全てのMRAM330がデータの読み出し対象として選択されることになる。
Subsequently, the
続いて、CPU310は、アドレスバスABを介して、全てのMRAM330に対してデータ読み出し領域を指定する。
Subsequently, the
続いて、CPU310は、読み出しを許可することを示す“OE(Output Enable)”を制御信号として、CPLD320に出力する。
Subsequently, the
続いて、CPLD320は、全てのMRAM330およびドライバ331に対し、“OE”を出力する。これにより、全てのドライバ331はデータを通さない状態となり、全てのMRAM330からそれぞれデータが読み出されることになる。
Subsequently, the
続いて、CPLD320のXOR回路321A〜XOR回路321Dは、対応する二つのMRAM330からそれぞれ読み出されたデータ同士を比較し、不一致である場合には、“1”をOR回路322に出力し、一致した場合には、“0”をOR回路322に出力する。
Subsequently, the
続いて、OR回路322は、いずれかのXOR回路321から“1”が出力された場合に、エラー信号MBEとして“1”を出力し、全てのXOR回路321から“0”が出力された場合には、“0”を出力する。
Subsequently, when “1” is output from any XOR circuit 321, the
続いて、CPU310およびCPLD320は、全ての制御信号を解除する。
Subsequently, the
次に、図3を参照して、プロセスコントローラ3の機能構成の一例について説明する。プロセスコントローラ3は、機能的には、例えば、制御部31と判定部32とを有する。
Next, an example of a functional configuration of the
制御部31は、MRAM330にデータを書き込むときには、全てのMRAM330に対してデータ書き込み領域を指定し、同じ組ごとに同一のデータをMRAM330に書き込む。
When writing data to the MRAM 330, the
制御部31は、MRAM330からデータを読み出すときには、全てのMRAM330に対してデータ読み出し領域を指定し、各MRAM330からそれぞれデータを読み出す。
When reading data from the MRAM 330, the
判定部32は、同じ組のMRAM330から読み出されたデータ同士を比較し、不一致である場合に、エラー信号MBEを出力する。
The
エラー信号MBEは、運転監視装置2に送信され、運転監視装置2のモニタには、プロセスコントローラ3でエラーが発生した旨のメッセージが表示される。したがって、そのメッセージを確認した運用者は、エラーが発生したプロセスコントローラ3を停止させ、確認や点検を行うことが可能となる。プロセスコントローラ3は、冗長化構成されているため、一つのプロセスコントローラ3を停止させても、システムを稼働し続けることができる。
The error signal MBE is transmitted to the operation monitoring device 2, and a message that an error has occurred in the
上述してきたように、実施形態におけるプロセスコントローラ3によれば、MRAM330にデータを書き込むときには、同じ組に属する二つのMRAM330に同一のデータを書き込むことができ、MRAM330からデータを読み出すときには、同じ組に属する二つのMRAM330からそれぞれ読み出したデータ同士を比較し、不一致である場合に、エラー信号を出力することができる。
As described above, according to the
これにより、MRAM330において、誤り訂正できるビット数を超えてメモリエラーが発生した場合であっても、エラー信号MBEを運転監視装置2に送信することができるとともに、プロセスコントローラ3の電源を遮断する際に、MRAM330のデータを、他のメモリに退避させる構成を省くこともできる。
As a result, even when a memory error occurs in the MRAM 330 exceeding the number of bits that can be corrected, the error signal MBE can be transmitted to the operation monitoring device 2 and the
それゆえ、実施形態におけるプロセスコントローラ3によれば、不揮発性メモリであるMRAM330を用い、簡易な構成で信頼性を向上させることが可能となる。
Therefore, according to the
1…機器管理装置
2…運転監視装置
3…プロセスコントローラ
4…IOユニット
5…デバイス
10…プロセス管理システム
31…制御部
32…判定部
310…CPU
320…CPLD
330…MRAM(不揮発性メモリ)
DESCRIPTION OF
320 ... CPLD
330 ... MRAM (nonvolatile memory)
Claims (3)
前記不揮発性メモリにデータを書き込み、前記不揮発性メモリからデータを読み出す制御部と、を備えるプロセスコントローラであって、
同一のデータを書き込む二つずつの組に区別された、複数の前記不揮発性メモリを対象にして、同じ組の前記不揮発性メモリから読み出されたデータ同士を比較し、不一致である場合に、エラー信号を出力するエラー判定部を、さらに備え、
前記制御部は、
前記不揮発性メモリにデータを書き込むときには、全ての前記不揮発性メモリに対してデータ書き込み領域を指定し、同じ組ごとに同一のデータを前記不揮発性メモリに書き込み、
前記不揮発性メモリからデータを読み出すときには、全ての前記不揮発性メモリに対してデータ読み出し領域を指定し、各前記不揮発性メモリからそれぞれデータを読み出す、
ことを特徴とするプロセスコントローラ。 Non-volatile memory with limited bits for error correction,
A controller that writes data to the nonvolatile memory and reads data from the nonvolatile memory,
When the data read from the non-volatile memory of the same set is compared for two or more non-volatile memories that are distinguished into two sets for writing the same data, An error determination unit that outputs an error signal is further provided,
The controller is
When writing data to the non-volatile memory, specify a data write area for all the non-volatile memory, write the same data to the non-volatile memory for each same set,
When reading data from the non-volatile memory, specify a data read area for all the non-volatile memories, and read data from each of the non-volatile memories,
Process controller characterized by that.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014060750A JP2015184910A (en) | 2014-03-24 | 2014-03-24 | process controller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014060750A JP2015184910A (en) | 2014-03-24 | 2014-03-24 | process controller |
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JP2015184910A true JP2015184910A (en) | 2015-10-22 |
Family
ID=54351364
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2014060750A Pending JP2015184910A (en) | 2014-03-24 | 2014-03-24 | process controller |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021105791A (en) * | 2019-12-26 | 2021-07-26 | アズビル株式会社 | Controller and facility monitoring system |
-
2014
- 2014-03-24 JP JP2014060750A patent/JP2015184910A/en active Pending
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JP2021105791A (en) * | 2019-12-26 | 2021-07-26 | アズビル株式会社 | Controller and facility monitoring system |
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