JP2509811B2

JP2509811B2 - タスク管理方式

Info

Publication number: JP2509811B2
Application number: JP61147133A
Authority: JP
Inventors: 亘笹木; 純寿斎藤; 康博天日; 和彦下山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-06-25
Filing date: 1986-06-25
Publication date: 1996-06-26
Anticipated expiration: 2011-06-26
Also published as: JPS634339A; BR8703190A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、プログラマブルコントローラのタスク管理
方式に係り、特に、プラント制御に好適なOS（オペレー
ティングシステム）のタスク管理方式に関する。

（従来の技術）従来のコントローラでは、特開昭56−80750号公報に
記載された計算機システムのように、計算機（コントロ
ーラ）で異常が検出された場合は、計算機（コントロー
ラ）をシステム（制御されているプラントなど）から、
ハード的に切離すことによって前記システムを保護して
いた。

（発明が解決しようとする問題点）上記従来技術では、動作または機能上の関連性を有す
る多数の装置からなり、相互には独立の系を複数もつプ
ラント（システム）を１つのコントローラが制御する場
合、前に述べたように、プラントの稼働中に、ある装置
に異常があることが分かった場合、停止しなければなら
ない装置と停止すべきでない装置との、明確な区別が必
要である点について配慮がされておらず、全装置を停止
するために全プラントが停止してしまう。

すなわち、この場合は、停止する必要のないプラント
の系までも停止してしまうので、プラントの稼動率が低
下するという問題点があった。また、これを避けるため
にはプラントの独立な系ごとにコントローラを備えなけ
ればならず、構造の複雑化とコスト高、および信頼性低
下をもたらすという問題があった。

本発明の目的は、コントローラの高性能化に伴ない、
１つのコントローラでプラントの複数の系の制御を行な
う場合に、系ごとに独立したプラントの保護を可能とす
るようなタスク管理方式を提供することにある。

（問題点を解決するための手段および作用）上記目的は、プラントの保護の対象に合わせ、各装置
をその動作または機能上の関連性に基づいてグループ分
けし、その情報をタスク管理テーブルにタスクグループ
フラグとして記憶しておき、プラントの稼働中に、ある
装置に異常が検出された場合には、OSが前記タスク管理
テーブルを参照し、当該装置と同グループに属する装置
をすべて停止することにより、達成される。

また、メモリや入出力装置に部分的な故障がある場合
でも、そのメモリや入出力装置と動作または機能上関連
性のある装置のみを停止することにより、故障部分を避
け、他の正常な装置を引き続き制御することができる。

なお、ある装置が停止された場合は、その装置をコン
トローラーの制御から切離し、現状維持または手動操作
とするのがよい。また、異常検出により停止した装置
は、異常の原因を修復した後、再度起動することにより
復旧できることは、もちろんである。

（実施例）以下、本発明の一実施例を第１図および第２図により
説明する。

第１図および第２図は、本発明の対象であるタスクグ
ループの構成を概念的に表した図である。これらの図に
おいて、21〜26はプラント制御を構成し、それぞれに対
応する装置21W〜26Wを制御するタスクであり、例えば、
21は切断、22はプレス、23は切断、24はプレス、25は温
度の測定、26は電源の管理を制御する。

なお、タスク21〜26には、タスク番号として、＃１〜
＃６を割り当てるものとする。

ライン41は、材料のカット（切断）及びプレスを行な
う生産ラインである。そして、タスク21は、装置21Wに
よる材料カットのタイミングや材料供給のチェック等
の、カッターの制御を行ない、他のタスク22は、装置21
Wによるプレスのタイミングや材料供給のチェック等
の、プレス機の制御を行なう。

これらのタスク21およびタスク22は独立に動作させ、
それぞれ、カッターやプレス機の動作試験等を行なうこ
とができる。

明らかなように、装置21Wと装置22Wのどちらか一方が
正常に動作しなければ、ライン41は正常に流れないの
で、ライン41全体を停止する必要がある。そこで、この
ように動作あるいは機能上の関連性がある装置21W、22W
のタスクであって、それ自身は動作あるいは機能上の関
連性がないタスク21、22を１つのグループにまとめ、こ
れをタスクグループ31とする。

ライン42は、ライン41と同じ構成の別の生産ラインで
あり、装置23Wは装置21Wと、また装置24Wは装置22Wと同
じ制御を行なう。上記ライン41における装置21W,22Wの
場合と同様に、動作あるいは機能上の関連性がある装置
23W、24Wのタスクであって、それ自身は動作あるいは機
能上の関連性がないタスク23、24を１グループとし、こ
れをタスクグループ32とする。

なお、第２図においては、ライン41とライン42は独立
に動作し、どちらか一方のラインが停止しても、他方の
ラインは動作継続が可能であると仮定する。

温度測定用の装置25Wは、この例では、たとえ実行さ
れなくてもラインには影響がないものと仮定する。また
逆に、電源管理用の装置26Wは、実行されなければ、プ
ラント33全体に影響があるものである。

第５図は、第１図のタスク管理テープル20に含まれる
タスクグループフラグ１〜６の構成例、すなわち第２図
における各装置21W〜26W相互間の関係（グループ分けの
状態）を示す図である。なお、ここでは各タスクグルー
プフラグは１ワードで構成されるものと仮定する。

装置21Wと装置22Wとは、動作あるいは機能上の関連性
があるので、タスク21および22のタスクグループフラグ
1,2の最下位ビット（LSB）10は、それぞれ“1"とし、こ
れらのタスク21,22によって管理される装置21W,22Wが同
一のタスクグループ31に属する（第２図）ことを示す。
また、前記グループフラグ１および２の最下位から２番
目のビット11は、“0"とし、これらの装置21W,22Wは、
タスクグループ32には属さないことを示す。

また、装置23Wと装置24Wとは、動作あるいは機能上の
関連性があり、装置21Wや装置22Wとは関連性がないの
で、タスク23および24のタスクグループフラグ3,4は、
その最下位ビット10を“0"、最下位から２番目のビット
11を、“1"とする。これによって、これら２つのタスク
23,24によって管理される装置23W,24Wがタスクグループ
31には属さず、タスクグループ32に属することを示す。

装置25Wは、他のいずれの装置とも関連性がないの
で、タスク25のタスクグループフラグ５は、全てのビッ
トを“0"とし、装置25Wはグループ31,32およびその他
の、どのタスクグループにも属さないこと、すなわち、
装置25Wは他の装置とは無関係に、それ単独で停止され
てもよいことを示す。

最後に、装置26Wは、他のいずれの装置とも関連性が
あるので、タスク26のタスクグループフラグ６は、最上
位ビット（MSB）を“1"とし、装置26Wは全てのタスクを
含む上位タスクグループ33に属することを示す。

なお、タスクグループフラグ６の他のビットについて
は、他の装置との相関関係に応じて、これらの装置が停
止しなければならないならば、“1"とし、停止してはな
らないならば“0"とする。

例えば、タスクグループ31,32についてみると、これ
らのタスクグループが停止しても、装置26Wは停止して
はならないので、タスクグループフラグ６の最下位ビッ
ト10,11はいずれも“0"とする。

以上の説明から分るように、本実施例では、それぞれ
のタスクグループフラグの同一桁ビット位置を同一のタ
スクグループに割当て、ある装置が停止したときに、同
時に停止しなければならない関係にある装置のタスクグ
ループフラグについては、前記同一桁ビット位置に“1"
を記憶させる。

また、装置間の上位、下位の関係をタスクグループフ
ラグの最上位ビットであらわし、上位装置の最上位ビッ
トを“1"とする。そして、上位の装置を停止するとき
は、その下位に属するすべての装置を停止させる。

第３図は、第１図および第５図のタスクグループフラ
グ１〜６を参照して、タスクグループの管理を行なうOS
7のタスク管理の手順を表わすフローチャートである。

プラントを稼働中に、ある装置を管理するタスクがア
クセスするメモリのエラーが発生したり、そのタスクが
アクセスする入出力装置の故障（ケーブル断線など）に
よりバスエラー（アクセスしたアドレスからの応答がな
い）が発生したり、などの異常が検出されると、OS7に
おいて、第３図のフローが起動される。

すなわち、OSでは、ステップ110にて、エラー発生し
たタスクのタスク番号を取込み、さらにステップ120に
て、タスク管理テーブルから、エラー発生タスクにより
管理される装置のタスクグループフラグを取込み、その
値を判定する。

エラー発生タスクにより管理される装置のタスクグル
ープフラグが負の値、すなわち前記フラグの最上位ビッ
ト12が“1"の場合は、ステップ130にて、全タスク21〜2
6を停止して全装置21W〜26Wを停止する。

また、エラー発生タスクにより管理される装置のタス
クグループフラグの値が零ならば、ステップ140にて、
エラー発生タスクのみを停止する。

さらに、エラー発生タスクにより管理される装置のタ
スクグループフラグの値が正ならば、ステップ150（そ
の詳細は後述する）にて、同じタスクグループに属する
全ての装置を停止する。

前記ステップ130,140,150はいずれも、ステップ160の
タスクディスパッチへ続き、実行すべきタスクがあれ
ば、そのタスクを継続する。

第４図は、第３図に示したステップ150の処理の詳細
を表わすフローチャートである。

ステップ151においては、まず、最初のタスクから処
理するため、タスク番号を初期化する。すなわち、当該
タスクのタスク番号として、初期値を設定する。

ステップ152では、エラー発生タスクにより管理され
る装置のタスクグループフラグと、当該タスクにより管
理される装置のタスクグループフラグの、各ビット毎の
論理積をとる。

ステップ153の判定で、ステップ152の論理積の値が零
でなければ、当該タスクにより管理される装置はエラー
発生タスクにより管理される装置と同一グループに属す
るので、ステップ154にて当該タスクを停止する。この
結果、エラー発生タスクにより管理される装置およびこ
れに関連した装置が停止することになる。

一方、ステップ153にて、ステップ152の論理積の値が
零ならば、当該タスクにより管理される装置はエラー発
生タスクにより管理される装置と同じグループではない
ので、ステップ154の停止処理は行なわないで、ステッ
プ155へジャンプする。この結果、エラー発生タスクに
より管理される装置と無関係な装置は動作を継続するこ
とになる。

ステップ155にて、当該タスクのタスク番号を次のタ
スク番号に更新する。

ステップ156にて、当該タスク番号が、全タスク終了
となったかどうかを判定し、全タスク終了を表わさなけ
れば、ステップ152以降の処理を繰り返す。

また、ステップ156にて、当該タスク番号が全タスク
終了を表わすならば、ステップ150全体の処理は終了
し、第３図のステップ160へ移る。

本実施例において、タスク番号＃２のタスク22を実行
中にエラーが発生した場合を例にして、以下に、第３図
および第４図の具体的動作の説明をする。

エラー発生により、OS7は、第３図の処理を実行す
る。

まず、ステップ110にて、エラーとなったタスク22の
タスク番号（＃２）を取り込む。タスク22により管理さ
れる装置22Wのタスクグループフラグ２は第５図に示し
たとおりであるから、ステップ120において正と判定さ
れ、引続き、ステップ150の処理を行なう。

ステップ150では、まずステップ151にて、該タスクと
して、タスク番号を“1"に設定し、初期化を行なう。

ステップ152にて、エラー発生タスク22（＃２）によ
り管理される装置22Wのタスクグループフラグ２と、該
タスク21（＃１）により管理される装置21Wのタスクグ
ループフラグ１のビット毎の論理積をとる。

ステップ153の判定では、前記論理積が零ではないの
で、ステップ154で該タスク21（＃１）を停止して装置2
1Wを停止する。ステップ155では、タスク番号を更新し
て“2"とする。

ステップ156の終了判定にて、このときのタスク番号
“2"は１〜６に含まれるので、未終了と判定し、ステッ
プ152から、同じ処理を繰り返す。

ステップ152では、エラー発生タスク22（＃２）によ
り管理される装置22Wのタスクグループフラグ２と、該
タスク22（＃２）により管理される装置22Wのタスクグ
ループフラグ２との各ビット毎の論理積をとる。この論
理積も零ではないので、ステップ154にて、＃２のタス
ク22を停止する。

次のタスク23（＃３）の処理では、タスクグループフ
ラグ２と３の、各ビット毎の論理積が零になるので、タ
スク23（＃３）の停止処理（ステップ154）は行わな
い。

同様に、タスク24〜26（＃４〜＃６）の処理でもタス
クの停止は行なわない。

タスク26（＃６）の処理を終った後に、ステップ156
の判定にて、タスク番号が“7"となり、予定の“1"〜
“6"の範囲を超えると、全タスクについての処理終了と
みなし、ステップ160へ進んで、停止されなかったタス
クの実行を行う。

以上で、タスク22を実行中にエラーが発生した場合の
動作説明を終了する。

なお、以上では、ステップ152〜154の判定、処理を、
エラーが発生したタスク（前記具体例の場合は、タスク
22）についても実行したが、エラー発生タスクを停止す
ることは当然であるので、第４図のフロー中に、「該タ
スクのタスク番号」が「エラー発生タスクのタスク番
号」と等しいかどうかを判定するステップを設け、等し
いときにはステップ152,153をジャンプして該タスクの
停止を実行してもよい。

また、第４図のステップ152の前にタスクグループフ
ラグの最上位桁ビットを判定するステップを設け、これ
が“1"のときにステップ155へジャンプするようにすれ
ば、フラグ６の最上位桁以外のビットは“1"または“0"
のいずれでも良いことになる。

タスク25（＃５）にエラーが発生した場合は、第３図
のステップ120においてエラー発生タスク25により管理
される装置25Wのタスクグループフラグ５の値が零なの
で、ステップ140にて、エラー発生タスク25（＃５）を
停止して装置25Wのみを停止する。

タスク26（＃６）の実行中にエラーが発生した場合
は、第３図のステップ120の判定において、エラー発生
タスク26（＃６）により管理される装置26Wのタスクグ
ループフラグ６の値が負であるので、ステップ130にお
いて全タスク21〜26（＃１〜６）を停止する。

本実施例によれば、ライン41の制御を行なうタスク21
または22の実行時におけるエラー発生に対しては、ライ
ン41のみを停止することにより、プラントを保護し、か
つ、他のライン42や制御系は停止しないことにより、異
常発生時におけるプラントの稼働率低下を最小限に抑え
ることができると共に、１個のコントローラによって複
数のラインや制御系を制御することができるという効果
がある。

しかも、本実施例によれば、各タスクグループフラグ
を数ビットで構成できるので管理テーブルを小さくで
き、また、簡単な論理演算で判断処理ができるので高速
処理が可能になる。

以上に図示説明した実施例では、装置26Wが装置21W〜
25Wのいずれにも関連することから、タスク26（＃６）
はその他のタスク21〜25（＃１〜＃５）よりも上位のグ
ループ33に属しており、各タスクが、いわば２階層グル
ープ構造に形成されていたが、プラントを構成する装置
の相互の関連性に基づいて、３階層グループ以上に構成
されてもよいことは当然である。

そしてこのような多階層グループ構造の場合、上位階
層グループの装置が停止されるときは、その下位階層グ
ループに属するすべての装置が識別され、停止されるよ
うに、各タスクグループフラグが設定されなければなら
ない。

つぎに、３階層のタスクグループレベルをもつシステ
ムの一実施例を説明する。第６図にそのタスク構成を示
す。

タスク50は全てのタスク（51〜58）を含むレベル３の
タスクグループに属する。タスク51は、タスク52、53、
54を含むレベル２のタスクグループに属する。また、タ
スク52は、レベル１のタスクグループ35に属し、タスク
53とタスク54は、レベル１のタスクグループ36に属す
る。

一方、タスク55は、タスク56,57,58を含むレベル２の
タスクグループに属する。タスク56は、レベル１のタス
クグループ37に属し、タスク57とタスク58は、レベル１
のタスクグループ38に属する。

第７図に、第６図のタスク構成を表すタスク管理テー
ブルを示す。

70は、各タスク（50〜58）のタスクグループレベルを
表すテーブルであり、整数として扱い、値の大きい方が
タスクグループレベルが高いことを表す。

80は各タスク（50〜58）のタスクグループフラグを表
すテーブルであり、ビット構成のフラグとして扱う。ビ
ット15〜18は、それぞれ、タスクグループ35〜38に属す
ることを示すフラグである。

タスクグループレベルをもったタスク管理方式として
は、第３図と同様の処理をするが、同図中のステップ15
0における「同グループのタスク停止」（詳細は第４
図）を、第８図の同位及び下位タスクグループの同グル
ープのタスク停止とすることによって実現できる。

第４図と第８図の違いは、エラー発生タスクのタスク
グループレベルより、タスクグループレベルの高いタス
クは停止しないという判断があることである。第８図の
動作については、第４図に関する説明から容易に理解で
きるところであるので、その具体的説明は省略する。

（発明の効果）本発明によれば、１つのコントローラで、複数の系か
ら成るプラントを系ごとに保護できるので、従来、系ご
とにコントローラを用いなければならなかったのを、１
つのコントローラで対応でき、経済的である。

また、１つのコントローラにおいて、プラント制御の
異常に関連のある部分はすべて停止する一方、異常な部
分と関連しない、他の正常な部分は、その動作を継続で
きるので、コントローラの能力を最大限に利用でき、異
常発生時のプラントの稼働率低下を最小限に抑えられる
ようになるという効果がある。

さらに、各タスクグループフラグを数ビットで構成で
きるので管理テーブルを小さくでき、また、簡単な論理
演算で判断処理ができるので高速処理が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の概略構成を示すブロック
図、第２図は、第１図に示された各タスクのグループ構
成を示す図、第３図は本発明の動作を示すフローチャー
ト、第４図は、第３図の一部の詳細フローチャート、第
５図は本発明の一実施例におけるタスクグループフラグ
の構成図、第６図は、別な一実施例のタスクのグループ
構成を示す図、第７図は、第６図に示されたタスクのタ
スク管理テーブル、第８図は、本発明の別の一実施例に
おける動作を示すフローチャートの一部である。１〜６……タスクグループフラグ、10〜20,15〜19……
タスクグループフラグのビット、21〜26,50〜58,＃１〜
＃6,＃10〜＃18……タスク、31〜33,35〜39……タスク
グループ、41,42……生産ライン、70……タスクグルー
プレベルテーブル、80……タスクグループフラグテーブ
ル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者天日康博茨城県日立市大みか町５丁目２番１号株式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者下山和彦茨城県日立市大みか町５丁目２番１号株式会社日立製作所大みか工場内 (56)参考文献特開昭59−154700（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−60137（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】プラントを構成する多数の装置をそれぞれ
管理する、相互には独立の複数のタスクおよび各タスク
を起動・停止させるオペレーティングシステムを備え、
プラント制御を行うコントローラのタスク管理方式にお
いて、前記多数の装置をそれぞれ管理するタスクごとに設定さ
れた、複数ビットからなるタスクグループフラグを含
み、動作が互いに関連している同一グループに属する各
装置を管理するタスクのタスクグループフラグには、そ
のグループに割当てられた同一のビット位置に、グルー
プの同一性を識別する情報が記録されたタスク管理テー
ブルを設け、プラントの稼働中に、ある装置の異常が検出されてオペ
レーティングシステムが当該装置を管理するタスクを停
止する場合は、当該タスクのタスクグループフラグと同
一のビット位置にグループの同一性を識別する情報が記
録されたタスクグループフラグを有する他のタスクも停
止することを特徴とするタスク管理方式。
【請求項２】プラントを構成する多数の装置をそれぞれ
管理する、相互には独立の複数のタスクおよび各タスク
を起動・停止させるオペレーティングシステムを備え、
プラント制御を行うコントローラのタスク管理方式にお
いて、前記多数の装置をそれぞれ管理するタスクごとに設定さ
れた、複数ビットからなるタスクグループフラグを含
み、動作が互いに関連している同一グループに属する各
装置を管理するタスクのタスクグループフラグには、そ
のグループに割当てられた同一のビット位置に、グルー
プの同一性を識別する情報が記録され、また他の特定の
ビット位置には、上位、下位の階層グループ関係を示す
情報が記録されたタスク管理テーブルを設け、プラントの稼働中に、ある装置の異常が検出されてオペ
レーティングシステムが当該装置を管理するタスクを停
止する場合は、当該タスクのタスクグループフラグと同
一のビット位置にグループの同一性を識別する情報が記
録されたタスクグループフラグを有する他のタスクも停
止し、また上位階層グループの装置を管理するタスクが
停止されるときは、その下位階層グループに属する全て
のタスクを停止することを特徴とするタスク管理方式。
【請求項３】プラントを構成する多数の装置をそれぞれ
管理する、相互には独立の複数のタスクおよび各タスク
を起動・停止させるオペレーティングシステムを備え、
プラント制御を行うコントローラのタスク管理方式にお
いて、前記多数の装置をそれぞれ管理するタスクごとに設定さ
れた、複数ビットからなるタスクグループフラグテーブ
ルと前記多数のタスクごとに設定されたタスクグループ
レベルテーブルとを含み、動作が互いに関連している同
一グループに属する各装置を管理するタスクのタスクグ
ループフラグには、そのグループに割当てられた同一の
ビット位置に、グループの同一性を識別する情報が記録
されると共に、各タスクグループレベルテーブルには、
上位、下位の階層グループ関係を示す情報が記録された
タスク管理テーブルを設け、プラントの稼働中に、ある装置の異常が検出されてオペ
レーティングシステムが当該装置を管理するタスクを停
止する場合は、当該タスクのタスクグループフラグと同
一のビット位置にグループの同一性を識別する情報が記
録されたタスクグループフラグを有する他のタスクも停
止し、また上位階層グループの装置を管理するタスクが
停止されるときは、これよりも低いタスクグループレベ
ルの全てのタスクを停止することを特徴とするタスク管
理方式。