JP2557990B2 - 二重系切換装置 - Google Patents
二重系切換装置Info
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- JP2557990B2 JP2557990B2 JP1306146A JP30614689A JP2557990B2 JP 2557990 B2 JP2557990 B2 JP 2557990B2 JP 1306146 A JP1306146 A JP 1306146A JP 30614689 A JP30614689 A JP 30614689A JP 2557990 B2 JP2557990 B2 JP 2557990B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、待機冗長系を構成する２つの制御装置の
二重系切換装置に関するものである。
二重系切換装置に関するものである。
第２図は例えば特開昭61−235901号公報に示された従
来の二重系切換装置を示すブロック図であり、図におい
て、１は運用系の制御装置、２はこの制御装置１と二重
化されて待機冗長系を構成する待機系の制御装置、３は
制御装置１の主要機能を司る中央処理装置（以下、CPU
という）、４は同じく制御装置２の主要機能を司るCP
U、５はCPU3に信号を入出力する入出力装置、６は同じ
くCPU4に信号を入出力する入出力装置、７はプロセス状
態を計測して、その計測結果を両系の入出力装置５およ
び６に伝送する検出器、８は制御装置１あるいは制御装
置２のプロセス出力信号を受けて動作する操作端、９は
両系のCPU3と４との間に接続された二重系切換指令部、
10はこの二重系切換指令部９にて制御される二重系切換
動作部、11は二重系切換指令部９から各系のCPU3,4へ送
られる二重系指令信号、12は各系のCPU3,4から逆に二重
系切換指令部９へ送られる故障信号、13は二重系切換動
作指令である。
来の二重系切換装置を示すブロック図であり、図におい
て、１は運用系の制御装置、２はこの制御装置１と二重
化されて待機冗長系を構成する待機系の制御装置、３は
制御装置１の主要機能を司る中央処理装置（以下、CPU
という）、４は同じく制御装置２の主要機能を司るCP
U、５はCPU3に信号を入出力する入出力装置、６は同じ
くCPU4に信号を入出力する入出力装置、７はプロセス状
態を計測して、その計測結果を両系の入出力装置５およ
び６に伝送する検出器、８は制御装置１あるいは制御装
置２のプロセス出力信号を受けて動作する操作端、９は
両系のCPU3と４との間に接続された二重系切換指令部、
10はこの二重系切換指令部９にて制御される二重系切換
動作部、11は二重系切換指令部９から各系のCPU3,4へ送
られる二重系指令信号、12は各系のCPU3,4から逆に二重
系切換指令部９へ送られる故障信号、13は二重系切換動
作指令である。
次に動作について説明する。第２図において、運用系
および待機系の制御装置1,2は同一の機能を持ち、両系
として対等であり、上記のように二重化されて待機冗長
系を構成している。従って、常時は制御装置1,2のいず
れか一方が運用系となり、他方が待機系となる。運用，
待機の指示は二重系切換指令部９からの二重系指令信号
11によってなされる。ここでは、上記のように制御装置
１を運用系、制御装置２を待機系として以下の説明をす
すめる。
および待機系の制御装置1,2は同一の機能を持ち、両系
として対等であり、上記のように二重化されて待機冗長
系を構成している。従って、常時は制御装置1,2のいず
れか一方が運用系となり、他方が待機系となる。運用，
待機の指示は二重系切換指令部９からの二重系指令信号
11によってなされる。ここでは、上記のように制御装置
１を運用系、制御装置２を待機系として以下の説明をす
すめる。
まず、運用系のCPU3は二重系切換指令部９から受けた
二重系指令信号11によって自系が運用系であることを知
り、入出力装置５によって検出器７からの信号を受信す
る。CPU3は受信した上記信号に基づく所定の制御演算を
実行し、その結果に応じて入出力装置５を介して制御出
力信号の出力を行う。このとき、二重系切換指令部９は
二重系切換動作部10を制御装置１側へ切り換える指示を
出しており、入出力装置５からの制御出力信号が、この
二重系切換動作部10を介して操作端８へ伝送されること
になる。ここで、万一運用系に故障が発生した場合に
は、CPU3はそれ自身が内蔵している自己診断機能によっ
て事故状態を検知し、二重系切換指令部９に故障信号12
を送出する。二重系切換指令部９は常時両系の状態を監
視しており、CPU3からの故障信号12を受信すると、待機
系の正常性を確認した上で、待機系を運用系に切り換え
るため、待機系に二重系指令信号11を発し、同時に二重
系切換動作部10を待機系側に切り換える制御を行う。
二重系指令信号11によって自系が運用系であることを知
り、入出力装置５によって検出器７からの信号を受信す
る。CPU3は受信した上記信号に基づく所定の制御演算を
実行し、その結果に応じて入出力装置５を介して制御出
力信号の出力を行う。このとき、二重系切換指令部９は
二重系切換動作部10を制御装置１側へ切り換える指示を
出しており、入出力装置５からの制御出力信号が、この
二重系切換動作部10を介して操作端８へ伝送されること
になる。ここで、万一運用系に故障が発生した場合に
は、CPU3はそれ自身が内蔵している自己診断機能によっ
て事故状態を検知し、二重系切換指令部９に故障信号12
を送出する。二重系切換指令部９は常時両系の状態を監
視しており、CPU3からの故障信号12を受信すると、待機
系の正常性を確認した上で、待機系を運用系に切り換え
るため、待機系に二重系指令信号11を発し、同時に二重
系切換動作部10を待機系側に切り換える制御を行う。
従来の二重系切換装置は以上のように構成されている
ので、たとえ運用系の制御装置１が自己診断機能によっ
て故障の発生を検知しても、待機系の制御装置２が故障
していて、かつこれを待機系における自己診断により、
事前に検出することが不可能であった場合、あるいは二
重系切換動作部10自体に障害が発生した場合には、上記
運用系から待機系への切換動作を行うことができないな
どの課題があった。
ので、たとえ運用系の制御装置１が自己診断機能によっ
て故障の発生を検知しても、待機系の制御装置２が故障
していて、かつこれを待機系における自己診断により、
事前に検出することが不可能であった場合、あるいは二
重系切換動作部10自体に障害が発生した場合には、上記
運用系から待機系への切換動作を行うことができないな
どの課題があった。
この発明は上記のような課題を解消するためになされ
たもので、待機系の制御装置および二重系切換動作部の
故障検知を確実に実施でき、これにより信頼性の高い二
重系切換を実施することができる二重系切換装置を得る
ことを目的とする。
たもので、待機系の制御装置および二重系切換動作部の
故障検知を確実に実施でき、これにより信頼性の高い二
重系切換を実施することができる二重系切換装置を得る
ことを目的とする。
この発明に係る二重系切換装置は、運用系および待機
系の各制御装置がそれぞれ出力する制御出力信号および
出力監視信号を監視手段によって監視し、これらの各信
号を上記各制御装置が有する内蔵診断プログラムと比較
することにより、上記各制御装置および二重系切換動作
部の診断を行えるようにしたものである。
系の各制御装置がそれぞれ出力する制御出力信号および
出力監視信号を監視手段によって監視し、これらの各信
号を上記各制御装置が有する内蔵診断プログラムと比較
することにより、上記各制御装置および二重系切換動作
部の診断を行えるようにしたものである。
この発明における二重系切換装置は、運用系の制御出
力信号と待機系の出力監視信号とを、それぞれ各系のCP
Uにフィードバックし、常時、運用系および待機系の制
御装置の各状態を監視すると同時に、二重系切換動作部
の健全性確認を実現する。
力信号と待機系の出力監視信号とを、それぞれ各系のCP
Uにフィードバックし、常時、運用系および待機系の制
御装置の各状態を監視すると同時に、二重系切換動作部
の健全性確認を実現する。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
１図において、１は運用系の制御装置、２はこの制御装
置１と二重化されて待機冗長系を形成する待機系の制御
装置、３は制御装置１の主要機能を司る中央処理装置
（以下、CPUという）、４は同じく制御装置２の主要機
能を司るCPU、５はCPU3に信号を入出力する入出力装
置、６は同じくCPU4に信号を入出力する入出力装置、７
はプロセス状態を計測して、その計測結果を両系の入出
力装置５および６に伝送する検出器、８は制御装置１あ
るいは制御装置２のプロセス出力信号を受けて動作する
操作端、９は両系のCPU3と４との間に接続された二重系
切換指令部、10はこの二重系切換指令部９にて制御され
る二重系切換動作部、11は二重系切換指令部９から各系
のCPU3,4へ送られる二重系指令信号、12は各系のCPU3,4
から逆に二重系切換指令部９へ送られる故障信号、13は
二重系切換動作指令である。また、14は制御出力信号の
切換動作とは別に設けた出力監視用切換動作部、15は模
擬負荷、16,18は制御出力検出抵抗、17,19は待機系とし
ての監視出力検出抵抗である。また、これらの検出抵抗
16〜19は制御出力信号および出力監視信号の監視手段と
なる。
１図において、１は運用系の制御装置、２はこの制御装
置１と二重化されて待機冗長系を形成する待機系の制御
装置、３は制御装置１の主要機能を司る中央処理装置
（以下、CPUという）、４は同じく制御装置２の主要機
能を司るCPU、５はCPU3に信号を入出力する入出力装
置、６は同じくCPU4に信号を入出力する入出力装置、７
はプロセス状態を計測して、その計測結果を両系の入出
力装置５および６に伝送する検出器、８は制御装置１あ
るいは制御装置２のプロセス出力信号を受けて動作する
操作端、９は両系のCPU3と４との間に接続された二重系
切換指令部、10はこの二重系切換指令部９にて制御され
る二重系切換動作部、11は二重系切換指令部９から各系
のCPU3,4へ送られる二重系指令信号、12は各系のCPU3,4
から逆に二重系切換指令部９へ送られる故障信号、13は
二重系切換動作指令である。また、14は制御出力信号の
切換動作とは別に設けた出力監視用切換動作部、15は模
擬負荷、16,18は制御出力検出抵抗、17,19は待機系とし
ての監視出力検出抵抗である。また、これらの検出抵抗
16〜19は制御出力信号および出力監視信号の監視手段と
なる。
次に動作について説明する。入出力装置５あるいは６
は、プロセスである操作端８への出力信号として、例え
ば、操作端８の開度０〜100％に対応して４〜20mAの電
流信号を発生している。運用系の入出力装置５から出力
された電流信号である制御出力信号は、二重系切換動作
部10を通って操作端へ出力される。一方、このとき、待
機系の制御出力信号は出力監視用切換動作部14を通っ
て、模擬負荷15へ出力される。また、かかる操作端８へ
の制御出力信号および模擬負荷15への待機信号出力であ
る出力監視信号は、それぞれ上記各検出抵抗16,19によ
り電圧に変換され、運用系および待機系の入出力装置5,
6を経由して、CPU3,4に入力される。なお、このとき、
運用系と待機系の各CPU3,4は基本的に同じ演算処理を実
行している。運用および待機系のCPU3,4では、自系の内
蔵自己診断プログラムとしての出力データに相当する信
号が実際に出力されていることを、自系出力データと検
出抵抗16および19からのフィードバック信号とを比較す
ることにより確認する。従って、CPU3,入出力装置５お
よび二重系切換動作部10に異常がない状態では、制御信
号の検出抵抗16からのフィードバック信号はCPU3からの
出力データと一致している。一方、このとき、検出抵抗
17のフィードバック信号は零であり、CPU3からの出力デ
ータと不一致である。待機系もまた同様に、CPU4からの
出力データと実際に出力される信号のフィードバック電
圧監視を検出抵抗19を用いて行っている。また、各CPU
3,4では上記のような制御出力信号や出力監視信号の読
み返しによる入出力診断以外にも、ウオッチングタイマ
や自己診断プログラムによる健全性の確認の診断を実施
している。この自己診断は、例えば300msecのサンプリ
ングタイムに同期して定周期で実行している。通常故障
がない状態では、運用系，待機系ともに自己診断結果は
正常であり、故障信号12はCPU3,4のいずれからも発信さ
れない。さらに、CPU3,4では上記定周期での自己診断以
外に、内蔵タイマ（図示しない）により月１回の割合で
二重系切換部診断プログラムを実行する。すなわち、こ
のプログラムは故障信号12を模擬的に発生するものであ
り、運用系のCPU3が発する。これにより運用系は待機系
へ切り換わる。勿論、待機系に故障が発生しており、CP
U4から故障信号12が先に出力されている状態では、CPU3
からの故障信号12は受けつけられず、系切換は行わな
い。このときは、CPU3へ運用系の動作指令が継続される
ことにより、このCPU3は運用制御を続ける。一方、待機
系に故障がなければ、二重系切換動作部10と出力監視用
切換動作部14は第１図とは反対側（点線側）に切り換わ
る。これにより、検出抵抗16,17に流れる電流は上記の
状態とは逆になり、その電圧信号が入出力装置５により
変化したことが確認される。
は、プロセスである操作端８への出力信号として、例え
ば、操作端８の開度０〜100％に対応して４〜20mAの電
流信号を発生している。運用系の入出力装置５から出力
された電流信号である制御出力信号は、二重系切換動作
部10を通って操作端へ出力される。一方、このとき、待
機系の制御出力信号は出力監視用切換動作部14を通っ
て、模擬負荷15へ出力される。また、かかる操作端８へ
の制御出力信号および模擬負荷15への待機信号出力であ
る出力監視信号は、それぞれ上記各検出抵抗16,19によ
り電圧に変換され、運用系および待機系の入出力装置5,
6を経由して、CPU3,4に入力される。なお、このとき、
運用系と待機系の各CPU3,4は基本的に同じ演算処理を実
行している。運用および待機系のCPU3,4では、自系の内
蔵自己診断プログラムとしての出力データに相当する信
号が実際に出力されていることを、自系出力データと検
出抵抗16および19からのフィードバック信号とを比較す
ることにより確認する。従って、CPU3,入出力装置５お
よび二重系切換動作部10に異常がない状態では、制御信
号の検出抵抗16からのフィードバック信号はCPU3からの
出力データと一致している。一方、このとき、検出抵抗
17のフィードバック信号は零であり、CPU3からの出力デ
ータと不一致である。待機系もまた同様に、CPU4からの
出力データと実際に出力される信号のフィードバック電
圧監視を検出抵抗19を用いて行っている。また、各CPU
3,4では上記のような制御出力信号や出力監視信号の読
み返しによる入出力診断以外にも、ウオッチングタイマ
や自己診断プログラムによる健全性の確認の診断を実施
している。この自己診断は、例えば300msecのサンプリ
ングタイムに同期して定周期で実行している。通常故障
がない状態では、運用系，待機系ともに自己診断結果は
正常であり、故障信号12はCPU3,4のいずれからも発信さ
れない。さらに、CPU3,4では上記定周期での自己診断以
外に、内蔵タイマ（図示しない）により月１回の割合で
二重系切換部診断プログラムを実行する。すなわち、こ
のプログラムは故障信号12を模擬的に発生するものであ
り、運用系のCPU3が発する。これにより運用系は待機系
へ切り換わる。勿論、待機系に故障が発生しており、CP
U4から故障信号12が先に出力されている状態では、CPU3
からの故障信号12は受けつけられず、系切換は行わな
い。このときは、CPU3へ運用系の動作指令が継続される
ことにより、このCPU3は運用制御を続ける。一方、待機
系に故障がなければ、二重系切換動作部10と出力監視用
切換動作部14は第１図とは反対側（点線側）に切り換わ
る。これにより、検出抵抗16,17に流れる電流は上記の
状態とは逆になり、その電圧信号が入出力装置５により
変化したことが確認される。
以上のように定期的に切換動作を行い、出力電流が切
換わったことを確認することにより、二重系切換動作部
10の動作確認を行う。また、上記の切換動作とフィード
バック信号の確認は100msec程度で行い、この間、操作
端８は動作せず、確認後は、第１図の様な状態へもどる
ことを、さらに確認している。また、出力監視用切換動
作部14を設けているので、切換前に待機系の確認が可能
である。
換わったことを確認することにより、二重系切換動作部
10の動作確認を行う。また、上記の切換動作とフィード
バック信号の確認は100msec程度で行い、この間、操作
端８は動作せず、確認後は、第１図の様な状態へもどる
ことを、さらに確認している。また、出力監視用切換動
作部14を設けているので、切換前に待機系の確認が可能
である。
なお、上記実施例ではプロセスたる操作端８への出力
信号が電流である場合を示したが、電圧信号であっても
よい。この場合においては、検出手段として、制御信号
の検出抵抗16,18に代えてアンド回路を用い、このアン
ド回路の入力を上記二重系切換動作部10の上流側の信号
と下流側の信号からとり、それらの論理積をとって、上
記検出信号とすればよく、上記実施例と同様の効果を奏
する。
信号が電流である場合を示したが、電圧信号であっても
よい。この場合においては、検出手段として、制御信号
の検出抵抗16,18に代えてアンド回路を用い、このアン
ド回路の入力を上記二重系切換動作部10の上流側の信号
と下流側の信号からとり、それらの論理積をとって、上
記検出信号とすればよく、上記実施例と同様の効果を奏
する。
以上のように、この発明によれば二重系切換動作部の
切換動作に応じた各制御装置からの制御出力信号および
出力監視信号を監視する監視手段を備え、各制御装置
は、短い時間間隔で監視手段により監視された制御出力
信号および出力監視信号と当該各制御装置から出力され
る制御出力信号および出力監視信号に相当する出力デー
タとを比較するとともに、長い時間間隔で運用系の制御
装置から二重系切換指令部に模擬的な故障信号を出力
し、それら各制御装置および二重系切換動作部の診断を
行うように構成したので、常時、運用系および待機系の
制御装置の各状態を診断できるとともに、模擬的な故障
信号によって二重系切換指令部および二重系切換動作部
の一連の動作の診断を確実に行うことができ、信頼性の
高い二重系切換を確実に実施できるものが得られる効果
がある。
切換動作に応じた各制御装置からの制御出力信号および
出力監視信号を監視する監視手段を備え、各制御装置
は、短い時間間隔で監視手段により監視された制御出力
信号および出力監視信号と当該各制御装置から出力され
る制御出力信号および出力監視信号に相当する出力デー
タとを比較するとともに、長い時間間隔で運用系の制御
装置から二重系切換指令部に模擬的な故障信号を出力
し、それら各制御装置および二重系切換動作部の診断を
行うように構成したので、常時、運用系および待機系の
制御装置の各状態を診断できるとともに、模擬的な故障
信号によって二重系切換指令部および二重系切換動作部
の一連の動作の診断を確実に行うことができ、信頼性の
高い二重系切換を確実に実施できるものが得られる効果
がある。
第１図はこの発明の一実施例による二重系切換装置を示
すブロック図、第２図は従来の二重系切換装置を示すブ
ロック図である。 1,2は制御装置、８は操作端、10は二重系切換動作部、1
6,17,18,19は監視手段（検出抵抗）。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。
すブロック図、第２図は従来の二重系切換装置を示すブ
ロック図である。 1,2は制御装置、８は操作端、10は二重系切換動作部、1
6,17,18,19は監視手段（検出抵抗）。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】自己診断機能を有する運用系の制御装置
と、この運用系の制御装置とともに二重化される待機系
の制御装置と、上記各制御装置の自己診断結果を監視し
故障信号が送出された場合に切換指令を出力する二重系
切換指令部と、この二重系切換指令部からの切換指令に
応じて上記運用系の制御装置からの制御出力信号および
上記待機系の制御装置からの出力監視信号を切り換え
て、これを運用系の制御出力信号として操作端へ出力す
る二重系切換動作部と、上記二重系切換動作部の切換動
作に応じた上記各制御装置からの制御出力信号および出
力監視信号を監視する監視手段とを備え、上記各制御装
置は、短い時間間隔で上記監視手段により監視された制
御出力信号および出力監視信号と当該各制御装置から出
力される制御出力信号および出力監視信号に相当する出
力データとを比較するとともに、長い時間間隔で上記運
用系の制御装置から上記二重系切換指令部に模擬的な故
障信号を出力し、それら各制御装置および二重系切換動
作部の診断を行うことを特徴とする二重系切換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1306146A JP2557990B2 (ja) | 1989-11-24 | 1989-11-24 | 二重系切換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1306146A JP2557990B2 (ja) | 1989-11-24 | 1989-11-24 | 二重系切換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03164901A JPH03164901A (ja) | 1991-07-16 |
| JP2557990B2 true JP2557990B2 (ja) | 1996-11-27 |
Family
ID=17953609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1306146A Expired - Lifetime JP2557990B2 (ja) | 1989-11-24 | 1989-11-24 | 二重系切換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2557990B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990084447A (ko) * | 1998-05-06 | 1999-12-06 | 이종수 | 출력신호 이중화장치 |
| JP4387283B2 (ja) * | 2004-10-25 | 2009-12-16 | 富士通株式会社 | 収納棚用搬送機構およびその制御方法並びにその制御プログラム |
| JP5300059B2 (ja) * | 2009-02-13 | 2013-09-25 | エヌイーシーコンピュータテクノ株式会社 | 電源供給システム、その診断方法及びプログラム |
| JP6093555B2 (ja) * | 2012-11-13 | 2017-03-08 | 株式会社日立製作所 | 制御システム及び二重化制御方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50157779A (ja) * | 1974-06-12 | 1975-12-19 | ||
| JPS60195605A (ja) * | 1984-03-19 | 1985-10-04 | Toshiba Corp | プロセス制御装置 |
| JPS6180303A (ja) * | 1984-09-28 | 1986-04-23 | Japanese National Railways<Jnr> | 二重系の切換制御方式 |
-
1989
- 1989-11-24 JP JP1306146A patent/JP2557990B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03164901A (ja) | 1991-07-16 |
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