JP3040186B2 - 制御用ディジタルコントローラ - Google Patents

制御用ディジタルコントローラ

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JP3040186B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】[発明の目的]
【産業上の利用分野】本発明は、RAS(Reliab
ility Availability Servic
eability)機能を有する制御用ディジタルコン
トローラに関する。
【0002】
【従来の技術】一般にマイクロプロセッサを用いて各種
プラントの制御を行う制御用ディジタルコントローラ
(以下省略してコントローラという)において、RAS
機能は重大な機能の一つである。コントローラはこのR
AS機能のうち、Reliability(信頼性)を
確保するためにコントローラ自身が自己診断を行い、コ
ントローラ自身の異常を検出している。これにより、プ
ラントに対し間違った制御指令を発することを防ぎ、重
大なエラーの発生を知ったならば、プラントの運転状態
を安全側への遷移させるようしている。また、Avai
lability(使用可能性)を確保するために、検
出したエラーの重大性を判定し、軽微なエラーでは作動
は停止しないという耐故障性の向上を図っている。さら
に、Ser−viceability(保守可能性)を
確保するためには、コントローラ内のメモリに自己診断
により検出したエラーのうちコントローラの動作に重大
な影響を与えるものをメモリに記憶するという方法をと
っている。
【0003】この方法によれば、オペレータ、保守員は
警報又はコントローラの停止等によりコントローラに異
常が発生したことを知ったならば、このメモリ内に記憶
されたエラーデータ(以下ロギングデータという)を見
ることにより、故障内容、故障発生箇所等を知ることが
できる。そして、このロギングデータに基づき、部品の
交換等必要な処置を速やかに行うことにより、保守性の
向上を図っている。なお、このような重大なエラーが検
出されるとコントローラは上記のようにメモリに記憶す
ると共に、警報ランプの点灯及びモニタ装置への通知を
行いオペレータ、操作員に対し異常の発生を通知する。
また、コントローラ外部の同じ制御系の他の機器や上位
のシステムに対しても異常の発生を通知する。さらに、
このエラーがプラント運転上支障のあるエラーであると
判断した場合は、コントローラ自身の動作停止等により
システム制御動作を安全方向に移行する。
【0004】一方、上記の自己診断において、短絡、落
雷等のノイズのコントローラ内への侵入や電源の瞬時的
な変動等による一過性のエラーを検出し、このエラーを
重大なエラーと判断する場合がある。この場合、この一
過性のエラーにも直ちに反応しコントローラを停止した
り、オペレータやコントローラ外部の機器等へ異常の発
生を通知したりすると、プラントにいたずらな外乱を起
こしたり、オペレータに不安を与えることがある。その
ため、まずエラーを検出した後に、直ちに反応するので
はなく耐故障性を向上するため、再度、要すれば複数回
自己診断を行い、この検出したエラーが実際のエラーな
のか、再試行(リトライ)により正常に戻りうる一過性
のエラーなのかを判断する。そして、再試行の結果実際
に重大なエラーが発生していると判断した場合に警報を
発する等の処理をすると共に、メモリに記憶するという
方法が用いられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の方法の
ように自己診断の再試行を行うことにより耐故障性を向
上を図ろうとすると、逆に自己診断により本当に設計上
の不具合や部品の異常を検出しても再試行で正常と判断
される場合がある。例えば、回路を構成するICの一つ
が完全に壊れてしまい何も出力がされないという状態で
はなく、正常ではないが何らかの出力はしているという
所謂半壊れの状態では、一回目の自己診断においてこの
ICの異常を検出しても、再試行すると、この時のIC
の出力の状態によっては異常を検出できないことがあ
る。このため、新製品開発時の検証や製造過程での初期
不良品の検出を逆に困難とする場合がある。
【0006】本発明は、このような不具合を解決し、保
守可能性、使用可能性及び信頼性を向上させることがで
きる制御用ディジタルコントローラを提供することを目
的とする。
【0007】本発明は、マイクロプロセッサを用いて制
御処理を行う制御用ディジタルコントローラにおいて、
自己診断を行う手段と、この自己診断により検出された
重大なエラーをエラーログファイルに記憶する手段と、
検出された軽微なエラーに対して再試行を行う手段と、
この再試行回数をリトライ・カウンタログファイルに記
憶する手段と、所定の検査項目に対して予め設定された
再試行回数を判断データとして記憶すると共に、当該検
査項目に対して実際に再試行を繰返すことによりエラー
が回復した際の再試行回数を前記判断データと比較して
エラーの重大性を判断する手段とを備えたものである。
【0008】自己診断により検出した重大なエラーを記
憶すると共に、軽微なエラーについては再試行を行い、
当該再試行回数を判断データと比較することによりエラ
ーの重大性を判断できるようにして、保守可能性、使用
可能性及び信頼性の向上をできるようにしたものであ
る。
【0009】
【実施例】以下、添付図面を参照しながら本発明の実施
例を詳細に説明する。
【0010】第1図は本発明の一実施例を示す電力制御
用ディジタルコントローラ(以下省略してコントローラ
という)を示すブロック構成図である。同図において、
コントローラ1はCPUユニット2と複数のPIOユニ
ット3,3…とから成っている。
【0011】CPUユニット2はマイクロコンピュータ
により演算及び各種制御を行うCPUモジュール4と、
データ、プログラム及び後述するエラーログファイル、
リトライカウンタ・ログファイルを格納するメモリモジ
ュール5と、CPUユニット2と複数のPIOユニット
3,3…との間を結ぶインターナルバスaを制御するイ
ンターナルバス・コントロールモジュール6と、電力制
御用システムの他の機器や、上位のシステムとの間で各
種データのやり取りを行うと共に、コントローラ1に異
常が発生したならばそれを通知する通信制御モジュール
7と、この各モジュール間をリンクし、データ伝送を行
うCPUバスbとを備えている。
【0012】また、PIOユニット3,3…はCPUユ
ニット2からのデータ伝送及び指令に基づきプラントと
入出力信号のやり取りを行うPIOモジュール8,8…
と、このPIOモジュール8,8…の制御を行うインタ
ーナルバス・バッファモジュール9と、この各モジュー
ル間をリンクし、データ伝送を行うPIOバスcとを備
えている。
【0013】このような構成のコントローラ1では、自
己の状態を診断するため、電源投入時のイニシャライズ
チェックを始めとして、インターナルバスaを介しての
データ伝送時のCPUユニット2とPIOユニット3,
3…間の応答チェック、CPUバスbやPIOバスcを
介してのデータ伝送時のモジュール間の応答チェック、
通信制御モジュール6の通信データチェック等の各種の
診断項目が所定のタイミングでまたはリアルタイムで常
に実行されている。そして、これらの診断の結果、エラ
ー内容、エラー発生時期等から予め重大なエラ−として
設定されたエラーが検出された場合は、要すればコント
ローラ1の作動を停止する等の処理をすると共に、第2
図に示すエラーログファイル10の各ブロック11にロ
ギングデータとして、検出されたエラー内容(エラーコ
ード)11a、発生箇所11b、関連情報(例えばメモ
リエラーであればそのアドレス)11c及び発生時刻1
1dが逐次記憶される。なお、このエラーログファイル
10は、例えばn個のブロック11を有しており、検出
されたエラーがn個を超えた場合には、最古のデータの
上に最新のデータを記憶する循環リスト形のファイルと
する。
【0014】一方、自己診断により検出されたエラ−の
うち軽微なものと判断されたエラーについては、直ちに
エラーログファイル10に記憶はせず、再度、要すれば
複数回再試行を行う。それでもエラーが検出されるなら
ば、このエラーは重大なエラーであると判断し、エラー
内容11a、発生箇所11b、関連情報11c及び発生
時刻11dをエラーログファイル10に記憶する。ま
た、再試行の結果、エラーが検出されなかった場合は、
一過性のエラーとみなし、エラーログファイル10に記
憶することなく、次の制御処理に移行する。
【0015】なお、エラーが検出され最初の再試行が行
われる前に再試行回数“1”が、第3図に示すリトライ
カウンタ・ログファイル12の所定のカウンタレジスタ
13に記憶される。ここで、このリトライカウンタ・ロ
グファイル12は第3図に示すようにCPUユニット2
及びPIOユニット3を構成する全てのモジュールの数
のブロック14を有している。そして、その各ブロック
14毎、それぞれのモジュールの診断に使用する診断項
目数に対応した数だけ、例えばCPUモジュール3の診
断に8つ診断項目を用いるとすると8つ、それぞれの診
断項目毎に再試行した回数を記憶できるよう設けられる
ものである。
【0016】このエラー検出後の処理を第4図に示すフ
ローチャートを用いて説明する。自己診断によりエラー
を検出したときに、その検出したエラーの有する重大性
により再試行を行うかどうかを判断する(判断20)。
その結果、再試行すべきエラーであると判断したならば
(判断20のY)、予め発生が予想されるエラーについ
て、その重大性に応じて定められている再試行回数をエ
ラー毎に記憶しているテーブルの中から当該エラーの再
試行回数を抽出し、カウントダウンレジスタにこの再試
行回数をセットする(処理21)。一方、このエラーを
検出した診断項目のカウンタレジスタ12については、
そのカウント値を1つカウントアップし(処理22)、
その後再試行を開始する(処理23)。
【0017】ここで、再試行を行ってもエラーが検出さ
れた場合は(判断24のY)、上記カウントダウンレジ
スタの再試行回数から1を減じ(処理25)、エラーが
検出されなくなるか(判断24のN)、カウントダウン
レジスタの再試行回数が0になるまで(判断26の
Y)、再試行を行う(処理22,23)。カウントダウ
ンレジスタの再試行回数が0になっても(判断26の
Y)、即ち設定された再試行回数だけ再試行を行なって
もエラーが回復しなければ(判断24のY)、重大なエ
ラーとみなしエラーログファイルにロギングデータを記
憶し(処理27)、所要の箇所への通知を行うと共に、
次のエラー処理、例えばリイニシャリゼーションを行う
(処理28)。
【0018】また、設定された再試行回数の間にエラー
が回復すれば(判断24のN)、検出されたエラーは一
過性のエラーと判断して次の制御処理へ移行する(処理
29)。なお、当該エラーの再試行回数を記憶するカウ
ンタレジスタ12には、それまで行われた再試行回数が
記憶されており、後に検査等を行う際にこの内容を通信
制御モジュール7を介して外部装置に出力させ、このエ
ラーの発生の状況見ることにより、コントローラ1の持
つ不具合の洗い出しができる。さらに、検出されたエラ
ーが重大エラーであり再試行すべきでないと判断した下
ならば(判断20のN)、直ちにエラーログファイルに
ロギングデータを記憶し(処理27)、所要の箇所への
通知を行うと共に、次のエラー処理を行う(処理2
8)。
【0019】一方、検出されたエラーの種類によっては
所定時間内のエラーの発生頻度が問題となるものがあ
る。この場合におけるエラー検出後の処理を第5図に示
すフローチャートを用いて説明する。まず、所定の期間
内に集中して発生することが予想されるエラーに対して
その重大性に応じて所定時間内に行う再試行回数を設定
し、この回数をエラーの重大性を判断する判定データの
テーブル値とする。
【0020】次に、コントローラ1の作動時間を計時カ
ウントにより計時し(処理30)、計時カウンタのカウ
ント値が所定時間、例えば1時間を示すとして設定され
た値になると(判断31のY)、リトライカウンタ・ロ
グファイル11のカウンタレジスタ13の全てに記憶さ
れているその時間内に行われた再試行回数を他に設けら
れたレジスタに記憶保存する(処理32)。この今回計
時した時間内に行われた再試行回数と、他のレジスタに
既に別に保存されている前回計時した時間内に行われた
再試行回数との差を全てのカウンタレジスタ13につい
て演算する(処理33)。
【0021】これにより求められた所定時間当りの再試
行回数と、判定データのテーブル値とを比較し(判断3
4)、そのテーブル値よりも所定時間当りの再試行回数
を示す演算値の方が小さければ(判断35のN)、軽微
なエラーと判断して制御処理を継続して行う(処理3
6)。また、テーブル値よりも演算値の方が大きければ
(判断35のY)、重大エラーと判断してエラーログフ
ァイルにロギングデータを記憶し(処理37)、外部通
報等の処理を行う(処理38)。
【0022】以上のように、重大なエラーを検出した場
合は、コントローラの停止や警報の発生を行うと共に、
このエラーの内容等をロギングデータとしてエラーログ
ファイルに記憶することができる。また、軽微なエラー
を検出した場合には、再試行をすることにより使用可能
性を向上することができると共に、再試行回数によりエ
ラーの重大性を判断することができる。
【0023】以上説明したように、本発明によれば、自
己診断により検出した重大なエラーを記憶することによ
り保守可能性を向上することが出きると共に、軽微なエ
ラーについては再試行を行うことにより使用可能性を向
上することができる。また、再試行回数を判断データと
比較することにより、コントローラの保守化可能性の向
上を図ることが出きる。さらに、新製品開発時の検証
や、製造過程での初期不良の検出も容易となりコントロ
ーラの品質及び信頼性も向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す電力制御用ディジタル
コントローラのブロック構成図。
【図2】エラーログファイルの一例を示す概略図。
【図3】リトライカウンタ・ログファイルの一例を示す
概略図。
【図4】エラー検出後の処理を示すフローチャート。
【図5】エラーの発生頻度が問題となるエラー検出後の
処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
1 電力制御用ディジタルコントローラ 2 CPUユニット 3 PIOユニット 4 CPUモジュール 5 メモリモジュール 6 インターナルバス・コントロールモジュール 7 通信制御モジュール 8 PIOモジュール 9 インターナルバス・バッファモジュール 10 エラーログファイル 11 リトライカウンタ・ログファイル

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マイクロプロセッサを用いて制御処理を
    行う制御用ディジタルコントローラにおいて、 自己診断を行う手段と、 この自己診断により検出された重大なエラーをエラーロ
    グファイルに記憶する手段と、 検出された軽微なエラーに対して再試行を行う手段と、 この再試行回数をリトライ・カウンタログファイルに記
    憶する手段と、 所定の検査項目に対して予め設定された再試行回数を判
    断データとして記憶すると共に、当該検査項目に対して
    実際に再試行を繰返すことによりエラーが回復した際の
    再試行回数を前記判断データと比較してエラーの重大性
    を判断する手段とを備えたことを特徴とする制御用ディ
    ジタルコントローラ。
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