JP3139160B2 - 二重化制御システムの制御切替方法 - Google Patents

二重化制御システムの制御切替方法

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JP3139160B2 JP04253352A JP25335292A JP3139160B2 JP 3139160 B2 JP3139160 B2 JP 3139160B2 JP 04253352 A JP04253352 A JP 04253352A JP 25335292 A JP25335292 A JP 25335292A JP 3139160 B2 JP3139160 B2 JP 3139160B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は二重化された制御演算部
により、共通の入出力部を介して外部の末端機器を制御
する二重化制御システムにおいて、特に稼働中の制御演
算部の異常などによってその制御権が他方の制御演算部
に移る際の誤動作を防止する制御切替方法に関する。
【0002】なお以下各図において同一の符号は同一も
しくは相当部分を示す。
【0003】
【従来の技術】図2はこの種の二重化制御システムの構
成例を示す。同図において1,2は図外の末端機器(セ
ンサ,バルブ等)に対する演算,制御を行う二重化され
た制御演算部(夫々制御演算部#1,同#2とも呼
ぶ)、3はこの制御演算部1,2間で常時相手の状態を
監視し制御権のやりとりなどに用いられる二重化制御伝
送回線である。
【0004】5は制御演算部1,2と末端機器との間の
インタフェースとなる入出力部、8はこの入出力部5を
構成する(アナログやデジタルの入出力を行うための)
入出力モジュール、6,7は同じくこの入出力部5を構
成する伝送制御モジュール(夫々伝送制御モジュール#
1,同#2とも呼ぶ)である。また10は制御演算部#
1と伝送制御モジュール#1とを結ぶ伝送回線(伝送回
線#1とも呼ぶ)、11は制御演算部#2と伝送制御モ
ジュール#2とを結ぶ伝送回線(伝送回線#2とも呼
ぶ)である。
【0005】ここで伝送制御モジュール#1は伝送回線
#1を介し制御演算部#1と伝送を行うと共に、入出力
モジュール8を制御する。具体的には伝送制御モジュー
ル#1は制御演算部#1から伝送回線#1を介して受信
した一団の出力データを夫々該当する入出力モジュール
8へ分配してその入出力モジュールを介し外部の末端機
器へ出力させたり、また末端機器から入出力モジュール
8へ入力したデータを所定周期ごとに収集し、この収集
データを一括して伝送回線#1を介し制御演算部#1へ
送信したりする。
【0006】同様に伝送制御モジュール#2も伝送回線
#2を介し制御演算部#2と伝送を行うと共に、入出力
モジュール8を制御する。9は伝送制御モジュール#
1,#2間で交わされる入出力8の種類や数などの実装
情報を含む情報のやりとり、12は伝送制御モジュール
#1,#2間に設けられたハードウェア回路としての制
御権切替回路で、この伝送制御モジュール#1,#2が
両者の何れかに制御権があるかを知るために設けられた
回路である。
【0007】次にこのシステムの二重化制御の切替わり
動作を説明する。この例では今まで制御演算部#1が伝
送制御モジュール#1,入出力モジュール8を介し末端
機器を制御しており、制御演算部#2は待機中であった
ものとする。 (1)いま制御演算部#1が異常になったものとする
と、制御演算部#1は二重化制御伝送回線3を介して制
御権移動を制御演算部#2に通知する。これにより該伝
送回線3を介して制御演算部#1を監視していた制御演
算部#2が二重化制御権を獲得する。
【0008】(2)また伝送制御モジュール#1も伝送
回線#1を介して制御演算部#1を監視しており、制御
演算部#1の通知により入出力モジュール8に対する制
御権を放棄し、制御権切替回路12を切替える。 (3)伝送制御部#1が制御権を放棄したのを受けて伝
送制御モジュール#2は、それまで情報のやりとり9で
もらっていた入出力モジュール8の構成情報をもとに制
御演算部#2からのデータを末端機器へ出力したり、外
部から入力されたデータを制御演算部#2に送ったりす
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】このような二重化制御
装置において、二重化制御権が制御演算部#1から制御
演算部#2に移動し、入出力モジュール8の制御権も伝
送制御モジュール#1から伝送制御モジュール#2に移
動する際にどちらの伝送制御モジュール#1,#2も入
出力モジュール8の制御権をもたない状態で、 1)人為的に入出力仕様の異なる入出力モジュール8に
入れ換えられたとき、あるいは 2)入出力モジュール8内のCPUの故障等なんらかの
要因により入出力仕様が変わってしまったとき においては、切り替わった伝送制御モジュール#2は入
出力モジュール8の仕様が変更になったことが解らない
ため、それまでに伝送制御モジュール#1から情報のや
りとり9でもらっていた入出力モジュール8の構成情報
をもとに入出力処理を行うと、入出力仕様が異なってい
るので異常な入出力を行ってしまうという欠点があっ
た。
【0010】そこでこの発明の課題は二重化切替動作時
の入出力モジュールの活線挿抜あるいは入出力仕様変更
などによる誤った入出力を防止し、本装置によって制御
される外部機器(プラント)への影響を最小限にするこ
とができる信頼性の高い二重化制御システムの制御切替
方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、請求項1の制御切替方法では、一方が稼働側,他
方が待機側となり、稼働側の異常時には待機側へ制御権
を渡す2つの制御演算手段(制御演算部#1,#2な
ど)と、この2つの制御演算手段に共通の1または複数
の入出力モジュール(8など)を持ち、外部の末端機器
に対するインタフェースとなる入出力手段(入出力部5
など)とを備え、前記稼働側の制御演算手段が前記入出
力手段を介して前記末端機器を制御する二重化制御シス
テムにおいて、稼働側の前記制御演算手段の異常によっ
て制御権を得た待機側の制御演算手段は、この制御権の
切り替わり時点において新たに前記入出力モジュールか
ら収集されたこの入出力モジュールの種類や数などの実
装情報と、制御権を得る前に収集されていた前記実装情
報との比較結果が一致した場合にのみ、前記入出力手段
を介する前記末端機器との新たなデータ授受を開始する
ようにする。
【0012】請求項2の制御切替方法では、請求項1に
記載の制御切替方法において、前記入出力手段は、前記
2つの制御演算手段に夫々対応する伝送制御モジュール
(#1,#2など)を持ち、この伝送制御モジュールは
夫々対応する制御演算手段と入出力手段との間の伝送を
行うと共に、対応する制御演算手段が前記制御権を得た
ときは、同様に他方の伝送制御モジュールから制御権を
得て前記入出力モジュールを制御するものであり、前記
実装情報の新たな収集と、この収集された実装情報とこ
の収集以前の実装情報との比較(切替時実装情報比較1
3など)とは新たに制御権を得た前記伝送制御モジュー
ルによって行われて、その一致結果が該伝送制御モジュ
ールに対応する前記制御演算手段に送信されるようにす
る。
【0013】
【作用】入出力部5の中の制御権が伝送制御モジュール
#1から伝送制御モジュール#2に移動する際、伝送制
御モジュール#2はそれまで伝送制御モジュール#1か
ら情報のやりとり9でもらっていた入出力モジュール8
の実装情報と今現在入出力モジュール8から収集した実
装情報とを比較し、一致している時に限って入出力部5
の中の制御権移動が正常に終了したことを制御演算部#
2に通知することで、入出力データのリフレッシュが開
始されるようにする。
【0014】これによって、制御演算部の誤ったデータ
入出力を防止し、本装置によって制御される外部機器
(プラント)への影響を最小限にできる。これにより信
頼性の高い二重化制御システムを構築することが可能で
ある。
【0015】
【実施例】図1は本発明を説明するためのシステム構成
図で図2に対応している。図1では図2に対し伝送制御
モジュール#2による切替時実装情報比較13が付加さ
れている。次に図1の二重化制御切替時の動作を説明す
る。 (1)稼働中であった制御演算部#1が異常となり、二
重化制御伝送回線3を介してこれを監視していた制御演
算部#2が二重化制御権を獲得する。
【0016】(2)伝送制御モジュール#1も伝送回線
#1を介して制御演算部#1を監視しており、異常検出
により入出力部5の中の制御権を放棄する。 (3)伝送制御モジュール#1が制御権を放棄したのを
受けて伝送制御モジュール#2は入出力モジュール8の
現状の実装情報を収集する。 (4)伝送制御モジュール#2はそれまで情報のやりと
り9により伝送制御モジュール#1から受けとっていた
入出力モジュール8の構成情報と現状の実装情報との比
較13を行う。
【0017】(5)伝送制御モジュール#2は上記比較
結果が一致の場合のみ、入出力部5の中の制御権の移動
が正常に終了したことを、伝送回線#2を介して制御演
算部#2に通知する。 (6)これにより制御演算部#2の入出力データのリフ
レッシュが開始される。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、制御演算部#1から#
2への制御権の移動に基づき、入出力部5の中の制御権
が伝送制御モジュール#1から伝送制御モジュール#2
に移動する際、伝送制御モジュール#2はそれまで伝送
制御モジュール#1から情報のやりとり9でもらってい
た入出力モジュール8の実装情報と今現在入出力モジュ
ール8から収集した実装情報とを比較し、一致している
時に限って入出力部5の中の制御権移動が正常に終了し
たことを制御演算部#2に通知して制御演算部#2によ
る、入出力データのリフレッシュが開始されるようした
ので、二重化切替時の入出力仕様の異なった入出力モジ
ュールの実装による誤ったデータ入出力を防止し、本シ
ステムによって制御される外部機器(プラント)への影
響を最小限にできる信頼性の高い二重化制御システムを
構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の動作説明用の二重化制御システムの構
成図
【図2】図1に対応する従来のシステム構成図
【符号の説明】
1 制御演算部#1 2 制御演算部#2 3 二重化制御伝送回線 4 制御権のやりとり 5 入出力部 6 伝送制御モジュール#1 7 伝送制御モジュール#2 8 入出力モジュール 9 情報のやりとり 10 伝送回線#1 11 伝送回線#2 12 制御権切替回路 13 切替時実装情報比較
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 11/16 - 11/20 G06F 13/14 G06F 15/16 - 15/177

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一方が稼働側,他方が待機側となり、稼働
    側の異常時には待機側へ制御権を渡す2つの制御演算手
    段と、 この2つの制御演算手段に共通の1または複数の入出力
    モジュールを持ち、外部の末端機器に対するインタフェ
    ースとなる入出力手段とを備え、 前記稼働側の制御演算手段が前記入出力手段を介して前
    記末端機器を制御する二重化制御システムにおいて、 稼働側の前記制御演算手段の異常によって制御権を得た
    待機側の制御演算手段は、この制御権の切り替わり時点
    において新たに前記入出力モジュールから収集されたこ
    の入出力モジュールの種類や数などの実装情報と、制御
    権を得る前に収集されていた前記実装情報との比較結果
    が一致した場合にのみ、前記入出力手段を介する前記末
    端機器との新たなデータ授受を開始するようにしたこと
    を特徴とする二重化制御システムの制御切替方法。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の制御切替方法において、 前記入出力手段は、前記2つの制御演算手段に夫々対応
    する伝送制御モジュールを持ち、 この伝送制御モジュールは夫々対応する制御演算手段と
    入出力手段との間の伝送を行うと共に、対応する制御演
    算手段が前記制御権を得たときは、同様に他方の伝送制
    御モジュールから制御権を得て前記入出力モジュールを
    制御するものであり、 前記実装情報の新たな収集と、この収集された実装情報
    とこの収集以前の実装情報との比較とは新たに制御権を
    得た前記伝送制御モジュールによって行われて、その一
    致結果が該伝送制御モジュールに対応する前記制御演算
    手段に送信されるようにしたことを特徴とする二重化制
    御システムの制御切替方法。
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