JP3157363B2 - 二重化制御装置 - Google Patents

二重化制御装置

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JP3157363B2
JP3157363B2 JP22239593A JP22239593A JP3157363B2 JP 3157363 B2 JP3157363 B2 JP 3157363B2 JP 22239593 A JP22239593 A JP 22239593A JP 22239593 A JP22239593 A JP 22239593A JP 3157363 B2 JP3157363 B2 JP 3157363B2
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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、プラント等の制御を二
重化構造で行う二重化制御装置の改良に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、処置装置と、周辺機器を接続する
入出力制御装置とが複数のチャネルで接続され、このと
き、処理装置は、何れか一つが稼働状態に、残りが待機
状態に調停される複数の処理部で二重化され、入出力制
御装置は各処理部のチャネルに対応する伝送インタフェ
ース部を備えた二重化制御装置は、例えば、図1に示す
ように、処理装置を構成する演算処理部1及び演算処理
部11と、入出力制御装置21とから構成されている。
そして、例えば、演算処理部1が稼働状態であり、演算
処理部11が待機状態である場合に、周辺機器とのデー
タ伝送を行う場合には、演算処理部1の中央処理装置2
からチャネル番号と、局番設定器29a及び29bによ
って各周辺機器に設定した局番等から構成される指令信
号を、伝送インタフェース部3の指定されたチャネルか
ら入出力制御装置21に送信する。そして、入出力制御
装置21の接続処理部26a又は26bにおいて、指令
信号に基づき、指定された局番の周辺機器とのデータ伝
送を行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の二重化制御装置
においては、図1に示すように、演算処理部1及び11
のチャネルCH0は局番0〜9の周辺機器を接続し、チ
ャネルCH1は、局番10〜19の周辺機器を接続する
ように限定している。そのため、例えば、稼働中の演算
処理部1が故障し、演算処理部1での処理を演算処理部
11で続けて行い、その間に、演算処理部1を他の処理
部と交換する場合等に、交換作業要員が新しい演算処理
部1と入出力制御装置21との配線を誤って接続した場
合、例えば、演算処理部1のチャネルCH1と伝送イン
タフェース部25とを接続し、チャネルCH0と伝送イ
ンタフェース部23とを接続するところを、演算処理部
1のチャネルCH0と伝送インタフェース部25とを接
続し、チャネルCH1と伝送インタフェース部23とを
接続してしまったとする。この状態で、演算処理部1が
稼働状態として作動し、例えば、局番“5”及び“1
5”の周辺機器と演算処理部1とを接続する場合、演算
処理部1において、入出力制御装置21に対して、チャ
ネル番号CH0で局番“5”及びチャネル番号CH1で
局番“15”というような指令が出力されるが、演算処
理部1と入出力制御装置21とが誤って接続されている
ため、接続処理部26a及び26bでは、局番“5”及
び“15”の認識を行うことができず、作動しないた
め、演算処理部1と入出力制御装置21との接続が異常
であることがわかる。しかし、この異常が、伝送インタ
フェースの異常であるのか、または、接続異常であるの
か等の異常原因を迅速に判断することができないという
未解決の課題がある。
【0004】また、各演算処理部の伝送インタフェース
部の各チャネルで接続可能な局番を限定しない場合に
は、演算処理部において異常が発生して交換する際に、
例えば、演算処理部1のチャネルCH0及びチャネルC
H1を伝送インタフェース部22及び23に接続してし
まい、局番“5”を指定した場合に、チャネルCH0及
びCH1が共に、局番“5”を認識してしまい、伝送が
可能になってしまうので、接続異常に気が付かないま
ま、運用にはいる可能性があり、例えば、プラント等の
制御を行っている場合等には、誤った入出力構成でプラ
ントの制御を行うことになり、制御対象のプラントを暴
走させる等のリスクが大きくなってしまうので、この二
重化構成をとることができないという問題がある。
【0005】そこで、この発明は、上記従来の未解決の
課題に着目してなされたものであり、演算処理部の交換
作業時等に、演算処理部と入出力制御装置とを誤って接
続した場合でも、迅速に接続異常を検出することがで
き、本二重化構成をとることのできる二重化制御装置を
提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係わる二重化制御装置においては、処理装
置と、周辺機器を接続する入出力制御装置とが複数のチ
ャネルで接続されると共に、前記処理装置は何れか一つ
が稼働状態に、残りが待機状態に調停される複数の処理
部で二重化され、且つ前記入出力制御装置は各処理部の
チャネルに対応する伝送インタフェース部を備えた二重
化制御装置において、前記各処理部に設けた、伝送開始
時に前記入出力制御装置の各伝送インタフェース部に対
してチャネル番号を含む伝送経路情報を送信する伝送経
路情報送信手段と、前記入出力制御装置の伝送インタフ
ェース部に設けた、稼働状態の処理部から入力された前
記伝送経路情報のうち少なくともチャネル番号を通知情
報として待機状態の処理部に接続されている各伝送イン
タフェース部に転送する通知情報転送手段と、前記各伝
送インタフェース部に設けた、待機状態の処理部からの
伝送経路情報の受信時に前記通知情報を当該待機状態の
処理部に送信する通知情報送信手段と、前記各処理部に
設けた、伝送インタフェース部からの通知情報を受信し
たときに、その受信チャネル番号と通知情報のチャネル
番号とを比較し両者が不一致であるときに接続異常と判
定する異常判定手段とを備えたことを特徴としている。
【0007】
【作用】本発明においては、各処理部の伝送経路情報送
信手段によって入出力制御装置の各伝送インタフェース
部に対してチャネル番号を含む伝送経路情報を送信し、
入出力制御装置の伝送インタフェース部において、通知
情報転送手段により、稼働状態の処理部から入力された
伝送経路情報のチャネル番号を通知情報として待機状態
の処理部に接続されている伝送インタフェース部に転送
し、待機状態の処理部からの伝送経路情報を受信したと
き、通知情報送信手段によって、通知情報転送手段によ
り転送された通知情報を待機状態の処理部に送信する。
各処理部では、異常判定手段によって、伝送インタフェ
ース部からの通知情報を受信したときに、その受信チャ
ネル番号と通知情報のチャネル番号とを比較し両者が不
一致であるときに、接続異常と判定し、処理部の動作を
停止する。
【0008】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図1は、本発明の一実施例を示す概略構成図で
ある。二重化制御装置は、処理装置を構成する処理部と
しての演算処理部1と演算処理部11と、入出力制御装
置21とから構成され、演算処理部1及び演算処理部1
1と入出力制御装置21とがそれぞれ2系統づつ接続さ
れ、また演算処理部1と演算処理部11とがバス10に
よって接続されている。そして、入出力制御装置21
と、複数の周辺機器とが接続されている。
【0009】演算処理部1と演算処理部11とは、同一
構成であり、演算処理部1は、中央処理装置2と、入出
力制御装置21との伝送制御を行う伝送インタフェース
部3とを有し、伝送インタフェース部3は、中央処理装
置2からの周辺機器の動作開始指令に基づいて、指定さ
れたチャネルCH0又はチャネルCH1の何れかを介し
て入出力制御装置21とのデータの授受を行う。また、
起動時及びその後定期的に、割り込み処理で、入出力制
御装置21の、演算処理部1と接続されている各伝送イ
ンタフェース部に対し、稼働状態である場合には、稼働
状態であることと、自分自身のチャネル番号と、チャネ
ル番号イネーブル情報とをチャネル番号ファイルFとし
て送信し、続いて、入出力制御装置21の構成を認識す
るためのイニシャル伝送を行い、その後、中央処理装置
2からの指令に基づいて所定のデータ伝送を行う。ここ
で、チャネル番号ファイルFが伝送経路情報に対応して
いる。
【0010】一方、演算処理部1が、待機状態の場合に
は、待機状態であることをチャネル番号ファイルFとし
て送信した後、イニシャル伝送を行い、その後、定期的
にイニシャル伝送を行う。演算処理部11は、中央処理
装置12と、入出力制御装置21との伝送制御を行う伝
送インタフェース部13とを有し、中央処理装置12
は、中央処理装置2に対応し、伝送インタフェース部1
3は、伝送インタフェース部3に対応し、演算処理部1
と同様に、入出力制御装置21との通信制御を行う。
【0011】そして、これら演算処理部1及び11は、
常に稼働状態として作動できるように内部バス10を介
して相互に所定のデータ授受を行う。図2は、チャネル
番号ファイルFの構成を示したものである。チャネル番
号ファイルFは、例えば、8ビットで構成され、右側を
最上位ビットMSBとし、3ビット目及び4ビット目が
チャネル番号を表し、5ビット目がチャネル番号イネー
ブル情報を表し、最上位ビットMSBが稼働状態である
か待機状態であるかを表している。例えば、稼働状態で
ある場合には、最上位ビットMSBに“1”を設定し、
チャネル番号イネーブルの状態である場合には、5ビッ
ト目に“1”を設定する。
【0012】入出力制御装置21は、演算処理部1のチ
ャネルCH0と接続される伝送インタフェース部23
と、演算処理部1のチャネルCH1と接続される伝送イ
ンタフェース部25と、演算処理部11のチャネルCH
0と接続される伝送インタフェース部22と、演算処理
部11のチャネルCH1と接続される伝送インタフェー
ス部24と、これら伝送インタフェース部と周辺機器と
を連接する接続処理部26a及び26bと、周辺機器の
局番を設定する局番設定器29a及び29bとから構成
されている。そして、各演算処理部のチャネルCH1と
接続される伝送インタフェース部24と25とが内部バ
ス27を介して接続処理部26bと接続され、各演算処
理部のチャネルCH0と接続される伝送インタフェース
部22と23とが内部バス28を介して接続処理部26
aと接続されている。
【0013】接続処理部26aは、各演算処理部からの
指令に基づき、局番設定器29aにより局番0〜9に設
定した各周辺機器と、各演算処理部のチャネルCH0と
の間での所定のデータの入出力を行う。同様に、接続処
理部26bは、演算処理部からの指令に基づいて、局番
設定器29bにより局番10〜19に設定した各周辺機
器と、各演算処理部のチャネルCH1との間での所定の
データの入出力を行う。
【0014】各伝送インタフェース部22〜25は、接
続されている演算処理部との通信処理を行うと共に、演
算処理部からチャネル番号ファイルFを受信し、図3に
示す処理手順によって処理を行う。図3のフローチャー
トにおいて、伝送インタフェース部22〜25は、ま
ず、チャネル番号ファイルFを受信したか否かを判定し
(ステップS31)、チャネル番号ファイルFを受信し
たとき、ステップS32に移行し、チャネル番号ファイ
ルFを参照し、チャネル番号ファイルFを受信した伝送
インタフェース部と接続されている演算処理部が稼働状
態であるか否かを判定する。
【0015】そして、チャネル番号ファイルFを受信し
た伝送インタフェース部と接続されている演算処理部が
稼働状態であると判定した場合には、ステップS33に
移行し、受信したチャネル番号ファイルFの3〜5ビッ
ト目、すなわち、チャネル番号とチャネル番号イネーブ
ル情報とから通知情報を生成し、内部バス27、又は、
28を介して接続されている他方の伝送インタフェース
部に転送する。
【0016】一方、ステップS32において、チャネル
番号ファイルFを受信した伝送インタフェース部と接続
されている演算処理部が稼働状態ではないと判定した場
合には、ステップS34に移行し、内部バス27、又
は、28を介して接続されている他方の伝送インタフェ
ース部から通知情報を受信し、ステップS35で、受信
した通知情報を、イニシャル伝送の応答データに付加し
て演算処理部に送信し、終了する。
【0017】なお、チャネル番号ファイルF及び通知情
報を、入出力制御装置21と各演算処理部との間で送信
する伝送プロトコルは、イニシャル伝送時の伝送プロト
コトルと同一であるものとする。ここで、ステップS3
1〜33が、通知情報転送手段に対応し、ステップS3
4〜S35が通知情報送信手段に対応している。
【0018】図4は、演算処理部の中央処理装置の処理
手順を示す、フローチャートである。まず、ステップS
1において、自分自身が稼働状態であるか否かを判定
し、稼働状態である場合には、ステップS2に移行す
る。そして、稼働状態であることと、送信するチャネル
番号と、チャネル番号イネーブル情報とから構成される
チャネル番号ファイルFをチャネルCH0とチャネルC
H1とに対して作成し、ステップS3に移行する。
【0019】ステップS3では、作成したチャネル番号
ファイルFを入出力制御装置21に送信し、次いで、ス
テップS4において、入出力制御装置21の構成を確認
するイニシャル伝送を行う。そして、ステップS5に移
行して、所定の通信を行い、ステップS6で、所定の通
信が終了したか否かを判定し、所定の通信が終了したと
き、処理を終了する。
【0020】一方、ステップS1において、稼働状態で
ないと判定した場合には、ステップS11に移行し、待
機状態であるという情報を有するチャネル番号ファイル
Fを作成する。そして、ステップS12に移行して、チ
ャネル番号ファイルFを入出力制御装置21に伝送し、
ステップS13において、入出力制御装置21の構成を
確認するイニシャル伝送を行う。次いで、ステップS1
4に移行して、イニシャル伝送の応答として、所定の応
答データと通知情報とを受信する。
【0021】そして、ステップS15において、受信し
た通知情報を参照し、チャネル番号イネーブルでない場
合には、処理を終了し、チャネル番号イネーブルである
場合には、ステップS16に移行する。ステップS16
では、通知情報を受信したチャネル番号と通知情報に格
納されたチャネル番号とが等しいか否かを判定し、チャ
ネル番号が共に等しい場合には、処理を終了する。
【0022】一方、ステップS16で、通知情報を受信
したチャネル番号と通知情報に格納されたチャネル番号
とが等しくない場合には、ステップS17に移行し、接
続異常と判定して異常を通知し、演算処理部では、全て
の処理を停止する。ここで、ステップS1〜ステップS
13が伝送経路情報送信手段に対応し、ステップS14
〜ステップS17が、異常判定手段に対応している。
【0023】したがって、例えば、二重化制御装置が正
常に作動中に、稼働状態の演算処理部に異常が発生し、
そのため、待機状態の演算処理部を作動させ、異常が発
生した演算処理部を交換したとする。ここで、交換した
演算処理部を演算処理部11、待機状態から稼働状態に
なった演算処理部を演算処理部1とする。そして、この
とき、交換作業時に接続を誤り、本来ならば、演算処理
部11のチャネルCH0と伝送インタフェース部22と
を接続し、演算処理部11のチャネルCH1と伝送イン
タフェース部24とを接続するところを、図5に示すよ
うに、演算処理部11のチャネルCH0と伝送インタフ
ェース部24とを接続し、演算処理部11のチャネルC
H1と伝送インタフェース部22とを接続してしまった
ものとする。
【0024】この状態で二重化制御装置を起動させる
と、稼働状態の演算処理部1の中央処理装置2は、伝送
インタフェース部3のチャネルCH0から入出力制御装
置21に、稼働状態であり、チャネル番号は“0”、チ
ャネル番号イネーブルであるとしてチャネル番号ファイ
ルFを送信し、続いて、イニシャル伝送を行い、所定の
入出力データの伝送を行う。
【0025】演算処理部1のチャネルCH0と接続され
た伝送インタフェース部23では、演算処理部1が稼働
状態であることを認識すると共に、チャネル番号ファイ
ルFから、チャネル番号は“0”、チャネル番号イネー
ブルであるという通知情報を生成し、通知情報を伝送イ
ンタフェース部22に、内部バス28を介して転送す
る。
【0026】同様に、伝送インタフェース部3のチャネ
ルCH1から入出力制御装置21に、稼働状態であり、
チャネル番号は“1”、チャネル番号イネーブルである
としてチャネル番号ファイルFを送信し、続いてイニシ
ャル伝送を実行し、入出力データの伝送を行う。演算処
理部1のチャネルCH1と接続された伝送インタフェー
ス部25では、演算処理部1が稼働状態であることを認
識すると共に、チャネル番号ファイルFからチャネル番
号は“1”、チャネル番号イネーブルであるという通知
情報を生成し、内部バス27を介して、伝送インタフェ
ース部24に、通知情報を転送する。
【0027】一方、待機状態の演算処理部11の中央処
理装置12は、伝送インタフェース部13のチャネルC
H0から入出力制御装置21に、待機状態であるとして
チャネル番号ファイルFを送信し、続いてイニシャル伝
送を行う。演算処理部11のチャネルCH0と接続され
た伝送インタフェース部24では、伝送インタフェース
部24と接続されている演算処理部11が待機状態であ
ることを認識し、内部バス27を介して伝送インタフェ
ース部25から、チャネル番号は“1”、チャネル番号
イネーブルであるという通知情報を受信し、イニシャル
伝送の応答データに、受信した通知情報を付加して、演
算処理部11に送信する。
【0028】同様に、演算処理部11の中央処理装置1
2は、伝送インタフェース部13のチャネルCH1から
入出力制御装置21に、待機状態であるとしてチャネル
番号ファイルFを送信し、続いてイニシャル伝送を行
う。演算処理部11のチャネルCH1と接続された伝送
インタフェース部22では、伝送インタフェース部22
と接続されている演算処理部11が待機状態であること
を認識し、内部バス28を介して伝送インタフェース部
23から、チャネル番号は“0”、チャネル番号イネー
ブルであるという通知情報を受信し、イニシャル伝送の
応答データに、受信した通知情報を付加して、演算処理
部11に送信する。
【0029】そして、演算処理部11では、伝送インタ
フェース部22からの通知情報をチャネルCH1を介し
て中央処理装置12に入力し、中央処理装置12では、
通知情報を参照して、チャネル番号イネーブルであるこ
とを確認した後、通知情報を受信したチャネル番号と、
通知情報に格納されているチャネル番号とを比較する。
この場合、通知情報に格納されたチャネル番号はCH0
であり、通知情報を受信したチャネル番号はCH1であ
り、両者が異なるので、接続異常と判定し、演算処理部
11の動作を停止する。
【0030】同様に、演算処理部11では、伝送インタ
フェース部24からの通知情報をチャネルCH0を介し
て中央処理装置12に入力し、中央処理装置12では、
通知情報を参照して、チャネル番号イネーブルであるこ
とを確認し、通知情報に格納されたチャネル番号はCH
1であるのに対し、通知情報を受信したチャネル番号は
CH0であり、両者が異なるので、接続異常と判定し、
演算処理部11の動作を停止する。
【0031】これに対し、例えば、図1に示すように、
演算処理部の交換作業が正常に行われ、演算処理部11
と入出力制御装置21とが、正常に接続されている場合
には、演算処理部1から、稼働状態であり、チャネル番
号はCH0、チャネル番号イネーブルというチャネル番
号ファイルFが、伝送インタフェース部23に送信さ
れ、また、稼働状態であり、チャネル番号はCH1、チ
ャネル番号イネーブルというチャネル番号ファイルF
が、伝送インタフェース部25に送信される。そして、
伝送インタフェース部23では、演算処理部1からのチ
ャネル番号ファイルFから、チャネル番号は“0”、チ
ャネル番号イネーブルであるという通知情報を生成し
て、内部バス28を介して、伝送インタフェース部22
に通知情報を転送し、伝送インタフェース部22から、
通知情報を演算処理部11に送信する。
【0032】演算処理部11では、これをチャネルCH
0を介して中央処理装置12で受信する。同様に、伝送
インタフェース部25では、演算処理部1からのチャネ
ル番号ファイルFから、チャネル番号は“1”、チャネ
ル番号イネーブルであるという通知情報を生成し、内部
バス27を介して、伝送インタフェース部24に通知情
報を転送し、伝送インタフェース部24から、通知情報
を演算処理部11に送信する。
【0033】演算処理部11では、これをチャネルCH
1を介して中央処理装置12で受信する。そして、演算
処理部11の中央処理装置12では、チャネル番号CH
0で受信した通知情報に格納されているチャネル番号は
CH0であり、通知情報を受信したチャネル番号と通知
情報に格納されているチャネル番号とが同一であるの
で、接続が正常に行われているものと判定し、同様に、
チャネル番号CH1で受信した通知情報に格納されてい
るチャネル番号はCH1であり、これらが同一であるの
で、接続が正常に行われているものと判定する。そし
て、演算処理部11では、周辺機器と所定のデータ伝送
を行う。
【0034】したがって、稼働状態の演算処理部1か
ら、各チャネル毎に、チャネル番号等のチャネル番号フ
ァイルFを入出力制御装置21に送信し、入出力制御装
置21では、各伝送インタフェース部において、受信し
たチャネル番号ファイルFからチャネル番号とチャネル
番号イネーブルとからなる通知情報を生成し、待機状態
の演算処理部11に送信する。そして、演算処理部11
において、通知情報を受信したチャネル番号と、通知情
報に格納されたチャネル番号とを比較し、これらが同一
でないとき、接続異常と判定することによって、稼働状
態の演算処理部を停止させることなく、演算処理部1及
び11と入出力制御装置21との接続異常を容易確実に
発見することができるので、本二重化構成を実現するこ
とができ、また、接続異常による制御対象システムの暴
走等を防止することができる。
【0035】また、接続異常がある場合には、起動後直
ちに異常を検出して停止するので、交換時間の短縮が可
能であり、動作中での異常検出による二重化制御装置の
停止を防止することができる。なお、上記実施例におい
ては、演算処理部1及び11は、2チャネルを有するよ
うになされているが、3チャネル、また、それ以上のチ
ャネル数を有することも可能である。
【0036】また、上記実施例においては、演算処理部
1及び11のチャネルCH0には局番0〜9を、チャネ
ルCH1には局番10〜19を設定するように限定して
いるが、チャネルCH0及びCH1は、局番0〜19の
何れをも設定することができるようにすることも可能で
ある。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる二
重化制御装置によれば、各処理部に設けた伝送経路情報
送信手段によって、入出力制御装置の各伝送インタフェ
ース部に対してチャネル番号を含む伝送経路情報を送信
し、入出力制御装置の伝送インタフェース部に設けた通
知情報転送手段によって、稼働状態の処理部から入力さ
れた伝送経路情報をもとに通知情報を生成して待機状態
の処理部に接続されている各伝送インタフェース部に転
送し、さらに、通知情報送信手段によって通知情報を待
機状態の処理部に送信し、各処理部に設けた異常判定手
段によって、受信チャネル番号と通知情報のチャネル番
号とを比較し、両者が不一致であるとき接続異常と判定
することによって、迅速に、かつ、確実に接続異常を検
出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による二重化制御装置の概略構成図であ
る。
【図2】チャネル番号ファイルFの構成を示す説明図で
ある。
【図3】伝送インタフェース部の処理手順を示すフロー
チャートである。
【図4】演算処理部の処理手順を示すフローチャートで
ある。
【図5】本実施例の動作説明に供する説明図である。
【符号の説明】
1、11 演算処理部 22、23、24、25 伝送インタフェース部 21 入出力制御装置
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 11/00 G06F 11/20 G06F 13/00 G06F 13/12

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 処理装置と、周辺機器を接続する入出力
    制御装置とが複数のチャネルで接続されると共に、前記
    処理装置は何れか一つが稼働状態に、残りが待機状態に
    調停される複数の処理部で二重化され、且つ前記入出力
    制御装置は各処理部のチャネルに対応する伝送インタフ
    ェース部を備えた二重化制御装置において、前記各処理
    部に設けた、前記入出力制御装置の各伝送インタフェー
    ス部に対してチャネル番号を含む伝送経路情報を送信す
    る伝送経路情報送信手段と、前記入出力制御装置の伝送
    インタフェース部に設けた、稼働状態の処理部から入力
    された前記伝送経路情報のうち少なくともチャネル番号
    を通知情報として待機状態の処理部に接続されている各
    伝送インタフェース部に転送する通知情報転送手段と、
    前記各伝送インタフェース部に設けた、待機状態の処理
    部からの伝送経路情報の受信時に前記通知情報を当該待
    機状態の処理部に送信する通知情報送信手段と、前記各
    処理部に設けた、伝送インタフェース部からの通知情報
    を受信したときに、その受信チャネル番号と通知情報の
    チャネル番号とを比較し両者が不一致であるときに接続
    異常と判定する異常判定手段とを備えたことを特徴とす
    る二重化制御装置。
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