JP6234388B2

JP6234388B2 - ２重系制御装置

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Publication number: JP6234388B2
Application number: JP2015009355A
Authority: JP
Inventors: 卓也迫田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-01-21
Filing date: 2015-01-21
Publication date: 2017-11-22
Anticipated expiration: 2035-01-21
Also published as: JP2016134827A

Description

この発明は、高稼働率で連続運転が要求される２重系制御装置に関するものである。

２４時間３６５日連続運転の高稼働率が要求されるシステムでは、制御系／待機系の２重系のＣＰＵユニットから構成される。
ＣＰＵ２重系ユニットとＰＩＯユニットから構成され、ＣＰＵ２重系ユニットのＰＩＯマスタカードは、Ａ系送受信路、Ｂ系送受信路の両方送受信が可能であるシステムが開示されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１０−１１４５１２公報（段落［００１３］、［００１６］〜［００１８］、図１〜図４）

しかし、先行技術文献発明では、待機系は受信データを受け取るのみでデータ送信は行わないため、待機系の送信路の健全性を確認できないという問題がある。

この発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、ＣＰＵ２重系ユニットとＰＩＯユニットから構成される２重系システムにおいて、待機系の送信路の健全性を確認できる２重系制御装置を提供することを目的とする。

この発明に係る２重系制御装置は、Ａ系、Ｂ系ＣＰＵカードとＡ系、Ｂ系ＰＩＯマスタカードとを備える２重系ＣＰＵユニットと、Ａ系、Ｂ系ＰＩＯマスタカードとデータの送信、受信を行うＡ系、Ｂ系リピータカードと、Ａ系、Ｂ系リピータカードとＰＩＯバスを経由して接続された１または複数のＰＩＯカードを備えるＰＩＯユニットとから構成され、通常、制御系のＰＩＯマスタカードはＰＩＯカードとの送信、受信処理（ポーリング処理）を行い、待機系のＰＩＯマスタカードはＰＩＯカードからのデータの受信処理を行う２重系制御装置において、Ａ系、Ｂ系ＰＩＯマスタカード間に両系の情報を通知する系状態通知経路を設けて、待機系の送信路の健全性を確認するものである。

この発明に係る２重系制御装置によれば、Ａ系、Ｂ系ＰＩＯマスタカード間に両系の情報を通知する系状態通知経路を設けているため、待機系の送信路の健全性を待機系動作中に確認でき、制御装置全体の品質を向上できる。

この発明の実施の形態１の２重系制御装置に係るシステム構成図である。この発明の実施の形態１の２重系制御装置に係る処理説明図である。この発明の実施の形態２の２重系制御装置に係るシステム構成図である。この発明の実施の形態２の２重系制御装置に係る処理説明図である。この発明の実施の形態２の２重系制御装置に係る切替回路説明図である。この発明の実施の形態３の２重系制御装置に係るシステム構成図である。この発明の実施の形態３の２重系制御装置に係る処理説明図である。この発明の実施の形態３の２重系制御装置に係る診断回路説明図である。

実施の形態１．
実施の形態１は、ＣＰＵカードとＰＩＯマスタカードとを備える２重系ＣＰＵユニットと、ＰＩＯマスタカードとデータの送信、受信を行うリピータカードと、リピータカードと接続されたＰＩＯカードを備えるＰＩＯユニットとから構成され、Ａ系、Ｂ系ＰＩＯマスタカード間に両系の情報を通知する系状態通知経路を設けて、制御系のポーリング処理が完了した時、制御系から待機系に対して系状態通知経路を経由して、ポーリング処理完了を通知し、待機系のＰＩＯマスタカードはＰＩＯカードとの送信、受信を行い、待機系の送信路の健全性を確認する２重系制御装置に関するものである。

以下、本願発明の実施の形態１に係る２重系制御装置１の構成、動作について、２重系制御装置のシステム構成図である図１、および処理説明図である図２に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施の形態１の２重系制御装置１を含めたシステム全体の構成を示している。
図２は、本発明の実施の形態１の２重系制御装置１の制御系、待機系で行われる処理を時系列で表した処理説明図である。

まず、図１に基づいて、本発明の実施の形態１の２重系制御装置１のシステム構成を説明する。
２重系制御装置１は、２重系ＣＰＵユニット１０と、ＰＩＯユニット３０とから構成される。
２重系ＣＰＵユニット１０は、Ａ系のＣＰＵカード１１と、Ａ系のＰＩＯマスタカード１３と、Ｂ系のＣＰＵカード１２と、Ｂ系のＰＩＯマスタカード１４とを備える。Ａ系のＰＩＯマスタカード１３は、ＰＩＯ制御プロセッサ１５と通信制御回路１７とを備える。Ｂ系のＰＩＯマスタカード１４は、ＰＩＯ制御プロセッサ１６と通信制御回路１８とを備える。さらに、Ａ系のＰＩＯマスタカード１３とＢ系のＰＩＯマスタカード１４との間（具体的には通信制御回路１７と通信制御回路１８との間）には、Ａ系とＢ系間で情報を通知する系状態通知経路１９が設けられている。

ＰＩＯユニット３０は、Ａ系のリピータカード３１と、Ｂ系のリピータカード３２と、第１ＰＩＯカード４１〜第１６ＰＩＯカード４２とを備える。Ａ系のリピータカード３１は通信ＬＳＩ（ＬａｒｇｅＳｃａｌｅＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）３３を備え、Ｂ系のリピータカード３２は通信ＬＳＩ３４を備える。各ＰＩＯカードは、通信ＬＳＩと制御回路を備えている。そして、Ａ系リピータカード３１とＢ系リピータカード３２は、ＰＩＯバス４０を経由して、第１ＰＩＯカード４１〜第１６ＰＩＯカード４２（以下、区別する必要がなく、総称する場合は、適宜ＰＩＯカードと記載する）と接続されている。
なお、実施の形態１では、１６枚のＰＩＯカードを備える例を示しているが、適用するシステムによって、ＰＩＯカードの枚数は１枚から必要枚数(複数枚数）まで変わる。

Ａ系のＰＩＯマスタカード１３とＡ系のリピータカード３１との間（具体的には、通信制御回路１７と通信ＬＳＩ３３との間）には、Ａ系送信路２５とＡ系受信路２６が設けられている。Ｂ系のＰＩＯマスタカード１４とＢ系のリピータカード３２との間（具体的には、通信制御回路１８と通信ＬＳＩ３４との間）には、Ｂ系送信路２７とＢ系受信路２８が設けられている。

さらに、２重系制御装置１の状態監視や保守を行うための、保守ツール５１が制御ネットワーク５０を介して、Ａ系のＣＰＵカード１１とＢ系のＣＰＵカード１２に接続されている。

図１において、Ａ系制御装置は、２重系ＣＰＵユニット１０のＣＰＵカード１１、ＰＩＯマスタカード１３と、ＰＩＯユニット３０のリピータカード３１と、さらに送信路２５、受信路２６とから構成されている。Ｂ系制御装置は、２重系ＣＰＵユニット１０のＣＰＵカード１２、ＰＩＯマスタカード１４と、ＰＩＯユニット３０のリピータカード３２と、さらに送信路２７、受信路２８とから構成されている。

ＰＩＯユニット３０の第１ＰＩＯカード４１〜第１６ＰＩＯカード４２は、Ａ系制御装置、Ｂ系制御装置に対して共通であり、通常、制御系として動作するＡ系制御装置あるいはＢ系制御装置とデータ（現場機器の操作信号、状態信号あるいは現場計器の検出信号など）の送受信を行う。

待機系のＡ系制御装置あるいはＢ系制御装置は、通常、第１ＰＩＯカード４１〜第１６ＰＩＯカード４２へのデータ送信は行わないが、第１ＰＩＯカード４１〜第１６ＰＩＯカード４２からの信号を受信している。したがって、待機系についても、受信路に障害が発生した場合は、検知可能である。しかし、送信路は通常使用していないため、障害は発生しても、検知できない。

つぎに、図１および図２に基づいて、本発明の実施の形態１の２重系制御装置１の動作を各構成カードの機能と合わせて説明する。なお、以下の説明では、Ａ系制御装置が制御系として運用され、Ｂ系制御装置が待機系として運用されているとする。また、Ａ系、Ｂ系共通の説明については，Ａ系を代表として説明する。

ＣＰＵカード１１は制御演算などを行い、ＰＩＯマスタカード１３はＰＩＯユニット３０の第１ＰＩＯカード４１〜第１６ＰＩＯカード４２との通信を行う。
ＣＰＵカード１１は、ＰＩＯマスタカード１３に対して、ＰＩＯカードとの通信をするために必要な送信データ、送信フレーム数、送信先のスレーブアドレスなどの情報を送信する。ＰＩＯマスタカード１３のＰＩＯ制御プロセッサ１５は、このデータに基づいて通信制御回路１７に必要な設定情報、送信データを設定する。
ＰＩＯマスタカード１３は、通信制御回路１７に設定された情報、送信データに基づいて、第１ＰＩＯカード４１〜第１６ＰＩＯカード４２に対してデータの送受信を行う。

リピータカード３１は、Ａ系送信路２５、Ａ系受信路２６による信号レベルの低下や、波形の乱れを回復するため、通信ＬＳＩ３３で波形整形を行う。

ＰＩＯマスタカード１３は、指定のＰＩＯカードのスレーブアドレスを設定し、データを送信（＊０１）する。全ＰＩＯカードは、ＰＩＯマスタカード１３からのデータを受信し、通信ＬＳＩにて指定のスレーブアドレスであることを判定する。
判定の結果、指定のスレーブアドレスである場合、第１ＰＩＯカード４１は制御系のＰＩＯマスタカード１３および待機系のＰＩＯマスタカード１４に対して応答データを送信し、制御系のＰＩＯマスタカード１３および待機系のＰＩＯマスタカード１４はこのデータを受信する（＊０２、＊０３）。
なお、ＰＩＯカードにて固有のスレーブアドレスと異なると判定されたものについては、応答データを返信せず、受信データを破棄する。

ＰＩＯマスタカード１３は、ＰＩＯユニット３０の第１ＰＩＯカード４１から第１６ＰＩＯカード４２までスレーブアドレスを変更し、送信受信動作を繰り返し行い、順番にポーリング動作を行う（図２では、１回目のポーリング動作）。

ＰＩＯマスタカード１３は、一連のポーリング動作が完了した（第１６ＰＩＯカード４２へのデータ送信受信が完了した）時点で、ＰＩＯマスタカード１３の自己診断を行う（＊０４）。

ＰＩＯマスタカード１３は自己診断が完了した時点で、待機系（この場合はＢ系）のＰＩＯマスタカード１４に系状態通知経路１９を経由して制御系ＰＩＯマスタカード１３の自己診断が完了したことを系状態通知信号として通知する（＊０５）。

待機系ＰＩＯマスタカード１４は、系状態通知信号の通知（＊０５）を受け、待機系ＰＩＯマスタカード１４は、第１ＰＩＯカード４１に対して、データの送受信を行う（＊０６、＊０７）。このとき、待機系の送信路２７を経由して、データ伝送が行われる。このため、待機系の送信路２７に異常があれば検知できる。

待機系のＰＩＯマスタカード１４は、第１ＰＩＯカード４１に対するデータの送受信を完了した時点で、自己診断を行う（＊０８）。

待機系ＰＩＯマスタカード１４は自己診断が完了した時点で、系状態通知信号を制御系ＰＩＯマスタカード１３に通知する（＊０９）。

制御系ＰＩＯマスタカード１３は、待機系ＰＩＯマスタカード１４からの自己診断の完了通知を受ける。この完了通知を受けた後、制御系ＰＩＯマスタカード１３は、ＰＩＯユニット３０の第１ＰＩＯカード４１から第１６ＰＩＯカード４２までスレーブアドレスを変更し、送信受信動作を繰り返し行い、順番にポーリング動作を行う（図２では、２回目のポーリング動作）。

待機系の送信路２７に異常が検知された場合、待機系ＰＩＯマスタカード１４は系状態通知経路１９を経由して、系状態通知信号として制御系ＰＩＯマスタカード１３に通知する。
制御系ＰＩＯマスタカード１３は通信制御回路１７に、ケーブルの異常情報を格納する。ＰＩＯ制御プロセッサ１５は、この情報をＣＰＵカード１１に送信する。ＣＰＵカード１１は制御ネットワーク５０を介して、この情報を保守ツール５１に送信する。
保守ツール５１は、待機系の送信路２７の異常をケーブル異常情報として表示し、ユーザーに通知する。

以上説明したように、実施の形態１の２重系制御装置は、ＣＰＵカードとＰＩＯマスタカードとを備える２重系ＣＰＵユニットと、ＰＩＯマスタカードとデータの送信、受信を行うリピータカードと、リピータカードと接続されたＰＩＯカードを備えるＰＩＯユニットとから構成され、Ａ系、Ｂ系ＰＩＯマスタカード間に両系の情報を通知する系状態通知経路を設けて、制御系のポーリング処理が完了した時、制御系から待機系に対して系状態通知経路を経由して、ポーリング処理完了を通知し、待機系のＰＩＯマスタカードはＰＩＯカードとの送信、受信を行い、待機系の送信路の健全性を確認するものである。したがって、待機系の送信路の健全性を待機動作中に確認でき、制御装置全体の品質を向上できる。

実施の形態２．
実施の形態２の２重系制御装置は、ＰＩＯマスタカードおよびリピータカードに、送受信路を切り替える送受信路切替回路を設け、制御系のポーリング処理が完了した時、制御系から待機系に対してポーリング処理完了を通知し、待機系は送受信路を切り替え、制御系のＰＩＯマスタカードはＰＩＯカードとの送信、受信を行い、待機系のＰＩＯマスタカードはＰＩＯカードからのデータの受信処理を行い待機系の送信路の健全性を確認するものである。

以下、実施の形態２の２重系制御装置の構成、動作について、２重系制御装置のシステム構成図である図３、処理説明図である図４、および切替回路説明図である図５に基づいて、実施の形態１との差異を中心に説明する。図３において、図１と同一あるいは相当部分は、同一の符号を付している。

図３は、本発明の実施の形態２の２重系制御装置２００を含めたシステム全体の構成を示している。
図４は、本発明の実施の形態２の２重系制御装置２００の制御系、待機系で行われる処理を時系列で表した処理説明図である。
図５は、本発明の実施の形態２の２重系制御装置２００の送受信路切替回路の動作を説明する切替回路説明図である。

まず、図３に基づいて、本発明の実施の形態２の２重系制御装置２００のシステム構成を説明する。
２重系制御装置２００は、２重系ＣＰＵユニット２１０と、ＰＩＯユニット２３０とから構成される。
２重系ＣＰＵユニット２１０は、Ａ系のＣＰＵカード１１と、Ａ系のＰＩＯマスタカード２１３と、Ｂ系のＣＰＵカード１２と、Ｂ系のＰＩＯマスタカード２１４とを備える。Ａ系のＰＩＯマスタカード２１３は、ＰＩＯ制御プロセッサ１５と送受信路切替回路２２０とを備える。Ｂ系のＰＩＯマスタカード２１４は、ＰＩＯ制御プロセッサ１６と送受信路切替回路２２１とを備える。さらに、Ａ系のＰＩＯマスタカード２１３とＢ系のＰＩＯマスタカード２１４と間には、Ａ系とＢ系間で情報を通知する系状態通知経路２１９が設けられている。

ＰＩＯユニット２３０は、Ａ系のリピータカード２３１と、Ｂ系のリピータカード２３２と、第１ＰＩＯカード４１〜第１６ＰＩＯカード４２とを備える。Ａ系のリピータカード２３１は送受信路切替回路２３５と通信ＬＳＩ３３とを備え、Ｂ系のリピータカード２３２は送受信路切替回路２３６と通信ＬＳＩ３４とを備える。各ＰＩＯカードは、通信ＬＳＩと制御回路を備えている。そして、Ａ系リピータカード２３１とＢ系リピータカード２３２は、ＰＩＯバス４０を経由して、第１ＰＩＯカード４１〜第１６ＰＩＯカード４２と接続されている。
なお、送受信路切替回路２２０、２２１、２３５、２３６は、後で説明する送信路と受信路を切り替える機能を備える。

Ａ系のＰＩＯマスタカード２１３とＡ系のリピータカード２３１との間には、Ａ系送信路２５とＡ系受信路２６が設けられている。Ｂ系のＰＩＯマスタカード２１４とＢ系のリピータカード２３２との間には、Ｂ系送信路２７とＢ系受信路２８が設けられている。

図３において、Ａ系制御装置は、２重系ＣＰＵユニット２１０のＣＰＵカード１１、ＰＩＯマスタカード２１３と、ＰＩＯユニット２３０のリピータカード２３１と、さらに送信路２５、受信路２６とから構成されている。Ｂ系制御装置は、２重系ＣＰＵユニット２１０のＣＰＵカード１２、ＰＩＯマスタカード２１４と、ＰＩＯユニット２３０のリピータカード２３２と、さらに送信路２７、受信路２８とから構成されている。

つぎに、図３、図４、および図５に基づいて、本発明の実施の形態２の２重系制御装置２００の動作を説明する。なお、以下の説明では、Ａ系制御装置が制御系として運用され、Ｂ系制御装置が待機系として運用されているとする。また、Ａ系、Ｂ系共通の説明については，Ａ系を代表として説明する。

ＰＩＯマスタカード２１３は、指定のＰＩＯカードのスレーブアドレスを設定し、データを送信（＊２１）する。全ＰＩＯカードは、ＰＩＯマスタカード２１３からのデータを受信し、通信ＬＳＩにて指定のスレーブアドレスであることを判定する。
判定の結果、指定のスレーブアドレスである場合、第１ＰＩＯカード４１は制御系のＰＩＯマスタカード２１３および待機系のＰＩＯマスタカード２１４に対して応答データを送信し、制御系のＰＩＯマスタカード２１３および待機系のＰＩＯマスタカード２１４はこのデータを受信する（＊２２、＊２３）。

ＰＩＯマスタカード２１３は、ＰＩＯユニット２３０の第１ＰＩＯカード４１から第１６ＰＩＯカード４２までスレーブアドレスを変更し、送信受信動作を繰り返し行い、順番にポーリング動作を行う（図４では、１回目のポーリング動作）。

ＰＩＯマスタカード２１３は、一連のポーリング動作が完了した（第１６ＰＩＯカード４２へのデータ送信受信が完了した）時点で、ＰＩＯマスタカード２１３の自己診断を行う（＊２４）。

ＰＩＯマスタカード２１３は自己診断が完了した時点で、待機系（この場合はＢ系）のＰＩＯマスタカード２１４に系状態通知経路２１９を経由して制御系ＰＩＯマスタカード２１３の自己診断が完了したことを系状態通知信号として通知する（＊２５）。

待機系ＰＩＯマスタカード２１４は、系状態通知信号の通知（＊２５）を受け、待機系ＰＩＯマスタカード２１４は、ＰＩＯマスタカード２１４の送受信路切替回路２２１およびリピータカード２３２の送受信路切替回路２３６に対して送信路と受信路の切り替えを通知する。
送受信路切替回路２２１と送受信路切替回路２３６は、この通知を受けて、図５に示すように送受信路を切り替える（＊２６）。

次に制御系ＰＩＯマスタカード２１３は第１ＰＩＯカード４１に対して、データの送受信を行う（＊２７、＊２８）。
このとき、待機系では通常のポーリング動作では使用しない送信路２７を経由して、第１ＰＩＯカード４１からのデータを受信する（＊２９）。このため、待機系の送信路２７に異常があれば検知できる。

待機系ＰＩＯマスタカード２１４は、送信路２７を経由して第１ＰＩＯカード４１からのデータを受信した後、送受信路切替回路２２１および送受信路切替回路２３６に対して送信路と受信路を通常ポーリング動作時の状態への復帰を通知する。
送受信路切替回路２２１と送受信路切替回路２３６は、この通知を受けて、送受信路を切り替えて通常状態へ復帰させる（＊３０）。

待機系のＰＩＯマスタカード１４は、送受信路切替回路２２１、２３６の復帰が完了後、自己診断を行う（＊３１）。

待機系ＰＩＯマスタカード２１４は自己診断が完了した時点で、系状態通知信号を制御系ＰＩＯマスタカード２１３に通知する（＊３２）。

制御系ＰＩＯマスタカード２１３は、待機系ＰＩＯマスタカード２１４からの自己診断の完了通知を受ける。この完了通知を受けた後、制御系ＰＩＯマスタカード２１３は、ＰＩＯユニット２３０の第１ＰＩＯカード４１から第１６ＰＩＯカード４２までスレーブアドレスを変更し、送信受信動作を繰り返し行い、順番にポーリング動作を行う（図４では、２回目のポーリング動作）。

以上説明したように、実施の形態２の２重系制御装置は、ＰＩＯマスタカードおよびリピータカードに、送受信路を切り替える送受信路切替回路を設け、制御系のポーリング処理が完了した時、制御系から待機系に対してポーリング処理完了を通知し、待機系は送受信路を切り替え、制御系のＰＩＯマスタカードはＰＩＯカードとの送信、受信を行い、待機系のＰＩＯマスタカードはＰＩＯカードからのデータの受信処理を行い待機系の送信路の健全性を確認するものである。したがって、待機系の送信路の健全性を待機動作中に確認でき、制御装置全体の品質を向上できる。

実施の形態３．
実施の形態３の２重系制御装置は、ＰＩＯマスタカードおよびリピータカードに受信路部データを送信路部に転送し、受信路部データと送信路部データを比較する診断回路を設け、制御系のポーリング処理が完了した時、制御系から待機系に対してポーリング処理完了を通知し、待機系はリピータカードの診断回路が受信路部データを送信路部に転送し、このデータをＰＩＯマスタカードの診断回路の送信路部に送信し、ＰＩＯマスタカードの診断回路は、送信路部データと受信路部データとを比較して、待機系の送信路の健全性を確認するものである。

以下、実施の形態３の２重系制御装置の構成、動作について、２重系制御装置のシステム構成図である図６、処理説明図である図７、および診断回路説明図である図８に基づいて、実施の形態１、２との差異を中心に説明する。図６において、図１、図３と同一あるいは相当部分は、同一の符号を付している。

図６は、本発明の実施の形態３の２重系制御装置３００を含めたシステム全体の構成を示している。
図７は、本発明の実施の形態３の２重系制御装置３００の制御系、待機系で行われる処理を時系列で表した処理説明図である。
図８は、本発明の実施の形態３の２重系制御装置３００の診断回路の動作を説明する説明図である。

まず、図６に基づいて、本発明の実施の形態３の２重系制御装置３００のシステム構成を説明する。
２重系制御装置３００は、２重系ＣＰＵユニット３１０と、ＰＩＯユニット３３０とから構成される。
２重系ＣＰＵユニット３１０は、Ａ系のＣＰＵカード１１と、Ａ系のＰＩＯマスタカード３１３と、Ｂ系のＣＰＵカード１２と、Ｂ系のＰＩＯマスタカード３１４とを備える。Ａ系のＰＩＯマスタカード３１３は、ＰＩＯ制御プロセッサ１５と診断回路３２２とを備える。Ｂ系のＰＩＯマスタカード３１４は、ＰＩＯ制御プロセッサ１６と診断回路３２３とを備える。さらに、Ａ系のＰＩＯマスタカード３１３とＢ系のＰＩＯマスタカード３１４と間には、Ａ系とＢ系間で情報を通知する系状態通知経路３１９が設けられている。

ＰＩＯユニット３３０は、Ａ系のリピータカード３３１と、Ｂ系のリピータカード３３２と、第１ＰＩＯカード４１〜第１６ＰＩＯカード４２とを備える。Ａ系のリピータカード３３１は診断回路３３７と通信ＬＳＩ３３とを備え、Ｂ系のリピータカード３３２は診断回路３３８と通信ＬＳＩ３４とを備える。各ＰＩＯカードは、通信ＬＳＩと制御回路を備えている。そして、Ａ系リピータカード３３１とＢ系リピータカード３３２は、ＰＩＯバス４０を経由して、第１ＰＩＯカード４１〜第１６ＰＩＯカード４２と接続されている。
後で説明するが、診断回路３２２、３３７はＡ系送信路２５の健全性を確認する機能を備える。また診断回路３２３、３３８は、Ｂ系送信路２７の健全性を確認する機能を備える。

Ａ系のＰＩＯマスタカード３１３とＡ系のリピータカード３３１との間には、Ａ系送信路２５とＡ系受信路２６が設けられている。Ｂ系のＰＩＯマスタカード３１４とＢ系のリピータカード３３２との間には、Ｂ系送信路２７とＢ系受信路２８が設けられている。

図６において、Ａ系制御装置は、２重系ＣＰＵユニット３１０のＣＰＵカード１１、ＰＩＯマスタカード３１３と、ＰＩＯユニット３３０のリピータカード３３１と、さらに送信路２５、受信路２６とから構成されている。Ｂ系制御装置は、２重系ＣＰＵユニット３１０のＣＰＵカード１２、ＰＩＯマスタカード３１４と、ＰＩＯユニット３３０のリピータカード３３２と、さらに送信路２７、受信路２８とから構成されている。

つぎに、図６、図７、および図８に基づいて、本発明の実施の形態３の２重系制御装置３００の動作を説明する。なお、以下の説明では、Ａ系制御装置が制御系として運用され、Ｂ系制御装置が待機系として運用されているとする。また、Ａ系、Ｂ系共通の説明については，Ａ系を代表として説明する。

ＰＩＯマスタカード３１３は、指定のＰＩＯカードのスレーブアドレスを設定し、データを送信（＊４１）する。全ＰＩＯカードは、ＰＩＯマスタカード３１３からのデータを受信し、通信ＬＳＩにて指定のスレーブアドレスであることを判定する。
判定の結果、指定のスレーブアドレスである場合、第１ＰＩＯカード４１は制御系のＰＩＯマスタカード３１３および待機系のＰＩＯマスタカード３１４に対して応答データを送信し、制御系のＰＩＯマスタカード３１３および待機系のＰＩＯマスタカード３１４はこのデータを受信する（＊４２、＊４３）。

ＰＩＯマスタカード３１３は、ＰＩＯユニット３３０の第１ＰＩＯカード４１から第１６ＰＩＯカード４２までスレーブアドレスを変更し、送信受信動作を繰り返し行い、順番にポーリング動作を行う（図７では、１回目のポーリング動作）。

ＰＩＯマスタカード３１３は、一連のポーリング動作が完了した（第１６ＰＩＯカード４２へのデータ送信受信が完了した）時点で、ＰＩＯマスタカード３１３の自己診断を行う（＊４４）。

ＰＩＯマスタカード３１３は自己診断が完了した時点で、待機系（この場合はＢ系）のＰＩＯマスタカード３１４に系状態通知経路３１９を経由して制御系ＰＩＯマスタカード３１３の自己診断が完了したことを系状態通知信号として通知する（＊４５）。

待機系ＰＩＯマスタカード３１４は、系状態通知信号の通知（＊４５）を受け、待機系ＰＩＯマスタカード３１４は、ＰＩＯマスタカード３１４の診断回路３２３およびリピータカード３３２の診断回路３３８に対してＢ系送信路２７の健全性を確認する診断の実施を通知する。
診断回路３２３と診断回路３３８は、この通知を受けて、協同して図８に示す動作を行い送信路２７の健全性を確認する診断を行う（＊４６）。

図８に基づいて、診断回路３２３、３３８の動作を説明する。
リピータカード３３２の診断回路３３８は受信路部データを送信路部に転送する。このとき、ＰＩＯマスタカード３１４の診断回路３２３の受信路部にも同じデータが存在する。リピータカード３３２の診断回路３３８はこのデータをＰＩＯマスタカード３１４の診断回路３２３送信路部に送信する。このとき、待機系の送信路２７を経由して、データ伝送が行われる。次にＰＩＯマスタカード３１４の診断回路３２３は、送信路部データと受信路部データとを比較することで待機系の送信路２７の健全性を確認する。
このように、待機系では通常のポーリング動作では使用しない送信路２７の健全性を確認する診断が行われ、送信路２７に異常があれば検知できる。

待機系のＰＩＯマスタカード３１４は、診断回路３２３と診断回路３３８による送信路２７の健全性を確認する診断が完了した後、自己診断を行う（＊４７）。

待機系ＰＩＯマスタカード３１４は自己診断が完了した時点で、系状態通知信号を制御系ＰＩＯマスタカード３１３に通知する（＊４８）。

制御系ＰＩＯマスタカード３１３は、待機系ＰＩＯマスタカード３１４からの自己診断の完了通知を受ける。この完了通知を受けた後、制御系ＰＩＯマスタカード３１３は、ＰＩＯユニット３３０の第１ＰＩＯカード４１から第１６ＰＩＯカード４２までスレーブアドレスを変更し、送信受信動作を繰り返し行い、順番にポーリング動作を行う（図７では、２回目のポーリング動作）。

以上説明したように、実施の形態３の２重系制御装置は、ＰＩＯマスタカードおよびリピータカードに受信路部データを送信路部に転送し、受信路部データと送信路部データを比較する診断回路を設け、制御系のポーリング処理が完了した時、制御系から待機系に対してポーリング処理完了を通知し、待機系はリピータカードの診断回路が受信路部データを送信路部に転送し、このデータをＰＩＯマスタカードの診断回路の送信路部に送信し、ＰＩＯマスタカードの診断回路は、送信路部データと受信路部データとを比較して、待機系の送信路の健全性を確認するものである。したがって、待機系の送信路の健全性を待機動作中に確認でき、制御装置全体の品質を向上できる。

実施の形態４．
実施の形態４の２重系制御装置は、制御系のＰＩＯマスタカードおよびＰＩＯユニットで異常が発生した場合、待機系のＰＩＯマスタカードは、系状態通知経路を経由して、ＰＩＯカードにポーリング処理を行うことで、制御系の送受信路、リピータカード、およびＰＩＯカードの異常個所を判定するものである。

以下、実施の形態４の２重系制御装置の動作について、実施の形態１の図１を参照して説明する。なお、以下の説明では、Ａ系制御装置が制御系として運用され、Ｂ系制御装置が待機系として運用されているとする。

制御系であるＡ系のＰＩＯマスタカード１３およびＰＩＯユニット３０で異常が発生した場合、待機系であるＢ系のＰＩＯマスタカード１４は、系状態通知経路１９を経由して、ＰＩＯユニット３０の第１ＰＩＯカード４１から第１６ＰＩＯカード４２まで順番にポーリング動作を行う。
このＰＩＯカードに対するポーリング処理を行うことで、制御系であるＡ系の送信路２５、受信路２６、リピータカード３１、および第１ＰＩＯカード４１から第１６ＰＩＯカード４２の異常個所を判定することができる。

以上説明したように、実施の形態４の２重系制御装置は、制御系のＰＩＯマスタカードおよびＰＩＯユニットで異常が発生した場合、待機系のＰＩＯマスタカードは、系状態通知経路を経由して、ＰＩＯカードにポーリング処理を行うことで、制御系の送受信路、リピータカード、およびＰＩＯカードの異常個所を判定するものである。したがって、異常個所の切り分けを行うことができるため、制御装置全体の品質をさらに向上させることができる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

１，２００，３００２重系制御装置、１０２重系ＣＰＵユニット、
１１，１２ＣＰＵカード、
１３，１４，２１３，２１４，３１３，３１４ＰＩＯマスタカード、
１５，１６ＰＩＯ制御プロセッサ、１７，１８通信制御回路、
１９，２１９，３１９系状態通知経路、２５，２７送信路、２６，２８受信路、
３０，２３０，３３０ＰＩＯユニット、
３１，３２，２３１，２３２，３３１，３３２リピータカード、
３３，３４通信ＬＳＩ、４０ＰＩＯバス、４１第１ＰＩＯカード、
４２第１６ＰＩＯカード、５０制御ネットワーク、５１保守ツール、
２２０，２２１，２３５，２３６送受信路切替回路、
３２２，３２３，３３７，３３８診断回路。

Claims

Ａ系、Ｂ系ＣＰＵカードとＡ系、Ｂ系ＰＩＯマスタカードとを備える２重系ＣＰＵユニットと、
前記Ａ系、Ｂ系ＰＩＯマスタカードとデータの送信、受信を行うＡ系、Ｂ系リピータカードと、前記Ａ系、Ｂ系リピータカードとＰＩＯバスを経由して接続された１または複数のＰＩＯカードを備えるＰＩＯユニットとから構成され、
通常、制御系の前記ＰＩＯマスタカードは前記ＰＩＯカードとの送信、受信処理（ポーリング処理）を行い、待機系の前記ＰＩＯマスタカードは前記ＰＩＯカードからのデータの受信処理を行う２重系制御装置において、
前記Ａ系、Ｂ系ＰＩＯマスタカード間に両系の情報を通知する系状態通知経路を設けて、前記待機系の送信路を経由してデータ伝送を行い、前記待機系の前記送信路の健全性を確認する２重系制御装置。
前記制御系の前記ポーリング処理が完了した時、前記制御系から前記待機系に対して前記系状態通知経路を経由して、ポーリング処理完了を通知し、
前記待機系の前記ＰＩＯマスタカードは前記ＰＩＯカードとの送信、受信を行い、前記待機系の前記送信路の健全性を確認する請求項１に記載の２重系制御装置。
前記Ａ系、Ｂ系ＰＩＯマスタカードおよび前記Ａ系、Ｂ系リピータカードに、送受信路を切り替える送受信路切替回路を設け、
前記制御系の前記ポーリング処理が完了した時、前記制御系から前記待機系に対して前記系状態通知経路を経由して、ポーリング処理完了を通知し、
前記待機系は前記送受信路を切り替え、前記制御系の前記ＰＩＯマスタカードは前記ＰＩＯカードとの送信、受信を行い、前記待機系の前記ＰＩＯマスタカードは前記ＰＩＯカードからのデータの受信処理を行い、前記待機系の前記送信路の健全性を確認する請求項１に記載の２重系制御装置。
前記Ａ系、Ｂ系ＰＩＯマスタカードおよび前記Ａ系、Ｂ系リピータカードに、受信路部データを送信路部に転送し、前記受信路部データと送信路部データを比較する診断回路を設け、
前記制御系の前記ポーリング処理が完了した時、前記制御系から前記待機系に対して前記系状態通知経路を経由して、ポーリング処理完了を通知し、
前記待機系は前記リピータカードの前記診断回路が前記受信路部データを前記送信路部に転送し、このデータを前記ＰＩＯマスタカードの前記診断回路の前記送信路部に送信し、前記ＰＩＯマスタカードの前記診断回路は、前記送信路部データと前記受信路部データとを比較して、前記待機系の前記送信路の健全性を確認する請求項１に記載の２重系制御装置。
前記制御系のＰＩＯマスタカードおよびＰＩＯユニットで異常が発生した場合、
前記待機系のＰＩＯマスタカードは、前記系状態通知経路を経由して、前記ＰＩＯカードに前記ポーリング処理を行うことで、前記制御系の送受信路、前記リピータカード、および前記ＰＩＯカードの異常個所を判定する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の２重系制御装置。