JP7204057B1 - プログラマブルロジックコントローラ、cpuユニット、制御方法及びプログラム - Google Patents

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Abstract

各CPUユニット(310、320、330、340)は、独立してFA制御を行うことが可能である。第1CPUユニット(310)では、第1出力選択部(316)は、内部電源の電圧低下が検知された場合、第2CPUユニット(320)の動作を停止させるか否かを選択する。第1リセット信号出力制御部(313)は、第1出力選択部(316)が動作を停止させる選択をした場合、第2CPUユニット(320)の動作を停止させる一方、第1出力選択部(316)が動作を停止させない選択をした場合、第2CPUユニット(320)の動作を停止させない。

Description

本開示は、プログラマブルロジックコントローラ、CPUユニット、制御方法及びプログラムに関する。
従来、ものづくりの現場では、工場の自動化、所謂FA(Factory Automation)が行われており、工場内の機器、設備は、プログラマブルロジックコントローラ(PLC:Programmable Logic Controller)といった制御装置によって制御されている。このような制御装置を用いた制御システムでは、異常が発生したときに速やかに対処して生産能力の低下を抑える必要がある。
特許文献1には、ユーザがPLCに接続されたサポート装置によって当該PLCのCPU(Central Processing Unit)ユニットが制御する複数のデバイスを制御目的に応じてグルーピングする制御システムが開示されている。特許文献1には、ユーザがサポート装置を用いて異常が発生したデバイスが所属するグループの残りのデバイスの振る舞いを異常の内容に応じて「運転停止」、「縮退運転」、「継続運転」のうちから設定できる旨が開示されている。
また、特許文献2には、複数の処理ブロックを制御する複数の制御コントローラと、複数の制御コントローラを統括するメインコントローラとを備えた基板処理装置が開示されている。特許文献2には、複数の制御コントローラのうちの何れか1つが故障した場合、ユーザがメインコントローラを操作して残りの制御コントローラを再起動することで縮退運転を行うことができる旨が開示されている。
また、特許文献3には、外部機器の制御を実行可能な複数のコントローラが相互通信可能に接続され、一方のコントローラが他方のコントローラに対して外部機器の制御の実行を指示可能である制御システムが開示されている。特許文献3には、ベースユニットにPLC、モーションコントローラ、数値制御コントローラ、ロボットコントローラが装着されており、PLCは、措定の取り付け位置に装着されるとマスタコントローラとなる旨が開示されている。
特開2018-200731号公報 特開2015-156105号公報 特許第4795260号公報
特許文献1に記載された制御システムでは、何れかのデバイスに異常が発生したときには残りのデバイスで運転を継続できるが、PLCのCPUユニットに異常が発生したときには全てのデバイスに異常が発生していなくても運転を継続できない問題がある。
一方、特許文献2に記載された基板処理装置は、複数の制御コントローラで制御を行っているため、何れかの制御コントローラに異常が発生しても残りの制御コントローラで運転を継続できる。しかしながら、特許文献2に記載された基板処理装置は、運転を継続するには残りの制御コントローラを再起動する必要があり、運転が一時停止する問題がある。また、特許文献2に記載された基板処理装置では、メインコントローラに異常が発生したときには全ての制御コントローラに異常が発生していなくても運転を継続できない問題がある。
また、特許文献3に記載された制御システムも特許文献2と同様に、マスタコントローラとしてシーケンス制御を行っているPLCが故障すると、残りのコントローラが停止するので、制御システム全体の運転が継続できない問題がある。具体的には、PLCの内部に設けられた電源監視IC(Integrated Circuit)が内部電源の電圧低下を検知し、ベースユニットに装着された残りのコントローラにリセット信号を出力する。このため、故障したPLCが停止するだけでなく、残りのコントローラも停止してしまう。また、特許文献3に記載された制御システムでは、複数のコントローラが互いの制御を行うことができる。よって、PLC以外のコントローラが故障したときも同様に、故障したコントローラが残りのコントローラにリセット信号を出力するため、故障したコントローラだけでなく、PLCを含む残りのコントローラも停止してしまう。この結果、特許文献3に記載された制御システムでは、複数のコントローラのうちの何れかのコントローラに異常が発生したときには残りのコントローラも停止する問題がある。
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、異常が発生したときに全体の運転を停止するか継続するかを選択可能とすることを目的とする。
上記目的を達成するため、本開示に係るプログラマブルロジックコントローラは、第1CPUユニットと第2CPUユニットとが独立して制御の対象となる機器の制御を行うことが可能である。第1CPUユニットは、第1CPUユニットの内部電源の電圧低下が検知されない場合、第1CPUユニットの動作を確認するための動作確認信号を第2CPUユニットに出力する出力部を備える。また、プログラマブルロジックコントローラは、第2CPUユニットが動作確認信号を取得しない場合、第2CPUユニットの動作を停止させるか否かを選択する動作停止選択部と、動作停止選択部が第2CPUユニットの動作を停止させることを選択した場合、第2CPUユニットの動作を停止させる一方、動作停止選択部が第2CPUユニットの動作を停止させないことを選択した場合、第2CPUユニットの動作を停止させない動作停止制御部とを備える。
本開示によれば、プログラマブルロジックコントローラは、第1CPUユニットの内部電源の電圧低下が検知された場合、第2CPUユニットの動作を停止させる選択をしていれば第1CPUユニットだけでなく第2CPUユニットも動作を停止するため、運転を停止する。一方、プログラマブルロジックコントローラは、第1CPUユニットの内部電源の電圧低下が検知された場合、第2CPUユニットに動作の動作を停止させる選択をしていなければ第2CPUユニットが動作を停止しないため、運転を継続する。よって、プログラマブルロジックコントローラは、全てのCPUユニットの動作を停止して全体の運転を停止する「運転停止モード」と、異常が発生していないCPUユニットの動作を継続して全体の運転を一時停止することなく継続する「縮退運転モード」とを選択できる。このため、プログラマブルロジックコントローラは、異常が発生したときに全体の運転を停止するか継続するかを選択可能とすることができる。
本開示の実施の形態1に係るプログラマブルロジックコントローラの構成を示すブロック図 実施の形態1に係るプログラマブルロジックコントローラの機能構成を示すブロック図 実施の形態1に係る各CPUユニットのハードウェア構成を示すブロック図 実施の形態1に係る各ユニット間におけるリセット信号の通信回路を示す図 実施の形態1に係る各ユニット間におけるリセット信号の通信回路を示す図 本開示の実施の形態2に係る制御システムの構成を示すブロック図 実施の形態2に係る制御システムの機能構成を示すブロック図 実施の形態2に係る設定情報の表示例を示す図 実施の形態2に係る第1動作停止選択処理のフローチャート
以下、本開示を実施するための形態に係るプログラマブルロジックコントローラ、CPUユニット、制御方法及びプログラムについて図面を参照して詳細に説明する。なお、図中同一又は相当する部分には同じ符号を付す。また、「プログラマブルロジックコントローラ」については、以降「PLC」と記載する。
[実施の形態1]
(実施の形態1に係るPLC1について)
本開示の実施の形態1に係るPLC1は、図1に示すように、複数種類のユニットが装着されるベースユニット10を備える。また、PLC1は、装着されたベースユニット10を介して各ユニットに電力供給を行う電源ユニット20を備える。また、PLC1は、装着されたベースユニット10を介してFA(Factory Automation)制御を行うCPU(Central Processing Unit)ユニット30を備える。また、PLC1は、装着されたベースユニット10を介してCPUユニット30と外部の機器、設備との間における制御信号の入出力を行うI/O(Input / OutPut)ユニット40を備える。
ここで、近年、FAの制御システムは、IoT(Internet of Things)、ビッグデータ活用といった新たな技術を導入して大量のデータを収集、分析することで、工場の生産性を向上することが求められている。
例えば、FAの制御システムは、従来のシーケンス制御だけでなく、ネットワークで接続された機器、装置のログ、装置の映像ログといった運転稼働中のデータを収集、分析して活用することが求められるようになってきている。特に、制御システムは、上述したデータ収集の制御を行うことで、異常発生時、異常発生前後の複数の機器、装置の運転稼働中のデータの収集、分析が重要となってきている。
また、例えば、工業製品の市場のグローバル化により、国内外を問わず、距離が離れた複数の工場での生産も増加している。このため、FAの制御システムは、リモート監視の制御を行うことで、生産現場の機器、設備の状態を離れた事務所、その他の遠隔地から確認し、トラブル発生時に詳細な状況を把握して直ぐに対処可能にすることも求められている。
また、例えば、人、財産、環境を保護するために必要な安全制御は、従来、制御システムとは別のシステムで構築されていたが、別のシステムとすると設備投資の費用が増加するだけでなく、操作性の相違、プログラムの別管理により、エンジニアリングコストが増加する問題がある。このため、FAの制御システムは、上述した安全制御を行うことで、当該別のシステムを取り込む形で統合してこれらのコストを削減することも求められている。
よって、FAの制御システムに用いられるPLC1は、CPUユニット30がI/Oユニット40を介して外部の機器、設備に対して、例えば、シーケンス制御、データ収集の制御、リモート監視の制御、安全制御といったFA制御を行う。
(実施の形態1に係るCPUユニット30について)
CPUユニット30は、第1CPUユニット310、第2CPUユニット320、第3CPUユニット330、第4CPUユニット340を含む。CPUユニット30は、これら複数のCPUユニット310、320、330、340に制御を分散して行わせる所謂冗長マルチCPU構成である。すなわち、各CPUユニット310、320、330、340は、PLC1の全体の制御を行うメインコントローラになることなく、互いに独立して外部の機器、設備に関するFA制御を行っている。例えば、各CPUユニット310、320、330、340は、PLC1の全体の制御を行うことなく、上述したシーケンス制御、データ収集の制御、リモート監視の制御、安全制御のうちの何れかの制御を独立して別々に行っている。
第1CPUユニット310は、例えば、シーケンス制御を行うCPUユニットである。図2に示すように、第1CPUユニット310は、I/Oユニット40との制御信号の入出力を制御する入出力制御部の一例としての第1入出力制御部311を含む。また、第1CPUユニット310は、内部電源の電圧低下を検知する電圧低下検知部の一例としての第1電圧低下検知部312を含む。また、第1CPUユニット310は、CPUユニットの動作を停止させることが可能な信号である動作停止信号の一例としてのリセット信号の出力を制御する動作制御部及び出力制御部の一例としての第1リセット信号出力制御部313を含む。また、第1CPUユニット310は、リセット信号を取得する取得部の一例としての第1リセット信号取得部314を含む。また、第1CPUユニット310は、取得したリセット信号に基づいてリセット処理を実行する動作制御部及び動作停止制御部の一例としての第1リセット実行部315を含む。また、第1CPUユニット310は、他のCPUユニット320、330、340にリセット信号を出力するか否かを選択する選択部及び出力選択部の一例としての第1出力選択部316を含む。
第2CPUユニット320は、例えば、データ収集の制御を行うCPUユニットである。第2CPUユニット320は、第1入出力制御部311と同様の入出力制御部の一例としての第2入出力制御部321を含む。第2CPUユニット320は、第1電圧低下検知部312と同様の電圧低下検知部の一例としての第2電圧低下検知部322を含む。また、第2CPUユニット320は、第1リセット信号出力制御部313と同様の動作制御部及び出力制御部の一例としての第2リセット信号出力制御部323を含む。また、第2CPUユニット320は、第1リセット信号取得部314と同様の取得部の一例としての第2リセット信号取得部324を含む。また、第2CPUユニット320は、第1リセット実行部315と同様の動作制御部及び動作停止制御部の一例としての第2リセット実行部325を含む。また、第2CPUユニット320は、第1出力選択部316と同様の選択部及び出力選択部の一例としての第2出力選択部326を含む。
第3CPUユニット330は、例えば、リモート監視の制御を行うCPUユニットである。第3CPUユニット330は、各CPUユニット310、320の各部311~316、321~326と同様の第3入出力制御部331、第3電圧低下検知部332、第3リセット信号出力制御部333、第3リセット信号取得部334、第3リセット実行部335、第3出力選択部336を含む。
第4CPUユニット340は、例えば、安全制御を行うCPUユニットである。第4CPUユニット340は、各CPUユニット310、320、330の各部311~316、321~326、331~336と同様の第4入出力制御部341、第4電圧低下検知部342、第4リセット信号出力制御部343、第4リセット信号取得部344、第4リセット実行部345、第4出力選択部346を含む。
(実施の形態1に係るI/Oユニット40について)
図1に戻り、I/Oユニット40は、第1CPUユニット310と外部の機器、設備との間におけるシーケンス制御に関する制御信号の入出力を行う第1入出力ユニット410を含む。また、I/Oユニット40は、第2CPUユニット320と外部の機器、設備との間におけるデータ収集の制御に関する制御信号の入出力を行う第2入出力ユニット420を含む。また、I/Oユニット40は、第3CPUユニット330と外部の機器、設備との間におけるリモート監視の制御に関する制御信号の入出力を行う第3入出力ユニット430を含む。また、I/Oユニット40は、第4CPUユニット340と外部の機器、設備との間における安全制御に関する制御信号の入出力を行う第4入出力ユニット440を含む。また、I/Oユニット40は、全てCPUユニット310、320、330、340と外部の機器、設備との間におけるFA制御に関する制御信号の入出力を行う第5入出力ユニット450を含む。
(実施の形態1に係る各CPUユニット310、320、330、340のハードウェア構成について)
図3に示すように、各CPUユニット310、320、330、340は、制御プログラム59に従って処理を実行する制御部51を備える。制御部51は、CPU(Central Processing Unit)を備える。制御部51は、制御プログラム59に従って、図2に示す、各入出力制御部311、321、331、341、各電圧低下検知部312、322、332、342、各リセット実行部315、325、335、345として機能する。
図3に戻り、各CPUユニット310、320、330、340は、制御プログラム59をロードし、制御部51の作業領域として用いられる主記憶部52を備える。主記憶部52は、RAM(Random Access Memory)を備える。
また、各CPUユニット310、320、330、340は、制御プログラム59を予め記憶する外部記憶部53を備える。外部記憶部53は、制御部51の指示に従って、このプログラムが記憶するデータを制御部51に供給し、制御部51から供給されたデータを記憶する。外部記憶部53は、フラッシュメモリといった不揮発性メモリを備える。
また、各CPUユニット310、320、330、340は、ユーザに操作される操作部54を備える。操作部54を介して、入力された情報が制御部51に供給される。操作部54は、例えば、後述する切替スイッチといった情報入力部品を備える。操作部54は、図2に示す各出力選択部316、326、336、346として機能する。
図3に戻り、各CPUユニット310、320、330、340は、情報を送受信する送受信部56を備える。送受信部56は、ネットワークに接続する通信網終端装置、無線通信装置等の情報通信部品を備える。送受信部56は、図2に示す、各リセット信号出力制御部313、323、333、343、各リセット信号取得部314、324、334、344として機能する。
図3に戻り、各CPUユニット310、320、330、340では、主記憶部52、外部記憶部53、操作部54及び送受信部56はいずれも内部バス50を介して制御部51に接続されている。
各CPUユニット310、320、330、340は、制御部51が主記憶部52、外部記憶部53、操作部54及び送受信部56を資源として用いることによって、図2に示す上記の各部311~316、321~326、331~336、341~346の機能を実現する。
例えば、第1CPUユニット310は、第1入出力制御部311が行う入出力制御部ステップの一例としての第1入出力制御部ステップを実行する。また、例えば、第1CPUユニット310は、第1電圧低下検知部312が行う電圧低下検知ステップの一例としての第1電圧低下検知ステップを実行する。また、例えば、第1CPUユニット310は、第1リセット信号出力制御部313が行う動作制御ステップ及び出力制御ステップの一例としての第1リセット信号出力制御ステップを実行する。また、例えば、第1CPUユニット310は、第1リセット信号取得部314が行う取得ステップの一例としての第1リセット信号取得ステップを実行する。また、例えば、第1CPUユニット310は、第1リセット実行部315が行う動作制御部及び動作停止制御ステップの一例としての第1リセット実行ステップを実行する。また、例えば、第1CPUユニット310は、第1出力選択部316が行う選択ステップ及び出力選択ステップの一例としての第1出力選択ステップを実行する。
また、例えば、第2CPUユニット320は、第2入出力制御部321が行う入出力制御部ステップの一例としての第2入出力制御部ステップを実行する。また、例えば、第2CPUユニット320は、第2電圧低下検知部322が行う電圧低下検知ステップの一例としての第2電圧低下検知ステップを実行する。また、例えば、第2CPUユニット320は、第2リセット信号出力制御部323が行う動作制御ステップ及び出力制御ステップの一例としての第2リセット信号出力制御ステップを実行する。また、例えば、第2CPUユニット320は、第2リセット信号取得部324が行う取得ステップの一例としての第2リセット信号取得ステップを実行する。また、例えば、第2CPUユニット320は、第2リセット実行部325が行う動作制御ステップ及び動作停止制御ステップの一例としての第2リセット実行ステップを実行する。また、例えば、第2CPUユニット320は、第2出力選択部326が行う選択ステップ及び出力選択ステップの一例としての第2出力選択ステップを実行する。
また、例えば、第3CPUユニット330は、第3入出力制御部331が行う入出力制御部ステップの一例としての第3入出力制御部ステップを実行する。また、例えば、第3CPUユニット330は、第3電圧低下検知部332が行う電圧低下検知ステップの一例としての第3電圧低下検知ステップを実行する。また、例えば、第3CPUユニット330は、第3リセット信号出力制御部333が行う動作制御ステップ及び出力制御ステップの一例としての第3リセット信号出力制御ステップを実行する。また、例えば、第3CPUユニット330は、第3リセット信号取得部334が行う取得ステップの一例としての第3リセット信号取得ステップを実行する。また、例えば、第3CPUユニット330は、第3リセット実行部335が行う動作制御ステップ及び動作停止制御ステップの一例としての第3リセット実行ステップを実行する。また、例えば、第3CPUユニット330は、第3出力選択部336が行う出力選択ステップの一例としての第3出力選択ステップを実行する。
また、例えば、第4CPUユニット340は、第4入出力制御部341が行う入出力制御部ステップの一例としての第4入出力制御部ステップを実行する。また、例えば、第4CPUユニット340は、第4電圧低下検知部342が行う電圧低下検知ステップの一例としての第4電圧低下検知ステップを実行する。また、例えば、第4CPUユニット340は、第4リセット信号出力制御部343が行う動作制御ステップ及び出力制御ステップの一例としての第4リセット信号出力制御ステップを実行する。また、例えば、第4CPUユニット340は、第4リセット信号取得部344が行う取得ステップの一例としての第4リセット信号取得ステップを実行する。また、例えば、第4CPUユニット340は、第4リセット実行部345が行う動作制御ステップ及び動作停止制御ステップの一例としての第4リセット実行ステップを実行する。また、例えば、第4CPUユニット340は、第4出力選択部346が行う出力選択ステップの一例としての第4出力選択ステップを実行する。
(実施の形態1に係る各CPUユニット310、320、330、340の機能構成の詳細について)
図2に戻り、第1入出力制御部311は、第1入出力ユニット410との制御信号の入出力を制御するとともに、第5入出力ユニット450との制御信号の入出力も制御する。
第1リセット信号取得部314は、第1CPUユニット310又は他のCPUユニット320、330、340から出力されたリセット信号を取得する。
第1リセット実行部315は、第1リセット信号取得部314がリセット信号を取得したときにリセット処理を実行し、第1CPUユニット310の動作を停止する。
ここで、電源ユニット20及び各CPUユニット310、320、330、340におけるリセット信号の送受信は、例えば、図4、図5に示す回路によって実現可能である。第1電圧低下検知部312及び第1リセット信号出力制御部313の機能は、例えば、図4、図5に示す出力部の一例としての第1電源監視IC317によって実現可能である。また、第1出力選択部316の機能は、例えば、図4、図5に示す切替スイッチの一例としての第1切替スイッチ318によって実現可能である。第1切替スイッチ318は、例えば、第1CPUユニット310の外装部分に設けられたユーザが操作可能な所謂単極双投形のスイッチである。
図4、図5に示す回路では、電源ユニット20と各CPUユニット310、320、330、340とは、第1通信線501によって接続されており、第1通信線501の電位は+5Vである。また、電源ユニット20と第1ダイオード502のカソードとは、第2通信線503によって接続されている。また、第1ダイオード502のアノードとツェナーダイオード504のカソードとは、第3通信線505によって接続されている。また、ツェナーダイオード504のアノードとトランジスタ506のベースとは、第4通信線507によって接続されている。また、トランジスタ506のエミッタは接地されており、トランジスタ506のコレクタと各CPUユニット310、320、330、340とは、第5通信線508によって接続されている。
また、第2通信線503の第1接点509と第2ダイオード510のカソードとは、第6通信線511によって接続されている。また、第2ダイオード510のアノードと第1切替スイッチ318の第1端子512とは、第7通信線513によって接続されている。また、第2通信線503の第2接点514と第1切替スイッチ318の第2端子515とは、第8通信線516によって接続されている。また、第1回路切替用スイッチ318の第3端子517と第1CPUユニット310の内部回路の通信線500の接点518とは、第9通信線519によって接続されている。
また、第1通信線501の第1接点520と第1プルアップ抵抗521の一端とは、第10信号線522によって接続されている。また、第1プルアップ抵抗521の他端と第7通信線513の接点523とは、第11信号線524によって接続されている。また、第1通信線501の第2接点525と第2プルアップ抵抗526の一端とは、第12信号線527によって接続されている。また、第2プルアップ抵抗526の他端と第3通信線505の接点528とは、第13信号線529によって接続されている。また、第1通信線501の第3接点530と第3プルアップ抵抗531の一端とは、第14信号線532によって接続されている。また、第3プルアップ抵抗531の他端と第5通信線508の接点533とは、第15信号線534によって接続されている。また、第4通信線507の接点535と第4プルアップ抵抗536の一端とは、第16信号線537によって接続されており、第4プルアップ抵抗536の他端は接地されている。
よって、電源ユニット20と各CPUユニット310、320、330、340とは、各部材502~508を介して電気的に接続されている。このため、電源ユニット20が故障して電圧低下を検知すると、電源ユニット20は、各部材502~508を介して各CPUユニット310、320、330、340にリセット信号を出力する。具体的には、第2通信線503の電位を変化させることで、スイッチング素子であるトランジスタ506のベースの電位が変化してコレクタとエミッタとの間に各CPUユニット310、320、330、340からの電流が流れる。したがって、各CPUユニット310、320、330、340は、電源ユニット20からのリセット信号の出力を検知してリセット処理を実行することになる。
この結果、電源ユニット20が故障した場合、全てのCPUユニット310、320、330、340が動作を停止し、全ての入出力ユニット410~450との制御信号の送受信が停止する。
ここで、第1CPUユニット310が故障した場合について考える。この場合、図5の矢印で示すように、第1電源監視IC317は、第1CPUユニット310の内部電源の電圧低下を検知したときに通信線500を介してリセット信号を第1CPUユニット310の制御部51に出力する。このため、故障した第1CPUユニット310では、第1リセット信号取得部314がリセット信号を取得し、第1リセット実行部315がリセット処理を実行して動作を停止する。
このとき、第1切替スイッチ318において第2端子515と第3端子517とが接続されている場合には、図4に示すように、第1切替スイッチ318と第2通信線503とは、第8通信線516によって接続されている。このため、第1電源監視IC317は、図4の矢印で示すように、通信線500を介して第1CPUユニット310にリセット信号を出力すると、各部材519、517、515、516、502~508を介して残りの各CPUユニット320、330、340にも当該リセット信号を出力する。したがって、各CPUユニット310、320、330、340は、電源ユニット20からリセット信号が出力されたときと同様に、リセット信号を取得してリセット処理を実行して動作を停止することになる。
この結果、第1切替スイッチ318において第2端子515と第3端子517とが接続されている場合、故障した第1CPUユニット310を含む全てのCPUユニット310、320、330、340が動作を停止し、全ての入出力ユニット410~450との制御信号の送受信が停止する。
一方、第1切替スイッチ318において第1端子512と第3端子517とが接続されている場合には、図5に示すように、第1電源監視IC317は、第1切替スイッチ318と第2通信路との間に各部材510、524、521が接続されている。このため、図4に示す回路とは異なり、第1電源監視IC317は、図5の矢印で示すように、通信線500を介して第1CPUユニット310にリセット信号を出力しても残りの各CPUユニット320、330、340には当該リセット信号が出力されない。具体的には、第2通信線503の電位を変化させることができず、スイッチング素子であるトランジスタ506のベースの電位が変化しない。したがって、故障した第1CPUユニット310は、リセット処理を実行する一方、残りの各CPUユニット320、330、340は、リセット処理を実行しないことになる。
この結果、第1切替スイッチ318において第1端子512と第3端子517とが接続されている場合、故障した第1CPUユニット310のみが動作を停止する一方、残りの各CPUユニット320、330、340が動作を一時停止せずに継続することができる。よって、故障した第1CPUユニット310と第1入出力ユニット410との制御信号の送受信のみが停止する一方、残りの各CPUユニット320、330、340と残りの各入出力ユニット420~450との制御信号の送受信が継続する。
なお、第2CPUユニット320の各部321~325については、「第1CPUユニット310」を「第2CPUユニット320」、「第1入出力制御部311」を「第2入出力制御部321」、「第1電圧低下検知部312」を「第2電圧低下検知部322」、「第1リセット信号出力制御部313」を「第2リセット信号出力制御部323」、「第1リセット信号取得部314」を「第2リセット信号取得部324」、「第1リセット実行部315」を「第2リセット実行部325」、「第1出力選択部316」を「第2出力選択部326」、「第1電源監視IC317」を「第2電源監視IC327」、「第1切替スイッチ318」を「第2切替スイッチ328」、「CPUユニット320、330、340」を「CPUユニット310、330、340」、「第1入出力ユニット410」を「第2入出力ユニット420」、「入出力ユニット420~450」を「入出力ユニット410、430~450」に読み替えれば、上記と同様の説明となる。よって、冗長な説明を省略するため、詳細な説明を省略する。
また、第3CPUユニット330の各部331~335についても同様に、「第1CPUユニット310」を「第3CPUユニット330」、「第1入出力制御部311」を「第3入出力制御部331」、「第1電圧低下検知部312」を「第3電圧低下検知部332」、「第1リセット信号出力制御部313」を「第3リセット信号出力制御部333」、「第1リセット信号取得部314」を「第3リセット信号取得部334」、「第1リセット実行部315」を「第3リセット実行部335」、「第1出力選択部316」を「第3出力選択部336」、「第1電源監視IC317」を「第3電源監視IC337」、「第1切替スイッチ318」を「第3切替スイッチ338」、「CPUユニット320、330、340」を「CPUユニット310、320、340」、「第1入出力ユニット410」を「第3入出力ユニット430」、「入出力ユニット420~450」を「入出力ユニット410、420、440、450」に読み替えれば、上記と同様の説明となる。よって、冗長な説明を省略するため、詳細な説明を省略する。
また、第4CPUユニット340の各部341~345についても同様に、「第1CPUユニット310」を「第4CPUユニット340」、「第1入出力制御部311」を「第4入出力制御部341」、「第1電圧低下検知部312」を「第4電圧低下検知部342」、「第1リセット信号出力制御部313」を「第4リセット信号出力制御部343」、「第1リセット信号取得部314」を「第4リセット信号取得部344」、「第1リセット実行部315」を「第4リセット実行部345」、「第1出力選択部316」を「第4出力選択部346」、「第1電源監視IC317」を「第4電源監視IC347」、「第1切替スイッチ318」を「第4切替スイッチ348」、「CPUユニット320、330、340」を「CPUユニット310、320、330」、「第1入出力ユニット410」を「第4入出力ユニット440」、「入出力ユニット420~450」を「入出力ユニット410~430、450」に読み替えれば、上記と同様の説明となる。よって、冗長な説明を省略するため、詳細な説明を省略する。
以上説明したように、本実施の形態に係るPLC1によれば、各CPUユニット310、320、330、340では、各入出力制御部311、321、331、341によって各入出力ユニット410~450との制御信号の入出力を制御することで、互いに独立して外部の機器、設備に関するFA制御を行うことが可能である。
第1CPUユニット310では、第1電圧低下検知部312は、内部電源の電圧低下を検知し、第1リセット信号出力制御部313は、リセット信号を出力する。また、第1リセット信号取得部314は、各CPUユニット310、320、330、340から出力されたリセット信号を取得し、第1リセット実行部315は、取得したリセット信号に基づいてリセット処理を実行して第1CPUユニット310の動作を停止する。また、第1出力選択部316は、他のCPUユニット320、330、340にリセット信号を出力するか否かを選択することで、他のCPUユニット320、330、340の動作を停止させるか否かを選択する。
そして、第1リセット信号出力制御部313は、第1出力選択部316がリセット信号を出力する選択をした場合、他のCPUユニット320、330、340にもリセット信号を出力して動作を停止させる。一方、第1リセット信号出力制御部313は、第1出力選択部316がリセット信号を出力しない選択をした場合、他のCPUユニット320、330、340にリセット信号を出力せず、動作を停止させない。
また、残りの各CPUユニット320、330、340の各部322~326、332~336、342~346についても、第1CPUユニット310の各部312~316と同様である。
このようにすることで、本実施の形態に係るPLC1は、例えば、異常が発生した第1CPUユニット310が他の各CPUユニット320、330、340にもリセット信号を出力する選択をしていれば他の各CPUユニット320、330、340も動作を停止するため、運転を停止する。一方、本実施の形態に係るPLC1は、異常が発生した第1CPUユニット310が他の各CPUユニット320、330、340にもリセット信号を出力する選択をしていなければ他の各CPUユニット320、330、340が動作を停止しないため、運転を継続する。
よって、本実施の形態に係るPLC1は、異常が発生した第1CPUユニット310における上記の選択によって、全てのCPUユニット310、320、330、340の動作を停止して制御システム全体の運転を停止する「運転停止モード」と、異常が発生していない各CPUユニット320、330、340の動作を継続して制御システム全体の運転を一時停止することなく継続する「縮退運転モード」とを選択できる。このため、本実施の形態に係るPLC1は、異常が発生したときに制御システム全体の運転を停止するか継続するかを選択可能とすることができる。
また、本実施の形態に係るPLC1によれば、第1出力選択部316は、図4、図5に示す第1切替スイッチ318からの出力に基づいて他のCPUユニット320、330、340にリセット信号を出力するか否かを選択することが可能である。また、第1切替スイッチ318は、第1CPUユニット310の外装部分に設けられ、ユーザが操作可能である。また、残りの各CPUユニット320、330、340の各出力選択部326、336、346及び各切替スイッチ328、338、348についても、第1CPUユニット310の第1出力選択部316及び第1切替スイッチ318と同様である。
このようにすることで、ユーザは、各切替スイッチ318、328、338、348を操作することで、各CPUユニット310、320、330、340に異常が発生する前に予め「運転停止モード」と「縮退運転モード」との何れのモードで運用するかを選択できる。
ここで、一部のユーザには、PLC1のように冗長マルチCPU構成である場合、何れかのCPUユニットに異常が発生しても全体の運転を一時停止することなく継続させて異常発生中、異常発生前後のデータを継続して収集したいとの要請がある。この場合、PLCは、継続運転中、すなわち、オンラインで異常が発生したCPUユニットの交換・修理等を実施することができる必要がある。
しかしながら、従来公知のFAのPLCでは、上述した特許文献1~3のように、何れかのCPUユニットが故障した場合、安全に復帰作業を行うため、全体の運転を停止することが一般的である。このため、従来公知のPLCは、上述したユーザの要請に応えられない問題がある。
これに対して、本実施の形態に係るPLC1では、上述したように「縮退運転モード」を選択すれば、オンラインで異常が発生したCPUユニットの交換・修理等を実施することができ、異常発生中、異常発生前後のデータを継続して収集することができる。この結果、本実施の形態に係るPLC1は、上述したユーザの要請に応えることができる。
[実施の形態2]
実施の形態1に係るPLC1では、異常が発生したCPUユニット310、320、330、340が残りの各CPUユニット310、320、330、340にリセット信号を出力するか否かを選択することで全体の運転を停止するか継続するかを選択可能としたが、これに限定されない。例えば、各CPUユニット310、320、330、340が定期的に互いの動作を確認し合い、他の各CPUユニット310、320、330、340の動作の確認ができないときに自身も動作を停止するか否かを選択することで全体の運転を停止するか継続するかを選択可能としてもよい。以下、図6~図9を参照して、実施の形態2に係る制御システム2について、詳細に説明する。なお、実施の形態2では、実施の形態1と異なる構成について説明し、実施の形態1と同一の構成については冗長であるため説明を省略する。
(実施の形態2に係る制御システム2について)
図6に示すように、本開示の実施の形態2に係る制御システム2は、PLC1、エンジニアリングツール600を備える。PLC1とエンジニアリングツール600とは、ネットワークの一例としてのインターネット700によって接続されている。
(実施の形態2に係るCPUユニット30について)
第1CPUユニット310は、図2に示す第1リセット信号出力制御部313に替えて、第1CPUユニット310が動作している旨を示す信号である動作確認信号を出力する出力部の一例としての図7に示す第1動作確認信号出力部363を含む。また、第1CPUユニット310は、図2に示す第1リセット信号取得部314に替えて他の各CPUユニット320、330、340から動作確認信号を取得する取得部の一例としての図7に示す第1動作確認信号取得部364を含む。また、第1CPUユニット310は、図2に示す第1出力選択部316に替えて第1CPUユニット310の動作を停止するか否かを選択する選択部及び動作停止選択部の一例としての図7に示す第1動作停止選択部366を含む。また、図7に示すように、第1CPUユニット310は、設定情報を取得する設定情報取得部の一例としての第1設定情報取得部367、設定情報を記憶する設定情報記憶部の一例としての第1設定情報記憶部368を含む。
第2CPUユニット320は、図2に示す第2リセット信号出力制御部323に替えて第1動作確認信号出力部363と同様の出力部の一例としての図7に示す第2動作確認信号出力部373を含む。また、第2CPUユニット320は、図2に示す第2リセット信号取得部324に替えて第1動作確認信号取得部364と同様の取得部の一例としての図7に示す第2動作確認信号取得部374を含む。また、第2CPUユニット320は、図2に示す第2出力選択部326に替えて第1動作停止選択部366と同様の選択部及び動作停止選択部の一例としての図7に示す第2動作停止選択部376を含む。また、図7に示すように、第2CPUユニット320は、第1設定情報取得部367と同様の設定情報取得部の一例としての第2設定情報取得部377を含む。また、第2CPUユニット320は、第1設定情報記憶部368と同様の設定情報記憶部の一例としての第2設定情報記憶部378を含む。
第3CPUユニット330は、図2に示す第3リセット信号出力制御部333、第3リセット信号取得部334、第3出力選択部336に替えて図7に示す各部363、364、366、373、374、376と同様の第3動作確認信号出力部383、第3動作確認信号取得部384、第3動作停止選択部386を含む。また、第3CPUユニット330は、図7に示す各部367、368、377、378と同様の第3設定情報取得部387、第3設定情報記憶部388を含む。
第4CPUユニット340は、図2に示す第4リセット信号出力制御部343、第4リセット信号取得部344、第4出力選択部346に替えて図7に示す各部363、364、366、373、374、376、383、384、386と同様の第4動作確認信号出力部393、第4動作確認信号取得部394、第4動作停止選択部396を含む。また、第4CPUユニット340は、図7に示す各部367、368、377、378、387、388と同様の第4設定情報取得部397、第4設定情報記憶部398を含む。
(実施の形態2に係るエンジニアリングツール600について)
エンジニアリングツール600は、例えば、エンジニアリングツール用のソフトウェアがインストールされたパーソナルコンピュータである。エンジニアリングツール600は、設定情報を生成する設定情報生成部610、設定情報を出力する設定情報出力部620を含む。
(実施の形態2に係る各CPUユニット310、320、330、340のハードウェア構成について)
図3に戻り、実施の形態2に係る各CPUユニット310、320、330、340では、制御部51は、図7に示す、各動作停止選択部366、376、386、396として機能する。また、送受信部56は、各動作確認信号出力部363、373、383、393、各動作確認信号取得部364、374、384、394、各設定情報取得部367、377、387、397として機能する。また、外部記憶部53は、各設定情報記憶部368、378、388、398として機能する。
図3に戻り、各CPUユニット310、320、330、340は、制御部51が主記憶部52、外部記憶部53、操作部54及び送受信部56を資源として用いることによって、図7に示す上記の各部363、364、366~368、373、374、376~378、383、384、386~388、393、394、396~398の機能を実現する。
例えば、第1CPUユニット310は、第1動作確認信号出力部363が行う出力ステップの一例としての第1動作確認信号出力制御ステップを実行する。また、例えば、第1CPUユニット310は、第1動作確認信号取得部364が行う取得ステップの一例としての第1動作確認信号取得ステップを実行する。また、例えば、第1CPUユニット310は、第1動作停止選択部366が行う選択ステップ及び動作停止選択ステップの一例としての第1動作停止選択ステップを実行する。また、例えば、第1CPUユニット310は、第1設定情報取得部367が行う設定情報取得ステップの一例としての第1設定情報取得ステップを実行する。また、例えば、第1CPUユニット310は、第1設定情報記憶部368が行う設定情報記憶ステップの一例としての第1設定情報記憶ステップを実行する。
また、例えば、第2CPUユニット320は、第2動作確認信号出力部373が行う出力ステップの一例としての第2動作確認信号出力制御ステップを実行する。また、例えば、第2CPUユニット320は、第2動作確認信号取得部374が行う取得ステップの一例としての第2動作確認信号取得ステップを実行する。また、例えば、第2CPUユニット320は、第2動作停止選択部376が行う選択ステップ及び動作停止選択ステップの一例としての第2動作停止選択ステップを実行する。また、例えば、第2CPUユニット320は、第2設定情報取得部377が行う設定情報取得ステップの一例としての第2設定情報取得ステップを実行する。また、例えば、第2CPUユニット320は、第2設定情報記憶部378が行う設定情報記憶ステップの一例としての第2設定情報記憶ステップを実行する。
また、例えば、第3CPUユニット330は、第3動作確認信号出力部383が行う出力ステップの一例としての第3動作確認信号出力ステップを実行する。また、例えば、第3CPUユニット330は、第3動作確認信号取得部384が行う取得ステップの一例としての第3動作確認信号取得ステップを実行する。また、例えば、第3CPUユニット330は、第3動作停止選択部386が行う選択ステップ及び動作停止選択ステップの一例としての第3動作停止選択ステップを実行する。また、例えば、第3CPUユニット330は、第3設定情報取得部387が行う設定情報取得ステップの一例としての第3設定情報取得ステップを実行する。また、例えば、第3CPUユニット330は、第3設定情報記憶部388が行う設定情報記憶ステップの一例としての第3設定情報記憶ステップを実行する。
また、例えば、第4CPUユニット340は、第4動作確認信号出力部393が行う出力ステップの一例としての第4動作確認信号出力ステップを実行する。また、例えば、第4CPUユニット340は、第4動作確認信号取得部394が行う取得ステップの一例としての第4動作確認信号取得ステップを実行する。また、例えば、第4CPUユニット340は、第4動作停止選択部396が行う選択ステップ及び動作停止選択ステップの一例としての第4動作停止選択ステップを実行する。また、例えば、第4CPUユニット340は、第4設定情報取得部397が行う設定情報取得ステップの一例としての第4設定情報取得ステップを実行する。また、例えば、第4CPUユニット340は、第4設定情報記憶部398が行う設定情報記憶ステップの一例としての第4設定情報記憶ステップを実行する。
(実施の形態2に係るエンジニアリングツール600のハードウェア構成について)
また、図示は省略するが、エンジニアリングツール600も各CPUユニット310、320、330、340と同様に、制御部51、主記憶部52、外部記憶部53、操作部54、送受信部56を備える。また、エンジニアリングツール600は、操作部54を介して入力された情報及び制御部51が出力した情報を表示する図示しない表示部を備える。表示部は、LCD(Liquid Crystal Display)、有機EL(Electro-Luminescence)ディスプレイ等の表示装置を備える。
エンジニアリングツール600では、制御部51は、制御プログラム59に従って、図7に示す設定情報生成部610として機能する。また、送受信部56は、設定情報出力部620として機能する。エンジニアリングツール600は、制御部51が主記憶部52、外部記憶部53、操作部54、表示部及び送受信部56を資源として用いることによって、設定情報生成部610及び設定情報出力部620の機能を実現する。例えば、エンジニアリングツール600は、設定情報生成部610が行う設定情報生成ステップ、設定情報出力部620が行う設定情報出力ステップを実行する。
(実施の形態2に係る各CPUユニット310、320、330、340の機能構成の詳細について)
第1リセット実行部315は、第1電圧低下検知部312が内部電源の電圧低下を検知したとき、リセット処理を実行して第1CPUユニット310の動作を停止する。
第1動作確認信号出力部363は、予め定めた時間が経過する度に他の各CPUユニット320、330、340に動作確認信号を出力する。
第1動作確認信号取得部364は、他の各CPUユニット320、330、340から出力された動作確認信号を取得する。
第1設定情報取得部367は、エンジニアリングツール600から出力された設定情報を取得する。なお、このとき、第1CPUユニット310の制御部51は、取得した設定情報を第1設定情報記憶部368に記憶させる。
ここで、設定情報は、ユーザによって設定された各CPUユニット310、320、330、340が故障したときのPLC1の運転モードを特定可能な情報である。設定情報は、例えば、図8に示すテーブルの形式で表示可能な情報である。設定情報は、各CPUユニット310、320、330、340を示す「第1CPUユニット」、「第2CPUユニット」、「第3CPUユニット」、「第4CPUユニット」の項目に対応する情報である。設定情報は、例えば、図8に示すように、上記の全ての項目が「継続」であれば、各CPUユニット310、320、330、340が他の各CPUユニット310、320、330、340の動作が停止したと判別したときに動作を継続する旨を示している。なお、設定情報は、仮に上記の全ての項目が「停止」であれば、各CPUユニット310、320、330、340が他の各CPUユニット310、320、330、340の動作が停止したと判別したときに動作を停止する旨を示すことになる。
図7に戻り、第1動作停止選択部366は、他の各CPUユニット320、330、340から取得した動作確認信号に基づいて他の各CPUユニット320、330、340が動作を停止したと判定したとき、設定情報に基づいて第1CPUユニット310の動作を停止するか否かを選択する。第1動作停止選択部366は、他の各CPUユニット320、330、340のうち、動作確認信号を取得していない期間が予め定められた最大許容期間を超えたCPUユニット320、330、340があるとき、当該CPUユニット320、330、340が動作を停止したと判定する。
このとき、第1動作停止選択部366は、第1設定情報記憶部368が記憶している設定情報を参照し、「第1CPUユニット」の項目が「停止」であれば第1CPUユニット310の動作を停止する旨を選択する。また、第1動作停止選択部366が動作を停止する旨を選択した場合、第1リセット実行部315は、リセット処理を実行し、第1CPUユニット310の動作を停止する。一方、第1動作停止選択部366は、「第1CPUユニット」の項目が「継続」であれば第1CPUユニット310の動作を継続する旨を選択する。また、第1動作停止選択部366が動作を計億する旨を選択した場合、第1リセット実行部315は、リセット処理を実行せず、第1CPUユニット310は、動作を継続する。なお、このとき、第1CPUユニット310は、異常が発生して動作を停止したCPUユニット320、330、340が無い前提での動作、縮退運転を行う。また、第1CPUユニット310は、動作を停止したCPUユニットの交換・修理といった管理者による復帰作業が行われて復帰したCPUユニットから出力された動作確認信号を取得した場合、通常運転を再開する。
なお、第2CPUユニット320の各部322、373、374、325、376~378については、「第1CPUユニット310」を「第2CPUユニット320」、「第1電圧低下検知部312」を「第2電圧低下検知部322」、「第1動作確認信号出力部363」を「第2動作確認信号出力部373」、「第1動作確認信号取得部364」を「第2動作確認信号取得部374」、「第1リセット実行部315」を「第2リセット実行部325」、「第1動作停止選択部366」を「第2動作停止選択部376」、「第1設定情報取得部367」を「第2設定情報取得部377」、「第1設定情報記憶部368」を「第2設定情報記憶部378」、「CPUユニット320、330、340」を「CPUユニット310、330、340」に読み替えれば、上記と同様の説明となる。よって、冗長な説明を省略するため、詳細な説明を省略する。
また、第3CPUユニット330の各部332、383、384、335、386~388についても同様に、「第1CPUユニット310」を「第3CPUユニット330」、「第1電圧低下検知部312」を「第3電圧低下検知部332」、「第1動作確認信号出力部363」を「第3動作確認信号出力部383」、「第1動作確認信号取得部364」を「第3動作確認信号取得部384」、「第1リセット実行部315」を「第3リセット実行部335」、「第1動作停止選択部366」を「第1動作停止選択部386」、「第1設定情報取得部367」を「第3設定情報取得部387」、「第1設定情報記憶部368」を「第3設定情報記憶部388」、「CPUユニット320、330、340」を「CPUユニット310、320、340」に読み替えれば、上記と同様の説明となる。よって、冗長な説明を省略するため、詳細な説明を省略する。
また、第4CPUユニット340の各部342、393、394、345、396~398についても同様に、「第1CPUユニット310」を「第4CPUユニット340」、「第1電圧低下検知部312」を「第4電圧低下検知部342」、「第1動作確認信号出力部363」を「第4動作確認信号出力部393」、「第1動作確認信号取得部364」を「第4動作確認信号取得部394」、「第1リセット実行部315」を「第4リセット実行部345」、「第1動作停止選択部366」を「第4動作停止選択部396」、「第1設定情報取得部367」を「第4設定情報取得部397」、「第1設定情報記憶部368」を「第4設定情報記憶部398」、「CPUユニット320、330、340」を「CPUユニット310、320、330」に読み替えれば、上記と同様の説明となる。よって、冗長な説明を省略するため、詳細な説明を省略する。
(実施の形態2に係るエンジニアリングツール600の機能構成の詳細について)
設定情報生成部610は、図示しない設定画面においてユーザが操作部54を用いて入力した情報に基づいて、設定情報を生成する。
設定情報出力部620は、設定情報生成部610が設定情報を生成したとき、設定情報をPLC1に出力する。
(実施の形態2に係る動作停止選択処理のフローチャートについて)
次に、フローチャートを用いて各CPUユニット310、320、330、340が動作確認信号に基づいて動作を停止するか否かを選択する制御について説明する。なお、上述したように、各CPUユニット310、320、330、340の構成については同様であるため、動作停止選択処理については、冗長な説明を省略するため、第1CPUユニット310の第1動作停止選択処理についてのみ説明し、残りの各CPUユニット320、330、340についての説明を省略する。第1CPUユニット310は、電源投入後に通常運転を開始すると、図9に示す第1動作停止選択処理の実行を開始する。
先ず、第1動作停止選択部366は、動作確認信号を取得していない期間が最大許容期間を超えたCPUユニット320、330、340があるか否かを判定することで、動作を停止した他のCPUユニット320、330、340があるか否かを判定する(ステップS101)。第1動作停止選択部366は、動作を停止した他のCPUユニット320、330、340がない場合(ステップS101;N)、動作を停止した他のCPUユニット320、330、340があると判定するまでステップS101の処理を繰り返す。
一方、第1動作停止選択部366は、動作を停止した他のCPUユニット320、330、340がある場合(ステップS101;Y)、第1設定情報記憶部368が記憶している設定情報を参照して「第1CPUユニット」の項目が「停止」であるか否かを判定する(ステップS102)。第1動作停止選択部366は、「停止」である場合(ステップS102;Y)、第1CPUユニット310の動作を停止する旨を選択し、第1リセット実行部315は、リセット処理を実行して第1CPUユニット310の動作を一時停止し(ステップS103)、処理を終了する。一方、第1動作停止選択部366は、「停止」でなく「継続」である場合(ステップS102;N)、第1CPUユニット310の動作を継続する旨を選択し、第1CPUユニット310は縮退運転で動作を継続する(ステップS104)。
また、第1CPUユニット310は、復帰作業が行われて復帰した他のCPUユニット320、330、340から出力された動作確認信号を取得したか否かを判定する(ステップS105)。第1CPUユニット310は、復帰した他のCPUユニット320、330、340から動作確認信号を取得していない場合(ステップS105;N)、動作確認信号を取得するまでステップS105の処理を繰り返す。そして、第1CPUユニット310は、復帰した他のCPUユニット320、330、340から動作確認信号を取得した場合(ステップS105;Y)、通常運転で動作を継続し(ステップS106)、処理を終了する。
以上説明したように、本実施の形態に係る制御システム2によれば、第1CPUユニット310では、第1リセット実行部315は、第1電圧低下検知部312が内部電源の電圧低下を検知したとき、リセット処理を実行して第1CPUユニット310の動作を停止する。また、第1動作確認信号出力部363は、他の各CPUユニット320、330、340に動作確認信号を出力し、第1動作確認信号取得部364は、他の各CPUユニット320、330、340から出力された動作確認信号を取得する。
また、第1動作停止選択部366は、動作確認信号に基づいて動作を停止した他のCPUユニット320、330、340があるか否かを判定する。また、第1動作停止選択部366は、動作を停止した他のCPUユニット320、330、340がある場合、第1設定情報記憶部368が記憶している設定情報に基づいて第1CPUユニット310も動作を停止するか否かを選択する。また、第1リセット実行部315は、第1動作停止選択部366が動作を停止する旨を選択した場合、リセット処理を実行し、第1CPUユニット310の動作を停止する。一方、第1リセット実行部315は、第1動作停止選択部366が動作を計億する旨を選択した場合、リセット処理を実行せず、第1CPUユニット310は、動作を継続する。
また、残りの各CPUユニット320、330、340の各部322、373、374、325、376~378、332、383、384、335、386~388、342、393、394、345、396~398についても、第1CPUユニット310の各部312、363、364、315、366~368と同様である。
このようにすることで、本実施の形態に係る制御システム2は、例えば、設定情報の全ての項目が「停止」であれば全てのCPUユニット310、320、330、340が動作を停止するため、PLC1の運転を停止する。一方、本実施の形態に係る制御システム2は、例えば、設定情報の全ての項目が「継続」であれば故障していない残りの各CPUユニット310、320、330、340が動作を停止しないため、PLC1の運転を継続する。よって、本実施の形態に係る制御システム2は、設定情報に基づく各CPUユニット310、320、330、340の選択によって、「運転停止モード」と「縮退運転モード」とを選択できる。このため、本実施の形態に係る制御システム2は、異常が発生したときにPLC1全体の運転を停止するか継続するかを選択可能とすることができる。
また、本実施の形態に係る制御システム2によれば、エンジニアリングツール600では、設定情報生成部610は、ユーザが操作部54を用いて入力した情報に基づいて設定情報を生成し、設定情報出力部620は、設定情報をPLC1に出力する。また、第1CPUユニット310では、第1設定情報取得部367は、設定情報を取得し、取得した設定情報は、第1設定情報記憶部368に記憶される。また、残りの各CPUユニット320、330、340の各部377、378、387、388、397、398についても、第1CPUユニット310の各部367、368と同様である。
このようにすることで、ユーザは、エンジニアリングツール600によって各CPUユニット310、320、330、340に異常が発生する前に予め「運転停止モード」と「縮退運転モード」との何れのモードで運用するかを選択できる。
(変更例)
なお、上記実施の形態1、2に係るPLC1は、ベースユニット10に4台のCPUユニット310、320、330、340が装着されているが、ベースユニット10に装着されているCPUユニットの台数については2台以上である限りにおいてこれに限定されない、例えば、ベースユニット10に2台のCPUユニット310、320が装着されていてもよく、5台以上のCPUユニットが装着されていてもよい。
なお、上記実施の形態1、2に係るPLC1は、ベースユニット10に5台の入出力ユニット410~450が装着されているが、ベースユニット10に装着されている入出力ユニットの台数についてはこれに限定されない、例えば、ベースユニット10に1台の入出力ユニット450が装着されていてもよく、6台以上のCPUユニットが装着されていてもよい。
なお、上記実施の形態1に係るPLC1は、各切替スイッチ318、328、338、348によって各出力選択部316、326、336、346の機能を実現している。しかしながら、各出力選択部316、326、336、346の機能については、各切替スイッチ318、328、338、348に限定されず実現可能である。例えば、各出力選択部316、326、336、346は、制御部51による制御によって実現してもよい。具体的には、各出力選択部316、326、336、346は、エンジニアリングツール600から取得した設定情報に基づいて、他の各CPUユニット320、330、340にリセット信号を出力するか否かを選択してもよい。この場合、各リセット信号出力制御部313、323、333、343は、内部回路を介して故障したCPUユニット310、320、330、340のみにリセット信号を出力可能であるとともに、ベースユニット10を介して全てのCPUユニット310、320、330、340にリセット信号を出力可能である必要がある。
なお、上記実施の形態2に係る制御システム2は、各動作停止選択部366、376
、386、396は、エンジニアリングツール600によって生成、出力された設定情報に基づいて各CPUユニット310が動作を停止するか否かを選択している。しかしながら、設定情報は、エンジニアリングツール600によって生成、出力された情報でなくてもよい。例えば、各CPUユニット310、320、330、340の外装部分にスイッチを設けて、ユーザによって操作された各スイッチのオン・オフの状態に基づいて各CPUユニット310、320、330、340の停止又は継続を示す設定情報を生成してもよい。
なお、上記実施の形態1、2のように、PLC1は、CPUユニット310、320、330、340毎に「運転停止モード」と「縮退運転モード」とを選択可能とすることが好ましいが、これに限定されない。例えば、PLC1は、全てのCPUユニット310、320、330、340について「運転停止モード」と「縮退運転モード」との何れかに選択可能としてもよい。この場合、上記実施の形態1であれば、例えば、単極双投形のスイッチである各切替スイッチ318、328、338、348に替えて4極双投形のスイッチである切替スイッチをベースユニット10の外装部分に設けて、ユーザによって操作された切替スイッチのオン・オフの状態に基づいて全てのCPUユニット310、320、330、340の停止又は継続を選択してもよい。また、この場合、上記実施の形態2であれば、例えば、エンジニアリングツール600によって全てのCPUユニット310、320、330、340が「運転停止モード」又は「縮退継続モード」であるかをユーザが選択できるようにしてもよい。
なお、制御部51、主記憶部52、外部記憶部53、操作部54、送受信部56、内部バス50等を備える各CPUユニット310、320、330、340が処理を行う中心となる部分は、例えば、前記の動作を実行するためのプログラムを、各CPUユニット310、320、330、340が読み取り可能な記録媒体、例えば、フラッシュメモリに格納して配布し、当該プログラムをインストールすることにより、上記の処理を実行する各CPUユニット310、320、330、340を構成してもよい。また、LAN(Local Area Network)、インターネット等の通信ネットワーク上のサーバ装置が有する記憶装置に当該プログラムを格納しておき、各CPUユニット310、320、330、340がダウンロードすることでコンピュータを構成してもよい。
また、各CPUユニット310、320、330、340の機能は、OS(オペレーティングシステム)とアプリケーションプログラムの分担、又はOSとアプリケーションプログラムとの協働により実現する場合には、アプリケーションプログラム部分のみを記録媒体又は記憶装置に格納してもよい。
また、搬送波にプログラムを重畳し、通信ネットワークを介して提供することも可能である。例えば、通信ネットワーク上の掲示板(BBS、Bulletin Board System)にプログラムを掲示し、ネットワークを介してプログラムを提供してもよい。そして、プログラムを起動し、OSの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、前記の処理を実行してもよい。
本開示は、本開示の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、本開示を説明するためのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。つまり、本開示の範囲は、実施の形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の開示の意義の範囲内で施される様々な変形が、本開示の範囲内とみなされる。
1…PLC、2…制御システム、10…ベースユニット、20…電源ユニット、30…CPUユニット、40…I/Oユニット、50…内部バス、51…制御部、52…主記憶部、53…外部記憶部、54…操作部、56…送受信部、59…制御プログラム、310…第1CPUユニット、311…第1入出力制御部、312…第1電圧低下検知部、313…第1リセット信号出力制御部、314…第1リセット信号取得部、315…第1リセット実行部、316…第1出力選択部、317…第1電源監視IC、318…第1切替スイッチ、320…第2CPUユニット、321…第2入出力制御部、322…第2電圧低下検知部、323…第2リセット信号出力制御部、324…第2リセット信号取得部、325…第2リセット実行部、326…第2出力選択部、327…第2電源監視IC、328…第2切替スイッチ、330…第3CPUユニット、331…第3入出力制御部、332…第3電圧低下検知部、333…第3リセット信号出力制御部、334…第3リセット信号取得部、335…第3リセット実行部、336…第3出力選択部、337…第3電源監視IC、338…第3切替スイッチ、340…第4CPUユニット、341…第4入出力制御部、342…第4電圧低下検知部、343…第4リセット信号出力制御部、344…第4リセット信号取得部、345…第4リセット実行部、346…第4出力選択部、347…第1電源監視IC、348…第1切替スイッチ、363…第1動作確認信号出力部、364…第1動作確認信号取得部、366…第1動作停止選択部、367…第1設定情報取得部、368…第1設定情報記憶部、373…第2動作確認信号出力部、374…第2動作確認信号取得部、376…第2動作停止選択部、377…第2設定情報取得部、378…第2設定情報記憶部、383…第3動作確認信号出力部、384…第3動作確認信号取得部、386…第3動作停止選択部、387…第3設定情報取得部、388…第3設定情報記憶部、393…第4動作確認信号出力部、394…第4動作確認信号取得部、396…第4動作停止選択部、397…第4設定情報取得部、398…第4設定情報記憶部、410…第1入出力ユニット、420…第2入出力ユニット、430…第3入出力ユニット、440…第4入出力ユニット、450…第5入出力ユニット、500…通信線、501…第1通信線、502…第1ダイオード、503…第2通信線、504…ツェナーダイオード、505…第3通信線、506…トランジスタ、507…第4通信線、508…第5通信線、509,520…第1接点、510…第2ダイオード、511…第6通信線、512…第1端子、513…第7通信線、514,525…第2接点、515…第2端子、516…第8通信線、517…第3端子、518,523,528,533,535…接点、519…第9通信線、521…第1プルアップ抵抗、522…第10信号線、524…第11信号線、526…第2プルアップ抵抗、527…第12信号線、529…第13信号線、530…第3接点、531…第3プルアップ抵抗、532…第14信号線、534…第15信号線、536…第4プルアップ抵抗、537…第16信号線、600…エンジニアリングツール、610…設定情報生成部、620…設定情報出力部、700…インターネット。

Claims (5)

  1. 第1CPUユニットと第2CPUユニットとが独立して制御の対象となる機器の制御を行うことが可能なプログラマブルロジックコントローラであって、
    前記第1CPUユニットは、前記第1CPUユニットの内部電源の電圧低下が検知されない場合、前記第1CPUユニットの動作を確認するための動作確認信号を前記第2CPUユニットに出力する出力部を備え、
    前記第2CPUユニットが前記動作確認信号を取得しない場合、前記第2CPUユニットの動作を停止させるか否かを選択する動作停止選択部と、
    前記動作停止選択部が前記第2CPUユニットの動作を停止させることを選択した場合、前記第2CPUユニットの動作を停止させる一方、前記動作停止選択部が前記第2CPUユニットの動作を停止させないことを選択した場合、前記第2CPUユニットの動作を停止させない動作停止制御部と、
    を備えるプログラマブルロジックコントローラ。
  2. 第1CPUユニットと第2CPUユニットとが独立して制御の対象となる機器の制御を行うことが可能なプログラマブルロジックコントローラであって、
    前記第1CPUユニットの内部電源の電圧低下が検知された場合、前記第2CPUユニットの動作を停止させるための動作停止信号を前記第1CPUユニットから前記第2CPUユニットへ出力させるか否かを選択する出力選択部と、
    前記出力選択部が前記動作停止信号を出力させることを選択した場合、前記第1CPUユニットに前記動作停止信号を出力させる一方、前記出力選択部が前記動作停止信号を出力させないことを選択した場合、前記第1CPUユニットに前記動作停止信号を出力させない出力制御部と、
    を備え、
    前記第1CPUユニットは、前記第1CPUユニットの内部電源の電圧低下が検知されない場合、前記第1CPUユニットの動作を確認するための動作確認信号を前記第2CPUユニットに出力する出力部を備え、
    前記第2CPUユニットが前記動作確認信号を取得しない場合、前記第2CPUユニットの動作を停止させるか否かを選択する動作停止選択部と、
    前記動作停止選択部が前記第2CPUユニットの動作を停止させることを選択した場合、前記第2CPUユニットの動作を停止させる一方、前記動作停止選択部が前記第2CPUユニットの動作を停止させないことを選択した場合、前記第2CPUユニットの動作を停止させない動作停止制御部と、
    を更に備えるプログラマブルロジックコントローラ。
  3. プログラマブルロジックコントローラに装着されている他のCPUユニットとは独立して制御の対象となる機器の制御を行うことが可能なCPUユニットであって、
    前記他のCPUユニットから前記他のCPUユニットの動作を確認するための動作確認信号を取得しなかった場合、前記CPUユニットの動作を停止させるか否かを選択する動作停止選択部と、
    前記他のCPUユニットから前記動作確認信号を取得しなかった場合、前記動作停止選択部が前記CPUユニットの動作を停止させることを選択していれば前記CPUユニットの動作を停止させる一方、前記動作停止選択部が前記CPUユニットの動作を停止させないことを選択していれば前記CPUユニットの動作を停止させない動作停止制御部と、
    を備えるCPUユニット。
  4. 第1CPUユニットと第2CPUユニットとが装着されているプログラマブルロジックコントローラの制御方法であって、
    前記第1CPUユニットから前記第1CPUユニットの動作を確認するための動作確認信号を前記第2CPUユニットが取得しない場合、前記第2CPUユニットの動作を停止させるか否かを選択する動作停止選択ステップと、
    前記動作停止選択ステップにおいて前記第2CPUユニットの動作を停止させることを選択した場合、前記第2CPUユニットの動作を停止させる一方、前記動作停止選択ステップにおいて前記第2CPUユニットの動作を停止させないことを選択した場合、前記第2CPUユニットの動作を停止させない動作停止制御ステップと、
    を含む制御方法。
  5. 第1CPUユニットと第2CPUユニットとが装着されているプログラマブルロジックコントローラを、
    前記第1CPUユニットから前記第1CPUユニットの動作を確認するための動作確認信号を前記第2CPUユニットが取得しない場合、前記第2CPUユニットの動作を停止させるか否かを選択する動作停止選択部、
    前記動作停止選択部が前記第2CPUユニットの動作を停止させることを選択した場合、前記第2CPUユニットの動作を停止させる一方、前記動作停止選択部が前記第2CPUユニットの動作を停止させないことを選択した場合、前記第2CPUユニットの動作を停止させない動作停止制御部、
    として機能させるプログラム。
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