JPH02134037A - バックアップ切替え方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は伝送システムのマスタステーションをバック
アップする方式に関する。

（従来の技術） 現用マスタステーションと待機マスタステーションを備
え、待機マスタステーションが現用マスタステーション
をバックアップするデータ伝送システムが知られている
。このような伝送システムにおいては、上位コントロー
ラが現用マスタステーションと待機マスタステーション
からエラー情報を受取り、エラー発生状況を判ＩｆｒＬ
、切替命令を現用マスタステーションと待機マスタステ
ーションに出力している。切替命令に応答して、現用マ
スタステーションがダウンし、待機マスタステジョンが
可動する。

（発明が解決しようとする課題） 上記システムでは、現用マスタステーションの異常に素
早く対応するため、上位コントローラは短周期で現用マ
スタステーションのエラー検出情報をチエツクするか、
あるいは、異常要因発生時に現用マスタステーションか
らの割込みを受けてエラー情報をチエツクしなければな
らない。上記コントローラはシステム全体のコントロー
ルを行っており、この様な動作を行うことは負担が大き
い。また、上記構成では上位コントローラが設けられて
いない場合、マスタステーションのバックアップを行う
ことができない。

この発明は上記実情に鑑みてなされたもので、この発明
の第１の目的は、上位コントローラの負担を軽減するこ
とにより、システム全体の能力を高め、上位コントロー
ラが設けられていない簡単なシステムにおいても、現用
マスタステーションと待機マスタステーションの切替え
ができるようなバックアップ切替え方式を提供すること
である。

また、この発明の第２の目的はより信頼性の高いバック
アップ切替え方式を提供することである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、第１発明では、伝送を制御す
る現用マスターステーションと、前記現用マスターステ
ーショに異常が起きた際にバックアップとして現用マス
ターステーションに切替わる待機マスタステーションと
、複数台のリモートステーションと、これらのステージ
ョン間てブタを伝送する伝送路を備え、前記現用マスタ
ーステーションからのポーリングにより、マスクステン
ヨンとリモートステーション間で伝送フレムの交信を行
う伝送システムにおけるバンクアップ切替え方式におい
て、 前記現用マスタステーションは、伝送エラーの発生回数
をカウントするカウンタを有し、このカウンタによって
一定回数以上伝送エラーが実質的に連続して起こったこ
とを検出すると、自己異常であると判断してダウン状態
に移行し、前記待機マスタステーションは平常時リスナ
として前記伝送路上の伝送フレームを受信し、監視し、
一定時間伝送路上に伝送フレームが存在しないことを検
出した場合、現用マスタステーションが異常であると判
断して、自己を現用マスタステジョンに切替えて、現用
マスタステーションのバックアップを行うこととした。

また、第２発明では、伝送を制御する現用マスターステ
ーションと、前記現用マスターステーショに異常が起き
た際にバックアップとして現用マスターステーションに
切替わる待機マスターステジョンと、複数台のリモート
ステーションと、これらのステーション間でデータを伝
送する伝送路を備え、前記現用マスターステーションか
らのポーリングにより、マスターステーションとリモー
トステーション間で伝送フレームの交信を行う伝送シス
テムにおけるバックアップ切替え方式であって、 前記現用マスタステーションは、一定回数以上伝送エラ
ーが実質的に連続して起こった場合、伝送路にテストフ
レームを送信し、自身で受信し、正常な受信でかつ送信
フレームと受信フレームが一致するか否かをテストし、
該テストを複数回繰返して自己の送受信機能をテストし
、自己の送受信機能が異邦であることを確認して、ダウ
ン状態に移行し、 前記待機マスタステーションは平常時現用マスタステー
ションを監視し、現用マスタステーションの異常を検出
した場合に、伝送路にテストフレームを送信し、自身で
受信し、正常な受信でかつ送信フレームと受信フレーム
が一致するか否かをテストし、該テストを複数回録返し
て自己の送受信機能をテストし、自己の送受信機能の正
常を確認した上で現用マスタステーションに切替わる、
ことを特徴とするバックアップ切替え方式。

（作用） 第１発明によれば、現用又は待機用マスタステーション
はエラーの連続していることを自身で検出する。従って
、上位コントローラがエラー発生情報を解析し、判断し
、命令を現用又は待機用マスタステーションに伝達する
時間を省くことができ、迅速に異常に対応できる。上位
コントローラは、プラントの制御等の仕事に専念でき、
システム全体の能率を上げることができる。

第２発明によれば、例えば、全てのリモートステーショ
ンが起動していない場合に、現用マスタステーションは
エラーの連続を検出する。しかし、現用マスタステーシ
ョンはそれは自分のエラーでないことを自己の送受信回
路のテストにより知ることができる。また、例えば、待
機マスタステーションが自己の送受信機能の異常によっ
て現用マスタステーションの異常を検出した場合に、テ
ストにより自分の異常であり、現用ステーションの異常
ではないことを知ることができる。従って、バックアッ
プ切替の判断をより正確にすることができる。

（実施例） 以下、図面を参照してこの発明の第１の実施例を説明す
る。この第１の実施例はコントロールセンタを制御する
システムに関する。なお、コントロールセンタとはモー
タの開閉保護を行うユニットを複数配置した配電盤で、
プラント等の現場のモータの開閉などに用いられる。

第１図は本実施例の全体構造図である。マスタステーシ
ョンＩＡとＩＢは１台が現用マスタステジョンとして使
用され、他の１台が待機マスタステーションとして使用
される。マスタステーションＩＡとＩＢは伝送路２に接
続される。伝送路２は複数台のコントロールセンタ用リ
モートステーション３と複数台の現場操作用リモートス
テーション４に接続される。伝送路２は、例えば、伝送
用の２本の信号ラインを含み、ステーションＩＡ、ＩＢ
、３．４間で、直列データ（信号）を伝送する。マスタ
ステーションＩＡとＩＢはシステムバス５を介してシス
テム全体を制御する上位コントローラ６に接続される。

マスタステーションＩＡ、ＩＢと上位コントローラ６は
システム全体を監視するためにオペレータが常駐する中
央操作室などに配置される。理解を容易にするため、こ
の実施例では、マスタステーションＩＡを現用マスタス
テーション、マスタステーションＩＢを待機マスタステ
ーションとして説明する。現用マスタステーションＩＡ
はプログラマブルコントローラ６からの操作データを受
信する。現用マスタステーションＩＡは受信した操作デ
ータをリモートステーション３．４に伝送路２を介して
送信する。現用マスタステーションＩＡはリモートステ
ーション３．４から送信された状態データを伝送路２を
介して受信する。現用マスタステーション１Ａは受信し
た状態データを上位コントローラ６に伝達する。

コントロールセンタ７を構成する各ユニットには、コン
トロールセンタ用リモートステーション３、多機能型保
護リレー８、電磁接触器９が収納されている。コントロ
ールセンタ用リモートステジョン３は現用マスタステー
ションＩＡ及び現場操作用リモートステーション４より
伝送路２を介して送られてくる操作信号等を受信し、多
機能型保護リレー８に受信信号を供給する。多機能型保
護リレー８はこの操作信号に応答して誘導電動ｔ１１１
０の主回路１１と電磁接触器９を開閉し、誘導電動機１
０の始動・停止を制御する。コントロールセンタ用リモ
ートステーション３は多機能型保護リレー８より送られ
る誘導電動機ＩＯの状態信号、主回路電流値、故障状態
信号を伝送路２を介してマスタステーションＩＡ、ＩＢ
及び現場操作用リモトステーション４に送信する。

現場操作用リモートステーション４は対応する誘導電動
機１０に近接して設置される。現場操作用リモートステ
ーション４は、誘導電動機ＩＯを始動・停止させるため
の操作信号をマスタステーションＩＡ、ＩＢ及びコント
ロールセンタ用リモートステーション３に送信し、コン
トロールセンタ用リモートステーション３より誘導電動
機１０の状態データを受信する。現場操作用リモートス
テーション４は受信データに応答し、誘導電動機ｌＯの
状態を表示するランプを点灯させる。

第２図にマスタステーション１人とＩＢの構成を示す。

マスタステーションＩＡはＣＰ　Ｕ　ＩＯＡ　。

直列データ伝送部１１Ａ、メモリ１２Ａを備えている。

直列データ伝送部１１Ａはパルストランス＋３Ａを介し
て伝送路２に接続される。ＣＰ　Ｕ　ＩＯＡはデュアル
ポートメモリ１４Ａに接続される。デュアルホトメモリ
１４Ａの他の端子にはシステムバス５か接続される。マ
スタステーションＩＡ、ＩＢに接続されたシステムバス
５はバスコントロール回路１５により上位コントローラ
６に接続されたシステムバス５と接続される。

ステーション間の信号の授受は現用マスタステジョン１
Ａのポーリングによって制御される。

デュアルポートメモリ１４Ａは伝送容量に等しい伝送用
データ領域を備える。伝送用データ領域はトーカ領域と
、リスナ領域を含む。さらに、このデュアルポートメモ
リ１４Ａはトーカ領域とりステ領域の各アドレスについ
て、エラー情報を記憶するエラー情報領域を有する。デ
ュアルポートメモリ１４Ａのトーカ領域の各アドレス位
置は例えば２バイトの記憶容量を有し、対応するリモー
トステーション３．４へ送信するデータが上位コントロ
ーラ６等によって書込まれる。リスナ領域の各アドレス
位置は例えば２バイトの記憶容量を有し、対応するリモ
ートステーションから受信したデータを格納する。エラ
ー情報領域の各アドレス位置は、例えば、１バイトの記
憶容量を有し、伝送エラー発生の有無、伝送エラーの種
類等を記憶する。上位コントローラ６はシステムバス５
を介してデュアルポートメモリ１４Ａの記憶内容をリー
ド・ライトでき、これにより、システム全体の制御を行
いうる。

デュアルポートメモリ１４Ａのトーカ領域とリスナ領域
のアドレス毎に１台のステーションがトーカ、１台又は
複数台のステーションがリスナとして予め定められてい
る。前記トーカ領域のアドレスについては現用マスタス
テーションＩＡがトカとなる。前記リスナ領域のアドレ
スについては現用マスタステーションはリスナとなる。

待機マスタステーンヨン１Ｂは現用マスタステジョンＩ
Ａと実質的に同一の構成を有す。待機マスタステーンヨ
ンＩＢのデュアルポートメモリ１４Ｂは現用マスタステ
ーションＩＡのデュアルポートメモリ１４Ａと同一アド
レスで同一容量の伝送用の領域を持つ。待機マスタステ
ーションＩＢは平常時は全てのトーカアドレス及びリス
ナアトレスに対してリスナ局として動作し、受信したデ
ータをデュアルポートメモリ１４Ｂに格納し、現用マス
タステーションＩＡに異常があった時にすぐに切り替わ
れるよう待機している。

第３図に、実施例におけるデータの流れを示す。

現用マスタステーションＬＡは前記伝送用のデ夕領域の
アドレスを伝送路２に送出（ポーリング）する。送出さ
れたアドレスに応答し、トーカであるステーションはデ
ータを送信し、リスナであるステーションがそのデータ
を受信する。現用マスタステーションＩＡは伝送領域の
アドレスを順次出力し、最終アドレスまで出力すると、
再び先頭アドレスから順次出力する動作を繰返す。

以下、第４図〜第８図のフローチャートを参照して、現
用マスタステーションＩＡのバックアップがどのように
実現されているかを説明する。

まず、第４図を参照し、現用マスタステーションＩＡの
伝送制御動作を説明する。

まず、現用マスタステーションＩＡは送信するアドレス
情報を作成しくステップ４１）、送信する（ステップ４
２）。送信タイムアウトの発生の有無等をチエツクする
ことにより、送信動作時のエラー発生の有無がチエツク
される（ステップ４３）。

エラーが発生していない場合、現用マスタステーション
ＩＡは出力したアドレスがトーカ領域のアドレス（トー
カアドレス）であるか、リスナ領域のアドレス（リスナ
アドレス）であるかを判断し、対応する処理に分岐する
（ステップ４３）。出力したアドレスがトーカアドレス
の場合、現用マスタステーションＩＡはデュアルポート
メモリ１４Ａの該当アドレス位置からデータを読み出し
、送信するトーカ処理を行う（ステップ４５）。一方、
出力したアドレスがリスナアドレスの場合、現用マスタ
ステーションＩＡは該アドレスに応答してリモートステ
ーション３．４から送出されるデータを受信し、エラー
なく受信できた場合、データ領域の該アドレスに受信デ
ータを格納するリスナ処理を行う（ステップ４６）。ト
ーカ処理（ステップ４５）又はりステ処理（ステップ４
６）が実行された後、トーカ処理又はリスナ処理におい
てエラーが発生したか否かがチエツクされる（ステップ
４７）。エラー発生の釘無は、例えば、パリティチエツ
ク、ＣＲＣチエツク、オーバーフレーミングの有無、オ
ーバーライドエラー発生の有無、リスナ処理においてデ
ータが全く受信できずタイムアウトが生じたか否か等に
基づいて行われる。

エラーが発生していない場合、コントロールは正常終了
処理を行う（ステップ４８）。正常終了処理では、リス
ナ処理が正常に行われた場合には、エラーカウンタのカ
ウント値をリセットする。この実施例では、トーカ処理
が正常に行われてもエラーカウンタをクリアしない。ト
ーカ処理にエラが発生する可能性が極めて低いからであ
る。正常終了処理が終了すると、コントロールはステッ
プ４１にリターンし、伝送メモリの次のアドレスについ
て前述と同様な処理を行う。

送信処理（ステップ４２）、トーカ処理（ステップ４４
）、リスナ処理（ステップ４５）で、タイムアウトや受
信データのエラー等が発生した場合、ステップ４３．４
７でエラーの発生が検出され、エラーフラグが立てられ
、コントロールはステップ４９のエラー処理に進む（ス
テップ４９）。

ステップ４９のエラー処理を第５図のフローチャー４を
参照して説明する。まず、現用マスタステジョンＩＡは
該アドレスでエラーのあったことをデュアルポートメモ
リ１４のエラー情報エリアの対応アドレス位置に書込み
、上位コントローラに知らせ（ステップ５１）、エラー
カウンタをインクリメントする（ステップ５２）。エラ
ーカウンタのカウント値が読み出され、カウント値と予
め定められたＪ１！、準位が比較される（ステップ５３
）。カウント値が基準値以下の時、エラー処理（ステッ
プ４８）は終了し、コントロールは第５図のフロチャー
トのステップ４１にリターンする。

エラーカウンタのカウント値が基準値より大きい場合、
現用マスタステーションＩＡは、エラの原因が自局によ
るものかどうかを調べるため、自己の伝送回路をセルフ
チエツクする（ステップ５４）。セルフチエツクは第８
図のフローチャートに示される手順で行なわれる。

第８図のフローチャートを参照してセルフチエツク動作
を説明する。先ず、現用マスタステーションＩＡはチエ
ツクカウンタのカウント値とテストデータを初期化（０
をセット）する（ステップ８０１）。現用マスタステー
ションＩＡは自己の送信動作と受信動作を共に可能とす
る（ステップ８０２）。現用マスタステーション１人は
テストブタを直列データ伝送部１１Ａ１パルストランス
１３Ａを介し伝送２に出力しくステップ８０３　）　、
出力データを自身で受信する（ステップ８０５）。現用
マスタステーションＩＡは送信と受信が成功したか否か
、送信データと受信データが等しいか否かをチエツクす
る（ステップ８０４．８０Ｂ　、８０７　）。

現用マスタステーンヨン１Ａは送信と受信が成功し、送
信データと受信データが等しい時、チエツクカウンタを
インクリメントする（ステップ８０８）。

次に、テストデータがインクリメントされ（ステップ８
０９　）　、テストデータが最大値Ｎより大きいか否か
が判断される（ステップ８１０）。テストブタがＮ以ド
の場合、コントロールはステップ８０３にリターンし、
ステップ８０３〜８０９の処理をテストデータを０〜Ｎ
までＮ＋１回繰返し実行する。Ｎ＋１回セルフチエツク
が行われると、コントロールはステップ８１０に進む。

ステップ８１０では、セルフチエツクが成功した数、即
ちチエツクカウンタのカウント値と予め定められた基準
値Ｍ（Ｍ５Ｎ）より大きいか否かが判断される。チエツ
クカウンタのカウント値が基準値Ｍ（Ｍ≦Ｎ）より大き
いとき、セルフチエ・ツク成功とし、セルフチエツク成
功フラグをセ・ン卜する（ステ・ツブ８１２）。カウン
ト値がＭ以下の時セルフチエ・ツク不成功と判断し、セ
ルフチエ・ツク成功フラグを１ノセツトする（ステップ
８１３）。送受信が一旦禁」ｌ−され（ステップ８１４
　）　、コントロールは第５図のフローチャートのステ
ップ５５にリターンする。

第５図のステップ５５ては、デュアルポートメモリのセ
ルフチエツク成功フラグからセルフチエツク（ステップ
５４）の成否を判定する（ステ・ツブ５５）。セルフチ
エツク成功フラグがセ・ソトされ、セルフチエツクが成
功の時は自己異常ではな（１としてエラーカウンタをク
リアしくステ・ツブ５８）、上位コントローラには連続
エラーかあったことのみを知らせる（ステップ５９）。

セルフチエ・ツク成功フラグがリセットされ、セルフチ
エ・ツクが不成功の時、現用マスタステーションＩＡは
自己異常としてダウンする旨を上位コントローラに伝え
（ステップ５６）、現用マスタステーションとしての動
作を停止する（ステップ５７）。

次に、待機マスタステーションの動作を第６．７図を芯
照して説明する。

待機マスタステーションＩＢは常時伝送路２を監視し、
アドレス受信待ちの際、タイマをスタトシ（ステップ６
１）、アドレスの受信を待つ（ステップ６２）。タイマ
は一定期間毎に後述する割込ろ信号を出力し、アドレス
受信待ちの間、無信号カウンタはカウント値を更新する
。アドレスが受信されると、コントロールはステップ６
３に進み、タイマがストップされ、無信号カウンタがク
リアされる（ステップ６３）。正常に受信されただか否
かチエツクされ（ステップ６４）、受信内容がアドレス
か否かがチエツクされる（ステップ６５）。伝送エラー
等により、アドレスを受信せずに、データを受信したよ
うな場合には、そのデータは無視され、コントロールは
ステップ６１にリターンする（ステップ６５）。受信内
容がアドレスの場合には、第４図のステップ４６．４７
と同様に、リスナ処理とエラーチエツクがなされる（ス
テップ６Ｇ）。リスナ処理がエラーなく行われた場合、
第４図のステップ４８と同様に、正常終了処理かなされ
（ステップ６６）、コントロールはステップ６１にリタ
ーンする。リスナ処理でエラーが発生した場合、エラ発
生の事実をデュアルポートメモリ１４の所定領域にスト
アする（ステップ６９）。

一方、タイマの割込みに応答して、第７図に示される割
込み処理か行われる。割込みに応答して、無信号カウン
タがインクリメントされる（ステップ７１）。次に、無
信号カウンタのカウント値が予め定められた基準値より
大きいか否かが判１折される（ステップ７２）。小さい
場合、コントロールはリターンする。大きい場合、伝送
路２上の無信号期間が許容できる範囲を越えていること
を意味し、現用マスタステーションＩＡが故障している
ことを意味する。この場合、待機マスタステーションＩ
Ｂは第８図に示される伝送回路のセルフチエツクを行う
（ステップ７３）。セルフチエツクが成功した場合、待
機マスタステーションは、第４．５図に示される現用マ
スタステーションとしての動作を開始する（現用マスタ
ステーショに切り替わる）。待機マスタステーションは
デュアルポートメモリ１４Ｂに保持されたデータに基づ
いて、制御を行う。

セルフチエツクの結果が不成功の場合、待機マスタステ
ーションは自己異常と見なして、内部カウンタのカウン
ト値を更新する。何回か同様の動作が発生し、内部カウ
ンタのカウント値が一定の値を越えると、待機マスタス
テーションはその事実をコントローラ６に通知し、ダウ
ンする（ステップ７６）。

この発明は上記実施例に限定されず、種々の変形が可能
である。

［効果］ 以上説明したように、この発明によれば、マスタステー
ションのみでバックアップ切替えを行うことができ、上
位コントローラの負担が軽くなる。

このため、コントローラは誘導電動機の状態の監視制御
などのシステム全体の制御により多くの時間が取れるよ
うになり、システムとしての性能が向上する。また、待
機マスタステーションは常時全アドレスに対しリスナと
してそのデータを自己のデータ領域内に記憶しているた
め、バックアップ切替え後も支障なく現用マスタステー
ションとしての機能が果せる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る伝送システムの構成
を示すブロック図、第２図は第１図のマスタステーショ
ンとコントローラの構成を示すブロック図、第３図は第
１図の伝送システムにおけるデータの流れを示すタイミ
ングチャート、第４図と第５図は現用マスタステーショ
ンの動作を示すフローチャート、第６図と第７図は待機
マスタステーションの動作を示すフローチャー１・、第
８図は現用マスタステーションと待機マスタステーショ
ンのセルフチエツク動作を示すフローチャーである。 ＩＡ、ＩＢ・・・マスタステーション、２・・・伝送路
、３．４・・・リモートステーション、５・・・システ
ムバス、６・・・上位コントローラ、７・・・コントロ
ールセンタ、８・・・多機能型保護リレー　９・・・電
磁接触器、１０・・・誘導電動機、１１・・・主回路。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）伝送を制御する現用マスターステーションと、前
   記現用マスターステーショに異常が起きた際にバックア
   ップとして現用マスターステーションに切替わる待機マ
   スタステーションと、複数台のリモートステーションと
   、これらのステーション間でデータを伝送する伝送路を
   備え、前記現用マスターステーションからのポーリング
   により、マスタステーションとリモートステーション間
   で伝送フレームの交信を行う伝送システムにおけるバッ
   クアップ切替え方式であって、 前記現用マスタステーションは、伝送エラーの発生回数
   をカウントするカウンタを有し、このカウンタによって
   一定回数以上伝送エラーが実質的に連続して起こったこ
   とを検出すると、自己異常であると判断してダウン状態
   に移行し、 前記待機マスタステーションは平常時リスナとして前記
   伝送路上の伝送フレームを受信し、監視し、一定時間伝
   送路上に伝送フレームが存在しないことを検出した場合
   、現用マスタステーションが異常であると判断して、自
   己を現用マスタステーションに切替えて、現用マスタス
   テーションのバックアップを行う、ことを特徴とするバ
   ックアップ切替え方式。
2. （２）伝送を制御する現用マスターステーションと、前
   記現用マスターステーショに異常が起きた際にバックア
   ップとして現用マスターステーションに切替わる待機マ
   スターステーションと、複数台のリモートステーション
   と、これらのステーション間でデータを伝送する伝送路
   を備え、前記現用マスターステーションからのポーリン
   グにより、マスターステーションとリモートステーショ
   ン間で伝送フレームの交信を行う伝送システムにおける
   バックアップ切替え方式であって、 前記現用マスタステーションは、一定回数以上伝送エラ
   ーが実質的に連続して起こった場合、伝送路にテストフ
   レームを送信し、自身で受信し、正常な受信でかつ送信
   フレームと受信フレームが一致するか否かをテストし、
   該テストを複数回繰返して自己の送受信機能をテストし
   、自己の送受信機能が異常であることを確認して、ダウ
   ン状態に移行し、 前記待機マスタステーションは平常時現用マスタステー
   ションを監視し、現用マスタステーションの異常を検出
   した場合に、伝送路にテストフレームを送信し、自身で
   受信し、正常な受信でかつ送信フレームと受信フレーム
   が一致するか否かをテストし、該テストを複数回繰返し
   て自己の送受信機能をテストし、自己の送受信機能の正
   常を確認した上で現用マスタステーションに切替わる、
   ことを特徴とするバックアップ切替え方式。