JPH0281101A - プログラマブルコントローラシステム - 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、バックアップ機能を備えたプログラマブル
コントローラシステムの改良に関する。

（従来の技術） この種のバックアップ機能を備えたプログラマブルコン
トローラシステムにおいては、稼動中のプログラマブル
コントローラとその肩代りをすべ（待機中のプログラマ
ブルコント０−ラとを備えている。

稼動中のプログラマブルコントローラでは、ユ−ザブロ
グラムを繰り返し実行して負荷機器の制御を行ないつつ
、その合間にユーザプログラムの実行により変化する内
部データをトラッキング情報として待機中のコントロー
ラへ受け渡すようになっている。

一方、￥ＩＩｌ中のプログラマブルコントローラでは、
前記受け渡されたトラッキング情報に基いて自己の内部
データを稼動中のコントローラのそれと同一に保つよう
になっている。

そして、稼動中のプログラマブルコント０−ラにおいて
何らかの異常が生じた場合には、制御を全く中断するこ
となく、直ちに待機中のプログラマブルコントローラに
対しｌｌｊ御権を移行できるようにしている（第５図（
ａ）参照）。

また、稼動中のプログラマブルコントローラにおいて、
ユーザプログラムの一部または全部が宛き変えられる事
態が生じた場合には、上述のトラッキング情報伝送の時
間帯とは別に、新たな専用の時間帯を設け、ここで変更
されたユーザプログラム部分を稼動中のコントロラから
待機中のコント０−ラへと伝送するようにしていた（第
５図（ｂ）参照）。

周知のごとく、プログラマブルコントローラにおけるユ
ーザプログラムの実行周期は、制御の応答性等に関し重
大な影響を与え、これはできるだけ一定かつ短いことが
好ましい。

かかる前提のもとでは、ユーザ１０グラムの変更に際し
その転送時間によりユーザプログラム実行内ＩＩが大き
く変化することは好ましくないが、従来このようなプロ
グラム変更は頻繁に行なわれることではなかったため、
実用上さほど問題とはされていなかった。

（発明が解決しようとするｒＩ題） しかしながら、最近のプラント制御等の分野においては
、フレキシビリティを上げるためにアプリケーションプ
ムグラムの変更の機会が増加しており、また頻繁にプロ
グラムを変更することを前提にしてプラントを運転する
こともある。

このような状況下にあっては、ユーザ１０グラム変更の
たびにユーザプログラム伝送処理が行なわれ、それによ
りユーザプログラム実行周期が大きくばらつくことは制
御応答性等の観点からもはや容認しがたい問題となって
いる。

この発明は、上述の問題を解決するためになされたもの
で、その目的とするところは、この種のプログラマブル
コントローラシステムにおいて、ユーザプログラムの変
更に際し、ユーザプログラム実行周期が変動しこれによ
り制御応答性に悪影響を与えることを可及的に軽減する
ことにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は、上記の目的を達成するために、稼動中のプ
ログラマブルコントローラとその肩代りをすべく待機中
のプログラマブルコントローラとを備え、前記稼動中の
プログラマブルコントローラではユーザプログラムを繰
り返し実行して負荷機器の制御を行ないつつ、その合間
に、ユーザプログラムの実行により変化する内部データ
をトラッキング情報として待機中のコントローラへ受け
渡す一方、待機中のプログラマブルコントローラでは前
記受け渡されたトラッキング情報に基いて自己の内部デ
ータを稼動中のコントローラのそれと同一に保つように
したプログラマブルコントローラシステムにおいて、 前記稼動中のコント０−ラにおいてユーザ１０グラムの
全部又は一部が変更された場合、該稼動中のコントロー
ラは全内部データの中で非変更ユーザプログラムに係る
部分及び変更されたユーザプログラムそれ自体を初回の
トラッキング情報として前記待機中のコント０−ラへと
受け渡す一方、前記待機中のコントローラは前記初回の
トラッキング情報に基いてユーザプログラムの変更処理
及び内部データの同一化処理を行なうことを特徴とする
ものである。

（作用） このような構成によれば、ユーザプログラムの変更によ
り、当該プログラムが稼動中のコントローラから待機中
のコントローラへと伝送される際には、トラッキング情
報の伝送が一部省略されるため、これによりユーザプロ
グラムの実行周期がさほど増大することがない。

（実施例） 第１図は、本発明に係わるプログラマブルコントローラ
システム全体の構成を概略的に示すブロック図である。

同図に示されるように、この種のプログラマブルコント
ローラシステムは、オンラインとなってプラントを制御
実行しているオンラインコントローラ１と、オンライン
が故障した時等にそれに代って制御を実行するためのス
タンバイコントローラ２と、それらの入出力とプラント
を結ぶラインを切換えるためのり換装買３と、バックア
ップに必要な情報を転送するための伝送ライン４とから
構成されている。

そして、これら２台のコントーラ１，２の入出力は、入
出力切換装置３を通ってプラントに接続されている。

この切換装置３内では、オンライン側の出力だけがプラ
ントに接続されるようになっている。

伝送ライン４は、通常の他のコントローラ等とのデータ
交換に使用されると同時に、バックアップのためのトラ
ッキングデータの転送にも使用される。

第２図は、オンライン、スタンバイのそれぞれを構成す
るプログラマブルコントローラのハードウェア構成を概
略的に示すブロック図である。

同図に示されるように、プログラマブルコントローラ５
は、プラントと実際の制御情報を入出力するための入出
力インタフェース５１．５２と、標準プログラムを格納
するためのＲＯＭ５３と、アプリケーションプログラム
を格納するためのＲＡＭ５４と、プラント情報や制御情
報や１Ｉ１１１ｔＩｌ演算等で使用されるパラメータ等
を格納するＲＡＭ５５と、バックアップシステムを構成
し、トラッキングのため等のデータを交換するための伝
送インタフェース５６と、ＣＰＵ５７とから構成されて
いる。

バックアップシステムを構成するプログラマブルコント
ローラは、マスク、スレーブ共に同一の構成となってお
り、ある時点での動作状態がオンラインかスタンバイか
という点だけが異なっている。

次に、以上の構成よりなるプログラマブルコントローラ
システムの動作を順次系統的に説明する。

オンライン側のコントローラの通常の動作は次のように
なっている。プラントからの情報は、入力インタフェー
ス５１を介して入力される。この情報には、例えばアナ
ログ入力、デジタル入力等がある。

これらの入力情報は、標準プログラムやアプリケーショ
ンプログラムによって解釈、変更され、まずプラント情
報としてＲＡＭ５５に格納される。

また、この情報とＲＡＭ５５に格納されているパラメー
タを基にして標準プログラム、アプリケーションプログ
ラムは制御アルゴリズムを実行・計粋し、制御出力を決
定してＲＡＭ５に格納すると共に、出力インタフェース
５２を介してプラントに対する出力処理を実行する。

ここで、プラントに出力される出力情報には、アナログ
出力、デジタル出力等が含まれている。

次に、スタンバイ側のコントローラの通常の動作は次の
ようになっている。

スタンバイ側のコントローラは、実際の制御は実行しな
いが、必要に応じてプラントを監視し、またオンライン
側が正常に制御を実行しているかを監視する。また、オ
ンラインの制御情報を含むトラッキング情報を常時受け
取っている。

バックアップシステムを構成する場合、トラッキング情
報は、伝送インタフェース５６を介してマスタからスタ
ンバイコントローラに送られる。

一般に、このトラッキングの情報伝送そのものが、オン
ラインの動作状態を確認する手段を兼ねている。

すなわち、トラッキングの伝送が正常に行なわれなくな
った時には、マスクの故障と判断できる。

これがバックアップ実行の条件の一つとして使われるこ
ともある。

ここで、トラッキングされている情報には、プラントの
状態を示す入力情報、制御出力情報、標準プログラム、
アプリケーションプログラムで実行した制御アルゴリズ
ムの計棹の途中結果と結果のデータ、アプリケーション
プログラムそのもの。

Ｉｌｌ　１１２１１１等で使用するパラメータ等がある
。

このうち、アプリケーションプログラムを除けば、他の
情報は常時変化しているか、またはオペレータからの操
作で常に変更される可能性のあるものである。したがっ
て、バックアップのためには常時更新しておく必要があ
る。

これに対してアプリケーションプログラムは、通常変更
するものではなく、変更時には、プラントそのものある
いはプラントの運転方式にそれなりの変化があったとい
うことが前提になる。

次に本発明システムにおける要部の動作について第３図
（Ａ）、（Ｂ）及び第４図のフローチャートを参照しな
がら説明する。

通常、トラッキングされている情報は、ある周期で繰り
返しオンラインコントローラ１からスタンバイコントロ
ーラ２に送られている（ステップ３０４）。

この情報は、通常処理（ステップ３０４）の合間に繰り
返し送られていて、実際にバックアップが実行される時
には、その情報と実際のプラントからの入力情報とを用
いて＆１ｍが再開されることになる。

この中で重要なものは、コントローラとしての制御の内
部情報２例えば制御演算の途中結果等である。

このように、通常の動作が行なわれている時に、ユーザ
が作ったアプリケーションプログラムが突然変更される
。

突然とはいっても実際には、プラント運転の切れ目とか
、あるいはυＩＩＩが安定していて他に影響を与えない
ような時点が選ばれるはずである。

プログラムが変更されると、オンラインでのｉ制御はそ
のままではＩｌｌ続できないので、少なくとも変更され
た部分については一旦副ｉｍ鵠算内容を初期化する必要
があることもある。

また、この変更された部分に関するトラッキング情報も
同時に初期化されるはずなので、このトラッキングは実
際には変化することになる。

プログラムが変更されると（ステップ３０１ＹＥＳ）　
、オンラインコントローラ１はまず自分の制御演算関係
を必要に応じて初期化する（ステップ３０７）。

次に、トラッキングを実行する周期になったら（ステッ
プ３０５ＹＥＳ）　、通常のトラッキング情報の代りに
、変更されたプログラムそのものを送り出す（ステップ
３０６）。

この時、スタンバイコントローラ２側では、送られてき
たトラッキング情報が通常のものでないことがわかる（
ステップ４０１．４０２）。

これが、通常のトラッキング情報ではなく、変更された
プログラムであることがわかるようにする方法としては
、データ転送サイズやデータ転送の際のヘッダを利用す
ることが考えられる。

そして、スタンバイコント０−ラ２の側では、転送デー
タがトラッキングデータであればこれをトラッキングデ
ータとして格納する一方（ステップ４０４）、それがプ
ログラムであればこれをプログラムとして格納するわけ
である（ステップ４０３）　　。

次に、第３図（Ｂ）はトラッキング周期到来時における
変更プログラム転送処理（ステップ３０６）をより詳細
に示すフローチャートである。

同図に示されるように、トラッキング周期が到来したな
らば、所定のポインタをトラッキングデータの先頭から
（ステップ３０６１）順次進ませながら（ステップ３０
６６）　、該当データをスタンバイコント０−ラへと送
信して行き、ポインタがプログラム変更相当部分に到来
したならば（ステップ３０６２ＹＥＳ）、　トラッキン
グデータに変えて変更プログラムそれ自体をスタンバイ
コントローラへ送信するわけである（ステップ３０６４
．３０６５＞。このようにして送信されたプログラム非
変更部分に係わるトラッキングデータ及び変更プログラ
ムの各送信時間帯を第５図（Ｃ）のタイムチャートに示
す。

このように変更プログラムを転送する際には、通常のト
ラッキングが一部飛ばされることになるが、プログラム
が変更されており、その部分の情報も初期化する必要が
あるので、大きな影響は受けない。

一般にトラッキング情報は飛ばされることがあっても、
次の回に又同様の情報が得られるので、バックアップの
時にもあまり気にしていないのが実情である。

このように、本実施例システムにおいては、オラインコ
ントローラにおいて、ユーザプログラムの全部又は一部
が変更された場合、オンラインコントローラは非変更部
分に係るトラッキングデータ及び変更されたユーザプロ
グラムそれ自体を初回のトラッキング情報としてバック
アップコントローラとして受け渡す一方、バックアップ
コントローラの側では前記初回のトラッキング情報に縫
いてユーザプログラムの変更処理を行なうようになって
いる。

その結果、プログラムの転送処理による伝送時間の増加
は、トラッキングデータの一部伝送省略による伝送時間
の減少により相殺され、全体としてユーザプログラムの
実行周期を大きく変更させずにすむわけである。

［発明の効宋〕 以上の説明であきらかなように、この発明によればこの
種のプログラマブルコントローラシステムにおいて、稼
動中のプログラマブルコントローラにおいてユーザプロ
グラムの一部もしくは全部が変更された場合にも、その
変更プログラムの伝送に際し、ユーザプログラム実行周
期をさほど増大させずにすみ、その結果制御応答性の与
える彰１を可及的に軽減させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明システム全体の構成を概略的に示すブロ
ック図、第２図はプログラマブルコントローラのハード
ウェア構成を概略的に示すブロック図、第３図（Ａ）、
（Ｂ）はオンラインコントローラの動作を示すフローチ
ャート、第４図はスタンバイコントローラの動作を示す
フローチャート、第５図は通常時とプログラム変更時の
各データ処理説明用のタイムヂャートである。 １・・・オンラインコントローラ ２・・・スタンバイコントローラ ３・・・入出力切換装置 代理人　弁理士　　則　近　憲　佑

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 稼動中のプログラマブルコントローラとその肩代りをす
   べく待機中のプログラマブルコントローラとを備え、前
   記稼動中のプログラマブルコントローラではユーザプロ
   グラムを繰り返し実行して負荷機器の制御を行ないつつ
   、その合間に、ユーザプログラムの実行により変化する
   内部データをトラッキング情報として待機中のコントロ
   ーラへ受け渡す一方、待機中のプログラマブルコントロ
   ーラでは前記受け渡されたトラッキング情報に基いて自
   己の内部データを稼動中のコントローラのそれと同一に
   保つようにしたプログラマブルコントローラシステムに
   おいて、 前記稼動中のコントローラにおいてユーザプログラムの
   全部又は一部が変更された場合、該稼動中のコントロー
   ラは全内部データの中で非変更ユーザプログラムに係る
   部分及び変更されたユーザプログラムそれ自体を初回の
   トラッキング情報として前記待機中のコントローラへと
   受け渡す一方、前記待機中のコントローラは前記初回の
   トラッキング情報に基いてユーザプログラムの変更処理
   及び内部データの同一化処理を行なうこと、 を特徴とするプログラマブルコントローラシステム。