JPH0370418B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は制御系の故障診断に係り、特に機能モ
ジユール群を対等形のビツトシリアルな環状通信
路で結合した分散制御系の故障診断方法に関する
ものである。

従来は、機能の小さいモジユール群を結合する
にはパラレル・バスを使用していたので、通信方
式を主従形で行つていた。また診断ステーシヨン
より各機能モジユールへの作用は各機能モジユー
ルの動作の正常、異常の判定結果の報告を要求す
る機能だけを有していた。

このため、次のような欠点があつた。既に、パ
ラレル・バスであるため故障した機能モジユール
の切離し回路が複雑となる。通信方式が主従形で
あるため、機能モジユールからの報告を、状態変
化時（正常への復帰時でさえ）に行なえず、故障
ステーシヨンへの監視を常時行なわなければなら
ず判定処理を余分に行なう必要があつた。診断ス
テーシヨンより各機能モジユールへ判定結果の報
告要求のみ送つていたため、各機能モジユールで
各種の診断プログラムを内蔵する必要があり無駄
が多かつた。

本発明は上記の欠点に鑑み、故障診断のための
各ステーシヨンの負担が軽くなり、故障状況に応
じた診断が可能となる分散制御系の故障診断方法
を提供するにある。

本発明の分散制御系の故障診断方法によれば、
複数の機能モジユールを環状通信路で結合し、そ
れぞれの機能モジユールに自己診断により環状通
信路をバイパスするスイツチが設けられ、ビツト
シリアルな通信を行う分散制御系の故障診断方法
において、それぞれの機能モジユールのいずれか
一つに診断モニター機能を分担させて診断ステー
シヨンとし、診断ステーシヨンの故障の判定によ
りその機能ステーシヨンを環状通信路から切離さ
せるステーシヨン切り離し装置及び強制バイパス
スイツチがそれぞれの機能モジユールに備えら
れ、診断ステーシヨンは、登録されているそれぞ
れの機能モジユールに送出した診断要求または診
断プログラムによる自己診断の結果の応答を対等
形の環状通信路を経由して受信し、その診断結果
の応答と下流の機能モジユールの自己診断結果の
応答とを総合判断して特定の機能ステーシヨンが
故障か否かを判定し、故障の際に最終確認を経て
強制的に強制バイパススイツチを動作させるとと
もに特定の機能ステーシヨンの登録を消去し、故
障が回復し、強制バイパススイツチを復旧させた
特定の機能モジユールから環状通信路を経由して
復帰申告要求がある際に診断して故障がなければ
再登録することにより達成される。

以下、本発明の一実施例を図面に従つて説明す
る。

第１図は本発明の一実施例である分散制御診断
方法を適用した環状通信路で結合された機能モジ
ユール群から成る分散制御系の全体構成図を示し
ている。

環状通信路１２にPID制御等の機能を有してい
る複数の制御ステーシヨン（機能モジユール）１
４が結合部１６を介して結合されている。この環
状通信路には機能モジユールに診断機能を分担さ
せた診断ステーシヨン１８が結合部１６を介して
結合させている。この診断ステーシヨン１８に
は、その診断結果を表示するための表示装置２０
が接続されている。

第２図は上記の診断ステーシヨンの構成図を示
している。

クロツク２２、メモリであるROM２４，
RAM２６を備えたCPU２８にHDLC（高水準デ
ータ環状制御）通信制御用LSI３０と入出力イン
ターフエイス用LSI３２が接続されている。
HDLC通信制御用LSI３０の出力はステーシヨン
切り離し装置３４に入力され、ステーシヨン切り
離し装置３４の出力はフオトカプラ３６を介して
HDLC通信制御用LSI３０に入力されている。ま
たステーシヨン切り離し装置３４には、CPU２
８の出力がステーシヨン故障検出回路３８を介し
て入力されている。

第３図は通信路に固定しているステーシヨンを
切り離す強制バイパススイツチとフエイルセーフ
リレーバイパス回路を示している。

ステーシヨン切り離し装置３４に情報処理装置
４０の出力が入力され、この情報処理装置４０に
はステーシヨン切り離し装置３４の出力がフオト
カプラ３６を介して通信線４２により入力されて
いる。またこの情報処理装置４０にはステーシヨ
ン故障検出回路３８が接続され、このステーシヨ
ン故障検出回路３８はゲート４４を介してステー
シヨン切り離し装置３４に接続されている。また
強制バイパススイツチ４６がゲート４４を介して
ステーシヨン切り離し装置３４に接続されてい
る。

次に本実施例の分散制御系の故障診断方法と動
作について説明する。上述した環状通信方式では
HDLC手順によるビツトシリアル伝送を行なつて
いるため環状通信路１２と制御ステーシヨン１４
（診断ステーシヨン１８を含む）の接続点数が少
なく通信路から切り離し容易である。そのため、
制御ステーシヨン１４及び診断ステーシヨン１８
では、ステーシヨン故障検出回路３８とステーシ
ヨン切り離し装置３４を組合わせたフエイルセイ
フリレーバイパス機能を有している。このステー
シヨン切り離し装置３４は、ステーシヨン故障検
出回路３８によつて起動がかけられる。ステーシ
ヨン故障検出回路３８は、CPUからの変化信号
と環状通信路からの変化信号とを入力し、その変
化の有無より判定する方式がとられる。ステーシ
ヨンが正常な時には、通信路１２にステーシヨン
を含むように接点が動作し、異常時にはステーシ
ヨンを通信路よりバイパスするように動作する。
強制バイパススイツチ４６は故障と判断されたス
テーシヨンで且つ、通信路に固定しているステー
シヨンを外部から強制的に切り離すものである。
このスイツチ４６により表示装置２０に表示され
た故障ステーシヨンを人間の最終確認を経て強制
的に切り離すことを可能にしている。従つて診断
ステーシヨン１８は自己診断で見つからない故障
を診断フレームを用いて発見する機能を有してい
る。

診断ステーシヨン１８は登録されている制御ス
テーシヨン１４に対して診断フレームを対等形の
環状通信路１２を経由して送信し診断を実行す
る。制御ステーシヨン１４は自己診断結果を応答
フレームにのせて環状通路１２を経由し応答す
る。続いて診断ステーシヨンは自己診断の応答と
下流ステーシヨンの自己診断結果の応答とを総合
判断して故障の判定を行なう。

次に本実施例の中心となる診断ステーシヨン１
８の機能について詳述する。

診断ステーシヨン１８は環状通信路１２に連結
されて制御ステーシヨン１４が故障でありながら
リレーバイパスされていない故障を発見して表示
装置２０に表示する機能を有している。

この診断ステーシヨン１８のステータス管理
は、診断ステーシヨン１８が常に診断する対象を
把握することを要求する。従つて、環状通信路１
２に結ばれている制御ステーシヨン１４の論理番
号４８（第１図参照）をテーブルに登録し、登録
されているステーシヨンについてのみ診断を行な
う。このような方式をステータス管理方法と呼ん
でいる。この方法では診断ステーシヨン１８が異
常であると判定した制御ステーシヨン１４の論理
番号４８の登録をテーブルから消去してしまう。
また一旦通信路１２からバイパスされたステーシ
ヨンが復帰する場合は第４図Ａ，Ｂに示す手順に
より行なわれる。

復帰ステーシヨンの初期化の段階で復帰申告要
求有のビツトを立てる。復帰ステーシヨンは、
GA（回線の占有権）を受信し、診断ステーシヨ
ン１８に対して復帰申告フレームを送信し、論理
番号４８をテーブルに登録する。診断ステーシヨ
ン１８は復帰申告フレームを送信したステーシヨ
ンに対して優先的に診断を行なう。この時復帰ス
テーシヨンは、診断フレームを受信して復帰申告
要求有りのビツトを下げる。このような方法を用
いることにより診断ステーシヨン１８は通信路１
２に結ばれている制御ステーシヨン１４について
のみ診断が実行され、不必要な診断処理が実行さ
れることを防止している。

ここで、診断ステーシヨンが故障して通信路よ
りバイパスされ復帰する場合を設定する。診断ス
テーシヨン１８のテーブルには、初期化の段階で
全てのステーシヨンが環状通信路１２に結合され
ているとしてステータス管理される。

診断通信において、先ず上流のステーシヨンが
GAを送信する。診断ステーシヨンに診断要求が
有る場合、論理番号４８（１≦ｋ≦Ｎ）の制御ス
テーシヨン１４に対して診断フレームを送信す
る。すると、第５図Ａ，Ｂに示した手順により制
御ステーシヨン１４は診断を実行し結果を応答フ
レームにのせて診断ステーシヨン１８に送信す
る。なおＮは機能モジユール数を示し、論理番号
４８のｋは任意の機能モジユールの位置から順番
に決めることができる。

診断ステーシヨン１８は一定時間内に応答フレ
ームが帰らない場合及び再送要求がある場合につ
いて診断フレームの再送を行なう。診断処理の終
了により、診断ステーシヨンからSGA（回線空き
信号）を送出する。なお、第６図Ａ，Ｂは診断ス
テーシヨン１８の受信処理手順を示している。

判定方法は、あるステーシヨンが２回連続して
異常と判断された場合、そのステーシヨンのすぐ
下流のステーシヨンも同様に診断し、その診断結
果の応答を総合判断してステーシヨン故障回路３
８を介して故障判定を行なう。故障判定は表示装
置２０に表示されステーシヨン切り離し装置３８
で自動的に故障ステーシヨンが環状通信路１２よ
り切り離されない場合、人間が最終的に確認して
強制バイパススイツチ４６により故障ステーシヨ
ンを切り離す。なお故障ステーシヨンが復帰する
際は、前記のようにその論理番号ｋ（48）が診断
ステーシヨン１８に再登録されるとともに、強制
バイパススイツチ４６が復旧され、ステーシヨン
切り離し装置３８の起動により環状通信路１２に
復帰するようになる。強制バイパススイツチ４６
は、機能モジユールの自己診断に基づきバイパス
路がONする際に同時にONするように構成され
ている。

最後に診断項目について説明すると、診断ステ
ーシヨン１８が送信する診断フレームの種類は２
通りある。１つは診断要求を送信して被診断ステ
ーシヨンの診断を実行するものであり、他の１つ
は、診断プログラムを診断フレームにのせて伝送
し実行するものである。診断プログラムは、複数
の被診断ステーシヨンからの事故診断などの結果
に予盾があり、いずれが正しいか判定する場合に
被診断ステーシヨンに送出するか、または故障が
回復した機能ステーシヨンから復帰申告フレーム
が送られ、これを診断ステーシヨンが受信した時
にその機能ステーシヨンに送出する。

こうして診断する項目は、SUMチエツク、容
易な演算を行なわせる演算機能チエツク、制御ス
テーシヨンの自己診断のチエツク項目をメモリに
格納し、故障検出回路の論理に従つてCPU及び
デジタル入力より実行させ二重照合させるチエツ
ク、CPUの各レジスタバスのＩあるいはθへ固
定故障read，after，writeすることによるチエツ
ク及び制御ステーシヨン１４の制御プログラムに
おいてボトルネツクとなる命令語の誤動作をチエ
クすることである。

本実施例によれば、ビツト・シリアルな通信路
を用いているため故障モジユールの切り離しが従
来のパラレルバスに比し容易となる。

任意のビツト・パターンを送信可能とする通信
方式を用いているので、故障診断ステーシヨンよ
り、各機能モジユールに対して、故障状況に応じ
た適当な診断プログラムを送出することができ、
各ステーシヨンでは常時診断用プログラムの全て
を保持することが不要となる。

機能モジユールの１つ故障診断ステーシヨンと
することにより、各モジユールの自己診断で見つ
けられないような、故障検出回路部の故障等の故
障を検出できる。

故障診断ステーシヨンと他の機能モジユールと
の交信は対等形で行なえるので、機能モジユール
が正常に復帰した場合、機能モジユール側より、
故障診断ステーシヨンへ復帰報告を行なうことが
でき、故障で切り離されているステーシヨンに対
して、不必要な診断要求メツセージを出さなくて
よくなる。

各ステーシヨンの自己診断の見逃し故障によ
り、ステーシヨンが故障でありながら環状通信路
１２に固定されるような故障を除去できる。

以上の説明から明らかなように本発明によれ
ば、機能モジユールの１つに診断モニター機能を
分担させた診断ステーシヨンとし環状通信路で連
結したため、故障が回復した機能モジユールから
復帰申告が環状通信路を経由して可能となり、専
用の応答回線が不要になるとともに診断の精度が
向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である分散制御診断
方法を適用した分散制御系の全体構成図、第２図
は第１図の診断ステーシヨンの構成図、第３図は
強制バイパススイツチ及びフエイルセイフリレー
バイパス回路の構成図、第４図Ａ，Ｂは被診断ス
テーシヨンの復帰時の手順を示す流れ図、第５図
Ａ，Ｂは制御ステーシヨンの診断手順を示す流れ
図、第６図Ａ，Ｂは診断ステーシヨンの受信処理
手順を示す流れ図である。 １２…環状通信路、１４…制御ステーシヨン、
１８…診断ステーシヨン、２０…表示装置、３４
…ステーシヨン切り離し装置、３８…ステーシヨ
ン故障検出回路、４６…強制バイパススイツチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数の機能モジユールを環状通信路で結合
   し、それぞれの機能モジユールに自己診断により
   前記環状通信路をバイパスするスイツチが設けら
   れ、ビツトシリアルな通信を行う分散制御系の故
   障診断方法において、それぞれの機能モジユール
   のいずれか一つに診断モニター機能を分担させて
   前記診断ステーシヨンとし、該診断ステーシヨン
   の故障の判定によりその機能ステーシヨンを前記
   環状通信路から切離させるステーシヨン切り離し
   装置及び強制バイパススイツチがそれぞれの機能
   モジユールに備えられ、前記診断ステーシヨン
   は、登録されているそれぞれの機能モジユールに
   送出した前記診断要求または診断プログラムによ
   る前記自己診断の結果の応答を対等形の前記環状
   通信路を経由して受信し、その診断結果の応答と
   下流の機能モジユールの自己診断結果の応答とを
   総合判断して特定の機能ステーシヨンが故障か否
   かを判定し、故障の際に最終確認を経て強制的に
   前記強制バイパススイツチを動作させるとともに
   前記特定の機能ステーシヨンの登録を消去し、該
   故障が回復し、前記強制バイパススイツチを復旧
   させた前記特定の機能モジユールから前記環状通
   信路を経由して復帰申告要求がある際に診断して
   故障がなければ再登録することを特徴とする分散
   制御系の故障診断方法。