JPH04245309A - 制御用ディジタルコントローラ - 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】

【０００１】［発明の目的］

【産業上の利用分野】本発明は、ＲＡＳ（Ｒｅｌｉａｂ
ｉｌｉｔｙ　　Ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ　　Ｓｅｒｖ
ｉｃｅａｂｉｌｉｔｙ）機能を有する制御用ディジタル
コントローラに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にマイクロプロセッサを用いて各種
プラントの制御を行う制御用ディジタルコントローラ（
以下省略してコントローラという）において、ＲＡＳ機
能は重大な機能の一つである。コントローラはこのＲＡ
Ｓ機能のうち、Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ（信頼性）を確
保するためにコントローラ自身が自己診断を行い、コン
トローラ自身の異常を検出している。これにより、プラ
ントに対し間違った制御指令を発することを防ぎ、重大
なエラーの発生を知ったならば、プラントの運転状態を
安全側への遷移させるようしている。また、Ａｖａｉｌ
ａｂｉｌｉｔｙ（使用可能性）を確保するために、検出
したエラーの重大性を判定し、軽微なエラーでは作動は
停止しないという耐故障性の向上を図っている。さらに
、Ｓｅｒ−ｖｉｃｅａｂｉｌｉｔｙ（保守可能性）を確
保するためには、コントローラ内のメモリに自己診断に
より検出したエラーのうちコントローラの動作に重大な
影響を与えるものをメモリに記憶するという方法をとっ
ている。

【０００３】この方法によれば、オペレータ、保守員は
警報又はコントローラの停止等によりコントローラに異
常が発生したことを知ったならば、このメモリ内に記憶
されたエラーデータ（以下ロギングデータという）を見
ることにより、故障内容、故障発生箇所等を知ることが
できる。そして、このロギングデータに基づき、部品の
交換等必要な処置を速やかに行うことにより、保守性の
向上を図っている。なお、このような重大なエラーが検
出されるとコントローラは上記のようにメモリに記憶す
ると共に、警報ランプの点灯及びモニタ装置への通知を
行いオペレータ、操作員に対し異常の発生を通知する。 また、コントローラ外部の同じ制御系の他の機器や上位
のシステムに対しても異常の発生を通知する。さらに、
このエラーがプラント運転上支障のあるエラーであると
判断した場合は、コントローラ自身の動作停止等により
システム制御動作を安全方向に移行する。

【０００４】一方、上記の自己診断において、短絡、落
雷等のノイズのコントローラ内への侵入や電源の瞬時的
な変動等による一過性のエラーを検出し、このエラーを
重大なエラーと判断する場合がある。この場合、この一
過性のエラーにも直ちに反応しコントローラを停止した
り、オペレータやコントローラ外部の機器等へ異常の発
生を通知したりすると、プラントにいたずらな外乱を起
こしたり、オペレータに不安を与えることがある。その
ため、まずエラーを検出した後に、直ちに反応するので
はなく耐故障性を向上するため、再度、要すれば複数回
自己診断を行い、この検出したエラーが実際のエラーな
のか、再試行（リトライ）により正常に戻りうる一過性
のエラーなのかを判断する。そして、再試行の結果実際
に重大なエラーが発生していると判断した場合に警報を
発する等の処理をすると共に、メモリに記憶するという
方法が用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の方法の
ように自己診断の再試行を行うことにより耐故障性を向
上を図ろうとすると、逆に自己診断により本当に設計上
の不具合や部品の異常を検出しても再試行で正常と判断
される場合がある。例えば、回路を構成するＩＣの一つ
が完全に壊れてしまい何も出力がされないという状態で
はなく、正常ではないが何らかの出力はしているという
所謂半壊れの状態では、一回目の自己診断においてこの
ＩＣの異常を検出しても、再試行すると、この時のＩＣ
の出力の状態によっては異常を検出できないことがある
。このため、新製品開発時の検証や製造過程での初期不
良品の検出を逆に困難とする場合がある。

【０００６】本発明はこのような不具合を解決し、保守
可能性を向上させると共に、使用可能性を向上させるこ
とができる制御用ディジタルコントローラを提供するこ
とを目的とする。

【０００７】［発明の構成］

【課題を解決するための手段】本発明は、マイクロプロ
セッサを用いて制御処理を行う制御用ディジタルコント
ローラにおいて、自己診断を行う手段と、この自己診断
により検出された重大なエラーをエラーログファイルに
記憶する手段と、検出された軽微なエラーに対して再試
行を行う手段と、この再試行回数をリトライカウンタ・
ログファイルに記憶する手段と、上記再試行回数からエ
ラーの重大性を判断する手段を備えたものである。

【０００８】

【作用】保守可能性向上のために自己診断により検出し
た重大なエラーを記憶すると共に、使用可能性向上のた
めに軽微なエラーについては再試行を行い、再試行回数
によりエラーの重大性を判断できる。

【０００９】

【実施例】以下、添付図面を参照しながら本発明の実施
例を詳細に説明する。

【００１０】第１図は本発明の一実施例を示す電力制御
用ディジタルコントローラ（以下省略してコントローラ
という）を示すブロック構成図である。同図において、
コントローラ１はＣＰＵユニット２と複数のＰＩＯユニ
ット３，３…とから成っている。

【００１１】ＣＰＵユニット２はマイクロコンピュータ
により演算及び各種制御を行うＣＰＵモジュール４と、
データ、プログラム及び後述するエラーログファイル、
リトライカウンタ・ログファイルを格納するメモリモジ
ュール５と、ＣＰＵユニット２と複数のＰＩＯユニット
３，３…との間を結ぶインターナルバスａを制御するイ
ンターナルバス・コントロールモジュール６と、電力制
御用システムの他の機器や、上位のシステムとの間で各
種データのやり取りを行うと共に、コントローラ１に異
常が発生したならばそれを通知する通信制御モジュール
７と、この各モジュール間をリンクし、データ伝送を行
うＣＰＵバスｂとを備えている。

【００１２】また、ＰＩＯユニット３，３…はＣＰＵユ
ニット２からのデータ伝送及び指令に基づきプラントと
入出力信号のやり取りを行うＰＩＯモジュール８，８…
と、このＰＩＯモジュール８，８…の制御を行うインタ
ーナルバス・バッファモジュール９と、この各モジュー
ル間をリンクし、データ伝送を行うＰＩＯバスｃとを備
えている。

【００１３】このような構成のコントローラ１では、自
己の状態を診断するため、電源投入時のイニシャライズ
チェックを始めとして、インターナルバスａを介しての
データ伝送時のＣＰＵユニット２とＰＩＯユニット３，
３…間の応答チェック、ＣＰＵバスｂやＰＩＯバスｃを
介してのデータ伝送時のモジュール間の応答チェック、
通信制御モジュール６の通信データチェック等の各種の
診断項目が所定のタイミングでまたはリアルタイムで常
に実行されている。そして、これらの診断の結果、エラ
ー内容、エラー発生時期等から予め重大なエラ−として
設定されたエラーが検出された場合は、要すればコント
ローラ１の作動を停止する等の処理をすると共に、第２
図に示すエラーログファイル１０の各ブロック１１にロ
ギングデータとして、検出されたエラー内容（エラーコ
ード）１１ａ、発生箇所１１ｂ、関連情報（例えばメモ
リエラーであればそのアドレス）１１ｃ及び発生時刻１
１ｄが逐次記憶される。なお、このエラーログファイル
１０は、例えばｎ個のブロック１１を有しており、検出
されたエラーがｎ個を超えた場合には、最古のデータの
上に最新のデータを記憶する循環リスト形のファイルと
する。

【００１４】一方、自己診断により検出されたエラ−の
うち軽微なものと判断されたエラーについては、直ちに
エラーログファイル１０に記憶はせず、再度、要すれば
複数回再試行を行う。それでもエラーが検出されるなら
ば、このエラーは重大なエラーであると判断し、エラー
内容１１ａ、発生箇所１１ｂ、関連情報１１ｃ及び発生
時刻１１ｄをエラーログファイル１０に記憶する。また
、再試行の結果、エラーが検出されなかった場合は、一
過性のエラーとみなし、エラーログファイル１０に記憶
することなく、次の制御処理に移行する。

【００１５】なお、エラーが検出され最初の再試行が行
われる前に再試行回数“１”が、第３図に示すリトライ
カウンタ・ログファイル１２の所定のカウンタレジスタ
１３に記憶される。ここで、このリトライカウンタ・ロ
グファイル１２は第３図に示すようにＣＰＵユニット２
及びＰＩＯユニット３を構成する全てのモジュールの数
のブロック１４を有している。そして、その各ブロック
１４毎、それぞれのモジュールの診断に使用する診断項
目数に対応した数だけ、例えばＣＰＵモジュール３の診
断に８つ診断項目を用いるとすると８つ、それぞれの診
断項目毎に再試行した回数を記憶できるよう設けられる
ものである。

【００１６】このエラー検出後の処理を第４図に示すフ
ローチャートを用いて説明する。自己診断によりエラー
を検出したときに、その検出したエラーの有する重大性
により再試行を行うかどうかを判断する（判断２０）。 その結果、再試行すべきエラーであると判断したならば
（判断２０のＹ）、予め発生が予想されるエラーについ
て、その重大性に応じて定められている再試行回数をエ
ラー毎に記憶しているテーブルの中から当該エラーの再
試行回数を抽出し、カウントダウンレジスタにこの再試
行回数をセットする（処理２１）。一方、このエラーを
検出した診断項目のカウンタレジスタ１２については、
そのカウント値を１つカウントアップし（処理２２）、
その後再試行を開始する（処理２３）。

【００１７】ここで、再試行を行ってもエラーが検出さ
れた場合は（判断２４のＹ）、上記カウントダウンレジ
スタの再試行回数から１を減じ（処理２５）、エラーが
検出されなくなるか（判断２４のＮ）、カウントダウン
レジスタの再試行回数が０になるまで（判断２６のＹ）
、再試行を行う（処理２２，２３）。カウントダウンレ
ジスタの再試行回数が０になっても（判断２６のＹ）、
即ち設定された再試行回数だけ再試行を行なってもエラ
ーが回復しなければ（判断２４のＹ）、重大なエラーと
みなしエラーログファイルにロギングデータを記憶し（
処理２７）、所要の箇所への通知を行うと共に、次のエ
ラー処理、例えばリイニシャリゼーションを行う（処理
２８）。

【００１８】また、設定された再試行回数の間にエラー
が回復すれば（判断２４のＮ）、検出されたエラーは一
過性のエラーと判断して次の制御処理へ移行する（処理
２９）。なお、当該エラーの再試行回数を記憶するカウ
ンタレジスタ１２には、それまで行われた再試行回数が
記憶されており、後に検査等を行う際にこの内容を通信
制御モジュール７を介して外部装置に出力させ、このエ
ラーの発生の状況見ることにより、コントローラ１の持
つ不具合の洗い出しができる。さらに、検出されたエラ
ーが重大エラーであり再試行すべきでないと判断した下
ならば（判断２０のＮ）、直ちにエラーログファイルに
ロギングデータを記憶し（処理２７）、所要の箇所への
通知を行うと共に、次のエラー処理を行う（処理２８）
。

【００１９】一方、検出されたエラーの種類によっては
所定時間内のエラーの発生頻度が問題となるものがある
。この場合におけるエラー検出後の処理を第５図に示す
フローチャートを用いて説明する。まず、所定の期間内
に集中して発生することが予想されるエラーに対してそ
の重大性に応じて所定時間内に行う再試行回数を設定し
、この回数をエラーの重大性を判断する判定データのテ
ーブル値とする。

【００２０】次に、コントローラ１の作動時間を計時カ
ウントにより計時し（処理３０）、計時カウンタのカウ
ント値が所定時間、例えば１時間を示すとして設定され
た値になると（判断３１のＹ）、リトライカウンタ・ロ
グファイル１１のカウンタレジスタ１３の全てに記憶さ
れているその時間内に行われた再試行回数を他に設けら
れたレジスタに記憶保存する（処理３２）。この今回計
時した時間内に行われた再試行回数と、他のレジスタに
既に別に保存されている前回計時した時間内に行われた
再試行回数との差を全てのカウンタレジスタ１３につい
て演算する（処理３３）。

【００２１】これにより求められた所定時間当りの再試
行回数と、判定データのテーブル値とを比較し（判断３
４）、そのテーブル値よりも所定時間当りの再試行回数
を示す演算値の方が小さければ（判断３５のＮ）、軽微
なエラーと判断して制御処理を継続して行う（処理３６
）。また、テーブル値よりも演算値の方が大きければ（
判断３５のＹ）、重大エラーと判断してエラーログファ
イルにロギングデータを記憶し（処理３７）、外部通報
等の処理を行う（処理３８）。

【００２２】以上のように、重大なエラーを検出した場
合は、コントローラの停止や警報の発生を行うと共に、
このエラーの内容等をロギングデータとしてエラーログ
ファイルに記憶することができる。また、軽微なエラー
を検出した場合には、再試行をすることにより使用可能
性を向上することができると共に、再試行回数によりエ
ラーの重大性を判断することができる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、自
己診断により検出した重大なエラーを記憶することによ
り保守可能性を向上することができると共に、軽微なエ
ラーについては再試行を行うことにより使用可能性を向
上することができる。また、再試行回数によりエラーの
重大性を判断することにより、コントローラの保守可能
性を向上を図ることができる。さらに、新製品開発時の
検証や、製造過程での初期不良品の検出も容易となりコ
ントローラの品質及び信頼性も向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す電力制御用ディジタル
コントローラのブロック構成図。

【図２】エラーログファイルの一例を示す概略図。

【図３】リトライカウンタ・ログファイルの一例を示す
概略図。

【図４】エラー検出後の処理を示すフローチャート。

【図５】エラーの発生頻度が問題となるエラー検出後の
処理を示すフローチャート。

【符号の説明】

１　　　　電力制御用ディジタルコントローラ２　　　
　ＣＰＵユニット ３　　　　ＰＩＯユニット ４　　　　ＣＰＵモジュール ５　　　　メモリモジュール ６　　　　インターナルバス・コントロールモジュール
７　　　　通信制御モジュール ８　　　　ＰＩＯモジュール ９　　　　インターナルバス・バッファモジュール１０
　　　　エラーログファイル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　マイクロプロセッサを用いて制御処理
   を行う制御用ディジタルコントローラにおいて、自己診
   断を行う手段と、この自己診断により検出された重大な
   エラーをエラーログファイルに記憶する手段と、検出さ
   れた軽微なエラーに対して再試行を行う手段と、この再
   試行回数をリトライカウンタ・ログファイルに記憶する
   手段と、上記再試行回数からエラーの重大性を判断する
   手段と、を備えたことを特徴とする制御用ディジタルコ
   ントローラ。