JPH0628003B2 - 多重化制御装置のデ−タ制御方法及び装置 - Google Patents

多重化制御装置のデ−タ制御方法及び装置

Info

Publication number
JPH0628003B2
JPH0628003B2 JP58219170A JP21917083A JPH0628003B2 JP H0628003 B2 JPH0628003 B2 JP H0628003B2 JP 58219170 A JP58219170 A JP 58219170A JP 21917083 A JP21917083 A JP 21917083A JP H0628003 B2 JPH0628003 B2 JP H0628003B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
processing
control
output
result
processing device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP58219170A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS60110001A (ja
Inventor
武 広木
勇三郎 岩佐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP58219170A priority Critical patent/JPH0628003B2/ja
Publication of JPS60110001A publication Critical patent/JPS60110001A/ja
Publication of JPH0628003B2 publication Critical patent/JPH0628003B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/07Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
    • G06F11/16Error detection or correction of the data by redundancy in hardware
    • G06F11/18Error detection or correction of the data by redundancy in hardware using passive fault-masking of the redundant circuits
    • G06F11/183Error detection or correction of the data by redundancy in hardware using passive fault-masking of the redundant circuits by voting, the voting not being performed by the redundant components
    • G06F11/184Error detection or correction of the data by redundancy in hardware using passive fault-masking of the redundant circuits by voting, the voting not being performed by the redundant components where the redundant components implement processing functionality

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Safety Devices In Control Systems (AREA)
  • Hardware Redundancy (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、高信頼度、高稼動率が要求されるプラント等
の制御装置に適用される多重化制御装置のデータ処理方
法および装置に関する。
〔発明の背景〕
一般に、高度の信頼性が要求される制御系にあつては、
処理装置を多重化し、それらの出力を照合することによ
つて、処理装置異常の有無を検出するとともに、常に正
常な処理装置の制御信号を出力するようにしている。出
力の照合方法として、2重系の場合はデジタル情報の論
理積をとる処理やアナログ情報の高値又は低値選択処理
等が適用され、3重系の場合はデジタル情報の多数決処
理や、アナログ情報の中間値又は平均値をとる処理等が
適用されている。
第1図に、3重化制御装置の一構成例を示す。同図に示
すように、プラントプロセスからの入力情報101は分
配回路102を介して、3重化された多重処理装置10
3の各処理装置CPU-A,CPU-B,CPU-Cに配分されるように
なつている。各処理装置CPU−A〜Cの出力信号は出
力照合回路104によつて照合処理され、これにより選
択されたいずれか1つの出力信号が制御信号105とし
てプロセスへ出力されるようになつている。
ところが、上述の構成のものにあつて、フイードバツク
制御ループについて考えると、制御信号105として選
択された出力信号VAを出力している処理装置(例えば
CPU−A)にとつては閉ループが形成されているが、
他の処理装置CPU−B,CPU−Cにとつては開ルー
プになる。したがつて、処理装置CPU−A〜Cの制御
処理に積分要素を含む内容のものがあると、それら開ル
ープにおける処理装置CPU−B,CPU−Cにとつて
は、自己の出力信号とこれに対応するプロセスからの入
力情報との制御偏差の絶対値が低減されることがなく、
第2図に示すようにそれらの出力信号VB,VCは増大さ
れ発散してしまうことになり多重化の意味がなくなる。
また、このような状態のとき、第3図に示すように、t
1においてCPU−A異常発生を理由に選択する出力信
号を例えばCPU−Cの出力信号に切り換えると、制御
量が大幅に急変してしまうことになる。このように、従
来のものによれば、安定した且つ信頼性の高いフイード
バツク制御が保証されていないという欠点があつた。即
ち、例えば照合方法として中間値をとる処理であつたと
仮定し、ある時点でCPU−Aが中間値、CPU−Bが
高値、CPU−Cが低値の出力信号をそれぞれ出力して
いた場合、CPU−BとCにとつてはプラントからのフ
イードバツク信号と自己の出力信号とには常時偏差があ
ることになる。そして、それらの偏差はそれぞれ積分処
理され次第に大きな制御量の出力信号になつてしまうの
で、出力照合回路104によつて選択されるのは常にC
PU−Aの出力信号になつてしまう。このようなときに
CPU−Aが異常な出力信号を出力すると、選択される
出力信号がCPU−B又はCのものに切り換えられるた
め、上述のような欠点が発生するのである。
これらの欠点を解消するものとして、例えば従来、第4
図(A)に示すように、各処理装置CPU−A〜C相互
間を伝送路106で接続し、この伝送路106を介して
各CPU−A〜Cの入力情報と処理結果との一致化、診
断等を行うようにしたのが知られている。しかし、これ
によれば、CPU−A〜C相互間の情報伝送処理や照合
処理のために処理負荷が増大し、制御の応答速度が大幅
に低下してしまうという欠点が発生するとともに、それ
らの処理のソフトウエアが本来の制御処理以上に膨大な
ものになつてしまうという欠点がある。
また、他の方法として、第4図(B)に示すように、各
処理装置CPU−A〜Cごとにマイナーフイードバツク
回路107a〜107cを設けたものが知られている
(特開昭53-11558号公報,特開昭57-36304号公報)。即
ち、各処理装置CPU−A〜Cにて積分要素を含む処理
がなされた出力信号を反転してマイナーフイードバツク
信号とし、制御信号105のフイードバツク信号108
との偏差を入力情報に加算するようにしたものである。
しかし、この方法によれば前述の欠点は解消されるもの
の、フイードバツク回路が各処理装置CPU−A〜Cの
出力の数および出力照合回路104の制御信号105の
数に相当するだけ必要なため、装置が複雑且つ大形にな
つてしまうという欠点がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、制御応答性に優れ、安定且つ信頼性の
高いフイードバツク制御を保証することのできる多重化
制御装置のデータ処理方法、および装置を提供すること
にある。
〔発明の概要〕
本発明は、多重化制御装置を形成する各処理装置の予め
定められた単位ステツプの演算処理ごとに、それらの演
算途中結果の中から予め定めた論理積、多数決、高値・
低値選択、中間値・平均値選択等の照合選択手順により
1つの演算途中結果を選択し、各処理装置はこの選択さ
れた演算途中結果に基づいて次の単位ステツプの演算処
理を実行するようにすることにより、また、ハードウエ
アによつてその装置を形成することにより、上記目的を
達成しようとするものである。具体的には、プロセスか
ら与えられる入力情報を取り込み並行して同一の制御処
理を施してそれぞれ出力する複数の処理装置と、該各処
理装置から出力される信号を所定の選択手順に基づいて
選択して1つの制御信号として出力する照合回路と、を
備えてなる多重化制御装置のデータ処理装置において、
前記各処理装置における一連の制御処理の予め定めた単
位ステップごとの演算途中結果を記憶する入力記憶部
と、該入力記憶部内の演算途中結果を読み出し予め定め
た論理積、多数決、高値・低値選択、中間値・平均値選
択等の選択手順により照合して1つを選択する演算途中
結果照合回路と、該選択された演算途中結果を記憶する
とともに前記各処理装置から同時にアクセス可能な出力
記憶部と、を有してなる演算途中結果照合装置を設け、
前記各処理装置は前記単位ステツプごとの演算途中結果
を前記入力記憶部に転送するとともに、前記出力記憶部
に格納されている演算途中結果を読み出して次ステツプ
の制御処理を実行するように構成することを特徴とす
る。
また、各処理装置又は演算途中結果照合装置の異常に対
応して信頼性を高めるため、前記演算途中結果照合装置
は入力される処理装置異常検出信号に基づいて、当該処
理装置から転送される演算途中結果の取り込みを阻止す
る手段と、前記演算途中結果照合回路の選択手順を切換
える手段と、自己の異常を検出して前記出力記憶部に対
する前記処理装置のアクセスを阻止するとともに、異常
検出信号を前記各処理装置に送出する手段を有するもの
とし、該異常検出信号を受けた前記各処理装置は当該処
理装置の演算途中結果に基づいて次ステツプの制御処理
を実行するように構成されることが好ましい。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を実施例装置に基づいて説明する。
第5図および第6図に、本発明の適用された一実施例の
3重化制御装置のブロツク構成図を示す。図において、
第1図図示例と同一符号の付されたものは、同一機能、
同一構成を有するものである。
第5図に示すように、各処理装置CPU−A〜Cはそれ
ぞれデータ転送バス301〜303を介して、演算途中
結果照合装置304に接続されており、予め定められた
一連のデータ処理手順における単位ステツプ毎の演算途
中結果を、あたかも自己の処理装置内のメモリのワーク
エリアに転送する如く、演算途中結果照合装置304に
転送するようになつている。演算途中結果照合装置30
4は第6図に示すブロツク構成を有しており、各CPU
−A〜Cの演算途中結果を照合し、正しいと思われる1
つの途中結果を選択して各CPU−A〜Cに返送するよ
うになつている。つまり、各CPU−A〜Cから転送さ
れる演算途中結果は、入出力制御回路401を介して入
力記憶部402に一旦格納され、つづいて照合回路40
3にて周知の方法(例えば2 out of 3)により照合選
択され、1つの正常な演算途中結果が出力記憶部404
に格納されるようになつている。なお、入出力制御回路
401は入力記憶部402の書き込みアドレス指定およ
び出力記憶部404の読み出しアドレス制御等を行うも
のであり、各CPU−A〜Cは入出力制御回路401を
介して出力記憶部404に格納された演算途中結果にア
クセスして取り込むようになつている。ここで、具体的
なデータ例についてさらに説明する。仮に、CPU−A
〜Cの演算途中結果がそれぞれ“111”,“11
1”,“110”であつたとすると、入力記憶部402
には、各CPUに対応したエリアに、“111”,“1
11”,“110”と記憶される。この3つのデータの
2 out of 3をとると“111”となり、出力記憶部に
は、CPU−A,B,Cのいずれがアクセスしても、
“111”が読み出されるように記憶される。このよう
にして、多重化されたCPUの処理データの整合性が保
たれる。
したがつて、本実施例によれば、開ループになる処理装
置CPUの信号とフイードバツク信号との偏差が積分処
理によつて増大されても、単位ステツプごとに照合さ
れ、次ステツプでは正しいと思われる1つのデータに基
づいた制御処理を行うことになることから、各処理装置
CPUの制御量の発散が抑制され、異常等により処理装
置CPUが切り換えられても、制御量が急変することな
く安定した制御を行わせることができ、制御の信頼性を
向上させることができる。また、処理装置CPUを含め
た制御系の演算処理に誤差が含まれている場合にあつて
も、上述の積分処理に伴う誤差の累積を抑制することが
できるという効果がある。
なお、第5図および第6図図示実施例のものにおいて、
各処理装置CPU−A〜Cの異常を検出してそれらを切
り換える手段が備えられている場合には、第7図に示す
ように、各処理装置から発生される処理装置異常信号5
01を入力とする照合モード切替制御回路502を設
け、これにより入出力制御回路401に対して当該異常
処理装置CPUとのデータの入出力を阻止させるととも
に、それに応じて照合回路403に対し照合選択の方法
を変更させる指令を出力するようにする。例えば、処理
装置CPU−Cに異常が発生した場合は、前述の3重系
における2 out of 3処理を、2重系における論理積処
理に切り換えるようにする。
また、第8図および第9図に、演算途中結果照合装置3
04に発生した異常に対応する機能を備えた実施例を示
す。第8図に示すように、入力記憶部402と出力記憶
部404の出力端に、それぞれ周知のパリテイチエツク
等からなる入力記憶部異常検出回路601と出力記憶部
異常検出回路602が設けられ、それらの異常検出信号
はエラーステイタスロジツク605に出力されている。
また、エラーステイタスロジツク605には、照合回路
403に設けられた図示せぬ異常検出回路から出力され
る照合回路異常検出信号603と、当該演算途中結果照
合装置304に設けられた図示せぬタイミング発生回路
の異常検出信号604とが入力されている。エラーステ
イタスロジツク605はいずれかの異常検出信号が入力
されると、入出力制御回路401に入出力阻止信号60
6を出力するとともに、各処理装置CPU−A〜Cに演
算途中結果照合装置の異常検出信号607を送出するよ
うになつている。これを受けた各処理装置CPU−A〜
Cは、第9図に示すように、入出力バツフア制御回路7
04の入出力バツフア702を制御により、演算回路7
01とデータ転送バス301〜303の接続を切り離す
とともに、演算回路701がローカルメモリ703に格
納されていた演算途中結果にアクセスするように切り換
える。これによつて、各処理装置CPU−A〜Cの共通
部となつている演算途中結果照合装置304の異常が、
制御装置全体のダウンにまで波及するのを防止すること
ができる。
ところで、第3図図示実施例においては、多重化された
処理装置CPU−A〜Cは、一般に非同期で動作するよ
うになつているが、非同期で多重化制御装置を運転する
場合(特に演算結果の照合を行う場合)、制御信号の出
力タイミングは最も遅れた系に合せることになる。つま
り、それだけの時間的余裕が持てるプロセスでないと適
用することができないことになる。したがつて、少しで
もプロセスの変化に対する応答性の向上を図るには、処
理装置CPU−A〜Cを同期化運転することが望まし
い。
そこで、演算途中結果照合装置304に、複数の処理装
置CPU−A〜Cの演算同期制御機能を持たせた実施例
を第10図に示す。図に示すように、同期信号を発生す
るタイミング発生回路801を設け、この同期信号80
2を各処理装置CPU−A〜C、入力記憶部40、出力
記憶部404、および照合回路403に出力し、それら
の同期をとるようになつている。このような構成とする
ことにより、処理装置CPU−A〜Cの演算処理と入出
力処理が同期化されるとともに、演算途中結果照合装置
304内のデータ入出力と照合処理等の同期化がなさ
れ、これにより、多重化制御装置の処理の高速化にも対
応できる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、制御応答性に優
れ、安定且つ信頼性の高いフイードバツク制御を保証す
ることができるとともに、装置を簡単なハードウエアに
より形成することができ、ソフトウエアを大幅に軽減す
ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を適用可能な多重化制御装置の一例のブ
ロツク構成図、第2図および第3図は第1図図示例の動
作を説明するための線図、第4図(A),(B)は従来
例のブロツク構成図、第5図は本発明の一実施例の全体
ブロツク構成図、第6図は第5図図示実施例の要部構成
図、第7図乃至第10図はそれぞれ本発明の他の実施例
のブロツク構成図である。 304……演算途中結果照合装置、401……入出力制
御回路、402……入力記憶部、403……照合回路、
404……出力記憶部。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】プロセスから与えられる入力情報を取り込
    み並行して同一の制御処理を施してそれぞれ出力する複
    数の処理装置と、該各処理装置から出力される信号を所
    定の選択手順に基づいて選択して1つの制御信号として
    出力する照合回路と、を備えてなる多重化制御装置のデ
    ータ処理方法において、前記各処理装置における一連の
    制御処理の予め定めた単位ステップごとに、各処理装置
    の演算途中結果を予め定めた論理積、多数決、高値・低
    値選択、中間値・平均値選択等の選択手順の1つにより
    照合して1つの演算途中結果を選択し、各処理装置は前
    記選択された演算途中結果に基づいて次のステップの制
    御処理を実行することを特徴とした多重化制御装置のデ
    ータ処理方法。
  2. 【請求項2】プロセスから与えられる入力情報を取り込
    み並行して同一の制御処理を施してそれぞれ出力する複
    数の処理装置と、該各処理装置から出力される信号を所
    定の選択手順に基づいて選択して1つの制御信号として
    出力する照合回路と、を備えてなる多重化制御装置のデ
    ータ処理装置において、前記各処理装置における一連の
    制御処理の予め定めた単位ステップごとの演算途中結果
    を記憶する入力記憶部と、該入力記憶部内の演算途中結
    果を読み出し予め定めた論理積、多数決、高値・低値選
    択、中間値・平均値選択等の選択手順の1つにより照合
    して1つの演算途中結果を選択する演算途中結果照合回
    路と、該選択された演算途中結果を記憶するとともに前
    記各処理装置から同時にアクセス可能な出力記憶部と、
    を有してなる演算途中結果照合装置を設け、前記各処理
    装置は前記単位ステップごとの演算途中結果を前記入力
    記憶部に転送するとともに、前記出力記憶部に格納され
    ている演算途中結果を読み出して次ステップの制御処理
    を実行するように構成されたことを特徴とする多重化制
    御装置のデータ処理装置。
  3. 【請求項3】プロセスから与えられる入力情報を取り込
    み並行して同一の制御処理を施してそれぞれ出力する複
    数の処理装置と、該各処理装置から出力される信号を所
    定の選択手順に基づいて選択して1つの制御信号として
    出力する照合回路と、を備えてなる多重化制御装置のデ
    ータ処理装置において、前記各処理装置における一連の
    制御処理の予め定めた単位ステップごとの演算途中結果
    を記憶する入力記憶部と、該入力記憶部内の演算途中結
    果を読み出し予め定めた論理積、多数決、高値・低値選
    択、中間値・平均値選択等の選択手順の1つにより照合
    して1つの演算途中結果を選択する演算途中結果照合回
    路と、該選択された演算途中結果を記憶するとともに前
    記各処理装置から同時にアクセス可能な出力記憶部と、
    を有してなる演算途中結果照合装置を設け、前記各処理
    装置は前記単位ステップごとの演算途中結果を前記入力
    記憶部に転送するとともに、前記出力記憶部に格納され
    ている演算途中結果を読み出して次ステップの制御処理
    を実行するように構成され、かつ前記演算途中結果照合
    装置は入力される処理装置異常検出信号に基づいて、当
    該処理装置から転送される演算途中結果の取り込みを阻
    止する手段と、前記演算途中結果照合回路の選択手順を
    切換える手段と、自己の異常を検出して前記出力記憶部
    に対する前記処理装置のアクセスを阻止するとともに、
    異常検出信号を前記各処理装置に送出する手段を有する
    ものとし、該異常検出信号を受けた前記各処理装置は当
    該処理装置の演算途中結果に基づいて次ステップの制御
    処理を実行するように構成されたことを特徴とする多重
    化制御装置のデータ処理装置。
JP58219170A 1983-11-21 1983-11-21 多重化制御装置のデ−タ制御方法及び装置 Expired - Lifetime JPH0628003B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58219170A JPH0628003B2 (ja) 1983-11-21 1983-11-21 多重化制御装置のデ−タ制御方法及び装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58219170A JPH0628003B2 (ja) 1983-11-21 1983-11-21 多重化制御装置のデ−タ制御方法及び装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60110001A JPS60110001A (ja) 1985-06-15
JPH0628003B2 true JPH0628003B2 (ja) 1994-04-13

Family

ID=16731294

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58219170A Expired - Lifetime JPH0628003B2 (ja) 1983-11-21 1983-11-21 多重化制御装置のデ−タ制御方法及び装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0628003B2 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2538981B2 (ja) * 1988-04-18 1996-10-02 北海道電力株式会社 機能分散型システムの構築方法
JP2538982B2 (ja) * 1988-04-18 1996-10-02 北海道電力株式会社 機能分散型システムのデュプレックス運用方法
JP2768722B2 (ja) * 1989-03-10 1998-06-25 株式会社東芝 多重化制御装置
JP3794491B2 (ja) 2002-08-20 2006-07-05 日本電気株式会社 攻撃防御システムおよび攻撃防御方法
JP5942650B2 (ja) * 2012-07-10 2016-06-29 日産自動車株式会社 車軸支持構造

Also Published As

Publication number Publication date
JPS60110001A (ja) 1985-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4366535A (en) Modular signal-processing system
US5515282A (en) Method and apparatus for implementing a databus voter to select flight command signals from one of several redundant asynchronous digital primary flight computers
US7444540B2 (en) Memory mirroring apparatus and method
US5423024A (en) Fault tolerant processing section with dynamically reconfigurable voting
JPS5917658A (ja) デジタルコンピユ−タの信号に応答する制御システム
US4151590A (en) Process control system
US6212134B1 (en) Watch dog timer system
US5406472A (en) Multi-lane controller
JPH0628003B2 (ja) 多重化制御装置のデ−タ制御方法及び装置
US5278843A (en) Multiple processor system and output administration method thereof
JP4731364B2 (ja) 多重化制御システム及びその多重化方法
US5696983A (en) Decentralized system connected by individual buses and bus connection method
JP4477739B2 (ja) 冗長系情報処理システム
JPS62293441A (ja) デ−タ出力方式
JPS62187901A (ja) 2重化コントロ−ラの制御方法
JPS6327741B2 (ja)
JPS629442A (ja) 誤り検出回路
JPH02173852A (ja) バス診断装置
JPS63177202A (ja) 多重化制御装置のデ−タ転送装置
JPS62160539A (ja) 中央処理装置の多重化チエツク方式
JPS5857843A (ja) デ−タ回線交換装置のチエツク方式
JPH10260856A (ja) 演算プロセッサ装置
JPH05274169A (ja) 計算機
JPS61139849A (ja) デ−タ処理装置の冗長化システム
JPS5832424B2 (ja) 二重系ハイアラ−キシステム