JPH0756772A - コントローラのプログラム実行監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プログラムの渋滞実行状態，渋滞解消および
異常渋滞状態を確実に監視し、よってプログラムの実行
状態を適切に把握することにある。 【構成】 起動周期に従ってプログラムを実行するコン
トローラにおいて、プログラムの起動時にアップし、プ
ログラムの実行終了時にダウンする起動回数カウンター
１６と、起動回数カウンターのカウント値と渋滞リミッ
ト設定値とから渋滞状態を判断する渋滞状態判断手段２
３Ａと、今回渋滞状態と判断したとき渋滞フラグメモリ
に渋滞フラグが保存されていなければ渋滞フラグをセッ
トし、今回渋滞なしと判断したとき、渋滞フラグメモリ
に前回時の渋滞フラグが保存されていれば渋滞フラグを
クリアする渋滞フラグ更新手段２３Ｃと、渋滞フラグを
セットしたとき渋滞発生を報知し、渋滞フラグをクリア
したとき渋滞解消を報知する報知手段２３Ｄとを設けた
コントローラのプログラム実行監視装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種のプラントなどの
プロセス制御に利用されるコントローラのプログラム実
行監視装置に係わり、特にプログラムの渋滞状態を監視
しながらプログラムを実行するコントローラのプログラ
ム実行監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のプログラム実行監視方法は、図７
に示すようにプログラムの実行中に一定周期ごとにクロ
ック割込み信号１を発生させてウォッチドッグタイマー
のカウント値をリセットし、これによりプログラムが正
常に動作していることを確保する。一方、プログラムの
暴走により割込み禁止が長く続いたり、ハード的な故障
によりクロック割込み信号が発生しないとき（図示点線
矢印２）、ウォッチドッグタイマーのカウント値が予め
定めた最大設定値MAX に達し、このときウォッチドッグ
タイマーエラー割込み信号３が発生し、プログラムの実
行を停止する（４）。

【０００３】さらに、具体的にプログラム実行監視方法
を述べると、図８に示すように例えば１０msごとにクロ
ック割込み信号１が発生すると、クロック割込みドライ
バが起動し（Ｓ１）、ウォッチドッグタイマーがリセッ
トする（Ｓ２）。ここで、ウォッチドッグタイマーがリ
セットすると、プログラム起動周期カウンターのカウン
ト値Ｔp をＴp ＝Ｔp ＋１とする更新処理を行う（Ｓ
３）。このプログラム起動周期カウンターのカウント値
Ｔp の更新後、当該カウンターのカウント値Ｔpが予め
定めた実行回数（Ｎ＝例えば１００回），つまり１秒の
起動周期に達したか否かをチェックし（Ｓ４）、達して
いなければクロック割込みドライバーを終了する。

【０００４】カウンターのカウント値Ｔp が起動周期Ｎ
に達していれば、制御プログラムの起動と判断し、プロ
グラム起動周期カウンターをＴp ＝０とする初期化処理
を行い（Ｓ５）、プログラム実行状態を管理するプログ
ラム起動回数カウンターのカウント値Ｃｅを＋１インク
リメントする更新処理を行う（Ｓ６）。しかる後、プロ
グラム実行管理処理を起動する（Ｓ７）。なお、Ｃｅの
初期値は０である。

【０００５】このプログラム実行管理処理は、図９に示
すようにクロック割込みドライバーによって起動され、
プログラム実行管理処理を行う（Ｓ１１）。このプログ
ラム実行管理処理は、制御プログラムの実行停止が出て
いるか否かをチェックし（Ｓ１２）、プログラム実行停
止が出ていれば直ちにプログラム実行管理処理を終了す
る。プログラム実行停止が出ていなければ、プラントを
制御するための制御プログラムを実行し（Ｓ１３）、必
要なデータを取り込んで演算処理を行い、その演算結果
のデータを出力する。

【０００６】そして、制御プログラムの実行終了後、プ
ログラム実行管理の起動回数カウンターのカウント値Ｃ
ｅ，つまり制御プログラムの起動回数Ｃｅを−１だけ減
算処理する（Ｓ１４）。

【０００７】しかる後、起動回数カウンターのカウント
値Ｃｅをチェックし、当該起動回数カウンターのカウン
ト値Ｃｅがゼロ（Ｃｅ＝０）ならば実行を終了する（Ｓ
１５）。起動回数カウンターのカウント値がゼロ（Ｃｅ
＝０）でなければ、再度制御プログラムを実行する。こ
こで、起動カウンターのカウント値がゼロになるまで制
御プログラムを繰り返し実行するのは、起動した回数分
の制御サンプリング回数を保証するためであり、正常に
実行している時は制御プログラムの実行は１回で終了す
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば条件
が重ったために一度に複数の計算処理を実行したために
実行時間が増大する等，制御プログラムの処理時間が長
くなり、次の起動回数を越えるような実行を行った場合
には起動回数カウンターのカウント値Ｃｅを−１だけ減
算処理する前に加算処理を行っしまい、起動回数が２以
上となる。これを渋滞実行と呼ぶ。

【０００９】因みに、図１０はプログラムの正常実行状
態区間と渋滞実行状態区間とを示す図であって、プログ
ラムの正常な実行状態区間ではプログラムの起動周期Ｎ
に達する前にプログラムの実行を終了するが、図示イの
ごとくプログラムの実行が起動周期Ｎを越えて実行した
ときには渋滞実行状態となる。

【００１０】従って、以上のようなウォッチドッグタイ
マー方式では、ハード的な故障によるプログラムの暴走
により割込み禁止が長く続くとか、クロック割込み信号
が発生しないような場合にはその異常状態を容易に検知
できるが、ハード的に正常な通常のプログラムの実行状
態にはそのプログラムの渋滞状態を監視することができ
ない。

【００１１】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あって、プログラムの渋滞実行状態，渋滞解消および異
常渋滞状態を確実に監視し、プログラムの実行状態を適
切に把握するコントローラのプログラム実行監視装置を
提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に対応する発明は、予め設定された起動周
期に従って制御プログラムを実行するコントローラにお
いて、前記制御プログラムの起動時にカウントアップ
し、当該制御プログラムの実行終了時にカウントダウン
する起動回数カウンターと、前記制御プログラムの新た
な起動時にカウントアップした前記起動回数カウンター
のカウント値と予め定めた渋滞リミット設定値とから前
記制御プログラムの渋滞状態を判断する渋滞状態判断手
段と、この渋滞状態判断手段によって今回渋滞状態と判
断したとき渋滞フラグメモリに前回時の渋滞フラグが保
存されていなければ当該渋滞フラグをセットし、今回渋
滞なしと判断したとき、前記渋滞フラグメモリに前回時
の渋滞フラグが保存されていれば当該渋滞フラグをクリ
アする渋滞フラグ更新手段と、この渋滞フラグ更新手段
によって前記渋滞フラグをセットしたとき渋滞発生を報
知し、前記渋滞フラグをクリアしたとき渋滞解消を報知
する渋滞報知手段とを設けたコントローラのプログラム
実行監視装置である。

【００１３】次に、請求項２に対応する発明は、請求項
１に対応する発明の構成要素に新たに、前記制御プログ
ラムの新たな起動時にカウントアップした前記起動回数
カウンターのカウント値と予め定めた非常停止リミット
設定値とから前記制御プログラムの異常渋滞を判断する
異常渋滞判断手段と、この異常渋滞判断手段によって異
常渋滞を判断したとき、前記制御プログラムの停止要求
を出力するとともに、当該制御プログラムの非常停止を
報知する手段とを付加したコントローラのプログラム実
行監視装置である。

【００１４】

【作用】従って、請求項１に対応する発明は、以上のよ
うな手段を講じたことにより、制御プログラムの起動時
に起動回数カウンターのカウント値をカウントアップす
るが、このカウントアップ後の今回カウント値と渋滞リ
ミット設定値とを比較し、今回カウント値が渋滞リミッ
ト設定値と等しいかまたは越えているとき今回渋滞と判
断し、渋滞フラグメモリに渋滞フラグがセットされてい
なければ渋滞フラグをセットするとともに渋滞発生を報
知する。一方、今回カウント値が渋滞リミット設定値を
越えていないときには今回渋滞なしと判断し、前記渋滞
フラグメモリに前回時の渋滞フラグが保存されていれば
当該渋滞フラグをクリアするとともに、渋滞解消を報知
することにより、制御プログラムの渋滞状態を把握する
ことができる。

【００１５】次に、請求項２に対応する発明は、請求項
１に対応する発明と同様な作用を有する他、制御プログ
ラムの新たな起動時にカウントアップした前記起動回数
カウンターの今回カウント値と予め定めた非常停止リミ
ット設定値とを比較し、今回カウント値が非常停止リミ
ット設定値と等しいかまたは越えているとき、制御プロ
グラムの異常渋滞を判断し、制御プログラムの停止要求
を出力するとともに、制御プログラムの非常停止を報知
することにより、制御プログラムの異常状態を把握する
ことができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明装置の実施例について図面を参
照して説明する。図１は本発明装置の一実施例を示す電
気的なハード構成図である。同図において１１は各種の
プログラムに基づいて所定の処理を実行するＣＰＵなど
の演算制御処理部であって、これにはアドレスバス，デ
ータバスおよび制御ラインなどのバスライン１２が導出
されている。

【００１７】このバスライン１２には、ウォッチドッグ
タイマーの動作制御を実行するクロック割込みプログラ
ム１３ａおよび制御プログラムの実行状態を管理する実
行管理プログラム１３ｂ等を有するＲＯＭなどのプログ
ラムメモリ１３、制御対象１４を制御するための制御プ
ログラム１５ａを有し、さらに演算上必要な計算定数や
制御対象１４から収集したデータおよび演算結果のデー
タ等を格納するＲＡＭなどのデータメモリ１５、カウン
ターメモリや渋滞フラグメモリなどの状態設定メモリ１
６が接続されている。さらに、このバスライン１２には
Ｉ／Ｏポート１７を介して制御対象１４が接続され、そ
の他、図示されていないがキーボードなどの入力機器や
表示装置などが接続されている。

【００１８】前記演算制御処理部１１は、図２および図
３に示すようにプログラムメモリ１３のクロック割込み
プログラムに基づいて発生するクロック割込み信号を受
けてクロック割込みドライバーが起動し（Ｓ２１）、ウ
ォッチドッグタイマーのリセットにより（Ｓ２２）、状
態設定メモリ１６のプログラム起動カウンターメモリの
カウント値Ｔp を＋１更新し（Ｓ２３）、この更新後の
カウント値Ｔp がＳ２４のように起動周期（起動回数
Ｎ）に達したかを判断する起動周期判断手段２１と、こ
の起動周期判断手段２１によってカウント値Ｔp が起動
周期Ｎに達したとき、プログラム起動周期カウンターメ
モリのカウント値を初期化し（Ｓ２５）、状態設定メモ
リ１６のプログラム起動回数カウンターメモリのカウン
ト値Ｃｅを＋１更新し（Ｓ２６）、現在のプログラム実
行状態の判断の目安とする起動回数更新手段２２とが設
けられ、さらに本装置において新たに前記プログラム起
動回数カウンターメモリのカウント値Ｃｅに基づいて渋
滞を判断する渋滞実行監視処理手段２３（Ｓ２７）とお
よび渋滞状態のうちプログラムの実行が困難となる異常
渋滞を判断する異常実行監視処理手段２４（Ｓ２８）が
設けられ、その他プログラム実行管理起動手段２５（Ｓ
２９）が設けられている。

【００１９】前記渋滞実行監視処理手段２３は、ステッ
プＳ２６によって更新された起動回数カウンターメモリ
の今回カウント値Ｃｅと状態設定メモリ１６に設定され
る渋滞リミット設定値Ｂｃ（図６参照）とを比較し渋滞
状態にあるか否かを判断する渋滞状態判断手段２３Ａ
と、前回起動時におけるプログラムの実行状態を記憶し
た状態設定メモリ１６の渋滞フラグメモリの渋滞フラグ
をチェックする渋滞フラグチェック手段２３Ｂと、今回
の渋滞状態を記憶するための渋滞フラグをセットし、ま
た今回の正常実行を記憶するための渋滞フラグをクリア
する渋滞フラグ更新手段２３Ｃと、今回の渋滞発生を外
部に通報する渋滞報知手段２３Ｄとからなっている。

【００２０】また、前記異常実行監視処理手段２４は、
ステップＳ２６によって更新された起動回数カウンター
メモリの今回カウント値Ｃｅと状態設定メモリ１６に設
定される非常停止リミット設定値Ｄｃ（図６参照）とを
比較し異常渋滞状態にあるか否かを判断する異常渋滞判
断手段２４Ａと、この異常渋滞判断手段２４Ａによって
異常渋滞と判断したときに制御プログラムを停止するプ
ログラム停止要求手段２４Ｂと、この制御プログラムの
停止とともに外部に警報を出力する非常停止報知手段２
４Ｃとからなっている。

【００２１】次に、以上のような装置の動作に関し、特
に請求項１に係わる発明に関連する渋滞実行監視処理手
段２３の動作について図４を参照して説明し、また請求
項２に係わる発明に関連する異常実行監視処理手段２４
の動作について図５を参照して説明する。

【００２２】先ず、渋滞実行監視処理手段２３は、図４
に示すように状態設定メモリ１６の起動回数カウンター
メモリに更新設定された今回起動回数Ｃｅと同じくメモ
リ１６に予め設定される渋滞リミット設定値Ｂｃとを比
較し、現在の起動回数Ｃｅが渋滞リミット設定値Ｂｃを
越えているか否かを判断する（Ｓ３１）。

【００２３】ここで、図６に示すように現在の起動回数
Ｃｅが未だ渋滞リミット設定値Ｂｃを越えていない場合
には今回のプログラム実行は正常実行状態であると判断
し、前回のプログラム実行状態を記憶している状態設定
メモリ１６の渋滞フラグメモリに渋滞フラグがセットさ
れているか否かをチェックする（Ｓ３２）。渋滞フラグ
メモリに渋滞フラグがセットされていなければ、前回は
正常状態にあるとして渋滞実行監視処理を終了する。一
方、渋滞フラグがセットされていれば、前回は渋滞実行
状態にあったが、今回は渋滞実行が正常実行に復帰した
と判断し、前記渋滞フラグメモリの渋滞フラグをクリア
する（Ｓ３３）。そして、渋滞解消を外部に報知し（Ｓ
３４）、渋滞実行監視処理を終了する。

【００２４】さらに、Ｓ３１において今回起動回数Ｃｅ
が渋滞リミット設定値Ｂｃと等しいか渋滞リミット設定
値Ｂｃよりも大きい場合、今回のプログラム実行が渋滞
実行状態にあると判断し、渋滞フラグメモリに渋滞フラ
グがセットされているかチェックする（Ｓ３６）。ここ
で、渋滞フラグがセットされていれば前回に引き続き渋
滞実行状態とし、渋滞実行監視処理を終了する。一方、
フラグメモリに渋滞フラグがセットされていなければ、
前回は正常実行状態であるが、今回は正常実行から渋滞
実行に移行したと判断し、フラグメモリに渋滞フラグを
セットする（Ｓ３７）。そして、外部に渋滞状態を報知
し（Ｓ３８）、渋滞実行監視処理を終了する。

【００２５】なお、頻繁に渋滞状態が発生して渋滞状態
を報知する場合、新規な制御プログラムの作成を示唆す
ることになり、例えば多数の制御タスクの縮退すると
か、或いは予め優先度をもたせて優先度の低いものを省
いてプログラムを実行するなどの方策をとることにな
る。

【００２６】次に、異常実行監視処理手段２４は、図５
に示すように状態設定メモリ１６の起動回数カウンター
に更新設定された現在の起動回数Ｃｅと同じく予めメモ
リ１６に設定されている非常停止リミット設定値Ｄｃと
を比較し、現在の起動回数Ｃｅが非常停止リミット設定
値Ｄｃを越えているか否かを判断する（Ｓ４１）。ここ
で、現在の起動回数Ｃｅが非常停止リミット設定値Ｄｃ
よりも小さければ、今回はプログラムの実行が正常であ
ると判断し、異常実行監視処理を終了する。

【００２７】しかし、現在の起動回数Ｃｅが非常停止リ
ミット設定値Ｄｃと等しいか、大きい場合にはプログラ
ム実行が異常状態にあると判断し、制御プログラムの実
行停止要求を出力し（Ｓ４２）、外部に非常停止の警報
を出力し（Ｓ４３）、異常実行監視処理を終了する。こ
こで、非常停止の要求が出されると、図９のＳ１３によ
るプログラム実行停止チェック部にてチェックされ、制
御プログラムの実行を停止する。

【００２８】因みに、図６は、プログラムの起動周期Ｎ
とプログラムの実行状態（正常および渋滞）と起動回数
Ｃｅと渋滞リミット設定値Ｂｃと非常停止リミット設定
値Ｄｃと渋滞フラグとの関係を示す図である。この図６
から明らかなように、起動周期Ｎ毎にプログラムが起動
され、プログラム起動回数カウンターの起動回数Ｃｅが
カウントアップされるが、制御プログラムの実行が終了
すると起動回数Ｃｅがカウントダウンされる。今、プロ
グラムの実行時間が伸びて渋滞になっている状態のとき
に新たにプログラムを起動すると、起動回数Ｃｅが渋滞
リミット設定値Ｂｃに達するために渋滞フラグがセット
され、渋滞発生の警報が出力される。

【００２９】その後、プログラムの実行時間が正常に戻
った状態でプログラムを起動すると、起動回数Ｃｅが渋
滞リミット設定値Ｂｃより小さくなるため、渋滞フラグ
がクリアされ、外部に渋滞解消の警報が出力される。

【００３０】さらに、プログラムの実行時間が異常に長
くなり、起動回数Ｃｅが非常停止リミット設定値Ｄｃに
達すれば、外部に非常停止警報が出力される。従って、
以上のような実施例の構成によれば、プログラム起動回
数カウンターの起動回数を更新後、起動回数と渋滞リミ
ット設定値とを比較し、起動回数が小さいときには今回
正常実行状態と判断し、渋滞フラグのセット状態を見な
がら渋滞解消処理を行い、起動回数が等しいか大きい場
合には渋滞フラグがセットされていないときには当該渋
滞フラグをセットし、外部に渋滞状況を知らせるので、
オペレータはプログラムの実行中にプログラムの実行状
態を適切に把握できる。

【００３１】また、プログラム起動回数カウンターの起
動回数を更新後、起動回数と非常停止リミット設定値と
を比較し、起動回数が非常停止リミット設定値よりも大
き句なったとき、制御プログラムの停止要求を行うとと
もに、外部に非常停止の警報を出力するので、オペレー
タはその警報からプログラムの異常実行状態を容易に把
握することができる。

【００３２】なお、上記実施例では、渋滞報知手段２３
Ｄとして渋滞状態を報知するが、この報知内容としては
警報，ランプの点灯またはランプの点滅、或いは音声に
よる報知でもよい。この点は非常停止報知手段２４Ｃで
も同様である。その他、本発明はその要旨を逸脱しない
範囲で種々変形して実施できる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、プ
ログラムの渋滞実行状態，渋滞解消および異常渋滞状態
を確実に監視でき、よってプログラムの実行状態を適切
に把握できるコントローラのプログラム実行監視装置を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるコントローラのプログラム実行
監視装置の電気的なハード構成を示す図。

【図２】図１の演算制御部の機能構成を示す図。

【図３】本発明装置の動作手順を示す図。

【図４】請求項１に係わる発明の動作を説明するフロー
チャート。

【図５】請求項２に係わる発明の動作を説明するフロー
チャート。

【図６】プログラムの正常実行状態時、渋滞実行状態時
および非常停止状態時の起動回数および渋滞フラグの関
係を示す図。

【図７】一般的にウォッチドッグタイマー方式の動作を
説明するタイムチャート。

【図８】従来装置の動作手順を示す図。

【図９】プログラム実行管理の動作を説明するフローチ
ャート。

【図１０】制御プログラムの実行状態を示すタイムチャ
ート。

【符号の説明】

１１…演算制御処理部、１３…プログラムメモリ、１４
…制御対象、１５…データメモリ、１６…状態設定メモ
リ、２１…起動周期判断手段、２２…起動回数更新手
段、２３…渋滞実行監視処理手段、２３Ａ…渋滞状態判
断手段、２３Ｃ…渋滞フラグ更新手段、２３Ｄ…渋滞報
知手段、２４…異常実行監視処理手段、２４Ａ…異常渋
滞判断手段、２４Ｂ…プログラム停止要求手段、２４Ｃ
…非常停止報知手段、２５…プログラム実行管理起動手
段。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め設定された起動周期に従って制御プ
   ログラムを実行するコントローラにおいて、 前記制御プログラムの起動時にカウントアップし、当該
   制御プログラムの実行終了時にカウントダウンする起動
   回数カウンターと、 前記制御プログラムの新たな起動時にカウントアップし
   た前記起動回数カウンターのカウント値と予め定めた渋
   滞リミット設定値とから前記制御プログラムの渋滞状態
   を判断する渋滞状態判断手段と、 この渋滞状態判断手段によって今回渋滞状態と判断した
   とき渋滞フラグメモリに前回時の渋滞フラグが保存され
   ていなければ当該渋滞フラグをセットし、今回渋滞なし
   と判断したとき、前記渋滞フラグメモリに前回時の渋滞
   フラグが保存されていれば当該渋滞フラグをクリアする
   渋滞フラグ更新手段と、 この渋滞フラグ更新手段によって前記渋滞フラグをセッ
   トしたとき渋滞発生を報知し、前記渋滞フラグをクリア
   したとき渋滞解消を報知する渋滞報知手段とを備えたこ
   とを特徴とするコントローラのプログラム実行監視装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のコントローラのプログラ
   ム実行監視装置において、 前記制御プログラムの新たな起動時にカウントアップし
   た前記起動回数カウンターのカウント値と予め定めた非
   常停止リミット設定値とから前記制御プログラムの異常
   渋滞を判断する異常渋滞判断手段と、この異常渋滞判断
   手段によって異常渋滞を判断したとき、前記制御プログ
   ラムの停止要求を出力するとともに、当該制御プログラ
   ムの非常停止を報知する手段とを付加したことを特徴と
   するコントローラのプログラム実行監視装置。