JPH08171507A - 異常監視方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 制御装置にハードウェア的な故障およびソフ
トウェア的な故障が発生した場合でも、正確な異常監視
が行える異常監視方法を得る。 【構成】 制御システムを構成している各制御装置１１
のそれぞれが自装置の正常／異常をループ監視して、正
常時に所定の波形となるヘルスチェック信号を出力し、
他の制御装置はそのヘルスチェック信号を入力してその
波形を判定し、それが前記所定の波形でなければ、当該
ヘルスチェック信号を出力した制御装置が異常であると
判断するもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、複数の装置構成で動
作する制御装置などにおいて、制御装置の異常を監視す
る異常監視方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は例えば、特開昭５５−１６６７５
５号公報に示された、従来の異常監視方法を用いた計算
機システムの構成を示すブロック図である。図におい
て、１は当該計算機システムを構成する２台の計算機サ
ブシステムであり、２は計算機サブシステム１の計算機
本体（以下、ＣＰＵという）である。３はハードウェア
的に検出されたＣＰＵ２の異常（電源断、メモリパリテ
ィエラー、温度異常等）を相手側の計算機サブシステム
１に通知する異常検出装置であり、４はこの異常検出装
置３が出力する、前記異常を通知するための異常信号で
ある。５はソフトウェア的に検出されたＣＰＵ２の異常
を相手側の計算機サブシステム１に通知するプロセス入
出力装置（以下、ＰＩ／Ｏという）であり、６はこのＰ
Ｉ／Ｏ５が出力する、前記異常を通知するための異常信
号である。

【０００３】次に動作について説明する。各計算機サブ
システム１においては、ハードウェア的に検出されたＣ
ＰＵ２の異常信号４を、異常検出装置３を経由して相手
側の計算機サブシステム１に通知し、またソフトウェア
的に検出されたＣＰＵ２の異常信号６を、ＰＩ／Ｏ５を
経由して相手側の計算機サブシステム１へ通知する。図
１０はこの異常信号４および異常信号６の信号波形の一
例を示す説明図で、この場合には、正常時にローレベル
（メイク）であったものが、異常が検出されるとハイレ
ベル（ブレイク）に変化するものである。なお、このよ
うな異常信号４および異常信号６の信号波形の論理は逆
のものであってもよい。各計算機サブシステム１は、相
手側の計算機サブシステム１からのこのような異常信号
４および異常信号６を受け取って、相互に異常監視を行
っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の異常監視方法は
以上のように行われているので、図９に示す異常検出装
置３または、ＰＩ／Ｏ５が故障した場合には、自計算機
サブシステム１の異常信号４あるいは異常信号６を正確
に相手側の計算機サブシステム１へ通知することができ
なくなり、この異常検出装置３またはＰＩ／Ｏ５の故障
によって、本来、図１０に示した論理あるいはその逆論
理によって相手側の計算機サブシステム１に正常／異常
を通知している異常信号４あるいは異常信号６が、異常
側または正常側の一方に倒れたままとなってしまい、実
際の状態とは違った状態を出力してしまうことがあると
いう問題点があった。

【０００５】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたものであり、ハードウェア的な故障お
よびソフトウェア的な故障が発生した場合においても、
正確な異常監視が行える異常監視方法を得ることを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
係る異常監視方法は、制御システムを構成している各制
御装置のそれぞれが自装置の正常／異常をループ監視し
て、正常時に所定の波形となるヘルスチェック信号を出
力し、他の制御装置はそのヘルスチェック信号を入力し
てその波形を判定し、それが前記所定の波形でなけれ
ば、当該ヘルスチェック信号を出力した制御装置が異常
であると判断するものである。

【０００７】また、請求項２に記載の発明に係る異常監
視方法は、２台の制御装置で制御システムを構成して、
各制御装置が出力するヘルスチェック信号の波形を、正
常時に所定周期で論理反転するパルス波形とし、このヘ
ルスチェック信号を受信した制御装置では、その波形が
前記パルス波形でない場合に、相手側の制御装置が異常
であると判断するものである。

【０００８】また、請求項３に記載の発明に係る異常監
視方法は、３台以上の制御装置で制御システムを構成
し、各制御装置が出力するヘルスチェック信号の波形
を、正常時に所定周期で論理反転するパルス波形とし、
このヘルスチェック信号を受信した制御装置では、その
波形が前記パルス波形でない場合に、当該ヘルスチェッ
ク信号を出力した制御装置が異常であると判断するもの
である。

【０００９】また、請求項４に記載の発明に係る異常監
視方法は、その制御装置自身が送信したヘルスチェック
信号を折り返して受信し、その波形が所定の波形でなか
った場合に自装置が異常であると判断するものである。

【００１０】

【作用】請求項１に記載の発明における異常監視方法
は、各制御装置がループ監視によって自装置の異常を監
視して、正常時に所定の波形となるヘルスチェック信号
を他の制御装置に対して出力し、それを受信した制御装
置は、そのヘルスチェック信号が前記所定の波形でなけ
ればそれを出力した制御装置が異常であると判断するこ
とにより、ハードウェア的な故障が発生した場合でも、
自制御装置の状態を他の制御装置によって正確に相互監
視可能にする。

【００１１】また、請求項２に記載の発明における異常
監視方法は、制御システムを構成する２台の制御装置よ
り、正常時に所定周期で論理反転するパルス波形となる
ヘルスチェック信号をそれぞれ送信し、それを受信した
制御装置はその波形をチェックして、それが前記パルス
波形でなかった場合に、相手側の制御装置の状態が異常
であると判断することにより、ハードウェア的な故障が
発生した場合でも、自制御装置の状態を相手側の制御装
置によって正確に相互監視可能にする。

【００１２】また、請求項３に記載の発明における異常
監視方法は、制御システムを構成する３台以上の制御装
置より、正常時に所定周期で論理反転するパルス波形と
なるヘルスチェック信号をそれぞれ送信し、それを受信
した制御装置はその波形をチェックして、それが前記パ
ルス波形でなかった場合に、当該ヘルスチェック信号を
出力した制御装置が異常であると判断することにより、
ハードウェア的な故障が発生した場合でも、自制御装置
の状態を他の制御装置によって正確に相互監視可能にす
る。

【００１３】また、請求項４に記載の発明における異常
監視方法は、出力したヘルスチェック信号を自装置に折
り返し、その波形が所定の波形でなかった場合に、当該
制御装置自身が異常であると判断することにより、ソフ
トウェアとハードウェアを含めた自装置の異常監視を可
能にする。

【００１４】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例を図に基づいて説
明する。図１はこの発明の実施例１による異常監視方法
を用いた監視制御システムの、ソフトウェアウェアおよ
びハードウェアウェアの構成を示すブロック図である。
図において、１１は近接して配置されてこの監視制御シ
ステムを構成する２台の制御装置であり、１２はこの制
御装置１１のＣＰＵである。１３はこのＣＰＵ１２より
出力されるヘルスチェック信号、１４はこのＣＰＵ１２
に入力されるヘルスチェック信号であり、１５はこのヘ
ルスチェック信号の送受信が行われるＰＩ／Ｏである。

【００１５】また、ＣＰＵ１２内において、２１はシス
テム中の全アプリケーションタスク中の最高位レベルで
動作する第１ループ監視タスクであり、２２は全アプリ
ケーションタスク中の最低位レベルで動作する第２ルー
プ監視タスクである。２３はこの第２ループ監視タスク
２２によってセットされ、第１ループ監視タスク２１に
よってリセットされるループ監視フラグであり、２４は
システムがダイナミックループ状態に陥っていると判断
されたときにセットされるループ異常フラグである。２
５はループ異常フラグ２４の内容に基づいてヘルスチェ
ック信号１３を出力する第１相互監視タスクであり、２
６は相手側の制御装置１１からのヘルスチェック信号１
４を入力して当該相手側の制御装置１１の正常／異常を
判定する第２相互監視タスクである。

【００１６】次に動作について説明する。全アプリケー
ションタスク中の最低位レベルで動作している第２ルー
プ監視タスク２２は、０．５秒毎にループ監視フラグ２
３をセットし、システム中の全アプリケーションタスク
中の最高位レベルで動作している第１ループ監視タスク
２１は、１０秒毎にループ監視フラグ２３をリセットす
る。この時、もし既にループ監視フラグ２３がリセット
されていた場合、第１ループ監視タスク２１はシステム
がダイナミックループ状態に陥っていると判断して、ル
ープ異常フラグ２４をセットする。各制御装置１１はこ
のようなループ監視によって、自装置の状態を常時監視
している。

【００１７】また、第１相互監視タスク２５はヘルスチ
ェック手段として５秒毎にヘルスチェック信号１３の論
理を反転させて出力する。ただし、この時ループ異常フ
ラグ２４がセットされていれば、自制御装置１１の異常
を相手側の制御装置１１へ通知するため、ヘルスチェッ
ク信号１３の論理反転は行わない。第２相互監視タスク
２６は相手側の制御装置１１の状態を監視するもので、
１秒毎にヘルスチェック信号１４の論理を判定し、８秒
間連続してヘルスチェック信号１４の論理が反転しない
場合に相手側の制御装置１１を異常と判断する。上記ヘ
ルスチェック信号１３およびヘルスチェック信号１４の
信号波形を図２に示す。このように、正常である間は５
秒毎にその論理を反転させてメイク／ブレイクを繰り返
すパルス波形となり、異常が発生するとこのメイク／ブ
レイクの反転が８秒間以上停止する。

【００１８】以下図３〜図６を参照しながらさらに詳細
に説明する。ここで、図３は第２ループ監視タスク２２
の処理の流れを示すフローチャート、図４は第１ループ
監視タスク２１の処理の流れを示すフローチャート、図
５は第１相互監視タスク２５の処理の流れを示すフロー
チャート、図６は第２相互監視タスク２６の処理の流れ
を示すフローチャートである。

【００１９】先ず、第２ループ監視タスク２２はシステ
ム起動時より、図３に示すステップＳＴ１を０．５秒の
周期で実行する。このステップＳＴ１ではループ監視フ
ラグ２３のセットが行われる。前記のようにこの第２ル
ープ監視タスク２２はシステム中の全アプリケーション
の中で最低位で動作するプログラムであるから、ループ
監視フラグ２３がセットされるということは、この第２
ループ監視タスク２２より上位レベルで動作するプログ
ラム、すなわちシステム全体がダイナミックループの状
態に陥っていないことを示す。

【００２０】次に、第１ループ監視タスク２１はシステ
ム起動時より、図４に示すステップＳＴ１１〜ＳＴ１４
を１０秒の周期で実行し、システムがダイナミックルー
プ状態に陥っていないかを監視する。すなわち、ステッ
プＳＴ１１ではループ監視フラグ２３の状態をチェック
し、その状態をステップＳＴ１２で判定する。その結
果、リセット状態であればシステムはダイナミックルー
プ状態に陥っていると判断して、ステップＳＴ１３でル
ープ異常フラグ２４をセットする。ループ監視フラグ２
３が既にリセットされているということは、過去の１０
秒間に全アプリケーション中の最低位レベルで動作する
プログラムである第２ループ監視タスク２２が動作して
いない、すなわちシステム全体がダイナミックループ状
態に陥っていることを示す。また、ステップＳＴ１２で
ループ監視フラグ２３の状態がセット状態であった場合
には、ステップＳＴ１４でループ監視フラグ２３および
ループ異常フラグ２４をリセットする。これにより、自
制御装置１１は正常状態となる。

【００２１】次に、第１相互監視タスク２５はシステム
起動時より、図５に示すステップＳＴ２１〜ＳＴ２３を
５秒の周期で実行し、５秒毎に論理反転してメイクとブ
レイクを繰り返すパルス波形によるヘルスチェック信号
１３をＰＩ／Ｏ１５に出力することによって、自制御装
置１１の状態を相手側の制御装置１１へ通知する。すな
わち、ステップＳＴ２１ではループ異常フラグ２４の状
態をチェックし、その状態をステップＳＴ２２で判定す
る。その結果、セット状態であれば自制御装置１１の異
常を相手側の制御装置１１へ通知するために、ステップ
ＳＴ２３を実行せずにそのまま処理をストップする。こ
れによってヘルスチェック信号１３の論理が反転しなく
なるため、自制御装置１１の異常を相手側の制御装置１
１で検出することが可能となる。また、ステップＳＴ２
２でループ異常フラグ２４の状態がリセット状態であっ
た場合には、ステップＳＴ２３で自制御装置１１が正常
であることを相手側の制御装置１１に通知するために、
ヘルスチェック信号１３の論理を反転させてＰＩ／Ｏ１
５に出力する。

【００２２】次に、第２相互監視タスク２６はシステム
起動時より、図６に示すステップＳＴ３１〜ＳＴ３５を
１秒の周期で実行し、相手側の制御装置１１が正常か異
常かを判断する。すなわち、まずステップＳＴ３１にて
ＰＩ／Ｏ１５からヘルスチェック信号１４を入力する。
そしてステップＳＴ３２では前回（１秒前に）ステップ
ＳＴ３１で入力したヘルスチェック信号１４と、今回ス
テップＳＴ３１で入力したヘルスチェック信号１４の論
理を比較し、論理が変化していない場合にはステップＳ
Ｔ３３を実行する。このステップＳＴ３３では、ヘルス
チェック信号１４の論理が８秒間継続して変化していな
いかどうかを判定し、変化していない場合にはステップ
ＳＴ３４で相手側の制御装置１１は異常であると判断す
る。一方、ステップＳＴ３２による比較の結果、ヘルス
チェック信号１４の論理が変化していた場合にはステッ
プＳＴ３５において相手側の制御装置１１は正常である
と判断する。

【００２３】このように、ループ監視によってソフトウ
ェア的に自制御装置１１の異常を自身で監視するととも
に、所定周期で論理反転するパルス波形によるヘルスチ
ェック信号を相手側の制御装置１１と相互に交換するこ
とで、ハードウェア的な故障に関係なく自制御装置１１
の状態を確実に相手側の制御装置１１へ通知することが
可能となる。

【００２４】実施例２．なお、上記実施例１では、主従
関係にない２台の制御装置１の相互で異常の監視を行う
場合について述べたが、全く同一の機能を持った主従関
係にある２台の２重化された制御装置に関しても適用可
能であり、上記実施例１と同様の効果を奏する。

【００２５】実施例３．次に、この発明の実施例３を図
に基づいて説明する。図７はこの発明の他の実施例によ
る異常監視方法を用いた監視制御システムの構成を示す
ブロック図である。図において、１１は制御装置、１２
はＣＰＵ、１５はＰＩ／Ｏで、これらは図１に同一符号
を付した実施例１のそれらに相当する部分である。な
お、この実施例３は３台以上の制御装置１１によって監
視制御システムが構成されている点で上記実施例１とは
異なっている。また、１６は各制御装置１１のＰＩ／Ｏ
１５において相互に送受信されるヘルスチェック信号で
ある。

【００２６】次に動作について説明する。各制御装置１
１は所定の周期（５秒周期）でその論理が反転するヘル
スチェック信号１６を、ＰＩ／Ｏ１５より他の全ての制
御装置１１に対して通知する。各制御装置１１では他の
制御装置１１からのヘルスチェック信号１６をそれぞれ
のＰＩ／Ｏ１５で受信し、それが一定期間（８秒間）以
上論理反転がなかった場合に、当該ヘルスチェック信号
１６を送信している制御装置１１に異常が発生したもの
と判断する。これにより、３台以上の制御装置１１で構
成された監視制御システムにおいても、制御装置１１の
相互異常監視が可能になる。なお、各制御装置１１で実
行される異常監視の基本的な動作は実施例１の場合と同
様である。

【００２７】実施例４．次に、この発明の実施例４を図
に基づいて説明する。図８はこの発明のさらに他の実施
例による異常監視方法を用いた監視制御システムの構成
を示すブロック図で、相当部分には図１と同一の符号を
付してその説明を省略する。また、１７は制御装置１１
のＰＩ／Ｏ１５よりが送信され、外部で折り返されて同
じ制御装置１１のＰＩ／Ｏ１５で受信されるヘルスチェ
ック信号である。このように、この実施例４は制御装置
１１がそれ自身のヘルスチェック信号１７によって自装
置の異常監視を行っている点で上記実施例１とは異なっ
ている。

【００２８】次に動作について説明する。制御装置１１
は所定の周期（５秒周期）でその論理が反転するヘルス
チェック信号１７をＰＩ／Ｏ１５より送信する。このヘ
ルスチェック信号１７は外部で折り返され、当該制御装
置１１のＰＩ／Ｏ１５で受信される。そして、受信した
ヘルスチェック信号の論理が一定期間（８秒間）以上反
転しなければ異常が発生したものと判断する。これによ
って、ソフトウェアおよびハードウェアを含めた自装置
の異常監視を行うことが可能となる。なお、この場合
も、制御装置１１で実行される異常監視の基本的な動作
は実施例１の場合と同様である。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明に
よれば、各制御装置より他の制御装置に対して正常な時
に所定の波形となるヘルスチェック信号を出力し、それ
を受けた制御装置はその波形をチェックして、それが前
記所定の波形でなければ当該ヘルスチェック信号を出力
した制御装置が異常であると判断するように構成したの
で、ハードウェア的な故障に関係なく自制御装置の状態
を確実に他の制御装置へ通知することが可能となって、
自制御装置の状態を他の制御装置で正確に監視すること
ができ、また、自装置の異常は自装置でループ監視によ
ってソフトウェア的に検出するため、別途用意した異常
検出装置などで制御装置を監視する必要がなくなる効果
がある。

【００３０】また、請求項２に記載の発明によれば、制
御システムを２台の制御装置で構成し、正常時に所定周
期で論理反転するパルス波形となるヘルスチェック信号
を各制御装置より出力し、それを受けた制御装置ではそ
の波形をチェックして、前記パルス波形でなかった場合
に、相手側の制御装置の状態が異常であると判断するよ
うに構成したので、２台の制御装置で構成された監視制
御システムにおいてハードウェア的な故障が発生して
も、自制御装置の状態を相手側の制御装置にて正確に監
視することが可能になるとともに、ヘルスチェック信号
を所定周期で論理反転するパルス信号としているので、
最小限のＰＩ／Ｏ点数で装置を構成することができ、シ
ステムを安価に構築できる効果がある。

【００３１】また、請求項３に記載の発明によれば、制
御システムを３台以上の制御装置で構成し、正常時に所
定周期で論理反転するパルス波形となるヘルスチェック
信号を各制御装置より出力し、それを受けた制御装置で
はその波形をチェックして、前記パルス波形でなかった
場合に、当該ヘルスチェック信号を出力した制御装置が
異常であると判断するように構成したので、３台以上の
制御装置で構成された監視制御システムにおいても、制
御装置の相互の異常監視が可能になる効果がある。

【００３２】また、請求項４に記載の発明によれば、制
御装置より出力した正常時に所定の波形となるヘルスチ
ェック信号を自装置に折り返し、その波形が前記所定の
波形でなかった場合に、当該制御装置自身が異常である
と判断するように構成したので、ソフトウェアおよびハ
ードウェアを含めた自装置の異常監視を行うことが可能
になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１による異常監視方法が適
用される監視制御システムの構成を示すブロック図であ
る。

【図２】 上記実施例におけるヘルスチェック信号の信
号波形を示す説明図である。

【図３】 上記実施例における第２ループ監視タスクの
処理の流れを示すフローチャートである。

【図４】 上記実施例における第１ループ監視タスクの
処理の流れを示すフローチャートである。

【図５】 上記実施例における第１相互監視タスクの処
理の流れを示すフローチャートである。

【図６】 上記実施例における第２相互監視タスクの処
理の流れを示すフローチャートである。

【図７】 この発明の実施例３による異常監視方法が適
用される監視制御システムの構成を示すブロック図であ
る。

【図８】 この発明の実施例４による異常監視方法が適
用される監視制御システムの構成を示すブロック図であ
る。

【図９】 従来の異常監視方法が適用される計算機シス
テムの構成を示すブロック図である。

【図１０】 その異常信号の信号波形を示す説明図であ
る。

【符号の説明】 １１ 制御装置、１３，１４，１６，１７ ヘルスチェ
ック信号。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の制御装置によって構成される制御
   システムにて、前記各制御装置の相互で他の制御装置の
   状態の正常／異常を監視する異常監視方法において、前
   記各制御装置はループ監視によって自装置の正常／異常
   を監視して、正常時に所定の波形となるヘルスチェック
   信号を他の制御装置に対して送信し、前記ヘルスチェッ
   ク信号を受けた各制御装置は、それが前記所定の波形で
   なかった場合に、当該ヘルスチェック信号を送信した制
   御装置の状態が異常であると判断することを特徴とする
   異常監視方法。
2. 【請求項２】 前記制御システムが２台の制御装置によ
   って構成され、前記各制御装置は正常時に所定周期で論
   理反転するパルス波形となるヘルスチェック信号を相手
   側の制御装置に対して送信し、前記ヘルスチェック信号
   を受けた各制御装置は、それが前記所定周期で論理反転
   するパルス波形でなかった場合に、相手側の制御装置の
   状態が異常であると判断することを特徴とする請求項１
   に記載の異常監視方法。
3. 【請求項３】 前記制御システムが少なくとも３台の制
   御装置によって構成され、前記各制御装置は正常時に所
   定周期で論理反転するパルス波形となるヘルスチェック
   信号を他の制御装置に対して送信し、前記ヘルスチェッ
   ク信号を受けた各制御装置は、それが前記所定周期で論
   理反転するパルス波形でなかった場合に、当該ヘルスチ
   ェック信号を送信した制御装置の状態が異常であると判
   断することを特徴とする請求項１に記載の異常監視方
   法。
4. 【請求項４】 制御装置の状態の正常／異常を監視する
   異常監視方法において、前記制御装置はループ監視によ
   って自装置の正常／異常を監視し、正常時に所定の波形
   となるヘルスチェック信号を送信し、折り返されたその
   ヘルスチェック信号を受信して、当該ヘルスチェック信
   号の波形が前記所定の波形でなかった場合に、前記制御
   装置の状態が異常であると判断することを特徴とする異
   常監視方法。