JPS5868102A - 冗長化分散形制御装置 - Google Patents

冗長化分散形制御装置

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JPS5868102A
JPS5868102A JP16613381A JP16613381A JPS5868102A JP S5868102 A JPS5868102 A JP S5868102A JP 16613381 A JP16613381 A JP 16613381A JP 16613381 A JP16613381 A JP 16613381A JP S5868102 A JPS5868102 A JP S5868102A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
unit
process control
redundant
control unit
control
Prior art date
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Pending
Application number
JP16613381A
Other languages
English (en)
Inventor
Ichiu Watabe
渡部 一宇
Shigeru Yamamoto
茂 山本
Yutaka Wakasa
若狭 裕
Shinichi Takigishi
滝岸 真一
Toshio Ogawa
敏夫 小川
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.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
Yokogawa Hokushin Electric Corp
Yokogawa Electric Works Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp, Yokogawa Hokushin Electric Corp, Yokogawa Electric Works Ltd filed Critical Yokogawa Electric Corp
Priority to JP16613381A priority Critical patent/JPS5868102A/ja
Publication of JPS5868102A publication Critical patent/JPS5868102A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B9/00Safety arrangements
    • G05B9/02Safety arrangements electric
    • G05B9/03Safety arrangements electric with multiple-channel loop, i.e. redundant control systems

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Safety Devices In Control Systems (AREA)

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】 本発明は、分散形制御装置の改良に関するものである。
さらに詳しくは、分散配置された各制御ステーションを
冗長化した高信頼性の分散形制御装置に関するものであ
る。
分散形制御装置は、インテリジェンスを有する複数の制
御ステーションを制御対象の各所に分散配置して通信線
で結び、各制御ステーションにそれぞれの区域を分担制
御させるようにしたものである。このような装置は危険
分散形の制御装置であり、システムとしての信頼性は高
いが、個々の制御ステーションについては、分散形だか
らといって信頼性が高まったことにはならない。そこで
、個々の制御ステーンヨンごとに高信頼性が要求される
ときは、個々の制御ステーションの冗長化が必要になる
冗長化の手法としては、経済性の見地から、所定の複数
の制御ステーションに対して1つの待機用の制御ステ=
ノヨンを設け、実働側の制御ステーショ/のどれか1つ
が故障したとき、待機側の制御ステーションでパックア
ップするようにした、いわゆるn++冗長化が採用され
る。その場合、バックアップ時およびバックアワプ解除
時の制御の引継ぎを円滑にするために、制御用のデータ
ベースを、実働側の制御ステーションと待機側の制御ス
テーションとの間でに継承させることが必要になる、−
6 制御ステーションについてn+1冗長化を行った分散形
制御装置の従来例としては、制御用のデータベースを、
実働側の制御ステーションと待機側の制御ステー7ョン
の間で授受するだめの専用の接続手段を設けたものがあ
る。このような従来例においてデータベース授受用の専
用の接続線が必要なのけ不経済である。
本発明の目的は、冗長化関係にあるn+1個の制御機構
の間において、データベース授受用の専用の接続線が不
要な冗長化分針形制御装置を提供することにある。
本発明は、複数の制御ステーションを通信線で結んでな
る分散形制御装置において、各制御ステーションとして
、それぞれインテリジェンスと入出力部を持つ複数のプ
ロセス制御ユニ、トを内部通信線で接続してグループ化
したものを用い、各グループごとに冗長ユニットを内部
通信線に接続し、プロセス制御ユニットと冗長ユニット
の間のデータベースの授受は、グループの内部通信線を
通じて行うようにしたものである。
以下、図面によって本発明の詳細な説明する。
第1図は、本発明が適用される分散形制御装置の概念的
構成図である。第1図において、11〜11(は制御ス
テー7ョンであって、それぞれ・インテリジェンスを有
し制御対象の各部を分担して制御するものである。21
〜2mはマスクステーションテアって、オペレータまた
は上位計算mtL′cよるシスデム全体の監視・操作用
として設けられる。3に4通信線路であって、制御ステ
ーション11〜1にとマスタステー7:1721〜2m
を接続1〜、分散形制御装置を形成するものである。
制御ステーション1□(1−1〜k)の詳細人構成な第
2図に示す。第2図において、41〜4oはプロセス制
御llユニット、5はクラスタ制御ユニ、ト、6は冗長
ユニット、7は内部通信線である。プロセス制御コーニ
ット41〜4nとクラスタ制御ユニット5と冗長ユニ、
トロは、内部通信線7によって相互接続され、1つの制
御ステーションを構成する。
このような制御ステーションをその形態に因んでクラス
タ(房)と呼ぶ。各クラスタは、クラスタ制御ユニ、ト
5を通じて通信線路6に接続される。
プロセス制御ユニット41〜4n1 クラスタ制御ユニ
ット5および冗長ユニット6はいずれもインテリジェン
スを持っており、例えば、第3図、第4図および第5図
のようにそれぞれ構成される。
第3図において、プロセス制御ユニット4j(j=1〜
TI)は、内部通信制御器NCMと、プロセッサNPU
と、メモリNMUと、入出力a Iloを持っている。
これらの各コンポーネントはデータバスDBSによって
相互に接続されて、インテリジェントなプロセス制御ユ
ニットを形成している。プロセッサNI)UとメモリN
MUがインテリジェンスの中枢をなす。入出力5I10
には、各種のプロセス入出力信号が、それぞれの信号線
(囲路)を通じて授受される。入出力データはメモリN
MUに記憶され、プロセッサNI’Uによって、プロセ
ス制御用のデータ処理がなされる。データ処理に際して
は、メモリNLIU中のデータベースが用いられ、この
ユニットが担当しているプロセスに適したデータ処理が
行われる。
内部通信制御器NCMは、内部通信線7に対する通信を
制御するととに、ダイレクト・メモリアクセス(DλI
A )によってメモリNMUと入出力器I10にアクセ
スする機能を持っている。このような機能は、通信制御
器NCMに内蔵されたマイクロプログラムによって実現
される。
第4図のクラスタ制御ユニット5も、同様な内部通信制
御器uchs 、プロセッサNPU 、およびメモIJ
 miU %を持っておりさらにその他に外部通信制御
器FCAを持っている。外部通制御器FCAもDMA機
能を持つものである。これらの各コンポーネントもデー
タバスDE3Sによって相互接続されて、インテリジェ
ントなりラスタ制御ユニットを形成している。このクラ
スタ制御ユニット5V!、そのインテリジェンスにより
て、クラスタ内の各ユニットの動作を制御する。制御の
種類は、大別して211L  1つは、マスタステーシ
ョン2〜2から    m 通信線路3を通じて与えられる指令に基づいて、クラス
タ内の各ユニットを制御することであり、もう1つは、
プロセス制御器ニット43から通信される故障報知信号
に基すいて、冗長ユニット6に故障したプロセス制御ユ
ニ、ト4のバックアップを行わせることである。故障報
知信号は現実的にはレディ信号の消滅である。これらの
制御は、いずれも内部通信線7を利用した通信によって
行わプ れる。その場合とロセ、すNPUは、制御用のデータ処
理を行い、内部通信制御器NCMは、内部通信線7に対
する通信を制御し、外部通信制御器FCAは外部通信線
路6に対する通信を制御する。
第5図の冗長ユニ、トロも、同様な内部通信制御器NC
Mとプロセ、すNPUとメモリNλ(Uを持っており、
さらにその他にアップロードメモリNMUUを持ってい
る。これら各コンポーネントもデータバスDBSによっ
て相互接続されて、インテリジェントな冗長ユニット6
を形成している。この冗長ユニ、トロけ、そのインテリ
ジェンスにより、クラスタ内の全プロセス制御ユニット
41〜4oのデー 。
タベースを、通信を介して周期的に読出してアップロー
ドメモリNMUU  に記憶しており、これによベース
が常にアップロードメモリNMUtl に存在するよう
になっている。データベースの収集は、冗長ユニット6
と各プロセス制1i111コー二、ト1jにおける内部
通信制御器NCMのDIIA機能によっ−C行わ1′l
−る。データベースの収集時の冗長ユニ、F6の挙動を
、クラス、り制御:にアト5によって監視することK【
す、待機状態における冗長ユニット乙の健全性が確認で
きる。したがって、バックアップは健全性が検証された
冗長ユニットで行える。
冗長ユニット6は、クラスタ制御ユニット5からの指令
に従って、プロセス制御ユニット41〜4nのうちの1
つ4 のバックアップを行う。バックO アップは、冗長ユニット6のインテリジェンスが、通信
を介して、プロセス制御器y ト4joの入出力器I1
0を駆使することによって行う。すなわち、冗長1ニツ
ト乙のインテリジェンスが、プロセス制御ユニ、ト4.
のインテリジェンスにとって代O わった形でバックアップを行う。プロセス制御ユニ、ト
4.は、DliiA機能を有する内部通信ta制御器、
3O NCJ、(を持っているので、そのような入出力5I1
0の駆使が可能とがる。すなわち、入出力器I10の信
号線の切換えを全く必要とせずに、バックアップが行え
る。このだめ、冗長ユニット6はプロセス制御ユニy 
ト4:、oの入出力器I10と同一のものを持つ必要が
なく、シたがってプロセス制御ユニット4joは自己に
とって必要な入出力器I10を自由に持つことを妨げら
れない。
バックアップ用のデータ処理は、入出力器I10のデー
タと、アップロードメモリNMtlU  に収集されて
いるプロセス制御ユニット4のデータベースに従って行
われる。バックアップ中は、そのプロセス制御ユニット
4jo以外に対するデータベースの収集が周期的に行わ
れる。データベースの収集は、クラスタの内部制御用の
内部通信線7を共用して通信によって行われるので、専
用の接続線は不要となる。またデータベースは、プロセ
ス制御ユニット4 が正常な間に周期的に読出しておい
O たものであるから、データベースの正常性は保証されて
いる。したがって、故障したプロセス制御ユニット4.
。から、異常がデータベースを引継いで、バックアップ
そのも異常になるという、いわゆる共倒れ現象は容易に
防止される。
バックアップ中に、プロセス制御ユニーv ト4j。
の故障したインテリジェンスの修理おるいは交換が行わ
れる。修理あるいは交換により正常な機能を回復したイ
ンテリジェンスは機能回復信号(レディ信号)を発生す
る。この信号が通信されると、クラスタIIi制御ユニ
ットは、プロセス制御ユニット4、のインテリジェンス
の機能回復を認識し、自O 動的にあるいはオペレータの手動操作に従って、冗長ユ
ニット乙にバッファ2.プの解除を指令する。
この指令に従って、冗長ユニット6は、アップロードメ
モリNMUU  中のプロセス制御ユニット4 用のデ
ータベースを、通信を介してプロセスO 制御ユニット4 のメモリNMUのデータベース領O 域に移しかえ、次いでそのインテリジェンスを起動して
バックアップから抜けだす。
第6図に、本発明の他の実施例を示す。この実施例は、
クラスタの内外の通信系を冗長化し、信頼性をさらに高
めたものである。すなわち、外部通信線路は31,3゜
の2系統設けられ、内部通信線も7□、7゜の2系統設
けられ、かつ、これらに対応して、クラスタ制御ユニッ
ト5には、外部通信制御器FCAと内部通信制御器NC
Mがいずれも2系統ずつ設けられ、プロセス制御ユニッ
ト4□〜4nと冗長ユニット6には、内部通信制御器N
CMが2系統設けられる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明が適用される分散形制御装置の概念的
構成図、 第2図は、本発明実施例の概念的構成図、第3図、第4
図および第5図は、それぞれ第2図の一部の詳細構成図
、 第6図は、本発明の他の実施例の概念的構成図である。 11〜1k・・・制御ステージ目ン、21〜2m・・・
マスタステーシラン、3・・・通信線路、41〜4n・
・・プロセス制御ユニット、5・・・クラスタ制御ユニ
、ト、6・・・冗長ユニット、7・・・内部通信線。 (11) 石  11圏 第 Z 暢 第 3 劇 箭4 口 第S 劉 翁 乙 j判

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 複数の制御ステーションを通信線で結んでなる分散形制
    御装置において、各制御ステーションとして、それぞれ
    インテリジェンスと入出力部を持つ複数のプロセス制御
    ユニットを内部通信線で接続してグループ化したものを
    用い、各グループごとに冗長ユニットを内部通信線に接
    続し、各プロセス制御ユニットと冗長ユニットの間のデ
    ータベースの授受は、グループの内部通信線を通じて行
    うようにしたことを特徴とする冗長化分散形制御装置。
JP16613381A 1981-10-17 1981-10-17 冗長化分散形制御装置 Pending JPS5868102A (ja)

Priority Applications (1)

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JP16613381A JPS5868102A (ja) 1981-10-17 1981-10-17 冗長化分散形制御装置

Applications Claiming Priority (1)

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JP16613381A JPS5868102A (ja) 1981-10-17 1981-10-17 冗長化分散形制御装置

Publications (1)

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JPS5868102A true JPS5868102A (ja) 1983-04-22

Family

ID=15825640

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JP16613381A Pending JPS5868102A (ja) 1981-10-17 1981-10-17 冗長化分散形制御装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0273402A (ja) * 1988-09-09 1990-03-13 Hitachi Ltd プラントの予防保全方法および同予防保全装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5614302A (en) * 1979-07-13 1981-02-12 Hitachi Ltd Process control system

Patent Citations (1)

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