JPS59163601A - プログラマブルコントロ−ラ - Google Patents

プログラマブルコントロ−ラ

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Publication number
JPS59163601A
JPS59163601A JP58036563A JP3656383A JPS59163601A JP S59163601 A JPS59163601 A JP S59163601A JP 58036563 A JP58036563 A JP 58036563A JP 3656383 A JP3656383 A JP 3656383A JP S59163601 A JPS59163601 A JP S59163601A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
program
cpu
memory
cpu21
cpus
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.)
Pending
Application number
JP58036563A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshie Matsuzaki
松崎 吉衛
Seiji Hata
清治 秦
Yasuichiro Ogawa
小川 靖一郎
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 JP58036563A priority Critical patent/JPS59163601A/ja
Publication of JPS59163601A publication Critical patent/JPS59163601A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/04Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/05Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts
    • G05B19/058Safety, monitoring

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Safety Devices In Control Systems (AREA)
  • Retry When Errors Occur (AREA)
  • Hardware Redundancy (AREA)
  • Feedback Control In General (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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、複数台の電動機の駆動制御を行なうプログラ
マブルコントローラに係り、特に、LSI素子等で構成
されたCPU (中央演算制御装置)が故障時、そのバ
ックアップを安価な構成で実現できる信頼性の高いプロ
グラマブルコントローラに関するものである。
〔従来技術〕
プログラマブルコントローラは、複数台設置された電動
機の運転指令等を高効率に行なう、いわゆるオートメー
ションシステム、を構成するための重要なコンーボーネ
ントである。このプログラマブルコントローラをささえ
る周辺装置としてコンピュータ(CPU)があるが、プ
ログラマブルコントローラ(以下PCと略す)は、その
CPUの故障に対するバックアップ機能を有しているの
が一般的であるが、従来のPCは正常運転用のCPUと
は別に、PCをバックアップする専用のCPUを設け、
正常運転用のCPUが故障するとバックアップ用CPU
に切換える構成がとられている。
ところが、このような構成によると、設備装置の制御に
必要な演算速度を有するCPUが正常運転用とバックア
ップ用に2台必要となり、コスト高となる欠点があった
第1図は前記した正常運転CPUと、それをバックアッ
プする専用のCPUを別々に設けたプログラマブルコン
トローラの回路構成である。第1図において、1は正常
運転用CPU12はバックアップ用CPUで、メモリバ
スMBと入出力バスBに接続しである。3はメモリで、
2台のCPUI。
2゛をメモリバスMBに接続変更するCPU切換器4を
介してメモリバスMBに接続しである。5は入出力ボー
トであって、やは92台CPUI、2を入出力バスBK
接続変更するCPU切換器4°を介して入出力バスBに
接続しである。図示の如き構成で高価格となる部分はC
PUI、2であシ、このCPUI、2は演算能力に対す
る要求が大きくなるからである。
すなわち、一般にプログラマブルコントローラはプログ
ラム全体を繰シ返えし実行するので、CPUに要求され
る演算速度は、プログラム全体の実行時間(スキャンニ
ング時間〉をプログラムワード数で割ったものとなる。
例えば、10にワードのプログラムを20ミリ秒のスキ
ャンニング時間で実行するには、CPUの一命令実行時
間は2マイクロ秒が要求される。この従来方式では正常
運転時は1台のCPUで実行される。そのためには、高
速なバイポーラ素子を使用するが、チップ数は数個から
数十個必要となり、当然コスト高となる。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくシ、従
来よシ安価にCP[J故障時のバックアップ機能を有す
るPCを提供することKある。
〔発明の概要〕
本発明は、かかる目的を連成するために、正常運転を低
速安価なCPUを複数個並列実行させることで行ない、
いずれかのCPUが故障した場合はプログラムを部分変
更し、他のCPUでバックアップできるようにしたもの
である。
〔発明の実施例〕
以下、第2図〜第7図に従って本発明の詳細な説明する
。第2図はプログラマブルコントローラの構成を示すブ
ロック図である。図中、11.21はCPUを示し、正
常運転時にCP Ullが実行するプログラムを格納す
るのはメモリ12で、CPU21が実行するプログラム
を格納するのはメモリ22である。CPUII、21と
メモリ12.22はタイムスライス方式のメモIJ ハ
ス(各CPUがバスを時分割に使用することで、バス使
用の競合が起きなくする方式)MBで接続されており、
CPUI 1. CPU21はおのおのメモリ12.メ
モリ22の両方をアクセスすることができる。このメモ
リバスMB+とけ別に入出力ボート用の入出力バスBが
あり、この入出力バスMBには、CPU1lとCPU2
1の両方からアクセスできる入出力ボート40が接続さ
れている。
CP Ullには故障検出器13と、これが故障を検出
した時C)’Ullを停止させる起動管理器14、およ
びCPU11のプログラムカウンタ設定器15が接続さ
れている。CPU21にも同様に故障検出器23、起動
管理器24いプログラムカウンタ設定器25が接続され
ている。また、故障を検出し、正常運転をバックアップ
運転に切9換える際は、他のCPUを停止させ、プログ
ラムカウンタを設定して再起動するので、各故障検出器
は他方の起動管理器。
プログラムカウンタ設定器も制御できるよう接続されて
いる。また、この切シ換えには、メモリ12゜22中の
プログラム変更が必要なので、プログラム変更器30が
メモリバスに接続されている。
次に第2図の回路における正常運転からバックアップ運
転への切り換え手順を説明する。正常運転時のプログラ
ム実行状態を示したのが第3図でおる。第3図に示すよ
うに、名メモリ中のプログラムの最後はプログラム先頭
へのジャンプ命令となっている。CPUはこのプログラ
ムを上から順に実行し、先頭へのジャンプ命令で先頭に
戻シ、繰多返し実行する。これを2台のCPUがそれぞ
れ行なっている。
第4図は前述の状態でCPUIIが故障し、CPU21
によるバックアップ運転に切り換える際の手順を示した
ものである。すなわち、CPU11の故障を故障検出器
13が検出すると、CPU11を停止させるだめの信号
を起動管理器14に送シ、さらに他CPUの起動管理器
24にCPU21のサイクル停止(プログラム最後迄実
行し、そこで停止する)信号を送る。CPU21が停止
したら、プログラムの変更を行う。変更内容は、メモリ
12のプログラムの最後にあるジャンプ命令のジャンプ
先を、メモリ12のプログラム先頭からメモリ22のプ
ログラム先頭にすることと、メモリ22のプログラムの
最後にあるジャンプ命令のジャンプ先をメモリ22のプ
ログラム先頭からメモリ12のプログラム先頭にするこ
とである。この変更は、故障検出器11がプログラム変
更器30に変更信号を出し、プログラム変更器がメモリ
内容を書きかえることで行う。このプログラム変更が終
了したらプログラムカウンタ設定器25によりCPU2
1のプログラムカウンタをメモリ12のプログラム先頭
アドレスに設定する。
そして、最後に起動管理器24がCPU21を起動すれ
ば、CPU21によるバックアップ運転が開始される。
バックアップ運転時のプログラム実行状態は第5図に示
すように、まずメモリ12のプログラムが実行され、次
にメモリ22のプログラムの実行に移り、終了するとメ
モリ12のプログラムに戻る形となる。このように正常
時は2台のCPUが並行に実行していたプログラムを一
方のCPU故障時は、他方のCPUが両方のプログラム
を交互に実行することでバックアップ運転を行う。
次に本発明の他の実施例を第6図、第7図に示し説明す
る。
第6図は、故障検出器33.起動管理器34.プログラ
ムカウンタ設定器35をCPUII、21毎に設けるの
ではなく、共通化した構成を示している。このようにし
ても正常運転からバックアップ運転への切シ換えは先に
示した手順と同様に行うことができる。
第7図はさらに別の実施例を示したもので、プログラム
変更を正常なCPUを使用して行う方式の構成である。
この場合、プログラム変更器はなく、その代りにプログ
ラム変更プログラムが格納されているメモリ50をメモ
リバスに接続して構成しである。この構成でのプログラ
ム変更は、正常なCPUにこのプログラム変更プログラ
ムを実行させ、CPUがメモリ12.メモリ22を書、
きかえることで行なう。
また、先の実施例ではメモリバスMB、入出力バスBを
別に設け、タイムスライス方式で複数のCPUが複数の
メモリと入出力ボートを相互にアクセスできるようにし
ているが、メモリバスMBと入出力バスBを共通にして
もよいし、タイムスライス方式以外のバス管理機構によ
って複数のCPUのバス占有管理を行うこともできる。
これラハス方式については、通常のマルチCPUバス方
式を使用することができる。
さらにまた、CPU0数についてはこれまで示した2台
に限らず、3台以上にすることもできる。
この場合も、いずれかのCPUが故障したら、残りのC
PUが故障CPUのプログラムを実行することでそのバ
ックアップを可能としている。
゛上述の本発明の実施例と、従来構成との価格差が生じ
るのはCPUの部分であるが、各々のCPUに価格に差
があるのはCPtJの演算能力に対する要求が大きくな
るためである。すなわち、従来方式では正常運転時は1
台のCPUで実行されるのに対し、本発明の実施例では
複数台(実施例では2台)のCPUでプログラム全体を
分割して実行するので、CPUの一命令実行時間はCP
U0数に比例して長く、いわゆる低速、安価なCPUで
も従来方式と同様の機能が得られる。そして本実施例に
よればCPUを低価格なMOS型の1チツプLSIで実
現でき、小型コンパクト設計も可能である。
〔発明の効果〕
以上の説明からも明らかなように本発明によれば、正常
運転時に使用する低速安価なCP’Uを複数個並列実行
させる構成とし、いずれかのCPUが故障した場合のバ
ックアップを他の正常なCPUに切換え接続し、そのC
PU本来のプログラムと故障したCPUのグログラムの
両方を実行させるようにしたものであるから、従来のよ
うに正常運転時に使用されないバックアップ用のCPU
を別途設ける必要がなく、安価なプログラマブルコント
ローラを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のプログラマブルコントローラ構成を示す
ブロック図、第2図は本発明の一実施例を示すプログラ
マブルコントローラのブロック図、第3図は第2図の回
路における正常運転時のプログラム実行状態を示す図、
第4図はバックアップ運転への切換え手順を示す70チ
ヤート、第5図はバックアップ運転時のプログラム実行
状態を示す図、第6図、第7図は本発明の他の実施例を
示すプログラマブルコントローラのブロック図である。 11 、21・・−CPU、12.22・・・プログラ
ムメモリ、13 、23 、33・・・故障検出器、1
4 、24 、34・・・起動管理器、15.25.3
5・・・プログラムカウンタ設定器、30・・・プログ
ラム変換器、40・・・入出力ボート、5o・・・プロ
グラム変更メモリ、64・・・CPU切換え器。 代理人 弁理士  秋  本  正  実第1図 第2図 第 3  図  (%t112□) (>七j12) CPtJ11μm資灯               
 (pLJ 21か“央灯第4図 第5図 第6図 第7図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. メモリバスに接続されて被制御設備を制御するプログラ
    ムを格納するメモリと、該プログラムメモリに格納され
    たプログラムを読出し実行するメモリバス、入出力バス
    に接続された中央演算制御装置(CPU)と、前記入出
    力バスに接続され、前記CP Uでアクセスされる入出
    力ボートを備え、C’PUのバックアップ機能を有した
    プログラマブルコントローラにおいて、前記プログラム
    に浴って被制御設備を制御する複数台のCPUと、各C
    PUの故障を検出する検出器と、該故障検出器の出力信
    号によって故障CPUを停止すると共に、別の正常なC
    PUを起動するCPU起動管理器と、前記CPUのプロ
    グラムカウンタを設定することによりCPU起動の際の
    先頭プログラムアドレスを指定できるプログラムカウン
    タ設定器と、各CPUが実行するプログラムの一部を変
    更するプログラム変更器とから成り、いずれかのCPU
    が故障した場合に、他のCP、Uで故障CPUのプログ
    ラムを実行するように構成したことを特徴とするプログ
    ラマブルコントローラ。
JP58036563A 1983-03-08 1983-03-08 プログラマブルコントロ−ラ Pending JPS59163601A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58036563A JPS59163601A (ja) 1983-03-08 1983-03-08 プログラマブルコントロ−ラ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58036563A JPS59163601A (ja) 1983-03-08 1983-03-08 プログラマブルコントロ−ラ

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JPS59163601A true JPS59163601A (ja) 1984-09-14

Family

ID=12473223

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58036563A Pending JPS59163601A (ja) 1983-03-08 1983-03-08 プログラマブルコントロ−ラ

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