JPS60112103A - ハイブリッド制御装置 - Google Patents

ハイブリッド制御装置

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JPS60112103A
JPS60112103A JP22032483A JP22032483A JPS60112103A JP S60112103 A JPS60112103 A JP S60112103A JP 22032483 A JP22032483 A JP 22032483A JP 22032483 A JP22032483 A JP 22032483A JP S60112103 A JPS60112103 A JP S60112103A
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Shinichi Kitagawa
伸一 北川
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Shimazu Seisakusho KK
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Shimadzu Corp
Shimazu Seisakusho KK
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    • 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
    • G06F11/20Error detection or correction of the data by redundancy in hardware using active fault-masking, e.g. by switching out faulty elements or by switching in spare elements
    • GPHYSICS
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    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00Error detection; Error correction; Monitoring
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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】 (イ)産業上の利用分野 この発明はプロセス制御に使用されるハイブリッド制御
装置、例えばデジタル部とアナログ部を含む単一ループ
調節計が複数個並設される調節装置において、相互バン
クアップを可能にしたハイプリント制御装置に関する。
(ロ)従来技術 例えば、多数のループを有するプロセスを制御する場合
、近年においては危険分数の立場から各ループ毎に調節
針を設け、必要に応じて上位の計算機がこれらの調節計
をまとめる階層構造をとるのが普通である。しかもマイ
クロプロセッサ等の低価格化により、最下層の単一ルー
プ調節計でもデジタル化された部分を含み、多くの演算
処理機能を有するに至っている。この種の調節装置にお
いて、いずれかのループの調節計に異常が生じた場合に
、従来は単にそのループを手動に切替えるか、−第3図
に示すように、各ループ毎&三、主調節計1a、1a、
・・・の他にバックアップ用の調節計1b、1b、・・
・を用意しておき、上位計算機2の判断等により切替え
る等の方法をとってい゛る。しかし前者の場合は、手動
に切替えることにより、そのループで行っていた制御演
算とともに、補助的な演算や信号処理もなされなくなる
ので、プロセスを危険に陥れるおそれがある。また後者
の場合は、主調節計の他に全(同型の調節計を各ループ
にバックアンプ用に設けるので、コスト高とな塾ととも
に、設置スペースも必要とする欠点がある。
ところ′で、一般に単一ループ調節計には、アナログ式
のものと、デジタル式がある。アナログ式は故障しにく
いという点で信頼性が高く、瞬間的な雑音などに対する
自己回復性もよいが、PID演算以外の補助演算に関し
ては柔軟性がなく、外部に演算用の補益を設ける必要が
あり、各ループ毎にある程度の信号処理を必要とする。
一方、デジタル式では、PID演算の他に多くの補助演
算も可能であり、特別に演算補益等を設ける必要がない
。しかしダウンすると、すべてのソフト?エア演算が停
止するため、余り複雑な処理を任せることができず、結
局、その処理能力を十分に生かせないという問題がある
。この問題を解消するため、バックアンプ用の調節針を
設ければよいが、上記したようにコスト高、スペースを
くう゛という問題がある。
(ハ)目的 この発明の目的は、上記に鑑み、特別に演算補益等を設
ける必要がなく、その上、複雑な演算処理も任し得る、
それでいてコスト高、スペースをとることなくバックア
ップの可能な調節計等を得ることのできるハイブリッド
制御装置を提供することである。
(ニ)構成 上記目的を達成するために、この発明のハイブリッド制
御装置は、デジタル部とアナログ部を含む同型のハイブ
リッド処理装置(単一ループ調節針)が複数個並設され
てなり、前記各ハイブリッド処理装置のデジタル部には
自己の入力を受けて自己の演算を実1与する自己演算処
理手段(自己の演算処理プログラム)と、バックアップ
すべき他の処理装置の入力を受けてその処理装置の演算
を実行し、演算値をその処理装置に出力するバ・ツクア
ップ演算処理手段(バックアンプ用の演算処理プログラ
ム)を含み、これら両演算処理手段を時分割動作させる
とともに、さらに自己処理装置の異常を検出する異常検
出手段と、この異常検出手段の出力に応答して、前記自
己演算処理手段の出力とバックアップを受ける処理装置
のバ・ノクア・ノブ演算処理手段の出力とを選択的に切
替える切替手段とを備え、平常(異常がないとき)は前
記自己演算処理手段の出力を、異常が生じた場合にはバ
ックアンプを受ける処理装置のバックアップ演算処理手
段出力を、それぞれ前記自己の前記アテログ部に渡し、
必要に応じデジタル出力するようにしている。
(ホ)実施例 以下、実施例により、この発明をさらに詳細に′説明す
る。
第1図は、この発明の1実施例を示すプロセス制御装置
のブロック図であって、単一ループ調節・計Cn、!/
/、隣接すテ同型の単一ループ調節計Cn−1とCn+
1の一部が示されている。この実施例では、単一ループ
調節計が複数個並設されてい−るが、いずれも単一ルー
プ調節計Cnと同型なので、図では便宜上、3個の単一
ループ調節計Cn−+ 、Cn、Cn+1のみを示して
いる。
調節計Cnは、ソフト的に信号処理・補助演算を行うデ
ジタル部11と、最下層の制御演算を行うアナログ部1
2を含んでいる。このアナログ部12で行われる最下層
の制御演算としては、普通PID演算が一般的である。
デジタル部11には、コントロールプログラム部13と
、自己の通常の信号処理・補助演算を行う自己演算処理
プログラム部14と、他の調節計Cn+1をバンクアッ
プし、他の調節計Cn++の信号処理・補助演算を行う
バンクアンプ演算処理プログラム部15を備えている。
デジタル部11への入力は、通常のデータ入力Dn、プ
ロセス人力Pnの他に、バ・ノクア・ノブすべき他の調
節計Cn+1のデータ入力Dn+1、プロセス入力pn
+1も含まれる。そして通常の入力Dn、PSnは自己
演算処理プログラム部14に与えられ、他の調節計Cn
+1への入力Dn+1・PSn+1はバ・ノクア・ノブ
演算処理プログラム部15に与えられる。
これら自己演算処理プログラム部14とバ・ツクアップ
演算処理プログラム部15のプログラム実行は、制御の
サンプリング間隔を時分割して行われる。コントロール
プログラム部13は、この時分割制御や異常の自己診断
等を行う。
調節計Cnは、他の調節計Cn+1をバ・ツク・アップ
するバックアンプ演算処理プログラム部15を有するが
、またさらに他の調節計Cn−1によってバックアップ
される。すなわち調節計Cn−1も、調節計Cnと同様
にデジタル部11゛を有し、コント昌−ルプログラム部
13゛と、自己演算処理プログラム部14゛と、調節計
Cnをバックアップするバックアロツブ演算処理プログ
ラム部15−”等を備えている。したがって調節計Cn
−1のバンクアップ演算処理プログラム部15”には、
調節計Cnへのデータ入力Dn、プロセス入力PSnが
与えられる。そして調節計Cnの自己演算処理プログラ
ム部14と調節計Cn−1のバンクアップ演算処理プロ
グラム部15゛は、調節計Cnの信号処理、補助演算を
実行する。
調節計Cn+1も、バックアップすべき調節計は異なる
が、やはり同様の構成となっている。
調節計Cnの自己演算処理プログラム部14の出力は、
切替スイッチ16を介して、アナログ部12に与えられ
、必要に応じてデータDOを直接外部に出力する。また
調節計Cn−+のバックアップ演算処理プログラム部1
5′の出力が切替スイッチ16に結合され、切替スイッ
チ16が切替えられると、この切替スイッチ16を介し
て、前記アナログ部12に加えられ、必要に応じてデー
タDoを直接外部に出力するようになっている。
また17は異常検出回路であり、この異常検出回路17
により異常が検出されると、あるいはコントロールプロ
グラム部13で異常の自己判断がなされると、異常検出
信号BSがオア回路18を介して切替スイッチ16に与
えられるとともに、アンド回路19に加えられる。アン
ド回路19の入力の他端には、バックアップを受ける調
節計Cn−1の異常検出信号BS’が入力されるように
なっている。アンド回路19は自己も異常、バックアン
プを受ける調節計も異常の場合に信号MSを出力し、切
替スイッチ20を自動から手動に切替えるようになって
いる。
次に、上記実施例の動作を第2図に示すタイムチャート
を参照して説明する。第2図において、Tは1制御サン
プリング周期を示している。またCPn−1、Pn−t
 、Pn’ は調節計Cn−+のコントロールプログラ
ム、自己演算処理プログラム、バックアップ演算処理プ
ログラムを、CPn、、Pn、、Pn’+1は調節計C
nのコントロールプログラム、自己演算処理プログラム
、バックアップ演算処理プログラムをそれぞれ示し、波
形がハイレベルの時、実行、タイミングであることを示
している。
1制御サンプリング周期Tのスタートで、調節計Cn−
+ 、Cnでは、まずコントロールプログラムCPn−
1、Cnが実行され、続いてそれぞれ自己演算処理プロ
グラムPn−1、Pnを実行する。調節計Cnでは、デ
ータ入力Dn、プロセス入力PSnを受け一自己演算処
理プログラム部14は、自己の信号処理補助演算を実行
する。自己が正電な場合、切替スイッチ16は自己演算
処理プログラム部14側に接続されており、自己演算処
理プログラム部14の演算結果出力は、切替スイッチ1
6を介して、アナログ部12に渡されるほか、必要によ
りデータDOが直接出力される。
アナログ部12は、PID演算等の制御演算を行い、通
常は切替スイッチ20がA(自動)側に倒されているの
で、切替スイッチ20を介して操作出力emを導出する
調節計Cn−1とCnのそれぞれ自己演算処理プログラ
ムPn−+ 、Pnの実行時間は、それぞれのプログラ
ム容量により相違するが、いずれもこの自己演算処理が
終了すると、再びコントロールプログラムCPn−t 
、CPnの実行を経て、今度はバンクアンプ演算処理プ
ログラムPn”、P n’ + 1の実行に移る。すな
わち調節計Cn−tでは、バックアップ演算処理プログ
ラム部15“で調節計Cnの信号処理・補助演算を行い
、調節計Cnでは、バックアンプ演算処理プログラム部
15で調節計Cn ++の信号処理・補助演算を行う。
この場合、実行タイミングはずれるが、調節計Cnで実
行する自己演算処理プログラムPnと調節計Cn−1で
実行するバンクアップ演算処理プログラムPn’ は同
じ内容である。
ハックアップ演算処理プログラムPn’ 、Pn’+1
が終了すると、それぞれコントロールプログラム部CP
n−+ 、CPnに移り、1制御サンプリング周期Tの
動作が終了する。そして調節計Cn−+ 、Cnが正常
である限り、上記1制御サンプリング周期毎の動作が繰
り返し継続される。
しかし動作中にコントロールプログラム部13、または
異常検出回路17がデジタル部11の異常を検出すると
、オア回路18に異常検出信号ESが出力される。この
異常検出信号BSにより、切・替スイッチ16が切・替
えられ、自己演算処理プログラム部14の出力が切離さ
れ、調節計Cn−+のバックアップ演算処理プログラム
部15”の出力が、切替スイッチ16を介してアナログ
部12に与えられるとともに、その出力Doが必要によ
り直接導出される。アナログ部12では、バンクアンプ
演算処理プログラム部15゛よりのデータを受けてPI
D演算等を行い、もし調節計Cn−1に異常がなければ
、切替スイッチ2oはA(11Iに倒されているので、
この切替スイッチ2oを通して操作出力emを導出する
。このようにして、調節計Cnのデジタル部11がダウ
ンしても、他の調節計Cn−1がバックアップすること
になる。
また調節計Cn +1がダウンした場合は、調節計Cn
でバンクアンプすることになる。
調節計Cnが異常の場合において、さらにハックアンプ
を受けるべき調節計Cn−1もダウンしている場合には
、アンド回路19の再入力端に異常検出信号ES、BS
’ が入力さ、れることに′なるので、アンド回路19
は信号MSを出力することになり、この信号MSによっ
て切替スイッチ2゜はM(手動)側に切替えられる。
以上のように、この実施例では、各調節計が互いに自己
の演算処理プログラムを持つとともに、他の調節計をバ
ックアンプする演算処理プログラムを持ち、逆にさらに
他の調節針によってバンクアンプされ、特別のバンクア
ップ機を設けずとも相互にバックアップできるようにな
っている。
なお、上記実施例において、プログラムPn”は、プロ
グラムPnをトラッキングしているが、両者に時間的な
差があってはならない場合には、両調節計間で同期信号
φを授受して同期をとればよい。
また、上記実施例において、各調節計のデジタル部の自
己演算処理シ°ログラム部とバックアップ演算処理プロ
グラム部の容量は等分する必要ばなく、例えば自己演算
処理プログラムの大なる調節針には、小なる自己演算処
理プログラムの調節針をバックアップさせれば、メモリ
容量を効率良く使用することができる。
また、上記実施例は、複数の調節計を並設する場合につ
いて説明したが、この発明は調節針に限ルコトなく、多
機能化するためのデジタル回路と動作の安定性や信頼性
を確保するためのアナログ回路を含むハイブリッド処理
装置が複数個並設されるハイブリッド制御装置に広く適
用できる。
(へ)効果 この発明によれば、多数の調節計(処理装置)に、各々
特別にもう1つのバックアップ機を設&ノる必要がなく
、また信頼性の高いアナログ部は2重構造としないので
無駄がなく、コスト及びスペースが節約できる。また相
互ハックアンプ:により故障時の安全性が高まるので、
各調節針に複数な演算処理機能を持たせることができる
。その上、異常発生を受けて切替を判断するような装置
を外部に特別に設ける必要がない等の利゛点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の1実施例を示すブロック図、第2図
は同プロセス制御装置の動作を説明するためのタイムチ
ャート、第3図は従来のプロセス制御装置の1例を示す
ブロック図である。 Cn=1 ・Cn−Cn+1 :調節針、11・11゛
:デジタル部、12:アナログ部、13・13” :コ
ントロールプログラム部、14:自己演算処理プログラ
ム部、 15・15° −バックアンプ演算処理プログラム部、 16:切替スイッチ、17:異常検出回路特許出願人 
株式会社島津製作所 代理人 弁理士 中 村 茂 信 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)デジタル部とアナログ部を含む同型のハイブリッ
    ド処理装置が複数個並設されるハイブリッド制御装置に
    おいて、 前記各処理装置のデジタル部には、自己の入力を受けて
    自己の所定の演算を実行する自己演算処理手段と、バッ
    クアップすべき他の処理装置の入力を受けて、その処理
    装置の演算を実行し、演算値をその処理装置に出力する
    バックアップ演算処理手段を含み、これら両演算処理手
    段を時分割動作させるとともに、さらに自己の異常を検
    出する異常検出手段と、この異常検出手段の出力に応答
    して、前記自己演算処理手段の出力とバックアップを受
    ける処理装置のバンクアップ演算処理手段の出力とを選
    択的に切替える切替手段とを備え、平素は前記自己演算
    処理手段の出力を、異常が生じた場合にはバックアップ
    を受ける処理装置のバックアンプ演算処理手段出力を、
    それ゛ぞれ自己の前記アナログ部に渡すことを特徴とす
    るハイブリッド制御装置。
JP22032483A 1983-11-21 1983-11-21 ハイブリッド制御装置 Granted JPS60112103A (ja)

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JPH055122B2 JPH055122B2 (ja) 1993-01-21

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS622301A (ja) * 1985-06-27 1987-01-08 Meidensha Electric Mfg Co Ltd プラントの制御装置
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