JPS6275703A - Triplex controller - Google Patents

Triplex controller

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Publication number
JPS6275703A
JPS6275703A JP21448685A JP21448685A JPS6275703A JP S6275703 A JPS6275703 A JP S6275703A JP 21448685 A JP21448685 A JP 21448685A JP 21448685 A JP21448685 A JP 21448685A JP S6275703 A JPS6275703 A JP S6275703A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sections
arithmetic
transmission
section
data
Prior art date
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Pending
Application number
JP21448685A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoaki Kasuga
知昭 春日
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP21448685A priority Critical patent/JPS6275703A/en
Publication of JPS6275703A publication Critical patent/JPS6275703A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Safety Devices In Control Systems (AREA)

Abstract

PURPOSE:To detect an abnormal point not only in arithmetic sections but also in transmitting sections without increasing the burdens of the arithmetic sections, by connecting three transmitting sections with each other by means of mutual data communicating lines. CONSTITUTION:Three arithmetic sections 1A-1C are coupled with each other by means of mutual synchronization lines 2 and mutual data communicating lines 3 and each arithmetic section 1A-1C is coupled with each PIO section 4 by means of a bus line 8. A transmitting section equipped with a microprocessor for controlling serial transmission is provided at each arithmetic section of these tripled arithmetic sections and the three transmitting sections can operate independently so that the arithmetic sections can maintain their independency. Moreover, high-speed information exchange can be secured between the arithmetic sections and transmitting sections by closely coupling both the sections with high-speed parallel buses and, at the same time, the transmitting sections only can discriminate the quality of information, abnormality of transmitting sections, etc., without passing through the arithmetic section by connecting the transmitting sections with each other by means of mutual data communicating lines.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は、原子力発電プラント等の監視制御を高信頼度
に行なう3重化制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a triplex control device for highly reliable monitoring and control of nuclear power plants and the like.

〔発明の技術的背景とその問題点コ 近年、半導体集積技術の進歩に伴うマイクロプロセッサ
の高性能、低兼化により、マイクロプロセッサを用いた
ディジタル制御装置も手軽に入手できるようになった。
[Technical background of the invention and its problems] In recent years, with the advancement of semiconductor integration technology, microprocessors have become more efficient and more compact, and digital control devices using microprocessors have become easily available.

そのこともあって、原子力発電プラントのような重要プ
ラントの制御装置においては、安全性と稼動率向上のた
め制御装置の演算部には3重化構成が採用されるように
なってきた。
For this reason, in control devices for important plants such as nuclear power plants, a triplex configuration has been adopted for the calculation section of the control device in order to improve safety and availability.

今、この3重化構成を、例えば、上位の制御装置につな
がる下位の現場側制御装置に適用した場合について考え
ると、3重化制御袋買の3つの演算部は各伝送装置を介
して上位の各制御装置と接続される。同時に各入出力部
(以下、PIO部という)からボータを介してプラント
人出力点に接続されることになる。
Now, if we consider the case where this triplex configuration is applied to, for example, a lower-level field-side control device connected to a higher-level control device, the three calculation units of the triplex control system will be connected to the upper-level control device via each transmission device. connected to each control device. At the same time, each input/output section (hereinafter referred to as PIO section) is connected to a plant output point via a voter.

この構成で、演算部を含む3系統の最終出力はボータに
て、例えば、多数決原理に基づき1つの値が選択されて
プラントへ出力される。従って、1系統に異常が生じて
も2系統が正常であれば、常に正常出力を維持し、プラ
ントの制御を安全に継続できる。
With this configuration, the final outputs of the three systems including the arithmetic unit are selected by the voteter, for example, based on the majority vote principle, and output to the plant. Therefore, even if an abnormality occurs in one system, as long as the two systems are normal, normal output can always be maintained and plant control can be continued safely.

しかし、この場合、故障したl系統を早急に修理して3
重化構成に復帰させないと、2系統では信頼度が極端に
低下し、制御の安全性が保証されなくなる。
However, in this case, the broken L system should be repaired immediately and 3
If the redundant configuration is not restored, the reliability of the two systems will drop significantly and control safety will no longer be guaranteed.

このため、1系統の異常が判明したときには。Therefore, when an abnormality in one system is found.

その異常個所の検出も必要となるが、伝送部までを含め
て異常個所を演算部で検出することは、演算部の負荷が
増大し、処理速度が低する問題点があった。
It is also necessary to detect the abnormal location, but detecting the abnormal location by the calculation unit including the transmission unit has the problem of increasing the load on the calculation unit and slowing down the processing speed.

[発明の目的] 本発明は、演算部の負荷を増大することなく、伝送部ま
で含めて異常個所を検出し得る高速処理が可能にして高
信頼性の3重化制御装置を提供することを目的とする。
[Object of the Invention] The present invention aims to provide a highly reliable triplex control device that enables high-speed processing that can detect abnormalities including the transmission section without increasing the load on the calculation section. purpose.

[発明の概要] このため本発明は、3重化された演算部ごとにシリアル
伝送をコントロールするマイクロプロセッサを持った伝
送部を設け、3つの伝送部は別個に動作できるようにし
て演算部の独立性を保ち、?′iL算部と伝送部との間
は高速なパラレルバスで密に結合して情報交換の高速性
を確保すると共に、3つの伝送部間を相互データ交信用
ラインで結ぶことにより、演算部を経由しなくても伝送
部間のみで、情報の品質や伝送部の異常等の判別ができ
るようにしたことを特徴としている。
[Summary of the Invention] Therefore, the present invention provides a transmission unit having a microprocessor for controlling serial transmission for each of the triplexed calculation units, and allows the three transmission units to operate independently. Remain independent? 'iL calculation section and transmission section are tightly coupled with a high-speed parallel bus to ensure high-speed information exchange, and by connecting the three transmission sections with mutual data communication lines, the calculation section can be The feature is that it is possible to determine the quality of information, abnormalities in the transmitting parts, etc. only between the transmitting parts without having to go through the transmitting parts.

[発明の実施例] 以下、本発明の詳細な説明する。第1図は本発明の一実
施例に係る3重化制御装置の構成図で。
[Embodiments of the Invention] The present invention will be described in detail below. FIG. 1 is a configuration diagram of a triplex control device according to an embodiment of the present invention.

3個の演算部IA〜ICが相互同期用ライン2と相互デ
ータ交信用ライン3で結合されている。PIO部4と入
出力点5の間は入出カライン6およびボータ7を介して
結ばれている。更に、各演算部IA〜ICと各PIO部
4の間はパスライン8により結合されている。
Three arithmetic units IA to IC are connected by a mutual synchronization line 2 and a mutual data communication line 3. The PIO section 4 and the input/output point 5 are connected via an input/output line 6 and a voter 7. Further, each of the calculation units IA to IC and each PIO unit 4 are connected by a path line 8.

ここで、入出カライン6およびボータ7はプロセスの情
報1点ごとに対応するラインであり、図ではプロセス情
報2点に対する入出カライン6とボータ7のみ描いて他
は省略している。つまり、プロセスの情報1点ごとに多
重化を実施しているので、一般の2重化のようにPIO
部の直前(パスライン8まで)までが多重化されている
ものとは根本的に違っている。これは、3重化システム
が超高信頼度を考えて作られるものであり、極力多重化
でない部分を減らしたいからである。従って、プロセス
情報の1点ごとに多数決原理あるいは中間値選択に基づ
いて出力するボータ7が必要となる。このようなハード
ウェア環境のもとに各演算部内のソフトウェアは、互い
に同期しあい交信しながら、別個に走っていて、まった
く別個にプロセスと入出力しており、多重化されていな
い部分はボータ7とその先のケーブルのみとなっている
。ちなみに。
Here, the input/output line 6 and the voter 7 are lines corresponding to each point of process information, and in the figure, only the input/output line 6 and the voter 7 for the two process information points are drawn, and the others are omitted. In other words, since multiplexing is performed for each point of process information, PIO
This is fundamentally different from a system in which the area just before the section (up to pass line 8) is multiplexed. This is because the triplex system is created with ultra-high reliability in mind, and it is desired to reduce the portions that are not multiplexed as much as possible. Therefore, a voter 7 is required that outputs each point of process information based on the majority vote principle or intermediate value selection. Under such a hardware environment, the software in each calculation unit runs independently while synchronizing and communicating with each other, and inputs and outputs from processes completely separately.The parts that are not multiplexed are and the cable beyond that. By the way.

ボータ7は出力のみに必要であり、デジタル出力では各
県ごとにリレー1コ、アナログ出力では1つのボータに
数コの抵抗のみで構成されており、他と較べると単体で
も(多重化されていなくとも)信頼度は大変高く、また
故障モードもシンプルである。
Voter 7 is required only for output; digital output consists of one relay for each prefecture, and analog output consists of only several resistors per Voter. (at least) reliability is very high, and the failure mode is simple.

各演算部IA〜ICに対し各伝送部9A〜9cが高速パ
ラレルバス10でもってつながっている。伝送部9A〜
9Cには、他の演算制御装置との接続用のシリアル伝送
ライン11と、伝送部間で相互交信するための相互同期
用ライン12と、相互データ交信用ライン13がそれぞ
れつながっている。
Each transmission section 9A-9c is connected to each calculation section IA-IC via a high-speed parallel bus 10. Transmission section 9A~
Connected to 9C are a serial transmission line 11 for connection with other arithmetic and control units, a mutual synchronization line 12 for mutual communication between transmission units, and a mutual data communication line 13, respectively.

以上の構成で、基本的には3つの系は独立にまったく同
一の情報の演算・伝送を行なっている。これは前述のよ
うに同一の入力・演算処理を3ケ所で行ない、結果をボ
ータ7で処理してプロセスへ出力することで信頼性を上
げるためである。また、演算部と伝送部は高速パラレル
バスを通じて情報の交換をするが、これは主に伝送デー
タの交換であり、相互に動作を規制するようなコントロ
ールコマンドの交換を目的としたものではない。つまり
、演算部、伝送部とも基本的には独立に動作していて、
どちらかが他方にコントロールされているわけではない
。勿論、動作ステータスの交換はし合い、互いに盟視は
しているが、コントロールはしていないわけである。こ
のように、演算部10伝送部9間での情報の交換はほと
んどが伝送データであるから、データ量が多くなり、高
速なパラレルバス10で接続するのが一番よい。一般に
は演算部IA〜ICの内部バスと直接に伝送部9A〜9
Cをつないでしまう。ここで重要なのは、演算部1→伝
送部9間の関係が、ソフトウェア的に粗であるというこ
とである。このことは演算部IA〜ICをシリアル伝送
のための仕事から開放してくれる。
With the above configuration, basically the three systems independently calculate and transmit exactly the same information. This is to improve reliability by performing the same input/arithmetic processing at three locations as described above, processing the results at the voter 7, and outputting them to the process. Further, although the calculation section and the transmission section exchange information via a high-speed parallel bus, this is mainly for exchanging transmission data and is not intended for exchanging control commands that restrict mutual operations. In other words, the calculation section and transmission section basically operate independently.
One is not controlled by the other. Of course, they exchange operational status and view each other as allies, but they do not control each other. In this way, since most of the information exchanged between the arithmetic unit 10 and the transmission unit 9 is transmission data, the amount of data is large, so it is best to connect them using a high-speed parallel bus 10. In general, the transmission units 9A to 9 are directly connected to the internal buses of the calculation units IA to IC.
Connect C. What is important here is that the relationship between the calculation section 1 and the transmission section 9 is rough in terms of software. This relieves the calculation units IA-IC from the work of serial transmission.

つまり、もしも演算部1←伝送部9間の関係が密で、演
算部IA〜ICが伝送部9A〜9Cをコントロールしな
くてはならないとすると、当然演算部IA〜ICが伝送
のための仕事をしなくてはならなくなってしまうからで
ある。本方式ならば、演算部IA〜ICは、伝送部9A
〜9Cとデータの交換さえしていればよく、伝送のため
の仕事にわずられされることはない。
In other words, if there is a close relationship between the calculation unit 1 and the transmission unit 9, and the calculation units IA to IC must control the transmission units 9A to 9C, it is natural that the calculation units IA to IC will be responsible for the transmission work. This is because you will have to do so. In this method, the calculation units IA to IC are the transmission unit 9A.
All you need to do is exchange data with ~9C, and you are not burdened with transmission work.

次に、伝送部間の相互交信用の相互同期ラインと相互交
信用データライン13の役割であるが、これは伝送部9
間で情報交換をすることでシリアル伝送データならびに
伝送部9自身の健全性をチェックするためのもので、具
体的には以下のように使われる。
Next, the roles of the mutual synchronization line and mutual communication data line 13 for mutual communication between the transmitting sections are as follows.
This is to check the serial transmission data and the health of the transmission unit 9 itself by exchanging information between them, and specifically, it is used as follows.

第2図はシリアルデータを受信してから、演算部に情報
が送られるまでの処理の進行を示すタイムチャートであ
る。
FIG. 2 is a time chart showing the progress of processing from receiving serial data to sending information to the arithmetic unit.

処理は、大きく分けて4つのフェーズからなる。The process is roughly divided into four phases.

それらは、シリアル伝送(受信)フェーズ、伝送部間交
信フェーズ、伝送部−演算部交信フェーズ、演算部間交
信フェーズである。第2図(a)が3系統ともシリアル
データの受信に成功した時の例、同図(b)が3系統の
うち1系統が受信に失敗した時の例である。
These are a serial transmission (reception) phase, a communication phase between transmission units, a communication phase between the transmission unit and the calculation unit, and a communication phase between the calculation units. FIG. 2(a) shows an example when all three systems successfully receive serial data, and FIG. 2(b) shows an example when one of the three systems fails to receive the serial data.

他の演算制御装置からシリアル伝送ライン11を介して
送られてくるシリアル伝送データ14はシリアル伝送フ
ェーズで3つの系統にほぼ同時に送られてくる。これは
、他局の伝送部も相互同期ラインで同期しているからで
ある。
Serial transmission data 14 sent via the serial transmission line 11 from another arithmetic and control device is sent to three systems almost simultaneously in the serial transmission phase. This is because the transmission sections of other stations are also synchronized using mutual synchronization lines.

正常な場合 受信した結果、伝送が正常であったかどうかは各県の伝
送部9A〜9CごとにCRCチェックをすることで検査
できる。検査した結果を伝送部間交信フェーズで交信1
5をすることにより、各伝送部9A〜9Cは互に他が受
信に成功したかどうか検査することができる。3系統と
も受信に成功したならば、それぞれが伝送部−演算部交
信フェーズで演算部とデータの交換16をする。
If the received result is normal, it can be checked whether the transmission was normal or not by performing a CRC check on each transmission unit 9A to 9C in each prefecture. The inspection results are communicated in the communication phase between transmission sections 1
By performing step 5, each of the transmitting units 9A to 9C can mutually check whether the other has succeeded in reception. If reception is successful in all three systems, each exchanges data 16 with the calculation unit in the transmission unit-operation unit communication phase.

異常な場合 このとき、もし、1系統がデータ受信に失敗していたら
、その失敗した系統は伝送部間の交信15でそれを確認
したのち、伝送部−演算部交信フェーズで、受信に失敗
したことを示すデータ17を演算部へ送る。
In the case of an abnormality, if one system fails to receive data, the failed system confirms this through communication 15 between the transmission section, and then confirms that it has failed in reception during the transmission section-computation section communication phase. Data 17 indicating this is sent to the calculation section.

これを受けた演算部IA〜ICでは、演算部間交信フェ
ーズで演算部間での交信18をするまでもなく、白系の
受けたデータが、伝送データではないことがわかるから
、そのデータは処理しないし、他の系統もどこの伝送部
で異常があったかがすぐにわかる。
In the calculation units IA to IC that received this, it is understood that the data received by the white system is not transmission data without the need for communication 18 between calculation units in the communication phase between calculation units, so that data is processed. It doesn't work, and you can immediately tell which transmission section in other systems has an abnormality.

もし、正常に受信し、伝送部間の交信15でも正常であ
ったにもかかわらず、演算部間の交信18で異常が検出
されれば、伝送部−演算部間のデータの交換中に何らか
の異常があったことになり、異常ケ所を特定することが
可能となる。
If an abnormality is detected in the communication 18 between the calculation parts even though the reception is normal and the communication 15 between the transmission parts is also normal, if something happens during the data exchange between the transmission part and the calculation part. This means that there is an abnormality, and it becomes possible to identify the location of the abnormality.

このように、伝送部間の交信を行なうことにより、伝送
部9A〜9Cに異常が発生しても、演算部IA〜tCに
は負担をかけることなく異常個所の検出が可能となる。
By communicating between the transmitting sections in this manner, even if an abnormality occurs in the transmitting sections 9A to 9C, the abnormality can be detected without placing a burden on the calculating sections IA to tC.

尚、相互同期用ライン2,12と相互データ交信用ライ
ン3,13は、伝送部9A〜90間や演算部IA〜IC
間のハード的独立性を保つ意味から、シリアル接続にし
、フォトカプラや光通(8を用いて絶縁をする方がよい
。そうすることにより、3重化の各系統をまったく別個
の電源で、接地も別にしたまま動作させることができる
ようになる。
Note that the mutual synchronization lines 2 and 12 and the mutual data communication lines 3 and 13 are connected between the transmission units 9A to 90 and between the calculation units IA to IC.
In order to maintain hardware independence between the three systems, it is better to connect them serially and use photocouplers or optical fibers (8) to isolate them.By doing so, each system in the triplex system can be connected using a completely separate power supply. It is now possible to operate the device while keeping it grounded separately.

[発明の効果コ 以上のように本発明によれば、演算部の負荷を増すこと
なく、伝送部も含めて異常個所の検出が可能となると共
に、几速処理が可能な3重化制御装置が′4j)られる
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to detect abnormalities including the transmission section without increasing the load on the calculation section, and a triplex control device capable of fast processing is provided. is '4j).

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す3重化制御装置の構成
図、第2図はその装置におけるシリアルデータを受信し
てから、演算部に情報が送られるまでの処理の進行を示
すタイムチャートで、同図(a)は正常の場合のタイム
チャート、同図(b)は異常が生じた場合のタイムチャ
ートである。 9A〜9C・・・伝送部、10・・・高速パラレルバス
。 11・・・シリアル伝送ライン、12・・・相互同期用
ライン、13・・・相互データ交信用ライン。
Fig. 1 is a block diagram of a triplex control device showing an embodiment of the present invention, and Fig. 2 shows the progress of processing in the device from receiving serial data to sending information to the calculation section. In the time charts, (a) is a time chart in the normal case, and (b) is a time chart in the case where an abnormality occurs. 9A to 9C...transmission section, 10...high speed parallel bus. 11... Serial transmission line, 12... Line for mutual synchronization, 13... Line for mutual data communication.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] シリアルにデータを伝送する伝送ラインに接続される3
つの伝送部と、これら3つの伝送部の処理の同期および
データ交換のためにそれら伝送部間に設けられた相互同
期用ラインおよび相互データ交信用ラインと、前記3つ
の伝送部に高速パラレルバスを介して接続される3つの
演算部と、これら3つの演算部の処理の同期およびデー
タ交換のためにそれら演算部間に設けられた相互同期用
ラインおよび相互データ交信用ラインと、前記3つの演
算部とデータバスを介して接続される3つの入出力部と
、これら3つの入出力部から出力される各データから適
正な1つのデータをそれぞれ選択して出力するボータと
を備えていることを特徴とする3重化制御装置。
3 connected to a transmission line that transmits data serially
a mutual synchronization line and a mutual data communication line provided between these three transmission units for processing synchronization and data exchange, and a high-speed parallel bus between the three transmission units. three arithmetic units connected through the arithmetic unit, a line for mutual synchronization and a line for mutual data communication provided between the arithmetic units for synchronizing the processing of these three arithmetic units and exchanging data, and a line for mutual synchronization and mutual data communication between the three arithmetic units; The present invention includes three input/output sections connected to the section via a data bus, and a voter that selects and outputs one appropriate piece of data from each data output from these three input/output sections. Features a triplex control device.
JP21448685A 1985-09-30 1985-09-30 Triplex controller Pending JPS6275703A (en)

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JP21448685A JPS6275703A (en) 1985-09-30 1985-09-30 Triplex controller

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ID=16656507

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003009903A (en) * 2001-06-28 2003-01-14 Mizuno Corp Midsole structure for sport shoes

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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