JPS63177202A - 多重化制御装置のデ−タ転送装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、産業プラント制御１完電プラント制御等の、
高信頼度、高稼働率が要求されるプラント制御に好適な
制御装置に係り、特に処理装置を複数台１ａｆｌｌ、同
一の処理を実行させるいわゆる多重化制御装置に関する
。

〔従来の技術〕

従来より、高信頼度、高稼働率が要求される制御システ
ムにおいては、処理装置を２重化、３重化あるいは４重
化以上に多重化して、それらの出力から、制御対象への
出力信号を選択、生成し出力するように構成した多重化
制御装置が適用されデジタル情報の論理積あるいは論理
和をとる処理。

アナログ情報の高値選択処理、低値選択処理や、３重化
におけるいずれかひとつの系だけを出力する処理、デジ
タル情報の多数決処理、アナログ情報の中間値を選択す
る処理、平均値をとる処理、などを包括した意味を持つ
ものである。

従来、前記した出力信号を選択、生成する回路（以下照
合回路と呼ぶ）は、特開昭５７−４５６０３号公報に示
される様に、制御対象に最も近い部分、例えばプロセス
入出力装置の内部、あるいはさらにその外部等で行なわ
れており、それ故にこの様な構成の多重化制御装置では
、入出力信号数にほぼ比例した、膨大な多重化専用ハー
ドウェアを必要としており、ハードウェアのコンパクト
化、＃Ａ準化低コスト化、等については、あまり考慮さ
れていなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、出力信号（データ）そのものの信頼性
、システム全体としての信頼性、危険分散などの点にお
いては充分考慮されているが、前記したような、ハード
ウェアのコンパクト化、Ｓ増化、低コスト化、さらには
多重化システム全体を統括するためのソフトウェアのコ
ンパクト化などの点については考慮されておらず、信頼
性の向上とあわせて、ハードウェアのコンパクト化等が
要求される制御システムには適用しにくいという問題が
あった。

本発明は上記の問題点に鑑み、標準的に使用される制御
装置ハードウェアをそのまま複数用意し、信頼性、稼働
率向上を目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、多重化制御装置において、プロセスからの入
力情報を記憶し、多重化された複数の処理装置から同時
にアクセス可能な入力記憶手段と前記複数の処理装置の
出力情報を予め定めた選択手順により照合し、１つを選
択する照合回路と、該選択された出力情報を記憶すると
ともに前記各出力装置から同時にアクセス可能な出力記
憶手段とを有するデータ転送装置を、前記複数の処理装
置とプロセス入出力装置の間に設け、該データ転送装置
が、接続されるプロセス入出力装置の性質を把握学習で
きる手段を設けることにより、さまざまな出力照合処理
、照合回路を一元化し、多重化制御装置を構成するため
のハードウェア及びソフトウェアを最小限とし、コンパ
クトな多重化制御装置を実現するものである。

〔作用〕

本発明になるデータ転送装置は、プロセス入力装置が入
力した入力情報を一定周期で更新しつつ、一括して記憶
する。該記憶した入力情報は、多重化した複数の処理装
置のアクセスに応じて随時転送する。この入力情報をも
とに、各処理装置は並行して同一の処理を実行し、その
結果である制御データを前記データ転送装置に対して出
力する。

データ転送装置は、前記各処理装置から送られてきた制
御データから予め定められた選択手順（例えば、スイッ
チのＯＮ１０　Ｆ　Ｆを制御するようなビット情報であ
れば多数決をとる、弁開度のようなアナログ情報であれ
ば、中間値をとるなど、）により、１つを選択し出力記
憶手段に記憶し、かつ該当する出力装置へと転送する。

また必要に応じ、出力記憶手段に記憶された出力情報は
前記各処理装置のアクセスに応じて随時転送される８以
上の様に、プロセス情報の入出力装置と、多重化した複
数の処理装置の間に、本発明になるデータ転送￥装置を
設けることにより、入出力信号数の大小によらず、最小
限のハードウェアを追加することて多重化制御装置を構
成可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図により説明
する。

第１図は本発明になるデータ転送装置を用いて処理装置
を２重化した場合の多重化制御装置の一実施例である。

第１図において１０１，１０２は並行して同一の制御処
理を行う２台の処理袋！！（以下ＣＰＵ＾。

ＣＰ　Ｕ　ａと呼ぶ）である、１１１は制御対象プロセ
スの状態を入力し、！１１御信号を出力するプロセス入
出力装置群である。即ちＣＰＵＢ１０２゜２．。

ＣＰＵＢ１０２は、入力装置！１１１より制御対象プロ
セスの状態を入力し、それに基く制御処理を実行し、出
力装ｆｆｔｌｌｌを介して制御対象へ制御信号を出力す
るものである。ここで１図において１０３．１０５はプ
ロセス状態の入力情報、１０４゜１０６は制御出力情報
、１００は本発明になるデータ転送装置、１１０は入出
力装置とのデータ授受およびその指令を伝達する入出力
装置バスである。

入出力袋ｆ１１１１１によりサンプルされたプロセス情
報はデータ転送装置ｇｌｏｏ内の入力記憶部に、ＣＰＵ
＾１０１．ＣＰＵａ１０２に共通なデータとして記憶さ
れ、いずれのＣＰＵからのアクセスにも応じて随時転送
される。ＣＰＵ＾、ＣＰＵＢはこれをもとに、制御演算
を行い、同一の制御対象に対して制御データを出力する
。これらの出力データは、データ転送装置内に一旦記憶
され、同一制御対象に出力されたデータごとに、照合９
選択された結果、出力記憶部に記憶される。

出力記憶部に記憶された出力データは、入出力装置バス
１１０を介して、出力装置１１１に転送されるとともに
、ＣＰＵ＾、ＣＰＵａのいずれのアクセスにも応じて随
時各ＣＰＵに転送される。いずれかのＣＰＵに異常が発
生し、制御出力１０４と制御出力１０６に大きな偏差が
生じた場合には、照合結果は不一致となる。この時、出
力装置に転送されるデータは、制御対象により異なるが
、本例のような２重化制御装置では、フェイルセーフ側
のデータを出力する。前回値を保持する、出力断とする
等が考えられる。

第１図に示すデータ転送装置！１００の内部ブロック図
を第２図に示す、第２図において２０１゜２０２はデー
タトランシーバ、２０３，２０４はデータレシーバ、２
０５は出力データバッファ、２０６は入力記憶部、２０
７は出力記憶部、２０８は入出力インターフェイスコン
トロール、２０９は出力データ照合回路である。

ＣＰＵａｌＯｌ、ＣＰＵＢＩＯ２からの出力データｖｏ
＾ｌ　Ｏ４、ｖａｍｐ　Ｏ６は、データレシーバ。

２０３．２０４により受信され、出力データバッファ２
０５に一旦記憶される、このデータは入出力インターフ
ェイスコントロール２０８により順次読み出され、照合
回路２０９により照合をとり、最適な出力データを決定
した後、出力記憶部２０７に転送されるとともに、入出
力装置バス１００を介して出力装置に転送される。

一方入力装置により得られたプロセスデータは、入力記
憶部２０６に記憶され、前記した出力記憶部２０７内の
出力データと共に、データトランシーバ２０１，２０２
を介して、それぞれＣＰＵ＾１０１、ＣＰＵａ　１０２
に転送される。

以上のように１選択された出力データを常時、前記並列
処理を実行する２台のＣＰＵに転送することにより、そ
れぞれのＣＰＵは、演算パラメータを補正できるので、
不要なデータネ一致検出。

あるいはいずれかのＣＰＵに異常が発生した場合の出力
データの急変、制御系のしよう乱を防止することができ
る。

第３図に、第１図に示す入出力データ転送装置の他の実
施例である。

第３図において３００は多重化インターフェイスコント
ロール、３０１は異常検出回路、３０２は照合手順制御
回路、３０３は設定器である。一般的に多重化制御装置
では、多重化のレベル（本例では２重化）取扱うデータ
の内容（例えば数値情報、接点情報）、適用系（例えば
制御系か監視系かなど）、等の違いにより、処理装置の
運用手順、出力データの選択手順、異常発生時の対応な
どが異なってくる。これらに対応する手段を、第１図に
示すデータ転送装置に設けた実施例が第３図である。

設定器３０３は、手動スイッチであり、この初期設定に
より。

（１）常時はＣＰＵ＾１０１、あるいはＣＰＵａの出力
データのみを出力するホットスタンバイタイプの２重化
制御装置。

（２）常時２台のＣＰＵからの出力データを照合しいず
れかの出力データを選択するデュアルタイプの２重化制
御装置。

（３）　（２）の例において、数値情報は常に高値を選
択する。接点情報は、接点間を選択する。

（いずれもｖｏ＾、ｖｏａに不一致が生じた場合）（４
）　（２）の例において、数値情報は常に低値を、接点
情報は接点閉を選択する。

（いずれもｖｏ＾、ＶＯＢに不一致が生じた場合）等の
さまざまな条件の組み合わせを設定し、照合回路２０９
、入出力インターフエイスコントロール２０８の動作条
件を定義する。多重化インターフェイスコントロール３
０３は、設定器３０３の設定情報、ＣＰＵＡｌ０１．Ｃ
ＰＵＢＩＯ２（７）自己異常検出信号、データレシーバ
２０３，２０４、データトランシーバ２０１，２０２等
の異常信号を監視し、照合回路２０９、入出力インター
フェイスコントロール２０８の動作を制御するものであ
る。

また、照合手順制御回路３０２は、出力データバッファ
２０５内の出力データが、数値データであるか、接点デ
ータであるか等を、そのデータの出力アドレスおよび、
対応するプロセス出力装置ステータスにより検証し、照
合回路２０９の動作を常時補正するものである。

以上の様な手段を付加することによりフレキシビリティ
に富んだ、多重化人出データ転送装置を構成する。

以上の例では、２重化制御装置について述べてきたが、
３重化以上の多重化された制御装置においても、処理装
置異常時の対応、運用手順、出力データ選択手順等の違
いにより、動作のケースが増加するのみであり、本実施
例のデータトランシーバ２０１，２０２．データレシー
バ２０３゜２０４等の部分を追加するのみで、基本的に
は同様の構成となる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、２重化、３重化等の多
重度、信号の内容等に抱らず、全て処理装置と入出力装
置のデータ転送途中で、一括して行えるので、標準的に
使用されるハードウェア処理装置、入出力装置をそのま
ま複数用意し、本発明による手段で接続、多重化構成で
きるので、最小限のハードウェアとソフトウェアの追加
で、コンパクト、低コストな多重化制御装置が、簡単な
構成で実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を、処理装置ＣＰＵを２重化した制御装
置に適用した場合の一実施例ブロック図、第２図、第３
図は１本発明の多重化データ処理方法、構成制御を実際
に行うデータ転送装置手段の実施例ブロック図である。 １００・・・データ転送装置、２０６・・・入力記憶部
。 ２０７・・・出力記憶部、２０９・・・照合回路、３０
２・・・照合手順制御回路、３０３・・・設定器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、プロセスから与えられる入力情報を取り込み、並行
   して同一の制御処理を施してそれぞれ出力する複数の処
   理装置からなり、該各処理装置から出力される信号を所
   定の選択手順に基いて選択して１つの制御信号として出
   力するような多重化制御装置において、前記各処理装置
   における一連の制御処理に用する入力情報を記憶し、前
   記各処理装置から同時にアクセス可能な入力記憶手段と
   、前記処理装置の出力情報を予め定めた選択手順により
   照合し、１つを選択する照合回路と、該選択された出力
   情報を記憶する出力記憶手段とを有し、上記照合回路は
   、出力信号の出力対象によりその選択手順を逐次変更可
   能とすることを特徴とする多重化制御装置のデータ転送
   装置。