JPS63208101A

JPS63208101A - 制御システム

Info

Publication number: JPS63208101A
Application number: JP4215087A
Authority: JP
Inventors: Yoshinari Sasaki; 能成佐々木; Naoki Kurita; 直樹栗田
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1987-02-24
Filing date: 1987-02-24
Publication date: 1988-08-29

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、コンピュータを用いた制御システムにおいて
、コンピュータ自身を含むシステムのいずれかの部分で
異常が発生した場合に、その異常に対する処置を実行す
る制御システムに関する。

（背景技術とその問題点〕コンピュータを用いた制御システムでは、システムのい
ずれかの部分で異常が発生した場合、コンピュータによ
り自動的に異常の原因に対応した適切な処理が実行され
るように設計されている。

さらに、コンビエータ自身に異常が発生した場合には、
安全対策等のため、コンピュータ回路とは独立した別系
統のハードウェアー回路によって非常処理が実行される
。

しかし、異常の発生原因は様々であることから、これら
に対応した処理も多岐に渡る。従って、コンピュータを
用いずに、リレー回路等からなるハードウェアー回路の
みによって適切な処理を施そうとすると、ハードウェア
ー回路はきわめて複雑かつ大規模なものとなってしまい
、現実的なものとはなり難い、そのため、従来のシステ
ムでは、必要最小限の対応しかできず、安全の確保や異
常状態からの復旧°に問題を残すことが少なくない。

このような問題を解決するためには、コンピュータ自身
の異常にそなえて、複数台のコンビュー夕を備えればよ
いことになる０例えば、銀行や国鉄のみどりの窓口で用
いているオンライン・システムでは、２台の大型コンピ
ュータを独立的に設置し、いずれか一方のコンピュータ
に異常が発生しても、他方の正常なコンビエータによっ
て処理を続行する方式が採用されている。

しかし、この方式には、本来１台のコンピュータで用が
足せる仕事量に対して、その１台と同程度の能力を有す
るコンピュータを複数台もつことになり、冗長度が高く
かつ経済的にも不利になる欠点がある。

〔発明の目的〕

ここに、本発明の目的は、このような問題を解−消し、
コンピュータ自身を含むシステムの異常に対する処理を
実行できるようにした制御システムを提供することにあ
る。

〔問題点を解決するための手段および作用〕最近の制御
システムでは、処理すべき情報量の増加や処理速度の向
上のため、複数台の中央演算処理装置（以下、単にＣＰ
Ｕという、）をもっことにより、処理の分散を図る場合
が多い、これらのＣＰＵは、システムが正常に作動して
いる間はそれぞれの目的のために働いており、他の仕事
をするだけの余裕がない場合が多い。しかし、システム
に異常が発生した場合は、正常なときに実行していた処
理を実行する必要がなくなるので、異常の発生原因に応
じた処理を実行する余裕ができる。

本発明は、このようなマルチＣＰＵシステムの処理能力
に着目してなされたもので、それぞれ異なる制御対象に
対する処理を実行するとともに、その制御対象の異常に
対して非常処理を実行する複数の中央演算処理装置を備
えた制御システムにおいて、一の中央演算処理装置に他
の中央演算処理装置の非常処理内容を付加するとともに
、他の中央演算処理装置の異常を一の中央演算処理装置
で監視し、他の中央演算処理装置の異常に対して一の中
央演算処理装置が非常処理を代行する、ことを特徴とす
る。

例えば、最近の工作機械等の制御システムでは、数値制
御用のＣＰＵ　（ＮＣ）と、シーケンス制御Ｊ用のＣＰ
Ｕ（ＰＣ；プログラマブルコントローラ）とを併せもつ
場合が少なくない。しかし、従来の制御システムでは、
ＮＣとＰＣとで受は持つ制御対象が分かれているので、
一方が異常になった場合、異常になった方が受は持って
いた制御対象の非常処理を適切に実行することは行われ
ていない。

ＮＧとＰＣとでは、使用目的と方法が異なるため処理速
度や使い勝手に差こそあれ、本質的な違いはなく、互い
に相手と同様な処理を実行することは可能である。従っ
て、ＮＣとＰＣとのいずれか−に他の非常処理内容を付
加するとともに、他の異常を−が監視するようにすれば
、他が異常になっても、一の正常なＣＰＵによって異常
原因に対応した適切な処理を実行させることができるの
で、いかなる状況に応じても安全を確保することが可能
となる。

また、最近の制御システムでは、ＮＣやＰＣのＣＰＵ以
外に、サーボ制御、通信、画像処理等の目的のためにそ
れぞれ専用のＣＰＵを割り当てることが行われているの
で、複数のＣＰＵをもつ場合が一般的であり、これらの
ＣＰＵを用いても上記のような非常処理が可能である。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面について説明する。

く第１実施例〉本実施例は、第１図に示す如く、それぞれ異なる制御対
象ｓｃ、ｏｃに対する処理を実行する２台のＣＦ’ｔＪ
を備えた工作機械の制御システムの場合である。ここで
は、第１のＣＰＵであるＮＣ（数値制御装置）で電気サ
ーボ回路ＳＣを制御し、第２のＣＰＵであるＰＣ（プロ
グラマブルコントローラ）で油圧回路ＯＣを制御してい
る例である。

システムに異常が発生したとき、ＮＣとＰＣとはそれぞ
れの局面に応して、サーボ回路ＳＣと油圧回路ＯＣとの
非常処理を実行する。ここでは、説明をわかり易くする
ために、現在、ＮＣとＰＣとはそれぞれ次の非常処理を
行うものとする。

ＮＣの非常処理内容；ＮＣでは、モータが回転中である
か否かを調べ、動作中でなければ、直ちに電源回路を遮
断する。回転中のモータがあれば、減速、停止させ、し
かる後にサーボ用の電源回路を遮断する。いま、この非
常処理内容をａとする。

ＰＣの非常処理内容；ＰＣでは、システムが動作中であ
るか否かを澗ぺ、動作中でなければ、直ちに油圧制御用
のソレノイドを解磁する。動作中であれば、異常の発生
原因と実行中のシーケンスの状況によりシーケンスの続
行あるいは停止を判断する。シーケンス停止後、油圧制
御用のソレノイドを解磁し、ブレーキ用のソレノイドを
励磁する。この非常処理内容をｂとする。

そこで、非常処理を多重化するために、まず、ＮＣにＰ
Ｃの非常処理内容すを付加し、ＰＣにＮＣの非常処理内
容ａを付加する。つまり、ＮＣの非常処理内容を（ａ＋
ｂ）とし、ＰＣの非常処理内容を（ｂ＋ａ）とし、シス
テムの異常に関しては受は持ちを重複させる。

次に、ＮＣとＰＣとの相互で互いに相手が正常な動作を
しているかを監視させる。監視の方法としては、各種の
方法が考えられるが、−例として周期的に信号Ｓ５．Ｓ
ｔをやりとりする方法が挙げられる。一定時間が経過し
ても、信号が送られてこない場合には相手側に何か異常
が発生したと考えられる。ＣＰＵ自身の異常やＣＰＵ相
互間の情報交換手段に異常が発生した場合を除いて、異
常の発生原因を伝達することも可能である。また、ＣＰ
Ｕ自身や情報交換手段に異常が発生した場合でも、専用
のハードウェアー回路により異常の発生原因を伝達する
ことも可能である。

相互監視の結果、相手側に異常が発生したことが検知さ
れた場合、本来相手側でしなければならない異常状態で
の処理を相手の代わりに代行する。

仮に、ＰＣで異常が発生した場合は、ＮＣでＰＣの異常
を検知し、ＰＣのすべき非常処理内容すをＮＣで代行す
る。逆に、ＮＣで異常が発生した場合は、ＰＣでＮＣの
すべき非常処理内容ａを代行する。

このように、本実施例では、ＮＣとＰＣとのそれぞれに
システム全体に渡る非常処理機能をもたせ、システムの
異常に関しては受は持ちを重複させるとともに、互いに
相互監視するようにしたので、一方が異常になっても、
他方の正常なＣＰＵによって異常原因に対応した適切な
処理を実行させることができ、従って、いかなる状況に
応じても安全を確保することが可能である。

また、ＮＣとＰＣとの相互間において、異常の発生原因
を伝達させることも可能であるから、異常の発生原因に
対する処置も迅速かつ的確に行え、異常状態からの復旧
も簡易で済む。

〈第２実施例〉本実施例は、第２図に示す如く、それぞれ異なる制御対
象Ａ−Ｄに対する処理を実行する４台のＣＰＵｌ−ＣＰ
Ｕ４を備えた制御システムの場合である。

ＣＰＵＩには、制御対象Ａの異常に対する本来の非常処
理内容ａのほかに、ＣＰＵ２〜ＣＰＵ４が制御対象Ｂ−
Ｄに対してすべき非常処理内容ｂ〜ｄを付加する。一方
、ＣＰＵ２〜ＣＰＵ４のいずれか−、例えばＣＰＵ２に
は、本来の非常処理内容すのほかに、ＣＰＵ１の本来の
非常処理内容ａを付加する。

ＣＰＵＩは、ＣＰＵ２〜ＣＰＵ４と順次情報交換し、い
ずれかのＣＰＵ２〜ＣＰＵ４の異常を検知したとき、異
常となったＣＰＵ２〜ＣＰＵ４がすべき非常処理内容ｂ
−ｄを代行する。逆に、ＣＰＵＩに異常が発生すると、
ＣＰＵＩから各ＣＰＵ２〜ＣＰＵ４に信号が送られてこ
ないため、その異常がＣＰＵ２によって検知される。す
ると、ＣＰＵ２は、異常となったＣＰＵ　ｌがすべき非
常処理内容ａを代行する。

この実施例では、複数のＣＰＵを備えるものであるが、
全てのＣＰＵにシステム全体の非常処理内容を持たせる
必要がない利点がある。

〈第３実施例〉本実施例は、第３図に示す如く、第２実施例と同様に、
異なる制御対象Ａ−Ｄに対する処理を実行する４台のＣ
ＰＵ２〜ＣＰＵ４を備える制御システムであるが、各Ｃ
ＰＵに持たせる非常処理内容が異なる場合である。

ＣＰＵＩに、制御対象Ａの異常に対する本来の非常処理
内容ａのほかに、ＣＰＵ２が制御対象Ｂに対してすべき
非常処理内容すを付加し、ＣＰＵ１でＣＰＵ２からの応
答信号ＳＩによりＣＰＵ２の異常を監視する。ＣＰｔＪ
２の異常を検知したとき、ＣＰＵＩがＣＰＵ２がすべき
非常処理内容すを代行する。

ＣＰＵ２に、制御対象Ｂの異常に対する本来の非常処理
内容すのほかに、ＣＰＵ３が制御対象Ｃに対してすべき
非常処理内容Ｃを付加し、ＣＰＵ２でＣＰＵ３からの応
答信号Ｓ２によりＣＰＵ３の異常を監視する。ＣＰＵ３
の異常を検知したとき、ＣＰＵ２がＣＰｔＪ３がすべき
非常処理内容Ｃを代行する。

ＣＰｔＪ３に、制御対象Ｃの異常に対する本来の非常処
理内容Ｃのほかに、ＣＰＵ４が制御対象りに対してすべ
き非常処理内容ｄを付加し、ＣＰｔＪ−３でＣＰＵ４か
らの応答信号Ｓ、によりＣＰＵ４の異常を監視する。Ｃ
ＰｔＪ４の異常を検知したとき、ＣＰＵ３がＣＰＵ４が
すべき非常処理内容ｄを代行する。

ＣＰＵ４に、制御対象りの異常に対する本来の非常処理
内容ｄのほかに、ＣＰＵ５が制御対象Ａに対してすべき
非常処理内容ａを付加し、ＣＰＵ４でＣＰＵ１からの応
答信号Ｓ４によりＣＰｔＪｌの異常を監視する。ＣＰＵ
Ｉの異常を検知したとき、ＣＰｔＪ４がＣＰＵＩがすべ
き非常処理内容ａを代行する。

この実施例では、複数のＣＰＵが順次リング状に監視し
ているので、各ＣＰＵは本来の非常処理内容のほかに監
視相手の非常処理内容をもてばよく、従って、システム
全体の非常処理内容を各ＣＰυに略均等に分散できる利
点がある。

〔発明の効果］以上の通り、本発明によれば、コンピュータ自身を含む
システム全体の異常に対する非常処理を簡易に行える制
御システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示すブロック図、第２図
は本発明の第２実施例を示すブロック図、第３図は本発
明の第３実施例を示すブロック図である。ＮＣ，ＰＣ，ＣＰＵｌ−ＣＰＵ４・・・中央演算処理装
置、ＳＣ，ＱＣ，Ａ−Ｄ−・・制御対象、ａ　−ｄ・・
・非常処理内容。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）それぞれ異なる制御対象に対する処理を実行する
とともに、その制御対象の異常に対して非常処理を実行
する複数の中央演算処理装置を備えた制御システムにお
いて、一の中央演算処理装置に他の中央演算処理装置の非常処
理内容を付加するとともに、他の中央演算処理装置の異
常を一の中央演算処理装置で監視し、他の中央演算処理
装置の異常に対して一の中央演算処理装置が非常処理を
代行する、ことを特徴とする制御システム。