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JP2016095770A - Controller and redundancy control system using the same - Google Patents

Controller and redundancy control system using the same Download PDF

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JP2016095770A
JP2016095770A JP2014232690A JP2014232690A JP2016095770A JP 2016095770 A JP2016095770 A JP 2016095770A JP 2014232690 A JP2014232690 A JP 2014232690A JP 2014232690 A JP2014232690 A JP 2014232690A JP 2016095770 A JP2016095770 A JP 2016095770A
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JP
Japan
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controller
active
power supply
standby
management unit
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JP2014232690A
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Japanese (ja)
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創 久保隅
So Kubosumi
創 久保隅
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a redundancy control system in which after a power interruption of the active system occurs, a standby system is quickly switched to the active system.SOLUTION: A system management unit 54 of a controller 10A of an active system transmits, when detecting by a power supply voltage monitoring unit 56 an interruption of the supply of a power supply voltage from a power supply 20, a power interruption state notification to a controller 10B of a standby system by a network management unit 51 of its own system. A system management unit 54 of the controller 10B of the standby system performs, when receiving the power interruption state notification by the network management unit 51 of its own system, switching from the standby system to the active system.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

この発明は、機器を制御するコントローラおよびこれを用いた冗長化制御システムに関する。   The present invention relates to a controller that controls equipment and a redundant control system using the controller.

工場や各種プラント等の産業施設においては、各種操業を制御するために制御システムが構築されることが多い。制御システムには、産業施設内に設置されたセンサからの監視データの収集やその収集結果に応じて電動機等の駆動制御を行うコントローラが含まれている。このようなコントローラとしては、DCS(Distributed Control System:分散型制御システム或いは分散型制御装置)やプログラマブルロジックコントローラ(以下、PLC)が用いられる。一般的なFA(Factory Automation)システムでは制御装置としてPLCが用いられることが多く、高信頼性を要求されるプラント設備では制御装置としてDCSが用いられることが多い。   In industrial facilities such as factories and various plants, a control system is often constructed to control various operations. The control system includes a controller that collects monitoring data from sensors installed in an industrial facility and performs drive control of an electric motor or the like according to the collection result. As such a controller, a DCS (Distributed Control System) or a programmable logic controller (hereinafter, PLC) is used. In a general FA (Factory Automation) system, PLC is often used as a control device, and in plant facilities that require high reliability, DCS is often used as a control device.

この種の制御システムでは、制御システムの故障に起因する工場等の操業停止を回避するために、コントローラ等の監視制御系統の二重化が行われることが一般的である。ここで、監視制御系統の二重化とは、コントローラ等の監視制御系統を2系統設け、その一方を稼働系、他方を待機系として動作させることをいう。稼働系のコントローラは、監視対象機器から監視データを収集し、収集した監視データを用いてアプリケーションを実行し、これにより得られた制御データを制御対象機器に供給する。そして、待機系は、稼働系の故障に備えて待機する。以下では、この二重化された制御システムのことを冗長化制御システムと呼ぶ。   In this type of control system, in order to avoid an operation stoppage of a factory or the like due to a failure of the control system, it is common that a monitoring control system such as a controller is duplicated. Here, duplication of the supervisory control system means that two supervisory control systems such as a controller are provided and one of them is operated as an active system and the other as a standby system. The active controller collects monitoring data from the monitoring target device, executes an application using the collected monitoring data, and supplies control data obtained thereby to the control target device. Then, the standby system waits in preparation for a failure of the active system. Hereinafter, this redundant control system is referred to as a redundant control system.

図5は、冗長化制御システム9の構成を示すブロック図である。図5には、コントローラ90Aおよびコントローラ90Bの2台のコントローラからなる冗長化制御システム9が図示されている。図5に示すように、コントローラ90Aおよび90Bは、ネットワーク回線91を介して相互に接続されている。このネットワーク回線91は、コントローラ90Aおよび90B間の通信を仲介するコントローラ間通信手段である。また、図示は省略したが、コントローラ90Aおよびコントローラ90Bには、I/O機器等を介して監視対象機器や制御対象機器が接続されている。そして、図示の例では、コントローラ90Aおよび90Bの一方が稼働系となり、他方が待機系となって稼働系の停止に備える。   FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the redundancy control system 9. FIG. 5 shows a redundant control system 9 including two controllers, a controller 90A and a controller 90B. As shown in FIG. 5, the controllers 90 </ b> A and 90 </ b> B are connected to each other via a network line 91. The network line 91 is an inter-controller communication unit that mediates communication between the controllers 90A and 90B. Although not shown, a monitoring target device and a control target device are connected to the controller 90A and the controller 90B via an I / O device or the like. In the illustrated example, one of the controllers 90A and 90B is an active system and the other is a standby system to prepare for the stop of the active system.

図6は図5に示す冗長化制御システム9の動作例を示すシーケンス図である。図6に示す例では、コントローラ90Aが稼働系、コントローラ90Bが待機系となっている。図6に示すように、稼働系のコントローラ90Aは、アプリケーション実行102と、等値化転送103を交互に繰り返す。   FIG. 6 is a sequence diagram showing an operation example of the redundancy control system 9 shown in FIG. In the example shown in FIG. 6, the controller 90A is an active system and the controller 90B is a standby system. As shown in FIG. 6, the active controller 90A repeats the application execution 102 and the equalization transfer 103 alternately.

アプリケーション実行102では、I/O機器等を介して監視対象機器から監視データを収集し、この監視データを演算して求めた制御データをI/O機器等を介して制御対象機器に供給する。   In the application execution 102, monitoring data is collected from the monitoring target device via an I / O device or the like, and control data obtained by calculating the monitoring data is supplied to the control target device via the I / O device or the like.

また、等値化転送103では、監視対象機器から収集した監視データと、この監視データを演算して求めた制御データと、演算の途中結果を示すデータ(以下、これらのデータを入出力データという)をネットワーク回線91を介して待機系のコントローラ90Bに送信する。   In the equalization transfer 103, the monitoring data collected from the monitoring target device, the control data obtained by calculating the monitoring data, and the data indicating the intermediate result of the calculation (hereinafter these data are referred to as input / output data). ) To the standby controller 90B via the network line 91.

また、稼働系のコントローラ90Aは、アプリケーション実行102または等値化転送103を中断することにより、状態通知および状態判定104を一定の周期で繰り返し実行する。この状態通知および状態判定104では、故障の有無等を含む稼働系の状態を示す状態データをネットワーク回線91を介して待機系のコントローラ90Bに送信するとともに、その時点においてネットワーク回線91を介して待機系のコントローラ90Bから最後に受信された状態データ(後述)を判定する。この状態通知および状態判定104の実行周期が、稼働系のコントローラ90Aから待機系のコントローラ90Bへの状態データの送信周期となる。なお、コントローラ90Aは、アプリケーション実行102、等値化転送103、状態通知および状態判定104のいずれをも実行しないときアイドル処理101を行う。   In addition, the active controller 90A repeatedly executes the state notification and the state determination 104 at a constant cycle by interrupting the application execution 102 or the equalization transfer 103. In this status notification and status determination 104, status data indicating the status of the active system including the presence / absence of a failure is transmitted to the standby controller 90B via the network line 91, and at that time, standby is performed via the network line 91. The state data (described later) received last from the system controller 90B is determined. The execution cycle of this state notification and state determination 104 is a transmission cycle of state data from the active controller 90A to the standby controller 90B. Note that the controller 90A performs idle processing 101 when none of the application execution 102, equalization transfer 103, status notification, and status determination 104 is executed.

一方、待機系のコントローラ90Bは、稼働系のコントローラ90Aから何もデータが受信されない場合、アイドル処理111を行っている。   On the other hand, the standby controller 90B performs idle processing 111 when no data is received from the active controller 90A.

そして、待機系のコントローラ90Bは、稼働系のコントローラ90Aが等値化転送103により送信した入出力データをネットワーク回線91を介して受信したとき、等値化受信展開113を実行する。この等値化受信展開113では、稼働系のコントローラ90Aから受信した入出力データを待機系のコントローラ90Bのメモリ内の入出力データに上書きし、同コントローラ90Bの保持する入出力データを稼働系のコントローラ90Aが保持する入出力データと同じにする。   The standby controller 90 </ b> B executes the equalization reception expansion 113 when the input / output data transmitted by the equalization transfer 103 is received via the network line 91 by the active controller 90 </ b> A. In the equalization reception expansion 113, the input / output data received from the active controller 90A is overwritten with the input / output data in the memory of the standby controller 90B, and the input / output data held by the controller 90B is replaced with the active input / output data. The same as the input / output data held by the controller 90A.

また、待機系のコントローラ90Bは、アイドル処理111または等値化受信展開113を中断することにより、稼働系のコントローラ90Aにおける状態通知および状態判定104の実行周期と同じ実行周期で状態通知および状態判定114を繰り返し実行する。この状態通知および状態判定114では、故障の有無等を含む待機系の状態を示す状態データ(前述した状態通知および状態判定104において判定される状態データ)をネットワーク回線91を介して稼働系のコントローラ90Aに送信するとともに、その時点においてネットワーク回線91を介して稼働系のコントローラ90Aから最後に受信された状態データ(前述した状態通知および状態判定104により送信された状態データ)を判定する。   In addition, the standby controller 90B interrupts the idle process 111 or the equalization reception expansion 113, so that the state notification and the state determination are performed in the same execution cycle as the state notification and the state determination 104 in the active controller 90A. 114 is repeatedly executed. In this status notification and status determination 114, status data indicating the status of the standby system including the presence or absence of a failure (status data determined in the status notification and status determination 104 described above) is transmitted to the active system controller via the network line 91. At the same time, the status data received at the time from the active controller 90A via the network line 91 (status data transmitted by the status notification and status determination 104 described above) is determined.

図6に示す動作例では、図示されていないが、仮に状態通知および状態判定114において、稼働系の故障を示す状態データが待機系のコントローラ90Bによって受信された場合、同コントローラ90Bは、冗長化切り替え115を実行する。これによりコントローラ90Bは待機系から稼働系に切り替えられる。   Although not shown in the operation example shown in FIG. 6, if status data indicating a failure of the active system is received by the standby controller 90B in the status notification and status determination 114, the controller 90B Switch 115 is executed. As a result, the controller 90B is switched from the standby system to the active system.

図6に示す動作例では、稼働系のコントローラ90Aにおいて電源断121が発生している。しかも、この電源断121は、一時的な瞬断ではなく、この電源断121により稼働系のコントローラ90Aは停止状態122となる。従って、電源断121の発生以降、待機系のコントローラ90Bへの状態データの送信は途絶える。この状況では、待機系のコントローラ90Bは、稼働系の状態を判断することができない。   In the operation example illustrated in FIG. 6, the power interruption 121 occurs in the active controller 90 </ b> A. Moreover, this power-off 121 is not a temporary instantaneous interruption, but the power-off controller 121 puts the active controller 90 </ b> A into the stop state 122. Accordingly, after the occurrence of the power interruption 121, transmission of the status data to the standby controller 90B is interrupted. In this situation, the standby controller 90B cannot determine the state of the active system.

そこで、待機系のコントローラ90Bは、定期的な状態通知および状態判定114の実行時、2回連続して稼働系のコントローラ90Aから状態データが受信されていないこと(前回の受信から状態データの送信周期の2周期以上に亙って状態データが受信されていないこと)を検知した場合に、冗長化切り替え115を実行し、コントローラ90Bを待機系から稼働系に切り替える。これにより、コントローラ90Bは、等値化受信展開113により得られた入出力データを利用してアプリケーション実行112を開始し、稼働系として動作する。   Therefore, the standby controller 90B does not receive status data from the active controller 90A twice consecutively during execution of periodic status notification and status determination 114 (transmission of status data since the previous reception). When it is detected that state data has not been received for two or more cycles, the redundancy switching 115 is executed to switch the controller 90B from the standby system to the active system. Thus, the controller 90B starts the application execution 112 using the input / output data obtained by the equalization reception expansion 113, and operates as an active system.

ここで、定期的な状態通知および状態判定114の実行時、2回連続して状態データが受信されていないことを検知することが稼働系/待機系切り替えの条件となっているのは、次の理由による。   Here, when the periodic status notification and the status determination 114 are executed, detecting that status data is not received twice in succession is a condition for switching between the active system and the standby system. Because of the reason.

まず、状態データが待機系のコントローラ90Bに届かなくなる原因として幾つかの原因が考えられる。それらの原因の1つとして、図6に例示するように稼働系において電源断が発生し、稼働系のコントローラが停止状態となった場合が考えられる。他の原因として、ネットワーク回線等で発生するノイズ等の影響により、一時的な通信破棄が発生した場合が考えられる。   First, there are several possible causes for the status data not reaching the standby controller 90B. As one of the causes, as illustrated in FIG. 6, there may be a case where a power interruption occurs in the operating system and the operating system controller is stopped. As another cause, there may be a case where communication is temporarily discarded due to the influence of noise or the like generated in a network line or the like.

前者の場合、稼働系のコントローラは、停止状態となるため、待機系のコントローラは、冗長化切り替え115を実行し、稼働系の動作を引き継ぐ必要がある。しかし、後者の場合、状態データが送信されなくなるのは一時的な現象であり、ネットワーク回線91を経由した通信の状態が安定な状態に戻れば、状態データの送信は可能となる。   In the former case, since the active controller is in a stopped state, the standby controller needs to execute the redundancy switching 115 and take over the operation of the active system. However, in the latter case, it is a temporary phenomenon that the state data is not transmitted, and the state data can be transmitted if the state of communication via the network line 91 returns to a stable state.

仮に、後者の場合において、稼働系のコントローラAが停止していないのに、待機系のコントローラが冗長化切り替え115を行った場合、両コントローラがともに稼働系となる(以下、両系稼働という)。この場合、両監視制御システムによる制御が衝突する虞がある。   In the latter case, if the standby controller performs the redundancy switching 115 even though the active controller A has not stopped, both controllers become active (hereinafter referred to as both-system operation). . In this case, there is a possibility that the control by both monitoring control systems may collide.

従って、状態データが待機系のコントローラ90Bに届かなかった場合に、待機系のコントローラ90Bが直ちに稼働系への切り替えを行うのは得策ではなく、待機系のコントローラ90Bは、ノイズ等の影響による一時的な通信破棄が発生した可能性が低いことが確認された時点で稼働系への切り替えを行うべきである。   Therefore, when the status data does not reach the standby controller 90B, it is not a good idea for the standby controller 90B to immediately switch to the active system, and the standby controller 90B is temporarily affected by noise or the like. Switching to the active system should be performed when it is confirmed that there is a low possibility that a general communication disruption has occurred.

上述したように稼働系のコントローラ90Aから待機系のコントローラ90Bへの状態データの送信周期は、待機系のコントローラ90Bにおける状態通知および状態判定114の実行周期と同じである。従って、通常であれば待機系のコントローラ90Bにおける状態通知および状態判定114の実行時に必ず新たな状態データの受信が検知されるはずである。   As described above, the transmission cycle of the state data from the active controller 90A to the standby controller 90B is the same as the execution cycle of the state notification and state determination 114 in the standby controller 90B. Therefore, normally, reception of new status data should be detected at the time of execution of status notification and status determination 114 in the standby controller 90B.

ここで、一時的な通信破棄により待機系のコントローラ90Bにおける状態通知および状態判定114の実行時に新たな状態データの受信が検知されないということは起こり得る。しかし、一定の実行周期で繰り返し実行される状態通知および状態判定114において、2回連続して新たな状態データの受信が検知されないということは通常起こり得ない。従って、状態通知および状態判定114において、2回連続して新たな状態データの受信が検知されなかった場合には、一時的な通信破棄ではなく、何等かの異常が稼働系に発生したと考えてよい。   Here, it is possible that reception of new status data is not detected when the status notification and status determination 114 are executed in the standby controller 90B due to temporary communication cancellation. However, in the state notification and state determination 114 that are repeatedly executed at a constant execution cycle, it is usually impossible to detect reception of new state data twice in succession. Therefore, in the status notification and status determination 114, when the reception of new status data is not detected twice in succession, it is considered that some abnormality has occurred in the operating system rather than temporary communication cancellation. It's okay.

そこで、図6の動作例では、待機系のコントローラ90Bは、定期的な状態通知および状態判定114の実行時、2回連続して状態データが受信されていないことを検知した場合に、待機系/稼働系の切り替えを行うのである。   Therefore, in the operation example of FIG. 6, when the standby controller 90B detects that state data has not been received twice consecutively when the periodic state notification and state determination 114 are executed, / Switch the working system.

なお、稼働系と待機系の間で自系の状態を通知する技術は、特許文献1に開示されている。   A technique for notifying the state of the own system between the active system and the standby system is disclosed in Patent Document 1.

特開2012−230446号公報JP 2012-230446 A

しかしながら、待機系のコントローラ90Bは、状態データの送信周期の2周期以上に亙って稼働系のコントローラ90Aから状態データが受信されないことを検知して冗長化切り替え115を実行するので、待機系のコントローラ90Bが電源断となってから稼働系/待機系の切り替えが行われるまでの所要時間が長い。従って、稼働系のコントローラ90Aが電源断により停止状態になると、稼働系の制御が開始されるまでの所要時間が長くなり、制御システムの可用性が低下する問題があった。   However, since the standby controller 90B detects that no status data is received from the active controller 90A for two or more of the status data transmission cycles, the standby controller 90B executes the redundancy switching 115. It takes a long time to switch the active / standby system after the controller 90B is powered off. Therefore, when the active controller 90A is stopped due to power interruption, the time required until the active control is started becomes long, and there is a problem that the availability of the control system is lowered.

この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、稼働系の電源電圧の異常の発生後、速やかに稼働系/待機系の切り替えを実行することを可能とするコントローラを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and provides a controller capable of quickly switching between an active system and a standby system after occurrence of an abnormality in the power supply voltage of the active system. For the purpose.

この発明は、コントローラ間通信手段を介して相互に接続された2台のコントローラを含み、一方のコントローラが稼働系、他方のコントローラが待機系となり、稼働系のコントローラが外部機器を制御する冗長化制御システムにおけるコントローラであって、当該コントローラに供給される電源電圧を監視する電源電圧監視部と、当該コントローラが稼働系である期間内に前記電源電圧の異常を前記電源電圧監視部により検知した場合に、前記コントローラ間通信手段を介して待機系のコントローラに異常通知を送信する異常通知手段と、当該コントローラが待機系である期間内に前記コントローラ間通信手段を介して前記異常通知が受信された場合に、当該コントローラを待機系から稼働系に切り替える冗長化切り替え手段とを具備することを特徴とするコントローラを提供する。   The present invention includes two controllers connected to each other via an inter-controller communication means, with one controller serving as an active system and the other controller serving as a standby system, and the active system controller controlling external devices. A controller in a control system, wherein a power supply voltage monitoring unit that monitors a power supply voltage supplied to the controller, and the power supply voltage monitoring unit detects an abnormality in the power supply voltage within a period in which the controller is operating In addition, an abnormality notification unit that transmits an abnormality notification to the standby controller via the inter-controller communication unit, and the abnormality notification is received via the inter-controller communication unit during a period in which the controller is a standby system. A redundant switching means for switching the controller from the standby system to the active system. Providing a controller, wherein the door.

かかる発明によれば、稼働系のコントローラでは、電源電圧の異常が電源電圧監視部により検知されると、異常通知手段がコントローラ間通信手段を介して待機系のコントローラに異常通知を送信する。待機系のコントローラでは、コントローラ間通信手段を介して異常通知が受信されると、冗長化切り替え手段により、当該コントローラが待機系から稼働系に切り替えられる。よって、この発明によれば、稼働系の電源電圧の異常の発生後、待機系が稼働系に切り替わるまでの所要時間を短縮することができる。   According to this invention, when an abnormality in the power supply voltage is detected by the power supply voltage monitoring unit, the abnormality notification means transmits an abnormality notification to the standby controller via the inter-controller communication means. In the standby system controller, when the abnormality notification is received via the inter-controller communication unit, the redundancy switching unit switches the controller from the standby system to the active system. Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce the time required for the standby system to switch to the active system after the occurrence of an abnormality in the power supply voltage of the active system.

この発明の一実施形態である冗長化制御システム1の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the redundancy control system 1 which is one Embodiment of this invention. 同実施形態におけるコントローラ10の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the controller 10 in the embodiment. 同実施形態における電源断時処理継続管理部55およびその周辺回路を例示する図である。It is a figure which illustrates the process continuation management part 55 at the time of power-off in the same embodiment, and its peripheral circuit. 同実施形態における冗長化制御システム1の動作例を示すシーケンス図である。It is a sequence diagram which shows the operation example of the redundancy control system 1 in the same embodiment. 従来技術における冗長化制御システム9の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the redundancy control system 9 in a prior art. 従来技術における冗長化制御システム9の動作例を示すシーケンス図である。It is a sequence diagram which shows the operation example of the redundancy control system 9 in a prior art.

以下、図面を参照し、この発明の実施形態について説明する。
図1はこの発明の一実施形態であるコントローラ10Aおよび10Bを適用した冗長化制御システム1の構成を示すブロック図である。冗長化制御システム1は、コントローラ10Aおよび10B、電源20Aおよび20B、I/O機器群30Aおよび30B、ネットワーク回線40を有する。本実施形態では、便宜上、コントローラ10A、電源20AおよびI/O機器群30Aからなる監視制御系統をA系、コントローラ10B、電源20BおよびI/O機器群30Bからなる監視制御系統をB系と呼ぶ。本実施形態では、A系とB系のうち一方が稼働系となり、一方が待機系となる。そして、稼働系が停止するときには、待機系となっていたコントローラは、以降、稼働系として動作する。なお、図1では、A系とB系の2つの制御システムで二重化した冗長化制御システムの例を示しているが、3以上の制御システムをネットワーク回線40で接続して多重化した制御システムを構成してもよい。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a redundant control system 1 to which controllers 10A and 10B according to an embodiment of the present invention are applied. The redundant control system 1 includes controllers 10A and 10B, power supplies 20A and 20B, I / O device groups 30A and 30B, and a network line 40. In this embodiment, for the sake of convenience, the monitoring control system including the controller 10A, the power supply 20A, and the I / O device group 30A is referred to as A system, and the monitoring control system including the controller 10B, the power supply 20B, and the I / O device group 30B is referred to as B system. . In the present embodiment, one of the A system and the B system is an active system, and one is a standby system. When the active system stops, the controller that has been the standby system operates as the active system thereafter. Although FIG. 1 shows an example of a redundant control system in which two control systems of the A system and the B system are duplicated, a control system in which three or more control systems are connected by a network line 40 and multiplexed is shown. It may be configured.

以下の説明では、コントローラ10Aおよび10Bは同一の構成を有するため、両者を区別する必要がない場合には、「コントローラ10」と表記する。また、電源20Aおよび20Bは同一の構成を有するため、両者を区別する必要がない場合には、「電源20」と表記する。また、I/O機器群30Aおよび30Bは同一の構成を有するため、両者を区別する必要がない場合には、「I/O機器群30」と表記する。   In the following description, since the controllers 10A and 10B have the same configuration, they are referred to as “controller 10” when it is not necessary to distinguish them. In addition, since the power supplies 20A and 20B have the same configuration, the power supplies 20A and 20B are referred to as “power supply 20” when it is not necessary to distinguish them. In addition, since the I / O device groups 30A and 30B have the same configuration, the I / O device groups 30A and 30B are referred to as “I / O device group 30” when it is not necessary to distinguish between them.

コントローラ10は、監視対象機器からの監視データの収集やその収集結果に応じた制御対象機器の駆動制御を行う機能を有する。電源20Aは、コントローラ10AおよびI/O機器群30Aに電力を供給し、電源20Bは、コントローラ10BおよびI/O機器群30Bに電力を供給する。I/O機器群30Aは、I/O機器30A_1〜30A_nにより構成され、I/O機器群30Bは、I/O機器30B_1〜30B_nにより構成される。A系統が稼働系である場合、各監視対象機器から出力される監視データは、I/O機器群30Aを経由し、コントローラ10Aに出力される。また、コントローラ10Aから出力される制御データは、I/O機器群30Aを経由し、各制御対象機器に出力される。また、B系統が稼働系である場合、各監視対象機器から出力される監視データは、I/O機器群30Bを経由し、コントローラ10Bに出力される。また、コントローラ10Bから出力される制御データは、I/O機器群30Bを経由し、各制御対象機器に出力される。ネットワーク回線40は、コントローラ10Aおよび10B間の通信を仲介する通信手段である。   The controller 10 has a function of collecting monitoring data from the monitoring target device and performing drive control of the control target device according to the collection result. The power source 20A supplies power to the controller 10A and the I / O device group 30A, and the power source 20B supplies power to the controller 10B and the I / O device group 30B. The I / O device group 30A includes I / O devices 30A_1 to 30A_n, and the I / O device group 30B includes I / O devices 30B_1 to 30B_n. When the A system is an active system, the monitoring data output from each monitoring target device is output to the controller 10A via the I / O device group 30A. The control data output from the controller 10A is output to each control target device via the I / O device group 30A. When the B system is an active system, the monitoring data output from each monitoring target device is output to the controller 10B via the I / O device group 30B. The control data output from the controller 10B is output to each control target device via the I / O device group 30B. The network line 40 is a communication unit that mediates communication between the controllers 10A and 10B.

図2は、コントローラ10の構成例を示す図である。図2に示すように、コントローラ10は、ネットワーク管理部51、アプリケーション実行管理部52、等値化管理部53、システム管理部54、電源断時処理継続管理部55、電源電圧監視部56を有する。電源電圧監視部56は、電源20からコントローラ10に供給される電源電圧を監視する手段である。電源断時処理継続管理部55は、電源20からコントローラ10への電源電圧の供給が遮断された場合に、それ以降の所定時間、コントローラ10内部へ電源電圧を供給する補助電源である。ネットワーク管理部51、アプリケーション実行管理部52、等値化管理部53およびシステム管理部54は、コントローラ10内部のCPUが制御プログラムを実行することにより実現される機能である。   FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the controller 10. As shown in FIG. 2, the controller 10 includes a network management unit 51, an application execution management unit 52, an equalization management unit 53, a system management unit 54, a power-off process continuation management unit 55, and a power supply voltage monitoring unit 56. . The power supply voltage monitoring unit 56 is means for monitoring the power supply voltage supplied from the power supply 20 to the controller 10. The processing continuation management unit 55 at the time of power-off is an auxiliary power source that supplies the power voltage to the inside of the controller 10 for a predetermined time after the supply of the power voltage from the power source 20 to the controller 10 is cut off. The network management unit 51, the application execution management unit 52, the equalization management unit 53, and the system management unit 54 are functions realized by the CPU in the controller 10 executing a control program.

ネットワーク管理部51は、ネットワーク回線40を介して他系のコントローラに接続されている。他系のコントローラとの間で送受信されるデータは、すべてネットワーク管理部51を経由する。より詳細には、ネットワーク管理部51は、状態通知および状態判定実行時における状態データの送受信、等値化転送実行時における入出力データの送受信、後述する電源断状態通知の送受信を行う。また、ネットワーク管理部51は、上記処理の他、ネットワーク状態の管理等を行う。ネットワーク管理部51はコントローラ10内部のCPUにより実行される機能であるが、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等で構成してもよい。   The network management unit 51 is connected to another system controller via the network line 40. All data transmitted to and received from other controllers passes through the network management unit 51. More specifically, the network management unit 51 performs transmission / reception of state data during execution of state notification and state determination, transmission / reception of input / output data during execution of equalization transfer, and transmission / reception of a power-off state notification described later. Further, the network management unit 51 performs management of the network state in addition to the above processing. The network management unit 51 is a function executed by the CPU in the controller 10, but may be configured by, for example, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit).

アプリケーション実行管理部52は、自系が稼働系である場合、I/O機器群30を介して監視対象機器から監視データを収集し、この監視データから制御データを演算してI/O機器群30を介して制御対象機器に供給するアプリケーションを実行する。   When the own system is an active system, the application execution management unit 52 collects monitoring data from the monitoring target device via the I / O device group 30, calculates control data from the monitoring data, and calculates the I / O device group. The application supplied to the control target device via 30 is executed.

等値化管理部53は、等値化転送および等値化受信展開を行う。より具体的には、等値化管理部53は、自系が稼働系である場合、アプリケーション実行管理部52が実行するアプリケーションの入力データ(監視データ)と、同アプリケーションの出力データ(制御データおよび演算の途中結果のデータ)を受け取り、この入力データおよび出力データからなる入出力データを自系のネットワーク管理部51に送信する。そして、ネットワーク管理部51が、待機系のネットワーク管理部51に入出力データを送信することにより等値化転送が実行される。一方、等値化管理部53は、自系が待機系である場合、自系のネットワーク管理部51から入出力データを受け取ると、等値化受信展開を実行し、当該入出力データをコントローラ10の図示しないメモリ内の入出力データに上書きする。また、等値化管理部53は、自系が待機系である場合、待機系/稼働系の切り替え実行後、メモリ内の入出力データを自系のアプリケーション実行管理部52に送信する。これにより、アプリケーション実行管理部52は、等値化転送により取得された入出力データを用いてアプリケーション実行を開始することができる。   The equalization management unit 53 performs equalization transfer and equalization reception expansion. More specifically, the equalization management unit 53, when its own system is an active system, input data (monitoring data) of an application executed by the application execution management unit 52 and output data (control data and (Data of the intermediate result of the calculation) is received, and input / output data composed of the input data and output data is transmitted to the network management unit 51 of the own system. Then, the network management unit 51 transmits the input / output data to the standby network management unit 51, whereby equalization transfer is executed. On the other hand, when the own system is a standby system, the equalization management unit 53 receives the input / output data from the network management unit 51 of the own system, executes equalization reception expansion, and transfers the input / output data to the controller 10. Are overwritten on input / output data in a memory (not shown). Further, when the own system is the standby system, the equalization management unit 53 transmits the input / output data in the memory to the own application execution management unit 52 after executing the switching of the standby system / active system. Thereby, the application execution management part 52 can start application execution using the input / output data acquired by equalization transfer.

システム管理部54は、コントローラ10内の統括的な制御を行う手段である。このシステム管理部54の処理内容は、状態通知および状態判定64と、電源断通知および電源断処理65と、冗長化切り替え75の各処理を含む。稼働系のシステム管理部54は、状態通知および状態判定64を所定の実行周期で繰り返す。この稼働系の状態通知および状態判定64では、故障の有無等を含む自系の状態を監視し、当該監視結果を示す状態データを生成し、当該状態データを自系のネットワーク管理部51を介して待機系のコントローラ10に送信することにより状態通知を行う。一方、待機系のシステム管理部54も、稼働系と同じ実行周期で、状態通知および状態判定64を繰り返す。この待機系の状態通知および状態判定64では、稼働系から送信された状態データを自系のネットワーク管理部51を介して受け取り、当該状態データを参照して、稼働系の状態を判定する。待機系のシステム管理部54は、状態通知および状態判定64において状態データから稼働系の故障発生が検出されると、冗長化切り替え75を起動する。この冗長化切り替え75では、待機系/稼働系の切り替えを実行する。   The system management unit 54 is a unit that performs overall control in the controller 10. The processing contents of the system management unit 54 include status notification and status determination 64, power-off notification and power-off processing 65, and redundancy switching 75. The active system management unit 54 repeats the state notification and the state determination 64 at a predetermined execution cycle. In this status notification and status determination 64 of the active system, the status of the local system including the presence or absence of a failure is monitored, status data indicating the monitoring result is generated, and the status data is transmitted via the network management unit 51 of the local system. Status notification by transmitting to the standby controller 10. On the other hand, the standby system management unit 54 also repeats the state notification and state determination 64 at the same execution cycle as that of the active system. In the standby state notification and state determination 64, the state data transmitted from the active system is received via the local network management unit 51, and the state of the active system is determined with reference to the state data. The standby system management unit 54 activates the redundancy switching 75 when a failure of the active system is detected from the state data in the state notification and state determination 64. In the redundancy switching 75, standby / active switching is executed.

同様に、待機系のシステム管理部54は、状態通知および状態判定64において、故障の有無等を含む自系の状態を監視し、当該監視結果を示す状態データを自系のネットワーク管理部51を介して稼働系のネットワーク管理部51に送信することにより状態通知を実行する。稼働系のシステム管理部54は、待機系のコントローラが送信した状態データを自系のネットワーク管理部51から受け取ると、状態通知および状態判定64において、当該状態データを参照して、待機系の状態を判定する。   Similarly, in the status notification and status determination 64, the standby system management unit 54 monitors the status of the local system including the presence / absence of a failure, and the status data indicating the monitoring result is transmitted to the local network management unit 51. The status notification is executed by transmitting to the active network management unit 51 via the network. When the active system management unit 54 receives the status data transmitted from the standby controller from the local network management unit 51, the active system management unit 54 refers to the status data in the status notification and status determination 64, and determines the status of the standby system. Determine.

また、稼働系のシステム管理部54は、電源20からコントローラ10へ供給される電源電圧の異常、具体的にはコントローラ10への電源電圧の供給の遮断が電源電圧監視部56により検知されると、電源断通知および電源断処理65を実行する。この電源断通知および電源断処理65では、異常通知、具体的には電源断の発生を示す電源断状態通知を自系のネットワーク管理部51を介して待機系のコントローラ10に1または複数回送信する。この電源断通知および電源断処理65は、コントローラ10が稼働系である期間内に電源電圧の異常を電源電圧監視部56により検知した場合に、コントローラ間通信手段を介して待機系のコントローラ10に異常通知を送信する異常通知手段としての役割を果たす。また、待機系のシステム管理部54は、稼働系からの電源断状態通知を自系のネットワーク管理部51が受け取ったことを上記状態通知および状態判定64において確認すると、冗長化切り替え75を起動し、待機系/稼働系の切り替えを行う。冗長化切り替え75は、コントローラが待機系である期間内にコントローラ間通信手段を介して異常通知が受信された場合に、当該コントローラを待機系から稼働系に切り替える冗長化切り替え手段としての役割を果たす。   The active system management unit 54 detects that the power supply voltage monitoring unit 56 detects an abnormality in the power supply voltage supplied from the power supply 20 to the controller 10, specifically, the interruption of the supply of power supply voltage to the controller 10. Then, the power-off notification and the power-off process 65 are executed. In the power-off notification and power-off processing 65, an abnormality notification, specifically, a power-off state notification indicating the occurrence of power-off is transmitted to the standby controller 10 one or more times via the local network management unit 51. To do. The power-off notification and power-off processing 65 is performed by the standby controller 10 via the inter-controller communication means when an abnormality in the power supply voltage is detected by the power supply voltage monitoring unit 56 during the period in which the controller 10 is in the active system. It serves as an abnormality notification means for transmitting an abnormality notification. The standby system management unit 54 activates the redundancy switching 75 when the status notification and status determination 64 confirm that the network management unit 51 of the own system has received the power-off status notification from the active system. Switching between standby and active systems. The redundancy switching 75 serves as a redundancy switching unit that switches the controller from the standby system to the active system when an abnormality notification is received via the inter-controller communication unit within a period in which the controller is a standby system. .

また、待機系のシステム管理部54は、上記従来技術と同様、定期的な状態通知および状態判定64において、2回連続して状態データが受信されなかったことが確認された場合、冗長化切り替え75を起動し、稼働系/待機系の切り替えを行う。本実施形態において、この制御を残したのは、電源断以外の原因(例えば稼働系に重大な故障が発生し、待機系との通信も阻害されるような場合)により状態データが待機系に届かなくなることが考えられるからである。   Similarly to the above-described conventional technology, the standby system management unit 54 determines that the status data has not been received twice consecutively in the periodic status notification and status determination 64. 75 is activated to switch between active / standby systems. In the present embodiment, this control is left because the state data is not stored in the standby system due to a cause other than the power interruption (for example, when a serious failure occurs in the active system and communication with the standby system is hindered). This is because it may be impossible to reach.

上記処理の他、システム管理部54は、アプリケーション実行管理部52に指示を与え、アプリケーション実行を開始するタイミングや、等値化転送時に入出力データを送信するタイミング等を制御する。また、システム管理部54は、コントローラ10内の各部が各々処理を実行していないとき、アイドル処理を行う。アイドル処理実行時、システム管理部54は、例えばコントローラ10内各部への電力供給を停止する等の処理を行ってもよい。   In addition to the above processing, the system management unit 54 gives an instruction to the application execution management unit 52 to control the timing for starting application execution, the timing for transmitting input / output data during equalization transfer, and the like. The system management unit 54 performs idle processing when each unit in the controller 10 is not executing processing. When the idle process is executed, the system management unit 54 may perform a process such as stopping the power supply to each part in the controller 10.

図3は、コントローラ10内の補助電源である電源断時処理継続管理部55およびその周辺回路の構成を例示する回路図である。図3に示すように、コントローラ10はダイオードD1を有している。このダイオードD1は、アノードが電源20に接続され、カソードがコントローラ10内の各部へ電源電圧を供給する内部電源端子となっている。そして、ダイオードD1のカソードと接地線との間には電源断時処理継続管理部55である大容量のキャパシタC1が介挿されている。電源電圧監視部56は、キャパシタC1の両端の充電電圧を電源電圧として動作し、電源20からダイオードD1のアノードに供給される電源電圧を監視する電圧検出ICである。   FIG. 3 is a circuit diagram illustrating the configuration of the power-off process continuation management unit 55 that is an auxiliary power source in the controller 10 and its peripheral circuits. As shown in FIG. 3, the controller 10 has a diode D1. The diode D <b> 1 has an anode connected to the power supply 20 and a cathode serving as an internal power supply terminal that supplies a power supply voltage to each unit in the controller 10. A large-capacitance capacitor C1, which is a processing continuation management unit 55 at the time of power interruption, is interposed between the cathode of the diode D1 and the ground line. The power supply voltage monitoring unit 56 is a voltage detection IC that operates using the charging voltage across the capacitor C1 as the power supply voltage and monitors the power supply voltage supplied from the power supply 20 to the anode of the diode D1.

電源20から電源電圧が正常に供給される場合、この電源電圧はダイオードD1を介してコントローラ10内の各部に供給される。また、このダイオードD1を通過した電源電圧によりキャパシタC1が充電される。しかし、電源20からの電源電圧の供給が遮断されると、ダイオードD1のアノード側の電圧が低下し、ダイオードD1がOFFする。しかしながら、電源20からの電源電圧の供給が遮断されても、電源電圧監視部56は、キャパシタC1の両端の充電電圧を電源電圧として動作する。そして、電源電圧監視部56は、ダイオードD1のアノード側の電圧が所定の閾値を下回ったことを検知すると、その旨を通知する割り込み信号をシステム管理部54に送信する。これによりシステム管理部54は、上述した電源断通知を送信する処理を実行する。コントローラ10では、電源20からの電源電圧の供給が遮断された以降も、キャパシタC1により蓄えられた電力によりコントローラ10内の各部が所定時間に亙って処理を継続することができる。以下、この電源断以降にコントローラ10によって行われる処理を電源断処理という。また、電源20からの電源電圧の供給が遮断された以降、キャパシタC1の充電電圧がコントローラ10の動作可能な下限電源電圧に到達するまでの期間を処理継続可能期間と呼ぶ。   When the power supply voltage is normally supplied from the power supply 20, this power supply voltage is supplied to each part in the controller 10 via the diode D1. The capacitor C1 is charged by the power supply voltage that has passed through the diode D1. However, when the supply of the power supply voltage from the power supply 20 is cut off, the voltage on the anode side of the diode D1 decreases and the diode D1 is turned OFF. However, even if the supply of the power supply voltage from the power supply 20 is interrupted, the power supply voltage monitoring unit 56 operates using the charging voltage across the capacitor C1 as the power supply voltage. When the power supply voltage monitoring unit 56 detects that the voltage on the anode side of the diode D1 has fallen below a predetermined threshold value, the power supply voltage monitoring unit 56 transmits an interrupt signal to that effect to the system management unit 54. As a result, the system management unit 54 executes processing for transmitting the power-off notification described above. In the controller 10, even after the supply of the power supply voltage from the power supply 20 is cut off, each unit in the controller 10 can continue processing for a predetermined time by the power stored in the capacitor C <b> 1. Hereinafter, processing performed by the controller 10 after the power is turned off is referred to as power-off processing. Further, a period from when the supply of the power supply voltage from the power supply 20 is interrupted until the charging voltage of the capacitor C1 reaches the lower limit power supply voltage at which the controller 10 can operate is referred to as a process continuation possible period.

図4は、本実施形態における冗長化制御システム1の動作例を示すシーケンス図である。なお、以下の説明では、A系を稼働系、B系を待機系とする。   FIG. 4 is a sequence diagram showing an operation example of the redundancy control system 1 in the present embodiment. In the following description, the A system is the active system and the B system is the standby system.

A系では、システム管理部54がアプリケーション実行管理部52と等値管理部53を交互に起動する。システム管理部54により起動されたA系のアプリケーション実行管理部52は、アプリケーション実行62を行う。すなわち、アプリケーション実行管理部52は、I/O機器群30Aを介して監視対象機器から入力データ(監視データ)を収集し、この入力データを演算して求めた出力データ(制御データ)をI/O機器群30Aを介して制御対象機器に供給する。   In the A system, the system management unit 54 activates the application execution management unit 52 and the equivalence management unit 53 alternately. The A-system application execution management unit 52 activated by the system management unit 54 performs application execution 62. That is, the application execution management unit 52 collects input data (monitoring data) from the monitoring target device via the I / O device group 30A, and calculates the output data (control data) obtained by calculating this input data. It supplies to control object apparatus via O apparatus group 30A.

システム管理部54により起動されたA系の等値化管理部53は、等値化転送63を実行する。すなわち、A系の等値化管理部53は、自系のアプリケーション実行管理部52から入出力データを取得し、当該データを自系のネットワーク管理部51に送信する。A系のネットワーク管理部51は、ネットワーク回線40を介して、当該データをB系のネットワーク管理部51に送信する。   The A-equalization management unit 53 activated by the system management unit 54 executes an equalization transfer 63. That is, the A-system equalization management unit 53 acquires input / output data from the local application execution management unit 52 and transmits the data to the local network management unit 51. The A-system network management unit 51 transmits the data to the B-system network management unit 51 via the network line 40.

A系のシステム管理部54は、一定の周期で発生するタイマ割り込みに応じて、現在実行中の処理を中断し、状態通知および状態判定64を実行する。より詳細には、A系のシステム管理部54は、自系の状態を示す状態データを生成し、自系のネットワーク管理部51およびネットワーク回線40を介して、B系のコントローラ10Bに送信する。また、A系のシステム管理部54は、その時点において、B系のコントローラ10Bからネットワーク回線40および自系のネットワーク管理部51を介して最後に受け取った状態データを基にB系の状態を判定する。この状態通知および状態判定64の実行周期が、A系からB系へ送信される状態データの送信周期となる。なお、A系の各部が各々処理を実行していないとき、A系のシステム管理部54はアイドル処理61を行う。   The A-system system management unit 54 interrupts the currently executing process in response to a timer interrupt that occurs at a fixed period, and executes state notification and state determination 64. More specifically, the A system management unit 54 generates status data indicating the status of the local system, and transmits the status data to the B system controller 10B via the local network management unit 51 and the network line 40. Further, the A-system management unit 54 determines the state of the B-system based on the status data last received from the B-system controller 10B through the network line 40 and the own network management unit 51 at that time. To do. The execution cycle of this state notification and state determination 64 is a transmission cycle of state data transmitted from the A system to the B system. Note that when each part of the A system is not executing a process, the A system management unit 54 performs an idle process 61.

一方、A系のネットワーク管理部51からの等値化転送63による入出力データをB系のネットワーク管理部51が受け取ると、B系のネットワーク管理部51は自系の等値化管理部53に送信する。B系の等値化管理部53は、入出力データを受信すると、等値化受信展開73を実行する。   On the other hand, when the B-system network management unit 51 receives the input / output data from the equalization transfer 63 from the A-system network management unit 51, the B-system network management unit 51 sends it to the own-system equalization management unit 53. Send. When receiving the input / output data, the B system equalization management unit 53 executes the equalization reception expansion 73.

また、B系のシステム管理部54は、A系における状態通知および状態判定64の実行周期と同じ実行周期で実行中の処理(この場合、アイドル処理71または等値化受信展開73)を中断し、状態通知および状態判定74を繰り返し実行する。B系のシステム管理部54は、この状態通知および状態判定74において、自系の状態を示す状態データを生成し、自系のネットワーク管理部51およびネットワーク回線40を介して、A系のコントローラ10Aに送信する。また、B系のシステム管理部54は、その時点において、A系のコントローラ10Aからネットワーク回線40および自系のネットワーク管理部51を介して最後に受け取った状態データを基にA系の状態を判定する。   In addition, the system management unit 54 of the B system interrupts the process (in this case, the idle process 71 or the equalization reception deployment 73) being executed at the same execution cycle as the execution cycle of the state notification and state determination 64 in the A system. The state notification and state determination 74 are repeatedly executed. In this status notification and status determination 74, the B system management unit 54 generates status data indicating the status of the own system, and the A system controller 10A via the own network management unit 51 and the network line 40. Send to. In addition, the B-system management unit 54 determines the state of the A-system based on the status data last received from the A-system controller 10A via the network line 40 and the local network management unit 51 at that time. To do.

図示されていないが、仮にB系のシステム管理部54が、A系のシステム管理部54が送信した状態データから故障発生を検出した場合、冗長化切り替え75を実行する。これによりコントローラ10Bは、以降、稼働系として動作する。   Although not shown, if the B system management unit 54 detects the occurrence of a failure from the status data transmitted by the A system management unit 54, the redundancy switching 75 is executed. Thereby, the controller 10B operates as an active system thereafter.

図4に示す動作例では、A系において、電源断81が発生する。この結果、コントローラ10Aでは、ダイオードD1のアノード側の電圧が低下する。そして、ダイオードD1のアノード側の電圧が所定の閾値を下回ると、電源電圧監視部56からシステム管理部54に電源断を示す割り込み信号が与えられる。これにより、システム管理部54は、実行中の処理(図4に示す例では、アプリケーション実行62)を中断し、電源断通知および電源断処理65を起動する。この電源断通知および電源断処理65では、ネットワーク管理部51を介してB系のコントローラ10Bに電源断状態通知84を1または複数回送信する。それ以降、A系のコントローラ10Aでは、電源断時処理継続管理部55からの電力供給により電源断処理65が継続される。ここで、電源断状態通知84は、1回の送信でも構わない。しかし、電源断状態通知84を複数回送信する態様は、ネットワーク回線40を介した通信において一時的な通信破棄が起こり得る状況において、電源断状態通知84がB系のコントローラ10Bに受信される可能性を高めることができるという利点がある。   In the operation example shown in FIG. 4, a power interruption 81 occurs in the A system. As a result, in the controller 10A, the voltage on the anode side of the diode D1 decreases. When the voltage on the anode side of the diode D1 falls below a predetermined threshold, the power supply voltage monitoring unit 56 provides an interrupt signal indicating power supply interruption to the system management unit 54. Thereby, the system management unit 54 interrupts the process being executed (application execution 62 in the example shown in FIG. 4), and starts the power-off notification and the power-off process 65. In the power-off notification and power-off processing 65, the power-off state notification 84 is transmitted one or more times to the B-system controller 10 </ b> B via the network management unit 51. Thereafter, in the A-system controller 10 </ b> A, the power-off process 65 is continued by supplying power from the power-off process continuation management unit 55. Here, the power-off state notification 84 may be transmitted once. However, in the aspect in which the power-off state notification 84 is transmitted a plurality of times, the power-off state notification 84 can be received by the B-system controller 10B in a situation where temporary communication can be lost in communication via the network line 40. There is an advantage that the sex can be enhanced.

B系のシステム管理部54は、定期的な状態通知および状態判定74において、自系のネットワーク管理部51がA系のコントローラ10Aから送信された電源断状態通知84を受信したことを確認すると、冗長化切り替え75を実行する。これによりB系が稼働系となり、A系が待機系となる。   When the B-system management unit 54 confirms that the network management unit 51 of the own system has received the power-off state notification 84 transmitted from the A-system controller 10A in the periodic status notification and status determination 74, The redundancy switching 75 is executed. As a result, the B system becomes the active system and the A system becomes the standby system.

稼働系となったB系では、等値化管理部53がメモリ内の入出力データを自系のアプリケーション実行管理部52に送信する。アプリケーション実行管理部52は、この入出力データを利用してアプリケーション実行72を開始する。   In the B system that has become the active system, the equalization management unit 53 transmits the input / output data in the memory to the application execution management unit 52 of the own system. The application execution management unit 52 starts application execution 72 using the input / output data.

一方、A系では、キャパシタC1の充電電圧がコントローラ10Aの動作可能な下限電圧を下回ると、処理継続可能期間82が終了し、コントローラ10A全体が停止状態83となる。   On the other hand, in the A system, when the charging voltage of the capacitor C1 falls below the lower limit voltage at which the controller 10A can operate, the process continuation possible period 82 ends, and the entire controller 10A enters the stop state 83.

本実施形態によると、稼働系のコントローラは、電源断が発生すると、キャパシタC1の充電電圧を電源電圧として動作しつつ、電源断を検知して電源断状態通知を待機系のコントローラに1または複数回送信する。そして、待機系のコントローラは、電源断状態通知を受け取ると、速やかに冗長化切り替えを実行する。従って、本実施形態によると、稼働系で電源断が発生してから、待機系が稼働系としての動作を開始するまでの時間を従来に比べて短縮することができる。   According to this embodiment, when the power-off occurs, the active controller operates using the charging voltage of the capacitor C1 as the power supply voltage, and detects one or more power-off status notifications to the standby controller while detecting the power-off. Send once. When the standby controller receives the power-off state notification, the standby controller promptly performs redundancy switching. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to shorten the time from when the power failure occurs in the active system to when the standby system starts the operation as the active system, compared to the conventional system.

<他の実施形態>
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明には他にも実施形態が考えられる。例えば、以下の通りである。
<Other embodiments>
Although one embodiment of the present invention has been described above, other embodiments are conceivable for the present invention. For example, it is as follows.

(1)上記実施形態では、電源電圧監視部56は電圧検出ICであり、ダイオードD1のアノード側の電圧を測定した。しかし、このような電源電圧監視部56に加えて、例えば過電流監視ICや温度センサ等をコントローラ10に設け、これらの監視機器で異常を検出した場合、その旨をシステム管理部54に通知し、この通知に基づいてシステム管理部54が稼働系の故障を判断してもよい。 (1) In the above embodiment, the power supply voltage monitoring unit 56 is a voltage detection IC, and measures the voltage on the anode side of the diode D1. However, in addition to the power supply voltage monitoring unit 56, for example, an overcurrent monitoring IC or a temperature sensor is provided in the controller 10, and when an abnormality is detected in these monitoring devices, the system management unit 54 is notified of that fact. Based on this notification, the system management unit 54 may determine a failure in the active system.

(2)上記実施形態では、待機系のシステム管理部54は、電源断状態通知84を受信すると、状態通知および状態判定74の実行時に電源断状態通知84を参照した。しかし、この場合、待機系のシステム管理部54は、電源断状態通知84の受信後、定期的な状態通知および状態判定74の実行周期に入るまでの間、電源断状態通知84を参照することができない。そこで、待機系のコントローラ10Bでは、電源断状態通知84が受信された場合に、割り込みを発生させ、状態通知および状態判定74を実行するようにしてもよい。これにより、待機系のシステム管理部54は、電源断状態通知84の受信後、速やかに稼働系/待機系の切り替えを行うことができる。 (2) In the above embodiment, when the standby system management unit 54 receives the power-off state notification 84, the standby-system management unit 54 refers to the power-off state notification 84 when executing the state notification and the state determination 74. However, in this case, the standby system management unit 54 refers to the power-off state notification 84 until the execution period of the periodic state notification and state determination 74 after entering the power-off state notification 84. I can't. Therefore, when the power-off state notification 84 is received, the standby controller 10B may generate an interrupt and execute the state notification and the state determination 74. Accordingly, the standby system management unit 54 can quickly switch between the active system and the standby system after receiving the power-off state notification 84.

(3)待機系のコントローラ10Bは、電源断状態通知84を受信した場合、冗長化切り替え75を起動した。この冗長化切り替え75において、稼働系のコントローラ10Aに稼働系として動作することができないか否かの問い合わせをネットワーク回線40を介して稼働系のコントローラ10Aに送り、稼働系として動作することができない旨の回答を稼働系のコントローラ10Aから受信した場合に、待機系から稼働系への切り替えを行ってもよい。この態様によれば、両系稼働をより確実に回避することができる。 (3) When the standby controller 10B receives the power-off state notification 84, it activates the redundancy switching 75. In this redundancy switching 75, an inquiry as to whether or not the active controller 10A cannot operate as an active system is sent to the active controller 10A via the network line 40, and it cannot be operated as an active system. May be switched from the standby system to the active system when the answer is received from the active system controller 10A. According to this aspect, both system operations can be avoided more reliably.

(4)上記実施形態では、稼働系の電源電圧監視部56は、電源20の電源電圧が低下したときのみ、システム管理部54に割り込みによりその旨を通知した。しかし、稼働系の電源電圧監視部56は、定期的に電源20の電源電圧をシステム管理部54に通知してもよい。また、この場合にシステム管理部54は、電源電圧監視部56からの通知に基づいて電源20からの電源電圧が閾値を下回ることを事前に予測し、電源断処理の処理量を減らすための制御を行うようにしてもよい。また、上記実施形態では、電源電圧が所定の閾値を下回った場合に電源断状態通知を待機系のコントローラに送り、待機系から稼働系への切り替えを行わせた。しかし、電源電圧の低下のみならず、電源電圧が不安定になる等、電源電圧の低下以外の電源電圧の異常を検知した場合に異常通知を待機系のコントローラに送り、待機系から稼働系への切り替えを行わせてもよい。 (4) In the above embodiment, the operating system power supply voltage monitoring unit 56 notifies the system management unit 54 by an interrupt only when the power supply voltage of the power supply 20 decreases. However, the operating power supply voltage monitoring unit 56 may periodically notify the system management unit 54 of the power supply voltage of the power supply 20. In this case, the system management unit 54 predicts in advance that the power supply voltage from the power supply 20 is below the threshold based on the notification from the power supply voltage monitoring unit 56, and performs control for reducing the processing amount of the power-off processing. May be performed. Further, in the above-described embodiment, when the power supply voltage falls below a predetermined threshold value, a power-off state notification is sent to the standby system controller to switch from the standby system to the active system. However, not only when the power supply voltage drops but also when the power supply voltage becomes unstable, such as when the power supply voltage becomes unstable, an abnormality notification is sent to the standby system controller from the standby system to the active system. May be switched.

(5)上記実施形態において、稼働系のシステム管理部54は、電源断の検知後、タイマによる計時を開始し、処理継続可能期間82が満了する前にコントローラ10Aを停止状態83に移行させてもよい。具体的には、システム管理部54は、タイマの計時終了により、例えばキャパシタC1を放電させ、コントローラ10A内部への電力供給を強制的に停止させる。これにより、コントローラ10Aが電源電圧の低い状態で不安定な動作をするのを回避することができる。 (5) In the above-described embodiment, the active system management unit 54 starts the time measurement by the timer after detecting the power interruption, and shifts the controller 10A to the stop state 83 before the processing continuable period 82 expires. Also good. Specifically, the system management unit 54, for example, discharges the capacitor C1 and forcibly stops the power supply to the controller 10A when the timer ends. Thereby, it is possible to avoid the controller 10A from performing an unstable operation in a state where the power supply voltage is low.

(6)上記実施形態では、コントローラ10の補助電源としてキャパシタC1を使用した。しかし、例えばバッテリ等、キャパシタ以外の補助電源を使用してもよい。 (6) In the above embodiment, the capacitor C <b> 1 is used as an auxiliary power source for the controller 10. However, an auxiliary power source other than a capacitor such as a battery may be used.

1,9…冗長化制御システム、10,90…コントローラ、20…電源、30…I/O機器群、40,91…ネットワーク回線、51…ネットワーク管理部、52…アプリケーション実行管理部、53…等値化管理部、54…システム管理部、55…電源断時処理継続管理部、56…電源電圧監視部、61,71,101,111…アイドル処理、62,72,102,112…アプリケーション実行、63,103…等値化転送、73,113…等値化受信展開、64,74,104,114…状態通知および状態判定、65…電源断通知および電源断処理、75,115…冗長化切り替え、81,121…電源断、82…処理継続可能期間、83,122…停止状態、84…電源断状態通知、C1…キャパシタ、D1…ダイオード。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,9 ... Redundancy control system, 10,90 ... Controller, 20 ... Power supply, 30 ... I / O apparatus group, 40, 91 ... Network line, 51 ... Network management part, 52 ... Application execution management part, 53 ... etc. Value management unit, 54... System management unit, 55... Power continuation process continuation management unit, 56... Power supply voltage monitoring unit, 61, 71, 101, 111. 63, 103 ... Equalization transfer, 73, 113 ... Equalization reception deployment, 64, 74, 104, 114 ... Status notification and status determination, 65 ... Power-off notification and power-off processing, 75, 115 ... Redundancy switching , 81, 121 ... Power off, 82 ... Process continuation possible period, 83, 122 ... Stopped state, 84 ... Power off state notification, C1 ... Capacitor, D1 ... Diode.

Claims (6)

コントローラ間通信手段を介して相互に接続された2台のコントローラを含み、一方のコントローラが稼働系、他方のコントローラが待機系となり、稼働系のコントローラが外部機器を制御する冗長化制御システムにおけるコントローラであって、
当該コントローラに供給される電源電圧を監視する電源電圧監視部と、
当該コントローラが稼働系である期間内に前記電源電圧の異常を前記電源電圧監視部により検知した場合に、前記コントローラ間通信手段を介して待機系のコントローラに異常通知を送信する異常通知手段と、
当該コントローラが待機系である期間内に前記コントローラ間通信手段を介して前記異常通知が受信された場合に、当該コントローラを待機系から稼働系に切り替える冗長化切り替え手段と
を具備することを特徴とするコントローラ。
A controller in a redundant control system that includes two controllers connected to each other via inter-controller communication means, where one controller is an active system and the other controller is a standby system, and the active controller controls external devices. Because
A power supply voltage monitoring unit for monitoring the power supply voltage supplied to the controller;
An abnormality notification means for transmitting an abnormality notification to the standby controller via the inter-controller communication means when the abnormality of the power supply voltage is detected by the power supply voltage monitoring unit within a period in which the controller is active;
Redundant switching means for switching the controller from a standby system to an active system when the abnormality notification is received via the inter-controller communication means within a period in which the controller is a standby system. Controller.
前記異常通知手段は、前記電源電圧が所定の閾値を下回ったことを前記電源電圧監視部が検知した場合に、前記異常通知を送信することを特徴とする請求項1に記載のコントローラ。   The controller according to claim 1, wherein the abnormality notification unit transmits the abnormality notification when the power supply voltage monitoring unit detects that the power supply voltage has fallen below a predetermined threshold. 前記コントローラの前記冗長化切り替え手段は、当該コントローラが待機系である期間内に、前記稼働系のコントローラから前記コントローラ間通信手段を介して周期的に送信される情報が所定時間以上に亙って受信されなかった場合に、当該コントローラを稼働系に切り替えることを特徴とする請求項1または2に記載のコントローラ。   The redundancy switching means of the controller is such that the information periodically transmitted from the active controller via the inter-controller communication means during a period when the controller is a standby system over a predetermined time or more. The controller according to claim 1, wherein the controller is switched to an active system when it is not received. 前記コントローラは、前記電源電圧の供給が途絶えた場合に当該コントローラに電力を供給する補助電源を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1の請求項に記載のコントローラ。   The controller according to any one of claims 1 to 3, wherein the controller includes an auxiliary power supply that supplies power to the controller when the supply of the power supply voltage is interrupted. 前記コントローラの前記冗長化切り替え手段は、当該コントローラが待機系である期間内に前記異常通知が受信された場合、前記稼働系のコントローラが稼働系として動作することができない旨を前記稼働系のコントローラに確認し、その後、当該コントローラを稼働系に切り替えることを特徴する請求項1〜4のいずれか1の請求項に記載のコントローラ。   The redundant switching means of the controller indicates that the active controller cannot operate as an active system when the abnormality notification is received within a period in which the controller is a standby system. The controller according to any one of claims 1 to 4, wherein the controller is switched to an active system. コントローラ間通信手段を介して相互に接続された2台のコントローラを含み、一方のコントローラが稼働系、他方のコントローラが待機系となり、稼働系のコントローラが外部機器を制御する冗長化制御システムであって、
前記2台のコントローラの各々が、
当該コントローラに供給される電源電圧を監視する電源電圧監視部と、
当該コントローラが稼働系である期間内に前記電源電圧の異常を前記電源電圧監視部により検知した場合に、前記コントローラ間通信手段を介して待機系のコントローラに異常通知を送信する異常通知手段と、
当該コントローラが待機系である期間内に稼働系のコントローラから前記コントローラ間通信手段を介して前記異常通知が受信された場合に、当該コントローラを待機系から稼働系に切り替える冗長化切り替え手段と
を具備することを特徴とする冗長化制御システム。
This is a redundant control system that includes two controllers connected to each other via inter-controller communication means, where one controller is the active system and the other controller is the standby system, and the active controller controls external devices. And
Each of the two controllers is
A power supply voltage monitoring unit for monitoring the power supply voltage supplied to the controller;
An abnormality notification means for transmitting an abnormality notification to the standby controller via the inter-controller communication means when the abnormality of the power supply voltage is detected by the power supply voltage monitoring unit within a period in which the controller is active;
Redundancy switching means for switching the controller from the standby system to the active system when the abnormality notification is received from the active system controller via the inter-controller communication means within a period in which the controller is a standby system. A redundant control system characterized by:
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