(57)【要約】【課題】システムが複雑になることを抑制して冗長できるようにする。【解決手段】ネットワーク制御部１１６、ネットワーク制御部１２６は、稼動系として制御動作を行っているときはネットワークにおける自制御装置の局番を第１局番に設定し、待機系として待機しているときはネットワークにおける自制御装置の局番を第２局番に設定する。例えば、第１制御装置１０１が稼動系であり、第２制御装置１０２が待機系の場合、ネットワーク制御部１１６は、第１制御装置１０１の局番を第１局番とし、ネットワーク制御部１２６は、第２制御装置１０２の局番を第２局番とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御のためにネットワークに接続して制御動作を行うようにそれぞれ構成された少なくとも２つの制御装置を冗長して備える冗長システムであって、
前記２つの制御装置のそれぞれは、
自装置が稼動系として制御動作を行うときの第１局番および待機系として待機するときの第２局番を記憶する局番記憶部と、
前記２つの制御装置のうち稼動系となっている他の制御装置の異常を検出するように構成された異常検出部と、
前記異常検出部により稼動系となっている前記他の制御装置の異常を検出したことにより稼動系と待機系を切り替える切り替え信号を前記他の制御装置に送信するように構成された切替部と、
前記他の制御装置から送出された切り替え信号を受信するように構成された受信部と、
前記切替部が切り替え信号を前記他の制御装置に送信すると自装置による稼動系としての制御動作を開始するように構成された動作制御部と、
自装置が稼動系として制御動作を行っているときは前記ネットワークにおける自装置の局番を前記第１局番に設定し、待機系として待機しているときは前記ネットワークにおける自装置の局番を前記第２局番に設定するように構成されたネットワーク制御部と
を備えることを特徴とする冗長システム。
【請求項２】
請求項１記載の冗長システムにおいて、
前記ネットワーク制御部は、前記切替部が前記切り替え信号を前記他の制御装置に送信した後で、自装置に設定されている前記第２局番を前記第１局番に変更する
ことを特徴とする冗長システム。
【請求項３】
請求項１または２記載の冗長システムにおいて、
前記ネットワーク制御部は、前記受信部が前記切り替え信号を受信すると、自装置に設定されている前記第１局番を前記第２局番に変更する
ことを特徴とする冗長システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の冗長システムにおいて、
前記２つの制御装置のそれぞれは、前記受信部が切り替え信号を受信すると自装置を初期化するように構成された初期化部を更に備え、
前記ネットワーク制御部は、前記初期化部が初期化した後で、前記ネットワークにおける自装置の局番を前記第２局番に設定する
ことを特徴とする冗長システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の冗長システムにおいて、
前記２つの制御装置のそれぞれは、前記ネットワークを介して接続する機器と記憶領域を共通として情報を共有する共有記憶部を備える
ことを特徴とする冗長システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の制御装置を冗長して備える冗長システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラントなどのプロセス制御に用いるプロセス制御システムにおいて、高信頼性を要求される場合には、複数の制御装置を設ける冗長構造をもつものが用いられている。このように多重化するなどによりシステムを冗長させることで、より安定した運用を行える。このような冗長構造をもつ従来のプロセス制御システムは、例えば、主系と従系の２つのコントローラを備え、主系コントローラに異常が発生すると待機中の従系コントローラに切り替えるようにしている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２２７５９７号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】https://www.cc-link.org/ja/material/documents/ie_safety_110422.pdf
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した技術では、ゲスト側が冗長しているコントローラのどちらが稼動しているかを判断している。このため、複数のゲスト側の全てにおいて、稼動側を判断するための機能が必要となり、システムが複雑になるという問題があった。
【０００６】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、システムが複雑になることを抑制して冗長できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る冗長システムは、制御のためにネットワークに接続して制御動作を行うようにそれぞれ構成された少なくとも２つの制御装置を冗長して備える冗長システムであって、２つの制御装置のそれぞれは、自装置が稼動系として制御動作を行うときの第１局番および待機系として待機するときの第２局番を記憶する局番記憶部と、２つの制御装置のうち稼動系となっている他の制御装置の異常を検出するように構成された異常検出部と、異常検出部により稼動系となっている他の制御装置の異常を検出したことにより稼動系と待機系を切り替える切り替え信号を他の制御装置に送信するように構成された切替部と、他の制御装置から送出された切り替え信号を受信するように構成された受信部と、切替部が切り替え信号を他の制御装置に送信すると自装置による稼動系としての制御動作を開始するように構成された動作制御部と、自装置が稼動系として制御動作を行っているときはネットワークにおける自装置の局番を第１局番に設定し、待機系として待機しているときはネットワークにおける自装置の局番を第２局番に設定するように構成されたネットワーク制御部とを備える。
【０００８】
上記冗長システムにおいて、ネットワーク制御部は、切替部が切り替え信号を他の制御装置に送信した後で、自装置に設定されている第２局番を第１局番に変更する。
【０００９】
上記冗長システムにおいて、ネットワーク制御部は、受信部が切り替え信号を受信すると、自装置に設定されている第１局番を第２局番に変更する。
【００１０】
上記冗長システムにおいて、２つの制御装置のそれぞれは、受信部が切り替え信号を受信すると自装置を初期化するように構成された初期化部を更に備え、ネットワーク制御部は、初期化部が初期化した後で、ネットワークにおける自装置の局番を第２局番に設定するようにしてもよい。
【００１１】
上記冗長システムにおいて、２つの制御装置のそれぞれは、ネットワークを介して接続する機器と記憶領域を共通として情報を共有する共有記憶部を備える。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明によれば、冗長している少なくとも２つの制御装置の中で、稼動系となった制御装置の局番は第１局番とするので、システムが複雑になることを抑制して冗長できるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態における冗長システムの構成を示す構成図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態における冗長システムの動作例を説明するためのフローチャートである。
【図３】図３は、本発明における冗長システムを構成する制御装置のハードウエア構成を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態における冗長システムついて図１を参照して説明する。この冗長システムは、制御のためにネットワーク１０３に接続して制御動作を行うように構成された２つの第１制御装置１０１、第２制御装置１０２を冗長して備える。ネットワーク１０３には、フィールド機器１０４が接続されている。フィールド機器１０４が制御対象となる。
【００１５】
第１制御装置１０１は、局番記憶部１１１、異常検出部１１２、切替部１１３、受信部１１４、動作制御部１１５、ネットワーク制御部１１６を備える。第２制御装置１０２も同様であり、局番記憶部１２１、異常検出部１２２、切替部１２３、受信部１２４、動作制御部１２５、ネットワーク制御部１２６を備える。
【００１６】
局番記憶部１１１，局番記憶部１２１は、稼動系として制御動作を行うときの第１局番および待機系として待機するときの第２局番を記憶する。なお、局番は、ネットワーク１０３に接続される機器のアドレス情報である。
【００１７】
異常検出部１１２，異常検出部１２２は、稼動系となっている他の制御装置の異常を検出する。例えば、第１制御装置１０１が稼動系の場合、待機系である第２制御装置１０２の異常検出部１２２が、第１制御装置１０１の異常を検出する。また、第２制御装置１０２が稼動系の場合、待機系である第１制御装置１０１の異常検出部１１２が、第２制御装置１０２の異常を検出する。例えば、第１制御装置１０１と第２制御装置１０２とは、ネットワーク１０３とは異なる専用線（不図示）により接続され、上述した異常検出や、以下に説明する切り替え信号の送受信などの両者の間の通信を可能としている。
【００１８】
切替部１１３，切替部１２３は、異常検出部１１２，異常検出部１２２により稼動系となっている他の制御装置の異常を検出したことにより、稼動系と待機系を切り替える切り替え信号を他の制御装置に送信する。例えば、稼動系である第１制御装置１０１の異常を、待機系である第２制御装置１０２の異常検出部１２２が検出すると、切替部１２３が、第１制御装置１０１に対して切り替え信号を送信する。また、稼動系である第２制御装置１０２の異常を、待機系である第１制御装置１０１の異常検出部１１２が検出すると、切替部１１３が、第２制御装置１０２に対して切り替え信号を送信する。
【００１９】
受信部１１４、受信部１２４は、他の制御装置から送出された切り替え信号を受信する。第２制御装置１０２の切替部１２３から送信された切り替え信号は、受信部１１４が受信する。また、第１制御装置１０１の切替部１１３から送信された切り替え信号は、受信部１２４が受信する。
【００２０】
動作制御部１１５，動作制御部１２５は、切替部１１３，切替部１２３が切り替え信号を他の制御装置に送信すると自装置による稼動系としての制御動作を開始する。
【００２１】
例えば、待機系である第２制御装置１０２の異常検出部１２２が、稼動系である第１制御装置１０１の異常を検出し、切替部１２３が、第１制御装置１０１に対して切り替え信号を送信すると、待機系であった第２制御装置１０２では、動作制御部１２５が、第２制御装置１０２を稼動系として制御動作を開始する。
【００２２】
また、待機系である第１制御装置１０１の異常検出部１１２が、稼動系である第２制御装置１０２の異常を検出し、切替部１１３が、第２制御装置１０２に対して切り替え信号を送信すると、待機系であった第１制御装置１０１では、動作制御部１１５が、第１制御装置１０１を稼動系として制御動作を開始する。
【００２３】
ネットワーク制御部１１６、ネットワーク制御部１２６は、稼動系として制御動作を行っているときはネットワークにおける自装置の局番を第１局番に設定し、待機系として待機しているときはネットワークにおける自装置の局番を第２局番に設定する。
【００２４】
例えば、第１制御装置１０１が稼動系であり、第２制御装置１０２が待機系の場合、ネットワーク制御部１１６は、第１制御装置１０１の局番を第１局番とし、ネットワーク制御部１２６は、第２制御装置１０２の局番を第２局番とする。一方、第２制御装置１０２が稼動系であり、第１制御装置１０１が待機系の場合、ネットワーク制御部１２６は、第２制御装置１０２の局番を第１局番とし、ネットワーク制御部１１６は、第１制御装置１０１の局番を第２局番とする。
【００２５】
また、第１制御装置１０１は、初期化部１１７を備え、第２制御装置１０２は、初期化部１２７を備える。初期化部１１７，初期化部１２７は、受信部１１４，受信部１２４が切り替え信号を受信すると自装置を初期化する。例えば、第１制御装置１０１の受信部１１４が、第２制御装置１０２の切替部１１３から送信された切り替え信号を受信すると、初期化部１１７が、第１制御装置１０１を初期化する。また、第２制御装置１０２の受信部１２４が、第１制御装置１０１の切替部１２３から送信された切り替え信号を受信すると、初期化部１２７が、第２制御装置１０２を初期化する。
【００２６】
ネットワーク制御部１１６，ネットワーク制御部１２６は、初期化部１１７，初期化部１２７が初期化した後で、ネットワークにおける自装置の局番を第２局番に設定する。例えば、第１制御装置１０１において、初期化部１１７により初期がなされると、ネットワーク制御部１１６が、第１制御装置１０１の局番を第２局番に設定する。また、第２制御装置１０２において、初期化部１２７により初期化がなされると、ネットワーク制御部１２６が、第２制御装置１０２の局番を第２局番に設定する。
【００２７】
ここで、第１制御装置１０１，第２制御装置１０２は、ネットワーク１０３を介して接続するフィールド機器１０４と記憶領域を共通として情報を共有する共有記憶部１１８，共有記憶部１２８を備える（非特許文献１参照）。例えば、第１制御装置１０１が稼動系の場合、フィールド機器１０４の共有記憶部（不図示）の所定の記憶領域に記憶される制御値などの制御情報が、ネットワーク１０３を介して第１制御装置１０１に転送される。転送された制御情報は、共有記憶部１１８の共通の記憶領域に、例えば、複製（バックアップ）として記憶される。
【００２８】
ネットワーク１０３には、複数のフィールド機器が接続され、各フィールド機器において上記同様の共有記憶部を備えている。例えば、第１フィールド機器、第２フィールド機器、第３フィールド機器がネットワーク１０３に接続されている場合、各共有記憶部には、第１記憶領域、第２記憶領域、第３記憶領域、第４記憶領域が設けられる。同様に、共有記憶部１１８，共有記憶部１２８も、第１記憶領域、第２記憶領域、第３記憶領域、第４記憶領域が設けられる。
【００２９】
例えば、第１フィールド機器から転送された情報は、いずれのフィールド機器および制御装置においても、第１記憶領域に記憶される。また、第２フィールド機器から転送された情報は、いずれのフィールド機器および制御装置においても、第２記憶領域に記憶される。また、第３フィールド機器から転送された情報は、いずれのフィールド機器および制御装置においても、第３記憶領域に記憶される。
【００３０】
また、第３フィールド機器から転送された情報は、いずれのフィールド機器および制御装置においても、第３記憶領域に記憶される。また、第１制御装置１０１または第２制御装置１０２から転送された情報は、いずれのフィールド機器においても、第４記憶領域に記憶される。
【００３１】
上述したフィールド機器１０４の共有記憶部に記憶される制御情報の転送先は、ネットワーク１０３における局番によって設定されている。実施の形態においては、第１局番で識別されるネットワーク１０３上の装置に対し、フィールド機器１０４から制御情報が転送される。
【００３２】
実施の形態によれば、稼動系が第１制御装置１０１から第２制御装置１０２に変更されても、稼動系における局番は、第１局番となる。このため、フィールド機器１０４における制御情報の転送先は、変更する必要が無い。このため、実施の形態によれば、フィールド機器１０４において、第１制御装置１０１および第２制御装置１０２のどちらが稼動系であるかを判断するための機能が必要ない。このように、実施の形態によれば、システムが複雑になることを抑制して冗長できるようになる。
【００３３】
また、従来では、稼動系が切り替わる場合に、フィールド機器からの転送先の局番を変更しているため、共有記憶部における制御装置のための記憶領域を、２つ用意する必要がある。これに対し、実施の形態によれば、共有記憶部における制御装置のための記憶領域は、１つ用意すればよいので、供給記憶領域における制御装置のための占有領域を小さくすることができる。
【００３４】
次に、本発明の実施の形態における冗長システムの動作例について、図２のフローチャートを用いて説明する。以下では、第１制御装置１０１が稼動系であり、第２制御装置１０２が待機系である場合について説明する。
【００３５】
まず、ステップＳ２０１で、第２制御装置１０２の異常検出部１２２が、専用線を介して第１制御装置１０１の異常を検出すると（ステップＳ２０１のｙｅｓ）、ステップＳ２０２で、第２制御装置１０２の切替部１２３が、切り替え信号を第１制御装置１０１に専用線を介して送信する。切替部１２３が、切り替え信号を第１制御装置１０１に送信した後、ステップＳ２０３で、第２制御装置１０２のネットワーク制御部１２６が、第２制御装置１０２に設定されている第２局番を第１局番に変更する。
【００３６】
次に、ステップＳ２０４で、第２制御装置１０２の動作制御部１２５が、第２制御装置１０２による制御動作を開始する。なお、異常検出部１２２が第１制御装置１０１の異常を検出しているので、第１制御装置１０１では、制御動作が行われていない。また、例えば、ネットワーク１０３において、第１制御装置１０１が他の機器から認識できない状態となる。
【００３７】
次に、ステップＳ２０５で、異常が発生している第１制御装置１０１の受信部１１４、専用線を介して切り替え信号を受信すると、ステップＳ２０６で、初期化部１１７が、第１制御装置１０１を初期化する。このようにして初期化された第１制御装置１０１では、ステップＳ２０７で、ネットワーク制御部１１６が、第１制御装置１０１の局番を第２局番に設定する。
【００３８】
なお、上述した実施の形態における冗長システムを構成する各制御装置は、図３に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit；中央演算処理装置）３０１と主記憶装置３０２と外部記憶装置３０３とネットワーク接続装置３０４となどを備えたコンピュータ機器であり、主記憶装置に展開されたプログラムによりＣＰＵが動作することで、上述した各機能が実現される。ネットワーク接続装置３０４は、ネットワーク３０５に接続する。また、各機能は、複数のコンピュータ機器に分散させるようにしてもよい。
【００３９】
以上に説明したように、本発明によれば、冗長している少なくとも２つの制御装置の中で、稼動系となった制御装置の局番は第１局番とするので、システムが複雑になることを抑制して冗長できるようになる。上述では、２つの制御装置から冗長システムを構成する場合を例に説明したが、３つ以上の制御装置から構成してもよい。３つ以上の制御装置から構成する場合、異常を検出していない待機系の中で局番が小さい順に優先するようにすればよい。
【００４０】
なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。
【符号の説明】
【００４１】
１０１…第１制御装置、１０２…第２制御装置、１０３…ネットワーク、１０４…フィールド機器、１１１，１２１…局番記憶部、１１２，１２２…異常検出部、１１３，１２３…切替部、１１４，１２４…受信部、１１５，１２５…動作制御部、１１６，１２６…ネットワーク制御部、１１７，１２７…初期化部、１１８，１２８…共有記憶部。
【図１】
2018156371.tif 000003
【図２】
2018156371.tif 000004
【図３】
2018156371.tif 000005