(57)【要約】【課題】少ないハードウェア量でノードを冗長化する。【解決手段】稼働系ノードＮＡが送信回路１２により、第１の規定処理に関する第１の動作状態を専用回線ＬＡへ送信し、稼働系ノードＮＢが送信回路２２により、第２の規定処理に関する第２の動作状態を専用回線ＬＢへ送信し、待機系ノードＮＸが、受信回路３３により、ＮＡ，ＮＢから送信された第１および第２の動作状態を専用回線ＬＡ，ＬＢを介してそれぞれ受信し、演算処理回路３１が、受信回路３３で受信した第１および第２の動作状態のいずれかが異常を示す場合、当該動作状態の送信元であるＮＡ，ＮＢに代わって、第１または第２の規定処理に関する代替処理を実行する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定されている第１の規定処理を実行する第１の演算処理回路を備える第１の稼働系ノードと、
予め設定されている第２の規定処理を実行する第２の演算処理回路を備える第２の稼働系ノードと、
前記第１または第２の稼働系ノードで異常が発生した際、これら稼働系ノードに代わって前記第１または第２の規定処理を実行する待機系ノードと、
前記第１の稼働系ノードの動作状態を前記第２の稼働系ノードおよび前記待機系ノードへ通知するための第１の専用回線と、
前記第２の稼働系ノードの動作状態を前記第１の稼働系ノードおよび前記待機系ノードへ通知するための第２の専用回線とを備え、
前記第１の稼働系ノードは、前記第１の規定処理に関する第１の動作状態を前記第１の専用回線へ送信する第１の送信回路を備え、
前記第２の稼働系ノードは、前記第２の規定処理に関する第２の動作状態を前記第２の専用回線へ送信する第２の送信回路を備え、
前記待機系ノードは、
前記第１および第２の稼働系ノードから送信された前記第１および第２の動作状態を前記第１および第２の専用回線を介してそれぞれ受信する待機系受信回路と、
前記待機系受信回路で受信した前記第１および第２の動作状態のいずれかが異常を示す場合、当該動作状態の送信元である前記第１または第２の稼働系ノードに代わって、前記第１または第２の規定処理に関する代替処理を実行する待機系演算処理回路とを備える
ことを特徴とする管理システム。
【請求項２】
請求項１に記載の管理システムにおいて、
前記待機系ノードの動作状態を前記第１および第２の稼働系ノードへ通知するための待機系専用回線をさらに備え、
前記待機系ノードは、前記代替処理に関する待機系動作状態を前記待機系専用回線へ送信する待機系送信回路をさらに備え、
前記第１の稼働系ノードは、前記第２の稼働系ノードおよび前記待機系ノードから送信された前記第２の動作状態および前記待機系動作状態を、前記第２の専用回線および前記待機系専用回線を介してそれぞれ受信する第１の受信回路をさらに備え、
前記第２の稼働系ノードは、前記第１の稼働系ノードおよび前記待機系ノードから送信された前記第１の動作状態および前記待機系動作状態を、前記第１の専用回線および前記待機系専用回線を介してそれぞれ受信する第２の受信回路をさらに備え、
前記第１の演算処理回路は、前記第１の受信回路で受信した前記第２の動作状態が異常を示す場合には、前記第１の規定処理を一時停止した後、前記第１の受信回路で受信した前記待機系動作状態による前記代替処理の開始確認に応じて前記第１の規定処理を再開し、
前記第２の演算処理回路は、前記第２の受信回路で受信した前記第１の動作状態が異常を示す場合には、前記第２の規定処理を一時停止した後、前記第２の受信回路で受信した前記待機系動作状態による前記代替処理の開始確認に応じて前記第２の規定処理を再開する
ことを特徴とする管理システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の管理システムにおいて、
前記第１の送信回路は、前記第１の専用回線に対する前記第１の動作状態の送信有無を検出する第１の検出部を備え、
前記第２の送信回路は、前記第２の専用回線に対する前記第２の動作状態の送信有無を検出する第２の検出部を備え、
前記第１の演算処理回路は、前記第１の動作状態が正常を示すにも関わらず前記第１の検出部により前記第１の動作状態の送信が検出されない場合には、前記第１の規定処理を停止し、
前記第２の演算処理回路は、前記第２の動作状態が正常を示すにも関わらず前記第２の検出部により前記第２の動作状態の送信が検出されない場合には、前記第２の規定処理を停止する
ことを特徴とする管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管理システムを構成する複数のノードを冗長化するための冗長制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラントやビルなどの大規模な施設では、施設に設けられている複数の設備を運転・管理する管理システムとして、通信回線を介して接続された複数のノードで運転・管理のための処理を分散して実行する分散制御システム（ＤＣＳ：Distributed Control System）が用いられている。
【０００３】
例えば、プラントで用いられる管理システムの場合、オペレータが運転・監視を行うノード（ＨＭＩ：Human Machine Interface）、プラントの運転履歴などの各種データを管理するノード（ヒストリー機器）、異なるプロトコルのネットワーク間を接続するためのノード（ゲートウェイ機器）、高度の制御・演算を行うノード（制御機器）が用いられる。これらノードは、全体として、サーバ装置、ＰＣ、産業用コントローラ、ネットワーク機器などの情報処理装置から構成される。
【０００４】
このような管理システムでは、いずれかのノードで故障が発生しても、設備の運転・監視を維持し、システム全体として動作を継続できるよう、いわゆる冗長化を行う必要がある。
従来、このような管理システムの信頼性を確保する技術として、各ノードで実行する処理ごとに、当該処理を実行するためのハードウェアとして同じノードを２つずつ用意して二重化しておき、一方のノードに故障が発生した場合には、他方のノードに切り替えて処理を継続する技術が提案されている（例えば、特許文献１など参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−１１１４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来技術では、各ノードを二重化しておく必要があるため、管理システム全体として２倍のハードウェア量が必要となり、システム構築に必要となるコストの増大およびシステム構成の複雑化を招くという問題点があった。
【０００７】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、少ないハードウェア量でノードを冗長化することができる冗長制御技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的を達成するために、本発明にかかる管理システムは、予め設定されている第１の規定処理を実行する第１の演算処理回路を備える第１の稼働系ノードと、予め設定されている第２の規定処理を実行する第２の演算処理回路を備える第２の稼働系ノードと、前記第１または第２の稼働系ノードで異常が発生した際、これら稼働系ノードに代わって前記第１または第２の規定処理を実行する待機系ノードと、前記第１の稼働系ノードの動作状態を前記第２の稼働系ノードおよび前記待機系ノードへ通知するための第１の専用回線と、前記第２の稼働系ノードの動作状態を前記第１の稼働系ノードおよび前記待機系ノードへ通知するための第２の専用回線とを備え、前記第１の稼働系ノードは、前記第１の規定処理に関する第１の動作状態を前記第１の専用回線へ送信する第１の送信回路を備え、前記第２の稼働系ノードは、前記第２の規定処理に関する第２の動作状態を前記第２の専用回線へ送信する第２の送信回路を備え、前記待機系ノードは、前記第１および第２の稼働系ノードから送信された前記第１および第２の動作状態を前記第１および第２の専用回線を介してそれぞれ受信する待機系受信回路と、前記待機系受信回路で受信した前記第１および第２の動作状態のいずれかが異常を示す場合、当該動作状態の送信元である前記第１または第２の稼働系ノードに代わって、前記第１または第２の規定処理に関する代替処理を実行する待機系演算処理回路とを備えている。
【０００９】
また、本発明にかかる上記管理システムの一構成例は、前記待機系ノードの動作状態を前記第１および第２の稼働系ノードへ通知するための待機系専用回線をさらに備え、前記待機系ノードは、前記代替処理に関する待機系動作状態を前記待機系専用回線へ送信する待機系送信回路をさらに備え、前記第１の稼働系ノードは、前記第２の稼働系ノードおよび前記待機系ノードから送信された前記第２の動作状態および前記待機系動作状態を、前記第２の専用回線および前記待機系専用回線を介してそれぞれ受信する第１の受信回路をさらに備え、前記第２の稼働系ノードは、前記第１の稼働系ノードおよび前記待機系ノードから送信された前記第１の動作状態および前記待機系動作状態を、前記第１の専用回線および前記待機系専用回線を介してそれぞれ受信する第２の受信回路をさらに備え、前記第１の演算処理回路は、前記第１の受信回路で受信した前記第２の動作状態が異常を示す場合には、前記第１の規定処理を一時停止した後、前記第１の受信回路で受信した前記待機系動作状態による前記代替処理の開始確認に応じて前記第１の規定処理を再開し、前記第２の演算処理回路は、前記第２の受信回路で受信した前記第１の動作状態が異常を示す場合には、前記第２の規定処理を一時停止した後、前記第２の受信回路で受信した前記待機系動作状態による前記代替処理の開始確認に応じて前記第２の規定処理を再開するようにしたものである。
【００１０】
また、本発明にかかる上記管理システムの一構成例は、前記第１の送信回路が、前記第１の専用回線に対する前記第１の動作状態の送信有無を検出する第１の検出部を備え、前記第２の送信回路は、前記第２の専用回線に対する前記第２の動作状態の送信有無を検出する第２の検出部を備え、前記第１の演算処理回路は、前記第１の動作状態が正常を示すにも関わらず前記第１の検出部により前記第１の動作状態の送信が検出されない場合には、前記第１の規定処理を停止し、前記第２の演算処理回路は、前記第２の動作状態が正常を示すにも関わらず前記第２の検出部により前記第２の動作状態の送信が検出されない場合には、前記第２の規定処理を停止するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、少なくとも２つの稼働系ノードを１つの待機系ノードで冗長化することができ、それぞれ稼働系ノードを専用の待機系ノードで冗長化する場合と比較して、少ないハードウェア量でノードを冗長化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施の形態にかかる管理システムの構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施の形態にかかる稼働系ノードの冗長制御処理を示すフローチャートである。
【図３】第１の実施の形態にかかる待機系ノードの冗長制御処理を示すフローチャートである。
【図４】第１の実施の形態にかかる管理システムの動作例を示すタイミングチャートである。
【図５】第１の実施の形態にかかる各ノードの状態（正常時）を示す説明図である。
【図６】第１の実施の形態にかかる各ノードの状態（異常発生時）を示す説明図である。
【図７】第１の実施の形態にかかる各ノードの状態（代替処理開始時）を示す説明図である。
【図８】第２の実施の形態にかかる管理システムの構成を示すブロック図である。
【図９】第２の実施の形態にかかる稼働系ノードの冗長制御処理を示すフローチャートである。
【図１０】第２の実施の形態にかかる管理システムの動作例を示すタイミングチャートである。
【図１１】第２の実施の形態にかかる各ノードの状態（正常時）を示す説明図である。
【図１２】第２の実施の形態にかかる各ノードの状態（断線発生時）を示す説明図である。
【図１３】第２の実施の形態にかかる各ノードの状態（代替処理開始時）を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかる管理システム１について説明する。図１は、第１の実施の形態にかかる管理システムの構成を示すブロック図である。
【００１４】
本発明にかかる管理システム１は、互いに関連する情報処理を複数のノードで分散して実行するシステムである。管理システム１の具体例としては、プラントやビルなどの大規模な施設で用いられて、施設に設けられている複数の設備を運転・管理する分散制御システムがある。なお、本発明の適用は、上記分散制御システムのような管理システムに限定されるものではなく、複数のサーバ装置が連携して情報処理を行う情報処理システムや、複数のネットワーク装置が連携して通信処理を行う通信処理システムなど、他の管理システムにも適用できる。
【００１５】
図１に示すように、管理システム１は、通信回線Ｅに接続された、稼働系ノード（第１の稼働系ノード）ＮＡ、稼働系ノード（第２の稼働系ノード）ＮＢ、および、待機系ノードＮＡと、稼働系ノードＮＡの動作状態を稼働系ノードＮＢおよび待機系ノードＮＸへ通知するための専用回線（第１の専用回線）ＬＡと、稼働系ノードＮＢの動作状態を稼働系ノードＮＡおよび待機系ノードＮＸへ通知するための専用回線（第２の専用回線）ＬＢとを備えている。
【００１６】
また、稼働系ノードＮＡ，ＮＢで実行される処理が互いに連携している場合には、管理システム１の上記構成に加えて、待機系ノードＮＸの動作状態を稼働系ノードＮＡ，ＮＢへ通知するための専用回線（待機系専用回線）ＬＸとを備えてもよい。
以下では、管理システム１が専用回線ＬＸを含む構成を例として説明するが、稼働系ノードＮＡ，ＮＢで実行される処理が互いに連携していない場合には、専用回線ＬＸを省いてもよい。
【００１７】
稼働系ノードＮＡ，ＮＢおよび待機系ノードＮＸは、全体として、サーバ装置、ＰＣ、産業用コントローラ、ネットワーク機器などの情報処理装置（コンピュータ）から構成される。
【００１８】
稼働系ノードＮＡは、予め設定されている第１の規定処理や冗長制御に関する処理を実行する演算処理回路（第１の演算処理回路）１１と、第１の規定処理に関する第１の動作状態を専用回線ＬＡを介して稼働系ノードＮＢおよび待機系ノードＮＸへ送信する送信回路（第１の送信回路）１２と、稼働系ノードＮＢおよび待機系ノードＮＸの動作状態を専用回線ＬＢ，ＬＸを介して受信する受信回路（第１の受信回路）１３とを備えている。なお、第１の動作状態は、少なくとも第１の規定処理に関する動作状態を含んでいればよく、第１の動作状態として、演算処理回路１１の動作状態、さらには稼働系ノードＮＡの動作状態を用いてもよい。
【００１９】
演算処理回路１１は、ＣＰＵとその周辺回路を備え、予め登録されているプログラムをＣＰＵで実行することにより、ハードウェアとソフトウェアとを協働させて、第１の規定処理や冗長制御に関する処理を実行する機能を有している。
【００２０】
送信回路１２は、専用回線ＬＡの一端に接続された電源電位Ｖと、専用回線ＬＡの他端に接続された接地電位ＧＮＤと、専用回線ＬＡに対する電源電位Ｖの印加を制御するスイッチ素子ＳＷＡと、第１の動作状態を示す演算処理回路１１からの送信信号ＡＳに基づいてＳＷＡをオン／オフ制御することにより、専用回線ＬＡに対する第１の動作状態の送信を制御する送信Ｉ／Ｆ回路ＳＩＦＡとを備えている。ＳＷＡについては、フォトカプラの二次側トランジスタで実現してもよい。これにより、ＳＩＦＡを当該フォトカプラの一次側発光ダイオードで実現できる。
【００２１】
受信回路１３は、専用回線ＬＢに対して直列接続された発光ダイオードＬＤＡＢと、専用回線ＬＸに対して直列接続された発光ダイオードＬＤＡＸと、これらＬＤＡＢ，ＬＤＡＸの発光有無に基づき検出した、稼働系ノードＮＢで実行される第２の規定処理に関する第２の動作状態、および、待機系ノードＮＸで実行される代替処理に関する待機系動作状態を示す受信信号ＡＢ，ＡＸを、演算処理回路１１へ出力する受信Ｉ／Ｆ回路ＲＩＦＡとを備えている。ＬＤＡＢ，ＬＤＡＸについては、フォトカプラの一次側発光ダイオードで実現してもよい。これにより、ＲＩＦＡを当該フォトカプラの二次側トランジスタで実現できる。
【００２２】
稼働系ノードＮＢは、予め設定されている第２の規定処理や冗長制御に関する処理を実行する演算処理回路（第２の演算処理回路）２１と、第２の規定処理に関する第２の動作状態を専用回線ＬＢを介して稼働系ノードＮＡおよび待機系ノードＮＸへ送信する送信回路（第２の送信回路）２２と、稼働系ノードＮＡおよび待機系ノードＮＸの動作状態を専用回線ＬＡ，ＬＸを介して受信する受信回路（第２の受信回路）２３とを備えている。なお、第２の動作状態は、少なくとも第２の規定処理に関する動作状態を含んでいればよく、第２の動作状態として、演算処理回路２１の動作状態、さらには稼働系ノードＮＢの動作状態を用いてもよい。
【００２３】
演算処理回路２１は、ＣＰＵとその周辺回路を備え、予め登録されているプログラムをＣＰＵで実行することにより、ハードウェアとソフトウェアとを協働させて、第２の規定処理や冗長制御に関する処理を実行する機能を有している。
【００２４】
送信回路２２は、専用回線ＬＢの一端に接続された電源電位Ｖと、専用回線ＬＢの他端に接続された接地電位ＧＮＤと、専用回線ＬＢに対する電源電位Ｖの印加を制御するスイッチ素子ＳＷＢと、第２の動作状態を示す演算処理回路２１からの送信信号ＢＳに基づいてＳＷＢをオン／オフ制御することにより、専用回線ＬＢに対する第２の動作状態の送信を制御する送信Ｉ／Ｆ回路ＳＩＦＢとを備えている。ＳＷＢについては、フォトカプラの二次側トランジスタで実現してもよい。これにより、ＳＩＦＢを当該フォトカプラの一次側発光ダイオードで実現できる。
【００２５】
受信回路２３は、専用回線ＬＡに対して直列接続された発光ダイオードＬＤＢＡと、専用回線ＬＸに対して直列接続された発光ダイオードＬＤＢＸと、これらＬＤＢＡ，ＬＤＢＸの発光有無に基づき検出した、稼働系ノードＮＡで実行される第１の規定処理に関する第１の動作状態、および、待機系ノードＮＸで実行される代替処理に関する待機系動作状態を示す受信信号ＢＡ，ＢＸを、演算処理回路２１へ出力する受信Ｉ／Ｆ回路ＲＩＦＢとを備えている。ＬＤＢＡ，ＬＤＢＸについては、フォトカプラの一次側発光ダイオードで実現してもよい。これにより、ＲＩＦＢを当該フォトカプラの二次側トランジスタで実現できる。
【００２６】
待機系ノードＮＸは、稼働系ノードＮＡ，ＮＢに代わって第１または第２の規定処理に関する代替処理や冗長制御に関する処理を実行する演算処理回路（待機系演算処理回路）３１と、代替処理に関する待機系動作状態を専用回線ＬＸを介して稼働系ノードＮＡ，ＮＢへ送信する送信回路（待機系送信回路）３２と、稼働系ノードＮＡ，ＮＢの動作状態を専用回線ＬＡ，ＬＢを介して受信する受信回路（待機系受信回路）３３とを備えている。なお、待機系動作状態は、少なくとも代替処理に関する動作状態を含んでいればよく、待機系動作状態として、演算処理回路３１の動作状態、さらには待機系ノードＮＸの動作状態を用いてもよい。
【００２７】
演算処理回路３１は、ＣＰＵとその周辺回路を備え、予め登録されているプログラムをＣＰＵで実行することにより、第１または第２の規定処理に関する代替処理や冗長制御に関する処理を実行する機能を有している。
【００２８】
送信回路３２は、専用回線ＬＸの一端に接続された電源電位Ｖと、専用回線ＬＸの他端に接続された接地電位ＧＮＤと、専用回線ＬＸに対する電源電位Ｖの印加を制御するスイッチ素子ＳＷＸと、待機系動作状態を示す演算処理回路３１からの送信信号ＸＳに基づいてＳＷＸをオン／オフ制御することにより、専用回線ＬＸに対する待機系動作状態の送信を制御する送信Ｉ／Ｆ回路ＳＩＦＸとを備えている。ＳＷＸについては、フォトカプラの二次側トランジスタで実現してもよい。これにより、ＳＩＦＸを当該フォトカプラの一次側発光ダイオードで実現できる。
【００２９】
受信回路３３は、専用回線ＬＡに対して直列接続された発光ダイオードＬＤＸＡと、専用回線ＬＢに対して直列接続された発光ダイオードＬＤＸＢと、これらＬＤＸＡ，ＬＤＸＢの発光有無に基づき検出した、稼働系ノードＮＡで実行される第１の規定処理に関する第１の動作状態、および、稼働系ノードＮＢで実行される第２の規定処理に関する第２の動作状態を示す受信信号ＸＡ，ＸＢを、演算処理回路３１へ出力する受信Ｉ／Ｆ回路ＲＩＦＸとを備えている。ＬＤＸＡ，ＬＤＸＢについては、フォトカプラの一次側発光ダイオードで実現してもよい。これにより、ＲＩＦＸを当該フォトカプラの二次側トランジスタで実現できる。
【００３０】
［第１の実施の形態の動作］
次に、図２および図３を参照して、本実施の形態にかかる稼働系ノードＮＡ，ＮＢおよび待機系ノードＮＸの動作について説明する。図２は、第１の実施の形態にかかる稼働系ノードの冗長制御処理を示すフローチャートである。図３は、第１の実施の形態にかかる待機系ノードの冗長制御処理を示すフローチャートである。
【００３１】
最初に、図２を参照して、稼働系ノードＮＡ，ＮＢにおける冗長制御動作について説明する。稼働系ノードＮＡ，ＮＢの演算処理回路１１，２１は、常時、図２の冗長制御処理を実行している。以下では、ＮＡを対象として説明するが、ＮＢも同様である。なお、図２の冗長制御処理については、演算処理回路１１，２１のＣＰＵでプログラムを実行することにより実現してもよいが、その一部を論理回路で実現してもよい。
【００３２】
まず、演算処理回路１１は、実行中である第１の規定処理に関する動作状態、すなわち異常の有無を確認する（ステップＳ１００）。ここでの異常発生有無は、例えば、第１の規定処理に関する監視結果や、自ノードＮＡ内の各種回路から出力されるアラート信号に基づいて確認すればよい。
【００３３】
ステップＳ１００において異常ありが確認された場合（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、演算処理回路１１は、実行中である第１の規定処理を停止するとともに（ステップＳ１０１）、送信信号ＡＳの出力を停止して送信回路１２のスイッチ素子ＳＷＡをオフし（ステップＳ１０２）、ステップＳ１００へ戻る。これにより、ＮＡから専用回線ＬＡに出力されていた正常動作（電源電位Ｖ）を示す第１の動作状態の出力が停止され、ＮＢ，ＮＸにおいてＮＡでの異常発生が検出される。
【００３４】
一方、ステップＳ１００において異常なしが確認された場合（ステップＳ１００：ＮＯ）、演算処理回路１１は、受信回路１３からの受信信号ＡＢに基づいて、他の稼働系ノード、すなわちＮＢにおける異常の有無を確認する（ステップＳ１０３）。ここで、ＮＢにおける異常なしが確認された場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、ステップＳ１００へ戻る。
【００３５】
ステップＳ１０３において、ＮＢにおける異常ありが確認された場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、演算処理回路１１は、自ノードにおける第１の規定処理を一時停止した後（ステップＳ１０４）、受信回路１３からの受信信号ＡＸに基づいて、待機系ノードＮＸにおける動作開始を確認し（ステップＳ１０５）、動作開始が確認されるまで待機する（ステップＳ１０５：ＮＯ）。
ＮＸの動作開始が確認された場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、演算処理回路１１は、自ノードＮＡにおける第１の規定処理動作を再開し（ステップＳ１０６）、ステップＳ１００へ戻る。
【００３６】
これにより、稼働系ノードＮＡ，ＮＢでは、自ノードで実行中の第１の規定処理または第２の規定処理に異常が発生した場合、異常を示す動作状態が専用回線ＬＡ，ＬＢを介して待機系ノードＮＸへ通知されることになる。また、他の稼働系ノードで実行中の第１の規定処理または第２の規定処理に異常が発生した場合、自ノードで実行中の第１の規定処理または第２の規定処理が一時停止され、待機系ノードＮＸでの代替処理が開始された後、一時停止していた処理が再開されることになる。
【００３７】
次に、図３を参照して、待機系ノードＮＸにおける冗長制御動作について説明する。待機系ノードＮＸの演算処理回路３１は、常時、図３の冗長制御処理を実行している。なお、図３の冗長制御処理については、演算処理回路３１のＣＰＵでプログラムを実行することにより実現してもよいが、その一部を論理回路で実現してもよい。
【００３８】
まず、演算処理回路３１は、受信回路３３からの受信信号ＸＡ，ＸＢに基づいて、稼働系ノードＮＡ，ＮＢにおける第１または第２の規定処理に関する異常有無を確認する（ステップＳ１１０）。ここで、第１および第２の規定処理に関する異常なしが確認された場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）、ステップＳ１１０へ戻る。
【００３９】
一方、ステップＳ１１０において、第１または第２の規定処理のいずれかで異常ありが確認された場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、演算処理回路３１は、異常ありを示す動作状態の送信元である稼働系ノードＮＡ，ＮＢに代わって、これらＮＡ，ＮＢで実行されていた第１または第２の規定処理の代替処理を開始する（ステップＳ１１１）。
この後、演算処理回路３１は、送信信号ＸＳの出力を開始して、送信回路３２のスイッチ素子ＳＷＸをオンし（ステップＳ１１２）、ステップＳ１１０へ戻る。
【００４０】
これにより、待機系ノードＮＸでは、稼働系ノードＮＡ，ＮＢのいずれかで実行中の第１の規定処理または第２の規定処理に異常が発生した場合、これら処理の代替処理が開始され、代替処理の開始が待機系動作状態により、ＮＡ，ＮＢへ通知されることになる。
【００４１】
［第１の実施の形態の動作例］
次に、図４を参照して、本実施の形態にかかる動作例について説明する。図４は、第１の実施の形態にかかる管理システムの動作例を示すタイミングチャートである。
ここでは、稼働系ノードＮＡでの第１の規定処理に異常が発生し、待機系ノードＮＸがＮＡに代わって第１の規定処理に関する代替処理を開始する場合を例として説明する。
【００４２】
時刻Ｔ１以前において、ＮＡ，ＮＢでは第１および第２の規定処理が正常に実行されているものとする。図５は、第１の実施の形態にかかる各ノードの状態（正常時）を示す説明図である。
これにより、ＳＷＡ，ＳＷＢはともにＯＮ状態に制御されており、ＬＡ，ＬＢには正常を示す第１および第２の動作状態（電源電位Ｖ）が送信されている。したがって、ＬＤＢＡ，ＬＤＸＡ，ＬＤＡＢ，ＬＤＸＢが発光しており、受信信号ＢＡ，ＸＡ，ＡＢ，ＸＢは、すべてＨレベル（正常状態）を示している。
【００４３】
また、時刻Ｔ１以前において、第１および第２の規定処理が正常に実行されているため、ＮＸでの代替処理が実行されていない。これにより、ＳＷＸはＯＦＦ状態に制御されており、ＬＸに対する正常を示す待機系動作状態（電源電位Ｖ）の送信は停止されている。したがって、ＬＤＡＸ，ＬＤＢＸが消灯しており、受信信号ＡＸ，ＢＸは、ともにＬレベルを示している。
【００４４】
時刻Ｔ１において、ＮＡで実行中の第１の規定処理で異常が発生し、続く時刻Ｔ２にＳＷＡがＯＦＦ状態に制御されたものとする。図６は、第１の実施の形態にかかる各ノードの状態（異常発生時）を示す説明図である。
これにより、ＬＡに対する正常を示す第１の動作状態（電源電位Ｖ）の送信が停止される。したがって、ＬＤＢＡ，ＬＤＸＡが消灯し、ＢＡ，ＸＡは、ともにＬレベルに変化する。
ＮＢは、時刻Ｔ２におけるＢＡのＬレベルへの変化に応じて、時刻Ｔ３に、自ノードで実行中の第２の規定処理を一時停止する。
【００４５】
また、ＮＸは、時刻Ｔ２におけるＸＡのＬレベルへの変化に応じて、その後の時刻Ｔ４において、ＮＡの第１の規定処理に関する代替処理の実行を開始する。図７は、第１の実施の形態にかかる各ノードの状態（代替処理開始時）を示す説明図である。
これにより、続く時刻Ｔ５に、ＳＷＸがＯＮ状態に制御され、ＬＸに対する正常を示す待機系動作状態（電源電位Ｖ）が送信される。したがって、ＬＤＡＸ，ＬＤＢＸが点灯し、ＡＸ，ＢＸは、ともにＨレベルに変化する。
ＮＢは、時刻Ｔ５におけるＢＸのＨレベルへの変化に応じて、その後の時刻Ｔ６において、第２の規定処理を再開する。
【００４６】
［第１の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、稼働系ノードＮＡが送信回路１２により、第１の規定処理に関する第１の動作状態を専用回線ＬＡへ送信し、稼働系ノードＮＢが送信回路２２により、第２の規定処理に関する第２の動作状態を専用回線ＬＢへ送信し、待機系ノードＮＸが、受信回路３３により、ＮＡ，ＮＢから送信された第１および第２の動作状態を専用回線ＬＡ，ＬＢを介してそれぞれ受信し、演算処理回路３１が、受信回路３３で受信した第１および第２の動作状態のいずれかが異常を示す場合、当該動作状態の送信元であるＮＡ，ＮＢに代わって、第１または第２の規定処理に関する代替処理を実行するようにしたものである。
【００４７】
これにより、２つの稼働系ノードＮＡ，ＮＢを１つの待機系ノードＮＸで冗長化することができ、ＮＡ，ＮＢをそれぞれ専用の待機系ノードで冗長化する場合と比較して、少ないハードウェア量でノードを冗長化することが可能となる。
【００４８】
また、本実施の形態において、ＮＸの動作状態をＮＡ，ＮＢへ通知するための待機系専用回線ＬＸをさらに備え、ＮＡの演算処理回路１１が、ＬＢを介して受信したＮＢに関する第２の動作状態が異常を示す場合には、自己の第１の規定処理を一時停止した後、ＬＸを介して受信したＮＸの待機系動作状態による代替処理の開始確認に応じて第１の規定処理を再開し、ＮＢの演算処理回路２１が、ＬＡを介して受信したＮＡの第１の動作状態が異常を示す場合には、自己の第２の規定処理を一時停止した後、ＬＸを介して受信したＮＸの待機系動作状態による代替処理の開始確認に応じて第２の規定処理を再開するようにしたものである。
【００４９】
これにより、ＮＡ，ＮＢで実行中である第１および第２の規定処理のうち、いずれか一方の規定処理で異常が発生した場合には、他方の規定処理が一時停止され、ＮＸでの代替処理開始に応じて他方の処理が再開されることになる。このため、ＮＡ，ＮＢでの第１および第２の規定処理が互いに連携している場合、異常のない他方の規定処理のみが実行されて不具合が発生することを回避でき、システム全体として安定した処理動作を維持することができる。
【００５０】
［第２の実施の形態］
次に、図８を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかる管理システム１について説明する。図８は、第２の実施の形態にかかる管理システムの構成を示すブロック図である。
本実施の形態では、第１の実施の形態で説明した専用回線ＬＡ，ＬＢ，ＬＸでの断線対応について説明する。
【００５１】
本実施の形態において、稼働系ノードＮＡの送信回路１２は、専用回線ＬＡに対する第１の動作状態の送信有無を検出する検出部（第１の検出部）ＬＤＡを備えている。ＬＤＡは、ＬＡに対して直列接続されて、スイッチ素子ＳＷＡのＯＮに応じて発光する発光ダイオードである。送信Ｉ／Ｆ回路ＳＩＦＡは、ＬＤＡの発光有無に基づき検出した、ＬＡに対する第１の動作状態の送信有無を示す検出信号ＡＡを演算処理回路１１へ出力する機能を有している。ＬＤＡについては、フォトカプラの一次側発光ダイオードで実現してもよい。これにより、ＳＩＦＡを当該フォトカプラの二次側トランジスタで実現できる。
【００５２】
演算処理回路１１は、第１の規定処理に関する第１の動作状態が正常を示すにも関わらず、検出部ＬＤＡにより専用回線ＬＡに対する第１の動作状態の送信が検出されない場合には、専用回線ＬＡに断線が発生したと判断して、第１の規定処理での異常発生と同様に、第１の規定処理を停止する機能を有している。なお、ＬＡの断線検出に応じて、演算処理回路１１が、通信回線Ｅを介して予め設定されている通知先端末（図示せず）へ、ＬＡの断線発生を通知するようにしてもよい。
【００５３】
また、稼働系ノードＮＢの送信回路２２は、専用回線ＬＢに対する第２の動作状態の送信有無を検出する検出部（第２の検出部）ＬＤＢを備えている。ＬＤＢは、ＬＢに対して直列接続されて、スイッチ素子ＳＷＢのＯＮに応じて発光する発光ダイオードである。送信Ｉ／Ｆ回路ＳＩＦＢは、ＬＤＢの発光有無に基づき検出した、ＬＢに対する第１の動作状態の送信有無を示す検出信号ＢＢを演算処理回路１１へ出力する機能を有している。ＬＤＢについては、フォトカプラの一次側発光ダイオードで実現してもよい。これにより、ＳＩＦＢを当該フォトカプラの二次側トランジスタで実現できる。
【００５４】
演算処理回路２１は、第２の規定処理に関する第２の動作状態が正常を示すにも関わらず、検出部ＬＤＢにより専用回線ＬＢに対する第２の動作状態の送信が検出されない場合には、専用回線ＬＢに断線が発生したと判断して、第２の規定処理での異常発生と同様に、第２の規定処理を停止する機能を有している。なお、ＬＢの断線検出に応じて、演算処理回路２１が、通信回線Ｅを介して予め設定されている通知先端末（図示せず）へ、ＬＢの断線発生を通知するようにしてもよい。
【００５５】
また、待機系ノードＮＸの送信回路３２は、専用回線ＬＸに対する待機系動作状態の送信有無を検出する検出部（待機系検出部）ＬＤＸを備えている。ＬＤＸは、ＬＸに対して直列接続されて、スイッチ素子ＳＷＸのＯＮに応じて発光する発光ダイオードである。送信Ｉ／Ｆ回路ＳＩＦＸは、ＬＤＸの発光有無に基づき検出した、ＬＸに対する待機系動作状態の送信有無を示す検出信号ＸＸを演算処理回路３１へ出力する機能を有している。ＬＤＸについては、フォトカプラの一次側発光ダイオードで実現してもよい。これにより、ＳＩＦＢを当該フォトカプラの二次側トランジスタで実現できる。
【００５６】
演算処理回路３１は、代替処理に関する待機系動作状態が正常を示すにも関わらず、検出部ＬＤＸにより専用回線ＬＸに対する待機系動作状態の送信が検出されない場合には、ＬＸに断線が発生したと判断して、代替処理での異常発生と同様に、代替処理を停止する機能を有している。なお、ＬＸの断線検出に応じて、演算処理回路３１が、通信回線Ｅを介して予め設定されている通知先端末（図示せず）へ、ＬＸの断線発生を通知するようにしてもよい。
本実施の形態にかかるその他の構成については、図１と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
【００５７】
［第２の実施の形態の動作］
次に、図９を参照して、本実施の形態にかかる稼働系ノードＮＡ，ＮＢの動作について説明する。図９は、第２の実施の形態にかかる稼働系ノードの冗長制御処理を示すフローチャートである。なお、本実施の形態にかかる待機系ノードＮＸの冗長制御処理については、前述した図３と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
【００５８】
稼働系ノードＮＡ，ＮＢの演算処理回路１１，２１は、常時、図９の冗長制御処理を実行している。以下では、ＮＡを対象として説明するが、ＮＢも同様である。なお、図９の冗長制御処理については、演算処理回路１１，２１のＣＰＵでプログラムを実行することにより実現してもよいが、その一部を論理回路で実現してもよい。
【００５９】
まず、演算処理回路１１は、実行中である第１の規定処理に関する動作状態、すなわち異常の有無を確認する（ステップＳ２００）。ここでの異常発生有無は、例えば、第１の規定処理に関する監視結果や、自ノードＮＡ内の各種回路から出力されるアラート信号に基づいて確認すればよい。
【００６０】
ステップＳ２００において異常ありが確認された場合（ステップＳ２００：ＹＥＳ）、演算処理回路１１は、実行中である第１の規定処理を停止するとともに（ステップＳ２０２）、送信信号ＡＳの出力を停止して送信回路１２のスイッチ素子ＳＷＡをオフし（ステップＳ２０３）、ステップＳ２００へ戻る。これにより、ＮＡから専用回線ＬＡに出力されていた正常動作（電源電位Ｖ）を示す第１の動作状態の出力が停止され、ＮＢ，ＮＸにおいてＮＡでの異常発生が検出される。
【００６１】
一方、ステップＳ２００において異常なしが確認された場合（ステップＳ２００：ＮＯ）、演算処理回路１１は、送信回路１２からの検出信号ＡＡに基づいて、ＬＡに対する第１の動作状態の送信有無、すなわちＬＡに断線有無を判定する（ステップＳ２０１）。
ここで、ＬＡに対する第１の動作状態の送信が確認されず、ＬＡでの断線発生と判定された場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、演算処理回路１１は、ステップＳ２０２へ移行し、第１の規定処理で異常が発生した場合と同様に、第１の規定処理を停止する。
【００６２】
ステップＳ２０１において、ＬＡに断線なしと判定された場合（ステップＳ２０１：ＮＯ）、演算処理回路１１は、受信回路１３からの受信信号ＡＢに基づいて、他の稼働系ノード、すなわちＮＢにおける異常の有無を確認する（ステップＳ２０４）。ここで、ＮＢにおける異常なしが確認された場合（ステップＳ２０４：ＮＯ）、ステップＳ２００へ戻る。
【００６３】
また、ステップＳ２０４において、ＮＢにおける異常ありが確認された場合（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、演算処理回路１１は、自ノードにおける第１の規定処理を一時停止した後（ステップＳ２０５）、受信回路１３からの受信信号ＡＸに基づいて、待機系ノードＮＸにおける動作開始を確認し（ステップＳ２０６）、動作開始が確認されるまで待機する（ステップＳ２０６：ＮＯ）。
ＮＸの動作開始が確認された場合（ステップＳ２０６：ＹＥＳ）、演算処理回路１１は、自ノードＮＡにおける第１の規定処理動作を再開し（ステップＳ２０７）、ステップＳ２００へ戻る。
【００６４】
専用回線ＬＡ，ＬＢで断線が発生した場合、実行中の第１の規定処理または第２の規定処理が正常であっても、ＮＸで異常として検出されることになる。本実施の形態によれば、ＬＡ，ＬＢの断線が稼働系ノードＮＡ，ＮＢで検出されて、実行中の第１の規定処理または第２の規定処理が停止されるため、ＬＡ断線に応じてＮＸで開始される第１または第２の規定処理の代替処理との衝突が回避される。
【００６５】
［第２の実施の形態の動作例］
次に、図１０を参照して、本実施の形態にかかる動作例について説明する。図１０は、第２の実施の形態にかかる管理システムの動作例を示すタイミングチャートである。
ここでは、稼働系ノードＮＡの専用回線ＬＡで断線が発生し、待機系ノードＮＸがＮＡに代わって第１の規定処理に関する代替処理を開始する場合を例として説明する。
【００６６】
時刻Ｔ１以前において、ＮＡ，ＮＢでは第１および第２の規定処理が正常に実行されているものとする。図１１は、第２の実施の形態にかかる各ノードの状態（正常時）を示す説明図である。
これにより、ＳＷＡ，ＳＷＢはともにＯＮ状態に制御されており、ＬＡ，ＬＢには正常を示す第１および第２の動作状態（電源電位Ｖ）が送信されている。したがって、ＬＤＢＡ，ＬＤＸＡ，ＬＤＡＢ，ＬＤＸＢ，ＬＤＡ，ＬＤＢが発光しており、受信信号ＢＡ，ＸＡ，ＡＢ，ＸＢおよび検出信号ＡＡ，ＢＢは、すべてＨレベル（正常状態）を示している。
【００６７】
また、時刻Ｔ１以前において、第１および第２の規定処理が正常に実行されているため、ＮＸでの代替処理が実行されていない。これにより、ＳＷＸはＯＦＦ状態に制御されており、ＬＸに対する正常を示す待機系動作状態（電源電位Ｖ）の送信は停止されている。したがって、ＬＤＡＸ，ＬＤＢＸ，ＬＤＸが消灯しており、受信信号ＡＸ，ＢＸおよび検出信号ＸＸは、すべてＬレベルを示している。
【００６８】
時刻Ｔ１において、ＬＡで断線が発生したものとする。図１２は、第２の実施の形態にかかる各ノードの状態（断線発生時）を示す説明図である。
これにより、ＬＡに対する正常を示す第１の動作状態（電源電位Ｖ）がＮＢ，ＮＸまで届かなくなる。したがって、ＬＤＢＡ，ＬＤＸＡ，ＬＤＡが消灯し、ＢＡ，ＸＡ，ＡＡは、すべてＬレベルに変化する。
【００６９】
ＮＡは、時刻Ｔ１におけるＡＡのＬレベルへの変化に応じて、時刻Ｔ２に、自ノードで実行中の第１の規定処理を停止し、続く時刻Ｔ３にＳＷＡをＯＦＦ状態に制御する。
ＮＢは、時刻Ｔ１におけるＢＡのＬレベルへの変化に応じて、時刻Ｔ２に前後して、自ノードで実行中の第２の規定処理を一時停止する。
【００７０】
また、ＮＸは、時刻Ｔ１におけるＸＡのＬレベルへの変化に応じて、その後の時刻Ｔ４において、ＮＡの第１の規定処理に関する代替処理の実行を開始する。図１３は、第２の実施の形態にかかる各ノードの状態（代替処理開始時）を示す説明図である。
これにより、続く時刻Ｔ５に、ＳＷＸがＯＮ状態に制御され、ＬＸに対する正常を示す待機系動作状態（電源電位Ｖ）が送信される。したがって、ＬＤＡＸ，ＬＤＢＸ，ＬＤＸが点灯し、ＡＸ，ＢＸ，ＸＸは、すべてＨレベルに変化する。
ＮＢは、時刻Ｔ５におけるＢＸのＨレベルへの変化に応じて、その後の時刻Ｔ６において、第２の規定処理を再開する。
【００７１】
［第２の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、稼働系ノードＮＡが送信回路１２により、専用回線ＬＡに対する第１の動作状態の送信有無を検出し、演算処理回路１１が、第１の動作状態が正常を示すにも関わらず、ＬＡに対する第１の動作状態の送信が検出されない場合には、第１の規定処理を停止し、稼働系ノードＮＢが送信回路２２により、専用回線ＬＢに対する第２の動作状態の送信有無を検出し、演算処理回路２１が、第２の動作状態が正常を示すにも関わらず、ＬＢに対する第２の動作状態の送信が検出されない場合には、第２の規定処理を停止するようにしたものである。
【００７２】
前述した第１の実施の形態によれば、専用回線ＬＡ，ＬＢで断線が発生した場合、実行中の第１の規定処理または第２の規定処理が正常であっても、ＮＸに異常として検出されることになる。本実施の形態によれば、ＬＡ，ＬＢの断線が稼働系ノードＮＡ，ＮＢで検出されて、実行中の第１の規定処理または第２の規定処理が停止される。このため、ＬＡ断線に応じてＮＸで開始される第１または第２の規定処理の代替処理との衝突を回避することができ、ＬＡ，ＬＢの断線発生に対しても、システム全体として安定した処理動作を維持することができる。
【００７３】
［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。
【００７４】
また、前述した各実施の形態では、２つの稼働系ノードＮＡ，ＮＢを１つの待機系ノードＮＸで冗長化する場合を例として説明したが、これは本発明の理解を容易とするため最小限の構成を用いて説明しただけであって、１つの待機系ノードＮＸで冗長化する稼働系ノードの数は、２つに限定されるものではない。例えば、稼働系ノードの数に合わせて専用回線の本数を増やし、待機系ノードＮＸでこれら稼働系ノードでの異常を監視すれば、３つ以上の稼働系ノードを１つの待機系ノードＮＸで冗長化することができ、少ないハードウェア量でノードを冗長化することが可能となる。
【００７５】
また、前述した第１の実施の形態では、待機系ノードＮＸでの代替処理に異常が発生した場合については言及していないが、ＮＸで実行していた代替処理の元となる第１または第２の規定処理を実行する稼働系ノードＮＡ，ＮＢが正常動作可能であれば、ＮＸの代替処理を元のＮＡ，ＮＢで第１または第２の規定処理を再開するようにしてもよい。この場合、自己の規定処理を実行しておらず、かつ、自己の規定処理を正常動作可能なＮＡ，ＮＢの演算処理回路１１，２１が、受信回路１３，２３からの受信信号ＡＸ，ＢＸによりＮＸでの代替処理の異常を検出した時点で、自己の規定処理を再開すればよい。自己の規定処理を正常動作可能かどうかについては、例えば、異常発生後のメンテナンス作業により演算処理回路１１，２１に対して設定すればよい。
【００７６】
また、前述した第２の実施の形態では、専用回線ＬＸの断線発生については言及していないが、ＮＸで実行していた代替処理の元となる第１または第２の規定処理を実行する稼働系ノードＮＡ，ＮＢが正常動作可能であれば、ＮＸの代替処理を元のＮＡ，ＮＢで第１または第２の規定処理を再開するようにしてもよい。この場合、ＮＸの演算処理回路３１が送信回路３２からの検出信号ＸＸによりＬＸの断線発生を確認した時点で代替処理を停止すればよい。また、自己の規定処理を実行しておらず、かつ、自己の規定処理を正常動作可能なＮＡ，ＮＢの演算処理回路１１，２１が、受信回路１３，２３からの受信信号ＡＸ，ＢＸによりＮＸでの代替処理の異常（ＬＡ断線）を検出した時点で、自己の規定処理を再開すればよい。自己の規定処理を正常動作可能かどうかについては、例えば、異常発生後のメンテナンス作業により演算処理回路１１，２１に対して設定すればよい。
【符号の説明】
【００７７】
１…管理システム、ＮＡ，ＮＢ…稼働系ノード、ＮＸ…待機系ノード、ＬＡ，ＬＢ，ＬＸ…専用回線、Ｅ…通信回線、１１，２１，３１…演算処理回路、１２，２２，３２…送信回路、１３，２３，３３…受信回路、ＳＷＡ，ＳＷＢ，ＳＷＸ…スイッチ素子、ＳＩＦＡ，ＳＩＦＢ，ＳＩＦＸ…送信Ｉ／Ｆ回路、ＬＤＡ，ＬＤＢ，ＬＤＸ…検出部、ＬＤＡＢ，ＬＤＡＸ，ＬＤＢＡ，ＬＤＢＸ，ＬＤＸＡ，ＬＤＸＢ…発光ダイオード、ＲＩＦＡ，ＲＩＦＢ，ＲＩＦＸ…受信Ｉ／Ｆ回路、ＡＳ，ＢＳ，ＸＳ…送信信号、ＡＡ，ＢＢ，ＸＸ…検出信号、ＡＢ，ＡＸ，ＢＡ，ＢＸ，ＸＡ，ＸＢ…受信信号、Ｖ…電源電位、ＧＮＤ…接地電位。
【図１】
2019134350.tif 000003
【図２】
2019134350.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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