(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の監視制御装置を有する多重化システムであって、
前記第１及び第２の監視制御装置はそれぞれ制御部、インターフェース部及び電源部を有し、
前記電源部は、
前記制御部に電源を供給する電源供給部と、
前記電源供給部から前記制御部への電源供給状態に異常が発生した場合、前記インターフェース部に電源異常信号を送信する電源確認・管理部とを含み、
前記第１及び第２の監視制御装置のうち一方の監視制御装置が常用系、他方の監視制御装置が補用系に設定され、常用系に設定された前記一方の監視制御装置において、前記制御部，前記インターフェース部間の内部通信動作、前記インターフェース部によって前記電源部の前記制御部への電源供給状態を監視する電源部監視動作が有効とされており、補用系に設定された前記他方の監視制御装置において、前記電源部監視動作及び前記内部通信動作が無効化されており、
前記一方の監視制御装置の前記制御部は、前記一方の監視制御装置における所定の異常状態を認識した時、前記他方の監視制御装置の前記制御部に制御権取得命令を送信した後、前記一方の監視制御装置における前記電源部監視動作及び前記内部通信動作を無効化する処理を含む補用系移行処理を実行し、
前記他方の監視制御装置の前記制御部は前記制御権取得命令を受信した時、前記他方の監視制御装置における前記電源部監視動作及び前記内部通信動作を有効とする処理を含む常用系移行処理を実行し、
前記所定の異常状態は前記電源部の前記制御部への電源供給が異常となる電源異常状態を含み、前記インターフェース部は前記電源異常信号の有無に基づき前記電源異常状態の有無を認識する前記電源部監視動作を実行し、
前記一方の監視制御装置において、前記インターフェース部は前記電源部監視動作時に前記電源異常状態を認識すると、前記内部通信動作により前記電源異常状態であることを前記制御部に伝達する、
多重化システム。
【請求項２】
請求項１記載の多重化システムであって、
前記所定の異常状態は、前記一方の監視制御装置の前記制御部，前記インターフェース部間の内部通信が異常となる内部通信異常状態を含み、
常用系に設定された前記一方の監視制御装置において、前記インターフェース部は定期的に前記制御部にアンサー情報を出力するように設定されており、前記制御部は前記インターフェース部からのアンサー情報が受信されない状態が所定期間経過したとき、前記内部通信異常状態を認識する、
多重化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、第１及び第２の監視制御装置を有する多重化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
第１及び第２の監視制御装置を有する従来の多重化システムにおいて、一方の監視制御装置を常用系に用い及び他方の監視制御装置を補用系に用いている状態から、常用系と補用系とを切り換える常用系／補用系間切換動作を実行する際、切換要因の時間的要素を最短とし、かつ安定的に切換えることを重要視している。
【０００３】
例えば、特許文献１で開示された二重化制御装置においては、二重化監視制御装置の障害発生時に常用系／補用系間切換動作を実行する際、メイン電源にて動作する機能とサブ電源にて動作する機能を停止させることにより、二重化切換制御システムの信頼性および安定性の向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−８８８９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述した従来の二重化制御装置では、常用系の監視制御装置に異常が発生してから、常用系／補用系間切換動作を開始させるまでの切換準備処理が比較的複雑であった。また、上述した切換準備処理を実行する際、常用系（の監視制御装置）から補用系（の監視制御装置）に種々の信号を送受信する必要があり、上記種々の信号の送受信を実施するために、常用系のインターフェース部と補用系のインターフェース部との間で通信を行う通信回路が必要となり、その分装置が複雑化してシステム全体のコスト高を招くという問題点があった。
【０００６】
従来の多重化システム以上のように構成されており、異常状態の認識後、常用系／補用系間切換動作を開始させるまでの切換準備処理や装置構成が比較的複雑であるという問題点があった。
【０００７】
この発明は上記問題点を解決するためになされたもので、比較的簡単な切換準備処理を経て第１及び第２の監視制御装置間の常用系／補用系の切換が実現できる多重化システムを比較的簡単な構成で得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る請求項１記載の多重化システムは、第１及び第２の監視制御装置を有する多重化システムであって、前記第１及び第２の監視制御装置はそれぞれ制御部、インターフェース部及び電源部を有し、前記電源部は、前記制御部に電源を供給する電源供給部と、前記電源供給部から前記制御部への電源供給状態に異常が発生した場合、前記インターフェース部に電源異常信号を送信する電源確認・管理部とを含み、前記第１及び第２の監視制御装置のうち一方の監視制御装置が常用系、他方の監視制御装置が補用系に設定され、常用系に設定された前記一方の監視制御装置において、前記制御部，前記インターフェース部間の内部通信動作、前記インターフェース部によって前記電源部の前記制御部への電源供給状態を監視する電源部監視動作が有効とされており、補用系に設定された前記他方の監視制御装置において、前記電源部監視動作及び前記内部通信動作が無効化されており、前記一方の監視制御装置の前記制御部は、前記一方の監視制御装置における所定の異常状態を認識した時、前記他方の監視制御装置の前記制御部に制御権取得命令を送信した後、前記一方の監視制御装置における前記電源部監視動作及び前記内部通信動作を無効化する処理を含む補用系移行処理を実行し、前記他方の監視制御装置の前記制御部は前記制御権取得命令を受信した時、前記他方の監視制御装置における前記電源部監視動作及び前記内部通信動作を有効とする処理を含む常用系移行処理を実行し、前記所定の異常状態は前記電源部の前記制御部への電源供給が異常となる電源異常状態を含み、前記インターフェース部は前記電源異常信号の有無に基づき前記電源異常状態の有無を認識する前記電源部監視動作を実行し、前記一方の監視制御装置において、前記インターフェース部は前記電源部監視動作時に前記電源異常状態を認識すると、前記内部通信動作により前記電源異常状態であることを前記制御部に伝達する。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の本願発明の多重化システムは、常用系に設定された一方の監視制御装置に所定の異常状態が発生した時、一方の監視制御装置の制御部，他方の監視制御装置の制御部間の制御権取得命令の送受信をトリガとして、一方の監視制御装置が補用系移行処理を実行し、他方の監視制御装置が常用系移行処理を実行することにより、第１及び第２の監視制御装置間の常用系／補用系の切換を行っている。
【００１０】
すなわち、請求項１記載の本願発明の多重化システムは、一方の監視制御装置に異常発生後、一方の監視制御装置の制御部，他方の監視制御装置の制御部間の制御権取得命令の送受信処理という比較的簡単な切換準備処理の実行後に、補用系移行処理及び常用系移行処理を含む常用系／補用系間切換動作を開始することができる。
【００１１】
さらに、請求項１記載の本願発明の多重化システムにおいて、上記切換準備処理において、一方及び他方の監視制御装置間で必要な情報伝達処理は、両者の制御部間における制御権取得命令の送受信のみであるため、第１及び第２の監視制御装置のインターフェース部間の通信回線を不要にすることができる分、システム全体に関し装置構成の簡略化及びコストの低減化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態である多重化システムの構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態である多重化システムにおける監視制御装置の切換方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜実施の形態＞
＜構成＞
図１はこの発明の実施の形態である多重化システムの構成を示すブロック図である。
【００１４】
同図に示すように、本実施の形態の多重化システムは、互いに同一構成の監視制御装置１及び２（第１および第２の監視制御装置）から構成される。すなわち、監視制御装置１及び２はそれぞれ制御部１１及び２１、インターフェース部１２及び２２、並びに電源部１３及び２３を有しており、制御部１１と制御部２１、インターフェース部１２とインターフェース部２２、電源部１３と電源部２３とはそれぞれ互いに同一である。
【００１５】
以下、監視制御装置１を代表してその内部構成を説明する。この際、（）内に監視制御装置２の同一構成部分を適宜示す。また、以下では、監視制御装置１が常用系、監視制御装置２が補用系に設定されていると仮定して説明する。
【００１６】
制御部１１（２１）は制御命令送信部１１１（２１１）及びアンサーバック受信部１１２（２１２）を有している。制御部１１は通常動作としてプラント等の制御対象を監視制御している。
【００１７】
インターフェース部１２（２２）は制御命令受信部１２１（２２１）、アンサー送信部１２２（２２２）、制御命令処理部１２３（２２３）、監視部１２４（２２４）、及び制御権移行処理部１２７（２２７）を有しており、監視部１２４は制御命令確認部１２５（２２５）及び制御権管理部１２６（２２６）を有している。インターフェース部１２は通常動作としてプラント等の制御対象との通信を行っている。
【００１８】
制御命令受信部１２１は、制御部１１とＬＡＮ回線により接続され、常用系の制御部１１の制御命令送信部１１１からの制御命令を受信し、内部の受信エリアに格納する。
【００１９】
制御命令処理部１２３は、制御命令受信部１２１の受信エリアの格納されている制御命令を確認し、各種命令を処理実行する。また、アンサーを要求している命令に対してアンサー情報を作成し、アンサー送信部１２２の送信エリアに格納する。
【００２０】
アンサー送信部１２２は内部の送信エリアにアンサー情報が格納されているとき、制御部１１のアンサーバック受信部１１２にアンサー情報を送信するアンサー送信を実行する。
【００２１】
監視部１２４の制御権管理部１２６は、常用系に設定された電源部１３の電源管理部１３３から電源異常信号の有無を監視し、電源異常信号を受信した場合に電源部１３に電源異常状態が発生したと認識する。すなわち、インターフェース部１２の監視部１２４の制御権管理部１２６は、電源管理部１３３からの電源異常信号の有無を監視することにより、電源部１３の制御部１１への電源供給状態を監視する電源部監視動作を実行している。
【００２２】
監視部１２４の制御権管理部１２６は、電源管理部１３３より電源異常信号を受信すると、電源部１３における電源異常状態を認識し、制御権移行処理部１２７に電源異常状態を指示する情報を与える。すると、制御権移行処理部１２７は電源異常状態を指示する制御権移行情報を制御命令処理部１２３に付与し、制御命令処理部１２３はアンサー送信部１２２の送信エリアに電源異常状態を指示する制御権移行情報を格納する。その結果、アンサー送信部１２２より制御部１１のアンサーバック受信部１１２に電源異常状態を指示する制御権移行情報を送信することにより、制御部１１に電源部１３の電源異常状態を伝達することができる。
【００２３】
電源部１３は、電源供給部１３１（２３１）、電源確認部１３２（２３２）及び電源管理部１３３（２３３）を有している。
【００２４】
電源供給部１３１は制御部１１へ電源を供給し、電源確認部１３２は、電源供給部１３１から制御部１１に電源が正常に供給されていることを確認し、その確認内容を電源供給状態情報として電源管理部１３３に伝達する。したがって、電源供給部１３１から制御部１１への電源供給に異常が発生した場合、上記電源供給状態情報が電源異常状態を指示する。電源管理部１３３に電源異常状態を指示する電源供給状態情報が伝えられると電源管理部１３３から監視部１２４へ上述した電源異常信号が送信される。
【００２５】
＜動作＞
図２は本実施の形態の多重化システムにおける監視制御装置の切換方法を示すフローチャートである。以下、図２を参照しつつ、本実施の形態の多重化システムの監視制御装置１及び２間における常用系／補用系の切換方法の処理手順を説明する。なお、図２で砂地ハッチングを行っているブロックは主として制御部１１（２１）の制御下で行われる処理を意味し、白地のブロックは主としてインターフェース部１２（２２）の制御下で行われる処理を意味している。
【００２６】
なお、図２において、前提となる多重化システムは、監視制御装置１が常用系に設定されている監視制御装置（一方の監視制御装置）、監視制御装置２が補用系に設定されている監視制御装置（一方の監視制御装置）であるとする。また、ステップＳ１１〜Ｓ１５が監視制御装置１において実行される処理であり、ステップＳ２０〜Ｓ２３が監視制御装置２において実行される処理である。
【００２７】
したがって、常用系の監視制御装置１において、制御部１１，インターフェース部１２間の内部通信動作、インターフェース部１２によって電源部１３の状態を監視する電源部監視動作が有効とされている。一方、補用系の監視制御装置２において、制御部２１，インターフェース部２２間の内部通信動作、及び、インターフェース部２２によって電源部２３の状態を監視する電源部監視動作が無効化されている。なお、制御部１１（２１），インターフェース部１２（２２）間の内部通信動作の有効／無効は後述する通信フラグのＯＮ／ＯＦＦにより設定される。
【００２８】
インターフェース部１２は、常用系、補用系に関わらず、制御部１１からの制御命令によって制御されている。制御命令はＬＡＮ回線を通って制御命令受信部１２１の受信エリアに格納され、インターフェース部１２では一定周期で受信エリアに格納された受信データを処理している。インターフェース部１２では制御部１１との通信状態をチェックするため、一定周期で受信データの有無を確認している。また、制御部１１は、インターフェース部１２との間の内部通信状態を確認するため、一定周期でアンサーバック受信部１１２の受信エリア内の情報を収集している。
【００２９】
ステップＳ１１において、常用系の監視制御装置１は、監視制御装置１自身における所定の異常状態の発生を認識すると、ステップＳ１２以降の処理を実行する。所定の異常状態は内部通信異常状態及び電源異常状態を含んでおり、以下、制御部１１の制御下で行う内部通信異常状態及び電源異常状態の認識内容について説明する。
【００３０】
（内部通信異常状態）
前述したように、制御部１１は、制御部１１，インターフェース部１２間の内部通信状態を確認するため、一定周期でアンサーバック受信部１１２内の受信エリア内の情報をチェックすることにより、インターフェース部１２のアンサー送信部１２２からのアンサー情報の受信の有無を確認している。そして、アンサーバック受信部１１２にアンサー送信部１２２からのアンサー情報が受信されない期間が所定期間以上継続した場合、制御部１１，インターフェース部１２間の内部通信に異常が発生した、すなわち内部通信異常状態が発生したと認識している。
【００３１】
（電源異常状態）
前述したように、電源供給部１３１から制御部１１への電源供給に異常が発生した場合、電源確認部１３２から電源管理部１３３に、電源異常状態を指示する電源供給状態情報が伝えられ、電源管理部１３３から監視部１２４の制御権管理部１２６へ電源異常信号が送信される。したがって、インターフェース部１２の監視部１２４の制御権管理部１２６は電源異常状態を認識することができる。
【００３２】
その後、監視部１２４の制御権管理部１２６から、制御権移行処理部１２７、制御命令処理部１２３及びアンサー送信部１２２を経由して、アンサー送信部１２２から上記電源異常情報を指示する制御権移行情報が出力される。
【００３３】
その結果、制御部１１は、上記電源異常情報を指示する制御権移行情報の受信により、電源部１３における電源異常状態が発生したことを認識することができる。
【００３４】
このように、常用系の監視制御装置１は、所定の異常状態として、上述した内部通信異常状態及び電源異常状態のうち少なくとも一つの異常状態を認識した時（ステップＳ１１）、ステップＳ１２以降の処理に移行する。したがって、所定の異常状態の発生が認識されない場合、ステップＳ１２以降の処理は実行されず、常用系／補用系間切換動作が実行されることはない。
【００３５】
ステップＳ１１で所定の異常状態の発生が認識されると、ステップＳ１２に移行し、ステップＳ１２において、制御部１１は制御権を放棄することを決定する。
【００３６】
ステップＳ１２の実行後、ステップＳ１３において、制御部１１は、監視制御装置２の制御部２１に制御権取得命令を送信（出力）する。
【００３７】
ステップＳ１２の実行後、ステップＳ１３と並行して実行されるステップＳ１４において、常用系から補用系に移行するための各種設定動作を含む補用系移行処理を実行する。補用系移行処理としては具体的には、通信フラグをＯＮからＯＦＦに切り換えて、制御部１１，インターフェース部１２間の内部通信動作を無効にする処理と、インターフェース部１２によって電源部１３の状態を監視する電源部監視動作を無効化する処理とが含まれる。
【００３８】
その後、ステップＳ１５において、監視制御装置１は補用系として動作する。このように、監視制御装置１は常用系から補用系に切り換えられる。
【００３９】
一方、常用系の監視制御装置１側でステップＳ１３が実行されると、ステップＳ２０において、補用系の監視制御装置２の制御部２１は、制御部１１から出力された制御権取得命令を受信する。
【００４０】
すると、ステップＳ２１において、監視制御装置２の制御部２１は制御権を取得することを決定し、ステップＳ２２に移行する。
【００４１】
ステップＳ２２において、補用系から常用系に移行するための各種設定動作を含む常用系移行処理を実行する。常用系移行処理としては具体的には、通信フラグをＯＦＦからＯＮに切り換えて、制御部２１，インターフェース部２２間の内部通信動作を有効にする処理と、インターフェース部２２によって電源部２３の状態を監視する電源部監視動作を有効化する処理とが含まれる。
【００４２】
その後、ステップＳ２３において、監視制御装置２は常用系として動作する。このように、監視制御装置２は補用系から常用系に切り換えられる。
【００４３】
なお、上述した通信フラグは制御部１１（２１）及びインターフェース部１２（２２）が共にアクセス可能な監視制御装置１（２）内の図示しない記憶部内に設けられる。
【００４４】
＜効果等＞
本実施の形態の多重化システムは、常用系に設定されている監視制御装置１（一方の監視制御装置）に異常が発生すると、監視制御装置１の制御部１１と補用系に設定されている監視制御装置２（他方の監視制御装置）の制御部２１との間における制御権取得命令の送受信をトリガとして、監視制御装置１が補用系移行処理を実行し、監視制御装置２が常用系移行処理を実行することにより、監視制御装置１及び２（第１及び第２の監視制御装置）間の常用系／補用系の切換を行っている。
【００４５】
すなわち、本実施の形態の多重化システムは、監視制御装置１に異常状態が発生した場合、監視制御装置１（一方の監視制御装置）の制御部１１，監視制御装置２（他方の監視制御装置）の制御部２１間の制御権取得命令の送受信という比較的簡単な切換準備処理後に、補用系移行処理及び常用系移行処理を含む常用系／補用系間切換動作を開始することができる。
【００４６】
さらに、本実施の形態の多重化システムにおいて、監視制御装置１及び２間の上記切換準備処理（ステップＳ１３及びＳ２０の処理）における、監視制御装置１及び２（一方及び他方の監視制御装置）間で必要な情報伝達処理は、両者の制御部１１及び制御部２１間における制御権取得命令の送受信のみであるため、監視制御装置１及び２のインターフェース部１２，２２間の通信回線を不要にすることができる分、多重化システム全体に関し装置構成の簡略化及びコストの低減化を図ることができる。
【００４７】
そして、常用系に設定された監視制御装置１における制御部１１が認識する所定の異常状態として上述した内部通信異常状態と、電源異常状態がある。
【００４８】
したがって、常用系に設定された監視制御装置１において、制御部１１，インターフェース部１２間の通信が異常となる内部通信異常状態の発生時に、常用系／補用系間切換動作が速やかに行われる。すなわち、監視制御装置１（一方の監視制御装置）における補用系移行処理、及び、監視制御装置２（他方の監視制御装置）における常用系移行処理がそれぞれ速やかに実行される。この際、内部通信異常状態の認識は、インターフェース部１２のアンサー送信部１２２からのアンサー情報が受信されない期間が所定期間以上継続した場合を判断基準として、監視制御装置１における制御部１１の制御下で行うことができる。
【００４９】
さらに、常用系に設定された監視制御装置１において、電源部１３の制御部１１への電源供給が異常となる電源異常状態が生じた時も、内部通信異常状態と同様、常用系／補用系間切換動作を速やかに行うことができる。
【００５０】
本実施の形態の多重化システムにおける監視制御装置の切換方法は、常用系に設定された監視制御装置１（一方の監視制御装置）に異常が発生した時（ステップＳ１１）、監視制御装置１の制御部１１から監視制御装置２（他方の監視制御装置）の制御部２１への制御権取得命令の送受信を行うステップＳ１３及びＳ２０（切換準備処理）の実行が常用系／補用系間切換動作を行うためのトリガとなっている。
【００５１】
すなわち、本実施の形態の切換方法は、監視制御装置１に異常状態が発生した場合、監視制御装置１の制御部１１，監視制御装置２の制御部２１間の制御権取得命令の送受信という比較的簡単な切換準備処理（ステップＳ１３及びＳ２０）後に、補用系移行処理及び常用系移行処理を含む常用系／補用系間切換動作を開始することができる。したがって、監視制御装置１は、ステップＳ１３の実行後、ステップＳ１４で補用系移行処理を実行する一方、監視制御装置２（他方の監視制御装置）は、ステップＳ２０の実行後、ステップＳ２１を経てステップＳ２２で常用系移行処理を実行することにより、常用系／補用系間切換動作を速やかに実行することができる。
【００５２】
さらに、本実施の形態の切換方法において、切換準備処理（ステップＳ１３及びＳ２０）における、監視制御装置１及び２（一方及び他方の監視制御装置）間の情報伝達処理は、両者の制御部１１，２１間における制御権取得命令の送受信のみであるため、監視制御装置１及び２のインターフェース部１２，２２間の通信回線を不要にすることができる分、多重化システムに関し装置構成の簡略化及びコストの低減化を図ることができる。
【００５３】
＜その他＞
本実施の形態では、常用系に設定された監視制御装置１において、制御部１１のアンサーバック受信部１１２にアンサー送信部１２２からのアンサー情報が受信されない期間が所定期間以上継続した場合、内部通信異常状態が発生したと認識している。上記以外に例えば以下で説明する場合も内部通信異常状態が発生したと認識するようにしても良い。
【００５４】
監視部１２４内の制御命令確認部１２５は、制御命令受信部１２１で制御命令を格納している受信エリアを参照し、未処理の制御命令があるかどうかを確認し、未処理の制御命令がない場合は、制御権管理部１２６に処理を委ね、未処理の制御命令がある場合は、制御部１１とインターフェース部１２との通信状態がオーバーフロー（例えば、制御命令受信部１２１の受信エリアがオーバーフローしている等の状況）していないかを確認する。そして、オーバーフローしている場合には、制御権の切換を行うため、制御権移行処理部２２７にてオーバーフローによる内部通信異常状態を指示する制御権移行情報を制御命令処理部１２３に送信する。
【００５５】
すると、制御権移行処理部１２７は内部通信異常状態を指示する制御権移行情報を制御命令処理部１２３に付与し、制御命令処理部１２３はアンサー送信部１２２の送信エリアに内部通信異常状態を指示する制御権移行情報を格納する。その結果、アンサー送信部１２２より制御部１１のアンサーバック受信部１１２に内部通信異常状態を指示する制御権移行情報を送信することにより、制御部１１にオーバーフロー起因する内部通信異常状態を伝達することができる。
【００５６】
このように、インターフェース部１２からの制御部１１に送信される制御権移行情報が内部通信異常状態を指示する時も、内部通信異常状態が発生したと認識するようにしても良い。
【００５７】
制御命令送信部１１１（２１１）及びアンサーバック受信部１１２（２１２）以外の制御部１１（２１）の機能部、インターフェース部１２（２２）における制御命令処理部１２３（２２３）、監視部１２４（２２４）及び制御権移行処理部１２７（２２７）、電源部１３（２３）における電源確認部１３２（２３２）及び電源管理部１３３（２３３）は、例えば、ソフトウェアに基づくＣＰＵを用いたプログラム処理によって実行するようにしても良い。
【００５８】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１，２  監視制御装置
１１，２１  制御部
１２，２２  インターフェース部
１３，２３  電源部
１１１，２１１  制御命令送信部
１１２，２１２  アンサーバック受信部
１２１，２２１  制御命令受信部
１２２，２２２  アンサー送信部
１２３，２２３  制御命令処理部
１２４，２２４  監視部
１２５，２２５  制御命令確認部
１２６，２２６  制御権管理部
１２７，２２７  制御権移行処理部
１３１，２３１  電源供給部
１３２，２３２  電源確認部
１３３，２３３  電源管理部
【図１】
0006502245.tif 000002
【図２】
0006502245.tif 000003