(57)【要約】      （修正有）【課題】二重化制御システムにおいて停止していた制御装置が起動する際、停止していた制御装置の設定情報が制御状態の制御装置の設定情報と整合される方法を提供する。【解決手段】同じ制御対象である機器３０を制御する重複した複数の制御装置の一つである第１制御装置１０が起動されるステップ。第１制御装置が複数の制御装置の内の他の制御装置である第２制御装置２０が正常に稼動していることおよび機器３０を制御する状態である制御状態で稼動していることを含む第１条件を判断するステップ。第２制御装置が第１条件を満たしている場合に第１制御装置が第２制御装置から機器を制御するために使用している設定情報を暫定的な仮設定情報として取得するステップ。第１制御装置が、仮設定情報と第１制御装置が記憶している設定情報を比較し異なる場合は仮設定情報を正規の設定情報として記憶するステップ。【選択図】  図１
2004164394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同じ制御対象である機器を制御する重複した複数の制御装置の一つである第１制御装置が起動されるステップと、
前記第１制御装置が、前記複数の制御装置内の他の制御装置である第２制御装置が正常に稼動していることおよび前記機器を制御する状態である制御状態で稼動していることを含む第１条件を判断するステップと、
前記第２制御装置が前記第１条件を満たしている場合に、前記第１制御装置が、前記第２制御装置から前記機器を制御するために使用している設定情報を暫定的な仮設定情報として取得するステップと、
前記第１制御装置が、前記仮設定情報と、前記第１制御装置が記憶している設定情報を比較し、異なる場合は前記仮設定情報を正規の設定情報として記憶するステップと、
を含む、
二重化制御装置の起動方法。
【請求項２】
さらに、前記第１制御装置は、前記仮設定情報を取得するステップにおいて、取得を失敗した場合に、起動を中止するステップを含む、
請求項１に記載された二重化制御装置の起動方法。
【請求項３】
前記第１制御装置が、前記第２制御装置が前記第１条件であることを判断するステップにおいて、
前記複数の制御装置の各々が、自己診断機能を具備し、自己が正常に稼動しているか判断するステップと、
前記複数の制御装置の各々が、前記自己診断機能により、自己が前記機器の制御を行なう制御状態で稼動しているか、予備として待機状態で稼動しているかを含むステータスを判断するステップと、
前記複数の制御装置はネットワークで接続され、各制御装置は他の制御装置と通信して、前記他の制御装置が正常に稼動していることを含む情報、および前記他の制御装置の前記ステータスを取得するステップと、
を含む、
請求項１または２に記載された二重化制御装置の起動方法。
【請求項４】
さらに、前記第１制御装置が正常で、かつ、前記第２制御装置が前記第１条件を満たさなかった場合に、前記第１制御装置が制御開始前に、再度、前記第２制御装置が前記第１条件を満たしていることを確認し、満たしている場合に、前記第１制御装置がリセットされるステップを含む、
請求項１〜３のいずれかに記載された二重化制御装置の起動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、制御装置の起動方法に関し、特に二重化された制御装置の起動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
火力プラントなど連続稼動が要求される対象では、制御対象である機器に対して複数の制御装置が設置され、複数の内の一の制御装置が制御状態で稼動して機器の制御を行ない、他の制御装置が待機状態で稼動する二重化された制御システムが使用される場合がある。
待機状態の制御装置は制御状態の制御装置から設定情報を受信することで、制御状態の制御装置と待機状態の制御装置の設定情報の整合が行われる場合がある。制御状態の制御装置から待機状態の制御装置に制御が切り替わるときに、機器の運転に影響を与えないため、各制御装置の設定情報が整合されなければならない。
【０００３】
メンテナンスする場合などに停止していた制御装置が起動される場合は、制御状態の制御装置の設定情報と停止していた制御装置の設定情報が整合されていない場合がある。起動時に停止していた制御装置の設定情報が、起動時に制御状態の制御装置の設定情報と整合されることが望まれる。
【０００４】
分散環境下に配置される制御装置の電源投入時に起動されるイニシャルローダプログラムが、定義情報サーバから定義情報およびパーサプログラムを取得してパーサプログラムを起動し、パーサプログラムが定義情報ファイルの解析で得られた制御用プログラム名および初期情報ファイル名を用いて定義情報サーバにアクセスしてプログラムおよび初期情報ファイルを取得し、取得したプログラムに基づき制御装置上にオブジェクトを生成して、オブジェクトに初期情報ファイルの情報を取り込ませることを特徴とする制御システムの立ち上げ方法が開示されている。（例えば、特許文献１）
【０００５】
図４に従来の２重化された制御装置の構成の例が示される。
制御される被制御機器１３０を制御する第１制御装置１１０、第２制御装置１２０が設置されている。
第１制御装置１１０は、第１演算部１１１、第１データベース１１２を具備する。第１制御装置１１０は、被制御機器１３０と制御ライン１１３で接続されている。
第１演算部１１１は、ＣＰＵを含み、被制御機器１３０に取りつけられた各種センサ（図示無し）の検出情報や管理者の入力情報により、制御演算プログラムを使用して被制御機器１３０を制御するための制御情報を演算し、制御ライン１１３を介して被制御機器１３０に出力する。
第１データベース１１２は、制御情報、検出情報および入力情報を含む設定情報を記憶する。
第２制御装置１２０も第１制御装置１１０と同様の機能を有するので説明は省略される。
第１制御装置１１０と第２制御装置１２０は、ネットワーク１４０により接続され、情報の送受信が可能である。
【０００６】
さらに、ネットワーク１４０上に、設定情報サーバ１５０が設置される場合がある。設定情報サーバ１５０には、制御状態の制御装置（ここでは第２制御装置１２０とする）から定期的に設定情報が送信され、設定情報データベ−ス１５１に記憶されている。
メンテナンスなどで停止していた制御装置（ここでは第１制御装置１１０とする）が起動するときは、第１制御装置１１０が、設定情報サーバ１５０にアクセスして設定情報を取得する場合がある。
【０００７】
もしくは、ネットワーク１４０上に、設計端末１６０が設置される場合がある。使用者は、第１制御装置１１０を起動する際に、設定情報変更プログラムを作成して、第２制御装置１２０から第１制御装置１１０へ設定情報をコピーする作業を行う場合がある。
【０００８】
信頼性強化のために二重化された複数の制御装置を具備する制御システムにおいて、停止していた制御装置が起動する際に、停止していた制御装置の設定情報が、制御状態の制御装置の設定情報と、自動的に整合されることが好ましい。設定情報サーバ１５０を使用しなくても、設定情報の整合が行われることが好ましい。
さらに、ニ重化された複数の制御装置を具備する制御システムにおいて、複数の制御装置がほぼ同時に起動された場合、一の制御装置が制御状態で起動し、他の制御装置の設定情報は制御状態の制御装置の設定情報と整合され、待機状態で起動されることが好ましい。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−２３６２０８号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、信頼性強化のために二重化された複数の制御装置を具備する制御システムにおいて、停止していた制御装置が起動する際に、停止していた制御装置の設定情報が、制御状態の制御装置の設定情報と自動的に整合される方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、信頼性強化のために二重化された複数の制御装置を具備する制御システムにおいて、複数の制御装置がほぼ同時に起動された場合にも、一の制御装置が制御状態で起動し、他の制御装置の設定情報は制御状態の制御装置の設定情報と整合され、待機状態で起動される方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
以下に、［発明の実施の形態］で使用する番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載との対応関係を明らかにするために付加されたものであるが、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１２】
本発明の二重化制御装置の起動方法は、以下のステップを含む。
同じ制御対象である機器（３０）を制御する重複した複数の制御装置の一つである第１制御装置（１０）が起動されるステップ。
第１制御装置（１０）が、複数の制御装置の内の他の制御装置である第２制御装置（２０）が正常に稼動していることおよび機器（３０）を制御する状態である制御状態で稼動していることを含む第１条件を判断するステップ。
第２制御装置（２０）が第１条件を満たしている場合に、第１制御装置（１０）が、第２制御装置（２０）から機器（３０）を制御するために使用している設定情報を暫定的な仮設定情報として取得するステップ。
第１制御装置（１０）が、仮設定情報と、第１制御装置（１０）が記憶している設定情報を比較し、異なる場合は仮設定情報を正規の設定情報として記憶するステップ。
【００１３】
さらに、第１制御装置（１０）が仮設定情報を取得するステップにおいて、取得を失敗した場合に、起動を中止するステップを含む。
【００１４】
さらに、第１制御装置（１０）が、第２制御装置（２０）が第１条件であることを判断するステップは、以下のステップを含む。
複数の制御装置の各々が、自己診断機能を具備し、自己が正常に稼動しているか判断するステップ。
複数の制御装置の各々が、自己診断機能により、自己が機器（３０）の制御を行なう制御状態で稼動しているか、予備として待機状態で稼動しているかを含むステータスを判断するステップ。
複数の制御装置はネットワーク（４０）で接続され、各制御装置は他の制御装置と通信して、他の制御装置が正常に稼動していることを含む情報、および他の制御装置のステータスを取得するステップ。
【００１５】
さらに、本発明の二重化制御装置の起動方法は以下のステップを含む。
第１制御装置（１０）が正常で、かつ、第２制御装置（２０）が第１条件を満たさなかった場合に、第１制御装置（１０）が制御開始前に、再度、第２制御装置（２０）が第１条件を満たしていることを確認し、満たしている場合に、第１制御装置（１０）がリセットされるステップ。
【００１６】
【発明の実施の形態】
添付図面を参照して、本発明による二重化制御装置の起動方法の実施の形態が以下に説明される。
図１に、制御装置が２重化された制御システムの概要が示される。
制御される被制御機器３０を制御する第１制御装置１０、第２制御装置２０が設置されている。
第１制御装置１０は、第１演算部１１、第１データベース１２を具備する。第１制御装置１０は、被制御機器３０と、制御信号や検出情報を伝達する制御ライン１３で接続されている。
【００１７】
第１演算部１１は、ＣＰＵを含み、被制御機器３０に取りつけられた各種センサ（図示無し）の検出情報や管理者の入力情報により、制御演算プログラムを使用して被制御機器３０を制御するための制御情報を演算し、制御ライン１３を介して被制御機器３０に出力する。
制御情報は、被制御機器３０を制御するための制御演算結果に代表される。検出情報は、制御情報の演算に使用される情報で、被制御機器３０に設置されたセンサから入力される物理量などに例示される。入力情報は、使用者に入力される被制御機器３０の出力の目標情報や管理情報に例示される。
さらに、第１演算部１１は、自己が正常状態であることを判断することができる。具体的に正常状態とは、演算においてエラーが発生していない状態もしくはシステムの設定がエラーとならない状態に例示される。さらに、第１演算部１１は、自己が現在、被制御機器３０を制御している制御状態であること、もしくは予備として稼動している待機状態であることのいずれかであるステータスを判断することができる。第１演算部１１は、ステータスを定期的に検出している。
さらに、第１演算部１１は、後述される第１設定整合処理、第２設定整合処理を実施する。
【００１８】
第１データベース１２は、フラッシュＲＯＭなどのＲＡＭディスクに代表される記憶装置で、制御演算プログラム、および制御を正常に実施するためのシステム設定情報を記憶する。
第２制御装置２０も第１制御装置１０と同様の機能を有するので説明は省略される。
第１制御装置１０と第２制御装置２０は、ネットワーク４０により接続され、情報の送受信が可能である。
各制御装置は、ネットワーク４０を介して、他の制御装置の制御演算結果、正常状態であるかの情報、および制御状態か待機状態かのステータス情報を含む制御情報を取得することができる。
【００１９】
制御状態の制御装置の演算部は、直接、被制御装置３０を制御する。
待機状態の制御装置の演算部は、制御状態の制御装置の演算部と同じ制御演算プログラム、検出情報、および入力情報を使用し、同じ演算を行なうことで同じ制御演算結果を算出するが、被制御装置３０を制御していない。もしくは、待機状態の制御装置の演算部は、制御状態の制御装置の演算部から、制御のための設定情報を取得するが、被制御装置３０を制御していない。
制御状態の制御装置に異常もしくはエラーが発生した場合に、待機状態の制御装置が、瞬間的に制御状態になり被制御装置３０を制御することができる。
【００２０】
本実施例では、制御状態で稼動している制御装置を第２制御装置２０とし、停止していた制御装置である第１制御装置１０が起動される場合の起動方法が例示される。制御装置の数は２基に限定するものとする。
【００２１】
第１制御装置１０がなんらかの原因で停止している間、第２制御装置の単独での運転中に制御装置の設定が変更されることもありうる。この場合、第１制御装置１０が記憶している設定情報は、第２制御装置２０の設定情報と異なる場合がある。
設定情報が異なることにより、停止していた第１制御装置１０の制御演算プログラムを直接立ち上げると、異なる設定情報を使用するため、システム全体の挙動が不安定となる場合がある。二重化された制御装置が異なる設定情報を有する場合において、制御状態の制御装置を第２制御装置２０から第１制御装置１０に切り替えた場合、被制御機器３０の制御が変動し運転に影響を与える場合がある。
このため、停止していた第１制御装置１０が起動されるとき、第１制御装置１０の設定情報が、制御状態の第２制御装置２０の設定情報に整合されなければならない。
【００２２】
図２および図３に、停止していた第１制御装置１０が起動されるとき、第１制御装置１０の設定情報が、制御状態の第２制御装置２０の設定情報に整合される方法が示される。
【００２３】
図２に、停止していた第１制御装置１０の電源が入れられてから、制御演算プログラムが稼動するまでの概要のステップが示される。
停止していた第１制御装置１０に電源が入れられる（ステップ１００、以下Ｓ１００）。第１制御装置１０に電源が入れられると、基本アプリケーションが起動する（Ｓ２００）。その後、第１設定整合処理が自動的に実施される（Ｓ３００）。第１設定整合処理により、第１演算部１１が、第１制御装置１０の設定情報を制御状態の第２制御装置の設定情報と整合する処理を行なう。第１設定整合処理の詳細は図３を参照して後述される。第１設定整合処理の処理が失敗した場合は、第１制御装置１０の起動が中止される（Ｓ４００）。第１設定整合処理の後、第２設定整合処理が行われる（Ｓ５００）。第２設定整合処理は、重複する制御装置が一つも正常に稼動していない状況で、複数の制御装置が概ね同時に起動されたときに、一の制御装置が制御状態で起動され、他の制御装置が制御状態の制御装置と整合性がとれた状態で起動されるために、待機系として起動した他の制御装置が一度リセットされる処理を含む（Ｓ６００）。第２設定整合処理の詳細は後述される。
第２設定整合処理終了後、制御演算プログラムが起動される（Ｓ７００）。第２制御装置２０が制御状態で稼動している場合は、第１制御装置１０は待機状態で稼動する（Ｓ８００）。必要に応じて、第１制御装置１０は制御状態に切り替えられることができる。２重化された制御装置の、制御状態と待機状態の切替は公知の技術が使用される。
【００２４】
図３を参照して第１制御装置１０の第１演算部１１で使用される第１設定整合処理のステップが説明される。
起動アプリケーションが起動後、第１設定整合処理が自動的にスタートする（Ｓ３０１）。
ハード上で設定されている設定により第１制御装置１０が２重化されたシステムの一部であるか、第１演算部１１が判断する（Ｓ３０２）。または、第１演算部１１が、ネットワーク４０を介して、他の制御装置があるか検索することで、第１制御装置１０が２重化されたシステムの一部であるか判断することもできる。
第１演算部１１が、当該第１制御装置１０が２重化されたシステムの一部ではないと判断した場合、ステップ３１１に進む。この場合、当該第１制御装置１０は、第１データベース１２に記憶されているオリジナル設定情報を正規の設定情報として使用する。
【００２５】
第１演算部１１が、当該第１制御装置１０が２重化システムの一部であると判断した場合、他の稼動している制御装置（ここでは第２制御装置２０）が、正常に稼動していること、およびその稼動している第２制御装置２０が制御状態であることを含む第１条件を取得する。第１演算部１０は、第２制御装置２０が第１条件を満たす場合に、第２制御装置２０から設定情報を含む設定ファイルがコピー可能と判断する（Ｓ３０３）。
第１演算部１１が、第２制御装置２０は第１条件を満たさず、第２制御装置２０から設定ファイルをコピー不可能と判断した場合、ステップ３１２に進む。
第１演算部１１が、設定ファイルがコピー可能と判断した場合、第１データベース１２にテンポラリフォルダがあるか検索し、テンポラリフォルダなければテンポラリフォルダを作成する（Ｓ３０４）。第１演算部１１は、ネットワーク４０を介して第２制御装置２０の設定情報を含む設定ファイルを取得し、テンポラリフォルダに仮設定ファイルとしてコピーする（Ｓ３０５）。第１演算部１１の設定ファイルの取得は、通信により行われる。
【００２６】
第１演算部１０は、第２制御装置２０から設定ファイルのコピーが成功したか判断する（Ｓ３０６）。成功の判断は、エラーが発生しないでコピーが完了したことを確認することにより行われる。
コピーが失敗した場合は、第１制御装置１０は、不整合がある状態での起動を防止するため、故障状態に設定され起動が中止される（Ｓ４００）。さらに、第１演算部１１は、故障フラッグｆ１をセットする。故障フラッグｆ１がセットされることにより、他の制御装置が、第１制御装置１０の状態が異常であると判断できる。
コピーが成功した場合は、第１演算部１０は、取得した仮設定ファイルに含まれる仮設定情報と、第１データベースに記憶されているオリジナル設定情報とを比較する（Ｓ３０８）。
仮設定情報とオリジナル設定情報が同一の場合、仮設定情報を使用する必要がないので、テンポラリフォルダにコピーされた仮設定フォルダは、ディスクの使用容量の削減のため削除される（Ｓ３０９）。仮設定フォルダが削除された場合は、オリジナル設定情報を正規の設定情報として、ステップ３１１に進む。
仮設定情報とオリジナル設定情報が非同一の場合、第１演算部１１は、仮設定情報を正規の設定情報として採用し、正規の設定情報が記憶される場所に上書する（Ｓ３１０）。仮設定情報が正規の設定場所に上書きされた後、ステップ３１１に進む。
【００２７】
第１演算部は、ステップ３１１に進んだ場合、設定情報の整合性が正常にとれたと判断して、フラッグｆ２をセットする（Ｓ３１１）。フラッグｆ２をセットした後、ステップ３１２に進む。
【００２８】
上記に記載されたステップ３０１からステップ３１１が行なわれることにより、当該制御装置以外に、制御状態の制御装置が正常に稼動している場合に、設定情報が整合される。また、整合に失敗した場合は、当該制御装置の起動が中止されることで、異常な起動状態を防止することができる。当該制御装置が２重化されたシステムの一部でない場合、もしくは制御状態の制御装置がない場合、もしくは制御状態の制御装置が正常に稼動していない場合は、自己の記憶している設定情報が使用されて起動される。
【００２９】
ステップ３１２において、第１演算部は設定ファイルを読み込む処理を行なう。
次に第２設定整合処理が行われる（Ｓ４００）。
【００３０】
第２設定整合処理において、第１演算部１１は、自己診断機能により自己の状態が正常であること、かつ、ネットワーク４０を介して第２制御装置２０が制御状態で正常に起動していること、かつ、自己の演算においてフラッグｆ２がセットされていないことを含む第２条件を満たすか判断する。
第２条件を満たす場合、第１演算部１１は、自己を強制的にリセットする。
第２条件は、制御装置が２重化されていること、かつ、フラッグｆ１がセットされていないことを含む場合がある。
追加処理で第２条件を満たさない場合は、制御演算プログラムが起動される。
【００３１】
上記の第２設定整合処理を行なうことにより、被制御機器３０を始動する際に一台も制御装置が制御状態で稼動していない場合に、２台の重複する制御装置を概ね同時に立ち上げたときに、最初の制御装置が制御状態で稼動した後、後から起動された制御装置は、リセットされる。ここで再度、図２、図３の第１設定整合処理を実施することで制御状態の制御装置との設定情報を整合することができる。
【００３２】
上記の二重化制御装置の起動方法は、連続運転が行われ、制御装置の異常によって運転を停止する場合の影響が大きいプラントの制御に使用されることが好ましい。
具体的には、火力発電プラントは連続運転が要求され、異常停止する場合の社会的な影響が大きい。このため、火力発電プラントは二重化された制御装置を有する場合がある。さらに、二重化された制御装置を有する火力発電プラントにおいて、制御装置の切り替え時には、制御系と待機系の設定情報が整合化されていることが好ましい。火力発電プラントの制御において、急激な制御の変化は運転継続上好ましくなく、さらに、変化する運転条件に対応できない場合、要求される電力の供給ができない場合がある。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は、信頼性向上のために二重化された複数の制御装置を具備する制御システムにおいて、停止していた制御装置が起動する際に、停止していた制御装置の設定情報が、制御状態の制御装置の設定情報と整合される方法を提供することができる。
本発明は、信頼性向上のために二重化された複数の制御装置を具備する制御システムにおいて、複数の制御装置がほぼ同時に起動された場合、一の制御装置が制御状態で起動し、他の制御装置は、その設定情報が制御状態の制御装置の設定情報と整合され、待機状態で起動される方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の制御装置が２重化された制御システムの概要を示す。
【図２】図２は、停止していた制御装置の電源が入れられてから、稼動するまでの概要のフローを示す。
【図３】図３は、制御装置の演算部で使用される２重化起動プログラムのフローを示す。
【図４】図４は、従来の制御装置が２重化された制御システムの概要を示す。
【符号の説明】
１０  第１制御装置
１１  第１演算部
１２  第１データベース
１３  制御ライン
２０  第２制御装置
２１  第２演算部
２２  第２データベース
２３  制御ライン
３０  被制御機器
４０  ネットワーク
【図１】
2004164394.tif 000003
【図２】
2004164394.tif 000004
【図３】
2004164394.tif 000005
【図４】
2004164394.tif 000006