(57)【要約】【課題】データのチャタリングと、制御／監視データの欠陥を生じる恐れのない二重化をされた通信ラインを実現し得る制御／監視装置を提供する。【解決手段】コンピュータ２は、制御装置１−１からデータを読み込む場合は、第１と第２の通信ユニット４−１、５−１に対して、読み込み回線１１、１３より読み込みコマンドを送信し、データを受信する。コンピュータ２は、先に受信したデータを有効とし、他方を破棄する。パラレルデータなので、切り換え等による欠落がない。制御装置１−１へデータを書き込む場合は、第１の通信ユニット４−１にのみ、書き込み回線１２より書き込みコマンドを送信する。コンピュータ２が第１の通信ユニット４−１側を通信異常と判断すると、第２のユニットへ書き込みコマンドの送信を行う。書き込みコマンドを片方の通信ユニットに送信することにより、チャタリングを生じることはない。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の優先順位を持つ第１の通信ユニットと第２の優先順位を持つ第２の通信ユニットとを備えた少なくとも１つの制御装置と、この制御装置に対してデータを書き込み、あるいは読み出すコンピュータとを備え、二重化された通信回線により前記コンピュータと前記制御装置の第１及び第２の各通信ユニットとを送受信可能に接続してなる制御／監視装置において、
前記コンピュータから前記制御装置へデータを書き込む場合には、第１の優先順位を持つ通信ユニットへ書き込み処理を行う一方、前記制御装置から前記コンピュータへデータを読み込む場合には、前記第１及び第２の通信ユニットの双方から前記コンピュータへデータが送信されるようにしたことを特徴とする制御／監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、バルブの開閉指令、開度制御指令による配管流量制御や温度指令など様々な制御／監視を要する箇所に用いられる制御／監視装置に関し、特にシステムの信頼性向上のため二重化された通信回線を備えた制御／監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、プラントにおける流量・温度・圧力等の調節や監視等のための制御を行う制御／監視装置は、図１に示すように、少なくとも１つの制御装置とメインコンピュータ２とがＬＡＮ３を介してデータを送受信可能に構成されており、コンピュータ２から各制御装置に対して、制御装置が制御しているプラントにおけるバルブの開閉指令や流量、温度などを指示し（以下「書き込み」と称す）、逆にバルブ状態をモニターしたり、温度や流量等の現在値を各制御装置からコンピュータ２へ取り込む（以下「読み込み」と称す）等の制御／監視を行う。
【０００３】
従来より、コンピュータ２と各制御装置間の通信の信頼性を高めるための方法として、通信回線の二重化が行われている。例えば、図１に示すように、制御装置１−１、１−２とコンピュータ２とを制御ＬＡＮ３で接続してなる制御／監視装置において、制御装置１−１、１−２には、それぞれ２個の通信ユニット４−１、５−１、４−２、５−２を備え、コンピュータ２との回線を二重化している。
【０００４】
二重化通信方式としては、主に２方式が知られており、常に両方の通信ユニットでコンピュータと交信するデュアル方式（例えば特許文献１参照）と、通常は一方の通信ユニットがコンピュータ２と通信を行い（他方は何もせず）、通信回線断などで通信異常が起こると他方に切り換わるデュプレックス方式（例えば特許文献２参照）とがある。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５６−１４３２６号公報（第２欄、第１図）
【０００６】
【特許文献２】
特開昭５６−１４３２６号公報（第２欄、第２図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記したデュアル方式では、制御装置が受信するデータが、回線の混雑などで通信ユニット間の受信タイミングがずれると、受信するデータがワンショットパルス信号のようなデータであれば、チャタリングを起こす原因となる、という問題がある。一方、デュプレックス方式は、チャタリングを起こす心配はないが、異常ユニットから正常ユニットへ切り替わるまでに時間がかかり、その間の制御／監視データが欠陥してしまうという問題がある。
【０００８】
この発明は上記問題点に着目してなされたものであって、データのチャタリングを生じさせることなく、制御／監視データの欠陥も生じる恐れもない二重化を実現し得る制御／監視装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明の制御／監視装置は、第１の優先順位を持つ第１の通信ユニットと第２の優先順位を持つ第２の通信ユニットとを備えた少なくとも１つの制御装置と、この制御装置に対してデータを書き込み、あるいは読み出すコンピュータとを備え、二重化された通信回線により前記コンピュータと前記制御装置の第１及び第２の各通信ユニットとを送受信可能に接続してなる制御／監視装置において、前記コンピュータから前記制御装置へデータを書き込む場合には、第１の優先順位を持つ通信ユニットへ書き込み処理を行う一方、前記制御装置から前記コンピュータへデータを読み込む場合には、前記第１及び第２の通信ユニットの双方から前記コンピュータへデータが送信されるようにしている。
【００１０】
この発明の制御／監視装置では、コンピュータは制御装置からデータを読み込む場合は、第１と第２の両ユニットに対して、読み込み回線より読み込みコマンドを送信し、両方のユニットからデータを受信する。コンピュータは先に受信したデータを有効とし、他方を破棄する。制御装置へデータを書き込む場合は、第１の通信ユニット（Ｐｒｉｍａｒｙ側）にのみ書き込み回線より、書き込みコマンドを送信する。コンピュータが第１の通信ユニット側を通信異常と判断すると、第２の通信ユニットへ書き込みコマンドの送信を行う。第１の通信ユニットの異常が回復すれば、第１の通信ユニットへの書き込みを復活する。このように、書き込みコマンドを片方の通信ユニットのみに送信することにより、チャタリングを生じることはない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態により、この発明をさらに詳細に説明する。図１は、この発明が実施される制御／監視装置の機器構成を示す図である。この制御／監視装置は、制御装置１−１、１−２と、制御装置１−１、１−２に対し、データを書き込み、あるいは制御装置１−１、１−２からデータを読み込むコンピュータ２と、制御装置１−１、１−２とコンピュータ２とを接続する制御ＬＡＮ３とで構成される。
【００１２】
制御装置１−１は、第１の優先順位を持つ通信ユニット（第１の通信ユニット）４−１と、第２の優先順位を持つ通信ユニット（第２の通信ユニット）５−１と、ＣＰＵ６−１とを備えている。制御装置１−２も同様の構成である。コンピュータ２は、通信Ｉ／Ｆとして、図２に示すように、送信バッファ７、受信バッファ８、コマンド格納バッファ９と、及び受信待機バッファ１０を有する。また、第１の通信ユニット４−１用に設けられる読み込み回線１１、書き込み回線１２と、第２の通信ユニット５−１用に設けられる読み込み回線１３、非常用の書き込み回線１４とを有する。これら読み込み回線１１、１３、書き込み回線１２、１４は、仮想的に設けられるものであっても良い。
【００１３】
コンピュータ２は、制御装置１−１、１−２からデータを読み込むために、第１と第２の両通信ユニット４−１、５−１に対して読み込み回線１１、１３より、読み込みコマンドを送信する機能、及び両通信ユニット４−１、５−１からのデータを受信する機能を有する。また、先に受信したデータを有効とし、他方を破棄する機能を有する。
【００１４】
また、コンピュータ２は、制御装置１−１へデータを書き込むために、第１の通信ユニット４−１にのみ、書き込み回線１２より書き込みコマンドを送信する機能を有する。また、第１の通信ユニット側が通信異常か否かを判定する機能、通信異常の場合に、第２の通信ユニットへ書き込みコマンドの送信を行う機能を有する。
【００１５】
次に、この実施形態制御／監視装置のコンピュータ２の通信ドライバの書き込み処理動作を、図３に示すフロー図を参照して説明する。動作が開始すると、ステップＳＴ１において、コマンド格納バッファ９に書き込みコマンドがあるか否か判定する。書き込みコマンドがあると、ステップＳＴ２へ移行する。ステップＳＴ２においては、書き込みコマンドを送信バッファ７から書き込み回線１２を経て、第１の通信ユニット４−１に送信し、ステップＳＴ３へ移行する。
【００１６】
ステップＳＴ３においては、第１の通信ユニット４−１から書き込みコマンドに対する何らかの返答が送られて来るのを受信し、受信成功か否か判定する。一定時間内に受信有りの場合は、ステップＳＴ４へ移行する。一方、一定時間内に受信無しの場合は、ステップＳＴ５へ移行する。
【００１７】
ステップＳＴ４においては、制御装置１−１の通信ユニット４−１からデータ受信処理を行う。そして、ステップＳＴ１へ移行し、書き込みコマンド要求待ちとなる。ステップＳＴ５においては、再送判定処理を行う。ここでの再送判定処理は、ステップＳＴ３における受信待ちが、受信されないまま、一定時間経過した回数で判定する。例えば、一定時間経過した回数が２回以内であれば再送と判定し、２回を越えると再送しないと判定する。続いて、ステップＳＴ６へ移行する。ステップＳＴ６においては、再送判定の結果が再送の場合は、ステップＳＴ２へ移行し、書き込みコマンドを制御装置に再送信する。一方、再送でない場合は、ステップＳＴ７へ移行する。ステップＳＴ７においては、受信成功しない場合に、エラー処理を行い、ステップＳＴ８へ移行し、第２の通信ユニットへ同一の書き込みコマンドを送信するための処理を行う。
【００１８】
次に、この実施形態制御／監視装置のコンピュータ２の通信ドライバの読み込み処理動作を、図４に示すフロー図を参照して説明する。この処理ルーチンに入ると、ステップＳＴ１１において、コマンド格納バッファ９に読み込みコマンドがあるか否かを判定する。読み込みコマンドがあると、ステップＳＴ１２へ移行する。ステップＳＴ１２においては、制御装置１−１の第１の通信ユニット（Ｐｒｉｍａｒｙユニット）４−１へ送信バッファ７、読み込み回線１１を介して、読み込みコマンドを送信する。そして、ステップＳＴ１３へ移行する。なお、ステップＳＴ１２において、第１の通信ユニット４−１へ読み込みコマンドを送信後、第２の通信ユニット（Ｓｅｃｏｎｄｒｙユニット）５−１にも、読み込みコマンドを送信する。
【００１９】
ステップＳＴ１３においては、制御装置１−１からの読み込みコマンドに対する返答が送信されて来るのを受信待ちし、受信成功か否か判定する。一定時間受信待ちするまでに受信があると、ステップＳＴ１４へ移行する。一方、一定時間待ちしても受信がない場合は、ステップＳＴ１８へ移行する。ステップＳＴ１４においては、制御装置１−１の第１の通信ユニット４−１からのデータを読み込み回線１１より、受信バッファ８に受信する。次に、ステップＳＴ１５へ移行する。
【００２０】
ステップＳＴ１５においては、第２の通信ユニット（Ｓｅｃｏｎｄｒｙユニット）５−１からのデータを受信したか否か判定する。通常は、第１の通信ユニット４−１への読み込みコマンドの送信の方が第２の通信ユニット５−１への読み込みコマンドの送信より早いので、コンピュータ２でのデータ受信も第１の通信ユニット４−１からの方が早いと考えられるが、時に第２の通信ユニット５−１からの受信のほう早くなることもある。この場合、第２の通信ユニット５−１からデータを受信しているので、ステップＳＴ１５の判定後、ステップＳＴ１６へ移行する。一方、第２の通信ユニット５−１からデータを受信していない場合は、ステップＳＴ１７へ移行する。ステップＳＴ１６においては、既に先に第２の通信ユニット５−１のデータが受信されているので、受信バッファ８に記憶されている今回の第１の通信ユニット４−１からの受信データを破棄する。ステップＳＴ１７においては、第２の通信ユニット５−１のデータが受信されていないので、受信処理に入る。この場合、受信バッファ８のデータが受信待機バッファに転送される。ステップＳＴ１６、１７の処理後、ステップＳＴ１１へ移行し、読み込みコマンド要求待ちとなる。
【００２１】
ステップＳＴ１８においては、再送判定処理を行う。ここでの再送判定処理も、ステップＳＴ１３における受信待ちが受信されないまま、一定時間が経過した回数で判定する。例えば一定時間が経過した回数が２回以内であれば再送を判定し、２回を越えると異常と判定する。判定処理に続いて、ステップＳＴ１９へ移行する。ステップＳＴ１９においては、再送判定処理結果が異常であるか否かを判定し、異常の場合には、ステップＳＴ２２へ移行し、エラー処理を行う。一方、異常でない場合は、ステップＳＴ２０へ移行する。
【００２２】
ステップＳＴ２０においては、第２の通信ユニット５−１からデータが受信されていず、受信待ちの場合は、ステップＳＴ２１へ移行する。一方、第２の通信ユニット５−１から既に受信済みの場合には、ステップＳＴ１１へ移行し、読み込みコマンド要求待ちとなる。ステップＳＴ２１においては、第１の通信ユニットに向けて、データを再送する。
【００２３】
また、上記実施形態では、制御装置が２個の場合について説明したが、この発明では、２個に限ることなく、制御装置をｎ個まで増設可能である。
【００２４】
【発明の効果】
この発明によれば、第１の通信ユニット側には、前記コンピュータが前記制御装置からデータを読み込む回線と、前記コンピュータが前記制御装置にデータを書き込む回線とを備え、前記第２の通信ユニット側に前記コンピュータが前記制御装置からデータを読み込む回線を備え、制御装置に対する書き込みコマンドと読み込みコマンドの処理を分けることでチャタリングを起こす恐れなく、デュアル方式の二重化を実現することができる。
【００２５】
また、読み込みの際のデータは、第１ユニットと第２ユニットの双方からパラレルに得るように構成されているので、異常発生時にも従来のように、第１と第２のユニットを切り替えている間のデータが欠落することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態である制御／監視装置の構成を示す図である。
【図２】同制御／監視装置の要部を示すブロック図である。
【図３】同実施形態制御／監視装置の書き込みコマンド処理を説明するフロー図である。
【図４】同実施形態制御／監視装置の読み込みコマンド処理を説明するフロー図である。
【符号の説明】
１−１、１−２      制御装置
２              コンピュータ
３              制御ＬＡＮ
４−１、４−２      第１の通信ユニット
５−１、５−２      第２の通信ユニット
６−１、６−２      ＣＰＵ
７              送信バッファ
８              受信バッファ
９              コマンド格納バッファ
１０            受信待機バッファ
１１、１３      読み込み回線
１２、１４      書き込み回線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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