(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二重系を構成し、信号入力状態を互いに取得し合うと供に、前記信号入力状態に応じて信号ｄ4を出力先に択一的に出力する第1、第２の装置と、
同じく二重系を構成し、前記第1、第２の装置に信号ｄ1をそれぞれ出力する第３、第４の装置と、
単一系を構成し、前記第1、第２の装置に信号ｄ2をそれぞれ出力する第５の装置とを具備し、
前記第1、第２の装置は、前記信号ｄ1と前記信号ｄ2との優先順位を記憶すると共に、自らに入力される信号ｄ1及び信号ｄ2の入力状態と相手側に入力される信号ｄ1及び信号ｄ2の入力状態とを比較し、優先順位の高い信号が正常に入力されている方が前記信号ｄ4を出力先に出力する
ことを特徴とする二重系・単一系混在システム。
【請求項２】
優先順位は重要度に基づいて設定されることを特徴とする請求項１記載の二重系・単一系混在システム。
【請求項３】
優先順位は第３、第４の装置の信号ｄ1よりも第５の装置の信号ｄ2の方が高く設定されることを特徴とする請求項１または２記載の二重系・単一系混在システム。
【請求項４】
単一系を各々構成し、各々異なる信号ｄ2，ｄ3を第1、第２の装置にそれぞれ出力する複数の第５の装置を備え、第1、第２の装置は、優先順位の高い信号をより多く正常に受信している方が信号ｄ4を出力先に出力する
ことを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の二重系・単一系混在システム。
【請求項５】
出力先は制御対象であり、第３〜第５の装置は制御対象に関する制御量を信号ｄ1，ｄ2または信号ｄ1〜ｄ3として第1、第２の装置に出力し、第1、第２の装置は、前記制御量に基づいて操作量を生成し信号ｄ4として制御対象に出力する
ことを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の二重系・単一系混在システム。
【請求項６】
出力先は画像表示装置であり、第３〜第５の装置は表示情報を信号ｄ1，ｄ2または信号ｄ1〜ｄ3として第1、第２の装置に出力し、第1、第２の装置は、前記表示情報を含む画像信号を生成し信号ｄ4として画像表示装置に出力する
ことを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の二重系・単一系混在システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二重系と単一系とが混在した二重系・単一系混在システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
制御や通信等の技術分野では、高い信頼性を確保するためにシステムを二重系として構成する場合がある。この二重系システムは、全く同様に構成された主系と副系とから構成されており、主系に何らかの異常が発生した場合には、動作主体を主系から副系に切り替えるものである。例えば二重系制御システムの場合、１つの制御対象に対して二重系を構成する２つの制御装置を設けると共に、同じく二重系を構成し、上記２つの制御装置に対して制御量（データ）を各々提供する２つの制御量発生器を設ける。
【０００３】
そして、このような二重系制御システムでは、通常は主系を構成する一方の制御装置及び制御量発生器によって制御対象を制御し、このような主系を構成する一方の制御装置あるいは／及び制御量発生器に何らかの異常が発生すると、制御主体は主系から副系に切り替えられる。例えば、主系を構成する一方の制御装置のみに異常が発生した場合には、当該一方の制御装置に代えて、副系を構成する他方の制御装置によって制御対象は制御される。また、この場合、主系を構成する一方の制御量発生器には異常が発生していないので、副系を構成する他方の制御装置は、主系を構成する一方の制御量発生器から供給される制御量に基づいて制御対象を制御する。
【０００４】
すなわち、一般的な二重系システムでは、任意の装置に異常が発生すると、当該異常を発生した装置（一方の装置）と二重系を構成している装置（他方の装置）との間についてのみ切り替えが発生し、他の二重系を構成する装置間には切り替えは発生しない。なお、このような二重系制御システムの一例が下記特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２０００−３４７７０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一般的に特に高い信頼性を確保する必要がない場合、システムは単一系として構成される。これに対して、システム全体のうち、部分的に高い信頼性を確保する必要がある場合には、システムは上述した二重系と単一系とが混在したもの、つまり二重系・単一系混在システムとして構成される。例えば制御に関する二重系・単一系混在システム（二重系・単一系混在制御システム）として、二重系を構成する２つの制御装置及び２つの制御量発生器（第１の制御量発生器Ａ，Ｂ）に加えて、単一系を構成し、各制御装置に第２の制御量（第２のデータ）を出力する他の制御量発生器（第２の制御量発生器Ｃ）を備えるものが考えられる。
【０００６】
このような二重系・単一系混在制御システムでは、例えば単一系を構成する第２の制御量発生器Ｃから主系を構成する一方の制御装置に供給される制御量に異常があった場合、一方の制御装置から他方の制御装置への切り替えが発生する。そして、この状態において、第１の制御量発生器Ａから他方の制御装置に供給される制御量に異常が追加発生すると、他方の制御装置は、第１の制御量発生器Ａに代えて第１の制御量発生器Ｂからの制御量を取り入れて制御動作を継続する。
【０００７】
しかしながら、この状態において、他方の制御装置に制御量を供給している第１の制御量発生器Ｂに異常が発生すると、制御主体は他方の制御装置から一方の制御装置に戻り、結果として第２の制御量発生器Ｃから異常な制御量を受けた状態での制御となる。ここで、第１の制御量発生器Ａ，Ｂが出力する制御量よりも第２の制御量発生器Ｃが出力する第２の制御量の方が重要度が高い場合には、上述したように制御主体が他方の制御装置から一方の制御装置に戻ることは好ましくない。
【０００８】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、二重系と単一系とが混在した二重系・単一系混在システムにおいて、重要度等の優先順位の高いデータを常に用いてシステムを動作させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明では、第１の解決手段として、二重系を構成し、信号入力状態を互いに取得し合うと供に、前記信号入力状態に応じて信号ｄ4を出力先に択一的に出力する第1、第２の装置と、同じく二重系を構成し、前記第1、第２の装置に信号ｄ1をそれぞれ出力する第３、第４の装置と、単一系を構成し、前記第1、第２の装置に信号ｄ2をそれぞれ出力する第５の装置とを具備し、前記第1、第２の装置は、前記信号ｄ1と前記信号ｄ2との優先順位を記憶すると共に、自らに入力される信号ｄ1及び信号ｄ2の入力状態と相手側に入力される信号ｄ1及び信号ｄ2の入力状態とを比較し、優先順位の高い信号が正常に入力されている方が前記信号ｄ4を出力先に出力する、という手段を採用する。
【００１０】
また、第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、優先順位は重要度に基づいて設定される、という手段を採用する。
【００１１】
第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、優先順位は第３、第４の装置の信号ｄ1よりも第５の装置の信号ｄ2の方が高く設定される、という手段を採用する。
【００１２】
第４の解決手段として、上記第１〜第３いずれかの解決手段において、単一系を各々構成し、各々異なる信号ｄ2，ｄ3を第1、第２の装置にそれぞれ出力する複数の第５の装置を備え、第1、第２の装置は、優先順位の高い信号をより多く正常に受信している方が信号ｄ4を出力先に出力する、という手段を採用する。
【００１３】
第５の解決手段として、上記第１〜第４いずれかの解決手段において、出力先は制御対象であり、第３〜第５の装置は制御対象に関する制御量を信号ｄ1，ｄ2または信号ｄ1〜ｄ3として第1、第２の装置に出力し、第1、第２の装置は、前記制御量に基づいて操作量を生成し信号ｄ4として制御対象に出力する、という手段を採用する。
【００１４】
第５の解決手段として、上記第１〜第４いずれかの解決手段において、出力先は画像表示装置であり、第３〜第５の装置は表示情報を信号ｄ1，ｄ2または信号ｄ1〜ｄ3として第1、第２の装置に出力し、第1、第２の装置は、前記表示情報を含む画像信号を生成し信号ｄ4として画像表示装置に出力する、という手段を採用する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、第1、第２の装置のうち、優先順位の高い信号が正常に入力されている方が信号ｄ4を出力先に出力するので、優先順位の低い信号が異常入力された場合でも、これに惑わされることなく優先順位の高い信号を常に優先的に用いてシステムを稼動させることができる。例えば優先順位を重要度に基づいて設定した場合には、重要度の高い信号を常に優先的に用いてシステムを稼動させることができる。
また、単一系である第５の装置を２重系とする必要がないので、装置の設置面積の増大及び装置コストの増大を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る二重系・単一系混在画像表示システムの構成ブロック図である。この図に示すように、本二重系・単一系混在画像表示システムは、第１の流量計測装置１、第２の流量計測装置２、ポンプ温度計測装置３、タンク温度計測装置４、第１の画像処理装置５、第２の画像処理装置６及び画像表示装置７から構成されている。このような二重系・単一系混在画像表示システムは、例えばプラントの運転状態をモニタするためのものである。
【００１７】
第１、第２の流量計測装置１、２は二重系を構成しており、各々並行して上記プラントの所定配管における液体流量を計測する。第１の流量計測装置１は、第１の通信ラインＬ1を介して第１の画像処理装置５に上記液体流量を示す流量信号ｄ1を送信する一方、第２の通信ラインＬ2を介して第２の画像処理装置６に同じく上記液体流量を示す流量信号ｄ1を送信する。一方、第２の流量計測装置２は、第３の通信ラインＬ3を介して第２の画像処理装置６に上記流量信号ｄ1を送信する一方、第４の通信ラインＬ4を介して第１の画像処理装置５に同じく流量信号ｄ1を送信する。
【００１８】
ポンプ温度計測装置３及びタンク温度計測装置４は各々個別の単一系を構成している。ポンプ温度計測装置３は、例えばプラント内の所定ポンプの動作温度を計測し、一方、タンク温度計測装置４は、例えばプラント内の所定タンクの内部温度を計測する。ポンプ温度計測装置３は、第５の通信ラインＬ5を介して第１の画像処理装置５に上記動作温度を示すポンプ温度信号ｄ2を送信する一方、第６の通信ラインＬ6を介して第２の画像処理装置６に上記ポンプ温度信号ｄ2を送信する。タンク温度計測装置４は、第７の通信ラインＬ7を介して第２の画像処理装置６に上記内部温度を示すタンク温度信号ｄ3を送信する一方、第８の通信ラインＬ8を介して第１の画像処理装置５に上記タンク温度信号ｄ3を送信する。
【００１９】
第１、第２の画像処理装置５，６は、二重系を構成しており、上記第１、第２の流量計測装置１，２から入力される流量信号ｄ1、ポンプ温度計測装置３から入力されるポンプ温度信号ｄ2及びタンク温度計測装置４から入力されるタンク温度信号ｄ3に基づいて、液体流量、ポンプ温度及びタンク温度を表示情報の一部とする同一の監視用画面を各々並行して生成する。第１の画像処理装置５は、この監視用画面を示す画像信号ｄ4を第９の通信ラインＬ9を介して画像表示装置７に送信する。一方、第２の画像処理装置６は、上記画像信号ｄ4を第１０の通信ラインＬ10を介して画像表示装置７に送信する。
【００２０】
また、本実施形態の特徴として、第１、第２の画像処理装置５，６は、第１１の通信ラインＬ１１によって接続されており、上記流量信号ｄ1、ポンプ温度信号ｄ2及びタンク温度信号ｄ3の健全性（つまり当該各信号の正常／異常）を判定し、この判定結果を第１１の通信ラインＬ１１を介して相互に連絡し合うように構成されている。
【００２１】
さらに、第１、第２の画像処理装置５，６は、上記流量信号ｄ1、ポンプ温度信号ｄ2及びタンク温度信号ｄ3に関する優先度データを記憶している。すなわち、第１、第２の画像処理装置５，６は、ポンプ温度信号ｄ2及びタンク温度信号ｄ3の優先度が「１」であり、流量信号ｄ1の優先度がポンプ温度信号ｄ2及びタンク温度信号ｄ3の優先度よりも低い「２」であることを示すデータを内部の記憶装置に記憶している。
【００２２】
このような優先度の設定は、流量信号が二重系を構成する第１、第２の流量計測装置１、２の出力信号なので、第１、第２の流量計測装置１、２を切り替えることによってその異常に容易に対処することが可能であるが、ポンプ温度信号ｄ2及びタンク温度信号ｄ3は、各々に単一系を構成しているポンプ温度計測装置３及びタンク温度計測装置４の出力信号であり、その異常に対処することが流量信号ｄ1よりも困難であることに起因する。
【００２３】
画像表示装置７は、例えばプラント監視室に設けられた液晶ディスプレイであり、上記第１の画像処理装置５または第２の画像処理装置６から入力される画像信号ｄ4に基づいて上記監視用画面を表示する。
【００２４】
ここで、このように構成された二重系・単一系混在画像表示システムにおいて、流量計測に関する二重系を構成している第１、第２の流量計測装置１、２のうち、第１の流量計測装置１は主系、第２の流量計測装置２は副系に設定されている。また、画像処理に関する二重系を構成している第１、第２の画像処理装置５，６のうち、第１の画像処理装置５は主系、第２の画像処理装置６は副系に設定されている。すなわち、通常時の動作主体は、主系に設定された第１の流量計測装置１及び第１の画像処理装置５であり、第１の流量計測装置１あるいは／及び第１の画像処理装置５に異常が発生すると、動作主体は、副系に設定された第２の流量計測装置２あるいは／及び第２の画像処理装置６に切り替わる。
【００２５】
次に、このように構成された本二重系・単一系混在画像表示システムの動作について、図２に示すフローチャートに沿って詳しく説明する。なお、このフローチャートは、第１の画像処理装置５及び第２の画像処理装置６の動作を示すものである。
【００２６】
本二重系・単一系混在画像表示システムの初期稼動状態では、主系に設定された第１の流量計測装置１及び第１の画像処理装置５が動作主体となる。すなわち、第１、第２の画像処理装置５，６は、第１の流量計測装置１から受信した流量信号ｄ1、ポンプ温度計測装置３から受信したポンプ流量信号ｄ2及びタンク温度計測装置４から受信したタンク流量信号ｄ3に基づいて監視用画面を各々並行して生成するが、副系に設定された第２の流量計測装置２は画像信号ｄ4を出力せず、主系に設定された第１の流量計測装置１のみが画像表示装置７に画像信号ｄ4を出力する。この結果、画像表示装置７は、第１の流量計測装置１から入力された画像信号ｄ4に基づいて監視用画面を表示する。
【００２７】
そして、第１、第２の画像処理装置５，６は、稼動後、上記流量信号ｄ1、ポンプ温度信号ｄ2及びタンク温度信号ｄ3の健全性を所定のタイムインターバルで判定しつつ（ステップＳ１）、時々刻々と変化する流量信号ｄ1、ポンプ温度信号ｄ2及びタンク温度信号ｄ3に応じた監視用画面を順次生成する。
【００２８】
そして、第１の画像処理装置５は、上記流量信号ｄ1、ポンプ温度信号ｄ2及びタンク温度信号ｄ3の何れかが異常であると判断すると（ステップＳ２）、異常が発生した信号の優先度を判断し（ステップＳ３）、優先度が「１」の場合、第２の画像処理装置６から当該第２の画像処理装置６における流量信号ｄ1、ポンプ温度信号ｄ2及びタンク温度信号ｄ3の健全性の判定結果を取得する（ステップＳ４）。
【００２９】
第１の画像処理装置５は、自らに入力されるポンプ温度信号ｄ2及びタンク温度信号ｄ3の健全性と第２の画像処理装置６から取得されたポンプ温度信号ｄ2及びタンク温度信号ｄ3の健全性の判定結果とを比較し、自己と第２の画像処理装置６とのどちらに正常な優先度１の信号が多く入力されているかを判定する（ステップＳ５）。ここで、第１の画像処理装置５に入力される正常な優先度１の信号数をｎ１、第２の画像処理装置６ａに入力される正常な優先度１の信号数をｎ２とする。
【００３０】
上記ステップＳ５において、ｎ１＜ｎ２の場合、第１の画像処理装置５は、画像表示装置７の画像信号ｄ4の出力を停止し、第２の画像処理装置６に対して画像信号ｄ4の出力を指示する。この結果、画像表示装置７は、主系の第１の画像処理装置５から入力される画像信号ｄ4に代えて、副系の第２の画像処理装置６から入力される画像信号ｄ4に基づいて監視用画面を表示する（ステップＳ６）。
【００３１】
続いて、第２の画像処理装置６は、第１の流量計測装置１から受信される流量信号ｄ1と第２の流量計測装置２から受信される流量信号ｄ1との健全性を判定し（ステップＳ７）、第１の流量計測装置１の流量信号ｄ1と第２の流量計測装置２の流量信号ｄ1とが共に正常と判定された場合、または第１の流量計測装置１の流量信号ｄ1が正常と判定された場合（ステップＳ８）、継続して主系である第１の流量計測装置１の流量信号ｄ1を使用する（ステップＳ９）。
【００３２】
一方、第２の画像処理装置６は、第１の流量計測装置１から受信される流量信号ｄ1が異常である場合、当該第１の流量計測装置１の流量信号ｄ1の取得を停止し、第２の流量計測装置２の流量信号ｄ1の使用を開始する。これにより、第２の画像処理装置６で使用される流量信号ｄ1は、主系の第１の流量計測装置１から副系の第２の流量計測装置２に切り替わる（ステップＳ１０）。なお、ステップＳ８において、第１の流量計測装置１の流量信号ｄ1と第２の流量計測装置２の流量信号ｄ1とが共に異常と判定された場合は、ステップＳ９の動作が行われる。
【００３３】
上記のステップＳ９またはＳ１０が終了するとステップＳ２に移行し、第２の画像処理装置６に入力される各信号に異常が生じるまでは、この第２の画像処理装置６によって画像表示装置７は制御される。
【００３４】
一方、ステップＳ５において、ｎ１≧ｎ２の場合には、画像表示装置７は、継続して第１の画像処理装置５から入力される画像信号ｄ4に基づいて監視用画面を表示する（ステップＳ１１）。
【００３５】
第１の画像処理装置５は、ステップＳ１１が終了すると、ステップＳ７の動作に移行する。この場合のステップＳ７以降の動作は、上記と同様（文言上、第２の画像処理装置６が第１の画像処理装置５に変わるのみ）なので、その説明を省略する。
【００３６】
また、ステップＳ３において、異常が発生したデータ信号が優先度２の流量信号ｄ1であった場合、第１の画像処理装置５は、第１の流量計測装置１から受信される流量信号ｄ1と、第２の流量計測装置２から受信される流量信号ｄ1との健全性を判定し（ステップＳ１２）、第２の流量計測装置２の流量信号ｄ1が異常と判定された場合、すなわち第１の流量計測装置１の流量信号ｄ1が正常と判定された場合は（ステップＳ１３）、継続して主系である第１の流量計測装置１の流量信号ｄ1を使用する（ステップＳ１４）。
【００３７】
一方、第１の画像処理装置５は、第１の流量計測装置１の流量信号ｄ1が異常である場合、すなわち第２の流量計測装置２の流量信号ｄ1が正常と判定された場合は、当該第１の流量計測装置１の流量信号ｄ1の取得を停止し、第２の流量計測装置２の流量信号ｄ1の使用を開始する。これにより、第１の画像処理装置５で使用される流量信号ｄ1は、主系の第１の流量計測装置１から副系の第２の流量計測装置２に切り替わる（ステップＳ１５）。なお、ステップＳ１３において、第１の流量計測装置１の流量信号ｄ1と第２の流量計測装置２の流量信号ｄ1とが共に異常と判定された場合は、ステップＳ１４の動作が行われる。
【００３８】
上記のステップＳ１４またはＳ１５が終了するとステップＳ２に移行し、第１の画像処理装置５に入力される各データ信号に異常が生じるまでは、画像表示装置７は、第１の画像処理装置５から入力される画像信号ｄ4に基づいて監視用画面を表示する。
【００３９】
以上のように、本実施形態によれば、優先度の高いポンプ温度信号ｄ2及び／またはタンク温度信号ｄ3に異常が生じた場合は、正常な上記信号がより多く入力されている画像処理装置を選択することで、可能な限り正常且つ重要度の高い信号を用いて監視用画面を表示することができる。また、優先度の低い流量信号ｄ1に異常が生じた場合は、単純に第１の流量計測装置１と第２の流量計測装置２とを切り替えるだけなので、上記画像処理装置の選択に影響を与えることがなく、常に重要度の高いデータを優先的に取得することができる。
【００４０】
これにより、単一系であるポンプ温度計測装置３及びタンク温度計測装置４を２つずつ設けてそれぞれ２重系にする必要がなく、装置の設置面積を小さくでき、また、装置コストの増大を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態に係る２重系装置と単一系装置との混在制御システムの構成ブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態における第１の画像処理装置５及び第２の画像処理装置６の動作フローチャート図である。
【符号の説明】
【００４２】
１…第１の流量計測装置、２…第２の流量計測装置、３…ポンプ温度計測装置、４…タンク温度計測装置、５…第１の画像処理装置、６…第２の画像処理装置、７…画像表示装置
【図１】
0004552790.tif 000002
【図２】
0004552790.tif 000003