(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサからの検出信号を計測し、その計測データを送信することができる運用及び待機状態の２つの計測部と、前記運用状態の計測部から送信される計測データを記録するデータ記録部を備え、前記運用状態の計測部が故障した場合に待機状態の計測部から送信される計測データを前記データ記録部で記録するようにした二重化計測処理装置において、前記２つの計測部にそれぞれ一定期間の計測データを記憶させておく一時記憶回路を、前記データ記録部に計測部の故障を判定する故障判定手段を設け、運用状態の計測部の故障を判定した時に、待機状態の計測部の計測データ及び一時記憶回路に記憶された計測データを前記データ記録部に送信して記録させるようにしたことを特徴とする二重化計測処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
環境計測やプロセス計測などにおいて、連続計測を必要とされる計測対象物の計測に用いられる計測部を二重化した二重化計測処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、環境計測やプロセス計測等において、故障が発生しても計測を中断させないようにした計測処理装置として、図９に示すような計測部３ａを計測部１系１ａと計測部２系２ａで二重化した二重化計測処理装置６ａが用いられている。このような二重化計測処理装置６ａでは、図９（ａ）に示すように計測部１系１ａを運用状態として用い、センサ群７からの検出信号を計測した計測データを磁気ディスクなどのデータ記録部４ａに送信して記録すると共に、他方の計測部２系２ａを待機状態として用い、計測部１系１ａが故障した場合に、図９（ｂ）に示すように計測部２系２ａを運用状態に切り換えて用い、センサ群７の計測及び計測データの記録を継続させるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の二重化計測処理装置は以上のように構成されており、図９に示したように計測部１系１ａが故障で計測及び計測データの送信機能を停止させてしまった場合、計測部２系２ａが待機状態から運用状態に切り換えられるが、計測部２系２ａは運用状態に入ってからセンサ群７からの信号の計測及び計測データの送信を行うため、計測部１系１ａの故障発生から計測部２系２ａの計測データ送信までの期間、図１０に示したような計測データの欠落を生じ、計測データの不連続性が発生するという問題がある。また、このため公害環境計測などの連続データの取得を必要条件とする計測対象の計測には使用することができなかったり、測定データの欠落により例えば同一時間帯における分散度などの各種解析処理に利用できなくなるという問題がある。
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであって、計測部の故障が発生しても計測データを欠落させない二重化計測処理装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の二重化計測処理装置はセンサからの検出信号を計測し、その計測データを送信することができる運用及び待機状態の２つの計測部と、前記運用状態の計測部から送信される計測データを記録するデータ記録部を備え、前記運用状態の計測部が故障した場合に待機状態の計測部から送信される計測データを前記データ記録部で記録するようにした二重化計測処理装置において、前記２つの計測部にそれぞれ一定期間の計測データを記憶させておく一時記憶回路を、前記データ記録部に計測部の故障を判定する故障判定手段を設け、運用状態の計測部の故障を判定した時に、待機状態の計測部の計測データ及び一時記憶回路に記憶された計測データを前記データ記録部に送信して記録させるようにしたことを特徴とするものである。
本発明の二重化計測処理装置は上記のように構成されており、計測部の故障が発生しても計測データの欠落を無くすことができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例の構成を図１〜３に基づいて説明する。図１は実施例の基本構成を示したもので、本二重化計測処理装置６は、最新のＭ秒間（例えば６０秒間）の計測データを記憶しておく一時記憶回路１６を有する運用状態の計測部１系１と一時記憶回路２６を有する待機状態の計測部２系２からなる計測部３と、計測部１系１から送信された計測データを記録すると共に、計測部１系１の故障を判定し待機状態の計測部２系２を運用状態に切換えるための系統切換信号５を計測部３に送信するデータ記録部４から構成されている。
【０００６】
図２は前記センサ群７（図１）に接続された計測部３の構成を説明するためのブロック図であり、計測部１系１と計測部２系２は同じ機能を有する構成要素によって構成されている。
センサ７１から７ｎのｎ個のセンサは、計測部３のマルチプレクサ１１、２１の各入力端子に接続される。このマルチプレクサ１１、２１の出力はＡ／Ｄ変換器１２、２２によりＡ／Ｄ変換され、入力インターフェース１３、２３を介してそれぞれのＣＰＵ１４、２４に取り込まれ、その演算制御処理によって計測データに変換され、その計測データは出力インターフェース１５、２５を介してデータ記録部４に送信されると共に、最新のＭ秒間の計測データはメモリを使用した一時記憶回路１６、２６に記憶される。前記ＣＰＵ１４、２４には、それぞれの演算制御処理を行うための演算処理プログラムを記憶したＲＯＭ１８、２８や演算データなどの書き込み読み出しをするＲＡＭ１７、２７の各メモリが接続されている。
【０００７】
図３は前記データ記録部４の構成を示すブロック図である。本データ記録部４は前記計測部１系１及び計測部２系２（図２）からの計測データを入力するための入力インターフェース３３と、その計測データを磁気ディスク等の記憶装置３９に記録したり、計測データの有無を監視し、計測部１系１の故障を判定して、計測部２系２を運用状態に切り換えるための系統切換信号５を出力インターフェース３５を介して計測部３に送信するための演算制御処理を行うＣＰＵ３４と、演算制御処理を行うための演算制御プログラムを記憶したＲＯＭ３８と演算データを読み書きするＲＡＭ３７から構成されている。
【０００８】
次に、前記計測部１系１及び計測部２系２のＣＰＵ１４、２４の演算制御処理による動作手順を図４、５のフローチャートに基づいて説明する。前記ＣＰＵ１４、２４は図４に示すように、それぞれのクロック周波数を分周して得られる定周期タイマーからの定周期Ｎ秒（例えば１秒）毎のＡ／Ｄ変換処理を行うための定周期Ａ／Ｄ割込とデータ記録部４からの一時記憶回路１６、２６のデータ送信処理を行なわせるための系統切換信号５のデータ送信割込待ち状態にある。
【０００９】
図５は前記Ａ／Ｄ変換処理と一時記憶回路１６、２６からのデータ送信処理のフローチャートを示したものである。
前記定周期タイマーからの定周期Ａ／Ｄ割込をＣＰＵ１４、２４が受け取ると、センサ７１から７ｎまでのｎ個のセンサは順次マルチプレクサ１１、２１により切り換えられ、Ａ／Ｄ変換変換器１２、２２によってＡ／Ｄ変換された後（ステップＳ１）、計測データに変換され一時記憶回路１６、２６に記憶される（Ｓ２）。そして、演算制御プログラム上に設けられたデータ送信状態変数をチェックし（Ｓ３）、送信可能（１）であれば計測データをデータ記録部４に送信する。また、不可能（０）の場合には送信を停止する（Ｓ４）。次のＡ／Ｄ変換処理の割込が入ると、この動作を繰り返す。
【００１０】
また、系統切換信号５によるデータ送信割込を受け取ると、一時記憶回路２６の全ての計測データはデータ記録部４へ送信される（Ｓ５）。この計測データの送信を完了した後、計測部２系２の演算制御プログラム上のデータ送信可能状態変数を可能（１）に設定して終了する（Ｓ６）。
【００１１】
次に、データ記録部４のＣＰＵ３４の演算制御処理の動作手順を図６のフローチャートに基づいて説明する。
前記データ記録部４は図６に示すように計測部１系１の計測データの到達によるデータ受信割込か、Ｍ秒間の間計測データが送られてこない場合に発生する受信タイムオーバ割込待ちの状態にあり、割込を生じた場合、データ受信割込か受信タイムオーバ割込かを判定し、計測部１系１からの計測データの到達によるデータ受信割込の場合には、この計測データを記憶装置３９に記録する。また、Ｍ秒間の間計測データが送られてこない場合に発生する受信タイムオーバ割込である場合には、計測部２系２へ系統切換え信号を送信して計測部２系２を待機状態から運用状態に切り換える。
【００１２】
上記のような構成と演算制御機能を備えた本二重化計測処理装置の起動から通常運用状態への移行過程、及び通常運用状態における計測部１系１の故障発生に伴う計測部２系２の待機状態から運用状態への移行過程における計測部１系１、計測部２系２及びデータ記録部４の動作と信号の流れを図７、８のブロック図により説明する。
本二重化計測処理装置は、起動時図７に示したように、計測部１系１のデータ送信可能状態変数は可能（１）、計測部２系２のデータ送信可能状態変数は不可能（０）に設定される。
上記起動状態が確立すると、計測部１系１は通常運用状態となり、それぞれＭ秒間分の量の計測データが一時記憶回路１６、２６に記憶されると共に、図に示すように計測部１系１から矢印方向にデータ記録部４に計測データが送信される。
【００１３】
計測部１系１に故障が発生すると、図８に示すように計測部１系１からデータ記録部４への計測データの送信（点線で示す）が途絶える。そして、Ｍ秒後に受信タイムオーバー割込が発生し、データ記録部４から計測部２系２へ系統切換信号５により運用状態への切換えが要求される。すると、計測部２系２に系統切換信号によるデータ送信割込が発生し、前記記憶回路送信処理が行われ、一時記憶回路の計測データがデータ記録部４へ送信される。そして、データ送信可能状態を１（可能）に設定する。
【００１４】
以後、計測部２系２からデータ記録部４にデータが送信される。そして、データ記録部４は、計測部２系２を運用状態、計測部１系１を待機状態として認識し、稼働する。そのため、計測部２系２が故障するまでに計測部１系１を修理するなり取り換えておけば、計測部２系２が故障しても計測部１系１のバックアップにより計測データの連続性を維持することができる。
【００１５】
なお、本実施例においては、計測部の故障モードとして計測データの送出がＭ秒間途絶えた場合としているが、本発明での故障モードはこれに限定されるものではなく、前記データ記録部４の演算制御プログラムに例えば一定幅以上の変動が一定時間の間持続した場合を故障判定基準として設けることにより他の故障モードを使用することが可能である。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の二重化計測処理装置によれば、運用状態の計測部の故障による欠落データは、待機状態の計測部に備えられた一時記憶回路に記憶されており、切り換え後にこのデータをデータ記録装置に送信することにより、データの連続性を保ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による二重化計測処理装置の基本構成図である。
【図２】実施例に係わる計測部１系及び計測部２系の構成を示すブロック図である。
【図３】実施例に係わるデータ記録部の構成を示すブロック図である。
【図４】計測部１系及び計測部２系の作動を示すフローチャート図である。
【図５】実施例に係わるＡ／Ｄ変換処理及び記憶回路データ送信処理のフローチャート図である。
【図６】データ記録部の作動を示すフローチャート図である。
【図７】実施例による二重化計測処理装置の起動及び運用時の状態を示す図である。
【図８】実施例による二重化計測処理装置の計測部１系における故障発生時の状態を示す図である。
【図９】従来の二重化計測処理装置の故障前と故障後における系統説明図である。
【図１０】従来の二重化計測処理装置において故障発生時の計測結果を示す図である。
【符号の説明】
１、１ａ…計測部１系
２、２ａ…計測部２系
３、３ａ…計測部
４、４ａ…データ記録部
５…系統切換信号
６、６ａ…二重化計測処理装置
７…センサ群
１１、２１…マルチプレクサ
１２、２２…Ａ／Ｄ変換器
１３、２３、３３…入力インターフェース
１４、２４、３４…ＣＰＵ
１５、２５、３５…出力インターフェース
１６、２６…一時記憶回路
１７、２７、３７…ＲＡＭ
１８、２８、３８…ＲＯＭ
３９…記憶装置
７１、７ｎ…センサ
【図１】
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【図２】
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【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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