JP2003271202A - プロセスコントローラシステム - Google Patents

プロセスコントローラシステム

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JP2003271202A
JP2003271202A JP2002068312A JP2002068312A JP2003271202A JP 2003271202 A JP2003271202 A JP 2003271202A JP 2002068312 A JP2002068312 A JP 2002068312A JP 2002068312 A JP2002068312 A JP 2002068312A JP 2003271202 A JP2003271202 A JP 2003271202A
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JP
Japan
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data
process controller
divided
buffer
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JP2002068312A
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Shigeki Kawakubo
茂樹 川久保
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 トラッキングバッファサイズが小さくても適
正にトラッキングデータを転送でき、の転送異常が発生
した場合もプロセスコントローラの実行時間に影響を与
えることのないプロセスコントローラシステムを提供す
ることである。 【解決手段】 稼働系のプロセスコントローラ11aの
演算処理装置15aは、転送しようとするトラッキング
データが2分割された一つのトラッキングバッファ22
a1,22a2の容量より大きい場合は、トラッキング
データを分割して、2分割されたトラッキングバッファ
22a1,22a2に交互に書込む。また、トラッキン
グインターフェース14aは、2分割されたトラッキン
グバッファ22a1,22a2に書き込まれたトラッキ
ングデータを待機系のプロセスコントローラ11bに転
送する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、二重化された2台
のプロセスコントローラの稼動系のプロセスコントロー
ラから待機系のプロセスコントローラに一周期毎にトラ
ッキングデータを転送するプロセスコントローラシステ
ムに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、プラントプロセスを制御するプ
ロセスコントローラは信頼性向上を図るため二重化構成
されることが多い。2台のプロセスコントローラをデュ
プレックスシステムとして二重化した場合には、稼働系
のプロセスコントローラが異常となった場合に待機系の
プロセスコントローラに切り換えて運転することから、
切り換えられた待機系のプロセスコントローラがプロセ
スの制御に必要な制御データ(トラッキングデータ)を
有しておくことが必要となる。
【0003】そこで、二重化されたプロセスコントロー
ラの間においては、特開2001−22414号公報に
示されるように、通常運転時において、稼動系のプロセ
スコントローラから待機系のプロセスコントローラに一
周期毎にトラッキングデータを転送するようにしてい
る。これにより、両系のプロセスコントローラの有する
制御データを同一化するようにしている。
【0004】図7は、二重化された2台のプロセスコン
トローラを有したプロセスコントローラシステムの概略
構成図である。プロセスコントローラシステムは、稼動
系のプロセスコントローラ11aと待機系のプロセスコ
ントローラ11bとを有しており、プロセスコントロー
ラ11a、11bによりプラント12の動作状態を制御
する。すなわち、通常時は稼働系のプロセスコントロー
ラ11aでプラント12の動作状態を制御し、稼働系の
プロセスコントローラ11aが異常となったときに、待
機系のプロセスコントローラ11bに切り換え、待機系
のプロセスコントローラ11bでプラント12の動作状
態を制御する。
【0005】各々のプロセスコントロ一ラ11a、11
bは電源モジュール13a、13b、トラッキングデー
タ及び二重化制御情報のやり取りを行なうトラッキング
インターフェース14a、14b、プラントの制御演算
を行う演算処理装置15a、15bを有している。演算
処理装置15a、15bは、それぞれ複数個のCPUモ
ジュール16a、16b、16cから構成されている。
【0006】各々のプロセスコントローラ11a、11
bは、トラッキングバス17を介してトラッキングイン
ターフェース14a、14bが接続され、それぞれ稼動
系のプロセスコントローラ11aおよび待機系のプロセ
スコントローラ11bとして動作している。
【0007】また、各々のプロセスコントローラ11
a、11bは、I/Oバス18a、18bにより拡張ユ
ニット19の拡張バッファモジュール20a、20bに
接続され、拡張バッファモジュール20a、20bでは
入出力モジュール21a、21bを介してプラント12
とデータの入出力が行われる。なお、拡張ユニット19
にも電源モジュール13cが設けられている。
【0008】このようなプロセスコントローラシステム
でのトラッキングデータの転送処理は、稼動系のプロセ
スコントローラ11aおよび待機系のプロセスコントロ
ーラ11bがトラッキングバス17を介して接続され、
稼動系のプロセスコントローラ11aがトラッキングデ
ータを収集して待機系のプロセスコントローラ11bの
トラッキングバッファに転送し、待機系のプロセスコン
トローラ11bはトラッキングデータをトラッキングバ
ッファから読出しメモリ分配している。各々のプロセス
コントローラ11a、11bは実行制御の周期毎に、こ
の処理を行っている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところが、一定周期毎
のトラッキング量はトラッキングバッファのサイズによ
り限定されるので、決まったサイズのトラッキングデー
タしか転送できない。逆に言えば、トラッキングデータ
量が多量な場合を考えると、そのサイズに見合うトラッ
キングバッファが必要となる。
【0010】また、トラッキングデータのトラッキング
バッファへの書込みや転送は稼働系のプロセスコントロ
ーラ11aで制御しており、トラッキングデータの転送
時に異常が発生した場合は、稼働系のプロセスコントロ
ーラ11aがリトライ処理として再度トラッキングデー
タの書込みや転送の処理を行わなければならず、稼働系
のプロセスコントローラ11aの実行時間に多大な影響
を与えることとなる。
【0011】すなわち、トラッキングデータのトラッキ
ングバッファへの書込みや転送は稼動系のプロセスコン
トローラ11aの演算処理装置15aで処理しているの
で、稼動系のプロセスコントローラ11aの演算処理装
置15aの負担が大きく、特に、トラッキングデータ転
送の異常時にはプラント12の制御に支障を来すことが
考えられる。例えば、プロセス制御の実行時間が通常の
実行時間より延び、決められた時間内に全ての処理が完
了しないことも考えられる。
【0012】本発明の目的は、トラッキングバッファサ
イズが小さくても適正にトラッキングデータを転送で
き、トラッキングデータの転送に異常が発生した場合も
プロセスコントローラの実行時間に影響を与えることの
ないプロセスコントローラシステムを提供することであ
る。
【0013】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係るプ
ロセスコントローラシステムは、二重化された2台のプ
ロセスコントローラの稼動系のプロセスコントローラか
ら待機系のプロセスコントローラに一周期毎にトラッキ
ングデータを転送し、両系の制御データを同一化するプ
ロセスコントローラシステムにおいて、トラッキングデ
ータの転送の際にトラッキングデータが書き込まれる2
分割されたトラッキングバッファと、転送しようとする
トラッキングデータが2分割された一つのトラッキング
バッファの容量より大きい場合は前記トラッキングデー
タを分割して2分割されたトラッキングバッファに交互
に書込む演算処理装置と、2分割されたトラッキングバ
ッファに書き込まれたトラッキングデータを待機系のプ
ロセスコントローラに転送するトラッキングインターフ
ェースとを備えたことを特徴とする。
【0014】請求項1の発明に係るプロセスコントロー
ラシステムにおいては、稼働系のプロセスコントローラ
の演算処理装置は、転送しようとするトラッキングデー
タが2分割された一つのトラッキングバッファの容量よ
り大きい場合は、トラッキングデータを分割して、2分
割されたトラッキングバッファに交互に書込む。また、
トラッキングインターフェースは、2分割されたトラッ
キングバッファに書き込まれたトラッキングデータを待
機系のプロセスコントローラに転送する。トラッキング
データの転送はトラッキングインターフェースで行うの
で、演算処理装置の負担が軽減される。また、トラッキ
ングバッファは2分割されているので一方のトラッキン
グバッファにトラッキングデータを書き込んでいる間に
他方のトラッキングバッファのトラッキングデータを転
送でき、トラッキングデータの転送効率を高めることが
できる。
【0015】請求項2の発明に係るプロセスコントロー
ラシステムは、請求項1の発明において、2分割された
トラッキングバッファのトラッキングデータがブロック
単位に分割されて書き込まれる送信バッファを設け、前
記トラッキングインターフェースは、分割されたブロッ
ク単位でトラッキングデータを待機系のプロセスコント
ローラに転送し、トラッキングデータの転送異常が発生
した場合には、分割されたブロック単位でリトライ処理
を行うことを特徴とする。
【0016】請求項2の発明に係るプロセスコントロー
ラシステムにおいては、請求項1の発明の作用に加え、
送信バッファには、2分割されたトラッキングバッファ
のトラッキングデータがブロック単位に分割されて書き
込まれる。トラッキングインターフェースは、送信バッ
ファに書き込まれたブロック単位でトラッキングデータ
を待機系のプロセスコントローラに転送する。そして、
トラッキングデータの転送異常が発生した場合には、分
割されたブロック単位でリトライ処理を行う。従って、
演算処理装置でのプロセス制御の実行に影響を与えるこ
となくリトライ処理を行うことができる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図1は本発明の第1の実施の形態に係るプロセス
コントローラシステムの稼働系のプロセスコントローラ
によるトラッキングデータの転送処理の説明図である。
すなわち、稼動系のプロセスコントローラ11aの演算
処理装置15aとトラッキングインターフェース14a
との間でのトラッキングデータの転送処理を示してい
る。
【0018】トラッキングインターフェース14aに
は、トラッキングデータの転送の際にトラッキングデー
タが書き込まれるトラッキングバッファ22aが設けら
れている。このトラッキングバッファ22aは2分割さ
れており、分割されたトラッキングバッファ22a1、
22a2の二つのエリアを有している。
【0019】稼動系のプロセスコントローラ11aの演
算処理装置15aは、転送しようとするトラッキングデ
ータが2分割された一つのトラッキングバッファ22a
1、22a2の容量より大きい場合は、トラッキングデ
ータを分割して2分割されたトラッキングバッファ22
a1、22a2に交互に書込む。そして、トラッキング
インターフェース14aは、2分割されたトラッキング
バッファ22a1,22a2に書き込まれたトラッキン
グデータを待機系のプロセスコントローラ11bに交互
に転送する。
【0020】次に、動作を説明する。まず、稼動系のプ
ロセスコントローラ11aの演算処理装置15aは、転
送しようとするトラッキングデータが2分割された一つ
のトラッキングバッファ22a1、22a2の容量より
大きいか否かを判定し、大きい場合には、トラッキング
データの先頭からデータを分割し、トラッキングインタ
ーフェース14aの前半のトラッキングバッファ22a
1にトラッキングデータを書込む(S1)。そして、ト
ラッキングインターフェース14aに対してデータ送信
要求を行う(S2)。
【0021】次に、稼動系のプロセスコントローラ11
aの演算処理装置15aは、分割した残りのトラッキン
グデータをトラッキングインターフェース14aの後半
のトラッキングバッファ22a2に書込み(S3)、ト
ラッキングインターフェース14aに対してデータ送信
要求を行う(S4)。
【0022】一方、トラッキングインターフェース14
aはトラッキングバッファ22a1のトラッキングデー
タを待機系のプロセスコントローラ11bに送信を開始
する(S5)。そして、待機系のプロセスコントローラ
11bからのデータ送信完了信号を受信し(S6)、こ
のデータ送信完了によりプロセスコントローラ11aは
トラッキングデータが送信完了したことを認識する。
【0023】トラッキングバッファ22a2についても
同様に、トラッキングインターフェース14aはトラッ
キングバッファ22a2のトラッキングデータを待機系
のプロセスコントローラ11bに送信を開始する(S
7)。そして、待機系のプロセスコントローラ11bか
らのデータ送信完了信号を受信し(S8)、このデータ
送信完了によりプロセスコントローラ11aはトラッキ
ングデータが送信完了したことを認識する。
【0024】図2は、稼動系のプロセスコントローラ1
1aの演算処理装置15aの処理内容を示すフローチャ
ートである。まず、演算処理装置15aは、転送しよう
とするトラッキングデータがあるか否かを判定し(S
1)、転送しようとするトラッキングデータがある場合
には、トラッキングバッファ22a1のトラッキングデ
ータの送信が完了しているかどうかを判定する(S
2)。送信が完了しているときは、転送しようとするト
ラッキングデータがトラッキングバッファ22a1の容
量より大きいか否かを判定し(S3)、トラッキングバ
ッファ22a1の容量より大きいときはトラッキングデ
ータをトラッキングバッファ22a1の容量より小さい
データに分割し(S4)、分割したデータをトラッキン
グバッファ22a1に書き込む(S5)。一方、ステッ
プS3の判定でトラッキングバッファ22a1の容量よ
り小さいデータであるときはステップS5の処理に移
る。そして、トラッキングインターフェース14aに対
して送信要求を出力する(S6)。
【0025】トラッキングバッファ22a2について
も、同様に、転送しようとするトラッキングデータがあ
るか否かを判定する(S7)。ステップS4の処理でト
ラッキングデータが分割された場合には転送しようとす
るトラッキングデータがあることになる。
【0026】転送しようとするトラッキングデータがあ
る場合には、トラッキングバッファ22a2のトラッキ
ングデータの送信が完了しているかどうかを判定し(S
8)、送信が完了しているときは、転送しようとするト
ラッキングデータがトラッキングバッファ22a2の容
量より大きいか否かを判定し(S9)、トラッキングバ
ッファ22a2の容量より大きいときはトラッキングデ
ータをトラッキングバッファ22a2の容量より小さい
データに分割し(S10)、分割したデータをトラッキ
ングバッファ22a2に書き込む(S11)。一方、ス
テップS9の判定でトラッキングバッファ22a2の容
量より小さいデータであるときはステップS11の処理
に移る。
【0027】そして、トラッキングインターフェース1
4aに対して送信要求を出力し(S12)、トラッキン
グデータが送信完了したか否かを判定する(S13)。
送信完了していない場合にはステップS1に戻り、分割
されたトラッキングデータが送信完了するまで繰り返し
処理を実行する。
【0028】図3は、トラッキングインターフェース1
4aの処理内容を示すフローチャートである。トラッキ
ングインターフェース14aは、図2に示した演算処理
装置15aのステップS6、S12からの送信要求で起
動され、演算処理装置15aから送信要求を受理する
と、該当のトラッキングバッファ22a1、22a2か
らトラッキングデータを待機系のプロセスコントローラ
11bに順次送信し(S1)、トラッキングデータの送
信が完了したか否かを判定し(S2)、送信が完了した
ときには稼働系のプロセスコントローラ11aに送信完
了を通知する(S3)。演算処理装置15aおよびトラ
ッキングインターフェース14aは、この処理を全トラ
ッキングデータの送信完了まで繰り返し実行する。
【0029】以上述べたように、この第1の実施の形態
によれば、演算処理装置15aはトラッキングバッファ
22a1、22a2ヘのトラッキングデータの書込みと
送信要求とを行い、トラッキングデータの送信はトラッ
キングインターフェース14aが行うので、トラッキン
グインターフェース14aによるトラッキングデータの
待機系のプロセスコントローラ11bへのトラッキング
データの送信の間に、次のトラッキングバッファ22a
2ヘのトラッキングデータの書込みが行える。従って、
待機系のプロセスコントローラ11bへの送信完了まで
の待ち時間を最小限に抑制でき、トラッキングデータを
待機系のプロセスコントローラ11bに適正に転送する
ことができる。
【0030】次に、本発明の第2の実施の形態を説明す
る。図4は本発明の第2の実施の形態に係るプロセスコ
ントローラシステムの稼働系のプロセスコントローラと
待機系のプロセスコントローラとの間でのトラッキング
データの転送処理の説明図である。すなわち、稼動系の
トラッキングインターフェース14aと待機系のトラッ
キングインターフェース14bとの間でのトラッキング
データの転送処理を示している。
【0031】稼働系のトラッキングインターフェース1
4aには送信バッファ23が設けられ、待機系のトラッ
キングインターフェースには受信バッファ24が設けら
れている。送信バッファ23には、トラッキングデータ
の送信時に、2分割されたトラッキングバッファ22a
1、22a2からのトラッキングデータがブロック単位
に分割されて書き込まれ、待機系のトラッキングインタ
ーフェース14bの受信バッファ24に送信される。
【0032】待機系のトラッキングインターフェース1
4bでは、受信バッファ24で受信したトラッキングデ
ータを、2分割されたトラッキングバッファ22b1、
22b2に保存していく。そして、トラッキングデータ
の転送異常が発生した場合には、その異常となったブロ
ック単位のデータが異常となった旨を稼働系のトラッキ
ングインターフェース14aに送信する。トラッキング
インターフェース14aは、異常となったブロック単位
から再度トラッキングデータを再送するリトライ処理を
行う。
【0033】次に、動作を説明する。なお、ここでは、
トラッキングデータはデータD1〜Dnのブロックに分
割されて送信バッファから受信バッファに送信され、そ
の途中のデータD3の送受信時に異常が発生した場合に
ついて説明する。
【0034】いま、稼働系のトラッキングインターフェ
ース14aが演算処理装置15aからトラッキングバッ
ファ22a1の送信要求を受けたとする。そうすると、
稼動系のトラッキングインターフェース14aは、トラ
ッキングバッファ22a1からブロック単位のトラッキ
ングデータを取り出し、送信バッファ23ヘデータD1
を書き込み送信する。以下、同様にデータD2、D3…
を送信する。このように、送信バッファ23はトラッキ
ングバッファ22a1より小さいためデータ送信は分割
して行われる。
【0035】待機系のトラッキングインターフェース1
4bでは、このデータD1、D2、D3…を受信バッフ
ァ24で受信し、自己のトラッキングバッファ22b1
に保存していく。
【0036】この受信時にデータD3の受信異常を検出
したとすると、トラッキングインターフェース14bは
稼動系のトラッキングインターフェース14aに対し
て、データD3の受信異常を異常通知信号D3Fとして
通知する。異常通知信号D3Fを受けた稼動系のトラッ
キングインターフェース14aは再度データD3からデ
ータ送信を行う。そして、全てのデータD1〜Dnを受
信したトラッキングインターフェース14bは、稼動系
のトラッキングインターフェース14aに対して、トラ
ッキングバッファ22a1からのトラッキングデータの
受信完了信号Eを通知する。
【0037】図5は、トラッキングデータの送信で異常
が発生した場合の稼動系のトラッキングインターフェー
ス14aの処理内容のフローチャートである。待機系の
トラッキングインターフェース14bからデータDiの
受信異常を異常通知信号DiFとして受信したか否かを
判定し(S1)、異常通知信号DiFを受信していない
場合には、トラッキングデータの次のブロックのデータ
を送信バッファ23に書き込み(S2)、待機系のトラ
ッキングインターフェース14bへのデータの送信要求
をする(S3)。そして、トラッキングデータが送信完
了したか否かを判定し(S4)、送信が完了していない
場合にはステップS1に戻る。
【0038】一方、ステップS1の判定で、異常通知信
号DiFを受信した場合には異常通知信号DiFで指定
されたトラッキングデータブロックiのデータDiを送
信バッファ23に書き込み(S5)、待機系のトラッキ
ングインターフェース14bへのデータDiの送信要求
をする(S3)。そして、トラッキングデータが送信完
了したか否かを判定し(S4)、送信が完了していない
場合にはステップS1に戻る。
【0039】図6は、トラッキングデータの送信で異常
が発生した場合の待機系のトラッキングインターフェー
ス14bの処理内容のフローチャートである。待機系の
トラッキングインターフェース14bからデータDiを
受信すると(S1)、そのデータDiが正常か否かの判
定を行う(s2)。正常である場合には自己のトラッキ
ングバッファ22b1、22b2にデータDiを保存す
る(S3)。
【0040】一方、異常と判定した場合には、稼働系の
トラッキングインターフェース14aに異常通知信号D
iFを出力する(S4)。そして、トラッキングデータ
すべてが受信完了したか否かを判定し(S5)、受信が
完了した場合には稼働系のトラッキングインターフェー
ス14aに受信完了信号Eを出力する(S6)。
【0041】以上述べたように、この第2の実施の形態
によれば、トラッキングデータを送信バッファ23に格
納可能なブロック単位に分割して送信するので、受信異
常の通知を受けた場合にはそのブロック単位の先頭から
再送することになる。従って、受信異常となった場合
に、そのトラッキングデータを最初から送信する必要は
なく、異常となったブロック部分からの送信が可能とな
る。
【0042】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
トラッキングバッファより大きなサイズのトラッキング
データを、待機系のプロセスコントローラに送信完了ま
での待ち時間を最小限に抑えて転送することが可能とな
る。また、トラッキングデータ転送時に異常が発生した
場合、演算処理装置のプロセス制御の実行に影響を与え
ることなく異常時のリトライ処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るプロセスコン
トローラシステムの稼働系のプロセスコントローラによ
るトラッキングデータの転送処理の説明図。
【図2】本発明の第1の実施の形態における稼動系のプ
ロセスコントローラの演算処理装置の処理内容を示すフ
ローチャート
【図3】本発明の第1の実施の形態におけるトラッキン
グインターフェースの処理内容を示すフローチャート。
【図4】本発明の第2の実施の形態に係るプロセスコン
トローラシステムの稼働系のプロセスコントローラと待
機系のプロセスコントローラとの間でのトラッキングデ
ータの転送処理の説明図。
【図5】本発明の第2の実施の形態におけるトラッキン
グデータの送信で異常が発生した場合の稼動系のトラッ
キングインターフェースの処理内容のフローチャート。
【図6】本発明の第2の実施の形態におけるトラッキン
グデータの送信で異常が発生した場合の待機系のトラッ
キングインターフェースの処理内容のフローチャート。
【図7】二重化された2台のプロセスコントローラを有
したプロセスコントローラシステムの概略構成図。
【符号の説明】
11…プロセスコントローラ、12…プラント、13…
電源モジュール、14…トラッキングインターフェー
ス、15…演算処理装置、16…CPUモジュール、1
7…トラッキングバス、18…I/Oバス、19…拡張
ユニット、20…拡張バッファモジュール、21…入出
力モジュール、22…トラッキングバッファ、23…送
信バッファ、24…受信バッファ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 二重化された2台のプロセスコントロー
    ラの稼動系のプロセスコントローラから待機系のプロセ
    スコントローラに一周期毎にトラッキングデータを転送
    し、両系の制御データを同一化するプロセスコントロー
    ラシステムにおいて、トラッキングデータの転送の際に
    トラッキングデータが書き込まれる2分割されたトラッ
    キングバッファと、転送しようとするトラッキングデー
    タが2分割された一つのトラッキングバッファの容量よ
    り大きい場合は前記トラッキングデータを分割して2分
    割されたトラッキングバッファに交互に書込む演算処理
    装置と、2分割されたトラッキングバッファに書き込ま
    れたトラッキングデータを待機系のプロセスコントロー
    ラに転送するトラッキングインターフェースとを備えた
    ことを特徴とするプロセスコントローラシステム。
  2. 【請求項2】 2分割されたトラッキングバッファのト
    ラッキングデータがブロック単位に分割されて書き込ま
    れる送信バッファを設け、前記トラッキングインターフ
    ェースは、分割されたブロック単位でトラッキングデー
    タを待機系のプロセスコントローラに転送し、トラッキ
    ングデータの転送異常が発生した場合には、分割された
    ブロック単位でリトライ処理を行うことを特徴とする請
    求項1に記載のプロセスコントローラシステム。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016057911A (ja) * 2014-09-10 2016-04-21 株式会社東芝 二重化制御システム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016057911A (ja) * 2014-09-10 2016-04-21 株式会社東芝 二重化制御システム

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