JPH01314342A - 機能分散形マイコンシステムのバックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、電力、一般産業全般の機能分散形マイコンシ
ステムにおけるバックアップ装置の改良に関する。

（従来の技術） 最近の計算機システムの急速な進歩により、電力、一般
産業全般において大形プロセスコンピュータから小形の
ミニコンピユータが多種多様な分野に適用されて来てい
る。

一方、急速に進歩して来たＬＳＩ技術によりマイクロプ
ロセッサの機能も格段に向上し、様々な分野で応用され
て来ている。

電力プラント、鉄鋼、化学プラント等において使用され
る各種の制御装置も例外ではなく、従来のハードウェア
のみで構成された制御装置に代ってマイクロプロセッサ
を利用した制御装置を用いることにより、より高度な制
御を実現しようという試みが数多く為されて来ている。

又、ＬＳＩ技術の進歩に伴う高性能なマイクロプロセッ
サが出現したことにより、発電プラントの自動化システ
ム制御の分野においても、必要に応じて複数のマイクロ
コンピュータ（以下マイコンと称する。）を分散配置し
た分散形マイコン制御システムがシステム構成の主流と
なって来ている。

さらに、これに従って、各種計算機及び制御装置間のデ
ータ伝送技術も急速な進歩を成し遂げて来た。

特に最近では、大阪のデータを高速で一度に複数のステ
ーションに同時に伝送可能な回報通信の伝送ができ、か
つ高信頼性の光伝送技術を応用した光データウェイが、
プラントの計算機及び制御装置相互間を結ぶ有効なデー
タ伝送方式として注目され数多く適用されて来ている。

したがって最近では、従来の大型計算機による集中形制
御システムから複数のマイコンを機能単位に分散配置さ
せて、その間を高速の光データウェイにより結合させる
機能分散形マイコンシステムに移項する傾向となって来
ている。

しかし、前記機能分散形マイコンシステムとしても１分
散により、１台のマイコンにかかる重要度の比重は、危
険分散の形で分散されたとはいえ、前記機能分散形マイ
コンの内いずれか１台が、故障した場合１部分的なシス
テムダウンからプラント全体のシステムダウンや誤制御
によるプラントの重大事故に波及することが考えられる
。

したがって、この様な故障に対するバックアップも充分
考慮されていかなければならないのが現状である。

次に、従来の機能分散形マイコンシステムのバックアッ
プ方式について、第３図と第４図を用いて説明する。

従来の機能分散形マイコンシステムのバックアップ方式
の構成は第３図の様に機能分散形マイコン１−１〜１−
Ｎと下位に設けられたサブループコントローラ６−１〜
６−Ｎは、常用光データウェイ５を中心にしてデータを
伝送するためｊそれぞれに機能分散形マイコン伝送イン
ターフェイス３−１〜３−Ｎとサブループコントローラ
用伝送インターフェイス７−１〜７−Ｎを経由して前記
常用光データウェイ５により結合されてプラントの通常
運転における制御を実施している。

又、この第３図の機能分散形マイコンシステムのバック
アップ方式では、前記機能分散形マイコン１−１〜１−
Ｈに対し、それぞれに同一機能のバックアップ用マイコ
ン２−１〜２−Ｎを設け、バックアップ用マイコン伝送
インタフェイス４−１〜４−Ｎを経由して常用光データ
ウェイ５に結合されている。

すなわち、この方式は各機能のマイコンに対し１台づつ
バックアップ用マイコンを設けた１対１のバックアップ
方式である。

一方、従来より用いられているもう一つのバックアップ
方式として、第４図の機能分散形マイコンのバックアッ
プ方式がある。これは、通常のプラント運転の構成であ
る機能分散形マイコン１−１〜１−Ｎと下位に設けられ
たサブループコントローラ６−１〜６−Ｎと常用光デー
タウェイ５と機能分散層伝送インターフェイス３−１〜
３−Ｎとサブループコントローラ用伝送インターフェイ
ス７−１〜７−Ｈにおいて、前記機能分散形マイコン１
−１〜１−Ｎに対し１台のバックアップ用マイコン２を
設け、前記常用データウェイ５とバックアップ用マイコ
ン伝送インターフェイス４により結合するバックアップ
方式である。

すなわち、この方式は、各機能のマイコン複数台に対し
、１台のバックアップ用マイコンを設けたｎ対１のバッ
クアップ方式である。

しかし、第３図の１対１のバックアップ方式の場合は、
各機能分散マイコンの２倍の装置が必要となるため設置
スペース及びコストの面で問題が生じる。又、第４図の
ｎ対１のバックアップ方式の場合は、故障したマイコン
の機能プログラム及びプラントデータをバックアップ用
マイコンに新規にロードする必要があるためデータ伝送
時間を含めたバックアップ時間がかるため、プラント制
御に支障が生じる恐れがある。

（発明が解決しようとする課題） 以上述べた通り、従来の機能分散形マイコンシステムの
バックアップ方式の第３図の様な各マイコン機能単位に
１台づつバックアップ用マイコンを設けるのでは、プラ
ント建設時の設置スペース及びコストが増大するため得
策とはいえない。

又、第４図の様な機能単位に設けられた複数のマイコン
に対し、１台のバラアップ方式を設けた方式の場合は、
故障したマイコンの機能プログラム及びプラントデータ
をバックアップ用マイコンにロードして立ち上げるまで
に時間が、かかるためマイコンの故障時のバックアップ
が遅れるのでプラント制御に支障が生じ、プラントの運
転を安全かつ安定に維持することができなくなり重大な
事故に波及することが考えられる。

なお、複数のマイコンにより構成した機能分散形マイコ
ンシステムのｎ対１の従来のバックアップ方式における
問題点は、前記マイコンの内いずれか１台故障時におい
て、故障発生信号を検出後、故障したマイコン機能を確
認してから、その故障マイコン機能のプログラムと大量
のプラントデータをバックアップ用マイコンに伝送しロ
ードしてから立ち上げるためバックアップ完了迄に長時
間を費いやしているため、プラントの制御及び監視に長
い空白時間を生じさせていることである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） そこで、本発明は複数のマイコンを機能単位に分散して
配置させその間を高速の光データウェイにより結合させ
る機能分散形マイコンシステムにおいて、前記機能分散
形マイコンの内いずれか１台が故障した場合は、バック
アップ専用に設けたバックアップ専用光データウェイと
バックアップ用マイコンとバックアップ専用伝送インタ
ーフェイス及び故障判断機能を内蔵した共有メモリ装置
により構成されたｎ対１の機能分散形マイコンシステム
のバックアップ装置により、瞬時に前記の故障したマイ
コンのバックアップを行なうので、プラントの制御等に
支障を与えない様にすることにより、プラントのシステ
ムダウン等への波及を防ぐと共に安全かつ安定なプラン
トの運転を維持することである。

（作用） 本発明は、機能分散形マイコンシステムのバックアップ
装置として、高速データ伝送を可能とするためのバック
アップ専用の光データウェイと、常時最新データをメモ
リ゛するため各マイコン機能のデータメモリエリアと同
じデータメモリエリアの容量を備えたバックアップ専用
共有メモリ装置及び故障したマイコン機能を瞬時に立ち
上げるため各マイコン機能のプログラムと同一のプログ
ラム内容とメモリ容量を備えたバックアップ用マイコン
を組み合わせるので、前記マイコン故障時には、瞬時に
バックアップを行うことができる。

（実施例） 以下、本発明について、第１図及び第２図を参照して説
明する。

第１図は、本発明のバックアップ装置を設けた機能分散
マイコンシステムの基本構成図であり、機能分散形マイ
コン１−１〜１−Ｎと下位に設けられたサブループコン
トローラ６−１〜６−Ｎと常用光データウェイ５と相互
間を結合するための機能分散形マイコン伝送インターフ
ェイス３−１〜３−Ｎ及びサブループコントローラ用伝
送インターフェイス７−１〜７−Ｎの従来の構成に加え
て、バックアップ用マイコン２とバックアップ用マイコ
ン伝送インターフェイス４と故障判断機能９を内蔵した
バックアップ専用共有メモリ装置ｉ！８とバックアップ
専用データ入力用伝送インターフェイスｌＯとバラアッ
プ用マイコンデータ出力用伝送インターフェイス１１と
バックアップ用マイコンデータ入力用伝送インターフェ
イス１２とバックアップ専用光データウェイ１３及びバ
ックアップ専用データ出力用伝送インターフェイス１４
−１〜１４−Ｎの本発明により付加した機能分散形マイ
コンシステムのバックアップ装置１７で構成される。

なおバックアップに関するデータは第１図の機能分散形
マイコン１−１〜１−Ｎから、バックアップ専用データ
出力用伝送インターフェイス１４−１〜１４−Ｎを経由
しバックアップ専用光データウェイ１３により、バック
アップ用データ入力ルート１６により、バックアップ専
用データ入力用伝送インターフェイスｌＯより故障判断
機能９を経由してバックアップ専用共有メモリ装置８に
送られメモリされている。

又、前記のバックアップ専用共有メモリ装置８からのバ
ックアップ用データは前記のバックアップ用マイコン２
に、バックアップマイコン用データ入力ルート１５によ
り送信されメモリされるようになっている。

次に、第２図の本発明の一実施例を用いて説明する。第
２図は、本発明の機能分散形マイコンシステムのバック
アップ装置を設けた機能分散形マイコンの基本システム
構成の一実施例を示す図であり、Ａ機能マイコン２０と
Ｂ機能マイコン２１とＣ機能マイコン２２の機能分散形
マイコンと下位のサブループコントローラ６−１〜６−
Ｎと、前記マイコン及びコントローラ間を結合する常用
光データウェイ５と機能分散形マイコン伝送インターフ
ェイス３−１〜３−３及びサブループコントローラ用伝
送インターフェイス７−１〜７−Ｎの従来構成に加えて
、本発明の付加装置であるバックアップ専用データウェ
イ１３とバックアップ専用データ出力用伝送インターフ
ェイス１４−１〜１４−３とバックアップ用マイコン２
とバックアップ用マイコン伝送インターフェイス４と故
障判断機能９を内蔵したバックアップ専用共有メモリ装
置８とバックアップ専用データ入力伝送インターフェイ
ス１０とバックアップ用マイコンデータ出力用伝送イン
ターフェイス１１とバックアップ用マイコンデータ入力
用伝送インターフェイス１２で構成される。

又、第２図における。へ機能マイコン２０とＢ機能マイ
コン２１及びＣ機能マイコン２２には、それぞれに各機
能のマイコンに必要なプログラムの内容を記憶するＡ機
能プログラムメモリエリア２３とＢ機能プログラムメモ
リエリア２４及びＣ機能プログラムメモリエリア２５と
、プラントの制御に関係するデータを記憶するＡ機能デ
ータメモリエリア２６とＢ機能データメモリエリア２７
及びＣ機能データメモリエリア２８を内蔵している。

さらに、前記のへ機能プログラムメモリエリア２３とＢ
機能プログラムメモリエリア２４及びＣ機能プログラム
メモリエリア２５は、前記のバックアップ用マイコン２
の中に同様なプログラムメモリエリアが確保されあらか
じめ各機能のマイコンと同じプログラムの内容が書き込
まれ記憶されている。

一方、前記のへ機能データメモリエリア２６とＢ機能デ
ータメモリエリア２７及びＣ機能データメモリエリア２
８は、前記のバックアップ専用共有メモリ装置８の中に
同様なデータメモリエリアが確保され、前記マイコンと
同じ内容の最新データが常時書き込れる様になっている
。

なお前記バックアップ用マイコン２のバックアンプマイ
コンデータインプットエリア２９には、前記バックアッ
プ専用共有メモリ装置８の中のへ機能データメモリエリ
ア２６とＢ機能データメモリエリア２７及びＣｍ能デー
タメモリエリア２８のいずれかが故障時にバックアップ
ロードされる様に対応している。

次に、バックアップ用データの流れについて説明する。

第２図において、プラント通常運転時は、Ａ機能マイコ
ン２０とＢ機能マイコン２１とＣ機能マイコン２２の機
能分散形マイコンと下位に設けられた、サブループコン
トローラ６−１〜６−Ｎにより。

それぞれ相互間のデータは、常用光データウェイ５を中
心に、機能分散形マイコン伝送インターフェイス３−１
〜３−３とサブループコントローラ用伝送インターフェ
イス７−１〜７−Ｎを経由して、前記Ａ機能マイコン２
０のへ機能データメモリエリア２６とＢ機能マイコン２
１のＢ機能データメモリエリア２７とＣ機能マイコン２
２のＣ機能データメモリエリア２８にそれぞれ取り込ま
れデータの内容が記憶されると共に、すでに記憶済みの
前記、Ａ機能マイコン２０のＡ機能プログラムメモリエ
リア２３とＢ機能マイコン２１のＢ機能プログラムメモ
リエリア２４とＣ機能マイコン２２のＣ機能プログラム
メモリエリア２５の内容によりプラント全体の通常運転
時における制御が行なわれている。

なお、この時の機能分散形マイコンシス会ムのバックア
ップ装置１７は、第２図のへ機能マイコン２０のＡＩａ
能データメモリエリア２６とＢ機能マイコン２１のＣ機
能データメモリエリア２７とＣ機能マイコン２２のＣ機
能データメモリエリア２８の各データは、バックアップ
専用共有メモリ装置８の中のへ機能データメモリエリア
２６とＣ機能データメモリエリア２７とＣ機能データメ
モリエリア２８に、バックアップ専用データ出力伝送イ
ンターフェイス１４−１〜１４−３より、バックアップ
専用光データウェイ１３を経由してバックアップ用デー
タ入力ルート１６を通りバックアップ専用データ入力伝
送インターフェイス１０から故障判断機能９を経由して
書き込まれる。

なお、前記Ａ機能マイコン２０のＡ機能データメモリエ
リア２６とＢ機能マイコン２１のＣ機能データメモリエ
リア２７及びＣ機能マイコン２２のＣ機能データメモリ
エリア２８の中のデータが、プラントの制御状態により
変更された場合は、同時にその状変データの内容が前記
のバックアップ専用共有メモリ装置８の中のＡ機能デー
タメモリエリア２６とＣ機能データメモリエリア２７及
びＣ機能データメモリエリア２８に、前記バックアップ
専用光データウェイ１３を経由して送られ書き込む様に
している為、前記Ａ機能マイコン２０とＢ機能マイコン
２１及びＣ機能マイコン２２の最新データを、前記バッ
クアップ専用共有メモリ装５！８の中のＡ機能データメ
モリエリア２６とＣ機能データメモリエリア２７及びＣ
機能データメモリエリア２８に常時書き込むことができ
る。

なお、第２図のＡ機能マイコン２０のへ機能プログラム
メモリエリア２３とＢ機能マイコン２■のＢｆｉ能プロ
グラムメモリエリア２４及びＣ機能マイコン２２のＣ機
能プログラムメモリエリア２５の中のプログラムについ
ては、あらかじめバックアップ用マイコン２の中に設け
られたＡｆｉ能プログラムメモリエリア２３とＢｆｉ能
プログラムメモリエリア２４及びＣ機能プログラムメモ
リエリア２５に、各プログラムの内容が書き込まれてい
るので、瞬時にバックアップ出来る状態になっている。

又、第２図のバックアップ専用共有メモリ装置８の故障
判断機能９は前記Ａ機能マイコン２０とＢ機能マイコン
２１及びＣ機能マイコン２２に対し故障検出用のデータ
を、バックアップ専用光データウェイ１３に定周期で送
信し、そのフィードバックの有無を検出して故障を判断
している。

そこで、もし前述のプラント通常運転状態において、第
２図のＡ機能マイコン２０が故障した場合のバックアッ
プを想定して説明する。

まず第２図において、故障したＡ機能マイコン２０より
の故障データにより、バックアップ専用共有メモリ装置
８の中の故障判断機能９により故障を判断することによ
り、すでに前記バックアップ専用共有メモリ装置８の中
のへ機能データメモリエリア２６には、前記故障直前の
Ａ機能マイコン２０の最新データが書き込まれているの
で、瞬時に前記Ａ機能データメモリエリア２６のデータ
がバックアップ用マイコンデータ出力用伝送インターフ
ェイス１１から、バックアップ専用光データウェイ１３
を経由し、バックアップマイコン用データ入力ルート１
５を通ってバックアップ用マイコンデータ入力用伝送イ
ンターフェイス１２よりバックアップ用マイコン２中の
バックアップマイコンデータインプットエリア２９に書
き込まれて、前記の故障したＡ機能マイコン２０のバッ
クアップを行なうことが出来る。

すなわち１本発明の機能分散形マイコンシステムのバッ
クアップ装置によれば、第２図のＡ機能マイコン２０と
Ｂ機能マイコン２１及びＣ機能マイコン２２の機能分散
形マイコンと下位のサブループコントローラ６−１〜６
−Ｎを、常用光データウェイ５により、機能分散形マイ
コン伝送インターフェイス３−１〜３−３とサブループ
コントローラ用伝送インターフェイス７−１〜７−Ｎを
経由してデータの送受を行なっている機能分散形マイコ
ンシステムによるプラント通常運転状態において、前記
Ａ機能マイコン２０とＢ機能マイコン２１及びＣ機能マ
イコン２２のいずれか１台が故障した場合には、本発明
の前記Ａ機能プログラムメモリエリア２３とＢ機能プロ
グラムメモリエリア２４とＣ機能プログラムメモリエリ
ア２５及びバックアップマイコンデータインプットエリ
ア２９を内蔵したバックアップ用マイコン２と前記の故
障判断機能９とＡ機能データメモリエリア２６とＣ機能
データメモリエリア２７及びＣ機能データメモリエリア
２８を内蔵したバックアップ専用共有メモリ装置ｆｆ８
とバックアップ専用データウェイ１３とバックアップ専
用データ入力用伝送インターフェイス１０とバックアッ
プ用マイコンデータ出力用伝送インターフェイス１１と
バックアップ用マイコンデータ入力用伝送インターフェ
イス１２とバックアップ用マイコン伝送インターフェイ
ス４により構成された１機能分散形マイコンシステムの
バックアップ装置１７により、瞬時に故障したマイコン
のバックアップを行なうことが可能となる。

〔発明の効果〕

以上述べた様に本発明によれば、プラントの通常運転時
から、複数に設けられた機能分散形マイコン内の最新デ
ータを常時バックアップ専用の光データウェイにより、
バックアップ専用の共有メモリ装置に送信しメモリ内に
書き込みを行なっているので、前記機能分散形マイコン
の内いずれか１台故障時には、瞬時にバックアップ専用
共有メモリからバックアップ用マイコンに故障したマイ
コンのデータがロードされ立上げが可能となる。

又、出来るだけバックアップに関するデータを高速に送
信するため、常用の光データウェイとは別に高速伝送を
可能としたバックアップ専用光データウェイを設けてい
るため、マイコン故障時のバックアップ対応も迅速かつ
確実に行なうことが可能となるのでプラント制御異常か
ら重大事故への拡大も最少限に押えることができる。

従って、機能分散形マイコンシステムにおけるＮ対１の
バックアップ方法として１本発明の機能分散形マイコン
システムのバックアップ装置を適用すれば、機能分散形
マイコン故障時のバックアップを短時間で行なうことが
可能となるため、プラントのシステム制御のダウンを防
止できることにより、プラント全体のシステムダウンへ
の波及を防ぐと共に安全なプラントの運転を維持するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の機能分散形マイコンシステムのバック
アップ装置のシステム基本構成図、第２図はその一実施
例としてのシステム構成図、第３図は従来における機能
分散形マイコンシステムのバックアップ方式で１対１の
バックアップ方式の場合のシステム構成図、第４図は従
来における機能分散形マイコンシステムのバックアップ
方式でｎ対１のバックアップ方式の場合のシステム構成
図である。 １・・・機能分散形マイコン ２・・・バックアップ用マイコン ３．４・・・伝送インターフェイス ５・・・常用光データウェイ ６・・・サブコントローラ ８・・・共有メモリ装置 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　第子丸　健 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数のマイクロコンピュータ（以下マイコンと称する。 ）を機能単位に分散して構成した、機能分散形マイコン
   システムにおいて、前記複数のマイコンの内いずれか１
   台が故障した場合には、バックアップ専用に設けられた
   高速データ伝送用のバックアップ専用光データウェイと
   故障判断機能内蔵のバックアップ専用共有メモリ装置と
   バックアップ用マイコン及びバックアップ専用伝送イン
   ターフェイスから構成されるバックアップ装置により、
   前記の故障したマイコン機能を迅速に判断し、その故障
   したマイコンのデータを、前記バックアップ用マイコン
   に瞬時にロードして立ち上げることを特徴とする機能分
   散形マイコンシステムのバックアップ装置。