JPH03232397A - バックアップ切替方式 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、例えばサイクリックスキャン伝送システムに
おける現用、待機用マスタステーションの切替に好適な
バックアップ切替方式に関する。

（従来の技術） 従来、この種の伝送システムにおけるバックアップ切替
には、２つの方式が知られている。第１の方式は、伝送
路の上位コントローラが現用マスタステーションと待機
用マスタステーションとの双方からエラー情報を受は取
り、エラー発生情況を判断し、一方下位の現用マスタス
テーションと待機用マスタステーションはその命令に従
って、現用マスタステーション側ではダウン状態へと移
行し、待機用マスタステーション側では稼動状態へ移行
するものである。

第２の方式は、カウンタと自己テスト機能によって、現
用マスタステーションと待機用マスタステーションとが
個々に切替を判断するものである。

（発明が解決しようとする課題） 上位コントローラによる切替方式では、現用マスタステ
ーションの異常に素早く対応するため、上位コントロー
ラは短周期で現用マスタステーションのエラー検出情報
をチエツクするが、あるいは異常要因発生時に現用マス
タステーションからの割込みを受けてエラー情報をチエ
ツクしなければならない。

しかし、上位コントローラはシステム全体のコントロー
ルを行なっており、このような動作を行なうことは負担
が多く、また上位コントローラが設けられていない構成
の場合、マスタステーションのバラアップを行なうこと
ができない。

また、上位コントローラの影響なしに切替が行なえるカ
ウンタとテスト機能による切替方式では、現用マスタス
テーションがタウンしてから、待機用マスタステーショ
ンが現用として立ち上がるまでに、待機用マスタステー
ション側では、伝送路の一定時間以上の無信号状態の検
出や自己テスト等に時間を要し、迅速な制御を要するシ
ステムではシステム全体の動作に悪影響を与える。

本発明は、上述の問題点に鑑み成されたものであり、そ
の目的とするところは上位コントローラの影響なしに切
替の行なえる後者の方式を更に高速化すると共に、シス
テム全体の信頼性を高めることができるバックアップ切
替方式を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は、上記の目的を達成するために、伝送を制御
する現用マスタステーションと、前記現用マスタステー
ションに異常が起きた際にそのバックアップとして機能
する待機用マスタステーションと、複数台のリモートス
テーションと、これらのステーション間でデータを伝送
する伝送路とを備え、前記現用マスタステーションから
のポーリングにより、マスタステーションとリモートス
テーションとの間で伝送フレームの交信を行う伝送シス
テムにおけるバックアップ切替方式であって、 前記現用マスタステーションは、自己の異常を検出する
と伝送を停止して何もしないダウン状態へと移行する一
方、 前記待機用マスタステーションは、前記伝送路が無信号
状態となることに基いて現用マスタステーションの異常
を検出してバックアップ動作を開始するバックアップ切
替方式において、前記現用マスタステーションと待機用
マスタステーションとの間を専用の信号線で結び、前記
現用マスタステーションの側では自己異常の検出を前記
専用信号線を介して直ちに前記待機用マスタステーショ
ンに伝える一方、前記待機用マスタステーションの側で
は前記専用信号線を介して現用マスタステーション側の
異常が検出された場合にあってもバックアップ動作を開
始することを特徴とするものである。

（作用） このような構成によれば、現用マスタステーションと待
機用マスタステーションとの間を専用の信号線で結び、
現用マスタステーションの側では自己異常の検出を専用
信号線を介して直ちに待機用マスタステーションに伝え
る一方、待機用マスタステーションの側では専用信号線
を介して現用マスタステーション側の異常が検出された
場合にあってもバックアップ動作を開始するため、現用
マスタステーションに異常が発生した場合、無信号状態
の確認を待つことなく、直ちにバックアップ動作を開始
することができる。

また、待機用マスタステーションが現用マスタステーシ
ョンの異常を検出する手段が二重化され、バックアップ
切替がより信頼性の高いものとなる。

（実施例） 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。

この実施例はコントロールセンタを制御するシステムに
関する。なお、コントロールセンタとはモータの開閉保
護を行なうユニットを複数配置した配電盤で、プラント
等の現場のモータの開閉等に用いられる。

第１図は本実施例の全体構成図である。マスタステーシ
ョンＩＡとＩＢは１台が現用マスタステーションとて使
用され、他の１台が待機用マスタステーションとして使
用される。

マスタステーション１とＩＢとの間には、信号線２Ａと
２Ｂとが配されており、信号線２Ａはマスタステーショ
ンＩＡが出力してマスタステーションＩＢに入力する信
号線、信号線２Ｂはその逆方向の信号線であり、現用マ
スタステーションである方が自分の出力する信号線に“
Ｈ”を出力し、待機用マスタステーションは“Ｌ”を出
力する。

さらに、マスタステーションＩＡとＩＢは伝送路３に接
続される。伝送路３は複数台のコンロールセンタ用リモ
ートステーション４と複数台の現場操作用リモートステ
ーション５に接続される。

伝送路３は、例えば、伝送用の２本の信号ラインを含み
ステーションＩＡ、Ｉ　Ｂ、４．５間で直列データ（信
号）を伝送する。

マスタステーションＩＡとＩＢはシステムバス６を介し
てシステム全体を制御する上位コントローラ７に接続さ
れる。

マスタステーションＩＡ、ＩＢと上位コントローラ７は
、システム全体を監視するためにオペレータが常駐する
中央操作室等に配置される。

理解を容易にするため、この実施例では、マスタステー
ションＩＡを現用マスタステーション。

マスタステーションＩＢを待機用マスタステーションと
して説明する。

現用マスタステーションＩＡは上位コントローラ７から
操作データを受信し、受信した操作データを伝送路３を
介してリモートステーション４５に送信する。

現用マスタステーションＩＡは、リモートステーション
４．５に送信された状態データを伝送路３を介して受信
し、受信した状態データを上位コントローラ７に伝達す
る。

コントロールセンタ８を構成する各ユニットには、コン
トロールセンタ用リモートステーション４、多機能型保
護リレー９．電磁接触器１０が収納されている。

コントロールセンタ用リモートステーション４は、伝送
路３を介して現用マスタステーションＩＡ及び現場操作
用リモートステーション５より送られてくる操作信号等
を受信し、これを多機能型保護リレー９に供給する。

多機能型保護リレー９は、この操作信号に応答して誘導
電導機１１の主回路１２と電磁接触器１０を開閉し、誘
導電導機１１の始動・停止を制御する。

コントロールセンタ用リモートステーション４は、多機
能型保護リレー９より送られる誘導電導機１１の状態信
号、主回路電流値、故障状態信号を、伝送路３を介して
マスタステーションＩＡ。

ＩＢ及び現場操作用リモートステーション５に送信する
。

現場操作用リモートステーション５は対応する誘導電導
機１１に近接して配置され、誘導電導機１１を始動・停
止させるための操作信号をマスタステーションＩＡ、Ｉ
Ｂ及びコントロールセンタ用リモートステーション４に
送信し、コントロールセンタ用リモートステーション４
より誘導電導機１１の状態データを受信する。

現場操作用リモートステージコン５は受信データに応答
し、誘導電導機１１の状態を表示するランプを点灯させ
る。

第２図に、マスタステーションＩＡとＩＢの構成を示す
。マスタステーションＩＡはＣＰＵｌ０Ａ、直列データ
伝送部１１Ａ、メモリ１２Ａを備えている。

直列データ伝送部１１Ａは、パルストランス１３Ａを介
して伝送路３に接続され、ＣＰＵＩＯＡはデュアルポー
トメモリ１４Ａに接続され、デュアルポートメモリ１４
Ａの他の端子にはシステムバス６が接続される。

マスタステーションＩＡ、ＩＢに１［されたシステムバ
ス６は、バスコントロール回路１５により上位コントロ
ーラ７に接続されたシステムバス６と接続される。

ステーション間の信号の授受は、現用マスタステーショ
ンＩＡのポーリングによって制御される。

デュアルポートメモリ１４Ａは伝送容量に等しい伝送用
データ領域を備える。伝送用データ領域はトーカ領域と
、リスナ領域を含む。

さらに、このデュアルポートメモリ１４Ａはトーカ領域
とりスナ領域の各アドレスについて、エラー情報を記憶
するエラー情報領域を有する。

デュアルポートメモリ１４Ａのトーカ領域の各アドレス
の位置は、例えば２バイトの記憶容量を有し、対応する
リモートステーション４，５へ送信するデータが上位コ
ントローラ７等によって書込まれる。

リスナ領域の各アドレス位置は、例えば２バイトの記憶
容量を有し、対応するリモートステーションから受信し
たデータを格納する。

エラー情報領域の各アドレス位置は、例えば、１バイト
の記憶容量を有し、伝送エラー発生の有無、伝送エラー
の種類等を記憶する。

上位コンローラ７は、システムバス６を介してデュアル
ポートメモリ１４Ａの記憶内容をリード・ライトでき、
これによりシステム全体の制御を行なうことができる。

デュアルポートメモリ１４Ａのトーカ領域とリスナ領域
のアドレス毎に１台のステーションがトーカ、１台の又
は複数台のステーションがリスナとして予め定められて
いる。

前記トーカ領域のアドレスについては現用マスタステー
ションＩＡがトーカとなり、また前記リスナ領域のアド
レスについては現用マスタステーションはリスナとなる
。

待機用マスタステーションＩＢは現用マスタステーショ
ンＩＡと実質的に同一の構成を有し、そのデュアルポー
トメモリ１４Ｂは現用マスタステーションＩＡのデュア
ルポートメモリ１４Ａと同一アドレスで同一容量の伝送
用の領域を有する。

待機用マスタステーションＩＢは、平常時は、すべての
トーカアドレス及びリスナアドレスに対してリスナ局と
して動作し、受信したデータをデュアルポートメモリ１
４Ｂに格納し、現用マスタステーションＩＡに異常があ
った時にすぐに切替われるように待機している。

第３図に、実施例におけるデータの流れを示す。

現用マスタステーションＩＡは、前記伝送用のデータ領
域のアドレスを伝送路３に送出（ポーリング）し、送出
されたアドレスに応答し、トーカであるステーションは
データを送信し、リスナであるステーションがそのデー
タを受信する。

現用マスタステーションＩＡは伝送領域のアドレスを順
次出力し、最終アドレスまで出力すると、再び先頭アド
レスから順次出力する動作を繰り返す。

以下、第４図〜第８図のフローチャートを参照して、現
用マスタステーションＩＡのバックアップがどのように
実現されているかを説明する。

まず、第４図を参照し、現用マスタステーションＩＡの
伝送制御動作を説明する。

まず、現用マスタステーション１Ａはその初期化におい
て、信号線２Ａに“Ｈ”を出力する（ステップ４０）。

伝送サイクルに入ると、現用マスタステーションＩＡは
送信するアドレス情報を作成しくステップ４１）、これ
を送信する（ステップ４２）。

その後、送信タイムアウトの発生の有無等をチエツクす
ることにより、送信動作時のエラー発生の有無がチエツ
クされる（ステップ４３）。

エラーが発生していない場合、現用マスタステーション
ＩＡは出力したアドレスがトーカ領域のアドレス（トー
カアドレス）であるか、リスナ領域のアドレス（リスナ
アドレス）であるかを判断し、対応する処理に分岐する
（ステップ４４）。

出力したアドレスがトーカアドレスの場合、現用マスタ
ステーションＩＡはデアアルボートメモリ１４の該当ア
ドレス位置からデータを読み出し、送信するトーカ処理
を行なう（ステップ４５）。

一方、出力したアドレスかりスナアドレスの場合、現用
マスタステーションＩＡは該アドレスに応答してリモー
トステーション４，５から送出されるデータを受信し、
エラーなく受信できた場合、データ領域の該アドレスに
受信データを格納するリスナ処理を行なう（ステップ４
６）。

トーカ処理（ステップ４５）またはリスナ処理（ステッ
プ４６）が実行された後、トーカ処理またはリスナ処理
においてエラーが発生したか否かがチエツクされる（ス
テップ４７）。

エラー発生の有無は例えばパリティ−チエツクＣＲＣチ
エツク、オーバーフレーミングの有無オーバーライドエ
ラー発生の有無、リスナ処理においてデータが全く受信
できずにタイムアウトが生じたか否か等に基づいて行わ
れる。

エラーが発生していない場合、コントロールは正常終了
処理を行なう（ステップ４８）。この正常処理では、リ
スナ処理が正常に行なわれた場合には、エラーカウンタ
のカウント値をリセットする。

この実施例では、トーカ処理が正常に行なわれてもエラ
ーカウンタをクリアしない。トーカ処理にエラーが発生
する可能性が極めて低いからである。

正常終了処理が終了すると、コントロールはステップ４
１にリターンし、伝送メモリの次のアドレスについて前
述と同様な処理を行なう。

送信処理（ステップ４２）、トーカ処理（ステップ４５
）、リスナ処理（ステップ４６）で、タイムアウトや受
信データのエラー等が発生した場合、ステップ４３．４
７でエラー発生が検出され、エラーフラグが立てられ、
コントロールはステップ４９のエラー処理に進む（ステ
ップ４９）。

ステップ４９のエラー処理を第５図のフローチャートを
参照して説明する。まず、現用マスタステーションＩＡ
は該アドレスでエラーの有ったことをデュアルポートメ
モリ１４のエラー情報エリアの対応アドレス位置に書き
込み、上位コントローラに知らせ（ステップ５１）、エ
ラーカウンタをインクリメントする（ステップ５２）。

その後、エラーカウンタのカウント値が読み出され、カ
ウント値と予め定められた基準値が比較される（ステッ
プ５３）。

ここで、カウント値が基準値以下の場合には、エラー処
理（ステップ４８）は終了し、コントロールは第５図の
フローチャートのステップ４１にリターンする。

エラーカウンタのカウント値が基準値より大きい場合に
は、現用マスタステーションＩＡは、エラーの原因が自
局によるものかどうかを調べるため、自己の伝送回路を
セルフチエツクする（ステップ５４）。このセルフチエ
ツクは第８図のフローチャートに示される手順で行なわ
れる。

第８図のフローチャートを参照してセルフチエツク動作
を説明する。まず、現用チエツクカウンタのカウント値
とテストデータを初期化（０をセット）シ（ステップ８
０１）、その後現用マスタステーションＩＡは自己の送
信動作と受信動作を共に可能とする（ステップ８０２）
。

現用マスタステーションＩＡはテストデータを直列デー
タ伝送部１１Ａ、パルストランス１３Ａを介して伝送路
３に出力しくステップ８０３）、出力データを自身で受
信する（ステップ８０５）。

現用マスタステーションＩＡは送信と受信が成功したか
否か、送信データと受信データが等しいか否かをチエツ
クする（ステップ８０４，８０６゜８０７）。

現用マスタステーションＩＡは送信と受信が成功し、送
信データと受信データとが等しい時、チエツクカウンタ
をインクリメントする（ステップ８０８）。

次に、テストデータがインクリメントされ（ステップ８
０９）、テストデータが最大値Ｎより大きいか否かが判
断される（ステップ８１０）。

テストデータがＮ以下の場合、コントロールはステップ
８０３にリターンし、ステップ８０３〜８０９の処理を
テストデータの０〜ＮまでＮ＋１回繰り返し実行する。

Ｎ＋１回セルフチエツクが行なわれると、コントロール
はステップ８１０に進む。ステップ８１０では、セルフ
チエツクが成功した数、すなわちチエツクカウンタのカ
ウント値と予め定められた基準値（Ｍ＞−Ｎ）より大き
いか否かが判断される。

チエツクカウンタのカウント値が基準値Ｍ（Ｍ≦Ｎ）よ
り大きい時には、セルフチエツク成功とし、セルフチエ
ツク成功フラグをセットする（ステップ８１２）。

カウント値がＭ以下の時セルフチエツク不成功と判断し
、セルフチエツク成功フラグをリセットする（ステップ
８１３）。

その後、送受信が一旦禁止され（ステップ８１４）、コ
ントロールは第５図のフローチャートのステップ５５に
リターンする。

第５図のステップ５５では、デュアルポートメモリのセ
ルフチエツク成功フラグからセルフチエツク（ステップ
５４）の正否を判定する（ステップ５５）。

ここで、セルフチエツク成功フラグがセットされ、セル
フチエツクが成功の時は、自己異常ではないとしてエラ
ーカウンタをクリアしくステップ５９）、上位コントロ
ーラには連続エラーがあったことのみを知らせる（ステ
ップ５１０）。

セルフチエツク成功フラグがリセットされ、セルフチエ
ツクが不成功の時には、現用マスタステーションＩＡは
自己異常としてダウンする旨を上位コントローラに伝え
（ステップ５６）、信号線２Ａに“Ｌ”を出力して待機
用マスタステーションＩＢに異常を知らせ（ステップ５
７）、現用マスタステーションとしての動作を停止する
（ステップ５８）。

次に、待機用マスタステーションの動作を第６図、第７
図、第９図を参照して説明する。

待機用マスタステーションＩＢは、現用マスタステーシ
ョンＩＡの異常を検出するのに２通りの手段を有する。

１つは、無信号カウンタとセルフチエツクによる方法で
あり、もう１つは本発明の特徴である信号線ＩＡの立ち
下りの検出による方法である。

まず、１番目の方法について説明する。待機マスタステ
ーションＩＢは常時伝送路３を監視し、アドレス受信待
ちの際、タイマをスタートしくステップ６１）、アドレ
スの受信を待つ（ステップ６２）。

タイマは一定時間毎に後述する割込信号を出力し、アド
レス受信待ちの間、無信号カウンタはカウント値を更新
する。

アドレスが受信されると、コントロールはステップ６３
に進み、タイマがストップされ、無信号カウンタがクリ
アされる（ステップ６３）。

その後、正常受信されたか否かがチエツクされ（ステッ
プ６４）、受信内容がアドレスか否かがチエツクされる
（ステップ６５）。

伝送エラー等により、アドレスを受信せずに、データを
受信したような場合には、そのデータは無視され、コン
トロールはステップ６１にリターンする（ステップ６５
）。

受信内容がアドレスの場合には、第４図のステップ４６
．４７と同様に、リスナ処理とエラーチエツクが成され
る。（ステップ６６．６７）。

リスナ処理がエラーなく行なわれた場合、第４図のステ
ップ４８と同様に、正常終了処理が成さしくステップ６
８）、コントロールはステ・ツブ６１にリターンする。

リスナ処理でエラーが発生した場合、エラー発生の事実
をデュアルポートメモリ１４の所定領域にストアする（
ステップ６９）。

一方、タイマの割込に応答して、第７図に示される割込
処理が行なわれると、この割込に応答して、無信号カウ
ンタがインクリメントされる）ステップ７１）。

次に、無信号カウンタのカウント値が予め定められた基
準値より大きいか否かが判断される（ステップ７２）。

小さい場合コントロールはリターンする。大きい場合、
伝送路３上の無信号期間が許容できる範囲を越えている
ことを意味し、現用マスタステージＩＡが故障している
ことを意味する。

この場合、待機用マスタステーションＩＢは第８図に示
される伝送回路のセルフチエツクを行なう（ステップ７
３）。

セルフチエツクが成功した場合、待機マスタステーショ
ンは、第４図、第５図に示される現用マスタステーショ
ンとしての動作を開始しく現用マスタステーションに切
替わる）、一方待機マスタステーションはデュアルポー
トメモリ１４Ｂに保持されたデータに基づいて、制御を
行なう。

セルフチエツクの結果が不成功の場合、待機マスタステ
ーションＩＢは自己異常と見做して、内部カウンタのカ
ウント値を更新する。

何回か同様の動作が発生し、内部カウンタのカウント値
が一定の値を越えると、待機用マスタステーションＩＢ
はその事実をコントローラ７に通知しダウンする（ステ
ップ７６）。

次に、信号線２Ａの立ち下りによる方法について説明す
る。本実施例では、この信号線２Ａの立ち下りが起こる
と、第９図の割込処理が起動される。

まず初めに、待機用マスタステーションＩＢは、信号線
２Ａの立ち下りが本当に正しいかどうかを再確認しくス
テップ９１．９２）、正しければ直ちに信号線２Ｂを“
Ｈ”にし、待機用マスタステーションＩＢがバックアッ
プ切替を行なうことを通知しくステップ９３）、現用マ
スタステーションに切替わる。

通常、上記信号線２Ａの立ち下りによる異常検出の方が
、前述の無信号カウンタとセルフチエツクによる異常検
出よりも早いため、マスタステーションの切替は信号線
２Ａの立ち下りにより起動されるが、信号線２Ａ自体に
異常がある場合などは、無信号カウンタとセルフチエツ
クによる方法か有効となる。

この発明は、上記実施例に限定されず、種々の変更が可
能である。

［発明の効果］ 以上の説明のように、この発明によれば、より早くバッ
クアップ切替が行われ、上位コントローラはマスタステ
ーションの切替が行なわれたことを意識せずにシステム
を制御することも可能ととなり、システム全体の動作に
対する影響が軽減され、システム全体の信頼性が向上す
る。

また、異常を検出する手段を二重化したことにより、よ
り信頼性の高いバックアップ切替が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係わる伝送システムの構
成を示すブロック図、第２図は第１図のマスタステーシ
ョンとコントローラの構成を示すブロック図、第３図は
第１図の伝送システムにおけるデータの流れを示すタイ
ミングチャート、第マスタステーションの動作を示すフ
ローチャート、第８図は現用マスタステーション及び待
機用マスタステーションのセルフチエツク動作を示すフ
ローチャート、第９図は待機用マスタステーションの信
号線立ち下りによる割込処理を示すフローチャートであ
る。 ＩＡ、２Ｂ・・マスタステーション ２Ａ　　２Ｂ・・・信号線 ３・・・伝送路 ４．５・・・リモートステーション ６・・・システムバス ７・・・上位コントローラ ８・・・コントロールセンタ ９・・・多機能型保護リレー １０・・・電磁接触器 １１・・・誘導電導機 １２・・・主回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）伝送を制御する現用マスタステーションと、前記
   現用マスタステーションに異常が起きた際にそのバック
   アップとして機能する待機用マスタステーションと、複
   数台のリモートステーションと、これらのステーション
   間でデータを伝送する伝送路とを備え、前記現用マスタ
   ステーションからのポーリングにより、マスタステーシ
   ョンとリモートステーションとの間で伝送フレームの交
   信を行う伝送システムにおけるバックアップ切替方式で
   あって、 前記現用マスタステーションは、自己の異常を検出する
   と伝送を停止して何もしないダウン状態へと移行する一
   方、 前記待機用マスタステーションは、前記伝送路が無信号
   状態となることに基いて現用マスタステーションの異常
   を検出してバックアップ動作を開始するバックアップ切
   替方式において、 前記現用マスタステーションと待機用マスタステーショ
   ンとの間を専用の信号線で結び、前記現用マスタステー
   ションの側では自己異常の検出を前記専用信号線を介し
   て直ちに前記待機用マスタステーションに伝える一方、
   前記待機用マスタステーションの側では前記専用信号線
   を介して現用マスタステーション側の異常が検出された
   場合にあってもバックアップ動作を開始することを特徴
   とするバックアップ切替方式。