JPH07334202A - 制御用マイクロコンピュータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 保守ツール７は変更するアプリケーションプ
ログラムを適宜分割して順次保守要求を実行し、全部の
保守要求が完了するとメモリ切替信号を出力する。主制
御部２は、一方のアプリケーションメモリに格納された
アプリケーションプログラムによって制御演算を処理実
行すると共に、保守ツールからの保守要求により前記分
割された変更するアプリケーションプログラムを順次取
り込み、前記他方のアプリケーションプログラムメモリ
へ順次格納する。切替手段２３はメモリ切替信号により
他方のアプリケーションプログラムメモリに格納された
変更するアプリケーションプログラムにより制御演算を
実行するように切替え、一方のアプリケーションプログ
ラムメモリへ変更するアプリケーションプログラムを格
納するように切り替える。 【効果】 装置を停止することなく、保守ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、制御用マイクロコンピ
ュータ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、プロセスデータの入出力処理
およびアプリケーションプログラムによる演算処理を繰
り返し実行することによりプロセス制御を行う制御用マ
イクロコンピュータ装置が知られている。

【０００３】このような制御用マイクロコンピュータ装
置において、アプリケーションプログラムはアプリケー
ションプログラム格納用メモリに連続的に格納されてお
り、制御装置はアプリケーションプログラム格納用メモ
リに格納されているアプリケーションプログラムをメモ
リに格納されている順番に順次解析・実行することによ
り演算処理を実行している。

【０００４】一般に、制御用マイクロコンピュータ装置
内部のアプリケーションプログラムは大容量であり、ア
プリケーションプログラムを変更する場合は、制御装置
に保守ツールを接続してアプリケーションプログラム格
納用メモリの内容を変更することにより行う。

【０００５】図５は、この種の制御用マイクロコンピュ
ータ装置の構成図である。

【０００６】制御用マイクロコンピュータ装置１は、主
制御部２とアプリケーションメモリ３とを備え、主制御
部２には外部のプロセス入出力装置４との間でプロセス
入力信号線５とプロセス出力信号線６で接続され、保守
ツール７と保守信号線８で接続されている。

【０００７】主制御部２は、アドレス信号線９によって
アプリケーションメモリ３と接続され、さらに、主制御
部２はデータ信号線１０によってアプリケーションメモ
リ３と接続されている。そして、読み書き信号線１８が
主制御部２とアプリケーションメモリ３との間に接続さ
れている。

【０００８】まず、初めに主制御部２は、図６に示す処
理手順により、プロセス入出力装置４からプロセス入力
信号線５を介してプロセス入力信号を入力し、入力が終
了すると、プロセス入力信号に基づいてアプリケーショ
ンプログラムによる演算を開始する（１０１，１０
２）。

【０００９】このとき、主制御部２は、アドレス信号線
９を介してアドレス信号Ａ０〜Ａｎ−１を順次アプリケ
ーションメモリ３へ出力してアクセスする。これによ
り、主制御部２はデータ信号線１０を介してプロセス制
御に使用するアプリケーションプログラムを取り込み順
次演算を実行する。

【００１０】そして、主制御部２はアプリケーションメ
モリ３に格納された全てのアプリケーションプログラム
による演算を実行すると、プロセス出力信号線６からプ
ロセス出力信号をプロセス入出力装置４へ出力する（１
０３）。その後、保守ツール７と保守信号線８を介して
対話がされ、次の処理に移行する（１０４）。

【００１１】一方、従来より制御用マイクロコンピュー
タ装置が二重化され、二重化された装置間でタイミング
の同期を図りながら、プロセスデータの入出力処理およ
びアプリケーションプログラムによる演算処理を繰り返
し実行することにより、プロセス制御を行っている同期
二重制御用マイクロコンピュータ装置が知られている。

【００１２】このような制御用マイクロコンピュータ装
置では、常に同一の動作を実行するために両系装置内の
演算処理を行うアプリケーションプログラムが必ず同一
でなければならない。従って、制御装置内のアプリケー
ションプログラムを変更する場合、両系制御装置を同一
のタイミングで同一のアプリケーションプログラムに変
更する必要がある。

【００１３】図７は、上記した同期二重化された制御用
マイクロコンピュータ装置の一例を示す構成図である。

【００１４】図において、二重化された制御用マイクロ
コンピュータ装置１ａ，１ｂには、それぞれ同一構成の
主制御部２ａ，２ｂが設けられ、さらに同一構成のアプ
リケーションメモリ３ａ，３ｂが対応して設けられ、こ
れらの間はアドレス信号線９ａ，９ｂとデータ信号線１
０ａ，１０ｂによって接続されている。

【００１５】主制御部２ａ，２ｂは、１台のプロセス入
出力装置４とそれぞれプロセス入力信号線５ａ，５ｂに
よって接続されると共に、プロセス出力信号線６ａ，６
ｂによって接続され、一方の主制御部２ａは保守ツール
７と保守信号線８によって接続されている。また、主制
御部２ａ，２ｂとアプリケーションメモリ３ａ，３ｂと
の間は、読み書き信号線１８ａ，１８ｂにより接続され
ている。

【００１６】また、主制御部２ａと主制御部２ｂとの間
には、データ交換信号送信制御部１１ａ，１１ｂとデー
タ交換信号受信制御部１２ａ，１２ｂが配置され、これ
らはデータ交換出力信号線１３ａ，１３ｂとデータ交換
入力信号線１４ａ，１４ｂで接続され、相互にデータ交
換信号線１５ａ，１５ｂにより接続されている。

【００１７】まず、二重化された制御用マイクロコンピ
ュータ装置１ａ，１ｂは、図８に示す処理手順によって
主制御部２ａ，２ｂが、データ交換信号送信制御部１１
ａ，１１ｂに対して、データ交換出力信号線１３ａ，１
３ｂを介してデータ交換出力信号（ダミー：意味無信
号）を出力する。

【００１８】データ交換出力信号を検出したデータ交換
信号送信制御部１１ａ，１１ｂは、データ交換信号線１
５ａ，１５ｂを介してデータ交換信号を相手系の制御用
マイクロコンピュータ装置に対して相互に出力する（２
０１ａ，２０１ｂ）。

【００１９】データ交換信号を検出したデータ交換信号
受信制御部１２ａ，１２ｂは、主制御部２ａ，２ｂに対
してデータ交換信号を検出した旨をデータ交換入力信号
線１４ａ，１４ｂを介してデータ交換入力信号を出力す
る（２０２ａ，２０２ｂ）。

【００２０】データ交換出力信号を出力した主制御部２
ａ，２ｂは、相手系制御用マイクロコンピュータ装置１
ａ，１ｂが発信元となるデータ交換入力信号を検出す
る。これにより、主制御部２ａ，２ｂはプロセス入出力
装置４からのデータ入力のための同期がとれたとして、
プロセス入力信号線５ａ，５ｂを介してプロセス入力信
号を同期して入力する（２０３ａ，２０３ｂ）。

【００２１】プロセス入力信号の入力が終了した主制御
部２ａ，２ｂは、プロセス入力信号に従ってアプリケー
ションプログラムによる演算処理を実行する（２０４
ａ，２０４ｂ）。

【００２２】ここで、制御用マイクロコンピュータ装置
１ａのアプリケーションプログラムは、アプリケーショ
ンメモリ３ａに格納されており、また、制御用マイクロ
コンピュータ装置１ｂのアプリケーションプログラム
は、アプリケーションメモリ３ｂに格納されている。

【００２３】主制御部２ａ，２ｂ各々は、アプリケーシ
ョンメモリ３ａあるいはアプリケーションメモリ３ｂを
アクセスし、二重化両系で同一の演算を実行する。

【００２４】アプリケーションプログラムによる同一の
演算処理を実施した主制御部２ａ，２ｂは、プロセス入
力信号の入力のときと同様に、データ交換信号送信制御
部１１ａ，１１ｂおよびデータ交換信号受信制御部１２
ａ，１２ｂ等を用い、プロセス入出力装置４に対するデ
ータ出力を行うための同期処理を実行する（２０５ａ，
２０６ａ，２０５ｂ，２０６ｂ）。

【００２５】プロセス入出力装置４に対するデータ出力
のための同期がとれた主制御部２ａ，２ｂは、プロセス
入出力装置４へプロセス出力信号線６ａ，６ｂを介して
プロセス信号を出力する（２０７ａ，２０７ｂ）。

【００２６】続いて、プロセス入出力装置４に対するプ
ロセス入力信号の入力およびアプリケーションプログラ
ムによる演算、プロセス出力信号の出力が終了した主制
御部２ａ，２ｂは、保守ツール７からの保守信号線８を
介して対話処理をする（２０８ａ，２０８ｂ）。以上の
処理を繰り返す。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示した制御用マイクロコンピュータ装置１では、装置内
のアプリケーションプログラムを変更する場合、一度装
置のプロセス制御自身を停止状態とした後、装置内のア
プリケーションプログラムを変更し再び制御を再開させ
ることとなり、制御システム全体の機能停止状態を発生
させてしまうという問題がある。

【００２８】すなわち、制御用マイクロコンピュータ装
置１がプロセス制御の実行中は、アプリケーションプロ
グラムによる演算が高速に繰り返し実行されている。従
って、装置のプロセス制御周期に影響を与えることな
く、アプリケーションプログラムを変更するためには、
変更後のアプリケーションプログラム情報を保守ツール
７を用いてより小量づつに分割して装置のアプリケーシ
ョンメモリ３に格納することが望ましい。

【００２９】ところが、アプリケーションプログラムメ
モリ３に変更前／後のアプリケーションプログラムを混
在させると、意図する演算が実施されず、装置として誤
演算、誤出力が行われる可能性がある。

【００３０】この状態を避けるために、制御用マイクロ
コンピュータ装置１のアプリケーションプログラムを変
更する場合には、変更後の全てのアプリケーションプロ
グラム情報をメモリに一括書き込みする必要があるが、
この一括書き込みには多くの処理時間が必要となり、そ
の処理時間中は制御用マイクロコンピュータ装置１の演
算機能を停止せざるを得ない。

【００３１】このため、制御用マイクロコンピュータ装
置１内のアプリケーションプログラムを変更する場合に
は、プロセス制御を一時的に停止させた状態とした上
で、保守ツール７により制御装置のアプリケーションプ
ログラムメモリ３に変更後の全アプリケーションプログ
ラム情報を書き込み、全ての書き込みが終了した時点で
プロセス制御を再び開始させるようにしている。

【００３２】また、図７に示した同期二重制御用マイク
ロコンピュータ装置１ａ，１ｂは、二重両系で同一のア
プリケーションプログラムを実行するために、アプリケ
ーションプログラムを変更する場合には、同期二重運転
中の制御装置を片系停止状態とした一重運転に縮退させ
た後に、個々の制御装置に保守ツールを接続し、個々の
制御装置内のアプリケーションプログラムを変更後、同
期二重運転に復旧させていた。

【００３３】すなわち、アプリケーションプログラムを
変更する場合、最初に一方の装置を制御停止状態とした
後、停止した制御装置内のアプリケーションプログラム
を変更後のアプリケーションプログラムに書き換える。

【００３４】次に、もう一方の装置も制御停止状態とし
た後、先に停止させアプリケーションプログラムの書き
換えが完了している装置の制御を再開させ、続いて後に
停止した制御装置のアプリケーションプログラムを変更
後のアプリケーションプログラムに書き換えた後制御を
再開させ二重化運転に復帰させるという操作を行ってい
る。

【００３５】この操作のために多くの時間を費やすと共
に、誤操作を誘発するおそれがあり、システムの稼働率
や信頼性を低下することになるという問題があった。

【００３６】そこで、本発明の目的は、制御機能を停止
させることなくアプリケーションプログラムの変更を可
能とする制御用マイクロコンピュータ装置を提供するこ
とにある。

【００３７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、プロ
セス入出力装置から取り込まれたプラントのプロセス入
力信号をアプリケーションプログラムに従って制御演算
を実行して制御信号をプロセス出力信号としてプロセス
入出力装置を介してプラントへ出力すると共に、外部か
らアプリケーションプログラムを変更する保守要求があ
ると、アプリケーションプログラムの保守処理を実行す
る制御用マイクロコンピュータ装置において、変更する
アプリケーションプログラムを適宜分割して順次保守要
求を実行し、全部の変更するアプリケーションプログラ
ムの保守要求が完了するとメモリ切替信号を出力する保
守ツールと、アプリケーションプログラムを格納するた
めの２つのアプリケーションプログラムメモリと、これ
らのアプリケーションプログラムメモリの一方のアプリ
ケーションメモリに格納されたアプリケーションプログ
ラムによって制御演算を処理実行するときに、保守ツー
ルからの保守要求により分割された変更するアプリケー
ションプログラムを順次取り込み、他方のアプリケーシ
ョンプログラムメモリへ格納する主制御部と、メモリ切
替信号により他方のアプリケーションプログラムメモリ
に格納されたアプリケーションプログラムにより制御演
算を実行するように切替えると共に、一方のアプリケー
ションプログラムメモリへ変更するアプリケーションプ
ログラムを格納するように切替える切替手段とを設ける
ようにしたものである。

【００３８】請求項２の発明は、プロセス入出力装置か
ら取り込まれたプラントのプロセス入力信号をアプリケ
ーションプログラムに従って制御演算を実行して制御信
号をプロセス出力信号としてプロセス入出力装置を介し
てプラントへ出力すると共に、外部からアプリケーショ
ンプログラムを変更する保守要求があると、アプリケー
ションプログラムの保守処理を実行する２つの主制御部
と、これら主制御部に対応して制御演算による処理およ
び保守処理を同期して実行するためにデータ交換信号を
送信するデータ交換信号送信制御部と、データ交換信号
を受信するデータ交換信号受信制御部とを有する二重化
された制御用マイクロコンピュータ装置において、変更
するアプリケーションプログラムを適宜分割して順次保
守要求を実行し、全部の変更するアプリケーションプロ
グラムの保守要求が完了するとメモリ切替信号を出力す
る保守ツールと、アプリケーションプログラムを格納し
主制御部に対応してそれぞれ２つ設けられるアプリケー
ションプログラムメモリと、それぞれの主制御部に設け
られるデータ交換信号を相互に交換して一方のアプリケ
ーションメモリのアプリケーションプログラムを用いて
制御演算を実行するときに、保守要求により分割された
変更するアプリケーションプログラムを他方のアプリケ
ーションメモリへ順次格納する手段と、主制御部に対応
して設けられるメモリ切替信号により他方のアプリケー
ションメモリに格納されたアプリケーションプログラム
により制御演算を実行するように切替える一方、一方の
アプリケーションプログラムメモリへ変更するアプリケ
ーションプログラムを格納するように切替える切替手段
とを有するようにしたものである。

【００３９】請求項３の発明は、請求項１または請求項
２記載の制御用マイクロコンピュータ装置において、切
替手段は、パルス状の前記メモリ切替信号の入力毎にＯ
Ｎ信号とＯＦＦ信号とを交互に反転したアプリケーショ
ンメモリ切替信号を出力するフリップフロップ回路と、
アプリケーションメモリ切替信号と主制御部からの保守
要求信号との排他的論理和をとって選択信号を出力する
排他的論理和回路と、選択信号と主制御部からのアプリ
ケーションメモリアクセス信号との論理積の成立により
一方のアプリケーションメモリへ切替えるように一方の
アプリケーションメモリ選択信号を出力する一方のＡＮ
Ｄゲート回路と、選択信号を否定回路により反転した信
号とアプリケーションメモリアクセス信号との論理積の
成立により他方のアプリケーションメモリへ切替えるよ
うに他方のアプリケーションメモリ選択信号を出力する
他方のＡＮＤゲート回路とを設けるようにしたものであ
る。

【００４０】

【作用】請求項１の発明によれば、一方のアプリケーシ
ョンメモリのアプリケーションプログラムを用いて制御
演算を実行しているとき、変更するアプリケーションプ
ログラムを分割し、順次他方のアプリケーションメモリ
へ格納し、メモリ切替信号により実行するアプリケーシ
ョンプログラムを新たなアプリケーションプログラムメ
モリへ切替えることができる。このために制御周期およ
び演算制御に影響を与えることがなく、新たなアプリケ
ーションプログラムメモリへ切替えることができる。従
って、運転中の制御用マイクロコンピュータ装置を保守
のために停止させることなく、アプリケーションプログ
ラムの保守作業が可能となり、システムの稼働率、信頼
性が向上すると共に、保守作業が簡素化される。

【００４１】請求項２の発明によれば、一方のアプリケ
ーションメモリのアプリケーションプログラムを用いて
制御演算を実行しているとき、変更するアプリケーショ
ンプログラムを分割し、順次いずれか他方のアプリケー
ションメモリへ格納し、メモリ切替信号により実行する
アプリケーションプログラムを新たなアプリケーション
プログラムへ切替えることができる。この結果、両系制
御用マイクロコンピュータ装置の制御を一切停止させる
ことなく、両系制御用マイクロコンピュータ装置が実行
するアプリケーションプログラムを新たな変更するアプ
リケーションプログラムに切替えることができる。従っ
て、従来のように保守のために一重運転や両系装置の完
全停止等とすることなく、アプリケーションプログラム
保守作業が可能となり、システムの稼働率、信頼性が向
上すると共に、保守作業が簡素化される。

【００４２】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００４３】図１は、本発明の第１実施例を示す制御用
マイクロコンピュータ装置の構成図である。

【００４４】図１が従来例を示す図５と同一符号は同一
部分または相当部分を示し、図１はアプリケーションメ
モリ３と同一構成のアプリケーションメモリ２０を新た
に設ける一方、アプリケーションメモリ３またはアプリ
ケーションメモリ２０のいずれか一方をプロセス制御に
用いるアプリケーションプログラムの領域として、他方
を保守すべき新しいアプリケーションプログラムの領域
に割当て、他方のアプリケーションプログラムの領域に
新しいアプリケーションプログラムが書き込まれた後
に、一方と他方とを切替える切替手段２３を設けてい
る。

【００４５】制御用マイクロコンピュータ装置１は、ア
プリケーションメモリ３へのアドレス信号線９が延設さ
れアドレス信号線２１としてアプリケーションメモリ２
０へ接続され、アプリケーションメモリ２０から新たに
データ信号線２２がアプリケーションメモリ３からのデ
ータ信号線１０に接続して主制御部２に対してアプリケ
ーションメモリ３とアプリケーションメモリ２０とが並
列に接続されている。

【００４６】切替手段２３は、ＪＫフリップフロップ回
路２４とＸＯＲゲート回路２５とＡＮＤゲート回路２６
とＡＮＤゲート回路２７とＮＯＴゲート回路２８とから
構成されている。

【００４７】すなわち、ＪＫフリップフロップ回路２４
には、主制御部２からのメモリ切替指令信号線３０が入
力側に接続され、その出力側からメモリ切替信号線３１
がＸＯＲゲート回路２５の一方の入力側へ接続されてい
る。

【００４８】また、ＸＯＲゲート回路２５の他方の入力
側には、主制御部２からの保守要求のための保守用入力
信号線３２が接続され、ＸＯＲゲート回路２５の出力信
号線３３がＡＮＤゲート回路２６とＮＯＴゲート回路２
８を介してＡＮＤゲート回路２７へそれぞれ接続されて
いる。

【００４９】一方、ＡＮＤゲート回路２６とＡＮＤゲー
ト回路２７へは主制御部２からアプリケーションメモリ
アクセス信号線３４が接続されている。そして、その出
力側は、それぞれアプリケーションメモリ３へアプリケ
ーションメモリ選択信号線３５が接続され、また、アプ
リケーションメモリ２０へアプリケーションメモリ選択
信号線３６が接続されている。さらに、メモリを読み書
きするための読み書き信号線１８，１９が主制御部２と
アプリケーションメモリ３とアプリケーションメモリ２
０との間に設けられている。

【００５０】以上の構成で、図２に示す処理手順を参照
して説明すると、主制御部２は、プロセス入出力装置４
からのプロセス入力信号線５を介してプロセス信号を入
力し、プロセス入力信号の入力が終了すると、このプロ
セス入力信号を用いてアプリケーションプログラムによ
る演算処理を実施する（３０１）。

【００５１】ここで、制御用マイクロコンピュータ装置
１のアプリケーションプログラムは、アプリケーション
メモリ３またはアプリケーションメモリ２０のいずれか
に格納されており、主制御部２は、このアプリケーショ
ンプログラムを格納したアプリケーションメモリ３また
はアプリケーションメモリ２０を以下の手順でアクセス
することにより、アプリケーションプログラムを得て必
要な演算を実施する（３０２）。

【００５２】まず、初めに主制御部２は、アプリケーシ
ョンメモリ３およびアプリケーションメモリ２０をアク
セスする旨の信号をアプリケーションメモリアクセス信
号線３４を介して出力すると共に、プロセス制御に使用
するアプリケーションプログラムを得るために、保守用
信号線３２を介して信号Ａｎ「０」とした信号を出力す
る。

【００５３】一方、アプリケーションメモリ切替指令信
号線３０の信号は、「０」であり、また、ＪＫフリップ
フロップ回路２４の出力信号であるアプリケーションメ
モリ切替信号線３１は、「１」の値を取っている。この
状態で、ＪＫフリップフロップ回路２４のアプリケーシ
ョンメモリ切替信号線３１と主制御部２から出力された
保守用信号線３２内の信号Ａｎを入力したＸＯＲゲート
回路２５は、２つの入力信号をＸＯＲした結果の信号
「１」を出力信号線３３へ出力する。

【００５４】この出力信号線３３の信号「１」は、主制
御部２から出力されたアプリケーションメモリアクセス
信号線３４の「１」の信号と共に、ＡＮＤゲート回路２
６に入力される。ＡＮＤゲート回路２６では、２つの入
力信号「１」をＡＮＤした結果の信号「１」がアプリケ
ーションメモリ選択信号線３５としてアプリケーション
メモリ３へ出力される。

【００５５】これによって、アプリケーションメモリ選
択信号線３５の信号「１」を検出したアプリケーション
メモリ３は、自身のメモリが選択されとして、アドレス
信号線９を介してアドレス信号Ａ０からＡｎ−１の信号
にて選択された自メモリ内のデータをデータ信号線１０
から出力する。

【００５６】主制御部２は、アプリケーションメモリ３
から取り出したデータをデータ信号線１０を介して主制
御部２は入力する。この結果、主制御部２はプロセス制
御に使用するアプリケーションプログラムの１情報を得
ることができる。

【００５７】以後、主制御部２は、上記同様の操作で自
身が出力するアドレス信号を順次更新していくことによ
り、全てのアプリケーションプログラム情報を得ながら
プロセス制御のための全ての演算を実行する。

【００５８】このような手順により、アプリケーション
メモリ３に格納された全てのアプリケーションプログラ
ムによる演算が実施される。その後主制御部２は、プロ
セス入出力装置４に対するプロセス出力信号線６を介し
てプロセス出力信号を出力する（３０３）。

【００５９】次に、プロセス入出力装置４に対するプロ
セス入力信号線５の信号の入力および演算、プロセス出
力信号線６の信号の出力が終了すると、主制御部２は、
次に保守ツール７からの保守信号線８を介して信号を検
索する（３０４）。

【００６０】このとき、保守ツール７が保守信号線８を
介してアプリケーションプログラムを変更保守するため
の有効な保守情報を示している場合、主制御部２は、そ
の保守情報を以下の手順にてアプリケーションメモリ２
０に保存する。

【００６１】まず、主制御部２では、保守ツール７より
アプリケーションプログラム変更保守のための有効な保
守信号を入力すると、保守用信号線３４の信号を「１」
とすると共に、信号Ａｎ＝「１」としたアドレス信号お
よび保守するアプリケーションプログラム情報をデータ
信号線１０から信号を出力する。

【００６２】一方、ＪＫフリップフロップ回路２４の出
力側であるアプリケーションメモリ切替信号線３１の信
号が「１」の値を取っている。このアプリケーションメ
モリ切替信号線３１の信号「１」および入力信号線３２
の内アドレス信号Ａｎ＝「１」の２つの信号が入力する
ＸＯＲゲート回路２５は、信号「０」を出力する。

【００６３】ＮＯＴゲート回路２８は、入力信号を反転
して「１」とし、この反転後の信号とアプリケーション
メモリアクセス信号線３４を介した信号がＡＮＤゲート
回路２７へ入力し、ＡＮＤゲート回路２７では、アプリ
ケーションメモリ選択信号線３６を介して信号「１」が
アプリケーションメモリ２０へ出力される（３０５）。

【００６４】アプリケーションメモリ２０は、自身のメ
モリが選択されたと判断して、主制御部２のアドレス信
号線２１を介してアドレス信号Ａ０からＡｎ−１の信号
に対応して選択された自メモリ内に、主制御部２からデ
ータ信号線２２を介して保守情報つまり、変更するアプ
リケーションプログラムを書き込む（３０６）。

【００６５】主制御部２は、同様の操作で自身が出力す
るアドレス信号およびデータ信号を順次更新していくこ
とにより、保守ツール７より入力した変更するアプリケ
ーションプログラムの全てをアプリケーションメモリ２
０に格納する。

【００６６】主制御部２は、プロセス入出力装置４から
のプロセス入力信号線５からの信号の入力、演算、プロ
セス出力信号線６への出力および保守ツール７からの保
守信号に対する処理を高速に繰り返し実行する。このと
き、保守ツール７からのアプリケーションプログラム変
更保守のための情報が、主制御部２の制御周期に影響を
与えないように、小量づつに分割して主制御部２へ出力
され、主制御部２は、保守ツール７より制御周期毎に分
割して出力されてくるアプリケーションプログラムを順
次アプリケーションメモリ２０に蓄えていく。

【００６７】以上の処理の繰り返しで、全てのアプリケ
ーションプログラムをアプリケーションメモリ２０に保
存完了すると、次に保守ツール７からメモリ切替信号が
出力される。

【００６８】このメモリ切替信号を入力した主制御部２
は、アプリケーションメモリ切替指令信号線３０へ信号
「１」を出力し、このアプリケーションメモリ切替指令
信号を入力したＪＫフリップフロップ回路２４からのア
プリケーションメモリ切替信号線３１の信号が、アプリ
ケーションメモリ切替信号の入力前の「１」から「０」
に反転する。

【００６９】これにより、アプリケーションメモリ切替
信号線３１の信号と主制御部２が出力する保守用信号線
３２の信号Ａｎ「０」を入力したＸＯＲゲート回路２５
の出力が以前の状態から反転して「０」となる。このた
め、ＮＯＴゲート回路２８を介して信号「１」がＡＮＤ
ゲート回路２７へ入力され、ＡＮＤゲート回路２７へア
プリケーションメモリアクセス信号線３４を介して信号
「１」が入力される。これに伴い制御用マイクロコンピ
ュータ装置１では、保守ツール７から出力された新たに
変更保守されたアプリケーションプログラムを格納した
アプリケーションメモリ２０へ切替わる。

【００７０】この結果、今度は主制御部２が、アプリケ
ーションメモリ２０から新たに変更されたアプリケーシ
ョンプログラムを取り出し演算を行う。

【００７１】これと逆に、保守要求があると主制御部２
は、信号Ａｎ＝「１」としてＡＮＤゲート回路２６から
信号「１」をアプリケーションメモリ３へ出力し、アプ
リケーションメモリ３へ切替え、データ信号線１０を介
してアプリケーションメモリ３へアプリケーションプロ
グラムを格納する。

【００７２】このように、制御用マイクロコンピュータ
装置１が実行するアプリケーションプログラムを制御用
マイクロコンピュータ装置１の制御周期および演算制御
に影響を与えることなく、保守ツール７から分割しなが
ら制御用マイクロコンピュータ装置１に格納可能となる
と共に、メモリ切替信号によって一瞬の内に制御用マイ
クロコンピュータ装置１が実行するアプリケーションプ
ログラムを新たなアプリケーションプログラムへ切替え
ることができる。

【００７３】この結果、運転中の制御用マイクロコンピ
ュータ装置１を保守のために停止させることなく、アプ
リケーションプログラムの保守作業が可能となり、シス
テムの稼働率、信頼性が向上すると共に、保守作業が簡
素化される。

【００７４】図３は、本発明の第２実施例を示す制御用
マイクロコンピュータ装置の構成図であり、従来例を示
す図７と同一符号は、同一部分または相当部分を示して
いる。

【００７５】図３は、それぞれの制御用マイクロコンピ
ュータ装置１ａ，１ｂにアプリケーションメモリ３ａ，
３ｂと同一構成のアプリケーションメモリ２０ａ，２０
ｂを新たに設ける一方、アプリケーションメモリ３ａ，
３ｂまたはアプリケーションメモリ２０ａ，２０ｂのい
ずれか一方をプロセス制御に用いるアプリケーション領
域として、他方を保守すべき変更するアプリケーション
プログラムの領域に割り当てて、他方の領域に新しいア
プリケーションプログラムが書き込まれた後に、一方と
他方を切替える切替手段２３ａ，２３ｂを設けている。

【００７６】制御用マイクロコンピュータ装置１ａ，１
ｂは、アプリケーションメモリ３ａ，３ｂへのアドレス
信号線９ａ，９ｂが延設されアドレス信号線２１ａ，２
１ｂとしてアプリケーションメモリ２０ａ，２０ｂへ接
続され、アプリケーションメモリ２０ａ，２０ｂから新
たにデータ信号線２２ａ，２２ｂがアプリケーションメ
モリ３ａ，３ｂからのデータ信号線１０ａ，１０ｂに接
続して主制御部２ａ，２ｂに対してアプリケーションメ
モリ３ａ，３ｂとアプリケーションメモリ２０ａ，２０
ｂとが並列に接続されている。そして、読み書き信号線
１８ａ，１８ｂから延びた読み書き信号線１９ａ，１９
ｂがアプリケーションメモリ２０ａ，２０ｂに接続され
ている。

【００７７】切替手段２３ａ，２３ｂは、ＪＫフリップ
フロップ回路２４ａ，２４ｂとＸＯＲゲート回路２５
ａ，２５ｂとＡＮＤゲート回路２６ａ，２６ｂとＡＮＤ
ゲート回路２７ａ，２７ｂとＮＯＴゲート回路２８ａ，
２８ｂとから構成されている。

【００７８】すなわち、ＪＫフリップフロップ回路２４
ａ，２４ｂには、主制御部２ａ，２ｂからのアプリケー
ションメモリ切替指令信号線３０ａ，３０ｂが接続さ
れ、出力側からアプリケーションメモリ切替信号線３１
ａ，３１ｂがＸＯＲゲート回路２５ａ，２５ｂの一方の
入力側へ接続されている。

【００７９】また、ＸＯＲゲート回路２５ａ，２５ｂの
他方の入力側に保守用信号線３２ａ，３２ｂが接続さ
れ、ＸＯＲゲート回路２５ａ，２５ｂの出力信号線３３
ａ，３３ｂがＡＮＤゲート回路２６ａ，２６ｂとＮＯＴ
ゲート回路２８ａ，２８ｂを介してＡＮＤゲート回路２
７ａ，２７ｂへそれぞれ接続されている。

【００８０】一方、ＡＮＤゲート回路２６ａ，２６ｂと
ＡＮＤゲート回路２７ａ，２７ｂへは主制御部２ａ，２
ｂからアプリケーションメモリアクセス信号線３４ａ，
３４ｂが接続されている。また、その出力側はそれぞれ
アプリケーションメモリ３ａ，３ｂへアプリケーション
メモリ選択信号線３５ａ，３５ｂが接続され、また、ア
プリケーションメモリ２０ａ，２０ｂへアプリケーショ
ンメモリ選択信号線３６ａ，３６ｂが接続されている。

【００８１】まず、二重化された制御用マイクロコンピ
ュータ装置１ａ，１ｂは、図４に示す処理手順によって
主制御部２ａ，２ｂが、データ交換信号送信制御部１１
ａ，１１ｂに対して、データ交換出力信号線１３ａ，１
３ｂを介してデータ交換出力信号（ダミー：意味無信
号）を出力する。

【００８２】データ交換出力信号を検出したデータ交換
信号送信制御部１１ａ，１１ｂは、データ交換信号線１
５ａ，１５ｂを介してデータ交換信号を同期二重運転さ
れている相手系の制御用マイクロコンピュータ装置に対
して相互に出力する（４０１ａ，４０１ｂ）。

【００８３】データ交換信号を検出したデータ交換信号
受信制御部１２ａ，１２ｂは、主制御部２ａ，２ｂに対
してデータ交換信号を検出した旨をデータ交換入力信号
線１４ａ，１４ｂを介してデータ交換入力信号を出力す
る（４０２ａ，４０２ｂ）。

【００８４】データ交換出力信号を出力した主制御部２
ａ，２ｂは、相手系の制御用マイクロコンピュータ装置
１ａ，１ｂが発信元となるデータ交換入力信号を検出す
る。これにより、主制御部２ａ，２ｂは、プロセス入出
力装置４からプロセス入力信号線５ａ，５ｂを介してプ
ロセス入力信号を同期して入力する（４０３ａ，４０３
ｂ）。

【００８５】ここで、最初、制御用マイクロコンピュー
タ装置１ａにより制御演算をするアプリケーションプロ
グラムは、切替手段２３ａによってアプリケーションメ
モリ３ａに格納されており、変更するアプリケーション
プログラムはアプリケーションメモリ２０ａへ格納する
ようになっている。また、制御用マイクロコンピュータ
装置１ｂにより制御演算するアプリケーションプログラ
ムは、切替手段２３ｂによってアプリケーションメモリ
３ｂに格納されており、変更するアプリケーションプロ
グラムはアプリケーションメモリ２０ｂに格納するよう
になっている。

【００８６】主制御部２ａ，２ｂの各々は、まず、アプ
リケーションメモリ３ａ，３ｂのアプリケーションプロ
グラムを用いて二重化両系で同一の演算を実行する（４
０４ａ，４０４ｂ）。

【００８７】演算が終了すると、主制御部２ａ，２ｂ
は、データ交換信号送信制御部１１ａ，１１ｂおよびデ
ータ交換信号受信制御部１２ａ，１２ｂ等を用い、プロ
セス入出力装置４に対するデータ出力を行うための同期
処理を実行する（４０５ａ，４０６ａ，４０５ｂ，４０
６ｂ）。

【００８８】プロセス入出力装置４に対するデータ出力
のための同期がとれた主制御部２ａ，２ｂは、プロセス
入出力装置４に対するプロセス出力信号線６ａ，６ｂを
介してプロセス信号を出力する（４０７ａ，４０７
ｂ）。このとき、２つのプロセス信号が一致するときプ
ラントへ出力し、一致しないときはプロセス信号を出力
しない。

【００８９】次に、保守ツール７からの保守信号を検索
する。

【００９０】この検索で、保守信号がアプリケーション
プログラム保守のための有効な保守情報を示している場
合は、主制御部２ａは保守情報有りを内部に保存すると
共にデータ交換信号送信制御部１１ａとデータ交換信号
受信制御部１２ｂと介して主制御部２ｂへ送信して保守
情報有りを内部に保存する。そして、主制御部２ｂは保
守情報有りを内部に保存した旨をデータ交換信号送信制
御部１１ｂとデータ交換信号受信制御部１２ａとを介し
て主制御部２ａへ送信する（４０８ａ，４０８ｂ，４０
９ａ，４０９ｂ，４１０ａ，４１０ｂ，４１１ａ，４１
１ｂ）。

【００９１】次に、主制御部２ａでは、保守ツール７よ
りアプリケーションプログラム変更保守のための有効な
保守信号を入力すると、保守用信号線３４ａの信号を
「１」とすると共に、信号Ａｎ＝「１」としたアドレス
信号および保守するアプリケーションプログラム情報を
データ信号線１０ａから信号を出力する。

【００９２】このとき、ＪＫフリップフロップ回路２４
ａの出力側であるアプリケーションメモ切替信号線３１
ａの信号が「１」の値を取っている。このためにアプリ
ケーションメモリ選択信号線３６ａを介して信号「１」
がアプリケーションメモリ２０ａへ出力される（４１１
ａ，４１２ａ）。

【００９３】アプリケーションメモリ２０ａは、主制御
部２ａのアドレス信号線２１ａを介してアドレス信号Ａ
０からＡｎ−１の信号に対応して選択された保守情報つ
まり、変更するアプリケーションプログラムを書き込
む。

【００９４】一方、主制御部２ａは、データ交換信号送
信制御部１１ａとデータ交換信号受信制御部１２ｂとを
介して主制御部２ｂへ保守情報を送信する。そして、主
制御部２ｂは保守情報を受けた旨をデータ交換信号送信
制御部１１ｂとデータ交換信号受信制御部１２ａとを介
して主制御部２ａへ送信する。

【００９５】主制御部２ｂでは、主制御部２ａよりアプ
リケーションプログラム変更保守のための有効な保守信
号を入力すると、保守用信号線３４ｂの信号を「１」と
すると共に、信号Ａｎ＝「１」としたアドレス信号およ
び保守するアプリケーションプログラム情報をデータ信
号線１０ｂから信号を出力する。

【００９６】このとき、プリケーションメモ切替信号線
３１ｂの信号が「１」の値を取っているためにアプリケ
ーションメモリ選択信号線３６ｂを介して信号「１」が
アプリケーションメモリ２０ｂへ出力される（４１２
ｂ）。

【００９７】アプリケーションメモリ２０ｂは、主制御
部２ｂのアドレス信号線２１ｂを介してアドレス信号Ａ
０からＡｎ−１の信号に対応して選択された変更するア
プリケーションプログラムを書き込む。

【００９８】主制御部２ａと主制御部２ｂとは、プロセ
ス入出力装置４からのプロセス入力信号線５からの信号
の入力、演算、プロセス出力信号線６への出力および保
守ツール７からの保守信号に対する処理を高速に繰り返
し実行する。

【００９９】このとき、保守ツール７からのアプリケー
ションプログラム変更保守のための情報が、主制御部２
ａと主制御部２ｂの制御周期に影響を与えないように、
小量づつに分割して主制御部２ａへ出力され、主制御部
２ａは、保守ツール７より制御周期毎に分割して出力さ
れてくるアプリケーションプログラムを順次アプリケー
ションメモリ２０ａに蓄えていくと共に、主制御部２ａ
は、データ交換信号送信制御部１１ａとデータ交換信号
受信制御部１２ｂとを介して主制御部２ｂへ保守情報を
送信する。そして、主制御部２ｂは保守情報を受けた旨
をデータ交換信号送信制御部１１ｂとデータ交換信号受
信制御部１２ａとを介して主制御部２ａへ送信する。こ
れによって、繰り返して分割し送られるアプリケーショ
ンプログラムが順次アプリケーションメモリ２０ｂに蓄
えられる。

【０１００】以上の処理の繰り返しで、全てのアプリケ
ーションプログラムをアプリケーションメモリ２０ａ，
２０ｂに保存完了すると、次に保守ツール７からメモリ
切替信号が主制御部２ａへ出力される。

【０１０１】このメモリ切替信号を入力した主制御部２
ａは、その保守信号有り情報とメモリ切替信号である旨
の情報をデータ交換信号送信制御部１１ａとデータ交換
信号受信制御部１２ｂとを用いて主制御部２ｂへ送信す
る。これにより、切替手段２３ａ，２３ｂからアプリケ
ーションメモリ選択信号線３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３
６ｂへメモリ選択信号が出力され、アプリケーションメ
モリ３ａ，３ｂとアプリケーションメモリ２０ａ，２０
ｂとの切替えがされる。

【０１０２】以上、第２実施例による制御用マイクロコ
ンピュータ装置によれば、同期二重運転中の制御用マイ
クロコンピュータ装置のいずれか一方に接続された保守
ツールからの保守情報を両系の制御用マイクロコンピュ
ータ装置で共有させ、１台の保守ツールからの要求で同
期二重運転中の制御用マイクロコンピュータ装置２台の
アプリケーションプログラムの保守情報を同時に更新す
ると共に、両系制御用マイクロコンピュータ装置の制御
を一切停止させることなく、両系制御用マイクロコンピ
ュータ装置が実行するアプリケーションプログラムを新
たなアプリケーションプログラムに切替え可能となる。

【０１０３】これにより、同期二重運転中の制御用マイ
クロコンピュータ装置を保守のために一重運転や両系装
置の完全停止等をすることなく、同期二重運転中の制御
用マイクロコンピュータ装置のアプリケーションプログ
ラム保守作業が可能となり、保守作業が簡素化される。

【０１０４】なお、本発明の第２実施例による説明で
は、プロセスデータ入出力前のタイミング同期のため
と、保守ツールからの保守情報を交換するためのデータ
交換信号送受信制御部を兼用として用いたが、タイミン
グ同期のための送受信制御部を別に設けることも可能で
ある。

【０１０５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、一方のアプリケーションメモリのアプリケーショ
ンプログラムを用いて制御演算を実行しているとき、変
更するアプリケーションプログラムを分割し、順次他方
のアプリケーションメモリへ格納し、メモリ切替信号に
より実行するアプリケーションプログラムを変更する新
たなアプリケーションプログラムへ切替えることができ
る。従って、保守のために装置を停止させることなく、
アプリケーションプログラムの保守作業が可能となり、
システムの稼働率、信頼性が向上すると共に、保守作業
が簡素化される。

【０１０６】請求項２の発明によれば、一方のアプリケ
ーションメモリのアプリケーションプログラムを用いて
制御演算を実行しているとき、変更するアプリケーショ
ンプログラムを分割し、順次いずれか他方のアプリケー
ションメモリへ格納し、メモリ切替信号により実行する
アプリケーションプログラムを変更する新たなアプリケ
ーションプログラムへ切替えることができる。従って、
従来のように保守のために一重運転や両系装置の完全停
止等をすることなく、アプリケーションプログラム保守
作業が可能となり、システムの稼働率、信頼性が向上す
ると共に、保守作業が簡素化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す制御用マイクロコン
ピュータ装置の構成図である。

【図２】図１の制御用マイクロコンピュータ装置の処理
手順を示すフローチャートである。

【図３】本発明の第２実施例を示す制御用マイクロコン
ピュータ装置の構成図である。

【図４】図３の制御用マイクロコンピュータ装置の処理
手順を示すフローチャートである。

【図５】第１の従来例を示す制御用マイクロコンピュー
タ装置の構成図である。

【図６】図５の制御用マイクロコンピュータ装置の処理
手順を示すフローチャートである。

【図７】第２の従来例を示す制御用マイクロコンピュー
タ装置の構成図である。

【図８】図７の制御用マイクロコンピュータ装置の処理
手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ 制御用マイクロコンピュータ装置 ２ａ，２ｂ 主制御部 ３ａ，３ｂ アプリケーションメモリ ５ａ，５ｂ プロセス入力信号線 ６ａ，６ｂ プロセス出力信号線 ９ａ，９ｂ アドレス信号線 １０ａ，１０ｂ データ信号線 １１ａ，１１ｂ データ交換信号送信制御部 １２ａ，１２ｂ データ交換信号受信制御部 ２３ａ，２３ｂ 切替手段 ２４ａ，２４ｂ ＪＫフリップフロップ回路 ２５ａ，２５ｂ ＸＯＲゲート回路 ２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂ ＡＮＤゲート回路 ２８ａ，２８ｂ ＮＯＴゲート回路

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｆ 15/78 ５１０ Ｇ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プロセス入出力装置から取り込まれたプ
   ラントのプロセス入力信号をアプリケーションプログラ
   ムに従って制御演算を実行して制御信号をプロセス出力
   信号として前記プロセス入出力装置を介してプラントへ
   出力すると共に、外部からアプリケーションプログラム
   を変更する保守要求があると、アプリケーションプログ
   ラムの保守処理を実行する制御用マイクロコンピュータ
   装置において、 前記変更するアプリケーションプログラムを適宜分割し
   て順次保守要求を実行し、全部の変更するアプリケーシ
   ョンプログラムの保守要求が完了するとメモリ切替信号
   を出力する保守ツールと、 前記アプリケーションプログラムを格納するための２つ
   のアプリケーションプログラムメモリと、 これらのアプリケーションプログラムメモリの一方のア
   プリケーションメモリに格納されたアプリケーションプ
   ログラムによって前記制御演算を処理実行するときに、
   前記保守ツールからの保守要求により前記分割された変
   更するアプリケーションプログラムを順次取り込み、他
   方のアプリケーションプログラムメモリへ格納する主制
   御部と、 前記メモリ切替信号により前記他方のアプリケーション
   プログラムメモリに格納されたアプリケーションプログ
   ラムにより制御演算を実行するように切替えると共に、
   前記一方のアプリケーションプログラムメモリへ変更す
   るアプリケーションプログラムを格納するように切替え
   る切替手段とを備えたことを特徴とする制御用マイクロ
   コンピュータ装置。
2. 【請求項２】 プロセス入出力装置から取り込まれたプ
   ラントのプロセス入力信号をアプリケーションプログラ
   ムに従って制御演算を実行して制御信号をプロセス出力
   信号として前記プロセス入出力装置を介してプラントへ
   出力すると共に、外部からアプリケーションプログラム
   を変更する保守要求があると、アプリケーションプログ
   ラムの保守処理を実行する２つの主制御部と、これら主
   制御部に対応して前記制御演算による処理および保守処
   理を同期して実行するためにデータ交換信号を送信する
   データ交換信号送信制御部と、前記データ交換信号を受
   信するデータ交換信号受信制御部とを有する二重化され
   た制御用マイクロコンピュータ装置において、 前記変更するアプリケーションプログラムを適宜分割し
   て順次保守要求を実行し、全部の変更するアプリケーシ
   ョンプログラムの保守要求が完了するとメモリ切替信号
   を出力する保守ツールと、 前記アプリケーションプログラムを格納し前記主制御部
   に対応してそれぞれ２つ設けられるアプリケーションプ
   ログラムメモリと、 前記それぞれの主制御部に設けられる前記データ交換信
   号を相互に交換して一方のアプリケーションメモリのア
   プリケーションプログラムを用いて前記制御演算を実行
   するときに、保守要求により前記分割された変更するア
   プリケーションプログラムを他方のアプリケーションメ
   モリへ順次格納する手段と、 前記主制御部に対応して設けられる前記メモリ切替信号
   により前記他方のアプリケーションメモリに格納された
   アプリケーションプログラムにより制御演算を実行する
   ように切替える一方、前記一方のアプリケーションプロ
   グラムメモリへ変更するアプリケーションプログラムを
   格納するように切替える切替手段とを有することを特徴
   とする制御用マイクロコンピュータ装置。
3. 【請求項３】 前記切替手段は、前記メモリ切替信号の
   入力毎にＯＮ信号とＯＦＦ信号とを交互に反転したアプ
   リケーションメモリ切替信号を出力するフリップフロッ
   プ回路と、 前記アプリケーションメモリ切替信号と前記主制御部か
   らの保守要求信号との排他的論理和をとって選択信号を
   出力する排他的論理和回路と、 前記選択信号と前記主制御部からのアプリケーションメ
   モリアクセス信号との論理積の成立により前記一方のア
   プリケーションメモリへ切替えるように一方のアプリケ
   ーションメモリ選択信号を出力する一方のＡＮＤゲート
   回路と、 前記選択信号を否定回路により反転した信号と前記アプ
   リケーションメモリアクセス信号との論理積の成立によ
   り前記他方のアプリケーションメモリへ切替えるように
   他方のアプリケーションメモリ選択信号を出力する他方
   のＡＮＤゲート回路とを備えたことを特徴とする請求項
   １または請求項２記載の制御用マイクロコンピュータ装
   置。