JPH0822303A - プロセス制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】制御プロセス入力カード又は制御プロセス出力
カードの単一故障による機能喪失の防止対策でカードを
２重化してもシステム構成全体としては複雑化せずに実
現する。 【構成】制御プロセス入力カード２ａが故障すると、故
障監視切換指令部３からはカードを予備プロセス入力カ
ード４ａに切換えるための切換指令が出力され、これに
より入力切換部５は故障の制御プロセス入力カード２ａ
から正常な予備プロセス入力カード４ａに切換える。ま
た、制御プロセス出力カード７ａが故障すると、故障監
視切換指令部３からはカードを予備プロセス出力カード
８ａに切換えるための切換指令が出力され、これにより
出力切換部９は故障の制御プロセス出力カード７ａから
正常な予備プロセス出力カード８ａに切換える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば原子力発電所
等において用いられるプロセス制御装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図１６は従来のプロセス制御装置の構成
を示すブロック図である。図１６において、１０１は制
御系ＣＰＵ部、１０２は待機系ＣＰＵ部、１０３は制御
系プロセス入力部、１０４は待機系プロセス入力部、１
０５は制御系プロセス出力部、１０６は待機系プロセス
出力部である。Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６は
マルチバスである。１ａ，１ｂはプロセス信号、２ａ，
２ｂはプロセス信号１ａ，１ｂを入力する制御系プロセ
ス入力カード、３ａは制御系プロセス入力カード２ａ，
２ｂの入力信号を制御系ＣＰＵ６ａよりソフトウェア処
理して故障情報とし、切換装置１３にその故障情報を出
力する制御系故障監視部、３ｂは待機系プロセス出力カ
ード１１ａ，１１ｂの入力信号を待機系ＣＰＵ６ｂより
ソフトウェア処理して故障情報とし、切換装置１３にそ
の故障情報を出力する待機系故障監視部、６ａは制御系
プロセス入力カード２ａ，２ｂの出力をソフトウェア処
理しその信号を制御系プロセス出力カード７ａ，７ｂに
出力し、かつ故障情報を制御系故障監視部３ａに出力す
る制御系ＣＰＵ、６ｂは待機系プロセス入力カード１１
ａ，１１ｂの出力をソフトウェア処理し、その信号を待
機系プロセス出力１２ａ，１２ｂに出力し、かつ故障情
報を待機系故障監視部３ｂに出力する待機系ＣＰＵ、７
ａ，７ｂは上記制御系ＣＰＵ６ａのソフトウェア処理し
た信号を入力し、制御機器１０ａ，１０ｂへ出力する制
御系プロセス出力カード、１０ａ，１０ｂは制御系プロ
セス出力カード７ａ，７ｂ及び待機系プロセス出力カー
ド１２ａ，１２ｂの出力先である制御機器、１１ａ，１
１ｂはプロセス信号を入力する待機系プロセス入力カー
ド、１２ａ，１２ｂは待機系ＣＰＵ６ｂのソフトウェア
処理した信号を入力し、制御機器１０ａ，１０ｂへ出力
する待機系プロセス出力カードである。

【０００３】１３は制御系故障監視部３ａと待機系故障
監視部３ｂと制御系プロセス入力カード２ａ，２ｂと待
機系プロセス入力カード１１ａ，１１ｂと制御系プロセ
ス出力カード７ａ，７ｂと待機系プロセス出力カード１
２ａ，１２ｂの故障情報より制御系と待機系の系切換え
を行う切換装置、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄはプ
ロセス入力カード２ａ，２ｂ又は１１ａ，１１ｂの入力
信号をＣＰＵ部に伝送またはＣＰＵ部から信号を受信し
プロセス出力カード７ａ，７ｂ又は１２ａ，１２ｂに送
信するバスレシーバ、１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ
はプロセス入力部１０３，１０４から入力信号を受信し
ＣＰＵ６ａ，６ｂに送信、又はＣＰＵ６ａ，６ｂから信
号を受信しプロセス出力部１０５，１０６に送信するバ
スドライバである。

【０００４】次にこの従来装置の動作について図１７の
フローチャートを参照して説明する。制御系故障監視部
３ａは、制御系プロセス入力カード２ａ，２ｂと制御系
ＣＰＵ６ａと制御系プロセス出力カード７ａ，７ｂから
故障情報を入力する。待機系故障監視部３ｂも同様に待
機系プロセス入力カード１１ａ，１１ｂと待機系ＣＰＵ
６ｂと待機系プロセス出力カード１２ａ，１２ｂから故
障情報を入力する。次に、それぞれの故障監視部３ａ，
３ｂは、自系の故障情報を切換装置１３に出力する。切
換装置１３は、故障監視部３ａ，３ｂの故障情報をもと
に下記の動作を行う。

【０００５】まず、切換装置１３は、故障の検知の有無
を判定し（ステップＳ５１）、故障を検知すれば次の制
御系が故障であるか否かを判定し（ステップＳ５２）、
故障を検知できなければこの処理は終了する。次に制御
系が故障であれば次の待機系が故障であるか否かを判定
し（ステップＳ５３）、制御系が故障でなければこの処
理は終了する。次に待機系が故障でなければ切換装置１
３の指令により制御系プロセス入力カード２ａ，２ｂ
と、制御系ＣＰＵ６ａと制御系プロセス出力カード７
ａ，７ｂから待機系プロセス入力カード１１ａ，１１ｂ
と待機系ＣＰＵ６ｂと待機系プロセス出力カード１２
ａ，１２ｂに系切換えが行われる（ステップＳ５４）。
待機系が故障であれば系切換えは行われずこの処理は終
了する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のプロセス制御装
置は以上のように構成されているので、プロセス入力カ
ード又はプロセス出力カードの単一故障による機能喪失
を防ぐためにはカードを２重化しなければならないが、
この場合、システム構成全体が複雑化するという問題点
があった。また、ＣＰＵ等の故障によりシステムの機能
喪失が発生し、信頼性が低下するという問題点があっ
た。また、カードが単一故障すると、保守対応が難しく
なり、保守性が劣るという問題点があった。また、遠隔
操作ができないので、操作性が劣るという問題点があっ
た。

【０００７】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、制御プロセス入力カード又は制御
プロセス出力カードの単一故障による機能喪失の防止対
策でカードを２重化してもシステム構成全体としては複
雑化せず、また、ＣＰＵ等の故障が発生してもシステム
の機能喪失の確率を少なくでき、また、カードの単一故
障が発生しても、保守対応を容易にでき、また、遠隔操
作もできるプロセス制御装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、プロセス
信号を入力する制御プロセス入力カードと、この制御プ
ロセス入力カードに対する予備である予備プロセス入力
カードと、制御機器に制御出力を行う制御プロセス出力
カードと、この制御プロセス出力カードに対する予備で
ある予備プロセス出力カードと、上記制御プロセス入力
カード又は上記予備プロセス入力カードの出力信号をソ
フトウェア処理し、その信号を上記制御プロセス出力カ
ード又は上記予備プロセス出力カードに出力するＣＰＵ
と、制御プロセス入力カードと予備プロセス入力カード
と制御プロセス出力カードと予備プロセス出力カードと
がそれぞれ故障しているかどうかを示す故障情報を入力
し、この故障情報に従った切換指令を行う故障監視切換
指令部と、上記切換指令により当該故障の制御プロセス
入力カードから正常な予備プロセス入力カードに切換え
る入力切換部と、上記切換指令により当該故障の制御プ
ロセス出力カードから正常な予備プロセス出力カードに
切換える出力切換部とを備えたことを特徴とするもので
ある。

【０００９】第２の発明は、ＣＰＵ及び故障監視切換指
令部を２重化して構成したことを特徴とするものであ
る。

【００１０】第３の発明は、予備プロセス入力カード及
び予備プロセス出力カードを任意に手動選択できる手動
選択部を備えたことを特徴とするものである。

【００１１】第４の発明は、予備プロセス入力カード及
び予備プロセス出力カードを遠隔で任意に選択操作でき
る遠隔操作部を備えたことを特徴とするものである。

【００１２】第５の発明は、入力切換部及び出力切換部
を半導体で構成したことを特徴とするものである。

【００１３】

【作用】第１の発明によれば、制御プロセス入力カード
が故障すると、故障監視切換指令部からはカードを予備
プロセス入力カードに切換えるための切換指令が出力さ
れ、これにより入力切換部は故障の制御プロセス入力カ
ードから正常な予備プロセス入力カードに切換える。ま
た、制御プロセス出力カードが故障すると、故障監視切
換指令部からはカードを予備プロセス出力カードに切換
えるための切換指令が出力され、これにより出力切換部
は故障の制御プロセス出力カードから正常な予備プロセ
ス出力カードに切換える。

【００１４】第２の発明によれば、ＣＰＵ及び故障監視
切換指令部は２重化される。これによりＣＰＵや故障監
視切換指令部の故障によるシステムの機能喪失の確率が
低くなる。

【００１５】第３の発明によれば、予備プロセス入力カ
ード及び予備プロセス出力カードは手動選択部により任
意に手動選択できるようになり、ユニバーサルな切換え
が可能となる。

【００１６】第４の発明によれば、予備プロセス入力カ
ード及び予備プロセス出力カードは遠隔操作部により遠
隔で任意に選択操作できるようになり、システムの設置
場所まで行って選択操作する必要がなくなる。

【００１７】第５の発明によれば、入力切換部及び出力
切換部は半導体で構成されるので、切換動作速度がリレ
ーに比べ速くなる。

【００１８】

【実施例】

実施例１（請求項１，５対応）．以下、この発明の実施
例１を図に基づいて説明する。図１及び図２はこの発明
の実施例１に係るプロセス制御装置の構成を示すブロッ
ク図である。図１，２において、３０１はＣＰＵ部、３
０２はプロセス入力部、３０３はプロセス出力部であ
る。１ａ，１ｂはプロセス信号、２ａ，２ｂはプロセス
信号１ａ，１ｂを入力する制御プロセス入力カード、３
は制御プロセス入力カード２ａ，２ｂと予備プロセス入
力カード４ａ，４ｂと制御プロセス出力カード７ａ，７
ｂと予備プロセス出力カード８ａ，８ｂの故障信号を入
力し、故障した制御プロセスカードから予備プロセスカ
ードに切換えを行うための切換指令を発生する故障監視
切換指令部である。４ａ，４ｂは制御プロセス入力カー
ド２ａ，２ｂに対する予備プロセス入力カード、５は故
障監視切換指令部３の指令をもとに制御プロセス入力カ
ード２ａ，２ｂから予備プロセス入力カード４ａ，４ｂ
にそれぞれ切換えを行う入力切換部である。

【００１９】６は制御プロセスカード２ａ，２ｂ又は予
備プロセス入力カード４ａ，４ｂの信号をソフトウェア
処理して故障情報とし、かつ制御プロセス出力カード７
ａ，７ｂ又は予備プロセス出力カード８ａ，８ｂに信号
を出力するＣＰＵ、７ａ，７ｂはＣＰＵ６から信号を受
取りフィールドに信号を出力する上記制御プロセス出力
カード、８ａ，８ｂは制御プロセス出力カード７ａ，７
ｂに対する上記予備プロセス出力カード、９は故障監視
切換指令部３からの切換指令をもとに制御プロセス出力
カード７ａ，７ｂから予備プロセス出力カード８ａ，８
ｂにそれぞれ切換えを行う出力切換部、１０ａ，１０ｂ
は制御プロセス出力カード７ａ，７ｂ又は予備プロセス
出力カード８ａ，８ｂの出力信号の送り先である制御機
器である。３０１ＢはＣＰＵ部３０１内のマルチバス、
３０２Ｂはプロセス入力部３０２内のマルチバス、３０
３Ｂはプロセス出力部３０３内のマルチバスである。

【００２０】１６ａは制御プロセス入力カード２ａ，２
ｂ又は予備プロセス入力カード４ａ，４ｂの入力信号を
受信しＣＰＵ部３０１に送信するバスレシーバ、１６ｂ
はＣＰＵ部３０１から信号を受信し制御プロセス出力カ
ード７ａ，７ｂ又は予備プロセス出力カード８ａ，８ｂ
に信号を送信するバスレシーバ、１７ａ，１７ｂはプロ
セス入力部３０２から信号を受信し、ＣＰＵ６と故障監
視切換指令部３に送信し且つＣＰＵ６から信号を受信し
プロセス出力部３０３に信号を送信し制御プロセス入力
カード２ａ，２ｂと予備プロセス入力カード４ａ，４
ｂ、及び制御プロセス出力カード７ａ，７ｂと予備プロ
セス出力カード８ａ，８ｂの故障情報をそれぞれ受信す
るバスドライバ、１８は故障情報を表示する表示器であ
る。

【００２１】ここで、この実施例１で用いられる情報フ
レームについて図３を参照して説明する。図３に示すよ
うな情報フレーム２０１を各カードから定周期で出力さ
せ、故障監視切換指令部３に送信する。情報フレーム２
０１の内容は、カードの種類（電圧型，電流型，接点
型，パルス型，ＲＴＤ型，熱電対型等）を示すカード型
名ビット２０７、入力又は出力のタイプを判別するため
の入出力ビット２０６、カードが正常か異常かを判別す
るための故障情報としての故障ビット２０５、制御カー
ド（制御プロセス入力カード，制御プロセス出力カー
ド）であるか予備カード（予備プロセス入力カード，予
備プロセス出力カード）であるかの判別を行うためのカ
ード情報ビット２０４、カードが現在制御モ−ドである
か待機モ−ドであるかを判別するためのカード状態ビッ
ト２０３、および、どの場所のカードが故障したかを判
別するためのカード位置情報ビット２０２からなる。な
お、カード型名ビット２０７は、例えば「０００」，
「００１」，「０１０」，「０１１」，「１００」，
「１０１」であれば電圧型，電流型，接点型，パルス
型，ＲＴＤ型，熱電対型をそれぞれ示すカード型名を表
す。

【００２２】次にこの実施例１の動作について図４及び
図５のフローチャートを参照して説明する。定周期にＣ
ＰＵ部３０１に送信される情報フレームは、故障監視切
換指令部３に入力される（ステップＳ１）。ここで、ま
ず制御プロセス入力カード２ａ，２ｂ、予備プロセス入
力カード４ａ，４ｂ、制御プロセス出力カード７ａ，７
ｂ、および予備プロセス出力カード８ａ，８ｂが健全か
否かを故障ビットで判定する（ステップＳ２）。これら
のカードが正常であれば、プロセス信号１ａ，１ｂをＣ
ＰＵ６でソフトウェア処理して故障信号が発信されたか
否かの判定に移る（ステップＳ８）。故障であれば次に
故障カードが制御用のカードか予備用のカードかをカー
ド情報ビットで判定する（ステップＳ３）。予備カード
であれば、予備カードの故障の表示を表示器１８で行
い、制御カードであれば、予備カードがあるか否かをカ
ード情報ビットとカード状態ビットで判定する（ステッ
プＳ４）。カード情報ビットが予備カードで且つカード
状態ビットが待機モ−ドで且つ入出力ビットとカード型
名ビットが故障カードのビットと一致すれば故障したカ
ードから予備のカードに切換えられる（ステップＳ
５）。上記以外の場合は、故障カードの表示と予備カー
ドなしの表示を表示器１８で行う（ステップＳ７）。カ
ードの切換えの後は、ＣＰＵ６に切換情報を送信する
（ステップＳ６）。次にプロセス入力信号をＣＰＵ６で
ソフトウェア処理して故障信号が発信されたか否かを判
定しなければ一連のステップＳ９〜Ｓ１３より成るフロ
ーは終了し、発信されれば、上記と同様な処理であるス
テップＳ９〜Ｓ１３の処理を行い、一連の処理が終了す
る。

【００２３】一方、ＣＰＵ６の動作について説明する。
図１に示すプロセス信号１ａ，１ｂが同一であるが、制
御プロセス入力カード２ａ，２ｂの値が一致しない場合
は、入力側のカードの故障と判定し、制御プロセス出力
カード７ａ，７ｂの値が一致しない場合は、出力側のカ
ードの故障と判定する入出力カード診断処理（ステップ
Ｓ２１）をまず行い、その時、故障情報は故障監視切換
指令部３に送信される。次に故障処理（ステップＳ２
２）では、故障監視切換指令部３のカードの切換情報を
受信し、次ページ（別途用意した他のフロー）の動作を
行う。

【００２４】ところで、図７に示すように各カードの信
号は、ＣＰＵ６（図１参照）において、一旦、決められ
た格納アドレスＡに格納され、次にソフトウェア処理す
るためにソフトウェア処理用アドレスＳＡにセットされ
る。故障監視切換指令部３（図１参照）からＣＰＵ６へ
の切換情報より、ＣＰＵ６は故障カードのアドレスと予
備プロセス入力カードのアドレスが判っているので、格
納アドレスＡからソフトウェア処理用アドレスＳＡに各
カードの信号をセットするとき、故障カードのソフトウ
ェア処理用アドレスＳＡに入力信号のデータをセットさ
せる手段を備えている。

【００２５】なお、故障監視切換指令部３からＣＰＵ６
への切換情報は例えば図６に示すように故障したカード
の位置情報ビットＢ１と予備カードの位置情報ビットＢ
２から構成されている。

【００２６】図８は本実施例１において入力切換部及び
出力切換部がリレーを含み構成されている場合の切換部
付近の構成を示すブロック図である。図８において、図
１，２に示す構成要素に対応するものには同一の符号を
付し、その説明を省略する。図８において、入力切換部
５はリレーマトリクスを用いており、リレー５ｂと、こ
のリレー５ｂにより信号を切換える動作部５ａとから構
成されている。出力切換部９も同様リレーマトリクスを
用いており、リレー９ｂと、このリレー９ｂにより信号
を切換える動作部９ａとから構成されている。

【００２７】次に図８に示す入力切換部及び出力切換部
の動作について説明する。カード自身のハードウェア又
はＣＰＵ６によるソフトウェア処理により、例えば制御
プロセス入力カード２ａの故障が検知されると、その故
障情報は故障監視切換指令部３に送信され、その故障情
報を基に故障監視切換指令部３は、故障の制御プロセス
入力カード２ａから予備プロセス入力カード４ａに入力
信号の経路が代わるよう、リレー５ｂを制御する。

【００２８】図９は本実施例１において入力切換部が半
導体から成るものを示すブロック図である。図９におい
て、１はプロセス信号、２ａ，２ｂ，２ｃはプロセス信
号１を入力する制御プロセス入力カード、３は制御プロ
セス入力カード２ａ，２ｂ，２ｃと予備プロセス入力カ
ード４の故障情報とＣＰＵの故障情報を入力し故障カー
ドから予備カードへ切換える為の切換情報を送信する故
障監視切換指令部、５は故障監視切換指令部３の故障情
報をもとに故障カードから予備カードに入力信号の切換
えを行う半導体の入力切換部である。入力切換部５にお
いて、５３は故障監視切換指令部３の故障情報を受信す
る受信手段、５２は受信手段５３から故障情報を入力し
隔離手段５４ａ〜５４ｄを制御する隔離制御手段、５１
は受信手段５３の故障情報を入力し入力信号切換手段５
０を制御する入力信号切換手段、５０は入力信号切換制
御手段５１の制御信号により入力信号を切換える上記入
力信号切換手段、５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄは隔
離制御手段５２の制御信号により正常時は予備カード
に、故障時は故障カードに信号を隔離する隔離手段であ
る。

【００２９】次に図９に示す入力切換部の動作について
説明する。例えば制御プロセス入力カード２ａが故障し
た場合、故障監視切換指令部３は故障情報を受信し、入
力切換部５に故障情報を送信する。故障情報は入力切換
部５の内部の受信手段５３によって受信され、入力信号
切換制御手段５１と隔離制御手段５２に送信される。入
力信号切換制御手段５１は入力信号切換手段５０に制御
信号を送信し、この信号により入力信号切換手段５０
は、制御プロセス入力カード２ａの入力信号を予備プロ
セス入力カード４に接続する。又、隔離制御手段５２は
隔離手段５４ａ〜５４ｄに制御信号を送信し隔離手段５
４ａで入力信号を断ち、隔離手段５４ｄで入力信号をつ
なぐ。

【００３０】図１０は本実施例１において出力切換部が
半導体から成るものを示す構成図である。図１０におい
て、３は制御プロセス出力カード７ａ，７ｂ，７ｃと予
備プロセス出力カード８の故障情報とＣＰＵの故障情報
を入力して故障カードから予備カードへ切換える為の切
換情報を送信する故障監視切換指令部、９は故障監視切
換指令部３の故障情報をもとに故障カードから予備カー
ドに出力信号の切換えを行う出力切換部、１０は制御プ
ロセス出力カード７ａ，７ｂ，７ｃの出力先である制御
機器である。半導体の出力切換部９において、５３は故
障監視切換指令部３の故障情報を受信する受信手段、５
８は受信手段５３の故障情報を入力し出力先選択手段を
制御する出力信号制御手段、５５は出力信号制御手段５
８の制御信号をもとに予備カードの出力先を選択する上
記出力先選択手段、５６は受信手段５３の故障情報をも
とに正常信号切換手段を制御する切換制御手段、５７
ａ，５７ｂ，５７ｃは切換制御手段５６の制御信号をも
とに制御プロセス出力カード７ａ，７ｂ，７ｃ側か予備
プロセス出力カード８側かを選択する上記正常信号切換
手段である。

【００３１】次に図１０に示す出力切換部の動作につい
て説明する。例えば制御プロセス出力カード７ａが故障
した場合、故障監視切換指令部３は故障情報を受信し、
出力切換部９に故障情報を送信する。故障情報は出力切
換部９の内部の受信手段５３によって受信され、出力信
号制御手段５１と切換制御手段５６に送信される。出力
信号制御手段５１は出力先選択手段５５に制御信号を送
信し、この制御信号により出力先選択手段５５は、予備
プロセス出力カード８の出力信号を故障した制御プロセ
ス出力カード７ａ側の信号経路に接続させる。又、切換
制御手段５６は正常信号切換手段５７ａに制御信号を送
信し、この制御信号にもとづき、正常信号切換手段５７
ａは信号経路を故障した信号経路（制御プロセス出力カ
ード７ａ側）から正常な信号経路（予備プロセス出力カ
ード８側）に切換える。

【００３２】実施例２（請求項２対応）．尚、上記図１
及び図２に示す実施例１では、故障監視切換指令部３及
びＣＰＵ６が一重化（単一系統）の場合について述べた
が、本実施例２では、図１１に示す様に制御系故障監視
切換指令部３ａ、待機系故障監視切換指令部３ｂ、制御
系ＣＰＵ６ａ、待機系ＣＰＵ６ｂ、マルチバス５１ｂ〜
５４ｂ、制御系バスレシーバ１６ａ１、入力用待機系バ
スレシーバ１６ｂ１、出力用待機系バスレシーバ１６ａ
２、出力用待機系バスレシーバ１６ｂ２、入力用制御系
バスドライバ１７ａ１、入力用待機系バスドライバ１７
ａ２、出力用制御系バスドライバ１７ｂ１、出力用待機
系バスドライバ１７ｂ２、制御系故障表示器１８ａ、及
び待機系故障表示器１８ｂを備え、それらがそれぞれが
２重化されており、この２重化に伴い入力切換指令部５
と出力切換指令部９に制御系の指令を選択する入力用切
換器１３ａと出力用切換器１３ｂを設けたので、ＣＰＵ
６ａ，６ｂ、故障監視切換指令部３ａ，３ｂ、バスドラ
イバ１７ａ１，１７ｂ１，１７ａ２，１７ｂ２、バスレ
シーバ１６ａ１，１６ａ２，１６ｂ１，１６ｂ２の故障
によるシステムの機能喪失が防げ、高信頼性が確保でき
る。

【００３３】次に本実施例２の動作について説明する。
図１１に示す本実施例２における制御系故障監視切換指
令部３ａと待機系故障監視切換指令部３ｂの動作は図
１，２に示す実施例１における故障監視切換指令部３の
動作と同じである。制御系ＣＰＵ６ａと待機系ＣＰＵ６
ｂの動作は、図１２に示すように入出力カード診断処理
（ステップＳ３１）、故障処理（ステップＳ３２）を行
う（ここまでは実施例１と同一）。次にＣＰＵ周辺カー
ドの診断処理（ステップＳ３３）を行う。即ち、制御系
ＣＰＵ６ａの周辺カードである入力用制御系バスドライ
バ１７ａ１、出力用制御系バスドライバ１７ｂ１、故障
情報を表示する表示器１８ａ、及び制御系故障監視切換
指令部３ａに故障がないか否かを診断する。また、待機
系ＣＰＵ６ｂの周辺カードである入力用待機系バスドラ
イバ１７ａ２、出力用待機系バスドライバ１７ｂ２、故
障情報を表示する表示器１８ｂ、及び待機系故障監視切
換指令部３ｂに故障がないか否かを診断する。次に切換
処理（ステップＳ３４）を行う。

【００３４】この切換処理（ステップＳ３４）以下の処
理を図１３のフローチャートに基づいて説明する。この
切換処理（ステップＳ３４）でまず自系が制御系か待機
系かを確認し（ステップＳ３５）、制御系の場合まず自
系に故障情報があるか否かを判定し（ステップＳ３
６）、なければ切換処理は終了し、故障情報があれば他
系に故障情報があるか否かを判定する（ステップＳ３
７）。故障情報があれば系切換は不可となり（ステップ
Ｓ４１）、全ての制御ができなくなる。故障情報がなけ
れば自系の故障情報を表示し（ステップＳ３８）、制御
系を他系に切換える指令を出し（ステップＳ３９）、更
に入力用切換器１３ａと出力用切換器１３ｂを他系側に
切換え（ステップＳ４０）、処理が終了する。自系が待
機系の場合は、自系に故障情報があるかを判定し（ステ
ップＳ４２）、なければ処理は終了し、故障情報があれ
ば自系の故障情報を表示し、他系に情報を送る（ステッ
プＳ４３）。

【００３５】実施例３（請求項３対応）．なお、上記実
施例１では、故障監視切換指令部３のみが入力切換部５
と出力切換部９にカードの切換指令を出力する場合につ
いて述べたが、本実施例３では、図１４に示す様に、故
障監視切換指令部３、手動選択部３３の指令を切換える
ＡＵＴＯ／ＭＡＮ切換部３０ａ，３０ｂ、任意の予備カ
ードに切換える操作部３２、あらかじめ制御カードと予
備カードのアドレスをメモリ登録し手動操作指令と登録
データをもとにＣＰＵ６へアドレス変更指令を送るとと
もに入力切換部５及び出力切換部９へ切換指令を送る制
御部３１を設けたので、任意のカードを選択することが
できる。これにより、カードの定検時に保守するカード
から予備のカードへの切換が簡単になり、保守性の向上
を図れる。又、故障監視切換指令部３が故障しても、手
動操作が可能なため、故障カードを検知しマルチバス６
１Ｂを介して故障表示器１８によって表示したとき、故
障カードから予備カードに切換が可能なため上記実施例
１より信頼性が高い。

【００３６】実施例４（請求項４対応）．なお、上記実
施例３では、手動選択部３３を設けた場合について述べ
たが、図１５に示すように本実施例４では予備プロセス
入力カード及び予備プロセス出力カードを遠隔で任意に
選択操作できる遠隔操作部１５１と、ＬＡＮ等の通信回
線４０を介して遠隔操作部１５１と接続される情報収集
部１５２及び操作部１５３が備えられている。遠隔操作
部１５１は、ＡＵＴＯ／ＭＡＮ切換部３０ａ，３０ｂ、
制御部３１、及び手動選択部３３を備えている。操作部
１５３は、遠隔操作部１５１に対して切換操作を行う遠
隔スイッチ３５、この遠隔スイッチ３５の操作指令を送
信し、且つ遠隔操作部１５１からの故障信号を受信する
操作部送受信器３４、及び、この操作部送受信器３４が
受信した故障情報を表示する表示器３６を備えている。
情報収集部１５２は、遠隔操作部１５１からの故障情報
を受信する情報収集部受信器３７、受信した情報を蓄積
するメモリ部３８、及び情報を表示する情報収集部表示
器３９を備えている。本実施例４は以上のような構成を
有すので、遠隔からの故障の発見や操作ができる。特に
情報収集部１５２はシステムを供給するメーカ側が持つ
ことで、早朝の故障の発見や確実な情報の手段を行うこ
とができ、メーカのイメージアップが図れる。

【００３７】

【発明の効果】以上のように第１の発明によれば、プロ
セス信号を入力する制御プロセス入力カードと、この制
御プロセス入力カードに対する予備である予備プロセス
入力カードと、制御機器に制御出力を行う制御プロセス
出力カードと、この制御プロセス出力カードに対する予
備である予備プロセス出力カードと、上記制御プロセス
入力カード又は上記予備プロセス入力カードの出力信号
をソフトウェア処理し、その信号を上記制御プロセス出
力カード又は上記予備プロセス出力カードに出力するＣ
ＰＵと、制御プロセス入力カードと予備プロセス入力カ
ードと制御プロセス出力カードと予備プロセス出力カー
ドとがそれぞれ故障しているかどうかを示す故障情報を
入力しこの故障情報に従った切換指令を行う故障監視切
換指令部と、上記切換指令により当該故障の制御プロセ
ス入力カードから正常な予備プロセス入力カードに切換
える入力切換部と、上記切換指令により当該故障の制御
プロセス出力カードから正常な予備プロセス出力カード
に切換える出力切換部とを備えたので、制御プロセス入
力カードや制御プロセス出力カードが故障しても、予備
プロセス入力カードや予備プロセス出力カードに代える
ことができ、これによりカードの単一故障による機能喪
失を防ぐのに、システム構成全体を複雑化せずに行うこ
とができ、したがって、簡単な構成で安価なプロセス制
御装置を提供することができるという効果が得られる。

【００３８】第２の発明によれば、ＣＰＵ及び故障監視
切換指令部を２重化して構成したので、ＣＰＵや故障監
視切換指令部の故障によるシステムの機能喪失の確率が
少なくなり、システムの信頼性が向上するという効果が
得られる。

【００３９】第３の発明によれば、予備プロセス入力カ
ード及び予備プロセス出力カードを任意に手動選択でき
る手動選択部を備えたので、任意の予備カードに切換え
ることが可能となり、カードの単一故障が発生しても、
保守対応を容易にでき、したがって保守性が向上すると
いう効果が得られる。

【００４０】第４の発明によれば、予備プロセス入力カ
ード及び予備プロセス出力カードを遠隔で任意に選択操
作できる遠隔操作部を備えたので、システムの設置場所
まで行かなくても遠隔でカードを手動選択できるように
なり、操作性が向上するという効果が得られる。

【００４１】第５の発明によれば、入力切換部及び出力
切換部を半導体で構成したので、それらの切換動作速度
がリレーに比べ速くなり、また、リレーに比べ機械的な
接点がないことから、信頼性が向上するという効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１に係るプロセス制御装置
の構成を示すブロック図である。

【図２】 図１の続きを示すブロック図である。

【図３】 上記実施例１において用いられる情報フレー
ムの構成図である。

【図４】 上記実施例１における故障監視切換指令部の
動作を示すフローチャートである。

【図５】 上記実施例１におけるＣＰＵの動作を示すフ
ローチャートである。

【図６】 上記実施例１における切換情報の構成図であ
る。

【図７】 上記実施例１において各カードの信号がアド
レスに格納される動作を説明するための図である。

【図８】 上記実施例１において入力切換部及び出力切
換部がリレーを含み構成されている場合の切換部付近の
構成を示すブロック図である。

【図９】 上記実施例１において入力切換部が半導体か
ら成るものを示すブロック図である。

【図１０】 上記実施例１において出力切換部が半導体
から成るものを示すブロック図である。

【図１１】 この発明の実施例２に係るプロセス制御装
置の構成を示すブロック図である。

【図１２】 上記実施例２におけるＣＰＵの動作を示す
フローチャートである。

【図１３】 上記実施例２において切換処理を示すフロ
ーチャートである。

【図１４】 この発明の実施例３に係るプロセス制御装
置における手動選択部付近の構成を示すブロック図であ
る。

【図１５】 この発明の実施例４に係るプロセス制御装
置における遠隔操作部付近の構成を示すブロック図であ
る。

【図１６】 従来のプロセス制御装置の構成を示すブロ
ック図である。

【図１７】 上記従来装置の動作を示すフローチャート
である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ，１ｃ，１ プロセス信号、２ａ，２ｂ，２
ｃ 制御プロセス入力カード、３ 故障監視切換指令
部、３ａ 制御系故障監視切換指令部、３ｂ 待機系故
障監視切換指令部、４ａ，４ｂ，４ 予備プロセス入力
カード、５ 入力切換部、５ａ 動作部、５ｂ リレ
ー、６ ＣＰＵ、６ａ 制御系ＣＰＵ、６ｂ 待機系Ｃ
ＰＵ、７ａ，７ｂ，７ｃ 制御プロセス出力カード、８
ａ，８ｂ，８ 予備プロセス出力カード、９ 出力切換
部、９ａ 動作部、９ｂ リレー、１０ａ，１０ｂ，１
０ｃ，１０ 制御機器、１１ａ，１１ｂ 待機系プロセ
ス入力カード、１２ａ，１２ｂ 待機系プロセス出力カ
ード、１３ａ 入力用切換器、１３ｂ 出力用切換器、
１４ 手動選択部、１５ 遠隔操作部、１６ａ，１６ｂ
バスレシーバ、１７ａ，１７ｂ，１７ バスドライ
バ、１８ａ，１８ｂ，１８，３６，３９ 表示器、３０
ａ，３０ｂ ＡＵＴＯ／ＭＡＮ切換部、３１ 制御部、
３２ 操作部、３３ 手動選択部、３４ 操作部送受信
器、３５ 遠隔スイッチ、３７ 受信器、３８ メモリ
部、５０ 入力信号切換手段、５１ 入力信号切換制御
手段、５２ 隔離制御手段、５３ 受信手段、５４ａ〜
５４ｄ 隔離手段、５５ 出力先選択手段、５６ 切換
制御手段、５７ａ，５７ｂ，５７ｃ 正常信号切換手
段、５８ 出力信号制御手段、１５１ 遠隔操作部、１
５２ 情報収集部、１５３ 操作部、２０１ 情報フレ
ーム、２０２ カード位置情報ビット、２０３ カード
状態ビット、２０４ カード情報ビット、２０５ 故障
ビット、２０６ 入出力ビット、２０７ カード型名ビ
ット、３０１ ＣＰＵ部、５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５
４ｂ，３０１Ｂ，３０２Ｂ，３０３Ｂ マルチバス、３
０２ プロセス入力部、３０３ プロセス出力部。

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｇ２１Ｄ 3/04 Ｂ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プロセス信号を入力する制御プロセス入
   力カードと、この制御プロセス入力カードに対する予備
   である予備プロセス入力カードと、制御機器に制御出力
   を行う制御プロセス出力カードと、この制御プロセス出
   力カードに対する予備である予備プロセス出力カード
   と、上記制御プロセス入力カード又は上記予備プロセス
   入力カードの出力信号をソフトウェア処理し、その信号
   を上記制御プロセス出力カード又は上記予備プロセス出
   力カードに出力するＣＰＵと、制御プロセス入力カード
   と予備プロセス入力カードと制御プロセス出力カードと
   予備プロセス出力カードとがそれぞれ故障しているかど
   うかを示す故障情報を入力し、この故障情報に従った切
   換指令を行う故障監視切換指令部と、上記切換指令によ
   り当該故障の制御プロセス入力カードから正常な予備プ
   ロセス入力カードに切換える入力切換部と、上記切換指
   令により当該故障の制御プロセス出力カードから正常な
   予備プロセス出力カードに切換える出力切換部とを備え
   たことを特徴とするプロセス制御装置。
2. 【請求項２】 上記ＣＰＵ及び上記故障監視切換指令部
   を２重化して構成したことを特徴とする請求項第１項記
   載のプロセス制御装置。
3. 【請求項３】 上記予備プロセス入力カード及び上記予
   備プロセス出力カードを任意に手動選択できる手動選択
   部を備えたことを特徴とする請求項第１項記載のプロセ
   ス制御装置。
4. 【請求項４】 上記予備プロセス入力カード及び上記予
   備プロセス出力カードを遠隔で任意に選択操作できる遠
   隔操作部を備えたことを特徴とする請求項第１項記載の
   プロセス制御装置。
5. 【請求項５】 上記入力切換部及び上記出力切換部を半
   導体で構成したことを特徴とする請求項第１項記載のプ
   ロセス制御装置。