JPS5875206A - Digital process controller - Google Patents
Digital process controllerInfo
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- JPS5875206A JPS5875206A JP17354581A JP17354581A JPS5875206A JP S5875206 A JPS5875206 A JP S5875206A JP 17354581 A JP17354581 A JP 17354581A JP 17354581 A JP17354581 A JP 17354581A JP S5875206 A JPS5875206 A JP S5875206A
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B9/00—Safety arrangements
- G05B9/02—Safety arrangements electric
- G05B9/03—Safety arrangements electric with multiple-channel loop, i.e. redundant control systems
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、中央演算処理ユニット(CPU)が多重化
されているディジタル式プロセス制御装置におけるCP
U系統のバンプレス切換方式に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a digital process control device in which central processing units (CPUs) are multiplexed.
This relates to the bumpless switching system of the U system.
従来この種の装置として第1図に示すものがあった。図
において(1)はプロセス、(2)はこのプロセスを制
御するための制御装置である。(3)、(4)はプロセ
ス(1)からのアナログ制御入力信号をディジタル変換
するアナログ入力装置、(1)、(83は中央演算処理
ユニット(以下CP U ) (5)、(6)からのデ
ィジタル信号をアナログ信号に変換するアナログ出力装
置、Q(>はこのアナログ出力装置(7)、(8)から
の信号を選択的に切換えるスイッチである。又、(r、
)は2重化された片系のcpu (以1”CPU−A系
)であり、アナログ入力装置(3)から制御入力信号値
を読み取り、演算処理後アナログ出力装置(7)に出力
する。同様に(6)は2重化されたもう片系のCPUC
以下CPU−B系)であり、アナログ入力装置(4)か
ら制御入力値を読みとり演算処理後アナログ出力装置(
8)に出力する。A conventional device of this type is shown in FIG. In the figure, (1) is a process, and (2) is a control device for controlling this process. (3) and (4) are analog input devices that convert analog control input signals from process (1) into digital; (1) and (83 are central processing units (hereinafter referred to as CPU)) from (5) and (6). An analog output device that converts digital signals into analog signals, Q (> is a switch that selectively switches signals from the analog output devices (7) and (8), and (r,
) is a duplicated single system CPU (hereinafter referred to as 1" CPU-A system), which reads control input signal values from an analog input device (3), performs arithmetic processing, and outputs them to an analog output device (7). Similarly, (6) is the other duplicated CPU
The CPU-B system (hereinafter referred to as CPU-B system) reads the control input value from the analog input device (4) and performs arithmetic processing on the analog output device (
8).
CPU−A系(5)及びCPIJ−B系(6)の故障検
出信号はロジック回路(9)に入力する。ロジック回路
(9)の出力はスイッチ01に入力し、スイッチ00の
位置を選択する信号に使われる。The failure detection signals of the CPU-A system (5) and CPIJ-B system (6) are input to the logic circuit (9). The output of the logic circuit (9) is input to switch 01 and is used as a signal to select the position of switch 00.
次に動作について説明する。CPU−A系(5)はアナ
ログ人力装置(3)を介して読み取ったプロセス(1)
からの制御入力信号値に基づいて制御演算を行ない、演
算結果をアナログ出力装置(7)を介してスイッチ01
に伝える。CPU−B系(6)も同様に、アノ−ログ入
力装置(4)を介して読みとったプロセス(1)からの
制御入力信号値に基づいて制御演算を行ないアナログ出
力装置(8)を介して演算結果をスイッチ00に伝える
CPU−A系(5)、CPU−B系((j)は全く同
じ演算を行なっているため、CPUが両系とも正常であ
る限りその演算結果は全く等しい。Next, the operation will be explained. The CPU-A system (5) reads the process (1) through the analog human power device (3).
The control calculation is performed based on the control input signal value from the switch 01, and the calculation result is sent to the switch 01 via the analog output device (7).
tell. Similarly, the CPU-B system (6) performs control calculations based on the control input signal value from the process (1) read through the analog input device (4), and outputs the signal through the analog output device (8). Transmit the calculation results to the switch 00. Since the CPU-A system (5) and the CPU-B system ((j) perform exactly the same calculation, the calculation results are exactly the same as long as both CPU systems are normal.
CP U −A系(5)は富に自己診断を行ない、診断
の結果、異常が発見されればCPIJ−A糸故障信号を
ONにする一同様にCPU−B系(6)も常に自己診断
を行なっており異常が発見されればCPU−B糸故障信
号をONにする。70シック回路(9)は上記のCPU
故障1を入力I7、いずれのCPU出力をプロセス(]
)に出力するか判断し、その結果をスイッチ01目こ出
力する。スイッチ01はロジック回路(9)の出力に従
って切換わり、CPU出力を選択する。The CPU-A system (5) frequently performs self-diagnosis, and if an abnormality is found as a result of the diagnosis, it turns on the CPIJ-A thread failure signal.Similarly, the CPU-B system (6) also constantly performs self-diagnosis. If an abnormality is found during this process, the CPU-B thread failure signal is turned ON. 70 thick circuit (9) is the above CPU
Input fault 1 I7, process any CPU output (]
) and outputs the result to switch 01. Switch 01 switches according to the output of the logic circuit (9) and selects the CPU output.
例えば、ロジック回路(9)は、CPUが両系とも正常
であればスイッチa1に対して現状維持を指令する。ま
たCPU−A糸故障信号がONになればBを、CPU−
B糸故障信号がONになればAを選択するようにスイッ
チ(117に指示し、万−CI”Uが両方とも故障した
ときは、スイッチ(Il’lを相方の系から切離し制御
出力を現状維持させるような操作を行なう。For example, if both CPU systems are normal, the logic circuit (9) instructs the switch a1 to maintain the status quo. Also, if the CPU-A thread failure signal turns ON, the CPU-A
When the B thread failure signal turns ON, it instructs the switch (117) to select A, and when both CI'U fail, disconnects the switch (Il'l from the partner system and returns the control output to the current state. Perform operations to maintain it.
従って第1ピのような装置ではCP U−A系(5)、
CPU−B系(6)のいずれかが正常であればプラント
の制御を支障な(行なえるため、装置全体の信頼性を高
くすることができる。Therefore, in a device like the first pin, the CPU U-A system (5),
If any of the CPU-B systems (6) is normal, it is possible to control the plant without any interference, so the reliability of the entire system can be increased.
しかしながら、従来のディジタル式プロセス制御装置で
は装置の冗長化が以上のように構成されているので、C
PU(5)、(6)の出力を切換えるハードウェア(例
えばスイッチOf) )が必要であり、しかも装置全体
の信頼性が切換ハードウェアの信頼性によって左右され
るため非常に信頼性の高いものが必要であり、特にアナ
ログ出力点数の多い制御システムでは切換ハードウェア
の設計が難しく、コストが高くなる等の欠点があった。However, in conventional digital process control equipment, equipment redundancy is configured as described above, so C
Hardware (for example, switch Off) is required to switch the output of PUs (5) and (6), and the reliability of the entire device depends on the reliability of the switching hardware, making it extremely reliable. Especially in control systems with a large number of analog output points, it is difficult to design the switching hardware and the cost is high.
この発明は、上記のような従来のものの欠点を除去する
ためになされたもので、CPUの出力をソフトウェアで
切換えることにより、切換ハードウェアの不要な冗長化
ディジタル式プロセス制御装置を提供することを目的と
している。This invention was made to eliminate the drawbacks of the conventional ones as described above, and provides a redundant digital process control device that does not require switching hardware by switching the output of the CPU using software. The purpose is
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第2
図において(1)はプロセス、(ホ)はこのプロセスを
制御するための制御装置である。(3)、(4)はプロ
セス(1)からのアナログ制御入力信号をディジタル変
換するアナログ入力装置、0◇、(イ)はディジタル入
力値を入力処理するディジタル入力装置、Q葎はCPU
からのディジタル信号をアナログ信号に変換するアナロ
グ出力装置である。アナログ出力装置03はCPUとの
インタフェースがいわゆる2ポートとなっており、CP
U−A系(5)からもCPU−B系(6)からもアクセ
スすることができる。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Second
In the figure, (1) is a process, and (e) is a control device for controlling this process. (3) and (4) are analog input devices that convert analog control input signals from process (1) into digital, 0◇, (a) are digital input devices that input and process digital input values, and Q 葎 is a CPU.
This is an analog output device that converts digital signals from a computer into analog signals. The analog output device 03 has a so-called 2-port interface with the CPU.
It can be accessed from both the UA system (5) and the CPU-B system (6).
(5)は2重化された片系CPU CPU−A系であり
アナログ入力装置(3)からの制御入力信号値を読み取
り、演算処理後、ディジタル入力装置0υにより読み込
まれたロジック回路−の出力に従って、アナログ出力装
置(至)に出力する。同様に(6)は2重化されたもう
片系のCPU CPU−B系であり、アナログ入力装置
(4)から制御入力信号値を読み込み、演算処理後ディ
ジタル入力装置(イ)により読み込まれたロジック回路
−の出力に従ってアナログ出力装置(至)に出力する。(5) is a duplicated single-system CPU CPU-A system that reads the control input signal value from the analog input device (3), performs arithmetic processing, and outputs the logic circuit read by the digital input device 0υ. output to the analog output device (to) according to the following. Similarly, (6) is the other duplicated CPU system, CPU-B, which reads the control input signal value from the analog input device (4), and after arithmetic processing, it is read by the digital input device (A). Output to analog output device (to) according to the output of the logic circuit.
CPU−λ系(5)及びCPU−B系(6)は常に自己
診断処理を行なっており、異常が検出されればそれぞれ
CPU−A系異常信号、CPU−B系異常信号を′″1
′にする。ロジック回路−はこれらの異常信号をもとに
論理演算を行ない、その出力をディジタル入力装置0め
、(6)に供給する。The CPU-λ system (5) and CPU-B system (6) are constantly performing self-diagnosis processing, and if an abnormality is detected, they will output a CPU-A system abnormal signal and a CPU-B system abnormal signal, respectively.
’. The logic circuit performs logical operations based on these abnormal signals and supplies its output to digital input device 0 (6).
次に動作について説明する。Next, the operation will be explained.
CPU−A系(5)、CPU−B系(6)はアナログ入
力装置(3)、(4)及びディジタル入力装置01)、
Q′4から読み取ったアナログ入力値、ディジタル入力
値に従って演算処理を行なうが、そのソフトウェアをフ
ローチャートで示したものが第8図、第4図である。The CPU-A system (5) and CPU-B system (6) are analog input devices (3), (4) and digital input device 01),
Arithmetic processing is performed according to the analog input value and digital input value read from Q'4, and FIGS. 8 and 4 are flowcharts of the software.
第8図はCPU−A系(5)のソフトウェアを示してい
る。CPU系(5)はアナログ入力読み込み処理0])
を行なった後制御演算処理(イ)を行ないアナログ出力
装置0葎に出力すべき出力データを演算する。ただし実
際の出力動作はこの時点では行なわない。FIG. 8 shows the software of the CPU-A system (5). CPU system (5) performs analog input reading processing 0])
After performing the control calculation process (a), the output data to be output to the analog output device 0 is calculated. However, actual output operation is not performed at this point.
次にディジタル入力読み込み処理(ト)を実行しロジッ
ク回路mの出力値(A系制御要求信号、B系制御要求信
号)を読み込む。判断子(ロ)はA系制御要求信号が1
′であるかどうか判断し、それがOfであればソフトウ
ェアの先頭にジャンプし、以上の処理を繰り返す。逆に
′1′であれば判断子(至)によりB系制御要求信号が
′1′であるかどうか判断し、それが′1′であればソ
フトウェアの先頭にジャンプし以上の処理を繰り返す。Next, digital input reading processing (g) is executed to read the output values (A-system control request signal, B-system control request signal) of the logic circuit m. The judge (b) indicates that the A system control request signal is 1.
', and if it is Off, jump to the beginning of the software and repeat the above process. Conversely, if it is '1', it is determined by the determiner (to) whether or not the B system control request signal is '1', and if it is '1', it jumps to the beginning of the software and repeats the above processing.
逆に0′であればアナログ出力処理(至)を実行し、制
御演算処理C)の演算結果をアナログ出力バードウェア
0Φに出力した後ソフトウェアの先頭にジャンプし以上
の処理を繰り返す。すなわちCPU−A系(5)は常に
制御演算を行なっているが、ロジック回路用の出力値が
、A系制御要求信号−1、B系制御要求信号−0となっ
たとぎのみアナログ出力装置0:4に対し演算結果を出
力する。On the other hand, if it is 0', the analog output process (to) is executed, and after outputting the calculation result of the control calculation process C) to the analog output hardware 0Φ, the process jumps to the beginning of the software and repeats the above process. In other words, the CPU-A system (5) always performs control calculations, but only when the output values for the logic circuit become the A-system control request signal -1 and the B-system control request signal -0, the analog output device 0 is activated. : Outputs the calculation result for 4.
第4図はCPU−B系(6)のソフトウェアを示してい
る。FIG. 4 shows the software of the CPU-B system (6).
アナログ入力読み込み処理C■、制御演算処理(6)、
ディジタル入力読み込み処理θ場はCPU−A系(5)
と全く同じ処理を行なっている。しかし判断子■、に)
がCP U−A系の場合と異なっており、CP U −
B系(6)ではロジック回路用の出力値がA系制御要求
信号−0、B系制御要求信号−1となったときのみアナ
ログ出力装置0埠に対し演算結果を出力する。Analog input reading processing C■, control calculation processing (6),
Digital input reading processing θ field is CPU-A system (5)
It's doing exactly the same thing. However, the judge ■, to)
is different from that of the CPU U-A system, and the CPU
The B system (6) outputs the calculation result to the analog output device 0 only when the output value for the logic circuit becomes the A system control request signal -0 and the B system control request signal -1.
第5図はロジック回路(イ)の回路構成の一例を示した
ものである。図において、151)、[はNOT回路、
州はAND回路を示す。FIG. 5 shows an example of the circuit configuration of the logic circuit (a). In the figure, 151), [ is a NOT circuit,
The state indicates an AND circuit.
表 1
表1は第5図に示すロジックの真理値表であるが、CP
U−A系異常信号が′″0′である限り、A系制御要求
信号−1、B系制御要求信号−〇となり、CPU−A系
(5)がアナログ出力装置α[有]に演算結果を出力す
る。次にCPTJ−A系異常信号が′1′でかつCPU
−B系異常信号が4′θ′である場合、。Table 1 Table 1 is a truth table for the logic shown in Figure 5.
As long as the U-A system abnormal signal is ``0'', the A system control request signal is -1, the B system control request signal is -0, and the CPU-A system (5) sends the calculation result to the analog output device α [present]. Next, if the CPTJ-A system abnormal signal is '1' and the CPU
- When the B-system abnormal signal is 4'θ'.
A系制御要求信号−〇、B系制御要求信号−1となりC
,PU−B系がアナログ出力装置03に演算結果を出力
する。さらにCPU−A系異常信号、CPU−B系異常
信号がともに′1′となった場合は、A系制御要求信号
、B系制御要求信号ともに50′となり、いずれのCP
Uからもアナログ出力処理は行なわれなくなり制御出力
は現状維持になる。A system control request signal - ○, B system control request signal - 1 becomes C
, PU-B system outputs the calculation result to the analog output device 03. Furthermore, when the CPU-A system abnormal signal and CPU-B system abnormal signal both become '1', both the A system control request signal and the B system control request signal become 50', and any CPU
Analog output processing is no longer performed from U, and the control output remains as it is.
またロジック回路(列の異常によりA系制御要求信号、
B系制御要求信号がともに′″]′になった場合でも同
様にアナログ出力処すが行なオ)れなくなるため、やは
り制御出力は現状維持される。In addition, the logic circuit (A system control request signal due to an abnormality in the column,
Even if both of the B-system control request signals become ``'']'', the analog output processing is similarly not performed, so the control output remains as it is.
なお上記実施例ではCPU(5)、(6)が2重化され
たディジタル制御装置の場合について説明したが、3重
化、あるいはさらに多重化されたディジタル制御装置で
あってもよく上記実施例と同様の効果を奏する。要する
に、小なくとも2重化された多重系に適用可能である。In the above embodiment, a case was explained in which the CPUs (5) and (6) are a dual digital control device, but the above embodiment may also be a triple or even multiplex digital control device. It has the same effect as. In short, it is applicable to at least a duplex multiple system.
以上のように、この発明によれば従来のハードウェアに
よる制御出力の切換をソフトウェアによる判断子に置き
換えているため、切換ハードウェアが不要となり装置が
安価にでき、その信頼性も高くなる。また切(良に関す
るインターロックをソフトウェアで構成できるため、複
雑なインターロックロジックを特別なハードウェアを追
加することなく実現できる。さらにロジック回路のトラ
ブルに対してもフェールセーフである設計が簡単にでき
る、などの効果がある。As described above, according to the present invention, since the conventional hardware-based switching of control outputs is replaced with a software-based judge, switching hardware is not required, making the device inexpensive and highly reliable. In addition, since interlocks related to OFF (ON) can be configured in software, complex interlock logic can be implemented without adding special hardware.Furthermore, it is easy to design a fail-safe design against logic circuit troubles. , and other effects.
第1図は従来の冗長化ディジタル式制御装置を示すハー
ドウェア構成図、第2図はこの発明による冗長化ディジ
タル式制御装置を示すハードウェア構成図、第3図はこ
の発明によるC P tJ A系のソフトウェアフロー
チャ゛−トを示す図、第4図はこの発明によるCPUB
系のソフトウエアフローチャ−トを示す図、第5図はこ
の発明によるロジック回路の一例を示す回路榴成図であ
る。
(1)・・・・・・・・・プロセス、(2)、(ホ)・
・・・・・・・・制御装置、(3)、(4)・・・・・
・・・・アナログ入力装置、(5)・・・・・・・・・
CPU−A系、(6)・・・・・・・・・CPU−B系
、(7) 、(8) 、(11・・・・・・・・・アナ
ログ出力装置、(9)、−・・・・・・・・ロジック回
路。
なお、各図中、同一符号は、同一あるいは相当部分を示
すものとする。
代理人 葛野信−
第1図
第3図
第11図FIG. 1 is a hardware configuration diagram showing a conventional redundant digital control device, FIG. 2 is a hardware configuration diagram showing a redundant digital control device according to the present invention, and FIG. 3 is a hardware configuration diagram showing a redundant digital control device according to the present invention. FIG. 4 is a diagram showing a software flowchart of the CPU system according to the present invention.
FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a logic circuit according to the present invention. (1)・・・・・・Process, (2), (e)・
......Control device, (3), (4)...
...Analog input device, (5)...
CPU-A system, (6)...CPU-B system, (7), (8), (11......Analog output device, (9), - ......Logic circuit. In each figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts. Agent Makoto Kuzuno - Figure 1 Figure 3 Figure 11
Claims (1)
き制御出力を演算処理する中央演算処理ユニットA1及
び中央@算処理ユニットBを有するディジタル式プロセ
ス制御装置において、中央演算処理ユニットA及び中央
演算処理ユニッ)Bの制御出力を受けて上記プロセスへ
供給するマルチポート入出力装置、上記中央演算処理ユ
ニットA −及び中央演算処理ユニットBの異常信号を
入力し、健全な中央演算処理ユニッ)Aあるいは中央演
算処理ユニットBの制御出力の発生を許すロジック回路
を備えたことを特徴とするディジタル式プロセス制御装
置。In a digital process control device having a central processing unit A1 and a central processing unit B that receive control inputs from the process (and process control outputs to be output to the process), the central processing unit A and the central processing unit A multi-port input/output device that receives the control output of processing unit) B and supplies it to the above process, inputs abnormal signals from the central processing unit A - and central processing unit B, and connects it to a healthy central processing unit) A or A digital process control device comprising a logic circuit that allows a central processing unit B to generate a control output.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17354581A JPS5875206A (en) | 1981-10-28 | 1981-10-28 | Digital process controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17354581A JPS5875206A (en) | 1981-10-28 | 1981-10-28 | Digital process controller |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5875206A true JPS5875206A (en) | 1983-05-06 |
Family
ID=15962513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17354581A Pending JPS5875206A (en) | 1981-10-28 | 1981-10-28 | Digital process controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5875206A (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5685103A (en) * | 1979-12-14 | 1981-07-11 | Hitachi Ltd | Multiplex control device |
-
1981
- 1981-10-28 JP JP17354581A patent/JPS5875206A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5685103A (en) * | 1979-12-14 | 1981-07-11 | Hitachi Ltd | Multiplex control device |
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