JPS5939780B2 - 多重系処理装置による制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、制御の信頼度が異なる機器を、３台以上の処
理装置を並列同期運転して制御する装置に関する。

電子計算機を制御用の処理装置として用いて、各種の外
部機器（被制御機器）を高信頼度で制御する場合は、処
理装置を複数台用いて多重系にし、各処理装置が出力す
る制御出力（制御用の出力信号）による多数決信号又は
一致信号で外部機器を制御する方式が一般に採用されて
おり、処理装置を３台以上用いる場合は、特に各処理装
置の制御出力を多数決回路で多数決をとり、その出力信
号、すなわち多数決信号で外部機器を制御する方式が採
用されている。

しかし、多数決信号による制御方式は、前記多数決回路
が一般に一重系であるから、この多数決回路の信頼度を
高めようとすると、多数決回路が複雑になり、高価にな
つてしまう。

また、要求される制御の信頼度が異なる全ての外部機器
を多数決信号で制御すると、要求される制御の信頼度が
低い外部機器、すなわち一般信頼性機器にも多数決回路
を設けなければならず、不経済である。従つて、要求さ
れる制御の信頼度に応じて、制御方式を選択することが
重要である。このようにするには、外部機器を要求され
る制御の信頼度に応じて区分し、かつ３台の処理装置を
並列同期運転して、高信頼度の制御が要求される外部機
器、すなわち高信頼性機器は処理装置の各制御出力の多
数決信号で制御し、他の外部機器、すなわち一般信頼性
機器はいずれか２台の処理装置の制御出力の一致信号、
又はいずれか１台の処理装置の制御出力で制御するよう
にすればよい。

すなわち、たとえば鉄道における転てつ器、信号機のよ
うに、故障・誤動作により列車の脱線・衝突を誘起して
直接人命に著しい影響を与えるおそれのある機器は、制
御の信頼度を著しく高めなければならないから、高信頼
度の制御が要求されるいわゆる高信頼性機器であり、こ
のような機器は各処理装置の制御出力の多数決信号て唯
１御する必要がある。また、一般信頼性機器のうち、た
とえば駅における案内放送装置・案内掲示装置のように
、誤動作・故障が発生しても、人命に影響を与えない機
器は中程度の信頼度の制御を行なえばよい、いわゆる中
信頼性機器であり、従つてこのような中信頼性機器は、
いずれか２台の処理装置の制御出力の一致信号で制御す
ればよい。さらに、一般信頼性機器のうち、たとえばタ
イプライタのように、故障すると不便ではあるが、制御
に直接関係がないという程度の機器、すなわち低信頼性
機器はいずれか１台の処理装置の制御出力で制御すれば
よい。しかし、各機器を上述のように制御するためには
、複数の処理装置の中のどれかが故障した場合、正常な
処理装置の制御出力を外部機器に与えるように選択・切
換えを行なう係員が必要であるし、選択・切換えのため
の作業が煩られしく、しかも手動切換えによる時間的な
遅れがある欠点がある。

本発明は、各処理装置の制制出力の一致判定を行ない、
判定結果を利用して、中信頼性機器又は低信頼性機器の
制御に使用する処理装置を選択し、自動的に切換えるよ
うにして、人手を要することなく迅速に切換えることが
でき、しかも中信頼性機器又は低信頼性機器の制御の信
頼度を、簡単かつ廉価な装置で向上し得る制御装置を提
供することを目的とする。この目的を達成するために本
発明は、各処理装置が出力する高信頼性機器用の制御出
力又は一般信頼性機器用の制御出力が相互に一致してい
るか否かを判定して、一般信頼性機器の制御に用いる制
御出力を、一致した制御出力を出力している処理装置の
出力信号の中から自動的に選択する。

このようにすれば、一般信頼性機器の制御に用いる処理
装置の選択・切換えを迅速に行なうことができ、また正
常に動作している処理装置により一般信頼性機器を制御
することになるから、一般信頼性機器の制御の信頼度が
著しく向上し、さらに装置が簡単であり、廉価である。
以下、図面に示す実施例について説明する。

第１図において、１，２，３は並列同期運転される処理
装置で、高信頼性機器４用の第１制御出力を導線７ａ，
７ｂ，７ｃに出力し、中信頼性機器５用の第２制御出力
を導線８ａ，８ｂ，８ｃに出力し、低信頼性機器６用の
第３制御出力を導線９ａ，９ｂ，９ｃに出力する。１０
は、各処理装置１，２，３の制御出力のうち、各第１制
御出力の多数決をとる既知の多数決回路で、多数決信号
を高信頼性機器４に供給する。

１１は、各処理装置１，２，３が出力する第１制御出力
を鑑視してその一致状態を意味する信号を出力する一致
判定回路で、この例では各第１制御出力について相互に
一致判定を行なつて、他の第１制御出力と一致している
第１制御出力を出力している処理装置を意味する信号を
出力する。

このような一致判定回路１１は、第２図に示すように、
排他的論理和回路２０ａ，２０ｂ，２０ｃ、負論理のオ
ア回路２１ａ，２１ｂ，２１ｃ、インバータ２２ａ，２
２ｂ，２２ｃ、及びプリセツト型のフリツプフロツプ２
３ａ，２３ｂ，２３ｃで構成することができる。この一
致判定回路において、回路２０ａは導線７ａ，７ｂから
の第１制御出力の反一致を、回路２０ａは導線７ｂ，７
ｃから第１制御出力の反一致を、回路２０ｃは導線７ａ
，７ｃからの第１制御出力の反一致をそれぞれ検出する
回路であり、オア回路２１ａは回路２０ａ，２０ｃの出
力信号のオア信号を、オア回路２１ｂは回路２０ａ，２
０ｂの出力信号のオア信号を、オア回路２１ｃは回路２
０ｂ，２０ｃの出力信号のオア信号をそれぞれ出力する
。また、インバータ２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、オア回
路２１ａ，２１ｂ，２１ｃとフリツプフロツプ２３ａ，
２３ｂ，２３ｃの間に設けられており、その出力信号で
後段のフリツプフロツプ２３ａ，２３ｂ，２３ｃをりセ
ツトする。この一致判定回路１１は、各フリツプフロツ
プ２３ａ，２３ｂ，２３ｃが予じめセツトされるから、
各処理装置１，２，３の第１制御出力が一致していれば
、各フリツプフロツプ２３ａ，２３ｂ，２３ｃのセツト
出力端子に接続された導線１２，１３，１４から論理信
号゛１゛をそれぞれ出力する。

また、導線７ａからの第１制御出力が他の導線からの第
１制御出力と一致しないと、オア回路２１ａの出力信号
が論理信号゛０゛になるからフリツプフロツプ２３ａが
りセツトされてその旨を記憶し、同様に導線７ｂからの
第１制御出力が他の第１制御出力と不一致であればフリ
ツプフロツプ２３ｂがその旨を記憶し、導線７ｃからの
第１制御出力が他の第１制御出力と不一致であればフリ
ツプフロツプ２３ｃがその旨を記憶する。従つて、第２
図に示す一致判定回路は、処理装置１の第１制御出力が
他の処理装置２，３の第１制御出力の少なくともいずれ
かと一致していると、その旨を意味する第１信号を導線
１２に出力し、同様に処理装置２の第１制御出力が他の
第１制御出力と一致していると、その旨を意味する第２
信号を導線１３に出力し、処理装置３の第１制御出力が
他の第１制御出力と一致していると第３信号を導線１４
に出力する。１５は一致判定回路１１の出力信号に応じ
て、中信頼性機器５の制御に用いる制御出力を選択し、
処理する第１選択処理回路で、導線１２，１３，１４か
ら入力する信号を用いて、導線８ａ，８ｂ，８ｃを介し
て処理装置１，２，３から入力する第２制御出力のいず
れか２つを選択し、選択した２つの第２制御出力の一致
をとつてその一致出力を中信頼性機器５に供給する。

すなわち、この回路１５は、導線１２，１３，１４の全
てから信号が入力しているとき（第１制御出力が全て一
致しているとき）は予じめ定められた２つの第２制御出
力を選択してその一致出力を機器５に供給し、導線１２
，１３，１４の全てから信号が入力していないとき（第
１制御出力が一致していないとき）は、第２制御出力の
選択を行なわず、従つて機器５に第２制御出力を供給し
ない。

また、いずれか２つの導線、たとえば１２，１３から第
１信号と第２信号が入力すると、その導線１２，１３に
対応する処理装置１，２からの第２制御出力を選択して
その一致出力を機器５に供給する。このような第１選択
処理回路１５は、第３図に示すように、アンド回路３０
ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ
、３１ｄ、オア回路３２ａ，３２ｂ、インバータ３３ａ
，３３ｂ，３３ｃ，３４ａ，３４ｂ，３４ｃを用いた選
択回路と、排他的論理和回路３５とその出力を反転する
インバータ３６を用いた一致回路とで構成することがで
きる。

各アンド回路は４入力のアンド回路であり、導線１２，
１３，１４から一致判定回路１１の出力信号が入力する
他に、導線８ａ，８ｂ，８ｃのいずれか１つから第２制
御出力が入力する。また、アンド回路３０ｂ，３０ｃ，
３０ｄと３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの各入力端子のうち、
導線１２，１３，１４に接続するいずれか１つにはイン
バータ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３４ａ，３４ｂ，３４
ｃが設けられている。オア回路３２ａはアンド回路３０
ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄの出力信号のオア信号を回
路３５の一方の入力端子に出力し、オア回路３２ｂは、
アンド回路３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの出力信号
のオア信号を回路３５の他の入力端子に出力する。第３
図に示す第１選択処理回路１５は、導線１２，１３，１
４の全てが信号゛１゛であると、アンド回路３０ａ，３
１ａにより導線８ａと８ｂからの第２制御出力を選択し
てその一致出力を機器５に出力し、導線１２，１３，１
４のうち導線１２，１３のみが信号゛１゛であると、ア
ンド回路３０ｂ，３１ｂにより導線８ａと８ｂからの第
２制御出力を選択してその一致出力を機器５に出力する
。

同様に、導線１２，１３，１４のうち導線１３，１４の
みが信号゛１゛であると導線８ｂ，８ｃからの第２制御
出力の一致出力を機器５に出力し、導線１２，１４のみ
が信号゛ビであると導線８ａ，８ｃからの第２制御出力
の一致出力を機器５に出力する。そして、導線１２，１
３，１４のうち少なくともいずれか２つが信号１０１で
あると、第２制御出力の選択を行なわず、従つて機器５
には制御出力が入力しない。１６は、一致判定回路１１
の出力信号に応じて低信頼性機器６に供給する１つの第
３制御出力を選択し処理する第２選択処理回路で、導線
１２，１３，１４から入力する信号を用いて、導線９ａ
，９ｂ，９ｃを介して処理装置１，２，３から入力する
第３制御出力の１つを低信頼性機器６に供給する。

すなわち、この回路は、導線１２，１３，１４のうち、
少なくともいずれか２つの導線から信号が入力すると、
予じめ定められた１つの第３制御出力を選択して低信頼
性機器６に供給する。この回路１６は、また導線１２，
１３，１４のうち、少なくとも２つから信号が入力しな
いときは、第３制御出力の選択を行なわず、低信頼性機
器６に第３制御出力を供給しない。このような第１−選
択処理回路１６は、第４図に示すように、４個のアンド
回路４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ、オア回路４１、
及び３個のインバータ４２ａ，４２ｂ，４２ｃで構成す
ることができる。

この回路１６は、各アンド回路４０ａ，４０ｂ，４０ｃ
，４０ｄの１つの入力に、導線９ａ，９ｂ，９ｃから第
３制御出力が入力することを除いて、第３図の回路にお
けるアンド回路３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ、オア
回路３２ａ、及びインバータ３３ａ，３３ｂ，３３ｃで
構成された回路部分と同様に動作する。オア回路４１の
出力は低信頼性機器６に供給される。従つて、第４図に
示す第２選択処理回路１６は、導線１２，１３，１４か
ら、第１、第２、第３信号の全てが入力すると、アンド
回路４０ａにより導線９ａからの第３制御出力を選択し
、導線１４からの第３信号のみが入力しないとアンド回
路４０ｂにより導線９ａからの第３制御出力を選択する
。

同様に、第１信号のみが入力しないと導線９ｂからの第
３制御出力を選択し、第２信号のみが入力しないと導線
９ｃからの第３制御出力を選択する。そして、第１、第
２、第３信号の全て又はいずれか２つが入力しないと第
３制御出力の選択を行なわない。各機器４，５，６は、
前段の回路１０，１５，１６から入力する制御出力によ
り制御されて駆動する。

この制御装置は、一致判定回路１１において、各処理装
置１，２，３が出力する第１制御出力の一致状態を判定
して正常に動作している処理装置を照査し、かつこの判
定結果を用いて中信頼性機器５を制御するために用いる
処理装置を正常に動作している処理装置の中から選択処
理回路１５で自動的に選択するとともに、低信頼性機器
６を制御するために用いる処理装置を正常に動作してい
る処理装置の中から選択処理回路１６で自動的に選択す
る。

この制御装置によれば、一般信頼性機器、すなわち中信
頼性機器５と低信頼性機器６とを、正常に動作している
処理装置の制御出力で制御するから、高信頼性機器４の
制御の信頼度を低下することなく、一般信頼性機器５，
６の制御の信頼度を高めることができる。

また、選択処理回路１５と１６が多数決回路１０に比べ
て簡単で、しかも廉価であるから、一般信頼性機器５，
６の制御の信頼度を、わずかな費用で向上することがで
きる。次に、第５図を参照して、一致判定回路と、各選
択処理回路の他の実施例について説明する。一致判定回
路１Ｖは、第２図に示す回路におけるフリツプフロツプ
２３ａ，２３ｂ，２３ｃの後段に、３個のアンド回路５
１ａ，５１ｂ，５１ｃを設けており、各アンド回路の出
力信号を、導線６１，６２，６３を介して各選択処理回
路１５′，１６′に供給するように構成されている。ア
ンド回路５１ａはフリツプフロツプ２３ａと２３ｂのセ
ツト出力が入力する２入力アンド回路、アンド回路５１
ｂはフリツプフロツプ２３ｂ，２３ｃの各セツト出力と
、フリツプフロツプ２３ａのりセツト出力が入力する３
入力アンド回路、アンド回路５１ｃはフリツプフロツプ
２３ａ，２３ｃの各セツト出力と、フリツプフロツプ２
３ｂのりセツト出力が入力する３入力アンド回路である
。従つて、この一致判定回路１１′は、少なくとも処理
装置１と２の制御出力が一致していればアンド回路５１
ａの出力のみが論理信号″Ｆ゛となり、処理装置１の制
御出力のみが不一致であればアンド回路５１ｂの出力の
みが論理信号１１゛となり、処理装置２の制御出力のみ
が不一致であればアンド回路５１ｃの出力のみが論理信
号“１゛となる。

第１選択処理回路１５′は、３個ずつ２組の２入力アン
ド回路５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５３ａ，５３ｂ，５３
ｃと、各組のアンド回路の出力が入力する２個の３入力
オア回路５４ａ，５４ｂとから成る選択回路と、各オア
回路５４ａ，５４ｂの出力が入力する排他的論理和回路
５５とその出力を反転するインバータ５６とから成る一
致回路とを設けている。各アンド回路は、図に示すよう
に、一致判定回路１１′のアンド回路５１ａ，５１ｂ，
５０ｃの出力端子に接続する導線６１，６２，６３の１
つに一方の端子が接続され、他方の端子が導線８ａ，８
ｂ，８ｃのいずれか１つに接続されて、オア回路５４ａ
，５４ｂを介して回路５５に出力する２つの第２制御出
力を、一致判定回路１１′の出力信号により選択するよ
うに構成されている。この回路１５！は、各処理装置１
，２，３の制御出力が全て一致しているか、又は処理装
置１，２の制御出力が互いに一致していると、アンド回
路５２ａ，５３ｂにより導線８ａ，８ｂからの第２制御
出力を選択し、処理装置１の制御出力のみが不一致であ
ると、アンド回路５２ｂ，５３ｂにより導線８ｂ，８ｃ
からの第２制御出力を選択し、処理装置２の制御出力の
みが不一致であると、アンド回路５２ｃ，５３ｃにより
導線８ａ，８ｃからの第２制御出力を選択する。

選択された制御出力は、オア回路５４ａ，５４ｂを介し
てオア回路５５に供給されて、この回路５５と次段のイ
ンバータ５６とから成る一致回路で一致をとられる。前
記一般回路からの一致出力は、機器５に供給される。第
２選択処理回路１６′は、３個の２入力アンド回路５７
ａ，５７ｂ，５７ｃと、各アンド回路の出力が入力する
３入力オア回路５８とで構成されており、オア回路５８
の出力を機器６に供給する。

各アンド回路の各入力端子は、図に示すように、導線９
ａ，９ｂ，９ｃのいずれかと、導線６１，６２，６３の
いずれかとに接続されている。この回路１６′は、各処
理装置１，２，３の制御出力が全て一致しているか、又
は処理装置１と２の制御出力が互いに一致していると、
アンド回路５７ａにより導線９ａからの第３制御出力を
機器６に供給し、処理装置１の制御出力のみが不一致で
あると、アンド回路５７ｂにより導線９ｂからの第３制
御出力を機器６に供給し、処理装置２の制御出力のみが
不一致であると、アンド回路５７ｃにより導線９ｃから
の制御出力を機器６に供給する。第５図に示す装置によ
れば、第１図ないし第４図に示す実施例により得られる
効果の他に、少なくとも処理装置１と２の制御出力が互
いに一致していることを意味する信号と、処理装置１の
制御出力のみが不一致であることを意味する信号、及び
処理装置２の制御出力のみが不一致であることを意味す
る信号とを一致判定回路１Ｖで出力するから、第２図な
いし第４図に示す実施例に比べて装置がきわめて簡単に
なる。

なお、上述の実施例では、一致判定回路１１，１１′に
おいて第１制御出力の一致状態を判定しているが、第２
制御出力又は第３制御出力の一致状態を判定するように
してもよい。

また、選択処理回路１５，１５′が機器５に出力する制
御信号を、正常な制御信号を出力している処理装置の出
力信号の中から選択しているから、選択処理回路１５，
１５′内の一致回路において両信号が一致することが殆
んどであり、従つて選択処理回路１５，１５′を選択処
理回路１６，１６′と置換えてもよい。また、上述の実
施例は、３台の処理装置による３重系の制御方式の場合
の実施例であるが、本発明は、３台以上の処理装置を、
用いる多重系の制御方式にも適用することができる。４
台以上の処理装置を用いるｎ重系の制御方式に本発明を
用いる場合にも、外部機器を要求される制御の信頼度に
応じて区分し、高信頼性機器はｎ重系多数決回路の出力
信号で伯ｕ御し、他の機器は各処理装置が出力する制御
出力の一致状態を判定して、一致している制御出力を出
力している処理装置の制御出力により制御すればよい。

さらに、上述の実施例では、第１及び第２選択処理回路
を電子回路で構成しているが、制御の目的に応じて電子
回路、リレー回路のいずれかで構成することができるし
、両者を併用することもできる。

以上のように本発明は、高信頼性機器には処理装置から
出力される高信頼性機器用制御出力の多数決信号を出力
するのに対し、一般信頼性機器に対しては各処理装置か
らの制御出力の一致状態を一致判定回路で判定し、この
判定結果を用いて、一致した制御出力を出力している処
理装置からの一般信頼性機器用制御出力を選択処理回路
で選択して出力するようにしたから、高信頼性機器の制
御の信頼性を低下することなしに、一般信頼性機器の制
御に用いる処理装置の選択・切換えを人手を要すること
なく迅速に行なうことができるし、一般信頼性機器の制
御の信頼度を著しく向上することができる。

また、」致判定回路、選択回路が多数決回路に比べて簡
単かつ廉価であるから、装置が簡単であり廉価である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる制御装置の一例を示すプロツク
図、第２図は一致判定回路の一実施例図、第３図は第１
選択処理回路の一実施例図、第４図は第２選択処理回路
の一実施例図、第５図は一致判定回路、第１及び第２選
択処理回路の他の実施例図である。 １，２，３：処理装置、４，５，６：制御される外部機
器、１０：多数決回路、１１，１１′：ー致判定回路、
１５，１５′：第１選択処理回路、１６，１６′：第２
選択処理回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 要求される制御の信頼度が高い高信頼性機器用の制
   御出力と、要求される制御の信頼度が低い一般信頼性機
   器用制御出力とを各々出力し、かつ並列同期運転される
   少なくとも３台の処理装置と、各処理装置の出力信号の
   うち、高信頼性機器用制御出力の多数決信号を前記高信
   頼性機器に出力する多数決回路と、介処理装置からの出
   力信号を監視して、一致状態を意味する信号を出力する
   一致判定回路と、前記一致判定回路の出力信号を用いて
   、各処理装置のうち、一致した制御出力を出力している
   処理装置からの一般信頼性機器用制御出力を選択して前
   記一般信頼性機器に出力する選択処理回路と、を設けた
   ことを特徴とする多重系処理装置による制御装置。 ２ 前記選択処理回路が、各処理装置からの制御出力の
   １つを選択して一般信頼性機器に供給する手段である特
   許請求の範囲第１項記載の制御装置。 ３ 前記選択処理回路が、各処理装置からの制御出力の
   ２つを選択してその一致出力を一般信頼性機器に供給す
   る回路である特許請求の範囲第１項記載の制御装置。 ４ ３台の処理装置を用い、かつ、前記一致判定回路が
   、少なくとも第１処理装置と第２処理装置からの制御信
   号が一致していることを意味する信号と、第１処理装置
   からの制御出力のみが不一致であることを意味する信号
   と、第２処理装置からの制御信号のみが不一致であるこ
   とを意味する信号を出力する回路である特許請求の範囲
   第１項、第２項、又は第３項記載の制御回路。