JPS60243721A - プラグインユニツトシステム - 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】 １品８８め履ナス鈷傷ム野） この発明は？ＩＩ′Ｉｋのプラグインユニットで構成さ
れるプラグインユニットシステム、特に数個々のユニッ
トをシステムがオンラインの状態で挿脱して保守または
点検等を行なうことが可能なプラグインユニットシステ
ムに関する。

〔従来技術とその問題点〕

一般に、この種のシステムとしては、例えば第３図に示
される如きプルセス制御システムが考えられる。なお、
第３図は一般的なプラグインユニットシステムの１例を
示すブロック図である。同図において、１はシステムバ
ス、２は該バスの制御を行なうバス制御ユニット（ＢＳ
Ｃ）、３は中央処理ユニット（ＣＰＵ）、４はメモリユ
ニット（Ｍ）、５はディジタル入カユニツ）（Ｄｉ）、
６はアナログ入カニニット（Ａｉ）、７はディジタル出
カニニット（Ｄｏ）、８はアナログ出カニエツト（Ａｏ
）、９社上記各ユニットに電源を供給する電源供給ユニ
ット（ｐｏｗ）である。ユニット２〜８は夫々プラグイ
ン機構を有しており、該機構によってシステムバス１に
着贈、自在となっていふ。

したがって、プラントまたはプロセス側からの情報線、
接点５１または発信器６１等からそれぞれディジタル入
カニエツト５、アナログ入カニニット６に入力されるの
で、これらの情報はシステムバス１を介して中央処理ユ
ニット（ＣＰＵ）３に読みとられる（入力処理と呼ぶ。

）。ＣＰＵ３では、メモリ４に格納されている制御プロ
グラムにもとづいて所定の演算処理が行なわれ（演算処
理と呼ぶ。）、その制御出力情報は、システムバス１を
介してディジタル出カニニット７またはアナ四グ田方ユ
ニット８に出力され（出力処理と呼ぶ。）でリレー７１
．バルブ８１等の操作が行なわれる。なお、以上の如き
制御はサイクリックに繰り返される。

ところで、このような制御システムにおいては、該シス
テムの稼動率を向上させるためにオンライン状態で所定
のプラグインユニットを保守１点検したり、または故障
したプラグインユニットを交換すること等が要求される
が、このような場合、保守すべきプラグインユニットを
オンライン状態で着脱しても、制御システムが誤動作し
たり、あるいは停止するような悪影響が生じないことが
必要である。

そこで、この種のプラグインユニットをオンラインで保
守する方式（活線保守方式）として、出願人は既に第４
図に示すような方法を提案している。なお、第４図は既
提案のオンライン保守機能をもつプラグインユニットシ
ステムを示す構成図である。

以下に、第４図をもとにその説明を行なう。

同図は、第３図におけるディジタル入カニニット５を例
としたもので、１０で示す電源およびリセット信号供給
用サブコネクタを１１で示すプラグインユニット側コネ
クタ（保守用コネクタト呼ぶ）にかん介させ、電源およ
びリセット信号を供給しつつプラグインユニット５を活
線挿脱する方法である。すなわち、リセット信号８８に
より、システムハス１への出力を阻止状態とすることに
より、挿脱の際の電気的なじょう乱を生じさせないよう
にし、かつ、サブコネクタ１ｏを抜き差しする際に、活
線保守の開始および終了を示す保守割込み信号ＩＮを発
生する保守割込み発生回路１２を設け、割込み信号ＩＮ
をライン１５を介してＣＰＵ３に通知することにより、
オンライン保守作業の間はＣＰＵ３が保守中のプラグイ
ンユニット５をアクセスしないようにして、未実装のプ
ラグインユニットをアクセスした時におこる、データ有
効信号（スレーブユニット（Ｄｉ　、　Ｄｏ、　Ａｉ　
、Ａｏ）よりマスタユニット（ＣＰＵ）に返信するいわ
ゆるレディー信号）の未返答によるバスのりツク、ある
いはそれに起因するシステムの停止を防ぐことを意図し
たものである。

しかしながら、この従来方法は、ＣＰＵ３が活線保守さ
れようとするプラグインユニットをアクセスしている陣
中（すなわち、同図においてＣＰＵ３によるデータ読出
し動作により発生されるデータ読出し信号ＲＤが有効と
なり、ディジタル入力回路１４からのデータがバスドラ
イバ１７を介してデータバス１６に出力されているとき
）に、用コネクタ１１に挿入されると、リセット信号Ｒ
５が有効（′０”にて有効）となり、バスドライバ１７
が阻止状態となって出力がアクセスの途中でしゃ断され
る。このような場合、ＣＰＵ３はプラグインユニット５
のデータを確実に受取れずに鋏ったデータを読取ること
となり、システムの誤動作をまねくことになる。なお、
かかる動作は、アナログ入カニニット６を従来の方法に
よって活線挿脱する場合にも、同様にして生じるもので
ある。

つまり、従来の方法の如く活線保守の開始時にマスタユ
ニットに対して割込み信号ＩＮを発生させるだけでは、
マスタユニットとスレーブユニット間のデータ転送を正
常に終結することができないという問題を内在している
ことになる。

〔発明の目的〕

この発明は上述の欠点を除去すべくなされたもので、制
御システムの動作に悪影響を与えず、より信頼性の高い
活線採寸機能を備えたプラグインユニットシステムを提
供することを目的とする。

ｒを囮の叩占） この発明は、複数のプラグインユニットの少なくとも１
つをマスクユニット、他をスレーブユニットとしてこれ
らを共通バスに並設し、該マスタユニットから所望のス
レーブユニットをアクセスして所定の制御を行なうため
に、前記スレーブユニットには主プラグイン機構とは別
に設けた電源電圧およびリセット信号（保守信号）を供
給するサブコネクタと、該サブコネクタの着脱時にマス
タユニットへ活線保守の開始および終了を通知する手段
とを設けることＫより、活線保守時の電気的なしよう乱
および活線保守中にマスクユニットによるスレーブユニ
ットのアクセスを行なわないようにしたプラグインユニ
ットシステムにおいて、該サブコネクタより供給あるい
はサブコネクタの挿入時に発生されるリセット信号（保
守信号）を該制御システムにより決定されうる一定の時
間だけ遅らせる遅延手段を付加することにより、スレー
ブユニットの活線保守開始時とマスタユニットによる該
スレーブユニットのアクセスが重なった場合に生じうる
データの誤出力を防止し、これによってシステムの誤動
作あるいは停止を回避するようにしたものである。

〔発明の実施間〕

第１図はこの発明の実施例を示すものであり、第４図と
同じくシステムバス１、ディジタル入カニニット５を中
心に図示したものである。

同図において、ディジタル入カニニット５は保守用コネ
クタ１１．割込み発生回路１２、入力データ用コネクタ
１３、ディジタル入力回路１４およびデータバスドライ
バ１７から成る従来回路（第４図）に、２０で示す遅延
回路を付加した構成となっている。したがって、ディジ
タル入カニニット５は割込み信号線１５およびデータバ
ス１６によりシステムバス１と結合されており、外部か
らのサブコネクタ１０と保守用コネクタ１１をかん合さ
せることにより、ディジタル入カニニット５の活線保守
および点検を行なうものであることは従来例と同様であ
る。

これに対し、新たに設けられた遅延回路２０は、サブコ
ネクタ１０を保守用コネク゛りＩＩＫ接続させることに
より＠　ＯＨとなる保守信号ＭＡ（従来方式ではリセッ
ト信号と呼んでいた信号）を入力として、それから一定
時間の遅れの後″′１″から０″に変化す為リセット信
号Ｒ８を発生させる機能をもつ。この遅延回路２０の内
部酸、モノステープルフリップ７０ツブ２１と、それに
接続されたコンデンサ２２と抵抗２３による時定数設定
回路およびパワーオンリセット回路２４により構成され
ている。

以下に、実稗例の動作をＩＩＩ図にもとづいて説明する
。ディジタル入カニニット５をシステムのオンライン中
に保守９点検する場合は、まず、電源とグランドを供給
するサブコネクタ１０を保守用コネクタ１１に挿入する
。この時、保守信号風は′１″から′０”に変化するの
で、割込み発生回路１２において形成された割込み信号
ＩＮが共通バス１５を介してマスタユニット１に通知さ
れる。さらに、保守信号ＭＡは、遅延回路２０内のモノ
ステープル７リツプフ四ツブ２１の入力Ｂに・入力され
る。

ここで、入力ＡにクロックＣＬＫが印加されている場合
のモノステープルフリップフロツブ２１の動作を以下に
示す０ （１）入力Ｂが＠１′のとき 入力Ａに印加されたクセツ表信号ＣＬＫの立下りにより
七ノステーブル動作が起動され、これによって出力Ｑは
′１”となり、以後は連続したクロック入力により′１
″の・状態を保持する。

（１１）入力Ｂ、が１”から“θ″に変化したとき出力
Ｑは、抵抗２２およびコンデンサ２３により決定される
時間（以下で社、時定数τと表わす。）の後、１”から
０″に変化する。

従って、モノステープル７リツプフシツプ２１の入力Ｂ
が＠１″から０″に変化したとき、（ＩＩ　）に示した
動作によって、一定の遅れ時間τの後、リセット信号几
Ｓは９０”となり、有効となる。

ここで、パワーオンリセット回路２４は、システムの電
源の立上げ時にリセット信号が出力されるようにした回
路である◇ 以上の動作により、活線保守の開始時に割込み信号ＩＮ
の発生後、一定時間の遅れτをともなってリセット信号
Ｒ８が有効となることが判る。従って、データバスドラ
イバ１７も同様に、保守開始後τ時間後に出力阻止状態
となり（ゲート、Ｇを閉じる。）、ディジタル入カニニ
ット５の活線挿脱が可能な状態となる。

次に、以上で述べた本実施列の動作について、第２図に
示す処理タイムチャートをもとに説明する。なお、第２
図は、第３図に示した制御システムの動作を、横軸を時
間軸としてタイムチャートに表わしたものである。同図
において、制御サイクル（Ａ）は保守される以前の１回
の制御動作（処理サイクルと呼ぶ。）を示したもので、
第３図におけるＣＰＵ３が入力処理（３０）、演算処理
（３１）および出力処理（３２）を順次実行しているこ
とを示している。

いま、制御サイクル（Ｂ）の入力処理（３３）において
、ＣＰＵ３がディジタル入カニニット５をアクセスして
いる途中に活線保守操作（３４）が開始された場合を考
える。この時、保守割込み信号３５がパルスとして発生
し、ＣＰＵ３に通知されるが、ディジタル入カニニット
５内のリセット信号Ｒ８は、前述した動作によりただち
には有効とならない。従って、ＣＰＵ３のディジタル入
カニニット５に対するアクセス拡中断することなく終了
し、したがって、システムに悪影響を与えることはない
◇そして、ＣＰＵｄ割込みを受け付け、割込み処理３６
を行なった後、入力処理３７に復帰する。

リセット信号３８ハ時間τの後に有効となり、二ニット
５の活線状態での抜き取りが可能となる。

ここで、遅れ時間τは次のように決定する。

一般的に、入力処理あるいは出力処理の前処理において
は、入出カニニットの保守状態を割込み処理によって作
成された入出力構成を表わすテーブル等により判別し、
保守状態にある入出カニニットは、その入出力処理内で
はアクセスしない構成となっている。従って、遅れ時間
の最小値は、入力処理、肖力処理各々の時間’１　ｔ　
１２の大きい方の値とし、最大値はサブコネクタ１ｏを
挿入してから人為的にプラグインユニット５を引き抜く
までの時間（一般的に数秒）以内に設定する必要がある
。活線保守の終了時には、サブコネクタ１０を１１から
引き抜くことにより、保守割込み信号が再び発生すると
共にリセット信号几Ｓ　（３８）も同時に熱動となり、
ユニット５は動作を開始し。

制御システムは通常の動作に復帰する。

以上の説明により、活線保守の開始時にリセット信号を
一定時間遅らせることにより、マスタユニットがスレー
ブユニットをアクセス中にリセット信号が出力されるこ
とにより生ずる誤出力、あるいはシステムの停止を防止
することができる。

なお、上記では主として入出カニニットについて説明し
たが、メモリユニットについても同様である。

〔発明の効果〕

この発明によれば、サブコネクタにより電源およびリセ
ット（保守）信号を供給しつつプラグインユニットを挿
脱する活線保守方式において、サブコネクタの挿入時に
保守の開始をマスタユニットに通知する手段と共に、リ
セット信号を一定時間遅延させて出力する手段を設けた
ことにより、以下の効果が得られる。

（１）　マスタユニットが保守されようとするスレーブ
ユニットをアクセスしている最中に、活線保守を開始し
た場合に生じるデータの誤出力によるシステムの誤動作
あるいは停止を防止することができるため、信頼性が向
上する。

（２さらに、スレーブユニットの活線保守にとどまらず
、複数のマスクユニットが共通バスに接続きれて互いに
情報交換を行なう、いわゆるマルチマスクシステムにお
けるマスタユニットの活線保守についても、同様の考え
方で適用することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す構成図、第２図は第１
図の動作を説明するための処理タイムチャート、第３図
はこの発明が適用されるプロセス制御システムの一般的
な構成例を示すブロック図、第４図は従来のオンライン
保守機能を有するプラグインユニットシステムを示す構
成図である。 符号説明 １・・…・システムパス、２・・・・・・パス制御ユニ
ット（Ｂ１０）、３・・・・・・演算制御ユニット（Ｃ
ＰＵ）、４・・・・・・メモリユニット、５・・・・・
・ディジタル入カニニット、６・・・・・・アナログ入
カニニット、７・・・・・・ディジタル出カニニット、
８・・・・・・アナレグ出カニニット、９・・・・・・
電源供給ユニット、１０・・・・・・サブコネクタ、１
１・・・・・・保守用コネクタ、１２・・・・・・割込
み発生回路、１３・・・・・・入力データ用コネクタ、
１４・・・・・・ディジタル入力回路、１５・・・・・
・割込み信号線、１６・・・・・・データバス、１７・
・・・・・パストライバ、２０・・・・・・遅延回路、
２１・・・・・・モ／ステーブル７リツブ７０ツブ、２
２・・・・・・コンデンサ、２３・・・・・・抵抗、２
４・・・・・・パワーオンリセット回路、５１・・・・
・・接点、６１・・・・・・発信器、７１・・・・・・
リレー、８１・・・・・・操作端（バルブ）。 代理人　弁理士　並　木　昭　夫 第１図 ｔａ　３　図 ｌｌ１Ａ　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. プラグを含むコネクタ機構を備え少なくとも１つのマス
   タユニットとともに着脱可能にして共通バスに並設され
   該マスタユニットによって制御されるｖｉｓＯスレーブ
   ユニットの各々に、共通バスに対して着脱操作が行なわ
   れたとき該スレーブユニット内機器のリセットを行なう
   ためのリセット信号を発生する一方前記マスタユニット
   に対して活線保守の開始または終了を通知するための割
   込信号を発生する信号発生手段と、前記リセット信号を
   所定の時間だけ遅延させる遅延手段とを設けることによ
   り、少なくともマスタユニットによるスレーブユニット
   のアクセス中にはリセット信号が出力されないようにし
   て誤動作を回避することを特徴とするプラグインユニッ
   トシステム。