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技術 プログラマブルロジックコントローラ

出願人 東芝三菱電機産業システム株式会社
発明者 佐川輝政
出願日 2014年8月4日 (6年6ヶ月経過) 出願番号 2014-158788
公開日 2016年3月17日 (4年11ヶ月経過) 公開番号 2016-035700
状態 特許登録済
技術分野 プログラマブルコントロ-ラ
主要キーワード ウオッチドッグタイマー 管理処理ルーチン CPUカード 鉄鋼プラント パラメータ類 更新処理ルーチン テンポラリエリア 元カード
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (11)

課題

製造コストを低減しつつ、障害点の少ない冗長化構成を実現できるプログラマブルロジックコントローラを提供する。

解決手段

電源と複数のCPUカードと機能性カードとを備えるプログラマブルロジックコントローラ備える。各CPUカードは、電源および機能性カードに接続する。各CPUカードはそれぞれ、各CPUカードの優先度を取得する優先度取得手段301と、各CPUカードの状態が正常であるか異常であるかを判定する状態判定手段302と、正常なCPUカードのうち、優先度が自カードの次に高いカードを引継先カードとする引継先決定手段303と、自カードから引継先カードにデータをコピーして同値化する同値化手段304と、正常なCPUカードのうち、自カードの優先度が最も高い場合に、自カードを、信号を処理する信号処理状態とし、他の場合に、自カードを待機状態とする権限切替手段305とを備える。

概要

背景

PLCは、プラントを構成する機器の制御や監視などに用いられる。一般製造業でよく使用されるPLCは、通常、CPUを1つ備え、CPUが故障した場合は、動作しなくなる。重要な設備では、冗長化構成を組み、1つのCPUが停止しても他のCPUが動作し、PLCが停止しないようにしている。従来、例えば、特許文献1に開示されるように、複数のPLCを用いて冗長化構成を組むことが知られている。

概要

製造コストを低減しつつ、障害点の少ない冗長化構成を実現できるプログラマブルロジックコントローラを提供する。電源と複数のCPUカードと機能性カードとを備えるプログラマブルロジックコントローラ備える。各CPUカードは、電源および機能性カードに接続する。各CPUカードはそれぞれ、各CPUカードの優先度を取得する優先度取得手段301と、各CPUカードの状態が正常であるか異常であるかを判定する状態判定手段302と、正常なCPUカードのうち、優先度が自カードの次に高いカードを引継先カードとする引継先決定手段303と、自カードから引継先カードにデータをコピーして同値化する同値化手段304と、正常なCPUカードのうち、自カードの優先度が最も高い場合に、自カードを、信号を処理する信号処理状態とし、他の場合に、自カードを待機状態とする権限切替手段305とを備える。

目的

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、製造コストを低減しつつ、障害点の少ない冗長化構成を実現できるプログラマブルロジックコントローラを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

プラント機器を制御または監視するプログラマブルロジックコントローラであって、電力を供給する電源と、前記プラント機器を制御または監視する信号を処理可能な複数のCPUカードと、前記プラント機器との間で前記信号を入出力する機能性カードと、を備え、前記複数のCPUカードの各CPUカードは、前記電源および前記機能性カードに接続し、前記複数のCPUカードそれぞれの優先度を取得する優先度取得手段と、前記複数のCPUカードそれぞれの状態が正常であるか異常であるかを判定する状態判定手段と、前記正常なCPUカードのうち、優先度が自カードの次に高いカードを引継先カードとする引継先決定手段と、前記自カードから前記引継先カードにデータをコピーして同値化する同値化手段と、前記正常なCPUカードのうち、前記自カードの優先度が最も高い場合に、前記自カードを、前記信号を処理する信号処理状態とし、他の場合に、前記自カードを待機状態とする権限切替手段と、を備えること、を特徴とするプログラマブルロジックコントローラ。

請求項2

前記各CPUカードと、優先度と、状態と、引継先カードとを関連付けたテーブルを記憶する記憶部と、前記状態判定手段と前記引継先決定手段とを継続的に実行し、前記各CPUカードの状態と引継先カードとを得て、前記テーブルを随時更新するテーブル更新手段を更に備え、前記同値化手段は、前記自カードから前記テーブルに記憶された引継先カードにデータをコピーして同値化し、前記権限切替手段は、前記テーブルに記憶された正常なCPUカードのうち、前記自カードの優先度が最も高い場合に、前記自カードを、前記信号を処理する信号処理状態とし、他の場合に、前記自カードを待機状態とすること、を特徴とする請求項1記載のプログラマブルロジックコントローラ。

技術分野

0001

この発明は、プログラマブルロジックコントローラ(Programmable Logic Controller、以下、PLCとも記す)に関する。

背景技術

0002

PLCは、プラントを構成する機器の制御や監視などに用いられる。一般製造業でよく使用されるPLCは、通常、CPUを1つ備え、CPUが故障した場合は、動作しなくなる。重要な設備では、冗長化構成を組み、1つのCPUが停止しても他のCPUが動作し、PLCが停止しないようにしている。従来、例えば、特許文献1に開示されるように、複数のPLCを用いて冗長化構成を組むことが知られている。

先行技術

0003

特開2013−168090号公報

発明が解決しようとする課題

0004

図9は、従来の冗長化構成の1つの例を示す図である。この構成では、1台のPLCに第1電源701、第1CPU702、第1機能性カード703、第2電源704、第2CPU705、第2機能性カード706を配置し、中央の系切替カード707によって、第1CPU702から第2CPU705に権限切り替え、第1CPU702が故障で停止した場合に、第2CPU705にて動作を継続する。

0005

しかし、この冗長化構成では、第1電源701、第2電源704、第1機能性カード703、第2機能性カード706のように各種カード複数枚用意しなければならず、冗長化構成を実現するためのコストが大きい。

0006

また、中央の系切替カード707が故障した場合には、第2CPU705が故障していない場合であっても、第1CPU702から第2CPU705に権限を切り替えることができず、PLCとして制御や監視を継続できないという問題がある。

0007

図10は、従来の冗長化構成の他の例を示す図である。この構成では、第1電源801、第1CPU802、第1トラッキングカード803、第1機能性カード804で1セットのPLCを構成し、同じ構成のPLCとして、第2電源806、第2CPU807、第2トラッキングカード808、第2機能性カード809を準備する。また、第1トラッキングカード803と第2トラッキングカード808は、トラッキングケーブル810で繋がっている。

0008

データの同値化は、第1トラッキングカード803と第2トラッキングカード808間でデータをやりとりすることにより、第1CPU802が故障した際に、速やかに第2CPU807に権限を切り替えて、制御や監視を継続することができる。

0009

しかし、この冗長化構成でも、第1電源801、第2電源806、第1機能性カード804、第2機能性カード809のように各種カードを複数枚準備しなければならず、冗長化構成を実現するためのコストが大きい。

0010

また、第1トラッキングカード803、第2トラッキングカード808の故障またはトラッキングケーブル810が断線した場合、第1CPU802から第2CPU807に権限を切り替えることができず、PLCとして制御や監視を継続できないという問題がある。

0011

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、製造コストを低減しつつ、障害点の少ない冗長化構成を実現できるプログラマブルロジックコントローラを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0012

第1の発明は、上記の目的を達成するため、プラント機器を制御または監視するプログラマブルロジックコントローラであって、
電力を供給する電源と、
前記プラント機器を制御または監視する信号を処理可能な複数のCPUカードと、
前記プラント機器との間で前記信号を入出力する機能性カードと、を備え、
前記複数のCPUカードの各CPUカードは、
前記電源および前記機能性カードに接続し、
前記複数のCPUカードそれぞれの優先度を取得する優先度取得手段と、
前記複数のCPUカードそれぞれの状態が正常であるか異常であるかを判定する状態判定手段と、
前記正常なCPUカードのうち、優先度が自カードの次に高いカードを引継先カードとする引継先決定手段と、
前記自カードから前記引継先カードにデータをコピーして同値化する同値化手段と、
前記正常なCPUカードのうち、前記自カードの優先度が最も高い場合に、前記自カードを、前記信号を処理する信号処理状態とし、他の場合に、前記自カードを待機状態とする権限切替手段と、を備えることを特徴とする。

0013

また、第2の発明は、第1の発明において、
前記各CPUカードと、優先度と、状態と、引継先カードとを関連付けたテーブルを記憶する記憶部と、
前記状態判定手段と前記引継先決定手段とを継続的に実行し、前記各CPUカードの状態と引継先カードとを得て、前記テーブルを随時更新するテーブル更新手段を更に備え、
前記同値化手段は、前記自カードから前記テーブルに記憶された引継先カードにデータをコピーして同値化し、
前記権限切替手段は、前記テーブルに記憶された正常なCPUカードのうち、前記自カードの優先度が最も高い場合に、前記自カードを、前記信号を処理する信号処理状態とし、他の場合に、前記自カードを待機状態とすること、を特徴とする。

発明の効果

0014

この発明よれば、複数の電源や、複数の機能性カードを必要としないため、従来の構成に比して安価に冗長化構成を実現することができる。また、複数のCPUカードが自律的に同値化処理と権限切替処理を実行するため、従来の構成のような系切替カード、トラッキングカード、トラッキングケーブルが不要であり、障害点を減らすことができる。このため、この発明によれば、製造コストを低減しつつ、障害点の少ない冗長化構成を実現できる。

図面の簡単な説明

0015

本発明の実施の形態1に係るプログラマブルロジックコントローラの冗長化構成を説明するための図である。
各CPUカード16の機能について説明するための図である。
本発明の実施の形態1において、冗長化管理プログラム211により実現される各機能について説明するための図である。
本発明の実施の形態1において、各CPUカード16が実行する同値化管理処理ルーチンフローチャートである。
本発明の実施の形態1における各CPUカード16が実行する権限切替処理ルーチンのフローチャートである。
各CPUカード16の状態の一例を示す図である。
本発明の実施の形態2において、冗長化管理プログラム211により実現される各機能について説明するための図である。
本発明の実施の形態2において、各CPUカード16が実行するテーブル更新処理ルーチンのフローチャートである。
従来の冗長化構成の1つの例を示す図である。
従来の冗長化構成の他の例を示す図である。

実施例

0016

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

0017

実施の形態1.
[実施の形態1の構成]
図1は、本発明の実施の形態1に係るプログラマブルロジックコントローラの冗長化構成を説明するための図である。

0018

図1に示すPLC1は、鉄鋼プラント等に設けられた各種プラント機器(図示省略)に接続され、各種プラント機器を制御または監視する。PLC1は、バックボード10を備える。バックボード10には、電源12と、機能性カード14と、複数のCPUカード16とが取り付けられている。

0019

電源12は、バックボード10を介して機能性カード14と各CPUカード16に接続される。電源12は、機能性カード14と各CPUカード16に電力を供給する。

0020

機能性カード14は、PLC1で実現する機能を満たすためのカードである。例えば、機能性カード14は、プラント機器との間で信号を入出力する機能を備えている。

0021

各CPUカード16は、プラント機器を制御または監視する信号を処理し、機能性カード14との間で信号を入出力する。図1には、各CPUカード16として、第1CPUカード161、・・・、第nCPUカード16nが記載されている。nは2以上の自然数である。第1CPUカード161、・・・、第nCPUカード16nは、それぞれ電源12および機能性カード14に接続している。

0022

複数のCPUカード16は、所定のプログラムに基づいて、機能性カード14から入力される信号に応じた制御値を算出し、機能性カード14に出力する。機能性カード14は、制御値に応じた信号をプラント機器に出力する。なお、複数のCPUカード16は、1枚のカードが信号を処理する信号処理状態(稼動状態)として動作し、他のカードは待機状態となる。

0023

図2は、各CPUカード16の機能について説明するための図である。各CPUカード16は、処理部、記憶部、入出力インタフェースを備えている。処理部、記憶部、入出力インタフェースは互いに接続され、互いに信号の受け渡しが可能になっている。

0024

各CPUカード16の入出力インタフェースは、バックボード10を介して電源12、機能性カード14に接続されている。

0025

各CPUカード16の処理部は、CPU(Central Processing Unit)、キャッシュメモリ等により構成されている。処理部は、記憶部からプログラムを読み出し各種機能を実現する。

0026

各CPUカード16の記憶部は、ハードディスク装置や、フラッシュメモリのような不揮発性メモリや、RAM(Random Access Memory)のような揮発性メモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成されている。

0027

図2に示す第1CPUカード161の記憶部には、メインプログラム201、冗長化管理プログラム211、各パラメータ221、テンポラリエリア231が格納されている。

0028

メインプログラム201は、全てのCPUに共通のPLCの機能を実現するためのプログラムである。冗長化管理プログラム211は、CPUカードの冗長化を管理するためのプログラムである。各パラメータ221は、CPUカード毎のパラメータ類を保存しているエリアである。テンポラリエリア231は、一時的にデータを格納するエリアである。なお、各パラメータ221、テンポラリエリア231は、処理部のキャッシュメモリ上に用意されるものであってもよい。

0029

同様に、図2に示す第nCPUカード16nの記憶部には、メインプログラム20n、冗長化管理プログラム21n、各パラメータ22n、テンポラリエリア23nが格納されている。メインプログラム20n、冗長化管理プログラム21n、各パラメータ22n、テンポラリエリア23nは、メインプログラム201、冗長化管理プログラム211、各パラメータ221、テンポラリエリア231と同じ構成である。

0030

図3は、本発明の実施の形態1において、冗長化管理プログラム211により実現される各機能について説明するための図である。ここでは、第1CPUカード161を例に挙げて説明するが、各CPUカード16において同じ機能が実現される。

0031

第1CPUカード161の処理部は、記憶部から冗長化管理プログラム211を読み出し、優先度取得手段301、状態判定手段302、引継先決定手段303、同値化手段304、権限切替手段305として機能する。

0032

優先度取得手段301は、各CPUカード16の優先度を取得する。例えば、第1CPUカード161は、第1CPUカード161〜第nCPUカード16nそれぞれに問い合わせて優先度を取得する。なお、各CPUカード16の優先度は、重複しないように設定されているものとする。

0033

状態判定手段302は、各CPUカード16の状態が正常であるか異常(故障)であるかを判定する。例えば、各CPUカード16は、外部から参照可能なタイマー値を有するウオッチドッグタイマーを備え、定期的に自カードのタイマー値をリセットする仕組みを備える。CPUカードのタイマー値がリセットされずに規定値を超えれば、そのCPUカードは故障していると判断できる。状態判定手段302は、各CPUカード16のタイマー値を参照して、タイマー値が規定値を超えているか否かを判定する。

0034

引継先決定手段303は、状態判定手段302により正常であると判定されたCPUカードのうち、優先度取得手段301により取得された優先度が自カードの次に高いカードを引継先カードとする。

0035

同値化手段304は、自カードから引継先カードにデータをコピーして同値化する。同値化するデータは、例えば、自ノードの各パラメータやテンポラリエリアの情報である。

0036

権限切替手段305は、状態判定手段302により正常であると判定されたCPUカード16のうち、優先度取得手段301により取得された自カードの優先度が最も高い場合に、自カードを、信号を処理する信号処理状態(稼働状態)とし、他の場合に、自カードを待機状態とするモード切り替えを実行する。すなわち、複数のCPUカード16のうち1つのみが信号処理状態となり、PLCの制御または監視のための信号を処理するため常用動作し、他のCPUカード16は待機状態となる。

0037

(同値化管理処理ルーチン)
次に、図4図6を参照して、CPUカード16間でデータを同値化する同値化管理処理について説明する。

0038

図4は、本発明の実施の形態1において、各CPUカード16が実行する同値化管理処理ルーチンのフローチャートである。このルーチンは、各CPUカード16において所定時間毎に実行される。

0039

図6は、各CPUカード16の状態の一例を示す図である。図6を用いて同値化管理処理の具体例を説明する。なお、図6に示す例では、優先度1の第1CPUカードが故障しており、優先度2の第3CPUカードが信号処理状態(稼動状態)として現在動作中であり、他のCPUカードは待機状態となっている。

0040

図4のステップS100において、各CPUカード16は、自カードを含めた全てのCPUカード16の優先度を確認する。具体的には、上述した優先度取得手段301は、全CPUカードの優先度を取得する。図6に示す例では、優先度603の欄に示された全CPUカードの優先度が取得される。

0041

ステップS101において、各CPUカード16は、現在、PLCの制御や監視のための信号処理を行なう権限を有する現在動作中のCPUカード16を確認する。具体的には、上述した状態判定手段302により正常であると判定されたCPUカード16のうち、優先度取得手段301により取得された優先度が最も高いカードが現在動作中のカードであると確認できる。図6に示す例では、正常なCPUカードのうち優先度が最も高いカードである第3CPUカードが現在動作中のカードであると確認できる。

0042

ステップS102において、各CPUカード16は、他の待機中のCPUカードの状態を確認する。具体的には、上述した状態判定手段302により正常であると判定されたCPUカード16のうち、優先度取得手段301により取得された優先度の高さが最も高いカード以外のカードが待機状態のカードであると確認できる。図6に示す例では、第2および第4〜第nCPUカードが待機状態であると確認できる。

0043

ステップS103において、各CPUカード16は、ステップS100〜ステップS102の情報を元に権限の引継元と引継先を算出する。具体的には、引継先決定手段303は、状態判定手段302により正常であると判定されたCPUカード16のうち、優先度取得手段301により取得された優先度が自カードの次に高いカードを引継先カードとする。図6に示す例では、自カードが第3CPUカードである場合、正常なCPUカード16のうち優先度が自カードの次に高い第2CPUカードを引継先カードとする。

0044

ステップS100〜ステップS103の処理により、各CPUカード16は、どのCPUカード16が故障した場合に自カードが動作を引き継ぎ、また自カードが故障した場合に、どのCPUカード16に動作を引き継ぐのか導き出すことができる。

0045

ステップS104において、各CPUカード16は、故障したCPUカード16が復帰または新規に追加されたか否かを判定する。新たにCPUカード16が追加されると、追加されたCPUカード16は、各CPUカード16に対して、自身が追加されたことを通知する。この通知があると、各CPUカード16は、新たなCPUカード16の優先度を確認する処理(ステップS100)に戻る。一方、ステップS104において、復帰又は新規に追加されたCPUカードがない場合には、ステップS105の処理を実行する。

0046

ステップS105において、各CPUカード16の同値化手段304は、自カードに書き込まれた同値化完了フラグを確認する。同値化完了フラグとは、自CPU内の同値化対象となっているデータが最新の状態(フラグが1)になっていることを示すフラグである。各CPUカード16の同値化完了フラグの初期値は0であるが、現在動作中のカード(ステップS101)の同値化完了フラグは常時1である。同値化完了フラグが1である場合には、ステップS106の処理を実行する。一方、同値化完了フラグが0である場合には、本ルーチンは終了される。

0047

ステップS106において、各CPUカード16の同値化手段304は、同値化完了フラグが1であれば、ステップS103の処理で算出した引継先のCPUカード16に対し、自カード内の同値化対象となっているデータをコピーする。図6に示す例では、自カードが第3CPUカードである場合、データを引継先の第2CPUカードにコピーする。

0048

ステップS107において、各CPUカード16の状態判定手段302は、引継先にデータをコピー中に引継先のCPUカード16が故障したか否かを判定する。同値化対象となっているデータをコピー中(ステップS106)に故障が確認された場合には、コピーを中断し、優先度を確認(ステップS100)する処理へ戻る。一方、ステップS107において、引継先のCPUカード16が正常である場合には、ステップS108の処理を実行する。

0049

ステップS108において、各CPUカード16の同値化手段304は、コピーが完了したか否かを判定する。コピーが完了していない場合には、ステップS106の処理を継続する。一方、コピーが完了した場合には、ステップS109の処理を実行する。

0050

ステップS109において、各CPUカード16の同値化手段304は、引継先のCPUカード16の同値化完了フラグを1にする。すなわち、同値化が完了し、引継先のCPUカード16のデータが最新の状態になっていることを示すフラグを立てる。

0051

ステップS110において、各CPUカード16の同値化手段304は、自カードの同値化完了フラグをリセット(0)して終了する。

0052

なお、上述したステップS104において、CPUカード16が復帰または新規に追加された場合には、ステップS100の処理に戻る。続いて、ステップS101において、現在動作中のCPUカードを確認するが、復帰または追加されたCPUカードは、現在動作中のCPUカードよりも優先度が高い場合、現在動作中のCPUカード16に対し、データを同値化させる指示を出し、別ルーチンにおいて同値化完了後、復帰または追加されたCPUカード16が常用動作する。一方、現在動作中だったCPUカード16は、同値化完了後、信号処理状態から待機状態に切り替わる。図6に示す例において、第1CPUカードが復旧した場合には、第3CPUカードのデータを第1CPUカードにコピーした後、後述する図5に示す権限切替処理ルーチンを実行することにより、第1CPUカードが常用動作し、第3CPUカードは待機状態に切り替わる。

0053

図4に示すルーチンによれば、同値化完了フラグが立っている正常なCPUカード16は、次の優先度を持つCPUカード16にデータがコピーされ同値化される。優先度順にコピーが実行され、一番優先度の低いCPUカード16にデータがコピーされると全CPUカード16の同値化が終了する。

0054

(権限切替処理ルーチン)
次に、図5図6を参照して、CPUカード16の権限を切り替える権限切替処理について説明する。

0055

図5は、本発明の実施の形態1における各CPUカード16が実行する権限切替処理ルーチンのフローチャートである。このルーチンは、各CPUカード16において所定時間毎に実行される。

0056

上述した図6には、第1CPUカードが故障して、第3CPUカードが信号処理状態(稼働状態)となっている例が示されている。ここでは、さらに第3CPUカードが故障した場合を例に挙げて説明する。

0057

図5のステップS120において、各CPUカード16は、全CPUカードの優先度を確認する。具体的には、各CPUカード16は、上述した優先度取得手段301により全CPUカードの優先度を取得する。図6に示す例では、優先度603の欄に示す全CPUカードの優先度が取得される。

0058

ステップS121において、各CPUカード16は、全CPUカードの状態を確認する。具体的には、各CPUカード16は、上述した状態判定手段302により各CPUカード16の状態が正常であるか異常(故障)であるかを判定する。図6に示す例において、さらに第3CPUカードが故障した場合には、ステップS121において、第1CPUカードの状態は重故障、第2CPUカードの状態は正常、第3CPUカードの状態は重故障であると判定される。

0059

ステップS122において、各CPUカード16は、正常なCPUカードのうち自カードの優先度が最も高いか否かを判定する。具体的には、権限切替手段305は、ステップS121において正常であると判定されたCPUカード16のうち、ステップS120において取得された自カードの優先度が最も高いか否かを判定する。

0060

ステップS122において判定条件成立する場合には、ステップS123の処理を実行する。ステップS123では、自カードを、信号を処理する信号処理状態(稼働状態)として動作させる。その後、本ルーチンは終了される。

0061

一方、ステップS122において判定条件が成立しない場合には、ステップS124の処理を実行する。ステップS124では、自カードを待機状態にする。その後、本ルーチンは終了される。

0062

以上説明したように、本実施形態のプログラマブルロジックコントローラでは、CPUカード16が複数枚存在する場合、優先度の高いCPUカード16から優先度の低いCPUカード16まで、自動的にデータが引継がれ、PLC1の機能を停止させることなくプラント機器を稼動させることができる。

0063

また、優先度の高いCPUカード16が、交換などで故障から復帰した場合も、以上説明したとおり、自動的に復帰するため、PLC1の機能を停止させることなくプラント機器を稼動させることができる。

0064

このような仕組みを取り入れることにより、電源12や機能性カード14を共用し、従来の構成よりも安価に冗長化構成を実現することができる。

0065

実施の形態2.
次に、図6図8を主に参照して本発明の実施の形態2について説明する。

0066

図6は、本発明の実施の形態2において利用するテーブルの一例を示す図である。図6に示すテーブルには、CPUカード名称601、スロット位置602、優先度603、引継元カード604、引継先カード605、現在動作中のカード606、故障状況607についてのカラムがあり、各CPUカード16と各種項目とが関連付けられている。

0067

[実施の形態2の構成]
本発明の実施の形態2では、上述した図6に示すテーブルの情報を、後述するテーブル更新処理ルーチン(図8)を用いて随時更新し、実施の形態1で述べた同値化管理処理ルーチン(図4)、権限切替処理ルーチン(図5)の実行の際に、このテーブルを参照することで実施の形態1と同様の冗長化管理を実現する。

0068

本実施形態のPLCは、図6に示すテーブルを備える。テーブルは、各CPUカード16の記憶部またはキャッシュメモリ上に記憶される。上述した通り、テーブルは、CPUカード名称601、スロット位置602、優先度603、引継元カード604、引継先カード605、現在動作中のカード606、故障状況607のカラムを備え、各CPUカードについて各項目の情報を関連付けて記憶できる。

0069

図7は、本発明の実施の形態2において、冗長化管理プログラム211により実現される各機能について説明するための図である。ここでは、第1CPUカード161を例に挙げて説明するが、各CPUカード16において同じ機能が実現される。

0070

第1CPUカード161の処理部は、実施の形態1と同様に、記憶部から冗長化管理プログラム211を読み出し、優先度取得手段301、状態判定手段302、引継先決定手段303、同値化手段304、権限切替手段305として機能する。さらに実施の形態2では、テーブル更新手段306としても機能する。

0071

テーブル更新手段306は、状態判定手段302と、引継先決定手段303とを継続的に実行し、得られた複数のCPUカードそれぞれの状態と引継先カードとを随時更新してテーブルに記憶する。また、テーブル更新手段306は、CPUカード名称、スロット位置や、優先度を所定のタイミングで取得してテーブルに記憶する。

0072

(テーブル更新処理ルーチン)
次に、図8を参照して、本発明の実施の形態2において、図6に示すテーブルの情報を随時更新するためのテーブル更新処理ルーチンについて説明する。

0073

図8は、本発明の実施の形態2において、各CPUカード16が実行するテーブル更新処理ルーチンのフローチャートである。このルーチンは、各CPUカード16において所定時間毎に実行される。

0074

図8のステップS200において、各CPUカード16は、全てのCPUカード16のCPUカード名称、スロット位置、優先度を確認する。具体的には、テーブル更新手段306は、CPUカード名称、スロット位置について各CPUカード16に問い合わせる。優先度については、上述した優先度取得手段301により取得される。さらに、ステップS200では、各CPUカードのCPUカード名称、スロット位置、優先度が、図6に示すテーブルのCPUカード名称601の欄、スロット位置602の欄、優先度603の欄に書き込まれる。

0075

ステップS201において、各CPUカード16は、全てのCPUカード16の状態を確認しテーブルに記憶する。具体的には、テーブル更新手段306は、上述した状態判定手段302による判定結果を、図6に示すテーブルの故障状況607の欄に書き込む。

0076

ステップS202において、各CPUカード16は、引継元、引継先を算出しテーブルに記憶する。具体的には、テーブル更新手段306は、上述した引継先決定手段303を用いて算出された引継元カード、引継先カードを、図6に示すテーブルの引継元カード604の欄、引継先カード605の欄に書き込む。

0077

ステップS203において、各CPUカード16は、故障したCPUカード16が復帰または新規に追加されたか否かを判定する。この判定処理は、図4のステップS104の処理と同様である。判定条件が成立しない場合には、ステップS201の処理に戻って処理を継続する。一方、判定条件が成立する場合には、一旦、本ルーチンの処理は終了され、次回の本ルーチンの実行時に、ステップS200において、復帰または新規に追加されたCPUカード16についてのCPUカード名称、スロット位置、優先度がテーブルに書き込まれる。

0078

以上説明した図8に示すルーチンによれば、テーブルの情報は随時更新され、最新の状態に保たれる。

0079

そして、実施の形態2では、図4の同値化管理処理ルーチンと、図5の権限切替処理ルーチンを実行する場合に、図8のテーブル更新処理ルーチンで随時更新されるテーブルの情報を利用する。

0080

具体的には、実施の形態2における同値化管理処理ルーチン(図4)では、ステップS100、ステップS101、ステップS102、ステップS103の処理において用いられる、優先度、状態(故障状況)、引継先カードの各情報をテーブルから取得する。

0081

また、実施の形態2における権限切替処理ルーチン(図5)では、ステップS120、ステップS121、ステップS122の処理において用いられる、優先度、状態(故障状況)の各情報をテーブルから取得する。

0082

以上説明したように、本実施形態のプログラマブルロジックコントローラでは、最新の情報に随時更新されるテーブルを参照して、同値化管理処理ルーチン(図4)、権限切替処理ルーチン(図5)を実行することができる。これにより、実施の形態1と同様の冗長化管理を実現することができる。

0083

1PLC(プログラマブルロジックコントローラ)
10バックボード
12電源
14 機能性カード
16CPUカード
161 第1CPUカード
16n 第nCPUカード
201、20nメインプログラム
211、21n冗長化管理プログラム
221、22n 各パラメータ
231、23nテンポラリエリア
301優先度取得手段
302状態判定手段
303引継先決定手段
304同値化手段
305権限切替手段
306 テーブル更新手段

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