図面 (/)

技術 制御システム

出願人 株式会社日立製作所
発明者 渡辺潤道券知彦植村一徳白石雅裕清水俊樹西川悟史
出願日 2014年12月2日 (6年1ヶ月経過) 出願番号 2014-243808
公開日 2016年6月20日 (4年6ヶ月経過) 公開番号 2016-110182
状態 特許登録済
技術分野 電話通信サービス 制御系の安全装置
主要キーワード 各入出力ユニット 追加システム システム構成部品 待機側 演算ユニット内 システム部分 応答フラグ 指令回線
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年6月20日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (11)

課題

演算部内の複数の中継装置のうち、一方が故障した場合でも、複数組入出力部に対して、通信が継続可能な可用性の高い制御システムを提供する。

解決手段

2組の外部通信回線接続可能な第1と第2の中継装置に接続される演算装置を備えた第1と第2の演算ユニットであって、演算ユニットの一方が稼働状態とされ他方が待機状態とされる第1と第2の演算ユニットと、2組の外部通信回線を接続可能な第3と第4の中継装置に接続される入出力装置を備える入出力ユニットを含み、複数の入出力ユニットで第1の入出力ユニット群を構成し、他の複数の入出力ユニットで第2の入出力ユニット群を構成するとともに、第1の入出力ユニット群と第1の演算ユニットの間、第1の入出力ユニット群と第2の演算ユニットの間、第2の入出力ユニット群と第1の演算ユニットの間、第2の入出力ユニット群と第2の演算ユニットの間に、リング状に外部通信回線を配置し、演算ユニットと入出力ユニットの間で二重系通信回線を配置している。

概要

背景

化学プラント原子力発電所等の、安全確保が優先される現場に用いられる制御システムは、可用性(availability:ある期間中に機能を維持している時間の割合)に対する要求が厳しい。

これらの制御システムでは、演算部を二重化し、それら演算部と入出力部の各装置間を接続する通信回線をA系とB系の二重化構成とし、さらに、演算部と入出力部をリング状に接続する。ここでは、A系のリング状通信回線をリング1、B系のリング状通信回線をリング2と呼称する。このように、演算部と入出力部を二重化されたリング状の通信回線で接続することで、高い可用性を実現する方法が提案されている。

例えば、特許文献1によれば、二重化した通信回線をリング状に接続することにより、一箇所に集中して発生する回線故障に対し、高い耐障害性を有するので、強力な可用性を提供できると記載されている。この場合に、演算部と入出力部の通信は、演算部内にある中継装置1を介して行う。従って、中継装置1にはリング1の通信回線とリング2の通信回線が接続されることになる。

ところで、特許文献1の構成において、入出力部の数をさらに増やしたい場合は、既存のリング1及びリング2に入出力部を追加するよりも、新たにリング3及びリング4を設け、そのリング3及びリング4に入出力部を追加した方が、高い通信性能を実現できる。ここでは、既存のリング1、リング2に接続される入出力部をブランチ1、新たに追加したリング3、リング4に接続される入出力部をブランチ2とする。この場合、演算部内に新たに中継装置2を追加する必要がある。

概要

演算部内の複数の中継装置のうち、一方が故障した場合でも、複数組の入出力部に対して、通信が継続可能な可用性の高い制御システムを提供する。2組の外部通信回線を接続可能な第1と第2の中継装置に接続される演算装置を備えた第1と第2の演算ユニットであって、演算ユニットの一方が稼働状態とされ他方が待機状態とされる第1と第2の演算ユニットと、2組の外部通信回線を接続可能な第3と第4の中継装置に接続される入出力装置を備える入出力ユニットを含み、複数の入出力ユニットで第1の入出力ユニット群を構成し、他の複数の入出力ユニットで第2の入出力ユニット群を構成するとともに、第1の入出力ユニット群と第1の演算ユニットの間、第1の入出力ユニット群と第2の演算ユニットの間、第2の入出力ユニット群と第1の演算ユニットの間、第2の入出力ユニット群と第2の演算ユニットの間に、リング状に外部通信回線を配置し、演算ユニットと入出力ユニットの間で二重系の通信回線を配置している。

目的

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、演算部内の中継装置1、2のうち、どちらか一方が故障した場合でも、ブランチ1、ブランチ2の入出力部に対して、通信が継続可能な可用性の高い制御システムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

2組の外部通信回線接続可能な第1と第2の中継装置に接続される演算装置を備えた第1と第2の演算ユニットであって、該演算ユニットの一方が稼働状態とされ他方が待機状態とされる第1と第2の演算ユニットと、2組の外部通信回線を接続可能な第3と第4の中継装置に接続される入出力装置を備える入出力ユニットを含み、複数の前記入出力ユニットで第1の入出力ユニット群を構成し、他の複数の前記入出力ユニットで第2の入出力ユニット群を構成するとともに、前記第1の入出力ユニット群と前記第1の演算ユニットの間、前記第1の入出力ユニット群と前記第2の演算ユニットの間、前記第2の入出力ユニット群と前記第1の演算ユニットの間、前記第2の入出力ユニット群と前記第2の演算ユニットの間に、リング状に前記外部通信回線を配置し、前記演算ユニットと前記入出力ユニットの間で二重系通信回線を配置していることを特徴とする制御システム

請求項2

請求項1に記載の制御システムであって、前記演算ユニット内の第1と第2の中継装置の一方により前記第1の入出力ユニット群に対する二重系のリング状通信回線を構成し、前記演算ユニット内の第1と第2の中継装置の他方により前記第2の入出力ユニット群に対するリング状二重系の通信回線を構成していることを特徴とする制御システム。

請求項3

請求項1または請求項2に記載の制御システムであって、前記第1の演算ユニット内の第1と第2の中継装置の一方により前記第1の入出力ユニット群に対する二重系のリング状通信回線を構成し、前記第1の演算ユニット内の第1と第2の中継装置の他方により前記第2の入出力ユニット群に対するリング状二重系の通信回線を構成し、前記第2の演算ユニット内の第1と第2の中継装置の一方により前記第1の入出力ユニット群に対する二重系のリング状通信回線を構成し、前記第2の演算ユニット内の第1と第2の中継装置の他方により前記第2の入出力ユニット群に対するリング状二重系の通信回線を構成していることを特徴とする制御システム。

請求項4

請求項1に記載の制御システムであって、前記演算ユニット内の第1と第2の中継装置の一方により前記第1の入出力ユニット群に対するリング状の通信回線と、前記第2の入出力ユニット群に対するリング状の通信回線を構成し、前記演算ユニット内の第1と第2の中継装置の他方により前記第1の入出力ユニット群に対するリング状の通信回線と、前記第2の入出力ユニット群に対するリング状の通信回線を構成していることを特徴とする制御システム。

請求項5

請求項3または請求項4に記載の制御システムであって、前記第1の演算ユニット内の第1と第2の中継装置の一方により前記第1の入出力ユニット群に対するリング状の通信回線と、前記第2の入出力ユニット群に対するリング状の通信回線を構成し、前記第1の演算ユニット内の第1と第2の中継装置の他方により前記第1の入出力ユニット群に対するリング状の通信回線と、前記第2の入出力ユニット群に対するリング状の通信回線を構成するとともに、前記第2の演算ユニット内の第1と第2の中継装置の一方により前記第1の入出力ユニット群に対するリング状の通信回線と、前記第2の入出力ユニット群に対するリング状の通信回線を構成し、前記第2の演算ユニット内の第1と第2の中継装置の他方により前記第1の入出力ユニット群に対するリング状の通信回線と、前記第2の入出力ユニット群に対するリング状の通信回線を構成することを特徴とする制御システム。

請求項6

請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の制御システムであって、前記演算ユニットにおける筐体内面に、第1と第2の中継装置と演算装置との間の通信線が配置されており、中継装置および演算装置の前記演算ユニットへの取り付けにより中継装置と演算装置が接続されることを特徴とする制御システム。

請求項7

請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の制御システムであって、前記入出力ユニットにおける筐体内面に、第3と第4の中継装置と入出力装置との間の通信線が配置されており、中継装置および演算装置の前記入出力ユニットへの取り付けにより中継装置と入出力装置が接続されることを特徴とする制御システム。

技術分野

0001

本発明は、演算部と入出力部が分離され、演算部と入出力部がそれぞれ中継装置を介した通信回線で接続される制御システムに関する。

背景技術

0002

化学プラント原子力発電所等の、安全確保が優先される現場に用いられる制御システムは、可用性(availability:ある期間中に機能を維持している時間の割合)に対する要求が厳しい。

0003

これらの制御システムでは、演算部を二重化し、それら演算部と入出力部の各装置間を接続する通信回線をA系とB系の二重化構成とし、さらに、演算部と入出力部をリング状に接続する。ここでは、A系のリング状通信回線をリング1、B系のリング状通信回線をリング2と呼称する。このように、演算部と入出力部を二重化されたリング状の通信回線で接続することで、高い可用性を実現する方法が提案されている。

0004

例えば、特許文献1によれば、二重化した通信回線をリング状に接続することにより、一箇所に集中して発生する回線故障に対し、高い耐障害性を有するので、強力な可用性を提供できると記載されている。この場合に、演算部と入出力部の通信は、演算部内にある中継装置1を介して行う。従って、中継装置1にはリング1の通信回線とリング2の通信回線が接続されることになる。

0005

ところで、特許文献1の構成において、入出力部の数をさらに増やしたい場合は、既存のリング1及びリング2に入出力部を追加するよりも、新たにリング3及びリング4を設け、そのリング3及びリング4に入出力部を追加した方が、高い通信性能を実現できる。ここでは、既存のリング1、リング2に接続される入出力部をブランチ1、新たに追加したリング3、リング4に接続される入出力部をブランチ2とする。この場合、演算部内に新たに中継装置2を追加する必要がある。

先行技術

0006

特開2013−257746号公報

発明が解決しようとする課題

0007

上記従来技術の構成によれば、中継装置1はリング1とリング2を介してブランチ1に接続され、中継装置2はリング3とリング4を介してブランチ2に接続される。このため、中継装置1が何らかの障害により故障した場合、演算部はブランチ1の入出力部との通信が不可となり、データを送受信できなくなる。同様に中継装置2が何らかの障害により故障した場合、演算部はブランチ2の入出力部との通信が不可となり、データを送受信できなくなる。

0008

そこで本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、演算部内の中継装置1、2のうち、どちらか一方が故障した場合でも、ブランチ1、ブランチ2の入出力部に対して、通信が継続可能な可用性の高い制御システム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

0009

上記目的の達成のために、本発明においては2組の外部通信回線を接続可能な第1と第2の中継装置に接続される演算装置を備えた第1と第2の演算ユニットであって、演算ユニットの一方が稼働状態とされ他方が待機状態とされる第1と第2の演算ユニットと、2組の外部通信回線を接続可能な第3と第4の中継装置に接続される入出力装置を備える入出力ユニットを含み、複数の入出力ユニットで第1の入出力ユニット群を構成し、他の複数の入出力ユニットで第2の入出力ユニット群を構成するとともに、第1の入出力ユニット群と第1の演算ユニットの間、第1の入出力ユニット群と第2の演算ユニットの間、第2の入出力ユニット群と第1の演算ユニットの間、第2の入出力ユニット群と第2の演算ユニットの間に、リング状に外部通信回線を配置し、演算ユニットと入出力ユニットの間で二重系の通信回線を配置していることを特徴とする。

発明の効果

0010

本発明の構成によれば、演算部内に実装された2台の中継装置のうち、一方が故障しても残りの1台の中継装置を介して、全ての入出力部との通信が継続できるため、可用性の高い制御システムを提供できる。

図面の簡単な説明

0011

図9システム構成における実装状態を示す図。
化学プラントや原子力発電所等で使用される一般的な制御システムの一例を示す図。
図2の演算ユニットにモジュール化された演算装置および中継装置を実装する状態を示す図。
図2の演算ユニットなどにモジュール化された構成部品が実装された状態を立体的に示す図。
図2の構成に対して入出力ユニットRIOXを直列に追加した場合の構成を示す図。
図2の構成に対して入出力ユニットRIOXを並列に追加した場合の構成を示す図。
図6の演算ユニットにモジュール化された演算装置および中継装置を実装する状態を示す図。
図6の演算ユニットなどにモジュール化された構成部品が実装された状態を立体的に示す図。
図6の制御システムに対してさらに可用性を向上させた制御システムの構成を示す図。
図9の演算ユニットにモジュール化された演算装置および中継装置を実装する状態を示す図。

0012

以下に図面を参照して、本発明にかかる制御システムおよび通信方法の実施の形態を詳細に説明する。

0013

まず、化学プラントや原子力発電所等で使用される一般的な制御システムの一例を、図2を用いて説明する。なお図2の構成は、リング追加対策を施す前の基本的な構成を示している。図2に示すように、一般的な制御システムは、指令装置Dと、演算部である演算ユニットCPU1、CPU2と、入出力部である入出力ユニットRIO1、RIO2・・・RIOnとを有している。また、本制御システムの制御対象O1、O2、・・・Onが、それぞれ入出力ユニットRIO1、RIO2、・・・RIOnに接続されている。

0014

指令装置Dは、制御システムの状態を監視するとともに、制御システムへ各種指令を与える役目を果たす。演算ユニットCPU1は、演算装置C1と、中継装置(電気光変換装置)TrC1とを有して構成される。演算装置C1と中継装置TrC1は、A系の電気通信回線LI1AとB系の電気通信回線LI1Bで接続されており、電気信号で双方向の通信が可能である。これらの通信回線LI1A、通信回線LI1Bは、演算ユニットCPU1内の二重の内部通信回線である。

0015

演算ユニットCPU1内の中継装置TrC1は、二重の内部通信回線LI1A、LI1Bに接続されるとともに、入出力ユニットRIOとの間の通信のために二重の外部通信回線LO1A、LO1Bに接続される。A系の外部通信回線LO1Aは、通信回線LO1A1、LO1A2、・・・LO1An、LO1A(n+1)で形成され、全ての入出力ユニットRIOのA系中継装置TrRAを経由して演算ユニットCPU1内の中継装置TrC1(A系)に戻るリング状の通信回線である。またB系の外部通信回線LO1Bは、通信回線LO1B1、LO1B2、・・・LO1Bn、LO1B(n+1)で形成され、全ての入出力ユニットRIOのB系中継装置TrRBを経由して演算ユニットCPU1内の中継装置TrC1(B系)に戻るリング状の通信回線である。但し、A系とB系の外部通信回線のリングでの信号の循環方向は互いに逆方向とされている。

0016

また演算ユニットCPU2は、演算装置C2と、中継装置(電気光変換装置)TrC2とを有して構成される。演算装置C2と中継装置TrC2は、A系の電気通信回線LI2AとB系の電気通信回線LI2Bで接続されており、電気信号で双方向の通信が可能である。これらの通信回線LI2A、通信回線LI2Bは、演算ユニットCPU2内の二重の内部通信回線である。

0017

演算ユニットCPU2内の中継装置TrC2も、二重の内部通信回線LI2A、LI2Bに接続されるとともに、入出力ユニットRIOとの間の通信のために二重の外部通信回線(例えば光)LO2A、LO2Bに接続される。A系の外部通信回線LO2Aは、通信回線LO2A1、LO2A2、・・・LO2An、LO2A(n+1)で形成され、全ての入出力ユニットRIOのA系中継装置TrRAを経由して演算ユニットCPU2内の中継装置TrC2(A系)に戻るリング状の通信回線である。またB系の外部通信回線LO2Bは、通信回線LO2B1、LO2B2、・・・LO2Bn、LO2B(n+1)で形成され、全ての入出力ユニットRIOのB系中継装置TrRBを経由して演算ユニットCPU2内の中継装置TrC2(B系)に戻るリング状の通信回線である。但し、A系とB系の外部通信回線のリングでの信号の循環方向は互いに逆方向とされている。

0018

上記の外部通信回線の構成とすることにより、演算ユニットCPU1とCPU2は、A系のリング状外部通信回線とB系のリング状外部通信回線の双方に接続されることになり、一方のリング状外部通信回線断時にも他方のリング状外部通信回線での通信継続が可能となる。また全ての入出力ユニットRIOは、演算ユニットCPU1とCPU2の間に形成された合計4組のリング状外部通信回線によりA系、B系それぞれ二重に構成されたことになる。

0019

演算部は、各入出力部から通信回線を介して取得した入力情報と指令装置Dからの指令を元に入出力部への出力情報を演算し、その結果を、通信回線を介して各入出力部へ送出する機能をそなえた二重系の演算ユニットCPU1、CPU2とされている。また二重系の演算ユニットCPU1、CPU2は待機二重系に構成されており、通常は演算ユニットCPU1が演算と入出力の機能を実行し、演算ユニットCPU2は入力のみを得て演算及び出力機能を果たさない待機側とされている。

0020

演算ユニットを二重化することで、一方の演算ユニットが故障しても、他方の演算ユニットで制御を継続することができるため、演算ユニットの故障に対し、高い耐障害性を有する。従って、強力な可用性を提供できる。演算ユニットCPU1が故障した場合等、演算ユニットCPU1の動作を演算ユニットCPU2が引き継ぐ場合は、演算ユニットCPU1の代わりに、演算ユニットCPU2が各入出力ユニットRIOと通信を開始する。通信方法は、通信方向が逆である以外は演算ユニットCPU1の通信と同じである。

0021

待機側演算ユニットCPU2の演算装置C2は、演算装置C1が動作中であり入出力ユニットRIOに制御を命令している間は、各入出力ユニットRIOへの通信は行わないが、演算装置C1の動作を引き継いで制御対象の制御を継続することを可能とするために、演算装置C1と各入出力ユニットRIOとの通信フレームを取り込んでおく。これをスヌープと称する。スヌープ(snoop)とは、盗み聞きするという意味から転じて、ネットワーク等をモニタすることを意味する。

0022

入出力ユニットRIOは、制御対象Oとの間での入出力装置IFOと、A系側の中継装置TrRA(電気光変換装置)と、B系側の中継装置TrRB(電気光変換装置)と、入出力装置IFOとA系側の中継装置TrRAの間での内部通信回線LRIAと、入出力装置IFOとB系側の中継装置TrRBの間での内部通信回線LRIBとで構成されている。これにより入出力装置IFOと中継装置TrRA、TrRBの間での二重の双方向通信を行う。

0023

具体的には、入出力ユニットRIO1は、制御対象O1との間での入出力装置IFO1と、A系側の中継装置TrRA1(電気光変換装置)と、B系側の中継装置TrRB1(電気光変換装置)と、入出力装置IFO1とA系側の中継装置TrRA1の間での内部通信回線LRIA1と、入出力装置IFOとB系側の中継装置TrRBの間での内部通信回線LRIB1とで構成されている。これにより入出力装置IFO1と中継装置TrRA1、TrRB1の間での二重の双方向通信を行う。

0024

入出力ユニットRIO2は、制御対象O2との間での入出力装置IFO2と、A系側の中継装置TrRA2(電気光変換装置)と、B系側の中継装置TrRB2(電気光変換装置)と、入出力装置IFO2とA系側の中継装置TrRA2の間での内部通信回線LRIA2と、入出力装置IFO2とB系側の中継装置TrRB2の間での内部通信回線LRIB2とで構成されている。これにより入出力装置IFO2と中継装置TrRA2、TrRB2の間での二重の双方向通信を行う。

0025

入出力ユニットRIOnは、制御対象Onとの間での入出力装置IFOnと、A系側の中継装置TrRAn(電気光変換装置)と、B系側の中継装置TrRBn(電気光変換装置)と、入出力装置IFOnとA系側の中継装置TrRAnの間での内部通信回線LRIAnと、入出力装置IFOnとB系側の中継装置TrRBnの間での内部通信回線LRIBnとで構成されている。これにより入出力装置IFOnと中継装置TrRAn、TrRBnの間での二重の双方向通信を行う。

0026

二重系の演算ユニットCPU1、CPU2において、演算ユニットCPU2を待機系として運用している状態において、入出力装置IFO1、IFO2、・・・IFOnは、演算ユニットCPU1内の演算装置C1から外部通信回線LO1A、LO1Bを介して演算結果を取得し、制御対象O1、O2、・・・Onに出力する。また、入出力装置IFO1、IFO2、・・・IFOnは、制御対象O1、O2、・・・Onより取得した入力データを、外部通信回線LO1A、LO1Bを介して演算ユニットCPU1内の演算装置C1へ送出する。演算ユニットCPU1内の演算装置C1と各入出力装置IFO1、IFO2、・・・IFOnは、二重化されたリング状の外部通信回線LO1A、LO1Bで接続されている。ここでは二重化されたリング状の通信回線の一方LO1AをA系通信回線、もう一方LO1BをB系通信回線と呼んでいる。

0027

図2に図示しているように、演算ユニットCPU1内の演算装置C1と、各入出力ユニットRIO1、RIO2、・・・RIOnのA系側の中継装置TrRA(電気光変換装置)との間に形成されたA系通信回線は、光通信回線LO1A1、LO1A2、・・・LO1An、LO1A(n+1)の伝送順序によるリング状の通信回線を構成している。また演算ユニットCPU1内の演算装置C1と、各入出力ユニットRIO1、RIO2、・・・RIOnのB系側の中継装置TrRB(電気光変換装置)との間に形成されたB系通信回線は、光通信回線LO1B(n+1)、LO1Bn、・・・LO1B2、LO1B1の伝送順序によるリング状の通信回線を構成している。

0028

また図2に図示しているように、待機側の演算ユニットCPU2内の演算装置C2と、各入出力ユニットRIO1、RIO2、・・・RIOnのA系側の中継装置TrRA(電気光変換装置)との間に形成されたA系通信回線は、光通信回線LO2A(n+1)、LO2An、・・・LO2A2、LO2A1の伝送順序によるリング状の通信回線を構成している。また演算ユニットCPU2内の演算装置C2と、各入出力ユニットRIO1、RIO2、・・・RIOnのB系側の中継装置TrRB(電気光変換装置)との間に形成されたB系通信回線は、光通信回線LO2B1、LO2B2、・・・LO2Bn、LO2B(n+1)の伝送順序によるリング状の通信回線を構成している。

0029

演算ユニットCPU内の演算装置Cと、各入出力装置IFOの間の通信は、フレームと呼ばれるデータのかたまりによって行われる。フレームは要求/応答フラグ送信先アドレス送信元アドレス、データなどから構成される。

0030

このうち、要求/応答フラグはそのフレームが要求フレームであるか、応答フレームであるかを示すフラグ情報である。要求フレームは、要求/応答フラグが“要求”を示すフレームであり、演算ユニットCPU内の演算装置Cから各入出力ユニットRIOへの通信に使用される。具体的には、演算装置Cが各入出力ユニットRIOに対し、入出力などの動作を要求するためのフレームである。

0031

応答フレームは、要求/応答フラグが“応答”を示すフレームであり、入出力ユニットRIOから演算装置Cへの通信に使用される。具体的には、入出力装置IFO1、IFO2、・・・IFOnが制御対象O1、O2、・・・Onからの入力情報を演算装置Cに対して送信したり、入出力装置IFO1、IFO2、・・・IFOnが制御対象O1、O2、・・・Onに対して出力した情報を演算装置Cに送信する。

0032

送信先アドレスは、送信先を示すアドレスである。演算装置Cと入出力装置IFO1、IFO2、・・・IFOnは、このアドレスが自分のアドレスと一致するか否かを判定し、一致する場合には接続される通信回線からのフレームを受信し、不一致の場合にはフレームを受信しない。なお、全ての演算装置Cと入出力装置IFO1、IFO2、・・・IFOnは、重複しないユニークなアドレスを持つ。

0033

送信元アドレスは、送信元を示すアドレスである。つまり、このフレームを送信する演算装置Cと入出力装置IFO1、IFO2、・・・IFOnが、自分のアドレスをこの項目に設定してフレームを送信する。データは、入力データまたは出力データが設定される箇所である。

0034

次に、図2における通信フレームの流れについて、演算装置C1と入出力装置IFOnとの間のA系通信回線における通信を例として説明する。

0035

演算ユニットCPU1内において、演算装置C1から電気通信回線LI1Aに出力された、入出力装置IFOnあての要求フレームは、中継装置TrC1に入力される。中継装置TrC1は、要求フレームを受信すると、光/電気変換を行い、光通信回線LO1Aの回線LO1A1に要求フレームを出力する。

0036

入出力ユニットRIO1のA系側の中継装置TrRA1は、光通信回線LO1A1から要求フレームを受信すると、光/電気変換を行い、内部の電気通信回線LRIA1に出力すると共に、光通信回線LO1A2、光通信回線LO2A1にも出力する。内部の電気通信回線LRIA1に出力された要求フレームは、入出力装置IFO1に入力される。

0037

入出力装置IFO1は、受信した要求フレームの送信先アドレスが自らのアドレスとの一致/不一致を確認する。ここでは、アドレス不一致のため、入出力装置IFO1は、入出力動作や演算装置C1への応答フレーム送信は行わない。なお、入出力ユニットRIO1のA系側の中継装置TrRA1が、光通信回線LO2A1にも出力したことで、待機中の演算装置C2はこれを受信し、もって演算装置C1がそのA系側の中継装置TrRAに与えた要求フレームの内容を把握することができる。

0038

入出力ユニットRIO2のA系側の中継装置TrRA2は、光通信回線LO1A2から要求フレームを受信すると、光/電気変換を行い、内部の電気通信回線LRIA2に出力すると共に、光通信回線LO1Anにも出力する。内部の電気通信回線LRIA2に出力された要求フレームは、入出力装置IFO2に入力される。入出力装置IFO2は、入出力装置IFO1と同様の動作を行うので説明を省略する。

0039

入出力ユニットRIOnのA系側の中継装置TrRAnは、光通信回線LO1Anから要求フレームを受信すると、光/電気変換を行い、内部の電気通信回線LRIAnに出力すると共に、光通信回線LO1A(n+1)にも出力する。内部の電気通信回線LRIAnに出力された要求フレームは、入出力装置IFOnに入力される。

0040

入出力ユニットRIOnの入出力装置IFOnは、受信した要求フレームの送信先アドレスが自らのアドレスとの一致/不一致を確認する。ここでは、入出力装置IFOnは、アドレスが一致したと判断し、要求フレームのデータ内容に応じた処理を行った後、応答フレームを内部の電気通信回線LRIAnに出力する。応答フレームの流れについては後述する。

0041

入出力ユニットRIOnのA系側の中継装置TrRAnが、光通信回線LO1A(n+1)に出力した要求フレームは、演算ユニットCPU1に受信される。演算ユニットCPU1の中継装置TrC1は、光通信回線LO1A(n+1)から要求フレームを受信すると、光/電気変換を行い、内部の電気通信回線LI1Aに出力する。電気通信回線LI1Aに出力された要求フレームは、演算装置C1に入力される。演算装置C1は、受信したフレームの送信先アドレスが自らのアドレスとの一致/不一致を確認する。ここでは、アドレス不一致のため、データを取り込まない。

0042

また入出力ユニットRIO1のA系側の中継装置TrRA1が、光通信回線LO2A1に出力した要求フレームは、演算ユニットCPU2に受信される。演算ユニットCPU2の中継装置TrC2は、光通信回線LO2A1から要求フレームを受信すると、光/電気変換を行い、内部の電気通信回線LI2Aに出力する。電気通信回線LI2Aに出力された要求フレームは、演算装置C2に入力される。演算装置C2は要求フレームを受信し、演算装置C1からの要求フレームをスヌープする。

0043

次に入出力ユニットRIOnの入出力装置IFOnからの応答フレームの流れについて説明する。

0044

応答フレームは、入出力ユニットRIOnの内部の電気通信回線LRIAnからA系側の中継装置TrRAnに入力される。入出力ユニットRIOnのA系側の中継装置TrRAnは、応答フレームを受信すると、光/電気変換を行い、光通信回線LO1A(n+1)に出力する。

0045

演算ユニットCPU1の中継装置TrC1は、光通信回線LO1A(n+1)から応答フレームを受信すると、光/電気変換を行い、内部の電気通信回線LI1Aに出力する。応答フレームは、電気通信回線LI1Aを介して演算装置CPU1に入力され、演算装置CPU1は、受信した応答フレームに応じた処理を行う。

0046

ここまで、各通信のフレームの流れについて、A系通信回線を例に説明した。なお、B系通信回線の通信については、通信方向が逆ではあるが、A系通信と同様の通信であるため説明を省略する。以上図2を用いたシステム構成により、待機二重系かつ二重通信系統による制御システムが構築されている。

0047

次に、演算ユニットCPUに各構成部品(演算装置C、中継装置TrC)を実装することについて図3を用いて説明する。図3は演算ユニットCPU1に対してモジュール化された演算装置C1および中継装置TrC1を実装する状態を示している。係る実装を可能とするために、演算ユニットCPU1を構成する筐体の背面にはA系の内部電気通信回線LI1AとB系の内部電気通信回線LI1Bが布線されている。さらに、演算装置C1用コネクタ300と中継装置TrC1用コネクタ301が実装されている。演算装置C1用コネクタ300の端子302には内部電気通信回線LI1Aが接続されている。演算装置C1用コネクタ300の端子303にはB系の内部電気通信回線LI1Bが接続されている。同様に、中継装置TrC1用コネクタ301の端子304にはA系の内部電気通信回線LI1Aが接続されている。中継装置TrC1用コネクタ301の端子305にはB系の電気通信回線LI1Bが接続されている。

0048

従って、演算装置C1を演算装置用コネクタ300に実装すると、演算装置C1はA系の電気通信回線LI1AとB系の電気通信回線LI1Bに接続される。同様に中継装置TrC1を中継装置用コネクタ301に接続すると、中継装置TrC1はA系の電気通信回線LI1AとB系の電気通信回線LI1Bに接続される。

0049

なお演算ユニットCPUにモジュール化された各構成部品(演算装置C、中継装置TrC)を実装するに際し、演算ユニットCPUを構成する筐体の上下面には奥行き方向にスロットが形成されており、当該スロットに沿ってモジュール化された各構成部品(演算装置C、中継装置TrC)を実装するのがよい。これにより、各構成部品(演算装置C、中継装置TrC)を正しい位置に手際よく配列させることが可能である。なお、図2では演算ユニットCPUにモジュール化された各構成部品(演算装置C、中継装置TrC)を実装することを説明したが、同様手法により入出力ユニットRIOを構成する筐体にモジュール化された各構成部品(入出力装置IFO、中継装置TrR)を実装することが可能である。

0050

図4は演算ユニットCPUに演算装置Cと中継装置TrCが実装されている状態、入出力ユニットRIOに入出力装置IFOと中継装置TrRが実装されている状態を立体的に表している。詳細説明は省略するが、全体システム構成として各筐体内にモジュール化された各構成部品をスロットに差し込み挿入した状態で容易に、正確に組み立て可能であることを示している。

0051

次に、図2の構成に対して、入出力ユニットRIOの台数を増加させた場合の制御システム構成例について説明する。図5は、図2の構成に対して入出力ユニットRIOX(RIOX1、RIOX2、・・・RIOXm)を直列に追加した場合の構成を示している。

0052

この構成は一見複雑であるが、要するに既存システムの各部に付した記号はそのままにして、追加されたシステム部分の各部に付した記号は、「X」を付すことで既存システムと区別している。なお既存システムの入出力ユニットRIOはn台で構成したに対し、追加システム部分の入出力ユニットRIOはm台で構成している点でのみ相違している。

0053

図5を用いて、演算ユニットCPU1内の演算装置C1から入出力ユニットRIOXmへのA系通信の流れについて説明する。演算ユニットCPU1内の演算装置C1から送信された要求フレームは、内部電気通信回線LI1A、中継装置(電気光変換装置)TrC1を介して外部通信回線LO1Aに伝送される。外部通信回線LO1Aにおいては、光通信回線LO1A1、入出力ユニットRIO1内の中継装置TrRA1、光通信回線LO1A2、入出力ユニットRIO2内の中継装置TrRA2、光通信回線LO1An、入出力ユニットRIOn内の中継装置TrRAnに順次伝送される。ここまでは既存システム内での伝送である。図5のシステムでは、さらに直列接続された追加システムに延伸して伝送が継続される。

0054

追加システムの外部通信回線において引き続き、光通信回線LO1AX1、入出力ユニットRIOX1内の中継装置TrRAX1、光通信回線LO1AX2、入出力ユニットRIOX2内の中継装置TrRAX2、光通信回線LO1AXm、入出力ユニットRIOXm内の中継装置TrRAXmに順次伝送される。

0055

従って、演算ユニットCPU1内の演算装置C1が要求フレームを送信してから入出力ユニットRIOXmが入力するまでの間に光/電気変換を計7回(n=m=3の場合)行うことになる。光/電気変換には約3μsの時間がかかるため、入出力ユニットRIOを直列に接続すると性能劣化が懸念される。従って、本発明では入出力ユニットRIOを並列に接続できるようにする。

0056

図6は、図2の構成に対して入出力ユニットRIOX(RIOX1、RIOX2、・・・RIOXm)を並列に追加した場合の構成を示している。ここでは図2に対する追加構成に記号「X」を付与して示している。

0057

この場合演算ユニットにおいては、演算ユニットCPU1、CPU2内の中継装置(電気光変換装置)TrC1、TrC2に、それぞれ中継装置(電気光変換装置)TrCX1、TrCX2を追加している。また追加した中継装置(電気光変換装置)TrCX1、TrCX2にそれぞれ外部通信回線LO1AXとLO1BX、LO2AXとLO2BXを接続している。

0058

このうち外部通信回線LO1AXは、演算ユニットCPU1と追加した入出力ユニットRIOX(RIOX1、RIOX2、・・・RIOXm)の間に形成されたリング状の通信回線であって、光通信回線LO1AX1、LO1AX2、・・・LO1AXm、LO1AX(m+1)を経由する演算ユニットCPU1側の追加A系の外部通信回線である。

0059

また外部通信回線LO1BXは、演算ユニットCPU1と追加した入出力ユニットRIOX(RIOX1、RIOX2、・・・RIOXm)の間に形成されたリング状の通信回線であって、光通信回線LO1BX1、LO1BX2、・・・LO1BXm、LO1BX(m+1)を経由する演算ユニットCPU1側の追加B系の外部通信回線である。

0060

外部通信回線LO2AXは、演算ユニットCPU2と追加した入出力ユニットRIOX(RIOX1、RIOX2、・・・RIOXm)の間に形成されたリング状の通信回線であって、光通信回線LO2AX1、LO2AX2、・・・LO2AXm、LO2AX(m+1)を経由する演算ユニットCPU2側の追加A系の外部通信回線である。

0061

外部通信回線LO2BXは、演算ユニットCPU2と追加した入出力ユニットRIOX(RIOX1、RIOX2、・・・RIOXm)の間に形成されたリング状の通信回線であって、光通信回線LO2BX1、LO2BX2、・・・LO2BXm、LO2BX(m+1)を経由する演算ユニットCPU2側の追加B系の外部通信回線である。

0062

このように図6では、並列に追加した入出力ユニットRIOX(RIOX1、RIOX2、・・・RIOXm)への通信を中継するために、演算ユニットCPU1内に中継装置TrCX1を追加実装し、演算ユニットCPU2内に中継装置TrCX2を追加実装する。

0063

中継装置と入出力ユニットRIOは、複数の光通信回線及び電気通信回線によって、A系、B系にリング状に接続されている。この二重化されたリング状の通信回線をブランチと称す。

0064

ここでは、中継装置TrC1と入出力ユニットRIO(RIO1、RIO2、・・・RIOn)が接続された通信回線をブランチ1と呼び、中継装置TrCX1と入出力ユニットRIOX(RIOX1、RIOX2、・・・RIOXm)が接続された通信回線をブランチ2と呼ぶ。ブランチ1のA系通信回線がLO1Aであり、ブランチ1のB系通信回線がLO1Bであり、ブランチ2のA系通信回線がLO1AXであり、ブランチ2のB系通信回線がLO1BXである。

0065

次に各ユニット間の接続について説明する。

0066

中継装置TrC1と、入出力ユニットRIO(RIO1、RIO2、・・・RIOn)内の中継装置TrRA(TrRA1、TrRA2・・・TrRAn)は、A系の光通信回線LO1A(LO1A1、LO1A2、・・・LO1An、LO1A(n+1))で接続されている。

0067

中継装置TrC1と、入出力ユニットRIO(RIO1、RIO2、・・・RIOn)内の中継装置TrRB(TrRB1、TrRB2・・・TrRBn)は、B系の光通信回線LO1B(LO1B1、LO1B2、・・・LO1Bn、LO1B(n+1))で接続されている。

0068

中継装置TrCX1と、入出力ユニットRIOX(RIOX1、RIOX2、・・・RIOXm)内の中継装置TrRAX(TrRAX1、TrRAX2・・・TrRAXm)は、A系の光通信回線LO1AX(LO1AX1、LO1AX2、・・・LO1AXm、LO1AX(m+1))で接続されている。

0069

中継装置TrCX1と、入出力ユニットRIOX(RIOX1、RIOX2、・・・RIOXm)内の中継装置TrRBX(TrRBX1、TrRBX2・・・TrRBXm)は、B系の光通信回線LO1BX(LO1BX1、LO1BX2、・・・LO1BXm、LO1BX(m+1))で接続されている。

0070

中継装置TrC2と入出力ユニットRIO(RIO1、RIO2、・・・RIOn)内の中継装置TrRA(TrRA1、TrRA2・・・TrRAn)は、A系の光通信回線LO2A(LO2A1、LO2A2、・・・LO2An、LO2A(n+1))で接続されている。

0071

中継装置TrC2と入出力ユニットRIO(RIO1、RIO2、・・・RIOn)内の中継装置TrRB(TrRB1、TrRB2・・・TrRBn)は、B系の光通信回線LO2B(LO2B1、LO2B2、・・・LO2Bn、LO2B(n+1))で接続されている。

0072

中継装置TrCX2と、入出力ユニットRIOX(RIOX1、RIOX2、・・・RIOXm)内の中継装置TrRAX(TrRAX1、TrRAX2・・・TrRAXm)は、A系の光通信回線LO2AX(LO2AX1、LO2AX2、・・・LO2AXm、LO2AX(m+1))で接続されている。

0073

中継装置TrCX2と、入出力ユニットRIOX(RIOX1、RIOX2、・・・RIOXm)内の中継装置TrRBX(TrRBX1、TrRBX2・・・TrRBXm)は、B系の光通信回線LO2BX(LO2BX1、LO2BX2、・・・LO2BXm、LO2BX(m+1))で接続されている。

0074

上記接続により、ブランチ1のA系通信は、中継装置TrC1、光通信回線LO1A1、中継装置TrRA1、光通信回線LO1A2、中継装置TrRA2、光通信回線LO1An、中継装置TrRAn、光通信回線LO1A(n+1)を介して行われる。

0075

ブランチ1のB系通信は、中継装置TrC1、光通信回線LO1B1、中継装置TrRB1、光通信回線LO1B2、中継装置TrRB2、光通信回線LO1Bn、中継装置TrRBn、光通信回線LO1B(n+1)を介して行われる。

0076

ブランチ2のA系通信は、中継装置TrCX1、光通信回線LO1AX1、中継装置TrRAX1、光通信回線LO1AX2、中継装置TrRAX2、光通信回線LO1AXm、中継装置TrRAXm、光通信回線LO1AX(m+1)を介して行われる。

0077

ブランチ2のB系通信は、中継装置TrCX1、光通信回線LO1BX1、中継装置TrRBX1、光通信回線LO1BX2、中継装置TrRBX2、光通信回線LO1BXm、中継装置TrRBXm、光通信回線LO1BX(m+1)を介して行われる。

0078

なお、演算ユニットCPU1に布線されているA系の電気通信回線LI1Aは中継装置TrC1と中継装置TrCX1に接続されている。同様に、B系の電気通信回線LI1Bも中継装置TrC1と中継装置TrCX1に接続されている。

0079

図6の演算ユニットCPU1における演算装置C1と中継装置TrC1及び中継装置TrCX1の実装について図7を用いて説明する。図7は演算ユニットCPU1における演算装置C1と中継装置TrC1及び中継装置TrCX1を実装する状態を示している。

0080

演算ユニットCPU1の背面にはA系の電気通信回線LI1AとB系の電気通信回線LI1Bが布線されている。さらに、演算装置C1用コネクタ300と中継装置TrC1用コネクタ301及び中継装置TrCX1用コネクタ700が実装されている。演算装置C1用コネクタ300の端子302にはA系の電気通信回線LI1Aが接続されている。端子303にはB系の電気通信回線LI1Bが接続されている。中継装置TrC1用コネクタ301の端子304にはA系の電気通信回線LI1Aが接続されている。端子305にはB系の電気通信回線LI1Bが接続されている。中継装置TrCX1用コネクタ700の端子701にはA系の電気通信回線LI1Aが接続されている。端子702にはB系の電気通信回線LI1Bが接続されている。

0081

従って、演算装置C1を演算装置C1用コネクタ300に実装すると、演算装置C1はA系の電気通信回線LI1AとB系の電気通信回線LI1Bに接続される。中継装置TrC1を中継装置TrC1用コネクタ301に接続すると、中継装置TrC1はA系の電気通信回線LI1AとB系の電気通信回線LI1Bに接続される。中継装置TrCX1を中継装置TrCX1用コネクタ700に接続すると、中継装置TrCX1はA系の電気通信回線LI1AとB系の電気通信回線LI1Bに接続される。

0082

図8は演算ユニットCPUに演算部Cと中継装置TrC1と中継装置TrCX1が実装され、入出力ユニットRIOに入出力装置IFOと中継装置TrRが実装されている状態を立体的に表している。

0083

図6図8に示したシステム並列追加後の構成によれば、図5の直列追加型のシステム構成と比較すると、通信の中継に要する時間を短縮でき、高速化が可能である。また、外部通信回線の断時に二重系の他回線からの通信が確保できる。例えば、中継装置TrCX1からブランチ2の入出力ユニットRIOX(RIOX1、RIOX2・・・RIOXm)に対する通信において、A系の外部通信回線LO1AXが断したとすると、この状態であれば中継装置TrCX1からブランチ2の入出力ユニットRIOX(RIOX1、RIOX2・・・RIOXn)に対するB系の外部通信回線LO1BXによる通信の確保が可能である。

0084

然るにここで、演算ユニットCPU1に実装されている中継装置TrC1と中継装置TrCX1のうち、何らかの要因で中継装置TrCX1が故障した場合について考える。この状態では、中継装置TrCX1はブランチ2の入出力ユニットRIOX(RIOX1、RIOX2・・・RIOXn)に対する通信を中継しているため、中継装置TrCX1が故障すると、ブランチ2の入出力ユニットRIOX(RIOX1、RIOX2・・・RIOXm)対する通信が不可となる。

0085

同様に、中継装置TrC1と中継装置TrCX1のうち、何らかの要因で中継装置TrC1が故障した場合について考える。中継装置TrC1はブランチ1の入出力ユニットRIO(RIO1、RIO2・・・RIOn)に対する通信を中継しているため、中継装置TrC1が故障すると、ブランチ1の入出力ユニットRIO(RIO1、RIO2・・・RIOn)に対する通信が不可となる。

0086

従って、図6及び図8の制御システムは、演算ユニットCPU内に実装された2台の中継装置TrC1、TrCX1のうち、一方が故障すると、それが中継していたブランチへの通信が不可となってしまうという課題がある。

0087

図9は、図6の制御システムに対してさらに可用性を向上させた制御システムの構成を示している。図8図9のシステム構成は、システム構成部品としては同じであるが、演算ユニットCPU内の2台の中継装置に接続される外部通信回線が相違する。図8の場合、演算ユニットCPU1(またはCPU2)内の2台の中継装置TrC1とTrCX1(または2台の中継装置TrC2とTrCX2)は、ブランチ1とブランチ2を担当すべく、ブランチ単位で区分していた。中継装置TrC1、TrC2はブランチ1のA系とB系を分担し、中継装置TrCX1、TrCX2はブランチ2のA系とB系を分担していた。

0088

これに対し、図9では演算ユニットCPU1(またはCPU2)内の2台の中継装置TrC1とTrCX1(または2台の中継装置TrC2とTrCX2)は、A系通信回線とB系通信回線を担当すべく、系統別通信回線で区分している。中継装置TrC1、TrC2はブランチ1のA系とブランチ2のA系を分担し、中継装置TrCX1、TrCX2はブランチ1のB系とブランチ2のB系を分担している。

0089

従って、図9においてA系の電気通信回線LI1Aは中継装置TrC1のみに接続され、中継装置TrCX1には接続されない。B系の電気通信回線LI1Bは中継装置TrCX1のみに接続され、中継装置TrC1には接続されない。

0090

同様に、中継装置TrC2は、ブランチ1のA系通信回線とブランチ2のA系通信回線を中継し、中継装置TrCX2はブランチ1のB系通信回線とブランチ2のB系通信回線を中継する。従って、図9においてA系の電気通信回線LI2Aは中継装置TrC2のみに接続され、中継装置TrCX2には接続されない。B系の電気通信回線LI2Bは中継装置TrCX2のみに接続され、中継装置TrC2には接続されない。

0091

また演算ユニットCPU内の各中継装置は、外部通信回線を通じて入出力ユニットRIO及びRIOXと以下のように接続されている。

0092

中継装置TrC1と、入出力ユニットRIO(RIO1、RIO2、・・・RIOn)内の中継装置TrRA(TrRA1、TrRA2・・・TrRAn)は、A系の光通信回線LO1A(LO1A1、LO1A2、・・・LO1An、LO1A(n+1))で接続されている。また中継装置TrC1と、入出力ユニットRIOX(RIOX1、RIOX2、・・・RIOXm)内の中継装置TrRAX(TrRAX1、TrRAX2・・・TrRAXm)は、A系の光通信回線LO1AX(LO1AX1、LO1AX2、・・・LO1AXm、LO1AX(m+1))で接続されている。

0093

中継装置TrCX1と、入出力ユニットRIO(RIO1、RIO2、・・・RIOn)内の中継装置TrRB(TrRB1、TrRB2・・・TrRBn)は、B系の光通信回線LO1B(LO1B1、LO1B2、・・・LO1Bn、LO1B(n+1))で接続されている。また中継装置TrCX1と、入出力ユニットRIOX(RIOX1、RIOX2、・・・RIOXm)内の中継装置TrRBX(TrRBX1、TrRBX2・・・TrRBXm)は、B系の光通信回線LO1BX(LO1BX1、LO1BX2、・・・LO1BXm、LO1BX(m+1))で接続されている。

0094

中継装置TrC2と入出力ユニットRIO(RIO1、RIO2、・・・RIOn)内の中継装置TrRA(TrRA1、TrRA2・・・TrRAn)は、A系の光通信回線LO2A(LO2A1、LO2A2、・・・LO2An、LO2A(n+1))で接続されている。また中継装置TrC2と入出力ユニットRIOX(RIOX1、RIOX2、・・・RIOXm)内の中継装置TrRAX(TrRAX1、TrRAX2・・・TrRAXm)は、A系の光通信回線LO2AX(LO2AX1、LO2AX2、・・・LO2AXm、LO2AX(m+1))で接続されている。

0095

中継装置TrCX2と、入出力ユニットRIO(RIO1、RIO2、・・・RIOn)内の中継装置TrRB(TrRB1、TrRB2・・・TrRBn)は、B系の光通信回線LO2B(LO2B1、LO2B2、・・・LO2Bn、LO2B(n+1))で接続されている。また中継装置TrCX2と、入出力ユニットRIOX(RIOX1、RIOX2、・・・RIOXm)内の中継装置TrRBX(TrRBX1、TrRBX2・・・TrRBXm)は、B系の光通信回線LO2BX(LO2BX1、LO2BX2、・・・LO2BXm、LO2BX(m+1))で接続されている。

0096

上記接続により、演算ユニットCPU1によるブランチ1のA系通信は、中継装置TrC1、光通信回線LO1A1、中継装置TrRA1、光通信回線LO1A2、中継装置TrRA2、光通信回線LO1An、中継装置TrRAn、光通信回線LO1A(n+1)を介して行われ、ブランチ2のA系通信は、中継装置TrC1、光通信回線LO1AX1、中継装置TrRAX1、光通信回線LO1AX2、中継装置TrRAX2、光通信回線LO1AXm、中継装置TrRAXm、光通信回線LO1AX(m+1)を介して行われる。

0097

また演算ユニットCPU1におけるブランチ1のB系通信は、中継装置TrCX1、光通信回線LO1B1、中継装置TrRB1、光通信回線LO1B2、中継装置TrRB2、光通信回線LO1Bn、中継装置TrRBn、光通信回線LO1B(n+1)を介して行われ、ブランチ2のB系通信は、中継装置TrCX1、光通信回線LO1BX1、中継装置TrRBX1、光通信回線LO1BX2、中継装置TrRBX2、光通信回線LO1BXm、中継装置TrRBXm、光通信回線LO1BX(m+1)を介して行われる。

0098

また上記接続により、演算ユニットCPU2によるブランチ1のA系通信は、中継装置TrC2、光通信回線LO2A1、中継装置TrRA1、光通信回線LO2A2、中継装置TrRA2、光通信回線LO2An、中継装置TrRAn、光通信回線LO2A(n+1)を介して行われ、ブランチ2のA系通信は、中継装置TrC2、光通信回線LO2AX1、中継装置TrRAX1、光通信回線LO2AX2、中継装置TrRAX2、光通信回線LO2AXm、中継装置TrRAXm、光通信回線LO2AX(m+1)を介して行われる。

0099

また演算ユニットCPU2におけるブランチ1のB系通信は、中継装置TrCX2、光通信回線LO2B1、中継装置TrRB1、光通信回線LO2B2、中継装置TrRB2、光通信回線LO2Bn、中継装置TrRBn、光通信回線LO2B(n+1)を介して行われ、ブランチ2のB系通信は、中継装置TrCX2、光通信回線LO2BX1、中継装置TrRBX1、光通信回線LO2BX2、中継装置TrRBX2、光通信回線LO2BXm、中継装置TrRBXm、光通信回線LO2BX(m+1)を介して行われる。

0100

上記構成により、演算ユニットCPU1内の中継装置TrC1と中継装置TrCX1は、演算装置C1からの要求フレームを受信すると、電気信号を光信号に変換し、ブランチ1及びブランチ2の入出力部に対して要求フレームを同時に送信する。また、ブランチ1及びブランチ2の入出力部からの応答フレームを受信すると、ブランチ1及びブランチ2の両方の応答フレームを同時に受信処理し、演算装置C1に応答フレームを送信する。

0101

演算ユニットCPU1に対する演算装置C1と中継装置TrC1及び中継装置TrCX1の実装について図10を用いて説明する。

0102

図10において、演算ユニットCPU1の背面にはA系の電気通信回線LI1AとB系の電気通信回線LI1Bが布線されている。さらに、演算装置C1用コネクタ300と中継装置TrC1用コネクタ301及び中継装置TrCX1用コネクタ700が実装されている。

0103

演算装置C1用コネクタ300の端子302にはA系の電気通信回線LI1Aが接続されている。端子303にはB系の電気通信回線LI1Bが接続されている。

0104

中継装置TrC1用コネクタ301の端子304にはA系の電気通信回線LI1Aが接続されている。端子305にはB系の電気通信回線LI1Bが接続されていない。中継装置TrCX1用コネクタ700の端子701にはA系の電気通信回線LI1Aが接続されていない。端子702にはB系の電気通信回線LI1Bが接続されている。

0105

従って、演算装置C1を演算装置C1用コネクタ300に実装すると、演算装置C1はA系の電気通信回線LI1AとB系の電気通信回線LI1Bに接続される。中継装置TrC1を中継装置TrC1用コネクタ301に実装すると、中継装置TrC1はA系の電気通信回線LI1Aのみに接続され、B系の電気通信回線LI1Bには接続されない。中継装置TrCX1を中継装置TrCX1用コネクタ700に実装すると、中継装置TrCX1はB系の電気通信回線LI1Bのみに接続され、A系の電気通信回線LI1Aには接続されない。

0106

図1は、演算ユニットCPU1に演算装置C1と中継装置TrC1、TrCX1が実装されている状態、入出力ユニットRIOに中継装置TrRと入出力装置IFOが実装されている状態を立体的に表している。

0107

ここで、稼働中の演算ユニットCPU1において中継装置TrC1と中継装置TrCX1のうち、何らかの要因で中継装置TrCX1が故障した場合について考える。この場合、ブランチ1に対する通信は、健全側の中継装置TrC1からA系の通信回線LO1Aにより、光通信回線LO1A1、中継装置TrRA1、光通信回線LO1A2、中継装置TrRA2、光通信回線LO1An、中継装置TrRAn、光通信回線LO1A(n+1)を介して行われる。ブランチ2に対する通信は、健全側の中継装置中継装置TrC1からA系の通信回線LO1AXにより、光通信回線LO1AX1、中継装置TrRAX1、光通信回線LO1AX2、中継装置TrRAX2、光通信回線LO1AXm、中継装置TrRAXm、光通信回線LO1AX(m+1)を介して行われる。

0108

従って、中継装置TrCX1が故障した場合でも、中継装置TrC1のみでブランチ1及びブランチ2に対する通信を継続させることができる。

0109

同様に、稼働中の演算ユニットCPU1において中継装置TrC1と中継装置TrCX1のうち、何らかの要因で中継装置TrC1が故障した場合について考える。この場合、ブランチ1に対する通信は、健全側の中継装置TrCX1からB系の通信回線LO1Bにより、光通信回線LO1B1、中継装置TrRB1、光通信回線LO1B2、中継装置TrRB2、光通信回線LO1Bn、中継装置TrRBn、光通信回線LO1B(n+1)を介して行われる。ブランチ2に対する通信は、健全側の中継装置TrCX1からB系の通信回線LO1BXにより、光通信回線LO1BX1、中継装置TrRBX1、光通信回線LO1BX2、中継装置TrRBX2、光通信回線LO1BXm、中継装置TrRBXm、光通信回線LO1BX(m+1)を介して行われる。

0110

従って、中継装置TrC1が故障した場合でも、中継装置TrCX1のみでブランチ1及びブランチ2に対する通信を継続させることができる。

実施例

0111

上より、本発明の制御システムによれば、中継装置TrC1と中継装置TrCX1のうち、どちらか一方が故障しても、ブランチ1及びブランチ2への通信を継続させることができるため、可用性の高い制御システムを実現できる。

0112

D:指令措置
LD:指令回線
CPU1、CPU2:演算ユニット
C1、C2:演算装置
TrC1、TrC2:中継装置(電気光変換装置)
TrCX1、TrCX2:中継装置(電気光変換装置)
LI1A、LI1B:演算ユニットCPU1内の内部電気通信回線
LI2A、LI2B:演算ユニットCPU2内の内部電気通信回線
LO1A(LO1A1、LO1A2、・・・LO1An、LO1A(n+1)):演算ユニットCPU1側のA系の外部通信回線
LO1B(LO1B1、LO1B2、・・・LO1Bn、LO1B(n+1)):演算ユニットCPU1側のB系の外部通信回線
LO2A(LO2A1、LO2A2、・・・LO2An、LO2A(n+1)):演算ユニットCPU2側のA系の外部通信回線
LO2B(LO2B1、LO2B2、・・・LO2Bn、LO2B(n+1)):演算ユニットCPU2側のB系の外部通信回線
RIO1、RIO2・・・RIOn:入出力ユニット
O1、O2・・・On:制御対象
TrRA(TrRA1、TrRA2・・・TrRAn):入出力ユニットRIO内のA系側の中継装置(電気光変換装置)
TrRB(TrRB1、TrRB2・・・TrRBn):入出力ユニットRIO内のB系側の中継装置(電気光変換装置)
IFO1、IFO2・・・IFOn:入出力装置
LRIA、LRIB:入出力ユニットRIO内の内部電気通信回線
300:演算装置用コネクタ
301、700:中継装置用コネクタ
302、303:演算装置用コネクタの端子
304、305、701、702:中継装置用コネクタの端子

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ