控制系统技术方案

提供一种控制系统，该控制系统即使在基于双重化的对照中需要在不同电源系统之间转送信号的情况下也能够削减接口元件的使用数、提高装置的安装紧凑性。控制系统具备运算装置，该运算装置包括具备数据分割部的A系统运算部、具备数据分割部的B系统运算部以及具备数据结合部和对照部的A系统通信控制部，所述A系统运算部和所述B系统运算部为双重化结构，所述A系统运算部和所述B系统运算部被间隙隔开，所述A系统运算部输出的帧被转送到所述A系统通信控制部以及经由接口元件被转送到所述B系统通信控制部，所述B系统运算部输出的帧被转送到所述B系统通信控制部以及经由接口元件被转送到所述A系统通信控制部。

Control system

The control system provides a control system that can reduce the number of interface elements and improve the installation compactness of the device even in the case of a dual - based control that needs to transfer signals between different power systems. The control system has an operation device, which includes the A system operation Department with the data division section, the B system operation Department with the data division section, and the A system communication control unit with the data combination unit and the control section. The A system operation Department and the B system operation Department are dual structures, the A system operation Department and the operation Department of the B system are used as the operation unit and the operation Department of the system and the operation Department of the system and the operation Department of the system. The operation Department of the B system is separated by a gap. The frame output by the A system operation unit is transferred to the A system communication control unit and is transferred to the communication control section of the B system via the interface element. The frame output by the B system operation Department is transferred to the B system communication control unit and is transferred to the A via the interface element. System communication control department.

【技术实现步骤摘要】
控制系统
本专利技术涉及控制系统，特别涉及具有在不同电源系统之间对照数据的集成电路的双重化结构的控制系统。
技术介绍
在如化工厂、核电站那样最优先确保安全的场所中使用的系统需要高可靠性。作为用于提高可靠性的手段，有在内部使运算装置、输入输出装置双重化的方法。上述需要高可靠性的装置一般通过对照双重化的各系统的输出来检测装置的异常。另外，除了双重化以外，基于三重化的多数决定处理、通过将非故障装置拷贝到故障装置来修复故障系统的技术也在近年来被确立。例如，在专利文献1中记载了如下可编程逻辑设备：在基于双重化的对照中有不一致的情况下，中断用于检测软件差错的循环的CRAM(配置RAM)帧检查，替代地针对每个电路结构信息进行差错检测，由此即使在双重化的逻辑结构中也能够在系统的容许范围内结束CRAM检查、且能够得到正常的运算结果。另外，在专利文献2中记载了如下FPGA以及使用该FPGA的的高可靠性系统：将逻辑结构设为可编程性低的第一结构和可编程性高的第二结构，使原本为使用目的的逻辑电路双重化而安装到上述第二逻辑结构，将判定输入信号的对照结果的比较器安装到第一逻辑结构，用该比较器比较该双重化的逻辑电路的输出，由此解决FPGA(FieldProgrammableGateArray，现场可编程门阵列)内部的比较器中的LUT(Look-UpTable，查找表)的测试模式数增大的问题。另外，在专利文献3中记载了如下可编程设备：在三重化的各个逻辑中将构成为可拷贝的FF附加对逻辑电路单独设定的循环数来进行拷贝，由此即使是多级连接FF(FlipFlop，触发电路)的结构也不会拷贝失败，实现抑制FPGA的逻辑单元和布线的资源消耗的修复系统三重化。另外，在专利文献4中记载了如下可编程逻辑设备以及逻辑集成工具：其特征在于，划分成多个区域而配置的CRAM的针对故障的可靠性比其它区域高，在高可靠的区域中处理由运算部运算出的结果，在上述其它区域中进行运算处理。另外，在专利文献5中记载了如下逻辑阵列装置：使PLA(ProgrammableLogicArray，可编程逻辑阵列)双重化来调查各部分中有无缺陷以使缺陷状态自动地退缩到逻辑的安全侧等，由此从双重化的一侧输出正确的运算结果，从而实现易于进行PLA的试验、且提高PLA的成品率的目的。现有技术文献专利文献1：日本特开2015-115727号公报专利文献2：WO2015-104810号公报专利文献3：WO2015-068207号公报专利文献4：WO2015-045135号公报专利文献5：日本昭58-119233号公报
技术实现思路
如上述专利文献所述，有多种通过双重化以及三重化提高可靠性的方法，但例如有做成多重系统所引起的装置的安装紧凑性的问题。特别是在设置间隙以避免系统之间的布线交叉的基板结构中，在需要在不同电源系统之间转送信号的情况下，需要在系统之间设置接口元件，引起安装紧凑性的恶化。因此，本专利技术的目的在于提供一种即使在基于双重化的对照中需要在不同电源系统之间转送信号的情况下也能够削减接口元件的使用数、提高装置的安装紧凑性的控制系统。为了解决问题，本专利技术的控制系统(本专利技术中的双重系统定义为A系统、B系统)的特征在于，具备运算装置，该运算装置包括具备数据分割部的A系统运算部、具备数据分割部的B系统运算部以及具备数据结合部和对照部的A系统通信控制部，所述A系统运算部和所述B系统运算部为双重化结构，所述A系统运算部和所述B系统运算部被间隙隔开，所述A系统运算部输出的帧被转送到所述A系统通信控制部以及经由接口元件被转送到所述B系统通信控制部，所述B系统运算部输出的帧被转送到所述B系统通信控制部以及经由接口元件被转送到所述A系统通信控制部。根据本专利技术，即使在基于双重化的对照中需要在不同电源系统之间转送信号的情况下，也能够削减接口元件的使用数、提高装置的安装紧凑性。附图说明图1是示出本专利技术的实施方式的控制系统的结构的图。图2是示出运算装置的运算部输出的帧的例子的图。图3是示出在转送不同电源系统之间的信号时设置的接口元件的图。图4是示出运算部输出的帧的分割方法的图。图5是示出运算部输出的分割帧的对照的图。图6是说明运算部和通信控制部的帧转送顺序的图。图7是说明A系统运算部故障时的异常检测的图。图8是说明A系统通信控制部故障时的异常检测的图。图9是说明A系统通信控制部的访问响应的图。图10是说明B系统通信控制部的访问响应的图。(符号说明)1：控制系统；100：运算装置；110：A系统运算部；111：主接口控制部；112、132：REQ生成部；113、133：数据分割部；114、134：ACK接收部；120：A系统通信控制部；121：目标接口控制部；122、142：REQ接收部；123、143：数据结合部；124、144：ACK生成部；125、145：对照部；150、151：切断单元；160、161、162：接口元件；170：间隙；200：数字输入装置；210：A系统通信控制部；220：A系统输入控制部；230：B系统通信控制部；211、231：对照部；240：B系统输入控制部；250、251：切断单元；260、261、262：接口元件；270：间隙；300：数字输出装置；310：A系统通信控制部；320：A系统输出控制部；330：B系统通信控制部；340：B系统输出控制部；350、351：切断单元；360、361、362：接口元件；370：间隙；400：通信线路；410：信号源；420：控制对象；601、602：数据选择器。具体实施方式以下，参照附图，详细说明本专利技术的实施方式。图1是示出本专利技术的实施方式的控制系统的结构的图。本实施方式虽然设想主要应用于化工厂、核电站等最优先确保安全的场所，但能够应用于具有双重化结构的所有装置。控制系统1是以提高可靠性为目的而利用A系统和B系统使内部功能双重化的数字控制装置。此外，双重化是一个例子，在三重化以上的多重化中也能够同样地应用。如图1所示，控制系统1具备运算装置100、数字输入装置200以及数字输出装置300。运算装置100和数字输入装置200以及运算装置100和数字输出装置300分别通过通信线路400连接。另一方面，利用帧来进行运算装置100、数字输入装置200、数字输出装置300中的装置之间的通信。另外，输入装置和输出装置分别有数字和模拟的类别，除了图1所示的数字输入装置200以及数字输出装置300以外，还能够连接多个输入装置。此外，从工厂输入的数字信号的信号源410与数字输入装置200连接，控制对象420与数字输出装置300连接。控制系统1的控制以运算装置100为主体来实施。运算装置100为了从数字输入装置200取得控制运算所需的数字信号，经由通信线路400对数字输入装置200进行数字信号的获取请求。数字输入装置200在接收到上述获取请求时，访问信号源410，进行数字信号的获取，以取得的信号为响应，经由通信线路400输出到运算装置100。运算部100在接收到来自数字输入装置200的响应时，根据接收到的数据进行控制运算，经由通信线路400将与运算结果对应的信号输出到数字输出装置300。数字输出装置300在接收到来自运算部100的与运算结果对应的信号时，对控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制系统，其特征在于，具备运算装置，该运算装置包括：A系统运算部，具备数据分割部；B系统运算部，具备数据分割部；以及A系统通信控制部，具备数据结合部和对照部，所述A系统运算部和所述B系统运算部为双重化结构，所述A系统运算部和所述B系统运算部被间隙隔开，所述A系统运算部输出的帧被转送到所述A系统通信控制部以及经由接口元件被转送到所述B系统通信控制部，所述B系统运算部输出的帧被转送到所述B系统通信控制部以及经由接口元件被转送到所述A系统通信控制部。

【技术特征摘要】
2016.10.26 JP 2016-2091601.一种控制系统，其特征在于，具备运算装置，该运算装置包括：A系统运算部，具备数据分割部；B系统运算部，具备数据分割部；以及A系统通信控制部，具备数据结合部和对照部，所述A系统运算部和所述B系统运算部为双重化结构，所述A系统运算部和所述B系统运算部被间隙隔开，所述A系统运算部输出的帧被转送到所述A系统通信控制部以及经由接口元件被转送到所述B系统通信控制部，所述B系统运算部输出的帧被转送到所述B系统通信控制部以及经由接口元件被转送到所述A系统通信控制部。2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，A系统运算部以及B系统运算部具备REQ生成部和ACK接收部，A系统通信控制部以及B系统通信控制部具备REQ接收部和ACK生成部。3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，运算装置具备在由A系统通信控制部对照的对照结果不一致的情况...

【专利技术属性】
技术研发人员：名取克修，中嶋哲也，西川悟史，白石雅裕，原田英雄，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP