特開 2023-161769 二重化通信インターフェースモジュールの切替方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023161769

(43)【公開日】2023-11-08

(54)【発明の名称】二重化通信インターフェースモジュールの切替方法

(51)【国際特許分類】

   G05B 9/03 20060101AFI20231031BHJP

   G06F 11/20 20060101ALI20231031BHJP

【ＦＩ】

G05B9/03

G06F11/20 605

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022072314

(22)【出願日】2022-04-26

(71)【出願人】

【識別番号】301078191

【氏名又は名称】株式会社日立ハイテクソリューションズ

(74)【代理人】

【識別番号】110001829

【氏名又は名称】弁理士法人開知

(72)【発明者】

【氏名】大高 真人

【テーマコード（参考）】

5B034

5H209

【Ｆターム（参考）】

5B034BB02

5B034CC06

5H209CC09

5H209DD20

5H209GG20

5H209HH13

5H209JJ07

5H209JJ09

5H209SS01

5H209SS04

(57)【要約】

【課題】二重化通信系統のうち実行系の通信系統で異常が発生した場合に、実行系の通信インターフェースモジュールと待機系の通信インターフェースモジュールを高速に切り替えることが可能な二重化インターフェースモジュールの切替方法を提供する。
【解決手段】制御装置３０は、実行系モジュールを介して受信したデータパケットに含まれる診断用データが連続して所定の基準値と一致しない回数を１系異常判定カウンタとして保持し、待機系モジュールを介して受信したデータパケットに含まれる診断用データが連続して基準値と一致しない回数を２系異常判定カウンタとして保持し、１系異常判定カウンタと前記２系異常判定カウンタとに基づいて実行系モジュールの切替が必要か否かを判定し、実行系モジュールの切替が必要と判定した場合に、実行系モジュールと待機系モジュールを切り替える。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

２つの通信インターフェースモジュールの一方が実行系モジュールとして使用され、他方が待機系モジュールとして使用される二重化通信インターフェースモジュールの切替方法において、
前記２つの通信インターフェースモジュールは、それぞれ、所定の診断用データを含むデータパケットを所定の周期で制御装置に送信し、
前記制御装置は、
前記実行系モジュールを介して受信したデータパケットに含まれる診断用データが連続して所定の基準値と一致しない回数を１系異常判定カウンタとして保持し、
前記待機系モジュールを介して受信したデータパケットに含まれる診断用データが連続して前記基準値と一致しない回数を２系異常判定カウンタとして保持し、
前記１系異常判定カウンタと前記２系異常判定カウンタとに基づいて前記実行系モジュールの切替が必要か否かを判定し、
前記実行系モジュールの切替が必要と判定した場合に、前記実行系モジュールと前記待機系モジュールを切り替える
ことを特徴とする二重化通信インターフェースモジュールの切替方法。

【請求項2】

請求項１に記載の二重化通信インターフェースモジュールの切替方法において、
前記制御装置は、
前記１系異常判定カウンタが所定の閾値以上でかつ前記２系異常判定カウンタが前記閾値未満である場合は、前記実行系モジュールの切替が必要と判定し、
前記１系異常判定カウンタが前記閾値未満の場合は、または、前記１系異常判定カウンタが前記閾値以上でかつ前記２系異常判定カウンタが前記閾値以上である場合は、前記実行系モジュールの切替が不要と判定する
ことを特徴とする二重化通信インターフェースモジュールの切替方法。

【請求項3】

請求項１に記載の二重化通信インターフェースモジュールの切替方法において、
前記２つの通信インターフェースモジュールは、それぞれ、前記制御装置が前記２つの通信インターフェースモジュールのうちのどちらを前記実行系モジュールとして使用しているか示す情報を前記制御装置から受信する
ことを特徴とする二重化通信インターフェースモジュールの切替方法。

【請求項4】

請求項１に記載の二重化通信インターフェースモジュールの切替方法において、
前記制御装置は、ＰＬＣで構成される
ことを特徴とする二重化通信インターフェースモジュールの切替方法。

【請求項5】

２つの通信インターフェースモジュールの一方が実行系モジュールとして使用され、他方が待機系モジュールとして使用される二重化通信インターフェースモジュールの切替方法において、
前記２つの通信インターフェースモジュールは、それぞれ、
所定の診断用データを含むデータパケットを所定の周期で制御装置から受信し、
前記実行系モジュールが受信したデータパケットに含まれる診断用データが連続して所定の基準値と一致しない回数を１系異常判定カウンタとして保持し、
前記待機系モジュールを介して受信したデータパケットに含まれる診断用データが連続して前記基準値と一致しない回数を２系異常判定カウンタとして保持し、
前記１系異常判定カウンタに基づいて前記実行系モジュールの通信状況を判定し、
前記２系異常判定カウンタに基づいて前記待機系モジュールの通信状況を判定し、
前記実行系モジュールの通信状況および前記待機系モジュールの通信状況を前記制御装置へ送信し、
前記制御装置は、前記実行系モジュールの通信状況と前記待機系モジュールの通信状況とに応じて、前記実行系モジュールと前記待機系モジュールを切り替える
ことを特徴とする二重化通信インターフェースモジュールの切替方法。

【請求項6】

請求項５に記載の二重化通信インターフェースモジュールの切替方法において、
前記制御装置は、
前記実行系モジュールの通信状況が異常でかつ前記待機系モジュールの通信状況が正常である場合に、前記実行系モジュールと前記待機系モジュールを切り替え、
前記実行系モジュールの通信状況が異常でかつ前記待機系モジュールの通信状況が異常である場合に、前記実行系モジュールと前記待機系モジュールを切り替えない
ことを特徴とする二重化通信インターフェースモジュールの切替方法。

【請求項7】

請求項５に記載の二重化通信インターフェースモジュールの切替方法において、
前記制御装置は、インテリジェントＩＯで構成される
ことを特徴とする二重化通信インターフェースモジュールの切替方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、２つの通信インターフェースモジュールの一方が実行系モジュールとして使用され、他方が待機系モジュールとして使用される二重化通信インターフェースモジュールの切替方法に関する。

【背景技術】

【0002】

２つのプログラマブルコントローラ（以下、ＰＬＣ）を有する二重化システムにおいては、一方のＰＬＣがマスタ（実行系）として機能し、他方のＰＬＣがスレーブ（待機系）として機能する。そして、マスタ側のＰＬＣに異常や故障が発生した際には、マスタとスレーブの切り替えが行われ、スレーブ側のＰＬＣが新たなマスタとして動作する一方で当該マスタ側のＰＬＣは新たなスレーブとして動作する。従来の二重化システムにおいては、マスタのＰＬＣまたはスレーブのＰＬＣがマスタとスレーブの切り替え要因を監視するようになっている。そして、切り替え要因が発生した際に、マスタとスレーブのＰＬＣによるハンドシェイク処理が行われ、マスタとスレーブの切り替えが実行される。マスタとスレーブの切り替え後、ＰＬＣは通信インターフェースにマスタとスレーブの切り替えを指示し、通信インターフェースの動作モードもマスタとスレーブの切り替えが発生する。

【0003】

このような二重化システムを開示する文献として、例えば特許文献１がある。特許文献１には、マスタ・スレーブに二重化されたＰＬＣの異常を検出し、マスタ・スレーブを切り替えるＰＬＣの切替方式であって、前記各ＰＬＣは、演算部と通信部とを備え、前記各ＰＬＣの前記演算部間で互いに信号を送受信させ、前記送受信の結果に基づき前記演算部同士を診断し、前記スレーブの前記演算部が、前記マスタの前記演算部からの返信に異常を検出すれば、前記演算部のマスタ・スレーブが切り替えられ、前記切り替えられた新マスタの前記演算部が、前記通信部に前記マスタの動作を指示する一方、新スレーブの前記演算部が、前記通信部に前記スレーブの動作を指示することを特徴とするＰＬＣ二重化システムの切替方式が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－２１９８９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の二重化システムによれば、ＰＬＣがマスタ・スレーブに二重化されているため、ＰＬＣと接続装置との通信系統が２つ存在する。従って、マスタ側（実行系）の通信系統に異常が発生した場合でも、マスタとスレーブの切り替えを行うことにより、スレーブ側（待機系）の通信系統を介してＰＬＣと接続装置との通信動作を行うことが可能となる。

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載の二重化システムでは、マスタ側（実行系）の通信系統しか通信動作を行っていないため、マスタ側（実行系）の通信系統の異常が検出されてから他方の通信系統（待機系）が通信動作を開始するまでの間、ＰＬＣと接続装置との通信が不可能となる。

【0007】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、実行系の通信系統に異常が検出された場合に、実行系の通信インターフェースモジュールと待機系の通信インターフェースモジュールを高速に切り替えることが可能な二重化通信インターフェースモジュールの切替方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、本発明は、２つの通信インターフェースモジュールの一方が実行系モジュールとして使用され、他方が待機系モジュールとして使用される二重化通信インターフェースモジュールの切替方法において、前記２つの通信インターフェースモジュールは、それぞれ、所定の診断用データを含むデータパケットを所定の周期で制御装置に送信し、前記制御装置は、前記実行系モジュールを介して受信したデータパケットに含まれる診断用データが連続して所定の基準値と一致しない回数を１系異常判定カウンタとして保持し、前記待機系モジュールを介して受信したデータパケットに含まれる診断用データが連続して前記基準値と一致しない回数を２系異常判定カウンタとして保持し、前記１系異常判定カウンタと前記２系異常判定カウンタとに基づいて前記実行系モジュールの切替が必要か否かを判定し、前記実行系モジュールの切替が必要と判定した場合に、前記実行系モジュールと前記待機系モジュールを切り替えるものとする。

【0009】

以上のように構成した本発明によれば、２つの通信インターフェースモジュールが互いに同一のデータを制御装置との間で常時送受信しているため、待機系モジュールが新たに実行系モジュールとして動作を開始するまでの時間を短縮することができる。また、制御装置が２つの通信インターフェースモジュールからそれぞれ受信した診断データに基づいて実行系モジュールの切替要否を判定することにより、通信系統の異常検出および切替判定を速やかに行うことができる。その結果、二重化通信系統のうち実行系の通信系統で異常が発生した場合に、実行系モジュールと待機系モジュールを高速に切り替えることが可能となる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、二重化通信系統のうち実行系の通信系統で異常が発生した場合に、実行系の通信インターフェースモジュールと待機系の通信インターフェースモジュールを高速に切り替えることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第１の実施例における制御システムの構成図

【図2】制御ＣＰＵの所定の周期で実行する通信処理を示すフローチャート

【図3】通信インターフェースモジュールがＰＬＣへ送信するデータパケットの通信フォーマットの一例を示す図

【図4】通信インターフェースモジュールがＰＬＣから受信するデータパケットの通信フォーマットの一例を示す図

【図5】通信系統の診断処理の詳細を示すフローチャート

【図6】ＰＬＣによる通信系統の切替判定処理を示すフローチャート

【図7】異常判定カウンタの変化を示すタイムチャート

【図8】本発明の第２の実施例における制御システムの構成図

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、各図中、同等の要素には同一の符号を付し、重複した説明は適宜省略する。

【実施例0013】

図１は、本発明の第１の実施例における制御システムの構成図である。図１において、制御ＣＰＵ１０は、システムバス１１を介して２つの通信インターフェースモジュール２０ａ，２０ｂに接続されている。通信インターフェースモジュール２０ａ，２０ｂは、フィールドネットワーク１２を介して制御装置としてのＰＬＣ３０に接続されている。制御ＣＰＵ１０は、所定の周期（本実施例では１ｓ周期）で通信インターフェースモジュール２０ａ，２０ｂとの間でデータの送受信を行う。通信インターフェースモジュール２０ａ，２０ｂ、システムバス１１よりも短い所定の周期（本実施例では数１０ｍｓ周期）でＰＬＣ３０との間でデータの送受信を行う。

【0014】

本実施例では、通信インターフェースモジュール２０ａからＰＬＣ３０の通信インターフェースモジュール（図示せず）までの通信系統を１系と称し、通信インターフェースモジュール２０ｂからＰＬＣ３０の通信インターフェースモジュールまでの通信系統を２系と称する。制御ＣＰＵ１０は、１系の通信系統を実行系、２系の通信系統を待機系して常時稼働させており、実行系の通信インターフェースモジュール２０ａが受信したデータに用いて制御ＣＰＵ１０または他の装置（図示せず）の制御を行う。制御ＣＰＵ１０は、実行系の通信系統に異常が検出された場合は、待機系の通信系統を実行系に切り替える。

【0015】

１系の通信インターフェースモジュール２０ａの出力エリア２１ａに設定されたデータは、ＰＬＣ３０によって受信され、ＰＬＣ３０の１系入力エリア３１ａに保存される。２系の通信インターフェースモジュール２０ｂの出力エリア２１ｂに設定されたデータは、ＰＬＣ３０によって受信され、ＰＬＣ３０の２系入力エリア３１ｂに保存される。

【0016】

１系の通信インターフェースモジュール２０ａは、ＰＬＣ３０の１系出力エリア３２ｂに設定されたデータを受信し、入力エリア２２ａに保存する。２系の通信インターフェースモジュール２０ｂは、ＰＬＣ３０の２系出力エリア３２ｂに設定されたデータを受信し、入力エリア２２ｂに保存する。

【0017】

ＰＬＣ３０を制御するラダープログラム３３は、１系入力エリア３１ａに保存された診断用データが連続して基準値に一致しない回数を１系異常判定カウンタとして保持し、２系入力エリア３１ｂに保存された診断用データが連続して基準値に一致しない回数を２系異常判定カウンタとして保持する。

【0018】

ラダープログラム３３の切替判定部３４は、１系異常判定カウンタのｒ値と２系異常判定カウンタとに基づいて実行系の切替要否を判定し、切替指令を切替部３５へ出力する。切替部３５は、切替指令に応じて、１系入力エリア３１ａおよび２系入力エリア３１ｂの一方を実入力エリア３６に接続する。これにより、１系入力エリア３１ａまたは２系入力エリア３１ｂのデータが実入力エリア３６に保存される。ＰＬＣ３０は、実入力エリア３６に保存されたデータを用いてＰＬＣ３０や他の接続装置の制御を行う。

【0019】

なお、本実施例におけるフィールドネットワーク１２は、実行系と待機系とで独立した２系統の通信ラインで構成しているが、１つの通信ラインを実行系と待機系とで重畳的に使用する構成としても良い。また、ＰＬＣ３０は、実行系と待機系とで独立した２つの通信インターフェースモジュールを備える構成としても良いし、１つの通信インターフェースモジュールを実行系と待機系とで共用する構成としても良い。

【0020】

図２は、制御ＣＰＵ１０が所定の周期（１ｓ周期）で実行する通信処理を示すフローチャートである。以下、各ステップについて順に説明する。

【0021】

制御ＣＰＵ１０は、まず、ＰＬＣ３０に対するデータの入出力方向を判定する（ステップＳ１０１）。

【0022】

ステップＳ１０１で出力方向と判定した場合は、出力処理を実行し（ステップＳ１０２）、当該フローを終了する。当該出力処理では、２つの通信インターフェースモジュール２０ａ，２０ｂから同一のデータを送信する。

【0023】

図３に通信インターフェースモジュール２０ａ，２０ｂがＰＬＣ３０へ送信するデータパケットの通信フォーマットの一例を示す。図３において、データパケットは、データパケットの開始を示すヘッダー、送信先装置のアドレス、データ部、データパケットの終了を示すヘッダー等で構成される。ヘッダー、アドレス、およびフッターはフィールドネットワークに応じて異なる。データ部の一部は、ＰＬＣ３０や他の接続装置の制御に必要なデータではなく、通信系統の異常を検出するための診断用データとして確保されている。診断用データは１ビットで構成され、予め決められた一定の基準値（本実施例では１）が送信時に設定される。なお、診断用データは複数ビットで構成しても良い。

【0024】

図２に戻り、ステップＳ１０１で入力方向と判定した場合は、通信系統の診断処理を実行する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３の詳細については後述する。

【0025】

ステップＳ１０３に続き、通信系統の診断処理の結果を判定する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４で正常と判定した場合は、入力処理を実行し（ステップＳ１０５）、当該フローを終了する。当該入力処理では、実行系の通信インターフェースモジュール２０ａ（２０ｂ）の入力エリア２２ａ（２２ｂ）に保存されているデータを取得する。

【0026】

図４に通信インターフェースモジュール２０ａ，２０ｂがＰＬＣ３０から受信するデータパケットの通信フォーマットの一例を示す。図４において、データパケットは、データパケットの開始を示すヘッダー、送信先装置のアドレス、データ部、データパケットの終了を示すヘッダー等で構成される。ヘッダー、アドレス、およびフッターはフィールドネットワークに応じて異なる。データ部の一部は、制御ＣＰＵ１０や他の接続装置の制御に必要なデータではなく、通信状況／使用情報として確保されている。通信状況／使用情報は４ビットで構成され、１系が実行系として使用されているか否かを示す値（１または０）、２系が実行系として使用されている否かを示す値（１または０）、１系が正常か異常かを示す値（１または０）、および２系が正常か異常かを示す値（１または０）が各ビットに設定される。

【0027】

図２に戻り、ステップＳ１０４の入力処理では、さらに、通信インターフェースモジュール２０ａ，２０ｂの受信データから通信状況／使用情報を抽出し、実行系の切替が必要な場合に待機系を実行系に切り替え、当該フローを終了する。

【0028】

図５は、通信系統の診断処理（図２のステップＳ１０３）の詳細を示すフローチャートである。以下、各ステップについて順に説明する。

【0029】

制御ＣＰＵ１０は、まず、通信インターフェースモジュール２０ａ，２０ｂの自己診断を行う（ステップＳ２０１）。自己診断とは、通信インターフェースモジュール２０ａ，２０ｂが自身のハードウェア異常を検出する処理である。

【0030】

ステップＳ２０１に続き、通信インターフェースモジュール２０ａ，２０ｂの自己診断の結果に異常が無いか否かを判定する（ステップＳ２０２）。

【0031】

ステップＳ２０２で異常無し（ＹＥＳ）と判定した場合は、制御ＣＰＵ１０―通信インターフェースモジュール２０ａ，２０ｂ間の通信診断を行う（ステップＳ２０３）。

【0032】

ステップＳ２０２に続き、制御ＣＰＵ１０―通信インターフェースモジュール２０ａ，２０ｂ間の通信診断結果に異常が無いか否かを判定する（ステップＳ２０４）。

【0033】

ステップＳ２０４で異常無し（ＹＥＳ）と判定した場合は、フィールドネットワーク１２の診断を行う（ステップＳ２０５）。

【0034】

ステップＳ２０５に続き、フィールドネットワーク１２の診断結果に異常が無いか否かを判定する（ステップＳ２０６）。

【0035】

ステップＳ２０６で異常無し（ＹＥＳ）と判定した場合は、通信系統の診断結果を正常とし（ステップＳ２０７）、リトライカウンタをリセットし（ステップＳ２０８）、当該フローを終了する。ここで、リトライカウンタは、通信系統の診断結果が連続して異常となった回数を表す変数である。

【0036】

ステップＳ２０４，Ｓ２０６，Ｓ２０６のいずれかで異常有り（ＮＯ）と判定した場合は、通信系統の診断結果を異常とし（ステップＳ２０９）、リトライカウンタが閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。ここでいう閾値は、通信系統の診断結果が何回連続して異常となった場合に通信系統の切替処理を実行するかを表す設定値であり、通信インターフェースモジュール２０ａ，２０ｂによって異なる。

【0037】

ステップＳ２１０でリトライカウンタが閾値以上でない（ＮＯ）と判定した場合は、リトライカウンタに１を加算し（ステップＳ２１１）、当該フローを終了する。

【0038】

ステップＳ２１０でリトライカウンタが閾値以上である（ＹＥＳ）と判定した場合は、通信系統の切替処理を行う（ステップＳ２１２）。すなわち、実行系として稼働していた１系を待機系に設定するとともに、待機系として稼働していた２系を実行系に設定する。

【0039】

ステップＳ２１２に続き、上位の制御装置（図示せず）にアラームを発報するように指示し（ステップＳ２１３）、当該フローを終了する。これにより、オペレータは通信系統に異常が発生したことを把握することができる。

【0040】

図６は、ＰＬＣ３０による通信系統の切替判定処理を示すフローチャートである。以下、各ステップを順に説明する。

【0041】

ＰＬＣ３０は、まず、通信インターフェースモジュール２０ａ，２０ｂから受信したデータに含まれる診断用データを抽出し（ステップＳ３０１）、予め設定された基準値と一致するか否かを判定する（ステップＳ３０２）。

【0042】

ステップＳ３０２で基準値と一致する（ＹＥＳ）と判定した場合は、１系および２系のうちＰＬＣ３０が実行系として使用している系（使用系）の異常判定カウンタをゼロにリセットし（ステップＳ３０３）、通信状況／使用情報を更新し（ステップＳ３０４）、当該フローを終了する。

【0043】

ステップＳ３０２で基準値と一致しない（ＮＯ）と判定した場合は、使用系の異常判定カウンタに１を加算し（ステップＳ３０５）、異常判定カウンタが閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ３０６）。

【0044】

ステップＳ３０６で異常判定カウンタが閾値未満である（ＮＯ）と判定した場合は、通信状況／使用情報を更新し（ステップＳ３０４）、当該フローを終了する。

【0045】

ステップＳ３０６で異常判定カウンタが閾値以上である（ＹＥＳ）と判定した場合は、１系および２系のうちＰＬＣ３０が実行系として使用していない系（他系）の異常判定カウンタが閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ３０７）。

【0046】

ステップＳ３０７で他系の異常判定カウンタが閾値以上である（ＮＯ）と判定した場合は、通信状況／使用情報を更新し（ステップＳ３０４）、当該フローを終了する。

【0047】

ステップＳ３０７で他系の異常判定カウンタが閾値未満である（ＹＥＳ）と判定した場合は、使用系を切り替え（ステップＳ３０８）、通信状況／使用情報を更新し（ステップＳ３０４）、当該フローを終了する。

【0048】

図７は、１系異常判定カウンタおよび２系異常判定カウンタの変化を示すタイムチャートである。なお、本実施例では、１系異常判定カウンタおよび２系異常判定カウンタに対する閾値を２とする。

【0049】

ＰＬＣ３０は、所定の周期（数１０ｍｓ周期）で２つの通信インターフェースモジュール２０ａ，２０ｂからデータを受信する。

【0050】

３回目の周期で１系（実行系）の診断用データが基準値と一致しないため、１系異常判定カウンタに１が加算される。４回目の周期で受信した診断用データが基準値と一致するため、１系異常判定カウンタはゼロにリセットされる。５回目の周期で１系の診断用データが基準値と一致しないため、１系異常判定カウンタに１が加算され、続く６回目の周期でも１系の診断用データが基準値と一致しないため、１系異常判定カウンタに更に１が加算される。その結果、異常判定カウンタが閾値（２）に達し、１系が異常と判定される。

【0051】

一方、１回目から６回目の周期では、２系の診断用データは基準値と一致するため、２系異常判定カウンタはゼロのままである。従って、６回目の周期で１系異常判定カウンタが閾値（２）に達したタイミングで、実行系が１系から２系に切り替わる。その後、８回目の周期で２系異常判定カウンタも閾値（２）に達しているが、１系異常判定カウンタが閾値（２）未満ではないため、実行系の切替は行われない。

【0052】

（まとめ）
本実施例では、２つの通信インターフェースモジュール２０ａ，２０ｂの一方が実行系モジュールとして使用され、他方が待機系モジュールとして使用される二重化通信インターフェースモジュールの切替方法において、２つの通信インターフェースモジュール２０ａ，２０ｂは、それぞれ、所定の診断用データを含むデータパケットを所定の周期（数１０ｍｓ周期）で制御装置３０に送信し、制御装置３０は、実行系モジュールを介して受信したデータパケットに含まれる診断用データが連続して所定の基準値（１）と一致しない回数を１系異常判定カウンタとして保持し、待機系モジュールを介して受信したデータパケットに含まれる診断用データが連続して基準値（１）と一致しない回数を２系異常判定カウンタとして保持し、１系異常判定カウンタと前記２系異常判定カウンタとに基づいて実行系モジュールの切替が必要か否かを判定し、実行系モジュールの切替が必要と判定した場合に、実行系モジュールと待機系モジュールを切り替える。

【0053】

以上のように構成した本実施例によれば、２つの通信インターフェースモジュール２０ａ，２０ｂが互いに同一のデータを制御装置との間で常時送受信しているため、待機系モジュールが新たに実行系モジュールとして動作を開始するまでの時間を短縮することができる。また、制御装置３０が２つの通信インターフェースモジュール２０ａ，２０ｂからそれぞれ受信した診断データに基づいて実行系モジュールの切替要否を判定することにより、通信系統の異常検出および切替判定を速やかに行うことができる。その結果、二重化通信系統のうち実行系の通信系統で異常が発生した場合に、実行系モジュールと待機系モジュールを高速に切り替えることが可能となる。

【0054】

また、本実施例における制御装置３０は、１系異常判定カウンタが所定の閾値（２）以上でかつ２系異常判定カウンタが閾値（２）未満である場合は、実行系モジュールの切替が必要と判定し、１系異常判定カウンタが閾値（２）未満の場合は、または、１系異常判定カウンタが閾値（２）以上でかつ２系異常判定カウンタが閾値（２）以上である場合は、実行系モジュールの切替が不要と判定する。これにより、実行系モジュールの不必要な切替を防止することが可能となる。

【0055】

また、本実施例における２つの通信インターフェースモジュール２０ａ，２０ｂは、それぞれ、制御装置３０が２つの通信インターフェースモジュール２０ａ，２０ｂのうちのどちらを実行系モジュールとして使用しているか示す情報（使用情報）を制御装置３０から受信する。これにより、通信インターフェースモジュール２０ａ，２０ｂとＰＬＣ３０とので実行系モジュールのアンマッチを防止することが可能となる。

【0056】

また、本実施例における制御装置３０は、ＰＬＣ３０で構成される。これにより、２つの通信インターフェースモジュール２０ａ，２０ｂとＰＬＣ３０とを接続する二重化通信系統において、実行系モジュールと待機系モジュールを高速に切り替えることが可能となる。

【実施例0057】

本発明の第２の実施例について、第１の実施例との相違点を中心に説明する。

【0058】

図８は、本実施例における制御システムの構成図である。図８において、本実施例における制御システムは、ＰＬＣ３０に代えて、インテリジェントＩＯ３０Ａを制御装置として備えている。第１の実施例では、通信インターフェースモジュール２０ａ，２０ｂからＰＬＣ３０へ診断データを送信し、ＰＬＣ３０が実行系モジュールの切替要否を判定する構成としたが、インテリジェントＩＯ３０Ａは複雑な機能を実装することができない。そのため、本実施例では、インテリジェントＩＯ３０Ａから通信インターフェースモジュール２０ａ，２０ｂへ診断データを送信し、通信インターフェースモジュール２０ａ，２０ｂが実行系モジュールの切替要否を判定する構成としている。

【0059】

通信インターフェースモジュール２０ａの異常判定部２３ａは、１系異常判定カウンタに基づいて１系の異常を判定し、１系通信状況／１系使用情報に含まれる１系通信状況を更新する。１系通信状況／１系使用情報に含まれる１系通信状況は、出力エリア２１ａに設定された後、インテリジェントＩＯ３０Ａによって受信され、１系入力エリア３１ａに保存される。

【0060】

通信インターフェースモジュール２０ｂの異常判定部２３ｂは、２系異常判定カウンタに基づいて２系の異常を判定し、２系通信状況／２系使用情報に含まれる２系通信状況を更新する。２系通信状況／２系使用情報に含まれる２系通信状況は、出力エリア２１ｂに設定された後、インテリジェントＩＯ３０Ａによって受信され、２系入力エリア３１ｂに保存される。

【0061】

インテリジェントＩＯ３０Ａの切替判定部３４は、１系通信状況と２系通信状況とに基づいて実行系の切替要否を判定し、切替指令を切替部３５へ出力する。具体的には、実行系の通信状況が異常でかつ待機系の通信状況が正常な場合に実行系と待機系の切替を行い、実行系の通信状況が異常でかつ待機系の通信状況が異常な場合は切替を行わない。

【0062】

切替判定部３４は、通信タイムアウトが発生した場合にも実行系と待機系の切替を行う。ケーブル断線などにより実行系の通信が途絶えてしまった場合、通信自体は異常となるが、インテリジェントＩＯ３０Ａにその構成上、異常を検知するすべを有しない。そのため、通信途絶後に通信状況が更新されなくなると、実行系の切替が不能となる。そこで、実行系と待機系の切替を行う条件として、通信が所定の時間（例えば、通信周期の２倍の時間）停止したこと（通信タイムアウト）を追加することにより、ケーブル断線などにより通信が途絶えてしまった場合でも実行系と実行系を切り替えることを可能とする。

【0063】

切替判定部３４は、切替判定結果に応じて、出力エリア３２ａの１系使用情報および出力エリア３２ｂの２系使用情報を更新する。出力エリア３２ａに設定された１系使用情報は、通信インターフェースモジュール２０ａによって受信され、１系入力エリア２２ａに保存される。出力エリア３２ｂに設定された２系使用情報は、通信インターフェースモジュール２０ａによって受信され、２系入力エリア２２ｂに保存される。通信インターフェースモジュール２０ａは、１系入力エリア２２ａの１系使用情報で１系通信状況／１系使用情報を更新する。通信インターフェースモジュール２０ｂは、２系入力エリア２２ｂの２系使用情報で２系通信状況／２系使用情報を更新する。

【0064】

（まとめ）
本実施例では、２つの通信インターフェースモジュール２０ａ，２０ｂの一方が実行系モジュールとして使用され、他方が待機系モジュールとして使用される二重化通信インターフェースモジュールの切替方法において、２つの通信インターフェースモジュール２０ａ，２０ｂは、それぞれ、所定の診断用データを含むデータパケットを所定の周期で制御装置３０Ａから受信し、実行系モジュールが受信したデータパケットに含まれる診断用データが連続して所定の基準値（１）と一致しない回数を１系異常判定カウンタとして保持し、待機系モジュールを介して受信したデータパケットに含まれる診断用データが連続して基準値（１）と一致しない回数を２系異常判定カウンタとして保持し、１系異常判定カウンタに基づいて実行系モジュールの通信状況を判定し、２系異常判定カウンタに基づいて前記待機系モジュールの通信状況を判定し、実行系モジュールの通信状況および待機系モジュールの通信状況を制御装置３０Ａへ送信し、制御装置３０Ａは、実行系モジュールの通信状況と待機系モジュールの通信状況とに応じて、実行系モジュールと待機系モジュールを切り替える。

【0065】

以上のように構成した本実施例によれば、２つの通信インターフェースモジュール２０ａ，２０ｂが互いに同一のデータを制御装置３０Ａとの間で常時送受信しているため、待機系モジュールが新たに実行系モジュールとして動作を開始するまでの時間を短縮することができる。また、２つの通信インターフェースモジュール２０ａ，２０ｂがそれぞれ制御装置３０Ａから受信した診断データに基づいて実行系モジュールの切替要否を判定することにより、通信系統の異常検出および切替判定を速やかに行うことができる。その結果、二重化通信系統のうち実行系の通信系統で異常が発生した場合に、実行系モジュールと待機系モジュールを高速に切り替えることが可能となる。

【0066】

また、本実施例における制御装置３０Ａは、実行系モジュールの通信状況が異常でかつ待機系モジュールの通信状況が正常である場合に、実行系モジュールと待機系モジュールを切り替え、実行系モジュールの通信状況が異常でかつ前記待機系モジュールの通信状況が異常である場合に、実行系モジュールと前記待機系モジュールを切り替えない。これにより、実行系モジュールの不必要な切替を防止することが可能となる。

【0067】

また、本実施例における制御装置３０Ａは、インテリジェントＩＯ３０Ａで構成される。これにより、通信インターフェースモジュール２０ａ，２０ｂとインテリジェントＩＯ３０Ａとを接続する二重化通信系統において、実行系モジュールと待機系モジュールを高速に切り替えることが可能となる。

【0068】

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、本発明は必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成の一部を加えることも可能であり、ある実施例の構成の一部を削除し、あるいは、他の実施例の一部と置き換えることも可能である。