控制器及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及对工厂(plant)设备等进行自动控制的控制器。
【背景技术】
[0002]作为进行自动控制的控制器，存在通过传输电缆将CPU (Central ProcessingUnit:中央处理器)模块与多个远程1 (Remote Input/Output:远程输入/输出)模块之间连接的系统。对于该结构而言，CPU模块执行自动控制用的控制程序并输出数字数据DO (Digital Output data:数字输出数据)，远程1模块将从CPU模块接收的数字数据DO转换成工厂输出信号并将其向工厂设备的操作端子输出。
[0003]该远程1方式的控制器存在能够以省空间、低成本实现多个分散配置的工厂设备的控制的优点。
[0004]例如，由多个设备构成的上下水道工厂能够应用上述的控制器，进行工厂控制。上下水道工厂的各设备由多个机器构成，而且，在各机器具备操作端子。从外部向该操作端子输出工厂输出信号，从而能够操作机器的运转、停止。从控制器或者手动操作装置向操作端子适当地输出工厂输出信号，从而实现机器单体的运转以及工厂整体的运转。
[0005]上下水道工厂的控制器的误动作、停止存在引起自来水停水、城市洪水等，从而威胁生命、财产的可能性。因此，对控制器要求24小时连续的稳定的运转。
[0006]如上，对面向上下水道工厂的控制器要求高可靠性。
[0007]在控制器检测出异常的情况下，为了防止工厂的误动作，而必须实施紧急停止或者边将工厂功能维持为检测出异常前的状态边运转、使一部分机器停止而缩减工厂功能地运转、或切换成手动操作进行运转等。
[0008]特别是，在检测出控制器的异常的危险度最高的CPU模块异常的情况下，需要避免CPU误动作而导致的数字数据DO误输出的风险，而使工厂紧急停止。
[0009]另外，在上下水道工厂设置有高压电气设备、感应马达、变频器等成为噪声源的机器，因此在应用远程1模块时，存在产生因噪声重叠而对将CPU模块与远程1模块连接的传输电缆产生一时性的传输异常的可能性。
[0010]以往，鉴于上述的情况，提出了在检测出控制器的异常的情况下，控制外部负载的供给电源的技术(例如，参照专利文献I)。
[0011]根据专利文献I所公开的技术，通过从主程序输出的脉冲输出和由继电器与定时器构成的外部电路定时器检测异常，在检测出异常时，切断或者接通外部负载的电源供给，从而实现故障保护功能。
[0012]另外，在专利文献2公开了如下1单元，通过设置MPUlI的异常检查用输出端子，异常检查时的1单元的输出端子的输出的状态成为未激活被连接的1机器的状态，从而能够预先检测有无故障.异常。
[0013]现有技术文献
[0014]专利文献
[0015]专利文献1:日本特开平9-185403号公报
[0016]专利文献2:日本特开2008-310389号公报
【发明内容】
[0017]发明所要解决的课题
[0018]根据上述的专利文献I所公开的技术，通过接通延迟定时器与断开延时定时器的组合来监视脉冲输出，因此从产生异常至检测出异常至少需要两个程序周期以上的异常检测等待时间。因此，在异常检测等待时间内，存在无法防止因CPU误动作而导致的向工厂的误输出的问题。
[0019]另外，根据专利文献1，即使在CPU模块、远程1模块、主程序、传输、外部电路的任意部位产生异常，也检测为全部相同的异常，因此存在即使检测出CPU异常之类的危险度特别高的异常重要因素，在检测出时也无法可靠地立即断开数字数据DO的问题。
[0020]另外，存在由CPU模块与远程1模块构成的控制器无法检测必要的传输异常，即在检测出传输异常时无法选择异常时控制动作而进行设定的课题。
[0021]根据上述的专利文献2所公开的技术，虽能够预先检测出有无1单元的故障、异常，但存在未考虑实际运用时的故障检测，另外未考虑PLC的CPU单元、主要单元的故障的问题。
[0022]如上，在专利文献1、2所公开的技术中，无法实现面向上下水道的控制器所需的可靠性。
[0023]用于解决课题的方法
[0024]本发明是鉴于上述的实际情况而完成的，目的在于提供一种在由CPU模块与远程1模块构成的控制器中，根据CPU异常、传输异常等的异常要素，而可靠并且选择性地执行异常时的控制动作，从而能够实现高可靠性的控制器。
[0025]为了解决上述课题，本发明的对工厂的设备机器进行控制的控制器具备:CPU模块，其具有检测模块的异常动作的异常状态检测部，并对上述工厂的多个设备机器进行程序控制；以及多个远程1模块，它们通过串行传输路径菊花链式连接于上述CPU模块，并转换从上述CPU模块传输的数字数据而向上述设备机器输出，上述CPU模块在上述异常状态检测部检测出异常动作时，向上述远程1模块通知CPU异常，上述远程1模块在被通知上述CPU异常时，与基于上述数字数据的控制不同地使所有上述设备机器处于停止状态。
[0026]另外，对于本发明的具有CPU模块和对工厂的多个设备机器进行控制的远程1模块的控制器而言，上述CPU模块与上述远程1模块通过串行传输路径以及CPU状态信号而被连接，该串行传输路径菊花链式连接上述CPU模块与上述远程1模块并传输控制信息，该CPU状态信号菊花链式连接上述CPU模块与上述远程1模块并从上述CPU模块向上述远程1模块传输CPU异常。
[0027]另外，本发明的具有CPU模块和对工厂的至少一个设备机器进行控制的远程1模块，并对工厂的多个设备机器进行控制的控制器的控制方法具有:检测对上述工厂的多个设备机器进行程序控制的CPU模块的异常动作并在CPU状态信号输出表示异常状态的信号的步骤；以及与从CPU模块通知的数字数据DO对应地设定上述多个设备机器各自的操作端子的上述远程1模块根据上述CPU状态信号的表示异常状态的信号而将所有的上述操作端子设定为规定的状态的步骤。
[0028]本发明的效果如下。
[0029]根据本发明，能够提高控制器的可靠性。
【附图说明】
[0030]图1是上下水道工厂的控制器的结构图。
[0031 ]图2是表示CPU模块的结构例的图。
[0032]图3是对控制程序的异常检测处理进行说明的时序图。
[0033]图4是表示远程1模块与设备机器的结构例的图。
[0034]图5是表示CPU异常控制部的结构的图。
[0035]图6是表不远程1模块的1输出部的结构的图。
[0036]图7是表示CPU异常控制部的时序图的一个例子的图。
[0037]图8是表示远程1模块的其他的结构的图。
[0038]图9是表示从远程1传输部被输出的数字数据DO的时序图的一个例子的图。
[0039]图10是对远程1模块的动作进行程序处理的情况下的流程图。
[0040]图11是非同步地进行的CPU异常处理的流程图。
[0041 ] 图12是表不水输送工厂的一个例子的图。
[0042]其中:
[0043]I一控制器；2 — CPU 模块；3、3a、3b、3c—远程 1 模块；4、4a、4b、4c、4d、4e、4f、4g、4h、4i一设备机器；5 —串行传输路径；6 — CPU 状态信号；7a、7b、7c、7d、7e、7f、7g、7h、7i—
机器连接电缆。
【具体实施方式】
[0044]以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。
[0045]实施方式I
[0046]本实施方式以从水库、河川汲取原水，进行药品沉淀、砂过滤、氯气注入而制造自来水的净水厂等上下水道工厂为例进行说明。
[0047]净水厂等上下水道工厂由原水栗设备、高压受电设备、应急用的发电机设备、药品注入设备、沉淀池设备、过滤池设备、氯气注入设备、输水栗设备、排水设备等构成。而且，在这些各设备包含栗、马达、阀、断路器、发动机等的控制机器与水位计、流量计、水质传感器等的检测机器。
[0048]在上述的控制机器中，具备用于将机器的动作状态向外部输出的状态触点。此处，在机器的动作状态中，存在栗的运转过程中或停止过程中、阀的全开或全闭或微开等开闭状态、断路器的接通或断开、机器的故障状态。
[0049]该状态触点的电气规格例如成为若栗在运转过程中，则成为电导通状态，若在停止过程中，则成为绝缘状态的二值的输出。
[0050]另外，上述的检测机器具备将电流、电压、流量、水位、水压、开度等的传感器输出的数值信息转换成电压或者电流的模拟信号并将其向外部输出的模拟输出端子。
[0051]另外