CN111587561A - 分布式控制系统及其通信控制方法 - Google Patents

Abstract

在保证控制用的普通通信的实时性和高速性的同时，并行执行装置信息的收集。分布式控制系统具有：中央运算装置；中央通信装置(11)；连接至少一个控制装置的多个终端通信装置(12)；信息累积装置(15)；以及具备中央通信装置与终端通信装置之间、终端通信装置之间、终端通信装置与信息累积装置之间的多个通信路径的树结构的网络，中央通信装置具备普通通信端口，终端通信装置具备上游侧通信端口(120)和下游侧通信端口(121)，信息累积装置具备装置信息通信端口(150)，网络具备：第一通信路径，其连接终端通信装置之间的上游侧通信端口和下游侧通信端口以及终端通信装置的上游侧通信端口和中央通信装置的普通通信端口；以及第二通信路径，其连接位于网络末端的终端通信装置的下游侧通信端口之间以及终端通信装置的下游侧通信端口和信息累积装置的装置信息通信端口。

Description

分布式控制系统及其通信控制方法

技术领域

本发明涉及由多个单元控制系统整体的分布式控制系统及其通信技术。

背景技术

在生物化学、免疫分析装置等工业用装置中，一般从中央集中管理的多个控制基板对搭载在装置上的传感器、电动机轴等控制设备形成模拟传输路径。近年来，在这样的工业用装置中寻求以下技术，即为了提高基于装置的设计、制造、维护的高效化而带来的成本竞争力和提高装置可靠性，而将控制基板模块化并分布配置，由此使模拟传输线路径长度最小化，同时保证装置控制的性能。进一步，为了设计、制造、维护的效率化，不仅需要控制基板的分布化，而且为了正确且安全地应对电动机轴和传感器等控制设备的异常，需要一种积累在发生异常时前后的动作日志并且能够可靠地汇集在特定装置中的机构。

作为解决这些问题的手段，一般已知以下的技术：将使用了网络的分布式控制装置适用于装置的电子系统，将测量装置状态的测量装置和通信路径辅助地追加到该分布式控制装置中，保证系统作为对象的控制处理的性能，例如有日本特开2015-22416号公报(专利文献1)等。该例子的通信系统具备与交换装置信息和环境状态信息的现场网络连接的多个现场设备、经由现场网络与现场设备进行通信并控制现场设备的控制器，现场设备经由现场网络与控制器进行通信，并且使用经由系统作为对象的控制用局域网在现场设备间进行通信而得到的信息来进行预先规定的处理。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-22416号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，在专利文献1记载的技术中，作为通信的母站的控制器在收集装置信息时，由于经由控制用的局域网络向上游方向收集装置信息，所以停留在减轻控制用通信的处理负担上，没有考虑保证实时性。

用于解决问题的手段

本发明的分布式控制系统作为一个方式，具有：中央运算装置；中央通信装置；连接至少一个控制设备的多个终端通信装置；信息累积装置；以及具备中央通信装置与终端通信装置之间、终端通信装置相互之间、终端通信装置与信息累积装置之间的多个通信路径的树结构的网络，中央通信装置具备普通通信端口，终端通信装置具备上游侧通信端口和下游侧通信端口，信息累积装置具备装置信息通信端口，网络具备：第一通信路径，其连接终端通信装置之间的上游侧通信端口与下游侧通信端口以及终端通信装置的上游侧通信端口与中央通信装置的普通通信端口；以及第二通信路径，其连接位于网络末端的终端通信装置的下游侧通信端口之间以及终端通信装置的下游侧通信端口与信息累积设备的装置信息通信端口。

另外，本发明的终端通信装置的通信控制方法作为一个方式具备与网络的上游侧的通信装置通信的上游侧通信端口、与网络的下游侧的通信装置通信的下游侧通信端口、连接控制设备的输入输出端口，该通信控制方法在接收到包含第一指令的数据包时，将包含来自控制设备的输入信息的第一数据包从上游侧通信端口发送到上游侧的通信装置，在接收到包含第二指令的数据包时，将包含该终端通信装置的装置信息的第二数据包从下游侧通信端口发送到下游侧的通信装置，在接收到包含信息的数据包时，判定基于该数据包的通信是向下游方向的通信还是向上游方向的通信，当判定为是向上游方向的通信时将接收到的数据包从上游侧通信端口向上游侧的通信装置传送，在判定为是向下游方向的通信时，判定该数据包是否是发给自身的数据包，在是发给自身的情况下，将接收到的数据包中包含的信息写入信息存储部，在不是发送给自身的情况下，将接收到的数据包从下游侧通信端口传送给下游侧的通信装置。

本说明书包含成为本申请优先权的基础的日本国专利申请号2018-043409号的公开内容。

发明的效果

根据本发明的一个方式，可以排他且并行地执行用于收集装置信息的通信和主要控制用通信，并且可以保证控制用通信的实时性。

另外，收集到的装置信息被集中到一个地方，可以容易地实施信息的下载和应用。

通过以下实施方式的说明可以明确上述以外的问题、结构以及效果。

附图说明

图1表示分布式控制系统的结构例。

图2表示数据结构的例子。

图3是表示中央通信装置的中央通信控制部的细节的概略图。

图4表示终端通信装置所具有的终端通信控制部的细节。

图5表示信息累积装置的装置信息处理部的细节。

图6是表示中央通信装置的通信控制方法的流程图。

图7是表示终端通信装置的通信控制方法的流程图。

图8表示通信控制整体的时序图。

图9表示将分布式控制系统适用于自动分析装置时的结构例。

图10表示显示装置的显示例。

图11是表示分布式控制系统的其他例子的结构图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施例。

[实施例1]

图1表示本实施例的分布式控制系统的结构例。

分布式控制系统1具备中央运算装置10、中央通信装置11、多个终端通信装置12以及信息累积装置15。中央运算装置10与中央通信装置11连接，具备执行控制运算的中央运算部100。中央通信装置11通过树结构的网络与多个终端通信装置12连接，作为分布式控制系统1中的通信的母站执行通信控制的统一管理。终端通信装置12通过上述网络与中央通信装置11、其他终端通信装置12或信息累积装置15连接，与中央通信装置11或信息累积装置15执行通信。信息累积装置15与终端通信装置12连接，累积分布式控制系统1的错误信息、系统日志等装置信息。装置信息中包含通过分布式控制系统1执行的通信或与分布式控制系统1连接的控制设备的正常状态或异常状态的信息。

接着说明各个装置的结构。

中央通信装置11具备普通通信端口110以及控制分布式控制系统1的通信的中央通信控制部111。终端通信装置12具备上游侧通信端口120、下游侧通信端口121、执行通信控制的终端通信控制部122、连接由分布式控制系统1的控制处理进行控制的控制设备的输入输出端口123。上游侧通信端口120与中央通信装置11的普通通信端口110或其他终端通信装置12的下游侧通信端口121连接，下游侧通信端口121与其他终端通信装置12的上游侧通信端口120或信息累积装置15连接。信息累积装置15具备与终端通信装置12的下游侧通信端口121连接的装置信息通信端口150以及执行对接收到的信息的解释和存储的装置信息处理部151。另外，信息累积装置15也可以安装或连接到中央通信装置11。

进一步，分布式控制系统1具有多个普通通信路径13和装置信息通信路径14。普通通信路径13将中央通信装置11的普通通信端口110和终端通信装置12的上游侧通信端口120之间连接，或者将终端通信装置12的下游侧通信端口121和另一终端通信装置12的上游侧通信端口120之间连接。装置信息通信路径14将位于网络末端的终端通信装置12的下游侧通信端口121连接到同样位于网络末端的另一终端通信装置12的下游侧通信端口121，或者连接到信息累积装置15的装置信息通信端口150。

接着，说明分布式控制系统1的通信的基本动作。

分布式控制系统1例如使用图2所示的数据包2的结构作为用于通过网络收发的数据结构。数据包2具备用于存储判别数据包种类的信息和判别通信的上游方向和下游方向的信息等的标志部20、表示分布式控制系统1所具备的终端通信装置12的各目的地的地址部21、存储分布式控制系统1的控制所使用的信息和装置信息的数据部22。这里，对多个终端通信装置12分别分配不同的地址。

另外，分布式控制系统1进行用于传输控制设备的控制处理所需的数据的普通通信和用于传输分布式控制系统1的动作日志的装置信息通信。进一步，在分布式控制系统1的通信中有从中央通信装置11或网络的上游侧的终端通信装置12向下游侧的其他终端通信装置12传送信息的下游方向的通信、从多个终端通信装置12向中央通信装置传送信息的上游方向的通信。作为通信方式具备通过地址指定特定终端通信装置12的个别通信方式、中央通信装置11对多个终端通信装置12同时进行通信的广播方式。

另外，在由所有的普通通信路径13构成的网络路径上执行普通通信，在由所有的普通通信路径13和所有的装置信息通信路径14构成的网络路径上执行装置信息通信。普通通信路径和装置信息通信路径通过LAN线缆、USB线缆等串行通信用的线来连接。另外，作为网络拓扑，多个且不同的终端通信装置12相对于中央通信装置11由树结构或串珠等构成。

接着，详细说明各个装置。

图3是表示中央通信装置11的中央通信控制部111的细节的概略图。

首先说明中央通信控制部111的结构。中央通信控制部111具有信息存储部30、通信控制部31、中继控制部32、传输信号控制部33以及通信管理部34。信息存储部30与中央运算装置10连接，存储由普通通信路径13执行的普通通信的数据包2。通信控制部31与信息存储部30、通信管理部34以及中继控制部32连接，进行通信输入输出的时序控制。中继控制部32与通信管理部34、通信控制部31以及传输信号控制部33连接，对通信管理部34或通信控制部31调解数据包2的输入输出。传输信号控制部33与中继控制部32以及普通通信端口110连接，并且将通信中使用的数据包2转换成传输信号或者从传输信号转换成数据包2。通信管理部34与信息存储部30、通信控制部31以及中继控制部32连接，统一管理经由中央通信装置11或终端通信装置12连接的网络的通信状态或通信路径信息或分布式控制系统的异常状态的检测。

接着，说明中央通信控制部111的基本动作。

首先，说明中央通信装置11的接收动作。

通信管理部34或通信控制部31将由中央通信控制部111处理的所有信息读入或写入到信息存储部30中而进行管理。当中央通信装置11接收信息时，首先由传输信号控制部33输入电信号。传输信号控制部33如果经由普通通信端口110输入传输信号，则从传输信号转换成数据包2。中继控制部32根据数据包2的标志部20将由传输信号控制部33进行转换后的数据包2分配给通信控制部31或通信管理部34。被分配了数据包2的通信控制部31和通信管理部34分别对接收到的信息进行解释并写入信息存储部30。

接着，说明中央通信装置11的发送动作。

通信控制部31从信息存储部30选择要发送的信息，并将数据包2传送给中继控制部32，或者通信管理部34将对所有终端通信装置12的指示信息等的数据包2传送给中继控制部32。中继控制部32在从通信管理部34或通信控制部31传送数据包2时，在数据包2的标志部20中设定为下游方向的通信，并依次将数据包2传送给传输信号控制部33。传输信号控制部33在从中继控制部32传送数据包2时，将数据包2转换成传输信号，并执行数据包2的发送。另外，将使用图6在后面叙述中央通信装置11的详细通信方法。

分布式控制系统1以一定的时间周期性地重复上述接收动作和上述发送动作，进行控制运算，由此控制分布式控制系统1作为对象的装置。具体地，中央通信装置11将通过接收动作取得并存储到信息存储部30的数据部22的内容为参数，中央运算装置10计算下一个周期控制。此时，参数的数据包2的数据部22中包含的信息是与分布式控制系统1连接的传感器等的测量值。运算完成后，中央运算装置10将运算结果存储在信息存储部30中。然后，中央通信装置11将存储在信息存储部30中的运算结果作为数据包2通过发送动作发送到任意的终端通信装置12。此时，数据包2的数据部22中包含的信息是针对与分布式控制系统1连接的执行器的推力值等。

图4表示终端通信装置12所具有的终端通信控制部122的细节。终端通信控制部122具有上游通信部40、下游通信部41、通信控制部42、通信管理部43、信息存储部44、输入输出部45。上游通信部40与上游通信端口120、下游通信部41以及通信控制部42连接，并且将与另一终端通信装置12或中央通信装置11相互收发的传输信号转换成数据包2。下游通信部41与下游侧通信端口121、上游通信部40以及通信控制部42连接，并将与其他终端通信装置12进行收发的传输信号转换成数据包2，或者将来自上游通信部40的传输信号中继到下游侧通信端口121。通信控制部42与上游通信部40、下游通信部41以及通信管理部43连接，进行收发的数据包2的传送控制。通信管理部43与通信控制部42以及信息存储部44连接，管理收发的数据包2的解释、通信错误信息和自身的终端通信装置12的通信状态的信息。输入输出部45与输入输出端口123以及信息存储部44连接，管理对与终端通信装置12连接的控制设备的输入输出。

首先说明终端通信装置12的接收动作。

在向下游方向通信时，终端通信装置12在上游侧通信端口120接收到传输信号时，上游通信部40将传输信号转换成数据包2，并且传送给通信控制部42或任意一个下游通信部41。通信控制部42解释从上游通信部传送来的数据包2，将数据包2的信息传送给通信管理部43。通信管理部43根据从通信控制部42传送来的数据包2的信息，写入到信息存储部44。

接着，说明终端通信装置12的发送动作。

通信管理部43将从信息存储部44选择出的来自与输入输出端口123连接的控制设备的控制信息、或者从信息存储部44选择出的信息、或者系统管理信息和错误信息、或者终端通信装置12的动作日志的各个信息传送给通信控制部42。在通信控制部42中，将从通信管理部43传送来的信息转换成数据包2，传送给上游通信部40或下游通信部41。此时，在通信控制部42中，在数据包2的标记部20中设定是上游方向或下游方向的通信。另外，单独使用图6来说明终端通信装置12的详细的通信控制的时序。

图5表示信息累积装置15的装置信息处理部151的细节。装置信息处理部分151具备装置信息累积部50、装置信息接收部51以及传输信号控制部52。装置信息累积部50与装置信息接收部51连接，累积在终端通信装置12送出的装置信息通信路径14上处理的数据包2。装置信息接收部51与装置信息累积部50和传输信号控制部52连接，解释接收到的数据包2并且将数据输入到装置信息累积部50。传输信号控制部52与装置信息通信端口150以及装置信息接收部51连接，并且将传输信号转换成数据包2。

终端通信装置12送出的装置信息的数据包2传输信号而通过装置信息通信端口150来接收，传输信号控制部52将传输信号转换为数据包2，传送给装置信息接收部51。装置信息接收部51解释接收到的数据包2，并将解释后的数据保存到装置信息累积部50。

图6是表示中央通信装置11的通信控制步骤的流程图。中央通信装置11以任意的周期执行通信，这里说明一个周期的通信动作。图6的流程图A表示从中央通信装置11向下游方向的通信，流程图B表示从终端通信装置12向上游方向的通信。

中央通信装置11在S60中以广播方式向所有终端通信装置12发送取普通通信的同步的第一指令。这里，取同步是指与中央通信装置11连接的多个终端通信装置12在相同的时刻发行第一信息。此时，中央通信装置11将第一指令作为数据包2发送，但是在数据包2的标志部20中设定数据包2的类别是指令，具体的指令内容存储到地址部21或数据部22。

当S60的处理完成时，中央通信装置11同时执行S61以后的处理和S66以后的处理。在S61中，接着第一指令的发送，以广播方式向所有终端通信装置12发送开始装置信息通信的执行的第二指令。另外，同时在S66接收从终端通信装置12传送来的多个第一信息。此时，第一信息是从终端通信装置12向上游方向传送的输入信息，每次接收到第一信息时，在S67判定是否从所有终端通信装置12接收到了第一信息。

当S67的判断为正时，将接收到的第一信息传送给中央运算装置10，在S68执行控制运算。在控制运算中，如上所述执行将接收到的第一信息作为参数的运算，并计算下一个控制值。当S67判定为负时，再次执行第一信息的接收。在S62继续等待在S68执行中的控制运算的结束。另一方面，在分布式控制系统1中并行执行向上游方向的普通通信和向下游方向的装置信息通信。中央运算装置10的运算完成后，转移到S63，再次向所有终端通信装置12发送第二指令，结束装置信息通信，转移到S64。在S64，将反映了控制运算的结果的输出信息即多个第二信息以个别通信方式发送给所有的终端通信装置12。此时，在S65判定第二信息的发送是否全部完成，在是正的情况下，一个周期的通信结束，返回到开始状态。另外，在是负的情况下，转移到S64并且继续第二信息的发送。

以上所说明的流程图A和流程图B的一系列处理是中央通信装置11按一个周期执行的通信动作，处理结束后返回到开始的状态。

接着，说明终端通信装置12执行的通信动作。图7是表示终端通信装置12的通信控制方法的流程图。

在S70接收从中央通信装置11或另一终端通信设备12发送来的数据包2，并且在S71判定是包含指令的数据包2还是包含了信息的数据包2。在本实施例中，通过参照数据包2的标志部20来判定是指令还是信息。这里，指令是指第一指令或第二指令中任意一个指令，信息是指上述第一信息、第二信息或包含分布式控制系统1的状态等动作日志的装置信息即第三信息中任意一个信息。当在S71判定为包含指令的数据包2时，在S72判断是第一指令还是第二指令。此时，当在数据包2中标志部20的类别是指令时，可以参照地址部21或数据部22来判定是第一指令还是第二指令。

如果在步骤S72的判定中为第一指令，则转移到S73，生成将从信息存储部44取出的第一信息存储在数据部22中的数据包2，并且将第一信息发送到中央通信装置11或上游方向的终端通信装置12。此时，在数据包2的标志部20中设定表示是向上游方向的通信的信息。如果在步骤S72的判定中为第二指令，则转移到S77，生成将从信息存储部44取出的第三信息(装置信息)存储在数据部22中的数据包2，并发送到下游方向的终端通信装置12。此时，在数据包2的标志部20设定表示是向下游方向的通信的信息。

当在S71中判定为不是指令的数据包2时，即判定为包含信息的数据包2时，转移到S74并参照数据包2的标志部20，判定是向上游方向的通信还是向下游方向的通信。当在S74中判定为是向上游方向的通信时，转移到S78，将接收到的数据包传送到上游方向的其他终端通信装置12。当在S74判定为是向下游方向的通信时，转移到S75并确认接收到的数据包2的地址部，判定是否是发往自身的信息。当通过S75的判定，接收到的信息是发给自身时，转移到S76，将接收到的信息写入信息存储部44。当通过S75的判定，接收到的信息不是发给自身时，转移到S79，将接收到的数据包传送给与下游方向连接的其他终端通信装置12或者信息累积装置15。

图8表示由分布式控制系统1执行的通信的时序图。

首先，说明普通通信的时序图。中央通信装置11执行以下的输入处理，在T80向下游方向发送第一指令，并且接收在T82由接收到第一指令的多个终端通信装置12向上游方向发送的第一信息。此时，中央通信装置11在全部接收到多个第一信息后，执行运算处理。另外，中央通信装置11中的运算处理完成后，再次切换到下游方向的普通通信，在T81中执行向各个终端通信装置12发送第二信息的输出处理。这里，T85是分布式控制系统1中的普通通信的一个周期的时间，分布式控制系统1通过在T85中始终执行上述说明的一系列处理来继续控制传感器和执行器。

另一方面，通过T83和T84与通过T82执行的上游方向上的普通通信并行地执行装置信息通信。这里，在T83将执行装置信息通信的第二指令向下游方向发送。进一步，接收到第二指令的多个终端通信装置12在T84向下游方向发送装置信息作为第三信息。

当各终端通信装置12向下游方向传送装置信息时，向终端通信装置12自身的下游侧通信端口121传送装置信息。即，最终所有的装置信息被传送给位于与分布式控制系统1连接的网络末端处的所有终端通信装置12。因此，装置信息的最终累积场所可以运用信息累积装置15或位于网络末端的任意终端通信装置12中任意一个。

根据本实施例的方式，可以在不妨碍分布式控制系统1作为对象的控制处理所需要的实时性高的普通通信的执行的情况下，并行地执行装置信息的收集。

[实施例2]

图9表示将实施例1所说明的分布式控制系统适用于自动分析装置时的结构例。

自动分析装置90具有：装置单元91，其具有多个用于测量样品中的血液成分、感染症，或者执行生物化学分析和免疫分析等的执行器和传感器等控制设备92；以及分布式控制系统1，其统一控制所有的控制设备92。

分布式控制系统1具备：中央运算装置10，其统一分布式控制系统1的整体控制时序，传达基于控制时序的控制指令；中央通信装置11，其与中央处理装置10连接，收发从中央运算装置10传达的控制指令；以及多个终端通信装置12，其与控制设备92连接，对所连接的控制设备92进行控制处理。另外，分布式控制系统1具备：普通通信路径13，其将终端通信装置12和中央通信装置11或终端通信装置12彼此连接且各个终端彼此交换数据；以及多个装置信息通信路径14，其将位于网络末端的终端通信装置12之间或位于网络末端的终端通信装置12和信息累积装置15连接，从而构成树结构的网络。

进一步，自动分析装置90使用分布式控制系统1的普通通信来控制控制对象的执行器、传感器等控制设备92。中央通信装置11对与网络连接的多个终端通信装置12发送第一指令。在终端通信装置12中，当接收到第一指令时，将通过液面检测传感器或照相机传感器等测量到的值，即来自分布式控制系统作为控制对象的控制设备的输入信息作为第一信息从终端通信装置12发送到中央通信装置11。中央通信装置11将接收到的第一信息传送给中央运算装置10，中央运算装置10将第一信息作为参数，计算下一个控制信息。中央通信装置11将计算出的控制信息作为第二信息发送给各个终端通信装置12。在接收到对分布式控制系统作为控制对象的控制设备的输出信息即第二信息的终端通信装置12中，使用接收到的第二信息，执行所连接的控制设备例如脉冲电动机、伺服电动机等的执行器的控制。

此外，在分布式控制系统1中与普通通信并行地执行收集第三信息即装置信息的装置信息通信。此时，关于执行装置信息通信的方法，与实施例1所示的方法相同，因此省略说明。另外，在实施例2中，在执行装置信息通信的情况下，作为装置信息进行处理的信息例如是温度传感器等的测量日志或控制设备的控制异常信息等信息。

这里，说明分布式控制系统1的运用。位于网络末端的任意终端通信装置12或信息累积装置15在装置的组装或运用上配置在容易连接显示装置1000的场所，将显示装置1000连接到信息累积装置15。这里，将详细说明显示装置1000。图10表示在本实施例的分布式控制系统1中用于确认信息累积装置15中收集到的装置信息的显示装置1000的显示例。显示装置1000具备设定窗口1001和日志监视窗口1002。设定窗口1001具有对每个终端通信装置12按照地址设定通过装置信息通信收集到的装置信息的功能。日志监视窗口1002具有在设定窗口1001的设定中显示与收集对象的地址对应的数据内容和信息取得时的时间的功能。在设定窗口1001中，成为收集对象的装置信息通过装置信息通信的执行而作为数据包2被传送给信息累积装置15，信息累积装置15累积接收到的数据包2。日志监视窗口1002能够始终监视所累积的装置信息，即分布式控制系统1的动作日志。在设定窗口1001中设定的信息被反映给终端通信装置12中的通信管理部43，选择应通过装置信息通信进行发送的信息并发送。另外，在通过装置信息通信发行的装置信息中包含分布式控制系统1的网络通信、与终端通信装置12连接的传感器或执行器的各个状态、异常等信息。

再次返回图9说明通过自动分析装置90收集到的装置信息的运用。分布式控制系统1经由网络服务器93与其他不同的自动分析装置90连接，相互共享信息。进一步，也可以连接到自动分析装置90的装置以外的数据终端94，取得装置信息。

根据本实施例，能够通过网络共享自动分析装置90的装置信息或取得容易的装置信息，能够提高自动分析装置90的状态分析和维护的效率。另外，应用分布式控制系统1时的效果与实施例1相同。

[实施例3]

图11是表示本实施例相关的分布式控制系统的其他例子的结构图，是表示网络的扩展的例子。

分布式控制系统1具备中央运算装置10、中央通信装置11、终端通信装置12以及信息累积装置15。中央运算装置10与中央通信装置11连接，执行控制运算。中央通信装置11是分布式控制系统1的通信的母站，与多个终端通信装置12连接，执行通信控制的统一管理。终端通信装置12与中央通信装置11、其他终端通信装置12或信息累积装置15连接，执行与中央通信装置11或信息累积装置15的通信。信息累积装置15与终端通信装置12连接，累积分布式控制系统1的错误信息或系统日志。

在本实施例的分布式控制系统1中，中央通信装置11具有多个普通通信端口110，网络系统1100与各普通通信端口110连接。网络系统1100是与实施例1所述的装置结构同样的结构，经由多个普通通信路径13或装置信息通信路径14连接多个终端通信装置12。

另一方面，信息累积装置15具备多个装置信息通信端口150，可以经由装置信息通信路径14与位于各网络系统1100末端的多个终端通信装置12连接。

根据本实施例，分布式控制系统1可以根据对象装置的请求性能来进行系统扩展。另外，适用了分布式控制系统1时的效果与实施例1相同。

另外，本发明不限于上述实施例，包含各种变形例。例如，上述实施例是为了易于理解地说明本发明而详细说明的内容，不一定限于具备所说明的所有结构。另外，可以将某个实施例结构的一部分置换为其他实施例的结构，另外也可以在某个实施例的结构中加入其他实施例的结构。另外，对于各实施例的构成结构的一部分，可以追加、删除、置换其他结构。

另外，上述各结构、功能、处理部、处理单元等也可以通过例如用集成电路设计这些一部分或全部等用硬件来实现。另外，上述各结构、功能等也可以通过由处理器对实现各自的功能的程序进行解释并执行而用软件来实现。实现各功能的程序、表、文件等信息可以放置在存储器或硬盘、SSD(Solid State Drive固态硬盘)等记录装置或者IC卡、SD卡、DVD等记录介质中。

另外，控制线和信息线表示认为说明上必要的线，产品上不一定表示全部的控制线和信息线。实际上，可以认为几乎所有的结构是相互连接的。

附图标记的说明

1：分布式控制系统、2：数据包、13：普通通信路径、14：装置信息通信路径、20：标记部、21：地址部、22：数据部、90：自动分析装置、91：装置单元、92：控制设备、93：网络服务器、120：上游侧通信端口、121：下游侧通信端口、123：输入输出端口、150：装置信息通信端口、1000：显示装置、1001：设定窗口、1002：日志监视窗口、1100：网络系统。

本说明书中引用的所有出版物，专利和专利申请均直接通过引用而并入本说明书中。

Claims (17)

1.一种分布式控制系统，具有：中央运算装置；中央通信装置；连至少接一个控制设备的多个终端通信装置；信息累积装置；以及具备上述中央通信装置与上述终端通信装置之间、上述终端通信装置相互之间、上述终端通信装置与上述信息累积装置之间的多个通信路径的树结构的网络，其特征在于，

上述中央通信装置具备普通通信端口，

上述终端通信装置具备上游侧通信端口和下游侧通信端口，

上述信息累积装置具备装置信息通信端口，

上述网络具备：

第一通信路径，其连接上述终端通信装置之间的上述上游侧通信端口与上述下游侧通信端口之间以及上述终端通信装置的上述上游侧通信端口与上述中央通信装置的上述普通通信端口之间；以及

第二通信路径，其连接位于上述网络的末端的上述终端通信装置的上述下游侧通信端口之间以及上述终端通信装置的上述下游侧通信端口与上述信息累积装置的上述装置信息通信端口之间。

2.根据权利要求1所述的分布式控制系统，其特征在于，

上述终端通信装置使用上述第一通信路径和上述第二通信路径向上述网络的下游方向发送装置信息。

3.根据权利要求1所述的分布式控制系统，其特征在于，

上述终端通信装置使用上述第一通信路径向上述网络的上游方向发送来自上述控制设备的输入信息。

4.根据权利要求1所述的分布式控制系统，其特征在于，

上述终端通信装置并行进行向使用了上述第一通信路径和上述第二通信路径的上述网络的下游方向的装置信息的发送、向使用了上述第一通信路径的上述网络的上游方向的来自上述控制设备的输入信息的发送。

5.根据权利要求1所述的分布式控制系统，其特征在于，

上述中央通信装置使用上述第一通信路径向多个上述终端通信装置发送针对上述控制设备的输出信息。

6.根据权利要求2所述的分布式控制系统，其特征在于，

上述装置信息还被发送到与上述第二通信路径连接的任意的上述终端通信装置，

上述信息累积装置还与上述第二通信路径所连接的任意的上述终端通信装置连接。

7.根据权利要求1所述的分布式控制系统，其特征在于，

上述中央通信装置同时向多个上述终端通信装置发送第一指令，上述第一指令使得向上述中央通信装置发送来自上述控制设备的输入信息即第一信息，

上述中央通信装置在接收到上述第一信息后传送给上述中央运算装置，

上述中央运算装置根据上述第一信息生成针对上述控制设备的输出信息即第二信息并传送给上述中央通信装置，

上述中央通信装置将上述第二信息发送到多个上述终端通信装置，

上述中央通信装置在发送了上述第一指令后，发送第二指令，上述第二指令使得向上述终端通信装置发送装置信息即第三信息，

上述终端通信装置在接收到上述第二指令后，向上述网络的下游方向发送上述第三信息。

8.根据权利要求1所述的分布式控制系统，其特征在于，

上述中央运算装置具备：中央运算部，其进行与上述分布式控制系统作为对象的控制处理相关的运算。

9.根据权利要求1所述的分布式控制系统，其特征在于，

上述中央通信装置具备：

传输信号控制部，其进行传输信号与信息的转换；

中继控制部，其调解信息的输入输出；

通信控制部，其控制通信；

通信管理部，其管理上述网络的通信状态或通信路径信息或上述分布式控制系统的异常状态的检测；以及

信息存储部，其存储通过通信收发的信息。

10.根据权利要求1所述的分布式控制系统，其特征在于，

上述终端通信装置具备：

输入输出端口，其连接上述控制设备；

上游通信部，其与上述上游侧通信端口连接，对传输信号和信息进行转换；

下游通信部，其与上述下游侧通信端口连接，对传输信号和信息进行转换；

通信控制部，其执行上述网络的通信控制；

通信管理部，其管理该终端通信装置的通信状态；

信息存储部，其存储通过通信收发的信息；以及

输入输出部，其与上述输入输出端口连接，管理针对上述控制设备的输入输出。

11.根据权利要求1所述的分布式控制系统，其特征在于，

上述信息累积装置具备：

传输信号控制部，其与上述装置信息通信端口连接，将传输信号与信息进行转换；

装置信息接收部，其解释上述传输信号控制部接收到的信息；以及

装置信息累积部，其累积装置信息。

12.根据权利要求1所述的分布式控制系统，其特征在于，

上述中央通信装置与多个上述网络连接。

13.根据权利要求1所述的分布式控制系统，其特征在于，

上述信息累积装置具备多个上述装置信息通信端口，

在上述装置信息通信端口分别连接有上述第二通信路径。

14.一种自动分析装置，具备权利要求7所述的分布式控制系统，其特征在于，

上述自动分析装置经由与上述网络连接的服务器与其他自动分析装置或不同的装置连接，共享上述装置信息。

15.一种终端通信装置的通信控制方法，该终端通信装置具备与网络的上游侧的通信装置通信的上游侧通信端口、与上述网络的下游侧的通信装置通信的下游侧通信端口、连接控制设备的输入输出端口，其特征在于，

该通信控制方法进行如下处理：

在接收到包含第一指令的数据包时，将包含来自上述控制设备的输入信息的第一数据包从上述上游侧通信端口发送到上述上游侧的通信装置，

在接收到包含第二指令的数据包时，将包含该终端通信装置的装置信息的第二数据包从上述下游侧通信端口发送到上述下游侧的通信装置，

在接收到包含信息的数据包时，判定基于该数据包的通信是向下游方向的通信还是向上游方向的通信，

在判定为是向上游方向的通信时，将接收到的数据包从上述上游侧通信端口传送给上述上游侧的通信装置，

在判定为是向下游方向的通信时，判定接收到的数据包是否是发送给自身的数据包，

在判定为是发送给自身的数据包时，将接收到的数据包中包含的信息写入信息存储部，

在判定为不是发送给自身的数据包时，将接收到的数据包从上述下游侧通信端口传送给上述下游侧的通信装置。

16.根据权利要求15所述的终端通信装置的通信控制方法，其特征在于，

该方法并行地执行上述第二数据包的发送、接收到的上述数据包向上述上游侧的通信装置的传送以及接收到的上述数据包向上述下游侧的通信装置的传送。

17.根据权利要求15所述的终端通信装置的通信控制方法，其特征在于，

在上述第一数据包设定表示是向上游方向的通信的信息，在上述第二数据包设定表示是向下游方向的通信的信息。

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