DE102015002837A1

DE102015002837A1 - Verteiltes Steuerungssystem

Info

Publication number: DE102015002837A1
Application number: DE102015002837.5A
Authority: DE
Inventors: Takashi Saegusa; Toshihiro Arisaka
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2014-04-16
Filing date: 2015-03-05
Publication date: 2015-10-22
Anticipated expiration: 2035-03-06
Also published as: US20150301512A1; US9838466B2; JP2015204584A; JP6393508B2; DE102015002837B4

Abstract

Ein verteiltes Steuerungssystem und ein Steuerungsverfahren für das verteilte Steuerungssystem werden bereitgestellt, die die erforderlichen Einstellungs- und Einrichtungsschritte verringern, wenn das System für eine Steuerung mit Sensoren und Aktoren verwendet wird. Das verteilte Steuerungssystem weist eine zentrale Kommunikationseinheit und Kommunikationsendeinheiten auf, wobei die zentrale Kommunikationseinheit und die Kommunikationsendeinheiten über ein Netzwerk miteinander verbunden sind. Das Einrichten der Kommunikationssteuerung wird automatisch für jede der Kommunikationsendeinheiten durchgeführt, wenn die Steuerung mit Sensoren und Aktoren ausgeübt wird, die an die Kommunikationsendeinheiten angeschlossen sind, basierend auf den jeweiligen Übertragungseigenschaften zu der Zeit, wenn sich eine physikalische Größe, die durch Ansteuerung jedes der Aktoren generiert wird, zu jedem der Sensoren fortpflanzt, sowie auf der Festlegung der erforderlichen Steuerungsleistung.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein verteiltes Steuerungssystem, an das mehrere Sensoren und Aktoren angeschlossen sind und das die Aktoren auf der Grundlage der Informationen von den Sensoren steuert.
Hintergrund der Erfindung
In den vergangenen Jahren sind verteilte Steuerungssysteme eingesetzt worden, die durch ein Netzwerk verbunden sind und gemeinsam verteilte Sensoren und Aktoren in einem einzelnen System steuern, um die Verdrahtung für eine industrielle Anlage oder ein Fabrikautomatisierungssystem zu verringern.
Das verteilte Steuerungssystem weist im Allgemeinen eine zentrale Kommunikationseinheit und mehrere Kommunikationsendeinheiten auf. Die zentrale Kommunikationseinheit stellt die integrierte Steuerung für einen Gesamtablauf bereit. Die Kommunikationsendeinheiten liefern die Ein-/Ausgangssteuerung für die Sensoren und Aktoren.
In dem verteilten Steuerungssystem ist ein Netzwerk zwischen der zentralen Kommunikationseinheit und den Kommunikationsendeinheiten gebildet.
Das Netzwerk ist im Allgemeinen zum Beispiel in Form einer Mehrpunkttopologie oder einer Kettentopologie gebildet.
Die zentrale Kommunikationseinheit überträgt Steuerungsinformationen über das Netzwerk an die Kommunikationsendeinheiten. Die Kommunikationsendeinheiten üben die Ein-/Ausgangssteuerung für die Sensoren und Aktoren entsprechend den Steuerungsinformationen aus.
Darüber hinaus übertragen die Kommunikationsendeinheiten die von den Sensoren und Aktoren eingegebenen Steuerungsinformationen über das Netzwerk an die zentrale Kommunikationseinheit.
Wie vorstehend beschrieben, überträgt und empfängt das verteilte Steuerungssystem die Steuerungsinformationen über das Netzwerk zwischen der zentralen Kommunikationseinheit und den Kommunikationsendeinheiten, so dass die zentrale Kommunikationseinheit die Gesamtsteuerung für die verteilten Sensoren und Aktoren liefern kann.
Inzwischen wird im industriellen Bereich gefordert, dass ein Steuerungssystem mit vielen Sensoren und Aktoren eine verbesserte Leistung aufweisen sollte, zum Beispiel durch Bereitstellung einer hohen Geschwindigkeit und hohen Genauigkeit.
Die Leistungsverbesserung des vorstehend genannten Steuerungssystems kann durch das Ansprechverhalten eines Netzwerks für das verteilte Steuerungssystem beeinträchtigt werden. Wenn das Ansprechverhalten des Netzwerks gering ist, wird die Leistungsverbesserung des vorstehend genannten Steuerungssystems erheblich beeinträchtigt. Daher ist es wünschenswert, dass das Ansprechverhalten des Netzwerks möglichst hoch ist.
Als typisches Merkmal des verteilten Steuerungssystems verschlechtert sich jedoch das Ansprechverhalten des Netzwerks, wenn die Anzahl der zu steuernden Sensoren und Aktoren zunimmt.
Daher werden spezielle Kommunikationssteuerungsverfahren für das Netzwerk in dem verteilten Steuerungssystem untersucht, damit das Ansprechverhalten für die Steuerung vieler Sensoren und Aktoren möglichst hoch gehalten wird.
Als zugehörige Technologie nach dem Stand der Technik beschreibt zum Beispiel JP 2006-209646 eine Technologie, bei der ein Synchronisationssignal an alle externen Geräte gesendet wird, wenn für alle externen Geräte bestätigt worden ist, dass sie betriebsbereit sind.
Die in JP 2006-209646 beschriebene Technologie stellt jedoch keine Maßnahme gegen eine Zunahme der Einstellungs- und Einrichtungsschritte für die Kommunikationssteuerung bereit. Daher ist es mit der vorstehend genannten Technologie nach dem Stand der Technik schwierig, die erforderlichen Einstellungs- und Einrichtungsschritte zu verringern, wenn das verteilte Steuerungssystem auf ein Steuerungssystem mit vielen Sensoren und Aktoren angewendet wird.
Die vorliegende Erfindung ist in Anbetracht der vorstehenden Umstände gemacht worden, um ein verteiltes Steuerungssystem bereitzustellen, das in der Lage ist, die Einstellung und Einrichtung für die Kommunikationssteuerung zu automatisieren, wenn das verteilte Steuerungssystem auf ein Steuerungssystem mit vielen Sensoren und vielen Aktoren angewendet wird.
Die vorliegende Erfindung ist auch gemacht worden, um ein Kommunikationssteuerungssystem bereitzustellen, das die Einstellung und Einrichtung für die Kommunikationssteuerung automatisiert, um die erforderliche Leistung des Steuerungssystems mit vielen Sensoren und vielen Aktoren zu erzielen.
Zusammenfassung der Erfindung
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein verteiltes Steuerungssystem eine zentrale Kommunikationseinheit, mehrere Kommunikationsendeinheiten, die jeweils mit mindestens einem Sensor, mindestens einem Aktor oder sowohl mindestens einem Sensor als auch mindestens einem Aktor verbunden sind, eine Anzeige- und Eingabeeinheit, die an die zentrale Kommunikationseinheit angeschlossen ist, und ein Netzwerk auf, das die zentrale Kommunikationseinheit und die Kommunikationsendeinheiten mit Kommunikationspfaden verbindet und mehrere Kommunikationskanäle zwischen der zentralen Kommunikationseinheit und den Kommunikationsendeinheiten aufweist. Die zentrale Kommunikationseinheit weist einen Kommunikationssignalsteuerabschnitt, mehrere Gruppen von Kommunikationsports, einen zentralen Kommunikationssteuerabschnitt und einen Kommunikationssteuerungs-Einrichtungsberechnungsabschnitt auf. Jede der Kommunikationsendeinheiten weist einen Kommunikationssignalsteuerabschnitt, mehrere Gruppen von Kommunikationsports, einen Endeinheit-Kommunikationssteuerabschnitt, einen Kommunikationskanal-Einrichtungsabschnitt, einen Steuerungsinformationen-Ein-/Ausgabeeinrichtungsabschnitt, einen Steuerungsberechnungsabschnitt und einen Gerätesteuerabschnitt auf. Das Netzwerk weist einen Übertragungsweg zwischen mindestens einem Kommunikationsport der Kommunikationsendeinheiten und mindestens einem Kommunikationsport der zentralen Kommunikationseinheit oder mindestens einem Kommunikationsport einer anderen Kommunikationsendeinheit auf. Die zentrale Kommunikationseinheit richtet die Kommunikationssteuerung für die Kommunikationsendeinheiten auf der Grundlage von Übertragungseigenschaften ein, bei denen es sich um die Erhöhungs-/Verringerungseigenschaft einer physikalischen Größe handelt, wobei die physikalische Größe eine Größe einer Zeit ist, wenn sich eine physikalische Größe, die durch Ansteuerung des an eine Kommunikationsendeinheit angeschlossenen Aktors generiert wird, zu einem Sensor, der an die Kommunikationsendeinheit angeschlossen ist, oder einem Sensor, der an eine andere Kommunikationsendeinheit angeschlossen ist, fortpflanzt.
Vorzugsweise weist die zentrale Kommunikationseinheit weiter einen Übertragungseigenschaften-Erfassungsabschnitt auf. Jede der Kommunikationsendeinheiten weist weiter einen Übertragungseigenschaften-Berechnungsabschnitt auf. Jede der Kommunikationsendeinheiten berechnet mit dem Übertragungseigenschaften-Berechnungsabschnitt Übertragungseigenschaften aus einer Kombination von Aktor und Sensor und überträgt die berechneten Übertragungseigenschaften an die zentrale Kommunikationseinheit. Die zentrale Kommunikationseinheit speichert die von den Kommunikationsendeinheiten übertragenen Übertragungseigenschaften in dem Übertragungseigenschaften-Erfassungsabschnitt.
Vorzugsweise wird das verteilte Steuerungssystem als eine Steuerungseinrichtung für eine aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung angewendet. Mehrere Aktoren und Sensoren, die an die Kommunikationsendeinheiten angeschlossen sind, sind an mehreren Stellen eines Objekts angeordnet, dessen Schwingung gedämpft werden soll.
Vorzugsweise steuert eine der Kommunikationsendeinheiten, die an den Aktor angeschlossen sind, den Aktor. Die Kommunikationsendeinheit, die den Aktor steuert, überträgt über das Netzwerk regelmäßig einen Ausgabewert an den Aktor an alle Kommunikationsendeinheiten, die an den Sensor angeschlossen sind. Alle Kommunikationsendeinheiten, die an den Sensor angeschlossen sind, berechnen gleichzeitig mit der Steuerung des Aktors die Übertragungseigenschaften, indem sie eine physikalische Größe, die von dem Sensor eingegeben wird, und den Ausgabewert an den Aktor verwenden, der über das Netzwerk übertragen wird.
Vorzugsweise führt eine Kommunikationsendeinheit einen automatischen Steuerungsprozess durch, bei dem ein Signal von mindestens einem Sensor, der an die Kommunikationsendeinheit oder andere Kommunikationsendeinheiten angeschlossen ist, als Eingang verwendet wird und bei dem das Ansteuern mindestens eines Aktors, der an die Kommunikationsendeinheit oder andere Kommunikationsendeinheiten angeschlossen ist, als Ausgang verwendet wird. Wenn eine andere Kommunikationsendeinheit zwischen einem Eingang und einem Ausgang des automatischen Steuerungsprozesses eingreift, führt die Kommunikationsendeinheit den automatischen Steuerungsprozess durch Verwendung einer Kommunikation in dem Netzwerk durch.
Wenn die Amplitude der Übertragungseigenschaften nicht größer als ein für die zentrale Kommunikationseinheit festgelegter Schwellenwert ist, verhindert die zentrale Kommunikationseinheit vorzugsweise, dass eine Gruppe von Kommunikationsendeinheiten, die an den die Übertragungseigenschaften betreffenden Aktor und Sensor angeschlossen sind, während des automatischen Steuerungsprozesses miteinander kommunizieren, indem ein Kommunikationssteuerungsverfahren für jede der Kommunikationsendeinheiten durch das Netzwerk eingerichtet wird. Die Kommunikationsendeinheiten kommunizieren während des automatischen Steuerungsprozesses entsprechend dem für die zentrale Kommunikationseinheit festgelegten Kommunikationssteuerungsverfahren.
Vorzugsweise wählt die zentrale Kommunikationseinheit eine Kommunikationsendeinheit aus, um den automatischen Steuerungsprozess so auszuführen, dass die Menge der für den automatischen Steuerungsprozess der Kommunikationsendeinheit erforderlichen Kommunikationsdaten minimiert wird, und legt für die ausgewählte Kommunikationsendeinheit durch das Netzwerk ein Verfahren für den automatischen Steuerungsprozess fest. Die Kommunikationsendeinheit führt den automatischen Steuerungsprozess entsprechend dem von der zentralen Kommunikationseinheit festgelegten Verfahren für den automatischen Steuerungsprozess durch.
Vorzugsweise vergleicht die zentrale Kommunikationseinheit die Menge der für den automatischen Steuerungsprozess einer Kommunikationsendeinheit erforderlichen Kommunikationsdaten, eine aus den Kommunikationskanälen berechnete Kommunikationsverzögerungszeit und eine annehmbare Verzögerungszeit, die die maximale Verzögerungszeit ist, die für den Steuerungsein-/-ausgang akzeptabel ist, der anhand der erforderlichen Leistung des automatischen Steuerungsprozesses berechnet wird. Die zentrale Kommunikationseinheit wählt eine Kommunikationsendeinheit aus, um den automatischen Steuerungsprozess durchzuführen, legt für die ausgewählte Kommunikationsendeinheit durch das Netzwerk ein Verfahren für den automatischen Steuerungsprozess fest und legt für jede der Kommunikationsendeinheiten, die an den den Aktor und Sensor betreffenden automatischen Steuerungsprozess angeschlossen sind, einen Kommunikationskanal und einen Kommunikationszyklus zur Ausführung des automatischen Steuerungsprozesses fest, so dass der Wert der Kommunikationsverzögerungszeit die annehmbare Verzögerungszeit nicht überschreitet. Eine Kommunikationsendeinheit, für die das Verfahren für den automatischen Steuerungsprozess durch die zentrale Kommunikationseinheit festgelegt worden ist, führt den automatischen Steuerungsprozess entsprechend der Einstellung des automatischen Steuerungsprozesses für die Kommunikationsendeinheit durch. Eine Kommunikationsendeinheit, für die der Kommunikationskanal und der Kommunikationszyklus durch die zentrale Kommunikationseinheit festgelegt worden sind, führt die Kommunikationssteuerung entsprechend dem Kommunikationskanal und dem Kommunikationszyklus durch, die für die Kommunikationsendeinheit festgelegt worden sind.
Vorzugsweise weist die Anzeige- und Eingabeeinheit eine Eingabefunktion auf, um Einrichtungsinformationen für die zentrale Kommunikationseinheit einzugeben und die Einrichtungsinformationen an die zentrale Kommunikationseinheit zu übertragen. Die Anzeige- und Eingabeeinheit weist eine Ausgabefunktion auf, um von der zentralen Kommunikationseinheit die Einrichtungsinformationen für die zentrale Kommunikationseinheit, die in der zentralen Kommunikationseinheit zu speichernden Übertragungseigenschaften und die Einrichtungsinformationen für die Kommunikationsendeinheiten zu erhalten und die von der zentralen Kommunikationseinheit erhaltenen Informationen auszugeben. Die Eingabefunktion und die Ausgabefunktion können mit einer software-basierten grafischen Benutzeroberfläche (GUI) ausgeführt werden.
Nach der vorliegenden Erfindung kann das verteilte Steuerungssystem die Einstellung und Einrichtung für die Kommunikationssteuerung automatisieren, was es möglich macht, die manuellen Schritte für die Einstellung und Einrichtung zu verringern, wenn das verteilte Steuerungssystem auf ein Steuerungssystem mit vielen Sensoren und vielen Aktoren angewendet wird und die Anzahl der Sensoren und/oder Aktoren geändert wird.
Nach der vorliegenden Erfindung kann das verteilte Steuerungssystem die erforderliche Leistung des Steuerungssystems mit vielen Sensoren und vielen Aktoren sicherstellen und macht es leicht, die Einstellung und Einrichtung für die Kommunikationssteuerung durchzuführen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1A und 1B zeigen Diagramme eines Beispiels, bei dem ein verteiltes Steuerungssystem nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung verwendet wird.
2 zeigt ein Diagramm der Konfiguration des verteilten Steuerungssystems nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm der Verarbeitungsschritte, die von dem verteilten Steuerungssystem nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm der Verarbeitungsschritte zum Erfassen der Übertragungseigenschaften des verteilten Steuerungssystems nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm des Ablaufs der Einrichtung für einen automatischen Steuerungsprozess und die Kommunikationssteuerung in dem verteilten Steuerungssystem nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt ein Diagramm einer beispielhaften Einrichtung für den automatischen Steuerungsprozess und die Kommunikationssteuerung in dem verteilten Steuerungssystem nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt einen Einrichtungsbildschirm einer Anzeige- und Eingabeeinheit nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die Ausführungsform wird unter der Annahme beschrieben, dass ein verteiltes Steuerungssystem auf eine aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung angewendet wird. Wenn mehrere identische Elemente zur Erläuterung voneinander unterschieden werden müssen, wird ein Kleinbuchstabe (a, b, c usw.) an das Bezugszeichen angehängt. Wenn die identischen Elemente zur Erläuterung nicht besonders voneinander unterschieden werden müssen, wird dem Bezugszeichen kein Kleinbuchstabe angehängt.
Erste Ausführungsform
1A und 1B zeigen Diagramme eines Beispiels, bei dem ein verteiltes Steuerungssystem 10 nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung verwendet wird.
Wie in 1A gezeigt, wird das verteilte Steuerungssystem 10 nach der vorliegenden Ausführungsform als eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung angewendet, die aktiv die Schwingung eines Objekts 20 dämpft, dessen Schwingung gedämpft werden soll. Das verteilte Steuerungssystem 10 ist mit Sensoren 130a bis 130c und Aktoren 131a bis 131c verbunden, die an dem Objekt 20 befestigt sind, und steuert diese.
Wie in 1B gezeigt, weist das verteilte Steuerungssystem 10 eine zentrale Kommunikationseinheit 100, mehrere Kommunikationsendeinheiten 120a bis 120f und ein Netzwerk 150 auf. Die Sensoren 130a bis 130c und die Aktoren 131a bis 131c sind jeweils an die Kommunikationsendeinheiten 120a, 120c, 120e, 120b, 120d und 120f angeschlossen.
Das Netzwerk 150 ist so konfiguriert, dass es einen Kommunikationspfad zwischen der zentralen Kommunikationseinheit 100 und den Kommunikationsendeinheiten 120a und 120d und zwischen den Kommunikationsendeinheiten 120a bis 120f aufweist.
2 zeigt ein Diagramm der Konfiguration des verteilten Steuerungssystems 10 nach der vorliegenden Ausführungsform.
Die zentrale Kommunikationseinheit 100 weist einen Kommunikationssignalsteuerabschnitt 110, mehrere Gruppen von Kommunikationsports 140, einen zentralen Kommunikationssteuerabschnitt 101, einen Übertragungseigenschaften-Erfassungsabschnitt 102 und einen Kommunikationssteuerungs-Einrichtungsberechnungsabschnitt 103 auf.
Jede der Kommunikationsendeinheiten 120 weist einen Kommunikationssignalsteuerabschnitt 110, mehrere Gruppen von Kommunikationsports 140, einen Endeinheit-Kommunikationssteuerabschnitt 121, einen Kommunikationskanal-Einrichtungsabschnitt 122, einen Steuerungsinformationen-Ein-/Ausgabeeinrichtungsabschnitt 123, einen Steuerungsberechnungsabschnitt 124, einen Übertragungseigenschaften-Berechnungsabschnitt 125 und einen Gerätesteuerabschnitt 126 auf.
Das Netzwerk 150 ist so konfiguriert, dass es einen Übertragungsweg zwischen mindestens einem Kommunikationsport 140 jeder Kommunikationsendeinheit 120 und einem Kommunikationsport 140 der zentralen Kommunikationseinheit 100 oder einem Kommunikationsport 140 einer anderen Kommunikationsendeinheit 120 aufweist.
Der Kommunikationssignalsteuerabschnitt 110 stellt eine bidirektionale Kommunikation zwischen der zentralen Kommunikationseinheit 100 und einer Kommunikationsendeinheit 120 oder zwischen einer Kommunikationsendeinheit 120 und einer anderen Kommunikationsendeinheit 120 unabhängig von der Richtung der Kommunikation bereit.
Mehrere Sensoren 130 und Aktoren 131 können an eine Kommunikationsendeinheit 120 angeschlossen sein.
Die Funktion der Elemente des verteilten Steuerungssystems 10 wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Die von dem verteilten Steuerungssystem 10 durchgeführten Verarbeitungsschritte werden nachstehend anhand von 3, 4, 5 und 6 beschrieben.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm der Verarbeitungsschritte, die von dem verteilten Steuerungssystem 10 nach der vorliegenden Ausführungsform ausgeführt werden.
Als Erstes erfasst das verteilte Steuerungssystem 10 die Übertragungseigenschaften (S300) durch die Funktionen der zentralen Kommunikationseinheit 100 und der Kommunikationsendeinheiten 120a bis 120f, wobei die Übertragungseigenschaften die Schwingungsfortpflanzungseigenschaften des Objekts 20 von den Aktoren 131a bis 131c zu den Sensoren 130a bis 130c sind, die an die Kommunikationsendeinheiten 120a bis 120f angeschlossen sind.
Ein in Schritt S301 durchgeführter Prozess wird jetzt anhand des Ablaufdiagramms in 4 beschrieben.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm der Verarbeitungsschritte zum Erfassen der Übertragungseigenschaften des verteilten Steuerungssystems 10 nach der vorliegenden Ausführungsform.
Als Erstes wählt die zentrale Kommunikationseinheit 100 durch einen Prozess des Übertragungseigenschaften-Erfassungsabschnitts 102 eine der Kommunikationsendeinheiten 120b, 120d und 120f aus, die an die Aktoren 131a bis 131c angeschlossen sind (S400). Hier wird angenommen, dass die Kommunikationsendeinheit 120b ausgewählt wird.
Als Nächstes überträgt der Übertragungseigenschaften-Erfassungsabschnitt 102 der zentralen Kommunikationseinheit 100 Informationen über ein Schwingungsverfahren des Objekts 20 mit einem Aktor 131 an den zentralen Kommunikationssteuerabschnitt 101. Diese Informationen sind an die ausgewählte Kommunikationsendeinheit 120b adressiert.
Der zentrale Kommunikationssteuerabschnitt 101 überträgt die übertragenen Informationen über das Schwingungsverfahren durch den Kommunikationssignalsteuerabschnitt 110 und das Netzwerk 150 an die Kommunikationsendeinheit 120b.
Die Kommunikationsendeinheit 120b, unter Verwendung des Endeinheit-Kommunikationssteuerabschnitts 121, empfängt die Informationen über das Schwingungsverfahren, die von der zentralen Kommunikationseinheit 100 übertragen werden. Der Endeinheit-Kommunikationssteuerabschnitt 121 überträgt die empfangenen Informationen über das Schwingungsverfahren an den Steuerungsinformationen-Ein-/Ausgabeeinrichtungsabschnitt 123.
Der Steuerungsinformationen-Ein-/Ausgabeeinrichtungsabschnitt 123 überträgt die übertragenen Informationen über das Schwingungsverfahren an den Übertragungseigenschaften-Berechnungsabschnitt 125. Gleichzeitig ändert der Steuerungsinformationen-Ein-/Ausgabeeinrichtungsabschnitt 123 seine Setup-Einstellung, so dass der Endeinheit-Kommunikationssteuerabschnitt 121 und der Übertragungseigenschaften-Berechnungsabschnitt 125 Daten übertragen können.
Außerdem ändert der Steuerungsinformationen-Ein-/Ausgabeeinrichtungsabschnitt 123 seine Setup-Einstellung, so dass ein Ausgabewert des Aktors 131a, der von dem Übertragungseigenschaften-Berechnungsabschnitt 125 übertragen wird, an alle Kommunikationsendeinheiten 120a, 120c und 120e übertragen wird, die jeweils an die Sensoren 130a bis 130c angeschlossen sind.
Der Übertragungseigenschaften-Berechnungsabschnitt 125 steuert den Aktor 131a durch den Gerätesteuerabschnitt 126 auf der Grundlage des übertragenen Schwingungsverfahrens. Gleichzeitig überträgt der Übertragungseigenschaften-Berechnungsabschnitt 125 regelmäßig einen Ausgabewert für den Aktor 131a an den Steuerungsinformationen-Ein-/Ausgabeeinrichtungsabschnitt 123 (S401).
Als das Schwingungsverfahren kann ein zufälliges Schwingungsverfahren, ein Sweep-Schwingungsverfahren oder ein anderes übliches Schwingungsverfahren verwendet werden.
Nach dem Abtasttheorem beträgt eine Frequenz, mit der der Ausgabewert für den Aktor 131a an den Steuerungsinformationen-Ein-/Ausgabeeinrichtungsabschnitt 123 übertragen wird, vorzugsweise mindestens das Zwei- bis Vierfache der maximalen Frequenz der zu erfassenden Übertragungseigenschaften.
Gleichzeitig mit dem Prozess in Schritt S401 führen alle Kommunikationsendeinheiten 120a, 120c und 120e, die an die Sensoren 130a bis 130c angeschlossen sind, einen Prozess durch.
Als Erstes empfangen die Kommunikationsendeinheiten 120a, 120c und 120e den Ausgabewert des Aktors 131a, der von der Kommunikationsendeinheit 120b übertragen wird, mit dem Endeinheit-Kommunikationssteuerabschnitt 121. Der Endeinheit-Kommunikationssteuerabschnitt 121 überträgt den empfangenen Ausgabewert des Aktors 131a an den Steuerungsinformationen-Ein-/Ausgabeeinrichtungsabschnitt 123. Der Steuerungsinformationen-Ein-/Ausgabeeinrichtungsabschnitt 123 überträgt den übertragenen Ausgabewert des Aktors 131a an den Übertragungseigenschaften-Berechnungsabschnitt 125 und ändert gleichzeitig seine Setup-Einstellung, so dass der Endeinheit-Kommunikationssteuerabschnitt 121 und der Übertragungseigenschaften-Berechnungsabschnitt 125 Daten übertragen können. Der Übertragungseigenschaften-Berechnungsabschnitt 125 berechnet die Übertragungseigenschaften aus dem übertragenen Ausgabewert des Aktors 131a und dem Eingabewert der Sensoren 130, der durch den Gerätesteuerabschnitt 126 erfasst wird (S402).
Wenn nach Abschluss des gesamten Schwingungsvorgangs der Kommunikationsendeinheit 120a und des Übertragungseigenschaften-Berechnungsprozesses der Kommunikationsendeinheiten 120b, 120d und 120f in den Schritten S401 und S402 ein Aktor 131, der nicht schwingt („JA” in Schritt S403), in den Kommunikationsendeinheiten 120b, 120d und 120f, die an die Aktoren 131a bis 131c angeschlossen sind, gefunden wird, wählt der Übertragungseigenschaften-Erfassungsabschnitt 102 in der zentralen Kommunikationseinheit 100 eine Kommunikationsendeinheit 120, die den Schwingungsvorgang nicht durchgeführt hat, unter den Kommunikationsendeinheiten 120b, 120d und 120f aus, die an die Aktoren 131a bis 131c angeschlossen sind (zum Beispiel wird die Kommunikationsendeinheit 120d ausgewählt) (S404). Danach werden die Schritte S401 und S402 wiederholt.
In Schritt S403 werden, wenn für alle Aktoren 131 unter den Kommunikationsendeinheiten 120b, 120d und 120f, die an die Aktoren 131a bis 131c angeschlossen sind, ein Schwingen festgestellt worden ist („NEIN” in Schritt S403), alle Übertragungseigenschaften von den Aktoren 131a bis 131c, die individuell durch die Kommunikationsendeinheiten 120b, 120d und 120f berechnet werden, von dem Übertragungseigenschaften-Berechnungsabschnitt 125 durch den Steuerungsinformationen-Ein-/Ausgabeeinrichtungsabschnitt 123 an die zentrale Kommunikationseinheit 100 übertragen (S405). Der Übertragungseigenschaften-Erfassungsabschnitt 102 in der zentralen Kommunikationseinheit 100 empfängt dann durch den zentralen Kommunikationssteuerabschnitt 101 alle Übertragungseigenschaften, die von den Kommunikationsendeinheiten 120b, 120d und 120f übertragen worden sind, und speichert die empfangenen Übertragungseigenschaften in dem Übertragungseigenschaften-Erfassungsabschnitt 102.
Wieder Bezug nehmend auf das Ablaufdiagramm in 3 werden nachstehend die von dem verteilten Steuerungssystem 10 durchgeführten Verarbeitungsschritte beginnend mit Schritt S301 beschrieben.
Eine Anzeige- und Eingabeeinheit 160 des verteilten Steuerungssystems 10 zeigt die Übertragungseigenschaften an, die in dem Übertragungseigenschaften-Erfassungsabschnitt 102 der zentralen Kommunikationseinheit 100 gespeichert sind. Basierend auf den Übertragungseigenschaften, die auf der Anzeige- und Eingabeeinheit 160 angezeigt werden, führt ein Benutzer des verteilten Steuerungssystems 10 die Eingänge von den Sensoren 130a bis 130c zurück zu den Ausgängen der Aktoren 131a bis 131c und entwickelt einen Controller für einen automatischen Steuerungsprozess zur Unterdrückung von Schwingungen (S301).
Der entwickelte Controller wird durch die Anzeige- und Eingabeeinheit 160 in dem Kommunikationssteuerungs-Einrichtungsberechnungsabschnitt 103 der zentralen Kommunikationseinheit 100 gespeichert.
Als Nächstes führt die zentrale Kommunikationseinheit 100 die automatische Einrichtung für einen automatischen Steuerungsprozess auf den Kommunikationsendeinheiten 120a bis 120f und für die Kommunikationssteuerung durch (S302).
Der in Schritt S302 durchgeführte Prozess wird unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm in 5 und die in 6 gezeigte beispielhafte Einrichtung beschrieben.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm des Ablaufs der Einrichtung für einen automatischen Steuerungsprozess und die Kommunikationssteuerung in dem verteilten Steuerungssystem 10 nach der vorliegenden Ausführungsform.
Basierend auf den Übertragungseigenschaften, die auf der Anzeige- und Eingabeeinheit 160 angezeigt werden, legt ein Benutzer des verteilten Steuerungssystems 10 durch die Anzeige- und Eingabeeinheit 160 einen Amplituden-Schwellenwert der Übertragungseigenschaften für die automatische Einrichtung und eine erforderliche Leistung als einen Regelbereich für den automatischen Steuerungsprozess in dem Kommunikationssteuerungs-Einrichtungsberechnungsabschnitt 103 (S500) fest.
Als Nächstes extrahiert der Kommunikationssteuerungs-Einrichtungsberechnungsabschnitt 103 der zentralen Kommunikationseinheit 100 Übertragungseigenschaften, die nicht höher sind als der Amplituden-Schwellenwert der Übertragungseigenschaften, aus allen Übertragungseigenschaften, die in dem Kommunikationssteuerungs-Einrichtungsberechnungsabschnitt 103 gespeichert sind (S501).
Kommunikationssteuerungs-Einrichtungsinformationen zur Unterdrückung der Kommunikation untereinander während der Ausführung des automatischen Steuerungsprozesses werden durch den zentralen Kommunikationssteuerabschnitt 101 an alle Kommunikationsendeinheiten 120 übertragen, die an die die Ein-/Ausgabe der in Schritt S501 extrahierten Übertragungseigenschaften betreffenden Sensoren 130 und Aktoren 131 angeschlossen sind. Die Kommunikationsendeinheiten 120 übertragen die Kommunikationssteuerungs-Einrichtungsinformationen, die von der zentralen Kommunikationseinheit 100 übertragen werden, durch den Endeinheit-Kommunikationssteuerabschnitt 121 an den Steuerungsinformationen-Ein-/Ausgabeeinrichtungsabschnitt 123. Der Steuerungsinformationen-Ein-/Ausgabeeinrichtungsabschnitt 123 führt die Einrichtung für sich selbst durch, um die Kommunikation mit den angegebenen Kommunikationsendeinheiten 120 während der Ausführung des automatischen Steuerungsprozesses entsprechend den übertragenen Kommunikationssteuerungs-Einrichtungsinformationen zu unterdrücken (S502).
Als Nächstes wählt der Kommunikationssteuerungs-Einrichtungsberechnungsabschnitt 103 der zentralen Kommunikationseinheit 100 einen Kommunikationskanal und eine Kommunikationsendeinheit 120 aus, um den automatischen Steuerungsprozess durchzuführen, so dass die Kommunikationsverzögerungszeit möglichst kurz ist bezogen auf die Kommunikationsendeinheiten 120, denen es gestattet ist, eine Kommunikationsverbindung während des Prozesses in Schritt S502 herzustellen (S503).
Der in Schritt S503 durchgeführte Prozess wird nachstehend anhand von 6 ausführlich beschrieben.
6 zeigt ein Diagramm einer beispielhaften Einrichtung für den automatischen Steuerungsprozess und die Kommunikationssteuerung in dem verteilten Steuerungssystem 10 nach der vorliegenden Ausführungsform.
Als Erstes wird eine Gruppe von zwei oder mehr Kommunikationsendeinheiten 120, die in der Lage sind, miteinander zu kommunizieren, als eine Kommunikationsgruppe betrachtet. Alle Kommunikationsendeinheiten 120 sind in mehreren Kommunikationsgruppen 600 angeordnet.
In dem Beispiel in 6 sind die Kommunikationsendeinheiten 120a, 120b, 120c und 120f in einer Kommunikationsgruppe 600a angeordnet, und die Kommunikationsendeinheiten 120d und 120e sind in einer Kommunikationsgruppe 600b angeordnet.
Als Nächstes wird eine Kommunikationsendeinheit 120 ausgewählt, die den automatischen Steuerungsprozess durchführt, so dass die Menge an Kommunikationsdaten, die an das Netzwerk 150 übertragen wird, minimiert wird, um eine Zunahme der Kommunikationsverzögerungszeit in der Kommunikation des Netzwerks 150 zu verringern.
Im Einzelnen wird die Gesamtmenge der Daten berechnet, die für die Ein-/Ausgänge aller Sensoren 130 und Aktoren 131 erforderlich sind, die an jede einzelne aller Kommunikationsendeinheiten 120 in jeder Kommunikationsgruppe 600 angeschlossen sind. Eine Kommunikationsendeinheit 120, die die größte Menge von Daten in jeder Kommunikationsgruppe 600 verarbeitet, wird dann als die Kommunikationsendeinheit 120 ausgewählt, die den automatischen Steuerungsprozess durchführt.
In dem Beispiel in 6 wird die Kommunikationsendeinheit 120c als eine Kommunikationsendeinheit 120 zur Durchführung des automatischen Steuerungsprozesses in der Kommunikationsgruppe 600a ausgewählt, und die Kommunikationsendeinheit 120d wird als eine Kommunikationsendeinheit 120 zur Durchführung des automatischen Steuerungsprozesses in der Kommunikationsgruppe 600b ausgewählt.
Als Nächstes wird ein Kommunikationskanal für jede Kommunikationsendeinheit 120 festgelegt, so dass die Kommunikationsverzögerungszeit möglichst kurz ist, die zunehmen würde, wenn die Kommunikation durch die Kommunikationsendeinheiten 120 als Repeater in dem Netzwerk 150 läuft.
Im Einzelnen wird für jede Kommunikationsgruppe 600 der Kommunikationsendeinheiten 120 ein Kommunikationskanal, der die Anzahl der Kommunikationsendeinheiten 120 als Repeater in dem Kommunikationskanal minimiert, aus allen Kommunikationskanälen zwischen der Kommunikationsendeinheit 120, die den automatischen Steuerungsprozess durchführt, und einer anderen Kommunikationsendeinheit 120 ausgewählt. Dieser Auswahlprozess wird für alle Kommunikationsendeinheiten 120 in allen Kommunikationsgruppen 600 durchgeführt.
In dem Beispiel in 6 wird ein Kommunikationskanal, der durch eine Kommunikation 601a angegeben ist, für die Kommunikationsgruppe 600a ausgewählt, und ein Kommunikationskanal, der durch eine Kommunikation 601b angegeben ist, wird für die Kommunikationsgruppe 600b ausgewählt.
Wenn der vorstehende Prozess durchgeführt wird, überträgt der Kommunikationssteuerungs-Einrichtungsberechnungsabschnitt 103 ein Berechnungsergebnis über den automatischen Steuerungsprozess durch den zentralen Kommunikationssteuerabschnitt 101 an eine Kommunikationsendeinheit 120, um den automatischen Steuerungsprozess durchzuführen, der von jeder Kommunikationsgruppe 600 ausgewählt worden ist. Die Kommunikationsendeinheit 120, die den automatischen Steuerungsprozess durchführen soll, empfängt mit dem Steuerungsinformationen-Ein-/Ausgabeeinrichtungsabschnitt 123 das Berechnungsergebnis über den automatischen Steuerungsprozess, das von der zentralen Kommunikationseinheit 100 übertragen wird, durch den Endeinheit-Kommunikationssteuerabschnitt 121. Der Steuerungsinformationen-Ein-/Ausgabeeinrichtungsabschnitt 123 führt die Einrichtung für die Durchführung des automatischen Steuerungsprozesses durch, indem das empfangene Berechnungsergebnis in dem Steuerungsberechnungsabschnitt 124 gespeichert wird.
Weiter überträgt der Kommunikationssteuerungs-Einrichtungsberechnungsabschnitt 103 in ähnlicher Weise Einrichtungsinformationen über einen Kommunikationskanal, der für jede Kommunikationsendeinheit 120 ausgewählt worden ist, an die entsprechende Kommunikationsendeinheit 120 durch den zentralen Kommunikationssteuerabschnitt 101. Jede Kommunikationsendeinheit 120 empfängt mit dem Kommunikationskanal-Einrichtungsabschnitt 122 die Einrichtungsinformationen über einen Kommunikationskanal, die von der zentralen Kommunikationseinheit 100 übertragen werden, durch den Endeinheit-Kommunikationssteuerabschnitt 121 und legt den Kommunikationskanal fest, indem die empfangenen Einrichtungsinformationen in dem Kommunikationskanal-Einrichtungsabschnitt 122 gespeichert werden.
Wieder Bezug nehmend auf das Ablaufdiagramm in 5 wird ein Prozess ab Schritt S504 beschrieben.
Der Kommunikationssteuerungs-Einrichtungsberechnungsabschnitt 103 berechnet die Kommunikationsverzögerungszeit für jede Kommunikationsendeinheit 120 aus dem Kommunikationskanal, der für jede Kommunikationsendeinheit 120 festgelegt ist, und der Menge der Kommunikationsdaten für jede Kommunikationsendeinheit 120. Außerdem berechnet der Kommunikationssteuerungs-Einrichtungsberechnungsabschnitt 103 für jede Kommunikationsgruppe 600 die maximale Verzögerungszeit, die die maximale Kommunikationsverzögerungszeit in einer Kommunikationsgruppe 600 der Kommunikationsendeinheiten 120 ist.
Der Kommunikationssteuerungs-Einrichtungsberechnungsabschnitt 103 berechnet für jede Kommunikationsgruppe 600 der Kommunikationsendeinheiten 120 den Regelbereich, der der Kehrwert der Zeit ist, die etwa dem Acht- bis Zehnfachen der maximalen Verzögerungszeit entspricht (S504).
Der Wert „etwa das Acht- bis Zehnfache der maximalen Verzögerungszeit” ist ein bekannter Multiplikationsfaktor, der für die Berechnung des Regelbereichs verwendet wird. Der Wert des Multiplikationsfaktors ist jedoch nicht auf den vorstehend genannten Wert beschränkt. Wenn zum Beispiel ein geeigneter Multiplikationsfaktor zuvor experimentell bestimmt worden ist, kann der so bestimmte Faktor zur Berechnung des Regelbereichs verwendet werden.
Wieder Bezug nehmend auf das Ablaufdiagramm in 3 wird ein Prozess ab Schritt S303 durch das verteilte Steuerungssystem 10 beschrieben.
Nach dem Prozess in Schritt S302, wenn alle durch den Kommunikationssteuerungs-Einrichtungsberechnungsabschnitt 103 berechneten Regelbereiche die für sich selbst festgelegte erforderliche Leistung des Regelbereichs erfüllen („JA” in Schritt S303), sendet die zentrale Kommunikationseinheit 100 durch den zentralen Kommunikationssteuerabschnitt 101 einen Startbefehl für den automatischen Steuerungsprozess an alle Kommunikationsendeinheiten 120a bis 120f. Daraufhin starten alle Kommunikationsendeinheiten 120a bis 120f den automatischen Steuerungsprozess entsprechend dem jeweils für sich selbst festgelegten Betriebsverfahren (S304).
Wenn alle durch den Kommunikationssteuerungs-Einrichtungsberechnungsabschnitt 103 berechneten Regelbereiche die für sich selbst festgelegte erforderliche Leistung des Regelbereichs nicht erfüllen („NEIN” in Schritt S303), präsentiert die zentrale Kommunikationseinheit 100 durch die Anzeige- und Eingabeeinheit 160 ein Verbesserungsverfahren für den Regelbereich (S305).
In dem Prozess in Schritt S305 präsentiert der Kommunikationssteuerungs-Einrichtungsberechnungsabschnitt 103 der zentralen Kommunikationseinheit 100 als ein Verbesserungsverfahren für den Regelbereich ein Kommunikationspfad-Hinzufügungsschema zur Verringerung der Kommunikationsendeinheiten 120 in einem Kommunikationskanal zwischen einer Gruppe von Kommunikationsendeinheiten 120, die die maximale Verzögerungszeit einer Kommunikationsgruppe 600 aufweisen, die die erforderliche Leistung nicht erfüllt, und präsentiert außerdem ein Änderungsschema für das Layout der Kommunikationsendeinheiten 120 in dem Netzwerk 150.
Als Nächstes fügt ein Benutzer des verteilten Steuerungssystems 10 einen Kommunikationspfad für das Netzwerk 150 hinzu, ändert das Layout der Kommunikationsendeinheiten 120 oder setzt die erforderliche Leistung des Regelbereichs basierend auf dem Verfahren zur Verbesserung des Regelbereichs für den automatischen Steuerungsprozess zurück (S306), das auf der Anzeige- und Eingabeeinheit 160 angezeigt wird. Danach wird die automatische Einrichtung für den automatischen Steuerungsprozess für jede Kommunikationsendeinheit 120 und die Kommunikationssteuerung wiederholt (S302).
Wie vorstehend beschrieben, nimmt das verteilte Steuerungssystem 10 die Einrichtung für sich selbst automatisch vor und führt den automatischen Steuerungsprozess durch.
7 zeigt einen Einrichtungsbildschirm 700 der Anzeige- und Eingabeeinheit 160 nach der vorliegenden Ausführungsform.
Der Einrichtungsbildschirm 700 weist einen Kommunikationsleistungs-Einrichtungs-/Anzeigeabschnitt 701, einen Kommunikationssteuerungs-Einrichtungs-/Anzeigeabschnitt 702, einen Kommunikationskanal-Einrichtungs-/Anzeigeabschnitt 703 und einen Steuerungsleistungs-Anzeigeabschnitt 704 auf.
Der Kommunikationsleistungs-Einrichtungs-/Anzeigeabschnitt 701 zeigt die Kommunikationsleistung jeder Kommunikationsendeinheit 120 basierend auf einem automatisch festgelegten Kommunikationssteuerungsschema an, wenn das verteilte Steuerungssystem 10 den automatischen Steuerungsprozess durchführt.
Der Kommunikationssteuerungs-Einrichtungs-/Anzeigeabschnitt 702 zeigt die für einzelne Kommunikationsendeinheiten 120 festgelegten Kommunikationsgruppen 600, Kommunikationskanäle für die einzelnen Kommunikationsendeinheiten 120 und die Kommunikationsendeinheiten 120 an, die den automatischen Steuerungsprozess durchführen, wenn das verteilte Steuerungssystem 10 den automatischen Steuerungsprozess durchführt.
Der Kommunikationskanal-Einrichtungs-/Anzeigeabschnitt 703 legt einen Amplituden-Schwellenwert für die Übertragungseigenschaften fest, der zum Einstellen eines Kommunikationskanals für jede Kommunikationsendeinheit 120 erforderlich ist, wenn das verteilte Steuerungssystem 10 den automatischen Steuerungsprozess durchführt. Außerdem zeigt der Kommunikationskanal-Einrichtungs-/Anzeigeabschnitt 703 das Ergebnis der automatischen Einrichtung der Kanalinformationen über jede Kommunikationsendeinheit 120 basierend auf dem festgelegten Schwellenwert an. Hier wird angenommen, dass eine Konstante als der Amplituden-Schwellenwert der Übertragungseigenschaften verwendet wird, der von dem Kommunikationskanal-Einrichtungs-/Anzeigeabschnitt 703 festgelegt wird. Der Amplituden-Schwellenwert der Übertragungseigenschaften ist jedoch nicht auf einen konstanten Wert beschränkt und kann zum Beispiel ein variabler Wert sein, der von der Frequenz abhängig ist.
Der Steuerungsleistungs-Anzeigeabschnitt 704 zeigt die Übertragungseigenschaften zwischen den Aktoren 131 und Sensoren 130 an, die an das verteilte Steuerungssystem 10 angeschlossen sind. Gleichzeitig zeigt der Steuerungsleistungs-Anzeigeabschnitt 704 das Größenordnungsverhältnis der Übertragungseigenschaften im Vergleich zum Amplituden-Schwellenwert der Übertragungseigenschaften, der durch den Kommunikationskanal-Einrichtungs-/Anzeigeabschnitt 703 festgelegt wird.
In der vorliegenden Ausführungsform, auch wenn das verteilte Steuerungssystem 10 als eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung mit vielen Sensoren 130 und vielen Aktoren 131 angewendet wird, ist es möglich, die automatische Einrichtung für einen automatischen Steuerungsprozess und für einen Kommunikationskanal durchzuführen, der bei der Ausführung eines Steuerungsprozesses für jede Kommunikationsendeinheit 120 verwendet wird. Daher können die für das verteilte Steuerungssystem 10 erforderlichen Einstellungs- und Einrichtungsschritte verringert werden. Zudem ist es leicht, eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung später auf das Objekt 20 anzuwenden, dessen Schwingung gedämpft werden soll, weil das verteilte Steuerungssystem 10 eingestellt und eingerichtet werden kann, um die erforderliche Steuerungsleistung zu erfüllen.
Außerdem wird in der vorliegenden Ausführungsform keine Kommunikation zwischen einer Gruppe von Kommunikationsendeinheiten 120 durchgeführt, für die basierend auf den Übertragungseigenschaften, die von den Kommunikationsendeinheiten 120 erhalten worden sind, festgestellt worden ist, dass die Kommunikation unnötig ist. Daher können die Kommunikationspfade des Netzwerks 150, durch die keine Kommunikation erfolgt, verringert werden. Folglich kann das verteilte Steuerungssystem 10 nach der vorliegenden Ausführungsform betrieben werden, ohne an Funktionalität und Leistung einzubüßen, auch wenn diese Kommunikationspfade verringert sind.
Bezugszeichenliste

10: Verteiltes Steuerungssystem
20: Objekt, dessen Schwingung gedämpft werden soll
100: Zentrale Kommunikationseinheit
101: Zentraler Kommunikationssteuerabschnitt
102: Übertragungseigenschaften-Erfassungsabschnitt
103: Kommunikationssteuerungs-Einrichtungsberechnungsabschnitt
110: Kommunikationssignalsteuerabschnitt
120, 120a bis 120f: Kommunikationsendeinheit
121: Endeinheit-Kommunikationssteuerabschnitt
122: Kommunikationskanal-Einrichtungsabschnitt
123: Steuerungsinformationen-Ein-/Ausgabeeinrichtungsabschnitt
124: Steuerungsberechnungsabschnitt
125: Übertragungseigenschaften-Berechnungsabschnitt
126: Gerätesteuerabschnitt
130a bis 130c: Sensor
131a bis 131c: Aktor
140: Kommunikationsport
150: Netzwerk
160: Anzeige- und Eingabeeinheit
600a, 600b: Kommunikationsgruppe
601a, 601b: Kommunikation
700: Einrichtungsbildschirm
701: Kommunikationsleistungs-Einrichtungs-/Anzeigeabschnitt
702: Kommunikationssteuerungs-Einrichtungs-/Anzeigeabschnitt
703: Kommunikationskanal-Einrichtungs-/Anzeigeabschnitt
704: Steuerungsleistungs-Anzeigeabschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2006-209646 [0013, 0014]

Claims

Verteiltes Steuerungssystem, aufweisend: eine zentrale Kommunikationseinheit; mehrere Kommunikationsendeinheiten, die jeweils mit mindestens einem Sensor, mindestens einem Aktor oder sowohl mindestens einem Sensor als auch mindestens einem Aktor verbunden sind, eine Anzeige- und Eingabeeinheit, die an die zentrale Kommunikationseinheit angeschlossen und dazu eingerichtet ist, Steuerungsinformationen einzustellen und anzuzeigen, und ein Netzwerk, das die zentrale Kommunikationseinheit und die Kommunikationsendeinheiten mit Kommunikationspfaden verbindet und mehrere Kommunikationskanäle zwischen der zentralen Kommunikationseinheit und den Kommunikationsendeinheiten aufweist, wobei die zentrale Kommunikationseinheit einen Kommunikationssignalsteuerabschnitt, mehrere Gruppen von Kommunikationsports, einen zentralen Kommunikationssteuerabschnitt und einen Kommunikationssteuerungs-Einrichtungsberechnungsabschnitt aufweist, wobei jede der Kommunikationsendeinheiten einen Kommunikationssignalsteuerabschnitt, mehrere Gruppen von Kommunikationsports, einen Endeinheit-Kommunikationssteuerabschnitt, einen Kommunikationskanal-Einrichtungsabschnitt, einen Steuerungsinformationen-Ein-/Ausgabeeinrichtungsabschnitt, einen Steuerungsberechnungsabschnitt und einen Gerätesteuerabschnitt aufweist, wobei das Netzwerk einen Übertragungsweg zwischen mindestens einem Kommunikationsport der Kommunikationsendeinheiten und mindestens einem Kommunikationsport der zentralen Kommunikationseinheit oder mindestens einem Kommunikationsport einer anderen Kommunikationsendeinheit aufweist und wobei die zentrale Kommunikationseinheit die Kommunikationssteuerung für die Kommunikationsendeinheiten auf der Grundlage von Übertragungseigenschaften einrichtet, bei denen es sich um die Erhöhungs-/Verringerungseigenschaft einer physikalischen Größe handelt, wobei die physikalische Größe eine Größe einer Zeit ist, wenn sich eine physikalische Größe, die durch Ansteuerung des an eine Kommunikationsendeinheit angeschlossenen Aktors generiert wird, zu mindestens einem Sensor, der an eine oder mehrere Kommunikationsendeinheiten angeschlossen ist, fortpflanzt.
Verteiltes Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei die zentrale Kommunikationseinheit weiter einen Übertragungseigenschaften-Erfassungsabschnitt aufweist, wobei jede der Kommunikationsendeinheiten weiter einen Übertragungseigenschaften-Berechnungsabschnitt aufweist, wobei jede der Kommunikationsendeinheiten mit dem Übertragungseigenschaften-Berechnungsabschnitt Übertragungseigenschaften aus einer Kombination von Aktor und Sensor berechnet und die berechneten Übertragungseigenschaften an die zentrale Kommunikationseinheit überträgt und wobei die zentrale Kommunikationseinheit die von den Kommunikationsendeinheiten übertragenen Übertragungseigenschaften in dem Übertragungseigenschaften-Erfassungsabschnitt speichert.
Verteiltes Steuerungssystem nach Anspruch 2, wobei eine der Kommunikationsendeinheiten, die an den Aktor angeschlossen ist, den Aktor steuert, wobei die Kommunikationsendeinheit, die den Aktor steuert, regelmäßig einen Ausgabewert an den Aktor über das Netzwerk an alle Kommunikationsendeinheiten überträgt, die an den Sensor angeschlossen sind, und wobei alle Kommunikationsendeinheiten, die an den Sensor angeschlossen sind, gleichzeitig mit der Steuerung des Aktors die Übertragungseigenschaften berechnen, indem sie eine physikalische Größe, die von dem Sensor eingegeben wird, und den Ausgabewert an den Aktor verwenden, der über das Netzwerk übertragen wird.
Verteiltes Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei ein automatischer Steuerungsprozess durchgeführt wird, bei dem ein Signal von mindestens einem Sensor, der an eine oder mehrere Kommunikationsendeinheiten angeschlossen ist, als Eingang verwendet wird und bei dem das Ansteuern mindestens eines Aktors, der an eine oder mehrere Kommunikationsendeinheiten angeschlossen ist, als Ausgang verwendet wird, und wobei, wenn eine andere Kommunikationsendeinheit zwischen einem Eingang und einem Ausgang des automatischen Steuerungsprozesses eingreift, der automatische Steuerungsprozess durch Verwendung einer Kommunikation in dem Netzwerk durchgeführt wird.
Verteiltes Steuerungssystem nach Anspruch 4, wobei, wenn die Amplitude der Übertragungseigenschaften nicht größer als ein für die zentrale Kommunikationseinheit festgelegter Schwellenwert ist, die zentrale Kommunikationseinheit verhindert, dass eine Gruppe von Kommunikationsendeinheiten, die an den die Übertragungseigenschaften betreffenden Aktor und Sensor angeschlossen sind, während des automatischen Steuerungsprozesses miteinander kommuniziert, indem ein Kommunikationssteuerungsverfahren für jede der Kommunikationsendeinheiten durch das Netzwerk eingerichtet wird, und wobei die Kommunikationsendeinheiten während des automatischen Steuerungsprozesses entsprechend dem für die zentrale Kommunikationseinheit festgelegten Kommunikationssteuerungsverfahren kommunizieren.
Verteiltes Steuerungssystem nach Anspruch 4, wobei die zentrale Kommunikationseinheit eine Kommunikationsendeinheit auswählt, um den automatischen Steuerungsprozess so auszuführen, dass die Menge der für den automatischen Steuerungsprozess der Kommunikationsendeinheit erforderlichen Kommunikationsdaten minimiert wird, und ein Verfahren für den automatischen Steuerungsprozess für die ausgewählte Kommunikationsendeinheit durch das Netzwerk festlegt, und wobei die Kommunikationsendeinheit den automatischen Steuerungsprozess entsprechend dem von der zentralen Kommunikationseinheit festgelegten Verfahren für den automatischen Steuerungsprozess durchführt.
Verteiltes Steuerungssystem nach Anspruch 4, wobei die zentrale Kommunikationseinheit die Menge der für den automatischen Steuerungsprozess einer Kommunikationsendeinheit erforderlichen Kommunikationsdaten, eine aus den Kommunikationskanälen berechnete Kommunikationsverzögerungszeit und eine annehmbare Verzögerungszeit vergleicht, die die maximale Verzögerungszeit ist, die für den Steuerungsein-/-ausgang akzeptabel ist, der anhand der erforderlichen Leistung des automatischen Steuerungsprozesses berechnet wird, wobei die zentrale Kommunikationseinheit eine Kommunikationsendeinheit auswählt, um den automatischen Steuerungsprozess durchzuführen, für die ausgewählte Kommunikationsendeinheit durch das Netzwerk ein Verfahren für den automatischen Steuerungsprozess festlegt und für jede der Kommunikationsendeinheiten, die an den den automatischen Steuerungsprozess betreffenden Aktor und Sensor angeschlossen sind, einen Kommunikationskanal und einen Kommunikationszyklus zur Ausführung des automatischen Steuerungsprozesses festlegt, so dass der Wert der Kommunikationsverzögerungszeit die annehmbare Verzögerungszeit nicht überschreitet, wobei eine Kommunikationsendeinheit, für die das Verfahren für den automatischen Steuerungsprozess durch die zentrale Kommunikationseinheit festgelegt worden ist, den automatischen Steuerungsprozess entsprechend der Einstellung des automatischen Steuerungsprozesses für die Kommunikationsendeinheit durchführt und wobei eine Kommunikationsendeinheit, für die der Kommunikationskanal und der Kommunikationszyklus durch die zentrale Kommunikationseinheit festgelegt worden sind, die Kommunikationssteuerung entsprechend dem Kommunikationskanal und dem Kommunikationszyklus durchführt, die für die Kommunikationsendeinheit festgelegt worden sind.
Verteiltes Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die Anzeige- und Eingabeeinheit eine Eingabefunktion aufweist, um Einrichtungsinformationen für die zentrale Kommunikationseinheit einzugeben und die Einrichtungsinformationen an die zentrale Kommunikationseinheit zu übertragen, wobei die Anzeige- und Eingabeeinheit eine Ausgabefunktion aufweist, um von der zentralen Kommunikationseinheit die Einrichtungsinformationen für die zentrale Kommunikationseinheit, die in der zentralen Kommunikationseinheit zu speichernden Übertragungseigenschaften und die Einrichtungsinformationen für die Kommunikationsendeinheiten zu erhalten und die von der zentralen Kommunikationseinheit erhaltenen Informationen auszugeben, und wobei die Anzeige- und Eingabeeinheit die Steuerungsinformationen durch die Eingabefunktion und die Ausgabefunktion mittels Software anzeigt und festlegt.
Verteiltes Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das verteilte Steuerungssystem als eine Steuerungseinrichtung für eine aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung angewendet wird und wobei mehrere Aktoren und Sensoren, die an die Kommunikationsendeinheiten angeschlossen sind, an mehreren Stellen auf einem Objekt angeordnet sind, dessen Schwingung gedämpft werden soll.