JP2000172307A - プロセスデータ収集装置の更新方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 計算機上のプログラムが必要としている周期
に対応したデータ更新周期で、ＰＩＯレシーバとＰＩＯ
カード間のプロセスデータを収集することができるプロ
セスデータ収集装置の更新方法を得ることを目的とす
る。 【解決手段】 各ＰＩＯカード２に対するデータ更新周
期をＰＩＯレシーバ２０の更新周期テーブル（Ｂ）２３
に設定し、この設定されたデータ更新周期に従って上記
ＰＩＯカード２と上記ＰＩＯレシーバ２０とが共にリー
ド／ライト可能な２ポートメモリ（Ｂ）２１の内容を更
新するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、プラント監視／
制御を行う計算機のＣＰＵ（中央演算処理装置）とプラ
ントのプロセスデータを入出力する複数のＰＩＯ（プロ
セス・インプット・アウトプット）カードとの間を多芯
ケーブル又はネットワーク経由で接続し、ＣＰＵの処理
に必要なプロセスデータをＰＩＯカードから収集するプ
ロセスデータ収集装置の更新方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は、従来の多芯ケーブルで接続され
たプロセスデータ収集装置（直結ＰＩＯタイプ）の更新
方法を示すブロック図である。同図において、１はプラ
ントの監視／制御を行う計算機に備えられるＣＰＵであ
り、このＣＰＵ１は図示しないＲＯＭに記憶されたプロ
グラムに従って演算／制御を行うものである。２はプラ
ントのプロセスデータを入出力するためのインタフエー
スとなる複数のＰＩＯカードであり、このＰＩＯカード
２はデジタルのプロセスデータの入出力や、アナログの
プロセスデータの入出力が行われる。３０は上記ＣＰＵ
ｌの処理に必要なプロセスデータを、上記ＰＩＯカード
２から収集したりするプロセスデータ収集装置である。
また、４は実際のプラントのセンサやモータ等からのプ
ロセスデータである。プロセスデータ収集装置３０は、
ＣＰＵｌに接続され、ＣＰＵｌとＰＩＯカード２が共に
リード／ライト可能な２ポートメモリ１１と、この２ポ
ートメモリ１１や後述するＰＩＯレシーバ２０等の制御
を行うマイクロプロセッサ１２とを備え、ＰＩＯレシー
バ２０を制御するＰＩＯドライバ１０と、ＰＩＯカード
２に接続されＰＩＯカード２からのプロセスデータ４を
受信したり、ＣＰＵｌからのプロセスデータをＰＩＯカ
ード２に送信する複数のＰＩＯレシーバ２０と、上記マ
イクロプロセッサ１２と上記ＰＩＯレシーバ２０とを結
ぶ多芯ケーブル５とから構成されている。

【０００３】次に、上記構成のプロセスデータ収集装置
３０の動作について説明する。まず、マイクロプロセッ
サ１２は、ＰＩＯレシーバ２０に接続されたＰＩＯカー
ド２から、多芯ケーブル５を介して、プロセスデータ４
を収集し、２ポートメモリ１１に書き込む。ＣＰＵ１が
実際のプロセスデータ４を読み込む場合には、２ポート
メモリ１１に書き込まれたデータをプロセスデータとし
て使用している。すなわち、２ポートメモリ１１に実際
のプロセスデータ４を反映させている。一方、ＣＰＵ１
がプラントにプロセスデータ４を出力する場合には、ま
ず、２ポートメモリ１１にプロセスデータ４を書き込
む。そして、上記プロセスデータ４はマイクロプロセッ
サ１２より読み出され、多芯ケーブル５を介してＰＩＯ
レシーバ２０に送られ、ＰＩＯカード２を介してプラン
トの機器へ伝達される。

【０００４】図８は、従来のネットワークに接続された
プロセスデータ収集装置（ネットワークタイプ）６０の
更新方法を示すブロック図である。図８において、上記
図７に示す構成要素に対応するものには同一の符号を付
し、その説明を省略する。このプロセスデータ収集装置
６０では、図８に示すように、ＰＩＯドライバ１０とＰ
ＩＯレシーバ２０との間がネットワーク７により接続さ
れている。Ｎｌ，Ｎ２，Ｎ３は、各ＰＩＯレシーバ２０
の上記ネットワーク７に対するノードを示す。その他の
構成及び動作は、上記図７で説明した従来のプロセスデ
ータ収集装置３０と同様である。

【０００５】ところで、図７，図８に示す従来のプロセ
スデータ収集装置３０，６０では、ＰＩＯレシーバ２０
側において、ＰＩＯカード２に対する１回のアクセス時
間とＰＩＯカード２の点数との積から各ＰＩＯカード２
のデータ更新周期を一義的に決定していたので、データ
更新周期は全てのＰＩＯカード２で一律に同じであっ
た。

【０００６】このように図７，図８に示す両方の従来の
プロセスデータ収集装置３０，６０では、データ更新周
期は、共に、構成要素の個数やシステム構成等により一
義的に決定しているので、ＰＩＯレシーバ２０にＰＩＯ
カード２の点数を増設した場合、ＰＩＯカード２の点数
の増加に従って、ＰＩＯドライバ１０内の２ポートメモ
リ１１のデータ更新周期が遅くなるといった問題点があ
った。例えば、ＰＩＯカード２の数が２倍になると、上
記２ポートメモリ１１のデータ更新周期も２倍になり、
場合によっては、システム自体が成立しなくなるおそれ
があった。また、特定のＰＩＯカード２が、もう少し速
いデータ更新周期を必要とする場合にも対応することが
できないといった問題点があった。

【０００７】そこで、本出願人は、特願平９−１１７２
４１号において、プロセスデータ収集装置のＰＩＯドラ
イバ１０側に、各ＰＩＯカード２に対するデータ更新周
期を設定した更新周期テーブルを設け、ＣＰＵ１が必要
としている各ＰＩＯカード２に対するデータ更新周期に
応じた更新周期に従って、２ポートメモリ（Ａ）１１の
内容を更新するようなプロセスデータ収集装置の更新方
法を提案した。以下、図９〜図１４を用いて、上記プロ
セスデータ収集装置の更新方法について説明する。な
お、以下の説明においては、本発明との違いを明らかに
するため、ＰＩＯレシーバ２０の構成要素についても示
すとともに、上記ＰＩＯドライバ１０の２ポートメモリ
１１を２ポートメモリ（Ａ）１１、マイクロプロセッサ
１２をマイクロプロセッサ（Ａ）１２と（Ａ）を付け、
同様に、ＰＩＯレシーバ２０での２ポートメモリ、マイ
クロプロセッサには（Ｂ）を付けて表す。図９は、多芯
ケーブルで接続されたプロセスデータ収集装置３の更新
方法を示すブロック図である。プロセスデータ収集装置
３は、ＣＰＵｌに接続され、ＣＰＵｌとＰＩＯカード２
が共にリード／ライト可能な２ポートメモリ（Ａ）１１
と、この２ポートメモリ（Ａ）１１やＰＩＯレシーバ２
０等の制御を行うマイクロプロセッサ（Ａ）１２と、各
ＰＩＯカード２に対するデータ更新周期が設定されてい
る更新周期テーブル（以下、更新周期テーブル（Ａ）と
いう）１３と、アクセスしたアドレスを単位時間保持す
るアドレスバッファ（以下、アドレスバッファ（Ａ）と
いう）１４とを備え、ＰＩＯレシーバ２０を制御するＰ
ＩＯドライバ１０と、上記ＰＩＯドライバ１０と同一の
機能を有する２ポートメモリ（Ｂ）２１と、この２ポー
トメモリ（Ｂ）２１やＰＩＯカード２等を制御するマイ
クロプロセッサ（Ｂ）２２とを備え、ＰＩＯカード２に
接続されたプロセスデータ４を受信したり、ＣＰＵｌか
らのプロセスデータをＰＩＯカード２に送信する複数の
ＰＩＯレシーバ２０と、上記ＰＩＯドライバ１０のマイ
クロプロセッサ（Ａ）１２と上記ＰＩＯレシーバ２０の
２ポートメモリ（Ｂ）２１とを結ぶ多芯ケーブル５とか
ら構成されている。なお、ＰＩＯドライバ１０にアドレ
スバッファ（Ａ）１４を設けることで、自動的に更新周
期テーブル（Ａ）１３への各ＰＩＯカード２に対するデ
ータ更新周期の設定を行う。

【０００８】次に、上記構成のプロセスデータ収集装置
３の動作について説明する。ＣＰＵｌが、ＰＩＯドライ
バ１０を通じて、ＰＩＯレシーバ２０に接続されたＰＩ
Ｏカード２のプロセスデータ４を、多芯ケーブル５を介
してアクセスした時、このアクセスしたアドレスは、Ｐ
ＩＯドライバ１０のアドレスバッファ（Ａ）１４に単位
時間保持される。ＰＩＯドライバ１０のマイクロプロセ
ッサ（Ａ）１２は、上記アドレスバッファ（Ａ）１４に
保持されたアドレスに基づいて、各ＰＩＯカード２に単
位時間当たり何回アクセスしたかの統計を取り、この統
計情報に基づいて、各ＰＩＯカード２に適したデータ更
新周期を計算して、更新周期テーブル（Ａ）１３に設定
する。すなわち、ＰＩＯドライバ１０のマイクロプロセ
ッサ（Ａ）１２は、上記単位時間当たりのアクセス回数
から、当該ＰＩＯカード２のデータをどの位の周期でＰ
ＩＯドライバ１０の２ポートメモリ（Ａ）１１に反映さ
せる必要があるかを判断し、例えば、図１０に示すよう
な内容を持つ更新周期テーブル（Ａ）１３を作成する。
そして、この更新周期テーブル（Ａ）１３に従い、次の
単位時間の間、ＰＩＯドライバ１０の２ポートメモリ
（Ａ）１１とＰＩＯカード２との間のプロセスデータの
転送を行うことで、ＣＰＵｌと図示しないプラント機器
との間でプロセスデータの入出力を行う。また、ＰＩＯ
レシーバ２０は、ＰＩＯドライバ１０とＰＩＯカード２
の間を、ＰＩＯドライバ１０の２ポートメモリ（Ｂ）２
１を介して上記プロセスデータの転送を行う。

【０００９】上記更新周期テーブル（Ａ）１３は、図１
０に示すように、例えば、単位時間を１秒（１ｓ）とし
た場合、データ更新周期が１ｓならばＰＩＯアクセス回
数は１となり、データ更新周期が１００ｍｓならばＰＩ
Ｏアクセス回数は１０となり、また、データ更新周期が
１０ｍｓならばＰＩＯアクセス回数は１００となる。す
なわち、単位時間当たりのアクセス回数をＡとし、デー
タ更新周期をＴとすると、次式が成り立つ。 Ａ＝（１／Ｔ）＊Ｎ 上記例では、データ更新周期内でのアクセス回数ＮをＮ
＝１としたが、実際には、上記Ｎの値としては、２ある
いは３とするのが妥当である。ＰＩＯドライバ１０のマ
イクロプロセッサ（Ａ）１２は、このようにして設定さ
れた更新周期テーブル（Ａ）１３の内容に従い、２ポー
トメモリ（Ａ）１１において、ＰＩＯカード２のＰＩＯ
アドレス０に対応するメモリアドレスを１回／秒、ＰＩ
Ｏカード２のＰＩＯアドレス１に対応するメモリアドレ
スを１０回／秒、ＰＩＯカード２のＰＩＯアドレス２に
対応するメモリアドレスを１００回／秒で、それぞれの
メモリ内容を更新するように制御する。

【００１０】図１１は、ネットワークに接続されたプロ
セスデータ収集装置６の更新方法を示すブロック図であ
る。同図において、上記図９に示す構成要素に対応する
ものには同一の符号を付し、その説明を省略する。プロ
セスデータ収集装置６ではＰＩＯドライバ１０とＰＩＯ
レシーバ２０との間がネットワーク７により接続されて
いる。Ｎｌ，Ｎ２，Ｎ３は、各ＰＩＯレシーバ２０のネ
ットワーク７に対するノードを示す。プロセスデータ収
集装置６は、ＰＩＯドライバ１０に送受信バッファ
（Ａ）１５を備えるとともに、各ＰＩＯレシーバ２０に
もそれぞれ送受信バッファ（Ｂ）２５を備え、ネットワ
ーク７を介してデータや制御信号等の送受信を行うよう
に構成されている。また、２６はＰＩＯドライバ１０か
ら各ノードＮｌ，Ｎ２，Ｎ３に通告されるネットワーク
７に対してのタイムスロットの使用規定を格納している
ネットワーク使用テーブルである。

【００１１】次に動作について説明する。まず、ＣＰＵ
ｌがＰＩＯドライバ１０からＰＩＯレシーバ２０を通じ
て、ＰＩＯカード２のプロセスデータをアクセスする前
に、更新周期テーブル（Ａ）１３に、各ＰＩＯカード２
に対応したデータ更新周期を設定する必要がある。この
設定方法は、オペレータの操作によって起動するプログ
ラムの設定、又はオペレータの操作による外部機器から
の設定のどちらでもよい。図１２は、上記更新周期テー
ブル（Ａ）１３に設定された内容を示す図で、同図にお
いて、ノード番号は、どのＰＩＯレシーバ２０を通して
どのＰＩＯカード２を指定するかを示すものである。ま
た、単位時間当たりのノードアクセス回数は、ＣＰＵｌ
（プログラム）が必要としているＰＩＯカード２間のデ
ータ更新周期（プロセスデータのサンプリング時間）の
逆数である。ネットワーク使用率は、ＰＩＯドライバ１
０とＰＩＯレシーバ２０にアクセスする時、ネットワー
ク７上での単位時間当たりのタイムスロットの使用規定
（占有率）である（図１４参照）。

【００１２】上記更新周期テーブル（Ａ）１３の内容
は、図１２に示すように、例えば、単位時間を１秒とし
た場合、ノードアクセス回数が１秒に２回（データ更新
周期が５００ｍｓ）ならば、ネットワーク使用率は２％
となり、ノードアクセス回数が１秒に１８回（データ更
新周期が５６ｍｓ）ならば、ネットワーク使用率は１８
％となり、また、ノードアクセス回数が１秒に８０回
（データ更新周期が１３ｍｓ）ならば、ネットワーク使
用率は８０％となる。すなわち、単位時間当たりのノー
ドアクセス回数をＡとし、データ更新周期をＴとすると
次式が成り立つ。 Ａ＝（１／Ｔ）＊Ｎ 上記の例では、データ更新周期内でのノードアクセス回
数ＮをＮ＝１としたが、実際には、上記Ｎの値として
は、２か３とするのが妥当である。

【００１３】ＰＩＯドライバ１０のマイクロプロセッサ
（Ａ）１２は、上記のように設定された更新周期テーブ
ル（Ａ）１３の内容を展開し、ネットワーク７のタイム
スロットの使用規定を各ノードＮｌ，Ｎ２，Ｎ３へ同時
通告し、ＰＩＯレシーバ２０のネットワーク使用率テー
ブル２６に格納する。上記ネットワーク使用率テーブル
２６の内容を図１３に示す。

【００１４】更新周期テーブル（Ａ）１３（図１２参
照）は、例えば全ノード数の１０倍のタイムスロットを
定義し、このタイムスロットを上記のようなネットワー
ク使用率に従い展開する。図１４はその展開結果を示す
図で、使用率２％のノードＮｌはタイムスロット４９、
９９のみ使用でき、使用率１８％のノードＮ２は５の倍
数のタイムスロットを使用でき、それ以外のタイムスロ
ットはノードＮ３がネットワーク７を使用できる。この
場合、使用率の高いノードＮ３のＰＩＯレシーバ２０に
接続されたＰＩＯカード２のデータは極めて高速なデー
タ更新が可能となる。なお、ＰＩＯレシーバ２０のネッ
トワーク使用率テーブル２６（図１３参照）も、上記更
新周期でＰＩＯドライバ１０に対してプロセスデータ４
の送受信を行う。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構成の
プロセスデータ収集装置３，６では、ＰＩＯドライバ１
０側に更新周期テーブル（Ａ）１３を設けてＰＩＯドラ
イバ１０とＰＩＯレシーバ２０間でのプロセスデータ転
送の効率を向上させ、ＣＰＵ１とＰＩＯカード２間での
プロセスデータ収集効率を向上させるようにしている
が、ＰＩＯレシーバ２０とＰＩＯカード２間でのプロセ
スデータ転送効率については考慮されていないため、Ｃ
ＰＵ１とＰＩＯカード２と間でのプロセスデータ収集効
率の向上が必ずしも十分とはいえなかった。

【００１６】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、計算機上のプログラムが必要としている周期
に対応したデータ更新周期で、ＰＩＯレシーバとＰＩＯ
カード間のプロセスデータを収集することができるプロ
セスデータ収集装置の更新方法を得ることを目的とす
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
のプロセスデータ収集装置の更新方法は、プラントのプ
ロセスデータを入出力するためのインターフェースとな
る複数のＰＩＯカードに対するデータ更新周期をＰＩＯ
レシーバに設定し、上記設定されたデータ更新周期に従
って、上記ＰＩＯカードと上記ＰＩＯレシーバとが共に
リード／ライト可能なメモリの内容を更新するようにし
たことを特徴とする。

【００１８】請求項２に記載のプロセスデータ収集装置
の更新方法は、プラントの監視／制御をプログラムに基
づいて行う計算機のＣＰＵと、プラントのプロセスデー
タを入出力するためのインターフェースとなる複数のＰ
ＩＯカードとの間を多芯ケーブルで接続し、上記ＣＰＵ
からＰＩＯドライバを通じて、上記ＣＰＵの処理に必要
なプロセスデータをＰＩＯレシーバと上記ＰＩＯカード
とが共にリード／ライト可能な２ポートメモリに記憶さ
せるプロセスデータ収集装置において、上記各ＰＩＯカ
ードに対するデータ更新周期をＰＩＯレシーバの更新周
期テーブルに設定し、この設定されたデータ更新周期に
従って、上記２ポートメモリの内容を更新するようにし
たことを特徴とする。

【００１９】請求項３に記載のプロセスデータ収集装置
の更新方法は、請求項２のプロセスデータ収集装置にお
いて、ＣＰＵがＰＩＯカードのプロセスデータをアクセ
スする前に、各ＰＩＯカードが必要とするデータ更新周
期を予め求め、この求められたデータ更新周期をＰＩＯ
レシーバの更新周期テーブルに設定するようにしたこと
を特徴とする。

【００２０】請求項４に記載のプロセスデータ収集装置
の更新方法は、請求項２のプロセスデータ収集装置にお
いて、ＣＰＵがＰＩＯカードのプロセスデータをアクセ
ス開始した時点から、単位時間当たりにどのＰＩＯカー
ドに何回アクセスしたかの統計を取り、この統計情報に
基づいて、上記ＰＩＯレシーバと各ＰＩＯカード間に適
したデータ更新周期を算出し、この算出されたデータ更
新周期をＰＩＯレシーバの更新周期テーブルに設定する
ようにしたことを特徴とする。

【００２１】また、請求項５に記載のプロセスデータ収
集装置の更新方法は、プラントの監視／制御をプログラ
ムに基づいて行う計算機のＣＰＵと、プラントのプロセ
スデータを入出力するためのインターフェースとなる複
数のＰＩＯカードとの間を、ネットワーク経由で接続
し、上記ＣＰＵからＰＩＯドライバを通じて、上記ＣＰ
Ｕの処理に必要なプロセスデータをＰＩＯレシーバと上
記ＰＩＯカードとが共にリード／ライト可能な２ポート
メモリに記憶させるプロセスデータ収集装置において、
各ＰＩＯカードの各ノードの上記ネットワークに対する
使用率を求め、この使用率から上記ＰＩＯレシーバと各
ＰＩＯカード間のデータ更新周期を求めて、このデータ
更新周期をＰＩＯレシーバの更新周期テーブルに設定
し、上記設定されたデータ更新周期に従って、上記２ポ
ートメモリの内容を更新するようにしたことを特徴とす
る。

【００２２】請求項６に記載のプロセスデータ収集装置
の更新方法は、請求項５のプロセスデータ収集装置にお
いて、ＣＰＵがＰＩＯカードのプロセスデータをアクセ
スする前に、各ＰＩＯカードの各ノードのネットワーク
に対する使用率を求め、この使用率に基づいて上記ＰＩ
Ｏレシーバと各ＰＩＯカード間のＰＩＯアクセスに適し
たデータ更新周期を予め求め、上記求められたデータ更
新周期をＰＩＯレシーバの更新周期テーブルに設定する
ようにしたことを特徴とする。

【００２３】請求項７に記載のプロセスデータ収集装置
の更新方法は、請求項５のプロセスデータ収集装置にお
いて、ＣＰＵがＰＩＯカードのプロセスデータをアクセ
ス開始した時点から、単位時間当たりにどのＰＩＯカー
ドに何回アクセスしたかの統計を取り、この統計情報に
基づいて各ＰＩＯカードの各ノードのネットワークに対
する使用率を求め、この使用率に基づいて上記ＰＩＯレ
シーバと各ＰＩＯカード間のＰＩＯアクセスに適したデ
ータ更新周期を算出し、上記算出されたデータ更新周期
を上記更新周期テーブルに設定するようにしたことを特
徴とする。

【００２４】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、本発明の実
施の形態１を図面に基づいて説明する。図１は実施の形
態１に係わるプロセスデータ収集装置３の更新方法を示
すブロック図で、同図において、上記図９に示した従来
の多芯ケーブルで接続されたプロセスデータ収集装置の
構成要素に対応するものには同一の符号を付し、その説
明を省略する。１８はプロセスデータ収集装置３のＰＩ
Ｏレシーバ２０に設けられた更新周期テーブル（Ｂ）２
３であり、この更新周期テーブル（Ｂ）２３には各ＰＩ
Ｏカード２に対するデータ更新周期が設定される。

【００２５】次に、動作について説明する。まず、ＣＰ
ＵｌがＰＩＯドライバ１０からＰＩＯレシーバ２０を通
じて、ＰＩＯカード２のプロセスデータをアクセスする
前に、更新周期テーブル（Ａ）１３は統計情報により自
動設定され、更新周期テーブル（Ｂ）２３には各ＰＩＯ
カード２に対応したデータ更新周期を設定する必要があ
る。この設定方法は、オペレータの操作によって起動す
るプログラムの設定又は、オペレータの操作による外部
機器からの設定のどちらでもよい。更新周期テーブル
（Ａ）１３の内容は、上記図９の従来技術にて示したも
のと同様である（図１０参照）。図２に更新周期テーブ
ル（Ｂ）２３に設定された内容を示す。同図において、
ＰＩＯアドレスが複数のＰＩＯカード２の内のどのＰＩ
Ｏカードであるかを特定するものである。つまり、ＰＩ
Ｏアドレスは、どのプラント設備に対するプロセスデー
タであるかを指定するためのものである。単位時間当た
りのＰＩＯアクセス回数は、ＣＰＵｌ（プログラム）が
必要としているＰＩＯレシーバ２０とＰＩＯカード２間
のデータ更新周期（プロセスデータのサンプリング時
間）の逆数である。例えば、単位時間を１秒（１ｓ）と
した場合、データ更新周期が１ｓならばＰＩＯアクセス
回数は１となり、データ更新周期が１００ｍｓならばＰ
ＩＯアクセス回数は１０となり、また、データ更新周期
が１０ｍｓならばＰＩＯアクセス回数は１００となる。
すなわち、単位時間当たりのアクセス回数をＡとし、デ
ータ更新周期をＴとすると、次式が成り立つ。 Ａ＝（１／Ｔ）＊Ｎ 上記例ではＮ＝１としたが、実際にはＮは２か３の値が
妥当である。

【００２６】ＰＩＯレシーバ２０のマイクロプロセッサ
（Ｂ）２２は、このようにして設定された更新周期テー
ブル（Ｂ）２３の内容に従い、ＰＩＯレシーバ２０の２
ポートメモリ（Ｂ）２１において、ＰＩＯカード２のＰ
ＩＯアドレス０に対応するメモリアドレスは１回／秒、
ＰＩＯカード２のＰＩＯアドレス１に対応するメモリア
ドレスは１０回／秒、ＰＩＯカード２のＰＩＯアドレス
２に対応するメモリアドレスは１００回／秒でそれぞれ
内容が更新されるように制御する。したがって、ＰＩＯ
レシーバ２０のマイクロプロセッサ（Ｂ）２２は、上記
更新周期テーブル（Ｂ）２３に従い、ＰＩＯドレシーバ
２０の２ポートメモリ（Ｂ）２１とＰＩＯカード２の間
のプロセスデータの転送を行なうとともに、ＰＩＯドラ
イバ１０のマイクロプロセッサ（Ａ）１１は、上記自動
設定された更新周期テーブル（Ａ）１３に従い、ＰＩＯ
ドライバ１０の２ポートメモリ（Ａ）１１と上記ＰＩＯ
ドレシーバ２０の２ポートメモリ（Ｂ）２１との間のプ
ロセスデータの転送を行うことで、ＣＰＵｌと図示しな
いプラント機器との間でプロセスデータの入出力を行
う。

【００２７】このように本実施形態１によれば、各ＰＩ
Ｏカード２に必要なデータ更新周期をＰＩＯレシーバ２
０の更新周期テーブル（Ｂ）２３に予めオペレータが設
定し、この設定されたデータ更新周期に従って、ＰＩＯ
レシーバ２０の２ポートメモリ（Ｂ）２３の内容を更新
するようにしたので、計算機上のプログラムが必要とし
ている周期に対応したデータ更新周期でＰＩＯレシーバ
２０とＰＩＯカード２間のプロセスデータを収集するこ
とができ、計算機１台で制御対象の変位速度が大きく異
なるプラント設備の制御を行う場合でも、容易に対応す
ることが可能となった。また、ＣＰＵ１、ＰＩＯレシー
バ２０は処理を効率よく行えるので、ＣＰＵ１、ＰＩＯ
レシーバ２０の負荷も軽減でき、更に計算機全体におけ
るＣＰＵ１、ＰＩＯレシーバ２０の個数を削減すること
ができる。

【００２８】実施の形態２．図３は、実施の形態２に係
るプロセスデータ収集装置の更新方法を示すブロック図
である。上記実施の形態１では、更新周期テーブル
（Ｂ）２３の設定を、人手により行った場合について述
べたが、本実施の形態２では、ＰＩＯレシーバ２０に、
アクセスしたアドレスを単位時間保持するアドレスバッ
ファ（Ｂ）２４を設けることで、自動的に更新周期テー
ブル（Ｂ）２３へのデータ更新周期の設定を行うように
したものである。アドレスバッファ（Ｂ）２４には、Ｃ
ＰＵｌからＰＩＯドライバを１０通じて、ＰＩＯレシー
バ２０の２ポートメモリ（Ｂ）２１をアクセスしたアド
レスが単位時間保持されるので、自動的に更新周期テー
ブル（Ｂ）２３へのデータ更新周期の設定を行うことが
できる。すなわち、マイクロプロセッサ（Ｂ）２２は、
ＰＩＯドライバ１０からの単位時間当たりのアクセス回
数から、ＰＩＯカード２のデータを、どの位の周期でＰ
ＩＯレシーバ２０の２ポートメモリ（Ｂ）２１に反映す
る必要があるかを判断し、図２に示すような内容を持つ
更新周期テーブル（Ｂ）２３を作成する。そして、この
更新周期テーブル（Ｂ）２３に従い、次の単位時間の
間、ＰＩＯレシーバ２０の２ポートメモリ（Ｂ）２１と
ＰＩＯカード２の間のプロセスデータの転送を行う。

【００２９】このように本実施形態２によれば、ＰＩＯ
レシーバ２０にアドレスバッファ（Ｂ）２４を設けて、
単位時間当たりのＰＩＯアクセス回数を測定し、この測
定結果を統計的に処理することにより、データ更新周期
を自動的に設定するようにしたので、データ更新周期を
容易にしかも確実に行うことができ、計算機上のプログ
ラムが必要としている周期に対応したデータ更新周期
で、ＰＩＯレシーバ２０とＰＩＯカード２間のプロセス
データを収集することができる。

【００３０】実施の形態３．図４は、本実施の形態３に
係るプロセスデータ収集装置の更新方法を示すブロック
図である。同図において、上記図１１に示した従来のネ
ットワークに接続されたプロセスデータ収集装置６の構
成要素に対応するものには同一の符号を付し、その説明
を省略する。２３はプロセスデータ収集装置６のＰＩＯ
レシーバ２０に設けられた更新周期テーブル（Ｂ）であ
り、この更新周期テーブル（Ｂ）２３には各ＰＩＯカー
ド２に対するデータ更新周期が設定される。

【００３１】次に、動作について説明する。まず、ＣＰ
ＵｌがＰＩＯドライバ１０からＰＩＯレシーバ２０を通
じて、ＰＩＯカード２のプロセスデータをアクセスする
前に、更新周期テーブル（Ａ）１３は統計情報により自
動設定されるとともに、更新周期テーブル（Ｂ）２３に
は、各ＰＩＯカード２に対応したデータ更新周期を設定
する必要がある。この設定方法は、オペレータの操作に
よって起動するプログラムの設定又は、オペレータの操
作による外部機器からの設定のどちらでもよい。更新周
期テーブル（Ａ）１３の内容は、上記図１１の従来技術
にて示したものと同様である（図１２参照）。図５に更
新周期テーブル（Ｂ）２３に設定された内容を示す。同
図において、ＰＩＯアドレスとは、どのＰＩＯレシーバ
２０を通してどのＰＩＯカード２を指定するかを示すも
のである。単位時間当たりのノードアクセス回数とは、
ＣＰＵｌ（プログラム）が必要としている、ＰＩＯレシ
ーバ２０とＰＩＯカード２間のデータ更新周期（プロセ
スデータのサンプリング時間）の逆数である。ネットワ
ーク使用率とは、ＰＩＯドライバ１０がＰＩＯレシーバ
２０にアクセスする時、ネットワーク７上での単位時間
当たりにタイムスロット（図１４参照）を使用する占有
率である。

【００３２】また、ＰＩＯドライバ１０のマイクロプロ
セッサ（Ａ）１２は、上記更新周期テーブル（Ａ）１３
の内容を展開し、ネットワーク７のタイムスロットの使
用規定を各ノードＮｌ，Ｎ２，Ｎ３へ同時通告し、ＰＩ
Ｏレシーバ２０のネットワーク使用率テーブル２６に格
納する。

【００３３】上記更新周期テーブル（Ａ）１３（図１２
参照）及び上記ネットワーク使用率テーブル２６（図１
３参照）とは、上記図１１の従来技術に示す通りであ
る。また、更新周期テーブル（Ｂ）２３の内容は、図５
に示すように、例えば、単位時間を１秒（１ｓ）とした
場合、データ更新周期が５００ｍｓならばＰＩＯアクセ
ス回数は２となり、データ更新周期が５６ｍｓならばＰ
ＩＯアクセス回数は１８となり、また、データ更新周期
が１３ｍｓならばＰＩＯアクセス回数は８０となる。す
なわち、単位時間当たりのアクセス回数をＡとし、デー
タ更新周期をＴとすると、次式が成り立つ。 Ａ＝（１／Ｔ）＊Ｎ 上記の例ではＮ＝１としたが、実際にはＮは２か３の値
が妥当である。

【００３４】ＰＩＯレシーバ２０のマイクロプロセッサ
（Ｂ）２２は、各Ｎｌ，Ｎ２，Ｎ３ノードにて、このよ
うにして設定された更新周期テーブル（Ｂ）２３の内容
に従い、ＰＩＯレシーバ２０の２ポートメモリ（Ｂ）２
１において、ＰＩＯカード２のＰＩＯアドレス０に対応
するメモリアドレスは２回／秒、ＰＩＯカード２のＰＩ
Ｏアドレス１に対応するメモリアドレスは１８回／秒、
ＰＩＯカード２のＰＩＯアドレス２に対応するメモリア
ドレスは８０回／秒でそれぞれ内容が更新されるように
制御する。したがって、ＰＩＯレシーバ２０のマイクロ
プロセッサ（Ｂ）２２は、上記更新周期テーブル（Ｂ）
２３に従い、ＰＩＯドレシーバ２０の２ポートメモリ
（Ｂ）２１とＰＩＯカード２の間のプロセスデータの転
送を行なうとともに、ＰＩＯドライバ１０のマイクロプ
ロセッサ（Ａ）１１は、自動設定された更新周期テーブ
ル（Ａ）１３に従い、ＰＩＯドライバ１０の２ポートメ
モリ（Ａ）１１と上記ＰＩＯドレシーバ２０の２ポート
メモリ（Ｂ）２１との間のプロセスデータの転送を、Ｃ
ＰＵｌと図示しないプラント機器との間でプロセスデー
タの入出力を行う。なお、ＰＩＯドライバ１０とＰＩＯ
レシーバ２０間のプロセスデータの転送は、ネットワー
ク７を介して、上記ネットワーク使用率テーブル２６の
ネットワーク使用率に従って行われる。

【００３５】このように本実施形態３によれば、ネット
ワークに接続されたプロセスデータ収集装置６において
も、各ＰＩＯカード２に必要なデータ更新周期をＰＩＯ
レシーバ２０の更新周期テーブル（Ｂ）２３に予めオペ
レータが設定し、この設定されたデータ更新周期に従っ
て、ＰＩＯレシーバ２０の２ポートメモリ（Ｂ）２３の
内容を更新することにより、計算機上のプログラムが必
要としている周期に対応したデータ更新周期で、ＰＩＯ
レシーバ２０とＰＩＯカード２間のプロセスデータを収
集することができ、計算機１台で制御対象の変位速度が
大きく異なるプラント設備の制御を行う場合でも、容易
に対応することが可能となった。ＣＰＵ１、ＰＩＯレシ
ーバ２０は処理を効率よく行えるので、ＣＰＵ１、ＰＩ
Ｏレシーバ２０の負荷も軽減でき、更に計算機全体にお
けるＣＰＵ１、ＰＩＯレシーバ２０の個数を削減するこ
とができる。

【００３６】実施の形態４．図６は実施の形態４に係る
プロセスデータ収集装置の更新方法を示すブロック図で
ある。上記実施の形態３では、更新周期テーブル（Ｂ）
２３の設定を、人手により行った場合について述べた
が、本実施の形態４では、ＰＩＯレシーバ２０に、アク
セスしたアドレスを単位時間保持するアドレスバッファ
（Ｂ）２４を設けることで、自動的に更新周期テーブル
（Ｂ）２３へのデータ更新周期の設定を行うようにした
ものである。アドレスバッファ（Ｂ）２４には、ＣＰＵ
ｌがアクセスしたＰＩＯアドレスが単位時間保持される
ので、自動的に更新周期テーブル（Ｂ）２３へのデータ
更新周期の設定を行うことができる。すなわち、マイク
ロプロセッサ（Ｂ）２２は、ＰＩＯドライバ１０からの
単位時間当たりのアクセス回数から、ＰＩＯカード２の
データを、どの位の周期でＰＩＯレシーバ２０の２ポー
トメモリ（Ｂ）２１に反映する必要があるかを判断し、
図２に示すような内容を持つ更新周期テーブル（Ｂ）２
３を作成する。そして、この更新周期テーブル（Ｂ）２
３に従い、次の単位時間の間、上記２ポートメモリ
（Ｂ）２１とＰＩＯカード２の間のプロセスデータの転
送を行う。

【００３７】このように本実施形態４によれば、ＰＩＯ
レシーバ２０にアドレスバッファ（Ｂ）２４を設けて、
単位時間当たのＰＩＯアクセス回数を測定し、この測定
結果を統計的に処理し、データ更新周期を自動的に設定
するようにしたので、データ更新周期を容易にしかも確
実に行うことができ、計算機上のプログラムが必要とし
ている周期に対応したデータ更新周期で、ＰＩＯレシー
バ２０とＰＩＯカード２間のプロセスデータを収集する
ことができる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、プラントのプロセスデータを入出力する
ためのインターフェースとなる複数のＰＩＯカードに対
するデータ更新周期をＰＩＯレシーバに設定し、上記設
定されたデータ更新周期に従って、上記ＰＩＯカードと
上記ＰＩＯレシーバとが共にリード／ライト可能なメモ
リの内容を更新するようにしたので、ＰＩＯレシーバと
ＰＩＯカード間のプロセスデータ転送の効率が向上させ
ることができ、従来技術と比較して、ＣＰＵとＰＩＯカ
ードと間でのプロセスデータ収集効率を更に向上させる
ことができる。

【００３９】請求項２に記載の発明によれば、多芯ケー
ブル接続されたプロセスデータ収集装置において、各Ｐ
ＩＯカードに対するデータ更新周期をＰＩＯレシーバの
更新周期テーブルに設定し、この設定されたデータ更新
周期に従って上記ＰＩＯカードと上記ＰＩＯレシーバと
が共にリード／ライト可能な２ポートメモリの内容を更
新するようにしたので、上記メモリの内容とＰＩＯカー
ドの内容（入出力）状態を効率良く一致させることがで
き、これにより計算機１台で制御対象の変位速度が大き
く異なるプラント設備の制御を行う場合でも、容易に対
応することができるとともに、ＰＩＯレシーバとＰＩＯ
カード間のプロセスデータ転送の効率が向上した為、Ｐ
ＩＯレシーバの個数を削減することができる。また、従
来技術と比較してＣＰＵとＰＩＯカード間でのプロセス
デ一夕収集効率が向上しており、更にＣＰＵ負荷が軽減
できる為、計算機全体におけるＣＰＵの個数を削減でき
る効果も得られる。

【００４０】請求項３に記載の発明によれば、請求項２
の発明の構成において、ＣＰＵがＰＩＯドライバを通じ
て、ＰＩＯレシーバからＰＩＯカードのプロセスデータ
をアクセスする前に、各ＰＩＯカードがどの位のデータ
更新周期を必要とするかを予め求め、この求められたデ
ータ更新周期を、ＰＩＯレシーバの更新周期テーブルに
設定するようにしたので、第２の発明における更新周期
テーブルが得られ、第２の発明の効果を達成することが
できる。

【００４１】請求項４に記載の発明によれば、請求項２
の発明の構成において、ＣＰＵがＰＩＯドライバを通じ
て、ＰＩＯレシーバからＰＩＯカードのプロセスデータ
をアクセス開始した時点から、単位時間当たりにどのＰ
ＩＯカードに何回アクセスしたかの統計を取り、この統
計情報に基づいてＰＩＯレシーバと各ＰＩＯカード間に
適したデータ更新周期を計算して更新周期テーブルに設
定することにより、データ更新周期を自動的に設定する
ようにしたので、データ更新周期を容易にしかも確実に
行うことができ、計算機上のプログラムが必要としてい
る周期に対応したデータ更新周期で、ＰＩＯレシーバと
ＰＩＯカード間のプロセスデータを収集することができ
る。

【００４２】また、請求項５に記載の発明によれば、Ｃ
ＰＵとＰＩＯカードとの間をネットワーク経由で接続し
たプロセスデータ収集装置において、各ＰＩＯカードの
各ノードのネットワークに対する使用率（タイムスロッ
トの使用規定）をＰＩＯドライバより得て、この使用率
に基づいてＰＩＯレシーバと各ＰＩＯカード間のＰＩＯ
アクセスに適したデータ更新周期を、ＰＩＯレシーバの
更新周期テーブルに設定し、この設定されたデータ更新
周期に従って、ＰＩＯレシーバとＰＩＯカードとが共に
リード／ライト可能な２ポートメモリの内容を更新する
ようにしたので、上記２ポートメモリの内容とＰＩＯカ
ードの内容（入出力）状態を効率良く一致させることが
でき、これにより計算機１台で制御対象の変位速度が大
きく異なるプラント設備の制御を行う場合でも、容易に
対応することができるとともに、ＰＩＯレシーバとＰＩ
Ｏカード間のプロセスデータ転送の効率が向上した為、
ＰＩＯレシーバの個数を削減することができる。また、
従来技術と比較して、ＣＰＵとＰＩＯカード間でのプロ
セスデータ収集効率が向上しており、更にＣＰＵ負荷が
軽減できる為、計算機全体におけるＣＰＵの個数削減が
できる効果も得られる。

【００４３】請求項６に記載の発明によれば、請求項５
の発明の構成において、ＣＰＵがＰＩＯドライバを通じ
て、ＰＩＯレシーバからＰＩＯカードのプロセスデータ
をアクセスする前に、各ＰＩＯカードの各ノードのネッ
トワークに対する使用率をＰＩＯドライバより得て、こ
の使用率に基づいてＰＩＯレシーバと各ＰＩＯカード間
のＰＩＯアクセスに適したデータ更新周期を、上記ＰＩ
Ｏレシーバの更新周期テーブルに設定するようにいたの
で、第５の発明における更新周期テーブルが得られ、第
５の発明の効果を達成することができる。

【００４４】請求項７の発明によれば、請求項４の発明
の構成において、ＣＰＵがＰＩＯドライバを通じて、Ｐ
ＩＯレシーバからＰＩＯカードのプロセスデータをアク
セス開始した時点から、単位時間当たりにどのＰＩＯカ
ードに何回アクセスしたかを統計を取り、この統計情報
に基づいて各ＰＩＯカードの各ノードのネットワークに
対する使用率を求め、この使用率に基づいてＰＩＯレシ
ーバと各ＰＩＯカード間のＰＩＯアクセスに適したデー
タ更新周期を計算して更新周期テーブルに設定すること
により、データ更新周期を自動的に設定するようにした
ので、データ更新周期を容易にしかも確実に行うことが
でき、計算機上のプログラムが必要としている周期に対
応したデータ更新周期で、ＰＩＯレシーバとＰＩＯカー
ド間のプロセスデータを収集することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態１に係わるプロセスデータ
収集装置の更新方法を示すブロック図である。

【図２】 多芯ケーブル接続されたプロセスデータ収集
装置のＰＩＯレシーバに設けられた更新周期テーブルの
内容を示す図である。

【図３】 本発明の実施形態２に係わるプロセスデータ
収集装置の更新方法を示すブロック図である。

【図４】 本発明の実施形態３に係わるプロセスデータ
収集装置の更新方法を示すブロック図である。

【図５】 ネットワーク接続されたプロセスデータ収集
装置のＰＩＯレシーバに設けられた更新周期テーブルの
内容を示す図である。

【図６】 本発明の実施形態４に係わるプロセスデータ
収集装置の更新方法を示すブロック図である。

【図７】 多芯ケーブル接続された従来のプロセスデー
タ収集装置の更新方法を示すブロック図である。

【図８】 ネットワーク接続された従来のプロセスデー
タ収集装置の更新方法を示すブロック図である。

【図９】 多芯ケーブル接続され、ＰＩＯドライバに更
新周期テーブルを備えた従来のプロセスデータ収集装置
の更新方法を示すブロック図である。

【図１０】 多芯ケーブル接続されたプロセスデータ収
集装置のＰＩＯドライバに設けられた更新周期テーブル
の内容を示す図である。

【図１１】 ネットワーク接続され、ＰＩＯドライバに
更新周期テーブルを備えた従来のプロセスデータ収集装
置の更新方法を示すブロック図である。

【図１２】 ネットワーク接続されたプロセスデータ収
集装置のＰＩＯドライバ設けられた更新周期テーブルの
内容を示す図である。

【図１３】 ネットワーク接続されたプロセスデータ収
集装置のネットワーク使用率テーブルの内容を示す図で
ある。

【図１４】 ネットワーク接続されたプロセスデータ収
集装置のネットワーク使用率テーブルにおけるタイムス
ロットの内容を示す図である。

【符号の説明】

１ ＣＰＵ、２ ＰＩＯカード、３ プロセスデータ収
集装置（直結ＰＩＯタイプ）、４ プロセスデータ、５
多芯ケーブル、６ プロセスデータ収集装置（ネット
ワークタイプ）、７ ネットワーク、１０ ＰＩＯドラ
イバ、１１ ２ポートメモリ（Ａ）、１２ マイクロプ
ロセッサ（Ａ）、１３ 更新周期テーブル（Ａ）、１４
アドレスバッファ（Ａ）、１５ 送受信バッファ
（Ａ）、２０ ＰＩＯレシーバ、２１ ２ポートメモリ
（Ｂ）、２２ マイクロプロセッサ（Ｂ）、２３ 更新
周期テーブル（Ｂ）、２４ アドレスバッファ（Ｂ）、
２５ 送受信バッファ（Ｂ）、２６ ネットワーク使用
率テーブル。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラントのプロセスデータを入出力する
   ためのインターフェースとなる複数のＰＩＯカードに対
   するデータ更新周期をＰＩＯレシーバに設定し、上記設
   定されたデータ更新周期に従って、上記ＰＩＯカードと
   上記ＰＩＯレシーバとが共にリード／ライト可能なメモ
   リの内容を更新するようにしたことを特徴とするプロセ
   スデータ収集装置の更新方法。
2. 【請求項２】 プラントの監視／制御をプログラムに基
   づいて行う計算機のＣＰＵと、プラントのプロセスデー
   タを入出力するためのインターフェースとなる複数のＰ
   ＩＯカードとの間を多芯ケーブルで接続し、上記ＣＰＵ
   からＰＩＯドライバを通じて、上記ＣＰＵの処理に必要
   なプロセスデータをＰＩＯレシーバと上記ＰＩＯカード
   とが共にリード／ライト可能な２ポートメモリに記憶さ
   せるプロセスデータ収集装置において、上記各ＰＩＯカ
   ードに対するデータ更新周期をＰＩＯレシーバの更新周
   期テーブルに設定し、この設定されたデータ更新周期に
   従って、上記２ポートメモリの内容を更新するようにし
   たことを特徴とするプロセスデータ収集装置の更新方
   法。
3. 【請求項３】 ＣＰＵがＰＩＯカードのプロセスデータ
   をアクセスする前に、各ＰＩＯカードが必要とするデー
   タ更新周期を予め求め、この求められたデータ更新周期
   をＰＩＯレシーバの更新周期テーブルに設定するように
   したことを特徴とする請求項２記載のプロセスデータ収
   集装置の更新方法。
4. 【請求項４】 ＣＰＵがＰＩＯカードのプロセスデータ
   をアクセス開始した時点から、単位時間当たりにどのＰ
   ＩＯカードに何回アクセスしたかの統計を取り、この統
   計情報に基づいて、上記ＰＩＯレシーバと各ＰＩＯカー
   ド間に適したデータ更新周期を算出し、この算出された
   データ更新周期をＰＩＯレシーバの更新周期テーブルに
   設定するようにしたことを特徴とする請求項２記載のプ
   ロセスデータ収集装置の更新方法。
5. 【請求項５】 プラントの監視／制御をプログラムに基
   づいて行う計算機のＣＰＵと、プラントのプロセスデー
   タを入出力するためのインターフェースとなる複数のＰ
   ＩＯカードとの間をネットワーク経由で接続し、上記Ｃ
   ＰＵからＰＩＯドライバを通じて、上記ＣＰＵの処理に
   必要なプロセスデータをＰＩＯレシーバと上記ＰＩＯカ
   ードとが共にリード／ライト可能な２ポートメモリに記
   憶させるプロセスデータ収集装置において、各ＰＩＯカ
   ードの各ノードの上記ネットワークに対する使用率を求
   め、この使用率から上記ＰＩＯレシーバと各ＰＩＯカー
   ド間のデータ更新周期を求めて、このデータ更新周期を
   ＰＩＯレシーバの更新周期テーブルに設定し、上記設定
   されたデータ更新周期に従って、上記２ポートメモリの
   内容を更新するようにしたことを特徴とするプロセスデ
   ータ収集装置の更新方法。
6. 【請求項６】 ＣＰＵがＰＩＯカードのプロセスデータ
   をアクセスする前に、各ＰＩＯカードの各ノードのネッ
   トワークに対する使用率を求め、この使用率に基づいて
   上記ＰＩＯレシーバと各ＰＩＯカード間のＰＩＯアクセ
   スに適したデータ更新周期を予め求め、上記求められた
   データ更新周期をＰＩＯレシーバの更新周期テーブルに
   設定するようにしたことを特徴とする請求項５記載のプ
   ロセスデータ収集装置の更新方法。
7. 【請求項７】 ＣＰＵがＰＩＯカードのプロセスデータ
   をアクセス開始した時点から、単位時間当たりにどのＰ
   ＩＯカードに何回アクセスしたかの統計を取り、この統
   計情報に基づいて各ＰＩＯカードの各ノードのネットワ
   ークに対する使用率を求め、この使用率に基づいて上記
   ＰＩＯレシーバと各ＰＩＯカード間のＰＩＯアクセスに
   適したデータ更新周期を算出し、上記算出されたデータ
   更新周期を上記更新周期テーブルに設定するようにした
   ことを特徴とする請求項５記載のプロセスデータ収集装
   置の更新方法。