JP2001236134A - ネットワークシステム - Google Patents

ネットワークシステム

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JP2001236134A
JP2001236134A JP2000047621A JP2000047621A JP2001236134A JP 2001236134 A JP2001236134 A JP 2001236134A JP 2000047621 A JP2000047621 A JP 2000047621A JP 2000047621 A JP2000047621 A JP 2000047621A JP 2001236134 A JP2001236134 A JP 2001236134A
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JP
Japan
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time
programmable controller
timing
programmable
setting value
Prior art date
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JP2000047621A
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English (en)
Inventor
Fumitaka Mori
文隆 毛利
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ネットワークに接続された複数のプログラマ
ブルコントローラの時刻を正確に一致させる。 【解決手段】 上位層のプログラマブルコントローラ
は、商用電源1の電圧波に同期したCPU割込信号15
のタイミングに従って時間計測コマンドを送信してから
(d1)、下位層のプログラマブルコントローラが受信
し(d2)、最初のCPU割込信号15のタイミングに
従って応答コマンドを返送する(d3)までの期間にお
ける時間を求める。そして、この求めた時間に上位層の
プログラマブルコントローラの時刻を加算して時刻設定
値とし、CPU割込信号15のタイミングに従って送信
する(d5)。下位層のプログラマブルコントローラで
は、時刻設定値を受信した後(d6)、最初のCPU割
込信号15のタイミングに従って受信した時刻設定値に
時刻を切り替える(d7)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄鋼プラント、製
紙プラント、上下水道等の公共システム等の制御に広く
使用されているネットワークを介して接続された複数プ
ログラマブルコントローラの時刻を合わせる機能を有す
るネットワークシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】ネットワークにより接続された複数のプ
ログラマブルコントローラに組み込まれた時刻カウント
ICは、それぞれが時計を有し非同期で時刻をカウント
しているため、各プログラマブルコントローラで時刻の
誤差を生じ、上位層のプログラマブルコントローラと下
位層のプログラマブルコントローラとで、イベント情報
などの発生順序が時系列的に逆転する場合等があった。
このため、各プログラマブルコントローラの時刻合せを
行うことが必要となり、従来、各プログラマブルコント
ローラの時刻合せを行う場合は、上位層のプログラマブ
ルコントローラの時刻を下位層の各プログラマブルコン
トローラに伝送することにより、時刻合せを行なってい
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上位層から
下位層の各プログラマブルコントローラへの伝送路の遅
れ時間に相違があるため、全てのプログラマブルコント
ローラに組み込まれた時計の時刻を正確に一致させるこ
とは困難であった。
【0004】本発明は、上記に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、ネットワークに接続され
た全てのプログラマブルコントローラの時刻を正確に一
致させ得るネットワークシステムを提供することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るネットワークシステムは、ネットワー
クにより接続された複数のプログラマブルコントローラ
と、前記複数のプログラマブルコントローラに一定周期
の共通の同期信号を供給する信号供給手段と、時刻合せ
の基準となるプログラマブルコントローラより前記同期
信号に対する所定のタイミングで所定のコマンドを送信
したときから、時刻合せの対象となるプログラマブルコ
ントローラで前記所定のコマンドを受信し、その後の最
初の前記同期信号に対する前記所定のタイミングと同じ
タイミングになるまでの期間における前記同期信号のサ
イクルの数を計数する計数手段と、前記計数手段により
計数したサイクルの数に前記同期信号の周期を乗じたも
のと前記時刻合せの基準となるプログラマブルコントロ
ーラの時刻とを加算した時刻設定値を前記同期信号に対
する前記所定のタイミングと同じタイミングで送信する
送信手段と、前記送信手段により送信されてきた時刻設
定値を受信した後の最初の前記同期信号に対する前記所
定のタイミングと同じタイミングでこの時刻設定値に前
記時刻合せの対象となるプログラマブルコントローラの
時刻を切り替える時刻切替手段と、を有することを要旨
とする。
【0006】本発明にあっては、複数のプログラマブル
コントローラに共通の同期信号を供給し、時刻合せの基
準となるプログラマブルコントローラがこの同期信号に
対する所定のタイミングで所定のコマンドを送信してか
ら、時刻合せの対象となるプログラマブルコントローラ
がこの所定のコマンドを受信し、その後の最初の同期信
号に対する所定のタイミングと同じタイミングになるま
での期間に相当する時間と、時刻合せの基準となるプロ
グラマブルコントローラの時刻とを加算して時刻設定値
を定め、時刻合せの基準となるプログラマブルコントロ
ーラから同期信号に対する所定のタイミングでこの時刻
設定値を送信し、時刻合せの対象となるプログラマブル
コントローラでは時刻設定値を受信した後の最初の同期
信号に対する所定のタイミングと同じタイミングで受信
した時刻設定値に時刻を切り替えるようにしたことで、
伝送路の遅れ時間に影響を受けることなく、各プログラ
マブルコントローラ間の時刻を正確に一致させるように
している。
【0007】ここで、前記信号供給手段は、前記複数の
プログラマブルコントローラに共通の交流電源を供給す
る電源供給手段と、前記複数のプログラマブルコントロ
ーラに設けられ、前記電源供給手段により供給される交
流電源の交流波の一定の位置に同期した同期信号を生成
する生成手段と、を有するものであってもよく、交流電
源として商用電源を用いるようにしたものであってもよ
い。
【0008】また、各プログラマブルコントローラは、
ネットワークにより階層的に接続されたものでもよく、
かかる場合には、上位層のプログラマブルコントローラ
を時刻合せの基準とし、下位層のプログラマブルコント
ローラを時刻合せの対象としてもよい。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて説明する。
【0010】図1は、本実施の形態に係るネットワーク
システムの概略構成を示す図である。同図においては、
複数のプログラマブルコントローラ3がネットワークに
より階層的に接続されているとともに、共通の商用電源
1から電源供給線2を介して電力の供給を受けるように
なっている。
【0011】図2は、プログラマブルコントローラ3の
内部の構成を示す図である。同図に示すように、プログ
ラマブルコントローラ3は、電源装置4とシーケンス制
御装置8とを有する構成である。電源装置4は、商用電
源1から供給される交流電流を整流する単相用の整流回
路5と、絶縁回路6と、この絶縁回路6を介して送られ
た直流電圧をパルス化してCPU割込信号15を生成す
るパルス化回路7を有する構成である。シーケンス制御
装置8は、時計を内蔵し、時刻をカウントする時刻カウ
ントIC10と、時刻値を格納するメモリ11と、上位
層又は下位層のプログラマブルコントローラと通信を行
なうための通信インターフェイス12と、これらの各ブ
ロックの動作を管理するとともに、時刻合せの動作を制
御するCPU9を有する構成である。
【0012】図3は、プログラマブルコントローラの時
刻合せを説明するための図である。最上段は、商用電源
1の電圧波形を示しておりその周期は20[ms]であ
る。次段は、パルス化回路7が商用電源1の電圧波形に
同期して生成した同期パルスとそのカウント値を示して
いる。同図においてはこの同期パルスは電圧波形の肩部
に同期しているが、頂点に同期するようにしてもよい
し、ゼロクロス点に同期するようにしてもよい。次々段
は、パルス化回路7が同期パルスの立上りタイミングを
抽出して生成したCPU割込信号15、その下の段は、
上位層のプログラマブルコントローラの動作と、下位層
のプログラマブルコントローラの動作とを示している。
【0013】上位層のプログラマブルコントローラは、
下位層のプログラマブルコントローラの時刻を定期的に
監視し、時刻値に誤差を生じた場合に、パルス化回路7
が生成したCPU割込信号15のタイミングに従って下
位層のプログラマブルコントローラに対し時間計測コマ
ンドを送信するとともに、同期パルスのカウントを開始
する(d1)。この時間計測コマンドは、伝送路の長さ
等に起因する遅れ時間の違いを解消するためにCPU割
込信号15の立上りタイミングに従って動作したときの
下位層のプログラマブルコントローラとの応答時間を計
測するためのものである。
【0014】下位層にプログラマブルコントローラは、
上位層のプログラマブルコントローラから送られてきた
コマンドが時間計測コマンドである場合には(d2)、
受信後の最初のCPU割込信号15の立上りタイミング
に従って時間計測応答コマンドを上位層のプログラマブ
ルコントローラに返送する(d3)。
【0015】上位層のプログラマブルコントローラで
は、下位層のプログラマブルコントローラから時間計測
応答コマンドが到達したときに同期パルスのカウントを
停止する。そして、下位層のプログラマブルコントロー
ラの時刻設定値を次の計算式に基づいて求める。
【0016】
【数1】時刻設定値=上位層プログラマブルコントロー
ラの時刻値+交流電源の周期×ROUND(同期パルス
のカウント値/2) ここで、”ROUND()”は、小数点以下を四捨五入
する関数である。このROUND関数の項により、CP
U割込信号15の立上りタイミングに従って上位層のプ
ログラマブルコントローラがコマンドを送信してから下
位層のプログラマブルコントローラがこのコマンドを受
信した後の最初のCPU割込信号の立上りタイミングで
コマンドを実行できるまでの交流波のサイクルの数を得
ることができる。
【0017】また、上位層のプログラマブルコントロー
ラの時刻値は、この時刻設定値を送信するまでは刻々変
化していくものであり、上位層のプログラマブルコント
ローラが時刻設定コマンドとともに時刻設定値をCPU
割込信号15のタイミングに従って送信したときに時刻
設定値は固定される(d5)。
【0018】すなわち、時刻設定値は、上位層のプログ
ラマブルコントローラがCPU割込信号15の立上りタ
イミングに従ってコマンドを送信したときの時刻値に、
この送信時から下位層のプログラマブルコントローラが
コマンドを受信した後の最初のCPU割込信号15の立
上りタイミングでコマンドを実行できる時までの期間を
加算した値となっている。
【0019】下位層のプログラマブルコントローラで
は、時刻設定コマンドと時刻設定値とを受信した後(d
6)、最初のCPU割込信号15の立上りタイミングに
従って受信した時刻設定値に時刻を切り替える(d
7)。
【0020】したがって、本実施の形態によれば、複数
のプログラマブルコントローラに共通の商用電源を供給
し、上位層のプログラマブルコントローラが商用電源の
交流波の一定の位置に同期したCPU割込信号15の立
上りタイミングで時間計測コマンドを送信してから、下
位層のプログラマブルコントローラで時間計測コマンド
を受信し、その後の最初のCPU割込信号15の立上り
タイミングまでの期間における交流波のサイクルの数を
計数し、このサイクルの数に交流波の周期を乗じて得た
時間と上位層のプログラマブルコントローラの時刻とを
加算して時刻設定値を定め、上位層のプログラマブルコ
ントローラがCPU割込信号15の立上りタイミングに
従って時刻設定値を送信し、下位層のプログラマブルコ
ントローラでは時刻設定値を受信し、その後の最初のC
PU割込信号15の立上りタイミングに従って受信した
時刻設定値に時刻を切り替えるようにしたことで、伝送
路の遅れ時間に影響を受けることなく、上位層のプログ
ラマブルコントローラと下位層のプログラマブルコント
ローラとで時刻を正確に一致させることができる。
【0021】なお、本実施の形態においては、上位層の
プログラマブルコントローラが下位層のプログラマブル
コントローラの時刻合せを行なうこととしたが、上位に
相当するプログラマブルコントローラが、その一段下に
位置するプログラマブルコントローラについてだけ時刻
合せをするようにしてもよいし、最上位にあるプログラ
マブルコントローラが、下位層にある全てのプログラマ
ブルコントローラの時刻合せをするようにしてもよい。
【0022】また、本実施の形態においては、複数のプ
ログラマブルコントローラがネットワークにより階層的
に接続されていることとしたが、これに限られるもので
はなく、階層的に接続されていない場合にも、時刻合せ
の基準となるプログラマブルコントローラと時刻合せの
対象となるプログラマブルコントラーラとを定めておけ
ば本発明を適用することができる。
【0023】さらに、本実施の形態においては、全ての
プログラマブルコントローラを同一構成としたが、時刻
合せの基準となるプログラマブルコントローラのCPU
と時刻合せの対象となるプログラマブルコントローラの
CPUの時計合せの機能をそれぞれ特化するようにして
もよい。
【0024】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、伝送路の遅れ時間に影響を受けることなく、各プロ
グラマブルコントローラ間の時刻を正確に一致させるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態に係るネットワークシステムの概
略構成を示す図である。
【図2】プログラマブルコントローラの内部の構成を示
す図である。
【図3】プログラマブルコントローラの時刻合せを説明
するための図である。
【符号の説明】
1…商用電源 2…電源供給線 3…プログラマブルコントローラ 4…電源装置 5…整流回路 6…絶縁回路 7…パルス化回路 8…シーケンス制御装置 9…CPU 10…時刻カウントIC 11…メモリ 12…通信インターフェイス 13…上位ネットワーク 14…下位ネットワーク 15…CPU割込み信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5B089 GA21 GB01 JA35 JB10 JB11 JB22 KA12 KB11 KC28 5H220 AA01 BB09 BB17 CC09 CX03 CX09 HH04 JJ12 JJ31 5K033 AA09 BA03 BA04 CB15 CC04 DA01 DB25 EA07 EC01 5K047 AA18 BB12 CC02 JJ06 9A001 BB06 CC02 CZ07 DZ15 JJ12 JZ49 KZ54 KZ61

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ネットワークにより接続された複数のプ
    ログラマブルコントローラを有するネットワークシステ
    ムにおいて、 前記複数のプログラマブルコントローラに一定周期の共
    通の同期信号を供給する信号供給手段と、 時刻合せの基準となるプログラマブルコントローラより
    前記同期信号に対する所定のタイミングで所定のコマン
    ドを送信したときから、時刻合せの対象となるプログラ
    マブルコントローラで前記所定のコマンドを受信し、そ
    の後の最初の前記同期信号に対する前記所定のタイミン
    グと同じタイミングになるまでの期間における前記同期
    信号のサイクルの数を計数する計数手段と、 前記計数手段により計数したサイクルの数に前記同期信
    号の周期を乗じたものと前記時刻合せの基準となるプロ
    グラマブルコントローラの時刻とを加算した時刻設定値
    を前記同期信号に対する前記所定のタイミングと同じタ
    イミングで送信する送信手段と、 前記送信手段により送信されてきた時刻設定値を受信し
    た後の最初の前記同期信号に対する前記所定のタイミン
    グと同じタイミングでこの時刻設定値に前記時刻合せの
    対象となるプログラマブルコントローラの時刻を切り替
    える時刻切替手段と、 を有することを特徴とするネットワークシステム。
  2. 【請求項2】 前記信号供給手段は、前記複数のプログ
    ラマブルコントローラに交流電源を供給する電源供給手
    段と、 前記複数のプログラマブルコントローラに設けられ、前
    記電源供給手段により供給される交流電源の交流波の一
    定の位置に同期した同期信号を生成する生成手段と、 を有することを特徴とする請求項1記載のネットワーク
    システム。
  3. 【請求項3】 前記複数のプログラマブルコントローラ
    は、ネットワークにより階層的に接続されていることを
    特徴とする請求項1又は2記載のネットワークシステ
    ム。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9871609B2 (en) 2015-07-08 2018-01-16 Mitsubishi Electric Corporation Network system, time master station, and time slave station

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