JP2004221852A - Opc通信ステーションおよびopc通信システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】PLCが接続されたOPCサーバと外部コンピュータとの間に介在し、汎用パソコン上で動作するOPC通信ステーションであって、前記OPCサーバを経由して前記PLCと通信する手段と、前記外部コンピュータと制御バスを介して通信する手段と、前記PLCのデータにタグとしてアクセスする手段と、前記PLCのデータを監視する手段と、PLCから収集したデータおよびPLCに設定するデータを格納する通信入出力手段と、OPCサーバを経由してPLC上のデータを前記通信入出力手段に設定するデータ収集手段と、前記通信入出力手段内の書き込みデータで変化があったデータについて、OPCサーバへ書き込み要求を行うデータ書き込み手段とを設ける。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、大規模生産制御等に使用される分散制御システムにおいて、各種PLC(プログラマブルコントローラ)や規格の異なる制御システム(以下、これらをPLCと総称することもある)と制御システムとの通信を行うためのOPC通信ステーションに関する。
【0002】
【従来の技術】
大規模生産制御等に使用される分散制御システムにおいて、制御システムとPLCとの通信を行うための従来の構成例を図3に示す。制御システム11とPLC12との間でデータのやり取りを行う場合には、制御コントローラに実装されている通信IFモジュール13、例えばRS/Ethernet(登録商標)通信モジュール等を介して専用PLC通信プログラム14で通信を行っている。
【0003】
PLCのバス15はPLCの種類により異なる固有のものであり、また通信プロトコルもPLCにより異なっている。そのため、通信IFモジュール13および通信プログラム14は、PLCの種類ごとに個別のものが必要である。
【0004】
なお、通信により送受信するデータはFCS(フィールドコントロールステーション)16内のバッファ(通信入出力領域)17に格納され、このデータはHIS(ヒューマンインターフェースステーション)18、機能ブロックからタグとしてアクセスが可能である。
【0005】
【非特許文献1】
「オートメーション」Vol.43,No.1(1998−1)P.14−17
【非特許文献2】
Nikkei Digital Engineering(1998−5)P.126−131
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術では、制御システム11とPLC12とのデータのやり取りを行うには、前述したように専用の通信プログラム14および通信IFモジュール13をそれぞれ開発する必要があり、通信手段に汎用性がなかった。そのため、システムに新たなPLCを接続するたびに新たな開発コストが必要とされ、また新たなPLCと通信可能となるまでのタイムラグも大きかった。
【0007】
さらに、専用通信プログラム14はFCS16上でしか動作しないため、監視目的のためだけに通信を行う場合にもFCSが必要となり、したがって通信手段の導入コストが大きかった。
【0008】
これに加えて、外部コンピュータからPLCに設定するデータを変更したときに変更データのみをPLCに反映することができなかった。
【0009】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、PLCとの通信をOPC(OLE for Process Control)サーバ経由で汎用的に行うことが可能で、かつ、PLCのデータを外部コンピュータ(FCS/HIS/上位コンピュータ)から制御バスを介して一般のタグアクセスと同様に扱うことが可能で、外部コンピュータからPLCに設定するデータを変更したときに変更データのみをPLCに反映できる通信ステーションを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、種々検討を行った過程で、近年は各PLCメーカーなどから、自社PLCに対応したOPCサーバが提供されており、これを用いることでPLC上のデータの参照と設定が可能となっていることに着目した。そして、さらに検討を行った結果、各種PLCとの通信をOPCサーバ経由で汎用的に行うことが可能であるとともに、PLCのデータは外部コンピュータ(FCS、HIS、上位コンピュータ等)から制御バスを介して一般のタグアクセスと同様に扱うことが可能であり、また、PLCのデータの監視を行うこともできる汎用PC上で動作するOPC通信ステーションを実現することにより、前述した問題点を解決するに至った。
【0011】
本発明は、上記検討に基づいてなされたもので、下記(1)〜(8)のOPC通信ステーションおよびOPC通信システムを提供する。
【0012】
(1)PLCが接続されたOPCサーバと外部コンピュータとの間に介在し、汎用パソコン上で動作するOPC通信ステーションであって、前記OPCサーバを経由して前記PLCと通信する手段と、前記外部コンピュータと制御バスを介して通信する手段と、前記PLCのデータにタグとしてアクセスする手段と、前記PLCのデータを監視する手段と、PLCから収集したデータおよびPLCに設定するデータを格納する通信入出力手段と、OPCサーバを経由してPLC上のデータを前記通信入出力手段に設定するデータ収集手段と、前記通信入出力手段内の書き込みデータで変化があったデータについて、OPCサーバへ書き込み要求を行うデータ書き込み手段とを具備することを特徴とするOPC通信ステーション。
【0013】
(2)前記OPC通信ステーションは、前記OPCサーバへ通信を行うことで、前記PLCのデータの参照と設定を行うことを特徴とする(1)のOPC通信ステーション。
【0014】
(3)前記OPC通信ステーションは、前記外部コンピュータと前記制御バス上でデータ参照と設定の通信を行い、前記外部コンピュータからのPLCのデータの参照と設定を可能とすることを特徴とする(1)または(2)のOPC通信ステーション。
【0015】
(4)前記OPC通信ステーションは、PLCとの通信に必要なOPCサーバへの設定情報を格納するOPCサーバ通信手段と、通信対象となるPLCデータと前記通信入出力手段とのマッピングの定義情報を格納する通信入出力割付手段とを具備することを特徴とする(1)乃至(3)のいずれかのOPC通信ステーション。
【0016】
(5)前記OPC通信ステーションは、前記通信入出力手段のデータを参照及び設定することでPLCのデータの参照と設定を行う機能ブロックと、外部の外部コンピュータからの通信を受け、前記通信入出力手段のデータを参照及び設定することでPLCのデータの参照と設定を行う制御バス通信手段とを具備し、前記機能ブロックおよび制御バス通信手段により、前記PLCのデータを監視する手段と、外部コンピュータと制御バスを介して通信する手段と、PLCのデータにタグとしてアクセスする手段とが構成されていることを特徴とする(4)のOPC通信ステーション。
【0017】
(6)前記OPC通信ステーションは、前記OPCサーバ通信手段および通信入出力割付手段の内容を、OPCサーバに通信して設定する処理を行うコンフィグレーション変更手段を具備することを特徴とする(5)のOPC通信ステーション。
【0018】
(7)PLCと、前記PLCが接続されたOPCサーバと、外部の外部コンピュータと、(1)乃至(6)のいずれかに記載のOPC通信ステーションであって、前記OPCサーバと前記外部コンピュータとの間に介在するOPC通信ステーションとを具備することを特徴とするOPC通信システム。
【0019】
【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参照して説明する。図1に本発明に係るOPC通信ステーションを用いたシステムの全体構成の一例を示す。
【0020】
図中31は本発明に係るOPC通信ステーションの一例を示す。OPC通信ステーション31は、OPCサーバ32とEthernet(登録商標)33を介して接続される。OPC通信ステーション31は、OPCサーバ32へ通信を行うことで、PLC34のデータの参照やPLC34へのデータ設定35を行う。
【0021】
また、OPC通信ステーション31は制御バス36に接続され、HIS37、FCS38、上位コンピュータなどと制御バス36上でデータ参照と設定の通信39を行い、HIS37、FCS38、上位コンピュータなどからのPLC34上のデータの参照と設定を可能とする。
【0022】
OPCサーバ32は、PLC34ごとに固有のバス40でPLC34と接続され、固有のバスに対応した専用のIFカード41をOPCサーバ32上に実装する。OPCサーバ32は、このバス40上でOPC通信ステーション31からの設定情報およびコマンドに従ってPLC34間との通信を行い、データの参照と設定42を行う。なお、OPCサーバ32は、OPC通信ステーション31と同一のPC内で動作させることも可能である。
【0023】
図1に示したOPC通信ステーション31の内部構成を図2に示す。OPC通信ステーション31とOPCサーバ32との通信処理はOLE/DCOM43を用いて行われる。
【0024】
最初に、OPC通信ステーション31を構成するデータ領域について説明する。通信入出力手段44は、PLC34から収集したデータを格納したり、PLC34に設定するデータを格納する領域である。
【0025】
OPCサーバ通信手段45は、PLC34との通信に必要なOPCサーバ32への設定情報を格納する領域である。OPCサーバ32は各メーカーごとに固有の設定情報が必要となるため、OPCサーバ通信手段45が必要となる。
【0026】
通信入出力割付手段46は、通信対象となるPLCデータと通信入出力手段44とのマッピングを定義した情報を格納する領域である。
【0027】
次に、OPC通信ステーション31を構成する各処理手段について説明する。機能ブロック47は、データの監視や加工などを行うためのファンクションブロックである。機能ブロック47からのPLC34へのデータの設定は、通信入出力手段44に対してデータを設定することで行われる。機能ブロック47がPLC34からのデータを参照する場合、通信入出力手段44のデータを参照することで行われる。
【0028】
制御バス通信手段48は、外部コンピュータ49(FCS、HIS、上位コンピュータ等)からの通信を受け、PLC34のデータの参照や設定を行う。処理の内容は機能ブロック47の場合と同様で、通信入出力手段44のデータを参照及び設定することで行われる。
【0029】
コンフィグレーション変更手段50は、OPCサーバ通信手段45、通信入出力割付手段46の内容を、OPCサーバ32に通信を行い設定する。
【0030】
データ収集手段51は、OPCサーバ32を経由してPLC34上のデータを通信入出力手段44に設定する処理部である。実際の動作は、PLC34上で変化のあったデータについてOPCサーバ32から変更通知が来るので、非同期読み込みにより、通知を受けたPLC上のデータのみを通信入出力手段44に格納する。
【0031】
データ書き込み手段52は、通信入出力手段44内の書き込みデータで変化があったデータについて、OPCサーバ32へ書き込み要求を行う。
【0032】
本実施形態のOPC通信ステーションにおいて、OPCサーバを経由してPLCと通信する手段は、データ収集手段51およびデータ書き込み手段52によって構成されている。外部コンピュータと制御バスを介して通信する手段は、制御バス通信手段48によって構成されている。PLCのデータにタグとしてアクセスする手段は、制御バス通信手段48によって構成されている。PLCのデータを監視する手段は、機能ブロック47によって構成されている。
【0033】
以上のように、本実施形態のOPC通信ステーションは、下記の利点を有する。
(a)メーカーの異なる市販OPCサーバと接続し、PLCとのデータのやり取りを汎用的に行うことができる。また、OPCサーバを変更するのみで多種のPLCとの通信を行うことが可能となる。そのため、新たに通信したいPLCに対しても通信プログラム、通信IFカードの開発が不要となり、開発のタイムラグなしでPLCへの接続が可能となる。
【0034】
(b)通信するデータは、分散制御システムの制御バス経由でアクセスできるため、制御コントローラ(FCS)、操作監視機能(HIS)、上位コンピュータからPLCのデータの参照と設定を行うことが可能となる。また、PLCのデータのアクセスは分散制御システムのタグと同様に扱うことが可能であるので、アプリケーションの構築も容易である。
【0035】
(c)通信ステーション内で機能ブロックが動作可能であるため、データの監視、トレンド収集、アラーム発生、データの加工などの処理も通信ステーション内で行うことが可能である。
【0036】
(d)制御バスとの通信カード以外は専用のハードウェアを必要とせず、汎用のPC上で動作可能である。
【0037】
(e)通信入出力手段内の書き込みデータで変化があったデータについて、OPCサーバへ書き込み要求を行うため、外部コンピュータからPLCに設定するデータを変更したときに変更データのみをPLCに反映できる。
【0038】
【発明の効果】
本発明のOPC通信ステーションによれば、PLCとの通信をOPCサーバ経由で汎用的に行うことが可能で、PLCのデータを外部コンピュータから制御バスを介して一般のタグアクセスと同様に扱うことが可能で、しかも外部コンピュータからPLCに設定するデータを変更したときに変更データのみをPLCに反映できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るOPC通信ステーションを用いたシステムの全体構成の一例を示す図である。
【図2】図1のOPC通信ステーションの内部構成を示す図である。
【図3】分散制御システムにおいて制御システムとPLCとの通信を行うための従来のシステムの構成例を示す図である。
【符号の説明】
31 OPC通信ステーション
32 OPCサーバ
34 PLC
36 制御バス
37 HIS
38 FCS
44 通信入出力手段
45 OPCサーバ通信手段
46 通信入出力割付手段
47 機能ブロック
48 制御バス通信手段
51 データ収集手段
52 データ書き込み手段
Claims (7)
- PLCが接続されたOPCサーバと外部コンピュータとの間に介在し、汎用パソコン上で動作するOPC通信ステーションであって、前記OPCサーバを経由して前記PLCと通信する手段と、前記外部コンピュータと制御バスを介して通信する手段と、前記PLCのデータにタグとしてアクセスする手段と、前記PLCのデータを監視する手段と、PLCから収集したデータおよびPLCに設定するデータを格納する通信入出力手段と、OPCサーバを経由してPLC上のデータを前記通信入出力手段に設定するデータ収集手段と、前記通信入出力手段内の書き込みデータで変化があったデータについて、OPCサーバへ書き込み要求を行うデータ書き込み手段とを具備することを特徴とするOPC通信ステーション。
- 前記OPC通信ステーションは、前記OPCサーバへ通信を行うことで、前記PLCのデータの参照と設定を行うことを特徴とする請求項1に記載のOPC通信ステーション。
- 前記OPC通信ステーションは、前記外部コンピュータと前記制御バス上でデータ参照と設定の通信を行い、前記外部コンピュータからのPLCのデータの参照と設定を可能とすることを特徴とする請求項1または2に記載のOPC通信ステーション。
- 前記OPC通信ステーションは、PLCとの通信に必要なOPCサーバへの設定情報を格納するOPCサーバ通信手段と、通信対象となるPLCデータと前記通信入出力手段とのマッピングの定義情報を格納する通信入出力割付手段とを具備することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のOPC通信ステーション。
- 前記OPC通信ステーションは、前記通信入出力手段のデータを参照及び設定することでPLCのデータの参照と設定を行う機能ブロックと、外部の外部コンピュータからの通信を受け、前記通信入出力手段のデータを参照及び設定することでPLCのデータの参照と設定を行う制御バス通信手段とを具備し、前記機能ブロックおよび制御バス通信手段により、前記PLCのデータを監視する手段と、外部コンピュータと制御バスを介して通信する手段と、PLCのデータにタグとしてアクセスする手段とが構成されていることを特徴とする請求項4に記載のOPC通信ステーション。
- 前記OPC通信ステーションは、前記OPCサーバ通信手段および通信入出力割付手段の内容を、OPCサーバに通信して設定する処理を行うコンフィグレーション変更手段を具備することを特徴とする請求項5に記載のOPC通信ステーション。
- PLCと、前記PLCが接続されたOPCサーバと、外部の外部コンピュータと、請求項1乃至6のいずれか1項に記載のOPC通信ステーションであって、前記OPCサーバと前記外部コンピュータとの間に介在するOPC通信ステーションとを具備することを特徴とするOPC通信システム。
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