JP2005086334A - 制御システム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】一又は二以上の制御装置と入出力装置間で通信を行う制御システム及び方法に関するもので、特に、汎用的な入出力装置から容易に制御装置のデータをアクセス可能とする。
【解決手段】制御装置１内において名称／アドレス変換部１２が、言葉等の文字列で表されるデータ名称と、これに制御装置１内で対応するデータアドレスとの間で、予め用意された対照データテーブルである名称／アドレステーブル１３を用いた変換を行う。このため、入出力装置２から、平易なデータ名称をキーとした通信により容易に制御装置１のデータにアクセスし参照や変更を行うことが可能となる。また、入出力装置と制御装置の間で、文字列であるデータ名称が伝達できればよいことから、汎用若しくは従来から用いられてきたようなインターフェースが使用可能となる。また、データ名称に基づき、入出力装置２のＧＵＩ開発やシステムの標準化も容易になる。
【選択図】図２

Description

本発明は、一又は二以上の制御装置と入出力装置間で通信を行う制御システム及び方法に関するもので、特に、汎用的な入出力装置から容易に制御装置のデータをアクセス可能とするものである。

機械化の進む現代では、電力設備に代表されるさまざまな対象を制御するために、電子技術を応用した制御システムが普及している。一般に、制御システムは、制御装置と入出力装置から構成され、制御装置と各入出力装置の間については、様々なインターフェースにより接続され、通信が行われている。制御装置はコントローラなどとも呼ばれ、また、入出力装置の例は、保守ツールや、ＥＬ（エレクトロ・ルミネセント）表示器を搭載したタッチ操作盤などが挙げられる。

また、近時では、デジタル通信ネットワークを中心とする伝送技術の発達により（例えば、特許文献１参照）、各装置が伝送系により結合された分散制御システムが主流となり、複数の制御装置や入出力装置から構成され、遠隔の地にある入出力装置からネットワークを経て制御装置にアクセスできるような環境が構築されている（例えば、特許文献２，３参照）。
特開平１０−１４９２７０号公報 特開２０００−２５０９２０号公報 特開２００２−９１９１２号公報

しかしながら、従来の制御システムでは、入出力装置から制御装置へのアクセスは、制御装置側で用いられるデータ参照用のアドレスや、制御装置と入出力装置の間であらかじめ取り決められた通信のデータ構成を前提としていた。このため、例えば、入出力装置が制御装置のデータにアクセスして参照や変更を行うためには、上記のようなアドレスやデータ構成に応じた送受信ロジック（例えば図８）と制御データ、プログラムなどの要素を備えなければならず、通信機能の差異は許容されないだけでなく、事実上、入出力装置と制御装置が１対１となるような個別設定が必要となる場合も多かった。

この結果、同種の制御システムであっても、例えば制御装置のデータ参照用のアドレスが細部まで同一といった場合を除いて、接続先となる制御装置ごとに入出力装置の側で設定を切り替えたり、制御装置ごとに専用の入出力装置を準備したりせねばならず、システムの効率的な構築や運用が困難であった。

本発明は、上記のような従来技術の課題を解決するもので、その目的は、汎用的な入出力装置から容易に制御装置のデータをアクセスできる制御システム及び方法を提供することである。

上記の目的を達成するため、請求項１の発明は、一以上の制御装置と一以上の入出力装置とを通信経路で接続した制御システムにおいて、前記制御装置と入出力装置の間で、前記通信経路を経てデータ名称を用いたデータの通信を行う通信手段を備え、前記制御装置は、前記データ名称とそれに対応するデータにアクセスするためのデータアドレスとの対照データを予め格納した対照データテーブルと、コンピュータが前記対照データテーブルを参照することにより前記通信にかかる前記データ名称と前記データアドレスとの変換を行う変換手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１の発明を方法という見方から捉えたもので、コンピュータを用いた一以上の制御装置と入出力装置とを通信経路で接続した制御システムにおいてコンピュータが行う制御方法において、コンピュータが、前記制御装置と入出力装置の間で、前記通信経路を経てデータ名称を用いたデータの通信を行い、前記制御装置の前記コンピュータが、前記データ名称とそれに対応するデータにアクセスするためのデータアドレスとの対照データを所定の対照データテーブルに予め格納しておき、前記対照データテーブルを参照することにより前記通信にかかる前記データ名称と前記データアドレスとの変換処理を行うことを特徴とする。

これらの態様では、制御装置内において、言葉等の文字列で表されるデータ名称と、これに制御装置内で対応するデータアドレスとの間で、予め用意された対照データテーブルを用いた変換を行う。このため、入出力装置から、平易なデータ名称をキーとした通信により容易に制御装置のデータにアクセスし参照や変更を行うことが可能となる。また、入出力装置と制御装置の間で、文字列であるデータ名称が伝達できればよいことから、汎用若しくは従来から用いられてきたようなインターフェースが使用可能となる。また、データ名称に基づき、入出力装置のＧＵＩ開発やシステムの標準化も容易になる。

請求項２の発明は、請求項１記載の制御システムにおいて、前記制御装置は、制御装置を識別するために予め格納している識別情報と、前記アクセスの対象を示すために前記通信データに含まれる識別情報とを比較することにより、その通信データにかかるデータアクセスが自制御装置宛てデータアクセスであるか否かを識別する手段を備えたことを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項２の発明を方法という見方から捉えたもので、請求項５記載の制御方法において、前記制御装置の前記コンピュータが、制御装置を識別するために予め格納している識別情報と、前記アクセスの対象を示すために前記通信データに含まれる識別情報とを比較することにより、その通信データにかかるデータアクセスが自制御装置宛てデータアクセスであるか否かを識別することを特徴とする。

これらの態様は、請求項１，５と同様な作用効果に加え、次のような作用効果を有する。すなわち、制御装置側で、届いた通信データ中の識別情報と自己の識別情報との一致不一致に基づいて、アクセスの対象が自制御装置か否かを識別するので、各制御装置において同一のデータ名称を使用していても、目的の制御装置のデータを円滑確実に参照、変更することができる。

請求項３の発明は、請求項１又は２記載の制御システムにおいて、前記データテーブルは、所望の前記データ名称に対し、複数の前記データアドレスを対応付けることを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項３の発明を方法という見方から捉えたもので、請求項５又は６記載の制御方法において、前記データテーブルは、所望の前記データ名称に対し、複数の前記データアドレスを対応付けることを特徴とする。

これらの態様は、請求項１，５と同様な作用効果に加え、次のような作用効果を有する。すなわち、１つのデータ名称に複数のデータアドレスを対応付けるように対照データテーブルの構造を拡張することで、入出力装置から、そのようなデータ名称を用いた通信データにより、参照（読み出し）、変更、書き込みといった所望のアクセスを、制御装置の複数のデータ、例えば構造化したデータを対象として行うことが可能となる。

請求項４の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の制御システムにおいて、前記データテーブルは、所望のデータアドレスに対し、対応するデータの種類及び語長の少なくとも一方の情報を伴い、前記変換手段により変換されたデータアドレスに基づいて、対応するデータとともに、前記データテーブルから読み出した前記種類又は語長の少なくとも一方を通信元に対し返信する手段を備えたことを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項４の発明を方法という見方から捉えたもので、請求項５から７のいずれかに記載の制御方法において、前記データテーブルは、所望のデータアドレスに対し、対応するデータの種類及び語長の少なくとも一方の情報を伴い、前記制御装置の前記コンピュータは、前記変換処理により変換されたデータアドレスに基づいて、対応するデータとともに、前記データテーブルから読み出した前記種類又は語長の少なくとも一方を通信元に対し返信することを特徴とする。

これらの態様は、請求項１，５と同様な作用効果に加え、次のような作用効果を有する。すなわち、制御装置が、データ名称でアクセスされるデータごとにその種類や語長の情報もデータテーブルに持ち、データとともに通信データに付加してアクセス元に返信する。このため、制御装置毎にデータの語長が異なる場合や、１つの制御装置において、整数データ、実数データ、ビットデータ等のさまざまなデータを扱う場合のように、データの種類や語長が事前には不明であっても、制御装置から返信されるデータの種別や語長を入出力装置の側で判断し、適切な格納用変数の種類や表示形式を選択可能となる。このため、データ種別や語長が異なる制御装置のデータを参照する場合でも、予めデータの種別や語長を入出力装置の側で保持することも要さず、それらの食い違いによる不適切な動作は未然防止され、円滑なアクセスが実現される。

以上のように、本発明によれば、汎用的な入出力装置から平易なデータ名称を用いた通信により容易に制御装置のデータをアクセス可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態（以下「実施形態」と呼ぶ）について図面を参照して具体的に説明する。なお、各実施形態は、必要な周辺装置を備えたコンピュータを、プログラムで制御することにより実現できるが、この場合のハードウェアやプログラムの実現態様は各種変更可能である。また、本発明は、装置、方法、プログラム、そのようなプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体など、複数のカテゴリとしても把握可能である。

このように本発明の実現態様は各種考えられるので、以下の説明では、本発明及び各実施形態の各機能を実現する仮想的回路ブロックを用いる。なお、各実施形態において、その実施形態以前に説明した実施形態で登場した構成要素と同一又は共通の構成要素については、原則として共通の符号を付し、重複説明は省略する。

〔１．第１実施形態〕
第１実施形態における制御システムは、図１の構成図に示すように、一又は二以上の制御装置１と、一又は二以上の入出力装置２とを、直接接続するＲＳ−２３２Ｃ等の通信ケーブルや、ＩＥＥＥ８０２．３等のネットワーク３ｂを用いた通信経路３により結合したものである。

また、図１に示す制御装置１における通信機能は、図２の構成図に示す下記の各要素を備える。すなわち、通信ドライバ部１１は、入出力装置２と制御装置１との間で通信経路３を経て、所定の各インターフェース及び通信プロトコルにしたがい、文字列で表されるデータ名称を用いたデータの通信の処理を行い、この処理には伝送信号からの通信データの抽出が含まれる。通信ドライバ部１１と同様ないし対応する構成要素を入出力装置２の側にも設ける。

また、名称／アドレステーブル１３は対照データテーブルで、格納している対照データは、図３に示すように、前記通信で用いるデータ名称と、それに対応するデータにアクセスするためのレジスタ番号等のデータアドレスである。すなわち、図３に示す名称／アドレステーブル１３の例は、データ名称とデータアドレスをフィールドとした各レコードにより構成された記録領域により実現される。また、名称／アドレス変換部１２は、名称／アドレステーブル１３を参照することにより前記データ名称と前記データアドレスとの変換を行う手段であり、特に、通信データに含まれるデータ名称に一致するデータアドレスを取得して、このアドレスにより、制御装置１においてデータを処理するデータ部１４のデータの参照、変更を行う。

例えば、入出力装置２から制御装置１へアクセス対象のデータ名称として「信号１」という文字列が送られると、名称／アドレス変換部１２は名称／アドレステーブル１３（図３）を参照し、例えば「信号１」のようなデータ名称を「アドレス１」のような対応するアドレスに変換してアクセスに用いる。より具体的な例として、入出力装置２から送られた「マスコンＡ異常」のようなデータ名称が制御装置１で「Ｄ０００００」のようなレジスタアドレスに変換され、そのアドレスから読み出したデータが入出力装置２へ返信される。同様に「ＳＷ１」のようなデータ名称に基づき、変換されたアドレス「Ｄ００１００」から読み出したデータが返信される。

このように、この第１実施形態によれば、制御装置１内において名称／アドレス変換部１２が、言葉等の文字列で表されるデータ名称と、これに制御装置１内で対応するデータアドレスとの間で、予め用意された対照データテーブルである名称／アドレステーブル１３を用いた変換を行う。このため、入出力装置２から、制御システムでの名称や一般的な名称といった平易なデータ名称をキーとした通信により容易に制御装置１のデータにアクセスし参照や変更、その他の様々な処理を行うことが可能となる。また、入出力装置と制御装置の間で、文字列であるデータ名称が伝達できればよいことから、汎用若しくは従来から用いられてきたようなインターフェースが使用可能となる。また、データ名称に基づき、入出力装置２のＧＵＩ開発やシステムの標準化も容易になる。

〔２．第２実施形態〕
第２実施形態は、図４の構成図に示すように、制御装置１０２が、図２に示した第１実施形態の構成に加え、対象識別部２０を備える例である。この対照識別部２０は、各制御装置１０２に予め割り当てられた互いに重複しないユニークな識別情報であるオリジナル番号２１をフラッシュメモリなどの記憶手段に予め格納しており、通信データに含まれるアクセス先識別番号とオリジナル番号との照合により、通信データが自制御装置へのアクセスであるかを判断するものである。

このように、この第２実施形態は、第１の実施形態と同様な作用効果に加え、次のような作用効果を有する。すなわち、制御装置１０２側で、届いた通信データ中の識別情報と自己の識別情報との一致不一致に基づいて、アクセスの対象が自制御装置か否かを識別するので、各制御装置において同一のデータ名称を使用していても、目的の制御装置のデータを円滑確実に参照、変更することができる。

〔３．第３実施形態〕
第３実施形態は、構成の概略は第１実施形態（図２）と同様ながら、図２の名称／アドレステーブル１３のレコード内容として、図５に示すように、１つのデータ名称に対し複数のデータアドレスのフィールドが対応するように構成したものである。

この第３実施形態は、第１実施形態と同様な作用効果に加え、次のような作用効果を有する。すなわち、１つのデータ名称に複数のデータアドレスを対応付けるように名称／アドレステーブル１３の構造を拡張することで、入出力装置２から、そのようなデータ名称を用いた通信データにより、参照（読み出し）、変更、書き込みといった所望のアクセスを、制御装置の複数のデータ、例えば構造化したデータを対象として行うことが可能となる。

例えば、マクロ命令における入力信号と出力信号からなる構造化したデータを参照する場合に、１つのデータ名称で各制御装置でマクロに関連する複数のデータを一度に参照可能となる。

〔４．第４実施形態〕
第４実施形態は、図６の構成図に示すように、制御装置１０４が、図２に示した第１実施形態の構成に加え、データ種別／語長付加部３０を持つ例である。このデータ種別／語長付加部３０は、データ種類、語長のフィールドを名称／アドレステーブル１３４より読出し、読み出した制御装置のデータに付加するものである。これに対応し、第４実施形態における名称／アドレステーブル１３４のレコード内容は、第１実施形態における名称／アドレステーブル１３（図３）や第２実施形態における名称／アドレステーブル（図５）と異なり、図７に示すように、所望の１つのデータ名称に対し、複数のデータアドレスと、各データアドレスに対応するデータ種類及び語長の各フィールドを含むように構成される。データ種類及び語長のデータは一方のみを処理するようにしてもよい。

以上のような第４実施形態におけるデータ種別／語長付加部３０及び通信ドライバ１１は、名称／アドレス変換部１２により変換されたデータアドレスに基づいて、対応するデータとともに、名称／アドレステーブル部１３４から読み出した前記種類又は語長の少なくとも一方を通信元に対し返信する手段を構成している。

この第４実施形態によれば、第１実施形態と同様な作用効果に加え、次のような作用効果を有する。制御装置１０４が、データ名称でアクセスされるデータごとにその種類や語長の情報も名称／アドレステーブル１３４に持ち、データとともに通信データに付加してアクセス元に返信する。このため、制御装置１０４毎にデータの語長が異なる場合や、１つの制御装置１０４において、整数データ、実数データ、ビットデータ等のさまざまなデータを扱う場合のように、データの種類や語長が事前には不明であっても、制御装置１０４から返信されるデータの種別や語長を入出力装置２の側で判断し、適切な格納用変数の種類や表示形式を選択可能となる。このため、データ種別や語長が異なる制御装置１０４のデータを参照する場合でも、予めデータの種別や語長を入出力装置の側で保持することも要さず、それらの食い違いによる不適切な動作は未然防止され、円滑なアクセスが実現される。

〔５．他の実施形態〕
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、次に例示するような他の実施形態も含むものである。例えば、図１のシステム構成、図２、図４、図６に示した制御装置の構成、図３、図５、図７に示した名称／アドレステーブルのデータ構造は例示に過ぎず、具体的には適宜変更実施可能である。また、入出力装置としては、ウェブアクセス用のパソコンやＰＤＡ等の通信端末装置も利用可能である。また、上記各実施形態では、データ名称を用いた通信としては制御装置と入出力装置の間の通信を例示したが、データ名称の送受信による通信は、例えば制御装置間のデータ送受信にも適用可能である。

本発明の第１実施形態における制御システムの構成図。 本発明の第１実施形態における制御装置について、通信機能に関わる構成を示す機能ブロック図。 本発明の第１実施形態における名称／アドレステーブルのフィールドとレコードの構造を示す概念図。 本発明の第２実施形態における制御装置について、通信機能に関わる構成を示す機能ブロック図。 本発明の第３実施形態における名称／アドレステーブルのフィールドとレコードの構造を示す概念図。 本発明の第４実施形態における制御装置について、通信機能に関わる構成を示す機能ブロック図。 本発明の第４実施形態における名称／アドレステーブルのフィールドとレコードの構造を示す概念図。 従来技術における送受信ロジックの一例を示す図。

符号の説明

１，１０３，１０４ 制御装置
２ 入出力装置
３ 通信経路
３ａ 通信ケーブル
３ｂ ネットワーク
１１ 通信ドライバ
１２ 名称／アドレス変換部
１３，１３４ 名称／アドレステーブル
１４ データ部
２０ 対象識別部
２１ オリジナル番号
３０ データ種別／語長付加部

Claims (8)

1. 一以上の制御装置と一以上の入出力装置とを通信経路で接続した制御システムにおいて、
   前記制御装置と入出力装置の間で、前記通信経路を経てデータ名称を用いたデータの通信を行う通信手段を備え、
   前記制御装置は、
   前記データ名称とそれに対応するデータにアクセスするためのデータアドレスとの対照データを予め格納した対照データテーブルと、
   コンピュータが前記対照データテーブルを参照することにより前記通信にかかる前記データ名称と前記データアドレスとの変換を行う変換手段と、
   を備えたことを特徴とする制御システム。
2. 前記制御装置は、制御装置を識別するために予め格納している識別情報と、前記アクセスの対象を示すために前記通信データに含まれる識別情報とを比較することにより、その通信データにかかるデータアクセスが自制御装置宛てデータアクセスであるか否かを識別する手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の制御システム。
3. 前記データテーブルは、所望の前記データ名称に対し、複数の前記データアドレスを対応付けることを特徴とする請求項１又は２記載の制御システム。
4. 前記データテーブルは、所望のデータアドレスに対し、対応するデータの種類及び語長の少なくとも一方の情報を伴い、
   前記変換手段により変換されたデータアドレスに基づいて、対応するデータとともに、前記データテーブルから読み出した前記種類又は語長の少なくとも一方を通信元に対し返信する手段を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の制御システム。
5. コンピュータを用いた一以上の制御装置と入出力装置とを通信経路で接続した制御システムにおいてコンピュータが行う制御方法において、
   コンピュータが、前記制御装置と入出力装置の間で、前記通信経路を経てデータ名称を用いたデータの通信を行い、
   前記制御装置の前記コンピュータが、
   前記データ名称とそれに対応するデータにアクセスするためのデータアドレスとの対照データを所定の対照データテーブルに予め格納しておき、
   前記対照データテーブルを参照することにより前記通信にかかる前記データ名称と前記データアドレスとの変換処理を行うことを特徴とする制御方法。
6. 前記制御装置の前記コンピュータが、制御装置を識別するために予め格納している識別情報と、前記アクセスの対象を示すために前記通信データに含まれる識別情報とを比較することにより、その通信データにかかるデータアクセスが自制御装置宛てデータアクセスであるか否かを識別することを特徴とする請求項５記載の制御方法。
7. 前記データテーブルは、所望の前記データ名称に対し、複数の前記データアドレスを対応付けることを特徴とする請求項５又は６記載の制御方法。
8. 前記データテーブルは、所望のデータアドレスに対し、対応するデータの種類及び語長の少なくとも一方の情報を伴い、
   前記制御装置の前記コンピュータは、前記変換処理により変換されたデータアドレスに基づいて、対応するデータとともに、前記データテーブルから読み出した前記種類又は語長の少なくとも一方を通信元に対し返信することを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載の制御方法。

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