JP2006086990A - Control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多数のモータやセンサなどの制御機器を備えたユニット部、及び制御機器を制御するためのコマンドなどをユニット部に対して伝送する主制御部により構成される制御システムに関する。 The present invention relates to a control system including a unit unit including control devices such as a large number of motors and sensors, and a main control unit that transmits commands and the like for controlling the control device to the unit unit.
制御システムの一例として、紙葉類などの媒体を搬送する媒体搬送装置が知られている。媒体搬送装置は、媒体の分離や移動のための多数のパルスモータやアクチュエータを備えた複数のユニット部(搬送部、取込部、集積部)、及びこれらユニット部内のパスルモータやアクチュエータの動作を制御する制御コマンドを発行する主制御部により構成されている(特許文献1参照)。
主制御部(上位制御装置)とユニット部(下位制御装置)との間で行なわれるシリアル通信では、主制御部からユニット部に送られるコマンドと、このコマンドの処理結果をユニット部から主制御部へ送られるレスポンス(以下CMD/RESという)、及び主制御部、ユニット部の間で伝送されるデータ(以下D−I/Oという)共にトータルフレーム方式によるサイクリック通信が採用されている。サイクリック通信でデータを伝送する制御システムをイベントドリブン方式のシステムに組み込むと、複数のイベントを同時に処理することができず、遅延時間が発生してしまうという問題がある。 In serial communication performed between the main control unit (higher level control device) and the unit unit (lower level control device), a command sent from the main control unit to the unit unit and the processing result of this command are sent from the unit unit to the main control unit. Cyclic communication using the total frame method is adopted for the response (hereinafter referred to as CMD / RES) sent to the communication and the data (hereinafter referred to as DI / O) transmitted between the main control unit and the unit unit. When a control system that transmits data by cyclic communication is incorporated into an event-driven system, there is a problem that a plurality of events cannot be processed simultaneously, resulting in a delay time.
本発明の目的は、上記課題を解決するためになされたものであり、通信効率に優れた制御システムを提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-described problems, and is to provide a control system having excellent communication efficiency.
この発明の制御システムは、以下のように構成されている。 The control system of the present invention is configured as follows.
(1)この発明は、伝送情報の種類や状態に基づいて所定の通信プロトコルを選択し、選択した所定の通信プロトコルにより伝送情報を伝送する第1の制御手段と、前記第1の制御手段から所定の通信プロトコルにより伝送される伝送情報を受信し、受信した伝送情報に基づき制御機器を制御する第2の制御手段とを備えたことを特徴とする制御システムである。 (1) The present invention includes a first control unit that selects a predetermined communication protocol based on the type and state of transmission information, and transmits the transmission information using the selected predetermined communication protocol, and the first control unit. A control system comprising: second control means for receiving transmission information transmitted by a predetermined communication protocol and controlling a control device based on the received transmission information.
(2)この発明の制御システムは、伝送情報を伝送する第1の制御手段と、応答速度の異なる複数の制御機器が接続されるとともに、前記第1の制御手段から伝送された伝送情報を受信し、この伝送情報に基づき前記制御機器を制御する第2の制御手段とを備え、前記第2の制御手段は、受信した前記伝送情報の誤りを検知する検知手段と、この検知手段により誤りを検知したとき、前記各制御機器の応答速度に応じて前記伝送情報の破棄又は前記伝送情報の再送要求のいずれかを選択し実行する手段とを有することを特徴とする制御システムである。 (2) In the control system of the present invention, the first control means for transmitting transmission information and a plurality of control devices having different response speeds are connected, and the transmission information transmitted from the first control means is received. And a second control means for controlling the control device based on the transmission information. The second control means detects the error of the received transmission information, and detects the error by the detection means. And a means for selecting and executing either discarding of the transmission information or a retransmission request for the transmission information according to a response speed of each control device when detected.
本発明によれば、通信効率に優れた制御システムを提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the control system excellent in communication efficiency can be provided.
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、この発明の一例の制御システムの概略構成を示す図である。図1に示すように、制御システムは、主制御部100A及びユニット部100Bを備えている。主制御部100Aは、コントロール用上位CPU101、及び通信マスタ側CPU102を備えており、コントロール用上位CPU101は、通信マスタ側CPU102に対して各種指示を出す。一方のユニット部100Bは、複数のスレーブ側CPU103(CPU#1、CPU#2、CPU#3、CPU#4)、及び各スレーブ側CPU103により制御されるフォトインタラプタ107、モータ108、モータ109、ソレノイド110等を備えている。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a control system according to an example of the present invention. As shown in FIG. 1, the control system includes a
主制御部100Aの通信マスタ側CPU102(第1の制御手段)とユニット部100Bの各スレーブ側CPU103(第2の制御手段)とは、例えば二つの伝送路105及び106により接続されており、通信マスタ側CPU102とスレーブ側CPU103によりシリアル通信が制御される。二つの伝送路105及び106は、伝送情報の種類に応じて使い分けられる。例えば、伝送路105はコマンド情報CMD(COMMAND)とレスポンス情報RES(RESPONSE)(以下CMD/RESという)の専用伝送路であり、また伝送路106は入出力データD(DATA)−I(INPUT)/O(OUTPUT)(以下、D−I/Oという)の専用伝送路である。この二つの伝送路105及び106は、物理的に独立した伝送路(シリアルケーブル)であってもよいし、或いは論理的に独立した伝送路であってもよい。論理的に独立した伝送路の場合には、例えば通信周波数帯を変えて異なる情報を伝送する。
The communication master side CPU 102 (first control unit) of the
コントロール用上位CPU101は、ユニット部100Bのフォトインタラプタ107、モータ108、モータ109、ソレノイド110に対する駆動を統括的に指令する。この指令値に従い、スレーブ側CPU103がフォトインタラプタ107、モータ108、モータ109、ソレノイド110の駆動等の詳細な制御を行なう。
The upper control CPU 101 gives a general command to drive the
次に、サイクリック伝送方式とトランジェント伝送方式について説明する。 Next, the cyclic transmission method and the transient transmission method will be described.
従来の省配線システムは、CMD/RESとD−I/Oともに、それぞれの伝送路上でトータルフレーム方式でサイクリックに伝送していたため、イベントドリブン方式のシステムに組み込むと、複数のイベントを同時に処理することができないという問題があった。この問題に対処するために、例えばCMD/RESとD−I/Oを異なるプロトコルで伝送する。 In the conventional wiring-saving system, both CMD / RES and D-I / O are cyclically transmitted in the total frame method on each transmission path, so when incorporated into an event-driven system, multiple events are processed simultaneously. There was a problem that could not be done. In order to deal with this problem, for example, CMD / RES and DI / O are transmitted using different protocols.
つまり、通信マスタ側CPU102は、伝送情報の種類(CMD/RES又はD−I/O)に基づいて、所定の通信プロトコル(トランジェント伝送方式又はサイクリック伝送方式)を選択し、選択した所定の通信プロトコルにより伝送情報をスレーブ側CPU103へ伝送する。例えば、通信マスタ側CPU102は、コマンドの伝送はトランジェント伝送方式を選択し、選択したトランジェント伝送方式によりコマンドを伝送路105経由でスレーブ側CPU103へ伝送する。また、通信マスタ側CPU102は、データはサイクリック伝送方式を選択し、選択したサイクリック伝送方式によりデータを伝送路106経由でスレーブ側CPU103へ伝送する。
That is, the communication
スレーブ側CPU103は、伝送路105経由でトランジェント伝送方式により伝送されたコマンドを受信し、受信したコマンドに基づきモータ108又はモータ109を制御する。また、スレーブ側CPU103は、受信したコマンドに対応するレスポンスを、トランジェント伝送方式により伝送路105経由で通信マスタ側CPU102へ送信する。さらに、スレーブ側CPU103は、伝送路106経由でサイクリック伝送方式により伝送されるデータを受信し、受信したデータに基づきモータ108、109、又はソレノイド110を制御する。
The
上記のように、D−I/Oは、常にコントロール用上位CPU101で監視されるため、サイクリック伝送方式の対象となる。このときオーバーヘッドするデータ量を少なくし、トラフィックの増加を防ぐ必要があるため、トータルフレーム方式によるサイクリック伝送方式を採用する。図2は、トータルフレーム方式のフォーマットの一例を示す図である。図2に示すように、トータルフレーム方式のフォーマットは、同期信号201(SYN×2個)、スレーブCPU接続個数202、共通コマンド203、CPU#1〜CPU#nまでのOutputデータフレーム204により構成されている。
As described above, since the DI / O is always monitored by the control upper CPU 101, it is an object of the cyclic transmission method. At this time, since it is necessary to reduce the amount of overhead data and prevent an increase in traffic, a cyclic transmission method using a total frame method is adopted. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a total frame format. As shown in FIG. 2, the total frame format is composed of a synchronization signal 201 (SYN × 2), a slave
CMD/RESに関しては、イベントドリブン方式ではコマンドやレスポンスの発行タイミングは不確定である。そのためイベントが発生したらシングルパケット方式によるトランジェント伝送方式により伝送する。図3は、シングルパケット方式のフォーマットの一例を示す図である。図3に示すように、シングルパケット方式のフォーマットは、同期信号301(SYN×2個)、スレーブ側CPUアドレス302、CPU設定コマンド303により構成されている。
With regard to CMD / RES, command and response issuance timing is uncertain in the event-driven method. Therefore, when an event occurs, it is transmitted by a transient transmission method using a single packet method. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a single packet format. As shown in FIG. 3, the single packet format includes a synchronization signal 301 (SYN × 2), a slave
本制御システムでは、例えば、D−I/O(つまりデータ入出力装置)をスレーブ側CPU103に16個接続でき、一つのD−I/Oあたりのデータ量は1ビットである。よって、一つのスレーブ側CPU103あたりの総D−I/Oは2バイトとなる。スレーブ側CPU103が計16個接続されている場合、一度のサイクリック通信で送信されるD−I/Oは16×2=32バイトとなる。この32バイトに、同期信号201を6バイト(SYN×2)、スレーブCPU接続個数202を1バイト、共通コマンド203を1バイトを加えた計40バイトが一度のサイクリック伝送方式で送信されるデータ量である。
In this control system, for example, 16 D-I / Os (that is, data input / output devices) can be connected to the
シングルパケット方式によるトランジェント伝送方式では、同期信号301を6バイト(SYN×2)、スレーブCPUアドレス302を1バイト、CPU設定コマンド303を2バイトの計9バイトが一度のトランジェント伝送方式で送信されるデータ量となる。
In the transient transmission method based on the single packet method, the
上記したように、物理的な伝送路を複数用意し、物理的な伝送路毎にプロトコルを変えて通信を行うことで、アクチュエータ制御に特化した通信システムを構築できる。また、一本の物理的な伝送路を周波数分割で論理的な二つの伝送路に分け、CMD/RESは高い周波数帯でトランジェント伝送を行い、D−I/Oは低い周波数帯でサイクリック伝送を行うことでサイクリック/トランジェント伝送方式による効果的な通信を行うことができる。 As described above, a communication system specialized for actuator control can be constructed by preparing a plurality of physical transmission paths and performing communication by changing the protocol for each physical transmission path. Also, one physical transmission line is divided into two logical transmission lines by frequency division, CMD / RES performs transient transmission in a high frequency band, and DI / O cyclic transmission in a low frequency band. By performing this, it is possible to perform effective communication using the cyclic / transient transmission method.
続いて、CMD/RES可変長トータルフレーム方式について説明する。 Next, the CMD / RES variable length total frame method will be described.
上記したように、D−I/Oはトータルフレーム方式で伝送を行い、CMD/RESはシングルパケット方式で伝送する。一方、同時に発生するイベントが多くなりトラフィックが増大する場合やサイクリックにコマンドが発行される場合などは、CMD/RESを可変長のトータルフレーム方式で伝送する。 As described above, DI / O is transmitted by the total frame method, and CMD / RES is transmitted by the single packet method. On the other hand, when the number of events occurring simultaneously increases and traffic increases or when a command is issued cyclically, CMD / RES is transmitted in a variable-length total frame method.
図4は、可変長トータルフレーム方式のフォーマットの一例を示す図である。図4に示すように、可変長トータルフレーム方式のフォーマットは、同期信号401(SYN×2個)、デバイスNo402、コマンド404により構成される。デバイスNo402は、対象となるスレーブ側CPU103の接続デバイスをデバイスNo詳細情報403により指定している。CPU#1の接続デバイスNo2、No4にコマンドを送りたい場合、デバイスNo詳細情報403の該当部分のビットを立てて送信デバイスを指定する。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the format of the variable length total frame method. As shown in FIG. 4, the format of the variable length total frame method includes a synchronization signal 401 (SYN × 2), a device number 402, and a
例えば、32個の制御コマンドが同時に発行された場合を考える。キャラクタ同期方式でシングルパケット毎に送信する場合、32×同期信号のビット数(SYN2個)=192バイト分のオーバーヘッドが発生する。これを可変トータルフレーム方式で転送するとオーバーヘッドは、SYN2個分+受信デバイスNoフレームの1バイトであり、全体としてヘッダ部は7バイトに抑えられ、通信効率を高めることができる。 For example, consider a case where 32 control commands are issued simultaneously. When transmission is performed for each single packet in the character synchronization method, an overhead of 32 × number of synchronization signal bits (2 SYNs) = 192 bytes occurs. When this is transferred by the variable total frame method, the overhead is 1 byte of 2 SYNs + the receiving device No frame, and the header portion is suppressed to 7 bytes as a whole, and the communication efficiency can be improved.
続いて、静的プロトコル変換について説明する。 Next, static protocol conversion will be described.
CMD/RESをシングルパケット方式で送信するか、又は可変トータルフレーム方式で送信するかはシステムの初期化時に決定する。可変トータルフレーム方式で送信する場合、以下の2つの方式がある.
第1の方式として、スケジューリング方式がある。サンプリングタイム毎(例えば1[ms]毎)に、送信データをトータルフレーム化し通信する。スケジューリングして送信することで、サンプリングタイムの最低値は保証される。
Whether CMD / RES is transmitted by a single packet method or a variable total frame method is determined at the time of system initialization. There are the following two methods for transmission using the variable total frame method.
A first method is a scheduling method. At every sampling time (for example, every 1 [ms]), transmission data is converted into a total frame and communicated. By scheduling and transmitting, the minimum value of the sampling time is guaranteed.
第2の方式として、パケット数判定方式がある。送信データの個数が任意の値となった(例えば10個のCMD/RESがFirst In First Out memory(FIFO)にためられた)時に、FIFOにたまった送信データをトータルフレーム化し通信する。このとき、スケジューリング方式と同様にサンプリングタイムの設定も行う。設定したサンプリングタイム又は設定したパケット数のどちらかが先に条件を満たしたときに通信する。これにより、サンプリングタイムの最低値とデータキューイングの最大値を共に保証することができる。 As a second method, there is a packet number determination method. When the number of transmission data reaches an arbitrary value (for example, 10 CMD / RES are stored in First In First Out memory (FIFO)), the transmission data accumulated in the FIFO is converted into a total frame and communicated. At this time, the sampling time is also set as in the scheduling method. Communication is performed when either the set sampling time or the set number of packets satisfies the condition first. Thereby, both the minimum value of sampling time and the maximum value of data queuing can be guaranteed.
図5は、スケジューリング方式及びパケット数判定方式を適用したデータ送信処理の一例を示すフローチャートである。例えば設定したサンプリングタイム値が1[ms]、パケット数が5個とする。通信マスタ側CPU102において、送信シーケンスが開始され(ST501)、送信データの発生が検知されると(ST502、YES)、前回の送信から1[ms]経過していない時点でもFIFO中のパケット数が5個に達した場合は(ST503、YES)、FIFO中の5個のデータをトータルフレーム化し送信する(ST504)。送信データの発生が検知されなくても(ST502、NO)、前回の送信より1[ms]経過すれば(ST505、YES)、FIFO中のパケット数が5個に満たない場合でも、FIFO中の全データをフレーム化し送信する(ST506)。
FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of data transmission processing to which the scheduling method and the packet number determination method are applied. For example, assume that the set sampling time value is 1 [ms] and the number of packets is 5. When the communication
サンプリングタイムの最低値を保証したい場合(このケースに該当する伝送情報の場合)はスケジューリング方式を用い、リアルタイム性を優先する場合(このケースに該当する伝送情報の場合)にはパケット数判定方式が有効である。つまり、伝送情報の種類に基づき、可変トータルフレームによるスケジュールリング方式を適用した伝送、又は可変トータルフレームによるパケット数判定方式を適用した伝送が選択される。 If you want to guarantee the minimum sampling time (in the case of transmission information that corresponds to this case), use the scheduling method. If priority is given to real-time performance (in the case of transmission information that corresponds to this case), the packet number determination method is It is valid. That is, based on the type of transmission information, transmission using a scheduling method using a variable total frame or transmission using a packet number determination method using a variable total frame is selected.
このように、オーバーヘッドを考慮してプロトコルを変えることで通信速度を最適化することができる。 Thus, the communication speed can be optimized by changing the protocol in consideration of overhead.
続いて、動的プロトコル変換について説明する。 Next, dynamic protocol conversion will be described.
CMD/RESをトランジェント伝送方式で通信しているとき、次第に発生するイベントが多くなりトラフィックが増大する場合(伝送情報の発生頻度が高くなる場合)は、通信途中でプロトコルを変更し、トータルフレーム方式により高効率化を行う。 When CMD / RES is communicated by the transient transmission method, if the number of events that occur gradually increases and the traffic increases (when the frequency of transmission information increases), the protocol is changed during the communication, and the total frame method To improve efficiency.
図6は、動的プロトコル変換を説明するためのフローチャートである。図6に示すように、まず、通信マスタ側CPU102が、コントロール用上位CPU101からの送信要求(単位時間当たりの送信パケットの発生数(発生頻度))をモニタリングし(ST601)、送信パケット発生数が閾値を超えなければ(ST602、NO)、シングルパケット方式のプロトコルで伝送を行い(ST603)、送信パケット発生数が閾値を超えたとき(ST602、YES)、シングルパケット方式から可変トータルフレーム方式にプロトコルを変更し伝送を行う(ST604)。
FIG. 6 is a flowchart for explaining the dynamic protocol conversion. As shown in FIG. 6, first, the communication
単位時間当たりの送信パケット数の閾値および可変トータルフレーム方式の設定は、初期化時に行う。初期化時に閾値(packet/s)を設定、また、伝送割込みの種類はハイブリッド伝送による伝送方式で伝送される。スレーブ側CPU103は、図7及び図8に示すパケットのプロトコル宣言部602及び702に基づき、送られてきたデータがシングルパケット方式かトータルフレーム方式かを判断する。
The threshold for the number of transmission packets per unit time and the setting of the variable total frame method are set at the time of initialization. A threshold value (packet / s) is set at the time of initialization, and the type of transmission interrupt is transmitted by a transmission method by hybrid transmission. The
通信トラフィックにあわせてプロトコルを動的に変えることで、任意の通信トラフィックでの通信速度を最適化することができる。 By dynamically changing the protocol according to the communication traffic, the communication speed for any communication traffic can be optimized.
図7は、動的プロトコル変換に対応した可変長トータルフレーム方式のフォーマットの一例を示す図である。図7に示すように、動的プロトコル変換に対応した可変長トータルフレーム方式のフォーマットは、同期信号701(SYN×2個)、通信プロトコル宣言部702、デバイスNo703、共通コマンド704、CPU#1〜CPU#nまでのOutputデータフレーム705により構成される。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a format of a variable length total frame method corresponding to dynamic protocol conversion. As shown in FIG. 7, the format of the variable length total frame method corresponding to the dynamic protocol conversion includes a synchronization signal 701 (SYN × 2), a communication
図8は、動的プロトコル変換に対応したシングルパケット方式のフォーマットの一例を示す図である。図8に示すように、動的プロトコル変換に対応したシングルパケット方式のフォーマットは、同期信号801(SYN×2個)、通信プロトコル宣言部802、スレーブ側CPUアドレス803、CPU設定コマンド804により構成されている。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a single packet format that supports dynamic protocol conversion. As shown in FIG. 8, the format of the single packet method corresponding to the dynamic protocol conversion includes a synchronization signal 801 (SYN × 2), a communication
続いて、伝送情報の誤り制御について説明する。 Next, transmission information error control will be described.
スレーブ側CPU103に接続された接続デバイスの応答周波数に着目して、伝送情報の誤りに対する制御方式を変更する。本制御システムで使用するCMD/RESに割り当てられた伝送路105には応答速度が早く、精度の高い制御を必要とするアクチュエータが接続されており、D−I/Oに割り当てられた伝送路106には比較的応答速度の遅いアクチュエータが接続される。例えば、ソレノイド110は伝送路106で送受信したデータで制御され、モータ108及び109は伝送路105で送受信したデータで制御されている。
Focusing on the response frequency of the connected device connected to the
ソレノイドの応答周期10[ms]は、現在のサイクリック通信のサンプリングタイム128[μs]からみると十分大きな値である。伝送誤りが一度起きてもソレノイドの応答帯域でないため制御系の安定性は失われない。一方、応答周波数の高いモータ駆動コマンドに伝送誤りが発生し、その値がドライバに設定されてしまうと制御系の安定性が著しく損なわれる。 The solenoid response cycle 10 [ms] is a sufficiently large value when viewed from the sampling time 128 [μs] of the current cyclic communication. Even if a transmission error occurs once, the stability of the control system is not lost because it is not the response band of the solenoid. On the other hand, if a transmission error occurs in a motor drive command having a high response frequency and the value is set in the driver, the stability of the control system is significantly impaired.
図11は、伝送情報の誤り制御の一例を示すフローチャートである。図11に示すように、スレーブ側CPU103がデータを受信した際に伝送誤りを検知すると(ST1101)(ST1102、NO)、そのデータを全て破棄し(ST1103)、次回のデータが送信されるのを待つ。一方、スレーブ側CPU103がコマンドを受信した際に伝送誤りを検知すると(ST1101)(ST1102、YES)、直ちに通信マスタ側CPU102に対して再送手続き(再送要求)を行い(ST1104)、これに対応して通信マスタ側CPU102はコマンドを再送する。このように伝送する情報の種類(データ又はコマンド)によって誤り制御方式を変えることで、制御系の安定性を保つことができる。
FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of transmission information error control. As shown in FIG. 11, when the
図9は、CRC(Cyclic Redundancy Check)による誤り制御符号FCS(Frame Check Sequence)を付加したトータルフレーム方式のフォーマットの一例を示す図である。図9に示すように、CRCによる誤り制御符号FCSを付加したトータルフレーム方式のフォーマットは、同期信号901(SYN×2個)、スレーブCPU接続個数902、共通コマンド903、CPU#1〜CPU#nまでのOutputデータフレーム904、誤り検知信号(FCS)905により構成されている。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a format of a total frame method to which an error control code FCS (Frame Check Sequence) based on CRC (Cyclic Redundancy Check) is added. As shown in FIG. 9, the format of the total frame method to which the error control code FCS by CRC is added is the synchronization signal 901 (SYN × 2), the number of
図10は、CRCによる誤り制御符号FCSを付加したシングルパケット方式のフォーマットの一例を示す図である。図10に示すように、CRCによる誤り制御符号FCSを付加したシングルパケット方式のフォーマットは、同期信号1001(SYN×2個)、スレーブ側CPUアドレス1002、CPU設定コマンド1003、誤り検知信号(FCS)1004により構成されている。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a format of a single packet system to which an error control code FCS by CRC is added. As shown in FIG. 10, the format of the single packet system to which the error control code FCS by CRC is added is a synchronization signal 1001 (SYN × 2), a
以下に、本実施形態をまとめる。 This embodiment will be summarized below.
(1)イベントドリブンである分散制御システムでは、上位制御装置と下位制御装置の通信手法として二本の物理的な伝送路を用い、CMD/RESはトランジェント伝送方式、D−I/Oはサイクリック伝送方式というように伝送情報の種類によって伝送路を分け、物理的な伝送路毎に独立したプロトコルを用いることで、メカ制御に最適化した通信を行うことができる。つまり、通信する情報の種類(CMD/RES、D−I/O)に合わせて独立した伝送路およびプロトコルをもつことで、より短いタイムスライス幅でのアクチュエータの制御、センサ値のサンプリングが可能となり、精密な制御を行うことができる。 (1) In an event-driven distributed control system, two physical transmission paths are used as a communication method between the host controller and the slave controller, CMD / RES is a transient transmission system, and DI / O is cyclic. By dividing the transmission path according to the type of transmission information as in the transmission method and using an independent protocol for each physical transmission path, communication optimized for mechanical control can be performed. In other words, by having an independent transmission path and protocol according to the type of information to be communicated (CMD / RES, DI / O), it becomes possible to control the actuator and sample the sensor value with a shorter time slice width. , Can perform precise control.
(2)イベントドリブンである分散制御システムでは、上位制御装置と下位制御装置の通信手法として一本の物理的な伝送路を周波数分割で論理的な二つの伝送路に分け、CMD/RESは高い周波数帯でトランジェント伝送を行い、D−I/Oは低い周波数帯でサイクリック伝送を行うことでメカ制御に最適化した通信を行うことができる。 (2) In an event-driven distributed control system, one physical transmission path is divided into two logical transmission paths by frequency division as a communication method between the host control apparatus and the lower control apparatus, and CMD / RES is high. By performing transient transmission in a frequency band, and performing DI / O cyclic transmission in a low frequency band, communication optimized for mechanical control can be performed.
(3)イベントドリブンである分散制御システムでは、上位制御装置と下位制御装置の通信手法としてCMD/RESを可変トータルフレームによるスケジューリング方式で伝送することで、複数のイベントが同時に多数発生しても少ないオーバーヘッドで伝送可能となり、サンプリングタイムの最低値を保証することが可能となる。 (3) In an event-driven distributed control system, CMD / RES is transmitted by a scheduling method using a variable total frame as a communication method between the host controller and the slave controller, so that a large number of events can be generated at a time. Transmission is possible with overhead, and the minimum sampling time can be guaranteed.
(4)イベントドリブンである分散制御システムでは、上位制御装置と下位制御装置の通信手法としてCMD/RESを可変トータルフレームによるパケット数判定方式で伝送することで、複数のイベントが同時に多数発生しても少ないオーバーヘッドで伝送可能となり、リアルタイム性を保証することが可能となる。 (4) In a distributed control system that is event-driven, a large number of events occur simultaneously by transmitting CMD / RES as a communication method between the host controller and the slave controller using a variable total frame packet number determination method. In addition, transmission can be performed with less overhead, and real-time performance can be guaranteed.
(5)イベントドリブンである分散制御システムでは、上位制御装置と下位制御装置の通信手法としてCMD/RESラインの通信トラフィックをモニタしておき、CMD/RESのトランジェント伝送中にネットワークのトラフィック増大を検知したらプロトコルを動的に可変サイクリック方式に変更し、検知しない場合にはシングルパケット方式で通信を行う。 (5) In the event-driven distributed control system, communication traffic on the CMD / RES line is monitored as a communication method between the host controller and the slave controller, and an increase in network traffic is detected during CMD / RES transient transmission. Then, the protocol is dynamically changed to the variable cyclic method, and if not detected, the communication is performed by the single packet method.
(6)下位制御装置に応答周波数の異なるデバイスを複数接続している分散制御システムでは、通信誤り制御手法として通信誤りが発見されたとき、応答周波数の低いデバイスへの指令であった場合はデータを破棄し、応答周波数の高いデバイスへの指令であった場合はデータを再送する。つまり、下位制御装置に接続されているデバイスの応答周波数によって、通信誤り制御手法を変更することで、通信トラフィックの増大を抑えながら安定性を保つことができる。 (6) In a distributed control system in which a plurality of devices having different response frequencies are connected to the lower-level control device, when a communication error is detected as a communication error control method, data is received if it is a command to a device having a low response frequency. If the command is for a device with a high response frequency, the data is retransmitted. That is, by changing the communication error control method according to the response frequency of the device connected to the lower-level control device, stability can be maintained while suppressing an increase in communication traffic.
なお、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, the embodiments may be appropriately combined as much as possible, and in that case, the combined effect can be obtained. Further, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and the effect described in the column of the effect of the invention Can be obtained as an invention.
100A…主制御部、100B…ユニット部、101…コントロール用上位CPU、102…通信マスタ側CPU、103…スレーブ側CPU、105、106…伝送路、107…フォトインタラプタ、108…モータ、109…モータ、110…ソレノイド
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記第1の制御手段から所定の通信プロトコルにより伝送される伝送情報を受信し、受信した伝送情報に基づき制御機器を制御する第2の制御手段と、
を備えたことを特徴とする制御システム。 A first control means for selecting a predetermined communication protocol based on the type and state of the transmission information, and transmitting the transmission information using the selected predetermined communication protocol;
Second control means for receiving transmission information transmitted by a predetermined communication protocol from the first control means, and controlling a control device based on the received transmission information;
A control system characterized by comprising:
前記第2の制御手段は、前記可変トータルフレームによるスケジュールリング方式を適用した伝送により前記伝送情報を受信し、前記伝送情報に基づき制御機器を制御することを特徴とする請求項1に記載の制御システム。 The first control means selects a transmission to which a scheduling method using a variable total frame is applied based on a type of transmission information, and transmits the transmission information by a transmission using a scheduling method using the selected variable total frame. And
2. The control according to claim 1, wherein the second control unit receives the transmission information by transmission to which a scheduling method using the variable total frame is applied, and controls a control device based on the transmission information. system.
前記第2の制御手段は、前記可変トータルフレームによるパケット数判定方式を適用した伝送により前記伝送情報を受信し、前記伝送情報に基づき制御機器を制御することを特徴とする請求項1に記載の制御システム。 The first control means selects transmission to which a packet number determination method using a variable total frame is applied based on the type of transmission information, and transmits the transmission information by transmission using the selected packet number determination method using the variable total frame. Transmit
The said 2nd control means receives the said transmission information by transmission which applied the packet number determination system by the said variable total frame, and controls a control apparatus based on the said transmission information, The control apparatus of Claim 1 characterized by the above-mentioned. Control system.
応答速度の異なる複数の制御機器が接続されるとともに、前記第1の制御手段から伝送された伝送情報を受信し、この伝送情報に基づき前記制御機器を制御する第2の制御手段と、
を備え、
前記第2の制御手段は、受信した前記伝送情報の誤りを検知する検知手段と、この検知手段により誤りを検知したとき、前記各制御機器の応答速度に応じて前記伝送情報の破棄又は前記伝送情報の再送要求のいずれかを選択し実行する手段とを有することを特徴とする制御システム。 First control means for transmitting transmission information;
A plurality of control devices having different response speeds connected thereto, receiving transmission information transmitted from the first control unit, and controlling the control device based on the transmission information;
With
The second control means detects the error of the received transmission information, and when the detection means detects an error, discards the transmission information or transmits the transmission information according to the response speed of each control device. And a means for selecting and executing one of information retransmission requests.
前記第1の制御手段は、第1の制御機器に対する第1の伝送情報と、第2の制御機器に対する第2の伝送情報とを伝送し、
前記第2の制御手段は、前記検知手段による前記第1の伝送情報の誤り検知に基づき前記第1の伝送情報を破棄し、前記第2の伝送情報の誤り検知に基づき前記第2の伝送情報の再送を前記第1の制御手段へ要求することを特徴とする請求項10に記載の制御システム。 The control device includes the first control device capable of responding to a first response speed, and the second control device capable of responding to a second response speed that is faster than the first response speed. ,
The first control means transmits first transmission information for a first control device and second transmission information for a second control device,
The second control means discards the first transmission information based on the error detection of the first transmission information by the detection means, and the second transmission information based on the error detection of the second transmission information. The control system according to claim 10, wherein the first control unit is requested to retransmit the data.
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