JP2006195780A - Controller and remote i/o communication method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、データ通信技術に関し、特に設備管理システムで各設備機器を制御するコントローラとこれら設備機器を遠隔地で接続するリモートI/O装置との間で行われるリモートI/O通信技術に関する。 The present invention relates to a data communication technology, and more particularly to a remote I / O communication technology performed between a controller that controls each facility device by a facility management system and a remote I / O device that connects these facility devices at remote locations.
ビル、工場、プラントなどの設備管理システムでは、設備機器が遠隔地に設置されている場合、この設備機器をリモートI/O装置に接続し、このリモートI/O装置とコントローラとを通信能力の高い通信ネットワークを介して接続する構成が採られる。
このような通信ネットワークでは、その伝送特性や耐ノイズ性などの通信能力を維持するため、専用のリモートI/Oケーブルが使用されるが、このリモートI/Oケーブルとしてイーサネット(登録商標)ケーブルが使用される場合もある。
一般に、イーサネットケーブルは、例えば100BAST−T対応のLANケーブルなどとして広く市販されており、専用のリモートI/Oケーブルと比較して入手しやすい。
In equipment management systems such as buildings, factories, and plants, when equipment is installed in a remote location, the equipment is connected to a remote I / O device, and the remote I / O device and the controller have communication capability. A configuration is adopted in which connection is made via a high communication network.
In such a communication network, a dedicated remote I / O cable is used in order to maintain communication capability such as transmission characteristics and noise resistance. An Ethernet (registered trademark) cable is used as the remote I / O cable. Sometimes used.
In general, an Ethernet cable is widely marketed as a LAN cable compatible with 100BAST-T, for example, and is easier to obtain than a dedicated remote I / O cable.
なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
しかしながら、このような従来技術では、不適合ケーブルを用いてコントローラとリモートI/O装置との間を接続した場合、両者間のデータ通信に不具合が発生する可能性があるという問題点があった。
通常、前述した専用のリモートI/Oケーブルは、その電気的特性や伝送方式に応じて、信号減衰や波形ひずみを考慮した仕様に基づく規定ケーブル長のものが用いられる。しかし、イーサネットケーブルは、種々の長さのケーブルの入手が容易であるため、仕様をはずれた不適合ケーブルが使用されることも考えられる。したがって、このようなケーブル長が仕様に合わない不適合ケーブルを用いてコントローラとリモートI/O装置との間を接続した場合、その通信ケーブルでの遅延が増大し、伝送エラーが生ずる原因となる。
However, in such a conventional technology, there is a problem in that, when a controller and a remote I / O device are connected using a non-conforming cable, there is a possibility that a problem occurs in data communication between the two.
In general, the dedicated remote I / O cable described above has a specified cable length based on specifications in consideration of signal attenuation and waveform distortion in accordance with its electrical characteristics and transmission method. However, since it is easy to obtain various lengths of Ethernet cables, non-conforming cables that are out of specification may be used. Therefore, if the controller and the remote I / O device are connected using such a non-conforming cable whose cable length does not meet the specifications, the delay in the communication cable increases, causing a transmission error.
また、コントローラとリモートI/O装置との間で多くのデータを高速で伝送するシステムでは、コントローラとリモートI/O装置との間を複数のリモートI/Oケーブルで並列的に接続することになる。これは、リモートI/Oケーブルの芯線数は8本(4ペア)に限定されているからである。
この際、並列接続に用いる個々の通信ケーブルとして電気的特性や長さの異なるものを用いた場合、各通信ケーブル間で信号減衰や転送遅延が異なるためデータの同期ずれにより伝送エラーが生ずる原因となる。
In a system that transmits a large amount of data between a controller and a remote I / O device at a high speed, the controller and the remote I / O device are connected in parallel with a plurality of remote I / O cables. Become. This is because the number of core wires of the remote I / O cable is limited to 8 (4 pairs).
In this case, if individual communication cables used for parallel connection have different electrical characteristics and lengths, signal attenuation and transfer delay differ between the communication cables, which may cause transmission errors due to data synchronization shifts. Become.
また、硫化性などの厳しい腐食性雰囲気でケーブルを用いた場合は、コネクタとケーブルの接触部の劣化により接触抵抗が上昇してケーブル長の増加と同様の作用があるため、前述同様に遅延や同期ずれにより伝送エラーが生ずる原因となる。
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、不適合ケーブルを用いた場合に生じうるコントローラとリモートI/O装置との間のデータ通信不具合に対応できるコントローラおよびリモートI/O通信方法を提供することを目的としている。
If the cable is used in a severe corrosive atmosphere such as sulfide, the contact resistance increases due to deterioration of the contact portion between the connector and the cable, and there is an effect similar to the increase in the cable length. This causes a transmission error due to synchronization loss.
The present invention is intended to solve such problems, and a controller and a remote I / O communication method that can cope with a data communication failure between a controller and a remote I / O device that may occur when a nonconforming cable is used. The purpose is to provide.
このような目的を達成するために、本発明にかかるコントローラは、設備機器を接続するリモートI/O装置と通信ケーブルを介してデータ通信を行うことにより設備機器を制御するコントローラであって、通信ケーブルを介してリモートI/O装置へ所定のテスト信号を送信し、リモートI/O装置から折り返し送信されたテスト信号を受信するテスト信号送受信手段と、テスト信号の送信時点から受信時点までの遅延時間を計測する遅延時間計測手段と、遅延時間に基づくデータと所定の基準値とを比較した比較結果に応じてデータ通信状況の良否を判定する判定手段とを備えている。 In order to achieve such an object, a controller according to the present invention is a controller that controls equipment by performing data communication with a remote I / O device that connects the equipment with a communication cable. Test signal transmission / reception means for transmitting a predetermined test signal to a remote I / O device via a cable and receiving a test signal transmitted from the remote I / O device, and a delay from the time when the test signal is transmitted to the time when it is received Delay time measuring means for measuring time and determination means for determining whether the data communication status is good or not according to a comparison result obtained by comparing data based on the delay time with a predetermined reference value.
この際、テスト信号送受信手段で、リモートI/O装置との間に並列接続された複数の通信ケーブルごとに、当該通信ケーブルを介してリモートI/O装置へ所定のテスト信号を同時に送信し、リモートI/O装置から折り返し送信されたテスト信号を受信し、遅延時間計測手段で、各通信ケーブルで受信された各テスト信号の受信時間差を遅延時間として計測するようにしてもよい。 At this time, the test signal transmitting / receiving means simultaneously transmits a predetermined test signal to the remote I / O device via the communication cable for each of the plurality of communication cables connected in parallel with the remote I / O device. The test signal sent back from the remote I / O device may be received, and the delay time measurement means may measure the reception time difference between the test signals received by the communication cables as the delay time.
また、本発明にかかる他のコントローラは、設備機器を接続するリモートI/O装置と複数の通信ケーブルを介して並列接続されて、これら通信ケーブルを同時に使用してパラレルデータ通信を行うことにより設備機器を制御するコントローラであって、通信ケーブルごとに、リモートI/O装置へ所定のテスト信号を送信し、リモートI/O装置から折り返し送信されたテスト信号を受信するテスト信号送受信手段と、通信ケーブルごとに、テスト信号の送信時点から受信時点までの遅延時間を計測する遅延時間計測手段と、リモートI/O装置から各通信ケーブルを介してパラレルデータ通信で送られてきたデータを、各通信ケーブルの遅延時間に応じたタイミングで受信するデータ受信手段とを備えている。 In addition, another controller according to the present invention is connected in parallel to a remote I / O device that connects facility equipment via a plurality of communication cables, and performs parallel data communication using these communication cables simultaneously. A controller for controlling a device, which transmits a predetermined test signal to a remote I / O device for each communication cable and receives a test signal transmitted back from the remote I / O device; For each cable, the delay time measuring means for measuring the delay time from the transmission time of the test signal to the reception time, and the data sent from the remote I / O device via each communication cable via parallel data communication Data receiving means for receiving at a timing according to the delay time of the cable.
また、本発明にかかるリモートI/O通信方法は、設備機器を接続するリモートI/O装置と通信ケーブルを介してデータ通信を行うことにより設備機器を制御するコントローラで行われるリモートI/O通信方法であって、通信ケーブルを介してリモートI/O装置へ所定のテスト信号を送信し、リモートI/O装置から折り返し送信されたテスト信号を受信するテスト信号送受信ステップと、テスト信号の送信時点から受信時点までの遅延時間を計測する遅延時間計測ステップと、遅延時間に基づくデータと所定の基準値とを比較した比較結果に応じてデータ通信状況の良否を判定する判定ステップとを備えている。 The remote I / O communication method according to the present invention is a remote I / O communication performed by a controller that controls equipment by performing data communication with a remote I / O device that connects the equipment with a communication cable. A test signal transmitting / receiving step for transmitting a predetermined test signal to a remote I / O device via a communication cable and receiving a test signal transmitted from the remote I / O device, and a test signal transmission time point A delay time measuring step for measuring a delay time from the reception time to a reception time point, and a determination step for determining whether the data communication status is good or not according to a comparison result obtained by comparing data based on the delay time with a predetermined reference value. .
この際、テスト送信ステップは、リモートI/O装置との間に並列接続された複数の通信ケーブルごとに、当該通信ケーブルを介してリモートI/O装置へ所定のテスト信号を同時に送信し、リモートI/O装置から折り返し送信されたテスト信号を受信し、遅延時間計測ステップは、各通信ケーブルで受信された各テスト信号の受信時間差を遅延時間として計測するようにしてもよい。 At this time, in the test transmission step, a predetermined test signal is simultaneously transmitted to the remote I / O device via the communication cable for each of the plurality of communication cables connected in parallel with the remote I / O device. The test signal sent back from the I / O device may be received, and the delay time measurement step may measure the reception time difference between the test signals received by the communication cables as the delay time.
また、本発明にかかる他のリモートI/O通信方法は、設備機器を接続するリモートI/O装置と複数の通信ケーブルを介して並列接続されて、これら通信ケーブルを同時に使用してパラレルデータ通信を行うことにより設備機器を制御するコントローラで行われるリモートI/O通信方法であって、通信ケーブルごとに、リモートI/O装置へ所定のテスト信号を送信し、リモートI/O装置から折り返し送信されたテスト信号を受信するテスト信号送受信ステップと、通信ケーブルごとに、テスト信号の送信時点から受信時点までの遅延時間を計測する遅延時間計測ステップと、リモートI/O装置から各通信ケーブルを介してパラレルデータ通信で送られてきたデータを、各通信ケーブルの遅延時間に応じたタイミングで受信するデータ受信ステップとを備えている。 In addition, another remote I / O communication method according to the present invention is connected in parallel via a plurality of communication cables with a remote I / O device for connecting equipment, and parallel data communication using these communication cables simultaneously. Is a remote I / O communication method that is performed by a controller that controls equipment by performing transmission, transmitting a predetermined test signal to the remote I / O device for each communication cable, and sending back from the remote I / O device. A test signal transmission / reception step for receiving the received test signal, a delay time measurement step for measuring a delay time from the transmission time of the test signal to the reception time for each communication cable, and a remote I / O device via each communication cable Data received via parallel data communication is received at a timing according to the delay time of each communication cable. And a receiving step.
本発明によれば、テスト信号を用いて計測された、テスト信号の送信時点から受信時点までの遅延時間や、通信ケーブル間の伝搬遅延時間差を示す遅延時間、さらにはこれら遅延時間のばらつきの大きさに応じてデータ通信状況や通信ケーブルを電気的に接続するコネクタでの接続状況の良否が判定されるため、使用可能なケーブル長より長い通信ケーブルや、他のケーブルとケーブル長の差が大きい通信ケーブル、あるいは過酷な腐食性雰囲気で劣化が進み接触抵抗が増大し始めた通信ケーブルなどの不適合ケーブルを用いた場合に発生しうる伝送エラーを事前に予測して対応を促したり、伝送エラーを回避して正常なデータ通信を行うことができ、不適合ケーブルに起因するデータ通信不具合に対応することができる。 According to the present invention, a delay time measured from a test signal transmission time to a reception time, a delay time indicating a propagation delay time difference between communication cables, and a large variation in the delay time measured using the test signal. Depending on the situation, the data communication status and the connection status of the connector that electrically connects the communication cable are judged, so there is a large difference between the cable length that is longer than the usable cable length and other cables. Predicting transmission errors that may occur when using non-conforming cables such as communication cables, or communication cables that have started to increase in contact resistance due to deterioration in a severe corrosive atmosphere, encourages countermeasures, and prevents transmission errors. By avoiding this, normal data communication can be performed, and it is possible to cope with a data communication failure caused by a nonconforming cable.
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
[第1の実施の形態]
まず、図1を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかるコントローラについて説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態にかかるコントローラの構成を示すブロック図である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
First, a controller according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a controller according to the first embodiment of the present invention.
このコントローラ1は、ビル、工場、プラントなどの設備管理システムで用いられ、設備機器(図示せず)を接続するリモートI/O装置2と通信ケーブル3を介してデータ通信を行うことにより設備機器を制御する制御装置である。
リモートI/O装置2は、コントローラ1とデータ通信を行うとともに設備機器とデータ通信を行うことにより、コントローラ1と設備機器との間でやり取りされるデータを中継するインターフェース装置である。
This
The remote I /
本実施の形態では、コントローラ1により、通信ケーブル3を介してリモートI/O装置2へ所定のテスト信号を送信するとともに、リモートI/O装置2から折り返し送信されたテスト信号を受信して、その送信時点から受信時点までの遅延時間を計測し、その遅延時間と所定の基準値とを比較した比較結果に応じてデータ通信状況の良否を判定し、その不良判定に応じて警報を発するようにしたものである。
In the present embodiment, the
[コントローラ]
まず、図1を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかるコントローラの構成について説明する。
このコントローラ1には、クロック発生回路10、テスト回路11、データ送受信回路15、遅延時間計測回路16、判定回路17、記憶回路18、および制御回路19が設けられている。これら回路は、所定の信号処理回路や論理回路から構成されている。
なお、例えば遅延時間計測回路16、判定回路17、および制御回路19などの制御系回路については、CPUのその周辺回路でプログラムを実行することによりハードウェアとプログラムとを協働させて機能部を実現させる演算処理部(図示せず)から構成してもよい。
[controller]
First, the configuration of a controller according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The
For example, for the control system circuits such as the delay
クロック発生回路10は、通信ケーブル3を介してコントローラ1とリモートI/O装置2との間でデータを送受信する際に用いる同期用のクロック信号を発生し、そのクロック信号をコントローラ1の各回路部へ供給するとともに、通信ケーブル3を介してリモートI/O装置2へ送信する回路である。
テスト回路11は、制御回路19からの指示に応じて、通信ケーブル3を介してリモートI/O装置2へ、所定のテスト信号を送信するとともに、これに応じてリモートI/O装置2から折り返し送信されたテスト信号を受信する回路である。
The
The
このテスト回路11には、テスト信号送信回路12、およびテスト信号受信回路13が設けられている。
テスト信号送信回路12は、制御回路19からの指示に応じて所定のテスト信号を通信ケーブル3を介してリモートI/O装置2へ送信する回路である。
テスト信号受信回路13は、テスト信号送信回路12から送信したテスト信号に応じてリモートI/O装置2から折り返し送信されたテスト信号を受信する回路である。
The
The test
The test
データ送受信回路15は、通信ケーブル3を介してリモートI/O装置2との間で所望のデータを送受信する回路である。
遅延時間計測回路16は、テスト回路11で送受信されるテスト信号の送信時点から受信時点までの遅延時間を計測する回路部である。
判定回路17は、遅延時間計測回路16で計測された遅延時間と所定の基準値とを比較し、その比較結果に応じて通信ケーブル3を使用したリモートI/O装置2とのデータ通信についてその通信状況の良否を判定する回路である。
The data transmission /
The delay
The
記憶回路18は、メモリ回路などからなり、設備機器を制御するためのシステム情報、制御回路19での制御処理に用いる制御情報やプログラムなどの各種情報を記憶する回路である。
制御回路19は、コントローラ1の各回路部を制御する回路であり、機能手段として設備制御手段19Aと警報手段19Bとを有している。
The
The
設備制御手段19Aは、記憶回路18に記憶されている設備管理システムで用いるシステム情報やシステム監視装置などの上位装置(図示せず)からの指示に応じて所定のデータをデータ送受信回路15および通信ケーブル3を介してリモートI/O装置2へ送信する機能と、データ送受信回路15および通信ケーブル3を介してリモートI/O装置2から受信したデータを記憶回路18に格納しあるいは上位装置へ送信する機能とを有している。
警報手段19Bは、判定回路17で得られた判定結果が通信状況の不良を示す場合、LED(図示せず)を用いた可視表示やブザー(図示せず)を用いた可聴表示によりコントローラ1でその旨の警報を発し、あるいは所定のメッセージをシステム監視装置などの上位装置へ送信する機能を有している。
The equipment control means 19A sends predetermined data to the data transmission /
When the determination result obtained by the
[リモートI/O装置]
次に、図1を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかるコントローラと接続されるリモートI/O装置の構成について説明する。
このリモートI/O装置2には、クロック受信回路20、信号送受信回路21、データ送受信回路22、および設備制御回路23が設けられている。これら回路は、所定の信号処理回路や論理回路から構成されている。
なお、例えば設備制御回路23などの制御系回路については、CPUとその周辺回路でプログラムを実行することによりハードウェアとプログラムとを協働させて機能部を実現させる演算処理部(図示せず)から構成してもよい。
[Remote I / O device]
Next, the configuration of the remote I / O device connected to the controller according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The remote I /
For example, for a control system circuit such as the
クロック受信回路20は、通信ケーブル3を介してコントローラ1のクロック発生回路10から送信された同期用のクロック信号を受信し、そのクロック信号をリモートI/O装置2の各回路部へ供給する回路である。
信号送受信回路21は、通信ケーブル3を介してコントローラ1のテスト回路11から送信されたテスト信号を受信し、そのテスト信号を通信ケーブル3を介してコントローラ1へ折り返し送信する回路である。
The
The signal transmission /
データ送受信回路22は、通信ケーブル3を介してコントローラ1のデータ送受信回路15との間でデータを送受信する回路である。
設備制御回路23は、リモートI/O装置2に外部接続された設備機器(図示せず)に対してデータ送受信回路22で受信したコントローラ1からのデータを送信するとともに、設備機器からのデータを受信してデータ送受信回路22からコントローラ1へ送信することにより、コントローラ1と設備機器との間でやり取りされる各種データを中継する回路である。
The data transmission /
The
[第1の実施の形態の動作]
次に、図2および図3を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかるコントローラの動作について説明する。
図2は、本発明の第1の実施の形態にかかるコントローラのケーブル確認処理を示すフローチャートである。図3は、本発明の第1の実施の形態にかかるコントローラの遅延時間計測動作を示す信号波形図である。
[Operation of First Embodiment]
Next, the operation of the controller according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is a flowchart showing cable check processing of the controller according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a signal waveform diagram showing a delay time measuring operation of the controller according to the first embodiment of the present invention.
コントローラ1の制御回路19は、周期的あるいは外部からの指示に応じて、図2のケーブル確認処理を実行する。
まず、制御回路19は、テスト回路11のテスト信号送信回路12により、通信ケーブル3を介してリモートI/O装置2へ所定のテスト信号の送信を開始するとともに(ステップ100)、遅延時間計測回路16により、当該テスト信号が通信ケーブル3を介してリモートI/O装置2との間を往復するのに要する遅延時間の計測を開始する(ステップ101)。
The
First, the
一方、リモートI/O装置2は、信号送受信回路21でコントローラ1からのテスト信号を受信し、そのテスト信号をコントローラ1へ折り返し送信する。
コントローラ1のテスト回路11は、テスト信号送信後、テスト信号受信回路13によりリモートI/O装置2から折り返し送信されるテスト信号の到来に対して受信待機し(ステップ102)、テスト信号受信回路13でのテスト信号の受信開始に応じて(ステップ102:YES)、遅延時間計測回路16での遅延時間の計測を終了する(ステップ103)。
On the other hand, the remote I /
The
例えば、図3に示すように、時刻T1にテスト信号の送信が開始され、その後の時刻T2にテスト信号の受信が開始された場合、これら時刻T2と時刻T1との差t=T2−T1が遅延時間として計測される。
この遅延時間tについては、テスト回路11からのテスト信号送信開始およびテスト信号受信開始を示すそれぞれの信号を、遅延時間計測回路16により高速でサンプリングして計測してもよく、遅延素子を用いて計測してもよい。あるいはCPUの内部タイマで計測してもよい。
For example, as shown in FIG. 3, when transmission of a test signal is started at time T1, and reception of the test signal is started at time T2, the difference t = T2-T1 between these times T2 and T1 is Measured as delay time.
The delay time t may be measured by sampling each signal indicating the start of test signal transmission and the start of test signal reception from the
続いて、コントローラ1の制御回路19は、遅延時間計測回路16で計測された遅延時間に基づくデータ、ここでは遅延時間そのものと所定の基準値とを判定回路17で比較し、その比較結果に応じて通信ケーブル3を使用したリモートI/O装置2とのデータ通信についてその通信状況の良否を判定する(ステップ104)。
一般に、この種の通信ケーブルでの電気信号の伝搬遅延時間は、例えば1mあたり約5nsであり、通信ケーブル3として使用可能なケーブル長に応じて上限値と下限値を設定しておけばよい。
Subsequently, the
Generally, the propagation delay time of an electrical signal in this type of communication cable is, for example, about 5 ns per meter, and an upper limit value and a lower limit value may be set according to the cable length that can be used as the
ここで、計測した遅延時間が上限値以上あるいは下限値以下であって、通信状況の不良を示す場合(ステップ104:YES)、コントローラ1とリモートI/O装置2とを接続する通信ケーブル3が適正なケーブル長より長いと判断し、警報手段19Bにより、LED(図示せず)を用いた可視表示やブザー(図示せず)を用いた可聴表示を用いてその旨の警報を発し、あるいは所定のメッセージをシステム監視装置などの上位装置へ送信し(ステップ105)、一連のケーブル確認処理を終了する。
また、計測した遅延時間が上限値以下でありかつ下限値以上であって、通信状況の良好を示す場合(ステップ104:NO)、コントローラ1とリモートI/O装置2とを接続する通信ケーブル3は、適正なケーブル長であると判断し、警報を発することなく、一連のケーブル確認処理を終了する。
Here, when the measured delay time is not less than the upper limit value or less than the lower limit value and indicates a poor communication state (step 104: YES), the
Further, when the measured delay time is not more than the upper limit value and not less than the lower limit value and indicates a good communication state (step 104: NO), the
このように、本実施の形態では、通信ケーブル3を介してリモートI/O装置2へ所定のテスト信号を送信するとともに、リモートI/O装置2から折り返し送信されたテスト信号を受信して、その送信時点から受信時点までの遅延時間を計測し、その遅延時間に基づくデータと所定の基準値とを比較した比較結果に応じてデータ通信状況の良否を判定し、その不良判定に応じて警報を発するようにしたので、通信ケーブル3が使用可能なケーブル長より長い場合、警報により作業者に対して通信ケーブル長に起因するデータ通信不具合が発生する可能性があることを通知できる。
As described above, in the present embodiment, a predetermined test signal is transmitted to the remote I /
したがって、コントローラ1とリモートI/O装置2とを接続する通信ケーブルとして、規定長を超える不適合ケーブルを用いた場合に発生しうるデータ通信不具合を事前に予測でき、適切な対応を促すことができる。
Therefore, it is possible to predict in advance a data communication failure that may occur when a nonconforming cable exceeding the specified length is used as a communication cable for connecting the
なお、以上では、通信ケーブル3が1本だけ使用される場合を例として説明したが、複数の通信ケーブル3を用いてコントローラ1とリモートI/O装置2とを接続する場合には、通信ケーブル3ごとに、前述したテスト信号を用いて遅延時間を計測し、基準値との比較結果に応じてデータ通信状況の良否を判定し、その不良判定に応じて警報を発すればよい。
この際、テスト回路11については、通信ケーブル3ごとに設けてもよいが、複数の通信ケーブル3で1つのテスト回路11を兼用して、通信ケーブルごとに順次計測してもよく、コントローラ1の回路構成を簡略化できる。
In the above description, the case where only one
At this time, the
[第2の実施の形態]
次に、図4を参照して、本発明の第2の実施の形態にかかるコントローラについて説明する。図4は、本発明の第2の実施の形態にかかるコントローラの構成を示すブロック図であり、前述した図1と同じまたは同等部分には同一符号を付してある。
[Second Embodiment]
Next, a controller according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a controller according to the second embodiment of the present invention. The same reference numerals are given to the same or equivalent parts as those in FIG.
前述した第1の実施の形態では、テスト信号を用いて計測した遅延時間に基づくデータと基準値との比較結果に応じて警報を発することにより、通信ケーブル3が規定長を上回る場合に生じうるデータ通信不具合に対応する場合について説明した。
本実施の形態では、コントローラ1とリモートI/O装置2とを並列接続する複数の通信ケーブルでのテスト信号の伝搬遅延差を示す遅延時間に基づくデータと基準値との比較結果に応じて警報を発することにより、これら通信ケーブル3の長さの違いに応じて生じうるデータ通信不具合に対応する場合について説明する。
In the first embodiment described above, it may occur when the
In the present embodiment, an alarm is generated according to a comparison result between data based on a delay time indicating a propagation delay difference of a test signal in a plurality of communication cables connecting the
本実施の形態にかかるコントローラ1は、前述した第1の実施の形態(図1参照)と比較して、コントローラ1とリモートI/O装置2が2つの通信ケーブル3A,3Bで並列接続されている。これに応じて、コントローラ1には、通信ケーブル3A,3Bごとに、テスト回路11A,11Bおよびデータ送受信回路15が設けられている。
また、リモートI/O装置2には、これら通信ケーブル3A,3Bごとに、信号送受信回路21A,2ABおよびデータ送受信回路22A,22Bが設けられている。なお、他の構成については、前述した第1の実施の形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
In the
Further, the remote I /
[第2の実施の形態の動作]
次に、図5および図6を参照して、本発明の第2の実施の形態にかかるコントローラの動作について説明する。
図5は、本発明の第2の実施の形態にかかるコントローラのケーブル確認処理を示すフローチャートである。図6は、本発明の第2の実施の形態にかかるコントローラの遅延時間計測動作を示す信号波形図である。
[Operation of Second Embodiment]
Next, the operation of the controller according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 5 is a flowchart showing cable check processing of the controller according to the second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a signal waveform diagram showing a delay time measurement operation of the controller according to the second embodiment of the present invention.
コントローラ1の制御回路19は、周期的あるいは外部からの指示に応じて、図5のケーブル確認処理を実行する。
まず、制御回路19は、テスト回路11A,11Bのテスト信号送信回路12A,12Bにより、通信ケーブル3A,3Bを介してリモートI/O装置2へ所定のテスト信号の送信を同時に開始する(ステップ110)。
The
First, the
一方、リモートI/O装置2は、信号送受信回路21A,21Bでコントローラ1からのテスト信号を通信ケーブル3A,3Bを介して受信し、そのテスト信号をそれぞれの通信ケーブル3A,3Bを介してコントローラ1へ折り返し送信する。
コントローラ1のテスト回路11A,11Bは、テスト信号送信後、テスト信号受信回路13によりリモートI/O装置2から折り返し送信されるテスト信号の到来に対して受信待機する(ステップ111)。
On the other hand, the remote I /
After transmitting the test signal, the
そして、通信ケーブル3A,3Bのいずれか一方を介してテスト信号受信回路13A,13Bによりテスト信号の受信が開始された場合(ステップ111:YES)、遅延時間計測回路16により、通信ケーブル3A,3Bでの伝搬遅延差を示す遅延時間について計測を開始する(ステップ112)。
その後、通信ケーブル3A,3Bの他方を介してテスト信号受信回路13A,13Bによりテスト信号の受信が開始された場合(ステップ113:YES)、遅延時間計測回路16での遅延時間の計測を終了する(ステップ114)。
When reception of a test signal is started by the test
Thereafter, when reception of the test signal is started by the test
例えば、図6に示すように、通信ケーブル3A,3Bで時刻T1にテスト信号の送信が同時に開始され、その後の時刻T2に通信ケーブル3Aを介してテスト信号の受信が開始され、さらにその後の時刻T3に通信ケーブル3Bを介してテスト信号の受信が開始された場合、これら時刻T3と時刻T2との時間差T3−T2が所望の遅延時間tとして計測される。
この遅延時間tについては、テスト回路11からのテスト信号送信開始およびテスト信号受信開始を示すそれぞれの信号を、遅延時間計測回路16により高速でサンプリングして計測してもよく、遅延素子を用いて計測してもよい。あるいはCPUの内部タイマで計測してもよい。
For example, as shown in FIG. 6, the transmission of the test signal is simultaneously started at the time T1 in the
The delay time t may be measured by sampling each signal indicating the start of test signal transmission and the start of test signal reception from the
続いて、コントローラ1の制御回路19は、遅延時間計測回路16で計測された遅延時間に基づくデータ、ここでは遅延時間そのものと所定の基準値とを判定回路17で比較し、その比較結果に応じて通信ケーブル3を使用したリモートI/O装置2とのデータ通信についてその通信状況の良否を判定する(ステップ115)。
一般に、この種の設備管理システムでは、コントローラ1とリモートI/O装置2との間で、複数の通信ケーブルを並列的に同時に用いてデータ通信を行う場合、共通のクロックに同期したタイミングで、各通信ケーブルを介して受信した信号を取り込む。したがって、これら通信ケーブル間での伝搬遅延差に対する許容値に応じて基準値を設定しておけばよい。
Subsequently, the
In general, in this type of equipment management system, when data communication is performed between a
ここで、計測した遅延時間が基準値を上回り、通信状況の不良を示す場合(ステップ115:YES)、コントローラ1とリモートI/O装置2とを並列接続する各通信ケーブル3間でケーブル長の差が大きいと判断する。
そして、この場合には、警報手段19Bにより、LED(図示せず)を用いた可視表示やブザー(図示せず)を用いた可聴表示を用いてその旨の警報を発し、あるいは所定のメッセージをシステム監視装置などの上位装置へ送信し(ステップ116)、一連のケーブル確認処理を終了する。
Here, when the measured delay time exceeds the reference value and indicates a poor communication status (step 115: YES), the cable length between the
In this case, the alarm means 19B issues a warning to that effect using a visual display using an LED (not shown) or an audible display using a buzzer (not shown), or a predetermined message. The data is transmitted to a higher-level device such as a system monitoring device (step 116), and the series of cable confirmation processing ends.
また、計測した遅延時間が基準値以下であり、通信状況の良好を示す場合(ステップ115:NO)、コントローラ1とリモートI/O装置2とを並列接続する各通信ケーブル3間でケーブル長のばらつきが小さく適正であると判断し、警報を発することなく、一連のケーブル確認処理を終了する。
If the measured delay time is equal to or less than the reference value and the communication status is good (step 115: NO), the cable length between the
このように、本実施の形態では、リモートI/O装置2との間に並列接続された複数の通信ケーブル3A,3Bごとに、当該通信ケーブル3A,3Bを介してリモートI/O装置2へ所定のテスト信号を同時に送信するとともに、リモートI/O装置2から折り返し送信されたテスト信号を受信して、これら各通信ケーブルで受信された各テスト信号の受信時間差を遅延時間として計測し、その遅延時間に基づくデータと所定の基準値とを比較した比較結果に応じてデータ通信状況の良否を判定し、その不良判定に応じて警報を発するようにしたので、各通信ケーブル3A,3Bの長さの違いが大きい場合、警報により作業者に対して通信ケーブル長のばらつきに起因するデータ通信不具合が発生する可能性があることを通知できる。
Thus, in this embodiment, each of the plurality of
したがって、コントローラ1とリモートI/O装置2とを並列接続する複数の通信ケーブルとして、長さの異なる不適合ケーブルを用いた場合に発生しうるデータ通信不具合を事前に予測でき、適切な対応を促すことができる。
Therefore, it is possible to predict in advance data communication problems that may occur when non-conforming cables having different lengths are used as a plurality of communication cables that connect the
なお、以上では、通信ケーブル3が2本使用される場合を例として説明したが、3本以上の通信ケーブル3を用いてコントローラ1とリモートI/O装置2とを並列接続する場合には、通信ケーブル3のうち最も早く受信信号を受信した時点と最も遅く受信信号を受信した時点との差(最大差)を遅延時間として計測すればよい。
In the above, the case where two
また、本実施の形態では、各通信ケーブル3A,3Bでテスト信号を同時に送信するとともに、これらテスト信号の受信タイミング差を遅延時間として計測するようにしたので、テスト信号を1回送付するだけで所望の遅延時間を直接計測でき、極めて短い時間で通信ケーブルの確認処理を実施することができ、コントローラ1およびリモートI/O装置2における通常の設備機器の制御に関する処理への影響を最小限に抑制できる。
In the present embodiment, the test signals are simultaneously transmitted through the
なお、各通信ケーブル3A,3B間での伝搬遅延差については、遅延時間計測回路16により、個々の通信ケーブル3A,3Bごとにテスト信号の送信時点から受信時点までの伝搬遅延時間をそれぞれ計測し、これら伝搬遅延時間の差(最大差)から所望の遅延時間を算出してもよい。
この際、テスト回路11については、通信ケーブル3ごとに設けてもよいが、複数の通信ケーブル3で1つのテスト回路11を兼用して、通信ケーブルごとに順次計測してもよく、コントローラ1の回路構成を簡略化できる。
Note that the propagation delay time between the
At this time, the
[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3の実施の形態にかかるコントローラについて説明する。
前述した第2の実施の形態では、コントローラ1とリモートI/O装置2とを並列接続する複数の通信ケーブルでのテスト信号の伝搬遅延差を示す遅延時間に基づくデータと基準値との比較結果に応じて警報を発する場合について説明した。
[Third Embodiment]
Next, a controller according to a third embodiment of the present invention will be described.
In the second embodiment described above, the comparison result between the reference data and the data based on the delay time indicating the propagation delay difference of the test signal in the plurality of communication cables connecting the
本実施の形態では、通信ケーブルごとにテスト信号の伝搬に要する遅延時間を計測し、その遅延時間に基づくデータに応じた受信タイミングでリモートI/O装置2からのデータを受信することにより、これら通信ケーブル3の長さの違いに応じて生じうるデータ通信不具合に対応する場合について説明する。
なお、本実施の形態にかかるコントローラ1は、前述した第2の実施の形態(図4参照)と同様の構成であり、ここでの詳細な説明は省略する。
In the present embodiment, the delay time required for the propagation of the test signal is measured for each communication cable, and the data from the remote I /
The
[第3の実施の形態の動作]
次に、図7および図8を参照して、本発明の第3の実施の形態にかかるコントローラの動作について説明する。
図7は、本発明の第3の実施の形態にかかるコントローラのケーブル確認処理を示すフローチャートである。図8は、本発明の第3の実施の形態にかかるコントローラの遅延時間計測動作を示す信号波形図である。図9は、本発明の第3の実施の形態にかかるコントローラのデータ受信タイミングを示す信号波形図である。
[Operation of Third Embodiment]
Next, the operation of the controller according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 7 is a flowchart showing cable check processing of the controller according to the third embodiment of the present invention. FIG. 8 is a signal waveform diagram showing a delay time measurement operation of the controller according to the third embodiment of the present invention. FIG. 9 is a signal waveform diagram showing data reception timing of the controller according to the third embodiment of the present invention.
コントローラ1の制御回路19は、周期的あるいは外部からの指示に応じて、図7のケーブル確認処理を実行する。
まず、制御回路19は、テスト回路11A,11Bのテスト信号送信回路12A,12Bにより、通信ケーブル3A,3Bを介してリモートI/O装置2へ所定のテスト信号の送信を同時に開始するとともに(ステップ120)、遅延時間計測回路16により、通信ケーブル3A,3Bごとに、当該テスト信号がリモートI/O装置2との間を往復するのに要する遅延時間の計測を開始する(ステップ121)。
The
First, the
一方、リモートI/O装置2は、信号送受信回路21A,21Bでコントローラ1からのテスト信号を通信ケーブル3A,3Bを介して受信し、そのテスト信号をそれぞれの通信ケーブル3A,3Bを介してコントローラ1へ折り返し送信する。
コントローラ1のテスト回路11は、テスト信号送信後、テスト信号受信回路13A,13BによりリモートI/O装置2から折り返し送信されるテスト信号の到来に対して受信待機する(ステップ122)。
そして、テスト信号受信回路13A,13Bでのテスト信号の受信に応じて(ステップ122:YES)、当該通信ケーブル3A,3Bに関する遅延時間計測回路16での遅延時間の計測を終了する(ステップ123)。
On the other hand, the remote I /
After transmitting the test signal, the
Then, in response to the reception of the test signal by the test
例えば、図8に示すように、通信ケーブル3A,3Bで時刻T1にテスト信号の送信が同時に開始され、その後の時刻T2に通信ケーブル3Aのテスト信号受信回路13Aでテスト信号の受信が開始された場合、これら時刻T2と時刻T1との差ta=T2−T1が遅延時間として計測される。
同様にして時刻T3に通信ケーブル3Bのテスト信号受信回路13Bでテスト信号の受信が開始された場合、これら時刻T3と時刻T1との差tb=T3−T1が遅延時間として計測される。
For example, as shown in FIG. 8, the transmission of the test signal is started simultaneously at the time T1 by the
Similarly, when reception of a test signal is started by the test
この遅延時間ta,tbについては、テスト回路11からのテスト信号送信開始およびテスト信号受信開始を示すそれぞれの信号を、遅延時間計測回路16により高速でサンプリングして計測してもよく、遅延素子を用いて計測してもよい。あるいはCPUの内部タイマで計測してもよい。
The delay times ta and tb may be measured by sampling the signals indicating the start of test signal transmission and the start of test signal reception from the
このようにして、すべての通信ケーブル3A,3Bについて遅延時間の計測が終了した後(ステップ124:YES)、各通信ケーブル3A,3Bについて計測した遅延時間に基づくデータ、ここでは遅延時間そのものに基づき当該通信ケーブル3A,3Bのデータ送受信回路15A,15Bでの、リモートI/O装置2からのデータに対する受信タイミングを設定し(ステップ125)、一連のケーブル確認処理を終了する。
Thus, after the measurement of the delay time for all the
したがって、図9に示すように、データ送受信回路15A,15Bでは、クロック発生回路10から供給された基準となるクロック信号に対して、それぞれの通信ケーブル3A,3Bで計測された遅延時間ta,tbに対応する遅延量da,dbだけ、遅延させた受信タイミング41A,41Bが設定され、これら受信タイミング41A,41Bに基づきリモートI/O装置2からのデータを受信する。
Therefore, as shown in FIG. 9, in the data transmission /
この際、例えば受信タイミング調整前の基準のクロック信号では、時刻T1の立ち下がりエッジで受信データ41A,42Bが受信取り込み(ラッチ)されるため、ケーブル長が比較的長い場合は、例えば受信データ42Bの遅延が大きくなり、正常に受信取り込みできない。
At this time, for example, in the reference clock signal before the reception timing adjustment, the
これに対して、調整後は、時刻T1より遅延量daだけ遅延させた受信タイミング42Aに基づきデータ送受信回路15Aで受信データ41Aが受信取り込みされ、時刻T1より遅延量dbだけ遅延させた受信タイミング42Bに基づきデータ送受信回路15Aで受信データ41Aが受信取り込みされる。
したがって、受信データ42A,42Bをその波形が安定した適切なタイミングで正常に受信取り込みできる。
On the other hand, after the adjustment, the received
Therefore, the
このように、本実施の形態では、リモートI/O装置2との間に並列接続された複数の通信ケーブル3A,3Bごとに、当該通信ケーブル3A,3Bを介してリモートI/O装置2へ所定のテスト信号を同時に送信するとともに、リモートI/O装置2から折り返し送信されたテスト信号を受信して、これら通信ケーブルごとにテスト信号の送信時点から受信時点までの遅延時間を計測し、これら通信ケーブルについて計測した遅延時間に基づくデータに基づき当該通信ケーブル3A,3Bのデータ送受信回路15A,15Bでの、リモートI/O装置2からのデータに対する受信タイミングを設定するようにしたので、各通信ケーブル3A,3Bの長さが異なる場合でも、それぞれの通信ケーブルごとに適切なタイミングでリモートI/O装置2からのデータを受信できる。
Thus, in this embodiment, each of the plurality of
したがって、コントローラ1とリモートI/O装置2とを並列接続する複数の通信ケーブルとして、長さの異なる不適合ケーブルを用いた場合に発生しうるデータ通信不具合を回避でき、正常なデータ通信を実現できる。
Therefore, it is possible to avoid data communication problems that may occur when non-conforming cables having different lengths are used as a plurality of communication cables for connecting the
また、本実施の形態では、各通信ケーブル3A,3Bでテスト信号を同時に送信するとともに、これらテスト信号の受信タイミング差を遅延時間として計測するようにしたので、テスト信号を1回送付するだけで所望の遅延時間を通信ケーブルごとに計測できる。
これにより、極めて短い時間で通信ケーブルの確認処理を実施することができ、コントローラ1およびリモートI/O装置2における通常の設備機器の制御に関する処理への影響を最小限に抑制できる。
In the present embodiment, the test signals are simultaneously transmitted through the
Thereby, the confirmation process of the communication cable can be performed in an extremely short time, and the influence on the process related to the control of the normal equipment in the
なお、各通信ケーブル3A,3B間での伝搬遅延差については、遅延時間計測回路16により、個々の通信ケーブル3A,3Bごとにテスト信号の送信時点から受信時点までの伝搬遅延時間をそれぞれ計測してもよい。
この際、テスト回路11については、通信ケーブル3ごとに設けてもよいが、複数の通信ケーブル3で1つのテスト回路11を兼用して、通信ケーブルごとに順次計測してもよく、コントローラ1の回路構成を簡略化できる。
Note that the propagation delay time between the
At this time, the
[第4の実施の形態]
次に、図10を参照して、本発明の第4の実施の形態にかかるコントローラについて説明する。図10は、本発明の第4の実施の形態にかかるコントローラの構成を示すブロック図であり、前述した図1と同じまたは同等部分には同一符号を付してある。
[Fourth Embodiment]
Next, a controller according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a controller according to the fourth embodiment of the present invention. The same reference numerals are given to the same or equivalent parts as those in FIG.
前述した第1の実施の形態では、テスト信号を用いて計測した遅延時間に基づくデータと基準値との比較結果に応じて警報を発する場合について説明した。
本実施の形態では、遅延時間に基づくデータとしてテスト信号を用いて計測した各遅延時間のばらつき値を用い、このばらつき値と許容値(基準値)との比較結果に基づいて通信ケーブルの接続状況を診断することにより、コネクタと通信ケーブルとの接触抵抗の上昇に応じて生じうるデータ通信不具合に対応する場合について説明する。
In the first embodiment described above, a case has been described in which an alarm is issued according to a comparison result between data based on a delay time measured using a test signal and a reference value.
In this embodiment, the variation value of each delay time measured using the test signal is used as the data based on the delay time, and the connection state of the communication cable based on the comparison result between the variation value and the allowable value (reference value). A case will be described in which a data communication failure that may occur in response to an increase in contact resistance between the connector and the communication cable is dealt with.
図10に示した本実施の形態にかかるコントローラ1は、前述した第1の実施の形態(図1参照)と比較して、制御回路19に、判定手段19Cが新たに設けられている。この判定手段19Cは、テスト信号を用いて計測された各遅延時間のばらつの大きさに基づいて、通信ケーブル3の接続状況を診断する機能手段である。また、判定回路17は不要となる。
なお、図10のコントローラ1には、テスト回路11にしきい値判定回路14が設けられているが必須の構成ではない。しきい値判定回路14は、リモートI/O装置2から折り返し送信されたテスト信号の振幅値と所定のしきい値電圧とを比較判定する回路である。他の構成については、前述した第1の実施の形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
In the
In the
[第4の実施の形態の動作]
次に、図11および図12を参照して、本発明の第4の実施の形態にかかるコントローラの動作について説明する。
図11は、本発明の第4の実施の形態にかかるコントローラのケーブル確認処理を示すフローチャートである。図12は、本発明の第4の実施の形態にかかるコントローラで計測した遅延時間のばらつきを示す説明図である。
[Operation of Fourth Embodiment]
Next, with reference to FIGS. 11 and 12, the operation of the controller according to the fourth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 11 is a flowchart showing cable check processing of the controller according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 12 is an explanatory diagram showing variation in delay time measured by the controller according to the fourth embodiment of the present invention.
コントローラ1の制御回路19は、周期的あるいは外部からの指示に応じて、図5のケーブル確認処理を実行する。
まず、制御回路19は、前述した図2のケーブル確認処理のステップ100〜103と同様の処理を実行することにより、テスト信号の送信時点から受信時点までの遅延時間を計測し(ステップ130)、得られた遅延時間を記憶回路18へ順に格納する(ステップ131)。
The
First, the
次に、記憶回路18に格納されている各遅延時間のばらつき値、例えば直近の所定期間内に計測された各遅延時間の標準偏差、範囲(レンジ)、分散値など、各遅延時間のばらつきの大きさを示す統計量を算出する(ステップ132)
そして、このばらつき値と所定の許容値(基準値)とを比較することにより、通信ケーブル3をコントローラ1やリモートI/O装置2に電気的に接続するコネクタ(図示せず)についてその接続状況の良否を判定する(ステップ133)。
Next, a variation value of each delay time stored in the
Then, the connection status of the connector (not shown) for electrically connecting the
一般に、この種の設備管理システムでは、通信ケーブル3をコントローラ1やリモートI/O装置2に接続する場合、コントローラ1やリモートI/O装置2にモジュラージャック形式のコネクタを設け、通信ケーブル3の端点に設けられたモジュラープラグをコネクタに挿入することにより、例えば金メッキされた互いの接点が接触し、両者が電気的に接続される。
通常、これら接点間の接触抵抗は極めて低いものの、硫化物などによる腐食環境が厳しいプラントでは、下地金属から絶縁性の腐食生成物がメッキ上に表出して、接触抵抗の増大を引き起こす。このように接点が劣化し接触抵抗の増大が生じると信号波形のなまりが大きくなり、遅延や同期ずれにより伝送エラーが生ずる原因となる。
Generally, in this type of equipment management system, when the
Normally, the contact resistance between these contacts is extremely low, but in a plant where the corrosive environment due to sulfide is severe, an insulating corrosion product appears from the base metal on the plating, causing an increase in contact resistance. When the contact point deteriorates and the contact resistance increases in this way, the rounding of the signal waveform becomes large, which causes a transmission error due to delay or synchronization shift.
この際、接点が劣化した場合、装置や通信ケーブルの振動、あるいは温度変化によるミクロ的な移動や変位などにより、メッキ上の絶縁性腐食生成物が破壊されて局所的に電気的に導通するため、接点の接触抵抗が大きく変化して、テスト信号の遅延時間のばらつき値も大きくなる。
したがって、コントローラ1とリモートI/O装置2との間で行われるデータ通信のエラー率と遅延時間のばらつき値との関係を予め求め、この関係に基づいて遅延時間のばらつき値に対する許容値を設定しておけばよい。
At this time, if the contact point deteriorates, the insulating corrosion product on the plating is destroyed due to vibration of the device or communication cable, or micro movement or displacement due to temperature change, etc. The contact resistance of the contact changes greatly, and the variation value of the delay time of the test signal also increases.
Therefore, a relationship between the error rate of data communication performed between the
ここで、算出した遅延時間のばらつき値が許容値を上回り、通信ケーブル3の接続状況の不良を示す場合(ステップ133:YES)、通信ケーブル3とコネクタとの接点の劣化が生じている可能性が高いと判断する。例えば、図12の計測タイミングTSにおいて算出したばらつき値が許容値を超えた場合、接点の劣化が生じている可能性が高いと判断する。
この場合には、警報手段19Bにより、LED(図示せず)を用いた可視表示やブザー(図示せず)を用いた可聴表示を用いてその旨の警報を発し、あるいは所定のメッセージをシステム監視装置などの上位装置へ送信し(ステップ134)、一連のケーブル確認処理を終了する。
Here, when the calculated variation value of the delay time exceeds the allowable value and indicates a poor connection state of the communication cable 3 (step 133: YES), the contact between the
In this case, the alarm means 19B issues a warning to that effect using a visual display using an LED (not shown) or an audible display using a buzzer (not shown), or system monitoring a predetermined message. The data is transmitted to a higher-level device such as a device (step 134), and the series of cable confirmation processing ends.
また、計測した遅延時間が許容値以下であり、通信ケーブル3の接続状況の良好を示す場合(ステップ133:NO)、通信ケーブル3とコネクタとの接点に劣化が生じている可能性が低いと判断し、警報を発することなく、一連のケーブル確認処理を終了する。
Further, when the measured delay time is equal to or less than the allowable value and the connection status of the
このように、本実施の形態では、リモートI/O装置2との間に接続された通信ケーブル3を介してリモートI/O装置2へ所定のテスト信号を送信するとともに、リモートI/O装置2から折り返し送信されたテスト信号を受信して、そのテスト信号の送信時点から受信時点までの遅延時間を計測し、これら遅延時間のばらつきの大きさに基づいて、通信ケーブル3を電気的に接続するコネクタでの接続状況を診断するようにしたので、コネクタの接点の劣化に起因して同期ずれにより伝送エラーが生ずる可能性を診断できる。
Thus, in the present embodiment, a predetermined test signal is transmitted to the remote I /
したがって、コントローラ1とリモートI/O装置2とを接続する通信ケーブルが過酷な腐食性雰囲気で用いられ、接点が劣化してきた場合、発生しうるデータ通信不具合を事前に予測でき、適切な対応を促すことができる。
Therefore, if the communication cable that connects the
なお、以上では、通信ケーブル3が1本だけ使用される場合を例として説明したが、複数の通信ケーブル3を用いてコントローラ1とリモートI/O装置2とを接続する場合には、通信ケーブル3ごとに、前述したテスト信号を用いて遅延時間を計測し、基準値との比較結果に応じてデータ通信状況の良否を判定し、その不良判定に応じて警報を発すればよい。
この際、テスト回路11については、通信ケーブル3ごとに設けてもよいが、複数の通信ケーブル3で1つのテスト回路11を兼用して、通信ケーブルごとに順次計測してもよく、コントローラ1の回路構成を簡略化できる。
In the above description, the case where only one
At this time, the
本実施の形態では、遅延時間のばらつき値に基づき通信ケーブル3を電気的に接続するコネクタでの接続状況を診断する場合について説明したが、遅延時間のばらつき値に代えて、テスト回路11のしきい値判定回路14で得られたしきい値に基づきコネクタでの接続状況を診断してもよい。
この場合、しきい値判定回路14により、リモートI/O装置2から折り返し送信されたテスト信号について、その振幅値と所定のしきい値電圧とを比較判定することにより、コネクタにおける接触抵抗の増大有無を判定する。そして、制御回路19の判定手段19Cで、しきい値判定回路14からの判定有無に基づいて、コネクタでの接続状況を診断する。
In the present embodiment, the case of diagnosing the connection state at the connector that electrically connects the
In this case, the
これにより、遅延時間のばらつき値を用いた場合と同様に、コネクタの接点の劣化に起因して同期ずれにより伝送エラーが生ずる可能性を診断できる。また、装置を停止し、オフラインでケーブルの接触抵抗を別途測定して劣化を測定する必要もなく、コントローラ1を稼働させたままで設備機器制御を行いながら、オンラインで通信ケーブルの劣化を監視できる。
なお、テスト信号は、コネクタでの接触抵抗の増大だけでなく通信ケーブル3のケーブル長の増大によってもその振幅が減衰する。したがって、コネクタの接点の劣化に起因するデータ通信不具合だけでなく、規定長を超える通信ケーブルを用いた場合に発生しうるデータ通信不具合についても事前に予測でき、適切な対応を促すことができる。
As a result, similarly to the case where the variation value of the delay time is used, it is possible to diagnose the possibility that a transmission error occurs due to the synchronization shift due to the deterioration of the contact of the connector. Moreover, it is not necessary to stop the apparatus and separately measure the contact resistance of the cable offline to measure the deterioration, and it is possible to monitor the deterioration of the communication cable online while performing the equipment control while the
The amplitude of the test signal is attenuated not only by increasing the contact resistance at the connector but also by increasing the cable length of the
なお、前述した第1〜第3の実施の形態では、遅延時間に基づくデータとして、遅延時間そのものを用いた場合を例として説明したが、これに限定されるものではなく、計測を数回繰り返して得られた複数の遅延時間から算出した平均、移動平均、分散、最大、最小などの統計量を遅延時間に基づくデータとして用いてもよい。
また、前述した第1〜第3の実施の形態では、制御回路19とは別個に判定回路17を設けて、遅延時間に基づくデータと基準値とを比較する場合について説明したが、この判定回路17については、第4の実施の形態における判定手段19Cと同様に、制御回路19の機能手段で実現してもよい。
In the first to third embodiments described above, the case where the delay time itself is used as the data based on the delay time has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the measurement is repeated several times. Statistics such as average, moving average, variance, maximum, and minimum calculated from a plurality of delay times obtained in this manner may be used as data based on the delay time.
In the first to third embodiments described above, the
1…コントローラ、10…クロック発生回路、11…テスト回路、12…テスト信号送信回路、13…テスト信号受信回路、14…しきい値判定回路、15…データ送受信回路、16…遅延時間計測回路、17…判定回路、18…記憶回路、19…制御回路、19A…設備制御手段、19B…警報手段、19C…判定手段、2…リモートI/O装置、20…クロック受信回路、21…信号送受信回路、22…データ送受信回路、23…設備制御回路、3,3A,3B…通信ケーブル。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記通信ケーブルを介して前記リモートI/O装置へ所定のテスト信号を送信し、前記リモートI/O装置から折り返し送信されたテスト信号を受信するテスト信号送受信手段と、
前記テスト信号の送信時点から受信時点までの遅延時間を計測する遅延時間計測手段と、
前記遅延時間に基づくデータと所定の基準値とを比較した比較結果に応じてデータ通信状況の良否を判定する判定手段と
を備えることを特徴とするコントローラ。 A controller that controls the equipment by performing data communication with a remote I / O device that connects the equipment with a communication cable;
A test signal transmitting / receiving means for transmitting a predetermined test signal to the remote I / O device via the communication cable and receiving a test signal transmitted from the remote I / O device;
A delay time measuring means for measuring a delay time from the transmission time of the test signal to the reception time;
A controller comprising: determination means for determining whether the data communication status is good or not according to a comparison result obtained by comparing the data based on the delay time with a predetermined reference value.
前記テスト信号送受信手段は、前記リモートI/O装置との間に並列接続された複数の通信ケーブルごとに、当該通信ケーブルを介して前記リモートI/O装置へ所定のテスト信号を同時に送信し、前記リモートI/O装置から折り返し送信されたテスト信号を受信し、
前記遅延時間計測手段は、前記各通信ケーブルで受信された各テスト信号の受信時間差を遅延時間として計測する
ことを特徴とするコントローラ。 The controller of claim 1,
The test signal transmitting / receiving means simultaneously transmits a predetermined test signal to the remote I / O device via the communication cable for each of the plurality of communication cables connected in parallel with the remote I / O device, Receiving a test signal sent back from the remote I / O device;
The controller, wherein the delay time measuring means measures a difference in reception time of each test signal received by each communication cable as a delay time.
前記通信ケーブルごとに、前記リモートI/O装置へ所定のテスト信号を送信し、前記リモートI/O装置から折り返し送信されたテスト信号を受信するテスト信号送受信手段と、
前記通信ケーブルごとに、前記テスト信号の送信時点から受信時点までの遅延時間を計測する遅延時間計測手段と、
前記リモートI/O装置から前記各通信ケーブルを介してパラレルデータ通信で送られてきたデータを、前記各通信ケーブルの遅延時間に応じたタイミングで受信するデータ受信手段と
を備えることを特徴とするコントローラ。 A controller for controlling the facility equipment by performing parallel data communication using a parallel connection with a remote I / O device for connecting the equipment with a plurality of communication cables simultaneously using the communication cables,
Test signal transmitting / receiving means for transmitting a predetermined test signal to the remote I / O device for each communication cable and receiving a test signal transmitted from the remote I / O device;
Delay time measuring means for measuring a delay time from the transmission time of the test signal to the reception time for each communication cable;
Data receiving means for receiving data sent from the remote I / O device via parallel communication via each communication cable at a timing corresponding to the delay time of each communication cable; controller.
前記通信ケーブルを介して前記リモートI/O装置へ所定のテスト信号を送信し、前記リモートI/O装置から折り返し送信されたテスト信号を受信するテスト信号送受信ステップと、
前記テスト信号の送信時点から受信時点までの遅延時間を計測する遅延時間計測ステップと、
前記遅延時間に基づくデータと所定の基準値とを比較した比較結果に応じてデータ通信状況の良否を判定する判定ステップと
を備えることを特徴とするリモートI/O通信方法。 A remote I / O communication method performed by a controller that controls the facility equipment by performing data communication with a remote I / O device that connects the equipment with a communication cable,
A test signal transmitting / receiving step of transmitting a predetermined test signal to the remote I / O device via the communication cable and receiving a test signal transmitted from the remote I / O device;
A delay time measuring step of measuring a delay time from the transmission time of the test signal to the reception time;
A remote I / O communication method comprising: a determination step of determining whether the data communication status is good or not according to a comparison result obtained by comparing the data based on the delay time and a predetermined reference value.
前記テスト送信ステップは、前記リモートI/O装置との間に並列接続された複数の通信ケーブルごとに、当該通信ケーブルを介して前記リモートI/O装置へ所定のテスト信号を同時に送信し、前記リモートI/O装置から折り返し送信されたテスト信号を受信し、
前記遅延時間計測ステップは、前記各通信ケーブルで受信された各テスト信号の受信時間差を遅延時間として計測する
ことを特徴とするリモートI/O通信方法。 The remote I / O communication method according to claim 4,
The test transmission step simultaneously transmits a predetermined test signal to the remote I / O device via the communication cable for each of a plurality of communication cables connected in parallel with the remote I / O device, Receive the test signal sent back from the remote I / O device,
In the remote I / O communication method, the delay time measurement step measures a reception time difference between test signals received by the communication cables as a delay time.
前記通信ケーブルごとに、前記リモートI/O装置へ所定のテスト信号を送信し、前記リモートI/O装置から折り返し送信されたテスト信号を受信するテスト信号送受信ステップと、
前記通信ケーブルごとに、前記テスト信号の送信時点から受信時点までの遅延時間を計測する遅延時間計測ステップと、
前記リモートI/O装置から前記各通信ケーブルを介してパラレルデータ通信で送られてきたデータを、前記各通信ケーブルの遅延時間に応じたタイミングで受信するデータ受信ステップと
を備えることを特徴とするリモートI/O通信方法。
A remote I / O device connected to a facility device is connected in parallel via a plurality of communication cables, and the remote I is performed by a controller that controls the facility device by performing parallel data communication using these communication cables simultaneously. / O communication method,
A test signal transmission / reception step of transmitting a predetermined test signal to the remote I / O device for each communication cable and receiving a test signal transmitted from the remote I / O device;
A delay time measuring step for measuring a delay time from the transmission time of the test signal to the reception time for each of the communication cables;
A data receiving step of receiving data transmitted from the remote I / O device via parallel communication via each communication cable at a timing corresponding to a delay time of each communication cable. Remote I / O communication method.
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JP2016538642A (en) * | 2013-11-13 | 2016-12-08 | ピルツ ゲーエムベーハー アンド コー.カーゲー | Safety control system with configurable inputs |
CN113931830A (en) * | 2021-11-12 | 2022-01-14 | 华能伊敏煤电有限责任公司 | Combined type variable frequency control system and method for open-pit coal mine open-drainage system |
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2005
- 2005-01-14 JP JP2005007337A patent/JP2006195780A/en active Pending
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