JP2011091468A

JP2011091468A - 通信装置

Info

Publication number: JP2011091468A
Application number: JP2009241019A
Authority: JP
Inventors: Narinori Sueki; 成典末木
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2009-10-20
Filing date: 2009-10-20
Publication date: 2011-05-06
Anticipated expiration: 2029-10-20
Also published as: JP5487876B2

Abstract

【課題】送信タイミングごとに新しいデータを確実に送信できる通信装置を実現することを目的にする。
【解決手段】本発明は、外部機器に通信処理手段からデータを出力する通信装置に改良を加えたものである。本装置は、設定時間ごとに出力を行うタイマ手段と、このタイマ手段の出力により、外部機器に与えるデータを通信処理手段に出力すると共に、少なくとも、通信処理手段の送信タイミング前に通信処理手段のデータ更新が終了する時刻に、タイマ手段の設定時間を設定するデータ処理手段とを備えたことを特徴とする装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、外部機器、例えば、フィールド機器に通信処理手段からデータを出力する通信装置に関し、送信タイミングごとに新しいデータを確実に送信できる通信装置に関するものである。

プロセス制御システムは、制御コントローラ（フィールドコントロールステーション）からフィールドバス通信モジュールを介して、フィールド機器と通信を行い、プラントの制御を行っている。この通信に用いられるフィールドバス通信規格として、ファウンデーションフィールドバス（ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮＦＩＥＬＤＢＵＳ）、プロフィバス（ＰＲＯＦＩＢＵＳ）、ハート（ＨＡＲＴ）などがある。このような装置は、例えば、下記特許文献１に示されている。以下、図３に示し説明する。

図３において、複数のフィールドバス機器１は、例えば、流量計、バルブ等で、フィールドバスＢに接続される。フィールドバス通信モジュール２は、フィールドバスＢに接続し、図示しない制御コントローラと送受信を行い、通信処理手段２１、データ処理手段２２を有する。通信処理手段２１は、フィールドバスＢにデータの送受信を行う。データ処理手段２２は、制御コントローラとデータの送受信を行うと共に、通信処理手段２１とデータのやり取りを行う。

このような装置の動作を、図４を用いて説明する。データ処理手段２２は、制御周期ごとに、出力するプロセスデータを決定し、通信処理手段２１に渡す。そして、通信処理手段２１は、データ処理手段２２と非同期に、予め決まったタイミングで、プロセスデータをフィールドバスＢに送信データとして出力する。このフィールドバスＢ上のデータを、フィールド機器１は通信処理手段２１と同期して取得し、処理を行う。

また、フィールド機器１がフィールドバスＢを介してフィードバス通信モジュール２の通信処理手段２１にデータを出力する。通信処理手段２１は、データをデータ処理手段２２に渡し、データ処理手段２２はデータを保持する。そして、制御コントローラがフィールドバス通信モジュール２にアクセスし、データ処理手段２２が保持しているデータを取得する。

特開２００５−１２２５９２号公報

このような装置は、データ処理手段２２から通信処理手段２１にデータを渡す場合、同期はしていないが、データ処理手段２２の１サイクル内に一度プロセスデータが更新されている。

このため、フィールドバス通信モジュール２は、図５に示すように、データ処理手段２２のプロセスデータの更新が通信処理手段２１の送信タイミングに間に合わず、古いデータ、データＤＴ１をフィールド機器１に繰り返し送信してしまうという問題点があった。

そこで、本発明の目的は、送信タイミングごとに新しいデータを確実に送信できる通信装置を実現することにある。

このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
外部機器に通信処理手段からデータを出力する通信装置において、
設定時間ごとに出力を行うタイマ手段と、
このタイマ手段の出力により、前記外部機器に与えるデータを前記通信処理手段に出力すると共に、少なくとも、通信処理手段の送信タイミング前に通信処理手段のデータ更新が終了する時刻に、タイマ手段の設定時間を設定するデータ処理手段と
を備えたことを特徴とするものである。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明であって、
前記データ処理手段は、前記通信処理手段へのデータ出力ごとに、タイマ手段の設定時間を更新することを特徴とするものである。
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明であって、
前記外部機器がフィールド機器であることを特徴とするものである。

本発明によれば、データ処理手段が、タイマ手段の設定時間を設定し、タイマ手段の出力により、通信処理手段にデータを出力するので、欠落なく確実なデータの更新を行うことができ、通信処理手段が送信タイミングごとに新しいデータを確実に送信できる。

本発明の一実施例を示した構成図である。図１に示す装置の動作を示したタイミングチャートである。従来のプラント制御システムの構成を示した図である。図３に示す装置の動作を示したタイミングチャートである。図３に示す装置のデータ更新を失敗した動作を示したタイミングチャートである。

以下本発明を、図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示した構成図である。ここで、図３と同一のものは同一符号を付し説明を省略する。

図１において、フィールドバス通信モジュール３は通信装置で、フィールドバスＢに接続し、図示しない制御コントローラと送受信を行い、通信処理手段３１、タイマ手段３２、データ処理手段３３を有する。通信処理手段３１は、フィールドバスＢにデータの送受信を行う。タイマ手段３２は、設定時間ごとに出力を行う。データ処理手段３３は、制御コントローラとデータの送受信を行うと共に、通信処理手段３１とデータのやり取りを行う。また、データ処理手段３３は、タイマ手段３２の出力により、フィールド機器１に与えるデータを通信処理手段３１に出力すると共に、タイマ手段３２の設定時間を設定する。

このような装置の動作を、図２を用いて説明する。時刻ｔ１のとき、つまり、起動時、データ処理手段３３は、通信処理手段３１からスケジュール情報や通信処理手段３１の起動後の時間を取得し、次の通信処理手段３１の制御周期先頭までの時間Ｔ１を計算する。ここで、データ処理手段３３が、タイマ手段３２の出力の受信から通信処理手段３１に出力データを渡すまでの最大更新処理時間をＴ２とする。このＴ２は、予め測定や理論計算により求められる。

そして、Ｔ１＞Ｔ２なので、データ処理手段３３は、（Ｔ１−Ｔ２）を設定時間として、タイマ手段３２に設定し、プロセスデータの更新は行わない。

時刻ｔ２のとき、タイマ手段３２が、設定時間、（Ｔ１−Ｔ２）経過後、データ処理手段３３に出力を行い、データ処理手段３３が、通信処理手段３１からスケジュール情報や起動後の通信処理手段３１の時間を取得し、次の通信処理手段３１の制御周期先頭までの時間Ｔ１を計算する。そして、Ｔ１≦Ｔ２なので、データ処理手段３３は、通信処理手段３１の制御周期をＴとすると、（Ｔ１＋Ｔ−Ｔ２）を設定時間として、タイマ手段３２に設定し、プロセスデータを通信処理手段３１に渡す。そして、通信処理手段３１は、予め決まったタイミングで、プロセスデータをフィールドバスＢに送信データとして出力する。このフィールドバスＢ上のデータを、フィールド機器１は通信処理手段３１と同期して取得し、処理を行う。

時刻ｔ３のとき、タイマ手段３２が、設定時間、（Ｔ１＋Ｔ−Ｔ２）経過後、データ処理手段３３に出力を行い、データ処理手段３３が、通信処理手段３１からスケジュール情報や起動後の通信処理手段３１の時間を取得し、次の通信処理手段３１の制御周期先頭までの時間Ｔ１を計算する。そして、Ｔ１≦Ｔ２なので、データ処理手段３３は、（Ｔ１＋Ｔ−Ｔ２）を設定時間として、タイマ手段３２に設定し、プロセスデータを通信処理手段３１に渡す。そして、通信処理手段３１は、予め決まったタイミングで、プロセスデータをフィールドバスＢに送信データとして出力する。このフィールドバスＢ上のデータを、フィールド機器１は通信処理手段３１と同期して取得し、処理を行う。このような処理を繰り返す。

また、フィールド機器１が、フィールドバスＢを介して、フィードバス通信モジュール３の通信処理手段３１にデータを出力する。通信処理手段３１は、データをデータ処理手段３３に渡し、データ処理手段３３はデータを保持する。そして、制御コントローラがフィールドバス通信モジュール２にアクセスし、データ処理手段２２が保持しているデータを取得する。

このように、データ処理手段３３が、タイマ手段３２の設定時間を更新し、タイマ手段３２の出力により、通信処理手段３１にデータを出力するので、１サイクルごとに欠落なく確実なプロセスデータの更新を行うことができ、通信処理手段３１が送信タイミングごとに新しいデータを確実に送信できる。これにより、フィールド機器１に定周期ごとの正しいプロセスデータを送信することができ、プラントの安定的な制御が実現できる。

なお、データ処理手段３３は、タイマ手段３２の出力ごとに、タイマ手段３２の設定時間を設定する構成を示したが、起動時と１回目のタイマ手段３２の出力のみ、タイマ手段３２の設定時間を設定する構成でもよい。

また、データ処理手段３３は、次の通信処理手段３１の制御周期先頭までの時間を計算する構成を示したが、次の通信処理手段３１の送信タイミングまでの時間を計算する構成にしてもよい。つまり、データ処理手段３３は、少なくとも、通信処理手段３１の送信タイミング前に通信処理手段３１のデータ更新が終了する時刻に、タイマ手段の設定時間を設定する構成であればよい。

１フィールド機器
３フィールドバス通信モジュール
３１通信処理手段
３２タイマ手段
３３データ処理手段

Claims

外部機器に通信処理手段からデータを出力する通信装置において、
設定時間ごとに出力を行うタイマ手段と、
このタイマ手段の出力により、前記外部機器に与えるデータを前記通信処理手段に出力すると共に、少なくとも、通信処理手段の送信タイミング前に通信処理手段のデータ更新が終了する時刻に、タイマ手段の設定時間を設定するデータ処理手段と
を備えたことを特徴とする通信装置。
前記データ処理手段は、前記通信処理手段へのデータ出力ごとに、タイマ手段の設定時間を更新することを特徴とする請求項１記載の通信装置。
前記外部機器がフィールド機器であることを特徴とする請求項１または２記載の通信装置。