JP2015061232A - Controller and redundant controller - Google Patents

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Hiroyuki Ando
啓之 安藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a processing load of a controller.SOLUTION: A controller includes: communication CPU 310 for distributing communication data received via external ports 311B and 311C to either of two internal routes on the basis of route information included in the communication data; and arithmetic CPU 320 for performing arithmetic processing on the distributed communication data and transmitting a result of the arithmetic processing via one of a plurality of I/O-I/F 323 on the basis of the route information included in the communication data. The communication CPU 310 on/off-controls switches 312B and 312C which are arranged in either of the two internal routes and connect/intercept the internal route in accordance with an instruction by the arithmetic CPU 320.

Description

本発明は、コントローラおよび冗長コントローラに関する。   The present invention relates to a controller and a redundant controller.

生産プロセスを管理する現場では、プラント内に多数の機器(例えばセンサ機器やバルブポジショナ等のデバイス)を配置し、これらの機器から発信される信号をシステムに取り込むことで、生産プロセスを管理している。このようなプロセス管理システムの一形態として、コントローラと複数の機器との間を、例えばフィールドバスと呼ばれるネットワークで接続し、コントローラの上位に設けた管理装置で生産プロセスを管理するものがある(例えば、下記特許文献1参照)。   At the site where the production process is managed, a large number of devices (for example, devices such as sensor devices and valve positioners) are arranged in the plant, and the signals transmitted from these devices are incorporated into the system to manage the production process. Yes. As one form of such a process management system, there is a system in which a controller and a plurality of devices are connected by a network called a field bus, for example, and a production process is managed by a management device provided at a higher level of the controller (for example, , See Patent Document 1 below).

ここで、フィールドバスは、デジタル信号で双方向通信可能な通信方式のネットワークであり、その通信仕様は、フィールドバス協会(Fieldbus Foundation(登録商標))によって、ファウンデーションフィールドバス(Foundation(登録商標) Fieldbus)として規格化(標準化)されている。   Here, the fieldbus is a communication system network capable of two-way communication with digital signals, and its communication specification is determined by the Foundation Fieldbus (Foundation (registered trademark) Fieldbus) by the Fieldbus Foundation (registered trademark). ) Is standardized (standardized).

特開2012−208706号公報JP 2012-208706 A

ところで、特許文献1に記載のコントローラは、管理装置や機器との間で行うデータの通信処理やデータの演算処理を一つのCPUで実行している。したがって、大量のデータが発生した場合には、コントローラでの処理負荷が高くなり、処理に遅延が生ずるおそれがある。   By the way, the controller described in Patent Document 1 executes data communication processing and data calculation processing performed with a management apparatus and equipment with a single CPU. Therefore, when a large amount of data is generated, the processing load on the controller increases, and there is a possibility that processing may be delayed.

本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、処理負荷を軽減することができるコントローラおよび冗長コントローラを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems caused by the prior art, and an object thereof is to provide a controller and a redundant controller that can reduce the processing load.

本発明に係るコントローラは、第1通信部を介して受信された通信データを、当該通信データに含まれる経路情報に基づいて、複数ある内部経路のいずれか一つに振り分ける通信制御部と、前記通信制御部により振り分けられた前記通信データに対して演算処理を実行し、当該通信データに含まれる経路情報に基づいて複数ある第2通信部のいずれかを介して、前記演算処理の結果を送信する演算制御部と、を備え、前記通信制御部は、前記演算制御部による指示にしたがい、前記内部経路のうち少なくともいずれか一つに設けられた当該内部経路を接続/遮断するためのスイッチのオン/オフを制御する、ことを特徴とする。   The controller according to the present invention includes: a communication control unit that distributes communication data received via the first communication unit to any one of a plurality of internal routes based on route information included in the communication data; A calculation process is performed on the communication data distributed by the communication control unit, and a result of the calculation process is transmitted via one of a plurality of second communication units based on path information included in the communication data. And a communication control unit configured to switch a switch for connecting / blocking the internal path provided in at least one of the internal paths in accordance with an instruction from the calculation control unit. ON / OFF is controlled.

かかる構成を採用することで、コントローラ内の処理を、通信を制御する通信制御部と演算処理を実行する演算処理部とで分散して実行することができ、第1通信部を介して受信された通信データを、複数の内部経路に振り分けて演算制御部に送信し、複数の内部経路のうち少なくともいずれか一つに設けられたスイッチのオン/オフを制御して、演算制御部に送信する通信データ量を調整することができる。   By adopting such a configuration, the processing in the controller can be distributed and executed by the communication control unit that controls communication and the arithmetic processing unit that executes arithmetic processing, and is received via the first communication unit. The communication data is distributed to a plurality of internal paths and transmitted to the calculation control unit, and on / off of a switch provided on at least one of the plurality of internal paths is controlled and transmitted to the calculation control unit. The amount of communication data can be adjusted.

上記内部経路は、少なくともプロセスデータを含む前記通信データを通信するための第1内部経路と、少なくとも前記演算処理の機能を更新する機能更新用データを含む前記通信データを通信するための第2内部経路とを含み、上記スイッチは、前記第2内部経路に設けられる、こととしてもよい。   The internal path includes a first internal path for communicating the communication data including at least process data, and a second internal path for communicating the communication data including at least function update data for updating the function of the arithmetic processing. The switch may be provided in the second internal path.

これにより、少なくともプロセスデータについては、演算制御部に随時送信することができ、少なくとも機能更新用データについては、コントローラ内の処理負荷状況に応じてスイッチのオン/オフを制御して、演算制御部への送信可否を制御することができる。   As a result, at least process data can be transmitted to the arithmetic control unit at any time, and at least function update data is controlled by turning on / off the switch according to the processing load status in the controller. Whether to transmit to can be controlled.

上記演算制御部は、前記演算処理の機能を更新する処理を開始する前に、前記スイッチをオフからオンに切り替え指示するための前記指示を、前記通信制御部に送信する、こととしてもよい。   The calculation control unit may transmit the instruction for switching the switch from OFF to ON before starting the process of updating the function of the calculation process to the communication control unit.

これにより、演算処理の機能を更新する必要があるときに限定して、機能更新用データを演算制御部に送ることが可能となる。   This makes it possible to send the function update data to the calculation control unit only when the calculation processing function needs to be updated.

上記第1通信部および前記内部経路は、二重に冗長化されており、上記通信制御部は、冗長化された前記第1通信部を介して受信された前記通信データのうち重複するデータの一方を取り除いてから前記演算制御部に送信する、こととしてもよい。   The first communication unit and the internal path are doubly redundant, and the communication control unit is configured to store duplicate data among the communication data received via the redundant first communication unit. It is good also as transmitting to the said calculation control part, after removing one.

上記通信制御部は、第3通信部を介して受信されたデータを、当該データに含まれる経路情報に基づいて、複数ある第4通信部のいずれか一つを介して外部に送信する、こととしてもよい。   The communication control unit transmits data received via the third communication unit to the outside via any one of a plurality of fourth communication units based on the path information included in the data. It is good.

本発明によれば、処理負荷を軽減することが可能なコントローラおよび冗長コントローラを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a controller and a redundant controller that can reduce the processing load.

実施形態におけるコントローラを含むプロセス管理システムの構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the structure of the process management system containing the controller in embodiment. 図1に示すコントローラのハードウェア構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the hardware constitutions of the controller shown in FIG. 図1に示すコントローラの機能構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the function structure of the controller shown in FIG. 変形例における冗長コントローラを構成する一方のコントローラを例示する図である。It is a figure which illustrates one controller which comprises the redundant controller in a modification. 変形例におけるコントローラのハードウェア構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the hardware constitutions of the controller in a modification.

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態について説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除するものではない。すなわち、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。   Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiment described below is merely an example, and does not exclude application of various modifications and techniques not explicitly described below. That is, the present invention can be implemented with various modifications without departing from the spirit of the present invention.

図1は、本発明の実施形態におけるコントローラを含むプロセス管理システムの構成を例示する図である。図1に示すように、プロセス管理システム100は、上位装置となる機器管理装置1および運転監視装置2と、コントローラ3と、変換器4と、デバイス5と、を備える。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a process management system including a controller according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the process management system 100 includes a device management apparatus 1 and an operation monitoring apparatus 2 that are host devices, a controller 3, a converter 4, and a device 5.

デバイス5は、プラント内に配置される機器であり、例えば、ファウンデーションフィールドバス技術に対応する機器や、HART(Highway Addressable Remote Transducer)通信機能を搭載した機器、プロフィバス(Profibus)技術に対応する機器を用いることができる。デバイス5としては、例示的に、流量や圧力、温度等を検出する各種センサ機器、流量制御弁や圧力制御弁等の各種バルブを制御するバルブポジショナ、ポンプやファン等を動作させる各種アクチュエータ等が該当する。   The device 5 is a device arranged in the plant. For example, a device corresponding to the foundation fieldbus technology, a device equipped with a HART (Highway Addressable Remote Transducer) communication function, a device compatible with the Profibus technology. Can be used. Examples of the device 5 include various sensor devices that detect flow rate, pressure, temperature, and the like, valve positioners that control various valves such as flow rate control valves and pressure control valves, and various actuators that operate pumps and fans. Applicable.

コントローラ3は、生産プロセスの実行状態を制御する機器である。具体的に、コントローラ3は、例えば、発信器から取得した流量や圧力等の測定値に基づいて、バルブポジショナを制御することで、配管に設けられたバルブの開度を調節する。   The controller 3 is a device that controls the execution state of the production process. Specifically, the controller 3 adjusts the opening degree of the valve provided in the piping by controlling the valve positioner based on, for example, measurement values such as flow rate and pressure acquired from the transmitter.

変換器4は、コントローラ3とデバイス5とを仲介する機器であり、コントローラ3側のプロトコルとデバイス5側のプロトコルとを変換する機器である。   The converter 4 is a device that mediates between the controller 3 and the device 5, and is a device that converts a protocol on the controller 3 side and a protocol on the device 5 side.

機器管理装置1は、デバイス5を管理するための装置であり、パラメータの一元管理やアラート情報の管理等を行う。運転監視装置2は、コントローラ3を介して収集されるデバイス5の運転内容をモニタに表示し、運用者の指示に従ってデバイス5の運転状態を操作するための装置である。   The device management apparatus 1 is an apparatus for managing the device 5, and performs centralized management of parameters, management of alert information, and the like. The operation monitoring device 2 is a device for displaying the operation contents of the device 5 collected via the controller 3 on a monitor and operating the operation state of the device 5 in accordance with an instruction from the operator.

図2を参照して、コントローラのハードウェア構成の一例について説明する。コントローラ3は、物理的には、例えば、通信CPU310、外部ポート311A、311B、311C、スイッチ312A、312B、312C、ソケット313A、313B、313C、313D、313E、内部ポート314A、314B、内部スイッチ315、外部スイッチ316、演算CPU320、内部ポート321、322およびI/O−I/F323を備える。   An example of the hardware configuration of the controller will be described with reference to FIG. The controller 3 physically includes, for example, a communication CPU 310, external ports 311A, 311B, 311C, switches 312A, 312B, 312C, sockets 313A, 313B, 313C, 313D, 313E, internal ports 314A, 314B, an internal switch 315, An external switch 316, an arithmetic CPU 320, internal ports 321, 322, and an I / O-I / F 323 are provided.

通信CPU310は、外部ポート311A、311B、311C、スイッチ312A、312B、312C、ソケット313A、313B、313C、313D、313E、内部ポート314A、314B、内部スイッチ315および外部スイッチ316の各動作を制御する。言い換えると、通信CPU310は、図3に示すコントローラ3の通信制御部31として機能する。この通信制御部31については後述する。   The communication CPU 310 controls the operations of the external ports 311A, 311B, 311C, the switches 312A, 312B, 312C, the sockets 313A, 313B, 313C, 313D, 313E, the internal ports 314A, 314B, the internal switch 315, and the external switch 316. In other words, the communication CPU 310 functions as the communication control unit 31 of the controller 3 shown in FIG. The communication control unit 31 will be described later.

図2に示す演算CPU320は、内部ポート321、322およびI/O−I/F323の各動作を制御する。言い換えると、演算CPU320は、図3に示すコントローラ3の演算制御部32として機能する。この演算制御部32については後述する。   2 controls each operation of the internal ports 321 and 322 and the I / O-I / F 323. In other words, the arithmetic CPU 320 functions as the arithmetic control unit 32 of the controller 3 shown in FIG. The arithmetic control unit 32 will be described later.

図2に示す外部ポート311A(第3通信部)には、例えば、イーサネット(登録商標)等のネットワーク規格により設定ツール端末等が接続される。この設定ツール端末は、外部スイッチ316やI/O−I/F323を介して接続するデバイス5に対してパラメータ等の設定を行う端末である。   A setting tool terminal or the like is connected to the external port 311A (third communication unit) illustrated in FIG. 2 according to a network standard such as Ethernet (registered trademark), for example. This setting tool terminal is a terminal for setting parameters and the like for the device 5 connected via the external switch 316 or the I / O-I / F 323.

スイッチ312Aは、外部ポート311Aとソケット313Aとの間の内部経路RAを接続/遮断するためのスイッチである。例示的に、スイッチ312Aにより内部経路RAが接続されているときには、設定ツール端末が、外部スイッチ316やI/O−I/F323を介して接続するデバイス5のパラメータ等の設定を行うことが可能な状態となる。一方、スイッチ312Aにより内部経路RAが遮断されているときには、設定ツール端末が、外部スイッチ316やI/O−I/F323を介して接続するデバイスのパラメータ等の設定を行うことが不可能な状態となる。スイッチ312Aによる内部経路RAの接続/遮断は、演算CPU320からの指示を受けた通信CPU310が切り替える。   The switch 312A is a switch for connecting / blocking the internal path RA between the external port 311A and the socket 313A. For example, when the internal route RA is connected by the switch 312A, the setting tool terminal can set the parameters of the device 5 connected via the external switch 316 or the I / O-I / F 323. It becomes a state. On the other hand, when the internal path RA is blocked by the switch 312A, it is impossible for the setting tool terminal to set parameters or the like of a device connected via the external switch 316 or the I / O-I / F 323. It becomes. The communication CPU 310 that has received an instruction from the arithmetic CPU 320 switches between connecting / blocking the internal route RA by the switch 312A.

これにより、演算CPU320は、内部経路RAを遮断して、外部ポート311Aからの設定データの流入を阻止することが可能となる。演算CPU320は、予め定めた条件に応じて、スイッチ312Aのオン/オフを制御することができる。予め定めた条件としては、例えば、通信CPU310や演算CPU320の処理負荷が規定よりも高いこと等が該当する。これにより、通信CPU310や演算CPU320の処理負荷が高いと判定したときには、内部経路RAを遮断して、比較的データ量の多い、設定データの流入を阻止することができるため、通信CPU310や演算CPU320の処理負荷を軽減させることが可能となる。   As a result, the arithmetic CPU 320 can block the internal route RA and prevent the inflow of setting data from the external port 311A. The arithmetic CPU 320 can control ON / OFF of the switch 312A according to a predetermined condition. As the predetermined condition, for example, the processing load of the communication CPU 310 or the arithmetic CPU 320 is higher than a standard. As a result, when it is determined that the processing load on the communication CPU 310 or the arithmetic CPU 320 is high, the internal route RA can be blocked to prevent the inflow of setting data having a relatively large amount of data. It is possible to reduce the processing load.

外部ポート311B(第1通信部)とスイッチ312Bとソケット313B、313Cとを含む構成と、外部ポート311C(第1通信部)とスイッチ312Cとソケット313D、313Eとを含む構成とは、冗長化されている。冗長化されている外部ポート311Bと外部ポート311Cとで同一のデータを受信した場合には、通信CPU310が実行するフィルタ処理FPにより、重複するデータの一方が取り除かれてから、演算CPU320に渡される。   The configuration including the external port 311B (first communication unit), the switch 312B, and the sockets 313B and 313C, and the configuration including the external port 311C (first communication unit), the switch 312C, and the sockets 313D and 313E are made redundant. ing. When the same data is received by the redundant external port 311B and external port 311C, one of the overlapping data is removed by the filter processing FP executed by the communication CPU 310 and then passed to the arithmetic CPU 320. .

これにより、コントローラ3の冗長性を高めつつ、演算CPU320の処理負荷を軽減させることが可能となる。   Thereby, it is possible to reduce the processing load on the arithmetic CPU 320 while increasing the redundancy of the controller 3.

外部ポート311B、311Cには、例えば、イーサネット(登録商標)等のネットワーク規格により機器管理装置1や運転監視装置2が接続される。   For example, the device management apparatus 1 and the operation monitoring apparatus 2 are connected to the external ports 311B and 311C according to a network standard such as Ethernet (registered trademark).

外部ポート311B、311Cは、内部経路RB1、RC1(第1内部経路)を介してソケット313B、313Dと接続し、内部経路RB2、RC2(第2内部経路)を介してソケット313C、313Eと接続する。外部ポート311B、311Cは、機器管理装置1や運転監視装置2から受信したデータに含まれる経路情報に基づいて、内部経路RB1、RC1上のソケット313B、313Dか内部経路RB2、RC2上のソケット313C、313Eのいずれか一方に、上記受信したデータを振り分けて送信する。上記経路情報は、例えば、通信データのヘッダに格納することができ、その経路情報には、通信データが経由すべきポートのアドレス情報やソケットのアドレス情報等を設定することができる。したがって、この経路情報を参照することで、通信データが、どのポートやどのソケットを経由するのかを判別することができる。   The external ports 311B and 311C are connected to the sockets 313B and 313D via the internal paths RB1 and RC1 (first internal path), and are connected to the sockets 313C and 313E via the internal paths RB2 and RC2 (second internal path). . The external ports 311B and 311C are sockets 313B and 313D on the internal routes RB1 and RC1, or sockets 313C on the internal routes RB2 and RC2, based on the route information included in the data received from the device management device 1 and the operation monitoring device 2. The received data is distributed and transmitted to any one of 313E. The path information can be stored, for example, in a header of communication data, and the address information of a port through which the communication data should pass and the address information of a socket can be set as the path information. Therefore, by referring to this route information, it is possible to determine which port and which socket the communication data passes through.

ソケット313B、313Dに送信されるデータとしては、例えば、測定値や制御値等を含むプロセスデータが該当する。ソケット313C、313Eに送信されるデータとしては、例えば、デバイス5に設定するパラメータ等の設定データや、演算CPU320が実行する演算処理CPの機能を更新するための機能更新用データが該当する。   As data transmitted to the sockets 313B and 313D, for example, process data including measured values and control values is applicable. As data transmitted to the sockets 313C and 313E, for example, setting data such as parameters to be set in the device 5 and function update data for updating the function of the arithmetic processing CP executed by the arithmetic CPU 320 are applicable.

スイッチ312B、312Cは、外部ポート311B、311Cとソケット313C、313Eとの間の内部経路RB2、RC2をそれぞれ接続/遮断するためのスイッチである。例示的に、スイッチ312B、312Cにより内部経路RB2、RC2が接続されているときには、機器管理装置1が、I/O−I/F323を介して接続するデバイス5のパラメータ等の設定を行うことや、演算CPU320の演算処理機能を更新させることが可能な状態となる。一方、スイッチ312B、312Cにより内部経路RB2、RC2が遮断されているときには、機器管理装置1が、I/O−I/F323を介して接続するデバイス5のパラメータ等の設定を行うことや、演算CPU320の演算処理機能を更新させることが不可能な状態となる。スイッチ312B、312Cによる内部経路RB2、RC2の接続/遮断は、演算CPU320からの指示を受けた通信CPU310が切り替える。   The switches 312B and 312C are switches for connecting / blocking the internal paths RB2 and RC2 between the external ports 311B and 311C and the sockets 313C and 313E, respectively. For example, when the internal paths RB2 and RC2 are connected by the switches 312B and 312C, the device management apparatus 1 sets parameters and the like of the device 5 to be connected via the I / O-I / F 323. Thus, the arithmetic processing function of the arithmetic CPU 320 can be updated. On the other hand, when the internal paths RB2 and RC2 are blocked by the switches 312B and 312C, the device management apparatus 1 sets parameters and the like of the device 5 connected via the I / O-I / F 323, and calculates It becomes impossible to update the arithmetic processing function of the CPU 320. The communication CPU 310 that has received an instruction from the arithmetic CPU 320 switches connection / disconnection of the internal paths RB2, RC2 by the switches 312B, 312C.

これにより、演算CPU320は、内部経路RB2、RC2を遮断して、外部ポート311B、311Cからの設定データや機能更新用データの流入を阻止することが可能となる。演算CPU320は、予め定めた条件に応じて、スイッチ312B、312Cのオン/オフを制御することができる。予め定めた条件としては、例えば、通信CPU310や演算CPU320の処理負荷が規定よりも高いこと等が該当する。これにより、通信CPU310や演算CPU320の処理負荷が高いと判定したときには、内部経路RB2、RC2を遮断して、比較的データ量の多い、設定データや機能更新用データの流入を阻止することができるため、通信CPU310や演算CPU320の処理負荷を軽減させることが可能となる。   As a result, the arithmetic CPU 320 can block the internal paths RB2 and RC2 and prevent the inflow of setting data and function update data from the external ports 311B and 311C. The arithmetic CPU 320 can control the on / off of the switches 312B and 312C according to a predetermined condition. As the predetermined condition, for example, the processing load of the communication CPU 310 or the arithmetic CPU 320 is higher than a standard. As a result, when it is determined that the processing load on the communication CPU 310 or the arithmetic CPU 320 is high, the internal paths RB2 and RC2 can be blocked to prevent inflow of setting data and function update data having a relatively large amount of data. Therefore, the processing load on the communication CPU 310 and the arithmetic CPU 320 can be reduced.

通信CPU側の内部ポート314Bから演算CPU320側の内部ポート321に送信されたデータは、演算CPU320が実行する演算処理CPによって演算された後、そのデータに含まれる経路情報に基づいて、いずれかのI/O−I/F323を介してデバイス5宛てに送信される。   The data transmitted from the internal port 314B on the communication CPU side to the internal port 321 on the arithmetic CPU 320 side is calculated by the arithmetic processing CP executed by the arithmetic CPU 320, and then based on the path information included in the data, It is transmitted to the device 5 via the I / O-I / F 323.

図3を参照して、コントローラの機能構成について説明する。コントローラ3は、機能的には、例えば、通信制御部31と演算制御部32とを有する。   The functional configuration of the controller will be described with reference to FIG. Functionally, the controller 3 includes, for example, a communication control unit 31 and an arithmetic control unit 32.

通信制御部31は、外部ポート311B(第1通信部)を介してデータを受信した場合には、この受信データに含まれる経路情報に基づいて、受信データを二つの内部経路RB1、RB2のいずれかに振り分けてソケット313Bまたはソケット313Cに送る。通信制御部31は、外部ポート311C(第1通信部)を介してデータを受信した場合には、この受信データに含まれる経路情報に基づいて、受信データを二つの内部経路RC1、RC2のいずれかに振り分けてソケット313Dまたはソケット313Eに送る。   When the communication control unit 31 receives data via the external port 311B (first communication unit), the communication control unit 31 sends the received data to one of the two internal routes RB1 and RB2 based on the route information included in the received data. This is distributed to the socket 313B or socket 313C. When the communication control unit 31 receives data via the external port 311C (first communication unit), the communication control unit 31 sends the received data to one of the two internal routes RC1 and RC2 based on the route information included in the received data. This is distributed to the socket 313D or socket 313E.

通信制御部31は、演算制御部32からの切替指示にしたがい、スイッチ312A、312B、312Cのオン/オフを制御する。スイッチ312Aをオンにすると、内部経路RAが接続状態となり、スイッチ312Aをオフにすると、内部経路RAが遮断状態となる。スイッチ312Bをオンにすると、内部経路RB2が接続状態となり、スイッチ312Bをオフにすると、内部経路RB2が遮断状態となる。スイッチ312Cをオンにすると、内部経路RC2が接続状態となり、スイッチ312Cをオフにすると、内部経路RC2が遮断状態となる。   The communication control unit 31 controls on / off of the switches 312A, 312B, and 312C in accordance with the switching instruction from the arithmetic control unit 32. When the switch 312A is turned on, the internal route RA is connected, and when the switch 312A is turned off, the internal route RA is cut off. When the switch 312B is turned on, the internal path RB2 is connected, and when the switch 312B is turned off, the internal path RB2 is cut off. When the switch 312C is turned on, the internal route RC2 is connected, and when the switch 312C is turned off, the internal route RC2 is cut off.

通信制御部31は、フィルタ処理FPを実行する。フィルタ処理FPは、冗長化された外部ポート311Bおよび外部ポート311Cを介して受信されたデータのうち重複するデータの一方を取り除いてから演算制御部32に送信する処理である。   The communication control unit 31 executes the filter process FP. The filter process FP is a process of transmitting one of the data received via the redundant external port 311B and the external port 311C to the arithmetic control unit 32 after removing one of the duplicate data.

通信制御部31は、外部ポート311A(第3通信部)を介して受信されたパラメータ等の設定用データを、この設定用データに含まれる経路情報に基づいて、いずれかの外部スイッチ316(第4通信部)を経由させ、デバイス5宛てに送信する。   The communication control unit 31 sends setting data such as parameters received via the external port 311A (third communication unit) to any one of the external switches 316 (the first switch) based on the path information included in the setting data. 4 communication unit) and transmit to the device 5.

演算制御部32は、通信制御部31から受信したデータに対して演算処理を実行し、この受信データに含まれる経路情報に基づいて、いずれかのI/O−I/F323(第2通信部)を経由させて、演算処理結果を送信する。   The arithmetic control unit 32 performs arithmetic processing on the data received from the communication control unit 31, and based on the path information included in the received data, any I / O-I / F 323 (second communication unit) ) To send the calculation processing result.

演算制御部32は、演算処理の機能を更新する処理を開始する前に、スイッチ312B、312Cをオフからオンに切り替え指示するための切替指示を、通信制御部31に送信する。これにより、演算処理の機能を更新する必要があるときに限定して、機能更新用データを演算制御部32に送ることが可能となる。   The arithmetic control unit 32 transmits to the communication control unit 31 a switching instruction for instructing to switch the switches 312B and 312C from off to on before starting the process of updating the function of the arithmetic processing. This makes it possible to send the function update data to the calculation control unit 32 only when it is necessary to update the calculation processing function.

上述したように、実施形態におけるコントローラ3によれば、コントローラ3内の処理を、通信を制御する通信CPU310と演算処理を実行する演算CPU320とで分散して実行することができる。また、外部ポート311B、311Cを介して受信された通信データを、二つの内部経路に振り分けて演算CPU320に送信し、その二つの内部経路の一方に設けられたスイッチ312B、312Cのオン/オフを制御して、演算CPU320に送信する通信データ量を調整することができる。   As described above, according to the controller 3 in the embodiment, the processing in the controller 3 can be distributed and executed by the communication CPU 310 that controls communication and the arithmetic CPU 320 that executes arithmetic processing. In addition, communication data received via the external ports 311B and 311C is distributed to two internal paths and transmitted to the calculation CPU 320, and the switches 312B and 312C provided on one of the two internal paths are turned on / off. The amount of communication data transmitted to the arithmetic CPU 320 can be controlled.

また、実施形態におけるコントローラ3によれば、二つの内部経路のうち、一方の内部経路RB2、RC2にスイッチ312B、312Cを設けることで、プロセスデータについては、演算CPU320に随時送信することができ、パラメータ等の設定データや機能更新用データについては、コントローラ3内の処理負荷状況に応じてスイッチ312B、312Cのオン/オフを制御して、演算CPU320への送信可否を制御することができる。   Moreover, according to the controller 3 in the embodiment, by providing the switches 312B and 312C in one of the two internal paths RB2 and RC2, the process data can be transmitted to the arithmetic CPU 320 at any time. With regard to setting data such as parameters and function update data, whether to transmit to the arithmetic CPU 320 can be controlled by controlling on / off of the switches 312B and 312C according to the processing load status in the controller 3.

すなわち、実施形態におけるコントローラ3によれば、コントローラ3の処理負荷を軽減することが可能となる。   That is, according to the controller 3 in the embodiment, the processing load on the controller 3 can be reduced.

[変形例]
なお、上述した実施形態では、コントローラ3を単独で用いる場合について説明しているが、これに限定されず、コントローラ3を二重に冗長化してもよい。図4に、本変形例における、二重に冗長化した冗長コントローラのうちの一方のコントローラ3Rを例示する。図4に示す変形例におけるコントローラ3Rが、図2に示す実施形態におけるコントローラ3と異なる点は、変形例におけるコントローラ3Rが、冗長用ポート324を備える点である。これ以外の点については、実施形態におけるコントローラ3と同様であるため、同一の符号を付し、それらの説明を省略する。
[Modification]
In addition, although embodiment mentioned above demonstrated the case where the controller 3 was used independently, it is not limited to this, You may make the controller 3 redundant. FIG. 4 illustrates one controller 3 </ b> R of the redundant controllers that are redundant in this modification. The controller 3R in the modification shown in FIG. 4 is different from the controller 3 in the embodiment shown in FIG. 2 in that the controller 3R in the modification includes a redundancy port 324. Since points other than this are the same as those of the controller 3 in the embodiment, the same reference numerals are given and descriptions thereof are omitted.

この変形例における冗長コントローラは、二つのコントローラ3Rの冗長用ポート324を相互にケーブル等で接続することで構成することができる。   The redundant controller in this modification can be configured by connecting the redundant ports 324 of the two controllers 3R to each other with a cable or the like.

また、図2に示すコントローラのハードウェア構成は、あくまでも一例に過ぎず、他のハードウェア構成にも本発明を適用できることは言うまでもない。例えば、図5に示すコントローラのハードウェア構成にも本発明を適用することができる。図5に示すコントローラ3は、図2に示すコントローラ3が備える構成要素のうち、外部ポート311A、内部経路RA、スイッチ312A、ソケット313A、内部ポート314A、321を省略している。この場合、通信CPU310側の内部ポート314Bは、フィルタ処理FP後のデータを内部スイッチ315に送信することになる。内部スイッチ315は、内部ポート314Bから受信したデータを、演算CPU320側の内部ポート322、または、いずれかの外部スイッチ316に送信することになる。   The hardware configuration of the controller shown in FIG. 2 is merely an example, and it goes without saying that the present invention can be applied to other hardware configurations. For example, the present invention can be applied to the hardware configuration of the controller shown in FIG. The controller 3 shown in FIG. 5 omits the external port 311A, the internal path RA, the switch 312A, the socket 313A, and the internal ports 314A and 321 among the components included in the controller 3 shown in FIG. In this case, the internal port 314B on the communication CPU 310 side transmits the data after the filter processing FP to the internal switch 315. The internal switch 315 transmits the data received from the internal port 314B to the internal port 322 on the arithmetic CPU 320 side or one of the external switches 316.

また、上述した実施形態では、外部ポート311B、311Cから演算CPU320側に向けてデータを送信する際に分岐させる内部経路をそれぞれ二つ設けた場合について説明したが、外部ポート311B、311Cから分岐する内部経路は二つであることには限定されず、三つ以上であってもよい。内部経路を三つ以上設ける場合には、例えば、デバイス5に設定するパラメータ等の設定データや、演算CPU320が実行する演算処理CPの機能を更新するための機能更新用データのように、比較的データ量の多いデータを送信する内部経路には、その内部経路を接続/遮断するためのスイッチを設けることが望ましい。一方、例えば、測定値や制御値等を含むプロセスデータのように、常時接続によるデータ通信が要求されるデータを送信する内部経路にはスイッチを設けないことが望ましい。   In the above-described embodiment, a case has been described in which two internal paths are provided to be branched when data is transmitted from the external ports 311B and 311C to the arithmetic CPU 320 side. However, the external ports 311B and 311C are branched. The number of internal paths is not limited to two, and may be three or more. When three or more internal paths are provided, for example, setting data such as parameters to be set in the device 5 and function update data for updating the function of the arithmetic processing CP executed by the arithmetic CPU 320 are relatively It is desirable to provide a switch for connecting / blocking the internal path in the internal path for transmitting data having a large amount of data. On the other hand, for example, it is desirable not to provide a switch in an internal path for transmitting data for which data communication is always required, such as process data including measured values and control values.

また、上述した実施形態におけるコントローラ3は、ソケット313A、313B、313C、313D、313Eを備えているが、必ずしもソケットを備える必要はない。ソケット313A、313B、313C、313D、313Eの替わりに、例えば、各ソケットと同様の機能を実現可能なプログラムモジュールをコントローラ3に組み込むこととしてもよい。   Moreover, although the controller 3 in the above-described embodiment includes the sockets 313A, 313B, 313C, 313D, and 313E, it is not always necessary to include the socket. Instead of the sockets 313A, 313B, 313C, 313D, and 313E, for example, a program module that can realize the same function as each socket may be incorporated in the controller 3.

また、上述した実施形態において、通信制御部31は、各通信ポート311のデータ量を監視し、単位時間当たりのデータ量が規定値を超えたときには、該当する通信ポート311の受信処理を一定時間停止させることとしてもよい。これにより、一時的に大量のデータが送信されてきた場合には、しばらく待機してデータ量が減少してから処理を再開することが可能となる。   In the above-described embodiment, the communication control unit 31 monitors the data amount of each communication port 311. When the data amount per unit time exceeds the specified value, the reception processing of the corresponding communication port 311 is performed for a certain period of time. It may be stopped. As a result, when a large amount of data is temporarily transmitted, it is possible to wait for a while and then resume the processing after the data amount has decreased.

1…機器管理装置
2…運転監視装置
3…コントローラ
4…変換器
5…デバイス
31…通信制御部
32…演算制御部
100…プロセス管理システム
310…通信CPU
311…外部ポート
312…スイッチ
313…ソケット
314…内部ポート
315…内部スイッチ
316…外部スイッチ
320…演算CPU
321…内部ポート
322…内部ポート
323…I/O−I/F
324…冗長用ポート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Equipment management apparatus 2 ... Operation monitoring apparatus 3 ... Controller 4 ... Converter 5 ... Device 31 ... Communication control part 32 ... Operation control part 100 ... Process management system 310 ... Communication CPU
311 ... External port 312 ... Switch 313 ... Socket 314 ... Internal port 315 ... Internal switch 316 ... External switch 320 ... Calculation CPU
321 ... Internal port 322 ... Internal port 323 ... I / O-I / F
324 ... Redundant port

Claims (6)

第1通信部を介して受信された通信データを、当該通信データに含まれる経路情報に基づいて、複数ある内部経路のいずれか一つに振り分ける通信制御部と、
前記通信制御部により振り分けられた前記通信データに対して演算処理を実行し、当該通信データに含まれる経路情報に基づいて複数ある第2通信部のいずれかを介して、前記演算処理の結果を送信する演算制御部と、を備え、
前記通信制御部は、前記演算制御部による指示にしたがい、前記内部経路のうち少なくともいずれか一つに設けられた当該内部経路を接続/遮断するためのスイッチのオン/オフを制御する、
ことを特徴とするコントローラ。
A communication control unit that distributes communication data received via the first communication unit to any one of a plurality of internal routes based on route information included in the communication data;
An arithmetic process is performed on the communication data distributed by the communication control unit, and the result of the arithmetic process is obtained via one of a plurality of second communication units based on path information included in the communication data. An arithmetic control unit for transmitting,
The communication control unit controls on / off of a switch for connecting / blocking the internal path provided in at least one of the internal paths according to an instruction from the arithmetic control unit.
A controller characterized by that.
前記内部経路は、少なくともプロセスデータを含む前記通信データを通信するための第1内部経路と、少なくとも前記演算処理の機能を更新する機能更新用データを含む前記通信データを通信するための第2内部経路とを含み、
前記スイッチは、前記第2内部経路に設けられる、
ことを特徴とする請求項1記載のコントローラ。
The internal path is a first internal path for communicating the communication data including at least process data, and a second internal for communicating the communication data including at least function update data for updating the function of the arithmetic processing Route, and
The switch is provided in the second internal path;
The controller according to claim 1.
前記演算制御部は、前記演算処理の機能を更新する処理を開始する前に、前記スイッチをオフからオンに切り替え指示するための前記指示を、前記通信制御部に送信する、ことを特徴とする請求項2記載のコントローラ。   The arithmetic control unit transmits the instruction for instructing to switch the switch from off to on before starting the process of updating the function of the arithmetic processing to the communication control unit. The controller according to claim 2. 前記第1通信部および前記内部経路は、二重に冗長化されており、
前記通信制御部は、冗長化された前記第1通信部を介して受信された前記通信データのうち重複するデータの一方を取り除いてから前記演算制御部に送信する、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のコントローラ。
The first communication unit and the internal path are doubly redundant,
The communication control unit removes one of the redundant data from the communication data received via the redundant first communication unit, and then transmits the data to the arithmetic control unit.
The controller of any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.
前記通信制御部は、第3通信部を介して受信されたデータを、当該データに含まれる経路情報に基づいて、複数ある第4通信部のいずれか一つを介して外部に送信する、ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のコントローラ。   The communication control unit transmits data received via the third communication unit to the outside via any one of a plurality of fourth communication units based on the path information included in the data; The controller of any one of Claims 1-4 characterized by these. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のコントローラを二重に冗長化した冗長コントローラ。   The redundant controller which made the controller of any one of Claims 1-5 redundant.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105159195A (en) * 2015-08-28 2015-12-16 中广核工程有限公司 Redundant DCS system and redundant DCS system nuclear grade CPU load reducing method

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