JP2017037550A - エンジニアリングツール - Google Patents

Abstract

【課題】制御デバイスの負荷状況に応じて、当該制御デバイスに対する通信プロトコルを自動で切替える。
【解決手段】制御デバイスの負荷状況を通信により読取る負荷状況読取り部１０１と、制御デバイスの負荷状況から、負荷が既定レベル以上であるかを判定するレベル判定部１０２と、制御デバイスの負荷が既定レベル以上であると判定された場合に、当該制御デバイスに対する通信プロトコルをオープンな通信プロトコルからクローズドな通信プロトコルに切替える通信切替え部１０３とを備えた。
【選択図】図４

Description

この発明は、制御デバイスに対する通信プロトコルを自動で切替えるエンジニアリングツールに関するものである。

従来から、ビル等の建物内の複数のフィールド制御機器の監視制御を行う監視システムが知られている（例えば特許文献１参照）。この監視システムでは、標準化されたオープンな通信プロトコルであるＢＡＣｎｅｔ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｏｔｏｃｏｌ）（登録商標）を使用して、エンジニアリングツールと制御デバイスとの間で通信を行い、互いの機器の情報交換等を行っている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１４−１５３８２７号公報

ここで、標準化されたオープンな通信プロトコルは、多様なベンダーの機器との接続を目指すものであり、規格として冗長な仕様及び設計となっている。そのため、例えば、手順が多かったり、使用するデータ数が多くなったりすることがある。
一方、オープンな通信プロトコルに対して、各ベンダー独自のクローズドな通信プロトコルも存在する。このクローズドな通信プロトコルでは、自社都合で手順を最適化したり、データ数を削減したりすることが可能である。そのため、機器の処理内容及び手続きが削減され、処理負荷が低減される。また、このクローズドな通信プロトコルでは、標準規格の仕様以上の機能を実現するための手順及びデータも定義できるため、オープンな通信プロトコルよりも多機能及び高機能となる場合がある。

ところで、従来の監視システムでは、予め定義された制御デバイス情報（プロパティ）を基にして、その制御デバイスに対する通信プロトコルを決定している。そのため、通信プロトコルを変更するためには、エンジニアリングツールで制御デバイス情報を変更し、通信が可能になったことを手動で確認する必要があった。よって、制御デバイスの負荷状況に応じて、最適な（低負荷な）通信プロトコルに変更することができないという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、制御デバイスの負荷状況に応じて、当該制御デバイスに対する通信プロトコルを自動で切替えることができるエンジニアリングツールを提供することを目的としている。

この発明に係るエンジニアリングツールは、制御デバイスの負荷状況を通信により読取る負荷状況読取り部と、負荷状況読取り部により読取られた制御デバイスの負荷状況から、負荷が既定レベル以上であるかを判定するレベル判定部と、レベル判定部により制御デバイスの負荷が既定レベル以上であると判定された場合に、当該制御デバイスに対する通信プロトコルをオープンな通信プロトコルからクローズドな通信プロトコルに切替える通信切替え部とを備えたものである。

この発明によれば、上記のように構成したので、制御デバイスの負荷状況に応じて、当該制御デバイスに対する通信プロトコルを自動で切替えることができる。

この発明の実施の形態１に係る監視システムの構成例を示す図である。 この発明の実施の形態１に係る監視システムで使用される通信プロトコルの概念を示す図である。 この発明の実施の形態１に係るエンジニアリングツールと制御デバイスとの間の通信概念を示す図である。 この発明の実施の形態１に係るエンジニアリングツールの、通信プロトコルの自動切替え機能に関する構成例を示す図である。 この発明の実施の形態１に係るエンジニアリングツールによる通信プロトコルの自動切替え動作例を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１に係るエンジニアリングツールによる通信プロトコルの自動切替え動作例（通常時）を示す図である。 この発明の実施の形態１に係るエンジニアリングツールによる通信プロトコルの自動切替え動作例（高負荷検出時）を示す図である。 この発明の実施の形態１に係るエンジニアリングツールによる通信プロトコルの自動切替え動作例（通信プロトコルの切替え時）を示す図である。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る監視システムの構成例を示す図である。
監視システムは、図１に示すように、エンジニアリングツール１、監視デバイス２及び複数の制御デバイス３を備えている。

エンジニアリングツール１は、監視システムを構築するものである。このエンジニアリングツール１は、例えば、ＢＡＣｎｅｔ等の標準化されたオープンな通信プロトコル（通信規格Ａとする）と、独自に使用されるプロプライエタリ（クローズド）な通信プロトコル（通信規格Ｂとする）とに対応し、これらの通信プロトコルにより制御デバイス３との間で通信を行う。通信規格Ｂは、例えば、同一ベンダー内の制御デバイス３間の通信で使用される通信規格である。このエンジニアリングツール１の、通信プロトコルの自動切替え機能に関する構成については後述する。

監視デバイス２は、上述の通信プロトコルによって接続される複数の制御デバイス３の監視制御を行うものである。
制御デバイス３は、監視デバイス２による制御に従い、複数の下位のコントローラ（不図示）の監視制御を行うものである。なお、下位のコントローラには、フィールド制御機器（不図示）が接続されている。

次に、監視システムで用いられる通信プロトコルの概念について、図２を参照しながら説明する。
ＢＡＣｎｅｔ等の通信規格Ａは、標準化されたオープンな通信プロトコルであり、各ベンダーの制御デバイス３との相互接続性を実現するものである。監視システムにおいては、複数のベンダーの制御デバイス３が混在していることがあり、通常は、相互運用性を考慮して通信規格Ａを使用して通信を行う。

一方、通信規格Ｂは、各ベンダー独自のクローズドな通信プロトコルであり、フィールド制御機器のオブジェクト種別及び設定値等、通信規格Ａよりも各種機能が拡張されている。
各ベンダーの制御デバイス３は、内部的に、通信規格Ｂがサポートするオブジェクト及びプロパティにより設計されていることがある。このような制御デバイス３が通信規格Ａで通信を行う場合、通信仕様が冗長に定義されており、通信規格Ｂのオブジェクトに変換してから処理を行うことになる。そのため、直接、通信規格Ｂで処理するよりも制御デバイス３側の処理負荷（ＣＰＵの負荷）が高くなる。

そこで、本発明の監視システムでは、エンジニアリングツール１が制御デバイス３の負荷状況を通信によって読取り、制御デバイス３の処理負荷が既定レベル以上（処理速度が既定速度以下）であることを検出した場合に、図３に示すように、より低負荷で処理可能な通信規格Ｂに切替えて通信処理を行う。

次に、エンジニアリングツール１の、通信プロトコルの自動切替え機能に関する構成例について、図４を参照しながら説明する。
エンジニアリングツール１は、図４に示すように、負荷状況読取り部１０１、レベル判定部１０２、通信切替え部１０３及び安定動作状態判定部１０４を備えている。

負荷状況読取り部１０１は、制御デバイス３の負荷状況を通信により読取るものである。この際、負荷状況読取り部１０１は、例えば制御デバイス３のＣＰＵ使用状況（ＰＵ値）を読取る。このＰＵ値は制御デバイス３の処理負荷を示すプロパティであるため、このＰＵ値から負荷状況を把握することが可能である。

レベル判定部１０２は、負荷状況読取り部１０１により読取られた制御デバイス３の負荷状況から、負荷が既定レベル以上であるかを判定するものである。

通信切替え部１０３は、レベル判定部１０２による判定結果に応じて、該当する制御デバイス３に対する通信プロトコルの切替えを行うものである。この際、通信切替え部１０３は、レベル判定部１０２により制御デバイス３の負荷が既定レベル以上であると判定された場合に、当該制御デバイス３に対する通信プロトコルを、通信規格Ａから、より低負荷で処理可能な通信規格Ｂに切替える。その後、安定動作状態判定部１０４により上記制御デバイス３の負荷が上記既定レベル未満である状態が一定時間維持されていると判定された場合に、当該制御デバイス３に対する通信プロトコルを通信規格Ａに戻す。

安定動作状態判定部１０４は、通信切替え部１０３により制御デバイス３に対する通信プロトコルが通信規格Ｂに切替えられた後、負荷状況読取り部１０１により読取られた当該制御デバイス３の負荷状況から、負荷が上記既定レベル未満である状態が一定時間維持されているかを判定するものである。

次に、上記のように構成されたエンジニアリングツール１による通信プロトコルの自動切替え動作例について説明する。なお以下では、４台の制御デバイス３（３−１〜３−４）を用いた場合を示す。
図６に示すように、エンジニアリングツール１は監視システムに接続して、各制御デバイス３との間で通信規格Ａにより通信を行っている。

そして、エンジニアリングツール１による通信プロトコルの自動切替え動作では、図５に示すように、まず、負荷状況読取り部１０１が、制御デバイス３の負荷状況を通信により読取る（ステップＳＴ１）。この際、負荷状況読取り部１０１は、例えば制御デバイス３のＣＰＵ使用状況（ＰＵ値）から負荷状況を読取る。

次いで、レベル判定部１０２は、負荷状況読取り部１０１により読取られた制御デバイス３の負荷状況から、負荷が既定レベル以上であるかを判定する（ステップＳＴ２）。図７の例では、エンジニアリングツール１が、制御デバイス３のＣＰＵ使用状況から、制御デバイス３−１の処理負荷が高まっていること（処理速度が既定レベル以下となっていること）を検出した場合を示している。ここで、処理負荷が高くなり過ぎると、制御動作を規定の時間内に処理できないオーバーランが生じ、また、制御デバイス３全体の動作が不安定になるといった問題が生じ、監視システムとして正常に監視動作が行えなくなる。

そこで、通信切替え部１０３は、レベル判定部１０２により制御デバイス３の負荷が既定レベル以上であると判定された場合に、当該制御デバイス３に対する通信プロトコルを、通信規格Ａから、より低負荷で処理可能な通信規格Ｂに切替える（ステップＳＴ３）。図８の例では、エンジニアリングツール１は、制御デバイス３−１の処理負荷を低減して制御動作を正常に実行させるため、当該制御デバイス３−１に対する通信プロトコルを通信規格Ａから通信規格Ｂに切替える。このように、処理負荷の高い制御デバイス３−１に対する通信プロトコルを、通信規格Ａから通信規格Ｂに切替えることで、通信規格Ａの場合と同等の通信処理をより低負荷で実施させることができ、また、制御動作を正常に実行させることができる（オーバーランはしない）。

通信切替え部１０３により制御デバイス３に対する通信プロトコルが通信規格Ｂに切替えられた後、安定動作状態判定部１０４は、負荷状況読取り部１０１により読取られた当該制御デバイス３の負荷状況から、負荷が上記既定レベル未満である状態が一定時間維持されているかを判定する（ステップＳＴ４）。すなわち、当該制御デバイス３の負荷状況（ＰＵ値）が低負荷（通常動作時）レベルを維持しているかを判定することで、当該制御デバイス３が安定動作状態となったかを判定する。ここで、安定動作状態であると判定するための維持時間として、例えば６０秒等に設定している。

このステップＳＴ４において安定動作状態判定部１０４が上記制御デバイス３の負荷が上記既定レベル未満である状態が一定時間維持されていないと判定した場合には、シーケンスは再びステップＳＴ４に戻り待機状態となる。すなわち、安定動作状態判定部１０４は、維持時間内に負荷が一時的に上昇して高負荷となった場合には、維持時間のカウントをリセットする。この安定動作状態判定部１０４により、通信プロトコルの切替えが多発することを回避し、制御デバイス３の安定動作に影響を与えないようにする。

一方、ステップＳＴ４において安定動作状態判定部１０４が上記制御デバイス３の負荷が上記既定レベル未満である状態が一定時間維持されていると判定した場合には、通信切替え部１０３は、当該制御デバイス３に対する通信プロトコルを通信規格Ａに戻す（ステップＳＴ５）。図８の例では、制御デバイス３−１に対する通信プロトコルを通信規格Ａに戻す。

以上のように、この実施の形態１によれば、エンジニアリングツール１に、制御デバイス３の負荷状況を通信により読取る負荷状況読取り部１０１と、制御デバイス３の負荷状況から、負荷が既定レベル以上であるかを判定するレベル判定部１０２と、制御デバイス３の負荷が既定レベル以上であると判定された場合に、当該制御デバイス３に対する通信プロトコルを通信規格Ａから通信規格Ｂに切替える通信切替え部１０３とを備えたので、制御デバイス３の負荷状況に応じて、当該制御デバイス３に対する通信プロトコルを自動で切替えることができる。

また、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

１ エンジニアリングツール
２ 監視デバイス
３ 制御デバイス
１０１ 負荷状況読取り部
１０２ レベル判定部
１０３ 通信切替え部
１０４ 安定動作状態判定部

Claims (3)

1. オープンな通信プロトコルにより制御デバイスとの間で通信を行うエンジニアリングツールにおいて、
   前記制御デバイスの負荷状況を通信により読取る負荷状況読取り部と、
   前記負荷状況読取り部により読取られた前記制御デバイスの負荷状況から、負荷が既定レベル以上であるかを判定するレベル判定部と、
   前記レベル判定部により前記制御デバイスの負荷が既定レベル以上であると判定された場合に、当該制御デバイスに対する通信プロトコルを前記オープンな通信プロトコルからクローズドな通信プロトコルに切替える通信切替え部と
   を備えたことを特徴とするエンジニアリングツール。
2. 前記通信切替え部により前記制御デバイスに対する通信プロトコルが前記クローズドな通信プロトコルに切替えられた後、前記負荷状況読取り部により読取られた当該制御デバイスの負荷状況から、負荷が前記既定レベル未満である状態が一定時間維持されているかを判定する安定動作状態判定部を備え、
   前記通信切替え部は、前記安定動作状態判定部により前記制御デバイスの負荷が前記既定レベル未満である状態が一定時間維持されていると判定された場合に、当該制御デバイスに対する通信プロトコルを前記オープンな通信プロトコルに戻す
   ことを特徴とする請求項１記載のエンジニアリングツール。
3. 前記負荷状況読取り部は、前記制御デバイスのＣＰＵ使用状況から前記負荷状況を読取る
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のエンジニアリングツール。

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