JP2018006887A - 制御装置およびその動作方法、通信中継機器およびその動作方法、ならびに、通信システムおよびその制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
<1.ハードウェア構成>
図1に、実施の形態1に係る制御装置100および通信中継機器200を説明するハードウェア構成図を示す。制御装置100と通信中継機器200とを合わせて、通信システム300または制御システム300と呼んでもよい。図1には説明のために、制御対象90および通信機器500も図示している。
制御装置100は、例えばプログラマブルロジックコントローラである。図1によれば、制御装置100は、プロセッサ101と、メモリ102と、制御インターフェース103と、通信インターフェース104と、バス105とを含んでいる。以下、「インターフェース」を「IF」と呼ぶ場合もある。プロセッサ101と、メモリ102と、制御IF103と、通信IF104とは、バス105を介して接続されている。
通信中継機器200は、制御装置100と通信機器500との間の通信を中継する機器である。図1によれば、通信中継機器200は、プロセッサ201と、メモリ202と、通信IF204と、バス205とを含んでいる。プロセッサ201と、メモリ202と、通信IF204とは、バス205を介して接続されている。
通信機器500は、上記のように制御装置100の通信相手となる機器である。かかる観点によれば、通信機器500を通信相手機器500または通信相手500と呼んでもよい。ここでは、通信機器500は、制御対象90の制御に関連して、制御装置100に指示を与えるために利用される。このため、制御対象90の制御系統において、通信機器500は制御装置100の上位に位置付けられる。かかる観点によれば、通信機器500を上位通信機器500または上位機器500と呼んでもよい。
図1では、通信中継機器200に1つの制御装置100および1つの通信機器500が接続されたネットワーク構成を示した。但し、複数の制御装置100が通信中継機器200に接続されてもよい。同様に、複数の通信機器500が通信中継機器200に接続されてもよい。
以下に、制御装置100と通信中継機器200と通信機器500とを機能面から説明する。但し、まず機能の概略を説明し、その後、より具体的な機能を説明するものとする。
図3に、制御装置100の機能ブロック図を示す。図3によれば、制御装置100は、対象制御部120と、通信制御部130と、外部指示実行部の一例として示すデータアクセス部140と、委託部150と、情報格納部160とを含んでいる。
図4に、通信中継機器200の機能ブロック図を示す。図4によれば、通信中継機器200は、通信制御部230と、受託部250と、情報格納部260とを含んでいる。
図5に、通信機器500の機能ブロック図を示す。図5によれば、通信機器500は、通信制御部530と、指示発行部550と、情報格納部560とを含んでいる。なお、図5では、入力装置506および表示装置507の図示を省略している。
ここではEthernet、TCP/IP等の一般的な規格の下、ネットワーク確立処理を説明する。
ネットワークの確立後、制御装置100と通信中継機器200との間で交渉処理が行われる。図6に交渉処理を説明するフローチャートを示す。図6によれば、通信中継機器200では、ネットワークの確立後のステップS201において、受託部250の交渉部251が交渉処理を実行するか否かを決定する。具体的には、通信制御部230が交渉部251に対して、交渉処理を実行するか否かを問い合わせる。交渉部251は、その問い合わせを受けると、交渉指示情報265の内容に応じて、交渉処理を実行するか否かを決定する。
(1)指定候補内容が通信中継機器200の仕様に準拠しているか否かの情報、
(2)制御装置100が指定候補内容を実行するのにかかる実行時間、
(3)通信中継機器200が指定候補内容を実行するのにかかる実行時間、
(4)制御装置100が指定候補内容を実行するために割り当て可能な許容時間、
(5)通信中継機器200が指定候補内容を実行するために割り当て可能な許容時間、
(6)制御装置100において指定候補内容を実行するために利用可能なメモリリソース量、
(7)通信中継機器200において指定候補内容を実行するために利用可能なメモリリソース量。
まず、通信中継機器200に処理を委託しない場合について説明する。ここでは、図6のフローを途中で終了し、そのため制御装置100用の指定内容データ163,263が生成されなかったものとする。図9に、通信中継機器200に処理を委託しない場合のシーケンス図を示す。
次に、通信中継機器200に処理を委託する場合、すなわち、制御装置100用の指定内容データ163,263が生成され、その指定内容に制御関連データ161の読み出し要求の実行が含まれている場合について説明する。図10に、通信中継機器200に処理を委託する場合のシーケンス図を示す。
ここで、図10に示されているデータ同期処理を説明する。なお、データ同期処理は委託管理処理および受託管理処理に含まれる。データ同期処理は、通信中継機器200が保有している指定内容関連データ264を、制御装置100と通信中継機器200との間で同期させる処理である。なお、指定内容関連データ264が制御関連データ161の一部である場合、制御関連データ161のうちで指定内容関連データ264に対応するデータを同期させれば、指定内容の実行上、足りる。
なお、指定内容関連データ264は、制御関連データ161以外のデータであってもよい。
実施の形態1によれば、制御装置100が外部通信による指示に従って実行する処理内容のうちの一部または全部を、通信中継機器200に委託することが可能である。このため、処理を委託することによって、制御装置100の負荷を低減し、制御性能の低下を回避することができる。また、負荷が低減することによって、制御装置に高性能なCPU等を用いる必要性が低くなる。このため、部品のコスト、換言すれば制御装置のコストを抑制することができる。
実施の形態1では、制御装置100は、委託後は、指定内容、すなわち委託内容について処理を実行しないものとした。これに対し、実施の形態2では、委託後であっても通信中継機器200から支援要請を受けた場合には、当該支援要請を受けた処理内容を制御装置100が実行する例を説明する。
(a)実行待ちの指定内容が現に発生している場合、実行待ちの指定内容を支援要請内容に決定する。
(b)複数の指定内容を通信中継機器200と制御装置100とで並行的に実行する場合にかかる時間が最小になるように、支援要請内容を決定する。
(c)制御装置100が制御処理の合間に実行可能な内容を支援要請内容に決定する。
実施の形態1,2では、図1のハードウェア構成図に基づき、制御装置100の委託部150等の機能ブロックがソフトウェア的に実現されるものとした。これに対し、委託部150等の機能を、専用の処理回路によって、すなわちハードウェアによって実現することも可能である。そのような場合のハードウェア構成図を図13に示す。図13の制御装置100Cは、図1のプロセッサ101とメモリ102とを処理回路110に変更した構成を有している。処理回路110は、委託部150等の機能をハードウェアによって実現した回路である。
Claims (22)
- 制御対象を制御する制御装置であって、
前記制御対象の制御処理を実行する対象制御部と、
当該制御装置の外部通信を制御する通信制御部と、
当該制御装置が前記外部通信による指示に従って実行する処理内容のうちで、前記通信制御部と通信相手との間に設けられている通信中継機器に委託する内容を、前記通信中継機器と交渉する交渉処理と、前記交渉処理によって委託の指定がなされた処理内容である指定内容の実行を管理する委託管理処理と、を実行する委託部と
を備える、制御装置。 - 前記委託部は、指定候補内容についての前記交渉処理を、前記指定候補内容に関連する参考情報に基づいて実行し、
前記参考情報は、
前記指定候補内容が前記通信中継機器の仕様に準拠しているか否かの情報と、
当該制御装置が前記指定候補内容を実行するのにかかる実行時間と、
前記通信中継機器が前記指定候補内容を実行するのにかかる実行時間と、
当該制御装置が前記指定候補内容を実行するために割り当て可能な許容時間と、
前記通信中継機器が前記指定候補内容を実行するために割り当て可能な許容時間と、
当該制御装置において前記指定候補内容を実行するために利用可能なメモリリソース量と、
前記通信中継機器において前記指定候補内容を実行するために利用可能なメモリリソース量と、
を含む、請求項1に記載の制御装置。 - 前記制御処理は一定時間の周期で実行され、当該制御装置の前記許容時間は、前記一定時間から当該制御装置の前記実行時間を減算した値である、請求項2に記載の制御装置。
- 当該制御装置の前記許容時間は、当該制御装置の前記実行時間に、予め規定された比率を乗算した値である、請求項2に記載の制御装置。
- 前記委託管理処理は、前記指定内容に関連するデータを、当該制御装置と前記通信中継機器との間で同期させるデータ同期処理を含む、請求項1から請求項4のうちのいずれか一項に記載の制御装置。
- 前記指定内容は、当該制御装置が保有しているデータの読み出し要求に対して応答することを含み、
前記データ同期処理は、前記データを前記通信中継機器に供給することを含む、
請求項5に記載の制御装置。 - 前記指定内容は、書き込み要求によって送信されてきた書き込み対象データを当該制御装置に格納することを含み、
前記データ同期処理は、前記書き込み対象データを前記通信中継機器から取得することを含む、
請求項5または請求項6に記載の制御装置。 - 前記委託管理処理は、委託後に前記通信中継機器から支援要請を受けた場合に、前記支援要請を受けた処理内容を当該制御装置に実行させることを含む、請求項1から請求項7のうちのいずれか一項に記載の制御装置。
- 当該制御装置は委託後は前記指定内容を実行しない、請求項1から請求項7のうちのいずれか一項に記載の制御装置。
- 通信を中継する通信中継機器であって、
制御対象の制御処理を実行する制御装置が接続されることによって前記制御装置の外部通信を中継する通信制御部と、
前記制御装置が前記外部通信による指示に従って実行する処理内容のうちで、当該通信中継機器で受託する内容を、前記制御装置と交渉する交渉処理と、前記交渉処理によって受託の指定がなされた処理内容である指定内容の実行およびその管理を行う受託管理処理と、を実行する受託部と
を備える、通信中継機器。 - 前記受託部は、指定候補内容についての前記交渉処理を、前記指定候補内容に関連する参考情報に基づいて実行し、
前記参考情報は、
前記指定候補内容が当該通信中継機器の仕様に準拠しているか否かの情報と、
前記制御装置が前記指定候補内容を実行するのにかかる実行時間と、
当該通信中継機器が前記指定候補内容を実行するのにかかる実行時間と、
前記制御装置が前記指定候補内容を実行するために割り当て可能な許容時間と、
当該通信中継機器が前記指定候補内容を実行するために割り当て可能な許容時間と、
前記制御装置において前記指定候補内容を実行するために利用可能なメモリリソース量と、
当該通信中継機器において前記指定候補内容を実行するために利用可能なメモリリソース量と、
を含む、請求項10に記載の通信中継機器。 - 前記受託管理処理は、前記指定内容に関連するデータを、前記制御装置と当該通信中継機器との間で同期させるデータ同期処理を含む、請求項10または請求項11に記載の通信中継機器。
- 前記指定内容は、前記制御装置が保有しているデータの読み出し要求に対して応答することを含み、
前記データ同期処理は、前記データを前記制御装置から取得することを含む、
請求項12に記載の通信中継機器。 - 前記指定内容は、書き込み要求によって送信されてきた書き込み対象データを前記制御装置に格納することを含み、
前記データ同期処理は、前記書き込み対象データを前記制御装置に供給することを含む、
請求項12または請求項13に記載の通信中継機器。 - 前記受託管理処理は、受託後に、依頼元の制御装置に、前記指定内容を実行してもらうための支援要請を行うことを含む、請求項10から請求項14のうちのいずれか一項に記載の通信中継機器。
- 前記受託部が複数の指定内容を同時期に実行すべき状況を把握した場合、前記受託部は、支援要請規則に基づいて支援要請内容を決定し、前記支援要請内容について前記支援要請を行う、請求項15に記載の通信中継機器。
- 前記支援要請規則は、
実行待ちの指定内容が現に発生している場合、前記実行待ちの指定内容を前記支援要請内容に決定する、という規則と、
前記複数の指定内容を当該通信中継機器と前記制御装置とで並行的に実行する場合にかかる時間が最小になるように、前記支援要請内容を決定する、という規則と、
前記制御装置が前記制御処理の合間に実行可能な内容を前記支援要請内容に決定する、という規則と
のうちの少なくとも1つを含む、請求項16に記載の通信中継機器。 - 前記受託部と前記制御装置とのそれぞれが前記外部通信の通信相手に応答が必要な処理内容を実行する場合、当該通信中継機器は、前記受託部が実行した前記処理内容について前記応答を終了した後に、前記制御装置で実行した前記処理内容について前記応答を送信する、請求項16または請求項17に記載の通信中継機器。
- 制御対象の制御処理を実行する制御装置と、
前記制御装置と通信相手との間の外部通信を中継する通信中継機器と
を備え、
前記制御装置と前記通信中継機器とは、前記制御装置が前記外部通信による指示に従って実行する処理内容のうちで、前記通信中継機器が実行する内容を、互いに交渉する交渉処理を実行し、
前記制御装置は、前記交渉処理によって委託の指定がなされた処理内容である指定内容の実行を管理する委託管理処理を実行し、
前記通信中継機器は、前記指定内容の実行およびその管理を行う受託管理処理を実行する、
通信システム。 - 制御装置の動作方法であって、
制御対象の制御処理を実行することと、
当該制御装置が外部通信による指示に従って実行する処理内容のうちで、当該制御装置と通信相手との間に設けられている通信中継機器に委託する内容を、前記通信中継機器と交渉する交渉処理を実行することと、
前記交渉処理によって委託の指定がなされた処理内容である指定内容の実行を管理する委託管理処理を実行することと
を備える、制御装置の動作方法。 - 通信中継機器の動作方法であって、
制御装置が接続されることによって前記制御装置の外部通信を中継することと、
前記制御装置が前記外部通信による指示に従って実行する処理内容のうちで、当該通信中継機器で受託する内容を、前記制御装置と交渉する交渉処理を実行することと、
前記交渉処理によって受託の指定がなされた処理内容である指定内容の実行およびその管理を行う受託管理処理をすることと、
を備える、通信中継機器の動作方法。 - 制御装置と通信中継機器とを含んだ通信システムの制御方法であって、
前記制御装置に、制御対象の制御処理を実行させることと、
前記通信中継機器に、前記制御装置と通信相手との間の外部通信を中継させることと、
前記制御装置が前記外部通信による指示に従って実行する処理内容のうちで、前記通信中継機器に委託する内容を交渉する交渉処理を、前記制御装置と前記通信中継機器と実行させることと、
前記交渉処理によって委託の指定がなされた処理内容である指定内容の実行を管理する委託管理処理を、前記制御装置に実行させることと、
前記指定内容の実行およびその管理を行う受託管理処理を、前記通信中継機器に実行させることと
を備える、通信システムの制御方法。
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