JP3345361B2

JP3345361B2 - 制御装置

Info

Publication number: JP3345361B2
Application number: JP31108798A
Authority: JP
Inventors: 三十四加藤; 宣裕伊井; 祐一森垣
Original assignee: Digital Electronics Corp
Current assignee: Schneider Electric Japan Holdings Ltd
Priority date: 1998-10-30
Filing date: 1998-10-30
Publication date: 2002-11-18
Anticipated expiration: 2018-10-30
Also published as: JP2000137508A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プログラマブル・
ロジック・コントローラ（以下、ＰＬＣと略称する）な
どの制御手段と、その制御手段の制御状態を表示する表
示手段とを一組の制御装置として構成し、その制御装置
を、１または複数台のホストコンピュータなどの上位装
置で制御するようにした制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は、典型的な従来技術の制御装置の
概略的構成を示すブロック図である。上述のように、複
数台の（図６の例では３台）のＰＬＣａ１，ｂ１，ｃ１
は、それぞれ専用の表示装置ａ２，ｂ２，ｃ２を備えて
おり、またネットワーク回線１を介して、ホストコンピ
ュータ２と接続されている。ＰＬＣａ１，ｂ１，ｃ１
は、ホストコンピュータ２からの制御出力に応答して、
図示しない１または複数の制御対象機器を制御するとと
もに、それらの制御対象機器の状態を図示しないセンサ
などから受信し、表示装置ａ２，ｂ２，ｃ２に表示させ
る。

【０００３】前記ＰＬＣａ１，ｂ１，ｃ１は、製造メー
カー毎に、また同一メーカーであっても場合によっては
製品毎に、図６において、参照符ａ，ｂ，ｃでそれぞれ
示すように、通信に使用するプロトコルが相互に異なる
場合がある。このためホストコンピュータ２は、各プロ
トコルａ，ｂ，ｃによって、ネットワーク回線１を介し
て、各ＰＬＣａ１，ｂ１，ｃ１と通信を行う。

【０００４】各表示装置ａ２，ｂ２，ｃ２は、接続ケー
ブルａ３，ｂ３，ｃ３によって、それぞれ対応するＰＬ
Ｃａ１，ｂ１，ｃ１と接続され、個別の前記各プロトコ
ルａ，ｂ，ｃによって伝送されてきた制御状態を表すデ
ータを、予めインストールされているキャラクタおよび
イメージデータに合成して表示画面を作成し、表示を行
う。すなわち、たとえば製造ラインを模した背景画面に
前記制御対象機器の機器名称等を加えた固定画面に、前
記制御状態を表すデータなどの変動データを合成して表
示する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように構成され
る制御装置では、前記各ＰＬＣａ１，ｂ１，ｃ１を制御
するにあたって、ホストコンピュータ２は、前記制御状
態を表すデータを取込んだり、制御出力の導出などを行
うプログラムを各プロトコルａ，ｂ，ｃ毎に備えていな
ければならず、前記製造メーカーなどが異なる多くのＰ
ＬＣをネットワークに参加させようとすると、制御のた
めのプログラムの作成工数が多くなることは勿論、ネッ
トワーク管理のためのプログラム作成の負担が大きくな
るという問題がある。

【０００６】本発明の目的は、ネットワーク化にあたっ
て、ネットワーク管理のためのプログラム作成の負担を
軽減することができる制御装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る制御装置
は、制御手段毎に固有の専用のプロトコルを使用するよ
うにした複数の制御手段が、上位装置から伝送される制
御出力に応答して制御対象をそれぞれ制御するととも
に、その制御に関する情報を個々に対応する表示手段に
表示させるようにした制御装置において、前記表示手段
を前記上位装置と制御手段との間に介在し、複数の前記
表示手段と前記上位装置とをネットワーク回線で接続
し、該表示手段は、個々に対応する制御手段との間は前
記専用のプロトコルで通信を行い、該表示手段と上位装
置との間を介する前記ネットワーク回線では共通のプロ
トコルで通信を行うように前記上位装置から配信された
変換データに基づいてプロトコル変換を行い、前記表示
手段に関する設定を、前記上位装置から行う一方、前記
制御手段に関する設定を前記表示手段を介して行うこと
を特徴とする。

【０００８】上記の構成によれば、比較的大容量である
画像データを扱う表示手段は、ＯＮ／ＯＦＦデータなど
の比較的小容量のデータを扱う制御手段に比べて、デー
タ通信の適性が高いことに着目し、この表示手段を、ホ
ストコンピュータなどの上位装置と、プログラマブル・
ロジック・コントローラなどの制御手段との間に介在
し、該表示手段に、上位装置からの制御出力や制御手段
からの制御状態データなどを、それぞれ制御手段および
ホストコンピュータへプロトコル変換して中継させる。

【０００９】画像表示を行う前記表示手段は、パーソナ
ルコンピュータの応用装置として発達してきており、汎
用のパーソナルコンピュータに対しては、汎用のプロト
コルによって容易に通信を行うことができる。また、接
続されることが必須である対応する制御手段に対して
は、専用のプロトコルがそれぞれ開発されている。

【００１０】したがって、各表示手段にプロトコル変換
のためのテーブルや関数を持たせておくだけで、上位装
置側では、各制御手段に対して、共通のプロトコル、し
たがって共通のプログラムを使用することができ、該共
通のプログラムで、表示手段または制御手段の少なくと
も何れか一方に関する設定、たとえば呼称やアドレスの
割付けおよびデータのフォーマットの指定などを行うこ
とができる。

【００１１】したがって、ネットワークが大規模化し、
メーカーや機種などの異なる種々の表示手段および制御
手段がネットワークに含まれていても、それらの設定プ
ログラムに共通のプログラムを使用することができ、ネ
ットワーク管理のためのプログラムの作成の負担を軽減
することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について、
図１〜図５に基づいて説明すれば、以下のとおりであ
る。

【００１３】図１は、本発明の実施の一形態の制御装置
の機能的構成を示すブロック図である。ＰＬＣＡ１，Ｂ
１，Ｃ１は、ホストコンピュータ１１からの制御出力に
応答して、モータや電磁弁などの制御対象機器１２を制
御する。また、ＰＬＣＡ１，Ｂ１，Ｃ１は、センサ１３
などによって前記制御対象機器１２の制御状態を検知
し、その検知結果を、ホストコンピュータ１１へ送信
し、表示や前記制御出力の演算さらには分析に使用させ
るとともに、対応する表示装置Ａ２，Ｂ２，Ｃ２で画像
表示させる。このようにして、該制御装置は、工作機械
や製造ラインなどの制御を行う。

【００１４】なお、図１の例では、ＰＬＣは参照符Ａ
１，Ｂ１，Ｃ１の３台設けられているけれども、１台、
２台または４台以上であってもよく、またホストコンピ
ュータ１１も複数台設けられていてもよいことは言うま
でもない。また図１の例では、制御対象機器１２および
センサ１３は、図面の簡単化のために、ＰＬＣＢ１，Ｃ
１に関して省略している。

【００１５】ＰＬＣＡ１，Ｂ１，Ｃ１と、それらに対応
する表示装置Ａ２，Ｂ２，Ｃ２との間は、それぞれ接続
ケーブルＡ３，Ｂ３，Ｃ３によって接続されており、各
ＰＬＣＡ１，Ｂ１，Ｃ１の製造メーカーや、バージョン
などによって予め定められている専用のプロトコルＡ，
Ｂ，Ｃによって、それぞれデータ通信を行う。

【００１６】注目すべきは、本発明では、表示装置Ａ
２，Ｂ２，Ｃ２がＰＬＣＡ１，Ｂ１，Ｃ１とホストコン
ピュータ１１との間に介在されていることである。これ
らの表示装置Ａ２，Ｂ２，Ｃ２は、パーソナルコンピュ
ータの応用装置として発達してきており、汎用のパーソ
ナルコンピュータに対しては、汎用のプロトコルＤによ
って容易に通信を行うことができ、また接続されること
が必須である対応するＰＬＣＡ１，Ｂ１，Ｃ１に対して
は、専用のプロトコルＡ，Ｂ，Ｃがそれぞれ開発されて
いる。

【００１７】したがって本発明では、表示装置Ａ２，Ｂ
２，Ｃ２を、イーサネット（登録商標）などのネットワ
ーク回線１４を介してホストコンピュータ１１と接続
し、そのプロトコルには、前記参照符Ｄで示すように、
共通のプロトコル、たとえばＴＣＰ／ＩＰ上のプロトコ
ルを用いて、該表示装置Ａ２，Ｂ２，Ｃ２によって、プ
ロトコルＤとプロトコルＡ，Ｂ，Ｃとの間のプロトコル
変換をそれぞれ行う。

【００１８】ネットワーク回線１４にはまた、ルータお
よび公衆電話回線などを介して、メンテナンス用に、前
記表示装置Ａ２，Ｂ２，Ｃ２の製造メーカーなどの遠隔
地に設置されている外部ホスト１５が接続可能となって
いる。

【００１９】ホストコンピュータ１１では、キーボード
等の入力手段２０などを用いて、後述するようにして、
どのノードにどのような種類の表示装置が接続されてい
るのかなどを表すノード情報、および各ＰＬＣＡ１，Ｂ
１，Ｃ１に接続されている制御対象機器やセンサのシン
ボル名などから成るネットワークファイル２２が予め作
成されている。そのネットワークファイル２２を参照し
て、アプリケーション部２３からインタフェイス回路２
４を介して、各ＰＬＣＡ１，Ｂ１，Ｃ１への制御出力が
配信され、その制御出力に応答した制御が制御対象機器
１２に行われるとともに、センサ１３の検出結果などの
制御状態を表すデータが、前記インタフェイス回路２４
を介して、アプリケーション部２３に返信され、前記表
示、制御出力の演算および分析などに使用される。

【００２０】また、ホストコンピュータ１１には、デー
タファイル２５に、前記各プロトコルＡ，Ｂ，Ｃとプロ
トコルＤとの間の変換データが予め登録されており、該
変換データは、ネットワーク回線１４に接続されるＰＬ
Ｃの変更などのメンテナンス時に、必要とする表示装置
へ、インタフェイス回路２４を介して配信される。

【００２１】これに対応して、各表示装置Ａ２，Ｂ２，
Ｃ２は、インタフェイス回路２６と、画像メモリ２７
と、プロトコル変換回路２８と、表示パネル２９と、入
力手段３０と、メモリ３１とを備えて構成されている。
インタフェイス回路２６は、プロトコル変換回路２８と
ともに、前記ホストコンピュータ１１からの制御出力を
プロトコル変換して対応するＰＬＣへ出力し、センサ１
３の検出結果などのＰＬＣからの制御状態を表すデータ
をプロトコル変換してホストコンピュータ１１へ出力す
る。

【００２２】画像メモリ２７には、たとえば製造ライン
を模した背景画面に、各制御対象機器の名称や単位など
を併せた不変のキャラクタおよびイメージデータが格納
されており、このキャラクタおよびイメージデータに、
プロトコル変換回路２８から入力される制御状態を表す
可変のデータが合成されて、表示パネル２９によって画
像表示される。

【００２３】表示装置Ａ２，Ｂ２，Ｃ２は、対応するＰ
ＬＣＡ１，Ｂ１，Ｃ１とともに、製造ラインの操作卓な
どに一体に組込まれ、または独立して配置され、制御盤
などとして使用される。表示パネル２９の前面側には、
タッチパネルなどの入力手段３０が設けられており、そ
の入力結果に応答して、データ入力や、制御対象機器１
２の間接的な制御を行うことができる。表示装置Ａ２，
Ｂ２，Ｃ２は、汎用のパーソナルコンピュータとほぼ同
様に構成されており、内部バスラインを介して、中央演
算処理装置、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリ、ハードディ
スク装置などの外部記憶装置、およびグラフィックコン
トローラや通信コントローラなどが、相互に接続されて
構成されている。

【００２４】インタフェイス回路２６およびプロトコル
変換回路２８は、ホストコンピュータ１１との間、およ
びＰＬＣＡ１，Ｂ１，Ｃ１との間で通信を行う２ｗａｙ
ドライバを構成し、前記データファイル２５から与えら
れるプロトコル変換データを用いて、リアルタイムで、
入出力されるデータのプロトコル変換を行う。

【００２５】このようなプロトコル変換は、ネットワー
ク回線１４上で共通の前記プロトコルＤと、各ＰＬＣＡ
１，Ｂ１，Ｃ１毎に固有のプロトコルＡ，Ｂ，Ｃとの間
の変換テーブルや、変換関数などを用いて行うことがで
き、それらのテーブルや関数は、前記データファイル２
５に予めストアされており、前述のような各ノードに接
続される表示装置Ａ２，Ｂ２，Ｃ２の機種設定などが行
われるネットワークファイル２２の作成時に選択され、
プロトコル変換回路２８に設定される。

【００２６】図２および図３は、前記ネットワークファ
イル２２の作成手順を説明するための図である。前記表
示装置Ａ２，Ｂ２，Ｃ２の接続が終了した時点で、ホス
トコンピュータ１１の入力手段２０から、ノード探索動
作が指示されると、該ホストコンピュータ１１のアプリ
ケーション部２３からは、前記共通のプロトコルＤによ
って、各表示装置Ａ２，Ｂ２，Ｃ２へ、一斉にノード探
索信号が配信される。これに応答して、各表示装置Ａ
２，Ｂ２，Ｃ２からは、メモリ３１に予めストアされて
いる各表示装置Ａ２，Ｂ２，Ｃ２毎のＩＰアドレスと、
接続されているＰＬＣのメーカーや形式およびバージョ
ンなどを表すステータス情報が、順次、ホストコンピュ
ータ１１に返信される。

【００２７】ホストコンピュータ１１では、返信されて
きたデータによって、図２において参照符４１で示すよ
うなネットワークリストが自動設定されることになる。
続いて、ホストコンピュータ１１では、前記入力手段２
０から、各表示装置Ａ２，Ｂ２，Ｃ２および対応するＰ
ＬＣＡ１，Ｂ１，Ｃ１に関する設定が可能になる。

【００２８】具体的には、たとえば呼称やアドレスの割
付けおよびデータフォーマットの指定であり、前記入力
手段２０から、各表示装置Ａ２，Ｂ２，Ｃ２毎に、対応
するＰＬＣＡ１，Ｂ１，Ｃ１に接続される前記制御対象
機器１２やセンサ１３などのデバイスに関するデータが
設定されることになる。図２のネットワーク参加局リス
トでは、前記参照符４１で示すリスト中で※印を付して
示す表示装置Ａ２に関して、ユーザーが任意に設定した
デバイスのシンボル名およびデバイス名のリストが、参
照符４２で示すように併せて表示されている。カーソル
操作によって、前記※印を表示装置Ｂ２やＣ２に関連し
て移動させると、この参照符４２で示すリストの内容
も、それぞれに対応して変化されることになる。

【００２９】図３は、デバイス内容の設定画面の一例を
示す図である。まず、任意設定可能なシンボル名の入力
が可能になるとともに、設定対象のデバイスの入力が可
能になる。この図３の例では、ＰＬＣＡ１のＤＭと称さ
れる入出力メモリの１００番地にデータがストアされる
デバイスの内容を設定可能であることを表している。こ
の入出力メモリＤＭの１００番地にデータがストアされ
るべきデバイスに、ＶＡＬＶ１というシンボル名を与え
ている。

【００３０】そしてこの図３の例では、前記入出力メモ
リＤＭの１００番地にストアされるデータは、１６ビッ
トで表された１０進符号付きデータであり、１秒毎に更
新されることを表している。共通の設定プログラムによ
って、各表示装置Ａ２，Ｂ２，Ｃ２毎に、かつデバイス
毎に、上述のような設定が終了すると、ネットワークフ
ァイル２２の作成終了時に、ホストコンピュータ１１
は、各表示装置Ａ２，Ｂ２，Ｃ２でプロトコル変換させ
て、各ＰＬＣＡ１，Ｂ１，Ｃ１に設定データを転送し、
各ＰＬＣＡ１，Ｂ１，Ｃ１のデバイス設定を行う。こう
してデバイス設定が行われると、各ＰＬＣＡ１，Ｂ１，
Ｃ１はデバイスデータの認識が可能になり、たとえばホ
ストコンピュータ１１からの制御データに応答して制御
対象機器１２を制御することができ、またセンサ１３の
検出データをホストコンピュータ１１や他の表示装置へ
出力することが可能になる。

【００３１】前記設定内容は、各表示装置Ａ２，Ｂ２，
Ｃ２内のメモリ３１にもストアされる。各表示装置Ａ
２，Ｂ２，Ｃ２は、上述のようにして設定されたデバイ
ス内容に従って、所定のタイミングで、対応するＰＬＣ
Ａ１，Ｂ１，Ｃ１の入出力メモリから、前記デバイスデ
ータを収集している。

【００３２】前記デバイス設定が終了すると、ホストコ
ンピュータ１１では、各表示装置Ａ２，Ｂ２，Ｃ２から
前記デバイスデータの取込みが可能になり、前述のよう
な表示、制御出力の演算および分析などとともに、以下
に示すようなネットワークや各ＰＬＣの管理に用いるこ
とができる。

【００３３】すなわち、ホストコンピュータ１１側で、
所望とするＰＬＣのデバイスのシンボル名を入力する
と、図４で示すようにして、そのシンボル名のデバイス
のデータおよびデータフォーマットと、そのデバイス付
近の他のデバイスのデータとを、併せて確認することが
できる。

【００３４】この図４の例では、ＰＬＣＡ１に接続され
るシンボル名ＶＡＬＶ１のデバイスからのデータフォー
マットが、参照符４３で示すように、１６ビットで表現
された１０進符号付きデータであることを表し、参照符
４４で示すテーブルでは、前記シンボル名がＶＡＬＶ１
のデバイスＤＭ１００のデータ（たとえば、電圧や弁開
度など）が＋１２５であることを表し、以降、デバイス
名をアドレスとして、ＤＭ１１７のデバイスまでのデー
タが一覧表示されていることを表している。こうして、
対象デバイスに近いデバイスのデータを併せて表示する
ことによって、たとえば図４の例では、ＤＭ１００〜Ｄ
Ｍ１１１までのデータが全て正の値である中で、ＤＭ１
０７のデータが大きく負の値を示しており、そのデバイ
スに関して何らかの異常が発生していることを推察する
ようなことも可能になる。

【００３５】また、ホストコンピュータ１１側では、図
５で示すように、ネットワーク回線１４に接続されてい
る表示装置Ａ２，Ｂ２，Ｃ２の状態を一覧表示すること
ができる。このようなネットワークの一覧によって、た
とえばステータス情報のエラーコードから、或る表示装
置およびＰＬＣに異常が発生していても、その異常がそ
れら自身によるものか、または他の表示装置やホストコ
ンピュータ１１からの必要なデータ入力がないような他
の機器の影響によるのかを識別することができ、従来で
は実際に製造現場へ行かないと分からなかったような、
異常の発生している機器や異常の原因を比較的容易に捜
出すことができ、メンテナンス作業の利便性を向上する
ことができる。

【００３６】以上のように本発明に従う制御装置では、
演算処理能力が高く、データ通信に対する適性の高い表
示装置Ａ２，Ｂ２，Ｃ２を、ＰＬＣＡ１，Ｂ１，Ｃ１
と、ホストコンピュータ１１または外部ホスト１５との
間に介在するので、ホストコンピュータ１１からの制御
出力や、ＰＬＣＡ１，Ｂ１，Ｃ１からの制御状態データ
などを、それぞれＰＬＣＡ１，Ｂ１，Ｃ１およびホスト
コンピュータ１１へ、プロトコル変換して、何ら支障な
く中継することができる。

【００３７】また、前記表示装置Ａ２，Ｂ２，Ｃ２によ
るプロトコル変換によって、ホストコンピュータ１１側
では、相互にメーカーや機種の異なる各ＰＬＣＡ１，Ｂ
１，Ｃ１や表示装置Ａ２，Ｂ２，Ｃ２に対して、共通の
プロトコル、したがって共通のプログラムを使用するこ
とができ、該共通のプログラムで、図２で示すような各
表示装置Ａ２，Ｂ２，Ｃ２のネットワーク参加設定およ
び図３で示すような各ＰＬＣＡ１，Ｂ１，Ｃ１のデバイ
ス設定ならびに図４で示すような各ＰＬＣＡ１，Ｂ１，
Ｃ１の制御情報の収集および図５で示すような各表示装
置Ａ２，Ｂ２，Ｃ２の情報の収集、さらには前記設定ま
たは収集したデータの一覧表示を行うことができる。

【００３８】したがって、ネットワーク管理のためのプ
ログラム作成の負担を軽減することができる。

【００３９】

【発明の効果】本発明に係る制御装置は、以上のよう
に、制御手段毎に固有の専用のプロトコルを使用するよ
うにした複数の制御手段が、上位装置から伝送される制
御出力に応答して制御対象をそれぞれ制御するととも
に、その制御に関する情報を個々に対応する表示手段に
表示させるようにした制御装置において、比較的大容量
の画像データを扱う表示手段が、比較的小容量のデータ
を扱う制御手段に比べて、データ通信の適性が高いこと
に着目し、該表示手段を、前記上位装置と制御手段との
間に介在し、複数の前記表示手段と前記上位装置とをネ
ットワーク回線で接続し、前記上位装置から配信された
変換データに基づいた該表示手段のプロトコル変換機能
を利用して、前記表示手段に関する設定を前記上位装置
から行う一方、前記制御手段に関する設定を前記表示手
段を介して行う。

【００４０】それゆえ、ネットワークが大規模化し、メ
ーカーや機種などの異なる種々の表示手段および制御手
段がネットワークに含まれていても、それらの設定プロ
グラムに共通のプログラムを使用することができ、ネッ
トワーク管理のためのプログラムの作成の負担を軽減す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の制御装置の機能的構成
を示すブロック図である。

【図２】図１で示す制御装置におけるネットワーク局の
設定状態の一例を示す図である。

【図３】図１の制御装置におけるＰＬＣのデバイス設定
画面の一例を示す図である。

【図４】図１の制御装置におけるＰＬＣのデバイスデー
タの一表示例を示す図である。

【図５】図１で示す制御装置の各ネットワーク局のデー
タの一表示例を示す図である。

【図６】典型的な従来技術の制御装置の概略的構成を示
すブロック図である。

【符号の説明】

１１ホストコンピュータ（上位装置）１２制御対象機器（制御対象）１３センサ１４ネットワーク回線１５外部ホスト（上位装置）２０，３０入力手段２２ネットワークファイル２３アプリケーション部２４，２６インタフェイス回路２５データファイル２７画像メモリ２８プロトコル変換回路２９表示パネル３１メモリＡ，Ｂ，Ｃ，ＤプロトコルＡ１，Ｂ１，Ｃ１ＰＬＣ（制御手段）Ａ２，Ｂ２，Ｃ２表示装置（表示手段）Ａ３，Ｂ３，Ｃ３接続ケーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平10−224386（ＪＰ，Ａ) 特開平７−6108（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05B 19/05 G06F 15/177 676

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】制御手段毎に固有の専用のプロトコルを使
用するようにした複数の制御手段が、上位装置から伝送
される制御出力に応答して制御対象をそれぞれ制御する
とともに、その制御に関する情報を個々に対応する表示
手段に表示させるようにした制御装置において、前記表示手段を前記上位装置と制御手段との間に介在
し、複数の前記表示手段と前記上位装置とをネットワー
ク回線で接続し、該表示手段は、個々に対応する制御手
段との間は前記専用のプロトコルで通信を行い、該表示
手段と上位装置との間を介する前記ネットワーク回線で
は共通のプロトコルで通信を行うように前記上位装置か
ら配信された変換データに基づいてプロトコル変換を行
い、前記表示手段に関する設定を、前記上位装置から行う一
方、前記制御手段に関する設定を前記表示手段を介して
行うことを特徴とする制御装置。