JP3590329B2

JP3590329B2 - 制御系ネットワークシステム

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Publication number: JP3590329B2
Application number: JP2000148907A
Authority: JP
Inventors: 貴史野口
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2000-05-19
Filing date: 2000-05-19
Publication date: 2004-11-17
Anticipated expiration: 2020-05-19
Also published as: JP2001333128A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、センサの監視やアクチュエータの駆動制御等を行う各ノードがネットワークで相互に接続された制御系ネットワークシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータを利用したＯＡ（ＯｆｆｉｃｅＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ）、ＦＡ（ＦａｃｔｏｒｙＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ）の環境では、様々な種類の機器やソフトウェアの互換性を確保して運用することを目的とした標準規格が採用され、オープン化ネットワークが構築されている。この中で、ＬＯＮ（ＬｏｃａｌＯｐｅｒａｔｉｎｇＮｅｔｗｏｒｋ）は、ビル設備制御（ＢＡ）の分野において標準化されたオープン化ネットワークとして利用されつつある。ＬＯＮは、米国エシェロン（Ｅｃｈｅｌｏｎ）社が開発した構内動作ネットワークであり、ＬｏｎＴａｌｋと呼ばれる専用の通信プロトコルを採用したものである。
【０００３】
ＬＯＮシステムの各種設定は、通常、ネットワークに接続されたエンジニアリングツールを用いて行うこととなる。エンジニアリングツールは、ネットワーク機器（ＬｏｎＤｅｖｉｃｅ、以下、ノードと呼ぶ）あるいはＸＩＦ（ｅＸｔｅｒｎａｌＩｎｔｅｒｆａｃｅＦｉｌｅ）からノードに関する基本的な情報（ＬｏｎＭａｒｋドキュメンテーションネットワーク変数構成）を入手する。このエンジニアリングツール上で個々のノードの詳細設定や、ノード間でやりとりする入出力ネットワーク変数のデータ通信定義を行うことにより、必要な情報が作成され、各ノードに展開される。
【０００４】
ＬＯＮでは、ネットワークのアドレッシング（Ａｄｄｒｅｓｓｉｎｇ）作業、バインディング（Ｂｉｎｄｉｎｇ）作業、コンフィギュレーション（Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）作業を実施することをエンジニアリング作業と呼ぶ。
アドレッシング作業は、エンジニアリングツール上でノードを定義して、ノードにアドレスを付与する作業である。
【０００５】
また、図６に示すように、アドレス「１」が付与されたノードＡのある出力ネットワーク変数をアドレス「２」が付与されたノードＢで参照し、ノードＢのある出力ネットワーク変数をノードＡで参照するように定義すると、エンジニアリングツールＴは、ネットワーク変数を参照するためのキーとして、セレクタＩＤを自動的に決定し、各ノードに展開する。なお、セレクタＩＤは、システム全体についてユニークである必要はなく、ネットワーク変数をやりとりするノード間でユニークであればよい。
【０００６】
ＬＯＮのネットワークにおけるノード間のネットワーク変数データ通信は、セレクタＩＤに基づいて行われることを基本としており、各ノードが他のノードのネットワーク変数を参照するときは、セレクタＩＤを用いて行うこととなる。このように、各ノード間で送受信される１つまたは複数のネットワーク変数を関連付けて定義し、セレクタＩＤを始めとする関連情報を決定していくことをバインディング作業と呼ぶ。したがって、互いに関連付けられたネットワーク変数群は、同一のセレクタＩＤを有する。
また、コンフィギュレーション作業は、ネットワーク、ノードの各種パラメータのチューニング作業である。なお、ネットワーク変数の参照方法には、セレクタＩＤをキーとしてネットワーク変数を要求するポーリング方法以外にも、ネットワーク変数のインデックス（並び順）によるフェッチ（ｆｅｔｃｈ）方法もある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、ノード間における送受信データ等の通信条件は、実際の運転前にエンジニアリング作業によって設定される。従来のシステムでは、エンジニアリング作業によって通信条件を設定して実際の運転を開始したとしても、ノードの追加や削除等に伴ってネットワーク変数やネットワーク構成に変更が生じると、セレクタＩＤが変更される可能性があり、既に定義されたセレクタＩＤを使用できなくなる可能性がある。したがって、ネットワーク変数またはネットワーク構成に変更が生じた場合には、再度エンジニアリング作業を行う必要がある。エンジニアリング作業（バインディング作業）を行う場合、各ノードに設定した通信条件を書き換えるために、エンジニアリングツールからの信号によってノードの動作モードをオフラインモードに変更する必要がある。
しかしながら、ＬＯＮに接続される従来のノードには、専用のＩＣ（例えば、東芝製のニューロンチップＴＭＰＮ３１２０Ｅ１Ｍ）が使用されており、このようなＩＣでは、動作モードがオフラインモードに変更されると、アプリケーションの動作（例えばセンサの監視やアクチュエータの駆動制御等の動作）も停止してしまうという問題点があった。運転途中でノードによる制御動作が停止すると、事故が起きる可能性がある。例えば、送水ポンプ圧力制御等の短い周期で緻密な制御を必要とするものは数秒の制御停止により落水等の事故が起きる可能性があった。
【０００８】
また、現場作業では、ネットワークの設定を行う者（ネットワークインラグレータ）と現場機器の調整を行う者が異なる場合があり、現場の作業工程によってはネットワークの設定作業と現場機器の調整作業とが同時に進行することも想定される。このとき、ネットワーク調整作業により現場機器の動作が変化することがあり、ファン等の回転機器への接触や加湿器からの蒸気の噴出などにより現場機器の作業者に危険が及ぶ可能性があった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ネットワーク変数またはネットワーク構成に変更が生じてエンジニアリング作業を行う必要がある場合でも、制御等のアプリケーションを停止させることなく、運転状態のままでエンジニアリング作業を行い、通信条件を書き換えることができる制御系ネットワークシステムを提供することを目的とする。
また、ネットワークの設定作業と現場機器の調整作業とが同時に進行する場合でも、作業者の安全性を確保することができる制御系ネットワークシステムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の制御系ネットワークシステムは、ネットワーク機器であるノード（Ａ，Ｂ）と、各ノードを相互に接続するネットワーク（１）とからなるものである。そして、ノードは、所定の監視動作／制御動作を行う制御処理手段（Ａ−２，Ｂ−２）と、ネットワークに接続され、ネットワークとの間でデータの送受信を行う通信処理手段（Ａ−１，Ｂ−１）とを有し、制御処理手段は、所定の動作を行う運転モードと所定の動作を行わない停止モードの少なくとも２つの動作モードを備え、通信処理手段は、通信条件に従ってデータの送受信が可能なオンラインモードと通信条件の書き換えのためのオフラインモードの少なくとも２つの動作モードを備え、制御処理手段と通信処理手段は、互いに独立に各々の動作モードを変更することが可能である。
また、本発明の制御系ネットワークシステムは、ネットワークに接続された、ノードに通信条件を設定するためのエンジニアリングツール（Ｔ）を有し、このエンジニアリングツールは、制御処理手段が運転モードの状態で、かつ通信処理手段がオンラインモードの状態にある運転時に、ノードに設定された通信条件を書き換えるエンジニアリング作業を行う場合、通信処理手段の動作モードをオフラインモードに変更する手段（Ｔ−１，Ｔ−２）を有するものである。
【００１０】
また、本発明の制御系ネットワークシステムの１構成例として、ノードの制御処理手段は、自ノードの通信処理手段がオフラインモードの状態にある場合、ネットワークを介したデータの送受信を自ノードの通信処理手段に対して要求しないものである。
また、本発明の制御系ネットワークシステムの１構成例として、ノードの通信処理手段は、オフラインモードの状態にある場合、ネットワークを介したデータの送受信を行わないものである。
そして、本発明の制御系ネットワークシステムの１構成例として、ネットワークを構内動作ネットワーク（ＬＯＮ）としたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態となる制御系ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。本実施の形態の制御系ネットワークシステムは、例えばビル管理システムやプラント管理システム等に適用されるものであり、センサまたはアクチュエータ（例えば照明、スイッチ、モータなど）等の現場機器Ａ１，Ｂ１と、現場機器Ａ１，Ｂ１をそれぞれ監視または駆動制御するネットワーク機器（ＬｏｎＤｅｖｉｃｅ）であるノードＡ，Ｂと、ノードＡ，Ｂのエンジニアリング作業を行うためのエンジニアリングツールＴと、作業員がエンジニアリングツールＴに対して指示を与えるためのキーボードＫと、エンジニアリングツールＴの情報を表示するための表示装置Ｄと、ＬＯＮ（ＬｏｃａｌＯｐｅｒａｔｉｎｇＮｅｔｗｏｒｋ）１とから構成されている。
【００１２】
ノードＡは、ＬＯＮ１との間で通信条件に従ってデータの送受信を行う通信インタフェースとなる通信処理手段Ａ−１と、ノード全体を制御する制御処理手段Ａ−２と、制御処理手段Ａ−２のプログラムを格納している制御プログラムテーブルＡ−３と、現場機器Ａ１からの計測データまたは現場機器Ａ１への駆動制御データであるネットワーク変数を格納するためのデータテーブルＡ−４と、通信条件を格納するための通信条件テーブルＡ−５とを有している。ノードＢの構成もノードＡと同様である。通信処理手段Ａ−１，Ｂ−１は、例えば前述のニューロンチップで実現することができ、制御処理手段Ａ−２，Ｂ−２は、例えばＣＰＵで実現することができる。
【００１３】
エンジニアリングツールＴは、ＬＯＮ１との間の通信インタフェースとなる通信処理手段Ｔ−１と、ツール全体を制御する、例えばＣＰＵからなるバインディング情報処理手段Ｔ−２と、前記通信条件の基となるバインディング情報を格納するためのバインディング情報テーブルＴ−３とを有している。
【００１４】
次に、以上のような制御系ネットワークシステムの動作として、最初にネットワークシステム構築時の動作（インストレーション）について説明する。図２はネットワークシステム構築時の動作を説明するためのフローチャート図、図３はネットワークシステム構築時のノードＡ，Ｂの通信条件テーブルＡ−５，Ｂ−５の様子を示す図である。
【００１５】
ノードＡ，Ｂの通信処理手段Ａ−１，Ｂ−１の動作モードには、オンラインモードと、オフラインモードと、その他のモードとがある。オンラインモードは、通常運転時のモードであり、通信条件テーブルＡ−５，Ｂ−５に設定された通信条件（バインディング情報）に従ってデータの送受信が可能なモードである。オフラインモードは、エンジニアリング作業時のモードであり、通信条件テーブルＡ−５，Ｂ−５に設定された通信条件の書き換えが可能なモードである。
【００１６】
ノードＡ，Ｂの制御処理手段Ａ−２，Ｂ−２の動作モードには、運転モードと、停止モードと、その他のモードとがある。運転モードは、通常運転時のモードであり、制御プログラムテーブルＡ−３，Ｂ−３に格納された制御プログラムに従って、現場機器Ａ１，Ｂ１からのデータの取り込みや通信処理手段Ａ−１，Ｂ−１への送信要求の送出、あるいは現場機器Ａ１，Ｂ１の駆動制御などの処理を行うモードである。停止モードは、制御プログラムの処理を行わないモードである。
【００１７】
図３に示すように、通信条件テーブルＡ−５，Ｂ−５は、ノードＡ，Ｂが送受信する各ネットワーク変数について後述するＮＶＩとデータテーブルＡ−４，Ｂ−４との対応付けを行うためのＮＶフィックスドストラクチャテーブル（以下、ＮＶＩテーブルとする）Ａ−５１，Ｂ−５１と、各ネットワーク変数についてＮＶＩと該当ネットワーク変数が出力変数であるか入力変数であるかを示すＩ／Ｏ種類とセレクタＩＤと通信ノードのアドレスが格納されているアドレステーブルのインデックスとを対応付けて保存するためのＮＶコンフィギュレーションストラクチャテーブル（以下、ＮＶコンフテーブルと略する）Ａ−５２，Ｂ−５２と、各ネットワーク変数の送信先ノードアドレスまたは送信元ノードアドレスである相手側ノードアドレスを格納するためのアドレステーブルＡ−５３，Ｂ−５３の３種類のテーブルから構成されている。
【００１８】
データテーブルＡ−４，Ｂ−４とＮＶＩテーブルＡ−５１，Ｂ−５１の対応付けは、データポインタによって得られる。データポインタは、データテーブルＡ−４，Ｂ−４のデータ格納先を特定するメモリアドレスである。また、ＮＶコンフテーブルＡ−５２，Ｂ−５２とアドレステーブルＡ−５３，Ｂ−５３の対応付けは、相手側ノードアドレステーブルインデックスによって得られる。相手側ノードアドレステーブルインデックスは、アドレステーブルＡ−５３，Ｂ−５３のレコードを特定するレコード番号である。
【００１９】
ネットワークシステム構築時のエンジニアリング作業開始にあたって、エンジニアリングツールＴのバインディング情報処理手段Ｔ−２は、ノードＡ，Ｂの通信処理手段Ａ−１，Ｂ−１をオフラインモードにするためのオフラインモード信号を通信処理手段Ｔ−１を介してノードＡ，Ｂへ送信する（ステップ１０１）。
【００２０】
ノードＡ，Ｂの通信処理手段Ａ−１，Ｂ−１は、ＬＯＮ１を介してオフラインモード信号を受信すると、オフラインモードに切り替わると共に、自ノードの制御処理手段Ａ−２，Ｂ−２に対してオフラインモードに切り替わったことを示す動作モード情報を送る（ステップ１０２）。なお、ネットワークシステム構築時、ノードＡ，Ｂの制御処理手段Ａ−２，Ｂ−２の動作モードは、エンジニアリングツールＴからの指令により停止モードとなっている。
【００２１】
次に、エンジニアリングツールＴのバインディング情報処理手段Ｔ−２は、ノードＡ，Ｂのノードアドレスを設定するアドレッシング作業を行う（ステップ１０３）。ここでは、ノードＡのノードアドレスが「１」、ノードＢのノードアドレスが「２」に設定されたものとする。
【００２２】
次に、バインディング情報処理手段Ｔ−２は、ノードＡ，Ｂのバインディング作業を開始して、ノードＡ，Ｂのバインディング情報（ネットワーク変数の送信先ノードアドレスまたは送信元ノードアドレスである相手側ノードアドレス、通信パラメータ、ネットワーク変数に付与したセレクタＩＤ、相手側ノードアドレステーブルインデックス等）の作成を行い、作成したバインディング情報をバインディング情報テーブルＴ−３にいったん格納する（ステップ１０４）。続いて、バインディング情報処理手段Ｔ−２は、バインディング情報テーブルＴ−３からバインディング情報を読み出し、この情報を通信処理手段Ｔ−１を介してノードＡ，Ｂへ送信する（ステップ１０５）。
【００２３】
なお、ノードＡ，Ｂで送受信するネットワーク変数、このネットワーク変数のＩ／Ｏ種類、データポインタ、ネットワーク変数インデックス（以下、ＮＶＩとする）は、各ノードＡ，Ｂでエンジニアリング作業の前に予め決定されている。ＮＶＩは、自ノードで送受信するネットワーク変数に付与される、自ノードに固有の不変的な索引番号であり、ＮＶＩテーブル及びＮＶコンフテーブルのレコード（テーブルの横１行）を特定するレコード番号となる。
【００２４】
本実施の形態では、ノードＡは、現場機器Ａ１を監視すると共に、ノードＢ及びＬＯＮ１を介して現場機器Ｂ１を監視する。ノードＡにおいて、現場機器Ａ１の計測データであるネットワーク変数にＮＶＩ「１」が予め付与され、このネットワーク変数のＩ／Ｏ種類として「出力」が予め設定され、現場機器Ｂ１の計測データであるネットワーク変数にＮＶＩ「２」が予め付与され、このネットワーク変数のＩ／Ｏ種類として「入力」が予め設定されているものとする。
また、ノードＢは、現場機器Ｂ１を監視すると共に、ノードＡ及びＬＯＮ１を介して現場機器Ａ１を監視する。ノードＢにおいて、現場機器Ｂ１の計測データであるネットワーク変数にＮＶＩ「１」が予め付与され、このネットワーク変数のＩ／Ｏ種類として「出力」が予め設定され、現場機器Ａ１の計測データであるネットワーク変数にＮＶＩ「２」が予め付与され、このネットワーク変数のＩ／Ｏ種類として「入力」が予め設定されているものとする。
【００２５】
エンジニアリングツールＴから送信されたバインディング情報は、ＬＯＮ１とノードＡ，Ｂの通信処理手段Ａ−１，Ｂ−１とを介して、通信条件テーブルＡ−５，Ｂ−５に書き込まれ、ノードＡ，Ｂの通信条件の設定が行われる（ステップ１０６）。
【００２６】
ここで、ＮＶＩテーブルＡ−５１のＮＶＩ「１」で指定されるレコードにはデータポインタ「１」が予め設定され、テーブルＡ−５１のＮＶＩ「２」で指定されるレコードにはデータポインタ「１００」が予め設定されている。これにより、ＮＶＩ「１」が付与されたネットワーク変数は、データテーブルＡ−４のデータポインタ「１」で指定されるアドレスに格納され、ＮＶＩ「２」が付与されたネットワーク変数は、テーブルＡ−４のデータポインタ「１００」で指定されるアドレスに格納されることになる。
【００２７】
また、ＮＶＩテーブルＢ−５１のＮＶＩ「１」で指定されるレコードにはデータポインタ「１」が予め設定され、テーブルＢ−５１のＮＶＩ「２」で指定されるレコードにはデータポインタ「５０」が予め設定されている。これにより、ＮＶＩ「１」が付与されたネットワーク変数は、データテーブルＢ−４のデータポインタ「１」で指定されるアドレスに格納され、ＮＶＩ「２」が付与されたネットワーク変数は、テーブルＢ−４のデータポインタ「５０」で指定されるアドレスに格納されることになる。
【００２８】
次に、ノードＡにおいてＮＶＩ「１」が付与されたネットワーク変数については、バインディング情報中では、相手側ノードアドレスとして送信先ノードＢのアドレス「２」が設定され、このネットワーク変数のセレクタＩＤとして「１」が設定され、相手側ノードアドレステーブルインデックスとして「５」が設定されているものとする。このバインディング情報により、ＮＶコンフテーブルＡ−５２のＮＶＩ「１」で指定されるレコードに、相手側ノードアドレステーブルインデックスとして「５」が書き込まれ、セレクタＩＤとして「１」が書き込まれ、アドレステーブルＡ−５３の相手側ノードアドレステーブルインデックス「５」で指定されるレコードに相手側ノードアドレス「２」が書き込まれる。
【００２９】
また、ノードＡにおいてＮＶＩ「２」が付与されたネットワーク変数については、バインディング情報中では、このネットワーク変数のセレクタＩＤとして「２」が設定され、相手側ノードアドレステーブルインデックスとして「６」が設定されているものとする。このバインディング情報により、ＮＶコンフテーブルＡ−５２のＮＶＩ「２」で指定されるレコードに、相手側ノードアドレステーブルインデックスとして「６」が書き込まれ、セレクタＩＤとして「２」が書き込まれ、アドレステーブルＡ−５３の相手側ノードアドレステーブルインデックス「６」で指定されるレコードに相手側ノードアドレス「２」が書き込まれる。これで、図３（ｃ）に示すＮＶコンフテーブルＡ−５２と図３（ｄ）に示すアドレステーブルＡ−５３の作成が完了し、通信条件テーブルＡ−５の作成完了となる。
【００３０】
一方、ノードＢにおいてＮＶＩ「１」が付与されたネットワーク変数については、バインディング情報中では、相手側ノードアドレスとして送信先ノードＡのアドレス「１」が設定され、このネットワーク変数のセレクタＩＤとして「２」が設定され、相手側ノードアドレステーブルインデックスとして「０」が設定されているものとする。このバインディング情報により、ＮＶコンフテーブルＢ−５２のＮＶＩ「１」で指定されるレコードに、相手側ノードアドレステーブルインデックスとして「０」が書き込まれ、セレクタＩＤとして「２」が書き込まれ、アドレステーブルＢ−５３の相手側ノードアドレステーブルインデックス「０」で指定されるレコードに相手側ノードアドレス「１」が書き込まれる。
【００３１】
また、ノードＢにおいてＮＶＩ「２」が付与されたネットワーク変数については、バインディング情報中では、このネットワーク変数のセレクタＩＤとして「１」が設定され、相手側ノードアドレステーブルインデックスとして「０」が設定されているものとする。このバインディング情報により、ＮＶコンフテーブルＢ−５２のＮＶＩ「２」で指定されるレコードに、相手側ノードアドレステーブルインデックスとして「０」が書き込まれ、セレクタＩＤとして「１」が書き込まれ、アドレステーブルＢ−５３の相手側ノードアドレステーブルインデックス「０」で指定されるレコードに相手側ノードアドレス「１」が書き込まれる。これで、図３（ｇ）に示すＮＶコンフテーブルＢ−５２と図３（ｈ）に示すアドレステーブルＢ−５３の作成が完了し、通信条件テーブルＢ−５の作成完了となる。
【００３２】
以上でバインディング作業の終了となるので、エンジニアリングツールＴのバインディング情報処理手段Ｔ−２は、ノードＡ，Ｂの通信処理手段Ａ−１，Ｂ−１をオンラインモードにするためのオンラインモード信号を通信処理手段Ｔ−１を介してノードＡ，Ｂへ送信する（ステップ１０７）。ノードＡ，Ｂの通信処理手段Ａ−１，Ｂ−１は、ＬＯＮ１を介してオンラインモード信号を受信すると、オンラインモードに切り替わると共に、自ノードの制御処理手段Ａ−２，Ｂ−２に対してオンラインモードに切り替わったことを示す動作モード情報を送る。これで、図２に示すエンジニアリング作業の終了となる。
【００３３】
次に、通常運転時の動作について説明する。通常運転時のノードＡ，ＢのデータテーブルＡ−４，Ｂ−４の様子を図４に示す。ノードＡにおいてＮＶＩ「１」が付与されたネットワーク変数（現場機器Ａ１の計測データ）の値は「α」である。ノードＡの制御処理手段Ａ−２は、該当ネットワーク変数に対応するＮＶＩ「１」をＮＶコンフテーブルＡ−５２から取得し、ＮＶＩ「１」に対応するデータポインタ「１」をＮＶＩテーブルＡ−５１から取得して、データテーブルＡ−４のデータポインタ「１」に対応するアドレスに「α」を書き込む。
【００３４】
一方、ノードＢにおいてＮＶＩ「１」が付与されたネットワーク変数（現場機器Ｂ１の計測データ）の値は「β」である。ノードＢの制御処理手段Ｂ−２は、該当ネットワーク変数に対応するＮＶＩ「１」をＮＶコンフテーブルＢ−５２から取得し、ＮＶＩ「１」に対応するデータポインタ「１」をＮＶＩテーブルＢ−５１から取得して、データテーブルＢ−４のデータポインタ「１」に対応するアドレスに「β」を書き込む。
【００３５】
また、ノードＡでノードＢのネットワーク変数を参照する場合、ノードＡの制御処理手段Ａ−２は、自ノードの通信処理手段Ａ−１にネットワーク変数の取得を要求する。通信処理手段Ａ−１は、制御処理手段Ａ−２の要求に応じて、自ノードの通信条件テーブルＡ−５から監視対象ネットワーク変数に対応する相手側ノードアドレス及びセレクタＩＤを読み出し、このセレクタＩＤを含み、かつ読み出した相手側ノードアドレスを送信先アドレスとして設定したネットワーク変数問い合わせメッセージ（以下、ＮＶ問い合わせメッセージとする）を作成し、このメッセージをノードＢに送信する。
【００３６】
ノードＢの制御処理手段Ｂ−２は、一定時間毎にまたはＮＶ問い合わせメッセージを受信したときに、自ノードの通信処理手段Ｂ−１へ送信要求を送る。一定時間毎に送信する場合、通信処理手段Ｂ−１は、送信すべきネットワーク変数をデータテーブルＢ−４から取り出すと共に、このネットワーク変数に対応する相手側ノードアドレス及びセレクタＩＤを通信条件テーブルＢ−５から取得して、ネットワーク変数とセレクタＩＤとを含み、かつ相手側ノードアドレスを送信先アドレスとして設定したネットワーク変数送信メッセージ（以下、ＮＶ送信メッセージとする）を作成し、このメッセージを相手側のノードＡに送信する。
【００３７】
また、ノードＡからＮＶ問い合わせメッセージを受信した場合、通信処理手段Ｂ−１は、受信メッセージからセレクタＩＤを取り出して、このセレクタＩＤに対応するネットワーク変数をデータテーブルＢ−４から取り出すと共に、このネットワーク変数に対応する相手側ノードアドレスを通信条件テーブルＢ−５から取得して、上記と同様にＮＶ送信メッセージを作成し、このメッセージをノードＡに送信する。
【００３８】
ノードＡの通信処理手段Ａ−１は、ノードＢからＮＶ送信メッセージを受信すると、これを自ノードの制御処理手段Ａ−２に渡す。制御処理手段Ａ−２は、受信メッセージからネットワーク変数とセレクタＩＤとを取り出して、このセレクタＩＤに対応するデータポインタを通信条件テーブルＡ−５から取得して、ネットワーク変数をデータテーブルＡ−４の該当データポインタのアドレスに書き込む。こうして、データテーブルＡ−４のデータポインタ「１００」で指定されるアドレスにネットワーク変数の値「β」が書き込まれる。
【００３９】
ノードＢでノードＡのネットワーク変数を参照する場合に、ノードＢからノードＡに対してＮＶ問い合わせメッセージを送信する動作と、ノードＡが一定時間毎にまたはＮＶ問い合わせメッセージに応じてＮＶ送信メッセージを送信する動作は、上記と同様である。これにより、データテーブルＢ−４のデータポインタ「５０」で指定されるアドレスにネットワーク変数の値「α」が書き込まれる。
【００４０】
次に、通常運転の途中でネットワーク変数やネットワーク構成に変更が生じたときの動作について説明する。図５はネットワーク変数変更時またはネットワーク構成変更時の動作を説明するためのフローチャート図である。前述のとおり、ネットワーク変数またはネットワーク構成に変更が生じた場合には、再度のエンジニアリング作業が必要となる。そこで、エンジニアリングツールＴのバインディング情報処理手段Ｔ−２は、ＬＯＮ１に接続された各ノードへオフラインモード信号を送信する（ステップ２０１）。
【００４１】
各ノードの通信処理手段（例えばノードＡ，Ｂの通信処理手段Ａ−１，Ｂ−１）は、オフラインモード信号を受信すると、オフラインモードに切り替わると共に、自ノードの制御処理手段に対してオフラインモードに切り替わったことを示す動作モード情報を送る（ステップ２０２）。
【００４２】
このとき、各ノードの制御処理手段（例えばノードＡ，Ｂの制御処理手段Ａ−２，Ｂ−２）は、運転モードの状態を保つ。ただし、エンジニアリング作業中であっても、ネットワーク変数の送信動作を継続させようとすると、通信処理手段は、引き続き設定された通信条件に従ってネットワーク変数を送信するので、タイミングによっては通信が正常になされない恐れがある。すなわち、通信条件の変更途中では、ネットワーク変数が正規の相手側に送信されないことがある。
【００４３】
この問題を解決するため、各ノードの制御処理手段は、動作モード情報により自ノードの通信処理手段がオフラインモードの状態にあることを認識した場合、ネットワーク変数の取得要求や送信要求を自ノードの通信処理手段に送ることを中止する。なお、制御処理手段が通信処理手段への要求を中止する代わりに、通信処理手段が自ノードの制御処理手段からの要求を受けても、この要求に応じないようにしてもよい。
【００４４】
次に、エンジニアリングツールＴのバインディング情報処理手段Ｔ−２は、ＬＯＮ１に接続された各ノードのノードアドレスを設定するアドレッシング作業を行う（ステップ２０３）。この場合、新たに追加されたノードがある場合には、このノードに対してもノードアドレスが設定されることは言うまでもない。なお、アドレッシング作業は、新たに追加されたノードがある場合や、ノード構成に変更がある場合にのみ実施される。
【００４５】
続いて、バインディング情報処理手段Ｔ−２は、ネットワーク変数またはネットワーク構成の変更に応じた通信条件書き換えのためのバインディング情報を作成し、作成したバインディング情報をバインディング情報テーブルＴ−３にいったん格納する（ステップ２０４）。そして、バインディング情報処理手段Ｔ−２は、このバインディング情報を通信処理手段Ｔ−１を介して各ノードへ送信する（ステップ２０５）。
【００４６】
エンジニアリングツールＴから送信されたバインディング情報は、ＬＯＮ１とノードＡ，Ｂの通信処理手段Ａ−１，Ｂ−１とを介して、通信条件テーブルＡ−５，Ｂ−５に書き込まれ、ノードＡ，Ｂの通信条件の再設定が行われる（ステップ２０６）。この処理は、ステップ１０６と同様であるので、説明を省略する。
バインディング作業の終了後、エンジニアリングツールＴのバインディング情報処理手段Ｔ−２は、ＬＯＮ１に接続された各ノードへオンラインモード信号を送信する（ステップ２０７）。各ノードの通信処理手段は、オンラインモード信号を受信すると、オンラインモードに切り替わると共に、自ノードの制御処理手段に対してオンラインモードに切り替わったことを示す動作モード情報を送る。これで、図５に示すエンジニアリング作業の終了となる。
【００４７】
なお、本実施の形態では、ネットワーク機器として現場機器（センサ）Ａ１，Ｂ１を監視するノードＡ，Ｂを例にとって説明しているが、アクチュエータ（例えば照明、スイッチ、モータ等）に対して制御データを出力して、アクチュエータを駆動制御するネットワーク機器でもよい。また、本実施の形態では、ネットワーク機器をノードＡ，Ｂの２台としているが、２台に限らないことは言うまでもない。
【００４８】
また、本発明では、制御処理手段Ａ−２（Ｂ−２）と通信処理手段Ａ−１（Ｂ−１）が、互いに独立に動作モードを変更することが可能であるので、例えば制御処理手段Ａ−２（Ｂ−２）が運転モードのとき、通信処理手段Ａ−１（Ｂ−１）の動作モードを変えることが可能であり、制御処理手段Ａ−２（Ｂ−２）が停止モードのとき、通信処理手段Ａ−１（Ｂ−１）の動作モードを変えることが可能であり、通信処理手段Ａ−１（Ｂ−１）がオンラインモードのとき、制御処理手段Ａ−２（Ｂ−２）の動作モードを変えることが可能であり、通信処理手段Ａ−１（Ｂ−１）がオフラインモードのとき、制御処理手段Ａ−２（Ｂ−２）の動作モードを変えることが可能である。これにより、ネットワークの設定作業と現場機器の調整作業とが同時に進行する場合でも、制御処理手段Ａ−２（Ｂ−２）を停止モードにして、作業者の安全性を確保することができる。
【００４９】
なお、制御処理手段Ａ−２（Ｂ−２）と通信処理手段Ａ−１（Ｂ−１）の各々の動作モードの変更は、ＬＯＮ１を介して指令することが可能であるが、ＬＯＮ１からの指令が不可能な場合には、ノードに直接通信ケーブル（ＲＳ−２３２Ｃ，ＲＳ−４８５等）を接続して、動作モードを変更することも可能である。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、制御処理手段と通信処理手段の動作モードを互いに独立に変更可能とすることにより、ネットワークの設定作業と現場機器の調整作業とが同時に進行する場合でも、制御処理手段を停止モードにして、作業者の安全性を確保することができる。
【００５１】
また、互いに独立に動作モードを変更することが可能な制御処理手段と通信処理手段を各ノードに設け、エンジニアリングツールが、ノードに設定された通信条件を書き換えるエンジニアリング作業を行う場合、通信処理手段の動作モードをオフラインモードに変更することにより、ネットワーク変数またはネットワーク構成に変更が生じてエンジニアリング作業を行う必要がある場合でも、制御等のアプリケーション動作を行う制御処理手段を停止させることなく、運転状態のままでエンジニアリング作業を行い、通信条件を書き換えることができる。その結果、システムの信頼性を高めることができる。
【００５２】
また、制御処理手段は、自ノードの通信処理手段がオフラインモードの状態にある場合、ネットワークを介したデータの送受信を自ノードの通信処理手段に対して要求しないので、ネットワーク変数データの誤送信を防ぐことができる。
【００５３】
また、通信処理手段は、オフラインモードの状態にある場合、ネットワークを介したデータの送受信を行わないので、ネットワーク変数データの誤送信を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態となる制御系ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１の制御系ネットワークシステムのネットワークシステム構築時の動作を説明するためのフローチャート図である。
【図３】ネットワークシステム構築時の各ノードの通信条件テーブルの様子を示す図である。
【図４】通常運転時の各ノードのデータテーブルの様子を示す図である。
【図５】図１の制御系ネットワークシステムのネットワーク変数変更時またはネットワーク構成変更時の動作を説明するためのフローチャート図である。
【図６】従来の制御系ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…ＬＯＮ、Ａ、Ｂ…ノード、Ａ１、Ｂ１…現場機器、Ｄ…表示装置、Ｋ…キーボード、Ｔ…エンジニアリングツール、Ａ−１、Ｂ−１、Ｔ−１…通信処理手段、Ａ−２、Ｂ−２…制御処理手段、Ａ−３、Ｂ−３…制御プログラムテーブル、Ａ−４、Ｂ−４…データテーブル、Ａ−５、Ｂ−５…通信条件テーブル、Ｔ−２…バインディング情報処理手段、Ｔ−３…バインディング情報テーブル。

Claims

ネットワーク機器であるノードと、各ノードを相互に接続するネットワークとからなる制御系ネットワークシステムにおいて、
前記ノードは、所定の監視動作／制御動作を行う制御処理手段と、前記ネットワークに接続され、ネットワークとの間でデータの送受信を行う通信処理手段とを有し、
前記制御処理手段は、前記所定の動作を行う運転モードと前記所定の動作を行わない停止モードの少なくとも２つの動作モードを備え、
前記通信処理手段は、前記通信条件に従ってデータの送受信が可能なオンラインモードと前記通信条件の書き換えのためのオフラインモードの少なくとも２つの動作モードを備え、
前記制御処理手段と前記通信処理手段は、互いに独立に各々の動作モードを変更することが可能であることを特徴とする制御系ネットワークシステム。
請求項１記載の制御系ネットワークシステムにおいて、
前記ネットワークに接続された、前記ノードに通信条件を設定するためのエンジニアリングツールを有し、このエンジニアリングツールは、前記制御処理手段が運転モードの状態で、かつ前記通信処理手段がオンラインモードの状態にある運転時に、前記ノードに設定された通信条件を書き換えるエンジニアリング作業を行う場合、前記通信処理手段の動作モードをオフラインモードに変更する手段を有することを特徴とする制御系ネットワークシステム。
請求項１または２記載の制御系ネットワークシステムにおいて、
前記ノードの制御処理手段は、自ノードの前記通信処理手段がオフラインモードの状態にある場合、前記ネットワークを介したデータの送受信を自ノードの前記通信処理手段に対して要求しないことを特徴とする制御系ネットワークシステム。
請求項１または２記載の制御系ネットワークシステムにおいて、
前記ノードの通信処理手段は、オフラインモードの状態にある場合、前記ネットワークを介したデータの送受信を行わないことを特徴とする制御系ネットワークシステム。
請求項１または２記載の制御系ネットワークシステムにおいて、
前記ネットワークは、構内動作ネットワーク（ＬＯＮ）であることを特徴とする制御系ネットワークシステム。