JP3690106B2 - 機器系統の監視制御方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、機器系統の監視制御方法に関するものであり、例えばビルまたは工場の設備機器の遠隔監視制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ビルまたは工場などに設置される設備機器は、ビル内や工場内などのある一定の範囲に点在して設置される。そのため、ネットワークなどデータ伝送手段を用いて、保安室などの設備管理部署にある監視制御用のコントローラから遠隔監視制御されている。設備機器には、照明機器、空調機器、配電盤、電力計、温度計、リモートスイッチ、表示器などの複数種類の機器が設置される。これらの機器にはON/OFFデータを用いる機器や温度などのアナログ値を用いたり、カウンターなどのデジタル値を用いたり、それらを複合して用いる機器もある。また、事前に設定されたパラメータに従って、機器内でデータ処理を行う機器や、事前に設定された通報条件に従って、イベント、警報、異常、エラーなどを自発的に通報する機器もある。これらの機器は機器の持つ機能ごとに使用する命令とデータ形式が異なり、一般に機能を監視制御するために必要な命令の組み合わせ、すなわち命令セットが定められている。
【0003】
図6は、従来の機器系統の監視制御装置を示す構成図であり、ネットワークに接続している設備を示す機器をコントローラが遠隔監視制御するものである。図において、1はネットワーク、2はコントローラ、3は機器、4は機器3の機能、5は通信処理部、6はプロトコル処理部、8はアプリケーションプログラムである。
【0004】
コントローラ2のアプリケーションプログラム8は機器3に実装された機能4に対して監視あるいは制御が必要になるとアプリケーションプログラム8内のプロトコル処理部6に命令を要求し、プロトコル処理部6は要求から要求データを生成し通信処理部5に送る。通信処理部5はネットワーク1に要求データを送信し、機器3に実装された機能4が要求データを受信し、要求を処理する。機能4は要求を実行し、要求に対する応答があると応答データをネットワーク1に送信し、コントローラ2の通信処理部5が応答データを受信すると対応するアプリケーションプログラム8内のプロトコル処理部6に応答データを渡し、プロトコル処理部6は応答データから要求の結果を取り出す。
【0005】
図7は従来の機器系統の他の監視制御装置を示す構成図であり、生産ラインなどの機械制御で使われるネットワークに接続している機器をコントローラが遠隔制御するものである。図において、7は共有メモリ、13はコントローラ、14は機器、15は入力データ、16は出力データ、17はデータである。
【0006】
機械制御で使われる機器14は入出力のON/OFFデータやデジタルデータが用いられている。コントローラ13の通信処理部5は機器14内の入力データ15を周期的に繰り返しコントローラ13の共有メモリ7の予め定められたアドレスにコピーし、またコントローラの共有メモリ7の予め定められたアドレスのデータ17を周期的に繰り返し機器内の出力データ16にコピーする。アプリケーションプログラム8は共有メモリ7上の入力データ15を読み、出力データ16部分に書き込みを行うことによって機器14の入出力の制御を行う。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
従来の機器系統の監視制御装置は以上のように構成されており、図6に示すような、設備に対する従来の監視制御方法では、機器が実装している機能に対する監視制御命令のプロトコル処理をアプリケーションプログラムでプログラミングする必要があるために、プログラムが大きくなり、開発や変更に時間と人手が必要になるという問題があった。
また、アプリケーションプログラムが機器に対する監視制御命令の要求データ送信タイミングを管理したり、機器からの監視制御命令の受信データ待ち処理をする必要があるために、プログラム構造が複雑になり、開発や変更に時間と人手が必要になるという問題もあった。
【0008】
また、図7に示すような、機械制御で使われる機器を遠隔制御する従来の監視制御方法では、プロトコル処理などの通信処理を通信処理部が行うために、アプリケーションプログラムのプログラミングは単に共有メモリの読み書きだけでよく、通信専用のプログラムを記述する必要がない利点がある。特に、監視制御命令の送信タイミングの管理や受信待ち処理を通信処理部が行ってくれるために、アプリケーションプログラムの構造は簡単になる。しかし、全ての入出力データを共有メモリに周期的にコピーするため、多種多様なデータ形式を扱う監視制御命令では通信データ量が多いためにデータの更新周期が長くなり、応答性が悪くなる問題があった。また、非周期の監視制御命令を出せないため、設備機器の遠隔監視制御方法には使えないという問題もあった。
【0009】
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、ビルまたは工場などに設置される設備機器に用いられる多種多様なデータ形式を扱う遠隔監視制御命令や、命令タイミングが非周期と周期が混在し、かつ異なる複数の周期を扱う遠隔監視制御命令を用いた設備監視制御コントローラにおいても、多様な機器や制御/監視形態に対応でき、共有メモリを用いて、応答性良くアプリケーションプログラムが通信でき、アプリケーションプログラムの作成が容易になるような監視制御方法を提供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の方法による機器系統の監視制御方法は、アプリケーションプログラム、共有メモリ、及び通信処理部を備えたコントローラにより、データ伝送手段を介して接続された機器系統を監視制御するものにおいて、上記機器系統を構成する1つ以上の機器に実装された機能を示す回路が使う変数の、上記共有メモリ上の位置情報を示す変数ベースアドレスを含む回路構成情報を記憶する回路構成テーブルと、上記機器に実装されている機能ごとに定められた命令セット及び各命令が用いる変数の位置情報を示す変数オフセットと変数サイズとを含む変数構成情報を記憶する変数構成テーブルとを備え、上記回路構成情報と上記変数構成情報とを元に、上記コントローラの共有メモリ上の変数配置を決定し、上記通信処理部が監視要求を含む監視要求データ、または上記アプリケーションプログラムが上記変数配置を元に上記共有メモリに書き込んだ制御情報を含む制御要求データを、上記機器に送信し、上記機器からの監視情報を含む監視応答データ、または制御結果を含む制御応答データを上記通信処理部が受信することによって、上記機器の監視情報あるいは制御結果を上記通信処理部が上記共有メモリに書き込みし、上記アプリケーションプログラムが、上記共有メモリから上記監視情報または制御結果を読み出すことによって上記機器の監視制御を行うものである。
【0011】
本発明の第2の方法による機器系統の監視制御方法は、上記第1の方法において、回路構成テーブルは、機器系統を構成する1つ以上の機器に実装された機能を示す回路の、データ伝送手段上のネットワークアドレス、機能種別、周期情報を指定する周期、及び使用の可/不可を回路構成情報として記憶するものである。
【0012】
本発明の第3の方法による機器系統の監視制御方法は、上記第1または第2の方法において、変数構成テーブルは、各命令が用いる変数の、周期要求の有り無しを指定する周期フラッグを変数構成情報として記憶するものである。
【0013】
本発明の第4の方法による機器系統の監視制御方法は、上記第1の方法において、変数構成テーブルに含まれる変数構成情報から機能ごとに必要となる変数領域のサイズを算出し、回路構成テーブルに含まれる各機器に実装された機能を示す回路ごとの共有メモリ上の変数ベースアドレスを自動生成するものである。
【0016】
本発明の第5の方法による機器系統の監視制御方法は、上記第1〜第4の方法において、回路構成情報に周期情報を含めることによって、通信処理部が周期的に機器に監視命令または制御命令の要求データを送信し、機器から監視応答データまたは制御応答データを受信し、監視応答データに含まれる監視情報または制御応答データに含まれる制御結果を共有メモリ上に書き込むことによって、周期的に監視情報を更新するか、または周期的に機器を制御するものである。
【0017】
本発明の第6の方法による機器系統の監視制御方法は、上記第1または第4の方法において、機器がデータ伝送手段に接続されると、上記機器が実装している機能の機能種別を含む識別データをデータ伝送手段に通報し、通信処理部が上記識別データを受信し、新たにデータ伝送手段に接続した機器に実装された機能を示す回路を回路構成テーブルに自動的に登録するか、あるいは回路構成テーブルに既に上記回路が存在する場合には使用可能であることを上記回路構成テーブル上に示すものである。
【0018】
本発明の第7の方法による機器系統の監視制御方法は、上記第1または第4の方法において、データ伝送手段に接続することが可能な機器の全てのアドレスへ、コントローラから機器の実装する機能の機能種別を要求する識別要求データを定期的に送信し、機器がデータ伝送手段に接続されると、機器が識別要求データを受信し、実装されている機能の機能識別を含む識別応答データをデータ伝送手段に送信し、通信処理部が上記識別応答データを受信し、新たにデータ伝送手段に接続した機器に実装された機能を示す回路を回路構成テーブルに自動的に登録するか、あるいは回路構成テーブルに既に上記回路が存在する場合には使用可能であることを上記回路構成テーブル上に示すものである。
【0019】
本発明の第8の方法による機器系統の監視制御方法は、上記第1または第4の方法において、データ伝送手段に接続している機器が定期的にデータ伝送手段に送信する通信データを通信処理部が受信していて、機器がデータ伝送手段から外され、上記通信処理部が一定時間以内に機器からの上記通信データを受信することができないとき、上記機器がデータ伝送手段から外されたと判断して、データ伝送手段から外された機器に実装された機能を示す回路を回路構成テーブルから自動的に削除するか、あるいは上記回路が使用不能であることを上記回路構成テーブル上に示すものである。
【0020】
本発明の第9の方法による機器系統の監視制御方法は、上記第1または第4の方法において、コントローラが回路構成テーブルに登録されている全ての機器へ、要求データを定期的に送信し、上記要求データに対する応答データを一定時間以内に受信することができないとき、データ伝送手段に接続していた機器がデータ伝送手段より外されたと判断し、データ伝送手段から外された機器に実装された機能を示す回路を回路構成テーブルから自動的に削除するか、あるいは上記回路が使用不能であることを上記回路構成テーブル上に示すものである。
【0021】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
以下、本発明を実施の形態により説明する。図1は本発明の実施の形態1による設備監視制御システムを示す構成図である。図において、1はネットワーク、2はコントローラ、3は機器、4は機器3の機能、5は通信処理部、6はプロトコル処理部、7は共有メモリ、8はアプリケーションプログラム、9は変数、10は回路構成テーブル、11は変数構成テーブル、12は記憶装置である。
【0022】
データを伝送するネットワーク1に設備の監視制御を行うコントローラ2と、ビルまたは工場などの設備である機器D1、機器D2が接続され、機器系統を構成している。機器D1には設備が持つ機能F1の回路C1が実装され、機器D2には設備が持つ機能F1の回路C2と機能F2の回路C3が実装されている。コントローラ2には、機器3と通信を行う通信処理部5があり、通信処理部5内には要求から通信データを作成したり、通信データから応答あるいは通報内容を取り出すプロトコル処理部6がある。また、コントローラ2には共有メモリ7を有し、共有メモリ7には要求や応答、通報、エラー情報を示す変数9がある。また、コントローラ2には、設備を監視制御するアプリケーションプログラム8が1つあるいは複数存在する。また、コントローラ2あるいはコントローラ2からアクセスできる記憶装置12には、ネットワーク1に接続された各機器3に実装されている機能4を示す回路の構成情報を含む回路構成テーブル10と、機器3に実装されている機能4ごとに定められた監視制御命令セットと各監視制御命令が用いる変数9の構成情報を含む変数構成テーブル11とが存在する。
【0023】
図2に回路構成テーブル10の例を示す。機器3に実装された機能4を示す回路ごとに機器3の機器名、ネットワーク上のネットワークアドレス、機能4を示す機能種別、回路が使う変数9の位置情報を示す変数ベースアドレス、周期情報を指定する周期、回路の使用可/不可がある。その他にも回路や機器3の特徴を示す情報をテーブルに入れることができる。
【0024】
図3には変数構成テーブル11の例を示す。機能種別ごとに定められた命令セットの命令が必要とする変数の変数タイプと変数の位置情報である変数オフセットと変数サイズ、周期要求の有り無しを指定する周期フラッグがある。その他にも機器種別や命令の特徴を示す情報をテーブルに入れることができる。
【0025】
図4には回路構成テーブル10に変数9の位置情報を示す変数ベースアドレスを設定し、変数構成テーブル11に命令が必要とする変数情報を示す変数オフセットと変数サイズを設定したときの共有メモリ7上の変数配置方法を示す。また、図5には図2の回路構成テーブル10の例と図3の変数構成テーブル11の例にしたがった共有メモリ7上の変数構成を示す。図4に示すように変数ベースアドレスに変数オフセットを加えた位置から変数サイズ分の領域が、指定された回路に対する命令が必要とする変数領域になる。
【0026】
なお、回路構成テーブル10の変数位置情報と変数構成テーブル11の変数情報に関しては、変数ベースアドレスと変数オフセット、変数サイズの組み合わせ以外による共有メモリ7上の変数構成方法もテーブルにしかるべき変数の位置情報と変数情報を入れることによって可能である。
【0027】
また、回路構成テーブル10に機器構成による機能4の回路が登録されていれば、回路構成テーブル10の変数ベースアドレスが登録されていなくても、変数構成テーブル11に含まれる変数情報を元に、機能4に必要となる変数領域のサイズを計算し、回路ごとの変数領域がオーバーラップしないように回路構成テーブル10の変数ベースアドレスを自動生成できる。
変数ベースアドレスの自動生成方法としては、計算された変数領域サイズごとにつめて配置する方法や、機器構成が変更された時に変数アドレス変更が少ないように計算された最大変数領域サイズごとに変数ベースアドレスを設定する方法がある。
【0028】
次にアプリケーションプログラム8が機器3を制御する例を説明する。
アプリケーションプログラム8は図5に示す共有メモリ7上の制御変数[回路C1.制御X]のアドレス(1001)を回路構成テーブル10の変数ベースアドレス(1001)と変数構成テーブル11の変数オフセット(0)とから導いて、制御情報を書き込む。共有メモリ7は制御変数への書き込みを記録する手段(フラッグ)を持ち、通信処理部5はアドレス順に制御変数への書き込みをチェックしている。通信処理部5が制御変数[回路C1.制御X]への書き込み(フラッグ)を検出すると、共有メモリ7上の制御変数[回路C1.制御X]から制御情報を受け取り、共有メモリ7上のアドレス(1001)から回路構成テーブル10の回路(回路C1)を導いて回路構成テーブル10上のネットワークアドレス(01.01)と機能種別(機能F1)と変数ベースアドレス(1001)とを読み出し、共有メモリ上の制御変数[回路C1.制御X]のアドレス(1001)と変数ベースアドレス(1001)とから変数オフセット(0)を算出する。機能種別(F1)と、算出された変数オフセット(0)とから変数構成テーブル11の変数タイプ(制御X)を読み出し、プロトコル処理部6が変数タイプ(制御X)に対応する制御要求データを上記ネットワークアドレス(01.01)と上記制御情報とより生成し、ネットワーク1を介して機器3上の機能4に制御要求データを送信する。
機器3上の機能4は制御要求データを受信すると、制御要求データから制御情報を取り出して実行する。機器3上の機能4は制御結果を制御応答データに入れ、ネットワーク1を介してコントローラ2に送信する。
コントローラ2の通信処理部5が制御応答データを受信すると、プロトコル処理部6が制御結果を取り出し、制御応答データのネットワークアドレス(01.01)から回路構成テーブル10の回路(回路C1)を導いて、回路構成テーブル10上の変数ベースアドレス(1001)と機能種別(機能F1)とを読み出し、機能種別(機能F1)と制御応答データの命令から導かれる変数タイプ(エラー)とから変数構成テーブル11の変数オフセット(3)を導いて、共有メモリ7上のエラー変数[回路C1.エラー]のアドレス(1004)を求め、制御結果を書き込む。アプリケーションプログラム8は共有メモリ7上のエラー変数[回路C1.エラー]のアドレス(1004)を回路構成テーブル10の変数ベースアドレス(1001)と変数構成テーブル11の変数オフセット(3)とから導いて、読み出すことによって制御結果を知る。
このように、アプリケーションプログラム8は、共有メモリ7上の制御変数に制御情報の書き込みを行うだけで機器を制御することができ、通信処理を意識してアプリケーションプログラムをプログラミングする必要がない。
【0029】
次にアプリケーションプログラム8が機器3を周期監視する例を説明する。
図2に示す回路構成テーブル10の回路(回路C1)は周期2000msで要求データを送信する様に指定されている。また、図3に示す変数構成テーブル11では機能種別(機能F1)の変数タイプ(監視X)の周期フラッグがONになっている。
通信処理部5は回路構成テーブル10で指定された周期で、機器3に対して変数構成テーブル11で周期フラッグがONになっている変数タイプが示す命令の要求データを送信するため、プロトコル処理部6が、変数構成テーブル11の機能種別(機能F1)の変数タイプ(監視X)から導かれる監視要求を回路構成テーブル10の回路(回路C1)のネットワークアドレス(01.01)より生成し、周期2000msでネットワーク1を介して機器3上の機能4に監視要求を繰り返し送信する。
機器3上の機能4は監視要求データを受信すると、監視要求データから監視要求を取り出して実行する。機器3上の機能4は監視情報を監視応答データに入れ、ネットワーク1を介してコントローラ2に送信する。
コントローラ2の通信処理部5が監視応答データを受信するとプロトコル処理部6が監視情報を取り出し、監視応答データのネットワークアドレス(01.01)から回路構成テーブル10の回路(回路C1)を導いて、回路構成テーブル10上の変数ベースアドレス(1001)と機能種別(機能F1)とを読み出し、機能種別(機能F1)と監視応答データの命令から導かれる変数タイプ(監視X)とから変数構成テーブル11の変数オフセット(1)を導いて、共有メモリ7上の監視変数[回路C1.監視X]のアドレス(1002)を求め、書き込みする。アプリケーションプログラム8は共有メモリ7上の監視変数[回路C1.監視X]のアドレス(1002)を回路構成テーブル10の変数ベースアドレス(1001)と変数構成テーブル11の変数オフセット(1)とから導いて、読み出すことによって監視情報を知る。
アプリケーションプログラム8は、共有メモリ7上の監視情報変数を読むだけで周期的に更新される監視情報を入手することができ、周期的に監視情報を更新する通信処理を意識してアプリケーションプログラムをプログラミングする必要がない。
また、図3に示す変数構成テーブル11の機能種別(機能F2)の変数タイプ(制御情報Y)のように、周期フラッグを(ON)にすることによって、同様に周期的に制御要求を出すことができる。
【0030】
次にアプリケーションプログラム8が機器3からの通報を受け取る例を説明する。
機器3上の機能4はコントローラ2に通報をする必要があると、通報情報を通報データに入れ、ネットワーク1を介してコントローラ2に送信する。
コントローラ2の通信処理部5が通報データを受信すると、プロトコル処理部6が通報情報を取り出し、通報データのネットワークアドレス(01.01)から回路構成テーブル10の回路(回路C1)を導いて、回路構成テーブル10上の変数ベースアドレス(1001)と機能種別(機能F1)とを読み出し、機能種別(機能F1)と通報データの命令から導かれる変数タイプ(通報X)とから変数構成テーブル11の変数オフセット(2)を導いて、共有メモリ7上の通報変数[回路C1.通報X]のアドレス(1003)を求め、書き込みする。アプリケーションプログラム8は共有メモリ7上の通報変数[回路C1.通報X]のアドレス(1003)を回路構成テーブル10の変数ベースアドレス(1001)と変数構成テーブル11の変数オフセット(2)から導いて、読み出すことによって通報情報を知る。
アプリケーションプログラムは共有メモリ7上の通報変数を読み出すだけで通報情報を入手することができ、受信待ちを意識してアプリケーションプログラムをプログラミングする必要がない。
【0031】
次にアプリケーションプログラム8が機器3を制御する別の例を説明する。
前記の制御例では制御情報のサイズは1で変数アドレスを1つしか使っていなかったが、共有メモリ7上のアドレス(1010〜1011)の制御変数[回路C3.制御情報Y]では変数サイズが2のため変数アドレスを複数使っている。通信処理部5はアドレス順に全ての制御変数への書き込みをチェックしているため、制御情報を制御変数に書き込むタイミングで制御要求を出すと複数の変数の場合はタイミングによっては、全てのデータが書き込まれない内に制御要求を出してしまう問題がある。
この問題を解決するため、図3に示す変数構成テーブル11では機能種別(機能F2)に変数タイプ(制御要求Y)と変数タイプ(制御情報Y)とを定めている。変数タイプ(制御要求Y)は図5で示す共有メモリ7上のアドレス(1009)の制御要求変数[回路C3.制御要求Y]に配置され、変数タイプ(制御情報Y)は図5で示す共有メモリ7上のアドレス(1010〜1011)の制御情報変数[回路C3.制御情報Y]に配置される。アプリケーションプログラム8は予め制御情報変数[回路C3.制御情報Y]に制御情報を書き込んでおいて、制御要求変数[回路C3.制御要求Y]に書き込みを行う。共有メモリ7は制御要求変数への書き込みを記録する手段を持ち、通信処理部5はアドレス順に制御要求変数への書き込みをチェックしている。通信処理部5が制御要求変数[回路C3.制御要求Y]の書き込みを確認すると、制御情報変数[回路C3.制御情報Y]の制御情報を用いて、制御変数を使った時と同様に、制御要求データを機器3に送信する。
このように、制御要求変数と制御情報変数とによって、サイズが2以上で変数アドレスを複数使う制御変数による制御命令が可能になる。
【0032】
次にアプリケーションプログラム8が指定するタイミングで機器3を監視する例を説明する。
前記の監視例では予め定められた周期で監視情報を更新していたが、特定のタイミングで監視情報を取得したい場合がある。そのため、図3に示す変数構成テーブル11では機能種別(機能F2)に変数タイプ(監視要求Y)と変数タイプ(監視Y)とを定めている。変数タイプ(監視要求Y)は図5で示す共有メモリ7上のアドレス(1012)の監視要求変数[回路C3.監視要求Y]に配置され、変数タイプ(監視Y)は図5で示す共有メモリ7上のアドレス(1013)の監視変数[回路C3.監視Y]に配置される。アプリケーションプログラム8が監視要求変数[回路C3.監視要求Y]に書き込みを行うと、共有メモリ7は監視要求変数への書き込みを記録する手段を持ち、通信処理部5はアドレス順に監視要求変数への書き込みをチェックしているため、通信処理部5が監視要求変数[回路C3.監視要求Y]の書き込みを確認すると、周期監視の時と同様に監視要求データを機器3に送信する。
機器3上の機能4は監視要求データを受信すると、監視要求データから監視要求を取り出して実行する。機器3上の機能4は監視情報を監視応答データに入れ、ネットワーク1を介してコントローラ2に送信する。
コントローラ2の通信処理部5が監視応答データを受信すると、周期監視の時と同様に、プロトコル処理部6が監視情報を取り出し、共有メモリ7上の監視変数[回路C3.監視Y]に書き込みする。アプリケーションプログラム8は共有メモリ7上のアドレス(1013)を回路構成テーブル10の変数ベースアドレス(1009)と変数構成テーブル11の変数オフセット(4)とから導いて、監視変数[回路C3.監視Y]を読み出すことによって監視情報を得る。
このように、アプリケーションプログラム8は監視要求変数と監視変数とによってアプリケーションプログラム8が指定したタイミングで監視情報を取得することができる。
【0033】
実施の形態2.
今までの例ではネットワーク1などのデータ伝送手段に接続している機器3の機能4を示す回路が回路構成テーブル10に登録されていることが前提になっていたが、頻繁に機器構成が変更されるシステムでは接続機器3が追加、削除されるたびに回路構成テーブル10を変更するのは大変な作業を伴う。そこで、本実施の形態2では、回路構成テーブル10の回路登録を自動的に行う方法について説明する。
【0034】
機器3がネットワーク1に接続されると、機器3が実装している機能4を示す機能種別を含む識別通報データをネットワーク1を介してコントローラ2に送信する。コントローラ2の通信処理部5が識別通報データを受信し、プロトコル処理部6が機能種別を取り出す。通信処理部5は回路構成テーブル10に該当する機器3の機能を示す回路が既に存在するか確認し、存在する場合は回路構成テーブル10の使用の欄に可を書き込む。存在しない場合は新たにネットワーク1に接続した機器3に実装されている機能4を示す回路を登録し、変数構成テーブル11から対応する機能種別の変数情報を取得し、回路構成テーブル10の変数位置情報から共有メモリ7上の空きアドレスに新たに登録された回路の変数を配置するような変数ベースアドレスを算出し、回路構成テーブル10の変数ベースアドレス欄に書き込む。このようにして、新たにネットワーク1に接続した機器3の機能4を示す回路を回路構成テーブル10に自動的に登録し、かつ回路が使用可能であることを知ることができる。
【0035】
また、別の自動登録方法として、ネットワーク1に接続することが可能な全てのネットワークアドレス、あるいは既に機器3がいくつか接続していて新しい機器3が接続可能な全ての空きアドレスに対して、コントローラ2から機器3が実装する機能4の機能種別を要求する識別要求データを定期的に送信する。
機器3がネットワーク1に接続されると、機器3が識別要求データを受信し、実装されている機能4の機能識別を含む識別応答データをネットワーク1を介してコントローラ2に送信する。
コントローラ2の通信処理部5は識別応答データを受信し、プロトコル処理部6が機器種別を取り出す。通信処理部5は回路構成テーブル10に該当する機器3の機能を示す回路が既に存在するか確認し、存在する場合は回路構成テーブル10の使用の欄に可を書き込む。存在しない場合は新たにネットワーク1に接続した機器3に実装されている機能4を示す回路を登録し、変数構成テーブル11から対応する機能種別の変数情報を取得し、回路構成テーブル10の変数位置情報から共有メモリ7上の空きアドレスに新たに登録された回路の変数を配置するような変数ベースアドレスを算出し、回路構成テーブル10の変数ベースアドレス欄に書き込む。このようにして、新たにネットワーク1に接続した機器3の機能4を示す回路を回路構成テーブル10に自動的に登録し、かつ回路が使用可能であることを知ることができる。
【0036】
実施の形態3.
次に、本実施の形態3では、ネットワーク1などのデータ伝送手段から機器3が外されたときに、自動的に回路構成テーブル10から機器3に実装されている機能4を示す回路を削除するか、あるいは回路が使用不能であることを示す方法について説明する。
【0037】
ネットワーク1に接続している機器3は定期的にネットワーク1に通信データを送信する。コントローラ2の通信処理部5はネットワーク1に接続している機器3ごとの生存タイマーを持っていて、機器3がネットワーク1に送信する通信データを受信するごとにタイマーを設定し直す。機器3がネットワーク1から外されるとコントローラ2の通信処理部5が今まで一定時間以内に機器3から受信していた通信データを受信することができなくなり、生存タイマーの設定時間がくるとコントローラ2の通信処理部5は生存タイマーに対応する機器3がネットワーク1から外されたと判断し、ネットワーク1から外された機器3に実装された機能4を示す回路を回路構成テーブル10から削除するか、あるいは回路構成テーブル10の使用の欄に不可を書き込む。
このようにして、ネットワーク1から外された機器3の機能4を示す回路を回路構成テーブル10から自動的に削除するか、あるいは回路が使用不能であることを示すことができる。
【0038】
また、別の自動削除方法として、回路構成テーブル10に登録されている全ての機器3へコントローラ2の通信処理部5が定期的に要求データを送信する。通信処理部5は受信タイマーを持っていて、要求データを送信すると受信タイマーを設定する。設定時間以内に応答データを受信すると受信タイマーをクリアする。設定時間以内に応答データを受信することができないとタイムアウトを起こし、要求データを再送する。規定された再送回数を超えても応答データを受信することができないと、ネットワーク1に接続していた機器3がネットワーク1より外されたと判断し、ネットワーク1から外された機器3に実装された機能4を示す回路を回路構成テーブル10から削除するか、あるいは回路構成テーブル10の使用の欄に不可を書き込む。
このようにして、ネットワーク1から外された機器3の機能4を示す回路を回路構成テーブル10から自動的に削除するか、あるいは回路が使用不能であることを示すことができる。
【0039】
【発明の効果】
以上のように、本発明の第1の方法によれば、アプリケーションプログラム、共有メモリ、及び通信処理部を備えたコントローラにより、データ伝送手段を介して接続された機器系統を監視制御するものにおいて、上記機器系統を構成する1つ以上の機器に実装された機能を示す回路が使う変数の、上記共有メモリ上の位置情報を示す変数ベースアドレスを含む回路構成情報を記憶する回路構成テーブルと、上記機器に実装されている機能ごとに定められた命令セット及び各命令が用いる変数の位置情報を示す変数オフセットと変数サイズとを含む変数構成情報を記憶する変数構成テーブルとを備え、上記回路構成情報と上記変数構成情報とを元に、上記コントローラの共有メモリ上の変数配置を決定し、上記通信処理部が監視要求を含む監視要求データ、または上記アプリケーションプログラムが上記変数配置を元に上記共有メモリに書き込んだ制御情報を含む制御要求データを、上記機器に送信し、上記機器からの監視情報を含む監視応答データ、または制御結果を含む制御応答データを上記通信処理部が受信することによって、上記機器の監視情報あるいは制御結果を上記通信処理部が上記共有メモリに書き込みし、上記アプリケーションプログラムが、上記共有メモリから上記監視情報または制御結果を読み出すことによって上記機器の監視制御を行うようにしたので、ビルまたは工場などに設置される設備機器に用いられる多種多様なデータ形式を扱う遠隔監視制御命令や、命令タイミングが非周期と周期が混在し、かつ異なる複数の周期を扱う遠隔監視制御命令を用いた設備監視制御コントローラにおいても、アプリケーションプログラムが共有メモリ上の変数を読み書きするだけで設備機器を監視制御することができ、アプリケーションプログラムの作成が容易になる効果がある。また、共有メモリ上に変数が容易に配置できる効果がある。
【0042】
また、本発明の第4の方法によれば、上記第1の方法において、変数構成テーブルに含まれる変数構成情報から機能ごとに必要となる変数領域のサイズを算出し、回路構成テーブルに含まれる各機器に実装された機能を示す回路ごとの、共有メモリ上の変数ベースアドレスを自動生成するようにしたので、回路構成テーブルの作成が容易にできる効果がある。
【0045】
また、本発明の第5の方法によれば、上記第1〜第4の方法において、回路構成情報に周期情報を含めることによって、通信処理部が周期的に機器に監視命令または制御命令の要求データを送信し、機器から監視応答データまたは制御応答データを受信し、監視応答データに含まれる監視情報または制御応答データに含まれる制御結果を共有メモリ上に書き込むことによって、周期的に監視情報を更新するか、または周期的に機器を制御するようにしたので、アプリケーションプログラムは共有メモリ上の監視情報変数を読むだけで周期的に更新される監視情報を入手することができ、周期的に監視情報を更新する通信処理を意識してアプリケーションプログラムをプログラミングする必要がないため、アプリケーションプログラムの作成が容易になる効果がある。
【0046】
また、本発明の第6の方法によれば、上記第1または第4の方法において、機器がデータ伝送手段に接続されると、上記機器が実装している機能の機能種別を含む識別データをデータ伝送手段に通報し、通信処理部が上記識別データを受信し、新たにデータ伝送手段に接続した機器に実装された機能を示す回路を回路構成テーブルに自動的に登録するか、あるいは回路構成テーブルに既に上記回路が存在する場合には使用可能であることを上記回路構成テーブル上に示すようにしたので、機器系統の構成が変更しても回路構成テーブルを自動的に更新できる効果がある。
【0047】
また、本発明の第7の方法によれば、上記第1または第4の方法において、データ伝送手段に接続することが可能な機器の全てのアドレスへ、コントローラから機器の実装する機能の機能種別を要求する識別要求データを定期的に送信し、機器がデータ伝送手段に接続されると、機器が識別要求データを受信し、実装されている機能の機能識別を含む識別応答データをデータ伝送手段に送信し、通信処理部が上記識別応答データを受信し、新たにデータ伝送手段に接続した機器に実装された機能を示す回路を回路構成テーブルに自動的に登録するか、あるいは回路構成テーブルに既に上記回路が存在する場合には使用可能であることを上記回路構成テーブル上に示すようにしたので、機器系統の構成が変更しても回路構成テーブルを自動的に更新できる効果がある。
【0048】
また、本発明の第8の方法によれば、上記第1または第4の方法において、データ伝送手段に接続している機器が定期的にデータ伝送手段に送信する通信データを通信処理部が受信していて、機器がデータ伝送手段から外され、上記通信処理部が一定時間以内に機器からの上記通信データを受信することができないとき、上記機器がデータ伝送手段から外されたと判断して、データ伝送手段から外された機器に実装された機能を示す回路を回路構成テーブルから自動的に削除するか、あるいは上記回路が使用不能であることを上記回路構成テーブル上に示すようにしたので、機器系統の構成が変更しても回路構成テーブルを自動的に更新できる効果がある。
【0049】
また、本発明の第9の方法によれば、上記第1または第4の方法において、コントローラが回路構成テーブルに登録されている全ての機器へ、要求データを定期的に送信し、上記要求データに対する応答データを一定時間以内に受信することができないとき、データ伝送手段に接続していた機器がデータ伝送手段より外されたと判断し、データ伝送手段から外された機器に実装された機能を示す回路を回路構成テーブルから自動的に削除するか、あるいは上記回路が使用不能であることを上記回路構成テーブル上に示すようにしたので、機器系統の構成が変更しても回路構成テーブルを自動的に更新できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1に係わる設備監視制御システムを示す構成図である。
【図2】 本発明の実施の形態1に係わる回路構成テーブルを示す図である。
【図3】 本発明の実施の形態1に係わる機器構成テーブルを示す図である。
【図4】 本発明の実施の形態1に係わる共有メモリ上の変数配置方法を説明する説明図である。
【図5】 本発明の実施の形態1に係わる共有メモリ上の変数配置例を示す図である。
【図6】 従来の設備監視制御システムを示す構成図である。
【図7】 従来の機械制御システムを示す構成図である。
【符号の説明】
1 ネットワーク、2 設備監視制御コントローラ、3 設備機器、4 設備機器に実装されている機能、5 通信処理部、6 プロトコル処理部、7 共有メモリ、8 アプリケーションプログラム、9 変数、10 回路構成テーブル、11 変数構成テーブル、12 記憶装置、13 機械制御コントローラ、14 機械制御機器、15 入力データ、16 出力データ、17 データ。
Claims (9)
- アプリケーションプログラム、共有メモリ、及び通信処理部を備えたコントローラにより、データ伝送手段を介して接続された機器系統を監視制御するものにおいて、上記機器系統を構成する1つ以上の機器に実装された機能を示す回路が使う変数の、上記共有メモリ上の位置情報を示す変数ベースアドレスを含む回路構成情報を記憶する回路構成テーブルと、上記機器に実装されている機能ごとに定められた命令セット及び各命令が用いる変数の位置情報を示す変数オフセットと変数サイズとを含む変数構成情報を記憶する変数構成テーブルとを備え、上記回路構成情報と上記変数構成情報とを元に、上記コントローラの共有メモリ上の変数配置を決定し、上記通信処理部が監視要求を含む監視要求データ、または上記アプリケーションプログラムが上記変数配置を元に上記共有メモリに書き込んだ制御情報を含む制御要求データを、上記機器に送信し、上記機器からの監視情報を含む監視応答データ、または制御結果を含む制御応答データを上記通信処理部が受信することによって、上記機器の監視情報あるいは制御結果を上記通信処理部が上記共有メモリに書き込みし、上記アプリケーションプログラムが、上記共有メモリから上記監視情報または制御結果を読み出すことによって上記機器の監視制御を行うことを特徴とする機器系統の監視制御方法。
- 回路構成テーブルは、機器系統を構成する1つ以上の機器に実装された機能を示す回路の、データ伝送手段上のネットワークアドレス、機能種別、周期情報を指定する周期、及び使用の可/不可を回路構成情報として記憶することを特徴とする請求項1記載の機器系統の監視制御方法。
- 変数構成テーブルは、各命令が用いる変数の、周期要求の有り無しを指定する周期フラッグを変数構成情報として記憶することを特徴とする請求項1または2記載の機器系統の監視制御方法。
- 変数構成テーブルに含まれる変数構成情報から機能ごとに必要となる変数領域のサイズを算出し、回路構成テーブルに含まれる各機器に実装された機能を示す回路ごとの共有メモリ上の変数ベースアドレスを自動生成することを特徴とする請求項1記載の機器系統の監視制御方法。
- 回路構成情報に周期情報を含めることによって、通信処理部が周期的に機器に監視命令または制御命令の要求データを送信し、機器から監視応答データまたは制御応答データを受信し、監視応答データに含まれる監視情報または制御応答データに含まれる制御結果を共有メモリ上に書き込むことによって、周期的に監視情報を更新するか、または周期的に機器を制御することを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の機器系統の監視制御方法。
- 機器がデータ伝送手段に接続されると、上記機器が実装している機能の機能種別を含む識別データをデータ伝送手段に通報し、通信処理部が上記識別データを受信し、新たにデータ伝送手段に接続した機器に実装された機能を示す回路を回路構成テーブルに自動的に登録するか、あるいは回路構成テーブルに既に上記回路が存在する場合には使用可能であることを上記回路構成テーブル上に示すことを特徴とする請求項1または4記載の機器系統の監視制御方法。
- データ伝送手段に接続することが可能な機器の全てのアドレスへ、コントローラから機器の実装する機能の機能種別を要求する識別要求データを定期的に送信し、機器がデータ伝送手段に接続されると、機器が識別要求データを受信し、実装されている機能の機能識別を含む識別応答データをデータ伝送手段に送信し、通信処理部が上記識別応答データを受信し、新たにデータ伝送手段に接続した機器に実装された機能を示す回路を回路構成テーブルに自動的に登録するか、あるいは回路構成テーブルに既に上記回路が存在する場合には使用可能であることを上記回路構成テーブル上に示すことを特徴とする請求項1または4記載の機器系統の監視制御方法。
- データ伝送手段に接続している機器が定期的にデータ伝送手段に送信する通信データを通信処理部が受信していて、機器がデータ伝送手段から外され、上記通信処理部が一定時間以内に機器からの上記通信データを受信することができないとき、上記機器がデータ伝送手段から外されたと判断して、データ伝送手段から外された機器に実装された機能を示す回路を回路構成テーブルから自動的に削除するか、あるいは上記回路が使用不能であることを上記回路構成テーブル上に示すことを特徴とする請求項1または4記載の機器系統の監視制御方法。
- コントローラが回路構成テーブルに登録されている全ての機器へ、要求データを定期的に送信し、上記要求データに対する応答データを一定時間以内に受信することができないとき、データ伝送手段に接続していた機器がデータ伝送手段より外されたと判断し、データ伝送手段から外された機器に実装された機能を示す回路を回路構成テーブルから自動的に削除するか、あるいは上記回路が使用不能であることを上記回路構成テーブル上に示すことを特徴とする請求項1または4記載の機器系統の監視制御方法。
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