JP3930404B2 - 自律分散型システム及びその通信方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自律分散型システム及びその通信方法に関し、特に複数の制御装置間でデータを受け渡す技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の制御装置から成る分散型システムが知られている。この分散型システムでは、複数の制御装置でデータを共有する必要がある。そのために、複数の制御装置間で相互にデータを送受して常に最新のデータに更新することが要求されている。
【０００３】
このような要求を満たすために、従来は、制御装置間の通信を行うために、システム構成を事前に設計する必要がある。また、制御装置間の通信で取り合うデータは固定的に取り扱われており、取り合いデータを変更する際は、全ての制御装置を停止して設定内容を変更する必要がある。
【０００４】
なお、関連する技術として、連続稼働している制御装置のプログラムの変更はデータ部分の変更を伴うことが多いので、データの変更にも対応できると共に、安全に変更を行うことのできる動作中プログラムの変更方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この動作中プログラムの変更方法では、変更前と変更後のプログラムの両方をメモリ上に置き、変更前と変更後の追うを構成する変数について、変更の有無と新規追加を判別し、変更のない変数については演算結果をコピーし、変更のある変数又は新規追加の変数については初期化演算を実施して、制御を実行しながら切り替えられる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−６３０４５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、設計段階で制御装置間の通信データを考慮する必要がなく、また、運転を停止することなく制御装置間通信の取り合いデータを変更できる自律分散型システム及びその通信方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以下に、［発明の実施の形態］で使用する番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載との対応関係を明らかにするために付加されたものであるが、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００８】
本発明の第１の態様に係る自律分散型システムは、上記目的を達成するために、ネットワーク（１０）で接続された複数の制御装置（Ａ、Ｂ、Ｃ）を備えた自律分散型システムであって、複数の制御装置（Ａ、Ｂ、Ｃ）の各々は、入力要素に対して設計ツール（２０）により予め割り当てられた識別子と同一の識別子を有する出力要素が自制御装置内に存在しない場合に、グループキャスト通信により他の制御装置（Ａ、Ｂ、Ｃ）に問い合わせする問い合わせ部と、問い合わせ部による問い合わせにより他の制御装置（Ａ、Ｂ、Ｃ）から出力要素を取得する取得部とを備えている。
【０００９】
この第１の態様に係る自律分散型システムによれば、設計段階で制御装置間の通信データを考慮する必要がない。また、自律分散型システムを停止することなく制御装置間通信の取り合いデータの変更が可能になる。
【００１０】
この第１の態様に係る自律分散型システムにおいて、問い合わせ部は、定期的に他の制御装置（Ａ、Ｂ、Ｃ）に問い合わせするように構成できる。この構成により、ネットワーク（１０）に新たな制御装置が参入した場合に、入力要素に対して出力要素が存在しない未解決の入力要素が解決される（対応する出力要素からのデータが）可能性が得られる。
【００１１】
また、この第１の態様に係る自律分散型システムにおいて、問い合わせ部による問い合わせに対する応答は、サーバ／クライアント型通信方式により行うように構成できる。この通信方式を採用することにより、従前のハードウェア及びソフトウェア資源を混在して使用することができる。
【００１２】
本発明の第２の態様に係る自律分散型システムの通信方法は、ネットワーク（１０）で接続された複数の制御装置（Ａ，Ｂ，Ｃ）を備えた自律分散型システムの通信方法であって、複数の制御装置（Ａ，Ｂ，Ｃ）の各々は、入力要素に対して設計ツールにより予め割り当てられた識別子と同一の識別子を有する出力要素が自制御装置内に存在しない場合に、グループキャスト通信により他の制御装置（Ａ，Ｂ，Ｃ）に問い合わせを行い、問い合わせにより他の制御装置（Ａ，Ｂ，Ｃ）から出力要素を取得するように構成されている。
【００１３】
この第２の態様に係る自律分散型システムの通信方法において、問い合わせは定期的に行われるように構成できる。また、問い合わせに対する応答は、サーバ／クライアント型通信方式により行うように構成できる。この第２の態様に係る自律分散型システムの通信方法も、上述した第１の態様に係る自律分散型システムと同様の作用及び効果を奏する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態に係る自律分散型システムの構成を示すブロック図である。この自律分散型システム間通信装置は、ネットワーク１０に接続された複数の制御装置Ａ、Ｂ及びＣ、並びに設計ツール２０から構成されている。設計ツール２０には、データベース２１が接続されている。
【００１６】
制御装置Ａ、Ｂ及びＣは、データを取り込むことを表す入力要素及びデータを生成して書き込むことを表す出力要素を含んでいる。ここで、出力要素はデータを保持した要素であり、入力要素は、その出力要素を参照する要素と考えることができる。
【００１７】
入力要素及び出力要素には、制御装置Ａ、Ｂ及びＣで共通に使用されるグローバルな識別子が付されている。このように、識別子をグローバルな識別子とすることにより、自律分散型システムの全体で使用する識別子（変数）の数を減らし、各制御装置のメモリ領域を節約できるようになっている。図１においては、識別子の相違を、丸、四角、三角といった図形によって模式的に表している。図１において、矢印の終点に繋がっている図形は出力要素を表し、矢印の始点に繋がっている図形は入力要素を表している。
【００１８】
制御装置Ａは、入出力要素管理テーブル３０を備えている。この入出力要素管理テーブル３０には、入力要素及び出力要素が分類して記憶されている。制御装置Ｂ及びＣも同様の入出力要素管理テーブルを備えているが、図示を省略している。
【００１９】
設計ツール２０は、データ変更が加えられる時に新たに発生する入力要素及び出力要素にユニークな識別子を付与する処理を行う。データベース２１には、グローバルな識別子が重複しないようにして管理されているので、設計ツール２０は、このデータベース２１を参照することにより、新たな入力要素又は出力要素に対してグローバルな識別子を付与する。
【００２０】
次に、以上のように構成される本発明の実施の形態に係る自律分散型システムの動作を説明する。以下では、制御装置Ａの動作を主体に説明するが、制御Ｂ及びＣの動作も制御装置Ａの動作と同じである。
【００２１】
先ず、自律分散型システムの起動時、及び自律分散型システムを構成する制御装置Ａ内のデータをオンラインで変更した時に、制御装置Ａに含まれる入力要素及び出力要素が入出力要素管理テーブル３０に分類して展開される。この際、対応する出力要素を有しない入力要素が抽出されて未解決リストに登録される。
【００２２】
図１に示した例では、入力要素３１は、同じ識別子を有する出力要素３２が存在することにより完結しているので未解決リストには登録されない。一方、入力要素３３は、制御装置Ａ内に同じ識別子を有する出力要素が存在しないので、未解決リストに登録される。
【００２３】
次いで、制御装置Ａは、未解決リストに登録された入力要素３３について、ネットワーク１０を経由して、他の制御装置Ｂ及びＣに問い合わせを行う。この問い合わせは、例えば不特定多数の相手に問い合わせして応答を得るというグループキャスト通信（ＩＰマルチキャスト通信）によって行われる。
【００２４】
上記問い合わせに対し、問い合わせに係る入力要素３３と同一の識別子を有する出力要素を含んでいる制御装置が応答する。図１に示した例では、出力要素４１を有する制御装置Ｂが応答し、制御装置Ｃは応答しないことになる。制御装置Ｂは、サーバ／クライアント型通信方式によって、出力要素４１を制御装置Ａに返信する。この場合、制御装置Ｂがサーバとして働く。
【００２５】
制御装置Ａは、出力要素４１を受け取って入出力要素管理テーブル３０に登録する。これにより、未解決であった入力要素３３は解決される。
【００２６】
上記一連の動作とは別に、入力が解決しない場合、換言すれば入力要素に対応する出力要素が他の制御装置から得られない場合、及び新たな制御装置がネットワーク１０に接続された場合に備えて、制御装置Ａは、定期的に他の制御装置に対する問い合わせを実行する。
【００２７】
例えば制御装置Ｃが故障等で自律分散型システムから除外された後は問い合わせに応答することができなくなるが、その後、制御装置Ｃが自律分散型システムに再度組み入れられた場合に、制御装置Ａが何もしないと制御装置Ｃは応答できないと判断されたままで推移する。このような問題は、上述したように、制御装置Ａは、定期的に他の制御装置に問い合わせを実行するという構成により解消される。
【００２８】
以上説明したように、本発明の実施の形態に係る自律分散型システムによれば、入力要素が未解決の場合に出力要素を他の制御装置から得るようにしたので、設計段階で制御装置間の通信データを考慮する必要がない。また、自律分散型システムの運転を停止させることなく制御装置間通信の取り合いデータの変更が可能になる。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、設計段階で制御装置間の通信データを考慮する必要がなく、また、運転を停止することなく制御装置間通信の取り合いデータを変更できる自律分散型システム及びその通信方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る自律分散型システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ ネットワーク
２０ 設計ツール
２１ データベース
３０ 入出力要素管理テーブル
３１、３３、４２ 入力要素
３２、４１、５１ 出力要素
【発明の属する技術分野】
本発明は、自律分散型システム及びその通信方法に関し、特に複数の制御装置間でデータを受け渡す技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の制御装置から成る分散型システムが知られている。この分散型システムでは、複数の制御装置でデータを共有する必要がある。そのために、複数の制御装置間で相互にデータを送受して常に最新のデータに更新することが要求されている。
【０００３】
このような要求を満たすために、従来は、制御装置間の通信を行うために、システム構成を事前に設計する必要がある。また、制御装置間の通信で取り合うデータは固定的に取り扱われており、取り合いデータを変更する際は、全ての制御装置を停止して設定内容を変更する必要がある。
【０００４】
なお、関連する技術として、連続稼働している制御装置のプログラムの変更はデータ部分の変更を伴うことが多いので、データの変更にも対応できると共に、安全に変更を行うことのできる動作中プログラムの変更方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この動作中プログラムの変更方法では、変更前と変更後のプログラムの両方をメモリ上に置き、変更前と変更後の追うを構成する変数について、変更の有無と新規追加を判別し、変更のない変数については演算結果をコピーし、変更のある変数又は新規追加の変数については初期化演算を実施して、制御を実行しながら切り替えられる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−６３０４５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、設計段階で制御装置間の通信データを考慮する必要がなく、また、運転を停止することなく制御装置間通信の取り合いデータを変更できる自律分散型システム及びその通信方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以下に、［発明の実施の形態］で使用する番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載との対応関係を明らかにするために付加されたものであるが、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００８】
本発明の第１の態様に係る自律分散型システムは、上記目的を達成するために、ネットワーク（１０）で接続された複数の制御装置（Ａ、Ｂ、Ｃ）を備えた自律分散型システムであって、複数の制御装置（Ａ、Ｂ、Ｃ）の各々は、入力要素に対して設計ツール（２０）により予め割り当てられた識別子と同一の識別子を有する出力要素が自制御装置内に存在しない場合に、グループキャスト通信により他の制御装置（Ａ、Ｂ、Ｃ）に問い合わせする問い合わせ部と、問い合わせ部による問い合わせにより他の制御装置（Ａ、Ｂ、Ｃ）から出力要素を取得する取得部とを備えている。
【０００９】
この第１の態様に係る自律分散型システムによれば、設計段階で制御装置間の通信データを考慮する必要がない。また、自律分散型システムを停止することなく制御装置間通信の取り合いデータの変更が可能になる。
【００１０】
この第１の態様に係る自律分散型システムにおいて、問い合わせ部は、定期的に他の制御装置（Ａ、Ｂ、Ｃ）に問い合わせするように構成できる。この構成により、ネットワーク（１０）に新たな制御装置が参入した場合に、入力要素に対して出力要素が存在しない未解決の入力要素が解決される（対応する出力要素からのデータが）可能性が得られる。
【００１１】
また、この第１の態様に係る自律分散型システムにおいて、問い合わせ部による問い合わせに対する応答は、サーバ／クライアント型通信方式により行うように構成できる。この通信方式を採用することにより、従前のハードウェア及びソフトウェア資源を混在して使用することができる。
【００１２】
本発明の第２の態様に係る自律分散型システムの通信方法は、ネットワーク（１０）で接続された複数の制御装置（Ａ，Ｂ，Ｃ）を備えた自律分散型システムの通信方法であって、複数の制御装置（Ａ，Ｂ，Ｃ）の各々は、入力要素に対して設計ツールにより予め割り当てられた識別子と同一の識別子を有する出力要素が自制御装置内に存在しない場合に、グループキャスト通信により他の制御装置（Ａ，Ｂ，Ｃ）に問い合わせを行い、問い合わせにより他の制御装置（Ａ，Ｂ，Ｃ）から出力要素を取得するように構成されている。
【００１３】
この第２の態様に係る自律分散型システムの通信方法において、問い合わせは定期的に行われるように構成できる。また、問い合わせに対する応答は、サーバ／クライアント型通信方式により行うように構成できる。この第２の態様に係る自律分散型システムの通信方法も、上述した第１の態様に係る自律分散型システムと同様の作用及び効果を奏する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態に係る自律分散型システムの構成を示すブロック図である。この自律分散型システム間通信装置は、ネットワーク１０に接続された複数の制御装置Ａ、Ｂ及びＣ、並びに設計ツール２０から構成されている。設計ツール２０には、データベース２１が接続されている。
【００１６】
制御装置Ａ、Ｂ及びＣは、データを取り込むことを表す入力要素及びデータを生成して書き込むことを表す出力要素を含んでいる。ここで、出力要素はデータを保持した要素であり、入力要素は、その出力要素を参照する要素と考えることができる。
【００１７】
入力要素及び出力要素には、制御装置Ａ、Ｂ及びＣで共通に使用されるグローバルな識別子が付されている。このように、識別子をグローバルな識別子とすることにより、自律分散型システムの全体で使用する識別子（変数）の数を減らし、各制御装置のメモリ領域を節約できるようになっている。図１においては、識別子の相違を、丸、四角、三角といった図形によって模式的に表している。図１において、矢印の終点に繋がっている図形は出力要素を表し、矢印の始点に繋がっている図形は入力要素を表している。
【００１８】
制御装置Ａは、入出力要素管理テーブル３０を備えている。この入出力要素管理テーブル３０には、入力要素及び出力要素が分類して記憶されている。制御装置Ｂ及びＣも同様の入出力要素管理テーブルを備えているが、図示を省略している。
【００１９】
設計ツール２０は、データ変更が加えられる時に新たに発生する入力要素及び出力要素にユニークな識別子を付与する処理を行う。データベース２１には、グローバルな識別子が重複しないようにして管理されているので、設計ツール２０は、このデータベース２１を参照することにより、新たな入力要素又は出力要素に対してグローバルな識別子を付与する。
【００２０】
次に、以上のように構成される本発明の実施の形態に係る自律分散型システムの動作を説明する。以下では、制御装置Ａの動作を主体に説明するが、制御Ｂ及びＣの動作も制御装置Ａの動作と同じである。
【００２１】
先ず、自律分散型システムの起動時、及び自律分散型システムを構成する制御装置Ａ内のデータをオンラインで変更した時に、制御装置Ａに含まれる入力要素及び出力要素が入出力要素管理テーブル３０に分類して展開される。この際、対応する出力要素を有しない入力要素が抽出されて未解決リストに登録される。
【００２２】
図１に示した例では、入力要素３１は、同じ識別子を有する出力要素３２が存在することにより完結しているので未解決リストには登録されない。一方、入力要素３３は、制御装置Ａ内に同じ識別子を有する出力要素が存在しないので、未解決リストに登録される。
【００２３】
次いで、制御装置Ａは、未解決リストに登録された入力要素３３について、ネットワーク１０を経由して、他の制御装置Ｂ及びＣに問い合わせを行う。この問い合わせは、例えば不特定多数の相手に問い合わせして応答を得るというグループキャスト通信（ＩＰマルチキャスト通信）によって行われる。
【００２４】
上記問い合わせに対し、問い合わせに係る入力要素３３と同一の識別子を有する出力要素を含んでいる制御装置が応答する。図１に示した例では、出力要素４１を有する制御装置Ｂが応答し、制御装置Ｃは応答しないことになる。制御装置Ｂは、サーバ／クライアント型通信方式によって、出力要素４１を制御装置Ａに返信する。この場合、制御装置Ｂがサーバとして働く。
【００２５】
制御装置Ａは、出力要素４１を受け取って入出力要素管理テーブル３０に登録する。これにより、未解決であった入力要素３３は解決される。
【００２６】
上記一連の動作とは別に、入力が解決しない場合、換言すれば入力要素に対応する出力要素が他の制御装置から得られない場合、及び新たな制御装置がネットワーク１０に接続された場合に備えて、制御装置Ａは、定期的に他の制御装置に対する問い合わせを実行する。
【００２７】
例えば制御装置Ｃが故障等で自律分散型システムから除外された後は問い合わせに応答することができなくなるが、その後、制御装置Ｃが自律分散型システムに再度組み入れられた場合に、制御装置Ａが何もしないと制御装置Ｃは応答できないと判断されたままで推移する。このような問題は、上述したように、制御装置Ａは、定期的に他の制御装置に問い合わせを実行するという構成により解消される。
【００２８】
以上説明したように、本発明の実施の形態に係る自律分散型システムによれば、入力要素が未解決の場合に出力要素を他の制御装置から得るようにしたので、設計段階で制御装置間の通信データを考慮する必要がない。また、自律分散型システムの運転を停止させることなく制御装置間通信の取り合いデータの変更が可能になる。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、設計段階で制御装置間の通信データを考慮する必要がなく、また、運転を停止することなく制御装置間通信の取り合いデータを変更できる自律分散型システム及びその通信方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る自律分散型システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ ネットワーク
２０ 設計ツール
２１ データベース
３０ 入出力要素管理テーブル
３１、３３、４２ 入力要素
３２、４１、５１ 出力要素
Claims (4)
- ネットワークで接続された複数の制御装置を備えた自律分散型システムであって、
前記複数の制御装置の各々は、
前記複数の制御装置で共通に使用される識別子が付された入力要素及び出力要素を含み、制御装置内のデータが更新されたときに、前記入力要素に対応する出力要素が自制御装置内に存在するか確認を行う要素管理テーブルと、
対応する出力要素が存在しなければグループキャスト通信により他の制御装置に問い合わせする問い合わせ部と、
前記問い合わせ部による問い合わせにより前記他の制御装置から前記出力要素を取得する取得部、
とを備えた自律分散型システム。 - 前記問い合わせ部は、前記他の制御装置に問い合わせを定期的にも行う、
請求項１に記載の自律分散型システム。 - ネットワークで接続された複数の制御装置を備えた自律分散型システムの通信方法であって、
前記複数の制御装置の各々は、
前記複数の制御装置で共通に使用される識別子が付された入力要素及び出力要素を含み、制御装置内のデータが更新されたときに、前記入力要素に対応する出力要素が自制御装置内に存在するか確認を行い、対応する出力要素が存在しなければグループキャスト通信により他の制御装置に問い合わせを行い、
前記問い合わせにより前記他の制御装置から前記出力要素を取得する、
自律分散型システムの通信方法。 - 前記問い合わせは定期的にも行われる、
請求項４に記載の自律分散型システムの通信方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002262782A JP3930404B2 (ja) | 2002-09-09 | 2002-09-09 | 自律分散型システム及びその通信方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002262782A JP3930404B2 (ja) | 2002-09-09 | 2002-09-09 | 自律分散型システム及びその通信方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004102586A JP2004102586A (ja) | 2004-04-02 |
| JP3930404B2 true JP3930404B2 (ja) | 2007-06-13 |
Family
ID=32262734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002262782A Expired - Lifetime JP3930404B2 (ja) | 2002-09-09 | 2002-09-09 | 自律分散型システム及びその通信方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3930404B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007102666A (ja) * | 2005-10-07 | 2007-04-19 | Dainippon Printing Co Ltd | 並列処理システム、サーバ、処理端末装置、並列処理方法、プログラム、及び、記録媒体 |
| US8683017B2 (en) | 2006-09-29 | 2014-03-25 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Web-based configuration of distributed automation systems |
| US8028045B2 (en) | 2006-09-29 | 2011-09-27 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Web-based configuration server for automation systems |
-
2002
- 2002-09-09 JP JP2002262782A patent/JP3930404B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2004102586A (ja) | 2004-04-02 |
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