JP4282961B2 - 制御コントローラにおけるデータの入出力定義を行うシステム - Google Patents
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Description
【発明が属する技術分野】
本発明は、制御コントローラにおけるデータの入出力定義を行うシステム及びデータの入出力定義を行う方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、プラントや建物等における制御システムでは、制御コントローラが現場に設置されたフィールド機器のデータを通信回線を介して収集し、制御を行なうとともに、そのデータを、警報や機器の運転/停止のためのデータ、稼動データ等として画面に表示させている。ここで、フィールド機器は、センサやアクチュエータ等のデータ入出力機器である。
【0003】
このように制御コントローラがデータを収集するためには、フィールド機器を接続するためのハードウェアであるI/O(入出力端子)と、ソフトウェア上のデータ管理単位であるポイントを用意し、それらの対応関係を定義、即ち紐付けすることによって、データの入出力の定義を行う必要がある。
【0004】
従って、制御システムを動作させるには、機器を接続するためのI/Oの選定を行い、ポイントのタイプを選択し、そして各種のパラメータを設定した上で、I/Oとポイントの紐付けを行うといったエンジニアリング作業を行う必要性が生じる。このエンジニアリング作業に用いられるエンジニアリングツールは、I/Oを定義するためのユーザインターフェースと、ポイントを生成するためのユーザインターフェースと、そのポイントのパラメータを設定するためのユーザインターフェースとから構成されている。
【0005】
具体的には、設計者の経験と知識により、接続されるフィールド機器毎に、ポイントのタイプを決定する。そして、設計者は、決定されたひとつひとつのポイントについての、名称、レンジ、単位、小数点位置等のパラメータを入力してポイントを生成しなければならなかった。さらに、I/Oをそのポイントに紐付ける必要があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのような従来のエンジニアリング作業は、設計者が経験と知識に基づいて接続機器の種別に応じたポイントのタイプやパラメータ値をひとつひとつ設定することが必要であり、非常に多大な手間と時間を費やさなければならず、効率が悪いという問題がある。
【0007】
また、生成したポイントに対応するI/Oを紐付ける作業もひとつひとつのポイント毎に行わなければならないので、この紐付け作業にも多大な手間と時間を費やさなければならず、効率が悪いという問題もあった。1つの制御コントローラで取得したI/Oデータを他のコントローラへ転送して利用する場合、通信パラメータの設定に多大な手間と時間を要していた。
【0008】
そこで、本発明は、効率的かつ適切に制御コントローラにおけるデータの入出力定義を行うことが可能な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】
本発明にかかるシステムは、制御コントローラにおけるデータの入出力定義を行うシステムであって、データ入出力機器固有の識別情報と当該データ入出力機器に最適な設計情報を関連付けて記憶する最適設計情報記憶手段(例えば、本発明の実施の形態における最適設計情報記憶部15)と、前記識別情報の入力に応じて、前記最適設計情報記憶手段より当該識別情報に関連付けられた最適設計情報を読み出し、表示する最適設計情報表示手段(例えば、本発明の実施の形態におけるポイント設定処理部12)を備えたものである。このような構成により、データの入出力定義を効率的に実行することができる。
【0010】
好適な実施の形態において、前記最適設計情報記憶手段に記憶された最適設計情報には、前記データ入出力機器に最適なポイント情報を含む。
【0011】
また、前記最適設計情報記憶手段に記憶された最適設計情報には、前記データ入出力機器に対応するポイントを制御コントローラのI/Oに対して割り付けるために必要とされる割付条件情報を含むとともに、前記I/Oの割付状況及びタイプを含む割付状況情報を記憶する割付状況情報記憶手段(例えば、本発明の実施の形態における設計結果記憶部16)と、前記識別情報の入力に応じて、前記最適設計情報記憶手段より当該識別情報に関連付けられた前記割付条件情報を読み出し、この割付条件情報と前記割付情報記憶手段に記憶された割付状況情報に基づき、前記識別情報により特定されるデータ入出力機器に対応するポイントをI/Oに自動的に割り付けるI/O割付手段とを備えるようにするとよい。このような構成により、I/Oの割付処理を効率化することが可能となる。
【0012】
また、前記最適設計情報記憶手段に記憶された最適設計情報には、前記データ入出力機器に最適なネットワークパラメータ情報を含むことが望ましい。
【0013】
好適な実施の形態における識別情報は、型番情報である。さらに、この型番情報と、当該型番情報よりも入力が簡易な機器記号とを関連付けて記憶する機器記号記憶手段(例えば、本発明の実施の形態における図17に示す対応テーブル)と、前記機器記号の入力に応じて前記機器記号記憶手段より対応する型番情報を取得する型番情報変換手段(例えば、本発明の実施の形態におけるポイント設定処理部12)を備えることが好ましい。このような構成により、入力作業を効率化することができる。
【0014】
他方、本発明にかかる、制御コントローラにおけるデータの入出力定義を行う方法は、データ入出力機器固有の識別情報と当該データ入出力機器に最適な設計情報を登録するステップと、識別情報を入力するステップと、前記最適設計情報記憶手段より入力された識別情報に関連付けられた最適設計情報を読み出すステップと、読み出した最適設計情報を表示するステップとを備えたものである。このような方法により、データの入出力定義を効率的に実行することができる。
【0015】
好適な実施の形態における最適設計情報には、前記データ入出力機器に最適なポイント情報を含む。
【0016】
また、最適設計情報には、前記データ入出力機器に対応するポイントを制御コントローラのI/Oに対して割り付けるために必要とされる割付条件情報を含むとともに、識別情報の入力に応じて、当該識別情報に関連付けられた前記割付条件情報を読み出し、この割付条件情報と、I/Oの割付状況及びタイプを含む割付状況情報に基づき、識別情報により特定されるデータ入出力機器に対応するポイントを前記I/Oに自動的に割り付けるステップをさらに備えることが望ましい。このような方法により、I/Oの割付処理を効率化することが可能となる。
【0017】
また、前記最適設計情報には、前記データ入出力機器に最適なネットワークパラメータ情報を含むことが望ましい。
【0018】
好適な実施の形態における識別情報は、型番情報である。さらに、この型番情報よりも入力が簡易な機器記号を入力するステップと、前記機器記号の入力に応じて対応する型番情報を取得するステップを備えることが好ましい。このような方法により、入力作業を効率化することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態1.
発明の実施の形態1にかかるデータの入出力定義を行うシステムは、型番を用いてフィールド機器に対応するポイント情報等を入力することができ、さらに、ポイントとI/Oの対応付けを自動的に行うことができる。
【0020】
図1は、本実施の形態にかかるシステムの構成を示す図である。当該システムは、主としてポイント設計支援装置1により構成される。そして、このポイント設計支援装置1は、通信ケーブルを介して中央監視装置2、制御コントローラ3と接続される。この通信ケーブルは、例えば同軸ケーブル、ツイストペアケーブル、光ファイバーケーブル等である。また、制御コントローラ3は、I/Oを介してセンサ4、アクチュエータ5等のフィールド機器と通信ケーブルにより接続される。尚、I/Oは、制御コントローラ3におけるハードウェア上のデータの入出力端子のことをいう。
【0021】
図2は、ポイント設計支援装置1の構成図を示す。ポイント設計支援装置1は、例えば汎用コンピュータ、専用サーバコンピュータ等により構成される。ポイント設計支援装置1は、制御部11、ポイント設定処理部12、操作部13、表示部14、最適設計情報記憶部15、設計結果記憶部16を備えている。ポイント設計支援装置1は、さらにモデム、プリンタ、FDドライブ、CDドライブ等の構成を備えているが、説明の簡略のため図示していない。
【0022】
制御部11は、中央制御装置(CPU)、読出専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、入出力ポート等を備え、OSプログラムやポイント設定処理部12の処理を実行するためのアプリケーションプログラムに基づいて動作する。
【0023】
ポイント設定処理部12は、制御コントローラにおけるデータの入出力定義を行うための一連の処理を実行する機能を有する。具体的な機能については、後に、フローチャート及び画面表示例を用いて詳述する。
【0024】
操作部13は、データの入力を行う手段であり、例えばキーボード及びマウスにより構成される。表示部14は、データの出力を行う手段であり、例えばディスプレイにより構成される。
【0025】
最適設計情報記憶部15には、センサ、アクチュエータなどのフィールド機器の型番毎に、予め設定されている最適な設計情報が格納されている。この最適設計情報には、ポイント情報、I/Oへの割付条件情報及びネットワークパラメータ情報が含まれる。これらのポイント情報、I/Oへの割付条件情報及びネットワークパラメータ情報の最適値は、ポイント設計の際に、型番の入力に応じて当該最適設計情報記憶部15から読み出され、画面表示される。従って、ポイント設計の際にひとつひとつ設計情報を入力する手間を省くことができるため入力を効率化でき、さらに入力ミスなどの間違いを減らすことができる。
【0026】
図3にフィールド機器の型番と最適なポイント情報とを関連付けたテーブルの例を示す。図3のテーブルにおいて機器型番と示されているTY6560A、H615A等がフィールド機器の型番情報である。また、図3のテーブルにおいてポイントタイプ、レンジ、小数点、単位と示されている情報がポイント情報である。さらに、ポイントタイプは、アナログ入力、アナログ出力、デジタル入力、デジタル出力、積算等のポイントにおいて扱われるデータの種類を特定する情報である。図3に示す例においてAIはアナログ信号の入力を示す。図3のテーブルに示される例では、CY71という型番を持つフィールド機器が2つ登録されている。これはCY71というフィールド機器は、一つを接続する際に複数のポイントを必要とするため、複数のポイント分のポイント情報が登録されている。
【0027】
図4にフィールド機器の型番とI/Oへの割付条件情報とを関連付けたテーブルの例を示す。ここで、割付条件情報は、フィールド機器を制御コントローラのI/Oに接続するための条件となる、フィールド機器毎に固有の情報であり、例えば、フィールド機器が接続可能なI/Oモジュールのタイプ、接続可能なI/Oの識別情報が含まれる。I/Oモジュールのタイプは、アナログ入力、アナログ出力、デジタル入力、デジタル出力等の、フィールド機器が接続可能なI/Oにおいて扱われるデータの種別を特定する情報である。接続可能なI/Oの識別情報は、フィールド機器がI/Oモジュール中のI/Oのうち、どのI/Oに接続可能かを特定する情報である。図4のテーブルにおいて、モジュールのタイプ、I/O1、I/O2、I/O3と示された情報が割付条件情報である。図4のテーブルでは、型番がTY6560Aのフィールド機器は、AIのタイプのI/Oモジュールに接続可能であり、かつI/O1の端子に接続することが特定されている。ここで、図5を用いて制御コントローラ内のI/Oモジュールの位置関係につき説明する。図5に示されるように、制御コントローラには、複数のI/Oモジュールが設けられている。I/Oモジュールは、列及び行によって特定される。このI/Oモジュールは、制御コントローラ内において適宜拡張可能であり、1行に最大5モジュールを配置することができる。そして、各I/Oモジュールは、複数のI/O(ここでは4つのI/O)を有する。フィールド機器によってどのI/Oに接続可能かが決められている。
【0028】
図6に、フィールド機器の型番と制御コントローラ間の通信のためのネットワークパラメータ情報を関連付けたテーブルの例を示す。図6のテーブルでは、各型番により特定されるフィールド機器毎に、最適なネットワーク変数タイプ、送信周期等のネットワークパラメータ情報が格納されている。
【0029】
設計結果記憶部16には、ポイント設計が完了し、確定した設計情報を格納する。図7に、設計結果記憶部16に格納されるデータの例を示す。図7に示す例では、型番により特定されるフィールド機器毎に、ポイント情報、I/O割付情報、ネットワークパラメータが対応付けられて記憶されている。これらのポイント情報、I/O割付情報、ネットワークパラメータは、ポイント設計を行う際に最適設計情報記憶部15より読み出された最適値に対して、適宜設計者によって修正が行われ登録された情報である。図7に示す例では、型番がTY6560Aのフィールド機器は、1行2列のI/OモジュールのI/O1という端子に割り付けられている。設計結果情報記憶部16には、さらに、制御コントローラ3の設計情報も格納される。この制御コントローラ3の設計情報には、I/Oモジュールの情報も含まれる。そして、I/Oモジュールの情報には、I/Oの位置情報(行、列)、I/Oのタイプが含まれる。
【0030】
続いて、フローチャート及び画面表示例を用いて、本発明の実施の形態1にかかるシステムにおける処理フローを説明する。
【0031】
図8は、全体の処理フローを示す。まず、制御コントローラの登録を実行する(S101)。制御コントローラの登録を行うための登録画面の表示例を図9及び図10に示す。最初に、図9に示す登録画面を表示させる。この画面には、No.、型番、コントローラ名、種別の入力欄が表示されている。設計者は、それらの情報を操作部13を用いて入力する。図10の画面表示例は、それらの情報が入力された後の状態を示す。入力後、登録を行う場合には、画面に表示された登録ボタンをクリックする。登録ボタンのクリックに応じてポイント設定処理部12は、入力された情報を設計結果記憶部16に格納する。また、各コントローラ毎にI/Oモジュールの登録も実行する。具体的には、I/Oモジュール中のI/Oの位置情報(行、列)、I/Oのタイプ等の登録が行われる。登録されたI/Oモジュールの情報は、設計結果記憶部16に格納される。
【0032】
次に、フィールド機器の登録を実行する(S102)。フィールド機器の登録を実行するための詳細な処理フローを図11のフローチャートに示す。まず、最初に図12に示されるようなフィールド機器の登録のための画面を表示させる。図12に示す画面では、型番、ポイント、データ範囲、単位/状態等の表示領域及びI/Oモジュールの割付情報の表示領域が表示されている。図12に示す画面を表示させた状態で、型番の入力欄に型番を入力する(S201)。ポイント設定処理部12は、最適設計情報記憶部15より入力された型番を検索し、この型番に対応する最適なポイント情報を読み出し、画面に表示する(S202)。
【0033】
また、ポイント設定処理部12は、最適設計情報記憶部15より入力された型番に対応する割付条件情報を読み出す。さらに、ポイント設定処理部12は、この割付条件情報と、設計結果記憶部16に記憶されたI/Oの割付状況及びI/Oのタイプを示す情報(以下、割付状況情報)に基づき、当該型番により特定されるフィールド機器に対応するポイントを所定のI/Oに自動的に割り付け、その結果を画面に表示する(S203)。
【0034】
ここで、ポイントとI/Oの自動割付処理について詳述する。まず、ポイントとI/Oを割り付けるためには、両者のタイプが一致していなければならない。例えば、型番に対応する割付条件情報によると、この型番により特定されるフィールド機器に対応するポイントのタイプがAIであったとする。この場合には、当該ポイントは、AIのI/Oモジュールに割り付けなければならない。従って、設計結果記憶部16に格納されたI/Oモジュールのタイプ、I/Oモジュール内のI/Oの位置情報を検索し、割付可能な、すなわちモジュールタイプがA1でI/O1が空いているI/Oモジュールが選択される。このようにして選択されたI/OモジュールのI/Oにポイントが割り付けられる。
【0035】
さらに、ポイント設定処理部12は、最適設計情報記憶部15より入力された型番に対応するネットワークパラメータ情報を読み出し、画面表示する(S204)。
【0036】
次に、設計者は、これらの画面に表示された設計情報を変更するかを検討する(S205)。設計情報を変更する必要がある場合に、設計者は、操作部13を用いて変更内容を入力する。ポイント設定処理部12は、変更内容の入力に応じて設計情報を変更し(S206)、変更された設計情報を設計結果記憶部16に格納する(S207)。他方、設計情報を変更する必要がない場合には、そのままの設計情報を設計結果記憶部16に格納する(S207)。
【0037】
以上説明した通り、本発明の実施の形態1にかかるシステムにおいては、型番を入力することにより、この型番により特定されるフィールド機器に最適な設計情報を読み出せるよう構成しているため、効率よくデータの入出力定義を行うことができる。また、型番により特定されるフィールド機器の割付条件情報と、I/Oの割付状況情報に基づき、フィールド機器に対応するポイントを、タイプが同じで空いているI/Oモジュールに自動的に割り付けるようにしたため、さらに効率よくデータの入出力定義を行うことができる。
【0038】
発明の実施の形態2.
発明の実施の形態2にかかるデータ入力定義を行うシステムでは、型番よりもさらに入力が簡易な機器記号を用いてフィールド機器を入力することができる。ここで、機器記号は、例えば型番よりも入力文字数が少ない文字、数字列からなるものであり、型番よりも入力が簡易なものであればよい。
【0039】
本発明の実施の形態2にかかるシステムは、発明の実施の形態1と同様のシステム構成を有し、ポイント設定処理部12の処理プログラム及び最適設計情報記憶部15及び設計結果記憶部16に格納されたデータのみ異なる。
【0040】
図14のフローチャートは、発明の実施の形態2にかかるシステムにおける機器記号の登録フローを示す。機器記号を登録するためには、まず、機器記号と型番を入力する(S301)。図15にフィールド機器に関する機器記号の入力画面を示す。この画面では、機器記号とフィールド機器の型番の入力画面が設けられている。また、図16に制御コントローラに関する機器記号の入力画面を示す。この画面では、機器記号と制御コントローラの型番の入力画面が設けられている。
【0041】
次に、入力された機器記号と型番を互いに関連付けて最適設計情報記憶部15に格納する。格納されるデータ例を図17に示す。図17に示す例では、機器記号とフィールド機器の型番を関連付けた対応テーブル(a)及び機器記号と制御コントローラの型番を関連付けた対応テーブル(b)が格納されている。
【0042】
さらに、フィールド機器の登録に関する詳細フローを図18に示す。本発明の実施の形態2にかかるシステムにおけるフィールド機器の登録は、図11に示すフローチャートと比べて、機器記号を入力することによって、型番を取得する点でのみ異なる。即ち、図18に示すステップS401のみ異なり、他の処理ステップは同じであるため説明を省略する。
【0043】
ステップS401においては、まず、設計者は、システムに機器記号を入力する。ポイント設定処理部12は、入力された機器記号に基づき、最適設計情報記憶部15に格納された図17に示す対応テーブルを用いて、対応する型番を取得する。以下、発明の実施の形態1と同様の処理を実行する。
【0044】
本発明の実施の形態2では、型番よりもさらに入力が簡易な機器記号を用いてフィールド機器を特定することができるので、データの入出力定義をさらに効率よく実現することが可能である。
【0045】
その他の実施の形態.
尚、上述の実施の形態では、本発明にかかるポイント設計支援装置を制御システムのポイント設定に使用した例について説明したが、これに限られず様々な形態のシステムにおけるポイント設定に使用することが可能である。
【0046】
また、機器型番や機器記号を入力するためのユーザインターフェースの構成は様々なものが考えられ、表形式で入力するものやビジュアルな設計ツール上で図形を生成することで機器やポイントを定義してもよい。
【0047】
また、ポイント設計支援装置1を構成するためにコンピュータにインストールされた各種のプログラムは記録媒体に格納することも可能であり、また通信媒体を介して伝達されることも可能である。この記録媒体は、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD、ROMカートリッジ、バッテリバックアップ付きRAMメモリカートリッジ、フラッシュメモリカートリッジ、不揮発性RAMカートリッジ等である。
【0048】
【発明の効果】
本発明により、効率的かつ適切に制御コントローラにおけるデータの入出力定義を行うことが可能なシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態におけるポイント設計支援システムを示す概略構成図である。
【図2】本実施の形態におけるポイント設計支援装置を示す構成図である。
【図3】本実施の形態における最適設計情報記憶部のデータ例を示す図である。
【図4】本実施の形態における最適設計情報記憶部のデータ例を示す図である。
【図5】本実施の形態における制御コントローラ内のI/Oモジュールの位置関係を示す図である。
【図6】本実施の形態における最適設計情報記憶部のデータ例を示す図である。
【図7】本実施の形態における設計結果記憶部のデータ例を示す図である。
【図8】本実施の形態における全体フローを示すフローチャートである。
【図9】本実施の形態における画面表示例を示す図である。
【図10】本実施の形態における画面表示例を示す図である。
【図11】本実施の形態における機器登録の詳細フローを示すフローチャートである。
【図12】本実施の形態における画面表示例を示す図である。
【図13】本実施の形態における画面表示例を示す図である。
【図14】本実施の形態における機器記号の登録フローを示すフローチャートである。
【図15】本実施の形態における画面表示例を示す図である。
【図16】本実施の形態における画面表示例を示す図である。
【図17】本実施の形態における対応テーブルを示す図である。
【図18】機器記号を入力する場合の機器登録の詳細フローを示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 ポイント設計支援装置
2 中央監視装置
3a、3b、3c 制御コントローラ
4a、4b、4c センサ
5a、5b、5c、アクチュエータ
11 制御部
12 ポイント設定処理部
13 操作部
14 表示部
15 最適設計情報記憶部
16 設計結果記憶部
Claims (2)
- 制御コントローラにおけるデータの入出力定義を行うシステムであって、
データ入出力機器に最適なポイント情報と、前記データ入出力機器に対応するポイントを制御コントローラのI/Oに対して割り付けるために必要とされる割付条件情報と、制御コントローラ間の通信のための、最適なネットワーク変数タイプ、ネットワークパラメータ情報を含む最適設計情報を、データ入出力機器固有の型番と関連付けて記憶する最適設計情報記憶手段と、
前記I/Oの割付状況およびタイプを含む割付状況情報とを記憶する割付状況情報記憶手段と、
前記型番の入力に応じて、前記最適設計情報記憶手段より当該型番に関連付けられた割付条件情報を読み出し、この割付条件情報と、前記割付状況情報記憶手段に記憶された割付状況情報に基づき、前記型番により特定されるデータ入出力機器に対応するポイントを前記I/Oに自動的に割り付けるI/O割付手段とを備えたシステム。 - 制御コントローラにおけるデータの入出力定義を行う方法であって、
データ入出力機器に最適なポイント情報と、前記データ入出力機器に対応するポイントを制御コントローラのI/Oに対して割り付けるために必要とされる割付条件情報と、制御コントローラ間の通信のための、最適なネットワーク変数タイプ、ネットワークパラメータ情報を含む最適設計情報を、データ入出力機器固有の型番と関連付けて最適設計情報記憶手段に登録するステップと、
前記型番を入力するステップと、
前記型番の入力に応じて、前記最適設計情報記憶手段より当該型番に関連付けられた割付条件情報を読み出し、この割付条件情報と、前記I/Oの割付状況およびタイプを含む割付状況情報とを記憶する割付状況情報記憶手段に記憶された割付状況情報に基づき、前記型番により特定されるデータ入出力機器に対応するポイントを前記I/Oに自動的に割り付けるステップとを備えた方法。
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