JP4604648B2

JP4604648B2 - アクセスシステム

Info

Publication number: JP4604648B2
Application number: JP2004313906A
Authority: JP
Inventors: 陽船木
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2004-10-28
Filing date: 2004-10-28
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2024-10-28
Also published as: JP2006127115A

Description

本発明は、所定のフィールドバス規格に準拠するデバイスに対して、別規格に準拠した制御装置内に生成されたアプリケーションから前記デバイスのブロックパラメータにアクセスするアクセスシステムに関する。

ブロックパラメータにアクセスするシステムに関連する先行技術文献としては次のようなものがある。

特開２０００−２５０６０５号公報

図２は分散型制御システムに適用された従来のアクセスシステムの構成例を示す機能ブロック図である。１はイーサネット（登録商標）に代表される汎用バスであり、操作監視装置２、ＯＰＣサーバ３、エンジニアリングステーション４が接続されている。

エンジニアリングステーション４において、４１はシステムが使用する各種アプリケーションを生成するビルダ、４２は生成したエンジニアリング情報を保持するデータベースであり、このデータベースからアプリケーションが各種装置にダウンロードされる。

５は制御装置であり、汎用バス１に接続されて操作監視装置２、ＯＰＣサーバ３、エンジニアリングステーション４と通信する。５１は、エンジニアリングステーション４で生成されてダウンロードされたアプリケーションである。このアプリケーションは、IEC61131-3（以下、ＩＥＣ）規格に準拠して生成されたものである。５２は下位装置と通信するためのＩ／Ｏカードである。

制御装置５のアプリケーション５１は、フィールドバス通信モジュール６を介してFoundation Fieldbus-H1（以下、ＦＦ）規格に準拠するフィールドバス７に接続され、このフィールドバスに接続されているＦＦデバイス８１…８ｎを制御する。

アプリケーション５１において、５１ａは、ＦＦデバイスアクセス用の入力ブロック、５１ｂはＰＩＤ演算を実行する演算ブロック、５１ｃは、ＦＦデバイスアクセス用の出力ブロックである。

ＩＥＣ規格のアプリケーション５１からＦＦデバイスを制御するためには、入力ブロック５１ａ及び出力ブロック５１ｃよりＦＦデバイス内のＦＦブロックのブロックパラメータを参照及び設定する必要があるが、規格が異なるためにデータ形態が異なり、直接の参照及び設定ができない。

ＦＦブロックのブロックパラメータを参照及び設定する場合には、Ｉ／Ｏカード５２の領域に形成されるデバイスラベルに参照及び設定したいＦＦブロックの入出力点を割付け、これに対して入力ブロック５１ａ及び出力ブロック５１ｃがアクセスする手法が一般的である。

デバイスラベル５２ａは、ＦＦデバイス８１のＦＦブロック８１ａの出力（ＯＵＴ）をＩＥＣ上の変数として表現したものである。入力ブロック５１ａの入力（ＩＮ）はこのデバイスラベル５２ａを参照することで、ＦＦブロック８１ａのブロックパラメータを参照できる。

デバイスラベル５２ｂは、ＦＦデバイス８ｎのＦＦブロック８ｎａのカスケード入力（ＣＡＳ＿ＩＮ）をＩＥＣ上の変数として表現したものである。出力ブロック５１ｃの出力（ＯＵＴ）は、このデバイスラベル５２ｂに出力値を設定することで、ＦＦブロック８ｎａのブロックパラメータを設定できる。

デバイスラベル５２ｃは、ＦＦデバイス８ｎのＦＦブロック８ｎａのキャリブレーション出入（ＢＫＣＡＬ＿ＯＵＴ）をＩＥＣ上の変数として表現したものである。出力ブロック５１ｃの読み返し入力（ＲＢ＿ＩＮ）は、このデバイスラベル５２ｃを参照することで、ＦＦブロック８ｎａのブロックパラメータを参照できる。

このように、デバイスラベルは、ＦＦブロックの各入出力点をＩＥＣ上の変数として表現したもので、デバイスラベルに割り付けられた入出力点のシグナル値は、デバイスラベル変数の値を読み/書きすることにより、ＩＥＣアプリケーションからアクセスすることがでる。

操作監視装置２、ＯＰＣサーバ３等もデバイスラベル変数を介して間接的にＦＦデバイスのブロックパラメータ値にアクセスできる。これにより、他の一般的な変数と同等な手段で、ＦＦデバイスのブロックパラメータにアクセスすることができる。

フィールドバス通信モジュール６には最大4つまでのセグメントを割り付けることが可能であるが、セグメント毎に割り付け可能なデバイスラベルの最大数は、リソース及びコスト上の設計制約から上限があり、例えば４８点までという制限がある。

しかしながら、各セグメントには多数のＦＦデバイスが接続され、各ＦＦデバイス中では複数のＦＦブロックブロックが動作し、また各ＦＦブロックは多数のブロックパラメータを有するので、４８点という制限内では十分な情報にアクセスすることができない。

従って、本発明が解決しようとする課題は、ＦＦ規格の仕様で規定する、ブロックパラメータの一括参照機能である”View Object”の仕組みを利用し、ＩＥＣアプリケーションから、ＦＦデバイスの多数のブロックパラメータに、効率よくアクセスできるブロックパラメータアクセスシステムを実現することにある。

このような課題を達成するために、本発明の構成は次の通りである。
Foundation Fieldbus-H1規格に準拠するデバイスに対して、IEC61131-3規格に準拠して制御装置内に生成されたアプリケーションから前記デバイスのブロックパラメータにアクセスするアクセスシステムにおいて、
前記制御装置は、ブロックパラメータアクセス手段と、ブロックパラメータ変換手段とを具備し、
前記ブロックパラメータアクセス手段は、
前記Foundation Fieldbus-H1規格の仕様で規定するView Object機能を用いて前記デバイスと通信し、複数のブロックパラメータを一括参照して前記ブロックパラメータ変換手段に配信する一括参照手段と、
前記ブロックパラメータ変換手段からの設定要求に基づいて前記デバイスにブロックパラメータの個別設定を実行する個別設定手段と、
を備え、
前記ブロックパラメータ変換手段は、
前記一括参照手段より取得したブロックパラメータを、前記IEC61131-3規格に準拠して生成されたアプリケーションが参照可能なデータ形態に変換して前記アプリケーションに渡すＦＦ-ＩＣＥ変換手段と、前記アプリケーションから設定されたブロックパラメータを、前記Foundation Fieldbus-H1規格に準拠するデータに逆変換して前記個別設定手段に渡すＩＣＥ−ＦＦ変換手段とを備えるブロックパラメータ管理手段とを備え、前記デバイスに固有のパラメータに応じて専用のブロックパラメータ管理手段が設けられたことを特徴とするアクセスシステム。

以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
（１）デバイスラベルを使用せずに、多数のＦＦデバイスのブロックパラメータにアクセスすることができる。ブロックパラメータの参照は、ＦＦの仕様が規定する”View Object”の仕組みを用い、多数のパラメータ値を一括して参照するので、フィールドバス上のトラフィックを損ねず、効率よくブロックパラメータ参照を行うことができる。

（２）ブロックパラメータ値は、ＩＥＣアプリケーション上の変数として表現されるので、ＩＥＣアプリケーション、操作監視装置、ＯＰＣサーバ、ＪＡＶＡ（登録商標）アプリケーションからは、従来と同等な手段でアクセスすることができる。

（３）通信機能の役割を簡素化し、通信機能はＦＦブロックの種類別の事情(保有するパラメータ数、パラメータの種類、パラメータのデータ型など)を意識する必要がない。それらに関しては、ブロックパラメータ管理手段が全て処理する。

（４）ブロックパラメータ管理手段は、ＩＥＣのプログラミング言語で記述されたプログラム構成単位（ＰＯＵ）なので、その変更や拡張は容易であり、ＦＦデバイスのＦＦブロックやブロックパラメータの数や種類が増えた場合でも、ブロックパラメータ変数管理手段の修正や追加のみで対応でき、制御装置のシステムプログラムの修正は不要なので、柔軟かつ容易に機能拡張を行うことができる。

以下本発明を、図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明を適用した分散型制御システムの一実施形態を示す機能ブロック図である。図２で説明した従来システムと同一要素には同一符号を付し、説明を省略する。以下、本発明の特徴部につき説明する。

図１において、１００は本発明が適用された制御装置である。この制御装置１００において、１０１はブロックパラメータアクセス手段、１０２はＩＥＣ規格に準拠して生成されたブロックパラメータ変換手段、１０３ａ…１０３ｎは同じくＩＥＣ規格に準拠して生成された複数のアプリケーションである。

１０４はアプリケーションデータアクセス手段であり、操作監視装置２及びＯＰＣサーバ３並びに制御装置１００内に汎用バス１を経由してダウンロードされたＪＡＶＡ（登録商標）アプリケーション１０５がＩＥＣに変換されたブロックパラメータにアクセスするためのインターフェースである。

ブロックパラメータアクセス手段１０１において、１０１ａは管理データベースであり、上位のエンジニアリングステーションで生成してダウンロードされる。１０１ｂは通信管理手段であり、管理データベースからの情報に基づいてＦＦデバイスと通信してブロックパラメータを一括参照するための一括参照手段１０１ｄと、ブロックパラメータ変換手段からの設定要求に基づいてブロックパラメータの個別設定を実行するための個別設定手段１０１ｃを備える。

管理データベース１０１ａには、ユーザコンフィグレーションによりアクセスの対象とされたＦＦブロックに関する情報と、そのブロックパラメータを格納するためにＩＥＣアプリケーション上の変数として用意されている通信バッファ手段１０２ａの変数のアドレスが定義されている。

この管理データベース１０１ａの定義情報を通信管理手段１０１ｂが参照し、定義されているＦＦブロックを、ＦＦ通信モジュール機能を持った一括参照手段１０１ｄに登録する。以降、登録されたＦＦブロックに関しては、ＦＦ規格の仕様で規定する”View Object”の仕組みで、そのパラメータ値をＦＦデバイス８１，８２，…８ｎから収集し、ブロックパラメータ変換手段１０２に配信する。

ブロックパラメータ変換手段１０２において、１０２ａは通信バッファ手段であり、一括参照手段１０１ｄから配信されるブロックパラメータを蓄積する。１０２ｂは、ブロックパラメータ管理手段であり、ＦＦ−ＩＣＥ変換手段１０２ｃ及びＩＥＣ−ＦＦ変換手段１０２ｄを備えている。

ＦＦ−ＩＣＥ変換手段１０２ｃは、一括参照手段１０１ｄから新たなブロックパラメータ参照結果配信が行われたかどうかを定周期にチェックする。新たな配信を検出すると、通信バッファ手段１０２ａの内容をＩＥＣのデータ形態に変換し、その結果を参照設定手段１０２ｅに格納する。ここでの変換は、パラメータ値のバイトオーダ変換等である。

１０２ｅは参照設定手段であり、通信バッファ手段１０２ａより取得した変換されたブロックパラメータを、ＩＥＣアプリケーションが参照可能に保持すると同時に、前回値保持手段１０２ｆにコピーする。

参照設定手段１０２ｅは、アプリケーション１０３ａ…１０３ｎ、操作監視装置２、ＯＰＣサーバ３、ＪＡＶＡ（登録商標）アプリケーション１０５からの設定で変更されたブロックパラメータの値で前回値保持手段１０２ｆの前回値を更新する。今回値と前回値との差分は、ブロックパラメータ管理手段１０２のＩＥＣ−ＦＦ変換手段１０２ｄに通知される。

ＩＥＣ−ＦＦ変換手段１０２ｄは、差分データをＦＦブロックにアクセス可能なデータ形態に逆変換し、個別ブロックパラメータアクセス手段１０１の個別設定手段１０１ｃに設定要求として渡す。個別設定手段１０１ｃはこの設定要求に基づいてＦＦブロックのブロックパラメータに個別にアクセスしてその値を修正更新する。

アプリケーションデータアクセス手段１０４は、操作監視装置２、ＯＰＣサーバ３、ＪＡＶＡ（登録商標）アプリケーション１０５等のＩＥＣに準拠していないアプリケーションが、参照設定手段１０２ｅにアクセス可能にするためのデータ変換機能を備えたインターフェースとして機能する。

本発明では、ＦＦブロックのブロックパラメータを、ＩＥＣアプリケーション上の変数として表現している。従って、ＦＦ規格の仕様である”View Object”の仕組みを用いてブロックパラメータ値を参照する機能(制御装置のシステムプログラム)からは、ＦＦブロックの種類やブロックパラメータの種類に関連する事情を一切排除することができる。

即ち、ＦＦブロックの種類やブロックパラメータの種類に関係する処理は、全てＩＥＣの言語で記述されるブロックパラメータ管理手段１０２ｂで実行される。これにより、制御装置１００のシステムプログラムを変更することなく、対象とするＦＦブロックやブロックパラメータを拡張(対象ＦＦブロックの追加、対象ブロックパラメータの追加等)することができる。

又、ＦＦデバイス固有の情報等をパラメータとして持つブロック(リソースブロックやトランスデューサブロック)にも、専用のブロックパラメータ管理手段１０２ｂを用意するだけで対応が可能であり、柔軟な拡張性を実現できる。

更に、ＦＦデバイスのベンダが、ＦＦデバイス中のＦＦブロックに用意する拡張パラメータに対しても、専用のブロックパラメータ管理手段１０２ｂを用意するだけで対応可能である。

ブロックパラメータ管理手段１０２ｂは、ベンダから提供されるＦＦデバイスの仕様(DD: Device Description)から自動生成する機能拡張も可能である。図１において、２００はＤＤファイルであり、エンジニアリングステーションのビルダ４１に取り込んでブロックパラメータ管理手段１０２ｂを自動生成する。

本発明を適用した分散型制御システムの一実施形態を示す機能ブロック図である。分散型制御システムに適用された従来のブロックパラメータアクセスシステムの構成例を示す機能ブロック図である。

符号の説明

１汎用バス
２操作監視装置
３ＯＰＣサーバ
４エンジニアリングステーション
４１ビルダ
４２データベース
６フィールドバス通信モジュール
７フィールドバス
８１，８２，…８ｎＦＦデバイス
１００制御装置
１０１ブロックパラメータアクセス手段
１０１ａ管理データベース
１０１ｂ通信管理手段
１０１ｃ個別設定手段
１０１ｄ一括参照手段
１０２ブロックパラメータ変換手段
１０２ａ通信バッファ手段
１０２ｂブロックパラメータ管理手段
１０２ｃＦＦ−ＩＥＣ変換手段
１０２ｄＩＥＣ−ＦＦ変換手段
１０２ｅ参照設定手段
１０２ｆ前回値保持手段
１０３ａ…１０３ｎアプリケーション
１０４アプリケーションデータアクセス手段
１０５ＪＡＶＡ（登録商標）アプリケーション

Claims

Foundation Fieldbus-H1規格に準拠するデバイスに対して、IEC61131-3規格に準拠して制御装置内に生成されたアプリケーションから前記デバイスのブロックパラメータにアクセスするアクセスシステムにおいて、
前記制御装置は、ブロックパラメータアクセス手段と、ブロックパラメータ変換手段とを具備し、
前記ブロックパラメータアクセス手段は、
前記Foundation Fieldbus-H1規格の仕様で規定するView Object機能を用いて前記デバイスと通信し、複数のブロックパラメータを一括参照して前記ブロックパラメータ変換手段に配信する一括参照手段と、
前記ブロックパラメータ変換手段からの設定要求に基づいて前記デバイスにブロックパラメータの個別設定を実行する個別設定手段と、
を備え、
前記ブロックパラメータ変換手段は、
前記一括参照手段より取得したブロックパラメータを、前記IEC61131-3規格に準拠して生成されたアプリケーションが参照可能なデータ形態に変換して前記アプリケーションに渡すＦＦ-ＩＣＥ変換手段と、前記アプリケーションから設定されたブロックパラメータを、前記Foundation Fieldbus-H1規格に準拠するデータに逆変換して前記個別設定手段に渡すＩＣＥ−ＦＦ変換手段とを備えるブロックパラメータ管理手段とを備え、前記デバイスに固有のパラメータに応じて専用のブロックパラメータ管理手段が設けられたことを特徴とするアクセスシステム。