JP4722613B2 - 分散制御システム - Google Patents

Description

本発明は、複数の分散制御用ＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）を接続してなる分散制御システムに関する。

従来、ファクトリーオートメーションにおいて複数箇所の機械設備を制御するために、各機械設備を制御する複数のＰＬＣを互いに接続してなる分散制御システムが知られている（例えば特許文献１参照）。
こうした従来の分散制御システムでは、隣接するＰＬＣ間を複数本のＩ／Ｏ配線により接続し、それらの各Ｉ／Ｏ配線により複数の信号を個別に伝送する方法が採用されている。制御対象の安全を確保する安全ＰＬＣ間では、例えばインタロック信号等、複数の制御対象に応じて複数の制御信号を正しく伝送することが要求されるため、この方法は特に有効となっている。

特開２００２−３５８１０６号公報

しかし、上記方法の場合、各Ｉ／Ｏ配線による通信が正しく行われる状態であるか否かを判定するには、各Ｉ／Ｏ配線が接続されるＰＬＣ端子間の導通をオペレータが逐一手作業にて検査する必要があるため、メンテナンス性が悪いという問題がある。この他、各ＰＬＣ間においてＩ／Ｏ配線が複数本ずつ必要となることから、ＰＬＣ数が増大するほどコストが嵩むという問題もある。

本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、各分散制御用ＰＬＣ間において通信の安全性を保証すると共に、メンテナンス性を向上する分散制御システムを提供することにある。

請求項１に記載の発明である分散制御システムは、他のＰＬＣとの間において共用する共用データを特定するための共用データ特定情報を記憶する記憶手段と、共用データ特定情報を他のＰＬＣから受信する受信手段と、記憶手段に記憶されている共用データ特定情報と受信手段が受信した共用データ特定情報とを照合する照合手段とを備える分散制御用ＰＬＣを備える。そして、当該分散制御用ＰＬＣは、照合手段による照合結果に基づき、他のＰＬＣとの間におけるデータ伝送の正異常状態を判定する。このような分散制御用ＰＬＣによると、自身が保有する共用データ特定情報と、他のＰＬＣから受信する共用データ特定情報との照合結果に基づいて、他のＰＬＣとの間において共用データが正しく伝送される状態であるか否かをオペレータによらず自動的に判定することができる。故に、分散制御用ＰＬＣと他のＰＬＣとの間において通信の安全性を保証することができるのみならず、メンテナンス性の向上にも一役を担うことができる。
また、請求項１，５に記載の発明である分散制御システムは、分散制御用ＰＬＣが複数接続されてなり、それら各分散制御用ＰＬＣのうち、自己を除く残りの分散制御用ＰＬＣが、自己にとっての前記他のＰＬＣとなることを特徴とする。故に、各分散制御用ＰＬＣ間において通信の安全性を保証することができるのみならず、分散制御システム全体としてのメンテナンス性が飛躍的に向上する。
さらに、請求項１に記載の発明である分散制御システムは、各分散制御用ＰＬＣが実行するプログラムの内容を表したラダー図上に共用データ特定情報を関連付けて出力する。これにより分散制御システムのオペレータは、ラダー図と共に各分散制御用ＰＬＣとの間の共用データ特定情報を目視により確認することができ、メンテナンス性がさらに向上する。

請求項２に記載の発明によると、照合手段は、分散制御システムの起動又は再起動に伴って共用データ特定情報の照合を実施する。故に、分散制御用ＰＬＣと他のＰＬＣとの間における通信の安全性を分散制御システムの起動毎又は再起動毎に保証することが可能となる。
請求項３に記載の発明によると、共用データ特定情報は、分散制御システムの通信に用いられるフレームにおいて共用データが割り当てられるアドレス情報を含む。これにより、分散制御用ＰＬＣと他のＰＬＣとの間において複数の共用データを一フレームの複数アドレスに割り当てて一挙に伝送するようにしても、その伝送について上述の如き原理により安全性を保証することができる。したがって、分散制御用ＰＬＣと他のＰＬＣとの間において通信の安全性を保証しつつ省配線化を実現して、メンテナンス性の向上並びにコストの削減を達成することができる。

請求項４に記載の発明である分散制御システムは、複数の他のＰＬＣと共に分散制御システムを形成し、共用データ特定情報は、それら複数の他のＰＬＣを識別するための識別情報を含む。これにより分散制御用ＰＬＣは、受信手段が受信した共用データ特定情報が複数の他のＰＬＣのうちいずれのＰＬＣから受信したものであるのかを判別することができる。したがって、分散制御用ＰＬＣは照合手段による照合を、複数の他のＰＬＣから受信した共用データ特定情報毎に正確に実施することができる。

請求項６に記載の発明によると、各分散制御用ＰＬＣは、それら各分散制御用ＰＬＣに接続された制御対象の安全を確保する安全ＰＬＣである。上述したように各分散制御用ＰＬＣ間では通信の安全性が保証されるので、各分散制御用ＰＬＣ間において制御対象の安全確保に関する共用データを正しく伝送することができる。したがって、各分散制御用ＰＬＣに接続された全制御対象の安全を高い信頼性をもって確保することができる。

請求項７に記載の発明である分散制御システムにおいては、各分散制御用ＰＬＣが実行するプログラムと共に共用データ特定情報が各分散制御用ＰＬＣへ入力される。これにより各分散制御用ＰＬＣの実行プログラム及び共用データ特定情報を分散制御システムに対する要求に応じて自由に変更することができるので、分散制御システムの汎用性が高くなる。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第一実施形態）
本発明の第一実施形態による分散制御システムを図２に示す。分散制御システム１は、複数の安全ＰＬＣをリング状に接続してなるネットワークシステムであって、複数の入力機器２からの入力情報に基づいて複数の出力機器４を分散制御することにより、それら出力機器４の安全を確保する。

分散制御システム１において安全ＰＬＣの最大接続数は２４に規定されているが、本実施形態では３つの安全ＰＬＣ１０，１１，１２が接続されている。各安全ＰＬＣ１０，１１，１２間を接続する信号線１４は、それぞれ一本の光ファイバ線又は導線である。このような信号線１４を通じて実現される各安全ＰＬＣ１０，１１，１２間の通信には、所定のビット長のビット列からなるフレームが用いられる。ここで一フレームを構成する各ビットデータには、後述する通信モジュール３０の働きによりアドレス情報としてのビットアドレスが割り当てられるようになっている。尚、本実施形態では、安全ＰＬＣ１０，１１間、安全ＰＬＣ１０，１２間、安全ＰＬＣ１１，１２間のいずれにおいても、フレームによるデータの受け渡しが行われるようになっている。即ち本実施形態の分散制御システム１は、ブロードキャスト型のネットワークシステムである。

分散制御システム１を形成する各安全ＰＬＣ１０，１１，１２は、ＣＰＵモジュール２０、通信モジュール３０及びＩ／Ｏモジュール４０を備えている。
ＣＰＵモジュール２０はマイクロコンピュータを主体に構成されており、バス２１を介して通信モジュール３０に接続されている。ＣＰＵモジュール２０のメモリ２２には、ラダー図言語で記述されたシーケンスプログラムが記憶されている。ＣＰＵモジュール２０は、このシーケンスプログラムをＣＰＵ２４によって実行することで、バス２１を通じた制御指令又はデータの送受信を制御する。尚、本実施形態において安全ＰＬＣ１０のＣＰＵモジュール２０は同じＰＬＣ１０の通信モジュール３０に命じて、他の安全ＰＬＣ１１，１２の通信を制御するための制御指令を出力させることにより、システム全体の通信を管理する機能も備えている。

通信モジュール３０はマイクロコンピュータを主体に構成されている。通信モジュール３０は、バス２１，３１を介して他のモジュール２０，４０と接続されていると共に、他ＰＬＣとの間の信号線１４が接続されるインタフェース３２を有している。通信モジュール３０のメモリ３４には、通信プログラムが記憶されている。通信モジュール３０は、この通信プログラムをＣＰＵ３６によって実行することで、ＣＰＵモジュール２０から受ける制御指令に従ってバス２１，３１及びインタフェース３２を通じたデータ又は制御指令の送受信を制御する。

Ｉ／Ｏモジュール４０には、非常ボタン、安全センサ等の所定数の入力機器２と、モータ、ロボット等の所定数の出力機器４とが接続されている。Ｉ／Ｏモジュール４０は、入力機器２の状態を表すデータを通信モジュール３０へ送信する。また、Ｉ／Ｏモジュール４０は、通信モジュール３０から受ける制御指令に従って電源のオンオフ等の制御を出力機器４に対して実施する。

本実施形態の分散制御システム１ではさらに、各安全ＰＬＣ１０，１１，１２のＣＰＵモジュール２０に設けられたインタフェース２６に、入出力装置５０，５１，５２がそれぞれ個別に接続されている。各入出力装置５０，５１，５２は、コンピュータ５３、入力デバイス５４、モニタ５５及びプリンタ５６を備えている。

キーボード、マウス等の入力デバイス５４のオペレータ操作によってコンピュータ５３には、当該コンピュータ５３と接続されている安全ＰＬＣの局番が入力される。ここで局番は、各安全ＰＬＣ１０，１１，１２を識別するための識別情報であり、本実施形態の各安全ＰＬＣ１０，１１，１２にはそれぞれ局番「００」，「０１」，「０２」が設定されるようになっている。

また、入力デバイス５４のオペレータ操作によってコンピュータ５３には、当該コンピュータ５３と接続されている安全ＰＬＣのＣＰＵモジュール２０に実行させるシーケンスプログラムが入力される。ここでシーケンスプログラムは、コンピュータ５３との接続ＰＬＣによるデータの送受信シーケンスを記述したラダー図に従うプログラム、例えば図３の分図（ａ），（ｂ），（ｃ）のうち当該接続ＰＬＣの局番に対応した分図に従うプログラムである。

尚、図３に示すラダー図においてコイルに関連付けて示されているパラメータ「ｄ−ａ」は、送信データの送信先ＰＬＣの局番ｄ（００〜０２）と、フレームにおける送信データのビットアドレスａ（Ｌ００〜Ｌ７Ｆ）とを表したものである。また、図３に示すラダー図において接点に関連付けて示されているパラメータ「Ｄ−Ａ」は、受信データの送信元ＰＬＣの局番Ｄ（００〜０２）と、フレームにおける受信データのビットアドレスＡ（Ｌ００〜Ｌ７Ｆ）とを表したものである。したがって、これらのパラメータ「ｄ−ａ」，「Ｄ−Ａ」は、各安全ＰＬＣ１０，１１，１２間で共用されるデータを特定するための共用データ特定情報であると考えることができる。そこで本実施形態では、入力デバイス５４のオペレータ操作によって共用データ特定情報がシーケンスプログラムと共にコンピュータ５３へ入力されるようになっている。

上述のようにしてコンピュータ５３へ入力された局番、シーケンスプログラム及び共用データ特定情報（パラメータ「ｄ−ａ」，「Ｄ−Ａ」）は、一旦、コンピュータ５３のメモリ５７に記憶される。この後、局番、シーケンスプログラム及び共用データ特定情報は、オペレータ指令等に応じてコンピュータ５３からその接続ＰＬＣのＣＰＵモジュール２０へ入力されてメモリ２２に記憶される。尚、ＣＰＵモジュール２０のメモリ２２に記憶された共用データ特定情報は、後述するイニシャル作動においてバス２１を通じて通信モジュール３０のメモリ３４へ転送される。またイニシャル作動において、メモリ３４への転送情報のうち他の安全ＰＬＣへの送信データに関するパラメータ「ｄ−ａ」は通信モジュール３０から出力され、局番が当該パラメータ「ｄ−ａ」のｄ値と一致する安全ＰＬＣによって受信される。

コンピュータ５３及び入力デバイス５４による入力作動は以上の通りであるが、以下、コンピュータ５３によるモニタ５５及びプリンタ５６への出力作動について説明する。まず、オペレータ指令等に応じてコンピュータ５３は、メモリ５７に記憶されているシーケンスプログラム及び共用データ特定情報を読み出す。続いてコンピュータ５３は、シーケンスプログラムの内容を表すラダー図上に共用データ特定情報を例えば図３の如く関連付けて、モニタ５５及びプリンタ５６の少なくとも一方から出力する。ここで、モニタ５５からの出力とは、共用データ特定情報を関連付けたラダー図をモニタ５５上に表示することを意味し、プリンタ５６からの出力とは、共用データ特定情報を関連付けたラダー図を紙等の媒体に印刷することを意味する。

次に、分散制御システム１が起動直後又は再起動直後に実施するイニシャル作動について説明する。尚、本実施形態における分散制御システム１の起動は、当該システム１のメイン電源がオンされることによって実現される。また、分散制御システム１の再起動は、当該システム１のメイン電源がリセットされることによって実現される。

図１に示すようにイニシャル作動が開始すると、各安全ＰＬＣ１０，１１，１２は、ＣＰＵモジュール２０のメモリ２２から通信モジュール３０のメモリ３４へ共用データ特定情報を転送する（ステップＳ１）。続いて安全ＰＬＣ１０の通信モジュール３０は、安全ＰＬＣ１１，１２との間での共用データに関する共用データ特定情報をメモリ３４から読み出し、安全ＰＬＣ１１，１２へと送信する（ステップＳ２）。ここで安全ＰＬＣ１０から安全ＰＬＣ１１へ送信される共用データ特定情報は、安全ＰＬＣ１０から安全ＰＬＣ１１への送信データに関するパラメータ「０１−ａ」であり、例えば図３（ａ）に示すパラメータ「０１−Ｌ００」である。また、安全ＰＬＣ１０から安全ＰＬＣ１２へ送信される共用データ特定情報は、安全ＰＬＣ１０から安全ＰＬＣ１２への送信データに関するパラメータ「０２−ａ」であり、例えば図３（ａ）に示すパラメータ「０２−Ｌ０４」である。

安全ＰＬＣ１０から共用データ特定情報を受信した安全ＰＬＣ１１，１２の通信モジュール３０は、当該受信情報と、メモリ３４に記憶されている共用データ特定情報とを照合する（ステップＳ３）。具体的に安全ＰＬＣ１１では、安全ＰＬＣ１０からの受信情報であるパラメータ「０１−ａ」のａ値と、メモリ３４の記憶情報のうち安全ＰＬＣ１０からの受信データに関するパラメータ「００−Ａ」のＡ値とについて、一致不一致を照合する。例えば、図３（ａ）に示すパラメータ「０１−Ｌ００」の受信に対し、図３（ｂ）に示すパラメータ「００−Ｌ００」の記憶が確認された場合、一致と判断される。また、安全ＰＬＣ１２では、安全ＰＬＣ１０からの受信情報であるパラメータ「０２−ａ」のａ値と、メモリ３４の記憶情報のうち安全ＰＬＣ１０からの受信データに関するパラメータ「００−Ａ」のＡ値とについて、一致不一致を照合する。例えば図３（ａ）に示すパラメータ「０２−Ｌ０４」の受信に対し、図３（ｃ）に示すパラメータ「００−Ｌ０４」の記憶が確認された場合、一致と判断される。

ステップＳ３の照合の結果、受信情報と記憶情報との全一致を確認した安全ＰＬＣ１１，１２の通信モジュール３０は、安全ＰＬＣ１０との間においてデータが正しく伝送される正常状態を確認したと判定する（ステップＳ４）。一方、受信情報と記憶情報との不一致を確認した安全ＰＬＣ１１，１２の通信モジュール３０は、安全ＰＬＣ１０との間においてデータが正しく伝送され得ない異常状態を確認したと判定する（ステップＳ４）。

ステップＳ４の判定の結果、安全ＰＬＣ１１，１２の双方により正常状態が確認された後に安全ＰＬＣ１１の通信モジュール３０は、安全ＰＬＣ１０，１２との間での共用データに関する共用データ特定情報をメモリ３４から読み出し、安全ＰＬＣ１０，１２へと送信する（ステップＳ５）。ここで安全ＰＬＣ１１から安全ＰＬＣ１０へ送信される共用データ特定情報は、安全ＰＬＣ１１から安全ＰＬＣ１０への送信データに関するパラメータ「００−ａ」であり、例えば図３（ｂ）に示すパラメータ「００−Ｌ４２」，「００−Ｌ４３」である。また、安全ＰＬＣ１１から安全ＰＬＣ１２へ送信される共用データ特定情報は、安全ＰＬＣ１１から安全ＰＬＣ１２への送信データに関するパラメータ「０２−ａ」である。

安全ＰＬＣ１１から共用データ特定情報を受信した安全ＰＬＣ１０，１２の通信モジュール３０は、当該受信情報と、メモリ３４に記憶されている共用データ特定情報とを照合する（ステップＳ６）。具体的に安全ＰＬＣ１０では、安全ＰＬＣ１１からの受信情報であるパラメータ「００−ａ」のａ値と、メモリ３４の記憶情報のうち安全ＰＬＣ１１からの受信データに関するパラメータ「０１−Ａ」のＡ値とについて、一致不一致を照合する。例えば、図３（ｂ）に示すパラメータ「００−Ｌ４２」，「００−Ｌ４３」の受信に対し、図３（ａ）に示すパラメータ「０１−Ｌ４２」，「０１−Ｌ４３」の記憶が確認された場合、一致と判断される。また、安全ＰＬＣ１２では、安全ＰＬＣ１１からの受信情報であるパラメータ「０２−ａ」のａ値と、メモリ３４の記憶情報のうち安全ＰＬＣ１１からの受信データに関するパラメータ「０１−Ａ」のＡ値とについて、一致不一致を照合する。

ステップＳ６の照合の結果、受信情報と記憶情報との全一致を確認した安全ＰＬＣ１０，１２の通信モジュール３０は、安全ＰＬＣ１１との間でのデータ伝送の正常状態を確認したと判定する（ステップＳ７）。一方、受信情報と記憶情報との不一致を確認した安全ＰＬＣ１０，１２の通信モジュール３０は、安全ＰＬＣ１１との間でのデータ伝送の異常状態を確認したと判定する（ステップＳ７）。

ステップＳ７の判定の結果、安全ＰＬＣ１０，１２の双方により正常状態が確認された後に安全ＰＬＣ１２の通信モジュール３０は、安全ＰＬＣ１０，１１との間で共用されるデータの共用データ特定情報をメモリ３４から読み出し、安全ＰＬＣ１０，１１へと送信する（ステップＳ８）。ここで安全ＰＬＣ１２から安全ＰＬＣ１０へ送信される共用データ特定情報は、安全ＰＬＣ１２から安全ＰＬＣ１０への送信データに関するパラメータ「００−ａ」であり、例えば図３（ｃ）に示すパラメータ「００−Ｌ４４」，「００−Ｌ４５」である。また、安全ＰＬＣ１２から安全ＰＬＣ１１へ送信される共用データ特定情報は、安全ＰＬＣ１２から安全ＰＬＣ１１への送信データに関するパラメータ「０１−ａ」である。

安全ＰＬＣ１２から共用データ特定情報を受信した安全ＰＬＣ１０，１１の通信モジュール３０は、当該受信情報と、メモリ３４に記憶されている共用データ特定情報とを照合する（ステップＳ９）。具体的に安全ＰＬＣ１０では、安全ＰＬＣ１２からの受信情報であるパラメータ「００−ａ」のａ値と、メモリ３４の記憶情報のうち安全ＰＬＣ１２からの受信データに関するパラメータ「０２−Ａ」のＡ値とについて、一致不一致を照合する。例えば、図３（ｃ）に示すパラメータ「００−Ｌ４４」，「００−Ｌ４５」の受信に対し、図３（ａ）に示すパラメータ「０２−Ｌ４４」，「０２−Ｌ４５」の記憶が確認された場合、一致と判断される。また、安全ＰＬＣ１１では、安全ＰＬＣ１２からの受信情報であるパラメータ「０１−ａ」のａ値と、メモリ３４の記憶情報のうち安全ＰＬＣ１２からの受信データに関するパラメータ「０２−Ａ」のＡ値とについて、一致不一致を照合する。

ステップＳ９の照合の結果、受信情報と記憶情報との全一致を確認した安全ＰＬＣ１０，１１の通信モジュール３０は、安全ＰＬＣ１２との間でのデータ伝送の正常状態を確認したと判定する（ステップＳ１０）。一方、受信情報と記憶情報との不一致を確認した安全ＰＬＣ１０，１１の通信モジュール３０は、安全ＰＬＣ１２との間でのデータ伝送の異常状態を確認したと判定する（ステップＳ１０）。

ステップＳ１０の判定の結果、安全ＰＬＣ１０，１１の双方により正常状態が確認された後に、即ち安全ＰＬＣ１０，１１，１２のいずれによっても正常状態が確認された場合に、安全ＰＬＣ１０の通信モジュール３０は、同じＰＬＣ１０のＣＰＵモジュール２０へ通常通信の開始を指令する（ステップＳ１１）。一方、安全ＰＬＣ１０，１１，１２のいずれかにより異常状態が確認された場合には、安全ＰＬＣ１０の通信モジュール３０が同じＰＬＣ１０のＣＰＵモジュール２０へ通常通信の禁止を指令する（ステップＳ１２）。

以上説明した第一実施形態によると、システム起動又は再起動に伴い各安全ＰＬＣ１０，１１，１２は、自身が保有する共用データ特定情報と他のＰＬＣから受信する共用データ特定情報との照合結果から、他ＰＬＣとの間におけるデータ伝送の正異常状態を判定する。即ち第一実施形態では、各安全ＰＬＣ１０，１１，１２間の通信が正しく行われる状態であるか否かをオペレータによらず自動的に判定することができる。したがって、各安全ＰＬＣ１０，１１，１２間において通信の安全性を保証することができるのみならず、システム全体としてのメンテナンス性が飛躍的に向上する。また特に、各安全ＰＬＣ１０，１１，１２間における通信の安全性が保証されることで、各安全ＰＬＣ１０，１１，１２に接続された出力機器４の安全を高い信頼性をもって確保することができる。

さらに第一実施形態によると、共用データ特定情報であるパラメータ「ｄ−ａ」，「Ｄ−Ａ」は、分散制御システムの通信に用いられるフレームにおいて共用データが割り当てられるビットアドレスａ，Ａを含んでいる。これにより、安全ＰＬＣ１０，１１，１２間で複数の共用データを一フレームの複数アドレスに割り当てて一挙に伝送するようにしても、その伝送について上述の如き原理により安全性を保証することができる。したがって、安全ＰＬＣ１０，１１，１２間において通信の安全性を保証しつつ信号線数を低減して、メンテナンス性の向上とコストの削減とを図ることができる。

またさらに第一実施形態によると、共用データ特定情報であるパラメータ「ｄ−ａ」，「Ｄ−Ａ」は、各安全ＰＬＣ１０，１１，１２を識別するための局番ｄ，Ｄを含んでいる。これにより各安全ＰＬＣ１０，１１，１２は、受信した共用データ特定情報が複数の他ＰＬＣのうちいずれのＰＬＣから受信したものであるのかを判別することができる。したがって、各安全ＰＬＣ１０，１１，１２は上述の如き照合を、他ＰＬＣから受信した共用データ特定情報毎に正確に実施することができる。

加えて第一実施形態によると、各安全ＰＬＣ１０，１１，１２が実行するシーケンスプログラムと共に共用データ特定情報を入出力装置５０，５１，５２によって各安全ＰＬＣ１０，１１，１２へと入力することができる。したがって、それらシーケンスプログラム及び共用データ特定情報をシステム仕様の要求に応じて自由に変更することができるので、分散制御システム１の汎用性が高くなる。

さらに加えて第一実施形態によると、入出力装置５０，５１，５２は、各安全ＰＬＣ１０，１１，１２が実行するシーケンスプログラムの内容を表したラダー図上に共用データ特定情報を関連付けて出力することができる。したがって、オペレータは、ラダー図に従うようにして各安全ＰＬＣ１０，１１，１２間を伝送される共用データを共用データ特定情報が正しく特定しているか否かを、入出力装置５０，５１，５２の出力結果から目視により確認することができる。故に、メンテナンス性のさらなる向上が見込まれる。

以上、安全ＰＬＣ１０，１１，１２が特許請求の範囲に記載の「分散制御用ＰＬＣ」及び「他のＰＬＣ」に相当する。また、各安全ＰＬＣ１０，１１，１２のメモリ２２，３４が特許請求の範囲に記載の「記憶手段」に相当し、各安全ＰＬＣ１０，１１，１２の通信モジュール３０が特許請求の範囲の「受信手段」、「照合手段」及び「送信手段」に相当する。

（第二実施形態）
本発明の第二実施形態は第一実施形態の変形例であり、第一実施形態と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付すことで説明を省略する。
第二実施形態の分散制御システム１は、安全ＰＬＣ１０がマスタとして機能し、安全ＰＬＣ１１，１２がスレーブとして機能するマスタ−スレーブ型のネットワークシステムである。したがって、第二実施形態では、安全ＰＬＣ１０，１１間及び安全ＰＬＣ１０，１２間においてフレームによるデータの受け渡しが行われるが、安全ＰＬＣ１１，１２間においてはデータの受け渡しが行われない。

また、第二実施形態の入出力装置５０，５１，５２では、コンピュータ５３へ入力された共用データ特定情報（パラメータ「ｄ−ａ」，「Ｄ−Ａ」）がそのままコンピュータ５３のメモリ５７に記憶されるだけでなく、コンピュータ５３によりフレーム形態に加工されて当該メモリ５７に記憶される。

具体的に安全ＰＬＣ１０に接続のコンピュータ５３は、安全ＰＬＣ１１との間での共用データに関するパラメータ「０１−ａ」，「０１−Ａ」のａ，Ａ値が表すビットアドレスのデータを「使用（Ｕ）」、その他のビットアドレスのデータを「不使用（Ｎ）」としたフレームを生成する。したがって、安全ＰＬＣ１０に接続のコンピュータ５３は、例えば図３（ａ）のパラメータ「０１−Ｌ００」，「０１−Ｌ４２」，「０１−Ｌ４３」に対応してビットアドレス「Ｌ００」，「Ｌ４２」，「Ｌ４３」のビットデータが「Ｕ」である図４（ａ１）の如きフレームを生成する。また、安全ＰＬＣ１０に接続のコンピュータ５３は、安全ＰＬＣ１２との間での共用データに関するパラメータ「０２−ａ」，「０２−Ａ」のａ，Ａ値が表すビットアドレスのデータを「使用（Ｕ）」、その他のビットアドレスのデータを「不使用（Ｎ）」としたフレームを生成する。したがって、安全ＰＬＣ１０に接続のコンピュータ５３は、例えば図３（ａ）のパラメータ「０２−Ｌ０４」，「０２−Ｌ４４」，「０２−Ｌ４５」に対応してビットアドレス「Ｌ０４」，「Ｌ４４」，「Ｌ４５」のビットデータが「Ｕ」である図４（ａ２）の如きフレームを生成する。

安全ＰＬＣ１１に接続のコンピュータ５３は、安全ＰＬＣ１０との間での共用データに関するパラメータ「００−Ａ」，「００−ａ」のＡ，ａ値が表すビットアドレスのデータを「使用（Ｕ）」、その他のビットアドレスのデータを「不使用（Ｎ）」としたフレームを生成する。したがって、安全ＰＬＣ１１に接続のコンピュータ５３は、例えば図３（ｂ）のパラメータ「００−Ｌ００」，「００−Ｌ４２」，「００−Ｌ４３」に対応してビットアドレス「Ｌ００」，「Ｌ４２」，「Ｌ４３」のビットデータが「Ｕ」である図４（ｂ）の如きフレームを生成する。

安全ＰＬＣ１２に接続のコンピュータ５３は、安全ＰＬＣ１０との間での共用データに関するパラメータ「００−Ａ」，「００−ａ」のＡ，ａ値が表すビットアドレスのデータを「使用（Ｕ）」、その他のビットアドレスのデータを「不使用（Ｎ）」としたフレームを生成する。したがって、安全ＰＬＣ１２に接続のコンピュータ５３は、例えば図３（ｃ）のパラメータ「００−Ｌ０４」，「００−Ｌ４４」，「００−Ｌ４５」に対応してビットアドレス「Ｌ０４」，「Ｌ４４」，「Ｌ４５」のビットデータが「Ｕ」である図４（ｃ）の如きフレームを生成する。

以上のようにしてフレーム形態に加工された共用データ特定情報は、局番及びシーケンスプログラムと共に、コンピュータ５３からその接続ＰＬＣのＣＰＵモジュール２０へと入力されてメモリ２２に記憶される。このメモリ２２に記憶されたフレーム形態の共用データ特定情報は、後述するイニシャル作動においてバス２１を通じて通信モジュール３０のメモリ３４へ転送され、さらに通信モジュール３０から他のＰＬＣへと送信される。

このような第二実施形態によるイニシャル作動は、図５に示すようにして実施される。即ちイニシャル作動が開始すると、各安全ＰＬＣ１０，１１，１２は、ＣＰＵモジュール２０のメモリ２２から通信モジュール３０のメモリ３４へフレーム形態の共用データ特定情報を転送する（ステップＳ１０１）。

続いて安全ＰＬＣ１０の通信モジュール３０は、フレーム形態の共用データ特定情報のうち例えば図４（ａ１）の如き安全ＰＬＣ１１との間での共用データに関する情報をメモリ３４から読み出して、安全ＰＬＣ１１へと送信する（ステップＳ１０２）。それに連続して安全ＰＬＣ１０の通信モジュール３０は、フレーム形態の共用データ特定情報のうち例えば図４（ａ２）の如き安全ＰＬＣ１２との間での共用データに関する情報をメモリ３４から読み出して、安全ＰＬＣ１２へと送信する（ステップＳ１０２）。

安全ＰＬＣ１０からフレーム形態の共用データ特定情報を受信した安全ＰＬＣ１１，１２の通信モジュール３０は、当該受信情報と、メモリ３４に記憶されているフレーム形態の共用データ特定情報とを照合する（ステップＳ１０３）。具体的に安全ＰＬＣ１１では、共用データ特定情報として安全ＰＬＣ１０から受信したフレームの各ビットデータと、メモリ３４に共用データ特定情報として記憶されているフレームの各ビットデータとについて、同一ビットアドレス毎に一致不一致を照合する。例えば、図４（ａ１）の如くビットデータ「Ｕ」のアドレスが「Ｌ００」，「Ｌ４２」，「Ｌ４３」であるフレームの受信に対し、図４（ｂ）の如くビットデータ「Ｕ」のアドレスが「Ｌ００」，「Ｌ４２」，「Ｌ４３」であるフレームの記憶が確認された場合、一致と判断される。また、安全ＰＬＣ１２では、共用データ特定情報として安全ＰＬＣ１０から受信したフレームの各ビットデータと、メモリ３４に共用データ特定情報として記憶されているフレームの各ビットデータとについて、同一ビットアドレス毎に一致不一致を照合する。例えば、図４（ａ２）の如くビットデータ「Ｕ」のアドレスが「Ｌ０４」，「Ｌ４４」，「Ｌ４５」であるフレームの受信に対し、図４（ｃ）の如くビットデータ「Ｕ」のアドレスが「Ｌ０４」，「Ｌ４４」，「Ｌ４５」であるフレームの記憶が確認された場合、一致と判断される。

ステップＳ１０３の照合結果に応じて安全ＰＬＣ１１，１２の通信モジュール３０は、第一実施形態のステップＳ４に準ずる判定を行う（ステップＳ１０４）。この判定の結果、安全ＰＬＣ１１，１２の双方により正常状態が確認された後に安全ＰＬＣ１１の通信モジュール３０は、フレーム形態の共用データ特定情報のうち例えば図４（ｂ）の如きＰＬＣ１０との間での共用データに関する情報をメモリ３４から読み出して、安全ＰＬＣ１０へと送信する（ステップＳ１０５）。

安全ＰＬＣ１１からフレーム形態の共用データ特定情報を受信した安全ＰＬＣ１０の通信モジュール３０は、当該受信情報と、メモリ３４に記憶されているフレーム形態の共用データ特定情報とを上記ステップＳ１０３に準じて照合する（ステップＳ１０６）。また、この照合結果に応じて安全ＰＬＣ１０の通信モジュール３０は、第一実施形態のステップＳ７に準ずる判定を行う（ステップＳ１０７）。

ステップＳ１０７の判定の結果、安全ＰＬＣ１０により正常状態が確認された後に安全ＰＬＣ１２の通信モジュール３０は、フレーム形態の共用データ特定情報のうち例えば図４（ｃ）の如き安全ＰＬＣ１０との間での共用データに関する情報をメモリ３４から読み出して、安全ＰＬＣ１０へと送信する（ステップＳ１０８）。

安全ＰＬＣ１２からフレーム形態の共用データ特定情報を受信した安全ＰＬＣ１０の通信モジュール３０は、当該受信情報と、メモリ３４に記憶されているフレーム形態の共用データ特定情報とを上記ステップＳ１０３に準じて照合する（ステップＳ１０９）。また、この照合結果に応じて安全ＰＬＣ１０の通信モジュール３０は、第一実施形態のステップＳ１０に準ずる判定を行う（ステップＳ１１０）。

ステップＳ１１０の判定の結果、安全ＰＬＣ１０により正常状態が確認された後には、第一実施形態のステップＳ１１に準じて通常通信の開始が指令される（ステップＳ１１１）。一方、ステップＳ１０４，Ｓ１０７，Ｓ１１０において安全ＰＬＣ１０，１１，１２のいずれかにより異常状態が確認された場合には、第一実施形態のステップＳ１２に準じて通常通信の禁止が指令される（ステップＳ１１２）。

このように第二実施形態の各安全ＰＬＣ１０，１１，１２も、自身が保有する共用データ特定情報と他のＰＬＣから受信する共用データ特定情報との照合結果から、他ＰＬＣとの間におけるデータ伝送の正異常状態を判定することができる。したがって、第一実施形態と同様の効果を享受することができる。

ここまで本発明の複数の実施形態について説明してきたが、本発明はそれらの実施形態に限定して解釈されるべきではない。
例えば第一実施形態では、各安全ＰＬＣ１０，１１，１２の受信データに関するパラメータ「Ｄ−Ａ」を各安全ＰＬＣ１０，１１，１２から他ＰＬＣへ送信し、当該パラメータ「Ｄ−Ａ」と、各安全ＰＬＣ１０，１１，１２が送信データに関して記憶しているパラメータ「ｄ−ａ」とを照合するようにしてもよい。

また、第一及び第二実施形態では、制御対象の安全を確保する複数の安全ＰＬＣ及びそれら安全ＰＬＣを接続してなる分散制御システム１に、本発明を適用した例について説明した。これに対し、制御対象の安全確保とは異なる機能を担うＰＬＣ及びそのようなＰＬＣを複数接続してなる分散制御システムに、本発明を適用してもよい。また、本発明を適用する分散制御システムのトポロジーについては、ＰＬＣの種類に拘らず、第一及び第二実施形態で説明したリング形の他、バス形又はスター形を適宜採用することができる。

第一実施形態によるイニシャル作動を示すフローチャートである。 第一及び第二実施形態による分散制御システムを示すブロック図である。 第一及び第二実施形態による分散制御システムの作動を説明するための模式図である。 第二実施形態による分散制御システムの作動を説明するための模式図である。 第二実施形態のイニシャル作動を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 分散制御システム、２ 入力機器、４ 出力機器（制御対象）、１０，１１，１２ 安全ＰＬＣ（分散制御用ＰＬＣ、他のＰＬＣ）、１４ 信号線、２０ ＣＰＵモジュール、２２，３４ メモリ（記憶手段）、３０ 通信モジュール（受信手段、照合手段、送信手段）、４０ Ｉ／Ｏモジュール、５０，５１，５２ 入出力装置、５３ コンピュータ、５４ 入力デバイス、５５ モニタ、５６ プリンタ、ａ，Ａ ビットアドレス、ｄ，Ｄ局番

Claims (7)

1. 他のＰＬＣと共に分散制御システムを形成し、前記他のＰＬＣとの間において共用する共用データを特定するための共用データ特定情報を記憶する記憶手段と、前記共用データ特定情報を前記他のＰＬＣから受信する受信手段と、前記記憶手段に記憶されている前記共用データ特定情報と前記受信手段が受信した前記共用データ特定情報とを照合する照合手段と、を備え、前記照合手段による照合結果に基づき、前記他のＰＬＣとの間におけるデータ伝送の正異常状態を判定する分散制御用ＰＬＣが複数接続されてなり、それら各分散制御用ＰＬＣのうち、自己を除く残りの分散制御用ＰＬＣが、自己にとっての前記他のＰＬＣとなり、
   前記各分散制御用ＰＬＣが実行するプログラムの内容を表したラダー図上に前記共用データ特定情報を関連付けて出力することを特徴とする分散制御システム。
2. 前記照合手段は、前記分散制御システムの起動又は再起動に伴って前記共用データ特定情報の照合を実施することを特徴とする請求項１に記載の分散制御システム。
3. 前記共用データ特定情報は、前記分散制御システムの通信に用いられるフレームにおいて前記共用データが割り当てられるアドレス情報を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の分散制御システム。
4. 複数の前記他のＰＬＣと共に分散制御システムを形成し、
   前記共用データ特定情報は、複数の前記他のＰＬＣを識別するための識別情報を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の分散制御システム。
5. 前記各分散制御用ＰＬＣは、他の分散制御用ＰＬＣへ前記共用データ特定情報を送信する送信手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の分散制御システム。
6. 前記各分散制御用ＰＬＣは、それら各分散制御用ＰＬＣに接続された制御対象の安全を確保する安全ＰＬＣであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の分散制御システム。
7. 前記各分散制御用ＰＬＣが実行するプログラムと共に前記共用データ特定情報が前記各分散制御用ＰＬＣへ入力されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の分散制御システム。

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