JP5077812B2 - デジタル指示調節計 - Google Patents

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Description

本発明は、RS485通信により他の機器と通信可能なデジタル指示調節計に関するものである。特許文献1には、シーケンサと接続される温調計についての技術開示がある。
パネルマウント型の温調計で代表されるデジタル指示調節計は、入力処理部、制御演算部、出力処理部、通信処理部、操作・表示部、データベース等の機能要素が1個の筐体に格納されたコンパクトな構成をとる。
RS485通信により他の機器と通信可能な構成の温調計と、オープンネットワーク通信機能を備えPLC(Programmable Logic Controller)等のシーケンサを接続してシーケンス制御システムを実現するには、RS485通信とオープンネットワーク通信を双方向に変換する中継機能を必要とする。
オープンネットワークとは、CC-Link(登録商標),DeviceNet,EtherNet/IP,Profibus-DP,Profinetをいう。
図3は、温調計とPLCを接続する従来のデータ収集システムの構成例を示す機能ブロック図である。PLC1は、CC−Linkモジュール1a及び上位ネットワークモジュール1bを備えている。
CC−Linkモジュール1aに接続されるオープンネットワーク2を介してRS485通信で接続されている複数台の温調計4のデータを収集する。オープンネットワーク2とRS485通信3の間には、RS485/CC−Link変換器5が挿入接続されている。上位ネットワークモジュール1bは上位ネットワーク6に接続され、外部PC7と通信することができる。
CC−Linkモジュール1aは、接続されたRS485/CC−Link変換器5を経由してRS485通信3にアクセスし、温調計4のデータをPLCのレジスタに格納する。
RS485/CC−Link変換器5は、CC−Linkモジュール1aから指定されたデータ番号をあらかじめ内蔵された、または外部PC上のツールにて作成しダウンロードされたプロファイルに基づいて温調計上のデータ番号に変換し、対応するデータを温調計から読み出してCC−Linkモジュール1aに返す。
図4は、温調計とPLCを接続する従来のデータ収集システムの他の構成例を示す機能ブロック図である。このシステム構成の特徴は、オープンネットワーク2をCC−Link内蔵の温調計41に直接接続した点にある。
CC−Linkモジュール1aは、接続されたCC−Link内蔵温調計41と1:1の関係で接続され、CC−Link内蔵温調計41のみのデータを、プロファイルに基づいて収集することができる。
特開平07−013639号公報
従来のデータ収集システムの構成では、次のような問題がある。
(1)図3の従来システムでは、外付けのRS485/CC−Link変換器5が必要なため、配線が複雑となり、システム構築コストが高くなる。
(2)図4の従来システムでは、CC−Link内蔵温調計のデータのみしか、収集できないので、複数の温調計からデータ収集するシステムを構築する場合、CC−Link内蔵分のコスト高となる。
(3)また、何れの従来システムにおいても、プロファイルが固定されており、要求に応じたマッピングの変更は不可能な構造になっている。
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、RS485通信とオープンネットワーク通信とを双方向に中継できる機能を内蔵したデジタル指示調節計の実現を目的としている。
このような課題を達成するために、本発明は次の通りの構成になっている。
(1)RS485通信により他の機器と通信可能なデジタル指示調節計において、
前記RS485通信とオープンネットワーク通信を双方向に変換する通信変換手段を具備する通信モジュールを内蔵し、
前記通信モジュールは、RS485通信でのデータ番号とオープンネットワーク通信でのデータ番号の対応情報を保持するプロファイルを備え、前記通信変換手段は、RS485通信またはオープンネットワーク通信のいずれかより相手側への通信要求に対して、前記プロファイルを参照してデータ番号変換を実行するすると共に、前記プロファイルは複数組で構成され、プロファイル変更要求に対して選択的に使用されることを特徴とするデジタル指示調節計。
)前記プロファイルは、外部PCによりその内容が編集されることを特徴とする(1)に記載のデジタル指示調節計。
)前記通信モジュールは、RS485通信で他の機器から定周期で収集されたデータが格納されるキャッシュメモリを備え、前記通信変換手段は、オープンネットワーク通信側からのデータ読み出し要求に対して前記キャッシュメモリを参照し、このキャッシュメモリ内に当該データが存在する場合には、そのデータをオープンネットワーク通信側に返すことを特徴とする(1)または(2)に記載のデジタル指示調節計。
)前記通信モジュールは、メインCPUが実装された主基板に形成された拡張スロットに着脱可能に装着されることを特徴とする(1)乃至(3)のいずれかに記載のデジタル指示調節計。
)前記通信モジュールは、前記主基板の資源に依存することなく、それ自身で独立した機能を実現するための資源を備えることを特徴とする(1)乃至(4)のいずれかに記載のデジタル指示調節計。


本発明によれば、次のような効果を期待することができる。
(1)外付けの通信変換器が不要となるため、省配線化とコストダウンが期待できる。
(2)RS485通信のみしか持たない機器を、オープンネットワークのシステムに結合できるため、安価なシステム構成が可能である。即ち、個々の機器にオープンネットワークのモジュールをもつ必要がない。
(3)通信機能をモジュール化することにより、他の機器にもそのまま実装して使用することが可能である。
(4)接続された機器のRS485通信でのデータと、オープンネットワークでのデータとを対応するプロファイルを複数構成とし、または、PC等の外部機器により要求に応じたマッピング変更することにより、柔軟な接続構成が可能となる。
以下、本発明を図面により詳細に説明する。図1は、本発明を適用したデジタル指示調節計の一実施形態を示す機能ブロック図である。図3で説明した従来温調計を用いたシステムと同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
本発明を適用した温調計100の構成上の特徴部は、通信モジュール200を内蔵している点にある。この通信モジュール200は、オープンネットワーク2と通信すると共に、RS485通信3により自身に内蔵する温調計機能300及び外部接続された温調計4と通信する。
通信モジュール200は、PLC1側からのデータ収集の場合、RS485通信3で接続された複数台の温調計4等のパラメータ(プロセスデータ、運転操作パラメータ、設定データ、制御パラメータ、入出力パラメータ)を、外部PC7等で作成した、あるいは予め保持しているプロファイルによって、PLC1上のデバイスにマッピングする。
通信モジュール200は、オープンネットワーク2に接続されるオープンネットワーク通信手段201、RS485通信3に接続されるRS485通信手段202、これら通信手段201及び202の双方向通信を中継する通信変換手段203を備えている。
更に、通信モジュール200は、RS485通信でのデータ番号とオープンネットワーク通信でのデータ番号の対応情報を保持するプロファイル204を備え、通信変換手段203は、RS485通信またはオープンネットワーク通信のいずれかより相手側への通信要求に対して、このプロファイルを参照してデータ番号変換を実行する。
プロファイル204は、複数組204a,204b,…204nで構成されており、プロファイル変更要求に対して選択的に使用されると共に、外部PC7等によりその内容を編集することができる。
更に、通信モジュール200は、プロファイル204を参照してRS485通信3で他の機器から定周期でデータを収集する定周期読み出しエンジン205及び読み出したデータを格納するキャッシュメモリ206を備える。
通信変換手段203は、オープンネットワーク2側からのデータ読み出し要求に対してキャッシュメモリ206を参照し、このキャッシュメモリ内に当該データが存在する場合には、そのデータをオープンネットワーク2側に返す。
以下、201乃至206の動作を説明する。
(1)オープンネットワーク通信手段201:
・PLC1よりオープンネットワーク2を介してコマンドを受信し、通信変換手段203へ渡す。
・通信変換手段203からレスポンスを受け取り、オープンネットワーク2へ送信する。
(2)RS485通信手段202:
・通信変換手段203または定周期読み出しエンジン205からの通信要求を受け取り、RS485通信3に接続された自身の温調計機能300及び他の温調計4に対してコマンドを送信する。
・自身の温調計機能300及び他の温調計4からのレスポンスを受信し、通信変換手段203または定周期読み出しエンジン205へ返す。
(3)通信変換手段203:
オープンネットワーク2側からの通信要求があった場合、次のように動作する。
・プロファイル204を参照することによってオープンネットワーク通信のデータ番号をRS485通信のデータ番号に変換する。
・オープンネットワーク2からの通信コマンドを、対応するRS485通信コマンドに変換し、RS485通信手段202へ渡す。
・RS485通信からのレスポンスを、オープンネットワーク通信レスポンスに変換し、オープンネットワーク2へ渡す。
・オープンネットワーク2からの通信要求が読み出し要求であり、且つキャッシュメモリ206内に対応する当該データが存在する場合には、RS485通信手段202に対して通信要求は行わず、直接レスポンスを作成してキャッシュメモリ206内のデータをオープンネットワーク2へ返す。
(4)プロファイル204:
・オープンネットワーク通信でのデータ番号とRS485通信でのデータ番号の対応情報を保持する。
・定周期読み出しエンジン205がRS485通信3を経由して、接続された他の温調計から定周期で読み出してキャッシュメモリ206に格納するデータ番号を記述する。
(5)定周期読み出しエンジン205:
・プロファイル204を参照し、RS485通信3経由で定周期でデータを読み出し、読み出した結果をキャッシュメモリ206に格納する。
・この定周期読み出しは、通信変換手段203がRS485通信を使用していないタイミングで実行される。
(6)キャッシュメモリ206:
・定周期読み出しエンジン205が、RS485通信3経由で読み出したデータを格納する。
図2は、通信モジュール200の実装構造を示す斜視図である。メインCPU(図示せず)が実装された主基板101に対して、電源部等が実装された固定基板102,103が固定配置されている。
周辺機能要素は、機能モジュール104乃至107上に実装され、主基板101に形成された拡張スロットに着脱可能に装着配置される。通信モジュール200も他の機能モジュールと同様に主基板101に対して着脱可能に装着配置される。
通信モジュール200は、主基板の資源には依存することなく、それ自身で独立した機能を実現するための資源を備えており、必要に応じて1チップECU(Extend CPU)が搭載される。
このように、通信モジュール200を独立した機能構造とすることで、温調計以外の他の機器への搭載が容易に行える。即ち、RS485通信で接続できる機器であれば、温調計以外の他のデジタル指示調節計に搭載してオープンネットワーク2に接続することが可能である。
プロファイル204を単一構成ではなく、想定される組み合わせを複数組204a,204b,…204nを用意すると共に、外部PC7等のツールを用いて要求に応じて再構成する手段を提供することにより、温調計以外のあらゆる機器をオープンネットワーク2に接続することができる。
この通信モジュール200と、プロファイル204によって、PLC1上のデバイスにマッピングする手法は、類似の計測器(警報計、電力モニタ等)あるいは盤内取り付け型のマルチループ、リモートI/O、データアクジション等の計器に応用することが可能である。
図1の実施形態では、オープンネットワーク通信するPLC1としてCC−Linkモジュール1aを備える構成を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、CC−Link以外の他のオープンネットワークにも全く同じ構成で適用することが可能である。
本発明を適用したデジタル指示調節計の一実施形態を示す機能ブロック図である。 通信モジュールの実装構造を示す斜視図である。 温調計とPLCを接続する従来の従来のデータ収集システムの構成例を示す機能ブロック図である。 温調計とPLCを接続する従来のデータ収集システムの他の構成例を示す機能ブロック図である。
符号の説明
1 PLC
1a CC−Linkモジュール
1b 上位ネットワークモジュール
2 オープンネットワーク
3 RS485通信
4 温調計
6 上位ネットワーク
7 外部PC
100 温調計
200 通信モジュール
201 オープンネットワーク通信手段
202 RS485通信手段
203 通信変換手段
204a,204b,…204n プロファイル
205 定周期読み出しエンジン
206 キャッシュメモリ
300 温調計機能

Claims (5)

  1. RS485通信により他の機器と通信可能なデジタル指示調節計において、
    前記RS485通信とオープンネットワーク通信を双方向に変換する通信変換手段を具備する通信モジュールを内蔵し、
    前記通信モジュールは、RS485通信でのデータ番号とオープンネットワーク通信でのデータ番号の対応情報を保持するプロファイルを備え、前記通信変換手段は、RS485通信またはオープンネットワーク通信のいずれかより相手側への通信要求に対して、前記プロファイルを参照してデータ番号変換を実行するすると共に、前記プロファイルは複数組で構成され、プロファイル変更要求に対して選択的に使用されることを特徴とするデジタル指示調節計。
  2. 前記プロファイルは、外部PCによりその内容が編集されることを特徴とする請求項1に記載のデジタル指示調節計。
  3. 前記通信モジュールは、RS485通信で他の機器から定周期で収集されたデータが格納されるキャッシュメモリを備え、前記通信変換手段は、オープンネットワーク通信側からのデータ読み出し要求に対して前記キャッシュメモリを参照し、このキャッシュメモリ内に当該データが存在する場合には、そのデータをオープンネットワーク通信側に返すことを特徴とする請求項1または2に記載のデジタル指示調節計。
  4. 前記通信モジュールは、メインCPUが実装された主基板に形成された拡張スロットに着脱可能に装着されることを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載のデジタル指示調節計。
  5. 前記通信モジュールは、前記主基板の資源に依存することなく、それ自身で独立した機能を実現するための資源を備えることを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載のデジタル指示調節計。
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