JP5162496B2 - プログラマブル表示装置および通信設定方法 - Google Patents

Description

本発明は、制御装置に接続されたプログラマブル表示装置および前記制御装置と前記プログラマブル表示装置間の通信設定方法に関する。

従来、工場等において制御対象であるアクチュエータ、インバータ又は温調計などのシーケンス制御を行うＰＬＣ（Programmable Logic Controller：プログラマブル（ロジック）コントローラ）は、ＰＬＣの動作状態を表示するプログラマブル表示装置に接続されている。通常、このプログラマブル表示装置は、複数個のＰＬＣを接続することが可能な構成となっている。

そして、このプログラマブル表示装置は、グラフィック表示が可能なディスプレイ画面と、このディスプレイ画面に重ね合わされたタッチパネルとを備え、各ＰＬＣによる制御対象のシーケンス制御を実行中に、各ＰＬＣから読み取ったデータ内容を表示するとともに、各ＰＬＣに書き込むべきデータの設定入力を受け付ける。

このディスプレイ画面の表示内容とタッチパネルにおける操作位置とはあらかじめプログラムによって対応付けられており、ディスプレイ画面により表示されるスイッチ、ボタン等の表示位置でタッチパネルに触れることによって、プログラムにより設定されている操作内容に応じた指示データを各ＰＬＣへ送信する。

このプログラマブル表示装置と各制御装置との接続に際しては、プログラマブル表示装置の通信設定を、接続する制御装置の通信設定に合わせる必要があった。その際、プログラマブル表示装置は、接続相手である制御装置の通信設定を知っている必要があった。

そこで、プログラマブル表示装置は、制御装置との接続確認を実行し、通信することができなかったら通信プロトコルや通信速度を変更し、通信することができたらその通信プロトコルや通信速度で固定していた（例えば、特許文献１参照。）。

また、テーブルから通信プロトコルを順次変えて、エラーの起こらない通信プロトコルを選択していた（例えば、特許文献２参照。）。

特開２０００−４９８９１号公報 特開平４−２７３３２０号公報

しかしながら、従来技術は、通信エラーの種類に関わらず、一律に異なる通信条件で通信の試行を繰り返していたため、通信することが可能な通信条件を見つけるまでに時間がかかってしまうことがある、という課題があった。

本発明は、上述のような実状に鑑みたものであり、プログラマブル表示装置と各制御装置との接続に際して、短時間で適切な接続条件を見つけ出すことが可能なプログラマブル表示装置、および各制御装置とプログラマブル表示装置間の接続条件を、短時間で適切に設定することが可能な通信設定方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、下記のような構成を採用した。
すなわち、本発明の一態様によれば、本発明のプログラマブル表示装置は、各制御対象を制御する複数の制御装置と接続され、前記制御装置に対する指示を入力するための画面部品および前記制御装置の状態を表示することが可能なプログラマブル表示装置であって、複数の通信条件をテーブル化した通信条件テーブルを格納したテーブル手段と、所定の通信条件に従って前記制御装置との通信を実行する通信手段と、前記通信手段によって実行した通信が通信エラーとなった場合、前記テーブル手段に格納された通信条件テーブル内の通信条件を、前記通信エラーの種類に対応した順序で変更する通信条件変更手段を備え、前記通信条件テーブルは、複数種類の通信設定項目を備え、各通信設定項目について優先度の高い順に前記通信条件テーブルに追加し、前記通信条件変更手段は、前記通信条件テーブルに格納された順番に従い、前記通信条件を変更することを特徴とする。

また、本発明のプログラマブル表示装置は、通信条件変更手段が、前記通信エラーの種類に対応した前記通信設定項目を変更することが望ましい。

また、本発明のプログラマブル表示装置は、前記通信条件変更手段が、前記通信手段によって実行した通信が通信エラーとならなくなるまで前記通信条件の変更を繰り返すことが望ましい。

また、本発明の一態様によれば、本発明の通信設定方法は、各制御対象を制御する複数の制御装置と、前記制御装置に対する指示を入力するための画面部品および前記制御装置の状態を表示することが可能なプログラマブル表示装置との間の通信条件を設定するための通信設定方法であって、所定の通信条件に従って前記制御装置との通信を実行し、前記実行した通信が通信エラーとなった場合、複数の通信条件をテーブル化した通信条件テーブル内の通信条件を、前記通信エラーの種類に対応した順序で変更し、前記通信条件テーブルは、複数種類の通信設定項目を備え、各通信設定項目について優先度の高い順に前記通信条件テーブルに追加し、前記通信条件の変更は、前記通信条件テーブルに格納された順番に従い、前記変更した通信条件に従って、前記制御装置との通信を実行することを特徴とする。

また、本発明の通信設定方法は、前記通信条件の変更が、実行した通信が通信エラーとならなくなるまで繰り返されることが望ましい。

本発明は、プログラマブル表示装置と各制御装置との接続に際して、短時間で適切な接続条件を見つけ出すことが可能であり、各制御装置とプログラマブル表示装置間の接続条件を、短時間で適切に設定することが可能である、という効果を奏する。

本発明を適用したプログラマブル表示装置の接続状況を示す図である。 本発明を適用したプログラマブル表示装置を稼動させるための仕組みを説明するための図である。 本発明を適用した通信設定処理の流れを示すフローチャートである。 通信設定範囲を説明するための図である。 あるＰＬＣ３の通信設定範囲の例を示す図である。 通信条件テーブルを作成する際の通信設定項目の優先度を示す図である。 通信条件テーブルを作成するためのテーブル作成処理の流れを示すフローチャートである。 作成された通信条件テーブルの例を示す図である。 現通信設定情報９内の通信設定を示す図である。 システム構成情報８内に格納されているデフォルトの通信設定を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明を適用したプログラマブル表示装置の接続状況を示す図である。
図１において、プログラマブル表示装置１と複数個のＰＬＣ（Programmable Logic Controller：プログラマブル（ロジック）コントローラ）３が、通信ライン２Ａを介して接続されている。また、プログラマブル表示装置１は、ＰＣ（Personal Computer：パーソナルコンピュータ）５と通信ライン２Ｂを介して接続されている。

プログラマブル表示装置１は、グラフィック表示が可能なディスプレイ画面を備え、各ＰＬＣ３の動作状態を表示する。また、プログラマブル表示装置１は、このディスプレイ画面に重ね合わされたタッチパネルを備え、各ＰＬＣ３による制御対象のシーケンス制御を実行中に、各ＰＬＣ３から読み取ったデータ内容を表示するとともに、各ＰＬＣ３に書き込むべきデータの設定入力を受け付ける。

各ＰＬＣ３は、工場等において制御対象であるアクチュエータ、インバータ又は温調計などのシーケンス制御を行う。
ＰＣ５は、各ＰＬＣ３の動作状態や各ＰＬＣ３から読み取ったデータ内容を表示したり、各ＰＬＣ３に書き込むべきデータの設定入力を受け付けしたりするための画面データ等を作成するための作画ソフト４を備える。

図２は、本発明を適用したプログラマブル表示装置を稼動させるための仕組みを説明するための図である。
図２において、プログラマブル表示装置１は、本体プログラム６、通信プログラム７および通信設定プログラム１０を備え、ＰＣ５は、作画ソフト４を備える。

ＰＣ５が備えた作画ソフト４は、各ＰＬＣ３の動作状態や各ＰＬＣ３から読み取ったデータ内容を表示したり、各ＰＬＣ３に書き込むべきデータの設定入力を受け付けしたりするための画面データ、および各ＰＬＣ３との通信設定データを含むシステム構成情報８を作成し、通信ライン２Ｂを介して作成したシステム構成情報８をプログラマブル表示装置１へ送信する。

プログラマブル表示装置１が備える本体プログラム６は、ＰＣ５から送信されてきたシステム構成情報８を不図示のメモリ内に格納し、システム構成情報８内の通信設定に基づいて、各ＰＬＣ３と通信ライン２Ａを介して通信を実行する。ただし、プログラマブル表示装置１が各ＰＬＣ３と従前から正常に通信していた場合には、不図示のメモリ内に格納されている従前の通信の際の通信設定である現通信設定情報９に基づいて、各ＰＬＣ３と通信ライン２Ａを介して通信を実行する。

プログラマブル表示装置１と各ＰＬＣ３との正常な通信実行後に、例えば、あるＰＬＣ３を交換した場合、作画ソフト４で作成されたシステム構成情報８内の通信設定やメモリに格納された現通信設定情報９内の通信設定では正常な通信が実行されない場合がある。そのような場合に、プログラマブル表示装置１は、通信が正常に実行されないＰＬＣ３との正常な通信を回復するために、通信設定プログラム１０を実行する。

図３は、本発明を適用した通信設定処理の流れを示すフローチャートであり、図４は、通信設定範囲を説明するための図であり、図５は、あるＰＬＣ３の通信設定範囲の例を示す図である。

図３示した通信設定処理は、通信設定プログラム１０により実行される。
まず、ステップＳ３０１において、ＰＬＣ３との接続を検出すると、描画ソフト４によってシステム構成情報８内に設定される通信設定を、通信相手であるＰＬＣ３に応じた通信設定項目の範囲で絞り込み、後述する通信条件テーブルを作成する。

ここで、通信設定項目とは、図４に示したように、「ボーレート(bps)」「データビット長」「パリティビット」「ストップビット」等であり、通信設定項目「ボーレート」としては、「4800」「9600」「19200」「38400」「57600」「76800」の範囲となり、通信設定項目「データビット長」としては、「７」「８」の範囲となり、通信設定項目「パリティビット」としては、「なし」「奇数」「偶数」の範囲となり、通信設定項目「ストップビット」としては、「１」「２」の範囲となる。通信設定項目の絞り込みとは、例えば、図５に示したように、通信設定項目「ボーレート」を「9600」「19200」「38400」の範囲で、通信設定項目「データビット長」を「７」「８」の範囲で、通信設定項目「パリティビット」を「なし」「奇数」「偶数」の範囲で、通信設定項目「ストップビット」を「１」「２」の範囲で絞り込むことをいう。

次に、通信条件テーブルの作成について説明する。
図６は、通信条件テーブルを作成する際の通信設定項目の優先度を示す図であり、図７は、通信条件テーブルを作成するためのテーブル作成処理の流れを示すフローチャートであり、図８は、作成された通信条件テーブルの例を示す図である。

まず、図６に示した優先度に従い、図７のステップＳ７０１において、通信設定項目「ボーレート」として優先度の高い「9600」を取得し、ステップＳ７０２において、通信設定項目「データビット長」として優先度の高い「８」を取得し、ステップＳ７０３において、通信設定項目「パリティビット」として優先度の高い「なし」を取得し、ステップＳ７０４において、通信設定項目「ストップビット」として優先度の高い「１」を取得し、これらを１レコードとした通信条件「試行１」（9600、８、なし、１）を作成する。ここで、図６に示した優先度は、図５に例示した通信設定範囲に基づいたものである。

そして、ステップＳ７０５において、ステップＳ７０１乃至Ｓ７０４で作成した通信条件「試行１」を通信条件テーブルとして追加する。
次に、ステップＳ７０６において、ステップＳ７０５で通信条件テーブルに追加した通信条件「試行１」の通信設定項目「ストップビット」が「１」であるか否かを判断し、「１」であれば（ステップＳ７０６：ｙｅｓ）、ステップＳ７０７において、通信設定項目「ストップビット」を、図６に示した次に優先度である「２」とした通信条件「試行２」（9600、８、なし、２）を作成する。

そして、再度ステップＳ７０５において、ステップＳ７０７で作成した通信条件「試行２」を通信条件テーブルに追加する。
次のステップＳ７０６では、ステップＳ７０５で通信条件テーブルに追加した通信条件「試行２」の通信設定項目「ストップビット」が「２」であるので（ステップＳ７０６：ｎｏ）、ステップＳ７０７に進む。

同様にして、ステップＳ７１０乃至Ｓ７１７を繰り返し実行することにより、図８に示したような通信条件テーブルが作成される。この通信条件テーブルは、通信設定が重複することなく、かつ漏れがないような全ての組み合わせから構成されている。

なお、通信条件テーブルは、上述のような方法に限らず、通信設定が重複することなく、かつ漏れがないような全ての組み合わせから構成されていれば、他の方法によって作成されてもよい。また、本通信設定処理が実行される前に、予め作成されていてもよい。

図３の通信設定処理の説明に戻る。
ステップＳ３０２において、現通信設定情報９に基づいて、接続されているＰＬＣ３との前回の接続時の通信設定があるか否かを判断する。

図９は、現通信設定情報９内の通信設定を示す図であり、図１０は、システム構成情報８内に格納されているデフォルトの通信設定を示す図である。
図３のステップＳ３０２で前回の接続時の通信設定があると判断された場合（ステップＳ３０２：ｙｅｓ）は、ステップＳ３０３において、図９に示すような現通信設定情報９内の通信設定を定め、他方、前回の接続時の通信設定がないと判断された場合（ステップＳ３０２：ｎｏ）は、ステップＳ３０４において、図１０に示すようなシステム構成情報８内に格納されているデフォルトの通信設定を定める。

次に、ステップＳ３０５において、次のステップＳ３０６で実行する接続試行に要する時間を短くするため、タイムアウト時間を変更する。ここで、タイムアウト時間とは、通信相手に対して通信要求を送信した時点から、通信相手からの通信応答を受信することが可能な時点までの時間である。通常、このタイムアウト時間は５秒程度であるが、ここでは通信可能か否かの判断（通信試行）のみであるため、５０ミリ秒程度に変更する。

そして、ステップＳ３０６において、ステップＳ３０３またはステップＳ３０４で定めた通信設定を用いて、ＰＬＣ３との接続試行を実行する。ここで、通信試行とは、通信相手に対して通信要求を送信し、その通信相手から正常な通信応答を受信することが可能か否かを試行することである。

次に、ステップＳ３０７において、ステップＳ３０６で実行した通信試行が正常か否かを判断する。
通信試行が正常であれば（ステップＳ３０７：ｙｅｓ）、ステップＳ３０８において、接続試行を完了し、ステップＳ３０９において、正常に接続した通信試行の時の通信条件を通信設定としてメモリ内の現通信設定情報９に格納する。ここで現通信設定情報９に格納された通信条件は、次回の接続の際に利用される。そして、ステップＳ３１０において、ステップＳ３０５で変更したタイムアウト時間を元に戻して本通信設定処理を終了する。

他方、ステップＳ３０７で通信試行が異常（通信エラー）であると判断された場合（ステップＳ３０７：ｎｏ）は、通信条件テーブル内の通信条件を、その通信エラーの種類に対応した順序で変更する。

具体的には、通信エラーが「無応答」の場合（ステップＳ３１１）、すなわち、通信試行でパケットを送信してもステップＳ３０５で変更したタイムアウト時間を経過しても応答がない場合、ステップＳ３１２において、通信条件テーブルに格納された順番、すなわち、通信条件「試行１」「試行２」「試行３」の順番に従い、通信条件を変更する。そして、ステップＳ３０６に戻り、変更した通信条件で接続試行を実行する。

また、通信エラーが「ブレーク信号」の場合（ステップＳ３１３）、すなわち、通信回線を一定時間、通常は１００ミリ秒乃至数秒程度、スペース（０）状態で維持した信号であった場合、ステップＳ３１４において、通信条件テーブルに格納された通信条件のうち、通信設定項目「ボーレート」のみが異なる通信条件に変更する。例えば、通信条件「試行１」（9600、８、なし、１）であった場合には、通信条件「試行２」から「試行１２」までをスキップし、通信条件「試行１３」（19200、８、なし、１）に変更する。そして、ステップＳ３０６に戻り、変更した通信条件で接続試行を実行する。

また、通信エラーが「フレーミングエラー」と「パリティエラー」とが同時に発生した場合（ステップＳ３１５）も、ステップＳ３１４において、通信設定項目「ボーレート」の異なる通信条件に変更する。ここで、「フレーミングエラー」とは、調歩同期（ＡＳＹＮＣ）において、ストップビットのあるべき位置にストップビットがなかった（論理０であった）場合に検出されるエラーのことであり、「パリティエラー」とは、受信キャラクタのビットとパリティビットのビットを合わせて、ビット１の数が指定したパリティの偶奇に一致しなかった場合に検出されるエラーのことである。

また、通信エラーが「フレーミングエラー」のみの場合（ステップＳ３１６）、テップＳ３１７において、通信条件テーブルに格納された通信条件のうち、通信設定項目「データビット長」の異なる通信条件に変更する。例えば、通信条件「試行１」（9600、８、なし、１）であった場合には、通信条件「試行２」から「試行６」までをスキップし、通信条件「試行７」（9600、７、なし、１）に変更する。そして、ステップＳ３０６に戻り、変更した通信条件で接続試行を実行する。

また、通信エラーが「パリティエラー」のみの場合（ステップＳ３１８）、ステップＳ３１９において、通信条件テーブルに格納された通信条件のうち、通信設定項目「パリティビット」の異なる通信条件に変更する。例えば、通信条件「試行１」（9600、８、なし、１）であった場合には、通信条件「試行２」をスキップし、通信条件「試行３」（9600、８、奇数、１）に変更する。そして、ステップＳ３０６に戻り、変更した通信条件で接続試行を実行する。

そして、ステップＳ３１２、Ｓ３１４、Ｓ３１７またはＳ３１９において、通信条件テーブルでの通信条件の変更ができなくなったら（ステップＳ３２０）、ステップＳ３２１において、接続試行の異常として本通信設定処理を終了する。

以上、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明してきたが、上述してきた本発明の実施の形態は、プログラマブル表示装置１の一機能としてハードウェアまたはＤＳＰ（Digital Signal Processor）ボードやＣＰＵボードでのファームウェアもしくはソフトウェアにより実現することができる。

また、本発明が適用されるプログラマブル表示装置１は、その機能が実行されるのであれば、上述の実施の形態に限定されることなく、単体の装置であっても、複数の装置からなるシステムあるいは統合装置であっても、ＬＡＮ、ＷＡＮ等のネットワークを介して処理が行なわれるシステムであってもよいことは言うまでもない。

また、バスに接続されたＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭのメモリ、入力装置、出力装置、外部記録装置、媒体駆動装置、ネットワーク接続装置で構成されるシステムでも実現できる。すなわち、前述してきた実施の形態のシステムを実現するソフトェアのプログラムを記録したＲＯＭやＲＡＭのメモリ、外部記録装置、可搬記録媒体を、プログラマブル表示装置１に供給し、そのプログラマブル表示装置１のコンピュータがプログラムを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。

この場合、可搬記録媒体等から読み出されたプログラム自体が本発明の新規な機能を実現することになり、そのプログラムを記録した可搬記録媒体等は本発明を構成することになる。

プログラムを供給するための可搬記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリーカード、ＲＯＭカード、電子メールやパソコン通信等のネットワーク接続装置（言い換えれば、通信回線）を介して記録した種々の記録媒体などを用いることができる。

また、コンピュータ（情報処理装置）がメモリ上に読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施の形態の機能が実現される他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施の形態の機能が実現される。

さらに、可搬型記録媒体から読み出されたプログラムやプログラム（データ）提供者から提供されたプログラム（データ）が、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施の形態の機能が実現され得る。

すなわち、本発明は、以上に述べた実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の構成または形状を取ることができる。

１ プログラマブル表示装置
２Ａ、３Ｂ 通信ライン
３ ＰＬＣ（Programmable Logic Controller：プログラマブル（ロジック）コントローラ）
４ 作画ソフト
５ ＰＣ（Personal Computer：パーソナルコンピュータ）
６ 本体プログラム
７ 通信プログラム
８ システム構成情報
９ 現通信設定情報
１０ 通信設定プログラム

Claims (5)

1. 各制御対象を制御する複数の制御装置と接続され、前記制御装置に対する指示を入力するための画面部品および前記制御装置の状態を表示することが可能なプログラマブル表示装置であって、
   複数の通信条件をテーブル化した通信条件テーブルを格納したテーブル手段と、
   所定の通信条件に従って前記制御装置との通信を実行する通信手段と、
   前記通信手段によって実行した通信が通信エラーとなった場合、前記テーブル手段に格納された通信条件テーブル内の通信条件を、前記通信エラーの種類に対応した順序で変更する通信条件変更手段と、
   を備え、
   前記通信条件テーブルは、複数種類の通信設定項目を備え、各通信設定項目について優先度の高い順に前記通信条件テーブルに追加し、
   前記通信条件変更手段は、前記通信条件テーブルに格納された順番に従い、前記通信条件を変更する、
   ことを特徴とするプログラマブル表示装置。
2. 通信条件変更手段は、前記通信エラーの種類に対応した前記通信設定項目を変更する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のプログラマブル表示装置。
3. 前記通信条件変更手段は、前記通信手段によって実行した通信が通信エラーとならなくなるまで前記通信条件の変更を繰り返す、ことを特徴とする請求項１または２に記載のプログラマブル表示装置。
4. 各制御対象を制御する複数の制御装置と、前記制御装置に対する指示を入力するための画面部品および前記制御装置の状態を表示することが可能なプログラマブル表示装置との間の通信条件を設定するための通信設定方法であって、
   所定の通信条件に従って前記制御装置との通信を実行し、
   前記実行した通信が通信エラーとなった場合、複数の通信条件をテーブル化した通信条件テーブル内の通信条件を、前記通信エラーの種類に対応した順序で変更し、
   前記通信条件テーブルは、複数種類の通信設定項目を備え、各通信設定項目について優先度の高い順に前記通信条件テーブルに追加し、
   前記通信条件の変更は、前記通信条件テーブルに格納された順番に従い、
   前記変更した通信条件に従って、前記制御装置との通信を実行する、
   ことを特徴とする通信設定方法。
5. 前記通信条件の変更は、実行した通信が通信エラーとならなくなるまで繰り返される、ことを特徴とする請求項４に記載の通信設定方法。

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