JP5487876B2

JP5487876B2 - 通信装置

Info

Publication number: JP5487876B2
Application number: JP2009241019A
Authority: JP
Inventors: 成典末木
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2009-10-20
Filing date: 2009-10-20
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2029-10-20
Also published as: JP2011091468A

Description

本発明は、外部機器、例えば、フィールド機器に通信処理手段からデータを出力する通信装置に関し、送信タイミングごとに新しいデータを確実に送信できる通信装置に関するものである。

プロセス制御システムは、制御コントローラ（フィールドコントロールステーション）からフィールドバス通信モジュールを介して、フィールド機器と通信を行い、プラントの制御を行っている。この通信に用いられるフィールドバス通信規格として、ファウンデーションフィールドバス（ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮＦＩＥＬＤＢＵＳ）、プロフィバス（ＰＲＯＦＩＢＵＳ）、ハート（ＨＡＲＴ）などがある。このような装置は、例えば、下記特許文献１に示されている。以下、図３に示し説明する。

図３において、複数のフィールドバス機器１は、例えば、流量計、バルブ等で、フィールドバスＢに接続される。フィールドバス通信モジュール２は、フィールドバスＢに接続し、図示しない制御コントローラと送受信を行い、通信処理手段２１、データ処理手段２２を有する。通信処理手段２１は、フィールドバスＢにデータの送受信を行う。データ処理手段２２は、制御コントローラとデータの送受信を行うと共に、通信処理手段２１とデータのやり取りを行う。

このような装置の動作を、図４を用いて説明する。データ処理手段２２は、制御周期ごとに、出力するプロセスデータを決定し、通信処理手段２１に渡す。そして、通信処理手段２１は、データ処理手段２２と非同期に、予め決まったタイミングで、プロセスデータをフィールドバスＢに送信データとして出力する。このフィールドバスＢ上のデータを、フィールド機器１は通信処理手段２１と同期して取得し、処理を行う。

また、フィールド機器１がフィールドバスＢを介してフィードバス通信モジュール２の通信処理手段２１にデータを出力する。通信処理手段２１は、データをデータ処理手段２２に渡し、データ処理手段２２はデータを保持する。そして、制御コントローラがフィールドバス通信モジュール２にアクセスし、データ処理手段２２が保持しているデータを取得する。

特開２００５−１２２５９２号公報

このような装置は、データ処理手段２２から通信処理手段２１にデータを渡す場合、同期はしていないが、データ処理手段２２の１サイクル内に一度プロセスデータが更新されている。

このため、フィールドバス通信モジュール２は、図５に示すように、データ処理手段２２のプロセスデータの更新が通信処理手段２１の送信タイミングに間に合わず、古いデータ、データＤＴ１をフィールド機器１に繰り返し送信してしまうという問題点があった。

そこで、本発明の目的は、送信タイミングごとに新しいデータを確実に送信できる通信装置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、本発明のうち請求項１記載の発明は、
外部機器に通信処理手段からデータを出力する通信装置において、
設定時間ごとに出力を行うタイマ手段と、
このタイマ手段の出力により、前記外部機器に与えるデータを周期的に更新して前記通信処理手段に出力すると共に、少なくとも、通信処理手段の送信タイミング前に通信処理手段のデータ更新が終了する時刻に、タイマ手段の設定時間を設定するデータ処理手段と
を備え、
前記データ処理手段は、前記設定時間を設定する際に、データ更新が行われる一の周期内における現時点のタイミングに基づいて前記設定時間を設定することで、次の周期内における前記タイマ手段の出力のタイミングを定めることを特徴とするものである。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明であって、
前記データ処理手段は、前記通信処理手段へのデータ出力ごとに、前記タイマ手段の設定時間を更新することを特徴とするものである。
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明であって、
前記外部機器がフィールド機器であることを特徴とするものである。

本発明によれば、データ処理手段が、タイマ手段の設定時間を設定し、タイマ手段の出力により、通信処理手段にデータを出力するので、欠落なく確実なデータの更新を行うことができ、通信処理手段が送信タイミングごとに新しいデータを確実に送信できる。

本発明の一実施例を示した構成図である。図１に示す装置の動作を示したタイミングチャートである。従来のプラント制御システムの構成を示した図である。図３に示す装置の動作を示したタイミングチャートである。図３に示す装置のデータ更新を失敗した動作を示したタイミングチャートである。

以下本発明を、図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示した構成図である。ここで、図３と同一のものは同一符号を付し説明を省略する。

図１において、フィールドバス通信モジュール３は通信装置で、フィールドバスＢに接続し、図示しない制御コントローラと送受信を行い、通信処理手段３１、タイマ手段３２、データ処理手段３３を有する。通信処理手段３１は、フィールドバスＢにデータの送受信を行う。タイマ手段３２は、設定時間ごとに出力を行う。データ処理手段３３は、制御コントローラとデータの送受信を行うと共に、通信処理手段３１とデータのやり取りを行う。また、データ処理手段３３は、タイマ手段３２の出力により、フィールド機器１に与えるデータを通信処理手段３１に出力すると共に、タイマ手段３２の設定時間を設定する。

このような装置の動作を、図２を用いて説明する。時刻ｔ１のとき、つまり、起動時、データ処理手段３３は、通信処理手段３１からスケジュール情報や通信処理手段３１の起動後の時間を取得し、次の通信処理手段３１の制御周期先頭までの時間Ｔ１を計算する。ここで、データ処理手段３３が、タイマ手段３２の出力の受信から通信処理手段３１に出力データを渡すまでの最大更新処理時間をＴ２とする。このＴ２は、予め測定や理論計算により求められる。

そして、Ｔ１＞Ｔ２なので、データ処理手段３３は、（Ｔ１−Ｔ２）を設定時間として、タイマ手段３２に設定し、プロセスデータの更新は行わない。

時刻ｔ２のとき、タイマ手段３２が、設定時間、（Ｔ１−Ｔ２）経過後、データ処理手段３３に出力を行い、データ処理手段３３が、通信処理手段３１からスケジュール情報や起動後の通信処理手段３１の時間を取得し、次の通信処理手段３１の制御周期先頭までの時間Ｔ１を計算する。そして、Ｔ１≦Ｔ２なので、データ処理手段３３は、通信処理手段３１の制御周期をＴとすると、（Ｔ１＋Ｔ−Ｔ２）を設定時間として、タイマ手段３２に設定し、プロセスデータを通信処理手段３１に渡す。そして、通信処理手段３１は、予め決まったタイミングで、プロセスデータをフィールドバスＢに送信データとして出力する。このフィールドバスＢ上のデータを、フィールド機器１は通信処理手段３１と同期して取得し、処理を行う。

時刻ｔ３のとき、タイマ手段３２が、設定時間、（Ｔ１＋Ｔ−Ｔ２）経過後、データ処理手段３３に出力を行い、データ処理手段３３が、通信処理手段３１からスケジュール情報や起動後の通信処理手段３１の時間を取得し、次の通信処理手段３１の制御周期先頭までの時間Ｔ１を計算する。そして、Ｔ１≦Ｔ２なので、データ処理手段３３は、（Ｔ１＋Ｔ−Ｔ２）を設定時間として、タイマ手段３２に設定し、プロセスデータを通信処理手段３１に渡す。そして、通信処理手段３１は、予め決まったタイミングで、プロセスデータをフィールドバスＢに送信データとして出力する。このフィールドバスＢ上のデータを、フィールド機器１は通信処理手段３１と同期して取得し、処理を行う。このような処理を繰り返す。

また、フィールド機器１が、フィールドバスＢを介して、フィードバス通信モジュール３の通信処理手段３１にデータを出力する。通信処理手段３１は、データをデータ処理手段３３に渡し、データ処理手段３３はデータを保持する。そして、制御コントローラがフィールドバス通信モジュール２にアクセスし、データ処理手段２２が保持しているデータを取得する。

このように、データ処理手段３３が、タイマ手段３２の設定時間を更新し、タイマ手段３２の出力により、通信処理手段３１にデータを出力するので、１サイクルごとに欠落なく確実なプロセスデータの更新を行うことができ、通信処理手段３１が送信タイミングごとに新しいデータを確実に送信できる。これにより、フィールド機器１に定周期ごとの正しいプロセスデータを送信することができ、プラントの安定的な制御が実現できる。

なお、データ処理手段３３は、タイマ手段３２の出力ごとに、タイマ手段３２の設定時間を設定する構成を示したが、起動時と１回目のタイマ手段３２の出力のみ、タイマ手段３２の設定時間を設定する構成でもよい。

また、データ処理手段３３は、次の通信処理手段３１の制御周期先頭までの時間を計算する構成を示したが、次の通信処理手段３１の送信タイミングまでの時間を計算する構成にしてもよい。つまり、データ処理手段３３は、少なくとも、通信処理手段３１の送信タイミング前に通信処理手段３１のデータ更新が終了する時刻に、タイマ手段の設定時間を設定する構成であればよい。

１フィールド機器
３フィールドバス通信モジュール
３１通信処理手段
３２タイマ手段
３３データ処理手段

Claims

外部機器に通信処理手段からデータを出力する通信装置において、
設定時間ごとに出力を行うタイマ手段と、
このタイマ手段の出力により、前記外部機器に与えるデータを周期的に更新して前記通信処理手段に出力すると共に、少なくとも、通信処理手段の送信タイミング前に通信処理手段のデータ更新が終了する時刻に、タイマ手段の設定時間を設定するデータ処理手段と
を備え、
前記データ処理手段は、前記設定時間を設定する際に、データ更新が行われる一の周期内における現時点のタイミングに基づいて前記設定時間を設定することで、次の周期内における前記タイマ手段の出力のタイミングを定めることを特徴とする通信装置。
前記データ処理手段は、前記通信処理手段へのデータ出力ごとに、前記タイマ手段の設定時間を更新することを特徴とする請求項１記載の通信装置。
前記外部機器がフィールド機器であることを特徴とする請求項１または２記載の通信装置。