JP5595523B2 - プログラマブルコントローラの周辺装置、およびその通信方法 - Google Patents

プログラマブルコントローラの周辺装置、およびその通信方法 Download PDF

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Description

本発明は、プログラマブルコントローラ(PC)の周辺装置、およびその通信方法に関し、特に、PCに接続され、PCのプログラミングを行う周辺装置とPCとの通信に関する。
PCとの通信によってPCのプログラミングを行う周辺装置は、通信路を経由してPCに接続される。ユーザは、周辺装置の入力装置を操作してPCに対する設定操作を実施する。ユーザは、設定の結果を確認して、次に実施する操作を判断する。周辺装置の操作による周辺装置およびPCの間の通信では、周辺装置内の通信ミドルウェアがPCへの要求伝文の送信と、PCからの応答伝文の受信とを複数回繰り返す。
通信路の特性として往復遅延時間(Round Trip Time;RTT)が長い場合、通信伝文の数が通信時間に影響し、操作完了までの時間が増大することとなる。RTTが短い通信路では、操作完了までの時間はPCおよび周辺装置の処理時間が支配的となる一方、RTTが長い通信路では、RTTの待ち時間が支配的となり、ユーザビリティの悪化を招く。
通信時間の短縮によりユーザビリティを向上するためには、RTTが短い通信路を使用することが望ましいが、無線通信の普及や有線通信の長距離化により、RTTの増大は避けられない問題となる。このような状況で通信を行う周辺装置には、一定のユーザビリティを確保することが求められる。
このような問題に関して、例えば、通信経路上にキャッシュを設けることで、周辺装置からの要求伝文とPCからの応答伝文の取得とを高速化する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、通信が完了するまでの待ち時間を別の作業に使用することで、全体のパフォーマンスを向上する技術が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
特開2006−91961号公報 特開2009−238073号公報
許文献1、2のような技術は、PCおよび周辺装置の性能の低さに起因する応答時間の増大を問題視するものであって、通信路の特性であるRTTが通信時間の多くを費やす場面では効果的ではない。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、RTTの増大による影響を低減させユーザビリティの向上を可能とするプログラマブルコントローラの周辺装置、およびその通信方法を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、プログラマブルコントローラとの通信により、前記プログラマブルコントローラのプログラミングを実施するための周辺装置であって、前記プログラマブルコントローラへ要求を送信し、前記要求に応じた応答を受信するインタフェースを有し、前記インタフェースは、前記プログラマブルコントローラから送信される前記プログラマブルコントローラのシステム情報を受信すると、当該システム情報のコピーを保持し、前記プログラマブルコントローラに対する設定操作のために入力された設定内容について前記コピーを使用可能と判断する場合に、前記応答に相当するデータを前記コピーから取得することを特徴とする。
本発明は、システム情報の取得のための通信が多くなされている事実に着目したものである。本発明にかかる周辺装置およびその通信方法では、周辺機器からPCへの通信時に必要な情報の一部を事前に取得しておくことで、操作当たりの伝文数を削減可能とし、RTTが長い通信路における操作時の待ち時間を短縮させる。これにより、RTTの増大による影響を低減させ、
図1は、本発明の実施の形態1にかかる周辺装置およびその通信方法を説明するブロック図である。 図2は、PCに対する設定操作の手順を説明するフローチャートである。 図3は、周辺装置による操作開始から操作終了までの処理と時間との関係を説明する概念図である。 図4は、実施の形態2にかかる周辺装置によるシステム情報のコピーの取得について説明するフローチャートである。 図5は、要求伝文の送信について説明するフローチャートである。 図6は、要求伝文に対する応答伝文の受信と確認について説明するフローチャートである。 図7は、周辺装置がシステム情報のコピーを利用するか利用するか否かを決定する手順を説明するフローチャートである。 図8は、従来の周辺装置およびその通信方法を説明するブロック図である。 図9は、PCに対する従来の設定操作の手順を説明するフローチャートである。
以下に、本発明にかかるプログラマブルコントローラの周辺装置、およびその通信方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態の説明に先立ち、図8および図9を参照して、従来のプログラマブルコントローラの周辺装置での通信方法について説明する。図8に示すように、周辺装置11は、通信路3を経由してPC2に接続される。ユーザは、周辺装置11の入力装置14を操作してPC2に対する設定操作を実施する。設定の結果は、周辺装置11の表示装置15に表示される。ユーザは、表示された結果を確認して、次に実施する操作を判断する。周辺装置11の操作による周辺装置11およびPC2の間の通信では、周辺装置11内の通信ミドルウェア16がPC2への要求伝文17の送信と、PC2からの応答伝文18の受信とを複数回繰り返す。
図9に示すように、通信路3の特性としてRTTが長く、要求から応答の間が長い場合ほど、通信伝文の数が通信時間に大きく影響し、操作開始から完了までの時間が増大することとなる。RTTが短い通信路3では、操作開始から完了までの時間はPC2および周辺装置11の処理時間が支配的となる一方、RTTが長い通信路では、RTTの待ち時間が支配的となる。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかる周辺装置およびその通信方法を説明するブロック図である。周辺装置1は、通信路3を介して接続されたPC2との通信により、PC2のプログラミングを実施する。周辺装置1は、入力装置4、表示装置5および通信ミドルウェア6を有する。
入力装置4は、PC2に対する設定操作のための入力を受け付ける。表示装置5は、PC2の設定結果を表示する。通信ミドルウェア6は、指定されたPC2へ要求伝文7を送信し、要求伝文7に応じた応答伝文8を受信するインタフェースとして機能する。通信ミドルウェア6は、PC2から送信されるPC2のシステム情報9のコピーを取得し、保持する機構を備える。システム情報9のコピーは、要求伝文7の種別に対する応答伝文8の内容として、通信ミドルウェア6に格納される。
図2は、PCに対する設定操作の手順を説明するフローチャートである。ユーザは、入力装置4で入力操作を行う(ステップS1)。通信ミドルウェア6は、指定されたPC2のシステム情報9のコピーを、例えばユーザによる操作に同期して取得し、保持する。通信ミドルウェア6は、入力装置4から入力された設定内容にシステム情報9のコピーが使用可能であるか否かを判断する(ステップS2)。
システム情報9のコピーが使用可能ではない場合(ステップS2、No)、通信ミドルウェア6は、PC2への要求伝文7の送信(ステップS4)と、PC2からの応答伝文8の受信(ステップS5)とを行う。システム情報9のコピーが使用可能である場合(ステップS2、Yes)、通信ミドルウェア6は、システム情報9のコピーを参照し、応答伝文8に相当するデータを取得する(ステップS3)。
周辺装置1は、ステップS5で受信した応答伝文8の処理を実施する(ステップS6)。周辺装置1は、ステップS3にてデータを取得した場合は、取得したデータを応答伝文8とみなして処理を実施する。PC2に対する設定の操作が完了していない場合(ステップS7、No)、ステップS2からの手順を必要な回数だけ繰り返す。PC2に対する設定の操作が完了した場合(ステップS7、Yes)、表示装置5は、設定の操作の結果を表示する(ステップS8)。以上により、周辺装置1は、PC2に対する設定のための通信処理を終了する。
図3は、周辺装置による操作開始から操作終了までの処理と時間との関係を説明する概念図である。ここでは、周辺装置における三つの要求処理が3回実施され、そのうち二つにシステム情報9のコピーが使用可能である場合を例とする。システム情報9のコピーを予め取得する場合、周辺装置1は、二つの要求処理に対して周辺装置1内での情報取得処理を実施する。周辺装置1は、一つの要求処理に対してのみ、PC2への要求伝文7の送信と、PC2での応答処理による応答伝文8の受信を実施する。
周辺装置1は、全ての要求処理に対して要求伝文7の送信および応答伝文8の受信を実施する場合に比べて、伝文の二回の送受信に相当する時間Tだけ、通信時間を短縮することが可能となる。周辺装置1は、通信路3のRTTが長いほど、本発明による通信時間の効果的な短縮が可能となる。
このように、実施の形態1にかかる周辺装置1およびその通信方法では、操作当たりの伝文数を削減することで、RTTが長い通信路における操作時の待ち時間を短縮させる。これにより、RTTの増大による影響を低減させ、ユーザビリティの向上が可能となるという効果を奏する。
実施の形態2.
実施の形態2では、周辺装置1は、ユーザによる操作とは同期しないで、システム情報9のコピーを取得する。また、周辺装置1は、PC2のシステム情報9と、通信ミドルウェア6にて保持するシステム情報9のコピーとの一致を確認する。実施の形態2の構成は、図1に示す実施の形態1の構成と同様である。実施の形態2では、実施の形態1と同じ部分には同じ符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
図4は、実施の形態2にかかる周辺装置によるシステム情報のコピーの取得について説明するフローチャートである。通信ミドルウェア6は、周辺装置1がPC2に接続されたか否かを判断する(ステップS11)。周辺装置1がPC2に接続され(ステップS11、Yes)、PC2と通信可能な状態になると、通信ミドルウェア6は、PC2のシステム情報9を取得するための要求伝文7をPC2へ送信する。
通信ミドルウェア6は、要求伝文7に応じた応答伝文8によりシステム情報9のコピーを取得し(ステップS12)、保持する。周辺装置1がPC2に接続されていない場合(ステップS11、No)、通信ミドルウェア6は、周辺装置1がPC2に接続されるまで待機する(ステップS13)。
周辺装置1は、PC2のシステム情報9と、通信ミドルウェア6にて保持するシステム情報9のコピーとの一致を確認するために、要求伝文7にハッシュ値を付加する。図5は、要求伝文の送信について説明するフローチャートである。周辺装置1は、通信ミドルウェア6が保持するシステム情報9のコピーのうち、要求伝文7に関連するデータのハッシュ値を算出する(ステップS21)。通信ミドルウェア6は、ステップS21にて算出されたハッシュ値を要求伝文7に付加して送信する(ステップS22)。
図6は、要求伝文に対する応答伝文の受信と確認について説明するフローチャートである。ステップS22にて送信された要求伝文7に対する応答伝文8を通信ミドルウェア6が受信すると、周辺装置1は、応答伝文8からハッシュ値を抽出する(ステップS31)。周辺装置1は、ステップS22にて要求伝文7に付加したハッシュ値とステップS31にて抽出したハッシュ値とが一致するか否かを確認する(ステップS32)。
ハッシュ値の一致を確認した場合(ステップS32、Yes)、周辺装置1は、応答伝文の受信処理を継続する(ステップS33)。一方、ハッシュ値の一致が確認されなかった場合(ステップS32、No)、周辺装置1は、通信ミドルウェア6が保持するシステム情報9のコピーは無効であるものと判定する(ステップS34)。周辺装置1は、システム情報9のコピーを取得するための操作を再実行する(ステップS35)。
周辺装置1は、通信ミドルウェア6が保持するシステム情報9のコピーが有効か否かを、ハッシュ値の比較により判別する。これにより、周辺装置1は、誤った情報に基づく操作を抑止することができる。
周辺装置1は、PC2の設定操作にシステム情報9のコピーを利用するか否かを、通信路3のRTTに応じて決定することとしても良い。図7は、周辺装置がシステム情報のコピーを利用するか否かを決定する手順を説明するフローチャートである。
周辺装置1は、上述のハッシュ値を使用した手法により、通信ミドルウェア6が保持するシステム情報9のコピーが有効か否かを判断する(ステップS41)。システム情報9のコピーが無効である場合(ステップS41、No)、通信ミドルウェア6は、PC2のシステム情報9を取得するための要求伝文7をPC2へ送信する(ステップS42)。
通信ミドルウェア6は、要求伝文7に応じた応答伝文8を受信する(ステップS43)。周辺装置1は、要求伝文7の送信から応答伝文8の受信までの時間を、通信路3のRTTとして測定する(ステップS44)。周辺装置1は、システム情報9のデータサイズ分につき、コピーの取得およびRTTの測定が完了したか否かを判断する(ステップS45)。システム情報9のデータサイズ分のコピーの取得およびRTTの測定が完了していない場合(ステップS45、No)、周辺装置1は、ステップS42、ステップS43、ステップS44を、システム情報9のデータサイズ分繰り返す。
システム情報9のデータサイズ分のコピーの取得およびRTTの測定が完了した場合(ステップS45、Yes)、通信ミドルウェア6は、システム情報9のコピーを格納する(ステップS46)。ステップS46にてシステム情報9のコピーを格納した後、あるいはシステム情報9のコピーが有効である場合(ステップS41、Yes)、周辺装置1は、測定したRTTが所定の基準値より大きいか否かを判断する(ステップS47)。
測定したRTTが所定の基準値より大きい場合(ステップS47、Yes)、周辺装置1は、通信ミドルウェア6が保持するシステム情報9のコピーは有効であって、かつ使用を要すると判定する(ステップS48)。一方、測定したRTTが所定の基準値以下である場合(ステップS47、No)、周辺装置1は、通信ミドルウェア6が保持するシステム情報9のコピーは有効であって、かつ使用は不要と判定する(ステップS49)。
周辺装置1は、通信ミドルウェア6が保持するシステム情報9のコピーが一致すること、および周辺装置1がシステム情報9のコピーを使用しているか否かにつき、表示装置5での表示によりユーザへ通知する(ステップS50)。表示装置5は、通信ミドルウェア6が保持するシステム情報9のコピーを使用することの妥当性をユーザへ通知する通知手段として機能する。
ユーザは、通信ミドルウェア6が保持するシステム情報9のコピーが一致するか否か、周辺装置1がシステム情報9のコピーを使用しているか否かを、表示装置5に表示される情報によって認識することができる。
周辺装置1は、RTTを測定した結果に応じてシステム情報9のコピーを利用するか否かを判定することで、通信時間の効果的な短縮が可能な場合に本発明の手法を適用するとともに、従来実施されている通信との互換性を保つことができる。
以上のように、本発明にかかるプログラマブルコントローラの周辺装置、およびその通信方法は、通信路を介してPCのプログラミングを実施する場合に有用である。
1 周辺装置
2 PC
3 通信路
4 入力装置
5 表示装置
6 通信ミドルウェア
7 要求伝文
8 応答伝文
9 システム情報

Claims (5)

  1. プログラマブルコントローラとの通信により、前記プログラマブルコントローラのプログラミングを実施するための周辺装置であって、
    前記プログラマブルコントローラに対する設定操作のための要求を前記プログラマブルコントローラへ送信し、前記設定操作による設定の結果として、前記要求に応じた応答を受信するインタフェースを有し、
    前記インタフェースは、
    前記プログラマブルコントローラから送信される前記プログラマブルコントローラのシステム情報を受信すると、前記要求に対する前記応答の内容として、当該システム情報のコピーを保持し、前記設定操作のために入力された設定内容について前記コピーを使用可能と判断する場合に、前記応答に相当するデータを前記コピーから取得し、かつ、
    保持する前記システム情報の前記コピーのうち前記要求に関連するデータから算出されたハッシュ値を、前記プログラマブルコントローラから前記システム情報を取得するための前記要求に付加して送信することを特徴とする、プログラマブルコントローラの周辺装置。
  2. 前記インタフェースが保持する前記システム情報の前記コピーが有効か否かを判断した結果から、前記インタフェースが保持する前記コピーの使用の妥当性を通知する通知手段をさらに有することを特徴とする、請求項に記載のプログラマブルコントローラの周辺装置。
  3. 前記プログラマブルコントローラとの通信の往復遅延時間を測定し、
    前記往復遅延時間が基準値より大きい場合に、前記インタフェースが保持する前記システム情報の前記コピーの使用を要すると判定する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コントローラの周辺装置。
  4. プログラマブルコントローラとの通信により、前記プログラマブルコントローラのプログラミングを実施するための周辺装置であって、
    前記プログラマブルコントローラに対する設定操作のための要求を前記プログラマブルコントローラへ送信し、前記設定操作による設定の結果として、前記要求に応じた応答を受信するインタフェースを有し、
    前記インタフェースは、前記プログラマブルコントローラから送信される前記プログラマブルコントローラのシステム情報を受信すると、前記要求に対する前記応答の内容として、当該システム情報のコピーを保持し、前記設定操作のために入力された設定内容について前記コピーを使用可能と判断する場合に、前記応答に相当するデータを前記コピーから取得し、
    前記プログラマブルコントローラとの通信の往復遅延時間を測定し、
    前記往復遅延時間が基準値より大きい場合に、前記インタフェースが保持する前記システム情報の前記コピーの使用を要すると判定することを特徴とする、プログラマブルコントローラの周辺装置。
  5. プログラマブルコントローラとの通信により、前記プログラマブルコントローラのプログラミングを実施するための周辺装置の通信方法であって、
    前記周辺装置のインタフェースから前記プログラマブルコントローラへ、前記プログラマブルコントローラに対する設定操作のための要求を送信する工程と、
    前記設定操作による設定の結果として、前記要求に応じた応答を前記インタフェースで受信する工程と、を含み、
    前記プログラマブルコントローラから送信される前記プログラマブルコントローラのシステム情報を受信すると、前記要求に対する前記応答の内容として、当該システム情報のコピーを前記インタフェースに格納し、
    前記設定操作のために入力された設定内容について前記コピーを使用可能と判断する場合に、前記応答に相当するデータを前記コピーから取得し、
    保持する前記システム情報の前記コピーのうち前記要求に関連するデータから算出されたハッシュ値を、前記プログラマブルコントローラから前記システム情報を取得するための前記要求に付加して送信することを特徴とする、プログラマブルコントローラの周辺装置の通信方法。
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