JP5649555B2 - Control system and time synchronization method - Google Patents

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本発明は、制御システム及び時刻同期方法に係り、特に、プラント設備等を制御する複数の演算装置が伝送路を介して接続された制御システム及び各演算装置の時刻同期方法に関する。   The present invention relates to a control system and a time synchronization method, and more particularly, to a control system in which a plurality of arithmetic devices for controlling plant facilities and the like are connected via a transmission line, and a time synchronization method for each arithmetic device.

図1は従来技術による制御システム及び演算装置の構成を示すブロック図、図2は制御システムを構成する複数の演算装置の時刻を同期させる処理動作を説明するフローチャートであり、図1、図2を参照して従来技術による制御システムの構成及び演算装置の時刻同期方法について説明する。   FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a control system and a computing device according to the prior art, and FIG. 2 is a flowchart for explaining processing operations for synchronizing the times of a plurality of computing devices constituting the control system. The configuration of the control system and the time synchronization method of the arithmetic device according to the prior art will be described with reference to FIG.

従来技術による制御システムは、図1に示しているように、それぞれにプラント設備等における複数の部位の制御対象A5〜C7が接続されている複数の演算装置A2〜C4と、これらの演算装置A2〜C4の監視制御のためにユーザが使用し、マスタ時刻としてのシステムの時刻情報を有する制御監視装置であるPOC1とが、通信路100〜103(図1に示す例では光通信路とする)を介して、通信可能に接続されて構成されている。そして、ユーザは、POC1を用いて、通信路100〜103を介して演算装置A2〜C4の監視、制御を行うことができる。なお、図1に示す例では、通信路全体ループ状に接続されてネットワークを構成しているように示しているが、本発明の実施形態も含めて、ネットワークがループ状に構成される必要はない。   As shown in FIG. 1, the control system according to the prior art includes a plurality of arithmetic devices A2 to C4 to which control objects A5 to C7 of a plurality of parts in a plant facility or the like are connected, and these arithmetic devices A2. Communication path 100 to 103 (in the example shown in FIG. 1, an optical communication path) is connected to POC1, which is a control monitoring apparatus used by the user for monitoring control of .about.C4 and having system time information as master time. And are configured so as to be communicable via each other. The user can monitor and control the arithmetic devices A2 to C4 through the communication paths 100 to 103 using the POC1. In the example shown in FIG. 1, the entire communication path is shown as being connected in a loop shape, but the network needs to be configured in a loop shape, including the embodiment of the present invention. Absent.

演算装置A2〜C4のそれぞれは、演算装置A2を代表として示すように、ミドルウェア2011を備えたプロセッサ201と、LSI202と、光信号送受信部203とを備えて構成されている。LSI202の内部には、システム時刻タイマ2021と呼ぶ時刻タイマを有している。このシステム時刻タイマ2021は、プロセッサ201内のミドルウェア2011がそれぞれの制御対象の制御等を行うためのタスク処理を行う際に参照する時刻を経時しており、定期的にPOC1から送信されてきたシステム時刻が、ミドルウェア2011により格納されて、その後、自身で計時している。各演算装置は、制御対象に対するタスクが存在している時間帯にシステム時刻タイマ2021の値が変わってしまうと、処理されないタスクが生じてしまうことがあるため、POC1から送信されてきた時刻を用いて演算装置A2〜C4間で時刻同期を行う際には、タスクが存在していない時間帯を指定しなければならない。タスクが存在していない時間帯は、管理者であるユーザが、POC1から各演算装置を監視することにより知ることができるので、その時間帯で1日に1回程度の頻度で指定される。ミドルウェア201は、光信号送受信部203を介してPOC1からのシステム時刻情報205を受け取ると、その時刻をLSI202内のシステム時刻タイ2021に格納する。   Each of the arithmetic devices A2 to C4 includes a processor 201 including middleware 2011, an LSI 202, and an optical signal transmission / reception unit 203, as represented by the arithmetic device A2. The LSI 202 has a time timer called a system time timer 2021 inside. The system time timer 2021 is a system in which the middleware 2011 in the processor 201 refers to a time when performing task processing for performing control of each control target, etc., and is periodically transmitted from the POC 1 The time is stored by the middleware 2011, and then time is measured by itself. Each arithmetic unit uses a time transmitted from POC 1 because a task that is not processed may occur if the value of the system time timer 2021 changes in a time zone in which a task for the control target exists. Thus, when performing time synchronization between the arithmetic devices A2 to C4, it is necessary to designate a time zone in which no task exists. The time zone in which the task does not exist can be known by monitoring each computing device from the POC 1 by the user who is an administrator. Therefore, the time zone is designated about once a day in the time zone. When the middleware 201 receives the system time information 205 from the POC 1 via the optical signal transmission / reception unit 203, the middleware 201 stores the time in a system time tie 2021 in the LSI 202.

次に、図2を参照して演算装置の時刻を同期させるためシステム時刻タイマ2021へのシステム時刻設定の処理動作を説明する。   Next, the processing operation for setting the system time to the system time timer 2021 in order to synchronize the time of the arithmetic unit will be described with reference to FIG.

(1)まず、ユーザは、POC1を使用して、POC1が持つ時刻情報を前述したように1日1回程度、通信路100を介して演算装置A2に送信する。演算装置A2は、光信号送受信部203がPOC1からの時刻情報を受信して、演算装置A2のプロセッサ201内のミドルウェア2011にシステム時刻情報205として提供する(ステップF1)。 (1) First, the user transmits the time information possessed by the POC 1 to the computing device A 2 via the communication path 100 about once a day as described above using the POC 1. In the arithmetic device A2, the optical signal transmitting / receiving unit 203 receives the time information from the POC1, and provides it as the system time information 205 to the middleware 2011 in the processor 201 of the arithmetic device A2 (step F1).

(2)システム時刻情報205を得たミドルウェア2011は、光信号送受信部203から得たシステム時刻情報205をLSI202内のシステム時刻タイマ2021へ、システム時刻情報204として格納する(ステップF2)。 (2) The middleware 2011 that has obtained the system time information 205 stores the system time information 205 obtained from the optical signal transmission / reception unit 203 in the system time timer 2021 in the LSI 202 as the system time information 204 (step F2).

(3)前述したステップF1、F2の処理と同様な手順により、演算装置B3、C4のシステム時刻タイマへシステム時刻情報を格納する(ステップF3)。 (3) The system time information is stored in the system time timer of the arithmetic devices B3 and C4 by the same procedure as the processing of steps F1 and F2 described above (step F3).

前述で説明したような処理により各演算装置のシステム時刻タイマ2021へのシステム時刻の設定が行われる。しかし、この時刻同期の処理は、ミドルウェアであるソフトウェアによる時刻設定の処理が行われているため、時刻同期精度が各演算装置の処理負荷に依存してしまい、各演算装置間の時刻誤差を規定(通信路での遅延、時刻設定の処理での遅延は、誤差として規定することができる)することができない。このため、各演算装置間の時刻を同期させることができないこととなる。   The system time is set in the system time timer 2021 of each arithmetic device by the processing described above. However, since the time synchronization processing is performed by software that is middleware, the time synchronization accuracy depends on the processing load of each arithmetic device, and the time error between the arithmetic devices is specified. (The delay in the communication path and the delay in the time setting process can be defined as an error). For this reason, the time between each arithmetic unit cannot be synchronized.

一般に、顧客のプラント設備等で問題が発生した場合、設備を納入した企業としては、問題要因を解析し、原因を説明する責任がある。このため、複数の演算装置と制御対象からなる設備における問題発生の解析のため、問題発生の要因を時系列順に並べて把握することが重要であり、各制御装置は、各種同期化手段によってシステム時刻を同期化・補正している。   Generally, when a problem occurs in a customer's plant equipment, the company that delivered the equipment is responsible for analyzing the cause of the problem and explaining the cause. For this reason, in order to analyze the occurrence of problems in facilities consisting of multiple arithmetic devices and controlled objects, it is important to understand the causes of the problems in chronological order. Are synchronized and corrected.

各演算装置のシステム時刻を同期化・補正する場合、システム時刻を同期化・補正することにより、演算装置でシステム時刻を参照して動作しているプログラムが動作タイミングを失い、障害となる場合があり、これを解決するために、IEEE1588のようなソフトウェアによる高精度な時刻同期化の手段を用いると、ソフトウェア負荷が増加し、演算装置の本来のプラント等に対する制御処理を害することがあるという問題点を生じさせる。また、GPSによる時刻同期化の方法を用いることも可能であるが、この方法は、配線敷設による設備コストの面で、高価になるという問題点を有している。   When synchronizing / correcting the system time of each computing device, by synchronizing / correcting the system time, a program that operates by referring to the system time on the computing device may lose its operation timing and become an obstacle. In order to solve this problem, when a highly accurate time synchronization means such as IEEE 1588 is used, the software load increases, and the control processing for the original plant of the arithmetic unit may be damaged. Create a point. In addition, although it is possible to use a time synchronization method using GPS, this method has a problem that it is expensive in terms of equipment costs due to wiring installation.

前述で説明した従来技術による時刻同期の処理では、各演算装置間の時刻誤差を規定することができないため、制御対象A2〜C4に障害が起きた際、障害の解析等のために、障害情報を時系に並べることができなくなるという問題を生じさせていた。また、前述のように、ソフトウェアの作りこみにより時刻同期の精度を上げることは可能であるが、その場合、演算装置のソフトウェア負荷が大きくなってしまい、本来の主目的であるプラント制御に悪影響を及ぼしてしまうという問題点を生じさせることになる。   In the time synchronization processing according to the conventional technology described above, the time error between the arithmetic devices cannot be defined. Therefore, when a failure occurs in the control objects A2 to C4, the failure information is used for analyzing the failure. The problem that it becomes impossible to arrange in time series. In addition, as described above, it is possible to increase the accuracy of time synchronization by making software, but in that case, the software load on the arithmetic unit increases, which adversely affects plant control, which is the original main purpose. This will cause the problem of being affected.

本発明の目的は、前述で説明したような点に鑑み、各演算装置の本来の制御処理の性能を低下させることなく、複数の演算装置間でシステム時刻を同期化することができるようにしたプラント設備等を制御する複数の演算装置が通信路を介して接続された制御システム及び各演算装置の時刻同期方法を提供することにある。   In view of the points described above, the object of the present invention is to be able to synchronize the system time among a plurality of arithmetic devices without degrading the performance of the original control processing of each arithmetic device. The object is to provide a control system in which a plurality of arithmetic devices for controlling plant facilities and the like are connected via a communication path, and a time synchronization method for each arithmetic device.

本発明によれば前記目的は、複数の演算装置が通信路により相互に接続され、前記複数の演算装置のそれぞれに制御対象が接続されて構成されている制御システムにおいて、前記複数の演算装置のそれぞれは、プロセッサと、システム時刻タイマと、独立した時刻同期専用のネットワーク時刻タイマと、フレーム生成手段と、フレーム受信手段とが備えられており、前記複数の演算装置の1つが時刻マスタに指定され、他の演算装置が時刻スレーブに指定され、前記時刻マスタである演算装置のプロセッサは、一定の周期で前記システム時刻タイマの時刻を取得して前記ネットワーク時刻タイマに格納して計時を続けさせ、前記フレーム生成手段は、前記ネットワーク時刻タイマの時刻情報を取得し、取得したネットワーク時刻タイマの時刻情報を含むフレームを生成し、生成したフレームを一定の周期で前記時刻スレーブである演算装置にブロードキャスト送信し、前記時刻スレーブである演算装置の前記フレーム受信手段は、前記ブロードキャスト送信されてきたフレームを受信し、フレーム内の時刻情報を自演算装置内の前記ネットワーク時刻タイマに格納して計時を続けさせることにより達成される。   According to the present invention, the object is to provide a control system in which a plurality of arithmetic devices are connected to each other through a communication path, and a control target is connected to each of the plurality of arithmetic devices. Each includes a processor, a system time timer, an independent network time timer dedicated to time synchronization, a frame generation means, and a frame reception means, and one of the plurality of arithmetic devices is designated as a time master. The other arithmetic device is designated as a time slave, and the processor of the arithmetic device that is the time master acquires the time of the system time timer at a constant cycle, stores it in the network time timer, and keeps counting time, The frame generation means acquires time information of the network time timer, and acquires the time of the acquired network time timer Generating a frame including information, and broadcasting the generated frame to the arithmetic device that is the time slave at a constant cycle, and the frame receiving means of the arithmetic device that is the time slave transmits the frame that has been broadcast. This is achieved by receiving the time information in the frame and storing the time information in the network time timer in the self-processing device so as to keep the time.

本発明によれば、各演算装置は、本来の制御処理の性能を低下させることなく、複数の演算装置間でネットワーク時刻を同期化させることが可能となり、それによって、制御対象の設備に問題が発生した際、問題要因を時系列に並べ把握することができ、原因究明に役立てることができる。   According to the present invention, each computing device can synchronize the network time among a plurality of computing devices without degrading the performance of the original control processing, thereby causing a problem with the equipment to be controlled. When they occur, problem factors can be understood in chronological order, which can be used for investigating the cause.

従来技術による制御システム及び演算装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control system and arithmetic unit by a prior art. 従来技術による制御システムを構成する複数の演算装置の時刻を同期させる処理動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the processing operation | movement which synchronizes the time of the some arithmetic device which comprises the control system by a prior art. 本発明の一実施形態による制御システム及び各演算装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control system by one Embodiment of this invention, and each arithmetic unit. 本発明の実施形態による制御システムを構成する複数の演算装置の時刻を同期させる処理動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the processing operation | movement which synchronizes the time of the some arithmetic device which comprises the control system by embodiment of this invention. 図3に示す本発明の実施形態による制御システムで、演算装置の制御対象に障害が起きた際の時刻情報の収集方法を説明する図である。It is a figure explaining the collection method of the time information when a failure occurs in the control object of the arithmetic unit in the control system according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 本発明の他の実施形態による制御システム及び各演算装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control system by each other Embodiment of this invention, and each arithmetic unit. 本発明の他の実施形態による制御システムを構成する複数の演算装置の時刻を同期させる処理動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the processing operation | movement which synchronizes the time of the some arithmetic device which comprises the control system by other embodiment of this invention. 図6に示す本発明の他の実施形態による制御システムで、演算装置の制御対象に障害が起きた際の時刻情報の収集方法を説明する図である。It is a figure explaining the collection method of the time information when the failure occurs in the control object of the arithmetic unit in the control system according to another embodiment of the present invention shown in FIG. 演算装置内のフレーム生成部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the flame | frame production | generation part in an arithmetic unit. フレーム生成部を含む演算装置でのフレーム生成の処理動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the processing operation | movement of the flame | frame production | generation in the arithmetic unit containing a flame | frame production | generation part. 演算装置内のフレーム受信部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the frame receiver in an arithmetic unit. フレーム受信部を含む演算装置でのフレーム受信の処理動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the processing operation | movement of the frame reception in the arithmetic unit containing a frame receiving part.

以下、本発明による制御システム及び各演算装置の時刻同期方法の実施形態を図面により詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一名を持つ構成要素であっても、図毎にそれらの要素に付与した符号が異なっているが、同一名であれば同一の構成要素である。   Embodiments of a control system and a time synchronization method for each arithmetic device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following description, even components having the same name are different in the reference numerals given to the components for each figure, but are the same components as long as they have the same name.

図3は本発明の一実施形態による制御システム及び各演算装置の構成を示すブロック図、図4は制御システムを構成する複数の演算装置の時刻を同期させる処理動作を説明するフローチャートである。図3に示す制御システム及び各演算装置の構成は、前述で説明した図1と大きくは変わらないため、以下では、図1と異なる点について説明する。   FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the control system and each arithmetic device according to one embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a flowchart for explaining the processing operation for synchronizing the times of a plurality of arithmetic devices constituting the control system. Since the configuration of the control system and each arithmetic unit shown in FIG. 3 is not significantly different from that of FIG. 1 described above, only the points different from FIG. 1 will be described below.

図3に示す本発明の実施形態による制御システムの構成は、図1により説明した従来技術の場合と同一であり、各演算装置の構成が異なっている。すなわち、演算装置A9〜C11のそれぞれは、演算装置A9、B10を代表として示すように、演算装置A9のLSI901内に、システム時刻タイマ9011、10011に加え、時刻同期専用として設けたネットワーク時刻タイマ9012、10012という時刻タイマを加えた点と、フレーム受信部9013、10013及びフレーム生成部9014、10014とを加えた点で、従来技術の場合と異なっている。本発明の実施形態では、時刻同期専用であるネットワーク時刻タイマ9012、10012を加えたことにより、システム時刻タイマ9011、1011)の値を変更することなく、時刻同期を可能としている。   The configuration of the control system according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 3 is the same as that of the prior art described with reference to FIG. 1, and the configuration of each arithmetic unit is different. That is, each of the arithmetic devices A9 to C11, as represented by the arithmetic devices A9 and B10, in the LSI 901 of the arithmetic device A9, in addition to the system time timers 9011 and 10011, a network time timer 9012 provided exclusively for time synchronization. , 10012, and a frame receiver 9013, 1003 and frame generators 9014, 10014 are added to the conventional technique. In the embodiment of the present invention, by adding network time timers 9012 and 10012 dedicated to time synchronization, time synchronization is possible without changing the values of the system time timers 9011 and 1011).

前述で説明したような構成を有する本発明の実施形態による制御システムは、従来技術による制御システムからの変更点、新規追加部分が少ないため、低コストで実現することができる。   The control system according to the embodiment of the present invention having the configuration as described above can be realized at low cost because there are few changes and new additions from the control system according to the prior art.

次に、図4を参照して演算装置A9の時刻を同期させるためネットワーク時刻タイマ9012への時刻設定の処理動作を説明する。   Next, the processing operation for setting the time in the network time timer 9012 in order to synchronize the time of the arithmetic unit A9 will be described with reference to FIG.

(1)まず、ユーザは、POC8を使用して、POC8が持つ時刻情報を通信路107を介して演算装置A9に送信する。演算装置A9は、光信号送受信部903がPOC8からの時刻情報を受信して、演算装置A9のプロセッサ902内のミドルウェア9021にシステム時刻情報907として提供する(ステップF4)。 (1) First, the user uses the POC 8 to transmit time information possessed by the POC 8 to the arithmetic unit A9 via the communication path 107. In the arithmetic device A9, the optical signal transmitting / receiving unit 903 receives the time information from the POC 8, and provides it to the middleware 9021 in the processor 902 of the arithmetic device A9 as the system time information 907 (step F4).

(2)システム時刻情報907を得たミドルウェア9021は、光信号送受信部903から得たシステム時刻情報907をLSI901内のシステム時刻タイマ9011へ、システム時刻情報904として格納する(ステップF5)。 (2) The middleware 9021 that has obtained the system time information 907 stores the system time information 907 obtained from the optical signal transmission / reception unit 903 in the system time timer 9011 in the LSI 901 as the system time information 904 (step F5).

(3)前述したステップF4、F5の処理と同様な手順により、演算装置B10、C11のシステム時刻タイマへシステム時刻情報を格納する(ステップF6)。 (3) The system time information is stored in the system time timer of the arithmetic devices B10 and C11 by the same procedure as the processing of steps F4 and F5 described above (step F6).

ここまでの処理は、従来技術での処理として説明した図2のF1〜F3までの処理と同様である。   The processing so far is the same as the processing from F1 to F3 in FIG. 2 described as processing in the prior art.

(4)次に、ユーザは、POC8から各演算装置のうち1つを時刻マスタとして指定する。ここでは、演算装置A9を時刻マスタとして指定したものとして説明を続けるが、ユーザは、任意の演算装置を時刻マスタとして指定することができる。時刻マスタとして指定されなかった演算装置B10、C11は、時刻スレーブとなる(ステップF7)。 (4) Next, the user designates one of the arithmetic devices from the POC 8 as the time master. Here, the description is continued assuming that the arithmetic device A9 is designated as the time master, but the user can designate any arithmetic device as the time master. The arithmetic devices B10 and C11 not designated as the time master become time slaves (step F7).

(5)時刻マスタに指定された演算装置A9のミドルウェア9021は、定周期(4秒に1回程度)でシステム時刻タイマ9011からシステム時刻をリードしてシステム時刻情報905を収集し、その時刻情報をネットワーク時刻タイマ9012に格納する。その後、ネットワーク時刻タイマ9012は、自身で計時を続ける。この処理により、ネットワーク時刻タイマ9012は、システム時刻タイマ9011と近い値をとることができる(ステップF8)。 (5) The middleware 9021 of the arithmetic device A9 designated as the time master reads the system time from the system time timer 9011 at a fixed period (about once every 4 seconds) and collects system time information 905, and the time information Is stored in the network time timer 9012. Thereafter, the network time timer 9012 keeps counting itself. By this processing, the network time timer 9012 can take a value close to the system time timer 9011 (step F8).

(6)その後、演算装置A9のLSI901のフレーム生成部9014は、ネットワーク時刻タイマ9012の時刻をネットワーク時刻情報908として取得し、ネットワーク時刻情報908を送信フレームに添付し、時刻情報フレーム909を生成し、そのフレームを時刻スレーブである演算装置B10、C11に光信号送受信部903からブロードキャストする(ステップF9)。 (6) Thereafter, the frame generation unit 9014 of the LSI 901 of the arithmetic device A9 acquires the time of the network time timer 9012 as the network time information 908, attaches the network time information 908 to the transmission frame, and generates the time information frame 909. The frame is broadcast from the optical signal transmission / reception unit 903 to the arithmetic devices B10 and C11 which are time slaves (step F9).

(7)時刻スレーブである演算装置B10は、光信号送受信部1003が時刻情報フレーム909を受信し、受信した時刻情報フレーム909のネットワーク時刻情報をLSI1001内のフレーム受信部10013を介してネットワーク時刻タイマ10012に格納し、その後、ネットワーク時刻タイマ10012に時刻の計時を続けさせる。演算装置C11も同様にネットワーク時刻情報をネットワーク時刻タイマに格納する。なお、ここで用いている送信フレームは、従来技術で時刻同期以外の目的で用いられているフレームであり、本発明の実施形態で新たに追加したものではない。また、時刻情報フレーム909とは、従来の送信フレームにネットワーク時刻情報908を添付したものである。本発明の実施形態では、従来から用いられている送信フレームを用いているため、図1に示して説明した従来技術による制御システムと本発明の実施形態による制御システムを併用することが可能である。フレーム受信部9013とフレーム生成部9014との詳細な構成については後述する(ステップF10)。 (7) In the arithmetic device B10 that is a time slave, the optical signal transmission / reception unit 1003 receives the time information frame 909, and the network time information of the received time information frame 909 is transmitted to the network time timer via the frame reception unit 10013 in the LSI 1001. Then, the network time timer 10012 keeps measuring the time. Similarly, the arithmetic device C11 stores the network time information in the network time timer. The transmission frame used here is a frame used for purposes other than time synchronization in the prior art, and is not newly added in the embodiment of the present invention. The time information frame 909 is obtained by attaching network time information 908 to a conventional transmission frame. In the embodiment of the present invention, since a transmission frame that has been used conventionally is used, it is possible to use the control system according to the prior art shown in FIG. 1 and the control system according to the embodiment of the present invention in combination. . Detailed configurations of the frame receiver 9013 and the frame generator 9014 will be described later (step F10).

図5は図3に示す本発明の実施形態による制御システムで、演算装置の制御対象に障害が起きた際の時刻情報の収集方法を説明する図である。図5には、図3に示す制御システムと同一の制御システムを示しているが、時刻情報の収集の説明のために必要な主メモリ情報を追記し、不必要なフレーム生成部、受信部を割愛して示している。時刻情報の収集方法は演算装置A16〜C18において同一であるため、ここでは演算装置A16についてのみ説明する。   FIG. 5 is a diagram for explaining a method of collecting time information when a failure occurs in the control target of the arithmetic device in the control system according to the embodiment of the present invention shown in FIG. FIG. 5 shows the same control system as that shown in FIG. 3 except that main memory information necessary for explaining the collection of time information is added, and unnecessary frame generators and receivers are added. It is omitted. Since the time information collection method is the same in the arithmetic devices A16 to C18, only the arithmetic device A16 will be described here.

演算装置A16のプロセッサ1602内のミドルウェア16021は、制御対象A19から制御対象A19の障害情報1609を受信すると、LSI1603内のシステム時刻タイマ16031からシステム時刻をリードしリードした時刻情報1607と、ネットワーク時刻タイマ16032からネットワーク時刻をリードしリードした時刻情報1608とを収集し、障害情報と共に、主メモリ1601内の、ネットワーク時刻格納エリア16011、システム時刻格納エリア16012、障害情報格納エリア16013に格納する。このとき格納された情報は、主メモリ1601内で表として保存しており、障害情報と、ネットワーク時刻及びシステム時刻とを関連付けることができる。演算装置B17、18でも、制御対象に障害が発生した場合、前述と同様な処理を行う。このよう方法で時刻を収集することにより、制御対象A19、B20、C21に障害が起きた際にも、同期されているネットワーク時刻に従って、それらの障害情報を時系列に並べることができる。なお、この場合、システム時刻は、タスクが働く、あるいは、タスクが働いている時間を規定するためにだけ利用されている。   When the middleware 16021 in the processor 1602 of the arithmetic device A16 receives the failure information 1609 of the control target A19 from the control target A19, the system time is read from the system time timer 16031 in the LSI 1603, and the read time information 1607 and the network time timer The network time is read from 16032 and the read time information 1608 is collected and stored in the network time storage area 16011, system time storage area 16012, and failure information storage area 16013 in the main memory 1601 together with the failure information. The information stored at this time is stored as a table in the main memory 1601, and the failure information can be associated with the network time and the system time. The arithmetic devices B17 and 18 also perform the same processing as described above when a failure occurs in the control target. By collecting the time in this way, even when a failure occurs in the controlled objects A19, B20, C21, the failure information can be arranged in time series according to the synchronized network time. In this case, the system time is used only to specify the time when the task is working or the time when the task is working.

次に、図3の参照に戻って、本発明の実施形態における時刻同期の精度について説明する。   Next, referring back to FIG. 3, the accuracy of time synchronization in the embodiment of the present invention will be described.

演算装置9〜11の相互間を接続する通信路107〜110は、リアルタイム性を保障する通信路であり、フレームの中継遅延を規定することができる。また、時刻情報フレーム909、1006として用いているフレームは、フレーム生成部9014から定周期で送出されるフレームであるため、時刻スレーブである演算装置B10、C11は、定周期で時刻を同期することができる。定周期で時刻を同期することにより、各演算装置B10、C11の独立したネットワーク時刻タイマが持つクロック発振器であるOSCのバラつきの影響を小さくすることができる。前述の定周期とは、一定の範囲内でユーザーが任意に決めることができる値である。これらより、ネットワーク時刻タイマの時刻同期精度を、非常に高くすることができ、かつ、その精度を規定することができる。また、時刻情報フレームの送信がハードウェアによるブロードキャストで行われるため、各演算装置A9〜C11のソフトウェア負荷を最小限に抑えることができる。なお、タイマの時刻精度は、それぞれの持つOSCの精度と、ブロードキャストでの時間精度で決まるものである。   The communication paths 107 to 110 that connect the arithmetic devices 9 to 11 are communication paths that guarantee real-time properties, and can define a relay delay of a frame. In addition, since the frames used as the time information frames 909 and 1006 are frames transmitted from the frame generation unit 9014 at a fixed cycle, the arithmetic devices B10 and C11 that are time slaves synchronize the time at a fixed cycle. Can do. By synchronizing the time with a fixed period, it is possible to reduce the influence of the variation of the OSC that is a clock oscillator included in the independent network time timer of each of the arithmetic devices B10 and C11. The above-mentioned fixed period is a value that can be arbitrarily determined by the user within a certain range. Accordingly, the time synchronization accuracy of the network time timer can be made extremely high and the accuracy can be defined. In addition, since the transmission of the time information frame is performed by broadcast by hardware, the software load on each of the arithmetic devices A9 to C11 can be minimized. Note that the time accuracy of the timer is determined by the accuracy of each OSC and the time accuracy of the broadcast.

図6は本発明の他の実施形態による制御システム及び各演算装置の構成を示すブロック図である。図6に示す制御システム及び演算装置の構成において、システムの構成及び各演算装置内部のLSI、プロセッサ、光送受信部の構成は、前述で説明した図3の場合と同一であり、図3からの変更点は、時刻スレーブである演算装置B24の光送受信部2403からミドルウェア24021へ送信される信号が、図6に示す例ではネットワーク時刻リードトリガとなっている点である。なお、演算装置B24と演算装置C25は、同様の構成を持つため、演算装置C25の構成については図示していない。   FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a control system and each arithmetic device according to another embodiment of the present invention. In the configuration of the control system and arithmetic unit shown in FIG. 6, the configuration of the system and the configuration of the LSI, processor, and optical transceiver in each arithmetic unit are the same as those in FIG. The change point is that the signal transmitted from the optical transmission / reception unit 2403 of the arithmetic device B24, which is a time slave, to the middleware 24021 serves as a network time read trigger in the example shown in FIG. In addition, since the arithmetic unit B24 and the arithmetic unit C25 have the same configuration, the configuration of the arithmetic unit C25 is not illustrated.

図7は本発明の他の実施形態による制御システムを構成する複数の演算装置の時刻を同期させる処理動作を説明するフローチャートであり、次に、これについて説明する。   FIG. 7 is a flowchart for explaining a processing operation for synchronizing the times of a plurality of arithmetic devices constituting a control system according to another embodiment of the present invention, which will be described next.

(1)まず、ユーザは、POC22を使用して、POC22が持つ時刻情報を通信路120を介して演算装置A23に送信する。演算装置A23は、光信号送受信部2303がPOC22からの時刻情報を受信して、演算装置A23のプロセッサ2302内のミドルウェア23021にシステム時刻情報2308として提供する(ステップF11)。 (1) First, the user uses the POC 22 to transmit time information possessed by the POC 22 to the arithmetic unit A23 via the communication path 120. In the arithmetic device A23, the optical signal transmission / reception unit 2303 receives the time information from the POC 22, and provides it to the middleware 23021 in the processor 2302 of the arithmetic device A23 as the system time information 2308 (step F11).

(2)システム時刻情報2308を得たミドルウェア23021は、光信号送受信部2303から得たシステム時刻情報2308をLSI2301内のシステム時刻タイマ23011へ、システム時刻情報2304として格納する。また、前述までの処理と同様な手順により、演算装置B10、C11のシステム時刻タイマへシステム時刻情報を格納する(ステップF12)。 (2) The middleware 23021 that has obtained the system time information 2308 stores the system time information 2308 obtained from the optical signal transmission / reception unit 2303 in the system time timer 23011 in the LSI 2301 as the system time information 2304. Further, the system time information is stored in the system time timers of the arithmetic devices B10 and C11 by the same procedure as described above (step F12).

ここまでの処理は、従来技術での処理として説明した図2のF1〜F3での処理と同様である。   The processing so far is the same as the processing in F1 to F3 in FIG. 2 described as processing in the prior art.

(3)次に、ユーザは、POC22から各演算装置のうち1つを時刻マスタとして指定する。ここでは、演算装置A23を時刻マスタとして指定したものとして説明を続けるが、ユーザは、任意の演算装置を時刻マスタとして指定することができる。時刻マスタとして指定されなかった演算装置B10、C11は、時刻スレーブとなる(ステップF13)。 (3) Next, the user designates one of the arithmetic devices from the POC 22 as the time master. Here, the description is continued assuming that the arithmetic device A23 is designated as the time master, but the user can designate any arithmetic device as the time master. The arithmetic devices B10 and C11 not designated as the time master become time slaves (step F13).

(4)時刻マスタに指定された演算装置A23のミドルウェア23021は、定周期(4秒に1回程度)でシステム時刻タイマ23011からシステム時刻をリードしてシステム時刻情報2305を収集し、その時刻情報2306をネットワーク時刻タイマ9012に格納する。この処理により、ネットワーク時刻タイマ9012は、システム時刻タイマ9011と近い値をとることになる(ステップF14)。 (4) The middleware 23021 of the arithmetic unit A23 designated as the time master reads the system time from the system time timer 23011 at a regular cycle (about once every 4 seconds) and collects the system time information 2305, and the time information 2306 is stored in the network time timer 9012. By this processing, the network time timer 9012 takes a value close to the system time timer 9011 (step F14).

(5)次に、演算装置A23のLSI2301のフレーム生成部23014は、ネットワーク時刻タイマ23012の時刻をネットワーク時刻情報2307として取得し、ネットワーク時刻情報2307を送信フレームに添付し、時刻情報フレーム2309を生成し、そのフレームを時刻スレーブである演算装置B24、C25に光信号送受信部2303からブロードキャストする(ステップF15)。 (5) Next, the frame generation unit 23014 of the LSI 2301 of the arithmetic device A23 acquires the time of the network time timer 23012 as the network time information 2307, attaches the network time information 2307 to the transmission frame, and generates a time information frame 2309. Then, the frame is broadcast from the optical signal transmitting / receiving unit 2303 to the arithmetic devices B24 and C25 which are time slaves (step F15).

(6)時刻スレーブである演算装置B24は、光信号送受信部2403が時刻情報フレーム2309を受信し、受信した時刻情報フレーム2309のネットワーク時刻情報をLSI2401内のフレーム受信部24013を介してネットワーク時刻タイマ24012にネットワーク時刻情報2406として格納し、ネットワーク時刻タイマ24012に時刻の計時を続けさせる。演算装置C25も同様にネットワーク時刻情報をネットワーク時刻タイマに格納する(ステップF16)。 (6) In the arithmetic device B24 which is a time slave, the optical signal transmission / reception unit 2403 receives the time information frame 2309, and the network time information of the received time information frame 2309 is received via the frame reception unit 24013 in the LSI 2401. It is stored as network time information 2406 in 24012, and the network time timer 24012 keeps measuring time. Similarly, the arithmetic device C25 stores the network time information in the network time timer (step F16).

(7)ユーザは、POC22を使用して、時刻スレーブとなっている演算送信のシステム時刻を更新する際にタスク処理が抜けてしまうようなタスク処理に影響を及ぼすことのない周期である推奨周期、例えば、4秒程度で時刻スレーブとなっている演算装置B24、C25にネットワーク時刻情報リードトリガ2407を発行させる。前述の推奨周期の値は、システム構成により異なるが、前述で説明したように本発明の実施形態では時刻同期精度を規定することができるため、ユーザーは、推奨周期を算出することができる(ステップF17)。 (7) The recommended cycle, which is a cycle that does not affect task processing that causes the task processing to be lost when the system time of calculation transmission that is a time slave is updated using the POC 22 For example, the network time information read trigger 2407 is issued to the arithmetic devices B24 and C25 that are time slaves in about 4 seconds. Although the value of the recommended period described above varies depending on the system configuration, as described above, since the time synchronization accuracy can be defined in the embodiment of the present invention, the user can calculate the recommended period (step) F17).

(8)ネットワーク時刻情報リードトリガは、時刻スレーブである演算装置B24の光信号送受信部2403により受信され、受信されたネットワーク時刻情報リードトリガは、光信号送受信部2403からプロセッサ2402内のミドルウェア24021にネットワーク時刻情報リードトリガ2407として渡される。ミドルウェア24021は、ネットワーク時刻情報リードトリガ2407を受け取ると、LSI2401内のネットワーク時刻タイマ24012からネットワーク時刻をその時刻のリード情報2405として取得し、システム時刻タイマ24011へ格納する。演算装置C25においても、演算装置B24と同様の処理が行われる(ステップF18)。 (8) The network time information read trigger is received by the optical signal transmission / reception unit 2403 of the arithmetic device B24 which is a time slave, and the received network time information read trigger is sent from the optical signal transmission / reception unit 2403 to the middleware 24021 in the processor 2402. It is passed as the network time information read trigger 2407. When the middleware 24021 receives the network time information read trigger 2407, the middleware 24021 acquires the network time from the network time timer 24012 in the LSI 2401 as the read information 2405 of that time, and stores it in the system time timer 24011. In the arithmetic device C25, the same processing as that of the arithmetic device B24 is performed (step F18).

図6により説明した本発明の第2の受信による制御システムは、演算装置A23〜C25のシステム時刻タイマが同期されることになるため、各制御対象A26〜C28に障害が発生したときに、その時点の時刻情報を収集する際、ネットワーク時刻リード情報を収集することなく、各演算装置のシステム時刻タイマからシステム時刻のみを収集することにより、発生した障害を時系列に並べることができる。時刻同期に用いている時刻情報フレーム2309は図3に示して説明した制御システムで用いているフレームと同様であり、中継遅延も同様である。このため、時刻同期精度については、図3に示して説明した制御システムの場合と変わらない。   In the control system according to the second reception of the present invention described with reference to FIG. 6, the system time timers of the arithmetic units A23 to C25 are synchronized. Therefore, when a failure occurs in each control target A26 to C28, When collecting the time information at the time, collecting the system time only from the system time timer of each computing device without collecting the network time read information, the faults that occurred can be arranged in time series. The time information frame 2309 used for time synchronization is the same as the frame used in the control system shown in FIG. 3, and the relay delay is also the same. For this reason, the time synchronization accuracy is the same as that of the control system shown in FIG.

図8は図6に示す本発明の他の実施形態による制御システムで、演算装置の制御対象に障害が起きた際の時刻情報の収集方法を説明する図である。図8には、図6に示す制御システムと同一の制御システムを示しているが、時刻情報の収集の説明のために必要な主メモリ情報を追記し、不必要なフレーム生成部、受信部を割愛して示している。時刻情報の収集方法は演算装置A30〜C32において同一であるため、ここでは演算装置A30についてのみ説明する。   FIG. 8 is a diagram for explaining a method of collecting time information when a failure occurs in the control target of the arithmetic device in the control system according to another embodiment of the present invention shown in FIG. FIG. 8 shows the same control system as the control system shown in FIG. 6. However, main memory information necessary for explaining the collection of time information is added, and unnecessary frame generators and receivers are added. It is omitted. Since the time information collection method is the same in the arithmetic devices A30 to C32, only the arithmetic device A30 will be described here.

演算装置A30のプロセッサ3002内のミドルウェア30021は、制御対象A33から制御対象A33の障害情報131を受信すると、LSI3003内のシステム時刻タイマ30032からシステム時刻をリードし、リードした時刻情報3006を障害情報131と共に、主メモリ3001内のシステム時刻格納エリア30011、障害情報格納エリア30012に、システム時刻情報3004、障害情報3005として格納する。   When the middleware 30021 in the processor 3002 of the arithmetic device A30 receives the fault information 131 of the control target A33 from the control target A33, the middleware 30021 reads the system time from the system time timer 30032 in the LSI 3003, and the read time information 3006 is used as the fault information 131. At the same time, the system time information 3004 and the failure information 3005 are stored in the system time storage area 30011 and the failure information storage area 30012 in the main memory 3001.

このとき格納された情報は、主メモリ内で表として保存しており、障害情報とシステム時刻とを関連付けることができ、収集したシステム時刻を用いることにより、制御対象A〜Cに障害が起きた際にも、それらの障害情報を時系列に並べることができる。   The information stored at this time is stored as a table in the main memory, the failure information can be associated with the system time, and a failure has occurred in the control objects A to C by using the collected system time. Sometimes, the failure information can be arranged in time series.

図9は演算装置内のフレーム生成部の構成を示すブロック図、図10はフレーム生成部を含む演算装置でのフレーム生成の処理動作を説明するフローチャートであり、次に、フレーム生成部の構成及びその処理動作について説明する。   FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the frame generation unit in the arithmetic unit, and FIG. 10 is a flowchart for explaining the frame generation processing operation in the arithmetic unit including the frame generation unit. Next, the configuration of the frame generation unit and The processing operation will be described.

演算装置36は、すでに説明したように、内部にプロセッサ3601と、LSI3602と、光信号送受信部3608とを備えて構成されている。そして、プロセッサ3601内には、ミドルウェア36011が設けられ、LSI3602内には、システム時刻タイマ36021、ネットワーク時刻タイマ36022、ネットワーク時刻制御レジスタ36023、フレーム生成部36024が設けられている。ネットワーク時刻制御レジスタ36023には、自演算装置が、時刻マスタとなっているか、時刻スレーブとなっているかを示す情報が格納されている。フレーム生成部36024は、時刻情報生成部360241、CRC計算部360242を有して構成されている。   As described above, the arithmetic unit 36 includes a processor 3601, an LSI 3602, and an optical signal transmission / reception unit 3608. A middleware 36011 is provided in the processor 3601, and a system time timer 36021, a network time timer 36022, a network time control register 36023, and a frame generation unit 36024 are provided in the LSI 3602. The network time control register 36023 stores information indicating whether the own arithmetic device is a time master or a time slave. The frame generation unit 36024 includes a time information generation unit 360241 and a CRC calculation unit 360242.

次に、図10に示すフローを参照して、フレーム生成部を含む演算装置でのフレーム生成の処理動作を説明する。   Next, with reference to the flow shown in FIG. 10, the processing operation of frame generation in the arithmetic device including the frame generation unit will be described.

(1)時刻マスタとなっている演算装置36内のミドルウェア36011は、LSI3602内のシステム時刻タイマ36021からシステム時刻をリードして時刻情報3603を取得し、取得した時刻情報をネットワーク時刻タイマ36022へ格納する(ステップF19)。 (1) The middleware 36011 in the arithmetic device 36 serving as the time master reads the system time from the system time timer 36021 in the LSI 3602 to acquire the time information 3603 and stores the acquired time information in the network time timer 36022. (Step F19).

(2)次に、ネットワーク時刻タイマ36022の時刻情報とネットワーク時刻制御レジスタ36023内の情報とが、それぞれ、フレーム生成部36024内の時刻情報生成部360241にネットワーク時刻情報3604、時刻マスタビット情報(ここでは、時刻マスタを示している)3605として送信される。前述の時刻マスタビット情報とは、演算装置が時刻マスタであるか、時刻スレーブであるかを示す情報であり、時刻マスタビット情報(マスタ)とは、演算装置が時刻マスタであることを示し、時刻マスタビット情報(スレーブ)とは演算装置が時刻スレーブであることを示す(ステップF20)。 (2) Next, the time information of the network time timer 36022 and the information in the network time control register 36023 are transferred to the time information generation unit 360241 in the frame generation unit 36024, respectively. Shows the time master). The time master bit information described above is information indicating whether the arithmetic device is a time master or a time slave, and time master bit information (master) indicates that the arithmetic device is a time master, The time master bit information (slave) indicates that the arithmetic device is a time slave (step F20).

(3)時刻情報生成部360241は、ネットワーク時刻情報制御レジスタ36023からの情報が時刻マスタビット情報(マスタ)3605であることを条件に、ネットワーク時刻情報3604送信フレームへ添付して時刻情報添付フレーム3606を生成し、生成したフレームをCRC計算部360242へ送信する(ステップF21)。 (3) The time information generation unit 360241 is attached to the network time information 3604 transmission frame and attached to the time information attachment frame 3606 on condition that the information from the network time information control register 36023 is time master bit information (master) 3605. And the generated frame is transmitted to the CRC calculation unit 360242 (step F21).

(4)CRC計算部360242は、受け取った時刻情報添付フレーム3606からCRC値を計算し、時刻情報送信フレーム3607を生成する(ステップF22)。 (4) The CRC calculation unit 360242 calculates a CRC value from the received time information attachment frame 3606, and generates a time information transmission frame 3607 (step F22).

(5)生成された時刻情報フレーム3607はLSI3602から定周期で光信号送受信部3608及び通信路134を介して送出される(ステップF23)。 (5) The generated time information frame 3607 is transmitted from the LSI 3602 at regular intervals via the optical signal transmission / reception unit 3608 and the communication path 134 (step F23).

図11は演算装置内のフレーム受信部の構成を示すブロック図、図12はフレーム受信部を含む演算装置でのフレーム受信の処理動作を説明するフローチャートであり、次に、フレーム受信部の構成及びその処理動作について説明する。なお、フレーム生成部は、全ての演算装置のそれぞれに備えられているが、フレーム受信部がフレーム受信を行うのは、時刻スレーブとなっている演算装置内のフレーム受信部のみである。   FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of the frame receiving unit in the arithmetic unit, and FIG. 12 is a flowchart for explaining the frame receiving processing operation in the arithmetic unit including the frame receiving unit. Next, the configuration of the frame receiving unit and The processing operation will be described. Note that the frame generation unit is provided in each of all the arithmetic devices, but the frame reception unit receives the frame only in the frame reception unit in the arithmetic device that is the time slave.

演算装置37は、すでに説明したように、内部にプロセッサ3701と、LSI3702と、光信号送受信部3708とを備えて構成されている。そして、プロセッサ3701)内には、ミドルウェア37011が設けられ、LSI3702内には、システム時刻タイマ37021、ネットワーク時刻制御レジスタ37022、フレーム受信部37023が設けられている。ネットワーク時刻制御レジスタ37022には、自演算装置が、時刻マスタとなっているか、時刻スレーブとなっているかを示す情報が格納されている。フレーム受信部37023は、フレーム解析部370234、時刻情報受信部370231、CRC解析部370233、時刻情報格納解析部370232を有して構成されている。   As described above, the arithmetic unit 37 includes a processor 3701, an LSI 3702, and an optical signal transmission / reception unit 3708. A middleware 37011 is provided in the processor 3701), and a system time timer 37021, a network time control register 37022, and a frame receiving unit 37023 are provided in the LSI 3702. The network time control register 37022 stores information indicating whether the own computing device is a time master or a time slave. The frame reception unit 37023 includes a frame analysis unit 370234, a time information reception unit 370231, a CRC analysis unit 370233, and a time information storage analysis unit 370232.

次に、図12に示すフローを参照して、フレーム受信部を含む演算装置でのフレーム受信の処理動作を説明する。   Next, with reference to the flow shown in FIG. 12, the processing operation of frame reception in the arithmetic device including the frame reception unit will be described.

(1)フレーム解析部370234は、光信号受信部3703で受信した時刻情報フレーム3710が送られてくると、フレーム内の時刻情報3706を時刻情報受信部370231に送信し、フレーム内のCRC情報3708をCRC解析部370233に送信し、さらに、フレーム内の時刻マスタビット情報(マスタ)3709を時刻情報格納解析部370232に送信する(ステップF23)。 (1) When the time information frame 3710 received by the optical signal reception unit 3703 is transmitted, the frame analysis unit 370234 transmits the time information 3706 in the frame to the time information reception unit 370231, and the CRC information 3708 in the frame. Is transmitted to the CRC analysis unit 370233, and the time master bit information (master) 3709 in the frame is transmitted to the time information storage analysis unit 370232 (step F23).

(2)ネットワーク制御レジスタ37022は、時刻マスタビット情報(スレーブ)3707を時刻格納解析部370232へ送信する。そして、時刻情報格納解析部370232はCRC情報3708が正常、かつ、時刻情報フレーム3710内の時刻マスタビット情報がマスタを示し、かつ、ネットワーク制御レジスタ37022からの時刻マスタビット情報がスレーブを示したときのみストローブ信号3705をネットワーク時刻タイマ37021に送信する(ステップF24、F25)。 (2) The network control register 37022 transmits time master bit information (slave) 3707 to the time storage analysis unit 370232. Then, the time information storage analysis unit 370232 indicates that the CRC information 3708 is normal, the time master bit information in the time information frame 3710 indicates the master, and the time master bit information from the network control register 37022 indicates the slave. Only the strobe signal 3705 is transmitted to the network time timer 37021 (steps F24 and F25).

(3)時刻情報受信部370231は、ネットワーク時刻情報3704をネットワーク時刻タイマ37021へ送信するが、ネットワーク時刻タイマ37021は、ストローブ信号3705を受信したときにのみ、時刻情報受信部370231から送信されてきたネットワーク時刻情報3704を自タイマに格納する(ステップF26)。 (3) The time information receiving unit 370231 transmits the network time information 3704 to the network time timer 37021. The network time timer 37021 is transmitted from the time information receiving unit 370231 only when the strobe signal 3705 is received. The network time information 3704 is stored in its own timer (step F26).

前述した本発明の実施形態での各処理は、プログラムにより構成し、本発明が備えるCPUに実行させることができ、また、それらのプログラムは、FD、CDROM、DVD等の記録媒体に格納して提供することができ、また、ネットワークを介してディジタル情報により提供することができる。   Each process in the above-described embodiment of the present invention is configured by a program and can be executed by a CPU included in the present invention. These programs are stored in a recording medium such as an FD, CDROM, or DVD. It can be provided and can be provided by digital information via a network.

8 POC
9〜10 演算装置A〜C
107〜110 通信路
12〜14 制御対象A〜C
901、1001 LSI
902、1002 プロセッサ
903、1003 光信号送受信部
9011、1011 システム時刻タイマ
9012、10012 ネットワーク時刻タイマ
9013、10013 フレーム受信部
9014、10014 フレーム生成部
9021、10021 ミドルウェア
3001 主メモリ
36023 ネットワーク時刻制御レジスタ
370231 時刻情報受信部
370232 時刻情報格納解析部
370233 CRC解析部
370234 フレーム解析部
8 POC
9 to 10 arithmetic devices A to C
107-110 Communication path 12-14 Control object A-C
901, 1001 LSI
902, 1002 Processor 903, 1003 Optical signal transmission / reception unit 9011, 1011 System time timer 9012, 10012 Network time timer 9013, 1003 Frame reception unit 9014, 10014 Frame generation unit 9021, 1001 Middleware 3001 Main memory 36023 Network time control register 3702231 Time information Reception unit 370232 Time information storage analysis unit 370233 CRC analysis unit 370234 Frame analysis unit

Claims (5)

複数の演算装置が通信路により相互に接続され、前記複数の演算装置のそれぞれに制御対象が接続されて構成されている制御システムにおいて、
前記複数の演算装置のそれぞれは、プロセッサと、システム時刻タイマと、独立した時刻同期専用のネットワーク時刻タイマと、フレーム生成手段と、フレーム受信手段とが備えられており、前記複数の演算装置の1つが時刻マスタに指定され、他の演算装置が時刻スレーブに指定され、
前記時刻マスタである演算装置のプロセッサは、一定の周期で前記システム時刻タイマの時刻を取得して前記ネットワーク時刻タイマに格納して計時を続けさせ、
前記フレーム生成手段は、前記ネットワーク時刻タイマの時刻情報を取得し、取得したネットワーク時刻タイマの時刻情報を含むフレームを生成し、生成したフレームを一定の周期で前記時刻スレーブである演算装置にブロードキャスト送信し、
前記時刻スレーブである演算装置の前記フレーム受信手段は、前記ブロードキャスト送信されてきたフレームを受信し、フレーム内の時刻情報を自演算装置内の前記ネットワーク時刻タイマに格納して計時を続けさせることを特徴とする制御システム。
In a control system in which a plurality of arithmetic devices are connected to each other through a communication path, and a control target is connected to each of the plurality of arithmetic devices,
Each of the plurality of arithmetic units includes a processor, a system time timer, an independent network time timer dedicated to time synchronization, a frame generation unit, and a frame reception unit. Is designated as the time master, other computing devices are designated as time slaves,
The processor of the arithmetic unit that is the time master acquires the time of the system time timer at a constant cycle, stores the time in the network time timer, and keeps counting time,
The frame generation unit acquires time information of the network time timer, generates a frame including the acquired network time timer time information, and broadcasts the generated frame to the arithmetic device that is the time slave at a constant cycle. And
The frame receiving means of the arithmetic device that is the time slave receives the broadcast-transmitted frame, stores the time information in the frame in the network time timer in the own arithmetic device, and continues the time measurement. Feature control system.
前記複数の演算装置に接続されている制御対象に障害が生じた際、各演算装置のプロセッサは、主メモリ内に制御対象の障害情報を格納すると共に、前記システム時刻タイマの時刻情報と、前記時刻同期専用のネットワーク時刻タイマの時刻情報とを格納し、前記ネットワーク時刻タイマの時刻情報に基づいて、各制御対象に生じた障害を時系列に並べることを特徴とする請求項1記載の制御システム。   When a failure occurs in the control target connected to the plurality of arithmetic devices, the processor of each arithmetic device stores the fault information of the control target in the main memory, the time information of the system time timer, and the 2. The control system according to claim 1, wherein time information of a network time timer dedicated to time synchronization is stored, and faults occurring in each control object are arranged in time series based on the time information of the network time timer. . 前記時刻スレーブである演算装置の前記フレーム受信手段は、前記ブロードキャスト送信されてきたフレームを受信し、フレーム内の時刻情報を前記ネットワーク時刻タイマに格納して計時を続けさせ、
前記時刻スレーブである演算装置のプロセッサは、任意の周期で前記ネットワークタイマの時刻情報をシステム時刻タイマに格納して計時を続けさせること特徴とする請求項1記載の制御システム。
The frame receiving means of the arithmetic device that is the time slave receives the broadcast-transmitted frame, stores the time information in the frame in the network time timer, and keeps counting time,
2. The control system according to claim 1, wherein the processor of the arithmetic device that is the time slave stores the time information of the network timer in a system time timer at an arbitrary cycle and continues the time measurement.
前記複数の演算装置に接続されている制御対象に障害が生じた際、各演算装置のプロセッサは、主メモリ内に制御対象の障害情報を格納すると共に、前記システム時刻タイマの時刻情報を格納し、前記システム時刻タイマの時刻情報に基づいて、各制御対象に生じた障害を時系列に並べることを特徴とする請求項3記載の制御システム。   When a fault occurs in a control target connected to the plurality of arithmetic units, the processor of each arithmetic unit stores the fault information of the control target in the main memory and the time information of the system time timer. 4. The control system according to claim 3, wherein faults occurring in each control target are arranged in time series based on time information of the system time timer. 複数の演算装置が通信路により相互に接続され、前記複数の演算装置のそれぞれに制御対象が接続されて構成されている制御システムにおける前記複数の演算装置の時刻同期方法において、
前記複数の演算装置のそれぞれは、プロセッサと、システム時刻タイマと、独立した時刻同期専用のネットワーク時刻タイマと、フレーム生成手段と、フレーム受信手段とが備えられており、前記複数の演算装置の1つが時刻マスタに指定され、他の演算装置が時刻スレーブに指定され、
前記時刻マスタである演算装置のプロセッサは、一定の周期で前記システム時刻タイマの時刻を取得して前記ネットワーク時刻タイマに格納して計時を続けさせ、
前記フレーム生成手段は、前記ネットワーク時刻タイマの時刻情報を取得し、取得したネットワーク時刻タイマの時刻情報を含むフレームを生成し、生成したフレームを一定の周期で前記時刻スレーブである演算装置にブロードキャスト送信し、
前記時刻スレーブである演算装置の前記フレーム受信手段は、前記ブロードキャスト送信されてきたフレームを受信し、フレーム内の時刻情報を自演算装置内の前記ネットワーク時刻タイマに格納して計時を続けさせることを特徴とする演算装置の時刻同期方法。
In the time synchronization method of the plurality of arithmetic devices in a control system configured such that a plurality of arithmetic devices are connected to each other through a communication path and a control target is connected to each of the plurality of arithmetic devices.
Each of the plurality of arithmetic units includes a processor, a system time timer, an independent network time timer dedicated to time synchronization, a frame generation unit, and a frame reception unit. Is designated as the time master, other computing devices are designated as time slaves,
The processor of the arithmetic unit that is the time master acquires the time of the system time timer at a constant cycle, stores the time in the network time timer, and keeps counting time,
The frame generation unit acquires time information of the network time timer, generates a frame including the acquired network time timer time information, and broadcasts the generated frame to the arithmetic device that is the time slave at a constant cycle. And
The frame receiving means of the arithmetic device that is the time slave receives the broadcast-transmitted frame, stores the time information in the frame in the network time timer in the own arithmetic device, and continues the time measurement. A time synchronization method of an arithmetic device characterized by the above.
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