JP6094196B2 - Information processing apparatus, information processing program, and information processing method - Google Patents
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本発明は、機械や設備などの動作を制御する制御システムに対するパラメータの決定などを行うための情報処理装置、情報処理プログラムおよび情報処理方法に関する。 The present invention relates to an information processing apparatus, an information processing program, and an information processing method for determining parameters and the like for a control system that controls operations of machines and equipment.
多くの生産現場で使用される機械や設備は、典型的には、プログラマブルコントローラ(Programmable Logic Controller;以下「PLC」とも称す。)などからなる制御装置を含む制御システムによって制御される。このような制御システムにおいて、PLCは、CPU(Central Processing Unit)ユニットと、外部のスイッチやセンサからの信号入力および/または外部のリレーやアクチュエータへの信号出力を担当するIO(Input Output)ユニットなどの機能ユニットとを含む。PLCは、ネットワークにより、複数のリモートIOターミナルと接続されこともある。このような各リモートIOターミナルは、通信カプラと、1または複数の機能ユニットとを含む。 Machines and equipment used in many production sites are typically controlled by a control system including a control device including a programmable controller (hereinafter also referred to as “PLC”). In such a control system, the PLC includes a CPU (Central Processing Unit) unit and an IO (Input Output) unit responsible for signal input from an external switch or sensor and / or signal output to an external relay or actuator. Functional units. The PLC may be connected to a plurality of remote IO terminals via a network. Each such remote IO terminal includes a communication coupler and one or more functional units.
このようなPLCと複数のリモートIOターミナルとの間の通信は、PLCが通信全体を管理するマスタとして機能させて、ポーリング方式を用いて実現される場合もある。例えば、特開2007−312043号公報(特許文献1)は、リモートIOシステムにおけるマスタ/スレーブ間通信として、一般的には、一斉同報方式とポーリング方式との2通りの通信方式を開示する。一斉同報方式は、マスタ局がすべてのスレーブ局を対象として同時に送信する通信方式であり、ポーリング方式は、マスタ局が対象となるスレーブ局のアドレス等の識別情報を特定し、対象となるスレーブ局を指定して送信する通信方式である。 Such communication between the PLC and the plurality of remote IO terminals may be realized by using a polling method by causing the PLC to function as a master for managing the entire communication. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-312043 (Patent Document 1) discloses two types of communication methods, ie, a simultaneous broadcast method and a polling method, as master / slave communication in a remote IO system. The broadcast method is a communication method in which the master station transmits to all slave stations at the same time. The polling method specifies identification information such as the address of the slave station to which the master station is targeted, and the target slave. This is a communication method in which a station is designated and transmitted.
例えば、同一の制御対象に対して何らかの制御を行う場合には、当該制御対象から取得される複数の状態値の間では同期を取ることが好ましい。すなわち、それぞれの状態値を同一のタイミングで制御対象から取得し、これらの取得した状態値に基づいて、制御対象に対する指令値などを算出することが好ましい。 For example, when some control is performed on the same control target, it is preferable to synchronize between a plurality of state values acquired from the control target. That is, it is preferable that each state value is acquired from the control target at the same timing, and a command value for the control target is calculated based on the acquired state value.
一方、ネットワーク接続されたリモートIOターミナルの間では、伝送遅延などが発生するため、異なるリモートIOターミナルからそれぞれ取得された状態値の間で同期を取ることは容易ではない。例えば、データフレームを順次転送して、各リモートIOターミナルとの間でデータを遣り取りする通信方式では、データフレームの到着タイミングがリモートIOターミナル間で異なる。そのため、それぞれの到着タイミングに応じて、状態値の取得(入力リフレッシュ)および指令値の出力(出力リフレッシュ)のタイミングをリモートIOターミナル毎に調整する必要がある。 On the other hand, since a transmission delay occurs between remote IO terminals connected to the network, it is not easy to synchronize state values acquired from different remote IO terminals. For example, in a communication method in which data frames are sequentially transferred and data is exchanged with each remote IO terminal, the arrival timing of the data frame differs between remote IO terminals. Therefore, it is necessary to adjust the timing of acquisition of state values (input refresh) and output of command values (output refresh) for each remote IO terminal according to the arrival timing of each.
従来は、このようなリモートIOターミナル毎のタイミング調整を自動的に行う手段がなく、試行錯誤的に調整せざるを得なかった。そのため、熟練した技術者でなければ、うまく調整できないという課題があった。 Conventionally, there is no means for automatically adjusting the timing for each remote IO terminal, and adjustments have to be made by trial and error. For this reason, there is a problem that only a skilled engineer can make adjustments.
本発明は、上記のような点を考慮してなされたものであり、その目的は、マスタ装置とネットワークを介して接続される1つまたは複数のスレーブ装置とを備える制御システムにおける同期タイミングを容易に決定できる環境を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and its purpose is to facilitate synchronization timing in a control system including a master device and one or more slave devices connected via a network. It is to provide an environment that can be determined.
本発明のある局面に従えば、マスタ装置と、マスタ装置とネットワークを介して接続される1つまたは複数のスレーブ装置とを備える制御システムに対して、パラメータを決定するための情報処理装置が提供される。スレーブ装置は、制御対象との間で信号の遣り取りを行うための機能ユニットを含む。情報処理装置は、マスタ装置における通信周期を取得する手段と、マスタ装置からネットワークを介して送信されるデータフレームのスレーブ装置による受信が完了するまでに要する見込み時間を取得する手段と、スレーブ装置において、マスタ装置からのデータフレームの受信が完了してから、当該受信したデータフレームに含まれるデータのスレーブ装置に含まれる機能ユニットへの転送が完了するまでに要する見込み時間を取得する手段と、スレーブ装置において、機能ユニットが制御対象から取得した状態値をネットワークを介して送信できる状態になるまでに要する見込み時間を取得する手段と、取得される通信周期および見込み時間に基づいて、スレーブ装置に含まれる機能ユニットに対して、制御対象から状態値の取得を指示するタイミング、および、マスタ装置に含まれる機能ユニットに対して、受信したデータフレームに含まれるデータを制御対象に対して出力するタイミングを決定する手段とを含む。 According to an aspect of the present invention, an information processing apparatus for determining parameters is provided for a control system including a master device and one or more slave devices connected to the master device via a network. Is done. The slave device includes a functional unit for exchanging signals with the control target. The information processing apparatus includes: means for acquiring a communication cycle in the master apparatus; means for acquiring an expected time required for completion of reception by the slave apparatus of a data frame transmitted from the master apparatus via the network; Means for obtaining an expected time required from completion of reception of a data frame from the master device to completion of transfer of data contained in the received data frame to a functional unit included in the slave device; In the device, included in the slave device based on the means for obtaining the expected time required for the functional unit to obtain the state value obtained from the control target and ready for transmission via the network, and the obtained communication cycle and expected time. To obtain the status value from the control target That includes timing and, to the functional units included in the master device, and means for determining a timing for outputting the data contained in the received data frame on the control target.
好ましくは、情報処理装置は、各機能ユニットの固有パラメータを示すプロファイルを保持する保持手段をさらに含む。見込み時間は、プロファイルを参照して取得される。 Preferably, the information processing apparatus further includes holding means for holding a profile indicating the unique parameter of each functional unit. The expected time is obtained with reference to the profile.
さらに好ましくは、情報処理装置は、制御システムに含まれるマスタ装置およびスレーブ装置を設計するためのユーザインターフェイスを提供する手段をさらに含む。保持手段は、ユーザインターフェイスを介して設計される制御システムを定義する構成情報をさらに保持し、見込み時間は、構成情報によって定義される設計値に基づいて、決定される。 More preferably, the information processing device further includes means for providing a user interface for designing a master device and a slave device included in the control system. The holding means further holds configuration information defining a control system designed via the user interface, and the expected time is determined based on a design value defined by the configuration information.
さらに好ましくは、見込み時間は、構成情報によって定義される制御システムにおける最大値が採用される。 More preferably, the maximum value in the control system defined by the configuration information is adopted as the expected time.
好ましくは、すべてのスレーブ装置において、マスタ装置から送信されたデータを出力する準備が完了する基準タイミングを基準として、制御対象から状態値の取得を指示するタイミング、および、受信したデータフレームに含まれるデータを制御対象に対して出力するタイミングが決定される。 Preferably, the timing for instructing acquisition of the state value from the control target and the received data frame with reference to the reference timing at which preparation for outputting the data transmitted from the master device is completed in all slave devices The timing for outputting data to the controlled object is determined.
本発明の別の局面に従えば、マスタ装置と、マスタ装置とネットワークを介して接続される1つまたは複数のスレーブ装置とを備える制御システムに対して、パラメータを決定するための処理をコンピュータに実行させる情報処理プログラムが提供される。スレーブ装置は、制御対象との間で信号の遣り取りを行うための機能ユニットを含む。情報処理プログラムは、コンピュータに、マスタ装置における通信周期を取得するステップと、マスタ装置からネットワークを介して送信されるデータフレームのスレーブ装置による受信が完了するまでに要する見込み時間を取得するステップと、スレーブ装置において、マスタ装置からのデータフレームの受信が完了してから、当該受信したデータフレームに含まれるデータのスレーブ装置に含まれる機能ユニットへの転送が完了するまでに要する見込み時間を取得するステップと、スレーブ装置において、機能ユニットが制御対象から取得した状態値をネットワークを介して送信できる状態になるまでに要する見込み時間を取得するステップと、取得される通信周期および見込み時間に基づいて、スレーブ装置に含まれる機能ユニットに対して、制御対象から状態値の取得を指示するタイミング、および、マスタ装置に含まれる機能ユニットに対して、受信したデータフレームに含まれるデータを制御対象に対して出力するタイミングを決定するステップとを実行させる。 According to another aspect of the present invention, a process for determining a parameter is performed on a computer for a control system including a master device and one or more slave devices connected to the master device via a network. An information processing program to be executed is provided. The slave device includes a functional unit for exchanging signals with the control target. The information processing program includes, in the computer, obtaining a communication cycle in the master device, obtaining an expected time required for completing reception by the slave device of the data frame transmitted from the master device via the network, In the slave device, a step of obtaining an expected time required from completion of reception of the data frame from the master device to completion of transfer of data included in the received data frame to a functional unit included in the slave device In the slave device, the step of acquiring the expected time required for the functional unit to acquire the state value acquired from the control target through the network, and the slave based on the acquired communication cycle and the estimated time. In the functional unit included in the device Determining timing for instructing acquisition of the state value from the control target, and timing for outputting the data included in the received data frame to the control target for the functional unit included in the master device; Is executed.
本発明のさらに別の局面に従えば、マスタ装置と、マスタ装置とネットワークを介して接続される1つまたは複数のスレーブ装置とを備える制御システムに対して、パラメータを決定するための情報処理方法が提供される。スレーブ装置は、制御対象との間で信号の遣り取りを行うための機能ユニットを含む。情報処理方法は、マスタ装置における通信周期を取得するステップと、マスタ装置からネットワークを介して送信されるデータフレームのスレーブ装置による受信が完了するまでに要する見込み時間を取得するステップと、スレーブ装置において、マスタ装置からのデータフレームの受信が完了してから、当該受信したデータフレームに含まれるデータのスレーブ装置に含まれる機能ユニットへの転送が完了するまでに要する見込み時間を取得するステップと、スレーブ装置において、機能ユニットが制御対象から取得した状態値をネットワークを介して送信できる状態になるまでに要する見込み時間を取得するステップと、取得される通信周期および見込み時間に基づいて、スレーブ装置に含まれる機能ユニットに対して、制御対象から状態値の取得を指示するタイミング、および、マスタ装置に含まれる機能ユニットに対して、受信したデータフレームに含まれるデータを制御対象に対して出力するタイミングを決定するステップとを備える。 According to still another aspect of the present invention, an information processing method for determining parameters for a control system including a master device and one or more slave devices connected to the master device via a network. Is provided. The slave device includes a functional unit for exchanging signals with the control target. The information processing method includes a step of obtaining a communication cycle in the master device, a step of obtaining an expected time required for the slave device to complete reception of a data frame transmitted from the master device via the network, and a slave device A step of acquiring an expected time required from completion of reception of a data frame from the master device to completion of transfer of data included in the received data frame to a functional unit included in the slave device; Included in the slave device based on the step of obtaining the expected time required for the functional unit to be able to transmit the state value obtained from the control target via the network, and the obtained communication cycle and expected time in the device Status of the functional unit The timing for instructing the acquisition of the values, and provided to the functional units included in the master device, and determining the timing for outputting the data contained in the received data frame on the control target.
本発明によれば、マスタ装置とネットワークを介して接続される1つまたは複数のスレーブ装置とを備える制御システムにおける同期タイミングを容易に決定できる環境を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the environment which can determine easily the synchronous timing in a control system provided with the master apparatus and the 1 or several slave apparatus connected via a network can be provided.
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。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, about the same or equivalent part in a figure, the same code | symbol is attached | subjected and the description is not repeated.
<A.制御システムの構成例>
まず、本実施の形態に係る制御システムの構成例について説明する。図1は、本実施の形態に係る制御システムの構成例を示す模式図である。図1を参照して、制御システムSYSは、PLC1と、上位通信ネットワークであるフィールドネットワーク2を介してPLC1に接続される、サーボドライバ3およびリモートIOターミナル5とを含む。PLC1には、接続ケーブル10などを介してサポート装置8が接続される。
<A. Example of control system configuration>
First, a configuration example of the control system according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a control system according to the present embodiment. Referring to FIG. 1, control system SYS includes a
PLC1は、主たる演算処理を実行するCPUユニット12と、1つ以上の機能ユニット14とを含む。これらの機能ユニット14は、PLC内部バス11を介して、データを互いに遣り取りできるように構成される。また、機能ユニット14には、電源ユニット16によって適切な電圧の電源が供給される。このような機能ユニット14は、IOユニットや特殊ユニットを含む。
The
IOユニットは、一般的な入出力処理に関するユニットであり、オン/オフといった2値化されたデータの入出力を司る。すなわち、IOユニットは、検出スイッチ6などのセンサが何らかの対象物を検出している状態(オン)および何らの対象物も検出していない状態(オフ)のいずれであるかという情報を収集する。また、IOユニットは、リレー7やアクチュエータといった出力先に対して、活性化するための指令(オン)および不活性化するための指令(オフ)のいずれかを出力する。
The IO unit is a unit related to general input / output processing, and controls input / output of binarized data such as on / off. That is, the IO unit collects information indicating whether the sensor such as the
特殊ユニットは、アナログデータの入出力、温度制御、特定の通信方式による通信といった、IOユニットではサポートしない機能を有する。 The special unit has functions not supported by the IO unit, such as input / output of analog data, temperature control, and communication using a specific communication method.
フィールドネットワーク2は、CPUユニット12と遣り取りされる各種データを伝送する。フィールドネットワーク2としては、各種の産業用のイーサネット(登録商標)を用いることができる。産業用のイーサネット(登録商標)としては、例えば、EtherCAT(登録商標)、PROFINET(登録商標)、MECHATROLINK(登録商標)−III、Powerlink、SERCOS(登録商標)−III、CIP Motionなどがある。さらに、産業用のイーサネット(登録商標)以外のフィールドネットワークを用いてもよい。例えば、DeviceNet、CompoNet(登録商標)などを用いてもよい。
The
本実施の形態においては、一例として、フィールドネットワーク2上をデータフレームが順次転送されることで、PLC1との間でデータが遣り取りされる。以下の説明では、内部バス上を伝搬するデータフレームと区別するために、フィールドネットワーク2上のデータフレームを「フィールドネットワークフレーム」とも称す。
In this embodiment, as an example, data is exchanged with the
サーボドライバ3は、フィールドネットワーク2を介してCPUユニット12と接続されるとともに、CPUユニット12からの指令値に従ってサーボモータ4を駆動する。
The
図1に示す制御システムSYSのフィールドネットワーク2には、さらに、1つ以上のリモートIOターミナル5が接続されている。リモートIOターミナル5は、機能ユニット14と同様に、一般的な入出力処理に関する処理を行う。より具体的には、リモートIOターミナル5は、フィールドネットワーク2でのデータ伝送に係る処理を行うための通信カプラ52と、1つ以上の機能ユニット54(IOユニットや特殊ユニットを含む)とを含む。すなわち、リモートIOターミナル5は、制御対象との間で信号の遣り取りを行うための機能ユニット54を含む。これらの機能ユニット54は、リモートIOターミナル内部バス51を介して、データを互いに遣り取りできるように構成される。
One or more
通信カプラ52は、機能ユニット54の動作を制御するとともに、CPUユニット12との間のデータ伝送を制御する。通信カプラ52は、フィールドネットワーク2を介して、PLC1のCPUユニット12に接続されている。
The
リモートIOターミナル5において、通信カプラ52は、装着される機能ユニット54(IOユニットや特殊ユニット)との間のリモートIOターミナル内部バス51を介したデータ伝送を主体的に管理する。同様に、PLC1において、CPUユニット12は、装着される機能ユニット14(IOユニットや特殊ユニット)との間のPLC内部バス11を介したデータ伝送を主体的に管理する。
In the
以下の説明では、PLC1(より具体的には、CPUユニット12)は、フィールドネットワーク2を介したデータ伝送を主体的に管理するので、その機能に着目して、これらを「マスタ装置」とも記載し、それ以外のリモートIOターミナル5(より具体的には、通信カプラ52)を「スレーブ装置」とも記載する。すなわち、制御システムSYSは、マスタ装置(PLC1)と、マスタ装置とネットワークを介して接続される1つまたは複数のスレーブ装置(リモートIOターミナル5やサーボドライバ3など)とを含む。
In the following description, the PLC 1 (more specifically, the CPU unit 12) mainly manages data transmission via the
<B.リモートIOターミナル5のハードウェア構成例>
次に、本実施の形態に係る制御システムSYSの一部を構成するリモートIOターミナル5のハードウェア構成について説明する。
<B. Example of hardware configuration of
Next, a hardware configuration of the
(b1.接続構成)
図2は、本実施の形態に係るリモートIOターミナル5の接続構成を示す模式図である。図2を参照して、リモートIOターミナル5では、1つ以上の機能ユニット54−1,54−2,54−3,…が通信ラインであるリモートIOターミナル内部バス51(ダウンリンク511およびアップリンク512)を介して通信カプラ52と互いにデータ伝送可能になっている。
(B1. Connection configuration)
FIG. 2 is a schematic diagram showing a connection configuration of the
一例として、ダウンリンク511およびアップリンク512では、シリアル通信が採用されており、対象のデータは、時系列に一列に並べられた形で伝搬する。より具体的には、ダウンリンク511では、通信カプラ52から機能ユニット54へ向けて、ダウンリンク511を介して一方向にデータが送信される。一方、アップリンク512では、いずれかの機能ユニット54から通信カプラ52へ向けて、アップリンク512を介して一方向にデータが送信される。
As an example, the
機能ユニット54の各々は、ダウンリンク511またはアップリンク512を伝搬するデータフレームを受信すると、そのデータフレームからデータを復号して必要な処理を実行する。そして、機能ユニット54の各々は、データフレームを再生成した上で、次段の機能ユニット54へ再送信(フォワード)する。以下の説明では、フィールドネットワーク2上を伝搬するデータフレームと区別するために、機能ユニット54から出力すべき状態値を含むデータフレームを「内部バスOUTフレーム」とも称し、機能ユニット54によって検出された状態値を含むデータフレームを「内部バスINフレーム」とも称す。基本的には、「内部バスOUTフレーム」は、ダウンリンク511上を伝搬し、「内部バスINフレーム」は、アップリンク512を伝搬する。また、「内部バスOUTフレーム」および「内部バスINフレーム」を「内部バスフレーム」と総称する場合もある。
When each of the
このようなデータフレームの順次転送を実現するために、各機能ユニット54は、ダウンリンク511に関して、受信部(以下「RX」とも記す。)210aおよび送信部(以下「TX」とも記す。)210bを含むとともに、アップリンク512に関して、受信部220aおよび送信部220bを含む。受信部210aおよび220aは、通信ラインであるリモートIOターミナル内部バス51を介して他の機能ユニット54から内部バスフレームに含まれるデータを受信する。送信部210bおよび220bは、通信ラインであるリモートIOターミナル内部バス51を介して他の機能ユニット54へデータを含む内部バスフレームを送信する。
In order to realize such sequential transfer of data frames, each
各機能ユニット54は、プロセッサ200を含み、プロセッサ200がこれらのデータ処理を制御する。
Each
通信カプラ52は、演算主体であるプロセッサ100と、フィールドバス制御部110と、受信部112と、送信部114と、内部バス制御部130とを含む。すなわち、通信カプラ52は、リモートIOターミナル内部バス51(ダウンリンク511およびアップリンク512)と接続されるだけではなく、受信部112および送信部114を介して、フィールドネットワーク2とも接続される。フィールドバス制御部110は、フィールドネットワーク2を介したデータ伝送を管理し、内部バス制御部130は、リモートIOターミナル内部バス51を介したデータ伝送を管理する。
The
(b2.通信カプラ52の構成)
図3は、本実施の形態に係るリモートIOターミナル5を構成する通信カプラ52のハードウェア構成を示す模式図である。図3を参照して、リモートIOターミナル5の通信カプラ52は、プロセッサ100と、不揮発性メモリ101と、フィールドバス制御部110と、受信部112と、送信部114と、内部バス制御部130とを含む。
(B2. Configuration of communication coupler 52)
FIG. 3 is a schematic diagram showing a hardware configuration of the
受信部112は、PLC1からフィールドネットワーク2を介して送信されるフィールドネットワークフレームを受信してデータへ復号した上で、フィールドバス制御部110へ出力する。送信部114は、フィールドバス制御部110から出力されるデータからフィールドネットワークフレームを再生成してフィールドネットワーク2を介して再送信(フォワード)する。
The receiving
フィールドバス制御部110は、受信部112および送信部114と協働して、フィールドネットワーク2を介して予め定められた伝送周期毎にフィールドネットワークフレームを送受信する。より具体的には、フィールドバス制御部110は、フィールドバス通信コントローラ120と、メモリコントローラ122と、FIFO(First In First Out)メモリ124と、受信バッファ126と、送信バッファ128とを含む。
The
フィールドバス通信コントローラ120は、PLC1からフィールドネットワーク2を介して送信されるコマンドなどを解釈して、フィールドネットワーク2を介した通信を実現するために必要な処理を実行する。また、フィールドバス通信コントローラ120は、FIFOメモリ124に順次格納されるフィールドネットワークフレームからのデータコピー、およびフィールドネットワークフレームに対するデータ書込みの処理を行う。
The
メモリコントローラ122は、DMA(Direct Memory Access)などの機能を実現する制御回路であり、FIFOメモリ124、受信バッファ126および送信バッファ128などへのデータの書込み/読出しを制御する。
The
FIFOメモリ124は、フィールドネットワーク2を介して受信されたフィールドネットワークフレームを一時的に格納するとともに、その格納された順序に従ってフィールドネットワークフレームを順次出力する。受信バッファ126は、FIFOメモリ124に順次格納されるフィールドネットワークフレームに含まれるデータのうち、自装置に接続されている機能ユニット54の出力部から出力すべき状態値を示すデータを抽出して一時的に格納する。送信バッファ128は、機能ユニット54の入力部で検出された状態値を示すプロセスデータであって、FIFOメモリ124に順次格納されるフィールドネットワークフレームの所定領域に書込むべきデータを一時的に格納する。
The
プロセッサ100は、フィールドバス制御部110および内部バス制御部130に対して指示を与えるとともに、フィールドバス制御部110と内部バス制御部130との間のデータ転送などを制御する。
The
不揮発性メモリ101は、システムプログラム102および構成情報104を格納する。構成情報104は、機能ユニット54の設定情報を含む。
The
内部バス制御部130は、リモートIOターミナル内部バス51(ダウンリンク511およびアップリンク512)を介して機能ユニット54との間で内部バスフレーム(データ)を送受信する。
The internal
より具体的には、内部バス制御部130は、内部バス通信コントローラ132と、送信回路142と、受信回路144と、記憶部160とを含む。
More specifically, the internal
内部バス通信コントローラ132は、リモートIOターミナル内部バス51を介したデータ伝送を主体的に管理する。送信回路142は、内部バス通信コントローラ132からの指示に従って、リモートIOターミナル内部バス51のダウンリンク上を流れる内部バスフレームを生成して送信する。受信回路144は、リモートIOターミナル内部バス51のアップリンク上を流れる内部バスフレームを受信して、内部バス通信コントローラ132へ出力する。
The internal
記憶部160は、リモートIOターミナル内部バス51を伝搬する内部バスフレーム(データ)を格納するバッファメモリに相当する。より具体的には、記憶部160は、共有メモリ162と、受信バッファ164と、送信バッファ166とを含む。共有メモリ162は、フィールドバス制御部110と内部バス制御部130との間で遣り取りされる内部バスフレームを一時的に格納する。受信バッファ164は、リモートIOターミナル内部バス51を介して機能ユニット54から受信した内部バスフレームを一時的に格納する。送信バッファ166は、フィールドバス制御部110で受信されたフィールドネットワークフレームに含まれるデータを一時的に格納する。
The
(b3.機能ユニット54の構成)
図4は、本実施の形態に係るリモートIOターミナル5の機能ユニット54のハードウェア構成を示す模式図である。図4には、機能ユニット54の一例として、IOユニットを示す。図4を参照して、リモートIOターミナル5の機能ユニット54の各々は、逆シリアル変換器(de-serializer:以下「DES」とも称す。)212,222と、シリアル変換器(SER:serializer:以下「SER」とも称す。)216,226と、フォワードコントローラ214,224とを含む。さらに、機能ユニット54の各々は、バス250を介して互いに接続された、受信処理部230と、送信処理部240と、プロセッサ200と、共有メモリ202と、IOモジュール206と、メモリ207とを含む。
(B3. Configuration of functional unit 54)
FIG. 4 is a schematic diagram showing a hardware configuration of the
DES212、フォワードコントローラ214およびSER216は、図2に示すダウンリンク511についての受信部210aおよび送信部210bに対応する。これらの部分は、ダウンリンク511を流れる内部バスフレームの送受信に係る処理を実行する。同様に、DES222、フォワードコントローラ224およびSER226は、図2に示すアップリンク512についての受信部220aおよび送信部220bに対応する。これらの部分は、アップリンク512を流れる内部バスフレームの送受信に係る処理を実行する。
The
受信処理部230は、復号部232と、CRCチェック部234とを含む。復号部232は、受信されたデータフレームを所定のアルゴリズムに従ってデータへ復号する。CRCチェック部234は、データフレームの最後に付加されるフレームチェックシーケンス(Frame Check Sequence:FCS)などに基づいて誤りチェック(例えば、CRC(Cyclic Redundancy Check)符号)を行う。
The
送信処理部240は、フォワードコントローラ214および224に接続され、プロセッサ200などからの指示に従って、次段の機能ユニット54へ再送信(フォワード)する内部バスフレームの生成およびタイミング制御などを行う。また、送信処理部240は、プロセッサ200などと協働して、次段の機能ユニット54へ送信すべきデータを生成する。より具体的には、送信処理部240は、CRC生成部242と、符号化部244とを含む。CRC生成部242は、プロセッサ200などからのデータに対して誤り制御符号(CRC)を算出して、当該データを格納する内部バスフレームに付加する。符号化部244は、CRC生成部242からのデータを符号化し、対応するフォワードコントローラ214または224へ出力する。
The
プロセッサ200は、機能ユニット54を主体的に制御する演算主体である。より具体的には、プロセッサ200は、受信処理部230を介して受信されたデータフレームを共有メモリ202に格納し、あるいは共有メモリ202から所定のデータを読み出して送信処理部240へ出力し、内部バスフレームを生成させる。
The
共有メモリ202は、受信処理部230を介して受信された内部バスフレームを一時的に格納するための受信バッファ203と、送信処理部240へ介して送信するための内部バスフレームを一時的に格納するための送信バッファ204とを含む。また、共有メモリ202は、各種データを格納するための領域を含む。
The shared
IOモジュール206は、外部のスイッチやセンサからの入力信号を受信し、その値を共有メモリ202に書込む、および/または、共有メモリ202の対応する領域に書込まれた値に従ってその信号を外部のリレーやアクチュエータへ出力する。
The
メモリ207は、システムプログラム209および設定情報208を格納する。典型的には、システムプログラム209は、メモリ207の不揮発性領域に格納され、設定情報208は、メモリ207の揮発性領域に格納される。
The
<C.PLC1のハードウェア構成例>
次に、本実施の形態に係る制御システムSYSの一部を構成するPLC1のハードウェア構成について説明する。
<C. Example of
Next, the hardware configuration of the
(c1.接続構成)
図5は、本実施の形態に係るPLC1の接続構成を示す模式図である。図5を参照して、PLC1においても、上述のリモートIOターミナル5と同様に、CPUユニット12および1つ以上の機能ユニット14−1,14−2,14−3,…が通信ラインであるPLC内部バス11(ダウンリンク611およびアップリンク612)を介して互いにデータ伝送可能になっている。
(C1. Connection configuration)
FIG. 5 is a schematic diagram showing a connection configuration of the
機能ユニット14の各々は、ダウンリンク611またはアップリンク612を伝搬する内部バスフレームを受信すると、その内部バスフレームからデータを復号して必要な処理を実行する。そして、機能ユニット14の各々は、内部バスフレームを再生成した上で、次段の機能ユニット14へ再送信(フォワード)する。各機能ユニット14は、ダウンリンク611に関して、受信部(RX)210aおよび送信部(TX)210bを含むとともに、アップリンク612に関して、受信部220aおよび送信部220bを含む。
When each of the
CPUユニット12は、プロセッサ150と、フィールドバス制御部110と、受信部112と、送信部114と、内部バス制御部130とを含む。
The
(c2.通信カプラ52の構成)
図6は、本実施の形態に係るPLC1を構成するCPUユニット12のハードウェア構成を示す模式図である。図6を参照して、PLC1のCPUユニット12は、プロセッサ150と、主メモリ152と、不揮発性メモリ154と、フィールドバス制御部110と、受信部112と、送信部114と、内部バス制御部130とを含む。不揮発性メモリ154は、ユーザプログラム156、システムプログラム158、および構成情報104を格納する。CPUユニット12のデータ伝送に係る基本的な構成は、上述の通信カプラ52(図3)と同様であるので、対応する部分(同一の参照符号を付している)についての説明は繰り返さない。
(C2. Configuration of Communication Coupler 52)
FIG. 6 is a schematic diagram showing a hardware configuration of the
CPUユニット12のプロセッサ150は、対象の制御を実現するためのプログラムを実行する。より具体的には、CPUユニット12は、不揮発性メモリ154などからユーザプログラム156およびシステムプログラム158を読み出すとともに、主メモリ152に展開して実行する。このユーザプログラム156およびシステムプログラム158の実行によって、機能ユニット14の入力部によって検出された状態値に基づいて、機能ユニット14の出力部から出力すべき状態値が順次算出される。
The
PLC1の機能ユニット14の構成については、上述したリモートIOターミナル5の機能ユニット54の構成(図4参照)と同様であるので、詳細な説明は繰り返さない。
Since the configuration of
<D.サポート装置8>
次に、本実施の形態に係るPLC1に接続されるサポート装置8について説明する。サポート装置8は、制御システムSYSに対してパラメータを決定するための情報処理装置に相当する。
<
Next, the
図7は、本実施の形態に係るPLC1に接続されるサポート装置8のハードウェア構成を示す模式図である。サポート装置8は、典型的には、汎用のコンピュータで構成される。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a hardware configuration of the
図7を参照して、サポート装置8は、OS(Operating System)を含む各種プログラムを実行するCPU81と、BIOS(Basic Input Output System)や各種データを格納するROM(Read Only Memory)82と、CPU81でのプログラムの実行に必要なデータを格納するための作業領域を提供するメモリRAM83と、CPU81で実行されるプログラムなどを不揮発的に格納するハードディスク(HDD)84とを含む。ハードディスク84は、ツールプログラム841と、構成情報842と、デバイスプロファイル843とを格納している。
Referring to FIG. 7, the
サポート装置8は、さらに、ユーザからの操作を受け付けるキーボード85およびマウス86と、情報をユーザに提示するためのディスプレイ87とを含む。さらに、サポート装置8は、PLC1(CPUユニット12)などと通信するための通信インターフェイス(IF)を含む。
The
後述するように、サポート装置8で実行されるツールプログラム841は、CD−ROM(Compact Disk-Read Only Memory)9に格納されて流通する。このCD−ROM9に格納されたプログラムは、CD−ROM駆動装置88によって読取られ、ハードディスク84などへ格納される。あるいは、上位のホストコンピュータなどからネットワークを通じてプログラムをダウンロードするように構成してもよい。
As will be described later, the
<E.同期パラメータの自動算出処理の概要>
次に、本実施の形態に係るサポート装置8に実装される同期パラメータの自動算出処理の概要について説明する。図8および図9は、本実施の形態に係る制御システムSYSにおける同期処理を説明するための図である。
<E. Overview of automatic calculation processing of synchronization parameters>
Next, the outline of the automatic calculation process of the synchronization parameter implemented in the
本実施の形態に係るスレーブ装置であるリモートIOターミナル5では、通信カプラ52がそれぞれの機能ユニット54から状態値を取得するとともに、フィールドネットワーク2内を順次伝送されるフィールドネットワークフレームにその取得した状態値を示すデータを付加する。また、通信カプラ52は、到着したフィールドネットワークフレームから指令値を示すデータを取得し、取得した指令値をそれぞれの機能ユニット54へ与える。すなわち、通信カプラ52と機能ユニット54との間のリモートIOターミナル内部バス51を介したデータ更新処理と、CPUユニット12と通信カプラ52との間のフィールドネットワーク2を介したデータ更新処理とが並列的に実行される。
In the
本実施の形態においては、これらのデータ更新処理を適切なタイミングで実行するための同期パラメータが自動的に算出される。 In the present embodiment, synchronization parameters for executing these data update processes at appropriate timing are automatically calculated.
より具体的には、機能ユニット54の間で制御対象から状態値を取得するタイミングを一致させる。この状態値を取得するタイミングを、「INデータラッチ同期タイミング」とも称す。このINデータラッチとは、機能ユニット54に入力されている信号の値をあるタイミングで取得することを意味する。
More specifically, the timing at which the state value is acquired from the control target is matched between the
上述したように、フィールドネットワーク2を介して接続されているリモートIOターミナル5やサーボドライバ3(スレーブ装置)などは、フィールドネットワークフレームを介して互いにデータを遣り取りする。各スレーブ装置は、各伝送周期において、フィールドネットワークフレームが到着する前に、INデータラッチを行っておく必要がある。フィールドネットワークフレームは、順次転送されるので、接続されるフィールドネットワーク2上の位置に応じて、フィールドネットワークフレームが到着するタイミングが異なる。つまり、フィールドネットワークフレームには、伝送遅延が生じる。
As described above, the
そのため、INデータラッチ同期タイミングは、このフィールドネットワークフレームに生じる伝送遅延および各機能ユニットでの入力処理に係る遅延時間などを考慮して決定される。 Therefore, the IN data latch synchronization timing is determined in consideration of a transmission delay occurring in the field network frame and a delay time related to input processing in each functional unit.
また、本実施の形態においては、機能ユニット54の間で制御対象へ与える指令値を更新する(厳密に表現すると、更新が完了する)タイミングを一致させる。この指令値を更新するタイミングを、「OUTデータ出力同期タイミング」とも称す。この「OUTデータ出力同期タイミング」の前であって、機能ユニット54から指令値を一斉に出力できる準備が整った状態から、指令値の出力を開始するタイミングを「システム時間同期タイミング」とも称す。すなわち、「システム時間同期タイミング」においては、すべての機能ユニットに対して、出力すべきデータ(OUTデータ)が与えられている必要があり、この「システム時間同期タイミング」については、フィールドネットワークフレームに生じる伝送遅延、内部バスフレームに生じる伝送遅延などを考慮して決定される。
Moreover, in this Embodiment, the command value given to a control object between the
要約すると、サポート装置8は、PLC1(マスタ装置)における通信周期を取得する手段と、マスタ装置からフィールドネットワーク2を介して送信されるデータフレームのリモートIOターミナル5(スレーブ装置)による受信が完了するまでに要する見込み時間(図8の(5)で示す処理が完了するまでに要する見込み時間)を取得する手段と、リモートIOターミナル5において、PLC1からのデータフレームの受信が完了してから、当該受信したデータフレームに含まれるデータのリモートIOターミナル5に含まれる機能ユニット54への転送が完了するまでに要する見込み時間(図8の(4)および(6)で示す処理が完了するまでに要する見込み時間)を取得する手段と、リモートIOターミナル5において、機能ユニット54が制御対象から取得した状態値をフィールドネットワーク2を介して送信できる状態になるまでに要する見込み時間(図8の(1)〜(4)で示す処理が完了するまでに要する見込み時間)を取得する手段と、取得される通信周期および見込み時間に基づいて、リモートIOターミナル5に含まれる機能ユニット54に対して、制御対象から状態値の取得を指示するタイミング(INデータラッチ同期タイミング)、および、PLC1に含まれる機能ユニットに対して、受信したデータフレームに含まれるデータを制御対象に対して出力するタイミング(OUTデータ出力同期タイミング)を決定する手段とを含む。
In summary, the
図8に示すように、制御対象から状態値の取得を指示するタイミング(INデータラッチ同期タイミング)、および、PLC1に含まれる機能ユニットに対して、受信したデータフレームに含まれるデータを制御対象に対して出力するタイミング(OUTデータ出力同期タイミング)は、すべてのリモートIOターミナル5において、PLC1から送信されたデータを出力する準備が完了する基準タイミング(システム時間同期タイミング)を基準として決定される。
As shown in FIG. 8, the timing (IN data latch synchronization timing) instructing the acquisition of the state value from the control target and the data included in the received data frame as the control target for the functional unit included in the
以下、図8および図9を参照しつつ、通信周期の一周期分における処理について、より詳細に説明する。 Hereinafter, with reference to FIG. 8 and FIG. 9, processing in one communication cycle will be described in more detail.
図8を参照して、基準タイミングの一つとして、INデータラッチ同期タイミングが定められる。なお、フィールドネットワーク2に接続される装置の間では、マスタ装置であるCPUユニット12が保持する時刻情報(あるいは、カウンタ値)が共有されており、その時刻情報などに基づいて、装置間で同期を取ることができるようになっている。
Referring to FIG. 8, IN data latch synchronization timing is determined as one of the reference timings. Note that the time information (or counter value) held by the
INデータラッチ同期タイミングの時刻が到来すると、スレーブ装置(リモートIOターミナル5)の各々は、INデータ入力ラッチ処理を開始する(図8および図9の(1)で示す処理)。すなわち、各機能ユニットは、入力されている信号(デジタル信号および/またはアナログ信号)の値を取得する。スレーブ装置全体(つまり、フィールドネットワーク2に接続されているすべてのリモートIOターミナル5)に対して、このINデータ入力ラッチ処理に必要な時間が予め設定される。
When the time of the IN data latch synchronization timing arrives, each of the slave devices (remote IO terminals 5) starts the IN data input latch process (the process indicated by (1) in FIGS. 8 and 9). That is, each functional unit acquires the value of an input signal (digital signal and / or analog signal). The time required for this IN data input latch processing is set in advance for the entire slave device (that is, all
後述するように、INデータ入力ラッチ処理に必要な時間は、フィールドネットワーク2に接続されるスレーブ装置に含まれる機能ユニット54の入力応答遅延時間のうち、その値が最も大きいもの(図8の符号300)を考慮して決定される。なお、不可避の揺らぎが生じ得るので、INデータ入力ラッチ処理に必要な時間は、同期ジッタ吸収成分(図8の(11)で示す時間)を含むように決定される。ここで、入力応答遅延時間としては、A/D(Analog to Digital)変換に要する変換時間などを含む。
As will be described later, the time required for the IN data input latch processing has the largest value among the input response delay times of the
リモートIOターミナル5の各々において、INデータ入力ラッチ処理が完了すると、通信カプラ52は、リモートIOターミナル内部バス51を介して内部バスINトリガを各機能ユニット54へ送信する(図8および図9の(2)で示す処理)。この内部バスINトリガは、機能ユニット54からINデータの送出を活性化するための指令である。機能ユニット54は、内部バスINトリガを受信すると、ラッチしたINデータを通信カプラ52へ送信する。すなわち、各機能ユニット54は、リモートIOターミナル内部バス51を介して、ラッチしたINデータを含む内部バスINフレームを通信カプラ52へ送信する(図8および図9の(3)で示す処理)。
When the IN data input latch process is completed in each of the
リモートIOターミナル5の各々において、接続されているすべての機能ユニット54から内部バスINフレームの送信が完了すると、通信カプラ52は、フィールドネットワーク通信カプラGW(gateway)処理を開始する(図8および図9の(4)で示す処理)。このフィールドネットワーク通信カプラGW処理は、配下の機能ユニット54から受信したINデータを送信バッファ128(図3)などに格納する処理を含む。つまり、通信カプラ52は、次のフィールドネットワークフレームを受信した際に、当該フィールドネットワークフレームに追加すべきINデータを予め用意する。
When the transmission of the internal bus IN frame from all the connected
以上の(1)〜(4)の処理によって、機能ユニット54からのINデータの取得処理が完了する。
With the processes (1) to (4) above, the process of acquiring IN data from the
続いて、CPUユニット12は、新たなフィールドネットワークフレームの送信を開始する。このフィールドネットワークフレームは、フィールドネットワーク2上を順次転送される(図8および図9の(5)で示す処理)。このフィールドネットワーク2上を伝搬するフィールドネットワークフレームには、伝送遅延が生じる。
Subsequently, the
リモートIOターミナル5の各々において、通信カプラ52は、フィールドネットワークフレームを受信すると、フィールドネットワーク通信カプラGW(gateway)処理を開始する(図8および図9の(4)で示す処理)。このフィールドネットワーク通信カプラGW処理は、受信したフィールドネットワークフレームに含まれるOUTデータを抽出する処理、および、予め用意されたINデータをフィールドネットワークフレームに追加する処理を含む。
In each of the
続いて、リモートIOターミナル5の各々において、通信カプラ52は、内部バスOUTフレームを各機能ユニット54へ送信する(図8および図9の(6)で示す処理)。内部バスOUTフレームは、各機能ユニット54が出力する指令値を示す情報を含む。配下のすべての機能ユニット54に対して、内部バスOUTフレームの送信が完了すると、それぞれの機能ユニット54から指令値を一斉に出力できる準備が整う。
Subsequently, in each of the
システム時間同期タイミングは、それぞれの機能ユニット54から指令値を一斉に出力できる準備が整うタイミング以降に設定される。すなわち、各機能ユニット54からの指令値の出力を同期できるように、システム時間同期タイミングが設定される。一般的には、システム時間同期タイミングは、同期ジッタ吸収成分(図8の(11)で示す時間)を考慮して決定される。
The system time synchronization timing is set after the timing at which preparations for simultaneously outputting command values from the respective
システム時間同期タイミングの時刻が到来すると、各スレーブ装置(リモートIOターミナル5)に含まれる機能ユニット54の各々は、OUTデータ出力処理を開始する(図8および図9の(7)で示す処理)。より具体的には、リモートIOターミナル5の各々において、通信カプラ52は、OUTデータの出力を指示するトリガを各機能ユニット54へ送信する。
When the time of the system time synchronization timing arrives, each of the
この結果、OUTデータ出力同期タイミングでは、それぞれの機能ユニット54から指令値が一斉に出力されることになる。OUTデータ出力同期タイミングは、フィールドネットワーク2に接続されるスレーブ装置に含まれる機能ユニット54の出力応答遅延時間のうち、その値が最も大きいものを考慮して決定される。
As a result, at the OUT data output synchronization timing, the command values are simultaneously output from the respective
なお、サーボドライバ3は、フィールドネットワークフレームを介して送信されるデータをシステム時間同期タイミングにおいて取得するが、サーボモータ4を駆動するための演算については、独自のサーボ周期毎に実行する。すなわち、OUTデータは、サーボ周期毎に反映されるので、サーボモータ4からのOUTデータの出力タイミングをシステム時間同期タイミングに一致させる必要はない(図8の符号308)。
The
なお、PLC1のCPUユニット12では、各通信周期において、システム共通処理、IOリフレッシュ処理、モーション制御・ユーザプログラムなどが実行される。システム共通処理としては、フィールドネットワーク2の管理に係るフィールドネットワークサブシステム処理や、PLC内部バス11の管理に係る内部バスサブシステム処理などを含む。
In the
より具体的には、CPUユニット12は、制御システムSYSに含まれる機能ユニットに対して出力するOUTデータを適切なデータフォーマットに成形するためのOUTデータPack処理を、フィールドネットワーク2およびPLC内部バス11のそれぞれについて実行する(図8の(9)で示す処理)。そして、CPUユニット12は、OUTデータPack処理によって生成されるフィールドネットワークフレームをフィールドネットワーク2上で送信する(図8の(5)で示す処理)とともに、OUTデータPack処理によって生成される内部バスフレームをPLC内部バス11上で送信する(図8の(8)で示す処理)。
More specifically, the
なお、PLC内部バス11上では、CPUユニット12と機能ユニット14との間で並列的なデータ伝送が可能になっており、機能ユニット14への内部バスフレームの送信に並行して、機能ユニット14からINデータがCPUユニット12へ送信される。
On the PLC
そして、CPUユニット12は、受信した内部バスフレームおよびフィールドネットワークフレームに含まれるINデータを取得するための処理、すなわちINデータUnpack処理を実行する(図8の(10)で示す処理)。
Then, the
<F.同期パラメータの自動算出処理の詳細>
図8および図9を参照して説明したように、本実施の形態に係る制御システムSYSにおいては、通信周期内において、システム時間同期タイミング、OUTデータ出力同期タイミング、INデータラッチ同期タイミングがそれぞれ決定される。なお、一般的な設計手法としては、制御対象や処理内容に基づいて通信周期が予め定められており、また、リモートIOターミナルの数などに応じて、フィールドネットワークフレームの伝送周期も予め定められる。すなわち、通信周期および伝送周期といった所与の条件下において、それぞれのタイミングが決定される。なお、条件下によっては、これらのタイミングを適切に決定できない場合もある。
<F. Details of automatic calculation processing of synchronization parameters>
As described with reference to FIGS. 8 and 9, in the control system SYS according to the present embodiment, the system time synchronization timing, the OUT data output synchronization timing, and the IN data latch synchronization timing are determined within the communication cycle. Is done. As a general design method, a communication cycle is determined in advance based on a control target and processing content, and a field network frame transmission cycle is also determined in advance according to the number of remote IO terminals. That is, the respective timings are determined under given conditions such as a communication cycle and a transmission cycle. Depending on the conditions, these timings may not be determined appropriately.
制御対象から状態値を取得するタイミングを機能ユニットの間で一致させるとともに、制御対象へ与える指令値を更新するタイミングを機能ユニット54の間で一致させるためには、システムとしてある程度の時間が必要であり、上記のような要求を満たすことが物理的にできない場合もある。このような場合には、ユーザに対して、その旨を警告するようにしてもよい。
A certain amount of time is required as a system in order to match the timing for acquiring the state value from the control target among the functional units and to match the timing for updating the command value given to the control target between the
以下、入力処理および出力処理に要する時間について説明するとともに、システム全体として、それぞれのタイミングを決定する際に算出される項目について説明する。 Hereinafter, the time required for the input process and the output process will be described, and items calculated when determining the respective timings as the entire system will be described.
(f1.入力処理)
図10は、本実施の形態に係る制御システムSYSにおける入力処理に要する時間を説明するための図である。図10(a)は、フィールドネットワーク2上の通信カプラ52における入力処理に要する時間を模式的に示し、図10(b)は、リモートIOターミナル5に含まれるそれぞれの機能ユニット54における入力処理に要する時間を模式的に示す。
(F1. Input processing)
FIG. 10 is a diagram for explaining the time required for input processing in the control system SYS according to the present embodiment. 10A schematically shows the time required for input processing in the
図10(a)に示すように、通信カプラ52における入力処理に要する時間として、INデータラッチ同期タイミングから開始されるINデータラッチ処理時間を考える。このINデータラッチ処理時間は、リモートIOターミナル内部バス51に接続されている機能ユニット54の入力応答遅延時間の最大値とINデータ転送時間との合計値に相当する。
As shown in FIG. 10A, an IN data latch processing time started from the IN data latch synchronization timing is considered as the time required for input processing in the
機能ユニット54の入力応答遅延時間は、IOモジュール206(図4)における信号変換処理や換算処理に要する時間、IOモジュール206から送信処理部240(図4)へのデータコピーに要する時間などを含む。リモートIOターミナル5の各々には、複数の機能ユニット54が装着されている場合もあり、このような場合には、機能ユニット54の入力応答遅延時間のうち、その値が最も長いものが制約になるため、その最大値が考慮される。
The input response delay time of the
INデータ転送時間は、図8および図9に示すフィールドネットワーク通信カプラGW処理に要する時間に相当し、通信カプラ52の内部バス制御部130(図3)のリモートIOターミナル内部バス51を介した内部バスフレームの受信に要する時間や、受信した内部バスフレームに含まれるINデータのフィールドバス制御部110(図3)へのデータコピーに要する時間などを含む。
The IN data transfer time corresponds to the time required for the field network communication coupler GW processing shown in FIGS. 8 and 9, and is the internal data via the remote IO terminal
図10(b)に示すように、機能ユニット54における入力処理に要する時間として、INデータラッチ同期タイミングから開始される入力応答遅延時間を考える。この入力応答遅延時間は、図10(a)を参照して説明したものと同様である。
As shown in FIG. 10B, the input response delay time started from the IN data latch synchronization timing is considered as the time required for the input processing in the
但し、厳密に言えば、機能ユニット54の各々が入力処理を開始できる状態になるまでには、ハード遅延時間が存在する。このハード遅延時間としては、機能ユニット54を構成するプロセッサなどの演算周期のずれなどがある。また、入力された信号をデジタル信号に変換する処理で発生する入力変換遅延時間なども存在する。これらのパラメータは、基本的には機能ユニット54に固有であるので、後述するように、デバイスプロファイル843などに予め格納されている値を用いる。
Strictly speaking, however, there is a hard delay time before each of the
(f2.出力処理)
図11は、本実施の形態に係る制御システムSYSにおける出力処理に要する時間を説明するための図である。図11(a)は、フィールドネットワーク2上の通信カプラ52における出力処理に要する時間を模式的に示し、図11(b)は、リモートIOターミナル5に含まれるそれぞれの機能ユニット54における出力処理に要する時間を模式的に示す。
(F2. Output processing)
FIG. 11 is a diagram for explaining the time required for output processing in the control system SYS according to the present embodiment. FIG. 11A schematically shows the time required for the output process in the
図11(a)に示すように、通信カプラ52における出力処理に要する時間として、システム時間同期タイミングの前に存在するOUTデータ転送時間を考える。このOUTデータ転送時間は、図8および図9に示すフィールドネットワーク通信カプラGW処理に要する時間に相当し、通信カプラ52のフィールドバス制御部110(図3)のフィールドネットワーク2を介したフィールドネットワークフレームの受信に要する時間や、受信したフィールドネットワークフレームに含まれるOUTデータの内部バス制御部130(図3)へのデータコピーに要する時間などを含む。
As shown in FIG. 11A, the OUT data transfer time existing before the system time synchronization timing is considered as the time required for the output processing in the
機能ユニット54の出力応答遅延時間は、OUTデータ転送時間およびハード遅延時間を含む。OUTデータ転送時間は、受信処理部230(図4)からIOモジュール206へのデータコピーに要する時間、IOモジュール206(図4)における信号変換処理や換算処理に要する時間などを含む。ハード遅延時間は、機能ユニット54を構成するプロセッサなどの演算周期のずれや、入力された信号をデジタル信号に変換する処理で発生する入力変換遅延時間などを含む。これらのパラメータは、基本的には機能ユニット54に固有であるので、後述するように、デバイスプロファイル843などに予め格納されている値を用いる。
The output response delay time of the
リモートIOターミナル5の各々には、複数の機能ユニット54が装着されている場合もあり、このような場合には、機能ユニット54の出力応答遅延時間のうち、その値が最も長いものが制約になるため、その最大値が考慮される。
Each of the
図11(b)に示すように、機能ユニット54における出力処理に要する時間として、OUTデータラッチ同期タイミングの前に存在する出力応答遅延時間を考える。この出力応答遅延時間は、図11(a)を参照して説明したものと同様である。
As shown in FIG. 11B, the output response delay time existing before the OUT data latch synchronization timing is considered as the time required for the output processing in the
(f3.使用されるパラメータ)
次に、本実施の形態に係る同期パラメータの自動算出処理に使用されるパラメータについて説明する。図12は、本実施の形態に係る同期パラメータの自動算出処理に使用されるパラメータの一覧を示す図である。図13は、図12に示される各パラメータを説明するための図である。
(F3. Parameters used)
Next, parameters used in the automatic calculation process of synchronization parameters according to the present embodiment will be described. FIG. 12 is a diagram showing a list of parameters used for the automatic calculation process of the synchronization parameters according to the present embodiment. FIG. 13 is a diagram for explaining each parameter shown in FIG.
図12を参照して、本実施の形態に係る同期パラメータの自動算出処理においては、以下のようなパラメータが使用される。各パラメータについては、図12に示すような入力方法/入力経路によって、その値が設定される。 Referring to FIG. 12, the following parameters are used in the automatic calculation process of the synchronization parameters according to the present embodiment. The value of each parameter is set by an input method / input path as shown in FIG.
(1)CPUユニットのIOリフレッシュモード
(2)スレーブ装置の有効/無効設定
(3)通信周期
(4)スレーブ装置OUTシフトタイム
(5)スレーブ装置INシフトタイム
(6)全スレーブ装置OUTデータ転送時間MAX
(7)全スレーブ装置INデータ入力ラッチ処理時間MAX
(8)全スレーブ装置OUTデータ出力応答遅延時間MAX
(9)全スレーブ装置INデータ入力処理開始までのオフセット時間
(10)スレーブ装置入力応答遅延時間
(11)機能ユニット出力応答遅延時間
(12)機能ユニット入力変換遅延時間
上記の(1)〜(3)のパラメータは、制御システムSYSのシステムパラメータである。より具体的には、(1)CPUユニットのIOリフレッシュモードは、機能ユニットとの間でデータを更新する処理モードを示す。このパラメータは、ユーザが各機能ユニットについて設定を行うことで、自動的に設定される。(2)スレーブ装置の有効/無効設定は、CPUユニット12からリモートIOターミナル5に搭載される機能ユニット54に対して直接的なデータの書込み/読出しを有効化/無効化するためのパラメータである。(3)通信周期は、基本的な通信の周期を示す。
(1) CPU unit IO refresh mode (2) Slave device valid / invalid setting (3) Communication cycle (4) Slave device OUT shift time (5) Slave device IN shift time (6) All slave device OUT data transfer time MAX
(7) All slave devices IN data input latch processing time MAX
(8) All slave device OUT data output response delay time MAX
(9) Offset time until start of all slave device IN data input processing (10) Slave device input response delay time (11) Functional unit output response delay time (12) Functional unit input conversion delay time (1) to (3 ) Are system parameters of the control system SYS. More specifically, (1) The IO refresh mode of the CPU unit indicates a processing mode in which data is updated with the functional unit. This parameter is automatically set by the user setting for each functional unit. (2) The slave device valid / invalid setting is a parameter for validating / invalidating direct data writing / reading from / to the
次に、(4)スレーブ装置OUTシフトタイム、および、(5)スレーブ装置INシフトタイムは、図13に示すように、システム時間同期タイミングを基準として、各スレーブ装置(リモートIOターミナル5)における出力処理および入力処理のタイミングを示す。 Next, (4) slave device OUT shift time and (5) slave device IN shift time are output at each slave device (remote IO terminal 5) with reference to the system time synchronization timing as shown in FIG. The timing of processing and input processing is shown.
具体的には、(4)スレーブ装置OUTシフトタイムは、制御システムSYSに含まれるスレーブ装置(リモートIOターミナル5)の間での、各スレーブ装置が出力処理に要する遅延時間と各スレーブ装置の出力オフセット時間との合計時間の最大値に相当する。この出力オフセット時間は、各スレーブ装置(または、それに含まれる機能ユニット54)の出力処理に係る固有の遅延時間を含む。つまり、(4)スレーブ装置OUTシフトタイムは、システム時間同期タイミングを基準として、いずれのタイミングですべてのスレーブ装置における出力処理が完了するかを示す。
Specifically, (4) the slave device OUT shift time indicates the delay time required for the output processing of each slave device and the output of each slave device between the slave devices (remote IO terminals 5) included in the control system SYS. This corresponds to the maximum value of the total time with the offset time. This output offset time includes a specific delay time related to the output processing of each slave device (or the
また、(5)スレーブ装置INシフトタイムは、制御システムSYSに含まれるスレーブ装置(リモートIOターミナル5)の間での、各スレーブ装置が入力処理に要する遅延時間と各スレーブ装置の入力オフセット時間との合計時間の最大値に相当する。この入力オフセット時間は、各スレーブ装置(または、それに含まれる機能ユニット54)の入力処理に係る固有の遅延時間を含む。つまり、(5)スレーブ装置INシフトタイムは、システム時間同期タイミングを基準として、いずれのタイミングですべてのスレーブ装置に対して入力処理を開始できるかを示す。
Further, (5) the slave device IN shift time is the delay time required for input processing by each slave device and the input offset time of each slave device between the slave devices (remote IO terminal 5) included in the control system SYS. This corresponds to the maximum value of the total time. This input offset time includes a unique delay time related to input processing of each slave device (or the
次に、(6)全スレーブ装置OUTデータ転送時間MAX、および、(7)全スレーブ装置INデータ入力ラッチ処理時間MAXは、図13に示すように、フィールドネットワークフレームと各機能ユニットとの間でのデータ伝送に要する時間を示す。 Next, (6) all slave device OUT data transfer time MAX and (7) all slave device IN data input latch processing time MAX are as shown in FIG. 13 between the field network frame and each functional unit. Indicates the time required for data transmission.
具体的には、(6)全スレーブ装置OUTデータ転送時間MAXは、制御システムSYSに含まれるスレーブ装置(リモートIOターミナル5)の間での、フィールドネットワーク2を経由して各スレーブ装置の共有メモリ162(図3)にデータが到達するまでの時間の最大値に相当する。つまり、(6)全スレーブ装置OUTデータ転送時間MAXは、CPUユニット12から送信されたフィールドネットワークフレームに含まれるデータの機能ユニットへ出力が完了するまでに要する時間を示す。
Specifically, (6) the total slave device OUT data transfer time MAX is the shared memory of each slave device via the
具体的には、(7)全スレーブ装置INデータ入力ラッチ処理時間MAXは、制御システムSYSに含まれるスレーブ装置(リモートIOターミナル5)の間での、各スレーブ装置の共有メモリ162(図3)からフィールドネットワーク2への転送準備が完了するまでの時間の最大値に相当する。つまり、(7)全スレーブ装置INデータ入力ラッチ処理時間MAXは、フィールドネットワーク2を介してINデータを送信可能になるまでに、INデータラッチ同期タイミングから要する時間を示す。
Specifically, (7) the total slave device IN data input latch processing time MAX is the shared memory 162 (FIG. 3) of each slave device among the slave devices (remote IO terminal 5) included in the control system SYS. This corresponds to the maximum value of the time required to complete the preparation for transfer to the
次に、(8)全スレーブ装置OUTデータ出力応答遅延時間MAXは、図13に示すように、システム同期タイミングを基準として、いずれのタイミングでOUTデータ出力処理が完了するかを示す。より具体的には、(8)全スレーブ装置OUTデータ出力応答遅延時間MAXは、制御システムSYSに含まれるスレーブ装置(リモートIOターミナル5)の間での、各スレーブ装置が出力処理に要する遅延時間の最大値を示す。 Next, (8) all slave device OUT data output response delay time MAX indicates at what timing the OUT data output processing is completed with reference to the system synchronization timing as shown in FIG. More specifically, (8) All slave device OUT data output response delay time MAX is a delay time required for output processing by each slave device between slave devices (remote IO terminal 5) included in the control system SYS. Indicates the maximum value of.
次に、(9)全スレーブ装置INデータ入力処理開始までのオフセット時間は、図13に示すように、システム時間同期タイミングとINデータラッチ同期タイミングとのオフセット時間を示す。この(9)全スレーブ装置INデータ入力処理開始までのオフセット時間は、(通信周期−通信周期実行最小値)+(8)全スレーブ装置OUTデータ出力応答遅延時間MAXで算出される。この(9)全スレーブ装置INデータ入力処理開始までのオフセット時間を用いることで、システム時間同期タイミングが定まれば、INデータラッチ同期タイミングを一意に決定できる。 Next, (9) the offset time until the start of all slave device IN data input processing indicates the offset time between the system time synchronization timing and the IN data latch synchronization timing, as shown in FIG. This (9) offset time until the start of all slave device IN data input processing is calculated by (communication cycle-communication cycle execution minimum value) + (8) all slave device OUT data output response delay time MAX. (9) By using the offset time until the start of all slave device IN data input processing, if the system time synchronization timing is determined, the IN data latch synchronization timing can be uniquely determined.
次に、(10)スレーブ装置入力応答遅延時間は、図13に示すように、各通信カプラ52における入力処理に係る遅延時間を示す。より具体的には、(10)スレーブ装置入力応答遅延時間は、通信カプラ52の別に設定され、各々は、対応する通信カプラ52に接続されている機能ユニット54の間の、入力応答遅延時間の最大値を示す。すなわち、(10)スレーブ装置入力応答遅延時間は、スレーブ装置の各々について、INデータ入力ラッチ処理の完了に必要な時間を示す。
Next, (10) Slave device input response delay time indicates a delay time related to input processing in each
(11)機能ユニット出力応答遅延時間、および、(12)機能ユニット入力変換遅延時間は、各機能ユニット54についての、出力処理および入力処理に係る固有の遅延時間を示す。
The (11) functional unit output response delay time and (12) functional unit input conversion delay time indicate a specific delay time related to the output process and the input process for each
具体的には、(11)機能ユニット出力応答遅延時間は、各機能ユニット54が共有メモリのデータに従って出力を完了させるまでの時間を示す。また、(12)機能ユニット入力変換遅延時間は、機能ユニット54が入力データに従って共有メモリへの書き込みを完了させるまでの時間を示す。
Specifically, (11) functional unit output response delay time indicates the time until each
(f4.データ構造)
上述した図12に示す各パラメータの一部は、機能ユニットに固有のものであり、これらのパラメータの値については、予め用意されているデバイスプロファイル843から読み出される。すなわち、保持手段であるハードディスク84は、各機能ユニット54の固有パラメータを示すデバイスプロファイル843を保持する。以下、サポート装置8に格納されるデバイスプロファイル843(図7)のデータ構造について説明する。
(F4. Data structure)
Some of the parameters shown in FIG. 12 described above are specific to the functional unit, and the values of these parameters are read from a
図14は、本実施の形態に係るPLC1に接続されるサポート装置8に格納されるデバイスプロファイル843のデータ構造の一例を示す図である。図14を参照して、デバイスプロファイル843は、機能ユニットの別に用意されており、対応する機能ユニットを特定するための情報(例えば、形式名、製品名称、ユニットバージョン、ベンダ、コメント、URL)を含む。そして、デバイスプロファイル843の各々は、対応する機能ユニットに固有のパラメータ(例えば、入力応答遅延時間、入力変換遅延時間、出力応答遅延時間)などを含む。すなわち、同期パラメータを自動算出するための見込み時間は、デバイスプロファイル843を参照して取得される。
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a data structure of the
ユーザは、制御システムSYSを設計する際には、サポート装置8を操作して、PLC1を構成するユニットの情報、つまり、CPUユニット12、機能ユニット14、電源ユニット16の種類、数および位置などを設定する。同様に、ユーザは、サポート装置8を操作して、フィールドネットワーク2に接続されるスレーブ装置の構成を設定するとともに、各スレーブ装置の構成についても設定する。例えば、リモートIOターミナル5については、通信カプラ52や機能ユニット54の種類、数および位置などを設定する。
When the user designs the control system SYS, the user operates the
このような制御システムSYSの設計に係る情報は、構成情報842としてサポート装置8に格納される。これらの構成情報842は、必要に応じて、サポート装置8からCPUユニット12や通信カプラ52へ転送される。すなわち、構成情報842によって、CPUユニット12の不揮発性メモリ154に格納される構成情報104(図6)や、通信カプラ52の不揮発性メモリ101に格納される構成情報104(図3)が生成される。
Information relating to the design of such a control system SYS is stored in the
また、上述した図12に示す各パラメータの一部は、PLC1および通信カプラ52に接続されている機能ユニットの数や位置などに依存するので、同期パラメータを自動的に算出する際には、デバイスプロファイル843に格納されているパラメータに加えて、構成情報842が参照される。つまり、同期パラメータを自動算出するための見込み時間は、構成情報104によって定義される制御システムSYSの設計値に基づいて決定される。このとき、これらの見込み時間は、構成情報842によって定義される制御システムSYSにおける最大値が採用される。
In addition, since some of the parameters shown in FIG. 12 described above depend on the number and position of functional units connected to the
(f5.ユーザインターフェイス)
次に、サポート装置8によって提供される、制御システムSYSの設計に係るユーザインターフェイスの一例について説明する。図15および図16は、本実施の形態に係るPLC1に接続されるサポート装置8によって提供されるユーザインターフェイス画面の一例を示す図である。つまり、サポート装置8は、制御システムSYSに含まれるマスタ装置(PLC1)およびスレーブ装置(リモートIOターミナル5)を設計するためのユーザインターフェイスを提供する。
(F5. User interface)
Next, an example of a user interface related to the design of the control system SYS provided by the
図15に示すユーザインターフェイス画面は、PLC1および/またはリモートIOターミナル5のユニット構成を設計するためのものである。ユーザは、図15に示すユーザインターフェイスにおいて、マウスやキーボードなどを操作することで、PLC1またはリモートIOターミナル5に装着するユニットを選択するとともに、所望の順序でレイアウトしていく。典型的には、ユーザは、図15の符号400で示すように、PLC1を模式した領域に目的の機能ユニットに対応するアイコン(符号402)をドラッグ・ドロップすることで、PLC1のユニット構成を設計する。
The user interface screen shown in FIG. 15 is for designing the unit configuration of the
このユーザインターフェイス画面において、各機能ユニットのパラメータを設定することもできる(符号404)。さらに、ユーザは、図16に示すユーザインターフェイス画面において、各機能ユニットのIO割当てを行う。このIO割当ては、対応する機能ユニットに実装されている入力/出力ポートとCPUユニット12で扱うメモリ空間との対応付けに相当する。このIO割当てにおいては、機能ユニットの一部のポートを無効化するような設定も可能である。
On this user interface screen, parameters of each functional unit can be set (reference numeral 404). Further, the user performs IO allocation of each functional unit on the user interface screen shown in FIG. This IO allocation corresponds to the association between the input / output port mounted on the corresponding functional unit and the memory space handled by the
図15および図16に示すユーザインターフェイス画面上でユーザが設定する構成情報(コンフィギュレーション)は、構成情報842として、保持手段であるハードディスク84に格納される。すなわち、サポート装置8の保持手段は、ユーザインターフェイスを介して設計される制御システムSYSを定義する構成情報842をさらに保持する。
Configuration information (configuration) set by the user on the user interface screen shown in FIGS. 15 and 16 is stored as
<G.処理手順>
次に、本実施の形態に係る同期パラメータの自動算出の処理手順について説明する。図17は、本実施の形態に係る同期パラメータの自動算出の処理手順を示すフローチャートである。図17に示す処理手順は、典型的には、サポート装置8のCPU81がツールプログラム841(図7)を実行することで実現される。同期パラメータの自動算出をサポート装置8に実装する構成に代えて、PLC1のCPUユニット12やサポート装置8とは別の情報処理装置などに実装してもよい。
<G. Processing procedure>
Next, a processing procedure for automatic calculation of synchronization parameters according to the present embodiment will be described. FIG. 17 is a flowchart showing a processing procedure of automatic calculation of synchronization parameters according to the present embodiment. The processing procedure shown in FIG. 17 is typically realized by the
図17を参照して、ツールプログラム841の実行がユーザにより指示されると、サポート装置8のCPU81は、制御システムSYSを設計するためのユーザインターフェイス画面をディスプレイ87上に表示する(ステップS100)。そして、CPU81は、ユーザから制御システムSYSに関する設計値を受け付ける(ステップS102)。この設計値は、制御システムSYSの全体に係るパラメータおよび各ユニットに係るパラメータなどを含む。ユーザから制御システムSYSに関する設計の終了が指示されるまで、ステップS102の処理が繰り返される。
Referring to FIG. 17, when the user instructs execution of
ユーザから制御システムSYSに関する設計の終了が指示されると(ステップS104においてYES)、CPU81は、ユーザによって入力された設計値で構成情報842を生成/更新する(ステップS106)。
When the user instructs to end the design related to the control system SYS (YES in step S104), the
続いて、同期パラメータの自動算出が指示されると(ステップS108においてYES)、CPU81は、構成情報842およびデバイスプロファイル843を参照して、同期パラメータの算出処理を開始する。具体的には、CPU81は、構成情報842から、(1)CPUユニットのIOリフレッシュモード、(2)スレーブ装置の有効/無効設定、(3)通信周期などの情報を読み出す(ステップS110)。続いて、CPU81は、構成情報842を参照して、制御システムSYSに含まれる各機能ユニットを特定するとともに、各機能ユニットについて、デバイスプロファイル843から(11)機能ユニット出力応答遅延時間、および、(12)機能ユニット入力変換遅延時間を読み出す(ステップS112)。
Subsequently, when an automatic calculation of the synchronization parameter is instructed (YES in step S108), the
続いて、CPU81は、制御システムSYSに含まれる通信カプラ52の各々について、デバイスプロファイル843から装着される各機能ユニットの入力応答遅延時間を読み出すとともに、各通信カプラ52における入力応答遅延時間の最大値から(10)スレーブ装置入力応答遅延時間を決定する(ステップS114)。
Subsequently, the
続いて、CPU81は、構成情報842のうち、制御システムSYSのフィールドネットワーク2に関するパラメータ、および、スレーブ装置に関するパラメータを読み出して、(6)全スレーブ装置OUTデータ転送時間MAX、および、(7)全スレーブ装置INデータ入力ラッチ処理時間MAXを決定する(ステップS116)。
Subsequently, the
続いて、CPU81は、構成情報842のうち、通信カプラ52の構成に係るパラメータ、および、各通信カプラ52に含まれる機能ユニットに係るパラメータを読み出して、(4)スレーブ装置OUTシフトタイム、(5)スレーブ装置INシフトタイム、(8)全スレーブ装置OUTデータ出力応答遅延時間MAXを決定する(ステップS118)。そして、CPU81は、算出された(8)全スレーブ装置OUTデータ出力応答遅延時間MAXを用いて、(10)スレーブ装置入力応答遅延時間を決定する(ステップS120)。
Subsequently, the
最終的に、CPU81は、システム時間同期タイミング、OUTデータ出力同期タイミング、INデータラッチ同期タイミングをそれぞれ算出し(ステップS122)、算出したそれぞれのタイミングを示す値が適切であるか否かを判断する(ステップS124)。算出したそれぞれのタイミングを示す値が適切であれば(ステップS124においてYES)、ステップS122において算出した値を、同期パラメータとして出力する(ステップS126)。この出力された同期パラメータは、構成情報842などに格納される。
Finally, the
一方、算出したそれぞれのタイミングを示す値が適切でなければ(ステップS124においてNO)、CPU81は、現在の設定では、適切な同期パラメータを算出することができない旨をユーザへ通知する(ステップS128)。
On the other hand, if the calculated values indicating the respective timings are not appropriate (NO in step S124), the
以下、ステップS100以下の処理が繰り返される。
上述の処理手順においては、ステップS108において、同期パラメータの自動算出の指示をきっかけとして同期パラメータの算出処理を開始する構成とした。これに限らず、例えば、構成情報の変更をきっかけとして同期パラメータの自動算出を開始するようにしてもよい。
Thereafter, the processes after step S100 are repeated.
In the above-described processing procedure, the synchronization parameter calculation process is started in step S108 in response to an instruction for automatic calculation of the synchronization parameter. For example, automatic calculation of synchronization parameters may be started when the configuration information is changed.
また、上述の処理手順においては、ステップS124において算出したそれぞれのタイミングを示す値が適切でなければ、ステップS128において、現在の設定では、適切な同期パラメータを算出することができない旨を通知する構成とした。これに限らず、例えば、ステープS128において、算出したパラメータでは実機上の動作として機能ユニット間でのINデータラッチ同期タイミングやOUTデータ出力同期タイミングが同期しない可能性がある旨を通知するように構成としてもよい。 In the above processing procedure, if the values indicating the respective timings calculated in step S124 are not appropriate, a notification is made in step S128 that an appropriate synchronization parameter cannot be calculated with the current settings. It was. Not limited to this, for example, in the stap S128, the calculated parameter is configured to notify that the IN data latch synchronization timing and the OUT data output synchronization timing between the functional units may not be synchronized as operations on the actual machine. It is good.
<H.利点>
本実施の形態によれば、制御対象からの状態値の取り込みタイミングを機能ユニット間で同期させるとともに、PLC1で算出された指令値などの出力タイミングを機能ユニット間で同期させるように制御システムSYSを設計しようとした場合に、必要な同期パラメータを容易に決定できる。これによって、専門知識のないユーザであっても、必要なパラメータをより短時間で決定できる。
<H. Advantage>
According to the present embodiment, the control system SYS is configured to synchronize the timing of capturing the state value from the control target between the functional units and to synchronize the output timing of the command value calculated by the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 PLC、2 フィールドネットワーク、3 サーボドライバ、4 サーボモータ、5 ターミナル、6 検出スイッチ、7 リレー、8 サポート装置、9 CD−ROM、10 接続ケーブル、11 内部バス、12 CPUユニット、14,54 機能ユニット、16 電源ユニット、51 ターミナル内部バス、52 通信カプラ、81 CPU、83 RAM、84 ハードディスク、85 キーボード、86 マウス、87 ディスプレイ、88 CD−ROM駆動装置、100,150,200 プロセッサ、101,154 不揮発性メモリ、102,158,209 システムプログラム、104,842 構成情報、110 フィールドバス制御部、112,210a,220a 受信部、114,210b,220b 送信部、120 フィールドバス通信コントローラ、122 メモリコントローラ、124,207 メモリ、126,164,203 受信バッファ、128,166,204 送信バッファ、130 内部バス制御部、132 内部バス通信コントローラ、142 送信回路、144 受信回路、152 主メモリ、156 ユーザプログラム、160 記憶部、162,202 共有メモリ、206 IOモジュール、208 設定情報、214,224 フォワードコントローラ、230 受信処理部、232 復号部、234 チェック部、240 送信処理部、242 CRC生成部、244 符号化部、250 バス、511,611 ダウンリンク、512,612 アップリンク、841 ツールプログラム、843 デバイスプロファイル、SYS 制御システム。 1 PLC, 2 field network, 3 servo driver, 4 servo motor, 5 terminal, 6 detection switch, 7 relay, 8 support device, 9 CD-ROM, 10 connection cable, 11 internal bus, 12 CPU unit, 14, 54 functions Unit, 16 power supply unit, 51 terminal internal bus, 52 communication coupler, 81 CPU, 83 RAM, 84 hard disk, 85 keyboard, 86 mouse, 87 display, 88 CD-ROM drive, 100, 150, 200 processor, 101, 154 Non-volatile memory, 102, 158, 209 System program, 104, 842 Configuration information, 110 Fieldbus control unit, 112, 210a, 220a Receiving unit, 114, 210b, 220b Transmitting unit, 120 Field bus communication controller, 122 memory controller, 124, 207 memory, 126, 164, 203 reception buffer, 128, 166, 204 transmission buffer, 130 internal bus control unit, 132 internal bus communication controller, 142 transmission circuit, 144 reception circuit, 152 Main memory, 156 User program, 160 Storage unit, 162, 202 Shared memory, 206 IO module, 208 Setting information, 214, 224 Forward controller, 230 Reception processing unit, 232 Decoding unit, 234 Check unit, 240 Transmission processing unit, 242 CRC generator, 244 encoder, 250 bus, 511, 611 downlink, 512, 612 uplink, 841 tool program, 843 device profile, SYS control system System.
Claims (7)
前記マスタ装置における通信周期を取得する手段と、
前記マスタ装置から前記第1の通信路を介して送信されるデータフレームの前記スレーブ装置の前記通信ユニットによる受信が完了するまでに要する第1の見込み時間を取得する手段と、
前記スレーブ装置の前記通信ユニットにおいて、前記マスタ装置からのデータフレームの受信が完了してから、当該受信したデータフレームに含まれるデータの前記スレーブ装置に含まれる機能ユニットへの前記第2の通信路を介した転送が完了するまでに要する第2の見込み時間を取得する手段と、
前記スレーブ装置の前記通信ユニットにおいて、前記機能ユニットが前記制御対象から取得した状態値が前記第2の通信路を介して送信されて、前記第1の通信路を介して送信できる状態になるまでに要する第3の見込み時間を取得する手段と、
取得される通信周期および第1〜第3の見込み時間に基づいて、前記スレーブ装置に含まれる機能ユニットに対して、前記制御対象から状態値の取得を指示するタイミング、および、前記マスタ装置に含まれる機能ユニットに対して、前記受信したデータフレームに含まれるデータを前記制御対象に対して出力するタイミングを決定する手段とを備える、情報処理装置。 An information processing apparatus for determining a parameter for a control system comprising a master device and one or more slave devices connected to the master device via a first communication path , the slave device A device includes a functional unit for exchanging signals with a control target, and a communication unit connected to the first communication path and connected to the functional unit via a second communication path. including the door,
Means for obtaining a communication period in the master device;
Means for obtaining a first expected time required for completion of reception by the communication unit of the slave device of a data frame transmitted from the master device via the first communication path ;
In the communication unit of the slave device , after the reception of the data frame from the master device is completed, the second communication path of the data included in the received data frame to the functional unit included in the slave device Means for obtaining a second estimated time required to complete the transfer via
In the communication unit of the slave device , until the state value acquired from the control target by the functional unit is transmitted via the second communication path and is ready to be transmitted via the first communication path. Means for obtaining a third estimated time required for
Based on the acquired communication cycle and the first to third expected times, the timing for instructing the functional unit included in the slave device to acquire the state value from the control target, and included in the master device An information processing apparatus comprising: a function unit configured to determine a timing of outputting data included in the received data frame to the control target.
前記第1〜第3の見込み時間は、前記プロファイルを参照して取得される、請求項1に記載の情報処理装置。 Further comprising holding means for holding a profile indicating a unique parameter of each functional unit;
The information processing apparatus according to claim 1, wherein the first to third expected times are acquired with reference to the profile.
前記保持手段は、前記ユーザインターフェイスを介して設計される制御システムを定義する構成情報をさらに保持し、
前記第1〜第3の見込み時間は、前記構成情報によって定義される設計値に基づいて、決定される、請求項2に記載の情報処理装置。 Means for providing a user interface for designing a master device and a slave device included in the control system;
The holding means further holds configuration information defining a control system designed via the user interface,
The information processing apparatus according to claim 2, wherein the first to third expected times are determined based on a design value defined by the configuration information.
前記マスタ装置における通信周期を取得するステップと、
前記マスタ装置から前記第1の通信路を介して送信されるデータフレームの前記スレーブ装置の前記通信ユニットによる受信が完了するまでに要する第1の見込み時間を取得するステップと、
前記スレーブ装置の前記通信ユニットにおいて、前記マスタ装置からのデータフレームの受信が完了してから、当該受信したデータフレームに含まれるデータの前記スレーブ装置に含まれる機能ユニットへの前記第2の通信路を介した転送が完了するまでに要する第2の見込み時間を取得するステップと、
前記スレーブ装置の前記通信ユニットにおいて、前記機能ユニットが前記制御対象から取得した状態値が前記第2の通信路を介して送信されて、前記第1の通信路を介して送信できる状態になるまでに要する第3の見込み時間を取得するステップと、
取得される通信周期および第1〜第3の見込み時間に基づいて、前記スレーブ装置に含まれる機能ユニットに対して、前記制御対象から状態値の取得を指示するタイミング、および、前記マスタ装置に含まれる機能ユニットに対して、前記受信したデータフレームに含まれるデータを前記制御対象に対して出力するタイミングを決定するステップとを実行させる、情報処理プログラム。 Information processing program for causing a computer to execute a process for determining a parameter for a control system comprising a master device and one or more slave devices connected to the master device via a first communication path The slave device is connected to the first communication path with a functional unit for exchanging signals with the control target, and via the functional unit and the second communication path. A communication unit connected to the computer, wherein the information processing program acquires the communication cycle in the master device to the computer;
Obtaining a first expected time required for completion of reception by the communication unit of the slave device of a data frame transmitted from the master device via the first communication path ;
In the communication unit of the slave device , after the reception of the data frame from the master device is completed, the second communication path of the data included in the received data frame to the functional unit included in the slave device Obtaining a second estimated time to complete the transfer over ,
In the communication unit of the slave device , until the state value acquired from the control target by the functional unit is transmitted via the second communication path and is ready to be transmitted via the first communication path. Obtaining a third expected time required for
Based on the acquired communication cycle and the first to third expected times, the timing for instructing the functional unit included in the slave device to acquire the state value from the control target, and included in the master device And a step of determining a timing of outputting data included in the received data frame to the control target.
前記マスタ装置における通信周期を取得するステップと、
前記マスタ装置から前記第1の通信路を介して送信されるデータフレームの前記スレーブ装置の前記通信ユニットによる受信が完了するまでに要する第1の見込み時間を取得するステップと、
前記スレーブ装置の前記通信ユニットにおいて、前記マスタ装置からのデータフレームの受信が完了してから、当該受信したデータフレームに含まれるデータの前記スレーブ装置に含まれる機能ユニットへの前記第2の通信路を介した転送が完了するまでに要する第2の見込み時間を取得するステップと、
前記スレーブ装置の前記通信ユニットにおいて、前記機能ユニットが前記制御対象から取得した状態値が前記第2の通信路を介して送信されて、前記第1の通信路を介して送信できる状態になるまでに要する第3の見込み時間を取得するステップと、
取得される通信周期および第1〜第3の見込み時間に基づいて、前記スレーブ装置に含まれる機能ユニットに対して、前記制御対象から状態値の取得を指示するタイミング、および、前記マスタ装置に含まれる機能ユニットに対して、前記受信したデータフレームに含まれるデータを前記制御対象に対して出力するタイミングを決定するステップとを備える、情報処理方法。 An information processing method for determining a parameter for a control system comprising a master device and one or more slave devices connected to the master device via a first communication path , the slave device comprising: A device includes a functional unit for exchanging signals with a control target, and a communication unit connected to the first communication path and connected to the functional unit via a second communication path. The information processing method includes:
Obtaining a communication period in the master device;
Obtaining a first expected time required for completion of reception by the communication unit of the slave device of a data frame transmitted from the master device via the first communication path ;
In the communication unit of the slave device , after the reception of the data frame from the master device is completed, the second communication path of the data included in the received data frame to the functional unit included in the slave device Obtaining a second estimated time to complete the transfer over ,
In the communication unit of the slave device , until the state value acquired from the control target by the functional unit is transmitted via the second communication path and is ready to be transmitted via the first communication path. Obtaining a third expected time required for
Based on the acquired communication cycle and the first to third expected times, the timing for instructing the functional unit included in the slave device to acquire the state value from the control target, and included in the master device Determining a timing for outputting the data included in the received data frame to the control target.
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