JPH0383101A - プラント制御システムのプログラム実行管理方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鉄鋼プラント、化学プラント、製紙プラント
、等の製造現場に設置されるプラント制Ｓ装置（ＣＲＴ
を備え、各種制御機能、データ監視機能を有する小型計
算機）に関し、特にそれらの複数台や各種周辺装置が伝
送ラインで結ばれているプラント制御システムにおける
プログラムの実行管理方式に関するものである。

〔従来の技術〕

従来のプラント制御システムにおいては、ひとつの制御
装置内の主記憶装置と外部記憶装置間のプログラムやデ
ータの転送、主記憶装置と他の装置間との通信路を介し
たデータ転送、あるいはプログラムとウィンドー表示と
の関連制御等、が別々の管理プログラムによって管理さ
れ、また各装置内でのデータ構造が異なっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

そのため、アプリケーションプログラムにおいて頻繁に
データ構造変換や同期管理を行わなければならなかった
。また、各部におけるデータ構造もまちまちであったた
めに、システムの総合デバッグの段階でバグがでる場合
が多かった。

一方、計算機システムにおいて、データ構造をデータパ
ケットと呼ばれる構造にすることは特開昭６３−２６２
７３８号公報に見られるように公知である。しかし、単
純なパケット構造では、プラント制御装置のように、多
数のデータを管理する場合は、パケット数が多くなりす
ぎてメモリ管理が繁雑化して実用的でない。

そこで、本発明は、上記の各部におけるデータ構造を統
一し、外部記憶、主記憶、通信システムを通して同じデ
ータ構造で処理をすすめ、しかもメモリ管理を繁雑化さ
せずに、プログラムやデータのアドレスや状態を集中管
理することによって、システム内にあるソフトウェアを
総合的に管理できる方式を提供するものである。

ｒｌｌｍを解決するための手段〕 本発明は、メモリ上に表現される全てのデータをパケッ
ト自身がパケットを含むことをみとめたパケット構造に
統一するものである。

つまり、パケット内部に単数または複数のパケットを有
してもよいし、パケット内部のパケットがさらにパケッ
トを有してもよい。

このようなパケット構造を「入れ子形パケット」と呼ぶ
ことにする。

パケットの内部構造は、 ■パケットの先頭がパケットの長さを示すデータである
パケットサイズ、 ■パケットの中にどのような種類の情報が格納されてい
るかを示すバケツ）ＩＤ。

■情報の本体、 からなっている。

「入れ子形パケット」の場合は、■情報の本体部分に、
さらにパケットサイズ、バケツ）ＩＤ、情報の本体が入
るわけである。

このパケットサイズとバケツ）ＩＤにより、外部記憶や
主記憶の中におけるプログラムやデータのメモリ管理を
統一化でき、通信路を介して受信されたデータがどんな
サイズでどんな種類かを識別することができるようにな
る。

また各パケットはバケツ）［Ｄの中に固有の番号（パケ
ット番号）をもっている。この番号は一部を除いてシス
テム全体で割り付けられている。

つまりシステムの中にＡ、Ｂの２つの計算機があった場
合、Ａ計算機の中にあるパケットの番号は１０１から２
００を割り付け、Ｂ計算機の中にあるパケットの番号は
２０１から３００を割り付けるというように、プログラ
ムやデータを個々の計算機に依存しない形にし、通信シ
ステムを経由しても混同しないようにする。

上記のようなパケットを集中的に管理するためにパケッ
ト管理テーブルを主記憶内に常駐させる。

パケット管理テーブル内の１行は１つのパケットと対応
し、このテーブルの行番号とパケット番号は一致させる
。パケット管理テーブルの１行には、パケットの外部記
憶装置内のアドレス、パケットの主記憶装置内のアドレ
ス、そのパケットが他の装置内にある場合のその装置の
接続されている伝送ステーション番号、そのパケットが
画面表示を行う場合の使用中のウィンド一番号、および
パケットの状態を示すコントロールフラグで構成する。

〔作用〕

上記の手段により、外部記憶装置内のプログラムを起動
する場合やデータをアクセスする場合、他の装置内のデ
ータを通信路を介してアクセスする場合、あるいはウィ
ンドーに表示されている画面を切り替える場合等に、単
にＯ８に対してパケット番号を指定するだけで、外部記
憶装置、主記憶装置、通信システム、ウィンドーの存在
を意識せずに実行させることができるようになる。

しかも、入れ子形パケットにより、メモリ管理上は子パ
ケットの存在を無視してよくなるので、メモリ管理が繁
雑化しない。

したがって、このようなパケット管理テーブルによりパ
ケットの管理を総合的にかつ瞬時に管理することができ
る。

〔実施例〕

以下、本発明の具体的実施例を説明する。

計算機のメモリ上で表現される情報の単位をパケットと
呼ぶ。以下、パケットの内部構造について第１図によっ
て説明する。

第１図（ａ）に示すように、パケット１は、パケットサ
イズ２、パケットの種類を識別するためのコードである
バケツ）ＩＤ３、情報の本体であるパケット情報４、で
構成される。

パケットサイズ２とバケツ）ＩＤ３を合わせたものをパ
ケットヘッダと呼ぶ。

パケットサイズはパケットサイズ２、パケットＩＤ３、
パケット情報４を含むパケット全体のメモリ長である。

パケットサイズ２とパケットＩＤ３を合わせたメモリ長
（パケットヘッダのメモリ長）は全ての種類のパケット
で固定された同じ長さであるが、パケット情報４のメモ
リ長はパケット毎に長さが異なる。

パケットの中にさらに単数または複数のパケットが含ま
れているパケットを「入れ子形パケット」と呼ぶ。

また、入れ子形パケットの中にふくまれているパケット
を「入れ子パケット」と呼ぶ。入れ子形パケットの中の
入れ子パケットの数に制限はない。

また、入れ子パケット自体が入れ子形パケットになって
いる場合もある。第１図（ｂ）を参照すると、入れ子形
パケット５の内部は、パケットサイズ６、パケットＩＤ
７、入れ子パケット８、入れ子パケッ［２、で構成され
る。入れ子パケット８と入れ子バケツ）１２の内部構造
はパケット１と同様の内部構造になっている。パケット
サイズ６はパケットサイズ６、バケツ）ＩＤ７、入れ子
パケット８、入れ子バケツ）１２を含むパケット全体の
メモリ長である。

パケット情報を持たないパケットもある。これを「空パ
ケット」と呼ぶ。空パケット１６は、第１図（Ｃ）に示
すように、パケットサイズ１７とバケツ）ＩＤ１ｇで構
成される。空パケットはメモリ上にワークバッファを確
保するために用いられる。

パケットＩＤ３、バケツ）ＩＤ？、パケット■Ｄ１８の
中の構造は全て共通で、バケツ）ＩＤ４１ＩＩｔ？。

１９のようになっている。

パケットＩＤの中は、第１図（ｄ）に示すように、入れ
子形パケットであるか否かを示すフラグ２０、空パケッ
トであるか否かを示すフラグ２１、パケットの種類を示
すコード２２、パケット番号２３で構成される。

以上はパケットの一般的内部構造について説明したが、
第２図に入れ子形パケットの具体的な例を示す。

第２図（ａ）は、ＣＲＴスクリーン上に表示されたプロ
グラム（図面２４）とその図面パケット２６を示し、第
２図（ｂ）は、ＣＲＴスクリーンに表示された表形式の
ファイル（表２５＞　と表パケット３０を示す。

図面２４のオブジェクトは図面パケット２６のような入
れ子形パケットになっている。図面パケット２６の中は
、図面の動作条件を定義するための情報が格納されてい
る入れ子パケットである図面仕様パケット２７、図面内
のプログラムのマシンコードが格納されている入れ子パ
ケットである図面コードパケット２８、図面内のプログ
ラムが使用するワークが格納されている入れ子パケット
である図面ワークパケット２９、で構成されている。

表２５のオブジェクトは表パケット３０のような入れ子
形パケットになっている。表パケット２５の中は、表の
行数や列数等を定義するための情報が格納されている入
れ子パケットである表仕様パケット３１１表のデータが
格納されている入れ子パケットである表データパケット
３２で構成されている。

上記のように入れ子形パケットは複数の成分で構成され
る情報を区別するために用いられる。

第３図は空パケットの具体的な例である。第３図を参照
すると、図面パケット３９は外部記憶３４の中に格納さ
れている。図面仕様パケット４０と図面コードパケット
４１にはパケット情報が含まれているが、図面ワークパ
ケット４２にはパケット情報が含まれていない。図面パ
ケット３９がメモリ管理機能によって主記憶３３にロー
ドされると図面パケット３５のようになる。

このとき図面ワークパケット３８のように主記憶上には
パケット情報としての図面ワークが確保される。図面ワ
ークパケット４２のパケットサイズと図面ワークパケッ
ト３８のパケットサイズは同じ値である。

同様に、表パケット４６は外部記憶３４の中に格納され
ている。表仕様パケット４７にはパケット情報が含まれ
ているが、表データパケット４８にはパケット情報が含
まれていない。表パケット４６がメモリ管理機能によっ
て主記憶３３にロードされると表パケット４３のように
なる。このとき表データパケット４５のように主記憶上
にはパケット情報としての表データが確保される。表ワ
ークパケット４８のパケットサイズと表データパケット
４５のパケットサイズは同じ値である。

上記のように図面ワークや表データが主記憶上でのみ必
要な場合はこれらのパケットを空パケットにしておくこ
とにより、外部記憶のメモリ使用量を少なくすることが
できる。

第４図はパケットの中の各部分がある種のノ１−ドウエ
アのＣＰＵによってどのように認識されるかを示す例で
ある。

第４図を参照すると、ＣＰＵ４９の中には主記憶上のあ
る領域の先頭アドレスを指すセグメントベースレジスタ
５１．５３．５５、が内蔵され、主記憶上の同領域のサ
イズを示すセグメントサイズレジスタ５０．５２．５４
、が内蔵されている。ＣＰＵ４９はこれらのレジスタの
内容により主記憶上の処理対象を認識する。メモリ管理
機能は図面パケット５６のパケットヘッダを外部記憶か
ら主記憶にロードして図面パケット５６のパケットサイ
ズを知り、これによって主記憶上の領域を確保し、そこ
に図面パケット５６をロードする。

このあと、次のようにセグメントベースレジスタとセグ
メントサイズレジスタを設定する。図面パケット５６の
先頭アドレスに図面パケット５６のヘッダメモリ長と図
面仕様パケット５７のヘッダメモリ長を加えたアドレス
をセグメントベースレジスタ５１に設定し、図面仕様パ
ケット５７のパケットサイズの内容から図面仕様パケッ
ト５７のヘッダメモリ長を引いた値をセグメントサイズ
レジスタ５０に設定する。

次に、図面パケット５６の先頭アドレスに図面パケット
５６のヘッダメモリ長と、図面仕様パケット５７のパケ
ットサイズの内容と、図面コードパケット５８のヘッダ
メモリ長を加えたアドレスをセグメントベースレジスタ
５３に設定し、図面コードパケット５８のパケットサイ
ズの内容から図面コードパケット５Ｂのヘッダメモリ長
を引いた値をセグメントサイズレジスタ５２に設定する
。

さらに、図面パケット５６の先頭アドレスに図面パケッ
ト５６のヘッダメモリ長と、図面仕様パケット５７のパ
ケットサイズの内容と、図面コードパケット５８のパケ
ットサイズの内容と、図面ワークパケット５９のヘッダ
メモリ長を加えたアドレスをセグメントベースレジスタ
５５に設定し、図面ワークパケット５９のパケットサイ
ズの内容から図面ワークパケット５９のヘッダメモリ長
を引いた値をセグメントサイズレジスタ５４に設定する
。

上記のようにパケットサイ・ズは、パケットのメモリ内
割付と、ハードウェアＣＰＵの設定のために参照される
。

第５図はパケットがどのように管理されるかを示す例で
ある。第５図を参照すると、装！Ａ６０の中のパケット
を管理するための要素は、パケット管理テーブル６１、
メモリ管理機能７２、ウィンドー管理機能７４、伝送管
理機能７５、○Ｓ７６がある。装置Ｂ７７の中にもこれ
と同じ要素がある。パケット管理テーブル６１は複数行
５列のテーブルである。

１行は１つのパケットに対応し、ｎ（ｎ＝ｌ〜）行目は
パケット番号ｎのパケットを管理している。この番号は
パケット■Ｄの中のパケット番号とも一致している。１
行の中は、４パケツトの状態を示すフラグＣＦ　６３、
パケットが表示されているＣＲＴスクリーン上（マルチ
ウィンドー表示）のウィンド一番号ＷＮ６４、外部記憶
７０の中に格納されているパケットの先頭アドレスＨＡ
６５、主記憶６８の中にロードされている場合のパケッ
トの先頭アドレスＲＡ６６、パケットが伝送システムに
よって接続されている他の装置の中に格納されている場
合の他の装置の伝送ステーション番号５Ｎ６７、で構成
されている。

上記のような環境の中において図面（プログラム）を起
動する場合を説明する。

主記憶６８上にある図面が他の図面を起動する場合は０
５７６に対してパケット番号で相手の図面を指定する。

０３７６はパケット管理テーブル６１のパケット番号に
対応する行のＣＦ６３を参照し、その図面パケットが既
に主記憶６８上に存在していれば、そのまま起動する。

主記憶６８上に存在していなければ、０３７６はメモリ
管理機能７２に図面パケットのロードを要求する。メモ
リ管理機能７２は図面パケットのメモリ割付けを行い、
パケット管理テーブル６１のパケット番号に対応する行
のＲＡ６６を設定し、ＨＡ６５を参照して外部記憶７０
から主記憶６８に図面パケットをロードし起動する。

相手の図面が外部記憶にもなく、装置Ｂ７７の外部記憶
にある場合は、○Ｓ７６は伝送管理機能７５により装置
Ｂ７７の伝送管理機能８５にパケットの要求とパケット
番号を送信する。伝送管理機能８５はそれを０３８６に
知らせる。０３８６はパケット番号によりパケット管理
テーブル７８の該当する行を参照し、メモリ管理機能８
４によって外部記憶８２から主記憶８０に図面パケット
をロードし、それを伝送管理機能８５によって装置Ａ６
０に送信する。装置Ａ６０の伝送管理機能７５はその図
面パケットを主記憶６８に受信し０３７６に知らせる。

０３７６は受信した図面を起動する。装置Ａ６０のパケ
ット管理テーブル６１のパケット番号に対応する行と、
装置Ｂ７７のパケット管理テーブル７８の同パケット番
号に対応する行は同一のパケットを指している。

図面がウィンドーを必要とする場合、つまり図面が動作
した結果ウィンドーに表示が行われる場合は、Ｏ８は既
にウィンドーを獲得している図面を停止し、上記のよう
な手続きで図面パケットを主記憶にロードして起動する
。

図面が表をアクセスする場合は、０３７６に対してパケ
ット番号で相手の表を指定する。０８７６はパケット管
理テーブル６１のパケット番号に対応する行のＣＦ６３
を参照して、その表パケットが既に主記憶６８上に存在
していれば、そのままアクセスを許可する。しかし、主
記憶６８上に存在していなければ、メモリ管理機能７２
により表パケットを外部記憶７０から主記憶６８にロー
ドしたのちアクセスを許可する。表パケットが外部記憶
７０の中にもなく、装置Ｂ７７の外部記憶８２の中にあ
る場合は、上記の装置Ｂ７７から図面パケットを受信し
た方法と同じ方法で表パケットを主記憶６８に受信し、
アクセスを許可する。

装置Ａ６０内の主記憶上にある表パケットを装置Ｂ７７
に送信する場合を説明する。図面が０８７６に対して表
パケットのパケット番号を指定して送信要求を出すと、
○Ｓ７６はその表パケットが主記憶６８上にあれば、そ
のまま伝送管理機能７５により表パケットを送信する。

主記憶６８上になければ上記で説明した方法で外部記憶
７０から主記憶６８にロードしたのち伝送管理機能７５
によって送信する。装置Ｂ７７の伝送管理機能８５は表
パケットを・受信したことを０９８６に知らせる。ＯＳ
　８６は受信した表パケットの中のパケット番号を読み
出し、パケット管理テーブル７８のパケット番号に対応
する行の内容に従ってメモリ管理機能８４によって外部
記憶８２に格納する。

第６図はパケット管理テーブルの中のコントロールフラ
グの例である。コントロールフラグ８７の中は、パケッ
トが自装置の外部記憶の中にあるか否かを示すフラグ９
３、パケットが他の伝送ステーションに接続されている
装置の中にあるか否かを示すフラグ９２、パケットが既
に主記憶内にあるか否かを示すフラグ９１．パケットが
ウィンドーを使用しているか否かを示すフラグ９０、パ
ケットが動作中またはアクセス中であるか否かを示すフ
ラグ８９、パケットが排他制御のために占有されている
か否かを示すフラグ８８、等で構成されている。

第７図はパケット管理テーブル内のマツピング例につい
て説明したものである。

装置Ａ９４の外部記憶１０２には、装置Ａ９４でのみ使
用されるバケツ）ＰＡ１０３、他の装置から使用され得
るバケツ）Ａ１０４、バケツ）Ｃ１０５が格納されてい
る。一方、装置８１０９の外部記憶１１７には、装置Ｂ
１０９でのみ使用されるバケツ）ＰＢ１１８　、他の装
置から使用され得るバケツ）Ｂ１１９、バケツ）　ＣＩ
２０が格納されている。

バケツ）Ａ１０４は装置Ａ９４の外部記憶１０２のみに
あり、バケツ）Ｂ１１９は装置Ｂ１０９の外部記憶１１
７のみにあり、バケツ）Ｃは両装置の外部記憶内に存在
する共用パケットである。

装置Ａ９４のパケット管理テーブル９５の中のローカル
パケット管理８９６には装置Ａ９４のみで使用されるパ
ケットの情報が格納されている。グローバルパケット管
理部９７には他の装置から参照されるパケットの情報が
格納されている。グローバルパケット管理部のマツプは
システム内の全ての装置で共通でなければならない。つ
まり装置間で転送される可能性のあるパケットの番号は
装置単体の中ではなく、システム全体で割付けなければ
ならない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、ソフトウェアの構成単位
の内部構造をパケットと呼ぶ、メモリ管理と通信機能を
統合的に管理するのに都合のよい形にしたこと、および
パケットを総合的に管理するためのパケット管理テーブ
ルを中心にＯ３やその他の管理機能を働かせることによ
り、アプリケーションから見た場合に外部記憶装置、伝
送システム、ＣＲＴスクリーン上に表示されるウィンド
ーの管理を意識しなくてもプログラムとデータのロード
や通信、あるいは画面表示を容易に行える仕組みを実現
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はパケットの内部構造を示す図、第２図は入れ十
形パケットの具体例、第３図は空パケットの具体例、第
４図はパケットのメモリ管理方法、第５図はパケットが
外部記憶、主記憶、通信の上でどのように管理されるか
を示す例、第６図はパケット管理テーブル内のコントロ
ールフラグの内容例、第７図はパケット管理テーブル内
のマツピング例（バケッ ト番号の割付方）を示す図である。 １・・・バケッ ト ５・・・入れ十形 バケッ ト 第 図 （ｃＬ） 第 ２ 図 図面パケＩリド 第３　（支） 第 図 Ｆ＋Ａ 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）プラント制御機能やデータ監視機能を有するプラ
   ント制御装置が各種周辺装置とともに伝送ラインで結ば
   れているプラント制御システムにおいて、 各装置のメモリ上のデータを、少なくとも、［１］パケ
   ットの長さを示すデータであるパケットサイズ、 ［２］そのパケットの番号を含みパケットの中にどのよ
   うな種類の情報が格納されているかを示すパケットＩＤ
   、 ［３］情報の本体、 の三者からなるパケットに統一し、 前記パケットは、前記情報の本体部分に、前記パケット
   のデータが一つもしくは複数個はいる、１世代または複
   数世代の入れ子形構造の子パケットを含み、 前記パケットを、各装置内部または各装置間でアクセス
   ・転送するときは、そのパケット番号を指定することに
   より行うことを特徴とするプラント制御システムのプロ
   グラム実行管理方式。