JPWO2013137023A1 - 制御装置、情報処理装置、制御方法、コンピュータ読取可能な記録媒体、およびプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
まず、本発明の実施の形態に係る情報処理装置の概要について説明する。図1は、本実施の形態の概要を説明するための図である。
まず、実施の形態1〜3に係るPLCシステムの全体構成について説明する。図3は、本発明の実施の形態1〜3に係るPLCシステム1の全体構成を示す模式図である。
次に、フィールドバス4およびリモートIO装置3の内部バス30を介したデータ更新について説明する。
具体的には、まず、マスターユニット10のフィールドバス制御部110は、フィールドバスフレームを受信してOUTデータを取得するとともに、INデータをフィールドバスフレームに書込みつつ、フォワード動作を行う(手順(1))。続いて、プロセッサ100は、フィールドバス制御部110の受信バッファから取得したOUTデータを読出して、内部バス制御部130の送信バッファ(後述する)に格納する(手順(2))。
次に、リモートIO装置3のハードウェア構成について説明する。図5は、実施の形態1〜3に係るリモートIO装置3のハードウェア構成を示す模式図である。リモートIO装置3を構成するマスターユニット10およびスレーブユニット20の各コンポーネントは、処理高速化の観点から、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field−Programmable Gate Array)などのハードウェアなどを実現することが好ましい。但し、一部または全部のコンポーネントをプロセッサがプログラムを実行することによって実現してもよい。
図5を参照して、リモートIO装置3のマスターユニット10は、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。
図5を参照して、リモートIO装置3のスレーブユニット20の各々は、IOモジュール200と、IOメモリ210とを含む。さらに、スレーブユニット20の各々は、内部バス30の1chに関連付けられた、通信コントローラ220と、受信回路222,232と、送信回路224,234とを含む。また、スレーブユニット20の各々は、内部バス30の2chに関連付けられた、通信コントローラ240と、受信回路242,252と、送信回路244,244とを含む。
次に、リモートIO装置3の内部バス30におけるOUTリフレッシュおよびINリフレッシュについて説明する。
実施の形態1として、内部バス30の帯域が相対的に狭く、かつノイズの影響を無視できるような構成に適した形態について例示する。
図8は、実施の形態1に係るリモートIO装置3におけるOUTリフレッシュ/INリフレッシュの動作の一例を示すタイムチャートである。
フィールドバス4において定時性を担保するため、フィールドバス4に接続されている各装置に対して基準タイミングがメイン処理装置2から通知されている場合には、その基準タイミングに基づいて、INリフレッシュタイマを開始する時刻(図8では、時刻t36)を特定することができる。あるいは、先行のフィールドバス4を受信したタイミング(図8では、時刻t31)および制御周期T1に基づいて、時刻t36を決定してもよい。
実施の形態2として、上述の実施の形態1に比較して、ノイズ耐性を高めた構成に適した形態について例示する。
図9は、実施の形態2に係るリモートIO装置3におけるOUTリフレッシュ/INリフレッシュの動作の一例を示すタイムチャートである。
次に、内部バス30のノイズの影響について説明する。
図10は、図9に示すOUTリフレッシュ/INリフレッシュの動作における再送限界を示すタイムチャートである。図10に示すタイムチャートにおいては、OUTリフレッシュおよびINリフレッシュの再送回数を最大限まで増加させた例を示す。OUTフレームおよびINフレームの再送回数の限界(すなわち、内部バス30上でのOUTフレームおよびINフレームの伝送に割当てることのできる最大時間)は、以下のような式に従って算出できる。
但し、OUTフレームおよびINフレームの生成に係る時間(バジェット)が生じるので、実際の再送回数の最大値は、これらのオーバヘッドを考慮して決定される。
実施の形態3として、マスターユニット10内のINデータおよびOUTデータのコピー処理と、内部バス30上のOUTリフレッシュおよびINリフレッシュを並行して実行する構成について例示する。
図11は、実施の形態3に係るリモートIO装置3におけるOUTリフレッシュ/INリフレッシュの動作の一例を示すタイムチャートである。図11に示す例では、フィールドバス制御部110の受信バッファ126に格納されているOUTデータの内部バス制御部130の送信バッファ166へのコピー(転送)の後、続いて、内部バス制御部130の受信バッファ164に格納されているINデータのフィールドバス制御部110の送信バッファ128へのコピー(転送)が実行される。そのため、このINデータのコピーの開始に間に合うように、INリフレッシュの開始タイミングが決定される。
《h2:再送型》
図11に示すOUTリフレッシュ/INリフレッシュの動作に対しても、上述の図9に示すように、OUTリフレッシュおよびINリフレッシュの少なくとも一方を複数回実行してもよい。
図13は、図12に示すOUTリフレッシュ/INリフレッシュの動作における再送限界を示すタイムチャートである。図13に示すタイムチャートにおいては、OUTリフレッシュおよびINリフレッシュの再送回数を最大限に増加させた例を示す。OUTフレームおよびINフレームの再送回数の限界(すなわち、内部バス30上でのOUTフレームおよびINフレームの伝送に割当てることのできる最大時間)は、フィールドバス4における制御周期T1と一致する。そのため、制御周期T1内で、OUTフレームおよびINフレームの再送回数の最大値を決定すればよい。但し、OUTフレームおよびINフレームの生成に係る時間(バジェット)が生じるので、実際の再送回数の最大値は、これらのオーバヘッドを考慮して決定される。
上述の実施の形態においては、マスターユニット10のプロセッサ100がINリフレッシュの開始タイミングを都度通知する構成について例示したが、スレーブユニット20の各々が自律的にINデータリフレッシュを行うような構成を採用してもよい。
実施の形態4として、汎用的なコンピュータ(典型的には、パーソナルコンピュータ)を含む通信システムについて説明する。
実施の形態4においては、内部バス322を介して接続された内蔵の拡張カード320がスレーブ部になる構成を例示したが、このスレーブとしては、パーソナルコンピュータに接続される外部機器であってもよい。以下、実施の形態4の変形例として、パーソナルコンピュータに接続される周辺機器をスレーブ部とする例について説明する。
上述の実施の形態1〜3によれば、フィールドバス4を介して周期的にフィールドバスフレームを受信するたびに、リモートIO装置3は、その直前にフィールドバスフレームを受信した後のタイミングでリフレッシュしたINデータを書込むことができる。また、受信したフィールドバスフレームに含まれるOUTデータについては、後続のフィールドバスフレームが到来するまでに、スレーブユニット20に対して出力される。
Claims (17)
- 制御システムの少なくとも一部を構成する制御装置であって、
第1の通信ラインに接続されるマスター制御部と、
前記マスター制御部と第2の通信ラインを介して接続される少なくとも1つのスレーブ制御部とを備え、
前記マスター制御部は、
前記第1の通信ラインを介して予め定められた制御周期毎に他の装置との間でデータを送受信するための第1の通信部と、
前記第2の通信ラインを介して前記制御周期より短い時間内で前記スレーブ制御部との間でデータを送受信するための第2の通信部と、
前記第1の通信ラインを介して先行のデータを受信した後、次の制御周期に対応する後続のデータが到来する前に、前記第2の通信ラインを介して前記スレーブ制御部との間でデータを更新するための更新部とを含む、制御装置。 - 前記スレーブ制御部は、外部入力される信号の状態値を収集するための入力部を含み、
前記更新部は、更新処理として、前記入力部に、新たに状態値を収集させるとともに、収集された状態値を前記マスター制御部へ送信させる、請求項1に記載の制御装置。 - 前記更新部は、前記収集された状態値の前記マスター制御部への送信を複数回指示する、請求項2に記載の制御装置。
- 前記更新部は、前記後続のデータが到来するとされている時点を基準とした予め定められた時間だけ前の時点から、前記入力部についての更新処理を開始する、請求項2に記載の制御装置。
- 前記スレーブ制御部は、指定された状態値の信号を出力するための出力部を含み、
前記更新部は、更新処理として、前記第1の通信ラインを介して受信したデータの少なくとも一部に従って、前記出力部が出力する信号を更新する、請求項2〜4のいずれか1項に記載の制御装置。 - 前記更新部は、前記出力部が出力する信号を更新するための指令を複数回送信する、請求項5に記載の制御装置。
- 前記マスター制御部は、
前記第1の通信ラインを伝送するデータを格納するための第1のバッファメモリと、
前記第2の通信ラインを伝送するデータを格納するための第2のバッファメモリと、
前記第1のバッファメモリと前記第2のバッファメモリとの間のデータ転送を制御するための転送回路とを含み、
前記更新部は、前記入力部で収集された状態値の前記第2のバッファメモリへの格納、および引き続く前記第2のバッファメモリから前記第1のバッファメモリへのデータ転送が、前記後続のデータが到来する前に完了するように、前記入力部についての更新処理を開始する、請求項5または6に記載の制御装置。 - 前記更新部は、前記先行のデータの受信、および引き続く前記第1のバッファメモリから前記第2のバッファメモリへの当該データの転送が完了した後に、前記出力部についての更新処理を開始する、請求項7に記載の制御装置。
- 前記更新部は、
前記第1のバッファメモリから前記第2のバッファメモリへの前記先行のデータの転送と並行して、前記入力部についての更新処理を行うとともに、
前記第2のバッファメモリから前記第1のバッファメモリへの前記入力部で収集された状態値の転送と並行して、前記出力部についての更新処理を行う、請求項7または8に記載の制御装置。 - 前記マスター制御部は、前記第1の通信ラインを介して接続される他の装置との間で共通のタイマを有しており、
前記更新部は、前記タイマで計時される値に基づいて、更新処理の開始タイミングを決定する、請求項1〜9のいずれか1項に記載の制御装置。 - 通信システムの少なくとも一部を構成する情報処理装置であって、
第1の通信ラインに接続されるマスター部と、
前記マスター部と第2の通信ラインを介して接続される少なくとも1つのスレーブ部とを備え、
前記マスター部は、
前記第1の通信ラインを介して予め定められた周期毎に他の装置との間でデータを送受信するための第1の通信部と、
前記第2の通信ラインを介して前記周期より短い時間内で前記スレーブ部との間でデータを送受信するための第2の通信部と、
前記第1の通信ラインを介して先行のデータを受信した後、次の周期に対応する後続のデータが到来する前に、前記第2の通信ラインを介して前記スレーブ部との間でデータを更新するための更新部とを含む、情報処理装置。 - 第1の通信ラインに接続されるマスター制御部と、前記マスター制御部と第2の通信ラインを介して接続される少なくとも1つのスレーブ制御部とを含み、制御システムの少なくとも一部を構成する制御装置、における制御方法であって、
前記マスター制御部において、前記第1の通信ラインを介して予め定められた制御周期毎に他の装置との間でデータを送受信するステップと、
前記マスター制御部において、前記第2の通信ラインを介して前記制御周期より短い時間内で前記スレーブ制御部との間でデータを送受信するステップと、
前記マスター制御部において、前記第1の通信ラインを介して先行のデータを受信した後、次の制御周期に対応する後続のデータが到来する前に、前記第2の通信ラインを介して前記スレーブ制御部との間でデータを更新するステップとを含む、制御方法。 - 第1の通信ラインに接続されるマスター部と、前記マスター部と第2の通信ラインを介して接続される少なくとも1つのスレーブ部とを含み、通信システムの少なくとも一部を構成する情報処理装置、における制御方法であって、
前記マスター部において、前記第1の通信ラインを介して予め定められた周期毎に他の装置との間でデータを送受信するステップと、
前記マスター部において、前記第2の通信ラインを介して前記周期より短い時間内で前記スレーブ部との間でデータを送受信するステップと、
前記マスター部において、前記第1の通信ラインを介して先行のデータを受信した後、次の周期に対応する後続のデータが到来する前に、前記第2の通信ラインを介して前記スレーブ部との間でデータを更新するステップとを含む、制御方法。 - 第1の通信ラインに接続されるマスター制御部と、前記マスター制御部と第2の通信ラインを介して接続される少なくとも1つのスレーブ制御部とを含み、制御システムの少なくとも一部を構成するコンピュータで実行されるプログラムを格納したコンピュータ読取可能な記録媒体であって、前記プログラムは前記コンピュータに
前記マスター制御部が前記第1の通信ラインを介して予め定められた制御周期毎に他の装置との間でデータを送受信するステップと、
前記マスター制御部が前記第2の通信ラインを介して前記制御周期より短い時間内で前記スレーブ制御部との間でデータを送受信するステップと、
前記マスター制御部が前記第1の通信ラインを介して先行のデータを受信した後、次の制御周期に対応する後続のデータが到来する前に、前記第2の通信ラインを介して前記スレーブ制御部との間でデータを更新するステップとを実行させる、コンピュータ読取可能な記録媒体。 - 第1の通信ラインに接続されるマスター部と、前記マスター部と第2の通信ラインを介して接続される少なくとも1つのスレーブ部とを含み、通信システムの少なくとも一部を構成するコンピュータで実行されるプログラムを格納したコンピュータ読取可能な記録媒体であって、前記プログラムは前記コンピュータに
前記マスター部が前記第1の通信ラインを介して予め定められた周期毎に他の装置との間でデータを送受信するステップと、
前記マスター部が前記第2の通信ラインを介して前記周期より短い時間内で前記スレーブ部との間でデータを送受信するステップと、
前記マスター部が前記第1の通信ラインを介して先行のデータを受信した後、次の周期に対応する後続のデータが到来する前に、前記第2の通信ラインを介して前記スレーブ部との間でデータを更新するステップとを実行させる、コンピュータ読取可能な記録媒体。 - 第1の通信ラインに接続されるマスター制御部と、前記マスター制御部と第2の通信ラインを介して接続される少なくとも1つのスレーブ制御部とを含み、制御システムの少なくとも一部を構成するコンピュータで実行されるプログラムであって、前記プログラムは前記コンピュータに
前記マスター制御部が前記第1の通信ラインを介して予め定められた制御周期毎に他の装置との間でデータを送受信するステップと、
前記マスター制御部が前記第2の通信ラインを介して前記制御周期より短い時間内で前記スレーブ制御部との間でデータを送受信するステップと、
前記マスター制御部が前記第1の通信ラインを介して先行のデータを受信した後、次の制御周期に対応する後続のデータが到来する前に、前記第2の通信ラインを介して前記スレーブ制御部との間でデータを更新するステップとを実行させる、プログラム。 - 第1の通信ラインに接続されるマスター部と、前記マスター部と第2の通信ラインを介して接続される少なくとも1つのスレーブ部とを含み、通信システムの少なくとも一部を構成するコンピュータで実行されるプログラムであって、前記プログラムは前記コンピュータに
前記マスター部が前記第1の通信ラインを介して予め定められた周期毎に他の装置との間でデータを送受信するステップと、
前記マスター部が前記第2の通信ラインを介して前記周期より短い時間内で前記スレーブ部との間でデータを送受信するステップと、
前記マスター部が前記第1の通信ラインを介して先行のデータを受信した後、次の周期に対応する後続のデータが到来する前に、前記第2の通信ラインを介して前記スレーブ部との間でデータを更新するステップとを実行させる、プログラム。
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