JP2009266047A - 機器管理装置及び機器管理方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】機器種類ごとに診断手順が記述されるプロファイル20がプロファイルデータベース3に格納され、ID情報収集部6が制御システムを構成する各機器からID情報及びユーザ指定情報を収集し、診断処理部8がID情報及びユーザ指定情報から抽出される機器種類に対応するプロファイル20を取得し、診断処理部8がプロファイル20に示される診断手順に従って機器ごと伝送路ごとに健常性を診断し、構成管理情報管理部5がID情報収集部6にて収集されたID情報からネットワーク構成を示すネットワーク構成情報10を生成し、システム構成情報管理部4がネットワーク構成情報10に診断処理部8による診断結果を反映させたネットワーク状態情報を生成し、ネットワーク状態情報を情報表示部13に表示させる。
【選択図】図1
Description
更に、それぞれのネットワークには、ベンダや団体毎に異なるものが存在する。
例えば、フィールドネットワークであれば、CC−Link、主に欧州で使用されているPROFIBUS、主に米国で使用されているDeviceNetなどがある。
これらのネットワークは、それぞれの通信形態に依存した様々なパラメータを、適切な機器に対して設定しなければ正常に動作しない。
しかし、システムの構成が複雑になるにつれて、設定ミスの発生率が高くなる。
しかし、一般的に、FA機器を利用するユーザは、制御システムの専門家であることは多いが、必ずしもネットワークの専門家ではないことから、異常箇所や原因の特定に時間がかかっており、立上げ時間の増加など生産ライン構築に余分なコストがかかっている。
しかし、特許文献1に記載された監視制御システムでは、正しいネットワーク設定が行われて正常に通信できる環境であることが前提であり、伝送路の健常性を確認するといった煩わしい作業を結局は手動で行わなければならないという課題がある。
また、ネットワーク構成が複雑になった場合、どのような順番で診断を行っていくべきかを考えながら作業を進めなければならないという課題がある。
管理対象ネットワークに接続している複数種類の機器の管理を行う機器管理装置であって、
機器種類ごとに、機器の状態を診断するための診断手順が記述されているプロファイル情報を記憶するプロファイル情報記憶部と、
前記管理対象ネットワークに接続している各機器の機器種類を通知する通知情報を受信する情報収集部と、
前記情報収集部により受信された通知情報において通知されている機器種類に基づき、対応するプロファイル情報を取得し、取得したプロファイル情報を用いて、各機器の状態を診断手順に従って診断する診断処理部とを有することを特徴とする。
以下、図面を参照して、本実施の形態に係る制御システム設計支援装置(機器管理装置)について説明する。
本実施の形態に係る制御システム設計支援装置は、FA(Factory Automation)システム等の制御システムのネットワークを管理対象ネットワークとし、管理対象ネットワークに接続している機器の管理を行う。
例えば、本実施の形態に係る制御システム設計支援装置は、制御システムにおいて、検出内容から把握した接続関係から、伝送路および機器の診断する順番を決定し、また、それぞれの機器に対する診断手順を記述したプロファイルを用いて、接続関係から決定した診断の順番で、機器および伝送路の健常性を確認する。そして、機器や伝送路の異常や単純な接続誤りなどを検出し、システムの立上げや保守の容易性を実現する。
本実施の形態に係る制御システム設計支援装置1の構成例を図1に示す。
ここで、制御システム設計支援装置1の各構成要素の詳細を説明する前に、制御システム設計支援装置1の動作の概要を説明する。
プロファイルデータベース3には、制御システムに含まれる機器の機器種類ごとに診断手順が記述されるプロファイル20が格納されている。
そして、ID情報収集部6が制御システムを構成する各機器からID情報及びユーザ指定情報を収集する。
ID情報及びユーザ指定情報の詳細は後述するが、ID情報及びユーザ指定情報の記述から機器種類を抽出することができる。
また、診断処理部8が、ID情報及びユーザ指定情報から抽出される機器種類に対応するプロファイル20を取得し、診断処理部8がプロファイル20に示される診断手順に従って機器ごと伝送路ごとに健常性を診断する。
また、構成管理情報管理部5が、ID情報収集部6にて収集されたID情報からネットワーク構成を示すネットワーク構成情報10を生成する。
更に、システム構成情報管理部4が、ネットワーク構成情報10に診断処理部8による診断結果を反映させたネットワーク状態情報を生成し、ネットワーク状態情報を情報表示部13に表示させる。
以上が、本実施の形態に係る制御システム設計支援装置の動作の概要である。
以下にて、制御システム設計支援装置1の各構成要素を詳細に説明する。
ネットワーク構成情報10は、Device(機器)、およびMedia(ネットワーク)の2つのシステム構成要素11に分類して、接続関係を表現する。
図1のネットワーク構成情報10における丸印内の記号は、DはDeviceを、MはMedeaを表している。
Deviceは、機器やユニットなど、システム構成情報管理部4において一つのオブジェクトとして認識されるべきもので、個体識別子(製造番号などシステムで一意に識別できる情報)をもつハードウェアのことを指す。
Mediaは、Ethernet(登録商標)などのネットワークや、PLCのユニット間を通信するためのバスなど複数のDevice間を接続する伝送路全般を指す。
プロファイル20は、機器やユニットの属性、並びに、機器および伝送路の健常性を診断するための診断手順を記述したものである。なお、プロファイル20の詳細は後述する。
プロファイルデータベース3は、接続し得る機器やユニットに対するプロファイル20を所持している状態を維持しなければならない。
そのため、新しい型式の機器やユニットが製造された場合や、機器やユニットのF/W(Firm Ware)バージョンが変更された場合は、プロファイル20を追加もしくは変更することで、プロファイルデータベース3を更新する。
例えば、CD(Compact Disc)−ROM(Read Only Memory)やUSB(Universal Serial Bus)メモリなどの記憶媒体を介して新しいプロファイル20をプロファイルデータベース3に取り込んでも良い。
また、常に最新のプロファイル20を管理するプロファイルサーバを設置して、そのプロファイルサーバからネットワーク経由で新しいプロファイル20もしくは変更されたプロファイル20をダウンロードしても良い。
なお、プロファイルデータベース3は、プロファイル情報記憶部又はプロファイル情報記憶領域の例である。
構成管理データベース2内でネットワーク構成情報10として管理された各Deviceは、プロファイルデータベース3に格納されているプロファイル20の中から、そのDevice専用のプロファイル20と紐付けがされている。
なお、プロファイル20は型式65単位で用意されているため、ネットワーク構成情報10内に同じ型式65のDeviceが複数あれば、それぞれが同一のプロファイル20と紐付けされることになる。つまり、Deviceとプロファイル20はN:1の関係になる。
システム構成情報管理部4は、状態情報生成部の例である。
システム構成情報管理部4は、後述する構成管理情報管理部5により生成されたネットワーク構成情報に対して診断処理部8による機器ごと伝送路ごとの診断結果を反映させたネットワーク状態情報を生成する。
つまり、システム構成情報管理部4は、構成管理情報管理部5により生成されたネットワーク構成情報に示される各機器に診断処理部8による診断結果を対応付けて、制御システムに接続している複数種類の機器の接続関係を示すとともに各機器に対する診断結果を示すネットワーク状態情報を生成する。
例えば、制御システムに異常が発生した場合に、要因となった場所をハイライト表示するなどにより、ユーザに視覚的に知らせることができる。なお、システム構成情報管理部4に表示される機器、ユニット、およびネットワークを総称してオブジェクトと呼ぶ。
前述した機器は、制御システムの構成要素であるプログラマブルコントローラ(PLC:Programable Logic Controller、以下PLCと略す)、プログラマブル表示器(HMI:Human Machine Interface)、数値演算装置(NC:Numerical Control)、フィールド機器(センサ、バルブ、モータ、サーボアンプ、インバータ、ロボットなど)を指す。
また、前述したユニットは、機器の構成要素を指す。例えば、PLCは、ベースユニット、電源ユニット、CPUユニット、入出力ユニット、通信ユニットなど様々な種類のユニットを組み合わせて、一つの機器となる。
また、プログラマブル表示器においても、機器本体とは別に、オプションとして通信ユニットなどを装着することができる。
また、システム構成情報管理部4により生成されたネットワーク状態情報は、情報表示部13により表示される。
情報表示部13は、制御システム設計支援装置1のユーザにグラフィカルインタフェースを提供する。
なお、後述するように、各機器のID情報は、各機器の機器種類を通知する通知情報の例であり、ID情報を収集するID情報収集部6は、情報収集部の例である。
生成されたネットワーク構成情報10は、構成管理データベース2に格納され、ネットワーク解析を実施する度に更新される。
また、構成管理情報管理部5は、ネットワーク構成情報10に基づいて、制御システムのネットワーク状態情報を生成するように、システム構成情報管理部4に要求する。
また、構成管理情報管理部5は、ネットワーク構成情報10を新規に生成する場合や更新する場合に、ID情報収集部6に対して、ネットワーク解析を要求する。
また、構成管理情報管理部5は、ID情報収集部6により収集したID情報をキーとして、プロファイル問合せ部7に対して、該当するプロファイル20の検索を要求する。
また、構成管理情報管理部5は、ネットワーク構成情報10に基づいて、各機器およびネットワークの健常性の確認をするように、診断処理部8に対して要求する。
構成管理情報管理部5は、構成情報生成部の例である。
また、診断処理部8は、制御システムに含まれる伝送路の状態も診断する。
また、後述するように、プロファイルデータベース3は、機器種類ごと、及びユーザにより各機器に定義されたユーザ定義属性ごとに、プロファイル20を記憶しており、また、ID情報収集部6は、制御システムに含まれる各機器の機器種類を通知するID情報及びユーザ定義属性を通知するユーザ指定情報を受信する。
そして、診断処理部8は、ID情報収集部6により受信されたID情報において通知されている機器種類及びユーザ指定情報において通知されているユーザ定義属性に基づき、対応するプロファイル20をプロファイルデータベース3から取得し、取得したプロファイル20を用いて、各機器の状態を診断手順に従って診断する。
また、図2は、制御システムの構成例を示すものである。
図2の例では、制御システムは、1台の制御システム設計支援装置1、2台のPLC31〜32、1台のサーボアンプ36、1台のインバータ38、1台のプログラマブル表示器40、1台のI/O39、I/O39の下位に接続する2台の温度調節計(温調計)41〜42から構成される。
また、それぞれの機器は、フィールドネットワーク30により接続される。
具体的には、PLC31は、ベースユニットに対して、電源ユニット33、CPUユニット34、フィールドネットワーク用通信ユニット35を装着する。
電源ユニット33は、それぞれの電源ユニット33が装着されているベースユニットに装着されたユニットに対して電源を供給する。
CPUユニット34は、各種ユニットを制御するプログラムや、同一PLC31上の各種ユニットのパラメータ情報を格納するとともに、格納されたパラメータ情報に従い同一PLC31上の各種ユニットの条件を定め、格納されたプログラムを動作させることで各種ユニットを制御する。
通信ユニット35は、ネットワークの種類毎に存在し、他の機器と通信を行うためのユニットである。
フィールドネットワーク用通信ユニット35は、フィールドネットワーク30により被制御装置と接続され、PLC31が被制御装置を制御するためのものである。
インバータ38は、3相かご形モータを対象として、モータの回転速度を自由にまたは連続的に変更できる機器である。
プログラマブル表示器40は、操作表示盤、POP端末、情報データ端末の3種類の役割を持つ機器である。操作表示盤としては、押しボタンスイッチやランプを代替し、文字情報やグラフィック情報の表示、タッチキーによる入力機能を提供する。
また、情報データ端末としては、現在のシステム構成を画面で見せたり、メモリカードやネットワークを経由してPLC31〜32やパソコンと情報を交換したりするために使用する。
温度調節計41〜42とは、温度センサ43〜44により取得した情報に基づき、制御対象の温度をON/OFF制御、PID制御などによって一定の値に制御するための機器である。
温度調節計41、42は、I/O39とそれぞれシリアルケーブル(RS232、RS485など)で接続されている。
また、制御システム設計支援装置1は、USBケーブルやシリアルケーブルにより、フィールドネットワーク30上の任意の機器と接続できる。
CC−Linkでは、接続される機器およびユニットを局と呼称する。
CC−Linkには、1台のマスタ局機器32(以下、マスタ局という)が存在し、他の局31、36、39、38、40を管理する。
CC−LinkではPLCのみがマスタ局になり得る。
マスタ局32以外の局31、36、39、38、40はスレーブ局機器(以下、スレーブ局という)である。
CC−Linkでは、同一フィールドネットワーク30上の機器を識別するために、局番号と呼称される番号を割り当てる。なお、マスタ局32の局番号は0固定であることが規定されている。また、スレーブ局は1から若順に割り当てる。
図2の例では、サーボアンプ36の局番を1、I/O39の局番を2、インバータ38の局番を3、プログラマブル表示器40の局番を4、PLC31の局番を5とする。
なお、局番はフィールドネットワーク30に直接接続された機器のみが対象であり、フィールドネットワーク30を経由して他の伝送路上に接続された機器である、温度調節計41〜42、温度センサ43〜44、制御システム設計支援装置1には局番は割り振られない。
各機器および各ユニットは、内部に機器識別情報60(以降、ID情報と呼称する)を有する。
図2のシステム構成例では、2台のPLC31〜32、サーボアンプ36、インバータ38、プログラマブル表示器40、I/O39、2台の温度調整計41〜42がそれぞれID情報60を持つ。
ID情報60のデータ構造を図3に示す。
ID情報60は、製品体系の中で機器を一意に特定するための情報であり、機種固有の情報を示す機種情報61と、機器固有の情報を示す個体情報62より構成される。
ID情報60は、固定値であり、工場出荷時に製造メーカによって割り当てられる情報である。
機種情報61は、機器やユニットの種類を特定するための情報であり、機種コード63、メーカコード64、型式コード65から構成される。この機種情報61は、当該プロファイル20を検索するキーの一つになる。
個体情報62は、機器およびユニットを一意に特定するために、それぞれに割り当てられている情報であり、製造番号66やMACアドレス67が該当する。同じ機種の機器が複数存在する場合にも、この個体情報62により、機器を特定することができる。
図4にネットワーク構成情報10の例を示す。この例は、図2の制御システムを、Device、Mediaの2種類のシステム構成要素11に分解して表現したものである。
Deviceは、自身に関する情報と、他のオブジェクトとの関係を示す情報を管理する。前者は、その機器またはユニットの属性を示す項目であり、例えば、ID情報60がある。後者は、Mediaへの対応付け情報を含む。
Mediaは、ネットワーク内の他のDeviceに関係する情報を管理する。例えば、ネットワーク番号、各ユニットが装着されているPLCのベースユニット、およびDeviceへの対応付け情報がある。
なお、フィールドネットワーク30との接続は、機器本体に内蔵されたインタフェースを使用する場合と、機器本体とは別にオプションとして用意されたフィールドネットワーク用通信ユニット35を使用する場合が考えられるが、図4の例では、サーボアンプ36、インバータ38、プログラマブル表示器40は前者の機器として記述する。
また、伝送路はMediaとして表現する。具体的には、フィールドネットワーク30はMediaとして表現する。他の伝送路も同様に表現され、伝送路の番号に200を加えた値がその伝送路のMediaの番号を示す。
プロファイル20は、エンジニアリング環境、設定ツール、プログラマブル表示器40の画面などのソフトウェアの開発量を削減することを目的として使用する。
例えば、パラメータ設定やモニタなどは、機種によって取り扱うデータが異なるだけで、パラメータ一覧の表示、各パラメータの現在値の表示、指定されたパラメータの設定値の変更などのような機能はソフトウェアの処理としては同じである。
そのため、ソフトウェアでこのような処理を共通化することで、機種毎に異なる専用モジュールを作ることなく、操作対象となる機器またはユニットに該当するプロファイル20からデータを取得するだけで、様々な機種に対応できるメリットがある。
フィールドネットワーク30用プロファイル20には、PROFIBUS用のGSD(Generic Station Description)ファイルとEDD(Electronic Device Description)ファイル、DeviceNet用のEDS(Electronic Data Sheet)ファイル等がある。CC−Link用にもCSP(CC−Link System Profile)ファイルがある。
これらのプロファイルは、種類によって記述内容が規定されている。例えば、記述項目には、ファイル情報、デバイス情報、パラメータ情報、ユーザインタフェース情報、処理手順情報、エラー情報などが挙げられる。
ファイル情報には、ファイル名、生成日時、最終更新日時、バージョンを記述する。
デバイス情報には、機器の属性として、メーカコード64、デバイス種別、型式65を記述する。プロファイルデータベース3に格納されているプロファイル20から機器の属性を集め、デバイス一覧を表示するために使用する。
また、デバイス情報には、エンジニアリング環境やプログラマブル表示器40の画面に表示する機器やユニットのアイコンを示すビットマップファイルを記述する。エンジニアリング環境や表示器上でシステム構成のレイアウト図を表示する際に、このビットマップファイルで定義されたアイコンを用いて表示する。
パラメータ情報には、設定可能または表示可能なパラメータを記述する。パラメータ設定画面では、プロファイル20からパラメータ情報を取得して、その内容に従い、パラメータ一覧を表示する。
ユーザインタフェース情報には、画面レイアウト情報を記述する。ユーザインタフェース情報は、チャート、イメージ、グラフなど表示する形式や、メニューやボタンの配置などを決めるために使用する。
処理手順情報には、リアルタイムデータの取得手順や、ファイルの操作手順を記述する。
エラー情報には、エラー状態を示すレジスタ、および、そのレジスタで意味するエラーメッセージの内容を記述する。
本実施の形態では、上記の情報以外に、診断情報として、機器および伝送路の健常性を確認するための診断手順を記述している。
図5に、PLCに装着されるCC−Link通信ユニット35用のプロファイル20の例を示す。なお、図5のプロファイル20は、CSPファイルのフォーマットに基づいて記述したものではなく、本実施の形態に係るフォーマットに基づいて記述したものである。
また、プロファイル20は、機器の種類及び後述するユーザ指定の属性ごとに用意されている。
プロファイル20では、デバイス情報、パラメータ情報、診断情報、エラー情報から構成される。
プロファイル20には、本実施の形態に係る処理を説明する上で必要な情報のみを記載しているだけであり、他の情報(ファイル情報、ユーザインタフェース情報、処理手順情報など)があっても良い。
診断情報には、制御システム設計支援装置1が実行する順番に、診断手順を記述する。
診断方法には、(A)機器の状態を示す特定領域(パラメータ情報など)をモニタして、その領域の値から判定する方法、(B)機器の提供する診断機能を用いて、診断結果から判定する方法がある。
このユニットでは、4つのパラメータ情報を定義している。RX0はユニット異常を示すパラメータ、RX1は自局のデータリンク異常を示すパラメータ、RX3は自分以外の局のデータリンク異常を示すパラメータ、RXFはユニットが動作準備完了状態であることを示すパラメータと定義している。
また、エラー情報には、これらのパラメータが異常を示す状態、および、その時のエラーメッセージを定義している。ErrEntry1では、RX0が1の時は「ユニットが異常です」という意味であることを示している。また、ErrEntry5は、特定のパラメータには限定せずに、エラーコードが0xB778である時は「要求先から応答が返ってこない」という意味であることを示している。
以降に、TestSequence1からTestSequence4までを用いて具体的に説明する。
まずは、ユニット自身の健常性を確認する。
TestSequence1は、ユニット自身の健常性の確認であり、RX0がErrEntry1で定義されたエラー状態でないことを確認することを示す。RX0は、診断対象の機器のレジスタである。TestSequence1では、診断対象の機器からレジスタRX0の値を受信し、受信した値が1であるか否かを調査する。つまり、RX0の値が1でなければ正常と判定し、RX0の値が1であればErrEntry1で定義したエラーメッセージ(またはエラーコード)を表示する。ErrEntry1の場合は“ユニットが異常です。”というメッセージが表示される。
TestSequence2は、ユニット自身が動作状態であるかの確認であり、診断対象機器のレジスタRXFの値がErrEntry4で定義されたエラー状態でないこと(RXFの値が0でないこと)を確認することを示す。
次に、伝送路の健常性を確認する。
TestSequence3は、ユニット自身のデータリンク状態から通信できる状態か否かの判定であり、診断対象機器のレジスタRX1の値がErrEntry2で定義されたエラー状態でないこと(RX1の値が0でないこと)を確認することを示す。
TestSequence4は、ネットワーク上の各局がデータリンク状態の確認であり、診断対象機器のレジスタRX3の値がErrEntry3で定義されたエラー状態でないこと(RX3の値が0でないこと)を確認することを示す。
機器の診断機能を実行するためには、コマンドを実行し、最後に診断結果から判定するという一連の流れがある。また、コマンドの中には、対象機器の指定やパラメータグループの切替など、コマンドを実行する前準備としてパラメータ設定が必要なものもある。
以降に、TestSequence5からTestSequence7までを用いて具体的に説明する。これがこのユニットが提供する回線テスト診断を実施するための一連の作業である。
TestSequence5は、コマンド実行の前準備としてテスト対象を指定する処理であり、SW0008に対して局番を設定する。*はID情報を収集できた局に対してそれぞれ実行することを意味する。
TestSequence6は、コマンドの実行方法として、SW0005に回線テスト診断のコマンドコードを設定することを示している。また、コマンド完了判定方法として、SW004Dが1になった時点であることを示している。TestSequence6は、コマンドのハンドシェーク(要求/応答)をレジスタで行うことを意味する。FAシステムで使用されるフィールドネットワーク(CC−Link)では、機器によっては、メッセージ通信ができないものがあり、TestSequence6では、レジスタを用いてコマンドのハンドシェークを行う。つまり、制御システム設計支援装置1は、機器のレジスタSW0005に回線テスト診断のコマンドを設定し、機器のレジスタSW004Dが1になったときにコマンドの実行が完了したと認識する。
TestSequence7は、コマンド(診断)の結果から健常性を判定する処理であり、判定に用いるパラメータとチェック範囲を指定する。具体的には、SW004Dの値を使用して、ErrEntry5からErrEntry7のいずれの数値(0xB778、0xBA19、0xBA1B)でもなければ正常と判定し、いずれかに該当した時は該当したエラーメッセージ(またはエラーコード)を表示する。SW004Dは、機器の診断機能がコマンドを実行した結果(診断結果)を格納するレジスタであり。また、制御システム設計支援装置1がレジスタSW004Dの値を受信して、診断結果を判定する。
プロファイル20は、機器やユニットが提供する物理スイッチによる設定や、通信プロトコルやS/W(Soft Ware)のバージョンアップによって記述内容が変更されることがある。
例えば、CC−Linkでは、いくつかの選択肢から選択可能な項目のうち、プロファイル20の記述内容に影響する項目として、通信プロトコルバージョン72と占有局数71(機器が占有する局の個数を示しており、占有局数71によって機器のデバイスメモリ空間のサイズが変わる)がある。
そのため、プロファイル20は、型式65単位で用意するのではなく、通信プロトコルバージョン72/占有局数71について設定可能な値と型式65を組み合わせたものに対して用意している。
このような単位でプロファイル20が用意されているため、図3の機種情報61だけではプロファイル20を一意に特定できない。そのため、図6に示すような、ユーザにより設定変更可能とするユーザ指定情報70を設けて、機器のID情報60とユーザ指定情報70を組み合せた情報をキーとして、該当プロファイル20を特定することを特長とする。なお、ユーザ指定情報70には、占有局数71、通信プロトコルバージョン72およびS/Wバージョン73がある。
次に、制御システム設計支援装置1がPLC#A31に直結されている場合を例として、プロファイル20を利用した自動診断方法の動作手順を示す。
図7に、伝送路を経由した各機器からのID情報60およびユーザ指定情報70の収集プロトコルの手順を示す。また、図8及び図9にID情報収集部6の動作手順を示す。
まず、ID情報収集部6は、構成管理情報管理部5からの要求を受けて、伝送路上の各機器から、ID情報60およびユーザ指定情報70を収集することで、接続台数/接続されている機器を検出する。
具体的には、ID情報収集部6は、ID情報60およびユーザ指定情報70を受信することで、接続されている局(以降、接続局と呼称する)、すなわちPLC#A31に装着されている通信ユニットを検出する(S201)(情報収集ステップ)。
図2の例では、PLC#A31に通信ユニット35の1枚のみ装着されているため、一つのフィールドネットワーク30に対してのみ自動診断を行う。もしPLCに複数枚の通信ユニットが装着されている場合には、それぞれのネットワークに対して自動診断を行うことになる。
ID情報収集部6は、診断処理部8に対して、制御システム設計支援装置1に直接接続された機器の健常性を診断するように要求する(S202)。
診断処理部8では、ID情報収集部6により収集されたID情報60及びユーザ指定情報70に基づき、プロファイル問合せ部7を介して対応するプロファイル20を取得し(プロファイル情報取得ステップ)、取得したプロファイル20に示される診断手順に従って対象機器の診断を行う(診断処理ステップ)。
機器の異常を検出した場合はエラー終了する。
ID情報収集部6は、診断処理部8に対して、伝送路の健常性を診断するように要求する(S203)。
診断処理部8では、S202の指示に際して取得したプロファイル20に示されている診断手順に従って伝送路の診断を行う。
伝送路の異常を検出した場合はエラー終了する。
次に、伝送路が正常であれば、ID情報収集部6は、S201で検出した通信ユニット35が接続されるフィールドネットワーク30におけるマスタ局32を見つける(S204)(情報収集ステップ)。具体的には、CC−Linkでは、マスタ局を局番0に設定することが規定されているため、局番0の局を探せば良い。図2の例では、PLC#B32がマスタ局である。
次に、ID情報収集部6は、マスタ局32に対して、そのフィールドネットワーク30に直接接続されているすべての機器のID情報60とユーザ指定情報70を要求する(S205)。
マスタ局32は、制御システム設計支援装置1からの要求を受けて(S101)、局番1から若順に一局ずつ、スレーブ局にID情報60とユーザ指定情報70を要求する(S102)。この要求は、局番1の局から、フィールドネットワーク30で取り得る最大局番の局まで、局番の若順に1局ずつ行う。
スレーブ局は、マスタ局32からの要求を受けると、自身のID情報60とユーザ指定情報70をマスタ局32に対して応答する(S103)。マスタ局32は、要求に応答がない場合は、その伝送路上にはその局番のスレーブ局が存在しないと判断する。
マスタ局32は、スレーブ局数分のID情報60とユーザ指定情報70の収集が完了すると、制御システム設計支援装置1に応答する(S104)。
ID情報収集部6は、プロファイル問合せ部7に要求して、フィールドネットワーク30に直接接続されているスレーブ局のID情報60とユーザ指定情報70をキーとして、プロファイルデータベース3から該当するプロファイル20を検索する(S207)(プロファイル情報取得ステップ)。
次に、ID情報収集部6は、診断処理部8に対して、マスタ局32に直接接続されている各スレーブ局の健常性を診断するように要求する(S213)。
診断処理部8では、ID情報収集部6から対応するプロファイル20を取得し、取得したプロファイル20に示される診断手順に従って対象機器の診断を行う(診断処理ステップ)。
機器の異常を検出した場合(S214で診断結果が異常な場合)は、他に診断をしていない機器が存在すれば、S207以降の処理を繰り返し、全ての機器に対して診断を行っていれば、S211に進む。
チャンネルがある機器に対しては(S209で有りの場合)、ID情報収集部6は、その機器に対して、チャンネルの本数、各チャンネルに接続されている機器の有無、台数、機器の種別を問い合わせることにより、チャンネル上の接続機器を検出する(S210)。図2の例では、I/O39のみチャンネルを持つため、ID情報収集部6は、I/O39に対してのみ問い合わせ(S105)を行う。I/O39は自身の情報をID情報収集部6に返す(S106)。
つまり、プロファイル20には各機器にチャンネルが存在する可能性(下位の機器が接続されている可能性)の有無が示されており、プロファイル20を参照してチャンネルが存在する可能性がなければ、S209で無しと判断され、チャンネルが存在する可能性がある場合は、S210において、チャンネルの本数、各チャンネルに接続されている機器の有無等を調査する。
チャンネル上に機器が存在する場合には、チャンネル上の各機器に対してS207〜S210の処理を行う。
また、チャンネル上に機器が存在しない場合(S209で無しの場合)、次のスレーブ局に対してS207〜S210の処理を行う。
ID情報収集部6は、すべてのスレーブ局及びすべてのチャンネル上の機器に対してS207以降の処理が完了すると、構成管理情報管理部5に対して、収集したID情報60とユーザ指定情報70を渡す(S211)とともに、ID情報収集が完了したことを通知する(S212)。
図10に構成管理情報管理部5によるネットワーク構成情報10の生成手順を示す。
構成管理情報管理部5は、ID情報収集部6から受け取ったID情報60とユーザ指定情報70をキーとして、プロファイルデータベース3から各機器に該当するプロファイル20を検索する(S302)。
次に、構成管理情報管理部5は、各Deviceに、各局に該当するプロファイル20から、機器またはユニットの属性を示す項目(メーカコード64、機種コード63、型式65など)を抽出して設定する(S303)。
次に、構成管理情報管理部5は、伝送路に対してMediaを生成する(S304)。Mediaには、ネットワークタイプ、ネットワーク番号、接続ノード数を設定する(S305)。図2の例では、ネットワークタイプにはCC−Linkを示す値を設定する。CC−Linkはネットワーク番号を持たないため、ネットワーク番号は空欄のままとする。接続ノード数には、直接接続されていると検出された機器の台数を設定する。また、ノードへのリンクには、直接接続されている機器用に生成したDeviceへのリンク情報を設定する(S306)。
制御システム設計支援装置1は、すべての機器がそれ以上のネットワークに接続されていなくなった時点で、ネットワーク構成情報10は作成完了となる。
システム構成情報管理部4は、診断処理部8によりいずれかの機器又は伝送路において異常が発生している判断された場合に、例えば、ネットワーク構成情報10内の該当するオブジェクトをハイライト表示するとともに、エラーメッセージ(図5のエラー情報に示されるエラーメッセージ)を示すネットワーク状態情報を生成し、情報表示部13に表示させる。
次に、プロファイル20を利用したネットワーク・バスの自動診断の手順について説明する。
制御システム設計支援装置1は、生成したネットワーク構成情報10をもとに、診断する順番を決定する。具体的には、(1)制御システム設計支援装置1に直接接続された機器、(2)伝送路、(3)マスタ局32、(4)伝送路に直接接続された機器のうち(1)以外の各機器、(5)チャンネルに接続された各機器、という順番になる。
最初に、制御システム設計支援装置1に直接接続されている機器本体に対して行う。この時、機器に該当するプロファイル20に記述された診断手順に基づいて、機器の健常性を診断し、正常/異常を判定する。
二番目に、伝送路の診断を行う。本実施の形態では、プロファイル20は機器(Device)のみに割り当てており、伝送路の診断手順は、直接接続される機器またはマスタ局32のプロファイル20に記述している。CC−Linkでは、制御システム設計支援装置1に直接接続できる機器もマスタ局32になり得る機器もPLC31、32のみであるが、PLC31、32に限定する訳ではなく、CC−Link以外のネットワークであれば、他の機器に伝送路の診断手順を記述しても良い。
ここまでは図8のID情報収集部のS202/S203で行う。制御システム設計支援装置1に直接接続された機器、および、伝送路に異常がある場合には、ネットワーク経由でのID情報収集ができないためである。
三番目は、伝送路のマスタ局32に対して行う。機器本体については、制御システム設計支援装置1に直接接続されている機器本体と同一の処理を行う。それに加えて、マスタ局32には、ネットワークを管理する立場でのネットワークを診断する機能が搭載されているため、そのネットワーク診断機能を用いて、ネットワークの健常性を診断し、正常/異常の判定する。
四番目は、伝送路に直接接続された機器のうち1)以外の各機器について、それぞれのプロファイル20の診断手順に基づいて、機器の健常性を診断する。スレーブ局については、ネットワーク状態を示す領域(レジスタを含む)を見ることに加え、診断機能を内蔵する機器に関してはその診断機能を実行することで、機器の健常性を確認する。
伝送路に直接接続された機器をすべて診断完了した後に、チャンネルに接続されている機器についても、それぞれの該当するプロファイル20に記述された診断手順に基づいて診断を行う。
すべての機器に対して診断が完了した時点で、自己診断は完了する。
診断処理部8は、ID情報収集部6または構成管理情報管理部5から診断の要求を受けると、その機器もしくは伝送路の診断手順を知るために、プロファイル問合せ部7に対して、ID情報60とユーザ指定情報70を渡して、それに該当するプロファイル20の検索を要求する(S401)。
次に、診断処理部8は、プロファイル20の診断情報の中から、テスト手順数を取得する(S402)。図5の例ではNumber_of_TestSequencesで示された7つの手順があることが分かる。
診断処理部8は、プロファイルに診断情報またはテスト手順が記述されていない場合は、何もせずに終了する。また、テスト手順数で示された診断がすべて完了した場合は、終了する(S403)。
診断処理部8は、テスト手順(TestSequence)のテスト種別を見て(S404、S407、S411、S414)、どのような処理をするか決定する。
テスト種別が状態チェックの場合(S404のYesの場合)、テスト手順の記述の中で、パラメータ名で指定されたパラメータについて、チェック範囲で指定されたエラー情報の内容と比較して、正常/異常を判定する(S405)。異常と判定した場合(S406のNoの場合)は、エラー情報で定義されたエラーメッセージを表示して(S416)、異常として診断を終了する。
テスト種別がコマンド実行の場合(S407のYesの場合)、テスト手順の記述の中で、パラメータ名で指定されたパラメータに対して、コマンドコードで指定された値を設定することで、コマンドを実行する(S408)。また、完了判定パラメータ名で指定されたパラメータの内容を定期的に確認し(S409)、完了値で指定された値になるのを待つ(S410)。
テスト種別が診断結果チェックの場合(S411のYesの場合)、テスト手順の記述の中で、パラメータ名で指定されたパラメータについて、チェック範囲で指定されたすべてのエラー情報の内容と比較して、正常/異常を判定する(S412)。異常と判定した場合(S413のNoの場合)は、エラー情報で定義されたエラーメッセージを表示して(S416)、異常として診断を終了する。
テスト種別がパラメータ設定の場合(S414のYesの場合)、テスト手順の記述の中で、パラメータ名で指定されたパラメータに対して、設定値で指定された値を設定する(S415)。
診断処理部8は、テスト手順数分、S404からS415までの処理を繰り返し実施する。
機器の型式毎に、機器の属性、並びに、機器および伝送路の健常性を確認するための診断手順を記述したプロファイルを持ち、
伝送路上の各機器から、ID情報、および、ユーザが物理スイッチにより設定したユーザ指定情報を収集することで、接続台数/接続されている機器を検出し、検出内容から把握した接続関係をネットワーク構成情報として持ち、
検出された機器のID情報とユーザ指定情報の組み合わせにより、その機器用のプロファイルを特定しながら、その伝送路に接続されている機器分のプロファイルを収集し、
ネットワーク構成情報から診断する順番を決定し、その順番で、該当プロファイルに記載の診断手順に基づいて、正常/異常の判定、異常箇所を特定するFAシステムの構成管理および自動診断方法について説明した。
制御システム設計支援装置1のローカルデータベースに保管されている機器の接続関係を示すネットワーク構成情報10をファイル化し、ネットワーク構成情報ファイルと、そのネットワーク構成情報10に紐付けされているプロファイル20群をまとめてUSBメモリに保管することで、プログラマブル表示器40にも展開することができ、プログラマブル表示器40でもエンジニアリング環境と同様の診断機能を実現する。
プログラマブル表示器40の処理フローは、実施の形態1で記述したエンジニアリング環境の処理フローと基本的には同一である。
プログラマブル表示器40は、図1に示す構成のうち、構成管理データベース2及びプロファイルデータベース3以外の構成要素を備えており、USBメモリから各種プロファイル20及びネットワーク構成情報10を記憶装置に読み込むことにより、実施の形態1で示した制御システム設計支援装置1と同じ機能を有することになる。
つまり、本実施の形態では、プログラマブル表示器40が機器管理装置として機能することになる。
なお、図12では、一例としてプログラマブル表示器40が機器及び伝送路の診断を行う構成を示しており、機器及び伝送路の診断を行う機器はプログラマブル表示器40以外であってもよい。
プログラマブル表示器は、ネットワーク構成情報ファイルに記載されている各機器に対して、該当するプロファイルに記載されている診断手順に従って診断することで、制御システム設計支援装置がなくても機器および伝送路の健常性を確認できるFAシステムの構成管理および自動診断方法について説明した。
図13は、実施の形態1、2に示す制御システム設計支援装置1及びプログラマブル表示器40のハードウェア資源の一例を示す図である。
なお、図13の構成は、あくまでも制御システム設計支援装置1及びプログラマブル表示器40のハードウェア構成の一例を示すものであり、制御システム設計支援装置1及びプログラマブル表示器40のハードウェア構成は図13に記載の構成に限らず、他の構成であってもよい。
CPU911は、バス912を介して、例えば、ROM(Read Only Memory)913、RAM(Random Access Memory)914、通信ボード915、表示装置901、キーボード902、マウス903、磁気ディスク装置920と接続され、これらのハードウェアデバイスを制御する。
更に、CPU911は、FDD904(Flexible Disk Drive)、コンパクトディスク装置905(CDD)、プリンタ装置906、スキャナ装置907と接続していてもよい。また、磁気ディスク装置920の代わりに、光ディスク装置、メモリカード(登録商標)読み書き装置などの記憶装置でもよい。
RAM914は、揮発性メモリの一例である。ROM913、FDD904、CDD905、磁気ディスク装置920の記憶媒体は、不揮発性メモリの一例である。これらは、記憶装置の一例である。
通信ボード915、キーボード902、マウス903、スキャナ装置907、FDD904などは、入力装置の一例である。
また、通信ボード915、表示装置901、プリンタ装置906などは、出力装置の一例である。
プログラム群923のプログラムは、CPU911がオペレーティングシステム921、ウィンドウシステム922を利用しながら実行する。
また、RAM914には、CPU911による処理に必要な各種データが格納される。
制御システム設計支援装置1及びプログラマブル表示器40の起動時には、ROM913のBIOSプログラム及び磁気ディスク装置920のブートプログラムが実行され、BIOSプログラム及びブートプログラムによりオペレーティングシステム921が起動される。
「〜ファイル」や「〜データベース」は、ディスクやメモリなどの記録媒体に記憶される。ディスクやメモリなどの記憶媒体に記憶された情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、読み書き回路を介してCPU911によりメインメモリやキャッシュメモリに読み出され、抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・編集・出力・印刷・表示などのCPUの動作に用いられる。
抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・編集・出力・印刷・表示のCPUの動作の間、情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、メインメモリ、レジスタ、キャッシュメモリ、バッファメモリ等に一時的に記憶される。
また、実施の形態1、2で説明しているフローチャートの矢印の部分は主としてデータや信号の入出力を示し、データや信号値は、RAM914のメモリ、FDD904のフレキシブルディスク、CDD905のコンパクトディスク、磁気ディスク装置920の磁気ディスク、その他光ディスク、ミニディスク、DVD等の記録媒体に記録される。また、データや信号は、バス912や信号線やケーブルその他の伝送媒体によりオンライン伝送される。
Claims (10)
- 管理対象ネットワークに接続している複数種類の機器の管理を行う機器管理装置であって、
機器種類ごとに、機器の状態を診断するための診断手順が記述されているプロファイル情報を記憶するプロファイル情報記憶部と、
前記管理対象ネットワークに接続している各機器の機器種類を通知する通知情報を受信する情報収集部と、
前記情報収集部により受信された通知情報において通知されている機器種類に基づき、対応するプロファイル情報を取得し、取得したプロファイル情報を用いて、各機器の状態を診断手順に従って診断する診断処理部とを有することを特徴とする機器管理装置。 - 前記診断処理部は、
前記管理対象ネットワークに接続している機器のうちの特定の機器の状態を診断する際に、前記特定の機器の状態を診断するとともに前記管理対象ネットワークにおける伝送路の状態を診断することを特徴とする請求項1に記載の機器管理装置。 - 前記診断処理部は、
前記管理対象ネットワークに接続している機器のうち最初に診断する機器の状態を診断する際に、前記管理対象ネットワークにおける伝送路の状態を診断し、
前記管理対象ネットワークにおける伝送路の状態が正常である場合に、前記管理対象ネットワークに接続している他の機器の状態を診断することを特徴とする請求項2に記載の機器管理装置。 - 前記機器管理装置は、更に、
前記情報収集部により受信された通知情報を解析して、前記管理対象ネットワークに接続している複数種類の機器の接続関係を示すネットワーク構成情報を生成する構成情報生成部と、
前記構成情報生成部により生成されたネットワーク構成情報に示される各機器に前記診断処理部による診断結果を対応付けて、前記管理対象ネットワークに接続している複数種類の機器の接続関係を示すとともに各機器に対する診断結果を示すネットワーク状態情報を生成する状態情報生成部とを有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の機器管理装置。 - 前記プロファイル情報記憶部は、
機器種類ごと、及び前記機器管理装置を利用するユーザにより各機器に定義されたユーザ定義属性ごとに、プロファイル情報を記憶し、
前記情報収集部は、
前記管理対象ネットワークに接続している各機器の機器種類及びユーザ定義属性を通知する通知情報を受信し、
前記診断処理部は、
前記情報収集部により受信された通知情報において通知されている機器種類及びユーザ定義属性に基づき、対応するプロファイル情報を取得し、取得したプロファイル情報を用いて、各機器の状態を診断手順に従って診断することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の機器管理装置。 - 前記情報収集部は、
前記管理対象ネットワークに接続している2以上の機器をスレーブ局機器として管理するマスタ局機器から、マスタ局機器が管理しているスレーブ局機器の通知情報を受信することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の機器管理装置 - 前記プロファイル情報記憶部は、
機器種類ごとに、機器に下位の機器が接続されている可能性の有無が記述されているプロファイル情報を記憶しており、
前記情報収集部は、
いずれかの機器についての通知情報を受信した際に、当該機器の機器種類に対応するプロファイル情報を検査して当該機器に下位の機器が接続されている可能性の有無を判定し、当該機器に下位の機器が接続されている可能性があると判定した場合に、当該機器に下位の機器が接続されているか否かを調査し、当該機器に下位の機器が接続されている場合に、当該下位の機器の機器種類を通知する通知情報を受信することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の機器管理装置。 - 前記機器管理装置は、
前記管理対象ネットワークとして、FA(Factory Automation)システムのネットワークを対象とし、前記FAシステムのネットワークに接続している複数種類の機器の管理を行うことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の機器管理装置。 - コンピュータが、管理対象ネットワークに接続している複数種類の機器の管理を行う機器管理方法であって、
前記管理対象ネットワークに接続している各機器の機器種類を通知する通知情報を受信する情報収集ステップと、
機器種類ごとに、機器の状態を診断するための診断手順が記述されているプロファイル情報を記憶するプロファイル情報記憶領域から、前記情報収集ステップにより受信された通知情報において通知されている機器種類に基づき、対応するプロファイル情報を取得するプロファイル情報取得ステップと、
前記プロファイル情報取得ステップにより取得されたプロファイル情報を用いて、各機器の状態を診断手順に従って診断する診断処理ステップとを有することを特徴とする機器管理方法。 - 管理対象ネットワークに接続している複数種類の機器の管理を行うコンピュータに、
前記管理対象ネットワークに接続している各機器の機器種類を通知する通知情報を受信する情報収集処理と、
機器種類ごとに、機器の状態を診断するための診断手順が記述されているプロファイル情報を記憶するプロファイル情報記憶領域から、前記情報収集処理により受信された通知情報において通知されている機器種類に基づき、対応するプロファイル情報を取得するプロファイル情報取得処理と、
前記プロファイル情報取得処理により取得されたプロファイル情報を用いて、各機器の状態を診断手順に従って診断する診断処理とを実行させることを特徴とするプログラム。
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