JP2011221934A - レジスタコンフィギュレータおよびレジスタコンフィギュレーション方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】レジスタとデータとの対応付けに関する作業負担を軽減できるコンフィギュレータおよびコンフィギュレーション方法を提供する。
【解決手段】データ表示手段５１は、フィールド機器のデータを画面６上に表示する。レジスタ空間表示手段５２は、Modbusレジスタ２１ａのレジスタ空間を画面６上にグラフィカルに表示する。操作受付手段５３は、データ表示手段５１により表示された個々の前記データを前記レジスタ空間表示手段５２により表示された前記レジスタ空間内の領域に割り付けるための、前記画面上への操作を受け付ける。対応付け手段５４は、操作受付手段５３により受け付けた操作に応じて、上記データを上記領域に対応付ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、フィールド機器のデータと、前記データの更新を行うためのレジスタにおける前記データの格納位置と、の対応付けを行うレジスタコンフィギュレータ等に関する。
ISA100.11aフィールド無線規格に準拠した無線通信機能を備えるフィールド機器と、上位機器との間でのデータの送受信を可能とするための構成として、ISA100.11aフィールド無線規格に準拠したISA100無線ゲートウェイを介して両者を接続するものがある。また、上位機器がModbus/TCPクライアントである場合には、ISA100無線ゲートウェイにModbus/TCPサーバと、フィールド機器との間で無線通信を行うためのISA100バックボーンルータとを内蔵させることで、上記のデータの送受信が可能となる。Modbus/TCPサーバには、データをマッピングするためのModbusレジスタが設けられている。
この場合、フィールド機器１および無線ゲートウェイ２は、ISA100.11aフィールド無線規格に従ったPublish/Subscribe方式による無線通信を行う。フィールド機器１から無線通信により送信されたプロセスデータはISA100バックボーンルータを介して受信され、Modbus/TCPサーバは、受信されたプロセスデータをModbusレジスタにマッピングする。また、Modbus/TCPクライアントはModbus/TCPプロトコルを使用して、Modbus/TCPサーバから、Modbusレジスタにマッピングされたプロセスデータを取得し、制御等を実行する。このように、Modbusレジスタに逐次プロセスデータをマッピングすることで、プロセスデータの更新が行われる。
特開２００２−００７１６６号公報 特開２００４−１２８７８５号公報
個々のプロセスデータが書き込まれるModbusレジスタの領域は、Modbus/TCPサーバが保有するレジスタマッピング情報を定義する定義ファイルにより定義される。この定義ファイルには、個々のプロセスデータを特定する情報、プロセスデータのデータサイズ、およびModbusレジスタのレジスタ番号の対応付けがテキストで記述される。このため、定義ファイルを作成するためのコンフィギュレーション作業では、多数のプロセスデータについての対応付けをテキストで記述しなければない。しかし、このようなコンフィギュレーション作業は非常に煩雑であり、誤りが生じ易いうえに誤りの発見も困難である。
本発明の目的は、レジスタとデータとの対応付けに関する作業負担を軽減できるコンフィギュレータおよびコンフィギュレーション方法を提供することにある。
本発明のレジスタコンフィギュレータは、フィールド機器のデータと、前記データの更新を行うためのレジスタにおける前記データの格納位置と、の対応付けを行うレジスタコンフィギュレータにおいて、フィールド機器のデータを画面上に表示するデータ表示手段と、前記レジスタのレジスタ空間を前記画面上にグラフィカルに表示するレジスタ空間表示手段と、前記データ表示手段により表示された個々の前記データを前記レジスタ空間表示手段により表示された前記レジスタ空間内の領域に割り付けるための、前記画面上への操作を受け付ける操作受付手段と、前記操作受付手段により受け付けた前記操作に応じて、前記データを前記領域に対応付ける対応付け手段と、を備えることを特徴とする。
このレジスタコンフィギュレータによれば、個々のデータをレジスタ空間内の領域に割り付けるための、画面上への操作を受け付け、受け付けた操作に応じて、上記データをレジスタ空間内の領域に対応付けるので、レジスタとデータとの対応付けに関する作業負担を軽減できる。
前記レジスタ空間表示手段は、前記操作受付手段により受け付けた前記操作を介してすでに前記データが割り付けられた前記レジスタ空間内の領域と、未だ前記データが割り付けられていない前記レジスタ空間の領域と、を識別可能に表示してもよい。
前記操作受付手段により受け付けた前記操作を介して割り付けがなされた前記データについて、当該データが割り付けられた前記レジスタ空間内の領域を前記画面上に表示する割付表示手段を備えてもよい。
本発明のレジスタコンフィギュレーション方法は、フィールド機器のデータと、レジスタにおける格納位置との対応付けを行うレジスタコンフィギュレーション方法において、フィールド機器のデータを画面上に表示するデータ表示ステップと、前記レジスタのレジスタ空間を前記画面上にグラフィカルに表示するレジスタ空間表示ステップと、前記データ表示ステップにより表示された個々の前記データを前記レジスタ空間表示ステップにより表示された前記レジスタ空間内の領域に割り付けるための、前記画面上への操作を受け付ける操作受付ステップと、前記操作受付ステップにより受け付けた前記操作に応じて、前記データを前記レジスタ空間内の領域に対応付ける対応付けステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
このレジスタコンフィギュレーション方法によれば、個々のデータをレジスタ空間内の領域に割り付けるための、画面上への操作を受け付け、受け付けた操作に応じて、上記データをレジスタ空間内の領域に対応付けるので、レジスタとデータとの対応付けに関する作業負担を軽減できる。
本発明のレジスタコンフィギュレータによれば、個々のデータをレジスタ空間内の領域に割り付けるための、画面上への操作を受け付け、受け付けた操作に応じて、上記データをレジスタ空間内の領域に対応付けるので、レジスタとデータとの対応付けに関する作業負担を軽減できる。
本発明のレジスタコンフィギュレーション方法によれば、個々のデータをレジスタ空間内の領域に割り付けるための、画面上への操作を受け付け、受け付けた操作に応じて、上記データをレジスタ空間内の領域に対応付けるので、レジスタとデータとの対応付けに関する作業負担を軽減できる。
本発明によるコンフィギュレーション方法が適用される分散型フィールド制御システムの構成例を示すブロック図。 Modbusレジスタのレジスタ番号と、フィールド機器のデータとの対応付けを例示する図。 レジスタコンフィギュレータの構成を示すブロック図。 レジスタコンフィギュレータの画面の表示例を示す図。 ＵＡＰ（ユーザアプリケーション）名を単位としてデータの割り付けを行う場合の画面の表示例を示す図。 フィールド機器名を単位としてデータの割り付けを行う場合の画面の表示例を示す図。
以下、本発明によるコンフィギュレーション方法の一実施形態について説明する。
図１は、本発明によるコンフィギュレーション方法が適用される分散型フィールド制御システムの構成例を示すブロック図である。
図１に示すように、プラントにはISA100.11aフィールド無線規格に準拠した無線通信機能を備えるフィールド機器１，１，・・・が配置され、フィールド機器１，１，・・・は、それぞれISA100.11aフィールド無線規格に準拠したISA100無線ゲートウェイ２を介してModbus/TCPクライアント３と接続される。
図１に示すように、無線ゲートウェイ２は、Modbus/TCPサーバ２１と、フィールド機器１との間で無線通信を行うためのISA100バックボーンルータ２２とを内蔵している。Modbus/TCPサーバ２１には、Modbusレジスタ２１ａが設けられている。
フィールド機器１および無線ゲートウェイ２は、ISA100.11aフィールド無線規格に従ったPublish/Subscribe方式による無線通信を行う。フィールド機器１から無線通信により送信されたプロセスデータはバックボーンルータ２２を介して受信され、Modbus/TCPサーバ２１は、受信されたプロセスデータをModbusレジスタ２１ａにマッピングする。また、Modbus/TCPクライアント３はModbus/TCPプロトコルを使用して、Modbus/TCPサーバ２１から、Modbusレジスタ２１ａにマッピングされたプロセスデータを取得する。Modbus/TCPクライアント３は、取得されたプロセスデータに基づく制御を実行する。さらに、Modbus/TCPクライアント３はModbus/TCPプロトコルを使用して、Modbus/TCPサーバ２１のModbusレジスタ２１ａに操作値をマッピングする。この操作値は、バックボーンルータ２２を介する無線通信によりフィールド機器１に与えられる。
このように、本実施形態のフィールド通信システムでは、Modbusレジスタ２１ａにデータをマッピングすることにより、通信対象となるデータを更新する。
図２は、Modbusレジスタ２１ａのレジスタ番号と、フィールド機器のデータとの対応付けを例示する図である。このような対応付けは、Modbusレジスタマッピング情報を定義する定義ファイル４により予め定義される。図２に示すように、Modbusレジスタ２１ａの領域は、フィールド機器１から取得されたプロセスデータの読み込みに使用されるインプットレジスタと、Modbus/TCPクライアント３からの操作値などが書込まれるホールディングレジスタとに分離されている。インプットレジスタは読み込み専用の領域、ホールディングレジスタは読み込み／書き込み可能な領域としてそれぞれ使用される。
図２に示すように、フィールド機器で取り扱うプロセスデータや操作値等のデータは、ゲートウェイ名、フィールド機器名、ＵＡＰ（ユーザアプリケーション）名、データ名を順次用いた階層構造により表現される。
例えば、無線ゲートウェイ２に対応するゲート名「GW0001」に属し、フィールド機器名「FIC100」、ＵＡＰ名「UAP1」、およびデータ名「UAP_STATUS」で順次特定されるプロセスデータは、「GW0001.FIC100.UAP1.UAP_STATUS」として表現され、このデータはインプットレジスタのレジスタ番号０−２に対応付けられている。
同様に、「GW0001.FIC100.UAP1.AI2_PV」として表現されるプロセスデータは、インプットレジスタのレジスタ番号３−５に対応付けられている。
このようなデータとレジスタ番号との対応付けは、上記のように、Modbusレジスタ２１ａが有する定義ファイル４により定義されている。定義ファイル４は、データとレジスタ番号との対応付けをテキストにより記述するファイルである。
図３は、Modbusレジスタ２１ａのレジスタ番号と、フィールド機器のデータとの対応付けを行うためのレジスタコンフィギュレータの構成を示すブロック図である。
図３に示すように、レジスタコンフィギュレータ５は、フィールド機器のデータを画面６上に表示するデータ表示手段５１と、Modbusレジスタ２１ａのレジスタ空間を画面６上にグラフィカルに表示するレジスタ空間表示手段５２と、データ表示手段５１により表示された個々のデータをレジスタ空間表示手段５１により表示されたレジスタ空間内の領域に割り付けるための、画面６上へのユーザの操作を受け付ける操作受付手段５３と、操作受付手段５３により受け付けた操作に応じて、上記データを上記領域に対応付ける対応付け手段５４と、操作受付手段５３により受け付けた上記操作を介して割り付けがなされた上記データについて、当該データが割り付けられたレジスタ空間内の領域を画面６上に表示する割付表示手段５５と、を構成する。
また、図３に示すように、レジスタコンフィギュレータ５は、フィールド機器で取り扱うプロセスデータや操作値等の各データのデータサイズ等を定義する機器情報７にアクセス可能とされている。
次に、図３〜図６を用いて、レジスタコンフィギュレータ５の動作について説明する。
図４は、レジスタコンフィギュレータ５の画面６の表示例を示す図である。
図４に示すように、画面６には、フィールド機器で取り扱うプロセスデータや操作値等のデータを、ゲートウェイ名、フィールド機器名、ＵＡＰ（ユーザアプリケーション）名、データ名を順次用いた階層構造により表現する表示領域６１と、表示領域６１に表示された各データが割り付けられたModbusレジスタ２１ａのレジスタ番号を表示する表示領域６２と、Modbusレジスタ２１ａのレジスタ空間をグラフィカルに表示する表示領域６３と、が設けられる。図４に示すように、表示領域６３に表示されたレジスタ空間にはレジスタ番号が付されており、これによりレジスタ空間内の位置とレジスタ番号との対応関係が示される。
ここで、表示領域６１の表示処理はデータ表示手段５１の機能に、表示領域６３の表示処理はレジスタ空間表示手段５２の機能に、それぞれ相当する。
次に、表示領域６１に表示されたデータ名を選択し、ドラッグ＆ドロップの操作により、そのデータ名を表示領域６３に表示されたレジスタ空間内に移動させることにより、当該データ名で示されるデータがレジスタ空間内の所定の領域に割り付けられる。このようなレジスタコンフィギュレータ５の処理は、操作受付手段５３の機能に相当する。
例えば、図４において、プロセスデータ「GW0001.FIC100.UAP1.UAP_STATUS」に対応するデータ名６１ａをレジスタ空間内に移動させると、その移動先の表示領域６３ａに対応するインプットレジスタのレジスタ番号０−２に、当該データが割り付けられる。同様に、例えば、プロセスデータ「GW0001.FIC100.UAP1.AI1_PV」に対応するデータ名６１ｂをレジスタ空間内に移動させると、その移動先の表示領域６３ｂに対応するインプットレジスタのレジスタ番号１０００−１００２に、当該データが割り付けられる。
なお、レジスタコンフィギュレータ５は、予め定義された機器情報７に基づいて、フィールド機器で取り扱うプロセスデータや操作値等の各データについて、そのデータサイズを認識することができ、データの割り付けに際して、レジスタ空間内の対応するサイズの領域に当該データが割り付けられる。
データがレジスタ空間に割り付けられると、表示領域６３のレジスタ空間のうち対応するレジスタ番号の位置に、当該データのデータ名を付した表示ボックスが表示され、レジスタ空間の当該領域には当該データ名を付したデータが割り付けられたことが示される。また、表示領域６２における当該データ名の近傍には、割り付け先のレジスタ番号が表示される。例えば、表示領域６３ａには「GW0001.FIC100.UAP1.UAP_STATUS」の表示ボックスが、表示領域６２ａには割り付け先のレジスタ番号０−２が、それぞれ表示される。同様に、領域６３ｂには「GW0001.FIC100.UAP1.AI1_PV」の表示ボックスが、表示領域６２ｂにはレジスタ番号１０００−１００２が、それぞれ表示される。これらの表示処理は、割付表示手段５５の機能に相当する。
レジスタ空間のうち、データが割り付けられた領域の表示色を変えることで、すでにデータが割り付けられている領域を一目で認識できるようにしてもよい。
また、一旦、レジスタ空間内に割り付けたデータについて、割り付け先のレジスタ番号を変更することができる。この場合、表示領域６３のレジスタ空間に割り付けられているデータの表示ボックスをドラッグ＆ドロップの操作によりレジスタ空間内を移動させることにより、その移動先の領域に対応するインプットレジスタのレジスタ番号に当該データの割り付け先が変更される。
各データの割り付け位置は任意であり、レジスタ空間内にデータが割り当てられない隙間が生じても構わない。
すべてのデータの割り付けが終了すると、対応付け手段５４の機能により、データを対応するレジスタ番号に対応付けることができる。さらにレジスタコンフィギュレータ５において、この対応付けをテキストによる記述に自動的に変換することで、定義ファイル４が作成される。定義ファイル４はModbus/TCPサーバ２１に格納され、Modbus/TCPサーバ２１において各データの格納先（レジスタ番号）を参照するために使用される（図１）。
また、定義ファイル４の内容を、コンフィギュレータ５の画面６を用いて表示することができるとともに、定義ファイル４の内容を、画面６を用いて編集することができる。定義ファイル４の内容は、データ表示手段５１およびレジスタ空間表示手段５２によって図４に示す表示画面として復元される。また、その画面に対する操作を行うことにより、ユーザは定義ファイル４の内容の編集を行うことができる。編集結果はテキストによる記述に自動的に変換され、定義ファイル４に反映される。編集を受けた定義ファイル４は再びModbus/TCPサーバ２１に格納に格納され、新たな対応付けに従ってレジスタへの各データのマッピングが実行される。
図５は、ＵＡＰ（ユーザアプリケーション）名を単位としてデータの割り付けを行う場合の画面６の表示例を示す図である。
図５に示すように、表示領域６１のＵＡＰ名「UAP1」６１Ａを選択し、ドラッグ＆ドロップの操作によりインプットレジスタのレジスタ番号１の領域の近傍に移動させると、そのＵＡＰに属するすべてのプロセスデータ「GW0001.FIC100.UAP1.UAP_STATUS」、「GW0001.FIC100.UAP1.AI2_PV」、・・・「GW0001.FIC100.UAP1.AI3_PV」が、インプットレジスタのレジスタ番号１−１１に、順次、連続して割り付けられる。
同様に、表示領域６１のＵＡＰ名「UAP2」６１Ｂを選択し、ドラッグ＆ドロップの操作によりインプットレジスタのレジスタ番号７００の領域の近傍に移動させると、そのＵＡＰに属するすべてのプロセスデータ「GW0001.FIC100.UAP2.UAP_STATUS」、「GW0001.FIC100.UAP2.BI1_PV」、・・・「GW0001.FIC100.UAP2.AI1_PV」が、インプットレジスタのレジスタ番号７００−７０８に、順次、連続して割り付けられる。
データが割り付けられた後における表示領域６３および表示領域６２の表示は、図４の場合と同様である。また、割り付けが終了すると、その割り付けに従って定義ファイル４が作成される。
図６は、フィールド機器名を単位としてデータの割り付けを行う場合の画面６の表示例を示す図である。
図６に示すように、表示領域６１のフィールド機器名「FIC100」を選択し、ドラッグ＆ドロップの操作によりインプットレジスタのレジスタ番号１の領域の近傍に移動させると、そのフィールド機器に属するすべてのプロセスデータ「GW0001.FIC100.UAP1.UAP_STATUS」、「GW0001.FIC100.UAP1.AI2_PV」、・・・が、インプットレジスタのレジスタ番号１以上の番号に、順次、連続して割り付けられる。
データが割り付けられた後における表示領域６３および表示領域６２の表示は、図４の場合と同様である。また、割り付けが終了すると、その割り付けに従って定義ファイル４が作成される。
このように、階層構造における上位の要素を単位とした操作を行うことにより、その要素に属するすべてのデータについての割り付けを同時に実行することができる。このため、データの割り付けに要する操作をより簡単なものとすることができる。
以上のように、本実施形態のレジスタコンフィギュレーション方法によれば、画面上の操作によってデータをレジスタに割り付けることができる。このため、フィールド機器のデータをModbusレジスタ２１ａに効率よく設定できる。また、定義ファイル４の内容をグラフィカルに表示させることにより、デバッグや保守作業の際にも、割り付け状態の確認がしやすく誤りが生じにくいため、エンジニアリングコストを大幅に軽減できる。
以上説明したように、レジスタコンフィギュレータ等によれば、個々のデータをレジスタ空間内の領域に割り付けるための、画面上への操作を受け付け、受け付けた操作に応じて、上記データをレジスタ空間内の領域に対応付けるので、レジスタとデータとの対応付けに関する作業負担を軽減できる。
本発明の適用範囲は上記実施形態に限定されることはない。本発明は、フィールド機器のデータと、前記データの更新を行うためのレジスタにおける前記データの格納位置と、の対応付けを行うレジスタコンフィギュレータに対し、広く適用することができる。
１ フィールド機器
５ レジスタコンフィギュレータ
２１ａ Modbus/TCPレジスタ（レジスタ）
５１ データ表示手段５１
５２ レジスタ空間表示手段
５３ 操作受付手段
５４ 対応付け手段
５５ 割付表示手段

Claims (4)

  1. フィールド機器のデータと、前記データの更新を行うためのレジスタにおける前記データの格納位置と、の対応付けを行うレジスタコンフィギュレータにおいて、
    フィールド機器のデータを画面上に表示するデータ表示手段と、
    前記レジスタのレジスタ空間を前記画面上にグラフィカルに表示するレジスタ空間表示手段と、
    前記データ表示手段により表示された個々の前記データを前記レジスタ空間表示手段により表示された前記レジスタ空間内の領域に割り付けるための、前記画面上への操作を受け付ける操作受付手段と、
    前記操作受付手段により受け付けた前記操作に応じて、前記データを前記領域に対応付ける対応付け手段と、
    を備えることを特徴とするレジスタコンフィギュレータ。
  2. 前記レジスタ空間表示手段は、前記操作受付手段により受け付けた前記操作を介してすでに前記データが割り付けられた前記レジスタ空間内の領域と、未だ前記データが割り付けられていない前記レジスタ空間の領域と、を識別可能に表示することを特徴とする請求項１に記載のレジスタコンフィギュレータ。
  3. 前記操作受付手段により受け付けた前記操作を介して割り付けがなされた前記データについて、当該データが割り付けられた前記レジスタ空間内の領域を前記画面上に表示する割付表示手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のレジスタコンフィギュレータ。
  4. フィールド機器のデータと、レジスタにおける格納位置との対応付けを行うレジスタコンフィギュレーション方法において、
    フィールド機器のデータを画面上に表示するデータ表示ステップと、
    前記レジスタのレジスタ空間を前記画面上にグラフィカルに表示するレジスタ空間表示ステップと、
    前記データ表示ステップにより表示された個々の前記データを前記レジスタ空間表示ステップにより表示された前記レジスタ空間内の領域に割り付けるための、前記画面上への操作を受け付ける操作受付ステップと、
    前記操作受付ステップにより受け付けた前記操作に応じて、前記データを前記レジスタ空間内の領域に対応付ける対応付けステップと、
    をコンピュータに実行させることを特徴とするレジスタコンフィギュレーション方法。
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