JP2015207170A - 監視制御システム、監視制御装置、およびコントローラ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】共有メモリに記憶されていない制御データを取得する際の処理負担を軽減する。
【解決手段】実施形態による監視制御システムは、コントローラ装置と、監視制御装置とを備える。コントローラ装置および監視制御装置の各々は、ネットワーク内で周期的にサイクリック伝送を行うように構成されている。監視制御装置の検索処理部は、コントローラ装置を制御するための制御データに対応付けられたタグ情報をコントローラ装置に送信することにより制御データを検索する。コントローラ装置の記憶処理部は、監視制御装置から受信したタグ情報に対応する制御データが第2共有メモリに記憶されていない場合に、第2内部メモリから読み出した制御データを共有データとして第2共有メモリに記憶させる。
【選択図】図1
【解決手段】実施形態による監視制御システムは、コントローラ装置と、監視制御装置とを備える。コントローラ装置および監視制御装置の各々は、ネットワーク内で周期的にサイクリック伝送を行うように構成されている。監視制御装置の検索処理部は、コントローラ装置を制御するための制御データに対応付けられたタグ情報をコントローラ装置に送信することにより制御データを検索する。コントローラ装置の記憶処理部は、監視制御装置から受信したタグ情報に対応する制御データが第2共有メモリに記憶されていない場合に、第2内部メモリから読み出した制御データを共有データとして第2共有メモリに記憶させる。
【選択図】図1
Description
本発明の実施形態は、監視制御システム、監視制御装置、およびコントローラ装置に関する。
従来、プラントなどの設備を制御するコントローラ装置と、コントローラ装置をネットワーク経由で監視するとともに制御する監視制御装置とを備えた監視制御システムが知られている。このような監視制御システムは、ネットワーク上の各装置が周期的にサイクリック伝送を行うように構成されている場合がある。サイクリック伝送とは、ネットワーク上の各装置に備えられた共有メモリの内容を同一化するためのデータ伝送方式である。サイクリック伝送では、ネットワーク上の各装置は、自身の共有メモリに記憶された共有データを他の装置との間で周期的に送受信することにより、自身の共有メモリの内容を周期的に更新するように構成されている。
上記のような従来の監視制御システムでは、所望の制御データが共有メモリに記憶されていない場合に、サイクリック伝送によるデータ通信とは別個に1対1のデータ通信を行うことにより所望の制御データを取得することが一般的であった。このため、共有メモリに記憶されていない制御データを取得する際の処理負担が増大しやすかった。
実施形態による監視制御システムは、コントローラ装置と、監視制御装置とを備える。コントローラ装置は、外部設備を制御する。監視制御装置は、コントローラ装置をネットワーク経由で監視するとともに制御する。コントローラ装置および監視制御装置の各々は、ネットワーク内で周期的にサイクリック伝送を行うように構成されている。監視制御装置は、第1共有メモリと、第1内部メモリと、検索処理部とを備える。第1共有メモリは、サイクリック伝送により周期的に送受信される共有データを記憶するために設けられている。第1内部メモリは、共有データ以外のデータを記憶するために設けられている。検索処理部は、コントローラ装置を制御するための制御データに対応付けられたタグ情報をコントローラ装置に送信することにより制御データを検索する。コントローラ装置は、第2共有メモリと、第2内部メモリと、記憶処理部とを備える。第2共有メモリは、共有データを記憶するために設けられている。第2内部メモリは、共有データ以外のデータを記憶するために設けられている。記憶処理部は、監視制御装置から受信したタグ情報に対応する制御データが第2共有メモリに記憶されていない場合に、第2内部メモリから読み出した制御データを共有データとして第2共有メモリに記憶させる。
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。
(第1実施形態)
まず、図1を参照して、第1実施形態による監視制御システム1000のネットワーク構成および機能的構成の一例について説明する。
まず、図1を参照して、第1実施形態による監視制御システム1000のネットワーク構成および機能的構成の一例について説明する。
図1に示すように、監視制御システム1000は、HMI(ヒューマンマシンインタフェース)100と、コントローラ装置200と、エンジニアリングツール300とを備える。これらHMI100、コントローラ装置200、およびエンジニアリングツール300は、ネットワーク400を介して互いに接続されている。図1には、HMI100およびコントローラ装置200が1個ずつ設けられた例を示したが、HMI100およびコントローラ装置200の個数はそれぞれ2個以上であってもよい。なお、HMI100は、「監視制御装置」の一例である。
コントローラ装置200は、上下水道処理設備や、焼却設備や、海水淡水化設備や、水処理設備などの各種外部設備(プラント設備)を制御するPLC(プログラマブルロジックコントローラ)などのコンピュータである。また、HMI100は、コントローラ装置200をネットワーク400経由で監視および制御するコンピュータである。
HMI100は、HMI機能部101と、ネットワークI/F102と、サイクリック伝送機能部103と、共有メモリ104と、内部メモリ105と、検索処理部106と、取得処理部107とを備える。また、コントローラ装置200は、コントローラ機能部201と、ネットワークI/F202と、サイクリック伝送機能部203と、共有メモリ204と、内部メモリ205と、記憶処理部206とを備える。
HMI機能部101は、コントローラ装置200の制御に用いられる各種制御データを処理するソフトウェアアプリケーションなどにより構成されている。また、コントローラ機能部201は、コントローラ装置200に接続される外部設備(上記のような各種プラント設備)を制御するためのソフトウェアアプリケーションなどにより構成されている。
ネットワークI/F102は、HMI100をネットワーク400に接続するためのインタフェースであり、たとえばイーサネット(登録商標)アダプタなどにより構成されている。同様に、ネットワークI/F202は、コントローラ装置200をネットワーク接続するためのインタフェースであり、たとえばイーサネット(登録商標)アダプタなどにより構成されている。
ここで、第1実施形態では、HMI100およびコントローラ装置200は、ネットワーク400内で周期的にサイクリック伝送(スキャン伝送)を行うように構成されている。これにより、以下に説明するように、HMI100およびコントローラ装置200は、互いに同一内容の制御データを参照することが可能である。
サイクリック伝送とは、TCnetに対応したネットワーク上の複数の装置(ステーション)の各々が同一内容のデータ(共有データ)を有するように、複数の装置が一定周期で互いにデータ伝送を行うデータ伝送方式である。サイクリック伝送で用いられる通信プロトコルとしては、たとえばTCnetが挙げられる。TCnetとは、リアルタイム通信プロトコルであり、上記のような通信機能をイーサネット(登録商標)上で実現するネットワーク技術である。
図2に示すように、サイクリック伝送では、ネットワーク上のいずれのステーションS1〜SNも、同一容量の共有メモリM1〜MNを備えており、共有メモリM1〜MNに記憶されている共有データ(スキャンデータ)D1〜DNは、マルチキャストまたはブロードキャストによる同報通信によって一定周期で送受信される。
より具体的には、サイクリック伝送では、データの送信権を伴うトークンが複数のステーションS1〜SN間で順に送信される。トークンを受信したステーションS1〜SNは、トーカとなり、一定周期でそのステーションS1〜SNの共有メモリM1〜MN内の共有データD1〜DNを他のステーションS1〜SNに送信する。共有データD1〜DNを受信したリスナとなるステーションS1〜SNは、その共有メモリM1〜MN内に記憶された、該当のステーション(トーカ)S1〜SNに対応する共有データD1〜DNを更新する。
なお、共有データは、共有メモリM1〜MNの所定エリアA1〜AN内に記憶される。各ステーションS1〜SNの共有データD1〜DNを共有メモリM1〜MNのどのエリアA1〜ANに記憶するかの割り当ては、ネットワーク上の装置(たとえば、図1に示した例では、ネットワーク400上のエンジニアリングツール300)によって任意に設定可能である。
サイクリック伝送機能部103および203(図1参照)は、上記のようなサイクリック伝送を実現するソフトウェアアプリケーションなどにより構成されている。また、共有メモリ104および204は、上記のようなサイクリック伝送により周期的に送受信される共有データを記憶するために設けられている。また、内部メモリ105および205は、共有データ以外のデータを記憶するために設けられている。
図3に示すように、共有メモリ104および共有メモリ204は、互いに同一サイズに設定された複数のブロックにより構成されている。図3は、一例として、共有メモリ104および共有メモリ204が4096個のブロックB1〜B4096により構成されており、各ブロックB1〜B4096のサイズが64ワードに設定された例を示している。
検索処理部106(図1参照)は、コントローラ装置200を制御するための制御データに対応付けられたタグ情報(識別情報)をコントローラ装置200に送信することにより制御データを検索するように構成されている。コントローラ装置200がネットワーク400上に複数存在する場合には、検索処理部106は、タグ情報を全てのコントローラ装置200に同報送信するように構成されている。
記憶処理部206は、HMI100からタグ情報を受信した場合に、そのタグ情報に対応する制御データが自装置(HMI100)の共有メモリ204に記憶されているか否かを判断するように構成されている。そして、記憶処理部206は、HMI100から受信したタグ情報に対応する制御データが共有メモリ204に記憶されている場合に、その制御データが共有メモリ204のどのエリア(ブロックB1〜B4096:図3参照)に記憶されているかを示すアドレス情報をHMI100に送信(応答)するように構成されている。これにより、取得処理部107は、コントローラ装置200から受信したアドレス情報に基づいて自装置(HMI100)の共有メモリ104を参照することにより、所望の制御データを取得することが可能である。
ここで、上記のように、共有メモリ204を構成するブロックB1〜B4096(図3参照)の個数には上限があるため、コントローラ装置200が持っている制御データの全てを共有メモリ204に記憶させることは不可能である。したがって、共有メモリ204に共有データとして記憶させる制御データは、頻繁に値が変化するような制御データのみとなり、これ以外の値がほとんど変化しない制御データは、共有メモリ204に常に記憶させておくことが困難である。値がほとんど変化しない制御データとは、たとえばレンジや、上下限値や、工業単位や、折れ線パラメータなどであり、データ量としては大量に存在することが多い。したがって、記憶処理部206は、HMI100からタグ情報を受信しても、そのタグ情報に対応する制御データのサイズが共有メモリ204のうち自装置(コントローラ装置200)に割り当てられたエリアのサイズよりも大きい場合には、その制御データの記憶場所(アドレス情報)を常にHMI100に返信できるとは限らない。
そこで、記憶処理部206は、HMI100から受信したタグ情報に対応する制御データが共有メモリ204に記憶されていない場合に、その制御データが共有メモリ204に記憶されていない旨をHMI100に通知するように構成されている。そして、記憶処理部206は、HMI100から受信したタグ情報に対応する制御データを内部メモリ205から読み出し、読み出した制御データを共有データとして共有メモリ204に記憶させるように構成されている。以下では、HMI100から受信したタグ情報に対応する制御データが共有メモリ204に記憶されていない場合、その制御データのサイズは、共有メモリ204のうちコントローラ装置200に割り当てられたエリアのサイズよりも大きいものとする。
具体的には、図4に示すように、記憶処理部206は、HMI100から受信したタグ情報に対応する制御データが共有メモリ204に記憶されていない場合に、その制御データを共有メモリ204のうちコントローラ装置200に割り当てられたエリアのサイズに合わせて分割することにより、複数の分割データを生成するように構成されている。第1実施形態では、各分割データのサイズは、コントローラ装置200に割り当てられたエリアのサイズ以下であれば、どのようなサイズであってもよい。そして、記憶処理部206は、上記のように生成した各分割データのヘッダ部分に互いに異なるヘッダ情報を付加し、ヘッダ情報を付加した各分割データを、1つずつ、所定の時間間隔で、共有メモリ204のうちコントローラ装置200に割り当てられたエリアに順次記憶させる(コピーする)ように構成されている。なお、図4は、一例として、620ワードの制御データを62ワードずつ分割することにより10個の分割データ1〜10を生成する例を示している。
ここで、ヘッダ情報は、次に説明するようなインデックス番号およびシーケンス番号を含む。
インデックス番号とは、各分割データが制御データ全体のうちのどの部分のデータに相当するかを示す情報である。たとえば、図4に示した例では、インデックス番号は、1〜10の10通りの値をとりうる。
シーケンス番号とは、ある1つの分割データが全分割データのうちの何番目に共有メモリ204にコピーされた分割データであるかを示す情報であり、各分割データが共有メモリ204にコピーされる毎に更新される値である。たとえば、図4に示した例において、分割データNが共有メモリ204にN番目にコピーされるものとすると、分割データNに付加されるシーケンス番号は「N」となる。
ここで、上記のような複数の分割データの各々を共有メモリ204に順次コピーする際の時間間隔は、サイクリック伝送による共有データの送受信の周期の3倍以上の長さに設定されている。これにより、共有メモリ204にコピーされた各分割データは、サイクリック伝送によって少なくとも2回以上共有データとして送受信される。
取得処理部206(図1参照)は、検索処理部106が送信したタグ情報に対応する制御データが共有メモリ204に記憶されていない旨の通知をコントローラ装置200から受信した場合に、上記のようにコントローラ装置200の共有メモリ204に記憶された分割データがサイクリック伝送によりHMI100の共有メモリ104に共有データとして記憶されるまで待機するように構成されている。そして、取得処理部107は、共有メモリ104に共有データとして記憶された各分割データのヘッダ情報を監視し、シーケンス番号が更新される毎に、共有メモリ104から各分割データを取得し、取得した各分割データを、インデックス番号に従って内部メモリ105に順次記憶させる(コピーする)ように構成されている。これにより、複数の分割データにより構成される1つの制御データが内部メモリ105上で生成される。
なお、第1実施形態では、図5に示すように、サイクリック伝送を行うための専用のハードウェア構成を有することなく、通常のコンピュータ500を利用した一般的なハードウェア構成を有する。すなわち、HMI100およびコントローラ装置200は、ハードウェア構成として、CPU(Central Processing Unit)501と、ROM(Read Only Memory)502と、RAM(Random Access Memory)503と、ネットワークI/F504と、HDD(Hard Disk Drive)505と、キーボードやマウスなどの入力デバイス506と、ディスプレイ装置などの出力デバイス507とを備える。これらのハードウェアは、バス510に接続されている。
次に、図6を参照して、第1実施形態によるHMI100が制御データを取得する際における制御動作の一例について説明する。
図6に示すように、HMI100(検索処理部106)は、まず、ステップS1において、コントローラ装置200にタグ情報を送信する。そして、ステップS2に処理が進む。ここで、タグ情報とは、HMI100がコントローラ装置200の監視および制御を行うための制御データに対応付けられた識別情報のことである。
ステップS2において、HMI100は、コントローラ装置200からの応答を受け付ける。そして、ステップS3に処理が進む。
ステップS3において、HMI100は、コントローラ装置200からの応答を受信したか否かを判断する。ステップS3において、コントローラ装置200からの応答が受信されていないと判断された場合には、ステップS2に処理が戻る。また、ステップS3において、コントローラ装置200からの応答が受信されたと判断された場合には、ステップS4に処理が進む。
ステップS4において、HMI100(取得処理部107)は、コントローラ装置200からの応答が、タグ情報に対応する制御データの記憶場所を示すアドレス情報を含むか否かを判断する。
ステップS4において、コントローラ装置200からの応答がアドレス情報を含むと判断された場合には、ステップS5に処理が進む。そして、ステップS5において、HMI100は、コントローラ装置200からの応答に含まれるアドレス情報に従って共有メモリ104から制御データを読み出す。そして、処理が終了する。
一方、ステップS4において、コントローラ装置200からの応答がアドレス情報を含まないと判断された場合には、ステップS6に処理が進む。そして、ステップS6において、HMI100は、タグ情報に対応する制御データに基づく分割データ(後述する図9のステップS31参照)が自身の共有メモリ104に記憶されるまで待機する。具体的には、HMI100は、分割データがサイクリック伝送によりコントローラ装置200からHMI100に伝送されるまで待機する。そして、ステップS7に処理が進む。
ステップS7において、HMI100は、分割データが共有メモリ104に記憶されたか否かを判断する。ステップS7において、分割データが共有メモリ104にまだ記憶されていないと判断された場合には、ステップS6に処理が戻る。また、ステップS7において、分割データが共有メモリ104に記憶されたと判断された場合には、ステップS8に処理が進む。
ステップS8において、HMI100は、分割データを共有メモリ104から読み出し、読み出した分割データを内部メモリ105にコピーする。このステップS8の処理の具体的な内容については、後で図8を参照して説明する。そして、処理が終了する。
次に、図7を参照して、第1実施形態によるコントローラ装置200がHMI100からタグ情報を受信した際における制御動作の一例について説明する。
図7に示すように、コントローラ装置200(記憶処理部206)は、まず、ステップS11において、HMI100からのタグ情報(上記図6のステップS1参照)を受け付ける。そして、ステップS12に処理が進む。
ステップS12において、コントローラ装置200は、HMI100からのタグ情報を受信したか否かを判断する。ステップS12において、HMI100からのタグ情報がまだ受信されていないと判断された場合には、ステップS11に処理が戻る。また、ステップS12において、HMI100からのタグ情報が受信されたと判断された場合には、ステップS13に処理が進む。
ステップS13において、コントローラ装置200は、HMI100から受信したタグ情報に対応する制御データが、自身の共有メモリ204に記憶されているか否かを判断する。
ステップS13において、タグ情報に対応する制御データが共有メモリ204に記憶されていると判断された場合には、ステップS14に処理が進む。そして、ステップS14において、コントローラ装置200は、タグ情報に対応する制御データが共有メモリ204内のどのエリアに記憶されているかを示すアドレス情報をHMI100に送信する。そして、処理が終了する。
一方、ステップS13において、タグ情報に対応する制御データが共有メモリ204に記憶されていないと判断された場合には、ステップS15に処理が進む。そして、ステップS15において、コントローラ装置200は、共有メモリ204に制御データが記憶されていない旨をHMI100に通知する。そして、ステップS16に処理が進む。
ステップS16において、コントローラ装置200は、タグ情報に対応する制御データに基づく分割データ(後述する図9のステップS31参照)を内部メモリ205から読み出し、読み出した分割データを共有メモリ204にコピーする。このステップS16の処理の具体的な内容については、後で図9を参照して説明する。そして、処理が終了する。
次に、図8を参照して、第1実施形態によるHMI100が共有メモリ104から分割データを読み出す際に実行する処理(図6のステップS8の処理)の具体的な内容の一例について説明する。
図8に示すように、HMI100(取得処理部107)は、まず、ステップS21において、タグ情報に対応する制御データに基づく分割データ(後述する図9のステップS31参照)を共有メモリ104から読み出し、読み出した分割データを内部メモリ105にコピーする。このとき、HMI100は、読み出した分割データを内部メモリ105のどこにコピーするかを、分割データに付されたヘッダ情報のうちのインデックス番号に基づいて決定する。そして、ステップS22に処理が進む。
ステップS22において、HMI100は、タグ情報に対応する制御データを構成する全ての分割データを取得したか否かを判断する。すなわち、HMI100は、ステップS21の繰り返し(後述)によってインデックス番号順に内部メモリ105にコピーされた複数の分割データによって制御データが構成されたか否かを判断する。
ステップS22において、全ての分割データが取得されたと判断された場合には、処理が終了する。一方、ステップS22において、全ての分割データが取得されていないと判断された場合、すなわち、まだ取得されていない分割データが存在すると判断された場合には、ステップS23に処理が進む。
ステップS23において、HMI100は、共有メモリ104に記憶された分割データに付されたヘッダ情報が更新されたか否かを判断する。具体的には、HMI100は、分割データに付されたヘッダ情報のうちのシーケンス番号が更新されたか否かを判断する。
ステップS23の処理は、ヘッダ情報が更新されたと判断されるまで繰り返される。そして、ステップS23において、ヘッダ情報が更新されたと判断された場合には、ステップS21に処理が戻る。
次に、図9を参照して、第1実施形態によるコントローラ装置200が内部メモリ205の分割データを共有メモリ204にコピーする際に実行する処理(図7のステップS16の処理)の具体的な内容の一例について説明する。
図9に示すように、コントローラ装置200(記憶処理部206)は、まず、ステップS31において、内部メモリ205に記憶された制御データを共有メモリ204の所定エリア(コントローラ装置200用に割り当てられたブロック)のサイズに合わせて分割することにより、分割データを生成する。そして、ステップS32に処理が進む。
ステップS32において、コントローラ装置200は、ステップS31において生成した分割データを、ヘッダ情報を付した状態で、共有メモリ204内の所定エリアにコピーする。なお、ヘッダ情報に含まれるインデックス番号およびシーケンス番号の初期値は、それぞれ1である。そして、ステップS33に処理が進む。
ステップS33において、コントローラ装置200は、タグ情報に対応する制御データを構成する全ての分割データを共有メモリ204にコピーしたか否かを判断する。すなわち、コントローラ装置200は、ステップS32の処理の繰り返し(後述)によって、制御データを構成する複数の分割データをインデックス番号順に1つずつ最後まで共有メモリ204にコピーしたか否かを判断する。
ステップS33において、全ての分割データが共有メモリ204にコピーされたと判断された場合には、処理が終了する。一方、ステップS33において、全ての分割データが共有メモリ204にコピーされていないと判断された場合、すなわち、まだ共有メモリ204にコピーされていない分割データが存在すると判断された場合には、ステップS34に処理が進む。
ステップS34において、コントローラ装置200は、前回分割データを共有メモリ204にコピーした時から所定時間が経過したか否かを判断する。なお、所定時間は、サイクリック伝送による共有データ(共有メモリ204内のデータ)の送受信の周期の3倍以上の長さに設定されている。
ステップS34の処理は、前回分割データを共有メモリ204にコピーした時から所定時間が経過したと判断されるまで繰り返される。そして、ステップS34において、前回分割データを共有メモリ204にコピーした時から所定時間が経過したと判断された場合には、ステップS35に処理が進む。
ステップS35において、コントローラ装置200は、前回共有メモリ204にコピーした分割データの次の分割データを、新たなヘッダ情報を付した状態で、共有メモリ204にコピーする。具体的には、コントローラ装置200は、前回よりもインデックス番号が1大きい分割データを、前回よりもインデックス番号およびシーケンス番号がそれぞれ1ずつ大きいヘッダ情報を付した状態で、共有メモリ204にコピーする。そして、ステップS33に処理が戻る。
以上説明したように、第1実施形態では、コントローラ装置200の記憶処理部206は、HMI100から受信したタグ情報に対応する制御データが共有メモリ204に記憶されていない場合に、その制御データを内部メモリ205から読み出し、読み出した制御データを共有データとして共有メモリ204に記憶させるように構成されている。これにより、所望の制御データ(タグ情報に対応する制御データ)が共有メモリに記憶されていない場合でも、サイクリック伝送により所望の制御データを取得することができる。すなわち、共有メモリに記憶されていない制御データを取得する際に、サイクリック伝送によるデータ通信とは別個に1対1のデータ通信を行う必要がないので、処理負担を軽減することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、記憶処理部206は、HMI100から受信したタグ情報に対応する制御データのサイズが、共有メモリ204のうちコントローラ装置200に割り当てられたエリアのサイズよりも大きい場合に、その制御データを複数の分割データに分割するように構成されている。なお、各分割データのサイズは、共有メモリ204のうちコントローラ装置200に割り当てられたエリアのサイズ以下である。記憶処理部206は、上記のように生成した各分割データのヘッダ部分に互いに異なるヘッダ情報を付加し、ヘッダ情報を付加した各分割データを、1つずつ、所定の時間間隔で、共有メモリ204のうちコントローラ装置200に割り当てられたエリアに順次記憶させるように構成されている。これにより、制御データのサイズがコントローラ装置200に割り当てられたエリアのサイズよりも大きい場合でも、制御データに基づいて生成した複数の分割データをサイクリック伝送により共有メモリ204を介して1つずつ送受信することにより、容易に、所望の制御データを送受信することができる。また、各分割データに互いに異なるヘッダ情報を付加することにより、ヘッダ情報に基づいて、各分割データを容易に識別することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、ヘッダ情報は、そのヘッダ情報が付加される複数の分割データの各々が1つの制御データのうちどの部分に相当するデータであるかを示すインデックス番号を含む。これにより、インデックス番号を確認することにより、各分割データが1つの制御データのうちのどの部分に相当するデータであるか否かを容易に判断することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、ヘッダ情報は、内部メモリ205に記憶された複数の分割データの各々が1つずつ共有メモリ204にコピーされる毎に順次更新されるシーケンス番号を含む。これにより、HMI100は、シーケンス番号を監視することにより、共有メモリ104に記憶された1つの分割データがサイクリック伝送により更新されたか否かを容易に確認することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、HMI100の取得処理部107は、共有メモリ104に共有データとして記憶された各分割データのシーケンス番号が更新される毎に共有メモリ104から各分割データを取得し、取得した各分割データをインデックス番号に従って内部メモリ105に順次コピーするように構成されている。これにより、HMI100は、共有メモリ104から取得される複数の分割データに基づいて、所望の制御データを容易に取得することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、複数の分割データの各々を共有メモリ204に順次コピーする際の時間間隔は、サイクリック伝送による共有データの送受信の周期の3倍以上の長さに設定されている。これにより、同一内容の分割データがサイクリック伝送によって少なくとも2回以上送受信されるので、より確実に分割データを送受信することができる。
(第2実施形態)
次に、図1、図6、図7、および図10〜図12を参照して、第2実施形態による監視制御システムについて説明する。第2実施形態では、上記第1実施形態と異なり、サイクリック伝送により送受信される分割データにヘッダ情報のみならずフッタ情報も付加される。
次に、図1、図6、図7、および図10〜図12を参照して、第2実施形態による監視制御システムについて説明する。第2実施形態では、上記第1実施形態と異なり、サイクリック伝送により送受信される分割データにヘッダ情報のみならずフッタ情報も付加される。
まず、図1および図10を参照して、第2実施形態による監視制御システム1000aの構成について説明する。
図1に示すように、監視制御システム1000aは、HMI100aと、コントローラ装置200aと、エンジニアリングツール300とを備える。これらHMI100a、コントローラ装置200a、およびエンジニアリングツール300は、ネットワーク400を介して互いに接続されている。なお、HMI100aは、「監視制御装置」の一例である。
ここで、第2実施形態では、コントローラ装置200aの記憶処理部206aは、複数の分割データ(図10参照)の各々を共有メモリ204に順次コピーする際に、各分割データのヘッダ部分にヘッダ情報を付加するのに加えて、各分割データのフッタ部分にヘッダ情報に対応するフッタ情報(図10参照)を付加するように構成されている。なお、図10は、一例として、600ワードの制御データを60ワードずつ分割することにより10個の分割データ1〜10を生成する例を示している。
図10に示すように、フッタ情報は、ヘッダ情報と同様のデータ構造を有する。すなわち、フッタ情報は、各分割データが制御データ全体のうちのどの部分のデータに相当するかを示すインデックス番号と、ある1つの分割データが全分割データのうちの何番目に共有メモリ204にコピーされた分割データであるかを示すシーケンス番号とを含む。
HMI100aの取得処理部107a(図1参照)は、共有メモリ104に共有データとして記憶された分割データのヘッダ情報およびフッタ情報の両方を監視し、ヘッダ情報およびフッタ情報の両方のシーケンス番号が変化する毎に共有メモリ104から分割データを取得し、取得した分割データを内部メモリ105に順次コピーするように構成されている。
なお、第2実施形態のその他の構成は、第1実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
次に、図6、図7、図11、および図12を参照して、第2実施形態によるHMI100aおよびコントローラ装置200aの制御動作について説明する。
図6に示すように、第2実施形態によるHMI100aが制御データを取得する際における制御動作は、HMI100aが共有メモリ104から分割データを読み出す際に実行する処理(ステップS8aの処理)以外は、第1実施形態と同様である。また、図7に示すように、第2実施形態によるコントローラ装置200aがHMI100aからタグ情報を受信した際における制御動作も、コントローラ装置200aが内部メモリ205の分割データを共有メモリ204にコピーする際に実行する処理(ステップS16aの処理)の具体的な内容以外は、第1実施形態と同様である。以下では、図11および図12を参照して、第2実施形態による制御動作のうちの第1実施形態とは異なる部分について説明する。
まず、図11を参照して、第2実施形態によるHMI100aが共有メモリ104から分割データを読み出す際に実行する処理(図6のステップS8aの処理)の具体的な内容の一例について説明する。
図11に示すように、HMI100a(取得処理部107a)は、まず、ステップS41において、タグ情報に対応する制御データに基づく分割データ(後述する図12のステップS51参照)を共有メモリ104から読み出し、読み出した分割データを内部メモリ105にコピーする。このとき、HMI100aは、読み出した分割データを内部メモリ105のどこにコピーするかを、分割データに付されたヘッダ情報のうちのインデックス番号に基づいて決定する。そして、ステップS42に処理が進む。
ステップS42において、HMI100aは、タグ情報に対応する制御データを構成する全ての分割データを取得したか否かを判断する。具体的には、HMI100aは、ステップS41の繰り返し(後述)によってインデックス番号順に内部メモリ105にコピーされた複数の分割データによって制御データが構成されたか否かを判断する。
ステップS42において、全ての分割データが取得されたと判断された場合には、処理が終了する。一方、ステップS42において、全ての分割データが取得されていないと判断された場合、すなわち、まだ取得されていない分割データが存在すると判断された場合には、ステップS43に処理が進む。
ステップS43において、HMI100aは、共有メモリ104に記憶された分割データに付されたヘッダ情報およびフッタ情報が更新されたか否かを判断する。具体的には、HMI100aは、分割データに付されたヘッダ情報に含まれるシーケンス番号と、フッタ情報に含まれるシーケンス番号との両方が更新されたか否かを判断する。
ステップS43の処理は、ヘッダ情報およびフッタ情報の両方が更新されたと判断されるまで繰り返される。そして、ステップS43において、ヘッダ情報およびフッタ情報の両方が更新されたと判断された場合には、ステップS41に処理が戻る。
次に、図12を参照して、第2実施形態によるコントローラ装置200aが内部メモリ205の分割データを共有メモリ204にコピーする際に実行する処理(図7のステップS16aの処理)の具体的な内容の一例について説明する。
図12に示すように、コントローラ装置200a(記憶処理部206a)は、まず、ステップS51において、内部メモリ205に記憶された制御データを共有メモリ204の所定エリア(コントローラ装置200a用に割り当てられたブロック)のサイズに合わせて分割することにより、分割データを生成する。そして、ステップS52に処理が進む。
ステップS52において、コントローラ装置200aは、ステップS51において生成した分割データを、ヘッダ情報およびフッタ情報を付した状態で、共有メモリ204内の所定エリアにコピーする。なお、ヘッダ情報およびフッタ情報の各々に含まれるインデックス番号およびシーケンス番号の初期値は、それぞれ1である。そして、ステップS53に処理が進む。
ステップS53において、コントローラ装置200aは、タグ情報に対応する制御データを構成する全ての分割データを共有メモリ204にコピーしたか否かを判断する。具体的には、コントローラ装置200aは、ステップS52の処理の繰り返し(後述)によって、制御データを構成する複数の分割データをインデックス番号順に1つずつ最後まで共有メモリ204にコピーしたか否かを判断する。
ステップS53において、全ての分割データが共有メモリ204にコピーされたと判断された場合には、処理が終了する。一方、ステップS53において、全ての分割データが共有メモリ204にコピーされていないと判断された場合、すなわち、まだ共有メモリ204にコピーされていない分割データが存在すると判断された場合には、ステップS54に処理が進む。
ステップS54において、コントローラ装置200aは、前回分割データを共有メモリ204にコピーした時から所定時間が経過したか否かを判断する。なお、所定時間は、サイクリック伝送による共有データ(共有メモリ204内のデータ)の送受信の周期の3倍以上の長さに設定されている。
ステップS54の処理は、前回分割データを共有メモリ204にコピーした時から所定時間が経過したと判断されるまで繰り返される。そして、ステップS54において、前回分割データを共有メモリ204にコピーした時から所定時間が経過したと判断された場合には、ステップS55に処理が進む。
ステップS55において、コントローラ装置200aは、前回共有メモリ204にコピーした分割データの次の分割データを、新たなヘッダ情報およびフッタ情報を付した状態(インデックス番号およびシーケンス番号がそれぞれ1ずつ増えた状態)で、共有メモリ204にコピーする。具体的には、コントローラ装置200aは、前回よりもインデックス番号が1大きい分割データを、前回よりもインデックス番号およびシーケンス番号がそれぞれ1ずつ大きいヘッダ情報およびフッタ情報を付した状態で、共有メモリ204にコピーする。そして、ステップS53に処理が戻る。
以上説明したように、第2実施形態では、上記のように、コントローラ装置200aの記憶処理部206aは、各分割データのヘッダ部分にヘッダ情報を付加するのに加えて、各分割データのフッタ部分にヘッダ情報に対応するフッタ情報を付加するように構成されている。そして、記憶処理部206aは、ヘッダ情報およびフッタ情報の両方を付加した各分割データを所定の時間間隔で共有メモリ204に順次コピーするように構成されている。これにより、各分割データに付加される情報がヘッダ情報とフッタ情報との2種類になるので、これら2種類の情報に基づいて、より確実に各分割データを識別することができる。
また、第2実施形態では、上記のように、HMI100aの取得処理部107aは、共有メモリ104の各分割データに付加されたヘッダ情報およびフッタ情報の両方のシーケンス番号が更新される毎に共有メモリ104から各分割データを取得し、取得した各分割データを内部メモリ105に順次コピーするように構成されている。これにより、HMI100aは、ヘッダ情報およびフッタ情報の両方のシーケンス番号が更新されたか否かを監視することにより、共有メモリ104に新たな分割データが記憶されたか否かを確実に判断することができる。すなわち、コントローラ装置200aの共有メモリ204に新たな分割データが記憶される前のヘッダ情報のみが更新されたタイミングでサイクリック伝送が行われた場合でも、HMI100aは、共有メモリ104の分割データに付されたフッタ情報がヘッダ情報と同様に更新されているか否かを確認することにより、共有メモリ104に新たな分割データが記憶されたか否かを確実に判断することができる。
なお、第2実施形態のその他の効果は、第1実施形態と同様である。
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
100、100a HMI(監視制御装置)
104 共有メモリ(第1共有メモリ)
105 内部メモリ(第1内部メモリ)
106 検索処理部
107、107a 取得処理部
200、200a コントローラ装置
204 共有メモリ(第2共有メモリ)
205 内部メモリ(第2内部メモリ)
206、206a 記憶処理部
1000、1000a 監視制御システム
104 共有メモリ(第1共有メモリ)
105 内部メモリ(第1内部メモリ)
106 検索処理部
107、107a 取得処理部
200、200a コントローラ装置
204 共有メモリ(第2共有メモリ)
205 内部メモリ(第2内部メモリ)
206、206a 記憶処理部
1000、1000a 監視制御システム
Claims (10)
- 外部設備を制御するコントローラ装置と、前記コントローラ装置をネットワーク経由で監視するとともに制御する監視制御装置とを備え、前記コントローラ装置および前記監視制御装置の各々は、前記ネットワーク内で周期的にサイクリック伝送を行うように構成された監視制御システムであって、
前記監視制御装置は、前記サイクリック伝送により周期的に送受信される共有データを記憶するための第1共有メモリと、前記共有データ以外のデータを記憶するための第1内部メモリと、前記コントローラ装置を制御するための制御データに対応付けられたタグ情報を前記コントローラ装置に送信することにより前記制御データを検索する検索処理部とを備え、
前記コントローラ装置は、前記共有データを記憶するための第2共有メモリと、前記共有データ以外のデータを記憶するための第2内部メモリと、前記監視制御装置から受信した前記タグ情報に対応する前記制御データが前記第2共有メモリに記憶されていない場合に、前記第2内部メモリから読み出した前記制御データを前記共有データとして前記第2共有メモリに記憶させる記憶処理部とを備える、監視制御システム。 - 前記記憶処理部は、前記制御データのサイズが所定値よりも大きい場合に、前記制御データを前記所定値以下のサイズの複数の分割データに分割し、前記複数の分割データの各々のヘッダ部分に互いに異なるヘッダ情報を付加し、前記ヘッダ情報を付加した前記複数の分割データの各々を1つずつ所定の時間間隔で前記第2共有メモリに順次記憶させるように構成されている、請求項1に記載の監視制御システム。
- 前記ヘッダ情報は、前記複数の分割データの各々が前記制御データのどの部分に相当するデータであるかを示すインデックス情報を含む、請求項2に記載の監視制御システム。
- 前記ヘッダ情報は、前記複数の分割データの各々が前記第2共有メモリに記憶される毎に順次変化するシーケンス情報を含む、請求項2または3に記載の監視制御システム。
- 前記監視制御装置は、前記第1共有メモリに前記共有データとして記憶された前記複数の分割データの各々の前記ヘッダ情報が変化する毎に前記第1共有メモリから前記複数の分割データの各々を取得し、取得した前記複数の分割データの各々を前記第1内部メモリに順次記憶させる取得処理部をさらに備える、請求項2〜4のいずれか1項に記載の監視制御システム。
- 前記記憶処理部は、前記複数の分割データの各々のフッタ部分に前記ヘッダ情報に対応するフッタ情報を付加し、前記ヘッダ情報および前記フッタ情報の両方を付加した前記複数の分割データの各々を前記所定の時間間隔で順次前記第2共有メモリに記憶させるように構成されている、請求項2〜4のいずれか1項に記載の監視制御システム。
- 前記監視制御装置は、前記第1共有メモリに前記共有データとして記憶された前記複数の分割データの各々の前記ヘッダ情報および前記フッタ情報の両方が変化する毎に前記第1共有メモリから前記複数の分割データの各々を取得し、取得した前記複数の分割データの各々を前記第1内部メモリに順次記憶させる取得処理部をさらに備える、請求項6に記載の監視制御システム。
- 前記所定の時間間隔は、前記サイクリック伝送による前記共有データの送受信の周期の3倍以上の長さに設定されている、請求項2〜7のいずれか1項に記載の監視制御システム。
- 外部設備を制御するコントローラ装置をネットワーク経由で監視するとともに制御し、前記ネットワーク内で周期的にサイクリック伝送を行うように構成された監視制御装置であって、
前記サイクリック伝送により周期的に送受信される共有データを記憶するための第1共有メモリと、
前記共有データ以外のデータを記憶するための第1内部メモリと、
前記コントローラ装置を制御するための制御データに対応付けられたタグ情報を前記コントローラ装置に送信することにより前記制御データを検索する検索処理部とを備える、監視制御装置。 - 外部設備を制御し、ネットワーク内で周期的にサイクリック伝送を行うように構成されたコントローラ装置であって、
前記サイクリック伝送により周期的に送受信される共有データを記憶するための第2共有メモリと、
前記共有データ以外のデータを記憶するための第2内部メモリと、
前記コントローラ装置を前記ネットワーク経由で監視するとともに制御する監視制御装置から受信したタグ情報に対応する制御データが前記第2共有メモリに記憶されていない場合に、前記第2内部メモリから読み出した前記制御データを前記共有データとして前記第2共有メモリに記憶させる記憶処理部とを備える、コントローラ装置。
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