JP3190628B2 - 制御用ホストコンピュータ、および、そのプログラムが記録された記録媒体 - Google Patents
制御用ホストコンピュータ、および、そのプログラムが記録された記録媒体Info
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Description
ロトコルで通信する制御装置と、当該制御装置との間で
データをやり取りする表示装置および制御用ホストコン
ピュータとを含む制御システムに関し、特に、制御装置
を制御システムに加入させる際、制御システム全体の手
間を増加させることなく、制御用ホストコンピュータで
の手間を低減可能な制御用ホストコンピュータ、およ
び、そのプログラムが記録された記録媒体に関するもの
である。
コントローラ(以下、PLCと略称する)は、例えば、
ベルトコンベアー式の自動組付機など、種々のターゲッ
トシステムを制御する制御装置として、広く使用されて
いる。さらに、近年では、ターゲットシステムの複雑化
に伴って、複数台のPLCを互いに連携させて使用する
ことも行われている。また、各PLCからのデータの表
示、あるいは、PLCへの制御指示は、当該PLCの近
傍などに配される表示装置で行われるだけではなく、例
えば、これらの表示装置から離れた場所に設置した制御
用ホストコンピュータでも、表示あるいは操作できるよ
うに、制御システムを構築することもある。
従来の制御システム501では、PLC503が制御の
中心として位置付けられており、各PLC503には、
ターゲットシステム502の制御対象機器521aやセ
ンサ521bと、表示および制御指示を行う表示装置5
05とが接続されている。さらに、当該PLC503に
は、他のPLC503や制御用ホストコンピュータ50
7が所定のインターフェイス回路を介して直接、あるい
は、専用のアダプタを介して間接的に接続されており、
PLC503と制御用ホストコンピュータ507との間
や各PLC503間における制御データの受け渡しは、
PLC503の通信機能を利用して行われている。
成の制御システム501では、各PLC503および制
御用ホストコンピュータ507間と、PLC503およ
び表示装置505間との双方で、PLC503に固有の
通信プロトコルで通信しているため、多くの種類のPL
C503を混在させることが難しいという問題を生じ
る。
処理するために、PLC503の負担が大きくなってし
まう。さらに、制御用ホストコンピュータ507と表示
装置505との双方に、PLC503と通信するための
通信プロトコルを用意する必要があるために、制御用ホ
ストコンピュータ507および表示装置505の製造お
よび維持管理に手間がかかる。
用したシーケンサから発達してきた経緯もあり、スイッ
チのオンオフ制御やセンサーからのデータ取り込みとい
ったI/O制御に関する処理を得意としている。したが
って、データ通信の中心として、制御システム501の
通信の大半を処理するには、能力が不足することが多
く、仮に処理可能であったとしても負担が大きい。例え
ば、ターゲットシステム502を制御するだけであれ
ば、PLC503は、通常、数十kバイト程度の記憶容
量と、記憶容量に応じた処理能力とで十分であるが、こ
の記憶容量や処理能力では、通信の大半を十分な速度で
処理することは難しい。
達してきた経緯から、製造会社毎、あるいは、同一会社
であっても製品毎など、PLC503の機種毎に、デー
タ通信に使用する通信プロトコルが異なることが多い。
したがって、従来では、制御システム501内では、同
一機種のPLC503が用いられることが多い。
微な場合、具体的には、スタートキャラクタやストップ
キャラクタや、送受アドレスの指定方法など、通信の確
立に必要な通信プロトコルが同一であり、かつ、余り重
要ではないコマンドのみが相違している程度であれば、
PLC503の機能のうち、実際に使用する機能を制限
して、相違しているコマンドを使用しなければ、機種の
異なるPLC503を制御システム501に混在させる
ことも不可能ではない。ところが、例えば、複数機種と
通信するコマンドなど、重要なコマンドの相違が異なっ
ている場合には、制御用ホストコンピュータ507とP
LC503との間で、通信が確立したとしても、制御用
ホストコンピュータ507は、PLC503に所望の動
作を指示することができない。
ル自体が異なっている場合には、通信プロトコルの異な
るPLC503aと制御用ホストコンピュータ507な
どとの間の通信が成立しないだけではなく、通信プロト
コルが共通のPLC503と制御用ホストコンピュータ
507との通信を阻害してしまう。したがって、当該P
LC503aを接続する場合には、変換器510を挿入
して、制御用ホストコンピュータ507や他のPLC5
03から、当該PLC503aが同じ機種に見えるよう
に、通信プロトコルを相互変換する必要がある。ここ
で、制御システム501では、変換器510を設置でき
る場所が限られていることが多く、また、新たに変換器
510を設けると、制御システム501全体のコストが
高騰してしまう。さらに、PLC503の通信プロトコ
ルは、例えば、100種以上と数多く存在するので、所
望の変換器510が存在するとは限らない。
に配した場合、制御システム501に多くの種類のPL
C503を混在させることが難しく、PLC503を選
択する際の選択肢が制限されてしまう。
は、制御用ホストコンピュータ507と表示装置505
との双方がPLC503と通信しているため、双方が各
PLC503の通信プロトコルで通信する必要がある。
したがって、制御用ホストコンピュータ507や表示装
置505を製造する際、接続される可能性のあるPLC
503の通信プロトコル全てで通信するためのプログラ
ムを、制御用ホストコンピュータ507および表示装置
505の双方に用意する必要がある。この結果、制御用
ホストコンピュータ507および表示装置505を製造
する際、多くのPLC503に対応させるために、非常
に多くのソフトウェア工数が必要になってしまう。さら
に、新たな通信プロトコルで通信するPLC503が開
発された場合、制御用ホストコンピュータ507および
表示装置505の双方に、当該通信プロトコルで通信す
るプログラムを新たに用意する必要があり、さらに手間
がかかる。
ものであり、その目的は、特に、PLCなどの制御装置
を制御システムに加入させる際、制御システム全体の手
間を増加させることなく、制御用ホストコンピュータで
の手間を低減可能な制御用ホストコンピュータ、およ
び、そのプログラムが記録された記録媒体を実現するこ
とにある。
御用ホストコンピュータは、制御対象を制御する制御装
置と、専用ネットワークを介して制御装置と通信して当
該制御装置の制御状態を表示または制御すると共に、上
記専用ネットワークとは別の共通ネットワークと当該専
用ネットワークとの通信プロトコルが異なる場合、一方
から他方に通信プロトコルを変換する表示制御装置と、
上記共通ネットワークを介して当該表示制御装置に接続
される制御用ホストコンピュータとを含む制御システム
で使用される制御用ホストコンピュータであって、上記
課題を解決するために、以下の手段を講じたことを特徴
としている。
上記制御装置への指示内容を含むデータ列を、上記共通
ネットワークを介して、当該制御装置が接続された表示
制御装置へ送出するインターフェース部と、当該インタ
ーフェース部と、上記制御用ホストコンピュータにて上
記制御対象の状態を制御または表示するホスト側表示制
御手段との間に介在し、当該ホスト側表示制御手段から
の要求に基づいて、上記インターフェース部を制御し
て、上記制御対象の状態を制御または表示するためのデ
ータを送受させる複数の伝送制御手段とを備えている。
さらに、上記伝送制御手段の1つは、残余の伝送制御手
段よりも簡単な手順で、上記要求を指定可能な簡易伝送
制御手段である。なお、簡易伝送制御手段は、例えば、
関数の数を削減して、応答可能な要求の数を制限した
り、関数へ与える引数の数や種類を制限して、ホスト側
表示制御手段が要求時に簡易伝送制御手段へ与えるデー
タを簡略化したり、あるいは、定型の初期化動作であれ
ば、特に指定せずに初期化して、初期化を不要にするな
どして実現される。
制御手段は、制御装置へ指示する場合、当該要求を伝送
制御手段へ通知し、伝送制御手段は、インターフェース
部を制御する。これにより、インターフェース部は、制
御装置への指示内容に基づいて、当該指示内容を含むデ
ータ列を作成し、共通ネットワークを介して、制御装置
に接続された表示制御装置へ送出する。
を介して、データ列を受け取ると、専用ネットワークを
介して接続された制御装置へ、指示内容を通知する。こ
の際、専用ネットワークの通信プロトコルが、共通ネッ
トワークの通信プロトコルと異なっている場合、表示制
御装置は、プロトコル変換する。
専用ネットワークを介して、表示制御装置に伝えられ、
必要に応じて表示制御装置で通信プロトコルが変換され
た後、共通ネットワークを介して、インターフェース部
へ伝えられる。さらに、伝送制御手段は、インターフェ
ース部からデータを受け取り、ホスト側表示制御手段へ
通知する。
ータのインターフェース部は、制御装置への指示内容
を、共通ネットワークを介して、表示制御装置へ通知
し、制御システムに必須の構成要素である表示制御装置
が通信プロトコルを変換して、制御装置へ転送する。し
たがって、制御システムのインターフェース部は、制御
装置の通信プロトコルに拘わらず、常に同一の通信プロ
トコルで、共通ネットワークと通信する。この結果、制
御システム内に、通信プロトコルの異なる制御装置を容
易に混在させることができ、制御装置を制御システムに
加入させる際の手間を削減できる。
らず、インターフェース部の通信プロトコルが同一であ
り、新たな制御装置が開発された場合であっても、制御
用ホストコンピュータのインターフェース部および伝送
制御手段を変更する必要がない。したがって、従来のよ
うに、新たな制御装置に対応する際、表示制御装置と制
御用ホストコンピュータとの双方で、当該制御装置の通
信プロトコル用のプログラムを作成する場合と比較する
と、制御用ホストコンピュータに要する手間の分だけ、
制御装置を制御システムに加入させる際の手間を削減で
き、制御システム全体の管理維持の手間を削減できる。
御手段からの要求に応じて、インターフェース部を制御
できればよい。したがって、インターフェース部とホス
ト側制御手段とが、例えば、DDEのように、オペレー
ティングシステムで定義された手順でデータを伝送する
場合とは異なり、文書作成や表計算など、当該オペレー
ティングシステム上で動作する他のアプリケーションと
の連携を考慮せずに、データ伝送手順を規定でき、制御
システムに合わせて、伝送制御手段の処理を最適化でき
る。この結果、ホスト側表示制御手段とインターフェー
ス部との間で、より高速にデータを伝送でき、ホスト側
表示制御手段における応答時間を短縮できる。また、伝
送制御手段は、上記オペレーティングシステムで定義さ
れた手順では、実現できない処理も実現できるので、ホ
スト側表示制御手段の機能を向上できる。
は、簡易伝送制御手段であり、ホスト側表示制御手段の
開発者は、簡易伝送制御手段を使用するか、残余の伝送
制御手段を使用するかによって、自らの熟練度に合わせ
た難易度の要求を伝送制御手段へ通知できる。また、伝
送制御手段の開発者は、ホスト側表示制御手段の開発者
の熟練度を考慮して、いずれの伝送制御手段を使用すれ
ばよいかを提案できる。この結果、ホスト側表示制御手
段の開発者のミスに起因する制御システムの誤動作を防
止できる。
は、制御対象を制御する制御装置と、専用ネットワーク
を介して接続された上記制御装置の制御状態を表示また
は制御すると共に、上記専用ネットワークとは別の共通
ネットワークと当該専用ネットワークとの通信プロトコ
ルが異なる場合、一方から他方に通信プロトコルを変換
する表示制御装置とを含む制御システムの制御用ホスト
コンピュータとして、上記共通ネットワークを介して上
記表示制御装置に接続可能なコンピュータを動作させる
ためのプログラムが記録された記録媒体であって、上記
課題を解決するために、以下のプログラムが記録されて
いることを特徴としている。
置への指示内容を含むデータ列を、上記共通ネットワー
クを介して、当該制御装置が接続された表示制御装置へ
送出するインターフェース部、並びに、当該インターフ
ェース部と、上記制御用ホストコンピュータにて上記制
御装置の制御状態を制御または表示するホスト側表示制
御手段との間に介在し、当該ホスト側表示制御手段から
の要求に基づいて、上記インターフェース部を制御し
て、上記制御対象の状態を制御または表示するためのデ
ータを送受させる複数の伝送制御手段として、上記コン
ピュータを動作させると共に、上記伝送制御手段の1つ
は、残余の伝送制御手段よりも簡単な手順で、上記要求
を指定可能な簡易伝送制御手段として、上記コンピュー
タを動作させるためのプログラムが記録されている。
ると、インターフェース部と、簡易伝送制御手段を含む
伝送制御手段とが実現され、コンピュータは、請求項1
記載の制御用ホストコンピュータと同様の制御用ホスト
コンピュータとして動作できる。それゆえ、ホスト側表
示制御手段を用意する手間を大幅に削減できると共に、
さらに、制御装置を制御システムに加入させる際、制御
システム全体の手間を増加させることなく、制御用ホス
トコンピュータでの手間を低減可能な制御用ホストコン
ピュータを提供できる。
グシステムで定義された手順でデータ伝送する場合より
も、高機能かつ高速に、ホスト側表示制御手段からの要
求に応答できる。さらに、ホスト側表示制御手段の開発
者は、自らに応じた難易度の伝送制御手段を選択できる
ので、開発者のミスに起因する制御システムの誤動作を
防止できる。
ないし図6に基づいて説明すると以下の通りである。す
なわち、本実施形態に係る制御システムは、例えば、タ
ーゲットシステムがベルトコンベアー式の自動組付機の
場合など、複数のプログラマブル・ロジック・コントロ
ーラ(以下では、PLCと略称する)が互いに連携して
制御するようなターゲットシステムを制御する場合に、
特に好適に使用されるシステムであって、例えば、図1
に示すように、ターゲットシステム2に接続されたPL
C(制御装置)3と、各PLC3に固有の通信プロトコ
ルにて通信する専用ネットワーク4を介して、当該PL
C3に接続され、多くの場合、ターゲットシステム2の
近傍でターゲットシステム2の作業員により操作される
グラフィック操作パネル(表示制御装置)5と、各グラ
フィック操作パネル5間を共通の通信プロトコルで接続
する共通ネットワーク6と、当該共通ネットワーク6に
接続され、多くの場合、グラフィック操作パネル5より
も離れた場所から制御システム1全体の監視制御あるい
は設定などを行う制御用ホストコンピュータ7とを備え
ている。
り、通信の中心にグラフィック操作パネル5が配されて
おり、当該グラフィック操作パネル5は、専用ネットワ
ーク4と共通ネットワーク6との双方に接続されてい
る。さらに、グラフィック操作パネル5は、両ネットワ
ーク4・6での通信プロトコルが異なる場合、両通信プ
ロトコルを相互変換して、自らに接続されたPLC3
と、制御用ホストコンピュータ7あるいは他のグラフィ
ック操作パネル5との間の通信を中継する。これによ
り、各グラフィック操作パネル5に接続されたPLC3
が採用する通信プロトコルが互いに異なる場合であって
も、各グラフィック操作パネル5および制御用ホストコ
ンピュータ7間は、共通の通信プロトコルにて通信でき
る。
ステム2は、例えば、バルブやモータなど、指示に応じ
た動作を行う制御対象機器21aと、例えば、流量セン
サや温度センサなど、制御対象機器21aやターゲット
システム2の各部の状態を検出するセンサ21bとを備
えており、制御対象機器21aおよびセンサ21b(以
下では、機器21と総称する)は、PLC3にて制御さ
れている。また、PLC3は、シーケンサから発達して
きた経緯もあって、例えば、製造会社毎や製品の種別毎
など、PLC3の機種毎に、独自の通信プロトコルを備
えているものが多い。したがって、PLC3は、専用ネ
ットワーク4を介して、グラフィック操作パネル5と接
続されており、当該PLC3が通信可能な通信プロトコ
ルで、グラフィック操作パネル5と通信する。
作パネル5自体へ、あるいは、グラフィック操作パネル
5を介して、他のグラフィック操作パネル5あるいは制
御用ホストコンピュータ7へ、センサ21bが取得した
データを送信すると共に、グラフィック操作パネル5自
体から、あるいは、グラフィック操作パネル5を介して
伝えられた制御指示を受信して制御対象機器21aを制
御できる。
ば、スタートキャラクタやエンドキャラクタを示すコー
ドや、各キャラクタの送受タイミング、あるいは、送信
先や送信元の特定方法など、送信元と送信先とを含むネ
ットワーク内で統一されていないと正常にデータの伝送
できない通信プロトコルと、例えば、各PLC3が理解
可能なコマンド体系など、送信元と送信先とで統一され
ていないと、一方が所望する動作と、他方が実施する動
作とが一致せず、正常に制御できない通信プロトコルと
が存在するが、以下では、両者の組み合わせを通信プロ
トコルと称し、両者の区別が必要な場合には、前者を伝
送プロトコル、後者をコマンド体系として区別する。
ネットワーク4を介してPLC3と通信する専用ネット
ワーク・インターフェース部51と、作業員へ情報を表
示する表示部52と、作業員からの指示を受け取る入力
部53と、グラフィック操作パネル5全体を制御すると
共に、グラフィック操作パネル5で扱われるデータを処
理するデータ処理部54とを備えている。本実施形態で
は、表示部52として、例えば、液晶表示装置などが使
用されており、入力部53として、表示部52の表示画
面上に一体に形成されたタッチパネルが使用されてい
る。なお、以下では、専用ネットワーク・インターフェ
ース部51や後述する共通ネットワーク・インターフェ
ース部55など、各種インターフェース部をIF部と略
称する。
は、共通ネットワーク6と接続するための共通ネットワ
ーク・IF部55と、共通ネットワーク6の通信プロト
コルと専用ネットワーク4の通信プロトコルとを相互変
換するための情報を記憶したプロトコル変換用記憶部5
6とが設けられており、上記データ処理部54は、両ネ
ットワーク4・6での通信プロトコルが互いに異なる場
合、プロトコル変換用記憶部56を参照しながら、一方
の通信プロトコルから他方へ変換する。
6、あるいは、後述する各部71〜78は、CPUが所
定のプログラムを実行することによって実現される機能
ブロックであるが、同じ動作を行うハードウェアによっ
て実現することもできる。ただし、本実施形態のよう
に、ソフトウェアによって実現した場合は、プログラム
を記録した記録媒体を配付して、コンピュータに実行さ
せるだけで、容易に上記各部51〜56あるいは71〜
78を実現できる。
通信プロトコルでは、データの読み出しを指示する場
合、概ね、図2に示すように、次に伝送されるコードが
コマンドであることを示す制御コード(ESC)と、P
LC3へデータの読み出しを指示するコマンドコード
(RD)と、読み出し開始アドレス(X0001)と、
読み出しサイズ(5)と、伝送の終了を示す制御コード
(RET)とを含むデータ列41が伝送される。ただ
し、各PLC3間では、コマンドコードを含むコマンド
体系は、もちろん、アドレスやサイズなどの並び順や、
制御コード自体、あるいは、アドレスやサイズを表現す
る際の表現方法(数値を示す際のビット幅や文字を示す
際のコード種別など)も互いに異なっていることが多
い。
ク操作パネル5が共通ネットワーク6を介してデータ通
信する場合、上記専用ネットワーク4を伝送される通信
プロトコルに拘わらず、統一した通信プロトコルで通信
できるように、専用ネットワーク4で伝送可能な通信プ
ロトコルに共通の通信プロトコル(共通プロトコル)を
規定している。
ワーク6として、イーサネット(商標:ゼロックス社)
などのローカル・エリア・ネットワーク(LAN)が用
いられており、共通ネットワーク6での伝送プロトコル
として、TCP/IPが採用されている。したがって、
共通ネットワーク6に接続される各グラフィック操作パ
ネル5および制御用ホストコンピュータ7には、それぞ
れに固有のIPアドレスが割り当てられ、共通ネットワ
ーク6を介して通信する際、TCP/IPで規定された
形式、すなわち、図3に示すように、送信元および送信
先のIPアドレスを含むヘッダ部62と、通信内容を示
すデータ本体63とを備えた形式のデータ列61を送受
する。これにより、例えば、制御システム1の開発者が
使用する制御用ホストコンピュータ7aなどが、制御シ
ステム1の運用会社とは異なる場所から電話回線を介し
て接続する場合であっても、TCP/IPで通信可能な
通信機器であれば、他の通信機器間のデータ伝送を阻害
することなく、共通ネットワーク6に自由に参加でき
る。
出しを指示するコマンドをPLC3へ伝える際のデータ
本体63rに、コマンドの内容を示す共通コード64
と、当該共通コード64に付随する関連情報65とし
て、読み出し開始アドレス65aおよび読み出しサイズ
65bとが含まれる。また、データ書き込みを指示する
際のデータ本体63wには、関連情報65として、書き
込み開始アドレス65cおよび書き込みデータ65dが
含まれる。
可能なコマンドのうち、互いに同一内容のコマンド間で
は、専用ネットワーク4でのコマンドコード(各PLC
3でのコマンドコード)に拘わらず、統一されている。
また、例えば、読み出し開始アドレス65aおよび読み
出しサイズ65bなど、関連情報65内のデータを伝送
する順番、伝送する際の表現方法も、専用ネットワーク
4での通信プロトコルに拘わらず、統一されている。こ
れにより、共通プロトコルでは、グラフィック操作パネ
ル5に接続されているPLC3に拘わらず、実行させる
べき命令を一意的に特定できる。
記憶部56に格納されている情報は、専用ネットワーク
4および共通ネットワーク6の通信プロトコルを相互変
換できれば、どのような形式でもよいが、本実施形態に
係るプロトコル変換用記憶部56は、専用ネットワーク
4で伝送されるデータのフォーマットを示すデータ転送
フォーマットFMTと、両ネットワーク4・6で伝送さ
れるコマンドコード間の対応関係を示すコマンド変換テ
ーブルTBLとを記憶している。
タ転送フォーマットFMTは、専用ネットワーク4にて
伝送されるデータ列41のうち、例えば、読み書きする
データ内容自体や、データのサイズ、あるいは、読み書
きするアドレスなど、実際に伝送するデータ内容によっ
て変化する部分を未定義としたスケルトン状のデータ列
であって、未定義の部分は、用途のみが定義されてい
る。なお、コマンドの領域を未定義とすれば、実際に伝
送されるデータ列から抽出されたデータ転送フォーマッ
トFMTが複数のコマンド間で共通になる場合、コマン
ドの領域をも未定義として、これらのコマンド間で、共
通のデータ転送フォーマットFMTを用いてもよい。
図4に示すように、共通ネットワーク6で伝送される共
通コードと、当該専用ネットワーク4にて伝送されるコ
マンドコードとの対応が格納されており、データ処理部
54は、一方のコードから他方のコードに変換できる。
介して、共通プロトコルのデータ列61を受け取った場
合、データ処理部54は、データ本体63から、PLC
3へ伝送すべきコマンドを示す共通コード64と関連情
報65とを抽出する。さらに、データ処理部54は、コ
マンド変換テーブルTBLを参照して、専用ネットワー
ク4で伝送可能で、当該共通コード64に対応するコマ
ンドコードを選択する。なお、必要に応じて、関連情報
65の表現方法は、専用ネットワーク4で伝送される表
現方法に変換される。これらの結果、PLC3へ伝送す
べきコマンド、データ内容自体、データのサイズおよび
アドレスなどが決まると、データ処理部54は、データ
転送フォーマットFMTを参照して、PLC3へ送出す
るデータ列を生成できる。一方、PLC3からデータ列
41を受け取った場合、データ処理部54は、上記デー
タ転送フォーマットFMTに当てはめて、当該データ列
の示すコマンド、データ内容自体、データのサイズおよ
びアドレスなどを抽出し、上述とは逆の手順で、共通プ
ロトコルのデータ列61に変換する。
コマンド変換テーブルTBLの組み合わせ(プロトコル
情報)は、グラフィック操作パネル5およびPLC3が
制御に関するデータを通信する前に、PLC3の通信プ
ロトコルに合わせて設定され、異なる通信プロトコルを
採用したPLC3が接続されると、当該プロトコル情報
は、切り換えられる。例えば、図4では、機種AのPL
C3から機種BのPLC3に変更する場合、コマンド変
換テーブルTBLaからコマンド変換テーブルTBLb
に切り換えられる。
ば、制御用ホストコンピュータ7やグラフィック操作パ
ネル5を操作して、使用者が選択してもよい。さらに、
グラフィック操作パネル5が自らが送出可能な通信プロ
トコルを順次選択しながら、PLC3の通信プロトコル
を特定可能なコマンドを、PLC3へ送出し、PLC3
からの応答コードによって、通信プロトコルを自動的に
判別してもよい。また、グラフィック操作パネル5は、
自らに接続可能なPLC3が採用している通信プロトコ
ル全てに関して、上記プロトコル情報を格納しておいて
もよいし、現在、接続されているPLC3の通信プロト
コルのみを格納しておき、必要に応じて、制御用ホスト
コンピュータ7から、あるいは、記録媒体を介してな
ど、種々の方法でダウンロードしてもよい。
ータ列41を、制御システム1の動作中にリアルタイム
に生成することにより、グラフィック操作パネル5は、
入力されたデータがどこから来たかを問うことなく、P
LC3へデータを受け渡しできると共に、PLC3が変
更された場合にあっても、制御システム1を停止するこ
となく即応できる。
御システム1に必須の構成であるが、近年では、高解像
度の画像を表示するために、例えば、数Mバイト程度の
記憶容量を持ち、表示に十分な演算速度を有している。
したがって、グラフィック操作パネル5は、十分余力を
持って、上記プロトコル変換できる。また、グラフィッ
ク操作パネル5と制御用ホストコンピュータ7との間
に、PLC3が介在していないため、PLC3は、ター
ゲットシステム2の制御に専念できる。したがって、図
7に示す従来の制御システム501のように、通信の大
半を処理する場合よりも、記憶容量や処理能力を削減で
きる。なお、通信量の大きな処理の例として、ターゲッ
トシステム2が製造する製品を変換する際など、制御用
ホストコンピュータ7からグラフィック操作パネル5へ
画面データをダウンロードする処理などが挙げられる。
ところが、本実施形態に係る制御システム1では、画面
データは、PLC3を通過しないので、PLC3は、画
面データをダウンロードする場合であっても、負担が少
なく、正常に動作し続けることができる。
フィック操作パネル5および制御用ホストコンピュータ
7の間は、共通のプロトコルで通信される。したがっ
て、同じ制御システム1内に、複数機種のPLC3を混
在させることができ、機種選択の幅が広くなる。さら
に、図7に示す従来の制御システム501のように、通
信プロトコルが異なるPLC503aを混在させるため
に、制御システム501を、互いに異なる通信プロトコ
ルのサブネットワークに分割し、サブネットワーク間に
変換器510を配する場合とは異なり、制御システム1
の共通ネットワーク6では、通信プロトコルが共通であ
る。したがって、例えば、ハブやブリッジ、ルータな
ど、共通ネットワーク6に接続される機器を自由に転用
でき、これらの機器やPLC3の配置に関する自由度も
向上できる。加えて、変換器510が不要なので、制御
システム1全体の製造費を低減できる。
フィック操作パネル5に接続される制御用ホストコンピ
ュータ7は、図1に示すように、共通ネットワーク6と
通信するための共通ネットワーク・IF部71と、制御
用ホストコンピュータ7にてターゲットシステム2の状
態を表示あるいは制御するユーザ処理部72a〜72c
と、制御システム1全体の設定を行う設定部72dと、
ユーザ処理部72a〜72cや設定部72dなどの各種
処理部72と上記共通ネットワーク・IF部71との間
に介在し、各種処理部72の要求などに応じて共通ネッ
トワーク・IF部71を制御するサーバ部73とを備え
ている。さらに、当該サーバ部73では、共通ネットワ
ーク・IF部71を制御して、各PLC3からのデータ
を記憶部74へ周期的に蓄積するデータ処理部75に加
えて、当該データ処理部75と上記各種処理部72とが
複数種類の手順で通信できるように、DDEサーバ部7
6、関数処理部77および関数簡易処理部78が設けら
れている。なお、上記共通ネットワーク・IF部71が
特許請求の範囲に記載のインターフェース部に対応し、
ユーザ処理部72bおよび72cと設定部72dとがホ
スト側表示制御手段に対応している。また、両関数処理
部77・78が伝送制御手段に対応し、その中の関数簡
易処理部78が簡易伝送制御手段に対応している。
ングシステムにて定義された動的データ交換(DDE:
Dynamic Data Exchange)のサーバとして動作できる。
したがって、各種処理部72がDDEクライアントとし
て動作可能なユーザ処理部72aであれば、ユーザ処理
部72aとDDEサーバ部76とは、何ら支障なくデー
タをやり取りできる。具体的には、ユーザ処理部72a
は、あるグラフィック操作パネル5に接続されたPLC
3が制御する機器21のデータを読み取る場合、データ
の読み取りに先立って、図5に示すステップ1(以下で
は、S1のように略称する)において、ユーザ処理部7
2aとDDEサーバ部76との間に、DDEによるリン
クを設定する。この場合、ユーザ処理部72aは、例え
ば、”ノード名!シンボル名”のように、グラフィック
操作パネル5を特定するノード名と、機器21を特定す
るシンボル名とによって、グラフィック操作パネル5お
よび機器21を指定してもよいし、例えば、グラフィッ
ク操作パネル5に割り当てられたIPアドレスと、機器
21を示すデバイスアドレスとを直接指定してもよい。
各グラフィック操作パネル5のIPアドレスとノード名
との対応、並びに、機器21のシンボル名とデバイスア
ドレスとの関係は、例えば、PLC3やグラフィック操
作パネル5を制御システム1に導入する際などに、予め
設定されているので、DDEサーバ部76は、ノード名
とシンボル名とによって、リンクが設定された場合、こ
れらの設定を参照して、グラフィック操作パネル5のI
Pアドレスと、機器21のデバイスアドレスとを特定で
きる。
は、上記S1でリンクが構築されると、S2において、
所定の時間間隔で、機器21のデータをポーリングし
て、記憶部74に格納する。具体的には、データ処理部
75は、上述の共通プロトコルで規定された形式のデー
タ本体63、すなわち、図3に示す共通コード64がデ
ータの読み出しを示すコマンドコードで、読み出し開始
アドレス65aがデバイスアドレスを示すデータ本体6
3を作成し、上記S1にて指定されたグラフィック操作
パネル5のIPアドレスへ、当該データ本体63を送出
するように、共通ネットワーク・IF部71へ指示す
る。これに従って、共通ネットワーク・IF部71は、
受け取ったデータ本体63にヘッダ部62を付加してデ
ータ列61を作成し、共通ネットワーク6へ送出する。
一方、各グラフィック操作パネル5は、ヘッダ部62の
送信先アドレスと自らのIPアドレスとを比較して、自
機器宛のデータ列61のみを受け取る。さらに、グラフ
ィック操作パネル5は、上述したように、プロトコル変
換によって、データ列61をデータ列41へ変換し、P
LC3と通信する。これにより、機器21のデータは、
グラフィック操作パネル5に取得され、上記とは逆の手
順で、制御用ホストコンピュータ7へ伝送される。この
結果、記憶部74に格納された機器21のデータは、周
期的に更新される。上述したように、共通ネットワーク
6のプロトコルは、グラフィック操作パネル5に接続さ
れているPLC3の機種に拘わらず、常に一定である。
したがって、サーバ部73および共通ネットワーク・I
F部71は、PLC3の機種が変化しても、同じ動作で
機器21のデータを取得できる。
とをデータ処理部75が検出した場合(S3にて YESの
場合)、DDEサーバ部76は、DDEクライアントで
あるユーザ処理部72aへ変化通知する(S4)。一
方、ユーザ処理部72aは、変化通知に応答して、DD
Eサーバ部76へ読み出し要求を送出する(S5)。さ
らに、DDEサーバ部76は、ユーザ処理部72aから
読み出し要求があれば、記憶部74から、ポーリングし
ている機器21のデータを、当該ユーザ処理部72aへ
返信する(S6)。この結果、ユーザ処理部72aは、
リンクを設定した機器21の現在のデータを取得して表
示したり、当該データに基づいた処理を実施できる。
イアントであるユーザ処理部72aから書き込み要求を
受け取った場合(上記S7にて YESの場合)、データ処
理部75は、S8において、上記S2と略同様の手順
で、書き込み要求と共に受け取った書き込みデータを、
共通ネットワーク・IF部71、共通ネットワーク6、
グラフィック操作パネル5および専用ネットワーク4を
介して、PLC3へ書き込む。なお、データの書き込み
なので、上記S2とは異なり、共通コード64として、
書き込みを示すコマンドが指定され、関連情報65とし
て、書き込みデータが指定されている。ただし、共通プ
ロトコルで通信しているので、PLC3の機種が変化し
ても、上記S2と同様に、サーバ部73および共通ネッ
トワーク・IF部71は、同じ動作で、PLC3へ、機
器21へのデータを書き込める。
3は、DDEサーバ部76を備えているので、各種処理
部72がDDEのクライアントとして動作可能であれ
ば、従来から使用していた各種処理部72を何ら支障な
く転用できる。なお、以前から制御システム1を使用し
ている場合、各種処理部72は、制御システム1毎に特
化されていることが多く、新たな各種処理部72の作成
には、手間がかかることが多い。また、これらの各種処
理部72は、制御用ホストコンピュータ1のオペレーテ
ィングシステム上で動作する他のアプリケーションと連
携するために、DDEなど、オペレーティングシステム
で定義された手順でデータを伝送できるように形成され
ていることが多い。したがって、多くの場合、何ら支障
なく、従来の各種処理部72を転用できる。
ステムにて定義されているので、比較的多くの市販のア
プリケーションがDDEクライアントとして動作可能で
ある。したがって、従来は、各種処理部72を使用して
いない場合であっても、これらのアプリケーションを使
用することで、比較的容易にユーザ処理部72aを用意
できる。
操作パネル5および制御用ホストコンピュータ7は、グ
ラフィック操作パネル5に接続されているPLC3の機
種に拘わらず、共通プロトコルで通信している。したが
って、グラフィック操作パネル5に接続されているPL
C3が変更されたり、新たに開発されたPLC3を接続
する場合であっても、上記DDEサーバ部76は、動作
を変更する必要がない。この結果、従来のように、PL
C3毎に異なるDDEサーバ部76を用意する場合より
も、制御用ホストコンピュータ7のプログラムを開発す
る手間を大幅に削減でき、制御システム1に新たなPL
C3を加入する際の手間を削減できる。
ーション間で動的にデータ交換するために、オペレーテ
ィングシステムで規定された手順であり、必ずしも、機
器21の制御に最適化されていない。この結果、各種処
理部72とのデータのやり取りをDDEのみに限定した
場合、処理速度が低下したり、実現できない処理があっ
たりする。したがって、本実施形態に係るサーバ部73
には、DDE以外の手順で、各種処理部72とデータを
やり取りするために、関数処理部77および関数簡易処
理部78が設けられている。
部72のうちでも、例えば、ユーザ処理部72aに比べ
て高度な処理を行うユーザ処理部72b・72cや制御
システム1全体の設定を行う設定部72dなど、DDE
でデータをやり取りした場合は実行できない処理や処理
速度が不足する処理を必要とする各種処理部72と、上
記データ処理部75との間のインターフェースであり、
例えば、マイクロソフト社のオペレーティングシステム
であるWindowsなどでは、DLL(ダイナミック
・リンク・ライブラリ)として実現できる。両関数処理
部77・78のうち、関数処理部77は、設定部72d
が行う全ての設定や、機器21、PLC3およびグラフ
ィック操作パネル5からのデータ表示や制御など、デー
タ処理部75が各種処理部72から要求される可能性の
ある機能全てを、呼び出し可能な関数として備えてい
る。なお、上記設定としては、すなわち、グラフィック
操作パネル5を共通ネットワーク6に加入させる際の設
定や、グラフィック操作パネル5に接続されているPL
C3の設定、あるいは、機器21とデバイスアドレスと
の関係の設定などが含まれる。これにより、各種処理部
72は、関数処理部77の各関数を呼び出すことで、デ
ータ処理部75の機能全てを制御できる。
理部72cあるいは設定部72dが、S11において、
関数処理部77に用意された書き込み用の関数、あるい
は、読み出し用の関数を呼び出すと、関数処理部77
は、S12において、関数呼び出し時に与えられた引数
に基づいて、データ処理部75を制御して、関数を処理
する。さらに、関数の処理が終了すると、関数処理部7
7は、S13において、例えば、処理の成否や、読み出
したデータなど、予め定められた返り値を、関数の呼び
出し元へ返信する。なお、引数および返り値は、関数の
処理内容に応じて設定される。
21からデータを読み出す関数の場合は、グラフィック
操作パネル5のIPアドレスと、機器21のデバイス名
となどが引数として与えられ、読み出しの成否や、読み
出したデータなどが返り値として返される。この関数
は、DDEの場合とは異なり、機器21のデータ読み出
しに最適化されているので、データを読み出す際、各種
処理部72からデータ処理部75までの間で伝送あるい
は処理されるデータ量を削減できる。また、リンクの設
定も不要である。したがって、同様の処理を行う場合で
あっても、DDEの場合よりも処理速度を向上できる。
また、類似の処理であっても最適な処理手順が異なる場
合には、最適な手順で処理できるように、それぞれの処
理に対応した関数が用意される。したがって、個々の処
理に最適な関数を選択して使用すれば、後述の関数簡易
処理部78を利用する場合よりも処理速度を向上でき
る。加えて、種々の設定や、タイミングを指定したデー
タの伝送など、DDEでは定義できないような処理も実
現できる。
部77が用意する関数のうち、比較的簡易に使用でき、
かつ、DDEでは、十分な速度で処理できない処理を行
う関数のみが用意されている。この条件を満たす関数と
しては、グラフィック操作パネル5を介して、PLC3
のデータを読み出す関数と書き出す関数とが挙げられ
る。また、これらの関数は、書き込み動作および読み出
し動作が終了するまで、返り値を返さず、各種処理部7
2に制御を返さない。
8が関数処理部77の関数を呼び出すことで、これらの
関数を実現しているが、関数簡易処理部78が直接デー
タ処理部75を制御してもよい。いずれの場合であって
も、図6と同様に、関数簡易処理部78は、S11に示
すユーザ処理部72bからの要求に答えて、データ処理
部75を制御して(S12)、その結果をユーザ処理部
72bへ返信する(S13)。
意された関数の数と、引数の種類と、呼び出し元である
各種処理部72へ制御を返すタイミングとが、関数処理
部77よりも制限されている。したがって、ユーザ処理
部72bを製造する際、関数簡易処理部78の関数のみ
を使用すれば、類似の関数の中から最適な関数を選択す
る手間や、最適な関数を使用するために引数の設定や初
期設定する手間、あるいは、制御のタイミングを考慮す
る手間を削減できる。この結果、DDEの場合よりも処
理速度が速いにも拘わらず、比較的簡単にユーザ処理部
72bを作成できる。
共通プロトコルで通信しているため、グラフィック操作
パネル5に接続されているPLC3が変更されたり、新
たに開発されたPLC3を接続する場合であっても、上
記関数処理部77や関数簡易処理部78は、動作を変更
する必要がない。この結果、従来のように、PLC3毎
に異なる関数処理部77および関数簡易処理部78を用
意する場合に比べて、制御用ホストコンピュータ7のプ
ログラムを開発する手間を大幅に削減でき、制御システ
ム1に新たなPLC3を加入する際の手間を削減でき
る。
は、呼び出しの難易度が異なる2つの関数処理部77・
78を備えている。したがって、サーバ部73の開発者
は、各種処理部72の開発者の熟練度や、各種処理部7
2に必要な機能などに合わせて、関数処理部77の使用
を薦めたり、関数簡易処理部78の使用を薦めたりでき
る。この結果、関数簡易処理部78のみを備える場合よ
りも、複雑あるいは高速な処理が可能であるにも拘わら
ず、関数処理部77のみを備える場合よりも、各種処理
部72の開発者のミスに起因する制御システム1の誤動
作を防止できる。なお、本実施形態では、関数処理部の
難易度が2種類の場合について説明したが、互いに異な
る難易度の複数の関数処理部を設けても同様の効果が得
られる。
77・78よりも簡単な手順で呼び出し可能なDDEサ
ーバ部76が設けられており、各種処理部72を開発し
なくても、ある程度のデータを交換できる。したがっ
て、各種処理部72を開発する際のミスをさらに低減で
き、制御システム1の誤動作を防止できる。
6として、イーサネット上のTCP/IPを採用してい
るが、これに限るものではない。例えば、IEEE13
94など、他のネットワークであってもよい。制御用ホ
ストコンピュータ7がグラフィック操作パネル5を介し
て各PLC3と通信するために十分な通信容量を持った
ネットワークであれば、同様の効果が得られる。
ーク6を伝送されるデータ列61は、PLC3への指示
内容を含むデータ本体63と、当該PLC3が接続され
たヘッダ部62とを含んでいるが、これに限るものでは
ない。例えば、制御用ホストコンピュータ7に、唯一の
グラフィック操作パネル5を接続する場合や、グラフィ
ック操作パネル5が複数であっても、制御用ホストコン
ピュータ7が、それぞれのグラフィック操作パネル5と
通信するためのポートを個別に備える場合など、ヘッダ
部62を含まなくても通信相手を特定可能な場合は、デ
ータ列61がヘッダ部62を含まなくても、同様の効果
が得られる。なお、この場合は、共通ネットワーク6と
して、RS−232Cなど、伝送プロトコルに、ヘッダ
部を含まなくてもよいものが採用される。
ュータ7に接続可能なグラフィック操作パネル5が、制
御用ホストコンピュータ7のポート数などによって制限
される。したがって、共通ネットワーク6のネットワー
ク構成に自由度が必要な場合は、本実施形態のように、
データ列61に含まれるヘッダ部62によって、通信相
手を特定する方が望ましい。
ピュータは、以上のように、専用ネットワークを介して
表示制御装置に接続される制御装置への指示内容を含む
データ列を、当該制御装置が接続された表示制御装置へ
送出するインターフェース部と、ホスト側表示制御手段
からの要求に基づいて、上記インターフェース部を制御
して、上記制御対象の状態を制御または表示するための
データを送受させる複数の伝送制御手段とを備え、上記
伝送制御手段の1つは、残余の伝送制御手段よりも簡単
な手順で、上記要求を指定可能な簡易伝送制御手段であ
る構成である。
ータのインターフェース部は、制御装置への指示内容
を、共通ネットワークを介して、表示制御装置へ通知
し、制御システムに必須の構成要素である表示制御装置
が通信プロトコルを変換して、制御装置へ転送する。そ
れゆえ、制御システムのインターフェース部は、制御装
置の通信プロトコルに拘わらず、常に同一の通信プロト
コルで、共通ネットワークと通信できる。この結果、制
御システム内に、通信プロトコルの異なる制御装置を容
易に混在させることができ、制御装置を制御システムに
加入させる際の手間を削減できるという効果を奏する。
御手段からの要求に応じて、インターフェース部を制御
できればよい。また、ホスト側表示制御手段の開発者
は、自らに応じた難易度伝送制御手段を選択できる。こ
の結果、高機能かつ高速に、ホスト側表示制御手段から
の要求に応答でき、開発者のミスに起因する制御システ
ムの誤動作を防止できるという効果を併せて奏する。
上のように、請求項1記載のインターフェース部と、簡
易伝送制御手段を含む伝送制御手段ととして、コンピュ
ータを動作させるためのプログラムが記録されている。
に実行されると、コンピュータは、請求項1記載の制御
用ホストコンピュータと同様の制御用ホストコンピュー
タとして動作できる。この結果、開発者のミスに起因す
る制御システムの誤動作を防止しながら、高機能かつ高
速に、ホスト側表示制御手段からの要求に応答できると
共に、制御装置を制御システムに加入させる際、制御シ
ステム全体の手間を増加させることなく、制御用ホスト
コンピュータでの手間を低減可能な制御用ホストコンピ
ュータを提供できるという効果を奏する。
ィック操作パネルを通信の中心に配した制御システム全
体の要部構成を示すブロック図である。
ラフィック操作パネルが通信プロトコルを変換する場合
に参照するデータ転送フォーマットとを示す説明図であ
る。
図である。
を変換する場合に参照されるコマンド変換テーブルを示
す説明図である。
において、各種処理部がDDEサーバを介してデータを
やり取りする際の動作を示すフローチャートである。
において、各種処理部が関数処理部を介してデータをや
り取りする際の動作を示すフローチャートである。
ジック・コントローラを通信の中心に配した制御システ
ム全体の要部構成を示すブロック図である。
装置) 4 専用ネットワーク 5 グラフィック操作パネル(表示制御装置) 6 共通ネットワーク 7 制御用ホストコンピュータ 61 データ列 71 共通ネットワーク・インターフェース部(イン
ターフェース部) 72b・72c ユーザ処理部(ホスト側表示制御手
段) 72d 設定部(ホスト側表示制御手段) 77 関数処理部(伝送制御手段) 78 関数簡易処理部(伝送制御手段;簡易伝送制御
手段)
Claims (2)
- 【請求項1】制御対象を制御する制御装置と、 専用ネットワークを介して制御装置と通信して当該制御
装置の制御状態を表示または制御すると共に、上記専用
ネットワークとは別の共通ネットワークと当該専用ネッ
トワークとの通信プロトコルが異なる場合、一方から他
方に通信プロトコルを変換する表示制御装置と、 上記共通ネットワークを介して当該表示制御装置に接続
される制御用ホストコンピュータとを含む制御システム
で使用される制御用ホストコンピュータであって、 上記制御装置への指示内容を含むデータ列を、上記共通
ネットワークを介して、当該制御装置が接続された表示
制御装置へ送出するインターフェース部と、 当該インターフェース部と、上記制御用ホストコンピュ
ータにて上記制御対象の状態を制御または表示するホス
ト側表示制御手段との間に介在し、当該ホスト側表示制
御手段からの要求に基づいて、上記インターフェース部
を制御して、上記制御対象の状態を制御または表示する
ためのデータを送受させる複数の伝送制御手段とを備
え、 上記伝送制御手段の1つは、残余の伝送制御手段よりも
簡単な手順で、上記要求を指定可能な簡易伝送制御手段
であることを特徴とする制御用ホストコンピュータ。 - 【請求項2】制御対象を制御する制御装置と、専用ネッ
トワークを介して接続された上記制御装置の制御状態を
表示または制御すると共に、上記専用ネットワークとは
別の共通ネットワークと当該専用ネットワークとの通信
プロトコルが異なる場合、一方から他方に通信プロトコ
ルを変換する表示制御装置とを含む制御システムの制御
用ホストコンピュータとして、上記共通ネットワークを
介して上記表示制御装置に接続可能なコンピュータを動
作させるためのプログラムが記録された記録媒体であっ
て、 上記制御装置への指示内容を含むデータ列を、上記共通
ネットワークを介して、当該制御装置が接続された表示
制御装置へ送出するインターフェース部、並びに、 当該インターフェース部と、上記制御用ホストコンピュ
ータにて上記制御装置の制御状態を制御または表示する
ホスト側表示制御手段との間に介在し、当該ホスト側表
示制御手段からの要求に基づいて、上記インターフェー
ス部を制御して、上記制御対象の状態を制御または表示
するためのデータを送受させる複数の伝送制御手段とし
て、上記コンピュータを動作させると共に、 上記伝送制御手段の1つは、残余の伝送制御手段よりも
簡単な手順で、上記要求を指定可能な簡易伝送制御手段
として、上記コンピュータを動作させるためのプログラ
ムが記録された記録媒体。
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Cited By (1)
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CN107807604A (zh) * | 2017-11-22 | 2018-03-16 | 山西大学 | 基于西门子控制器和欧姆龙控制器的现场总线控制*** |
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1998
- 1998-10-30 JP JP31108498A patent/JP3190628B2/ja not_active Expired - Fee Related
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