JP4061489B2

JP4061489B2 - Communication speed control method for fieldbus system

Info

Publication number: JP4061489B2
Application number: JP2003006411A
Authority: JP
Inventors: 俊之小島; 国彦前田; 直哉越智
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2003-01-14
Filing date: 2003-01-14
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2023-01-14
Also published as: JP2004221904A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、フィールドバスシステムの通信速度制御方法に関するもので、特に、フィールドバスの断線といった異常事態における通信速度の制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＦＡ（ファクトリーオートメーション）で用いられるＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）は、スイッチやセンサなどの入力機器のＯＮ／ＯＦＦ情報を入力し、ラダー言語などで書かれたシーケンスプログラム（ユーザプログラム）に沿って論理演算を実行する。そして、ＰＬＣは、得られた演算結果にしたがって、リレー，バルブ，アクチュエータなどの出力機器に対し、ＯＮ／ＯＦＦ情報の信号を出力することで制御が実行される。
【０００３】
係るＰＬＣの一形態として、各機能ごとに生成されたユニットを複数用意し、電気，機械的に連結して構成するものがある。係るタイプを構成するためのユニットとしては、電源ユニット，ＣＰＵユニット，Ｉ／Ｏユニット，マスタユニット等各種のものがある。
【０００４】
そして、上記したマスタユニットは、フィールドバス等の制御系ネットワークに接続され、その制御系ネットワークに接続された各種のスレーブと制御系ネットワークを介して通信可能となっている。この種のスレーブの一例として、リモートＩＯがある。すなわち、上記した入力機器や出力機器は、ＰＬＣを構成するＩ／Ｏユニットに接続することもあるが、仮に全ての入出力機器を直接Ｉ／Ｏユニットに接続した場合には、それら入出力機器とＩ／Ｏユニットを結ぶ配線が、入出力機器の数だけ存在することになり、係る多数の配線がＰＬＣ（Ｉ／Ｏユニット）を起点として工場内に引き回されることになり、好ましくない。
【０００５】
そこで、制御対象の付近に入出力機器を接続するための端子台となるリモートＩＯを設置し、そのリモートＩＯに各種の入出力機器を接続する。そして、ＰＬＣ（マスタユニット）に接続されたネットワークケーブル（通信線）に対して各リモートＩＯを接続し、各リモートＩＯとＰＬＣとの間ではマスタ−スレーブ間通信などによってＩ／Ｏデータの送受を行い、実際の入出力機器に対しては係るリモートＩＯを介して情報の伝達をするようにしている。
【０００６】
上記したネットワーク構成の一例を示すと、図１のようなものがある。すなわち、ＰＬＣ１を構成するユニットの１つであるマスタユニット２並びにスレーブ３が、バス型のフィールドバス４に接続される。さらに、最近ではフィールドバス４を用いたネットワークにおいても非常に早い通信速度を使用することが多くなってきているため、フィールドバス４の端部には、終端抵抗５を接続するようになっている。
【０００７】
なお、上記のフィールドバス４における通信速度は、予め決めた速度をマスタユニット並びにスレーブに設定しておき、その決めた通信速度で通信を行う。そして、通常は同一のフィールドバス４では、単一の通信速度が用いられる。これらのことは、たとえば特許文献１の従来技術の説明などに開示されている。なお、特許文献１に記載の発明は、制御装置（ＰＬＣ）と入出力装置間をシリアルバス方式で通信するものであって、同一の伝送線路に異なる通信速度に対応した入出力装置（高速対応の入出力装置と低速対応の入出力装置）を接続した状態で通信可能にするものである。但し、この特許文献に記載の発明も、個々の入出力装置との通信速度は一義的に決まっている。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−０８２７１９
【特許文献２】
特開平１１−２９８５６１
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した特許文献１に示した発明では、以下に示す問題がある。すなわち、フィールドバス４を構成する通信線が断線した場合、断線された箇所よりも下流側に位置するスレーブ３と通信できなくなることは当然であるが、断線箇所より上流側でフィールドバス４を介してマスタユニット２と物理的に接続が維持されたスレーブ３も通信不能となることが多々ある。これは、断線したことにより、終端抵抗が不在のネットワーク構成となるので、高い通信速度では通信回線が安定せず、通信できないスレーブ３が発生するためである。
【００１０】
したがって、断線時にマスタ−スレーブ間通信により、どのスレーブ３が接続されているかを特定することを利用して断線箇所を早期発見することは困難であった。さらに、断線が発生すると正常な制御ができないので、システムが緊急停止することになるが、すべてのスレーブ３と通信できなくなるので、例えばスレーブ３に接続された制御対象の装置を安全な状態になるまで動作させ、その後停止するような緊急退避制御処理もできなくなる。そのため、例えば半導体プロセスなどにおいては、処理中のウエハが不良品となり歩留まりの低下を招くなどの問題を生じる。
【００１１】
なお、例えば本発明と直接関連しないが、一般のデータ伝送をするモデムなどでは、通信回線の状況に応じて通信速度を自動的に増減する技術が実装されている（特許文献２等）。これにより、ノイズなどが発生し環境の悪い通信回線では、通信速度を遅くして確実に相手にデータを送信し、環境が良い通信回線では通信速度を早くして高速にデータを送信することができる。但し、このモデムの発明は、通信線に断線など生じておらず、相手との通信は正常に行える環境下にあることを前提としており、本発明が対象とする断線を発生した場合には、通信不可となる。
【００１２】
本発明は、通信が断線した場合でも断線箇所までは通信可能にすることができるフィールドバスシステムの通信速度制御方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するため、本発明に係るフィールドバスシステムの通信速度制御方法は、プログラマブルコントローラを構成するマスタユニットと、スレーブが、バス型のフィールドバスに接続されるとともに、そのフィールドバスの終端には終端抵抗が接続されたフィールドバスシステムにおける通信速度の制御方法であって、正常時は、前記終端抵抗が必要な高速の通信速度で前記マスタユニットと前記スレーブが通信を行い、前記プログラマブルコントローラを構成するユニットが、前記フィールドバスに接続された前記スレーブのうち、予め設定した個数以上の複数のスレーブが通信不能になった場合に断線と判断した時は、前記マスタユニットは、終端抵抗が不在な状態でも通信可能な低速の通信速度に切り替えて前記スレーブと通信を行うようにした。
【００１５】
「プログラマブルコントローラを構成するユニット」は、実施の形態でも示したように、ＣＰＵユニットや、マスタユニットとすることができるし、断線検知用の専用のユニットや他のユニットによっても実現できる。
【００１８】
本発明によれば、フィールドバスの断線が発生した場合に、自動的に低速の通信速度に下げることができる。これにより、終端抵抗がなくてもフィールドバスに接続された断線箇所よりもマスタユニット側に存在するスレーブと通信が可能となる。
【００１９】
その結果、断線箇所よりマスタユニット側に存在するスレーブと通信することができるので、どのスレーブが断線により通信不能になったかを知ることができ、断線箇所の予測をすることが可能となる。また、通信可能なスレーブと通信することで、そのスレーブに接続された機器に対して制御が可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明が適用されるフィールドバスシステムの一例を示している。図２に示すように、ＰＬＣ１０と各種のスレーブ２０が、フィールドバス３０を介して接続されネットワークシステムを構築している。スレーブ２０としては、リモートＩＯその他の機器がある。フィールドバス３０は、各スレーブ２０を直列に接続したバス型である。そのため、そのフィールドバス３０の終端には、終端抵抗３１が接続されている。また、本実施の形態では、通信回線の二重化等がされておらず、通信回線（ケーブル）が断線されると、その断線箇所より下流側とは通信不可能となるようなネットワーク構成をとっている。
【００２１】
ＰＬＣ１０は、各機能ごとに生成されたユニットを連結することにより構成され、例えば、ＣＰＵユニット１１，マスタユニット１２などがある。マスタユニット１２は、フィールドバス３０に接続され、各スレーブ２０と通信を行うようになっている。さらに、ＰＬＣ１０の内部バスを介してＣＰＵユニット１１のＩＯメモリにアクセスし、ＩＯデータ等の読み書きを行うようになっている。
【００２２】
マスタユニット１２は、図３に示すように、フィールドバスに接続され、実際にデータの送受を行う通信インタフェース１２ａと、その通信インタフェース１２ａを介してマスタ−スレーブ間通信をし、スレーブ２０との間でＩ／Ｏデータの送受を行なったり、所定のコマンドの送信並びにそれに基づくレスポンスの受信を行うマスタ用ＡＳＩＣ１２ｂと、各種の制御を行うＭＰＵ１２ｄと、各種の制御実行時にワークエリア等として使用されるＲＡＭ１２ｃと、上記制御を行うプログラムや、各種の設定データ等が格納されたＥＥＰＲＯＭ１２ｅと、他のユニットなどと通信を行うためのインタフェース１２ｈと、動作状態（通信状態）や異常／正常などを示すＬＥＤ表示部１２ｆ並びにアドレスの設定などを行うための設定スイッチ１２ｇを備えている。なお、基本的なハードウェア構成等は、従来のマスタユニットと同様であるので、その詳細な説明を省略する。
【００２３】
ここで本発明では、マスタユニット１２がフィールドバス３０を介してスレーブ２０と通信する際の通信速度として複数種用意している。そして、その複数種の通信速度の少なくとも１つは、通信線つまりフィールドバス３０が断線して終端抵抗３１が存在しない状態になった場合でも、通信可能となる十分低い通信速度としている。この十分低い通信速度としては、例えば１００から２００ｂｐｓ程度とすることができるが、これ以外の速度でももちろんよい。そして、他の通信速度としては、正常時に各スレーブ２０と通信を行う高速の通信速度であり、この高速の通信速度は、１つでも良いし、特許文献１に示されたように複数設けても良い。さらに、通信線が断線されていない正常時に使用される通信速度として複数用意した場合に、特許文献１のように入出力機器（スレーブ２０）ごとに異ならせても良いし、通信回線の状態に応じて適切な通信速度を切り替えながら使用するようにしても良い。
【００２４】
さらに、ＭＰＵ１２ｄが行う制御としては、ＣＰＵユニット１１その他のユニット等と通信したり、マスタ用ＡＳＩＣ１２ｂを動作させたりするようになっている。特に本発明との関係でいうと、フィールドバス３０の断線時に通信速度を十分低い通信速度に切り替え、当該通信速度でスレーブ２０と通信を行うようにしている。さらに上記した断線の有無の判断は、マスタユニット１２自体が行っても良いし、実際の判断自体はＣＰＵユニット１１が行い、そのＣＰＵユニット１１からの通知に基づいて通信速度を切り替えるようにしてもよい。
【００２５】
ＣＰＵユニット１１は、図４に示すように、システムプログラムはフラッシュメモリからなるシステムメモリ（ＳＲＯＭ）１１ａに格納されており、このシステムプロクラムは、ＭＰＵ１１ｂに呼び出され、ＭＰＵ１１ｂは、ワークメモリ（ＷＲＡＭ）１１ｃを適宜使用しながらプログラムに従った所定の処理を実行する。
【００２６】
また、運転時において、ユーザデータの１つであるユーザプログラムは、ユーザメモリ１１ｄに格納されている。このユーザメモリ１１ｄは、高速ＲＡＭであるＳＲＡＭにより構成され、電源ＯＦＦ時には内容を保持することができない。従って、同一内容のユーザプログラムを、電源ＯＦＦ時にも内容を保持するフラッシュメモリから構成されるバックアップメモリ１１ｅに格納しておく。そして、電源ＯＮ時にバックアップメモリ１１ｅに格納されたユーザプログラムをユーザメモリ１１ｄに転送するようにしている。また、Ｉ／Ｏデータやパラメータは、ＩＯメモリ１１ｆに格納されている。
【００２７】
そして、これらユーザメモリ１１ｄに格納されたユーザプログラム（命令オブジェクトコード）は、ＡＳＩＣ１１ｇに順次呼び出され、呼び出した命令オブジェクトを解析し、命令実行をする。また、この命令実行時に、適宜ＩＯメモリ１１ｆにアクセスし、Ｉ／Ｏデータを読み書きしたり、パラメータを取得する。さらに、Ｉ／Ｏデータは、Ｉ／Ｏバス１１ｈを介して他のユニットひいては、マスタユニット１２経由でスレーブ２０との間で送受される。
【００２８】
ここで本発明では、ＣＰＵユニット１１側にフィールドバス３０の断線を検知する機能と、断線を検知した場合にマスタユニット１２に通知する機能を設けた。具体的には、いずれもユーザプログラムに組み込むことで実現している。
【００２９】
すなわち、ＩＯメモリ１１ｆの所定エリアには各スレーブ２０のステータスビットが書き込まれている。これは、マスタユニット１２がフィールドバス３０に接続されたスレーブ２０から一定期間応答がないと異常が発生したと判断し、ＩＯメモリ１１ｆのステータスビットに異常フラグを立てるようになっている。従って、ユーザプログラム中に、上記ステータスビットを監視し、所定のスレーブのステータスビットの異常フラグが立ったことを条件に、マスタユニットに断線通知をするプログラムを組み込む。
【００３０】
そして、断線と判断する異常フラグであるが、例えば、全てのスレーブ２０の異常フラグがＯＮになることを条件としても良いし、複数のスレーブの異常フラグがＯＮになることを条件としても良いし、複数の特定のスレーブの異常フラグがＯＮになることを条件としても良い。
【００３１】
すなわち、高速の通信速度でマスタ−スレーブ間通信をしている場合に、フィールドバス３０が断線し、終端抵抗３１が不在になると、多くの場合全てのスレーブ２０と通信ができなくなる。従って、全てのスレーブ２０の異常フラグがＯＮになると、断線を生じたと推定できる。
【００３２】
また、フィールドバス３０に接続されている複数のスレーブ２０の内の１つのスレーブの異常フラグＯＮになった場合には、そのスレーブ２０の故障などのおそれが高いが、同時に複数のスレーブ２０と通信不能になり当該複数のスレーブ２０の異常フラグがＯＮになると、その複数のスレーブ２０が同時に故障した可能性よりも通信線の不良（断線）の可能性の方が高い。従って、任意の複数のスレーブ２０の異常フラグが同時にＯＮになると、断線を生じたと推定できる。なお、同時とは、例えば同一のサイクルタイム中としてもよいし、数サイクル分まで含むようにすることもできる。もちろんそれ以上の期間まで含めることもできる。
【００３３】
これにより、サイクリックにユーザプログラムが実行される都度、断線のチェックが行われ、断線が発生したと判断した場合には、マスタユニット１２に通知する。これに伴い、マスタユニット１２は、断線発生時に速やかに自動的に通信速度を十分に低い速度に下げることができる。
【００３４】
スレーブ２０は、自動速度追従機能を備えている。つまり、マスタユニット１２から指定された通信速度に合わせて、自己の通信インタフェースで処理する通信速度を変更することができる。これにより、ネットワーク全体の通信速度をマスタユニット１２側の通信速度の切替のみで変更できる。
【００３５】
従って、フィールドバス３０が断線して終端抵抗３１が不在になったとしても、マスタユニット１２から断線箇所までに接続されたスレーブ２０に対してはマスタ−スレーブ間通信を継続することができる。よって、どのスレーブ２０が接続されているかを特定することができ、断線箇所を早期に発見することが可能となる。さらに、断線が発生してシステムが緊急停止した場合でも、例えば通信可能なスレーブ２０に接続された制御対象の装置を安全な状態になるまで動作させ、その後停止するような緊急退避制御処理を実行することができる。そのため、例えば半導体プロセスなどにおいては、処理中のウエハが不良品となることが抑制できたり、各種ロボット等を基準位置まで戻すことができる。なお、上記した緊急退避処理を実行するプログラムは、例えばユーザプログラムとしてＣＰＵユニット１１に実装しておき、緊急時に当該プログラムを実行することにより、動作させることができる。
【００３６】
なお、上記した例では、通常の制御を行うユーザプログラムの一部に組み込み、ステータスビットのＯＮ／ＯＦＦの状態により断線を判断するようにしたが、本発明はこれに限ることはなく、ＭＰＵ１１ｂに別途アプリケーションプログラムを組み込み、より高機能な判断をすることもできる。
【００３７】
また、ツールなどを使用してマスタユニット１２に通信速度切替条件（例えば、「スレーブが２台以上異常の場合」など）を書き込んでおき、マスタユニット１２側で断線を判断し、自動的に通信速度の切り替えを行うようにすることもできる。つまり、マスタユニット１２は、各スレーブ２０と通信をしているので、立ち上げ時に存在していたスレーブから一定期間応答がない場合には異常と判断する機能を有している。従って、例えばＭＰＵ１２ｄに、異常になったスレーブの有無を監視し、係る異常になったスレーブが複数存在した場合に断線を生じたと判断し、十分に遅い通信速度に切り替えるようなプログラムを組み込むことにより、マスタユニット１２側の判断で自動的に通信速度を切り替えることができる。なお、いずれのユニットが判断する場合でも、断線の判断のアルゴリズムは上記したものに限られないのはもちろんである。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、この発明では、フィールドバスが断線した場合でも、自動的に通信速度を低速に下げることにより、断線箇所までは通信可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例を示す図である。
【図２】本発明に係るフィールドバスシステムの好適な一実施の形態を示す図である。
【図３】マスタユニットの内部構造を示すブロック図である。
【図４】スレーブの内部構造を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ＰＬＣ
１１ＣＰＵユニット
１１ａシステムメモリ
１１ｂＭＰＵ
１１ｃワークメモリ（ＷＲＡＭ）
１１ｄユーザメモリ（ＲＡＭ）
１１ｅバックアップメモリ（ＢＲＯＭ）
１１ｆＩＯメモリ
１１ｇＡＳＩＣ
１１ｆＩ／Ｏバス
１２マスタユニット
１２ａ通信インタフェース
１２ｂマスタ用ＡＳＩＣ
１２ｃＲＡＭ
１２ｄＭＰＵ
１２ｅＥＥＰＲＯＭ
１２ｆＬＥＤ表示部
１２ｇ設定スイッチ
１２ｈインタフェース
２０スレーブ
３０フィールドバス
３１終端抵抗[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a communication speed control method for a fieldbus system, and more particularly to control of a communication speed in an abnormal situation such as disconnection of a fieldbus.
[0002]
[Prior art]
PLC (programmable controller) used in FA (factory automation) inputs ON / OFF information of input devices such as switches and sensors, and performs logical operations according to a sequence program (user program) written in a ladder language. Execute. Then, the PLC performs control by outputting a signal of ON / OFF information to an output device such as a relay, a valve, or an actuator according to the obtained calculation result.
[0003]
As one form of such a PLC, there is one in which a plurality of units generated for each function are prepared and electrically and mechanically connected. As a unit for constituting such a type, there are various types such as a power supply unit, a CPU unit, an I / O unit, and a master unit.
[0004]
The master unit described above is connected to a control system network such as a field bus, and can communicate with various slaves connected to the control system network via the control system network. An example of this type of slave is a remote IO. In other words, the input device and output device described above may be connected to the I / O unit constituting the PLC, but if all the input / output devices are directly connected to the I / O unit, these input / output devices are connected. There are as many wirings connecting the I / O units to the I / O units, and a large number of such wirings are routed in the factory starting from the PLC (I / O unit), which is not preferable. .
[0005]
Therefore, a remote IO serving as a terminal block for connecting an input / output device near the control target is installed, and various input / output devices are connected to the remote IO. Then, each remote IO is connected to a network cable (communication line) connected to the PLC (master unit), and I / O data is transmitted and received between each remote IO and the PLC by master-slave communication or the like. The information is transmitted to the actual input / output device via the remote IO.
[0006]
An example of the network configuration described above is shown in FIG. That is, the master unit 2 and the slave 3 which are one of the units constituting the PLC 1 are connected to the bus type field bus 4. Further, recently, a very high communication speed is often used even in a network using the fieldbus 4, so that a termination resistor 5 is connected to the end of the fieldbus 4. .
[0007]
Note that the communication speed in the fieldbus 4 is set to a master unit and a slave, and communication is performed at the determined communication speed. Usually, a single communication speed is used in the same field bus 4. These are disclosed in, for example, the description of the prior art in Patent Document 1. The invention described in Patent Document 1 communicates between a control device (PLC) and an input / output device by a serial bus method, and is an input / output device corresponding to different communication speeds on the same transmission line (high-speed support). Communication with a low-speed input / output device). However, in the invention described in this patent document, the communication speed with each input / output device is uniquely determined.
[0008]
[Patent Document 1]
JP 2002-082719 A
[Patent Document 2]
JP-A-11-298561
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described invention disclosed in Patent Document 1 has the following problems. That is, when the communication line constituting the field bus 4 is disconnected, it is natural that communication with the slave 3 located downstream from the disconnected position is disabled, but via the field bus 4 upstream from the disconnected position. In many cases, the slave 3 that is physically connected to the master unit 2 is also unable to communicate. This is because the disconnection results in a network configuration in which no terminating resistor is present, so that the communication line is not stable at a high communication speed, and a slave 3 that cannot communicate is generated.
[0010]
Therefore, it has been difficult to detect a disconnection point at an early stage by identifying which slave 3 is connected by master-slave communication at the time of disconnection. Further, when the disconnection occurs, normal control cannot be performed, and the system is urgently stopped. However, since communication with all the slaves 3 cannot be performed, for example, the control target device connected to the slaves 3 is in a safe state. The emergency evacuation control process that operates until it stops and then stops becomes impossible. Therefore, for example, in a semiconductor process or the like, a problem occurs such that a wafer being processed becomes a defective product, resulting in a decrease in yield.
[0011]
For example, although not directly related to the present invention, a technique for automatically increasing / decreasing the communication speed according to the state of the communication line is implemented in a modem that performs general data transmission (Patent Document 2, etc.). As a result, in communication lines where noise is generated and the environment is poor, the communication speed can be reduced and data is reliably transmitted to the other party, and in communication environments where the environment is good, the communication speed can be increased and data transmitted at high speed it can. However, the invention of this modem is based on the premise that there is no disconnection or the like in the communication line and that communication with the other party can be normally performed, and when the disconnection targeted by the present invention occurs, Communication is not possible.
[0012]
An object of the present invention is to provide a communication speed control method for a fieldbus system that enables communication up to a disconnection point even when communication is disconnected.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a communication speed control method for a fieldbus system according to the present invention includes a master unit and a slave constituting a programmable controller connected to a bus-type fieldbus, and the termination of the fieldbus. Is a communication speed control method in a fieldbus system to which a terminating resistor is connected, and when normal, the master unit and the slave communicate at a high communication speed that requires the terminating resistor, and the programmable controller Is determined to be disconnected when a plurality of slaves more than a preset number among the slaves connected to the fieldbus are unable to communicate, the master unit has a termination resistance. Switch to a lower communication speed that allows communication in the absence. It was to communicate with the.
[0015]
As described in the embodiment, the “unit constituting the programmable controller” can be a CPU unit or a master unit, or can be realized by a dedicated unit for disconnection detection or another unit.
[0018]
According to the present invention, when a fieldbus disconnection occurs, the communication speed can be automatically reduced to a low communication speed. As a result, communication with a slave existing on the master unit side with respect to the disconnection point connected to the field bus is possible without a termination resistor.
[0019]
As a result, since it is possible to communicate with the slave existing on the master unit side from the disconnection location, it is possible to know which slave has become unable to communicate due to disconnection, and it is possible to predict the disconnection location. In addition, by communicating with a communicable slave, it is possible to control a device connected to the slave.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 2 shows an example of a fieldbus system to which the present invention is applied. As shown in FIG. 2, a PLC 10 and various slaves 20 are connected via a field bus 30 to construct a network system. The slave 20 includes a remote IO and other devices. The field bus 30 is a bus type in which the slaves 20 are connected in series. Therefore, a termination resistor 31 is connected to the end of the fieldbus 30. Further, in this embodiment, the communication line is not duplicated, and when the communication line (cable) is disconnected, the network configuration is such that communication with the downstream side from the disconnected part becomes impossible. Yes.
[0021]
The PLC 10 is configured by connecting units generated for each function, and includes, for example, a CPU unit 11 and a master unit 12. The master unit 12 is connected to the field bus 30 and communicates with each slave 20. Further, the IO memory of the CPU unit 11 is accessed via the internal bus of the PLC 10 to read / write IO data and the like.
[0022]
As shown in FIG. 3, the master unit 12 is connected to the field bus, and performs communication between the master and the slave via the communication interface 12 a that actually transmits and receives data, and the slave 20. The master ASIC 12b for sending / receiving I / O data, sending a predetermined command and receiving a response based on the I / O data, the MPU 12d for performing various controls, and the RAM 12c used as a work area or the like when executing various controls An EEPROM 12e in which a program for performing the above control, various setting data, and the like are stored, an interface 12h for communicating with other units, and an LED display indicating an operation state (communication state), abnormality / normality The setting switch 12 for setting the unit 12f and address It is equipped with a. The basic hardware configuration and the like are the same as those of the conventional master unit, and thus detailed description thereof is omitted.
[0023]
Here, in the present invention, a plurality of kinds of communication speeds are prepared as the communication speed when the master unit 12 communicates with the slave 20 via the field bus 30. At least one of the plurality of types of communication speeds is set to a sufficiently low communication speed that enables communication even when the communication line, that is, the field bus 30 is disconnected and the termination resistor 31 does not exist. The sufficiently low communication speed can be, for example, about 100 to 200 bps, but other speeds may be used. The other communication speed is a high-speed communication speed that communicates with each slave 20 during normal operation. One high-speed communication speed may be used, or a plurality of high-speed communication speeds are provided as shown in Patent Document 1. Also good. Further, when a plurality of communication speeds used in a normal state where the communication line is not disconnected are prepared, they may be different for each input / output device (slave 20) as in Patent Document 1, or the communication line state may be changed. Accordingly, it may be used while switching an appropriate communication speed.
[0024]
Further, as control performed by the MPU 12d, communication with the CPU unit 11 and other units is performed, and the master ASIC 12b is operated. Particularly in relation to the present invention, when the fieldbus 30 is disconnected, the communication speed is switched to a sufficiently low communication speed, and communication with the slave 20 is performed at the communication speed. Further, the determination of the presence / absence of the disconnection may be performed by the master unit 12 itself, or the actual determination itself may be performed by the CPU unit 11 and the communication speed may be switched based on the notification from the CPU unit 11. Good.
[0025]
As shown in FIG. 4, the CPU unit 11 stores a system program in a system memory (SROM) 11a composed of a flash memory. The system program is called by the MPU 11b, and the MPU 11b is a work memory (WRAM) 11c. A predetermined process according to the program is executed while appropriately using.
[0026]
During operation, a user program that is one of user data is stored in the user memory 11d. The user memory 11d is composed of an SRAM that is a high-speed RAM, and cannot retain its contents when the power is turned off. Therefore, the user program having the same content is stored in the backup memory 11e composed of a flash memory that retains the content even when the power is turned off. When the power is turned on, the user program stored in the backup memory 11e is transferred to the user memory 11d. Further, I / O data and parameters are stored in the IO memory 11f.
[0027]
The user program (instruction object code) stored in the user memory 11d is sequentially called by the ASIC 11g, analyzes the called instruction object, and executes the instruction. Further, when this instruction is executed, the IO memory 11f is accessed as appropriate to read / write I / O data or acquire parameters. Further, the I / O data is transmitted / received to / from the slave 20 via the I / O bus 11h and the master unit 12 via other units.
[0028]
Here, in the present invention, a function of detecting disconnection of the field bus 30 and a function of notifying the master unit 12 when disconnection is detected are provided on the CPU unit 11 side. Specifically, both are realized by being incorporated into a user program.
[0029]
That is, the status bit of each slave 20 is written in a predetermined area of the IO memory 11f. This is because the master unit 12 determines that an abnormality has occurred if there is no response from the slave 20 connected to the field bus 30 for a certain period of time, and sets an abnormality flag in the status bit of the IO memory 11f. Therefore, a program for monitoring the status bit and notifying the master unit of disconnection on the condition that the abnormal flag of the status bit of the predetermined slave is set is incorporated in the user program.
[0030]
The abnormality flag is determined to be a disconnection. For example, the abnormality flag of all the slaves 20 may be on, or the abnormality flag of a plurality of slaves may be on. The condition may be that the abnormality flags of a plurality of specific slaves are turned on.
[0031]
In other words, when the master-slave communication is performed at a high communication speed, if the field bus 30 is disconnected and the termination resistor 31 is absent, in many cases, communication with all the slaves 20 becomes impossible. Therefore, it can be estimated that the disconnection has occurred when the abnormality flags of all the slaves 20 are turned ON.
[0032]
Further, when the abnormality flag of one slave among the plurality of slaves 20 connected to the field bus 30 is turned ON, there is a high possibility of failure of the slave 20, but it is possible to communicate with the plurality of slaves 20 at the same time. When it becomes impossible and the abnormality flag of the plurality of slaves 20 is turned ON, the possibility of a communication line failure (disconnection) is higher than the possibility that the plurality of slaves 20 have failed simultaneously. Therefore, it can be estimated that the disconnection has occurred when the abnormality flags of any of the plurality of slaves 20 are simultaneously turned ON. Note that “simultaneous” may be, for example, within the same cycle time, or may include up to several cycles. Of course, it can be included even longer.
[0033]
Thereby, each time the user program is executed cyclically, the disconnection is checked, and when it is determined that the disconnection has occurred, the master unit 12 is notified. Accordingly, the master unit 12 can automatically reduce the communication speed to a sufficiently low speed quickly when a disconnection occurs.
[0034]
The slave 20 has an automatic speed tracking function. That is, the communication speed processed by the own communication interface can be changed in accordance with the communication speed designated by the master unit 12. Thereby, the communication speed of the whole network can be changed only by switching the communication speed on the master unit 12 side.
[0035]
Therefore, even if the field bus 30 is disconnected and the termination resistor 31 is absent, the master-slave communication can be continued for the slave 20 connected from the master unit 12 to the disconnected portion. Therefore, it is possible to specify which slave 20 is connected, and it is possible to find a disconnection point at an early stage. Furthermore, even when the disconnection occurs and the system is urgently stopped, for example, an emergency evacuation control process is executed in which the control target device connected to the communicable slave 20 is operated until it is in a safe state and then stopped. can do. Therefore, for example, in a semiconductor process or the like, it is possible to suppress the wafer being processed from becoming a defective product, and it is possible to return various robots to the reference position. Note that the program for executing the emergency evacuation process described above can be operated by mounting the program on the CPU unit 11 as a user program, for example, and executing the program in an emergency.
[0036]
In the above-described example, the disconnection is determined based on the ON / OFF state of the status bit incorporated in a part of the user program that performs normal control. However, the present invention is not limited to this, and the MPU 11b includes A separate application program can be installed to make more sophisticated judgments.
[0037]
Write communication speed switching conditions (for example, “when two or more slaves are abnormal”) to the master unit 12 using a tool, etc., determine disconnection on the master unit 12 side, and automatically communicate. It is also possible to switch speeds. That is, since the master unit 12 communicates with each slave 20, it has a function of determining that there is an abnormality when there is no response for a certain period from the slave that was present at the time of startup. Therefore, for example, by installing a program in MPU 12d that monitors the presence or absence of an abnormal slave, determines that a disconnection has occurred when there are a plurality of such abnormal slaves, and switches to a sufficiently slow communication speed. The communication speed can be automatically switched based on the determination on the master unit 12 side. Of course, regardless of which unit determines, the disconnection determination algorithm is not limited to the above.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even when the fieldbus is disconnected, it is possible to enable communication up to the disconnection point by automatically reducing the communication speed to a low speed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a conventional example.
FIG. 2 is a diagram showing a preferred embodiment of a fieldbus system according to the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing an internal structure of the master unit.
FIG. 4 is a block diagram showing an internal structure of a slave.
[Explanation of symbols]
10 PLC
11 CPU unit 11a System memory 11b MPU
11c Work memory (WRAM)
11d User memory (RAM)
11e Backup memory (BROM)
11f IO memory 11g ASIC
11f I / O bus 12 Master unit 12a Communication interface 12b Master ASIC
12c RAM
12d MPU
12e EEPROM
12f LED display unit 12g Setting switch 12h Interface 20 Slave 30 Fieldbus 31 Terminating resistor

Claims

プログラマブルコントローラを構成するマスタユニットと、スレーブが、バス型のフィールドバスに接続されるとともに、そのフィールドバスの終端には終端抵抗が接続されたフィールドバスシステムにおける通信速度の制御方法であって、
正常時は、前記終端抵抗が必要な高速の通信速度で前記マスタユニットと前記スレーブが通信を行い、
前記プログラマブルコントローラを構成するユニットが、前記フィールドバスに接続された前記スレーブのうち、予め設定した個数以上の複数のスレーブが通信不能になった場合に断線と判断した時は、前記マスタユニットは、終端抵抗が不在な状態でも通信可能な低速の通信速度に切り替えて前記スレーブと通信を行うことを特徴とするフィールドバスシステムの通信速度制御方法。A method for controlling a communication speed in a field bus system in which a master unit and a slave constituting a programmable controller are connected to a bus-type field bus and a termination resistor is connected to the end of the field bus,
When normal, the master unit and the slave communicate at a high communication speed that requires the termination resistor,
When the unit that constitutes the programmable controller determines that the master unit is disconnected when a plurality of slaves of a predetermined number or more among the slaves connected to the field bus are disabled, the master unit is: A communication speed control method for a fieldbus system, wherein communication is performed with the slave by switching to a low communication speed at which communication is possible even in the absence of a termination resistor.