JP5407382B2 - 出力モジュールの誤出力防止方式 - Google Patents

Description

本発明は、リング形状のバスで接続した１つのホストモジュールと複数の出力モジュール間のデータ通信をトークンフレームの巡回を基に行なう通信システムに係り、特にホストモジュールの異常・不在における出力モジュールの誤出力処理を防止する出力モジュールの誤出力防止方式に関する。

この種の通信システムは、プラントの監視制御システムやオートメーション工場の工程集中管理システムなど、ＰＬＣなどで構成する複数の端末装置をＬＡＮ接続した多種多様の制御システムで採用されている。

この種の制御システムのうち、複数の端末装置を制御機器に対する制御入出力を得る入出力モジュールとし、各入出力モジュールとの間で監視データを収集および制御データを出力する集中管理部をマスタ局（ホストモジュール）とするシステム構成のものがある（例えば、特許文献１参照）。

この通信システムにおいて、マスタ局の異常・不在における出力モジュールの誤出力防止の手法として、特許文献１では、出力モジュールの異常検出でその出力を停止する。このときの異常検出には、データ伝送が一定期間無くなった場合、伝送エラーが発生した場合、出力モジュール自体が故障した場合に異常検出し、モジュール出力をクリアまたはホールドする。

一方、端末装置（ステーション）間の通信方式としては、伝送路上にトークンを巡回させ、ノードの送信権をトークンによって遷移させるトークンパッシング方式がある（例えば特許文献２参照）。

このトークンパッシング方式による通信システムにおいて、端末装置に異常が発生した場合、特許文献２では、トークンの受信でトークンの送信先に異常が発生したことが判明したとき、当該異常ステーションをパスして次の健全ステーションにトークンの送信を行う。

特開２０００−２５９２０１号公報 特開２００４−０８８３１０号公報

特許文献１の誤出力防止手法は、出力モジュールは、通信システム中に存在する出力制御を司るマスタ局が異常または不在になった時、伝送が停止し、停止時間が所定の検出時間を過ぎると出力停止する。したがって、異常発生から異常検出時間経過後に出力停止となるため、異常発生で即出力停止ができず、異常信号が出力されてしまうおそれがある。

特許文献２は、トークンの受信でトークンの送信先に異常が発生したことが判明したとき、当該異常ステーションをパスして次の健全ステーションにトークンの送信を行うが、ステーション情報が異常／正常しかなく、ステーションの属性情報がないため、詳細な出力制御が困難である。

本発明の目的は、トークン巡回方式の通信システムにおいて、ホストモジュールの異常または不在の発生時に出力モジュールから誤って情報が出力されるのを迅速に停止でき、さらにシステムの立ち上げ時や異常からの復帰時に各出力モジュールが誤出力するのを防止できる出力モジュールの誤出力防止方式を提供することにある。

本発明は、前記の課題を解決するため、トークンフレームのデータフィールドに書き込んだ各モジュールのスロット状態情報に、ホストの存在またはモジュールの異常の情報を書き込みできるようにしておき、この情報から各出力モジュールがホストの異常または不在を検出したときにそれぞれ自出力モジュールからの外部出力を停止するようにし、さらに各出力モジュールには通信システムの立ち上げ時や異常からの復帰時には自出力モジュールの外部出力を停止させておき、この停止状態を正常に立ち上げられたホストモジュールが解除するようにしたもので、以下の方式を特徴とする。

（１）リング形状のバスで接続した１つのホストモジュールと複数の出力モジュール間のデータ通信をトークンフレームの巡回を基に行なう通信システムにおいて、
トークンフレームのデータフィールドにホストモジュールおよび各出力モジュールのスロット状態情報を格納し、
各出力モジュールは、前記スロット状態情報からホストモジュールの異常または不在を検出したときにそれぞれ自出力モジュールからの外部出力を停止する手段を備えたことを特徴とする。

（２）各出力モジュールは、通信システムの立ち上げ時や異常からの復帰時には出力モジュールの外部出力を停止させておく手段を備え、
前記ホストモジュールは、正常に立ち上げられたときや復帰時に、前記外部出力の停止を解除する信号を書き込んだデータフレームを各出力モジュールに送信する手段を備えたことを特徴とする。

以上のとおり、本発明によれば、トークンフレームのデータフィールドに書き込んだ各モジュールのスロット状態情報に、ホストの存在またはモジュールの異常の情報を書き込みできるようにしておき、この情報から各出力 ホストの異常または不在を検出したときにそれぞれ自出力モジュールからの外部出力を停止するようにしたため、ホストモジュールの異常または不在の発生時に出力モジュールから誤って情報が出力されるのを迅速に停止できる。

さらに、各出力モジュールには通信システムの立ち上げ時や異常からの復帰時には自出力モジュールの外部出力を停止させておき、この停止状態を正常に立ち上げられたホストモジュールが解除するようにしたため、出力許可の制御を行うことができる。

本発明の実施形態を示す通信システムの構成図。 トークンフレームの構成図。 各モジュールのトークンフレームの入出力処理部の構成図。 スロット状態情報の例。

図１は、本発明の実施形態を示す通信システムの構成図である。各モジュール１〜６は、スロット番号１〜６が割り当てられて、リング型の伝送路でネットワーク接続され、モジュール１から伝送路にデータフレームまたはトークンフレームを載せ、これらのフレームは上流側のモジュール２から下流側のモジュール３〜６に降順で巡回させる。

このうちトークンフレームの構成は、図２に示すようになり、フレームの前後に同期用とするフラグを設け、当該フレームがデータフレームかトークンフレームかの種別を設定するコマンド種別フィールドと、各モジュールが自スロット状態情報を降順で書き込むデータフィールドと、スロット状態情報の正当性をチェックするチェックコードフィールドで構成する。

図３は各出力モジュール（ノード）のトークンフレームの入出力処理部の構成を示す。スロット情報レジスタＲは、上流ノードからトークンフレームを受信したときに、トークンフレームのデータフィールドに書き込まれた全スロットの情報を順次格納する。

マルチプレクサＭＰＸは、スロット情報レジスタＲをトークンフレームに順次書き込んで下流ノードに巡回させ、自スロット番号位置には自スロット状態情報に切り換えて書き込む。この情報の切り換えは、送信スロットカウンタＣにより、トークンフレームのデータフィールドに書き込まれたスロット状態情報数のカウント動作によって、データフィールドに書き込まれたスロット状態情報の位置を特定し、マルチプレクサＭＰＸが自スロット状態情報をトークンフレームに書き込むときの切り換えを行う。

ここで、各スロット状態情報は、図４に例を示すように、フラグ「ＨＯＳＴ」には当該モジュールがホストモジュールの場合は「１」をセットし、他の出力モジュールの場合は「０」をセットする。フラグ「ＯＥＮＢ」は出力モジュールが更新し、初期値「０」でセットし、ホストモジュールからの出力イネーブルデータフレームを受信して「１」にセットされる。また、ホストモジュールの場合はフラグ「ＯＥＮＢ」は「０」で固定である。データフィールド「ＤＡＴＡ」には自スロットに係わる任意の情報を書き込む。最後のフラグ「ＥＲＲ」には自モジュールが異常時に「１」をセットし、正常時に「０」をセットする。

上記のスロット状態情報がレジスタＲに格納されたとき、図３におけるホスト異常判定部ＪＥは、全スロット状態情報の少なくとも１つのスロット状態情報のフラグ「ＨＯＳＴ」とフラグ「ＥＲＲ」からホスト異常の有無を検出する。同様に、ホスト不在判定部ＪＵは、全スロット状態情報の少なくとも１つのスロット状態情報のフラグ「ＨＯＳＴ」からホスト不在の有無を検出する。出力停止モード選択部ＭＳは、出力停止時のモードを選択する。クリアモードとホールドモードのどちらかが選択される。出力レジスタＲＯは、必要に応じて外部出力情報が格納され、出力停止モード選択部ＭＳが出力許可されていることを条件（論理「１」）とし、ホスト異常判定部ＪＥがホスト異常を判定したとき、またはホスト不在判定部ＪＵがホスト不在を判定したときに外部出力情報をクリアまたはホールドする。

したがって、各出力モジュールは、トークンフレームの巡回処理に際し、収集された全スロット状態情報の少なくとも１つから、判定部ＪＥまたは判定部ＪＵによってホストモジュールの異常または不在を検出し、これを検出したときに直ちに出力レジスタＲＯをクリアまたはホールドし、その外部出力を停止させることができる。

また、システムの立ち上げ時や出力モジュールの立ち上がり時は、スロット情報の「ＯＥＮＢ」が「０」で初期設定され、ホストモジュールからの出力イネーブルデータフレームを受信した時に「１」をセットする。これにより、出力モジュールの出力許可／禁止状態を認識できるため、確実な出力制御が可能となる。

なお、図示していないが、出力モジュールの使い方で、ホスト異常とホスト不在のどちらか一方のみで出力停止したい場合は、ホスト異常判定部ＪＥとホスト不在判定部ＪＵによる出力停止機能の一方を省くことができる。

１〜６ モジュール
Ｒ スロット情報レジスタ
ＭＰＸ マルチプレクサ
Ｃ 送信スロットカウンタ
ＪＥ ホスト異常判定部
ＪＵ ホスト不在判定部
ＭＳ 出力停止モード選択部
ＲＯ 出力レジスタ

Claims (2)

1. リング形状のバスで接続した１つのホストモジュールと複数の出力モジュール間のデータ通信をトークンフレームの巡回を基に行なう通信システムにおいて、
   トークンフレームのデータフィールドにホストモジュールおよび各出力モジュールのスロット状態情報を格納し、
   各出力モジュールは、前記スロット状態情報からホストモジュールの異常または不在を検出したときにそれぞれ自出力モジュールからの外部出力を停止する手段を備えたことを特徴とする出力モジュールの誤出力防止方式。
2. 各出力モジュールは、通信システムの立ち上げ時や異常からの復帰時には出力モジュールの外部出力を停止させておく手段を備え、
   前記ホストモジュールは、正常に立ち上げられたときや復帰時に、前記外部出力の停止を解除する信号を書き込んだデータフレームを各出力モジュールに送信する手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の出力モジュールの誤出力防止方式。

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