JP5951041B2

JP5951041B2 - プログラマブル表示器

Info

Publication number: JP5951041B2
Application number: JP2014548388A
Authority: JP
Inventors: 圭史河合; 隆志荒井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-11-22
Filing date: 2012-11-22
Publication date: 2016-07-13
Anticipated expiration: 2032-11-22
Also published as: WO2014080491A1; JPWO2014080491A1

Description

本発明は、制御機器の監視および操作を行うプログラマブル表示器に関する。

従来、上位コンピュータと制御機器とが接続されるシステムを構築する際には、通信に使用するプロトコルが相互に異なる場合があるため、制御のためのプログラム作成工数が多くなったり、ネットワーク管理のためのプログラム作成の負担が大きくなったりする。そのため、上位コンピュータと制御機器との間にプログラマブル表示器を介在させ、プログラマブル表示器にて上位コンピュータと制御機器間のプロトコル変換をリアルタイムに行うシステム構成が有効とされている(例えば特許文献１、特許文献２、および特許文献３参照)。

また、上位コンピュータは、プログラマブル表示器に接続されている制御機器へ設定指令を命令する場合、専用のセットアップソフトウェアを用いて、接続経路の指定を行い、プログラマブル表示器経由で設定指令を与える（例えば特許文献４参照）。

特開２０００−１３７５０８号公報特開２００１−１１７６１２号公報特開２０１０−８２７７９号公報特開２００６−１８５３０５号公報

しかしながら、特許文献４に記載の技術によれば、専用のセットアップソフトウェアが必要となるため、専用のセットアップソフトウェアを準備する手間とコストがかかるという問題があった。

また、特許文献１〜３に記載の技術によれば、上位コンピュータの専用セットアップソフトウェアから制御機器に対し、複数回の送受信を必要とするリクエストを与える場合、プログラマブル表示器にて一つの送受信ごとにプロトコル変換しているため、リクエストにかかる処理が完結するまでに時間がかかるという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、専用のセットアップソフトウェアを上位コンピュータに用意することを不要とするとともに、処理時間を可及的に短縮するプログラマブル表示器を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のプログラマブル表示器は、１以上の制御機器が接続される第１インタフェース部と、コンピュータが接続され、前記コンピュータから第１の通信プロトコルに従って送られてくるテキストファイルであって、前記１以上の制御機器に対する書き込み処理のリクエストが記述され、前記リクエストの記述は書き込み先の制御機器を示す第１情報を含む、前記テキストファイルを受信する第２インタフェース部と、前記第２インタフェース部が受信したテキストファイルに記述された、前記第１情報を含む前記リクエストを解読する解読部と、前記解読部の解読結果に基づいて、前記第１の通信プロトコルと異なる第２の通信プロトコルに基づく制御のための送受信と書き込み対象のデータの送信とを含む、前記書き込み処理を実現する複数の送受信を、前記１以上の制御機器のうちの前記書き込み先の制御機器との間で前記第１インタフェース部を介して実行し、実行結果を前記第２インタフェース部を介して前記コンピュータに送信する統括処理部と、を備えることを特徴とする。

本発明にかかるプログラマブル表示器は、テキストファイルに記述されたリクエストを受信することができるとともに、制御機器との間で、リクエストに基づき、リクエストされた処理を実現するための複数の送受信を実行することができるので、専用のセットアップソフトウェアを上位コンピュータに用意することを不要とするとともに、処理時間を可及的に短縮するという効果を奏する。

図１は、実施の形態のプログラマブル表示器を用いたシステムの構成を示す図である。図２は、リクエストの書式例を示す図である。図３は、実施の形態のプログラマブル表示器を用いたシステムの動作を説明するフローチャートである。図４は、本発明の実施の形態の効果を説明する図である。

以下に、本発明にかかるプログラマブル表示器の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態のプログラマブル表示器を用いたシステムの構成を示す図である。図示するように、プログラマブル表示器２００は、通信路１を介して上位コンピュータ（コンピュータ）１００に接続され、通信路２を介して複数（本図では３つ）の制御機器３００に接続されている。

通信路１および通信路２の通信規格は夫々特定の規格に限定されない。例えば、通信路１および通信路２の通信規格として、イーサネット（登録商標）、ＲＳ−２３２Ｃ、またはＵＳＢ（Universal Serial Bus）が採用可能である。また、例えば、通信路２の通信規格として、MELSECNET／H、CC-Link IEまたはFL-net(OPCN-2)など、コントローラ間ネットワークの通信規格が採用可能である。なお、通信路１の通信規格と通信路２の通信規格とは相違していてもかまわない。また、通信路１または通信路２は、有線で接続されるものであってもよいし、無線で接続されるものであってもよい。

制御機器３００は、例えばＰＬＣ（Programmable Logic Controller）である。ＰＬＣは、被制御機器を制御することができる。具体的には、ＰＬＣは、ユーザプログラムと被制御機器にかかる１以上の状態変数（デバイス）とを内部のメモリに記憶している。夫々のデバイスは、ＰＬＣ内のメモリの番地に一対一で対応付けられている。ＰＬＣは、ユーザプログラムに基づいて状態変数の値（デバイス値）を操作する。被制御機器は予め決められた番地に対して値を読み書きすることで、制御機器３００からの指令を受信したり、制御機器３００に対する応答を送信したりすることができる。

上位コンピュータ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１０、メモリ１２０、入力装置１３０、表示装置１４０およびインタフェース（Ｉ／Ｆ）部１５０を備えている。ＣＰＵ１１０、メモリ１２０、入力装置１３０、表示装置１４０およびＩ／Ｆ部１５０は、互いにバスラインで接続されている。

入力装置１３０は、例えばマウスやキーボードを備えて構成され、ユーザからの上位コンピュータ１００に対する操作情報が入力される。入力された操作情報は、ＣＰＵ１１０へ送られる。表示装置１４０は、例えば液晶モニタなどであって、ユーザに対する出力情報を表示可能な装置である。出力情報は、ＣＰＵ１１０によって生成され、メモリ１２０を介して表示装置１４０に送られる。Ｉ／Ｆ部１５０は、通信路１に接続するための接続インタフェースである。

メモリ１２０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、またはそれらの組み合わせにより構成される。メモリ１２０は、オペレーティングシステムプログラム（Operating System Program；ＯＳ）１２１を予め記憶している。ＣＰＵ１１０は、ＯＳ１２１に基づいて、上位コンピュータ１００のリソースをユーザが使用できるようにするための各種機能を提供する。その機能のうちの一つとして、テキストエディタがある。ユーザは、テキストエディタを立ち上げて入力装置１３０を操作することによって、文字列をテキストファイルに記述することができる。テキストファイルは、メモリ１２０に格納される（テキストファイル１２２）。

ここで、ユーザは、制御機器３００に対する所望の処理を実現するためのリクエストをテキストファイル１２２に記述することができる。上位コンピュータ１００は、リクエストが記述されたテキストファイル１２２をＦＴＰなどの手段を用いてプログラマブル表示器２００に送信することができる。

なお、テキストファイル１２２を用いてリクエストできる処理は任意である。例えば、制御機器３００にユーザプログラムまたはパラメータを書き込んだり、制御機器３００からそれらのデータを読み出したりする処理をリクエストすることができる。また、所望のデバイスの値を書き換える（書き込む）処理をリクエストすることができる。また、所望のデバイスの値を読み出す処理をリクエストすることができる。また、所望のデバイスのログを読み出す処理をリクエストすることができる。

プログラマブル表示器２００に送られるテキストファイル１２２には、処理を完了するために必要となる情報を全て含む。処理を完了するために必要となる情報は、例えば、通信経路を特定するための情報、処理対象（宛先）の制御機器３００を特定する情報、リクエストの種類を識別するための区分情報（リクエスト区分）またはリクエストの詳細情報を含む。なお、如何なる情報が必要となるかは、リクエスト区分に応じて変化する。例えば、リクエスト区分がユーザプログラム、パラメータまたはデバイス値の書き込みである場合には、処理を完了するために必要となる情報は、書き込みデータの名称など、書き込み対象を特定するための情報、または、書き込み先のアドレスを含む。書き込み対象を特定するための情報は、データ名称であってもよいし、書き込み対象のデータが格納されているアドレスであってもよい。また、リクエスト区分がユーザプログラム、パラメータ、デバイス値、またはデバイス値のログの読み出しである場合には、処理を完了するために必要となる情報は、読み出し対象を特定するための情報を含む。読み出し対象を特定するための情報は、データ名称であってもよいし、読み出し対象のデータが格納されているアドレスであってもよい。また、デバイスの名称であってもよい。

リクエストは、プログラマブル表示器２００（正確には後述の解読部２１２）がリクエストに含まれる夫々の情報を特定し抽出することができるように所定の書式に準拠して記述される。なお、リクエストの書式は任意である。図２は、リクエストの書式例を示す図である。図示するように、通信経路を特定するための接続チャンネル番号（communication_port）が「1」、処理対象の制御機器３００を特定するための名称・型名コード（cpu_type）が「Q06UDEH」、リクエスト区分（Job_Type）が「road_fl」であることを示している。

プログラマブル表示器２００は、ユーザがデバイスの監視や操作を行うためのＨＭＩ（Human Machine Interface）として機能する。また、本実施の形態では、プログラマブル表示器２００は、リクエストを記述したテキストファイル１２２（以降、特に断りがない限り、テキストファイル１２２とはリクエストを記述したテキストファイル１２２を言うものとする）を上位コンピュータ１００から受信すると、制御機器３００に対して、リクエストされた処理を実行し、処理を完了した後、処理結果を上位コンピュータ１００に送信することができる。

プログラマブル表示器２００は、ＣＰＵ２１０、メモリ２２０、タッチパネル装置２３０、インタフェース（Ｉ／Ｆ）部２４０およびＩ／Ｆ部２５０を備えている。ＣＰＵ２１０、メモリ２２０、タッチパネル装置２３０、Ｉ／Ｆ部２４０およびＩ／Ｆ部２５０は、互いにバスラインで接続されている。

Ｉ／Ｆ部２５０は、通信路１に接続するための接続インタフェースである。Ｉ／Ｆ部２５０は、通信路１を介して上位コンピュータ１００が接続され、テキストファイル１２２を受信する。また、Ｉ／Ｆ部２４０は、通信路２に接続するための接続インタフェースである。

メモリ２２０は、ＲＯＭ２２１およびＲＡＭ２２２を備えている。ＲＯＭ２２１は、プログラマブル表示器２００の基本動作を制御するためのシステムプログラム２２３と、作画データ２２４とを予め記憶する。作画データ２２４は、例えば、タッチパネル装置２３０に表示する部品のレイアウト、および、表示対象のデバイスを定義するデータである。部品とは、表示画面を構成する最小単位の要素であって、ボタン、スイッチ、グラフまたは数値表示フィールドを含む。ユーザは、タッチパネル装置２３０の表示画面を視認することによって所望のデバイスの値を確認したり、表示画面に表示されたボタンまたはスイッチを操作することによって所望のデバイスの値を操作したりすることができる。

ＲＡＭ２２２は、ＣＰＵ２１０に、システムプログラム２２３を展開する領域、および、一時データを記憶する領域を提供する。

ＣＰＵ２１０は、起動時に、システムプログラム２２３をＲＯＭ２２１から読み出して、読み出したシステムプログラム２２３をＲＡＭ２２２に展開する。そして、ＣＰＵ２１０は、ＲＡＭ２２２に展開されたシステムプログラム２２３を実行することによって、統括処理部２１１および解読部２１２として機能する。

解読部２１２は、上位コンピュータ１００から受信したテキストファイル１２２を解読して、リクエストされた処理を実行するために必要となる情報を抽出する。

統括処理部２１１は、作画データ２２４に基づいて、タッチパネル装置２３０を介した入出力を制御する。また、解読部２１２がテキストファイル１２２から抽出した情報に基づいて、リクエストされた処理を実行する。具体的には、統括処理部２１１は、解読部２１２の解読結果として抽出された情報に基づいて、リクエストされた処理を実現するための制御機器３００との間の複数の送受信を実行し、実行結果をＩ／Ｆ部２５０を介して上位コンピュータ１００に送信する。

なお、システムプログラム２２３をインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。また、ＲＯＭ２２１に代えて、一時的でない有形の媒体であればどのような記録媒体であっても、システムプログラム２２３のロード元となる記録媒体として採用することが可能である。例えば、外部記憶装置、着脱可能なメモリデバイス、光ディスク装置などを採用することが可能である。

また、上述の各機能ブロック（統括処理部２１１および解読部２１２）は、ソフトウェア（システムプログラム２２３）により実現されるとして説明しているが、ハードウェア、または、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせにより実現することが可能である。このような機能が、ハードウェアとして実現されるか、またはソフトウェアとして実現されるかは、具体的な実施態様、或いはシステム全体に課される設計制約に依存する。当業者は、具体的な実施態様ごとに、様々な方法でこれらの機能を実現し得るが、そのような実現を決定することは本発明の範疇に含まれる。

図３は、プログラマブル表示器２００を用いたシステムの動作を説明するフローチャートである。

まず、ユーザは、上位コンピュータ１００のテキストエディタを用いて、リクエストを記述したテキストファイル１２２を作成する（ステップＳ１）。作成されたテキストファイル１２２はＣＰＵ１１０によってメモリ１２０に格納される。上位コンピュータ１００は、メモリ１２０に格納されたテキストファイル１２２を、ユーザからの操作に基づき、Ｉ／Ｆ部１５０および通信路１を介してプログラマブル表示器２００に送信する（ステップＳ２）。テキストファイル１２２の送信のためのプロトコルは例えばＦＴＰであってよい。プログラマブル表示器２００においては、統括処理部２１１は、Ｉ／Ｆ部２５０に受信したテキストファイル１２２をＲＯＭ２２１に格納する。

なお、リクエスト区分が制御機器３００からのデータ（ユーザプログラム、パラメータ、デバイス値またはデバイス値のログ）の読み出しである場合には、ステップＳ２の処理においては、テキストファイル１２２のみが送信される。また、リクエスト区分が制御機器３００に対するデータ（ユーザプログラム、パラメータ、またはデバイス値）の書き込みである場合には、テキストファイル１２２とともに書き込みデータが送信される。書き込みデータは、統括処理部２１１によって、テキストファイル１２２とともにＲＯＭ２２１に格納される。なお、書き込みデータはテキストファイル１２２の送信タイミングよりも前のタイミングで送信されるようにしてもよい。

テキストファイル１２２の受信をトリガとして、統括処理部２１１は解読部２１２に解読指示を出力する（ステップＳ３）。解読指示を受信した解読部２１２は、ＲＡＭ２２２に格納されたテキストファイル１２２を例えば行単位で解読して、リクエストされた処理を実行するための情報を抽出する（ステップＳ４）。抽出された情報は、ＲＡＭ２２２を介して統括処理部２１１に送信される。

続いて、統括処理部２１１は、受信した情報に基づいて、リクエストされた処理を実現するためのアクセスを制御機器３００に対して実行する（ステップＳ５）。制御機器３００に対するアクセスは、Ｉ／Ｆ部２４０および通信路２を介して実行される。

ここで、リクエストされた処理を実現するための制御機器３００との間のアクセスは、複数回の送受信を要する場合がある。具体的には、例えば、リクエストされた処理は、処理対象の制御機器３００との間の通信の確立のためのハンドシェイク処理、データの送受信およびデータの送受信の前後に送受信される各種通知、または、通信の切断のための処理を含む。ステップＳ５においては、統括処理部２１１は、解読部２１２が抽出した情報に基づいて、リクエストされた処理を実現するための１以上の送受信を自動で実行する。

制御機器３００に対する、リクエストされた処理を実現するための全ての送受信を完了すると、統括処理部２１１は、リクエストされた処理に対応するデータをＦＴＰなどの手段によって上位コンピュータ１００に送信し（ステップＳ６）、動作が完了する。

なお、リクエスト区分が制御機器３００からのデータ（ユーザプログラム、パラメータ、デバイス値またはデバイス値のログ）の読み出しである場合には、ステップＳ６の処理においては、動作を完了した旨のステータス情報を記述したテキストファイルと、読み出されたデータとが送信される。また、リクエスト区分が制御機器３００に対するデータ（ユーザプログラム、パラメータ、またはデバイス値）の書き込みである場合には、ステップＳ６の処理においては、動作を完了した旨のステータス情報を記述したテキストファイルのみが送信される。

なお、処理が正常に完了した場合には、統括処理部２１１は、ステータス情報に正常完了コード、完了時間、および処理履歴ログを記述するようにしてよい。また、テキストファイル１２２の解読に失敗した場合、または制御機器３００に対するアクセス中に何らかの異常が発生した場合には、ステータス情報に異常コード、異常発生時刻、処理履歴ログを記述するようにしてよい。

図４は、本発明の実施の形態の効果を説明する図である。図示するように、データの読み出しの際には、上位コンピュータ１００がテキストファイル１２２をプログラマブル表示器２００に送信すると、プログラマブル表示器２００は、制御機器３００との間で、データの読み出しにかかる送受信を複数回実行し、その後、ステータス情報を記述したテキストファイル２６１と読み出したデータ３０１とを上位コンピュータ１００に送信する。また、データの書き込みの際には、上位コンピュータ１００がテキストファイル１２２およびデータ１２３をプログラマブル表示器２００に送信すると、プログラマブル表示器２００は、制御機器３００との間で、データ１２３の書き込みにかかる送受信を複数回実行し、その後、ステータス情報を記述したテキストファイル２６２を上位コンピュータ１００に送信する。

このように、上位コンピュータ１００は、テキストファイル１２２を用いてプログラマブル表示器２００に所望の処理をリクエストすることができる。また、リクエストされた処理が完了するまで、当該処理を実現するための制御機器３００との間の複数の送受信がプログラマブル表示器２００と制御機器３００との間でのみ実行される。即ち、処理が完了するまで、プログラマブル表示器２００と上位コンピュータ１００との間の通信を必要としない。処理が完了すると、処理結果として、リクエストを記述したテキストファイル１２２、または、リクエストを記述したテキストファイル１２２およびデータ３０１、の何れかがプログラマブル表示器２００から上位コンピュータ１００に転送される。これにより、本実施の形態によれば、リクエストされた処理を実現するための制御機器３００との間の複数の送受信が、プログラマブル表示器２００でプロトコル変換されながら制御機器３００と上位コンピュータ１００との間で実行される場合に比べ、リクエストされた処理が完了するまでの処理時間が短縮される。

以上述べたように、本発明の実施の形態によれば、プログラマブル表示器２００は、上位コンピュータ１００が接続され、制御機器３００に対する処理のリクエストを記述したテキストファイル１２２を受信するＩ／Ｆ部２５０と、Ｉ／Ｆ部２５０が受信したテキストファイル１２２に記述されたリクエストを解読する解読部２１２と、解読部２１２の解読結果に基づいて、制御機器３００との間で前記リクエストされた処理を実現する複数の送受信を実行し、実行結果をＩ／Ｆ部２５０を介して上位コンピュータ１００に送信する統括処理部２１１と、を備える。これにより、上位コンピュータ１００は、汎用のテキストエディタを用いてプログラマブル表示器２００に所望の処理をリクエストすることができる。また、リクエストされた処理が完了するまで、当該処理を実現するための制御機器３００との間の複数の送受信がプログラマブル表示器２００と制御機器３００との間でのみ実行される。言い換えると、上位コンピュータ１００がテキストファイル１２２を送信してから実行結果を受信するまでの間、プログラマブル表示器２００との間の通信を不要とすることができる。即ち、本実施の形態によれば、専用のセットアップソフトウェアを上位コンピュータ１００に用意することを不要とするとともに、上位コンピュータ１００からリクエストされた処理が完了するまでの処理時間が短縮される。

また、統括処理部２１１は、実行結果をテキストファイル２６１、２６２に記述して上位コンピュータ１００に送信するので、ユーザは、上位コンピュータ１００に専用のセットアップソフトウェアを用意することなく制御機器３００の操作を実行することができるようになる。

以上のように、本発明にかかるプログラマブル表示器は、制御機器の監視および操作を行うプログラマブル表示器に適用して好適である。

１，２通信路、１００上位コンピュータ、１１０，２１０ＣＰＵ、１２０，２２０メモリ、１２１ＯＳ、１２２，２６１，２６２テキストファイル、１２３データ、１３０入力装置、１４０表示装置、１５０，２４０，２５０Ｉ／Ｆ部、２００プログラマブル表示器、２１１統括処理部、２１２解読部、２２１ＲＯＭ、２２２ＲＡＭ、２２３システムプログラム、２２４作画データ、２３０タッチパネル装置、３００制御機器、３０１データ。

Claims

１以上の制御機器が接続される第１インタフェース部と、
コンピュータが接続され、前記コンピュータから第１の通信プロトコルに従って送られてくるテキストファイルであって、前記１以上の制御機器に対する書き込み処理のリクエストが記述され、前記リクエストの記述は書き込み先の制御機器を示す第１情報を含む、前記テキストファイルを受信する第２インタフェース部と、
前記第２インタフェース部が受信したテキストファイルに記述された、前記第１情報を含む前記リクエストを解読する解読部と、
前記解読部の解読結果に基づいて、前記第１の通信プロトコルと異なる第２の通信プロトコルに基づく制御のための送受信と書き込み対象のデータの送信とを含む、前記書き込み処理を実現する複数の送受信を、前記１以上の制御機器のうちの前記書き込み先の制御機器との間で前記第１インタフェース部を介して実行し、実行結果を前記第２インタフェース部を介して前記コンピュータに送信する統括処理部と、
を備えることを特徴とするプログラマブル表示器。
前記リクエストの記述は、前記書き込み対象のデータを示す第２情報をさらに含み、
前記解読部は、前記第２情報を解読することによって前記書き込み対象のデータを抽出する、
ことを特徴とする請求項１に記載のプログラマブル表示器。
前記書き込み対象のデータは、パラメータ、デバイス値、または前記書き込み先の制御機器を動作させるプログラムである、
ことを特徴とする請求項２に記載のプログラマブル表示器。
１以上の制御機器が接続される第１インタフェース部と、
コンピュータが接続され、前記コンピュータから第１の通信プロトコルに従って送られてくるテキストファイルであって、前記１以上の制御機器に対する読み出し処理のリクエストが記述され、前記リクエストの記述は読み出し先の制御機器を示す第１情報を含む、前記テキストファイルを受信する第２インタフェース部と、
前記第２インタフェース部が受信したテキストファイルに記述された、前記第１情報を含む前記リクエストを解読する解読部と、
前記解読部の解読結果に基づいて、前記第１の通信プロトコルと異なる第２の通信プロトコルに基づく制御のための送受信と読み出し対象のデータの受信とを含む、前記読み出し処理を実現する複数の送受信を、前記１以上の制御機器のうちの前記読み出し先の制御機器との間で前記第１インタフェース部を介して実行し、実行結果を前記第２インタフェース部を介して前記コンピュータに送信する統括処理部と、
を備えることを特徴とするプログラマブル表示器。
前記リクエストの記述は、前記読み出し対象のデータを示す第２情報をさらに含み、
前記解読部は、前記第２情報を解読することによって前記読み出し対象のデータを抽出する、
ことを特徴とする請求項４に記載のプログラマブル表示器。
前記読み出し対象のデータは、パラメータ、デバイス値、または前記読み出し先の制御機器を動作させるプログラムである、
ことを特徴とする請求項５に記載のプログラマブル表示器。
前記統括処理部は、前記実行結果をテキストファイルに記述して前記コンピュータに送信する、
ことを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項に記載のプログラマブル表示器。
前記第１の通信プロトコルは、FTP（File Transfer Protocol）である、
ことを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項に記載のプログラマブル表示器。
前記第２の通信プロトコルに基づく制御のための送受信は、通信の確立のためのハンドシェイク処理のための送受信、データの送受信の前後に要する各種通知の送受信、または、通信の切断のための送受信、を含む、
ことを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項に記載のプログラマブル表示器。