JP6769230B2 - 通信装置、制御装置および通信方法 - Google Patents
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Description
まず、本実施の形態に従う通信処理を採用したネットワーク化システムの全体構成について説明する。図1は、本実施の形態に従うネットワーク化システム1の全体構成の一例を示す模式図である。
図1に示すファクトリーネットワークにおいては、基本的には、上述したような制御系データが周期的に伝送されることになるが、コーポレートネットワークに含まれる製造管理装置200、データベース装置210、生産管理装置300などが要求する情報系データも伝送する必要がある。なお、以下の説明においては、ファクトリーネットワークとの対比において、コーポレートネットワークに含まれる装置の全部または一部を「上位管理システム」とも総称する。
本実施の形態に従う通信装置は、予め定められた周期毎にデータが更新されるネットワークに接続される。その上で、本実施の形態に従う通信装置は、制御系データ、制御情報系データ、情報系データのそれぞれを適切にスケジューリングする。本実施の形態に従う通信装置は、これらの3種類のデータが伝送される経路上に配置されるものであれば、特に、その実装形態については限定されるものではない。
次に、本実施の形態に従う通信処理(動的スケジューリング)を実現するためのソフトウェア構成の一例について説明する。図4は、本実施の形態に従う通信処理を実現するための制御装置100のソフトウェア構成の一例を示す模式図である。
本実施の形態に従う通信処理(動的スケジューリング)は、要求されるデータの特性および各種状況に対して、動的に最適化する手法を含む。より具体的には、本実施の形態に従う動的スケジューリングは、予め定められた周期毎にデータが更新されるネットワークに適用されるものであり、基本的には、制御系通信を最優先しつつ、残りの通信帯域を他の通信において最大限に活用する。
まず、通信時間管理モードについて説明する。通信時間管理モードでは、制御系通信を最優先し、残りの通信帯域を最大限に活用することを主旨とする。
次に、デバイス管理モード(その1)について説明する。デバイス管理モード(その1)では、受信側デバイスの特性に応じて、データサイズ/通信周期を最適化することを主旨とする。
次に、デバイス管理モード(その2)について説明する。デバイス管理モード(その2)では、受信側デバイスの特性に応じて、データサイズ/通信周期を最適化することを主旨とする。
次に、通信状況管理モードについて説明する。通信状況管理モードでは、通信環境の状態に応じてデータサイズを動的に最適化することを主旨とする。
上述の処理手順においては、説明の簡素化のため、制御情報系通信を一律に扱う処理例を示したが、制御情報系通信の各々に対して、異なる優先度または指定された時間(到着時間)を設定するようにしてもよい。例えば、後述するような異常情報の通知については、相対的に優先度を高く設定する一方で、パラメータ設定などについては、相対的に優先度を低くするようにしてもよい。
次に、本実施の形態に従う通信処理の応用例について説明する。
図14は、本実施の形態に従う通信処理の応用例1を説明するための模式図である。図14には、制御装置100およびデバイスの運転中に、リモートでデバイスの状態監視や、パラメータの設定変更を行う応用例を示す。
図15は、本実施の形態に従う通信処理の応用例2を説明するための模式図である。図15には、制御装置100およびデバイスの運転中に、いずれかのデバイスで何らかの異常が発生した場合の通知および状況確認を行う応用例を示す。
図16は、本実施の形態に従う通信処理の応用例3を説明するための模式図である。図16には、制御装置100の運転中に、いずれかのデバイスに対するファームウェアの更新を実行する応用例を示す。
本実施の形態に従う通信方法によれば、同一のネットワーク上において、製造装置または生産設備の制御に用いるデータ(制御系データ)を予め定められた周期毎に更新することを保証しつつ、指定された時間内に送信先へ到着させることが要求される制御情報系データ、および、よりデータサイズの大きな情報系データを並存して伝送することができる。このような通信方法を実装することで、下位デバイスを含めてネットワーク全体をより高機能化させることができる。
Claims (10)
- 予め定められた周期毎にデータが更新されるネットワークに接続される通信装置であって、
製造装置または生産設備の制御に用いる第1のデータを前記予め定められた周期毎に更新するのに必要な第1の通信帯域を確保する第1のスケジューリング手段と、
前記ネットワークが有する通信帯域のうち前記第1の通信帯域以外の通信帯域内に、第2のデータを指定された時間内に送信先へ到着させるのに必要な第2の通信帯域を確保する第2のスケジューリング手段と、
前記ネットワークが有する通信帯域のうち前記第1の通信帯域および前記第2の通信帯域のいずれにも設定されていない通信帯域内に、第3のデータを伝送するための第3の通信帯域を確保する第3のスケジューリング手段とを備え、
前記第2のスケジューリング手段は、
前記第2のデータを、前記送信先にて受信可能なデータサイズに応じて、各周期において利用可能な通信帯域に応じたデータサイズに分割した上で、分割後のそれぞれのデータを複数の周期に割り当て、
前記第2のデータの分割により、前記第2のデータを前記指定された時間内に送信先へ到着させるスケジューリングができない場合に、異常通知を行う、通信装置。 - 前記異常通知は、前記通信装置が管理するシステムフラグをオンする、および、前記通信装置の表示面にあるインジケータを点灯させる、の少なくとも一方によって行われる、請求項1に記載の通信装置。
- 前記第2のスケジューリング手段は、前記第2のデータを分割した上で、分割後のそれぞれのデータを、前記送信先での受信データの処理状況に応じて、前記予め定められた周期より長い周期で順次送信する、請求項1または2に記載の通信装置。
- 前記第2のスケジューリング手段は、前記送信先での受信エラーの回数、および、前記送信先から受信応答を受信できなかった回数、の少なくとも一方に基づいて、前記送信先での受信データの処理状況を判断する、請求項3に記載の通信装置。
- 前記第2のスケジューリング手段は、前記予め定められた周期において、前記第2のデータまたは前記第3のデータを複数回送信する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の通信装置。
- 前記第2のスケジューリング手段は、前記ネットワークの通信状況に応じて、前記第2のデータを分割して送信する単位サイズを変化させる、請求項1〜5のいずれか1項に記載の通信装置。
- 前記第2のスケジューリング手段は、前記送信先からの受信応答のうち破損していたものの数、および、受信データの破損を示す前記送信先からの通知の数、の少なくとも一方に基づいて、前記ネットワークの通信状況を判断する、請求項6に記載の通信装置。
- 前記第3のスケジューリング手段は、単位サイズを変化させることが指定されている場合に、前記ネットワークの通信状況に応じて、前記第3のデータを分割して送信する単位サイズを変化させる、請求項6または7に記載の通信装置。
- 製造装置または生産設備を制御する制御装置であって、
予め定められた周期毎にデータが更新されるネットワークに接続される通信インターフェイスと、
前記製造装置または生産設備の制御に用いる第1のデータを前記予め定められた周期毎に更新するのに必要な第1の通信帯域を確保する第1のスケジューリング手段と、
前記ネットワークが有する通信帯域のうち前記第1の通信帯域以外の通信帯域内に、第2のデータを指定された時間内に送信先へ到着させるのに必要な第2の通信帯域を確保する第2のスケジューリング手段と、
前記ネットワークが有する通信帯域のうち前記第1の通信帯域および前記第2の通信帯域のいずれにも設定されていない通信帯域内に、第3のデータを伝送するための第3の通信帯域を確保する第3のスケジューリング手段とを備え、
前記第2のスケジューリング手段は、
前記第2のデータを、前記送信先にて受信可能なデータサイズに応じて、各周期において利用可能な通信帯域に応じたデータサイズに分割した上で、分割後のそれぞれのデータを複数の周期に割り当て、
前記第2のデータの分割により、前記第2のデータを前記指定された時間内に送信先へ到着させるスケジューリングができない場合に、異常通知を行う、制御装置。 - 予め定められた周期毎にデータが更新されるネットワークでの通信方法であって、
製造装置または生産設備の制御に用いる第1のデータを前記予め定められた周期毎に更新するのに必要な第1の通信帯域を確保するステップと、
前記ネットワークが有する通信帯域のうち前記第1の通信帯域以外の通信帯域内に、第2のデータを指定された時間内に送信先へ到着させるのに必要な第2の通信帯域を確保するステップと、
前記ネットワークが有する通信帯域のうち前記第1の通信帯域および前記第2の通信帯域のいずれにも設定されていない通信帯域内に、第3のデータを伝送するための第3の通信帯域を確保するステップと、
前記第2のデータを、前記送信先にて受信可能なデータサイズに応じて、各周期において利用可能な通信帯域に応じたデータサイズに分割した上で、分割後のそれぞれのデータを複数の周期に割り当てるステップと、
前記第2のデータの分割により、前記第2のデータを前記指定された時間内に送信先へ到着させるスケジューリングができない場合に、異常通知を行うステップとを備える、通信方法。
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