JPH0319499A - 分散型コントローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は生産システムにおいてプログラマブルコントロ
ーラや温度調節器，位置コントローラ等のコントローラ
を有機的に結合するようにした自律分散型コントローラ
に関するものである。

〔従来の技術〕

近年ファクトリーオートメーシゴン（ＦＡ）等の分野に
おいては、プログラマブルコントローラ（Ｐ　Ｃ）や温
度ｔＡ節器．位置コントローラ（ＮＣ）等の複数の制御
機器が分散して配置されている。

そしてファクトリーオートメーションを更に進めるため
にはこれらのコントローラを有機的に結合して協調させ
ていく必要がある。このようなコントローラ群を結合し
相互にデータ伝送を行う場合には、従来ＭＡＲ等のシリ
アル通信ネソトワークを利用する方法が知られている。

又マルチバス方式やＶＭＥバス等の規格化されたバスを
用いてこれらの制御装置を結合することも考えられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながらＭＡＰ等のシリアル通信ネットワークでは
、伝送速度が遅く通信速度や価格の点から見てプログラ
マプルコントローラ．温度調節器，位１！コントローラ
等のリアルタイムデータの通信には通していないという
欠点がある。又規格化されたバスを用いてのデータ伝送
ではパスアビトレーションに時間がかかり、優先順位の
低いコントローラはなかなか所望のデータを伝送するこ
とができないことがあるという欠点があった．特にＦＡ
システムでは周期的なデータ伝送が必要なことが多いが
、規格化されたバス方式では一定周期でバスをアクセス
することが困難であり、アビトレーシッンのために周期
がずれることがあるという欠点があった．又周期的に他
の制御装置に伝送すべきデータの他に、周期性を要求さ
れない大量のデータを送る必要がある場合があり、この
ようなデータを周期性を要求されるデータと混在して伝
送することが困難であるという欠点があった。

本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたも
のであって、各コントローラ間で周期性の必要なデータ
を高速で一定周期で伝送すると共に、周期性を要求され
ないデータを混在させて伝送できるようにすることを技
術的課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は複数のコントローラがグローバルバスに接続さ
れて構成される自律分散型コントローラであって、各コ
ントローラは、全てのコントローラから伝送されるサイ
クリックデークを保持する領域を有する黒板式メモリと
、他のコントローラに伝送すべきイベントデータを保持
する送信バソフプメモリと、他のコントローラより伝送
されたイベントデータを保持する受信バッファメモリと
、入出力端が全てのコントローラに渡ってデジチェーン
接続された単安定マルチバイブレータ及び該ｌ定マルチ
バイブレータによって起動され、全てのコントローラに
渡ってデジチェーン接続されたトークン信号の入力端が
設けられる制御ユニットヲ有し、マルチバイブレータの
出力に周期的により黒板式メモリのデータを他のコント
ローラに伝送すると共に、トークン信号の受信により送
信パンファメモリに保持されているデータを黒板式メモ
リのデータ伝送期間を除いて順次他のコントローラに伝
送するバスコントローラと、を有することを特徴とする
ものである。

〔作用〕

このような特徴を有する本発明によれば、各コントロー
ラは他の全てのコントローラに周期的に伝送すべきサイ
クリックデータを保持する黒板式メモリとイベントデー
タを保持する送信データメモリ、受信したイベントデー
タを保持する受信ハソファメモリを有している。そして
バスコントローラのマルチバイブレータが起動される毎
に周期的に黒板式メモリのデータを他のコントローラに
伝送しており、バスコントローラは送信パンファメモリ
にデータが保持されているときに黒板式メモリのデータ
伝送期間を除いてイベントデータを順次他のコントロー
ラに伝送するようにしている。

〔発明の効果〕

そのため本発明によれば、比較的簡単な構或で各コント
ローラは周期的にサイクリソクデー夕を伝送して各コン
トローラ内の黒板式メモリに保持することにより、デー
タをリフレッシュすることができる。又イベントデータ
がある場合には、送信パンファメモリにそのデータを保
持しておくことにより黒板式メモリのリフレッシュサイ
クルの終了後にそのイベントデータを所定の他のコント
ローラに伝送することができる。このように全てのコン
トローラは全く対等であるためコントローラの増減が容
易となる。又各コントローラ間の内部のバスとグローバ
ルバスとが分離されているため、一部のコントローラが
故障してもその故障は他のコントローラに波及し難いと
いう効果が得られる．更に特定のコントローラを分離し
て保守，点検作業等を行うことも可能となる。

〔実施例の説明〕

第１図は本発明の一実施例による自律分散型コントロー
ラの構威を示すブロソク図である。本図においてコント
ローラ１．２・−・・・・・Ｎがグローバルバス４に接
続されている。各コントローラは例えばプログラマブル
コントローラ．温度調節器，位置コントローラ等であっ
て、夫々固有のＣＰＵ及びメモリや入出力装置を有して
いる。さて各コントローラ１〜Ｎは第１図に示すように
ＣＰＵユニット５−１．　　５−２・・−・一と複数の
Ｉ／Ｏユニット６−１．６−２・・・・−を有しており
、各Ｉ／Ｏユニットにはセンサやリレー，ＳＳＲ等の入
出力機器が接続される。又各ＣＰＵユニ７ト５−１．５
−２・−・・・・一はバスインターフェース回路７−１
．　　７−２−・−・を介してグローバルバス４に接続
されている。そして各コントローラ内ではＣＰＵユニッ
トとＩ／Ｏユニットとが夫々ローカルバス８−１．　　
８−２・・・・・一によって接続されている．バスイン
ターフェース回路？−１．　　７−２・・・・一・は各
コントローラ内のＣＰＵユニットと■／Ｏユニット及び
グローバルバス４とのデータ伝送を行うものである． 次に各コントローラの詳細な構或について第２図を参照
しつつ説明する。各コントローラのＣＰＵユニット１ば
同一の横威を有しているためコントローラ１について以
下に詳細に説明する。コントローラｌのＣＰＵユニット
５−１のバスインターフェース回路７−１にはグローバ
ルバス４に接続された各コントローラから周期的に伝送
されるデータ（以下サイクリックデータという）を夫々
保持する領域を有する、いわゆる黒板弐メモリ１１を有
しており、更に周期性を要求されないが比較的情報量の
多いデータ（以下イベントデータという）を他のコント
ローラに送出する際に一旦保持する送信バックァメモリ
１２、及び他のコントローラから得られるイベントデー
タを一次保持する受信パフファメモリ１３を有している
。黒板式メモリ１１と送受信バッファメモリ１２．１３
とは例えばデュアルボートＲＡＭによって構成される。

又バスインターフェース回路？−１にはパスコントロー
ラ１４が設けられる。バスコントローラｌ４は図示のよ
うに単安定マルチバイブレータ（ＭＭ）ｌ５と制御ユニ
ットｌ６を有している。制御ユニット１６内にはＣＰｔ
Ｊ１７とその制御プログラムを記憶するＲＯＭ１８及び
タイマｌ９を有している。マルチバイブレータ１５は外
部からのアクセスイネーブル信号ＳＡＥによってトリガ
され、所定時間後にＳＡＥ出力信号をグローバルバス４
に与えると共に制御ユニノトｌ６のＣＰＵｌ７にトリガ
信号を与えるものである。又制御ユニフト１６にはグロ
ーバルバス４よりサイクリックデータの入出力信号ＣＹ
ＩＮ，ＣＹＯＵＴが与えられ、又トークンに相当するア
クセス信号ＥＡがグローバルバス４より与えられ、又そ
の出力をグローバルバス４に与えるように構成されてい
る。制御ユニット１６はグローバルバス４の制御ライン
からの信号に基づいて黒板式メモリ１１と送受信バッフ
ァメモリ１２．１３のデータをグローバルバス４に与え
るものである． 又コントローラ１のＣＰＵユニット５−１はこのコント
ローラの特定の動作、例えば温度調節器の場合はその温
度を調節するためのＣＰＵ２　１及びその動作プログラ
ムを記憶するメモリ２２が設けられており、ローカルバ
ス８−１を介してＩ／Ｏユニット６−１との間でデータ
伝送を行うと共に他のコントローラに送出すべきデータ
を黒板式メモリ１１及び送信バッファメモリ１２に書込
んでいる。

又黒板式メモリ１１に得られる他のコントローラのデー
タ及び受信バソファメモリ１２のデータを読出すように
している。

第３図はこのグローバルバス４の詳細な構成を示す図で
ある。本図ではコントローラ１，２．３から威るものと
し、各コントローラにはグローバルバス４のアドレスバ
ス３１．データバス３２が夫々接続される。又サイクリ
ックデータを伝送するためのＳＡ信号とＣＹ信号及びイ
ベントデータを転送するためのＥＡ信号の入出力線とが
図示のようにデジチェーン式に接続されてグローバルバ
ス４が構威される。そしてグローバルバス４には通常の
バスアービタ３３が設けられる。

次にタイムチャートを参照しつつ本実施例の動作につい
て説明する。第４図はサイクリソクデー夕を交互に伝送
する場合の動作を示すタイムチャートである。まず電源
が投入されるといずれかのコントローラのバスコントロ
ーラ内にあるマルチバイブレータがトリガされるように
構成されているものとする。本実施例では第２図に示す
コントローラｌのマルチバイブレータｌ５がトリガされ
ているものとすれば、第４図（ａ）に示すように電源投
入によりリセソトされる時刻ｔｌにその出力即ちＳＡＩ
がｒＨＪレベルとなる．マルチバイブレータ１５の動作
時間は図示のように周ＭＴｌに設定されており、これと
同時にトリガ信号が制御ユニント１６に｛云わってＣＹ
１がｒＨＪレヘＩレとなる。

そして制御ユニソトｌ６は第４図（ｂｌに示すようにこ
のとき黒板弐メモリ１ｌに保持されているコントローラ
ｌのデータをグローバルバス４を介して他の全てのコン
トローラ２，３−・一・・・・Ｎに伝送する。

この伝送周期Ｔ２はマルチバイブレータｌ５の動作時間
ＴＩより短いものとする。さてサイタリンクデータの伝
送を終了した時刻ｔ２以後のマルチバイブレータ１５の
出力ＳＡＩがｒＬＪレベルとなる時刻Ｌ３には、コント
ローラ２のマルチバイブレータが第４図（ｄｉに示すよ
うにトリガされて一定の周期Ｔｌの間ｒＨＪレベルとな
り、この間にＣＹ２がｒＨＪレベルとなってコントロー
ラ２の黒板式メモリ１ｌに保持されているサイクリック
データがグローバルバス４を介して他の全てのコントロ
ーラに伝送される。そしてこのデータ伝送が終了する時
刻ｔ４以後の時刻ｔｓには、ＳＡ２がｒＬＪレベルとな
ってコントローラ３のＳＡ２人力も同時に立下るため、
第４図（ｇ）に示すようにコントローラ３のマルチバイ
ブレータがトリガされることとなる，そしてコントロー
ラ３の黒板式メモリよりそのサイクリックデータが他の
コントローラに伝送されることとなり、時刻ｔ，にはコ
ントローラ３のＳＡ３出力がｒＬＪレベルとなる。この
信号はデジチェーン接続されているコントローラ１に伝
えられ、時刻１，以後の動作を繰り返す。このようにデ
ジチェーン式に接続されている各コントロ一ラのＳＡ信
号線及びＣＹ信号により、黒板式メモリ１ｌのサイクリ
ックデータが各コントローラに伝えられる。

次にイベントデータのデータ伝送について第５図のタイ
ムチャートを参照しつつ説明する。第５図にＴ３で示す
時間帯には全てのコントローラは送信バノファに他に伝
送すべきデータがなく、トークンに相当するＥＡ信号が
デジチェーン接続されているＥＡ信号線により第５図（
ａｔ，　（ＯＬ　（ｅｌに示すようにＩ＋ｌｆｔ次伝え
られている。さてコントローラｌの送信バッファメモリ
１２にＣＰＵユニット５１からイベントデータが設定さ
れたときには、コントローラ１のアクセス可能な時間帯
となるＥＡ３の立下りの時刻ｔ１にＥＡＩがｒ　Ｈ　Ｊ
レヘルとなる。この場合には第５図（ｂ）に示すように
コントローラ１から特定の他のコントローラ、例えばコ
ントローラ３にイベントデータが伝送される。コントロ
ーラ１のバスコントローラｌ４はマスコントローラ３の
受信バッファメモリ１２がフル状ａかどうかをチェック
し、フル状態でなければ第５図（ｂｌに示すようにイベ
ントデータを伝送する。このイベントデータの伝送期間
Ｔ４は前述したサイクリックデー夕の各伝送周期Ｔｌ内
のサイクリックデータが伝送した後の時間、即ち時刻ｔ
２〜ｔ，の間，時刻ｔ４〜ｔ，の聞及び時刻ｔ，〜ｔ７
の間である。

従ってコントローラ１〜３に伝送すべきイベントデータ
のデータ量が多い場合には、サイクリックデータの伝送
によって中断されることもあり得る．さて特刻Ｌ１！に
コントローラｌからコントローラ３に対するイベントデ
ータの送出が終了すると、ＥＡＩの信号がｒＬＪレベル
となりトークン、即ち送信権がコントローラ２に転送さ
れる。そしてコントローラ２からコントローラ３にデー
タ伝送を行う。この場合にはあらかじめコントローラ３
の受信バフファのバッファフルフラグをチェソクし、受
信バッファにデータ保持の余裕がある場合にのみデータ
伝送を行う。そしてバッファがフル状態となり送信不可
能となれば送信を停止して第５図（ｅ）に示すように時
刻ｔｌ３に送信権をコントローラ３に送る。コントロー
ラ３には転送すべきデ−タがなければ直ちにコントロー
ラ１に送信権が送られる．同様にしてコントローラ１に
も送信すべきイベントデータがなければ再びコントロー
ラ２に送信権が与えられる．従ってコントローラ２は時
刻【．以後第５図（ｄ）に示すようにコントローラ３に
データ伝送を行う．このようなイベントデータの伝送は
前述したサイクリックデータの間に行われるため、第６
図に示すようにサイクリックデータとイベントデータと
が交互に伝送されることとなる．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による自律分散型コントロー
ラの全体構成を示す図、第２図は各制御装置のバスイン
ターフェース回路及びその周辺の主要部を示す回路図、
第３図はグローバルバスの詳細な構威を示す図、第４図
はサイクリックデータのデータ伝送を示すタイムチャー
ト、第５図はイベントデータのデータ伝送処理を示すタ
イムチャート、第６図はイベントデータとサイクリンク
データとのデータ伝送状態を示すタイムチャートである
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のコントローラがグローバルバスに接続され
   て構成される自律分散型コントローラであって、 前記各コントローラは、 全てのコントローラから伝送されるサイクリックデータ
   を保持する領域を有する黒板式メモリと、他のコントロ
   ーラに伝送すべきイベントデータを保持する送信バッフ
   ァメモリと、 他のコントローラより伝送されたイベントデータを保持
   する受信バッファメモリと、 入出力端が全てのコントローラに渡ってデジチェーン接
   続された単安定マルチバイブレータ及び該単安定マルチ
   バイブレータによって起動され、全てのコントローラに
   渡ってデジチェーン接続されたトークン信号の入力端が
   設けられる制御ユニットを有し、前記マルチバイブレー
   タの出力により周期的に前記黒板式メモリのデータを他
   のコントローラに伝送すると共に、トークン信号の受信
   により前記送信バッファメモリに保持されているデータ
   を前記黒板式メモリのデータ伝送期間を除いて順次他の
   コントローラに伝送するバスコントローラと、を有する
   ことを特徴とする自律分散型コントローラ。