JPH11345177A - System and method for inputting/outputting process data - Google Patents
System and method for inputting/outputting process dataInfo
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- JPH11345177A JPH11345177A JP10153242A JP15324298A JPH11345177A JP H11345177 A JPH11345177 A JP H11345177A JP 10153242 A JP10153242 A JP 10153242A JP 15324298 A JP15324298 A JP 15324298A JP H11345177 A JPH11345177 A JP H11345177A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、発電プラントや
鉄鋼プラントなどに設けられ、コントローラのシリアル
通信ネットワークインタフェースにシリアル通信ネット
ワークを介して現場に設置されるプラント機器の近くに
分散配置された複数のプロセス入出力装置が接続され、
それらコントローラおよびプロセス入出力装置間でプロ
セスデータの入出力を行うプロセスデータ入出力システ
ムおよびプロセスデータ入出力方法に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plurality of power supply plants, steel plants, etc., which are distributed and arranged near plant equipment installed on the site via a serial communication network to a serial communication network interface of a controller. A process input / output device is connected,
The present invention relates to a process data input / output system and a process data input / output method for inputting and outputting process data between the controller and the process input / output device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図１４は例えば三菱電機株式会社発行の
ＣＣ−Ｌｉｎｋ説明書（ＢＴＰ−０５００６−Ｆ，１９
９７年４月発行）に示された従来のプロセスデータ入出
力システムを示す構成図およびその動作説明図であり、
図において、１は複数のプロセス入出力装置（以下、Ｐ
ＩＯ装置と呼ぶ）、４はプラントコントローラ、２はプ
ラントコントローラ４のシリアル通信ネットワークイン
タフェース（以下、シリアル通信ＮＩ／Ｆと呼ぶ）であ
る。３はＰＩＯ装置１とプラントコントローラ４のシリ
アル通信ＮＩ／Ｆ２間を接続するシリアル通信ネットワ
ークである。2. Description of the Related Art FIG. 14 shows, for example, a CC-Link manual (BTP-05006-F, 19) issued by Mitsubishi Electric Corporation.
FIG. 1 is a configuration diagram showing a conventional process data input / output system shown in FIG.
In the figure, reference numeral 1 denotes a plurality of process input / output devices (hereinafter P
Reference numeral 4 denotes a plant controller, and reference numeral 2 denotes a serial communication network interface (hereinafter, referred to as a serial communication NI / F) of the plant controller 4. Reference numeral 3 denotes a serial communication network that connects between the PIO device 1 and the serial communication NI / F 2 of the plant controller 4.
【０００３】次に動作について説明する。各ＰＩＯ装置
１はセンサ，バルブおよびスイッチなどのプラント機器
の近くに分散設置され、シリアル通信ネットワーク３お
よびシリアル通信ＮＩ／Ｆ２を経由してプラントコント
ローラ４と入出力を行う。プラントコントローラ４のシ
リアル通信ＮＩ／Ｆ２はＰＩＯ装置１に対し一定周期で
プロセスデータの入出力を行う。一般的にはプロセスデ
ータの同時性を確保するために、プロセスデータ出力は
一斉同報通信により各ＰＩＯ装置１に同時に行われ、そ
の後、プロセスデータ入力はプラントコントローラ４の
シリアル通信ＮＩ／Ｆ２とＰＩＯ装置１が互いに通信し
ながら各ＰＩＯ装置１一台ずつ行われる。全てのＰＩＯ
装置１に対する入力処理が完了した後、次の入出力サイ
クルを開始する。このプロセスデータ入出力の繰り返し
周期がスキャン周期ＴSCANである。Next, the operation will be described. Each PIO device 1 is distributed and installed near plant equipment such as a sensor, a valve, and a switch, and performs input / output with a plant controller 4 via a serial communication network 3 and a serial communication NI / F2. The serial communication NI / F 2 of the plant controller 4 performs input / output of process data to / from the PIO device 1 at regular intervals. Generally, in order to ensure the synchronization of the process data, the process data output is simultaneously performed to each PIO device 1 by broadcast communication, and thereafter, the process data input is performed by the serial communication NI / F2 of the plant controller 4 and the PIO. The operations are performed one by one for each PIO device 1 while the devices 1 communicate with each other. All PIOs
After the input processing to the device 1 is completed, the next input / output cycle is started. The repetition cycle of this process data input / output is the scan cycle T SCAN .
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来のプロセスデータ
入出力システムは以上のように構成されているので、プ
ラント制御システムでは、プラント機器の動作や制御情
報を記録し解析するために、プロセス情報の変化を時刻
付きのシーケンシャルデータとして収集することが求め
られる。ところがスキャン周期ＴSCANより短い時間で変
化するプロセスデータをプラントコントローラ４に入力
することができず、時間的分解能に制約があった。ま
た、時間的に高分解能なプロセスデータ入出力システム
を実現するためには高速のスキャン周期が必要となり、
高いビットレートの通信速度を持つネットワークや高速
な通信制御回路を有するＰＩＯ装置やコントローラのネ
ットワークインタフェースが必要となり、これらによっ
てシステムが高価となるなどの課題があった。Since the conventional process data input / output system is configured as described above, the plant control system uses the process information input / output system to record and analyze the operation and control information of the plant equipment. It is required to collect changes as sequential data with time. However, process data that changes in a shorter time than the scan period T SCAN cannot be input to the plant controller 4, and there is a limitation on the temporal resolution. In addition, a high-speed scan cycle is required to realize a high-resolution process data input / output system in terms of time.
A network having a high bit rate communication speed, a PIO device having a high-speed communication control circuit, and a network interface of a controller are required, and there is a problem that the system becomes expensive.
【０００５】また、プラントコントローラ４がシリアル
通信ネットワーク３を介さずに直接プラント機器からプ
ロセスデータを入力する場合には、ＰＩＯ装置１に要求
された時間精度を有する時計を持たせ、ディジタルデー
タに変化が発生した時刻もしくは、アナログデータをサ
ンプリングした時刻をプロセスデータ値と共にプラント
コントローラ４に入力する方法が一般に考えられる。し
かし、シリアル通信ネットワーク３を介して接続される
ＰＩＯ装置１の各々にこの様な時計を持たせ、時刻付き
プロセスデータを入力するとなると各ＰＩＯ装置１が高
価になるだけでなく、プラントコントローラ４と各ＰＩ
Ｏ装置１に内蔵の時計との間の時刻合わせに非常に複雑
な手順が必要となるなどの課題があった。When the plant controller 4 inputs process data directly from plant equipment without passing through the serial communication network 3, the PIO device 1 is provided with a clock having the required time accuracy and changes to digital data. In general, a method of inputting the time at which the error occurs or the time at which the analog data is sampled to the plant controller 4 together with the process data value can be considered. However, when each of the PIO devices 1 connected via the serial communication network 3 is provided with such a clock, and when process data with time is input, not only is each PIO device 1 expensive, but also the plant controller 4 Each PI
There is a problem that a very complicated procedure is required for time adjustment with a clock built in the O device 1.
【０００６】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、各プロセス入出力装置に時計を持
たせることなく、また比較的通信速度が低速なシリアル
通信ネットワークを用いて、時間的に高分解能なプロセ
スデータ収集が可能なプロセスデータ入出力システムお
よびプロセスデータ入出力方法を得ることを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and it is possible to use a serial communication network having a relatively low communication speed without providing a clock for each process input / output device. It is an object of the present invention to obtain a process data input / output system and a process data input / output method capable of collecting process data with high resolution.
【０００７】また、この発明は、１スキャン周期に１回
だけプロセスデータを送信すればよいような通常のプロ
セス入出力装置と、高精度のサンプリング時刻が必要な
プロセス入出力装置との混在を可能とするプロセスデー
タ入出力システムを得ることを目的とする。Further, the present invention enables a mixture of a normal process input / output device that only needs to transmit process data once per scan cycle and a process input / output device that requires a highly accurate sampling time. The purpose is to obtain a process data input / output system.
【０００８】さらに、この発明は、サンプリング周期が
異なる複数のプロセス入出力装置を同一のシステム内で
混在して使用可能とし、且つ各プロセス入出力装置は要
求仕様に応じたコストで構成可能とするプロセスデータ
入出力システムを得ることを目的とする。Further, according to the present invention, a plurality of process input / output devices having different sampling periods can be mixedly used in the same system, and each process input / output device can be configured at a cost according to a required specification. The purpose is to obtain a process data input / output system.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】この発明に係るプロセス
データ入出力システムは、要求時間分解能に応じたサン
プリング周期でプロセスデータを収集し同期フレームの
受信を起点としてデータ蓄積手段に書き込む書き込み制
御手段、データ送信要求に応じてデータ蓄積手段に書き
込まれたプロセスデータを送信するデータ送信手段から
成る複数のプロセス入出力装置と、複数のプロセス入出
力装置に同期フレームを送信すると共にその同期フレー
ム発生時刻を管理し、それらプロセス入出力装置にデー
タ送信要求を送信すると共にそれらプロセス入出力装置
から各プロセスデータを受信し、その同期フレーム発生
時刻とそれらプロセス入出力装置のサンプリング周期と
に基づいて算出した時刻情報を受信された各プロセスデ
ータに付加する制御手段、その制御手段により時刻情報
を付加された各プロセスデータを格納するデータ格納手
段から成るシリアル通信ネットワークインタフェースと
を備えたものである。A process data input / output system according to the present invention collects process data at a sampling period corresponding to a required time resolution and writes the data into a data storage device starting from reception of a synchronous frame. A plurality of process input / output devices comprising data transmission means for transmitting process data written to the data storage means in response to the data transmission request; transmitting a synchronization frame to the plurality of process input / output devices; Manages and transmits data transmission requests to these process input / output devices, receives respective process data from the process input / output devices, and calculates the time based on the synchronization frame generation time and the sampling period of the process input / output devices. A system that adds information to each process data received Means, in which a serial communications network interface comprising a data storage means for storing each process data added with the time information by the control means.
【００１０】この発明に係るプロセスデータ入出力シス
テムは、プロセス入出力装置に、同期フレームの区間に
データ蓄積手段に書き込まれたプロセスデータの個数を
計数する計数手段を備え、データ送信手段からそれらプ
ロセスデータにその計数データを併せて送信し、シリア
ル通信ネットワークインタフェースは、制御手段におい
て同期フレーム発生時刻とその計数データとプロセス入
出力装置のサンプリング周期とに基づいて時刻情報を算
出し、受信された各プロセスデータに付加するようにし
たものである。[0010] In the process data input / output system according to the present invention, the process input / output device includes counting means for counting the number of process data written in the data storage means in the section of the synchronization frame. The serial communication network interface calculates the time information based on the synchronization frame occurrence time, the count data, and the sampling cycle of the process input / output device in the control means, and transmits the received time data. This is added to the process data.
【００１１】この発明に係るプロセスデータ入出力シス
テムは、プロセス入出力装置に、計数手段による計数値
がデータ蓄積手段の最大許容容量を越えたことを検出す
るあふれ検出手段を備え、データ送信手段からそれらプ
ロセスデータにそのあふれデータを併せて送信し、シリ
アル通信ネットワークインタフェースは、制御手段にお
いてそのあふれデータがその最大許容容量を越えたこと
を示している場合に、データ蓄積手段の最大許容容量分
のプロセスデータを有効とするようにしたものである。In the process data input / output system according to the present invention, the process input / output device is provided with overflow detection means for detecting that the count value of the counting means has exceeded the maximum allowable capacity of the data storage means. The serial communication network interface transmits the process data together with the overflow data, and when the control means indicates that the overflow data has exceeded the maximum allowable capacity, the serial communication network interface has the maximum allowable capacity of the data storage means. The process data is made valid.
【００１２】この発明に係るプロセスデータ入出力シス
テムは、プロセス入出力装置に、要求時刻精度で発振す
る要求時刻精度クロックと、その要求時刻精度クロック
とは異なる周期で発振するサンプリングクロックと、同
期フレームの受信から最初のサンプリングクロックまで
の遅延時間を要求時刻精度クロックを計数することによ
って検出する誤差計数手段とを備え、データ送信手段か
らそれらプロセスデータにその計数データを併せて送信
し、シリアル通信ネットワークインタフェースは、制御
手段において同期フレーム発生時刻とその計数データと
プロセス入出力装置のサンプリング周期とに基づいて時
刻情報を算出し、受信された各プロセスデータに付加す
るようにしたものである。A process data input / output system according to the present invention provides a process input / output device with a request time accuracy clock oscillating at a required time accuracy, a sampling clock oscillating at a cycle different from the required time accuracy clock, and a synchronization frame. Error counting means for detecting the delay time from the reception of the first sampling clock to the first sampling clock by counting the required time precision clock, transmitting the count data together with the process data from the data transmission means, and In the interface, the control means calculates time information based on the synchronization frame occurrence time, the count data thereof, and the sampling cycle of the process input / output device, and adds the time information to each of the received process data.
【００１３】この発明に係るプロセスデータ入出力シス
テムは、シリアル通信ネットワークインタフェースに、
各プロセス入出力装置が時系列に蓄積されたプロセスデ
ータを有するか否か、そのサンプリング周期およびデー
タ蓄積手段容量の属性を各プロセス入出力装置毎に設定
自在な属性テーブルを備え、制御手段においてその属性
テーブルに設定された属性に応じて複数の属性の異なる
プロセス入出力装置から受信された各プロセスデータに
時刻情報を付加するようにしたものである。The process data input / output system according to the present invention includes a serial communication network interface,
Whether or not each process input / output device has process data accumulated in time series, an attribute table which can set the sampling cycle and the attribute of the data storage means capacity for each process input / output device is provided. Time information is added to each process data received from a plurality of process input / output devices having different attributes according to the attributes set in the attribute table.
【００１４】この発明に係るプロセスデータ入出力方法
は、複数のプロセス入出力装置では、要求時間分解能に
応じたサンプリング周期でプロセスデータを収集して蓄
積し、シリアル通信ネットワークインタフェースでは、
それらプロセス入出力装置に１スキャン毎の同期フレー
ムを送信すると共にその同期フレーム発生時刻を管理
し、それらプロセス入出力装置では、前回スキャンと今
回スキャンの同期フレームの区間に蓄積されたプロセス
データを一括してそのシリアル通信ネットワークインタ
フェースに送信し、そのシリアル通信ネットワークイン
タフェースでは、その同期フレーム発生時刻とそれらプ
ロセス入出力装置のサンプリング周期とに基づいて算出
した時刻情報を受信された各プロセスデータに付加して
蓄積するようにしたものである。In a process data input / output method according to the present invention, a plurality of process input / output devices collect and accumulate process data at a sampling cycle corresponding to a required time resolution.
A synchronous frame for each scan is transmitted to these process input / output devices, and the synchronous frame generation time is managed. The process input / output devices collectively collect the process data accumulated in the synchronous frame section of the previous scan and the current scan. Then, the serial communication network interface adds time information calculated based on the synchronization frame generation time and the sampling period of the process input / output device to each received process data. And accumulate it.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１によるプ
ロセスデータ入出力システムにおけるプロセスデータ入
出力装置を示すブロック図であり、図において、１は複
数のプロセス入出力装置（以下、ＰＩＯ装置と呼ぶ）、
１０は通信制御回路（データ送信手段）、１０１はその
通信制御回路１０の中の受信バッファ、１０２は送信バ
ッファである。１１はプロセスデータ入出力回路、１２
はサンプリングクロック、１３はバッファ書き込み制御
回路（書き込み制御手段）であり、サンプリングしたプ
ロセスデータの蓄積バッファヘの書き込み制御と同期フ
レームのタイミングで蓄積バッファ１４と蓄積バッファ
１５を切り替える制御を行うものである。１４は蓄積バ
ッファ（データ蓄積手段）、１５は蓄積バッファ（デー
タ蓄積手段）、１６はデータを送信する際に２つの蓄積
バッファ１４，１５を順次切り替えて送信バッファ１０
２に書き込む送信データ選択回路である。尚、３はシリ
アル通信ネットワークであり、このシリアル通信ネット
ワーク３を介して後述するシリアル通信ネットワークイ
ンタフェースに接続されるものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below. Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a process data input / output device in a process data input / output system according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a plurality of process input / output devices (hereinafter, referred to as PIO devices);
Reference numeral 10 denotes a communication control circuit (data transmission means), 101 denotes a reception buffer in the communication control circuit 10, and 102 denotes a transmission buffer. 11 is a process data input / output circuit, 12
Denotes a sampling clock, and 13 denotes a buffer write control circuit (write control means) which controls writing of the sampled process data to the storage buffer and controls switching between the storage buffer 14 and the storage buffer 15 at the timing of a synchronous frame. 14 is a storage buffer (data storage means), 15 is a storage buffer (data storage means), and 16 is a transmission buffer 10 by sequentially switching between the two storage buffers 14 and 15 when transmitting data.
2 is a transmission data selection circuit to be written. Reference numeral 3 denotes a serial communication network, which is connected via the serial communication network 3 to a serial communication network interface described later.
【００１６】また、図２はこの発明の実施の形態１のプ
ロセスデータ入出力システムにおけるコントローラのシ
リアル通信ネットワークインタフェースを示すブロック
図であり、図において、２はコントローラのシリアル通
信ネットワークインタフェース（以下、シリアル通信Ｎ
Ｉ／Ｆと呼ぶ）、２０は通信制御回路、２０１は通信制
御回路２０の中の受信バッファ、２０２は送信バッフ
ァ、２１はマイクロプロセッサ（制御手段）、２２はマ
イクロプロセッサ２１の処理で必要なデータを読み書き
するローカルメモリ、２３はシリアル通信ネットワーク
３を介して各ＰＩＯ装置１から入力したプロセスデータ
をコントローラから読み出せるように格納するプロセス
データメモリ（データ格納手段）、２４はプロセスデー
タ入力時にタイムスタンプを付ける際に参照される時
計、２５は定周期でマイクロプロセッサ２１にタイミン
グを指示し、シリアル通信ネットワーク３ヘ同期タイミ
ングを発行させる同期タイミング生成回路、２６はコン
トローラとプロセスデータの入出力を行うコントローラ
Ｉ／Ｆ回路である。FIG. 2 is a block diagram showing a serial communication network interface of the controller in the process data input / output system according to the first embodiment of the present invention. In FIG. Communication N
I / F), 20 is a communication control circuit, 201 is a reception buffer in the communication control circuit 20, 202 is a transmission buffer, 21 is a microprocessor (control means), and 22 is data required for processing by the microprocessor 21. , A process data memory (data storage means) for storing process data input from each PIO device 1 via the serial communication network 3 so that the process data can be read from the controller, and 24 a time stamp when the process data is input. Reference numeral 25 denotes a clock which is referred to at the time of attaching, 25 denotes a synchronous timing generation circuit which instructs the microprocessor 21 at a fixed period to issue timing to the serial communication network 3 and issues a synchronous timing to the serial communication network 3, 26 denotes a controller which inputs and outputs process data to and from the controller This is an I / F circuit.
【００１７】次に動作について説明する。実施の形態１
の動作を図１と図２を参照しながら図５に従って説明す
る。以下この実施の形態１では、プロセスデータ入力時
刻の記録時間精度は１ｍｓｅｃが必要なシステムで、従
ってＰＩＯ装置１側のサンプリング周期Ｔｓも１ｍｓｅ
ｃであるとの前提で説明する。図５はこの発明の実施の
形態１によるプロセス入出力システムの動作を示す信号
伝送説明図であり、図において、まず、シリアル通信Ｎ
Ｉ／Ｆ２のマイクロプロセッサ２１は同期タイミング生
成回路２５からの割り込み信号によってシリアル通信ネ
ットワーク３に対して同期フレームを送信する処理を行
う（ステップＳＴ−１）。ここで言う同期フレームと
は、システムで定義される所定のパターンを持ち、全Ｐ
ＩＯ装置１に同時に送信される同報通信フレームのこと
であり、定周期で発行されるＰＩＯ装置１へのプロセス
データ出力フレーム（同報通信）を同期フレームとして
使用しても構わない。マイクロプロセッサ２１は、同期
フレームの発生の際に同期フレーム発生時刻Ｔ（ここで
はＴ：０１：１０：０００単位ｍｓｅｃ）を時計２４か
ら読み出してローカルメモリ２２に記録しておく。Next, the operation will be described. Embodiment 1
Will be described with reference to FIGS. 1 and 2 according to FIG. Hereinafter, in the first embodiment, a system in which the recording time accuracy of the process data input time is 1 msec is necessary, and therefore, the sampling period Ts on the PIO device 1 side is also 1 msec.
The description will be made on the assumption that c. FIG. 5 is an explanatory diagram of signal transmission showing the operation of the process input / output system according to Embodiment 1 of the present invention.
The microprocessor 21 of the I / F 2 performs a process of transmitting a synchronization frame to the serial communication network 3 by an interrupt signal from the synchronization timing generation circuit 25 (step ST-1). The synchronous frame here has a predetermined pattern defined by the system,
This is a broadcast frame transmitted to the IO device 1 at the same time, and a process data output frame (broadcast) to the PIO device 1 that is issued at a fixed period may be used as a synchronization frame. The microprocessor 21 reads the synchronization frame occurrence time T (here, T: 01: 10: 000 unit msec) from the clock 24 and records it in the local memory 22 when the synchronization frame is generated.
【００１８】一方、シリアル通信ＮＩ／Ｆ２から同期フ
レームを受信した各ＰＩＯ装置１のバッファ書き込み制
御回路１３では、それまで使用していた蓄積バッファ１
４（ここでは＃１を使用中と想定）を蓄積バッファ１５
に切り替え、同期フレーム受信直後からは蓄積バッファ
１５に時々刻々サンプリングされたプロセスデータが書
き込まれるようにする（ステップＳＴ−２）。同期フレ
ーム送信後、シリアル通信ＮＩ／Ｆ２は各ＰＩＯ装置１
に対し順次ポーリングを行い、各ＰＩＯ装置１からそれ
まで蓄積したプロセスデータを送信するように要求する
（ステップＳＴ−３）。On the other hand, in the buffer write control circuit 13 of each PIO device 1 which has received the synchronization frame from the serial communication NI / F 2, the storage buffer 1 used so far is used.
4 (here, it is assumed that # 1 is being used)
And immediately after receiving the synchronization frame, the process data sampled every moment is written into the accumulation buffer 15 (step ST-2). After transmitting the synchronization frame, the serial communication NI / F 2
Are sequentially polled, and a request is made to transmit the process data accumulated so far from each PIO device 1 (step ST-3).
【００１９】また、ポーリングを受けたＰＩＯ装置１の
送信データ選択回路１６は、同期フレーム直前までプロ
セスデータの蓄積を行っていた蓄積バッファ１４のプロ
セスデータを送信バッファ１０２にセットし、ポーリン
グ応答としてシリアル通信ＮＩ／Ｆ２へ送信した後、蓄
積バッファ１４をクリアする（ステップＳＴ−４）。全
てのＰＩＯ装置１にポーリング処理を行い、そのスキャ
ン周期でのプロセスデータの採取を終える（ステップＳ
Ｔ−５）と、シリアル通信ＮＩ／Ｆ２のマイクロプロセ
ッサ２１は採取した各プロセスデータに対するタイムス
タンプを付けてプロセスデータメモリ２３に格納する
（ステップＳＴ−６）。このタイムスタンプはシリアル
通信ＮＩ／Ｆ２がデータを受信した時刻ではなく、ＰＩ
Ｏ装置１が本プロセスデータをサンプリングした時刻で
あるべきである。従って、マイクロプロセッサ２１は以
前に記録した同期フレーム発生時刻に基づいて以下のよ
うにしてタイムスタンプをセットする。Further, the transmission data selection circuit 16 of the PIO device 1 which has received the polling sets the process data of the accumulation buffer 14 which has been accumulating the process data immediately before the synchronization frame in the transmission buffer 102, and sets the process data as a polling response. After transmitting to the communication NI / F2, the storage buffer 14 is cleared (step ST-4). The polling process is performed on all the PIO devices 1, and the collection of the process data in the scan cycle is completed (Step S).
T-5), the microprocessor 21 of the serial communication NI / F2 attaches a time stamp to each collected process data and stores it in the process data memory 23 (step ST-6). This time stamp is not the time when the serial communication NI / F2 receives the data, but the PI.
The time should be the time when the O device 1 samples the process data. Therefore, the microprocessor 21 sets a time stamp based on the previously recorded synchronization frame occurrence time as follows.
【００２０】各ＰＩＯ装置１から送られてきたサンプリ
ングデータの内、最も新しいものは前回の同期フレーム
発生直前にサンプリングされたものであるため、最新の
サンプリングデータの時刻を記録されていた前回の同期
フレーム発生時刻Ｔ（＝０１：１０：０００）とする。
さらに、その一つ前のプロセスデータに対してはその１
サンプリング時間Ｔｓ前のプロセスデータであるため、
Ｔ−Ｔｓ（＝０１：０９：９９９）を使用し、以下、順
次１サンプリング時間Ｔｓを引いた時間をセットしてい
く。以上の処理を次の同期フレーム発行迄に行い、以
下、毎スキャン周期で同様の処理を繰り返す。Since the most recent one of the sampling data sent from each PIO device 1 has been sampled immediately before the generation of the previous synchronization frame, the latest synchronization data in which the time of the latest sampling data was recorded is recorded. It is assumed that a frame generation time T (= 101: 10: 000).
Furthermore, for the process data immediately before that,
Because the process data is before the sampling time Ts,
T-Ts (= 1: 09: 999) is used, and a time obtained by sequentially subtracting one sampling time Ts is set. The above processing is performed until the next synchronization frame is issued, and thereafter, the same processing is repeated in each scan cycle.
【００２１】図３はこの発明の実施の形態１による同期
フレーム受信する毎のＰＩＯ装置の蓄積バッファの切り
替え処理を説明する説明図であり、図では、一方の蓄積
バッファにサンプリングデータを時々刻々書き込んでい
る間に、もう一方の蓄積バッファに過去に蓄積されたサ
ンプリングデータを送信している様子を図示している。
図４はこの発明の実施の形態１によるプロセスデータメ
モリ内のプロセスデータ格納フォーマットを示す概念図
であり、ここでは各ＰＩＯ装置１毎にエリアが決められ
ており、そのエリア内にそれぞれのＰＩＯ装置１でサン
プリングされた時系列データが発生時刻順に格納されて
いる。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the switching process of the storage buffer of the PIO device every time a synchronization frame is received according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 3, sampling data is written into one of the storage buffers momentarily. While the sampling data stored in the past in the other storage buffer is being transmitted.
FIG. 4 is a conceptual diagram showing a process data storage format in a process data memory according to the first embodiment of the present invention. Here, an area is determined for each PIO device 1, and each PIO device is included in the area. The time series data sampled at 1 is stored in the order of occurrence time.
【００２２】以上のように、実施の形態１によれば、各
ＰＩＯ装置１に時計を持たせず、比較的単純なカウンタ
回路を用いてＰＩＯ装置１でサンプリングされたプロセ
スデータの採取時間を知るように構成したので、低速な
シリアル通信ネットワーク３を用いても時間の分解能が
落ちず、時間的に高分解能なプロセスデータ入出力シス
テムを安価に実現できる。また、基準となる時計はコン
トローラのシリアル通信ＮＩ／Ｆ２にのみ設けるように
したので、複雑な時刻合わせの手順が不要となり、時刻
精度の高いシステムが簡単に得られる。As described above, according to the first embodiment, each PIO device 1 does not have a clock, and a relatively simple counter circuit is used to know the time of collecting the process data sampled by the PIO device 1. With this configuration, even if the low-speed serial communication network 3 is used, the time resolution does not decrease, and a process data input / output system with high temporal resolution can be realized at low cost. In addition, since the reference clock is provided only in the serial communication NI / F2 of the controller, a complicated time adjustment procedure is not required, and a system with high time accuracy can be easily obtained.
【００２３】実施の形態２．図６はこの発明の実施の形
態２によるプロセスデータ入出力システムにおけるプロ
セスデータ入出力装置を示すブロック図であり、図にお
いて、１７はＰＩＯ装置１に設けられ、同期フレームの
区間に蓄積バッファ１４または１５に書き込まれたプロ
セスデータの個数を計数するカウンタ（計数手段）であ
り、通信制御回路１０からプロセスデータにそのプロセ
スデータの個数を併せて送信し、シリアル通信ＮＩ／Ｆ
２のマイクロプロセッサ２１において、同期フレーム発
生時刻とそのプロセスデータの個数とＰＩＯ装置１のサ
ンプリング周期とに基づいて時刻情報を算出し、受信さ
れた各プロセスデータに付加するようにしたものであ
る。その他の構成は、実施の形態１と同一なので同一符
号を付してその重複する説明を省略する。Embodiment 2 FIG. FIG. 6 is a block diagram showing a process data input / output device in a process data input / output system according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 15 is a counter (counting means) for counting the number of process data written in the serial communication interface 15, and transmits the process data to the communication control circuit 10 together with the number of the process data.
The second microprocessor 21 calculates time information based on the synchronization frame generation time, the number of process data thereof, and the sampling cycle of the PIO device 1, and adds the time information to each received process data. The other configuration is the same as that of the first embodiment, and thus the same reference numerals are given and the duplicate description will be omitted.
【００２４】次に動作について説明する。上記実施の形
態１では、固定の周期でシリアル通信ＮＩ／Ｆ２から同
期フレームが発行される場合について述べたが、シリア
ル通信ＮＩ／Ｆ２の処理によっては固定周期で同期フレ
ームを発行できない場合がある。この実施の形態２で
は、ある程度同期フレーム発行周期が長くなったり短く
なっても対応可能なようにしたものである。図６に示す
ように、同期フレームの間に蓄積されるサンプリングデ
ータの個数ｎをカウントするカウンタ１７を設ける。図
７はこの発明の実施の形態２による送信バッファ内のプ
ロセスデータ格納フォーマットを示す概念図であり、図
に示すように、サンプリングデータをシリアル通信ＮＩ
／Ｆ２へ送信する際に蓄積されたサンプリングデータの
個数を付けて送信するようにしている。シリアル通信Ｎ
Ｉ／Ｆ２では、最新データのタイムスタンプは実施の形
態１と同様に、前回の同期フレーム送信時刻Ｔとし、順
次サンプリング時間Ｔｓだけ時刻をさかのぼって差し引
いていき、最古のデータにはＴ−Ｔｓ×ｎのタイムスタ
ンプをセットするようにする。Next, the operation will be described. In the first embodiment, the case where the synchronization frame is issued from the serial communication NI / F2 at a fixed cycle has been described. However, depending on the processing of the serial communication NI / F2, the synchronization frame may not be issued at a fixed cycle. In the second embodiment, even if the synchronization frame issuance cycle becomes longer or shorter to some extent, it is possible to cope with it. As shown in FIG. 6, there is provided a counter 17 for counting the number n of sampling data accumulated during the synchronization frame. FIG. 7 is a conceptual diagram showing a process data storage format in a transmission buffer according to Embodiment 2 of the present invention. As shown in FIG.
/ F2 is transmitted with the number of accumulated sampling data added. Serial communication N
In the I / F 2, the time stamp of the latest data is set to the previous synchronization frame transmission time T, as in the first embodiment, and the time is sequentially subtracted from the time by the sampling time Ts. Xn time stamp is set.
【００２５】以上のように、実施の形態２によれば、シ
リアル通信ＮＩ／Ｆ２からのプロセスデータの読み出し
の際に、同期フレームの区間に蓄積されたプロセスデー
タの個数をそのプロセスデータと併せて各ＰＩＯ装置１
からシリアル通信ＮＩ／Ｆ２に送信させると共に、その
シリアル通信ＮＩ／Ｆ２では同期フレーム発生時刻とそ
のプロセスデータの個数とＰＩＯ装置１のサンプリング
周期とに基づいて時刻情報を算出し、受信された各プロ
セスデータに付加するように構成したので、定周期のス
キャンが保証できないようなシステムにおいても各ＰＩ
Ｏ装置１のプロセスデータを漏れなく入力できるだけで
なく、全ての採取したプロセスデータに正確なタイムス
タンプを付加して上位のコントローラに渡すことができ
る。As described above, according to the second embodiment, when reading process data from the serial communication NI / F2, the number of process data stored in the section of the synchronization frame is added together with the process data. Each PIO device 1
The serial communication NI / F2 transmits time information based on the synchronization frame generation time, the number of process data, and the sampling period of the PIO device 1, and transmits each process. Since it is configured to add to the data, even in a system where scanning at a fixed period cannot be guaranteed, each PI
Not only can the process data of the O device 1 be input without omission, but also accurate time stamps can be added to all the collected process data and passed to a higher-level controller.
【００２６】実施の形態３．図８はこの発明の実施の形
態３によるプロセスデータ入出力システムにおけるプロ
セスデータ入出力装置を示すブロック図であり、図にお
いて、１８はカウンタ１７によるサンプリングデータの
個数が蓄積バッファ１４または１５の最大許容容量を越
えたことを検出し、サンプリングデータの個数が最大許
容容量を越えた場合には、送信バッファ１０２から送信
されるサンプリングデータに蓄積バッファオーバフロー
フラグを立てる蓄積バッファあふれ検出回路（あふれ検
出手段）である。また、カウンタ１７には、そのカウン
タ１７がオーバフローした場合にはサンプリングデータ
にカウンタオーバフローフラグを立てる機能が設けられ
ているものである。その他の構成は、実施の形態１と同
一なので同一符号を付してその重複する説明を省略す
る。Embodiment 3 FIG. FIG. 8 is a block diagram showing a process data input / output device in a process data input / output system according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. A storage buffer overflow detection circuit (overflow detection means) for setting a storage buffer overflow flag in the sampling data transmitted from the transmission buffer 102 when it is detected that the capacity has exceeded the capacity and the number of sampling data exceeds the maximum allowable capacity. It is. The counter 17 has a function of setting a counter overflow flag in the sampling data when the counter 17 overflows. The other configuration is the same as that of the first embodiment, and thus the same reference numerals are given and the duplicate description will be omitted.
【００２７】次に動作について説明する。シリアル通信
ネットワーク３の異常等によって同期フレームが発生さ
れる区間が大きく延びた場合や通信が中断したために、
ＰＩＯ装置１側でプロセスデータ蓄積可能容量を超えた
場合に、その間のプロセスデータが欠落したことを知ら
せる必要がある。さらに、その場合でも採取できたプロ
セスデータの時刻は正しく設定できる必要がある。この
実施の形態３はこのような異常時にも対応可能なように
したものである。図８に示すように、蓄積バッファあふ
れ検出回路１８によりカウンタ１７のカウント値を監視
し、蓄積バッファ１４あるいは蓄積バッファ１５の蓄積
データの個数が最大許容量を超えたことを検出する。こ
れはプリセットされた設定値（蓄積バッファサイズ）と
カウンタ１７の値を比較するコンパレータから構成され
る回路で実現可能である。但し、カウンタ１７は蓄積バ
ッファ１４または１５の許容データ個数を越えた後も引
き続きカウントを続ける。カウンタ１７はある程度ビッ
ト幅を持たせておき、少々の異常でもオーバフローしな
い様にしておくが、それでもカウンタがオーバフローし
た場合にはカウンタ１７はカウンタオーバフローフラグ
をセットする。Next, the operation will be described. When the section in which the synchronization frame is generated is greatly extended due to an abnormality of the serial communication network 3 or the communication is interrupted,
When the PIO device 1 exceeds the process data storage capacity, it is necessary to notify that process data has been lost during that time. Furthermore, even in such a case, it is necessary that the time of the collected process data can be set correctly. The third embodiment is designed to cope with such an abnormal situation. As shown in FIG. 8, the count value of the counter 17 is monitored by the accumulation buffer overflow detection circuit 18 to detect that the number of accumulated data in the accumulation buffer 14 or the accumulation buffer 15 exceeds the maximum allowable amount. This can be realized by a circuit including a comparator for comparing a preset value (accumulation buffer size) with the value of the counter 17. However, the counter 17 continues counting even after exceeding the allowable data number of the accumulation buffer 14 or 15. The counter 17 has a certain bit width so that it does not overflow even if there is a slight abnormality. If the counter still overflows, the counter 17 sets a counter overflow flag.
【００２８】図９はこの発明の実施の形態３による送信
バッファ内のプロセスデータ格納フォーマットを示す概
念図であり、この図でサンプリングデータの個数は蓄積
バッファの最大蓄積個数ｍとなっており、データカウン
ト値ｎとは異なる。このように、蓄積バッファオーバフ
ローフラグとカウンタオーバフローフラグがサンプリン
グデータやデータカウンタ値と一緒に送られる。FIG. 9 is a conceptual diagram showing a process data storage format in the transmission buffer according to the third embodiment of the present invention. In this figure, the number of sampling data is the maximum number m of data stored in the storage buffer. Different from the count value n. Thus, the accumulation buffer overflow flag and the counter overflow flag are sent together with the sampling data and the data counter value.
【００２９】図１０はこの発明の実施の形態３によるシ
リアル通信ネットワークインタフェースのマイクロプロ
セッサの処理を示すフローチャートであり、先ず、カウ
ンタオーバフローフラグをチェックし（ステップＳＴ−
１１）、もしもセットされていた場合には、正確なタイ
ムスタンプ設定が不可能となるため、コントローラのア
プリケーションにタイムスタンプ時刻が不正である旨を
通知する（ステップＳＴ−１２）。但し、カウンタ１７
がオーバフローを発生していない場合は、蓄積バッファ
オーバフローフラグをチェックする（ステップＳＴ−１
３）。蓄積バッファオーバフローフラグがセットされて
いない場合は、既に述べた正常時の処理となるが（ステ
ップＳＴ−１４）、蓄積バッファオーバフローフラグが
セットされていた場合には、蓄積バッファの許容蓄積個
数分のデータを有効とし（ステップＳＴ−１５）、ステ
ップＳＴ−１６記載の式よりその中の最新データの発生
時刻を計算する。以下、正常時と同様に、時系列に並ん
だデータを順次Ｔｓずつ引いたタイムスタンプ値として
セットする（ステップＳＴ−１７）。FIG. 10 is a flowchart showing the processing of the microprocessor of the serial communication network interface according to the third embodiment of the present invention. First, the counter overflow flag is checked (step ST-).
11) If it is set, it is impossible to set an accurate time stamp, so that the application of the controller is notified that the time stamp time is invalid (step ST-12). However, the counter 17
If no overflow has occurred, the storage buffer overflow flag is checked (step ST-1).
3). If the accumulation buffer overflow flag has not been set, the normal processing described above is performed (step ST-14). However, if the accumulation buffer overflow flag has been set, the processing is performed for the allowable number of accumulation buffers. The data is made valid (step ST-15), and the occurrence time of the latest data in the data is calculated from the equation described in step ST-16. Hereinafter, similarly to the normal state, the data arranged in time series is set as a time stamp value obtained by sequentially subtracting Ts by Ts (step ST-17).
【００３０】以上のように、実施の形態３によれば、シ
リアル通信ネットワーク３の異常等によってスキャン周
期が延び、それによってＰＩＯ装置１のプロセスデータ
蓄積可能容量を超えた場合にでも、その間にサンプリン
グされたプロセスデータのカウント値をカウントし、蓄
積バッファオーバフローフラグと共にコントローラに通
知するように構成したので、既に蓄積されている分のプ
ロセスデータの採取時刻は正確に記録することが可能と
なる。As described above, according to the third embodiment, even if the scan cycle is extended due to the abnormality of the serial communication network 3 and the like, and the process data storage capacity of the PIO device 1 is exceeded, the sampling is performed during that time. Since the count value of the processed process data is counted and notified to the controller together with the storage buffer overflow flag, it is possible to accurately record the collection time of the process data already stored.
【００３１】実施の形態４．図１１はこの発明の実施の
形態４によるプロセスデータ入出力システムにおけるプ
ロセスデータ入出力装置を示すブロック図であり、図に
おいて、１９は要求時刻精度でパルスを発生する要求時
刻精度クロック、１７ｂは同期フレームの受信から最初
のサンプリングクロックまでの遅延時間を要求時刻精度
クロック１９をカウントすることによって検出するサン
プリング遅延カウンタ（誤差計数手段）である。そし
て、通信制御回路１０からプロセスデータにそのサンプ
リング遅延カウンタ値を併せて送信し、シリアル通信Ｎ
Ｉ／Ｆ２は、マイクロプロセッサ２１において同期フレ
ーム発生時刻とそのサンプリング遅延カウンタ値とＰＩ
Ｏ装置１のサンプリング周期とに基づいて時刻情報を算
出し、受信された各プロセスデータに付加するものであ
る。その他の構成は、実施の形態１と同一なので同一符
号を付してその重複する説明を省略する。Embodiment 4 FIG. FIG. 11 is a block diagram showing a process data input / output device in a process data input / output system according to Embodiment 4 of the present invention. In the figure, reference numeral 19 denotes a required time precision clock for generating a pulse with required time accuracy, and 17b denotes a synchronous clock. This is a sampling delay counter (error counting means) that detects a delay time from the reception of a frame to the first sampling clock by counting the required time clock 19. Then, the communication control circuit 10 transmits the process data together with the sampling delay counter value to the serial communication N.
The I / F 2 calculates the synchronous frame occurrence time, the sampling delay counter value, and PI
The time information is calculated based on the sampling cycle of the O device 1 and added to the received process data. The other configuration is the same as that of the first embodiment, and thus the same reference numerals are given and the duplicate description will be omitted.
【００３２】次に動作について説明する。上記実施の形
態１から実施の形態３では、ＰＩＯ装置１のサンプリン
グ周期と要求されるタイムスタンプ時刻精度が一致する
場合について述べたが、プロセスデータのサンプリング
周期よりも精度の良い時刻が必要な場合には、図１１に
示すように、サンプリングクロック１２とは別に要求時
刻精度でパルスを発生する要求時刻精度クロック１９を
設け、同期フレーム受信から最初のサンプリングまでの
遅延時間をサンプリング遅延カウンタ１７ｂでカウント
するようにする。図１２はこの発明の実施の形態４によ
る送信バッファ内のプロセスデータ格納フォーマットを
示す概念図であり、この図に示すように、サンプリング
個数カウンタ値（ｎ）とサンプリング遅延カウンタ値
（Ｔｄ）をシリアル通信ＮＩ／Ｆ２に送信する。シリア
ル通信ＮＩ／Ｆ２内のマイクロプロセッサ２１では、最
新のサンプリングデータのタイムスタンプ時刻を、Ｔ＋
Ｔｄ（ここでＴは前回の同期フレーム発生時刻）として
計算可能となる。さらに実施の形態１から実施の形態３
と同様に、順次サンプリング時間を引いていくことで全
てのプロセスデータのタイムスタンプを設定することが
できる。この様にすることで、例えば、商用交流波形を
３０度角でサンプリングして取り込み、各サンプリング
時刻を１ｍｓｅｃの時刻精度で記録しなければならない
ような用途にも適用可能となる。Next, the operation will be described. In the first to third embodiments, the case where the sampling period of the PIO device 1 and the required time stamp time accuracy match has been described. However, the case where a time more accurate than the sampling period of the process data is required. As shown in FIG. 11, a request time precision clock 19 for generating a pulse with the required time precision is provided separately from the sampling clock 12, and the delay time from the reception of the synchronization frame to the first sampling is counted by the sampling delay counter 17b. To do it. FIG. 12 is a conceptual diagram showing a process data storage format in a transmission buffer according to Embodiment 4 of the present invention. As shown in FIG. 12, a sampling number counter value (n) and a sampling delay counter value (Td) are serially stored. Send to communication NI / F2. In the microprocessor 21 in the serial communication NI / F2, the time stamp time of the latest sampling data is set to T +
It can be calculated as Td (where T is the previous synchronization frame occurrence time). Further, Embodiments 1 to 3
Similarly to the above, the time stamps of all the process data can be set by sequentially subtracting the sampling time. In this way, for example, the present invention can be applied to an application in which a commercial AC waveform is sampled at an angle of 30 degrees and captured, and each sampling time must be recorded with a time accuracy of 1 msec.
【００３３】以上のように、実施の形態４によれば、サ
ンプリングクロック１２とは別に要求時刻精度でパルス
を発生する要求時刻精度クロック１９を設け、同期フレ
ーム受信から最初のサンプリングまでの遅延時間をサン
プリング遅延カウンタ１７ｂでカウントするように構成
したので、プロセスデータのサンプリング周期よりも精
度の良い時刻が必要な場合にでも、要求時刻精度でプロ
セスデータの採取時刻を正確に記録することができる。As described above, according to the fourth embodiment, the required time precision clock 19 for generating a pulse with the required time precision is provided separately from the sampling clock 12, and the delay time from the reception of the synchronization frame to the first sampling is set. Since the sampling delay counter 17b is configured to count, even when a time more accurate than the sampling cycle of the process data is required, the sampling time of the process data can be accurately recorded with the required time accuracy.
【００３４】実施の形態５．図１３はこの発明の実施の
形態５によるローカルメモリ内に設けられたＰＩＯ属性
テーブルを示す概念図であり、図において、ＰＩＯ属性
テーブル（属性テーブル）には、各ＰＩＯ装置１が時系
列に蓄積されたプロセスデータを有するか否か、そのサ
ンプリング周期およびデータ蓄積手段容量の属性を各Ｐ
ＩＯ装置１毎に設定されている。そして、マイクロプロ
セッサ２１において、そのＰＩＯ属性テーブルに設定さ
れた属性に応じて複数の属性の異なるＰＩＯ装置１から
受信された各プロセスデータに時刻情報を付加するよう
にしたものである。その他の構成は、実施の形態１と同
一なのでその重複する説明を省略する。Embodiment 5 FIG. 13 is a conceptual diagram showing a PIO attribute table provided in the local memory according to the fifth embodiment of the present invention. In the figure, the PIO attribute table (attribute table) stores each PIO device 1 in chronological order. Whether the process data is stored or not, the sampling cycle and the attribute of the data storage means
It is set for each IO device 1. Then, the microprocessor 21 adds time information to each process data received from the PIO device 1 having a plurality of different attributes according to the attributes set in the PIO attribute table. The other configuration is the same as that of the first embodiment, and the description thereof will not be repeated.
【００３５】次に動作について説明する。上記実施の形
態１から実施の形態４では、システム内のＰＩＯ装置１
のサンプリング時間や蓄積バッファの数は全て同じであ
ることを前提としていたが、シリアル通信ＮＩ／Ｆ２内
のローカルメモリ２２に、図１３に示すようなＰＩＯ属
性設定テーブルを設け、各ＰＩＯ装置１の時系列データ
の有無やサンプリング周期、蓄積バッファのサイズ等を
設定可能とする。時系列データの有無というのは、ＰＩ
Ｏ装置１が、１スキャン周期に１回だけプロセスデータ
を送信すればよいような通常のＰＩＯ装置１であるか、
時系列に蓄積されたデータを採取可能とし高精度のサン
プリング時刻が必要なＰＩＯ装置１であるかを示す属性
値である。マイクロプロセッサ２１のタイムスタンプ時
刻計算処理では、これらの属性値を参照し、各ＰＩＯ装
置１毎に異なるサンプリング周期や蓄積バッファサイズ
を用いることで、システム内に異なるサンプリング時間
で動作するＰＩＯ装置１を混在させることが可能とな
る。Next, the operation will be described. In the first to fourth embodiments, the PIO device 1 in the system
It is assumed that the sampling time and the number of accumulation buffers are all the same, but a PIO attribute setting table as shown in FIG. 13 is provided in the local memory 22 in the serial communication NI / F 2, and each PIO device 1 It is possible to set the presence or absence of time-series data, the sampling period, the size of the storage buffer, and the like. The presence or absence of time series data depends on the PI
Whether the O device 1 is a normal PIO device 1 that needs to transmit process data only once in one scan cycle,
This is an attribute value indicating whether or not the PIO device 1 can collect data accumulated in time series and requires a highly accurate sampling time. In the time stamp time calculation process of the microprocessor 21, by referring to these attribute values and using a different sampling cycle and a different storage buffer size for each PIO device 1, the PIO device 1 operating at a different sampling time in the system can be used. It is possible to mix them.
【００３６】以上のように、実施の形態５によれば、サ
ンプリング周期等の属性を各ＰＩＯ装置１単位で設定可
能となるＰＩＯ属性テーブルを構成したので、これらの
属性が異なる各種ＰＩＯ装置１をシステム内に混在して
構成することができ、これら属性に合わせてプロセスデ
ータ毎の採取時刻を計算することができる。As described above, according to the fifth embodiment, the PIO attribute table in which attributes such as the sampling period can be set for each PIO device 1 is configured. It can be configured in a mixed manner in the system, and the collection time for each process data can be calculated according to these attributes.
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、時間
的に高分解能なプロセスデータ入出力システムを安価に
実現できる。また、基準となる時計はコントローラのシ
リアル通信ネットワークインタフェースにのみ設けるよ
うにしたので、複雑な時刻合わせの手順が不要となり、
時刻精度の高いプロセスデータ入出力システムが簡単に
得られる効果がある。As described above, according to the present invention, a process data input / output system having high temporal resolution can be realized at low cost. In addition, since the reference clock is provided only on the serial communication network interface of the controller, complicated time setting procedures are not required.
There is an effect that a process data input / output system with high time accuracy can be easily obtained.
【００３８】この発明によれば、定周期のスキャンが保
証できないようなプロセスデータ入出力システムにおい
ても各プロセスデータ入出力装置のプロセスデータを漏
れなく入力できるだけでなく、全ての採取したプロセス
データに正確なタイムスタンプを付加して上位のコント
ローラに渡すことができる効果がある。According to the present invention, even in a process data input / output system in which a scan at a fixed period cannot be guaranteed, not only process data of each process data input / output device can be input without omission, but also accurate There is an effect that a proper time stamp can be added and passed to a higher-level controller.
【００３９】この発明によれば、シリアル通信ネットワ
ークの異常等によってスキャン周期が延び、それによっ
てプロセスデータ入出力装置のプロセスデータ蓄積可能
容量を超えた場合にでも、既に蓄積されている分のプロ
セスデータの採取時刻は正確に記録することができる効
果がある。According to the present invention, even if the scan cycle is extended due to an abnormality in the serial communication network or the like and the process data storage capacity of the process data input / output device is thereby exceeded, the amount of process data already stored There is an effect that the collection time can be accurately recorded.
【００４０】この発明によれば、プロセスデータのサン
プリング周期よりも精度の良い時刻が必要な場合にで
も、要求時刻精度でプロセスデータの採取時刻を正確に
記録することができる効果がある。According to the present invention, even when a time more accurate than the sampling cycle of the process data is required, there is an effect that the sampling time of the process data can be accurately recorded with the required time accuracy.
【００４１】この発明によれば、属性が異なる各種プロ
セスデータ入出力装置をプロセスデータ入出力システム
内に混在して構成することができ、これら属性に合わせ
てプロセスデータ毎の採取時刻を計算することができる
効果がある。According to the present invention, various process data input / output devices having different attributes can be mixedly configured in the process data input / output system, and the sampling time for each process data can be calculated in accordance with these attributes. There is an effect that can be.
【００４２】この発明によれば、時間的に高分解能なプ
ロセスデータ入出力システムを安価に実現できる。ま
た、基準となる時計はコントローラのシリアル通信ネッ
トワークインタフェースにのみ設けるようにしたので、
複雑な時刻合わせの手順が不要となり、時刻精度の高い
プロセスデータ入出力システムが簡単に得られる効果が
ある。According to the present invention, a process data input / output system having a temporally high resolution can be realized at low cost. Also, the reference clock is provided only on the serial communication network interface of the controller.
This eliminates the need for complicated time adjustment procedures, and provides an effect of easily obtaining a process data input / output system with high time accuracy.
【図１】 この発明の実施の形態１によるプロセスデー
タ入出力システムにおけるプロセスデータ入出力装置を
示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a process data input / output device in a process data input / output system according to Embodiment 1 of the present invention.
【図２】 この発明の実施の形態１のプロセスデータ入
出力システムにおけるコントローラのシリアル通信ネッ
トワークインタフェースを示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a serial communication network interface of a controller in the process data input / output system according to the first embodiment of the present invention.
【図３】 この発明の実施の形態１による同期フレーム
受信する毎のＰＩＯ装置の蓄積バッファの切り替え処理
を説明する説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a process of switching a storage buffer of the PIO device each time a synchronization frame is received according to the first embodiment of the present invention.
【図４】 この発明の実施の形態１によるプロセスデー
タメモリ内のプロセスデータ格納フォーマットを示す概
念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram showing a process data storage format in a process data memory according to Embodiment 1 of the present invention.
【図５】 この発明の実施の形態１によるプロセス入出
力システムの動作を示す信号伝送説明図である。FIG. 5 is a signal transmission explanatory diagram showing an operation of the process input / output system according to the first embodiment of the present invention.
【図６】 この発明の実施の形態２によるプロセスデー
タ入出力システムにおけるプロセスデータ入出力装置を
示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a process data input / output device in a process data input / output system according to Embodiment 2 of the present invention.
【図７】 この発明の実施の形態２による送信バッファ
内のプロセスデータ格納フォーマットを示す概念図であ
る。FIG. 7 is a conceptual diagram showing a process data storage format in a transmission buffer according to a second embodiment of the present invention.
【図８】 この発明の実施の形態３によるプロセスデー
タ入出力システムにおけるプロセスデータ入出力装置を
示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing a process data input / output device in a process data input / output system according to Embodiment 3 of the present invention.
【図９】 この発明の実施の形態３による送信バッファ
内のプロセスデータ格納フォーマットを示す概念図であ
る。FIG. 9 is a conceptual diagram showing a process data storage format in a transmission buffer according to Embodiment 3 of the present invention.
【図１０】 この発明の実施の形態３によるシリアル通
信ネットワークインタフェースのマイクロプロセッサの
処理を示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing processing of a microprocessor of a serial communication network interface according to Embodiment 3 of the present invention.
【図１１】 この発明の実施の形態４によるプロセスデ
ータ入出力システムにおけるプロセスデータ入出力装置
を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing a process data input / output device in a process data input / output system according to Embodiment 4 of the present invention.
【図１２】 この発明の実施の形態４による送信バッフ
ァ内のプロセスデータ格納フォーマットを示す概念図で
ある。FIG. 12 is a conceptual diagram showing a process data storage format in a transmission buffer according to Embodiment 4 of the present invention.
【図１３】 この発明の実施の形態５によるローカルメ
モリ内に設けられたＰＩＯ属性テーブルを示す概念図で
ある。FIG. 13 is a conceptual diagram showing a PIO attribute table provided in a local memory according to a fifth embodiment of the present invention.
【図１４】 従来のプロセスデータ入出力システムを示
す構成図およびその動作説明図である。FIG. 14 is a configuration diagram showing a conventional process data input / output system and its operation explanatory diagram.
１ ＰＩＯ装置（プロセス入出力装置）、２ シリアル
通信ＮＩ／Ｆ（シリアル通信ネットワークインタフェー
ス）、３ シリアル通信ネットワーク、１０通信制御回
路（データ送信手段）、１２ サンプリングクロック、
１３ バッファ書き込み制御回路（書き込み制御手
段）、１４，１５ 蓄積バッファ（データ蓄積手段）、
１７ カウンタ（計数手段）、１７ｂ サンプリング遅
延カウンタ（誤差計数手段）、１８ 蓄積バッファあふ
れ検出回路（あふれ検出手段）、１９ 要求時刻精度ク
ロック、２１ マイクロプロセッサ（制御手段）、２３
プロセスデータメモリ（データ格納手段）。1 PIO device (process input / output device), 2 serial communication NI / F (serial communication network interface), 3 serial communication network, 10 communication control circuit (data transmission means), 12 sampling clock,
13 buffer write control circuit (write control means), 14, 15 accumulation buffer (data accumulation means),
17 counter (counting means), 17b sampling delay counter (error counting means), 18 accumulation buffer overflow detection circuit (overflow detection means), 19 required time precision clock, 21 microprocessor (control means), 23
Process data memory (data storage means).
Claims (6)
期でプロセスデータを収集し同期フレームの受信を起点
としてデータ蓄積手段に書き込む書き込み制御手段、お
よびデータ送信要求に応じてそのデータ蓄積手段に書き
込まれたプロセスデータを送信するデータ送信手段から
成る複数のプロセス入出力装置と、それらプロセス入出
力装置に接続されたシリアル通信ネットワークと、その
シリアル通信ネットワークに接続され、複数の上記プロ
セス入出力装置に同期フレームを送信すると共にその同
期フレーム発生時刻を管理し、それらプロセス入出力装
置にデータ送信要求を送信すると共にそれらプロセス入
出力装置から各プロセスデータを受信し、その同期フレ
ーム発生時刻とそれらプロセス入出力装置のサンプリン
グ周期とに基づいて算出した時刻情報を受信された各プ
ロセスデータに付加する制御手段、およびその制御手段
により時刻情報を付加された各プロセスデータを格納す
るデータ格納手段から成るシリアル通信ネットワークイ
ンタフェースとを備えたプロセスデータ入出力システ
ム。1. A writing control unit that collects process data at a sampling cycle according to a required time resolution and writes the process data into a data storage unit starting from reception of a synchronization frame, and writes the process data into the data storage unit in response to a data transmission request. A plurality of process input / output devices comprising data transmission means for transmitting process data; a serial communication network connected to the process input / output devices; and a synchronous frame connected to the serial communication network and provided to the plurality of process input / output devices. And manages the synchronization frame occurrence time, sends a data transmission request to the process input / output devices, receives each process data from the process input / output devices, and determines the synchronization frame occurrence time and the process input / output devices. Based on the sampling period A process data input device comprising: control means for adding the calculated time information to each of the received process data; and a serial communication network interface comprising data storage means for storing each process data to which the time information has been added by the control means. Output system.
区間にデータ蓄積手段に書き込まれたプロセスデータの
個数を計数する計数手段を備え、データ送信手段からそ
れらプロセスデータにその計数データを併せて送信し、
シリアル通信ネットワークインタフェースは、制御手段
において同期フレーム発生時刻とその計数データとプロ
セス入出力装置のサンプリング周期とに基づいて時刻情
報を算出し、受信された各プロセスデータに付加するこ
とを特徴とする請求項１記載のプロセスデータ入出力シ
ステム。2. The process input / output device comprises a counting means for counting the number of process data written in the data storage means in a section of a synchronous frame, and the data transmission means transmits the process data together with the counted data. And
The serial communication network interface calculates time information based on a synchronization frame generation time, count data thereof, and a sampling cycle of the process input / output device in the control means, and adds the time information to each received process data. Item 2. The process data input / output system according to Item 1.
計数値がデータ蓄積手段の最大許容容量を越えたことを
検出するあふれ検出手段を備え、データ送信手段からそ
れらプロセスデータにそのあふれデータを併せて送信
し、シリアル通信ネットワークインタフェースは、制御
手段においてそのあふれデータがその最大許容容量を越
えたことを示している場合に、上記データ蓄積手段の最
大許容容量分のプロセスデータを有効とすることを特徴
とする請求項２記載のプロセスデータ入出力システム。3. The process input / output device comprises an overflow detecting means for detecting that the count value of the counting means exceeds the maximum allowable capacity of the data storage means, and the data transmitting means combines the overflow data with the process data. When the control means indicates that the overflow data has exceeded the maximum allowable capacity, the serial communication network interface determines that the process data corresponding to the maximum allowable capacity of the data storage means is valid. 3. The process data input / output system according to claim 2, wherein:
発振する要求時刻精度クロックと、その要求時刻精度ク
ロックとは異なる周期で発振するサンプリングクロック
と、同期フレームの受信から最初のサンプリングクロッ
クまでの遅延時間を要求時刻精度クロックを計数するこ
とによって検出する誤差計数手段とを備え、データ送信
手段からそれらプロセスデータにその計数データを併せ
て送信し、シリアル通信ネットワークインタフェース
は、制御手段において同期フレーム発生時刻とその計数
データとプロセス入出力装置のサンプリング周期とに基
づいて時刻情報を算出し、受信された各プロセスデータ
に付加することを特徴とする請求項２または請求項３記
載のプロセスデータ入出力システム。4. A process input / output device comprising: a request time precision clock oscillating with a required time precision; a sampling clock oscillating at a cycle different from the required time precision clock; Error counting means for detecting a delay time by counting a required time precision clock, transmitting the process data together with the count data from the data transmission means, and the serial communication network interface controls the control means to generate a synchronous frame. 4. The process data input / output according to claim 2, wherein time information is calculated based on the time, the count data thereof, and a sampling cycle of the process input / output device, and added to each of the received process data. system.
スは、各プロセス入出力装置が時系列に蓄積されたプロ
セスデータを有するか否か、そのサンプリング周期およ
びデータ蓄積手段容量の属性を各プロセス入出力装置毎
に設定自在な属性テーブルを備え、制御手段においてそ
の属性テーブルに設定された属性に応じて複数の属性の
異なるプロセス入出力装置から受信された各プロセスデ
ータに時刻情報を付加することを特徴とする請求項１か
ら請求項４のうちのいずれか１項記載のプロセスデータ
入出力システム。5. The serial communication network interface sets, for each process input / output device, whether or not each process input / output device has process data stored in time series, a sampling period thereof, and an attribute of a data storage means capacity. And a control means for adding time information to each process data received from the process input / output devices having a plurality of different attributes according to the attributes set in the attribute table. The process data input / output system according to any one of claims 1 to 4.
クインタフェースにシリアル通信ネットワークを介して
複数のプロセス入出力装置が接続され、それらコントロ
ーラおよびプロセス入出力装置間でプロセスデータの入
出力を行うプロセスデータ入出力方法において、複数の
上記プロセス入出力装置では、要求時間分解能に応じた
サンプリング周期でプロセスデータを収集して蓄積し、
上記シリアル通信ネットワークインタフェースでは、そ
れらプロセス入出力装置に１スキャン毎の同期フレーム
を送信すると共にその同期フレーム発生時刻を管理し、
それらプロセス入出力装置では、前回スキャンと今回ス
キャンの同期フレームの区間に蓄積されたプロセスデー
タを一括してそのシリアル通信ネットワークインタフェ
ースに送信し、そのシリアル通信ネットワークインタフ
ェースでは、その同期フレーム発生時刻とそれらプロセ
ス入出力装置のサンプリング周期とに基づいて算出した
時刻情報を受信された各プロセスデータに付加して蓄積
することを特徴とするプロセスデータ入出力方法。6. A process data input / output method in which a plurality of process input / output devices are connected to a serial communication network interface of a controller via a serial communication network and input / output process data between the controller and the process input / output devices. The plurality of process input / output devices collect and accumulate process data at a sampling cycle corresponding to a required time resolution,
The serial communication network interface transmits a synchronous frame for each scan to the process input / output devices and manages the synchronous frame occurrence time.
These process I / O devices collectively transmit the process data stored in the section of the synchronization frame between the previous scan and the current scan to the serial communication network interface, and the serial communication network interface determines the synchronization frame occurrence time and A process data input / output method, wherein time information calculated based on a sampling cycle of a process input / output device is added to each received process data and accumulated.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10153242A JPH11345177A (en) | 1998-06-02 | 1998-06-02 | System and method for inputting/outputting process data |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10153242A JPH11345177A (en) | 1998-06-02 | 1998-06-02 | System and method for inputting/outputting process data |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11345177A true JPH11345177A (en) | 1999-12-14 |
Family
ID=15558175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10153242A Abandoned JPH11345177A (en) | 1998-06-02 | 1998-06-02 | System and method for inputting/outputting process data |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11345177A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006127069A (en) * | 2004-10-28 | 2006-05-18 | Mitsubishi Electric Corp | Plant monitoring control system |
| JP2013196307A (en) * | 2012-03-19 | 2013-09-30 | Fanuc Ltd | Numerical control system for performing time measurement by io unit |
| JP2016219062A (en) * | 2010-09-09 | 2016-12-22 | フィッシャー−ローズマウント システムズ，インコーポレイテッド | Method and apparatus for collecting process control data, and article of manufacture |
-
1998
- 1998-06-02 JP JP10153242A patent/JPH11345177A/en not_active Abandoned
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006127069A (en) * | 2004-10-28 | 2006-05-18 | Mitsubishi Electric Corp | Plant monitoring control system |
| JP2016219062A (en) * | 2010-09-09 | 2016-12-22 | フィッシャー−ローズマウント システムズ，インコーポレイテッド | Method and apparatus for collecting process control data, and article of manufacture |
| JP2013196307A (en) * | 2012-03-19 | 2013-09-30 | Fanuc Ltd | Numerical control system for performing time measurement by io unit |
| US9377770B2 (en) | 2012-03-19 | 2016-06-28 | Fanuc Corporation | Numerical control system using I/O unit for time measurement |
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|---|---|---|---|
| A762 | Written abandonment of application |
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