(57)【要約】【課題】汎用ネットワークに接続できない旧型のプロセス制御計算機でも、既設Ｓ／Ｗはそのままで機能追加Ｓ／Ｗのみを製作することで安価に機能増強ができるプロセス制御計算機の拡張装置を得る。【解決手段】計算機１には、外部からの制御によりメモリ３上のデータをＣＰＵを介さずにアクセスするリモートＤＭＡ７が設けられ、計算機１を機能拡張するＰＣ９には、リモートＤＭＡ７に接続されたリモートＤＭＡアダプタ１０と、このリモートＤＭＡアダプタ１０及びリモートＤＭＡ７を介してメモリ３からデータを取得し、取得したデータを用いて追加機能の処理を行う追加機能用アプリケーション２８とが設けられ、この追加機能用アプリケーション２８により処理された結果のデータは、リモートＤＭＡアダプタ１０及びリモートＤＭＡ７を介して計算機１のメモリ３に書き込まれる。【選択図】                図１
2004326336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データが記憶されるメモリとこのメモリのデータを用いてプラントを制御するプロセス制御アプリケーションとを有するプロセス制御計算機に配置され、外部からの制御により上記メモリ上のデータをＣＰＵを介さずにアクセスするリモートＤＭＡ、及び上記プロセス制御アプリケーションを補足する追加機能を有するパーソナルコンピュータを備え、上記パーソナルコンピュータは、上記プロセス制御計算機のリモートＤＭＡに接続されたリモートＤＭＡアダプタと、このリモートＤＭＡアダプタ及び上記リモートＤＭＡを介して上記メモリからデータを取得すると共に上記取得したデータを用いて上記追加機能による処理を行う追加機能用アプリケーションとによって構成され、上記追加機能用アプリケーションにより処理された結果のデータは、上記リモートＤＭＡアダプタ及び上記リモートＤＭＡを介して、上記プロセス制御計算機のメモリに書き込まれることを特徴とするプロセス制御計算機の拡張装置。
【請求項２】
上記リモートＤＭＡ及び上記リモートＤＭＡアダプタに割込み機能を設け、上記プロセス制御計算機及び上記パーソナルコンピュータは、上記割込み機能を介してイベント通知することにより上記プロセス制御計算機及び上記パーソナルコンピュータ間の同期を取ることを特徴とする請求項１記載のプロセス制御計算機の拡張装置。
【請求項３】
上記リモートＤＭＡ及び上記リモートＤＭＡアダプタに割込み機能を設けると共に、上記プロセス制御計算機のメモリに上記パーソナルコンピュータとの間で送受信されるデータを伝文として格納するメッセージ領域を設け、上記プロセス制御計算機及び上記パーソナルコンピュータは、上記割込み機能を介するイベントとして、上記メッセージ領域の伝文をメッセージ通信することにより上記プロセス制御計算機及び上記パーソナルコンピュータ間のデータの送受信を行うことを特徴とする請求項１記載のプロセス制御計算機の拡張装置。
【請求項４】
上記プロセス制御計算機には、上記リモートＤＭＡを初期化するリモートＤＭＡ初期化ソフトウエアが設けられ、上記リモートＤＭＡ初期化ソフトウエアにより、上記メモリの内、上記パーソナルコンピュータによりアクセスが許可される領域を設定するように上記リモートＤＭＡが初期化されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のプロセス制御計算機の拡張装置。
【請求項５】
上記パーソナルコンピュータは、汎用ネットワークに接続され、上記プロセス制御計算機と上記汎用ネットワークに接続された機器との間の通信を上記追加機能用アプリケーションにより仲介するようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のプロセス制御計算機の拡張装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プロセス制御ライン等のプラントを制御または監視するプロセス制御計算機の拡張装置に関し、特に、汎用ネットワークを用いることが出来ない旧型プロセス制御計算機の機能拡張を行うプロセス制御計算機の拡張装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年のＰＣ（パーソナルコンピュータ）の高性能化に伴い、１９８０年代の旧型プロセス制御計算機と比べて千倍以上のＣＰＵ性能差が開いている。そこで、プロセス制御や監視の分野でもＰＣを用いることが一般的になっている。そのＰＣと他の制御機器を高速に接続するのにイーサネット（登録商標）等の汎用ネットワークを用いている。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−１６０６３６号公報（第３〜５頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
１９８０年代に開発されたプロセス制御計算機は、長期保守体制が整っていることもあり、鉄鋼分野などで現在でも使われているが、生産能力向上や品質向上、新品種への対応など、機能増強が求められている。しかしながら、計算機ＣＰＵの処理能力不足から機能増強に対応できない状態になっているシステムもある。この場合は、本来なら、計算機自体の更新が必要であるが、Ｈ／Ｗ（ハードウエア）価格の安いＰＣを用いた場合も、システム毎にプロセス制御用の独自Ｓ／Ｗ（ソフトウエア）資産を抱えるため、その改修に高額な費用が必要であるなどの問題があった。
【０００５】
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あり、汎用ネットワークに接続できない旧型のプロセス制御計算機でも、既設Ｓ／Ｗはそのままで機能追加Ｓ／Ｗのみを製作することで安価に機能増強ができるプロセス制御計算機の拡張装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るプロセス制御計算機の拡張装置においては、データが記憶されるメモリとこのメモリのデータを用いてプラントを制御するプロセス制御アプリケーションとを有するプロセス制御計算機に配置され、外部からの制御によりメモリ上のデータをＣＰＵを介さずにアクセスするリモートＤＭＡ、及びプロセス制御アプリケーションを補足する追加機能を有するパーソナルコンピュータを備え、パーソナルコンピュータは、プロセス制御計算機のリモートＤＭＡに接続されたリモートＤＭＡアダプタと、このリモートＤＭＡアダプタ及びリモートＤＭＡを介してメモリからデータを取得すると共に取得したデータを用いて追加機能による処理を行う追加機能用アプリケーションとによって構成され、追加機能用アプリケーションにより処理された結果のデータは、リモートＤＭＡアダプタ及びリモートＤＭＡを介して、プロセス制御計算機のメモリに書き込まれるものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１に基づいて説明する。
図１は、この発明の実施の形態１によるプロセス制御計算機の拡張装置を示すＨ／Ｗブロック図である。
図１において、計算機１は、システムバスによって接続されたＣＰＵ２と、メモリ３、ハードディスク（ＤＩＳＫ）４、ＤＭＡ５、各種入出力Ｉ／Ｆ６、リモートＤＭＡ７から構成される。ＤＩＳＫ４等の高速入出力装置を除き、外部への入出力は、ＤＭＡ５経由で各種入出力Ｉ／Ｆ６により行われる。ＰＣ９は、ＰＣＩブリッジを介してＰＣＩバスによって接続されたＣＰＵ１１、メモリ１２、リモートＤＭＡアダプタ１０から構成される。計算機１とＰＣ９は、リモートＤＭＡ７とリモートＤＭＡアダプタ１０を用いて、専用のリモートＤＭＡバス８により接続される。
【０００８】
図２は、この発明の実施の形態１によるプロセス制御計算機の拡張装置を示す機能ブロック図である。
図２において、計算機１は、従来のプロセス制御アプリケージョン２１と、その動作に必要なプロセス制御データ２２と、それらＳ／Ｗを管理する専用ＯＳ２３から構成される。ＰＣ９は、リモートＤＭＡアダプタ１０を介してメモリ３にあるプロセス制御データ２２にアクセスするリモートＤＭＡドライバ２４と、ＰＣ９のシステム全体を管理するＯＳ２５と、メモリ３にあるプロセス制御データ２２にアクセスするＩ／Ｆを供給するリモートメモリアクセス関数２６と、機能拡張部分を処理する追加機能用アプリケーション２８とから構成される。ＯＳ２５は、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）やＬｉｎｕｘ等の一般的なものが用いられる。
【０００９】
次に、動作について説明する。
追加機能用アプリケーション２８は、機能拡張部分の処理に必要なデータを、プロセス制御データ２２から取得するため、リモートメモリアクセス関数２６にメモリ３のアドレスとサイズを指定して読み出すように要求する。この要求は、リモートメモリアクセス関数２６→ＯＳ２５→リモートＤＭＡドライバ２４→リモートＤＭＡアダプタ１０→リモートＤＭＡバス８→リモートＤＭＡ７の順により、リモートＤＭＡ７に伝えられる。リモートＤＭＡ７は、メモリ３より指定されたアドレスから指定サイズを読み出す。そして、リモートＤＭＡ７→リモートＤＭＡバス８→リモートＤＭＡアダプタ１０→リモートＤＭＡドライバ２４→ＯＳ２５→リモートメモリアクセス関数２６→追加機能用アプリケーション２８の順によりＰＣ９に返される。
追加機能用アプリケーション２８は、この処理を繰り返し、必要なデータを採取する。全てのデータが整えば、機能追加する処理を実施する。その結果データを、リモートメモリアクセス関数２６に、メモリ３のアドレスとサイズを指定して書込みを要求する。この要求は、読出し時と同じ経路でリモートＤＭＡ７に伝えられ、メモリ３に書き込まれる。書込み完了は、読出し時の読出しデータと同じ経路で、リモートメモリアクセス関数２６に返り、追加機能用アプリケーション２８に戻って来る。
このようにして、計算機１の従来のプロセス制御アプリケージョン２１もそのままにして、ＣＰＵ２に負荷をかけない、機能拡張を実現することができる。
【００１０】
実施の形態１によれば、旧型のプロセス制御計算機にＣＰＵを介さずにＰＣを接続する構成にしたので、従来アプリケーションの改修も不要でかつ、計算機ＣＰＵの処理余裕度と無関係に機能拡張が可能となる。これにより、処理能力不足に伴うプロセス制御計算機の更新と同等の効果を、容易かつ安価に得ることができる。
【００１１】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２によるプロセス制御計算機の拡張装置を示す機能ブロック図である。
図３において、１、８、９、２１〜２６、２８は図２におけるものと同一のものである。計算機１は、割込み機能付きリモートＲＤＭＡ３３を有し、この割込み機能付きリモートＲＤＭＡ３３は、リモートＤＭＡバス８を介して、ＰＣ９の割込み機能付きリモートＲＤＭＡアダプタ３４に接続される。計算機１には、イベント送信関数３１と、イベント受信関数３２が設けられている。ＰＣ９には、イベント受信関数３５と、イベント送信関数３６が設けられている。
【００１２】
実施の形態１では、従来のプロセス制御アプリケージョン２１と追加機能用アプリケーション２８は、非同期にプロセス制御データ２２の値を元に動作している。実施の形態２は、図３に示されるように、イベント送受信機能を、Ｈ／Ｗ割込みと数十バイト程度のデータを伝えられる割込み機能付リモートＲＤＭＡ３３と、同様の割込み機能を付加した割込み機能付リモートＲＤＭＡアダプタ３４のＨ／Ｗで実現するものである。そのアプリケーションＩ／Ｆとして、計算機１では、イベント送信関数３１、イベント受信関数３２を新たに設ける。ＰＣ９では、イベント受信関数３５と、イベント送信関数３６を新たに設ける。
【００１３】
次に、動作について説明する。
プロセス制御アプリケージョン２１から追加機能を実行するタイミングをイベント送信関数３１に伝え、そのイベントがイベント送信関数３１→ＯＳ２３→割込み機能付リモートＲＤＭＡ３３→リモートＤＭＡバス８→割込み機能付リモートＲＤＭＡアダプタ３４→リモートＤＭＡドライバ２４→ＯＳ２５→イベント受信関数３５→追加機能用アプリケーション２８と伝わる。
追加機能用アプリケーション２８は、実施の形態１と同様にプロセス制御データ２２を読み込み、追加機能を実行し、結果をプロセス制御データ２２に書き込む。その通知をイベント送信関数３６に伝え、そのイベントがイベント送信関数３６→ＯＳ２５→リモートＤＭＡドライバ２４→割込み機能付リモートＲＤＭＡアダプタ３４→リモートＤＭＡバス８→割込み機能付リモートＲＤＭＡ３３→ＯＳ２３→イベント受信関数３２→プロセス制御アプリケージョン２１と伝わり、プロセス制御アプリケージョン２１は追加機能の完了を知る。
【００１４】
実施の形態２によれば、このようにして、わずかなプロセス制御アプリケージョン２１の改修でＣＰＵ負荷も殆ど要しない、ＰＣ９の機能拡張と同期が取れた拡張装置を実現することができる。
【００１５】
実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３によるプロセス制御計算機の拡張装置を示す機能ブロック図である。
図４において、１、８、９、２１〜２５、２８、３３、３４は図３におけるものと同一のものである。計算機１には、メッセージ領域４１と、メッセージ送信関数４２と、メッセージ受信関数４３が設けられ、ＰＣ９には、メッセージ受信関数４４と、メッセージ送信関数４５が設けられている。
実施の形態１および実施の形態２では、追加機能用アプリケーション２８がプロセス制御データ２２にアクセスして動作している。実施の形態３は、図４に示されるように、メッセージ送受信を、メモリ上にメッセージ領域４１を設けることにより、計算機１のアプリケーションＩ／Ｆのメッセージ送信４２およびメッセージ受信４３と、ＰＣ９のアプリケーションＩ／Ｆのメッセージ受信４４およびメッセージ送信４５が、メッセージ領域４１を用いて伝文の送受信を実現するものである。
【００１６】
次に、動作について説明する。
プロセス制御アプリケージョン２１から追加機能の実行に必要なデータをプロセス制御データ２２より取得して、メッセージ送信４２に伝える。メッセージ送信４２は、データを伝文としてメッセージ領域４１に格納し、この伝文をイベントとして、メッセージ送信４２→ＯＳ２３→割込み機能付リモートＲＤＭＡ３３→リモートＤＭＡバス８→割込み機能付リモートＲＤＭＡアダプタ３４→リモートＤＭＡドライバ２４→ＯＳ２５→メッセージ受信４４に伝える。
ＰＣ９のメッセージ受信４４は、伝文をＯＳ２５→リモートＤＭＡドライバ２４→割込み機能付リモートＲＤＭＡアダプタ３４→リモートＤＭＡバス８→割込み機能付リモートＲＤＭＡ３３→メッセージ領域４１→割込み機能付リモートＲＤＭＡ３３→リモートＤＭＡバス８→割込み機能付リモートＲＤＭＡアダプタ３４→リモートＤＭＡドライバ２４→ＯＳ２５→メッセージ受信４４の順で取り出し、追加機能用アプリケーション２８に伝える。
【００１７】
追加機能用アプリケーション２８は、機能追加する処理を実施する。その結果データを、メッセージ送信４５に渡す。メッセージ送信４５は、先ほどのメッセージ受信４４と同じ順路で伝文をメッセージ領域４１に格納し、イベントをメッセージ送信４５→ＯＳ２５→リモートＤＭＡドライバ２４→割込み機能付リモートＲＤＭＡアダプタ３４→リモートＤＭＡバス８→割込み機能付リモートＲＤＭＡ３３→ＯＳ２３→メッセージ受信４３と伝える。メッセージ受信４３は、伝文をメッセージ領域４１から取り出し、プロセス制御アプリケージョン２１に伝える。プロセス制御アプリケージョン２１は、追加機能の完了を知る。
【００１８】
実施の形態３によれば、このようにして、アプリケーションは容易にＰＣ９の機能拡張と同期が取れた拡張装置を実現することができる。
【００１９】
実施の形態４．
図５は、この発明の実施の形態４によるプロセス制御計算機の拡張装置を示す機能ブロック図である。
図５において、１、７〜１０、２１〜２６、２８は図２におけるものと同一のものである。計算機１には、リモートＤＭＡ初期化Ｓ／Ｗ５１が設けられている。
図６は、この発明の実施の形態４によるプロセス制御計算機の拡張装置のメモリ領域構成を示す図である。
図６では、リモートＤＭＡ初期化Ｓ／Ｗ５１からＰＣ９にアクセスを許可するメモリ領域を示し、プロセス制御データ２２とメッセージ領域４１へのアクセスが許可される。
【００２０】
実施の形態１〜実施の形態３では、メモリ３の内容が全てリモートＤＭＡ７から読み書きできる。実施の形態４は、図５に示されるように、計算機１にリモートＤＭＡ初期化Ｓ／Ｗ５１を設け、計算機立上げ時に、このリモートＤＭＡ初期化Ｓ／Ｗ５１からＰＣ９にアクセスを許可するメモリ領域を、リモートＤＭＡ７に設定する。これにより、図６のように、ＰＣ９に関係する領域のみアクセスを許すことになる。
【００２１】
実施の形態４によれば、このようにして、機能追加に無関係なメモリ領域を保護できる拡張装置を実現することができる。
【００２２】
実施の形態５．
図７は、この発明の実施の形態５によるプロセス制御計算機の拡張装置を示す構成図である。
図７において、１、７〜１０、２１、２２、２８は図２におけるものと同一のものである。ＰＣ９には、イーサネット（登録商標）７１を介して、制御機器７２と、計測機器７３と、プリンタ７４と、ＰＣ７５が接続されている。
【００２３】
実施の形態１〜実施の形態４では、ＰＣ９内で追加機能を実現している。実施の形態５は、図７に示されるように、ＰＣ９をイーサネット（登録商標）７１等の汎用ネットワークに接続することにより、制御機器７２や計測器７３、プリンタ７４、パソコン７５等と計算機１が追加機能用アプリケーション２８を介して通信可能となる。
【００２４】
実施の形態５によれば、このようにして、汎用ネットワークに接続可能な機器の利用を可能とする拡張装置を実現することができる。
【００２５】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように、データが記憶されるメモリとこのメモリのデータを用いてプラントを制御するプロセス制御アプリケーションとを有するプロセス制御計算機に配置され、外部からの制御によりメモリ上のデータをＣＰＵを介さずにアクセスするリモートＤＭＡ、及びプロセス制御アプリケーションを補足する追加機能を有するパーソナルコンピュータを備え、パーソナルコンピュータは、プロセス制御計算機のリモートＤＭＡに接続されたリモートＤＭＡアダプタと、このリモートＤＭＡアダプタ及びリモートＤＭＡを介してメモリからデータを取得すると共に取得したデータを用いて追加機能による処理を行う追加機能用アプリケーションとによって構成され、追加機能用アプリケーションにより処理された結果のデータは、リモートＤＭＡアダプタ及びリモートＤＭＡを介して、プロセス制御計算機のメモリに書き込まれるので、旧型のプロセス制御計算機のプロセス制御アプリケーションを改修することなく、プロセス制御計算機のＣＰＵの処理余裕度と無関係に機能拡張を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１によるプロセス制御計算機の拡張装置を示すＨ／Ｗブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるプロセス制御計算機の拡張装置を示す機能ブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態２によるプロセス制御計算機の拡張装置を示す機能ブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態３によるプロセス制御計算機の拡張装置を示す機能ブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態４によるプロセス制御計算機の拡張装置を示す機能ブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態４によるプロセス制御計算機の拡張装置のメモリ領域構成を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態５によるプロセス制御計算機の拡張装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１  計算機、２  ＣＰＵ、３  メモリ、４  ハードディスク（ＤＩＳＫ）、
５  ＤＭＡ、６  各種入出力Ｉ／Ｆ、７  リモートＤＭＡ、
８  リモートＤＭＡバス、９  ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、
１０  リモートＤＭＡアダプタ、１１  ＣＰＵ、１２  メモリ、
２１  プロセス制御アプリケージョン、２２  プロセス制御データ、
２３  専用ＯＳ、２４  リモートＤＭＡドライバ、２５  ＯＳ、
２６  リモートメモリアクセス関数、２８  追加機能用アプリケーション、
３１  イベント送信関数、３２  イベント受信関数、
３３  割込み機能付きリモートＲＤＭＡ、
３４  割込み機能付きリモートＲＤＭＡアダプタ、３５  イベント受信関数、
３６  イベント送信関数、４１  メッセージ領域、４２  メッセージ送信関数、４３  メッセージ受信関数、４４  メッセージ受信関数、
４５  メッセージ送信関数、５１  リモートＤＭＡ初期化Ｓ／Ｗ、
７１  イーサネット（登録商標）、７２  制御機器、７３  計測機器、７４  プリンタ、
７５  ＰＣ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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