(57)【要約】【課題】  上位バスとは規格の異なるフィールドバスと上位コントローラ間に接続される通信インターフェイス手段にフィールドバスがシングルの場合と二重化した場合の場合分け処理機能を持たせた分散型制御装置を提供する。【解決手段】  上位バスとは規格の異なるフィールドバスに接続されたスレーブ機器と上位のコントローラとが通信する分散型制御装置において、前記コントローラと前記フィールドバス間に接続され、前記コントローラと前記スレーブ機器との通信を仲介する制御側通信インターフェイス手段と、前記コントローラと前記フィールドバス間に接続された待機側通信インターフェイス手段とを有する分散型制御装置である。【選択図】                    図１
2005032087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上位バスとは規格の異なるフィールドバスに接続されたスレーブ機器と上位のコントローラとが通信する分散型制御装置において、
前記コントローラと前記フィールドバス間に接続され、前記コントローラと前記スレーブ機器との通信を仲介する制御側通信インターフェイス手段と、
前記コントローラと前記フィールドバス間に接続された待機側通信インターフェイス手段と、
を有することを特徴とする分散型制御装置。
【請求項２】
前記制御側通信インターフェイス手段は、前記スレーブ機器との通信異常を監視し異常時に二重化切換え要求を行なう第１の切換え要求手段を有し、前記待機側通信インターフェイス手段は、定周期で前記制御側通信インターフェイス手段と診断通信し異常時に二重化切換え要求を行なう第２の切換え要求手段を有することを特徴とする請求項１記載の分散型制御装置。
【請求項３】
前記フィールドバスを二重化すると共に、その一方を介して前記制御側通信インターフェイス手段が前記スレーブ機器と通信し、他方を介して待機側通信インターフェイス手段が前記スレーブ機器と通信することを特徴とする請求項１記載の分散型制御装置。
【請求項４】
前記制御側通信インターフェイス手段は、前記スレーブ機器との通信異常を監視し異常時に二重化切換え要求を行なう第１の切換え要求手段を有し、前記待機側通信インターフェイス手段は、前記スレーブ機器との通信異常を監視し正常時に二重化切換え要求を行なう第２の切換え要求手段を有することを特徴とする請求項３記載の分散型制御装置。
【請求項５】
前記コントローラは、前記第１及び第２の切換え要求手段のステータス情報を受け、共に切換の条件が成立したときに前記通信インターフェイスとの接続を制御側より待機側に切り替える二重化切換処理手段を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の分散型制御装置。
【請求項６】
前記フィールドバスは、PROFIBUS規格に準拠するフィールドバスであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の分散型制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汎用的なフィールドバス、例えばファウンデーション（FOUNDATION）フィールドバス仕様に準拠する分散型制御システムに、これとは規格の異なるスレーブ機器、例えばプロフィバス（PROFIBUS）規格に準拠した機器を混在して接続した場合に、スレーブ機器又はフィールドバスを二重化した分散型制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
分散型制御装置の二重化については特許文献に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１２７１７９号公報
【０００４】
図４は、汎用的なフィールドバス、例えばFOUNDATIONフィールドバス仕様に準拠する分散型制御システム（以下ＤＣＳ）に、これとは規格の異なるフィールド機器、例えばPROFIBUS規格のスレーブ機器を混在して接続した場合のシステム構成を示す。
【０００５】
１はヒューマンインターフェイス機能を有するインフォメーション・コマンドステーション（以下ＩＣＳ）、２は制御バス、３はこの制御バスを介してＩＣＳ１と通信するコントローラである。
【０００６】
４はリモートＩ／Ｏバス、５はこのリモートＩ／Ｏバスを介してコントローラ３と通信する通信インターフェイス手段、６はFOUNDATIONフィールドバス、７１及び７２はこのFOUNDATIONフィールドバスを介して通信インターフェイス手段５と通信するスレーブ機器である。
【０００７】
コントローラ３において、３ａは制御を実行するためのアプリケーションプログラムプログラム、３ｂはリモートＩ／Ｏバス４を介して通信インターフェイス手段５と通信する通信インターフェイス部である。
【０００８】
鎖線のブロックＡは、ＤＣＳとは規格の異なるフィールド機器、例えばPROFIBUS規格のスレーブ機器を混在して接続した領域を示す。領域Ａにおいて、８はPROFIBUS、９１及び９２はこのPROFIBUSに接続されたスレーブ機器、１０はリモートＩ／Ｏバス４を介してコントローラ３と通信する通信インターフェイス手段である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来装置では、次のような問題点がある。
（１）PROFIBUS規格に準拠したスレーブ機器では、システムの信頼性を確保するために、通信インターフェイス手段１０を二重化したり、PROFIBUS８を二重化したい要求に対して機器のインターフェイス部が対応していない場合があり、二重化が困難であった。
（２）PROFIBUS８をシングル構成とした場合と二重化構成とした場合では、コントローラ３内にこの場合分けを処理する機能を追加するための特別設計を必要とし、コントローラ３の汎用性を阻害する。
【００１０】
本発明の目的は、上位バスとは規格の異なるフィールドバスと上位コントローラ間に接続される通信インターフェイス手段にフィールドバスがシングルの場合と二重化した場合の場合分け処理機能を持たせた分散型制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
上位バスとは規格の異なるフィールドバスに接続されたスレーブ機器と上位のコントローラとが通信する分散型制御装置において、
前記コントローラと前記フィールドバス間に接続され、前記コントローラと前記スレーブ機器との通信を仲介する制御側通信インターフェイス手段と、
前記コントローラと前記フィールドバス間に接続された待機側通信インターフェイス手段と、
を有することを特徴とする分散型制御装置である。
【００１２】
請求項２記載の発明は、
前記制御側通信インターフェイス手段は、前記スレーブ機器との通信異常を監視し異常時に二重化切換え要求を行なう第１の切換え要求手段を有し、前記待機側通信インターフェイス手段は、定周期で前記制御側通信インターフェイス手段と診断通信し異常時に二重化切換え要求を行なう第２の切換え要求手段を有することを特徴とする請求項１記載の分散型制御装置である。
【００１３】
請求項３記載の発明は、
前記フィールドバスを二重化すると共に、その一方を介して前記制御側通信インターフェイス手段が前記スレーブ機器と通信し、他方を介して待機側通信インターフェイス手段が前記スレーブ機器と通信することを特徴とする請求項１記載の分散型制御装置である。
【００１４】
請求項４記載の発明は、
前記制御側通信インターフェイス手段は、前記スレーブ機器との通信異常を監視し異常時に二重化切換え要求を行なう第１の切換え要求手段を有し、前記待機側通信インターフェイス手段は、前記スレーブ機器との通信異常を監視し正常時に二重化切換え要求を行なう第２の切換え要求手段を有することを特徴とする請求項３記載の分散型制御装置である。
【００１５】
請求項５記載の発明は、
前記コントローラは、前記第１及び第２の切換え要求手段のステータス情報を受け、共に切換の条件が成立したときに前記通信インターフェイスとの接続を制御側より待機側に切り替える二重化切換処理手段を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の分散型制御装置である。
【００１６】
請求項６記載の発明は、
前記フィールドバスは、PROFIBUS規格に準拠するフィールドバスであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の分散型制御装置である。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果が得られる。
（１）上位コントローラは、冗長化された通信インターフェイス手段のフラグのステータス情報のみに基づいて速やかに制御／待機の切換えを実行でき、制御／待機の切換え時にあってもスレーブ機器のデータを継続して参照することができる。
（２）上位コントローラは、冗長化された通信インターフェイス手段のフラグのみを受信する単純設計とすることができる。即ち、フィールドバスのシングル構成及び二重化構成の場合分けによるフラグの条件設定は、通信インターフェイス手段側に受け持たせており、上位コントローラ側では場合分けによる設計を一切考慮する必要がないので、汎用性を阻害することがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例を示す構成図である。
以下本発明実施態様を、図面を用いて説明する。図１はPROFIBUSシングルの構成に本発明を適用した場合の分散型制御装置の機能ブロック図である。図４で説明した従来装置と同一要素には同一記号を付して説明を省略する。
【００１９】
図１の領域Ａにおいて、PROFIBUS８はシングル構成をとる。９１及び９２はこのPROFIBUS８に接続されたスレーブ機器である。１０１は、リモートＩ／Ｏバス４とPROFIBUS８の間に接続され、コントローラ３と通信する制御側通信インターフェイス手段である。１０２は、リモートＩ／Ｏバス４とPROFIBUS８の間に接続された待機側通信インターフェイス手段である。
【００２０】
制御側通信インターフェイス手段１０１において、１０１ａはスレーブ監視部であり、スレーブ機器９１及び９２の異常を監視する。１０１ｂは第１の切換え要求手段であり、スレーブ監視部１０１ａの異常検出のパターンにより切換え要求フラグをオン又はオフとする。
【００２１】
待機側通信インターフェイス手段において、１０２ａは診断部であり、制御側通信インターフェイス手段１０１に定周期で診断通信を行ない、その異常を監視する。１０２ｂは第２の切換え要求手段であり、診断部１０２ａの異常検出のパターンにより切換え要求フラグをオン又はオフとする。
【００２２】
図２は、二重化切換え要求フラグの設定条件テーブルである。バス／スレーブシングル方式では、制御側の第１の切換え要求手段１０１ｂのフラグは、スレーブ機器全てが異常でオン、スレーブ機器全てが正常でオフとなる。待機側の第２の切換え要求手段１０２ｂのフラグは、診断結果が不良であればオン、ＯＫならばオフとなる。
【００２３】
図１へ戻り、２００は、上位のコントローラであり、アプリケーションプログラム２００ａ及び通信インターフェイス部２００ｂは、図４のコントローラ３におけるアプリケーションプログラム３ａ及び通信インターフェイス部３ｂと同一機能である。
【００２４】
２００ｃは切換え要求ステータス判断部であり、前記第１の切換え要求手段１０１ｂ及び第２の切換え要求手段１０２ｂのフラグ情報を受け、両者のフラグが共にオンの条件が成立したときに切換え信号Ｓを発生する。
【００２５】
２００ｄは二重化切換処理手段であり、切換え要求ステータス判断部２００ｃからの切換え信号Ｓを受けると、通信インターフェイス部２００ｂに対して通信インターフェイス手段との接続を制御側１０１より待機側１０２に切り替える処理を指示する。
【００２６】
このような構成において、例えば制御側通信インターフェイス手段１０１とPROFIBUS８を接続するバスのＰ点に異常が発生したケースを想定すると、制御側通信インターフェイス手段１０１は全てのスレーブ機器と通信できなくなるので、スレーブ監視部１０１ａは異常を検出し、第１の切換え要求手段１０１ｂの切換え要求フラグはスレーブ機器全てが異常のためオンとなる。
【００２７】
待機側通信インターフェイス手段１０２は、制御側との診断通信でＰ点異常のために通信が不可能となるので、診断部１０２ａは診断不良を検出し、第２の切換え要求手段１０２ｂの切換え要求フラグもオンとなる。
【００２８】
コントローラ２００の切換え要求ステータス判断部２００ｃは、第１の切換え要求手段１０１ｂ及び第２の切換え要求手段１０２ｂのフラグ情報を受け、両者のフラグが共にオンの条件が成立しているので、切換え信号Ｓを発生し、切換え処理が実行される。
【００２９】
図３はPROFIBUSを二重化した構成に本発明を適用した場合の分散型制御装置の機能ブロック図である。PROFIBUSは、８１及び８２で示すように二重化されている。制御側通信インターフェイス手段１０１は、リモートＩ／Ｏバス４と第１のPROFIBUS８１の間に接続され、コントローラ３と通信する。待機側通信インターフェイス手段１０２は、リモートＩ／Ｏバス４と第２のPROFIBUS８２との間に接続されている。
【００３０】
待機側通信インターフェイス手段１０２において、図１の構成と異なる要素はスレーブ監視部１０２ｃであり、第２のPROFIBUS８２を介してスレーブ機器９の異常を監視する。第２の切換え要求手段１０２ｂは、スレーブ監視部１０２ｃの異常検出パターンにより切換え要求フラグをオン又はオフとする。
【００３１】
図２の二重化切換え要求フラグの設定条件テーブルのバス／スレーブ二重化方式を参照すれば、制御側の第１の切換え要求手段１０１ｂのフラグは、スレーブ機器全てが異常でオン、スレーブ機器が１台でも正常でオフとなる。待機側の第２の切換え要求手段１０２ｂのフラグは、スレーブ機器全てが正常でオン、スレーブ機器が１台でも異常ならでオフとなる。
【００３２】
このような構成において、例えば制御側通信インターフェイス手段１０１と第１PROFIBUS８１を接続するバスのＱ点に異常が発生したケースを想定すると、制御側通信インターフェイス手段１０１は全てのスレーブ機器と通信できなくなるので、スレーブ監視部１０１ａは異常を検出し、スレーブ機器全てが異常ため第１の切換え要求手段１０１ｂの切換え要求フラグはオンとなる。
【００３３】
待機側通信インターフェイス手段１０２はＱ点に異常の影響を受けないので全てのスレーブ機器が正常のために第２の切換え要求手段１０２ｂの切換え要求フラグはオンとなる。
【００３４】
コントローラ２００の切換え要求ステータス判断部２００ｃは、第１の切換え要求手段１０１ｂ及び第２の切換え要求手段１０２ｂのフラグ情報を受け、両者のフラグが共にオンの条件が成立しているので、切換え信号Ｓを発生し、切換え処理が実行される。
【００３５】
本発明の特徴は、コントローラ３が、冗長化された通信インターフェイス手段１０１及び１０２のフラグのステータス情報のみを受信して速やかに制御／待機の切換えを実行する点にあり、制御／待機の切換え時にあってもスレーブ機器のデータを継続して参照することができる。
【００３６】
このように、コントローラ３は冗長化された通信インターフェイス手段１０１及び１０２のフラグのステータス情報のみを受信する単純な構成となっており、PROFIBUSのシングル構成及び二重化構成の場合分けによるフラグの条件設定は、通信インターフェイス手段１０１及び１０２側に受け持たせているので、コントローラ３側では場合分けによる設計を一切考慮する必要がない。
【００３７】
以上説明した図１及び図３の実施形態では、上位バスとは規格の異なるフィールドバスとしてPROFIBUSを例示したが本発明はこれに限定されるものではなく、種々のフィールドバスを対象とすることができる。更にデバイスNet、FL-Net等の高速デバイス通信の二重化で同様の手法を適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明を適用した分散型制御装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図２】二重化切換え要求フラグの設定条件テーブルである。
【図３】本発明を適用した分散型制御装置の他の実施形態を示す機能ブロック図である。
【図４】従来の分散型制御装置の一例を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  ＩＣＳ
２  制御バス
４  リモートＩ／Ｏバス
５  通信インターフェイス手段
６  FOUNDATIONフィールドバス
７１，７２，９１，９２  スレーブ機器
８  PROFIBUS
１０１  制御側通信インターフェイス手段
１０１ａ  スレーブ監視部
１０１ｂ  第１の切換え要求手段
１０２  待機側通信インターフェイス手段
１０２ａ  診断部
１０２ｂ  第２の切換え要求手段
２００  コントローラ
２００ａ  アプリケーションプログラム
２００ｂ  通信インターフェイス部
２００ｃ  切換え要求ステータス判断部
２００ｄ  二重化切換処理手段
【図１】
2005032087.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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