(57)【要約】【課題】信頼性の向上を実現する。【解決手段】実施形態のインターフェース装置は、取得部と、メモリと、送信部と、を備える。取得部は、自装置に関する診断結果を示された診断情報を取得する。メモリは、インターフェースを介して外部装置から受信した第１の情報と、取得部が取得した診断情報と、をメモリ領域に記憶する。送信部は、メモリ領域に記憶されている情報を、所定の周期で制御装置に送信する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部装置と接続するインターフェースと、
自装置に関する診断結果を示された診断情報を取得する取得部と、
前記インターフェースを介して前記外部装置から受信した第１の情報と、前記取得部が取得した前記診断情報と、をメモリ領域に記憶するメモリと、
前記メモリ領域に記憶されている情報を、所定の周期で制御装置に送信する送信部と、
を備えるインターフェース装置。
【請求項２】
前記メモリは、前記メモリ領域内であって、前記制御装置との間で予め定められた領域に、前記診断情報を記憶する、
請求項１に記載のインターフェース装置。
【請求項３】
前記送信部は、前記制御装置に送信する情報として、前記診断情報が含まれている場合に、当該診断情報を識別するシーケンス番号と時刻情報とを含んでいる、
請求項１又は２に記載のインターフェース装置。
【請求項４】
外部装置と接続するインターフェース装置の診断結果が示された診断情報を記憶する記憶部と、
前記インターフェース装置から送信された情報を受信する受信部と、
前記受信部が受信した前記情報を、メモリ領域に記憶するメモリと、
所定の周期で、前記メモリの前記メモリ領域内から、前記インターフェース装置との間で予め定められた領域に格納された情報を、診断情報として抽出し、前記記憶部に書き込む制御部と、
を備える制御装置。
【請求項５】
システム全体を制御する制御装置と、当該システムに含まれる外部装置との間で情報を送受信する入出力装置と、を備える伝送システムにおいて、
前記入出力装置は、
前記外部装置と接続するインターフェースと、
前記入出力装置に関する診断結果を示された診断情報を取得する取得部と、
前記インターフェースを介して前記外部装置から受信した第１の情報と、前記取得部が取得した前記診断情報と、を第１のメモリ領域に記憶する第１のメモリと、
前記第１のメモリ領域に記憶されている第２の情報を、第１の周期で前記制御装置に送信する送信部と、を備え、
前記制御装置は、
前記診断情報を記憶する記憶部と、
前記送信部に送信された前記第２の情報を受信する受信部と、
前記受信部が受信した前記第２の情報を、第２のメモリ領域に記憶する第２のメモリと、
第２の周期で、前記第２のメモリ領域に記憶された情報から前記診断情報を抽出し、前記記憶部に書き込む制御部と、を備える、
伝送システム。
【請求項６】
前記送信部が送信する前記第１の周期と比べて、前記制御部が前記記憶部から前記診断情報を抽出する前記第２の周期が短い、
請求項５に記載の伝送システム。
【請求項７】
前記入出力装置の前記第１のメモリは、前記取得部が取得した前記診断情報を、第１のメモリ領域の第１の領域に記憶し、
前記制御装置の前記制御部は、前記第２のメモリ領域のうち、前記第１のメモリ領域の前記第１の領域と同じ位置である、第２の領域に記憶された情報を、前記診断情報として抽出する、
請求項５又は６に記載の伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、インターフェース装置、制御装置、及び伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プログラマブルコントローラなどの制御装置との間で、情報を一定周期毎に送受信するためにインターフェース装置（入出力装置）が用いられていた。従来のインターフェース装置（入出力装置）では、一般的に、各種診断機能を実装しない場合が多く、診断機能による診断結果である診断情報を内部に格納することがなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０３−２１４８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術においては、インターフェース装置に故障が生じると、故障の原因を特定するのが難しい場合も生じていた。
【０００５】
ところで、近年、マイクロプロセッサの急速な進歩があり、高機能化していく傾向にある。インターフェース装置においても、故障した場合に、故障の原因を推定するための機能を搭載して、信頼性の向上が望まれる傾向になる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態のインターフェース装置は、取得部と、メモリと、送信部と、を備える。取得部は、自装置に関する診断結果を示された診断情報を取得する。メモリは、インターフェースを介して外部装置から受信した第１の情報と、取得部が取得した診断情報と、をメモリ領域に記憶する。送信部は、メモリ領域に記憶されている情報を、所定の周期で制御装置に送信する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施形態にかかる制御伝送システムの構成の一部を例示したブロック図である。
【図２】図２は、実施形態にかかる診断情報記憶部のテーブル構成を例示した図である。
【図３】図３は、実施形態の送信用メモリ領域を例示した図である。
【図４】図４は、実施形態の制御伝送システムにおける、入出力装置からコントローラに対して情報を送信する際の処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に添付図面を参照して、実施形態にかかるインターフェース装置、制御装置、及び伝送システムを詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。
【０００９】
図１は、実施形態にかかる、制御伝送システムの構成の一部を例示したブロック図である。制御伝送システムは、コントローラ１００と、入出力装置１５０と、を備えている。
【００１０】
本実施形態のコントローラ１００、及び入出力装置１５０は、各々制御用伝送部を備え、サイクリックな通信を行う。
【００１１】
コントローラ１００は、制御装置として、第１の伝送用制御部１０１と、システム制御部１０２と、を備え、制御用産業、公共、鉄鋼、上下水道、飛行場の管制システム等に適用された制御伝送システムの制御を行う。
【００１２】
第１の伝送用制御部１０１は、送信Ｉ／Ｆ１１１と、メモリ１１２と、ＣＰＵ１１３と、受信Ｉ／Ｆ１１４と、を備え、コントローラ１００と入出力装置１５０との間の情報の送受信を制御する。
【００１３】
メモリ１１２は、送信Ｉ／Ｆ１１１が送信する情報や、受信Ｉ／Ｆ１１４が受信した情報を、一時的に記憶する。
【００１４】
送信Ｉ／Ｆ１１１は、サイクリックに入出力装置１５０に対して情報を送信する。本実施形態では（図示しない）送信タイマをスタートさせてから、第１の所定の時間を経過した場合に、送信Ｉ／Ｆ１１１は、メモリ１１２の送信用メモリ領域に格納されている情報を送信する。そして、送信した後、送信タイマをリセットしてから、再び送信タイマをスタートさせる。当該制御を繰り返すことで、情報をサイクリックに送信できる。
【００１５】
受信Ｉ／Ｆ１１４は、サイクリックに入出力装置１５０から情報を受信する。受信Ｉ／Ｆ１１４は、メモリ１１２の受信用メモリ領域に情報を一時的に記憶する。
【００１６】
ＣＰＵ１１３は、第１の伝送用制御部１０１全体を制御する。本実施形態のＣＰＵ１１３は、（図示しない）受信タイマをスタートさせてから、第２の所定の時間を経過した場合に、メモリ１１２の受信用メモリ領域に格納されている情報を読み出す。そして、情報を読み出した後、受信タイマをリセットしてから、再び受信タイマをスタートさせる。当該制御を繰り返すことで、情報をサイクリックに読み出しできる。
【００１７】
そして、ＣＰＵ１１３は、受信用メモリ領域から読み出された情報を、システム制御部１０２に受け渡す。
【００１８】
システム制御部１０２は、ＣＰＵ１２１と、記憶部１２２と、を備える。
【００１９】
ＣＰＵ１２１は、システム制御部１０２全体を制御する。ＣＰＵ１２１は、図示しないプログラムを実行することで、入出力装置１５０との間で情報の一括入出力機能と、診断情報を格納する機能と、を実現する。
【００２０】
診断情報を格納する機能としては、例えば、ＣＰＵ１２１は、第１の伝送用制御部１０１のＣＰＵ１１３から受け渡された情報のうち、受信用メモリ領域の予め定められていたブロックに格納されていた情報を、診断情報として抽出し、診断情報記憶部１２３に記憶させる。
【００２１】
記憶部１２２は、不揮発性メモリ等で構成され、診断情報記憶部１２３を備える。診断情報記憶部１２３は、入出力装置１５０から送信されてきた診断情報を記憶する。
【００２２】
図２は、診断情報記憶部１２３のテーブル構成を例示した図である。図２に示されるように、診断情報記憶部１２３は、時刻情報と、シーケンシャル番号と、診断情報と、を対応付けて記憶している。診断情報は、入出力装置１５０内部で行われた診断結果を示した情報とする。時刻情報は、診断情報で示された診断結果が得られた時刻を示している。シーケンシャル番号は、診断情報が作成された順に割り当てられた番号とする。
【００２３】
ところで、コントローラのサイクリック通信機能では、空エリアに制約があることが多く、シーケンス番号や時刻情報にあまり大きいデータ量をとることができない場合がある。しかしながら、本実施形態では、時刻情報も添付されているのでシーケンス番号が一巡した場合でも、診断情報をユニークに識別できる。また、同時刻に多数の診断情報が発生する場合でも、シーケンス番号で異常が生じた順序を区別することができる。
【００２４】
このように、本実施形態では、時刻情報と順序とを組み合わせることで、異常が生じた順序及び時刻を認識すると共に、データ量を抑止できる。なお、本実施形態では、時刻情報とシーケンシャル番号とを組み合わせる例について説明したが、時刻情報とシーケンシャル番号とを組み合わせる場合に制限するものではなく、時刻情報及びシーケンシャル番号のうちいずれか一つでも良い。
【００２５】
図１に戻り、入出力装置１５０は、インターフェース装置として、第２の伝送用制御部１５１と、インテリジェントＩ／Ｏ部１５２と、入力端子１５３と、出力端子１５４と、を備え、制御伝送システムに含まれる外部装置の間の情報の入出力を制御する。
【００２６】
入力端子１５３は、制御伝送システムに含まれる外部装置と接続し、情報を入力するための端子とする。
【００２７】
出力端子１５４は、制御伝送システムに含まれる外部装置と接続し、情報を出力するための端子とする。
【００２８】
第２の伝送用制御部１５１は、送信Ｉ／Ｆ１６１と、メモリ１６２と、ＣＰＵ１６３と、受信Ｉ／Ｆ１６４と、を備え、コントローラ１００と入出力装置１５０との間の情報の送受信を制御する。
【００２９】
メモリ１６２は、送信Ｉ／Ｆ１６１が送信する情報や、受信Ｉ／Ｆ１６４が受信した情報を、一時的に記憶する。
【００３０】
メモリ１６２は、入力端子１５３を介して受信した、制御伝送システムの外部装置から送信されてきた情報と、取得部１６５が取得した診断情報と、を送信用メモリ領域に記憶する。
【００３１】
送信Ｉ／Ｆ１６１は、サイクリックにコントローラ１００に対して情報を送信する。本実施形態では（図示しない）送信タイマをスタートさせてから、第３の所定の時間が経過した場合に、送信Ｉ／Ｆ１６１は、メモリ１６２の送信用メモリ領域に格納されている情報をコントローラ１００に一括送信する。そして、送信した後、送信タイマをリセットしてから、再び送信タイマをスタートさせる。当該制御を繰り返すことで、情報をサイクリックに送信できる。
【００３２】
受信Ｉ／Ｆ１６４は、サイクリックにコントローラ１００から情報を受信する。受信Ｉ／Ｆ１６４は、メモリ１６２の受信用メモリ領域に情報を一時的に記憶する。例えば、受信した情報は、制御伝送システムに含まれる外部装置に対して送信される。
【００３３】
ＣＰＵ１６３は、第２の伝送用制御部１５１全体を制御する。例えば、ＣＰＵ１６３は、図示しないプログラムを実行することで、取得部１６５を実現する。
【００３４】
取得部１６５は、インテリジェントＩ／Ｏ部１５２から、インテリジェントＩ／Ｏ部１５２のＣＰＵ１７１で行われた各種診断機能による、入出力装置１５０（自装置）に関する診断結果が示された診断情報を取得する。取得した診断情報には、時刻情報とシーケンシャル番号とが対応付けられているものとする。本実施形態では、インテリジェントＩ／Ｏ部１５２からの指示に従って診断情報の書き込み先を制御する例について説明するが、第２の伝送用制御部１５１側で診断情報の書き込み先を制御しても良い。
【００３５】
取得部１６５は、インテリジェントＩ／Ｏ部１５２からの指示に従って、メモリ１６２の送信用メモリ領域のうち、予め定められたブロックに診断情報を書き込む。当該ブロックは、コントローラ１００との間で予め定められた領域とする。
【００３６】
図３は、本実施形態の送信用メモリ領域を例示した図である。図３に示されるように、送信用メモリ領域は、複数のブロックで構成されている。本実施形態では、送信用メモリ領域に格納された全ての情報が、サイクリックに一括送信される。そして、一括送信された情報は、コントローラ１００の受信用メモリ領域に書き込まれる。
【００３７】
つまり、入出力装置１５０の送信用メモリ領域と、コントローラ１００の受信用メモリ領域と、に同じ情報が格納される。換言すると、入出力装置１５０と、コントローラ１００と、の間で仮想的にメモリ空間を共用している。
【００３８】
本実施形態では、一括送信用に設けられた送信用メモリ領域のうち、どの領域に診断情報が格納されているのかを予め定めておく。図３に示される例では、第ｋのブロックに診断情報を格納する例とする。これにより、取得部１６５が第ｋのブロックに格納された診断情報は、コントローラ１００の受信用メモリ領域の第ｋのブロックに反映される。そして、コントローラ１００のＣＰＵ１１３は、メモリ１１２の受信用メモリ領域のうち、第ｋのブロックに格納されている情報から、診断情報を抽出できる。
【００３９】
インテリジェントＩ／Ｏ部１５２は、ＣＰＵ１７１と、出力機能部１７２と、入力機能部１７３と、を備える。
【００４０】
ＣＰＵ１７１は、インテリジェントＩ／Ｏ部１５２全体を制御する。また、ＣＰＵ１７１は、（図示しない）記憶部に記憶されているプログラムを実行することで、入出力装置１５０を診断するための各種診断機能を実現する。
【００４１】
各種診断機能１８１は、入出力装置１５０内の診断を行い、診断結果が示された診断情報を生成する。また、各種診断機能１８１は、生成した診断情報に対して、診断が行われた時刻を示した時刻情報と、診断結果毎に割り当てられたシーケンシャル番号と、を付加する。そして、各種診断機能１８１は、メモリ１１２の受信用メモリ領域のうち予め定められた第ｋのブロックへの診断情報の書き込み要求を行う。そして、診断情報は、第２の伝送用制御部１５１により、診断情報を受信用メモリ領域の予め定められた第ｋのブロックに格納された後、コントローラ１００に送信される。
【００４２】
出力機能部１７２は、出力端子１５４を介して接続されている、制御伝送システムの外部装置に対して情報を出力（送信）する。
【００４３】
入力機能部１７３は、入力端子１５３を介して接続されている、制御伝送システムの外部装置から情報を入力（受信）する。
【００４４】
上述した実施形態においては、コントローラ１００と入出力装置１５０とが上述した構成を備えることで、入出力装置１５０の診断情報をコントローラ１００で管理することができる。
【００４５】
ところで、コントローラ１００のＣＰＵ１１３の読み出し間隔である第２の所定の時間は、入出力装置１５０の送信Ｉ／Ｆ１６１の送信間隔である第３の所定の時間と比べて短くなるように設定する。このように、コントローラ１００がサイクリックに診断情報を読み出す時間間隔を、入出力装置１５０がサイクリック送信で診断情報を受け渡す時間間隔より短く設定することで、診断情報に抜けが生じることを抑止できる。
【００４６】
次に、本実施形態の制御伝送システムにおける、入出力装置１５０からコントローラ１００に対して情報を送信する際の処理について説明する。図４は、本実施形態の制御伝送システムにおける上述した処理の手順を示すフローチャートである。
【００４７】
まず、入出力装置１５０のＣＰＵ１７１の各種診断機能１８１が、各種診断機能を用いた入出力装置１５０内の診断で異常を検出したか否かを判定する（ステップＳ４０１）。異常を検出していないと判定した場合（ステップＳ４０１：Ｎｏ）、ステップＳ４０５に遷移する。
【００４８】
一方、各種診断機能１８１が、異常を検出したと判定した場合（ステップＳ４０１：Ｙｅｓ）、診断結果が示された診断情報を生成する（ステップＳ４０２）。
【００４９】
次に、ＣＰＵ１７１は、生成した診断情報に対してシーケンシャル番号と時刻情報とを付加する（ステップＳ４０３）。
【００５０】
そして、第２の伝送用制御部１５１の取得部１６５は、診断情報を取得し、ＣＰＵ１７１の指示に従って、取得した診断情報を、メモリ１６２内の送信用メモリ領域のうち、所定のブロック（例えば、第ｋのブロック）に書き込む（ステップＳ４０４）。
【００５１】
その後、第２の伝送用制御部１５１の送信Ｉ／Ｆ１６１は、前回送信してから所定の時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ４０５）。所定の時間を経過していないと判定した場合（ステップＳ４０５：Ｎｏ）、再びステップＳ４０１から処理を行う。
【００５２】
所定の時間が経過したと判定した場合（Ｓ４０５：Ｙｅｓ）、送信Ｉ／Ｆ１６１は、メモリ１６２の送信用メモリ領域に格納されている情報を、コントローラ１００に一括送信する（ステップＳ４０６）。
【００５３】
コントローラ１００の第１の伝送用制御部１０１の受信Ｉ／Ｆ１１４は、入出力装置１５０から一括送信された情報を受信し、受信した情報をメモリ１１２の受信用メモリ領域に格納する（ステップＳ４１１）。
【００５４】
次に、第１の伝送用制御部１０１のＣＰＵ１１３は、受信タイマが前回読み出してから所定の時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ４１２）。所定の時間が経過していないと判定した場合（ステップＳ４１２：Ｎｏ）、再びステップＳ４１２の処理を行う。
【００５５】
一方、ＣＰＵ１１３が、所定の時間が経過したと判定した場合（ステップＳ４１２：Ｙｅｓ）、メモリ１１２の受信用メモリ領域に格納されている情報を読み出す（ステップＳ４１３）。そして、読み出した情報は、システム制御部１０２のＣＰＵ１２１に受け渡される。
【００５６】
そして、ＣＰＵ１２１は、受け渡された受信用メモリ領域の情報のうち、送信用メモリ領域の所定のブロックと同じ位置である、予め定められたブロック（例えば、第ｋのブロック）の情報を、診断情報として抽出し、当該診断情報を診断情報記憶部１２３に書き込む（ステップＳ４１４）。
【００５７】
上述した処理手順により、入出力装置１５０で生じた異常に関する情報が、コントローラ１００に格納される。これにより、入出力装置１５０に故障等が生じた場合に、コントローラ１００に格納されている診断情報を参照することで、故障等の原因を推定するのが容易になる。
【００５８】
（変形例）
上述した実施形態では、診断結果毎に診断情報を生成する例について説明した。しかしながら、診断結果毎に診断情報を生成することに制限するものではない。そこで、変形例では、診断情報に様々な診断情報を格納する例について説明する。
【００５９】
本実施形態では、コントローラ１００と入出力装置１５０との間で、診断情報を格納する予め定められたブロックのうち、当該ブロックに含まれる１bit毎に診断項目を対応付け、当該診断項目毎に正常か異常かを示すパラメータ(“０”または“１”)を設定する。
【００６０】
本変形例の入出力装置１５０の第２の伝送用制御部１５１は、各種診断機能１８１による診断結果を、メモリ１６２の送信用メモリ領域の所定のブロックに含まれる、予め設定された1bit毎に、診断結果を書き込む。その際に、診断情報として、第１の実施形態と同様にシーケンシャル番号と時刻情報とを対応付けられる。そして、第１の実施形態と同様の手順で送信用メモリに格納された情報が一括送信される。
【００６１】
ところで、近年、入出力装置の診断情報は多種類になる傾向があるとともに、異常の発生と、復帰と、を繰り返すような状態も生じる。このような場合であっても、入出力装置は、このような状況を診断情報として欠落無く送信するとともに、コントローラは、このような状況を示した診断情報を欠落無く受信し、異常診断の結果を管理する必要がある。
【００６２】
そこで、本変形例の入出力装置１５０は、上述した診断情報を送信することで、一つの診断情報に様々な情報を格納できるため、頻繁に診断情報を送信する必要がなくなる。これにより、診断情報欠落を抑止できる。
【００６３】
本変形例では、１bit毎に診断結果を格納する例について説明したが、１bit毎に診断情報を格納する例に制限するものではなく、例えば１byte毎など、予め定められたデータ単位毎であれば良い。
【００６４】
ところで、制御伝送システムにおいては、入出力装置のＩ／Ｏがインテリジェント化するに伴って、診断機能が充実する傾向にある。そこで、本実施形態では、入出力装置１５０が生成した診断情報を、コントローラ１００に受け渡す制御を実現した。つまり、入出力装置１５０の診断結果である診断情報を、上位レベルで保持することで、入出力装置１５０に異常が生じ、当該入出力装置１５０の解析に役立てることができる。
【００６５】
本実施形態の制御伝送システムでは、従来から用いられているサイクリック通信で、診断情報の送受信を行うこととした。これにより重複や抜けのない診断情報の受け渡しを実現できる。
【００６６】
従来の入出力装置においては、Ｉ／Ｏがノンインテリジェントなため故障等が発生しても原因が特定できず、近年要求が高まっている高機能化、高信頼化に対応することが困難であった。近年、マイクロプロセッサの急速な進歩があり、安価・小型化・高機能化が著しく、Ｉ／Ｏにおいてもインテリジェント化して、高信頼化などの付加価値の増強が望まれる傾向にある。
【００６７】
そこで、上述した実施形態の入出力装置では、インテリジェント化して、内部診断を実現すると共に、当該診断結果を示した診断情報を、コントローラに送信することとした。これにより、入出力装置に故障が生じた場合に、コントローラ内に格納された診断情報で、入出力装置の故障の原因の推定が容易になる。
【００６８】
本発明の実施形態及び変形例を説明したが、これらの実施形態及び変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６９】
１００…コントローラ、１０１…第１の伝送用制御部、１０２…システム制御部、１１１…送信Ｉ／Ｆ、１１２…メモリ、１１３…ＣＰＵ、１１４…受信Ｉ／Ｆ、１２１…ＣＰＵ、１２２…記憶部、１２３…診断情報記憶部、１５０…入出力装置、１５１…第２の伝送用制御部、１５２…インテリジェントＩ／Ｏ部、１５３…入力端子、１５４…出力端子、１６１…送信Ｉ／Ｆ、１６２…メモリ、１６３…ＣＰＵ、１６４…受信Ｉ／Ｆ、１６５…取得部、１７１…ＣＰＵ、１７２…出力機能部、１７３…入力機能部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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