(57)【要約】      （修正有）【課題】データアクセス効率を向上するため、ネットワークゲートウェイを備える自動制御システム及びその操作方法を提供する。【解決手段】自動制御システムは、ホスト、ホストに作動可能に接続されるネットワークゲートウェイ、及びネットワークゲートウェイに作動可能に接続される複数のプログラム可能な論理制御装置（ＰＬＣ）を含む。ネットワークゲートウェイは制御装置とレジスタを含む。制御装置はＰＬＣの特定アドレスからレジスタへのデータを各所定期間毎に順にバックアップする。制御装置はホストからのアクセス指令を受け、アクセス指令が特定アドレスを指定する場合、制御装置は指定アドレスに対応し、レジスタに既に記憶されたデータをホストへ伝送する。ＰＬＣの一部のデータはネットワークゲートウェイに取り出されているので、アクセス効率を向上できる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホストコンピュータ；
高速ネットワークを介してホストコンピュータへ操作可能に接続されるネットワークゲートウェイ；及び
夫々低速インタフェースを介してネットワークゲートウェイへ操作可能に接続される複数のプログラム可能な論理制御装置（ＰＬＣ）、
からなるネットワークゲートウェイ機能を備える自動制御システムであって、
ネットワークゲートウェイは、所定期間毎にＰＬＣの特定アドレスからデータを順に取り出すことによりレジスタを更新するのに適し、そして制御装置がホストコンピュータからのアクセス指令を受け、アクセス指令は更新データにアクセスすることを意図する場合、レジスタに既に記憶される更新データを伝送するのに適する、制御装置及び複数のレジスタからなる、自動制御システム。
【請求項２】
レジスタはビットレジスタ又はワードレジスタである、請求項１に記載の自動制御システム。
【請求項３】
レジスタは更にモニタ下でＰＬＣ数を記録するためのモニタ数の記憶を含む、請求項２に記載の自動制御システム。
【請求項４】
レジスタは更にモニタ下でＰＬＣステーション数を記憶するためのステーション数の記憶を含む、請求項２に記載の自動制御システム。
【請求項５】
レジスタは更にＰＬＣでモニタされるメモリアドレスを記憶するためのステーション数の記憶を含む、請求項２に記載の自動制御システム。
【請求項６】
レジスタは更にＰＬＣのモニタ状態を記録するためのモニタ状態記憶を含む、請求項２に記載の自動制御システム。
【請求項７】
高速ネットワークはＡＤＳＬネットワーク又はＴ１ネットワークである、請求項１に記載の自動制御システム。
【請求項８】
低速インタフェースはＲＳ−２３２Ｃ、ＲＳ−４２２、又はＲＳ−４８５である、請求項１に記載の自動制御システム。
【請求項９】
ホストコンピュータ、ホストコンピュータへ作動可能に接続されるネットワークゲートウェイ、及びネットワークゲートウェイに作動可能に接続される複数のプログラム可能な論理制御装置（ＰＬＣ）からなる自動制御システムにネットワークゲートウェイ機能を提供するための方法であって、
所定第１期間毎にネットワークゲートウェイへＰＬＣの特定メモリのデータを順にバックアップし；
ネットワークゲートウェイはホストコンピュータからアクセス指令を受け；そして
もしデータがアクセス指令によりアクセスされ、そしてネットワークゲートウェイに既に記憶されるならば、ネットワークゲートウェイはその中のバックアップデータをホストコンピュータへ伝送する、ことからなる方法。
【請求項１０】
ネットワークゲートウェイは、ホストコンピュータが第１期間より短い所定第２期間毎にアクセス指令を出すかどうかをチェックする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の方法であって、更にバックアップデータを記憶するためネットワークゲートウェイにレジスタを提供することからなる方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、更にモニタされるＰＬＣの数をレジスタに記憶することからなる方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の方法であって、更にモニタされるＰＬＣの数をレジスタに記憶することからなる方法。
【請求項１４】
請求項１１に記載の方法であって、更にモニタされる各ＰＬＣに対するモニタ状態をレジスタに記憶することからなる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は自動制御システム、特にネットワークゲートウェイを備える自動制御システム及びその操作法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電気制御システムは一般に制御スイッチとしてリレーを使用する。しかし設計が変更されると、システムは再製作を必要とする。更に、リレー式制御装置は接触不良、磨耗及び、かさばる寸法のような問題を有する。従って、リレー式制御システムは高価、低信頼性及び保守の困難性を有する。上記欠点を克服するため、ＤＥＣはリレー制御における論理機能、タイミング機能及びカウント機能を設置するため、１９６９年にプログラム可能な論理制御装置（ＰＬＣ）の概念を提案した。更に、ＰＬＣは万能制御、拡張機能及び保守の容易性の利点を有する。
【０００３】
ＰＬＣの基本的内部要素はＣＰＵモジュール、入力モジュール及び出力モジュールを含む。ＰＬＣのＣＰＵは入力モジュールから入力を読み、そのメモリから制御指令を取り出し、その中のＡＬＵにより制御指令を実行する。次に外部装置を制御するため、出力モジュールを介して、外部装置へ制御信号を出力する。
【０００４】
この自動制御システムにおいて、ネットワーク技術とコンピュータハードウェアの急速な発展として、ホストコンピュータはブロードバンドインターネットのようなブロードバンドネットワークを介してＰＬＣのデータを操作又はアクセスできる。
【０００５】
図１は、ネットワークゲートウェイ２０ａを介してＰＬＣ３０ａのデータへアクセスするため、ユーザがホストコンピュータ１０ａを操作する従来技術の自動制御システムの概略図を示す。ホストコンピュータ１０ａはＡＤＳＬ又はＴ１ネットワークのような高速ネットワークを介してネットワークゲートウェイ２０ａへ到達することができる。ネットワークゲートウェイ２０ａは、ＲＳ‐２３２Ｃ、ＲＳ‐４２２又はＲＳ‐４８５のような低速インタフェースを介してＰＬＣ３０ａにアクセスする。換言すれば、ＰＬＣは一般にレガシな低速シリアルネットワークを介してネットワークゲートウェイ２０ａへ接続される。従ってホストコンピュータ１０ａが多くのＰＬＣへアクセスしたい場合、ネットワークの混雑が起こりやすくなる。従来技術のシステムでアニバス（Ａｎｙｂｕｓ）は、サブネットワーク、即ちＰＬＣで装置とデータ交換をするネットワークゲートウェイ２０ａにメモリ領域を提供する。しかし、ホストコンピュータはネットワークゲートウェイのアドレスとＰＬＣ３０ａのデータアドレス間のマッピング関係を知る必要がある。ホストコンピュータ１０ａのユーザにとって設定を知ることは複雑である。
【０００６】
米国特許出願番号２００６／００４１６３０は、イサネットと低速シリアルネットワークの間のネットワークゲートウェイを開示する。ネットワークゲートウェイを使用して遠隔のＰＬＣの入力と出力ステータスをスキャンするが、データアクセス効率を向上できない。
【発明の開示】
【０００７】
この発明の目的は、データアクセス効率を向上するため、ネットワークゲートウェイを備える自動制御システム及びその操作法を提供することである。
【０００８】
従って、この発明はホスト、ホストに作動可能に接続されるネットワークゲートウェイ及びネットワークゲートウェイへ作動可能に接続される複数のプログラム可能な論理制御装置（ＰＬＣ）を含む自動制御システムを提供する。ネットワークゲートウェイは制御装置とレジスタを含む。制御装置は、ＰＬＣの特定アドレスからレジスタへのデータを各所定期間、順にバックアップする。制御装置がホストからのアクセス指令を受け、アクセス指令が特定アドレスを指定する場合、制御装置は指定アドレスに対応するレジスタ内に既に記憶されるデータをホストへ伝送する。ＰＬＣの一部のデータはネットワークゲートウェイに取り出されているので、アクセス効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図２はこの発明の好適実施形態による自動制御システムの概略図を示す。自動制御システムはホストコンピュータ１０、ネットワークゲートウェイ２０及び複数のＰＬＣ３０Ａ‐３０Ｎからなる。ホストコンピュータ１０は、ＡＤＳＬ又はＴ１ネットワークのような高速ネットワークを介してネットワークゲートウェイ２０へ作動可能に接続される。ネットワークゲートウェイ２０はＲＳ‐２３２Ｃ、ＲＳ‐４２２、又はＲＳ‐４８５のような低速シリアルインタフェースを介して複数のＰＬＣ３０Ａ‐３０Ｎへ作動可能に接続される。ネットワークゲートウェイ２０は制御装置２００、高速ネットワークポート２０２、低速ネットワークポート２０４及びレジスタセット４０（１つだけ表示）からなり、高速ネットワークポート２０２、低速ネットワークポート２０４及びレジスタ４０は制御装置２００へ電気接続される。ＰＬＣ３０Ａ‐３０Ｎはセンサのような周辺要素を制御でき、その特定メモリに検知パラメータを記憶する。ホストコンピュータ１０はネットワークゲートウェイ２０を介してＰＬＣ３０Ａ‐３０Ｎの検知パラメータを取り出す。ホストコンピュータ１０は一般に良好な処理能力を有し、取り出し検知パラメータの処理を実行する。
【００１０】
制御装置２００はデータ更新とアクセス処理を実行するのに適する。データ更新処理で、制御装置２００は、第１所定期間（例えば３０ｍｓｅｃ）毎にレジスタ４０の特定アドレスへＰＬＣ３０Ａ‐３０Ｎの特定メモリのデータを順に更新する。データアクセス処理で、制御装置２００は更にホストコンピュータ１０が第２の所定期間（例えば１ｍｓｅｃ）毎にアクセス指令を出したかどうかをチェックする。
【００１１】
図３Ａは制御装置２００により実行されるデータ更新操作のフローチャートを示す。図３Ｂは制御装置２００により実行されるデータアクセス操作のフローチャートを示す。図３に示すように、制御装置２００はステップＳ１０で第１所定期間（例えば３０ｍｓｅｃ）毎にデータ更新操作を実行し、そして制御装置２００はステップＳ１２でＰＬＣ３０Ａ‐３０Ｎの特定メモリからデータを取り出す。その後、制御装置２００はステップＳ１４の取り出しデータに対応するそのレジスタ４０を更新する。図３Ｂに示すように、制御装置２００はデータアクセス操作を実行し、そしてホストがステップＳ２０で第２所定期間（例えば１ｍｓｅｃ）毎にアクセス指令を出したかどうかをチェックする。もし制御装置２００が、ホストコンピュータ１０がステップＳ２０でアクセス指令を出したことを検知すれば、制御装置２００はアクセス指令がステップＳ２２でネットワークゲートウェイ２０内の内部レジスタへのアクセスであるかどうかをチェックする。アクセス指令がステップＳ２２でネットワークゲートウェイ２０内の内部レジスタへのアクセスであれば、そのアクセス指令に関連するデータをステップＳ２８の高速ネットワークを介してホストへ伝送する。そのアクセス指令がステップＳ２２のネットワークゲートウェイ２０内の内部レジスタへのアクセスでなければ、制御装置２００はアクセスされるデータがステップＳ２４のレジスタ４０に既に記憶されているかどうかをチェックする。そうであれば、アクセス指令に関連するデータをステップＳ２８の高速ネットワークを介してホストへ伝送する。そうでなければ制御装置２００はステップＳ２６のアクセス指令に対応し、そしてＰＬＣ３０Ａ‐３０Ｎの１つからＰＬＣへアクセスすることを意図するデータを取り出す。その後、取り出しデータをステップＳ２８で高速ネットワークを介してホストへ伝送する。
【００１２】
図４Ａと４Ｂはネットワークゲートウェイ２０のレジスタ４０の配置を示す。この発明によると、レジスタ４０をビットレジスタＭＢとワードレジスタＭＷとして分類でき、これが夫々ビット要素とワード要素のデータをモニタする。
【００１３】
図４Ａに示すように、ビットレジスタＭＢは主に４つのセクションからなる、即ち第１モニタ数記憶４０Ａ（レジスタＭＢ０を含む）、第１ステーション数記憶４０Ｂ(レジスタＭＢ1〜ＭＢ２００を含む)、第１モニタ値記憶４０Ｃ（レジスタＭＢ２０１〜ＭＢ２１３を含む）及び第１モニタ状態記憶４０Ｄ（レジスタＭＢ２１４〜ＭＢ２２６を含む）である。
【００１４】
第１モニタ数記憶４０Ａを使用して、モニタ（更新）下のＰＬＣ数とキャッシュ機能を可能にするオプションを記録する。第１モニタ数記憶４０ＡのレジスタＭＢ０のビット１５が論理ビットである場合、キャッシュモードが可能である。キャッシュモードが可能である場合、制御装置２００はアクセス指令に対応するデータがビットレジスタＭＢに既に存在するかどうかをチェックする、即ちステップＳ２４が実行される。第１モニタ数記憶４０ＡのレジスタＭＢ０のビット１５が論理ゼロである場合、キャッシュモードは不可能である。キャッシュモードが不可能である場合、制御装置２００はアクセス指令に対応するデータがビットレジスタＭＢに既に存在するかどうかをチェックしない、即ちステップＳ２４は実行されない。更に、第１モニタ数記憶４０Ａに記憶されるモニタＰＬＣの数が所定範囲を超える場合、キャッシュモードは自動的に不可能となる。例えば、もしモニタＰＬＣの数が１〜１６ユニットに設定されれば、モニタＰＬＣの実際の数が１より小さいか又は１６より大きい場合、キャッシュモードは自動的に不可能となる。
【００１５】
第１ステーション数記憶４０Ｂを使用してモニタ下のＰＬＣのステーション数及び特定ステーション数を備えるＰＬＣに関連するモニタ装置用メモリアドレスを記憶する。例えば、第１ステーション数記憶４０Ｂの奇数レジスタを使用し、ＰＬＣのステーション数を記録する。第１ステーション数記憶４０Ｂの偶数レジスタを使用して、特定ステーション数を備えるＰＬＣのメモリアドレスを記録し、ここでメモリアドレスを使用してＰＬＣにより制御されるセンサ装置からの情報を記憶する。
【００１６】
第１モニタ値記憶４０Ｃを使用して、ＰＬＣにより制御されるセンサ装置のデータ（検知パラメータ）を記憶する。第１モニタ状態記憶４０Ｄを使用して、更新操作が成功かどうかのようなモニタ状態を記憶する。
【００１７】
図４Ｂに示すように、ワードレジスタＭＷは主に４つのセクションからなり、即ち、第２モニタ数記憶４０Ｅ（レジスタＭＷ０を含む）、第２ステーション数記憶４０Ｆ（レジスタＭＷ１〜ＭＷ２００を含む）、第２モニタ値記憶４０Ｇ（レジスタＭＷ２０１〜ＭＷ２１３を含む）及び第２モニタ状態記憶４０Ｈ（レジスタＭＷ２１４〜ＭＷ２２６を含む）である。
【００１８】
第２モニタ数記憶４０Ｅを使用してモニタ下のＰＬＣ数及びキャッシュ機能を可能にするオプションを記録する。第２モニタ数記憶４０ＥのレジスタＭＷ０のビット１５が論理ビットである場合、キャッシュモードが可能である。キャッシュモードが可能である場合、制御装置２００はアクセス指令に対応するデータがワードレジスタＭＷに既に存在するかどうかをチェックする、即ちステップＳ２４が実行される。第１モニタ数記憶４０ＥのレジスタＭＷ０のビット１５が論理ゼロである場合は、キャッシュモードは不可能である。キャッシュモードが不可能である場合、制御装置２００はアクセス指令に対応するデータがワードビットＭＷに既に存在するかどうかをチェックしない。即ちステップＳ２４は実行されない。更に第２モニタ数記憶４０Ｅに記憶されるモニタＰＬＣの数が所定範囲を超える場合、キャッシュモードは自動的に不可能となる。例えば、もしモニタＰＬＣの数が１〜１６ユニットに設定されるならば、キャッシュモードは、モニタＰＬＣの実際の数が１より少ないか又は１６より大きい場合、キャッシュモードは自動的に不可能となる。
【００１９】
第２ステーション数の記憶４０Ｆを使用してモニタ下のＰＬＣのステーション数及び特定ステーション数を備えるＰＬＣに関連するモニタ装置のためのメモリアドレスを記憶する。例えば、第2ステーション数の記憶４０Ｆを使用してＰＬＣのステーション数を記録する。第2ステーション数の記憶４０Ｆの偶数レジスタを使用して特定ステーション数を備えるＰＬＣのメモリアドレスを記録し、ここでメモリアドレスを使用して、ＰＬＣにより制御されるセンサ装置からの情報を記録する。
【００２０】
第２モニタ値の記憶４０Ｇを使用してＰＬＣにより制御されるセンサ装置のデータ（検知パラメータ）を記憶する。第２モニタ状態の記憶４０Ｈを使用して、更新操作が成功するかどうかのようなモニタ状態を記憶する。
【００２１】
図５は自動制御システムのネットワークゲートウェイ操作のためのこの発明の方法の操作フローを示す。図４Ａと図５の右部に関し、ネットワークゲートウェイ２０はステーション数及び第１ステーション数記憶４０Ｂに記憶される装置アドレスによるビットレジスタＭＢの内容を順に更新する。図５に示すように、レジスタＭＢ００１、ＭＢ００３及びＭＢ００５の各々は、ステーション数０ｘ０００１を表示し、ＰＬＣ３０Ａと関連する０ｘ０００１の記憶値を有する。レジスタＭＢ００２、ＭＢ００４、及びＭＢ００６の内容は夫々０ｘ１０００、０ｘ１００１及び０ｘ１００２である。ＰＬＣ３０Ａのアドレス０ｘ１０００、０ｘ１００１及び０ｘ１００２はビットレジスタＭＢの対応する部分に記憶するための更新を必要とする（即ち、ビットレジスタＭＢの内容を更新）。
【００２２】
図５の左部に関し、ホストコンピュータ１０から出された指令は個々に処理される。第１指令はモニタ下（ステーション数０００１を備える）のＰＬＣ３０Ａのアドレス０ｘ１０００へアクセスすることを意図する。ＰＬＣ３０Ａのアドレス０ｘ１０００はネットワークゲートウェイ２０により更新操作を受け、そしてＰＬＣ３０Ａのアドレス０ｘ１０００のデータは先の取り出し操作で既に更新されている（図５の右上部参照）。従って、図４Ａに示すように、新データ０ｘ０００１は対応するレジスタＭＢ２０１に記憶される。
【００２３】
再度図５の左部を参照して、ホストコンピュータ１０から出された第３アクセス指令はＰＬＣ３０Ａのアドレス０ｘ２０ＦＦ（ステーション数０００１を備える）へアクセスすることを意図する。ＰＬＣ３０Ａのアドレス０ｘ２０ＦＦはビットレジスタＭＢの記録による更新操作を受けない。従って、ネットワークゲートウェイ２０は最初に低速インタフェースを介してＰＬＣ３０Ａのアドレス０ｘ２０ＦＦのデータ、即ちデータ０ｘ５１２４を読み、次に高速ネットワークを介して、ホストコンピュータ１０へデータ０ｘ５１２４を伝送する。
【００２４】
図２５に示すように、ネットワークゲートウェイ２０は特定ＰＬＣの特定アドレスからのデータを読むことによりそのレジスタを更新し、ここで特定アドレスと特定ＰＬＣの情報をレジスタＭＢ（ビット要素に対応する）又はレジスタＭＷ（ワード要素に対応する）に記録する。ホストコンピュータ１０がＰＬＣアクセスを意図する場合、ネットワークゲートウェイ20はデータがその中に既に存在するかどうかをチェックする。所望データがネットワークゲートウェイ２０のレジスタに既に存在する場合、ネットワークゲートウェイ２０は高速ネットワークを介してホストコンピュータ１０へデータを伝送し、そして低速インタフェースからのデータ取り出し操作を除外する。したがって、ネットワークモニタ効率を向上できる。
【００２５】
この発明はその好適実施形態に関して述べてきたが、本発明はその詳細に限定しないことは理解されるだろう。色々な置換及び変形は上の記述で示唆し、そして他にも当業者に思いつくだろう。従って、このような置換及び変形は全て付属の特許請求の範囲で規定される本発明の範囲に包含されることを意図する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
新規であると思われる本発明の特徴を付属の特許請求の範囲で詳細に説明する。
【図１】従来技術の自動制御システムの概略図を示す。
【図２】この発明の好適実施形態による自動制御システムの概略図を示す。
【図３Ａ】制御装置により実施されるデータ更新操作のフローチャートを示す。
【図３Ｂ】制御装置により実施されるデータアクセス操作を示す。
【図４Ａ】
【図４Ｂ】ネットワークゲートウェイのレジスタ配置を示す。
【図５】自動制御システムのネットワークゲートウェイの操作のためのこの発明の方法のフローチャートを示す。
【符号の説明】
【００２７】
20：ネットワークゲートウェイ
40Ａ：第１モニタ数記憶
40Ｂ：第１ステーション数記憶
40Ｃ：第１モニタ値記憶
40Ｄ：第１モニタ状態記憶
40Ｅ：第２モニタ数記憶
40Ｆ：第２ステーション数記憶
40Ｇ：第２モニタ値記憶
40Ｈ：第２モニタ状態記憶
【図１】
2009088798.tif 000002
【図２】
2009088798.tif 000003
【図３Ａ】
2009088798.tif 000004
【図３Ｂ】
2009088798.tif 000005
【図４Ａ】
2009088798.tif 000006
【図４Ｂ】
2009088798.tif 000007
【図５】
2009088798.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成19年10月12日(2007.10.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
新規であると思われる本発明の特徴を付属の特許請求の範囲で詳細に説明する。
【図１】従来技術の自動制御システムの概略図を示す。
【図２】この発明の好適実施形態による自動制御システムの概略図を示す。
【図３Ａ】制御装置により実施されるデータ更新操作のフローチャートを示す。
【図３Ｂ】制御装置により実施されるデータアクセス操作を示す。
【図４Ａ】ネットワークゲートウェイのレジスタ配置を示す。
【図４Ｂ】ネットワークゲートウェイのレジスタ配置を示す。
【図５】自動制御システムのネットワークゲートウェイの操作のためのこの発明の方法のフローチャートを示す。