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技術 通信制御装置、通信制御方法及び通信制御システム

出願人 株式会社日立製作所
発明者 今澤貴夫大谷辰幸吉田克己田山浩之長島宏典道券知彦
出願日 2013年7月17日 (4年8ヶ月経過) 出願番号 2013-148441
公開日 2015年2月2日 (3年1ヶ月経過) 公開番号 2015-022401
状態 特許登録済
技術分野 プログラマブルコントロ-ラ 制御系の試験・監視
主要キーワード 制御信号線路 ノードサイズ 構成要素単位 プロセス出力 プロセス入力装置 モーション制御 サーバコントローラ モーションコントローラ

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図面 (8)

課題

演算装置プロセス入出力装置との間で伝送される入出力データの伝送単位最適化する。

解決手段

演算装置1と複数のプロセス入出力装置31との間で互いに非同期メモリ転写によるデータ伝送を行う通信制御装置2は、入出力データのデータサイズと前記通信制御装置に接続されている機器構成情報とから前記演算装置とのデータ転送単位となるノードの数を決定するノード数決定部27と、前記演算装置と前記ノードを含む通信フレーム送受信する上流通信制御部21と、複数のプロセス入出力装置と前記入出力データを送受信する下流通信制御部24と、を備え、前記下流通信制御部は、複数のプロセス入力装置から受信した複数の入力データを前記ノード数決定部により決定された数のノードに統合し、前記上流通信制御部は、前記演算装置から受信した前記ノードに含まれる複数の出力データを、対応する複数のプロセス出力装置に展開する。

概要

背景

従来、モータ等の動きを制御するモーションコントローラ備え制御装置において、モーションコントローラは、データの読み書きや通信管理サーバコントローラ等への制御をCPUが直接行う構成となっている。このような構成により、モーションコントローラのCPUの負荷が高くなり、制御サイクル内でモーション制御パフォーマンス圧迫して、高速で安定したモーション制御が行えなくなるという問題があった。また、大量のデータ通信が発生した場合に、データ通信処理がモーションコントローラのCPUを独占することとなり、モーション制御に影響してしまうという問題があった。

そこで、特許文献1では、通信処理を制御する通信制御部とモーションコントローラのCPUとで利用することができるデュアルポートメモリを有することにより、モーションコントローラのCPUの負荷を軽減して、高速に大容量のデータを授受することを可能としている。

概要

演算装置プロセス入出力装置との間で伝送される入出力データの伝送単位最適化する。演算装置1と複数のプロセス入出力装置31との間で互いに非同期メモリ転写によるデータ伝送を行う通信制御装置2は、入出力データのデータサイズと前記通信制御装置に接続されている機器構成情報とから前記演算装置とのデータ転送単位となるノードの数を決定するノード数決定部27と、前記演算装置と前記ノードを含む通信フレーム送受信する上流通信制御部21と、複数のプロセス入出力装置と前記入出力データを送受信する下流通信制御部24と、を備え、前記下流通信制御部は、複数のプロセス入力装置から受信した複数の入力データを前記ノード数決定部により決定された数のノードに統合し、前記上流通信制御部は、前記演算装置から受信した前記ノードに含まれる複数の出力データを、対応する複数のプロセス出力装置に展開する。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

演算装置と複数のプロセス入出力装置との間で互いに非同期メモリ転写によるデータ伝送を行う通信制御装置であって、入出力データのデータサイズと前記通信制御装置に接続されている機器構成情報とから前記演算装置とのデータ転送単位となるノードの数を決定するノード数決定部と、前記演算装置と前記ノードを含む通信フレーム送受信する上流通信制御部と、複数のプロセス入出力装置と前記入出力データを送受信する下流通信制御部と、を備え、前記下流通信制御部は、複数のプロセス入力装置から受信した複数の入力データを前記ノード数決定部により決定された数のノードに統合し、前記上流通信制御部は、前記演算装置から受信した前記ノードに含まれる複数の出力データを、対応する複数のプロセス出力装置に展開することを特徴とする、通信制御装置。

請求項2

前記ノード数決定装置により決定されたノードの数に対応する転写メモリ用の領域を占有する入力バッファと、前記ノード数決定装置により決定されたノードの数に対応する転写メモリ用の領域を占有する出力バッファと、を備え、前記下流通信制御部は、前記複数のプロセス入力装置から受信した複数の入力データを前記ノードに統合して前記入力バッファの前記転写メモリ用の領域に格納し、前記上流通信制御部は、前記演算装置から受信した前記ノードを前記出力バッファの前記転写メモリ用の領域に格納することを特徴とする、請求項1に記載の通信制御装置。

請求項3

前記下流通信制御部は、前記入力バッファの前記転写メモリ用の領域の連続するアドレスに前記複数の入力データを格納し、前記上流通信制御部は、前記出力バッファの前記転写メモリ用の領域の連続するアドレスに前記ノードを格納する、ことを特徴とする、請求項2に記載の通信制御装置。

請求項4

管理者の入力に応じて前記プロセス入出力装置が送受信する入出力データのデータサイズを設定するデータサイズ設定部を備えることを特徴とする、請求項1に記載の通信制御装置。

請求項5

前記通信制御装置に接続され、前記演算装置が制御する機器の構成を取得する構成情報取得部を備えることを特徴とする、請求項1に記載の通信制御装置。

請求項6

前記ノード数決定部は、前記演算装置が制御する機器ごとに、前記入出力のデータサイズと前記ノードの数と前記ノードに統合される入出力データの数とが対応付けられたデータテーブルを参照して、前記入出力データのデータサイズと前記構成情報とから前記ノードの数を決定することを特徴とする、請求項1に記載の通信制御装置。

請求項7

演算装置と複数のプロセス入出力装置との間で互いに非同期にメモリ転写によるデータ伝送を行う通信制御装置における通信制御方法であって、前記演算装置とのデータ転送単位となるノードの数を決定するノード数決定部と、前記演算装置と前記ノードを含む通信フレームを送受信する上流通信制御部と、複数のプロセス入出力装置と前記入出力データを送受信する下流通信制御部と、を備え、前記ノード数決定部が、入出力データのデータサイズと前記通信制御装置に接続されている機器の構成情報とからノードの数を決定する第1のステップと、前記下流通信制御部が、複数のプロセス入力装置から受信した複数の入力データを前記ノード数決定部により決定された数のノードに統合する第2のステップと、前記上流通信制御部が、前記演算装置から受信した前記ノードに含まれる複数の出力データを、対応する複数のプロセス出力装置に展開する第3のステップと、を含むことを特徴とする、通信制御方法。

請求項8

前記通信制御装置は、前記ノード数決定装置により決定されたノードの数に対応する転写メモリ用の領域を占有する入力バッファと、前記ノード数決定装置により決定されたノードの数に対応する転写メモリ用の領域を占有する出力バッファと、を備え、前記第2のステップにおいて、前記下流通信制御部が、前記複数のプロセス入力装置から受信した複数の入力データを前記ノードに統合して前記入力バッファの前記転写メモリ用の領域に格納する第4のステップと、前記第3のステップにおいて、前記上流通信制御部が、前記演算装置から受信した前記ノードを前記出力バッファの前記転写メモリ用の領域に格納する第5のステップと、を含むことを特徴とする、請求項7に記載の通信制御方法。

請求項9

前記第4のステップにおいて、前記下流通信制御部が、前記入力バッファの前記転写メモリ用の領域の連続するアドレスに前記複数の入力データを格納する第6のステップと、前記第5のステップにおいて、前記上流通信制御部が、前記出力バッファの前記転写メモリ用の領域の連続するアドレスに前記ノードを格納する第7のステップと、を含むことを特徴とする、請求項8に記載の通信制御方法。

請求項10

制御対象の機器を制御する演算装置と、前記演算装置からの入出力要求に応じて前記制御対象の機器との間で入出力データを送受信する複数のプロセス入出力装置と、前記演算装置と前記複数のプロセス入出力装置との間で互いに非同期にメモリ転写によるデータ伝送を行う通信制御装置と、を備え、前記通信制御装置は、前記入出力データのデータサイズと前記制御対象の機器の構成情報とから前記演算装置とのデータ転送単位となるノードの数を決定し、前記演算装置からの入力要求に応じて、複数のプロセス入力装置から受信した複数の入力データを、前記決定された数のノードに統合し、前記演算装置からの出力要求に応じて、前記演算装置から受信した前記ノードに含まれる複数の出力データを、対応する複数のプロセス出力装置に展開することを特徴とする、通信制御システム

技術分野

0001

本発明は、通信制御装置通信制御方法及び通信制御システムに関し、メモリ転写によりデータを伝送する通信制御装置、通信制御方法及び通信制御システムに適用して好適なるものである。

背景技術

0002

従来、モータ等の動きを制御するモーションコントローラ備え制御装置において、モーションコントローラは、データの読み書きや通信管理サーバコントローラ等への制御をCPUが直接行う構成となっている。このような構成により、モーションコントローラのCPUの負荷が高くなり、制御サイクル内でモーション制御パフォーマンス圧迫して、高速で安定したモーション制御が行えなくなるという問題があった。また、大量のデータ通信が発生した場合に、データ通信処理がモーションコントローラのCPUを独占することとなり、モーション制御に影響してしまうという問題があった。

0003

そこで、特許文献1では、通信処理を制御する通信制御部とモーションコントローラのCPUとで利用することができるデュアルポートメモリを有することにより、モーションコントローラのCPUの負荷を軽減して、高速に大容量のデータを授受することを可能としている。

先行技術

0004

特開2006−350929号公報

発明が解決しようとする課題

0005

ところで、発電プラントのような一般的な制御システムでは、制御用データは即時性と定周期性が求められるため、周期的なメモリ転写により定量的かつ継続的に演算装置プロセス入出力装置との間でデータ伝送が行われている。このような制御システムにおいて、より多くのデータを扱うためには、プロセス入出力装置の台数を増加する必要がある。プロセス入出力装置を増加する方法として、演算装置とプロセス入出力装置との間の通信を制御する通信制御装置を利用することが考えられる。上記したメモリ転写を用いた制御システムにおいて通信制御装置を利用する場合、演算装置1台あたりが制御するプロセス入出力装置の台数が増加すると、通信回数も増加して、転送速度が低下してしまうという問題があった。

0006

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、演算装置とプロセス入出力装置との間で伝送される入出力データの伝送単位最適化することが可能な通信制御装置、通信制御方法及び通信制御システムを提案しようとするものである。

課題を解決するための手段

0007

かかる課題を解決するために本発明においては、演算装置と複数のプロセス入出力装置との間で互いに非同期にメモリ転写によるデータ伝送を行う通信制御装置であって、入出力データのデータサイズと前記通信制御装置に接続されている機器構成情報とから前記演算装置とのデータ転送単位となるノードの数を決定するノード数決定部と、前記演算装置と前記ノードを含む通信フレーム送受信する上流通信制御部と、複数のプロセス入出力装置と前記入出力データを送受信する下流通信制御部と、を備え、前記下流通信制御部は、複数のプロセス入力装置から受信した複数の入力データを前記ノード数決定部により決定された数のノードに統合し、前記上流通信制御部は、前記演算装置から受信した前記ノードに含まれる複数の出力データを、対応する複数のプロセス出力装置に展開することを特徴とする、通信制御装置が提供される。

0008

かかる構成によれば、演算装置と複数のプロセス入出力装置との間で互いに非同期にメモリ転写によるデータ伝送を行い、入出力データのデータサイズと前記通信制御装置に接続されている機器の構成情報とから前記演算装置とのデータ転送単位となるノードの数を決定し、複数のプロセス入力装置から受信した複数の入力データを決定された数のノードに統合し、前記演算装置から受信した前記ノードに含まれる複数の出力データを、対応する複数のプロセス出力装置に展開する。これにより、データ入出力装置が扱うデータサイズと接続される機器の構成情報から、入出力データの通信フレームへの統合を最適化し、システム全体が小規模な場合でも通信に無駄が生じないようにすることができる。

発明の効果

0009

本発明によれば、演算装置とプロセス入出力装置との間で伝送される入出力データの伝送単位を最適化して演算装置の通信回数を減らすことにより、転送速度の低下を防ぐことができる。

図面の簡単な説明

0010

本発明の一実施形態に係る通信制御システムの構成を示すブロック図である。
同実施の形態にかかる通信形態を説明する概念図である。
同実施の形態にかかる通信フレームと転写メモリ領域の効率化を説明する概念図である。
同実施の形態にかかるノード数を説明する概念図である。
同実施の形態にかかる転送データの統合について説明する概念図である。
同実施の形態にかかるデータ入力時のデータ処理の流れを示す概念図である。
同実施の形態にかかるデータ出力時のデータ処理の流れを示す概念図である。

実施例

0011

下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。

0012

(1)通信制御システムの構成
まず、図1を参照して、本実施形態の通信制御システムの構成について説明する。図1に示すように、通信制御システムは、演算装置1、通信制御装置2、プロセス入力装置31A〜31D(以降、複数のプロセス入力装置を総称してプロセス入力装置31と称する場合もある。)、プロセス出力装置41A〜41D(以降、複数のプロセス出力装置を総称してプロセス出力装置41と称する場合もある。)、制御対象5、通信回線6、通信線路7及び制御信号線路8などから構成される。

0013

本実施の形態は、通信制御システムを大規模プラントなどの制御システムに適用する。制御対象5は、例えば、タービンセンサ及び補機からなる制御対象が例示できる。

0014

演算装置1は、常に制御対象5の状態を監視して、最適なフィートバック制御を行う。プロセス入力装置31は、制御対象5の状態を示す信号(以下、入力データと称する。)を演算装置1に伝送するデータに変換する。プロセス出力装置41は、演算装置1から伝送されたフィードバックデータ(以下、出力データと称する。)を制御対象5に伝達する信号に変換する。

0015

通信制御装置2は、演算装置1とプロセス入力装置31またはプロセス出力装置41との間の通信を中継する。演算装置1と通信制御装置2とはシリアル通信回線である通信回線6によって接続されている。そして、制御対象5とプロセス入力装置31またはプロセス出力装置41とが制御信号線路8によって接続される。制御信号線路8によって、制御対象5からプロセス入力装置31に入力データが伝達されたり、プロセス出力装置41から制御対象5に出力データが伝達されたりする。通信制御装置2は、図1に示すように通信回線6上に複数台接続させることができる。

0016

また、通信制御装置2とプロセス入力装置31またはプロセス出力装置41とが通信線路7によって接続される。通信線路7によって、プロセス入力装置31から通信制御装置2に入力データが伝達されたり、通信制御装置2からプロセス出力装置41に出力データが伝達されたりする。

0017

なお、演算装置1と通信制御装置2との間の通信回線6と、通信制御装置2とプロセス入力装置31またはプロセス出力装置41との間の通信線路7は、それぞれ非同期にメモリ転写による通信を行っている。上記したように、制御システムでは、制御用データの転送には即時性と定周期性が求められるため、周期的なメモリ転写により定量的かつ継続的にデータ伝送が行われる必要がある。本実施の形態では、通信回線6及び通信線路7は、いずれも一定の周期でメモリ転写を行っているが、通信回線6と通信線路7とのメモリ転写によるデータ伝送は非同期に行われている。

0018

通信制御装置2は、上流通信制御21、入力バッファ22、出力バッファ23、下流通信制御24、データサイズ設定機能25、ノード数決定機能27及び構成情報取得機能26から構成される。

0019

上流通信制御は、通信回線6を介して演算装置1と通信を行う機能を有する。下流通信制御24は、通信線路7を介して複数のプロセス入力装置31またはプロセス出力装置41と通信を行う機能を有する。また、入力バッファ22はプロセス入力装置31から送信された入力データを保持し、出力バッファ23は演算装置1から送信された制御対象5への出力データを保持する。

0020

また、データサイズ設定機能25は、プロセス入力装置31及びプロセス出力装置31が扱う入出力データのデータサイズを設定する機能を有する。構成情報取得機能26は、通信制御装置2に接続されている機器の情報取得する機能を有する。また、ノード数決定機能27は、データサイズ設定機能25及び構成情報取得機能26からの情報をもとに、演算装置1で認識される通信回線の構成要素単位の数を決定する機能を有する。この演算装置1で認識される通信回線の構成要素単位を、以下、ノードと称して説明する。

0021

(2)通信制御装置の機能
ここで、通信制御装置2の機能について説明する。通信制御装置2は、プロセス入力装置31から送信された入力データを、下流通信制御24によって取り込み、入力バッファ22に保持する。入力バッファ22で保持された入力データは、上流通信制御21によって通信回線6を介して演算装置1に送信される。このとき、1つのノードに複数の入力データを統合し、演算装置1へ送信する。上記したように、ノードは演算装置1で認識される通信回線の構成要素の単位である。このため、複数の入力データを1つのノードに統合することにより、演算装置1は、複数の入力データを1つのノードとして認識する。

0022

また、通信制御装置2は、演算装置1から通信回線6を介して送信された出力データを上流通信制御21によって取り込み、出力バッファ23に保持する。出力バッファ23に保持された出力データは、下流通信制御24によって通信線路7を介してプロセス出力装置41に送信され、制御信号線路8を通じて制御対象5に出力される。演算装置1から送られてきた出力データも、入力データと同様に1つのノードに複数の出力データが格納されている。このため、出力バッファ23からプロセス出力装置4へ送信する際に、1つのノードに格納された複数の出力データが各プロセス出力装置41宛に展開される。

0023

ここで、図2を参照して、従来の通信形態と本発明の通信形態の相違点について説明する。

0024

図2の一般的な通信形態では、演算装置90は、プロセス入出力装置31または41と1対1で通信を行っている。このため、プロセス入出力装置1台を1つのノードとして認識している。ここでは、入出力データは、1つのノードに1つずつ格納されている。例えば、図2では、プロセス入力装置31Aからの入力データはノードA、プロセス入力装置31Bからの入力データはノードBとして演算装置90に認識される。また、プロセス出力装置41Aへの出力データはノードC、プロセス出力装置31Bへの出力データはノードDとして演算装置90に認識される。

0025

一方、本発明における通信形態では、演算装置1とプロセス入出力装置31または41は、通信制御装置2を介して通信を行う。上記したように、本実施の形態における通信制御装置2は、1つのノードに対し複数の入力データを統合したり、1つのノードに統合されている複数の出力データを展開したりする。

0026

例えば、図2では、プロセス入力装置31A及びプロセス入力装置31Bからの2つの入力データがノード1に統合されている。また、プロセス出力装置41A及びプロセス出力装置41Bへの2つの出力データがノード2に統合されている。

0027

このため、演算装置1は、実際に接続されているプロセス入出力装置31または41の台数よりも少ない数のノードによる通信を行うことができる。ノードの数は、通信制御装置2が持つノード数決定機能27により決定される。ノード数は、入出力データのサイズと通信制御装置2に接続されている機器の構成情報を元に決定される。入出力データサイズは、通信制御装置2のデータサイズ設定機能25にて設定される。また、構成情報は、通信制御装置2の構成情報取得機能26にて取得される。

0028

次に、図3を参照して、通信フレームと転写メモリ領域の効率化について説明する。従来の通信では、1つの入出力データの前後に通信制御用ビット(bit)が付与されていた。例えば、3つの入出力データを送信する場合には、1つの入出力データの前後に通信制御用ビットが付与されて、3つの入出力データとともに合計6つの通信制御用ビットも送信する必要があった。

0029

しかし、本実施の形態では、複数の入出力データを1つのノードに統合することで、通信制御ビットは統合されたデータ全体に2つだけ付与すればよく、通信リソース節減することができる。

0030

また、従来のメモリ転写では、様々なノードサイズ及びノード数に対応できるよう転写メモリ割当領域を大きく取っていた。このため、転写メモリの割当領域に対してノードサイズが小さい場合やノード数が少ない場合には、空き領域も転写しなければならず通信のロスが発生していた。

0031

一方、本実施の形態では、1ノードに複数の入力データまたは出力データを統合して、従来、空き領域のまま転写されていた領域にもデータを格納して、通信のロスを軽減し転送効率を向上させることが可能となる。また、上記したように、通信制御装置2が、入出力データのサイズと通信制御装置2に接続されている機器の構成情報をもとに、入出力データの数や使用するノードの数を決定する。これにより、演算装置1とプロセス入出力装置31、41との間の入出力の伝送単位を最適化することができる。

0032

本実施の形態では、このように、制御用データを定周期で転送しつつ、演算装置1と通信制御装置2との間のデータ伝送及び通信制御装置2とプロセス入力装置31及びプロセス出力装置41との間のデータ伝送を最適化することで、制御用データのデータ伝送について、即時性と定周期性を両立させている。

0033

次に、図4を参照して、ノード数決定機能27により決定されるノード数について説明する。

0034

図4に示すように、通信制御装置2は、接続される機器ごとに1つのノードに統合する入出力データの数及び使用するノードの数を示すデータテーブルを保持している。上記したように、構成情報取得機能26により通信制御装置2に接続されている機器の構成情報が取得され、複数のデータテーブルから取得した構成情報に対応する接続機器のデータテーブルが選択される。そして、データサイズ設定機能25により、データサイズが決定されると、当該データサイズに適したノード数やデータ統合数が設定されることとなる。

0035

データサイズは、システム管理者の入力に応じてデータサイズ設定機能25が設定する。データサイズは、制御対象5の特性に応じて固定化されている。例えば、制御対象5が温度の場合には、データサイズは8wordであり、制御対象5が弁などの開閉状態の場合にはデータサイズは1wordである。システム管理者は、演算装置1が制御する制御対象に応じてデータサイズを選択する。

0036

例えば、通信制御装置2に接続された機器が接続機器1であった場合に、データサイズ設定機能25によりデータサイズが1wordの場合には、使用ノード数は1、1ノードに統合されるデータ数は8wordであることがわかる。また、データサイズが4wordの場合には、使用ノード数は2、データ統合数は2,2であり、2つのノードに2データずつ統合されることがわかる。また、データサイズが8wordの場合には、使用ノード数は3、データ統合数は2,3,3であり、3つのノードに2データ、3データ、3データずつ統合されることがわかる。

0037

例えば、図5の(a)は、転送データサイズ(入出力データサイズ)が8word、接続台数が8台、1ノードに格納されるデータサイズが30wordである場合に、第1ノード、第2ノード、第3ノードの3つのノードにデータが統合される場合を示す。図5(a)に示すように、第1ノードと第2ノードにプロセス入力装置31またはプロセス出力装置41の3台分のデータ(8word×3台=24word)が統合され、第3ノードにプロセス入力装置31またはプロセス出力装置41の2台分のデータ(8word×2台=16word)が統合される。

0038

また、図5の(b)は、転送データサイズ(入出力データサイズ)が4word、接続台数が8台、1ノードに格納されるデータサイズが30wordである場合に、第1ノード、第2ノードの2つのノードにデータが統合される場合を示す。図5(b)に示すように、第1ノードと第2ノードにプロセス入力装置31またはプロセス出力装置41の4台分のデータ(4word×4台=16word)が統合される。

0039

また、図5の(c)は、転送データサイズ(入出力データサイズ)が1word、接続台数が8台、1ノードに格納されるデータサイズが30wordである場合に、第1ノードにデータが統合される場合を示す。図5(c)に示すように、第1ノードにプロセス入力装置31またはプロセス出力装置41の8台分のデータ(1word×8台=8word)が統合される。

0040

このように、データサイズ及び1ノードに格納されるデータサイズに応じて、1つ以上のノードに均等にデータが格納されるようにデータの統合数が決定される。上記したように、本実施の形態では、予めデータの統合数が設定されたデータテーブルを参照することにより、メモリ転写による定量的かつ継続的なデータ伝送を実現し、かつ、1つのノードに複数台の転送データを格納して通信回数を減らして転送速度を向上させている。

0041

(3)通信制御方法
次に、図6及び図7を参照して、データの入力時及び出力時のデータ処理の流れについて説明する。

0042

図6は、データ入力時のデータ処理の流れを示す概念図である。図6に示すように、通信制御装置2は、入力バッファ22内のプロセス入出力装置エリアに複数のノードを占有する。入力バッファ22内のプロセス入出力装置エリアの複数のノードは、演算装置1が有する転写メモリ内のアドレスマップに対応するアドレスにより設定される。

0043

図6では、入力バッファ22内に3ノードを占有している。これは、例えば、図5(a)に例示したように、プロセス入力装置31の接続台数が8台で、転送データサイズが8word、1ノードが30wordの場合である。この場合、図4のデータテーブルにおいて、8台分のデータは、3ノードにそれぞれ、3データ、3データ、2データずつ格納されることが設定されている。

0044

したがって、8台のプロセス入力装置31が収集した8つの入力データは、通信線路7を介して下流通信制御24に送信される。そして、下流通信制御24により、8つの入力データは、3データ、3データ、2データずつ統合されて、通信制御装置2内の入力バッファ22の3つのノードに格納される。

0045

演算装置1から入力要求が送信されると、下流通信制御24により入力バッファ22内の占有するノードアドレスに格納された入力データは、上流通信制御21により通信回線6を介して演算装置1に送信される。演算装置1は、通信制御装置2内の入力バッファ22の各ノードに対して1対1で通信を行う。したがって、演算装置1は、上流通信制御21から送信された3つのノードに格納された入力データを、入力バッファ22のノードアドレスに対応する演算装置1の転写メモリ内のアドレスに格納する。

0046

また、図7は、データ出力時のデータ処理の流れを示す概念図である。図7に示すように、通信制御装置2は、出力バッファ23内のプロセス入出力装置エリアに複数のノードを占有する。出力バッファ23内のプロセス入出力装置エリアの複数のノードは、演算装置1が有する転写メモリ内のアドレスマップに対応するノードアドレスにより設定される。

0047

図7では、出力バッファ23内に3ノードを占有している。これは、例えば、図5(a)に例示したように、プロセス出力装置41の接続台数が8台で、転送データサイズが8word、1ノードが30wordの場合である。この場合、図4のデータテーブルにおいて、8台分のデータは、3ノードにそれぞれ、3データ、3データ、2データずつ格納されることが設定されている。

0048

データ出力時は、通信制御装置2が占有するノードアドレスに対して、演算装置1から出力データが送信される。通信制御装置2の上流通信制御21は、演算装置1から送信された3ノード分の出力データを、出力バッファ23の3つのノードに格納する。そして、通信制御装置2の下流通信制御24は、3ノード分の出力データを8データに展開して、8台のプロセス出力装置4に送信する。演算装置1は、プロセス出力装置4から出力された制御データにより制御対象5を制御する。

0049

(4)本実施の形態の効果
以上のように、本実施の形態によれば、演算装置1と複数のプロセス入出力装置31、41との間で互いに非同期にメモリ転写によるデータ伝送を行い、入出力データのデータサイズと通信制御装置2に接続されている機器の構成情報とから演算装置1とのデータ転送単位となるノードの数を決定し、複数のプロセス入力装置31、41から受信した複数の入力データを決定された数のノードに統合し、演算装置1から受信した前記ノードに含まれる複数の出力データを、対応する複数のプロセス出力装置に展開する。これにより、データ入出力装置が扱うデータサイズと接続される機器の構成情報から、入出力データの通信フレームへの統合を最適化し、システム全体が小規模な場合でも通信の無駄が生じないようにすることができる。また、通信制御装置を利用してプロセス入出力装置の接続台数を増やしても、演算装置の通信回数を減らすことによって転送速度の低下を防ぐことが可能となり、プロセス入出力装置増設前の通信性能を保ったままシステム規模拡大を行うことが可能となる。

0050

1演算装置
2通信制御装置
21上流通信制御
22入力バッファ
23出力バッファ
24 下流通信制御
25 データサイズ設定機能
26構成情報取得機能
27ノード数決定機能
31プロセス入力装置
41プロセス出力装置
5制御対象
通信回路
7通信線路
8 制御信号線路

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