專利名稱：控制系統(tǒng)及soe裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制系統(tǒng)及SOE裝置。
背景技術(shù)：
一般的機械設(shè)備控制系統(tǒng)所處理的數(shù)據(jù)有為了對控制對象進行監(jiān)視控制運算裝置通常處理的控制用數(shù)據(jù)、和為了分析異常發(fā)生時的控制對象的動作運算裝置暫時處理的事件數(shù)據(jù)。作為這種事件數(shù)據(jù)的收集與管理方法，例如在專利文獻I中公開了將獲取事件收集功能的事件輸入模塊配置在與多個過程輸入輸出裝置同一層，來收集事件數(shù)據(jù)的方法。專利文獻I JP特開2000-10604號公報例如，在發(fā)電機械設(shè)備這樣的控制系統(tǒng)中，由于要求控制用數(shù)據(jù)具有即時性和恒定周期性，因而優(yōu)選根據(jù)周期性存儲器復(fù)寫而定量且持續(xù)地在運算裝置與過程輸入輸出裝置之間進行數(shù)據(jù)傳輸。另一方面，對于事件數(shù)據(jù)而言，只在事件數(shù)據(jù)收集裝置(以下稱為 “S0E裝置”)對規(guī)定的事件進行檢測并記錄時，需要通過中斷處理等暫時在運算裝置與SOE 裝置之間進行數(shù)據(jù)傳輸。這里，若將專利文獻所記載的技術(shù)應(yīng)用于SOE裝置，則需要利用與連接輸入輸出裝置的通信線路相同的通信線路來進行在SOE裝置檢測到事件時所需的與運算裝置之間的傳輸。因此，存在著如下課題，即如果進行SOE裝置與運算裝置之間的傳輸，則會給輸入輸出裝置與運算裝置之間的周期性傳輸造成影響，會損壞控制用數(shù)據(jù)的恒定周期性。另外， 存在著如下課題，即為了確保控制用數(shù)據(jù)的恒定周期性，若用其他線路來構(gòu)筑控制用數(shù)據(jù)和事件數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，則會使控制系統(tǒng)整體大規(guī)模化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述課題提出的，其目的在于提供一種在以共同的通信線路連接過程輸入輸出裝置與SOE裝置的系統(tǒng)中可確保控制用數(shù)據(jù)的恒定周期性的控制系統(tǒng)。為了解決上述課題，例如采用了權(quán)利要求書中記載的結(jié)構(gòu)。本申請包括解決上述課題的多個單元，這里舉出一例，本發(fā)明提供一種控制系統(tǒng)， 具備運算裝置，其對控制對象進行監(jiān)視控制；輸入輸出裝置，其與所述控制對象相連，向所述運算裝置發(fā)送從所述控制對象輸入來的狀態(tài)信號，向所述控制對象輸出從所述運算裝置發(fā)送來的控制信號；和SOE裝置，其獲取所述控制信號或所述狀態(tài)信號，將規(guī)定的變化作為事件進行檢測并且將該事件檢測時的所述控制信號或所述狀態(tài)信號作為事件數(shù)據(jù)進行記錄，所述運算裝置、所述輸入輸出裝置及所述SOE裝置經(jīng)由共同的傳輸路徑進行連接，所述控制系統(tǒng)的特征在于在所述SOE裝置中具備通信控制部，所述通信控制部以規(guī)定的接收周期從所述運算裝置接收所述事件數(shù)據(jù)的讀出請求，針對所述讀出請求以規(guī)定的發(fā)送周期向所述運算裝置發(fā)送在自裝置中存儲的所述事件數(shù)據(jù)。發(fā)明效果
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根據(jù)本發(fā)明，在由共同的通信線路連接過程輸入輸出裝置與SOE裝置的控制系統(tǒng)中，在不損壞控制用數(shù)據(jù)的恒定周期性的情況下可進行數(shù)據(jù)傳輸。


圖I是控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。圖2是基于存儲器復(fù)寫的恒定周期控制。圖3是SOE裝置的事件數(shù)據(jù)收集動作流程圖。圖4是SOE裝置的事件數(shù)據(jù)收集框圖。圖5是SOE裝置的初次狀態(tài)信號獲取動作。圖6是SOE裝置的事件檢測動作(有事件)。圖7是SOE裝置的事件檢測動作(無事件)。圖8是事件數(shù)據(jù)格式。圖9是SOE裝置的事件寫入與寫入指針。圖10是SOE裝置的輸入存儲器復(fù)寫動作流程圖。圖11是SOE裝置的輸入存儲器復(fù)寫框圖。圖12是輸入存儲器復(fù)寫的通信幀格式。圖13是SOE裝置的事件讀出與讀出指針。圖14是SOE裝置的事件緩沖器管理方法。圖15是SOE裝置的事件數(shù)據(jù)為空判定。圖16是SOE裝置的事件緩沖器初始狀態(tài)。圖17是SOE裝置的事件讀出響應(yīng)(模式I)。圖18是SOE裝置的事件讀出響應(yīng)(模式2)。圖19是SOE裝置的事件讀出響應(yīng)(模式3)。圖中I 運算裝置2 過程輸入裝置3 過程輸出裝置4 通信線路5 控制信號線路6 控制對象7 事件數(shù)據(jù)收集裝置(S0E裝置)9 指針地址(pointer address)比較器51狀態(tài)信號71信號獲取功能72當前值保持功能73前次值保持功能74比較功能75事件檢測功能76事件寫入指示功能
77當前時刻計數(shù)器
78通信控制功能
79接收緩沖器
80事件讀出指示功能
81事件緩沖器控制功能
82事件緩沖器
83發(fā)送緩沖器
84與入指針控制功能
85讀出指針控制功能
86接收判斷功能
87讀出指針指示功能
88事件緩沖器管理功能
711獲取值信號
721當前值信號
731前次值信號
741比較結(jié)果信號
751事件檢測信號
761事件寫入指示信號
771當前時刻計數(shù)信號
781接收路徑
791接收內(nèi)容
801事件讀出指示信號
810虛擬響應(yīng)功能
811事件數(shù)據(jù)信號
821事件數(shù)據(jù)讀出路徑
822事件數(shù)據(jù)寫入路徑
831發(fā)送路徑
841寫入指針信號
851讀出指針信號
861接收判斷結(jié)果信號
871讀出指針指示信號
881事件緩沖器狀態(tài)信號
具體實施例方式利用附圖，說明用于實施本發(fā)明的方式。實施例I圖I是表示本發(fā)明中的實施例的方式I的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。在進行發(fā)電機械設(shè)備的潤輪控制(turbine control)等的控制系統(tǒng)中,采用如下結(jié)構(gòu)，即控制對象6、運算裝置I、一個以上的過程輸入裝置2、一個以上的過程輸出裝置3和一個以上的事件數(shù)據(jù)收集裝置(以下稱為SOE裝置)7經(jīng)由基于RS-485的串行通信用線路即通信線路4進行連接， 控制對象6和過程輸入輸出裝置2、3通過由表示控制對象6的狀態(tài)的信號以及將反饋數(shù)據(jù)傳遞給控制對象6的信號構(gòu)成的控制信號線路5進行連接，其中，所述控制對象6由渦輪、 傳感器及輔機構(gòu)成，所述運算裝置I始終監(jiān)視控制對象6的狀態(tài)進行最適當?shù)姆答伩刂疲鲆粋€以上的過程輸入裝置2將表示控制對象6的狀態(tài)的信號變化成向運算裝置I傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，所述一個以上的過程輸出裝置3將從運算裝置I傳輸來的反饋數(shù)據(jù)變換成向控制對象6傳遞的信號，所述一個以上的SOE裝置7在控制對象6表示特定的控制狀態(tài)的情況下記錄該狀態(tài)和發(fā)生時刻。另外，SOE裝置7作為進行存儲器復(fù)寫的緩沖器而具備接收緩沖器79及發(fā)送緩沖器83，并且雖然未圖示，但是在運算裝置I、過程輸入裝置2及過程輸出裝置3中也同樣具備接收緩沖器、發(fā)送緩沖器及通信控制功能。以下簡單說明利用了接收緩沖器79及發(fā)送緩沖器83的存儲器復(fù)寫。在接收緩沖器79中，通過通信控制功能78而存儲從運算裝置I、過程輸入裝置2 及過程輸出裝置3經(jīng)由通信線路4周期性接收的發(fā)送數(shù)據(jù)。SOE裝置7在進行了在接收緩沖器79中存儲的數(shù)據(jù)是否是發(fā)給自裝置的判斷之后，在是發(fā)給自裝置的情況下執(zhí)行由該數(shù)據(jù)所請求的處理，向發(fā)送緩沖器83存儲附有請求源的裝置的目標地址的響應(yīng)數(shù)據(jù)。在發(fā)送緩沖器83中存儲的數(shù)據(jù)，通過通信控制功能78以規(guī)定的周期一并發(fā)送至運算裝置I、過程輸入裝置2及過程輸出裝置3，并存儲在各裝置的接收緩沖器中。在請求源的裝置中確認所存儲的響應(yīng)數(shù)據(jù)是否是發(fā)給自裝置的，并識別自裝置的請求是否已被執(zhí)行。這種處理在過程輸入裝置2及過程輸出裝置3中也同樣進行，在本實施例中，向過程輸入裝置2、過程輸出裝置3及SOE裝置7發(fā)送請求的主要是運算裝置I。接下來，說明由SOE裝置7進行的狀態(tài)信號51的處理。SOE裝置7通過信號獲取功能71獲取表示控制對象6的控制狀態(tài)的一個以上的狀態(tài)信號51。僅僅在初次，保持狀態(tài)信號51的獲取值作為當前值72及前次值73保持。在第2次以后，將被保持為當前值72 的數(shù)據(jù)作為前次值73保持，而將獲取值作為當前值72保持。比較功能74比較所保持的前次值73和當前值72，并向事件檢測功能75輸出比較結(jié)果信號741。對于事件檢測功能75 而言，根據(jù)比較結(jié)果信號741，在狀態(tài)信號51的值變化為特定的狀態(tài)的情況下判定為“有事件”，在狀態(tài)信號51的值未變化為特定的狀態(tài)的情況下判定為“無事件”。在被判定為“有事件”的情況下，事件檢測功能75向事件寫入指示功能76輸出事件檢測信號751。事件寫入指示功能76將與狀態(tài)信號51的變化相關(guān)的信息(以下稱為“事件數(shù)據(jù)”)作為事件寫入指示信號761向事件緩沖器控制功能81輸出。此時，在事件數(shù)據(jù)中附有根據(jù)從當前時刻計數(shù)器77輸出的當前時刻計數(shù)信號771而取得的當前時刻。接受了事件寫入指示信號761的輸入的事件緩沖器控制功能81，將事件數(shù)據(jù)記錄至事件緩沖器 82。這里，在將事件數(shù)據(jù)記錄至事件緩沖器82時，通過寫入指針控制功能84及事件緩沖器管理功能88來進行記錄事件數(shù)據(jù)的事件緩沖器82的地址的指針控制。若從事件寫入指示功能76輸入了指示信號762，則寫入指針控制功能84將表示更新向事件緩沖器82記錄的地址這一情況的寫入指針信號841輸出至事件緩沖器管理功能88及事件緩沖器控制功能81。由此，每當檢測到事件時，就輸出寫入指針信號841，并更新記錄事件數(shù)據(jù)的事件緩沖器82的地址。因而，每當檢測到事件，就能向事件緩沖器82依次存儲事件數(shù)據(jù)。另外，事件緩沖器管理功能88對事件緩沖器82內(nèi)的事件數(shù)據(jù)的存儲狀態(tài)、指針位置進行管理，且將事件緩沖器82的狀態(tài)作為事件緩沖器狀態(tài)信號881向事件緩沖器控制功能81輸出。這里，例如在事件緩沖器82中無法在此基礎(chǔ)上全部寫入未讀的事件數(shù)據(jù)的情況下，事件緩沖器控制功能81根據(jù)事件緩沖器狀態(tài)信號881來識別事件緩沖器82的狀態(tài)， 并停止向事件緩沖器82的寫入。由此，能夠防止未讀的事件數(shù)據(jù)被覆蓋、從而事件數(shù)據(jù)的連續(xù)性受損。另一方面，SOE裝置7如前述那樣以恒定周期從通信線路4接收通信幀。SOE裝置 7的存儲器復(fù)寫模塊是通過進行流經(jīng)通信線路4的通信幀的接收及向通信線路4發(fā)送通信幀的通信控制功能78、保持通信控制功能78所接收的通信幀的接收緩沖器79、判斷接收緩沖器79內(nèi)的通信幀的內(nèi)容的接收判斷功能86、在通信幀的內(nèi)容是“事件讀出請求”的情況下指示讀出事件數(shù)據(jù)的事件讀出指示功能80、對讀出指針控制功能85進行讀出指針的指示的讀出指針指示功能87、表示讀出事件數(shù)據(jù)的事件緩沖器82的地址的讀出指針控制功能85、判斷事件緩沖器82內(nèi)有無事件數(shù)據(jù)的事件緩沖器管理功能88、按照事件讀出指示信號801及讀出指針信號851從事件緩沖器82讀出事件數(shù)據(jù)的事件緩沖器控制功能81、根據(jù)事件緩沖器控制功能81的指示能記錄或讀出事件數(shù)據(jù)的事件緩沖器82、保持從事件緩沖器82讀出的事件數(shù)據(jù)的發(fā)送緩沖器83、在事件緩沖器82內(nèi)不存在事件數(shù)據(jù)的情況下將虛擬的事件數(shù)據(jù)存儲到發(fā)送緩沖器83中的虛擬響應(yīng)功能810構(gòu)成的。通過這種存儲器復(fù)寫模塊的結(jié)構(gòu)，能夠與運算裝置I周期性地收發(fā)事件數(shù)據(jù)讀出請求及事件數(shù)據(jù)讀出響應(yīng)。圖2表示基于由運算裝置I進行的存儲器復(fù)寫的恒定周期控制。在系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)下，運算裝置I始終重復(fù)固定的控制周期。另外，如圖所示，每次的控制周期是由運算裝置 I通過與過程輸入裝置2及SOE裝置7之間的數(shù)據(jù)傳輸來取得數(shù)據(jù)的輸入存儲器復(fù)寫、運算裝置I根據(jù)所取得的數(shù)據(jù)計算向控制對象6反饋的最適當?shù)姆答仈?shù)據(jù)的運算、運算裝置 I將計算出的反饋數(shù)據(jù)向過程輸出裝置3進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)妮敵龃鎯ζ鲝?fù)寫構(gòu)成的。進而，在每次的輸入存儲器復(fù)寫中，在與過程輸入裝置2及SOE裝置7之間進行一定尺寸的數(shù)據(jù)讀出請求發(fā)送及一定尺寸的數(shù)據(jù)讀出響應(yīng)接收。也就是說，運算裝置I向過程輸入裝置2發(fā)送數(shù)據(jù)讀出請求，從過程輸入裝置2接收附有與請求相應(yīng)的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)讀出響應(yīng)。其次，運算裝置I向SOE裝置7發(fā)送數(shù)據(jù)讀出請求，從SOE裝置7接收附有與請求相應(yīng)的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)讀出響應(yīng)。另外，在輸出存儲器復(fù)寫中，運算裝置I向過程輸出裝置3發(fā)送數(shù)據(jù)輸出請求，從過程輸入裝置2接收表示執(zhí)行了數(shù)據(jù)輸出這一情況的數(shù)據(jù)輸出響應(yīng)。這樣，在本實施例中，運算裝置I為了確保控制用數(shù)據(jù)的恒定周期性，而在與過程輸入裝置2及過程輸出裝置3之間所進行的存儲器復(fù)寫的控制周期中，也組入了與SOE裝置7之間的數(shù)據(jù)收發(fā)。由此，即便在過程輸入裝置2及過程輸出裝置3與SOE裝置7通過同一通信線路連接而成的控制系統(tǒng)中，也能在不損壞控制用數(shù)據(jù)的恒定周期性的情況下進行數(shù)據(jù)傳輸。圖3表示SOE裝置7的事件數(shù)據(jù)收集動作流程圖。信號獲取功能71獲取表示控制對象6的控制狀態(tài)的I個以上的狀態(tài)信號51 (S30)。當前值保持功能72及前次值保持功能73只在初次將狀態(tài)信號51的獲取值作為當前值及前次值保持(S31)。第2次以后的狀態(tài)信號51的獲取(S32)，將當前值作為前次值保持，將獲取值作為當前值保持(S33)。比較
8功能74比較所保持的前次值和當前值(S34)，事件檢測功能根據(jù)比較結(jié)果檢測狀態(tài)信號51 的值是否變化為特定的狀態(tài)(S35)，在變化為特定的狀態(tài)的情況下判定為“有事件”，在狀態(tài)信號51的值未變化為特定的狀態(tài)的情況下判定為“無事件”(S36)。在判定為“無事件”的情況下，返回到狀態(tài)信號51的獲取。在判定為“有事件”的情況下，通過事件緩沖器控制功能81將事件數(shù)據(jù)記錄至事件緩沖器82中(S37)。向事件緩沖器82的事件數(shù)據(jù)的記錄反復(fù)執(zhí)行到記錄了檢測到的所有事件數(shù)據(jù)為止(S38)。圖4表示SOE裝置7的事件數(shù)據(jù)收集框圖。SOE裝置7的事件收集模塊是由獲取狀態(tài)信號51的信號獲取功能71、將狀態(tài)信號51的獲取值作為當前值保持的當前值保持功能72、將狀態(tài)信號51的獲取值或當前值作為前次值保持的前次值保持功能73、比較當前值與前次值的比較功能74、根據(jù)比較結(jié)果來判定“有事件”、“無事件”的事件檢測功能75、持續(xù)計數(shù)當前時刻的當前時刻計數(shù)器77、在判定為“有事件”的情況下將事件數(shù)據(jù)記錄至事件緩沖器82中的事件寫入指示功能76構(gòu)成的。接下來，利用圖5 圖7來說明基于狀態(tài)信號51獲取的事件檢測。圖5表示SOE 裝置7的初次的狀態(tài)信號51獲取動作。信號獲取功能71以規(guī)定的周期獲取狀態(tài)信號51， 僅僅在初次的狀態(tài)信號51獲取時將獲取值作為當前值及前次值保持，然后進行下一次的狀態(tài)信號51的獲取。也就是說，在狀態(tài)信號獲取(I)中，由于作為狀態(tài)信號51的chO ch3分別為“1，0，1,0",因此將這些值作為當前值及前次值保持。圖6表示在SOE裝置的第2次以后的狀態(tài)信號51獲取中未發(fā)生事件時的事件檢測動作。SOE裝置7通過狀態(tài)信號獲取(2)來獲取狀態(tài)信號51，將當前值作為前次值進行保持，將獲取值作為當前值進行保持。對于獲取到的當前值和前次值，通過比較功能74來比較chO ch3的各信道的值。該比較例如通過獲取當前值和前次值之間的“異或”而進行。這種情況下，由于chO ch3分別為“1，0，1，0”，在chO ch3的任何信道中前次值和當前值都沒有差異，所以判斷為“無事件”。在判斷為“無事件”之后進行下一次的狀態(tài)信號 51的獲取。圖7表示SOE裝置7的第2次以后的狀態(tài)信號51獲取中發(fā)生事件時的事件檢測動作。與圖6所示的所述事件檢測動作同樣地，SOE裝置7通過狀態(tài)信號獲取(3)來獲取狀態(tài)信號51，將當前值作為前次值進行保持，將獲取值作為當前值進行保持。對于獲取到的當前值和前次值，通過比較功能74來比較chO ch3的各信道的每個信道的值。在本例中， 由于chO ch3分別為“1，1,0,0", chi從前次值“O”變化為當前值“1”，ch2從前次值“I” 變化為當前值“0”，因而在chi及ch2中判斷出共計2件“有事件”。在判斷為“有事件”之后，將chi及ch2的事件數(shù)據(jù)記錄至事件緩沖器82中。另外，圖示的之后的ch3從“O”向 “I”的變化，在下一次的狀態(tài)信號51的獲取時被檢測為事件。由此，例如在狀態(tài)信號ch3是表示有無某些報警的信號的情況下，能夠分析ChO ch2所示的狀態(tài)信號51經(jīng)過怎樣的變化而發(fā)生了報警。另外，如圖5 圖7所示，雖然在本實施例中監(jiān)視數(shù)字信號的變化來檢測事件，但是例如作為狀態(tài)信號51也可監(jiān)視模擬信號， 在當前值與前次值之差超過了規(guī)定的閾值的情況下檢測出事件。圖8表示事件數(shù)據(jù)的格式。I件的事件數(shù)據(jù)是由通過前述的事件檢測而判斷為“有事件”的信道的ch號碼、該狀態(tài)信號51的當前值、在通過前述的事件檢測而判斷為“有事件”的時間點當前時刻計數(shù)器77示出的值即事件檢測時刻構(gòu)成的。在本實施例中，在判斷為“有事件”的時間點上當前時刻計數(shù)器77表示“0x11”的情況下，chi的事件數(shù)據(jù)的ch號碼/當前值/事件檢測時刻分別為“1/1/0x11”。同樣地，ch2的事件數(shù)據(jù)為“2/0/0x11”。圖9表示SOE裝置7的事件寫入與寫入指針控制的情形。在將事件數(shù)據(jù)記錄至事件緩沖器82中(以下稱為“事件寫入”)時，通過基于寫入指針控制功能84的寫入指針信號841來進行。寫入指針信號841是記錄事件數(shù)據(jù)的事件緩沖器82的地址，每當輸入事件寫入指示信號761時就更新寫入指針信號841，寫入指針信號841始終指示下一次記錄事件數(shù)據(jù)的事件緩沖器82的地址。在事件數(shù)據(jù)為2件以上的情況下，與事件數(shù)據(jù)的件數(shù)相應(yīng)地反復(fù)進行事件寫入指示功能76和寫入指針信號841的更新。在本實施例中，根據(jù)chi和ch2的2個的事件寫入，向事件緩沖器82的地址“3” 及地址“4”中存儲事件數(shù)據(jù)，將寫入指針信號841從“4”更新為“5”，從“5”更新為“6”。 這里，事件緩沖器82例如由環(huán)形緩沖器構(gòu)成，一旦寫入指針達到事件緩沖器82的地址的終點，則自地址“I”起被再次更新。但是，在處于如果更新地址則不得不覆蓋未讀事件數(shù)據(jù)的狀態(tài)的情況下，事件緩沖器控制功能81根據(jù)來自事件緩沖器管理功能88的事件緩沖器狀態(tài)信號881來識別該狀態(tài)，并停止向事件緩沖器82的寫入。由此，能夠防止未讀事件數(shù)據(jù)被覆蓋、從而事件數(shù)據(jù)的連續(xù)性受損。圖10表示SOE裝置7的輸入存儲器復(fù)寫動作流程圖。SOE裝置7通過通信控制功能78始終從通信線路4接收通信幀，并向接收緩沖器79進行存儲(S100)。當接收到來自運算裝置I的通信幀時，接收判斷功能86判斷該接收內(nèi)容(SlOl)。進而，接收判斷功能 86判斷接收到的通信幀是否是“發(fā)給自節(jié)點”(S102)。在接收內(nèi)容的判斷結(jié)果是“發(fā)給他節(jié)點”的情況下，丟棄或忽略該通信幀，返回到S100。在接收內(nèi)容的判斷結(jié)果是“發(fā)給自節(jié)點”的情況下，接收判斷功能86判斷接收到的通信幀是否是“事件讀出請求”(103)。在不是“事件讀出請求”的情況下，SOE裝置7執(zhí)行該通信幀所請求的事件讀出以外的處理，返回到S100。如果是“事件讀出請求”，則從事件緩沖器82中讀出事件數(shù)據(jù)，并反復(fù)進行到讀出所有事件的事件數(shù)據(jù)為止(S105)。一旦事件數(shù)據(jù)的全部讀出結(jié)束，則作為事件讀出響應(yīng)向運算裝置I發(fā)送包括從事件緩沖器82讀出的事件數(shù)據(jù)在內(nèi)的通信幀(S106)。在發(fā)送了事件讀出響應(yīng)之后，等待再次從運算裝置I接收通信幀。圖11表示SOE裝置7的存儲器復(fù)寫模塊。通信控制功能78始終從通信線路4接收通信幀，并經(jīng)由接收路徑781向接收緩沖器79進行存儲。每當在接收緩沖器中存儲了通信幀時，接收判斷功能86就判斷該通信幀是否是“發(fā)給自節(jié)點”、是否是“事件讀出請求”。 在通信幀的內(nèi)容是“發(fā)給自節(jié)點”且“事件讀出請求”的情況下，接收判斷功能86向讀出指針指示功能87及事件讀出指示功能80輸出接收判斷結(jié)果信號861。輸入了接收判斷結(jié)果信號861的事件讀出指示功能80，向讀出指針控制功能85及事件緩沖器控制功能81輸出事件讀出指示信號801。輸入了事件讀出指示信號801的事件緩沖器控制功能81，從事件緩沖器82讀出事件數(shù)據(jù)并向發(fā)送緩沖器83進行存儲。這里，在從事件緩沖器82讀出事件數(shù)據(jù)時，通過讀出指針控制功能85及事件緩沖器管理功能88來進行讀出事件數(shù)據(jù)的事件緩沖器82的地址的指針控制。若從事件讀出指示功能80輸入了事件讀出指示信號801，則讀出指針控制功能85將表示更新從事件緩沖器 82讀出的地址這一情況的讀出指針信號851輸出至事件緩沖器管理功能88及事件緩沖器控制功能81中。也就是說，每當SOE裝置7接受“事件讀出請求”時，讀出指針控制功能85就輸出讀出指針信號851，并更新讀出事件數(shù)據(jù)的事件緩沖器82的地址。另外，例如在運算裝置I對事件數(shù)據(jù)的接收失敗了的情況下，讀出指針指示功能 87向讀出指針控制功能85輸出讀出指針指示信號871，以再次讀出已讀的事件數(shù)據(jù)。也就是說，在再次讀出已讀出的事件數(shù)據(jù)的請求中有來自運算裝置I的“事件讀出請求”的內(nèi)容的情況下，按照根據(jù)讀出指針指示信號871將讀出指針設(shè)定為已讀的地址的方式向讀出指針控制功能85進行輸出，并停止讀出地址的更新。由此，在每次接受“事件讀出請求”而逐次更新事件數(shù)據(jù)的讀出地址的處理中，即便是事件數(shù)據(jù)的收發(fā)失敗等情況也能夠應(yīng)對。另外，事件緩沖器管理功能88對事件緩沖器82內(nèi)的事件數(shù)據(jù)的存儲狀態(tài)、指針位置進行管理，并將事件緩沖器82的狀態(tài)作為事件緩沖器狀態(tài)信號881向事件緩沖器控制功能81輸出。這里可知，在事件緩沖器狀態(tài)信號881是表示讀出指針和寫入指針為相同地址的情況下，即便在此基礎(chǔ)上更新地址，也沒有未讀事件數(shù)據(jù)。因此，事件緩沖器管理功能88 不更新所讀出的地址，通過事件緩沖器管理功能88內(nèi)的虛擬響應(yīng)功能810將虛擬的事件數(shù)據(jù)存儲至發(fā)送緩沖器83中。在發(fā)送緩沖器83中存儲的虛擬的事件數(shù)據(jù)以SOE裝置7的復(fù)寫定時向運算裝置I發(fā)送，運算裝置I通過判定為接收到的事件數(shù)據(jù)為虛擬，而識別出沒有未讀事件數(shù)據(jù)。如前述，運算裝置I通過存儲器復(fù)寫進行與過程輸入裝置2等之間的通信，并且與SOE裝置7之間的通信也被確定在運算裝置I的規(guī)定的控制周期中。這里，如上述那樣在沒有未讀出事件數(shù)據(jù)的情況下，通過發(fā)送虛擬的事件數(shù)據(jù)，從而能在不擾亂與運算裝置I 之間的周期性傳輸?shù)那闆r下構(gòu)筑控制系統(tǒng)。圖12表示輸入存儲器復(fù)寫的通信幀格式。(a)上半段表示通過來自運算裝置I的輸入存儲器復(fù)寫而將通信幀存儲到接收緩沖器79中時的通信幀的格式。在輸入存儲器復(fù)寫中從運算裝置I發(fā)送給SOE裝置7的通信幀的類型是事件讀出請求，根據(jù)“請求/響應(yīng)”、 “讀/寫”、“目的地節(jié)點地址”、“事件讀出尺寸”的各區(qū)域的內(nèi)容進行判斷。在本實施例中， “請求/響應(yīng)”以Ibit表示通信幀是來自運算裝置I的請求“I”還是響應(yīng)“0”，“讀/寫”以 Ibit表示通信幀是來自運算裝置I的讀“I”還是寫“0”，“目的地節(jié)點地址”以IObit表示通信幀的目的地是節(jié)點地址O 1023的哪個地址。另外，“事件讀出尺寸”以5bit表示來自運算裝置I的請求數(shù)據(jù)尺寸可設(shè)定到I 31事件，在系統(tǒng)構(gòu)筑時設(shè)定。在本實施例中， 以下對讀出尺寸被設(shè)定為4的情形進行說明。例如，在接收到圖12(a)下半段所示的事件讀出請求幀的情況下，接收緩沖器79 內(nèi)的通信幀的“請求/響應(yīng)”區(qū)域的值為請求“1”，“讀/寫”區(qū)域的值為讀“1”，接收判斷功能86通過判斷“目的地節(jié)點地址”區(qū)域的值是否與SOE裝置7的自節(jié)點地址一致，而判斷接收到的通信幀是否是發(fā)給自節(jié)點的“事件讀出請求”。若接收判斷功能86判斷為是發(fā)給自節(jié)點的“事件讀出請求”，則事件讀出指示功能80向事件緩沖器控制功能81輸出事件讀出指示信號801，以從事件緩沖器82讀出事件數(shù)據(jù)。事件緩沖器控制功能81按照事件讀出指示信號801從事件緩沖器82的讀出指針信號851所示的區(qū)域中讀出I件的未讀事件數(shù)據(jù)，并將所讀出的事件數(shù)據(jù)存儲至發(fā)送緩沖器 83中。事件讀出指示功能80與前述的“讀出尺寸”區(qū)域的請求數(shù)據(jù)尺寸相應(yīng)地，反復(fù)進行基于事件讀出指示信號801從事件緩沖器82讀出事件數(shù)據(jù)，然后向發(fā)送緩沖器83存儲請求數(shù)據(jù)尺寸大小的事件數(shù)據(jù)。這里，圖12(b)上半段表示事件讀出響應(yīng)的通信幀格式。在輸入存儲器復(fù)寫中從SOE裝置7發(fā)給運算裝置I的通信幀的類型是事件讀出響應(yīng)，根據(jù)“請求/響應(yīng)”、“讀/寫”、“目的地節(jié)點地址”及“事件讀出尺寸”的各區(qū)域的內(nèi)容進行判斷。在本實施例的情況下，將圖12(b)下半段所示的事件讀出響應(yīng)幀存儲至發(fā)送緩沖器83中。若在發(fā)送緩沖器83中存儲了請求數(shù)據(jù)尺寸大小的事件數(shù)據(jù)，則通信控制功能 78將發(fā)送緩沖器內(nèi)的事件數(shù)據(jù)作為向運算裝置I的“事件讀出響應(yīng)”進行發(fā)送。圖13表示SOE裝置7的基于事件讀出的事件緩沖器82與讀出指針控制功能85的動作。在事件緩沖器內(nèi)，讀出指針表示存儲在下一次請求時所讀出的事件數(shù)據(jù)的地址。若有讀出請求，則在讀出事件數(shù)據(jù)之后更新讀出指針。事件緩沖器管理功能88和事件緩沖器控制功能81與被請求的事件數(shù)據(jù)的個數(shù)相應(yīng)地反復(fù)進行該循環(huán)。在本實施例中，由于事件讀出尺寸為4，因而反復(fù)進行4次讀出循環(huán)，如圖所示讀出指針被更新4個。圖14表示事件緩沖器的管理方法。讀出指針和寫入指針分別表示在下一次讀出或下一次寫入請求時所讀出或?qū)懭氲牡刂贰Ｒ虼耍谧x出指針和寫入指針表示相同地址的情況下，表示“下一次讀出的地址”和“下一次寫入的地址(=當前為空白)”相同，其意味著在事件緩沖器內(nèi)沒有未讀事件數(shù)據(jù)(事件數(shù)據(jù)為空)。圖15表示事件數(shù)據(jù)為空的判定方法。如上述，因為若讀出指針和寫入指針所示的地址相同則事件數(shù)據(jù)為空，因而通過指針地址比較器9比較各自的地址來進行事件數(shù)據(jù)為空的判定。該指針地址比較器9既可以設(shè)置在事件緩沖器管理功能88內(nèi)，也可以設(shè)置在事件緩沖器控制功能81內(nèi)。圖16表示事件緩沖器的初始狀態(tài)。因為復(fù)位之后的事件緩沖器82是數(shù)據(jù)完全沒有進入的空的狀態(tài)，所以是讀出指針和寫入指針表示相同地址的事件數(shù)據(jù)為空的狀態(tài)。圖17表示在事件緩沖器82中有讀出尺寸以上的未讀事件數(shù)據(jù)的情況下的SOE裝置7的讀出響應(yīng)。在事件緩沖器82中有讀出尺寸以上的未讀事件數(shù)據(jù)的情況下，在事件讀出響應(yīng)幀的所有數(shù)據(jù)區(qū)域中存儲事件數(shù)據(jù)來響應(yīng)。也就是說，在本實施例中，針對讀出尺寸為4的情形，由于未讀事件數(shù)據(jù)為5，所以在事件讀出響應(yīng)幀的4個所有數(shù)據(jù)區(qū)域中存儲事件數(shù)據(jù)。剩余的I個未讀事件數(shù)據(jù)在下一次事件讀出請求時發(fā)送。圖18表示在事件緩沖器82中沒有未讀事件數(shù)據(jù)(事件數(shù)據(jù)為空)的情況下的SOE 裝置7的讀出響應(yīng)。這種情況下，事件緩沖器管理功能88根據(jù)事件緩沖器狀態(tài)信號881向事件緩沖器控制功能81通知讀出指針和寫入指針表示相同地址這一情況、即沒有未讀事件數(shù)據(jù)這一情況。由此，事件緩沖器管理功能88不更新讀出地址，在事件讀出響應(yīng)幀的所有數(shù)據(jù)區(qū)域中存儲虛擬的響應(yīng)數(shù)據(jù)(在事件數(shù)據(jù)的事件檢測時刻區(qū)域中存儲無效的值，事件檢測ch號碼及狀態(tài)信號當前值的區(qū)域不關(guān)心)來響應(yīng)。圖19表示在事件緩沖器82中有I個以上且小于讀出尺寸的未讀事件數(shù)據(jù)的情況下的SOE裝置7的讀出響應(yīng)。在事件緩沖器82中有I個以上且小于讀出尺寸的未讀事件數(shù)據(jù)的情況下，在讀出響應(yīng)幀的一部分數(shù)據(jù)區(qū)域中存儲虛擬的響應(yīng)數(shù)據(jù)(在事件數(shù)據(jù)的事件檢測時刻區(qū)域中存儲無效的值，其他區(qū)域不關(guān)心)來響應(yīng)。在本實施例中，針對讀出尺寸為4的情形，由于未讀事件數(shù)據(jù)為2，因而向發(fā)送緩沖器83存儲2件的事件數(shù)據(jù)和2件的虛擬的響應(yīng)數(shù)據(jù)。
以上，如圖18、圖19所示，通過控制讀出指針，使得讀出指針的地址不會比寫入指針的地址先進行更新，因而能夠防止未讀事件數(shù)據(jù)的漏讀。另外，在沒有未讀事件數(shù)據(jù)的情況下，由于發(fā)送虛擬的事件數(shù)據(jù)，因而能在不擾亂與運算裝置I之間的周期性傳輸?shù)那闆r下構(gòu)筑控制系統(tǒng)。根據(jù)以上的說明，在過程輸入輸出裝置與SOE裝置通過同一通信線路連接而成的控制系統(tǒng)中，運算裝置以規(guī)定的控制周期通過存儲器復(fù)寫與過程輸入輸出裝置周期性地進行控制用數(shù)據(jù)的傳輸。并且，在運算裝置I的控制周期內(nèi)，將只在檢測到本來規(guī)定的事件時需要的與SOE裝置7之間的數(shù)據(jù)收發(fā)期間規(guī)定在運算裝置I的控制周期內(nèi)。由此，在不損壞控制用數(shù)據(jù)的恒定周期性的情況下可進行事件數(shù)據(jù)傳輸。另外，在沒有要發(fā)送的事件數(shù)據(jù)的情況下，SOE裝置發(fā)送虛擬的響應(yīng)數(shù)據(jù)。由此， 確保了與運算裝置I之間的周期性傳輸，因而在不擾亂運算裝置的控制周期的情況下可構(gòu)筑系統(tǒng)。另外，縱使不用其他線路來構(gòu)成控制用數(shù)據(jù)的通信線路和事件數(shù)據(jù)的通信線路， 由于也能確保控制用數(shù)據(jù)的恒定周期性，因而在具備作為一般機械設(shè)備控制系統(tǒng)的功能的情況下可使系統(tǒng)小型化。此外，本發(fā)明并不限于上述的實施例，也包含各種各樣的變形例。例如，上述的實施例是為了易于理解本發(fā)明而進行了詳細說明，但是并不限于一定要具備所說明的所有結(jié)構(gòu)。另外，也可將某一實施例的一部分結(jié)構(gòu)替換成其他實施例的結(jié)構(gòu)，另外也可在某一實施例的結(jié)構(gòu)中增加其他實施例的結(jié)構(gòu)。此外，也可對各實施例的一部分結(jié)構(gòu)進行其他結(jié)構(gòu)的追加、刪除、替換。另外，上述的各結(jié)構(gòu)、功能、處理部、處理單元等的一部分或全部，例如也可通過集成電路的設(shè)計等用硬件來實現(xiàn)。另外，上述的各結(jié)構(gòu)、功能等，也可通過處理器解析并執(zhí)行實現(xiàn)各自功能的程序而用軟件來實現(xiàn)。另外，以上示出認為控制線、信息線在說明上是必要的，但是并不限于在產(chǎn)品上一定要示出所有控制線、信息線。在實際中，也可認為所有結(jié)構(gòu)是相互連接的。
權(quán)利要求
1.一種控制系統(tǒng)，其具備運算裝置，其對控制對象進行監(jiān)視控制；輸入輸出裝置，其與所述控制對象相連，向所述運算裝置發(fā)送從所述控制對象輸入的狀態(tài)信號，向所述控制對象輸出從所述運算裝置發(fā)送的控制信號；和事件數(shù)據(jù)收集裝置，其獲取所述控制信號或所述狀態(tài)信號，將規(guī)定的變化作為事件檢測出來，并且將該事件檢出時的所述控制信號或所述狀態(tài)信號作為事件數(shù)據(jù)進行記錄， 所述運算裝置、所述輸入輸出裝置及所述事件數(shù)據(jù)收集裝置經(jīng)由共同的傳輸路徑進行連接，所述控制系統(tǒng)的特征在于在所述事件數(shù)據(jù)收集裝置中具備通信控制部，所述通信控制部以規(guī)定的接收周期從所述運算裝置接收所述事件數(shù)據(jù)的讀出請求，針對所述讀出請求以規(guī)定的發(fā)送周期向所述運算裝置發(fā)送在自裝置中存儲的所述事件數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，在所述事件數(shù)據(jù)收集裝置中還具備事件緩沖器，其存儲所述事件數(shù)據(jù)；和事件緩沖器控制部，其在所述事件檢出時向所述事件緩沖器寫入所述事件數(shù)據(jù)，在接收到所述讀出請求時從所述事件存儲部中讀出所述事件數(shù)據(jù)，在所述事件存儲部中沒有未發(fā)送的所述事件數(shù)據(jù)的情況下，所述事件緩沖器控制部讀出表示沒有未發(fā)送的所述事件數(shù)據(jù)的虛擬數(shù)據(jù)，當?shù)竭_由所述發(fā)送周期確定的發(fā)送定時之時，所述通信控制部向所述運算裝置發(fā)送該虛擬數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，在所述事件數(shù)據(jù)收集裝置中還具備寫入指針控制部，其在每次所述事件檢出時更新向所述事件緩沖器寫入的寫入地址；和讀出指針控制部，其在每次接收所述讀出請求時更新從所述事件緩沖器讀出的讀出地址，在所述寫入指針控制部示出的所述寫入地址和所述讀出指針控制部示出的所述讀出地址表示相同地址的情況下，所述事件緩沖器控制部判斷為沒有未發(fā)送的所述事件數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，在所述事件數(shù)據(jù)收集裝置中還具備比較部，其對獲取到的所述控制信號或所述狀態(tài)信號與在該獲取之前獲取到的所述控制信號或所述狀態(tài)信號進行比較；事件檢測部，其在所述比較部的比較結(jié)果表示規(guī)定的變化的情況下檢測出所述事件；和事件寫入指示部，其在檢測到所述事件的情況下對所述事件數(shù)據(jù)控制部進行所述事件數(shù)據(jù)的寫入指示。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，在所述事件數(shù)據(jù)收集裝置中還具備接收判斷部，其判斷從其他裝置向自裝置的所述接收存儲部發(fā)送的數(shù)據(jù)是否是所述事件數(shù)據(jù)的發(fā)送請求；和事件讀出指示部，其在所述接收判斷部判斷為是所述發(fā)送請求的情況下對所述事件數(shù)據(jù)控制部進行所述事件數(shù)據(jù)的讀出指示。
6.一種控制系統(tǒng)，其具備運算裝置，其對控制對象進行監(jiān)視控制；輸入輸出裝置，其與所述控制對象相連，向所述運算裝置發(fā)送從所述控制對象輸入的狀態(tài)信號，向所述控制對象輸出所述運算裝置發(fā)送的控制信號；和事件數(shù)據(jù)收集裝置，其獲取所述控制信號或所述狀態(tài)信號，將該獲取到的信號作為事件數(shù)據(jù)進行存儲，所述運算裝置以規(guī)定的控制周期與所述輸入輸出裝置及所述事件數(shù)據(jù)收集裝置之間進行傳輸，所述控制系統(tǒng)的特征在于在所述規(guī)定的控制周期中設(shè)置有向所述輸入輸出裝置發(fā)送所述狀態(tài)信號的讀出請求的期間、從所述輸入輸出裝置接收所述狀態(tài)信號的讀出響應(yīng)的期間、向所述事件數(shù)據(jù)收集裝置發(fā)送所述事件數(shù)據(jù)的讀出請求的期間、以及從所述事件數(shù)據(jù)收集裝置接收所述事件數(shù)據(jù)的讀出響應(yīng)的期間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，在所述事件數(shù)據(jù)收集裝置從所述運算裝置接收到所述事件數(shù)據(jù)的讀出請求時，在沒有未發(fā)送的所述事件數(shù)據(jù)的情況下，在發(fā)送所述事件數(shù)據(jù)的讀出請求的期間內(nèi)向所述運算裝置發(fā)送表示沒有未發(fā)送的所述事件數(shù)據(jù)的虛擬數(shù)據(jù)。
8.一種事件數(shù)據(jù)收集裝置，其定期地獲取向控制對象輸入輸出的狀態(tài)信號，將規(guī)定的變化作為事件檢測出來，所述事件數(shù)據(jù)收集裝置的特征在于，具備發(fā)送存儲部，其存儲向監(jiān)視控制所述控制對象的運算裝置發(fā)送的發(fā)送數(shù)據(jù)；接收存儲部，其存儲來自所述運算裝置的接收數(shù)據(jù)；事件數(shù)據(jù)控制部，其將所述事件檢出時的所述狀態(tài)信號作為事件數(shù)據(jù)寫入至事件存儲部中，將在所述事件存儲部中寫入的所述事件數(shù)據(jù)讀出至所述發(fā)送存儲部中；和通信控制單元，其以規(guī)定的接收周期從所述運算裝置接收所述事件數(shù)據(jù)的讀出請求并存儲至所述接收存儲部中，并且針對所述讀出請求以規(guī)定的發(fā)送周期向所述運算裝置發(fā)送被讀出至所述發(fā)送存儲部內(nèi)的所述事件數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的事件數(shù)據(jù)收集裝置，其特征在于，在所述事件存儲部中沒有未發(fā)送的所述事件數(shù)據(jù)的情況下，所述事件數(shù)據(jù)控制部向所述發(fā)送存儲部存儲表示沒有未發(fā)送的所述事件數(shù)據(jù)的虛擬數(shù)據(jù)，當?shù)竭_由所述規(guī)定的發(fā)送周期確定的發(fā)送定時之時，所述通信控制部向所述運算裝置發(fā)送該虛擬數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種控制系統(tǒng)，在以共同的通信線路連接輸入輸出裝置與SOE裝置而成的系統(tǒng)中可確保控制用數(shù)據(jù)的恒定周期性。為了解決上述課題，本發(fā)明的控制系統(tǒng)具備運算裝置；輸入輸出裝置，向所述運算裝置發(fā)送從控制對象輸入的狀態(tài)信號，向所述控制對象輸出從所述運算裝置發(fā)送的控制信號；和SOE裝置，其獲取所述控制信號或所述狀態(tài)信號，將規(guī)定的變化作為事件數(shù)據(jù)進行記錄，所述運算裝置、所述輸入輸出裝置及所述SOE裝置經(jīng)由共同的傳輸路徑進行連接，在所述SOE裝置中具備通信控制部，所述通信控制部以規(guī)定的接收周期從所述運算裝置接收讀出請求，針對所述讀出請求以規(guī)定的發(fā)送周期向所述運算裝置發(fā)送所述事件數(shù)據(jù)。
文檔編號G05B19/04GK102608923SQ201210007248
公開日2012年7月25日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月19日
發(fā)明者今澤貴夫, 古田康幸, 大橋章宏, 大谷辰幸, 小林英二, 白石雅裕 申請人:株式會社日立制作所