專利名稱：控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制器，更具體來說，涉及用于監(jiān)視在構(gòu)成FA系統(tǒng)的控制器和遠程裝置等裝置/設(shè)備之間發(fā)送接收的數(shù)據(jù)的技術(shù)。
背景技術(shù)：
FA (Factory Automation,工廠自動化)中的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，掌管配備在生產(chǎn)工廠內(nèi)的工業(yè)機器人及其它生產(chǎn)設(shè)備的輸入設(shè)備和輸出設(shè)備的控制的一個或多個 PLC (Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器)、和由該PLC控制工作的設(shè)備連 接到控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)上。這些PLC和設(shè)備經(jīng)由該控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)周期性地進行通信，從而 進行IN數(shù)據(jù)和OUT數(shù)據(jù)(以下稱作1/0數(shù)據(jù))的發(fā)送接收，并控制生產(chǎn)設(shè)備。圖1表示該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一部分。在本例中，作為通信協(xié)議，由于使用了以太網(wǎng)(注 冊商標(biāo))，因此PLC、動作控制器(motion controller)等控制器1和遠程裝置2經(jīng)由開關(guān) 集線器(switching hub) 3進行1/0數(shù)據(jù)的發(fā)送接收。控制器1包括掌管控制的CPUla、存 儲了用于CPUla工作的程序的存儲器lb、用于連接到網(wǎng)絡(luò)的連接接口 lc。存儲在存儲器Ib 中的程序具有用于進行基本動作的系統(tǒng)程序、用于實際進行控制的用戶控制程序(也稱作 用戶程序)。此外，存儲器Ib中，除了程序以外，也確保了在CPUla執(zhí)行運算時使用的工作 區(qū)域，并確保了存儲1/0數(shù)據(jù)等的存儲器區(qū)域。這些存儲器根據(jù)用途而使用非易失性存儲 器或易失性存儲器。如圖所示，連接接口 Ic包括與通信協(xié)議對應(yīng)的作為安裝通信電纜5的 端子的連接器的RJ45、PT 脈沖變壓器、PHY 物理層、Mac 媒體存取控制器等。遠程裝置2包括RJ45等向網(wǎng)絡(luò)的連接器2a。通過將連接到開關(guān)集線器3的通信 電纜5的端子安裝在該連接器2a上，從而加入到網(wǎng)絡(luò)中。在圖1中，為了圖示的方便，繪制 成多個遠程裝置2連接到開關(guān)集線器3的一處，但分別連接到開關(guān)集線器3所包括的多個 端口。遠程裝置2若還有單獨工作的裝置，則有的還連接監(jiān)視器等外部設(shè)備4。在FA網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中發(fā)生了障礙的情況下，有時檢驗1/0數(shù)據(jù)來分析其原因等。該情 況下，在網(wǎng)絡(luò)上連接協(xié)議監(jiān)視器6，通過協(xié)議監(jiān)視器6取得在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)腎/0數(shù)據(jù)，同時該 協(xié)議監(jiān)視器6基于取得的1/0數(shù)據(jù)進行分析。該協(xié)議監(jiān)視器6包括CPTOa、存儲器6b、與網(wǎng)絡(luò)的連接接口 6c。連接接口 6c可以 采用與控制器1的接口相同的結(jié)構(gòu)。存儲器6b中包括用于使協(xié)議監(jiān)視器6工作的作為基 本功能的系統(tǒng)程序、監(jiān)視功能的控制條件、存儲取得了的監(jiān)視數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)域等。控制條件 由用戶或網(wǎng)絡(luò)專門技術(shù)人員設(shè)定。監(jiān)視數(shù)據(jù)緩沖區(qū)如果接收到了緩沖容量則自動停止，作為環(huán)形緩沖區(qū)(ring buffer)，可以從舊的數(shù)據(jù)起依次廢棄，不斷地繼續(xù)工作，直到控制條件為止。而且，監(jiān)視數(shù) 據(jù)緩沖區(qū)的監(jiān)視數(shù)據(jù)一般作為文件被保存。圖2表示在上述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，監(jiān)視在控制器1和作為遠程裝置2的一例的伺服驅(qū)動器之間發(fā)送接收的1/0數(shù)據(jù)的例子。如圖所示，控制器1和遠程裝置(伺服驅(qū)動器)2以 及協(xié)議監(jiān)視器6連接到開關(guān)集線器3的規(guī)定的端口 PI、P2、P3。協(xié)議監(jiān)視器6為了取得在控制器1和遠程裝置2之間發(fā)送接收的數(shù)據(jù)，在將開關(guān)集線器3的某個端口進行鏡像端口 (mirror port)的設(shè)定的基礎(chǔ)上，將協(xié)議監(jiān)視器6連接到該端口。這里，端口 P3是設(shè)定為該 鏡像端口的端口。若這樣設(shè)定為鏡像端口，則由某個端口(圖中為連接了遠程裝置(伺服驅(qū)動器) 的端口 P2)發(fā)送接收的通信幀數(shù)據(jù)全部被轉(zhuǎn)發(fā)到鏡像端口(端口 P3)。由此，通過在鏡像端 口連接協(xié)議監(jiān)視器6，從而可以通過協(xié)議監(jiān)視器來捕捉包括I/O數(shù)據(jù)的全部通信幀數(shù)據(jù)。圖3是表示協(xié)議監(jiān)視器6中的驅(qū)動器單元的發(fā)送接收緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)的發(fā)送接 收/轉(zhuǎn)發(fā)的相關(guān)的圖。作為一般的以太網(wǎng)(注冊商標(biāo))驅(qū)動器的軟件結(jié)構(gòu)，為了實現(xiàn)全雙 工通信(接收處理和發(fā)送處理的同時執(zhí)行)而確保接收用的緩沖區(qū)和發(fā)送用的緩沖區(qū)。各 個緩沖區(qū)一般通過多個緩沖區(qū)(圖中為O 7的8個)排列、存儲最終指示符(pointer) 和下次存儲指示符，形成環(huán)形緩沖區(qū)的結(jié)構(gòu)。以接收工作為例說明環(huán)形緩沖區(qū)的功能。以太網(wǎng)控制器將從開關(guān)集線器3鏡像轉(zhuǎn) 發(fā)來的接收數(shù)據(jù)傳送給以太網(wǎng)驅(qū)動器單元(接收請求)。以太網(wǎng)驅(qū)動器單元根據(jù)來自以太 網(wǎng)控制器的接收請求，將接收數(shù)據(jù)存儲在被設(shè)定了下次接收存儲指示符的接收緩沖區(qū)(圖 中為“接收緩沖區(qū)6”)中。然后，下次接收存儲指示符進行+1，以備下次的接收。若該指示 符到達數(shù)據(jù)排列的末端，則返回到接收緩沖區(qū)0。另一方面，高層模塊(圖中為TCP/IP或幀監(jiān)視器)在任意的定時讀出在由接收存 儲最終指示符所示的接收緩沖區(qū)(圖中為“接收緩沖區(qū)2”)中存儲的接收數(shù)據(jù)，同時該讀出 的接收數(shù)據(jù)被存儲在存儲器6c內(nèi)的監(jiān)視數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中。然后，接收存儲最終指示符被+1， 以備下次的讀出。若該指示符到達數(shù)據(jù)排列的末端，則返回到接收緩沖區(qū)0。這樣，通過數(shù) 據(jù)排列和指示符的處理，使得數(shù)據(jù)排列如同環(huán)形結(jié)構(gòu)，從而進行連續(xù)的接收處理。這些說明 在發(fā)送處理中也相同。由此，監(jiān)視數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中存儲在監(jiān)視器1和遠程裝置2之間發(fā)送接收的數(shù)據(jù)，所 以使存儲在協(xié)議監(jiān)視器6中的分析功能運轉(zhuǎn)，對存儲在該監(jiān)視數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)進行分 析。使用該協(xié)議監(jiān)視器的管理系統(tǒng)例如公開在專利文獻1中。專利文獻1 (日本)特開2000-224184號公報以往的使用協(xié)議監(jiān)視器的管理中，除了 PLC和動作控制器等控制器以外，還準(zhǔn)備 具有協(xié)議監(jiān)視功能的外部設(shè)備即協(xié)議監(jiān)視器6，需要將該協(xié)議監(jiān)視器6連接到帶有鏡像端 口功能的開關(guān)集線器3的鏡像端口從而將其加入網(wǎng)絡(luò)。由于在控制器和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中發(fā)生故障時需要使用該協(xié)議監(jiān)視功能的情況，所以通 常在發(fā)生故障之后準(zhǔn)備這些協(xié)議監(jiān)視器等，使其加入網(wǎng)絡(luò)中。但是，為了進行分析，在如此 將協(xié)議監(jiān)視器6加入網(wǎng)絡(luò)之后，上述故障必須再現(xiàn)，因此在缺乏再現(xiàn)性的情況下等，對于追 究原因來說需要相當(dāng)?shù)臅r間和人力。此外，在FA網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中已設(shè)有的開關(guān)集線器不對應(yīng)于鏡像端口功能的情況下，需 要新準(zhǔn)備具有該功能的開關(guān)集線器并進行更換，不僅增加費用而且該更換作業(yè)也復(fù)雜。而且，用作外部裝置的協(xié)議監(jiān)視器6追蹤網(wǎng)絡(luò)線路上流動的數(shù)據(jù)，與設(shè)定在存儲 器6b中的控制條件進行比較，并進行監(jiān)視功能的控制(監(jiān)視的開始、停止)。為了正確進行 該控制，需要正確進行注冊的控制條件(特定的數(shù)據(jù)形式(data pattern)等)，只有精通協(xié) 議監(jiān)視器的技術(shù)人員才能夠設(shè)定。而且，存在以下問題，即協(xié)議監(jiān)視器可檢測的系統(tǒng)上的異常僅是通信幀上的數(shù)據(jù)形式，對于其它的控制定時的不正確和需要依賴于多個數(shù)據(jù)的高超 的算法的情況無法進行檢測。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述課題，本發(fā)明的控制器(1)用于工廠自動化，包括異常診斷功能， 判斷連接的網(wǎng)絡(luò)有無異常；協(xié)議監(jiān)視功能，監(jiān)視在與連接到所述網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備之間通信的數(shù) 據(jù)；以及在由所述異常診斷功能檢測出異常時，保持在此之前由所述協(xié)議監(jiān)視功能監(jiān)視的 所述數(shù)據(jù)的功能?？刂破饔蠵LC和動作控制器。這些控制器中具有檢測連接到自身或網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備或 網(wǎng)絡(luò)的異常(障礙)的功能。異常診斷功能可以通過檢測該異常的功能實現(xiàn)。異常診斷功 能由于是控制器本身檢測該異常，所以可檢測的種類可以對應(yīng)于各種。換言之，作為以往的 外部設(shè)備而準(zhǔn)備的協(xié)議監(jiān)視器由于從取得了的數(shù)據(jù)的形式來檢測異常，因此可檢測的異常 有限，而且檢測也產(chǎn)生時滯。而在本發(fā)明中，可檢測的異常涉及多方面，而且能夠瞬時檢測。 從而，能夠盡可能地控制因異常檢測延遲引起的時滯而使數(shù)據(jù)消失的可能性。而且，控制器 在內(nèi)置協(xié)議監(jiān)視功能而使用該功能的情況下，不必準(zhǔn)備外部裝置、連接電纜以及具有鏡像 端口功能等的開關(guān)集線器等。此外，若始終開始監(jiān)視動作，則不需要用于進行監(jiān)視的故障再 現(xiàn)試驗。從而，能夠根據(jù)最初發(fā)生的異常/障礙來進行迅速的應(yīng)對。本發(fā)明的協(xié)議監(jiān)視功 能只要具有收集/保持?jǐn)?shù)據(jù)的功能即可，根據(jù)該數(shù)據(jù)進行分析的功能也可以沒有。當(dāng)然，包 括進行分析的功能也無妨。在與作為監(jiān)視對象的設(shè)備之間通信的數(shù)據(jù)可以取發(fā)送數(shù)據(jù)和接 收數(shù)據(jù)的其中一個，但最好至少是從設(shè)備接收的接收數(shù)據(jù)。(2)也可以包括環(huán)形緩沖區(qū)，并采用將與所述設(shè)備通信的數(shù)據(jù)臨時存儲在該環(huán)形 緩沖區(qū)中的通信方式，所述環(huán)形緩沖區(qū)被設(shè)定為比進行所述通信所需的緩沖量大的緩沖 量，在正常時，通過緩沖量大的環(huán)形緩沖區(qū)的設(shè)定與所述設(shè)備進行通信，并將保持在該環(huán)形 緩沖區(qū)中的所述數(shù)據(jù)用作監(jiān)視數(shù)據(jù)，在由異常診斷功能檢測出異常時，使用所述環(huán)形緩沖 區(qū)中、存儲檢測出該異常之后的數(shù)據(jù)的一部分的小的區(qū)域來繼續(xù)通信，并保持在除了用于 繼續(xù)該通信的區(qū)域以外中存儲的數(shù)據(jù)。即使使用了緩沖量大的環(huán)形緩沖區(qū)，正常時的通信也可以沒有任何問題地使用環(huán) 形緩沖區(qū)進行通信。因為緩沖量大，因此在環(huán)形緩沖區(qū)中存儲有比較多的過去的數(shù)據(jù)，所以 該過去的數(shù)據(jù)也可以用作類似的數(shù)據(jù)。從而，也不必如以往這樣，特別準(zhǔn)備監(jiān)視數(shù)據(jù)緩沖區(qū) 并進行對其進行轉(zhuǎn)發(fā)的處理。而且，由于在發(fā)生異常的情況下，保持該發(fā)生時之前發(fā)生的數(shù) 據(jù)，所以可以隨后根據(jù)該保持的數(shù)據(jù)進行分析。此外，由于小的區(qū)域作為環(huán)形緩沖區(qū)起作 用，所以在發(fā)生異常后也能夠繼續(xù)通信。(3)控制器可以采用對應(yīng)于以太網(wǎng)(注冊商標(biāo))或者以太網(wǎng)控制自動化技術(shù)(注 冊商標(biāo))的器件。在本發(fā)明中，由于沒有使用協(xié)議監(jiān)視器作為外部裝置，所以開關(guān)集線器不 是必須的結(jié)構(gòu)。因此，也能夠良好地適用于以太網(wǎng)控制自動化技術(shù)(注冊商標(biāo))。即，以太 網(wǎng)控制自動化技術(shù)(注冊商標(biāo))對應(yīng)于高速通信，若像以太網(wǎng)(注冊商標(biāo))這樣安裝開關(guān) 集線器，則得不到所希望的通信速度，以太網(wǎng)控制自動化技術(shù)(注冊商標(biāo))的優(yōu)點減半。通 過使用本發(fā)明，在以太網(wǎng)控制自動化技術(shù)(注冊商標(biāo))的FA系統(tǒng)中能夠維持高速通信。(4)以所述(2)的發(fā)明為前提，所述環(huán)形緩沖區(qū)可以設(shè)定在以太網(wǎng)驅(qū)動器單元內(nèi)。由于能夠?qū)⒕彌_量被設(shè)定大的環(huán)形緩沖區(qū)用作以往的監(jiān)視數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，所以不需要對監(jiān)視 數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的轉(zhuǎn)發(fā)/捕捉處理。使用環(huán)形緩沖區(qū)的通信處理若確保必要以上的緩沖量，則 能夠與其大小無關(guān)地進行。從而，由于不需要對監(jiān)視數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的轉(zhuǎn)發(fā)處理，相應(yīng)地可以進 一步應(yīng)對高速，更適于以太網(wǎng)控制自動化技術(shù)(注冊商標(biāo))。當(dāng)然，由于能夠應(yīng)對以太網(wǎng)控 制自動化技術(shù)(注冊商標(biāo))，所以也能夠應(yīng)用于與以太網(wǎng)(注冊商標(biāo))對應(yīng)的通信協(xié)議的網(wǎng) 絡(luò)系統(tǒng)。本發(fā)明由于在控制器內(nèi)安裝協(xié)議監(jiān)視功能，所以如果由控制器檢測出異常(障 礙)，則可以瞬間保持在此以前監(jiān)視并取得的數(shù)據(jù)(監(jiān)視數(shù)據(jù))。此外，可檢測的異常(障 礙)也涉及多方面，可以進行用于各種異常原因的分析的監(jiān)視。在使用緩沖量大的環(huán)形緩沖區(qū)進行通信的情況下，與采用使用了一般的環(huán)形緩沖 區(qū)的通信方式的裝置相比，過去的數(shù)據(jù)被存儲在緩沖區(qū)中的狀態(tài)持續(xù)得長，因此可以將該 環(huán)形緩沖區(qū)作為監(jiān)視數(shù)據(jù)的存儲區(qū)域使用。其結(jié)果，不需要如以往這樣在監(jiān)視數(shù)據(jù)緩沖區(qū) 等之外轉(zhuǎn)發(fā)并進行復(fù)制的處理，結(jié)構(gòu)簡化，同時處理簡便，能夠高速對應(yīng)。進而，在發(fā)生了異 常的情況下，通過縮小通信所使用的環(huán)形緩沖區(qū)的區(qū)域，從而過去的數(shù)據(jù)被保持而不會因 伴隨通信的覆寫而消失。從而，之后通過分析裝置等分析該保持的數(shù)據(jù)，可以用于確定異常 原因等。


圖1是表示以往例子的圖。圖2是表示以往例子的圖。圖3是表示以往例子的圖。圖4是表示安裝了本發(fā)明的控制器的FA網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一例的圖。圖5是表示安裝了本發(fā)明的控制器的FA網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的其它一例的圖。圖6是說明異常檢測功能的圖。圖7是說明使用正常時的環(huán)形緩沖區(qū)的通信方式的圖。圖8是說明使用發(fā)生異常時的環(huán)形緩沖區(qū)的通信方式的圖。圖9是說明作用的流程圖。符號說明10控制器IlCPU12存儲器
具體實施例方式圖4表示包含本發(fā)明的可編程控制器和動作控制器等FA用的控制器10的FA網(wǎng) 絡(luò)系統(tǒng)的一例。在本實施方式中，作為通信協(xié)議，使用以太網(wǎng)(注冊商標(biāo))。因此，控制器 10經(jīng)由開關(guān)集線器21與遠程裝置(從屬(slave)) 23進行IN數(shù)據(jù)/OUT數(shù)據(jù)等I/O數(shù)據(jù)的 發(fā)送接收。遠程裝置23有控制伺服電機24a的工作的伺服驅(qū)動器、控制通常的電機24b的 工作的逆變器、I/O終端和閥等。遠程裝置23包括RJ45等用于安裝該協(xié)議對應(yīng)的通信電 纜22的端子的連接器23a，并經(jīng)由該通信電纜22連接到開關(guān)集線器21的規(guī)定的端口。
控制器10包括掌管控制的CPU11、存儲了用于CPUll工作的程序等的存儲器12、 用于連接到網(wǎng)絡(luò)的連接接口 13。這些硬件結(jié)構(gòu)與以往同樣。此外，如圖所示，連接接口 13包 括作為安裝與通信協(xié)議對應(yīng)的通信電纜22的端子的連接器的RJ45、PT 脈沖變壓器、PHY 物理層、Mac 媒體存取控制器等。這些也可以通過與以往同樣的裝置來實現(xiàn)。這里，在本發(fā)明中，在控制器10中安裝協(xié)議監(jiān)視器中的數(shù)據(jù)收集功能。該收集功 能(協(xié)議監(jiān)視功能)可以由應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)。換言之，用于實現(xiàn)協(xié)議監(jiān)視功能的基本的硬件 結(jié)構(gòu)可以與PLC等控制器的硬件共用，作為硬件一體化。而且，存儲器12中，除了用于進行 控制器的基本工作的系統(tǒng)程序和實際用于進行控制的用戶控制程序(也稱作用戶程序)之 外，還存儲有監(jiān)視系統(tǒng)程序。該監(jiān)視系統(tǒng)程序是用于實現(xiàn)協(xié)議監(jiān)視功能的程序。CPUll通過 執(zhí)行存儲在存儲器12中的各程序，從而作為進行FA系統(tǒng)的控制的本來的控制器起作用，或 作為協(xié)議監(jiān)視器起作用。這些功能可以單獨運轉(zhuǎn)，或者雙方并行運轉(zhuǎn)。進而，存儲器12還包括用于存儲用來分析的I/O數(shù)據(jù)的監(jiān)視數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。該監(jiān)視 數(shù)據(jù)緩沖區(qū)可以在接收到緩沖容量后自動停止，或可以作為通常環(huán)形緩沖區(qū)從舊的數(shù)據(jù)起 依次廢棄，不斷地繼續(xù)工作，直到控制條件為止。此外，雖然省略圖示，但存儲器12除了程序以外還確保CPUll執(zhí)行運算時使用的 工作區(qū)域等，或確保用于存儲I/O數(shù)據(jù)等的I/O存儲器區(qū)域。這些區(qū)域根據(jù)用途而使用非 易失性存儲器或易失性存儲器。此外，控制器10內(nèi)置了協(xié)議監(jiān)視功能，所以不必像以往那樣利用開關(guān)集線器的鏡 像端口功能。其結(jié)果，開關(guān)集線器21可以使用沒有安裝鏡像端口功能的集線器，也可以如 圖5所示這樣，用于不存在開關(guān)集線器的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中。圖5是對以太網(wǎng)控制自動化技術(shù)(注 冊商標(biāo))應(yīng)用的例子。以太網(wǎng)控制自動化技術(shù)(注冊商標(biāo))符合以太網(wǎng)(注冊商標(biāo))并對 應(yīng)于FA用途，是能夠進行更高速通信的通信協(xié)議，采用通過過渡布線連接遠程裝置23的結(jié) 構(gòu)。在本實施方式中，為了停止協(xié)議監(jiān)視器中的監(jiān)視并保持到此為止的數(shù)據(jù)，用于控 制連接到FA網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的各裝置/設(shè)備的控制器10本身進行異常檢測，控制器10直接停止 內(nèi)置的協(xié)議監(jiān)視器。通過這樣，系統(tǒng)上的異常檢測不僅能夠應(yīng)對通信幀上的數(shù)據(jù)形式的檢 測，而且能夠應(yīng)對于控制定時的不正確和依賴于多個數(shù)據(jù)的高超的算法的檢測，并且即使 沒有特殊的設(shè)定技巧也能夠容易地進行協(xié)議監(jiān)視器的停止。此外，由于控制器本身能夠進 行協(xié)議監(jiān)視功能的停止/開始的工作的控制，因此可以將故障發(fā)生的瞬間(剛剛之前)通 信的數(shù)據(jù)作為監(jiān)視數(shù)據(jù)殘留。伴隨于此，在以往的協(xié)議監(jiān)視器6的存儲器6b中存儲的監(jiān)視功能的控制條件被記 述在控制器的用戶控制程序內(nèi)，并存儲在存儲器12中。即，如圖6所示，作為用戶控制程序 之一，有如圖示的異常檢測用的功能塊FB。該功能塊FB若檢測出異常，則錯誤檢測單元的 其中一個接點成為“0N(開啟)”，作為輸出的停止標(biāo)記成為“ON”。如后所述，在該停止標(biāo)記 成為“ON”的情況下，通過停止協(xié)議監(jiān)視，從而可以將之前收集的數(shù)據(jù)原樣作為監(jiān)視數(shù)據(jù)殘 留。此外，若錯誤檢測單元的接點成為“OFF(關(guān)閉)”，則停止標(biāo)記也成為“OFF”，可以再開 始監(jiān)視。這樣，由于可以在梯形圖程序(ladder program)中記述監(jiān)視的開始/停止的控 制，所以即使不是網(wǎng)絡(luò)的專門技術(shù)人員，只要有控制器的控制程序設(shè)計者的能力，則能夠控 制監(jiān)視功能。
此外，該錯誤檢測單元的接點成為“ON”的監(jiān)視停止的判定邏輯可以是通信到時、 掉線(link down)、控制數(shù)據(jù)異常、控制定時異常等任何。而且，異常判定不僅是用戶程序， 也可以是系統(tǒng)自動判定某種程度的異常(掉線、FCS錯誤等傳輸錯誤)從而停止。在本實施方式中，如圖7所示，將臨時存儲發(fā)送接收數(shù)據(jù)的環(huán)形緩沖區(qū)的緩沖量 設(shè)為比通常的大。即，在本實施方式中，也在以太網(wǎng)驅(qū)動器單元中，與一般的情況相同，作 為軟件結(jié)構(gòu)，為了實現(xiàn)全雙工通信(接收處理和發(fā)送處理的同時執(zhí)行)而確保接收用的緩 沖區(qū)和發(fā)送用的緩沖區(qū)。其中，各個緩沖區(qū)通過比一般的通信所需的緩沖量大的緩沖量的 (圖中，為了方便而以0 15的16個來表現(xiàn))排列、存儲最終指示符(pointer)和下次存 儲指示符形成一般的環(huán)形緩沖區(qū)的結(jié)構(gòu)。這樣，通過設(shè)為大的緩沖量，從而可以將各個環(huán)形緩沖區(qū)中存儲的發(fā)送數(shù)據(jù)、接收 數(shù)據(jù)原樣作為幀監(jiān)視的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)使用。實際上，設(shè)為數(shù)百到數(shù)千的緩沖量。未產(chǎn)生異常的通常時的使用環(huán)形緩沖區(qū)的發(fā)送接收僅僅數(shù)據(jù)排列增大，可以通過 與一般的情況同等的指示符處理來進行。即，以太網(wǎng)控制器將接收數(shù)據(jù)傳送給以太網(wǎng)驅(qū)動 器單元(接收請求)。以太網(wǎng)驅(qū)動器單元通過來自以太網(wǎng)控制器的接收請求，將接收數(shù)據(jù)存 儲在設(shè)定了下次接收存儲指示符的接收緩沖區(qū)(圖中為“緩沖區(qū)12”)中。然后，下次接收 存儲指示符進行+1，以備下次的接收。若該指示符到達數(shù)據(jù)排列的末端，則返回到接收緩沖 區(qū)0。另一方面，高層模塊(圖中為TCP/IP或幀監(jiān)視器)在任意的定時讀出在由接收存 儲最終指示符所示的接收緩沖區(qū)(圖中為“接收緩沖區(qū)9”)中存儲的接收數(shù)據(jù)。然后，接 收存儲最終指示符被+1，以備下次的讀出。若該指示符到達數(shù)據(jù)排列的末端，則返回到接收 緩沖區(qū)0。這樣，通過數(shù)據(jù)排列和指示符的處理，使得數(shù)據(jù)排列如同環(huán)形結(jié)構(gòu)，從而進行連續(xù) 的接收處理。而且，因為控制器10的接收數(shù)據(jù)的接收定時和高層模塊的讀出定時不定，因 此若讀出延遲，則從以太網(wǎng)控制器對高層的TCP/IP交付中途的數(shù)據(jù)積存在接收緩沖區(qū)中。 在圖7的例子中，在從接收存儲最終指示符到下次可接收指示符為止的接收緩沖區(qū)9 12 中存儲的接收數(shù)據(jù)成為從以太網(wǎng)控制器對高層的TCP/IP交付中途的數(shù)據(jù)。在此以前的數(shù) 據(jù)(圖中為接收緩沖區(qū)0 8、13 15)中存儲的過去的接收數(shù)據(jù)殘留到下一次設(shè)定下次 可接收指示符并在之后存儲接收數(shù)據(jù)為止。這樣，即使在向高層的TCP/IP交付之后，過去的數(shù)據(jù)也成為一定期間在接收緩沖 區(qū)中保持的狀態(tài)，在本實施方式中，由于采用大的緩沖量的環(huán)形緩沖區(qū)，因此可以將該交付 后的過去的數(shù)據(jù)原樣作為幀監(jiān)視的數(shù)據(jù)來使用。另外，作為幀監(jiān)視數(shù)據(jù)所必須的接收時刻、 發(fā)送時刻的信息作為接收緩沖區(qū)、發(fā)送緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一部分來確保，并以以太網(wǎng)驅(qū) 動器的接收主要原因、發(fā)送主要原因來存儲。這些說明在發(fā)送處理中也同樣。由此，不需要如以上這樣的對監(jiān)視數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的存儲(復(fù)制)處理。從而，在本實 施方式中，環(huán)形緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)排列增大，但對接收處理、發(fā)送處理的性能的影響與一般的情 況沒有任何變化，而且不需要對監(jiān)視數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的復(fù)制處理，因此能夠比以往高速地進行 處理。另一方面，存儲了交付后的過去的數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)域通過伴隨高層的TCP/IP的交 付和新的接收數(shù)據(jù)的接受的指示符的變更而被依次變更。因此，在發(fā)生了某種故障的情況 下，若原樣使用環(huán)形緩沖區(qū)整體繼續(xù)通信，則由于下次可接收指示符的移動，而可能使過去的數(shù)據(jù)被新接收到的接收數(shù)據(jù)改寫，使用于確定發(fā)生障礙的原因的數(shù)據(jù)消失。對于發(fā)送處 理也同樣。因此，在本實施方式中，如圖8所示，在發(fā)生故障時，減小環(huán)形緩沖區(qū)的排列，并在 該小的排列內(nèi)進行接收數(shù)據(jù)的接受、交付。由此，除此以外的數(shù)據(jù)區(qū)域中存儲的過去的數(shù)據(jù) 被原樣保持，可以作為幀監(jiān)視數(shù)據(jù)使用。具體來說，若在應(yīng)用檢測到某種錯誤之后，停止幀監(jiān)視動作，則將該時刻的指示符 作為捕捉停止指示符。在圖8中，對接收緩沖區(qū)5和發(fā)送緩沖區(qū)7設(shè)定了捕捉停止指示符。 為了在幀監(jiān)視停止后也繼續(xù)使通信狀態(tài)工作，從捕捉停止指示符確保一般的通信所需的緩 沖量(圖中以粗框表示的接收緩沖區(qū)5 12、發(fā)送緩沖區(qū)7 14)。一般的通信將該緩沖區(qū) 的范圍作為通信工作用的環(huán)形緩沖區(qū)使用。捕捉前端數(shù)據(jù)指示符位于該一般通信所使用的 緩沖區(qū)之后。將從該指示符經(jīng)由環(huán)形結(jié)構(gòu)到捕捉停止指示符為止(圖中接收緩沖區(qū)13 4、發(fā)送緩沖區(qū)15 6)用作幀監(jiān)視數(shù)據(jù)。圖9是表示本實施方式的功能的流程圖?？刂破鱅O(CPUll)通過電源開啟而將以 太網(wǎng)驅(qū)動器單元初始化(Si)。這里，準(zhǔn)備用于以太網(wǎng)控制器的初始化和后述的發(fā)送接收的 環(huán)形緩沖區(qū)。在本實施方式中，協(xié)議監(jiān)視功能的環(huán)形緩沖區(qū)的結(jié)構(gòu)和控制算法對控制器本來的 系統(tǒng)性能沒有影響，因此在運轉(zhuǎn)開始的同時開始監(jiān)視(捕捉)(S2)。在開始捕捉之后，使用在環(huán)形緩沖區(qū)的全部區(qū)域(圖6、圖7中接收緩沖區(qū)0 15、 發(fā)送緩沖區(qū)0 15)開始通信(S3)。如上所述，在控制器檢測出障礙/異常的情況下，由于 停止標(biāo)記成為“0N”，所以只要停止標(biāo)記為“OFF” (S4中為“否”)的狀態(tài)繼續(xù)，則采用使用了 該全部區(qū)域的最大環(huán)形緩沖區(qū)進行通信。另一方面，若停止標(biāo)記成為“ON” (S4中為“是”)，則設(shè)定捕捉停止指示符，并使用 從此處起規(guī)定區(qū)域的最小環(huán)形緩沖區(qū)繼續(xù)通信(S5)。然后，在被設(shè)定為最小環(huán)形緩沖區(qū)的 區(qū)域以外的緩沖區(qū)中殘留的數(shù)據(jù)(監(jiān)視數(shù)據(jù))是剛剛發(fā)生故障/異常之前的數(shù)據(jù)，所以將 該監(jiān)視數(shù)據(jù)上傳到規(guī)定的分析工具中。關(guān)于監(jiān)視數(shù)據(jù)的上傳可以使用任意方法，例如，可以 變換為文件系統(tǒng)信息，通過FTP功能等從高層計算機上傳。而且，在高層計算機中，根據(jù)上 傳的監(jiān)視數(shù)據(jù)分析故障/異常的原因等。即使使用最小環(huán)形緩沖區(qū)，通過設(shè)定對通信沒有 障礙的緩沖量，從而網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也能夠繼續(xù)進行使用環(huán)形緩沖區(qū)的穩(wěn)定的通信。在監(jiān)視數(shù)據(jù)完成上傳的定時，若從編程工具裝置等提供監(jiān)視功能的再起動命令， 則處理步驟S6的分支判斷成為“是”，返回到處理步驟S3，恢復(fù)到使用全部環(huán)形緩沖區(qū)進行 發(fā)送接收的狀態(tài)。在本實施方式中，由于在控制器本身中安裝協(xié)議監(jiān)視功能，可以從運轉(zhuǎn)開始當(dāng)初 進行監(jiān)視，所以即使在最初產(chǎn)生了障礙/異常的情況下，也可以從該最初的狀態(tài)起監(jiān)視數(shù) 據(jù)。從而，即使是發(fā)生頻度低的異常等，也能可靠地保持此時的數(shù)據(jù)并進行分析。監(jiān)視數(shù)據(jù)作為通常文件被處理。作為網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視軟件存在各種種類的軟件，各自具 有監(jiān)視數(shù)據(jù)文件的數(shù)據(jù)格式。本發(fā)明的監(jiān)視數(shù)據(jù)不特別依賴于數(shù)據(jù)格式，如果需要也可以 進行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換等。而且，通過使用保存了的監(jiān)視數(shù)據(jù)，可以進行數(shù)據(jù)序列等的分析和網(wǎng) 絡(luò)負載的分析。此外，通過對保存了的監(jiān)視數(shù)據(jù)附加CRC錯誤等傳輸錯誤等，可以間接地分 析對網(wǎng)絡(luò)發(fā)生噪聲等電性干擾的可能性。
進而，作為由控制器發(fā)送接收的數(shù)據(jù)，與遠程裝置(伺服電機、逆變器電機、I/O、 閥等)的輸入輸出數(shù)據(jù)全部被存儲，因此可以用于數(shù)據(jù)的意思分析等，所謂的作為數(shù)據(jù)采 集的分析。此外，可以將由控制器發(fā)送接收的數(shù)據(jù)作為在3D-CAD等中對遠程裝置(伺服電 機、逆變器電機、I/O、閥等)實際驅(qū)動的機械結(jié)構(gòu)部件進行工作分析的數(shù)據(jù)來使用，并且用 于對機械設(shè)備的故障發(fā)生前的行為進行分析。
權(quán)利要求
一種控制器，用于工廠自動化，其特征在于，包括異常診斷功能，判斷連接的網(wǎng)絡(luò)有無異常；協(xié)議監(jiān)視功能，監(jiān)視在與連接到所述網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備之間通信的數(shù)據(jù)；以及在由所述異常診斷功能檢測出異常時，保持在此之前由所述協(xié)議監(jiān)視功能監(jiān)視的所述數(shù)據(jù)的功能。
2.如權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于，包括環(huán)形緩沖區(qū)，并采用將與所述設(shè)備通 信的數(shù)據(jù)臨時存儲在該環(huán)形緩沖區(qū)中的通信方式，將保持在該環(huán)形緩沖區(qū)中的所述數(shù)據(jù)用作監(jiān)視數(shù)據(jù)，在由所述異常診斷功能檢測出異 常時，保持剛發(fā)生該異常之前的數(shù)據(jù)，使用所述環(huán)形緩沖區(qū)中、保持了所述剛發(fā)生該異常之 前的數(shù)據(jù)的區(qū)域以外的區(qū)域來繼續(xù)進行檢測出該異常以后的通信。
3.如權(quán)利要求1或2所述的控制器，其特征在于，所述控制器對應(yīng)于以太網(wǎng)或者以太網(wǎng) 控制自動化技術(shù)。
4.如權(quán)利要求2所述的控制器，其特征在于，所述控制器對應(yīng)于以太網(wǎng)或者以太網(wǎng)控 制自動化技術(shù)，所述環(huán)形緩沖區(qū)設(shè)定在以太網(wǎng)驅(qū)動器單元內(nèi)。
全文摘要
提供一種控制器，使得在以太網(wǎng)控制自動化技術(shù)的工廠自動化系統(tǒng)中能夠簡單且可靠地進行異常分析。控制器(10)包括在監(jiān)視系統(tǒng)程序中工作的協(xié)議監(jiān)視功能，始終監(jiān)視與遠程裝置(23)通信的數(shù)據(jù)?？刂破靼ㄓ糜跈z測異常的異常診斷功能，所以在檢測出異常時，保持在此之前剛剛監(jiān)視的數(shù)據(jù)。通過裝入?yún)f(xié)議監(jiān)視功能，從而在發(fā)生異常之后不必在網(wǎng)絡(luò)中作為外部裝置而新加入?yún)f(xié)議監(jiān)視器，通過從系統(tǒng)運轉(zhuǎn)之初開始監(jiān)視，從而可以從最初發(fā)生的異常起保持作為其原因的數(shù)據(jù)，并用于分析。
文檔編號G05B19/418GK101989085SQ20101012615
公開日2011年3月23日 申請日期2010年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日
發(fā)明者山田弘章, 西正博 申請人:歐姆龍株式會社