| 【発明の名称】 |
代替モジュールを用いた運転システム |
| 【発明者】 |
【氏名】川口 公二
【氏名】西脇 敏之
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| 【要約】 |
【課題】設定すべき種別情報の情報量が多いモジュールについても代替モジュールを用いることができ、また代替モジュールを用いていることや故障状態であることをアプリケーション側が認識できるようにする。
【解決手段】システム立上げ時にシステムを構成するモジュールの種別を上位装置に通知する場合、代替モジュール使用時に自モジュールがダミーモジュールであることを示す種別情報を通知する。上位装置は、種別情報の通知に応答してダミーモジュールの実装位置に応じてその位置に本来実装されるべきモジュールの種別情報を判断して入出力領域の割付けを行う。また、モジュールの故障によってシステムの機能が縮退している旨を通知する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 所定機能を実現するための複数のモジュールと、前記複数のモジュールのうちの少なくとも１つが故障した時にその故障したモジュールの代わりに使用する代替モジュールとを含み、システム立上げ時にシステムを構成するモジュールの種別を上位装置に通知する運転システムであって、前記代替モジュールは、該モジュール使用時に自モジュールがダミーモジュールであることを示す種別情報を前記上位装置に通知する通知手段を含むことを特徴とする運転システム。
【請求項２】 前記上位装置は、前記種別情報の通知に応答して前記ダミーモジュールの実装位置に応じてその位置に本来実装されるべきモジュールの種別情報を判断して入出力領域の割付けを行うことを特徴とする請求項１記載の運転システム。
【請求項３】 モジュールの故障によってシステムの機能が縮退している旨を通知する手段を更に含むことを特徴とする請求項１又は２記載の運転システム。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は運転システムに関し、特に所定機能を実現するための複数のモジュールから構成される運転システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】産業用制御装置であるプログラマブルコントローラ等、固定の局番を持たないモジュールを用いたバスシステムでは、バスに制御対象に応じた各種モジュールをスロットに実装し、システム立上げ時（電源オン時）に全モジュールからモジュール種別情報を読出して、その情報に応じて入出力領域（ＩＯ領域）の割付を行っている。したがって、システム定義に設定されたモジュールの数と実際に読出したモジュールの数とが一致していない場合、ＩＯ領域の割付がずれることになる。このため、モジュール数が一致していない場合には、システム構成異常と判断し、重故障として運転をはじめないようにしていた。
【０００３】ところで、モジュールが故障した場合、それを正常なものと交換する必要がある。しかしながら、その故障したモジュールの予備品がシステム内に存在しなかった場合、システムの電源オフ後の再立上げ時にモジュールが足りず、その立上げが行えないという問題がある。この問題については、ＩＯ代替モジュールを用いる対策が考えられる。すなわち、故障したモジュールの機能は欠落していても運転を続けたい場合の手段としてＩＯ代替モジュールを準備しておき、このＩＯ代替モジュールを故障したモジュールの代わりに用いるのである。
【０００４】このＩＯ代替モジュールはＩＯの代替のみに対応するように作られている。具体的には、図４に示されているように、ＩＯ代替モジュールはスイッチ３１が実装されている。そして、このスイッチ３１を適切に設定することによって、各ＩＯモジュールのモジュール種別情報３２をバス１００に出力する。つまり、このスイッチ３１によって、モジュール種別情報を自在に設定できるようになっている。
【０００５】したがって、スイッチ３１の設定を適切に行っておけば、システム立上げ時に、ＣＰＵ側からＩＯ代替モジュールのモジュール種別情報を読んだ場合、ＣＰＵは本来のＩＯモジュールと同一の種別であるように認識できる。例えば、故障したモジュールの種別が「ＤＯＩＷ」である場合には、ＩＯ代替モジュールのスイッチの設定内容を「ＤＯＩＷ」にしておけば、故障したモジュールの種別と同じ種別情報を読み出せることになり、ＣＰＵ側からみると、正しいモジュールが実装されていると判断できる。このため、システムの立上げが正常に行えることになる。
【０００６】図５（ａ）には、ダミーモジュールを用いた場合による縮退運転時の実装状態が示されている。同図は、バスと実際に接続されるモジュールが実装されている状態を示している。同図の例においては、モジュール１０−３が故障したため、その代わりにダミーモジュールを用いている。この場合、ダミーモジュールに設けられているスイッチを適切に設定することにより、本来のモジュールと同一のモジュール識別情報をバスに出力することができる。つまり、バスには、モジュール１０−１のモジュール種別情報が「ＤＩ１Ｗ」、モジュール１０−２のモジュール種別情報が「ＤＩ２Ｗ」、モジュール１０−３のモジュール種別情報が「ＤＯ１Ｗ」、モジュール１０−４のモジュール種別情報が「ＤＯ２Ｗ」、としてそれぞれ出力されることになる。
【０００７】これらのモジュール識別情報は、図示せぬメモリによるメモリ空間のうち、アプリケーションで定義された領域に格納される。この領域に本来格納されるべき情報が図５（ｂ）に示されている。同図を参照すると、その領域には、「ＣＰＵ」の識別情報の他、「ＤＩ１Ｗ」、「ＤＩ２Ｗ」、「ＤＯ１Ｗ」、「ＤＯ２Ｗ」の各モジュール識別情報が本来格納されるように定義されている。そして、上述したスイッチの設定により、図５（ｃ）に示されているように、その領域には、実際に、「ＣＰＵ」の識別情報の他、「ＤＩ１Ｗ」、「ＤＩ２Ｗ」、「ＤＯ１Ｗ」、「ＤＯ２Ｗ」の各モジュール識別情報が格納されることになる。つまり、図５（ａ）に示されているように、代替モジュールをモジュール１０−３として用いる場合に、出力されるモジュール識別情報は、スイッチの設定により、本来のモジュールと同様に「ＤＯ１Ｗ」であるので、システム立上げ時に各モジュールから読出したモジュール種別は本来の種別情報と同じに内容になるのである。
【０００８】また、図５（ｄ）には、実装情報が示されている。同図に示されている実装情報は、モジュールが存在しているかどうかを識別するためのフラグ情報である。本例では、この実装情報が「１」である場合には対応するスロットにモジュールが実装されていることを示し、「０」である場合にはモジュールが実装されていないことを示すものとする。本システムでは、同図（ｃ）に示されているように、全てのモジュールが実装されているので、実装情報は、すべて「１」である。
【０００９】図５（ｅ）には、本システムによるＩＯ領域が示されている。同図において、領域「００００」には種別情報「ＤＩ１Ｗ」のモジュールが割り当てられる。領域「０００１」及び領域「０００２」には種別情報「ＤＩ２Ｗ」のモジュールが、領域「０００３」には種別情報「ＤＯ１Ｗ」のモジュールが、領域「０００４」及び領域「０００５」には種別情報「ＤＯ２Ｗ」のモジュールが、それぞれ割り当てられる。このように、ＩＯ領域には、各ＩＯモジュールごとにＩＯ領域が割り付けられる。なお、領域「０００６」から領域「ｎｎｎｎ」までは空き状態になっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術においては、モジュールに設けられたスイッチに、各種モジュールの種別情報の内容を設定することになっている。このため、スイッチで設定できる情報量が制限され、したがって、設定すべき種別情報の情報量が少ないＩＯモジュールについてしか、上記従来技術が適用できないという欠点がある。
【００１１】さらに、ＩＯ代替モジュールは、正規のモジュール種別と同一の種別情報を使用しているので、本来そのモジュールが持っている機能が欠落していることをアプリケーション側が認識できないという欠点がある。また、故障状態であるということを認識できないため、保守することを忘れてしまう可能性があるという欠点があった。
【００１２】本発明は上述した従来技術の欠点を解決するためになされたものであり、その目的は設定すべき種別情報の情報量が多いモジュールについても代替モジュールを用いることができ、また代替モジュールを用いていることや故障状態であることをアプリケーション側が認識することのできる運転システムを提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明による運転システムは、所定機能を実現するための複数のモジュールと、前記複数のモジュールのうちの少なくとも１つが故障した時にその故障したモジュールの代わりに使用する代替モジュールとを含み、システム立上げ時にシステムを構成するモジュールの種別を上位装置に通知する運転システムであって、前記代替モジュールは、該モジュール使用時に自モジュールがダミーモジュールであることを示す種別情報を前記上位装置に通知する通知手段を含むことを特徴とする。前記上位装置は、前記種別情報の通知に応答して前記ダミーモジュールの実装位置に応じてその位置に本来実装されるべきモジュールの種別情報を判断して入出力領域の割付けを行う。また、モジュールの故障によってシステムの機能が縮退している旨を通知する手段を更に含む。
【００１４】要するに本システムでは、モジュール種別にダミーモジュールという種別を定義し、他のモジュールと区別する。また、本システムでは、モジュール種別を読出したときにダミーモジュールの種別が読出されると、ダミーモジュール実装情報をセットし、機能が欠落していることを通知する。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明において参照する各図では、他の図と同等部分は同一符号によって示されている。図２には、本実施形態によるシステムにおいて用いる代替モジュールが示されている。このモジュールは、特定のモジュール種別を持ったモジュール（以後ダミーモジュールという）であり、１つのモジュールによって複数のタイプのモジュールを代替することを可能とする。同図に示されているように、ダミーモジュール１には、自モジュールがダミーモジュールであることを示すダミーモジュール種別情報１１を保持している。このダミーモジュール種別情報１１は、固定的に保持されているものであり、スイッチ設定等でその内容を変更することはできない。したがって、１つのダミーモジュールで、スイッチ等による設定をすることなく複数のタイプのモジュールを代替するのである。
【００１６】図１（ａ）には、ダミーモジュールによる縮退運転時の実装状態が示されている。同図は、バスと実際に接続されるモジュールが実装されている状態を示している。同図の例においては、モジュール１０−３が故障したため、その代わりにダミーモジュール１を用いている。この場合、ダミーモジュール１は、自分自身がダミーモジュールであることを示す種別情報を出力する。この結果、バスには、モジュール１０−１のモジュール種別情報が「ＤＩ１Ｗ」、モジュール１０−２のモジュール種別情報が「ＤＩ２Ｗ」、ダミーモジュール１のモジュール種別情報が「ダミーモジュール」、モジュール１０−４のモジュール種別情報が「ＤＯ２Ｗ」、としてそれぞれ出力されることになる。
【００１７】なお、ダミーモジュール１のモジュール種別情報である「ダミーモジュール」は、予め定めておいた特定の値であるものとする。この特定の値は、他のモジュールの種別情報と重複しなければ、どのような値でも良い。図１（ａ）に示されている各モジュールのモジュール識別情報は、図示せぬメモリによるメモリ空間のうち、アプリケーションで定義された領域に格納される。この領域に本来格納されべき情報が図１（ｂ）に示されている。同図を参照すると、その領域には、「ＣＰＵ」の識別情報の他、「ＤＩ１Ｗ」、「ＤＩ２Ｗ」、「ＤＯ１Ｗ」、「ＤＯ２Ｗ」の各モジュール識別情報が本来格納されるように定義されている。そして、本例では、ダミーモジュールを用いているので、図１（ｃ）に示されているように、その領域には、実際に、「ＣＰＵ」の識別情報の他、「ＤＩ１Ｗ」、「ＤＩ２Ｗ」、「ダミーモジュール」、「ＤＯ２Ｗ」の各モジュール識別情報が格納されることになる。
【００１８】図１（ｄ）には、実装情報が示されている。同図に示されている実装情報は、モジュールが存在しているかどうかを識別するためのフラグ情報である。本例では、この実装情報が「１」である場合にモジュールが実装されていることを示し、「０」である場合にはモジュールが実装されていないことを示すものとする。このように、この実装情報は、モジュールの存在有無を識別するためのフラグ情報である。
【００１９】また、図１（ｅ）には、ダミーモジュール実装情報が示されている。同図に示されているダミーモジュール実装情報は、ダミーモジュールが存在しているかどうかを識別するためのフラグ情報である。本例では、この実装情報が「１」である場合にダミーモジュールが実装されていることを示し、「０」である場合にはダミーモジュールが実装されていないことを示すものとする。このように、この実装情報は、ダミーモジュールの存在有無を識別するためのフラグ情報である。
【００２０】図１（ｆ）には、本システムによるＩＯ領域が示されている。同図において、領域「００００」にはモジュール「ＤＩ１Ｗ」が割り当てられる。領域「０００１」及び領域「０００２」には「ＤＩ２Ｗ」が、領域「０００３」には「ＤＯ１Ｗ」が、領域「０００４」及び領域「０００５」には「ＤＯ２Ｗ」が、それぞれ割り当てられる。このように、ＩＯ領域には、各ＩＯモジュールごとにＩＯ領域が割り付けられる。なお、領域「０００６」から領域「ｎｎｎｎ」までは空き状態になっている。
【００２１】かかる構成からなる本システムにおいて、図１（ａ）に示されているように実装されているモジュールの数は、図１（ｂ）に示されているシステム構成定義と一致している。このため、システム立上げを行うことができるのである。そして、それぞれのモジュールのモジュール種別により、図 １（ｆ） に示されているように、ＩＯ領域へ各モジュールの割付が行われるのである。
【００２２】この場合、図１（ａ）に示されているダミーモジュール１については、モジュール種別情報が、ダミーモジュールであることを示している。このダミーモジュールについては、図１（ｂ）に示されているシステム構成定義に設定されている情報から、種別情報が「ＤＯ１Ｗ」であると判断し、図 １（ｆ）に示されているように、ＩＯ領域に割付を行っている。
【００２３】したがって、ダミーモジュールであることが認識できれば、システム構成定義に設定されている情報に基づいて、どのようなモジュールであるかを認識することができる。このため、スイッチの設定による従来方式では困難なモジュールについても代替することができるのである。また、このときダミーモジュールの場合は、その実装位置にしたがってダミーモジュール実装情報のフラグを図１（ｅ）のようにセットすることにより、ダミーモジュールが実装されていることをＣＰＵ１０側で認識できるようになる。このダミーモジュール実装情報フラグがセットされていると、システムはそのモジュールの機能が欠落していると判断し、そのモジュールに対する警告情報を出力する。この警告は、予め定めておいたフラグを設定すること等によって行う。モニタ等に表示して警告しても良い。
【００２４】この警告情報をアプリケーションソフトウェアがチェックすることにより、アプリケーションソフトウェア側は、機能が欠落したときの動作を指定できるようになる。なお、本システムではこの個別のダミーモジュール実装情報、すなわち図１（ｅ）中の「１」の論理和をとることにより、機能が欠落している縮退運転中であることを表示する警告として利用することができる。このような警告が通知されることにより、保守を確実に行うことができるのである。
【００２５】ここで、以上の動作について、さらに図３を参照して説明する。同図は、本システムの動作を示すフローチャートである。同図において、本システムでは、まずシステムの立上げを行うかどうか判断する（ステップＳ１）。この判断は、例えば、システムの電源が投入されたかどうかで判断する。次に、システム内の各スロットにダミーモジュールが実装されたかどうか判断する（ステップＳ２）。この判断は、ダミーモジュールから識別信号を出力し、上述した図１（ｅ）のフラグをセットすることによって行う。
【００２６】ダミーモジュールが実装されていることを検出した場合は、本来実装されるべきモジュールが実装されていないので、機能が縮退している旨を上述した警告によって通知する（ステップＳ２→Ｓ３）。さらに、ダミーモジュールからは、上述したように、ダミーモジュールである旨の種別情報が出力されているので、そのダミーモジュールの実装位置とシステム構成定義とを基に、本来そのスロット位置に実装されるべきモジュールの種別情報を判断する（ステップＳ４）。最後に、この種別情報を用いることによって、ＩＯ割付を行う（ステップＳ５）。
【００２７】ステップＳ２において、ダミーモジュールが実装されていることを検出しなかった場合は、上記の通知等は行わずに、そのままＩＯ割付を行う（ステップＳ２→Ｓ５）。以上のように動作するので、本システムでは、以下のよう制御方法を行っていることになる。すなわち、所定機能を実現するための複数のモジュールと、これら複数のモジュールのうちの少なくとも１つが故障した時にその故障したモジュールの代わりに使用する代替モジュールとを含み、システム立上げ時にシステムを構成するモジュールの種別を上位装置に通知する運転システムの制御方法であり、代替モジュール使用時に自モジュールがダミーモジュールであることを示す種別情報を上位装置に通知するステップと、上記種別情報の通知に応答して上位装置がダミーモジュールの実装位置に応じてその位置に本来実装されるべきモジュールの種別情報を判断して入出力領域の割付けを行うステップとを含む制御方法が実現されていることになる。そして、この制御方法においては、モジュールの故障によってシステムの機能が縮退している旨を通知するステップをも更に含んでいるのである。
【００２８】以上のように、ダミーモジュールであることを示す種別情報をもったダミーモジュールを用意することにより、ＩＯ以外のモジュールを代替でき、汎用性が広がりコストパフォーマンスがあがるのである。また、上記の通知を行うことにより、ダミーモジュールで代替されているモジュールをアプリケーション側で特定でき、機能欠落に応じたアプリケーションが組めるようになる。さらに、ダミーモジュールが実装されていた場合、縮退運転中であることを軽故障等として外部に表示することができ、保守忘れをなくすことができる。
【００２９】なお以上は、ダミーモジュールを１つ用いる場合について説明したが、ダミーモジュールを複数用意しておけば、複数のモジュールが故障した場合について対応できることは明らかである。また、図３に示されている動作を実現するためのプログラムを記録した記録媒体を用意し、これを用いてシステム各部を制御すれば、上述と同様に運転システムの制御を行うことができることは明白である。この記録媒体には、図示されていない半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク等の他、種々の記録媒体を用いることができる。
【００３０】請求項の記載に関し、本発明は更に以下の態様を採り得る。
（１）所定機能を実現するための複数のモジュールと、前記複数のモジュールのうちの少なくとも１つが故障した時にその故障したモジュールの代わりに使用する代替モジュールとを含み、システム立上げ時にシステムを構成するモジュールの種別を上位装置に通知する運転システムの制御方法であって、前記代替モジュール使用時に自モジュールがダミーモジュールであることを示す種別情報を前記上位装置に通知するステップと、前記種別情報の通知に応答して前記上位装置が前記ダミーモジュールの実装位置に応じてその位置に本来実装されるべきモジュールの種別情報を判断して入出力領域の割付けを行うステップとを含むことを特徴とする運転システムの制御方法。
【００３１】（２）モジュールの故障によってシステムの機能が縮退している旨を通知するステップを更に含むことを特徴とする（１）の制御方法。
（３）所定機能を実現するための複数のモジュールと、前記複数のモジュールのうちの少なくとも１つが故障した時にその故障したモジュールの代わりに使用する代替モジュールとを含み、システム立上げ時にシステムを構成するモジュールの種別を上位装置に通知する運転システムを制御するためのプログラムを記録した記録媒体であって、該プログラムは、前記代替モジュール使用時に自モジュールがダミーモジュールであることを示す種別情報を前記上位装置に通知するステップと、前記種別情報の通知に応答して前記上位装置が前記ダミーモジュールの実装位置に応じてその位置に本来実装されるべきモジュールの種別情報を判断して入出力領域の割付けを行うステップとを含むことを特徴とする記録媒体。
【００３２】（４）モジュールの故障によってシステムの機能が縮退している旨を通知するステップを更に含むことを特徴とする（３）の記録媒体。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ダミーモジュールであることを示す種別情報をもったダミーモジュールを用意することにより、ＩＯ以外のモジュールの代替が可能となることにより汎用性が広がりコストパフォーマンスがあがるという効果がある。また、ダミーモジュールで代替されているモジュールの特定がアプリケーション側で可能となることにより、機能欠落に応じたアプリケーションが組めるようになるという効果がある。さらには、ダミーモジュールが実装されていた場合、縮退運転中であることを軽故障として外部に表示することが可能となり、保守忘れをなくすことができるという効果がある。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５２３４
【氏名又は名称】富士電機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年３月２２日（２０００．３．２２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６６９８０
【弁理士】
【氏名又は名称】森 哲也 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２６５４１１（Ｐ２００１−２６５４１１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年９月２８日（２００１．９．２８） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−８０６５７（Ｐ２０００−８０６５７） |
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