專利名稱：可編程控制器、cpu單元、通信單元以及通信單元的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可編程控制器、CPU單元、通信單元以及通信單元的控制方法。
背景技術(shù)：
作為工廠自動(dòng)化(FA)的控制裝置采用可編程控制器(PLC)。該P(yáng)LC由多個(gè)單元構(gòu)成。即，適當(dāng)組合供電源的電源單元、控制PLC整體的CPU單元、安裝在FA的生成裝置和設(shè)備裝置的適當(dāng)位置的開關(guān)和輸入傳感器的信號的輸入單元、向激勵(lì)器等輸出控制輸出的輸出單元、用于連接到通信網(wǎng)絡(luò)的通信單元等各種單元構(gòu)成。
PLC的CPU單元的控制是將輸入單元輸入的信號讀入CPU單元的I/O存儲器(IN刷新)，基于預(yù)先登錄的用用戶程序描述語言(例如，ラダ-語言)編寫的用戶程序進(jìn)行邏輯運(yùn)算(執(zhí)行運(yùn)算)，將該運(yùn)算執(zhí)行結(jié)果寫入I/O存儲器并送給輸出單元(OUT刷新)，之后，經(jīng)通信單元與通信網(wǎng)絡(luò)上的其它PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)，經(jīng)CPU具有的通信端口與外圍設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)等(周邊處理)，周期重復(fù)上述處理。另外，有時(shí)匯總進(jìn)行IN刷新和OUT刷新(I/O刷新)。
但是，為了提高系統(tǒng)的安全性、可靠性，可以采用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的雙重化。作為該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的雙重化的一例，有例如特開2001-156818號公報(bào)公開的發(fā)明。該發(fā)明構(gòu)成將光纜布線成環(huán)狀的傳送路徑雙重化環(huán)型傳送系統(tǒng)。這樣，連接到該環(huán)狀傳送路徑的PLC等節(jié)點(diǎn)即使傳送路徑的一處斷路，也可以保持經(jīng)傳送路徑與各節(jié)點(diǎn)之間連接的狀態(tài)，所以可以防止斷路引起的通信中斷。這樣，可以提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性。
PLC經(jīng)通信單元(網(wǎng)絡(luò)單元)與上述網(wǎng)絡(luò)連接，經(jīng)該通信單元與其它PLC的其它節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換(信息的收發(fā))。從而，利用上述的現(xiàn)有的傳送路徑雙重化環(huán)型傳送路徑系統(tǒng)，可以防止傳送路徑斷路時(shí)的通信中斷，但通信單元自身發(fā)生異常時(shí)，經(jīng)發(fā)生異常的通信單元加入到網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)(PLC)不能進(jìn)行通信。
因此，要求冗余性的雙重化控制器系統(tǒng)等通信單元發(fā)生故障時(shí)也希望繼續(xù)進(jìn)行通信處理的PLC系統(tǒng)中，必需使用下述方法(利用用戶程序發(fā)送同一數(shù)據(jù))實(shí)現(xiàn)通信單元的雙重化。
在此，在PLC內(nèi)安裝不同節(jié)點(diǎn)號和不同單元號的2臺通信單元。使用該2臺通信單元與其它節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)鏈路方式的數(shù)據(jù)交換時(shí)，交換數(shù)據(jù)時(shí)使用的CPU單元內(nèi)的存儲區(qū)(稱為數(shù)據(jù)鏈路區(qū))對于各通信單元是不同的。
因此，CPU單元需要對2臺通信單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和其它處理。即，CPU單元的用戶程序訪問數(shù)據(jù)鏈路區(qū)時(shí)，需要對分配給各通信單元的不同存儲區(qū)重復(fù)執(zhí)行相同處理，這樣執(zhí)行用戶程序，增加運(yùn)算處理的負(fù)擔(dān)。
同樣的情況在生成與連接到網(wǎng)絡(luò)的其它節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信的用戶程序時(shí)也存在。即，采用與其它節(jié)點(diǎn)之間收發(fā)消息的命令(通信命令)生成用戶程序時(shí)，由于采用發(fā)送目的地通信單元中設(shè)定的節(jié)點(diǎn)號和單元號描述作為通信命令的操作數(shù)描述的發(fā)送目的地，所以為了向不同的2臺通信單元發(fā)送，需要指定各節(jié)點(diǎn)號和單元號，生成對雙方同樣發(fā)送消息的用戶程序。
因此，若在連接到網(wǎng)絡(luò)的所有節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)上述方式的通信單元的雙重化，則任一單方在網(wǎng)絡(luò)上產(chǎn)生故障也可以繼續(xù)通信，但由于CPU單元的用戶程序需要對各單元重復(fù)執(zhí)行相同處理，所以繁雜。
本發(fā)明是提供CPU單元等的負(fù)荷與在單個(gè)通信單元工作時(shí)大致相同，而且，可以實(shí)現(xiàn)在單個(gè)通信單元工作時(shí)相同內(nèi)容下用戶程序可以工作的通信單元的雙重化，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高可靠性的可編程控制器、CPU單元、通信單元以及通信單元的控制方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的可編程控制器是一種具有連接到同一網(wǎng)絡(luò)的2臺通信單元和CPU單元的可編程控制器，上述2臺通信單元設(shè)定有相同的指定通信單元的信息，并且，具有一個(gè)通信單元以主用模式(active mode)工作時(shí)、另一通信單元以備用模式(stand-by mode)工作的功能。另外，上述主用模式是與上述CPU單元和連接到上述網(wǎng)絡(luò)的其它節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)的模式，上述備用模式是與連接到上述網(wǎng)絡(luò)的其它節(jié)點(diǎn)不進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)的模式。另外，上述主用模式的通信單元發(fā)生故障時(shí)，上述備用模式的通信單元轉(zhuǎn)換為主用模式并進(jìn)行上述數(shù)據(jù)收發(fā)。另外，上述備用模式和上述主用模式的轉(zhuǎn)換可以根據(jù)來自上述CPU單元的命令進(jìn)行。當(dāng)然，也可以通過通信單元之間相互通信，將發(fā)生了異常通知給對方，可以進(jìn)行適當(dāng)轉(zhuǎn)換。
指定通信單元的信息例如是節(jié)點(diǎn)號、單元號等地址信息。也可以假設(shè)存在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的情況而包含區(qū)別網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)號。另外，不限于此，例如對以太網(wǎng)單元追加設(shè)定IP地址。主要是，只要是為了收發(fā)數(shù)據(jù)而在網(wǎng)絡(luò)上指定該通信單元的信息即可。
根據(jù)本發(fā)明，由于使2個(gè)通信單元的指定通信單元的信息(例如節(jié)點(diǎn)號、單元號等地址信息)相同，所以生成利用數(shù)據(jù)鏈路方式的數(shù)據(jù)交換與其它節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的用戶程序時(shí)，生成與沒有雙重化的1臺通信單元時(shí)相同的用戶程序即可，不用變更已有的用戶程序，可以對應(yīng)通信單元的雙重化。另外，由于2個(gè)通信單元的地址信息相同，所以生成從另一節(jié)點(diǎn)向該可編程控制器發(fā)送消息的用戶程序時(shí)，也可以生成沒有雙重化的1臺通信單元時(shí)同樣的用戶程序即可，不用對已有的用戶程序進(jìn)行變更就可以利用。
由于指定通信單元的信息相同，所以2個(gè)通信單元可以接收從其它節(jié)點(diǎn)等發(fā)來的數(shù)據(jù)，但由于各通信單元知道自己是主用還是備用，所以只有主用側(cè)執(zhí)行伴隨接收的正規(guī)處理。另外，在主用通信單元發(fā)生故障時(shí)，由于指定通信單元的信息相同，所以將備用通信單元原樣轉(zhuǎn)換為主用通信單元，也可以原樣進(jìn)行通信、數(shù)據(jù)交換。
另外，以上述的各發(fā)明為前提，上述主用模式具有按適當(dāng)順序進(jìn)行利用數(shù)據(jù)鏈路與上述CPU單元之間、以及與上述其它節(jié)點(diǎn)間交換數(shù)據(jù)的處理的功能，上述CPU單元存儲保留為了進(jìn)行數(shù)據(jù)鏈路而所需的存儲器分配等參數(shù)，從上述備用模式轉(zhuǎn)換為上述主用模式的上述通信單元通過取得上述CPU單元存儲保留的上述參數(shù)，可以執(zhí)行數(shù)據(jù)鏈路處理。
在此，數(shù)據(jù)鏈路是通過預(yù)先確定共有數(shù)據(jù)的存儲區(qū)，在本節(jié)點(diǎn)的發(fā)送區(qū)寫入數(shù)據(jù)，在其它節(jié)點(diǎn)的接收區(qū)自動(dòng)反映該數(shù)據(jù)，從而網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)間可以一直共有數(shù)據(jù)的功能。另外，由于連接到網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)間的通信經(jīng)通信單元進(jìn)行，所以將存儲在CPU單元的用于數(shù)據(jù)鏈路的本節(jié)點(diǎn)用的發(fā)送區(qū)的數(shù)據(jù)一次發(fā)送到通信單元內(nèi)的存儲器后，也發(fā)送給其它節(jié)點(diǎn)，來自其它節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)一次存儲到通信單元內(nèi)的存儲器之后，發(fā)送到CPU單元的其它節(jié)點(diǎn)用的接收區(qū)。另外，將CPU單元內(nèi)的用于數(shù)據(jù)鏈路的本節(jié)點(diǎn)用的發(fā)送區(qū)和其它節(jié)點(diǎn)用的接收區(qū)總稱為數(shù)據(jù)鏈路區(qū)。
若在CPU單元中存儲保留數(shù)據(jù)鏈路所需的參數(shù)，則在模式轉(zhuǎn)換時(shí)，新成為主用模式的通信單元通過在該啟動(dòng)時(shí)從CPU單元取得參數(shù)，可以以與轉(zhuǎn)換前的同樣的狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)鏈路。因此，在備用模式時(shí)，不需要取得參數(shù)、不需要取得來自主用模式的通信單元等的數(shù)據(jù)，從而可以減輕負(fù)擔(dān)。
另外，上述主用模式具有按適當(dāng)順序進(jìn)行利用數(shù)據(jù)鏈路與上述CPU單元之間、以及與上述其它節(jié)點(diǎn)之間交換數(shù)據(jù)的處理的功能，從上述備用模式轉(zhuǎn)換為上述主用模式的上述通信單元在轉(zhuǎn)換后的伴隨第1次的數(shù)據(jù)鏈路的數(shù)據(jù)交換中不進(jìn)行向上述其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)的處理。
如實(shí)施例，模式轉(zhuǎn)換時(shí)，若采用一次復(fù)位的方式，則存儲器被清除，原樣向與CPU單元交換數(shù)據(jù)前的其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，則發(fā)送錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，成為錯(cuò)誤工作的原因，因此，通過至少不進(jìn)行有關(guān)第1次處理的發(fā)送處理，可以可靠防止錯(cuò)誤工作。
當(dāng)然，有關(guān)功能不是必須的，若是之前與CPU單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的系統(tǒng)，即使從第1次開始向其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，也不會(huì)有錯(cuò)誤工作。
另外，不用重啟動(dòng)就可以轉(zhuǎn)換模式，同時(shí)備用模式時(shí)可以保持與主用模式相同的存儲器內(nèi)容，采用相關(guān)結(jié)構(gòu)，可以從第1次開始向其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。
另外，本發(fā)明的CPU單元是具有連接到同一網(wǎng)絡(luò)的2臺通信單元和CPU單元的可編程控制器上安裝的上述CPU單元，上述2臺通信單元中，與經(jīng)成為主用模式的通信單元連接到上述網(wǎng)絡(luò)的其它節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)，同時(shí)不與經(jīng)成為備用模式的通信單元連接到上述網(wǎng)絡(luò)的其它節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)。之后，判斷通信單元有無異常，在主用模式有異常而發(fā)生故障，備用模式的通信單元正常時(shí)，重啟動(dòng)上述主用模式的通信單元，重啟動(dòng)上述備用模式的通信單元，并以主用模式啟動(dòng)。
重啟動(dòng)主用模式的通信單元之后，在規(guī)定的定時(shí)以備用模式啟動(dòng)即可。像這樣，通過以備用模式啟動(dòng)，繼續(xù)雙重化系統(tǒng)。另外，該備用模式的啟動(dòng)定時(shí)是重啟動(dòng)后的任一定時(shí)都可以，但最好是重啟動(dòng)后備用模式的通信單元進(jìn)行的主用模式的啟動(dòng)后進(jìn)行。另外，進(jìn)行有關(guān)的重啟動(dòng)和各模式的啟動(dòng)的前提是至此作為主用模式工作的通信單元發(fā)生任何異常等的場合，所以若是設(shè)備故障，則不能啟動(dòng)。從而，也可以是對于至此以主用模式工作的通信單元只進(jìn)行重啟動(dòng)，不發(fā)送之后的備用模式的啟動(dòng)命令。
另外，本發(fā)明的通信單元是具有連接到同一網(wǎng)絡(luò)的2臺通信單元和CPU單元的可編程控制器上安裝的上述通信單元，指定通信單元的信息設(shè)定為與其它通信單元相同，擇一選擇與上述CPU單元、與連接到上述網(wǎng)絡(luò)的其它節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)的主用模式和與連接到上述網(wǎng)絡(luò)的其它節(jié)點(diǎn)之間不進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)的備用模式。另外，在備用模式時(shí)，在另一主用模式的通信單元發(fā)生故障時(shí)，轉(zhuǎn)換為主用模式進(jìn)行上述數(shù)據(jù)的收發(fā)。
另外，本發(fā)明的通信單元的控制方法是具有連接到同一網(wǎng)絡(luò)的2臺通信單元和CPU單元的可編程控制器的上述通信單元的控制方法，上述2臺通信單元的指定通信單元的信息設(shè)定為相同，主用模式的通信單元與上述CPU單元、與連接到上述網(wǎng)絡(luò)的其它節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)，備用模式的通信單元與連接到上述網(wǎng)絡(luò)的其它節(jié)點(diǎn)之間不進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)，在上述主用模式的通信單元發(fā)生故障時(shí)，上述備用模式的通信單元轉(zhuǎn)換為主用模式進(jìn)行上述數(shù)據(jù)的收發(fā)。


圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施例的圖。
圖2是表示本發(fā)明的一實(shí)施例的主要部分的圖。
圖3是表示CPU單元的功能的流程圖。
圖4是表示主用/備用轉(zhuǎn)換時(shí)的各單元的處理功能的流程圖。
圖5是說明主用通信單元的作用的圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是表示采用本發(fā)明的可編程控制器構(gòu)造的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一例。即，作為本發(fā)明的一實(shí)施例的可編程控制器10和現(xiàn)有通常的可編程控制器20連接到以鏈路方式布線的傳送路徑30(通信線路)。該鏈路方式可以使用例如特開2001-156818號公報(bào)公開的發(fā)明的技術(shù)。另外，本實(shí)施例是通信單元雙重化的本發(fā)明的PLC10和沒有雙重化的通常的PLC20混合存在的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，但當(dāng)然也可以所有節(jié)點(diǎn)都對由應(yīng)本發(fā)明的雙重化的PLC10構(gòu)成。
首先，現(xiàn)有的PLC20具有對構(gòu)成PLC20的各單元供電的電源單元21、運(yùn)算執(zhí)行用戶程序、周期執(zhí)行I/O刷新和外圍處理的CPU單元22、連接到上述傳送路徑30、與其它節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信的通信單元23、連接輸入輸出設(shè)備的I/O單元25等。這些單元經(jīng)系統(tǒng)總線連接。當(dāng)然，此外還存在單元，根據(jù)需要增減連結(jié)的單元。另外，由于是與現(xiàn)有相同的PLC20，所以不作具體說明。
另一方面，本發(fā)明的PLC10由多個(gè)單元構(gòu)成，基本上與上述的PLC20相同。另外，設(shè)置2臺連接到同一網(wǎng)絡(luò)(傳送路徑30)的通信單元，實(shí)現(xiàn)有關(guān)的通信單元的雙重化。即，具有對構(gòu)成PLC10的各單元供電的電源單元11、具有運(yùn)算執(zhí)行用戶程序、周期執(zhí)行I/O刷新和外圍處理的功能的CPU單元12、連接到上述傳送路徑30、與其它節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信的第1、第2通信單元13、14、連接輸入輸出設(shè)備的I/O單元15。另外，這些單元經(jīng)系統(tǒng)總線連接。當(dāng)然在該P(yáng)LC10上除了上述單元之外還存在可安裝的單元，根據(jù)需要增減連結(jié)的單元。
第1、第2通信單元13、14采用同一內(nèi)部結(jié)構(gòu)，實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，某一個(gè)成為主用，另一個(gè)成為備用。另外，在執(zhí)行數(shù)據(jù)鏈路功能時(shí)，成為主用的通信單元與CPU單元12進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，與連接到網(wǎng)絡(luò)(傳送路徑30)的其它節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。另外，成為主用的通信單元發(fā)生異常時(shí)，根據(jù)來自CPU單元12的命令，備用通信單元轉(zhuǎn)換為主用并繼續(xù)進(jìn)行處理。這樣，實(shí)現(xiàn)雙重化。
另外，對指定第1、第2通信單元13、14的通信單元進(jìn)行指定的信息(地址信息)，即，節(jié)點(diǎn)號(圖1時(shí)，節(jié)點(diǎn)1)和單元號相同。該地址信息的設(shè)定可以采用通信單元具有的旋轉(zhuǎn)開關(guān)等的地址設(shè)定開關(guān)(未圖示)進(jìn)行。當(dāng)然，也可以采用設(shè)定工具31在通信單元的規(guī)定存儲區(qū)存儲地址信息。
這樣，例如第1、第2通信單元13、14中的成為主用的通信單元執(zhí)行數(shù)據(jù)鏈路功能時(shí)與CPU單元12之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，但由于進(jìn)行數(shù)據(jù)鏈路時(shí)的存儲器的分配基于節(jié)點(diǎn)號分別設(shè)定，所以第1、第2通信單元13、14的節(jié)點(diǎn)號相同，從而任何一個(gè)成為主用，都對同一存儲區(qū)進(jìn)行訪問，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。另外，由于節(jié)點(diǎn)號和單元號相同，所以與連接到網(wǎng)絡(luò)(傳送路徑30)的其它節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信(消息的收發(fā))中，即使主用的通信單元被轉(zhuǎn)換，通信對方與有無變更無關(guān)，可向同一目的地發(fā)送消息和響應(yīng)。
因此，不用區(qū)別第1、第2通信單元13、14的2個(gè)通信單元，可以生成訪問CPU單元12內(nèi)設(shè)置的數(shù)據(jù)鏈路區(qū)的用戶程序。另外，在與安裝了第1、第2通信單元13、14的節(jié)點(diǎn)1進(jìn)行消息的收發(fā)的另一節(jié)點(diǎn)的CPU單元執(zhí)行的用戶程序與對具有1臺通信單元23的現(xiàn)有的PLC20的處理同樣，通信對方將1個(gè)(在節(jié)點(diǎn)1的第1、第2通信單元13、14設(shè)定的同一節(jié)點(diǎn)號和單元號)作為對象即可，不需要執(zhí)行只改變了通信對方地址的同一程序。因此，可以抑制負(fù)荷增加。
另外，若節(jié)點(diǎn)號和用戶號相同，則例如經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)發(fā)來的信息可以原樣在第1、第2通信單元13、14接收。因此，第1、第2通信單元13、14由于知道自己是主用還是備用，所以進(jìn)行對應(yīng)主用/備用的處理。
下面，對于CPU單元12和第1、第2通信單元13、14的內(nèi)部結(jié)構(gòu)說明實(shí)際的動(dòng)作和作用，進(jìn)一步詳細(xì)說明其結(jié)構(gòu)。如圖2所示，在CPU單元12具有進(jìn)行用戶程序的執(zhí)行、I/O刷新和外圍處理等的MPU12a和存儲IO數(shù)據(jù)等的IO存儲器12b，這些MPU12a和IO存儲器12b經(jīng)總線接口12c與系統(tǒng)總線10a連接，經(jīng)該系統(tǒng)總線10a與其它單元進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)。另外，還具有存儲保留為了數(shù)據(jù)鏈路所需的存儲器分配信息等參數(shù)構(gòu)成的數(shù)據(jù)鏈路設(shè)定的參數(shù)存儲部12d。另外，數(shù)據(jù)鏈路區(qū)設(shè)在IO存儲器12b上的規(guī)定區(qū)域。有關(guān)的硬件區(qū)域結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的相同，所以不作具體說明。
第1、第2通信單元13、14采用相同的結(jié)構(gòu)。具體說來，具有連接到網(wǎng)絡(luò)(傳送路徑30)、進(jìn)行通信控制的通信部接口13a、14a和，進(jìn)行各種處理的MPU13b、14b，將存儲器13c、14c連接到系統(tǒng)總線，進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)的接口ASIC13d、14d。
存儲器13c、14c具有存儲經(jīng)通信部接口13a、14a接收的消息的消息接收存儲區(qū)、存儲從CPU單元12經(jīng)系統(tǒng)總線10a取得的發(fā)送消息的消息發(fā)送存儲區(qū)、暫時(shí)存儲數(shù)據(jù)鏈路的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)鏈路存儲區(qū)和存儲接口的控制信息的區(qū)域等。
接口控制信息區(qū)域例如有存儲器13c、14c和交換數(shù)據(jù)的IO存儲器12b內(nèi)的存儲器地址的分配數(shù)據(jù)等。根據(jù)該接口控制信息，可以知道IO存儲器12b中的自己用的數(shù)據(jù)存儲的區(qū)域。
在此，說明MPU13b、14b的功能，在主用時(shí)，作為通常的通信單元工作，即，適當(dāng)訪問存儲器13c、14c和，邊控制通信部接口13a、14a邊進(jìn)行數(shù)據(jù)連接處理和消息收發(fā)處理。即，通過進(jìn)行數(shù)據(jù)鏈路處理，根據(jù)預(yù)定的存儲區(qū)分配，與CPU單元12的IO存儲器12b的數(shù)據(jù)鏈路區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，同時(shí)可以與其它節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，各節(jié)點(diǎn)的CPU單元可以共有數(shù)據(jù)。另外，消息收發(fā)處理是通過所謂的消息服務(wù)功能進(jìn)行的。即，通過執(zhí)行包含在用戶程序中的通信命令(與其它節(jié)點(diǎn)之間收發(fā)消息的命令)，必要時(shí)與指定節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)。另外，在第1、第2通信單元13、14為主用時(shí)，檢查本單元有無異常，在檢測出異常時(shí)，通知給CPU單元12。
另一方面，在備用時(shí)，不進(jìn)行主用MPU執(zhí)行的數(shù)據(jù)鏈路處理和消息收發(fā)處理等。另外，在本單元內(nèi)重復(fù)進(jìn)行故障診斷測試。在該故障診斷測試中檢測出異常時(shí)，通知給CPU單元12。
進(jìn)一步說明在主用通信單元和備用通信單元檢測的異常，如下述。即，檢測的異常有主用通信單元發(fā)生異常、備用通信單元發(fā)生異常、以及主用通信單元的在線交換發(fā)生(電源ON的狀態(tài)下，取出單元)的3種。
作為主用單元的異常有通信單元的WDTUP(看門狗計(jì)時(shí)器滿)、通信單元發(fā)送部的異常和通信單元的硬件異常等。這些從總線接口控制信息識別。另外，作為備用通信單元的異常有通信單元的WDTUP(看門狗計(jì)時(shí)器滿)和通信單元的硬件異常等。這些從總線接口控制信息識別。另外，在備用通信單元發(fā)生了異常時(shí)，當(dāng)然不用進(jìn)行主用/備用的轉(zhuǎn)換，但由于不能確保通信雙重化，所以通知通信雙重化異常。
另外，主用通信單元的在線交換是在為了維修檢測和定期交換而交換通信單元時(shí)產(chǎn)生。對主用通信單元進(jìn)行在線交換時(shí)，通過用戶使用設(shè)定工具等向CPU單元12通知在線裝卸開始，CPU單元12識別出成為不能維持通信雙重化狀態(tài)的狀態(tài)。有時(shí)，CPU單元12為了繼續(xù)通信，將備用通信單元轉(zhuǎn)換為主用工作模式。另外，CPU單元12工作為在電源ON狀態(tài)下裝卸單元時(shí)產(chǎn)生的總線異常在裝卸通信單元時(shí)不變成總線異常。
另外，即使主用通信單元發(fā)生了異常，通過備用通信單元轉(zhuǎn)換為主用，可以繼續(xù)通信，所以PLC10可以原樣繼續(xù)通信，可以繼續(xù)控制和運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，由于連接到網(wǎng)絡(luò)(傳送路徑30)上，所以可以將發(fā)生了異常經(jīng)由傳送路徑發(fā)送給其它節(jié)點(diǎn)和工具等。另外，基本上可以使用現(xiàn)有的檢測異常的處理功能。
CPU單元12監(jiān)視第1、第2通信單元13、14有無異常，在主用通信單元發(fā)生異常時(shí)，進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理。具體具有實(shí)施圖3、圖4所示的流程圖的功能。另外，以下說明中，將第1通信單元13設(shè)為主用通信單元，將第2通信單元14設(shè)為備用通信單元。
即，進(jìn)行了主用的第1通信單元13的異常檢測之后，進(jìn)行備用的第2通信單元14的異常檢測(ST1、ST2)。接著，判斷有無異常(ST3)，若沒有異常，結(jié)束這次處理。另外，在有異常時(shí)，將該通信雙重化異常寫入可由設(shè)定工具等讀取的存儲器(ST4)。接著，在發(fā)生異常的通信單元只有主用的第1通信單元13時(shí)，由于步驟5成為Yes，所以對第1通信單元13進(jìn)行重啟動(dòng)(ST6)，接著對備用的第2通信單元14進(jìn)行重啟動(dòng)(ST7)。
隨著有關(guān)的重啟動(dòng)命令，如圖4所示，第1、第2通信單元13、14分別進(jìn)行重啟動(dòng)處理(ST20、ST30)。這樣，進(jìn)行存儲區(qū)之外的初始處理。
接著，對至今為主用的第1通信單元13以備用工作模式進(jìn)行啟動(dòng)(ST8)，對至今為備用的第2通信單元14以主用工作模式進(jìn)行啟動(dòng)(ST9)。
接受該啟動(dòng)，由于第1通信單元13接受啟動(dòng)模式(備用模式)(ST21)，所以進(jìn)行硬件檢查(自己診斷)(ST22)。若為正常，用備用模式工作，以后，以備用模式進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)(ST23)。即，一直進(jìn)行自己診斷，判斷有無異常，將該結(jié)果通知給CPU單元。
另一方面，第2通信單元14中，由于接受啟動(dòng)模式(主用)(ST31)，所以進(jìn)行硬件檢查(自己診斷)(ST32)。另外，若為正常，則以主用模式工作。即，與CPU單元12之間進(jìn)行初始數(shù)據(jù)的交換(ST33)。基于取得的初始數(shù)據(jù)，讀取必要的參數(shù)(數(shù)據(jù)鏈路設(shè)定)(ST34)。
之后，以主用模式進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。即，重復(fù)執(zhí)行進(jìn)行與CPU單元的數(shù)據(jù)交換和與其它節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)交換的數(shù)據(jù)鏈路處理(ST35)和與其它節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行的消息收發(fā)處理(ST36)。另外，該流程圖中沒有描述，但當(dāng)然還進(jìn)行有無異常的監(jiān)視，還具有檢測出異常時(shí)通知給CPU單元12的功能。
另外，CPU單元12執(zhí)行上述的步驟6至9，若進(jìn)行第1、第2通信單元13、14的主用/備用的轉(zhuǎn)換處理，則進(jìn)行通常的處理，即解析從主用通信單元取得的消息，進(jìn)行相應(yīng)的規(guī)定的處理，和回復(fù)響應(yīng)等處理(ST10)。另外，與主用的第2通信單元14之間執(zhí)行數(shù)據(jù)鏈路功能伴隨的數(shù)據(jù)交換處理(ST11)和進(jìn)行取得來自備用的第1通信單元13的自己診斷結(jié)果的處理(ST12)。
另外，轉(zhuǎn)換為主用的第2通信單元14的數(shù)據(jù)鏈路處理以圖5所示的定時(shí)進(jìn)行。即，(1)首先取得經(jīng)通信部接口14a取得的傳送路徑30(網(wǎng)絡(luò))上的數(shù)據(jù)，存儲到存儲器14c的數(shù)據(jù)鏈路存儲區(qū)的規(guī)定存儲區(qū)，(2)接著，將存儲在另一區(qū)域的發(fā)送數(shù)據(jù)經(jīng)傳送路徑30發(fā)送給所希望的對方。
之后，在CPU單元12的IO刷新處理時(shí)，在第2通信單元14和CPU單元12之間，以(3)、(4)的順序進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。之后，重復(fù)順序執(zhí)行上述的(1)至(4)。
但是，從備用工作模式剛剛轉(zhuǎn)換為主用工作模式之后，由重啟動(dòng)轉(zhuǎn)換為主用工作模式的第2通信單元14由于讀取數(shù)據(jù)鏈路設(shè)定(存儲在CPU單元12內(nèi))，所以能以與至今為主用的第1通信單元13相同的設(shè)定開始進(jìn)行數(shù)據(jù)鏈路處理。但是，通過伴隨啟動(dòng)的初始化處理清除存儲器，所以開始數(shù)據(jù)鏈路處理之前的存儲器14c的存儲器內(nèi)容成為錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)。從而，若在該狀態(tài)下向外部發(fā)送數(shù)據(jù)，則成為錯(cuò)誤工作的原因，所以對于剛剛啟動(dòng)后的處理，省略通常處理中的(2)的處理。
下面說明有關(guān)的PLC的系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的概要。通常，需要在同一網(wǎng)絡(luò)上唯一存在對各單元設(shè)定的地址信息(節(jié)點(diǎn)號和單元號)，在對于不同的單元設(shè)定同一單元號/節(jié)點(diǎn)地址的狀態(tài)下，接通電源時(shí)，產(chǎn)生“單元號、雙重使用錯(cuò)誤”。因此，本實(shí)施例中，通過采用設(shè)定工具31，將雙重化的通信單元的單元號存儲到CPU單元12內(nèi)的規(guī)定的存儲場所，使CPU單元12對該單元號不進(jìn)行同一違反的檢查之后，再次斷開/接通PLC的電源。作為解決“單元號、雙重使用錯(cuò)誤”的另一方法，還考慮了通過利用設(shè)定工具等的操作解決發(fā)生的“單元號、雙重使用錯(cuò)誤”，不再次斷開、接通PLC的電源的方法。這樣，可以存在具有同一節(jié)點(diǎn)號&單元號的2臺通信單元。
接著，進(jìn)行以主用模式工作的通信單元和以備用模式工作的通信的設(shè)定。在雙重化的通信單元內(nèi)，將哪一通信單元設(shè)定為以主用模式工作是任意的，設(shè)定哪一個(gè)都可以，但也可以是例如利用設(shè)定工具，將通信單元的安裝位置(機(jī)架號/槽號)小的通信單元設(shè)為以主用模式工作的通信單元(當(dāng)然，也可以相反)。
接著，進(jìn)行為了執(zhí)行數(shù)據(jù)鏈路功能所需的通信參數(shù)(數(shù)據(jù)鏈路設(shè)定等)的設(shè)定，但設(shè)定方法與對現(xiàn)有的通信單元的方法相同。
另外，從通信單元雙重化發(fā)生了異常的狀態(tài)(主用和備用的某一個(gè)不正常工作的狀態(tài))恢復(fù)通信雙重化狀態(tài)，需要用正常的單元替換發(fā)生故障的通信單元的在線單元交換。
因此，在主用的通信單元側(cè)發(fā)生了故障時(shí)，與上述相同，備用的通信單元轉(zhuǎn)換為備用并繼續(xù)進(jìn)行通信。在該狀態(tài)下，要恢復(fù)通信雙重化狀態(tài)，通過在線交換發(fā)生了異常的單元來恢復(fù)通信雙重化狀態(tài)。另外，交換的單元以備用模式啟動(dòng)。
另外，在備用的通信單元側(cè)發(fā)生了故障時(shí)，不進(jìn)行主用/備用的轉(zhuǎn)換，在主用的通信單元側(cè)繼續(xù)進(jìn)行通信。要在該狀態(tài)下恢復(fù)通信雙重化狀態(tài)，通過在線交換發(fā)生了異常的單元來恢復(fù)通信雙重化狀態(tài)。當(dāng)然，交換的單元以備用工作模式啟動(dòng)。
在此所述的實(shí)施例中，通信單元將異常通知給CPU單元時(shí)的“通知”例如是將通信單元檢測的單元異常信息寫入CPU單元的共有存儲器(圖2的存儲器13c、14c)，可以通過CPU單元讀取該寫入的單元異常信息來實(shí)施。
如上所述，本發(fā)明中，對2臺通信單元設(shè)定相同的指定通信單元的信息，同時(shí)只有主用的通信單元進(jìn)行正規(guī)的通信、數(shù)據(jù)收發(fā)處理，所以可以實(shí)現(xiàn)CPU單元等的負(fù)荷與1臺通信單元時(shí)大致相同，而且能以與1臺通信單元時(shí)相同的用戶程序內(nèi)容工作的通信單元的雙重化，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高可靠性。
權(quán)利要求
1.一種可編程控制器，具有連接到同一網(wǎng)絡(luò)的2臺通信單元和CPU單元，其特征在于上述2臺通信單元設(shè)定有相同的指定通信單元的信息，并且，具有一通信單元以主用模式工作時(shí)另一通信單元以備用模式工作的功能，上述主用模式在與上述CPU單元和連接到上述網(wǎng)絡(luò)的其它節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)，上述備用模式不進(jìn)行與連接到上述網(wǎng)絡(luò)的其它節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)收發(fā)，上述主用模式的通信單元發(fā)生故障時(shí)，上述備用模式的通信單元轉(zhuǎn)換為主用模式并進(jìn)行上述數(shù)據(jù)收發(fā)。
2.如權(quán)利要求1所述的可編程控制器，其特征在于上述備用模式和上述主用模式的轉(zhuǎn)換是根據(jù)來自上述CPU單元的命令進(jìn)行。
3.如權(quán)利要求1或2所述的可編程控制器，其特征在于上述主用模式具有按適當(dāng)順序進(jìn)行利用數(shù)據(jù)鏈路與上述CPU單元之間、以及與上述其它節(jié)點(diǎn)間交換數(shù)據(jù)的處理的功能，上述CPU單元存儲保留為了進(jìn)行數(shù)據(jù)鏈路而所需的存儲器分配等參數(shù)，從上述備用模式轉(zhuǎn)換為上述主用模式的上述通信單元通過取得上述CPU單元存儲保留的上述參數(shù)，可以執(zhí)行數(shù)據(jù)鏈路處理。
4.如權(quán)利要求1至3的任一項(xiàng)所述的可編程控制器，其特征在于上述主用模式具有按適當(dāng)順序進(jìn)行利用數(shù)據(jù)鏈路與上述CPU單元之間、以及與上述其它節(jié)點(diǎn)之間交換數(shù)據(jù)的處理的功能，從上述備用模式轉(zhuǎn)換為上述主用模式的上述通信單元在轉(zhuǎn)換后的伴隨第1次的數(shù)據(jù)鏈路的數(shù)據(jù)交換中不進(jìn)行向上述其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)的處理。
5.一種CPU單元，安裝在具有連接到同一網(wǎng)絡(luò)的2臺通信單元和CPU單元的可編程控制器上，其特征在于上述2臺通信單元中，與經(jīng)成為主用模式的通信單元連接到上述網(wǎng)絡(luò)的其它節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)，同時(shí)不與經(jīng)成為備用模式的通信單元連接到上述網(wǎng)絡(luò)的其它節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)，判斷通信單元有無異常，在主用模式有異常而發(fā)生故障，備用模式的通信單元正常時(shí)，重啟動(dòng)上述主用模式的通信單元，重啟動(dòng)上述備用模式的通信單元，并以主用模式啟動(dòng)。
6.一種通信單元，安裝在具有連接到同一網(wǎng)絡(luò)的2臺通信單元和CPU單元的可編程控制器上，其特征在于指定通信單元的信息設(shè)定為與其它通信單元相同，擇一選擇與上述CPU單元、與連接到上述網(wǎng)絡(luò)的其它節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)的主用模式和與連接到上述網(wǎng)絡(luò)的其它節(jié)點(diǎn)之間不進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)的備用模式，在備用模式時(shí)，在另一主用模式的通信單元發(fā)生故障時(shí)，轉(zhuǎn)換為主用模式進(jìn)行上述數(shù)據(jù)的收發(fā)。
7.一種通信單元的控制方法，用于具有連接到同一網(wǎng)絡(luò)的2臺通信單元和CPU單元的可編程控制器，其特征在于上述2臺通信單元的指定通信單元的信息設(shè)定為相同，主用模式的通信單元與上述CPU單元、與連接到上述網(wǎng)絡(luò)的其它節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)，備用模式的通信單元與連接到上述網(wǎng)絡(luò)的其它節(jié)點(diǎn)之間不進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)，在上述主用模式的通信單元發(fā)生故障時(shí)，上述備用模式的通信單元轉(zhuǎn)換為主用模式進(jìn)行上述數(shù)據(jù)的收發(fā)。
全文摘要
提供一種CPU單元等的負(fù)荷與單獨(dú)通信單元工作時(shí)大致相同，且可以實(shí)現(xiàn)通信單元的雙重化的可編程控制器。具有第1、第2通信單元(13、14)和CPU單元(12)。兩通信單元的節(jié)點(diǎn)號、單元號設(shè)定為相同，一通信單元成為主用并進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)，另一通信單元成為備用，不進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)。在主用通信單元發(fā)生了故障時(shí)，備用通信單元轉(zhuǎn)換為主用并進(jìn)行上述數(shù)據(jù)收發(fā)。由于使兩通信單元的單元號等相同，所以CPU單元和節(jié)點(diǎn)不用識別主用通信單元，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)，而且，只有一個(gè)通信單元進(jìn)行收發(fā)即可。
文檔編號G06F9/00GK1475883SQ0317860
公開日2004年2月18日 申請日期2003年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月31日
發(fā)明者永野英輔, 富田賢一郎, 澤和也, 一郎 申請人:歐姆龍株式會(huì)社