(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセス制御を行う制御システムに用いられ、ネットワークからパケットを受信し、データを受信データとして、データ処理手段でデータ処理を行う通信制御装置において、
前記ネットワークに接続し、前記パケットの送受信を行うネットワークインターフェースと、
このネットワークインターフェースからパケットを受け取り、ヘッダを除去し、前記受信データとする受信処理手段と、
この受信処理手段からの受信データを受信順に蓄積し、受信順に出力する第１の受信キュー手段と、
前記受信データの優先度が低い受信データを受信順に蓄積し、前記データ処理手段に受信順に出力する第２の受信キュー手段と、
前記第１の受信キュー手段の受信データの内容により優先度を判断し、一定時間以内に正しく到達しなかった場合に、プラントのシャットダウン動作が行われるセーフティ通信の受信データを前記データ処理手段に出力すると共に、データ参照を依頼するデータ参照通信の受信データを前記第２の受信キュー手段に受信順に出力する判断手段と、
を備えたことを特徴とする通信制御装置。
【請求項２】
前記データ処理手段から送信データを送信順に蓄積し、送信順に出力する送信キュー手段と、
この送信キュー手段の送信データにヘッダを付加してパケットを作成し、前記ネットワークインターフェースへ渡す送信処理手段と
を有することを特徴とする請求項１記載の通信制御装置。
【請求項３】
プロセス制御を行う制御システムに用いられ、ネットワークからパケットを受信し、データを受信データとして、データ処理手段でデータ処理を行う通信制御方法において、
前記ネットワークに接続するネットワークインターフェースが前記パケットの送受信を行うステップと、
前記ネットワークインターフェースからパケットを受信処理手段が受け取り、ヘッダを除去し、前記受信データとするステップと、
前記受信処理手段からの前記受信データを受信順に第１の受信キュー手段が蓄積するステップと、
前記第１の受信キュー手段の受信データの内容により優先度を判断し、一定時間以内に正しく到達しなかった場合に、プラントのシャットダウン動作が行われるセーフティ通信の受信データを前記データ処理手段に受信順に出力すると共に、データ参照を依頼するデータ参照通信の受信データを第２の受信キュー手段に受信順に蓄積し、第１の受信キュー手段に受信データがないとき、前記データ処理手段が第２の受信キュー手段の受信データを受信順にデータ処理を行うステップと
を備えたことを特徴とする通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワークからパケットを受信し、データを受信データとして、データ処理手段でデータ処理を行う通信制御装置及び通信制御方法に関し、優先度が高い処理を優先的に行うと共に、処理時間増加の抑制を図る通信制御装置及び通信制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工業用途における通信としては、例えばプロセス制御における通信がある。プロセス制御は分散型制御システムが行い、分散型制御システムは、石油化学、鉄鋼、紙パルプ、電力等の幅広い分野のプラント運転制御に用いられている。
【０００３】
このような装置を、図２を用いて説明する。図２において、複数のフィールドコントロールステーション（以下ＦＣＳ）１は、ネットワーックＬに接続し、図示しないプラントの制御を行う。複数のセーフティコントロールステーション（以下ＳＣＳ）２は、ネットワークＬに接続し、プラントの監視を行い、プラント異常があった場合に、プラントのシャットダウンを行う。複数のヒューマンインターフェースステーション（以下ＨＩＳ）３は、ネットワークＬに接続し、ＦＣＳ１、ＳＣＳ２と通信を行い、操作、表示を行う。
【０００４】
次に、ＳＣＳ２の具体的構成を図３に示し、説明する。なお、ＦＣＳ１、ＨＩＳ３も、ＳＣＳ２と同様な通信構成をとっている。
【０００５】
図３において、ネットワークインターフェース２１は、ＯＳＩ（Open Systems Interconnection）階層モデルの物理層機能を持ち、ネットワークＬに接続し、ヘッダとデータとからなるパケットの送受信を行う。受信処理手段２２は、ＯＳＩ階層モデルのデータリンク層、ネットワーク層、トランスポート層の機能を持ち、ネットワークインターフェース２１からパケットを受け取り、宛先、つまり、自身宛であることやデータの正当性確認等を行い、宛先等のヘッダを除去し、パケットのデータを受信データとして出力する。受信キュー手段２３は、受信処理手段２２からの受信データを受信順に蓄積し、受信順に出力する。データ処理手段２４は、受信キュー手段２３から受信データを受け取り、受信データの内容に従いデータ処理を行うと共に、データ処理を行い、送信データを出力する。送信キュー手段２５は、データ処理手段２４の送信データを送信順に蓄積し、送信順に出力する。送信処理手段２６は、受信処理手段２２と同様に、データリンク層、ネットワーク層、トランスポート層の機能を持ち、送信キュー手段２５の送信データをパケットのデータとして、宛先等のヘッダを付加して、パケットを作成し、ネットワークインターフェース２１に渡す。
【０００６】
このような装置の動作を以下に説明する。ＦＣＳ１、ＨＩＳ３が、ネットワークＬを介して、ＳＣＳ２に対してデータ参照を依頼するパケットを送信する。つまり、パケットのデータ部分が、データ参照依頼となっている。このパケットが、ネットワークＬを介して、ＳＣＳ２のネットワークインターフェース２１で受信され、ネットワークインターフェース２１がパケットを受信処理手段２２に渡す。受信処理手段２２は、パケットのヘッダ内の宛先が自身宛であることやパケットのデータの正当性確認等を行い、宛先等のヘッダを除去し、受信データを受信キュー手段２３に出力する。受信キュー手段２３は、先に入力した受信データを先にデータ処理手段２４に出力し、データ処理手段２４はデータ処理、つまり、データ参照依頼なので、該当するデータ、プラントの状態を示すデータを送信データとして、送信キュー手段２５に出力する。送信キュー手段２５は、先に入力した送信データを先に送信処理手段２６に出力する。送信処理手段２６が、送信データに宛先等のヘッダを付加して、パケットを作成し、ネットワークインターフェース２１に出力し、ネットワークＬを介して、ＦＣＳ１、ＨＩＳ３に送信する。
【０００７】
また、ＳＣＳ２が、ネットワークＬを介して、別のＳＣＳ２に対して、セーフティ通信のパケットを送信する。つまり、パケットのデータがセーフティ通信となっている。このセーフティ通信のパケットは、プラントの安全制御機能を実現する通信で、パケットが一定時間以内に正しく到達しなかった場合、ＳＣＳ２はプラントの安全を守るために、プラントのシャットダウン動作を行う。ＳＣＳ２間のパケットも、ネットワークインターフェース２１、受信処理手段２２を介して、受信キュー手段２３に入力される。このため、受信キュー手段２３には、データ参照通信のパケットとセーフティ通信のパケットが混在して格納され、先入れ先出しにより処理される。セーフティ通信は、プラントの安全を守るためのものなので、データ参照通信と比較して、優先度が高いにも関わらず、データ参照通信と同等に扱われてしまった。このため、優先度の高いデータ処理が遅れたり、受信キュー手段２３の蓄積限界を超えて、優先度が高い受信データが破棄されてしまう場合が発生してしまう。
【０００８】
そこで、下記特許文献１に示されるように、受信キュー手段や送信キュー手段を優先度ごとに設けて、優先度が高い受信データを優先的に処理することが考えられる。このような装置を図４に示し説明する。ここで、図３と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。
【０００９】
図４において、受信処理手段２２０は、受信処理手段２２の代わりに設けられ、ＯＳＩ階層モデルのデータリンク層、ネットワーク層、トランスポート層の機能を持つ。受信処理手段２２０は、ネットワークインターフェース２１からパケットを受け取り、宛先、つまり、自身宛であることやデータの正当性確認等を行い、宛先等のヘッダを除去し、ヘッダに新たに加えられた優先度情報に基づいて、高優先、低優先に振り分けて出力する。受信キュー手段２３１は、受信処理手段２２０からの高優先の受信データを受信順に蓄積し、受信順に出力する。受信キュー手段２３２は、受信処理手段２２０からの低優先の受信データを受信順に蓄積し、受信順に出力する。データ処理手段２４０は、受信キュー手段２３１から受信データを優先的にデータ処理し、受信キュー手段２３１からのデータがなくなったとき、受信キュー手段２３２の受信データをデータ処理する。また、データ処理手段２４０は、データ処理を行い、優先度により振り分けて送信データを出力する。送信キュー手段２５１は、データ処理手段２４０の高優先の送信データを送信順に蓄積し、送信順に出力する。送信キュー手段２５２は、データ処理手段２４０の低優先の送信データを送信順に蓄積し、送信順に出力する。送信処理手段２６０は、送信処理手段２６の代わりに設けられ、ＯＳＩ階層モデルのデータリンク層、ネットワーク層、トランスポート層の機能を持つ。送信処理手段２６０は、送信キュー手段２５１からの送信データを優先的に宛先等のヘッダを付加して、パケットを作成し、ネットワークインターフェース２１に渡し、送信キュー手段２５１の送信データがなくなったとき、送信キュー手段２５２からの送信データにヘッダを付加して、パケットを作成し、ネットワークインターフェース２１に渡す。
【００１０】
このような装置の動作を以下に説明する。ＦＣＳ１、ＨＩＳ３は、ネットワークＬを介して、ＳＣＳ２に対して、ヘッダに低優先度の情報が付加され、データ参照通信のパケットを送信する。このパケットが、ネットワークＬを介して、ＳＣＳ２のネットワークインターフェース２１で受信され、ネットワークインターフェース２１がパケットを受信処理手段２２０に渡す。受信処理手段２２０は、パケットのヘッダ内の宛先が自身宛であることやパケットのデータの正当性確認等を行い、ヘッダの低優先度情報により、ヘッダを除去後、受信データを受信キュー手段２３２に出力する。一方、別のＳＣＳ２から、ヘッダに高優先度情報を付加され、セーフティ通信のパケットを、ネットワークＬを介して、ネットワークインターフェース２１で受信され、ネットワークインターフェース２１がパケットを受信処理手段２２０に渡す。受信処理手段２２０は、パケットのヘッダ内の宛先やデータの正当性の確認等を行い、ヘッダの高優先度情報により、ヘッダを除去後、受信データを受信キュー手段２３１に出力する。データ処理手段２４０は、受信キュー手段２３１から先に入力した受信データを先に入力し、データ処理、つまり、プラントの安全制御を行う。そして、受信キュー手段２３１の受信データがない場合、データ処理手段２４０は、受信キュー手段２３２の受信データを受信順に入力し、データ処理を行う。
【００１１】
一方、データ処理手段２４０は、送信データが高優先度のデータならば、送信キュー手段２５１に出力し、低優先度のデータならば、送信キュー手段２５２に出力する。送信データ処理手段２６０が、送信キュー手段２５１の送信データに高優先度情報を付加したヘッダを付加して、パケットを作成し、ネットワークインターフェース２１に出力し、ネットワークＬを介して、別のＳＣＳ２に送信する。そして、送信キュー手段２５２の送信データがない場合、送信データ処理手段２６０は、送信キュー手段２５２の送信データに低優先度情報を付加したヘッダを付加して、パケットを作成し、ネットワークインターフェース２１に出力し、ネットワークＬを介して、ＦＣＳ１、ＨＩＳ３に送信する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第３７２３９８０号公報（段落番号００７８−００８３、図１３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、図４に示す装置では、データ処理手段２４０が送信キュー手段２５１，２５２に振り分けて送信データを格納し、送信処理手段２６０が優先度情報を付加しなければならず、処理時間を要してしまう。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、優先度が高い処理を優先的に行うと共に、処理時間増加の抑制を図る通信装置及び通信方法を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
プロセス制御を行う制御システムに用いられ、ネットワークからパケットを受信し、データを受信データとして、データ処理手段でデータ処理を行う通信制御装置において、
前記ネットワークに接続し、前記パケットの送受信を行うネットワークインターフェースと、
このネットワークインターフェースからパケットを受け取り、ヘッダを除去し、前記受信データとする受信処理手段と、
この受信処理手段からの受信データを受信順に蓄積し、受信順に出力する第１の受信キュー手段と、
前記受信データの優先度が低い受信データを受信順に蓄積し、前記データ処理手段に受信順に出力する第２の受信キュー手段と、
前記第１の受信キュー手段の受信データの内容により優先度を判断し、一定時間以内に正しく到達しなかった場合に、プラントのシャットダウン動作が行われるセーフティ通信の受信データを前記データ処理手段に出力すると共に、データ参照を依頼するデータ参照通信の受信データを前記第２の受信キュー手段に受信順に出力する判断手段と、
を備えたことを特徴とするものである。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明であって、
前記データ処理手段から送信データを送信順に蓄積し、送信順に出力する送信キュー手段と、
この送信キュー手段の送信データにヘッダを付加してパケットを作成し、前記ネットワークインターフェースへ渡す送信処理手段と
を有することを特徴とするものである。
請求項３記載の発明は、
プロセス制御を行う制御システムに用いられ、ネットワークからパケットを受信し、データを受信データとして、データ処理手段でデータ処理を行う通信制御方法において、
前記ネットワークに接続するネットワークインターフェースが前記パケットの送受信を行うステップと、
前記ネットワークインターフェースからパケットを受信処理手段が受け取り、ヘッダを除去し、前記受信データとするステップと、
前記受信処理手段からの前記受信データを受信順に第１の受信キュー手段が蓄積するステップと、
前記第１の受信キュー手段の受信データの内容により優先度を判断し、一定時間以内に正しく到達しなかった場合に、プラントのシャットダウン動作が行われるセーフティ通信の受信データを前記データ処理手段に受信順に出力すると共に、データ参照を依頼するデータ参照通信の受信データを第２の受信キュー手段に受信順に蓄積し、第１の受信キュー手段に受信データがないとき、前記データ処理手段が第２の受信キュー手段の受信データを受信順にデータ処理を行うステップと
を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば以下のような効果がある。
請求項１または２によれば、判断手段が、第１の受信キュー手段の受信データの内容により優先度を判断し、優先度が高い、つまり、セーフティ通信の受信データをデータ処理手段に出力し、優先度が低い、つまり、データ参照通信の受信データを第２の受信キュー手段に受信順に格納するので、優先度が高い処理を優先的に行うと共に、処理時間増加を抑制できる。
【００１７】
請求項３によれば、第１の受信キュー手段の受信データの内容により優先度を判断し、優先度が高い、つまり、セーフティ通信の受信データをデータ処理手段に出力し、優先度が低い、つまり、データ参照通信の受信データを第２の受信キュー手段に受信順に格納するので、優先度が高い処理を優先的に行うと共に、処理時間増加を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施例を示した構成図である。
【図２】分散型制御システムの構成を示した図である。
【図３】従来のＳＣＳ２の具体的構成を示した図である。
【図４】従来のＳＣＳ２の他の具体的構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下本発明を、図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示した構成図である。ここで、図２，３と同一のものは同一符号を付し説明を省略する。
【００２０】
図１において、受信キュー手段２７は、受信データの優先度が低い受信データを受信順に蓄積し、受信順に出力する。判断手段２８は、受信キュー手段２３の受信データの優先度を判断し、優先度が高い受信データを出力すると共に、優先度の低い受信データを受信キュー手段２７に受信順に出力する。データ処理手段２９は、判断手段２８から優先度の高い受信データを受け取り、優先的にデータ処理し、判断手段２８からのデータがないとき、受信キュー手段２７の受信データを受信順に処理する。また、データ処理手段２９は、データ処理を行い、送信データを送信スキュー手段２５に出力する。
【００２１】
このような装置の動作を以下に説明する。ＦＣＳ１、ＨＩＳ３は、ネットワークＬを介して、ＳＣＳ２に対して、データ参照通信のパケットを送信する。このパケットが、ネットワークＬを介して、ＳＣＳ２のネットワークインターフェース２１で受信され、ネットワークインターフェース２１がパケットを受信処理手段２２に渡す。受信処理手段２２は、パケットのヘッダ内の宛先が自身宛であることやパケットのデータの正当性確認等を行い、受信データを受信キュー手段２３に出力する。一方、別のＳＣＳ２からセーフティ通信のパケットを、ネットワークＬを介して、ネットワークインターフェース２１で受信され、ネットワークインターフェース２１がセーフティ通信のパケットを受信処理手段２２に渡す。受信処理手段２２は、パケットのヘッダ内の宛先やデータの正当性確認等を行い、ヘッダを除去後、受信データを受信キュー手段２３に出力する。このようにして、受信キュー手段２３は受信データを受信順に格納する。
【００２２】
判断手段２８が、受信順に受信キュー手段２３の受信データの内容により優先度を判断し、優先度が高い受信データ、つまり、セーフティ通信の受信データの場合、受信データをデータ処理手段２９に出力する。そして、判断手段２８は、優先度が低い受信データ、つまり、データ参照通信の受信データの場合、受信データを受信キュー手段２７に出力する。そして、データ処理手段２９が、判断手段２８からの受信データをデータ処理し、判断手段２８からの受信データがない場合、つまり、受信キュー手段２３に受信データがない場合、受信キュー手段２７から受信順に受信データを受け取り、データ処理を行う。
【００２３】
一方、データ処理手段２９は、送信データを送信キュー手段２５に出力する。送信キュー手段２５は、先に入力した送信データを先に送信処理手段２６に出力する。送信処理手段２６が、送信データに宛先等のヘッダを付加して、パケットを作成し、ネットワークインターフェース２１に出力し、ネットワークＬを介して、ＦＣＳ１、ＳＣＳ２、ＨＩＳ３に送信する。
【００２４】
このように、判断手段２８が、受信キュー手段２３の受信データの優先度を判断し、優先度が高い受信データをデータ処理手段２９に出力し、優先度が低い受信データを受信キュー手段２７に受信順に格納するので、優先度が高い処理を優先的に行うと共に、処理時間増加を抑制できる。
【００２５】
なお、本発明はこれに限定されるものではなく、受信キュー手段２７、判断手段２８が直接データ処理手段２９に出力する構成を示したが、受信キュー手段２７の出力と判断手段２８の出力とを切り替えて、データ処理手段２９に与える切替手段を設ける構成でもよい。この場合、切替手段は、受信キュー手段２３に受信データがないことを判断して、判断手段２８から受信キュー手段２７に切り替える。
【００２６】
また、データ処理手段２９が、判断手段２８からの受信データがない場合、受信キュー手段２７から受信データを受け取る構成を示したが、データ処理手段２９は、受信キュー手段２３から直接受信データがないことを示すエンプティ信号を受け取り、受信キュー手段２７から受信データを受け取る構成にしてもよい。
【符号の説明】
【００２７】
Ｌ  ネットワーク
２  ＳＣＳ
２１  ネットワークインターフェース
２２  受信処理手段
２３，２７  受信キュー手段
２５  送信キュー手段
２６  送信処理手段
２７  判断手段
２８  判断手段
２９  データ処理手段
【図１】
0005382329.tif 000002
【図２】
0005382329.tif 000003
【図３】
0005382329.tif 000004
【図４】
0005382329.tif 000005