(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象機器を制御する制御装置に固有の専用プロトコルで、自らに接続されている制御装置と通信する専用ネットワーク・インターフェース部と、上記制御装置または制御対象機器の情報を作業員へ表示する表示手段と、作業員からの指示を受け取る入力部とを有し、上記制御装置からの情報の表示、あるいは、上記制御装置への制御指示を行う制御用表示装置において、
上記専用ネットワーク・インターフェース部とは別に設けられ、予め定められた共通プロトコルで通信する共通ネットワーク・インターフェース部と、
上記専用プロトコルでの通信と共通プロトコルでの通信とを中継する中継手段と、
上記共通プロトコルのネットワークに参加している機器が登録された参加機器情報を記憶する参加機器情報記憶手段と、
上記共通プロトコルのネットワークを介してリモート接続された場合、接続元の機器を認証し、認証に成功した機器を参加機器情報に登録する認証手段と、
アクセスを受けた場合に、上記参加機器情報記憶手段を参照して、アクセス元が上記参加機器情報に登録されているか否かを判定し、登録されていない場合にアクセスを拒否するアクセス拒否手段とを備え、
上記表示手段、入力部、共通および専用ネットワーク・インターフェース部、中継手段、参加機器情報記憶手段、認証手段、並びに、アクセス拒否手段は、記憶手段自体、あるいは、コンピュータが所定のプログラムを実行することによって実現されていることを特徴とする制御用表示装置。
【請求項２】
互いに異なる第１および第２インターフェースと表示部とを有するコンピュータを制御用表示装置として動作させるためのプログラムが記録された記録媒体であって、
上記第１インターフェースを制御して、制御対象機器を制御する制御装置に固有の専用プロトコルで、当該第１インターフェースに接続されている制御装置と通信する手段、
上記第２インターフェースを制御して、予め定められた共通プロトコルで通信する手段、
上記表示部を制御して、上記制御装置または制御対象機器の情報を作業員へ表示する手段、
作業員からの指示を受け取る入力部、
上記専用プロトコルでの通信と共通プロトコルでの通信とを中継する手段、
上記共通プロトコルのネットワークを介してリモート接続された場合、接続元の機器を認証し、認証に成功した機器を参加機器情報に登録して記憶する手段、および、
アクセスを受けた場合、アクセス元が上記参加機器情報に登録されているか否かを判定し、登録されていない場合にアクセスを拒否する手段として、上記コンピュータを動作させ、当該コンピュータに、上記制御装置からの情報の表示、あるいは、上記制御装置への制御指示を行わせるプログラムが記録されている記録媒体。
【請求項３】
上記制御用表示装置は、自らが送出可能な専用プロトコルを順次選択しながら、上記制御装置の専用プロトコルを特定可能なコマンドを上記制御装置へ送出し、当該制御装置からの応答コードによって専用プロトコルを自動的に判別することによって、上記専用プロトコルを選択することを特徴とする請求項１記載の制御用表示装置。
【請求項４】
上記各制御装置が理解可能なコマンドのうち、互いに同一内容のコマンド間では、専用プロトコルでのコマンドコードに拘わらず統一された共通コードと、上記専用プロトコルでのコマンドコードとの対応が格納されたコマンド変換テーブルを備え、
上記中継手段は、上記コマンド変換テーブルを参照しながら、一方のコードから他方のコードに変換することを特徴とする請求項１または３記載の制御用表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機種固有の通信プロトコルで通信する制御装置と、当該制御装置との間でデータをやり取りする制御用表示装置とを含む制御システムに関し、特に、大規模な制御システムを構築しやすく、かつ、不正なアクセスを拒絶可能な制御用表示装置、および、そのプログラムが記録された記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、プログラマブル・ロジック・コントローラ（以下、ＰＬＣと略称する）は、例えば、ベルトコンベアー式の自動組付機など、種々のターゲットシステムを制御する制御装置として、広く使用されている。さらに、近年では、ターゲットシステムの複雑化に伴って、複数台のＰＬＣを互いに連携させて使用することも行われている。また、各ＰＬＣからのデータの表示、あるいは、ＰＬＣへの制御指示は、当該ＰＬＣの近傍などに配される制御用表示装置で行われるだけではなく、例えば、これらの制御用表示装置から離れた場所に設置した制御用ホストコンピュータでも、表示あるいは操作できるように、制御システムを構築することもある。
【０００３】
具体的には、例えば、図９に示すように、従来の制御システム５０１では、ＰＬＣ５０３が制御の中心として位置付けられており、各ＰＬＣ５０３には、ターゲットシステム５０２の制御対象機器５２１ａやセンサ５２１ｂと、表示および制御指示を行う制御用表示装置５０５とが接続されている。さらに、当該ＰＬＣ５０３には、他のＰＬＣ５０３や制御用ホストコンピュータ５０７が所定のインターフェイス回路を介して直接、あるいは、専用のアダプタを介して間接的に接続されており、ＰＬＣ５０３と制御用ホストコンピュータ５０７との間や各ＰＬＣ５０３間における制御データの受け渡しは、ＰＬＣ５０３の通信機能を利用して行われている。
【０００４】
しかしながら、上記構成の制御システム５０１では、各ＰＬＣ５０３および制御用ホストコンピュータ５０７間と、ＰＬＣ５０３および制御用表示装置５０５間との双方で、ＰＬＣ５０３に固有の通信プロトコルで通信しているため、多くの種類のＰＬＣ５０３を混在させることが難しいという問題を生じる。
【０００５】
また、制御システム５０１の通信の大半を処理するために、ＰＬＣ５０３の負担が大きくなってしまう。さらに、制御用ホストコンピュータ５０７と制御用表示装置５０５との双方に、ＰＬＣ５０３と通信するための通信プロトコルを用意する必要があるために、制御用ホストコンピュータ５０７および制御用表示装置５０５の製造および維持管理に手間がかかる。
【０００６】
具体的には、ＰＬＣ５０３は、リレーを使用したシーケンサから発達してきた経緯もあり、スイッチのオンオフ制御やセンサーからのデータ取り込みといったＩ／Ｏ制御に関する処理を得意としている。したがって、データ通信の中心として、制御システム５０１の通信の大半を処理するには、能力が不足することが多く、仮に処理可能であったとしても負担が大きい。例えば、ターゲットシステム５０２を制御するだけであれば、ＰＬＣ５０３は、通常、数十ｋバイト程度の記憶容量と、記憶容量に応じた処理能力とで十分であるが、この記憶容量や処理能力では、通信の大半を十分な速度で処理することは難しい。
【０００７】
また、ＰＬＣ５０３は、シーケンサから発達してきた経緯から、製造会社毎、あるいは、同一会社であっても製品毎など、ＰＬＣ５０３の機種毎に、データ通信に使用する通信プロトコルが異なることが多い。したがって、従来では、制御システム５０１内では、同一機種のＰＬＣ５０３が用いられることが多い。
【０００８】
ここで、通信プロトコルの相違の程度が軽微な場合、具体的には、スタートキャラクタやストップキャラクタや、送受アドレスの指定方法など、通信の確立に必要な通信プロトコルが同一であり、かつ、余り重要ではないコマンドのみが相違している程度であれば、ＰＬＣ５０３の機能のうち、実際に使用する機能を制限して、相違しているコマンドを使用しなければ、機種の異なるＰＬＣ５０３を制御システム５０１に混在させることも不可能ではない。ところが、例えば、複数機種と通信するコマンドなど、重要なコマンドの相違が異なっている場合には、制御用ホストコンピュータ５０７とＰＬＣ５０３との間で、通信が確立したとしても、制御用ホストコンピュータ５０７は、ＰＬＣ５０３に所望の動作を指示することができない。
【０００９】
また、上記通信確立に要する通信プロトコル自体が異なっている場合には、通信プロトコルの異なるＰＬＣ５０３ａと制御用ホストコンピュータ５０７などとの間の通信が成立しないだけではなく、通信プロトコルが共通のＰＬＣ５０３と制御用ホストコンピュータ５０７との通信を阻害してしまう。したがって、当該ＰＬＣ５０３ａを接続する場合には、変換器５１０を挿入して、制御用ホストコンピュータ５０７や他のＰＬＣ５０３から、当該ＰＬＣ５０３ａが同じ機種に見えるように、通信プロトコルを相互変換する必要がある。ここで、制御システム５０１では、変換器５１０を設置できる場所が限られていることが多く、また、新たに変換器５１０を設けると、制御システム５０１全体のコストが高騰してしまう。さらに、ＰＬＣ５０３の通信プロトコルは、例えば、１００種以上と数多く存在するので、所望の変換器５１０が存在するとは限らない。
【００１０】
これらの結果、ＰＬＣ５０３を通信の中心に配した場合、制御システム５０１に多くの種類のＰＬＣ５０３を混在させることが難しく、ＰＬＣ５０３を選択する際の選択肢が制限されてしまう。
【００１１】
加えて、上記従来の制御システム５０１では、制御用ホストコンピュータ５０７と制御用表示装置５０５との双方がＰＬＣ５０３と通信しているため、双方が各ＰＬＣ５０３の通信プロトコルで通信する必要がある。したがって、制御用ホストコンピュータ５０７や制御用表示装置５０５を製造する際、接続される可能性のあるＰＬＣ５０３の通信プロトコル全てで通信するためのプログラムを、制御用ホストコンピュータ５０７および制御用表示装置５０５の双方に用意する必要がある。この結果、制御用ホストコンピュータ５０７および制御用表示装置５０５を製造する際、多くのＰＬＣ５０３に対応させるために、非常に多くのソフトウェア工数が必要になってしまう。さらに、新たな通信プロトコルで通信するＰＬＣ５０３が開発された場合、制御用ホストコンピュータ５０７および制御用表示装置５０５の双方に、当該通信プロトコルで通信するプログラムを新たに用意する必要があり、さらに手間がかかる。
【００１２】
ここで、本件の出願人は、上記課題を解決するために、先の特願平１０−１１７１１７号において、全く新たな構成の制御システムを提案した。この制御システム１０１では、図１０に示すように、制御用表示装置としてのグラフィック操作パネル１０５とＰＬＣ１０３との間に設けられた専用ネットワーク１０４とは別に、共通ネットワーク１０６が設けられており、各グラフィック操作パネル１０５は、当該共通ネットワーク１０６を介し、予め定められた共通の通信プロトコル（共通プロトコル）で互いに通信している。また、各グラフィック操作パネル１０５は、共通ネットワーク１０６での通信と専用ネットワーク１０４での通信とを必要に応じて中継する。これにより、制御用ホストコンピュータ１０７は、何ら支障なく、グラフィック操作パネル１０５を介して、ＰＬＣ１０３へ指示を伝えたり、ＰＬＣ１０３からの情報を取得したりできる。
【００１３】
当該構成では、共通ネットワーク１０６に接続された機器は、専用ネットワーク１０４で採用される専用プロトコルに拘わらず、所定の共通プロトコルで通信しているため、専用プロトコルが互いに異なるＰＬＣ１０３を、同一の制御システム１０１に容易に混在させることが可能になり、大規模な、すなわち、構成機器数の多い制御システムを比較的容易に実現できる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成によって、大規模な制御システムを構築した場合、セキュリティの維持が難しいという問題が新たに発生する。具体的には、図９に示す従来の制御システム５０１では、多様な専用プロトコルのうち、制御システム５０１で採用している専用プロトコルを理解しなければ、情報を取得したり、ＰＬＣ５０３を制御することができない。また、当該制御システム５０１は、比較的小規模なため、アクセス可能なポイントが製造現場などに限定されている。したがって、例えば、製造現場にコンピュータを持ち込むなどしなければ、制御システム５０１の機器にアクセスできない。
【００１５】
これに対して、本件出願人による上記先行出願の構成、すなわち、図１０に示す制御システム１０１では、例えば、共通ネットワーク１０６にネットワーク機器１０８が接続された場合、当該ネットワーク機器１０８が共通プロトコルを採用していれば、いずれの専用プロトコルを採用したＰＬＣ１０３であっても、情報を所得したり、ＰＬＣ１０３を制御したりできる。また、制御システム１０１の規模が大きくなり、例えば、他の製造ラインや社内の他の部署、さらには、社外からもアクセス可能にネットワークを構成すると、アクセスポイントの管理が困難になる。したがって、比較的アクセスしやすいポイントから、例えば、ユーザのノウハウなどが凝縮されたアプリケーションプログラムやデータなどへ、第三者が不正アクセスして、これらのデータが盗用されたり、改竄あるいは破壊される虞れがある。さらに、不正アクセスによって、ターゲットシステム１０２の工作機械などが誤動作する虞れもある。
【００１６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、大規模な制御システムを構築しやすく、不正なアクセスを拒絶可能な制御用表示装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る制御用表示装置は、上記課題を解決するために、制御対象機器を制御する制御装置に固有の専用プロトコルで、自らに接続されている制御装置と通信する専用ネットワーク・インターフェース部と、上記制御装置または制御対象機器の情報を作業員へ表示する表示手段と、作業員からの指示を受け取る入力部とを有し、上記制御装置からの情報の表示、あるいは、上記制御装置への制御指示を行う制御用表示装置において、以下の手段を講じたことを特徴としている。
【００１８】
すなわち、上記専用ネットワーク・インターフェース部とは別に設けられ、予め定められた共通プロトコルで通信する共通ネットワーク・インターフェース部と、上記専用プロトコルでの通信と共通プロトコルでの通信とを中継する中継手段と、上記共通プロトコルのネットワークに参加している機器が登録された参加機器情報を記憶する参加機器情報記憶手段と、上記共通プロトコルのネットワークを介してリモート接続された場合、接続元の機器を認証し、認証に成功した機器を参加機器情報に登録する認証手段と、アクセスを受けた場合に、上記参加機器情報記憶手段を参照して、アクセス元が上記参加機器情報に登録されているか否かを判定し、登録されていない場合にアクセスを拒否するアクセス拒否手段とを備え、上記表示手段、入力部、共通および専用ネットワーク・インターフェース部、中継手段、参加機器情報記憶手段、認証手段、並びに、アクセス拒否手段は、記憶手段自体、あるいは、コンピュータが所定のプログラムを実行することによって実現されている。
【００１９】
上記構成では、専用ネットワーク・インターフェース部とは別に、共通ネットワーク・インターフェース部が設けられており、例えば、他の制御用表示装置やホストコンピュータなど、共通プロトコルのネットワーク（共通ネットワーク）に接続された機器は、制御装置の専用プロトコルに拘わらず、共通プロトコルで互いに通信する。また、制御用表示装置の中継手段は、必要に応じてプロトコル変換するなどして、共通プロトコルでの通信と専用プロトコルでの通信とを中継する。これにより、制御用表示装置に接続される制御装置の専用プロトコルが制御用表示装置毎に異なっている場合であっても、上記各機器は、例えば、各制御装置や制御対象機器の情報や制御指示を交換するなどの通信を、何ら支障なく行うことができる。
【００２０】
ここで、正規のユーザは、共通プロトコルのネットワークへ、共通プロトコルで通信可能な機器を接続し、例えば、制御用表示装置へログインコマンドを送出するなどして、リモート接続する。一方、制御用表示装置は、共通ネットワークを介してリモート接続された場合、例えば、ログインコマンドと同時に伝送されるパスワード、あるいは、ログインコマンドの後、制御用表示装置の問い合わせに応答して伝送されるパスワードを用いるなどして、接続元の機器を認証する。ここで、正規の使用者であれば、認証に成功するので、制御用表示装置の認証手段は、当該機器を参加機器情報に登録する。
【００２１】
その後、正規のユーザが上記機器を用いて、制御用表示装置にアクセスした場合、当該機器が参加機器情報に登録されているので、アクセス拒否手段は、アクセスを拒否せず、当該機器による制御用表示装置へのアクセスは成功する。
【００２２】
これとは逆に、正規ではないユーザが共通ネットワークに機器を接続し、リモート接続した場合、当該ユーザは、正規のユーザではないため、制御用表示装置の認証手段による認証に失敗する。したがって、当該制御用表示装置の参加機器情報には、不正なユーザの機器が登録されない。この場合は、その後、不正なユーザの機器が制御用表示装置にアクセスしたとしても、当該機器が参加機器情報に登録されていないので、アクセス拒否手段は、当該機器からのアクセスを拒否する。
【００２３】
上記構成では、制御用表示装置が中継手段を備えているので、制御装置および制御用表示装置に、必要に応じてホストコンピュータなどを加えて構成される制御システム内に、通信プロトコルの異なる制御装置を容易に混在させることができる。したがって、制御装置を制御システムに加入させる際の手間を従来よりも大幅に削減でき、例えば、制御装置など、構成する機器の数が従来より大きな制御システムの構築が容易になる。さらに、制御用表示装置が認証手段を備えているので、不正なユーザの機器が共通ネットワークに接続されたとしても、制御装置および／または制御対象機器の情報は、当該機器へ送出されず、当該機器からの指示を制御装置は受け取らない。これらの結果、規模が大きく、不正なアクセスから保護された制御システムを構築できる。
【００２４】
また、請求項２の発明に係る記録媒体は、互いに異なる第１および第２インターフェースと表示部とを有するコンピュータを制御用表示装置として動作させるためのプログラムが記録された記録媒体であって、上記課題を解決するために、以下のプログラムが記録されていることを特徴としている。
【００２５】
すなわち、上記第１インターフェースを制御して、制御対象機器を制御する制御装置に固有の専用プロトコルで、当該第１インターフェースに接続されている制御装置と通信する手段、上記第２インターフェースを制御して、予め定められた共通プロトコルで通信する手段、上記表示部を制御して、上記制御装置または制御対象機器の情報を作業員へ表示する手段、作業員からの指示を受け取る入力部、上記専用プロトコルでの通信と共通プロトコルでの通信とを中継する手段、上記共通プロトコルのネットワークを介してリモート接続された場合、接続元の機器を認証し、認証に成功した機器を参加機器情報に登録して記憶する手段、および、アクセスを受けた場合、アクセス元が上記参加機器情報に登録されているか否かを判定し、登録されていない場合にアクセスを拒否する手段として、上記コンピュータを動作させ、当該コンピュータに、上記制御装置からの情報の表示、あるいは、上記制御装置への制御指示を行わせるプログラムが記録されている。
【００２６】
上記構成の記録媒体から、プログラムが読み取られ、上記コンピュータにより実行されると、当該コンピュータは、請求項１記載の制御用表示装置として動作する。この結果、請求項１と同様に、これらの結果、規模が大きく、不正なアクセスから保護された制御システムを構築できる。
【００２７】
請求項３の発明に係る制御用表示装置は、請求項１記載の発明の構成において、自らが送出可能な専用プロトコルを順次選択しながら、上記制御装置の専用プロトコルを特定可能なコマンドを上記制御装置へ送出し、当該制御装置からの応答コードによって専用プロトコルを自動的に判別することによって、上記専用プロトコルを選択することを特徴としている。これにより、制御用表示装置は、制御装置の専用プロトコルを自動的に判別できる。
【００２８】
請求項４の発明に係る制御用表示装置は、請求項１または３記載の発明の構成において、上記各制御装置が理解可能なコマンドのうち、互いに同一内容のコマンド間では、専用プロトコルでのコマンドコードに拘わらず統一された共通コードと、上記専用プロトコルでのコマンドコードとの対応が格納されたコマンド変換テーブルを備え、上記中継手段は、上記コマンド変換テーブルを参照しながら、一方のコードから他方のコードに変換することを特徴としている。これにより、中継手段は、専用プロトコルでのコマンドコード、および、共通プロトコルでのコマンドコードのうちの一方のコードから他方のコードに変換できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態について図１ないし図８に基づいて説明すると以下の通りである。すなわち、本実施形態に係る制御システムは、例えば、ターゲットシステムがベルトコンベアー式の自動組付機の場合など、複数のプログラマブル・ロジック・コントローラ（以下では、ＰＬＣと略称する）が互いに連携して制御するようなターゲットシステムを制御する場合に、特に好適に使用されるシステムであって、例えば、図１に示すように、ターゲットシステム（制御対象機器）２に接続されたＰＬＣ（制御装置）３と、各ＰＬＣ３に固有の通信プロトコルにて通信する専用ネットワーク４を介して、当該ＰＬＣ３に接続され、多くの場合、ターゲットシステム２の近傍でターゲットシステム２の作業員により操作されるグラフィック操作パネル（制御用表示装置）５と、各グラフィック操作パネル５間を共通の通信プロトコルで接続する共通ネットワーク６と、当該共通ネットワーク６に接続され、多くの場合、グラフィック操作パネル５よりも離れた場所から制御システム１全体の監視制御あるいは設定などを行う制御用ホストコンピュータ７とを備えている。
【００３０】
上記制御システム１では、従来とは異なり、通信の中心にグラフィック操作パネル５が配されており、当該グラフィック操作パネル５は、専用ネットワーク４と共通ネットワーク６との双方に接続されている。さらに、グラフィック操作パネル５は、両ネットワーク４・６での通信プロトコルが異なる場合、両通信プロトコルを相互変換して、自らに接続されたＰＬＣ３と、制御用ホストコンピュータ７あるいは他のグラフィック操作パネル５との間の通信を中継する。これにより、各グラフィック操作パネル５に接続されたＰＬＣ３が採用する通信プロトコルが互いに異なる場合であっても、各グラフィック操作パネル５および制御用ホストコンピュータ７間は、共通の通信プロトコルにて通信できる。
【００３１】
より詳細に説明すると、上記ターゲットシステム２は、例えば、バルブやモータなど、指示に応じた動作を行う制御対象機器２１ａと、例えば、流量センサや温度センサなど、制御対象機器２１ａやターゲットシステム２の各部の状態を検出するセンサ２１ｂとを備えており、制御対象機器２１ａおよびセンサ２１ｂ（以下では、機器２１と総称する）は、ＰＬＣ３にて制御されている。また、ＰＬＣ３は、シーケンサから発達してきた経緯もあって、例えば、製造会社毎や製品の種別毎など、ＰＬＣ３の機種毎に、独自の通信プロトコルを備えているものが多い。したがって、ＰＬＣ３は、専用ネットワーク４を介して、グラフィック操作パネル５と接続されており、当該ＰＬＣ３が通信可能な通信プロトコルで、グラフィック操作パネル５と通信する。
【００３２】
これにより、ＰＬＣ３は、グラフィック操作パネル５自体へ、あるいは、グラフィック操作パネル５を介して、他のグラフィック操作パネル５あるいは制御用ホストコンピュータ７へ、センサ２１ｂが取得したデータを送信すると共に、グラフィック操作パネル５自体から、あるいは、グラフィック操作パネル５を介して伝えられた制御指示を受信して制御対象機器２１ａを制御できる。
【００３３】
なお、広義の通信プロトコルには、例えば、スタートキャラクタやエンドキャラクタを示すコードや、各キャラクタの送受タイミング、あるいは、送信先や送信元の特定方法など、送信元と送信先とを含むネットワーク内で統一されていないと正常にデータの伝送できない通信プロトコルと、例えば、各ＰＬＣ３が理解可能なコマンド体系など、送信元と送信先とで統一されていないと、一方が所望する動作と、他方が実施する動作とが一致せず、正常に制御できない通信プロトコルとが存在するが、以下では、両者の組み合わせを通信プロトコルと称し、両者の区別が必要な場合には、前者を伝送プロトコル、後者をコマンド体系として区別する。
【００３４】
一方、グラフィック操作パネル５は、専用ネットワーク４を介してＰＬＣ３と通信する専用ネットワーク・インターフェース部（第１プロトコルインターフェース）５１と、作業員へ情報を表示する表示部（表示手段）５２と、作業員からの指示を受け取る入力部５３と、グラフィック操作パネル５全体を制御すると共に、グラフィック操作パネル５で扱われるデータを処理するデータ処理部５４とを備えている。本実施形態では、表示部５２として、例えば、液晶表示装置などが使用されており、入力部５３として、表示部５２の表示画面上に一体に形成されたタッチパネルが使用されている。なお、以下では、専用ネットワーク・インターフェース部５１や後述する共通ネットワーク・インターフェース部５５など、各種インターフェース部をＩＦ部と略称する。
【００３５】
さらに、上記グラフィック操作パネル５には、共通ネットワーク６と接続するための共通ネットワーク・ＩＦ部（第２プロトコルインターフェース）５５と、共通ネットワーク６の通信プロトコルと専用ネットワーク４の通信プロトコルとを相互変換するための情報を記憶したプロトコル変換用記憶部５６とが設けられており、上記データ処理部５４は、両ネットワーク４・６での通信プロトコルが互いに異なる場合、プロトコル変換用記憶部５６を参照しながら、一方の通信プロトコルから他方へ変換する。なお、上記データ処理部５４およびプロトコル変換用記憶部５６が、特許請求の範囲に記載の中継手段に対応する。
【００３６】
本実施形態では、上記あるいは後述する各部５１〜５８は、ＲＡＭやＲＯＭあるいはハードディスクなどの記憶手段自体、あるいは、ＣＰＵが所定のプログラムを実行することによって実現される機能ブロックであるが、同じ動作を行うハードウェアによって実現することもできる。ただし、本実施形態のように、ソフトウェアによって実現した場合は、プログラムを記録した記録媒体を配付して、コンピュータに実行させるだけで、各部５１〜５８を容易に実現できる。
【００３７】
ここで、各ＰＬＣ３の製造会社が規定する通信プロトコルでは、データの読み出しを指示する場合、概ね、図２に示すように、次に伝送されるコードがコマンドであることを示す制御コード（ＥＳＣ）と、ＰＬＣ３へデータの読み出しを指示するコマンドコード（ＲＤ）と、読み出し開始アドレス（Ｘ０００１）と、読み出しサイズ（５）と、伝送の終了を示す制御コード（ＲＥＴ）とを含むデータ列４１が伝送される。ただし、各ＰＬＣ３間では、コマンドコードを含むコマンド体系は、もちろん、アドレスやサイズなどの並び順や、制御コード自体、あるいは、アドレスやサイズを表現する際の表現方法（数値を示す際のビット幅や文字を示す際のコード種別など）も互いに異なっていることが多い。
【００３８】
したがって、本実施形態では、グラフィック操作パネル５が共通ネットワーク６を介してデータ通信する場合、上記専用ネットワーク４を伝送される通信プロトコルに拘わらず、統一した通信プロトコルで通信できるように、専用ネットワーク４で伝送可能な通信プロトコルに共通の通信プロトコル（共通プロトコル）を規定している。
【００３９】
具体的には、本実施形態では、共通ネットワーク６として、イーサネット（商標：ゼロックス社）などのローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）が用いられており、共通ネットワーク６での伝送プロトコルとして、ＴＣＰ／ＩＰが採用されている。したがって、共通ネットワーク６に接続される各グラフィック操作パネル５および制御用ホストコンピュータ７には、それぞれに固有のＩＰアドレスが割り当てられ、共通ネットワーク６を介して通信する際、ＴＣＰ／ＩＰで規定された形式、すなわち、図３に示すように、送信元および送信先のＩＰアドレスを含むヘッダ部６２と、通信内容を示すデータ本体６３とを備えた形式のデータ列６１を送受する。これにより、例えば、制御システム１の開発者が使用する制御用ホストコンピュータなどのネットワーク機器８などが、制御システム１の運用会社とは異なる場所から電話回線を介して接続する場合であっても、ＴＣＰ／ＩＰで通信可能な通信機器であれば、他の通信機器間のデータ伝送を阻害することなく、共通ネットワーク６に自由に参加できる。
【００４０】
さらに、共通プロトコルでは、データ読み出しを指示するコマンドをＰＬＣ３へ伝える際のデータ本体６３ｒに、コマンドの内容を示す共通コード６４と、当該共通コード６４に付随する関連情報６５として、読み出し開始アドレス６５ａおよび読み出しサイズ６５ｂとが含まれる。また、データ書き込みを指示する際のデータ本体６３ｗには、関連情報６５として、書き込み開始アドレス６５ｃおよび書き込みデータ６５ｄが含まれる。
【００４１】
上記共通コード６４は、各ＰＬＣ３が理解可能なコマンドのうち、互いに同一内容のコマンド間では、専用ネットワーク４でのコマンドコード（各ＰＬＣ３でのコマンドコード）に拘わらず、統一されている。また、例えば、読み出し開始アドレス６５ａおよび読み出しサイズ６５ｂなど、関連情報６５内のデータを伝送する順番、伝送する際の表現方法も、専用ネットワーク４での通信プロトコルに拘わらず、統一されている。これにより、共通プロトコルでは、グラフィック操作パネル５に接続されているＰＬＣ３に拘わらず、実行させるべき命令を一意的に特定できる。
【００４２】
ここで、図１に示す上記プロトコル変換用記憶部５６に格納されている情報は、専用ネットワーク４および共通ネットワーク６の通信プロトコルを相互変換できれば、どのような形式でもよいが、本実施形態に係るプロトコル変換用記憶部５６は、専用ネットワーク４で伝送されるデータのフォーマットを示すデータ転送フォーマットＦＭＴと、両ネットワーク４・６で伝送されるコマンドコード間の対応関係を示すコマンド変換テーブルＴＢＬとを記憶している。
【００４３】
具体的には、図２に示すように、上記データ転送フォーマットＦＭＴは、専用ネットワーク４にて伝送されるデータ列４１のうち、例えば、読み書きするデータ内容自体や、データのサイズ、あるいは、読み書きするアドレスなど、実際に伝送するデータ内容によって変化する部分を未定義としたスケルトン状のデータ列であって、未定義の部分は、用途のみが定義されている。なお、コマンドの領域を未定義とすれば、実際に伝送されるデータ列から抽出されたデータ転送フォーマットＦＭＴが複数のコマンド間で共通になる場合、コマンドの領域をも未定義として、これらのコマンド間で、共通のデータ転送フォーマットＦＭＴを用いてもよい。
【００４４】
また、コマンド変換テーブルＴＢＬには、図４に示すように、共通ネットワーク６で伝送される共通コードと、当該専用ネットワーク４にて伝送されるコマンドコードとの対応が格納されており、データ処理部５４は、一方のコードから他方のコードに変換できる。
【００４５】
上記構成によれば、共通ネットワーク６を介して、共通プロトコルのデータ列６１を受け取った場合、データ処理部５４は、データ本体６３から、ＰＬＣ３へ伝送すべきコマンドを示す共通コード６４と関連情報６５とを抽出する。さらに、データ処理部５４は、コマンド変換テーブルＴＢＬを参照して、専用ネットワーク４で伝送可能で、当該共通コード６４に対応するコマンドコードを選択する。なお、必要に応じて、関連情報６５の表現方法は、専用ネットワーク４で伝送される表現方法に変換される。これらの結果、ＰＬＣ３へ伝送すべきコマンド、データ内容自体、データのサイズおよびアドレスなどが決まると、データ処理部５４は、データ転送フォーマットＦＭＴを参照して、ＰＬＣ３へ送出するデータ列を生成できる。一方、ＰＬＣ３からデータ列４１を受け取った場合、データ処理部５４は、上記データ転送フォーマットＦＭＴに当てはめて、当該データ列の示すコマンド、データ内容自体、データのサイズおよびアドレスなどを抽出し、上述とは逆の手順で、共通プロトコルのデータ列６１に変換する。
【００４６】
上記データ転送フォーマットＦＭＴおよびコマンド変換テーブルＴＢＬの組み合わせ（プロトコル情報）は、グラフィック操作パネル５およびＰＬＣ３が制御に関するデータを通信する前に、ＰＬＣ３の通信プロトコルに合わせて設定され、異なる通信プロトコルを採用したＰＬＣ３が接続されると、当該プロトコル情報は、切り換えられる。例えば、図４では、機種ＡのＰＬＣ３から機種ＢのＰＬＣ３に変更する場合、コマンド変換テーブルＴＢＬａからコマンド変換テーブルＴＢＬｂに切り換えられる。
【００４７】
なお、通信プロトコルの選択方法は、例えば、制御用ホストコンピュータ７やグラフィック操作パネル５を操作して、使用者が選択してもよい。さらに、グラフィック操作パネル５が自らが送出可能な通信プロトコルを順次選択しながら、ＰＬＣ３の通信プロトコルを特定可能なコマンドを、ＰＬＣ３へ送出し、ＰＬＣ３からの応答コードによって、通信プロトコルを自動的に判別してもよい。また、グラフィック操作パネル５は、自らに接続可能なＰＬＣ３が採用している通信プロトコル全てに関して、上記プロトコル情報を格納しておいてもよいし、現在、接続されているＰＬＣ３の通信プロトコルのみを格納しておき、必要に応じて、制御用ホストコンピュータ７から、あるいは、記録媒体を介してなど、種々の方法でダウンロードしてもよい。
【００４８】
このように、ＰＬＣ３との間で受け渡すデータ列４１を、制御システム１の動作中にリアルタイムに生成することにより、グラフィック操作パネル５は、入力されたデータがどこから来たかを問うことなく、ＰＬＣ３へデータを受け渡しできると共に、ＰＬＣ３が変更された場合にあっても、制御システム１を停止することなく即応できる。
【００４９】
ここで、グラフィック操作パネル５は、制御システム１に必須の構成であるが、近年では、高解像度の画像を表示するために、例えば、数Ｍバイト程度の記憶容量を持ち、表示に十分な演算速度を有している。したがって、グラフィック操作パネル５は、十分余力を持って、上記プロトコル変換できる。また、グラフィック操作パネル５と制御用ホストコンピュータ７との間に、ＰＬＣ３が介在していないため、ＰＬＣ３は、ターゲットシステム２の制御に専念できる。したがって、図９に示す従来の制御システム５０１のように、通信の大半を処理する場合よりも、記憶容量や処理能力を削減できる。なお、通信量の大きな処理の例として、ターゲットシステム２が製造する製品を変換する際など、制御用ホストコンピュータ７からグラフィック操作パネル５へ画面データをダウンロードする処理などが挙げられる。ところが、本実施形態に係る制御システム１では、画面データは、ＰＬＣ３を通過しないので、ＰＬＣ３は、画面データをダウンロードする場合であっても、負担が少なく、正常に動作し続けることができる。
【００５０】
また、ＰＬＣ３の機種に拘わらず、各グラフィック操作パネル５および制御用ホストコンピュータ７の間は、共通のプロトコルで通信される。したがって、同じ制御システム１内に、複数機種のＰＬＣ３を混在させることができ、機種選択の幅が広くなる。さらに、図９に示す従来の制御システム５０１のように、通信プロトコルが異なるＰＬＣ５０３ａを混在させるために、制御システム５０１を、互いに異なる通信プロトコルのサブネットワークに分割し、サブネットワーク間に変換器５１０を配する場合とは異なり、制御システム１の共通ネットワーク６では、通信プロトコルが共通である。したがって、例えば、ハブやブリッジ、ルータなど、共通ネットワーク６に接続される機器を自由に転用でき、これらの機器やＰＬＣ３の配置に関する自由度も向上できる。加えて、変換器５１０が不要なので、制御システム１全体の製造費を低減できる。
【００５１】
さらに、本実施形態に係るグラフィック操作パネル５には、上述の構成に加えて、図１に示すように、認証用のデータ（認証データ）を記憶する認証データ記憶部５７と、共通ネットワーク６に参加している正規の機器を示す情報（参加局情報）が格納される参加局記憶部（参加機器情報記憶手段）５８とが設けられており、上記データ処理部５４は、認証データ記憶部５７および参加局記憶部５８を参照して、正規のアクセスのみを許可する。なお、データ処理部５４が特許請求の範囲に記載のアクセス拒否手段に対応する。また、データ処理部５４および認証データ記憶部５７は、認証手段に対応する。
【００５２】
より詳細に説明すると、上記認証データ記憶部５７には、認証データとして、グラフィック操作パネル５が共通ネットワーク６に接続されたネットワーク機器８からリモート接続を受けた場合に当該ネットワーク機器８が正規の機器であるか否かを判定するためのデータが格納されている。当該認証データは、ネットワーク機器８のリモート接続に先立って、データ処理部５４による認証方法に応じ、例えば、制御用ホストコンピュータ７からダウンロードするなどして格納されている。
【００５３】
以下では、説明の便宜上、認証方法の一例として、リモート接続時に送られるパスワード（リモートパスワード）が予め格納されたリモートパスワードと一致したときに正規のネットワーク機器８と判定する方法を採用した場合について説明する。この場合、上記認証データは、リモートパスワード自体となり、例えば、図５に示すように、制御用ホストコンピュータ７において、予めリモートパスワードが入力され、各グラフィック操作パネル５へ配信される。なお、同図では、ネットワーク全体で１つのリモートパスワードを設定し、各グラフィック操作パネル５の認証データ記憶部５７へ同一のリモートパスワードが格納される場合を例示しているが、各グラフィック操作パネル５毎、あるいは、リード可（ライト可）などのアクセス権毎にパスワードを設定してもよい。
【００５４】
一方、上記参加局記憶部５８には、参加局情報として、現在、ネットワークに参加している正規のネットワーク機器８を示す情報が格納されており、例えば、図６に示すように、制御用ホストコンピュータ７などにおいて、リスト状に表示したり、後述するように、グラフィック操作パネル５がアクセスを受けた場合、アクセス元が参加局情報に含まれているか否かを判定したりできる。なお、参加局情報の格納方法は、例えば、登録しているネットワーク機器８を特定するＩＤ（例えば、ＩＰアドレスや、シリアル番号など）を所定のアドレス領域に順番に格納したり、当該ＩＤをリスト状に格納するなど、ネットワーク機器８が参加局情報に登録されているか否かを判定可能な方法で格納される。
【００５５】
上記構成において、ネットワーク機器８がグラフィック操作パネル５へアクセスする際の各部の動作について、図７および図８に基づき説明すると、以下の通りである。すなわち、図７のステップ１（以下では、Ｓ１のように略称する）に示すように、例えば、ログインコマンドやリモート接続要求を通知するなどして、ネットワーク機器８がグラフィック操作パネル５へリモート接続すると、Ｓ２において、グラフィック操作パネル５は、上記参加局記憶部５８を参照して、リモート接続元が参加局情報に既に登録されているか否かを判定する。既に登録されている場合、グラフィック操作パネル５は、当該ネットワーク機器８が既に認証に成功した機器などの正規の機器であると判断して、Ｓ６において、リモート接続を許可する。なお、リモート接続元、および、後述のリード・ライト命令などの命令の送信元は、例えば、図３に示すヘッダ部６２に格納されている送信元のＩＰアドレスなどから特定できる。
【００５６】
一方、上記参加局記憶部５８の参加局情報にリモート接続元が登録されていない場合、グラフィック操作パネル５は、Ｓ３において、認証データ記憶部５７を参照し、例えば、ネットワーク機器８から受け取ったリモートパスワードが上記認証データ記憶部５７に格納されたリモートパスワードと一致するか否かを判定して、ネットワーク機器８を認証する。なお、上記ネットワーク機器８は、例えば、リモート接続用のコマンドとリモートパスワードとを同時に送付するなどして、自発的にリモートパスワードを送出してもよいし、例えば、グラフィック操作パネル５からの問い合わせに応じてリモートパスワードを送出してもよい。
【００５７】
上記Ｓ３において、認証データ記憶部５７に格納されたリモートパスワードが、ネットワーク機器８から受け取ったリモートパスワードと一致した場合など、ネットワーク機器８の認証に成功すると、グラフィック操作パネル５のデータ処理部５４は、当該ネットワーク機器８が正規の機器であると判定して、Ｓ４において、上記参加局記憶部５８の参加局情報に当該ネットワーク機器８を登録し、Ｓ５において、リモート接続を許可する。
【００５８】
これとは逆に、上記Ｓ３において、両リモートパスワードが一致しない場合など、ネットワーク機器８の認証に失敗すると、Ｓ７において、グラフィック操作パネル５は、リモート接続を拒否する。この場合は、上記Ｓ４の処理が実施されないので、参加局情報には、当該ネットワーク機器８が登録されない。
【００５９】
一方、グラフィック操作パネル５は、図８のＳ１１に示すように、共通ネットワーク６に接続されたネットワーク機器８から、リード命令やライト命令などのアクセス命令を受け取ると、Ｓ１２において、上記Ｓ２と同様に、参加局記憶部５８を参照して、アクセス命令の発信元が参加局情報に登録されているか否かを判定する。登録されている場合、グラフィック操作パネル５のデータ処理部５４は、当該ネットワーク機器８が正規の機器であると判定して、Ｓ１３において、例えば、上述したリード処理やライト処理など、受け取った命令に応じた処理を行う。
【００６０】
これとは逆に、参加局情報に登録されていない場合、上記データ処理部５４は、アクセス命令の発信元が正規の機器ではないと判定する。この場合は、上記Ｓ１２の後、Ｓ１４において、当該ネットワーク機器８からのアクセスが拒否される。
【００６１】
上記構成では、正規ではないユーザが共通ネットワーク６にネットワーク機器８を接続するなどして、不正なアクセスを試みたとしても、グラフィック操作パネル５の参加局情報にネットワーク機器８が登録されていないので、グラフィック操作パネル５は、当該アクセスを拒否する。また、例えば、リモート接続により、自機器を参加局情報に登録しようとしても、不正なユーザは、図７のＳ３における認証に成功できないので、当該ネットワーク機器８を参加局情報に登録することができない。
【００６２】
これにより、例えば、ネットワーク機器８が共通ネットワーク６に直接、あるいは、例えば、ルータなどのネットワーク機器を介して間接に接続されたとしても、各グラフィック操作パネル５は、当該ネットワーク機器８からの不正アクセスを拒否できる。したがって、例えば、グラフィック操作パネル５やＰＬＣ３あるいはターゲットシステム２の情報など、制御システム１の情報の閲覧、改竄あるいは破壊を防止できる。この結果、図９に示す従来の制御システム５０１に比べて大規模なシステムを構築できるにも拘わらず、不正アクセスから保護された制御システム１を実現できる。
【００６３】
一方、正規のユーザであれば、正しいパスワードを知っているので、図７のＳ３における認証に成功できる。したがって、参加局情報に自機器を登録でき、何ら支障なくグラフィック操作パネル５にアクセスできる。ここで、上記制御システム１では、各グラフィック操作パネル５や制御用ホストコンピュータ７が共通ネットワーク６で接続されているので、ネットワーク機器８は、例えば、共通ネットワーク６に直接接続したり、例えば、ルータなどのネットワーク機器を介して間接に接続できる。この結果、ターゲットシステム２から離れた場所からも何ら支障なくアクセスできる。
【００６４】
なお、本実施形態では、認証データとしてリモートパスワードを記憶し、リモート接続時にネットワーク機器８から送られるリモートパスワードが認証データ記憶部５７に予め格納されたリモートパスワードと一致したときに、正規のネットワーク機器８と判定する場合を例にして説明したが、これに限るものではない。認証データ記憶部５７は、例えば、グラフィック操作パネル５のデータ処理部５４がワンタイム・パスワードを用いてネットワーク機器８を認証する場合には、ワンタイム・パスワードを生成するネットワーク機器８とグラフィック操作パネル５とで共有される秘密鍵などを記憶してもよい。いずれの場合であっても、認証データとして、ネットワーク機器８が正規の機器であるか否かを認証可能なデータを、認証データ記憶部５７が記憶していれば、同様の効果が得られる。
【００６５】
【発明の効果】
請求項１の発明に係る制御用表示装置は、以上のように、上記専用プロトコルでの通信と共通プロトコルでの通信とを中継する中継手段と、専用ネットワーク・インターフェース部とは別の共通ネットワーク・インターフェース部がリモート接続を受けた場合、接続元の機器を認証し、認証に成功した機器を参加機器情報に登録する認証手段と、上記共通プロトコルのネットワークからアクセスを受けた場合に、参加機器情報記憶手段を参照して、アクセス元が上記参加機器情報に登録されているか否かを判定し、登録されていない場合にアクセスを拒否するアクセス拒否手段とを備え、表示手段、入力部、共通および専用ネットワーク・インターフェース部、中継手段、参加機器情報記憶手段、認証手段、並びに、アクセス拒否手段は、記憶手段自体、あるいは、コンピュータが所定のプログラムを実行することによって実現されている構成である。
【００６６】
上記構成では、制御用表示装置が中継手段を備えているので、制御装置および制御用表示装置に、必要に応じてホストコンピュータなどを加えて構成される制御システム内に、通信プロトコルの異なる制御装置を容易に混在させることができる。したがって、制御装置を制御システムに加入させる際の手間を従来よりも大幅に削減できる。さらに、制御用表示装置が認証手段を備えているので、不正なユーザの機器が共通ネットワークに接続されたとしても、制御装置および／または制御対象機器の情報は、当該機器へ送出されず、当該機器からの指示を制御装置は受け取らない。これらの結果、規模が大きく、不正なアクセスから保護された制御システムを構築できるという効果を奏する。
【００６７】
請求項２の発明に係る記録媒体は、以上のように、第１インターフェースを制御して、専用プロトコルで制御装置と通信する手段、第２インターフェースを制御して、予め定められた共通プロトコルで通信する手段、表示部を制御して、制御装置または制御対象機器の情報を作業員へ表示する手段、作業員からの指示を受け取る入力部、上記専用プロトコルでの通信と共通プロトコルでの通信とを中継する手段、リモート接続の接続元の機器を認証し、認証に成功した機器を参加機器情報に登録して記憶する手段、および、アクセス元が上記参加機器情報に登録されているか否かを判定し、登録されていない場合にアクセスを拒否する手段として、上記コンピュータを動作させ、当該コンピュータに、上記制御装置からの情報の表示、あるいは、上記制御装置への制御指示を行わせるプログラムが記録されている構成である。
【００６８】
上記構成の記録媒体から、プログラムが読み取られ、上記コンピュータにより実行されると、当該コンピュータは、請求項１記載の制御用表示装置として動作する。この結果、請求項１と同様に、これらの結果、規模が大きく、不正なアクセスから保護された制御システムを構築できるという効果を奏する。
【００６９】
請求項３の発明に係る制御用表示装置は、以上のように、請求項１記載の発明の構成において、自らが送出可能な専用プロトコルを順次選択しながら、上記制御装置の専用プロトコルを特定可能なコマンドを上記制御装置へ送出し、当該制御装置からの応答コードによって専用プロトコルを自動的に判別することによって、上記専用プロトコルを選択する構成である。これにより、制御用表示装置は、制御装置の専用プロトコルを自動的に判別できるという効果を奏する。
【００７０】
請求項４の発明に係る制御用表示装置は、以上のように、請求項１または３記載の発明の構成において、上記各制御装置が理解可能なコマンドのうち、互いに同一内容のコマンド間では、専用プロトコルでのコマンドコードに拘わらず統一された共通コードと、上記専用プロトコルでのコマンドコードとの対応が格納されたコマンド変換テーブルを備え、上記中継手段は、上記コマンド変換テーブルを参照しながら、一方のコードから他方のコードに変換する構成である。これにより、中継手段は、専用プロトコルでのコマンドコード、および、共通プロトコルでのコマンドコードのうちの一方のコードから他方のコードに変換できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すものであり、制御システムの要部構成を示すブロック図である。
【図２】上記制御システムにおいて、専用ネットワークの通信プロトコルと、上記グラフィック操作パネルが通信プロトコルを変換する場合に参照するデータ転送フォーマットとを示す説明図である。
【図３】上記制御システムにおいて、共通ネットワークの通信プロトコルを示す説明図である。
【図４】上記グラフィック操作パネルが通信プロトコルを変換する場合に参照されるコマンド変換テーブルを示す説明図である。
【図５】上記制御システムにおいて、パスワードの設定画面の一例を示す説明図である。
【図６】上記制御システムにおいて、ネットワーク参加局リストの表示画面例を示す説明図である。
【図７】上記制御システムの動作を示すものであり、リモート接続時の認証動作を示すフローチャートである。
【図８】上記制御システムの動作を示すものであり、リモートアクセス時の動作を示すフローチャートである。
【図９】従来例を示すものであり、制御システムの要部構成を示すブロック図である。
【図１０】本件出願人による先行出願の構成を示すものであり、制御システムの要部構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
２  ターゲットシステム（制御対象機器）
３  プログラマブル・ロジック・コントローラ（制御装置）
５  グラフィック操作パネル（制御用表示装置）
５１  専用ネットワーク・ＩＦ部（専用ネットワーク・インターフェース部及び第１プロトコルインターフェース）
５２  表示部（表示手段）
５４  データ処理部（中継手段、認証手段、アクセス拒否手段）
５５  共通ネットワーク・ＩＦ部（共通ネットワーク・インターフェース部及び第２プロトコルインターフェース）
５６  プロトコル変換用記憶部（中継手段）
５７  認証データ記憶部（認証手段）
５８    参加局記憶部（参加機器情報記憶手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003681577.tif 000008
【図８】
0003681577.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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