(57)【要約】【課題】ネットワーク上に配された複数の通信局が、互いの通信局間で通信データを伝送できるように制御する。【解決手段】基幹バス１，２に冗長化した一対のリング型の支線分岐部を複数接続し、この基幹バスと支線分岐部の接続箇所に、第１及び第２のフィルタ手段を設ける。そして、通信データのヘッダには分岐線ＩＤが付されており、この分岐線ＩＤを取り出すことによって、第１及び第２のフィルタ手段がフィルタリングの制御を行う。これにより、支線分岐部に接続された複数の通信局間で通信データの伝送を可能とする。【選択図】図１
2011091553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号からなる通信データを伝送するバス型の基幹バスと、
前記基幹バスに接続され、前記電気信号を順方向又は逆方向に伝送する電気通信路、及び前記電気通信路に接続され、前記電気信号が光電変換された光信号を順方向又は逆方向に伝送する光通信路を有するリング型の第１の支線分岐部及び第２の支線分岐部と、を備え、
前記第１の支線分岐部及び第２の支線分岐部は、
前記基幹バスに接続され、前記基幹バスから入力する前記通信データをフィルタリングする第１のフィルタ手段と、
前記基幹バスに接続され、前記基幹バスに出力する前記通信データをフィルタリングする第２のフィルタ手段と、
前記第１及び第２のフィルタ手段、前記光通信路及び前記電気通信路の境界に接続され、前記基幹バスから入力される前記通信データ又は前記電気通信路に伝送される前記電気信号を前記光信号に変換して前記光通信路に供給し、前記光通信路に伝送される前記光信号を前記電気信号に変換して、前記電気通信路又は前記基幹バスに供給する光電変換器と、
前記電気通信路に接続され、前記通信データを受取り、又は、前記通信データを出力する通信局と、を備え、
前記通信局として、第１の通信局が前記第１の支線分岐部に配され、第２の通信局が前記第２の支線分岐部に配され、前記第２の通信局が前記第１の通信局に前記通信データを送信する場合に、前記第２の支線分岐部に配される前記第２のフィルタ手段は、前記第１の支線分岐部を特定する分岐線ＩＤを前記通信データに付加して、前記基幹バスを介して、前記第１の支線分岐部に前記通信データを送信し、
前記第１の支線分岐部に接続される前記第１のフィルタ手段は、前記基幹バスから前記第１の支線分岐部に前記通信データが入力する場合に、前記第１の支線分岐部を特定する分岐線ＩＤが付された前記通信データをフィルタリングして前記第１の通信局に供給し、
前記第１の支線分岐部に接続される前記第２のフィルタ手段は、前記分岐線ＩＤが付された前記通信データをフィルタリングして前記第１の支線分岐部から前記基幹バスに出力させない制御を行うことを特徴とするネットワーク制御システム。
【請求項２】
更に、前記支線分岐部毎に付される全ての分岐線ＩＤを識別ＩＤ登録テーブルに登録する制御通信局を備え、
前記制御通信局は、前記第１及び第２のフィルタ手段に対して、前記識別ＩＤ登録テーブルを記憶させることを特徴とする請求項１記載のネットワーク制御システム。
【請求項３】
前記第１及び第２のフィルタ手段は、前記通信データの空き領域に、前記分岐線ＩＤを付加し、
前記制御通信局は、前記分岐線ＩＤが付加された前記通信データの位置を第２の識別ＩＤ登録テーブルに登録し、前記第１及び第２のフィルタ手段に対して、前記第２の識別ＩＤ登録テーブルを記憶させることを特徴とする請求項１又は２記載のネットワーク制御システム。
【請求項４】
前記第１のフィルタ手段は、
前記基幹バスから入力する前記通信データを保存する第１のバッファ部と、
前記識別ＩＤ登録テーブルを記憶する第１のＩＤ記憶部と、
前記通信データより、前記通信データのヘッダを識別する第１のヘッダ識別部と、
前記第１のＩＤ記憶部から読み出した前記分岐線ＩＤに基づいて、前記ヘッダに付された前記分岐線ＩＤを照合する第１のＩＤ照合部と、
前記第１のＩＤ照合部によって照合された前記分岐線ＩＤが、前記通信データの通過を許可する分岐線ＩＤである場合に、前記第１のバッファ部から前記通信データを読み出す第１の読出し制御部と、
前記読出し制御部によって読み出された前記通信データを、前記第１のフィルタ手段が接続される前記支線分岐部に送出する第１の送信部と、を備え、
前記第２のフィルタ手段は、
前記第２のフィルタ手段が接続される前記支線分岐部から入力された前記通信データを保存する第２のバッファ部と、
前記識別ＩＤ登録テーブルを記憶する第２のＩＤ記憶部と、
前記通信データより、前記通信データのヘッダを識別する第２のヘッダ識別部と、
前記第２のＩＤ記憶部から読み出した前記分岐線ＩＤに基づいて、前記ヘッダに付された前記分岐線ＩＤを照合する第２のＩＤ照合部と、
前記第２のＩＤ照合部によって照合された前記分岐線ＩＤが、前記通信データの通過を許可する分岐線ＩＤである場合に、前記第２のバッファ部から前記通信データを読み出す第２の読出し制御部と、
前記通信データの送信先である前記通信局が配される前記第１の支線分岐部又は第２の支線分岐部を特定する前記分岐線ＩＤを前記第２の読出し制御部によって読み出された前記通信データに付加する分岐線ＩＤ付加部と、
前記分岐線ＩＤ付加部によって前記分岐線ＩＤが付加された前記通信データを、前記基幹バスに送出する第２の送信部と、を備えることを特徴とする請求項３記載のネットワーク制御システム。
【請求項５】
前記基幹バスに接続される複数の前記支線分岐部のうち、一部の前記支線分岐部が前記光信号又は電気信号を通信できない場合、通信できない前記支線分岐部の両隣に配置された前記第１又は第２のフィルタ手段が前記通信データを折り返して、前記通信データの伝送を継続することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のネットワーク制御システム。
【請求項６】
前記第１及び第２のフィルタ手段は、
前記基幹バスに接続される全ての前記支線分岐部に接続された、全ての前記通信局を送信先として、前記通信データを送信することを指示するブロードキャストＩＤを前記第１及び第２のＩＤ記憶部に記憶させ、
前記第１のフィルタ手段は、前記基幹バスから前記通信データが入力する場合は、前記ブロードキャストＩＤがヘッダに付された前記通信データを前記基幹バスから透過させ、
前記第２のフィルタ手段は、前記基幹バスに前記通信データが出力する場合は、前記ブロードキャストＩＤがヘッダに付された前記通信データを透過させないことを特徴とする１〜５のいずれか１項に記載のネットワーク制御システム。
【請求項７】
一部が接地される前記第１及び第２のフィルタ手段は、前記基幹バスの一部を覆い、前記基幹バスに発生するノイズの影響を抑えるノイズ防護手段を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のネットワーク制御システム。
【請求項８】
前記支線分岐部の全部又は一部を置換する場合に、置換される前記支線分岐部と、既設の前記支線分岐部との間で前記光信号の通信を分配する光信号分配部を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のネットワーク制御システム。
【請求項９】
前記支線分岐部は、順方向に前記通信データを伝送する第１の通信路、及び逆方向に前記通信データを伝送する第２の通信路により構成され、
前記基幹バスは、第１及び第２のバスにより構成される場合に、
前記第１のバスは、前記第１の通信路に接続され、前記第２のバスは、前記第２の通信路に接続されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のネットワーク制御システム。
【請求項１０】
電気信号からなる通信データを伝送するバス型の基幹バスと、
前記基幹バスに接続され、前記電気信号を順方向又は逆方向に伝送する電気通信路、及び前記電気通信路に接続され、前記電気信号が光電変換された光信号を順方向又は逆方向に伝送する光通信路を有するリング型の第１の支線分岐部及び第２の支線分岐部と、を備え、
前記第１の支線分岐部及び第２の支線分岐部は、
前記基幹バスに接続され、前記基幹バスから入力する前記通信データをフィルタリングする第１のフィルタ手段と、
前記基幹バスに接続され、前記基幹バスに出力する前記通信データをフィルタリングする第２のフィルタ手段と、
前記第１及び第２のフィルタ手段、前記光通信路及び前記電気通信路の境界に接続され、前記基幹バスから入力される前記通信データ又は前記電気通信路に伝送される前記電気信号を前記光信号に変換して前記光通信路に供給し、前記光通信路に伝送される前記光信号を前記電気信号に変換して、前記電気通信路又は前記基幹バスに供給する光電変換器と、
前記電気通信路に接続され、前記通信データを受取り、又は、前記通信データを出力する通信局と、を備え、
前記通信局として、第１の通信局が前記第１の支線分岐部に配され、第２の通信局が前記第２の支線分岐部に配され、前記第２の通信局が前記第１の通信局に前記通信データを送信する場合に、前記第２の支線分岐部に配される前記第２のフィルタ手段は、前記第１の支線分岐部を特定する分岐線ＩＤを前記通信データに付加して、前記基幹バスを介して、前記第１の支線分岐部に前記通信データを送信し、
前記第１の支線分岐部に接続される前記第１のフィルタ手段は、前記基幹バスから前記第１の支線分岐部に前記通信データが入力する場合に、前記分岐線ＩＤが付された前記通信データを前記第１の通信局に供給し、
前記第１の支線分岐部に接続される前記第２のフィルタ手段は、前記第１の支線分岐部を特定する分岐線ＩＤが付された前記通信データを前記第１の支線分岐部から基幹バスに出力させない制御を行うことを特徴とするネットワーク接続装置。
【請求項１１】
電気信号からなる通信データを伝送するバス型の基幹バスと、
前記基幹バスに接続され、前記電気信号を順方向又は逆方向に伝送する電気通信路、及び前記電気通信路に接続され、前記電気信号が光電変換された光信号を順方向又は逆方向に伝送する光通信路を有するリング型の第１の支線分岐部及び第２の支線分岐部と、を備え、
前記第１の支線分岐部及び前記第２の支線分岐部は、
前記基幹バスに接続され、前記基幹バスから入力する前記通信データをフィルタリングする第１のフィルタ手段と、
前記基幹バスに接続され、前記基幹バスに出力する前記通信データをフィルタリングする第２のフィルタ手段と、
前記第１及び第２のフィルタ手段、前記光通信路及び前記電気通信路の境界に接続され、前記基幹バスから入力される前記通信データ又は前記電気通信路に伝送される前記電気信号を前記光信号に変換して前記光通信路に供給し、前記光通信路に伝送される前記光信号を前記電気信号に変換して、前記電気通信路又は前記基幹バスに供給する光電変換器と、
前記電気通信路に接続され、前記通信データを受取り、又は、前記通信データを出力する通信局と、を備えるネットワークに対して、
前記第１の支線分岐部及び前記第２の支線分岐部の全部、若しくはいずれか一方を新たな支線分岐部に置換する場合に、前記新たな支線分岐部と、既設の前記支線分岐部との間で前記光信号の通信を行う光信号分配部を設置する場合に、
前記通信局として、第１の通信局が前記第１の支線分岐部に配され、第２の通信局が前記第２の支線分岐部に配され、前記第２の通信局が前記第１の通信局に前記通信データを送信する場合に、前記第２の支線分岐部に配される前記第２のフィルタ手段は、前記第１の支線分岐部を特定する分岐線ＩＤを前記通信データに付加して、前記基幹バスを介して、前記第１の支線分岐部に前記通信データを送信するステップと、
前記第１の支線分岐部に接続される前記第１のフィルタ手段は、前記基幹バスから前記第１の支線分岐部に前記通信データが入力する場合に、前記分岐線ＩＤが付された前記通信データを前記第１の通信局に供給するステップと、
前記第１の支線分岐部に接続される前記第２のフィルタ手段は、前記第１の支線分岐部を特定する分岐線ＩＤが付された前記通信データを前記第１の支線分岐部から前記基幹バスに出力させない制御を行うステップと、
前記光信号分配部を介して、前記新たな支線分岐部と、既設の前記支線分岐部との間で前記通信データを伝送するステップと、を含むことを特徴とするネットワークの置換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、プラント、社会インフラを接続する制御用ネットワークに関わり、特に信頼性を向上させるためにネットワークを冗長化し、また、部分的な更新・増設・撤去を行う場合に適用して好適なネットワーク制御システム、ネットワーク接続装置、及びネットワークの置換方法に適する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラント、社会インフラを制御するために制御用ネットワークが構築されている。プラント、社会インフラとしては、例えば、下水処理場、発電所、工場などのプラント監視制御システムの、運転あるいは監視、または保守システム端末、計算機、サーバー装置、制御用コントローラ、プロセス入出力用装置などを接続するものがある。
そして、制御用ネットワークには、プラント、社会インフラを安全に運用するために可用性と、通信信頼性（対データ欠落、対データ順序性、対通信遅延性）が求められており、時代毎に新しい技術が制御用ネットワークに投入されている。一方で、プラント、社会インフラは長期間に亘り維持・運用されるため、プラント、社会インフラを制御する制御システムにおいても必要に応じて、老朽化対策あるいは機能向上などの事由により設備の更新・追設・撤去・改造が行われる。
【０００３】
ところで、個々の設備、制御・監視装置については、個別に更新・追設・撤去・改造を実施しても差し支えない場合が多い。しかし、個々の設備、制御・監視装置を結ぶ制御用ネットワークは、ネットワーク全体の設備を制御したり、監視したりする制御・監視設備を更新する場合を除き、一部の設備を更新したり、取替えたりすることは容易ではない。この理由としては、制御用ネットワークは、過去に設置され、更新・追設・撤去・改造がなされていない制御・監視設備に対する通信も継続するからである。
【０００４】
しかし、近年、経済性とエコロジーの両面から、プラントの耐用年数を延ばす要求が強まっており、古い技術で構築された制御用ネットワークに、新たに追加した設備を接続する必要がある。一方で、近年は電子・情報技術の進歩が早くなっており、過去の装置を構成する部品のライフサイクルが短縮化している。このため、部品が改廃されると、古い通信インターフェイスを継続して供給し、保守することは極度に困難になっている。
【０００５】
さらに、各種の機能が高度化したことにより、新たな設備に必要とされる通信データの情報量が多くなっており、既存のネットワークで通信可能なデータの容量に合わせると、既存の設備と新たな設備の通信に制限がある場合が増えている。このため、ネットワークの制御・監視装置は、個別の装置に対する、更新・追設・撤去・改造の実施に合わせ、既存の設備と新たな設備を接続でき、既存の設備への影響なく新たな設備を導入することができ、かつ十分な容量をもつ通信ネットワークを提供することが必要となる。
【０００６】
特に、ＩＥＥＥ８０２．１のようなバス型・スター型、ＦＤＤＩのようなループ型のトポロジ−がその時代により適用されていた。このため、相互のトポロジの変更が伴う場合、互いの通信ネットワークを合わせることはより困難度が高い。
【０００７】
ここで、特許文献１には、システムを分け、違うシステム間を接続するゲートウェイ装置の例について記載されている。また、従来、バス型の通信路において、その分岐部にスイッチ機能を設けて、そのバス分岐を分割する方式が提案されている。
【０００８】
また、特許文献２には、上位ｍビットと下位ｎビットにアドレスを分割して、ｍ＋ｋビットをサブネットワークアドレスとし、ｎ−ｋビットをバスアドレスとしてネットワークシステムを構成する技術について記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第２５５５５３９号公報
【特許文献２】特開平１１−３０８２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、特許文献１に記載された技術を用いても、互いにネットワークで接続された設備が増加すると、通信容量上の観点から、ゲートウェイが応答遅延上のボトルネックになることがあった。また、部品の改廃などの観点から、古い通信インターフェイスを供給したり、保守したりすることの困難への対策はなされていなかった。また、従来のバス分岐を分割する方式を用いても、適用範囲は親局／子局の通信局による通信に限定されており、また、新たに追加した設備と、既存の設備間における通信路に対して、どのように通信路を互いに接続するかは考慮されていなかった。さらに、特許文献２に記載の技術を用いても、設備で用いるアドレスの仕様を、既存の設備と新たな設備との間で合わせなければならなかった。
【００１１】
本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、ネットワーク上に配された複数の通信局が、互いの通信局間で通信データを送受信できるようすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的を達成するために、本発明は電気信号からなる通信データを伝送するバス型の基幹バスと、基幹バスに接続され、電気信号を順方向又は逆方向に伝送する電気通信路、及び電気通信路に接続され、電気信号が光電変換された光信号を順方向又は逆方向に伝送する光通信路を有するリング型の支線分岐部と、を備える。
支線分岐部は、第１及び第２の支線分岐部を有し、第１及び第２の支線分岐部は、基幹バスに接続され、基幹バスから支線分岐部に入力又は出力する通信データをフィルタリングするフィルタ手段と、フィルタ手段、光通信路及び電気通信路の境界に接続され、基幹バスから入力される通信データ又は電気通信路に伝送される電気信号を光信号に変換して光通信路に供給し、光通信路を伝送する光信号を電気信号に変換して、電気通信路又は基幹バスに供給する光電変換器と、電気通信路に接続され、基幹バスを介して通信データを受取り、基幹バスに通信データを供給する通信局と、を備える。
次に、通信局として、第１の通信局が第１の支線分岐部に配され、第２の通信局が第２の支線分岐部に配され、第２の通信局が第１の通信局に通信データを送信する場合に、第２の支線分岐部に配される第２のフィルタ手段は、第１の支線分岐部を特定する分岐線ＩＤを通信データに付加して、基幹バスを介して、第１の支線分岐部に通信データを送信する。
次に、第１の支線分岐部に接続される第１のフィルタ手段は、基幹バスから第１の支線分岐部に通信データが入力する場合に、第１の支線分岐部を特定する分岐線ＩＤが付された通信データをフィルタリングして第１の通信局に供給する。
そして、第１の支線分岐部に接続される第２のフィルタ手段は、第１の支線分岐部を特定する分岐線ＩＤが付された通信データをフィルタリングして第１の支線分岐部から基幹バスに出力させない制御を行う。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、基幹バスに冗長化したリング型の支線分岐部を複数接続し、この基幹バスと支線分岐部の接続箇所に、第１及び第２のフィルタ手段を設ける。そして、通信データのヘッダには分岐線ＩＤが付されており、この分岐線ＩＤを取り出すことによって、第１及び第２のフィルタ手段がフィルタリングの制御を行っている。これにより、ネットワーク上に複数の支線分岐部が混在しても、各支線分岐部が備える通信局は、通信データを送受信する相手先と滞りなく通信できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る制御用ネットワークの構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る保守ツールと制御用通信局の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るフィルタ装置の構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る識別ＩＤ登録テーブルの構成例を示す説明図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る基幹バスから支線分岐部に入力する通信データを処理するフィルタ装置の構成例を示すブロック図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係るフィルタ装置が基幹バスから支線分岐部に入力する通信データの分岐線ＩＤを識別する処理例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係るフィルタ装置が支線分岐部から基幹バスに出力する通信データを処理するフィルタ装置の構成例を示すブロック図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係るフィルタ装置が支線分岐部から基幹バスに出力する通信データの分岐線ＩＤを識別する処理例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係るフィルタ装置が支線分岐部のフィルタ装置が受信した通信データを選別する処理例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係るスター型で構成された既設の制御用ネットワークの構成例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態に係るスター型で構成された既設の制御用ネットワークの一部を更新する場合におけるブロック図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係る既設対応識別ＩＤ登録テーブルの構成例を示す説明図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態に係るフィルタ装置が支線分岐部から基幹バスに通信データを送信する処理例を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第２の実施の形態に係るフィルタ装置が基幹バスから支線分岐部に入力する通信データの分岐線ＩＤを識別する処理例を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第２の実施の形態に係るフィルタ装置が通信データの重複受信を識別する処理例を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の他の実施の形態に係る制御用ネットワークの構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の第１の実施の形態の例について、図１〜図１１を参照して説明する。本実施の形態では、バス型ネットワークに複数のリング型の支線分岐部が接続される場合に、支線分岐部に接続された各部が送受信する通信データの通信を制御するネットワーク制御システム３に適用した例について説明する。
【００１６】
図１は、本実施の形態に係るネットワーク制御システム３の構成例を示す。
【００１７】
ネットワーク制御システム３は、二重化され、電気信号からなる通信データを伝送するバス型の基幹バス１，２と、基幹バス１，２に接続されるｎ個のリング型の支線分岐部４−１〜４−ｎを備える。支線分岐部４−１〜４−ｎは、基幹バス１，２に接続され、電気信号を順方向又は逆方向に伝送する電気通信路、及び電気通信路に接続され、電気信号が光電変換された光信号を順方向又は逆方向に伝送する光通信路を有する。また、支線分岐部４−１〜４−ｎには、支線分岐部を特定するための分岐線ＩＤとして１〜ｎが振られる。
【００１８】
分岐線ＩＤが“１”である支線分岐部４−１は、二重化したリング型のネットワークにそれぞれ接続されるフィルタ装置１０，１１を備える。フィルタ装置１０，１１は、基幹バス１，２に接続され、基幹バス１，２から入力する通信データをフィルタリングする機能を有する（後述する図５における第１のフィルタ装置１０−１、図７における第２のフィルタ装置１０−２）。また、フィルタ装置１０，１１は、入力した通信データの種類を選択すると共に、光信号を電気信号に変換し、電気信号を光信号に変換する光電変換器としての機能も有する。そして、順方向に電気信号を通信する電気通信路と、順方向に光信号を通信する光通信路を備える第１の通信路は、順方向に通信データを伝送する。また、逆方向に電気信号を通信する電気通信路と、逆方向に光信号を通信する光通信路を備える第２の通信路は、逆方向に通信データを伝送する。そして、基幹バス１には、フィルタ装置１０を介して第１の通信路が接続され、基幹バス２には、フィルタ装置１１を介して第２の通信路が接続される。
【００１９】
また、支線分岐部４−１は、入力した光信号を電気信号に変換し、電気信号を光信号に変換する光電変換器１００を備える。光電変換器１００は、フィルタ装置１０、光通信路及び電気通信路の境界に接続され、基幹バス１，２から入力される通信データ又は電気通信路に伝送される電気信号を光信号に変換して光通信路に供給し、光通信路に伝送される光信号を電気信号に変換して、電気通信路又は基幹バスに供給する。
【００２０】
フィルタ装置１０から光電変換器１００の間には、光信号を通信する光通信路２００が設けられる。図中において光通信路２００を表現する際には、光ケーブルの端部が巻かれることを示す丸を付す。２つの光電変換器１００の間には、電気信号を取り出すために、電気信号を通信する電気通信路３００が設けられる。光通信路２００と電気通信路３００は、光電変換器１００を境界として交互に設置されており、順（左廻り）方向の通信路を構成する。
【００２１】
また、フィルタ装置１１から光電変換器１００の間は、光信号を通信する光通信路２０１が設けられる。そして、２つの光電変換器１００の間には、電気信号を取り出すために、電気信号を通信する電気通信路３０１が設けられる。光通信路２０１と電気通信路３０１は、光電変換器１００を境界として交互に敷設されており、逆（右廻り）方向の通信路を構成する。このように、支線分岐部４−１におけるリング型の通信路は、一対であって、順逆方向とした２系統の通信路を設けてある。ただし、図１中では省略しているが、電気通信路３００，３０１の両末端には終端抵抗の取付けを必要とする事は言うまでも無い。
【００２２】
ところで、支線分岐部４−１の機能を上げるため、制御用ＣＰＵを追設する際には、光通信路２００の間に電気通信路３００を直列に挿入したり、光通信路２０１の間に電気通信路３０１を直列に挿入したりする必要はない。つまり、図中に示すように、電気通信路３００，３０１の途中から分岐した電気通信路３１０，３１２を設ければよい。このようにして、電気通信路３００，３０１には、制御用ＣＰＵ４０１〜４０６が接続される。本例では、制御用ＣＰＵ４０１〜４０６は、不図示のプラントを制御する制御装置として用いられる通信局に該当する。この通信局は、電気通信路に接続され、通信データを受取り、又は、通信データを出力する。
【００２３】
同様に、分岐線ＩＤが“ｎ”である支線分岐部４−ｎについても、支線分岐部４−１における、フィルタ装置１０，１１、光電変換器１００、光通信路２００、電気通信路３００、電気通信路３０１、光通信路２０１、制御用ＣＰＵ４０１〜４０６と同様の構成としてある。このため、支線分岐部４−ｎについて詳細な説明は省略する。
【００２４】
ここで、通信局として、第１の通信局が支線分岐部４−１に配され、第２の通信局が第２の支線分岐部４−ｎに配される場合に、第２の通信局が備える第２のフィルタ手段は、第１の支線分岐部４−１を特定する分岐線ＩＤを通信データに付加して、基幹バス１，２を介して、第１の支線分岐部４−１に通信データを送信する。
一方、第１の支線分岐部４−１に接続される第１のフィルタ装置１０−１は、基幹バス１から第１の支線分岐部４−１に通信データが入力する場合に、分岐線ＩＤが付された通信データをフィルタリングして第１の通信局に供給する。そして、第２のフィルタ装置１０−２は、第１の支線分岐部４−１から基幹バス１に、通信データが出力する場合に、分岐線ＩＤが付された通信データをフィルタリングして基幹バス１に出力させない制御を行う。
【００２５】
さらに、基幹バス１には、ネットワーク制御システム３の通信データの伝送を制御するための制御用通信局４２０が接続される。制御用通信局４２０は、基幹バス２に接続される支線分岐部４−１〜４−ｎを識別し、支線分岐部４−１〜４−ｎ毎に付される分岐線ＩＤを、識別ＩＤ登録テーブル４０（後述する図４参照）に登録するフィルタ保守ツールとして用いられる。制御通信局４０２は、第１のフィルタ装置１０−１及び第２のフィルタ装置１０−２（後述する図５と図７参照）に対して、識別ＩＤ登録テーブル４０を記憶させる。
【００２６】
制御用通信局４２０は、支線分岐部４−１〜４−ｎが通信する通信データだけを透過させるため、フィルタ装置１０〜１３が設置される支線分岐部４−１〜４−ｎの分岐線ＩＤをフィルタ装置１０〜１３に登録する。なお、制御用通信局４２０は、独立して上記の機能を持たせるようにしたが、他の支線分岐部に設置された制御用ＣＰＵに、この分岐線ＩＤを登録する機能を兼用させてもよい。また、制御用通信局４２０は、基幹バス１，２に接続するのではなく、支線分岐部４−１〜４−ｎのいずれかの通信路に接続しても良い。
【００２７】
このように、ネットワーク制御システム３は、光伝送路に電気伝送路が直列に挿入され、電気伝送路に通信局として用いられる制御用ＣＰＵが接続される構成としてある。しかし、光電変換器を通信局に直接実装したり、光通信路にプリズムなどを接続して分光し、分光した先に通信局を接続したりする構成を採用してもよい。このようにネットワーク制御システムを構成しても、順方向と逆方向の２系統の通信路を接続するため、通信局内で２台の光電変換器が必要である。しかし、基幹バスと支線分岐部は、電気的に接続されるため、ネットワーク制御システム３と変形例として挙げた上述したネットワーク制御システムとは、ネットワーク構成が等価である。
【００２８】
図２は、フィルタ装置１０と、フィルタ装置１０，１１を保守する保守ツール４２３の関係例を示す。
【００２９】
保守ツール４２３は、制御用通信局４２０を介してネットワーク制御システム３の基幹バス１に接続される。制御用通信局４２０は、ＣＰＵ４２１と、ネットワークインタフェース装置４２２を備える。制御用通信局４２０と保守ツール４２３は、例えばイーサネット（登録商標）等の通信手段を介して相互に通信可能である。そして、保守ツール４２３は、フィルタ装置１０，１１に保守データ等を送信する。この保守データには、上述したように、支線分岐部毎に設置されたフィルタ装置１０，１１の支線を特定するための分岐線ＩＤが含まれる。そして、保守ツール４２３は、特定のフィルタ装置１０，１１に識別ＩＤ登録テーブル４０を登録する。
【００３０】
図３は、本例の基幹バス１，２とフィルタ装置１０の外観構成例を示す。
【００３１】
複数台のフィルタ装置１０，１１は、基幹バス１，２の一部を覆い、基幹バス１，２に発生する電気的ノイズの影響を抑えるノイズ防護手段として、ノイズを逃すために接地され、金属板で囲われたラック３５内に配置される。ラック３５は、基幹バス１，２の一部を覆い、後述する第１のフィルタ装置１０−１と第２のフィルタ装置１０−２（図５，図７参照）は、ラック３５により一部が接地されている。ラック３５に設けられる一つのスロットにはフィルタ装置１０，１１が実装され、スロット番号毎に識別される。本例のラック３５は、４つのスロットにフィルタ装置１０，１１が実装された例を示している。
【００３２】
図４は、フィルタ装置１０，１１に登録される識別ＩＤ登録テーブル４０のテーブル構成例を示す。
【００３３】
識別ＩＤ登録テーブル４０は、ラック３５に実装されたフィルタ装置１０，１１のスロット番号を示すスロット番号フィールド４１、スロット番号毎にフィルタ装置１０，１１が設置された支線分岐部を特定するための分岐線ＩＤを格納する分岐線ＩＤフィールド４２、所定の範囲内の支線分岐部にまとめて通信データを同報する際に用いるブロードキャストＩＤを格納するブロードキャストＩＤフィールド４３を備える。
【００３４】
ブロードキャストＩＤは、基幹バスに接続される全ての支線分岐部に接続された、全ての通信局を送信先として、通信データを送信することを指示するために用いられ、例えば、“ＦＦＦ”としたとき、全ての支線分岐部に通信データを同報送信することができる。そして、ブロードキャストＩＤは、ＩＤ記憶部５６，６７に記憶される。また、ブロードキャストＩＤを、例えば、“ＦＦＥ”としたとき、ブロードキャストＩＤフィールド４３に“ＦＦＥ”が格納されている特定のフィルタ装置１０，１１（本例では、スロット番号が“１”、“４”のフィルタ装置１０，１１に通信データを同報送信することもできる。
【００３５】
識別ＩＤ登録テーブル４０は、１台のフィルタ装置１０，１１に対して、複数の分岐線ＩＤと、ブロードキャストＩＤを登録できる。なお、本例では基幹バス１，２から支線分岐部に対してフィルタ装置１０，１１を透過させる通信データの分岐線ＩＤと、支線分岐部から基幹バス１，２に対してフィルタ装置１０，１１を透過させる通信データの分岐線ＩＤを同一とした。このため、フィルタ装置１０，１１は、一つの識別ＩＤ登録テーブル４０を用意すればよいが、支線分岐部への入出力毎に別の通信データを透過させる内容とした識別ＩＤ登録テーブル４０を持たせてもよい。
【００３６】
図５は、基幹バス１から支線分岐部４−１に通信データを出力する第１のフィルタ装置１０−１の内部構成例を示す。フィルタ装置１０に含まれる第１のフィルタ装置１０−１は、基幹バス１に接続され、基幹バス１から入力する通信データをフィルタリングする。
【００３７】
第１のフィルタ装置１０−１は、基幹バス１から入力する通信データをフレーム毎に一時的に保存するバッファ部として機能するフレームバッファ５１と、フレームバッファ５１から読み出した通信データのヘッダを識別するヘッダ識別部５２と、ヘッダに付された分岐線ＩＤが、ＩＤ記憶部５６から読み出した分岐線ＩＤに一致するか否かを照合するＩＤ照合部５３を備える。また、第１のフィルタ装置１０−１は、ＩＤ照合部５３によって照合された分岐線ＩＤが、通信データの通過を許可する分岐線ＩＤである場合に、ＩＤ照合部５３から供給された読み出し指示信号に基づいて、フレームバッファ５１から通信データを読み出す読出し制御部５４と、読出し制御部５４によって読み出された通信データを送信フレーム毎に支線分岐部４−１に送信する送信部５５を備える。そして、第１のフィルタ装置１０−１は、識別ＩＤ登録テーブル４０を記憶するＩＤ記憶部５６を備える。
【００３８】
次に、各部の動作を説明する。
基幹バス１から入力した通信データは、一旦フレームバッファ５１に保存される。これは、後続のヘッダ識別部５２，ＩＤ照合部５３が通信データを識別する処理によって遅延が生じるため、実際に読出し制御部５４がフレームバッファ５１から通信データを読み出す際に遅延が生じないようにするためである。
【００３９】
ヘッダ識別部５２は、通信データのヘッダを解析し、ＩＤ照合部５３は、予めＩＤ記憶部５６に登録された識別ＩＤ登録テーブル４０に登録された分岐線ＩＤとヘッダ内の分岐線ＩＤを照合する。このとき、ＩＤ照合部５３は、ブロードキャストＩＤについても照合する。通信データのヘッダに透過が許可される分岐線ＩＤが書き込まれていれば、ＩＤ照合部５３は、読出し制御部５４に通信データの透過を指示し、送信部５５は、第１のフィルタ装置１０−１が接続される支線分岐部４−１に送信フレームを送出する。また、第１のフィルタ装置１０−１は、基幹バス１から通信データが入力する場合は、ブロードキャストＩＤがヘッダに付された通信データを基幹バス１から透過させる。
【００４０】
図６は、ＩＤ照合部５３が基幹バス１から支線分岐部４−１に通信データを出力する処理例を示す。
【００４１】
始めに、ＩＤ照合部５３は、通信データが来たか否かを判断する（ステップＳ１）。ＩＤ照合部５３は、通信データが来ていないと判断すると、処理を終了する。一方、ＩＤ照合部５３は、通信データが来ていると判断すると、通信データに付された分岐線ＩＤを識別する（ステップＳ２）。
【００４２】
次に、ＩＤ照合部５３は、通信データの分岐線ＩＤが識別ＩＤ登録テーブル４０から読出した分岐線ＩＤと一致すると判断した場合、送信フレームを送出する（ステップＳ３）。一方、ＩＤ照合部５３は、通信データのＩＤと分岐線ＩＤが不一致であると判断した場合、送信フレームを送出しない。
【００４３】
図７は、支線分岐部４−１から基幹バス１に通信データを出力する第２のフィルタ装置１０−２の内部構成例を示す。フィルタ装置１０に含まれる第２のフィルタ装置１０−２は、基幹バス１に接続され、基幹バス１に出力する通信データをフィルタリングする。
【００４４】
第２のフィルタ装置１０−２は、支線分岐部４−１から入力した通信データをフレーム毎に一時的に保存するバッファ部として機能するフレームバッファ６１と、フレームバッファ６１から読み出した通信データのヘッダを識別するヘッダ識別部６２と、ヘッダに付された分岐線ＩＤが、ＩＤ記憶部６７から読み出した分岐線ＩＤに一致するか否かを照合するＩＤ照合部６３を備える。また、第２のフィルタ装置１０−２は、ＩＤ照合部６３によって照合された分岐線ＩＤが、通信データの通過を許可する分岐線ＩＤである場合に、ＩＤ照合部６３から供給された読み出し指示信号に基づいて、フレームバッファ６１から送信フレームを読み出す読出し制御部６４と、通信データの送信先である通信局が配される第１の支線分岐部又は第２の支線分岐部を特定する分岐線ＩＤを読出し制御部６４によって読み出された通信データに付加する分岐線ＩＤ付加部６５と、通信データを送信フレーム毎に基幹バス１に送信する送信部６６を備える。そして、第２のフィルタ装置１０−２は、識別ＩＤ登録テーブル４０を記憶するＩＤ記憶部６７を備える。
【００４５】
次に、各部の動作を説明する。
支線分岐部４−１から入力した通信データは、一旦フレームバッファ６１に保存される。ヘッダ識別部６２は、通信データのヘッダを解析し、ＩＤ照合部６３は、予めＩＤ記憶部６７に登録された識別ＩＤ登録テーブル４０に登録された分岐線ＩＤとヘッダ内の分岐線ＩＤを照合する。このとき、ＩＤ照合部６３は、ブロードキャストＩＤについても照合する。通信データのヘッダに透過が許可される分岐線ＩＤが書き込まれていれば、ＩＤ照合部６３は、読出し制御部６４に通信データの透過を指示する。そして、分岐線ＩＤ付加部６５は、分岐線ＩＤを送信フレームに付加し、送信部６６は、第２のフィルタ装置１０−２が接続される基幹バス１に複数の送信フレームからなる通信データを送出する。また、第２のフィルタ装置１０−２は、基幹バス１に通信データが出力する場合は、ブロードキャストＩＤがヘッダに付された通信データを透過させない。
【００４６】
以上、第１のフィルタ装置１０−１と第２のフィルタ装置１０−２の構成及び動作について説明したが、フィルタ装置１１が支線分岐部４−１から基幹バス２に通信データを出力したり、基幹バス２から支線分岐部４−１に通信データを出力したりする場合も同様の構成としているため、詳細な説明は省略する。また、フィルタ装置１２，１３についても同様の構成及び動作としてあるため、詳細な説明は省略する。
【００４７】
図８は、支線分岐部４−１から基幹バス２に通信データを出力する際における、ＩＤ照合部６３の処理例を示す。
【００４８】
始めに、ＩＤ照合部６３は、通信データが来たか否かを判断する（ステップＳ１１）。ＩＤ照合部６３は、通信データが来ていないと判断すると、処理を終了する。一方、ＩＤ照合部６３は、通信データが来ていると判断すると、既にこの通信データを受信したか否かを判断する（ステップＳ１２）。
【００４９】
ＩＤ照合部６３は、この通信データを既に受信していると判断すると、支線分岐部の順方向経由と逆方向経由の通信データを重複して受信しないようにするため、新たに受信した通信データを廃棄する（ステップＳ１３）。一方、ＩＤ照合部６３は、この通信データを未受信であると判断すると、通信データの受信処理を開始する（ステップＳ１４）。
【００５０】
次に、ＩＤ照合部６３は、通信データに付された分岐線ＩＤを識別する（ステップＳ１５）。ＩＤ照合部６３は、通信データの分岐線ＩＤが、識別ＩＤ登録テーブル４０から読出した分岐線ＩＤに一致すると判断した場合、送信フレームを送出する（ステップＳ１６）。一方、ＩＤ照合部６３は、通信データのＩＤと分岐線ＩＤが不一致であると判断した場合、送信フレームを送出しない。
【００５１】
図９は、支線分岐部４−１に接続されるフィルタ装置１０が通信データを重複して受信した場合における処理例を示す。
【００５２】
始めに、フィルタ装置１０は、受信した通信データが既に受信した通信データと同一であるか否かを判断する（ステップＳ２１）。受信した通信データが既に受信した通信データと同一であれば、フィルタ装置１０は、受信した通信データを廃棄する（ステップＳ２３）。
【００５３】
受信した通信データが既に受信した通信データと同一でない場合、フィルタ装置１０は、受信した通信データが自局宛の通信データであるか否かを判断する（ステップＳ２２）。例えば、ブロードキャストＩＤとして“ＦＦＦ”、自局が同報先として含まれる“ＦＦＥ”が付されていれば、フィルタ装置１０は自局宛の通信データであると判断できる。一方、上記以外のブロードキャストＩＤが付されていたり、分岐線ＩＤが異なっていたりすると他局宛の通信データであると判断できる。
【００５４】
受信した通信データが自局の通信データでなければ、フィルタ装置１０は、受信した通信データを廃棄する（ステップＳ２３）。受信した通信データが自局の通信データであれば、フィルタ装置１０は、通信データの受信処理を開始する（ステップＳ２４）。
【００５５】
次に、実際にネットワーク制御システムの内部に含まれる各種の装置を置き換える例について説明する。
図１０は、既設のネットワーク制御システム７０の構成例を示す。
【００５６】
ネットワーク制御システム７０は、ボイラを制御するボイラ制御装置１０２，タービンを制御するタービン制御装置１０３，発電機を制御する発電機制御装置１０４を相互に接続して構成される。また、ネットワーク制御システム７０は、スター型とバス型の通信路を組み合わせて構成される。以下、ボイラ制御装置１０２を例に挙げて詳細な内部の構成例を説明する。
【００５７】
ボイラ制御装置１０２は、通信データを各装置に分配する光信号分配部として、分光機能を有する光スターカプラ１１０，１１１に接続される。光スターカプラ１１０，１１１は、支線分岐部の全部又は一部を置換する場合に、置換される支線分岐部と、既設の支線分岐部との間で光信号の通信を分配する。そして、光スターカプラ１１０，１１１は、光通信路２０５，２０６で支線バス３０５に設置される光電変換器１００に接続される。また、支線バス３０５には、制御用ＣＰＵ４０１，４０２が接続される。光スターカプラ１１０，１１１は、新たな支線分岐部と、既設の支線分岐部との間で通信データを伝送することができる。
【００５８】
また、ボイラ制御装置１０２には、支線バス３０６に設置される光電変換器１０１を介して、光通信路２０８，２０９を通じて、光スターカプラ１１１が接続される。支線バス３０６には、制御用ＣＰＵ４０１，４０２が接続されるため、通信路が二重化されている。なお、タービン制御装置１０３，発電機制御装置１０４についてもボイラ制御装置１０２と同様の構成としてあるため、詳細な説明は省略する。
【００５９】
図１１は、既設のネットワーク制御システム７０から、タービン制御装置１０３，発電機制御装置１０４を撤去し、新たなタービン制御装置１０８，発電機制御装置１０９に置き換えることによって、ネットワーク制御システム７５に更新する例について説明する。
【００６０】
ボイラ制御装置１０２に接続される光電変換器１００は、光スターカプラ１１０，１１１を介して、新設したフィルタ装置１０，１１に接続される。このとき、ボイラ制御装置１０２は、分岐線ＩＤが“ｋ”として識別される。
【００６１】
次に、タービン制御装置１０３が撤去されると、タービン制御装置１０３の制御機能を、新設されたタービン制御装置１０８の制御用ＣＰＵ４３２，４３３に移す。そして、制御用ＣＰＵ４３２，４３３を、フィルタ装置１２，１３が接続される支線分岐部に接続する。このとき、タービン制御装置１０３は、分岐線ＩＤが“ｍ”として識別される。
【００６２】
さらに、ボイラ制御装置１０２の機能は、独立した支線としない。本実施例では、他の支線に接続する制御用ＣＰＵ４３４に制御用ＣＰＵ４０１の機能を移した。これは、フィルタ装置１４，１５に接続される支線分岐部に接続する。
【００６３】
発電機制御装置１０４が撤去されると、発電機制御装置１０４の制御機能を、新設された発電機制御装置１０９の制御用ＣＰＵ４３５，４３６に移す。そして、制御用ＣＰＵ４３５，４３６は、フィルタ装置１４，１５が接続される支線分岐部に接続される。このとき、発電機制御装置１０９は、分岐線ＩＤが“ｎ”として識別される。
【００６４】
さらに、本例では、既設のネットワーク制御システム７０の一部を単純に置き換えるだけでなく、増設した制御用ＣＰＵ４１１，４１２，４１４を分岐線ＩＤが“ｎ”として識別される支線分岐部に接続することによって、発電機制御装置１０９の機能を向上している。
【００６５】
以上説明した第１の実施の形態に係るネットワーク制御システムによれば、老朽化した装置を撤去して新たな装置を設置した場合であっても、フィルタ装置が、リング型に構成された一対の支線分岐部に入力し、支線分岐部から出力する通信データの透過を制御できる。このように、フィルタ装置を介することによって、既設の装置と、新たに設置された装置との間で通信データを送受信することが可能である。また、支線分岐部に施設が増加しても不要な通信データは基幹バス１，２に流さないため、新たな通信負荷をかけない。このように、ネットワークを冗長化し、可用性を高めることができると共に、既存の制御・監視設備の更新・撤去・改造なしで、新たな設備・装置を追設・増設可能とするという効果がある。また、追設・増設された設備には最新の通信ネットワークの容量・性能を提供できるという効果がある。
【００６６】
また、ネットワーク制御システム３の構成を一部採用することによって、既設のネットワーク制御システム７０に含まれる装置を別の装置に置き換えて、新たなネットワーク制御システム７５とする置き換えが容易になるという効果がある。このとき、既設ネットワークの設備を更新する時には、その既設ネットワークに接続する装置が全て撤去されるか更新されるまで、既設ネットワークを、支線分岐部の代わりに接続することができる。このため、従来は一時的に必要とされていたゲートウェイ装置なども追加しなくてよく、例えば、プラント設備を段階的に更新する作業を安全かつ高性能にできる。そして、ネットワーク制御システムの必要に応じて、既設のシステムに影響を与えることなく、部分的に制御装置あるいは制御用ＣＰＵの更新・増設・撤去ができる。
【００６７】
また、リング型の支線分岐部を光通信路としている。また、支線分岐部の光通信路は、順方向、又は、逆方向で通信データを伝送できるように２重化している。このため、通信局は、冗長化した複数の通信路の両方から通信データを受信し、送信する。そして、通信局は、送信先の分岐線ＩＤを通信データに付加して送信し、フィルタ装置毎に、分岐線ＩＤを複数登録し、受け取った通信データから取り出した分岐線ＩＤを照合する。分岐線ＩＤには、複数の任意のデータパターンを指定できるため、既設の設備であっても、この通信データを使用することが可能である。さらに、フィルタ装置は、照合する分岐線ＩＤを、通信データを構成するデータフレームの任意の位置に複数指定できる。このため、通信データの使用状況に応じて様々な情報を通信データに入れることも可能である。
【００６８】
また、基幹バス１，２に接続されたフィルタ装置は、基幹バス１，２と支線分岐部の間で伝送される通信データの入出力を制御する。このため、基幹バス１，２を流れる全ての通信データが支線分岐部に入力せず、全ての支線分岐部を流れる通信データが基幹バスに入力しないため、基幹バスの通信負荷を過大にしないという効果がある。また、監視装置を増設するため、ネットワーク制御システムに含まれる通信局が増加しても、支線分岐部に通信局が増加しただけの通信負荷がかからないという効果がある。
【００６９】
また、通信局は順方向又は逆方向の通信路に通信データを送信する。リング型とした支線分岐部の通信路中に挿入される光電変換器等に障害が発生した際には、障害が発生した光電変換器を含む支線分岐部がネットワークから分断される。しかし、第１及び第２の支線分岐部のうち、いずれか一方の支線分岐部が備える、第１又は第２の通信路のうち、いずれか一方の通信路が光信号又は電気信号を通信できない場合、通信できない箇所の周囲に配された通信局は、他方の通信路に通信データを折り返して、通信データの伝送を継続する。このように、一方の支線分岐部が不通の時は、通信路の構成を変更するための特別な制御手段を用いなくても、他方の支線分岐部を使って通信データ送信することが可能であり、このことを通信データの折り返しと呼んでいる。
【００７０】
また、制御用通信局４２０は、識別ＩＤ登録テーブル４０を各フィルタ装置に提供するため、ネットワークに接続される全ての通信局が送信するデータについて、分岐線ＩＤを読み取るための装置が不要となる。また、既存の装置をネットワークに接続する際にも、通信データを構成する既存フレームの、空き部分や固定部分、規則的な配置などの特徴的なデータパターンを分岐線ＩＤとして利用できる。このため、既存の装置が使用するソフトウェアプログラムを改造しなくても、フィルタ装置は、通信データの入出力を制御できる。
【００７１】
次に、本発明の第２の実施の形態に係るネットワーク制御システムの更新の例について図１２〜図１５を参照して説明する。以下の説明において、既に、第１の実施の形態で説明した図１に対応する部分には同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００７２】
一般に新しい制御装置、制御用ＣＰＵは、従来の制御装置、制御用ＣＰＵに比べて機能が向上し、制御装置間で流れる通信データのデータ量も増大する。このため、何ら対策を施さずに、既設システムに新しい制御装置を接続すると、既設の通信路が通信可能な容量以上の通信データが流れ、通信が滞ることがある。ここで、上述した第１の実施の形態に係るネットワーク制御システム３では、既設のネットワークの一部を分割し、支線分岐部毎に更新する例を示したが、独立した複数のシステムの通信機能を追加する度に、既設のネットワークに接続することによって、既設のネットワークと新たなシステムの通信機能を統合する場合にも適用可能である。
【００７３】
ここで、既設の通信データにはフィルタ装置１０が支線分岐部を識別する分岐線ＩＤが付されていないため、通信データに分岐線ＩＤを追加するためには既設のネットワークシステムで利用するソフトウェアの改造が必要となる。しかし、既設のネットワークシステムでは、既に分岐線ＩＤを追加するための空容量がないことも多い。このため、本実施の形態に係るネットワーク制御システムでは、既設対応識別ＩＤ登録テーブル８０を用いた通信制御を行う。
【００７４】
図１２は、既設のネットワークに対応した分岐線ＩＤのフレーム位置が登録される既設対応識別ＩＤ登録テーブル８０のテーブル構成例を示す。
【００７５】
既設対応識別ＩＤ登録テーブル８０は、スロット番号フィールド８１，分岐線ＩＤフィールド８２，ブロードキャストＩＤフィールド８３，フレーム位置フィールド８４及びチェックビットフィールド８５を有する。
【００７６】
既設のネットワーク制御システムで伝送される通信データには、当然のことながら、フィルタ装置１０を識別するための分岐線ＩＤが付加されていない。また、異なる時代に、異なる機種で構成されたネットワーク制御システムで用いられる通信データに対して、分岐線ＩＤに相当する情報を追加しようとしても、通信データが有するヘッダの決まった場所に、分岐線ＩＤに相当する情報を書き込める空き領域があるとも限らない。
【００７７】
このため、既設のネットワーク制御システムで伝送される通信データに分岐線ＩＤに相当する情報を追加しようとしても、通信フレームに適当な容量の空き場所がないため分岐線ＩＤを追加できない場合もある。このような事態に対応するため、分岐線ＩＤが書き込まれる通信フレームの位置（ワード）を、フレーム位置フィールド８４に指定する。そして、指定されたフレーム位置の中で分岐線ＩＤとして使用するビット位置を、チェックビットフィールド８５に指定する。
【００７８】
そして、制御通信局４２０は、分岐線ＩＤが付加された通信データの位置を既設対応識別ＩＤ登録テーブル８０に登録し、第１のフィルタ装置１０−１及び第２のフィルタ装置１０−２に対して、既設対応識別ＩＤ登録テーブル８０を記憶させる。そして、第２のフィルタ装置１０−２は、通信データの空き領域に、分岐線ＩＤを付加する。
これにより、既設のネットワーク制御システムで伝送される通信データであっても、フィルタ装置１０が既設対応識別ＩＤ登録テーブル８０から分岐線ＩＤを読み出すことが可能となる。
【００７９】
図１３は、フィルタ装置１０が基幹バス１に通信データを出力する処理例を示す。
【００８０】
始めに、ＩＤ照合部５３は、通信データが来たか否かを判断する（ステップＳ３１）。ＩＤ照合部５３は、通信データが来ていないと判断すると、処理を終了する。
【００８１】
通信データが来た場合、ＩＤ照合部５３は、既設対応識別ＩＤ登録テーブル８０に従って、通信データのヘッダのうち、所定のフレームのビット位置に自身が登録されている分岐線ＩＤを付加する（ステップＳ３２）。そして、ヘッダを付加した通信データを基幹バス１，２に送出する。
【００８２】
図１４は、ＩＤ照合部５３が基幹バス１から支線分岐部４−１に通信データを出力する処理例を示す。
【００８３】
始めに、ＩＤ照合部５３は、基幹バス１から通信データが来たか否かを判断する（ステップＳ４１）。ＩＤ照合部５３は、通信データが来ていないと判断すると、処理を終了する。一方、ＩＤ照合部５３は、通信データが来ていると判断すると、ＩＤ記憶部５６に記憶された既設対応識別ＩＤ登録テーブル８０に基づいて、送信元となる通信局が設置される支線分岐部を特定する分岐線ＩＤと、その分岐線ＩＤが通信データのどこにあるかを示す情報（フレーム位置、チェックビット等）を全て取り出す。（ステップＳ４２）。
【００８４】
次に、ＩＤ照合部５３は、分岐線ＩＤをフレームバッファ５１からヘッダ識別部５２を介して取り込む。このとき、ＩＤ照合部５３は、通信データのヘッダにおけるフレーム位置から、所定の長さ（ビット）のデータを取り出す（ステップＳ４３）。
【００８５】
次に、ＩＤ照合部５３は、通信データに付された分岐線ＩＤが、既設対応識別ＩＤ登録テーブル８０から読み出した分岐線ＩＤに一致するか否かを識別する（ステップＳ４４）。このとき、ＩＤ照合部５３は、通信データの送信元である支線分岐部を特定する分岐線ＩＤまたはブロードキャストＩＤを識別する。
【００８６】
ＩＤ照合部５３は、通信データの分岐線ＩＤが既設対応識別ＩＤ登録テーブル８０から読出した分岐線ＩＤと一致すると判断した場合、送信フレームを支線に送出する（ステップＳ４５）。一方、ＩＤ照合部５３は、通信データから読み出した分岐線ＩＤと、既設対応識別ＩＤ登録テーブル８０から読出した分岐線ＩＤが不一致であると判断した場合、既設対応識別ＩＤ登録テーブル８０に別の分岐線ＩＤが登録されているか否かを判断する（ステップＳ４６）。
【００８７】
別の分岐線ＩＤが既設対応識別ＩＤ登録テーブル８０に登録されている場合、ＩＤ照合部５３は、ステップＳ４２に処理を移し、再び既設対応識別ＩＤ登録テーブル８０からデータを取り出す。一方、別の分岐線ＩＤが既設対応識別ＩＤ登録テーブル８０に登録されていない場合、送信部５５は支線分岐部４−１に送信フレームを送出しない。
【００８８】
図１５は、ＩＤ照合部５３が支線分岐部４−１から基幹バス１に通信データを出力する処理例を示す。
【００８９】
始めに、ＩＤ照合部５３は、通信データが来たか否かを判断する（ステップＳ５１）。ＩＤ照合部５３は、通信データが来ていないと判断すると、受信処理を終了する。一方、ＩＤ照合部５３は、通信データが来ていると判断すると、リング型の通信路（支線分岐部）の順方向経由の通信データと、逆方向経由の通信データの重複受信を排除する処理を行う（ステップＳ５２）。
【００９０】
具体的には、最初に受信した通信データと同じ通信データを受信すると、２番目以降に受信した通信データを廃棄する処理を行う。これにより、各フィルタ装置１０は、同じ通信データを何度も送出したり、同じ通信データを何度も受信したりすることによる通信路の容量の圧迫を防ぐことができる。
【００９１】
次に、ＩＤ照合部５３は、先着データに付された分岐線ＩＤ又はブロードキャストＩＤが一致するか否かを識別する（ステップＳ５３）。ＩＤ照合部５３は、通信データの分岐線ＩＤが既設対応識別ＩＤ登録テーブル８０から読出した分岐線ＩＤと一致すると判断した場合、支線に送信フレームを送出する（ステップＳ５４）。
【００９２】
一方、ＩＤ照合部５３は、通信データから取り出した分岐線ＩＤと、既設対応識別ＩＤ登録テーブル８０から読出した分岐線ＩＤが不一致であると判断した場合、送信フレームを送出しない。
【００９３】
以上、フィルタ装置１０の動作について説明したが、フィルタ装置１１が支線分岐部から基幹バス２に通信データを出力したり、基幹バス２から支線分岐部に通信データを出力したりする場合も同様であるため、詳細な説明は省略する。また、フィルタ装置１２，１３についても同様の構成及び動作としてあるため、詳細な説明は省略する。
【００９４】
以上説明した第２の実施の形態に係るネットワーク制御システム７０によれば、既設のネットワークに新たなネットワーク、装置を接続する場合に、既設のネットワークで使用されていた通信データの空き領域に分岐線ＩＤを付与する。そして、通信データに付与された分岐線ＩＤのフレーム位置、ビット位置を既設対応識別ＩＤ登録テーブル８０に登録しておき、既設のネットワークに接続されたフィルタ装置に予め既設対応識別ＩＤ登録テーブル８０を保存しておく。これにより、既設のネットワークから受け取った通信データであっても、分岐線ＩＤを検出することができ、フィルタ装置は適切な通信データを透過できる。
【００９５】
また、フィルタ装置は、通信データに付加された分岐線ＩＤを正確に検出することができるため、支線分岐部内を順方向又は逆方向に一巡した通信データの重複受信を排除できる。これにより、基幹バス１，２に同じ通信データを何度も送出することがなくなり、基幹バス１，２のネットワーク帯域を有効に活用できるという効果がある。
【００９６】
また、上述した第１及び第２の実施の形態に係るネットワーク制御システムによれば、支線分岐部を、順方向、逆方向のリング型のネットワークとして使用する。このため、通信データの入力用と出力用に機能を割り当てた１対のケーブルで１系統の通信路を形成していた従来の光通信に対して、光通信路と電気通信路を冗長化して使用できる。この結果、ネットワーク制御システム７０可用性を向上できるという効果がある。また、各支線分岐部に配された通信局が行う通信データの送受信を制御し、ネットワーク制御システムを管理するネットワーク接続装置として用いても良い。ネットワーク接続装置としては、例えば、ルータ、ハブ装置がある。
【００９７】
また、支線がリングであるため、バスで問題となる終端抵抗の喪失による通信路の障害の発生がない。スター接続によるスターカプラなど共通部障害の問題がない。リング構成の場合は通信回線障害時にリングが構成できなくなり複数箇所での障害時にシステムが分断されるため、システムの同時保守時の計画・運用の何度が高いが、支線毎にリングが独立している為、その発生範囲を支線に限定でき大規模システムにおいても適用に適している。
【００９８】
また、基幹部をバス、リング部を支線として扱うので、バスとスター状ネットワークの代替として使用できる、特にスター部の支線が光回線の場合は既存のケーブルを流用するなどした合理的施工が可能とできる。
【００９９】
また、既存の装置を接続する際にも、分岐線ＩＤを新たに追加したりソフト改造したりしないでも接続できる。例えば、制御監視装置増設などで通信局が増加しても、支線分岐部には増加分の通信負荷をかけないことから、既設のネットワーク設備の更新時には、その既設ネットワークに接続する装置が全て撤去されるか更新されるまで既設ネットワークを、支線分岐部の代わりに接続することができる。さらに、この際に一時的必要とされるゲートウェイ装置なども不要と出来る。このため、プラント設備の段階的更新が安全かつ経済的に出来、そして増設設備は新しいネットワーク性能を使用し高性能に使う事ができる。
【０１００】
＜変形例＞
なお、上述した第１及び第２の実施の形態に係るネットワーク制御システムには、ネットワーク制御システム３の構成例として、基幹バス１，２をバス型として示したが、基幹バス１，２がリング型で構成されていても差し支えない。
【０１０１】
また、支線分岐部を単一の通信路によって構成しても構わない。
図１６は、単一の通信路によって支線分岐部９１−１〜９１−ｎを構成したネットワーク制御システム９０の構成例を示す。以下の説明において、既に、第１の実施の形態で説明した図１に対応する部分には同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
【０１０２】
ネットワーク制御システム９０は、図１に示したネットワーク制御システム３における基幹バス２と、基幹バス２に接続される支線分岐部を取り除いて構成される。支線分岐部９１−１は、図１に示した支線分岐部４−１を単線化したものである。同様に、支線分岐部９１−ｎは、図１に示した支線分岐部４−ｎを単線化したものである。
この場合であっても、例えば、支線分岐部９１−ｎにおけるＣＰＵ４０６が、支線分岐部９１−１におけるＣＰＵ４０６に対して、基幹バス２を介して通信データを送信することができる。逆に、支線分岐部９１−１におけるＣＰＵ４０６が、支線分岐部９１−ｎにおけるＣＰＵ４０６に対して、基幹バス２を介して通信データを送信することができる。
【符号の説明】
【０１０３】
１，２…基幹バス、３…ネットワーク制御システム、４−１〜４−ｎ，９１−１〜９１−ｎ…支線分岐部、１０〜１５…フィルタ装置、１０−１…第１のフィルタ装置、１０−２…第２のフィルタ装置、３０…ＣＰＵ、３５…ラック、４０…識別ＩＤ登録テーブル、４１，８１…スロット番号、４２，８２…分岐線ＩＤ、４３，８３…ブロードキャストＩＤ、５１…フレームバッファ、５２…ヘッダ識別部、５３…ＩＤ照合部、５４…読出し制御部、５５…送信部、５６…ＩＤ記憶部、６１…フレームバッファ、６２…ヘッダ識別部、６３…ＩＤ照合部、６４…読出し制御部、６５…分岐線ＩＤ付加部、６６…送信部、６７…ＩＤ記憶部、７０，７５，９０…ネットワーク制御システム、８０…既設対応識別ＩＤ登録テーブル、８４…フレーム位置、８５…チェックビット、１００,１０１…光電変換器、１０２…ボイラ制御装置、１０３…タービン制御装置、１０４…発電機制御装置、１０６…制御装置、１０８…タービン制御装置、１０９…発電機制御装置、１１０，１１１…光スターカプラ、１１２…ＩＤ照合部、１２０…既設ネットワーク基幹部、１２１…基幹部、２００〜２０３，２０５〜２０９…光通信路、３００，３０１，３１０，３１２…電気通信路、３０５，３０６…支線バス、３１０…電気通信路、４０１〜４０６，４１１〜４１４…制御用ＣＰＵ、４２０…制御用通信局、４２１…ＣＰＵ、４２２…ネットワークインタフェース装置、４２３…保守ツール、４３２〜４３６…制御用ＣＰＵ
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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