(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
親局テレメータ装置と、当該親局テレメータ装置とデータ通信を実行する少なくともと１つの子局テレメータ装置と、前記親局テレメータ装置が前記子局テレメータ装置から取得した情報を出力する中央監視装置と、を有し、
前記親局テレメータ装置及び前記少なくとも１つの子局テレメータ装置のそれぞれは、
ＰＬＣのプロセッサと、
前記ＰＬＣのプロセッサ内部に設けられ、前記親局テレメータ装置と前記子局テレメータ装置との間の通信条件を格納するＰＬＣメモリと、
プロセッサと、ＦＰＧＡと、当該ＦＰＧＡ内部に設けられたＦＰＧＡメモリと、を含む通信モジュールと、を有し、
前記通信モジュールのプロセッサは、前記ＰＬＣメモリから前記通信条件を取得し、前記ＦＰＧＡメモリにコピーすることにより、前記通信モジュールが有する通信条件と前記ＰＬＣメモリの通信条件が一致するようにし、前記ＰＬＣのプロセッサと通信して、前記ＰＬＣメモリから送信データを取得し、単位ブロック長が１６ビットのデータ形式で前記ＦＰＧＡメモリに前記送信データを格納し、
前記ＦＰＧＡは、前記通信条件に従ってデータを送信し、かつ受信し、前記ＦＰＧＡメモリに格納された前記通信条件に従って、前記１６ビット単位長の前記送信データを単位ブロック長が４４ビット単位のデータ形式に変換して送信することを特徴とするテレメータシステム。
【請求項２】
親局テレメータ装置と、当該親局テレメータ装置とデータ通信を実行する少なくともと１つの子局テレメータ装置と、前記親局テレメータ装置が前記子局テレメータ装置から取得した情報を出力する中央監視装置と、を有し、
前記親局テレメータ装置及び前記少なくとも１つの子局テレメータ装置のそれぞれは、
ＰＬＣのプロセッサと、
前記ＰＬＣのプロセッサ内部に設けられ、前記親局テレメータ装置と前記子局テレメータ装置との間の通信条件を格納するＰＬＣメモリと、
プロセッサと、ＦＰＧＡと、当該ＦＰＧＡ内部に設けられたＦＰＧＡメモリと、を含む通信モジュールと、を有し、
前記ＦＰＧＡは、送信されてきた単位ブロック長が４４ビットのデータを受信し、当該４４ビット単位長の受信データを単位ブロック長が１６ビットのデータ形式で前記ＦＰＧＡメモリに書き込み、
前記通信モジュールのプロセッサは、前記ＦＰＧＡメモリから前記１６ビット単位長の受信データを読み込み、前記ＰＬＣのプロセッサと通信することにより、前記ＰＬＣメモリに前記１６ビット単位長の受信データを書き込み、
前記通信モジュールのプロセッサは、前記ＰＬＣメモリから前記通信条件を取得し、前記ＦＰＧＡメモリにコピーすることにより、前記通信モジュールが有する通信条件と前記ＰＬＣメモリの通信条件が一致するようにし、前記ＰＬＣのプロセッサと通信して、前記ＰＬＣメモリから送信データを取得し、前記ＦＰＧＡメモリに前記送信データを格納し、
前記ＦＰＧＡは、前記通信条件に従ってデータを送信し、かつ受信し、前記ＦＰＧＡメモリに格納された前記通信条件に従って、前記送信データを送信することを特徴とするテレメータシステム。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記通信モジュールのプロセッサは、前記通信条件を前記ＦＰＧＡメモリにコピーした後、送信データを前記ＦＰＧＡメモリに書き込み、前記ＦＰＧＡメモリが不定でなくなった後に、前記ＦＰＧＡに対して通信開始を指令することを特徴とするテレメータシステム。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項において、
前記ＰＬＣのプロセッサから通信開始指令を受信すると、前記通信モジュールのプロセッサは、前記ＦＰＧＡに通信開始を指示し、
前記ＰＬＣのプロセッサから通信終了指令を受信すると、前記通信モジュールのプロセッサは、前記ＦＰＧＡに通信終了を指示し、
前記ＰＬＣのプロセッサから再度通信開始指令を受信すると、前記通信モジュールのプロセッサは、前記ＰＬＣメモリから通信条件を取得して、前記ＦＰＧＡメモリに書き込み、
前記ＦＰＧＡは、新たに取得した通信条件に従って、通信処理を実行することを特徴とするテレメータシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テレメータシステム、及びテレメータ装置に関し、例えば、中央監視装置に設置される親局テレメータ装置によって遠隔地に設置される子局テレメータ装置から情報を収集し、遠隔監視するシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以前より、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）を用いて所定の通信プロトコルに対応してデータ通信を行っている。例えば、特許文献１には、パソコンと複数のプロトコルで通信するＰＬＣとの間の通信について記載されている。ここでは、通信プロトコルの異なるＰＬＣと通信するために、通信用の記録部を複数設け、記録部内に保存されたデータを送受信することにより、１台のＰＬＣが複数の通信プロトコルを使用する種類の異なるＰＬＣと通信する方式を提供している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１３０５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、近年、半導体の製造方法の急激な革新のため、旧式の半導体の製造設備を維持することが困難になっている。また、これまで長期に亘り供給されて来たテレメータを製造するために必要な通信用の半導体の入手が困難になっている。例えば水道に使用する通信の伝送データは、特殊なデータ長（データ長４４ビットなど）を持っており、現在のコンピュータ通信で使用する８ビットを基礎としたデータ長とは異なる。８ビット長単位の通信であれば、コンピュータのＣＰＵに内蔵するシリアル通信のポート（取り入れ口）で処理することができるが、特殊なデータ長（ここでは４４ビット長）の場合は、そのデータの区切りを検出して、コンピュータのＣＰＵが読み書きできるデータに変換する必要がある。
【０００５】
従来のテレメータでは、このデータ長の変換をテレメータ専用の半導体で処理していたが、現状では入手可能な汎用の半導体の組み合わせでテレメータを実現する必要が生じる。
【０００６】
また、従来の方式では、モデムＩＣを用いて通信を行っていたため、テレメータの通信条件を設定するために特別のソフトウェア（当該モデムＩＣに特化したもの）を準備し、通信モジュールに通信条件を設定していた。この場合、この特別なソフトウェアをオペレータに配布し、操作方法をオペレータにマスターさせる必要があった。
【０００７】
さらに、テレメータは、デジタル信号とアナログ信号を入力し出力するため、通信モジュールを設定するとともに、ＰＬＣ側の信号の入出力のプログラムが必要だった。このため、ＰＬＣをプログラムするためのソフトウェアと通信モジュールを設定するための特別なソフトウェアの２つのプログラムを使用する必要があり、テレメータシステムを設定するオペレータに過大な知識を要求し、ソフトウェアを２種類準備させるという負担をかけていた。
【０００８】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、テレメータを汎用のＣＰＵを用いて構築した場合に、専用のソフトウェアを用いずに通信条件の設定を可能とする技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明で提供するテレメータは、汎用の半導体で組み合わせて構成する。そこでは、それらの汎用の半導体の間をどのようにデータを交換してテレメータを構成するかを規定するとともに、オペレータとなる人間がテレメータに対して、容易な方法でテレメータの動作方法やデータの伝送方式を設定できるようにすることが必要となる。
【００１０】
本発明で提供するテレメータは、従来技術のようにプロトコルの違いに対応するだけでなく、４４ビット長の伝文のような特殊な通信規格に対応でき、しかもそれを汎用の半導体の組み合わせで構築するものである。そのためにプログラム可能な半導体やＣＰＵに、次の３種類のデバイスを用いる。即ち、ＰＬＣのＣＰＵ（プロセッサ）、ＰＬＣと通信して動作するテレメータ用の通信モジュールの中にあるＣＰＵ（プロセッサ）、及び通信モジュール内にありモデムとＣＰＵを仲介するＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）である。これらの３つのプログラム可能な半導体の間のデータのやり取りの方法、特にテレメータの通信方式を設定するための設定データを半導体間でどのように受け渡しするかについてオペレータが容易に作業できる方式を提供するようにする。
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明は、ＰＬＣ内のプログラムとメモリの設定を使用して、テレメータの通信条件を設定する方式を提供する。このため、ＰＬＣのプログラミングソフトウェアを使用して、ＰＬＣの汎用のプログラム用のメモリ上にテレメータの通信条件を書き込むとともに、ＰＬＣの本体の信号の入出力動作についてプログラムする。通信モジュール内のＣＰＵは、起動した直後に、ＰＬＣの汎用のメモリ上にある規定の通信条件を読み取る。また、モジュール内のＣＰＵは、通信モジュール内にあるＦＰＧＡのメモリ内にも通信条件をセットする。これにより、ＰＬＣ、通信モジュール内のＣＰＵ、通信モジュール内のＦＰＧＡに３種の半導体に同一の通信条件を設定し協調して動作することが可能となる。
【００１２】
また、起動に際しては、ＰＬＣがシステム全体の状態をモニタし、システム全体が正常に起動したことを確認して、通信開始のための条件が整ったかどうかを判定した後、ＰＬＣ内のメモリのテレメータ起動信号をＯＦＦからＯＮにする。この起動信号を通信モジュール内のＣＰＵが検出し、ＦＰＧＡに通信開始を指令するとともに、ＰＬＣの入出力信号をＦＰＧＡ内のメモリへとデータ伝送を開始し、テレメータ全体の通信が開始する。この起動時の一連の手順により、各ＣＰＵやＦＰＧＡの準備が不完全で送信するデータが不定な状態のまま通信を開始することを避け、送信するデータ内に異常な値が混入することを避けることが可能となる。
【００１３】
つまり、本発明によるテレメータシステムは、親局テレメータ装置と、当該親局テレメータ装置とデータ通信を実行する少なくともと１つの子局テレメータ装置と、親局テレメータ装置が子局テレメータ装置から取得した情報を出力する中央監視装置と、を有する。親局テレメータ装置及び前記少なくとも１つの子局テレメータ装置のそれぞれは、ＰＬＣのプロセッサと、ＰＬＣのプロセッサ内部に設けられ、親局テレメータ装置と子局テレメータ装置との間の通信条件を格納するＰＬＣメモリと、通信モジュールと、を有する。通信モジュールは、プロセッサと、ＦＰＧＡと、当該ＦＰＧＡ内部に設けられたＦＰＧＡメモリと、を含む。通信モジュールのプロセッサは、ＰＬＣメモリから通信条件を取得し、ＦＰＧＡメモリにコピーすることにより、通信モジュールが有する通信条件とＰＬＣメモリの通信条件が一致するようにする。そして、ＦＰＧＡは、通信条件に従ってデータを送信し、かつ受信する。
【００１４】
本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、本発明の態様は、要素及び多様な要素の組み合わせ及び以降の詳細な記述と添付される特許請求の範囲の様態により達成され実現される。
【００１５】
本明細書の記述は典型的な例示に過ぎず、本発明の特許請求の範囲又は適用例を如何なる意味に於いても限定するものではないことを理解する必要がある。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、テレメータを汎用のＣＰＵを用いて構築した場合に、専用のソフトウェアを用いずに通信条件を設定することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態によるテレメータシステムのハードウェアの構成を示す図である。
【図２】親局テレメータ装置と子局テレメータ装置のメモリ内に設定されるデータの利用方法とテレメータで伝送するデータがどのように送信されるのかを示す構成図である。
【図３】テレメータの起動と終了に際してテレメータの通信条件がどのように利用されるか、またどのように通信が開始されるかを説明するためのフローチャートである。
【図４】親局テレメータ装置１台に複数の子局テレメータ装置が接続される時のデータ伝送方法を説明するための図である。
【図５】１ワードのデータを４４ビットの伝送形式で送信するデータフォーマットを示す図である。
【図６】ＰＬＣ内の汎用メモリとＦＰＧＡ内のメモリにおいて、テレメータの状態表示、指令、通信条件を設定するデータを示す表である。
【図７】ＰＬＣの汎用メモリとＦＰＧＡ内のメモリにおいてテレメータの状態を表示するデータの詳細を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は、中央監視装置に設置する親局テレメータと遠隔地の上下水道設備を監視、制御するために遠隔地の水道設備内に設置する子局テレメータに関し、上下水道設備の給水制御と配水制御、また、上下水道設備の給水と配水を遠隔監視する技術に関する。また、河川や農業用水の遠隔制御と監視の技術は、上下水道設備の技術と同等に用いられるため、河川や農業用水の監視制御にも適用される。さらに、本発明は、電力設備の遠隔監視にも適用可能である。なお、本実施形態では、特に、テレメータのメモリと通信伝文、また、テレメータの通信条件の設定方法について説明する。
【００１９】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。添付図面では、機能的に同じ要素は同じ番号で表示される場合もある。なお、添付図面は本発明の原理に則った具体的な実施形態と実装例を示しているが、これらは本発明の理解のためのものであり、決して本発明を限定的に解釈するために用いられるものではない。
【００２０】
本実施形態では、当業者が本発明を実施するのに十分詳細にその説明がなされているが、他の実装・形態も可能で、本発明の技術的思想の範囲と精神を逸脱することなく構成・構造の変更や多様な要素の置き換えが可能であることを理解する必要がある。従って、以降の記述をこれに限定して解釈してはならない。
【００２１】
なお、以後の説明では「テーブル」形式によって本発明の情報について説明するが、これら情報は必ずしもテーブルによるデータ構造で表現されていなくても良く、リスト、ＤＢ、キュー等のデータ構造やそれ以外で表現されていても良い。そのため、データ構造に依存しないことを示すために「テーブル」、「リスト」、「ＤＢ」、「キュー」等について単に「情報」と呼ぶことがある。
【００２２】
また、各情報の内容を説明する際に、「識別情報」、「識別子」、「名」、「名前」、「ＩＤ」という表現を用いることが可能であり、これらについてはお互いに置換が可能である。
【００２３】
＜システム構成＞
図１は、本発明の実施形態によるテレメータシステム１０の概略構成を示す図である。テレメータシステムは、コンピュータで構成される中央監視装置１０と、親局テレメータ装置１１０と、少なくとも１つの子局テレメータ装置１１１と、を有している。親局テレメータ装置１１０は中央監視室内に設置され、中央監視装置１００と接続されている。中央監視装置１００は、オペレータの指示に従って各種制御データの通信を指示したり、子局テレメータ装置１１１から親局テレメータ装置１１０が取得した各種データを表示装置に出力したりする。子局テレメータ装置１１１は、上下水道の機械設備を含む現場側に設置される。
【００２４】
親局テレメータ装置１１０は、電源モジュール１０１と、ＰＬＣのＣＰＵモジュール１０２と、入出力モジュール１０３と、通信モジュール２０１と、入出力モジュール１０４と、を有している。子局テレメータ装置１１１も、親局テレメータ装置１１０と同様の構成、つまり、電源モジュール１０５と、ＰＬＣのＣＰＵモジュール１０６と、入出力モジュール１０７と、通信モジュール２１０と、入出力モジュール１０８を有している。
【００２５】
親局の通信モジュール２０１と子局の通信モジュール２１０は、通信回線（例えば、有線の電話回線）５００で接続される。テレメータの親局と子局の間の距離は、産業用の通信と比べて距離が長いため（最大で２０ｋｍ〜３０ｋｍ程度）、通信モジュール２０１及び２１０は長距離の通信が可能の性能が求められる。通信回線５００が電話回線や専用回線の場合、通信モジュールにモデムを付けて通信する場合が多い。本発明では、ＦＰＧＡ２０１２及び２１０２を用いている。
【００２６】
ＰＬＣのＣＰＵモジュール１０２及び１０６はそれぞれ、対応する、ＰＬＣのプログラムをするユーザが値を読み書きするためのＰＬＣメモリ１２０及び１３０を有している。本テレメータシステム１０では、ＰＬＣが一般ユーザに使用を許可している汎用のメモリを使用して、テレメータのデータ伝送や通信条件の設定を行っている。
【００２７】
テレメータの入出力モジュール１０３、１０４、１０７、及び１０８は、水道設備等が持つ電気信号をテレメータ（親局又は子局）の伝送のために、ＰＬＣに取り込み、または、ＰＬＣから出力するためのモジュールである。信号には、デジタル信号（ポンプの運転、停止、故障など）とアナログ信号（ポンプ電流、ポンプ回転速度指令値など）がある。
【００２８】
通信モジュール２０１及び２１０は、通信プログラムを動作させるＣＰＵ２０１１及び２１０１と、通信伝文をＣＰＵ２０１１及び２１０１が理解できるデータに変換するためのＦＰＧＡ２０１２及び２１０２とを有している。ＦＰＧＡ２０１２及び２１０２の内部にはそれぞれ、メモリ２２０及び２３０が設定され、このメモリ２２０及び２３０に対してデータの読み書きをすることにより、通信モジュールのＣＰＵ２０１１及び２１０１とＦＰＧＡ２０１２及び２１０２がデータのやり取りをする。ＦＰＧＡ２０１２及び２１０２は、通信回線５００上を流れる上下水道の通信の規格に従った通信伝文の読み書きをし、通信モジュールとデータの受け渡しをする。
【００２９】
通信モジュールのＣＰＵ２０１１及び２１０１は、対応するＰＬＣのＣＰＵ１０２及び１０６と通信し、ＰＬＣと通信モジュール間のデータの受け渡しをする。たとえば、子局に接続されたポンプ運転信号は、入出力モジュール１０８を介して、ＰＬＣのＣＰＵのメモリに取り込まれ、ＰＬＣのＣＰＵのメモリは、ＰＬＣのＣＰＵと通信モジュールの間の通信により、通信モジュールのＣＰＵに取り込まれる。通信モジュールのＣＰＵは、通信モジュール内のＦＰＧＡのメモリにポンプ運転信号のデータを書き、ＦＰＧＡは、通信回線５００上に規定される通信伝文のフォーマットで親局テレメータにポンプ運転信号を送信する。
【００３０】
ところで、通信回線の性能やコスト等により通信回線上の通信条件が異なる。このため、ＰＬＣの汎用のソフトウェア（メモリ内のデータ設定ツールとして慣用されているもの）によってユーザが通信条件の設定をＰＬＣのＣＰＵ１０２及び１０６内のメモリ１２０及び１３０にそれぞれ書き込むようにする。そして、この通信条件に従って、ＰＬＣのＣＰＵ１０２及び１０６と、通信モジュールのＣＰＵ２０１１及び２１０１と、通信モジュールのＦＰＧＡ２０１２及び２１０２が連動して動作するようになっている。
【００３１】
以上のように、本発明では、ＦＰＧＡ内部にメモリを設定し、特殊なデータ長（４４ビット）単位でのデータ処理を可能にしている。このため、現在製造されている８ビット単位でのデータ処理を実行するＣＰＵを用いても特殊なデータ長での通信を実現することができる。
【００３２】
＜各テレメータ装置内のメモリ構成と通信条件の設定＞
図２は、親局テレメータ装置及び子局テレメータ装置１１０及び１１１内のメモリ構成と通信条件の設定について説明するための図である。
【００３３】
親局テレメータ装置１１０では、通信モジュールのＣＰＵ２０１１が、ＰＬＣのＣＰＵのメモリ１２０とＦＰＧＡのメモリ２２０の間のコピー動作を実行する。ＰＬＣのＣＰＵのメモリ１２０の中には、通信条件の設定エリア１２１、テレメータ親局からテレメータ子局へ送信するデータのエリア１２２、及びテレメータ子局からデータを受信した時に使用するエリア１２３等が設けられている。同様に、ＦＰＧＡのメモリ２２０にも、設定エリア２２１、送信エリア２２２、及び受信エリア２２３等が設けられている。
【００３４】
子局テレメータ装置１１１においても、親局テレメータ装置１１０と同様に、ＰＬＣのメモリ１３０内にメモリエリア１３１、１３２、及び１３３が設けられ、ＦＰＧＡのメモリ２３０にメモリエリア２３１、２３２、及び２３３が設けられている。
【００３５】
各テレメータ装置を実際に運用するために起動する前に、試運転として起動し、ＰＬＣのメモリ１２０及び１３０内に通信条件が設定される。
【００３６】
そして、各テレメータ装置が運用のために起動されると、通信モジュールのＣＰＵ２０１１は、設定エリア１２１のデータをＦＰＧＡ２０１２の設定エリア２２１に書きこむ。設定エリア１２１には、テレメータの状態表示データ、テレメータの親局か子局かの設定、通信速度、伝送ワード数、サブコミテーション（伝送データ量が大きい場合の特殊伝送方式のあり、なし）等の通信条件が設定される。テレメータ起動時に、通信モジュールのＣＰＵが、上記通信条件を、ＰＬＣのＣＰＵのメモリ１２０からＦＰＧＡのメモリ２２０にコピーし、３つのハードウェア（ＰＬＣのメモリ１２０、ＣＰＵ２０１１、及びＦＰＧＡ２０１２）間で通信条件が共有される。
【００３７】
オペレータ（ユーザ）は、ソフトウェアの使い勝手のわかった、ＰＬＣのＣＰＵ１０２のプログラミングソフトを使って、設定エリア１２１に通信条件を書くと、起動時にＰＬＣのＣＰＵ１０２、通信モジュールのＣＰＵ２０１１、ＦＰＧＡ２０１２間でデータが共有され、協調して通信が開始される。これにより、テレメータの通信条件の設定が従来に比べて、容易に実行できる。
【００３８】
親局テレメータ装置１１０から子局テレメータ装置１１１へのデータの伝送は次のように行われる。つまり、通信モジュールのＣＰＵ２０１１がメモリ１２２の内容をＦＰＧＡのメモリ２２０のメモリエリア２２２にコピーする。そして、ＦＰＧＡ２０１２は上下水道等の通信の規格に従った通信伝文のフォーマットに変更した後、通信回線５００を経由してテレメータ子局の受信エリア２３３へデータを伝送する。子局テレメータ装置１１１が受信したデータは、最終的に、子局テレメータ装置１１１のＰＬＣのメモリ１３０のメモリエリア１３３にコピーされる。子局テレメータ装置１１１への伝送データが例えば「ポンプ運転開始」信号であれば、子局テレメータ装置１１１のＰＬＣは子局側の「ポンプ運転開始」信号をＯＮする。これにより、中央監視装置１００から子局テレメータ装置１１１への遠隔制御が実行されることになる。
【００３９】
子局テレメータ装置１１１の上りの通信のデータも同様に伝送され、子局テレメータ装置１１１のＰＬＣのメモリ１３０内のメモリエリア１３２内のデータが親局テレメータ装置１１０のＰＬＣのメモリ１２０内のメモリエリア１２３へと伝送され、子局の現場の上下水道設備の運転状態が中央監視装置１００で監視することができる。
【００４０】
＜各テレメータ装置の動作＞
図３は、各テレメータ装置（親局及び子局）における処理動作を説明するためのフローチャートである。
【００４１】
テレメータシステム１０の運用前には、ＰＬＣのメモリ（不揮発エリア）１２０に対して通信条件や他の設定が書き込まれる（Ｓ３０１）。
【００４２】
テレメータ装置の電源がＯＮされてシステムの運用が開始されると（Ｓ３０２）、ＦＰＧＡ２０１２又は２１０２は、通信モジュールの起動処理を実行し、通信モジュールのＣＰＵ２０１１又は２１０１を起動する（Ｓ３０３）。
【００４３】
通信モジュールのＣＰＵの起動が完了し（Ｓ３０４）、ＰＬＣのＣＰＵ１０２又は１０６が通信開始指令を出すと（Ｓ３０５）、通信モジュールのＣＰＵ２０１１又は２１０１は、ＰＬＣのメモリ１２０又は１３０内の設定（通信条件）を読み込み（Ｓ３０６）、さらに、読み込んだデータ（設定）をＦＰＧＡ内のメモリ２２０又は２３０に書き込む（Ｓ３０７）。
【００４４】
続いて、通信モジュールのＣＰＵ２０１１又は２１０１は、送信データをＦＰＧＡのメモリ２２０又は２３０に書き込んだ後（Ｓ３０８）、通信開始指令をＦＰＧＡに送信する（Ｓ３０９）。
【００４５】
通信モジュールからＦＰＧＡに通信開始指令を受け取ると、ＦＰＧＡ２０１２又は２１０２は、子局或いは親局との通信を開始する（Ｓ３１０）。通信が正常に開始すると、ＦＰＧＡは自己の状態を「通信中」の状態にし（Ｓ３１１）、「通信正常フラグ」を出力する（Ｓ３１２）。
【００４６】
通信モジュールのＣＰＵ２０１１又は２１０１は、通信正常フラグを受信すると（Ｓ３１４）、それをＰＬＣのＣＰＵ１０２又は１０６に送信し、ＰＬＣのＣＰＵ１０２又は１０６はそれを受信する（Ｓ３１５）。
【００４７】
この後は、繰り返し動作になる。すなわち、親局及び子局間が通信中の状態で、通信モジュールのＣＰＵ２０１１又は２１０１は、送信データ（有意データ、或いは送信すべき有意データがない場合には「０」）をＦＰＧＡのメモリ２２０又は２３０に繰り返し書き込む（Ｓ３１３）。
【００４８】
そして、ＦＰＧＡ２０１２又は２１０２は、通信モジュールのＣＰＵ２０１１又は２１０１から送信すべきデータを受信し、そのデータを親局又は子局に送信し（Ｓ３１１）、通信正常フラグを出力する（Ｓ３１２）。
【００４９】
テレメータ装置の通信は、電源ＯＦＦまたは、ＰＬＣからの「通信開始」指令ＯＦＦによって終了する（Ｓ３１６）。なお、ここで、ＰＬＣの通信条件を設定するメモリは電源をＯＦＦしても消えない不揮発エリアとする。
【００５０】
テレメータの通信が停止すると、ＦＰＧＡ２０１２又は２１０２の通信は停止する。また、通信モジュールのＣＰＵ２０１１又は２１０１の通信も停止し、ＲＡＭ内のデータが消去される。さらに、ＰＬＣのＣＰＵ１０２又は１０６は、動作中出力をＯＦＦにする。
【００５１】
以上のように通信の開始と終了を実行することにより、通信モジュールのＣＰＵ２０１１及び２１０１が正しくＦＰＧＡ内のメモリ２２０及び２３０に送信データを書き込んでから、通信を開始することになる。そして、ＦＰＧＡ内のメモリ２２０及び２３０が不定な状態で通信を開始することなく、テレメータ装置１１０及び１１１が不定な状態のデータを送信することがなくなる。また、ＰＬＣのＣＰＵ１０２及び１０６の通信開始の指令により、テレメータ装置１１０及び１１１の通信の開始と終了を制御できる。この機能を使って、ＰＬＣのメモリ１２０及び１３０内に通信条件を設定してから、通信を再開することが可能となる。これにより、ＰＬＣ内のメモリ１２０及び１３０の設定をするだけで、通信条件を変更したり、新たな通信条件で通信を再開したりすることが可能となる。
【００５２】
＜複数の子局が存在するシステムの構成＞
図４は、親局テレメータ装置１台に複数の子局テレメータ装置が接続されるテレメータシステムの概略構成例を示す図である。図４では、親局テレメータ装置１１０に、２つの通信モジュール（通信モジュール１_４０１及び通信モジュール２_４０２）が設置されている。通信モジュール１_４０１は、子局テレメータ装置１_１１１１と接続され、テレメータ子局１_１１１１からのデータを受信する。通信モジュール２_４０２は、子局テレメータ装置２_１１１２と接続され、子局テレメータ装置２_１１１２からのデータを受信する。
【００５３】
通信モジュール１_４０１と通信モジュール２_４０２は、内部に設置されたディップスイッチにより、通信モジュール１_４０１、通信モジュール２_４０２、または、通信モジュールＮ（Ｎ台の子局と接続されている場合）のいずれであるかを判定する。
【００５４】
通信モジュール１_４０１は、親局装置１１０のＰＬＣのメモリ１２５の内の前半に子局装置１_１１１１から受信したデータを書き込む。通信モジュール２_４０２は、親局装置１１０のＰＬＣのメモリ１２５の内の後半に子局装置２_１１１１から受信したデータを書き込む。この方式により、通信モジュール１〜通信モジュールＮのいずれであるかは、ディップスイッチで指定されるが、その他の通信条件は、ＰＬＣ内のメモリの設定値によって設定することができる。これにより、テレメータの設定は、ＰＬＣのプログラミングソフトウェアだけを用いて設定することができる。
【００５５】
＜伝送データ形式＞
図５は、４４ビット形式の伝送データの形式の例を示す図である。各テレメータ装置１１０及び１１１は、ＰＬＣのメモリ１２０及び１３０内にあるデータを、１個のまとまりのデータとして１ワード（１６ビットのデータ）形式で保持している。そして、各テレメータ装置１１０及び１１１は、１ワードを４４ビットの形式に変換して、伝送回線上に送信している。
【００５６】
図５に示されるように、４４ビットの形式では、最初の６ビットにアドレス５０１が置かれる。このアドレス５０１により、送信されるデータがＰＬＣ内のメモリの何番目のデータであるかが示されるようになっている。次に、１６ビットのデータ５０２は、ＰＬＣ内の１個のまとまりのデータである。また、次の６ビットと１６ビットを合わせた２２ビットのデータ５０３は、前半の２２ビット（５０１＋５０２）と全く同じデータであるが、ビットの１と０を反転して送信される。反転データにより、前半の２２ビットと後半の２２ビットのデータに食い違いがあれば、通信中にデータにビット化けが発生したとみなして、そのデータを破棄し、ビット化けのデータを採用した、遠隔制御の誤操作を防ぐことができるようになっている。
【００５７】
以上のように４４ビット化により、きめの細かいデータ化け検出ができるが、通常のコンピュータでは、８ビット単位のデータの送受信ができるが、４４ビットをひとまとまりとして扱うことができない。ここでは、ＦＰＧＡが４４ビットデータを１６ビットのデータとの間で変換作業をし、通信モジュールには、１６ビットデータであるように見せる。また、アドレスは、通信モジュールの利用するメモリのどのアドレスのデータであるかを示すため、ＦＰＧＡ内のメモリのどの位置のデータであるかを示すのに利用される。
【００５８】
＜メモリの使用方法＞
図６は、ＰＬＣ内のメモリ１２０及び１３０の使用方法、及びＦＰＧＡ内のメモリ２２０及び２３０の使用方法を示す表である。
【００５９】
ＰＬＣ内のメモリ１２０及び１３０とＦＰＧＡ内のメモリ２２０及び２３０の使用法方法及び定義は、同じようになされている。
【００６０】
テレメータ装置１１０及び１１１の起動時に、通信モジュールのＣＰＵ２０１１及び２１０１は、ＰＬＣのメモリ１２０及び１３０内に設定された通信条件をＦＰＧＡ２０１２及び２１０２にそれぞれコピーすることにより、テレメータ装置の設定が完了される。
【００６１】
＜テレメータ装置の状態表示＞
図７は、テレメータ装置における状態表示の詳細仕様を示す表である。テレメータ装置の状態は、ＦＰＧＡ２０１２及び２１０２によって検出され、その値を通信モジュールのＣＰＵ２０１１及び２１０１が読み取り、読み取った値をＰＬＣ内のメモリ１２０及び１３０に書きこむ。この動作により、ＰＬＣを使用して、テレメータ装置の状態をランプ等の点灯により表示することができる。
【００６２】
＜まとめ＞
テレメータ装置（親局及び子局双方）において、ＰＬＣメモリ内に通信条件が設定される。そして、通信モジュールのＣＰＵ（プロセッサ）は、ＰＬＣメモリから通信条件を取得し、通信モジュールにあるＦＰＧＡ内のメモリ（ＦＰＧＡメモリ）にコピーする。これにより、通信モジュールが有する通信条件とＰＬＣメモリの通信条件が一致する。そして、ＦＰＧＡは、通信条件に従ってデータ通信を実行する。より、具体的には、通信モジュールのＣＰＵは、ＰＬＣのＣＰＵと通信して、ＰＬＣメモリから送信データを取得し、ＦＰＧＡメモリに送信データを格納する。そして、ＦＰＧＡは、ＦＰＧＡメモリに格納された通信条件に従って、送信データを送信する。また、ＦＰＧＡは、送信されてきたデータを受信すると、ＦＰＧＡメモリ内に格納する。そして、通信モジュールのＣＰＵは、ＦＰＧＡメモリから受信データを読み出し、ＰＬＣのＣＰＵと通信して、ＰＬＣメモリに受信データを書き込む。このように、テレメータ装置を汎用の半導体の組み合わせで構築するので、それぞれのプログラム可能な半導体にテレメータ装置の通信条件を専用のソフトウェアで設定する必要がなくなる。また、ＰＬＣのプログラムに使用するソフトウェア１種類だけでＰＬＣ内の汎用のメモリにテレメータの通信条件を設定するだけで、テレメータが設定された通信条件で通信を開始する。これにより、オペレータのソフトウェアの学習の負荷を減らすとともに、専用ソフトを準備するためのコストを低減することができる。
【００６３】
また、通信モジュールのＣＰＵは、ＰＬＣメモリから取得した送信データを、単位ブロック長が１６ビットのデータ形式でＦＰＧＡメモリに書き込む。そして、ＦＰＧＡは、１６ビット単位長の送信データを、単位ブロック長が４４ビット単位のデータ形式に変換して送信する。一方、受信の場合、ＦＰＧＡは、単位ブロック長が４４ビットのデータを受信し、当該４４ビット単位長の受信データを単位ブロック長が１６ビットのデータ形式でＦＰＧＡメモリに書き込む。そして、通信モジュールのＣＰＵは、ＦＰＧＡメモリから１６ビット単位長の受信データを読み込み、ＰＬＣのプロセッサと通信することにより、ＰＬＣメモリに１６ビット単位長の受信データを書き込む。このようにすることにより、現在使用されている８ビット単位長データを処理するＣＰＵを用いて、特殊なデータ長のデータの通信を取り扱うことができるようになる。
【００６４】
さらに、送信データを取り扱う場合、通信モジュールのＣＰＵは、通信条件をＦＰＧＡメモリにコピーした後、送信データをＦＰＧＡメモリに書き込み、ＦＰＧＡメモリが不定でなくなった後に、ＦＰＧＡに対して通信開始を指令する。このようにすることにより、安定した通信処理を実現することが可能となる。
【００６５】
また、ＰＬＣのＣＰＵから通信開始指令を受信すると、通信モジュールのＣＰＵは、ＦＰＧＡに通信開始を指示し、ＰＬＣのＣＰＵから通信終了指令を受信すると、通信モジュールのＣＰＵは、ＦＰＧＡに通信終了を指示する。通信終了後、ＰＬＣのＣＰＵから再度通信開始指令を受信すると、通信モジュールのＣＰＵは、ＰＬＣメモリから通信条件を取得して、ＦＰＧＡメモリに書き込む。そして、ＦＰＧＡは、新たに取得した通信条件に従って、通信処理を実行する。このように、ＰＬＣの論理判断で通信を開始して良いかどうかを判定するので、各テレメータ装置の準備が完了した後で通信を開始することが可能となり、テレメータ装置の起動時の誤動作を防ぎ、システムの安全性を高めることができる。
【００６６】
なお、ここで述べたプロセス及び技術は本質的に如何なる特定の装置に関連することはなく、コンポーネントの如何なる相応しい組み合わせによってでも実装できることを理解する必要がある。更に、汎用目的の多様なタイプのデバイスがここで記述した教授に従って使用可能である。ここで述べた方法のステップを実行するのに、専用の装置を構築するのが有益であることが判るかもしれない。また、実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。本発明は、具体例に関連して記述したが、これらは、すべての観点に於いて限定の為ではなく説明の為である。本分野にスキルのある者には、本発明を実施するのに相応しいハードウェア、ソフトウェア、及びファームウエアの多数の組み合わせがあることが解るであろう。例えば、記述したソフトウェアは、アセンブラ、Ｃ／Ｃ＋＋、ｐｅｒｌ、Ｓｈｅｌｌ、ＰＨＰ、Ｊａｖａ（登録商標）等の広範囲のプログラム又はスクリプト言語で実装できる。
【００６７】
さらに、上述の実施形態において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。全ての構成が相互に接続されていても良い。
【００６８】
加えて、本技術分野の通常の知識を有する者には、本発明のその他の実装がここに開示された本発明の明細書及び実施形態の考察から明らかになる。記述された実施形態の多様な態様及び／又はコンポーネントは、データを管理する機能を有するコンピュータ化ストレージシステムに於いて、単独又は如何なる組み合わせでも使用することが出来る。明細書と具体例は典型的なものに過ぎず、本発明の範囲と精神は後続する請求範囲で示される。
【符号の説明】
【００６９】
１０・・・テレメータシステム、１００・・・中央監視装置、１０１・・・ＰＬＣの電源モジュール、１０２・・・ＰＬＣのＣＰＵモジュール、１０３・・・ＰＬＣの入出力モジュール、１０４・・・ＰＬＣの入出力モジュール、１０５・・・ＰＬＣの電源モジュール、１０６・・・ＰＬＣのＣＰＵモジュール、１０７・・・ＰＬＣの入出力モジュール、１０８・・・ＰＬＣの入出力モジュール、１１０・・・親局テレメータ装置、１１１・・・子局テレメータ装置、１２０・・・親局ＰＬＣのメモリ（汎用メモリ）、１２１・・・親局ＰＬＣメモリ（設定エリア）、１２２・・・親局ＰＬＣのメモリ（送信エリア）、１２３・・・親局ＰＬＣメモリ（受信エリア）、２２０・・・親局ＦＰＧＡのメモリ、２２１・・・親局ＦＰＧＡメモリ（設定エリア）、２２２・・・親局ＦＰＧＡメモリ（送信エリア）、２２３・・・親局ＦＰＧＡメモリ（受信エリア）、１３０・・・子局ＰＬＣのメモリ（汎用メモリ）、１３１・・・子局ＰＬＣメモリ（設定エリア）、１３２・・・子局ＰＬＣメモリ（送信エリア）、１３３・・・子局ＰＬＣメモリ（受信エリア）、２３０・・・子局ＦＰＧＡメモリ、２３１・・・子局ＦＰＧＡメモリ（設定エリア）、２３２・・・子局ＦＰＧＡメモリ（送信エリア）、２３３・・・子局ＦＰＧＡメモリ（受信エリア）
【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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