(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信部と制御部を有しプラントの通信制御を行なう制御装置を複数個ＬＡＮケーブルで結び、前記制御装置間でイーサネット通信を行なうプラントの通信制御装置において、前記通信部によりイーサネット通信間の衝突回数を検知し、一定時間内の衝突回数に基づく前記制御部の指令により、前記制御装置からのイーサネット通信のリトライ回数を増減するようにしたことを特徴とするプラントの通信制御装置
【請求項２】
通信部と制御部を有しプラントの通信制御を行なう制御装置を複数個ＬＡＮケーブルで結び、前記制御装置間でイーサネット通信を行なうプラントの通信制御装置において、前記通信部によりイーサネット通信間の衝突回数を検知し、一定時間内の衝突回数が増加した場合、前記制御部の指令により、前記通信部の送信カウンタのカウント値を変更してイーサネット通信の送信時間を短くすることを特徴とするプラントの通信制御装置。
【請求項３】
通信部と制御部を有しプラントの通信制御を行なう制御装置を複数個ＬＡＮケーブルで結び、前記制御装置間でイーサネット通信を行なうプラントの通信制御装置において、前記通信部によりイーサネット通信間の衝突回数を検知し、一定時間内の衝突回数が増加した場合、前記制御部の指令により、前記通信部の送信カウンタ初期化値を変更し、イーサネット通信の送信間隔を短くすることを特徴とするプラントの通信制御装置。
【請求項４】
通信部と制御部を有しプラントの通信制御を行なう制御装置を複数個ＬＡＮケーブルで結び、前記制御装置間でイーサネット通信を行なうプラントの通信制御装置において、前記通信部によりイーサネット通信間の衝突回数を検知し、一定時間内の衝突回数に基づいてイーサネット通信のリトライ回数を増減するとともに衝突回数が増加した場合、前記制御部の指令により、前記通信部の送信カウンタのカウント値を変更し、イーサネット通信の送信時間を短くすることを特徴とするプラントの通信制御装置。
【請求項５】
通信部と制御部を有しプラントの通信制御を行なう制御装置を複数個ＬＡＮケーブルで結び、前記制御装置間でイーサネット通信を行なうプラントの通信制御装置において、前記通信部によりイーサネット通信間の衝突回数を検知し、一定時間内の衝突回数に基づいてイーサネット通信のリトライ回数を増減するとともに、衝突回数が増加した場合、前記制御部の指令により、前記通信部の送信カウンタ初期化値を変更し、イーサネット通信の送信間隔を短くすることを特徴とするプラントの通信制御装置。
【請求項６】
通信部と制御部を有しプラントの通信制御を行なう制御装置を複数個ＬＡＮケーブルで結び、前記制御装置間でイーサネット通信を行なうプラントの通信制御装置において、前記通信部によりイーサネット通信間の衝突回数を検知し、一定時間内の衝突回数に基づいてイーサネット通信のリトライ回数を増減するとともに、衝突回数が増加した場合、前記制御部の指令により、前記通信部の送信カウンタのカウンタ値及び送信カウンタ初期化値を変更し、イーサネット通信の送信時間及び送信間隔を短くすることを特徴とするプラントの通信制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、イーサネット（Ethernet）（登録商標）通信で信号を伝達する、例えば発電所向けプラントの通信制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば発電所におけるタービンやボイラー等のプラント制御の現場において、イーサネット通信を用いることがあるが、イーサネット通信に使用している信号は、プラントの運転、停止のようなプラントそのものの運転には支障がない表示用信号等の制御に限られるため、イーサネット通信の異常を、プラントの事故と取り違えて警報を発することがないようにすることが最優先となる。
【０００３】
ところが、イーサネット通信では、特性上、各端末が同時に送信した場合、ネットワーク上で衝突が発生し、衝突が発生した場合、衝突過多により送信処理中止となるという通信の異常を生じる。
【０００４】
ローカルエリアネットワークにおいて、受信バッファの不足により、数回行なわれるデータの再送失敗を避けるために再送回数を大きくすることを要求する再送回数変更フレームを作成し、全ての通信相手に送信する再送回数変更通知部を持ち、データ送信側では、受信した再送回数変更通知フレームを解析し、再送回数エリアの値を変更するものが特許文献１に示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２９２０９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に示されたものは、一般的なデータ送信において、受信バッファの不足を検出し、再送を行なうシステムであって、プラント制御ではなく、また、データ衝突を検出して対処するものでもない。
【０００７】
この発明は、イーサネット通信におけるデータ衝突がプラントの制御に及ぼす悪影響を排除することを目的とするものであり、衝突が発生した場合でも、リトライ回数の変更、送信時間の変更、または送信間隔の変更を実施することで、単位時間当たりの衝突回数を最小化し、イーサネット通信異常を軽減しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るプラントの通信制御装置は、通信部と制御部を有しプラントの通信制御を行なう制御装置を複数個ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）ケーブルで結び、前記制御装置間でイーサネット通信を行なうプラントの通信制御装置において、前記通信部によりイーサネット通信間の衝突回数を検知し、一定時間内の衝突回数に基づく前記制御部の指令により、前記制御装置からのイーサネット通信のリトライ回数を増減するようにしたものである。
【０００９】
また、この発明に係るプラントの通信制御装置は、通信部と制御部を有しプラントの通信制御を行なう制御装置を複数個ＬＡＮケーブルで結び、前記制御装置間でイーサネット通信を行なうプラントの通信制御装置において、前記通信部によりイーサネット通信間の衝突回数を検知し、一定時間内の衝突回数が増加した場合、前記制御部の指令により、前記通信部の送信カウンタのカウント値を変更してイーサネット通信の送信時間を短くするものである。
【００１０】
また、この発明に係るプラントの通信制御装置は、通信部と制御部を有しプラントの通信制御を行なう制御装置を複数個ＬＡＮケーブルで結び、前記制御装置間でイーサネット通信を行なうプラントの通信制御装置において、前記通信部によりイーサネット通信間の衝突回数を検知し、一定時間内の衝突回数が増加した場合、前記制御部の指令により、前記通信部の送信カウンタ初期化値を変更し、イーサネット通信の送信間隔を短くするものである。 
【００１１】
また、この発明に係るプラントの通信制御装置は、通信部と制御部を有しプラントの通信制御を行なう制御装置を複数個ＬＡＮケーブルで結び、前記制御装置間でイーサネット通信を行なうプラントの通信制御装置において、前記通信部によりイーサネット通信間の衝突回数を検知し、一定時間内の衝突回数に基づいてイーサネット通信のリトライ回数を増減するとともに衝突回数が増加した場合、前記制御部の指令により、前記通信部の送信カウンタのカウント値を変更し、イーサネット通信の送信時間を短くするものである。 
【００１２】
また、この発明に係るプラントの通信制御装置は、通信部と制御部を有しプラントの通信制御を行なう制御装置を複数個ＬＡＮケーブルで結び、前記制御装置間でイーサネット通信を行なうプラントの通信制御装置において、前記通信部によりイーサネット通信間の衝突回数を検知し、一定時間内の衝突回数に基づいてイーサネット通信のリトライ回数を増減するとともに、衝突回数が増加した場合、前記制御部の指令により、前記通信部の送信カウンタ初期化値を変更し、イーサネット通信の送信間隔を短くするものである。
【００１３】
また、この発明に係るプラントの通信制御装置は、通信部と制御部を有しプラントの通信制御を行なう制御装置を複数個ＬＡＮケーブルで結び、前記制御装置間でイーサネット通信を行なうプラントの通信制御装置において、前記通信部によりイーサネット通信間の衝突回数を検知し、一定時間内の衝突回数に基づいてイーサネット通信のリトライ回数を増減するとともに、衝突回数が増加した場合、前記制御部の指令により、前記通信部の送信カウンタのカウンタ値及び送信カウンタ初期化値を変更し、イーサネット通信の送信時間及び送信間隔を短くするものである。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、イーサネット通信において、イーサネット通信の衝突回数を減らして、イーサネット通信異常を抑えることにより、プラント制御全体の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明に係るプラントの通信制御装置を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１の動作を説明するフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態２の動作を説明するフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態３の動作を説明するフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態４の動作を説明するフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態５の動作を説明するフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態６の動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施の形態１．
図１はこの発明に係るｎ個の制御装置をＬＡＮケーブルで接続した通信制御装置を示しており、例えば発電プラントでは、タービン用の制御装置１３、廃熱回収ボイラ用の制御装置２３、シーケンス制御用の制御装置３３、電気補機用の制御装置ｎ３をＬＡＮケーブ
ル１０で接続したネットワークを示している。なお、ここで言う制御装置とは、プラントそのものの運転に関わるものではなく、運転に必要な表示装置等の制御を行なうものを指している。制御装置１３、２３、３３、ｎ３はそれぞれＬＡＮケーブル１２、２２、３２、ｎ２を介してトランシーバ１１、２１、３１、ｎ１によりＬＡＮケーブル１０に接続されている。各制御装置の構成は同一なので、以下、第１番目の制御装置１３について説明をし、その他の制御装置は第ｎ番目を表すｎを参照符号に付けて示す。
【００１７】
制御装置１３はトランシーバ１１にＬＡＮケーブル１２で接続され、通信部１４と、これに接続された制御部１５を備えている。制御装置１３は、ＬＡＮケーブル１０を経由して他の制御装置ｎ３と信号の送受信を行なう。信号の送信結果は、制御装置１３内の通信部１４で送信完了または衝突を検出し、送信前の状態に戻るとともに衝突回数信号１６(
衝突過多により送信処理を中止した回数)を検知し、これを制御部１５へ伝達する。制御
部１５は再送回数信号１７を通信部１４に戻し、通信部１４が再送（リトライ）の処理を行う。
【００１８】
通信部１４及び制御部１５の動作を、図２に示すフローチャートで説明する。制御部１５は、通信部１４から伝達された衝突回数信号１６により衝突回数をカウントし、衝突回数カウンタのカウント値が一定時間内にある閾値Ｘを超えた場合（ステップＳ２０１）、イーサネット通信のリトライ送信回数ｍを増加させるように再送回数信号１７で通信部１４に指示する（ステップＳ２０２）。なお、リトライ送信回数は、汎用一般の最大値が「１６回」であるため、「１６回」の上限設定を設ける（ステップＳ２０３）。一方、衝突回数カウンタのカウント値が一定時間内に、ある閾値Ｙ未満の場合(ステップＳ２０４）
、イーサネット通信のリトライ送信回数ｍを減少させる（ステップＳ２０５）。最小値は発電所向けプラント制御装置での、信頼性及び制御性を考慮し「３回」とする（ステップＳ２０６）。
【００１９】
以上のような制御部１５の処理結果を受けて、通信部１４が通信を行なう。送信カウンタのカウント値が０以下になれば（ステップＳ２０７）、送信処理（リトライ処理）を行い（ステップＳ２０８）、送信カウンタを初期化して処理を終了する（ステップＳ２０９）。送信カウンタのカウント値が０以下でなければ、送信カウンタを１ずつ減算して（ステップＳ２１０）処理を終了する。
【００２０】
以上のように、実施の形態１によれば、単位時間当たりの衝突回数が増加したときにはリトライ送信回数を増加させるため、その後の衝突回数は減り、イーサネット通信の通信異常が軽減され、プラント制御全体の信頼性を向上させることができる。
【００２１】
実施の形態２．
図３によりこの発明の実施の形態２に係る制御装置の動作を説明する。制御装置の構成及び制御装置間の送受信の動作は図１と同じである。図３は本実施の形態における制御装置の通信部１４及び制御部１５の動作を示すフローチャートである。
【００２２】
制御部１５は、通信部１４の送信カウンタのカウント値が０以下でない状態のとき（ステップＳ３０１）、通信部１４から伝達された衝突回数信号１６の衝突回数をカウントし、衝突回数カウンタのカウント値が一定時間内に、ある閾値Ｘを超えた場合（ステップＳ３０２）、イーサネット通信送信カウンタをランダムに、例えば（−２〜ｎ＋１）減算して（ステップＳ３０３）、通信時間を短くする。通信部１４は再送回数信号１７に基づいて送信処理を行い（ステップＳ３０４）、送信カウンタを初期化して（ステップＳ３０５）処理を終わる。単位時間当たりの衝突回数が閾値Ｘより小さい場合は、送信カウンタを１ずつ減算して（ステップＳ３０６）処理を終了する。
【００２３】
この処理で制御装置１３のイーサネット通信の送信時間を変えることにより、他の制御装置ｎ３とのイーサネット通信タイミングをずらし、衝突回数の削減を図ることができ、通信異常を軽減させることができる。
【００２４】
実施の形態３．
図４によりこの発明の実施の形態３に係る制御装置の動作を説明する。制御装置の構成及び制御装置間の送受信の動作は図１と同じである。図４は本実施の形態における制御装置の通信部１４及び制御部１５の動作を示すフローチャートである。
【００２５】
通信部１４は、送信カウンタのカウント値が０以下になると（ステップＳ４０１）送信処理を行い（ステップＳ４０２）、送信カウンタを初期化して（ステップＳ４０３）処理を終わる。制御部１５は、通信部１４からの衝突回数信号１６による衝突回数カウンタのカウント値が一定時間内に、ある閾値Ｘを超えた場合（ステップＳ４０４）、イーサネット通信の送信初期化値を、ランダムに、例えば（１〜ｎ−１）間に設定する（ステップＳ４０５）。これにより制御装置１３の送信間隔を変えて他の制御装置ｎ３とのイーサネット通信タイミングをずらし、衝突回数の削減を実現している。送信カウンタは１ずつ減算されて（ステップＳ４０６）、処理を終了する。
【００２６】
実施の形態４．
図５によりこの発明の実施の形態４に係る制御装置の動作を説明する。制御装置の構成及び制御装置間の送受信の動作は図１と同じである。図５は本実施の形態における制御装置の通信部１４及び制御部１５の動作を示すフローチャートである。
【００２７】
通信部１４から制御部１５に伝達された衝突回数信号１６により衝突回数カウンタのカウント値が一定時間内にある閾値Ｘを超えた場合（ステップＳ５０１）、
（ａ）送信カウンタ値のカウント値が０以下の場合（ステップＳ５０２）、イーサネット通信の送信処理を実施し（ステップＳ５０３）、送信カウンタ初期化値を通常値ｎのｋ倍（ｋは定数）に変更し（ステップＳ５０４）、衝突を回避するため次回送信時間の間隔を長くする。
（ｂ）送信カウンタ値のカウント値が０以下でない場合（ステップＳ５０２）、イーサネット通信の送信カウンタ減算回数を（−１〜−ｎ＋１）間ランダムに増加あるいは変動させることで（ステップＳ５０５）、制御装置１３と他の制御装置ｎ３とのイーサネット通信タイミングをずらす。その他の処理（ステップＳ５０６）〜（ステップＳ５０９）は実施の形態１のステップＳ２０７〜Ｓ２１０と同じ処理である。
【００２８】
前記（ａ）及び（ｂ）により他制御装置衝突回避を実施し、トータル衝突回数の削減となり、イーサネット通信異常の軽減につながる。
【００２９】
実施の形態５．
図６によりこの発明の実施の形態５に係る制御装置の動作を説明する。制御装置の構成及び制御装置間の送受信の動作は図１と同じである。図６は本実施の形態における制御装置の通信部１４及び制御部１５の動作を示すフローチャートである。
【００３０】
通信部１４から制御部１５に伝達された衝突回数カウンタのカウント値が一定時間内に、ある閾値Ｘを超えた場合（ステップＳ６０１）、イーサネット通信のリトライ送信回数ｍを増加させる（ステップＳ６０２）。なお、リトライ送信回数は、汎用一般の最大値が「１６回」であるため、「１６回」の上限設定を設ける（ステップＳ６０３）。一方、衝突回数カウンタのカウント値が一定時間内に、ある閾値Ｙ未満の場合(ステップＳ６０４)、イーサネット通信のリトライ送信回数ｍを減少させる（ステップＳ６０５）。リトライ回数の最小値は発電所向けプラント制御装置での、信頼性及び制御性を考慮し「３回」とする（ステップＳ６０６）。
【００３１】
また、送信カウンタのカウント値が０以下でなく制御部１５に伝達された衝突回数カウンタのカウント値が一定時間内に、ある閾値Ｘを超えた場合(ステップＳ６０７）、イー
サネット通信の送信カウンタ減算回数を（−１〜−ｎ＋１）間ランダムに増加あるいは変動させることで(ステップＳ６０８）、制御装置１３と他の制御装置ｎ３)とのイーサネット通信タイミングをずらす。その他の処理（ステップＳ６０９）〜（ステップＳ６１２）は実施の形態１のステップＳ２０７〜Ｓ２１０と同じ処理である。
【００３２】
以上により他制御装置衝突回避を実施し、トータル衝突回数の削減となり、イーサネット通信異常の軽減につながる。
【００３３】
実施の形態６．
図７によりこの発明の実施の形態６に係る制御装置の動作を説明する。制御装置の構成及び制御装置間の送受信の動作は図１と同じである。図７は本実施の形態における制御装置の通信部１４及び制御部１５の動作を示すフローチャートである。
【００３４】
通信部１４から制御部１５に伝達された衝突回数カウンタのカウント値が一定時間内に、ある閾値Ｘを超えた場合（ステップＳ７０１）、イーサネット通信のリトライ送信回数ｍを増加させる（ステップＳ７０２）。なお、リトライ送信回数は、汎用一般の最大値が「１６回」であるため、「１６回」の上限設定を設ける（ステップＳ７０３）。一方、衝突回数カウンタのカウント値が一定時間内に、ある閾値Ｙ未満の場合(ステップＳ０４
）、イーサネット通信のリトライ送信回数ｍを減少させる（ステップＳ７０５）。最小値は発電所向けプラント制御装置での信頼性・制御性を考慮し「３回」とする（ステップＳ７０６）。
【００３５】
通信部１４から制御部１５に伝達された衝突回数カウンタのカウント値が一定時間内に、ある閾値Ｘを超えた場合（ステップＳ７０７）、
（ａ）送信カウンタのカウント値が０以下の場合（ステップＳ７０８）、イーサネット通信の送信処理を実施し（ステップＳ７０９）、送信カウンタ初期化値を通常値ｎのｋ倍（ｋは定数）に変更し(ステップＳ７１０）、衝突を回避するため次回送信時間の間隔を長くする。
（ｂ）送信カウンタのカウント値が０以下でない場合（ステップＳ７１０）、イーサネット通信の送信カウンタ減算回数を（−１〜−ｎ＋１）間ランダムに増加あるいは変動させる(ステップＳ７１１）ことで、制御装置１３と他の制御装置ｎ３とイーサネット通信タ
イミングをずらす。その他の処理（ステップＳ７１２）〜（ステップＳ７１５）は実施の形態１のステップＳ２０７〜Ｓ２１０と同じ処理である。
【００３６】
前記（ａ）、（ｂ）を実施することで他制御装置衝突回避を実施し、トータル衝突回数の削減となりイーサネット通信異常の軽減につながる。
【符号の説明】
【００３７】
１０  ＬＡＮケーブル、
１１、２１、３１、ｎ１  トランシーバ、
１２、２２、３２、ｎ２  ＬＡＮケーブル、
１３、２３、３３、ｎ３  制御装置、
１４、２４、３４、ｎ４  通信部、
１５、２５、３５、ｎ５  制御部、
１６、２６、３６、ｎ６  衝突回数信号、
１７、２７、３７、ｎ７  再送回数信号。
【図１】
0005717683.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0005717683.tif 000005
【図５】
0005717683.tif 000006
【図６】
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【図７】
0005717683.tif 000008