(57)【要約】【課題】上位機器と下位機器との間で、迅速にデータ書き込み等の非定期的動作を行なうことができ、かつ、負荷の多いゲートウェイの負荷を軽減することができるデータ伝送システムを提供する。【解決手段】上位機器１１から、下位機器３Ｂに対して書き込み（非定期的動作）を行なう場合に、ゲートウェイ２１、２２の特にポーリングによるデータ収集（定期的動作）の負荷状況を、それぞれのゲートウェイ２１、２２に接続されている下位機器３の数（第１のゲートウェイ２１は下位機器３Ａ、３Ｂの２局、第２のゲートウェイ２２は下位機器３Ｃの１局）から判断し、低負荷の第２のゲートウェイ２２を介して書き込み（非定期的動作）を行なう。これにより、迅速にデータ書き込み等の非定期的動作を行なうことができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの上位機器と複数の下位機器とが伝送網および複数のゲートウェイを介して接続され、ゲートウェイを介して上位機器と下位機器との間でデータ授受の定期的動作および非定期的動作を行なうデータ伝送システムにおいて、それぞれのゲートウェイが特定の下位機器に対して少なくとも定期的動作を行なうように割り当てられ、上位機器がゲートウェイを介して下位機器に対して非定期的動作を行なう場合には、上位機器は、それぞれのゲートウェイの負荷状態を判断し、負荷の少ないゲートウェイ経由で非定期的動作を行なうようにしたことを特徴とするデータ伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＰＵおよびメモリ装置を有するデータ伝送装置を使用してデータ伝送装置に接続されている機器との間で伝送を用いてデータの授受を行なうシステムに関するものである。
【０００２】
特に、データ伝送装置を備え、監視機能を有する上位機器とその相手機器としてさまざまなデータを持つコントローラやＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）等の下位機器を、ＬＡＮ等の伝送網とゲートウェイを介して接続したときに有用なデータ伝送システムに関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
監視機能を有する上位機器とその相手機器としてさまざまなデータを持つコントローラやＰＬＣ等の下位機器を、ＬＡＮ等の伝送網とゲートウェイを介して接続し、下位機器のデータを上位機器がゲートウェイを介して定期的にポーリング収集したり、上位機器から下位機器にゲートウェイを介してデータの書き込みを行なったりするデータ伝送システムは、既に知られており、種々の監視制御システムに広く採用されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
このような従来のデータ伝送システムの構成例を図１に示す。この図１に示すデータ伝送システムにおいて、ヒューマンインタフェース、データ表示装置等の上位機器１（１１、１２、…）と、データを持っているコントローラやＰＬＣ等の下位機器３（３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、…）におけるデータ収集およびデータ書き込みを、ＬＡＮ等の伝送網４とゲートウェイ２（２１、２２）を介して行なう際には、ゲートウェイ２が複数個接続されていたとしても、それぞれのゲートウェイ２に特定の下位機器３を、登録情報等を利用して割り当てて、特定のゲートウェイ２と特定の下位機器３との間でデータ収集およびデータ書き込みを行なっている。
【０００５】
例としては、上位機器１１がＬＡＮ４を経由して第１のゲートウェイ２１、第２のゲートウェイ２２に接続されており、第１のゲートウェイ２１および第２のゲートウェイ２２はＬＡＮ４を経由して下位機器３Ａ、下位機器３Ｂ、下位機器３Ｃに接続されている。
【０００６】
この従来のデータ伝送システムの動作について、図１及び図３を用いて説明する。
【０００７】
（１）上位機器１１は第１のゲートウェイ２１および第２のゲートウェイ２２を経由して下位機器３Ａ、下位機器３Ｂ、下位機器３Ｃから定期的にポーリングしてデータを収集している。
【０００８】
（２）システム的には自局がデータ収集および書き込みを実施する下位機器等が登録情報として各機器（上位機器１、ゲートウェイ２、下位機器３）内のメモリ等に保存されている。
【０００９】
（３）（２）の登録情報により第１のゲートウェイ２１は下位機器３Ａと下位機器３Ｂに対して、第２のゲートウェイ２２は下位機器３Ｃに対して定期的なポーリングによるデータ収集および非定期的なデータ書き込みをするように登録されているものとする。
【００１０】
（４）第１のゲートウェイ２１は、下位機器３Ａと下位機器３Ｂからデータを定期的なポーリング動作で収集し、それらのデータを上位機器１１に伝送している。
【００１１】
（５）上位機器１１から下位機器３Ｂに書き込む場合は、図３のフローチャートに示すように、下位機器３Ｂに対する書き込みテキストを作成し（ステップＳ３１）、登録情報から、下位機器３Ｂは第１のゲートウェイ２１に接続されていることが分かる（ステップＳ３２）。そこで、第１のゲートウェイ２１を介して下位機器３Ｂにデータを書き込む（ステップＳ３３）。
【００１２】
（６）このようにして、上位機器１１が下位機器３Ｂにデータを書き込む必要が生じた際には、第１のゲートウェイ２１にデータ書き込みをするように伝える。第１のゲートウェイ２１は、上位機器１１の指示により下位機器３Ｂにデータを書き込もうとするが、定期的なポーリング収集動作を実施している場合には、収集動作が完了するまでデータ書き込みを待つこととなる。
【００１３】
（７）定期的なポーリング動作が完了した後、第１のゲートウェイ２１は下位機器３Ｂに上位機器１１の指示データを書き込む。
【００１４】
このように、上位機器１１からゲートウェイ経由での下位機器３Ａ、下位機器３Ｂに対してのデータ書き込みは、第１のゲートウェイ２１が下位機器３Ａ、下位機器３Ｂからの定期的なポーリングによるデータ収集の合間を見て行なっており、緊急性を要するデータ書き込みであったとしても、収集動作完了まで書き込み動作が待たされることとなる。
【００１５】
このようなシステムでは、上位機器１と下位機器３との間でのデータの授受にゲートウェイ２が関与するので、ゲートウェイ２の負荷状況によっては上位機器１と下位機器３との間のデータ書き込みがスムーズに行なわれないこともあり、システムを緊急に制御するためのデータが下位機器３に書き込まれるのに時間がかかり、システム全体が不安定な状態になることも考えられ、システム的に致命的になる場合がある。
【００１６】
【特許文献１】
特開２００２−８４３０４号公報（第２頁、図１）
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来の上位機器１と下位機器３との間のデータ授受を、ゲートウェイ２が介在して行なう従来のシステムにおいては、定期的なポーリング動作が完了するまでデータを書き込むことができないので、定期的なポーリング動作によるゲートウェイ２の負荷が大きければ大きい程、システムに必要なデータ書き込みに遅延が生じ、緊急な設定値等の場合にはシステムが致命的になる場合がある。
【００１８】
本発明は、従来のこのような点に鑑みて為されたもので、上位機器と下位機器との間で、迅速にデータ書き込み等の非定期的動作を行なうことができ、かつ、負荷の多いゲートウェイの負荷を軽減することができるデータ伝送システムを提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、少なくとも一つの上位機器と複数の下位機器とが伝送網および複数のゲートウェイを介して接続され、ゲートウェイを介して上位機器と下位機器との間でデータ授受の定期的動作および非定期的動作を行なうデータ伝送システムにおいて、それぞれのゲートウェイが特定の下位機器に対して少なくとも定期的動作を行なうように割り当てられ、上位機器がゲートウェイを介して下位機器に対して非定期的動作を行なう場合には、上位機器は、それぞれのゲートウェイの負荷状態を判断し、負荷の少ないゲートウェイ経由で非定期的動作を行なうようにしたことを特徴とする。
【００２０】
このような構成の本発明によれば、上位機器と下位機器との間で、迅速にデータ書き込み等の非定期的動作を行なうことができ、かつ、負荷の多いゲートウェイの負荷を軽減することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２２】
本発明の一実施形態に係るデータ伝送システムのシステム構成を図１に、またこの実施形態における上位機器１１の書き込み動作概要フローチャートを図２に示す。
【００２３】
図１に示すように、ヒューマンインタフェース、データ表示装置等の上位機器１（１１、１２、…）とゲートウェイ（ゲートウェイステーション）２（２１、２２）の間はＬＡＮもしくはそれに類する伝送網４によって接続されているものとする。また、ゲートウェイ２（２１、２２）とコントローラやＰＬＣ等の下位機器３（３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、…）の間も、ＬＡＮもしくはそれに類する伝送網４によって接続されているものとする。
【００２４】
上位機器１１は、第１のゲートウェイ２１および第２のゲートウェイ２２に接続されている下位機器３の数等はシステム登録情報を参照することにより判断できる。
【００２５】
第１のゲートウェイ２１には、下位機器３Ａと下位機器３Ｂのデータ収集とデータ書き込みを行なうように登録されているものとする。第２のゲートウェイ２２には、下位機器３Ｃのデータ収集とデータ書き込みを行なうように登録されているものとする。
【００２６】
上位機器１１が下位機器３Ｂに設定値等のデータを書き込もうとした場合に、従来の方法であればシステム登録情報を参照して第１のゲートウェイ２１経由で下位機器３Ｂに書き込みに行くのであるが、本実施形態は、第１のゲートウェイ２１および第２のゲートウェイ２２の登録情報を参照し、データ収集する下位機器３の接続数からゲートウェイ２の負荷状況を判断し、負荷の少ないゲートウェイ２（この場合には第２のゲートウェイ２２）を経由して該当下位機器３（下位機器３Ｂ）にデータを書き込むシステムである。
【００２７】
以下、この実施形態の動作について、図１及び図２を用いて詳細な説明を行なう。
【００２８】
（１）第１のゲートウェイ２１は、システム登録情報に従い下位機器３Ａと下位機器３Ｂのデータを定期的なポーリング動作で収集し、第１のゲートウェイ２１を介して上位機器１１に伝送している。第２のゲートウェイ２２は、システム登録情報に従い下位機器３Ｃのデータを定期的なポーリング動作で収集し第２のゲートウェイ２２を介して上位機器１１に伝送している。
【００２９】
（２）上位機器１１が下位機器３Ｂに設定値等のデータを書き込む場合には、下位機器３Ｂに対する書き込みテキストを作成し（ステップＳ２１）、自局内のシステム登録情報から、第１のゲートウェイ２１および第２のゲートウェイ２２に接続されポーリング動作で収集する下位機器の数を調査する（ステップＳ２２）。
【００３０】
（３）本例の場合では、第１のゲートウェイ２１には下位機器３Ａと下位機器３Ｂの２局が登録され、第２のゲートウェイ２２には下位機器３Ｃの１局が登録されている。
【００３１】
（４）（３）より第２のゲートウェイ２２の方の負荷（特に定期的収集動作の負荷）が少ないと判断する（ステップＳ２３）。
【００３２】
（５）（４）の判断から下位機器３Ｂへのデータ書き込みは、高負荷の第１のゲートウェイ２１を介するのではなく低負荷の第２のゲートウェイ２２を介して実施する（ステップＳ２４）。
【００３３】
以上説明したように、この実施形態においては、それぞれのゲートウェイ２が特定の下位機器３のポーリングによるデータ収集等の定期的動作及び書き込み等の非定期的動作を行なうように分担する形態をとっているデータ伝送システムにおいて、ある上位機器１から、ある下位機器３に対して書き込み等の非定期的動作を行なう場合に、それぞれのゲートウェイ２の特にポーリングによるデータ収集等の定期的動作の負荷状況を、例えばそれぞれのゲートウェイ２に接続されている下位機器３の数から判断し、低負荷のゲートウェイ２を介して書き込み等の非定期的動作を行なうこととしている。従って、迅速に上位機器と下位機器間でデータ書き込み等の非定期的動作を行なうことができ、かつ、負荷の多いゲートウェイ２の負荷を軽減することができるので、システム全体としてゲートウェイ２の負荷分散（負荷分担の最適化）を図ることができる。
【００３４】
例えば、下位機器３の１局について、ゲートウェイ２が１００ｍｓ毎に１回ポーリングによるデータ収集を行なうとすれば、２局の下位機器３（下位機器３Ａ、下位機器３Ｂ）が接続されている第１のゲートウェイ２１は、５０ｍｓ毎に１回ポーリングによるデータ収集を行なうこととなり、１局の下位機器３（下位機器３Ｃ）が接続されている第２のゲートウェイ２２よりもその頻度が高く、高負荷である。一方、データ書き込み等の非定期的動作は、緊急性が高いがその頻度が少ない（例えば、１分間に１回程度）。従って、例えば下位機器３Ｂに対するデータ書き込み等の非定期的動作は、高負荷の第１のゲートウェイ２１を介するのではなく低負荷の第２のゲートウェイ２２を介して実施することにより、高負荷の第１のゲートウェイ２１を介して実施する場合よりも、迅速にデータ書き込み等の非定期的動作を行なうことができ、かつ、第１のゲートウェイ２１の負荷を軽減することができる。
【００３５】
例えば燃焼プラントに適用した場合、下位機器３Ａで温度検出を行ない、下位機器３Ｂで流量制御を行なうものであり、上位機器１１で第１のゲートウェイ２１を介して定期的なポーリングによるデータ収集を行ない、温度が徐々に上がってきてアラーム状態となった場合に、流量を（例えば１００リットル／分から８０リットル／分に）絞るため、上位機器１１から下位機器３Ｂに対して流量の書き込みを行なうとき、第１のゲートウェイ２１を介するのではなく低負荷の第２のゲートウェイ２２を介して行なうことにより、流量の書き込みを迅速に行なうことができる。
【００３６】
なお、上述の説明では、ゲートウェイ２が２台の場合について説明したが、これに限らず３台以上の場合についても同様に実施することができる。また、上位機器１、下位機器３の数についても、上述の数に限らず任意の数とすることができる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明により、上位機器で、ＬＡＮ等の伝送網とゲートウェイを介して、コントローラやＰＬＣ等の下位機器に対してデータ収集等の定期的動作および書き込み等の非定期的動作を行なうシステムにおいて、迅速に上位機器と下位機器間でデータ書き込み等の非定期的動作を行なうことができ、かつ、負荷の多いゲートウェイの負荷を軽減することができるデータ伝送システムを構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態及び従来例のシステム構成を示す図。
【図２】本発明の一実施形態における上位機器の書き込み動作の概要を示すフローチャート。
【図３】従来例における上位機器の書き込み動作の概要を示すフローチャート。
【符号の説明】
１（１１、１２、…）…上位機器
２（２１、２２）…ゲートウェイ
３（３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、…）…下位機器
４…ＬＡＮ等の伝送網
【図１】
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【図２】
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【図３】
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