(57)【要約】      （修正有）【課題】異種の冗長化制御システムに適合した制御装置とＩＯネットワークおよびＩＯスレーブ装置との組み合わせにより構成可能な冗長化制御システムを提供する。【解決手段】ネットワーク装置２００Ａと２００Ｂとは、等値化ケーブル４００で互いに接続されている。制御装置１００Ａは、並列冗長方式に適合したＩＯスレーブ装置Ｓ１〜Ｓｎから収集した監視データに基づいた制御データをネットワーク装置２００Ａへ出力する。ネットワーク装置２００Ａは、受け取った制御データをＩＯネットワーク３０Ａを介してＩＯスレーブ装置Ｓ１〜Ｓｎへ転送するとともに、等値化ケーブル４００を介して当該制御データをネットワーク装置２００Ｂへ転送する。ネットワーク装置２００Ｂは、等値化ケーブル４００を介して転送されてきた制御データをＩＯネットワーク３０Ｂを介してＩＯスレーブ装置Ｓ１〜Ｓｎへ転送する。【選択図】図１
2016058011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２のネットワークに各々接続された機器から監視データを収集し、当該監視データに基づいて制御を行う制御システムにおいて、
第１の制御装置と、
第２の制御装置と、
前記第１の制御装置と前記第１のネットワークに接続された第１の中継装置と、
前記第２の制御装置と前記第２のネットワークに接続された第２の中継装置と、
前記第１の中継装置と前記第２の中継装置の通信を仲介する中継装置間通信手段と、
を有し、
前記第１の制御装置と前記第２の制御装置の一方が稼働系、他方が待機系となり、
前記稼働系の制御装置は、収集した監視データに基づいて制御データを生成して自装置に接続された中継装置へ出力し、
前記稼働系の制御装置に接続された中継装置は、前記稼働系の制御装置から受け取った制御データを、自装置に接続されたネットワークを介して制御対象装置へ転送するとともに、前記中継装置間通信手段を介して当該制御データを前記待機系の制御装置に接続された中継装置へ転送し、
前記待機系の制御装置に接続された中継装置は、前記中継装置間通信手段を介して前記稼働系の制御装置に接続された中継装置から転送されてきた制御データを自装置に接続されたネットワークを介して制御対象装置へ転送する
ことを特徴とする制御システム。
【請求項２】
前記第１および前記第２の中継装置の各々は、自装置に接続されたネットワークを介して収集した監視データを前記中継装置間通信手段を介して他方の中継装置へ転送し、当該監視データと前記中継装置間通信手段を介して前記他方の中継装置から転送されてきた監視データとが一致しているか否かを判定し、両者が一致している場合には当該監視データを出力対象として保持する一方、両者が一致していない場合には当該監視データを破棄し、
前記第１および前記第２の中継装置のうちの少なくとも前記稼働系の制御装置に接続された中継装置は、前記出力対象として保持した監視データを、前記稼働系の制御装置へ出力する
ことを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
【請求項３】
第１および第２のネットワークに各々接続された機器から監視データを収集し、当該監視データに基づいて制御を行う制御システムにおいて、
第１の制御装置と、
第２の制御装置と、
前記第１の制御装置と前記第１のネットワークに接続された第１の中継装置と、
前記第２の制御装置と前記第２のネットワークに接続された第２の中継装置と、
前記第１の制御装置と前記第２の制御装置の通信を仲介する制御装置間通信手段と、
を有し、
前記第１の制御装置と前記第２の制御装置の一方が稼働系、他方が待機系となり、
前記稼働系の制御装置は、収集した監視データに基づいて制御データを生成して自装置に接続された中継装置へ転送するとともに、前記制御装置間通信手段を介して当該制御データを前記待機系の制御装置へ転送し、
前記待機系の制御装置は、前記制御装置間通信手段を介して前記稼働系の制御装置から転送されてきた制御データを自装置に接続された中継装置へ転送し、
前記稼働系の制御装置に接続された中継装置と前記待機系の制御装置に接続された中継装置の各々は、自装置に接続された制御装置から転送されてきた制御データを、自装置に接続されたネットワークを介して制御対象装置へ転送する
ことを特徴とする制御システム。
【請求項４】
前記第１の中継装置と前記第２の中継装置の通信を仲介する中継装置間通信手段を有し、
前記第１および前記第２の中継装置の各々は、自装置に接続されたネットワークを介して収集した監視データを前記中継装置間通信手段を介して他方の中継装置へ転送し、当該監視データと前記中継装置間通信手段を介して前記他方の中継装置から転送されてきた監視データとが一致しているか否かを判定し、両者が一致している場合には当該監視データを出力対象として保持する一方、両者が一致していない場合には当該監視データを破棄し、
前記第１および前記第２の中継装置のうちの少なくとも前記稼働系の制御装置に接続された中継装置は、前記出力対象として保持した監視データを、前記稼働系の制御装置へ出力する
ことを特徴とする請求項３に記載の制御システム。
【請求項５】
第１および第２のネットワークに各々接続された機器から監視データを収集し、当該監視データに基づいて制御を行う制御システムにおいて、
第１の制御装置と、
第２の制御装置と、
前記第１の制御装置と前記第１のネットワークに接続された第１の中継装置と、
前記第２の制御装置と前記第２のネットワークに接続された第２の中継装置と、
前記第１の中継装置と前記第２の中継装置の通信を仲介する中継装置間通信手段と、
を有し、
前記第１のネットワークと前記第２のネットワークの一方のネットワークに接続された中継装置は、自装置に接続されたネットワークを介して収集した監視データを、自装置に接続された制御装置へ転送するとともに、前記中継装置間通信手段を介して他方のネットワークに接続された中継装置へ転送し、
前記他方のネットワークに接続された中継装置は、前記中継装置間通信手段を介して前記一方のネットワークに接続された中継装置から転送されてきた監視データを自装置に接続された制御装置へ転送し、
前記第１および前記第２の制御装置の各々は、収集した監視データに基づいて制御データを生成して自装置に接続された中継装置へ転送し、
前記第１および前記第２の中継装置の各々は、自装置に接続された制御装置から受け取った制御データを前記中継装置間通信手段を介して他方の中継装置へ転送し、当該制御データと前記中継装置間通信手段を介して前記他方の中継装置から転送されてきた制御データとが一致しているか否かを判定し、両者が一致している場合には当該制御データを出力対象として保持する一方、両者が一致していない場合には当該制御データを破棄し、
前記第１の中継装置と前記第２の中継装置のいずれか一方の中継装置は、前記出力対象として保持した制御データを、自装置に接続されたネットワークを介して制御対象装置へ転送する
ことを特徴とする制御システム。
【請求項６】
監視データを送信する機器が接続された第１および第２のネットワークの一方に接続されるとともに、一方が稼働系、他方が待機系となる第１および第２の制御装置のうちのいずれか一方の制御装置に接続され、前記稼働系の制御装置が前記監視データに基づいて生成した制御データを制御対象装置へ転送する中継装置において、
前記第１および第２の制御装置のうちの他方の制御装置に接続された他の中継装置と中継装置間通信手段を介して接続され、自装置に接続された制御装置から制御データを受け取った場合および前記中継装置間通信手段を介して前記他の中継装置から制御データを受け取った場合に、受け取った制御データを、自装置に接続されたネットワークを介して制御対象装置へ転送する処理を実行する制御部
を有することを特徴とする中継装置。
【請求項７】
前記制御部は、
自装置に接続されたネットワークを介して収集した監視データを前記中継装置間通信手段を介して前記他の中継装置へ転送し、当該監視データと前記中継装置間通信手段を介して前記他の中継装置から転送されてきた監視データとが一致しているか否かを判定し、両者が一致している場合には当該監視データを出力対象として保持する一方、両者が一致していない場合には当該監視データを破棄し、
少なくとも自装置に接続された制御装置が稼働系である場合、前記出力対象として保持した監視データを、自装置に接続された制御装置へ出力する処理を実行する
ことを特徴とする請求項６に記載の中継装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冗長化された制御システムおよびその中継装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場や各種プラント等の産業施設においては、各種操業を制御するために制御システムと呼ばれる通信システムが構築されることが多い。制御システムには、産業施設内に設置されたセンサからの監視データの収集やその収集結果に応じて電動機等の駆動制御を行う制御装置が含まれている。このような制御装置としては、ＤＣＳ（Distributed Control System：分散型制御システム或いは分散型制御装置）やプログラマブルロジックコントローラ（以下、ＰＬＣ）が用いられる。センサ等の監視対象装置や電動機等の制御対象装置からなる各種の機器（以下、ＩＯスレーブ装置）は、ＩＯネットワークと呼ばれるネットワーク（或いはシリアルバス）に接続される。制御装置は、中継装置（例えば、ゲートウェイ装置）等のネットワーク装置を介してＩＯネットワークに接続される。
【０００３】
この種の制御システムでは、制御システムの信頼性を維持するために、制御システムの冗長化、具体的には制御装置の二重化および監視データのデータ伝送経路の二重化が行われることが一般的である。制御装置の二重化とは、２台の制御装置を連携させたシステム構成を言う。データ伝送経路の二重化とは、例えばＩＯスレーブ装置から二重化された制御装置の一方へ至るデータ伝送経路と、他方へ至るデータ伝送経路とを各々別個に設けることを言う。また、制御装置の二重化とデータ伝送経路の二重化の行われた制御システムのことを冗長化制御システムと呼ぶ。この冗長化制御システムの代表例として、待機冗長制御システムと並列冗長制御システムが挙げられる。
【０００４】
図１２は、待機冗長制御システムの構成例を示す図である。この待機冗長制御システムは、産業施設内に設置されたＩＯスレーブ装置ＳＳ１〜ＳＳｎ（ｎは２以上の整数、図１２ではＳＳ１のみを表示）の監視対象装置から出力される監視データを収集し、それら監視データに基づいて（或いは当該監視データと過去の演算結果に基づいて）ＩＯスレーブ装置ＳＳ１〜ＳＳｎにおける制御対象装置の制御に用いる制御データを演算し、その演算結果である制御データを制御対象装置に供給する制御システムである。図１２の待機冗長制御システムは、２台の制御装置１５Ａおよび１５Ｂと、２台のネットワーク装置２５Ａおよび２５Ｂと、ＩＯネットワーク３０Ａおよび３０Ｂと、ＩＯスレーブ装置ＳＳ１〜ＳＳｎとを含んでいる。制御装置１５Ａには、ネットワーク装置２５Ａが接続されている。ネットワーク装置２５Ａには、ＩＯネットワーク３０Ａを介して各ＩＯスレーブ装置ＳＳ１〜ＳＳｎが接続されている。制御装置１５Ａ、ネットワーク装置２５ＡおよびＩＯネットワーク３０Ａは、第１の制御系（以下、Ａ系と呼ぶ）を構成している。制御装置１５Ｂには、ネットワーク装置２５Ｂが接続されている。ネットワーク装置２５Ｂには、ＩＯネットワーク３０Ｂを介して各ＩＯスレーブ装置ＳＳ１〜ＳＳｎが接続されている。制御装置１５Ｂ、ネットワーク装置２５ＢおよびＩＯネットワーク３０Ｂは、第２の制御系（以下、Ｂ系と呼ぶ）を構成している。そして、制御装置１５Ａと制御装置１５Ｂとは、等値化ケーブル４０によって接続されている。
【０００５】
待機冗長制御システムでは、Ａ系とＢ系のうちの一方が稼働系となり、他方が待機系となる。図１２の例では、Ａ系が稼働系となっており、Ｂ系が待機系となっている。稼働系の制御装置１５Ａは、ネットワーク装置２５ＡとＩＯネットワーク３０Ａとを介して各ＩＯスレーブ装置ＳＳ１〜ＳＳｎから監視データを収集し、制御データを求めるための演算を行う。また、稼働系の制御装置１５Ａは、演算結果である制御データをネットワーク装置２５ＡとＩＯネットワーク３０Ａとを介して各ＩＯスレーブ装置ＳＳ１〜ＳＳｎに送る。一方、待機系の制御装置１５Ｂは、稼働系の制御装置１５Ａの停止に備える。
【０００６】
待機冗長制御システムでは、稼働系の制御装置１５Ａは、各ＩＯスレーブ装置ＳＳ１〜ＳＳｎから収集した監視データや当該制御装置１５Ａが生成した制御データを複製して等値化ケーブル４０を介して待機系の制御装置１５Ｂに送る。待機系の制御装置１５Ｂは、等値化ケーブル４０を介して送られてきた監視データおよび制御データで待機系の制御装置１５Ｂが保持する監視データおよび制御データを等値化する。このような待機冗長制御システムは特許文献１や特許文献２に開示されている。
【０００７】
図１３は、並列冗長制御システムの構成例を示す図である。図１３の並列冗長制御システムは、図１２の待機冗長制御システムと同様に産業施設内に敷設された制御システムである。図１３の並列冗長制御システムでは、制御装置１０Ａ、ネットワーク装置２０ＡおよびＩＯネットワーク３０Ａから構成される制御系（Ａ系）と、制御装置１０Ｂ、ネットワーク装置２０ＢおよびＩＯネットワーク３０Ｂから構成される制御系（Ｂ系）との両方が稼働系として動作する。Ａ系の制御装置１０Ａは、図１２の稼働系の制御装置１５Ａと同様に、ネットワーク装置２０ＡおよびＩＯネットワーク３０Ａを介してＩＯスレーブ装置Ｓ１〜Ｓｎ（図１３ではＳ１のみを表示）から監視データを収集する。Ｂ系の制御装置１０Ｂは、Ａ系の制御装置１０Ａと同様に、ネットワーク装置２０ＢおよびＩＯネットワーク３０Ｂを介してＩＯスレーブ装置Ｓ１〜Ｓｎから監視データを収集する。
【０００８】
各制御装置１０Ａおよび１０Ｂは、ＩＯスレーブ装置Ｓ１〜Ｓｎから監視データを収集すると、当該監視データを複製し、複製した監視データを等値化ケーブル４０を介してペア系の制御装置１０Ｂおよび１０Ａに送る。なお、ペア系とは、Ａ系に対するＢ系のことであり、Ｂ系に対するＡ系のことである。各制御装置１０Ａおよび１０Ｂは、ネットワークを介して取得した監視データと等値化ケーブル４０を介してペア系の制御装置から取得した監視データとが同一であるか否かを判定する。各制御装置１０Ａおよび１０Ｂは、それらの監視データが同一である場合、当該監視データに基づいて制御データを算出する一方、それらの監視データが同一でない場合、当該監視データを破棄する。そして、各制御装置１０Ａおよび１０Ｂは、各々が生成した制御データをＩＯスレーブ装置Ｓ１〜Ｓｎに送る。
【０００９】
また、並列冗長制御システムでは、各ＩＯスレーブ装置Ｓ１〜Ｓｎは、Ａ系のＩＯネットワーク３０Ａを介して送られてきた制御データとＢ系のＩＯネットワーク３０Ｂを介して送られてきた制御データとが同一であるか否かを判定する。各ＩＯスレーブ装置Ｓ１〜Ｓｎは、それらの制御データが同一である場合、当該制御データを制御対象装置の制御に使用する一方、それらの制御データが同一でない場合、当該制御データを破棄する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１３−１２０９４号公報
【特許文献２】特開２０１３−１５２６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、既存の制御システムを更新（リプレイス）する際、更新費用を抑えるなどの理由から、制御システムの一部のみを更新することがある。例えば、並列冗長制御システムにおいて、ＩＯネットワークおよびＩＯスレーブ装置はそのまま残し、制御装置およびネットワーク装置を新規の装置に取り換えるという具合である。この場合、新規の制御装置およびネットワーク装置として、並列冗長制御システムに適合した装置を導入する必要がある。これは、前述したように、各制御装置の動作および各ＩＯスレーブ装置の動作が待機冗長制御システムと並列冗長制御システムとで異なるからである。
【００１２】
しかしながら、例えば並列冗長制御システムに適合する制御装置は、待機冗長制御システムに適合する制御装置に比べ、市場に流通する量が減少しつつある。このため、既存の制御システムが並列冗長制御システムであった場合、ＩＯスレーブ装置等を残しつつ制御装置等を新規の装置に取り換えることが困難になりつつある。また、これ以外にも、種々の理由により、既存のＩＯスレーブ装置に適合した制御装置やネットワーク装置を導入することが困難な場合がある。このように、現状は、制御装置とＩＯネットワークおよびＩＯスレーブ装置の両方を並列冗長制御システムに適合したものに統一し、あるいは制御装置とＩＯネットワークおよびＩＯスレーブ装置の両方を待機冗長制御システムに適合したものに統一することが困難になりつつある。
【００１３】
本発明は以上に説明した課題に鑑みて為されたものであり、異種の冗長化制御システムに適合した制御装置とＩＯネットワークおよびＩＯスレーブ装置との組み合わせにより構成可能な冗長化制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために本発明の制御システムは、第１および第２のネットワークに各々接続された機器から監視データを収集し、当該監視データに基づいて制御を行う制御システムとして以下の構成の制御システムを提供する。この制御システムは、第１の制御装置と、第２の制御装置と、第１の制御装置と第１のネットワークに接続された第１の中継装置と、第２の制御装置と第２のネットワークに接続された第２の中継装置と、第１の中継装置と第２の中継装置の通信を仲介する中継装置間通信手段とを有している。この制御システムでは、第１の制御装置と第２の制御装置の一方が稼働系、他方が待機系となる。稼働系の制御装置は、収集した監視データに基づいて制御データを生成して自装置に接続された中継装置へ出力する。この制御システムでは、稼働系の制御装置に接続された中継装置は、稼働系の制御装置から受け取った制御データを、自装置に接続されたネットワークを介して制御対象装置へ転送するとともに、中継装置間通信手段を介して当該制御データを待機系の制御装置に接続された中継装置へ転送する。また、待機系の制御装置に接続された中継装置は、中継装置間通信手段を介して稼働系の制御装置に接続された中継装置から転送されてきた制御データを自装置に接続されたネットワークを介して制御対象装置へ転送する。
また、本発明は、このような制御システムを実現する中継装置（第１の中継装置および第２の中継装置）を提供する。
【００１５】
本発明の制御システムでは、稼働系の制御装置から出力された制御データは、第１のネットワークを介して制御対象装置へ送られるとともに、第２のネットワークを介して制御対象装置へ送られる。すなわち、制御対象装置は、制御データを第１のネットワークと第２のネットワークの両方から取得することができる。このため、本発明の制御システムでは、並列冗長制御システムに適合した制御対象装置を適切に稼働させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
従って、本発明によれば、冗長化制御システムにおける設備選択の自由度を上げることができる。具体的には、既存の冗長化制御システムの一部を維持しつつ、既存の冗長化制御システムとは異なる冗長化制御システムに適合する設備を適用することができる。例えば、既存の制御システムが並列冗長制御システムであった場合において、ＩＯスレーブ装置として既存の並列冗長化システムに適合した設備を維持しつつ、制御装置を待機冗長制御システムに適合した新規の制御装置に取り換えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態の制御システム１Ａの構成例を示す図である。
【図２】同制御システム１Ａに含まれるネットワーク装置２００の構成例を示す図である。
【図３】同制御システム１ＡにおけるＩＮデータ（監視データ）の流れを示すブロック図である。
【図４】同ネットワーク装置２００の制御部２１０が実行するＩＯデータ管理処理部２５４２ａのうちのＩＮデータ管理処理の内容を示すフローチャートである。
【図５】同制御システム１ＡにおけるＯＵＴデータ（制御データ）の流れを示すブロック図である。
【図６】同ネットワーク装置２００の制御部２１０が実行するＩＯデータ管理処理部２５４２ａのうちのＯＵＴデータ管理処理の内容を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２実施形態の制御システム１Ｂの構成例をＩＮデータの流れとともに示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態の制御システム１Ｂの構成例をＯＵＴデータの流れとともに示す図である。
【図９】同制御システム１Ｂのネットワーク装置２０００の制御部２１０が実行するＩＯデータ管理処理部のうちのＩＮデータ管理処理の内容を示すフローチャートである。
【図１０】同ネットワーク装置２０００の制御部２１０が実行するＩＯデータ管理処理部のうちのＯＵＴデータ管理処理の内容を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の変形例（１）の制御システムの構成例を示す図である。
【図１２】従来の待機冗長制御システムの構成例を示す図である。
【図１３】従来の並列冗長制御システムの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。
（Ａ：第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態である制御システム１Ａの構成例を示す図である。この制御システム１Ａは、前掲図１３に示したシステムと同様に、産業施設内に敷設された制御システムである。図１では図１３におけるものと同一の構成要素には同一の符号が付されている。図１と図１３とを対比すれば明らかなように、制御システム１Ａは、以下の３つの点が図１３に示す従来の制御システム（従来の並列冗長制御システム）と異なる。第１に、制御装置１０Ａおよび１０Ｂの代わりに制御装置１００Ａおよび１００Ｂを有する点である。第２に、ネットワーク装置２０Ａおよび２０Ｂの代わりにネットワーク装置２００Ａおよび２００Ｂを有する点である。そして、第３に、ネットワーク装置２００Ａとネットワーク装置２００Ｂが等値化ケーブル４００により接続されている点である。なお、図１３では、複数のＩＯスレーブ装置Ｓ１〜ＳｎのうちのＩＯスレーブ装置Ｓ１のみを示していたが、図１では、複数のＩＯスレーブ装置Ｓ１〜Ｓｎを示している。
【００１９】
制御装置１００Ａ、ネットワーク装置２００ＡおよびＩＯネットワーク３０Ａは、第１の制御系（Ａ系）を構成しており、制御装置１００Ｂ、ネットワーク装置２００ＢおよびＩＯネットワーク３０Ｂは、第２の制御系（Ｂ系）を構成している。制御システム１Ａにおける制御装置１００Ａおよび制御装置１００Ｂは、図１２の制御装置１５Ａおよび１５Ｂと同様に、待機冗長制御システムに適合した装置である。図１では、Ａ系の制御装置１００Ａが稼働系となっており、Ｂ系の制御装置１００Ｂが待機系となっている。このため、稼働系の制御装置１００Ａは、ＩＯスレーブ装置Ｓ１〜Ｓｎから取得した監視データに基づいて制御データを生成すると、当該制御データを複製して等値化ケーブル４０を介して待機系の制御装置１００Ｂに送り、待機系の制御装置１００Ｂでは制御データの等値化を行う。以後、稼働系の制御装置１００ＡがＩＯスレーブ装置Ｓ１〜Ｓｎから収集する監視データのことをＩＮデータと呼ぶ。
【００２０】
故障や保守メンテナンス等の原因によりＡ系が稼働系としての動作を継続するのが困難になると、Ａ系は稼働系から待機系に切り替わり、Ｂ系は、待機系から稼働系に切り替わる。以後、Ｂ系の制御装置１００Ｂは、稼働系の制御装置として動作し、ＩＯスレーブ装置Ｓ１〜Ｓｎの制御を継続する。稼働系と待機系の切り替えは、等値化ケーブル４０を介して制御装置１００Ａおよび１００Ｂの各状態を示す状態データの通信を行うことにより実現される。以後、制御装置１００Ａおよび１００Ｂを区別しない場合には、制御装置１００と表記する。
【００２１】
制御システム１ＡにおけるＩＯネットワーク３０Ａおよび３０ＢとＩＯスレーブ装置Ｓ１〜Ｓｎは、図１３のそれと同様に、並列冗長制御システムに適合した設備である。すなわち、ＩＯスレーブ装置Ｓ１〜Ｓｎは、ＩＯネットワーク３０Ａを介して送られてくる制御データとＩＯネットワーク３０Ｂを介して送られてくる制御データとが同一であるか否かを判定し、両者が一致した場合に、その一致した制御データを制御対象装置の制御に使用する。以後、ＩＯネットワーク３０Ａおよび３０Ｂを介してＩＯスレーブ装置Ｓ１〜Ｓｎに転送される制御データのことをＯＵＴデータと呼ぶ。
【００２２】
ネットワーク装置２００Ａとネットワーク装置２００Ｂの各々は本発明による中継装置の一実施形態である。ネットワーク装置２００Ａおよび２００Ｂは、例えば、ゲートウェイ装置である。ネットワーク装置２００Ａおよび２００Ｂは、待機冗長制御システムに適合する制御装置１００と並列冗長制御システムに適合するＩＯスレーブ装置Ｓ１〜Ｓｎとの間においてＩＮデータおよびＯＵＴデータを中継する役割を果たす。以後、ネットワーク装置２００Ａおよび２００Ｂを区別しない場合には、ネットワーク装置２００と表記する。
【００２３】
本実施形態では、ネットワーク装置２００についても稼動系と待機系の区別がある。より詳細に説明すると、ネットワーク装置２００は、自身の接続先の制御装置１００からの指示により、接続先の制御装置１００が稼動系であれば、稼動系のネットワーク装置２００として振る舞い、逆に接続先の制御装置１００が待機系であれば、待機系のネットワーク装置２００として振る舞う。図１では、ネットワーク装置２００Ａが稼働系となり、ネットワーク装置２００Ｂが待機系となる。そして、制御装置１００についての稼動系と待機系の切り替えが発生すると、ネットワーク装置２００についても、その切り替えに従属して稼動系と待機系とが切り替えられる。
【００２４】
等値化ケーブル４００は、ネットワーク装置２００Ａおよび２００Ｂ間の通信を仲介する中継装置間通信手段の役割を果たす。本実施形態による制御システム１Ａでは、等値化ケーブル４００を利用してＩＮデータ（監視データ）がペア系のネットワーク装置２００のＩＮデータ（監視データ）と同一であるか否かの判定をネットワーク装置２００に行わせている。以下、本実施形態の特徴を顕著に示すネットワーク装置２００を中心に詳細に説明する。
【００２５】
図２は、ネットワーク装置２００の構成例を示す図である。図２に示すように、ネットワーク装置２００は、制御部２１０、第１通信インタフェース（以下、インタフェースをＩ／Ｆと略記）部２２０、第２通信Ｉ／Ｆ部２３０、第３通信Ｉ／Ｆ部２４０、記憶部２５０、およびこれら構成要素間のデータ授受を仲介するバス２６０を含んでいる。
【００２６】
第１通信Ｉ／Ｆ部２２０、第２通信Ｉ／Ｆ部２３０および第３通信Ｉ／Ｆ部２４０の各々は、例えばＮＩＣ（Network Interface Card）である。第１通信Ｉ／Ｆ部２２０は通信バッファ２２２を含んでおり、第２通信Ｉ／Ｆ部２３０は通信バッファ２３２を含んでおり、第３通信Ｉ／Ｆ部２４０は通信バッファ２４２を含んでいる。通信バッファ２２２、２３２および２４２は、送受信するデータを一時的に蓄積する揮発性の記憶装置である。第１〜第３通信Ｉ／Ｆ部２２０〜２４０の役割は以下の通りである。
【００２７】
第１通信Ｉ／Ｆ部２２０はＩＯネットワークに接続されている。より詳細に説明すると、ネットワーク装置２００Ａの第１通信Ｉ／Ｆ部２２０はＩＯネットワーク３０Ａに接続されており、ネットワーク装置２００Ｂの第１通信Ｉ／Ｆ部２２０はＩＯネットワーク３０Ｂに接続されている。第１通信Ｉ／Ｆ部２２０は、接続先のＩＯネットワークから送信されてくるデータの受信、および接続先のＩＯネットワークへのデータの送出を行う。
【００２８】
第２通信Ｉ／Ｆ部２３０は通信線を介して制御装置に接続されている。より詳細に説明すると、ネットワーク装置２００Ａの第２通信Ｉ／Ｆ部２３０は制御装置１００Ａに接続されており、ネットワーク装置２００Ｂの第２通信Ｉ／Ｆ部２３０は制御装置１００Ｂに接続されている。第２通信Ｉ／Ｆ部２３０は、その接続先の制御装置から送信されてくるデータの受信、および接続先の制御装置へのデータの送出を行う。
【００２９】
第３通信Ｉ／Ｆ部２４０は等値化ケーブル４００の接続されるポートを有しており、当該ポートには等値化ケーブル４００が接続される。第３通信Ｉ／Ｆ部２４０は、等値化ケーブル４００を介して他方の（ペア系の）ネットワーク装置２００とＩＮデータおよびＯＵＴデータの送受信を行う。
【００３０】
記憶部２５０は、図２に示すように揮発性記憶部２５２と不揮発性記憶部２５４とを有している。不揮発性記憶部２５４は例えばフラッシュＲＯＭである。不揮発性記憶部２５４には中継制御プログラム２５４２が予め格納されている。揮発性記憶部２５２は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）である。揮発性記憶部２５２は、中継制御プログラム２５４２を実行するためのワークエリアとして使用される。揮発性記憶部２５２の記憶領域には、ＩＯデータ領域２５２２が含まれている。ＩＯデータ領域２５２２は、制御装置１００へ伝送するＩＮデータを一時的に蓄積するＩＮデータ領域と、ＩＯネットワーク３０Ａおよび３０Ｂに送出するＯＵＴデータを一時的に蓄積するＯＵＴデータ領域を含む記憶領域である。また、揮発性記憶部２５２は、自系ＩＮデータバッファ２５２４およびペア系ＩＮデータバッファ２５２６を含んでいる。自系ＩＮデータバッファ２５２４は、自ネットワーク装置２００に接続されたＩＯネットワークを介してＩＯスレーブ装置Ｓ１〜Ｓｎから受信したＩＮデータを一時的に蓄積するバッファである。ペア系ＩＮデータバッファ２５２６は、等値化ケーブル４００を介してペア系のネットワーク装置２００から受信したＩＮデータを一時的に蓄積するバッファである。
【００３１】
制御部２１０は、例えばＣＰＵ（中央演算装置）である。制御部２１０は記憶部２５０（より正確には不揮発性記憶部２５４）に記憶されている中継制御プログラム２５４２を実行することにより、ネットワーク装置２００の制御中枢として機能する。
【００３２】
制御部２１０は、ネットワーク装置２００の電源（図示略）の投入或いはリセットを契機として不揮発性記憶部２５４から揮発性記憶部２５２へ中継制御プログラム２５４２を読み出し、その実行を開始する。中継制御プログラム２５４２は、サブルーチンとしてＩＯデータ管理処理部２５４２ａを含む。制御部２１０がこのＩＯデータ管理処理部２５４２ａを実行することによりＩＯデータ管理機能が実現される。このＩＯデータ管理機能には、ＩＮデータおよびＯＵＴデータの中継機能などが含まれる。ＩＯデータ管理処理部２５４２ａの詳細については、動作例において詳述する。また、中継制御プログラム２５４２に従って動作する制御部２１０は、接続先の制御装置１００の動作状態を監視し、その監視結果に応じて稼働／待機の切り替えを行うための稼働／待機フラグを設定する処理などを行う。
以上がネットワーク装置２００の構成である。
【００３３】
次に、ネットワーク装置２００を中心に本実施形態の制御システム１Ａの動作例を説明する。なお、以下に説明する動作例では制御装置１００Ａおよびネットワーク装置２００Ａが稼働系であり、制御装置１００Ｂおよびネットワーク装置２００Ｂが待機系であるとする。図３は、制御システム１ＡにおけるＩＮデータの流れを示すブロック図である。図３の矢印はＩＮデータを示している。
【００３４】
ＩＯスレーブ装置Ｓ１〜Ｓｎの各々は、入力信号（若しくはセンサ等の出力信号）をサンプリングしてＩＯネットワーク３０Ａへ送出するＩＮデータ（監視データ）とＩＯネットワーク３０Ｂへ送出するＩＮデータ（監視データ）とを生成し、各々のＩＮデータを当該ＩＯネットワーク３０Ａおよび３０Ｂへ送出する。ＩＯスレーブ装置Ｓ１〜Ｓｎが送出するＩＮデータには、当該ＩＮデータの送信先および送信元を示す情報（通信アドレスやノード番号）と当該ＩＮデータを一意に示す識別子等とを含むヘッダが付与されている。ＩＯスレーブ装置Ｓ１〜Ｓｎの各々からＩＯネットワーク３０Ａへ送出されたＩＮデータは、ネットワーク装置２００Ａへ伝送される。また、ＩＯスレーブ装置Ｓ１〜Ｓｎの各々からＩＯネットワーク３０Ｂへ送出されたＩＮデータは、ネットワーク装置２００Ｂへ伝送される。ネットワーク装置２００Ａに伝送されるＩＮデータ（ＩＮデータＡと呼ぶ）とネットワーク装置２００Ｂに伝送されるＩＮデータ（ＩＮデータＢと呼ぶ）は、基本的には同一のデータであるが、各々をサンプリングする際のサンプリングタイミングのズレにより微妙に異なる場合がある。
【００３５】
ＩＯネットワークを介して送信されてくるＩＮデータは、第１通信Ｉ／Ｆ部２２０の通信バッファ２２２に書き込まれる。具体的には、ネットワーク装置２００Ａの第１通信Ｉ／Ｆ部２２０の通信バッファ２２２には、ＩＮデータＡが書き込まれ、ネットワーク装置２００Ｂの第１通信Ｉ／Ｆ部２２０の通信バッファ２２２には、ＩＮデータＢが書き込まれる。
【００３６】
ネットワーク装置２００の制御部２１０は、第１通信Ｉ／Ｆ部２２０の通信バッファ２２２へのＩＮデータの書き込み（換言すれば、接続先のＩＯネットワークからのＩＮデータの受信）を契機としてＩＯデータ管理処理部２５４２ａのうちのＩＮデータに関するＩＮデータ管理処理を実行する。図４は、このＩＯデータ管理処理部２５４２ａのうちのＩＮデータ管理処理の内容を示すフローチャートである。
【００３７】
まず、ネットワーク装置２００の制御部２１０は、第１通信Ｉ／Ｆ２２０の通信バッファ２２２に書き込まれたＩＮデータを読み出して自系ＩＮデータバッファ２５２４に書き込む（図４：ステップＳＡ１１０）。本動作例では、Ａ系のネットワーク装置２００Ａの自系ＩＮデータバッファ２５２４にＩＮデータＡが書き込まれ、Ｂ系のネットワーク装置２００Ｂの自系ＩＮデータバッファ２５２４にＩＮデータＢが書き込まれる。
【００３８】
次に、制御部２１０は、自系ＩＮデータバッファ２５２４にＩＮデータを保持しつつ、自系ＩＮデータバッファ２５２４のＩＮデータを複製して第３通信Ｉ／Ｆ部２４０の通信バッファ２４２に書き込む。そして、制御部２１０は、第３通信Ｉ／Ｆ部２４０の通信バッファ２４２に書き込まれたＩＮデータを等値化ケーブル４００を介してペア系のネットワーク装置２００に送信する（ステップＳＡ１２０）。本動作例では、Ａ系のネットワーク装置２００Ａの制御部２１０は、自装置が取得したＩＮデータＡを等値化ケーブル４００を介してＢ系のネットワーク装置２００Ｂに送信し、Ｂ系のネットワーク装置２００Ｂの制御部２１０は、自装置が取得したＩＮデータＢを等値化ケーブル４００を介してＡ系のネットワーク装置２００Ａに送信する。等値化ケーブル４００を介して送信されたＩＮデータは、ペア系のネットワーク装置２００の第３通信Ｉ／Ｆ部２４０の通信バッファ２４２に書き込まれる。
【００３９】
制御部２１０は、第３通信Ｉ／Ｆ部２４０の通信バッファ２４２へのペア系のＩＮデータの書き込み（換言すれば、等値化ケーブル４００を介したペア系のネットワーク装置２００からのＩＮデータの受信）を契機として後続の処理を行う。制御部２１０は、ペア系のネットワーク装置２００からＩＮデータを受信すると、第３通信Ｉ／Ｆ部２４０の通信バッファ２４２に書き込まれたペア系のＩＮデータをペア系ＩＮデータバッファ２５２６に書き込む（ステップＳＡ１３０）。本動作例では、Ａ系のネットワーク装置２００Ａのペア系ＩＮデータバッファ２５２６にＩＮデータＢが書き込まれ、Ｂ系のネットワーク装置２００Ｂのペア系ＩＮデータバッファ２５２６にＩＮデータＡが書き込まれる。
【００４０】
次に、制御部２１０は、自系ＩＮデータバッファ２５２４に書き込まれたＩＮデータとペア系ＩＮデータバッファ２５２６に書き込まれたＩＮデータとを比較して、それらのＩＮデータが同一である否かを判定する（ステップＳＡ１４０）。ステップＳＡ１４０の判定結果が“Ｙｅｓ”である場合、制御部２１０は、揮発性記憶部２５２のＩＯデータ領域２５２２（より詳細には、ＩＯデータ領域２５２２内のＩＮデータ領域）に自系ＩＮデータバッファ２５２４内のＩＮデータを書き込み（ステップＳＡ１５０）、ステップＳＡ１６０の処理に進む。すなわち、自系ＩＮデータバッファ２５２４のＩＮデータとペア系ＩＮデータバッファ２５２６のＩＮデータとが同一であった場合、制御部２１０は、ＩＮデータは正常なデータであるとして、当該ＩＮデータを制御装置１００に出力可能にする。一方、ステップＳＡ１４０の判定結果が“Ｎｏ”である場合、制御部２１０は、ＩＯデータ領域２５２２へのＩＮデータの書き込み（ステップＳＡ１５０）は行わずにステップＳＡ１６０の処理に進む。すなわち、自系ＩＮデータバッファ２５２４のＩＮデータとペア系ＩＮデータバッファ２５２６のＩＮデータとが同一でなかった場合、制御部２１０は、ＩＮデータ（より詳細には、自系ＩＮデータバッファ２５２４のＩＮデータとペア系ＩＮデータバッファ２５２６のＩＮデータのいずれか一方のＩＮデータあるいはその両方のＩＮデータ）は異常なデータであるとして当該ＩＮデータを破棄し、当該ＩＮデータを制御装置１００に出力しないようにする。このように本実施形態では、等値化ケーブル４００を介した通信により等値化されたＩＮデータ（ステップＳＡ１４０の判定結果が“Ｙｅｓ”となったＩＮデータ）のみが制御装置１００への出力対象としてＩＯデータ領域２５２２へ書き込まれる。
【００４１】
次にステップＳＡ１６０に進むと、制御部２１０は、自装置は稼働系であるか待機系であるか（換言すると、自装置が稼働系として動作しているか否か）を判定する。具体的には、制御部２１０は、揮発性記憶部２５２内の稼働／待機フラグを参照し、当該フラグの値が稼働系を示す値であれば、自装置は稼働系として動作していると判定する。ステップＳＡ１６０の判定結果が“Ｙｅｓ（稼働系）”であれば、制御部２１０は、第２通信Ｉ／Ｆ部２３０を介してＩＯデータ領域２５２２内のＩＮデータを制御装置１００へ送信（ステップＳＡ１７０）した後にＩＯデータ管理処理部２５４２ａの処理を終了する（ステップＳＡ１８０）。本動作例では、ネットワーク装置２００Ａの制御部２１０が実行するＩＯデータ管理処理部２５４２ａでは、ステップＳＡ１６０の判定結果は“Ｙｅｓ（稼働系）”となる。このため、ネットワーク装置２００Ａの制御部２１０は、ＩＯデータ領域２５２２内のＩＮデータを制御装置１００Ａへ送信する。
【００４２】
一方、ステップＳＡ１６０の判定結果が“Ｎｏ（待機系）”であれば、制御部２１０は、ＩＮデータの出力（ステップＳＡ１７０）を行わずに当該ＩＮデータをＩＯデータ領域２５２２内に保持したままＩＯデータ管理処理部２５４２ａの処理を終了する（ステップＳＡ１８０）。本動作例では、ネットワーク装置２００Ｂの制御部２１０が実行するＩＯデータ管理処理部２５４２ａでは、ステップＳＡ１６０の判定結果は“Ｎｏ（待機系）”となる。このため、ネットワーク装置２００Ｂの制御部２１０は、ＩＮデータを制御装置１００Ｂへ送信しない。
【００４３】
また、待機系のネットワーク装置２００Ｂでは、正常なＩＮデータをＩＯデータ領域２５２２内に保持している。そして、待機系のネットワーク装置２００Ｂは、自装置が待機系から稼働系に切り替わった際に、ＩＯデータ領域２５２２内のＩＮデータを待機系から稼働系に切り替わった制御装置１００Ｂに出力する。これにより、時間的に連続して収集されるＩＮデータのデータ列が稼働／待機の切り替えの際に一時的に途切れるのを回避する。
以上が、ＩＯデータ管理処理部２５４２ａのうちのＩＮデータ管理処理の内容である。
【００４４】
次に、ＩＮデータ管理処理部２５４２ａのうちのＯＵＴデータに関するＯＵＴデータ管理処理について説明する。図５は、制御システム１ＡにおけるＯＵＴデータの流れを示すブロック図である。図５の矢印はＯＵＴデータを示している。また、図６は、ＩＯデータ管理処理部２５４２ａのＯＵＴデータ管理処理の内容を示すフローチャートである。
【００４５】
まず、ネットワーク装置２００の制御部２１０は、自装置が稼働系であるか待機系であるか（換言すると、自装置が稼働系として動作しているか否か）を定期的に判定する（図６：ステップＳＢ１１０）。このステップＳＢ１１０は、図４のステップＳＡ１６０と同様の処理である。本動作例では、ネットワーク装置２００Ａの制御部２１０が実行するＩＯデータ管理処理部２５４２ａでは、ステップＳＢ１１０の判定結果は“Ｙｅｓ（稼働系）”となり、ネットワーク装置２００Ｂの制御部２１０が実行するＩＯデータ管理処理部２５４２ａでは、ステップＳＢ１１０の判定結果は“Ｎｏ（待機系）”となる。
【００４６】
ステップＳＢ１１０の判定結果が“Ｙｅｓ（稼働系）”である状態において、第２通信Ｉ／Ｆ部２３０の通信バッファ２３２へのＯＵＴデータの書き込み（換言すると、制御装置１００からのＯＵＴデータの受信）を契機として、制御部２１０は、ステップＳＢ１２０以降の処理を行う。制御装置１００からＯＵＴデータを受信すると、制御部２１０は、揮発性記憶部２５２のＩＯデータ領域２５２２（より詳細には、ＩＯデータ領域２５２２のＯＵＴデータ領域）に第２通信Ｉ／Ｆ部２３０の通信バッファ２３２内のＯＵＴデータを書き込む（ステップＳＢ１２０）。本動作例では、Ａ系のネットワーク装置２００ＡのＩＯデータ領域２５２２にＯＵＴデータが書き込まれる。
【００４７】
ステップＳＢ１２０の処理に後続して、制御部２１０は、ＩＯデータ領域２５２２内のＯＵＴデータを複製して第３通信Ｉ／Ｆ部２４０の通信バッファ２４２に書き込む。そして、制御部２１０は、第３通信Ｉ／Ｆ部２４０の通信バッファ２４２のＯＵＴデータを等値化ケーブル４００を介してペア系のネットワーク装置２００に送信する（ステップＳＢ１３０）。本動作例では、ネットワーク装置２００Ａの制御部２１０は、ＩＯデータ領域２５２２内のＯＵＴデータを複製してネットワーク装置２００Ｂに送信する。
【００４８】
一方、ステップＳＢ１１０の判定結果が“Ｎｏ（待機系）”である状態において、第３通信Ｉ／Ｆ部２４０の通信バッファ２４２へのＯＵＴデータの書き込み（換言すると、等値化ケーブル４００を介したＯＵＴデータの受信）を契機として、制御部２１０は、ステップＳＢ１４０以降の処理を行う。すなわち、ペア系のネットワーク装置２００からＯＵＴデータを受信すると、制御部２１０は、揮発性記憶部２５２のＩＯデータ領域２５２２（より詳細には、ＩＯデータ領域２５２２のＯＵＴデータ領域）に第３通信Ｉ／Ｆ部２４０の通信バッファ２４２のＯＵＴデータを書き込む（ステップＳＢ１４０）。本動作例では、ネットワーク装置２００ＢのＩＯデータ領域２５２２にネットワーク装置２００Ａから送られてきたＯＵＴデータが書き込まれる。
【００４９】
ステップＳＢ１３０およびステップＳＢ１４０に後続して、制御部２１０は、第１通信Ｉ／Ｆ部２２０の通信バッファ２２２にＯＵＴデータを書き込む（ステップＳＢ１５０）。より詳細には、稼働系のネットワーク装置（本動作例ではネットワーク装置２００Ａ）の制御部２１０は、揮発性記憶部２５２のＩＯデータ領域２５２２内のＯＵＴデータを読み出して通信バッファ２２２に書き込む。待機系のネットワーク装置（本動作例ではネットワーク装置２００Ｂ）の制御部２１０は、第３通信Ｉ／Ｆ２４０の通信バッファ２４２のＯＵＴデータを読み出して通信バッファ２２２に書き込む。ステップＳＢ１５０の後、制御部２１０は、ＩＯデータ管理処理部２５４２ａのＯＵＴデータ管理処理を終了する（ステップＳＢ１６０）。
【００５０】
第１通信Ｉ／Ｆ部２２０の通信バッファ２２２に書き込まれたＯＵＴデータは、ＩＯスレーブ装置Ｓ１〜ＳｎからのＯＵＴデータの読み出し処理に応じてＩＯネットワークを介して当該ＩＯスレーブ装置Ｓ１〜Ｓｎに出力される。ＩＯスレーブ装置Ｓ１〜Ｓｎは、Ａ系のＩＯネットワーク３０Ａを介してＡ系のネットワーク装置２００ＡからＯＵＴデータ（ＯＵＴデータＡと呼ぶ）を読み出すとともに、Ｂ系のＩＯネットワーク３０Ｂを介してＢ系のネットワーク装置２００ＢからＯＵＴデータ（ＯＵＴデータＢと呼ぶ）を読み出す。Ａ系のネットワーク装置２００Ａから読み出したＯＵＴデータＡとＢ系のネットワーク装置２００Ｂから読み出したＯＵＴデータＢは、基本的には同一のデータであるが、微妙に異なる場合がある。そのため、ＩＯスレーブ装置Ｓ１〜Ｓｎは、Ａ系のネットワーク装置２００Ａから読み出したＯＵＴデータＡとＢ系のネットワーク装置２００Ｂから読み出したＯＵＴデータＢとが同一であるか否かを判定する。そして、それらが同一である場合にそのＯＵＴデータを制御対象装置の制御に使用し、それらが同一でない場合にはそのＯＵＴデータを破棄する。
以上が本実施形態の制御システム１Ａの動作例である。
【００５１】
このように、本実施形態の制御システム１Ａにおいて、制御装置１００Ａおよび１００Ｂは、待機冗長制御システムの制御装置として動作する。また、例えばＡ系が稼働系、Ｂ系が待機系である場合、稼働系の制御装置１００Ａが生成したＯＵＴデータ（制御データ）は、ネットワーク装置２００Ａ、ＩＯネットワーク３０Ａを介してＩＯスレーブ装置Ｓ１〜Ｓｎへ転送される一方、ネットワーク装置２００Ａ、等値化ケーブル４００、ネットワーク装置２００ＢおよびＩＯネットワーク３０Ｂを介してＩＯスレーブ装置Ｓ１〜Ｓｎへ転送される。すなわち、ＩＯスレーブ装置Ｓ１〜Ｓｎは、ＯＵＴデータをＡ系のＩＯネットワーク３０ＡとＢ系のＩＯネットワーク３０Ｂの両方から取得することができる。このため、制御システム１Ａでは、並列冗長制御システムに適合したＩＯスレーブ装置Ｓ１〜Ｓｎを適切に稼働させることができる。
【００５２】
このように本実施形態によれば、既存の制御システムが並列冗長制御システムであった場合において、ＩＯスレーブ装置として既存の並列冗長制御システムに適合した設備を維持しつつ、制御装置を待機冗長制御システムに適合した新規の制御装置に取り換えることができる。また、本実施形態によれば、既存の制御システムが待機冗長制御システムであった場合において、既存の制御システムのうちの制御装置を維持しつつ、ＩＯスレーブ装置を待機冗長システムに適合するＩＯスレーブ装置に取り換えることができる。すなわち、本実施形態のネットワーク装置を用いた冗長化制御システムによれば、既存の冗長化制御システムの一部を維持しつつ、既存の冗長化制御システムとは異なる冗長化制御システムに適合する設備を適用することができる。従って、本実施形態のネットワーク装置を用いた冗長化制御システムによれば、冗長化制御システムにおける設備選択の自由度を上げることができる。
【００５３】
また、図１３に示す並列冗長制御システムでは、Ａ系の監視データとＢ系の監視データとが同一であるか否かの判定を制御装置が行っていた。これに対して、本実施形態の制御システム１Ａでは、Ａ系およびＢ系の各ネットワーク装置２００が、等値化ケーブル４００を介してペア系のネットワーク装置２００との間でＩＮデータ（監視データ）の授受を行って、Ａ系およびＢ系の監視データが同じか否かを判定し、Ａ系とＢ系とで同じであると判定されたＩＮデータ、すなわち、等値化されたＩＮデータを稼働系のネットワーク装置２００が稼働系の制御装置１００に転送するようにした。このため、本実施形態の制御システム１Ａでは、制御装置１００は、ペア系の制御装置１００との間で、等値化ケーブル４０を介してＩＮデータの等値化のための通信を行う必要がなく、また、Ａ系のＩＮデータとＢ系のＩＮデータとが同一であるか否かの判定を行う必要もない。従って、本実施形態によれば、制御装置１００の負担を軽減することができる。
【００５４】
（Ｂ：第２実施形態）
図７および図８は、本発明の第２実施形態の制御システム１Ｂの構成例を示す図である。図７には、矢印によってＩＮデータの流れが示されており、図８には、矢印によってＯＵＴデータの流れが示されている。本実施形態による制御システム１Ｂは、制御装置１００Ａおよび１００Ｂに代えて制御装置１０００Ａおよび１０００Ｂを、ネットワーク装置２００Ａおよび２００Ｂに代えてネットワーク装置２０００Ａおよび２０００Ｂを有する点において第１実施形態による制御システム１Ａと異なる。第１実施形態による制御システム１Ａでは、稼働系として動作しているＡ系の制御装置１００Ａと同ネットワーク装置２００Ａとの間でＩＮデータおよびＯＵＴデータの送受信を行い、待機系であるＢ系の制御装置１００Ｂと同ネットワーク装置２００Ｂとの間ではＩＮデータおよびＯＵＴデータの送受信を行っていなかった。これに対して、本実施形態による制御システム１Ｂでは、稼働系として動作しているＡ系の制御装置１０００Ａと同ネットワーク装置２０００Ａとの間でＩＮデータおよびＯＵＴデータの送受信を行うとともに、待機系であるＢ系の制御装置１０００Ｂと同ネットワーク装置２０００Ｂとの間においてもＩＮデータおよびＯＵＴデータの送受信を行うものである。
【００５５】
ネットワーク装置２０００Ａおよび２０００Ｂを区別しない場合には、ネットワーク装置２０００と表記する。ネットワーク装置２０００は、ＩＯデータ管理処理部（上記第１実施形態におけるＩＯデータ管理処理部２５４２ａに相当）の処理内容が第１実施形態のネットワーク装置２００と異なる。
【００５６】
制御装置１０００Ａおよび１０００Ｂを区別しない場合には、制御装置１０００と表記する。制御装置１０００は、第１実施形態の制御装置１００と同様の構成要素を含んでいる。図示は省略したが、制御装置１０００は、通信線を介してネットワーク装置２０００に接続される第１通信Ｉ／Ｆ部と、等値化ケーブル４０を介して他の（ペア系の）制御装置１０００に接続される第２通信Ｉ／Ｆ部とを含んでいる。ネットワーク装置２０００に接続される第１通信Ｉ／Ｆ部は、通信バッファ１２２を含んでいる。ペア系の制御装置１０００に接続される第２通信Ｉ／Ｆ部は、通信バッファ１４２を含んでいる。通信バッファ１２２および１４２は、送受信するデータを一時的に蓄積する揮発性の記憶装置である。また、制御装置１０００は、ＩＮデータおよびＯＵＴデータを一時的に蓄積するＩＯデータ領域１５２２を含む揮発性記憶部を有している。また、制御装置１０００は、ＩＮデータおよびＯＵＴデータに関する処理の内容が第１実施形態の制御装置１００と異なる。
【００５７】
次に、本実施形態の制御システム１Ｂの動作例を説明する。図９は、本実施形態によるネットワーク装置２０００の制御部２１０が実行するＩＯデータ管理処理部のうちのＩＮデータに関するＩＮデータ管理処理の内容を示すフローチャートである。図９と第１実施形態の図４とを対比すると明らかなように、本実施形態のＩＯデータ管理処理部のＩＮデータ管理処理は、自系が稼働系であるか待機系であるかの判定が削除されている点において第１実施形態のＩＯデータ管理処理部２５４２のＩＮデータ管理処理と異なる。より詳細には、制御部２１０は、揮発性記憶部２５２のＩＯデータ領域２５２２（より詳細にはＩＯデータ領域２５２２のＩＮデータ領域）にＩＮデータを書き込んだ後（ステップＳＡ１５０）、自装置が稼働系であるか待機系であるかに関わらず、ＩＯデータ領域２５２２内のＩＮデータを第２通信Ｉ／Ｆ部２３０を介して制御装置１０００に送信する（ステップＳＡ１７０）。本動作例では、ネットワーク装置２０００ＡがＩＮデータを制御装置１０００Ａに送信するとともに、ネットワーク装置２０００ＢがＩＮデータを制御装置１０００Ｂに送信する（図７参照）。そして、制御装置１０００は、通信バッファ１２２にＩＮデータが書き込まれると（換言すると、ＩＮデータを受信すると）、通信バッファ１２２のＩＮデータを読み出して揮発性記憶部のＩＯデータ領域１５２２（より詳細には、ＩＯデータ領域１５２２のＩＮデータ領域）に書き込む。
以上がＩＮデータに関する動作である。
【００５８】
次に、ＯＵＴデータに関する動作を説明する。従来の並列冗長制御システム（図１３）と異なり、本実施形態による制御システム１Ｂでは、稼働系の制御装置１０００のみが、収集したＩＮデータに基づいてＯＵＴデータを生成する。稼働系の制御装置１０００は、このＯＵＴデータを複製して、複製したＯＵＴデータを等値化ケーブル４０を介して待機系の制御装置１０００に送信する。より詳細に説明する。制御装置１０００は、自装置が稼働系である状態において、揮発性記憶部のＩＯデータ領域１５２２からＯＵＴデータを読み出して複製し、複製したＯＵＴデータを通信バッファ１４２に書き込む。後続して、制御装置１０００は、通信バッファ１４２に書き込まれたＯＵＴデータを等値化ケーブル４０を介してペア系（待機系）のネットワーク装置２０００に送信する。本動作例では、Ａ系の制御装置１０００ＡからＢ系の制御装置１０００Ｂへ複製されたＯＵＴデータが送信される。一方、制御装置１０００は、自装置が待機系である状態において、通信バッファ１４２にＯＵＴデータが書き込まれると（換言すると、稼働系の制御装置１０００からＯＵＴデータを受信すると）、揮発性記憶部のＩＯデータ領域１５２２（より詳細にはＩＯデータ領域１５２２のＯＵＴデータ領域）に通信バッファ１４２のＯＵＴデータを書き込む。
【００５９】
制御装置１０００間でＯＵＴデータを送受信した後、制御装置１０００は、ＩＯデータ領域１５２２内のＯＵＴデータを読み出して通信バッファ１２２に書き込む。本動作例では、Ａ系の制御装置１０００Ａの通信バッファ１２２にＯＵＴデータ（ＯＵＴデータＡと呼ぶ）が書き込まれるとともに、Ｂ系の制御装置１０００Ｂの通信バッファ１２２にＯＵＴデータ（ＯＵＴデータＢと呼ぶ）が書き込まれる。そして、各制御装置１００は、通信バッファ１２２内のＯＵＴデータ（ＯＵＴデータＡおよびＯＵＴデータＢ）を各々に接続されたネットワーク装置２０００に出力する。本動作例では、制御装置１０００ＡがＯＵＴデータＡをネットワーク装置２０００Ａに出力するとともに、制御装置１０００ＢがＯＵＴデータＢをネットワーク装置２０００Ｂに出力する。
【００６０】
図１０は、本実施形態によるネットワーク装置２０００の制御部２１０が実行するＩＯデータ管理処理部のＯＵＴデータ管理処理の内容を示すフローチャートである。第２通信Ｉ／Ｆ部２３０の通信バッファ２３２へのＯＵＴデータの書き込み（換言すると、制御装置１０００からのＯＵＴデータの受信）を契機として、ネットワーク装置２０００の制御部２１０は、ステップＳＤ１１０以降の処理を行う。すなわち、本実施形態のネットワーク装置２００では、自装置が稼働系であるか待機系であるかに関わらずステップＳＤ１１０以降の処理を行う。より詳細には、制御部１０００からＯＵＴデータを受信すると、制御部２１０は、揮発性記憶部２５２のＩＯデータ領域２５２２（より詳細にはＩＯデータ領域２５２２のＯＵＴデータ領域）に第２通信Ｉ／Ｆ２３０の通信バッファ２３２のＯＵＴデータを書き込む（ステップＳＤ１１０）。本動作例では、Ａ系のネットワーク装置２０００ＡのＩＯデータ領域２５２２にＯＵＴデータＡが書き込まれるとともに、Ｂ系のネットワーク装置２０００ＢのＩＯデータ領域２５２２にＯＵＴデータＢが書き込まれる。
【００６１】
次に、制御部２１０は、ＩＯデータ領域２５２２内からＯＵＴデータを読み出して第１通信Ｉ／Ｆ部２２０の通信バッファ２２２に書き込み（ステップＳＤ１２０）、ＯＵＴデータ管理処理を終了する（ステップＳＤ１３０）。本動作例では、ネットワーク装置２０００Ａの第１通信Ｉ／Ｆ部２２０の通信バッファ２２２にＯＵＴデータＡが書き込まれるとともに、ネットワーク装置２０００Ｂの第１通信Ｉ／Ｆ部２２０の通信バッファ２２２にＯＵＴデータＢが書き込まれる。そして、通信バッファ２２２に書き込まれたＯＵＴデータ（ＯＵＴデータＡおよびＯＵＴデータＢ）は、第１実施形態と同様にしてＩＯスレーブ装置Ｓ１〜Ｓｎに出力される。
以上が本実施形態の制御システム１Ｂの動作例である。
【００６２】
このように、本実施形態の制御システム１Ｂにおいても、例えばＡ系が稼働系、Ｂ系が待機系である場合、稼働系の制御装置１０００Ａが生成したＯＵＴデータは、ＩＯネットワーク３０Ａを介してＩＯスレーブ装置Ｓ１〜Ｓｎへ転送される一方、ＩＯネットワーク３０Ｂを介してＩＯスレーブ装置Ｓ１〜Ｓｎへ転送される。従って、本実施形態においても第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００６３】
（Ｃ：変形）
以上本発明の第１および第２実施形態について説明したが、これら実施形態に以下の変形を加えても勿論良い。
（１）上記第１および第２実施形態の制御システムは、並列冗長制御システムに適合するＩＯスレーブ装置Ｓ１〜Ｓｎにネットワーク装置２００および２０００を介して待機冗長制御システムに適合する制御装置１００および１０００を組み合わせたものであった。しかし、待機冗長制御システムに適合するＩＯスレーブ装置にネットワーク装置を介して並列冗長制御システムに適合する制御装置を組み合わせても良い。図１１は、この変形例（１）の制御システムの構成例を示すブロック図である。図１１には、実線の矢印によりＩＮデータの流れが示されており、破線の矢印によりＯＵＴデータの流れが示されている。Ａ系（稼働系）のネットワーク装置２０５Ａは、ＩＮデータを取得すると、Ａ系（稼働系）の制御装置１０５ＡにＩＮデータを送るとともに、等値化ケーブル４００を介してＢ系（待機系）のネットワーク装置２０５ＢにもＩＮデータを送る。ネットワーク装置２０５Ｂは、等値化ケーブル４００を介してＩＮデータを取得すると、Ｂ系の制御装置１０５ＢにＩＮデータを送る。各制御装置１０５Ａおよび１０５Ｂは、制御装置間の等値化ケーブル４０を介してペア系のＩＮデータを取得し、自系のネットワーク装置から取得したＩＮデータとペア系の制御装置から取得したＩＮデータとが同一であるか否かを判定する。
【００６４】
また、各ネットワーク装置２０５Ａおよび２０５Ｂは、自装置に接続された制御装置からＯＵＴデータを受け取ると、受け取ったＯＵＴデータを自装置に保持するとともに、当該ＯＵＴデータを複製して等値化ケーブル４００を介してペア系のネットワーク装置に送信する。各ネットワーク装置２０５Ａおよび２０５Ｂは、ペア系のネットワーク装置からＯＵＴデータを受信すると、自装置に保持したＯＵＴデータと当該ペア系から送られてきたＯＵＴデータとが一致しているか否かを判定する。各ネットワーク装置２０５Ａおよび２０５Ｂは、その判定結果が一致している旨を示すものである場合には、ＩＯデータ領域に当該ＯＵＴデータを書き込む一方、その判定結果が一致していない旨を示すものである場合には、ＩＯデータ領域へのＯＵＴデータの書き込みを行わない。そして、ネットワーク装置２０５Ａおよび２０５Ｂのいずれか一方のネットワーク装置は、ＩＯスレーブ装置ＳＳ１〜ＳＳｎからの読み出し処理によってＩＯデータ領域のＯＵＴデータをＩＯスレーブ装置ＳＳ１〜ＳＳｎへ送信する。
【００６５】
ネットワーク装置２０５Ａおよび２０５Ｂがこのような動作を行うことで、待機冗長制御システムに適合するＩＯスレーブ装置と並列冗長制御システムに適合する制御装置とを含んだ制御システムを実現することができる。この変形例（１）の態様によれば、既存の制御システムが並列冗長制御システムであった場合において、既存の制御システムのうちの制御装置を維持しつつ、ＩＯスレーブ装置を待機冗長制御システムに適合する新規のＩＯスレーブ装置に取り換えることができる。また、この変形例（１）の態様によれば、既存の制御システムが待機冗長制御システムであった場合において、ＩＯスレーブ装置として既存の待機冗長制御システムに適合した設備を維持しつつ、制御装置を並列冗長制御システムに適合した新規の制御装置に取り換えることができる。
【００６６】
（２）並列冗長制御システムに適合するＩＯスレーブ装置にネットワーク装置を介して並列冗長制御システムに適合する制御装置を組み合わせても良い。この態様は、ネットワーク装置が第２実施形態のネットワーク装置２０００と同様の動作を行うことで実現することができる。
【００６７】
（３）上記各実施形態では、ＩＯスレーブ装置から収集した監視データを制御装置へ転送するゲートウェイ装置への本発明の適用例を説明した。しかし、本発明の適用対象はゲートウェイ装置に限定される訳ではなく、ルータやリピータ、スイッチングハブなどの他の種類の中継装置であっても良い。さらに、本発明の中継装置に接続されるネットワークはＩＯネットワークなどの制御系ネットワークやシリアルバスに限定される訳ではなく、ＴＣＰなどの汎用通信プロトコルにしたがったデータ通信を仲介する一般的な情報系ネットワークであっても良い。要は、監視データを収集し、当該監視データを使用した演算を実行する制御装置と、監視データを出力する機器に接続されたネットワークとに接続され、当該ネットワークを介して受信したデータを当該制御装置へ転送する中継装置であれば、本発明を適用可能である。
【００６８】
（４）上記各実施形態の制御システムに含まれるネットワーク装置（中継装置）を単体で提供する（すなわち、製造・販売する）態様であっても良い。また、同ネットワーク装置と制御装置とを組み合わせて提供しても良いし、同ネットワーク装置とＩＯスレーブ装置やＩＯネットワークを構成するケーブルなどとを組み合わせて提供しても良い。既存の制御システムの一部のみを更新する態様では、ネットワーク装置と制御装置のみを更新する態様や、ネットワーク装置のみを更新する態様などが現実的だからである。
【００６９】
（５）上記各実施形態では、本発明の特徴を顕著に示すＩＯデータ管理処理をソフトウェアにより実現した。しかし、ＩＯデータ管理処理を実行する手段を電子回路で構成し上記各実施形態のネットワーク装置を構成しても良い。また、上記実施形態では中継装置間通信手段として等値化ケーブルを用いたが、無線ＬＡＮインタフェースなどの無線通信手段を中継装置間通信手段として用いても良い。また、Ａ系のネットワーク装置とＢ系のネットワーク装置とが１つの筐体に実装される場合には、両装置の接続されるバスを中継装置間通信手段として用いても良い。制御装置間通信手段についても同様である。
【００７０】
（６）上記各実施形態において、ネットワーク装置２００は、自装置に接続された制御装置１００が稼働系である場合のみ等値化されたＩＮデータ（監視データ）を当該制御装置１００に転送した。しかし、ネットワーク装置２００は、自装置に接続された制御装置１００が稼働系であるか待機系であるかに拘わらず、等値化されたＩＮデータを当該制御装置１００に転送するようにしてもよい。この場合、稼働系の制御装置１００と待機系の制御装置１００は、各々の接続先のネットワーク装置２００から受け取ったＩＮデータに基づいて制御データを生成する演算を実行し、演算結果である制御データを等値化ケーブル４０を介してペア系の制御装置１００に転送する。そして、稼働系の制御装置１００と待機系の制御装置１００は、自系において生成した制御データのうちペア系から受信した制御データと一致した制御データ（すなわち、等値化された制御データ）を制御対象装置への出力対象として保持する。そして、稼働系の制御装置１００がこの出力対象である制御データを自装置に接続されたネットワーク装置２００に転送するのである。この態様においても上記各実施形態と同様な効果が得られる。
【符号の説明】
【００７１】
１Ａ，１Ｂ…制御システム、１００Ａ，１００Ｂ，１０００Ａ，１０００Ｂ，１０５Ａ，１０５Ｂ…制御装置、２００Ａ，２００Ｂ，２０００Ａ，２０００Ｂ，２０５Ａ，２０５Ｂ…ネットワーク装置、２１０…制御部、２２０…第１通信Ｉ／Ｆ部、２２２，２３２，２４２…通信バッファ、２３０…第２通信Ｉ／Ｆ部、２４０…第３通信Ｉ／Ｆ部、２５０…記憶部、２５２…揮発性記憶部、２５２２…ＩＯデータ領域、２５２４…自系ＩＮデータバッファ、２５２６…ペア系ＩＮデータバッファ、２５４…不揮発性記憶部、２５４２…中継制御プログラム、２５４２ａ…ＩＯデータ管理処理部、２６０…バス、３０Ａ，３０Ｂ…ＩＯネットワーク、４０，４００…等値化ケーブル、Ｓ１〜Ｓｎ，ＳＳ１〜ＳＳｎ…ＩＯスレーブ装置。
【図１】
2016058011.tif 000003
【図２】
2016058011.tif 000004
【図３】
2016058011.tif 000005
【図４】
2016058011.tif 000006
【図５】
2016058011.tif 000007
【図６】
2016058011.tif 000008
【図７】
2016058011.tif 000009
【図８】
2016058011.tif 000010
【図９】
2016058011.tif 000011
【図１０】
2016058011.tif 000012
【図１１】
2016058011.tif 000013
【図１２】
2016058011.tif 000014
【図１３】
2016058011.tif 000015