(57)【要約】      （修正有）【課題】一方向通信装置における受信装置のバッファのデータ記憶状態を検出し、送信装置を制御することによって通信途絶状態が継続されることを防止する一方向通信装置およびこの一方向通信装置が適用されるプラント監視制御システムを提供する。【解決手段】一方向通信装置において、受信装置に設けられたバッファと、このバッファのデータ記憶状態を検出する検出手段と、送信装置に設けられ、検出手段の出力に基づき、送信動作を停止する制御手段とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送信端末と、これらの送信端末からの出力を送信する送信装置と、この送信装置からの信号を受信する受信装置と、この受信装置の信号を再生表示する複数の受信端末とから構成され、前記送信端末から前記受信端末へ一方向にデータ通信を行なわせる一方向通信装置において、前記受信装置に設けられたバッファと、このバッファのデータ記憶状態を検出する検出手段と、前記送信装置に設けられ、前記検出手段の出力に基づき、送信動作を停止する制御手段とを備えたことを特徴とする一方向通信装置。
【請求項２】
前記バッファのデータ記憶状態を検出する検出手段として、前記バッファのデータ通信量を検出する通信量把握部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の一方向通信装置。
【請求項３】
前記バッファのデータ記憶状態を検出する検出手段として、前記バッファの端末間通信時間を検出する端末間通信時間把握部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の一方向通信装置。
【請求項４】
前記バッファのデータ記憶状態を検出する検出手段として、前記バッファのデータ通信量を検出する通信量把握部および前記バッファの端末間通信時間を検出する端末間通信時間把握部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の一方向通信装置。
【請求項５】
前記制御手段として、所定の前記送信端末に前記バッファのデータ記憶状態を検出する検出手段からの出力を受信し、パケット送信する送信制御パケット送信部を設けるとともに他の前記送信端末に前記送信制御パケット送信部からの出力を受信する送信制御パケット受信部を設けことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の一方向通信装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の一方向通信装置を備えたプラント監視制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、通信相手先の不具合により通信途絶状態となることを防止する一方向通信装置およびこの一方向通信装置が適用されるプラント監視制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のプラント監視制御システムにおいては、ファイアウォールを用いず、外部のネットワーク（以下、ＮＷと称す）からの不正アクセスを防ぐとともに内部ＮＷから外部ＮＷへのデータ転送を可能とするため、外部ＮＷと内部ＮＷとの間に、外部から内部への一方向通信路、及び、内部から外部への一方向通信路の２本の通信路からなる通信装置を設置したものが知られている。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３０６４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のような従来の通信装置においては、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）通信の場合、受信端末が通信不可となると、通信データが一方向通信装置内部に滞留し、最終的には一方向通信装置が内部に持つバッファが枯渇してその後の通信を継続できなくなるという問題があった。
この発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、一方向通信装置における受信装置のバッファのデータ記憶状態を検出し、送信装置を制御することによって通信途絶状態が継続されることを防止する一方向通信装置およびこの一方向通信装置が適用されるプラント監視制御システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に係る一方向通信装置は、複数の送信端末と、これらの送信端末からの出力を送信する送信装置と、この送信装置からの信号を受信する受信装置と、この受信装置の信号を再生表示する複数の受信端末とから構成され、前記送信端末から前記受信端末へ一方向にデータ通信を行なわせる一方向通信装置において、前記受信装置に設けられたバッファと、このバッファのデータ記憶状態を検出する検出手段と、前記送信装置に設けられ、前記検出手段の出力に基づき、送信動作を停止する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、一方向通信装置において、通信途絶状態が継続されることを回避して通信を行わせることができるという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】この発明の実施の形態１に係る一方向通信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に係る一方向通信装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態２に係る一方向通信装置を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係る一方向通信装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態３に係る一方向通信装置を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態３に係る一方向通信装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態４に係る一方向通信装置を示すブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態５に係る一方向通信装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
実施の形態１．
以下、この発明を実施の形態である図面を参照して説明する。
この発明の一方向通信装置は、プラント監視制御システムに適用されるものであって、被監視機器のデータを収集して監視制御機器に送信し、監視制御機器の表示に基づいて被監視機器の操作を命令するように構成されたものである。
【０００９】
図１は、この発明の実施の形態１に係る一方向通信装置を示すブロック図である。
図において、この発明の実施の形態１に係る一方向通信装置は、複数の送信端末１、２、３と、これらの送信端末１、２、３からの出力を送信する送信装置４と、送信装置４からの信号を受信する受信装置５と、受信装置５の信号を再生表示し、被監視機器の動作状況を把握するための複数の受信端末６、７、８とから構成されている。
【００１０】
ここで、送信装置４は、一方向のみの通信が可能なデータダイオード等により構成され、受信装置５は、受信した情報を一時的に記憶するバッファ５ａを有し、このバッファ５ａに記憶された情報を順次受信端末６，７，８に送出するように構成されている。このように一方向のみの通信が可能なシステムを構成することにより、通常、外部のネットワークに接続された受信端末６，７，８から送信端末１，２，３に不要なデータが入力されてプラント監視制御システムが異常な動作を行わないようにすることが可能となる。
【００１１】
また、受信装置５には、バッファ５ａのデータ記憶状態を検出する検出手段としてのバッファ５ａのデータ通信量を把握する通信量把握部５ｂと、バッファ５ａに一定量以上の通信データが滞留していることを検知して出力を発生するバッファ枯渇警告出力部５ｃとが設けられている。
一方、送信端末１，２，３には、それぞれ送信装置４にデータを送信する送信部１ａ，２ａ，３ａが設けられ、送信端末１には、バッファ枯渇警告出力部５ｃの出力を受けるバッファ枯渇警告受信部１ｂと、このバッファ枯渇警告受信部１ｂの出力に基づき、送信部１ａ，２ａ，３ａの動作を制御する制御手段としての制御部１ｃとが設けられている。
【００１２】
次に、上述のような構成の一方向通信装置における動作を図２に基づいて説明する。
まず、ステップＳ１において、送信端末１，２，３は、被監視機器の動作状況を示すデータを収集し、送信装置４、受信装置５のバッファ５ａを介して受信端末６，７，８にデータを送信する。このとき、通信量把握部５ｂは、バッファ５ａに一時記憶されたデータ量を検出し、所定値以上のデータが滞留しているか否かを判定する（ステップＳ２）。このステップＳ２において、所定値以上のデータが滞留してないと判定された場合は、所定の周期でバッファ５ａに一時記憶されたデータ量の検出を継続して行う。
【００１３】
一方、受信端末６，７，８の電源をオフして監視を中断する場合、あるいは故障などにより受信が行われない状態になると、バッファ５ａは、一時記憶されたデータを送出することができなくなり、データがバッファ５ａに滞留することになる。この滞留したデータ量が所定値を超えると、通信量把握部５ｂは、出力信号を発生し、バッファ枯渇警告出力部５ｃを介してバッファ枯渇警告受信部１ｂに信号を出力する。（ステップＳ３）
次に、バッファ枯渇警告受信部１ｂの出力信号に基づき、ステップＳ４において、制御部１ｃは、送信部１ａ，２ａ，３ａを制御し、データの送信を停止させる。
【００１４】
この状態は、バッファ５ａに一時記憶されたデータが消滅するか、データ量が減少して受信端末６，７，８が正常動作に復帰するまで継続される。なお、バッファ５ａに一時記憶されたデータが消滅する時間は、通常２時間程度であり、例えば、２時間後に送信動作を再開させるように制御部１ｃを設定すればよく、あるいは、バッファ５ａに滞留したデータが所定値以下となったとき（枯渇状態に近い状態の解消時）、通信量把握部５ｂの出力によりバッファ枯渇警告出力部５ｃおよびバッファ枯渇警告受信部１ｂ、制御部１ｃを介して送信部１ａ，２ａ，３ａを制御し、送信動作を再開させるように制御させてもよい。
以上のように、バッファ５ａのデータ通信量を把握しておき、バッファ５ａが枯渇状態となる前に送信端末１，２，３の送信動作を停止させることにより、バッファ５ａの枯渇を回避し、バッファ５ａに記憶されたデータによる通信状態を維持させることが可能となる。
【００１５】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２に係る一方向通信装置を示すブロック図、図４は、図３における動作を説明するためのフローチャートである。
実施の形態１においては、通信量把握部５ｂによりバッファ５ａのデータ通信量を一括して検出するように構成したが、実施の形態２においては、各送信端末１，２，３に対応する各受信端末６，７，８それぞれの端末間通信量を把握する端末間通信量把握部５ｄを設けるとともに、各送信端末１，２，３にバッファ枯渇警告受信部１ｂ，２ｂ，３ｃおよび制御部１ｃ，２ｃ、３ｃを設け、送受信端末間を個別に制御するように構成したものである。
【００１６】
次に、上述のような構成の一方向通信装置における動作を図４に基づいて説明する。
まず、送信端末１，２，３が送信装置４、受信装置５のバッファ５ａを介して受信端末６，７，８にデータを送信し（ステップＳ１１）、バッファ５ａに一時記憶されたデータ量を検出する。このとき、バッファ５ａは、受信端末６，７，８にそれぞれ対応した記憶領域を有し、各送信端末１，２，３に対応する各受信端末６，７，８それぞれの端末間通信量を端末間通信量把握部５ｄにより把握しており、バッファ５ａの各記憶領域に所定値以上のデータが滞留しているか否かを判定する（ステップＳ１２）。このステップＳ１２において、所定値以上のデータが滞留してない場合は、所定の周期でバッファ５ａに一時記憶されたデータ量の検出を継続して行う。
【００１７】
一方、受信端末６，７，８におけるいずれかの電源をオフして監視を中断する場合、あるいは故障などにより受信が行われない状態になると、バッファ５ａは、一時記憶されたデータを送出することができなくなり、データがバッファ５ａの記憶領域に滞留することになる。この滞留したデータ量が所定値を超えると、通信量把握部５ｄは、出力信号を発生し、バッファ枯渇警告出力部５ｃを介して対応したバッファ枯渇警告受信部１ｂ，２ｂ，３ｂに信号を出力する。（ステップＳ１３）
次に、バッファ枯渇警告受信部１ｂ，２ｂ，３ｂのいずれかの出力信号に基づき、ステップＳ１４において、制御部１ｃ，２ｃ，３ｃは、送信部１ａ，２ａ，３ａを制御し、受信を中断した受信端末６，７，８に対応した送信部１ａ，２ａ，３ａにおけるデータの送信動作を停止させることになる。
その後の受信再開については、上述した実施の形態１と同様に行われる。
【００１８】
このように実施の形態２においては、受信を中断した受信端末に対応する送信端末のみの送信動作を停止するため、他の受信端末については、何ら影響することなく、監視を行わせることが可能となる。
なお、この実施の形態２においては、受信端末６，７，８の受信データ量が異なり、バッファ５ａにおける各記憶領域の許容限度を１メガバイト、２メガバイトなど制限値を異ならせた場合に個別に制御することが可能となる利点がある。
【００１９】
実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３に係る一方向通信装置を示すブロック図、図６は、図５における動作を説明するためのフローチャートである。
実施の形態２においては、バッファ５ａのデータ記憶状態を検出する検出手段としてバッファ５ａのデータ通信量を通信量把握部５ｄにより把握するように構成したが、実施の形態３においては、各送信端末１，２，３に対応する各受信端末６，７，８それぞれの端末間の通信時間を把握する端末間通信時間把握部５ｅを設け、制御部１ｃ，２ｃ、３ｃを個別に制御するように構成したものである。
【００２０】
このような構成のもとで、図６に示すように、まず、送信端末１，２，３が送信装置４、受信装置５のバッファ５ａを介して受信端末６，７，８にデータを送信し（ステップＳ２１）、バッファ５ａに一時記憶されたデータの滞留時間を端末間通信時間把握部５ｅにより検出する。ここで、バッファ５ａに記憶されたデータが所定時間以上、例えば、１０分間以上滞留する場合、バッファ５ａが枯渇する前に、端末間通信時間把握部５ｅは、出力信号を発生し（ステップＳ２２）、バッファ枯渇警告出力部５ｃを介して対応したバッファ枯渇警告受信部１ｂ，２ｂ，３ｂに信号を出力する（ステップＳ２３）。
その後、バッファ枯渇警告受信部１ｂ，２ｂ，３ｂのいずれかの出力信号に基づき、ステップＳ２４において、制御部１ｃ，２ｃ，３ｃは、送信部１ａ，２ａ，３ａを制御し、データの滞留時間が長い受信端末６，７，８に対応した送信部１ａ，２ａ，３ａにおけるデータの送信動作を停止させることになる。
【００２１】
このような実施の形態３によって、バッファ５ａにおけるデータの滞留時間が長い受信端末に対応する送信端末のみの送信動作を停止することができるため、他の受信端末については、何ら影響することなく、監視を行わせることが可能となる。
【００２２】
実施の形態４．
図７は、この発明の実施の形態４に係る一方向通信装置を示すブロック図である。
上述の実施の形態においては、バッファ５ａのデータ通信量または通信時間を把握するように構成したが、実施の形態４においては、各受信端末６，７，８それぞれに対応するバッファ５ａに滞留するデータ量を把握する端末間通信量把握部５ｄと、バッファ５ａにおけるデータの滞留時間を把握する端末間通信時間把握部５ｅを設け、それぞれの出力に基づいて制御手段である制御部１ｃ，２ｃ、３ｃを個別に動作させるように構成したものである。
その他の構成は、実施の形態２、３と同じであるため、同じ符号を付して説明を省略する。
【００２３】
このようにバッファ５ａに滞留するデータ量を把握するとともにデータの滞留時間を把握することによって、バッファ５ａの枯渇状態の発生を一層抑制させることができる。
【００２４】
実施の形態５．
図８は、この発明の実施の形態５に係る一方向通信装置を示すブロック図で、送信端末１にバッファ枯渇警告受信部１ｂの信号を受信してイーサネット（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ：登録商標）を介して送信する送信制御パケット送信部１ｄを設けるとともに、送信端末２，３に送信制御パケット受信部２ｄ、３ｄを設け、送信制御パケット送信部１ｄおよび送信制御パケット受信部２ｄ、３ｄによって送信部１ａ，２ａ，３ａを制御させるように構成したものである。その他の構成は、実施の形態４と同じであるため、同じ符号を付して説明を省略する。
【００２５】
このように複数の送信端末間をイーサネットを介して接続することにより、３台以上の送信端末を制御対象に追加することが容易に可能となる。
【００２６】
以上説明したように、この発明によれば、一方向通信装置において、通信途絶状態が継続されることを回避して通信を維持させることができるという効果を得ることができる。
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、発電プラント、化学プラント、受配電設備、上下水道などのプラント監視制御システムに適用することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１，２，３：送信端末              １ａ，２ａ，３ａ：送信部
１ｂ，２ｂ，３ｂ：警告受信部      １ｃ，２ｃ，３ｃ：制御部
１ｄ：送信制御パケット送信部      ２ｄ、３ｄ：送信制御パケット受信部
４：送信装置      ５：受信装置      ５ａ：バッファ
５ｂ：通信量把握部      ５ｃ：バッファ枯渇警告出力部
５ｄ：端末間通信量把握部      ５ｅ：端末間通信時間把握部
６，７，８：受信端末
【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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