(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上位装置と、制御バスを介して前記上位装置と通信するフィールドコントロールステーションとよりなる分散型制御装置において、
前記とフィールドコントロールステーションにＩ／Ｏバスを介して接続されるローカルノードと、
このローカルノードに広域回線網を介して接続される１個又は複数個のリモートノードと、を具備し、
前記リモートノードの自己診断をデータ更新周期の監視で実行する場合に、前記リモートノードの自己診断周期をユーザ設定により前記ローカルノードの自己診断周期を超える設定を選択可能としたことを特徴とする分散型制御装置。
【請求項２】
前記広域回線網が専用回線サービス網で実現された、
請求項１記載の分散型制御装置。
【請求項３】
前記広域回線網が無線ＬＡＮで実現された、
請求項１記載の分散型制御装置。
【請求項４】
前記ローカルノードからの前記リモートノードへの通信開始より無応答監視時間を越えて応答のない場合には、無応答と判断し次のリモートノードに対して通信を開始することを特徴とする、
請求項１乃至３のいずれかに記載の分散型制御装置。
【請求項５】
前記ローカルノードからの前記リモートノードへの通信に対して無応答の回数が無応答試行回数を超えて連続的に無応答の場合に前記リモートノードを異常状態と判断することを特徴とする、
請求項４記載の分散型制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分散型制御装置におけるフィールドコントロールステーション(以下ＦＣＳ)に接続されるローカルノードより通信モジュールを介して拡張接続される遠隔地のリモートノードへの接続を、一般的なルータやゲートウェイ経由で容易に接続することができるようにする機能に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２に基づいて分散型制御装置における従来技術によるリモートノードの拡張接続態様を説明する。
１は上位装置であるヒューマンインターフェイスステーション（以下ＨＩＳ）、３は制御バス２を介してＨＩＳ１と通信するＦＣＳである。４はＩ／Ｏバス、５はＩ／Ｏバス４を介してＦＣＳ３と通信するローカルノードである。
【０００３】
必要に応じて、制御バス２は適当な通信手段６を介して遠隔地の別の制御バス７に延長され、この制御バスにＦＣＳ８、Ｉ／Ｏバス９、ローカルノード１０が同様に接続されている。
【０００４】
ローカルノード５において、ＰＳＵは電源モジュール、複数のモジュールＩＯＭは、フィールド機器と通信するインターフェイスモジュールである。２個のモジュールＳＢ４０１は、Ｉ／Ｏバス４を介してＦＣＳと通信する通信モジュールであり、二重化されている。
【０００５】
２個のモジュールＥＢ４０１は、ＥＲバス（10MbpsのＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）(10Base2)）１１を介してリモートノード１２の通信モジュールＥＢ５０１と接続する通信モジュールであり、二重化されている。ＥＲ１１は、光リピータ等の中継手段１３により最大で２ｋｍ程度まで延長することが可能である。
同様に、１４は二重化されていないＥＲバスであり、他のリモートノード１５に接続される。１６は、ＥＲバス１４に挿入された延長用の中継手段である。
【０００６】
これらリモートノード１２、１５においてもローカルノード５と同様に電源モジュールＰＳＵ、フィールド機器と通信する複数の入出力インターフェイスモジュールＩＯＭを有する。ローカルノードの通信モジュールＥＢ４０１は、ＥＲバス１１、１３を経由してフィールド入出力情報を収集(設定)し、ＦＣＳ３より参照可能としている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ＥＲバスの延長距離は、光リピータ等の中継手段により最大２ｋｍまで延長可能であるが、リモートノードまでの距離が２ｋｍを超える場合や、物理的にＥＲバスの敷設ができない場合には、リモートノードを使用することができなかった。
【０００８】
本発明の目的は、光リピータ等の中継手段によるバスの延長距離の制約がなく、かつ物理的な敷設の障害無しにリモートノードを自由に接続可能な機能を有する分散型制御装置を実現することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載発明の特徴は、上位装置と、制御バスを介して前記上位装置と通信するフィールドコントロールステーションとよりなる分散型制御装置において、前記とフィールドコントロールステーションにＩ／Ｏバスを介して接続されるローカルノードと、このローカルノードに広域回線網を介して接続される１個又は複数個のリモートノードと、を具備し、前記リモートノードの自己診断をデータ更新周期の監視で実行する場合に、前記リモートノードの自己診断周期をユーザ設定により前記ローカルノードの自己診断周期を超える設定を選択可能とした点にある。
【００１０】
請求項２記載発明の特徴は、
前記広域回線網が専用回線サービス網で実現された点にある。
【００１１】
請求項３記載発明の特徴は、
前記広域回線網が無線ＬＡＮで実現された点にある。
【００１２】
請求項４記載発明の特徴は、
前記ローカルノードからの前記リモートノードへの通信開始より無応答監視時間を越えて応答のない場合には、無応答と判断し次のリモートノードに対して通信を開始する点にある。
【００１３】
請求項５記載発明の特徴は、
前記ローカルノードからの前記リモートノードへの通信に対して無応答の回数が無応答試行回数を超えて連続的に無応答の場合に前記リモートノードを異常状態と判断する点にある。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明実施態様を、図面を用いて説明する。図１は本発明を適用した分散型制御装置の構成を説明する機能ブロック図であり、図２で説明した従来装置と同一要素については同一符号を付して説明を省略する。
【００１６】
本発明の特徴部は、ローカルノード５とリモートノード１２を、ＥＲバス１１及び広域回線網１７を介して結合した構成にある。１７、１８は二重化されたＥＲバスを広域回線網１７に接続するルータである。２０、２１も同様なルータであり、ハブ２２，２３を介してリモートノードの通信モジュールと広域回線網１７を接続する。なお、実施例ではルータを用いているが、これ以外の中継装置、例えばゲートウェイ等を用いてもよい。
【００１７】
ローカルノード５におけるＥＲバス１１との通信モジュールＥＢ４０２は、図２の通信モジュールＥＢ４０１と同等の機能を有する、広域接続専用の通信モジュールである。
【００１８】
ＥＲバスは、前述のように１０ＭｂｐｓのＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）(10Base2)であり（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）は登録商標）、その回線上の通信としてＴＣＰ／ＩＰプロトコルを使用している。そのため、ネットワーク機器メーカから市販されている一般的なルータやゲートウェイと容易に接続することが可能である。
【００１９】
さらに、これらのルータやゲートウェイには広域回線網や無線に対応したものが存在するため、ＥＲバスをこれらの機器で中継することにより、距離の延長や非接触形通信を実現することが可能である。
【００２０】
一方、ＥＲバスの伝送速度が１０Ｍｂｐｓであるのに対して、広域回線網は十分な伝送能力を持っていない場合がある。この場合、伝送遅延が大きくなるため、リモートノードのＩＯＭに接続されたフィールド機器の状態管理、状態設定・収集について、伝送遅延の影響を受ける一部の機能が利用できなくなったり、設定内容を変更する等の対応が必要になる。
【００２１】
広域回線網１７は、専用回線サービス網のことであり、高速デジタル回線サービス(64k〜6Mbps)やフレームリレーサービス(64k〜6Mbps)などを想定している。この広域回線網は、無線ＬＡＮな等その他の中継機能と置きかえることも可能である。
【００２２】
次に、従来技術において実施されている各種機能に対して、本発明の広域回線網を導入する場合の対応処置につき説明する。
（１）ＩＯＭ立上げ手順タイムアップ監視
初期起動時のＩＯＭ立上手順については、立ち上がりまでの各ステップを時間監視しており、監視時間をオーバーした場合はＩＯＭ異常と判定している。
広域回線網を導入する場合のＩＯＭ立上げ手順タイムアップ監視時間については、広域対応リモートノードに属するＩＯＭの監視時間を延長する。
【００２３】
（２）ＩＯＭ立ち上がり時のモジュール状態レジスタ監視のバイパス
ＩＯＭ起動直後にＩＯＭのモジュール状態レジスタの値が不定になる場合があり、その間、モジュール状態レジスタの状態監視をバイパスしている。広域対応リモートノードに属するＩＯＭの立ち上がり時には、モジュール状態レジスタの状態監視時間を延長する。
【００２４】
（３）ＥＲバス通信モジュール（ＥＢ４０２）制御権切換条件監視
二重化されている通信モジュールＥＢ４０２について、各ＥＢ４０２毎に、接続されているリモートノードの動作状態を収集している。各通信モジュールが収集した動作状態を比較し、制御側の通信モジュールが収集したリモートノード状態が、待機側通信モジュールが収集したリモートノード状態より悪い状態が、制御権切換条件監視時間を超えて続いた場合、通信モジュールの制御・待機を切り換えている。二重化されている通信モジュールについては、この制御権切換条件監視時間を延長する。
【００２５】
（４）二重化ＩＯＭの制御権獲得時間監視
二重化されているＩＯＭについて、両ＩＯＭのいずれかが制御側となるまでの時間を監視している。この時間を超えて制御となるＩＯＭが存在しない場合、ＩＯＭ異常としている。広域対応リモートノードに実装されている二重化されたＩＯＭについては、二重化ＩＯＭの制御権獲得時間を延長する。
【００２６】
（５）自己診断１秒ルール
ＩＯＭの動作監視では、データ更新周期が1秒以内であれば正常と自己診断するルールが一般である。リモートノードに実装されているＩＯＭについては、このデータ更新周期の自己診断１秒ルールを時間延長する。
【００２７】
さらに、広域回線網を導入する場合の本発明の特徴的な対応処置につき説明する。通信モジュールＥＢ４０２への設定情報として以下の情報を用意する。
（１）  無応答監視時間
ｍｓｅｃの精度で、最長で10秒までの設定を可能とする。ローカルノード５の通信モジュールＥＢ４０２が送信を開始してから、無応答監視時間を超えるとその通信は無応答であると判断し、次のリモートノードに対して通信を開始する。
無応答監視時間は、そのネットワーク系において限界と考えられる応答時間を超える値を設定する。本値をフレキシブルに設定することを可能にしたことで、あらゆる形態の広域リモートノードへの接続が可能となる。
【００２８】
（２）  無応答時再試行回数
リモートノードがこの再試行回数を超えて連続して無応答の場合に、通信モジュールＥＢ４０２は当該ノードの状態をＦＡＩＬ(異常状態)と判定する。
通信経路上の一過性の異常(パケット損失やデータ誤り、想定を超える応答時間等)により、ノードがＦＡＩＬとならないように無応答再試行回数を設定する必要がある。
リモートノードを中継する回線のデータ誤り率や応答時間が無応答監視時間の設定を超える確率などから、無応答時再試行回数を任意に設定することが可能となる。
【００２９】
（３）データ更新周期が1秒を超える指定項目
広域通信対応のリモートノードで、データ更新周期が1秒を超えるような場合，ＩＯＭの動作監視でエラーと誤認してしまうことがある。これを回避するために、1秒を超える指定を“あり”にした場合、I/Oモジュールの動作監視を時間延長する。これにより、伝送遅延をI/Oモジュール異常と誤判断しないようにしている。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果が期待できる。
（１）従来のように制御バスを広域接続してＦＣＳを分散配置する形態をとることなく、既存の広域通信網を利用して任意距離の遠隔地にリモートノードを分散配置できるので、コスト面での効果が大である。さらにアプリケーション間の連携動作がスムーズになる。
【００３１】
（２）リモートノードの機能ブロックとフィールド機器入出力データのインターフェイスは従来のものと同じであり、アプリケーションの構築で広域接続を意識する必要がない。
（３）ＥＲバスの二重化も可能である。
【００３２】
（４）直前のリモートノードとの通信が完了すると同時に次のノードとの通信を行う構成としたため、無応答監視時間を伝送遅延時間の最悪値に設定しても当該広域通信網で得られる最高速度でデータ更新が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した分散型制御装置におけるリモートノードの拡張接続態様を説明する機能ブロック図である。
【図２】分散型制御装置における従来技術によるリモートノードの拡張接続態様を説明する機能ブロック図である。
【符号の説明】
１  上位装置
２  制御バス
３  ＦＣＳ
４  Ｉ／Ｏバス
５  ローカルノード
１１  ＥＲバス
１２  リモートノード
１３  中継手段
１７  広域回線網
１８、１９  ルータ
２０、２１  ルータ
２２、２３  ハブ
【図１】
0003800322.tif 000002
【図２】
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