CN103765829A

CN103765829A - 网络管理系统

Info

Publication number: CN103765829A
Application number: CN201380002884.8A
Authority: CN
Inventors: 远藤正仁
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2013-06-21
Publication date: 2014-04-30
Anticipated expiration: 2033-06-21
Also published as: EP2869497A1; US9439160B2; JP2014011640A; JP5601353B2; EP2869497A4; WO2014002878A1; CN103765829B; US20140233554A1; EP2869497B1

Abstract

实现一种可靠性优异的网络管理系统，其能够防止冗余化结构的现场无线管理站的设置时的误动作，对于基干网络也实现冗余化，并提高耐故障性。该网络管理系统的特征在于，在冗余化连接加入了网关功能和系统管理功能的现场无线管理站的网络管理系统中，多个所述现场无线管理站（11、12）经由同步用线缆（30）和设置在该同步用线缆（30）上的同步用连接器（CNa、CNb）而相互连接。

Description

网络管理系统

技术领域

本发明涉及一种网络管理系统，详细地说，涉及一种现场无线管理功能的冗余化。

背景技术

过程控制系统中的现场设备和控制系统之间的通信，从通过双线式的信号线实现的4至20mA的模拟通信，经过在4至20mA的模拟通信中叠加数字信号的HART（注册商标）等混合通信、FOUNDATION Fieldbus（注册商标）或PROFIBUS（注册商标）等数字通信，进化成为以由国际测量控制学会（ISA：InternationalSociety of Automation）的ISA100委员会制定并于2009年9月发行的工业自动化用无线通信标准ISA100.11a为代表的无线。

通过混合通信或数字通信，能够使在车间作业中利用的信息量飞跃式地增加，其结果，使得能够将设备发送的多个过程量和诊断结果等多种信息传递至DCS（Distributed Control System：分散控制系统）和设备管理系统等上位系统，从而能够实现设备管理和预先维护等。

将现场设备和控制系统之间的通信进行无线化的现场无线技术，在上述基础上，由于具有许多优点，即，能够削减配线和工程成本、在难以实施配线的场所也能够设置设备、容易进行设备的追加和删除等，因此通过充分使用上述优点，能够期待实现一种测量装置，该测量装置能够将至今为止无法实现的情况变为可能。

另外，在依照ISA100.11a构成过程控制系统时，还对加入了网关功能和系统管理功能的现场无线管理站进行冗余化。

图4是表示现场无线管理站的现有的冗余化连接例的结构说明图。在图4中，现场无线管理站11、12加入了网关功能和系统管理功能，示出了为了实现上述功能而设计出的主模块11a、12a和交换机模块11b、12b。

上述现场无线管理站11、12与上位网络NW1连接，并且，为了获得相互之间的同步而与同步用网络NW2连接，并且，还与用于连接基干路由器21、22的基干网络NW3连接。

在非专利文献1中记载了依照ISA100.11a的现场无线解决方案的概念和以DCS为中心的现场无线系统的概念。

在非专利文献2中记载了与依照ISA100.11a的无线现场设备及现场无线系统相关联的技术。

在专利文献1中记载了下述技术，其用于对经由可寻址的冗余网关而访问其他系统的系统中的连接建立进行简化。

在专利文献2中记载了下述技术，其通过交互使用二重化网关，从而对二重化网关的故障尽快进行检测。

非专利文献1：山本周二、外2名、「計装を革新するISA100.11a準拠フィールド無線ソリューション」、横河技報、横河電機株式会社，2010年，Vol.53No.2（2010）p.7-p.12

非专利文献2：山本周二、外3名、「世界初ISA100.11a準拠無線フィールド機器」、横河技報、横河電機株式会社，2010年，Vol.53No.2（2010）p.13-p.16

专利文献1：日本特表2008－502216号公报

专利文献2：日本特开平10－285202号公报

发明内容

但是，根据图4的结构，由于向上位网络NW1、同步用网络NW2和基干网络NW3的连接是经由相同形状的连接器进行的，因此，在设备设置时有可能与错误的网络端口连接。

另外，在与上述网络连接时，在使用通用的连接器的情况下，存在与其他设备连接的危险，有可能对信息的同步造成影响。

另外，虽然通过2台现场无线管理站11、12进行冗余化的结构，但在现场无线管理站11、12没有与同步用网络NW2连接的情况下仍可能启动。

另外，在将冗余化结构的2台现场无线管理站11、12直接连接的情况下，存在无法对作为连接对象的设备是否不存在，或是否没有与自身的网络端口连接进行判别的问题。

并且，例如如图5所示，在2台基干路由器21、22不经由基干网络NW3而分别与现场无线管理站11、12单独连接的情况下，如果现场无线管理站11或12发生故障，则导致与其连接的基干路由器21或22的动作变得不稳定。

本发明就是着眼于上述问题而提出的，其目的在于实现一种可靠性优异的网络管理系统，该网络管理系统能够防止冗余化构成的现场无线管理站的设置时的误动作，对于基干网络也实现冗余化，并提高耐故障性。

本发明的目的能够通过以下结构实现。

（1）一种网络管理系统，其冗余化连接加入了网关功能和系统管理功能的现场无线管理站，

该网络管理系统的特征在于，

多个所述现场无线管理站经由同步用线缆和设置在该同步用线缆上的同步用连接器而相互连接。

（2）根据上述（1）所述的网络管理系统，其特征在于，利用所述同步用线缆和所述同步用连接器，将被冗余化连接的多个所述现场无线管理站可分别识别地连接。

（3）根据上述（1）或（2）所述的网络管理系统，其特征在于，所述同步用线缆和所述同步用连接器还包含电源线。

（4）根据上述（1）至（3）中任一项所述的网络管理系统，其特征在于，基于由所述同步用线缆和所述同步用连接器构成的、对被冗余化连接的多个所述现场无线管理站分别识别的功能，检测是否从至少某一个所述现场无线管理站插拔了所述同步用线缆和所述同步用连接器。

发明的效果

本发明通过上述结构，能够防止冗余化结构的现场无线管理站

的设置时的误连接，对于基干网络也实现冗余化，并提高耐故障性。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施例的结构说明图。

图2是图1的信号线组的放大图。

图3是表示本发明的另一个实施例的结构说明图。

图4是表示现场无线管理站的现有的冗余化连接例的结构说明图。

图5是表示现场无线管理站的现有的另一个冗余化连接例的结构说明图。

具体实施方式

下面，使用附图，对本发明所涉及的网络管理系统的一个实施例进行说明。图1是表示本发明的一个实施例的结构说明图，在与图4共同的部分上标注同一标号。

本实施例所涉及的网络管理系统是一种网络管理系统，其冗余化连接加入了网关功能和系统管理功能的现场无线管理站。如图1所示，在本实施例所涉及的网络管理系统的现场无线管理站11、12中，分别设置有管脚识别部11c、12c、主模块11a、12a、交换机模块11b、12b、以及连接器CN11、CN12。

并且，通过在连接器CN11、CN12上连接同步用线缆30，从而现场无线管理站11、12彼此的主模块11a和12a、交换机模块11b和12b经由同步用线缆30进行连接。

另外，为了通过管脚识别部11c、12c分别对各现场无线管理站11、12进行识别，连接器CN11、CN12如图1所示，与各个管脚识别部11c、12c连接的管脚不同。

此外，构成现场无线管理站11的主模块11a、交换机模块11b以及管脚识别部11c，经由未图示的内部总线而彼此进行连接。另外，构成现场无线管理站12的主模块12a、交换机模块12b以及管脚识别部12c经由未图示的内部总线而彼此连接。

在同步用线缆30的一端设置与一个现场无线管理站11的连接器CN11嵌合连接的连接器CNa，在另一端设置有与另一个现场无线管理站12的连接器CN12嵌合连接的连接器CNb。

在上述连接器CNa、CNb之间，设置用于将主模块11a和12a连接的第1信号线组Pa、和用于将交换机模块11b和12b连接的第2信号线组Pb。

并且，在连接器CNa附近设置用于识别一个现场无线管理站11的第3信号线组Pc1，在连接器CNb附近设置用于识别另一个现场无线管理站12的第4信号线组Pc2。上述连接器CNa、CNb作为同步用连接器起作用。

图2是用于识别上述现场无线管理站11、12的信号线组的放大图，（A）表示第3信号线组Pc1，（B）表示第4信号线组Pc2。在（A）中所示的第3信号线组Pc1中，信号线Pc11和Pc12短路连接，在（B）中所示的第4信号线组Pc2中，信号线Pc21和Pc23短路连接。

对图1的结构中的各部分的动作进行说明。

主模块11a、12a由CPU和存储器等构成，OS以主模块11a、12a为基础进行动作。上述主模块11a、12a经由同步用线缆30相互进行通信，进行各种信息的等值化。

另外，主模块11a、12a经由未图示的内部总线，周期性地对各连接器CN11、CN12和同步用线缆30的连接器CNa、CNb的嵌合连接状态进行监视。

由此，在无法检测出规定识别管脚的短路状态的情况下，能够判断为连接器没有嵌合连接。

交换机模块11b、12b是网络交换机（hub），经由同步用线缆30相互进行连接。

由此，例如如图3所示，与现有的图5相同地，在2台基干路由器21、22不经由基干网络NW3而分别与现场无线管理站11、12单独连接的情况下，2台基干路由器21、22也实质上与同一网络进行了连接。

设置在现场无线管理站11中的管脚识别部11c，对通过连接器CN11与同步用线缆30的连接器CNa的嵌合连接而第3信号线组Pc1中的信号线Pc11和Pc12的短路连接进行检测，对现场无线管理站11进行识别，并将该识别结果输出至主模块11a。

设置在现场无线管理站12中的管脚识别部12c，对通过连接器CN12与同步用线缆30的连接器CNb的嵌合连接而第4信号线组Pc2中的信号线Pc21和Pc23的短路连接进行检测，对现场无线管理站12进行识别，并将该识别结果输出至主模块12a。

对异常发生时的冗余化动作进行说明。

作为前提条件，如上述所示，主模块11a、12a为了实现冗余化动作，通过经由同步用线缆30定期地交换彼此的信息，从而实现等值化。

＜主模块由于异常而停止的情况＞

在作为主装置进行动作的一个主模块停止的情况下，另一个主模块根据在一定时间内无法接收到来自主装置的通知，判断出主装置发生异常而停止动作，将另一个主模块的动作模式从从装置切换为主装置。

此外，在作为从装置进行动作的主模块停止的情况下，不发生动作模式的切换。

＜主模块检测到内部错误的情况＞

在作为主装置进行动作的一个主模块判断出在自身内部存在错误的情况下，在向另一个主模块通知存在内部错误后，将自身的模块进行重置。

作为从装置进行动作的主模块，如果从作为主装置进行动作的主模块接收到内部错误检测的通知，则将自身的动作模式从从装置切换为主装置。

＜连接器被拔掉的情况＞

作为主装置进行动作的主模块，如果判断出连接器被拔掉，则立即停止主模块的动作。作为从装置进行动作的另一个主模块按照上述“＜主模块由于异常而停止的情况＞”进行动作。

通过在同步用线缆30内还贯通设置电源线，从而还能够实现电源的冗余化。在不作为冗余化结构而进行动作的情况下，仅连接同步用连接器。将该情况下的识别管脚设为与冗余化结构时使用的值不同的其他值。由此，主模块通过识别管脚的值，能够判别是否以冗余化·非冗余化进行动作。

如以上说明所示，根据本发明，通过使用同步用线缆30和连接器CN11、CN12，能够实现同步用网络和基干网络的冗余化，其中，同步用线缆30在两端设置有作为同步用连接器起作用的连接器CNa、CNb，连接器CN11、CN12用于通过管脚识别部11c、12c分别对各现场无线管理站11、12进行识别。

另外，通过在作为同步用连接器起作用的连接器CNa、CNb中还包含识别管脚，从而能够对2台现场无线管理站11、12附加独立的标识符，能够防止设定错误。

另外，在未连接同步用连接器的情况下，通过不进行启动，从而能够防止由接线错误引起的误动作。

另外，将通过同步用线缆30的同步用网络和基干网络的信号二重化，从而实现可靠性的提高。

并且，通过将电源线贯通设置在同步用线缆中，从而还能够实现电源的冗余化。

此外，以上说明只不过是将本发明的说明及例示作为目的而示出了特定的优选实施例。因此，本发明并不限定于上述实施例，在不脱离其主旨的范围内包含更多的变更、变形。

本申请基于2012年6月29日提出的日本专利申请（特愿2012－147173），其内容在此作为参照而引入。

标号的说明

11、12 现场无线管理站

11a、12a 主模块

11b、12b 交换机模块

11c、12c 管脚识别部

CN11、CN12 连接器

NW1 上位网络

21、22 基干路由器

NW3 基干网络

30 同步用线缆

CNa、CNb 连接器（同步用连接器）

Pa、Pb、Pc1、Pc2 信号线组

Pc11、Pc12、Pc21、Pc23 信号线

Claims

1.一种网络管理系统，其冗余化连接加入了网关功能和系统管理功能的现场无线管理站，

该网络管理系统的特征在于，

2.根据权利要求1所述的网络管理系统，其特征在于，

利用所述同步用线缆和所述同步用连接器，将被冗余化连接的多个所述现场无线管理站可分别识别地连接。

3.根据权利要求1或2所述的网络管理系统，其特征在于，

所述同步用线缆和所述同步用连接器还包含电源线。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的网络管理系统，其特征在于，

基于由所述同步用线缆和所述同步用连接器构成的、对被冗余化连接的多个所述现场无线管理站分别识别的功能，检测是否从至少某一个所述现场无线管理站插拔了所述同步用线缆和所述同步用连接器。