CN112748704A - 工厂系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供工厂系统和方法。在使多个控制器能够与上位系统之间进行通信时，希望简化网络的构建。工厂系统包括：与网络连接的接入节点；多个控制器，分布控制设置于工厂的多个现场设备；以及无线通信单元，设置于将多个控制器分组为多个组的各个组，通过有线方式与对应的组内的各控制器连接，通过无线方式连接各控制器和接入节点之间。

Description

工厂系统和方法
技术领域
本发明涉及工厂系统和方法。
背景技术
以往，已知一种使用多个分布控制节点(DCN：Distributed Control Node)来控制工业过程的分布控制系统(DCS：Distributed Control System)(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献1：美国专利申请公开第2016/0065656号说明书
在专利文献1中，多个DCN经由多个交换机和路由器通过有线方式分别与各个服务器等上位系统连接。但是，在使多个控制器能够与上位系统之间进行通信时，希望简化网络的构建。
发明内容
为了解决上述课题，在本发明的第一方式中提供一种工厂系统。工厂系统可以包括与网络连接的接入节点。工厂系统可以包括分布控制设置于工厂的多个现场设备的多个控制器。工厂系统可以包括无线通信单元，该无线通信单元设置于将多个控制器分组为多个组的各个组，通过有线方式与对应的组内的各控制器连接，通过无线方式连接各控制器和接入节点之间。
可以是无线通信单元在组内设置有多个，经由多个无线通信单元通过无线方式连接各控制器和接入节点之间。
可以是多个无线通信单元分别设置在组内的不同位置。
可以是接入节点具有多个收发部，经由多个收发部通过无线方式连接各控制器和接入节点之间。
可以是多个收发部分别设置在工厂内的不同位置。
可以是接入节点根据与各控制器之间的通信的要件来执行QoS控制。
可以是各控制器在从无线通信单元接收到业务的传输失败的通知的情况下保存业务。
可以是各控制器废弃业务中的要求实时性的业务。
可以是无线通信单元和接入节点中的至少任意一方将经由多个路径到达的冗余的数据集中为一个数据。
可以是无线通信单元参照识别对应的组内的各控制器的控制器ID，基于控制器ID向各控制器发送业务。
可以是接入节点参照识别各控制器的控制器ID和识别各控制器与接入节点的连接中使用的无线通信单元的无线通信单元ID的对应关系，基于控制器ID和无线通信单元ID，将向各控制器的业务发送到对应的无线通信单元。
在本发明的第二方式中提供一种方法。方法可以包括：与网络连接的接入节点；多个控制器，分布控制设置于工厂的多个现场设备；以及无线通信单元，设置于将多个控制器分组为多个组的各个组，通过有线方式与对应的组内的各控制器连接，经由无线通信单元通过无线方式连接各控制器和接入节点之间。
另外，上述发明的概要没有列举出本发明的所有必要特征。此外，这些特征组的子组合也可以成为发明。
附图说明
图1表示本实施方式的工厂系统10。
图2表示对本实施方式的工厂系统10进行初始设定的流程的一例。
图3表示使用本实施方式的工厂系统10进行无线通信的流程的一例。
图4表示本实施方式的其他变形例的工厂系统10。
图5表示可以整体或局部实现本发明的多种方式的计算机2200的例子。
附图标记说明
10 工厂系统
100 网络
110 接入节点
112 信号处理部
114 收发部
120 现场设备
130 控制器
140 无线通信单元
400 仪器室
410 机架
2200 计算机
2201 DVD-ROM
2210 主控制器
2212 CPU
2214 RAM
2216 图形控制器
2218 显示装置
2220 输入/输出控制器
2222 通信接口
2224 硬盘驱动器
2226 DVD-ROM驱动器
2230 ROM
2240 输入/输出芯片
2242 键盘
具体实施方式
下面，通过实施方式对本发明进行说明，但是以下的实施方式并不限定权利要求的范围。此外，在实施方式中说明的特征的组合的全部并不是发明的解决手段所必须的。
图1表示本实施方式的工厂系统10。在工厂系统10中，使用多个控制器分布控制设置于工厂的多个现场设备。此时，在本实施方式的工厂系统10中，将多个控制器和连接于网络的接入节点之间通过无线方式连接，由此能够使多个控制器与网络之间进行通信。
在本实施方式中，以工厂系统10使用本地5G(第5代移动通信系统)作为无线通信技术的情况为一例进行说明。但是，并不限定于此。工厂系统10也可以使用LTE-A、LTE、WiMAX、XGP、HSPA、W-CDMA、CDMA2000、cdmaOne、PHS、GSM(注册商标)和PDC等与本地5G不同的其他无线通信技术作为无线通信技术。
此外，成为本实施方式的工厂系统10的控制对象的工厂，除了化学等工业工厂以外，还可以是例如对气田、油田等井口及其周边进行管理控制的工厂、对水力/火力/原子能等的发电进行管理控制的工厂、对太阳能、风力等的环境发电进行管理控制的工厂、以及对上下水、水坝等进行管理控制的工厂等。
工厂系统10包括：网络100、接入节点110、现场设备120、控制器130和无线通信单元140。
网络100是比接入节点110上位的通信网。作为一例，网络100可以具有核心网络和IP网络。核心网络是由交换机和用户信息管理装置等构成的网络。IP网络是使用互联网协议技术相互连接的计算机网络。在IP网络连接有各种计算机、服务器(也称为“上位系统”)。
接入节点110与网络100连接。更详细地说，接入节点110与核心网络连接，能够经由核心网络与IP网络之间进行通信。接入节点110例如可以是本地5G中的gNB。
接入节点110具有一个信号处理部112和多个收发部114x、114y、114z(总称为“收发部114”)。信号处理部112和多个收发部114分别通过例如依据CPRI(Common PublicRadio Interface，通用公共无线接口)的光接口等连接。由此，在工厂系统10中，能够经由多个收发部114通过无线方式将各控制器130和接入节点110之间连接，能够使无线通信路径冗余化。在后面对此进行说明。另外，在使无线通信路径冗余化的情况下，无线通信单元140和接入节点110中的至少一方可以将经由多个路径到达的冗余的数据集中为一个数据。在本图中作为一例表示了接入节点110具有三个收发部114x～114z的情况，但是并不限定于此。接入节点110也可以具有比三个多或少的收发部114。
信号处理部112通过光接口等与多个收发部114连接。此外，信号处理部112与网络100连接。更详细地说，信号处理部112能够与核心网络连接，经由核心网络与IP网络之间进行通信。信号处理部112例如可以是gNB中的CU(Central Unit中央单元)和DU(DistributedUnit分布单元)。作为一例，信号处理部112进行数字基带信号处理、用于与核心网络的连接的NG接口的终端处理、用于与相邻gNB的连接的Xn接口的终端处理、呼叫处理和监视控制处理。信号处理部112将从IP网络经由核心网络接收到的IP数据包调制为数字基带信号并供给到多个收发部114。此外，信号处理部112对从多个收发部114供给的数字基带信号进行解调，并且经由核心网络向IP网络发送IP数据包。
收发部114通过光接口等与信号处理部112连接。收发部114例如可以是gNB中的RRU(Remote Radio Unit射频拉远单元)。收发部114将从信号处理部112供给的数字基带信号转换为RF(Radio Frequency射频)信号，进行功率放大并发送到无线通信单元140。此外，收发部114对从无线通信单元140接收到的RF信号进行放大，转换为数字基带信号并供给到信号处理部112。
在此，多个收发部114x、114y、114z可以分别设置在工厂内的不同位置。并且，通过多个收发部114x、114y、114z分别覆盖的覆盖区域可以涵盖整个工厂或工厂的整个一部分区域。此时，多个收发部114x、114y、114z分别覆盖的覆盖区域的至少一部分可以重叠。由此，即使在一个收发部114与无线通信单元140之间恒定或暂时无法得到稳定视野的情况下，工厂系统10也能够使用其他收发部114来进行与无线通信单元140之间的通信。此外，工厂系统10通过使用设置于不同位置的多个收发部114发送或接收相同的业务，能够得到分集效果。
现场设备120例如可以是压力计、流量计、温度传感器等传感器设备、流量控制阀、开关阀等阀设备、风扇、电动机等执行器设备、拍摄工厂内的状况、对象物的照相机、摄像机等拍摄设备、收集工厂内的异常噪声等或发出警报音等的麦克风、扬声器等音响设备、以及输出各设备的位置信息的位置检测设备等。在成为本实施方式的工厂系统10的控制对象的工厂中设置有多个这种现场设备120。在本图中，将n个现场设备120a1～120an和m个现场设备120b1～120bm(总称为“现场设备120”)设置于工厂的情况表示为一例。
在此，例如现场设备120a1、120b1等可以是传感器设备、拍摄设备、音响设备和位置检测设备等输出在工厂内产生的数据的设备。另一方面，例如，现场设备120a4、120b3等可以是阀设备和执行器设备等根据输入的数据来控制工厂内的一部分的设备。
控制器130与现场设备120连接并控制现场设备120。在本实施方式的工厂系统10中设置有多个这种控制器130。并且，多个控制器130分布控制设置于工厂的多个现场设备120。在本图中，工厂系统10包括n个控制器130a1～130an和m个控制器130b1～130bm(总称为“控制器130”)，将一个控制器130一对一地与一个现场设备120连接的情况表示为一例。即，例如控制器130a1与现场设备120a1连接并控制现场设备120a1。同样，例如控制器130b1与现场设备120b1连接并控制现场设备120b1。但是，并不限定于此。例如，一个控制器也可以一对多地与多个现场设备120中的几个现场设备120连接，一个控制器控制多个现场设备120中的几个现场设备120。
在此，多个控制器130分组为多个组。此时，例如可以由多个控制器130中的位于附近的一组控制器130形成一个组。作为一例，在本图中，由位于附近的n个控制器130a1～130an形成组A，由位于附近的m个控制器130b1～130bm形成组B。另外，划分多个控制器的组的数量可以根据作为控制对象的工厂的大小、现场设备120的数量和控制器130的数量等适当确定。
无线通信单元140设置于将多个控制器130分组为多个组的各个组，通过有线方式与对应的组内的各控制器130连接，通过无线方式连接各控制器130和接入节点110之间。在工厂系统10中，这种无线通信单元140可以在组内设置有多个。并且，各控制器130可以通过有线方式与设置于组内的多个无线通信单元140的全部连接。作为一例，在组A中设置有无线通信单元140ax、140ay(总称为“无线通信单元140a”)，各控制器130a1～130an通过有线方式与无线通信单元140ax、140ay两者连接。同样，在组B中设置有无线通信单元140bx、140by(总称为“无线通信单元140b”。此外，在不需要特别区分的情况下，将无线通信单元140a、140b总称为“无线通信单元140”)，各控制器130b1～130bm通过有线方式与无线通信单元140bx、140by两者连接。由此，能够将各控制器130和接入节点110之间经由多个无线通信单元140通过无线方式连接，能够使无线通信路径冗余化。在后面对此进行说明。另外，在使无线通信路径冗余化的情况下，无线通信单元140和接入节点110中的至少任意一方可以将经由多个路径到达的冗余的数据集中为一个数据。
在此，多个无线通信单元140可以分别设置于组内的不同位置。即，在组A中，无线通信单元140ax和无线通信单元140ay可以分别设置在不同位置。同样，在组B中，无线通信单元140bx和无线通信单元140by也可以分别设置在不同位置。由此，即使在一个无线通信单元140与接入节点110之间恒定或暂时无法得到稳定视野的情况下，工厂系统10也能够使用其他无线通信单元140来进行与接入节点110之间的通信。此外，工厂系统10通过使用设置在不同位置的多个无线通信单元140发送或接收相同的业务，能够得到分集效果。
在此，通过有线方式将无线通信单元140与对应的组内的各控制器130连接时，也可以间接地有线连接无线通信单元140和各控制器130之间。即，如组A所示，可以将各控制器130a1～130an分别成串地有线连接，并且将无线通信单元140ax、140ay经由一个或多个控制器130以有线方式连接至各控制器130a1～130an。在这种情况下，各控制器130可以将从位于网络上的下位的控制器130接收到的业务中继到位于网络上的上位的控制器130。由此，当将无线通信单元140ax、140ay和各控制器130a1～130an之间有线连接时，能够使布线长度变短，从而能够简化电缆布线。代替于此，如组B所示，也可以将无线通信单元140bx、140by和各控制器130b1～130bm之间直接有线连接。由此，能够在无线通信单元140bx、140by和各控制器130b1～130bm之间的通信中省略其他控制器130进行中继的控制。
在这种工厂系统10中，在各控制器130和上位系统之间以及各控制器130之间传输各种业务。例如，从各控制器130向上位系统进行IIoT数据解析用的通信。在这种IIoT数据解析用的通信中传输的业务一般来说数据量大，但是不要求太高的可靠性、实时性。此外，在各控制器130和上位系统之间进行资产管理用的通信。在这种资产管理用的通信中传输的业务一般来说是间歇性的，但是要求一定程度的可靠性。此外，例如，在根据来自某个传感器的数据对执行器进行控制的情况下等，在各控制器130之间进行闭环控制用的通信。在这种闭环控制用的通信中传输的业务一般来说数据量少，但是要求高到达性和实时性。本实施方式的工厂系统10以满足所要求的条件的方式分别传输这种多种多样的业务。
图2表示对本实施方式的工厂系统10进行初始设定的流程的一例。在步骤210中，例如操作员将设置于工厂的多个现场设备120和多个控制器130通过有线方式进行连接。作为一例，操作员将多个现场设备120a1～120an、120b1～120bm和多个控制器130a1～130an、130b1～130bm一对一地连接。
在步骤220中，例如操作员将多个控制器130分组为多个组。此时，操作员例如将位于附近的一组控制器130作为一个组。作为一例，操作员将位于附近的n个控制器130a1～130an作为组A，将位于附近的m个控制器130b1～130bm作为组B。
在步骤230中，例如操作员将在步骤220中分组的组内的各控制器130和无线通信单元140通过有线方式进行连接。此时，操作员例如将属于组A的各控制器130a1～130an分别成串地有线连接。此外，操作员将位于组A的一端的控制器130a1和无线通信单元140ax一体地连接。同样，操作员将位于组A的另一端的控制器130an和无线通信单元140ay一体地连接。此外，操作员将属于组B的各控制器130b1～130bm和位于组B的一端的无线通信单元140bx通过有线方式分别连接。同样，操作员将属于组B的各控制器130b1～130bm和位于组B的另一端的无线通信单元140by通过有线方式分别连接。
在步骤240中，例如，操作员访问IP网络上的服务器，将各现场设备120和识别与各现场设备120连接的控制器130的各控制器ID分别对应。
在步骤250中，例如，操作员访问同一服务器，将各控制器ID和识别无线通信单元140的各无线通信单元ID分别对应。此时，在组内设置有多个无线通信单元140的情况下，操作员例如按照距各控制器130近的顺序，作为优先用于与接入节点110的连接的无线通信单元140，将该无线通信单元140的ID与各控制器ID对应。
在步骤260中，例如操作员基于步骤220中的分组，将各控制器ID与识别组的各组ID分别对应。另外，在将各控制器ID和各组ID分别对应的情况下，工厂系统10也可以基于该对应，对属于同一组内的多个控制器130进行广播通信。例如，在接入节点110从应用服务器接收到组A目标的业务的情况下，可以基于该对应对属于组A的多个控制器130a1～130an广播发送该业务。由此，例如IP网络上的服务器能够存储映射表，该映射表表示哪个现场设备120与哪个控制器130连接、哪个控制器130属于哪个组、以及将哪个无线通信单元140优先用于与接入节点110的连接。将这种映射表预先存储于IP网络上的服务器，无线通信单元140和接入节点110中的至少任意一个可以适当地访问该服务器来参照映射表。代替于此或者除此以外，无线通信单元140和接入节点110中的至少任意一个可以从该服务器获取映射表的一部分或全部并存储，并且参照存储于自身的映射表。
图3表示使用本实施方式的工厂系统10进行无线通信的流程的一例。在步骤310中，控制器130和接入节点110根据请求条件开始通信。例如，接入节点110如果从上位系统或各控制器130接收到业务的传输请求，则确认传输的业务的请求条件。
并且，接入节点110根据请求条件，执行业务的优先控制，并分配用于在接入节点110和各控制器130之间传输业务的无线资源。例如，在存在应传输的多个业务的情况下，接入节点110对要求实时性的业务优先分配无线资源。
此外，接入节点110根据请求条件，对每个业务分别设定能够传输的上限次数。例如，接入节点110对要求高到达性的业务，设定较多的上限次数。
此外，接入节点110根据请求条件，对每个业务分别设定传输路径。例如，接入节点110对要求高可靠性的业务，设定多个路径，从而使无线通信路径冗余化。
接入节点110向无线通信单元140通知所确定的无线资源分配、上限次数和传输路径等信息。并且，无线通信单元140和接入节点110按照该信息进行通信。由此，接入节点110根据与各控制器130之间的通信的要件，在无线接入网络中执行QoS(Quality of Service服务质量)控制。
另外，当进行该通信时，无线通信单元140和接入节点110例如可以参照上述映射表来确定业务的接收方。即，无线通信单元140可以参照识别对应的组内的各控制器130的控制器ID，基于该控制器ID向各控制器130发送业务。此外，接入节点110可以参照识别各控制器130的控制器ID和识别各控制器130与接入节点110的连接中使用的无线通信单元140的无线通信单元ID的对应关系，基于该控制器ID和无线通信单元ID，将向各控制器130的业务发送到对应的无线通信单元140。
作为一例，在工厂系统10中，假设从IP网络上的应用服务器有了用于IIoT解析而收集现场设备120a2的传感器数据的请求。在这种情况下，接入节点110经由核心网络获取该请求。并且，接入节点110参照映射表，确定包含于该请求的现场设备120a2与控制器130a2连接。此外，接入节点110参照映射表，确定控制器130a2属于组A并将无线通信单元140ax优先用于与接入节点110的连接。由此，接入节点110经由收发部114x、无线通信单元140ax和控制器130a1向控制器130a2请求现场设备120a2的传感器数据。并且，控制器130a2从现场设备120a2获取传感器数据并将其经由控制器130a1、无线通信单元140ax和收发部114x发送到接入节点110。由此，接入节点110将现场设备120a2的传感器数据经由核心网络发送到IP网络上的应用服务器。
作为另一例，在工厂系统10中，假设从IP网络上的应用服务器有了现场设备120b2的资产管理用的通信请求。在这种情况下，接入节点110经由核心网络获取该请求。并且，接入节点110参照映射表，确定包含于该请求的现场设备120b2与控制器130b2连接。此外，接入节点110参照映射表，确定控制器130b2属于组B并将无线通信单元140bx优先用于与接入节点110的连接。由此，接入节点110经由收发部114z和无线通信单元140bx向控制器130b2请求现场设备120b2的资产管理用的通信。此外，接入节点110经由收发部114y和无线通信单元140bx向控制器130b2请求现场设备120b2的资产管理用的通信。此外，接入节点110经由收发部114z和无线通信单元140by向控制器130b2请求现场设备120b2的资产管理用的通信。并且，控制器130b2从现场设备120b2获取资产管理用的数据并将其经由无线通信单元140bx和收发部114z发送到接入节点110。此外，控制器130b2将来自现场设备120b2的资产管理用的数据经由无线通信单元140bx和收发部114y发送到接入节点110。此外，控制器130b2将来自现场设备120b2的资产管理用的数据经由无线通信单元140by和收发部114z发送到接入节点110。此时，在数据经由多个路径到达的情况下，接入节点110将经由多个路径到达的冗余的数据集中(选择或合成)为一个数据。并且，接入节点110将现场设备120b2的资产管理用的数据经由核心网络发送到IP网络上的应用服务器。
此外，作为另一例，在工厂系统10中，假设从IP网络上的应用服务器具有根据现场设备120a3的传感器数据对例如作为执行器的现场设备120a4进行闭环控制的请求。在这种情况下，接入节点110经由核心网络获取该请求。并且，接入节点110参照映射表，确定包含于该请求的现场设备120a3与控制器130a3连接。此外，接入节点110参照映射表，确定控制器130a3属于组A并将无线通信单元140ax优先用于与接入节点110的连接。由此，接入节点110经由收发部114x、无线通信单元140ax、控制器130a1和控制器130a2向控制器130a3请求现场设备120a3的传感器数据。并且，控制器130a3从现场设备120a3获取传感器数据并将其经由控制器130a2和控制器130a1发送到无线通信单元140ax。在此，无线通信单元140ax参照映射表，确定现场设备120a4与控制器130a4连接。此外，无线通信单元140ax参照映射表，确定控制器130a4属于自身所管理的组A。由此，无线通信单元140ax将现场设备120a3的传感器数据经由控制器130a1、控制器130a2和控制器130a3发送到控制器130a4。并且，控制器130a4根据现场设备120a3的传感器数据，控制例如作为执行器的现场设备120a4。另外，在上述说明中，将无线通信单元140ax介于控制器130a3与控制器130a4的通信之间的情况表示为一例，但是并不限定于此。在相同组内的控制器130之间能够直接通信的情况下，例如，控制器130a3也可以将现场设备120a3的传感器数据直接发送到控制器130a4。
此外，作为另一例，在工厂系统10中，假设从IP网络上的应用服务器有了根据现场设备120a1所检测的异常噪声来控制例如作为阀的现场设备120b3的请求。在这种情况下，接入节点110参照映射表，确定包含于该请求的现场设备120a1与控制器130a1连接。此外，接入节点110参照映射表，确定控制器130a1属于组A并将无线通信单元140ax优先用于与接入节点110的连接。同样，接入节点110参照映射表，确定包含于该请求的现场设备120b3与控制器130b3连接。此外，接入节点110参照映射表，确定控制器130b3属于组B并将无线通信单元140bx优先用于与接入节点110的连接。由此，接入节点110经由收发部114x和无线通信单元140ax向控制器130a1发送通知现场设备120a1检测异常噪声的请求。并且，在现场设备120a1检测到异常噪声的情况下，控制器130a1将检测到异常噪声的报告经由无线通信单元140ax和收发部114x发送到接入节点110。由此，接入节点110将该报告经由收发部114z、无线通信单元140bx发送到控制器130b3。并且，控制器130b3根据现场设备120a1检测到异常噪声，控制例如作为阀的现场设备120b3。
在步骤320中，无线通信单元140或接入节点110判断业务的传输是否成功。例如，无线通信单元140在根据向接入节点110上行传输了业务而从接入节点110接收到与该业务对应的确认响应(ACK：ACKnowledgement)的情况下，判断为业务的传输成功。同样，接入节点110在根据向无线通信单元140下行传输了业务而从无线通信单元140接收到与该业务对应的ACK的情况下，判断为业务的传输成功。在判断为业务的传输成功的情况下，无线通信单元140或接入节点110结束处理。
另一方面，无线通信单元140在根据向接入节点110上行传输了业务而从接入节点110接收到对该业务的否定响应(NACK：Negative ACKnowledgement)的情况下或者未接收到ACK的情况下，判断为业务的传输失败。同样，接入节点110在根据向无线通信单元140下行传输了业务而从无线通信单元140接收到与该业务对应的NACK的情况下或者未接收到ACK的情况下，判断为业务的传输失败。
在判断为业务的传输失败的情况下，无线通信单元140或接入节点110在步骤330中判断业务的发送次数是否超过了上限次数。在判断为业务的发送次数未超过上限次数的情况下，无线通信单元140或接入节点110在步骤340中再次发送业务，并且使处理返回到步骤320。另外，此时，无线通信单元140或接入节点110也可以在再次发送时变更无线通信路径。此外，无线通信单元140或接入节点110也可以根据再次发送次数使无线通信路径冗余化。
另一方面，在判断为业务的发送次数超过了上限次数的情况下，无线通信单元140或接入节点110向通信源的控制器130或应用服务器通知业务的传输失败。并且，通信源的控制器130或应用服务器在步骤350中判断业务是否要求实时性。在判断为业务要求实时性的情况下，通信源的控制器130或应用服务器在步骤360中废弃业务并结束处理。
另一方面，在判断为业务不要求实时性的情况下，通信源的控制器130或应用服务器在步骤370中将业务保存于内部存储器等并结束处理。
由此，各控制器130可以在从无线通信单元140接收到业务的传输失败的通知的情况下保存该业务。同样，应用服务器也可以在从接入节点110接收到业务的传输失败的通知的情况下保存该业务。此时，各控制器130和应用服务器可以废弃该业务中的要求实时性的业务。由此，工厂系统10能够事后获取无线通信失败的数据。此时，工厂系统10废弃没有实时地获取就没有意义的数据，因此在无线通信失败的情况下能够降低保存数据的内部存储器等的负担。
以往，在通过有线方式连接多个控制器来构建具有冗余性的网络的情况下，需要多个交换机，例如直接收容控制器的接入交换机、与上位系统连接的网关交换机、以及进行其间的集线的集线交换机等。此外，除了需要导入的交换机数量的增加以外，电缆布线复杂化，路径设定等网络设备的设定作业也变得复杂。因此，在通过有线方式构建这种大规模网络的情况下，成本非常大。此外，伴随设备追加而变更网络构成时的成本也大。但是，在本实施方式的工厂系统10中，通过无线方式连接多个控制器130和与网络100连接的接入节点110之间，由此能够使多个控制器130与网络100之间进行通信。由此，按照本实施方式的工厂系统10，在使多个控制器130能够与上位系统之间进行通信时，能够简化网络的构建。此外，在本实施方式的工厂系统10中，由于使无线通信单元140与接入节点110之间的无线通信路径冗余化，所以即使在一个无线通信路径恒定或暂时被屏蔽的情况下，也能够通过其他无线通信路径进行通信。由此，能够提供可靠性高的系统。此外，在本实施方式的工厂系统10中，由于能够使用多个无线通信路径来收发同一业务，所以能够得到分集效果。此外，在本实施方式的工厂系统10中，由于根据通信要件来执行QoS控制，所以能够以满足所要求的条件的方式传输多种多样的业务。此外，在本实施方式的工厂系统10中，没有对一个控制器130设置一个无线通信单元140。即，在组内，无线通信单元140的数量比控制器130的数量少。由此，按照本实施方式的工厂系统10，与对一个控制器130设置一个无线通信单元140的情况相比，能够抑制无线通信单元140之间的相互干扰。
图4表示本实施方式的其他变形例的工厂系统10。在本图中，对具有与图1相同功能和结构的构件赋予相同的附图标记，并且除了以下不同点以外省略说明。在本变形例的工厂系统10中，将多个控制器130集中配置于仪器室400。在这种变形例的工厂系统10中，控制器130例如可以是单板机等小型设备。并且，可以将这种控制器130高密度地集成在机架410内，以机架410为单位配备无线通信单元140。在这种情况下，多个收发部114可以在仪器室400内设置于视野良好的天花板等。此外，无线通信单元140也可以设置于视野良好的机架410的上部等。另外，控制器130和无线通信单元140可以在机架410内相互进行电缆布线。此外，在集成在机架410内的控制器130的数量多的情况下，也可以在该机架410设置多台(多组)无线通信单元140。按照本变形例的工厂系统10，由于在仪器室400统一管理多个控制器130，所以能够降低运用系统的成本。此外，按照本变形例的工厂系统10，由于将多个控制器130高密度地集成在机架410内，所以能够在机架410内有效地对多个控制器130和无线通信单元140进行电缆布线。
本发明的各种实施方式可以参照流程图和框图进行记载，在此模块可以表示(1)执行操作的过程的阶段或(2)具有执行操作的作用的装置的部分。特定的阶段和部分可以通过专用电路、与存储在计算机可读介质上的计算机可读指令一起供给的可编程电路和/或与存储在计算机可读介质上的计算机可读指令一起供给的处理器来实现。专用电路可以包括数字和/或模拟硬件电路，也可以包括集成电路(IC)和/或分立电路。可编程电路可以包括可重构硬件电路，该可重构硬件电路包括逻辑AND、逻辑OR、逻辑XOR、逻辑NAND、逻辑NOR和其他逻辑操作、触发器、寄存器、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)等那样的存储器元件等。
计算机可读介质可以包括能够存储由适当的设备执行的指令的任意的有形设备，其结果，具有存储在其中的指令的计算机可读介质包括包含为了制作用于执行由流程图或框图指定的操作的单元而能够执行的指令的产品。作为计算机可读介质的例子可以包括：电子存储介质、磁存储介质、光存储介质、电磁存储介质、半导体存储介质等。作为计算机可读介质的更具体的例子可以包括：软(注册商标)盘、磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存器)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、静态随机存取存储器(SRAM)、光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多用途盘(DVD)、蓝光(RTM)碟、存储棒、集成电路卡等。
计算机可读指令包括汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微码、固件指令、状态设定数据或Smalltalk、JAVA(注册商标)、C++等那样的面向对象编程语言和C编程语言或同样的编程语言那样的现有的过程型编程语言，也可以包括由一个或多个编程语言的任意组合描述的源代码或目标代码中的任意一个。
计算机可读指令可以经由本地或局域网(LAN)、互联网等那样的广域网(WAN)提供给通用计算机、特殊目的的计算机或其他可编程的数据处理装置的处理器或可编程电路，并且为了制作用于执行由流程图或框图指定的操作的单元而执行计算机可读指令。作为处理器的例子包括：计算机处理器、处理单元、微处理器、数字信号处理器、控制器、微控制器等。
图5表示可以整体或局部具体化本发明的多种方式的计算机2200的例子。安装于计算机2200的程序能够使计算机2200作为与本发明的实施方式的装置相关联的操作或该装置的一个或多个部分发挥功能、或者执行该操作或该一个或多个部分、和/或能够使计算机2200执行本发明的实施方式的过程或该过程的阶段。为了使计算机2200执行与本说明书记载的流程图和框图的模块中的几个或全部相关联的特定的操作，这种程序可以由CPU2212执行。
本实施方式的计算机2200包括CPU2212、RAM2214、图形控制器2216和显示装置2218，它们通过主控制器2210相互连接。计算机2200还包括通信接口2222、硬盘驱动器2224、DVD-ROM驱动器2226和IC卡驱动器那样的输入/输出单元，它们经由输入/输出控制器2220与主控制器2210连接。计算机还包括ROM2230和键盘2242那样的传统的输入/输出单元，它们经由输入/输出芯片2240与输入/输出控制器2220连接。
CPU2212按照存储在ROM2230和RAM2214内的程序进行动作，由此控制各单元。图形控制器2216将由CPU2212生成的图像数据获取到在RAM2214内提供的帧缓存器等或其自身中，并且将图像数据显示在显示装置2218上。
通信接口2222能够经由网络与其他电子设备进行通信。硬盘驱动器2224存储由计算机2200内的CPU2212使用的程序和数据。DVD-ROM驱动器2226从DVD-ROM2201读取程序或数据，经由RAM2214向硬盘驱动器2224提供程序或数据。IC卡驱动器从IC卡读取程序和数据和/或将程序和数据写入到IC卡。
ROM2230在其中存储激活时由计算机2200执行的引导程序等和/或依赖于计算机2200的硬件的程序。输入/输出芯片2240也可以经由并行端口、串行端口、键盘端口、鼠标端口等使各种输入/输出单元与输入/输出控制器2220连接。
由DVD-ROM2201或IC卡那样的计算机可读介质提供程序。程序从计算机可读介质读取，并且安装于也作为计算机可读介质的例子的硬盘驱动器2224、RAM2214或ROM2230，由CPU2212执行。在这些程序内描述的信息处理被读取到计算机2200，从而提供程序与上述各种类型的硬件资源之间的协作。装置或方法可以通过伴随计算机2200的使用来实现信息的操作或处理而构成。
例如，在计算机2200和外部设备之间执行通信的情况下，CPU2212可以执行加载于RAM2214的通信程序，基于在通信程序中描述的处理对通信接口2222指示通信处理。通信接口2222在CPU2212的控制下，读取存储于在RAM2214、硬盘驱动器2224、DVD-ROM2201或IC卡那样的记录介质内提供的发送缓冲处理区域的发送数据，将读取到的发送数据发送到网络，或者将从网络接收到的接收数据写入到在记录介质上提供的接收缓冲处理区域等。
此外，CPU2212可以将存储于硬盘驱动器2224、DVD-ROM驱动器2226(DVD-ROM2201)、IC卡等那样的外部记录介质的文件或数据库的全部或必要的部分读取到RAM2214，并对RAM2214上的数据执行各种类型的处理。接着，CPU2212将处理后的数据写回到外部记录介质。
如各种类型的程序、数据、表和数据库那样的各种类型的信息可以存储于记录介质并接受信息处理。CPU2212对从RAM2214读取的数据执行本公开各处记载的包括由程序的指令序列指定的各种类型的操作、信息处理、条件判断、条件分支、无条件分支、信息的检索/置换等的各种类型的处理，并将结果写回到RAM2214。此外，CPU2212可以检索记录介质内的文件、数据库等中的信息。例如，在分别具有与第二属性的属性值相关联的第一属性的属性值的多个条目存储在记录介质内的情况下，CPU2212可以从该多个条目中检索与指定第一属性的属性值的条件一致的条目，并且读取存储在该条目内的第二属性的属性值，由此获取与满足预先确定的条件的第一属性相关联的第二属性的属性值。
以上说明的程序或软件模块可以存储在计算机2200上或计算机2200附近的计算机可读介质中。此外，在与专用通信网络或互联网连接的服务器系统内提供的硬盘或RAM那样的记录介质能够用作计算机可读介质，由此，经由网络将程序提供给计算机2200。
以上，利用实施方式对本发明进行了说明，但是本发明的技术范围并不限定于上述实施方式记载的范围。本领域技术人员显而易见的是能够对上述实施方式进行各种变更或改良。根据权利要求书的记载可知，进行了这种变更或改良的方式也可以包含于本发明的技术范围。
在权利要求书、说明书和附图中所示的装置、系统、程序和方法中的动作、过程、步骤和阶段等各处理的执行顺序没有特别明示为“更早”、“之前”等，此外，应注意的是只要在后一处理中没有使用前一处理的输出，则能够以任意的顺序实现。关于权利要求书、说明书和附图中的动作流程，即使为了便于说明而使用“首先”、“接着”等进行了说明，也不意味着必须按照该顺序实施。

Claims (13)

1.一种工厂系统，其特征在于包括：
与网络连接的接入节点；
多个控制器，分布控制设置于工厂的多个现场设备；以及
无线通信单元，设置于将所述多个控制器分组为多个组的各个组，通过有线方式与对应的组内的各控制器连接，通过无线方式连接所述各控制器和所述接入节点之间。
2.根据权利要求1所述的工厂系统，其特征在于，所述无线通信单元在组内设置有多个，经由多个所述无线通信单元通过无线方式连接所述各控制器和所述接入节点之间。
3.根据权利要求2所述的工厂系统，其特征在于，多个所述无线通信单元分别设置在组内的不同位置。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的工厂系统，其特征在于，所述接入节点具有多个收发部，经由所述多个收发部通过无线方式连接所述各控制器和所述接入节点之间。
5.根据权利要求4所述的工厂系统，其特征在于，所述多个收发部分别设置在工厂内的不同位置。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的工厂系统，其特征在于，所述接入节点根据与所述各控制器之间的通信的要件来执行QoS控制。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的工厂系统，其特征在于，所述各控制器在从所述无线通信单元接收到业务的传输失败的通知的情况下保存所述业务。
8.根据权利要求7所述的工厂系统，其特征在于，所述各控制器废弃所述业务中的要求实时性的业务。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的工厂系统，其特征在于，所述无线通信单元和所述接入节点中的至少任意一方将经由多个路径到达的冗余的数据集中为一个数据。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的工厂系统，其特征在于，所述无线通信单元参照识别对应的组内的各控制器的控制器ID，基于所述控制器ID向所述各控制器发送业务。
11.根据权利要求1至10中任意一项所述的工厂系统，其特征在于，所述接入节点参照识别各控制器的控制器ID和识别各控制器与所述接入节点的连接中使用的所述无线通信单元的无线通信单元ID的对应关系，基于所述控制器ID和所述无线通信单元ID，将向所述各控制器的业务发送到对应的所述无线通信单元。
12.根据权利要求1至11中任意一项所述的工厂系统，其特征在于，一个控制器与一个现场设备一对一地连接。
13.一种方法，其特征在于包括：
与网络连接的接入节点；
多个控制器，分布控制设置于工厂的多个现场设备；以及
无线通信单元，设置于将所述多个控制器分组为多个组的各个组，通过有线方式与对应的组内的各控制器连接，
经由所述无线通信单元通过无线方式连接所述各控制器和所述接入节点之间。
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