JP2002077215A - 多重化システム - Google Patents
多重化システムInfo
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Abstract
構成およびソフトウェア構成に対する大幅な修正を施す
ことなく、ゲートウェイの二重化を実現する。 【解決手段】 コントローラと、コントローラ・ネット
ワークと、管理対象であるコントローラを識別するため
の情報を記録した管理ポイント一覧表を有し、この管理
ポイント一覧表に基づいてコントローラからデータを収
集する第1のゲートウェイと、管理対象であるコントロ
ーラを識別するための情報を記録した管理ポイント一覧
表を有し、この管理ポイント一覧表に基づいてコントロ
ーラからデータを収集する第2のゲートウェイと、第1
および第2のゲートウェイに接続された監視・管理ネッ
トワークと、ゲートウェイからデータを収集するととも
に、コントローラを管理する中央制御装置とを備え、第
1および第2のゲートウェイは、コントローラ・ネット
ワーク上の同一アドレスを有する。
Description
関し、特にビル管理装置等に適用される多重化システム
に関するものである。
システムにおいては、コントローラ・レベルのネットワ
ークの仕様と監視・管理レベルのネットワークの仕様と
が異なる場合が多い。そのようなシステムにおいては、
コントローラ・ネットワークと監視・管理ネットワーク
との間にゲートウェイ機能を有するノード(以下、ゲー
トウェイという)を設置し、このゲートウェイに両ネッ
トワーク間におけるプロトコル変換等を行わせることに
よって、全体のシステムを構築するのが一般的である。
ステムを示すシステム構成図である。同図(a)は一つ
のゲートウェイを用いてビルディング等に設置された各
種の現場機器16a〜16cを制御する一重化システム
の構成を示す。同図(a)に示すように、ビルディング
等に設置された各種の現場機器(センサおよびアクチュ
エータ等)16a〜16cは、それらに接続されたコン
トローラ15a〜15cによって入出力信号が管理され
る。コントローラ15a〜15cは、コントローラ・ネ
ットワーク14およびゲートウェイ13を介して監視・
管理ネットワーク12に接続され、この監視・管理ネッ
トワーク12に接続された中央制御装置11によって一
括管理されている。
ートウェイ13の偶発的故障またはメンテナンスによっ
てその機能が停止してしまうと中央制御装置からコント
ローラ16a〜16cの監視ができなくなり、ビルディ
ング内の空調等の遠隔操作ができなくなるなどの問題が
生じる。そこで、従来においてはこのような事態を防ぐ
べく、同図(b)に示すようにゲートウェイとコントロ
ーラ・ネットワークを二重化(ゲートウェイ13a,1
3b;コントローラ・ネットワーク14a,14b)
し、一台のゲートウェイが故障しても、直ちにバックア
ップ用のゲートウェイに切り替わるようにしていた。こ
のような従来二重化されたシステムでは、二重化機能を
備えた特別のコントローラ15a’〜15c’を用いる
必要があった。
うなネットワーク・コントローラまで二重化した従来シ
ステムでは、回線施工の手間や回線設置のためのスペー
スが必要であり、コストが上昇するという問題があっ
た。また、二重化機能を備えたコントローラ15a’〜
15c’は、その制御のために専用のソフトウェアを開
発する必要があり、開発の手間およびコストがかかると
いう問題も生じていた。さらに、最近に至っては通信プ
ロトコルのオープン化および標準化が進み、例えば米国
エシェロン社の提供する「Lon−Talk」等が多く
のユーザによって採用されているが、このような標準化
されたプロトコルは必ずしも二重化されたシステムに対
応しているとは限らず、そのままではコントローラ15
a’〜15c’のような特殊なコントローラを取り扱う
ことができないという問題があった。
のものであり、従来の一重化システムにおけるハードウ
ェア構成およびソフトウェア構成に対する大幅な修正を
施すことなく、ゲートウェイの多重化を実現することが
できる多重化システムを提供することを目的とする。
るために、本発明に係る多重化システムは、現場機器の
状態を監視しこの監視結果に基づいて前記現場機器の制
御を行うコントローラと、このコントローラに接続され
たコントローラ・ネットワークと、このコントローラ・
ネットワークに接続されるとともに、管理対象であるコ
ントローラを識別するための情報を記録した管理ポイン
ト一覧表を有し、この管理ポイント一覧表に基づいて前
記コントローラからデータを収集する第1および第2の
ゲートウェイと、前記第1および第2のゲートウェイに
接続された監視・管理ネットワークと、この監視・管理
ネットワークに接続され、前記ゲートウェイからデータ
を収集するとともに前記コントローラを管理する中央制
御装置とを備え、前記第1および第2のゲートウェイ
は、前記コントローラ・ネットワーク上の同一アドレス
を有する。
示す構成を含む。すなわち、前記コントローラは、前記
ゲートウェイがメッセージを取得した際にその応答とし
て送信するメッセージ取得応答を1回のみ受け付け、そ
の他のゲートウェイからのメッセージ取得応答を破棄す
る。また、前記第1および第2のゲートウェイは、
(a)第1のドメインに前記コントローラ・ネットワー
ク上の相互に異なるアドレスを有し、前記コントローラ
に対して要求メッセージを送る際に、前記相互に異なる
アドレスを前記要求メッセージに付加してから前記要求
メッセージを送信し、(b)第2のドメインに前記コン
トローラ・ネットワーク上の同一アドレスを有し、前記
コントローラから送信された要求メッセージをこの第2
のドメインで受信する。
従来のハードウェア構成およびソフトウェア構成を大幅
に変更することなく、ゲートウェイを二重化することが
できる。
について図を用いて説明する。図1は、本発明の一つの
実施の形態を示すブロック図である。同図に示すよう
に、ビルディング等に設置された各種の現場機器(セン
サおよびアクチュエータ等)6a〜6cは、これらに接
続されたコントローラ5a〜5cによって駆動制御され
る。コントローラ5a〜5cは、コントローラ・ネット
ワーク4およびゲートウェイ3aおよび3bを介して監
視・管理ネットワーク2に接続され、この監視・管理ネ
ットワーク2に接続された中央制御装置1によって一括
管理されている。
ウェイのみを二重化し、コントローラ・ネットワークと
コントローラには従来の一重化システムで用いていたも
のと同様のものを使用している。各ゲートウェイはそれ
ぞれ管理対象であるコントローラを記録した管理ポイン
ト一覧表を備え、この一覧表に基づいて管理対象のコン
トローラを特定する。すなわち、管理ポイント一覧表に
は各ゲートウェイ3a,3bと、管理対象であるコント
ローラ5a〜5cのアドレスとの対応付けが記載されて
おり、ゲートウェイ3a,3bはこの管理ポイント一覧
表に記載されているコントローラ5a〜5cを分担して
管理し、障害の発生によって一方のゲートウェイが機能
しなくなった場合、他方のゲートウェイが全てのコント
ローラを管理する。なお、このような分担管理をする代
わりに、通常時においても一方のゲートウェイが全ての
コントローラを管理するようにし、異常発生時に他方の
ゲートウェイに切り替わるようにしてもよい。
する。図2は、ゲートウェイからコントローラに対して
データ要求する場合の動作フローである。また、この様
子を模式的に示すと図3のようになる。まず、ゲートウ
ェイAからコントローラに対してデータ要求を行うと
(ステップ101)、要求を受けたコントローラはデー
タをゲートウェイAに対して送信する(ステップ10
2)。ゲートウェイAは内蔵されている管理ポイント一
覧表と、コントローラから送信されたデータに付加され
ている送信元アドレスとを照らし合わせ、このデータが
ゲートウェイAの管理対象であるか否かを判定する(ス
テップ103)。その結果、管理対象であれば自身が要
求したデータであることから、データの種類に応じた処
理を行う(ステップ104)。管理対象のデータでなけ
ればステップ104をスキップし、データ処理は行わな
い。
対して自発的にデータを送信する場合の動作フローであ
る。また、この様子を模式的に示すと図5のようにな
る。まず、コントローラは自発的にデータ(以下、自発
送信メッセージという)をゲートウェイA,Bに対して
送信する。これらゲートウェイA,Bは自発送信メッセ
ージを受信すると(ステップ201)、コントローラに
対してメッセージ取得応答(ACK)を返答する(ステ
ップ202)。このメッセージ取得応答には送信元のコ
ントローラのアドレスが付加されており、メッセージ取
得応答を受信したコントローラはこの付加されているア
ドレスと自身のアドレスとの一致により、自発送信メッ
セージの応答であることを識別することができる。
ージ取得応答のみを受け付け、その後に受信した他のゲ
ートウェイからのメッセージ取得応答を破棄する(ステ
ップ203,204)。したがって、コントローラが複
数のゲートウェイからのメッセージ取得応答を受け付け
てしまうことを防ぐことができる。このようにゲートウ
ェイからのメッセージ取得応答を1回のみ受け付け、そ
の他のメッセージ取得応答を破棄するという単純な処理
により、複雑なソフトウェアを用いることなくゲートウ
ェイ−コントローラ間の通信を実現することができる。
て説明する。米国エシェロン社が開発した分散制御型の
ネットワークシステム(LONWORKS)では、通
常、ニューロンチップを組み込んだ機器をツイストペア
線や電灯線で結んだ構内型ネットワークの形態が採られ
ている。ニューロンチップとはエシェロン社の開発した
制御系ネットワーク上での通信機能を備えたワンチップ
マイコンであり、これをネットワーク上の各機器(コン
トローラ、ゲートウェイ等)に組み込むことによって各
機器の知能化および機器間通信が実現される。機器間通
信には上述のLon−Talkが使用される。
ムにおいては、メッセージを送信するたびにニューロン
チップがダイナミック(動的)にタグナンバを設定し、
このタグナンバを使って通信を行う。そのため、ゲート
ウェイがコントローラにデータを要求し、それに対して
コントローラがデータを返す際に、受信したメッセージ
のタグナンバと要求したメッセージのタグナンバとが一
致せず、受信したメッセージが要求したメッセージであ
るか否かを判定することができなくなってしまう。そこ
で、このような事態に対処するため、以下のように処理
を行う。
の形態を示す説明図である。図6に示すように、ゲート
ウェイがコントローラに対して要求メッセージを出す場
合に次のようにする。ニューロンチップでは、一つのノ
ードが二つのドメインに属することができるため、各ノ
ードにドメイン0,1を用意し、ドメイン0においては
コントローラ・ネットワーク上の同一アドレスを用意
し、ドメイン1においてはコントローラ・ネットワーク
上の互いに異なるアドレスを用意する。そして、コント
ローラからゲートウェイに対して要求メッセージを送信
する際はドメイン1を使用する。その結果、ゲートウェ
イからの要求にメッセージに対して、コントローラはメ
ッセージに付加されている送信元アドレスの違いによ
り、どちらのゲートウェイに応答メッセージを返せばよ
いか識別することができる。また、図7に示すように、
コントローラが自発的にメッセージを送信する場合は、
図5の処理を適用するためドメイン0を用いて通信を行
う。
ント一覧表を備えるとともに互いに同一アドレスの付加
されたゲートウェイを二重化することにより、コントロ
ーラ・ネットワークやコントローラの構成の変更やソフ
トウェアの大幅な修正を施すことなく、システムを二重
化することができる。また、上記構成を組み合わせるこ
とにより2以上の多重化も可能である。
成図である。
タ要求をする場合の動作手順を示すフローチャートであ
る。
る。
的にデータを送信する場合の動作手順を示すフローチャ
ートである。
る。
ある。
ある。
a,3b…ゲートウェイ、4…コントローラ・ネットワ
ーク、5a,5b,5c…コントローラ、6a,6b,
6c…現場機器。
Claims (3)
- 【請求項1】 現場機器の状態を監視しこの監視結果に
基づいて前記現場機器の制御を行うコントローラと、 このコントローラに接続されたコントローラ・ネットワ
ークと、 このコントローラ・ネットワークに接続されるととも
に、管理対象であるコントローラを識別するための情報
を記録した管理ポイント一覧表を有し、この管理ポイン
ト一覧表に基づいて前記コントローラからデータを収集
する第1および第2のゲートウェイと、 前記第1および第2のゲートウェイに接続された監視・
管理ネットワークと、 この監視・管理ネットワークに接続され、前記ゲートウ
ェイからデータを収集するとともに前記コントローラを
管理する中央制御装置とを備え、 前記第1および第2のゲートウェイは、前記コントロー
ラ・ネットワーク上の同一アドレスを有することを特徴
とする多重化システム。 - 【請求項2】 請求項1に記載の多重化システムにおい
て、 前記コントローラは、前記ゲートウェイがメッセージを
取得した際にその応答として送信するメッセージ取得応
答を1回のみ受け付け、その他のゲートウェイからのメ
ッセージ取得応答を破棄することを特徴とする多重化シ
ステム。 - 【請求項3】 請求項1に記載の多重化システムにおい
て、 前記第1および第2のゲートウェイは、(a)第1のド
メインに前記コントローラ・ネットワーク上の相互に異
なるアドレスを有し、前記コントローラに対して要求メ
ッセージを送る際に、前記相互に異なるアドレスを前記
要求メッセージに付加してからを送信し、(b)第2の
ドメインに前記コントローラ・ネットワーク上の同一ア
ドレスを有し、前記コントローラから送信された要求メ
ッセージをこの第2のドメインで受信することを特徴と
する多重化システム。
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---|---|---|---|
JP2000255021A JP3884609B2 (ja) | 2000-08-25 | 2000-08-25 | 多重化システム |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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JP3884609B2 JP3884609B2 (ja) | 2007-02-21 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004054907A (ja) * | 2002-05-31 | 2004-02-19 | Omron Corp | プログラマブルコントローラ及びcpuユニット並びに通信ユニット及び通信ユニットの制御方法 |
JP2008181240A (ja) * | 2007-01-23 | 2008-08-07 | Toshiba Corp | 冗長化分散制御システム |
CN107850873A (zh) * | 2015-07-23 | 2018-03-27 | 三菱电机株式会社 | 双重化过程控制装置 |
JP7430694B2 (ja) | 2021-11-05 | 2024-02-13 | 株式会社安川電機 | 制御システム、制御方法、及びプログラム |
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US7246270B2 (en) | 2002-05-31 | 2007-07-17 | Omron Corporation | Programmable controller with CPU and communication units and method of controlling same |
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CN107850873B (zh) * | 2015-07-23 | 2021-12-21 | 三菱电机株式会社 | 双重化过程控制装置 |
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