JP2003195903A - 二重化通信モジュール装置 - Google Patents
二重化通信モジュール装置Info
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- JP2003195903A JP2003195903A JP2001393215A JP2001393215A JP2003195903A JP 2003195903 A JP2003195903 A JP 2003195903A JP 2001393215 A JP2001393215 A JP 2001393215A JP 2001393215 A JP2001393215 A JP 2001393215A JP 2003195903 A JP2003195903 A JP 2003195903A
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- communication
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フィールドバス通信制御の冗長化を目的とし
た通信モジュールの二重化環境において、通信モジュー
ルのフィールドバスへのコネクタ抜けで発生する、通信
モジュール相互間の制御権競合による障害を防止した二
重化通信モジュール装置を実現する。 【解決手段】 フィールドバスに接続される複数のフィ
ールド機器の内、上位装置との通信を行う通信モジュー
ルを二重化し、一方に前記フィールドバスのセグメント
管理権を持たせた二重化通信モジュール装置において、
前記通信モジュールと前記フィールドバスを接続するコ
ネクタの接続状態を監視するコネクタ抜け検出手段と、
コネクタ抜けが検出された場合に、自己の前記上位装置
との通信機能を停止させる通信制御手段とを具備する。
た通信モジュールの二重化環境において、通信モジュー
ルのフィールドバスへのコネクタ抜けで発生する、通信
モジュール相互間の制御権競合による障害を防止した二
重化通信モジュール装置を実現する。 【解決手段】 フィールドバスに接続される複数のフィ
ールド機器の内、上位装置との通信を行う通信モジュー
ルを二重化し、一方に前記フィールドバスのセグメント
管理権を持たせた二重化通信モジュール装置において、
前記通信モジュールと前記フィールドバスを接続するコ
ネクタの接続状態を監視するコネクタ抜け検出手段と、
コネクタ抜けが検出された場合に、自己の前記上位装置
との通信機能を停止させる通信制御手段とを具備する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、分散型制御装置等
におけるフィールドバスに接続される複数のフィールド
機器の内、上位装置との通信を行う通信モジュールを二
重化し、一方に前記フィールドバスのセグメント管理権
を持たせた二重化通信モジュール装置に関するものであ
る。
におけるフィールドバスに接続される複数のフィールド
機器の内、上位装置との通信を行う通信モジュールを二
重化し、一方に前記フィールドバスのセグメント管理権
を持たせた二重化通信モジュール装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図３の機能ブロック図により、分散型制
御装置の一般的な階層構成を説明する。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（ＨＩ
Ｓ）であり、上位の制御バス２に接続されている。３は
制御バス２を介してＨＩＳ１と通信するフィールドコン
トロールステーション（ＦＣＳ）、４はＦＣＳ３が制御
を担当する機器と通信するＩ／Ｏバス、５はこのＩ／Ｏ
バスに複数接続されるノードである。
御装置の一般的な階層構成を説明する。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（ＨＩ
Ｓ）であり、上位の制御バス２に接続されている。３は
制御バス２を介してＨＩＳ１と通信するフィールドコン
トロールステーション（ＦＣＳ）、４はＦＣＳ３が制御
を担当する機器と通信するＩ／Ｏバス、５はこのＩ／Ｏ
バスに複数接続されるノードである。
【０００３】６はフィールドバス分岐端子台であり、一
般機能を有するフィールド機器（プロセスのセンサ、操
作端等）７及び二重化された通信モジュール８１、８２
が接続されている。これら通信モジュールはノード５に
実装されており、フィールド機器７とＦＣＳとの通信を
中継する。
般機能を有するフィールド機器（プロセスのセンサ、操
作端等）７及び二重化された通信モジュール８１、８２
が接続されている。これら通信モジュールはノード５に
実装されており、フィールド機器７とＦＣＳとの通信を
中継する。
【０００４】８１ａ及び８１ｂは、通信モジュール８１
とフィールドバス分岐端子台６を結合するケーブル両端
のコネクタ、８２ａ及び８２ｂは、通信モジュール８２
とフィールドバス分岐端子台６を結合するケーブル両端
のコネクタである。
とフィールドバス分岐端子台６を結合するケーブル両端
のコネクタ、８２ａ及び８２ｂは、通信モジュール８２
とフィールドバス分岐端子台６を結合するケーブル両端
のコネクタである。
【０００５】以下、フィールドバスとして、標準的な規
格として普及しているＦＦ（Foundation Fieldbus）Ｈ
１を適用した場合について説明する。ＦＦ−Ｈ１フィー
ルドバス仕様では、セグメント管理機能を有するリンク
マスタ機器（Link Master：以下ＬＭ）間での調停によ
り、その内の１台のみが唯一実際にセグメント管理動作
を行う。この機器をリンクアクティブスケジューラ（Li
nk Active Scheduler：以下ＬＡＳ)と呼ぶ。一方、管理
機能を持たない機器はＬＭ機器に対してＢａｓｉｃ機器
と呼ぶ。
格として普及しているＦＦ（Foundation Fieldbus）Ｈ
１を適用した場合について説明する。ＦＦ−Ｈ１フィー
ルドバス仕様では、セグメント管理機能を有するリンク
マスタ機器（Link Master：以下ＬＭ）間での調停によ
り、その内の１台のみが唯一実際にセグメント管理動作
を行う。この機器をリンクアクティブスケジューラ（Li
nk Active Scheduler：以下ＬＡＳ)と呼ぶ。一方、管理
機能を持たない機器はＬＭ機器に対してＢａｓｉｃ機器
と呼ぶ。
【０００６】図４は、フィールド機器の機能分担を示す
説明図であり、フィールド機器はＬＭ機能を持たないＢ
ａｓｉｃ機器群と、ＬＭ機能を持つＬＭ機器群に２分さ
れ、ＬＭ機器の中の唯一がＬＡＳ機器として機能してい
る。通信モジュールを二重化するにあたり、同一セグメ
ント上の２個の通信モジュール８１、８２の夫々には、
ＬＭ機能が搭載されており、通信モジュール８１がＬＡ
Ｓに選定されている場合は、通信モジュール８２はＬＭ
機器として機能する。
説明図であり、フィールド機器はＬＭ機能を持たないＢ
ａｓｉｃ機器群と、ＬＭ機能を持つＬＭ機器群に２分さ
れ、ＬＭ機器の中の唯一がＬＡＳ機器として機能してい
る。通信モジュールを二重化するにあたり、同一セグメ
ント上の２個の通信モジュール８１、８２の夫々には、
ＬＭ機能が搭載されており、通信モジュール８１がＬＡ
Ｓに選定されている場合は、通信モジュール８２はＬＭ
機器として機能する。
【０００７】ＬＡＳが管理しているセグメントに新たな
機器（ＬＭ機器、Ｂａｓｉｃ機器とも)が接続された場
合、新規接続機器は、既存のＬＡＳから初期化立ち上げ
制御によりセグメントへの参加処理が行われる。
機器（ＬＭ機器、Ｂａｓｉｃ機器とも)が接続された場
合、新規接続機器は、既存のＬＡＳから初期化立ち上げ
制御によりセグメントへの参加処理が行われる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】図５は、通信モジュー
ルのコネクタ抜けが発生した場合の問題点を説明する遷
移図である。（Ａ）は、通常状態であり、ＦＦ−Ｈ１フ
ィールドバスセグメント６に接続された通信モジュール
８１がＬＡＳとして機能し、通信モジュール８２及びＢ
ａｓｉｃ機器群７のグループＳを管理している。
ルのコネクタ抜けが発生した場合の問題点を説明する遷
移図である。（Ａ）は、通常状態であり、ＦＦ−Ｈ１フ
ィールドバスセグメント６に接続された通信モジュール
８１がＬＡＳとして機能し、通信モジュール８２及びＢ
ａｓｉｃ機器群７のグループＳを管理している。
【０００９】ここで（Ｂ）に示すように、ＬＡＳとして
動作中の通信モジュール８１側のコネクタが抜けると、
セグメントとしては一時的にＬＡＳつまり管理者不在の
状態になる。ＬＡＳ不在を検出したＬＭ機器であるもう
一方の通信モジュール８２は、（Ｃ）に示すように、Ｆ
Ｆ−Ｈ１仕様に従い新たなＬＡＳとなり、セグメント管
理を継承する。
動作中の通信モジュール８１側のコネクタが抜けると、
セグメントとしては一時的にＬＡＳつまり管理者不在の
状態になる。ＬＡＳ不在を検出したＬＭ機器であるもう
一方の通信モジュール８２は、（Ｃ）に示すように、Ｆ
Ｆ−Ｈ１仕様に従い新たなＬＡＳとなり、セグメント管
理を継承する。
【００１０】コネクタを切り離された元ＬＡＳである通
信モジュール８１は、上位のＦＣＳ３との通信機能は機
能しており、フィールド機器が存在しないセグメント上
でＬＡＳとして動作を継続している。従ってこの時点
で、別々の独立したセグメント上に２台のＬＡＳが存在
することと等価になる。
信モジュール８１は、上位のＦＣＳ３との通信機能は機
能しており、フィールド機器が存在しないセグメント上
でＬＡＳとして動作を継続している。従ってこの時点
で、別々の独立したセグメント上に２台のＬＡＳが存在
することと等価になる。
【００１１】この状態から外れたコネクタが再接続され
ると、（Ｄ）に示すように、その瞬間に今度は逆に１つ
のセグメント上に２台のＬＡＳが共存することになる。
ＦＦ−Ｈ１仕様では同一セグメント上に同時に２台のＬ
ＡＳが存在する状態はバス制御を正常に行えない異常状
態であり、以下の障害が発生する。
ると、（Ｄ）に示すように、その瞬間に今度は逆に１つ
のセグメント上に２台のＬＡＳが共存することになる。
ＦＦ−Ｈ１仕様では同一セグメント上に同時に２台のＬ
ＡＳが存在する状態はバス制御を正常に行えない異常状
態であり、以下の障害が発生する。
【００１２】（１） 接続直後に不正フレーム検出によ
るバスリセットが発生してしまう（Live Listがリセッ
ト状態となる）。この結果、本来正常なセグメント上の
フィールド機器が、停止したように見える。 （２） 競合によって機器なし側の元ＬＡＳがＬＡＳと
なった場合、セグメントの機器の存在を表すLive List
がリセットする。この結果、本来正常なセグメント上の
フィールド機器が、停止したように見える。更にセグメ
ント上の共通時刻情報(Data Link時刻)が急変し、機器
内の制御動作が乱れる。
るバスリセットが発生してしまう（Live Listがリセッ
ト状態となる）。この結果、本来正常なセグメント上の
フィールド機器が、停止したように見える。 （２） 競合によって機器なし側の元ＬＡＳがＬＡＳと
なった場合、セグメントの機器の存在を表すLive List
がリセットする。この結果、本来正常なセグメント上の
フィールド機器が、停止したように見える。更にセグメ
ント上の共通時刻情報(Data Link時刻)が急変し、機器
内の制御動作が乱れる。
【００１３】これらのバス上通信の乱れにより、フィー
ルドバス通信制御はもとより、フィールド機器とのデー
タ入出力が一時的に行えなくなったり、入出力値が異常
になるなど、アプリケーションとしてのプロセス制御へ
の悪影響が発生する。
ルドバス通信制御はもとより、フィールド機器とのデー
タ入出力が一時的に行えなくなったり、入出力値が異常
になるなど、アプリケーションとしてのプロセス制御へ
の悪影響が発生する。
【００１４】本発明の目的は、フィールドバス通信制御
の冗長化を目的とした通信モジュールの二重化環境にお
いて、通信モジュールのフィールドバスへのコネクタ抜
けで発生する、通信モジュール相互間の制御権競合によ
る障害を防止した二重化通信モジュール装置を実現する
ことにある。
の冗長化を目的とした通信モジュールの二重化環境にお
いて、通信モジュールのフィールドバスへのコネクタ抜
けで発生する、通信モジュール相互間の制御権競合によ
る障害を防止した二重化通信モジュール装置を実現する
ことにある。
【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、分
散型制御装置におけるフィールドバスに接続される複数
のフィールド機器の内、上位装置との通信を行う通信モ
ジュールを二重化し、一方に前記フィールドバスのセグ
メント管理権を持たせた二重化通信モジュール装置にお
いて、前記通信モジュールと前記フィールドバスを接続
するコネクタの接続状態を監視するコネクタ抜け検出手
段と、コネクタ抜けが検出された場合に、自己の前記上
位装置との通信機能を停止させる通信制御手段と、を具
備する点にある。
るために、本発明のうち請求項１記載発明の特徴は、分
散型制御装置におけるフィールドバスに接続される複数
のフィールド機器の内、上位装置との通信を行う通信モ
ジュールを二重化し、一方に前記フィールドバスのセグ
メント管理権を持たせた二重化通信モジュール装置にお
いて、前記通信モジュールと前記フィールドバスを接続
するコネクタの接続状態を監視するコネクタ抜け検出手
段と、コネクタ抜けが検出された場合に、自己の前記上
位装置との通信機能を停止させる通信制御手段と、を具
備する点にある。
【００１５】請求項２記載発明の特徴は、前記フィール
ドバスが、ＦＦＨ１規格である点にある。
ドバスが、ＦＦＨ１規格である点にある。
【００１６】請求項３記載発明の特徴は、前記二重化し
た通信モジュールは、セグメント管理機能を有するリン
クマスタ機器であり、その一方が実際にセグメント管理
動作を行うリンクアクティブスケジューラ機器として選
定されていることを特徴とする点にある。
た通信モジュールは、セグメント管理機能を有するリン
クマスタ機器であり、その一方が実際にセグメント管理
動作を行うリンクアクティブスケジューラ機器として選
定されていることを特徴とする点にある。
【００１７】請求項４記載発明の特徴は、コネクタ抜け
が検出された通信モジュールがリンクアクティブスケジ
ューラ機器であった場合には待機側の通信モジュールが
リンクアクティブスケジューラ機器に切り替えられる点
にある。
が検出された通信モジュールがリンクアクティブスケジ
ューラ機器であった場合には待機側の通信モジュールが
リンクアクティブスケジューラ機器に切り替えられる点
にある。
【００１８】請求項５記載発明の特徴は、コネクタ抜け
により上位装置との通信が停止した通信モジュールが正
常に前記フィールドバスに復帰接続された場合には、こ
の通信モジュールは未初期化リンクマスタ機器とみなさ
れて、現在リンクアクティブスケジューラ機器となって
いる通信モジュール側より初期化される点にある。
により上位装置との通信が停止した通信モジュールが正
常に前記フィールドバスに復帰接続された場合には、こ
の通信モジュールは未初期化リンクマスタ機器とみなさ
れて、現在リンクアクティブスケジューラ機器となって
いる通信モジュール側より初期化される点にある。
【００１９】請求項６記載発明の特徴は、前記フィール
ドバスに重畳される直流電源電圧を監視することによ
り、前記通信モジュールと前記フィールドバスを接続す
るコネクタ抜けを検出する点にある。
ドバスに重畳される直流電源電圧を監視することによ
り、前記通信モジュールと前記フィールドバスを接続す
るコネクタ抜けを検出する点にある。
【００２０】請求項７記載発明の特徴は、前記上位装置
が分散型制御装置におけるフィールドコントロールステ
ーションである点にある。
が分散型制御装置におけるフィールドコントロールステ
ーションである点にある。
【００２１】
【発明の実施の形態】図５で説明したＬＡＳ同士の競合
は、一旦セグメントから抜けた元ＬＡＳが「機器無し」
と判断した状態のまま元のセグメントへ戻りフィールド
バス制御を継続しようして、既に存在していた後継ＬＡ
Ｓとぶつかる点が問題の根本である。
は、一旦セグメントから抜けた元ＬＡＳが「機器無し」
と判断した状態のまま元のセグメントへ戻りフィールド
バス制御を継続しようして、既に存在していた後継ＬＡ
Ｓとぶつかる点が問題の根本である。
【００２２】一方ＦＦ−Ｈ１仕様では、新規にセグメン
トに加入しようとする機器に対する初期化立ち上げ手順
が規定されていて、一旦セグメントから抜けたＬＡＳ
が、未初期化のＬＭ機器として正規の手順に則って再び
セグメントに参加すれば、この問題は発生しない。
トに加入しようとする機器に対する初期化立ち上げ手順
が規定されていて、一旦セグメントから抜けたＬＡＳ
が、未初期化のＬＭ機器として正規の手順に則って再び
セグメントに参加すれば、この問題は発生しない。
【００２３】フィールドバス通信上は元ＬＡＳから見た
場合、コネクタ抜けは単に他機器が一斉にフェイルした
(不在となった)状態と等価であり、再度フェイルした機
器が立ち上がって来た時に備えてＬＡＳ動作を継続する
必要がある。つまり、全ての機器が不在となっただけで
は、ＬＡＳ動作を停止させる条件とはならない。
場合、コネクタ抜けは単に他機器が一斉にフェイルした
(不在となった)状態と等価であり、再度フェイルした機
器が立ち上がって来た時に備えてＬＡＳ動作を継続する
必要がある。つまり、全ての機器が不在となっただけで
は、ＬＡＳ動作を停止させる条件とはならない。
【００２４】この点に着目した本発明のポイントは、通
信モジュール内に「コネクタ抜け検出用手段」を追加
し、この検出情報に基づきフィールドバス上の状態によ
らないフィールドバス通信機能の停止制御を行うこと
で、ＬＡＳ競合による障害を防ぐ点にある。
信モジュール内に「コネクタ抜け検出用手段」を追加
し、この検出情報に基づきフィールドバス上の状態によ
らないフィールドバス通信機能の停止制御を行うこと
で、ＬＡＳ競合による障害を防ぐ点にある。
【００２５】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二重化通信モジュール装
置の一例を示す機能ブロック図であり、図３の従来装置
で説明した要素と同一要素には同一符号を付して説明を
省略する。
する。図１は本発明を適用した二重化通信モジュール装
置の一例を示す機能ブロック図であり、図３の従来装置
で説明した要素と同一要素には同一符号を付して説明を
省略する。
【００２６】通信モジュール８１において、９は通信制
御部であり、データ入出力部９ａ及びＬＭ機能制御部９
ｂよりなる。８１ｃはプロセス入出力インターフェイス
部であり、通信制御部９と上位装置であるＦＣＳ３との
入出力データ通信をインターフェイスする。
御部であり、データ入出力部９ａ及びＬＭ機能制御部９
ｂよりなる。８１ｃはプロセス入出力インターフェイス
部であり、通信制御部９と上位装置であるＦＣＳ３との
入出力データ通信をインターフェイスする。
【００２７】１０はシステム電源装置であり、フィール
ド機器群７の電源とは独立してＦＣＳ３と通信モジュー
ル８１に給電している。１１はフィールドバス６を形成
する一対の導線６ａ、６ｂ間に接続された直流電源であ
り、Ｅは電源電圧で通常ＤＣ２０Ｖ程度に選定されてい
る。
ド機器群７の電源とは独立してＦＣＳ３と通信モジュー
ル８１に給電している。１１はフィールドバス６を形成
する一対の導線６ａ、６ｂ間に接続された直流電源であ
り、Ｅは電源電圧で通常ＤＣ２０Ｖ程度に選定されてい
る。
【００２８】フィールド機器群７は導線６ａ、６ｂ間に
接続され、直流電源１１より給電され、プロセス入出力
データ信号ｅ（通常は２Ｖｐ−ｐ）が直流電圧Ｅに重畳
する。Ｗ１はＥに重畳するフィールドバス６上の入出力
データ信号ｅの波形図である。
接続され、直流電源１１より給電され、プロセス入出力
データ信号ｅ（通常は２Ｖｐ−ｐ）が直流電圧Ｅに重畳
する。Ｗ１はＥに重畳するフィールドバス６上の入出力
データ信号ｅの波形図である。
【００２９】８１ｄは、フィールドバス６と通信モジュ
ールを結合するコネクタであり、図では抜けた状態を示
している。このコネクタを介してフィールドバス信号は
信号／電源分離装置１８ｅに導かれ、波形図Ｗ２に示す
信号成分ｅが信号デコード／エンコード装置８１ｆに供
給されると共に、波形図Ｗ３に示すＤＣ電圧分Ｅが電源
検出判定装置８１ｇに供給される。
ールを結合するコネクタであり、図では抜けた状態を示
している。このコネクタを介してフィールドバス信号は
信号／電源分離装置１８ｅに導かれ、波形図Ｗ２に示す
信号成分ｅが信号デコード／エンコード装置８１ｆに供
給されると共に、波形図Ｗ３に示すＤＣ電圧分Ｅが電源
検出判定装置８１ｇに供給される。
【００３０】信号デコード／エンコード装置８１ｆは、
通信制御部９とプロセス入出力データにつき通信する。
電源検出判定装置８１ｇはＷ３に示す電源電圧Ｅを監視
し、所定の閾値Ｅｓとの比較で電源状態のＯＮ／ＯＦＦ
を判定する。８１ｈは入力フィルタであり、電源状態の
ＯＮ又はＯＦＦが所定時間（例えば１００ｍ秒）継続し
たらＯＮ又はＯＦＦを確定し、通信制御部９の機能を有
効又は停止制御する。
通信制御部９とプロセス入出力データにつき通信する。
電源検出判定装置８１ｇはＷ３に示す電源電圧Ｅを監視
し、所定の閾値Ｅｓとの比較で電源状態のＯＮ／ＯＦＦ
を判定する。８１ｈは入力フィルタであり、電源状態の
ＯＮ又はＯＦＦが所定時間（例えば１００ｍ秒）継続し
たらＯＮ又はＯＦＦを確定し、通信制御部９の機能を有
効又は停止制御する。
【００３１】定常状態では、電源状態はＯＮであり、通
信制御部９の機能は有効となり、通信モジュール８１が
ＬＡＳの場合には正常なＬＡＳ機能を行う。コネクタ抜
けが発生すれば、電源状態はＯＦＦとなるので、通信制
御部９の機能は停止し、通信モジュール８１はＬＡＳ機
能を停止する。
信制御部９の機能は有効となり、通信モジュール８１が
ＬＡＳの場合には正常なＬＡＳ機能を行う。コネクタ抜
けが発生すれば、電源状態はＯＦＦとなるので、通信制
御部９の機能は停止し、通信モジュール８１はＬＡＳ機
能を停止する。
【００３２】以後この通信モジュール８１は未初期化の
ＬＭ機器とみなされ、コネクタが接続復帰した際には、
新規にセグメントに加入した機器とみなされ、現在ＬＡ
Ｓとして機能している機器側より、ＦＦ−Ｈ１規定によ
る初期化立ち上げ手順に基づいて初期化され、ＬＭ機器
としてセグメントに参加する。
ＬＭ機器とみなされ、コネクタが接続復帰した際には、
新規にセグメントに加入した機器とみなされ、現在ＬＡ
Ｓとして機能している機器側より、ＦＦ−Ｈ１規定によ
る初期化立ち上げ手順に基づいて初期化され、ＬＭ機器
としてセグメントに参加する。
【００３３】図２は、定常状態からＬＡＳのコネクタ抜
き→挿し、復帰までの流れを説明する遷移図である。
（Ａ）は、図５（Ａ）と同一の定常状態であり、ＦＦ−
Ｈ１フィールドバスセグメント６に接続された通信モジ
ュール８１がＬＡＳとして機能し、通信モジュール８２
（ＬＭ機器でＬＡＳ待機状態）及びＢａｓｉｃ機器群７
のグループＳを管理している。
き→挿し、復帰までの流れを説明する遷移図である。
（Ａ）は、図５（Ａ）と同一の定常状態であり、ＦＦ−
Ｈ１フィールドバスセグメント６に接続された通信モジ
ュール８１がＬＡＳとして機能し、通信モジュール８２
（ＬＭ機器でＬＡＳ待機状態）及びＢａｓｉｃ機器群７
のグループＳを管理している。
【００３４】（Ｂ）は、ＬＡＳ側（通信モジュール８
１）のコネクタ抜け状態を示す。フィールドバス側コネ
クタが抜かれると、残ったフィールドバスセグメント６
上では一瞬ＬＡＳが不在となる。このＬＡＳ不在を検出
したＬＭ機器(ＬＡＳ待機状態の通信モジュール８２)が
新たにＬＡＳとなる。一方、コネクタを抜かれた方の元
ＬＡＳ（通信モジュール８１）は、機器が全て不在とな
ったのと同じ状態でＬＡＳ動作を継続しようとする。
１）のコネクタ抜け状態を示す。フィールドバス側コネ
クタが抜かれると、残ったフィールドバスセグメント６
上では一瞬ＬＡＳが不在となる。このＬＡＳ不在を検出
したＬＭ機器(ＬＡＳ待機状態の通信モジュール８２)が
新たにＬＡＳとなる。一方、コネクタを抜かれた方の元
ＬＡＳ（通信モジュール８１）は、機器が全て不在とな
ったのと同じ状態でＬＡＳ動作を継続しようとする。
【００３５】このとき、（Ｂ）´及び（Ｃ）に示すよう
に、元ＬＡＳ側の通信モジュール８１では、コネクタ抜
けの検出信号で通信制御部のフィールドバス通信機能が
停止され、再度セグメントへコネクタが接続されるの
を、コネクタ状態を監視しながら待つ待機状態となる。
コネクタ接続の復帰確認が出来次第、フィールドバス通
信機能の初期化が開始される。
に、元ＬＡＳ側の通信モジュール８１では、コネクタ抜
けの検出信号で通信制御部のフィールドバス通信機能が
停止され、再度セグメントへコネクタが接続されるの
を、コネクタ状態を監視しながら待つ待機状態となる。
コネクタ接続の復帰確認が出来次第、フィールドバス通
信機能の初期化が開始される。
【００３６】同時に、元待機側の通信モジュール８２が
フィールドバスセグメント６上の新たなＬＡＳとしてフ
ィールドバス通信管理機能を開始する、制御権交替が実
行される。以後、他のフィールド機器向けの処理と同様
に元ＬＡＳ側機器（通信モジュール８１）がコネクタ復
帰で初期化処理待ちとなれば、通常のＬＡＳ機能の一環
として初期化立ち上げ処理を実行する。
フィールドバスセグメント６上の新たなＬＡＳとしてフ
ィールドバス通信管理機能を開始する、制御権交替が実
行される。以後、他のフィールド機器向けの処理と同様
に元ＬＡＳ側機器（通信モジュール８１）がコネクタ復
帰で初期化処理待ちとなれば、通常のＬＡＳ機能の一環
として初期化立ち上げ処理を実行する。
【００３７】（Ｄ）は元ＬＡＳ側（通信モジュール８
１）コネクタが復帰再接続された状態を示しており、こ
の状態ではフィールドバス通信を停止している通信モジ
ュール８１側は応答していない。元ＬＡＳ側がコネクタ
抜けからの復帰(つまり再接続)を検出すれば、フィール
ドバス通信を再開する。この際、セグメント上の新ＬＡ
Ｓ（通信モジュール８２）によるＢａｓｉｃＬＭ／共通
の立ち上げ処理に従うため、ＬＡＳの競合は発生しな
い。
１）コネクタが復帰再接続された状態を示しており、こ
の状態ではフィールドバス通信を停止している通信モジ
ュール８１側は応答していない。元ＬＡＳ側がコネクタ
抜けからの復帰(つまり再接続)を検出すれば、フィール
ドバス通信を再開する。この際、セグメント上の新ＬＡ
Ｓ（通信モジュール８２）によるＢａｓｉｃＬＭ／共通
の立ち上げ処理に従うため、ＬＡＳの競合は発生しな
い。
【００３８】通常のフィールド機器として立ち上がった
元ＬＡＳ側通信モジュール８１は、フィールドバス仕様
に従ってＬＡＳとしてのパラメータを新ＬＡＳ（通信モ
ジュール８２）との間で等値化し、ＬＭ機器としての準
備が完了する。ここで初めて、ＬＡＳとして動作可能な
待機状態となる。
元ＬＡＳ側通信モジュール８１は、フィールドバス仕様
に従ってＬＡＳとしてのパラメータを新ＬＡＳ（通信モ
ジュール８２）との間で等値化し、ＬＭ機器としての準
備が完了する。ここで初めて、ＬＡＳとして動作可能な
待機状態となる。
【００３９】以上説明した実施例では、コネクタ抜けの
検出手段としてフィールドバス６に重畳する電源電圧を
監視する例を示したが、コネクタの開放を直接検知する
センサ手段を用いることも可能である。
検出手段としてフィールドバス６に重畳する電源電圧を
監視する例を示したが、コネクタの開放を直接検知する
センサ手段を用いることも可能である。
【００４０】本発明の適用対象は、実施例で説明した分
散型制御装置に限定されることなく、上位装置と通信す
る通信モジュールの二重化装置で、制御権の競合による
障害が発生するおそれのあるフィールドバスに有効に適
用可能である。
散型制御装置に限定されることなく、上位装置と通信す
る通信モジュールの二重化装置で、制御権の競合による
障害が発生するおそれのあるフィールドバスに有効に適
用可能である。
【００４１】また、フィールドバスの規格として標準的
なＦＦ−Ｈ１を実施例として説明したが、この規格に限
定されることなく、上位装置と通信する通信モジュール
の二重化で唯一が制御権を許可され、制御権の競合によ
る障害が発生するおそれのあるフィールドバスに有効に
適用可能である。
なＦＦ−Ｈ１を実施例として説明したが、この規格に限
定されることなく、上位装置と通信する通信モジュール
の二重化で唯一が制御権を許可され、制御権の競合によ
る障害が発生するおそれのあるフィールドバスに有効に
適用可能である。
【００４２】
【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、上位装置と通信する通信モジュールの
二重化で唯一が制御権を許可され、制御権の競合による
障害が発生するおそれのあるフィールドバスにＬＭ機器
である通信モジュールの二重化時に、コネクタ抜け後の
通信モジュールのセグメントへの再接続によってフィー
ルドバス通信が乱れるおそれがなく、プロセスへの悪影
響も発生しない。
本発明によれば、上位装置と通信する通信モジュールの
二重化で唯一が制御権を許可され、制御権の競合による
障害が発生するおそれのあるフィールドバスにＬＭ機器
である通信モジュールの二重化時に、コネクタ抜け後の
通信モジュールのセグメントへの再接続によってフィー
ルドバス通信が乱れるおそれがなく、プロセスへの悪影
響も発生しない。
【図１】本発明を適用した二重化通信モジュール装置の
一例を示す機能ブロック図である。
一例を示す機能ブロック図である。
【図２】定常状態からＬＡＳのコネクタ抜き→挿し、復
帰までの流れを説明する遷移図である。
帰までの流れを説明する遷移図である。
【図３】分散型制御装置の一般的な階層構成を示す機能
ブロック線図である。
ブロック線図である。
【図４】ＦＦ−Ｈ１規格によるフィールド機器の機能分
担を示す説明図である。
担を示す説明図である。
【図５】通信モジュールのコネクタ抜けが発生した場合
の問題点を説明する遷移図である。
の問題点を説明する遷移図である。
３ ＦＣＳ
６ フィールドバス
７ フィールド機器
８１ 通信モジュール
８１ｃ プロセス入出力インターフェイス部
８１ｄ コネクタ
８１ｅ 信号／電源分離装置
８１ｆ 信号デコード／エンコード装置
８１ｇ 電源検出判定装置
８１ｈ 入力フィルタ
９ 通信制御部
９ａ データ入出力部
９ｂ ＬＭ機能制御部
１０ システム電源装置
１１ 直流電源
Claims (7)
- 【請求項１】フィールドバスに接続される複数のフィー
ルド機器の内、上位装置との通信を行う通信モジュール
を二重化し、一方に前記フィールドバスのセグメント管
理権を持たせた二重化通信モジュール装置において、 前記通信モジュールと前記フィールドバスを接続するコ
ネクタの接続状態を監視するコネクタ抜け検出手段と、 コネクタ抜けが検出された場合に、自己の前記上位装置
との通信機能を停止させる通信制御手段と、を具備する
二重化通信モジュール装置。 - 【請求項２】前記フィールドバスが、ＦＦＨ１規格であ
ることを特徴とする請求項１記載の二重化通信モジュー
ル装置。 - 【請求項３】前記二重化した通信モジュールは、セグメ
ント管理機能を有するリンクマスタ機器であり、その一
方が実際にセグメント管理動作を行うリンクアクティブ
スケジューラ機器として選定されていることを特徴とす
る、請求項２記載の二重化通信モジュール装置。 - 【請求項４】コネクタ抜けが検出された通信モジュール
がリンクアクティブスケジューラ機器であった場合には
待機側の通信モジュールがリンクアクティブスケジュー
ラ機器に切り替えられることを特徴とする、請求項３記
載の二重化通信モジュール装置。 - 【請求項５】コネクタ抜けにより上位装置との通信が停
止した通信モジュールが正常に前記フィールドバスに復
帰接続された場合には、この通信モジュールは未初期化
リンクマスタ機器とみなされて、現在リンクアクティブ
スケジューラ機器となっている通信モジュール側より初
期化されることを特徴とする、請求項３記載の二重化通
信モジュール装置。 - 【請求項６】前記フィールドバスに重畳される直流電源
電圧を監視することにより、前記通信モジュールと前記
フィールドバスを接続するコネクタ抜けを検出すること
を特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載の二重
化通信モジュール装置。 - 【請求項７】前記上位装置が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であることを特徴と
する、請求項１乃至６のいずれかに記載の二重化通信モ
ジュール装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2001393215A JP3874171B2 (ja) | 2001-12-26 | 2001-12-26 | 二重化通信モジュール装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001393215A JP3874171B2 (ja) | 2001-12-26 | 2001-12-26 | 二重化通信モジュール装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003195903A true JP2003195903A (ja) | 2003-07-11 |
| JP3874171B2 JP3874171B2 (ja) | 2007-01-31 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2001393215A Expired - Fee Related JP3874171B2 (ja) | 2001-12-26 | 2001-12-26 | 二重化通信モジュール装置 |
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| US8847571B2 (en) | 2008-06-17 | 2014-09-30 | Rosemount Inc. | RF adapter for field device with variable voltage drop |
| US8929948B2 (en) | 2008-06-17 | 2015-01-06 | Rosemount Inc. | Wireless communication adapter for field devices |
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| US10761524B2 (en) | 2010-08-12 | 2020-09-01 | Rosemount Inc. | Wireless adapter with process diagnostics |
-
2001
- 2001-12-26 JP JP2001393215A patent/JP3874171B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP3874171B2 (ja) | 2007-01-31 |
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