JP2007195131A

JP2007195131A - 制御装置及び通信プログラム

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Publication number: JP2007195131A
Application number: JP2006046824A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Mizuochi; 潔水落; Masanobu Soga; 正信曽我; Minoru Nakade; 実中出; Yoshikane Yamanaka; 禎詠山中; Kenichi Morimoto; 賢一森本; Takeshi Takahashi; 健史高橋
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2005-12-19
Filing date: 2006-02-23
Publication date: 2007-08-02

Abstract

【課題】特定の通信ポートに対して大量のデータが送信されてきた場合であっても、制御演算タスク等を遅延なく実行でき、更に、他の通信ポートの通信処理についても性能を落とすことなく実行することのできる制御装置及び通信プログラムを提供することを目的とする。
【解決手段】通信割り込み処理の中で受信データの種別やデータ長に基づいて受信データを処理する時間を推定し、一定期間における推定値の積算が、予め設定されている閾値を超えているか否かを判定する。この結果、閾値を超えている場合には、通信チップの動作を停止させ、未処理の受信データを破棄する。これにより、制御演算処理や情報処理や他の通信ポートによる通信を実行させることが可能となる。
【選択図】図３

Description

本発明は、通信ネットワークを介して他の装置との間で通信を行う制御装置及び通信プログラムに関するものである。

例えば、通信機能を備える制御装置がＬＡＮなどの通信ネットワークを介して他の装置からデータを受信する場合、受信側の制御装置では、内蔵されたＣＰＵにより受信処理が実行される。この受信処理は、受信割り込み処理と受信タスク処理からなり、一般的に、「入力」、「演算」、「出力」を一定周期で繰り返して行う制御演算タスクに比べて、優先度が高く設定されている。
このような制御装置において、ＤＯＳ攻撃（DENIAL OF SERVICE ATTACK）などの高負荷攻撃を受けた場合には、多量なデータを受信することとなるため、ＣＰＵは受信処理に追われて、制御演算タスクを実行することができないという問題が生ずる。
情報処理装置、通信機器、通信プログラムにおいても同様に情報処理タスク、通信内容の処理タスクを実行することができないという問題が生じる。なお、通信機器としては、例えば、ハブ、ルータ、ブリッジ、またはリピータなどが一例として挙げられる。

このような問題に対し、例えば、ファイアウォール用プロセッサにフィルタリング処理機能を持たせ、受信を許可する情報の選り分けを行うことにより、高負荷攻撃による影響を解消させる技術が提案されている（特開２００４−１３９１７８号公報等参照）。この技術によれば、受信データの送信元ＩＰアドレス等を調べ、送信元ＩＰアドレス等に対応する重要度に応じて受信するか否かを判断するので、ＤＯＳ攻撃による低重要度の受信データを破棄することができ、ＤＯＳ攻撃の影響を解消させることができる。

また、特開２００２−１６６３３号公報（特許文献２）には、トラフィック監視装置で受信データ状況を監視し、大量に送りつけられて来るデータがあれば、当該データの受信を停止するようにルータ制御装置に命令を発して、高負荷攻撃による影響を解消させる技術が提案されている。この技術によれば、受信データの送信元ＩＰアドレス及び送信元ＩＰアドレス毎の受信量を調べ、受信量が多すぎる場合には、その送信元ＩＰアドレス等に対応する受信データをルータで廃棄するよう命令することで、ＤＯＳ攻撃による大量の受信データを破棄することができ、ＤＯＳ攻撃の影響を解消させることができる。
特開２００４−１３９１７８号公報特開２００２−１６６３３号公報

しかしながら、上述した特許文献１に開示されているような従来の技術では、通信データを一旦受信して送信元ＩＰアドレス等の内容を調べ、送信元ＩＰアドレスの重要度に応じて受信するか否か判定して対処するが、この方法ではＤＯＳ攻撃や、ネットワークの誤配線による自己ループ形成により、次から次へとデータが送られて来る場合には、ＩＰアドレスを調べる前に、受信処理に追われて、他の処理が何もできなくなるという問題があった。
例えば、通信ネットワーク上に配置された通信ハブの誤接続などにより自己ループが形成されてしまった場合には、通信ハブには通信データがどんどん流れこんで来る上、同一の通信データがこのループをぐるぐると回って減ることは無く、増えるばかりとなる。この場合、同一の通信データが何度も同じ制御装置宛に送信されることとなり、受け側の制御装置では、多量のデータの受信処理に追われ、制御演算タスクなどの定周期タスクを一定周期で実行することができなくなってしまうという不都合が生ずる。
情報処理装置、通信機器、通信プログラムにおいても同様に受信処理に追われて、他の処理が何もできなくなるという不都合が生じる。

また、上述の特許文献２に開示されている通信状態制御方法においても、多量に送信されてきたデータを一旦受信し、この受信したデータ量に応じて、データを破棄するか否かを判断しているが、次から次へとデータが送られて来る場合には、受信処理に追われて、判断処理を行なうことができなくなるという不都合が生じる。

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、大量のデータが送信されてきた場合であっても、制御演算タスクや情報処理タスクや通信内容の処理タスク等を実行することのできる制御装置及び通信プログラムを提供することを目的とする。
また、当該装置が複数の通信ポートをサポートしている場合には、異常となった通信ポート以外の他の通信ポートの通信機能を性能を落とさずに実行することのできる制御装置及び通信プログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、通信ネットワークで接続される機器を制御する制御装置において、制御演算タスクが一定周期で実行されているか否かを判定する判定手段と、前記制御演算タスクが一定周期で実行されていないと判定された場合に、前記機器との通信を停止する通信停止手段とを具備することを特徴とする制御装置を提供する。

上記構成によれば、制御演算タスクが周期的に実行されていない場合には、通信を停止させるので、制御演算タスクを実行させることが可能となる。これにより、制御演算タスクが長期間に渡って実行されないという不都合を解消させることが可能となる。
上記判定手段は、例えば、制御演算タスクの実行時間間隔を監視し、この実行時間間隔が予め設定されている所定の閾値を超えたか否かを判定することにより、制御演算タスクが一定周期で実行されているか否かを判定する。このようにすることで、制御演算タスクの実行間隔の最大値を一定期間内にとどめることが可能となる。

本発明は、通信ネットワークで接続される機器を制御する制御装置において、通信タスクの実行時間を推定する推定手段と、推定された前記通信タスクの実行時間が所定の閾値を超えたか否かを判定する判定手段と、推定された前記通信タスクの実行時間が前記閾値を超えていると判定された場合に、前記機器との通信を停止する通信停止手段とを具備する制御装置を提供する。

このように、推定した通信処理の実行時間が予め設定されている閾値を超えている場合には、通信処理前に通信を停止させ、処理中の通信データを破棄するので、すばやく制御演算タスクを実行させることが可能となる。これにより、制御演算タスクの実行時間間隔を実際に検出して通信を停止させる場合に比べ、早期に通信を停止させることが可能となるので、制御演算タスクの実行遅れを短くすることができる。

上記通信処理の実行時間の推定は、例えば、通信割り込み処理の中で受信したデータの種別及びそのデータサイズなどを監視し、これらデータ種別及びデータサイズに基づいて推定する。前もってデータ種別及びデータサイズに応じた通信処理時間を計測しておき、この計測結果に基づいた通信処理時間推定関数を設定し、この関数によって推定する。

本発明は、通信ネットワークで接続される機器を制御する制御装置において、通信割り込み処理に要した通信割り込み時間を積算する積算手段と、積算された前記通信割り込み時間が所定の閾値を超えたか否かを判定する判定手段と、前記通信割り込み時間が前記閾値を超えていると判定された場合に、前記機器との通信を停止する通信停止手段とを具備する制御装置を提供する。

上記構成によれば、ある一定期間において、通信割り込み処理の積算時間が予め設定されている閾値を超えている場合には、通信タスク処理前に通信を停止させ、処理中の通信データを破棄するので、すばやく制御演算タスクを実行させることが可能となる。これにより、制御演算タスクの実行時間間隔を実際に検出して通信を停止させる場合に比べ、早期に通信を停止させることが可能となるので、制御演算タスクの実行遅れを短くすることができる。

本発明は、通信ネットワークで接続される機器を制御する制御装置において、通信タスクの実行時間を積算する積算手段と、積算された前記通信タスクの実行時間が所定の閾値を超えたか否かを判定する判定手段と、積算された前記通信タスクの実行時間が前記閾値を超えていると判定された場合に、前記機器との通信を停止する通信停止手段とを具備する制御装置を提供する。

上記構成によれば、ある一定期間において、通信処理の積算時間が予め設定されている閾値を超えている場合には、通信を停止させ、処理中の通信データを破棄するので、すばやく制御演算タスクを実行させることが可能となる。これにより、制御演算タスクの実行時間間隔を実際に検出して通信を停止させる場合に比べ、早期に通信を停止させることが可能となるので、制御演算タスクの実行遅れを短くすることができる。

上記の制御装置が、前記通信が停止されている状態か否かを判定する停止判定手段と、前記通信が停止されている状態にあった場合に、通信停止期間を計時する計時手段と、前記通信停止期間が所定の復旧試行周期を超えたか否かを判断する復旧判定手段と、前記通信停止期間が前記復旧試行周期を超えた場合に、前記通信を復旧させる通信復旧手段とを備えることとしても良い。

このような構成によれば、通信停止期間が復旧試行周期を超えた場合に、通信が自動的に復旧されることとなるので、作業員が手動で動作復旧のための操作をする必要がなくなり、作業員の労力を低減させることが可能となる。

上記の制御装置が、前記通信が停止されている状態か否かを判定する停止判定手段と、前記通信が停止されている状態にあった場合に、通信復旧指令を検知する検知手段と、前記通信復旧指令を検知した場合に、前記通信を復旧させる通信復旧手段とを備えることとしても良い。

このような構成によれば、通信の異常原因を究明し、異常原因を取り除いた後に、通信を復旧させることができるので、異常未復旧状態でやみくもに復旧操作を行なって制御演算タスクの実行間隔を乱すという不都合をなくすことが可能となる。

上記の制御装置が、通信が停止されている状態か否かを判定する停止判定手段と、通信が停止されている状態にあると判定された場合に、通信停止期間を計時する計時手段と、前記通信停止期間が復旧試行周期を超えたか否かを判断する復旧判定手段と、前記通信停止期間が前記復旧試行周期を超えた場合に、前記通信を復旧させる通信復旧手段と、通信が停止されている状態にあると判定された場合に作業員からの通信復旧命令を入力する入力手段と、作業員からの通信復旧命令を受け付けた場合に前記通信を復旧させる通信復旧手段とを備えることとしても良い。

このような構成によれば、通信停止期間が復旧試行周期を超えた場合に、通信が自動的に復旧されることとなるので、作業員が手動で動作復旧のための操作をする必要がなくなり、作業員の労力を低減させることが可能となる上、万一手動で復旧命令を入力して復旧動作させたい場合にも通信を復旧させることが可能となる。

上記の制御装置が、前記通信が停止されている状態であることを表示する表示手段を備えることとしても良い。

このような構成によれば、通信を停止したことを例えばＬＥＤ等を使って表示することで、通信の異常が発生したことがわかり、異常原因究明が容易となる。

上記の制御装置が、複数の通信ポートを具備し、少なくとも１つの通信ポートでは前記通信停止を行わないこととしても良い。

このような構成によれば、ある通信ポートの通信を停止した場合でも、停止していない通信ポートを使えば通信可能である。複数の通信ポートを用意した場合、どの通信ポートの通信を停止するかは、例えば、通信ポート毎に用意した、推定通信処理時間を積算したものが、最も大きい通信ポートを停止させればよい。

本発明は、情報処理において、一定周期で起動される統計データ収集処理などのような定周期タスクが一定周期で実行されているか否かを判定する判定手段と、前記定周期タスクが一定周期で実行されていないと判定された場合に、当該通信を停止する通信停止手段とを具備する情報処理装置を提供する。

上記構成によれば、定周期タスクが周期的に実行されていない場合には、通信を停止させるので、定周期タスクを実行させることが可能となる。これにより、定周期タスクが長期間に渡って実行されないという不都合を解消させることが可能となる。
上記判定手段は、例えば、定周期タスクの実行時間間隔を監視し、この実行時間間隔が予め設定されている所定の閾値を超えたか否かを判定することにより、定周期タスクが一定周期で実行されているか否かを判定する。このようにすることで、定周期タスクの実行間隔の最大値を一定期間内にとどめることが可能となる。

本発明は、通信処理の実行時間を推定する推定手段と、推定された前記通信処理の実行時間が閾値を超えたか否かを判定する判定手段と、推定された前記通信処理の実行時間が前記閾値を超えていると判定された場合に、当該通信を停止する通信停止手段とを具備する情報処理装置を提供する。

このように、推定した通信処理の実行時間が予め設定されている閾値を超えている場合には、通信処理前に通信を停止させ、処理中の通信データを破棄するので、すばやく定周期タスクを実行させることが可能となる。これにより、定周期タスクの実行時間間隔を実際に検出して通信を停止させる場合に比べ、早期に通信を停止させることが可能となるので、定周期タスクの実行遅れを短くすることができる。

本発明は、通信割り込み処理に要した通信割り込み時間を積算する積算手段と、積算された前記通信割り込み時間が閾値を超えたか否かを判定する判定手段と、前記通信割り込み時間が前記閾値を超えていると判定された場合に、当該通信を停止する通信停止手段と、当該通信を停止したことを表示する表示手段とを具備する情報処理装置を提供する。

上記構成によれば、ある一定期間において、通信割り込み処理の積算時間が予め設定されている閾値を超えている場合には、通信タスク処理前に通信を停止させ、処理中の通信データを破棄するので、すばやく定周期タスクを実行させることが可能となる。これにより、定周期タスクの実行時間間隔を実際に検出して通信を停止させる場合に比べ、早期に通信を停止させることが可能となるので、定周期タスクの実行遅れを短くすることができる。

本発明は、通信処理（通信割り込み処理及び通信タスク処理）に要した通信処理時間を積算する積算手段と、積算された前記通信処理時間が閾値を超えたか否かを判定する判定手段と、前記通信処理時間が前記閾値を超えていると判定された場合に、当該通信を停止する通信停止手段と、当該通信を停止したことを表示する表示手段とを具備する情報処理装置を提供する。

上記構成によれば、ある一定期間において、通信処理の積算時間が予め設定されている閾値を超えている場合には、通信を停止させ、処理中の通信データを破棄するので、すばやく定周期タスクを実行させることが可能となる。これにより、定周期タスクの実行時間間隔を実際に検出して通信を停止させる場合に比べ、早期に通信を停止させることが可能となるので、定周期タスクの実行遅れを短くすることができる。

本発明は上記構成に加え、通信が停止したことを示す表示手段を具備する情報処理装置を提供する。

上記構成によれば、通信を停止したことを例えばＬＥＤ等を使って表示することで、通信の異常が発生したことがわかり、異常原因究明が容易となる。

本発明は上記構成に加え、複数の通信ポートを用意しておき、複数の通信ポートで、通信データを通信する手段とを具備する情報処理装置を提供する。

上記構成によれば、ある通信ポートの通信を停止した場合でも、停止していない通信ポートを使えば通信可能である。複数の通信ポートを用意した場合、どの通信ポートの通信を停止するかは、例えば、通信ポート毎に用意した、推定通信処理時間を積算したものが、最も大きい通信ポートを停止させればよい。

上記記載の情報処理装置は、通信が停止されている状態か否かを判定する停止判定手段と、通信が停止されている状態にあると判定された場合に、通信停止期間を計時する計時手段と、前記通信停止期間が復旧試行周期を超えたか否かを判断する復旧判定手段と、前記通信停止期間が前記復旧試行周期を超えた場合に、前記通信を復旧させる通信復旧手段とを具備することが好ましい。

上記記載の情報処理装置は、通信が停止されている状態か否かを判定する停止判定手段と、通信が停止されている状態にあると判定された場合に、作業員からの通信復旧命令を入力する手段と、作業員からの通信復旧命令を受け付けた場合に前記通信を復旧させる通信復旧手段とを具備することが好ましい。

このような構成によれば、通信の異常原因を究明し、異常原因を取り除いた後に、通信を復旧させることができるので、異常未復旧状態でやみくもに復旧操作を行なって定周期タスクの実行間隔を乱すという不都合をなくすことが可能となる。

上記記載の情報処理装置は、通信が停止されている状態か否かを判定する停止判定手段と、通信が停止されている状態にあると判定された場合に、通信停止期間を計時する計時手段と、前記通信停止期間が復旧試行周期を超えたか否かを判断する復旧判定手段と、前記通信停止期間が前記復旧試行周期を超えた場合に、前記通信を復旧させる通信復旧手段と、通信が停止されている状態にあると判定された場合に作業員からの通信復旧命令を入力する手段と、作業員からの通信復旧命令を受け付けた場合に前記通信を復旧させる通信復旧手段とを具備することが好ましい。

本発明は、通信処理において、一定周期で起動される通信用統計データ収集処理などのような定周期タスクが一定周期で実行されているか否かを判定する判定手段と、前記定周期タスクが一定周期で実行されていないと判定された場合に、当該通信を停止する通信停止手段とを具備する通信機器を提供する。

本発明は、通信処理の実行時間を推定する推定手段と、推定された前記通信処理の実行時間が閾値を超えたか否かを判定する判定手段と、推定された前記通信処理の実行時間が前記閾値を超えていると判定された場合に、当該通信を停止する通信停止手段とを具備する通信機器を提供する。

本発明は、通信割り込み処理に要した通信割り込み時間を積算する積算手段と、積算された前記通信割り込み時間が閾値を超えたか否かを判定する判定手段と、前記通信割り込み時間が前記閾値を超えていると判定された場合に、当該通信を停止する通信停止手段と、当該通信を停止したことを表示する表示手段とを具備する通信機器を提供する。

本発明は上記構成に加え、通信が停止したことを示す表示手段を具備する通信機器を提供する。

本発明は上記構成に加え、複数の通信ポートを用意しておき、複数の通信ポートで、通信データを通信する手段とを具備する通信機器を提供する。

上記記載の通信機器は、通信が停止されている状態か否かを判定する停止判定手段と、通信が停止されている状態にあると判定された場合に、通信停止期間を計時する計時手段と、前記通信停止期間が復旧試行周期を超えたか否かを判断する復旧判定手段と、前記通信停止期間が前記復旧試行周期を超えた場合に、前記通信を復旧させる通信復旧手段とを具備することが好ましい。

上記記載の通信機器は、通信が停止されている状態か否かを判定する停止判定手段と、通信が停止されている状態にあると判定された場合に、作業員からの通信復旧命令を入力する手段と、作業員からの通信復旧命令を受け付けた場合に前記通信を復旧させる通信復旧手段とを具備することが好ましい。

上記記載の通信機器は、通信が停止されている状態か否かを判定する停止判定手段と、通信が停止されている状態にあると判定された場合に、通信停止期間を計時する計時手段と、前記通信停止期間が復旧試行周期を超えたか否かを判断する復旧判定手段と、前記通信停止期間が前記復旧試行周期を超えた場合に、前記通信を復旧させる通信復旧手段と、通信が停止されている状態にあると判定された場合に作業員からの通信復旧命令を入力する手段と、作業員からの通信復旧命令を受け付けた場合に前記通信を復旧させる通信復旧手段とを具備することが好ましい。

本発明は、通信ネットワークで接続される機器における通信制御を行うための通信プログラムであって、定周期タスクが一定周期で実行されているか否かを判定する判定処理と、前記定周期タスクが一定周期で実行されていないと判定された場合に、前記機器との通信を停止する通信停止処理とをコンピュータに実行させるための通信プログラムを提供する。

本発明は、通信ネットワークで接続される機器における通信制御を行うための通信プログラムであって、通信タスクの実行時間を推定する推定処理と、推定された前記通信タスクの実行時間が所定の閾値を超えたか否かを判定する判定処理と、推定された前記通信タスクの実行時間が前記閾値を超えていると判定された場合に、当該通信を停止する通信停止処理とをコンピュータに実行させるための通信プログラムを提供する。

本発明は、通信ネットワークで接続される機器における通信制御を行うための通信プログラムであって、通信割り込み処理に要した通信割り込み時間を積算する積算処理と、積算された前記通信割り込み時間が所定の閾値を超えたか否かを判定する判定処理と、前記通信割り込み時間が前記閾値を超えていると判定された場合に、当該通信を停止する通信停止処理とをコンピュータに実行させるための通信プログラムを提供する。

本発明は、通信ネットワークで接続される機器における通信制御を行うための通信プログラムであって、通信タスクの実行時間を積算する積算処理と、積算された前記通信タスクの実行時間が所定の閾値を超えたか否かを判定する判定処理と、積算された前記通信タスクの実行時間が前記閾値を超えていると判定された場合に、当該通信を停止する通信停止処理とをコンピュータに実行させるための通信プログラムを提供する。

上記の通信プログラムが、前記通信が停止されている状態であることを表示する表示処理を有していても良い。

上記構成によれば、通信を停止したことを例えば画面表示等を使って表示することで、通信の異常が発生したことがわかり、異常原因究明が容易となる。

上記の通信プログラムが、複数の通信ポートを操作し、少なくとも１つの通信ポートでは前記通信停止を行わせない処理を備えていても良い。

上記の通信プログラムは、前記通信が停止されている状態か否かを判定する停止判定処理と、前記通信が停止されている状態にあった場合に、通信停止期間を計時する計時処理と、前記通信停止期間が所定の復旧試行周期を超えたか否かを判断する復旧判定処理と、前記通信停止期間が前記復旧試行周期を超えた場合に、前記通信を復旧させる通信復旧処理とを有していても良い。

上記の通信プログラムは、前記通信が停止されている状態か否かを判定する停止判定処理と、前記通信が停止されている状態にあった場合に、通信復旧指令を検知する検知処理と、前記通信復旧指令を検知した場合に、前記通信を復旧させる通信復旧処理とを有していても良い。

上記の通信プログラムは、通信が停止されている状態か否かを判定する停止判定処理と、通信が停止されている状態にあると判定された場合に、通信停止期間を計時する計時処理と、前記通信停止期間が復旧試行周期を超えたか否かを判断する復旧判定処理と、前記通信停止期間が前記復旧試行周期を超えた場合に、前記通信を復旧させる通信復旧処理と、通信が停止されている状態にあると判定された場合に作業員からの通信復旧命令を入力する入力処理と、作業員からの通信復旧命令を受け付けた場合に前記通信を復旧させる通信復旧処理とを有していても良い。

本発明は、通信処理を実行する通信処理部と、前記通信処理部から受信データを受信し、この受信データを用いて処理を実行する制御処理部と、前記通信処理部における処理状況および前記制御処理部における処理状況を監視し、監視結果に基づいて前記通信処理部における受信処理を停止させるか否かを判定する監視処理部とを具備する制御装置を提供する。

このような構成によれば、監視処理部が通信処理部における処理状況ならびに制御処理部における処理状況を監視しており、通信処理部における通信処理量が増加し、この影響により制御処理部の処理が停滞することが推測される場合には、通信処理部における受信処理を停止させるので、通信処理部の処理増大の影響による制御処理部の処理負担を軽減させることが可能となる。これにより、制御処理部の処理停滞を回避することができるとともに、処理遅延を解消することができ、円滑に処理を実行させることが可能となる。

上記の制御装置は、前記通信処理部の上位に設けられ、前記通信処理部に対してデータを送信する伝送部を備え、前記監視処理部は、前記通信処理部に代えて、前記伝送部における前記通信処理部への送信処理を停止させるか否かを判定することとしても良い。

このような構成によれば、通信処理部の上位装置として伝送部が設けられている場合には、この伝送部における通信処理部への送信処理を停止することによっても通信処理部における通信処理を停止させることが可能となる。

上記の制御装置において、前記通信処理部と前記制御処理部とが別個の独立したシステムに実装されている場合において、前記監視処理部は前記通信処理部が実装されているシステムに設けられるとともに、前記通信処理部から処理状況に関するパラメータ情報を受信し、このパラメータ情報に基づいて前記通信処理部における受信処理を停止させるか否かを判定することとしても良い。

このような構成によれば、監視処理部を通信処理部側のシステムに実装することが可能となるので、システム構成の大幅な変更を行うことなく、容易に本発明を実現させることが可能となる。

上記の制御装置において、前記通信処理部と前記制御処理部とが別個の独立したシステムに実装されている場合において、前記監視処理部は前記制御処理部が実装されているシステムに設けられるとともに、前記制御処理部から処理状況に関するパラメータ情報を受信し、このパラメータ情報に基づいて前記通信処理部における受信処理を停止させるか否かを判定することとしても良い。

このような構成によれば、監視処理部を制御処理部側のシステムに実装することが可能となるので、システム構成の大幅な変更を行うことなく、容易に本発明を実現させることが可能となる。

本発明によれば、大量のデータが送信されてきた場合であっても、制御演算タスクを定周期で実行できる制御装置を提供できるという効果を奏する。また複数の通信ポートを持つ場合には、特定の通信ポートに大量のデータが送信されてきた場合であっても、当該通信ポートだけ停止させることで、残りの通信ポートを使って、当該通信ポートの悪影響を受けることなく、通信を継続することができるという効果を奏する。

本発明によれば、大量のデータが送信されてきた場合であっても、定周期タスクや本来の通信処理タスクを実行できる通信プログラムを提供できるという効果を奏する。また複数の通信ポートを持つ場合には、特定の通信ポートに大量のデータが送信されてきた場合であっても、当該通信ポートだけ停止させることで、残りの通信ポートを使って、該通信ポートの悪影響を受けることなく、通信を継続することができるという効果を奏する。

以下に、本発明に係る制御装置の実施形態について、図面を参照して説明する。
以下に述べる各実施形態に係る制御装置は、例えば、ＢＴＧプラント、ガスタービンと蒸気タービンからなるコンバインドサイクルプラントなどの各種プラントの総合制御を行うプラント制御システムに適用されるものである。このプラント制御システムにおいては、複数の制御装置がＬＡＮなどの通信ネットワークに接続され、相互にデータ等を送受しながら、或いは、独立して、プラントの自動制御や入出力処理など幅広い処理などを実現している。

〔第１の実施形態〕
図１は、本発明の第１の実施形態に係る制御装置の概略構成を示したブロック図である。
この図に示すように、本実施形態に係る制御装置は、装置内の各部を統括して制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）１０、各種情報を一次記憶するワークエリアとしてのＲＡＭ（Random Access Memory）１１、各種処理を行うための通信プログラム等の各種情報を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）１２及びハードディスクに対してデータの書き込み及び読み出しを行うＨＤＤ（Hard Disk Drive）１３、及びＣＰＵ１０からの信号に基づいて通信に係る処理を実行する通信チップ１４、通信チップ１４の通信ポートが異常であることを示すＬＥＤ１５、復旧コマンドや各種入力を受け付けるための入力カード１６、及び出力カード１７を備えている。これら各構成要素は、バス２０を介して互いに接続されている。

上記構成を備える制御装置は、通信ネットワーク、例えばＬＡＮ３０に接続され、図示しないハブ、ルータ、ブリッジ、またはリピータなどの通信機器を介してこのＬＡＮ３０上に接続されている他の装置４０Ａ、４０Ｂとの通信を可能とする機能を備えている。このようなＬＡＮ３０を介した情報の送受は、ＣＰＵ１０が上記通信チップ１４に対して各種信号を出すことにより実現される。なお、本発明においては上述の通信機器も制御装置の一部と定義する。

次に、本実施形態に係る通信制御処理について説明する。
まず、制御装置では、データを受信する場合、受信処理が実行される。この受信処理は、受信割り込み処理と受信タスクにより構成されている。これら受信割り込み処理及び受信タスクは、原則として、後述する制御演算タスクよりも優先度が高く設定されている。
図２に示すように、受信割り込み処理では、ステップＳＡ１において、通信チップ１４がＬＡＮ３０（図１参照）を介してデータを受信すると、ステップＳＡ２において、受信したデータをＲＡＭ１１に書き込み、更に、ステップＳＡ３において、ＣＰＵ１０に対して受信割り込みを出力する。ＣＰＵ１０は、この受信割り込みを受けると、ステップＳＡ４において、ＲＡＭ１１に書き込まれた上記受信データの一部を通信割り込み処理中の受信パケット処理により読み出し、この受信データを受信タスクに渡して受信タスクを起動する。そして、ＣＰＵ１０は、受信タスクを実行し、受信データを処理する。

このような受信処理が行われている場合、この受信処理よりも優先度が低く設定されている制御演算タスクは実行されないこととなる。このため、多量のデータが送信されてきた場合には、受信処理が優先されて実行されることとなり、制御演算タスクは、長期にわたり実行されないこととなってしまう。
そこで、本実施形態に係る制御装置では、以下に説明するタイマ割り込み処理を実行することにより、多量のデータが送信されてきた状態にあっても、制御演算タスクを定期的に実行させる。

図３は、一定周期で実行されるタイマ割り込み処理の手順を示すフローチャートである。図３に示すように、タイマ割り込み処理では、まず、受信データから通信割り込み処理及び通信タスクが実行する受信処理に係る時間を推定し、一定期間（リセット時間）において推定した処理時間の積算値（これを積算推定通信処理実行時間と呼ぶ）が、予め設定されている閾値を超えているか否かを判定する（ステップＳＢ１）。ここで参照される積算推定通信処理実行時間の算出方法については後述する。

上記ステップＳＢ１において、積算推定通信処理実行時間が閾値を超えていると判定した場合には（ステップＳＢ１において「ＹＥＳ」）、通信チップの動作を停止し（ステップＳＢ２）、未処理の受信データを破棄する（ステップＳＢ３）。続いて、リセットカウンタを「１」増やし（ステップＳＢ４）、リセットカウンタが予め設定されている一定期間（リセット時間）相当のカウンタ値を超えたか否かを判定する（ステップＳＢ５）。この結果、リセットカウンタが一定期間（リセット時間）相当のカウンタ値を越えていた場合には、ステップＳＢ１において参照した積算推定通信処理実行時間を「０」にリセットし（ステップＳＢ６）、更に、リセットカウンタを「０」にリセットして（ステップＳＢ７）、当該処理を終了する。

一方、上記ステップＳＢ１において、積算推定通信処理実行時間が閾値を超えていなかった場合には、上述のステップＳＢ２及びＳＢ３の処理を行わずに、ステップＳＢ４へ移行する。また、ステップＳＢ５においてリセットカウンタが一定期間（リセット時間）相当のカウンタ値を超えていなかった場合には、ステップＳＢ６及びＳＢ７を行わずに、そのまま当該処理を終了する。

なお、上記ステップＳＢ２において実行される通信チップの動作停止については、ＣＰＵ１０（図１参照）が受信割り込みを受け付けない設定を行う方法、ＣＰＵ１０から通信チップにリセットコマンドを送り通信チップを停止する方法などを採用することが可能となる。またこのような例に限られず、一般的に行われている方法を用いて通信チップの動作を停止させるものとする。

次に、上述したタイマ割り込み処理のステップＳＢ１において参照される積算推定通信処理実行時間の算出処理について、図４を参照して説明する。この推定通信処理実行時間の算出処理は、通信割り込み処理に組み込まれて実行される。
まず、通信割り込み処理では、受信割り込みか否かを判定する（図４のステップＳＣ１）。ここで、受信割り込みであった場合には（ステップＳＣ１において「ＹＥＳ」）、１つの受信パケットに対して受信パケット処理を行い（ステップＳＣ２）、受信パケットの種別や受信パケットの長さを調べ、これらに応じて予め用意した通信処理実行時間推定関数Ｆを使って、この受信パケットに対する通信処理実行時間を推定する（ステップＳＣ３）。続いて、推定した通信処理実行時間を積算推定通信処理実行時間に加える（ステップＳＣ４）。そして、上述のステップＳＣ２、ステップＳＣ３、及びステップＳＣ４の処理を受信パケットが無くなるまで繰り返し行い（ステップＳＣ５）、受信パケットが無くなると（ステップＳＣ５において「ＹＥＳ」）、ステップＳＣ６へ移行する。

一方、上述のステップＳＣ１において、受信割り込みでないと判定した場合には（ステップＳＣ１において「ＮＯ」）、ステップＳＣ２乃至ステップＳＣ５を行わずに、ステップＳＣ６へ移行する。

ステップＳＣ６では、通信割り込み処理が送信完了割り込みか否かを判定する。ここで送信割り込みであった場合には（ステップＳＣ６において「ＹＥＳ」）、送信の後処理を実行して（ステップＳＣ７）、通信割り込み処理を終了する。
一方、上述のステップＳＣ６において、送信完了割り込みでないと判定した場合には（ステップＳＣ６において「ＮＯ」）、ステップＳＣ７を行わずに、当該処理を終了する。

以上説明してきたように、本実施形態に係る制御装置によれば、受信パケットの種別とデータ長とを用いて通信タスクの積算推定通信処理実行時間を算出し、この積算推定通信処理実行時間に基づいて通信チップの動作停止を決定するので、実際に制御演算タスクの遅れを検出して通信を停止する場合に比べて、早期に通信を停止させることが可能となる。これにより、受信処理による制御演算タスクの実行妨害期間を短くすることができる。

〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態に係る通信制御処理について説明する。本実施形態に係る制御装置により行われる処理は、上述した第１の実施形態と略同一であるが、通信割り込み処理が異なる。
具体的には、上述した第１の実施形態では、受信パケットの種別とデータ長から積算推定通信処理実行時間を求めたが、本実施形態では、積算推定通信処理実行時間の指標として、通信割り込み処理積算時間を用いて、通信処理の停止を決定する。

以下、本実施形態の制御装置により行われる通信割り込み処理について、詳細に説明する。
まず、図５に示すように、本実施形態に係る通信割り込み処理では、受信割り込みか否かを判定する（ステップＳＤ１）。ここで、受信割り込みであった場合には（ステップＳＤ１において「ＹＥＳ」）、受信処理開始時刻を記録する（ステップＳＤ２）。次に、各受信パケットに対して受信パケット処理を行い（ステップＳＤ３）、受信パケットが無くなるまでＳＤ３の処理を繰り返す（ステップＳＤ４）。そして、受信パケットがなくなると（ステップＳＤ４において「ＹＥＳ」）、受信処理終了時刻を記録し（ステップＳＤ５）、更に、この受信処理終了時刻から受信処理開始時刻を引くことにより、受信割り込み処理時間を算出し、この受信割り込み処理時間に応じて予め用意されている通信処理実行時間推定関数Ｇを用いて、上記ステップＳＤ３において受信した受信パケットに対する推定通信処理実行時間を算出する（ステップＳＤ６）。そして、算出した推定通信処理実行時間を積算推定通信処理実行時間に加え（ステップＳＤ７）、その後、ステップＤ８へ移行する。

一方、上述のステップＳＤ１において、受信割り込みでないと判定した場合には（ステップＳＤ１において「ＮＯ」）、ステップＳＤ２乃至ステップＳＤ７を行わずに、ステップＳＤ８へ移行する。

ステップＳＤ８では、通信割り込み処理が送信完了割り込みか否かを判定する。ここで送信割り込みであった場合には（ステップＳＤ８において「ＹＥＳ」）、送信の後処理を実行して（ステップＳＤ９）、通信割り込み処理を終了する。
一方、上述のステップＳＤ８において、送信完了割り込みでないと判定した場合には（ステップＳＤ８において「ＮＯ」）、そのまま当該通信割り込み処理を終了する。

以上説明してきたように、本実施形態に係る制御装置によれば、受信割り込み処理時間に基づいて通信タスクの積算推定通信処理実行時間を算出し、この積算推定通信処理実行時間に基づいて、通信チップの動作停止を決定するので、通信による妨害を予測して通信を停止することが可能となる。これにより、制御演算等の処理が実際に遅れる前に、早期に通信を停止させることができ、受信処理による制御演算等の実行妨害期間を短くすることが可能となる。

〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態に係る通信制御処理について説明する。本実施形態に係る制御装置により行われる処理は、上述した第１の実施形態と略同一であるが、通信割り込み処理および通信タスクが異なる。

具体的には、上述した第１の実施形態では、受信パケットの種別とデータ長から積算推定通信処理実行時間を求めたが、本実施形態では、実測した通信割り込み処理時間と実測した通信タスク処理時間の合計による積算通信処理実行時間を用いて、通信処理の停止を決定する。

以下、本実施形態の制御装置について、第１の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
まず、図６に示すように、通信割り込み処理では、受信割り込みか否かを判定する（ステップＳＥ１）。ここで、受信割り込みであった場合には（ステップＳＥ１において「ＹＥＳ」）、受信処理開始時刻を記録する（ステップＳＥ２）。次に、各受信パケットに対して受信パケット処理を行い（ステップＳＥ３）、受信パケットが無くなるまで、上述のＳＥ３の処理を繰り返す（ステップＳＥ４）。そして、受信パケットがなくなると（ステップＳＥ４において「ＹＥＳ」）、受信処理終了時刻を記録する（ステップＳＥ５）。続いて、受信処理終了時刻から受信処理開始時刻を引いて、受信割り込み処理時間を算出し（ステップＳＥ６）、この受信割り込み処理時間を積算通信処理実行時間に加えて（ステップＳＥ７）、ステップＳＥ８へ移行する。
一方、上述のステップＳＥ１において、受信割り込みでないと判定した場合には（ステップＳＥ１において「ＮＯ」）、ステップＳＥ８へ移行する。

ステップＳＥ８では、通信割り込み処理が送信完了割り込みか否かを判定する。ここで送信割り込みであった場合には（ステップＳＥ８において「ＹＥＳ」）、送信の後処理を実行して（ステップＳＥ９）、通信割り込み処理を終了する。
一方、上述のステップＳＥ８において、送信完了割り込みでないと判定した場合には（ステップＳＥ８において「ＮＯ」）、通信割り込み処理を終了する。

次に、本実施形態に係る上記通信タスク処理について、図７を参照して説明する。
図７に示すように、まず通信割り込み処理からの起動待ち（ステップＳＦ１）を実行する。通信割り込み処理の受信パケット処理（ステップＳＥ２）が通信タスクを起動する。次に、通信タスクは、起動後の通信処理開始時刻を記録する（ステップＳＦ２）。続いて、本来の通信処理を実行する（ステップＳＦ３）。その後、通信処理終了時刻を記録する（ステップＳＦ４）。続いて、ステップＳＦ４で記録した通信処理終了時刻からステップＳＦ２で記録した通信処理開始時刻を引くことにより、通信処理時間を算出する（ステップＳＦ５）。そして、ステップＳＦ５で求めた通信処理時間を積算通信処理時間に加え（ステップＳＦ６）、起動待ち（ステップＳＦ１）に戻る。そして、上述の積算通信処理時間が閾値を超えた場合には、図３のタイマ割り込み処理のステップＳＢ３により、通信チップを停止し、ステップＳＢ４により未処理受信データを破棄する。

以上説明してきたように、本実施形態に係る制御装置では、通信処理の積算実測実行時間に基づいて通信の停止を決定するので、予測ではなく確実に判定して通信を停止することが可能となる。これにより、誤停止を少なくすることができるので、受信処理による制御演算等の処理の実行妨害を確実になくすことができる。

〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態に係る通信制御処理について説明する。本実施形態に係る制御装置により行われる処理は、上述した第１の実施形態と略同一であるが、タイマ割り込み処理及び制御演算等の定周期タスクが異なる。
具体的には、タイマ割り込み処理は、通信タスクの積算通信処理時間を監視するのではなく、一定周期で実行される、制御演算等の処理の遅れを監視する。一定周期で実行されるはずの制御演算等の処理の遅れが予め設定した閾値を超えた場合に、通信の停止を決定する。このとき、複数の通信ポートが存在する場合には、積算通信処理時間が最も長い通信ポートを停止する。

以下、本実施形態の制御装置について、第１の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
まず、図８に示すように、タイマ割り込み処理では、まず、ＲＡＭ１１（図１参照）に書き込まれている直近の定周期タスク（制御演算等の処理タスク）の起動時刻（後述の図１０のステップＳＨ２）を参照し、現在時刻からこの起動時刻を減算することにより、定周期タスクの実行間隔（実行時間間隔）を算出する（ステップＳＧ１）。続いて、この実行間隔が予め設定されている所定の閾値を超えているか否かを判定する（ステップＳＧ２）。この結果、実行間隔が閾値を超えていた場合には（ステップＳＧ２において「ＹＥＳ」）、通信チップの動作を停止させ（ステップＳＧ３）、未処理の受信データを破棄する（ステップＳＧ４）。もし複数の通信ポートが存在する場合には（図２参照）、通信ポート毎の積算推定通信処理実行時間を比較し、この値が最大の通信ポートの通信チップを停止させる。上述した積算推定通信処理実行時間は第１の実施形態と同じ通信割り込み（図５参照）で算出する。

なお、ステップＳＧ２において実行間隔が予め設定されている所定の閾値を超えていないと判定された場合には、ステップＳＧ３及びステップＳＧ４の処理を行わずに当該処理を終了する。

次に、本実施形態に係る定周期タスク（制御演算等の処理タスク）について図９を参照して説明する。
図９に示されるように、定周期タスクでは、まず定周期起動待ちを行う（ステップＳＨ１）。起動されると、当該処理の起動時刻をＲＡＭ１１（図１参照）に書き込む（ステップＳＨ２）。なおここで、書き込まれた起動時刻が上述したタイマ割り込み処理のステップＳＧ１にて参照される時刻となる。
続いて、通信ポート毎の積算推定通信処理実行時間を「０」にリセットする。これは、定周期タスクが遅れた場合、どの通信ポートを停止させるかの判断に使用する。通信ポートが１つしかない場合には不要である。

次に本来の定周期処理である制御演算を実行する。
まず、入力処理を行う（ステップＳＨ４）。この入力処理では、例えば、復旧コマンド等の各種入力を受け付けるための入力カード１６（図１参照）に書き込まれている入力データを読み込む、又は上述した受信処理において通信チップ１４（図１参照）によりＲＡＭ１１（図１参照）に書き込まれた受信データを読み込む等の処理が行われる。
続いて、入力処理にて取得した入力データを用いて制御演算処理を実行し（ステップＳＨ５）、この演算結果を出力する出力処理を行う（ステップＳＨ６）。この出力処理では、例えば、出力カード１７（図１参照）やＬＥＤ１５（図１参照）への出力、或いは、ＬＡＮ３０（図１参照）を介して接続されている他の装置４０Ａ、４０Ｂへの送信処理などが挙げられる。

続いて、通信チップ１４（図１参照）が停止中か否かを判定し（ステップＳＨ７）、通信チップが停止中でなければ（ステップＳＨ７において「ＮＯ」）、当該処理を終了し、起動待ち状態となる。一方、上記ステップＳＨ７において、通信チップが停止中であった場合には（ステップＳＨ７において「ＹＥＳ」）、続いて、通信復旧要求があるか否かを判定する（ステップＳＨ８）。なお、この通信復旧要求は、作業員などが手動にて所定の操作を行った場合に発生するコマンドである。この結果、通信復旧要求があれば（ステップＳＨ８において「ＹＥＳ」）、通信チップの動作復旧処理を行った後（ステップＳＨ９）、当該処理を終了し、起動待ち状態となる。なお、上記ステップＳＨ８において、通信復旧要求がない場合には、ステップＳＨ９を行わずに、当該処理を終了し起動待ち状態となる。

以上説明してきたように、本実施形態に係る制御装置では、タイマ割り込み処理において、制御演算等の定周期タスクの実行間隔を監視しており、この実行間隔が閾値を超えた場合には、通信チップの動作を停止させるので、受信処理を終了させることが可能となる。これにより、受信処理の次に優先度が高く設定されている定周期タスクや、対等の優先度に設定されている他の通信ポートを使った通信処理を実行させることが可能となる。この結果、大量のデータが送信されてきた場合であっても、制御演算等の定周期タスクを確実に定期的に実行させることが可能となる。

なお、上述した実施形態に係る定周期タスクにおいては、作業員により手動で操作が行われた場合に発生する通信復旧要求を受けて（図９のステップＳＨ８参照）、通信チップの動作復旧（ステップＳＨ９）を行っていたが、以下に説明するように、自動的に動作復旧等を行うようにしても良い。
まず、図１０に示すように、起動時において実行時刻を記録し（ステップＳＩ２）、続いて、入力処理（ステップＳＩ４）、制御演算処理（ステップＳＩ５）、出力処理（ステップＳＩ６）を行い、続いて、通信チップ停止中か否かを判定する（ステップＳＩ７）。
なお、ここまでの処理は、図９に示したステップＳＨ１乃至ＳＨ６と同様の処理である。

次に、ステップＳＩ７において、通信チップが停止中であった場合には（ステップＳＩ７において「ＹＥＳ」）、停止中カウンタを「１」増やし（ステップＳＩ８）、続いて、この停止中カウンタが予め設定されている復旧試行周期に相当するカウンタ値を超えたか否かを判定する（ステップＳＩ９）。この結果、停止中カウンタが復旧試行周期を超えていた場合には（ステップＳＩ９において「ＹＥＳ」）、通信チップの動作復旧を行う（ステップＳＩ１０）。次に、停止中カウンタを「０」にリセットし（ステップＳＩ１１）、当該処理を終了して、起動待ち状態となる。

なお、ステップＳＩ７において、通信チップが停止中でないと判定された場合、及び、ステップＳＩ９において、停止中カウンタが復旧試行周期を超えていないと判定された場合には、そのまま処理を終了し、起動待ち状態となる。
このような処理によれば、停止中カウンタが復旧試行周期を超えた場合に、通信チップの動作が自動的に復旧されることとなるので、作業員が手動で動作復旧のための操作をする必要がなくなり、作業員の労力を低減させることが可能となる。
なお、通信チップ復旧後、多量のデータが送信されて来る現象が続いていた場合には、再度通信チップを停止し、復旧試行周期後に通信チップの復旧を行う動作を繰り返す。

また、上記通信復旧処理に関して、作業員が手動で復旧する場合と、自動的に復旧する場合と分けて説明したが、手動と自動を組み合わせて復旧するようにしても良い。
また、通信復旧処理に関して、第４の実施形態における通信復旧方法を図９及び図１０を参照して説明したが、ステップＳＨ３やステップＳＩ３を取り除けば、第１乃至第３の実行形態の通信復旧方法となる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

第１に、上述した実施形態では、制御装置が１つの通信チップ１４を備える場合について説明したが、例えば、図１１に示すように、図１に示した制御装置が、更に、通信チップ１８、通信チップ１８が異常であることを示すＬＥＤ１９を備える構成としても良い。また、通信チップの増加に伴い、対応するＬＡＮ３１を示している。このように、通信ポートを２重化することにより、通信チップ１４の通信ポートに対して多量の通信データが送信されてきた場合に、この通信ポートを停止したとしても通信チップ１８の通信ポートを使って通信を続行することができる。なお、２重化に限られず、更なる通信ポートの追加を図っても良い。

第２に、上述した実施形態では、制御装置の本体部分によりタイマ割り込み処理が行われていたが、このような処理を通信ネットワーク（例えば、図１のＬＡＮ３０）上に接続されている各種通信機器部分などにより実現させることとしても良い。このように、制御装置において定期的に制御演算タスクを実行させるための機能を通信機器部分に搭載することにより、制御装置本体の記憶装置に格納される通信プログラムの変更をすることなく、安全に制御を行うことが可能となる。通信機器の一例としては、例えば、ハブ、ルータ、ブリッジ、リピータなどが挙げられる。また、通信機器をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などのハードウェアにより実現することにより、処理の高速化を図ることができる。

第３に、上述した第１乃至第２の実施形態では、受信処理が行われている最中における制御演算タスクの実行について説明したが、受信処理だけでなく、送信処理が行われている最中にも上述したタイマ割り込み処理を実行することにより、制御演算タスクを定期的に実行させることが可能となる。

なお、上記実施形態においては、ソフトウェアによる処理を前提としていたが、このような構成に限定されることなく、ハードウェアによる処理としても良い。
以下、ハードウェアにより本発明の一実施形態に係る通信制御処理を実現する場合について、第５乃至第８の実施形態の順に説明する。

〔第５の実施形態〕
図１２は、本発明の第５の実施形態に係る制御装置５０の概略構成を模式的に示したブロック図である。図１２に示すように、制御装置５０は、通信処理部５１、制御処理部５２、監視処理部５３を備えて構成されている。
通信処理部５１は、例えば、ＨＵＢ５４等の通信機器を介して、図１に示したＬＡＮ３０等の通信ネットワークに接続されている他の装置４０Ａ、４０Ｂとの通信を可能とする。この通信処理部５１は、例えば、イーサネット（登録商標）通信デバイス、および通信コントローラ等により構成されている。この通信処理部５１は、後述する監視処理部５３からの処理停止指令等に基づいて、割り込み停止、受信ライン切断、リセット停止、受信回路停止等の各種処理を実行する。また、通信処理部５１は、残受信処理量を計測する残受信処理量計測部５５を有している。

制御処理部５２は、通信処理部５１により受信された情報を用いて、表示制御処理等の通信処理以外の各種処理を実行するとともに、各種処理の過程にて発生した送信データを通信処理部５１に対して出力する処理を行う。また、制御処理部５２は、自己が処理すべき処理量（以下「残処理量」という。）を計測する残処理量計測部５６を備えている。

監視処理部５３は、例えば、マイコン、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ロジック回路カウンタ等であり、通信処理部５１および制御処理部５２の処理状況等の監視を行い、処理状況に応じて、通信処理部５１に対して処理停止指令を出力する回路である。この監視処理部５３は、通信処理部５１および制御処理部５２の処理残量を管理する残処理時間監視部５７を有している。

上述したような構成を備える制御装置５０において、通信処理部５１の残受信処理量計測部５５は、一定周期で残受信処理量を計測し、この計測結果を出力する。同様に、制御処理部５２の残処理計測部５６は、一定周期で、例えば、上記残受信処理量計測部５５と同期して、残処理量を計測し、この計測結果を出力する。
監視処理部５３の残処理時間監視部５７は、通信処理部５１から出力された残受信処理量ならびに制御処理部５２から出力された残処理量を受け付けると、受け付けた残処理量が残受信処理量よりも多いか否かを判定する。この結果、残処理量が残受信処理量よりも多かった場合には、制御処理が時間通りに処理できないと判断して、換言すると、制御処理部５２による処理に遅延が生じると判断して、監視処理部５３は、処理停止命令を通信処理部５１に出力する。

処理停止命令を受けた通信処理部５１では、受信ラインを切断するなどして、受信処理を停止する。これにより、制御処理部５２における通信処理の負荷が解消され、通信以外の処理に対してハードウェア資源を用いることが可能となる。

以上説明したように、本実施形態に係る制御装置５０によれば、監視処理部５３が通信処理部５１における処理負担ならびに制御処理部５２における処理負担を監視しており、通信処理部５１における通信処理量が増加し、この影響により制御処理部５２の処理が停滞することが推測される場合には、通信処理部５１における受信処理を停止させるので、通信処理部５１の処理増大の影響による制御処理部５２の処理負担を軽減させることが可能となる。これにより、制御処理部５２の処理停滞を回避することができるとともに、処理遅延を解消することができる。

なお、上述した実施形態において、監視制御部５３が、制御演算タスクの遅れ情報を制御処理部５２から受け付け、この制御演算タスクの遅れが一定値以上となった場合に、通信処理部５１に対して処理停止指令を出力することとしてもよい。このようなシステム構成とすることで、制御処理部５２における処理遅延を一定時間以内に確実に抑えることが可能となる。

なお、上述した第５の実施形態において、例えば、図１３に示すように、通信処理部５１の上位側に伝送部６５が設けられている場合には、監視処理部５３が通信処理部５１の代わりに、伝送部６５に対して処理停止指令を出力することとしてもよい。このように、伝送部６５に対して処理停止指令を出力することにより、伝送部６５から通信処理部５１へのデータ送信が停止されるので、これをもって、通信処理部５１の受信処理を停止させることが可能となる。

〔第６の実施形態〕
次に、本発明の第６の実施形態に係る制御装置について説明する。本実施形態に係る制御装置は、図１４に示すように、通信処理部５１、制御処理部５２、および監視処理部５３を備えている点で、上述した第５の実施形態に係る制御装置５０と共通するが、制御装置内において、通信処理部５１と制御処理部５２とが別個の独立したシステムとして分離されて設けられている点、および制御処理部５２が残処理量計測部５６を有していない点が異なる。
以下、本実施形態の制御装置について、第５の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。なお、通信処理部５１と制御処理部５２とが独立したシステムとして設けられている場合、監視処理部５３は、通信処理部５１側のシステムあるいは制御処理部５２側のシステムのいずれかに搭載することが可能である。本実施形態では、通信処理部５１側のシステムに搭載した場合について説明する。

図１４に示すように、本実施形態に係る制御装置において、通信処理部５１の残受信処理計測部５５は、一定の周期で、残受信処理量を測定し、測定結果を監視処理部５３に出力する。監視処理部５３の残処理時間監視部５７は、制御処理部５２の推定残処理量を予め設定値として保有しており、この推定残処理量と残受信処理量とを比較する。この結果、残受信処理量が推定残処理量よりも多かった場合には、監視処理部５３は、制御処理部５２の処理に遅延が生じると判断し、通信処理部５１に対して処理停止指令を出力する。この処理停止指令を受信した通信処理部５１は、受信処理を停止する。この結果、通信処理部５１の通信処理の増加に伴う制御処理部５２の処理負担を軽減させることが可能となる。これにより、制御処理部５２の処理停滞を回避することができるとともに、処理遅延を解消することができる。

以上説明してきたように、本実施形態に係る制御装置によれば、監視処理部５３を通信処理部５１側のシステムに実装することが可能となるので、例えば、通信処理部５１と制御処理部５２とが予め分離されて設けられているようなシステム構成であった場合には、システム構成の大幅な変更を行うことなく、容易に本発明を実現させることが可能となる。

〔第７の実施形態〕
次に、本発明の第７の実施形態に係る制御装置について説明する。本実施形態に係る制御装置は、図１５に示すように、上述した第６の実施形態と同様に、通信処理部５１と制御処理部５２とが別個のシステムとして独立して設けられている場合において、監視処理部５３が制御処理部５２側のシステムに搭載された構成をとる。具体的には、制御処理部５２側のシステムに内蔵されるダウンタイマ６１が監視処理部５３として機能する。
以下、本実施形態の制御装置について、第６の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。

まず、制御処理部５２の残処理量計測部５６は、残処理量を計測し、計測した残処理量を処理するのに必要と推定される推定時間を監視処理部５３内のダウンタイマ６１のカウント値としてセットする。この残処理量計測部５６は、周期的に、例えば、一定の単位処理が実行されるたびに、上記推定時間を算出し、この推定時間に基づいてダウンタイマ６１のカウンタ値を更新する。監視処理部５３は、ダウンタイマ６１のカウンタ値がゼロになった場合に、通信処理部５１に対して処理停止指令を出力する。

このような構成において、制御処理部５２が正常に動作しており、残処理量計測部５６が定期的に処理を実行する状況にある場合には、監視処理部５３のダウンタイマ６１のカウンタ値がゼロとなる前に、残処理量計測部５６によりカウンタ値が更新されることとので、監視処理部６１から通信処理部５１に対して処理停止指令は出力されない。一方、制御処理部５２の処理が通信処理の負担増大により停滞すると、残処理計測部５６によるダウンタイマ６１のカウンタ値の更新が行われなくなるため、カウンタ値は時間とともに減少することとなる。この結果、カウンタ値がゼロに達すると、監視処理部５３から通信処理部５１に対して処理停止指令が出力され、通信処理部５１による通信処理が停止されることとなる。

以上説明したように、本実施形態に係る制御装置によれば、監視処理部５３として、制御処理部５２の内部ハードウェア機構を利用することとしたので、外部ハードウェアを追加することなく、簡易なシステム変更により本発明の通信制御処理を実現させることが可能となる。

〔第８の実施形態〕
次に、本発明の第８の実施形態に係る制御装置について説明する。本実施形態に係る制御装置は、図１６に示すように、通信処理をＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）により実現する場合の態様を示したものであり、通信処理部（ＦＰＧＡコア）５１とともに監視処理部５３がＦＰＧＡに実装されている。具体的には、ＦＰＧＡに内蔵されるダウンタイマ６２が監視処理部５３として機能する。
以下、本実施形態の制御装置について、第６の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。

まず、制御処理部５２の残処理量計測部５６は、残処理量を計測し、計測した残処理量を処理するのに必要と推定される推定時間を監視処理部５３内のダウンタイマ６１のカウント値としてセットする。この残処理量計測部５６は、周期的に、例えば、一定の単位処理が実行されるたびに、上記推定時間を算出し、この推定時間に基づいてダウンタイマ６２のカウンタ値を更新する。監視処理部５３は、ダウンタイマ６２のカウンタ値がゼロになった場合に、通信処理部５１に対して処理停止指令を出力する。

このような構成において、制御処理部５２が正常に動作しており、残処理量計測部５６が定期的に処理を実行する状況にある場合には、監視処理部５３のダウンタイマ６２のカウンタ値がゼロとなる前に、残処理量計測部５６によりカウンタ値が更新されることとので、監視処理部５３から通信処理部５１に対して処理停止指令は出力されない。一方、制御処理部５２の処理が通信処理の負担増大により停滞すると、残処理計測部５６によるダウンタイマ６２のカウンタ値の更新が行われなくなるため、カウンタ値は時間とともに減少することとなる。この結果、カウンタ値がゼロに達すると、監視処理部５３から通信処理部５１に対して処理停止指令が出力され、通信処理部５１による通信処理が停止されることとなる。

以上説明してきたように、本実施形態に係る制御装置によれば、監視処理部５３として、通信処理部５１が実装されているＦＰＧＡ内の内部ハードウェア機構を利用することとしたので、外部ハードウェアを追加することなく、簡易なシステム変更により本発明の通信制御処理を実現させることが可能となる。

上述のように第５乃至第８の実施形態において、本発明に係る制御装置をハードウェアとして構成した場合について説明してきたが、このような構成とすることで、外部からの影響を少なくした制御処理部の動作を保障したシステムを実現させることが可能となる。これにより、例えば、パソコンにおいても、通信量が多い伝送路に接続されていても制御装置を組み込むことで、内部処理量の動作が保障されたシステムとすることができる。

なお、上述した実施形態では、監視処理部５３が通信処理部５１による通信処理を停止させる場合についてのみ説明してきたが、監視処理部５３が、一旦停止させた通信処理を復旧させる処理を実行することとしてもよい。例えば、監視処理部５３は、第５の実施形態において制御処理部５２から通知される残処理量が所定の値以下となった場合に、通信処理部５１に対して通信回復指令を出力することにより、通信処理を再開させることとしてもよい。

本発明の第１の実施形態に係る制御装置の概略構成を示したブロック図である。受信割り込み処理の処理手順の一例を示したフローチャートである。本発明の第１の実施形態に係るタイマ割り込み処理の処理手順の一例を示したフローチャートである。本発明の第１の実施形態に係る通信割り込み処理の処理手順の一例を示したフローチャートである。本発明の第２の実施形態に係る通信割り込み処理の処理手順の一例を示したフローチャートである。本発明の第３の実施形態に係る通信割り込み処理の処理手順の一例を示したフローチャートである。本発明の第３の実施形態に係る通信タスクの処理手順の一例を示したフローチャートである。本発明の第４の実施形態に係るタイマ割り込み処理の処理手順の一例を示したフローチャートである。本発明の第４の実施形態に係る定周期タスクの処理手順の一例を示したフローチャートである。本発明の第４の実施形態に係る定周期タスクの処理手順の一例を示したフローチャートである。図１に示した制御装置において、通信ポートを複数設けた場合の概略構成を示したブロック図である。本発明の第５の実施形態に係る制御装置の概略構成を模式的に示したブロック図である。図１２における監視処理部が伝送部に対して処理停止指令を出力する場合の概略構成を模式的に示したブロック図である。本発明の第６の実施形態に係る制御装置の概略構成を模式的に示したブロック図である。本発明の第７の実施形態に係る制御装置の概略構成を模式的に示したブロック図である。本発明の第８の実施形態に係る制御装置の概略構成を模式的に示したブロック図である。

符号の説明

１０ＣＰＵ
１１ＲＡＭ
１２ＲＯＭ
１３ＨＤＤ
１４通信チップ
１５ＬＥＤ
１６入力カード
１７出力カード
１８通信チップ
１９ＬＥＤ
２０バス
３０ＬＡＮ
３１ＬＡＮ
４０Ａ、４０Ｂ他の装置
５０通信装置
５１通信処理部
５２制御処理部
５３監視処理部
５４ハブ
５５残受信処理量計測部
５６残処理量計測部
５７残処理時間監視部
６１，６２ダウンタイマ
６５伝送部

Claims

通信ネットワークで接続される機器を制御する制御装置において、
制御演算タスクが一定周期で実行されているか否かを判定する判定手段と、
前記制御演算タスクが一定周期で実行されていないと判定された場合に、前記機器との通信を停止する通信停止手段と
を具備する制御装置。
通信ネットワークで接続される機器を制御する制御装置において、
通信タスクの実行時間を推定する推定手段と、
推定された前記通信タスクの実行時間が所定の閾値を超えたか否かを判定する判定手段と、
推定された前記通信タスクの実行時間が前記閾値を超えていると判定された場合に、前記機器との通信を停止する通信停止手段と
を具備する制御装置。
通信ネットワークで接続される機器を制御する制御装置において、
通信割り込み処理に要した通信割り込み時間を積算する積算手段と、
積算された前記通信割り込み時間が所定の閾値を超えたか否かを判定する判定手段と、
前記通信割り込み時間が前記閾値を超えていると判定された場合に、前記機器との通信を停止する通信停止手段と
を具備する制御装置。
通信ネットワークで接続される機器を制御する制御装置において、
通信タスクの実行時間を積算する積算手段と、
積算された前記通信タスクの実行時間が所定の閾値を超えたか否かを判定する判定手段と、
積算された前記通信タスクの実行時間が前記閾値を超えていると判定された場合に、前記機器との通信を停止する通信停止手段と
を具備する制御装置。
前記通信が停止されている状態か否かを判定する停止判定手段と、
前記通信が停止されている状態にあった場合に、通信停止期間を計時する計時手段と、
前記通信停止期間が所定の復旧試行周期を超えたか否かを判断する復旧判定手段と、
前記通信停止期間が前記復旧試行周期を超えた場合に、前記通信を復旧させる通信復旧手段と
を具備する請求項１から請求項４のいずれかに記載の制御装置。
前記通信が停止されている状態か否かを判定する停止判定手段と、
前記通信が停止されている状態にあった場合に、通信復旧指令を検知する検知手段と、
前記通信復旧指令を検知した場合に、前記通信を復旧させる通信復旧手段と
を具備する請求項１から請求項４のいずれかに記載の制御装置。
前記通信が停止されている状態であることを表示する表示手段を具備する請求項１から請求項６のいずれかに記載の制御装置。
複数の通信ポートを具備し、少なくとも１つの通信ポートでは前記通信停止を行わない請求項１から請求項７のいずれかに記載の制御装置。
通信ネットワークで接続される機器における通信制御を行うための通信プログラムであって、
定周期タスクが一定周期で実行されているか否かを判定する判定処理と、
前記定周期タスクが一定周期で実行されていないと判定された場合に、前記機器との通信を停止する通信停止処理と
をコンピュータに実行させるための通信プログラム。
通信ネットワークで接続される機器における通信制御を行うための通信プログラムであって、
通信タスクの実行時間を推定する推定処理と、
推定された前記通信タスクの実行時間が所定の閾値を超えたか否かを判定する判定処理と、
推定された前記通信タスクの実行時間が前記閾値を超えていると判定された場合に、当該通信を停止する通信停止処理と
をコンピュータに実行させるための通信プログラム。
通信ネットワークで接続される機器における通信制御を行うための通信プログラムであって、
通信割り込み処理に要した通信割り込み時間を積算する積算処理と、
積算された前記通信割り込み時間が所定の閾値を超えたか否かを判定する判定処理と、
前記通信割り込み時間が前記閾値を超えていると判定された場合に、当該通信を停止する通信停止処理と
をコンピュータに実行させるための通信プログラム。
通信ネットワークで接続される機器における通信制御を行うための通信プログラムであって、
通信タスクの実行時間を積算する積算処理と、
積算された前記通信タスクの実行時間が所定の閾値を超えたか否かを判定する判定処理と、
積算された前記通信タスクの実行時間が前記閾値を超えていると判定された場合に、当該通信を停止する通信停止処理と
をコンピュータに実行させるための通信プログラム。
前記通信が停止されている状態か否かを判定する停止判定処理と、
前記通信が停止されている状態にあった場合に、通信停止期間を計時する計時処理と、
前記通信停止期間が所定の復旧試行周期を超えたか否かを判断する復旧判定処理と、
前記通信停止期間が前記復旧試行周期を超えた場合に、前記通信を復旧させる通信復旧処理と
を有する請求項９から請求項１２のいずれかに記載の通信プログラム。
前記通信が停止されている状態か否かを判定する停止判定処理と、
前記通信が停止されている状態にあった場合に、通信復旧指令を検知する検知処理と、
前記通信復旧指令を検知した場合に、前記通信を復旧させる通信復旧処理と
を有する請求項９から請求項１２のいずれかに記載の通信プログラム。
前記通信が停止されている状態であることを表示する表示処理を有する請求項９から請求項１４のいずれかに記載の通信プログラム。
複数の通信ポートを操作し、少なくとも１つの通信ポートでは前記通信停止を行わせない処理を有する請求項９から請求項１５のいずれかに記載の通信プログラム。
通信処理を実行する通信処理部と、
前記通信処理部から受信データを受信し、この受信データを用いて処理を実行する制御処理部と、
前記通信処理部における処理状況および前記制御処理部における処理状況を監視し、監視結果に基づいて前記通信処理部における受信処理を停止させるか否かを判定する監視処理部と
を具備する制御装置。
前記通信処理部の上位に設けられ、前記通信処理部に対してデータを送信する伝送部を備え、
前記監視処理部は、前記通信処理部に代えて、前記伝送部における前記通信処理部への送信処理を停止させるか否かを判定する請求項１７に記載の制御装置。
前記通信処理部と前記制御処理部とが別個の独立したシステムに実装されている場合において、前記監視処理部は、前記通信処理部が実装されているシステムに設けられるとともに、前記通信処理部から処理状況に関するパラメータ情報を受信し、このパラメータ情報に基づいて前記通信処理部における受信処理を停止させるか否かを判定する請求項１７または請求項１８に記載の制御装置。
前記通信処理部と前記制御処理部とが別個の独立したシステムに実装されている場合において、前記監視処理部は前記制御処理部が実装されているシステムに設けられるとともに、前記制御処理部から処理状況に関するパラメータ情報を受信し、このパラメータ情報に基づいて前記通信処理部における受信処理を停止させるか否かを判定する請求項１７または請求項１８に記載の制御装置。