JP2009159080A - 遠隔監視制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】通信異常の原因となったネットワーク装置を極めて確実に特定し、他のネットワーク装置の通信処理を不必要に阻害することなく継続させる。
【解決手段】通信制御ＣＰＵ２６によって、通信回線Ｔｓを介して送信される信号を一定時間、受信できなかったことに応じて、通信回線Ｔｓとの接続を遮断するよう制御し、自己診断により当該ネットワーク装置２０の通信機能が正常であると診断した場合、遮断されている通信回線Ｔｓとの接続を回復させるよう制御し、自己診断により通信機能が正常でないと診断した場合、通信回線Ｔｓとの接続を遮断したままとするように制御することで実現する。
【選択図】図６

Description

本発明は、時分割多重伝送方式によって伝送される所定の制御信号にて負荷を制御する遠隔監視制御システムに関する。

負荷を制御する複数の制御端末器をそれぞれ一意に特定する固有のアドレスに対して、このアドレスを割り当てられた操作端末器のスイッチ操作に応じて、制御データを含む制御信号を多重伝送方式により送信することで、制御端末器に接続された負荷を制御する遠隔制御（遠隔監視制御）を行う遠隔監視制御システムが考案されている。

この遠隔監視制御システムは、例えば、店舗や工場、倉庫などといった広い空間に設けられた負荷である複数の照明器具を集中制御することができる照明制御システムである。このような、照明制御システムは、複数の照明器具をワイヤレス送信器で自在に遠隔操作したり、複数の照明器具の点灯、非点灯を一括して制御することができるユーザ利便性の高い制御システムとなっている。

ところで、このような照明制御システムでは、ネットワークの構成形態として、所謂、マルチドロップ方式で構築されたネットワークであるマルチドロップ・ネットワークを採用している場合がある。マルチドロップ・ネットワークは、ネットワーク装置として複数のシリアル・デバイスを同じペアのワイヤ（ライン）上で通信させることでなるネットワークであり、例えば、ＲＳ−４８５などのシリアル・インタフェースで結合される。マルチドロップ・ネットワークでは、１台のノードがデータを同時に他のノード全てに送ることができる。マルチドロップ・ネットワークを構成する複数のネットワーク装置は、１つの回線（通信線）を媒体として時分割やマスターとスレーブの関係により信号を送受信して通信を行っている。

このような、マルチドロップ・ネットワークでは、そのネットワークの接続形態の性質状、構成する複数のネットワーク装置のいずれか１つでも通信回路に故障（例えば、通信回線への過電圧印加といった異常使用や、経年劣化などにより）が発生した場合、通信回線を占有してしまうため全体のシステムダウンにつながる虞があるといった問題がある。

また、マルチドロップ・ネットワークでは、同一回線を占有しているため、異常状態となったネットワーク装置を特定することが困難であることから、復旧までに多大な時間を要してしまうといった問題がある。

そこで、管理局と複数の通信局とを通信伝送路により、マルチドロップ方式で接続したネットワークシステムにおいて、通信異常が発生した場合に、通常状態では通信伝送路と非接触状態にある終端抵抗と通信伝送路とを接続状態に切り替え、次局への通信伝送路を遮断することで、ネットワーク上の通信異常箇所を容易に発見できるようにした手法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平９−２３７１１６号公報

しかしながら、上述した特許文献１で開示されている手法では、マルチドロップ方式で接続された通信局において、通信異常である可能性の高い通信局を推定しているのにすぎず、通信異常となっている通信局を厳密に特定できないことから、正常に機能する通信局まで接続されたネットワーク上から排除してしまうといった問題がある。

そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、マルチドロップ方式で接続された複数のネットワーク装置を有する遠隔監視制御システムにおいて、通信異常の原因となったネットワーク装置を極めて確実に特定し、他のネットワーク装置の通信処理を不必要に阻害することなく継続させることができる遠隔監視制御システムを提供することを目的とする。

本発明の遠隔監視制御システムは、伝送ユニットと、前記伝送ユニットに信号線を介して接続されたスイッチ用端末器、負荷を制御する負荷制御端末器と、それぞれ相異なる前記信号線に接続されるとともに通信回線にマルチドロップ方式で接続される複数のネットワーク装置とを備え、前記伝送ユニットより信号線に多重伝送方式で伝送される伝送信号により、前記スイッチ用端末器と前記負荷制御端末器とに対応付けて設定されたアドレスで特定される負荷を制御する遠隔監視制御システムにおいて、前記ネットワーク装置が、前記通信回線を介して送信される信号を一定時間、受信できなかったかどうかを判断する受信判断手段と、通常状態において前記通信回線に接続されている当該ネットワーク装置の接続を遮断する通信回線遮断手段と、前記受信判断手段によって、前記通信回線を介して送信される信号を一定時間、受信できなかったと判断されたことに応じて、前記通信回線との接続を遮断するよう前記通信回線遮断手段を制御する制御手段と、前記通信回線遮断手段によって、前記通信回線との接続が遮断されたことに応じて、当該ネットワーク装置の通信機能が正常であるかどうか診断する自己診断手段とを有し、前記制御手段が、前記自己診断手段によって、当該ネットワーク装置の通信機能が正常であると診断された場合、遮断されている前記通信回線との接続を回復させるよう前記通信回線遮断手段を制御し、前記自己診断手段によって、当該ネットワーク装置の通信機能が正常でないと診断された場合、前記通信回線との接続を遮断したままとするよう前記通信回線遮断手段を制御することを特徴とする。

本発明によれば、マルチドロップ方式で接続された複数のネットワーク装置を有する遠隔監視制御システムにおいて、通信異常の原因となったネットワーク装置を極めて確実に特定し、他のネットワーク装置の通信処理を不必要に阻害することなく継続させることを可能とする。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

まず、図１を用いて、本発明の実施の形態として示す遠隔監視制御システムについて説明をする。図１に示すように、遠隔監視制御システムは、伝送ユニット１０と、複数の多重伝送スイッチ端末器１１と、負荷である照明器具１３が接続され、この負荷を制御する複数のリレー端末器１２（ターミナルユニット付き）と、ネットワーク装置２０とが２線式の信号線Ｌｓを介して接続されてなる。

図１に示す信号線Ｌｓに接続されたネットワーク装置２０は、図示しないが信号線Ｌｓとの接続インターフェースである伝送信号端子の他に、配線のトポロジーが自由な通信ネットワーク網３１、例えば、イーサネット（Ethernet：登録商標）や、ＬＯＮ（Local Operating Network：登録商標）との接続インターフェースを備え、通信ネットワーク網３１に応じた所定の通信プロトコルにて監視装置３２とデータ通信することができる。この監視装置３２は、ネットワーク装置２０を介して接続された遠隔監視制御システムの上位装置（ホスト）として機能する。

ネットワーク装置２０は、通信ネットワーク網３１を介して接続された監視装置３２からの命令要求に応じて送信される制御信号を、信号線Ｌｓを介して伝送ユニット１０に送信する。制御信号を受信した伝送ユニット１０は、この制御信号をリレー端末器１２に送信する。そして、リレー端末器１２は、受信した制御信号に応じて遠隔監視制御システムの負荷である照明器具１３を制御することになる。

また、図１に示すように、この遠隔監視制御システムでは、複数のネットワーク装置２０が、１つの通信回線Ｔｓによりマルチドロップ方式で接続されている。なお、図１では、省略しているが、各ネットワーク装置２０は、それぞれ信号線Ｌｓ、通信ネットワーク網３１と接続されている。

このような、遠隔監視制御システムは、以下に示すようなフォーマットの信号を伝送することで負荷に対する所望の制御を実現する。

伝送ユニット１０は信号線Ｌｓに対して、図２（ａ）に示すフォーマットの伝送信号Ｖｓを送出する。図２（ａ）に示すように、伝送信号Ｖｓは、信号の送出開始を示すスタートパルスＳＴ、信号のモードを示すモードデータＭＤ、各端末器を個別に認識するためのアドレスデータＡＤ、照明器具１３などの負荷を制御する制御データＣＤ、伝送誤りを検出するためのチェックサムデータＣＳ、各端末器からの返送信号（監視データ）を受信するタイムスロットである信号返送期間ＷＴよりなる双極性（±２４Ｖ）の時分割多重信号である。このようなフォーマットの伝送信号Ｖｓは、図２（ｂ）に示すように、パルス幅変調によって変調されて伝送される。

多重伝送スイッチ端末器１１、リレー端末器１２は、信号線Ｌｓを介して受信された伝送信号Ｖｓに含まれるアドレスデータＡＤが自己のアドレスと一致したときに、その伝送信号Ｖｓの制御データＣＤを取り込むと共に、伝送信号Ｖｓの信号返送期間ＷＴに同期して監視データを電流モード信号（信号線Ｌｓの線間を適当な低インピーダンスを介して短絡して送出される信号）として返送する。

伝送ユニット１０は、図示しないダミー信号送信部と、割り込み処理部とを備えている。ダミー信号送信部は、モードデータＭＤをダミーモードとしてアドレスデータＡＤをサイクリックに変えた伝送信号Ｖｓを常時送出する常時ポーリングを実行する。一方、割り込み処理部は、ダミーモードの伝送信号ＶｓのスタートパルスＳＴに同期して、多重伝送スイッチ端末器１１から図２（ｃ）に示すような割り込み信号Ｖｉが発生した時に、割り込み信号Ｖｉを発生した多重伝送スイッチ端末器１１へアクセスして監視データを返送させる。

伝送ユニット１０は、返送されたこの監視データに基づいて、対応する負荷を制御するリレー端末器１２への制御データＣＤを生成すると共に、その制御データＣＤを信号線Ｌｓを介して時分割多重伝送することで、所望の負荷である照明器具１３の消灯、点灯を制御する。

例えば、多重伝送スイッチ端末器１１の操作スイッチ１１ａが操作されオン状態、又はオフ状態となると、割り込み信号Ｖｉが信号線Ｌｓに送出される。

伝送ユニット１０は、この割り込み信号Ｖｉに応じて、割り込みをかけた多重伝送スイッチ端末器１１のアドレスをサーチするための伝送信号Ｖｓを送出する。割り込みをかけた多重伝送スイッチ端末器１１は、伝送ユニット１０によりアクセスされた場合に、自己の固有アドレスを監視データとして返信する。

この監視データを受け取った伝送ユニット１０は、割り込みをかけた多重伝送スイッチ端末器１１を判定して、次に当該多重伝送スイッチ端末器１１のアドレスデータＡＤを持つ伝送信号Ｖｓを送出してアクセスをし、操作スイッチ１１ａを操作したことに応じた操作データと、操作スイッチ１１ａに割り当てられているアドレスデータとを監視データとして返送させる。

伝送ユニット１０は、この監視データとして返送された多重伝送スイッチ端末器１１の操作データに基づいて制御データＣＤを生成すると共に、同じく監視データとして返送されたアドレスデータに基づいて、あらかじめこのアドレスデータと対応付けて記憶されているテーブルを参照して、制御対象となる照明器具１３に接続されたリレー端末器１２へ制御データＣＤを届けるためのアドレスデータＡＤを取得する。

伝送ユニット１０は、このようにして生成した制御データＣＤと、取得したアドレスデータＡＤを含む伝送信号Ｖｓを、信号線Ｌｓを介して時分割多重伝送する。この伝送信号ＶｓのアドレスデータＡＤで特定されるリレー端末器１２は、同じく伝送信号Ｖｓの制御データＣＤに基づき、多重伝送スイッチ端末器１１の操作により指定された照明器具１３の点灯、消灯を制御する。

続いて、図３を用いて、ネットワーク装置２０の構成について説明をする。図３（ａ）は、ネットワーク装置２０の外観を示した図であり、図３（ｂ）は、ネットワーク装置２０の機能ブロックを示した図である。

図３（ｂ）に示すように、ネットワーク装置２０は、外部から供給される電源を取り込む電源端子２１と、電源端子２１で取り込んだ電源を当該ネットワーク装置２０に供給する電源回路２２と、通信回線Ｔｓと接続される通信端子２３と、通信回線Ｔｓから当該ネットワーク装置２０を切り離す回線遮断回路２４と、マルチドロップ方式で接続されたネットワーク装置２０間で信号の送受信を行う通信送受信回路２５と、当該ネットワーク装置２０を統括的に制御する通信制御ＣＰＵ２６とを備えている。

図３（ａ）に示すように、ネットワーク装置２０は、回線遮断回路２４による通信回線Ｔｓからの切り離しと、通信回線Ｔｓへの接続を自在に制御するためのスイッチ２４Ｓを備えている。通常時において、このスイッチ２４Ｓは、通信回線Ｔｓと接続される方向、図３（ａ）において紙面に向かって左方向に操作されている。

ここで、マルチドロップ方式で接続されたネットワーク装置２０間の通信処理に不具合が発生した場合、システム管理者は、不具合の原因となっているであろうと思われるネットワーク装置２０のスイッチ２４Ｓ、または、通信回線Ｔｓに接続されているネットワーク装置２０のスイッチ２４Ｓを順番に、通信回線Ｔｓとの接続を遮断する方向に操作することで不具合の原因となっているネットワーク装置２０を特定していく。スイッチ２４Ｓを操作されたネットワーク装置２０の回線遮断回路２４は、当該ネットワーク装置２０を通信回線Ｔｓから切り離すように動作するため、スイッチ２４Ｓを操作して、通信回線Ｔｓからネットワーク装置２０を切り離したことで不具合が解消された場合、このネットワーク装置２０が不具合の原因を引き起こしていると推定することができる。

これにより、システム管理者は、ドライバなどの工具を用いなくとも、通信回線Ｔｓからネットワーク装置２０のみを容易に切り離すことができるため、他のネットワーク装置２０間の通信を不必要に阻害することなく通信不能などの不具合の解析を行うことができる。

次に、図４を用いて、ネットワーク装置２０の別な構成について説明をする。図４（ａ）は、ネットワーク装置２０の外観を示した図であり、図４（ｂ）は、ネットワーク装置２０の機能ブロックを示した図である。

図４に示すネットワーク装置２０は、図３に示したネットワーク装置２０に、自己回路チェックスイッチ２７と、自己回路チェック結果表示部２８とを付加した構成となっている。自己回路チェック結果表示部２８は、例えば、ＬＥＤなどである。

図４に示すネットワーク装置２０は、スイッチ２４Ｓを操作して、当該ネットワーク装置２０を通信回線Ｔｓから切り離すように回線遮断回路２４を動作させた場合に、自己回路チェックスイッチ２７を押下することで、当該ネットワーク装置２０の自己ハードウェアチェックを実行させることができるようになっている。

自己回路チェックスイッチ２７が押下された場合、通信制御ＣＰＵ２６は、当該ネットワーク装置２０の自己回路のハードウェアチェック、つまり自己診断を実行する。具体的には、通信制御ＣＰＵ２６によって生成した自己ハードチェック用の信号を通信送受信回路２５で送受信させることで通信機能に問題がないかどうかをチェックする。

通信制御ＣＰＵ２６は、自己診断結果を自己回路チェック結果表示部２８を介して表示させる。例えば、通信制御ＣＰＵ２６は、自己診断結果に問題がない場合には、自己回路チェック結果表示部２８を所定の時間だけ点灯させるよう制御し、自己診断結果に問題がある場合には、自己回路チェック結果表示部２８を長時間点滅させるよう制御する。

これにより、システム管理者は、ドライバなどの工具を用いなくとも、通信回線Ｔｓからネットワーク装置２０を容易に切り離すことができ、さらに、通信制御ＣＰＵ２６による自己診断機能により、自己完結的に通信不能などの不具合の解析を行うことができる。したがって、他のネットワーク装置２０間の通信を不必要に阻害することなく、迅速かつ容易に通信不能などの不具合を解析し、ネットワークの早期復旧を実現することができる。

続いて、図５を用いて、ネットワーク装置２０のさらに別な構成について説明をする。図５（ａ）は、ネットワーク装置２０の外観を示した図であり、図５（ｂ）はネットワーク装置２０の機能ブロックを示した図である。

図５に示すネットワーク装置２０は、図４に示したネットワーク装置２０から、スイッチ２４Ｓ、自己回路チェックスイッチ２７を取り外し、制御回路２９を付加した構成となっている。

図５に示すネットワーク装置２０は、通信制御ＣＰＵ２６の制御によって、制御回路２９に指示を与え、当該ネットワーク装置２０を通信回線Ｔｓから切り離すように回線遮断回路２４を動作させることができる。さらに、図５に示すネットワーク装置２０では、当該ネットワーク装置２０が通信回線Ｔｓから切り離された場合に、通信制御ＣＰＵ２６によって、上述した自己診断を自動的に実行する。

図６に示すフローチャートを用いて、図５に示すネットワーク装置２０の制御処理動作について説明をする。

ステップＳ１において、通信制御ＣＰＵ２６は、通信回線Ｔｓと当該ネットワーク装置２０とを接続させて、通常時における信号の送受信処理を実行するよう制御する。

ステップＳ２において、通信制御ＣＰＵ２６は、信号の受信が停止したかどうかを常に監視しており、信号の受信が停止していない場合には、ステップＳ１へと処理を戻し通常の送受信処理を継続するよう制御する一方、信号の受信が停止した場合には、ステップＳ３へと処理を進める。

ステップＳ３において、通信制御ＣＰＵ２６は、信号の受信が停止してから一定時間経過したかどうかを判断する。通信制御ＣＰＵ２６は、信号の受信が停止してから一定時間経過していない場合には、ステップＳ１へと処理を戻し通常の送受信処理を継続するよう制御する一方、信号の受信が停止してから一定時間経過した場合には、ステップＳ４へと処理を進める。

ステップＳ４において、通信制御ＣＰＵ２６は、制御回路２９を制御して当該ネットワーク装置２０を通信回線Ｔｓから切り離すように回線遮断回路２４を動作させる。

ステップＳ５において、通信制御ＣＰＵ２６は、自己ハードチェック用の信号を生成して、通信送受信回路２５で送受信させることで通信機能に問題がないかどうかをチェックする自己診断を実行する。

ステップＳ６において、通信制御ＣＰＵ２６は、自己診断を実行した結果、異常がない場合にはステップＳ７へと処理を進める一方、異常がある場合には、ステップＳ８へと処理を進める。

ステップＳ７において、通信制御ＣＰＵ２６は、自己診断を実行した結果、異常がないと判断したことに応じて、当該ネットワーク装置２０を通信回線Ｔｓに接続させるように回線遮断回路２４を停止させる。

ステップＳ８において、通信制御ＣＰＵ２６は、自己診断を実行した結果、異常があると判断したことに応じて、自己回路チェック結果表示部２８に異常があることを示す診断結果を表示させて、システム管理者に通知する。

通信制御ＣＰＵ２６は、ステップＳ８の処理が終了した後、ステップＳ５に戻り、システム管理者によってメンテナンスが施されるまで自己診断を繰り返し実行する。これは、時間の経過とともにネットワーク装置２０の不具合が解消される可能性を考慮した制御処理ループである。また、例えば、所定の時間、あるいは、所定の回数だけ自己診断を実行したことに応じて、自己診断をやめて、当該ネットワーク装置２０を停止させることで消費電力を削減するようにしてもよい。

このように、ネットワーク装置２０は、通信回線Ｔｓを介した通信の異常を検知したことに応じて、通信回線Ｔｓからネットワーク装置２０を自動的に切り離し、さらに、通信制御ＣＰＵ２６による自己診断機能により、自己完結的に通信不能などの不具合の解析を行うことができる。これにより、他のネットワーク装置２０間の通信を不必要に阻害することなく継続させたまま、迅速かつ容易に通信不能などの不具合を解析し、通信異常の原因となったネットワーク装置２０を極めて確実に特定し、ネットワークの早期復旧を実現することができる。

なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

本発明の実施の形態として示す遠隔監視制御システムの構成について説明するための図である。 前記遠隔監視制御システムにおいて伝送される伝送信号のフォーマットについて説明するための図である。 前記遠隔監視制御システムのネットワーク装置の構成について説明するための図である。 前記遠隔監視制御システムのネットワーク装置の別な構成について説明するための図である。 前記遠隔監視制御システムのネットワーク装置のさらに別な構成について説明するための図である。 前記ネットワーク装置の制御処理動作について説明するためのフローチャートである。

符号の説明

Ｔｓ 通信回線
２０ ネットワーク装置
２４ 回線遮断回路
２４Ｓ スイッチ
２５ 通信送受信回路
２６ 通信制御ＣＰＵ
２７ 自己回路チェックスイッチ
２８ 自己回路チェック結果表示部
２９ 制御回路

Claims (1)

1. 伝送ユニットと、前記伝送ユニットに信号線を介して接続されたスイッチ用端末器、負荷を制御する負荷制御端末器と、それぞれ相異なる前記信号線に接続されるとともに通信回線にマルチドロップ方式で接続される複数のネットワーク装置とを備え、前記伝送ユニットより信号線に多重伝送方式で伝送される伝送信号により、前記スイッチ用端末器と前記負荷制御端末器とに対応付けて設定されたアドレスで特定される負荷を制御する遠隔監視制御システムにおいて、
   前記ネットワーク装置は、
   前記通信回線を介して送信される信号を一定時間、受信できなかったかどうかを判断する受信判断手段と、
   通常状態において前記通信回線に接続されている当該ネットワーク装置の接続を遮断する通信回線遮断手段と、
   前記受信判断手段によって、通信回線を介して送信される信号を一定時間、受信できなかったと判断されたことに応じて、前記通信回線との接続を遮断するよう前記通信回線遮断手段を制御する制御手段と、
   前記通信回線遮断手段によって、前記通信回線との接続が遮断されたことに応じて、当該ネットワーク装置の通信機能が正常であるかどうか診断する自己診断手段とを有し、
   前記制御手段は、前記自己診断手段によって、当該ネットワーク装置の通信機能が正常であると診断された場合、遮断されている前記通信回線との接続を回復させるよう前記通信回線遮断手段を制御し、前記自己診断手段によって、当該ネットワーク装置の通信機能が正常でないと診断された場合、前記通信回線との接続を遮断したままとするよう前記通信回線遮断手段を制御すること
   を特徴とする遠隔監視制御システム。

Images