JP2009253309A - フィールド通信機器 - Google Patents

Abstract

【課題】機器自身を識別する情報の設定、管理のための作業負担を軽減できるフィールド通信機器を提供する。
【解決手段】送信手段１１は、機器自身が接続されたネットワークに向けて問い合わせ要求を送信する。受信手段１２は、送信手段１１により送信された問い合わせ要求に対する応答を受信する。カウント手段１３は、受信手段１２で受信された応答の数をカウントする。識別情報決定手段１４は、カウント手段１３によるカウント数に基づいて自身を識別する情報を決定すると、返信手段１５は、他の機器から送信された問い合わせ要求を受けると、当該問い合わせの送信先である他の機器に対して応答を返信する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ネットワークを介してフィールド通信を実行するフィールド通信機器に関する。

ネットワークに接続されたフィールド機器は、互いに通信を行い、機器間で連携を取りながら制御を行う。通信には個々の機器を識別するために、接続されているネットワークのセグメント内でユニークなノードアドレスが必要である。このノードアドレスはネットワークへの接続前に設定される。

また、フィールド機器はネットワークに接続されると、データベースから自らのパラメータを取得して設定する処理を行う。データベース内には複数のフィールド機器のためのパラメータが格納され、各機器のパラメータは当該機器のＩＤに対応付けられている。このため、ネットワークに接続されたフィールド機器は、自身のＩＤを用いてデータベースから必要なパラメータを取得する必要がある。このパラメータ取得のために使用されるＩＤは、ノードアドレスと同様に、ネットワーク接続前に設定する必要がある。また、機器が交換された場合にも同一のＩＤでパラメータ設定ができるように、ＩＤとノードアドレスとは区別して設定される必要がある。
特開２００４−０１５２１０号公報 特開２００４−１８７０７６号公報 特開２００４−２６６８７０号公報 特開２００４−２８９７３９号公報 特開２００７−０８０１９４号公報

このようにＩＤはシステム内でユニークに、且つ、ノードアドレスはネットワークのセグメント内でユニークに設定する必要があるが、これらを重複しないように設定、管理することは煩雑な作業が要求される。

本発明の目的は、機器自身を識別する情報の設定、管理のための作業負担を軽減できるフィールド通信機器を提供することにある。

本発明のフィールド通信機器は、ネットワークを介してフィールド通信を実行するフィールド通信機器において、自身が接続されたネットワークに向けて問い合わせ要求を送信する送信手段と、前記送信手段により送信された問い合わせ要求に対する応答を受信する受信手段と、前記受信手段で受信された応答の数をカウントするカウント手段と、前記カウント手段によるカウント数に基づいて、自身を識別する情報を決定する識別情報決定手段と、を備えることを特徴とする。
このフィールド通信機器によれば、問い合わせ要求に対する応答のカウント数に基づいて機器自身を識別する情報を決定するので、機器自身を識別する情報の設定、管理のための作業負担を軽減できる。

前記送信手段により送信された問い合わせ要求を受けると、当該問い合わせの送信元である他のフィールド通信機器に対して応答を返信する返信手段を備えてもよい。

自身の機器の種類を示す機器情報を保持する機器情報保持手段を備え、前記送信手段は、前記機器情報保持手段により保持された機器情報が示す種類の機器のみに向けて前記問い合わせ要求を送信してもよい。

自身の機器の種類を示す機器情報を保持する機器情報保持手段を備え、前記送信手段は前記問い合わせ要求に加えて機器情報保持手段により保持された前記機器情報を送信し、前記返信手段は、送信先から送信された前記機器情報が機器情報保持手段により保持された自身の機器の前記機器情報と一致している場合に前記応答を返信してもよい。

識別情報決定手段により決定される前記情報は、当該フィールド通信機器が接続されたネットワークのセグメントを示す情報と、前記カウント手段によるカウント数に基づく情報と、を含んでいてもよい。

本発明のフィールド通信機器によれば、問い合わせ要求に対する応答のカウント数に基づいて機器自身を識別する情報を決定するので、機器自身を識別する情報の設定、管理のための作業負担を軽減できる。

以下、図１〜図４を参照して、本発明によるフィールド通信機器の一実施形態について説明する。

図１は、本実施形態のフィールド通信機器の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、フィールド機器１Ａは、自身が接続されたネットワークに向けて問い合わせ要求を送信する送信手段１１と、送信手段１１により送信された問い合わせ要求に対する応答を受信する受信手段１２と、受信手段１２で受信された応答の数をカウントするカウント手段１３と、カウント手段１３によるカウント数に基づいて自身を識別する情報を決定する識別情報決定手段１４と、他の機器から送信された問い合わせ要求を受けると、当該問い合わせの送信先である他の機器に対して応答を返信する返信手段１５と、自身の機器の種類を示す機器情報を保持する機器情報保持手段１６と、を備える。

また、他のフィールド機器１Ｂ，１Ｃ，・・・およびフィールド機器１ａ，１ｂ，・・・もフィールド機器１Ａと同様に構成されている。

すべてのフィールド機器はルータの配下に設置される。例えば、図１に示すように、フィールド機器１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，・・・はルータ２１の下に、フィールド機器１ａ，１ｂ，・・・はルータ２２の下にそれぞれ設置されている。また、すべてのフィールド機器はＩＰｖ６対応とされ、すべてのルータも同様にＩＰｖ６に対応している。ルータの上位のネットワークには、データベース４が接続されている。データベース４には、各フィールド機器のパラメータが、それぞれのＩＤに対応付けられて格納されている。

また、すべてのフィールド機器の機器情報保持手段１６には、
（１）自身の機器の種類
（２）自身が属しているローカルなマルチキャストグループ
が格納されている。ローカルなマルチキャストグループは機器の種類毎にユニークで、マルチキャストグループと機器の種類とは一対一に対応している。フィールド機器は必ずいずれかのマルチキャストグループに属する。

次に、フィールド機器１Ａをネットワークに接続した場合の動作について説明する。

図２（ａ）は動作手順を示すフローチャート、図２（ｂ）はデータの送受信の様子を示す図である。

図２（ａ）のステップＳ１〜ステップＳ７は、ルータ２１の配下のネットワークＡに、新たにフィールド機器１Ａを接続した場合におけるフィールド機器１Ａの動作手順を示している。

ステップＳ１では、フィールド機器１Ａはネットワークに接続されるのを待って、ステップＳ２へ進む。フィールド機器１Ａの機器情報保持手段１６には、ネットワークへの接続前に、他のフィールド機器と同様、自身の機器の種類、および自身が属しているローカルなマルチキャストグループ、が格納されている。また、フィールド機器１Ａは、ネットワークＡに接続された時点で、ＩＰｖ６の機能により自身のノードアドレスを生成するとともに、ルータ２１の配下にいることを認識する。

ステップＳ２では、フィールド機器１Ａの送信手段１１は、フィールド機器１Ａ自身が参加しているローカルなマルチキャストグループへ問い合わせ要求を送信（マルチキャスト送信）する。図２（ｂ）の例では、フィールド機器１Ａは圧力電送器であり、圧力電送器に対応するマルチキャストグループに対して問い合わせを行う。

ローカルなネットワークＡ内に、当該マルチキャストグループに参加しているフィールド機器（圧力電送器）が既に存在していれば、受信手段１２により上記の問い合わせに対する応答を得ることができる。

ステップＳ３では、受信手段１２により応答が受信されたか否か判断し、判断が肯定されればステップＳ４へ進み、判断が否定されればステップＳ５へスキップする。

ステップＳ４では、カウント手段１３による応答のカウント数をアップし、ステップＳ５へ進む。

ステップＳ５では、例えば、問い合わせ要求の送信からの経過時間に基づいて、応答の受信が終了したか否か判断し、判断が肯定されればステップＳ６へ進み、判断が否定されればステップＳ３へ戻る。

ステップＳ６では、識別情報決定手段１４は、カウント手段１３による応答のカウント数に基づいて、フィールド機器１ＡのＩＤを生成する。

図３（ａ）は、ＩＤのフォーマットを示す図である。ＩＤは、自身のフィールド機器が接続されたローカルなネットワーク、自身の機器の種類、および上記ローカルなネットワークに接続された順番（同一機種内での順番）を示す情報により構成される。これにより、ＩＤをシステム内でユニークに定めることができる。

例えば、ネットワークＡ内に既に圧力電送器が２台接続されていたとすると、カウント手段１３による応答のカウント数は「２」となり、フィールド機器１Ａの場合、ネットワーク３に接続された順番（同一機種内での順番）は「３」となる。したがって、フィールド機器１ＡのＩＤは、図３（ｂ）に示すように決定される。

次に、ステップＳ７では、ステップＳ６で生成されたＩＤを用いてデータベース４への問い合わせを行い、フィールド機器１Ａ自身のパラメータを取得して、処理を終了する。

図２（ａ）のステップＳ１１〜ステップＳ１２は、ネットワークＡにすでに接続されているフィールド機器が、問い合わせ要求を受けた場合の動作手順を示すフローチャートである。

ステップＳ１１では、問い合わせ要求を受けるのを待って、ステップＳ１２へ進む。

ステップＳ１２では、返信手段１５は、問い合わせ要求の送信元に対して応答を返信し、ステップＳ１１へ戻る。

例えば、図２（ｂ）に示すように、圧力電送器であるフィールド機器１Ｃが、フィールド機器１Ａから問い合わせ要求を受けた場合、フィールド機器１Ｃの返信手段１５は、フィールド機器１Ａに対して応答を返信する。

以上のように、本実施形態のフィールド通信機器では、フィールド機器をネットワークに接続するだけで機器が自身のＩＤを自動生成するため、ＩＤの設定作業が不要となる。また、フィールド機器は、自動生成したＩＤを用いてデータベース内のパラメータとの対応関係を把握することが可能となる。なお、ＩＤにはネットワーク上での位置情報（ルータを特定する情報）が含まれている（図３（ａ））。このため、ルータの配置図があれば、ＩＤに基づいてフィールド機器が設置されている物理的な位置を把握することができる。

上記実施形態では、ネットワークのセグメント（ネットワークＡ）を検出するためにＩＰｖ６の機能を利用しているが、接続されているセグメントの検出方法はこれに限定されない。

上記実施形態では、予め決められた順番でフィールド機器を設置する必要がある。しかし、決められた順番通りにフィールド機器を設置できない場合もある。このような場合には、フィールド機器にスイッチ等によりＩＤの「順番」（図３（ａ））を固定的に割り当る手段を設けるとともに、接続時の問い合わせ要求を無効化できるようにしてもよい。

上記実施形態では、問い合わせ要求の送信にマルチキャストを用いているが、ブロードキャストを利用してもよい。この場合には、問い合わせ要求に機種情報を含んだメッセージを含めてブロードキャストする。ネットワーク内のすべてのフィールド機器が要求を受信することになるため、要求を受信したフィールド機器はメッセージ内に含まれる機種情報を解析し、自身が同機種であれば応答することになる。

図４は、問い合わせ要求の送信にブロードキャストを利用する場合の動作手順を示している。

図４のステップＳ１〜ステップＳ７は、ルータ２１の配下のネットワークＡに、新たにフィールド機器１Ａを接続した場合におけるフィールド機器１Ａの動作手順を示している。

ステップＳ１では、フィールド機器１Ａはネットワークに接続されるのを待って、ステップＳ２Ａへ進む。

ステップＳ２Ａでは、フィールド機器１Ａの送信手段１１は、機器情報保持手段１６に格納された自身の機器の種類を示すメッセージを含む問い合わせ要求をネットワークＡに対してブロードキャスト送信する。

ローカルなネットワークＡ内に、当該マルチキャストグループに参加しているフィールド機器（圧力電送器）が既に存在していれば、受信手段１２により上記の問い合わせに対する応答を得ることができる。

ステップＳ３では、受信手段１２により応答が受信されたか否か判断し、判断が肯定されればステップＳ４へ進み、判断が否定されればステップＳ５へスキップする。

ステップＳ４では、カウント手段１３による応答のカウント数をアップし、ステップＳ５へ進む。

ステップＳ５では、例えば、問い合わせ要求の送信からの経過時間に基づいて、応答の受信が終了したか否か判断し、判断が肯定されればステップＳ６へ進み、判断が否定されればステップＳ３へ戻る。

ステップＳ６では、識別情報決定手段１４は、カウント手段１３による応答のカウント数に基づいて、フィールド機器１ＡのＩＤを生成する。

例えば、ネットワークＡ内に既に圧力電送器が２台接続されていたとすると、カウント手段１３による応答のカウント数は「２」となり、フィールド機器１Ａの場合、ネットワーク３に接続された順番（同一機種内での順番）は「３」となる。したがって、フィールド機器１ＡのＩＤは、図３（ｂ）に示すように決定される。

次に、ステップＳ７では、ステップＳ６で生成されたＩＤを用いてデータベース４への問い合わせを行い、フィールド機器１Ａ自身のパラメータを取得して、処理を終了する。

図３（ｃ）のステップＳ１１〜ステップＳ１２は、ネットワークＡにすでに接続されているフィールド機器が、問い合わせ要求を受けた場合の動作手順を示すフローチャートである。

ステップＳ１１では、問い合わせ要求を受けるのを待って、ステップＳ１１Ａへ進む。

ステップＳ１１Ａでは、問い合わせ要求に含まれる機器の種類と、機器情報保持手段１６に格納された自身の機器の種類とを比較し、両者が同一であればステップＳ１２へ進み、両者が異なればステップＳ１１へ戻る。

ステップＳ１２では、返信手段１５は、問い合わせ要求の送信元に対して応答を返信し、ステップＳ１１へ戻る。

例えば、図２（ｂ）に示すように、圧力電送器であるフィールド機器１Ｃが、フィールド機器１Ａから問い合わせ要求を受けた場合、フィールド機器１Ｃの返信手段１５は、フィールド機器１Ａに対して応答を返信する。

本発明の適用範囲は上記実施形態に限定されることはない。本発明は、ネットワークを介してフィールド通信を実行するフィールド通信機器に対し、広く適用することができる。

一実施形態のフィールド通信機器の構成を示すブロック図。 フィールド通信機器の動作を示す図であり、（ａ）は動作手順を示すフローチャート、（ｂ）はデータの送受信の様子を示す図。 ＩＤの構成を示す図であり、（ａ）ＩＤのフォーマットを示す図、（ｂ）は決定されたＩＤを示す図。 問い合わせ要求の送信にブロードキャストを利用する場合の動作手順を示すフローチャート。

符号の説明

１Ａ フィールド機器（フィールド通信機器）
１１ 送信手段
１２ 受信手段
１３ カウント手段
１４ 識別情報決定手段
１５ 返信手段
１６ 機器情報保持手段

Claims (5)

1. ネットワークを介してフィールド通信を実行するフィールド通信機器において、
   自身が接続されたネットワークに向けて問い合わせ要求を送信する送信手段と、
   前記送信手段により送信された問い合わせ要求に対する応答を受信する受信手段と、
   前記受信手段で受信された応答の数をカウントするカウント手段と、
   前記カウント手段によるカウント数に基づいて、自身を識別する情報を決定する識別情報決定手段と、
   を備えることを特徴とするフィールド通信機器。
2. 前記送信手段により送信された問い合わせ要求を受けると、当該問い合わせの送信元である他のフィールド通信機器に対して応答を返信する返信手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のフィールド通信機器。
3. 自身の機器の種類を示す機器情報を保持する機器情報保持手段を備え、
   前記送信手段は、前記機器情報保持手段により保持された機器情報が示す種類の機器のみに向けて前記問い合わせ要求を送信することを特徴とする請求項２に記載のフィールド通信機器。
4. 自身の機器の種類を示す機器情報を保持する機器情報保持手段を備え、
   前記送信手段は、前記問い合わせ要求に加えて機器情報保持手段により保持された前記機器情報を送信し、
   前記返信手段は、送信先から送信された前記機器情報が機器情報保持手段により保持された自身の機器の前記機器情報と一致している場合に前記応答を返信することを特徴とする請求項２に記載のフィールド通信機器。
5. 識別情報決定手段により決定される前記情報は、当該フィールド通信機器が接続されたネットワークのセグメントを示す情報と、前記カウント手段によるカウント数に基づく情報と、を含んでいることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のフィールド通信機器。

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