JP2017120959A - One-way communication device and plant monitoring control system - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、通信相手先の不具合により通信途絶状態となることを防止する一方向通信装置およびこの一方向通信装置が適用されるプラント監視制御システムに関するものである。 The present invention relates to a one-way communication device that prevents communication from being interrupted due to a malfunction of a communication partner and a plant monitoring control system to which the one-way communication device is applied.
従来のプラント監視制御システムにおいては、ファイアウォールを用いず、外部のネットワーク(以下、NWと称す)からの不正アクセスを防ぐとともに内部NWから外部NWへのデータ転送を可能とするため、外部NWと内部NWとの間に、外部から内部への一方向通信路、及び、内部から外部への一方向通信路の2本の通信路からなる通信装置を設置したものが知られている。(特許文献1参照) In a conventional plant monitoring and control system, an external NW and an internal network are used in order to prevent unauthorized access from an external network (hereinafter referred to as NW) without using a firewall and to enable data transfer from the internal NW to the external NW. 2. Description of the Related Art A communication device having two communication paths, that is, a one-way communication path from the outside to the inside and a one-way communication path from the inside to the outside, is known between the NW and the NW. (See Patent Document 1)
上述のような従来の通信装置においては、TCP(Transmission Control Protocol)通信の場合、受信端末が通信不可となると、通信データが一方向通信装置内部に滞留し、最終的には一方向通信装置が内部に持つバッファが枯渇してその後の通信を継続できなくなるという問題があった。
この発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、一方向通信装置における受信装置のバッファのデータ記憶状態を検出し、送信装置を制御することによって通信途絶状態が継続されることを防止する一方向通信装置およびこの一方向通信装置が適用されるプラント監視制御システムを提供するものである。
In the conventional communication apparatus as described above, in the case of TCP (Transmission Control Protocol) communication, if the receiving terminal becomes unable to communicate, communication data stays inside the one-way communication apparatus, and finally the one-way communication apparatus There was a problem that the internal buffer was exhausted and subsequent communication could not be continued.
The present invention has been made to solve such problems, and detects a data storage state of a buffer of a receiving device in a one-way communication device and controls a transmitting device to maintain a communication interruption state. The present invention provides a one-way communication device that prevents this and a plant monitoring control system to which the one-way communication device is applied.
この発明に係る一方向通信装置は、複数の送信端末と、これらの送信端末からの出力を送信する送信装置と、この送信装置からの信号を受信する受信装置と、この受信装置の信号を再生表示する複数の受信端末とから構成され、前記送信端末から前記受信端末へ一方向にデータ通信を行なわせる一方向通信装置において、前記受信装置に設けられたバッファと、このバッファのデータ記憶状態を検出する検出手段と、前記送信装置に設けられ、前記検出手段の出力に基づき、送信動作を停止する制御手段とを備えたことを特徴とする。 A one-way communication apparatus according to the present invention includes a plurality of transmission terminals, a transmission apparatus that transmits output from these transmission terminals, a reception apparatus that receives a signal from the transmission apparatus, and a signal from the reception apparatus A one-way communication device configured to perform data communication in one direction from the transmitting terminal to the receiving terminal, and a buffer provided in the receiving device and a data storage state of the buffer. It is characterized by comprising detection means for detecting, and control means provided in the transmission device and for stopping the transmission operation based on the output of the detection means.
この発明によれば、一方向通信装置において、通信途絶状態が継続されることを回避して通信を行わせることができるという効果を得ることができる。 According to the present invention, in the one-way communication device, it is possible to obtain an effect that communication can be performed while avoiding a communication interruption state being continued.
実施の形態1.
以下、この発明を実施の形態である図面を参照して説明する。
この発明の一方向通信装置は、プラント監視制御システムに適用されるものであって、被監視機器のデータを収集して監視制御機器に送信し、監視制御機器の表示に基づいて被監視機器の操作を命令するように構成されたものである。
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings as embodiments.
The one-way communication device of the present invention is applied to a plant monitoring control system, collects data of a monitored device, transmits it to the monitoring control device, and based on the display of the monitoring control device, It is configured to command an operation.
図1は、この発明の実施の形態1に係る一方向通信装置を示すブロック図である。
図において、この発明の実施の形態1に係る一方向通信装置は、複数の送信端末1、2、3と、これらの送信端末1、2、3からの出力を送信する送信装置4と、送信装置4からの信号を受信する受信装置5と、受信装置5の信号を再生表示し、被監視機器の動作状況を把握するための複数の受信端末6、7、8とから構成されている。
FIG. 1 is a block diagram showing a one-way communication apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
In the figure, a one-way communication apparatus according to Embodiment 1 of the present invention includes a plurality of
ここで、送信装置4は、一方向のみの通信が可能なデータダイオード等により構成され、受信装置5は、受信した情報を一時的に記憶するバッファ5aを有し、このバッファ5aに記憶された情報を順次受信端末6,7,8に送出するように構成されている。このように一方向のみの通信が可能なシステムを構成することにより、通常、外部のネットワークに接続された受信端末6,7,8から送信端末1,2,3に不要なデータが入力されてプラント監視制御システムが異常な動作を行わないようにすることが可能となる。
Here, the
また、受信装置5には、バッファ5aのデータ記憶状態を検出する検出手段としてのバッファ5aのデータ通信量を把握する通信量把握部5bと、バッファ5aに一定量以上の通信データが滞留していることを検知して出力を発生するバッファ枯渇警告出力部5cとが設けられている。
一方、送信端末1,2,3には、それぞれ送信装置4にデータを送信する送信部1a,2a,3aが設けられ、送信端末1には、バッファ枯渇警告出力部5cの出力を受けるバッファ枯渇警告受信部1bと、このバッファ枯渇警告受信部1bの出力に基づき、送信部1a,2a,3aの動作を制御する制御手段としての制御部1cとが設けられている。
In addition, in the
On the other hand, the
次に、上述のような構成の一方向通信装置における動作を図2に基づいて説明する。
まず、ステップS1において、送信端末1,2,3は、被監視機器の動作状況を示すデータを収集し、送信装置4、受信装置5のバッファ5aを介して受信端末6,7,8にデータを送信する。このとき、通信量把握部5bは、バッファ5aに一時記憶されたデータ量を検出し、所定値以上のデータが滞留しているか否かを判定する(ステップS2)。このステップS2において、所定値以上のデータが滞留してないと判定された場合は、所定の周期でバッファ5aに一時記憶されたデータ量の検出を継続して行う。
Next, the operation of the one-way communication apparatus configured as described above will be described with reference to FIG.
First, in step S1, the
一方、受信端末6,7,8の電源をオフして監視を中断する場合、あるいは故障などにより受信が行われない状態になると、バッファ5aは、一時記憶されたデータを送出することができなくなり、データがバッファ5aに滞留することになる。この滞留したデータ量が所定値を超えると、通信量把握部5bは、出力信号を発生し、バッファ枯渇警告出力部5cを介してバッファ枯渇警告受信部1bに信号を出力する。(ステップS3)
次に、バッファ枯渇警告受信部1bの出力信号に基づき、ステップS4において、制御部1cは、送信部1a,2a,3aを制御し、データの送信を停止させる。
On the other hand, when the monitoring is interrupted by turning off the power of the
Next, based on the output signal of the buffer depletion
この状態は、バッファ5aに一時記憶されたデータが消滅するか、データ量が減少して受信端末6,7,8が正常動作に復帰するまで継続される。なお、バッファ5aに一時記憶されたデータが消滅する時間は、通常2時間程度であり、例えば、2時間後に送信動作を再開させるように制御部1cを設定すればよく、あるいは、バッファ5aに滞留したデータが所定値以下となったとき(枯渇状態に近い状態の解消時)、通信量把握部5bの出力によりバッファ枯渇警告出力部5cおよびバッファ枯渇警告受信部1b、制御部1cを介して送信部1a,2a,3aを制御し、送信動作を再開させるように制御させてもよい。
以上のように、バッファ5aのデータ通信量を把握しておき、バッファ5aが枯渇状態となる前に送信端末1,2,3の送信動作を停止させることにより、バッファ5aの枯渇を回避し、バッファ5aに記憶されたデータによる通信状態を維持させることが可能となる。
This state continues until the data temporarily stored in the
As described above, by grasping the data communication amount of the
実施の形態2.
図3は、この発明の実施の形態2に係る一方向通信装置を示すブロック図、図4は、図3における動作を説明するためのフローチャートである。
実施の形態1においては、通信量把握部5bによりバッファ5aのデータ通信量を一括して検出するように構成したが、実施の形態2においては、各送信端末1,2,3に対応する各受信端末6,7,8それぞれの端末間通信量を把握する端末間通信量把握部5dを設けるとともに、各送信端末1,2,3にバッファ枯渇警告受信部1b,2b,3cおよび制御部1c,2c、3cを設け、送受信端末間を個別に制御するように構成したものである。
3 is a block diagram showing a one-way communication apparatus according to
In the first embodiment, the communication amount grasping unit 5b is configured to collectively detect the data communication amount of the
次に、上述のような構成の一方向通信装置における動作を図4に基づいて説明する。
まず、送信端末1,2,3が送信装置4、受信装置5のバッファ5aを介して受信端末6,7,8にデータを送信し(ステップS11)、バッファ5aに一時記憶されたデータ量を検出する。このとき、バッファ5aは、受信端末6,7,8にそれぞれ対応した記憶領域を有し、各送信端末1,2,3に対応する各受信端末6,7,8それぞれの端末間通信量を端末間通信量把握部5dにより把握しており、バッファ5aの各記憶領域に所定値以上のデータが滞留しているか否かを判定する(ステップS12)。このステップS12において、所定値以上のデータが滞留してない場合は、所定の周期でバッファ5aに一時記憶されたデータ量の検出を継続して行う。
Next, the operation of the one-way communication apparatus configured as described above will be described with reference to FIG.
First, the transmitting
一方、受信端末6,7,8におけるいずれかの電源をオフして監視を中断する場合、あるいは故障などにより受信が行われない状態になると、バッファ5aは、一時記憶されたデータを送出することができなくなり、データがバッファ5aの記憶領域に滞留することになる。この滞留したデータ量が所定値を超えると、通信量把握部5dは、出力信号を発生し、バッファ枯渇警告出力部5cを介して対応したバッファ枯渇警告受信部1b,2b,3bに信号を出力する。(ステップS13)
次に、バッファ枯渇警告受信部1b,2b,3bのいずれかの出力信号に基づき、ステップS14において、制御部1c,2c,3cは、送信部1a,2a,3aを制御し、受信を中断した受信端末6,7,8に対応した送信部1a,2a,3aにおけるデータの送信動作を停止させることになる。
その後の受信再開については、上述した実施の形態1と同様に行われる。
On the other hand, when the monitoring is interrupted by turning off any power supply in the
Next, based on the output signal of any one of the buffer depletion
Subsequent reception restart is performed in the same manner as in the first embodiment.
このように実施の形態2においては、受信を中断した受信端末に対応する送信端末のみの送信動作を停止するため、他の受信端末については、何ら影響することなく、監視を行わせることが可能となる。
なお、この実施の形態2においては、受信端末6,7,8の受信データ量が異なり、バッファ5aにおける各記憶領域の許容限度を1メガバイト、2メガバイトなど制限値を異ならせた場合に個別に制御することが可能となる利点がある。
As described above, in the second embodiment, the transmission operation of only the transmission terminal corresponding to the reception terminal for which reception is interrupted is stopped, so that other reception terminals can be monitored without any influence. It becomes.
In the second embodiment, the received data amounts of the
実施の形態3.
図5は、この発明の実施の形態3に係る一方向通信装置を示すブロック図、図6は、図5における動作を説明するためのフローチャートである。
実施の形態2においては、バッファ5aのデータ記憶状態を検出する検出手段としてバッファ5aのデータ通信量を通信量把握部5dにより把握するように構成したが、実施の形態3においては、各送信端末1,2,3に対応する各受信端末6,7,8それぞれの端末間の通信時間を把握する端末間通信時間把握部5eを設け、制御部1c,2c、3cを個別に制御するように構成したものである。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 5 is a block diagram showing a one-way communication apparatus according to Embodiment 3 of the present invention, and FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation in FIG.
In the second embodiment, the data communication amount of the
このような構成のもとで、図6に示すように、まず、送信端末1,2,3が送信装置4、受信装置5のバッファ5aを介して受信端末6,7,8にデータを送信し(ステップS21)、バッファ5aに一時記憶されたデータの滞留時間を端末間通信時間把握部5eにより検出する。ここで、バッファ5aに記憶されたデータが所定時間以上、例えば、10分間以上滞留する場合、バッファ5aが枯渇する前に、端末間通信時間把握部5eは、出力信号を発生し(ステップS22)、バッファ枯渇警告出力部5cを介して対応したバッファ枯渇警告受信部1b,2b,3bに信号を出力する(ステップS23)。
その後、バッファ枯渇警告受信部1b,2b,3bのいずれかの出力信号に基づき、ステップS24において、制御部1c,2c,3cは、送信部1a,2a,3aを制御し、データの滞留時間が長い受信端末6,7,8に対応した送信部1a,2a,3aにおけるデータの送信動作を停止させることになる。
Under such a configuration, as shown in FIG. 6, first, the
Thereafter, based on the output signal of any one of the buffer depletion
このような実施の形態3によって、バッファ5aにおけるデータの滞留時間が長い受信端末に対応する送信端末のみの送信動作を停止することができるため、他の受信端末については、何ら影響することなく、監視を行わせることが可能となる。
According to the third embodiment, since the transmission operation of only the transmission terminal corresponding to the reception terminal having a long data residence time in the
実施の形態4.
図7は、この発明の実施の形態4に係る一方向通信装置を示すブロック図である。
上述の実施の形態においては、バッファ5aのデータ通信量または通信時間を把握するように構成したが、実施の形態4においては、各受信端末6,7,8それぞれに対応するバッファ5aに滞留するデータ量を把握する端末間通信量把握部5dと、バッファ5aにおけるデータの滞留時間を把握する端末間通信時間把握部5eを設け、それぞれの出力に基づいて制御手段である制御部1c,2c、3cを個別に動作させるように構成したものである。
その他の構成は、実施の形態2、3と同じであるため、同じ符号を付して説明を省略する。
FIG. 7 is a block diagram showing a one-way communication apparatus according to
In the above-described embodiment, the data communication amount or communication time of the
Since other configurations are the same as those in the second and third embodiments, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.
このようにバッファ5aに滞留するデータ量を把握するとともにデータの滞留時間を把握することによって、バッファ5aの枯渇状態の発生を一層抑制させることができる。
Thus, by grasping the amount of data staying in the
実施の形態5.
図8は、この発明の実施の形態5に係る一方向通信装置を示すブロック図で、送信端末1にバッファ枯渇警告受信部1bの信号を受信してイーサネット(Ethernet:登録商標)を介して送信する送信制御パケット送信部1dを設けるとともに、送信端末2,3に送信制御パケット受信部2d、3dを設け、送信制御パケット送信部1dおよび送信制御パケット受信部2d、3dによって送信部1a,2a,3aを制御させるように構成したものである。その他の構成は、実施の形態4と同じであるため、同じ符号を付して説明を省略する。
FIG. 8 is a block diagram showing a one-way communication apparatus according to
このように複数の送信端末間をイーサネットを介して接続することにより、3台以上の送信端末を制御対象に追加することが容易に可能となる。 By connecting a plurality of transmission terminals via Ethernet in this way, it is possible to easily add three or more transmission terminals to the control target.
以上説明したように、この発明によれば、一方向通信装置において、通信途絶状態が継続されることを回避して通信を維持させることができるという効果を得ることができる。
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
As described above, according to the present invention, in the one-way communication device, it is possible to obtain an effect that communication can be maintained while avoiding a communication interruption state being continued.
In the present invention, each embodiment can be appropriately modified or omitted within the scope of the invention.
本発明は、発電プラント、化学プラント、受配電設備、上下水道などのプラント監視制御システムに適用することができる。 The present invention can be applied to plant monitoring and control systems such as power plants, chemical plants, power distribution facilities, and water and sewage systems.
1,2,3:送信端末 1a,2a,3a:送信部
1b,2b,3b:警告受信部 1c,2c,3c:制御部
1d:送信制御パケット送信部 2d、3d:送信制御パケット受信部
4:送信装置 5:受信装置 5a:バッファ
5b:通信量把握部 5c:バッファ枯渇警告出力部
5d:端末間通信量把握部 5e:端末間通信時間把握部
6,7,8:受信端末
1, 2, 3:
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