JP2021078066A - HART communication device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ＨＡＲＴデバイスとホスト装置との通信を中継するＨＡＲＴ通信装置に関するものである。 The present invention relates to a HART communication device that relays communication between a HART device and a host device.
ＨＡＲＴ（Highway Addressable Remote Transducer）通信は、制御システムで用いられている４〜２０ｍＡの直流電流信号（アナログ信号）にデジタル信号を重畳する通信方式である（例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
HART (Highway Addressable Remote Transducer) communication is a communication method in which a digital signal is superimposed on a DC current signal (analog signal) of 4 to 20 mA used in a control system (for example,
ＨＡＲＴ通信は、世界で幅広く用いられているが、セキュリティの確保に問題点があった。
（I）例えば、従来のＨＡＲＴ通信装置では、不正なホストの接続を不可とする機能はなく、また不正侵入を検知する機能もなかった。
（II）また、従来のＨＡＲＴ通信装置では、フィールド機器（ＨＡＲＴデバイス）に対して誤った操作を行ってしまう可能性があった。例えば特定の操作（設定変更・書き換え〉について制限をかけたい場合でも、従来のＤＴＭ（Device Type Manager）／ＤＤ（Device Description）では、各操作に対する細かい制限が不可能であった。
Although HART communication is widely used in the world, there is a problem in ensuring security.
(I) For example, the conventional HART communication device does not have a function of disabling the connection of an unauthorized host and also has no function of detecting an unauthorized intrusion.
(II) Further, in the conventional HART communication device, there is a possibility that the field device (HART device) is erroneously operated. For example, even when it is desired to impose restrictions on specific operations (setting change / rewriting), it is impossible to make detailed restrictions on each operation with the conventional DTM (Device Type Manager) / DD (Device Description).
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、セキュリティ対策を強化したＨＡＲＴ通信を実現することができるＨＡＲＴ通信装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a HART communication device capable of realizing HART communication with enhanced security measures.
本発明のＨＡＲＴ通信装置は、フィールド機器とホスト装置との通信を中継するように構成された通信変換部と、前記フィールド機器との接続が許可されているホスト装置から前記フィールド機器へのＨＡＲＴ通信のコマンドの送信を前記通信変換部に対して許可し、前記フィールド機器との接続が許可されていないホスト装置から前記フィールド機器へのコマンドの送信を拒否するように構成された通信管理部とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明のＨＡＲＴ通信装置の１構成例は、前記フィールド機器との接続が許可されているホスト装置の識別子を予め記憶するように構成された記憶部をさらに備え、前記通信管理部は、前記フィールド機器へのコマンドを送信したホスト装置の識別子が前記記憶部に記憶されている場合に、前記フィールド機器との接続が許可されているホスト装置と判定し、前記フィールド機器へのコマンドを送信したホスト装置の識別子が前記記憶部に記憶されていない場合に、前記フィールド機器との接続が許可されていないホスト装置と判定することを特徴とするものである。
The HART communication device of the present invention is a communication conversion unit configured to relay communication between a field device and a host device, and HART communication from a host device permitted to connect to the field device to the field device. The communication management unit is configured to allow the transmission of the command to the communication conversion unit and refuse the transmission of the command from the host device that is not permitted to connect to the field device to the field device. It is characterized by being prepared.
Further, one configuration example of the HART communication device of the present invention further includes a storage unit configured to store in advance the identifier of the host device that is permitted to connect to the field device, and the communication management unit includes the communication management unit. When the identifier of the host device that has transmitted the command to the field device is stored in the storage unit, it is determined that the host device is permitted to connect to the field device, and the command to the field device is transmitted. When the identifier of the host device is not stored in the storage unit, it is determined that the host device is not permitted to connect to the field device.
また、本発明のＨＡＲＴ通信装置は、フィールド機器とホスト装置との通信を中継するように構成された通信変換部と、前記ホスト装置から受信したＨＡＲＴ通信のコマンドのうち、前記ホスト装置との接続が許可されているフィールド機器へのコマンドの送信を前記通信変換部に対して許可し、前記ホスト装置との接続が許可されていないフィールド機器へのコマンドの送信を拒否するように構成された通信管理部とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明のＨＡＲＴ通信装置の１構成例は、前記ホスト装置との接続が許可されているフィールド機器のＩＤを予め記憶するように構成された記憶部をさらに備え、前記通信管理部は、前記ホスト装置から受信したコマンドの宛先ＩＤが前記記憶部に記憶されている場合に、コマンドの宛先のフィールド機器を前記ホスト装置との接続が許可されているフィールド機器と判定し、前記ホスト装置から受信したコマンドの宛先ＩＤが前記記憶部に記憶されていない場合に、コマンドの宛先のフィールド機器を前記ホスト装置との接続が許可されていないフィールド機器と判定することを特徴とするものである。
Further, the HART communication device of the present invention connects the communication conversion unit configured to relay the communication between the field device and the host device and the host device among the HART communication commands received from the host device. Communication configured to allow the communication converter to send commands to field devices that are allowed, and to refuse to send commands to field devices that are not allowed to connect to the host device. It is characterized by having a management unit.
Further, one configuration example of the HART communication device of the present invention further includes a storage unit configured to store in advance the ID of a field device permitted to be connected to the host device, and the communication management unit includes a storage unit. When the destination ID of the command received from the host device is stored in the storage unit, it is determined that the field device of the command destination is a field device that is permitted to connect to the host device, and the host device determines that the field device is permitted to connect to the host device. When the destination ID of the received command is not stored in the storage unit, the field device to which the command is sent is determined to be a field device for which connection with the host device is not permitted.
また、本発明のＨＡＲＴ通信装置は、フィールド機器とホスト装置との通信を中継するように構成された通信変換部と、前記ホスト装置から受信したＨＡＲＴ通信のコマンドのうち、前記フィールド機器への送信が許可されているコマンドの送信を前記通信変換部に対して許可し、前記フィールド機器への送信が許可されていないコマンドの送信を拒否するように構成された通信管理部とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明のＨＡＲＴ通信装置は、ホスト装置とフィールド機器との間の、自装置を経由しない通信を監視し、前記フィールド機器への送信が許可されていないＨＡＲＴ通信のコマンドを検出したときに、このコマンドを無効化するように構成された通信管理部を備えることを特徴とするものである。
また、本発明のＨＡＲＴ通信装置の１構成例において、前記通信管理部は、前記ホスト装置から前記フィールド機器に送信されるコマンドに無効なデータを混入させてコマンドを無効化することを特徴とするＨＡＲＴ通信装置。
Further, the HART communication device of the present invention transmits to the field device among the communication conversion unit configured to relay the communication between the field device and the host device and the HART communication command received from the host device. It is characterized by including a communication management unit configured to allow transmission of a command permitted by the communication conversion unit to the communication conversion unit and reject transmission of a command not permitted to be transmitted to the field device. Is to be.
Further, the HART communication device of the present invention monitors communication between the host device and the field device without passing through the own device, and when it detects a HART communication command that is not permitted to be transmitted to the field device. , It is characterized by including a communication management unit configured to invalidate this command.
Further, in one configuration example of the HART communication device of the present invention, the communication management unit invalidates the command by mixing invalid data into the command transmitted from the host device to the field device. HART communication device.
また、本発明のＨＡＲＴ通信装置の１構成例は、前記フィールド機器への送信が許可されているコマンドの番号を予め記憶するように構成された記憶部をさらに備え、前記通信管理部は、前記ホスト装置から受信したコマンドの番号が前記記憶部に記憶されている場合に、前記フィールド機器への送信が許可されているコマンドと判定し、前記ホスト装置から受信したコマンドの番号が前記記憶部に記憶されていない場合に、前記フィールド機器への送信が許可されていないコマンドと判定することを特徴とするものである。
また、本発明のＨＡＲＴ通信装置の１構成例は、前記フィールド機器への送信が許可されていないコマンドの番号を予め記憶するように構成された記憶部をさらに備え、前記通信管理部は、前記ホスト装置から受信したコマンドの番号が前記記憶部に記憶されていない場合に、前記フィールド機器への送信が許可されているコマンドと判定し、前記ホスト装置から受信したコマンドの番号が前記記憶部に記憶されている場合に、前記フィールド機器への送信が許可されていないコマンドと判定することを特徴とするものである。
Further, one configuration example of the HART communication device of the present invention further includes a storage unit configured to store in advance the number of a command permitted to be transmitted to the field device, and the communication management unit is described as described above. When the command number received from the host device is stored in the storage unit, it is determined that the command is permitted to be transmitted to the field device, and the command number received from the host device is stored in the storage unit. When it is not stored, it is determined that the command is not permitted to be transmitted to the field device.
Further, one configuration example of the HART communication device of the present invention further includes a storage unit configured to store in advance the number of a command that is not permitted to be transmitted to the field device, and the communication management unit is described as described above. When the command number received from the host device is not stored in the storage unit, it is determined that the command is permitted to be transmitted to the field device, and the command number received from the host device is stored in the storage unit. When it is stored, it is determined that the command is not permitted to be transmitted to the field device.
本発明によれば、ホスト装置を限定することができ、フィールド機器との接続が許可されているホスト装置の要求のみを受け付け、フィールド機器との接続が許可されていないホスト装置の要求を拒否・妨害することが可能となるので、セキュリティ対策を強化したＨＡＲＴ通信を実現することができる。 According to the present invention, the host device can be limited, and only the request of the host device that is permitted to connect to the field device is accepted, and the request of the host device that is not permitted to connect to the field device is rejected. Since it is possible to interfere, it is possible to realize HART communication with enhanced security measures.
また、本発明では、フィールド機器を限定することができ、ホスト装置との接続が許可されているフィールド機器への要求のみを受け付け、ホスト装置との接続が許可されていないフィールド機器への要求を拒否することが可能となるので、セキュリティ対策を強化したＨＡＲＴ通信を実現することができる。 Further, in the present invention, the field device can be limited, and only the request to the field device that is permitted to connect to the host device is accepted, and the request to the field device that is not permitted to connect to the host device is received. Since it is possible to refuse, it is possible to realize HART communication with enhanced security measures.
また、本発明では、送信コマンドを限定することができ、送信が許可されているコマンドのみを受け付け、送信が許可されていないコマンドの送信を拒否することが可能となるので、セキュリティ対策を強化したＨＡＲＴ通信を実現することができる。 Further, in the present invention, the transmission command can be limited, only the command for which transmission is permitted can be accepted, and the transmission of the command for which transmission is not permitted can be rejected. Therefore, security measures have been strengthened. HART communication can be realized.
また、本発明では、送信コマンドを限定することができ、送信が許可されていないコマンドの場合にはコマンドを無効化するので、セキュリティ対策を強化したＨＡＲＴ通信を実現することができる。 Further, in the present invention, the transmission command can be limited, and in the case of a command for which transmission is not permitted, the command is invalidated, so that HART communication with enhanced security measures can be realized.
［第１の実施例］
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施例に係るＨＡＲＴ通信装置の構成を示すブロック図である。ＨＡＲＴ通信装置１は、例えば圧力発信機やポジショナ等のフィールド機器であるＨＡＲＴデバイス２との通信を制御するＨＡＲＴ通信部１０と、周波数信号（ＨＡＲＴ信号）とデジタル信号との変換処理を実行するＨＡＲＴ／ホスト通信変換部１１と、例えばＰＣ（Personal Computer）またはスマートフォン等からなるホスト装置３−１，３−２との通信を制御する通信インタフェース部１２と、ＨＡＲＴデバイス２との接続が許可されているホスト装置からＨＡＲＴデバイス２へのコマンドの送信をＨＡＲＴ／ホスト通信変換部１１に対して許可し、ＨＡＲＴデバイス２との接続が許可されていないホスト装置からＨＡＲＴデバイス２へのコマンドの送信を拒否する通信管理部１３と、ＨＡＲＴデバイス２との接続が許可されているホスト装置のアドレス（識別子）を予め記憶する記憶部１４とを備えている。ＨＡＲＴ通信装置１は、アナログ信号線２０，２１を介してＨＡＲＴデバイス２と接続される。
[First Example]
Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a HART communication device according to a first embodiment of the present invention. The
図２は本実施例のＨＡＲＴ通信装置１の通信機能を説明するフローチャートである。ＨＡＲＴ通信装置１の通信インタフェース部１２は、ホスト装置３−１から送信されたパケットを受信する（図２ステップＳ１００）。
FIG. 2 is a flowchart illustrating the communication function of the
本実施例の記憶部１４には、ＨＡＲＴデバイス２との接続が許可されているホスト装置３−１のＭＡＣ（Media Access Control）アドレスが予め記憶されている。このＭＡＣアドレスは、例えば設定・変更の権限を有するホスト装置３−１からＨＡＲＴ通信装置１にアクセスすることで、任意に設定・変更することが可能である。
The
通信管理部１３は、通信インタフェース部１２が受信したパケットに含まれる送信元ＭＡＣアドレスを確認して、このパケットの送信元が、ＨＡＲＴデバイスとの接続が許可されているホスト装置かどうかを判定する（図２ステップＳ１０１）。
The
ここでは、ホスト装置３−１のＭＡＣアドレスが記憶部１４に予め記憶されているので、通信管理部１３は、受信したパケットの送信元を、ＨＡＲＴデバイスとの接続が許可されているホスト装置と判定する（ステップＳ１０１においてＹＥＳ）。この場合、通信管理部１３は、受信したパケットに含まれるデジタル信号（コマンド）を、コマンドの宛先のＨＡＲＴデバイス２に対応するＨＡＲＴ／ホスト通信変換部１１に渡す。
Here, since the MAC address of the host device 3-1 is stored in the
ＨＡＲＴ／ホスト通信変換部１１は、通信管理部１３から渡されたコマンドを周波数信号に変換する（図２ステップＳ１０２）。
ＨＡＲＴ通信装置１のＨＡＲＴ通信部１０は、ＨＡＲＴ／ホスト通信変換部１１によって得られた周波数信号を４〜２０ｍＡ電流信号に重畳させ、アナログ信号線２０，２１に送り出す（図２ステップＳ１０３）。こうして、ＨＡＲＴデバイス２にコマンドを送信することができる。
The HART / host
The
次に、ＨＡＲＴ通信部１０は、ＨＡＲＴデバイス２から送出された４〜２０ｍＡ電流信号に重畳されている周波数信号を取り出す（図２ステップＳ１０４）。
ＨＡＲＴ／ホスト通信変換部１１は、ＨＡＲＴ通信部１０によって取り出された周波数信号からデジタル信号（レスポンス）を再生する（図２ステップＳ１０５）。
Next, the
The HART / host
通信管理部１３は、ＨＡＲＴ／ホスト通信変換部１１によって得られたレスポンスを通信インタフェース部１２に渡す。通信インタフェース部１２は、通信管理部１３から受け取ったレスポンスをパケット化し、生成したパケットをコマンドの送信元のホスト装置３−１に送信する（図２ステップＳ１０６）。
こうして、コマンドに対してＨＡＲＴデバイス２から返されたレスポンスをホスト装置３−１に送信することができる。
The
In this way, the response returned from the
一方、ホスト装置３−２のＭＡＣアドレスは記憶部１４に記憶されていない。このため、通信管理部１３は、ホスト装置３−２からパケットを受信した場合、受信したパケットの送信元を、ＨＡＲＴデバイスとの接続が許可されていないホスト装置と判定し（ステップＳ１０１においてＮＯ）、受信したパケットを破棄して、ホスト装置３−２からの通信要求を拒否する（図２ステップＳ１０７）。このとき、通信管理部１３は、通信要求を拒否することを知らせるパケットをホスト装置３−２に返信するようにしてもよい。
On the other hand, the MAC address of the host device 3-2 is not stored in the
こうして、本実施例では、ＭＡＣアドレスによってホスト装置を限定することができ、ＨＡＲＴデバイスとの接続が許可されているホスト装置の要求のみを受け付け、ＨＡＲＴデバイスとの接続が許可されていないホスト装置の要求を拒否することが可能となるので、セキュリティ対策を強化したＨＡＲＴ通信を実現することができる。 Thus, in this embodiment, the host device can be limited by the MAC address, and only the request of the host device that is permitted to connect to the HART device is accepted, and the host device that is not permitted to connect to the HART device is accepted. Since it is possible to reject the request, it is possible to realize HART communication with enhanced security measures.
なお、通信インタフェース部１２は、ホスト装置３−１，３−２と有線通信を行ってもよいし、無線通信を行ってもよい。
The
［第２の実施例］
次に、本発明の第２の実施例について説明する。図３は本発明の第２の実施例に係るＨＡＲＴ通信装置の構成を示すブロック図である。本実施例のＨＡＲＴ通信装置１ａは、ＨＡＲＴデバイス２−１，２−２毎に設けられたＨＡＲＴ通信部１０−１，１０−２と、ＨＡＲＴデバイス２−１，２−２毎に設けられたＨＡＲＴ／ホスト通信変換部１１−１，１１−２と、通信インタフェース部１２と、ホスト装置３−１，３−２から受信したコマンドのうち、ホスト装置３−１，３−２との接続が許可されているＨＡＲＴデバイスへのコマンドの送信をＨＡＲＴ／ホスト通信変換部１１−１，１１−２に対して許可し、ホスト装置３−１，３−２との接続が許可されていないＨＡＲＴデバイスへのコマンドの送信を拒否する通信管理部１３ａと、ホスト装置３−１，３−２との接続が許可されているＨＡＲＴデバイスのＩＤを予め記憶する記憶部１４ａとを備えている。ＨＡＲＴ通信装置１ａは、アナログ信号線２０−１，２１−１を介してＨＡＲＴデバイス２−１と接続され、アナログ信号線２０−２，２１−２を介してＨＡＲＴデバイス２−２と接続される。
[Second Example]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a HART communication device according to a second embodiment of the present invention. The
図４は本実施例のＨＡＲＴ通信装置１ａの通信機能を説明するフローチャートである。第１の実施例と同様に、ＨＡＲＴ通信装置１ａの通信インタフェース部１２は、ホスト装置３−１または３−２から送信されたパケットを受信する（図４ステップＳ２００）。
FIG. 4 is a flowchart illustrating the communication function of the
本実施例の記憶部１４ａには、ホスト装置３−１，３−２との接続が許可されているＨＡＲＴデバイス２−１のＩＤ（Identification）が予め設定されている。このデバイスＩＤは、例えば設定・変更の権限を有するホスト装置３−１からＨＡＲＴ通信装置１ａにアクセスすることで、任意に設定・変更することが可能である。
In the
通信管理部１３ａは、通信インタフェース部１２が受信したパケットに含まれるコマンドの宛先デバイスＩＤを確認して、コマンドの宛先のＨＡＲＴデバイスがホスト装置３−１，３−２との接続が許可されているＨＡＲＴデバイスかどうかを判定する（図４ステップＳ２０１）。
The communication management unit 13a confirms the destination device ID of the command included in the packet received by the
ここでは、コマンドの宛先デバイスＩＤが、記憶部１４ａに記憶されている、ＨＡＲＴデバイス２−１のＩＤであったとする。この場合、通信管理部１３ａは、コマンドの宛先のＨＡＲＴデバイスをホスト装置３−１，３−２との接続が許可されているＨＡＲＴデバイスと判定し（ステップＳ２０１においてＹＥＳ）、コマンドを宛先のＨＡＲＴデバイス２−１に対応するＨＡＲＴ／ホスト通信変換部１１−１に渡す。
Here, it is assumed that the destination device ID of the command is the ID of the HART device 2-1 stored in the
第１の実施例と同様に、ＨＡＲＴ／ホスト通信変換部１１−１は、通信管理部１３ａから渡されたコマンドを周波数信号に変換する（図４ステップＳ２０２）。
ＨＡＲＴ通信装置１ａのＨＡＲＴ通信部１０−１は、ＨＡＲＴ／ホスト通信変換部１１−１によって得られた周波数信号を４〜２０ｍＡ電流信号に重畳させ、アナログ信号線２０−１，２１−１に送り出す（図４ステップＳ２０３）。こうして、ＨＡＲＴデバイス２−１にコマンドを送信することができる。
Similar to the first embodiment, the HART / host communication conversion unit 11-1 converts the command passed from the communication management unit 13a into a frequency signal (step S202 of FIG. 4).
The HART communication unit 10-1 of the
次に、ＨＡＲＴ通信部１０−１は、ＨＡＲＴデバイス２−１から送出された４〜２０ｍＡ電流信号に重畳されている周波数信号を取り出す（図４ステップＳ２０４）。
ＨＡＲＴ／ホスト通信変換部１１−１は、ＨＡＲＴ通信部１０−１によって取り出された周波数信号からレスポンスを再生する（図４ステップＳ２０５）。
Next, the HART communication unit 10-1 takes out a frequency signal superimposed on the 4 to 20 mA current signal transmitted from the HART device 2-1 (FIG. 4 step S204).
The HART / host communication conversion unit 11-1 reproduces a response from the frequency signal extracted by the HART communication unit 10-1 (step S205 in FIG. 4).
通信管理部１３ａは、ＨＡＲＴ／ホスト通信変換部１１−１によって得られたレスポンスを通信インタフェース部１２に渡す。通信インタフェース部１２は、通信管理部１３ａから受け取ったレスポンスをパケット化し、生成したパケットをコマンドの送信元のホスト装置３−１または３−２に送信する（図４ステップＳ２０６）。
The communication management unit 13a passes the response obtained by the HART / host communication conversion unit 11-1 to the
一方、ＨＡＲＴデバイス２−２のＩＤは記憶部１４ａに記憶されていない。通信管理部１３ａは、ホスト装置３−１または３−２から受信したパケットに含まれるコマンドの宛先デバイスＩＤがＨＡＲＴデバイス２−２のＩＤで、記憶部１４ａに記憶されていない場合、コマンドの宛先のＨＡＲＴデバイスをホスト装置３−１，３−２との接続が許可されていないＨＡＲＴデバイスと判定し（ステップＳ２０１においてＮＯ）、受信したパケットを破棄して、ホスト装置３−１または３−２からの通信要求を拒否する（図４ステップＳ２０７）。このとき、通信管理部１３ａは、通信要求を拒否することを知らせるパケットを送信元のホスト装置３−１または３−２に返信するようにしてもよい。
On the other hand, the ID of the HART device 2-2 is not stored in the
こうして、本実施例では、デバイスＩＤによってＨＡＲＴデバイスを限定することができ、ホスト装置との接続が許可されているＨＡＲＴデバイスへの要求のみを受け付け、ホスト装置との接続が許可されていないＨＡＲＴデバイスへの要求を拒否することが可能となるので、セキュリティ対策を強化したＨＡＲＴ通信を実現することができる。 Thus, in this embodiment, the HART device can be limited by the device ID, only the request to the HART device that is permitted to connect to the host device is accepted, and the HART device that is not permitted to connect to the host device is accepted. Since it is possible to reject the request to the host, it is possible to realize HART communication with enhanced security measures.
［第３の実施例］
次に、本発明の第３の実施例について説明する。図５は本発明の第３の実施例に係るＨＡＲＴ通信装置の構成を示すブロック図である。本実施例のＨＡＲＴ通信装置１ｂは、ＨＡＲＴ通信部１０と、ＨＡＲＴ／ホスト通信変換部１１と、通信インタフェース部１２と、ホスト装置３−１，３−２から受信したコマンドのうち、ＨＡＲＴデバイス２への送信が許可されているコマンドの送信をＨＡＲＴ／ホスト通信変換部１１に対して許可し、ＨＡＲＴデバイス２への送信が許可されていないコマンドの送信を拒否する通信管理部１３ｂと、ＨＡＲＴデバイス２への送信が許可されているコマンドの番号を予め記憶する記憶部１４ｂとを備えている。
[Third Example]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a HART communication device according to a third embodiment of the present invention. The
図６は本実施例のＨＡＲＴ通信装置１ｂの通信機能を説明するフローチャートである。第１の実施例と同様に、ＨＡＲＴ通信装置１ｂの通信インタフェース部１２は、ホスト装置３−１または３−２から送信されたパケットを受信する（図６ステップＳ３００）。
FIG. 6 is a flowchart illustrating the communication function of the
本実施例の記憶部１４ｂには、ＨＡＲＴデバイス２への送信が許可されているコマンドの番号が予め設定されている。コマンドの番号は、例えば設定・変更の権限を有するホスト装置３−１からＨＡＲＴ通信装置１ｂにアクセスすることで、任意に設定・変更することが可能である。
In the
通信管理部１３ｂは、通信インタフェース部１２が受信したパケットに含まれるコマンドの番号を確認して、受信したコマンドがＨＡＲＴデバイス２への送信が許可されているコマンドかどうかを判定する（図６ステップＳ３０１）。
The
ここでは、受信したコマンドの番号が、記憶部１４ｂに記憶されている番号であったとする。この場合、通信管理部１３ｂは、受信したコマンドをＨＡＲＴデバイス２への送信が許可されているコマンドと判定し（ステップＳ３０１においてＹＥＳ）、コマンドを宛先のＨＡＲＴデバイス２に対応するＨＡＲＴ／ホスト通信変換部１１に渡す。
Here, it is assumed that the received command number is a number stored in the
図６のステップＳ３０２〜Ｓ３０６の処理は、ステップＳ１０２〜Ｓ１０６と同じである。
また、通信管理部１３ｂは、ホスト装置３−１または３−２から受信したパケットに含まれるコマンドの番号が記憶部１４ｂに記憶されていない場合、受信したコマンドをＨＡＲＴデバイス２への送信が許可されていないコマンドと判定し（ステップＳ３０１においてＮＯ）、受信したパケットを破棄して、ホスト装置３−１または３−２からの通信要求を拒否する（図６ステップＳ３０７）。このとき、通信管理部１３ｂは、通信要求を拒否することを知らせるパケットを送信元のホスト装置３−１または３−２に返信するようにしてもよい。
The processing of steps S302 to S306 of FIG. 6 is the same as that of steps S102 to S106.
Further, when the command number included in the packet received from the host device 3-1 or 3-2 is not stored in the
こうして、本実施例では、コマンド番号によって送信コマンドを限定することができ、送信が許可されているコマンドのみを受け付け、送信が許可されていないコマンドの送信を拒否することが可能となるので、セキュリティ対策を強化したＨＡＲＴ通信を実現することができる。 In this way, in this embodiment, the transmission command can be limited by the command number, only the command for which transmission is permitted can be accepted, and the transmission of the command for which transmission is not permitted can be rejected. It is possible to realize HART communication with enhanced countermeasures.
［第４の実施例］
次に、本発明の第４の実施例について説明する。図７は本発明の第４の実施例に係るＨＡＲＴ通信装置の構成を示すブロック図である。本実施例では、ホスト装置３−１，３−２の他に、別のホスト装置３−３がＨＡＲＴ通信装置１ｄを介してＨＡＲＴデバイス２に接続されており、ホスト装置３−３とＨＡＲＴデバイス２との間で、本実施例のＨＡＲＴ通信装置を経由しない通信が行われるものとする。
[Fourth Example]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a HART communication device according to a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, in addition to the host devices 3-1, 3-2, another host device 3-3 is connected to the
本実施例のＨＡＲＴ通信装置１ｃは、ＨＡＲＴ通信部１０と、ＨＡＲＴ／ホスト通信変換部１１と、通信インタフェース部１２と、ホスト装置３−３とＨＡＲＴデバイス２との間の、自装置を経由しない通信を監視し、ＨＡＲＴデバイス２への送信が許可されていないコマンドを検出したときに、コマンドを無効化する通信管理部１３ｃと、ＨＡＲＴデバイス２への送信が許可されているコマンドの番号を予め記憶する記憶部１４ｃとを備えている。
The
図８は本実施例のＨＡＲＴ通信装置１ｃの通信機能を説明するフローチャートである。第１〜第３の実施例と同様に、ＨＡＲＴ通信装置１ｃは、ホスト装置３−１，３−２とＨＡＲＴデバイス２との通信を中継するだけでなく、ホスト装置３−３とＨＡＲＴデバイス２との間の通信を監視することが可能である。
FIG. 8 is a flowchart illustrating the communication function of the
具体的には、ＨＡＲＴ通信装置１ｃのＨＡＲＴ通信部１０は、アナログ信号線２０，２１上の４〜２０ｍＡ電流信号に重畳されている周波数信号を取り出す（図８ステップＳ４００）。
ＨＡＲＴ／ホスト通信変換部１１は、ＨＡＲＴ通信部１０によって取り出された周波数信号からデジタル信号を再生する（図８ステップＳ４０１）。
Specifically, the
The HART / host
第３の実施例と同様に、本実施例の記憶部１４ｃには、ＨＡＲＴデバイス２への送信が許可されているコマンドの番号が予め設定されている。コマンドの番号は、例えば設定・変更の権限を有するホスト装置３−１からＨＡＲＴ通信装置１ｃにアクセスすることで、任意に設定・変更することが可能である。
Similar to the third embodiment, the
通信管理部１３ｃは、ＨＡＲＴ／ホスト通信変換部１１によって再生されたデジタル信号がコマンドの場合（図８ステップＳ４０２においてＹＥＳ）、このコマンドの番号を確認して、ＨＡＲＴデバイス２への送信が許可されているコマンドかどうかを判定する（図８ステップＳ４０３）。
通信管理部１３ｃは、ＨＡＲＴ／ホスト通信変換部１１によって再生されたコマンドの番号が記憶部１４ｃに記憶されている場合（ステップＳ４０３においてＹＥＳ）、以下で説明するコマンドの無効化処理を実施せずに処理を終える。
When the digital signal reproduced by the HART / host
When the command number reproduced by the HART / host
また、通信管理部１３ｃは、ＨＡＲＴ／ホスト通信変換部１１によって再生されたコマンドの番号が記憶部１４ｃに記憶されていない場合、ＨＡＲＴデバイス２への送信が許可されていないコマンドと判定し（ステップＳ４０３においてＮＯ）、コマンドの無効化処理を行う（図８ステップＳ４０４）。具体的には、通信管理部１３ｃは、１バイトのデータ（０ｘＦＦ）を発行してＨＡＲＴ／ホスト通信変換部１１に渡す。ＨＡＲＴ／ホスト通信変換部１１は、通信管理部１３から渡された１バイトのデータ（０ｘＦＦ）を周波数信号に変換する。ＨＡＲＴ通信装置１のＨＡＲＴ通信部１０は、ＨＡＲＴ／ホスト通信変換部１１によって得られた周波数信号を４〜２０ｍＡ電流信号に重畳させ、アナログ信号線２０，２１に送り出す。
Further, when the command number reproduced by the HART / host
こうして、ホスト装置３−３からＨＡＲＴデバイス２に送信されるコマンドに無効な１バイトのデータ（０ｘＦＦ）を混入させることができる。
本実施例では、ホスト装置３−３からＨＡＲＴデバイス２に送信されるコマンドのうち、送信が許可されていないコマンドを無効化するので、セキュリティ対策を強化したＨＡＲＴ通信を実現することができる。
In this way, invalid 1-byte data (0xFF) can be mixed in the command transmitted from the host device 3-3 to the
In this embodiment, among the commands transmitted from the host device 3-3 to the
なお、第１、第３、第４の実施例では、説明を簡単にするため、ＨＡＲＴデバイスを１台としているが、複数台のＨＡＲＴデバイスをＨＡＲＴ通信装置に接続してもよい。この場合には、第２の実施例で説明したようにＨＡＲＴ通信部１０とＨＡＲＴ／ホスト通信変換部１１とをＨＡＲＴデバイス毎に設けるようにすればよい。
また、第１〜第４の実施例は、単独で実施してもよいし、適宜組み合わせてもよい。
In the first, third, and fourth embodiments, one HART device is used for simplification of the description, but a plurality of HART devices may be connected to the HART communication device. In this case, the
In addition, the first to fourth examples may be carried out alone or in combination as appropriate.
また、第３、第４の実施例では、記憶部１４ｂ，１４ｃは、ＨＡＲＴデバイス２への送信が許可されているコマンドの番号を予め記憶しているが、ＨＡＲＴデバイス２への送信が許可されていないコマンドの番号を予め記憶するようにしてもよい。この場合、通信管理部１３ｂ、１３ｃは、コマンドの番号が記憶部１４ｂ，１４ｃに記憶されていない場合に、ＨＡＲＴデバイス２への送信が許可されているコマンドと判定し、コマンドの番号が記憶部１４ｂ，１４ｃに記憶されている場合に、ＨＡＲＴデバイス２への送信が許可されていないコマンドと判定する。
Further, in the third and fourth embodiments, the
第１〜第４の実施例で説明したＨＡＲＴ通信装置１，１ａ，１ｂ，１ｃの構成のうちＨＡＲＴ通信部１０のソフトウェアの機能とＨＡＲＴ／ホスト通信変換部１１と通信インタフェース部１２のソフトウェアの機能と通信管理部１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃと記憶部１４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃとは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置及びインターフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。このコンピュータの構成例を図９に示す。
Of the configurations of the
コンピュータは、ＣＰＵ２００と、記憶装置２０１と、インタフェース装置（以下、Ｉ／Ｆと略する）２０２とを備えている。Ｉ／Ｆ２０２には、ＨＡＲＴ通信部１０のハードウェアと通信インタフェース部１２のハードウェア等が接続される。このようなコンピュータにおいて、本発明の方法を実現させるためのプログラムは記憶装置２０１に格納される。ＣＰＵ２００は、記憶装置２０１に格納されたプログラムに従って第１〜第４の実施例で説明した処理を実行する。
The computer includes a
本発明は、ＨＡＲＴ通信に適用することができる。 The present invention can be applied to HART communication.
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ…ＨＡＲＴ通信装置、２，２−１，２−２…ＨＡＲＴデバイス、３−１，３−２…ホスト装置、１０，１０−１，１０−２…ＨＡＲＴ通信部、１１，１１−１，１１−２…ＨＡＲＴ／ホスト通信変換部、１２…通信インタフェース部、１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ…通信管理部、１４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…記憶部、２０，２０−１，２０−２，２１，２１−１，２１−２…アナログ信号線。
1,1a, 1b, 1c, 1d ... HART communication device, 2,2-1,2-2 ... HART device, 3-1, 3-2 ... Host device, 10,10-1,10-2 ...
Claims (9)
前記フィールド機器との接続が許可されているホスト装置から前記フィールド機器へのＨＡＲＴ通信のコマンドの送信を前記通信変換部に対して許可し、前記フィールド機器との接続が許可されていないホスト装置から前記フィールド機器へのコマンドの送信を拒否するように構成された通信管理部とを備えることを特徴とするＨＡＲＴ通信装置。 A communication converter configured to relay communication between field devices and host devices,
From the host device that is permitted to connect to the field device, the transmission of HART communication commands to the field device is permitted to the communication conversion unit, and from the host device that is not permitted to connect to the field device. A HART communication device including a communication management unit configured to refuse transmission of a command to the field device.
前記フィールド機器との接続が許可されているホスト装置の識別子を予め記憶するように構成された記憶部をさらに備え、
前記通信管理部は、前記フィールド機器へのコマンドを送信したホスト装置の識別子が前記記憶部に記憶されている場合に、前記フィールド機器との接続が許可されているホスト装置と判定し、前記フィールド機器へのコマンドを送信したホスト装置の識別子が前記記憶部に記憶されていない場合に、前記フィールド機器との接続が許可されていないホスト装置と判定することを特徴とするＨＡＲＴ通信装置。 In the HART communication device according to claim 1,
Further, a storage unit configured to store in advance the identifier of the host device that is permitted to connect to the field device is provided.
When the identifier of the host device that has transmitted the command to the field device is stored in the storage unit, the communication management unit determines that the host device is permitted to connect to the field device, and determines that the host device is permitted to connect to the field device. A HART communication device, characterized in that, when the identifier of the host device that has transmitted a command to the device is not stored in the storage unit, it is determined that the host device is not permitted to connect to the field device.
前記ホスト装置から受信したＨＡＲＴ通信のコマンドのうち、前記ホスト装置との接続が許可されているフィールド機器へのコマンドの送信を前記通信変換部に対して許可し、前記ホスト装置との接続が許可されていないフィールド機器へのコマンドの送信を拒否するように構成された通信管理部とを備えることを特徴とするＨＡＲＴ通信装置。 A communication converter configured to relay communication between field devices and host devices,
Among the HART communication commands received from the host device, the communication conversion unit is permitted to send the command to the field device that is permitted to connect to the host device, and the connection with the host device is permitted. A HART communication device comprising a communication management unit configured to reject the transmission of a command to a field device that has not been used.
前記ホスト装置との接続が許可されているフィールド機器のＩＤを予め記憶するように構成された記憶部をさらに備え、
前記通信管理部は、前記ホスト装置から受信したコマンドの宛先ＩＤが前記記憶部に記憶されている場合に、コマンドの宛先のフィールド機器を前記ホスト装置との接続が許可されているフィールド機器と判定し、前記ホスト装置から受信したコマンドの宛先ＩＤが前記記憶部に記憶されていない場合に、コマンドの宛先のフィールド機器を前記ホスト装置との接続が許可されていないフィールド機器と判定することを特徴とするＨＡＲＴ通信装置。 In the HART communication device according to claim 3,
Further, a storage unit configured to store the ID of the field device permitted to be connected to the host device in advance is provided.
When the destination ID of the command received from the host device is stored in the storage unit, the communication management unit determines that the field device of the command destination is a field device that is permitted to connect to the host device. However, when the destination ID of the command received from the host device is not stored in the storage unit, it is determined that the field device of the command destination is a field device for which connection with the host device is not permitted. HART communication device.
前記ホスト装置から受信したＨＡＲＴ通信のコマンドのうち、前記フィールド機器への送信が許可されているコマンドの送信を前記通信変換部に対して許可し、前記フィールド機器への送信が許可されていないコマンドの送信を拒否するように構成された通信管理部とを備えることを特徴とするＨＡＲＴ通信装置。 A communication converter configured to relay communication between field devices and host devices,
Among the HART communication commands received from the host device, commands that are permitted to be transmitted to the field device are permitted to the communication conversion unit, and transmission to the field device is not permitted. A HART communication device including a communication management unit configured to reject transmission of the HART communication device.
前記通信管理部は、前記ホスト装置から前記フィールド機器に送信されるコマンドに無効なデータを混入させてコマンドを無効化することを特徴とするＨＡＲＴ通信装置。 In the HART communication device according to claim 6,
The communication management unit is a HART communication device, which invalidates a command by mixing invalid data into a command transmitted from the host device to the field device.
前記フィールド機器への送信が許可されているコマンドの番号を予め記憶するように構成された記憶部をさらに備え、
前記通信管理部は、前記ホスト装置から受信したコマンドの番号が前記記憶部に記憶されている場合に、前記フィールド機器への送信が許可されているコマンドと判定し、前記ホスト装置から受信したコマンドの番号が前記記憶部に記憶されていない場合に、前記フィールド機器への送信が許可されていないコマンドと判定することを特徴とするＨＡＲＴ通信装置。 In the HART communication device according to any one of claims 5 to 7.
Further, a storage unit configured to store the number of the command permitted to be transmitted to the field device in advance is provided.
When the command number received from the host device is stored in the storage unit, the communication management unit determines that the command is permitted to be transmitted to the field device, and the command received from the host device. A HART communication device, characterized in that, when the number is not stored in the storage unit, it is determined that the command is not permitted to be transmitted to the field device.
前記フィールド機器への送信が許可されていないコマンドの番号を予め記憶するように構成された記憶部をさらに備え、
前記通信管理部は、前記ホスト装置から受信したコマンドの番号が前記記憶部に記憶されていない場合に、前記フィールド機器への送信が許可されているコマンドと判定し、前記ホスト装置から受信したコマンドの番号が前記記憶部に記憶されている場合に、前記フィールド機器への送信が許可されていないコマンドと判定することを特徴とするＨＡＲＴ通信装置。 In the HART communication device according to any one of claims 5 to 7.
Further, a storage unit configured to store in advance the number of a command that is not permitted to be transmitted to the field device is provided.
When the command number received from the host device is not stored in the storage unit, the communication management unit determines that the command is permitted to be transmitted to the field device, and the command received from the host device. A HART communication device, characterized in that, when the number is stored in the storage unit, it is determined that the command is not permitted to be transmitted to the field device.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2019205318A JP2021078066A (en) | 2019-11-13 | 2019-11-13 | HART communication device |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021107010A (en) * | 2017-06-29 | 2021-07-29 | 株式会社三洋物産 | Game machine |
-
2019
- 2019-11-13 JP JP2019205318A patent/JP2021078066A/en active Pending
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