JP3884609B2

JP3884609B2 - 多重化システム

Info

Publication number: JP3884609B2
Application number: JP2000255021A
Authority: JP
Inventors: 弘伊藤
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2000-08-25
Filing date: 2000-08-25
Publication date: 2007-02-21
Anticipated expiration: 2020-08-25
Also published as: JP2002077215A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多重化システムに関し、特にビル管理装置等に適用される多重化システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
規模の大きなビル・オートメーション・システムにおいては、コントローラ・レベルのネットワークの仕様と監視・管理レベルのネットワークの仕様とが異なる場合が多い。そのようなシステムにおいては、コントローラ・ネットワークと監視・管理ネットワークとの間にゲートウェイ機能を有するノード（以下、ゲートウェイという）を設置し、このゲートウェイに両ネットワーク間におけるプロトコル変換等を行わせることによって、全体のシステムを構築するのが一般的である。
【０００３】
図８は、従来の一重化システムと二重化システムを示すシステム構成図である。同図（ａ）は一つのゲートウェイを用いてビルディング等に設置された各種の現場機器１６ａ〜１６ｃを制御する一重化システムの構成を示す。同図（ａ）に示すように、ビルディング等に設置された各種の現場機器（センサおよびアクチュエータ等）１６ａ〜１６ｃは、それらに接続されたコントローラ１５ａ〜１５ｃによって入出力信号が管理される。コントローラ１５ａ〜１５ｃは、コントローラ・ネットワーク１４およびゲートウェイ１３を介して監視・管理ネットワーク１２に接続され、この監視・管理ネットワーク１２に接続された中央制御装置１１によって一括管理されている。
【０００４】
このような一重化システムにおいては、ゲートウェイ１３の偶発的故障またはメンテナンスによってその機能が停止してしまうと中央制御装置からコントローラ１６ａ〜１６ｃの監視ができなくなり、ビルディング内の空調等の遠隔操作ができなくなるなどの問題が生じる。そこで、従来においてはこのような事態を防ぐべく、同図（ｂ）に示すようにゲートウェイとコントローラ・ネットワークを二重化（ゲートウェイ１３ａ，１３ｂ；コントローラ・ネットワーク１４ａ，１４ｂ）し、一台のゲートウェイが故障しても、直ちにバックアップ用のゲートウェイに切り替わるようにしていた。このような従来二重化されたシステムでは、二重化機能を備えた特別のコントローラ１５ａ’〜１５ｃ’を用いる必要があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなネットワーク・コントローラまで二重化した従来システムでは、回線施工の手間や回線設置のためのスペースが必要であり、コストが上昇するという問題があった。また、二重化機能を備えたコントローラ１５ａ’〜１５ｃ’は、その制御のために専用のソフトウェアを開発する必要があり、開発の手間およびコストがかかるという問題も生じていた。さらに、最近に至っては通信プロトコルのオープン化および標準化が進み、例えば米国エシェロン社の提供する「Ｌｏｎ−Ｔａｌｋ」等が多くのユーザによって採用されているが、このような標準化されたプロトコルは必ずしも二重化されたシステムに対応しているとは限らず、そのままではコントローラ１５ａ’〜１５ｃ’のような特殊なコントローラを取り扱うことができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するためのものであり、従来の一重化システムにおけるハードウェア構成およびソフトウェア構成に対する大幅な修正を施すことなく、ゲートウェイの多重化を実現することができる多重化システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明に係る多重化システムは、現場機器の状態を監視しこの監視結果に基づいて前記現場機器の制御を行うコントローラと、このコントローラに接続されたコントローラ・ネットワークと、このコントローラ・ネットワークに接続されるとともに、管理対象であるコントローラを識別するための情報を記録した管理ポイント一覧表を有し、この管理ポイント一覧表に基づいて前記コントローラからデータを収集する第１および第２のゲートウェイと、前記第１および第２のゲートウェイに接続された監視・管理ネットワークと、この監視・管理ネットワークに接続され、前記ゲートウェイからデータを収集するとともに前記コントローラを管理する中央制御装置とを備え、前記第１および第２のゲートウェイは、前記コントローラ・ネットワーク上の同一アドレスを有し、前記コントローラは、前記ゲートウェイがメッセージを取得した際にその応答として送信するメッセージ取得応答を１回のみ受け付け、その他のゲートウェイからのメッセージ取得応答を破棄する。
【０００８】
また、本発明はその他の態様として以下に示す構成を含む。すなわち、前記第１および第２のゲートウェイは、（ａ）第１のドメインに前記コントローラ・ネットワーク上の相互に異なるアドレスを有し、前記コントローラに対して要求メッセージを送る際に、前記相互に異なるアドレスを前記要求メッセージに付加してから前記要求メッセージを送信し、（ｂ）第２のドメインに前記コントローラ・ネットワーク上の同一アドレスを有し、前記コントローラから送信された要求メッセージをこの第２のドメインで受信する。
【０００９】
このように構成することにより本発明は、従来のハードウェア構成およびソフトウェア構成を大幅に変更することなく、ゲートウェイを二重化することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の一つの実施の形態について図を用いて説明する。
図１は、本発明の一つの実施の形態を示すブロック図である。同図に示すように、ビルディング等に設置された各種の現場機器（センサおよびアクチュエータ等）６ａ〜６ｃは、これらに接続されたコントローラ５ａ〜５ｃによって駆動制御される。コントローラ５ａ〜５ｃは、コントローラ・ネットワーク４およびゲートウェイ３ａおよび３ｂを介して監視・管理ネットワーク２に接続され、この監視・管理ネットワーク２に接続された中央制御装置１によって一括管理されている。
【００１１】
このように本実施の形態においてはゲートウェイのみを二重化し、コントローラ・ネットワークとコントローラには従来の一重化システムで用いていたものと同様のものを使用している。各ゲートウェイはそれぞれ管理対象であるコントローラを記録した管理ポイント一覧表を備え、この一覧表に基づいて管理対象のコントローラを特定する。すなわち、管理ポイント一覧表には各ゲートウェイ３ａ，３ｂと、管理対象であるコントローラ５ａ〜５ｃのアドレスとの対応付けが記載されており、ゲートウェイ３ａ，３ｂはこの管理ポイント一覧表に記載されているコントローラ５ａ〜５ｃを分担して管理し、障害の発生によって一方のゲートウェイが機能しなくなった場合、他方のゲートウェイが全てのコントローラを管理する。なお、このような分担管理をする代わりに、通常時においても一方のゲートウェイが全てのコントローラを管理するようにし、異常発生時に他方のゲートウェイに切り替わるようにしてもよい。
【００１２】
ここで、本実施の形態の動作について説明する。
図２は、ゲートウェイからコントローラに対してデータ要求する場合の動作フローである。また、この様子を模式的に示すと図３のようになる。
まず、ゲートウェイＡからコントローラに対してデータ要求を行うと（ステップ１０１）、要求を受けたコントローラはデータをゲートウェイＡに対して送信する（ステップ１０２）。ゲートウェイＡは内蔵されている管理ポイント一覧表と、コントローラから送信されたデータに付加されている送信元アドレスとを照らし合わせ、このデータがゲートウェイＡの管理対象であるか否かを判定する（ステップ１０３）。その結果、管理対象であれば自身が要求したデータであることから、データの種類に応じた処理を行う（ステップ１０４）。管理対象のデータでなければステップ１０４をスキップし、データ処理は行わない。
【００１３】
図４は、コントローラからゲートウェイに対して自発的にデータを送信する場合の動作フローである。また、この様子を模式的に示すと図５のようになる。
まず、コントローラは自発的にデータ（以下、自発送信メッセージという）をゲートウェイＡ，Ｂに対して送信する。これらゲートウェイＡ，Ｂは自発送信メッセージを受信すると（ステップ２０１）、コントローラに対してメッセージ取得応答（ＡＣＫ）を返答する（ステップ２０２）。このメッセージ取得応答には送信元のコントローラのアドレスが付加されており、メッセージ取得応答を受信したコントローラはこの付加されているアドレスと自身のアドレスとの一致により、自発送信メッセージの応答であることを識別することができる。
【００１４】
また、コントローラは最初に受けたメッセージ取得応答のみを受け付け、その後に受信した他のゲートウェイからのメッセージ取得応答を破棄する（ステップ２０３，２０４）。したがって、コントローラが複数のゲートウェイからのメッセージ取得応答を受け付けてしまうことを防ぐことができる。このようにゲートウェイからのメッセージ取得応答を１回のみ受け付け、その他のメッセージ取得応答を破棄するという単純な処理により、複雑なソフトウェアを用いることなくゲートウェイ−コントローラ間の通信を実現することができる。
【００１５】
次に、本発明のその他の実施の形態について説明する。米国エシェロン社が開発した分散制御型のネットワークシステム（ＬＯＮＷＯＲＫＳ）では、通常、ニューロンチップを組み込んだ機器をツイストペア線や電灯線で結んだ構内型ネットワークの形態が採られている。ニューロンチップとはエシェロン社の開発した制御系ネットワーク上での通信機能を備えたワンチップマイコンであり、これをネットワーク上の各機器（コントローラ、ゲートウェイ等）に組み込むことによって各機器の知能化および機器間通信が実現される。機器間通信には上述のＬｏｎ−Ｔａｌｋが使用される。
【００１６】
ところで、このようなネットワークシステムにおいては、メッセージを送信するたびにニューロンチップがダイナミック（動的）にタグナンバを設定し、このタグナンバを使って通信を行う。そのため、ゲートウェイがコントローラにデータを要求し、それに対してコントローラがデータを返す際に、受信したメッセージのタグナンバと要求したメッセージのタグナンバとが一致せず、受信したメッセージが要求したメッセージであるか否かを判定することができなくなってしまう。そこで、このような事態に対処するため、以下のように処理を行う。
【００１７】
図６および図７は、本発明のその他の実施の形態を示す説明図である。図６に示すように、ゲートウェイがコントローラに対して要求メッセージを出す場合に次のようにする。ニューロンチップでは、一つのノードが二つのドメインに属することができるため、各ノードにドメイン０，１を用意し、ドメイン０においてはコントローラ・ネットワーク上の同一アドレスを用意し、ドメイン１においてはコントローラ・ネットワーク上の互いに異なるアドレスを用意する。そして、コントローラからゲートウェイに対して要求メッセージを送信する際はドメイン１を使用する。その結果、ゲートウェイからの要求にメッセージに対して、コントローラはメッセージに付加されている送信元アドレスの違いにより、どちらのゲートウェイに応答メッセージを返せばよいか識別することができる。また、図７に示すように、コントローラが自発的にメッセージを送信する場合は、図５の処理を適用するためドメイン０を用いて通信を行う。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したとおり本発明は、管理ポイント一覧表を備えるとともに互いに同一アドレスの付加されたゲートウェイを二重化することにより、コントローラ・ネットワークやコントローラの構成の変更やソフトウェアの大幅な修正を施すことなく、システムを二重化することができる。また、上記構成を組み合わせることにより２以上の多重化も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの実施の形態を示すシステム構成図である。
【図２】ゲートウェイからコントローラに対してデータ要求をする場合の動作手順を示すフローチャートである。
【図３】図２の動作手順を説明するための説明図である。
【図４】コントローラからゲートウェイに対して自発的にデータを送信する場合の動作手順を示すフローチャートである。
【図５】図４の動作手順を説明するための説明図である。
【図６】本発明のその他の実施の形態を示す説明図である。
【図７】本発明のその他の実施の形態を示す説明図である。
【図８】従来例を示すシステム構成図である。
【符号の説明】
１…中央制御装置、２…監視・管理ネットワーク、３ａ，３ｂ…ゲートウェイ、４…コントローラ・ネットワーク、５ａ，５ｂ，５ｃ…コントローラ、６ａ，６ｂ，６ｃ…現場機器。

Claims

現場機器の状態を監視しこの監視結果に基づいて前記現場機器の制御を行うコントローラと、
このコントローラに接続されたコントローラ・ネットワークと、
このコントローラ・ネットワークに接続されるとともに、管理対象であるコントローラを識別するための情報を記録した管理ポイント一覧表を有し、この管理ポイント一覧表に基づいて前記コントローラからデータを収集する第１および第２のゲートウェイと、
前記第１および第２のゲートウェイに接続された監視・管理ネットワークと、
この監視・管理ネットワークに接続され、前記ゲートウェイからデータを収集するとともに前記コントローラを管理する中央制御装置とを備え、
前記第１および第２のゲートウェイは、前記コントローラ・ネットワーク上の同一アドレスを有し、
前記コントローラは、前記ゲートウェイがメッセージを取得した際にその応答として送信するメッセージ取得応答を１回のみ受け付け、その他のゲートウェイからのメッセージ取得応答を破棄することを特徴とする多重化システム。
請求項１に記載の多重化システムにおいて、
前記第１および第２のゲートウェイは、
（ａ）第１のドメインに前記コントローラ・ネットワーク上の相互に異なるアドレスを有し、前記コントローラに対して要求メッセージを送る際に、前記相互に異なるアドレスを前記要求メッセージに付加してからを送信し、
（ｂ）第２のドメインに前記コントローラ・ネットワーク上の同一アドレスを有し、前記コントローラから送信された要求メッセージをこの第２のドメインで受信することを特徴とする多重化システム。