JP4393326B2

JP4393326B2 - データ伝送システムおよびデータ伝送システム用プログラム

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Publication number: JP4393326B2
Application number: JP2004273717A
Authority: JP
Inventors: 千里篠田; 好夫北; 芳三前川
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2004-09-21
Filing date: 2004-09-21
Publication date: 2010-01-06
Anticipated expiration: 2024-09-21
Also published as: JP2006093853A

Description

本発明は、データ伝送システムおよびデータ伝送システム用プログラムに係り、特に、制御やモニタに関するリアルタイム性と確実性の両方を兼ね備えたデータ伝送システムおよびデータ伝送システム用プログラムに関する。

従来、工業計装の分野においては、複数の計測機器（検出器ユニット）を一台の計算機に接続して、その制御や監視を行うようにした計測システムの場合、計測機器のほとんどがＧＰ-ＩＢ機器であるため、計測機器と上位の計算機間でデータの送受信を行うのにＧＰ-ＩＢバスを使用していた。ここで、ＧＰ-ＩＢ（General Purpose Interface Bus）とは、IEEE 488標準の汎用インタフェースバス規格の１つである。

ところで、上記の上位計算機は標準的なものであり、ＧＰ-ＩＢカードを備えるものは少なく、オプション扱いがほとんどであった。近年計算機の標準ネットワークインターフェースとしてイーサネット（Ethernet）が普及したため、さらに計算機のＧＰ-ＩＢオプションは無くなりつつある。しかし、現在運用されているものも含め、計装機器のインタフェースバスとしてはまだＧＰ-ＩＢが一般的であり、このため、ＧＰ-ＩＢとイーサネットとの間を適切な変換手段によって接続する。

以下、図面を参照して従来の計測システムについて説明する。
図１８は従来例１の計測システムの構成を示す図である。図１８において、１_ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は原子力発電所等に設置された放射線検出器等の検出器ユニットであり、複数個の検出器ユニットはそれぞれ専用通信ライン２_ｉ（ｉ＝１〜ｎ）を介して計装モジュール３_ｉ（ｉ＝１〜ｎ）に１：１の関係で接続されるようになっている。そして計装モジュール３_iはＧＰ-ＩＢバス４に接続され、更にＧＰ-ＩＢカード５を経て上位系の計算機６に接続されるようになっており、他の計装モジュール３_２〜３_ｍは３_１にデイジーチェーンの方法で接続されている。ところで、上位の計算機６と各計装モジュール３_ｉとの関係は、計算機６が親機、各計装モジュール３_ｉが子機となるようにＧＰ-ＩＢプロトコルによって接続されている。このため、検出器ユニット１_ｉへのパラメータ（例えば、検出器への印加電圧など）の設定や、検出器ユニット１_ｉからのデータ（例えば計数率、検出器への印加電圧などのモニタ値及びアラーム情報など）の収集は、親機である上位の計算機６が子機である計装モジュール３_ｉを介して行っている。

図１９は検出器ユニット１_ｉのブロック図である。検出器ユニット１_ｉは検出器７、検出器電源部８、信号処理部９、演算処理部１０、メモリ１１および信号送受信部１２を備えている。

図２０は計装モジュール３_ｉのブロック図である。計装モジュール３ｉは送受信部１３、演算処理部１４および前記上位計算機６との送受信を行う送受信部（ＧＰ-ＩＢＩＦ）１５備えている。

図２１は、従来例のデータ伝送タイムチャートであり、計装モジュール３_ｉと計算機６とのデータのやり取りのタイミングを示すものである。このうち特に図２１（ａ）は従来例１（ＧＰ-ＩＢ伝送）のデータ伝送タイムチャートであり、計算機６は周期ΔＴ1で計装モジュールに３_１〜３_ｍまで順番に指令を出し、ｍ台の検出器ユニット１_ｉデータの受信を定期的に行っている。図２１（ｂ）は、後述する従来例２のデータ伝送タイムチャートである。なお、これらの通信方式はハンドシェーク方式である。ここで、ハンドシェーク方式とは、計算機６と計装モジュール３_ｉとが１：１の関係でＧＰ-ＩＢ４バスを介して信号を互いに遣り取りし、接続を確立する通信方式を指す。

図２２は、ＧＰ-ＩＢプロトコルによって、計装システム３_ｉと上位の計算機６とを接続するようにした従来例２を示すシステム構成図であり、上位の計算機６に装着したイーサネットカード１６と、計装モジュール３_ｉとの間をイーサネットバス１８と汎用のＧＰ-ＩＢ−イーサネット変換アダプター１７（例えば、非特許文献１、２参照）とを介して接続したものである。図２３はこの従来装置２で採用のイーサネット変換アダプターによるデータ伝送ブロック図である。

この汎用のＧＰ-ＩＢ−イーサネット変換アダプター１７は、ＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol：伝送制御プロトコル／インターネット・プロトコル）プロトコルを使用するもので、イーサネットバス１８に接続されるイーサネット・インターフェース（ハード）１７ａ、イーサネット・ドライバー（ソフト）１７ｂ、変換用アプリソフト１７ｃ、ＧＰ-ＩＢドライバー（ソフト）１７ｄおよびＧＰ-ＩＢ・インターフェース（ハード）１７ｅを備えている。

図２２で示す計装システムでは、上位計算機６から発せられたデータ収集コマンドがイーサネットバス１８を介してＧＰ-ＩＢ−イーサネット変換アダプター１７に伝送され、更にＧＰ-ＩＢ−イーサネット変換アダプター１７からＧＰ-ＩＢバス４を経由して各計装モジュール３_ｉに伝送され、さらに、各計装モジュール３_ｉから各検出器ユニット１_ｉに伝送される。この結果、検出器ユニット１_ｉで検出した検出データ等は、各計装モジュール３_ｉ、ＧＰ-ＩＢバス４、ＧＰ-ＩＢ−イーサネット変換アダプター１７、イーサネットバス１８、イーサネットカード１６を介して上位の計算機６に収集される。この計算機６で各検出器ユニット１_ｉのデータを収集する場合は、以上の信号の送受信がｍ回順次繰り返えされる。
"ＧＰ-ＩＰ機器をＬＡＮへ、ＬＡＮ／ＧＰ-ＩＰコンバータ、ＺＳ−６１８０Ｆ"、［oｎliｎe］、［平成１６年９月１３日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：www.zenisu.co.jp/zs6180.html＞ "USB2.0 to GPIBコンバータREX-USB220[RATOC]"、［oｎliｎe］、［平成１６年９月１１日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：www.ratocsystems.com/products/subpage/usb220.html＞

計装システムでは、計測機器の制御やモニタに関してリアルタイム性と確実性の両方が要求される。
図２２で示した従来例２の場合、図２１（ｂ）のデータ伝送タイムチャートで示す様に、検出器ユニット１台のデータを収集するのに、１回のＧＰ-ＩＢ伝送の他に、上がり方向、下がり方向２回のイーサネット伝送が必要となる。一般にデータ伝送時間は、計算機のハードウェアの進歩による演算処理時間が高速化しているため、データ伝送量の大きさよりもむしろ伝送手順の方に時間を要している。例えば、ｍ台の検出器ユニットのデータ収集を行う場合、手順として、３ｍ回の手順（２ｍ回のイーサネット伝送、ｍ回のＧＰ-ＩＢ伝送）が必要となる。計装システムが大きくなってｍ台の検出器ユニットがｎ系統ある場合は、３ｍｎ回の手順が必要となる。

このように、図２２のシステムの場合は、従来例１のＧＰ-ＩＢ伝送の場合よりも手順が３倍必要となり、時間がかかりリアルタイム性に問題があった。
そこで、本発明は、イーサネットの伝送プロトコルを使用し、リアルタイム性と確実性の相反する特性を実現することのできるデータ伝送システムおよびデータ伝送システム用プログラムを提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１に係るデータ伝送システムの発明は、複数の検出器ユニットと、前記複数の検出器ユニットに各々接続され内部にＧＰ-ＩＢインターフェースを有する複数の計装モジュールと、イーサネットバスに接続される上位計算機と前記複数の計装モジュールとの間にＧＰ-ＩＢプロトコルをイーサネットプロトコルに変換する複数のゲートウェイ装置を設け、当該複数のゲートウェイ装置を介して前記上位計算機と前記複数の計装モジュールとの間でコマンドおよびデータの送受信を行うようにしたデータ伝送システムにおいて、前記イーサネットバスに接続するバックアップ用計算機を更に設け、前記複数のゲートウェイ装置は、各計装モジュールのＧＰ-ＩＢの親機としての機能を持ち、複数台の計装モジュールから伝送されるデータを収集し、この収集データを前記上位計算機に対して一括で前記イーサネットバスを介して伝送する一方、前記上位計算機から前記各計装モジュールに対して伝送されるコマンドを一括して前記上位計算機から受信し、この受信した前記コマンドをＧＰ-ＩＢの親機として各計装モジュールへ伝送すると共に、前記収集データの伝送先として前記上位計算機以外に前記バックアップ用計算機のＩＰアドレスを追加し前記収集データを前記バックアップ用計算機へ伝送し、更に、前記上記計算機および前記バックアップ用計算機との間のデータの伝送にＵＤＰ/ＩＰプロトコルを使用し、前記上位計算機および前記バックアップ用計算機への伝送と前記上位計算機および前記バックアップ用計算機計算機からのコマンドの受信を別々に行うようにしており、前記上位計算機と前記複数のゲートウェイ装置はそれぞれ前記複数の検出器ユニットに相当する数の複数のＰｏｒｔを有し、当該複数のＰｏｒｔの各Ｐｏｒｔ番号は各Ｐｏｒｔが対応する検出器ユニットの検出器ユニット番号とそれぞれ対応付けられて設定されており、前記複数のゲートウェイ装置の各々に対して前記複数の計装モジュールのうちの所定数の計装モジュールが接続しており、前記検出器ユニットへのコマンドの伝送において、前記上位計算機は、前記複数のゲートウェイ装置の各々に対して予め設定されたゲートウェイ装置オフセット値と前記複数の計装モジュールの各々に対して予め設定されたＧＰ-ＩＰアドレスとに基づいてコマンドの伝送対象の検出器ユニットに対応するＰｏｒｔのＰｏｒｔ番号を特定し、この特定したＰｏｒｔ番号のＰｏｒｔを介してコマンドの伝送対象の検出器ユニットに接続された所定のゲートウェイ装置にコマンドを伝送し、前記所定のゲートウェイ装置は、コマンドが伝送されたＰｏｒｔに対応して接続されている計装モジュールの計装モジュールＧＰ-ＩＰアドレスをコマンドの伝送対象の計装モジュールの計装モジュールＧＰ-ＩＰアドレスとすることで前記所定のゲートウェイ装置に接続されている複数の計装モジュールの中からコマンドを伝送する対象を特定し、この特定した計装モジュールに対してコマンドを伝送し、前記検出器ユニットのデータの前記上位計算機への伝送において、前記複数のゲートウェイ装置は、自身に所属する複数の計装モジュールを介して自身に所属する複数の検出器ユニットからデータを収集し、前記自身に所属する複数の検出器ユニットから収集した各々のデータを伝送する各々のＰｏｒｔのＰｏｒｔ番号を各々のデータが伝送された計装モジュールのＧＰ-ＩＰアドレスと自身のゲートウェイ装置オフセット値に基づいて特定し、この特定された各々のＰｏｒｔ番号のＰｏｒｔに前記自身に所属する複数の検出器ユニットから収集したデータを各々伝送し、前記上位計算機は、前記複数のゲートウェイ装置から伝送されたデータについて当該データの伝送されたＰｏｒｔのＰｏｒｔ番号に基づいて当該データに対応する検出器ユニットを特定することを特徴とする。

また、請求項２に係るデータ伝送システムの発明は、前記複数のゲートウェイ装置は、設置する場所に依存する前記ゲートウェイ装置オフセット値を各ゲートウェイ装置のハードスイッチ又は前記上位計算機からの指示で変更する機能を有することを特徴とする。

また、請求項３記載に係るデータ伝送システムの発明は、前記上位計算機及び前記複数のゲートウェイ装置は、前記検出器ユニット毎に前記検出器ユニットから前記上位計算機へのデータの伝送用のＰｏｒｔと前記上位計算機から前記検出器ユニットへのデータの伝送用のＰｏｒｔを有することを特徴とする。

また、請求項４記載に係るデータ伝送システム用プログラムの発明は、複数の検出器ユニットと、前記複数の検出器ユニットに各々接続され内部にＧＰ-ＩＢインターフェースを有する複数の計装モジュールと、イーサネットバスに接続される上位計算機と前記複数の計装モジュールとの間に設けられたＧＰ-ＩＢプロトコルをイーサネットプロトコルに変換するゲートウェイ装置と、前記イーサネットバスに接続するバックアップ用計算機とを有し、前記上位計算機と前記複数のゲートウェイ装置はそれぞれ前記複数の検出器ユニットに相当する数の複数のＰｏｒｔを有し、前記複数のゲートウェイ装置の各々に対して前記複数の計装モジュールのうちの所定数の計装モジュールが接続しており、前記複数のゲートウェイ装置を介して前記上位計算機と前記複数の計装モジュールとの間でコマンドおよびデータの送受信を行うようにしたデータ伝送システムにおける前記ゲートウェイ装置に用いられるデータ伝送システム用プログラムにおいて、前記複数のゲートウェイ装置に、各計装モジュールのＧＰ-ＩＢの親機としての機能を持たせ、複数台の計装モジュールから伝送されるデータを収集し、この収集データを前記上位計算機に対して一括で前記イーサネットバスを介して伝送する一方、前記上位計算機から前記各計装モジュールに対して伝送されるコマンドを一括して前記上位計算機から受信し、この受信した前記コマンドをＧＰ-ＩＢの親機として各計装モジュールへ伝送すると共に、前記収集データの伝送先として前記上位計算機以外に前記バックアップ用計算機のＩＰアドレスを追加し前記収集データを前記バックアップ用計算機へ伝送し、更に、前記上記計算機および前記バックアップ用計算機との間のデータの伝送にＵＤＰ/ＩＰプロトコルを使用し、前記上位計算機および前記バックアップ用計算機への伝送と前記上位計算機および前記バックアップ用計算機計算機からのコマンドの受信を別々に行うように動作させ、前記上位計算機及び前記複数のゲートウェイ装置の前記複数のＰｏｒｔの各Ｐｏｒｔ番号は各Ｐｏｒｔが対応する検出器ユニットの検出器ユニット番号とそれぞれ対応付けられて設定し、前記検出器ユニットへのコマンドの伝送において、前記上位計算機に、前記複数のゲートウェイ装置の各々に対して予め設定されたゲートウェイ装置オフセット値と前記複数の計装モジュールの各々に対して予め設定されたＧＰ-ＩＰアドレスとに基づいてコマンドの伝送対象の検出器ユニットに対応するＰｏｒｔのＰｏｒｔ番号を特定させ、この特定させたＰｏｒｔ番号のＰｏｒｔを介してコマンドの伝送対象の検出器ユニットに接続された所定のゲートウェイ装置にコマンドを伝送させ、前記所定のゲートウェイ装置に、コマンドが伝送されたＰｏｒｔに対応して接続されている計装モジュールの計装モジュールＧＰ-ＩＰアドレスをコマンドの伝送対象の計装モジュールの計装モジュールＧＰ-ＩＰアドレスとすることで前記所定のゲートウェイ装置に接続されている複数の計装モジュールの中からコマンドを伝送する対象を特定させ、この特定した計装モジュールに対してコマンドを伝送させ、前記検出器ユニットのデータの前記上位計算機への伝送において、前記複数のゲートウェイ装置に、自身に所属する複数の計装モジュールを介して自身に所属する複数の検出器ユニットからデータを収集させ、前記自身に所属する複数の検出器ユニットから収集させた各々のデータを伝送する各々のＰｏｒｔのＰｏｒｔ番号を各々のデータが伝送された計装モジュールのＧＰ-ＩＰアドレスと自身のゲートウェイ装置オフセット値に基づいて特定させ、この特定させた各々のＰｏｒｔ番号のＰｏｒｔに前記自身に所属する複数の検出器ユニットから収集したデータを各々伝送させ、前記上位計算機に、前記複数のゲートウェイ装置から伝送されたデータについて当該データの伝送されたＰｏｒｔのＰｏｒｔ番号に基づいて当該データに対応する検出器ユニットを特定させることを特徴とする。

本発明によれば、イーサネットの伝送プロトコルを使用し、リアルタイム性と確実性の相反する特性を実現することのできるデータ伝送システムおよびデータ伝送システム用プログラムを提供することができる。

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。なお、各図を通して共通する部分には同一符号若しくは関連符号を付けて適宜説明を割愛する。

（実施例１）
まず、本発明の第１実施例について説明する。
図１は本実施例１に係るシステム構成図である。
本実施例１は図１のシステム構成図で示すように、上位の計算機６と計装モジュール３_ｉとの間にイーサネット/ＧＰ-ＩＢ変換モジュール２０を介挿し、かつ、イーサネットの伝送プロトコルとして、ＴＣＰ/ＩＰ方式を採用したことを特徴とするものである。なお、本発明においては、このイーサネット/ＧＰ-ＩＢ変換モジュール２０について、以下、説明の便宜上、ゲートウェイ装置（略して、Ｇ/Ｗ装置）と称する。

このＧ/Ｗ装置２０は、従来の図２２で示したＧＰ-ＩＢ/イーサネット変換アダプター１７のように、単に、ＧＰ-ＩＢ伝送に適合した信号をイーサネットに適合した信号に変換するものではなく、計装モジュール３_ｉに対して親機として機能を有するものである。すなわち、Ｇ/Ｗ装置２０は上位の計算機６からイーサネット方式によるコマンドが伝送されてくると、親機となって所管するｍ台の各計装モジュール３_ｉに対して仕分けしたコマンドをＧＰ-ＩＢ方式で順次伝送し、逆に各計装モジュール３_ｉからの応答データを収集し、収集したデータをイーサネットバス１８を経て一括して上位の計算機６に伝送するように機能する。

図２はＧ/Ｗ装置のハードウェア構成を示す図であり、このＧ/Ｗ装置２０は、イーサネットバス１８を介して上位計算機６側に接続されるイーサネット・インターフェース２１、ＧＰ-ＩＢバス４を介して計装モジュール３_ｉ側に接続されるＧＰ-ＩＢインターフェース２２、上位計算機６からのコマンドおよび計装用モジュール３_ｉからのデータを処理する演算処理部２３、後述するアプリケーションソフト３０を収納するメモリ２４、処理時間を計測するタイマ２５そして、状態の変化をカウントするカウンタ２６を備えている。

図３はＧ/Ｗ装置２０の伝送に係るハードウェアおよびソフトウェアをデータ伝送ブロックで表した図である。
Ｇ/Ｗ装置２０は、イーサネットバス１８に接続されたイーサネット・インターフェース２１で計算機６からのコマンド等の信号を受信する。この受信されたコマンド等の信号はイーサネット・ドライバー（ソフト）３０、変換用インターフェースソフト３１、演算処理用アプリソフト３２に至り、さらに変換用インターフェースソフト３１、ＧＰ-ＩＢドライバーソフト３２、ＧＰ-ＩＢインターフェース２２、ＧＰ-ＩＢバス４を介して計装用モジュール３_ｉに伝送されるようになっている。逆に、計装用モジュール３_ｉからの検出データ等は上記の経路を登って計算機６に伝送される。

なお、前記演算処理用アプリソフト３２は、Ｇ/Ｗ装置２０がＧＰ-ＩＢの親機としての機能をもつためのソフトを内蔵している。

図４は、本実施例１（ＴＣＰ/ＩＰ使用例）の動作を説明するためのデータ伝送タイムチャートである。前述したように、Ｇ/Ｗ装置２０はＧＰ-ＩＢ親機としての機能を有しているので、計算機６からＧ/Ｗ装置２０にイーサネット方式によるコマンドが送られてくると、このコマンドはイーサネット・インターフェース２１が受信し、イーサネット・ドライバー（ソフト）３０、変換用アプリソフト３１を経て演算処理用アプリソフト３２に送られる。この演算処理用アプリケーションソフト３２は送られてきたコマンドを一定周期（ΔＴ１）内で１，２、…ｎのように仕分けして前記変換用アプリソフト３１に送る。この変換用アプリソフト３１はコマンドをＧＰ-ＩＢに変換し、ＧＰ-ＩＢドライバー３３を経てＧＰ-ＩＢインターフェース（ハード）２２を経てＧＰ-ＩＢバス４に送られ、図示しない計装モジュール３_ｉに送られる。前記演算処理用アプリソフト３０は、１つのコマンドをＧＰ-ＩＢ方式で伝送するたびに、各計装モジュール３_ｉから応答データを求め、この応答を所管するｍ台の各計装モジュール３_ｉ（３１〜３ｍ）が一巡するまで行って、所管するｍ台の計装モジュール３_ｉ全てからデータを収集する。このようにして、Ｇ/Ｗ装置２０は全データの収集が終わるとイーサネットバス１８を経由して上位計算機６に送信する。以降、Ｇ/Ｗ装置２０はこのように計算機６からコマンドが発せられると、一定周期（ΔＴ１）内に検出器ユニット１_ｉのデータを収集して上位の計算機６に伝送する。

次に本実施例１の効果について述べる。
前述した従来例２（図２２）の場合、上位計算機６と各計装モジュール３_ｉ間のデータ伝送には、対象がｍ台の検出器の場合、イーサネット伝送２ｍ回、ＧＰ-ＩＢの伝送ｍ回、計３ｍ回の伝送が必要であったが、本実施例１の場合は、図４のデータ伝送タイムチャートで示したように、イーサネット伝送２回、ＧＰ-ＩＢの伝送ｍ回、合計（ｍ+２）回の伝送だけで済むようになる。台数ｍが２より大きな場合、伝送の回数は約１／３となる。さらに、Ｇ/Ｗ装置がｎ台で各Ｇ/Ｗ装置にｍ台の計装モジュール３_ｉが所属する場合、従来例２によれば、伝送回数は３ｎｍ回となったが、本実施例１の場合は、各Ｇ/Ｗ装置が分散処理するため、イーサネット伝送２ｎ回、ＧＰ-ＩＢ伝送回数はｍ回でよく、合計（２ｎ+ｍ）回と考えられる。仮にｎ=ｍなら、１／３の回数で処理が可能となる。データ伝送関して要する時間は、データの量より、伝送の回数に依存する。これは、特にハンドシェークなどの場合、伝送手順のオーバヘッドが大きいためである。

つまり従来例２（図２２）に比べて、本実施例１では、伝送回数が１／３程度であり、かなり短い時間での処理となる。また、Ｇ/Ｗ装置が複数台ある場合従来の図２２のシステムでは、全てのデータ伝送を上位計算機６が行うので、計算機６の負荷が多くなり、リアルタイム処理性に影響がある。しかしながら、本実施例１では、Ｇ/Ｗ装置２０による分散処理になっており、上位計算機６の負荷が少なく、リアルタイム性の向上が見込めるといった効果を有している。

（実施例２）
次に、本発明の実施例２について説明する。
本実施例２のシステム構成は、前述した実施例１の場合と同じであり、また、Ｇ/Ｗ装置２０が計装モジュール３_ｉに対してＧＰ-ＩＢ親機として機能することも同じであるが、唯一異なるところはデータ伝送のプロトコルが異なる。すなわち、前述した実施例１の伝送プロトコルは、ＴＣＰ／ＩＰを採用しているが、本実施例２ではＵＤＰ/ＩＰを採用している点で異なる。

本実施例２の場合、伝送プロトコルをＴＣＰ／ＩＰからＵＤＰ/ＩＰに変更した理由を以下説明する。前述したように、計装システムでは検出器ユニットの制御およびモニタに関して、リアルタイム性、確実性の両方が要求されるが、イーサネット方式の場合、一般の計算機などの機器が接続可能であり、一般のネットワークに接続することができればインターネットを利用し遠隔でのモニタや保守などを容易に行うことができる。

しかしながら、ネットワークが計装システム専用でないためデータ伝送量が多く、パケットの衝突によりネットワーク障害が発生する可能性が高くなることは否めない。イーサネット方式では、確実にデータ伝送を行う場合にはＴＣＰ/ＩＰが適しており、専用に近いネットワークで使用する限り実施例１で問題なかったが、一般のネットワークに接続する場合、ネットワーク障害などが起こると、再送などの操作が必要となって時間がかかり、リアルタイム性が十分とはいえない場合がある。

本実施例２はこの点を改善したもので、リアルタイム性と確実性の相反する特性を実現することのできるデータ伝送システムおよび同システムのゲートウェイ装置を提供するものである。

以下、図５を参照して実施例２について説明する。
図５は、ＵＤＰ/ＩＰの伝送プロトコルを使用したデータ伝送のタイミングチャートである。前述の実施例１の場合、Ｇ/Ｗ装置２０が計算機６からのＴＣＰ/ＩＰ方式によるコマンドにより、ｍ台の計装モジュール３_ｉに対してＧＰ-ＩＢの親機としてデータの送受信を行い、一括で上位計算機６にイーサネットバス１８経由でデータを伝送していたが、本実施例２では、上位計算機６から各計装モジュール３_ｉへのコマンドの伝送と、各計装モジュール３_ｉから上位計算機６へのデータの伝送を別々に行う方式としている。

これは、計装システムでは、計装モジュールからの大量のデータが常時処理する必要があり、上位計算機６から各計装モジュール３_ｉへのコマンドは、頻度が少ないが確実に伝送する必要があるという事情に適合するためである。

Ｇ/Ｗ装置２０は、上位計算機６からのイーサネットバス１８経由のコマンドを受け、ＧＰ-ＩＢコマンドに変換し、ＧＰ-ＩＢの親機として所属するｍ台の計装モジュール３_ｉにコマンドを送信し、各検出器ユニット１_ｉに対して、アラームの設定値、検出器の印加電圧などの各種設定や、モード（測定、テストなど）指定、アラームのリセットなどの各種命令を実行する。

また、Ｇ/Ｗ装置２０は、上位計算機６と無関係に、一定の周期ΔＴ１で、所属するｍ台の計装モジュール３_ｉからのデータをＧＰ-ＩＢバス４を介して収集し、上位計算機６にイーサネットバス１８を介してデータを伝送する。伝送するデータとしては、計装モジュール３_ｉからのＧ/Ｗ番号、受信カウント値、アラームの有無などＧ/Ｗ装置２０のステータス情報と各計装モジュールのＧＰ-ＩＢアドレス、測定モード数、状変変数などのステータス情報と積算回数、積算計数値などの数値データなどがある。これらのデータとは別に、Ｇ/Ｗ装置２０で計算された累積積算回数、累積積算計数値などの付加情報を加味して上位計算機６へ伝送する。

なお、下位の検出器ユニット１_ｉから上位計算機６への大量のデータ伝送に関しては、ＵＤＰ/ＩＰにより、着信を確認せずに一定周期（ΔＴ１）で、Ｇ/Ｗ装置２０が主体となって順番に伝送する。ただし、伝送失敗により不都合を生じる伝送項目及びデータは、特別な対策（後述）を行い伝送する。

また、上位計算機６から下位のＧ/Ｗ装置２０へのコマンドの伝送は、確実に行うため着信確認を行う。通常は、この着信確認は、所定の時間たっても下位側から回答がない場合、送信側で失敗と判断し、コマンドを再送する。

本実施例２では、下位のＧ/Ｗ装置２０側から上位計算機６に対して、定期的にデータを伝送するようにしているので、伝送データの項目の中に上位計算機６からのコマンドの受信を確認したことを示す情報（後述の“受信カウンタ値”）を含めるようにし、上位計算機６側では、一定時間（ΔＴ２）内に下流から送られてきたデータ（Ｄ１）に、“受信カウンタ値”の情報がなければ、コマンドンの伝送に失敗したとみなして、コマンドを再送する。

この方法の場合、データ伝送に失敗しても、一定時間ΔＴ２をΔＴ１と同程度に設定することにより、再送の頻度はデータ伝送周期ΔＴ１に１回程度であり、下位（Ｇ/Ｗ装置）ら上位計算機６へのデータ伝送の周期にほとんど影響を与えないので、大量のデータを常時伝送する、リアルタイム処理を要求されるシステムに適している。

次に、“受信カウンタ値”について説明する。
図５では、Ｇ/Ｗ装置から上位計算機へのデータ伝送は、Ｇ/Ｗ装置２０から、計装モジュール３_ｉに対して一定周期（ΔＴ１）毎にデータ要求が出される。一連のデータ要求（１，２・・ｍ）が出され、各計装モジュール３_ｉからは、その都度データ（１Ｄ,２Ｄ,・・・、ｍＤ）が返され、Ｇ/Ｗ装置にｍ台分のデータが収集されたのち、一括して計算機にデータ伝送（Ｄ1）する。この操作は、ΔＴ１周期で定期的に行われる。

上位計算機６から下位のＧ/Ｗ装置２０へのコマンドの伝送は、図５の＜計算機から計装モジュールへのデータ伝送＞のところで示すように、上位計算機６から、イーサネットバス１８を介して、下位のＧ/Ｗ装置２０に、任意のタイミングでコマンドが出された場合、コマンド送信後の一定時間（ΔＴ２）内に、たまたまＧ/Ｗ装置２０から伝送されてきたデータ（Ｄ１）に、コマンドを受信した情報“受信カウンタ”があれば、送信成功と判断して再送を行わない、情報がなければ、ΔＴ２後にコマンドを再送する。

次に、図６の受信カウンタフローチャートを参照して受信カウンタ値について説明する。
Ｇ/Ｗ装置２０は、前述したように内部にカウンタ２６とメモリ２４とを備えているので、上位計算機６からのコマンド有無を確認して（ステップ；ＳＴ１）、上位計算機からのコマンド（上位データ）を受信したとき（ステップＳＴ２）、カウンタ値（以“受信カウンタ値”と呼ぶ）を１だけUPし（ステップ；ＳＴ３）、上位計算機からのコマンド情報に加えて“受信カウンタ値”を下位の計装モジュールに伝送する（ステップ；ＳＴ４）。

次に下位の計装モジュールにおいて、上位伝送用のデータ（“受信カウンタ値”と計装モジュールのデータ）をセットし（ステップ；ＳＴ５）、Ｇ/Ｗ装置を経由して上位計算機へデータを伝送する（ステップ；ＳＴ６）。上位計算機では、“受信カウンタ値”を前回値と比較して前回値に対して加算されているか否かを確認する。Ｇ/Ｗ装置からのデータを受信し（ステップ；ＳＴ７）、前回受信データとの比較を行う（ステップ；ＳＴ８）。ステップＳＴ８での比較結果、“受信カウンタ値”に変化がない場合ステップ；ＳＴ９（ＮＯ）を経て、上位計算機からのコマンドが、下位のＧ/Ｗ装置へ伝送されなかったと判断して、送信データのエラー処理を行い（ステップ；ＳＴ１０）、Ｇ/Ｗ装置へΔＴ２後、コマンドを再送信するステップ；ＳＴ１１）。なお、上位計算機では、ステップ；ＳＴ９において受信カウンタ値がアップした場合（ＹＥＳ）は、上位計算機からのコマンドが下位のＧ/Ｗ装置へ伝送されたと判断して受信データの加工処理を行う（ステップ；ＳＴ１２）。

次に、下位のＧ/Ｗ装置２０から上位計算機６へのデータ伝送が失敗しても、大きな影響を与えないための対策について以下説明する。

伝送データ項目には、１，２回伝送に失敗しても問題のないものと、そうでないものがあり、これらを区別する。例えば伝送項目の内、印加電圧などの検出器状態のモニタ情報、アラーム情報など、データ収集周期（ΔＴ１）に比べて、システムの要求応答時間が十分長い場合には問題にならない。しかし、検出器７（図１９）のカウント値などは、欠落した場合に問題となる。カウント値の場合、Ｇ/Ｗ装置２０にメモリ機能をもたせて、計装モジュール３_ｉからの“積算回数値”及び“積算計数値”（検出器ユニット１_ｉでは、所定のサンプリング時間の計数値を計装モジュール３_ｉに送信しており、計装モジュール３_ｉでは、何回分かの計数値を積算した“積算計数値”及び“積算回数値”をＧ/Ｗ装置２０に伝送している。）、累積加算した加算値（“累積積算回数”、“累積積算計数値”）をメモリに記憶する。

Ｇ/Ｗ装置２０から上位計算機６へのデータ伝送が失敗した場合、たとえ“積算計数値”に関する情報が欠落しても、その次に伝送されたデータに、“累積積算回数値”と“累積積算計数値”情報があり、欠落したデータを推定できる。図７で示した表にＧ/Ｗ装置２０で累積計算しない場合を、そして図８で示した表にＧ/Ｗ装置２０で累積計算をする場合の計装モジュール３_ｉ、Ｇ/Ｗ装置２０、上位計算機６の計数値例をそれぞれ示す。

図７、図８ではＮ+２回目に、Ｇ/Ｗ装置２０から上位計算機６へのデータ伝送に失敗している例を示している。図７では、データが欠落した場合データは喪失する。図８では、Ｎ+２回の前後すなわちＮ+１回目,Ｎ+３回目の累積積算回数、累積計数値の差、(A+30)-(A+10)＝20、(B+450)-(B+100)=350から、積算回数30、計数値350が欠落したデータとして推定できる。

次に、伝送データ項目の内、“計数値”同様、“モード”も、欠落すると困る項目である。モードには、測定モード、テストモード、故障モード（測定モード；１、テストモー；２、故障モード；３とする）などがあり、欠落したデータのモードが、測定モード以外のモード（テストモード、故障モードなど）の場合、データとしては無効である。しかし、Ｇ/Ｗ装置２０から上位計算機６へのデータ伝送が失敗した場合に、モード情報も同時に喪失するため、上記の累積積算計数値、累積積算回数などの処理で、伝送に失敗したデータが有効か無効か判定できない問題があった。

この問題を解決するため、Ｇ/Ｗ装置２０でモードが変化した時、カウンタ値を１だけアップ（図２のカウンタ２６の機能を使用）させ、その値を状態変化カウンタ値（以下状変カウンタ値（Ｊ）と呼ぶ）とする。この値をＧ/Ｗ装置２０から上位計算機６へ伝送することにより、伝送に失敗しモード情報が喪失したとしても、有効なデータかあるいは無効なデータかを判別することができる。

図９では状変カウンタ値の処理の仕方を示し、図１０では第（Ｎ）番目から第（Ｎ+１３）までのデータ例をそれぞれ示す。
図１０では計装モジュールでのモードが測定以外なのは、第（Ｎ+４）番目と第（Ｎ+９）番目である。
Ｇ/Ｗ装置２０では、状変カウンタ値が演算されており、状変カウンタ値の第Ｎ回目の値をゼロとすると、第（Ｎ+4）回目、第（Ｎ+9）回目に、モードＮＯが０⇒１、１⇒２と変化している。

Ｇ/Ｗ装置２０から上位計算機６へのデータ伝送で、第（N+2）回目と第（N+9）回目でデータ伝送に失敗している。第（N+2）回目の場合、前後の回数の状変カウンタ値が共にゼロであり、第（N+2）回目のデータのモードは、変化していないため、欠落データのモードは、一回前のモード＝１と推定され、有効なデータとして判定される。しかし、第（N+９）回目の場合、データ伝送に失敗しており、前後の回数の状変カウンタ値が１から２に変化しており、第（N+8）回目のモードが１であり、第（N+9）回目のモードが１以外であることが分かり、測定以外のモードのデータは無効と判断される。

以上、図１０を使用して具体的に説明した。次に、図９を用いて処理のフローを説明する。
Ｇ/Ｗ装置２０では、計装モジュール３_ｉからのモードをモニタすなわち、状態変化の有無を確認し（ステップ；ＳＴ２０）、モードが変化すなわち状態変化した場合（ＹＥＳ）、状変カウンタ値（以下Ｊ値とする）を１だけカウントアップする（ステップ；ＳＴ２１）。Ｇ/Ｗ装置２０には、上位伝送用のモード値（測定モード；１、テストモード；２、故障モード；３）およびＪ値をセットし（ステップ；ＳＴ２２）、上位計算機６にデータを伝送する（ステップ；ＳＴ２３）。

上位計算機では、Ｇ/Ｗ装置２０からの伝送データを受信し（ステップ；ＳＴ２４）、その受信モードを確認し（ステップ；ＳＴ２５）、エラー（測定モード以外）の場合、受信データ処理１（無効判定）する（ステップ；ＳＴ２６）。

ステップ（ＳＴ２５）において、受信したデータが正常な場合すなわち、モードチェックの結果エラーがない場合（ＮＯ）は、累積積算回数の飛び（表５の場合通常は、前後の累積積算回数の差は、１０だが、Ｎ+２のデータが欠落しており、Ｎ+１とＮ+３では、差が２０となり，上位計算機には、Ｎ+1の次のデータはＮ+３であり、差が１０より大きく飛びがあると判断する）の有無を判定し（ステップ；ＳＴ２７）、飛びがない場合（ＮＯ）は、通常の受信データ加工処理を行う（ステップ；ＳＴ２８）。ステップ（ＳＴ２７）において、飛びがあった場合（ＹＥＳ）、Ｇ/Ｗ装置２０から上位計算機６へデータ伝送に失敗したと判定する。

次に、Ｊ値について前回受信したデータとの比較処理を行い（ステップ；ＳＴ２９）、Ｊ値が変化している（カウントアップしている）か否かを判定し（ステップ；ＳＴ３０）、変化が無ければ（カウントアップしていなければ）欠落データは有効データと判定する（⇒受信データ処理３）（ステップ；ＳＴ３１）。Ｊ値が変化している（カウントアップしている）場合、欠落データのモードが測定以外と推定し、無効と判定する（⇒受信データ処理２）（ステップ；ＳＴ３２）。これら受信データ処理１，２，３については、タイムスタンプを付加して、上位計算機６にデータを保存する。

以上のように、状変カウンタ値をＧ/Ｗ装置２０で演算し、モード値と同じに、上位計算機６に伝送することにより、Ｇ/Ｗ装置２０から上位計算機６へ伝送されるデータの内の欠落データについて、有効、無効を判定でき、システムの信頼性が向上させることができる。

（実施例３）
図１１は、本実施例３のシステム構成図である。
本実施例３は前述した実施例２の拡張例であり、Ｇ/Ｗ装置２０がｎ台、Ｇ/Ｗ装置１台あたり計装モジュール３_ｉがｍ台の計ｎ×ｍ台からなる計装システムの一般的なソフトウェア構成を示すものである。

＜上位計算機から検出器側へのデータ伝送＞
次に、上位計算機６から検出器ユニット１_ｉ側へのデータ伝送について説明する。
上位計算機６は、図１２で示した計算機アドレス表に基づき、個々の検出器ユニット１_ｉにデータを伝送する。例えば検出器ユニット（101）に伝送する場合、当該検出器ユニット（101）が所属するＧ/Ｗ装置のＩＰアドレス（133.113.26.101）にデータが伝送される。次に、当該検出器ユニット（101）のＧＰ-ＩＢアドレス（01）は、個々のデータのヘッダに情報として書き込み伝送する。

データは上位計算機６内のＵＤＰのPortA、イーサネットバス１８、Ｇ/Ｗ装置２０内ののPortAを経由してＧ/Ｗアプリケーションソフトに到達し、このＧ/ＷアプリケーションソフトでＧＰ-ＩＢアドレス（01）に仕分けられ、ＧＰ-ＩＢ方式で当該の計装モジュールに伝送される。

各Ｇ/Ｗ装置にはｍ台の計装モジュールがあり、ｍ個のデータの仕分けを行う必要があり、処理に時間がかかるため、リアルタイム処理性が困難になる可能性が高い。

＜検出器側から上位計算機へのデータ伝送＞
次に、検出器側から上位計算機へのデータ伝送について説明する。
図１３はＧ/Ｗ装置から上位計算機へ伝送するデータ伝送フォーマットの例を示す図である。

各検出器ユニットのデータは、Ｇ/Ｗ装置が主体となって順次各計装モジュール経由で収集される。個々の検出器のデータに当該計装モジュールのＧＰ-ＩＢアドレスと当該Ｇ/Ｗ装置のＩＰアドレス情報を加えたデータ伝送フォーマットを上位計算機に伝送する。上位計算機のアプリケーションソフトでは、計装モジュールのＧＰ-ＩＢアドレスとＧ/Ｗ装置のＩＰアドレス情報とアドレス情報テーブルにより検出器毎にデータを仕分ける。

なお、このデータ伝送フォーマットを採用すると、検出器のチャンネル数が多い場合、時間を要するためリアルタイム処理性が困難になる可能性が高い。

図１４は実施例３のシステムとソフト構成を示す図である。この場合の特徴は、検出器の数だけPortが用意されていることである。イーサネットの場合特定のアプリソフトと特定のPortを、１：１で対応付けることにより、アプリソフトに関連するデータを自動的に当該アプリソフト間で伝送することができる。

図１５では、各検出器とPort番号を対応付けることにより、図１１のソフト構成の場合問題だった“データの仕分けに要する時間”を短縮し、リアルタイム処理性の向上を行っている。具体的な作用については以下の通り。

＜上位計算機から検出器側へのデータ伝送について＞
上位計算機では、図１５で示すアドレス情報テーブルに基づき、各検出器にコマンドを送信する。例えば検出器101へのデータ伝送の場合、上位計算機のアプリソフトは、図１５の関係から、変換ソフト101にデータを引き渡し、変換ソフト101に対応するPort101を介して、各Ｇ/Ｗ装置２０_１のアプリソフト101にコマンドデータが引き渡される。Ｇ/Ｗ装置２０_１のアプリソフトにより、Port101〜10ｍを所属する計装モジュールのＧＰ-ＩＢアドレス01〜ｍに対応させる。（具体的には、Ｇ/Ｗ装置毎に、オフセット値がプリセット（プリセットについては後述する）されており、Ｇ/Ｗ装置１の場合１００であり、Ｇ/Ｗ装置２０_１では、プリセット値（１００）＋１からプリセット値（１００）＋ｍまでのPortデータを、所属する計装モジュールのＧＰ-ＩＢアドレス１〜ｍに対応させてデータを処理する）。

＜検出器側から上位計算機へのデータ伝送について＞
検出器ユニット（101）を例として、検出器ユニット側から上位計算機６へデータの伝送について説明する。

本実施例では既述のように、Ｇ/Ｗ装置２０が一定周期で、所属する計装モジュールを介して各検出器のデータを収集する。Ｇ/Ｗ装置２０_１の場合、アプリソフトによりＧＰ-ＩＢアドレス１の計装モジュールはPort番号101に対応付け（具体的には、Ｇ/Ｗ装置毎に、オフセット値がプリセット（後述）されており、Ｇ/Ｗ装置２０_１の場合１００であり、Ｇ/Ｗ装置２０_１では、プリセット値（１００）＋１からプリセット値（１００）＋ｍまでのPortデータを、所属する計装モジュールのＧＰ-ＩＢアドレス01〜ｍに対応させてデータを処理する）し、データは上位計算機の変換ソフト101に引き渡される。上位計算機は、アドレス情報テーブルにより、変換ソフト101のデータは検出器101のデータとして処理する。

前述した図１１に示した一般的なソフト構成の場合、データの仕分けのために検出器の数が多くなればなるほど多くの時間を必要とし、リアルタイム処理性に問題があったが、図１４に示すソフト構造の場合、OSレベルの機能を使用するため処理時間が短く、また、アプリケーションソフトの構造を簡単化できる利点がある。
次にＧ/Ｗ装置のアプリソフトについて補足説明する。このアプリソフトは、Ｇ/Ｗ装置２０_１の場合、検出器101〜10ｍが対応しており、計装モジュールのＧＰ-ＩＢアドレス01〜ｍがPort101〜10ｍに対応するようになっている。Ｇ/Ｗ装置２０_２の場合、対応する検出器が201〜20ｍであり、計装モジュールのＧＰ-ＩＢアドレス01〜ｍがPort201〜20ｍになるようにソフトが作られている。例えば、Ｇ/Ｗ装置２０_１とＧ/Ｗ装置２０_２とを交換する場合、その都度ソフトを変更するのは費用と時間がかかる。このため、各Ｇ/Ｗ装置には、オフセット値設定がハードウェア又はソフトウェアで可能となるような機能をもたせている。例えば、図１４のＧ/Ｗ装置２０_２をＧ/Ｗ装置２０_１の代わりに設置した場合、オフセット値２を２００から１００に変更する。その場合、アプリソフトは『計装モジュールのＧＰ-ＩＢアドレス01〜ｍがPort201〜20ｍ』から、『計装モジュールのＧＰ-ＩＢアドレス01〜ｍがPort101〜10ｍ』に自動的に切り替わる。これは、図１４の上からｎ番目の位置に設置されるＧ/Ｗ装置のオフセット値を“ｎ00”とし、当該Ｇ/Ｗ装置の計装モジュールのＧＰ-ＩＢアドレス01〜ｍが、Port番号（ｎ00+1）〜（ｎ00+ｍ）に対応するように予め設計されている。

このオフセット値の設定は、各Ｇ/Ｗ装置のハードスイッチ又は上位計算機からの指定で変更できるものとする。上位計算機は、各Ｇ/Ｗ装置をＩＰアドレスで識別できるので、容易にオフセット値を変更できる。

（実施例４）
図１６は本発明の実施例４に係るシステムおよびソフトウェア構成を示す図である。
本実施例４は、上述した実施例に対して、バックアップ用の上位計算機６Ｂを追加したことを特徴とするものであり、他の部分は同じなので説明を省略する。

図１６に示すように、バックアップ用の上位計算機６Ｂのソフト構成は、上位計算機と同じ構成とする。下位のＧ/Ｗ装置からのデータ伝送先のＩＰアドレスとして、上位計算機の他に後一箇所をバックアップ用計算機分として設定する。このことにより、Ｇ/Ｗ装置から、上位計算機へ伝送されるデータと全く同じデータが、バックアップ用計算機にも伝送される。伝送方法は、マルチキャスト（Multicast）で２箇所グループ指定する方法と、ユニキャスト（Unicast）で２回送信する方法のいづれでも良い。同一ネットワーク内に構成機器がある場合は、マルチキャスト方式、ルータなどを介して構成機器が結合される場合は、マルチキャストが有効に機能しないので、ユニキャストで一回目は、上位計算機、２回目はバックアップ用計算機のＩＰアドレスあてにデータを送信する。
（実施例５）
図１７は実施例５のシステム構成とソフト構造とを示す図である。

本実施例５は、図１６の実施例に保守用計算機６Ｍを追加したものである。従来、計装システムの保守のためには専用の保守用検査装置が必要であった。保守用計算機のソフト構造を上位計算機と同じものとし、同一ネットワークに接続することにより保守用検査装置が容易に実現できる。

保守用の計算機６Ｍの場合は、バックアップ用計算機６Ｂと同様、上位計算機６と同じソフト構成として、ネットワークに接続し、下位Ｇ/Ｗ装置のデータ送信先のＩＰアドレスに加えることにより、上位計算機６と同じデータを取り込める。また、上位計算機６からデータを送信する先のＩＰアドレスのセットに、保守用計算機６ＭのＩＰ番号を加えておくことにより、保守用計算機６Ｍは、他の計算機に代わってＧ/Ｗ装置へ伝送されるデータ取得でき、健全なデータが送信されているかどうかを検査できる。

上記した構成とすることにより、保守用計算機６Ｍに伝送されてきた上位計算機６及びＧ/Ｗ装置のデータを解析し異常な動作が無いか確認する。また、一時的に上位計算機６からのコマンドを停止し、その間に、上位計算機６に代わって保守用計算機６Ｍからコマンドを送信し、そのコマンドに対するＧ/Ｗ装置からのデータを入手し、データを解析し、Ｇ/Ｗ装置の健全性を確認する。同様に、Ｇ/Ｗ装置の機能を一時的に停止し、Ｇ/Ｗ装置の変わってデータを上位計算機に送信し、上位計算機からのコマンドを解析し上位計算機の健全性を確認する。

この場合、ＵＤＰ/ＩＰのデータ伝送は、ハンドシェークでなく、伝送しっぱなしであり、また、マルチキャスト機能で、複数のＩＰアドレスに同時データを送信できるので、保守用計算機６Ｍのために改めてデータを伝送する必要がなく、そのために余計な時間が不要であり、オンラインの状態で、Ｇ/Ｗ装置、上位計算機６の動作状態をモニタできる。

（実施例６）
前述した図１１の場合、各検出器に１つのPortを割り付けるソフトウェア構造であったが、更にリアルタイム処理性を向上するため、検出器ユニットから上位計算機へのデータ伝送（下流から上流へのデータ伝送）と上位計算機から検出器ユニット（上流から下流へのデータ伝送）の各々に１つのPortを割り付ける、つまり１台の検出器に２つのPortを割り付けるソフト構造にすればよい。

この場合、下流から上流へのデータ伝送は、各Ｇ/Ｗ装置が一定周期で、定期的に多量のデータの伝送であり、上流から下流へのデータ伝送は、上位計算機から各検出器ユニット随時発信されるコマンドデータである。Portを分けて処理することによりアプリソフトの負担の軽減、パケットの衝突可能性の低減が可能となり、より信頼性を向上させることができる。

本発明に係るデータ伝送システムの実施例１のシステム構成図。本発明で採用のゲートウェイ装置のハードウェア構成図。本発明で採用のゲートウェイ装置のデータ伝送ブロック図。本発明の実施例１に係るデータ伝送システムのデータ伝送タイムチャート。本発明の実施例２に係るデータ伝送システムのデータ伝送タイムチャート。本発明の実施例２に係るデータ伝送システムの受信カウンタフローチャート積算回数、積算計数値、累積積算回数、累積計数値説明図。積算回数、積算計数値、累積積算回数、累積計数値説明図。本発明の実施例２に係るデータ伝送システムの状態変化カウンタフローチャート。測定モードＮO、状変カウンタ値の説明図。本発明の実施例３に係るデータ伝送システムのシステムおよびソフト構成図。計算機アドレス表を示す図。ゲートウェイ装置と上位計算機間の伝送データフォーマットを示す図。実施例２バックアップ計算機を含むシステム＆ソフト構成図。計算機アドレス表を示す図。本発明の実施例４に係るデータ伝送システムのバックアップ用計算機を含むシステムおよびソフト構成図。本発明の実施例５に係るデータ伝送システムの保守用計算機を含むシステムおよびソフト構成図。従来装置１のシステム構成図。検出器ユニットブロック図。計装モジュールブロック図。（ａ）、（ｂ）は従来装置のデータ伝送タイムチャート。従来装置２に係るシステム構成図。従来装置２で採用のイーサネット変換アダプターによるデータ伝送ブロック図。

符号の説明

１_ｉ…検出器ユニット、２…専用通信ライン、３_ｉ…計装モジュール、４…ＧＰ-ＩＢバス、６…上位計算機、６Ｂ…バックアップ用計算機、６Ｍ…保守用計算機、１６…イーサネットカード、１８…イーサネットバス、２０…ゲートウェイ装置、２１…イーサネット・インターフェース、２２…ＧＰ-ＩＢインターフェース，２３…演算処理部、２４…メモリ、２５…タイマ、２６…カウンタ、３０…イーサネットドライバソフト、３１…変換用アプリソフト、３２…演算処理用アプリソフト、３３…ＧＰ-ＩＢドライバーソフト。

Claims

複数の検出器ユニットと、前記複数の検出器ユニットに各々接続され内部にＧＰ-ＩＢインターフェースを有する複数の計装モジュールと、イーサネットバスに接続される上位計算機と前記複数の計装モジュールとの間にＧＰ-ＩＢプロトコルをイーサネットプロトコルに変換する複数のゲートウェイ装置を設け、当該複数のゲートウェイ装置を介して前記上位計算機と前記複数の計装モジュールとの間でコマンドおよびデータの送受信を行うようにしたデータ伝送システムにおいて、
前記イーサネットバスに接続するバックアップ用計算機を更に設け、
前記複数のゲートウェイ装置は、各計装モジュールのＧＰ-ＩＢの親機としての機能を持ち、複数台の計装モジュールから伝送されるデータを収集し、この収集データを前記上位計算機に対して一括で前記イーサネットバスを介して伝送する一方、前記上位計算機から前記各計装モジュールに対して伝送されるコマンドを一括して前記上位計算機から受信し、この受信した前記コマンドをＧＰ-ＩＢの親機として各計装モジュールへ伝送すると共に、前記収集データの伝送先として前記上位計算機以外に前記バックアップ用計算機のＩＰアドレスを追加し前記収集データを前記バックアップ用計算機へ伝送し、更に、前記上記計算機および前記バックアップ用計算機との間のデータの伝送にＵＤＰ/ＩＰプロトコルを使用し、前記上位計算機および前記バックアップ用計算機への伝送と前記上位計算機および前記バックアップ用計算機計算機からのコマンドの受信を別々に行うようにしており、
前記上位計算機と前記複数のゲートウェイ装置はそれぞれ前記複数の検出器ユニットに相当する数の複数のＰｏｒｔを有し、当該複数のＰｏｒｔの各Ｐｏｒｔ番号は各Ｐｏｒｔが対応する検出器ユニットの検出器ユニット番号とそれぞれ対応付けられて設定されており、
前記複数のゲートウェイ装置の各々に対して前記複数の計装モジュールのうちの所定数の計装モジュールが接続しており、
前記検出器ユニットへのコマンドの伝送において、前記上位計算機は、前記複数のゲートウェイ装置の各々に対して予め設定されたゲートウェイ装置オフセット値と前記複数の計装モジュールの各々に対して予め設定されたＧＰ-ＩＰアドレスとに基づいてコマンドの伝送対象の検出器ユニットに対応するＰｏｒｔのＰｏｒｔ番号を特定し、この特定したＰｏｒｔ番号のＰｏｒｔを介してコマンドの伝送対象の検出器ユニットに接続された所定のゲートウェイ装置にコマンドを伝送し、前記所定のゲートウェイ装置は、コマンドが伝送されたＰｏｒｔに対応して接続されている計装モジュールの計装モジュールＧＰ-ＩＰアドレスをコマンドの伝送対象の計装モジュールの計装モジュールＧＰ-ＩＰアドレスとすることで前記所定のゲートウェイ装置に接続されている複数の計装モジュールの中からコマンドを伝送する対象を特定し、この特定した計装モジュールに対してコマンドを伝送し、
前記検出器ユニットのデータの前記上位計算機への伝送において、前記複数のゲートウェイ装置は、自身に所属する複数の計装モジュールを介して自身に所属する複数の検出器ユニットからデータを収集し、前記自身に所属する複数の検出器ユニットから収集した各々のデータを伝送する各々のＰｏｒｔのＰｏｒｔ番号を各々のデータが伝送された計装モジュールのＧＰ-ＩＰアドレスと自身のゲートウェイ装置オフセット値に基づいて特定し、この特定された各々のＰｏｒｔ番号のＰｏｒｔに前記自身に所属する複数の検出器ユニットから収集したデータを各々伝送し、
前記上位計算機は、前記複数のゲートウェイ装置から伝送されたデータについて当該データの伝送されたＰｏｒｔのＰｏｒｔ番号に基づいて当該データに対応する検出器ユニットを特定する
ことを特徴とするデータ伝送システム。
前記複数のゲートウェイ装置は、設置する場所に依存する前記ゲートウェイ装置オフセット値を各ゲートウェイ装置のハードスイッチ又は前記上位計算機からの指示で変更する機能を有することを特徴とする請求項１記載のデータ伝送システム。
前記上位計算機及び前記複数のゲートウェイ装置は、前記検出器ユニット毎に前記検出器ユニットから前記上位計算機へのデータの伝送用のＰｏｒｔと前記上位計算機から前記検出器ユニットへのデータの伝送用のＰｏｒｔを有することを特徴とする請求項１記載のデータ伝送システム。
複数の検出器ユニットと、前記複数の検出器ユニットに各々接続され内部にＧＰ-ＩＢインターフェースを有する複数の計装モジュールと、イーサネットバスに接続される上位計算機と前記複数の計装モジュールとの間に設けられたＧＰ-ＩＢプロトコルをイーサネットプロトコルに変換するゲートウェイ装置と、前記イーサネットバスに接続するバックアップ用計算機とを有し、前記上位計算機と前記複数のゲートウェイ装置はそれぞれ前記複数の検出器ユニットに相当する数の複数のＰｏｒｔを有し、前記複数のゲートウェイ装置の各々に対して前記複数の計装モジュールのうちの所定数の計装モジュールが接続しており、前記複数のゲートウェイ装置を介して前記上位計算機と前記複数の計装モジュールとの間でコマンドおよびデータの送受信を行うようにしたデータ伝送システムにおける前記ゲートウェイ装置に用いられるデータ伝送システム用プログラムにおいて、
前記複数のゲートウェイ装置に、各計装モジュールのＧＰ-ＩＢの親機としての機能を持たせ、複数台の計装モジュールから伝送されるデータを収集し、この収集データを前記上位計算機に対して一括で前記イーサネットバスを介して伝送する一方、前記上位計算機から前記各計装モジュールに対して伝送されるコマンドを一括して前記上位計算機から受信し、この受信した前記コマンドをＧＰ-ＩＢの親機として各計装モジュールへ伝送すると共に、前記収集データの伝送先として前記上位計算機以外に前記バックアップ用計算機のＩＰアドレスを追加し前記収集データを前記バックアップ用計算機へ伝送し、更に、前記上記計算機および前記バックアップ用計算機との間のデータの伝送にＵＤＰ/ＩＰプロトコルを使用し、前記上位計算機および前記バックアップ用計算機への伝送と前記上位計算機および前記バックアップ用計算機計算機からのコマンドの受信を別々に行うように動作させ、
前記上位計算機及び前記複数のゲートウェイ装置の前記複数のＰｏｒｔの各Ｐｏｒｔ番号は各Ｐｏｒｔが対応する検出器ユニットの検出器ユニット番号とそれぞれ対応付けられて設定し、
前記検出器ユニットへのコマンドの伝送において、前記上位計算機に、前記複数のゲートウェイ装置の各々に対して予め設定されたゲートウェイ装置オフセット値と前記複数の計装モジュールの各々に対して予め設定されたＧＰ-ＩＰアドレスとに基づいてコマンドの伝送対象の検出器ユニットに対応するＰｏｒｔのＰｏｒｔ番号を特定させ、この特定させたＰｏｒｔ番号のＰｏｒｔを介してコマンドの伝送対象の検出器ユニットに接続された所定のゲートウェイ装置にコマンドを伝送させ、前記所定のゲートウェイ装置に、コマンドが伝送されたＰｏｒｔに対応して接続されている計装モジュールの計装モジュールＧＰ-ＩＰアドレスをコマンドの伝送対象の計装モジュールの計装モジュールＧＰ-ＩＰアドレスとすることで前記所定のゲートウェイ装置に接続されている複数の計装モジュールの中からコマンドを伝送する対象を特定させ、この特定した計装モジュールに対してコマンドを伝送させ、
前記検出器ユニットのデータの前記上位計算機への伝送において、前記複数のゲートウェイ装置に、自身に所属する複数の計装モジュールを介して自身に所属する複数の検出器ユニットからデータを収集させ、前記自身に所属する複数の検出器ユニットから収集させた各々のデータを伝送する各々のＰｏｒｔのＰｏｒｔ番号を各々のデータが伝送された計装モジュールのＧＰ-ＩＰアドレスと自身のゲートウェイ装置オフセット値に基づいて特定させ、この特定させた各々のＰｏｒｔ番号のＰｏｒｔに前記自身に所属する複数の検出器ユニットから収集したデータを各々伝送させ、前記上位計算機に、前記複数のゲートウェイ装置から伝送されたデータについて当該データの伝送されたＰｏｒｔのＰｏｒｔ番号に基づいて当該データに対応する検出器ユニットを特定させる
ことを特徴とするデータ伝送システム用プログラム。