JP6373630B2 - Relay control system and communication relay method - Google Patents

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Description

本発明は、演算部と入出力部が分離され、演算部と入出力部とをそれぞれ中継装置を介した通信回線で接続する制御システム装置に関する。   The present invention relates to a control system device in which a calculation unit and an input / output unit are separated and each of the calculation unit and the input / output unit is connected via a communication line via a relay device.

化学プラントや原子力発電所等の、安全確保が優先される現場に用いられる制御システムは、可用性（availability:その対象が障害に対してどれだけ強いかを示す観点。稼働率。）に対する要求が厳しい。これらの制御システムでは、演算部を二重化し、それら演算部と入出力部の各装置間を接続する通信回線を二重化し、さらに演算部と入出力部をリング状に接続することにより、高い可用性を実現する方法が提案されている。例えば、特許文献１によれば、二重化した通信回線をリング状に接続することにより、一箇所に集中して発生する回線故障に対し、高い耐障害性を有するので、強力な可用性を提供できると記載されている。   Control systems used at sites where safety is a priority, such as chemical plants and nuclear power plants, have severe demands on availability (availability: a viewpoint that indicates how strong a target is against a failure. Availability). . In these control systems, high availability is achieved by duplicating the computing units, duplicating the communication lines connecting the computing units and the input / output units, and connecting the computing units and the input / output units in a ring shape. A method for realizing the above has been proposed. For example, according to Patent Document 1, by connecting redundant communication lines in a ring shape, it has high fault tolerance against line failures that occur in a centralized location, and therefore can provide strong availability. Have been described.

特開２０１１−１１３４１５号公報JP 2011-113415 A

特許文献１の制御システムでは、二重化された演算部と、各入出力部は中継装置を介して、二重化された１つのリング状の通信回線で接続される構成となっている。その為、入出力部の数を増やしたい場合は、中継装置と通信回線を必要数、リングの構成に追加することとなる。中継装置では、光信号を電気信号に変換するなどの処理に少なからず時間がかかる(例えば変換時間3μs)。また、通信回線の距離が長くなると、通信信号の通信時間が長くなる(例えば6ns/m)。従って、入出力部の数を増やすと各入出力部との通信に時間がかかり、制御システムの通信性能が落ちるという課題がある。特に、大規模プラントの制御では入出力装置が数百台接続される事もあり、その影響は大きい。   In the control system of Patent Document 1, the duplexed arithmetic unit and each input / output unit are connected via a relay device through a single duplex communication line. Therefore, when it is desired to increase the number of input / output units, the required number of relay devices and communication lines are added to the ring configuration. In the relay apparatus, processing such as conversion of an optical signal into an electric signal takes time (for example, a conversion time of 3 μs). Further, when the distance of the communication line is increased, the communication time of the communication signal is increased (for example, 6 ns / m). Therefore, when the number of input / output units is increased, it takes time to communicate with each input / output unit, and there is a problem that the communication performance of the control system is degraded. Particularly, in the control of a large-scale plant, hundreds of input / output devices may be connected, and the influence is great.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、大規模プラントなど入出力部の数が増大しても演算部と各入出力部間の通信性能の劣化を防ぐことが可能な中継制御システムおよび通信中継方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and can perform relay control capable of preventing deterioration in communication performance between a calculation unit and each input / output unit even when the number of input / output units such as a large-scale plant increases. It is an object to provide a system and a communication relay method.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる中継制御システムは、制御対象に命令に伴う要求または応答を含むデータを入出力する複数の入出力装置と、前記入出力装置に対する制御を命令する演算装置と、前記演算装置と前記入出力装置との通信を中継する複数の中継装置とを備え、前記中継装置毎に、複数の前記入出力装置と前記中継装置とがリング状の通信回線を介して接続され、前記中継装置は、前記データを中継するか否かを判定する通信可否判定手段を有し、前記通信可否判定手段の判定結果に基づき、前記データの通信を中継する、ことを特徴とする中継制御システムとして構成される。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a relay control system according to the present invention includes a plurality of input / output devices that input / output data including a request or a response accompanying a command to a control target, and the input / output devices And a plurality of relay devices that relay communication between the arithmetic device and the input / output device, and each of the relay devices includes a plurality of the input / output devices and the relay device. The relay device includes a communication availability determination unit that determines whether or not to relay the data, and performs communication of the data based on a determination result of the communication availability determination unit. It is configured as a relay control system characterized by relaying.

また、本発明にかかる中継制御システムは、制御対象に命令に伴う要求または応答を含むデータを入出力する複数の入出力装置と、前記入出力装置に対する制御を命令する第一の演算装置と、前記入出力装置に対する制御を命令する第二の演算装置と、前記第一の演算装置と前記入出力装置との通信を中継する複数の第一の中継装置と、前記第二の演算装置と前記入出力装置との通信を中継する複数の第二の中継装置とを備え、前記第一の中継装置毎に、複数の前記入出力装置と前記第一の中継装置とがリング状の第一の通信回線を介して接続され、前記第二の中継装置毎に、複数の前記入出力装置と前記第二の中継装置とがリング状の第二の通信回線を介して接続され、前記第一の中継装置および前記第二の中継装置は、前記データを中継するか否かを判定する通信可否判定手段を有し、前記通信可否判定手段の判定結果に基づき、前記データの通信を中継し、いずれか一方の演算装置が動作中は他方の演算装置が前記一方の演算装置と前記入出力装置との間の通信をモニタすることを特徴とする中継制御システムとして構成される。   The relay control system according to the present invention includes a plurality of input / output devices that input / output data including a request or a response accompanying a command to a control target, a first arithmetic device that commands control of the input / output device, A second arithmetic device that commands control of the input / output device; a plurality of first relay devices that relay communication between the first arithmetic device and the input / output device; A plurality of second relay devices that relay communication with the entry output device, and each of the first relay devices includes a plurality of the input / output devices and the first relay device in a ring-shaped first A plurality of the input / output devices and the second relay device are connected via a ring-shaped second communication line for each of the second relay devices. The relay device and the second relay device relay the data Communication enable / disable determining means for determining whether or not, and relaying the data communication based on the determination result of the communication enable / disable determining means, while one of the arithmetic devices is operating, the other arithmetic device is The relay control system is configured to monitor communication between one arithmetic device and the input / output device.

また、本発明は、上記中継制御システムで行われる通信中継方法としても把握される。   Moreover, this invention is grasped | ascertained also as a communication relay method performed with the said relay control system.

本発明によれば、大規模プラントなど入出力部の数が増大しても演算部と各入出力部間の通信性能の劣化を防ぐことができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if the number of input / output parts, such as a large-scale plant, increases, deterioration of the communication performance between a calculating part and each input / output part can be prevented.

二重化されたCPUユニットが複数ブランチに接続された制御システムのブロック図である。It is a block diagram of a control system in which duplicated CPU units are connected to a plurality of branches. CPUユニット１台がRIOユニット3台に接続された制御システムのブロック図である。It is a block diagram of a control system in which one CPU unit is connected to three RIO units. CPUユニット１台を使用した制御システムにおけるフレーム構成図である。It is a frame block diagram in the control system using one CPU unit. ユニキャスト通信における要求フレームと応答フレームのタイムチャートである。5 is a time chart of a request frame and a response frame in unicast communication. CPUユニット１台に対し、RIOユニットが6台、直列接続された制御システムのブロック図である。It is a block diagram of a control system in which six RIO units are connected in series to one CPU unit. CPUユニット１台に対し、RIOユニットが3台ずつ、並列接続された制御システムのブロック図である。It is a block diagram of a control system in which three RIO units are connected in parallel to one CPU unit. CPUIFの機能を表すブロック図である。It is a block diagram showing the function of CPUIF. CPU二重化の制御システムにおけるフレーム構成図である。It is a frame block diagram in the control system of CPU duplication.

以下に添付図面を参照して、本発明にかかる中継制御システムおよび通信中継方法の実施の形態を詳細に説明する。   Exemplary embodiments of a relay control system and a communication relay method according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings.

まず、化学プラントや原子力発電所等で使用される制御システムの一例を、図２を用いて説明する。図２は、制御システムの一例を示すブロック図である。図２に示すように、一般的な制御システムは、指令装置100と、演算部であるCPUユニット102と、入出力部であるRIOユニット112、121及び130とを有している。また、本制御システムの制御対象120、129、138が、それぞれRIOユニット112、121、130に接続されている。   First, an example of a control system used in a chemical plant or a nuclear power plant will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a control system. As shown in FIG. 2, a general control system includes a command device 100, a CPU unit 102 that is a calculation unit, and RIO units 112, 121, and 130 that are input / output units. Further, the control objects 120, 129, and 138 of this control system are connected to the RIO units 112, 121, and 130, respectively.

指令装置100は、制御システムの状態を監視するとともに、制御システムへ各種指令を行う。CPUユニット102は、演算装置であるCPU103と、中継装置である電気光変換装置CPUIF108および電気光変換装置CPUIF109とを有して構成される。   The command device 100 monitors the state of the control system and issues various commands to the control system. The CPU unit 102 includes a CPU 103 which is an arithmetic device, an electro-optical conversion device CPUIF 108 and an electro-optical conversion device CPUIF 109 which are relay devices.

CPU103は、各入出力部から通信回線を介して取得した入力情報と指令装置100からの指令を元に入出力部への出力情報を演算し、その結果を、通信回線を介して各入出力部へ送出する。   The CPU 103 calculates the output information to the input / output unit based on the input information acquired from each input / output unit via the communication line and the command from the command device 100, and the result is input to each input / output via the communication line. Send to the department.

RIOユニット112は、入出力装置であるRIO119と、電気光変換装置RIOIF200と、電気光変換装置RIOIF201と、電気光変換装置RIOIF115と、電気光変換装置RIOIF116とを有して構成される。RIOユニット121は、入出力装置であるRIO128と、電気光変換装置RIOIF122と、電気光変換装置RIOIF123と、電気光変換装置RIOIF124と、電気光変換装置RIOIF125とを有して構成される。RIOユニット130は、入出力装置であるRIO137と、電気光変換装置RIOIF131と、電気光変換装置RIOIF132と、電気光変換装置RIOIF202と、電気光変換装置RIOIF203とを有して構成される。   The RIO unit 112 includes an RIO 119 that is an input / output device, an electro-optical conversion device RIOIF 200, an electro-optical conversion device RIOIF 201, an electro-optical conversion device RIOIF 115, and an electro-optical conversion device RIOIF 116. The RIO unit 121 includes an RIO 128 that is an input / output device, an electro-optical conversion device RIOIF 122, an electro-optical conversion device RIOIF 123, an electro-optical conversion device RIOIF 124, and an electro-optical conversion device RIOIF 125. The RIO unit 130 includes an RIO 137 that is an input / output device, an electro-optical conversion device RIOIF 131, an electro-optical conversion device RIOIF 132, an electro-optical conversion device RIOIF 202, and an electro-optical conversion device RIOIF 203.

RIO119、128及び137は、CPU103から通信回線を介して演算結果を取得し、制御対象120、129、138に出力する。また、RIO119、128及び137は、制御対象120、129、138より取得した入力データを、通信回線を介してCPU103へ送出する。CPU103と各RIO119、128、137は、二重化されたリング状の通信回線で接続されている。ここでは二重化されたリング状の通信回線の一方を1系通信回線、もう一方を2系通信回線と呼ぶ。   The RIOs 119, 128, and 137 acquire calculation results from the CPU 103 via the communication line, and output the calculation results to the control objects 120, 129, and 138. The RIOs 119, 128, and 137 send input data acquired from the control objects 120, 129, and 138 to the CPU 103 via the communication line. The CPU 103 and each of the RIOs 119, 128, and 137 are connected by a duplicated ring-shaped communication line. Here, one of the duplicated ring-shaped communication lines is called a 1-system communication line, and the other is called a 2-system communication line.

次に、CPUユニット102の通信回線と通信動作について説明する。   Next, the communication line and communication operation of the CPU unit 102 will be described.

CPU103とCPUIF108は、1系の電気通信回線104で接続されており、電気信号で双方向の通信が可能である。CPUIF108には、さらにCPUユニット外部との通信を行うために、1系の光通信回線177と176が接続されている。光通信回線177は、CPUユニット外部へ通信データを送出する回線であり、光通信回線176は、CPUユニット外部から通信データを受信する回線である。通信は、フレームと呼ばれるデータのかたまりによって行われる。フレームの種類や構造については後述する。   The CPU 103 and the CPUIF 108 are connected by a 1-system electrical communication line 104, and bidirectional communication is possible using electrical signals. To the CPUIF 108, 1-system optical communication lines 177 and 176 are connected in order to communicate with the outside of the CPU unit. The optical communication line 177 is a line for sending communication data to the outside of the CPU unit, and the optical communication line 176 is a line for receiving communication data from the outside of the CPU unit. Communication is performed by a block of data called a frame. The type and structure of the frame will be described later.

CPUIF108は、1系電気通信回線104から電気信号のフレームを受信すると、電気信号を光信号に変換し、1系光通信回線177へ光信号のフレームを送出する。また、CPUIF108は、1系の光通信回線176から光信号のフレームを受信すると、光信号を電気信号に変換し、1系の電気通信回線104へ送出する。   When the CPUIF 108 receives the electrical signal frame from the 1-system electrical communication line 104, the CPUIF 108 converts the electrical signal into an optical signal and sends the optical signal frame to the 1-system optical communication line 177. Further, when receiving a frame of an optical signal from the 1-system optical communication line 176, the CPUIF 108 converts the optical signal into an electrical signal and sends it to the 1-system electrical communication line 104.

CPU103とCPUIF109は、2系の電気通信回線105で接続されており、電気信号で双方向の通信が可能である。CPUIF109には、さらにCPUユニット外部との通信を行うために、2系の光通信回線179と178が接続されている。光通信回線179は、CPUユニット外部へ通信データを送出する回線であり、光通信回線178は、CPUユニット外部から通信データを受信する回線である。   The CPU 103 and the CPU IF 109 are connected by a two-system electric communication line 105, and bidirectional communication is possible using electric signals. To the CPU IF 109, two-system optical communication lines 179 and 178 are connected in order to communicate with the outside of the CPU unit. The optical communication line 179 is a line for sending communication data to the outside of the CPU unit, and the optical communication line 178 is a line for receiving communication data from the outside of the CPU unit.

CPUIF109は、2系電気通信回線105から電気信号のフレームを受信すると、電気信号を光信号に変換し、2系光通信回線179へ光信号のフレームを送出する。また、CPUIF109は、2系の光通信回線178から光信号のフレームを受信すると、光信号を電気信号に変換し、2系の電気通信回線105へ送出する。   When the CPUIF 109 receives the electrical signal frame from the second-system optical communication line 105, the CPUIF 109 converts the electric signal into an optical signal and sends the optical signal frame to the second-system optical communication line 179. Further, when the CPU IF 109 receives the optical signal frame from the second-system optical communication line 178, the CPU IF 109 converts the optical signal into an electric signal and sends it to the second-system electric communication line 105.

次に、RIOユニット112の通信回線と通信動作について説明する。   Next, the communication line and communication operation of the RIO unit 112 will be described.

RIO119とRIOIF200とRIOIF115は、1系の電気通信回線117でそれぞれ接続されている。RIOIF200には、RIOユニット外部からの通信データを受信するための1系の光通信回線177が接続されている。RIOIF115には、RIOユニット外部へ通信データを送信するための1系の光通信回線192が接続されている。   The RIO 119, the RIOIF 200, and the RIOIF 115 are connected by a 1-system telecommunication line 117, respectively. The RIOIF 200 is connected to a 1-system optical communication line 177 for receiving communication data from outside the RIO unit. The RIOIF 115 is connected to a 1-system optical communication line 192 for transmitting communication data to the outside of the RIO unit.

RIOIF200は、1系光通信回線177から光信号のフレームを受信すると、光信号を電気信号に変換し、1系電気通信回線117へ電気信号のフレームを送出する。光通信回線192は、RIOユニット外部へ通信データを送出する回線である。RIOIF115は、1系電気通信回線117から電気信号のフレームを受信すると、電気信号を光信号に変換し、1系光通信回線192へ光信号のフレームを送出する。   When the RIOIF 200 receives an optical signal frame from the 1-system optical communication line 177, the RIOIF 200 converts the optical signal into an electrical signal and sends the electrical signal frame to the 1-system electrical communication line 117. The optical communication line 192 is a line for sending communication data to the outside of the RIO unit. When the RIOIF 115 receives the electrical signal frame from the 1-system telecommunication line 117, the RIOIF 115 converts the electrical signal into an optical signal and sends the optical signal frame to the 1-system optical communication line 192.

RIO119とRIOIF201とRIOIF116は、2系の電気通信回線118でそれぞれ接続されている。RIOIF201には、RIOユニット外部へ通信データを送信するための2系の光通信回線178が接続されている。RIOIF116には、RIOユニット外部からの通信データを受信するための2系の光通信回線194が接続されている。   RIO119, RIOIF201, and RIOIF116 are connected by a two-system telecommunication line 118, respectively. The RIOIF 201 is connected to a two-system optical communication line 178 for transmitting communication data to the outside of the RIO unit. The RIOIF 116 is connected to a two-system optical communication line 194 for receiving communication data from outside the RIO unit.

RIOIF201は、2系電気通信回線118から電気信号のフレームを受信すると、電気信号を光信号に変換し、2系光通信回線178へ光信号のフレームを送出する。光通信回線194は、RIOユニット外部から通信データを受信する回線である。RIOIF116は、2系光通信回線194から光信号のフレームを受信すると、光信号を電気信号に変換し、2系電気通信回線118へ電気信号のフレームを送出する。RIOユニット121、130については、RIOユニット112と構成及び動作が変わらないので説明を省略する。   When the RIOIF 201 receives an electric signal frame from the second system telecommunication line 118, the RIOIF 201 converts the electric signal into an optical signal and sends the optical signal frame to the second system optical communication line 178. The optical communication line 194 is a line that receives communication data from outside the RIO unit. When the RIOIF 116 receives the optical signal frame from the second optical communication line 194, the RIOIF 116 converts the optical signal into an electric signal and sends the electric signal frame to the second electric communication line 118. Since the configuration and operation of the RIO units 121 and 130 are the same as those of the RIO unit 112, description thereof will be omitted.

次に、各ユニット間の1系通信回線の接続について説明する。   Next, connection of the 1-system communication line between the units will be described.

CPUIF108とRIOIF200は、1系の光通信回線177で接続され、CPUIF108からRIOIF200への通信が可能である。RIOIF115とRIOIF122は、1系の光通信回線192で接続され、RIOIF115からRIOIF122への通信が可能である。RIOIF124とRIOIF131は、1系の光通信回線196で接続され、RIOIF124からRIOIF131への通信が可能である。RIOIF202とCPUIF108は、1系の光通信回線176で接続され、RIOIF202からCPUIF108への通信が可能である。   The CPUIF 108 and the RIOIF 200 are connected by a 1-system optical communication line 177, and communication from the CPUIF 108 to the RIOIF 200 is possible. The RIOIF 115 and the RIOIF 122 are connected by a 1-system optical communication line 192, and communication from the RIOIF 115 to the RIOIF 122 is possible. The RIOIF 124 and the RIOIF 131 are connected by a 1-system optical communication line 196, and communication from the RIOIF 124 to the RIOIF 131 is possible. The RIOIF 202 and the CPUIF 108 are connected by a 1-system optical communication line 176, and communication from the RIOIF 202 to the CPUIF 108 is possible.

次に、各ユニット間の2系通信回線の接続について説明する。   Next, the connection of the 2 system communication line between each unit is demonstrated.

CPUIF109とRIOIF203は、2系の光通信回線179で接続され、CPUIF109からRIOIF203への通信が可能である。RIOIF132とRIOIF125は、2系の光通信回線198で接続され、RIOIF132からRIOIF125への通信が可能である。RIOIF123とRIOIF116は、2系の光通信回線194で接続され、RIOIF123からRIOIF116への通信が可能である。RIOIF201とCPUIF109は、2系の光通信回線178で接続され、RIOIF201からCPUIF109への通信が可能である。CPU103とRIO119、RIO128、RIO137間の通信はフレームを送受信することで行われる。   The CPUIF 109 and the RIOIF 203 are connected by a two-system optical communication line 179, and communication from the CPUIF 109 to the RIOIF 203 is possible. The RIOIF 132 and the RIOIF 125 are connected by a two-system optical communication line 198, and communication from the RIOIF 132 to the RIOIF 125 is possible. RIOIF123 and RIOIF116 are connected by a two-system optical communication line 194, and communication from RIOIF123 to RIOIF116 is possible. The RIOIF 201 and the CPUIF 109 are connected by a two-system optical communication line 178, and communication from the RIOIF 201 to the CPUIF 109 is possible. Communication between the CPU 103 and the RIO 119, RIO 128, and RIO 137 is performed by transmitting and receiving frames.

図３は、フレーム構成例を示している。図３に示すように、フレームは、その先頭から、開始フラグ300、要求/応答フラグ301、ブロードキャスト/ユニキャスト/グループキャストフラグ302、送信先アドレス303、送信元アドレス304、データ305、終了フラグ306という構成要素を含んでいる。   FIG. 3 shows a frame configuration example. As shown in FIG. 3, the frame starts from the start flag 300, request / response flag 301, broadcast / unicast / group cast flag 302, transmission destination address 303, transmission source address 304, data 305, end flag 306. Is included.

開始フラグ300は、フレームの先頭を示すフラグ情報である。CPU103とRIO119とRIO128とRIO137はこの「開始フラグ」を検出して、フレームを受信したことを認識する。   The start flag 300 is flag information indicating the head of the frame. The CPU 103, RIO119, RIO128, and RIO137 detect this “start flag” and recognize that the frame has been received.

要求/応答フラグ301は、そのフレームが要求フレームであるか、応答フレームであるかを示す1bitから数bitで構成されるフラグ情報である。   The request / response flag 301 is flag information composed of 1 bit to several bits indicating whether the frame is a request frame or a response frame.

要求フレームは、要求/応答フラグ301が“要求”を示すフレームであり、CPU103から各RIOへの通信に使用される。具体的には、CPU103が各RIOに対し、入出力などの動作を要求するためのフレームである。   The request frame is a frame in which the request / response flag 301 indicates “request”, and is used for communication from the CPU 103 to each RIO. Specifically, it is a frame for the CPU 103 to request operations such as input / output from each RIO.

応答フレームは、要求/応答フラグ301が“応答”を示すフレームであり、RIOからCPUへの通信に使用される。具体的には、RIO119またはRIO128またはRIO137が制御対象120または制御対象129または制御対象138からの入力情報をCPU103に対して送信したり、RIO119またはRIO128またはRIO137が制御対象120または制御対象129または制御対象138に対して出力した情報をCPU103に送信したりする。   The response frame is a frame in which the request / response flag 301 indicates “response”, and is used for communication from the RIO to the CPU. Specifically, RIO119 or RIO128 or RIO137 sends input information from control target 120 or control target 129 or control target 138 to CPU103, or RIO119 or RIO128 or RIO137 controls target 120 or control target 129 or control. Information output to the target 138 is transmitted to the CPU 103.

ブロードキャスト/ユニキャスト/グループキャストフラグ302は、CPU103と各RIO間の通信がブロードキャスト通信か、ユニキャスト通信か、グループキャスト通信かを示すフラグ情報である。ユニキャスト通信とブロードキャスト通信とグループキャスト通信の詳細については後述する。   The broadcast / unicast / group cast flag 302 is flag information indicating whether communication between the CPU 103 and each RIO is broadcast communication, unicast communication, or group cast communication. Details of the unicast communication, broadcast communication, and groupcast communication will be described later.

送信先アドレス303は、送信先を示すアドレスである。CPU103とRIO119とRIO128とRIO137は、このアドレスが自分のアドレスと一致するか否かを判定し、一致する場合には接続される通信回線からのフレームを受信し、不一致の場合にはフレームを受信しない。なお、全てのCPUとRIOは、重複しないユニークなアドレスを持つ。   The transmission destination address 303 is an address indicating a transmission destination. CPU103, RIO119, RIO128, and RIO137 determine whether or not this address matches their own address, and if they match, receive a frame from the connected communication line, and if they do not match, receive a frame do not do. All CPUs and RIO have unique addresses that do not overlap.

送信元アドレス304は、送信元を示すアドレスである。つまり、このフレームを送信するCPUまたはRIOが、自分のアドレスをこの項目に設定してフレームを送信する。   The transmission source address 304 is an address indicating the transmission source. In other words, the CPU or RIO that transmits this frame sets its own address in this item and transmits the frame.

データ305は、入力データまたは出力データが設定される箇所である。終了フラグ306は、フレームの終了を示すフラグ情報である。また、フレームには、CRCを付加し、データ健全性のチェックを行っているが、ここでは説明を省略する。   Data 305 is a place where input data or output data is set. The end flag 306 is flag information indicating the end of the frame. In addition, CRC is added to the frame to check the data soundness, but the description is omitted here.

次に、ユニキャスト通信とブロードキャスト通信とグループキャスト通信について、図２を用いて説明する。   Next, unicast communication, broadcast communication, and groupcast communication will be described with reference to FIG.

ユニキャスト通信は、CPUから特定のRIOに要求フレームを送信し、該RIOは、要求フレーム受信後、必要な処理を実施し、CPUに対して応答フレームを送信する。この一連の処理をユニキャスト通信と称す。ユニキャスト通信における通信の流れを、図２を用いて説明する。ここでは、1系通信回線によるRIO137への通信を例に説明する。   In unicast communication, a request frame is transmitted from the CPU to a specific RIO, and after receiving the request frame, the RIO performs necessary processing and transmits a response frame to the CPU. This series of processing is called unicast communication. A communication flow in unicast communication will be described with reference to FIG. Here, communication to the RIO 137 via the 1-system communication line will be described as an example.

CPU103から電気通信回線104に出力された、RIO137あてのユニキャスト通信の要求フレームは、CPUIF108に入力される。CPUIF108は、要求フレームを受信すると、光/電気変換を行い、光通信回線177に要求フレームを出力する。   The request frame for unicast communication addressed to the RIO 137 output from the CPU 103 to the telecommunication line 104 is input to the CPUIF 108. Upon receiving the request frame, the CPUIF 108 performs optical / electrical conversion and outputs the request frame to the optical communication line 177.

RIOIF200は、光通信回線177から要求フレームを受信すると、光/電気変換を行い、電気通信回線117に出力する。電気通信回線117に出力された要求フレームは、RIO119及び、RIOIF115に入力される。   When the RIOIF 200 receives the request frame from the optical communication line 177, the RIOIF 200 performs optical / electrical conversion and outputs it to the telecommunication line 117. The request frame output to the telecommunication line 117 is input to the RIO 119 and the RIOIF 115.

RIOIF115は、要求フレームを受信すると、光/電気変換を行い、光通信回線192に出力する。RIO119は、受信した要求フレームの送信先アドレスが自らのアドレスとの一致/不一致を確認する。ここでは、アドレス不一致のため、RIO119は、入出力動作やCPU103への応答フレーム送信は行わない。   When the RIOIF 115 receives the request frame, it performs optical / electrical conversion and outputs it to the optical communication line 192. The RIO 119 confirms whether the destination address of the received request frame matches or does not match its own address. Here, because of the address mismatch, the RIO 119 does not perform input / output operations or response frame transmission to the CPU 103.

RIOIF122は、光通信回線192から要求フレームを受信すると、光/電気変換を行い、電気通信回線126に出力する。電気通信回線126に出力された要求フレームは、RIO128及び、RIOIF124に入力される。RIOIF124は、要求フレームを受信すると、光/電気変換を行い、光通信回線196に出力する。RIO128は、RIO119と同様の動作を行うので説明を省略する。   When the RIOIF 122 receives the request frame from the optical communication line 192, it performs optical / electrical conversion and outputs it to the telecommunication line 126. The request frame output to the telecommunication line 126 is input to the RIO 128 and the RIOIF 124. Upon receipt of the request frame, the RIOIF 124 performs optical / electrical conversion and outputs it to the optical communication line 196. Since the RIO 128 performs the same operation as the RIO 119, the description is omitted.

RIOIF131は、光通信回線196から要求フレームを受信すると、光/電気変換を行い、電気通信回線135に出力する。電気通信回線135に出力された要求フレームは、RIO137及び、RIOIF202に入力される。RIOIF202は、要求フレームを受信すると、光/電気変換を行い、光通信回線176に出力する。   When the RIOIF 131 receives the request frame from the optical communication line 196, it performs optical / electrical conversion and outputs it to the telecommunication line 135. The request frame output to the telecommunication line 135 is input to the RIO 137 and the RIOIF 202. When the RIOIF 202 receives the request frame, it performs optical / electrical conversion and outputs it to the optical communication line 176.

RIO137は、受信した要求フレームの送信先アドレスが自らのアドレスとの一致/不一致を確認する。ここでは、RIO137は、アドレスが一致したと判断し、要求フレームのデータ内容に応じた処理を行った後、応答フレームを電気通信回線135に出力する。応答フレームの流れについては後述する。   The RIO 137 confirms whether the destination address of the received request frame matches or does not match its own address. Here, the RIO 137 determines that the addresses match, performs processing according to the data content of the request frame, and then outputs a response frame to the telecommunication line 135. The flow of the response frame will be described later.

CPUIF108は、光通信回線176から要求フレームを受信すると、光/電気変換を行い、電気通信回線104に出力する。電気通信回線104に出力された要求フレームは、CPU103に入力される。CPU103は、受信したフレームの送信先アドレスが自らのアドレスとの一致/不一致を確認する。ここでは、アドレス不一致のため、データを取り込まない。   When the CPUIF 108 receives the request frame from the optical communication line 176, it performs optical / electrical conversion and outputs it to the telecommunication line 104. The request frame output to the telecommunication line 104 is input to the CPU 103. The CPU 103 confirms whether the transmission destination address of the received frame matches or does not match its own address. Here, no data is taken in due to an address mismatch.

次に、RIO137からの応答フレームの流れについて説明する。   Next, the flow of response frames from the RIO 137 will be described.

応答フレームは、電気通信回線135からRIOIF131、RIOIF202にそれぞれ入力されるが、RIOIF131は、出力先がないため、特に何もしない。   The response frame is input from the telecommunication line 135 to the RIOIF 131 and the RIOIF 202, respectively, but the RIOIF 131 does not particularly do anything because there is no output destination.

RIOIF202は、応答フレームを受信すると、光/電気変換を行い、光通信回線176に出力する。CPUIF108は、光通信回線176から応答フレームを受信すると、光/電気変換を行い、電気通信回線104に出力する。応答フレームは、電気通信回線104を介してCPU103に入力され、CPU103は、受信した応答フレームに応じた処理を行う。   Upon receipt of the response frame, the RIOIF 202 performs optical / electrical conversion and outputs it to the optical communication line 176. When the CPUIF 108 receives the response frame from the optical communication line 176, the CPUIF 108 performs optical / electrical conversion and outputs the response frame to the telecommunication line 104. The response frame is input to the CPU 103 via the telecommunication line 104, and the CPU 103 performs processing according to the received response frame.

次に、ユニキャスト通信における要求フレームと応答フレームの通信回線を流れる順番について説明する。   Next, the order in which the request frame and the response frame flow in the unicast communication through the communication line will be described.

応答フレームは、RIO137が要求フレームを受信して、必要な処理を実施した後、通信回線に送出される。従って、応答フレームが流れる通信回線には、要求フレーム、応答フレームの順にフレームが通過する。例として、CPU103とRIO137とのユニキャスト通信での光通信回線176におけるフレームのタイムチャートを図４に示す。図４に示すように、要求フレーム400が流れた後に応答フレーム401が流れる。続いて、ブロードキャスト通信について説明する。   The response frame is sent to the communication line after the RIO 137 receives the request frame and performs necessary processing. Accordingly, the frames pass through the communication line through which the response frame flows in the order of the request frame and the response frame. As an example, a time chart of frames in the optical communication line 176 in unicast communication between the CPU 103 and the RIO 137 is shown in FIG. As shown in FIG. 4, the response frame 401 flows after the request frame 400 flows. Next, broadcast communication will be described.

ブロードキャスト通信は、CPU103から全てのRIOに対して、要求フレームを送信する通信である。ブロードキャスト通信では、フレームの送信先アドレス303は無効となり、全てのRIOが対象となる。全てのRIOは、要求フレームを受信後、必要な処理を実施するが、CPUへの応答フレームは送信しない。   Broadcast communication is communication in which a request frame is transmitted from the CPU 103 to all RIOs. In broadcast communication, the frame transmission destination address 303 is invalid, and all RIOs are targeted. All RIOs perform the necessary processing after receiving the request frame, but do not send a response frame to the CPU.

ブロードキャスト通信における通信の流れを、図２を用いて説明する。ここでは、1系通信回線での通信を例に説明する。   A communication flow in broadcast communication will be described with reference to FIG. Here, a description will be given taking communication on the 1-system communication line as an example.

CPU103から電気通信回線104に出力された、ブロードキャスト通信の要求フレームは、CPUIF108に入力される。CPUIF108は、要求フレームを受信すると、光/電気変換を行い、光通信回線177に要求フレームを出力する。   The broadcast communication request frame output from the CPU 103 to the telecommunication line 104 is input to the CPUIF 108. Upon receiving the request frame, the CPUIF 108 performs optical / electrical conversion and outputs the request frame to the optical communication line 177.

RIOIF200は、光通信回線177から要求フレームを受信すると、光/電気変換を行い、電気通信回線117に出力する。電気通信回線117に出力された要求フレームは、RIO119及び、RIOIF115に入力される。   When the RIOIF 200 receives the request frame from the optical communication line 177, the RIOIF 200 performs optical / electrical conversion and outputs it to the telecommunication line 117. The request frame output to the telecommunication line 117 is input to the RIO 119 and the RIOIF 115.

RIOIF115は、要求フレームを受信すると、光/電気変換を行い、光通信回線192に出力する。RIO119は、受信した要求フレームのブロードキャスト/ユニキャスト/グループキャストフラグ302が“ブロードキャスト”と判定すると、要求フレームのデータ内容に応じた処理を行う。ただし、CPUに対して、応答フレームの送信は行わない。   When the RIOIF 115 receives the request frame, it performs optical / electrical conversion and outputs it to the optical communication line 192. When the RIO 119 determines that the broadcast / unicast / group cast flag 302 of the received request frame is “broadcast”, the RIO 119 performs processing according to the data content of the request frame. However, the response frame is not transmitted to the CPU.

RIOIF122は、光通信回線192から要求フレームを受信すると、光/電気変換を行い、電気通信回線126に出力する。電気通信回線126に出力された要求フレームは、RIO128及び、RIOIF124に入力される。RIOIF124は、要求フレームを受信すると、光/電気変換を行い、光通信回線196に出力する。RIO128は、RIO119と同様の動作を行うので説明を省略する。   When the RIOIF 122 receives the request frame from the optical communication line 192, it performs optical / electrical conversion and outputs it to the telecommunication line 126. The request frame output to the telecommunication line 126 is input to the RIO 128 and the RIOIF 124. Upon receipt of the request frame, the RIOIF 124 performs optical / electrical conversion and outputs it to the optical communication line 196. Since the RIO 128 performs the same operation as the RIO 119, the description is omitted.

RIOIF131は、光通信回線196から要求フレームを受信すると、光/電気変換を行い、電気通信回線135に出力する。電気通信回線135に出力された要求フレームは、RIO137及び、RIOIF202に入力される。RIOIF202は、要求フレームを受信すると、光/電気変換を行い、光通信回線176に出力する。   When the RIOIF 131 receives the request frame from the optical communication line 196, it performs optical / electrical conversion and outputs it to the telecommunication line 135. The request frame output to the telecommunication line 135 is input to the RIO 137 and the RIOIF 202. When the RIOIF 202 receives the request frame, it performs optical / electrical conversion and outputs it to the optical communication line 176.

CPUIF108は、光通信回線176から要求フレームを受信すると、光/電気変換を行い、電気通信回線104に出力する。電気通信回線104に出力された要求フレームは、CPU103に入力される。   When the CPUIF 108 receives the request frame from the optical communication line 176, it performs optical / electrical conversion and outputs it to the telecommunication line 104. The request frame output to the telecommunication line 104 is input to the CPU 103.

CPU103は受信したフレームの送信先アドレスが自らのアドレスとの一致/不一致を確認する。ここでは、アドレス不一致のため、データを取り込まない。RIO137は、RIO119と同様の動作を行うので説明を省略する。続いて、グループキャスト通信について説明する。   The CPU 103 confirms whether the transmission destination address of the received frame matches or does not match its own address. Here, no data is taken in due to an address mismatch. Since the RIO 137 performs the same operation as the RIO 119, the description is omitted. Next, group cast communication will be described.

グループキャスト通信は、複数のRIOをグルーピングし、そのグループに属するRIOに対して、CPUから要求フレームを送信する通信である。グループキャスト通信の流れについては、グループに属していないRIOは、要求フレームを受信しても、要求フレームの処理を行わないこと以外、ブロードキャスト通信と同じため、説明を省略する。   The group cast communication is communication in which a plurality of RIOs are grouped and a request frame is transmitted from the CPU to the RIOs belonging to the group. The flow of group cast communication is the same as broadcast communication except that a RIO that does not belong to a group does not process a request frame even if it receives a request frame, and thus description thereof is omitted.

ここまで、各通信のフレームの流れについて、1系通信回線を例に説明した。なお、2系通信回線の通信については、通信方向が逆ではあるが、1系通信と同様の通信であるため説明を省略する。   Up to this point, the flow of each communication frame has been described using the system 1 communication line as an example. Note that the communication of the 2-system communication line is the same as the 1-system communication although the communication direction is reverse, and the description thereof is omitted.

次に、図２の構成に対し、RIOユニットを増やした場合の課題について説明する。   Next, a problem when the number of RIO units is increased with respect to the configuration of FIG. 2 will be described.

図５は、図２で示したRIOユニット112、RIOユニット121、RIOユニット130に対して、点線で囲まれたRIOユニット139、RIOユニット148、RIOユニット157を同一リング上に直列に追加接続した場合のブロック図である。ここで、図２の構成と図５の構成の通信時間の違いについて、RIO137への1系通信を例に説明する。   In FIG. 5, RIO unit 139, RIO unit 148, and RIO unit 157 surrounded by dotted lines are additionally connected in series on the same ring to RIO unit 112, RIO unit 121, and RIO unit 130 shown in FIG. It is a block diagram in the case. Here, the difference in communication time between the configuration of FIG. 2 and the configuration of FIG. 5 will be described by taking 1-system communication to the RIO 137 as an example.

図２の構成の場合、CPU103から送信された要求フレームは、電気通信回線104、CPUIF108、光通信回線177、RIOIF200、電気通信回線117、RIOIF115、光通信回線192、RIOIF122、電気通信回線126、RIOIF124、光通信回線196、RIOIF131、電気通信回線135を介して、RIO137に入力される。   In the case of the configuration of FIG. 2, the request frame transmitted from the CPU 103 includes the telecommunication line 104, the CPUIF 108, the optical communication line 177, the RIOIF 200, the telecommunication line 117, the RIOIF 115, the optical communication line 192, the RIOIF 122, the telecommunication line 126, and the RIOIF 124. Are input to the RIO 137 via the optical communication line 196, the RIOIF 131, and the telecommunication line 135.

図５の構成の場合、CPU103から送信された要求フレームは、電気通信回線104、CPUIF108、光通信回線177、RIOIF200、電気通信回線117、RIOIF115、光通信回線192、RIOIF122、電気通信回線126、RIOIF124、光通信回線196、RIOIF500、電気通信回線144、RIOIF142、光通信回線504、RIOIF502、電気通信回線162、RIOIF158、光通信回線205、RIOIF151、電気通信回線153、RIOIF149、光通信回線201、RIOIF202、電気通信回線135を介して、RIO137に入力される。   In the case of the configuration of FIG. 5, the request frame transmitted from the CPU 103 includes the telecommunication line 104, the CPUIF 108, the optical communication line 177, the RIOIF 200, the telecommunication line 117, the RIOIF 115, the optical communication line 192, the RIOIF 122, the telecommunication line 126, and the RIOIF 124. Optical communication line 196, RIOIF500, telecommunication line 144, RIOIF142, optical communication line 504, RIOIF502, telecommunication line 162, RIOIF158, optical communication line 205, RIOIF151, telecommunication line 153, RIOIF149, optical communication line 201, RIOIF202, It is input to the RIO 137 via the telecommunication line 135.

ここで、光/電気変換に着目すると、図２の構成の場合は、CPU103からの要求フレームがRIO137に入力されるまでに、6台の電気光変換装置によって、6回光/電気変換する。光/電気変換に3μsかかるとすると、１通信において、光/電気変換にかかる時間は18μsである。   Here, paying attention to the optical / electrical conversion, in the case of the configuration of FIG. 2, the optical / electrical conversion is performed six times by the six electric / optical conversion apparatuses before the request frame from the CPU 103 is input to the RIO 137. If it takes 3 μs for optical / electrical conversion, the time required for optical / electrical conversion in one communication is 18 μs.

一方、直列にRIOユニットを追加接続した図５の構成の場合は、CPU103からの要求フレームがRIO137に入力されるまでに、12台の電気光変換装置によって、12回光/電気変換する。従って、１通信において、光/電気変換にかかる時間は36μsとなり、図２の構成に対し18μs増大する。また、追加された通信回線の距離に応じて、通信時間はさらに増大する。１通信にかかる時間を100〜200μs程度と考えると、制御システムの通信性能に対する影響は大きい。従って、本実施例では、RIOユニットを並列に接続できる様にする。   On the other hand, in the case of the configuration of FIG. 5 in which RIO units are additionally connected in series, twelve electro-optical conversions are performed by twelve electro-optical conversion devices until a request frame from the CPU 103 is input to the RIO 137. Accordingly, in one communication, the time required for optical / electrical conversion is 36 μs, which is 18 μs larger than the configuration of FIG. Further, the communication time further increases according to the distance of the added communication line. Considering that the time required for one communication is about 100 to 200 μs, the influence on the communication performance of the control system is large. Therefore, in this embodiment, RIO units can be connected in parallel.

図６は、本発明の一例を示す制御システムのブロック図である。   FIG. 6 is a block diagram of a control system showing an example of the present invention.

CPUユニット102は、CPU103、CPUIF108、CPUIF109、CPUIF108およびCPUIF109と同様のCPUIF110、CPUIF111で構成される。CPU103とCPUIF108、CPUIF110は同一の1系電気通信回線104で接続される。CPU103とCPUIF109、CPUIF111は同一の2系電気通信回線105で接続される。   The CPU unit 102 includes CPUIF110 and CPUIF111 similar to the CPU103, CPUIF108, CPUIF109, CPUIF108 and CPUIF109. CPU 103 and CPU IF 108 and CPU IF 110 are connected by the same 1-system telecommunication line 104. CPU 103, CPUIF 109, and CPUIF 111 are connected by the same two-system telecommunication line 105.

次に、各ユニット間の通信回線の接続について説明する。   Next, communication line connections between units will be described.

CPUIF108とRIOIF200は、1系の光通信回線177で接続され、CPUIF108からRIOIF200への通信が可能である。RIOIF115とRIOIF122は、1系の光通信回線192で接続され、RIOIF115からRIOIF122への通信が可能である。RIOIF124とRIOIF131は、1系の光通信回線196で接続され、RIOIF124からRIOIF131への通信が可能である。RIOIF202とCPUIF108は、1系の光通信回線176で接続され、RIOIF202からCPUIF108への通信が可能である。   The CPUIF 108 and the RIOIF 200 are connected by a 1-system optical communication line 177, and communication from the CPUIF 108 to the RIOIF 200 is possible. The RIOIF 115 and the RIOIF 122 are connected by a 1-system optical communication line 192, and communication from the RIOIF 115 to the RIOIF 122 is possible. The RIOIF 124 and the RIOIF 131 are connected by a 1-system optical communication line 196, and communication from the RIOIF 124 to the RIOIF 131 is possible. The RIOIF 202 and the CPUIF 108 are connected by a 1-system optical communication line 176, and communication from the RIOIF 202 to the CPUIF 108 is possible.

CPUIF109とRIOIF203は、2系の光通信回線179で接続され、CPUIF109からRIOIF203への通信が可能である。RIOIF132とRIOIF125は、2系の光通信回線198で接続され、RIOIF132からRIOIF125への通信が可能である。RIOIF123とRIOIF116は、2系の光通信回線194で接続され、RIOIF123からRIOIF116への通信が可能である。RIOIF201とCPUIF109は、2系の光通信回線178で接続され、RIOIF201からCPUIF109への通信が可能である。   The CPUIF 109 and the RIOIF 203 are connected by a two-system optical communication line 179, and communication from the CPUIF 109 to the RIOIF 203 is possible. The RIOIF 132 and the RIOIF 125 are connected by a two-system optical communication line 198, and communication from the RIOIF 132 to the RIOIF 125 is possible. RIOIF123 and RIOIF116 are connected by a two-system optical communication line 194, and communication from RIOIF123 to RIOIF116 is possible. The RIOIF 201 and the CPUIF 109 are connected by a two-system optical communication line 178, and communication from the RIOIF 201 to the CPUIF 109 is possible.

CPUIF110とRIOIF500は、1系の光通信回線181で接続され、CPUIF110からRIOIF500への通信が可能である。RIOIF142とRIOIF149は、1系の光通信回線200で接続され、RIOIF142からRIOIF149への通信が可能である。RIOIF151とRIOIF158は、1系の光通信回線204で接続され、RIOIF151からRIOIF158への通信が可能である。RIOIF502とCPUIF110は、1系の光通信回線180で接続され、RIOIF502からCPUIF110への通信が可能である。CPUIF111とRIOIF503は、2系の光通信回線183で接続され、CPUIF111からRIOIF503への通信が可能である。   The CPUIF 110 and the RIOIF 500 are connected by a 1-system optical communication line 181, and communication from the CPUIF 110 to the RIOIF 500 is possible. The RIOIF 142 and the RIOIF 149 are connected by the 1-system optical communication line 200, and communication from the RIOIF 142 to the RIOIF 149 is possible. The RIOIF 151 and the RIOIF 158 are connected by a 1-system optical communication line 204, and communication from the RIOIF 151 to the RIOIF 158 is possible. The RIOIF 502 and the CPUIF 110 are connected by a 1-system optical communication line 180, and communication from the RIOIF 502 to the CPUIF 110 is possible. The CPUIF 111 and the RIOIF 503 are connected by a two-system optical communication line 183, and communication from the CPUIF 111 to the RIOIF 503 is possible.

RIOIF159とRIOIF152は、2系の光通信回線206で接続され、RIOIF159からRIOIF152への通信が可能である。RIOIF150とRIOIF143は、2系の光通信回線202で接続され、RIOIF150からRIOIF143への通信が可能である。RIOIF501とCPUIF111は、2系の光通信回線182で接続され、RIOIF501からCPUIF111への通信が可能である。   The RIOIF 159 and the RIOIF 152 are connected by a two-system optical communication line 206, and communication from the RIOIF 159 to the RIOIF 152 is possible. The RIOIF 150 and the RIOIF 143 are connected by a two-system optical communication line 202, and communication from the RIOIF 150 to the RIOIF 143 is possible. The RIOIF 501 and the CPUIF 111 are connected by a two-system optical communication line 182 so that communication from the RIOIF 501 to the CPUIF 111 is possible.

CPUIF108及びCPUIF109とRIOユニット112、RIOユニット121、RIOユニット130は、複数の光通信回線及び電気通信回線によって、1系、2系にリング状に接続されている。この二重化されたリング状の通信回線をブランチと称す。   The CPUIF 108 and CPUIF 109 and the RIO unit 112, the RIO unit 121, and the RIO unit 130 are connected in a ring shape to the first and second systems by a plurality of optical communication lines and electric communication lines. This duplicated ring-shaped communication line is called a branch.

ここでは、CPUIF108及びCPUIF109とRIOユニット112、RIOユニット121及びRIOユニット130が接続された通信回線をブランチ1と呼び、CPUIF110及びCPUIF111とRIOユニット139、RIOユニット148及びRIOユニット157が接続された通信回線をブランチ2と呼ぶ。   Here, the communication line in which the CPUIF 108 and CPUIF 109 are connected to the RIO unit 112, the RIO unit 121, and the RIO unit 130 is called branch 1, and the communication in which the CPUIF 110 and CPUIF 111 are connected to the RIO unit 139, the RIO unit 148, and the RIO unit 157 is connected. The line is called branch 2.

本構成の様に、RIOユニットを並列に接続すれば、接続するRIOユニットの台数を増やしても、RIOユニットを直列に追加接続した場合の通信時間の増大を防ぐことができる。   If RIO units are connected in parallel as in this configuration, even if the number of RIO units to be connected is increased, it is possible to prevent an increase in communication time when RIO units are additionally connected in series.

次に、本実施例における通信のフレームの流れについて、CPU103とRIO155との間の1系通信回線におけるユニキャスト通信を例として説明する。   Next, the flow of communication frames in the present embodiment will be described by taking unicast communication between the CPU 103 and the RIO 155 on the 1-system communication line as an example.

CPU103から電気通信回線104に出力されたRIO155あてのユニキャスト通信の要求フレームはCPUIF108とCPUIF110に入力される。CPUIF108は要求フレームを受信すると、光/電気変換を行い、光通信回線177に要求フレームを出力する。CPUIF110は要求フレームを受信すると、光/電気変換を行い、光通信回線181に要求フレームを出力する。つまり、ブランチ1とブランチ2の両通信回線に要求フレームが送出される。ここで、通信対象のRIO155が含まれないブランチ1にも要求フレームが送出されるが、これは、ブロードキャスト通信など、複数のRIOへの通信を行う場合がある為である。   The request frame for unicast communication addressed to the RIO 155 output from the CPU 103 to the telecommunication line 104 is input to the CPUIF 108 and CPUIF110. When the CPUIF 108 receives the request frame, it performs optical / electrical conversion and outputs the request frame to the optical communication line 177. Upon receiving the request frame, the CPUIF 110 performs optical / electrical conversion and outputs the request frame to the optical communication line 181. That is, the request frame is transmitted to both the branch 1 and branch 2 communication lines. Here, the request frame is also sent to the branch 1 that does not include the communication target RIO 155 because communication to a plurality of RIOs such as broadcast communication may be performed.

CPUIF108から光通信回線177に出力された要求フレームは、電気通信回線117、光通信回線192、電気通信回線126、光通信回線196、電気通信回線135を介して、ブランチ1に接続された各RIOに配信され、光通信回線176からCPUIF108に入力される。   The request frame output from the CPUIF 108 to the optical communication line 177 is transmitted to each RIO connected to the branch 1 via the electric communication line 117, the optical communication line 192, the electric communication line 126, the optical communication line 196, and the electric communication line 135. And is input to the CPUIF 108 from the optical communication line 176.

CPUIF110から光通信回線181に出力された要求フレームは、電気通信回線144、光通信回線200、電気通信回線153、光通信回線204、電気通信回線162を介して、ブランチ2に接続された各RIOに配信され、光通信回線180からCPUIF110に入力される。ここで、CPUIF108とCPUIF110の動作について説明する。   The request frame output from the CPUIF 110 to the optical communication line 181 is sent to each RIO connected to the branch 2 via the telecommunication line 144, the optical communication line 200, the telecommunication line 153, the optical communication line 204, and the telecommunication line 162. And is input to the CPUIF 110 from the optical communication line 180. Here, operations of the CPUIF 108 and the CPUIF 110 will be described.

CPU103とCPUIF108とCPUIF110は、同一の電気通信回線104で接続されている。このため、CPUIF108が光通信回線176からの要求フレームを光/電気変換して電気通信回線104に出力する動作と、CPUIF110が光通信回線180からの要求フレームを光/電気変換して電気通信回線104に出力する動作がほぼ同じタイミングで実施されてしまうと、それぞれのCPUIFが出力するフレームの電気信号が重なり、信号が崩れてしまう場合がある。これをフレームの衝突という。   The CPU 103, CPUIF 108, and CPUIF 110 are connected by the same telecommunication line 104. Therefore, the CPUIF 108 performs optical / electrical conversion of the request frame from the optical communication line 176 and outputs it to the telecommunications line 104, and the CPUIF 110 performs optical / electrical conversion of the request frame from the optical communication line 180 to the telecommunications line. If the operation output to 104 is performed at substantially the same timing, the electrical signals of the frames output by the respective CPUIFs may overlap and the signals may be corrupted. This is called a frame collision.

衝突した信号をCPU103が受信すると、CPU103が正常な処理ができなくなる場合がある事が考えられ、システムの制御に影響してしまう。従って、本実施例では、CPUIFは光通信回線からの要求フレームを識別し、光通信回線から要求フレームを受信しても、電気通信回線に出力しないようにする。これにより、CPUIF108及びCPUIF110から電気通信回線104に要求フレームが出力されないため、フレームの衝突は発生しなくなる。また、CPU103には、要求フレームが入力されなくなるが、本要求フレームはCPU103が送出したものであるから、特に問題は発生しない。CPUIFの動作の詳細については後述する。   If the CPU 103 receives the collision signal, the CPU 103 may not be able to perform normal processing, which affects the control of the system. Therefore, in this embodiment, the CPUIF identifies a request frame from the optical communication line and does not output it to the telecommunication line even if the request frame is received from the optical communication line. As a result, no request frame is output from the CPUIF 108 and the CPUIF 110 to the telecommunication line 104, so that no frame collision occurs. Further, although the request frame is not input to the CPU 103, since this request frame is sent by the CPU 103, no particular problem occurs. Details of the operation of the CPUIF will be described later.

次に、RIO155からCPU103への応答フレームの1系通信回線における流れについて説明する。   Next, the flow of the response frame from the RIO 155 to the CPU 103 in the 1-system communication line will be described.

RIO155は、要求フレームを受信すると、制御対象156への入出力など必要な処理を行い、応答フレームを電気通信回線153に出力する。応答フレームは、電気通信回線153からRIOIF149、RIOIF151にそれぞれ入力されるが、RIOIF149は出力先がないため、特に何もしない。   Upon receiving the request frame, the RIO 155 performs necessary processing such as input / output to / from the control target 156 and outputs a response frame to the telecommunication line 153. The response frame is input from the telecommunication line 153 to the RIOIF 149 and RIOIF 151, respectively, but the RIOIF 149 has no output destination, so nothing is done.

RIOIF151は、応答フレームを受信すると、光/電気変換を行い、光通信回線204に出力する。応答フレームは、さらにRIOIF158、電気通信回線162、RIOIF502、光通信回線180を介して、CPUIF110に入力される。CPUIF110は、光通信回線180から応答フレームを受信すると、光/電気変換を行い、電気通信回線104に出力する。応答フレームは、電気通信回線104を介してCPU103に入力され、CPU103は、受信した応答フレームに応じた処理を行う。また、CPU103とCPUIF108とCPUIF110は同一の電気通信回線で接続されているため、RIO155からの応答フレームはCPU103だけでなく、CPUIF108にも入力される。   Upon receipt of the response frame, the RIOIF 151 performs optical / electrical conversion and outputs it to the optical communication line 204. The response frame is further input to the CPUIF 110 via the RIOIF 158, the telecommunication line 162, the RIOIF 502, and the optical communication line 180. When the response frame is received from the optical communication line 180, the CPUIF 110 performs optical / electrical conversion and outputs it to the telecommunications line 104. The response frame is input to the CPU 103 via the telecommunication line 104, and the CPU 103 performs processing according to the received response frame. Further, since the CPU 103, the CPUIF 108, and the CPUIF 110 are connected by the same telecommunication line, the response frame from the RIO 155 is input not only to the CPU 103 but also to the CPU IF 108.

ここで、CPUIF108が受信した応答フレームを光/電気変換し、光通信回線177に出力してしまうと、応答フレームはブランチ1の1系通信回線を流れて、光通信回線176からCPUIF108に入力、光/電気変換され、再度、電気通信回線104に出力されてしまう。これをフレームの回り込みと称す。さらに、その応答フレームをCPUIF110が受信し、ブランチ2の通信回線にフレームを流すことになり、応答フレームは永遠に通信回線を流れ続けることになってしまう。   Here, if the response frame received by the CPUIF 108 is optically / electrically converted and output to the optical communication line 177, the response frame flows through the system 1 communication line of the branch 1 and is input to the CPUIF 108 from the optical communication line 176. The optical / electrical conversion is performed and the data is output to the telecommunication line 104 again. This is called frame wraparound. Furthermore, the CPUIF 110 receives the response frame and flows the frame through the communication line of branch 2, and the response frame continues to flow through the communication line forever.

従って、本実施例では、CPUIFは、電気通信回線からの応答フレームを識別し、電気通信回線から応答フレームを受信しても、光通信回線に出力しない。これにより、応答フレームが通信回線を永遠に流れ続けることを防ぐことができる。   Therefore, in this embodiment, the CPUIF identifies the response frame from the telecommunications line and does not output it to the optical communication line even if the response frame is received from the telecommunications line. Thereby, it is possible to prevent the response frame from continuing to flow through the communication line forever.

次に、CPUIFの動作について、図７を用いて説明する。   Next, the operation of the CPUIF will be described with reference to FIG.

図７は、CPUIFの機能ブロック図である。図７に示すように、CPUIF700は、通信可否判定手段であるフレーム判定部702の判断結果に応じて、フレーム出力の制御を行う通信制御部701と、入力されたフレームを出力するかしないかの判断を行うフレーム判定部702と、光/電気変換器703と、電気入出力ポート707と、光出力ポート708と、光入力ポート709とを有している。まず、電気入出力ポートに入力されたフレームの流れについて説明する。フレーム判定部702は、まず、電気入出力ポートからフレームを受け取ったか否かを判定することにより、流れるフレームの方向を判定し、さらに以下の判定を行っている。   FIG. 7 is a functional block diagram of the CPUIF. As illustrated in FIG. 7, the CPUIF 700 determines whether to output the input frame and the communication control unit 701 that controls the frame output according to the determination result of the frame determination unit 702 that is a communication availability determination unit. A frame determination unit 702 that performs determination, an optical / electrical converter 703, an electrical input / output port 707, an optical output port 708, and an optical input port 709 are provided. First, the flow of a frame input to the electrical input / output port will be described. The frame determination unit 702 first determines the direction of the flowing frame by determining whether or not a frame is received from the electrical input / output port, and further performs the following determination.

CPUIF700の電気入出力ポート707に入力されたフレーム（要求/応答フレーム704）は、通信制御部701内のフレーム判定部702に入力される。フレーム判定部702は、入力されたフレームの要求/応答フラグを確認し、要求フレームか応答フレームかを判定する。   The frame (request / response frame 704) input to the electrical input / output port 707 of the CPUIF 700 is input to the frame determination unit 702 in the communication control unit 701. The frame determination unit 702 confirms the request / response flag of the input frame and determines whether it is a request frame or a response frame.

フレーム判定部が要求フレームであると判定した場合、通信制御部701は、光/電気変換器703にフレームを出力する。光/電気変換器703は、入力されたフレームを光/電気変換し、光出力ポート708を介して、接続された光通信回線に出力する。フレーム判定部が応答フレームであると判定した場合、通信制御部701は光/電気変換器703にフレームを出力しない。   When the frame determination unit determines that the frame is a request frame, the communication control unit 701 outputs the frame to the optical / electrical converter 703. The optical / electrical converter 703 performs optical / electrical conversion on the input frame and outputs it to the connected optical communication line via the optical output port 708. When the frame determination unit determines that it is a response frame, the communication control unit 701 does not output the frame to the optical / electrical converter 703.

次に、光入力ポート709に入力されたフレームの流れについて説明する。フレーム判定部702は、まず、光/電気変換器703を介して光入力ポートからフレームを受け取ったか否かを判定することにより、流れるフレームの方向を判定し、さらに以下の判定を行っている。   Next, the flow of frames input to the optical input port 709 will be described. The frame determination unit 702 first determines the direction of the flowing frame by determining whether or not a frame is received from the optical input port via the optical / electrical converter 703, and further performs the following determination.

CPUIF700の光入力ポート709に入力されたフレームは、光/電気変換器703に入力される。光/電気変換器703は、入力されたフレームを光/電気変換し、通信制御部701内のフレーム判定部702に出力する。フレーム判定部702は、入力されたフレームの要求/応答フラグを確認し、要求フレームか応答フレームかを判定する。   The frame input to the optical input port 709 of the CPUIF 700 is input to the optical / electrical converter 703. The optical / electrical converter 703 performs optical / electrical conversion on the input frame and outputs it to the frame determination unit 702 in the communication control unit 701. The frame determination unit 702 confirms the request / response flag of the input frame and determines whether it is a request frame or a response frame.

フレーム判定部が要求フレームであると判定した場合、通信制御部701は、電気入出力ポート707に出力しない。フレーム判定部が応答フレームであると判定した場合、通信制御部701は、電気入出力ポート707を介して、接続された光通信回線に出力する。   When the frame determination unit determines that the frame is a request frame, the communication control unit 701 does not output to the electrical input / output port 707. When the frame determination unit determines that it is a response frame, the communication control unit 701 outputs to the connected optical communication line via the electrical input / output port 707.

以上をまとめると、CPUIFの動作は表１のようになる。   To summarize the above, the operation of CPUIF is as shown in Table 1.

Figure 0006373630
Figure 0006373630

本実施例では、ブランチが2つある構成としていたが、CPUIFを増加して、さらにブランチを並列に接続できる事は言うまでもない。   In this embodiment, the configuration has two branches, but it goes without saying that the CPUIF can be increased and the branches can be connected in parallel.

次に、CPUユニットを二重化し可用性を向上させた制御システムの一例を、図１を用いて説明する。   Next, an example of a control system in which the CPU unit is duplicated to improve availability will be described with reference to FIG.

図１は、本発明の制御システムの一例を示すブロック図である。本制御システムは、図６に示したCPUユニット１台で複数ブランチを制御するシステムと比較して、CPUユニット166が追加されている。   FIG. 1 is a block diagram showing an example of a control system of the present invention. In this control system, a CPU unit 166 is added as compared with a system that controls a plurality of branches by one CPU unit shown in FIG.

CPUユニット166の内部構成は、CPUユニット102の内部構成と同じで、CPU167と、CPUIF172と、CPUIF173と、CPUIF174と、CPUIF175とを有して構成される。また、RIOユニット内のRIOIFのうち、CPUユニットと光通信回線で接続されるRIOIFを反射RIOIFとする。   The internal configuration of the CPU unit 166 is the same as the internal configuration of the CPU unit 102, and includes a CPU 167, a CPUIF 172, a CPU IF 173, a CPU IF 174, and a CPU IF 175. Of the RIOIFs in the RIO unit, the RIOIF connected to the CPU unit via the optical communication line is defined as a reflective RIOIF.

反射RIOIFには、1つの電気通信回線と2つの光通信回線が接続されており、光通信回線の1方は光入力回線で、もう一方は光出力回線である。反射RIOIFは、光入力回線から入力された通信フレームは光/電気変換され、電気通信回線へ出力されると共に、光出力回線にも出力する。その他の機能はRIOIFと同じである。   The reflection RIOIF is connected to one telecommunication line and two optical communication lines, one of the optical communication lines is an optical input line and the other is an optical output line. In the reflection RIOIF, the communication frame input from the optical input line is optically / electrically converted and output to the optical communication line and also to the optical output line. Other functions are the same as RIOIF.

CPUIF172と反射RIOIF133は、1系の光通信回線185で接続され、CPUIF172から反射RIOIF133への通信が可能である。CPUIF172と反射RIOIF113は1系の光通信回線184で接続され、反射RIOIF113からCPUIF172への通信が可能である。   The CPUIF 172 and the reflective RIOIF 133 are connected by a 1-system optical communication line 185, and communication from the CPUIF 172 to the reflective RIOIF 133 is possible. The CPUIF 172 and the reflection RIOIF 113 are connected by a 1-system optical communication line 184, and communication from the reflection RIOIF 113 to the CPUIF 172 is possible.

CPUIF173と反射RIOIF114は、2系の光通信回線186で接続され、CPUIF173から反射RIOIF114への通信が可能である。CPUIF173と反射RIOIF134は2系の光通信回線187で接続され、反射RIOIF134からCPUIF173への通信が可能である。   The CPUIF 173 and the reflective RIOIF 114 are connected by a two-system optical communication line 186, and communication from the CPUIF 173 to the reflective RIOIF 114 is possible. The CPUIF 173 and the reflective RIOIF 134 are connected by a two-system optical communication line 187, and communication from the reflective RIOIF 134 to the CPUIF 173 is possible.

CPUIF174と反射RIOIF160は1系の光通信回線189で接続され、CPUIF174からCPUIF160への通信が可能である。CPUIF174と反射RIOIF140は1系の光通信回線188で接続され、反射RIOIF140からCPUIF174への通信が可能である。   The CPUIF 174 and the reflective RIOIF 160 are connected by a 1-system optical communication line 189, and communication from the CPU IF 174 to the CPU IF 160 is possible. The CPUIF 174 and the reflective RIOIF 140 are connected by a 1-system optical communication line 188, and communication from the reflective RIOIF 140 to the CPUIF 174 is possible.

CPUIF175と反射RIOIF141は2系の光通信回線190で接続され、CPUIF175から反射RIOIF141への通信が可能である。CPUIF175と反射RIOIF161は2系の光通信回線191で接続され、反射RIOIF161からCPUIF175への通信が可能である。   The CPUIF 175 and the reflective RIOIF 141 are connected by a two-system optical communication line 190, and communication from the CPUIF 175 to the reflective RIOIF 141 is possible. The CPUIF 175 and the reflective RIOIF 161 are connected by a two-system optical communication line 191, and communication from the reflective RIOIF 161 to the CPUIF 175 is possible.

また、RIOIF115とRIOIF122は、1系の光通信回線192と1系の光通信回線193の2回線で接続され、双方向の通信が可能である。RIOIF124とRIOIF131は、1系の光通信回線196と1系の光通信回線197の2回線で接続され、双方向の通信が可能である。   Further, the RIOIF 115 and the RIOIF 122 are connected by two lines of a 1-system optical communication line 192 and a 1-system optical communication line 193, and bidirectional communication is possible. The RIOIF 124 and the RIOIF 131 are connected by two lines of the 1-system optical communication line 196 and the 1-system optical communication line 197, and bidirectional communication is possible.

RIOIF142とRIOIF149は、1系の光通信回線200と1系の光通信回線201の2回線で接続され、双方向の通信が可能である。RIOIF151とRIOIF158は、1系の光通信回線204と1系の光通信回線205の2回線で接続され、双方向の通信が可能である。   The RIOIF 142 and the RIOIF 149 are connected by two lines, that is, a 1-system optical communication line 200 and a 1-system optical communication line 201, and bidirectional communication is possible. The RIOIF 151 and the RIOIF 158 are connected by two lines of a 1-system optical communication line 204 and a 1-system optical communication line 205, and bidirectional communication is possible.

RIOIF116とRIOIF123は、2系の光通信回線194と2系の光通信回線195の2回線で接続され、双方向の通信が可能である。RIOIF125とRIOIF132は、2系の光通信回線198と2系の光通信回線199の2回線で接続され、双方向の通信が可能である。   The RIOIF 116 and the RIOIF 123 are connected by two lines of the second optical communication line 194 and the second optical communication line 195, and bidirectional communication is possible. The RIOIF 125 and the RIOIF 132 are connected by two lines of the second optical communication line 198 and the second optical communication line 199, and bidirectional communication is possible.

RIOIF143とRIOIF150は、2系の光通信回線202と2系の光通信回線203の2回線で接続され、双方向の通信が可能である。RIOIF152とRIOIF159は、2系の光通信回線206と2系の光通信回線207の2回線で接続され、双方向の通信が可能である。   The RIOIF 143 and the RIOIF 150 are connected by two lines of the second system optical communication line 202 and the second system optical communication line 203, and bidirectional communication is possible. The RIOIF 152 and the RIOIF 159 are connected by two lines, ie, a two-system optical communication line 206 and a two-system optical communication line 207, and bidirectional communication is possible.

CPUユニットを二重化することで、一方のCPUが故障しても、他方のCPUで制御を継続することができるため、CPU故障に対し、高い耐障害性を有する。従って、強力な可用性を提供できる。CPU103が故障した場合等、CPU103の動作をCPU167が引き継ぐ場合は、CPU103の代わりに、CPU167が各RIOユニットと通信を開始する。通信方法は、通信方向が逆である以外はCPU103の通信と同じである。   By duplicating the CPU unit, even if one of the CPUs fails, the other CPU can continue control, so it has high fault tolerance against CPU failures. Therefore, strong availability can be provided. When the CPU 167 takes over the operation of the CPU 103, such as when the CPU 103 breaks down, the CPU 167 starts communication with each RIO unit instead of the CPU 103. The communication method is the same as that of the CPU 103 except that the communication direction is reversed.

CPUユニット166のCPU167は、CPU103が動作中でありRIOに制御を命令している間は、各RIOへの通信は行わないが、CPU103の動作を引き継いで制御対象の制御を継続することを可能とするために、CPU103と各RIOとの通信フレームを取り込んでおく。これをスヌープと称する。（スヌープ：snoop：盗み聞きするという意味から転じて、ネットワーク等をモニタすることを意図する)。   The CPU 167 of the CPU unit 166 does not communicate with each RIO while the CPU 103 is operating and commands the RIO to control, but it can continue the control of the control target by taking over the operation of the CPU 103. Therefore, a communication frame between the CPU 103 and each RIO is captured. This is called snoop. (Snoop: snoop: from the meaning of eavesdropping, intended to monitor the network etc.).

次に、本実施例における通信フレームの流れについて、CPU103とRIO146との間の1系通信回線におけるユニキャスト通信を例として説明する。   Next, the flow of communication frames in the present embodiment will be described by taking unicast communication between the CPU 103 and the RIO 146 in the 1-system communication line as an example.

CPU103から電気通信回線104を介してCPUIF108とCPUIF110に入力された要求フレームは、それぞれ光通信回線177と光通信回線181に出力され、それぞれ反射RIOIF113と反射RIOIF140に入力される。   Request frames input from the CPU 103 to the CPUIF 108 and the CPUIF 110 via the electric communication line 104 are output to the optical communication line 177 and the optical communication line 181 respectively, and input to the reflection RIOIF 113 and the reflection RIOIF 140, respectively.

反射RIOIF113に入力された要求フレームは、光/電気変換され、電気通信回線117へ出力されると共に、光通信回線184にも出力される。反射RIOIF140に入力された要求フレームは、光/電気変換され、電気通信回線144へ出力されると共に、光通信回線188にも出力される。   The request frame input to the reflection RIOIF 113 is optical / electrically converted and output to the telecommunication line 117 and also to the optical communication line 184. The request frame input to the reflection RIOIF 140 is optical / electrically converted and output to the telecommunication line 144 and also to the optical communication line 188.

反射RIOIF113から電気通信回線117に送出された要求フレームは、光通信回線192、電気通信回線126、光通信回線196、電気通信回線135を介して、ブランチ1内の各RIOに配信され、光通信回線176からCPUIF108に入力されるが、要求フレームであるため、電気通信回線104には出力されない。また、RIO119とRIO128とRIO137は要求フレームの送信先アドレスが自らのアドレスと一致しないため何もしない。   The request frame sent from the reflective RIOIF 113 to the telecommunication line 117 is distributed to each RIO in the branch 1 via the optical communication line 192, the telecommunication line 126, the optical communication line 196, and the telecommunication line 135, and the optical communication. Although it is input to the CPUIF 108 from the line 176, it is not output to the telecommunication line 104 because it is a request frame. Also, RIO119, RIO128, and RIO137 do nothing because the destination address of the request frame does not match their own address.

反射RIOIF140から電気通信回線144に送出された要求フレームは、光通信回線200、電気通信回線153、光通信回線204、電気通信回線162を介して、ブランチ2内の各RIOに配信され、光通信回線180からCPUIF110に入力される。   The request frame sent from the reflective RIOIF 140 to the telecommunication line 144 is distributed to each RIO in the branch 2 via the optical communication line 200, the telecommunication line 153, the optical communication line 204, and the telecommunication line 162, and the optical communication. Input to CPUIF 110 from line 180.

また、RIO155とRIO164は、要求フレームの送信先アドレスが自らのアドレスと不一致であると認識し、要求フレームを受信しない。RIO146は、要求フレームの送信先アドレスが自らのアドレスと一致しているため、必要な処理を行い、応答フレームを出力する。応答フレームの流れについては後述する。   In addition, the RIO 155 and the RIO 164 recognize that the transmission destination address of the request frame does not match its own address, and do not receive the request frame. Since the transmission destination address of the request frame matches its own address, the RIO 146 performs necessary processing and outputs a response frame. The flow of the response frame will be described later.

一方、光通信回線184及び光通信回線188に出力された要求フレームは、それぞれ、CPUIF172、CPUIF174に入力される。図６で示したシステムでは、CPUIFは光通信回線からの要求フレームは電気通信回線へ出力しないとしているが、それではCPU167にフレームが届かず、CPU167は要求フレームをスヌープすることができない。つまり、CPUIF172とCPUIF174に入力された要求フレームの少なくとも１つは電気通信回線へ出力する必要がある。   On the other hand, the request frames output to the optical communication line 184 and the optical communication line 188 are input to the CPUIF 172 and the CPUIF 174, respectively. In the system shown in FIG. 6, the CPUIF does not output the request frame from the optical communication line to the telecommunication line. However, the frame does not reach the CPU 167, and the CPU 167 cannot snoop the request frame. That is, at least one of the request frames input to the CPUIF 172 and the CPUIF 174 needs to be output to the telecommunication line.

次に、RIO146から出力される応答フレームの流れについて説明する。   Next, the flow of response frames output from the RIO 146 will be described.

RIO146から電気通信回線144に出力された応答フレームは反射RIOIF140と反射RIOIF142にそれぞれ入力される。RIOIF142に入力された応答フレームは、光/電気変換され、光通信回線200、RIOIF149、電気通信回線153、RIOIF151、光通信回線204、RIOIF158、電気通信回線162、反射RIOIF160、光通信回線180を介して、CPU103に入力される。一方、反射RIOIF140に入力された応答フレームは、光/電気変換され、光通信回線188を介して、CPUIF174に到達する。   The response frame output from the RIO 146 to the telecommunication line 144 is input to the reflection RIOIF 140 and the reflection RIOIF 142, respectively. The response frame input to the RIOIF 142 is optical / electrically converted and passes through the optical communication line 200, RIOIF149, electric communication line 153, RIOIF151, optical communication line 204, RIOIF158, electric communication line 162, reflection RIOIF160, and optical communication line 180. Is input to the CPU 103. On the other hand, the response frame input to the reflection RIOIF 140 is optical / electrically converted and reaches the CPUIF 174 via the optical communication line 188.

ここで、CPUユニット166に到達する要求フレーム、応答フレームについて説明する。CPUIF172には、CPU103からの要求フレームが入力される。CPUIF174にはCPU103からの要求フレームとRIO146からの応答フレームが順次入力される。   Here, a request frame and a response frame that reach the CPU unit 166 will be described. A request frame from the CPU 103 is input to the CPUIF 172. A request frame from the CPU 103 and a response frame from the RIO 146 are sequentially input to the CPUIF 174.

CPUIF172に入力されるフレームとCPUIF174に入力されるフレームは、異なる経路を通るので、入力される順番やタイミングは、回線の長さや回線内の各中継機器の処理時間等によって変化する。つまり、それぞれのCPUIFが電気回線にフレームを流してしまうと、前述したフレームの衝突が発生したり、フレームの順番が入れ替わったりしてしまう場合がある。   Since the frame input to the CPUIF 172 and the frame input to the CPUIF 174 take different paths, the input order and timing vary depending on the length of the line, the processing time of each relay device in the line, and the like. That is, if each CPUIF sends a frame to the electric circuit, the above-described frame collision may occur or the frame order may be changed.

これに対して、回線の長さを規定したり、通信回線中の中継機器の数を規定する事、またはCPUIF間でそれぞれのフレーム到達の待ち合わせを行うなどにより、上述の問題を回避する事ができるが、通信回線の配線の自由度が低くなることにより、使い勝手が悪くなったり、CPUIFやCPUユニットのコストに影響したりしてしまう。   On the other hand, it is possible to avoid the above problems by specifying the length of the line, specifying the number of relay devices in the communication line, or waiting for each frame arrival between CPUIFs. Yes, but the flexibility of wiring of the communication line is reduced, so it becomes inconvenient and affects the cost of the CPUIF and CPU unit.

一方、CPUIF174に入力されるフレームは必ず要求フレーム、応答フレームの順に入力される。これは、RIO146は要求フレームを受信した後、応答フレームを出力するためである。   On the other hand, the frames input to the CPUIF 174 are always input in the order of request frames and response frames. This is because the RIO 146 outputs a response frame after receiving the request frame.

従って、前述のフレーム衝突やフレーム順番の入れ替わりなく、フレームをCPU167に入力するためには、スヌープするCPUのCPUユニット内の複数のCPUIFのうち、応答するRIOが含まれるブランチに接続するCPUIFだけが、光通信回線からのフレームを電気通信回線に出力すれば良い。   Therefore, in order to input a frame to the CPU 167 without changing the frame collision or the frame order described above, only the CPUIF connected to the branch including the responding RIO among the multiple CPUIFs in the CPU unit of the CPU to be snooped. The frame from the optical communication line may be output to the telecommunication line.

本例では、光通信回線184からCPUIF172に入力される要求フレームは、電気通信回線168に出力されず、光通信回線188からCPUIF174に入力される要求フレームは、電気通信回線168に出力され、CPU167に入力される。また続いて、光通信回線188から応答フレームがCPUIF174に入力される。CPUIF174に入力された応答フレームは、電気通信回線168に出力され、CPU167に入力される。   In this example, the request frame input from the optical communication line 184 to the CPUIF 172 is not output to the telecommunication line 168, and the request frame input from the optical communication line 188 to the CPU IF 174 is output to the telecommunication line 168, and the CPU 167 Is input. Subsequently, a response frame is input to the CPUIF 174 from the optical communication line 188. The response frame input to the CPUIF 174 is output to the telecommunication line 168 and input to the CPU 167.

以上により、CPU167はCPU103とRIO146間の通信の要求フレームと応答フレームをスヌープする。なお、CPUIF174から出力される要求フレームは、電気通信回線168を介してCPU167とCPUIF172に入力される。   As described above, the CPU 167 snoops a request frame and a response frame for communication between the CPU 103 and the RIO 146. The request frame output from the CPUIF 174 is input to the CPU 167 and the CPUIF 172 via the telecommunication line 168.

図６の構成では、CPUIFは電気通信回線からの要求フレームは、光通信回線へ出力するとしているが、それでは一度、各ブランチの通信回線を通った要求フレームが再び流れることとなる。従って、スヌープするCPUのCPUユニット内のCPUIFは、電気通信回線から入力される要求フレームが光通信回線に出力しないようにする必要がある。これらの問題を回避するための本実施例のCPUIFの動作を、図７及び図８を使用し説明する。   In the configuration of FIG. 6, the CPUIF outputs a request frame from the telecommunication line to the optical communication line. However, the request frame that has passed through the communication line of each branch once flows again. Therefore, the CPUIF in the CPU unit of the CPU to be snooped needs to prevent the request frame input from the telecommunication line from being output to the optical communication line. The operation of the CPUIF of this embodiment for avoiding these problems will be described with reference to FIGS.

図８は、本発明の制御システムの通信に使用するフレーム構成図である。図８に示すように、フレームは、その先頭から、開始フラグ300、要求/応答フラグ301、ブロードキャスト/ユニキャスト/グループキャストフラグ302、CPUID800、ブランチID801、送信先アドレス303、送信元アドレス304、データ305、終了フラグ306という構成要素を含んでいる。   FIG. 8 is a configuration diagram of a frame used for communication in the control system of the present invention. As shown in FIG. 8, the frame starts from the beginning with a start flag 300, a request / response flag 301, a broadcast / unicast / group cast flag 302, a CPU ID 800, a branch ID 801, a transmission destination address 303, a transmission source address 304, data 305 and an end flag 306 are included.

CPUID800は、CPUユニット毎の個別番号である。CPUID800は、CPUユニット内スイッチであり、各CPUユニットにユニークな値が設定され、CPUユニット内のCPU及びCPUIFに取り込まれる。従って、同一CPUユニット内の機器は全て同一のCPUIDを保持する。なお、本例ではスイッチで設定するとしたが、各機器のメモリ等に設定しても良い。CPUは、要求フレームに自らのCPUIDを設定して送信する。   CPUID 800 is an individual number for each CPU unit. CPUID 800 is a switch within the CPU unit, and a unique value is set for each CPU unit, and is taken into the CPU and CPUIF in the CPU unit. Accordingly, all devices in the same CPU unit have the same CPU ID. In this example, the setting is made with the switch, but it may be set in the memory of each device. The CPU sets its own CPU ID in the request frame and transmits it.

ブランチIDは、ブランチ毎の個別番号である。ブランチIDは、各CPUIF内のスイッチで設定される。同一ブランチに接続されるCPUIFは同じブランチIDに設定される。なお、本例ではスイッチで設定するとしたが、各機器のメモリ等に設定しても良い。CPUは、通信対象のRIOが接続されるブランチに対応するブランチIDを要求フレームに設定して送信する。なお、ブロードキャスト通信やグループキャスト通信の場合は、要求フレームにどのブランチIDを設定しても良い。   The branch ID is an individual number for each branch. The branch ID is set by a switch in each CPUIF. CPUIFs connected to the same branch are set to the same branch ID. In this example, the setting is made with the switch, but it may be set in the memory of each device. The CPU sets the branch ID corresponding to the branch to which the communication target RIO is connected in the request frame and transmits it. In the case of broadcast communication or group cast communication, any branch ID may be set in the request frame.

次に、図１の構成におけるCPUIFの詳細な動作について、図７を用いて説明する。まず、電気入出力ポートに入力されたフレームの流れについて説明する。フレーム判定部702は、図６を用いて説明した場合と同様に、まず、電気入出力ポートからフレームを受け取ったか否かを判定することにより、流れるフレームの方向を判定し、さらに以下の判定を行っている。   Next, the detailed operation of the CPUIF in the configuration of FIG. 1 will be described with reference to FIG. First, the flow of a frame input to the electrical input / output port will be described. As in the case described with reference to FIG. 6, the frame determination unit 702 first determines the direction of the flowing frame by determining whether or not a frame has been received from the electrical input / output port, and further performs the following determinations: Is going.

CPUIF700の電気入出力ポート707に入力されたフレームは、通信制御部701内のフレーム判定部702に入力される。フレーム判定部702は、入力されたフレームの要求/応答フラグ301とCPUID900を確認する。   The frame input to the electrical input / output port 707 of the CPUIF 700 is input to the frame determination unit 702 in the communication control unit 701. The frame determination unit 702 confirms the request / response flag 301 and CPUID 900 of the input frame.

フレーム判定部702が、フレーム構成の要求/応答フラグ301が“応答”と判定した場合に、通信制御部701は光/電気変換器703にフレームを出力しない。   When the frame determination unit 702 determines that the frame configuration request / response flag 301 is “response”, the communication control unit 701 does not output a frame to the optical / electrical converter 703.

フレーム判定部が、フレーム構成の要求/応答フラグ301が“要求”と判定し、かつ、CPUID900が自身の持っているCPUIDと一致していると判定した場合に、通信制御部701は光/電気変換器703にフレームを出力する。光/電気変換器703は、入力されたフレームを光/電気変換し、光出力ポート708を介して、接続された光通信回線に出力する。   If the frame determination unit determines that the frame configuration request / response flag 301 is “request” and that the CPU ID 900 matches the CPU ID of the communication control unit 701, the communication control unit 701 The frame is output to the converter 703. The optical / electrical converter 703 performs optical / electrical conversion on the input frame and outputs it to the connected optical communication line via the optical output port 708.

フレーム判定部が、フレーム構成の要求/応答フラグ301が“要求”と判定し、かつ、CPUID900が自身の持っているCPUIDと不一致であると判定した場合に通信制御部701は光/電気変換器703にフレームを出力しない。   When the frame determination unit determines that the frame configuration request / response flag 301 is “request” and the CPU ID 900 does not match the CPU ID of the communication control unit 701, the optical / electrical converter Do not output frames to 703.

次に、光入力ポート709に入力されたフレームの流れについて説明する。フレーム判定部702は、図６を用いて説明した場合と同様に、まず、電気入出力ポートからフレームを受け取ったか否かを判定することにより、流れるフレームの方向を判定し、さらに以下の判定を行っている。   Next, the flow of frames input to the optical input port 709 will be described. As in the case described with reference to FIG. 6, the frame determination unit 702 first determines the direction of the flowing frame by determining whether or not a frame has been received from the electrical input / output port, and further performs the following determinations: Is going.

CPUIF700の光入力ポート709に入力されたフレームは、光/電気変換器703に入力される。光/電気変換器703は、入力されたフレームを光/電気変換し、通信制御部701内のフレーム判定部702に出力する。フレーム判定部702は、入力されたフレームの要求/応答フラグ301とCPUID900とブランチID901を確認する。   The frame input to the optical input port 709 of the CPUIF 700 is input to the optical / electrical converter 703. The optical / electrical converter 703 performs optical / electrical conversion on the input frame and outputs it to the frame determination unit 702 in the communication control unit 701. The frame determination unit 702 confirms the request / response flag 301, CPU ID 900, and branch ID 901 of the input frame.

フレーム判定部702が、フレーム構成の要求/応答フラグ301が“応答”と判定した場合に、通信制御部701は、電気入出力ポート707を介して、接続された光通信回線に出力する。フレーム判定部702が、フレーム構成の要求/応答フラグ301が“要求”と判定し、かつ、CPUID900が自身の持っているCPUIDと一致していると判定した場合に、通信制御部701は、電気入出力ポート707に出力しない。   When the frame determination unit 702 determines that the frame configuration request / response flag 301 is “response”, the communication control unit 701 outputs the result to the connected optical communication line via the electrical input / output port 707. When the frame determination unit 702 determines that the frame configuration request / response flag 301 is “request” and the CPU ID 900 matches the CPU ID that the frame control unit 701 has, the communication control unit 701 Does not output to I / O port 707.

フレーム判定部702が、フレーム構成の要求/応答フラグ301が“要求”と判定し、かつ、CPUID900が自身の持っているCPUIDと不一致であると判定し、かつ、ブランチIDが自身の持っているブランチIDと一致していると判定した場合に、通信制御部701は、電気入出力ポート707を介して、接続された光通信回線に出力する。   The frame determination unit 702 determines that the frame configuration request / response flag 301 is “request”, determines that the CPU ID 900 does not match its own CPU ID, and the branch ID has its own When it is determined that the branch ID matches, the communication control unit 701 outputs to the connected optical communication line via the electrical input / output port 707.

フレーム判定部702が、フレーム構成の要求/応答フラグ301が“要求”と判定し、かつ、CPUID900が自身の持っているCPUIDと不一致であると判定し、かつ、ブランチIDが自身の持っているブランチIDと不一致であると判定した場合に、通信制御部701は、電気入出力ポート707に出力しない。   The frame determination unit 702 determines that the frame configuration request / response flag 301 is “request”, determines that the CPU ID 900 does not match its own CPU ID, and the branch ID has its own If it is determined that the branch ID does not match, the communication control unit 701 does not output to the electrical input / output port 707.

表２は、本制御システムのCPUIFの動作をまとめたものである。   Table 2 summarizes the operation of the CPUIF of this control system.

Figure 0006373630
Figure 0006373630

以上により、フレーム衝突やフレーム順番の入れ替わり、及びフレームの回り込みの発生なく、CPU、RIO間の通信及びスヌープを実現できる。   As described above, communication and snoop between the CPU and RIO can be realized without occurrence of frame collision, frame order change, and frame wraparound.

なお、表２の動作を行うCPUIFは図１のシステム構成はもちろん、図２のシステム構成、図６のシステム構成、その他RIOユニット追加、及びブランチを追加したシステム構成のいずれにも適用できる。   The CPUIF that performs the operations shown in Table 2 can be applied to any of the system configuration shown in FIG. 1, the system configuration shown in FIG. 2, the system configuration shown in FIG. 6, other RIO unit additions, and a system configuration added with branches.

以上、本実施例によれば、演算装置に入出力装置が接続されているリング状の通信回線を、中継装置を介して並列に複数接続し、その中継装置は、入力されたフレームの種類によって、フレームを通過させるかを決定する中継装置とすることで、通信フレームの衝突などの回線障害を回避し、強力な可用性とシステムの大規模化を両立させる制御システムを提供できる。   As described above, according to this embodiment, a plurality of ring-shaped communication lines in which input / output devices are connected to an arithmetic device are connected in parallel via a relay device, and the relay device depends on the type of input frame. By adopting a relay device that determines whether to pass a frame, it is possible to provide a control system that avoids line failures such as collision of communication frames and achieves both strong availability and large-scale system.

なお、本実施例においては、制御対象に命令に伴う要求または応答を含むデータを入出力する複数の入出力装置に対する制御を命令する第一の演算装置と前記入出力装置との通信を中継する複数の第一の中継装置毎に、複数の前記入出力装置と前記第一の中継装置とがリング状の第一の通信回線を介して接続され、前記入出力装置に対する制御を命令する第二の演算装置と前記入出力装置との通信を中継する複数の第二の中継装置毎に、複数の前記入出力装置と前記第二の中継装置とがリング状の第二の通信回線を介して接続され、前記第一の中継装置および前記第二の中継装置が有する前記演算装置との間で前記データを通信する電気入出力ポートまたは複数の前記入出力装置から前記データを受信する光入力ポートのいずれのポートから入力されたかに基づいて前記データの通信を中継する方向を判断する第一の判断ステップと、前記第一の演算装置または前記第二の演算装置から前記入出力装置に送られるデータであるかまたは前記入出力装置から前記第一の演算装置または前記第二の演算装置に送られるデータであるかを判断する第二の判断ステップと、前記データが前記第一の演算装置から送られたデータであるかまたは前記第二の演算装置から送られたデータであるかを判断する第三の判断ステップと、前記データに含まれる前記通信回線を識別するためのブランチ識別情報と前記第一の中継装置または前記第二の中継装置に付されたブランチ識別情報とに基づいて、データの通信可否を判断する第四の判断ステップと、各判断ステップの判定結果に基づき、前記データの通信を中継し、いずれか一方の演算装置が動作中は他方の演算装置が前記一方の演算装置と前記入出力装置との間の通信をモニタする中継ステップと、を含む通信中継方法を、図１に示した構成および表２に示した基準に従って実行することができる。   In the present embodiment, the communication between the input / output device and the first arithmetic device that instructs the control target to control a plurality of input / output devices that input / output data including a request or response accompanying the command is relayed. For each of a plurality of first relay devices, a plurality of the input / output devices and the first relay device are connected via a ring-shaped first communication line, and a second command for controlling the input / output devices. For each of a plurality of second relay devices that relay communication between the arithmetic device and the input / output device, a plurality of the input / output devices and the second relay device are connected via a ring-shaped second communication line. An electrical input / output port that is connected and communicates the data with the arithmetic device of the first relay device and the second relay device, or an optical input port that receives the data from a plurality of the input / output devices From any port A first determination step of determining a direction of relaying the communication of the data based on whether the data is received, and data sent from the first arithmetic device or the second arithmetic device to the input / output device, or A second determination step of determining whether the data is sent from the input / output device to the first arithmetic device or the second arithmetic device; and the data is data sent from the first arithmetic device. A third determination step for determining whether the data is sent from the second arithmetic device, branch identification information for identifying the communication line included in the data, and the first relay device Or a fourth determination step for determining whether or not data communication is possible based on the branch identification information attached to the second relay device, and the data based on the determination result of each determination step. A relay step of monitoring the communication between the one arithmetic device and the input / output device while one of the arithmetic devices is operating. It can be executed according to the configuration shown in FIG. 1 and the criteria shown in Table 2.

100 指令措置
101 指令回線
102,166 CPUユニット
103,167 CPU
104,105,117,118,126,127,135,136,
144,145,153,154,162,163,168,169 電気通信回線
108〜111,172〜175 CPUIF
112,121,130,139,148,157 RIOユニット
113,114,133,134,140,141,160,161 反射RIOIF
115,116,122〜125,131,132,142,143,
149〜152,158,159,200〜203,500〜503 RIOIF
119,128,137,146,155,164 RIO
120,129,138,147,156,165 制御対象
176〜207, 504〜507 光通信回線
300 開始フラグ
301 要求/応答フラグ
302 ブロードキャスト/ユニキャスト/グループキャストフラグ
303 送信先アドレス
304 送信元アドレス
305 データ
306 終了フラグ
400 要求フレーム
401 応答フレーム
700 CPUIF
701 通信制御部
702 フレーム判定部
703 光/電気変換器
704〜706 要求/応答フレーム
707 電気入出力ポート
708 光出力ポート
709 光入力ポート
800 CPUID
801 ブランチID 100 Directive measures
101 Command line
102,166 CPU unit
103,167 CPU
104,105,117,118,126,127,135,136,
144,145,153,154,162,163,168,169 Telecommunications line
108 ~ 111,172 ~ 175 CPUIF
112,121,130,139,148,157 RIO unit
113,114,133,134,140,141,160,161 Reflective RIOIF
115,116,122-125,131,132,142,143,
149-152,158,159,200-203,500-503 RIOIF
119,128,137,146,155,164 RIO
120,129,138,147,156,165 Control target
176-207, 504-507 Optical communication line
300 start flag
301 Request / response flag
302 broadcast / unicast / groupcast flag
303 destination address
304 Source address
305 data
306 End flag
400 request frames
401 response frame
700 CPUIF
701 Communication control unit
702 Frame judgment unit
703 Optical / electrical converter
704-706 request / response frame
707 Electrical input / output port
708 optical output port
709 Optical input port
800 CPUID
801 branch ID

Claims (6)

制御対象に命令に伴う要求または応答を含むデータを入出力する複数の入出力装置と、
前記入出力装置に対する制御を命令する演算装置と、
前記演算装置との間で前記データを通信する電気入出力ポートと、複数の前記入出力装置から前記データを受信する光入力ポートと、複数の前記入出力装置に対して前記データを送信する光出力ポートとを有し、前記演算装置と前記入出力装置との通信を中継する複数の中継装置とを備え、
前記中継装置毎に、複数の前記入出力装置と前記中継装置とがリング状の通信回線を介して接続され、前記中継装置は、前記データを中継するか否かを判定する通信可否判定手段を有し、前記通信可否判定手段は、いずれのポートから入力されたかに基づいて前記データの通信を中継する方向を判断する第一の判断と、前記演算装置から前記入出力装置に送られるデータであるかまたは前記入出力装置から前記演算装置に送られるデータであるかを判断する第二の判断とによって、前記データの通信可否を判定する場合において、前記電気入出力ポートから入力され、前記演算装置から前記入出力装置に送られるデータであると判定した場合に前記データを前記光出力ポートに出力し、前記光入力ポートから入力され、前記入出力装置から前記演算装置に送られるデータであると判定した場合に前記データを前記電気入出力ポートに出力し、前記電気入出力ポートから入力され、前記入出力装置から前記演算装置に送られるデータであると判定した場合には前記データを前記光出力ポートに出力せず、前記光入力ポートから入力され、前記演算装置から前記入出力装置に送られるデータであると判定した場合には前記データを前記電気入出力ポートに出力しない
ことを特徴とする中継制御システム。 A plurality of input / output devices for inputting / outputting data including a request or a response accompanying a command to a control target;
An arithmetic device that commands control of the input / output device;
An electrical input / output port for communicating the data with the arithmetic device, an optical input port for receiving the data from a plurality of the input / output devices, and a light for transmitting the data to the plurality of the input / output devices An output port, and a plurality of relay devices that relay communication between the arithmetic device and the input / output device,
For each of the relay devices, a plurality of the input / output devices and the relay device are connected via a ring-shaped communication line, and the relay device has communication availability determination means for determining whether or not to relay the data. The communication availability determination means includes a first determination for determining a direction in which the communication of the data is relayed based on which port is input, and data sent from the arithmetic device to the input / output device. And determining whether the data is communicable by a second determination for determining whether the data is sent from the input / output device to the arithmetic device, and the arithmetic operation is input from the electrical input / output port. When it is determined that the data is sent from the device to the input / output device, the data is output to the optical output port, input from the optical input port, and forward from the input / output device. When it is determined that the data is sent to the arithmetic device, the data is output to the electrical input / output port, input from the electrical input / output port, and determined to be data sent from the input / output device to the arithmetic device If it is determined that the data is not output to the optical output port but is input from the optical input port and sent from the arithmetic device to the input / output device, the data is input to the electrical input port. A relay control system characterized by not outputting to an output port . 制御対象に命令に伴う要求または応答を含むデータを入出力する複数の入出力装置と、
前記入出力装置に対する制御を命令する第一の演算装置と、
前記入出力装置に対する制御を命令する第二の演算装置と、
前記第一の演算装置と前記入出力装置との通信を中継する複数の第一の中継装置と、
前記第二の演算装置と前記入出力装置との通信を中継する複数の第二の中継装置とを備え、
前記第一の中継装置毎に、複数の前記入出力装置と前記第一の中継装置とがリング状の第一の通信回線を介して接続され、前記第二の中継装置毎に、複数の前記入出力装置と前記第二の中継装置とがリング状の第二の通信回線を介して接続され、前記第一の中継装置および前記第二の中継装置は、前記データを中継するか否かを判定する通信可否判定手段を有し、前記通信可否判定手段の判定結果に基づき、前記データの通信を中継し、いずれか一方の演算装置が動作中は他方の演算装置が前記一方の演算装置と前記入出力装置との間の通信をモニタすることを特徴とする中継制御システム。 A plurality of input / output devices for inputting / outputting data including a request or a response accompanying a command to a control target;
A first arithmetic unit that commands control of the input / output device;
A second arithmetic unit that commands control of the input / output device;
A plurality of first relay devices that relay communication between the first arithmetic device and the input / output device;
A plurality of second relay devices that relay communication between the second arithmetic device and the input / output device;
For each first relay device, a plurality of the input / output devices and the first relay device are connected via a ring-shaped first communication line, and a plurality of fronts are provided for each second relay device. The entry output device and the second relay device are connected via a ring-shaped second communication line, and the first relay device and the second relay device determine whether or not to relay the data. A communication enable / disable determining unit for determining, relaying the data communication based on the determination result of the communication enable / disable determining unit, and when one of the arithmetic devices is operating, the other arithmetic device is connected to the one arithmetic device A relay control system for monitoring communication with the input / output device. 請求項２記載の中継制御システムであって、
前記データは前記通信回線を識別するためのブランチ識別情報を含み、
前記第一の中継装置および前記第二の中継装置は、前記演算装置との間で前記データを通信する電気入出力ポートと、複数の前記入出力装置から前記データを受信する光入力ポートとを備え、
各中継装置の前記通信可否判定手段は、いずれのポートから入力されたかに基づいて前記データの通信を中継する方向を判断する第一の判断と、前記第一の演算装置または前記第二の演算装置から前記入出力装置に送られるデータであるかまたは前記入出力装置から前記第一の演算装置または前記第二の演算装置に送られるデータであるかを判断する第二の判断と、前記データが前記第一の演算装置から送られたデータであるかまたは前記第二の演算装置から送られたデータであるかを判断する第三の判断と、前記データに含まれるブランチ識別情報と前記第一の中継装置または前記第二の中継装置に付されたブランチ識別情報とに基づいて、データの通信可否を判断する第四の判断とによって、データの通信可否を判定することを特徴とする中継制御システム。 The relay control system according to claim 2 ,
The data includes branch identification information for identifying the communication line,
The first relay device and the second relay device include an electrical input / output port that communicates the data with the arithmetic device, and an optical input port that receives the data from a plurality of the input / output devices. Prepared,
The communication availability determination unit of each relay device includes a first determination that determines a direction in which the communication of the data is relayed based on which port is input, and the first arithmetic device or the second arithmetic A second determination for determining whether the data is sent from the device to the input / output device or the data sent from the input / output device to the first arithmetic device or the second arithmetic device; and the data Is a data sent from the first computing device or a data sent from the second computing device, a branch judgment information included in the data and the first judgment Determining whether or not data communication is possible based on a fourth determination for determining whether or not data communication is possible based on branch identification information attached to one relay device or the second relay device. Relay control system. 請求項３記載の中継制御システムであって、
前記第一の中継装置および前記第二の中継装置は、複数の前記入出力装置に対して前記データを送信する光出力ポートをさらに備え、
前記通信可否判定手段は、前記電気入出力ポートから入力され、前記第一の演算装置または前記第二の演算装置から前記入出力装置に送られるデータであって当該演算装置が出力したデータであると判定した場合には前記データを前記光出力ポートに出力し、前記光入力ポートから入力され、ｉ）前記第一の演算装置または前記第二の演算装置から前記入出力装置に送られるデータであって当該演算装置が出力したデータではなくかつ前記データに含まれるブランチ識別情報と前記第一の中継装置または前記第二の中継装置に付されたブランチ識別情報とが一致すると判定した場合には前記データを前記電気入出力ポートに出力し、ｉｉ）前記入出力装置から前記第一の演算装置または前記第二の演算装置に送られるデータであると判定した場合には前記データを前記電気入出力ポートに出力することを特徴とする中継制御システム。 The relay control system according to claim 3 ,
The first relay device and the second relay device further include an optical output port that transmits the data to a plurality of the input / output devices,
The communication availability determination means is data that is input from the electrical input / output port and is sent from the first arithmetic device or the second arithmetic device to the input / output device, and is output by the arithmetic device. The data is output to the optical output port, input from the optical input port, and i) data sent from the first arithmetic unit or the second arithmetic unit to the input / output device. When it is determined that the branch identification information included in the data is not the data output by the arithmetic device and the branch identification information attached to the first relay device or the second relay device is the same The data is output to the electrical input / output port, and ii) it is determined that the data is sent from the input / output device to the first arithmetic device or the second arithmetic device. Relay control system in case of and outputs the data to the electrical input ports. 請求項３記載の中継制御システムであって、
前記通信可否判定手段は、前記電気入出力ポートから入力され、ｉ）前記第一の演算装置または前記第二の演算装置から前記入出力装置に送られるデータであって当該演算装置が出力したデータでないと判定した場合には前記データを前記光出力ポートに出力せず、ｉｉ）前記入出力装置から前記第一の演算装置または前記第二の演算装置に送られるデータであると判定した場合には前記データを前記光出力ポートに出力せず、前記光入力ポートからデータが入力され、ｉｉｉ）前記第一の演算装置または前記第二の演算装置から前記入出力装置に送られるデータであって当該演算装置が出力したデータであると判定した場合には前記データを前記電気入出力ポートに出力せず、ｉｖ）前記第一の演算装置または前記第二の演算装置から前記入出力装置に送られるデータであって当該演算装置が出力したデータではなくかつ前記データに含まれるブランチ識別情報と前記第一の中継装置または前記第二の中継装置に付されたブランチ識別情報とが一致しないと判定した場合には前記データを前記電気入出力ポートに出力しないことを特徴とする中継制御システム。 The relay control system according to claim 3 ,
The communication availability determination means is input from the electrical input / output port, and i) data sent from the first arithmetic device or the second arithmetic device to the input / output device and output by the arithmetic device If it is determined that the data is not output, the data is not output to the optical output port. Ii) When it is determined that the data is sent from the input / output device to the first arithmetic device or the second arithmetic device Is the data input from the optical input port without outputting the data to the optical output port, and iii) data sent from the first arithmetic device or the second arithmetic device to the input / output device. If it is determined that the data is output from the arithmetic device, the data is not output to the electrical input / output port; iv) from the first arithmetic device or the second arithmetic device, The data sent to the output device is not the data outputted by the arithmetic device, and the branch identification information contained in the data and the branch identification information attached to the first relay device or the second relay device The relay control system, wherein when it is determined that they do not match, the data is not output to the electrical input / output port. 制御対象に命令に伴う要求または応答を含むデータを入出力する複数の入出力装置に対する制御を命令する演算装置と、前記演算装置との間で前記データを通信する電気入出力ポートと、複数の前記入出力装置から前記データを受信する光入力ポートと、複数の前記入出力装置に対して前記データを送信する光出力ポートとを有し、前記入出力装置との通信を中継する複数の中継装置毎に、複数の前記入出力装置と前記中継装置とがリング状の通信回線を介して接続され、
前記中継装置が有する前記演算装置との間で前記データを通信する電気入出力ポートまたは複数の前記入出力装置から前記データを受信する光入力ポートのいずれのポートから入力されたかに基づいて前記データの通信を中継する方向を判断する第一の判断ステップと、
前記演算装置から前記入出力装置に送られるデータであるかまたは前記入出力装置から前記演算装置に送られるデータであるかを判断する第二の判断ステップと、
前記第一の判断ステップと前記第二の判断ステップとによって、前記データの通信可否を判定する場合において、前記電気入出力ポートから入力され、前記演算装置から前記入出力装置に送られるデータであると判定した場合に前記データを前記光出力ポートに出力し、前記光入力ポートから入力され、前記入出力装置から前記演算装置に送られるデータであると判定した場合に前記データを前記電気入出力ポートに出力し、前記電気入出力ポートから入力され、前記入出力装置から前記演算装置に送られるデータであると判定した場合には前記データを前記光出力ポートに出力せず、前記光入力ポートから入力され、前記演算装置から前記入出力装置に送られるデータであると判定した場合には前記データを前記電気入出力ポートに出力しない中継ステップと、
を含むことを特徴とする通信中継方法。 A computing device that commands control of a plurality of input / output devices that input and output data including a request or response accompanying a command to a control target; an electrical input / output port that communicates the data between the computing devices; A plurality of relays having an optical input port for receiving the data from the input / output device and an optical output port for transmitting the data to the plurality of input / output devices, and relaying communication with the input / output device For each device, a plurality of the input / output devices and the relay device are connected via a ring-shaped communication line,
The data based on which one of an electrical input / output port that communicates the data to / from the arithmetic unit included in the relay device or an optical input port that receives the data from a plurality of the input / output devices. A first determination step of determining a direction of relaying the communication of
A second determination step of determining whether the data is sent from the arithmetic device to the input / output device or the data sent from the input / output device to the arithmetic device;
Data that is input from the electrical input / output port and sent from the arithmetic device to the input / output device when determining whether or not data communication is possible by the first determination step and the second determination step. The data is output to the optical output port when it is determined that the data is input from the optical input port, and the data is input to the electrical input / output when it is determined that the data is sent from the input / output device to the arithmetic device. When it is determined that the data is output to the port, input from the electrical input / output port, and sent from the input / output device to the arithmetic device, the data is not output to the optical output port, and the optical input port When it is determined that the data is sent from the arithmetic unit to the input / output device, the data is output to the electrical input / output port. And stomach relay step,
The communication relay method characterized by including.
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