JP6558882B2 - 制御システム、および中継装置 - Google Patents
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Description
Control System:分散型制御システム或いは分散型制御装置)やプログラマブルロジックコントローラ(以下、PLC)が用いられる。一般的なFA(Factory Automation)システムでは制御装置としてPLCが用いられることが多く、高信頼性を要求されるプラント設備では制御装置としてDCSが用いられることが多い。DCSはPLCに比較して信頼性が高いからである。上記センサのように制御装置による監視データの収集対象となる装置や電動機などの制御対象装置(以下、両者をまとめて「IOスレーブ装置」と呼ぶ)は、IOネットワークと呼ばれるネットワーク(或いはシリアルバス)に接続される。制御装置は、中継装置(例えば、ゲートウェイ装置)等のネットワーク装置を介してIOネットワークに接続される。
(A:第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態の通信システム1Aの構成例を示す図である。
この通信システム1Aは、前掲図17に示したシステムと同様、産業施設内に敷設された制御システムである。図1では図17におけるものと同一の構成要素には同一の符号が付されている。図1と図17とを対比すれば明らかなように、通信システム1Aは、以下の3つの点が図17に示す従来の冗長化制御システムと異なる。第1に、制御装置10Aおよび制御装置10Bの代わりに制御装置100Aおよび制御装置100Bを有する点である。第2に、ネットワーク装置20Aおよびネットワーク装置20Bの代わりにネットワーク装置200Aおよびネットワーク装置200Bを有する点である。そして、第3に、ネットワーク装置200Aとネットワーク装置200Bが等値化ケーブル400により接続されている点である。
ネットワーク装置200は、図2に示すように、制御部210、第1通信インタフェース(以下、「I/F」と略記)部220、第2通信I/F部230、第3通信I/F部240、記憶部250、およびこれら構成要素間のデータ授受を仲介するバス260を含んでいる。
以上がネットワーク装置200の構成である。
以上が本実施形態の動作である。
上記第1実施形態では、等値化ケーブル400を介した通信によりネットワーク装置200Aとネットワーク装置200Bに監視データの等値化を行わせる場合について説明した。しかし、このような態様では等値化ケーブル400の切断が発生すると、監視データの等値化を行えなくなるといった問題がある。そこで、ネットワーク装置200Aとネットワーク装置200Bの各々に、等値化ケーブル400を介したデータ通信が可能であるか否かを判定する判定手段を設け、可能であると判定された場合には等値化ケーブル400を介したデータ通信により監視データの等値化を行い、不能である場合には、図8にて点線矢印で示すように、制御装置100A、等値化ケーブル40および制御装置100Bを介した通信により監視データの等値化を行う処理を、ネットワーク装置200Aとネットワーク装置200Bの各々の制御部に実行させるようにしても良い。
図9は、本発明の第3実施形態の通信システム1Cの構成例を示す図である。
この通信システム1Cも産業施設内に敷設される制御システムである。図9では、図1におけるものと同一の要素には同一の符号が付されている。図9と図1を対比すれば明らかように、通信システム1Cは、以下の3つの点で通信システム1Aと異なる。第1に、制御装置100Aおよび制御装置100Bに替えて制御装置100A´および制御装置100B´を設けた点である。第2にネットワーク装置200Aおよびネットワーク装置200Bに代えてネットワーク装置200A´およびネットワーク装置200B´を設けた点である。そして、第3にネットワーク装置200A´がIOネットワーク30Cにも接続されている点である。
図10は、本発明の第4実施形態の通信システム1Dの構成例を示す図である。
この通信システム1Dも産業施設内に敷設された制御システムである。図10では、図1におけるものと同一の要素には同一の符号が付されている。図10ではIOネットワーク30Aおよび30Bに対するIOスレーブ装置S1〜S3の詳細な接続態様が図示されており、この点が図1と異なる。図10に示すように、IOスレーブ装置Sn(n=1〜3)の各々はIOマスタ(図10では、「IOM」と略記)MAnを介してIOネットワーク30Aに接続されており、IOマスタMBnを介してIOネットワーク30Bに接続されている。IOマスタMAnは、IOスレーブ装置Snの出力する監視データをIOネットワーク30Aに送出する。IOマスタMBnは、IOスレーブ装置Snの出力する監視データをIOネットワーク30Bに送出する。なお、図1では、IOスレーブ装置S1〜Snの詳細な接続形態の図示は省略されていたが、図10におけるものと同一である。
以上がネットワーク装置200´´の構成である。
以上本発明の第1、第2、第3および第4実施形態について説明したが、これら実施形態に以下の変形を加えても勿論良い。
(1)上記第1実施形態では、ネットワーク装置200Aとネットワーク装置200Bのうちの稼働系のネットワーク装置から待機系のネットワーク装置へ等値化ケーブル400を介して監視データを送信し記憶させるといったプッシュ型のデータ通信で監視データの等値化を実現する場合について説明した。しかし。等値化ケーブル400経由で稼働系のネットワーク装置から監視データを取得して自装置の監視データを更新する処理を待機系のネットワーク装置に実行させるプル型のデータ通信で監視データの等値化を実現しても良い。
Claims (12)
- 第1および第2のネットワークに接続された1または複数の機器から監視データを収集し、該監視データに基づいて制御を行う制御システムにおいて、
一方は稼働系となって前記制御を行い、他方は待機系となる第1および第2の制御装置と、
前記第1の制御装置と前記第1のネットワークに接続された第1の中継装置と、
前記第2の制御装置と前記第2のネットワークに接続された第2の中継装置と、
前記第1の中継装置と前記第2の中継装置の通信を、前記第1の中継装置と前記第2の中継装置を互いに直接接続するケーブルによって仲介する中継装置間通信手段と、
を有し、
前記第1および第2の中継装置の各々は、前記1または複数の機器から受信した監視データを接続先の制御装置へ転送するとともに、当該監視データを等値化するための通信を前記中継装置間通信手段を介して行い、
前記第1の制御装置と前記第2の制御装置のうち稼働系となっている方は、接続先の中継装置から受信した監視データを用いて前記制御を行う
ことを特徴とする制御システム。 - 前記第1および第2の中継装置のうちの一方は、
監視データを等値化する処理として、接続先のネットワークから受信した監視データを前記中継装置間通信手段を介して待機系の中継装置へ転送する処理を実行し、
前記第1および第2の中継装置のうちの他方は、監視データを等値化する処理として、接続先のネットワークから受信した監視データを当該監視データに対応するものとして前記中継装置間通信手段経由で受信した監視データで置き換える処理を実行する
ことを特徴とする請求項1に記載の制御システム。 - 前記第1の制御装置と前記第2の制御装置の通信を仲介する制御装置間通信手段を備え、
前記第1および第2の制御装置は、
前記制御装置間通信手段を介した通信が可能であるか否かを判定し、可能であれば、自装置における故障の有無を示す状態データを前記制御装置間通信手段を介して送受信することにより他方の故障の有無を監視し、不可能であれば、前記中継装置間通信手段を介して前記状態データを送受信することにより他方の故障の有無を監視する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の制御システム。 - 前記第1および第2の中継装置は、複数の機器の各々から送信された監視データを受信し、
前記複数の機器の各々について、当該機器から送信された監視データの等値化を中継装置側で行うのかそれとも制御装置側で行うのかが予め定められており、
前記第1および第2の中継装置の各々は、中継装置側で等値化を行うと定められている機器から受信した監視データについては前記中継装置間通信手段を介した通信により等値化を行い、
前記第1および第2の制御装置の各々は、接続先の中継装置を介して受信した監視データのうち制御装置側で等値化を行うと定められている機器から送信された監視データを前記制御装置間通信手段を介した通信により等値化を行う
ことを特徴とする請求項3に記載の制御システム。 - 前記第1および第2の中継装置は、
前記中継装置間通信手段を介した通信の可否を判定する判定手段を備え、
前記第1および第2の中継装置は、
前記判定手段により可能と判定された場合に前記中継装置間通信手段を介した通信により監視データの等値化を行い、前記判定手段により不可能と判定された場合には前記制御装置間通信手段を介した通信により監視データの等値化を行う
ことを特徴とする請求項3に記載の制御システム。 - 前記第1および第2の中継装置の各々は、
接続先のネットワークから受信した監視データを前記中継装置間通信手段経由で他方の中継装置へ転送する第1の処理手段と、
前記中継装置間通信手段経由で他方の中継装置から受信した監視データの送信元の機器との通信が可能であるか否かを判定し、通信不能と判定された機器から受信するはずであった監視データを前記中継装置間通信手段経由で受信した監視データで補完する第2の処理手段と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の制御システム。 - 前記第2の処理手段は、
通信不能であると判定した機器を示す識別情報を記憶装置に記憶させ、当該記憶装置に識別情報が記憶されてくる機器については前記中継装置間通信手段経由で受信した監視データによる補完または置き換えを行う一方、自装置の電源断またはリセットを契機として前記記憶装置の記憶内容を初期化する
ことを特徴とする請求項6に記載の制御システム。 - 前記第1および第2の中継装置は、
接続先の制御装置にかかっている処理負荷を計測する負荷計測手段を備え、
前記第1および第2の中継装置の各々は、
前記負荷計測手段により計測された処理負荷が所定に閾値を上回っていれば前記中継装置間通信手段を介した通信により監視データの等値化を行い、前記閾値未満であれば前記制御装置間通信手段を介した通信により監視データの等値化を行う
ことを特徴とする請求項3に記載の制御システム。 - 前記第1および第2の中継装置は、接続先の制御装置にかかっている処理負荷を計測する負荷計測手段を備えるとともに、
前記第1および第2の制御装置の処理負荷が高いほど中継装置側で等値化を行う監視データが多くなるように、監視データの等値化を中継装置側で行うのかそれとも制御装置側で行うのかの振り分けパターンが前記処理負荷に応じて複数通り定められており、
前記第1および第2の中継装置の各々は、前記負荷計測手段により計測された処理負荷に応じた振り分けパターンにおいて中継装置側で等値化を行うと定められている監視データのみを前記中継装置間通信手段を介した通信により等値化し、
前記第1および第2の制御装置の各々は、自装置の処理負荷に応じた振り分けパターンにおいて制御装置側で等値化を行うと定められている監視データを前記制御装置間通信手段を介した通信により等値化する
ことを特徴とする請求項8に記載の制御システム。 - 前記第1および第2の中継装置の何れか一方には、第3のネットワークが接続されており、
前記第3のネットワークに接続された中継装置は、前記第3のネットワークに接続されている機器から監視データを収集し、収集した監視データを自装置に接続されている制御装置に転送するとともに、前記中継装置間通信手段を介して他方の中継装置に転送する
ことを特徴とする請求項1に記載の制御システム。 - 前記中継装置間通信手段を介して通信する前記第1の中継装置および前記第2の中継装置よりなる中継装置対を複数有することを特徴とする請求項1に記載の制御システム。
- 一方が稼働系となって制御を行い他方が待機系となる第1および第2の制御装置の一方に接続されるとともに、監視データを送信する1または複数の機器が接続された第1のネットワークに接続され、前記1または複数の機器から送信される監視データを接続先の制御装置へ転送する中継装置において、
前記1または複数の機器が接続された第2のネットワークと前記第1および第2の制御装置のうちの他方とに接続される他の中継装置との通信を、前記中継装置と前記他の中継装置を互いに直接接続するケーブルによって仲介する中継装置間通信手段に接続される通信インタフェース部と、
前記第1のネットワークを介して前記1または複数の機器から受信した監視データを接続先の制御装置へ転送するとともに、当該監視データを等値化するための通信を前記中継装置間通信手段を介して行う制御部と、
を有することを特徴とする中継装置。
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