JP7277206B2 - Communication control device and method - Google Patents
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Description
本発明は、通信制御装置および方法に関する。 The present invention relates to a communication control device and method.
例えば、建築物に付帯している各設備の監視制御や、プラントなどの制御には制御システムが用いられ、さらに機器管理装置が用いられている場合がある(特許文献1参照)。制御システムでは、フィールドバスなどのネットワークにより接続している現場に設置されたプロセス機器や各種センサなどのフィールド機器との間で信号をやりとりして制御を行っている。 For example, in some cases, a control system is used for monitoring control of each facility attached to a building and control of a plant, and a device management device is used (see Patent Document 1). In a control system, control is performed by exchanging signals between field devices such as process devices and various sensors installed on-site, which are connected via a network such as a fieldbus.
また、このような制御では、多数のフィールド機器を制御対象とするため、制御システムでは、ブロックに分割して各ブロックに制御を行うコントローラを配置し、複数のコントローラを用いて分散制御を行うようにしている。例えば、制御装置には、ブロック毎に設けられたコントローラが接続し、複数のコントローラの各々に、複数のフィールド機器が接続している。制御装置には、ネットワークを介して複数のコントローラが接続し、各コントローラには、複数のフィールド機器が接続している。 In addition, since many field devices are subject to control in this type of control, the control system is divided into blocks, each block is provided with a controller that performs control, and multiple controllers are used to perform distributed control. I have to. For example, a controller provided for each block is connected to the control device, and a plurality of field devices are connected to each of the plurality of controllers. A plurality of controllers are connected to the control device via a network, and a plurality of field devices are connected to each controller.
コントローラとフィールド機器との接続では、一般に、コントローラをマスタノードとし、フィールド機器をスレーブノードとするシリアル通信が用いられている。この種のシリアル通信を実現するプロトコルとしては、例えば、「Modbus(登録商標)」がある。この種のシリアル通信のプロトコルでは、マスタノードだけがリクエストを発行でき、発行されたリクエストには、リクエストを受け取るスレーブノードのステーションアドレスおよび処理されるべきデータアドレスが含まれている。リクエストに含まれているステーションアドレスのスレーブノードだけが、当該リクエストを実行し、他のスレーブノードは、このリクエストを受信しても何もしない。 The connection between the controller and the field device generally uses serial communication with the controller as the master node and the field device as the slave node. Protocols that implement this type of serial communication include, for example, "Modbus (registered trademark)." In this kind of serial communication protocol, only the master node can issue a request, which includes the station address of the slave node receiving the request and the data address to be processed. Only the slave node whose station address is included in the request will execute the request, and other slave nodes will do nothing upon receiving this request.
上述した制御システムにおいて、フィールド機器の保守・点検を、フィールド機器が設置されている現場で実施するときには、可搬性、携帯性に優れた小型の設定機器が用いられる。この設定機器を用いたフィールド機器の保守・点検では、設定機器をマスタノードに設定し、保守・点検対象のフィールド機器が接続されているネットワークに接続する。しかしながら、このネットワークにおいては、マスタノードは1つに限られるため、設定機器をネットワークに直接接続するためには、コントローラの動作を停止することになり、制御を中断させる必要がある。また、ネットワークに接続するためには、配線が必要となり、小型の設定機器の可搬性、携帯性が損なわれる。 In the control system described above, a compact setting device that is excellent in portability and portability is used when performing maintenance and inspection of the field device at the site where the field device is installed. In the field device maintenance/inspection using this setting device, the setting device is set as a master node and connected to the network to which the field device to be maintained/inspected is connected. However, in this network, the number of master nodes is limited to one, so in order to directly connect the setting device to the network, the operation of the controller must be stopped and the control must be interrupted. In addition, wiring is required to connect to the network, which impairs the portability and portability of small setting devices.
一方で、無線通信機能を備える中継装置を上述したネットワークに接続し、設定機器と中継装置との間を無線通信で接続し、マスタノードとした設定機器から、対象となるフィールド機器へ、リクエストを送信する技術が提案されている(特許文献1参照)。この技術によれば、コントローラによる制御を中断することなく、設定機器を用いたフィールド機器の保守・点検が可能となる。 On the other hand, a relay device having a wireless communication function is connected to the above-mentioned network, the setting device and the relay device are connected by wireless communication, and a request is sent from the setting device serving as a master node to the target field device. A transmission technique has been proposed (see Patent Document 1). According to this technology, it is possible to maintain and inspect field devices using setting devices without interrupting control by the controller.
ところで、上述した制御システムでは、コントローラや設定機器から、複数の処理されるべきデータアドレスから構成された大きなデータ量のリクエストが送信される。このため、保守・点検における設定機器からのリクエストの通信により、コントローラからのリクエストの通信が待たされる場合が発生し、問題となる。制御対象のフィールド機器の数が増加し、また、リクエストの通信が、常時発生している場合、上述した問題がより顕著に発生することになる。 By the way, in the control system described above, a request with a large amount of data composed of a plurality of data addresses to be processed is transmitted from the controller or the setting device. For this reason, the request communication from the controller may be delayed due to the request communication from the setting device during maintenance/inspection, which is a problem. If the number of field devices to be controlled increases and requests are being communicated all the time, the above-described problems will become more pronounced.
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、制御に大きな影響を与えることなく、保守や点検が実施できるようにすることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to enable maintenance and inspection to be performed without greatly affecting control.
本発明に係る通信制御装置は、有線ネットワークを介して第1主機器から従機器を宛先として送信された第1リクエストを受け付けるように構成された通信部と、無線通信により接続された第2主機器から従機器を宛先として送信された第2リクエストを受け付けるように構成された無線通信部と、第2リクエストより第1リクエストを優先して従機器へ送信するように構成された中継制御部とを備える。 A communication control apparatus according to the present invention includes a communication unit configured to receive a first request transmitted from a first master device via a wired network to a slave device as a destination, and a second master device connected by wireless communication. a wireless communication unit configured to receive a second request transmitted from a device to a slave device as a destination; and a relay control unit configured to transmit the first request to the slave device with priority over the second request. Prepare.
上記通信制御装置の一構成例において、中継制御部は、第2リクエストをデータアドレス毎に分割して従機器へ送信することで、第1リクエストの送信を優先する。 In one configuration example of the communication control device, the relay control unit divides the second request for each data address and transmits the second request to the slave device, thereby giving priority to transmission of the first request.
上記通信制御装置の一構成例において、中継制御部は、第2リクエストの送信の頻度を減らすことで、第1リクエストの送信を優先する。 In one configuration example of the communication control device, the relay control unit prioritizes transmission of the first request by reducing the frequency of transmission of the second request.
上記通信制御装置の一構成例において、中継制御部は、第2リクエストの送信の周期を、第1リクエストの送信の周期の2倍以上とする。 In one configuration example of the communication control device, the relay control unit sets the transmission cycle of the second request to be twice or more the transmission cycle of the first request.
また、本発明に係る通信制御方法は、有線ネットワークを介して第1主機器から従機器を宛先として送信された第1リクエストを受け付ける第1ステップと、無線通信により接続された第2主機器から従機器を宛先として送信された第2リクエストを受け付ける第2ステップと第2リクエストより第1リクエストを優先して従機器へ送信する第3ステップとを備える。 Further, a communication control method according to the present invention includes: a first step of accepting a first request transmitted from a first master device via a wired network with a slave device as a destination; The method includes a second step of receiving a second request transmitted with the slave device as a destination, and a third step of transmitting the first request to the slave device with priority over the second request.
上記通信制御方法の一構成例において、第3ステップは、第2リクエストをデータアドレス毎に分割して従機器へ送信することで、第1リクエストの送信を優先する。 In one configuration example of the communication control method, the third step divides the second request for each data address and transmits the second request to the slave device, thereby giving priority to the transmission of the first request.
上記通信制御方法の一構成例において、第3ステップは、第2リクエストの送信の頻度を減らすことで、第1リクエストの送信を優先する。 In one configuration example of the above communication control method, the third step prioritizes transmission of the first request by reducing the frequency of transmission of the second request.
上記通信制御方法の一構成例において、第3ステップは、第2リクエストの送信の周期を、第1リクエストの送信の周期の2倍以上とする。 In one configuration example of the above communication control method, the third step sets the transmission cycle of the second request to be twice or more the transmission cycle of the first request.
以上説明したように、本発明によれば、有線ネットワークを介して第1主機器から送信された第1リクエストを、無線通信により接続された第2主機器から送信された第2リクエストより優先して従機器へ送信するので、制御に大きな影響を与えることなく、保守や点検が実施できる。 As described above, according to the present invention, the first request transmitted from the first main device via the wired network is prioritized over the second request transmitted from the second main device connected by wireless communication. Since the information is sent to the slave device as a result, maintenance and inspection can be performed without greatly affecting the control.
以下、本発明の実施の形態に係る通信制御装置100について図1を参照して説明する。通信制御装置100は、通信部101、無線通信部102、中継制御部103を備える。
A communication control apparatus 100 according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. The communication control device 100 includes a
通信部101は、有線ネットワーク151を介して第1主機器131から従機器132を宛先として送信された第1リクエストを受け付ける。有線ネットワーク151は、例えば、「Modbus」によるシリアルネットワークであり、第1主機器131は、マスタノードとされ、従機器132は、スレーブノードとされている。1つの第1主機器131に、複数の従機器132が接続可能とされている。第1主機器131は、例えばコントローラであり、従機器132は、フィールド機器である。コントローラおよびフィールド機器は、制御対象を制御するための制御システムを構成する。
The
無線通信部102は、無線通信により接続された第2主機器133から従機器132を宛先として送信された第2リクエストを受け付ける。無線通信部102は、例えば、よく知られた「Bluetooth(登録商標)」や「ZigBee(登録商標)」などによる無線通信を実現する。また、無線通信部102は、「Wi-Fi(登録商標)」による無線通信を実現する構成とすることもできる。また、無線通信部102は、第2リクエストを有線ネットワーク151のプロトコルに変換し、従機器132から第2主機器133に送信された第2リクエストに対するレスポンスを無線通信のプロトコルに変換する。第2主機器133は、例えば、フィールド機器の保守・点検を実施するための、小型の設定機器である。
The wireless communication unit 102 receives a second request transmitted from the
中継制御部103は、受け付けている第1リクエストおよび第2リクエストを従機器132へ送信(中継)する。中継制御部103は、第2リクエストより第1リクエストを優先して従機器132へ送信する。従って、第2主機器133を用いた従機器132の保守や点検が、第1主機器131と従機器132とによる制御動作に大きな影響を与えることなく、実施できるようになる。
The
次に、本発明の実施の形態に係る通信制御方法について、図2のフローチャートを用いて説明する。まず、第1ステップS101で、有線ネットワーク151を介して第1主機器131から従機器132を宛先として送信された第1リクエストを、通信部101が受け付ける。次に、第2ステップS102で、無線通信により接続された第2主機器133から従機器132を宛先として送信された第2リクエストを、無線通信部102が受け付ける。次に、第3ステップS103で、中継制御部103が、第2リクエストより第1リクエストを優先して従機器132へ送信する。
Next, the communication control method according to the embodiment of the present invention will be explained using the flowchart of FIG. First, in a first step S101, the
以下、実施例を用いてより詳細に説明する。 Hereinafter, it will be described in more detail using examples.
[実施例1]
はじめに、実施例1について図3を参照して説明する。実施例1では、ステップS111で、通信部101が、有線ネットワーク151を介して接続している第1主機器131から、従機器132を宛先とした送信された第1リクエストを、受け付ける。例えば、通信部101は、図示しない一時記憶部を備える。第1主機器131から、従機器132を宛先とした送信された第1リクエストが受信されると、一時記憶部に記憶される。
[Example 1]
First, Example 1 will be described with reference to FIG. In the first embodiment, in step S<b>111 , the
次に、ステップS112で、無線通信部102が、無線通信により接続している第2主機器133から、従機器132を宛先として送信された第2リクエストを、受け付ける。例えば、無線通信部102は、図示しない一時記憶部を備える。第2主機器133から、従機器132を宛先とした送信された第2リクエストが受信されると、一時記憶部に記憶される。
Next, in step S112, the wireless communication unit 102 receives a second request transmitted from the
次に、ステップS113で、通信部101が、第1リクエストを、受け付けているか否かを判定する。通信部101は、通信部101の一時記憶部に、第1リクエストが記憶されていることにより、第1リクエストを受け付けていることを判断する。
Next, in step S113, the
通信部101が、第1リクエストの受け付けを判断すると(ステップS113のyes)、ステップS114で、中継制御部103は、通信部101の一時記憶部から第1リクエストを取り出し、第1リクエストを従機器132に送信し、ステップS111に戻る。
When
なお、通信部101で、第1リクエストの受け付けが判断されない場合(ステップS113のno)、ステップS115で、無線通信部102が、無線通信により接続している第2主機器133から、従機器132を宛先として送信された第2リクエストを、受け付けているか否かを判定する。無線通信部102は、無線通信部102の一時記憶部に、第2リクエストが記憶されていることにより、第2リクエストを受け付けていることを判断する。
If the
また、第1リクエストを受け付けておらず、無線通信部102が、第2リクエストの受け付けを判断すると(ステップS115のyes)、ステップS116で、中継制御部103が、無線通信部102の一時記憶部に保存されている第2リクエストのうち、複数の処理すべきデータアドレスから構成された第2リクエストを一時記憶部から取り出し、データアドレス毎に分割する。分割した単一のデータアドレスから構成された第2リクエストは一時記憶部に記憶される。ステップS116の処理により、一時記憶部に保存されている第2リクエストは、単一のデータアドレスから構成された第2リクエストのみとなる。次に、ステップS114で、中継制御部103は、一時記憶部に保持された第2リクエストを1つ取り出し、従機器132に送信し、ステップS111に戻る。
If the first request has not been received and the wireless communication unit 102 determines that the second request has been received (Yes in step S115), the
なお、ステップS111に戻った後、第1リクエストを受け付けていれば、第2リクエストを受け付けているか否かにかかわらず、第1リクエストを従機器132に送信する。先に受け付けた第2リクエストがある場合でも、第1リクエストが先に送信され、優先されることになる。
After returning to step S111, if the first request has been accepted, the first request is transmitted to the
[実施例2]
次に、実施例2について図4を参照して説明する。実施例2では、ステップS201で、通信部101が、有線ネットワーク151を介して接続している第1主機器131から、従機器132を宛先とした送信された第1リクエストが、受け付ける。例えば、通信部101は、図示しない一時記憶部を備える。第1主機器131から、従機器132を宛先とした送信された第1リクエストが受信されると、一時記憶部に記憶される。
[Example 2]
Next, Example 2 will be described with reference to FIG. In the second embodiment, in step S<b>201 , the
次に、ステップS202で、無線通信部102が、無線通信により接続している第2主機器133から、従機器132を宛先として送信された第2リクエストを、受け付ける。例えば、無線通信部102は、図示しない一時記憶部を備える。第2主機器133から、従機器132を宛先とした送信された第2リクエストが受信されると、一時記憶部に記憶される。
Next, in step S202, the wireless communication unit 102 receives a second request transmitted from the
次に、ステップS203で、無線通信部102が、無線通信により接続している第2主機器133から、従機器132を宛先として送信された第2リクエストを、受け付けているか否かを判定する。無線通信部102は、無線通信部102の一時記憶部に、第2リクエストが記憶されていることにより、第2リクエストを受け付けていることを判断する。
Next, in step S203, it is determined whether or not the wireless communication unit 102 has received a second request transmitted from the
無線通信部102が、第2リクエストの受け付けを判断すると(ステップS203のyes)、ステップS204で、中継制御部103は、第1リクエストの送信の頻度より減らすように設定された送信条件をもとに、第2リクエストが送信可能かどうかを判断する。例えば、中継制御部103は、第2リクエストの送信の周期を、第1リクエストの送信の周期の2倍以上とする送信条件を設定する。無線通信により接続している第2主機器133から、従機器132を宛先として送信された第2リクエストを、受け付けているか否かを判定する。例えば、無線通信部102は、図示しない一時記憶部を備える。第2主機器133から、従機器132を宛先とした送信された第2リクエストが受信されると、一時記憶部に記憶される。無線通信部102は、一時記憶部に、第2リクエストが記憶されたことにより、第2リクエストを受け付けていることを判断する。
When the wireless communication unit 102 determines that the second request has been accepted (Yes in step S203), in step S204, the
中継制御部103が、第2リクエストを送信可能と判断すると(ステップS204のyes)、ステップS205で、中継制御部103は、無線通信部102の一時記憶部に記憶されている第2リクエストを従機器132に送信する。
When
なお、無線通信部102で、第2リクエストの受け付けが判断されない場合(ステップS203のno)、ステップS206で、通信部101が、有線ネットワーク151を介して接続している第1主機器131から、従機器132を宛先として送信された第1リクエストを、受け付けているか否かを判定する。通信部101で、第1リクエストの受け付けが判断されると(ステップS206のyes)、ステップS205で、中継制御部103が、第1リクエストを、従機器132に送信する。一方、通信部101で、第1リクエストの受け付けが判断されない場合(ステップS206のno)、ステップS201に戻る。
If the wireless communication unit 102 does not determine that the second request has been accepted (no in step S203), in step S206, the
また、第2リクエストが受け付けた後、中継制御部103が、第2リクエストを送信不可と判断した場合(ステップS204のno)、ステップS206で、通信部101が、有線ネットワーク151を介して接続している第1主機器131から、従機器132を宛先とした送信された第1リクエストを、受け付けているか否かを判定する。通信部101で、第1リクエストの受け付けが判断されると(ステップS206のyes)、ステップS205で、中継制御部103が、第1リクエストを、従機器132に送信する。一方、通信部101で、第1リクエストの受け付けが判断されない場合(ステップS206のno)、ステップS201に戻る。
Further, when the
[その他の実施例]
上述した実施の形態に係る通信制御装置は、通信部および無線通信部からのリクエストに対応するレスポンスを行ってもよい。この際の処理として、[実施例1]で第2主機器にレスポンスする際に、複数の処理すべきデータアドレスから構成された第2リクエストに対するレスポンスとなるように結合する、通信制御装置が従機器に送信したリクエストに対する従機器からのレスポンスが一定時間以上ない場合にタイムアウトの異常レスポンスを行う、などが考えられる。
[Other Examples]
The communication control device according to the embodiment described above may make a response corresponding to a request from the communication unit and the wireless communication unit. As a process at this time, when responding to the second main device in [Embodiment 1], the communication control device is linked so as to become a response to the second request composed of a plurality of data addresses to be processed. For example, if there is no response from the slave device to the request sent to the device for a certain period of time, an abnormal timeout response may be issued.
なお、上述した実施の形態に係る通信制御装置は、図5に示すように、CPU(CentralProcessingUnit;中央演算処理装置)301、主記憶装置302、外部記憶装置303、ネットワーク接続装置304、無線接続装置305などを備えた携帯型のコンピュータ機器であり、主記憶装置302に展開されたプログラムによりCPU301が動作することで、上述した各機能が実現される。なお、ネットワーク接続装置304は、有線ネットワーク306に接続する。また、各機能は、複数のコンピュータ機器に分散させることもできる。
As shown in FIG. 5, the communication control device according to the above-described embodiment includes a CPU (Central Processing Unit) 301, a
また、上述した実施の形態における通信制御装置は、FPGA(field-programmable gate array)などのプログラマブルロジックデバイス(PLD:Programmable Logic Device)により構成することも可能である。例えば、FPGAのロジックエレメントに、通信部、無線通信部、中継制御部の各々を回路として備えることで、通信制御装置として機能させることができる。通信回路、無線通信回路、中継制御回路の各々は、所定の書き込み装置を接続してFPGAに書き込む。 Further, the communication control apparatus in the above-described embodiments can also be configured by a programmable logic device (PLD: Programmable Logic Device) such as FPGA (field-programmable gate array). For example, by providing each of a communication unit, a wireless communication unit, and a relay control unit as circuits in an FPGA logic element, it can be made to function as a communication control device. Each of the communication circuit, the wireless communication circuit, and the relay control circuit connects a predetermined writing device and writes to the FPGA.
以上に説明したように、本発明によれば、有線ネットワークを介して第1主機器から送信された第1リクエストを、無線通信により接続された第2主機器から送信された第2リクエストより優先して従機器へ送信するので、制御に大きな影響を与えることなく、保守や点検が実施できるようになる。 As described above, according to the present invention, the first request transmitted from the first main device via the wired network has priority over the second request transmitted from the second main device connected by wireless communication. and send it to the slave device, maintenance and inspection can be performed without greatly affecting control.
なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。 It should be noted that the present invention is not limited to the embodiments described above, and many modifications and combinations can be implemented by those skilled in the art within the technical concept of the present invention. It is clear.
100…通信制御装置、101…通信部、102…無線通信部、103…中継制御部、131…第1主機器、132…従機器、133…第2主機器、151…有線ネットワーク。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100... Communication control apparatus, 101... Communication part, 102... Wireless communication part, 103... Relay control part, 131... First master device, 132... Slave device, 133... Second master device, 151... Wired network.
Claims (2)
無線通信により接続された第2主機器から前記従機器を宛先として送信された第2リクエストを受け付けるように構成された無線通信部と、
前記第2リクエストより前記第1リクエストを優先して前記従機器へ送信するように構成された中継制御部と
を備え、
前記中継制御部は、前記第2リクエストをデータアドレス毎に分割して前記従機器へ送信することで、前記第1リクエストの送信を優先する通信制御装置。 a communication unit configured to receive a first request transmitted from a first master device via a wired network to a slave device as a destination;
a wireless communication unit configured to receive a second request transmitted from a second master device connected by wireless communication with the slave device as a destination;
a relay control unit configured to transmit the first request to the slave device with priority over the second request ;
The relay control unit divides the second request for each data address and transmits the second request to the slave device, thereby giving priority to transmission of the first request.
無線通信により接続された第2主機器から前記従機器を宛先として送信された第2リクエストを受け付ける第2ステップと
前記第2リクエストより前記第1リクエストを優先して前記従機器へ送信する第3ステップと
を備え、
前記第3ステップは、前記第2リクエストをデータアドレス毎に分割して前記従機器へ送信することで、前記第1リクエストの送信を優先する通信制御方法。 a first step of receiving a first request transmitted from a first master device via a wired network to a slave device;
a second step of receiving a second request transmitted from a second master device connected by wireless communication with the slave device as a destination; and a third step of transmitting the first request to the slave device with priority over the second request. with steps and
The third step divides the second request for each data address and transmits the second request to the slave device, thereby giving priority to transmission of the first request.
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