JPH02262737A - 制御システムのデータ通信方式 - Google Patents

制御システムのデータ通信方式

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JPH02262737A
JPH02262737A JP1084427A JP8442789A JPH02262737A JP H02262737 A JPH02262737 A JP H02262737A JP 1084427 A JP1084427 A JP 1084427A JP 8442789 A JP8442789 A JP 8442789A JP H02262737 A JPH02262737 A JP H02262737A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、コンピュータを用いて種々のブラントの運転
、操作、監視を行う制御システムに係わり、特に制御シ
ステムのコンソール側と遠隔場所の複数の可搬形マンマ
シンインターフェイスとの間のデータ通信手段を改良し
た制御システムのデータ通信方式に関する。
(従来の技術) 一般に、分散形制御システムにおいては、第4図に示す
如くプラントの制御を行う複数の制御ステーション1.
・・・と、マンマシンインターフェイスとして機能する
複数のオペレータステーション2.・・・と、これら分
散配置された複数のステーション1.・・・、2.・・
・相互間を有機的に結合するデータハイウェイ3とによ
って構成されている。
以上のような制御システムでは、オペレータがプロセス
の状態を把握しながら必要な操作を行うが、このプラン
ト状態の把握は専らオペレータステーション2のオペレ
ータコンソール室に設置されたCRTからのみである。
従って、このコンソール室から離れた場所のオペ1ノー
タはプラント状態を把握できない。そこで、離れた場所
のオペレータは、オペレータコンソールの前にいるオペ
レータからトランシーバにより口頭でプラント状態態に
関する報告を受けるのが現状である。
17かし、以」二のようなデータ通信方式を用いた場合
、コンソールの前にいるオペレータの監視能力を著しく
低下させるばかりか、非常時に迅速な処置をとれない不
具合がある。
そこで、従来、以上のような不具合を解決するために、
第5図に示すように無線による可搬形マンマシンインタ
フェース(以丁、可搬形MMIと呼ぶ)を採用し、コン
ソールから離れた場所のオペレータが直接制御システム
に対しアクセスしながら運転、監視を行う方式のものが
開発されている。すなわち、このシステムは、データハ
イウェイ3側に親局となる無線式の固定ステーション4
が設(プられ、一方、コンソール室外には必要な数のi
i)搬形MM I 5 a、  5 b、  5 c、
 □−・が配置され、前記無線親局4と各可搬形MMI
5a、5b。
5e、・・・とが複数のチャンネル周波数または変調周
波数を用いてプロセスの制御に必要な各種のブタを授受
し5合う方式となっている。
(発明が解決し2ようとする課題) しか(〜、以り一のように制御システムと可搬形M〜I
 I 5 a 、  5 b 、  5 e 、 ・−
・とを無線交信する場合、データ通信上1次のような問
題点が指摘されている。
a、可搬形MMI5a、5b、5c、−・・の台数が増
えてくると、それに伴ってチャンネル周波数または変調
周波数の数が多くなり、そのチャンネル切換手段その他
の構成が複雑となり、また多数の周波数発生源や空きチ
ャンネルをセレクトするための管理等が難しくなる。
b、また、仮に幾つもの可搬形MMI5a。
5b、5c、・・・が1つのチャンネル周波数を共用す
る場合、1台のMMIの交信中、他のMMIは交信でき
なくなり、また他のステーションとの交信状態を調べる
のが難i7いぼかりか誤って交信すると混信状態が発生
し、いわゆるデータのリアルタイム処理が困難である。
C2さらに、有線データハイウェイ3−Lのステrジョ
ン1.・・・、2.・・・は−膜面にはトークンバス方
式を用いてデータ通信を行う場合が多いが、このような
制御システムではデータム・イウェイ3よりステーショ
ン1.・・・、2.・・・を着脱することが少なく、バ
ス系列からのステーションの離脱はステ・・・ジョンの
故障として取扱っている。そこで、各ステーションは、
故障を検出したときトークンリングの構成を再編成17
データ通信を行うが、この間も故障ステーションが復旧
lまたか否かを常時チエツクしている。その結果、復旧
チエツクのルーチンを持つことにより、プロセスデータ
の伝送に少なからずともスピード面で影響を与える問題
がある。
ところで、制御システムと複数の可搬形MMI5a、5
b、5c、・・・相互間でトークン方式を採用した場合
、所定の時間ごとにトークンを渡しながらデータの授受
を行うので、すべての可搬形MMI5a、5b、・・・
がオンライン状態であれば運用上特に問題はないが、随
時、各可搬送形MMI5a、5b、5c、・・・がオフ
ラインとオンラインを繰返すことになれば、オフライン
ψオンラインの状態を頻繁に監視することになり、デー
タ伝送効率が非常に悪くなる問題がある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、複数の可搬
形MMIをチャンネル周波数を減らして確実に管理でき
、かつ、データのリアルタイム性。
確実性を保証し得、コンソール室外のオペレータが必要
に応じて可搬形MMIをオフラインおよびオンラインを
繰返しても非常に少ない影響度でブタの授受を行いうる
制御システムのデータ通信方式を提供することを目的と
する。
[発明の構成] (課題を解決するための手段および作用)本発明は上記
課題を解決するために、複数の可搬形MMI相互間でロ
ジカルトークンリングが形成され、かつ、各可搬形MM
Iは、オフラインまたはオンライン切換時においてトー
クンリング構成変更指令を第2のチャンネル周波数で無
線にて送出するトークンリング構成変更指令処理手段お
よび第1のチャンネル周波数でデータを通信する無線デ
ータ通信処理手段が設けられ、一方、前記制御システム
には、前記可搬形MMIから送信されてくるトークンリ
ング構成変更指令の内容に基いて既に保持されているト
ークンリング構成を再編成するトークンリング構成再編
成手段および常時は前記第1のチャンネル周波数を用い
て前記制御システムに必要なデータを各可搬形MMIヘ
トークンリング方式に基いて順次無線にて交換し合うと
ともに前記再編成後のトークンリング構成の認識データ
を各可搬形MMIへ送信する無線通信処理手段が設けら
れ、 ある特定の可搬形MMIがオンラインからオフラインに
切換る時またはオフラインからオンラインに切換る時、
前記トークンリング構成変更指令処理手段により第2の
チャンネル周波数を用いて制御システム側ヘト−クンリ
ング構成変更指令を送信すると、制御システム側では、
トークンリング構成再編成手段においてトークンリング
構成変更指令の内容、つまりオフラインまたはオンライ
ンに基いて既に保持されているトークンリング構成から
オフラインまたはオンラインの可搬形MMIを削除また
は参加させる再編成を行い、この再編成後のトークンリ
ング構成を保管する。ここで、前記無線通信処理手段は
、第1のチャンネル周波数で再編成後のトークンリング
構成の認識データを各可搬形MMIへ送信した後、再編
成後のトークンリング構成に基いて各可搬形MMIとプ
ロセス制御に必要にデータを授受するものである。
他の発明は、分散形制御システムの場合、データハイウ
ェイ上の複数のステーションのうち任意のステーション
がオフラインまたはオンラインになったとき、当該ステ
ーションがトークン中のステーションへリング構成変更
指令を送信し、このトークン中のステーションはトーク
ンリング構成を再編成して各ステーションに送信するも
のである。
(実施例) 以下、本発明の一実施例について第1図を参照して説明
する。すなわち、このシステムでは、データハイウェイ
11にプラントを制御する複数の制御ステーション12
.・・・およびマンマシンインターフェイス機能を持つ
複数のオペレータステーション13.・・・が分散配置
されている点は従来と同じであり、特に異なるところは
データハイウェイ11に設置される親局となる固定ステ
ーション14と子局となる複数の可搬形MM115a。
15b、15c、・・・との間で分散制御システムのロ
ジカルトークンリングとは独立にロジカルトーンリング
通信16とトークンリング構成変更指令通信17を用い
てデータ通信を行うことにある。
前記固定ステーション14は、第2図に示す如く制御シ
ステムとデータの授受を行う対制御システム通信処理手
段141、トークンリング通信16に基いて各MM11
5a、15b、−・・と第1のチャンネル周波数でデー
タの授受を行う対可搬形MMI無線通信処理手段142
、データ送信部〕43、データ受信部144、各可搬形
MM115a、15b、・・・から送信されてくる第2
のチャンネル周波数のトークンリング構成変更指令通信
]7を受信する可トークンリング構成変更指令受信部1
45、トークンリング構成再編成手段146およびトー
クンリング構成データ保持手段147等で構成されてい
る。
前記各可搬形MM115a、15b、−・・は、具体的
には第3図に示すようにトークン獲得後に制御システム
側へ必要なデータを要求するためのブタおよび制御シス
テム側からの受信データを格納するMM1機能手段15
1、第1のチャンネル周波数でデータの授受を行う無線
データ通信処理手段152、データ送信部153、デー
タ受信部154、第2のチャンネル周波数でトークンリ
ング構成変更指令を送信するトークンリング構成変更指
令送信部155、トークンリング構成変更指令処理手段
156、オンライン指令部157onおよびオフライン
指令部1.57or等によって構成されている。
次に、以上のように構成されたシステムの動作に関し、
(1)固定ステーション14と各可搬形MMI 15a
、15b、−とのデータ通信、(2)同報通信、(3)
ステーション構成変更指令通信の順序で説明する。
(1) 固定ステーション14と各可搬形MM115a
、15b、・・・とのデータ通信について。
先ず、これら固定ステーション14と各可搬形MMI 
15a、15b、・・・とはシステム側のロジカルトー
クンリングとは別に独立に無線にてロジカルトークンリ
ング通信16にてデータ通信を行う。この無線ロジカル
トークンリングは、可搬形MM115a、15b、・・
・どうしが無線にて一定の順序でリングを構成し、トー
クンという信号あるいはフレームを一定の時間ごとに順
次巡回させ、このときトークンを獲得した可搬形MMI
が通信上の親の権利を得、対システム側固定ステーショ
ン14との通信及び他のMMIとの通信を行う。
プロセスに関するデータの通信は、通常、固定ステーシ
ョンとで行うが、MMI間の通信も可能である。
そこで、トークンを得て親の権利を持った可搬形M M
 Iは、無線データ通信処理手段152にてトークンが
自局にあるか否かを判断し、自局にある場合には通信相
手先側例えば固定ステーション14のアドレスを特定し
、さらにMMI機能手段151から送信対象となるデー
タを取込んでデータ送信部153に送出する。ここで、
データ送信部153は無線データ通信処理手段152か
らのデータを固定ステーション14を特定して無線にて
送信する。
一方、固定ステーション14側では、可搬形MMIから
データをデータ受信部144で受信し、その受信内容を
対可搬形MMI無線通信処理手段142に送出する。こ
こでは、受信されたデータ。
とりわけアドレスから自局へのものが否かを判断し、自
局へのデータ要求と判断したときにはその塑成内容を対
制御システム通信処理手段141へ渡す。この対制御シ
ステム通信処理手段141は、その要求内容に応じて制
御ステーション12またはオペレータステーション14
をアクセスして必要なデータを収集し、対可搬形MMI
無線通信処理手段142へ送出する。そこで、この通信
処理手段142では要求元を特定して当該データをデー
タ送信部143を経由して要求元可搬形MMIへ送信す
る。ここで、要求元MMIは固定ステジョン〕4から送
信されてくるデータをデータ受信部154で受信し、そ
の受信データを無線データ通信処理手段]52へ渡す。
ここで、無線データ通信処理手段152は自局宛ての内
容か否かを判断し、自局宛てと判断したときにはその受
信ブタをMMI機能手段151に送出する。
(2) 同報通信について。
固定、ステーション14から複数の可搬形MM115a
、15b、・・・に対し、同じ内容のデータを通信した
い場合、固定ステーション]4は各可搬形MM115a
、15b、・・・が受諾するようにアドレス(同報アド
レス)を用いて、対可搬形MMI無線通信処理手段14
2およびデータ送信部143を通して送信する。ここで
、各MM115a、15b、・・・は固定ステーション
14からのデータを受信し、無線データ通信処理手段1
52で同報通信であることを判断し、受信データに基い
て必要な処理あるいはモニタリングを行う。
(3) ステーション構成変更指令通信について。
以上述べた(1)、(2)の通信方式は、従来の有線ト
ークンバス方式のデータ授受と同じであるが、一般に複
数の可搬形MM115a、15b。
・・・を子局とするロジカルトークンリングではMM1
15a、15b、・・・の電源を頻繁にオン・オフする
と、その都度リングの構成を変更する必要がある。
このとき、従来のトークンバス方式では、MMI無応答
になったときに故障と判断し、ロジカルトークンリング
の構成を再編成し、MMIが復旧したか否かを常時監視
しつづけている。
これに対し、本発明方式においては、MMIの運用面か
らリング構成の再編成を積極的に行う。
具体的には、トークンを持つMMIは、電源オフ操作指
令後、実際にオフされる前にオフライン指令部157o
f’からオフライン指令を出力する。そうすると、トー
クンリング構成変更指令処理手段156はそのオフライ
ン指令を適宜な指令データに変換した後、トークンリン
グ構成変更指令送信部155を介して親局となる固定ス
テーション14へ送信する。
一方、固定ステーション14は、トークンリング構成変
更指令受信部145で当該指令を受信し、トークンリン
グ構成再編成手段146へ送る。このトークンリング構
成再編成手段146では、トークンリング構成データ保
持手段147に保管されているリング構成のデータを参
照しながら、今回電源がすフしリング系統から離脱した
MMIを除いて再び残りのMMIのみでロジカルトーク
ンリングを構成する。そして、新たに再編成した結果を
トークンリング構成データ保持手段147に保管すると
ともに対可搬形MMI無線通信処理手段142に送る。
ここで、MMI無線通信処理手段142は新しいロジカ
ルトークンリングの認識データをデータ送信部14を介
して各MMIに送信する。また、MMI無線通信処理手
段142は、以後、保持手段147のリング構成を参照
しながら現在オンラインとなっている各MMIに対し、
データ送信部14を介して必要なデータを送信する。
ロジカルトークンリング構成から離脱するMMIは、ト
ークンリング構成変更指令を固定ステーション14に送
信した後実際にオフ状態となる。一方、残りのオンライ
ンの各MMIは固定ステーション14から新しいロジカ
ルトークンリングの自局認識データを受けると、その認
識データをMM1機能手段151に記憶し、以後、新し
いリング構成によりデータ通信を行う。
しかして、オフラインのMMIがトークンリングに参加
する場合、電源オン操作指令後、オンライン指令部15
7onか、らオンライン指令が出力される。ここで、ト
ークンリング構成変更指令処理手段156はそのオンラ
イン指令を適宜な指令データに変換した後、トークンリ
ング構成変更指令送信部155を介して親局となる固定
ステーション14へ送信する。
この固定ステーション14は、トークンリング構成変更
指令受信部145で当該指令を受信し、トークンリング
構成再編成手段146へ送る。このトークンリング構成
再編成手段146では、トークンリング構成データ保持
手段147に保管されているリング構成のデータを参照
しながら、今回電源をオンし新たにリング系統に参加す
るMMIを含めたロジカルトークンリングを構成する。
この新たに再編成した結果をトークンリング構成データ
保持手段147に保管するとともに対可搬形MMI無線
通信処理手段142に送る。こ・こで、MMI無線通信
処理手段142は新しいロジカルトークンリングの認識
データをデータ送信部14を介して各MMIに送信する
ここで、新たにトークンリングに参加したMMIは、前
記トークンリング構成変更指令を固定ステーション14
に送信した後、固定ステーション14から新しいロジカ
ルトークンリング構成データと自局の識別データとを受
けるまで待機している。そして、かかるデータを受信し
た後、新しいリング構成によりデータ通信を開始する。
従って、以上のような実施例の構成によれば、固定ステ
ーション14と各可搬形MM115a。
15b、・・・間のデータ通信のための周波数チャンネ
ル数はぜいぜい2チヤンネルのみで実現できる。
また、可搬形MMIの総数が増えても、ロジカルトーク
ンリング構成の最大ステーション数以内であれば、子局
〜親局、子局〜子局間のデータ通信の確実性、リアルタ
イム性を十分に確保できる。
また、MMIのトークンリング構成からの離脱および参
加がMMIから積極的に通報され、これに基いて固定ス
テーション14側ではトークンリングの再編成を割込み
処理的に実施されるので、従来のトークンリング方式の
ように常時復旧状態を監視する必要がなく、伝送負荷の
増加を抑え、ひいては伝送効率を高めることができる。
さらに、無線方式の場合には有線方式に比べてデータ伝
送の確実性が低い。例えばある物体のかげにかくれて一
定時間交信不可能となることがある。しかし、この場合
には当該MMIをトークンリングから強制的に外し、再
度、当該MMIから要求があったときにトークンリング
に参加させることにより、交信不可能なMMIが存在す
ることによるデータ伝送効率の悪化を回避できる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。
すなわち、MMI側では電源のオン・オフ操作時に自動
的にオンラインおよびオフライン操作指令を発するよう
にしたが、例えば手動でもオンライン オフライン操作
指令を出力させることもできる。
また、上記実施例では、無線によるロジカルトークンリ
ング方式について強制的にトークンリング構成を再編成
する方式について述べたが、例えば本来の有線トークン
バス方式のローカルエリアネットワーク(LAN)に対
し−でも、この強制的なトークンリング構成を再編成す
る考えを容易に適用できる。この場合、各ステーション
11.・・・12、・・には第2図および第3図に相当
する機能を(;1えるものである。なお、有線の場合に
は再編成要求データを通常のデータ信号と如何にして同
一のラインにのせるかが問題となるが、例えばデジタル
信号のベース電圧の変動ならびに光通信の場合には波長
変調により対応できる。
従って、このトークンバス方式を用いたL A Nに強
制的にトークンリング構成を再編成する機能を用いると
、下記のような種々の点が改浮される。
■、従来の1・−クンバス方式では、あるステーション
が故障した時、トークンリングの再編成を行わないLA
Nでは故1◆ステーションに対しても毎回トークンを渡
そうとする処理を行うので、バスの負担が増加する。
■、従来のトークンバス方式では、あるステーションが
故障した時、その故障ステーションを検出しトークンリ
ングを再編成17、かつ、ステーションの復旧を常時監
視し、正常・な状態に復旧17たらトークンリングを再
編成する機能を持つL A Nにおいては、ステーショ
ンの復旧を常時監視しているので、その監視のための負
荷が増大する。
その点、本方式を適用すれば、故障ステーションを検出
したときトークンリングを再編成し、故障ステーション
に対してトークンを渡す処理を行わない。また、故障ス
テーションからの復旧・トークンリング参加指令でトー
クンリングを再編成するので、復旧を常時監視すること
はない。これにより、従来方式に比べてバスの通信負荷
を大幅に軽減できる。
■、ステーションが交信不可能になった時、従来のトー
クンバス方式と同じ方式で交信不能にな)たステーショ
ンを検出する。交信不能ステーションを検出後、このス
テーションをトークンリングから外すようにトークンリ
ングの再編成を行う。
交信不能となったステーションは自局にて他のステーシ
ョンと交信不能を検出したら、トークンリングから離脱
する処理を行い、オペレータからのオンライン指令を待
つ。オペレータからのオンライン指令で再度交信可能と
なったら1・−クンリング再構成要求を出力する。この
ように交信不能時に処理を待たせることができる。
その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形
して実施できる。
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、次のような効果を
奏する。
先ず、請求項1においては、制御システムは少ないチャ
ンネル周波数で多数の可搬形MMIと必要なデータの授
受を行うことができ、また多数のMMI間のデータ伝送
の確実性、リアルタイム性を保証できる。また、MMI
のオフライン時またはオンライン時に当該MMIからト
ークンリング構成変更指令を送信し、制御システム側で
はその指令を受けてリング構成の再編成を行うので、オ
ンラインのMMIに対し無駄なくデータ通信を行うこと
が可能となりデータ伝送の効率を高めることができる。
次に、請求項2では、分散形制御システム内の各ステー
ション間ではオンラインのステーションに対し無駄なく
データ通信を行うことが可能となり同様にデータ伝送の
効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図は本発明に係わる制御システムのデ
ータ通信方式の一実施例を説明するために示したもので
、第1図は本発明方式を適用した概略構成図、第2図は
第1図に示す固定ステーションの内部構成図、第3図は
第1図に示す可搬形MMIの内部構成図、第4図は従来
の一般的な分散形制御システムの概略構成図、第5図は
従来の分散形制御システムのデータ通信方式を説明する
構成図である。 11・・・データハイウェイ、12・・・制御ステーシ
ョン、13・・・オペレータステーション、14・・・
固定ステーション、15a、15b、 ・・・ ・・・
可搬形MMI、16・・・ロジカルトークンリング、1
7・・・トークンリング構成変更指令、141・・・対
制御システム通信処理手段、142・・・対可搬形MM
I無線通信処理手段、146・・・トークンリング構成
再編成手段、147・・・トークンリング構成データ保
持手段、151・・・MMI機能手段、152・・無線
データ通信処理手段、156・・・トークンリング構成
変更指令処理手段、157on・・・オンライン指令部
、157o1’・・・オフライン指令部。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 ]5] 第 図 第 因

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)制御システムと複数の可搬形マンマシンインター
    フェイスとの間でデータ通信を無線にて行う制御システ
    ムのデータ通信方式において、前記複数の可搬形マンマ
    シンインターフェイス相互間ではロジカルトークンリン
    グを形成し、かつ、各可搬形マンマシンインターフェイ
    スは、オフラインまたはオンラインに基いてトークンリ
    ング構成変更指令を特定の周波数で無線にて送出するト
    ークンリング構成変更指令処理手段および無線データ通
    信処理手段が設けられ、 一方、前記制御システムには、前記可搬形マンマシンイ
    ンターフェイスから送信されてくるトークンリング構成
    変更指令の内容に基いて既に保持されているトークンリ
    ング構成を再編成するトークンリング構成再編成手段お
    よび常時は前記特定の周波数と異なるチャンネル周波数
    を用いて前記制御システムに必要なデータを各可搬形マ
    ンマシンインターフェィスへトークンリング方式に基い
    て順次無線にて交換し合うとともに前記再編成後のトー
    クンリング構成の認識データを各可搬形マンマシンイン
    ターフェィスへ送信する無線通信処理手段が設けられ、 各可搬形マンマシンインターフェイスのオフライン時ま
    たはオンライン時に強制的にトークンリング構成を再編
    成することを特徴とする制御システムのデータ通信方式
  2. (2)データハイウェイ上に複数のステーションが分散
    配置されている制御システムの場合、これら複数のステ
    ーション相互間では有線によるトークンバス方式を採用
    するとともに、各ステーションには、オフラインまたは
    オフラインに送られてくるトークンリング構成変更指令
    を送出するトークンリング構成変更指令処理手段および
    このトークンリング構成変更指令の内容に基いて既に保
    持されているトークンリング構成を再編成するトークン
    リング構成再編成手段を設けた請求項1記載の制御シス
    テムのデータ通信方式。
JP8442789A 1989-04-03 1989-04-03 制御システムのデータ通信方式 Expired - Lifetime JPH088573B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04107094A (ja) * 1990-08-27 1992-04-08 Daifuku Co Ltd 無線式の移動車運行制御設備
JP2020522910A (ja) * 2017-05-12 2020-07-30 アール3−リライアブル リアルタイム レディオ コミュニケーションズ ゲーエムベーハー ハンドオーバ処理

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH04107094A (ja) * 1990-08-27 1992-04-08 Daifuku Co Ltd 無線式の移動車運行制御設備
JP2020522910A (ja) * 2017-05-12 2020-07-30 アール3−リライアブル リアルタイム レディオ コミュニケーションズ ゲーエムベーハー ハンドオーバ処理

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JPH088573B2 (ja) 1996-01-29

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