JPH11150550A

JPH11150550A - データ通信用電子回路、分散制御ネットワークシステムおよび同システムにおける制御データの通信方法

Info

Publication number: JPH11150550A
Application number: JP10249871A
Authority: JP
Inventors: Susumu Yamazaki; 山崎　　進
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-09-12
Filing date: 1998-09-03
Publication date: 1999-06-02

Abstract

(57)【要約】【課題】たとえば点在するビル内の設備を遠隔地から集
中管理するための専用的な制御系ネットワークと計算機
相互間を接続するための汎用的な情報系ネットワークと
の相互通信を支援するデータ通信用電子回路を提供す
る。【解決手段】ＬＯＮネットワークからデータを受信した
ＬＯＮコントローラ１０５は、この受信データのメモリ
１０２へのＤＭＡ転送をバスコントローラ１０４に依頼
する。そして、割り込みなどで受信データの存在を知っ
たＣＰＵ１０１は、その受信データをメモリ１０２から
読み込んでプロトコル変換を行ない、メモリ１０２に保
存した後、Ｅｔｈｅｒｎｅｔコントローラ１０６ａにプ
ロトコル変換後の送信データの存在を知らせる。一方、
この知らせを受けたＥｔｈｅｒｎｅｔコントローラ１０
６ａは、バスコントローラ１０４を介してメモリ１０２
からその送信データを受け取り、Ｅｔｈｅｒネットワー
クへ送出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、たとえば点在す
るビル内の設備を遠隔地から集中管理するための専用的
な制御系ネットワークと計算機相互間を接続するための
汎用的な情報系ネットワークとの相互通信を支援するデ
ータ通信用電子回路、分散制御ネットワークシステムお
よび同システムにおける制御データの通信方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年の通信技術の発展に伴ない、様々な
形態のネットワークが形成され運用されている。そし
て、その中の一つに制御系ネットワークが存在する。こ
の制御系ネットワークは、たとえばビル管理システムや
プラント管理システムなどに適用されるものであり、図
１０に示すように、センサやアクチュエータ（照明、ス
イッチ、モータなど）を監視・駆動制御する制御ノード
２０とこの制御ノード２０を集中管理する制御装置１０
との間で制御データを送受信するために敷設されるもの
である。

【０００３】この制御系ネットワーク１は、制御ノード
２０と制御装置１０との間で制御データのみを送受信す
るといった特異性をもつため、たとえば米Ｅｃｈｅｌｏ
ｎ社が開発したＬｏｎＴａｌｋのような制御系ネットワ
ーク１に適した専用的な通信プロトコルが採用される。

【０００４】このＬｏｎＴａｌｋを採用する制御系ネッ
トワーク１で用いられる制御ノード２０は、図１１に示
すように、ＣＰＵ２１、メモリ２２、制御用入出力ポー
ト２４およびＬＯＮコントローラ２５がバス２３を介し
て接続された１チップ化された電子回路であり、制御系
ネットワークであるＬＯＮネットワーク（ＬｏｎＴａｌ
ｋでデータ送受信が行なわれるネットワーク）上を送信
されてくる制御データをＬＯＮコントローラ（ＬＯＮネ
ットワークに接続するための通信コントローラ）２５を
介して入力した際、メモリ２２に格納されてＣＰＵ２１
によって実行制御されるプログラムが、その制御データ
に対応する、各種アクチュエータを駆動制御するための
制御信号を生成して制御用入出力ポート２４を介して出
力したり、または、各種センサからの検出信号を制御用
入出力ポート２４を介して入力した際、メモリ２２に格
納されてＣＰＵ２１によって実行制御されるプログラム
が、その検出内容を示す制御データを生成してＬＯＮコ
ントローラ２５を介してＬＯＮネットワーク上に送出し
たりする。

【０００５】すなわち、この制御系ネットワーク１によ
れば、各制御ノード２０に実行させたい機能を記述（プ
ログラミング）するのみで、集中管理システムを容易に
構築することができるため、最近ではその普及が急速に
進んできている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この制御系
ネットワークでは、制御データの送受信を図１１で示し
たＬＯＮコントローラ２５のような制御系ネットワーク
専用の通信用コントローラを介して行なうことを想定し
ている。これは、制御用のネットワークとしてその他の
汎用的なネットワーク（情報系ネットワーク）からは独
立していることを意味する。

【０００７】一方、最近では、この制御系ネットワーク
を複数接続して大規模な集中管理システムを構築したい
などといった、制御系ネットワークを含む大規模ネット
ワークの構築要求が高まってきている。通常、複数のネ
ットワークを接続して大規模なネットワークを構築する
場合には、これらのネットワークを制御する計算機が必
要となる。そして、情報系ネットワークの世界では、Ｅ
ｔｈｅｒｎｅｔをはじめとする標準的なプロトコルが存
在しているため、計算機で効率的なネットワーク制御を
行なうためには、Ｅｔｈｅｒｎｅｔのような標準的なプ
ロトコルを採用することが望ましい。

【０００８】しかしながら、前述したように、ＬｏｎＴ
ａｌｋのような専用的な通信プロトコルが採用される制
御系ネットワークは、集中管理システムを容易に構築可
能とするために他の汎用的なネットワークから独立させ
ているものであり、他のネットワークとの相互接続が考
慮されたネットワークではないために、制御系ネットワ
ークを含む大規模ネットワークの構築が困難であるとい
った問題があった。

【０００９】また、この制御系ネットワークを情報系ネ
ットワークに接続するためのゲートウェイＬＳＩを開発
する場合には、相手側となる情報系ネットワークのプロ
トコル種に応じた複数種のＬＳＩ開発を余儀なくされ、
開発効率が悪く、また、量産効果も望めないといった問
題があった。

【００１０】この発明はこのような実情に鑑みてなされ
たものであり、制御系ネットワークと情報系ネットワー
クとの間の相互通信を容易かつ効率的に実現するデータ
通信用電子回路、分散制御ネットワークシステムおよび
同システムにおける制御データの通信方法を提供するこ
とを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、この発明のデータ通信用電子回路は、ＣＰＵ
と、制御系ネットワークに接続される第１の通信コント
ローラと、情報系ネットワークに接続される第２の通信
コントローラと、この第１および第２の通信コントロー
ラ間でデータを受け渡しするためのプロトコル変換をＣ
ＰＵに実行させるプロトコル変換手段とを備えたもので
ある。

【００１２】この発明のデータ通信用電子回路を介在さ
せて制御系ネットワークと情報系ネットワークとを接続
することにより、すなわち、この発明のデータ通信用電
子回路を制御系ネットワークと情報系ネットワークとの
ゲートウェイとして適用することにより、制御系ネット
ワークと情報系ネットワークとの間の相互通信を容易に
実施することができるため、従来であれば困難であった
制御系ネットワークを含む大規模ネットワークの構築が
容易に実現されることになる。

【００１３】また、この発明のデータ通信用電子回路
は、センサまたはアクチュエータに接続される制御用入
出力ポートと、第１の通信コントローラおよび制御用入
出力ポート間でのデータの変換および受け渡しをＣＰＵ
に実行させるデータ転送制御手段とをさらに備えたもの
である。

【００１４】すなわち、この発明のデータ通信用電子回
路は、制御系ネットワークと情報系ネットワークとを接
続するゲートウェイとしてのみならず、制御系ネットワ
ークを介して接続される制御装置の支配下でセンサの監
視またはアクチュエータの駆動制御を実行するノードと
しても適用することが可能となる。

【００１５】なお、このプロトコル変換手段やデータ転
送制御手段は、情報系ネットワークに接続される計算機
上で動作するプログラムと同一の汎用プログラム言語で
記載されたプログラムにより構成することか好ましい。
これにより、情報系ネットワークに接続される計算機
と、情報系ネットワークと制御系ネットワークとを接続
するゲートウェイ（この発明のデータ通信用電子回路）
と、センサの監視またはアクチュエータの駆動制御を実
行する末端のノード（この発明のデータ通信用電子回
路）とが同一手順で通信し合えることになり、情報系ネ
ットワークに接続される計算機からセンサの監視または
アクチュエータの駆動制御を実行する末端のノード（こ
の発明のデータ通信用電子回路）までをシームレスに接
続することが可能となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施形態を説明する。ＬＯＮは、自律的な分散制御ネッ
トワークであり、各制御ノードは、接続されているＩ／
ＯやＬＯＮネットワークから得た情報をもとに自分で制
御する。そして、この発明では、この制御系ネットワー
クと情報系ネットワークとを接続することにより、局所
的な制御用ネットワークをグローバルな情報ネットワー
クを経由して遠隔地から直接監視／制御することを目的
としている。

【００１７】（第１実施形態）まず、この発明の第１実
施形態を説明する。図１は、この発明の第１実施形態に
係る通信プラットフォームＬＳＩの構成を示す図であ
る。

【００１８】この通信プラットフォームＬＳＩ１００
は、ＬｏｎＴａｌｋのような専用的な通信プロトコルが
採用される制御系ネットワークとＥｔｈｅｒｎｅｔのよ
うな標準的なプロトコルが採用される情報系ネットワー
クとを接続するためのゲートウェイに適用される電子回
路であり、図１に示すように、ＣＰＵ１０１、メモリ１
０２およびバスコントローラ１０４がバス１０３を介し
て接続され、さらにこのバスコントローラ１０４に、制
御系ネットワークであるＬＯＮネットワーク（ＬｏｎＴ
ａｌｋでデータ送受信が行なわれるネットワーク）に接
続するためのＬＯＮコントローラ（ＬＯＮネットワーク
に接続するための通信コントローラ）１０５と、Ｅｔｈ
ｅｒネットワークなどの標準的なプロトコルが採用され
る情報系ネットワークに接続するための各種通信コント
ローラ群１０６（Ｅｔｈｅｒｎｅｔコントローラ１０６
ａなど）とが接続された１チップ化された電子回路であ
る。

【００１９】ここで、この実施形態の通信プラットフォ
ームＬＳＩ１００の動作原理を説明する。なお、ここで
は、ＬＯＮネットワークとＥｔｈｅｒネットワークとの
相互通信を考える。

【００２０】ＬＯＮネットワークからデータを受信した
ＬＯＮコントローラ１０５は、バスコントローラ１０４
にバス１０３の取得を要求する。バスコントローラ１０
４は、バス１０３を取得できたら、ＬＯＮコントローラ
１０５からの受信データをメモリ１０２にＤＭＡ（Ｄｉ
ｒｅｃｔＭｅｍｏｒｙＡｃｃｅｓｓ）転送する。そ
して、割り込みやポーリングなどによって受信データの
存在を知ったＣＰＵ１０１は、その受信データをメモリ
１０２から読み込んでプロトコル変換を行なう。この受
信データの読み込みおよびプロトコル変換は、ＣＰＵ１
０１がメモリ１０２に格納されたプログラムを実行制御
することによって実施される。なお、この例では、Ｌｏ
ｎＴａｌｋプロトコルにしたがって受信データを読み込
み、Ｅｔｈｅｒｎｅｔプロトコルに変換することにな
る。

【００２１】ＣＰＵ１０１は、変換した通信データをメ
モリ１０２に保存した後、Ｅｔｈｅｒｎｅｔコントロー
ラ１０６ａに送信データの存在を知らせる。一方、この
知らせを受けたＥｔｈｅｒｎｅｔコントローラ１０６ａ
は、バスコントローラ１０４を介してメモリ１０２から
送信データを受け取る。そして、Ｅｔｈｅｒｎｅｔコン
トローラ１０６ａは、その受け取ったデータをＥｔｈｅ
ｒネットワークへ送信する。

【００２２】このように、この通信プラットフォームＬ
ＳＩ１００は、ＬＯＮネットワークとＥｔｈｅｒネット
ワークとを接続するゲートウェイとして動作する。な
お、ＥｔｈｅｒネットワークからＬＯＮネットワークへ
の送信は、この逆の動作が行なわれることになる。

【００２３】また、ＬＯＮネットワークを含んだ広域ネ
ットワークを構成するには、ＩＳＤＮコントローラ１０
６ｂなどを用いてＬＯＮネットワークと電話回線などの
ＷＡＮとの接続を行なえばよい。

【００２４】これにより、たとえば図２に示すような、
センサやアクチュエータ（照明、スイッチ、モータな
ど）を監視・駆動制御する制御ノード２０との制御デー
タの送受信を司る制御系ネットワーク（ＬＯＮネットワ
ーク）１と、標準的なプロトコルを採用する情報系ネッ
トワーク（Ｅｔｈｅｒネットワーク）２とを通信プラッ
トフォームＬＳＩ１００を適用したゲートウェイ３０を
介在させて接続した相互に通信可能な大規模ネットワー
クが構築されることになる。

【００２５】なお、ＬｏｎＴａｌｋプロトコルは、制御
系ネットワーク上で制御データを送受信するためのプロ
トコルであるため、比較的低速（１．２５Ｍｂｐｓ程
度）であり、最大パケット長や平均パケット長も短い。
それに対してたとえばＥｔｈｅｒｎｅｔプロトコルは高
速（１０Ｍｂｐｓや１００Ｍｂｐｓなど）であり、パケ
ット長も大きい（最大約１５００バイト）。したがっ
て、このＬＯＮネットワークとＥｔｈｅｒネットワーク
とを一対一でとらえると、ＬＯＮネットワーク側がその
帯域を使い切ったときでも、Ｅｔｈｅｒネットワーク側
ではかなりの余裕があることになる。そこで、この性質
を利用すれば、前述の通信プラットフォームＬＳＩ１０
０を多対一のＬＯＮネットワーク−Ｅｔｈｅｒネットワ
ークゲートウェイとして構成することが可能である。

【００２６】すなわち、たとえば図３に示すように、通
信プラットフォームＬＳＩ１００に４つのＬＯＮコント
ローラ１０５を備え、かつ、それぞれを異なるＬＯＮネ
ットワークに接続し、これらのＬＯＮコントローラ１０
５を介して入力された通信データを一つのＥｔｈｅｒｎ
ｅｔコントローラ１０６ａを介してＥｔｈｅｒネットワ
ークに出力してもＥｔｈｅｒネットワーク側の帯域が不
足することはない。

【００２７】また、ＬＯＮプロトコルとＥｔｈｅｒｎｅ
ｔプロトコルとのパケット長の違いを利用して、図４に
示すように、複数のＬＯＮネットワークから入力された
個別のパケットを、一つのパケットにまとめてＥｔｈｅ
ｒネットワークに出力することにより（図４の出力例
２）、ネットワークの使用効率を向上させることが可能
となる。なお、複数のＬＯＮネットワークから入力され
た個別のパケットをそのまま個別のパケットで一つのＥ
ｔｈｅｒネットワークに出力する場合には（図４の出力
例１）、前述の受信データの読み込みおよびプロトコル
変換を行なうためのプログラムは、それぞれのＬＯＮコ
ントローラに対してＬＯＮコントローラが一つの場合と
同様の動作を行なえばよいが、一つのパケットにまとめ
てＥｔｈｅｒネットワークに出力する場合には、すべて
のＬＯＮコントローラ１０５からの入力を一括管理する
必要がある。これは、メモリ１０２に格納した受信デー
タ量が所定の量を越えた時点で、あるいは最初の受信デ
ータが格納されてから所定の時間が経過した時点で、Ｅ
ｔｈｅｒネットワーク用のパケットを生成するといった
ことで実現される。

【００２８】また、このように通信プラットフォーム１
００にＬＯＮコントローラ１０５を複数備えることによ
って、たとえばノイズの発生しやすい場所や高度の信頼
性を要求される場所に制御系ネットワーク１を敷設する
場合に、これらの対策に有効な多重化を図ることが可能
となる。この場合、制御ノード２０をたとえば図５に示
すように構成することによって実現する。

【００２９】すなわち、図５に示すように、この制御ノ
ード２０は、ＣＰＵ２１、メモリ２２、制御用入出力ポ
ート２４および２つのＬＯＮコントローラ２５がバス２
３を介して接続されており、メモリ２２に格納されてＣ
ＰＵ２１によって実行制御されるプログラムが、この２
つのＬＯＮコントローラ２５を一対の組みとして取り扱
う。このプログラムは、既存の多重化手法のいずれを採
用しても構わない。

【００３０】一方、通信プラットフォーム１００では、
メモリ１０２に格納されてＣＰＵ１０１によって実行制
御されるプログラムが、複数のＬＯＮコントローラ１０
５の中のいずれか２本を一対の組みとして取り扱う。こ
のプログラムも、既存の多重化手法のいずれを採用して
も構わない。

【００３１】このように、通信プラットフォーム１００
および制御ノード２０の双方が複数のＬＯＮコントロー
ラ（１０５，２５）を備え、かつ、これらのＬＯＮコン
トローラ（１０５，２５）を一対の組みとして取り扱う
ことにより、たとえば図６に示すような多重化された制
御系ネットワーク１を敷設することができることにな
る。なお、ＬｏｎＴａｌｋプロトコルでは、通信メディ
アとして、ツイストペアの他、電力線、赤外線、無線な
どもサポートしているため、互いに異なる通信メディア
を用いて多重化することにより高信頼化を図ることがで
きる。また、無線の場合には、異なる周波数を用いて多
重化することにより高信頼化を図ることも可能である。

【００３２】（第２実施形態）次に、この発明の第２実
施形態を説明する。この第２実施形態は、図７に示すよ
うに、通信プラットフォーム１００を制御系ネットワー
ク１と情報系ネットワーク２とを接続するゲートウェイ
３０に適用するだけでなく、センサやアクチュエータを
監視・駆動制御する制御ノード２０にも適用可能とした
ものであり、図８には、この第２実施形態の通信プラッ
トフォームＬＳＩ１００の構成が示されている。

【００３３】この通信プラットフォームＬＳＩ１００
は、ＬｏｎＴａｌｋのような専用的な通信プロトコルが
採用される制御系ネットワークとＥｔｈｅｒｎｅｔのよ
うな標準的なプロトコルが採用される情報系ネットワー
クとを接続するためのゲートウェイに適用される電子回
路であるとともに、センサやアクチュエータを監視・駆
動制御する制御ノードに適用される電子回路であり、図
８に示すように、ＣＰＵ１０１、Ｅｔｈｅｒｎｅｔコン
トローラ１０６ａ、ＬＯＮコントローラ１０５、プロセ
ッサＩ／Ｏコントローラ１０７、ＣＨＩコントローラ１
０６ｆおよびアービタ１０８がバス１０３を介して接続
された１チップ化された電子回路である。

【００３４】ＣＰＵ１０１は、プロトコル変換や機器を
制御するための情報を処理するものであり、ＤＭＡコン
トローラ、ＤＲＡＭコントローラ、ＲＯＭコントロー
ラ、割り込みコントローラ、シリアルＩ／Ｏ、パラレル
Ｉ／Ｏ、タイマ／カウンタなどを備えている。

【００３５】Ｅｔｈｅｒｎｅｔコントローラ１０６ａ
は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ経由のデータ送受信を制御する通
信コントローラである。ＬＯＮコントローラ１０５は、
ＬＯＮ経由のデータ送受信を制御する通信コントローラ
である。プロセッサＩ／Ｏコントローラ１０７は、セン
サやアクチュエータなどを監視・駆動制御するための通
信コントローラである。ＣＨＩコントローラ１０６ｆ
は、ＷＡＮ経由のデータ送受信を制御する通信コントロ
ーラである。そして、アービタ１０８は、ＣＰＵ１０１
と各通信コントローラ（１０６ａ，１０５，１０７，１
０６ｆ）との排他制御を実行する。

【００３６】また、この通信プラットフォームＬＳＩ１
００には、切換え装置１０９が設けられており、この切
換え装置１０９によって複数の通信コントローラの中か
ら有効に機能させる通信コントローラを選択する。具体
的には、ゲートウェイ３０に適用される場合には、Ｅｔ
ｈｅｒｎｅｔコントローラ１０６ａ（情報系ネットワー
ク２がＥｔｈｅｒネットワークの時）とＬＯＮコントロ
ーラ１０５とを、またはＣＨＩコントローラ１０６ｆ
（情報系ネットワーク２がＷＡＮのとき）とＬＯＮコン
トローラ１０５とを選択し、制御ノード２０に適用され
る場合には、ＬＯＮコントローラ１０５とプロセッサＩ
／Ｏコントローラ１０７とを選択する。

【００３７】この切換え装置１０９は、入力ピン１１０
から入力される信号に基づいて複数の通信コントローラ
の中から有効に機能させる通信コントローラを選択する
ものであり、この際、各通信コントローラ（１０６ａ，
１０５，１０７，１０６ｆ）が使用するＩ／Ｏ信号ピン
を切換える。このように構成することにより、この第２
実施形態では、この通信プラットフォームＬＳＩ１００
を、図７に示したネットワーク機器（ゲートウェイ３
０，制御ノード２０）で共通に適用できるようにしてい
る。

【００３８】また、この通信プラットフォームＬＳＩ１
００のＣＰＵ１０１にプロトコル変換や機器を制御する
ための情報を処理させるためのプログラムは、情報系ネ
ットワーク２に接続される計算機（集中管理端末４０ａ
や監視端末４０ｂなど）上で動作するプログラムと同一
の汎用プログラム言語、たとえばＪａｖａなどによって
作成される。これにより、たとえば図９に示すように、
制御系ネットワーク１と情報系ネットワーク２とをソフ
トウェアレベルで統合することができ、集中管理端末４
０ａや監視端末４０ｂなどと、ゲートウェイ３０と、制
御ノード２０とが同一手順で通信し合えることになり、
集中管理端末４０ａや監視端末４０ｂなどから末端の制
御ノードまでをシームレスに接続することが可能とな
る。

【００３９】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明のデータ
通信用電子回路は、ＣＰＵと、制御系ネットワークに接
続される第１の通信コントローラと、情報系ネットワー
クに接続される第２の通信コントローラと、この第１お
よび第２の通信コントローラ間でデータを受け渡しする
ためのプロトコル変換をＣＰＵに実行させるプロトコル
変換手段とを備えているため、制御系ネットワークと情
報系ネットワークとをこの発明のデータ通信用電子回路
を介在させることによって、これらの間の相互通信を容
易に実施することができ、従来であれば困難であった制
御系ネットワークを含む大規模ネットワークの構築が容
易に実現可能となる。

【００４０】また、センサまたはアクチュエータに接続
される制御用入出力ポートと、第１の通信コントローラ
および制御用入出力ポート間でのデータの変換および受
け渡しをＣＰＵに実行させるデータ転送制御手段とをさ
らに備えることにより、制御系ネットワークと情報系ネ
ットワークとを接続するゲートウェイとしてのみなら
ず、制御系ネットワークを介して接続される制御装置の
支配下でセンサの監視またはアクチュエータの駆動制御
を実行するノードとしても適用することを可能とする。
この際、これらプロトコル変換手段やデータ転送制御手
段を情報系ネットワークに接続される計算機上で動作す
るプログラムと同一の汎用プログラム言語で記載された
プログラムにより構成することにより、情報系ネットワ
ークに接続される計算機からセンサの監視またはアクチ
ュエータの駆動制御を実行する制御系ネットワークに接
続される末端のノードまでをシームレスに接続すること
を可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施形態の通信プラットフォー
ムＬＳＩの構成を示す図。

【図２】同第１実施形態の制御系ネットワークと情報系
ネットワークとが相互に通信可能な大規模ネットワーク
の接続形態を示す図。

【図３】同第１実施形態の複数のＬＯＮコントローラを
備えた通信プラットフォームＬＳＩの構成を示す図。

【図４】同実施形態のパケットの取扱いを説明するため
の図。

【図５】同実施形態の複数のＬＯＮコントローラを備え
た制御ノードの構成を示す図。

【図６】同実施形態の多重化された制御系ネットワーク
の接続形態を示す図。

【図７】同第２実施形態の通信プラットフォームＬＳＩ
がゲートウェイおよび制御ノード双方に適用される様子
を示す図。

【図８】同第２実施形態の通信プラットフォームＬＳＩ
の構成を示す図。

【図９】同第２実施形態の制御系ネットワークと情報系
ネットワークとをソフトウェアレベルで統合する様子を
示す概念図。

【図１０】従来の制御系ネットワークを説明するための
図。

【図１１】従来の制御ノードの構成を示す図。

【符号の説明】

１…制御系ネットワーク２…情報系ネットワーク１０…制御装置２０…制御ノード２１…ＣＰＵ２２…メモリ２３…バス２４…制御用入出力ポート２５…Ｌｏｎコントローラ１００…通信プラットフォームＬＳＩ１０１…ＣＰＵ１０２…メモリ１０３…バス１０４…バスコントローラ１０５…ＬＯＮコントローラ１０６…各種通信コントローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＣＰＵと、センサの監視またはアクチュエータの駆動制御を実行す
る複数のノードと前記ノードを集中管理する制御装置と
の間で制御データを送受信するための制御系ネットワー
クに接続される第１の通信コントローラと、複数の計算機間または計算機と周辺機器との間を相互に
接続するための情報系ネットワークに接続される第２の
通信コントローラと、前記第１および第２の通信コントローラ間でデータを受
け渡しするためのプロトコル変換を前記ＣＰＵに実行さ
せるプロトコル変換手段とを具備することを特徴とする
データ通信用電子回路。
【請求項２】前記第１および第２の通信コントローラ
数が多対一の割合で設けられることを特徴とする請求項
１記載のデータ通信用電子回路。
【請求項３】前記複数の第１の通信コントローラを介
して入力されたデータを一つのパケット内に混在させて
前記第２の通信コントローラを介して出力する入出力制
御手段をさらに具備してなることを特徴とする請求項２
記載のデータ通信用電子回路。
【請求項４】多重化された制御系ネットワーク内の互
いに異なるネットワークに接続された前記第１の通信コ
ントローラすべてを同一の制御データを送受信する組み
として取扱う多重化制御手段をさらに具備してなること
を特徴とする請求項２記載のデータ通信用電子回路。
【請求項５】前記第２の通信コントローラを情報系ネ
ットワークのプロトコル別に複数種備えたことを特徴と
する請求項１、２、３または４記載のデータ通信用電子
回路。
【請求項６】ＣＰＵと、センサまたはアクチュエータに接続される制御用入出力
ポートと、前記センサおよびアクチュエータを集中管理する制御装
置との間で制御データを送受信するための制御系ネット
ワークに接続される複数の通信コントローラと、前記複数の通信コントローラを同一の制御データを送受
信する組として取扱って前記複数の通信コントローラお
よび制御用入出力ポート間でのデータの変換および受け
渡しを前記ＣＰＵに実行させるデータ転送制御手段とを
具備することを特徴とするデータ通信用電子回路。
【請求項７】ＣＰＵと、センサの監視またはアクチュエータの駆動制御を実行す
る複数のノードと前記ノードを集中管理する制御装置と
の間で制御データを送受信するための制御系ネットワー
クに接続される第１の通信コントローラと、複数の計算機間または計算機と周辺機器との間を相互に
接続するための情報系ネットワークに接続される第２の
通信コントローラと、前記センサまたはアクチュエータに接続される制御用入
出力ポートと、前記制御系ネットワークと前記情報系ネットワークとを
接続するゲートウェイとして前記第１および第２の通信
コントローラ間でのデータの変換および受け渡しを前記
ＣＰＵに実行させる第１のデータ転送制御手段と、前記制御系ネットワークを介して接続される制御装置の
支配下でセンサの監視またはアクチュエータの駆動制御
を実行するノードとして前記第１の通信コントローラお
よび制御用入出力ポート間でのデータの変換および受け
渡しを前記ＣＰＵに実行させる第２のデータ転送制御手
段とを具備することを特徴とするデータ通信用電子回
路。
【請求項８】前記第１および第２のデータ転送制御手
段は、前記情報系ネットワークに接続される計算機上で
動作するプログラムと同一の汎用プログラム言語で記載
されたプログラムにより構成されることを特徴とする請
求項７記載のデータ通信用電子回路。
【請求項９】１チップ化されたことを特徴とする請求
項１、２、３、４、５、６、７または８記載のデータ通
信用電子回路。
【請求項１０】第１の通信プロトコルにより第１の通
信ネットワークに接続されたコントロールクライアント
と、第２の通信プロトコルにより第２の通信ネットワークに
接続された複数のイベント駆動型分散制御マイクロコン
ピュータと、前記第１の通信プロトコルにより前記第１の通信ネット
ワークに接続されるとともに、前記第２の通信プロトコ
ルにより前記第２の通信ネットワークを介して前記分散
制御マイクロコンピュータを制御するローカルコントロ
ールサーバとを有してなり、前記ローカルコントロールサーバは、ＣＰＵと、前記第１の通信プロトコルにより前記第１の通信ネット
ワークに接続され、前記コントロールクライアントとの
間で制御データを送受信する第１の通信コントローラ
と、前記第２の通信プロトコルにより前記第２の通信ネット
ワークに接続され、前記分散制御マイクロコンピュータ
との間で制御データを送受信する第２の通信コントロー
ラと、前記第１および第２の通信コントローラ間でデータを受
け渡しするためのプロトコル変換を前記ＣＰＵに実行さ
せるプロトコル変換手段とを具備するデータ通信用電子
回路を備えることを特徴とする分散制御ネットワークシ
ステム。
【請求項１１】第１の通信プロトコルにより第１の通
信ネットワークに接続されたコントロールクライアント
と、第２の通信プロトコルにより第２の通信ネットワークに
接続された複数のイベント駆動型分散制御マイクロコン
ピュータと、前記第１の通信プロトコルにより前記第１の通信ネット
ワークに接続されるとともに、前記第２の通信プロトコ
ルにより前記第２の通信ネットワークを介して前記分散
制御マイクロコンピュータを制御するローカルコントロ
ールサーバとをを有してなり、前記イベント駆動型分散制御マイクロコンピュータは、ＣＰＵと、センサまたはアクチュエータに接続される制御用入出力
ポートと、前記ローカルコントロールサーバとの間で制御データを
送受信するための前記第２の通信ネットワークに接続さ
れる複数の通信コントローラと、前記複数の通信コントローラを同一の制御データを送受
信する組みとして取扱って前記複数の通信コントローラ
および制御用入出力ポート間でのデータの変換および受
け渡しを前記ＣＰＵに実行させるデータ転送制御手段と
を具備する第１のデータ通信用電子回路を備え、前記ローカルコントロールサーバは、ＣＰＵと、前記第１の通信プロトコルにより前記第１の通信ネット
ワークに接続され、前記コントロールクライアントとの
間で制御データを送受信する第１の通信コントローラ
と、前記第２の通信プロトコルにより前記第２の通信ネット
ワークに接続され、前記分散制御マイクロコンピュータ
との間で制御データを送受信する第２の通信コントロー
ラと、前記第１および第２の通信コントローラ間でデータを受
け渡しするためのプロトコル変換を前記ＣＰＵに実行さ
せるプロトコル変換手段とを具備する第２のデータ通信
用電子回路を備えることを特徴とする分散制御ネットワ
ークシステム。
【請求項１２】第１の通信プロトコルにより第１の通
信ネットワークに接続されたコントロールクライアント
と、第２の通信プロトコルにより第２の通信ネットワークに
接続され、センサの監視またはアクチュエータの駆動制
御を実行する複数のイベント駆動型分散制御ノードと、前記第１の通信プロトコルにより前記第１の通信ネット
ワークに接続されるとともに、前記第２の通信プロトコ
ルにより前記第２の通信ネットワークを介して前記複数
のイベント駆動型ノードを制御するゲートウェイとを有
してなり、前記イベント駆動型分散制御ノードおよびゲートウェイ
は、前記コントロールクライアントとの間で制御データを送
受信するための第１の通信コントローラと、前記第２の通信プロトコルにより前記第２の通信ネット
ワークに接続され、前記分散制御マイクロコンピュータ
との間で制御データを送受信する第２の通信コントロー
ラと、前記センサまたはアクチュエータに接続される制御用入
出力ポートと、前記第１および第２の通信ネットワークを接続するゲー
トウェイとして前記第１および第２の通信コントローラ
間でのデータ通信および受け渡しを前記ＣＰＵに実行さ
せる第１のデータ転送制御手段と、前記第２の通信ネットワークを介して接続されるゲート
ウェイの支配下でセンサの監視またはアクチュエータの
駆動制御を実行するノードとして前記第１の通信コント
ローラおよび制御用入出力ポート間でのデータ変換およ
び受け渡しを前記ＣＰＵに実行させる第２のデータ転送
制御手段とを具備するデータ通信用電子回路を備えるこ
とを特徴とする分散制御ネットワークシステム。
【請求項１３】第１の通信プロトコルにより第１の通
信ネットワークに接続されたグローバルコントロールサ
ーバとローカルコントロールサーバとの間で制御データ
送受信を行なうステップと、前記ローカルコントロールサーバと、センサの監視また
はアクチュエータの駆動制御を実行する複数のノードと
を第２の通信プロトコルにより第２の通信ネットワーク
に接続し、前記ローカルコントロールサーバにより前記
第１の通信プロトコルと第２の通信プロトコルとの間の
プロトコル変換を行なうことにより、前記グローバルコ
ントローラと前記複数のノードとの間の制御データの送
受信を行なうステップとを具備することを特徴とする分
散制御ネットワークにおける制御データの通信方法。