KR101815202B1 - 제어 시스템 및 중계장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 제어장치와 데이터 전송 경로가 이중화된 제어 시스템으로서, 제어장치에 전송되는 데이터 양이 증가하여도, 제어장치 본래의 연산의 실행에 지장을 발생시키지 않고, 또한 가동계/대기계의 전환 속도의 저하를 초래하는 일 없이, 감시 데이터의 등치화를 행할 수 있도록 한다. 가동계 및 대기계의 각 제어장치를 제 1 등치화 케이블로 접속하는 동시에, 가동계 및 대기계의 각 네트워크 장치를 제 2 등치화 케이블로 서로 접속한다. 각 네트워크 장치에게는, IO 슬레이브 장치로부터 수신한 감시 데이터를 접속처인 제어장치에 전송하게 하는 동시에, 제 2 등치화 케이블을 통한 통신이 가능한지 여부를 판정하게 한다. 상기 통신이 가능하면, 제 2 등치화 케이블을 통한 통신에 의해 감시 데이터의 등치화를 각 네트워크 장치가 행하게 하고 불가능하면 제 1 등치화 케이블을 통한 통신에 의해 감시 데이터의 등치화를 각 네트워크 장치가 행하게 한다.

Description

제어 시스템 및 중계장치{CONTROL SYSTEM AND RELAY APPARATUS}

본 발명은, 가동계(稼動系)와 대기계(待機系)의 제어장치를 포함하는 제어 시스템, 그 중계장치에 관한 것이다.

공장이나 각종 플랜트(plant) 등의 산업시설에 있어서는, 각종 조업을 제어하기 위하여 제어 시스템이라 불리는 통신 시스템이 구축되는 경우가 많다. 제어 시스템에는, 산업시설 내에 설치된 센서로부터의 감시 데이터의 수집이나 그 수집 결과에 따라 전동기 등의 구동 제어를 행하는 제어장치가 포함되어 있다. 이러한 제어장치로서는, DCS(Distributed Control System)나 프로그래머블 로직 컨트롤러(programmable logic controller)가 이용된다. 이하에서는, 전동기 등의 제어장치에 의한 제어 대상이 되는 장치를 「제어 대상 장치」라 부르고, 상기 센서와 같이 제어장치에 의한 감시 데이터의 수집 대상이 되는 장치와 제어 대상 장치를 「IO 슬레이브(slave) 장치」라 부른다. IO 슬레이브 장치는, IO 네트워크라 불리는 네트워크 혹은 시리얼 버스(serial bus)에 접속된다. 제어장치는, 중계장치 등의 네트워크 장치를 통해 IO 네트워크에 접속된다. 상기 중계장치의 일례로서는, 게이트웨이 장치(gateway unit)를 들 수 있다. 또, 이하에서는, 프로그래머블 로직 컨트롤러를 「PLC」로 표기한다. 일반적인 FA(Factory Automation) 시스템에서는 제어장치로서 PLC가 이용되는 경우가 많으며, 높은 신뢰성이 요구되는 플랜트 설비에서는 제어장치로서 DCS가 이용되는 경우가 많다. DCS는 PLC에 비해 신뢰성이 높기 때문이다.

이러한 종류의 제어 시스템에서는, 제어장치 등의 고장에 기인하는 조업 정지를 회피하기 위하여, 제어장치의 이중화(二重化) 및 감시 데이터의 데이터 전송 경로의 이중화가 행해지는 것이 일반적이다. 제어장치의 이중화란, 2대의 제어장치를 설치하여, 그 일방(一方)을 가동계, 타방(他方)을 대기계로서 동작시키는 것을 말한다. 이들 2대의 제어장치의 각각은, 감시 데이터를 수집하고, 수집한 감시 데이터를 이용하여, 혹은 수집한 감시 데이터와 과거의 연산 결과를 이용하여, 기기 제어를 위한 소정의 연산을 행한다. 가동계의 제어장치는 해당 연산 결과에 근거하는 제어를 행하며, 대기계의 제어장치는, 가동계의 제어장치의 정지에 대비한다. 그리고, 대기계의 제어장치는, 가동계가 정지할 때, 혹은 정지했을 때에는, 가동계로서 동작하여, 기기 제어를 계속한다. 여기서, 가동계의 제어장치의 정지의 구체적인 예로서는, 어떠한 고장이나 문제의 발생에 기인하는 예기치 못한 정지나, 보수 유지 관리 등에 따른 미리 계획된 정지 등이 고려된다. 대기계의 제어장치는 이들 2 종류의 정지의 양방(兩方)에 대비한다. 데이터 전송 경로의 이중화란, 예컨대 IO 슬레이브 장치로부터 이중화된 제어장치의 일방에 도달하는 데이터 전송 경로와, 타방에 도달하는 데이터 전송 경로를 각각 별개로 설치하는 것을 말한다. 이하에서는, 제어장치와 데이터 전송 경로의 양방이 이중화된 제어 시스템을 「용장화(redundancy, 冗長化) 제어 시스템」이라 부른다.

도 18은, 용장화 제어 시스템의 구성예를 나타내는 도면이다. 도 18에 나타내는 시스템은, 산업시설 내에 설치된 각종 센서 등의 IO 슬레이브 장치(S1~Sn)로부터 출력되는 감시 데이터를 수집하고, 이들 감시 데이터에 근거하여, 혹은 상기 감시 데이터와 과거의 연산 결과를 이용하여 소정의 연산을 행하며, 그 연산 결과에 따라 전동기 등의 작동 제어를 행하는 제어 시스템이다. 또한, n은 2 이상의 자연수이다. 본 제어 시스템은, 제어장치(10A) 및 제어장치(10B)의 2대의 제어장치와, 네트워크 장치(20A) 및 네트워크 장치(20B)의 2대의 네트워크 장치를 가지고 있다. 도 18에 나타내는 시스템에서는, 제어장치(10A)와 제어장치(10B) 중의 일방이 가동계가 되고, 타방은 대기계가 되어 가동계의 정지에 대비한다. 제어장치(10A) 및 제어장치(10B)에는, 제어장치(10A) 및 제어장치(10B)의 가동 상태 등의 감시를 행하기 위한 감시 시스템(50)이 접속되어 있다. 또, 제어장치(10A)는 네트워크 장치(20A)를 통해 IO 네트워크(30A)에 접속되어 있고, 제어장치(10B)는 네트워크 장치(20B)를 통해 IO 네트워크(30B)에 접속되어 있다. IO 슬레이브 장치(S1~Sn)의 각각은, IO 네트워크(30A) 및 IO 네트워크(30B)의 양방에 접속되어 있다.

도 18에 나타내는 시스템에서는, 제어장치(10A)와 제어장치(10B)의 각각은, 타방의 상태 감시를 행할 수 있도록 하기 위하여, 등치화(等値化, equalization) 케이블(40)에 의해 접속되어 있다. 상술한 바와 같이 대기계의 제어장치는, 가동계의 제어장치에 대하여 고장 등에 기인하는 예기치 못한 정지나 보수 유지 관리 등의 계획적인 정지 등에 대비하는 것이지만, 이하에서는 고장에 의해 정지하는 경우를 예로 들어 설명한다. 제어장치(10A)와 제어장치(10B)의 각각은, 고장의 유무, 즉, 자기장치(自裝置)의 상태를 나타내는 상태 데이터를 등치화 케이블(40)을 통해 타방으로 송신한다. 예컨대, 제어장치(10A)가 가동계로 되어 있는 경우, 대기계인 제어장치(10B)는 등치화 케이블(40)을 통해 제어장치(10A)로부터 송신되어 오는 상태 데이터를 참조하여 제어장치(10A)에 있어서의 고장 발생을 감시한다. 그리고, 제어장치(10B)는, 등치화 케이블(40)을 통해 수신한 상태 데이터로부터 제어장치(10A)의 고장 발생을 검출하면, 이후, 가동계로서의 동작을 개시한다. 한편, 제어장치(10A)는 제어장치(10B)가 가동계로서의 동작을 개시하였음을 등치화 케이블(40)을 통한 통신에 의해 검출하고, 이후, 대기계로서 동작한다.

용장화 제어 시스템에서는, 가동계의 제어장치에 고장이 발생하여도 가동계/대기계의 전환을 행함으로써, IO 슬레이브 장치(S1~Sn)의 각각으로부터의 데이터 수집, 그 수집 결과에 따른 연산, 및 그 연산 결과에 따른 제어를 계속할 수가 있다. 그러나, 단순히 가동계/대기계의 전환을 행하는 것만으로는, 그 전환을 전후로 하여 상기 연산 결과가 돌변하는 등의 문제가 발생하는 경우가 있다. 이는, IO 슬레이브 장치(S1~Sn)의 각각으로부터 제어장치(10A)와 제어장치(10B)로 보내지는 감시 데이터가 완전히 동일한 것만은 아니라는 점에 기인하고 있다.

이러한 문제의 발생을 회피하기 위하여, 용장화 제어 시스템에서는, IO 슬레이브 장치(S1~Sn)의 각각으로부터 각 제어장치로 송신되어 오는 감시 데이터의 등치화나, 연산 결과의 등치화와 같은 처리를 각 제어장치가 실행하게 하는 것이 일반적이다. 감시 데이터의 등치화란, 가동계의 제어장치가 네트워크 장치를 경유하여 수신한 감시 데이터를 등치화 케이블(40)을 통해 대기계의 제어장치에 송신하고, 상기 감시 데이터로 대기계의 제어장치가 네트워크를 경유하여 수신한 감시 데이터를 덮어쓰기 하는 것을 말한다. 또, 연산 결과의 등치화란, 가동계에 있어서의 연산 결과를 나타내는 데이터를 등치화 케이블(40)을 통해 대기계의 제어장치에 송신하고, 상기 데이터로 대기계에 있어서의 연산 결과를 덮어쓰기 하는 것을 말한다. 이러한 용장화 제어 시스템 및 등치화에 관한 종래 기술의 일례로서는 특허문헌 1이나 특허문헌 2에 개시된 기술을 들 수 있다.

일본 특허공개공보 제2013-12094호 일본 특허공개공보 제2013-152631호

최근에는, 제어 시스템에 포함되는 IO 슬레이브 장치의 다양화나 수의 증가, IO 네트워크에 있어서의 데이터 전송 속도의 향상에 수반하여, 단위시간당 네트워크 장치를 경유하여 제어장치에 송신되어 오는 감시 데이터의 데이터 양이 대폭 증가하고 있다. 네트워크 장치를 경유하여 제어장치가 수신하는 감시 데이터의 데이터 양이 증가하면, 이들 감시 데이터에 대한 등치화 처리의 처리 부하가 높아져, 제어장치의 본래의 역할인 기기 제어를 위한 연산의 실행이나 그 연산 결과에 따른 기기 제어에 충분한 리소스(resource)를 할당하기가 곤란해지는 경우가 있다. 또, 최근에는, 1대의 제어장치에 복수의 네트워크 장치를 접속하고자 하는 요구가 높아지고 있으나, 제어장치에 접속하는 네트워크 장치의 수가 증가하면 마찬가지의 문제가 발생한다. 또한, 네트워크 장치를 경유하여 제어장치가 수신하는 단위시간당 감시 데이터의 데이터 양이 증가하면, 가동계의 고장 발생시에 가동계/대기계의 전환을 신속히 행할 수 없게 된다는 문제도 있다. 상술한 바와 같이, 네트워크 장치를 경유하여 제어장치가 수신하는 감시 데이터에 대한 등치화가 완료된 후가 아니면, 연산 결과의 돌변(突變)의 발생을 회피하면서 가동계/대기계의 전환을 행하는 것은 불가능하기 때문이다.

본 발명은 이상 설명한 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 용장화 제어 시스템에 있어서, 네트워크를 경유하여 각 제어장치로 전송(轉送)되어 오는 감시 데이터의 데이터 양이 증가하여도, 제어장치 본래의 연산의 실행에 아무런 지장을 발생시키지 않으며, 또한 가동계/대기계의 전환 속도의 저하를 초래하는 일 없이, 감시 데이터의 등치화를 행할 수 있도록 하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 제 1 및 제 2 네트워크에 접속된 하나 또는 복수의 기기로부터 감시 데이터를 수집하고, 상기 감시 데이터에 근거하여 제어를 행하는 제어 시스템으로서, 이하의 제 1 및 제 2 제어장치와, 제 1 및 제 2 중계장치를 갖는 제어 시스템을 제공한다. 제 1 제어장치와 제 2 제어장치는, 제어장치간 통신수단을 통해 접속되어 있다. 제어장치간 통신수단은, 예컨대 등치화 케이블이며, 제 1 제어장치와 제 2 제어장치 사이의 통신을 중개한다. 제 1 및 제 2 제어장치는, 일방이 가동계가 되어 상기 제어를 행하고, 타방은 대기계가 된다. 제 1 및 제 2 중계장치의 구체적인 예로서는 상술한 네트워크 장치를 들 수 있다. 제 1 중계장치는 제 1 제어장치와 제 1 네트워크에 접속되어 있으며, 제 2 중계장치는 제 2 제어장치와 제 2 네트워크에 접속되어 있다. 제 1 및 제 2 중계장치는, 중계장치간 통신수단에 접속되어 있다. 중계장치간 통신수단은, 예컨대 등치화 케이블이며, 제 1 중계장치와 제 2 중계장치 사이의 통신을 중개한다. 제 1 및 제 2 중계장치는, 중계장치간 통신수단을 통한 통신의 가부(可否)를 판정하는 판정수단을 구비한다. 제 1 및 제 2 중계장치의 각각은, 하나 또는 복수의 기기로부터 수신한 감시 데이터를 접속처(接續先)인 제어장치에 전송하는 동시에, 판정수단에 의해 통신 가능한 것으로 판정된 경우에는 중계장치간 통신수단을 통한 통신에 의해 감시 데이터의 등치화를 행한다. 이에 대하여, 판정수단에 의해 통신 불가능한 것으로 판정된 경우에는, 제 1 및 제 2 중계장치는, 제어장치간 통신수단을 통한 통신에 의해 감시 데이터의 등치화를 행한다.

본 발명의 제어 시스템에 있어서는, 각 기기로부터 제 1 및 제 2 제어장치로 송신되는 감시 데이터의 등치화는 제 1 및 제 2 중계장치에 의해 행해진다. 따라서, 감시 데이터의 데이터 양이 증가하여도, 감시 데이터의 등치화에 의해 제 1 및 제 2 제어장치의 각각의 처리 부하가 과잉으로 높아지는 일은 없으며, 제 1 및 제 2 제어장치의 각각에 있어서의 상기 연산의 실행에 어떠한 지장이 생기는 일은 없다. 또, 제 1 및 제 2 제어장치의 각각에는 제 1 및 제 2 중계장치에 의해 등치화가 완료된 데이터가 부여된다. 이 때문에, 제 1 및 제 2 제어장치의 일방을 가동계로서 기능시키고, 타방을 대기계로서 기능시키는 동시에, 가동계의 정지에 기인하여 가동계/대기계의 전환을 행할 경우에 감시 데이터의 등치화 완료를 기다릴 필요는 없어, 가동계/대기계의 전환을 신속하게 행할 수가 있다.

도 18에 나타내는 종래의 용장화 제어 시스템에서는, 제어장치(10A) 및 제어장치(10B)를 서로 접속하는 등치화 케이블(40)의 절단이 발생하면, 감시 데이터의 등치화를 전혀 행할 수 없게 된다. 이에 대하여 본 발명의 제어 시스템에서는, 감시 데이터의 등치화를 위한 데이터 통신을 중개하는 통신수단이 제어장치간 통신수단과 중계장치간 통신수단에 의해 이중화되어 있기 때문에, 어느 일방(一方)을 통한 통신이 가능하다면, 전혀 문제없이 감시 데이터의 등치화를 행할 수가 있다. 또한, 제 1 및 제 2 제어장치로 하여금, 제어장치간 통신수단을 통한 통신이 가능한지 여부를 판정하게 하여, 가능하면, 자기장치(自裝置)에 있어서의 고장의 유무(有無)를 나타내는 상태 데이터를 제어장치간 통신수단을 통해 송수신함으로써 타방(他方)의 고장의 유무를 감시하고, 불가능하면, 중계장치간 통신수단을 통해 상태 데이터를 송수신함으로써 타방의 고장의 유무를 감시하는 처리를 실행하게 하여도 무방하다. 또, 본 발명의 제어 시스템에 포함되는 중계장치 쌍, 즉, 중계장치간 통신수단을 통해 통신하는 제 1 및 제 2 중계장치로 이루어지는 중계장치 쌍은 1개로 한정되는 것은 아니며, 복수여도 무방하다. 구체적으로는, 각각 다른 기기가 접속된 복수의 제 1 네트워크에 각각 접속되는 동시에 제 1 제어장치에 각각 접속되는 복수의 제 1 중계장치와, 각각이 복수의 제 1 중계장치의 각각과 쌍이 되는 복수의 제 2 중계장치로서, 상기 각 기기가 접속되는 복수의 제 2 네트워크에 각각 접속되는 동시에 제 2 제어장치에 각각 접속되는 복수의 제 2 중계장치를 가지며, 복수의 제 1 중계장치와 복수의 제 2 중계장치는, 서로 쌍이 되는 것들끼리가 중계장치간 통신수단을 통해 통신하는 양태가 고려된다.

여기서, 중계장치간 통신수단을 통한 통신에 의한 감시 데이터의 등치화의 구체적인 실현 방법으로서는, 여러 가지의 양태가 고려된다. 제 1 중계장치와 제 2 중계장치 중의 일방으로부터 타방으로 감시 데이터를 송신하고, 상기 타방의 중계장치에게는, 네트워크를 경유하여 수신한 감시 데이터를 중계장치간 통신수단을 통해 수신한 감시 데이터로 덮어쓰기 하는 처리, 즉, 전자(前者)의 감시 데이터를 후자(後者)의 감시 데이터로 치환하는 처리를 실행하게 하는 양태가 고려된다. 예컨대, 가동계의 제어장치에 접속되어 있는 쪽의 중계장치로부터 타방의 중계장치로 감시 데이터를 송신하고, 상기 타방의 중계장치에게는, 네트워크를 경유하여 수신한 감시 데이터를 중계장치간 통신수단 혹은 제어장치간 통신수단을 통해 수신한 감시 데이터로 덮어쓰기 하게 하는 것이다.

또 다른 바람직한 양태에 있어서는, 제 1 및 제 2 중계장치의 각각에 이하의 제 1 및 제 2 처리 수단을 설치하는 양태가 고려된다. 제 1 처리 수단은, 접속처인 네트워크로부터 수신한 감시 데이터를 타방의 중계장치에 전송한다. 보다 상세하게 설명하면, 제 1 처리 수단은, 상기 판정수단에 의해 통신 가능한 것으로 판정된 경우에는 중계장치간 통신수단을 통해 감시 데이터를 타방의 중계장치에 전송하고, 통신 불가능한 것으로 판정된 경우에는 제어장치간 통신수단을 통해 감시 데이터를 타방의 중계장치에 송신한다. 제 2 처리 수단은, 타방의 중계장치로부터 수신한 감시 데이터의 송신원(送信元)인 기기와의 통신이 가능한지 여부를 확인하여, 통신이 불가능한 경우에는 해당 기기로부터 수신할 예정이었던 감시 데이터를 타방의 중계장치로부터 수신한 감시 데이터로 보완한다. 종래의 용장화 제어 시스템에 있어서는, 가동계의 제어장치로 감시 데이터를 전송하는 중계장치에 접속되어 있는 네트워크에 고장이 발생한 경우, 혹은 각 기기를 상기 네트워크에 접속하기 위한 IO 마스터에 고장이 발생한 경우에도, 가동계/대기계의 전환을 행할 필요가 있었다. 이에 대하여 본 양태에 의하면, 상기 네트워크 등의 고장에 기인하여 가동계/대기계의 전환을 행할 필요는 없어, 가동계/대기계의 전환의 발생 빈도를 저감시킬 수 있게 된다. 이 점에 대해서는 본 발명의 제 4 실시형태에서 상세하게 설명하도록 한다.

보다 바람직한 양태에 있어서는, 제 1 및 제 2 중계장치의 어느 일방에는, 제 3 네트워크가 접속되어 있다. 그리고, 제 3 네트워크에 접속된 중계장치는, 상기 제 3 네트워크에 접속되어 있는 기기로부터 감시 데이터를 수집하고, 수집한 감시 데이터를 접속처(接續先)인 제어장치에 전송하는 동시에, 타방의 중계장치에 전송하여 등치화를 행하게 한다. 그 상세에 대해서는 본 발명의 제 3 실시형태의 설명에 있어서 명확히 하겠으나, 도 18에 나타내는 종래의 용장화 제어 시스템의 중계장치에 이중화되어 있지 않은 네트워크를 접속하는 것에는 다양한 문제가 있어, 이러한 접속 형태를 간편하게 채용할 수는 없었다. 이에 대하여 본 양태에 의하면, 이러한 중계장치에 이중화되어 있지 않은 네트워크를 간편하게 접속할 수 있게 된다.

또, 다른 바람직한 양태에 있어서는, 상기 제 1 및 제 2 중계장치는, 접속처인 제어장치에 가해져 있는 처리 부하를 계측하는 부하 계측 수단을 구비하고, 상기 제 1 및 제 2 중계장치는, 부하 계측 수단에 의해 계측된 처리 부하가 소정의 문턱값 이상이며, 또한 판정수단에 의해 통신 가능한 것으로 판정된 경우에는, 중계장치간 통신수단을 통한 통신에 의해 감시 데이터의 등치화를 행하고, 그 밖의 경우에는 제어장치간 통신수단을 통한 통신에 의해 감시 데이터의 등치화를 행하는 것을 특징으로 한다. 이러한 양태에 의하면, 제 1 및 제 2 제어장치의 각각에 가해지는 처리 부하를 분산하면서, 감시 데이터의 등치화를 위한 데이터 통신을 이중화할 수 있게 된다.

또, 상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 일방이 가동계가 되어 제어를 행하고 타방이 대기계가 되는 제 1 및 제 2 제어장치의 일방에 접속되는 동시에, 감시 데이터를 송신하는 하나 또는 복수의 기기가 접속된 제 1 네트워크에 접속되고, 상기 하나 또는 복수의 기기로부터 송신되는 감시 데이터를 접속처인 제어장치로 전송하는 중계장치에 이하의 통신 인터페이스부와 제어부를 설치한다. 통신 인터페이스부는, 중계장치간 통신수단을 통해 다른 중계장치에 접속되어 있다. 상기 다른 중계장치는, 하나 또는 복수의 기기가 접속된 제 2 네트워크와 제 1 및 제 2 제어장치 중의 타방에 접속되어 있다. 제어부는, 예컨대, CPU(Central Processing Unit)이다. 상기 제어부는, 이하의 중계 처리, 판정 처리 및 등치화 처리를 실행한다. 중계 처리는, 제 1 네트워크를 통해 하나 또는 복수의 기기로부터 수신한 감시 데이터를 접속처인 제어장치에 전송하는 처리이다. 판정 처리는, 중계장치간 통신수단을 통한 통신의 가부를 판정하는 처리이다. 그리고, 등치화 처리는, 판정 처리에서 통신 가능한 것으로 판정된 경우에는 상기 감시 데이터를 등치화하기 위한 통신을 중계장치간 통신수단을 통해 행하는 한편, 통신 불가능한 것으로 판정된 경우에는 제어장치간 통신수단을 통해 상기 통신을 행하는 처리이다. 용장화 제어 시스템에 있어서 제어장치와 데이터 전송로를 접속하는 중계장치, 즉, 도 18에 나타내는 시스템 예에 있어서의 네트워크 장치(20A) 및 네트워크 장치(20B)를, 본 발명의 중계장치로 치환함으로써, 상기 기존의 용장화 제어 시스템을 본 발명의 제어 시스템으로서 기능시킬 수 있게 된다.

또, 상기 과제를 해결하기 위한 다른 양태로서는, CPU 등의 일반적인 컴퓨터를 상기 중계장치로서 기능시키는 프로그램을 제공하는 양태가 고려된다. 이러한 프로그램에 따라 일반적인 컴퓨터를 작동시킴으로써, 상기 컴퓨터를 본 발명의 중계장치로서 기능시킬 수 있기 때문이다. 또한, 상기 프로그램의 구체적인 제공 양태로서는, 인터넷 등의 전기통신회선을 경유하는 다운로드에 의해 배포하는 양태나, CD-ROM(Compact Disk-Read Only Memory)이나 플래시 ROM 등의 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기입하여 배포하는 양태가 고려된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 용장화 제어 시스템에 있어서, 네트워크를 경유하여 각 제어장치에 전송되는 감시 데이터의 데이터 양이 증가하여도, 제어장치 본래의 연산의 실행에 아무런 지장을 발생시키지 않으며, 또한 가동계/대기계의 전환 속도의 저하를 초래하는 일 없이, 감시 데이터의 등치화를 행할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 중계장치의 일례인 네트워크 장치(200)를 포함하는 통신 시스템(1A), 즉, 본 발명의 제 1 실시형태의 통신 시스템의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 2는 상기 통신 시스템(1A)에 포함되는 네트워크 장치(200)의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 3은 상기 네트워크 장치(200)의 제어부(210)가 중계 제어 프로그램(2542)에 따라 실행하는 등치화 처리(2542b)의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다.
도 4는 상기 네트워크 장치(200)의 제어부(210)가 중계 제어 프로그램(2542)에 따라 실행하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 제 1 실시형태의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 제 1 실시형태의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 제 1 실시형태의 다른 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시형태의 네트워크 장치(200')의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 9는 상기 네트워크 장치(200')를 포함하는 통신 시스템의 개략 구성 및 동작예를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 제 3 실시형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 제 4 실시형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 상기 제 4 실시형태의 네트워크 장치(200''')의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 13은 상기 네트워크 장치(200''')의 제어부(210)가 중계 제어 프로그램(2542''')에 따라 실행하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 상기 제어부(210)가 중계 제어 프로그램(2542''')에 따라 실행하는 등치화 수신 처리(2542b2)의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다.
도 15는 상기 제 4 실시형태의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 상기 제 4 실시형태의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 상기 제 4 실시형태의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 제어 시스템의 종래예를 나타내는 도면이다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태를 설명한다.

(A：제 1 실시형태)

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태의 통신 시스템(1A)의 구성예를 나타내는 도면이다.

본 통신 시스템(1A)은, 상술한 도 18에 나타낸 시스템과 마찬가지로, 산업시설 내에 부설(敷設)된 제어 시스템이다. 도 1에서는 도 18에 있어서의 것과 동일한 구성 요소에는 동일한 부호가 붙여져 있다. 도 1과 도 18을 대비하면 분명한 바와 같이, 통신 시스템(1A)은, 이하의 3개의 점이 도 18에 나타내는 종래의 용장화 제어 시스템과 다르다. 첫째, 제어장치(10A) 및 제어장치(10B) 대신에 제어장치(100A) 및 제어장치(100B)를 갖는다는 점이다. 둘째, 네트워크 장치(20A) 및 네트워크 장치(20B) 대신에 네트워크 장치(200A) 및 네트워크 장치(200B)를 갖는다는 점이다. 그리고, 셋째, 네트워크 장치(200A)와 네트워크 장치(200B)가 등치화 케이블(400)에 의해 접속되어 있다는 점이다.

네트워크 장치(200A)와 네트워크 장치(200B)의 각각은 본 발명의 중계장치의 일 실시형태이며, 등치화 케이블(400)은 상기 중계장치끼리의 통신을 중개하는 중계장치간 통신수단의 역할을 한다. 네트워크 장치(200A) 및 네트워크 장치(200B)는, 도 18에 있어서의 네트워크 장치(20A)나 네트워크 장치(20B)와 마찬가지로 게이트웨이 장치이다. 도 1에 나타내는 통신 시스템(1A)에서는, IO 슬레이브 장치(S1, S2…Sn)의 각각으로부터 송신된 감시 데이터는, IO 네트워크(30A) 및 네트워크 장치(200A)를 통해 제어장치(100A)에 전송되는 동시에, IO 네트워크(30B) 및 네트워크 장치(200B)를 통해 제어장치(100B)에 전송된다. 제어장치(100A) 및 제어장치(100B)의 각각은, 도 18에 있어서의 제어장치(10A) 및 제어장치(10B)와 마찬가지로, IO 슬레이브 장치(S1, S2…Sn)로부터 수집한 감시 데이터 및 과거의 연산 결과를 사용한 연산, 즉 기기 제어를 위한 연산, 및 그 연산 결과의 기억을 행한다. 제어장치(100A) 및 제어장치(100B)는, PLC여도 무방하고, DCS여도 무방하다.

도 1에 나타내는 통신 시스템(1A)에서는, 제어장치(100A)와 제어장치(100B) 중의 일방이 가동계가 되어 상기 연산 결과에 근거하는 다른 기기의 제어를 실행하고, 타방은 대기계가 되어, 가동계의 정지에 대비한다. 상술한 바와 같이 가동계의 정지에는, 어떠한 고장이나 문제의 발생에 기인하는 예기치 못한 정지와 보수 유지 관리 등에 따른 미리 계획된 정지의 2종류가 있다. 그리고, 가동계가 정지할 때에는, 대기계로 되어 있던 제어장치는, 이후, 가동계로서 동작한다. 또한, 가동계와 대기계의 전환에 대해서는, 종래의 용장화 제어 시스템과 마찬가지의 방법에 의해 실현하면 된다.

상술한 바와 같이, 가동계/대기계의 전환시에는, 연산 결과의 돌변(突變)을 회피하기 위하여 감시 데이터의 등치화와 연산 결과의 등치화가 필요해진다. 도 18에 나타내는 종래의 용장화 제어 시스템에서는, 감시 데이터의 등치화와 연산 결과의 등치화를 제어장치(10A)와 제어장치(10B)가 행하게 하고 있었다. 본 실시형태에 있어서도 연산 결과의 등치화를 제어장치(100A)와 제어장치(100B)가 실행한다는 점은 도 18에 나타내는 종래의 용장화 제어 시스템과 다르지 않다. 보다 상세하게 설명하면, 제어장치(100A)와 제어장치(100B) 중 가동계로 되어 있는 쪽은, 접속처인 네트워크 장치로부터 수신한 감시 데이터를 이용하여 기기 제어를 위한 연산을 행하고, 상기 연산 결과를 나타내는 데이터를 등치화 케이블(40)을 통해 타방의 제어장치에 전송하여 연산 결과를 등치화한다. 즉, 대기계의 제어장치는, 자기장치(自裝置)에 있어서의 연산 결과의 데이터를 등치화 케이블(40)을 통해 수신한 데이터로 덮어쓰기 한다. 본 실시형태의 통신 시스템(1A)과 도 18에 나타내는 종래의 용장화 제어 시스템에서 다른 점은, 감시 데이터의 등치화를 네트워크 장치(200A) 및 네트워크 장치(200B)로 하여금 행하게 한다는 점이다. 이하, 본 실시형태의 특징을 현저하게 나타내는 네트워크 장치(200A) 및 네트워크 장치(200B)를 중심으로 설명한다. 또한, 네트워크 장치(200A) 및 네트워크 장치(200B)는 동일한 구성을 가지고 있기 때문에, 이하에서는 양자(兩者)를 구별할 필요가 없는 경우에는 「네트워크 장치(200)」로 표기한다.

본 실시형태에서는, 네트워크 장치(200)에 대해서도 가동계와 대기계의 구별이 있다. 보다 상세하게 설명하면, 네트워크 장치(200)는 자신의 접속처인 제어장치와 통신하여, 접속처인 제어장치가 가동계인지 여부를 판정한다. 그리고, 네트워크 장치(200)는, 접속처인 제어장치가 가동계이면, 가동계의 네트워크 장치로서 동작하고, 반대로 접속처인 제어장치가 대기계이면, 대기계의 네트워크 장치로서 동작한다. 즉, 본 실시형태에서는, 네트워크 장치(200A)와 네트워크 장치(200B) 중, 가동계의 제어장치에 접속되어 있는 쪽이 가동계가 되고, 대기계의 제어장치에 접속되어 있는 쪽이 대기계가 된다. 그리고, 제어장치에 대한 가동계/대기계의 전환이 발생하면, 네트워크 장치(200)에 대해서도, 그 전환에 종속하여 가동계와 대기계가 전환된다. 본 실시형태에서는, 네트워크 장치(200)에 대한 가동계/대기계의 전환을 제어장치에 대한 가동계/대기계의 전환에 종속시키는 경우에 대해 설명하지만, 등치화 케이블(400)을 통한 상태 데이터의 송수신에 의해 타방의 상태를 감시하여, 제어장치에 대한 가동계/대기계의 전환과는 독립적으로, 그 상태 감시의 결과에 따라 가동계/대기계를 전환하도록 하여도 무방하다.

도 2는, 네트워크 장치(200)의 구성예를 나타내는 블록도이다.

네트워크 장치(200)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제어부(210), 제 1 통신 인터페이스(이하, 「I/F」로 약기(略記)함)부(220), 제 2 통신 I/F부(230), 제 3 통신 I/F부(240), 기억부(250), 및 이들 구성 요소 사이의 데이터 수수(授受)를 중개하는 버스(bus, 260)를 포함하고 있다.

제어부(210)는, 예컨대 CPU이다. 제어부(210)는, 기억부(250)에 기억되어 있는 중계 제어 프로그램(2542)을 실행함으로써, 네트워크 장치(200)의 제어 중추로서 기능한다. 보다 정확하게 설명하면, 중계 제어 프로그램(2542)은, 불휘발성 기억부(254)에 기억되어 있다. 불휘발성 기억부(254)는 기억부(250)를 구성하는 복수의 구성 요소 중의 하나이다. 제어부(210)가 중계 제어 프로그램(2542)에 따라 실행하는 처리의 상세에 대해서는 이후에 명확히 하도록 한다. 제 1 통신 I/F부(220), 제 2 통신 I/F부(230) 및 제 3 통신 I/F부(240)의 각각은, 예컨대 NIC(Network Interface Card)이다. 이들 각 통신 I/F부의 역할은 이하와 같다.

제 1 통신 I/F부(220)는 IO 네트워크에 접속되어 있다. 보다 상세하게 설명하면, 네트워크 장치(200A)의 제 1 통신 I/F부(220)는 IO 네트워크(30A)에 접속되어 있고, 네트워크 장치(200B)의 제 1 통신 I/F부(220)는 IO 네트워크(30B)에 접속되어 있다. 제 1 통신 I/F부(220)는, 접속처인 IO 네트워크로부터 송신되어 오는 데이터의 수신, 및 접속처인 IO 네트워크로의 데이터의 송출을 행한다. 제 1 통신 I/F부(220)는, 접속처인 IO 네트워크로부터 수신한 데이터를 축적하는 통신 버퍼(buffer)를 가지고 있다. 도 2에서는, 상기 통신 버퍼의 도시는 생략되어 있다.

제 2 통신 I/F부(230)는 통신선을 통해 제어장치에 접속되어 있다. 보다 상세하게 설명하면, 네트워크 장치(200A)의 제 2 통신 I/F부(230)는 제어장치(100A)에 접속되어 있으며, 네트워크 장치(200B)의 제 2 통신 I/F부(230)는 제어장치(100B)에 접속되어 있다. 제 2 통신 I/F부(230)는, 그 접속처인 제어장치로부터 송신되어 오는 데이터의 수신, 및 접속처인 제어장치로의 데이터의 송출을 행한다. 제 2 통신 I/F부(230)는, 접속처인 제어장치에 송신할 데이터를 축적하는 통신 버퍼를 가지고 있다. 도 2에서는, 상기 통신 버퍼의 도시는 생략되어 있다.

제 3 통신 I/F부(240)는 등치화 케이블이 접속되는 포트(port)를 가지고 있으며, 해당 포트에는 등치화 케이블(400)이 접속된다. 제 3 통신 I/F부(240)는, 등치화 케이블(400)을 통해 타방의 네트워크 장치와 감시 데이터의 등치화를 위한 통신을 행한다.

기억부(250)는, 도 2에 나타내는 바와 같이 휘발성 기억부(252)와 불휘발성 기억부(254)를 가지고 있다. 휘발성 기억부(252)는, 예컨대 RAM(Random Access Memory)이다. 휘발성 기억부(252)는, 중계 제어 프로그램(2542)을 실행하기 위한 작업 영역(work area)으로서 사용된다. 또, 휘발성 기억부(252)는, 제어장치에 전송할 감시 데이터를 일시적으로 축적하는 감시 데이터 버퍼(2522)의 역할도 한다. 또한, 휘발성 기억부(252)에는, 상기 휘발성 기억부(252)를 갖는 네트워크 장치(200)가 가동계로서 동작하고 있는지, 그렇지 않으면 대기계로서 동작하고 있는지를 나타내는 가동/대기 플래그(flag)가 저장된다. 불휘발성 기억부(254)는 예컨대 플래시 ROM이다. 불휘발성 기억부(254)에는 중계 제어 프로그램(2542)이 미리 저장되어 있다.

제어부(210)는, 네트워크 장치(200)의 전원의 투입 혹은 리셋(reset)을 계기로 하여 불휘발성 기억부(254)로부터 휘발성 기억부(252)로 중계 제어 프로그램(2542)을 읽어내고, 그 실행을 개시한다. 도 2에서는, 네트워크 장치(200)의 전원의 도시는 생략되어 있다. 중계 제어 프로그램(2542)에 따라 작동하고 있는 제어부(210)는, 접속처인 제어장치의 동작 상태를 감시하고 그 감시 결과에 따라 가동/대기 플래그를 설정하는 처리를 실행하는 것 외에, 중계 처리(2542a)와 등치화 처리(2542b)를 실행한다. 중계 처리(2542a) 및 등치화 처리(2542b)의 상세에 대해서는 동작예에 있어서 명확히 하겠으나 그 개략은 이하와 같다. 등치화 처리(2542b)는, IO 슬레이브 장치(S1~Sn)의 각각으로부터 수집한 감시 데이터를, 등치화 케이블(400)을 통한 통신에 의해 등치화하는 처리이다. 도 3은, 등치화 처리(2542b)의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다. 도 3을 참조하면 분명한 바와 같이, 등치화 처리(2542b)의 처리 내용은, 가동계로서 동작하고 있는 경우와 대기계로서 동작하고 있는 경우에서 다르다. 상기 등치화 처리(2542b)의 처리 내용의 상세에 대해서는 동작예의 설명에 있어서 명확히 하도록 한다. 중계 처리(2542a)는, 등치화 처리(2542b)에 의해 등치화된 감시 데이터를, 제 2 통신 I/F부(230)에 접속되어 있는 제어장치로 전송하는 처리이다.

이상이 네트워크 장치(200)의 구성이다.

이어서, 도 3 및 도 4를 참조하면서 네트워크 장치(200)의 동작을 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 동작예에서는 제어장치(100A) 및 네트워크 장치(200A)가 가동계이며, 제어장치(100B) 및 네트워크 장치(200B)가 대기계인 것으로 한다. 또, 이하에 설명하는 동작예에서는, 동작 개시 시점에서는 네트워크 장치(200A) 및 네트워크 장치(200B)의 각각의 감시 데이터 버퍼(2522)가 비어 있는 경우에 대해 설명한다.

IO 슬레이브 장치(S1~Sn)의 각각은, 입력 신호 혹은 센서 등의 출력 신호를 샘플링하여 제어장치(100A) 및 제어장치(100B)의 각각에 송신하는 감시 데이터를 생성하여, IO 네트워크(30A) 및 IO 네트워크(30B)의 각각에 송신한다. IO 슬레이브 장치(S1~Sn)가 송신하는 감시 데이터에는, 상기 감시 데이터의 송신처(送信先) 및 송신원(送信元)을 나타내는 정보와 상기 감시 데이터를 일의(一意)적으로 나타내는 식별자(識別子) 등을 포함하는 헤더(header)가 부여되어 있다. 감시 데이터의 송신처를 나타내는 정보의 구체적인 예로서는, 송신처인 기기의 통신 어드레스나 노드(node) 번호를 들 수 있다. 감시 데이터의 송신원을 나타내는 정보에 대해서도 마찬가지이다. IO 슬레이브 장치(S1~Sn)의 각각으로부터 송신된 감시 데이터는, IO 네트워크(30A) 및 IO 네트워크(30B)의 각각을 통해 네트워크 장치(200A) 및 네트워크 장치(200B)의 각각에 전송된다. 이하에서는 네트워크 장치(200A)에 전송되는 감시 데이터를 「감시 데이터(A)」라 부르고, 네트워크 장치(200B)에 전송되는 감시 데이터를 「감시 데이터(B)」라 부른다. 감시 데이터(A)와 감시 데이터(B)는 기본적으로는 동일한 데이터이지만, 각각을 샘플링할 때의 샘플링 타이밍의 어긋남에 따라 미묘하게 다른 경우가 있다.

네트워크 장치(200A)의 제 1 통신 I/F부(220)는 IO 네트워크(30A)로부터 송신되어 오는 감시 데이터를 수신하면, 그 수신한 감시 데이터를 제 1 통신 I/F부(220) 내의 통신 버퍼에 기입한다. 네트워크 장치(200B)에 있어서도 마찬가지로, 네트워크 장치(200B)의 제 1 통신 I/F부(220)의 통신 버퍼에는, IO 네트워크(30B)로부터 수신한 감시 데이터가 기입된다. 즉, 본 동작예에서는, 네트워크 장치(200A)의 제 1 통신 I/F부(220) 내의 통신 버퍼에는 감시 데이터(A)가 저장되고, 네트워크 장치(200B)의 제 1 통신 I/F부(220) 내의 통신 버퍼에는 감시 데이터(B)가 저장된다.

네트워크 장치(200A)의 제어부(210)는, 제 1 통신 I/F부(220) 내의 통신 버퍼에 대한 감시 데이터의 기입을 계기로 하여, 환언하면, 접속처인 IO 네트워크(30A)로부터의 감시 데이터의 수신을 계기로 하여, 중계 처리(2542a)를 실행한다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 중계 처리(2542a)에서는, 제어부(210)는, 제 1 통신 I/F부(220) 내의 통신 버퍼로부터 감시 데이터를 읽어내고(도 4(A)：S100), 감시 데이터 버퍼(2522)에 상기 감시 데이터를 기입한다(도 4(A)：S110). 이 때문에, 본 동작예에서는, 네트워크 장치(200A)의 감시 데이터 버퍼(2522)에는 감시 데이터(A)가 저장된다. 네트워크 장치(200B)에 있어서도 마찬가지로 S100 및 S110의 처리가 실행되어(도 4(B) 참조), 감시 데이터 버퍼(2522)에는 감시 데이터(B)가 저장된다. 또한, 감시 데이터 버퍼(2522)에 대한 감시 데이터의 기입을 행할 때에는, 제어부(210)는, 등치화가 완료되었는지 여부를 나타내는 플래그에 등치화가 완료되지 않았음을 나타내는 제 1 값을 세팅하고, 상기 제 1 값을 세팅 완료한 플래그를 상기 감시 데이터에 부여하여 감시 데이터 버퍼(2522)에 기입한다. 상기 제 1 값의 구체적인 예로서는, 0을 들 수 있다.

네트워크 장치(200A)에서는, 제어부(210)는, 등치화가 완료되지 않았음을 나타내는 플래그가 부여된 감시 데이터의 감시 데이터 버퍼(2522)에 대한 기입을 계기로 하여, 등치화 처리(2542b)를 실행한다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 등치화 처리(2542b)에서는, 제어부(210)는, 우선, 자기장치(自裝置)가 가동계로서 동작하고 있는지 여부를 판정한다(단계 SA100). 구체적으로는, 제어부(210)는, 휘발성 기억부(252)에 저장되어 있는 가동/대기 플래그를 참조하여, 상기 플래그의 값이 가동계를 나타내는 값이면, 자기장치는 가동계로서 동작하고 있는 것으로 판정한다. 그리고, 단계 SA100의 판정 결과가 “Yes”이면, 제어부(210)는, 단계 SA110의 처리를 실행하고, 반대로 단계 SA100의 판정 결과가 “No”이면, 제어부(210)는 단계 SA120 이후의 처리를 실행한다. 상술한 바와 같이, 본 동작예에서는, 네트워크 장치(200A)는 가동계로서 동작하고 있다. 이 때문에, 네트워크 장치(200A)의 제어부(210)가 실행하는 등치화 처리(2542b)에서는 단계 SA100의 판정 결과는 “Yes”가 되어, 단계 SA110의 처리가 실행된다.

단계 SA100의 판정 결과가 “Yes”인 경우에 실행되는 단계 SA110에서는, 제어부(210)는 감시 데이터 버퍼(2522)로부터 등치화가 완료되지 않았음을 나타내는 플래그가 부여된 감시 데이터를 읽어내고(도 4(A)：S120), 상기 감시 데이터를 제 3 통신 I/F부(240)를 통해 그 접속처인 네트워크 장치에 전송한다(도 4(A)：S130). 상술한 바와 같이, 네트워크 장치(200A)의 감시 데이터 버퍼(2522)에는, 등치화가 완료되지 않았음을 나타내는 플래그가 부여된 감시 데이터로서 감시 데이터(A)가 저장되어 있다. 이 때문에, 본 동작예에서는, 등치화 케이블(400)을 통해 네트워크 장치(200A)로부터 네트워크 장치(200B)로 감시 데이터(A)가 전송된다.

네트워크 장치(200B)에서는, 제어부(210)는, 등치화 케이블(400)을 통해 송신되어 오는 데이터를 제 3 통신 I/F부(240)에 의해 수신한 것을 계기로 하여, 등치화 처리(2542b)를 실행한다. 네트워크 장치(200B)의 제어부(210)가 실행하는 등치화 처리(2542b)에 있어서도 상술한 단계 SA100의 판정이 행해진다. 본 동작예에서는 네트워크 장치(200B)는 대기계로서 동작하고 있기 때문에, 네트워크 장치(200B)의 제어부(210)가 실행하는 등치화 처리(2542b)의 단계 SA100의 판정 결과는 “No”가 되어, 단계 SA120 이후의 처리가 실행된다. 단계 SA120에서는, 제어부(210)는, 제 3 통신 I/F부(240)에 의해 수신된 감시 데이터를 상기 제 3 통신 I/F부(240)로부터 취득하여(도 4(B)：S140), 상기 감시 데이터로 감시 데이터 버퍼(2522)에 저장되어 있는 해당 감시 데이터를 덮어쓰기 하며(도 4(B)：S150), 상기 감시 데이터에 부여되어 있는 플래그를 등치화 완료임을 나타내는 제 2 값으로 재기입한다. 상기 해당 감시 데이터란, 도 4(B)의 S140에서 취득한 감시 데이터와 송신원이 동일하고, 또한 식별자가 일치하는 감시 데이터이다. 또, 상기 제 2 값의 구체적인 예로서는, 1을 들 수 있다. 이로써, 네트워크 장치(200B)의 감시 데이터 버퍼(2522)에 저장되어 있는 감시 데이터는 감시 데이터(B)로부터 감시 데이터(A)로 갱신된다.

네트워크 장치(200B)의 제어부(210)는, 상기의 요령으로 감시 데이터의 등치화를 완료하면, 등치화 케이블(400)을 통해 등치화 완료를 네트워크 장치(200A)에 통지한다(도 3：단계 SA130). 네트워크 장치(200A)의 제어부(210)는, 상기 통지의 수신을 계기로 하여, 도 4(A)의 S130에서 전송한 감시 데이터의 플래그를 상기 제 2 값으로 갱신한다. 이상의 동작이 이루어지는 결과, 네트워크 장치(200A) 및 네트워크 장치(200B)의 각각의 감시 데이터 버퍼(2522)에는, 감시 데이터(A)가 저장되며, 상기 감시 데이터(A)에는 등치화 완료를 나타내는 플래그가 부여된 상태가 된다.

네트워크 장치(200A)의 제어부(210)는, 감시 데이터 버퍼(2522)에 저장되어 있는 감시 데이터에 부여되어 있는 플래그가 등치화 완료를 나타내는 값으로 갱신된 것을 계기로 하여 중계 처리(2542a)를 재개(再開)하며, 도 4(A)의 S160 및 S170의 각 처리를 실행한다. S160의 처리에서는, 제어부(210)는, 등치화 완료를 나타내는 플래그가 부여되어 있는 감시 데이터를 감시 데이터 버퍼(2522)로부터 읽어낸다. 그리고, S170의 처리에서는, 제어부(210)는, S160에서 읽어낸 감시 데이터를 제 2 통신 I/F부(230)의 통신 버퍼에 기입한다. 네트워크 장치(200B)에 있어서도, 등치화 완료의 통지를 송신한 것을 계기로 하여 중계 처리(2542a)가 재개되어, 도 4(B)의 S160 및 S170의 각 처리가 실행된다.

네트워크 장치(200A)의 제 2 통신 I/F부(230)는, 상기의 요령으로 통신 버퍼에 기입된 감시 데이터를 그 접속처인 제어장치에 송신한다. 네트워크 장치(200B)의 제 2 통신 I/F부(230)도, 마찬가지로, 상기의 요령으로 통신 버퍼에 기입된 감시 데이터를 그 접속처인 제어장치에 송신한다. 이 때문에, 본 동작예에서는, 네트워크 장치(200A)로부터 제어장치(100A)로는 감시 데이터(A)가 송신되고, 네트워크 장치(200B)로부터 제어장치(100B)로도 감시 데이터(A)가 송신된다. 또한, 감시 데이터의 송수신에 비해 상기 통지의 송수신은 충분히 고속으로 행할 수 있기 때문에, 네트워크 장치(200A) 및 네트워크 장치(200B)의 각각에 있어서의 상기 플래그의 갱신은 대략 동기(同期)하여 실행되며, S160 및 S170의 각 처리도 대략 동기하여 실행된다. 이 때문에, 네트워크 장치(200A)로부터 제어장치(100A)로의 감시 데이터(A)의 송신과, 네트워크 장치(200B)로부터 제어장치(100B)로의 감시 데이터(A)의 송신은 거의 동기하여 실행된다.

이상이 본 실시형태의 동작이다.

도 18에 나타내는 종래의 용장화 제어 시스템에서는, 감시 데이터의 등치화를 제어장치, 즉, 제어장치(10A) 및 제어장치(10B)가 행하게 하고 있었기 때문에, 감시 데이터의 데이터 양이 증가하면, 그 등치화의 분량(分)만큼 제어장치의 처리 부하가 높아져, 본래의 연산의 고속 실행에 지장이 생긴다는 문제가 있었다. 도 5는, 본 실시형태의 통신 시스템(1A)의 개략도이다. 본 실시형태에서는, 연산 결과의 등치화는, 도 5에 있어서의 등치화 케이블(40)을 통한 통신에 의해 제어장치(100A) 및 제어장치(100B)에 의해 실행되지만, 감시 데이터의 등치화는, 도 5에 있어서의 등치화 케이블(400)을 통한 통신에 의해 네트워크 장치(200A) 및 네트워크 장치(200B)에 의해 실행된다. 이 때문에, IO 네트워크에 접속되는 IO 슬레이브 장치의 증가 등에 기인하여 제어장치(100A) 및 제어장치(100B)에 전송되는 감시 데이터의 데이터 양이 증가했다 하더라도, 제어장치(100A) 및 제어장치(100B)에 가해지는 처리 부하가 그 등치화의 분량만큼 높아지는 일은 없어, 본래의 연산의 실행에 전혀 지장이 발생하는 일은 없다.

또한, 본 실시형태에서는, 도 5에 있어서의 통신선(LA)을 통해 등치화가 완료된 감시 데이터가 네트워크 장치(200A)로부터 제어장치(100A)로 전송되며, 도 5에 있어서의 통신선(LB)을 통해 등치화가 완료된 감시 데이터가 네트워크 장치(200B)로부터 제어장치(100B)로 전송된다. 그리고, 감시 데이터에 근거하는 연산 결과의 등치화는 도 5에 있어서의 등치화 케이블(40)을 통한 통신에 의해 실현된다. 제어장치(100A) 및 제어장치(100B)에는 등치화가 완료된 감시 데이터가 전송되어 오는 것이기 때문에, 가동계의 제어장치의 정지에 기인하여 가동계/대기계의 전환을 행하는 경우라 하더라도, 제어장치에 있어서 감시 데이터의 등치화 완료를 기다릴 필요는 없고, 즉시 전환을 행할 수 있다. 즉, 본 실시형태에 의하면, 가동계/대기계의 전환 속도의 저하를 초래하는 일도 없다.

이상 설명한 것을 정리하면, 본 실시형태에 의하면, 제 1 및 제 2 네트워크에 접속된 하나 또는 복수의 기기로부터 감시 데이터를 수집하고, 상기 감시 데이터에 근거하여 제어를 행하는 제어 시스템에 있어서, 일방은 가동계가 되어 제어를 행하고, 타방은 대기계가 되는 제 1 및 제 2 제어장치와, 제 1 제어장치와 제 1 네트워크에 접속된 제 1 중계장치와, 제 2 제어장치와 제 2 네트워크에 접속된 제 2 중계장치와, 제 1 제어장치와 제 2 제어장치의 통신을 중개하는 제어장치간 통신수단과, 제 1 중계장치와 제 2 중계장치의 통신을 중개하는 중계장치간 통신수단을 가지며, 제 1 및 제 2 중계장치의 각각은, 하나 또는 복수의 기기로부터 수신한 감시 데이터를 접속처인 제어장치에 전송하는 동시에, 상기 감시 데이터를 등치화하기 위한 통신을 중계장치간 통신수단을 통해 행하며, 제 1 제어장치와 제 2 제어장치 중 가동계로 되어 있는 쪽은, 접속처인 중계장치로부터 수신한 감시 데이터를 이용하여 제어를 위한 연산을 행하고, 그 연산 결과를 제어장치간 통신수단을 통해 대기계로 되어 있는 제어장치에 전송하여 연산 결과를 등치화하는 것을 특징으로 하는 제어 시스템이 제공된다. 즉 본 발명에서는 제 1 제어장치와 제 2 제어장치 중 가동계로 되어 있는 쪽이, 접속처인 중계장치로부터 수신한 감시 데이터를 이용하여 제어를 위한 연산을 행하고, 그 연산 결과를 제어장치간 통신수단을 통해 대기계로 되어 있는 제어장치에 전송한다. 따라서, 제어장치 사이에서는 감시 데이터를 포함하지 않는 연산 결과만을 등치화할 수가 있다. 부언하면, 본 발명의 제어장치 사이에서는 연산 결과만을 등치화할 수가 있다. 이 때문에, 본 실시형태에 의하면, 용장화 제어 시스템에 있어서, 제어장치에 전송되는 감시 데이터의 데이터 양이 증가하여도, 제어장치 본래의 연산의 실행에 아무런 지장을 발생시키지 않으며, 또한 가동계/대기계의 전환 속도의 저하를 초래하지 않도록 할 수 있게 된다.

또, 도 18에 나타내는 종래의 용장화 제어 시스템에서는, 가동계와 대기계 사이의 데이터 통신을 중개하는 수단은, 제어장치끼리의 통신을 중개하는 제어장치간 통신수단인 등치화 케이블(40)뿐이기 때문에, 등치화 케이블(40)의 절단이 발생하면 가동계와 대기계의 데이터 통신이 불가능해져, 서로의 상태 감시를 위한 통신조차 행할 수 없게 되었다. 이 때문에, 종래의 용장화 제어 시스템에서는, 등치화 케이블(40)의 절단이 발생하면, 더이상, 가동계/대기계의 전환을 행할 수 없으며, 또한 가동계의 제어장치에 고장이 발생하는 등의 다중(多重) 고장이 발생하면, 기기의 제어를 전혀 행할 수 없게 된다는 문제가 있었다.

이에 대하여, 본 실시형태에서는, 가동계와 대기계 사이의 데이터 통신을 중개하는 수단은 등치화 케이블(40)과 등치화 케이블(400)에 의해 이중화되어 있기 때문에, 등치화 케이블(40)의 절단이 발생했다 하더라도, 서로의 상태 감시를 위한 통신을 행할 수 없게 되는 일은 없다. 예컨대, 도 6에서 부호 B가 나타내는 위치에 있어서 등치화 케이블(40)에 절단이 발생한 경우라 하더라도, 본 실시형태의 제어 시스템에 있어서는 도 6에서 점선 화살표로 나타내는 경로(C1)를 따라 상태 데이터의 송수신을 행할 수가 있다. 구체적으로는, 제어장치(100A)에게는, 자기장치의 상태를 나타내는 상태 데이터를 통신선(LA), 네트워크 장치(200A), 등치화 케이블(400), 네트워크 장치(200B), 및 통신선(LB)을 통해 제어장치(100B)로 송신하는 처리를 실행하게 하고, 제어장치(100B)에게는, 자기장치 상태를 나타내는 상태 데이터를, 통신선(LB), 네트워크 장치(200B), 등치화 케이블(400), 네트워크 장치(200A) 및 통신선(LA)을 통해 제어장치(100A)에 송신하는 처리를 실행하게 하도록 하면 된다.

또한, 이상 설명한 실시형태에서는, 1대의 제어장치에 1대의 네트워크 장치가 접속되어 있었으나, 도 7에 나타내는 바와 같이, 1대의 제어장치에 복수대의 네트워크 장치를 접속하도록 변형하여도 무방하다. 도 7에 나타내는 시스템에는 1대의 제어장치에 2대의 네트워크 장치가 접속되어 있다. 종래의 용장화 제어 시스템에서는, 제어장치에 복수의 네트워크 장치를 접속하면, 제어장치에 전송되는 감시 데이터의 데이터 양이 증가하여, 제어장치 본래의 연산의 실행에 지장이 생기거나, 가동계/대기계의 전환 속도가 저하하는 등의 문제가 발생하였으나, 본 실시형태에서는, 이러한 문제가 발생하는 일은 없기 때문이다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 1대의 제어장치에 복수대의 네트워크 장치(200)가 접속되는 경우라 하더라도, 네트워크 장치(200A) 및 네트워크 장치(200B)의 각각에 의해 제어장치(100A) 및 제어장치(100B)의 각각에 전송되는 감시 데이터의 등치화는, 등치화 케이블(400A)을 통한 통신에 의해 이들 네트워크 장치에 의해 실행되며, 네트워크 장치(200C) 및 네트워크 장치(200D)의 각각을 통해 제어장치(100A) 및 제어장치(100B)의 각각에 전송되는 감시 데이터의 등치화는, 등치화 케이블(400B)을 통한 통신에 의해 이들 네트워크 장치에 의해 실행된다. 이 때문에, 1대의 제어장치에 복수대의 네트워크 장치를 접속함으로써 제어장치에 전송되는 감시 데이터의 데이터 양이 증가했다 하더라도, 그 등치화의 분량만큼 상기 제어장치의 처리 부하가 높아지는 일은 없는 것이다.

(B：제 2 실시형태)

상기 제 1 실시형태에서는, 등치화 케이블(400)을 통한 통신에 의해 네트워크 장치(200A)와 네트워크 장치(200B)가 감시 데이터의 등치화를 행하게 하는 경우에 대해 설명하였다. 그러나, 이러한 양태에서는 등치화 케이블(400)의 절단이 발생하면, 감시 데이터의 등치화를 행할 수 없게 된다는 문제가 있다. 본 실시형태의 네트워크 장치(200A') 및 네트워크 장치(200B')는, 이러한 문제의 해결을 목적으로 한 것이다. 본 실시형태의 네트워크 장치(200A')와 네트워크 장치(200B')는, 등치화 케이블(400)을 통한 데이터 통신이 가능한지 여부를 판정하여, 가능하다는 판정 결과가 얻어진 경우에는 등치화 케이블(400)을 통한 데이터 통신에 의해 감시 데이터의 등치화를 행한다. 이에 대하여, 불가능하다는 판정 결과가 얻어진 경우에는, 네트워크 장치(200A')와 네트워크 장치(200B')는, 제어장치(100A), 등치화 케이블(40) 및 제어장치(100B)를 통한 통신에 의해 감시 데이터의 등치화를 행한다. 이하, 네트워크 장치(200A')와 네트워크 장치(200B')를 구별할 필요가 없는 경우에는, 「네트워크 장치(200')」로 표기한다.

도 8은, 네트워크 장치(200')의 구성예를 나타내는 도면이다. 도 8과 도 2를 대비하면 분명한 바와 같이, 네트워크 장치(200')의 구성은, 중계 제어 프로그램(2542) 대신에 중계 제어 프로그램(2542')이 불휘발성 기억부(254)에 기억되어 있는 점이 네트워크 장치(200)의 구성과 다르다. 중계 제어 프로그램(2542')은, 중계 처리(2542a), 등치화 처리(2542b'), 및 판정 처리(2542c)를 제어부(210)에 실행시키는 프로그램이다. 판정 처리(2542c)는, 중계장치간 통신수단, 즉 등치화 케이블(400)을 통한 통신의 가부를 판정하는 처리이다. 등치화 처리(2542b')는, 판정 처리(2542c)에서 통신 가능한 것으로 판정된 경우에는 감시 데이터를 등치화하기 위한 통신을 중계장치간 통신수단을 통해 행하는 한편, 통신 불가능한 것으로 판정된 경우에는 제어장치간 통신수단, 즉 등치화 케이블(40)을 통해 상기 통신을 행하는 처리이다. 즉, 중계 제어 프로그램(2542')에 따라 작동하고 있는 제어부(210)는, 중계 처리(2542a)를 실행하는 중계 수단, 판정 처리(2542c)를 실행하는 판정수단, 및 등치화 처리(2542b')를 실행하는 등치화 수단으로서 기능한다.

도 9는, 네트워크 장치(200')를 포함하는 제어 시스템의 개략 구성 및 동작예를 나타내는 도면이다. 또한, 도 9에서는, 네트워크 장치는 「NW 장치」로 약기(略記)되어 있다. 또, 도 9에서는, 본 실시형태의 특징이 명확해지도록, 네트워크 장치(200')가 판정수단을 갖는 점이 명시되어 있다. 도 9에서 부호(B)가 나타내는 위치에 있어서 등치화 케이블(400)에 단선(斷線)이 발생하면, 네트워크 장치(200A')와 네트워크 장치(200B')는, 등치화 케이블(400)을 통한 통신을 행할 수 없게 된다. 이 경우, 네트워크 장치(200A')와 네트워크 장치(200B')는, 도 9에서 점선 화살표로 나타내는 통신 경로(C2)를 따른 데이터 통신을 행하여, 감시 데이터의 등치화를 행한다. 보다 상세하게 설명하면, 네트워크 장치(200A')는, IO 네트워크(30A)로부터 수신한 감시 데이터를 통신선(LA), 제어장치(100A), 등치화 케이블(40), 제어장치(100B) 및 통신선(LB)을 이 순서대로 사이에 두는 전송 경로를 따라 네트워크 장치(200B')에 송신한다. 네트워크 장치(200B')는, 상기 감시 데이터를 수신하고, 이 감시 데이터로 자기장치의 해당 감시 데이터를 덮어쓰기 하여, 등치화 완료 통지를 회신한다. 이와 같이 하여 네트워크 장치(200B')로부터 회신된 등치화 완료 통지는, 통신선(LB), 제어장치(100B), 등치화 케이블(40), 제어장치(100A) 및 통신선(LA)을 이 순서대로 거쳐 네트워크 장치(200A')로 전송되어, 감시 데이터의 등치화가 완료된다.

본 실시형태에 있어서 제어장치(100A) 및 제어장치(100B)는, 등치화를 위한 데이터 통신을 중개하는 단순한 데이터 전송로로서 기능할 뿐이기 때문에, 종래의 용장화 제어 시스템에 있어서의 경우에 비해 이들 제어장치에 가해지는 처리 부하를 경감할 수가 있다. 상기 판정 처리(2542c)의 구체적인 예로서는, 등치화 케이블(400)을 통해 상대 장치에 ping을 송신하여, 소정 시간 내에 응답이 있으면 통신 가능한 것으로 판정하고, 응답이 없으면 통신 불가능한 것으로 판정하는 처리를 들 수 있다. 또한, 제어장치(100A)와 제어장치(100B) 사이의 상태 데이터의 송수신에 대해서도, 등치화 케이블(40)을 통한 데이터 통신의 가부에 따라 전송 경로를 전환하도록 하여도 무방하다. 구체적으로는, 제어장치(100A) 및 제어장치(100B)의 각각에게, 등치화 케이블(40)을 통한 데이터 통신이 가능하면 등치화 케이블(40)을 통해 타방의 제어장치에 상태 데이터를 송신하고, 불가능하면 등치화 케이블(400)을 통해 타방의 제어장치에 상태 데이터를 송신하는 처리를 실행하게 하여도 무방하다.

감시 데이터의 등치화를 위한 데이터 통신을 등치화 케이블(400)을 경유하여 행할 것인지, 그렇지 않으면 등치화 케이블(40)을 경유하여 행할 것인지의 전환을, 등치화 케이블(400)을 통한 데이터 통신의 가부에 따라 전환하는 것이 아니라, 제어장치의 처리 부하에 따라 전환하는 양태여도 무방하다. 예컨대, 네트워크 장치(200')가 그 접속처인 제어장치의 처리 부하를 계측하게 하여, 계측된 처리 부하가 소정의 문턱값 미만인 경우에는, 가동계 및 대기계의 각 제어장치 및 등치화 케이블(40)을 경유하는 데이터 통신에 의해 감시 데이터의 등치화를 행하며, 제어장치의 처리 부하가 소정의 문턱값 이상인 경우에는 등치화 케이블(400)을 경유하는 데이터 통신에 의해 감시 데이터의 등치화를 행하는 처리를, 가동계 및 대기계의 각 네트워크 장치의 제어부가 실행하게 하여도 무방하다. 여기서, 제어장치의 처리 부하의 구체적인 계측 방법으로서는, 제어장치에 있어서의 CPU 사용률이나 메모리 사용률 등을 나타내는 데이터를 접속처인 제어장치로부터 취득하는 처리를 네트워크 장치(200)가 실행하게 하는 양태가 고려된다. 또한, 등치화 케이블(400)을 통한 데이터 통신의 가부와 제어장치의 처리 부하를 병용(倂用)하여 감시 데이터의 전송 경로를 전환하도록 하여도 무방하다. 구체적으로는, 제어장치의 처리 부하가 소정의 문턱값 이상이며, 또한 등치화 케이블(400)을 통한 통신이 가능한 것으로 판정된 경우에는, 등치화 케이블(400)을 통한 통신에 의해 감시 데이터의 등치화를 행하고, 그 밖의 경우, 즉, 제어장치의 처리 부하가 소정의 문턱값 미만인 경우, 또는 처리 부하가 소정의 문턱값 이상이지만 등치화 케이블(400)을 통한 통신이 불가능한 경우에는, 등치화 케이블(40)을 통한 통신에 의해 감시 데이터의 등치화를 행하도록 하면 된다.

또, 감시 데이터의 송신원이 되는 IO 슬레이브 장치마다, 감시 데이터의 등치화를 제어장치측에서 행할 것인지, 그렇지 않으면 중계장치측, 즉 네트워크 장치측에서 행할 것인지의 배분 패턴을 미리 정해 두고, 감시 데이터의 등치화에 관한 처리 부하를 제어장치와 네트워크 장치의 사이에서 분산하는 것도 고려된다. 예컨대, IO 슬레이브 장치(S1)로부터 송신된 감시 데이터에 대해서는 제어장치측에서 등치화를 행하고, IO 슬레이브 장치(S2)로부터 송신된 감시 데이터에 대해서는 네트워크 장치측에서 등치화를 행하는 것과 같은 방식이다. 이러한 것은, 각 IO 슬레이브 장치의 통신 어드레스에 대응지어, 제어장치측과 네트워크 장치측 중의 어느 쪽에서 감시 데이터의 등치화를 행할 것인지를 나타내는 플래그를 저장한 배분 패턴 테이블을 제어장치(100A 및 100B)와 네트워크 장치(200A' 및 200B')에 미리 기억시켜 둔다. 그리고, 네트워크 장치(200A' 및 200B')에게는 상기 배분 테이블에 있어서 중계장치측에서 등치화를 행하는 것으로 정해진 감시 데이터에 대해 등치화를 행하게 하고, 제어장치(100A 및 100B)에게는 상기 배분 테이블에 있어서 제어장치측에서 등치화를 행하는 것으로 정해진 감시 데이터에 대해 등치화를 행하게 하도록 하면 된다. 또, 상기 배분 테이블을 제어장치의 처리 부하에 따라 복수로 준비해 두고, 높은 처리 부하에 대응하는 테이블일수록, 중계장치측에서 등치화를 행하는 감시 데이터가 많아지는 저장 내용으로 해 두어도 무방하다.

(C：제 3 실시형태)

도 10은, 본 발명의 제 3 실시형태의 통신 시스템(1C)의 구성예를 나타내는 도면이다.

본 통신 시스템(1C)도 산업시설 내에 부설되는 제어 시스템이다. 도 10에서는, 도 1에 있어서의 것과 동일한 요소에는 동일한 부호가 붙여져 있다. 도 10과 도 1을 대비하면 분명한 바와 같이, 통신 시스템(1C)은, 이하의 3개의 점에서 통신 시스템(1A)과 다르다. 첫째, 제어장치(100A) 및 제어장치(100B) 대신에 제어장치(100A') 및 제어장치(100B')를 설치한 점이다. 둘째로 네트워크 장치(200A) 및 네트워크 장치(200B) 대신에 네트워크 장치(200A'') 및 네트워크 장치(200B'')를 설치한 점이다. 그리고, 셋째로 네트워크 장치(200A'')에는 IO 네트워크(30C)가 접속되어 있는 점이다.

IO 네트워크(30C)에는, IO 슬레이브 장치(S1'~Sn')가 접속되어 있다. IO 네트워크(30C)는, IO 슬레이브 장치(S1'~Sn')와 네트워크 장치(200A'') 사이의 데이터 통신을 중개한다. 상술한 바와 같이, IO 슬레이브 장치(S1~Sn)로부터 송신된 데이터를 제어장치로 전송하는 네트워크는 IO 네트워크(30A) 및 IO 네트워크(30B)에 의해 이중화되어 있었으나, IO 슬레이브 장치(S1'~Sn')로부터 송신된 데이터를 제어장치로 전송하는 네트워크에 대해서는 이러한 이중화는 실시되어 있지 않다. 즉, 네트워크 장치(200A'')는 이중화된 네트워크와 이중화되어 있지 않은 네트워크에 접속되어 있다. 이하에서는, 이중화되어 있지 않은 네트워크를 「싱글 네트워크」라 부른다.

네트워크 장치(200A'')는 제 1 실시형태에 있어서의 네트워크 장치(200A)와 마찬가지로 IO 네트워크(30A)와 제어장치(100A') 사이의 데이터 통신을 중계한다. 네트워크 장치(200B'')도 제 1 실시형태에 있어서의 네트워크 장치(200B)와 마찬가지로 IO 네트워크(30B)와 제어장치(100B') 사이의 데이터 통신을 중계한다. 또, 네트워크 장치(200A'')와 네트워크 장치(200B'')는, 제 2 실시형태에 있어서의 네트워크 장치(200A') 및 네트워크 장치(200B')와 마찬가지로, 등치화 케이블(400)을 통한 데이터 통신에 의해 감시 데이터의 등치화를 행한다. 단, 네트워크 장치(200A'')와 네트워크 장치(200B'')는, 접속처인 제어장치가 가동계인지 대기계인지와는 관계없이 서로의 상태 감시에 의해 가동계/대기계의 전환을 행한다는 점이 네트워크 장치(200)와 다르다.

여기에 추가하여, 네트워크 장치(200A'')와 네트워크 장치(200B'')는, IO 네트워크(30C)로부터 수신한 감시 데이터에 대해서도 상기 등치화와 마찬가지의 처리를 행한다. 즉, 네트워크 장치(200A'')의 제어부는, IO 네트워크(30C)로부터 수신한 감시 데이터를 등치화 케이블(400)을 통해 네트워크 장치(200B'')에 송신하며, 네트워크 장치(200B'')의 제어부는 상기 감시 데이터를 감시 데이터 버퍼에 기입한다. 그리고, 네트워크 장치(200A'')와 네트워크 장치(200B'')의 각각은, IO 네트워크(30C)로부터 송신되어 온 감시 데이터를 각각의 접속처인 제어장치에 송신한다.

제어장치(100A')와 제어장치(100B')는, IO 슬레이브 장치(S1~Sn)로부터 송신된 데이터의 수신을 계기로 하여, 그 데이터를 사용한 제 1 연산 및 상기 제 1 연산의 연산 결과에 따른 기기의 제어를 실행한다. 여기에 추가하여, 가동계의 제어장치는, IO 슬레이브 장치(S1'~Sn')로부터 송신된 데이터의 수신을 계기로 하여, 그 데이터를 사용한 제 2 연산을 실행한다. 즉, 본 실시형태에 있어서의 가동계의 제어장치는, IO 슬레이브 장치(S1~Sn)로부터 데이터를 수집하여 제 1 연산을 행하는 역할과, IO 슬레이브 장치(S1'~Sn')로부터 데이터를 수집하여 제 2 연산을 행하는 역할을 겸하고 있다.

용장화 제어 시스템에 있어서 이중화된 네트워크를 경유해 IO 슬레이브 장치로부터 데이터를 수집하여 어떠한 연산을 행하는 제어장치가, 싱글 네트워크를 경유해 데이터를 수집하여 다른 연산을 실행하는 역할을 겸하게 할 수 있다면, 이중화 네트워크용과 싱글 네트워크용의 시스템을 각각 별개로 구축할 필요가 없어, 시스템의 개발 운용 비용을 저감할 수 있을 것으로 기대되지만, 종래의 용장화 제어 시스템에서는 이러한 기대에 부응하기는 어려웠다. 그 이유는 이하와 같다.

예컨대, 도 18에 있어서의 네트워크 장치(20A)에만 싱글 네트워크가 접속되어 있었던 것으로 한다. 이 경우, 네트워크 장치(20A)로부터 제어장치(10A)로는, 싱글 네트워크로부터 수신한 데이터와 이중화된 네트워크로부터 수신한 데이터가 부여되는 한편, 네트워크 장치(20B)로부터 제어장치(10B)로는, 이중화된 네트워크로부터 수신한 데이터만이 부여된다. 제어장치(10A)와 제어장치(10B)에 부여되는 데이터에 불일치가 있으면, 용장화 제어 시스템 중에는 에러로 판정하는 것도 있어, 이러한 시스템에서는, 애초에 상기와 같은 접속 형태를 채용할 수는 없다.

또, 상기와 같은 불일치가 에러로 판정되지 않는 경우라 하더라도, 상기와 같은 접속 형태에 있어서 가동계의 제어장치의 고장 등에 의해 가동계/대기계의 전환이 발생하면, 전환 후의 가동계의 제어장치에는 싱글 네트워크로부터의 수신 데이터가 부여되는 일이 없어, 싱글 네트워크로부터 송신되어 오는 데이터의 수집 및 그 데이터를 이용한 연산을 계속할 수 없게 된다. 즉, 종래의 용장화 제어 시스템에 포함되는 이중화된 제어장치의 일방(一方)에게 싱글 네트워크를 경유하는 데이터를 부여하여 소정의 연산을 행하게 하는 것이 설령 가능하였다 하더라도, 연산의 안정적인 실행을 보증할 수 없는 것이다.

이에 대하여 본 실시형태에 의하면, 제어장치에 대한 가동계/대기계의 전환이 발생하여도, 전환 후의 가동계의 제어장치에는 계속해서 싱글 네트워크로부터 수신한 감시 데이터가 부여되어, 상기 감시 데이터의 수집 및 그 데이터를 이용한 연산을 아무런 문제 없이 계속할 수가 있다. 예컨대, 도 10에 나타내는 통신 시스템(1C)에 있어서 제어장치(100A')로부터 제어장치(100B')로 가동계가 전환되었다 하더라도, 네트워크 장치(200A'')는 여전히 가동계의 중계장치이며, 네트워크 장치(200B'')는 여전히 대기계의 중계장치이다. 이 때문에, IO 슬레이브 장치(S1'~Sn')의 각각으로부터 송신된 감시 데이터는, IO 네트워크(30C)→네트워크 장치(200A'')→등치화 케이블(400)→네트워크 장치(200B'') → 제어장치(100B')와 같은 방식으로 제어장치(100B')에 전송된다. 즉, 본 실시형태에 의하면, 용장화 제어 시스템에 있어서 이중화된 네트워크를 경유하여 IO 슬레이브 장치로부터 데이터를 수집하여 어떠한 연산을 행하는 제어장치에게 싱글 네트워크를 경유해 데이터를 수집하여 다른 연산을 실행하는 역할을 겸하게 할 수 있게 되어, 이중화 네트워크용과 싱글 네트워크용의 시스템을 각각 별개로 구축하는 경우에 비해 시스템의 개발 운용 비용을 저감시킬 수가 있다. 또한, 네트워크 장치에 대한 가동계/대기계의 전환을 제어장치에 대한 가동계/대기계의 전환에 종속시키는 경우에는, 싱글 네트워크에 접속된 네트워크 장치에게는, 해당 네트워크 장치가 가동계인지 여부에 관계없이 상기 싱글 네트워크를 통해 수신한 감시 데이터를 중계장치간 통신수단 혹은 제어장치간 통신수단을 통해 타방의 네트워크 장치로 전송하여, 상기 감시 데이터의 등치화를 행하게 하는 처리를 실행시키도록 하면 된다.

(D：제 4 실시형태)

도 11은, 본 발명의 제 4 실시형태의 통신 시스템(1D)의 구성예를 나타내는 도면이다.

본 통신 시스템(1D)도 산업시설 내에 부설된 제어 시스템이다. 도 11에서는, 도 1에 있어서의 것과 동일한 요소에는 동일한 부호가 붙여져 있다. 도 11에서는 IO 네트워크(30A 및 30B)에 대한 IO 슬레이브 장치(S1~S3)의 상세한 접속 양태가 도시되어 있으며, 이 점이 도 1과 다르다. 도 11에 나타내는 바와 같이, IO 슬레이브 장치(Sn)(n=1~3)의 각각은 IO 마스터(MAn)를 통해 IO 네트워크(30A)에 접속되어 있으며, IO 마스터(MBn)를 통해 IO 네트워크(30B)에 접속되어 있다. 또한, 도 11에서는, IO 마스터는 「IOM」으로 약기(略記)되어 있다. IO 마스터(MAn)는, IO 슬레이브 장치(Sn)가 출력하는 감시 데이터를 IO 네트워크(30A)에 송출한다. IO 마스터(MBn)는, IO 슬레이브 장치(Sn)가 출력하는 감시 데이터를 IO 네트워크(30B)에 송출한다. 또한, 도 1에서는, IO 슬레이브 장치(S1~Sn)의 상세한 접속 형태의 도시는 생략되어 있었지만, 도 11에 있어서의 것과 동일하다.

도 11과 도 1을 대비하면 분명한 바와 같이, 통신 시스템(1D)은, 네트워크 장치(200A) 및 네트워크 장치(200B) 대신에 네트워크 장치(200A''') 및 네트워크 장치(200B''')를 설치한 점이 제 1 실시형태의 통신 시스템(1A)과 다르다. 본 실시형태의 네트워크 장치(200A''') 및 네트워크 장치(200B''')도, 일방은 가동계로서 동작하고, 타방은 대기계로서 동작한다. 본 실시형태에서는, 상술한 제 1 실시형태와 마찬가지로, 네트워크 장치(200A''') 및 네트워크 장치(200B''') 중, 가동계의 제어장치(100)에 접속되어 있는 쪽이 가동계로서 동작한다. 이하에서는, 제 1 실시형태에 대한 설명과 마찬가지로 네트워크 장치(200A''')와 네트워크 장치(200B''')를 구별할 필요가 없는 경우에는, 「네트워크 장치(200''')」로 표기한다.

도 18에 나타내는 종래의 용장화 제어 시스템에서는, 가동계의 제어장치에 어떠한 장해가 발생한 경우는 물론, 네트워크 장치를 통해 가동계의 제어장치에 접속되어 있는 IO 네트워크나 상기 IO 네트워크에 IO 슬레이브 장치를 접속하는 IO 마스터에 어떠한 장해가 발생한 경우에도 가동계/대기계의 전환을 행할 필요가 있었다. 상기 IO 네트워크나 IO 마스터에 장해가 발생하면, 그 IO 네트워크 또는 IO 마스터를 경유하는 감시 데이터는 가동계의 제어장치에 도달하지 않게 되기 때문이다. 이에 대하여 본 실시형태에서는, 네트워크 장치(200''')에게 본 실시형태 특유의 처리를 실행하게 함으로써, 상기 IO 네트워크나 IO 마스터에 어떠한 장해가 발생했다 하더라도, 가동계/대기계의 전환을 행하는 일 없이 제어 대상 장치의 제어를 계속할 수 있게 구성되어 있으며, 이 점에 본 실시형태의 특징이 있다. 이하, 본 실시형태의 특징을 현저히 나타내는 네트워크 장치(200''')에 대해 설명하도록 한다.

도 12는, 네트워크 장치(200''')의 구성예를 나타내는 도면이다. 도 12에서는, 도 2에 있어서의 것과 동일한 구성 요소에는 동일한 부호가 붙여져 있다. 도 12와 도 2를 대비하면 분명한 바와 같이, 네트워크 장치(200''')의 구성은, 중계 제어 프로그램(2542) 대신에 중계 제어 프로그램(2542''')이 불휘발성 기억부(254)에 기억되어 있는 점이 네트워크 장치(200)의 구성과 다르다. 중계 제어 프로그램(2542''')은, 등치화 처리(2542b) 대신에 등치화 송신 처리(2542b1) 및 등치화 수신 처리(2542b2)를 제어부(210)가 실행하도록 한다는 점이 제 1 실시형태의 중계 제어 프로그램(2542)과 다르다.

네트워크 장치(200''')의 제어부(210)는, 네트워크 장치(200''')의 전원(도시 생략)의 투입 혹은 리셋을 계기로 하여 불휘발성 기억부(254)로부터 휘발성 기억부(252)로 중계 제어 프로그램(2542''')을 읽어내고, 그 실행을 개시한다. 도 13은, 네트워크 장치(200''')의 제어부(210)가 중계 제어 프로그램(2542''')에 따라 실행하는 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 13에서는, 도 4에 있어서의 것과 동일한 처리에는 동일한 부호가 붙여져 있다. 중계 제어 프로그램(2542''')에 따라 작동하고 있는 제어부(210)는, 상술한 제 1 실시형태에 있어서의 제어부(210)와 마찬가지로 제 1 통신 I/F부(220) 내의 통신 버퍼에 대한 감시 데이터의 기입을 계기로 하여, 즉 접속처인 IO 네트워크(30)로부터의 감시 데이터의 수신을 계기로 하여, 중계 처리(2542a)를 실행한다. 상술한 바와 같이 중계 처리(2542a)에서는, 제어부(210)는 제 1 통신 I/F부(220) 내의 통신 버퍼로부터 감시 데이터를 읽어내어(도 13：S100), 감시 데이터 버퍼(2522)에 상기 감시 데이터를 기입한다(도 13：S110). 또한, 감시 데이터 버퍼(2522)에 대한 감시 데이터의 기입을 행할 때에, 등치화가 완료되지 않았음을 나타내는 제 1 값을 세팅하고 플래그를 부여하여 감시 데이터 버퍼(2522)에 기입하는 점도 제 1 실시형태와 마찬가지이다.

도 13과 도 4를 대비하면 분명한 바와 같이, 등치화 송신 처리(2542b1)와 등치화 수신 처리(2542b2)의 조합은, 등치화 처리(2542b)에 대응한다. 제 1 실시형태에 있어서의 등치화 처리(2542b)의 실행 계기는, 가동계의 네트워크 장치와 대기계의 네트워크 장치에서 달랐다. 예컨대, 가동계에 있어서는 등치화가 완료되지 않았음을 나타내는 플래그가 부여된 감시 데이터의 감시 데이터 버퍼(2522)에 대한 기입을 계기로 하여 등치화 처리(2542b)가 실행되며, 대기계에 있어서는 등치화 케이블(400)을 통해 감시 데이터를 수신한 것을 계기로 하여 등치화 처리(2542b)가 실행되었다. 이에 대하여 등치화 송신 처리(2542b1)의 실행 계기는 가동계의 네트워크 장치와 대기계의 네트워크 장치에서 차이는 없으며, 등치화 수신 처리(2542b2)의 실행 계기에도 차이는 없다.

보다 상세하게 설명하면, 네트워크 장치(200''')의 제어부(210)는, 가동계로서 동작하고 있는지 여부에 관계 없이, 등치화가 완료되지 않았음을 나타내는 플래그가 부여된 감시 데이터의 감시 데이터 버퍼(2522)에 대한 기입을 계기로 하여 등치화 송신 처리(2542b1)를 실행한다. 등치화 송신 처리(2542b1)에서는, 제어부(210)는 감시 데이터 버퍼(2522)로부터 등치화가 완료되지 않았음을 나타내는 플래그가 부여된 감시 데이터를 읽어내고(도 13：S120), 상기 감시 데이터를 제 3 통신 I/F부(240)에 부여하여(도 13：S130), 타방의 네트워크 장치에 전송한다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 네트워크 장치(200A''')가 IO 네트워크(30A)로부터 수신한 감시 데이터(A)는 등치화 케이블(400)을 통해 네트워크 장치(200B''')로 전송되며, 네트워크 장치(200B''')가 IO 네트워크(30B)로부터 수신한 감시 데이터(B)도 등치화 케이블(400)을 통해 네트워크 장치(200A''')로 전송된다.

중계 제어 프로그램(2542''')에 따라 작동하고 있는 제어부(210)는, 등치화 케이블(400)을 통해 타방의 네트워크 장치(200''')로부터 감시 데이터를 수신한 것을 계기로 하여 등치화 수신 처리(2542b2)를 실행한다. 도 14는, 등치화 수신 처리(2542b2)의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다. 도 14에 나타내는 바와 같이, 제어부(210)는, 우선, 등치화 케이블(400)을 통해 타방의 네트워크 장치(200''')로부터 수신한 감시 데이터의 송신원인 IO 슬레이브 장치와의 통신이 가능한지 여부를 판정한다(단계 SB100). 상기 감시 데이터의 송신원인 IO 슬레이브 장치와의 통신이 가능한지 여부의 구체적인 판정 방법으로서는, 예컨대 ping 등의 기존 기술을 이용하는 방법이 고려된다.

단계 SB100의 판정 결과가 “No”였을 경우, 즉 통신 불가능한 경우에는, 제어부(210)는, 등치화 케이블(400)을 통해 타방의 네트워크 장치(200''')로부터 수신한 감시 데이터로, 자기장치(自裝置)의 접속처인 IO 네트워크(30)를 통해 수신할 예정이었던 감시 데이터, 즉 자기장치에 접속되어 있는 제어장치(100) 앞으로 송신된 감시 데이터를 보완한다(단계 SB110). IO 슬레이브 장치와의 통신이 불가능하기 때문에, 그 IO 슬레이브 장치로부터의 감시 데이터를 수신하는 일은 없으며, 단계 SB110은 이 감시 데이터의 결락(缺落)을 보충하기 위한 처리이다. 보다 상세하게 설명하면, 단계 SB110에서는, 제어부(210)는, 등치화 케이블(400)을 통해 수신한 감시 데이터의 헤더부의 송신처를 나타내는 정보를 자기장치에 접속되어 있는 제어장치(100)를 나타내는 정보로 재기입하고, 등치화가 완료되지 않았음을 나타내는 제 1 값을 세팅한 플래그를 부여하여 감시 데이터 버퍼(2522)에 기입한다. 이어서, 제어부(210)는, 단계 SB110에서 감시 데이터 버퍼(2522)에 기입한 감시 데이터의 플래그를 등치화 완료를 나타내는 제 2 값으로 갱신하는 동시에 등치화 완료를 타방의 네트워크 장치에 통지하고(단계 SB150), 등치화 수신 처리(2542b2)를 완료한다. 또한, 상기와 같이 단계 SB100의 판정 결과가 “No”가 될 경우에는, 타방의 네트워크 장치(200''')에 대해 등치화 케이블(400)을 경유하는 감시 데이터의 전송이 행해지는 일은 없기 때문에, 상기 타방의 네트워크 장치에서는 상기 통지의 수신을 계기로 하여 등치화 완료를 검출하고, 해당하는 감시 데이터의 플래그를 갱신하도록 하면 된다.

이에 대하여 단계 SB100의 판정 결과가 “Yes”였을 경우, 즉 통신 가능한 경우에는, 제어부(210)는, 상술한 단계 SA100과 마찬가지로, 자기장치가 가동계인지 여부를 판정한다(단계 SB120). 단계 SB120의 판정 결과가 “Yes”였을 경우, 즉 자기장치가 가동계인 경우에는, 제어부(210)는, 등치화 케이블(400)을 통해 타방의 네트워크 장치(200''')로부터 수신한 감시 데이터를 파기하고(단계 SB130), 또한, 상기 감시 데이터에 대응하는 것으로서 감시 데이터 버퍼(2522)에 기입되어 있는 감시 데이터의 등치화 플래그를 제 2 값으로 갱신(단계 SB150)하여 등치화 수신 처리(2542b2)를 종료한다. 반대로 단계 SB120의 판정 결과가 “No”였을 경우, 즉 자기장치가 대기계였을 경우에는, 제어부(210)는, 상술한 단계 SA120의 처리와 마찬가지로, 등치화 케이블(400)을 통해 타방의 네트워크 장치(200''')로부터 수신한 감시 데이터로 상기 감시 데이터에 대응하는 것으로서 감시 데이터 버퍼(2522)에 기입되어 있는 감시 데이터를 치환하고(단계 SB140), 그 후, 단계 SB150의 처리를 실행하여 등치화 수신 처리(2542b2)를 종료한다.

이상이 네트워크 장치(200''')의 구성이다.

이어서, 제어장치(100A)가 가동계이며, 제어장치(100B)가 대기계인 경우, 즉 네트워크 장치(200A''')가 가동계이며, 네트워크 장치(200B''')가 대기계인 경우를 예로 들어 본 실시형태의 동작을 설명한다. IO 마스터(MAn)(n=1~3)와 IO 마스터(MBn)(n=1~3)가 모두 건전하게 동작하고 있으며, 또한, IO 네트워크(30A) 및 IO 네트워크(30B)의 어느 쪽에도 단선(斷線) 등의 장해가 발생하고 있지 않으면, IO 슬레이브 장치(Sn)(n=1~3)로부터 송신된 감시 데이터(An)는, IO 네트워크(30A)를 통해 네트워크 장치(200A''')에 도달하고, 동(同) IO 슬레이브 장치(Sn)로부터 송신된 감시 데이터(Bn)는, IO 네트워크(30B)를 통해 네트워크 장치(200B''')에 도달한다.

상술한 바와 같이 네트워크 장치(200A''') 및 네트워크 장치(200B''')의 각각에서는, 제 1 통신 I/F부(220)를 통해 감시 데이터를 수신한 것을 계기로 하여 중계 처리(2542a)가 실행된다. 그 결과, 도 15(A)에 나타내는 바와 같이, 네트워크 장치(200A''')의 감시 데이터 버퍼(2522)에는 감시 데이터(An)가 저장되고, 네트워크 장치(200B''')의 감시 데이터 버퍼(2522)에는 감시 데이터(Bn)가 저장된다. 또, 등치화가 완료되지 않은 감시 데이터의 감시 데이터 버퍼(2522)에 대한 기입을 계기로 하여 네트워크 장치(200''')에서는 등치화 송신 처리(2542b1)가 실행된다. 그 결과, 도 15(A)에 나타내는 바와 같이, 네트워크 장치(200A''')로부터 네트워크 장치(200B''')로 등치화 케이블(400)을 경유하여 감시 데이터(An)가 전송되며, 네트워크 장치(200B''')로부터 네트워크 장치(200A''')로 등치화 케이블(400)을 경유하여 감시 데이터(Bn)가 전송된다.

상술한 바와 같이 네트워크 장치(200''')의 제어부(210)는 제 3 통신 I/F부(240)를 통해 감시 데이터를 수신할 때마다 등치화 수신 처리(2542b2)를 실행한다. 구체적으로는, 네트워크 장치(200A''')의 제어부(210)는, 제 3 통신 I/F부(240)를 통해 감시 데이터(Bn)를 수신할 때마다 등치화 수신 처리(2542b2)를 실행한다. 본 동작예에서는, IO 마스터(MAn)(n=1~3)는 모두 건전하게 동작하고 있으며, 또한, IO 네트워크(30A)에 단선 등의 장해는 발생하고 있지 않다. 이 때문에, 네트워크 장치(200A''')의 제어부(210)가 실행하는 등치화 수신 처리(2542b2)에서는, 단계 SB100의 판정 결과는 “Yes”가 되어, 단계 SB120 이후의 처리가 실행된다. 네트워크 장치(200A''')는 가동계이기 때문에, 단계 SB120의 판정 결과는 “Yes”가 되어, 단계 SB130의 처리가 실행된다. 즉, 제 3 통신 I/F부(240)를 통해 네트워크 장치(200A''')가 수신한 감시 데이터(Bn)는 모두 파기된다.

네트워크 장치(200B''')에 있어서도 마찬가지로 제 3 통신 I/F부(240)를 통해 감시 데이터(An)를 수신할 때마다 등치화 수신 처리(2542b2)가 실행된다. 네트워크 장치(200B''')의 제어부(210)가 실행하는 등치화 수신 처리(2542b2)에 있어서도 단계 SB100의 판정 결과는 “Yes”가 되어, 단계 SB120 이후의 처리가 실행된다. 네트워크 장치(200B''')는 대기계이기 때문에, 단계 SB120의 판정 결과는 “No”가 되어, 단계 SB140의 처리가 실행된다. 즉, 네트워크 장치(200B''')의 감시 데이터 버퍼(2522)에 저장되어 있던 감시 데이터(Bn)는 모두 제 3 통신 I/F부(240)를 통해 네트워크 장치(200A''')로부터 수신한 감시 데이터(An)로 치환된다(도 15(B) 참조). 그 결과, 제어장치(100A)에는 네트워크 장치(200A''')를 경유하여 감시 데이터(An)가 전송되고, 제어장치(100B)에도 네트워크 장치(200B''')를 경유하여 감시 데이터(An)가 전송된다.

이에 대하여, IO 마스터(MA1)와 IO 마스터(MB2)에 어떠한 장해가 발생한 경우에는, 도 16(A)에 나타내는 바와 같이, 네트워크 장치(200A''')가 수신할 예정이었던 감시 데이터(A1)는 결락(缺落)되고, 네트워크 장치(200B''')가 수신할 예정이었던 감시 데이터(B2)도 결락된다. 또한, 도 16(A)에 있어서의 NULL은 감시 데이터의 결락을 의미하고 있다. 이 경우, 도 16(A)에 나타내는 바와 같이, 네트워크 장치(200A''')로부터 네트워크 장치(200B''')로 등치화 케이블(400)을 경유하여 감시 데이터(A2 및 A3)가 전송되고, 네트워크 장치(200B''')로부터 네트워크 장치(200A''')로 등치화 케이블(400)을 경유하여 감시 데이터(B1 및 B3)가 전송된다.

제 3 통신 I/F부(240)를 통해 감시 데이터(B1)를 수신한 것을 계기로 하여 네트워크 장치(200A''')에 있어서 실행되는 등치화 수신 처리(2542b2)에서는, 단계 SB100의 판정 결과는 “No”가 되어, 단계 SB110의 처리가 실행된다. 그 결과, 도 16(B)에 나타내는 바와 같이, 네트워크 장치(200A''')가 수신할 예정이었던 감시 데이터(A1)는 감시 데이터(B1)로 보완된다. 마찬가지로, 제 3 통신 I/F부(240)를 통해 감시 데이터(A2)를 수신한 것을 계기로 하여 네트워크 장치(200B''')에서 실행되는 등치화 수신 처리(2542b2)에 있어서도 단계 SB100의 판정 결과는 “No”가 되어, 단계 SB110의 처리가 실행된다. 그 결과, 도 16(B)에 나타내는 바와 같이, 네트워크 장치(200B''')가 수신할 예정이었던 감시 데이터(B2)는 감시 데이터(A2)로 보완된다. 본 동작예에서는, 제어장치(100A)에는, 등치화가 완료된 감시 데이터로서 감시 데이터(B1), 감시 데이터(A2) 및 감시 데이터(A3)가 네트워크 장치(200A''')로부터 전송되며, 제어장치(100B)에는 등치화가 완료된 감시 데이터로서 감시 데이터(B1), 감시 데이터(A2) 및 감시 데이터(A3)가 네트워크 장치(200B''')로부터 전송된다. 본 동작예에 있어서 가동계의 제어장치인 제어장치(100A)에는, 네트워크 장치(200A''')로부터 등치화가 완료된 감시 데이터가 전송되어 오기 때문에, 아무런 문제없이 제어 대상 장치의 제어 등을 계속할 수가 있다.

이와 같이 본 실시형태에 의하면, 네트워크 장치를 통해 가동계의 제어장치에 접속되어 있는 IO 네트워크 혹은 상기 IO 네트워크에 접속되어 있는 복수의 IO 마스터 중의 어느 것에 고장이 발생했다 하더라도, 제어장치에 대한 가동계/대기계의 전환을 행할 필요는 없어, 용장화 제어 시스템에 있어서의 가동계/대기계의 전환의 발생 빈도를 저감시킬 수가 있다는 효과가 나타난다. 또한, 본 실시형태에 의하면, 네트워크 장치를 통해 가동계의 제어장치에 접속되어 있는 IO 네트워크에 접속되어 있는 IO 마스터에 고장이 발생하여, 네트워크 장치를 통해 대기계의 제어장치에 접속되어 있는 IO 네트워크에 접속되어 있는 IO 마스터에도 고장이 발생하는 것과 같은, 다중 고장이 발생한 경우라 하더라도, 이들 IO 마스터가 동일한 IO 기기에 접속되어 있는 것이 아닌 한, 제어 대상 장치의 제어를 계속할 수 있어, 상술한 제 1 실시형태에 비해 다중 고장에 대한 내성(耐性)을 더욱 높일 수 있다는 효과가 나타난다. 또한, 본 실시형태에서는, 대기계의 네트워크 장치에게는, IO 네트워크로부터 수신한 모든 감시 데이터를 네트워크 장치 사이의 등치화 케이블(400)을 경유하여 가동계의 네트워크 장치로 전송하게 하였으나, 가동계에 있어서 결락된 감시 데이터만을 전송하게 하여도 무방하다. 가동계에 있어서의 감시 데이터의 결락을 대기계의 네트워크 장치가 검출하게 하는 방법에 대해서는 여러 가지의 방법이 고려된다. 예컨대, 가동계의 네트워크 장치로부터 네트워크 장치 사이의 등치화 케이블을 경유하여 대기계의 네트워크 장치로 상기 가동계의 네트워크 장치가 수신 완료된 감시 데이터의 식별자 정보의 리스트를 송신하고, 상기 리스트에 근거하여 가동계에 있어서의 감시 데이터의 결락을 대기계의 네트워크 장치가 검출하게 하면 된다. 또, 대기계의 네트워크 장치가 IO 네트워크를 경유하여 감시 데이터를 수신하고 나서 소정 시간이 경과하여도 상기 감시 데이터에 대응하는 데이터를 네트워크 장치 사이의 등치화 케이블을 경유하여 수신하지 않은 경우에, 가동계에 있어서의 감시 데이터의 결락이 발생한 것으로 대기계의 네트워크 장치가 판정하게 하여도 무방하다.

또, IO 슬레이브 장치(S1~S3)에 제어 대상 장치가 포함되어 있는 경우에는, 제어장치(100)로부터 제어 대상 장치로 송신된 연산 데이터, 즉 등치화가 완료된 감시 데이터에 근거하는 연산의 결과를 나타내는 데이터의 전송 제어에 대해서도, 그 제어 대상 장치를 IO 네트워크(30)에 접속하는 IO 마스터의 고장의 유무에 따라 마찬가지로 행하면 된다. 예컨대 도 16(B)에 있어서의 IO 슬레이브 장치(S1~S3)의 각각이 제어 대상 장치인 경우에는, IO 슬레이브 장치(S1)에 대해서는, 제어장치(100A)→네트워크 장치(200A''')→등치화 케이블(400)→네트워크 장치(200B''')→IO 네트워크(30B)와 같은 전송 경로를 따라 연산 데이터를 전송하면 된다. 마찬가지로, IO 슬레이브 장치(S2 및 S3)에 대해서는, 제어장치(100A)→네트워크 장치(200A''')→IO 네트워크(30A)와 같은 전송 경로를 따라 연산 데이터를 전송하면 된다.

추가적으로, 본 실시형태에 있어서도, 감시 데이터의 등치화는 네트워크 장치(200''')에서 행해지기 때문에, 상술한 제 1 실시형태와 마찬가지로, 제어장치에 전송되는 감시 데이터의 데이터 양이 증가하여도, 제어장치 본래의 연산의 실행에 아무런 지장을 발생시키지 않으며, 또한 가동계/대기계의 전환 속도의 저하를 초래하지 않도록 할 수 있게 된다는 효과가 나타남은 물론이다.

상기 실시형태에서는, IO 마스터에 어떠한 장해가 발생한 경우에 대해 설명하였는데, IO 네트워크(30)에 단선 등의 장해가 발생한 경우, 혹은 IO 네트워크(30)와 네트워크 장치(200''')를 접속하는 통신선에 단선 등의 장해가 발생한 경우에는, 상기 IO 네트워크(30)를 경유하여 수신할 예정이었던 모든 감시 데이터에 대해 상기 보완이 행해짐은 말할 필요도 없다. 또, 상기 실시형태에서는, 네트워크 장치(200''')에 이중화된 IO 네트워크가 1개만 접속되어 있었지만, 도 17에 나타내는 바와 같이 이중화된 IO 네트워크가 복수로 접속되어 있어도 무방하다. 예컨대, 도 17에는, 네트워크 장치(200''')에 이중화된 IO 네트워크가 2개 접속되어 있는 경우에 대해 예시되어 있다.

일반적으로 용장화 제어 시스템에 있어서는, IO 슬레이브 장치로부터 가동계의 제어장치(100)에 이르는 데이터의 전송 경로 혹은 역(逆)방향의 전송 경로가 변동하는 것은 바람직하지 않다. 이에, 단계 SB100에서 통신이 불가능한 것으로 판정된 송신원을 나타내는 식별 정보를 휘발성 기억부(252)의 소정의 기억 영역에 기입하고, 이후, 상기 기억 영역에 식별 정보가 기억되어 오는 기기로부터의 감시 데이터에 대해서는 항상 등치화 케이블(400)을 경유하여 수신한 감시 데이터에 의한 보완 또는 치환을 행하며, 자기장치의 전원 차단 또는 리셋을 계기로 하여 상기 기억 영역을 초기화하는 처리를 네트워크 장치(200''')의 제어부(210)가 실행하게 하여도 무방하다. 이러한 양태에 의하면, 상기 보완 등의 발생 후에 IO 마스터 등의 수리가 행해져, 보완 등을 행할 필요가 없어졌다고 하더라도, 네트워크 장치(200''')의 전원 차단 또는 리셋이 행해질 때까지는, IO 슬레이브 장치로부터 가동계의 제어장치(100)에 이르는 데이터의 전송 경로가 상기 보완 등이 행해지지 않는 경로로 전환되는 일이 없어, 경로 전환에 기인하는 영향을 회피할 수가 있다.

(E：변형)

이상 본 발명의 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 실시형태에 대해 설명하였으나, 이들 실시형태에 이하의 변형을 가하여도 물론 무방하다.

(1) 상기 제 1 실시형태에서는, 네트워크 장치(200A)와 네트워크 장치(200B) 중의 가동계의 네트워크 장치로부터 대기계의 네트워크 장치로 등치화 케이블(400)을 통해 감시 데이터를 송신하여 기억시킨다는 푸쉬(push)형의 데이터 통신으로 감시 데이터의 등치화를 실현하는 경우에 대해 설명하였다. 그러나, 등치화 케이블(400)을 경유하여 가동계의 네트워크 장치로부터 감시 데이터를 취득하고 자기장치의 감시 데이터를 갱신하는 처리를 대기계의 네트워크 장치가 실행하게 하는 풀(pull)형의 데이터 통신으로 감시 데이터의 등치화를 실현하여도 무방하다. 다른 실시형태에 대해서도 마찬가지이다.

(2) 상기 제 2 실시형태와 제 3 실시형태를 조합하여도 무방하다. 구체적으로는, 네트워크 장치(200A'') 및 네트워크 장치(200B'')의 각각에게, 등치화 케이블(400)을 통한 데이터 통신의 가부를 판정하게 하여, 가능하면 등치화 케이블(400)을 통해 타방의 네트워크 장치에 감시 데이터를 송신하고, 불가능하면 등치화 케이블(40)을 통해 타방의 네트워크 장치에 감시 데이터를 송신하는 처리를 실행하게 하도록 하면 된다. 마찬가지로 제 2 실시형태와 제 4 실시형태를 조합하여도 무방하며, 또, 제 2, 제 3 및 제 4 실시형태를 조합하여도 무방하다.

(3) 상기 각 실시형태에서는, IO 슬레이브 장치로부터 수집한 감시 데이터를 제어장치로 전송하는 게이트웨이 장치에 대한 본 발명의 적용예를 설명하였다. 그러나, 본 발명의 적용 대상은 게이트웨이 장치로 한정되는 것은 아니며, 라우터(router)나 리피터(repeater), 스위칭 허브(switching hub) 등의 다른 종류의 중계장치여도 무방하다. 또한, 본 발명의 중계장치에 접속되는 네트워크는 IO 네트워크 등의 제어계 네트워크나 시리얼 버스로 한정되는 것이 아니며, TCP 등의 범용 통신 프로토콜에 따른 데이터 통신을 중개하는 일반적인 정보계 네트워크여도 무방하다. 요컨대, 감시 데이터를 수집하며, 상기 감시 데이터를 사용한 연산을 실행하는 제어장치와, 감시 데이터를 출력하는 기기에 접속된 네트워크에 접속되며, 상기 네트워크를 통해 수신한 데이터를 상기 제어장치로 전송하는 중계장치이면, 본 발명을 적용할 수 있다.

(4) 상기 각 실시형태의 통신 시스템에 포함되는 네트워크 장치, 즉 중계장치를 단일체(單體)로 제공하는 양태, 즉, 중계장치 단일체를 제조·판매하는 양태여도 무방하다. 이러한 네트워크 장치를 종래의 용장화 제어 시스템에 있어서의 네트워크 장치와 치환하여, 중계장치간 등치화 케이블로 이들 네트워크 장치를 서로 접속함으로써, 종래의 용장화 제어 시스템을 상기 각 실시형태의 통신 시스템으로서 기능시킬 수 있게 되기 때문이다.

(5) 상기 각 실시형태에서는, 본 발명의 특징을 현저히 나타내는 중계 처리(2542a) 및 등치화 처리(2542b)(제 4 실시형태에서는, 등치화 송신 처리(2542b1) 및 등치화 수신 처리(2542b2))를 소프트웨어에 의해 실현하였다. 그러나, 중계 처리(2542a)를 실행하는 중계 수단과 등치화 처리(2542b)를 실행하는 등치화 수단의 각각을 전자 회로로 구성하고, 이들 전자 회로를 조합하여 상기 제 1 ~ 제 3의 각 실시형태의 네트워크 장치를 구성하여도 무방하다. 제 4 실시형태의 네트워크 장치(200''')에 대해서도 마찬가지이다. 또, 상기 실시형태에서는 중계장치간 통신수단으로서 등치화 케이블을 이용하였으나, 무선 LAN 인터페이스 등의 무선통신수단을 중계장치간 통신수단으로서 이용하여도 무방하다. 또, 네트워크 장치(200A)와 네트워크 장치(200B)가 1개의 케이스(筐體)에 실장(實裝)되는 경우에는, 양 장치가 접속되는 버스를 중계장치간 통신수단으로서 이용하여도 무방하다. 제어장치간 통신수단에 대해서도 마찬가지이다.

(6) 상기 각 실시형태에서는, 제어장치(100A) 및 제어장치(100B)의 각각, 혹은 제어장치(100A') 및 제어장치(100B')의 각각이, 가동계인지 대기계인지에 관계 없이, 접속처인 네트워크 장치를 통해 수신한 감시 데이터를 사용하여 기기 제어를 위한 연산을 행하는 경우, 즉 핫 스탠바이(hot standby) 방식의 제어 시스템에 본 발명을 적용한 경우에 대해 설명하였다. 그러나, 본 발명의 적용 대상은 핫 스탠바이 방식의 제어 시스템으로 한정되는 것은 아니며, 웜 스탠바이(warm standby) 방식의 제어 시스템에 본 발명을 적용하여도 무방하다. 웜 스탠바이 방식의 제어 시스템은, 이중화된 제어장치의 일방이 가동계가 되어 상기 연산을 실행하고, 타방은 대기계가 되어 가동계의 고장에 대비하는 점에서는 핫 스탠바이 방식의 제어 시스템과 동일하지만, 대기계의 제어장치에서는 상기 연산이 실행되지 않는 점이 다르다. 또, 상기 제 1~ 제 3 실시형태에서는, 대기계의 네트워크 장치에 있어서도, 제 1 통신 I/F부(220)에 의해 수신한 감시 데이터를 감시 데이터 버퍼(2522)에 기입하는 처리(도 4(B)：S100 및 S110의 각 처리)를 실행하였으나, 대기계의 네트워크 장치에 있어서는 상기 처리를 생략하여도 무방하다. 도 4(B)의 S100 및 S110의 각 처리에 의해 감시 데이터 버퍼(2522)에 의해 기입된 감시 데이터는, 등치화 처리(2542b)의 단계 SA120의 처리로 덮어쓰기 되어 버리기 때문이다.

1A, 1C, 1D; 통신 시스템
10A, 10B, 100A, 100B, 100A', 100B'; 제어장치
20A, 20B, 200A, 200B, 200A', 200B', 200A'', 200B'', 200A''', 200B'''; 중계장치
210; 제어부
220; 제 1 통신 I/F부
230; 제 2 통신 I/F부
240; 제 3 통신 I/F부
250; 기억부
252; 휘발성 기억부
2522; 감시 데이터 버퍼
254; 불휘발성 기억부
2542, 2542', 2542'''; 중계 제어 프로그램
2542a; 중계 처리
2542b; 등치화 처리
260; 버스
30A, 30B, 30C; IO 네트워크
40, 400, 400A, 400B; 등치화 케이블
50; 감시 시스템
S1~Sn, S1'~Sn'; IO 슬레이브 장치

Claims (11)

1. 제 1 및 제 2 네트워크에 접속된 하나 또는 복수의 기기로부터 감시 데이터를 수집하고, 상기 감시 데이터에 근거하여 제어를 행하는 제어 시스템으로서,
   일방(一方)은 가동계(稼動系)가 되어 상기 제어를 행하고, 타방(他方)은 대기계(待機系)가 되는 제 1 및 제 2 제어장치와,
   상기 제 1 제어장치와 상기 제 1 네트워크에 접속된 제 1 중계장치와,
   상기 제 2 제어장치와 상기 제 2 네트워크에 접속된 제 2 중계장치와,
   상기 제 1 중계장치와 상기 제 2 중계장치의 통신을 중개하는 중계장치간 통신수단과,
   상기 제 1 제어장치와 상기 제 2 제어장치의 통신을 중개하는 제어장치간 통신수단
   을 구비하고,
   상기 제 1 및 제 2 중계장치는,
   상기 중계장치간 통신수단을 통한 통신의 가부(可否)를 판정하는 판정수단을 구비하며,
   상기 제 1 및 제 2 중계장치의 각각은,
   상기 하나 또는 복수의 기기로부터 수신한 감시 데이터를 접속처(接續先)인 제어장치에 전송하는 동시에, 상기 판정수단에 의해 통신 가능한 것으로 판정된 경우에는 상기 중계장치간 통신수단을 통한 통신에 의해 감시 데이터의 등치화(等値化, equalization)를 행하는 한편, 상기 판정수단에 의해 통신 불가능한 것으로 판정된 경우에는 상기 제어장치간 통신수단을 통한 통신에 의해 감시 데이터의 등치화를 행하고,
   상기 제 1 제어장치와 상기 제 2 제어장치 중 가동계로 되어 있는 쪽은, 접속처인 중계장치로부터 수신한 감시 데이터를 이용하여 상기 제어를 행하는
   것을 특징으로 하는 제어 시스템.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제 1 및 제 2 중계장치 중의 일방은,
   감시 데이터를 등치화하는 처리로서, 접속처인 네트워크로부터 수신한 감시 데이터를 타방의 중계장치로 전송하는 처리를 실행하고,
   상기 제 1 및 제 2 중계장치 중의 타방은, 감시 데이터를 등치화하는 처리로서, 접속처인 네트워크로부터 수신한 감시 데이터를 상기 감시 데이터에 대응하는 것으로서 상기 일방의 중계장치로부터 수신한 감시 데이터로 치환하는 처리를 실행하는
   것을 특징으로 하는 제어 시스템.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 제 1 및 제 2 제어장치는,
   상기 제어장치간 통신수단을 통한 통신이 가능한지 여부를 판정하여, 가능하면, 자기장치(自裝置)에 있어서의 고장의 유무를 나타내는 상태 데이터를 상기 제어장치간 통신수단을 통해 송수신함으로써 타방의 고장의 유무를 감시하고, 불가능하면, 상기 중계장치간 통신수단을 통해 상기 상태 데이터를 송수신함으로써 타방의 고장의 유무를 감시하는
   것을 특징으로 하는 제어 시스템.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 제 1 및 제 2 중계장치는, 복수의 기기의 각각으로부터 송신된 감시 데이터를 수신하고,
   상기 복수의 기기의 각각에 대하여, 상기 기기로부터 송신된 감시 데이터의 등치화를 중계장치측에서 행할 것인지 그렇지 않으면 제어장치측에서 행할 것인지가 미리 정해져 있으며,
   상기 제 1 및 제 2 중계장치의 각각은, 중계장치측에서 등치화를 행하는 것으로 정해져 있는 기기로부터 수신한 감시 데이터의 등치화를 행하고,
   상기 제 1 및 제 2 제어장치의 각각은, 접속처인 중계장치를 통해 수신한 감시 데이터 중 제어장치측에서 등치화를 행하는 것으로 정해져 있는 기기로부터 송신된 감시 데이터의 등치화를 행하는
   것을 특징으로 하는 제어 시스템.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 제 1 및 제 2 중계장치의 각각은,
   접속처인 네트워크로부터 수신한 감시 데이터를 타방의 중계장치로 전송하는 제 1 처리 수단과,
   타방의 중계장치로부터 수신한 감시 데이터의 송신원(送信元)인 기기와의 통신이 가능한지 여부를 판정하여, 통신이 불가능한 것으로 판정된 기기로부터 수신할 예정이었던 감시 데이터를 상기 타방의 중계장치로부터 수신한 감시 데이터로 보완하는 제 2 처리 수단
   을 갖는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 제 2 처리 수단은,
   통신이 불가능한 것으로 판정된 기기를 나타내는 식별 정보를 기억장치에 기억시키며, 상기 기억장치에 식별 정보가 기억되어 있는 기기에 대해서는 타방의 중계장치로부터 수신한 감시 데이터에 의한 보완 또는 치환을 행하는 한편, 자기장치(自裝置)의 전원 차단 또는 리셋(reset)을 계기로 하여 상기 기억장치의 기억 내용을 초기화하는
   것을 특징으로 하는 제어 시스템.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 제 1 및 제 2 중계장치는,
   접속처인 제어장치에 가해져 있는 처리 부하를 계측하는 부하 계측 수단을 구비하고,
   상기 제 1 및 제 2 중계장치의 각각은,
   상기 부하 계측 수단에 의해 계측된 처리 부하가 소정의 문턱값(threshold value) 이상이며, 또한 상기 판정수단에 의해 통신 가능한 것으로 판정된 경우에는, 상기 중계장치간 통신수단을 통한 통신에 의해 감시 데이터의 등치화를 행하고, 그 밖의 경우에는 상기 제어장치간 통신수단을 통한 통신에 의해 감시 데이터의 등치화를 행하는
   것을 특징으로 하는 제어 시스템.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 제 1 및 제 2 중계장치는, 접속처인 제어장치에 가해져 있는 처리 부하를 계측하는 부하 계측 수단을 구비하는 동시에,
   상기 제 1 및 제 2 제어장치의 처리 부하가 높을수록 중계장치측에서 등치화를 행하는 감시 데이터가 많아지도록, 감시 데이터의 등치화를 중계장치측에서 행할 것인지 그렇지 않으면 제어장치측에서 행할 것인지의 배분 패턴이 상기 처리 부하에 따라 복수로 정해져 있으며,
   상기 제 1 및 제 2 중계장치의 각각은, 상기 부하 계측 수단에 의해 계측된 처리 부하에 따른 배분 패턴에 있어서 중계장치측에서 등치화를 행하는 것으로 정해져 있는 감시 데이터의 등치화를 행하고,
   상기 제 1 및 제 2 제어장치의 각각은, 자기장치(自裝置)의 처리 부하에 따른 배분 패턴에 있어서 제어장치측에서 등치화를 행하는 것으로 정해져 있는 감시 데이터의 등치화를 행하는
   것을 특징으로 하는 제어 시스템.
9. 제 1항에 있어서,
   상기 제 1 및 제 2 중계장치 중의 어느 일방에는, 제 3의 네트워크가 접속되어 있으며,
   상기 제 3의 네트워크에 접속된 중계장치는, 상기 제 3의 네트워크에 접속되어 있는 기기로부터 감시 데이터를 수집하여, 수집한 감시 데이터를 자기장치(自裝置)에 접속되어 있는 제어장치에 전송하는 동시에 타방의 중계장치에 전송하는
   것을 특징으로 하는 제어 시스템.
10. 제 1항에 있어서,
    상기 중계장치간 통신수단을 통해 통신하는 상기 제 1 중계장치 및 상기 제 2 중계장치로 이루어지는 중계장치 쌍을 복수로 갖는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
11. 제어장치간 통신수단에 접속된 제 1 및 제 2 제어장치로서, 일방이 가동계가 되어 제어를 행하고 타방이 대기계가 되는 제 1 및 제 2 제어장치의 일방에 접속되는 동시에, 감시 데이터를 송신하는 하나 또는 복수의 기기가 접속된 제 1 네트워크에 접속되며, 상기 하나 또는 복수의 기기로부터 송신되는 감시 데이터를 접속처인 제어장치에 전송하는 중계장치로서,
    상기 하나 또는 복수의 기기가 접속된 제 2 네트워크와 상기 제 1 및 제 2 제어장치 중의 타방에 접속되는 다른 중계장치간의 통신을 중개하는 중계장치간 통신수단에 접속되는 통신 인터페이스부와,
    상기 제 1 네트워크를 통해 상기 하나 또는 복수의 기기로부터 수신한 감시 데이터를 접속처인 제어장치에 전송하는 중계 처리와, 상기 중계장치간 통신수단을 통한 통신의 가부를 판정하는 판정 처리와, 상기 판정 처리에서 통신 가능한 것으로 판정된 경우에는 상기 감시 데이터를 등치화하기 위한 통신을 상기 중계장치간 통신수단을 통해 행하는 한편, 통신 불가능한 것으로 판정된 경우에는 상기 제어장치간 통신수단을 통해 상기 통신을 행하는 등치화 처리를 실행하는 제어부
    를 갖는 것을 특징으로 하는 중계장치.

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