WO2014002880A1 - ネットワーク管理システム - Google Patents

ネットワーク管理システム Download PDF

Info

Publication number
WO2014002880A1
WO2014002880A1 PCT/JP2013/067037 JP2013067037W WO2014002880A1 WO 2014002880 A1 WO2014002880 A1 WO 2014002880A1 JP 2013067037 W JP2013067037 W JP 2013067037W WO 2014002880 A1 WO2014002880 A1 WO 2014002880A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
synchronization
field wireless
switch
management
stations
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/067037
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
正仁 遠藤
智美 島村
Original Assignee
横河電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 横河電機株式会社 filed Critical 横河電機株式会社
Priority to EP13810727.1A priority Critical patent/EP2869498B1/en
Priority to US14/343,160 priority patent/US9503312B2/en
Priority to CN201380002891.8A priority patent/CN103765830B/zh
Publication of WO2014002880A1 publication Critical patent/WO2014002880A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H04L41/04—Network management architectures or arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L12/40169—Flexible bus arrangements
    • H04L12/40176—Flexible bus arrangements involving redundancy
    • H04L12/40182—Flexible bus arrangements involving redundancy by using a plurality of communication lines
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H04L41/06—Management of faults, events, alarms or notifications
    • H04L41/0654—Management of faults, events, alarms or notifications using network fault recovery
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/04—Arrangements for maintaining operational condition
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/46—Interconnection of networks
    • H04L12/4604—LAN interconnection over a backbone network, e.g. Internet, Frame Relay
    • H04L12/462—LAN interconnection over a bridge based backbone
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L2012/4026—Bus for use in automation systems

Definitions

  • the present invention relates to a network management system, and more particularly to redundancy of a field wireless management function.
  • Communication between field devices and control system in the process control system is a hybrid such as HART (registered trademark) in which digital signals are superimposed on analog communication of 4 to 20 mA from analog communication of 4 to 20 mA using a two-wire signal line.
  • Industrial automation which was formulated by the ISA100 Committee of the International Society for Measurement and Control (ISA) and issued in September 2009, through digital communication such as communication, FOUNDATION® Fieldbus (registered trademark) and PROFIBUS (registered trademark) It has evolved into a wireless system represented by ISA100.11a.
  • DCS Distributed Control System
  • field wireless technology that wirelessly communicates between field devices and control systems can reduce wiring and engineering costs, enable devices to be installed in places where wiring is difficult, and add or delete devices. Since it has many merits such as being easy, it can be expected to realize instrumentation that would have been impossible until now by utilizing these merits.
  • FIG. 6 is a configuration explanatory diagram showing a conventional redundant connection example of the field wireless management station.
  • the field wireless management stations 11 and 12 have a gateway function and a system management function incorporated therein, and main modules 11a and 12a and a switch module 11b, which are provided to realize these functions. 12b is shown.
  • These field wireless management stations 11 and 12 are connected to the upper network NW1, connected to the synchronization network NW2 for synchronization with each other, and further connected in a loop to connect the backbone routers 21 and 22.
  • the backbone network NW3 including the four layer 2 switches SW1 to SW4 is also connected.
  • the field wireless management stations 11 and 12 and the backbone routers 21 and 22 are made redundant.
  • the four layer 2 switches SW1 to SW4 connected in a loop forming the backbone network NW3 can open an arbitrary port by RSTP (rapid spanning tree protocol), for example.
  • RSTP rapid spanning tree protocol
  • the communication can be continued by selectively opening the failed port and making a detour.
  • Non-Patent Document 1 describes the concept of a field wireless solution based on ISA100.11a and the concept of a field wireless system centered on DCS.
  • Non-Patent Document 2 describes techniques related to field wireless devices and field wireless systems compliant with ISA100.11a.
  • Patent Document 1 describes a technique for simplifying connection establishment in a system that accesses another system via an addressable redundant gateway.
  • Patent Document 2 describes a technique for detecting a failure of a duplexed gateway at an early stage by alternately using duplexed gateways.
  • the present invention focuses on these problems, and its purpose is network management capable of minimizing the communication impossible time when a failure occurs in any of the redundant field wireless management stations. To realize the system.
  • the object of the present invention is achieved by the following configurations.
  • (1) In a network management system in which field wireless management stations incorporating a gateway function and a system management function are connected in a redundant manner,
  • the field radio management station includes at least a switch module;
  • a plurality of the field wireless management stations are connected to each other via a synchronization cable and a synchronization connector provided on the synchronization cable, and the system for synchronization is connected to the switch modules.
  • the backbone router is redundantly connected to each of the redundantly connected field radio management stations via a layer 2 switch connected in a loop, as described in (1) above Network management system.
  • a backbone router can be directly connected to each field radio management station by turning on a switch provided in a synchronization system for connecting the switch modules to each other, and by turning off the switch,
  • a backbone router can be connected to each field radio management station via a layer 2 switch connected in a loop.
  • FIG. 2 is an enlarged view of a signal line group in FIG. 1. It is explanatory drawing of the redundant connection in the structure of FIG. It is composition explanatory drawing which shows the other Example of this invention. It is explanatory drawing at the time of turning on switch SWm in the structure of FIG. It is structure explanatory drawing which shows the example of the conventional redundant connection of a field radio management station. It is a configuration explanatory view showing another conventional redundant connection example of the field wireless management station.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating the construction of an embodiment of the present invention, and the same reference numerals are given to the parts common to FIG.
  • the network management system is a network management system in which field wireless management stations incorporating a gateway function and a system management function are redundantly connected.
  • the field wireless management stations 11 and 12 of the network management system according to the present embodiment include pin identification units 11c and 12c, main modules 11a and 12a, switch modules 11b and 12b, connectors CN11, CN12 is provided. Then, by connecting the synchronization cable 30 to the connectors CN11 and CN12, the main modules 11a and 12a and the switch modules 11b and 12b of the field wireless management stations 11 and 12 are connected via the synchronization cable 30. . Further, the connectors CN11 and CN12 are pins connected to the respective pin identification units 11c and 12c, as shown in FIG. 1, in order to individually identify the field radio management stations 11 and 12 by the pin identification units 11c and 12c. Is different.
  • the main module 11a, the switch module 11b, and the pin identification unit 11c constituting the field wireless management station 11 are connected to each other via an internal bus (not shown). Further, the main module 12a, the switch module 12b, and the pin identification unit 12c constituting the field wireless management station 12 are also connected to each other via an internal bus (not shown).
  • One end of the synchronization cable 30 is provided with a connector CNa that is fitted and connected to the connector CN11 of one field radio management station 11, and the other end is fitted and connected to the connector CN12 of the other field radio management station 12.
  • a connector CNb is provided.
  • a first signal line group Pa for connecting the main modules 11a and 12a and a second signal line group Pb for connecting the switch modules 11b and 12b are provided.
  • a third signal line group Pc1 for identifying one field radio management station 11 is provided in the vicinity of the connector CNa, and a fourth signal line for identifying the other field radio management station 12 is provided in the vicinity of the connector CNb.
  • a signal line group Pc2 is provided.
  • the switch modules 11b and 12b are provided with a switch SWm that is connected in series with the second signal line group Pb that connects the switch modules 11b and 12b to turn on and off the signal line group Pb.
  • switches SWm are turned on / off by the setting tool 40 from the outside.
  • the field wireless management stations 11 and 12 are made redundant through a backbone network NW3 composed of four layer 2 switches SW1 to SW4 in which backbone routers 21 and 22 are connected in a loop. Connected, the switch SWm is set to OFF.
  • FIG. 2 is an enlarged view of a signal line group for identifying these field wireless management stations 11 and 12, (A) shows a third signal line group Pc1, and (B) shows a fourth signal line group Pc2. Is shown.
  • the third signal line group Pc1 shown in (A) signal lines Pc11 and Pc12 are short-circuited
  • Pc21 and Pc23 are short-circuited.
  • the main modules 11a and 12a are constituted by a CPU, a memory, and the like, and an OS is operating on the main modules 11a and 12a.
  • the main modules 11a and 12a communicate with each other via the synchronization cable 30 to equalize various information.
  • main modules 11a and 12a periodically monitor the fitting connection state between the connectors CN11 and CN12 and the connectors CNa and CNb of the synchronization cable 30 via an internal bus (not shown).
  • the switch modules 11b and 12b are network switches (hubs) and are connected to each other via the synchronization cable 30, but the switch SWm is set to OFF as described above.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of redundant connection in the configuration of FIG.
  • the backbone routers 21 and 22 are redundant to the field radio management stations 11 and 12 via the backbone network NW3 composed of four layer 2 switches SW1 to SW4 connected in a loop. Connected.
  • the backbone router 21 is connected to the field radio management station 11 via the path A or D shown in FIG. 3 and is connected to the field radio management station 12 via the path B or C.
  • A is a path passing through each layer 2 switch in the order of SW4 and SW1.
  • Said D is a path
  • B is a path passing through each layer 2 switch in the order of SW4, SW1, and SW2.
  • C is a path passing through each layer 2 switch in the order of SW4, SW3, and SW2.
  • the backbone router 22 is connected to the field radio management station 12 via the E or H path shown in FIG. 3 and is connected to the field radio management station 11 via the F or G path.
  • E is a path passing through each layer 2 switch in the order of SW3 and SW2.
  • H is a path that passes through each layer 2 switch in the order of SW3, SW4, SW1, and SW2.
  • F is a path that passes through each layer 2 switch in the order of SW3, SW2, and SW1.
  • G is a path that passes through each layer 2 switch in the order of SW3, SW4, and SW1.
  • the pin identification unit 11c provided in the field wireless management station 11 is short-circuited between the signal lines Pc11 and Pc12 in the third signal line group Pc1 by fitting and connecting the connector CNa of the synchronization cable 30 to the connector CN11. Is detected, the field wireless management station 11 is identified, and the identification result is output to the main module 11a.
  • the pin identification unit 12c provided in the field wireless management station 12 is connected to the connector CN12 by connecting the connector CNb of the synchronization cable 30 to the short circuit connection between the signal lines Pc21 and Pc23 in the fourth signal line group Pc2. Is detected, the field wireless management station 12 is identified, and the identification result is output to the main module 12a.
  • the backbone routers 21 and 22 are redundantly connected via the field wireless management stations 11 and 12.
  • the main modules 11a and 12a achieve equalization by periodically exchanging information with each other via the synchronization cable 30 in order to realize a redundant operation. It shall be.
  • the backbone network NW3 is configured with the switch SWm turned off and the backbone routers 21 and 22 are redundantly connected to the field radio management stations 11 and 12 via the backbone network NW3. If a cable is disconnected or a failure occurs in the layer 2 switches SW1 to SW4 itself, the communication with the field wireless management station connected to the cable or the layer 2 switch is impaired.
  • the main module 11a of the field wireless management station 11 is provided with means for monitoring the connection state of each port of the layer 2 switch SW1 for connection to the field wireless management station 11, so that the communication with the field wireless management station 11 is achieved.
  • the switch SWm is turned on as shown in FIG. 5 to ensure the communication with the field wireless management station 11 via the field wireless management station 12.
  • reliability can be improved by duplicating the synchronization network and backbone network signals that pass through the synchronization cable 30.
  • power redundancy can be achieved by passing the power line through the synchronization cable.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

　冗長化されているいずれかのフィールド無線管理ステーションに障害が発生した場合の通信不可能時間を最小限に抑制できるネットワーク管理システムを実現する。　ゲートウェイ機能とシステム管理機能が組み込まれたフィールド無線管理ステーション１１，１２が冗長化接続されたネットワーク管理システムにおいて、前記フィールド無線管理ステーション１１，１２は少なくともスイッチモジュール１１ｂ，１２ｂを含み、複数の前記フィールド無線管理ステーション１１，１２が、同期用ケーブル３０と該同期用ケーブル３０に設けられた同期用コネクタＣＮａ，ＣＮｂを介して相互に接続されるとともに、前記スイッチモジュール１１ｂ，１２ｂ相互を接続する同期用の系統にはその系統をオンオフするスイッチＳＷｍが直列に接続されていることを特徴とするネットワーク管理システム。

Description

ネットワーク管理システム
　本発明は、ネットワーク管理システムに関し、詳しくは、フィールド無線管理機能の冗長化に関する。
　プロセス制御システムにおけるフィールド機器と制御システムとの通信は、２線式の信号線による４～２０ｍＡのアナログ通信から、４～２０ｍＡのアナログ通信にデジタル信号が重畳されたHART(登録商標)などのハイブリッド通信、FOUNDATION Fieldbus(登録商標)やPROFIBUS(登録商標)などのデジタル通信を経て、国際計測制御学会（ISA: International Society of Automation）のISA100委員会により策定され２００９年９月に発行されたインダストリアルオートメーション用無線通信規格ISA100.11aに代表される無線へと進化してきた。
　ハイブリッド通信やデジタル通信により、プラント操業で利用できる情報量が飛躍的に増大した結果、機器が発信する複数のプロセス量や診断結果などの多様な情報をＤＣＳ（Distributed Control System：分散制御システム）や機器管理システムなどの上位システムに伝えることができるようになり、設備管理や予知保全などが可能になった。
　フィールド機器と制御システム間の通信を無線化するフィールド無線技術は、これらに加え、配線やエンジニアリングコストを削減できる、配線が困難な場所にも機器の設置が可能になる、機器の追加や削除が容易であるなど、多くのメリットを持つことから、これらのメリットを活用することで、今まで不可能とされていたことを可能にする計装の実現が期待できる。
　ところで、ISA100.11aに準拠したプロセス制御システムを構成するのにあたり、ゲートウェイ機能とシステム管理機能が組み込まれたフィールド無線管理ステーションを冗長化することも行われている。
　図６は、フィールド無線管理ステーションの従来の冗長化接続例を示す構成説明図である。図６において、フィールド無線管理ステーション１１，１２は、ゲートウェイ機能とシステム管理機能が組み込まれたものであって、これらの機能を実現するために設けられているメインモジュール１１ａ，１２ａとスイッチモジュール１１ｂ，１２ｂを示している。
　これらフィールド無線管理ステーション１１，１２は、上位ネットワークＮＷ１に接続されるとともに、相互間の同期をとるために同期用ネットワークＮＷ２に接続され、さらにバックボーンルータ２１，２２を接続するためにループ状に接続された４個のレイヤー２スイッチＳＷ１～ＳＷ４で構成されたバックボーンネットワークＮＷ３にも接続されている。
　これにより、フィールド無線管理ステーション１１，１２およびバックボーンルータ２１，２２はそれぞれ冗長化されている。
　ここで、バックボーンネットワークＮＷ３を構成するループ状に接続された４個のレイヤー２スイッチＳＷ１～ＳＷ４は、たとえばＲＳＴＰ（rapid spanning tree protocol）により任意のポートをオープンにすることができる。
　したがって、たとえばこれらレイヤー２スイッチのいずれかのポートの故障による通信障害が発生した場合には、故障したポートを選択的にオープンにして迂回することで、通信を継続させることができる。
　非特許文献１には、ISA100.11aに準拠したフィールド無線ソリューションのコンセプトと、ＤＣＳを中心としたフィールド無線システムのコンセプトが記載されている。
　非特許文献２には、ISA100.11aに準拠した無線フィールド機器およびフィールド無線システムに関連する技術が記載されている。
　特許文献１には、アドレス可能な冗長ゲートウェイを介して他のシステムにアクセスするシステムにおける接続確立を簡略化するための技術が記載されている。
　特許文献２には、二重化ゲートウェイを交互に使用することにより、二重化されたゲートウェイの故障を早期に検知する技術が記載されている。
山本　周二、外２名、「計装を革新するISA100.11a準拠フィールド無線ソリューション」、横河技報、横河電機株式会社、２０１０年、Ｖｏｌ．５３　Ｎｏ．２（２０１０）　ｐ．７－ｐ．１２ 山本　周二、外３名、「世界初ISA100.11a準拠無線フィールド機器」、横河技報、横河電機株式会社、２０１０年、Ｖｏｌ．５３　Ｎｏ．２（２０１０）　ｐ．１３－ｐ．１６
日本国特表２００８－５０２２１６号公報 日本国特開平１０－２８５２０２号公報
　しかし、図６の構成において、たとえばフィールド無線管理ステーション１１，１２のいずれか一方が障害やメンテナンスなどでダウンすると、レイヤー２スイッチがブロックしたポートを開放するまでの間（数１０秒から数分）、ダウンしていない他方のフィールド無線管理ステーションに対する全ての通信が不可能な状態になってしまうという問題がある。
　また、たとえば図７に示すように２台のバックボーンルータ２１，２２がバックボーンネットワークＮＷ３を介さずにそれぞれのフィールド無線管理ステーション１１，１２に個別接続されている場合には、フィールド無線管理ステーション１１または１２にトラブルが発生すると、それに接続されているバックボーンルータ２１または２２の動作も不安定になってしまう。
　本発明は、これらの問題点に着目したものであり、その目的は、冗長化されているいずれかのフィールド無線管理ステーションに障害が発生した場合の通信不可能時間を最小限に抑制できるネットワーク管理システムを実現することにある。
　本発明の目的は、以下の構成によって達成される。
　（１）　ゲートウェイ機能とシステム管理機能が組み込まれたフィールド無線管理ステーションが冗長化接続されたネットワーク管理システムにおいて、
　前記フィールド無線管理ステーションは少なくともスイッチモジュールを含み、
　複数の前記フィールド無線管理ステーションが、同期用ケーブルと該同期用ケーブルに設けられた同期用コネクタを介して相互に接続されるとともに、前記スイッチモジュール相互を接続する同期用の系統にはその系統をオンオフするスイッチが直列に接続されていることを特徴とするネットワーク管理システム。
　（２）　前記冗長化接続された各フィールド無線管理ステーションには、ループ状に接続されたレイヤー２スイッチを介してバックボーンルータが冗長化接続されていることを特徴とする上記（１）に記載のネットワーク管理システム。
　（３）　前記同期用ケーブルと前記同期用コネクタによって、冗長化接続された複数の前記フィールド無線管理ステーションを個別に識別するように接続されていることを特徴とする上記（１）または（２）に記載のネットワーク管理システム。
　（４）　前記同期用ケーブルと前記同期用コネクタは、電源線も含むことを特徴とする上記（１）から（３）のいずれかに記載のネットワーク管理システム。
　（５）前記同期用ケーブルと前記同期用コネクタよりなる、冗長化接続された複数の前記フィールド無線管理ステーションを個別に識別する機能に基づき、少なくともいずれか１つの前記フィールド無線管理ステーションから前記同期用ケーブルと前記同期用コネクタが抜き挿しされたかを検知することを特徴とする上記（１）から（４）のいずれかに記載のネットワーク管理システム。
　本発明は、前記スイッチモジュール相互を接続する同期用の系統に設けられたスイッチをオンにすることにより、前記各フィールド無線管理ステーションにバックボーンルータを直接接続でき、前記スイッチをオフにすることにより前記各フィールド無線管理ステーションにループ状に接続されたレイヤー２スイッチを介してバックボーンルータを接続できる。
本発明の一実施例を示す構成説明図である。 図１における信号線群の拡大図である。 図１の構成における冗長化接続の説明図である。 本発明の他の実施例を示す構成説明図である。 図１の構成においてスイッチＳＷｍをオンにした場合の説明図である。 フィールド無線管理ステーションの従来の冗長化接続例を示す構成説明図である。 フィールド無線管理ステーションの従来の他の冗長化接続例を示す構成説明図である。
　以下、本発明に係るネットワーク管理システムの一実施例について、図面を用いて説明する。図１は本発明の一実施例を示す構成説明図であり、図６と共通する部分には同一の符号を付けている。
　本実施例に係るネットワーク管理システムは、ゲートウェイ機能とシステム管理機能が組み込まれたフィールド無線管理ステーションが冗長化接続されたネットワーク管理システムである。図１に示すように、本実施例に係るネットワーク管理システムのフィールド無線管理ステーション１１，１２には、それぞれ、ピン識別部１１ｃ，１２ｃ、メインモジュール１１ａ，１２ａ、スイッチモジュール１１ｂ，１２ｂ、コネクタＣＮ１１，ＣＮ１２が設けられている。
　そして、コネクタＣＮ１１，ＣＮ１２に同期用ケーブル３０を接続することにより、フィールド無線管理ステーション１１，１２の互いのメインモジュール１１ａと１２ａ、スイッチモジュール１１ｂと１２ｂは、同期用ケーブル３０を介して接続される。
　また、コネクタＣＮ１１，ＣＮ１２は、ピン識別部１１ｃ，１２ｃで各フィールド無線管理ステーション１１，１２を個別に識別するために、図１に示すように、それぞれのピン識別部１１ｃ，１２ｃに接続するピンが異なっている。
　なお、フィールド無線管理ステーション１１を構成するメインモジュール１１ａ、スイッチモジュール１１ｂおよびピン識別部１１ｃは図示しない内部バスを介して互いに接続されている。また、フィールド無線管理ステーション１２を構成するメインモジュール１２ａ、スイッチモジュール１２ｂおよびピン識別部１２ｃも図示しない内部バスを介して互いに接続されている。
　同期用ケーブル３０の一端には一方のフィールド無線管理ステーション１１のコネクタＣＮ１１に嵌合接続されるコネクタＣＮａが設けられ、他端には他方のフィールド無線管理ステーション１２のコネクタＣＮ１２に嵌合接続されるコネクタＣＮｂが設けられている。
　これらコネクタＣＮａ，ＣＮｂ間には、メインモジュール１１ａと１２ａを接続するための第１の信号線群Ｐａと、スイッチモジュール１１ｂと１２ｂを接続するための第２の信号線群Ｐｂが設けられている。
　コネクタＣＮａの近傍には一方のフィールド無線管理ステーション１１を識別するための第３の信号線群Ｐｃ１が設けられ、コネクタＣＮｂの近傍には他方のフィールド無線管理ステーション１２を識別するための第４の信号線群Ｐｃ２が設けられている。これらコネクタＣＮａ，ＣＮｂは、同期用コネクタとして機能するものである。
　そして、スイッチモジュール１１ｂと１２ｂには、スイッチモジュール１１ｂと１２ｂを接続する第２の信号線群Ｐｂと直列に接続されて信号線群ＰｂをオンオフするスイッチＳＷｍが設けられている。
　これらスイッチＳＷｍのオンオフは、外部から設定ツール４０により設定される。図１の実施例では、バックボーンルータ２１，２２がループ状に接続された４個のレイヤー２スイッチＳＷ１～ＳＷ４で構成されたバックボーンネットワークＮＷ３を介してフィールド無線管理ステーション１１，１２に対して冗長化接続されていて、スイッチＳＷｍはオフに設定されている。
　図２はこれらフィールド無線管理ステーション１１，１２を識別するための信号線群の拡大図であり、（Ａ）は第３の信号線群Ｐｃ１を示し、（Ｂ）は第４の信号線群Ｐｃ２を示している。（Ａ）に示す第３の信号線群Ｐｃ１では信号線Ｐｃ１１とＰｃ１２が短絡接続され、（Ｂ）に示す第４の信号線群Ｐｃ２では信号線Ｐｃ２１とＰｃ２３が短絡接続されている。
　図１の構成における各部の動作を説明する。
　メインモジュール１１ａ，１２ａは、ＣＰＵやメモリなどで構成されていて、メインモジュール１１ａ，１２ａ上でＯＳが動作している。これらメインモジュール１１ａ，１２ａは同期用ケーブル３０を介して相互に通信を行い、各種情報の等値化を行う。
　また、メインモジュール１１ａ，１２ａは、図示しない内部バスを介して、周期的に各コネクタＣＮ１１，ＣＮ１２と同期用ケーブル３０のコネクタＣＮａ，ＣＮｂとの嵌合接続状態を監視している。
　これにより、所定の識別ピンの短絡状態が検出できない場合には、コネクタが嵌合接続されていないと判断できる。
　スイッチモジュール１１ｂ，１２ｂはネットワークスイッチ(ハブ)であり、同期用ケーブル３０を介して相互に接続されているが、前述のようにスイッチＳＷｍはオフに設定されている。
　図３は、図１の構成における冗長化接続の説明図である。図３に示すように、バックボーンルータ２１，２２は、ループ状に接続された４個のレイヤー２スイッチＳＷ１～ＳＷ４で構成されたバックボーンネットワークＮＷ３を介してフィールド無線管理ステーション１１，１２に対して冗長化接続される。
　バックボーンルータ２１は、図３に示すＡまたはＤの経路を介してフィールド無線管理ステーション１１に接続されるとともに、ＢまたはＣの経路を介してフィールド無線管理ステーション１２に接続される。
　上記Ａは、ＳＷ４、ＳＷ１の順に各レイヤー２スイッチを通る経路である。
　上記Ｄは、ＳＷ４、ＳＷ３、ＳＷ２、ＳＷ１の順に各レイヤー２スイッチを通る経路である。
　上記Ｂは、ＳＷ４、ＳＷ１、ＳＷ２の順に各レイヤー２スイッチを通る経路である。
　上記Ｃは、ＳＷ４、ＳＷ３、ＳＷ２の順に各レイヤー２スイッチを通る経路である。
　バックボーンルータ２２は、図３に示すＥまたはＨの経路を介してフィールド無線管理ステーション１２に接続されるとともに、ＦまたはＧの経路を介してフィールド無線管理ステーション１１に接続される。
　上記Ｅは、ＳＷ３、ＳＷ２の順に各レイヤー２スイッチを通る経路である。
　上記Ｈは、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ１、ＳＷ２の順に各レイヤー２スイッチを通る経路である。
　上記Ｆは、ＳＷ３、ＳＷ２、ＳＷ１の順に各レイヤー２スイッチを通る経路である。
　上記Ｇは、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ１の順に各レイヤー２スイッチを通る経路である。
　フィールド無線管理ステーション１１に設けられているピン識別部１１ｃは、コネクタＣＮ１１に同期用ケーブル３０のコネクタＣＮａが嵌合接続されることにより第３の信号線群Ｐｃ１における信号線Ｐｃ１１とＰｃ１２の短絡接続を検出して、フィールド無線管理ステーション１１を識別し、その識別結果をメインモジュール１１ａに出力する。
　フィールド無線管理ステーション１２に設けられているピン識別部１２ｃは、コネクタＣＮ１２に同期用ケーブル３０のコネクタＣＮｂが嵌合接続されることにより第４の信号線群Ｐｃ２における信号線Ｐｃ２１とＰｃ２３の短絡接続を検出して、フィールド無線管理ステーション１２を識別し、その識別結果をメインモジュール１２ａに出力する。
　なお、従来の図７と同様に２台のバックボーンルータ２１，２２がバックボーンネットワークＮＷ３を介さずにそれぞれのフィールド無線管理ステーション１１，１２に直接接続される場合には、図４に示すように、スイッチＳＷｍはオンに設定される。
　この結果、バックボーンルータ２１，２２は、フィールド無線管理ステーション１１，１２を介して冗長化接続されることになる。
　異常発生時における動作について説明する。
　なお、前提条件として、前述のように、メインモジュール１１ａ，１２ａは、冗長化動作を実現するために、同期用ケーブル３０を介して定期的にお互いの情報を授受することにより等値化を図っているものとする。
　図３に示すようにスイッチＳＷｍをオフにし、バックボーンネットワークＮＷ３を介してバックボーンルータ２１，２２をフィールド無線管理ステーション１１，１２に対して冗長化接続している状態で、バックボーンネットワークＮＷ３を構成しているケーブルの断線やレイヤー２スイッチＳＷ１～ＳＷ４そのものに障害などが発生すると、そのケーブルやレイヤー２スイッチに接続されているフィールド無線管理ステーションに対する疎通性が損なわれることになる。
　たとえばレイヤー２スイッチＳＷ１とフィールド無線管理ステーション１１を接続するケーブルまたはレイヤー２スイッチＳＷ１に障害が発生すると、フィールド無線管理ステーション１１に対する疎通性が損なわれてしまう。
　そこで、たとえばフィールド無線管理ステーション１１のメインモジュール１１ａに、フィールド無線管理ステーション１１と接続するためのレイヤー２スイッチＳＷ１の各ポートの接続状態を監視する手段を設け、フィールド無線管理ステーション１１に対する疎通性を損なうような障害が発生した場合には、図５に示すようにスイッチＳＷｍをオンにすることにより、フィールド無線管理ステーション１２を介してフィールド無線管理ステーション１１に対する疎通性を確保する。
　その後、メンテナンスや交換によりケーブルの断線やレイヤー２スイッチＳＷ１の障害が解消された場合には、再びスイッチＳＷｍをオフにする。
　これにより、冗長化されているいずれかのフィールド無線管理ステーションに障害が発生した場合の通信不可能時間を最小限に抑制できる。
　なお、同期用コネクタとして機能するコネクタＣＮａ，ＣＮｂに識別ピンも含めることによって、２台のフィールド無線管理ステーション１１，１２に個別の識別子を付加することができ、設定ミスを防止できる。
　また、同期用コネクタを接続してない場合は起動させないようにすることで、結線ミスによる誤作動を防止できる。
　また、同期用ケーブル３０を通る同期用ネットワークとバックボーンネットワークの信号を二重化することによって信頼性の向上が図れる。
　さらに、電源線を同期用ケーブルに通すことによって、電源の冗長化も可能となる。
　以上説明したように、本発明によれば、冗長化されているいずれかのフィールド無線管理ステーションに障害が発生した場合の通信不可能時間を最小限に抑制できるネットワーク管理システムが実現できる。
　なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。従って本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形を含むものである。
　本出願は、２０１２年６月２９日に提出された日本国特許出願（特願２０１２－１４７１７４）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　１１，１２　フィールド無線管理ステーション
　１１ａ，１２ａ　メインモジュール
　１１ｂ，１２ｂ　スイッチモジュール
　１１ｃ，１２ｃ　ピン識別部
　ＣＮ１１，ＣＮ１２　コネクタ
　ＮＷ１　上位ネットワーク
　２１，２２　バックボーンルータ
　ＮＷ３　バックボーンネットワーク
　３０　同期用ケーブル
　ＣＮａ，ＣＮｂ　コネクタ（同期用コネクタ）
　Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ１，Ｐｃ２　信号線群
　Ｐｃ１１，Ｐｃ１２，Ｐｃ２１，Ｐｃ２３　信号線
　ＳＷ１～ＳＷ４　レイヤー２スイッチ
　ＳＷｍ　スイッチ

Claims (5)

  1. 　ゲートウェイ機能とシステム管理機能が組み込まれたフィールド無線管理ステーションが冗長化接続されたネットワーク管理システムにおいて、
    　前記フィールド無線管理ステーションは少なくともスイッチモジュールを含み、
    　複数の前記フィールド無線管理ステーションが、同期用ケーブルと該同期用ケーブルに設けられた同期用コネクタを介して相互に接続されるとともに、前記スイッチモジュール相互を接続する同期用の系統にはその系統をオンオフするスイッチが直列に接続されていることを特徴とするネットワーク管理システム。
  2. 　前記冗長化接続された各フィールド無線管理ステーションには、ループ状に接続されたレイヤー２スイッチを介してバックボーンルータが冗長化接続されていることを特徴とする請求項１に記載のネットワーク管理システム。
  3. 　前記同期用ケーブルと前記同期用コネクタによって、冗長化接続された複数の前記フィールド無線管理ステーションを個別に識別するように接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のネットワーク管理システム。
  4. 　前記同期用ケーブルと前記同期用コネクタは、電源線も含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のネットワーク管理システム。
  5. 　前記同期用ケーブルと前記同期用コネクタよりなる、冗長化接続された複数の前記フィールド無線管理ステーションを個別に識別する機能に基づき、少なくともいずれか１つの前記フィールド無線管理ステーションから前記同期用ケーブルと前記同期用コネクタが抜き挿しされたかを検知することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のネットワーク管理システム。
PCT/JP2013/067037 2012-06-29 2013-06-21 ネットワーク管理システム WO2014002880A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP13810727.1A EP2869498B1 (en) 2012-06-29 2013-06-21 Network management system
US14/343,160 US9503312B2 (en) 2012-06-29 2013-06-21 Network management system
CN201380002891.8A CN103765830B (zh) 2012-06-29 2013-06-21 网络管理系统

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012-147174 2012-06-29
JP2012147174A JP5556858B2 (ja) 2012-06-29 2012-06-29 ネットワーク管理システム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014002880A1 true WO2014002880A1 (ja) 2014-01-03

Family

ID=49783037

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2013/067037 WO2014002880A1 (ja) 2012-06-29 2013-06-21 ネットワーク管理システム

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9503312B2 (ja)
EP (1) EP2869498B1 (ja)
JP (1) JP5556858B2 (ja)
CN (1) CN103765830B (ja)
WO (1) WO2014002880A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6304172B2 (ja) * 2015-08-14 2018-04-04 横河電機株式会社 診断方法、ｉｄモジュール及びプロセス制御システム

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10285202A (ja) 1997-03-31 1998-10-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 二重化ゲートウェイの通信制御方法
JP2001118639A (ja) * 1999-10-18 2001-04-27 Murata Mach Ltd コネクタの誤接続検出装置
JP2008502216A (ja) 2004-06-04 2008-01-24 ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド アドレス可能な冗長ゲートウェイを介して他のシステムにアクセスするシステムにおける接続確立の簡略化
JP2010146044A (ja) * 2008-12-16 2010-07-01 Nec Corp 冗長システム

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999033278A2 (en) * 1997-09-26 1999-07-01 Alcatel Usa Sourcing Lp Interface components for a telecommunications switching platform
US7203907B2 (en) 2002-02-07 2007-04-10 Sap Aktiengesellschaft Multi-modal synchronization
JP2006310928A (ja) 2005-04-26 2006-11-09 Yokogawa Electric Corp ゲートウェイシステム
US7573282B2 (en) * 2006-04-26 2009-08-11 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Ball grid array connection monitoring system and method
US7848268B2 (en) * 2006-11-27 2010-12-07 Honeywell International Inc. Fault tolerance in wireless networks
EP2314021B1 (en) * 2008-06-18 2018-09-19 Emerson Process Management LLLP System and method for wireless process communication over distinct networks
US20090316706A1 (en) 2008-06-18 2009-12-24 Telect, Inc. Structured premise networking system
US20110161538A1 (en) 2009-12-31 2011-06-30 Schneider Electric USA, Inc. Method and System for Implementing Redundant Network Interface Modules in a Distributed I/O System
JP5883862B2 (ja) * 2010-07-23 2016-03-15 サウジ アラビアン オイル カンパニー プログラマブルロジックコントローラ及びデータ伝送を一様に復元するためのコンピュータで実施する方法
FR2963451B1 (fr) * 2010-07-27 2012-12-07 St Microelectronics Rousset Authentification d'une communication multiprotocole
JP5120672B2 (ja) * 2010-09-03 2013-01-16 横河電機株式会社 無線ネットワークパス設定装置
MX2014000799A (es) * 2011-07-20 2014-04-14 Gen Equipment & Mfg Co Inc Dba Topworx Inc Monitoreo y control inalambricos de estaciones de seguridad en una planta de proceso.
US9804647B2 (en) * 2012-01-06 2017-10-31 Fisher Controls International Llc Continuously powered field device
WO2013182215A1 (en) * 2012-06-06 2013-12-12 Unify Gmbh & Co. Kg Method of operating a communication device operable in an active mode and in an idle mode, a computer program product for executing the method, and the communication device operable in an active mode and in an idle mode
JP5445626B2 (ja) * 2012-06-25 2014-03-19 横河電機株式会社 ネットワーク管理システム
JP5601353B2 (ja) * 2012-06-29 2014-10-08 横河電機株式会社 ネットワーク管理システム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10285202A (ja) 1997-03-31 1998-10-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 二重化ゲートウェイの通信制御方法
JP2001118639A (ja) * 1999-10-18 2001-04-27 Murata Mach Ltd コネクタの誤接続検出装置
JP2008502216A (ja) 2004-06-04 2008-01-24 ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド アドレス可能な冗長ゲートウェイを介して他のシステムにアクセスするシステムにおける接続確立の簡略化
JP2010146044A (ja) * 2008-12-16 2010-07-01 Nec Corp 冗長システム

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2869498A4
SHUJI YAMAMOTO ET AL.: "World's first wireless field instruments based on ISA100.11a", YOKOGAWA GIHO, YOKOGAWA ELECTRIC CORP., vol. 53, no. 2, 17 September 2010 (2010-09-17), pages 13 - 16, XP055144166 *
SHUJI YAMAMOTO: "Yokogawa Technical Information", vol. 53, 2010, YOKOGAWA ELECTRIC CORPORATION, article "Field Wireless Solution Based On ISAl00.lla Which Reforms Instrumentation", pages: 7 - 12
SHUJI YAMAMOTO: "Yokogawa Technical Report", vol. 53, 2010, YOKOGAWA ELECTRIC CORPORATION, article "World's First Wireless Field Instruments Based on ISA100.11a", pages: 13 - 16

Also Published As

Publication number Publication date
EP2869498A4 (en) 2016-03-02
EP2869498B1 (en) 2020-12-16
US20140233371A1 (en) 2014-08-21
JP5556858B2 (ja) 2014-07-23
EP2869498A1 (en) 2015-05-06
CN103765830B (zh) 2018-05-25
US9503312B2 (en) 2016-11-22
CN103765830A (zh) 2014-04-30
JP2014011641A (ja) 2014-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102123081B (zh) 用于通信网络的网络节点
JP4732865B2 (ja) ネットワークを動作させるための方法及び装置
US7894336B2 (en) Breakdown and decoupling tolerant communications network, a data path switching device and a corresponding method
US8880641B2 (en) Redundant communication in a communication system
US11016463B2 (en) Control and data-transfer system, gateway module, I/O module, and method for process control
JP5281360B2 (ja) リング型スイッチングハブ、リング型イーサネットシステム、およびリング接続制御方法
JP2010510741A (ja) マスタ／スレーブ構造を有する通信システム
US20140025833A1 (en) Communication Device and Method for Transmitting Messages in a Redundantly Operable Industrial Communication Network
JP5431507B2 (ja) 適応性の多重リングネットワークシステム及び迂回経路設定方法
CN105607523A (zh) 高可用性装置级环底板
US20100008371A1 (en) Routing facility for a subsea electronics module
CN106059874B (zh) 用于总线订户的冗余控制的自动化设备
US20090116405A1 (en) Redundant Automation Data Communications Network
US20100195660A1 (en) Ring type ethernet system, ring type switch, ring connection control circuit, ring type ethernet system control method, ring type switch control method and ring connection control method
US20070192449A1 (en) Redundant communications network
JP5601353B2 (ja) ネットワーク管理システム
US8959386B2 (en) Network and expansion unit and method for operating a network
US9509569B2 (en) Intermediate network in a ring topology, and method for setting up a network connection between two network domains
WO2014002880A1 (ja) ネットワーク管理システム
CN102801608A (zh) 通信网络和耦合装置
CZ35779U1 (cs) Modem dálkového přenosu dat v železniční infrastruktuře
JP2007134906A (ja) 監視制御装置
WO2015142908A1 (en) Field instrument concentrator for interconnecting a local fieldbus network and one or more remote fieldbus networks
US20100005193A1 (en) Devices and system of interconnecting such devices in a fault-resistant topology
CN114846777A (zh) 用于在工业网络中提供冗余的网络设备

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13810727

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14343160

Country of ref document: US

Ref document number: 2013810727

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE