WO2016056609A1 - 時刻同期通信システム - Google Patents

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WO2016056609A1
WO2016056609A1 PCT/JP2015/078556 JP2015078556W WO2016056609A1 WO 2016056609 A1 WO2016056609 A1 WO 2016056609A1 JP 2015078556 W JP2015078556 W JP 2015078556W WO 2016056609 A1 WO2016056609 A1 WO 2016056609A1
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WO
WIPO (PCT)
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synchronization
time
communication
relay
communication device
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/078556
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
一成 萩原
Original Assignee
株式会社テイエルブイ
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 株式会社テイエルブイ filed Critical 株式会社テイエルブイ
Priority to JP2016501693A priority Critical patent/JP5908196B1/ja
Publication of WO2016056609A1 publication Critical patent/WO2016056609A1/ja

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    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04GELECTRONIC TIME-PIECES
    • G04G5/00Setting, i.e. correcting or changing, the time-indication
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00Arrangements for synchronising receiver with transmitter

Definitions

  • the present invention relates to a time synchronization communication system that synchronizes time between a synchronization source communication device and a synchronization destination communication device, and in particular, when a synchronization time is transmitted from the synchronization source communication device to the synchronization destination communication device, re-relay processing It relates to the thing that can be surely synchronized even if it occurs.
  • process system constituent equipment such as a steam trap.
  • process system component device operation state management system via a wireless network.
  • an operation state providing device that acquires an operation state from a process system component device, and an operation state management device that receives and manages the operation state from each operation state provision device are individually provided. It has a timing circuit. For this reason, in order to make the transmission / reception timing coincide between each operation state providing device and the operation state management device, the operation state information is transmitted / received after synchronization between the respective timing circuits. .
  • the seismic measurement system 100P includes a master seismometer 10 as a first seismometer, slave seismometers 20 as a second seismometer, and the master seismometer 10 and the slave earthquake.
  • a total of 20 is connected by a cable K via interfaces (I / F) 6 and 24.
  • the master seismometer 10 includes a control unit 1, a clock unit 2, a GPS receiving unit 3, a sensor unit 4, and a recording unit 5.
  • the control unit 1 generates a time calibration signal for performing time calibration of the slave seismometer 20 and outputs the time calibration signal to the slave seismometer 20. Specifically, as shown in FIG. 20, when the current time by the GPS signal is “11:59:59”, the control unit 1 sets the next clock signal that is a time earlier than the current time. A time calibration signal (GPS time calibration signal) of “12:00: 00” that is the current time at the time of rising is generated and output to the slave seismometer 20. Further, the control unit 1 outputs a clock signal to the slave seismometer 20 after outputting the time calibration signal to the slave seismometer 20.
  • GPS time calibration signal GPS time calibration signal
  • the slave seismometer 20 includes a control unit 21, an internal clock 22, and a sensor unit 23.
  • the control unit 21 periodically calibrates the current time based on the time calibration signal output from the master seismometer 10 or the second time calibration signal and the clock signal. Specifically, for example, as shown in FIG. 20, the slave seismometer 20 receives a time calibration signal or a second time calibration signal from the master seismometer 10 before the current time becomes “12: 00: 00: 00”. The signal of the current time “12:00” input as is temporarily stored in the RAM of the control unit 21. When the next clock signal is input from the master seismometer 10, the current time is calibrated to “12:00:00” (see Patent Document 1 above).
  • the above-described earthquake measurement system 100P has the following points to be improved.
  • the master seismometer 10 outputs a clock signal to the slave seismometer 20, and the slave seismometer 20 calibrates the time based on the clock signal output from the master seismometer 10. For this reason, as shown in FIG. 19, in the transmission / reception of the time calibration signal, a communication in which a deviation occurs between the master seismometer 10 and the slave seismometer 20 in the clock signal as well as in the clock signal.
  • an object of the present invention is to provide a time synchronization communication system capable of reliably synchronizing even when a re-relay process occurs when transmitting a synchronization time from a synchronization source communication apparatus to a synchronization destination communication apparatus.
  • the time synchronization communication system is a time synchronization communication system that synchronizes the time of the synchronization destination communication device with the time of the synchronization source communication device, the synchronization source communication device, the synchronization destination communication device, and the synchronization
  • a time synchronization communication system including a communication relay device that relays communication between an original communication device and the synchronization destination communication device, the synchronization source communication device is at least synchronized with the synchronization destination communication device.
  • a synchronization setting information generation unit that generates synchronization setting information including a synchronization waiting time until the time and the synchronization time are set, a synchronization source transmission unit that transmits the synchronization setting information, and the communication relay device includes: A relay receiving unit that receives synchronization setting information; when the synchronization setting information is received, communication between each node in the shortest communication path from the synchronization source communication device to the synchronization destination communication device; When the re-relay process for transmitting the inter-node communication time information indicating the inter-node communication time and the received synchronization setting information once and then transmitting again occurs, the re-relay process is performed.
  • a communication time information generating unit that generates communication time information including re-relay processing time information indicating a required re-relay processing time, a relay transmission unit that transmits the synchronization setting information and the communication time information, and the synchronization destination
  • the communication device uses the synchronization destination receiver that receives the synchronization setting information and the communication time information, the inter-node communication time information included in the received communication time information, and the re-relay processing time information to determine the communication time.
  • time synchronization can be performed between the synchronization source communication device and the synchronization destination communication device in consideration of the re-relay processing time required for the re-relay processing.
  • the synchronization destination communication device is a synchronization destination communication device that synchronizes its own time with the time of the synchronization source communication device, and communicates with the synchronization source communication device via a relay device.
  • Synchronization setting information including synchronization time for synchronization setting, synchronization waiting time until the synchronization time is set, and communication between nodes in the shortest communication path from the synchronization source communication device to the synchronization destination communication device.
  • the inter-node communication time information indicating the inter-node communication time and the synchronization setting information received at the communication relay device are once transmitted at the communication relay device and then required for re-relay processing to be transmitted again.
  • a synchronization destination receiver that receives communication time information including re-relay processing time information indicating a re-relay processing time, the inter-node communication time information that the received communication time information has, And the communication time is calculated using the re-relay processing time information, and the synchronization processing start waiting until the time is synchronized using the calculated communication time and the synchronization waiting time included in the received synchronization setting information.
  • a synchronization process start waiting time calculating unit that calculates time; and a synchronization time setting unit that sets a time of the synchronization destination communication device to the synchronization time when the synchronization process start waiting time elapses.
  • time synchronization can be performed between the synchronization source communication device and the synchronization destination communication device in consideration of the re-relay processing time required for the re-relay processing.
  • the inter-node communication time information is the number of inter-node communications
  • the re-relay processing time information is the number of re-relay processes
  • the synchronization process start waiting time The calculating unit further calculates the communication time by using the inter-node communication time required for the inter-node communication and the unit re-relay processing time required for the re-relay processing.
  • the re-relay processing time information is the number of re-relay processes added to the number of inter-node communication
  • the synchronization process start waiting time calculating unit further includes the The number of re-relay processes is calculated using a minimum number of inter-node communications indicating the number of inter-node communications on the shortest communication path from a synchronization source communication device to the synchronization destination communication device.
  • time synchronization can be performed between the synchronization source communication device and the synchronization destination communication device in consideration of the re-relay processing time required for the re-relay processing without distinguishing and counting the re-relay processing and inter-node communication. .
  • the communication relay device relays the communication between the synchronization destination communication device and the synchronization source communication device and the synchronization destination communication device, and sets the time of the synchronization destination communication device to the time of the synchronization source communication device.
  • the communication relay device to be synchronized at least the synchronization time to set synchronization
  • the relay receiving unit that receives the synchronization setting information including the synchronization waiting time until the synchronization time is set, and the synchronization source
  • the relay receiving unit that receives the synchronization setting information including the synchronization waiting time until the synchronization time is set, and the synchronization source
  • the relay receiving unit After transmitting the inter-node communication time information indicating the inter-node communication time required for communication between the nodes in the shortest communication path from the communication device to the synchronization destination communication device, and the received synchronization setting information,
  • time synchronization can be performed between the synchronization source communication device and the synchronization destination communication device in consideration of the re-relay processing time required for the re-relay processing.
  • the inter-node communication time information is the number of times of inter-node communication
  • the re-relay processing time information is the number of times of the re-relay processing
  • the re-relay processing time information is the number of re-relay processes added to the number of inter-node communication.
  • time synchronization is performed between the synchronization source communication device and the synchronization destination communication device in consideration of the re-relay processing time required for the re-relay processing without distinguishing and counting the re-relay processing and inter-node communication. be able to.
  • the synchronization destination communication program is a synchronization destination communication device that synchronizes its own time with the time of the synchronization source communication device, and communicates with the synchronization source communication device via a relay device.
  • a synchronization destination communication program to function with a communication device, wherein the computer is set to be synchronized, synchronization setting information including a synchronization waiting time until the synchronization time is set, and the synchronization source communication device to the synchronization
  • the inter-node communication time information indicating the inter-node communication time required for communication between the nodes on the shortest communication path to the destination communication device, and the synchronization setting information received by the communication relay device are once stored in the communication relay device.
  • the communication time information including the re-relay processing time information indicating the re-relay processing time required for the re-relay processing to be transmitted is received again after transmission.
  • the communication destination is calculated using the synchronization destination receiving unit, the inter-node communication time information included in the received communication time information, and the re-relay processing time information, and the calculated communication time and the received synchronization setting information Using the synchronization waiting time, a synchronization processing start waiting time calculation unit for calculating a synchronization processing start waiting time until the time is synchronized, and when the synchronization processing start waiting time has elapsed, the time of the synchronization destination communication device is It is made to function as a synchronization time setting unit that sets the synchronization time.
  • time synchronization can be performed between the synchronization source communication device and the synchronization destination communication device in consideration of the re-relay processing time required for the re-relay processing without distinguishing and counting the re-relay processing and inter-node communication. .
  • the communication relay program relays a computer, a synchronization destination communication device, and communication between the synchronization source communication device and the synchronization destination communication device, and sets the time of the synchronization destination communication device to the synchronization source communication.
  • a communication relay program for functioning with a communication relay device that synchronizes with a device time, wherein the computer receives synchronization setting information including at least a synchronization time for synchronization setting and a synchronization waiting time until the synchronization time is set
  • the relay receiving unit receives the synchronization setting information, inter-node communication time information indicating inter-node communication time required for communication between the nodes in the shortest communication path from the synchronization source communication device to the synchronization destination communication device, and If the re-relay process that transmits the received synchronization setting information once and then transmits it again occurs, the re-relay required for the re-relay process is performed.
  • Communication time information generating unit that generates a communication time information including the re-re
  • time synchronization is performed between the synchronization source communication device and the synchronization destination communication device in consideration of the re-relay processing time required for the re-relay processing without distinguishing and counting the re-relay processing and inter-node communication. be able to.
  • the “time synchronization communication system” in the claims corresponds to the “trap operation state management system 100” in the embodiment.
  • the “synchronization destination communication device” in the claims corresponds to the “trap operation state providing device 110” in the embodiment.
  • the “synchronization source communication device” in the claims corresponds to the “trap operation state management device 120” in the embodiment.
  • “communication relay device” in the claims corresponds to “communication relay device 130” in the embodiment.
  • the “synchronization setting information generation unit” in the claims is implemented in the “CPU 120a”, “memory 120b”, “HDD 120c”, and “timer circuit 120j” in the embodiments, and the “synchronization source transmission unit” in the claims is implemented. This corresponds to “CPU 120a”, “memory 120b”, “HDD 120c”, and “wireless communication circuit 120h” in the example.
  • the “relay receiving unit” in the claims is “CPU 130a”, “memory 130b”, and “wireless communication circuit 130h” in the embodiment, and the “communication time information generating unit” in the claims is “CPU 130a” in the embodiments.
  • the “relay transmitter” in the claims corresponds to “CPU 130a”, “memory 130b”, and “wireless communication circuit 130h” in the embodiment.
  • the “synchronization destination receiving unit” in the claims is “CPU 110a”, “memory 110b”, and “wireless communication circuit 110h” in the embodiment, and the “synchronization processing start waiting time calculation unit” in the claims is in the embodiment.
  • “CPU 110a”, “memory 110b”, and “synchronization time setting unit” in the claims correspond to “CPU 110a”, “memory 110b”, and “timer circuit 110j” in the embodiment.
  • FIG. It is a figure which shows the structure of the trap operation state management system 100 which is one Example of the time synchronous communication system which concerns on this invention. It is a figure which shows the external appearance structure of the trap operation state provision apparatus. It is a figure which shows the state which attached the trap operation state provision apparatus 110 to the steam trap T.
  • FIG. It is a figure which shows the hardware constitutions of the trap operation state provision apparatus. It is a figure which shows the hardware constitutions of the trap operation state management apparatus. It is a figure which shows the hardware constitutions of the communication relay apparatus 130. It is a figure explaining the minimum number of communication between nodes (N0), communication time between unit nodes (t0), and unit re-relay processing time (t1). It is a figure which shows the data structure of synchronous waiting time information.
  • a trap operation state management system that provides an operation state of a steam trap used in a steam system will be described as an embodiment of a process system component equipment operation state management system according to the present invention.
  • the trap operating state management system 100 is a system that manages the operation states of a large number of steam traps T distributed in a process system formed in a factory, a plant, or the like using wireless communication.
  • the trap operation state management system 100 includes a trap operation state providing device 110 and a trap operation state management device 120.
  • the trap operation state management device 120 transmits the operation state request information to the trap operation state providing device 110, and obtains the operation state information from the trap operation state providing device 110 that has transmitted the operation state request information. Manage the operating state of and determine the operating state. Further, the trap operation state management device 120 provides time synchronization information for synchronizing time with the trap operation state providing device 110 to the trap operation state providing device 110.
  • the trap operating state providing device 110 is installed in each steam trap T constituting the process system.
  • the trap operating state providing device 110 acquires the operating state of the steam trap T, sets the wireless communication circuit to the communication standby state, and acquires the operating state request information.
  • the trap operating state management device 120 uses the acquired operating state as operating state information. To provide.
  • the trap operation state providing device 110 acquires the time synchronization information
  • the trap operation state providing device 110 synchronizes the time with the trap operation state management device 120.
  • the time synchronization information cannot be acquired, the time during which the wireless communication circuit is in the communication standby state is set longer.
  • the communication standby time can be increased.
  • the operating state information can be transmitted and received.
  • the trap operation state providing device 110 includes a sensor unit P101, an electrical component placement unit P103, and an intermediate shaft unit P105.
  • the sensor unit P101 detects the operating state of the steam trap T as an electrical signal using various sensors.
  • the sensor unit P101 includes various sensors such as a vibration sensor and a temperature sensor that detect an operation state of the steam trap T, for example, vibration and temperature.
  • description is abbreviate
  • the electrical component placement unit P103 has various circuits including a wireless communication circuit 110h for amplifying an electrical signal related to the operating state detected by the sensor unit P101 and providing it to other communication devices as operating state information. Yes.
  • a wireless communication circuit 110h for amplifying an electrical signal related to the operating state detected by the sensor unit P101 and providing it to other communication devices as operating state information.
  • the hardware configuration of the trap operation state providing device 110 arranged in the electrical component arranging unit P103 will be described later.
  • the intermediate shaft portion P105 includes a cylindrical flexible pipe 116 and a cable (not shown) disposed inside the flexible pipe 116.
  • positioned inside the flexible pipe 116 electrically connects the electrical component which the electrical component arrangement
  • the flexible pipe 116 of the intermediate shaft portion P105 is connected to the sensor portion P101 and the electrical component placement portion P103 using the lower cap nut N101 and the upper cap nut N103, respectively.
  • the trap operation state providing device 110 is fixed to the steam trap T using a predetermined fixing device HF.
  • the tip F of the sensor unit P101 is fixed so as to contact the inlet portion of the steam trap T, for example. Thereby, the steam trap T acquires the operating state of the steam trap T from various sensors via the tip F.
  • the trap operation state providing apparatus 110 includes a CPU 110a, a memory 110b, a wireless communication circuit 110h, a sensor communication circuit 110i, and a time measuring circuit 110j.
  • the CPU 110a performs processing based on other applications such as an operating system (OS) and a trap operation state information providing program recorded in the memory 110b.
  • the memory 110b provides a work area for the CPU 110a.
  • the memory 110b includes an operating system (OS), a program of other applications such as a trap operation state information providing program, operation state information, operation state provision time information, operation state provision schedule information, communication history information, and reference waiting.
  • OS operating system
  • a program of other applications such as a trap operation state information providing program, operation state information, operation state provision time information, operation state provision schedule information, communication history information, and reference waiting.
  • Various data such as time information and reference addition waiting time information are recorded and held. Various data will be described later.
  • the wireless communication circuit 110h transmits / receives data to / from an external communication device such as the trap operation state management device 120 by wireless communication.
  • the sensor communication circuit 110i is connected to various sensors such as a temperature sensor and a vibration sensor arranged in the trap operation state providing device 110, and acquires operation state information of the steam trap T from the various sensors.
  • the clock circuit 110j generates a predetermined clock and clocks a time that is a reference for the trap operation state providing device 110.
  • the trap operation state management device 120 includes a CPU 120a, a memory 120b, a hard disk drive 120c (hereinafter referred to as HDD 120c), a keyboard 120d, a mouse 120e, a display 120f, an optical drive 120g, a wireless communication circuit 120h, And it has the time measuring circuit 120j.
  • the CPU 120a performs processing based on other applications such as an operating system (OS) and a trap operation state information management program recorded in the HDD 120c.
  • the memory 120b provides a work area for the CPU 120a.
  • the HDD 120c stores other application programs such as an operating system (OS), a trap operation state information management program, and various data such as an operation state information database (hereinafter referred to as an operation state information DB) and operation state request schedule information. Keep records. Various data will be described later.
  • the keyboard 120d and the mouse 120e accept external commands.
  • the display 120f displays an image such as a user interface.
  • the optical drive 120g reads a trap operation state information management program from an optical medium 120p (not shown) in which a trap operation state information management server program is recorded, and programs for other applications from other optical media. Read data from optical media.
  • the wireless communication circuit 120h transmits / receives data to / from an external communication device such as the trap operation state providing device 110 by wireless communication.
  • the time measuring circuit 120j generates a predetermined clock and records the time that is a reference of the trap operation state management device 120.
  • the communication relay device 130 includes a CPU 130a, a memory 130b, and a wireless communication circuit 130h.
  • the CPU 130a performs processing based on other applications such as an operating system (OS) and a communication relay program recorded in the memory 130b.
  • the memory 130b provides a work area for the CPU 130a.
  • the memory 130b records and holds an operating system (OS), other application programs such as a communication relay program, and various data.
  • OS operating system
  • the wireless communication circuit 110h relays data transmission / reception between the trap operation state providing device 110 and the trap operation state management device 120 by wireless communication.
  • Minimum number of communication between nodes (N0), communication time between unit nodes (t0), unit re-relay processing time (t1) The minimum number of communication between nodes (N0) refers to the number of communication between nodes on the shortest communication path from the trap operation state management device 120 to the trap operation state providing device 110.
  • the minimum node-to-node communication number (N0) is “1” larger than the so-called hop number.
  • the minimum number of communication between nodes (N0) of the trap operation state providing apparatus 110 with the process system component device ID “5” is “3” and the process system component device ID “
  • the minimum node-to-node communication number (N0) of the trap operation state providing device 110 of “8” is “2”.
  • the inter-node communication time (t0) refers to a standard communication time set for inter-node communication in a communication path from the trap operation state management device 120 to the trap operation state providing device 110.
  • the unit re-relay processing time (t1) is a standard communication time set for re-communication (retry) at a node in a communication path from the trap operation state management device 120 to the trap operation state providing device 110.
  • the communication time is the inter-node communication time t0. Further, the time required for each re-relay process occurring in the communication relay device 130 is a unit re-relay process time t1.
  • the minimum number of communication between nodes (N0), the communication time between unit nodes (t0), and the unit re-relay processing time (t1) are stored and held in the memory 110b of each trap operation state providing device 110.
  • the synchronization waiting time indicates a waiting time until the synchronization time is set in the trap operation state providing device 110 with reference to the time of the trap operation state management device 120.
  • the synchronization waiting time is determined in consideration of the communication time occurring between the trap operation state management device 120 and the trap operation state providing device 110.
  • the synchronization waiting time information is stored and held in the HDD 120c of the trap operation state management device 120.
  • FIG. 8 shows the data structure of the synchronization waiting time information.
  • the synchronization waiting time information has a process system component device ID description area and a synchronization waiting time description area.
  • a process system configuration device ID that uniquely identifies each process system configuration device is described.
  • the synchronization waiting time description area the synchronization waiting time set in the process system constituent device specified by the process system constituent device ID is described.
  • the synchronization waiting time is set for each steam trap T based on the communication time generated between the trap operation state management device 120 and the trap operation state providing device 110.
  • the operating state request information is information for the trap operating state management device 120 to request the trap operating state providing device 110 to provide operating state information.
  • the operation state request information is also information for synchronizing the time of the clock circuit 110j included in the trap operation state providing device 110 with the time of the clock circuit 120j included in the trap operation state management device 120, the synchronization time and , Including synchronization latency.
  • the operation state request information is generated by the trap operation state management device 120, stored in the memory 120b, and then provided to the trap operation state providing device 110.
  • the operation state request information includes an operation state request information ID description region, a process system component device ID description region, a synchronization time description region, a synchronization waiting time description region, an inter-node communication number description region, a communication relay device ID description region, and a next time. It has an operation state provision scheduled time description area.
  • an ID for uniquely specifying the operating state request information is described.
  • a process system configuration device ID that uniquely identifies the process system configuration device that transmits the provision time synchronization information is described.
  • the synchronization time set in the timer circuit 110j of the trap operation state providing device 110 is described.
  • the inter-node communication number description area the number of nodes to the communication relay device 130 or the trap operation state providing device 110 that is the transmission destination of the operation state request information is described for the communication relay device 130 that relays the operation state request information. Is done.
  • the trap operation state management device 120 that generates the operation state request information sets “1” in the inter-node communication number description area as an initial setting.
  • the communication relay device ID description area the ID of the communication relay device 130 that recently relayed the operation state request information is described.
  • the communication relay device ID is described by the communication relay device 130 that relays the operation state request information.
  • the trap operating state management device 120 sets a “NULL” value in the communication relay device ID description area as an initial setting. Next, the time when the operation state information is acquired from the trap operation state providing device 110 is described in the next operation state provision scheduled time description area.
  • the next scheduled operating state provision time describes the scheduled operating state request time that the trap operating state management device 120 acquires from the operating state request schedule information (see FIG. 11).
  • Operation State Provision Time Information is information indicating the time used for the trap operation state provision device 110 to provide the operation state to the trap operation state management device 120.
  • the operating state providing time information is generated by the trap operating state providing device 110 and stored and held in the memory 110b.
  • Fig. 10 shows the data structure of the operating state provision time information.
  • the operation state provision time information has a scheduled operation state provision time description area, a communication standby start time description area, and a communication standby end time description area.
  • a scheduled operation state provision time at which provision of operation state information is scheduled is described.
  • the scheduled operation state provision time describes the next operation state provision scheduled time of the operation state request information acquired by the trap operation state provision device 110 from the trap operation state management device 120.
  • the communication standby start time description area a communication standby start time for starting the communication standby state of the wireless communication circuit 110h is described in order to acquire the operation state request information.
  • a communication standby end time for ending the standby state of the wireless communication circuit 110h is described.
  • the communication standby start time and the communication standby end time are calculated by the trap operation state providing device 110 for each scheduled operation state provision time.
  • the communication standby start time and the communication standby end time are the predetermined time before the next operation state provision scheduled time of the operation state request information acquired by the trap operation state providing device 110 from the trap operation state management device 120, for a predetermined time. Set as a later time.
  • the operation state request schedule information is information in which the operation state request time at which the trap operation state management device 120 requests the trap operation state providing device 110 to transmit the operation state information is described. It is. The operation state request schedule information is stored and held in advance in the HDD 120c of the trap operation state management device 120.
  • Fig. 11 shows the data structure of the operating state request schedule information.
  • the operation state request schedule information includes a process system component device ID description area and a scheduled operation state request time description area.
  • process system component device ID description area information for uniquely identifying each trap operation state providing device 110 is described.
  • scheduled operation state request time description area a time at which operation state request information is transmitted to each trap operation state providing device 110 is described.
  • Operating state information is information indicating the operating state of the steam trap T at a predetermined time, for example, temperature and vibration.
  • the operating state information is acquired by the trap operating state providing device 110 via various sensors, and is stored and held in the memory 110b.
  • Fig. 12 shows the data structure of operating state information.
  • the operating state information has an operating state type description area, an operating state value description area, and an operating state value acquisition time description area.
  • the operating state type description area the type of operating state is described.
  • the operating state value description area the sensor value of the sensor used when acquiring the operating state is described.
  • the operating state value acquisition time description area the time indicated by the time measuring circuit 110j when the operating state value is acquired is described.
  • Operating state information DB is information in which the operating states of the steam traps T belonging to the network are accumulated.
  • the operation state information DB is generated by the trap operation state management device 120 based on the operation state of the steam trap T acquired via each trap operation state providing device 110, and is stored and held in the HDD 120c.
  • the operation state information DB has a process system component device ID description area, an operation state type description area, an operation state value description area, an operation state value acquisition time description area, and a reception time description area.
  • a process system configuration device ID description area a process system configuration device ID that uniquely identifies the process system configuration device that has acquired the operation state information is described.
  • the operation state type description area, the operation state value description area, and the operation state value acquisition time description area respectively include an operation state type description area, an operation state value description area, and an operation state value of the acquired operation state information (see FIG. 6).
  • the value of the acquisition time description area is described.
  • the reception time description area the time indicated by the timer circuit 120j when the operating state information is received is described.
  • the communication time for the shortest communication path that is, the number N0 of communication between nodes on the shortest communication path is set to each node.
  • a time TT1 obtained by multiplying the inter-unit node communication time t0 required between them is required.
  • time TT2 obtained by multiplying the unit re-relay processing time required for one re-relay processing by the number of re-relay processing is required.
  • the communication time TT required until the operation state request information is provided from the trap operation state management device 120 to the trap operation state providing device 110 is time TT1 + time TT2.
  • the communication time TT elapses from when the operation state request information is transmitted from the trap operation state management device 120 until the trap operation state providing device 110 acquires the operation state request information. For this reason, in the trap operation state providing device 110, the time obtained by subtracting the communication time TT (TT1 + TT2) from the synchronization waiting time Ta is defined as the synchronization processing start waiting time (TW + TC1). Is set to the synchronization time T (see FIG. 9).
  • the time obtained by subtracting the processing time TC1 in the trap operation state providing device 110 from the synchronization processing start waiting time (TW + TC1) is set as the synchronization waiting time TW.
  • the trap operation state providing device 110 can be synchronized with the trap operation state management device 120. Since both can be synchronized, the time for the wireless communication circuit 110h of the trap operation state providing device 110 to be in a standby state for acquiring operation state information can be shortened. As a result, it is possible to reduce power consumption required for transmitting the operation state information in the trap operation state providing device 110, and in the case where the trap operation state providing device 110 is battery-driven, the battery life can be extended.
  • the CPU 120a of the trap operating state management device 120 acquires the current time from the time measuring circuit 120j, and the acquired current time is the operating state request schedule information (see FIG. 10). It is determined whether it exists in the requested scheduled time description area (S1301). If the CPU 120a determines that the current time is in the request scheduled time description area of the operation state request schedule information, the CPU 120a acquires the process system component apparatus ID described in the process system component apparatus ID description area corresponding to the acquired current time. (S1303).
  • the CPU 120a acquires the synchronization waiting time Ta described in the synchronization time addition value description area corresponding to the process system component device ID acquired in step S1303 from the synchronization waiting time information (S1305).
  • the CPU 120a calculates the synchronization time T set in the timer circuit 110j of each trap operation state providing device 110 (S1307). In calculating the synchronization time T, the CPU 120a calculates, as the synchronization time T, the time obtained by adding the synchronization waiting time Ta acquired in step S1305 to the current time acquired in step S1301.
  • the CPU 120a generates operating state request information (see FIG. 9) (S1309).
  • the CPU 120a sets the process system configuration device ID acquired in step S1303, the synchronization time T calculated in step S1307, the synchronization waiting time Ta acquired in step S1305, and the initialized communication processing count N, respectively.
  • the device ID description area, the synchronization time description area, the synchronization waiting time description area, and the communication processing times description area are set as values.
  • the CPU 120a sets “1” as the initialized communication processing count N.
  • the CPU 120a sets a predetermined number in the operation state request information ID description area, and sets a “NULL” value in the communication relay device ID description area.
  • the CPU 120a transmits the generated operating state request information to the trap operating state providing device 110 of the process system constituent device ID acquired in step S1303 (S1311).
  • the CPU 120a determines that the operation state information has been received from the trap operation state providing device 110 that has transmitted the operation state request information (S1313), the CPU 120a associates the received operation state information with the trap operation state providing device 110 that is the transmission source, It describes with operation time information DB (refer FIG. 11) with reception time (S1315).
  • the CPU 120a repeats the processing from step S1301 to step S1317 until the operation is completed (S1319), including when it is determined that the operating state information has not been received for a predetermined time (S1317).
  • the CPU 130a extracts the communication processing count N in the communication processing count description area from the operation state request information acquired in step S1401 (S1405).
  • the CPU 130a adds “1” to the extracted communication processing count N, and newly generates the communication processing count N (S1407).
  • the CPU 130a describes the communication processing count N generated in step S1405 in the communication processing count description area of the operating state request information acquired in step S1401, and describes its own communication relay apparatus ID in the communication relay ID description area.
  • the generated operation state request information is generated (S1409).
  • the CPU 130a transmits the generated operation state request above to the trap operation state providing device 110 that is the transmission target of the operation state request information acquired in step S1401 (S1411).
  • the time measuring circuit 110j of the trap operating state providing device 110 stores operating time providing time information stored in the memory 110b (see FIG. 7).
  • the CPU 110a is activated (S1503).
  • the CPU 110a places the wireless communication circuit 110h in a standby state (S1505).
  • the CPU 110a acquires the operation state request information (S1507), the CPU 110a receives the operation state request information ID from the operation state request information ID description area of the acquired operation state request information, and the communication relay apparatus ID from the communication relay apparatus ID description area.
  • Operation state request acquisition information indicating that the operation state request information corresponding to the extracted operation state request information ID has been acquired by the communication relay device corresponding to the extracted communication relay device ID is extracted via the wireless communication circuit 110h. Is transmitted (S1509). Then, the CPU 110a starts measuring the processing time TC1 using the timer function of the timing circuit 110j (S1511).
  • the CPU 110a transmits the trap operation state information stored in the memory 110b to the trap operation state management device 120 via the wireless communication circuit 110h (S1513).
  • the CPU 110a ends the standby state of the wireless communication circuit 110h (S1515).
  • the CPU 110a extracts the next operation state provision scheduled time in the next operation state provision scheduled time description area from the operation state request information acquired in step S1501 (S1517).
  • the CPU 110a calculates the communication standby start time and the communication standby end time from the acquired next operation state provision time, generates operation state provision time information (see FIG. 10), and stores and holds it in the memory 110b (S1519).
  • CPU110a performs a synchronous time setting process (S1521).
  • the synchronization time setting process will be described later. Note that when the synchronization time setting process ends, the CPU 110a ends the series of processes.
  • the synchronization time setting process executed by the CPU 110a of the trap operation state providing device 110 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. As shown in FIG. 18, the CPU 110a extracts the communication processing count N in the communication processing count description area and the synchronization waiting time Ta in the synchronization waiting description area from the operation state request information acquired in step S1501 (S1701). The CPU 110a acquires the minimum inter-node communication number N0 from the memory 110b (S1703).
  • the CPU 110a calculates a value obtained by subtracting the minimum inter-node communication number N0 from the communication processing number N as the re-relay processing number N1 (S1705).
  • the CPU 110a acquires the communication time t0 between unit nodes and the unit re-relay processing time t1 from the memory 110b (S1707).
  • the CPU 110a adds N0 ⁇ t0 and N1 ⁇ t1 to calculate the communication time TT (S1709).
  • the CPU 110a calculates a value obtained by subtracting the communication time TT and the current processing time TC1 from the synchronization waiting time Ta extracted in step S1701 as the synchronization processing start waiting time TW (S1711).
  • the CPU 110a newly starts measuring the processing time TC2 using the timer function of the time measuring circuit 110j (S1715), and the processing time TC2 is synchronized. If it is determined that the start waiting time TW has been reached (S1717), the time of the timing circuit 110j is set to the synchronization time T in the synchronization time description area of the operating state request information acquired in step S1507 (see FIG. 17) (S1719). The process ends. Note that the CPU 110a ends the process if the synchronization waiting time calculated in step S1711 is not greater than “0”.
  • Process system component device In the above-described first embodiment, the steam trap T is shown as the process system component device. However, the process system component device is not limited to the illustrated example. For example, the pressure reducing valve G and the valve V shown in FIG. Furthermore, various fluid control devices such as a pump, a separator, and a filter may be used. Thereby, the operation state of apparatuses other than the steam trap T can also be monitored using the trap operation state providing devices 110 and 210.
  • the communication standby start time is advanced to delay the communication standby end time. It is not limited to the example as long as the communication standby time can be increased. For example, when it is known that the timing circuit 110j of the trap operation state providing device 110 is delayed with respect to the timing circuit 120j of the trap operation state management device 120, only the communication standby end time may be delayed. .
  • the communication standby start time and the communication standby end time are calculated by setting the reference standby time of the same length before and after the scheduled operating state provision time, but the communication standby time is set. If possible, it is not limited to the examples.
  • the communication standby start time and the communication standby end time may be calculated by setting a reference standby time longer than the scheduled operation state provision time.
  • the communication standby is performed using the number of records from the latest record in the communication history information to the record related to the scheduled operation state provision time when the operation state request information is last received.
  • the time is calculated, it is not limited to the example as long as the communication standby time can be calculated.
  • the communication standby time may be calculated according to the time length between the scheduled operating state provision times to be targeted.
  • the operation state request information includes the synchronization setting information.
  • the synchronization setting information may be transmitted separately from the operation state request information. .
  • Unit node communication time and unit re-relay processing time In the above-described first embodiment, the unit node communication time is set to one in advance, but depends on the distance between nodes in the communication path and the communication environment. The time may be different depending on the node. In this case, the trap operation state providing device 110 may have details of the communication time between unit nodes set for each node and the details of the communication path. Also, the unit re-relay processing time may be different for each communication relay device 130 depending on the processing capability of the communication relay device 130, for example, the number of clocks of the CPU 130a.
  • the number of communication between nodes is initially set to “1” in the trap operation state management device 120, but “0” may be initially set. .
  • the trap operation state providing apparatus 110 may add “1” to the number of communication between nodes included in the finally acquired operation state request information.
  • the inter-node communication time may be used as inter-node communication time information.
  • the communication relay device 130 has a communication time between unit nodes, and the communication relay device 130 calculates a communication time obtained by multiplying the number of communication between nodes and the communication time between unit nodes, and includes it in the operation state request information. do it. The same applies to the re-relay processing time.
  • the trap operation state management system 100 executes each process using the data shown in FIG. 8 to FIG.
  • the object is not limited to the examples as long as the object can be achieved.
  • the time synchronization communication system according to the present invention can be used, for example, in a trap operation state management system that manages the operation state of a steam trap in a steam plant.

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Abstract

 トラップ作動状態管理装置120からトラップ作動状態提供装置110への作動状態要求情報の通信時間TTは、((最短通信経路におけるノード間通信の数N0)×(各ノード間で必要となる単位ノード間通信時間t0)=時間TT1)+((1回の再中継処理に要する単位再中継処理時間t1)×(再中継処理の数N-N0)=時間TT2)が必要となる。よって、トラップ作動状態提供装置110では、(同期待ち時間Ta)-(通信時間TT(=TT1+TT2))-(トラップ作動状態提供装置110における処理時間TC1)=同期処理開始待ち時間TWとし、同期処理開始待ち時間TW経過後に、計時回路110jの時刻を同期時刻Tに設定する。

Description

時刻同期通信システム
 本発明は、同期元通信装置と同期先通信装置との間で時刻を同期する時刻同期通信システムに関し、特に、同期元通信装置から同期先通信装置に同期時刻を送信する際に、再中継処理が発生した場合でも確実に同期できるものに関する。
 プロセスシステム構成機器作動状態管理システムを用いるプラント等のプロセスシステムでは、スチームトラップ等のプロセスシステム構成機器が多数存在する。これらプロセスシステム構成機器の作動状態を管理するために、無線ネットワークを介した、プロセスシステム構成機器作動状態管理システムが存在する。プロセスシステム構成機器作動状態管理システムでは、プロセスシステム構成機器から作動状態を取得する作動状態提供装置、及び、各作動状態提供装置から作動状態の提供を受け管理する作動状態管理装置は、それぞれ個別の計時回路を有している。このため、各作動状態提供装置と作動状態管理装置との間で、送受信のタイミングを一致させるために、それぞれの計時回路の間で同期をとった上で、作動状態情報の送受信を行っている。
 従来の時刻同期通信システムについて、図19、図20に示す地震計測システムを用いて説明する。
 図19に示すように、地震計測システム100Pは、第1の地震計としてのマスタ地震計10と、第2の地震計としてのスレーブ地震計20…と、を備え、マスタ地震計10とスレーブ地震計20とはインターフェイス(I/F)6、24を介してケーブルKで接続されている。
 マスタ地震計10は、制御部1と、時計部2と、GPS受信部3と、センサ部4と、記録部5とを備えて構成される。制御部1は、スレーブ地震計20の時刻校正を行うための時刻校正信号を生成して、スレーブ地震計20に出力する。具体的には、図20に示すように、GPS信号による現在時刻が「11:59:59」である場合に、制御部1は、現在時刻よりも先の時刻である、次のクロック信号の立ち上がり時に現在時刻となる「12:00:00」の時刻校正信号(GPS時刻校正信号)を生成し、スレーブ地震計20に出力する。また、制御部1は、時刻校正信号をスレーブ地震計20に出力した後、クロック信号をスレーブ地震計20に出力する。
 スレーブ地震計20は、制御部21と、内部時計22と、センサ部23と、を備えている。制御部21は、マスタ地震計10から出力された時刻校正のための時刻校正信号或いは第2の時刻校正信号及びクロック信号に基づいて、定期的に現在時刻の校正を行う。具体的には、例えば、図20に示すように、スレーブ地震計20は、現在時刻が「12:00:00」となる前に、マスタ地震計10から時刻校正信号或いは第2の時刻校正信号として入力された現在時刻「12:00:00」の信号を、制御部21のRAMに一時的に記憶しておく。そして、マスタ地震計10から次のクロック信号が入力された時に現在時刻を「12:00:00」に校正する(以上、特許文献1参照)。
特開2004-132925号公報
 前述の地震計測システム100Pには、以下に示すような改善すべき点がある。マスタ地震計10は、スレーブ地震計20に、クロック信号を出力し、スレーブ地震計20は、マスタ地震計10から出力されたクロック信号に基づいて時刻を校正する。このため、図19に示すように、時刻校正信号の送受信において、マスタ地震計10とスレーブ地震計20との間でずれが生ずるように、クロック信号においても両者の間でずれが生ずるような通信環境の場合、マスタ地震計10とスレーブ地震計20との間で時刻を同期できない、という改善すべき点がある。
 また、地震計測システム100Pでは、時刻校正信号がずれる原因についても考慮されていないため、時刻校正信号がずれる原因によっては、さらに、両者間でのずれが大きくなる、という改善すべき点がある。
 そこで、本発明は、同期元通信装置から同期先通信装置に同期時刻を送信する際に、再中継処理が発生した場合でも、確実に同期できる時刻同期通信システムを提供することを目的とする。
 本発明における課題を解決するための手段及び発明の効果を以下に示す。
 本発明に係る時刻同期通信システムは、同期先通信装置の時刻を同期元通信装置の時刻に同期させる時刻同期通信システムであって、前記同期元通信装置、前記同期先通信装置、及び、前記同期元通信装置と前記同期先通信装置との間の通信を中継する通信中継装置を有する時刻同期通信システムにおいて、前記同期元通信装置は、前記同期先通信装置に対して、少なくとも、同期設定する同期時刻、前記同期時刻を設定するまでの同期待ち時間を含む同期設定情報を生成する同期設定情報生成部、前記同期設定情報を送信する同期元送信部、を有し、前記通信中継装置は、前記同期設定情報を受信する中継受信部、前記同期設定情報を受信すると、前記同期元通信装置から前記同期先通信装置までの最短通信経路における各ノード間の通信に要するノード間通信時間を示すノード間通信時間情報、及び、受信した前記同期設定情報を、一度、送信してから、再度、送信する再中継処理が発生した場合には、前記再中継処理に要した再中継処理時間を示す再中継処理時間情報を含む通信時間情報を生成する通信時間情報生成部、前記同期設定情報及び前記通信時間情報を送信する中継送信部、を有し、前記同期先通信装置は、前記同期設定情報及び前記通信時間情報を受信する同期先受信部、受信した前記通信時間情報が有する前記ノード間通信時間情報、及び、前記再中継処理時間情報を用いて通信時間を算出し、算出した前記通信時間、及び、受信した同期設定情報が有する前記同期待ち時間を用いて、時刻を同期するまでの同期処理開始待ち時間を算出する同期処理開始待ち時間算出部、前記同期処理開始待ち時間が経過すると、前記同期先通信装置の時刻を前記同期時刻に設定する同期時刻設定部、を有する。
 これにより、中継装置において再中継処理が発生しても、再中継処理に要した再中継処理時間を考慮して、同期元通信装置と同期先通信装置との間で時刻同期できる。
 本発明に係る同期先通信装置は、自身の時刻を同期元通信装置の時刻に同期させる同期先通信装置であって、中継装置を介して、前記同期元通信装置と通信する同期先通信装置において、同期設定する同期時刻、前記同期時刻を設定するまでの同期待ち時間を含む同期設定情報、及び、前記同期元通信装置から前記同期先通信装置までの最短通信経路における各ノード間の通信に要するノード間通信時間を示すノード間通信時間情報、及び、前記通信中継装置において受信した前記同期設定情報を、前記通信中継装置において、一度、送信してから、再度、送信する再中継処理に要した再中継処理時間を示す再中継処理時間情報を含む通信時間情報を受信する同期先受信部、受信した前記通信時間情報が有する前記ノード間通信時間情報、及び、前記再中継処理時間情報を用いて通信時間を算出し、算出した前記通信時間、及び、受信した同期設定情報が有する前記同期待ち時間を用いて、時刻を同期するまでの同期処理開始待ち時間を算出する同期処理開始待ち時間算出部、前記同期処理開始待ち時間が経過すると、前記同期先通信装置の時刻を前記同期時刻に設定する同期時刻設定部、を有する。
 これにより、中継装置において再中継処理が発生しても、再中継処理に要した再中継処理時間を考慮して、同期元通信装置と同期先通信装置との間で時刻同期できる。
 本発明に係る同期先通信装置では、前記ノード間通信時間情報は、前記ノード間通信の回数であり、前記再中継処理時間情報は、前記再中継処理の回数であり、前記同期処理開始待ち時間算出部は、さらに、各前記ノード間通信に要する単位ノード間通信時間、及び、前記再中継処理に要する単位再中継処理時間を用いて、前記通信時間を算出すること、を特徴とする。
 これにより、再中継処理の回数、及び、ノード間通信の回数を計数するだけで、再中継処理に要した再中継処理時間を考慮して、同期元通信装置と同期先通信装置との間で時刻同期できる。
 本発明に係る同期先通信装置では、前記再中継処理時間情報は、前記ノード間通信の回数に加算される前記再中継処理の回数であり、前記同期処理開始待ち時間算出部は、さらに、前記同期元通信装置から前記同期先通信装置までの前記最短通信経路における前記ノード間通信の数を示す最小ノード間通信数を用いて、前記再中継処理の回数を算出すること、を特徴とする。
 これにより、再中継処理とノード間通信とを区別して計数せずとも、再中継処理に要した再中継処理時間を考慮して、同期元通信装置と同期先通信装置との間で時刻同期できる。
 本発明に係る通信中継装置は、同期先通信装置、及び、同期元通信装置と前記同期先通信装置との間の通信を中継し、前記同期先通信装置の時刻を前記同期元通信装置の時刻に同期させる通信中継装置において、少なくとも、同期設定する同期時刻、前記同期時刻を設定するまでの同期待ち時間を含む同期設定情報を受信する中継受信部、前記同期設定情報を受信すると、前記同期元通信装置から前記同期先通信装置までの最短通信経路における各ノード間の通信に要するノード間通信時間を示すノード間通信時間情報、及び、受信した前記同期設定情報を、一度、送信してから、再度、送信する再中継処理が発生した場合には、前記再中継処理に要した再中継処理時間を示す再中継処理時間情報を含む通信時間情報を生成する通信時間情報生成部、前記同期設定情報及び前記通信時間情報を送信する中継送信部、を有する。
 これにより、中継装置において再中継処理が発生しても、再中継処理に要した再中継処理時間を考慮して、同期元通信装置と同期先通信装置との間で時刻同期させることができる。
 本発明に係る通信中継装置では、前記ノード間通信時間情報は、前記ノード間通信の回数であり、前記再中継処理時間情報は、前記再中継処理の回数であること、を特徴とする。
 これにより、再中継処理の回数、及び、ノード間通信の回数を計数するだけで、再中継処理に要した再中継処理時間を考慮して、同期元通信装置と同期先通信装置との間で時刻同期させることができる。
 本発明に係る通信中継装置では、前記再中継処理時間情報は、前記ノード間通信の回数に加算される前記再中継処理の回数であること、を特徴とする。
 これにより、再中継処理とノード間通信とを区別して計数せずとも、再中継処理に要した再中継処理時間を考慮して、同期元通信装置と同期先通信装置との間で時刻同期させることができる。
 本発明に係る同期先通信プログラムは、コンピュータを、自身の時刻を同期元通信装置の時刻に同期させる同期先通信装置であって、中継装置を介して、前記同期元通信装置と通信する同期先通信装置と機能させる同期先通信プログラムであって、前記コンピュータを、同期設定する同期時刻、前記同期時刻を設定するまでの同期待ち時間を含む同期設定情報、及び、前記同期元通信装置から前記同期先通信装置までの最短通信経路における各ノード間の通信に要するノード間通信時間を示すノード間通信時間情報、及び、前記通信中継装置において受信した前記同期設定情報を、前記通信中継装置において、一度、送信してから、再度、送信する再中継処理に要した再中継処理時間を示す再中継処理時間情報を含む通信時間情報を受信する同期先受信部、受信した前記通信時間情報が有する前記ノード間通信時間情報、及び、前記再中継処理時間情報を用いて通信時間を算出し、算出した前記通信時間、及び、受信した同期設定情報が有する前記同期待ち時間を用いて、時刻を同期するまでの同期処理開始待ち時間を算出する同期処理開始待ち時間算出部、前記同期処理開始待ち時間が経過すると、前記同期先通信装置の時刻を前記同期時刻に設定する同期時刻設定部、として機能させる。
 これにより、再中継処理とノード間通信とを区別して計数せずとも、再中継処理に要した再中継処理時間を考慮して、同期元通信装置と同期先通信装置との間で時刻同期できる。
 本発明に係る通信中継プログラムは、コンピュータを、同期先通信装置、及び、同期元通信装置と前記同期先通信装置との間の通信を中継し、前記同期先通信装置の時刻を前記同期元通信装置の時刻に同期させる通信中継装置と機能させる通信中継プログラムであって、前記コンピュータを、少なくとも、同期設定する同期時刻、前記同期時刻を設定するまでの同期待ち時間を含む同期設定情報を受信する中継受信部、前記同期設定情報を受信すると、前記同期元通信装置から前記同期先通信装置までの最短通信経路における各ノード間の通信に要するノード間通信時間を示すノード間通信時間情報、及び、受信した前記同期設定情報を、一度、送信してから、再度、送信する再中継処理が発生した場合には、前記再中継処理に要した再中継処理時間を示す再中継処理時間情報を含む通信時間情報を生成する通信時間情報生成部、前記同期設定情報及び前記通信時間情報を送信する中継送信部、として機能させる。
 これにより、再中継処理とノード間通信とを区別して計数せずとも、再中継処理に要した再中継処理時間を考慮して、同期元通信装置と同期先通信装置との間で時刻同期させることができる。
 ここで、請求の範囲における構成要素と、実施例における構成要素との対応関係を示す。請求の範囲における「時刻同期通信システム」は、実施例における「トラップ作動状態管理システム100」に対応する。また、請求の範囲における「同期先通信装置」は、実施例における「トラップ作動状態提供装置110」に対応する。また、請求の範囲における「同期元通信装置」は、実施例における「トラップ作動状態管理装置120」に対応する。また、請求の範囲における「通信中継装置」は、実施例における「通信中継装置130」に対応する。
 また、請求の範囲における「同期設定情報生成部」は、実施例における「CPU120a」、「メモリ120b」、「HDD120c」、「計時回路120j」に、請求の範囲における「同期元送信部」は実施例における「CPU120a」、「メモリ120b」、「HDD120c」、「無線通信回路120h」に、それぞれに対応する。また、請求の範囲における「中継受信部」は実施例における「CPU130a」、「メモリ130b」、「無線通信回路130h」に、請求の範囲における「通信時間情報生成部」は実施例における「CPU130a」、「メモリ130b」に、請求の範囲における「中継送信部」は実施例における「CPU130a」、「メモリ130b」、「無線通信回路130h」に、それぞれに対応する。さらに、請求の範囲における「同期先受信部」は実施例における「CPU110a」、「メモリ110b」、「無線通信回路110h」に、請求の範囲における「同期処理開始待ち時間算出部」は実施例における「CPU110a」、「メモリ110b」に、請求の範囲における「同期時刻設定部」は実施例における「CPU110a」、「メモリ110b」、「計時回路110j」に、それぞれ対応する。
本発明に係る時刻同期通信システムの一実施例であるトラップ作動状態管理システム100の構成を示す図である。 トラップ作動状態提供装置110の外観構成を示す図である。 トラップ作動状態提供装置110をスチームトラップTに取り付けた状態示す図である。 トラップ作動状態提供装置110のハードウェア構成を示す図である。 トラップ作動状態管理装置120のハードウェア構成を示す図である。 通信中継装置130のハードウェア構成を示す図である。 最小ノード間通信数(N0)、単位ノード間通信時間(t0)、単位再中継処理時間(t1)を説明する図である。 同期待ち時間情報のデータ構造を示す図である。 作動状態要求情報のデータ構造を示す図である。 作動状態提供時刻情報のデータ構造を示す図である。 作動状態要求予定情報のデータ構造を示す図である。 作動状態情報のデータ構造を示す図である。 作動状態情報DBのデータ構造を示す図である。 トラップ作動状態管理システム100における同期時刻設定処理の概要を示す図である。 トラップ作動状態管理装置120の動作を示すフローチャートである。 通信中継装置130の動作を示すフローチャートである。 トラップ作動状態提供装置110の動作を示すフローチャートである。 同期時刻設定処理を示すフローチャートである。 従来の時刻同期系観測システムを示す図である。 従来の時刻同期系観測システムを示す図である。
 以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明していく。本発明に係るプロセスシステム構成機器作動状態管理システムの一実施例として、蒸気システムに用いられるスチームトラップの作動状態を提供するトラップ作動状態管理システムについて説明する。
第1 トラップ作動状態管理システム100のハードウェア構成
 トラップ作動状態管理システム100について、図1を用いて説明する。トラップ作動状態管理システム100は、工場やプラント等に形成されるプロセスシステムに分散配備される多数のスチームトラップTの作動状態を、無線通信を用いて管理するシステムである。トラップ作動状態管理システム100は、トラップ作動状態提供装置110、及び、トラップ作動状態管理装置120を有している。
 トラップ作動状態管理装置120は、作動状態要求情報をトラップ作動状態提供装置110に送信し、作動状態要求情報を送信したトラップ作動状態提供装置110から作動状態情報を取得することによって、各スチームトラップTの作動状態を管理し、作動状態を判断する。また、トラップ作動状態管理装置120は、トラップ作動状態提供装置110との間で時刻を同期するための時刻同期情報をトラップ作動状態提供装置110に提供する。
 トラップ作動状態提供装置110は、プロセスシステムを構成する各スチームトラップTに設置される。トラップ作動状態提供装置110は、スチームトラップTの作動状態を取得し、無線通信回路を通信待機状態とし、作動状態要求情報を取得すると、取得した作動状態を作動状態情報としてトラップ作動状態管理装置120に提供する。トラップ作動状態提供装置110は、時刻同期情報を取得すると、トラップ作動状態管理装置120との間で時刻を同期する。一方、時刻同期情報を取得できなかった場合には、無線通信回路を通信待機状態とする時間を長く設定する。
 これにより、トラップ作動状態提供装置110とトラップ作動状態管理装置120との間で時刻同期ができず、両者間の時間のずれが大きくなっていったとしても、通信待機時間を長くできるので、確実に作動状態情報を送受信することができる。
第2 トラップ作動状態提供装置110の構成
1.トラップ作動状態提供装置110外観構成
 トラップ作動状態提供装置110の外観構成について、図2を用いて説明する。トラップ作動状態提供装置110は、センサ部P101、電装部品配置部P103、及び、中間軸部P105を有している。
 センサ部P101は、スチームトラップTの作動状態を、各種センサを用いて、電気信号として検出する。センサ部P101は、内部に、スチームトラップTの作動状態、例えば、振動や温度、を検出する振動センサ、温度センサ等、各種のセンサを有している。なお、センサ部P101の詳細な構造については記載を省略する。
 電装部品配置部P103は、センサ部P101で検出した作動状態に関する電気信号を増幅し、作動状態情報として、他の通信機器に提供するための無線通信回路110hをはじめとする各種回路を有している。なお、電装部品配置部P103に配置されるトラップ作動状態提供装置110のハードウェア構成については後述する。
 中間軸部P105は、円筒状のフレキシブルパイプ116、及び、フレキシブルパイプ116の内部に配置されるケーブル(図示せず)を有している。なお、フレキシブルパイプ116の内部に配置されるケーブルは、電装部品配置部P103が有する電装部品とセンサ部P101が有するセンサとを電気的に接続する。また、中間軸部P105のフレキシブルパイプ116は、センサ部P101、電装部品配置部P103、それぞれと、下部袋ナットN101、上部袋ナットN103を用いて、接続される。
 なお、図3に示すように、トラップ作動状態提供装置110は、所定の固定装置HFを用いて、スチームトラップTに固定される。トラップ作動状態提供装置110をスチームトラップTに固定する際には、センサ部P101の先端Fが、スチームトラップTの例えば入口部に接するように固定する。これにより、スチームトラップTは、先端Fを介して、各種センサから、スチームトラップTの作動状態を取得する。
2.トラップ作動状態提供装置110のハードウェア構成
 次に、図2に示すトラップ作動状態提供装置110の電装部品配置部P103の内部に配置される電装部品のハードウェア構成について図4を用いて説明する。
 図4に示すように、トラップ作動状態提供装置110は、CPU110a、メモリ110b、無線通信回路110h、センサ通信回路110i、及び、計時回路110jを有している。
 CPU110aは、メモリ110bに記録されているオペレーティング・システム(OS)、トラップ作動状態情報提供プログラム等その他のアプリケーションに基づいた処理を行う。メモリ110bは、CPU110aに対して作業領域を提供する。また、メモリ110bは、オペレーティング・システム(OS)、トラップ作動状態情報提供プログラム等その他のアプリケーションのプログラム、及び、作動状態情報、作動状態提供時刻情報、作動状態提供予定情報、通信履歴情報、基準待機時間情報、基準加算待機時間情報等の各種データを記録保持する。なお、各種データについては後述する。
 無線通信回路110hは、無線通信によって、トラップ作動状態管理装置120等の外部の通信機器とのデータの送受信を行う。センサ通信回路110iは、トラップ作動状態提供装置110に配置されている温度センサ、振動センサ等の各種センサと接続され、各種センサからスチームトラップTの作動状態情報を取得する。計時回路110jは、所定のクロックを発生し、トラップ作動状態提供装置110の基準となる時刻を計時する。
第3 トラップ作動状態管理装置120のハードウェア構成
 トラップ作動状態管理装置120のハードウェア構成について図5を用いて説明する。 図5に示すように、トラップ作動状態管理装置120は、CPU120a、メモリ120b、ハードディスクドライブ120c(以下、HDD120cとする)、キーボード120d、マウス120e、ディスプレイ120f、光学式ドライブ120g、無線通信回路120h、及び、計時回路120jを有している。
 CPU120aは、HDD120cに記録されているオペレーティング・システム(OS)、トラップ作動状態情報管理プログラム等その他のアプリケーションに基づいた処理を行う。メモリ120bは、CPU120aに対して作業領域を提供する。HDD120cは、オペレーティング・システム(OS)、トラップ作動状態情報管理プログラム等その他のアプリケーションのプログラム、及び、作動状態情報データベース(以降、作動状態情報DBとする)、作動状態要求スケジュール情報等の各種データを記録保持する。なお、各種データについては後述する。
 キーボード120d、マウス120eは、外部からの命令を受け付ける。ディスプレイ120fは、ユーザーインターフェイス等の画像を表示する。光学式ドライブ120gは、トラップ作動状態情報管理サーバプログラムが記録されている光学式メディア120p(図示せず)からトラップ作動状態情報管理プログラムを読み取り、また、他の光学式メディアからその他のアプリケーションのプログラムを読み取る等、光学式メディアからのデータの読み取りを行う。無線通信回路120hは、無線通信によって、トラップ作動状態提供装置110等の外部の通信機器とのデータの送受信を行う。計時回路120jは、所定のクロックを発生し、トラップ作動状態管理装置120の基準となる時刻を刻む。
第4 通信中継装置130のハードウェア構成
 通信中継装置130のハードウェア構成について図6を用いて説明する。通信中継装置130は、CPU130a、メモリ130b、及び、無線通信回路130hを有している。
 CPU130aは、メモリ130bに記録されているオペレーティング・システム(OS)、通信中継プログラム等その他のアプリケーションに基づいた処理を行う。メモリ130bは、CPU130aに対して作業領域を提供する。また、メモリ130bは、オペレーティング・システム(OS)、通信中継プログラム等その他のアプリケーションのプログラム、及び、各種データを記録保持する。なお、各種データについては後述する。無線通信回路110hは、無線通信によって、トラップ作動状態提供装置110とトラップ作動状態管理装置120との間でのデータの送受信を中継する。
第5 データ
 トラップ作動状態管理システム100で用いる主なデータについて、図7~図10を用いて説明する。
1.最小ノード間通信数(N0)、単位ノード間通信時間(t0)、単位再中継処理時間(t1)
 最小ノード間通信数(N0)とは、トラップ作動状態管理装置120からトラップ作動状態提供装置110までの最短通信経路におけるノード間通信の数をいう。最小ノード間通信数(N0)は、いわゆるホップ数より「1」大きい数となる。図7に示すトラップ作動状態提供システム100では、プロセスシステム構成機器ID「5」のトラップ作動状態提供装置110の最小ノード間通信数(N0)は「3」と、また、プロセスシステム構成機器ID「8」のトラップ作動状態提供装置110の最小ノード間通信数(N0)は「2」と、なる。
 単位ノード間通信時間(t0)とは、トラップ作動状態管理装置120からトラップ作動状態提供装置110までの通信経路におけるノード間通信に設定される標準的な通信時間をいう。単位再中継処理時間(t1)とは、トラップ作動状態管理装置120からトラップ作動状態提供装置110までの通信経路におけるノードでの再通信(リトライ)に設定される標準的な通信時間をいう。図7に示すトラップ作動状態提供システム100では、トラップ作動状態管理装置120から通信中継装置130(通信中継機器ID=R1)までに要する通信時間や、通信中継装置130(通信中継機器ID=R1)から通信中継装置130(通信中継機器ID=R2)までに要する通信時間、通信中継装置130(通信中継機器ID=R2)からトラップ作動状態提供装置110(プロセスシステム構成機器ID=5)までに要する通信時間が、それぞれ単位ノード間通信時間t0となる。また、通信中継装置130で発生する各再中継処理に要する時間が、単位再中継処理時間t1となる。
 最小ノード間通信数(N0)、単位ノード間通信時間(t0)、及び、単位再中継処理時間(t1)は、各トラップ作動状態提供装置110のメモリ110bに記憶保持される。
2.同期待ち時間情報
 同期待ち時間とは、トラップ作動状態管理装置120の時刻を基準に、トラップ作動状態提供装置110において同期時刻を設定するまでの待ち時間を示す。同期待ち時間は、トラップ作動状態管理装置120とトラップ作動状態提供装置110との間で生ずる通信時間を考慮して決定される。同期待ち時間情報は、トラップ作動状態管理装置120のHDD120cに記憶保持される。
 同期待ち時間情報のデータ構造を図8に示す。同期待ち時間情報は、プロセスシステム構成機器ID記述領域、及び、同期待ち時間記述領域を有している。プロセスシステム構成機器ID記述領域には、各プロセスシステム構成機器を一意に特定するプロセスシステム構成機器IDが記述される。同期待ち時間記述領域には、プロセスシステム構成機器IDによって特定されるプロセスシステム構成機器に設定する同期待ち時間が記述される。つまり、同期待ち時間は、トラップ作動状態管理装置120とトラップ作動状態提供装置110との間で生ずる通信時間に基づき、スチームトラップT毎に設定される。
3.作動状態要求情報
 作動状態要求情報は、トラップ作動状態提供装置110に対してトラップ作動状態管理装置120が作動状態情報の提供を要求するための情報である。また、作動状態要求情報は、トラップ作動状態提供装置110が有する計時回路110jの時刻を、トラップ作動状態管理装置120が有する計時回路120jの時刻に同期させるための情報でもあるので、同期時刻、及び、同期待ち時間を含んでいる。作動状態要求情報は、トラップ作動状態管理装置120によって生成され、メモリ120bに記憶保持された後、トラップ作動状態提供装置110に提供される。
 作動状態要求情報のデータ構造を図9に示す。作動状態要求情報は、作動状態要求情報ID記述領域、プロセスシステム構成機器ID記述領域、同期時刻記述領域、同期待ち時間記述領域、ノード間通信数記述領域、通信中継機器ID記述領域、及び、次回作動状態提供予定時刻記述領域を有している。作動状態要求情報ID記述領域には、作動状態要求情報を一意に特定するIDが記述される。プロセスシステム構成機器ID記述領域には、提供時刻同期情報を送信するプロセスシステム構成機器を一意に特定するプロセスシステム構成機器IDが記述される。同期時刻記述領域には、トラップ作動状態提供装置110の計時回路110jに設定する同期時刻が記述される。ノード間通信数記述領域には、作動状態要求情報を中継する通信中継装置130に対して、作動状態要求情報の送信先の通信中継装置130又はトラップ作動状態提供装置110までのノード間数が記述される。なお、作動状態要求情報を生成するトラップ作動状態管理装置120は、初期設定として、ノード間通信数記述領域に、「1」を設定する。通信中継機器ID記述領域には、作動状態要求情報を直近で中継した通信中継装置130のIDが記述される。なお、通信中継機器IDは、作動状態要求情報を中継した通信中継装置130によって記述される。なお、トラップ作動状態管理装置120は、初期設定として、通信中継機器ID記述領域に、「NULL」値を設定する。次回作動状態提供予定時刻記述領域には、次に、トラップ作動状態提供装置110から作動状態情報を取得する時刻が記述される。次回作動状態提供予定時刻は、トラップ作動状態管理装置120が、作動状態要求予定情報(図11参照)から取得する予定作動状態要求時刻が記述される。
4.作動状態提供時刻情報
 作動状態提供時刻情報は、トラップ作動状態提供装置110が作動状態をトラップ作動状態管理装置120に提供するために用いる時刻を示す情報である。作動状態提供時刻情報は、トラップ作動状態提供装置110によって生成され、メモリ110bに記憶保持される。
 作動状態提供時刻情報のデータ構造を図10に示す。作動状態提供時刻情報は、予定作動状態提供時刻記述領域、通信待機開始時刻記述領域、及び、通信待機終了時刻記述領域を有している。予定作動状態提供時刻記述領域には、作動状態情報の提供が予定されている予定作動状態提供時刻が記述される。なお、予定作動状態提供時刻は、トラップ作動状態提供装置110がトラップ作動状態管理装置120から取得する作動状態要求情報の次回作動状態提供予定時刻が記述される。通信待機開始時刻記述領域には、作動状態要求情報を取得するために、無線通信回路110hの通信待機状態を開始する通信待機開始時刻が記述される。通信待機開始時刻記述領域には、無線通信回路110hの待機状態を終了する通信待機終了時刻が記述される。なお、通信待機開始時刻、及び、通信待機終了時刻は、予定作動状態提供時刻毎に、トラップ作動状態提供装置110によって算出される。なお、通信待機開始時刻、通信待機終了時刻は、トラップ作動状態提供装置110が、トラップ作動状態管理装置120から取得する作動状態要求情報の次回作動状態提供予定時刻に対して所定時間前、所定時間後の時刻として設定される。
5.作動状態要求予定情報
 作動状態要求予定情報は、トラップ作動状態管理装置120が、各トラップ作動状態提供装置110に対して作動状態情報を送信することを要求する作動状態要求時刻が記述されている情報である。作動状態要求予定情報は、予めトラップ作動状態管理装置120のHDD120cに記憶保持される。
 作動状態要求予定情報のデータ構造を図11に示す。作動状態要求予定情報は、プロセスシステム構成機器ID記述領域、及び、予定作動状態要求時刻記述領域を有している。プロセスシステム構成機器ID記述領域には、各トラップ作動状態提供装置110を一意に特定する情報が記述される。予定作動状態要求時刻記述領域には、各トラップ作動状態提供装置110に対して作動状態要求情報を送信する時刻が記述される。
6.作動状態情報
 作動状態情報は、所定時刻におけるスチームトラップTの作動状態、例えば、温度や振動、を示す情報である。作動状態情報は、各種センサを介してトラップ作動状態提供装置110によって取得され、メモリ110bに記憶保持される。
 作動状態情報のデータ構造を図12に示す。作動状態情報は、作動状態種別記述領域、作動状態値記述領域、及び、作動状態値取得時刻記述領域を有している。作動状態種別記述領域には、作動状態の種別が記述される。作動状態値記述領域には、作動状態を取得する際に使用するセンサのセンサ値が記述される。作動状態値取得時刻記述領域には、作動状態値を取得した時に計時回路110jが示す時刻が記述される。
7.作動状態情報DB
 作動状態情報DBは、ネットワークに属するスチームトラップTの作動状態を蓄積した情報である。作動状態情報DBは、各トラップ作動状態提供装置110を介して取得したスチームトラップTの作動状態に基づき、トラップ作動状態管理装置120によって生成され、HDD120cに記憶保持される。
 作動状態情報DBのデータ構造を図13に示す。作動状態情報DBは、プロセスシステム構成機器ID記述領域、作動状態種別記述領域、作動状態値記述領域、作動状態値取得時刻記述領域、及び、受信時刻記述領域を有している。プロセスシステム構成機器ID記述領域には、作動状態情報を取得したプロセスシステム構成機器を一に特定するプロセスシステム構成機器IDが記述される。作動状態種別記述領域、作動状態値記述領域、作動状態値取得時刻記述領域には、それぞれ、取得した作動状態情報(図6参照)の作動状態種別記述領域、作動状態値記述領域、作動状態値取得時刻記述領域の値が記述される。受信時刻記述領域には、作動状態情報を受信した時に計時回路120jが示す時刻が記述される。
第4 トラップ作動状態管理システム100の動作
1.概要
 トラップ作動状態管理システム100におけるトラップ作動状態提供装置110とトラップ作動状態管理装置120との間の同期について、図14を用いて簡単に説明する。なお、図14においては、各装置において下向きに、その装置での時間の経過を、各装置間をつなぐ横向きに、各装置間における時間の経過を示している。
 トラップ作動状態管理装置120からトラップ作動状態提供装置110に作動状態要求情報を送信する際には、少なくとも、最短通信経路分の通信時間、つまり、最短通信経路におけるノード間通信の数N0に各ノード間で必要となる単位ノード間通信時間t0を乗算した時間TT1が必要となる。また、通信中継装置130において、作動状態要求情報の再中継処理が発生した場合、1回の再中継処理に要する単位再中継処理時間に、再中継処理の数を乗算した時間TT2が必要となる。結果的に、作動状態要求情報がトラップ作動状態管理装置120からトラップ作動状態提供装置110に提供されるまでに必要なる通信時間TTは、時間TT1+時間TT2となる。
 よって、トラップ作動状態管理装置120から作動状態要求情報が送信されてから、トラップ作動状態提供装置110が作動状態要求情報を取得するまでに、通信時間TTが経過している。このため、トラップ作動状態提供装置110では、同期待ち時間Taから通信時間TT(TT1+TT2)を差し引いた時間を同期処理開始待ち時間(TW+TC1)とし、同期待ち時間Taの経過後に、計時回路110jの時刻を同期時刻T(図9参照)に設定すればよいことになる。
 なお、より厳密に同期させるために、トラップ作動状態提供装置110における処理時間TC1を同期処理開始待ち時間(TW+TC1)から減算した時間を同期待ち時間TWとして設定するようにしている。
 これにより、通信中継装置130において再中継処理が発生したとしても、トラップ作動状態提供装置110をトラップ作動状態管理装置120に同期させることができる。両者を同期できるので、トラップ作動状態提供装置110の無線通信回路110hを、作動状態情報を取得するための待機状態とする時間を、短くすることができる。結果的に、トラップ作動状態提供装置110における作動状態情報の送信に要する電力消費を低減することができ、トラップ作動状態提供装置110が電池駆動である場合、電池寿命を長くできる。
 トラップ作動状態管理システム100の具体的な動作について、図15に示すトラップ作動状態管理装置120の動作を示すフローチャート、図16に示す通信中継装置130の動作を示すフローチャート、及び、図17に示すトラップ作動状態提供装置110の動作を示すフローチャートを用いて、以下に説明する。
2.トラップ作動状態管理装置120の動作
 図15に示すように、トラップ作動状態管理装置120のCPU120aは、計時回路120jから現在時刻を取得し、取得した現在時刻が作動状態要求予定情報(図10参照)の要求予定時刻記述領域に存在するか否かを判断する(S1301)。CPU120aは、現在時刻が、作動状態要求予定情報の要求予定時刻記述領域に存在すると判断すると、取得した現在時刻に対応するプロセスシステム構成機器ID記述領域に記述されているプロセスシステム構成機器IDを取得する(S1303)。
 また、CPU120aは、同期待ち時間情報から、ステップS1303で取得したプロセスシステム構成機器IDに対応する同期時刻加算値記述領域に記述されている同期待ち時間Taを取得する(S1305)。CPU120aは、各トラップ作動状態提供装置110の計時回路110jに設定する同期時刻Tを算出する(S1307)。同期時刻Tを算出するにあたり、CPU120aは、ステップS1301で取得した現在時刻に、ステップS1305で取得した同期待ち時間Taを加えた時刻を、同期時刻Tとして算出する。
 CPU120aは、作動状態要求情報(図9参照)を生成する(S1309)。ここで、CPU120aは、ステップS1303で取得したプロセスシステム構成機器ID、ステップS1307で算出した同期時刻T、ステップS1305で取得した同期待ち時間Ta、初期化した通信処理回数Nを、それぞれ、プロセスシステム構成機器ID記述領域、同期時刻記述領域、同期待ち時間記述領域、通信処理回数記述領域の値として設定する。また、CPU120aは、初期化した通信処理回数Nとして「1」を設定する。なお、CPU120aは、作動状態要求情報ID記述領域に所定の番号を設定し、通信中継機器ID記述領域には、「NULL」値を設定する。CPU120aは、生成した作動状態要求情報を、ステップS1303で取得したプロセスシステム構成機器IDのトラップ作動状態提供装置110に対して、送信する(S1311)。
 CPU120aは、作動状態要求情報を送信したトラップ作動状態提供装置110から作動状態情報を受信したと判断すると(S1313)、受信した作動状態情報を、送信元のトラップ作動状態提供装置110と関連付けて、受信時刻とともに作動状態情報DB(図11参照)に記述する(S1315)。CPU120aは、所定時間の間に作動状態情報を受信しなかったと判断した場合(S1317)も含めて、動作が終了するまで(S1319)、ステップS1301~ステップS1317までの処理を繰り返す。
3.通信中継装置130の動作
 図16に示すように、通信中継装置130のCPU130aは、作動状態要求情報を取得すると(S1401)、作動状態要求情報ID記述領域から作動状態要求情報IDを、また、通信中継機器ID記述領域から通信中継機器IDを抽出し、抽出した通信中継機器IDに対応する通信中継機器に、抽出した作動状態要求情報IDに対応する作動状態要求情報を取得したことを示す作動状態要求取得情報を送信する(S1403)。なお、通信中継機器ID記述領域が「NULL」値であれば、トラップ作動状態管理装置120からの作動状態要求情報を取得したと判断して、通信中継装置130のCPU130aは、作動状態要求取得情報をどこにも送信しない。
 CPU130aは、ステップS1401で取得した作動状態要求情報から通信処理回数記述領域の通信処理回数Nを抽出する(S1405)。CPU130aは、抽出した通信処理回数Nに「1」を加算し、新たに通信処理回数Nを生成する(S1407)。CPU130aは、ステップS1401で取得した作動状態要求情報の通信処理回数記述領域に、ステップS1405で生成した通信処理回数Nを記述し、また、通信中継機器ID記述領域に自身の通信中継機器IDを記述した作動状態要求情報を生成する(S1409)。CPU130aは、生成した作動状態要求上方を、ステップS1401で取得した作動状態要求情報の送信対象であるトラップ作動状態提供装置110に対して送信する(S1411)。
 CPU130aは、他の通信中継装置130や送信対象のトラップ作動状態提供装置110を含めた他の通信装置からステップS1411で送信した作動状態要求情報を取得したことを示す作動状態要求取得情報を取得すると(S1413)、処理を終了する。一方、CPU130aは、所定時間経過しても作動状態要求取得情報を取得しないと(S1415)、ステップS1409~ステップ1415の処理を繰り返す。
4.トラップ作動状態提供装置110の動作
 図17に示すように、トラップ作動状態提供装置110の計時回路110jは、計測している時刻が、メモリ110bに記憶保持する作動状態提供時刻情報(図7参照)の通信待機開始時刻記述領域の通信待機開始時刻になったと判断すると(S1501)、CPU110aを起動する(S1503)。CPU110aは、無線通信回路110hを待機状態とする(S1505)。CPU110aは、作動状態要求情報を取得すると(S1507)、取得した作動状態要求情報の作動状態要求情報ID記述領域から作動状態要求情報IDを、また、通信中継機器ID記述領域から通信中継機器IDを抽出し、抽出した通信中継機器IDに対応する通信中継機器に、抽出した作動状態要求情報IDに対応する作動状態要求情報を取得したことを示す作動状態要求取得情報を、無線通信回路110hを介して、送信する(S1509)。そして、CPU110aは、計時回路110jのタイマー機能を用いて処理時間TC1の計時を開始する(S1511)。
 CPU110aは、メモリ110bに記憶しているトラップ作動状態情報を、無線通信回路110hを介して、トラップ作動状態管理装置120へ送信する(S1513)。CPU110aは、無線通信回路110hの待機状態を終了する(S1515)。
 CPU110aは、ステップS1501で取得した作動状態要求情報から次回作動状態提供予定時刻記述領域の次回作動状態提供予定時刻を抽出する(S1517)。CPU110aは、取得した次回作動状態提供時刻から、通信待機開始時刻及び通信待機終了時刻を算出した上で作動状態提供時刻情報(図10参照)を生成し、メモリ110bに記憶保持する(S1519)。
 そして、CPU110aは、同期時刻設定処理を実行する(S1521)。なお、同期時刻設定処理については後述する。なお、CPU110aは、同期時刻設定処理が終了すると、一連の処理を終了する。
5.同期時刻設定処理
 トラップ作動状態提供装置110のCPU110aが実行する同期時刻設定処理について、図18に示すフローチャートを用いて説明する。図18に示すように、CPU110aは、ステップS1501で取得した作動状態要求情報から通信処理回数記述領域の通信処理回数N、また、同期待ち時間記述領域の同期待ち時間Taを抽出する(S1701)。CPU110aは、メモリ110bから最小ノード間通信数N0を取得する(S1703)。
 CPU110aは、通信処理回数Nから最小ノード間通信数N0を減算した値を再中継処理回数N1として算出する(S1705)。CPU110aは、メモリ110bから単位ノード間通信時間t0、及び、単位再中継処理時間t1を取得する(S1707)。CPU110aは、N0×t0とN1×t1とを加算して、通信時間TTを算出する(S1709)。CPU110aは、ステップS1701で抽出した同期待ち時間Taから通信時間TT、及び、その時点の処理時間TC1を減算した値を同期処理開始待ち時間TWとして算出する(S1711)。
 CPU110aは、算出した同期待機時間が「0」より大きければ(S1713)、計時回路110jのタイマー機能を用いて、新たに処理時間TC2の計時を開始し(S1715)、処理時間TC2が、同期処理開始待ち時間TWになったと判断すると(S1717)、計時回路110jの時刻を、ステップS1507(図17参照)で取得した作動状態要求情報の同期時刻記述領域の同期時刻Tに設定し(S1719)、処理を終了する。なお、CPU110aは、ステップS1711において算出した同期待機時間が「0」より大きくなければ、処理を終了する。
[他の実施例]
 (1)プロセスシステム構成機器:前述の実施例1においては、プロセスシステム構成機器としてスチームトラップTを示したが、プロセスシステム構成機器であれば、例示のものに限定されない。例えば、図1に示す減圧弁G、バルブVであってもよい。さらに、ポンプ、セパレータ、フィルタ等の各種流体制御機器であってもよい。これにより、トラップ作動状態提供装置110、210を用いて、スチームトラップT以外の機器の作動状態を監視することもできる。
 (2)通信待機開始時刻、通信待機終了時刻:前述の実施例1においては、通信待機開始時刻を早め、通信待機終了時刻を遅れさせることによって、通信待機時間が長くなるようにしていたが、通信待機時間を長くできるものであれば、例示のものに限定されない。例えば、トラップ作動状態管理装置120の計時回路120jに対して、トラップ作動状態提供装置110の計時回路110jが遅れることが分かっている場合には、通信待機終了時刻のみを遅れさせるようにしてもよい。
 また、前述の実施例1においては、予定作動状態提供時刻に対して前後に同じ長さの基準待機時間を設定して通信待機開始時刻、通信待機終了時刻を算出したが、通信待機時間を設定できるものであれば、例示のものに限定されない。例えば、予定作動状態提供時刻に対して前に長めに基準待機時間を設定して、通信待機開始時刻、通信待機終了時刻を算出するようにしてもよい。
 さらに、前述の実施例1においては、通信履歴情報における、最新のレコードから、最後に作動状態要求情報を受信したときの予定作動状態提供時刻に関するレコードまでの間のレコード数を用いて、通信待機時間を算出しているが、通信待機時間を算出できるものであれば、例示のものに限定されない。例えば、対象となる予定作動状態提供時刻間の時間的長さによって、通信待機時間を算出するようにしてもよい。
 (3)同期設定情報:前述の実施例1においては、作動状態要求情報に同期設定情報を含めて送信するとしたが、作動状態要求情報とは別に、同期設定情報を送信するようにしてもよい。
 (4)計時回路110jへの同期時刻の設定:前述の実施例1においては、トラップ作動状態提供装置110において計時回路110jに同期時刻を設定する際に、作動状態要求情報を取得してから、計時回路110jに時刻を設定するまでの処理時間TC1を考慮するとしたが、処理時間TC1が短時間である等、両者での時刻同期に影響を与えない程度であれば、考慮しなくともよい。
 (5)単位ノード間通信時間、単位再中継処理時間:前述の実施例1においては、単位ノード間通信時間は、予め一つに定めていたが、通信経路におけるノード間距離や、通信環境によって、ノード間によって、異なる時間としてもよい。この場合、トラップ作動状態提供装置110が、ノード間毎に設定される単位ノード間通信時間、及び、通信経路の詳細を有するようにすればよい。また、単位再中継処理時間についても、通信中継装置130の処理能力、例えば、CPU130aのクロック数によって、通信中継装置130毎に異なる時間としてもよい。
 (6)ノード間通信数:前述の実施例1においては、トラップ作動状態管理装置120において、ノード間通信数を「1」に初期設定したが、「0」を初期設定するようにしてもよい。この場合、トラップ作動状態提供装置110において、最終的に取得した作動状態要求情報に含まれるノード間通信数に「1」を加算するようにすればよい。
 また、ノード間通信数をノード間通信時間情報として用いたが、ノード間通信時間をノード間通信時間情報として用いるようにしてもよい。この場合、通信中継装置130が単位ノード間通信時間を有し、通信中継装置130がノード間通信数と単位ノード間通信時間とを乗算した通信時間を算出し、作動状態要求情報に含めるようにすればよい。再中継処理時間につても、同様である。
 (7)各プログラムのフローチャート:前述の実施例1においては、トラップ作動状態管理システム100では、図15~図18に示すフローチャートに従って各処理が実行されるとしたが、各処理の機能・目的を達成できるものであれば、例示のものに限定されない。
 (8)各データの構造:前述の実施例1においては、トラップ作動状態管理システム100では、図8~図13に示すデータを用いて各処理が実行されるとしたが、各処理の機能・目的を達成できるものであれば、例示のものに限定されない。
 本発明に係る時刻同期通信システムは、例えば、蒸気プラントにおいてスチームトラップの作動状態を管理するトラップ作動状態管理システムに利用することができる。
100   トラップ作動状態管理システム
 110   トラップ作動状態提供装置
  P101  センサ部
  P103  電装部品配置部
  P105  中間軸部
  110a  CPU
  110b  メモリ
  110h  無線通信回路
  110i  センサ通信回路
  110j  計時回路
 120   トラップ作動状態管理装置
  120a  CPU
  120b  メモリ
  120c  ハードディスクドライブ
  120d  キーボード
  120e  マウス
  120f  ディスプレイ
  120g  光学式ドライブ
  120h  無線通信回路
  120j  計時回路
  120p  光学式メディア
 130   中継装置
  130a  CPU
  130b  メモリ
  130h  無線通信回路
T     スチームトラップ
G     減圧弁
V     バルブ

Claims (9)

  1.  同期先通信装置の時刻を同期元通信装置の時刻に同期させる時刻同期通信システムであって、前記同期元通信装置、前記同期先通信装置、及び、前記同期元通信装置と前記同期先通信装置との間の通信を中継する通信中継装置を有する時刻同期通信システムにおいて、
     前記同期元通信装置は、
     前記同期先通信装置に対して、少なくとも、同期設定する同期時刻、前記同期時刻を設定するまでの同期待ち時間を含む同期設定情報を生成する同期設定情報生成部、
     前記同期設定情報を送信する同期元送信部、
     を有し、
     前記通信中継装置は、
     前記同期設定情報を受信する中継受信部、
     前記同期設定情報を受信すると、前記同期元通信装置から前記同期先通信装置までの最短通信経路における各ノード間の通信に要するノード間通信時間を示すノード間通信時間情報、及び、受信した前記同期設定情報を、一度、送信してから、再度、送信する再中継処理が発生した場合には、前記再中継処理に要した再中継処理時間を示す再中継処理時間情報を含む通信時間情報を生成する通信時間情報生成部、
     前記同期設定情報及び前記通信時間情報を送信する中継送信部、
     を有し、
     前記同期先通信装置は、
     前記同期設定情報及び前記通信時間情報を受信する同期先受信部、
     受信した前記通信時間情報が有する前記ノード間通信時間情報、及び、前記再中継処理時間情報を用いて通信時間を算出し、算出した前記通信時間、及び、受信した同期設定情報が有する前記同期待ち時間を用いて、時刻を同期するまでの同期処理開始待ち時間を算出する同期処理開始待ち時間算出部、
     前記同期処理開始待ち時間が経過すると、前記同期先通信装置の時刻を前記同期時刻に設定する同期時刻設定部、
     を有する時刻同期通信システム。
  2.  自身の時刻を同期元通信装置の時刻に同期させる同期先通信装置であって、中継装置を介して、前記同期元通信装置と通信する同期先通信装置において、
     同期設定する同期時刻、前記同期時刻を設定するまでの同期待ち時間を含む同期設定情報、及び、前記同期元通信装置から前記同期先通信装置までの最短通信経路における各ノード間の通信に要するノード間通信時間を示すノード間通信時間情報、及び、前記通信中継装置において受信した前記同期設定情報を、前記通信中継装置において、一度、送信してから、再度、送信する再中継処理に要した再中継処理時間を示す再中継処理時間情報を含む通信時間情報を受信する同期先受信部、
     受信した前記通信時間情報が有する前記ノード間通信時間情報、及び、前記再中継処理時間情報を用いて通信時間を算出し、算出した前記通信時間、及び、受信した同期設定情報が有する前記同期待ち時間を用いて、時刻を同期するまでの同期処理開始待ち時間を算出する同期処理開始待ち時間算出部、
     前記同期処理開始待ち時間が経過すると、前記同期先通信装置の時刻を前記同期時刻に設定する同期時刻設定部、
     を有する同期先通信装置。
  3.  請求項2に係る同期先通信装置において、
     前記ノード間通信時間情報は、
     前記ノード間通信の回数であり、
     前記再中継処理時間情報は、
     前記再中継処理の回数であり、
     前記同期処理開始待ち時間算出部は、さらに、
     各前記ノード間通信に要する単位ノード間通信時間、及び、前記再中継処理に要する単位再中継処理時間を用いて、前記通信時間を算出すること、
     を特徴とする同期先通信装置。
  4.  請求項3に係る同期先通信装置において、
     前記再中継処理時間情報は、
     前記ノード間通信の回数に加算される前記再中継処理の回数であり、
     前記同期処理開始待ち時間算出部は、さらに、
     前記同期元通信装置から前記同期先通信装置までの前記最短通信経路における前記ノード間通信の数を示す最小ノード間通信数を用いて、前記再中継処理の回数を算出すること、
     を特徴とする同期先通信装置。
  5.  同期先通信装置、及び、同期元通信装置と前記同期先通信装置との間の通信を中継し、前記同期先通信装置の時刻を前記同期元通信装置の時刻に同期させる通信中継装置において、
     少なくとも、同期設定する同期時刻、前記同期時刻を設定するまでの同期待ち時間を含む同期設定情報を受信する中継受信部、
     前記同期設定情報を受信すると、前記同期元通信装置から前記同期先通信装置までの最短通信経路における各ノード間の通信に要するノード間通信時間を示すノード間通信時間情報、及び、受信した前記同期設定情報を、一度、送信してから、再度、送信する再中継処理が発生した場合には、前記再中継処理に要した再中継処理時間を示す再中継処理時間情報を含む通信時間情報を生成する通信時間情報生成部、
     前記同期設定情報及び前記通信時間情報を送信する中継送信部、
     を有する通信中継装置。
  6.  請求項5に係る通信中継装置において、
     前記ノード間通信時間情報は、
     前記ノード間通信の回数であり、
     前記再中継処理時間情報は、
     前記再中継処理の回数であること、
     を特徴とする通信中継装置。
  7.  請求項6に係る通信中継装置において、
     前記再中継処理時間情報は、
     前記ノード間通信の回数に加算される前記再中継処理の回数であること、
     を特徴とする通信中継装置。
  8.  コンピュータを、自身の時刻を同期元通信装置の時刻に同期させる同期先通信装置であって、中継装置を介して、前記同期元通信装置と通信する同期先通信装置と機能させる同期先通信プログラムであって、
     前記コンピュータを、
     同期設定する同期時刻、前記同期時刻を設定するまでの同期待ち時間を含む同期設定情報、及び、前記同期元通信装置から前記同期先通信装置までの最短通信経路における各ノード間の通信に要するノード間通信時間を示すノード間通信時間情報、及び、前記通信中継装置において受信した前記同期設定情報を、前記通信中継装置において、一度、送信してから、再度、送信する再中継処理に要した再中継処理時間を示す再中継処理時間情報を含む通信時間情報を受信する同期先受信部、
     受信した前記通信時間情報が有する前記ノード間通信時間情報、及び、前記再中継処理時間情報を用いて通信時間を算出し、算出した前記通信時間、及び、受信した同期設定情報が有する前記同期待ち時間を用いて、時刻を同期するまでの同期処理開始待ち時間を算出する同期処理開始待ち時間算出部、
     前記同期処理開始待ち時間が経過すると、前記同期先通信装置の時刻を前記同期時刻に設定する同期時刻設定部、
     として機能させる同期先通信プログラム。
  9.  コンピュータを、同期先通信装置、及び、同期元通信装置と前記同期先通信装置との間の通信を中継し、前記同期先通信装置の時刻を前記同期元通信装置の時刻に同期させる通信中継装置と機能させる通信中継プログラムであって、
     前記コンピュータを、
     少なくとも、同期設定する同期時刻、前記同期時刻を設定するまでの同期待ち時間を含む同期設定情報を受信する中継受信部、
     前記同期設定情報を受信すると、前記同期元通信装置から前記同期先通信装置までの最短通信経路における各ノード間の通信に要するノード間通信時間を示すノード間通信時間情報、及び、受信した前記同期設定情報を、一度、送信してから、再度、送信する再中継処理が発生した場合には、前記再中継処理に要した再中継処理時間を示す再中継処理時間情報を含む通信時間情報を生成する通信時間情報生成部、
     前記同期設定情報及び前記通信時間情報を送信する中継送信部、
     として機能させる通信中継プログラム。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012034224A (ja) * 2010-07-30 2012-02-16 Hitachi Cable Ltd 中継機器
JP2013168811A (ja) * 2012-02-15 2013-08-29 Mitsubishi Electric Corp ネットワークシステム及び時刻同期方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012034224A (ja) * 2010-07-30 2012-02-16 Hitachi Cable Ltd 中継機器
JP2013168811A (ja) * 2012-02-15 2013-08-29 Mitsubishi Electric Corp ネットワークシステム及び時刻同期方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017227533A (ja) * 2016-06-22 2017-12-28 カシオ計算機株式会社 通信装置、電子時計、通信方法及びプログラム

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