JP4015056B2 - Traffic limit system and relay device between different networks - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、たとえば、制御機器から構成される制御用ネットワークが、情報端末から構成される情報系ネットワークと接続され、情報端末によって制御機器の遠隔操作を行うことが可能なシステムにおいて、制御用ネットワーク内で通信される制御信号が、情報系ネットワークからの情報によって妨害されることを防ぐために、2つのネットワーク間で通信される通信データの量を制限する異種ネットワーク間の通信量制限システムおよび中継装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
センサなどに接続され、センサで検出した情報の解析結果に基づいて制御対象の装置に制御命令を送信するプログラマブルコントローラが複数接続された制御用ネットワークのプログラマブルコントローラの上位に、パーソナルコンピュータなどの情報端末が複数接続された情報系ネットワークを接続し、情報系ネットワークの情報端末から制御用ネットワークのプログラマブルコントローラへの情報の伝達を実行可能にしたネットワーク制御システムが提案されている。
【0003】
しかし、制御用ネットワークに接続されるプログラマブルコントローラの動作を制御するプログラムは、制御対象である装置などの動作制御を得意とする「ラダーシーケンス」が用いられているが、情報端末による情報管理には不向きな言語であるという問題点がある。また、制御用ネットワークの複数のプログラマブルコントローラが、異なるメーカの製品である場合に、プログラマブルコントローラと情報端末とをネットワーク接続するための仕様が各社各様のため、上位の情報端末とプログラマブルコントローラを接続するためには、接続するプログラマブルコントローラを調べ、情報端末側で各プログラマブルコントローラに合わせたプロトコルなどを使用して通信を行わなければならないという問題点もある。そのため、これらの問題点を解決しなければ、制御用ネットワークと情報系ネットワークとを接続することができないので、そのためにかなりの手間を必要としていた。
【0004】
そこで、プログラマブルコントローラと上位の情報端末のそれぞれと通信し、相手の通信プロトコルや動作状況を意識することなくそれぞれが稼動することができ、情報収集や管理などのプログラマブルコントローラが不得手で、しかも情報端末に実行させると過負荷になるような処理を実施するコントローラを、制御用ネットワークと情報系ネットワークとの間に設けることによって、制御用ネットワークと情報系ネットワークとの間の接続と通信を容易に行えるようにした従来技術が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−296911号公報(第2〜4頁)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、制御用ネットワークに情報系ネットワークを、コントローラを介して接続し、制御用ネットワークの管理を行う場合に、情報系ネットワークの情報端末から制御用ネットワークのプログラマブルコントローラなどの制御機器への設定やデータ要求などの通信が頻繁になると、制御信号の伝達が主目的である制御用ネットワークが制御信号以外の情報の伝達で占拠されてしまい、そのために、本来主目的のはずの制御のパフォーマンスを低下させてしまうという問題点があった。
【0007】
この発明は、上記に鑑みてなされたもので、制御用ネットワークと情報系ネットワークが接続された通信制御システムにおいて、情報系ネットワークから制御用ネットワークへ伝達される通信データの量を制限することが可能な異種ネットワーク間の通信量制限システムおよび中継装置を得ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明にかかる異種ネットワーク間の通信量制限システムは、通信される通信データの形態が異なる第1および第2のネットワークと、前記第1のネットワークから前記第2のネットワークへ送信される通信データの中継を、所定の基準にしたがって制限する通信量制御手段、および、前記通信量制御手段によって許可された前記第1のネットワークから前記第2のネットワークに送信される通信データを、前記第2のネットワークで利用可能な形態の通信データに変換して中継するとともに、前記第2のネットワークから前記第1のネットワークに送信される通信データを、前記第1のネットワークで利用可能な形態の通信データに変換して中継する中継手段、を有する中継装置と、を備え、前記中継装置の前記通信量制御手段は、前記第2のネットワークに同時に通信することが可能な前記第1のネットワーク内のノード数が、所定の数以下である場合に、前記通信データの前記第2のネットワークへの中継を許可することを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる異種ネットワーク間の通信量制限システムおよび中継装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【0010】
実施の形態1.
図1は、この発明にかかる異種ネットワーク間の通信量制限システムのネットワーク構成を示す概略図である。このシステムは、複数台のパーソナルコンピュータなどの情報通信端末(以下、情報端末という)1が相互に接続して構成される情報系ネットワーク10と、制御対象の装置を制御、管理するための制御機器31,41が接続されて構成される制御用ネットワーク20の2つの異なる種類のネットワークが中継機器21を介して接続されている。
【0011】
情報系ネットワーク10は、制御用ネットワーク20内の機器21や制御機器31,41の設定や調整、モニタなどを行うためにユーザが操作する情報端末1a〜1cが、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)、インターネットなどの形で制御用ネットワーク20または機器2に接続される。情報端末1は、CPU(Central Processing Unit)、メモリ、記憶装置、入力部、表示部、通信インタフェースを有し、制御用ネットワーク20との間で制御機器31,41の設定、調整、モニタなどの所定の処理を行うアプリケーションプログラムを実行することが可能な構成を有するものであればよい。
【0012】
制御用ネットワーク20は、制御対象の装置を制御、管理、モニタするプログラマブルコントローラや専用コントローラなどの複数の制御機器31a〜31d,41a,41bがネットワークを介して接続されている。なお、この図1では、制御用ネットワーク20は、中継機器21の下位に直接接続される第1の制御用ネットワーク30と、この第1の制御用ネットワーク30の制御機器31dの下位にさらに制御機器41a,41bがネットワーク接続されて構成される第2の制御用ネットワーク40からなる多階層のネットワーク構成となっている。
【0013】
中継機器21は、情報系ネットワーク10の情報端末1とは情報系ネットワーク10での通信に対応した方法で情報交換を実施し、制御用ネットワーク20内の制御機器31,41とは制御機器31,41に対応した通信方法で情報交換を実施して、両ネットワーク間で情報の中継を行う。
【0014】
機器2は、情報系ネットワーク10に直接接続され、所定のプログラムや指示にしたがって動作する装置である。この機器2には、内部に上述した制御機器と同様の機能を実現する機器が内蔵されており、上述した制御用ネットワーク20と同様の構成を有しているものと考えることができる。
【0015】
なお、特許請求の範囲の第1のネットワークは、情報系ネットワーク10に対応し、同じく第2のネットワークは、制御用ネットワーク20に対応し、同じく第1のネットワーク内のノードは、情報端末1に対応し、同じく第2のネットワーク内のノードは、制御機器31,41に対応している。
【0016】
図2は、このシステムを構成する情報端末、中継機器および制御機器の概略構成を、各ハードウェア上で動作するプログラム構成としてその概要を示す図である。情報系ネットワーク10内の情報端末1は、情報端末1でユーザが機器2または制御機器31,41の設定、調整またはモニタを実行するために操作する設定/調整/モニタツール101、情報端末1上で設定/調整/モニタツール101などのタスクが動作するための情報端末用オペレーティングシステム(以下、OSという)102、設定/調整/モニタツール101が情報系ネットワーク10経由で機器2または制御機器31,41と通信するために使用するプロトコルスタック手段103を有して構成される。ここでは、プロトコルスタック手段103として、IP(Internet Protocol)ネットワーク上で使用されるTCP(Transmission Control Protocol)/IPを基本としたプロトコルが使用される。このような構成によって、情報端末1は、制御機器31,41に対する設定、調整、モニタを、情報系ネットワーク10を介して行う。
【0017】
中継機器21は、この中継機器21内で制御を行う際の制御部210、情報系ネットワーク10と通信するための情報通信部220、制御用ネットワーク20と通信するための制御通信部230を有して構成される。
【0018】
情報通信部220は、さらに、情報系ネットワーク10からの通信で指定された情報を制御用ネットワーク20側へ中継するために、受け取った情報を制御通信部230へ伝える中継手段(以下では、後述する制御通信部230内の中継手段231と説明上区別する必要がある場合には、「情報通信部内中継手段」ということもある)221、この情報通信部220が制御部210や制御通信部230と情報のやり取りをする際に使用するバスを使うためのバス通信手段(以下では、後述する制御通信部230内のバス通信手段232と説明上区別する必要がある場合には、「情報通信部内バス通信手段」ということもある)222、情報系ネットワーク10と通信するためのプロトコルスタック手段223、情報通信部220上で中継手段221などのタスクが動作するための情報通信部内OS224を有して構成される。プロトコルスタック手段223では、IPネットワーク上で使用されるTCP/IPを基本としたプロトコルが使用される。
【0019】
制御通信部230は、情報通信部220の情報通信部内中継手段221から情報を受け取り、情報系ネットワーク10からの情報を制御用ネットワーク20へ中継する中継手段(以下では、情報通信部220内の中継手段221と説明上区別する必要がある場合には、「制御通信部内中継手段」ということもある)231、制御部210や情報通信部220と通信するためのバス通信手段(以下では、情報通信部220内のバス通信手段222と説明上区別する必要がある場合には、「制御通信部内バス通信手段」ということもある)232、制御用ネットワーク20と通信するために使用する制御用ネットワーク通信手段233、制御通信部230上で中継手段231などのタスクを動作するための制御通信部内OS234を有して構成される。
【0020】
この中継機器21によって、情報系ネットワーク10からの情報が、制御用ネットワーク20上で送信可能な情報に変換されて、指定された制御機器31,41へと送信され、逆に制御機器31,41からの情報が、情報系ネットワーク10上で送信可能な情報に変換されて、指定された情報端末1へと送信される。なお、この中継機器21による情報系ネットワーク10と制御用ネットワーク20との間の情報の中継は、たとえば上記の特許文献1などの公知の技術を用いることができる。
【0021】
制御用ネットワーク20内の制御機器31は、この制御機器31内で制御を行う制御部310、中継機器21との間で通信を行い、所定の動作を実行するための指令を制御部310に伝える制御通信部320を有して構成される。制御通信部320は、さらに、この制御機器31の設定、調整またはモニタを行うための設定/調整/モニタ手段321、制御用ネットワーク20内の他の制御機器31,41または機器21と通信するための制御用ネットワーク通信手段322、制御通信部320内で設定/調整/モニタ手段321などのタスクを動作させるための制御機器用OS323、制御通信部320が制御部310と情報のやり取りを行うバスを使用するためのバス通信手段324を有して構成される。このような構成によって、制御機器では、情報系ネットワーク10からの情報の内容にしたがった処理が実行される。
【0022】
ここで、ユーザが情報端末から制御機器を制御する通常の動作について、図1の情報端末1aが中継機器21を介して制御機器31aの設定、調整またはモニタを行う場合を例に挙げて説明する。図3は、このシステムにおいて制御機器の制御を行う処理手順を示すフローチャートである。まず、ユーザは情報端末1aを起動して(ステップS101)、設定、調整およびモニタ用のアプリケーションプログラムである設定/調整/モニタツール101を起動する(ステップS102)。この設定/調整/モニタツール101で、設定、調整またはモニタを行う制御機器31aの指定または選択と、指定した制御機器31aへの情報伝達経路として、図1の場合には情報系ネットワーク10、中継機器21、および制御用ネットワーク20(30)を経由する経路を指定する(ステップS103)。ここで、情報伝達経路を指定しないで、情報伝達経路を、予め設定/調整/モニタツール101に登録しておくか、または設定/調整/モニタツール101が自動で取得するようにしてもよい。
【0023】
つぎに、ユーザによる設定/調整/モニタツール101の操作の結果、制御機器31aと通信して情報をやり取りする必要がある場合に、設定/調整/モニタツール101は、情報端末用OS102内のプロトコルスタック手段103を使用して中継機器21と通信を開始して、制御機器31aに対する情報である通信データを送信する(ステップS104)。
【0024】
通信相手の中継機器21では、情報通信部内OS224内のプロトコルスタック手段223が、情報端末1aからの通信データを受け取り、情報通信部内中継手段221に伝える(ステップS105)。情報通信部内中継手段221では、この情報端末1aからの通信データの内容が、制御機器31aへ中継するべきものか否かを判断し、ここでは中継が必要であるので、情報通信部内バス通信手段222と制御通信部内バス通信手段232を経由して制御通信部内中継手段231へと通信データを伝える。制御通信部内中継手段231は、制御機器31aに対する情報を、制御機器31aに対応した内容の通信データにして、制御用ネットワーク通信手段233から制御用ネットワーク30を経由して制御機器31aへと送信する(ステップS106)。
【0025】
制御機器31a内の制御用ネットワーク通信手段322で受信された通信データは、設定/調整/モニタ手段321へと伝えられる(ステップS107)。通信データを受信した制御機器31aの設定/調整/モニタ手段321は、バス通信手段324経由で制御部310に対して通信データに格納された情報端末1aからの設定や調整、モニタなどの指令内容を実行する指示を与える(ステップS108)。
【0026】
この制御部310による設定や調整、モニタの指令に対する返答データは、上記と逆の順序で情報端末1aの設定/調整/モニタツール101まで伝えられる。すなわち、制御機器31aは制御用ネットワーク20(30)経由で中継機器21へ返答データを送り(ステップS109)、返答データを受け取った中継機器21が、情報系ネットワーク10を介して情報端末1aへ、受信した返答データと同じ内容で情報端末1aとの通信に対応した返答データにして送信する(ステップS110)。情報端末1aは返答データを受信し(ステップS111)、他に送信する通信データが有るか否かを確認し(ステップS112)、送信する通信データが有る場合(ステップS112でYesの場合)にはステップS104に戻って上述した処理を繰り返し実行し、送信する通信データがない場合(ステップS112でNoの場合)には、処理を終了する。
【0027】
以上の処理手順を繰り返し行い、情報端末1a上のアプリケーションプログラム(設定/調整/モニタツール101)で指定された設定や調整、モニタを行うのに必要な情報が、異種ネットワークを経由して制御機器31aへ送信され、制御機器31aの設定、調整、モニタなどの遠隔操作が行われる。
【0028】
以上は、情報系ネットワーク10と制御用ネットワーク20が中継機器21を介して接続されたシステムにおける情報のやり取りの手順の一例を示すものであり、公知の技術を用いることができる。
【0029】
このような異種ネットワーク間で情報を通信するシステムにおいて、制御用ネットワーク20で構成される制御システムを稼動させたまま遠隔からの設定や調整、モニタを可能にするために、この発明では、制御用ネットワーク20内での制御情報の通信以外の通信を制限する通信量制御手段を、情報端末1、中継機器21または制御機器31,41のいずれかに設けることを特徴とする。この実施の形態1では、中継機器21上の制御通信部内中継手段231に、通信量制御手段を備える場合を示す。
【0030】
図4は、実施の形態1で使用される中継機器のプログラム構成の概要を示す図である。この通信量制御手段235は、情報端末1から制御用ネットワーク20内の制御機器31,41に対して送信される通信データの量を所定の基準に基づいて制限する。これによって、情報端末1と制御機器31との間でやり取りされる通信データが、制御用ネットワーク20内での多くの帯域を使用しないように制御される。
【0031】
図5は、通信量制御手段を備えた中継装置の処理手順を示すフローチャートであり、図3のフローチャートにおけるステップS106での処理手順を示すものである。まず、制御通信部内中継手段231は、情報通信部220と制御通信部内バス通信手段232を経て、情報端末1からの通信データ(情報)を取得すると(ステップS201)、その通信データが制御機器宛のものか否かを判断する(ステップS202)。制御機器宛の情報でない場合(ステップS202でNoの場合)には、ステップS201に戻り、再度情報端末1からの通信データを待受ける。一方、その通信データが制御機器宛のものである場合(ステップS202でYesの場合)には、その通信データの内容を制御機器との間で通信可能な形式に変換し、その制御機器(この場合、制御機器31a)へ制御用ネットワーク30経由でアクセス可能か否かを調べる(ステップS203)。
【0032】
制御機器31aへアクセスできない場合(ステップS203でNoの場合)には、通信データを受け取った経路の逆の順序で情報端末1にアクセス不能の旨を通知し(ステップS209)、再びステップS201へ戻って情報端末1からの情報を待ち受ける。一方、制御機器31aへのアクセスが可能な場合(ステップS203でYesの場合)には、通信量制御手段235による中継許可があるか否かを判別する(ステップS204)。中継許可がない場合(ステップS204でNoの場合)には、中継許可が出るまで待ち状態となる。中継許可が出た場合(ステップS204でYesの場合)には、制御用ネットワーク通信手段233を介して制御機器31aへ通信データを転送する(ステップS205)。転送後、制御通信部内中継手段231は、全通信が終了したか否かを判別し(ステップS206)、すべての通信が終了するまで上述したステップS204〜S205の通信量制御手段235の許可判別処理と送信処理を繰り返す。
【0033】
すべての通信が終了すると(ステップS206でYesの場合)、中継してきた機器へ返答を送信し(ステップS207)、再度、待受け状態にする場合(ステップS208でYesの場合)には、ステップS201からの始めの処理に戻り、そうでない場合(ステップS208でNoの場合)には、処理を終了する。
【0034】
ここで、通信量制御手段235の具体例について、パケットの送信間隔を基準にして通信量を制限する場合を例に挙げて説明する。図6は、この実施の形態1で使用される中継機器のプログラム構成の概要を示す図である。ここでは、図4で示した制御通信部内中継手段231の通信量制御手段235として、情報系ネットワーク10から制御用ネットワーク20にパケットを送出した前回の時刻と、パケットを送信しようとしている現在の時刻とからパケット送信間隔を測定して、そのパケット送信間隔が所定値以下の場合にはパケット(通信データ)の送信を制限するパケット間隔制限手段235aが用いられる。パケット間隔制限手段235aは、情報系ネットワーク10上の情報端末1a〜1cが制御用ネットワーク20に対して前回アクセスした時刻の履歴である情報送出時刻を保持する情報送出時刻保持領域236を有している。このパケット間隔制限手段によって、制御用ネットワーク20に前回送出されたパケットから所定の時間以上経過せずに情報系ネットワーク10側から送信されるパケット(通信データ)は、制御用ネットワーク20に中継されることがない。
【0035】
つぎに、このパケット間隔制限手段の動作処理について説明する。図7は、パケット間隔制限手段の動作処理を示すフローチャートであり、図5のステップS204における処理に相当する。まず、パケット間隔制限手段235aの実行が開始されると、パケット間隔制限手段235aは、情報送出時刻保持領域236に格納されている前回の情報送出時刻を取得する(ステップS301)。つぎに、現在の時刻と取得した前回の情報送出時刻とを比較して、規定値以上の時間が経過しているかを調べる(ステップS302)。この規定値は、制御システムを稼動させたまま(制御通信に支障が出ない状態で)遠隔の情報端末1からの設定や調整、モニタを可能にするために設定される値であり、予めメーカまたはユーザによって設定される値とする。
【0036】
前回の情報送出時刻から規定値以上の十分な時間が経過している場合(ステップS302でYesの場合)には、パケット間隔制限手段235aは、現在時刻を情報送出時刻保持領域236へ保存し(ステップS303)、中継を許可する判定を行い(ステップS304)、中継許可を制御通信部内中継手段231へ出力して処理を終了する。一方、前回の情報送出時刻から規定値以上の時間が経過していない場合(ステップS302でNoの場合)には、パケット間隔制限手段235は、中継を不許可とする判定を行い(ステップS305)、中継不許可を制御通信部内中継手段231へ出力して処理を終了する。
【0037】
なお、制御用ネットワークが図1に示すように多階層となる場合には、通信量制御手段235(パケット間隔制限手段235a)を中継機器21にのみ備えることによって第1の制御用ネットワーク30と第2の制御用ネットワーク40の両方について通信量を制御してもよいし、通信量制御手段235(パケット間隔制限手段235a)を中継機器21と制御機器41dに備えることによって、中継機器21で第1の制御用ネットワーク30内での通信量を制限し、制御機器41dで第2の制御用ネットワーク40内での通信量を制限してもよい。
【0038】
この実施の形態1によれば、情報系ネットワーク10と制御用ネットワーク20との境界に設置される中継機器21に、所定時間内に中継する情報量(パケット)の間隔を測定し、送信間隔が規定値に満たない場合にその情報を中継しないように制限する通信量制御手段235を備えるように構成したので、情報端末1からの情報が、制御用ネットワーク20内での制御信号の通信を妨害することを避けることができる。その結果、制御用ネットワーク20での制御システム稼動中に、制御のパフォーマンスを落とさずに、外部の情報系ネットワーク10に接続された情報端末1と通信することができる。
【0039】
実施の形態2.
実施の形態1では、情報系ネットワーク10から送信される通信データの送信間隔に基づいて制御用ネットワーク20に中継する通信データの量を中継機器21で制御する場合を説明したが、この実施の形態2では、制御用ネットワーク20に同時にアクセスする情報系ネットワーク10内の情報端末1数を中継機器21で制限して、制御用ネットワーク内での制御信号の通信を確保する場合を説明する。
【0040】
図8は、この実施の形態2で使用される中継機器のプログラム構成の概要を示す図である。この実施の形態2では、実施の形態1の図4で示した中継機器21の制御通信部内中継手段231の通信量制御手段235として、制御用ネットワーク20へ同時にアクセスすることができるノード(情報端末)数を制限するためのノード数制限手段235bが用いられる。また、ノード数制限手段235bは、制御用ネットワーク20へのアクセスを可能とするノード数分のレコードを格納することができる許可テーブル237を備えるように構成される。許可テーブル237には、情報系ネットワーク10に接続されるノードに付されたIPアドレスやMAC(Media Access Control)アドレスなど、ノードを一意に識別することが可能な情報が格納される。このノード数制限手段235bによって、所定の数以上のノードが制御用ネットワーク20に同時に接続されることがない。
【0041】
つぎに、このノード数制限手段235bの動作について説明する。図9は、ノード数制限手段の動作処理を示すフローチャートであり、実施の形態1の図5のステップS204における処理に相当する。まず、ノード数制限手段235bの実行が開始されると、制御通信部内中継手段231から受け取った通信データ内に格納されている送出元ノード(たとえば、送信元IPアドレス)が、許可テーブル237内に格納されているか否かを調べる(ステップS401)。
【0042】
許可テーブル237内に上記通信データの送出元ノードが格納されていない場合(ステップS401でNoの場合)には、許可テーブル237内にノード数を登録できる余裕が有るか否かを調べる(ステップS402)。許可テーブル237に余裕がある場合(ステップS402でYesの場合)には、許可テーブル237に現在判定を行っているノード名、すなわち現在判定を行っている通信データの送出元ノードを登録し(ステップS403)、中継を許可する(ステップS407)。その後、中継許可を制御通信部内中継手段231へ出力して処理を終了する。また、ステップS402で許可テーブル237に余裕がない場合(ステップS402でNoの場合)には、中継を不許可とする(ステップS404)。その後、中継不許可を制御通信部内中継手段231へ出力して処理を終了する。
【0043】
一方、ステップS401で、許可テーブル237内に上記通信データの送出元ノードが格納されている場合(ステップS401でYesの場合)には、現在判定を行っている通信データ(パケット)がその送出元ノードによる一連の通信の最後の通信データ(パケット)であるか否かを、上記通信データ内の記述に基づいて判定する(ステップS405)。通信データ内に最終通信である記述がない場合(ステップS405でNoの場合)には、中継を許可し(ステップS407)、中継許可を制御通信部内中継手段231へ出力して処理を終了する。一方、通信データ内に最終通信である記述がある場合(ステップS405でYesの場合)には、許可テーブル237からこの通信データを送出した送出元ノードを削除し(ステップS406)、中継を許可する(ステップS407)。そして、中継許可を制御通信部内中継手段231へ出力して処理を終了する。
【0044】
なお、上述した説明では、情報系ネットワーク10から制御用ネットワーク20に通信できるノードについての制限を設けていない場合を説明したが、制御用ネットワーク20へのアクセスが可能なノードのみを許可テーブル237に登録し、この許可テーブル237を不変とすることによって、特定のノードの通信データのみを中継するようにしてもよい。
【0045】
この実施の形態2によれば、情報系ネットワーク10と制御用ネットワーク20との境界に設置される中継機器21に、制御用ネットワーク20へ通信できるノード数を制限するノード数制限手段235bを備えるように構成したので、制御用ネットワーク20内を流れる情報系ネットワーク10からの通信データの量などをほぼ所定の水準に維持することが可能となる。その結果、制御用ネットワーク20内での制御信号の通信の妨害を防止し、制御システムが稼動中でも制御機器31,41のパフォーマンスを落とすことなく通信を行うことができる。
【0046】
実施の形態3.
実施の形態1では、中継機器21内の制御通信部内中継手段231に通信量制御手段235を設ける場合を説明したが、この実施の形態3では、制御用ネットワーク20内の制御機器31,41上の設定/調整/モニタ手段321内に通信量制御手段を設ける場合を説明する。
【0047】
図10は、この実施の形態3で使用される制御機器のプログラム構成の概要を示す図である。この図10に示されるように、図2で示した制御機器31の設定/調整/モニタ手段321に、情報端末1から送信される通信データの量(情報量)を所定の基準に基づいて制限するための通信量制御手段325がさらに備えられるように構成される。ここでは、実施の形態1と同様に、通信量制御手段325として、情報系ネットワーク10から制御機器31へ到達する通信データのパケット時刻を用いてパケットの通信量を制限するパケット間隔制限手段を用いる場合について説明する。パケット間隔制限手段325は、情報系ネットワーク10上の情報端末1が制御機器31に対してアクセスした時刻である情報送出時刻を保持する情報送出時刻保持領域326を有している。
【0048】
図11は、通信量制御手段を制御機器に設けた場合の設定/調整/モニタ手段の動作処理を示すフローチャートであり、図3のフローチャートにおけるステップS107〜S109での処理手順に相当するものである。まず、情報端末1からの通信データを、中継機器21と制御用ネットワーク20を経て、制御機器31の制御用ネットワーク通信手段322が受信すると、その通信データは設定/調整/モニタ手段321に伝えられる。設定/調整/モニタ手段321は、その通信データを受信すると(ステップS501)、その通信データが自機器宛であるか否かについてその通信データ内を調べる(ステップS502)。自機器宛ではない場合(ステップS502でNoの場合)には、その通信データを破棄し、再度ステップS501の待ち受け状態に戻る。
【0049】
また、その通信データが自機器宛である場合(ステップS502でYesの場合)には、設定/調整/モニタ手段321は、バス通信手段324経由で制御部310へアクセス可能か否かを確認する(ステップS503)。制御部310へアクセスできない場合(ステップS503でNoの場合)には、その旨を、制御用ネットワーク通信手段322を介して、通信データを中継してきた中継機器21へ通知し(ステップS509)、再びステップS501へ戻って待ち受け状態となる。一方、制御部310へアクセス可能な場合(ステップS503でYesの場合)には、通信量制御手段(パケット間隔制限手段)325に対して、受信した通信データの中継許可があるか否かを判別する(ステップS504)。通信量制御手段(パケット間隔制限手段)325から中継許可が得られない場合(ステップS504でNoの場合)には、中継許可が得られるまで、待ち状態となる。
【0050】
通信量制御手段(パケット間隔制限手段)325から中継許可が得られた場合(ステップS504でYesの場合)には、設定/調整/モニタ手段321は、バス通信手段324経由で制御部310と通信データの送受信を行い、通信データに格納された設定、調整、モニタなどの目的の操作を制御部310に対して行う(ステップS505)。その後、制御部310との送受信が終了するまで繰り返し制御部310との通信データの送受信が実行され(ステップS506でNoの場合)、制御部310との通信データの送受信が終了したら(ステップS506でYesの場合)、その結果を返答データとして中継してきた中継機器21へ、制御用ネットワーク通信手段322を介して送信する(ステップS507)。そして、再度待受ける場合(ステップS508でYesの場合)には、再び最初のステップS501の処理から実行し、そうでない場合(ステップS508でNoの場合)には、処理が終了する。
【0051】
ここで、ステップS504の通信量制御手段(パケット間隔制限手段)325による通信データの中継の許可、不許可の判断は、実施の形態1の図7と同じ処理によって行われる。このとき、図7のパケット送信間隔を判定する規定値として、制御機器31が受信する通信データに対して返答する時間間隔を十分に保つことができる値に設定する必要がある。その結果、制御システムが稼動中でも、制御用ネットワーク20の制御通信に支障を与えることがない。なお、図11のステップS504の処理は、ステップS506とステップS507の間で実行するようにしても、同様の結果を得ることが可能である。
【0052】
この実施の形態3によれば、制御機器31,41に通信量制御手段325として、制御機器31,41が所定の時間間隔以下で通信データ(パケット)を受信した場合には、その通信データの中継を不許可とするパケット間隔制限手段325を設けるように構成したので、制御用ネットワーク20内で本来の主目的の制御信号の通信を妨害しない程度に、制御機器31,41が行う返答量を制限することができる。また、制御機器31,41が情報系ネットワーク10からの通信データに対する返答を行う時間を十分に確保することができる。
【0053】
実施の形態4.
実施の形態3では、通信量制御手段325としてパケット間隔制限手段を使用したが、この実施の形態4では、通信量制御手段325としてノード数制限手段325bを使用する場合を説明する。なお、この実施の形態4における設定/調整/モニタ手段321の動作処理の手順は、実施の形態3の図11と同じである。
【0054】
図12は、この実施の形態4で使用される制御機器のプログラム構成の概要を示す図である。ここでは、図2で示した制御機器31の設定/調整/モニタ手段321に、通信量制御手段325として、実施の形態2と同様に、制御機器31へアクセスするノードの数を制限するノード数制限手段325bが用いられる。また、ノード数制限手段325bは、制御機器31へのアクセスを可能とするノード数分のレコードを格納することができる許可テーブル327を備えるように構成される。許可テーブル327には、情報系ネットワーク10に接続されたノードに付されたIPアドレスやMACアドレスなど、ノードを一意に識別することが可能な情報が格納される。
【0055】
このノード数制限手段325bによれば、制御機器31が通信データに対して返答することができるノードの数を、制御用ネットワーク20の制御通信に支障が出ない規定値に設定して、情報端末1からの通信要求に対する返答を制限するので、返答の得られない情報端末1は通信が成立しない。そのために、その情報端末1は、アプリケーション(設定/調整/モニタツール101)を開始することができない。
【0056】
このノード数制限手段325bを備える制御機器31において、実施の形態3の図11のステップS504における通信量制御手段による通信の許可、不許可の判断は、ノード数制限手段325bによって、実施の形態2の図9と同じ処理が行われる。
【0057】
なお、上述した説明では、情報系ネットワーク10から制御機器31に通信できるノードについての制限を設けていない場合を説明したが、制御機器31へのアクセスが可能なノードのみを許可テーブル327に登録し、この許可テーブル327を不変とすることによって、特定のノードの通信のみを中継するようにすることもできる。
【0058】
この実施の形態4によれば、制御用ネットワーク20内の制御機器31,41に、同時に通信要求(通信データ)を受け付けることが可能なノード数を制限するノード数制限手段235bを備えるように構成したので、制御用ネットワーク20における主目的の制御信号の通信の妨害を避けることができ、制御システムが稼動中でも制御パフォーマンスを落とすことなく、制御信号の通信を行うことができる。
【0059】
実施の形態5.
実施の形態1では、中継機器21内の制御通信部内中継手段231に通信量制御手段235を設ける場合を説明したが、この実施の形態5では、情報系ネットワーク10上の情報端末1の設定/調整/モニタツール101に通信量制御手段を設ける場合を説明する。
【0060】
図13は、この実施の形態5で使用される情報端末のプログラム構成の概要を示す図である。ここでは、図2で示した情報端末1の設定/調整/モニタツール101に通信量制御手段115がさらに備えられるように構成される。
【0061】
この図13に示されるように、設定/調整/モニタツール101は、制御機器31,41に対する設定、調整、モニタをそれぞれ行う設定アプリケーションプログラム111、調整アプリケーションプログラム112、モニタアプリケーションプログラム113と、これらのアプリケーションプログラム111〜113が制御機器31,41と通信を行うときに呼び出される機器通信管理API(Application Program Interface)114と、を有して構成される。
【0062】
機器通信管理API114は、通常のプロトコルスタック手段103のTCP/IP通信APIと同様のAPIとして用意されるものであり、各アプリケーションプログラム111〜113によって、直接TCP/IP通信APIが呼び出されて使用される代わりに、通信を制御するために各アプリケーションプログラム111〜113によって呼び出されて使用される。そして、この機器通信管理API114は、上記各アプリケーションプログラム111〜113が送信しようとする通信データの送信の可否を所定の基準に基づいて行う通信量制御手段115と、この通信量制御手段115によって制御機器31,41との間で通信を行う許可が得られた場合に、情報端末用OS102のプロトコルスタック手段103から、たとえばTCP/IP通信APIを呼び出す通信API呼出手段116と、を有して構成される。なお、実施の形態1の図2の情報端末1と同一の構成要素には、同一の符号を付して、その説明を省略している。このように、機器通信管理API114を設けることによって、通信データの送信制御が行われる。
【0063】
つぎに、情報端末1における通信量制御手段115の動作について説明する(図3のステップS104における処理に対応する)。なお、以下の説明では、通信量制御手段115として、実施の形態1と同様に、自情報端末1から制御用ネットワーク20(制御機器31,41)へ送信するパケットの時刻を用いてパケットの通信量を制限するパケット間隔制限手段を用いる場合について説明する。なお、パケット間隔制限手段は、自情報端末1が制御用ネットワーク20(制御機器31,41)に対して前回通信データを送出した時刻である情報送出時刻を保持する図示しない情報送出時刻保持領域を有している。
【0064】
まず、情報端末1のユーザによって、制御機器31,41の設定、調整またはモニタを実行するために所定の操作が行われたそれぞれのアプリケーションプログラム111〜113は、それぞれの機能を実現するために制御機器31,41と通信をする必要がある。そのため、各アプリケーションプログラム111〜113は、機器通信管理API114から通信量制御手段115を呼び出す。呼び出された通信量制御手段115は、実施の形態1の図7に示した処理を実行し、中継許可が出された場合に、通信API呼出手段116によって、情報端末用OS102のプロトコルスタック手段103からTCP/IP通信APIが呼び出す。そして、中継機器21を介して制御用ネットワーク20内の制御機器31,41との間で通信が開始され、それぞれのアプリケーションプログラム111〜113によって要求される機能が実現される。
【0065】
この実施の形態5によれば、情報端末1が送出する通信データの通信量を規定値以下に制限する通信量制御手段115を情報端末1に設けるように構成したので、制御用ネットワーク20の主目的である制御信号の通信が、情報端末1から送出される情報(通信データ)によって妨害されることを防ぐことができる。また、通信量制御手段115として、所定時間内に自情報端末1が送信する通信データ(パケット)が、通信データ(パケット)を送信した前回の時刻から所定の期間が経過していない場合には、通信データ(パケット)を送信させないパケット間隔制限手段を用いるように構成したので、自情報端末1によって送信された通信データ(パケット)のみで情報系ネットワーク10と制御用ネットワーク20を占有してしまうことを防ぐことが可能となる。
【0066】
実施の形態6.
実施の形態1では、中継機器21の制御通信部内中継手段231内に通信量制御手段235を設ける場合を説明したが、この実施の形態6では、制御機器31,41に関する情報で、一度設定した場合につぎに設定するまで変化しない情報(以下、静的情報という)を収集し、この静的情報を制御用ネットワーク20内に流れる情報から削除することで、制御用ネットワーク20内の制御機器31,41のパフォーマンスの低下を防ぐ場合について説明する。
【0067】
図14は、この実施の形態6で使用される中継機器のプログラム構成の概要を示す図である。ここでは、図2で示した中継機器21の制御通信部内中継手段231に、制御用ネットワーク20に接続される制御機器31,41から静的情報を収集する静的情報収集手段241と、収集した静的情報を制御機器31,41に対応付けて記憶保持する静的情報保持手段242と、情報端末1から制御機器31,41宛に送出された通信データ内に静的情報の収集に関する内容が含まれている場合に、静的情報に対する返答のみを静的情報保持手段242から抽出して情報端末1に返送する静的情報代理返答手段243と、がさらに備えられる構成を有する。なお、実施の形態1の図2の中継機器21と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略している。このように、制御通信部内中継手段231内に静的情報収集手段241、静的情報保持手段242および静的情報代理返答手段243を設けることによって、制御用ネットワーク20を流れる情報中の静的情報が削減される。
【0068】
つぎに、このような中継手段231を有する中継機器21の動作について説明する。図15は、中継機器の動作手順を示すフローチャートであり、図3のフローチャートにおけるステップS106,S110での処理手順を示すものである。図2に示されるシステムが起動されると(ステップS601でYesの場合)、静的情報収集手段241は制御用ネットワーク20を経由して各制御機器31,41から静的情報を収集して、その内容を静的情報保持手段242に記憶する(ステップS602)。その後、または、既にシステムが起動されている状態にある場合(ステップS601でNoの場合)には、制御通信部内中継手段231は情報端末1からの情報を待ち受ける(ステップS603)。
【0069】
制御通信部内中継手段231は、情報端末1からの通信データを、情報通信部220を介して受信すると(ステップS603でYesの場合)、その内容を確認して制御機器宛か否かを調べる(ステップS604)。その通信データが制御機器宛ではない場合(ステップS604でNoの場合)には、再度情報端末1からの通信データを待受けするか調べ(ステップS611)、待受ける場合(ステップS611でYesの場合)にはステップS603に戻り、また、待受けない場合(ステップS611でNoの場合)には、処理を終了する。
【0070】
ステップS604でその通信データが制御機器宛である場合(ステップS604でYesの場合)には、制御通信部内中継手段231は、その内容が静的情報問合せか否かを調べる(ステップS605)。その通信データの内容が静的情報の問合せである場合(ステップS605でYesの場合)には、静的情報代理返答手段243は静的情報保持手段242から、その内容に対応する静的情報を検索し、返答データを作成する(ステップS609)。その後、その返答データを情報端末1へ送信する(ステップS610)。そして、上述したステップS611で情報端末1からの通信データを再度待ち受けるか否かを判定する処理を行う。
【0071】
一方、ステップS605でその通信データの内容が静的情報の問合せでない場合(ステップS605でNoの場合)には、制御通信部内中継手段231は、制御機器31,41へアクセス可能かどうかを調べ(ステップS606)、アクセス不能な場合(ステップS606でNoの場合)には、アクセスが不能である旨を情報端末1へ通知する(ステップS608)。そして、上述したステップS611で情報端末1からの通信データを再度待ち受けるか否かを判定する処理を行う。
【0072】
また、制御機器31,41へアクセス可能な場合(ステップS606でYesの場合)には、制御通信部内中継手段231は、情報端末1からの制御機器31,41への問合せ(通信データ)を転送し、返答を待つ(ステップS607)。そして、制御機器31,41から返答データを受信した後に、その返答データを情報端末1へ送信する(ステップS610)。その後、上述したステップS611で情報端末1からの通信データを再度待ち受けるか否かを判定する処理を行う。
【0073】
なお、上述した説明では、静的情報収集手段241による制御機器31,41の静的情報の収集は、システム起動時に行われる場合を示したが、システム起動時だけでなく、制御用ネットワーク20内で制御通信の行われていない時間に制御機器31,41の静的情報を収集するようにしてもよい。
【0074】
この実施の形態6によれば、制御用ネットワーク20内での制御機器31,41に関する情報であって、設定により変更されない限り不変の静的情報を、システム起動時や制御通信が行われていない時間に予め制御機器31,41から収集して保持し、情報端末1からの情報の問合せが制御機器31,41の静的情報である場合には、保持している静的情報を参照してその問合せに対する返答を情報端末1に送信するように中継機器21を構成したので、情報端末1から制御用ネットワーク20へ転送される情報量を削減することが可能となる。つまり、制御用ネットワーク20の制御通信以外の通信の使用量を削減することができる。その結果、制御用ネットワーク20の主目的の制御信号の通信が妨害されることを抑制することが可能となり、制御機器31,41の制御パフォーマンスの低下を防ぐことができる。
【0075】
実施の形態7.
この実施の形態7では、実施の形態1の図2において、情報端末1のユーザが、制御用ネットワーク20の複数の制御機器31,41に同じ値を設定する場合に、制御用ネットワーク20での通信量を削減する場合について説明する。
【0076】
図16は、この実施の形態7で使用される中継機器のプログラム構成の概要を示す図である。ここでは、図2で示した中継機器21の制御通信部内中継手段231に、情報端末1から同じ値の情報が複数の制御機器31,41宛に送信された場合に、その情報を制御用ネットワーク20内でマルチキャスト通信やブロードキャスト通信などで同報通知する同様値設定手段238がさらに備えられる構成を有する。なお、実施の形態1の図2の中継機器21と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略している。このように、制御通信部内中継手段231内に同様値設定手段238を設けることによって、同一の情報を制御機器1台1台に対して送信する場合に比して、制御用ネットワーク20内での通信量が削減される。
【0077】
つぎに、この制御通信部内中継手段231を有する中継機器21の動作について説明する。図17は、中継機器の動作処理を説明するためのフローチャートであり、図3のフローチャートにおけるステップS106,S110での処理手順を示すものである。まず、制御通信部内中継手段231は、情報端末1からの通信データを、情報通信部220を介して受け付けると(ステップS701)、その通信データが制御機器宛か否かを確認する(ステップS702)。制御機器宛の通信データである場合(ステップS702でYesの場合)には、その通信データが制御用ネットワーク20内の複数の制御機器への同様値設定のための情報かを確認する(ステップS703)。複数の制御機器への同様値設定のための情報である場合(ステップS703でYesの場合)には、それらの制御機器へ同様値を設定するように制御用ネットワーク20上の該当する制御機器に一度に同報通知する(ステップS704)。
【0078】
その後、通知した情報に対する全ての制御機器31,41からの返答を待受け、すべての制御機器31,41からの返答を受信すると、その返答を集計し情報端末1に返答するための返答データを作成する(ステップS705)。一方、ステップS703で各制御機器31,41への同様値設定のための情報ではない場合(ステップS703でNoの場合)には、通常どおり制御機器31,41へその情報を転送し返答を待受ける(ステップS706)。その後、またはステップS705の後、返答を情報端末1へ転送する(ステップS707)。そして、またはステップS702で制御機器31,41宛の情報でない場合(ステップS702でNoの場合)には、情報端末1からの通信データを再度待受けるか調べ(ステップS708)、待ち受ける場合(ステップS708でYesの場合)にはステップS701からの処理を繰り返し実行し、待ち受けない場合(ステップS708でNoの場合)には、処理を終了する。
【0079】
この実施の形態7によれば、制御用ネットワーク20内の各制御機器31,41に対して同様の設定を行う際に、それらの制御機器31,41に対して同報通知する同様値設定手段238を中継機器21に備えるように構成したので、個々の制御機器31,41に対して同じ内容の通信データを送信する場合に比して、制御用ネットワーク20内の通信量を削減することができる。その結果、制御用ネットワーク20の主目的である制御のための通信が妨害されることを防ぎ、また、制御パフォーマンスの低下を防ぐ事ができる。
【0080】
なお、実施の形態1〜7では、図1の情報系ネットワーク10の情報端末1から制御用ネットワーク20内の制御機器31,41に対する制御の場合を例に挙げて説明したが、情報系ネットワーク10に直接接続される機器2に対する通信に対しても同様にして通信量の削減を行うことができる。すなわち、機器2は、その内部に複数の制御機器を内蔵しているので、機器2を1つの制御用ネットワークとみなして、上記実施の形態1〜7で説明してきた通信量を制限する方法を有効に適用することができる。
【0081】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、情報系ネットワークと制御用ネットワークとが中継装置を介して接続されるシステムにおいて、情報系ネットワーク内の情報端末、制御用ネットワーク内の制御機器または中継装置のいずれかに、所定の基準にしたがって制御用ネットワークに流れる情報系ネットワークからの通信データを制限する通信量制御手段を備えるように構成したので、情報端末からの情報が制御用ネットワーク内での制御信号の通信を妨害することを避けることができる。その結果、制御ネットワークでの制御システム稼動中に、制御のパフォーマンスを落とさずに、外部の情報系ネットワークに接続された情報端末と通信することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による異種ネットワーク間の通信量制限システムのネットワーク構成を示す概略図である。
【図2】 このシステムを構成する情報端末、中継機器および制御機器の各ハードウェア上で動作するプログラム構成の概要を示す図である。
【図3】 図1のシステムにおける制御機器の制御を行う処理手順を示すフローチャートである。
【図4】 実施の形態1で使用される中継機器のプログラム構成の概要を示す図である。
【図5】 通信量制御手段を備えた中継装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図6】 この実施の形態1で使用される中継機器のプログラム構成の概要を示す図である。
【図7】 パケット間隔制限手段の動作処理を示すフローチャートである。
【図8】 この実施の形態2で使用される中継機器のプログラム構成の概要を示す図である。
【図9】 ノード数制限手段の動作処理を示すフローチャートである。
【図10】 この実施の形態3で使用される制御機器のプログラム構成の概要を示す図である。
【図11】 通信量制御手段を制御機器に設けた場合の設定/調整/モニタ手段の動作処理を示すフローチャートである。
【図12】 この実施の形態4で使用される制御機器のプログラム構成の概要を示す図である。
【図13】 この実施の形態5で使用される情報端末のプログラム構成の概要を示す図である。
【図14】 この実施の形態6で使用される中継機器のプログラム構成の概要を示す図である。
【図15】 中継機器の動作手順を示すフローチャートである。
【図16】 この実施の形態7で使用される中継機器のプログラム構成の概要を示す図である。
【図17】 中継機器の動作処理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
1 情報端末、2 機器、10 情報系ネットワーク、20 制御用ネットワーク、21 中継機器、30 第1の制御用ネットワーク、31,41 制御機器、40 第2の制御用ネットワーク、101 設定/調整/モニタツール、102 情報端末用OS、103 プロトコルスタック手段、111 設定アプリケーションプログラム、112 調整アプリケーションプログラム、113 モニタアプリケーションプログラム、114 機器通信管理API、115 通信量制御手段、116 通信API呼出手段、210 制御部、220 情報通信部、221 中継手段、222 バス通信手段、223 プロトコルスタック手段、224 情報通信部内OS、230 制御通信部、231 中継手段、232 バス通信手段、233 制御用ネットワーク通信手段、234 制御通信部内OS、235 通信量制御手段、235a パケット間隔制限手段、235bノード数制限手段、236 情報送出時刻保持領域、237 許可テーブル、238 同様値設定手段、241 静的情報収集手段、242 静的情報保持手段、243 静的情報代理返答手段、310 制御部、320 制御通信部、321 設定/調整/モニタ手段、322 制御用ネットワーク通信手段、323制御機器用OS、324 バス通信手段、325 通信量制御手段(パケット間隔制限手段)、325b ノード数制限手段、326 情報送出時刻保持領域、327 許可テーブル。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control network in a system in which, for example, a control network composed of control devices is connected to an information network composed of information terminals, and the control devices can be remotely operated by the information terminals. In order to prevent the control signal communicated in the network from being obstructed by information from the information network, the communication amount restriction system between different networks restricts the amount of communication data communicated between the two networks. And relay device It is about.
[0002]
[Prior art]
An information terminal such as a personal computer is connected to a higher level of a programmable controller of a control network to which a plurality of programmable controllers connected to a sensor or the like and which transmits a control command to a device to be controlled based on an analysis result of information detected by the sensor A network control system has been proposed in which a plurality of information system networks are connected and information can be transmitted from an information terminal of the information system network to a programmable controller of the control network.
[0003]
However, the program that controls the operation of the programmable controller connected to the control network uses a “ladder sequence” that excels at controlling the operation of the device being controlled. There is a problem that it is an unsuitable language. In addition, when multiple programmable controllers in the control network are products from different manufacturers, the specifications for connecting the programmable controller and the information terminal to the network are different for each company, so the upper information terminal and the programmable controller are connected. In order to do this, there is a problem that the programmable controller to be connected must be examined and communication must be performed on the information terminal side using a protocol or the like adapted to each programmable controller. For this reason, unless these problems are solved, the control network and the information system network cannot be connected, which requires considerable effort.
[0004]
Therefore, it is possible to communicate with each of the programmable controller and the higher-level information terminal without being aware of the other party's communication protocol and operation status, and the programmable controller for information collection and management is not good, and information Connection and communication between the control network and the information system network are facilitated by providing a controller between the control network and the information system network that implements processing that causes overloading when executed by the terminal. There has been proposed a conventional technique that can be used (for example, see Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-296911 A (
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when an information network is connected to the control network via a controller and the control network is managed, settings and data from an information terminal of the information network to a control device such as a programmable controller of the control network When communications such as requests become frequent, the control network, whose main purpose is the transmission of control signals, is occupied by the transmission of information other than control signals. There was a problem that it was.
[0007]
The present invention has been made in view of the above, and in a communication control system in which a control network and an information network are connected, it is possible to limit the amount of communication data transmitted from the information network to the control network. Traffic restriction system between different heterogeneous networks And relay device The purpose is to obtain.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a communication volume restriction system between different types of networks according to the present invention includes first and second networks having different types of communication data to be communicated, and the first network to the second network. A traffic control method that limits the relay of communication data sent to Steps and The communication data transmitted from the first network permitted by the communication amount control means to the second network is converted into communication data in a form usable in the second network, relayed, and Middle joint that relays communication data transmitted from the second network to the first network after converting it into communication data in a form that can be used in the first network Step, A relay device having The traffic volume control means of the relay device is configured to store the communication data when the number of nodes in the first network that can simultaneously communicate with the second network is equal to or less than a predetermined number. Allow relay to second network It is characterized by that.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
With reference to the accompanying drawings, a communication volume restriction system between different types of networks according to the present invention will be described below. And relay device The preferred embodiment will be described in detail.
[0010]
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a network configuration of a communication volume restriction system between different types of networks according to the present invention. The system includes an
[0011]
The
[0012]
In the
[0013]
The
[0014]
The
[0015]
Note that the first network in the claims corresponds to the
[0016]
FIG. 2 is a diagram showing an outline of a schematic configuration of an information terminal, a relay device, and a control device constituting this system as a program configuration operating on each hardware. The information terminal 1 in the
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
Here, a normal operation in which the user controls the control device from the information terminal will be described by taking as an example a case where the information terminal 1a in FIG. 1 performs setting, adjustment, or monitoring of the
[0023]
Next, as a result of the operation of the setting / adjustment /
[0024]
In the
[0025]
Communication data received by the control network communication means 322 in the
[0026]
Response data for the setting, adjustment, and monitoring commands by the
[0027]
The above processing procedure is repeated, and information necessary for setting, adjustment, and monitoring specified by the application program (setting / adjustment / monitor tool 101) on the information terminal 1a is transferred to the control device via the heterogeneous network. Remote control such as setting, adjustment, and monitoring of the
[0028]
The above shows an example of a procedure for exchanging information in a system in which the information-related
[0029]
In such a system for communicating information between different types of networks, in order to enable remote setting, adjustment, and monitoring while the control system configured by the
[0030]
FIG. 4 is a diagram showing an outline of the program configuration of the relay device used in the first embodiment. The communication
[0031]
FIG. 5 is a flowchart showing the processing procedure of the relay apparatus provided with the traffic control means, and shows the processing procedure in step S106 in the flowchart of FIG. First, the
[0032]
If the
[0033]
When all communication is completed (Yes in step S206), a response is transmitted to the relayed device (step S207), and when the standby state is again set (Yes in step S208), the process starts from step S201. Returning to the first process, if not (No in step S208), the process ends.
[0034]
Here, a specific example of the
[0035]
Next, an operation process of the packet interval limiting unit will be described. FIG. 7 is a flowchart showing the operation processing of the packet interval limiting means, and corresponds to the processing in step S204 of FIG. First, when the execution of the packet
[0036]
When a sufficient time equal to or greater than the specified value has elapsed from the previous information transmission time (Yes in step S302), the packet
[0037]
When the control network has multiple layers as shown in FIG. 1, the
[0038]
According to the first embodiment, the
[0039]
In the first embodiment, the case where the
[0040]
FIG. 8 is a diagram showing an outline of the program configuration of the relay device used in the second embodiment. In the second embodiment, a node (information terminal) that can simultaneously access the
[0041]
Next, the operation of the node
[0042]
If the transmission source node of the communication data is not stored in the permission table 237 (No in step S401), it is checked whether or not there is room for registering the number of nodes in the permission table 237 (step S402). ). If there is room in the permission table 237 (Yes in step S402), the node name that is currently determined in the permission table 237, that is, the source node of the communication data that is currently determined is registered (step). S403), relaying is permitted (step S407). Thereafter, the relay permission is output to the
[0043]
On the other hand, if the transmission source node of the communication data is stored in the permission table 237 in step S401 (Yes in step S401), the communication data (packet) currently being determined is the transmission source. It is determined based on the description in the communication data whether or not it is the last communication data (packet) of a series of communications by the node (step S405). If there is no description of the final communication in the communication data (No in step S405), the relay is permitted (step S407), the relay permission is output to the
[0044]
In the above description, a case has been described in which there is no restriction on nodes that can communicate from the
[0045]
According to the second embodiment, the
[0046]
Embodiment 3 FIG.
In the first embodiment, the case where the communication
[0047]
FIG. 10 is a diagram showing an outline of the program configuration of the control device used in the third embodiment. As shown in FIG. 10, the amount (information amount) of communication data transmitted from the information terminal 1 is limited to the setting / adjustment / monitoring means 321 of the
[0048]
FIG. 11 is a flowchart showing the operation process of the setting / adjustment / monitoring means when the communication amount control means is provided in the control device, and corresponds to the processing procedure in steps S107 to S109 in the flowchart of FIG. . First, when communication data from the information terminal 1 is received by the control
[0049]
If the communication data is addressed to the own device (Yes in step S502), the setting / adjustment /
[0050]
When the relay permission is obtained from the communication volume control unit (packet interval limiting unit) 325 (Yes in step S504), the setting / adjustment /
[0051]
Here, the determination of permission or non-permission of relay of communication data by the traffic control unit (packet interval limiting unit) 325 in step S504 is performed by the same processing as that in FIG. At this time, it is necessary to set the time interval for replying to the communication data received by the
[0052]
According to the third embodiment, when the
[0053]
Embodiment 4 FIG.
In the third embodiment, the packet interval limiting unit is used as the
[0054]
FIG. 12 is a diagram showing an outline of the program configuration of the control device used in the fourth embodiment. Here, the setting / adjustment / monitoring means 321 of the
[0055]
According to the node
[0056]
In the
[0057]
In the above description, a case has been described where there is no restriction on nodes that can communicate from the
[0058]
According to the fourth embodiment, the
[0059]
Embodiment 5 FIG.
In the first embodiment, the case where the communication
[0060]
FIG. 13 is a diagram showing an outline of the program configuration of the information terminal used in the fifth embodiment. Here, the setting / adjustment /
[0061]
As shown in FIG. 13, the setting / adjustment /
[0062]
The device
[0063]
Next, the operation of the
[0064]
First, each
[0065]
According to the fifth embodiment, since the communication amount control means 115 for limiting the communication amount of the communication data transmitted from the information terminal 1 to the specified value or less is provided in the information terminal 1, the main network of the
[0066]
Embodiment 6 FIG.
In the first embodiment, the case where the communication
[0067]
FIG. 14 is a diagram showing an outline of the program configuration of the relay device used in the sixth embodiment. Here, the
[0068]
Next, the operation of the
[0069]
When the communication data from the information terminal 1 is received via the information communication unit 220 (Yes in step S603), the
[0070]
When the communication data is addressed to the control device in step S604 (Yes in step S604), the control communication
[0071]
On the other hand, if the content of the communication data is not a static information inquiry in step S605 (No in step S605), the
[0072]
When the
[0073]
In the above description, the static
[0074]
According to the sixth embodiment, the information regarding the
[0075]
Embodiment 7 FIG.
In the seventh embodiment, in FIG. 2 of the first embodiment, when the user of the information terminal 1 sets the same value in the plurality of
[0076]
FIG. 16 is a diagram showing an outline of the program configuration of the relay device used in the seventh embodiment. Here, when information of the same value is transmitted from the information terminal 1 to a plurality of
[0077]
Next, the operation of the
[0078]
Thereafter, it waits for responses from all the
[0079]
According to the seventh embodiment, when similar settings are made for the
[0080]
In the first to seventh embodiments, the case of controlling the
[0081]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a system in which an information network and a control network are connected via a relay device, an information terminal in the information network, a control device or a relay device in the control network Since the communication amount control means for restricting communication data from the information network flowing in the control network according to a predetermined standard is provided in any of the above, information from the information terminal is controlled in the control network. Interfering with signal communication can be avoided. As a result, it is possible to communicate with an information terminal connected to an external information system network without degrading the control performance while the control system is operating on the control network.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a network configuration of a communication volume restriction system between different types of networks according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an outline of a program configuration that operates on each hardware of an information terminal, a relay device, and a control device that constitute this system.
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure for controlling a control device in the system of FIG. 1;
4 is a diagram showing an outline of a program configuration of a relay device used in the first embodiment. FIG.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a processing procedure of a relay apparatus including a communication amount control unit.
6 is a diagram showing an outline of a program configuration of a relay device used in the first embodiment. FIG.
FIG. 7 is a flowchart showing an operation process of a packet interval limiting unit.
FIG. 8 is a diagram showing an outline of a program configuration of a relay device used in the second embodiment.
FIG. 9 is a flowchart showing an operation process of a node number limiting unit.
FIG. 10 is a diagram showing an outline of a program configuration of a control device used in the third embodiment.
FIG. 11 is a flowchart showing an operation process of a setting / adjustment / monitoring unit when a communication amount control unit is provided in a control device.
FIG. 12 is a diagram showing an outline of a program configuration of a control device used in the fourth embodiment.
FIG. 13 is a diagram showing an outline of a program configuration of an information terminal used in the fifth embodiment.
FIG. 14 is a diagram showing an outline of a program configuration of a relay device used in the sixth embodiment.
FIG. 15 is a flowchart showing an operation procedure of the relay device.
FIG. 16 is a diagram showing an outline of a program configuration of a relay device used in the seventh embodiment.
FIG. 17 is a flowchart for explaining an operation process of the relay device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Information terminal, 2 apparatus, 10 Information system network, 20 Control network, 21 Relay apparatus, 30 1st control network, 31, 41 Control apparatus, 40 2nd control network, 101 Setting / adjustment / monitor tool , 102 Information terminal OS, 103 Protocol stack means, 111 Setting application program, 112 Adjustment application program, 113 Monitor application program, 114 Device communication management API, 115 Communication amount control means, 116 Communication API calling means, 210 Control section, 220 Information communication unit, 221 Relay unit, 222 Bus communication unit, 223 Protocol stack unit, 224 OS in information communication unit, 230 Control communication unit, 231 Relay unit, 232 Bus communication unit, 233 Control network communication unit, 2 4 OS in control communication unit, 235 communication amount control means, 235a packet interval restriction means, 235b node number restriction means, 236 information transmission time holding area, 237 permission table, 238 similar value setting means, 241 static information collection means, 242 static Information holding means, 243 static information proxy reply means, 310 control section, 320 control communication section, 321 setting / adjustment / monitoring means, 322 control network communication means, 323 control device OS, 324 bus communication means, 325 communication Amount control means (packet interval restriction means), 325b node number restriction means, 326 information transmission time holding area, 327 permission table.
Claims (3)
前記第1のネットワークから前記第2のネットワークへ送信される通信データの中継を、所定の基準にしたがって制限する通信量制御手段、および、
前記通信量制御手段によって許可された前記第1のネットワークから前記第2のネットワークに送信される通信データを、前記第2のネットワークで利用可能な形態の通信データに変換して中継するとともに、前記第2のネットワークから前記第1のネットワークに送信される通信データを、前記第1のネットワークで利用可能な形態の通信データに変換して中継する中継手段、
を有する中継装置と、
を備え、
前記中継装置の前記通信量制御手段は、前記第2のネットワークに同時に通信することが可能な前記第1のネットワーク内のノード数が、所定の数以下である場合に、前記通信データの前記第2のネットワークへの中継を許可することを特徴とする異種ネットワーク間の通信量制限システム。First and second networks having different forms of communication data to be communicated;
Traffic control hand stage relays communication data transmitted to the second network from the first network, to limit in accordance with a predetermined criterion and,,
The communication data transmitted from the first network permitted by the communication amount control means to the second network is converted into communication data in a form usable in the second network and relayed, and the relay hand stage the communication data to be transmitted to the first network from the second network, relays and converts the communication data of the first available form the network,
A relay device having
Equipped with a,
The communication amount control means of the relay device is configured to control the communication data when the number of nodes in the first network that can simultaneously communicate with the second network is equal to or less than a predetermined number. traffic restriction system between heterogeneous networks characterized that you allow relaying to the second network.
前記第1のネットワークから前記第2のネットワークへ送信される通信データの中継を、所定の基準にしたがって制限する通信量制御手段と、 A traffic control means for limiting relaying of communication data transmitted from the first network to the second network according to a predetermined standard;
前記通信量制御手段によって許可された前記第1のネットワークから前記第2のネットワークに送信される通信データを、前記第2のネットワークで利用可能な形態の通信データに変換して中継するとともに、前記第2のネットワークから前記第1のネットワークに送信される通信データを、前記第1のネットワークで利用可能な形態の通信データに変換して中継する中継手段と、 The communication data transmitted from the first network permitted by the communication amount control means to the second network is converted into communication data in a form usable in the second network and relayed, and the Relay means for converting communication data transmitted from a second network to the first network into communication data in a form usable in the first network and relaying the communication data;
を備え、 With
前記通信量制御手段は、前記第2のネットワークに同時に通信することが可能な前記第1のネットワーク内のノード数が、所定の数以下である場合に、前記通信データの前記第2のネットワークへの中継を許可することを特徴とする中継装置。The traffic volume control means sends the communication data to the second network when the number of nodes in the first network that can simultaneously communicate with the second network is equal to or less than a predetermined number. A relay device that permits relaying of the network.
前記第1と前記第2のネットワーク間で通信される通信データを、送信される側のネットワークで利用可能な形態の通信データに変換して中継する中継装置と、
を備え、前記第1のネットワークから前記第2のネットワークに送信される通信データの量を制限する異種ネットワーク間の通信量制限システムであって、
前記第2のネットワークは、
前記第1のネットワークから受信した通信データに格納されている内容を実行する制御手段と、
受信した前記通信データを、所定の基準にしたがって前記制御手段に中継する通信量制御手段と、
を有するノードによって構成され、
前記ノードの通信量制御手段は、このノードに同時に通信することが可能な前記第1のネットワーク内のノード数が、所定の数以下である場合に、前記通信データを前記制御手段に中継することを特徴とする異種ネットワーク間の通信量制限システム。First and second networks having different forms of communication data to be communicated;
A relay device that converts communication data communicated between the first and second networks into communication data in a form that can be used in a transmission-side network, and relays the communication data;
A communication volume limiting system between different networks for limiting the amount of communication data transmitted from the first network to the second network,
The second network is
Control means for executing the contents stored in the communication data received from the first network;
A communication amount control means for relaying the received communication data to the control means in accordance with a predetermined standard;
Is constituted by a node having,
Traffic control means of the node, the number of nodes in the first network that can communicate simultaneously on this node, if smaller than the predetermined number, you relays the communication data to the control means A communication volume limiting system between different types of networks.
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