中継装置
【課題】プロトコルの異なる複数のネットワーク間で送受信されるスキャン伝送データを中継装置で中継する際に、受信中データを次の新たな受信データで上書きして破壊並びに誤認するといったことを防止することを可能にする。
【解決手段】中継装置Ａのスキャン伝送送信タイミング調整部Ｅが、Ｎ２用送信バッファＤ２に格納されたネットワークＮ１からのスキャン伝送データを中継先ネットワークＮ２へ送信する際に、前回送信時刻と現在時刻との双方の時間差が、スキャン伝送の送信周期Ｔよりも所定時間短く且つ中継先ネットワークＮ２の最小受信間隔Ｔ［Ｎ２］（ｍｉｎ）よりも長い特定時間（Ｔ−Δｔ２）以上であれば即時送信し、双方の時間差が特定時間（Ｔ−Δｔ２）未満であれば、双方の時間差が特定時間（Ｔ−Δｔ２）以上となった時点で送信するように、構成した。
【解決手段】中継装置Ａのスキャン伝送送信タイミング調整部Ｅが、Ｎ２用送信バッファＤ２に格納されたネットワークＮ１からのスキャン伝送データを中継先ネットワークＮ２へ送信する際に、前回送信時刻と現在時刻との双方の時間差が、スキャン伝送の送信周期Ｔよりも所定時間短く且つ中継先ネットワークＮ２の最小受信間隔Ｔ［Ｎ２］（ｍｉｎ）よりも長い特定時間（Ｔ−Δｔ２）以上であれば即時送信し、双方の時間差が特定時間（Ｔ−Δｔ２）未満であれば、双方の時間差が特定時間（Ｔ−Δｔ２）以上となった時点で送信するように、構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロトコルの異なる複数のネットワーク間においてスキャン伝送パケットデータを中継し、分散制御システム及び安全計装システム等に適用される、中継装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
分散制御システム及び安全計装システムは、石油化学、鉄鋼、紙パルプ、食品、薬品、電力等の幅広い分野のプラント運転制御及び安全確保に用いられている。これらのシステムでは通信局同士がバルブの操作値や流量値などをデータで通信するデータ通信を行っている。このようなシステムは例えば特許文献１に記載されている。
【０００３】
プラント制御に使用するデータ共有では、一般的にネットワーク内の複数の通信局へサイクリックに同報通知するスキャン伝送を利用している場合が多い。このスキャン伝送は、１対多の同報通知であり、１対多のユニキャスト通信に比べて送信回数が少なくて済むため、通信帯域を節約することができ、リアルタイム性が求められるような制御ネットワークにとって有効な通信方式である。現在では、特許文献２に記載のように、スキャン伝送パケットデータ（スキャン伝送データとも称す）を異なるネットワーク間で中継する中継装置も発明されている。
【０００４】
特許文献２にあるような、既存の中継装置を用いてプロトコルの異なる２つのネットワーク間のスキャン伝送データを中継する場合の通信ネットワークシステム図を図４に示す。ここでは、簡単のため、ネットワークＮ１のスキャン伝送データを、中継装置ＡｐでネットワークＮ２へ中継する処理について記述するが、逆も同様である。
【０００５】
中継装置Ａｐは、ネットワークＮ１に存在する任意の通信局Ｎ１ａのホスト１ａｈからスキャン伝送データをＮ１用通信部Ｂ１を使用して受信すると、スキャン伝送中継部Ｃを用いてネットワークＮ２のプロトコルに適合するように加工処理を行い、このデータをＮ２送信バッファＤ２に格納する。この格納されたスキャン伝送データは直ちにＮ２用通信部Ｂ２を使用してネットワークＮ２へと送信される。
【０００６】
今、図５に示すように、ネットワークＮ１で生じる遅延の最大値と最小値を、それぞれ時刻ｔｍ１とｔｍ２間のｔｄ［Ｎ１］（ｍａｘ）、時刻ｔｍ５とｔｍ６間のｔｄ［Ｎ１］（ｍｉｎ）とすると、ネットワークＮ１での実際の受信間隔の最小値Ｔ［Ｎ１］（ｍｉｎ）は次式（１）で表される。
【０００７】
Ｔ［Ｎ１］（ｍｉｎ）＝Ｔ−（ｔｄ［Ｎ１］（ｍａｘ）−ｔｄ［Ｎ１］（ｍｉｎ））
…（１）
ネットワークＮ２で生じる遅延の最大値と最小値を、それぞれ時刻ｔｍ３とｔｍ４間のｔｄ［Ｎ２］（ｍａｘ）、時刻ｔｍ７とｔｍ８間のｔｄ［Ｎ２］（ｍｉｎ）とすると、ネットワークＮ２での実際の受信間隔の最小値は次式（２）で表される。
【０００８】
Ｔ［Ｎ２］（ｍｉｎ）＝Ｔ−（ｔｄ［Ｎ２］（ｍａｘ）−ｔｄ［Ｎ２］（ｍｉｎ））
…（２）
ここで、ネットワークＮ１，Ｎ２におけるホストインターフェース仕様によるスキャン伝送の最小受信間隔をそれぞれｔ１，ｔ２とすると、スキャン周期をＴとして、Ｔ［Ｎ１］（ｍｉｎ）＞ｔ１、Ｔ［Ｎ２］（ｍｉｎ）＞ｔ２が成立している。
【０００９】
スキャン伝送データを中継する際には、中継装置Ａｐでの中継処理によっても遅延が生じる。この遅延の最大値と最小値を、それぞれ時刻ｔｍ２とｔｍ３間のｔｄ［Ｎｒ］（ｍａｘ）、時刻ｔｍ６とｔｍ７間のｔｄ［Ｎｒ］（ｍｉｎ）とする。
【００１０】
上記の遅延時間を考慮すると、従来の中継装置Ａｐによってスキャン伝送データを中継する場合、図５に示すように送信元通信局Ｎ１ａのホスト１ａｈが送信要求をかけてから、中継先ネットワークＮ２の例えば通信局Ｎ２ｂのホスト２ｂｈが、そのスキャン伝送データを受け取るまでに発生する遅延の時刻ｔｍ１とｔｍ４間の最大値ｔｄ（ｍａｘ）及び時刻ｔｍ５とｔｍ８間の最小値ｔｄ（ｍｉｎ）はそれぞれ次式（３）及び（４）で表される。
【００１１】
ｔｄ（ｍａｘ）＝ｔｄ［Ｎ１］（ｍａｘ）＋ｔｄ［Ｎｒ］（ｍａｘ）
＋ｔｄ［Ｎ２］（ｍａｘ）…（３）
ｔｄ（ｍｉｎ）＝ｔｄ［Ｎ１］（ｍｉｎ）＋ｔｄ［Ｎｒ］（ｍｉｎ）
＋ｔｄ［Ｎ２］（ｍｉｎ）…（４）
従って、中継先ネットワークＮ２の通信局Ｎ２ｂのホスト２ｂｈが送信元ネットワークＮ１のスキャン伝送データを受信する際の時刻ｔｍ４とｔｍ８間の最小受信間隔Ｔ［Ｎ２］［Ｎ１］（ｍｉｎ）は次式（５）のようになる。
Ｔ［Ｎ２］［Ｎ１］（ｍｉｎ）＝Ｔ−（ｔｄ（ｍａｘ）−ｔｄ（ｍｉｎ））…（５）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００５−１７６１６１号公報
【特許文献２】特開２００５−０９４２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献２にあるような、図４及び図５に示したプロトコルの異なるネットワークＮ１とＮ２は、それぞれ異なる思想で設計されているため、スキャン伝送データが中継装置Ａｐで中継されることを想定していない。このため、異なるネットワークへスキャンが中継されたとき、中継先通信局Ｎ２ａのホスト２ａｈのスキャン伝送の最小受信間隔Ｔ［Ｎ２］（ｍｉｎ）が、中継先スキャン伝送の受信に関するホストインターフェース仕様のスキャン伝送の最小受信間隔ｔ２を満たすかどうかは保証されない。
【００１４】
従って、その最小受信間隔Ｔ［Ｎ２］［Ｎ１］（ｍｉｎ）がネットワークＮ２のスキャン伝送受信のホストインターフェース仕様を満たしていない場合、つまり、Ｔ［Ｎ２］［Ｎ１］（ｍｉｎ）＜ｔ２である場合、ネットワークＮ２では中継されたスキャン伝送データを受信した際にホストインターフェース仕様を満たさない可能性がある。このようにスキャン伝送データを受信した際にホストインターフェース仕様を満たさないと、ホスト２ａｈがスキャン伝送データを読み込んでいる最中に、次の新たなスキャン伝送データが読み込み中のデータを上書きしてしまい、データが破壊されたり、ホスト２ａｈがデータを誤認したりする問題が発生する。
【００１５】
中継装置Ａｐを介したネットワークＮ１，Ｎ２のシステムが上述のようなプラント運転制御に適用されている場合、先の誤認によって最悪の場合、正常なプラント操業に支障を来す可能性がある。
【００１６】
本発明は上記した課題を解決するためになされたものであり、プロトコルの異なる複数のネットワーク間で送受信されるスキャン伝送データを中継装置で中継する際に、中継先ネットワークに存在する通信局のスキャン伝送受信のホストインターフェース仕様を満たすことができ、これにより受信中データを次の新たな受信データで上書きして破壊並びに誤認するといったことを防止することができる、中継装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記した課題を解決するために本発明は、異なるプロトコルを使用する複数のネットワーク間でスキャン伝送されるデータを受信後に、中継先ネットワークのプロトコルに適合するように加工処理を行ってバッファに格納し、この格納後に中継先ネットワークへ送信する中継処理を行う中継装置であって、前記格納されたデータを前記中継先ネットワークへ送信する際に、前回送信時刻と現在時刻との双方の時間差が、前記スキャン伝送の送信周期よりも所定時間短く且つ前記中継先ネットワークのスキャン伝送のホストインターフェース仕様による最小受信間隔よりも長い特定時間以上であれば即時送信し、前記双方の時間差が前記特定時間未満であれば、当該双方の時間差が前記特定時間以上となった時点で送信する送信タイミング調整手段、を有することを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、送信元ネットワークからのスキャン伝送によるデータが、中継装置により中継先ネットワークへ中継される際に、中継装置の送信タイミング調整手段で、データの前回送信時刻と現在時刻との双方の時間差が特定時間以上であれば即時送信され、双方の時間差が特定時間未満であれば、その双方の時間差が特定時間以上となった時点で送信される。特定時間は、スキャン伝送の送信周期よりも所定時間短く且つ中継先ネットワークのスキャン伝送のホストインターフェース仕様による最小受信間隔よりも長い時間なので、中継先ネットワークがデータを必ず受信完了後に次の新しいデータが受信される。従って、従来のように中継先ネットワークがデータを受信中に、次の新たなデータが受信中データを上書きしてしまい、データが破壊されたり、データを誤認したりするといったことが無くなる。
【００１９】
また、中継装置はデータを送信元ネットワークより受信してから、一時的に格納によるペンディングを行った後、中継先ネットワークへ送信することになる。この場合、特定時間はスキャン伝送の送信周期よりも所定時間短いので、ペンディングによって生じた遅延は、これに続くデータを送信するたびに、スキャン伝送の一送信周期から特定時間を引いた時間（例えばΔｔ２）ずつ吸収され、所定中継回数後には完全に解消することができる。
【００２０】
本発明において、前記中継先ネットワークの最小受信間隔は、当該中継先ネットワークにおけるホストインターフェース仕様によるスキャン伝送の最小受信間隔以上であることを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、特定時間は、スキャン伝送の送信周期よりも所定時間短く且つ中継先ネットワークにおけるホストインターフェース仕様によるスキャン伝送の最小受信間隔よりも長いので、中継先ネットワークがデータを必ず受信完了後に次の新しいデータが受信されることになる。従って、従来のような中継先ネットワークがデータ受信中に、次の新たなデータが受信中データを上書きするといった不具合が無くなる。
【００２２】
本発明において、二重化された中継装置のうち制御中の中継装置に異常が生じた際に、待機中の中継装置に制御権を獲得させる制御権管理手段を備え、前記制御権管理手段により新しく制御側とされた中継装置の前記送信タイミング調整手段は、制御動作開始から前記スキャン伝送の１送信周期分の規定の時間を経過するまでは、受信データを送信せずに前記バッファに格納し、前記規定の時間が経過した時点で中継動作を開始することを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、待機側の中継装置が制御権を獲得した後、制御動作開始からスキャン伝送１周期分の時間、送信を停止することで、中継先ネットワークのデータの受信のホストインターフェースを確実に満たし、データの破壊を防止することができる。その際発生した遅延は、上記の発明の通り次第に解消される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、プロトコルの異なる複数のネットワーク間で送受信されるスキャン伝送データを中継装置で中継する際に、中継先ネットワークに存在する通信局のスキャン伝送受信のホストインターフェース仕様を満たすことができ、これにより受信中データを次の新たな受信データで上書きして破壊並びに誤認するといったことを防止することができる、中継装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施形態に係る通信ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態に係る通信ネットワークシステムにおける中継動作を示すシーケンス図である。
【図３】本実施形態に係る通信ネットワークシステムの応用例の構成を示すブロック図である。
【図４】従来の通信ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【図５】従来の通信ネットワークシステムにおける中継動作を示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための実施の形態（以下、単に本実施形態という）について詳細に説明する。
（実施形態の構成）
図１は、本実施形態に係る通信ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。本実施形態に係る通信ネットワークシステムは、プロトコルの異なる２つのネットワークＮ１，Ｎ２と、これらネットワークＮ１，Ｎ２間に介在する中継装置Ａとを備えて構成されており、図４に示した従来の通信ネットワークシステムと異なる点は、中継装置Ａにある。
【００２７】
ネットワークＮ１は、各々が送受信装置としてのホスト１ａｈ，１ｂｈ，１ｃｈを有する複数の通信局Ｎ１ａ，Ｎ１ｂ，Ｎ１ｃを備え、ネットワークＮ２も同様に、各々が送受信装置としてのホスト２ａｈ，２ｂｈ，２ｃｈを有する複数の通信局Ｎ２ａ，Ｎ２ｂ，Ｎ２ｃを備える。
【００２８】
中継装置Ａは、プロトコルの異なる２つのネットワークＮ１，Ｎ２間のスキャン伝送データを中継するものであり、Ｎ１用通信部Ｂ１と、Ｎ２用通信部Ｂ２と、スキャン伝送中継部Ｃと、Ｎ１用送信バッファＤ１と、Ｎ２用送信バッファＤ２と、スキャン伝送送信タイミング調整部（送信タイミング調整手段）Ｅとを備えて構成されている。
【００２９】
Ｎ１用通信部Ｂ１は、ネットワークＮ１に存在する任意の通信局Ｎ１ａのホスト１ａｈとスキャン伝送データの送受信を行い、Ｎ２用通信部Ｂ２は、ネットワークＮ２に存在する任意の通信局Ｎ２ｂのホスト２ｂｈとスキャン伝送データの送受信を行う。
【００３０】
スキャン伝送中継部Ｃは、Ｎ１用通信部Ｂ１で受信されたネットワークＮ１からのスキャン伝送データを、送信先のネットワークＮ２のプロトコルに適合するように加工処理を行ってＮ２送信バッファＤ２に格納する。また、Ｎ２用通信部Ｂ２で受信されたネットワークＮ２からのスキャン伝送データを、送信先のネットワークＮ１のプロトコルに適合するように加工処理を行ってＮ１用送信バッファＤ１に格納する。
【００３１】
スキャン伝送送信タイミング調整部Ｅは、ネットワークＮ１からネットワークＮ２方向への通信において、前回ネットワークＮ２へ送信した時刻を格納（記憶）し、この前回送信時刻と現在時刻との双方を比較し、この双方の時間差がスキャン伝送の送信周期Ｔよりも所定の僅かに短い特定時間（Ｔ−Δｔ２）以上であれば即時送信し、双方の時間差が（Ｔ−Δｔ２）未満であれば、双方の時間差が（Ｔ−Δｔ２）以上になるタイミングを監視し、そのタイミングでＮ２用送信バッファＤ２に格納されたスキャン伝送データをＮ２用通信部Ｂ２を使用してネットワークＮ２へ送信する。この逆のネットワークＮ２からネットワークＮ１方向への通信時にも同様の処理を行う。
【００３２】
但し、Δｔ２は、スキャン伝送の送信周期Ｔに対して所定の十分小さい値であり、図２に時刻ｔｍ４ａ〜ｔｍ８ａで示すＴ［Ｎ２］（ｍｉｎ）−Δｔ２がＴ［Ｎ２］（ｍｉｎ）−Δｔ２＞ｔ２を満たす（ネットワークＮ２のスキャン伝送受信のホストインターフェース仕様を満たす）ように決定される。
【００３３】
ここで、Ｔ［Ｎ２］（ｍｉｎ）は、中継先ネットワークＮ２の任意の通信局Ｎ２ａのホスト２ａｈのスキャン伝送の最小受信間隔である。ｔ２は、ネットワークＮ２におけるホストインターフェース仕様によるスキャン伝送の最小受信間隔である。ネットワークＮ１におけるホストインターフェース仕様によるスキャン伝送の最小受信間隔はｔ１である。従って、特定時間（Ｔ−Δｔ２）は、スキャン伝送の送信周期Ｔよりも短く、ネットワークＮ２のスキャン伝送のスキャン伝送のホストインターフェース仕様による最小受信間隔よりも長い。
また、スキャン伝送送信タイミング調整部Ｅの上記調整機能により、中継装置ＡがネットワークＮ２へ送信するスキャン伝送の最小送信間隔は、図２に時刻ｔｍ３〜ｔｍ７ａ間又は時刻ｔｍ７ａ〜ｔｍ１１ａで示す（Ｔ−Δｔ２）となる。また、ネットワークＮ２の通信局ホスト（例えば２ｂｈ）がネットワークＮ１から中継装置Ａで中継されたスキャン伝送データを受信する最小受信間隔は、ネットワークＮ２内で送受信されているスキャン伝送の最小受信間隔Ｔ［Ｎ２］（ｍｉｎ）よりもΔｔ２だけ短い、即ち、時刻ｔｍ４ａ〜ｔｍ８ａ間又は時刻ｔｍ８ａ〜ｔｍ１２ａで示すＴ［Ｎ２］（ｍｉｎ）−Δｔ２となる。
（実施形態の動作）
以下、図１に示す本実施形態に係る通信ネットワークシステムにおける中継装置Ａの動作について、図２のシーケンス図を参照しながら詳細に説明する。但し、ネットワークＮ１のスキャン伝送データをネットワークＮ２へ中継する処理について説明する。なお、その逆方向は同様なので省略する。
【００３４】
まず、時刻ｔｍ１において、ネットワークＮ１の通信局Ｎ１ａのホスト１ａｈからスキャン伝送データの送信要求に応じた送信があり、この送信に応じて時刻ｔｍ２にて中継装置ＡがＮ１用通信部Ｂ１を使用してスキャン伝送データを受信したとする。この受信されたスキャン伝送データは、スキャン伝送中継部Ｃにより、送信先のネットワークＮ２のプロトコルに適合するように加工処理が行われ、Ｎ２送信バッファＤ２に格納される。この格納は初めての格納であるため、スキャン伝送送信タイミング調整部Ｅによる調整処理は行われないものとする。従って、その格納されたスキャン伝送データは、時刻ｔｍ３の送信要求に応じてネットワークＮ２へ送信され、時刻ｔｍ４ａで例えば通信局Ｎ２ｂのホスト２ｂｈで受信される。但し、送信要求の時刻ｔｍ３は、スキャン伝送送信タイミング調整部Ｅにスキャン伝送データの送信時刻（前回送信時刻）として記憶される。
【００３５】
次に、時刻ｔｍ１からスキャン伝送の送信周期Ｔが経過した時刻ｔｍ５において、ホスト１ａｈからスキャン伝送データの送信要求応じた送信があり、この送信に応じて時刻ｔｍ６にて中継装置ＡでＮ１用通信部Ｂ１によりスキャン伝送データが受信され、更にスキャン伝送中継部Ｃにより送信先ネットワークＮ２のプロトコルへの適合処理が行われ、時刻ｔｍ７までにＮ２送信バッファＤ２に格納される。
【００３６】
この際、スキャン伝送送信タイミング調整部Ｅにより、上記で記憶された前回送信時刻ｔｍ３と現在時刻ｔｍ７ａとの双方が比較される。この結果、双方の時間差が時刻ｔｍ３〜ｔｍ７ａの（Ｔ−Δｔ２）以上であったとする。この場合、スキャン伝送データは即時ネットワークＮ２へ送信され、時刻ｔｍ８ａにてホスト２ｂｈで受信される。但し、送信要求の時刻ｔｍ７ａは、スキャン伝送送信タイミング調整部Ｅに前回送信時刻として記憶される。
【００３７】
次に、時刻ｔｍ５からスキャン伝送の送信周期Ｔが経過した時刻ｔｍ９において、ホスト１ａｈからスキャン伝送データが送信要求に応じて送信され、このデータが時刻ｔｍ１０にてＮ１用通信部Ｂ１で受信され、更にスキャン伝送中継部Ｃで送信先ネットワークＮ２のプロトコルへの適合処理が行われ、時刻ｔｍ１１までにＮ２送信バッファＤ２に格納される。
【００３８】
この際、スキャン伝送送信タイミング調整部Ｅにより、既に記憶された前回送信時刻ｔｍ７ａと現在時刻ｔｍ１１ａとの双方が比較され、双方の時間差が時刻ｔｍ７ａ〜ｔｍ１１ａの（Ｔ−Δｔ２）未満であったとする。この場合、双方の時間差が（Ｔ−Δｔ２）以上になるタイミングが監視され、そのタイミングとなった時刻ｔｍ１１ａでスキャン伝送データがネットワークＮ２へ送信され、時刻ｔｍ１２ａにてホスト２ｂｈで受信される。
【００３９】
このような過程により中継装置Ａはスキャン伝送データを送信元ネットワークＮ１から受信してから、一時的にペンディングした後、中継先ネットワークＮ２へ送信することになるが、ペンディングによって生じた遅延はこれに続くスキャン伝送データを送信するたびにΔｔ２ずつ吸収され、最終的には完全に解消される。例えば、Ｔを１００ｍｓ、Δｔ２を２ｍｓとし、仮に一度１００ｍｓペンディングしたとすると、一時的に１００ｍｓの遅延が発生するが、続く５０回の送信（２ｍｓ×５０回＝１００ｍｓ）ですべて吸収されるため、遅延は５秒（１００ｍｓ×５０回）で解消される。
（実施形態の効果）
以上説明のように本実施形態に係る中継装置Ａによれば、スキャン伝送送信タイミング調整部Ｅが、Ｎ２用送信バッファＤ２に格納されたネットワークＮ１からのスキャン伝送データを中継先ネットワークＮ２へ送信する際に、前回送信時刻と現在時刻との双方の時間差が、スキャン伝送の送信周期Ｔよりも所定時間短く且つ中継先ネットワークＮ２のスキャン伝送のホストインターフェース仕様による最小受信間隔Ｔ［Ｎ２］（ｍｉｎ）よりも長い特定時間（Ｔ−Δｔ２）以上であれば即時送信し、双方の時間差が特定時間（Ｔ−Δｔ２）未満であれば、双方の時間差が特定時間（Ｔ−Δｔ２）以上となった時点で送信するようにした。
【００４０】
従って、送信元ネットワークＮ１からのスキャン伝送データが、中継装置Ａにより中継先ネットワークＮ２へ中継される際に、中継装置Ａのスキャン伝送送信タイミング調整部Ｅで、スキャン伝送データの前回送信時刻と現在時刻との双方の時間差が特定時間（Ｔ−Δｔ２）以上であれば即時送信され、双方の時間差が特定時間（Ｔ−Δｔ２）未満であれば、その双方の時間差が特定時間（Ｔ−Δｔ２）以上となった時点で送信される。
【００４１】
特定時間（Ｔ−Δｔ２）は、スキャン伝送の送信周期Ｔよりも所定時間短く且つ中継先ネットワークＮ２のスキャン伝送のホストインターフェース仕様による最小受信間隔Ｔ［Ｎ２］（ｍｉｎ）よりも長い時間なので、中継先ネットワークＮ２がスキャン伝送データを必ず受信完了後に次の新しいスキャン伝送データが受信される。従って、従来のように中継先ネットワークＮ２がスキャン伝送データを受信中に、次の新たなスキャン伝送データが受信中データを上書きしてしまい、データが破壊されたり、データを誤認したりするといったことが無くなる。
【００４２】
また、中継装置Ａはスキャン伝送データを送信元ネットワークＮ１より受信してから、一時的に格納によるペンディングを行った後、中継先ネットワークへ送信することになる。この場合、特定時間（Ｔ−Δｔ２）はスキャン伝送の送信周期Ｔよりも所定時間短いので、ペンディングによって生じた遅延は、これに続くデータを送信するたびに、スキャン伝送の一送信周期から特定時間を引いた時間Δｔ２ずつ吸収され、所定中継回数後には完全に解消される。
【００４３】
また、本実施形態に係る中継装置Ａによれば、特定時間（Ｔ−Δｔ２）は、スキャン伝送の送信周期Ｔよりも所定時間短く且つ中継先ネットワークＮ２におけるホストインターフェース仕様によるスキャン伝送の最小受信間隔ｔ２よりも長い時間である。
【００４４】
従って、中継先ネットワークＮ２がスキャン伝送データを必ず受信完了後に次の新しいスキャン伝送データが受信されることになるので、従来のような中継先ネットワークＮ２がデータ受信中に、次の新たなデータが受信中データを上書きするといった不具合が無くなる。
（実施形態の応用例）
図３は、本実施形態に係る通信ネットワークシステムの応用例の構成を示すブロック図である。この応用例が図１に示した通信ネットワークシステムと異なる点は、各中継装置ＡＸ及びＡＹの各々に制御権管理部ＦＸ，ＦＹを備えて、中継装置を二重化構成とした点にある。この二重化は、生産制御システムや安全計装システムで使用される通信局において、信頼性を向上するために成されることが多い。
【００４５】
また、各中継装置ＡＸ及びＡＹの構成要素であるＮ１用通信部Ｂ１、Ｎ２用通信部Ｂ２、スキャン伝送中継部Ｃ、Ｎ１用送信バッファＤ１、Ｎ２用送信バッファＤ２、スキャン伝送送信タイミング調整部Ｅには、何れの中継装置ＡＸ又はＡＹのものかを区別するために、符号の末尾にＸ又はＹを付した。
【００４６】
制御権管理部ＦＸ，ＦＹは、制御中の例えば中継装置ＡＸが何らかの原因で正常に動作しなくなった場合、二重化された中継装置ＡＸ，ＡＹが制御権管理部ＦＸ，ＦＹを使用して情報のやり取りを行い、制御権を交代する必要性を認識し、待機側の中継装置ＡＹが制御権を獲得し、制御動作を開始する。
【００４７】
この際、新しく制御側になった中継装置ＡＹは、直前に中継されたスキャン伝送データの送信タイミングを知らないため、制御動作開始直後から中継した場合、中継先通信局（例えばＮ２ｂ）のスキャン伝送の受信ホストインターフェース仕様を満たさず、データを破壊してしまう可能性がある。
【００４８】
そこで、制御動作を開始した中継装置ＡＹはスキャン伝送送信タイミング調整部ＥＹを用いて、制御動作開始からスキャン伝送１周期分（規定の時間）の間、受信したスキャン伝送データを中継先ネットワークＮ２へ送信しない。この間に受信したスキャン伝送データはＮ２用送信バッファＤ２に格納し、制御動開始からスキャン伝送１周期分の時間が経過したタイミングで中継先ネットワークＮ２へ送信する。初回の送信が行われた後は、上記実施形態に記載したスキャン伝送中継動作を実施する。
【００４９】
このように待機側の中継装置ＡＹが制御権を獲得した後、制御動作開始からスキャン伝送１周期分の時間送信を停止することで、中継先ネットワークＮ２の通信局Ｎ２ｂのスキャン伝送データの受信のホストインターフェースを確実に満たし、データの破壊を防止することができる。その際発生した遅延は、上記の実施形態に記載の通り次第に解消される。
【００５０】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明の技術的範囲予測は上記実施形態に記載の範囲予測には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。またその様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲予測に含まれ得ることが、特許請求の範囲予測の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００５１】
Ｎ１，Ｎ２・・ネットワーク、Ｎ１ａ〜Ｎ１ｃ，Ｎ２ａ〜Ｎ２ｃ・・通信局、１ａｈ〜１ｃｈ，２ａｈ〜２ｃｈ・・ホスト、Ａ，ＡＸ，ＡＹ・・中継装置、Ｂ１，Ｂ１Ｘ，Ｂ１Ｙ・・Ｎ１用通信部、Ｂ２，Ｂ２Ｘ，Ｂ２Ｙ・・Ｎ２用通信部、Ｃ，ＣＸ，ＣＹ・・スキャン伝送中継部、Ｄ１，Ｄ１Ｘ，Ｄ１Ｙ・・Ｎ１用送信バッファ、Ｄ２，Ｄ２Ｘ，Ｄ２Ｙ・・Ｎ２用送信バッファ、Ｅ，ＥＸ，ＥＹ・・スキャン伝送送信タイミング調整部、ＦＸ，ＦＹ・・制御権管理部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロトコルの異なる複数のネットワーク間においてスキャン伝送パケットデータを中継し、分散制御システム及び安全計装システム等に適用される、中継装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
分散制御システム及び安全計装システムは、石油化学、鉄鋼、紙パルプ、食品、薬品、電力等の幅広い分野のプラント運転制御及び安全確保に用いられている。これらのシステムでは通信局同士がバルブの操作値や流量値などをデータで通信するデータ通信を行っている。このようなシステムは例えば特許文献１に記載されている。
【０００３】
プラント制御に使用するデータ共有では、一般的にネットワーク内の複数の通信局へサイクリックに同報通知するスキャン伝送を利用している場合が多い。このスキャン伝送は、１対多の同報通知であり、１対多のユニキャスト通信に比べて送信回数が少なくて済むため、通信帯域を節約することができ、リアルタイム性が求められるような制御ネットワークにとって有効な通信方式である。現在では、特許文献２に記載のように、スキャン伝送パケットデータ（スキャン伝送データとも称す）を異なるネットワーク間で中継する中継装置も発明されている。
【０００４】
特許文献２にあるような、既存の中継装置を用いてプロトコルの異なる２つのネットワーク間のスキャン伝送データを中継する場合の通信ネットワークシステム図を図４に示す。ここでは、簡単のため、ネットワークＮ１のスキャン伝送データを、中継装置ＡｐでネットワークＮ２へ中継する処理について記述するが、逆も同様である。
【０００５】
中継装置Ａｐは、ネットワークＮ１に存在する任意の通信局Ｎ１ａのホスト１ａｈからスキャン伝送データをＮ１用通信部Ｂ１を使用して受信すると、スキャン伝送中継部Ｃを用いてネットワークＮ２のプロトコルに適合するように加工処理を行い、このデータをＮ２送信バッファＤ２に格納する。この格納されたスキャン伝送データは直ちにＮ２用通信部Ｂ２を使用してネットワークＮ２へと送信される。
【０００６】
今、図５に示すように、ネットワークＮ１で生じる遅延の最大値と最小値を、それぞれ時刻ｔｍ１とｔｍ２間のｔｄ［Ｎ１］（ｍａｘ）、時刻ｔｍ５とｔｍ６間のｔｄ［Ｎ１］（ｍｉｎ）とすると、ネットワークＮ１での実際の受信間隔の最小値Ｔ［Ｎ１］（ｍｉｎ）は次式（１）で表される。
【０００７】
Ｔ［Ｎ１］（ｍｉｎ）＝Ｔ−（ｔｄ［Ｎ１］（ｍａｘ）−ｔｄ［Ｎ１］（ｍｉｎ））
…（１）
ネットワークＮ２で生じる遅延の最大値と最小値を、それぞれ時刻ｔｍ３とｔｍ４間のｔｄ［Ｎ２］（ｍａｘ）、時刻ｔｍ７とｔｍ８間のｔｄ［Ｎ２］（ｍｉｎ）とすると、ネットワークＮ２での実際の受信間隔の最小値は次式（２）で表される。
【０００８】
Ｔ［Ｎ２］（ｍｉｎ）＝Ｔ−（ｔｄ［Ｎ２］（ｍａｘ）−ｔｄ［Ｎ２］（ｍｉｎ））
…（２）
ここで、ネットワークＮ１，Ｎ２におけるホストインターフェース仕様によるスキャン伝送の最小受信間隔をそれぞれｔ１，ｔ２とすると、スキャン周期をＴとして、Ｔ［Ｎ１］（ｍｉｎ）＞ｔ１、Ｔ［Ｎ２］（ｍｉｎ）＞ｔ２が成立している。
【０００９】
スキャン伝送データを中継する際には、中継装置Ａｐでの中継処理によっても遅延が生じる。この遅延の最大値と最小値を、それぞれ時刻ｔｍ２とｔｍ３間のｔｄ［Ｎｒ］（ｍａｘ）、時刻ｔｍ６とｔｍ７間のｔｄ［Ｎｒ］（ｍｉｎ）とする。
【００１０】
上記の遅延時間を考慮すると、従来の中継装置Ａｐによってスキャン伝送データを中継する場合、図５に示すように送信元通信局Ｎ１ａのホスト１ａｈが送信要求をかけてから、中継先ネットワークＮ２の例えば通信局Ｎ２ｂのホスト２ｂｈが、そのスキャン伝送データを受け取るまでに発生する遅延の時刻ｔｍ１とｔｍ４間の最大値ｔｄ（ｍａｘ）及び時刻ｔｍ５とｔｍ８間の最小値ｔｄ（ｍｉｎ）はそれぞれ次式（３）及び（４）で表される。
【００１１】
ｔｄ（ｍａｘ）＝ｔｄ［Ｎ１］（ｍａｘ）＋ｔｄ［Ｎｒ］（ｍａｘ）
＋ｔｄ［Ｎ２］（ｍａｘ）…（３）
ｔｄ（ｍｉｎ）＝ｔｄ［Ｎ１］（ｍｉｎ）＋ｔｄ［Ｎｒ］（ｍｉｎ）
＋ｔｄ［Ｎ２］（ｍｉｎ）…（４）
従って、中継先ネットワークＮ２の通信局Ｎ２ｂのホスト２ｂｈが送信元ネットワークＮ１のスキャン伝送データを受信する際の時刻ｔｍ４とｔｍ８間の最小受信間隔Ｔ［Ｎ２］［Ｎ１］（ｍｉｎ）は次式（５）のようになる。
Ｔ［Ｎ２］［Ｎ１］（ｍｉｎ）＝Ｔ−（ｔｄ（ｍａｘ）−ｔｄ（ｍｉｎ））…（５）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００５−１７６１６１号公報
【特許文献２】特開２００５−０９４２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献２にあるような、図４及び図５に示したプロトコルの異なるネットワークＮ１とＮ２は、それぞれ異なる思想で設計されているため、スキャン伝送データが中継装置Ａｐで中継されることを想定していない。このため、異なるネットワークへスキャンが中継されたとき、中継先通信局Ｎ２ａのホスト２ａｈのスキャン伝送の最小受信間隔Ｔ［Ｎ２］（ｍｉｎ）が、中継先スキャン伝送の受信に関するホストインターフェース仕様のスキャン伝送の最小受信間隔ｔ２を満たすかどうかは保証されない。
【００１４】
従って、その最小受信間隔Ｔ［Ｎ２］［Ｎ１］（ｍｉｎ）がネットワークＮ２のスキャン伝送受信のホストインターフェース仕様を満たしていない場合、つまり、Ｔ［Ｎ２］［Ｎ１］（ｍｉｎ）＜ｔ２である場合、ネットワークＮ２では中継されたスキャン伝送データを受信した際にホストインターフェース仕様を満たさない可能性がある。このようにスキャン伝送データを受信した際にホストインターフェース仕様を満たさないと、ホスト２ａｈがスキャン伝送データを読み込んでいる最中に、次の新たなスキャン伝送データが読み込み中のデータを上書きしてしまい、データが破壊されたり、ホスト２ａｈがデータを誤認したりする問題が発生する。
【００１５】
中継装置Ａｐを介したネットワークＮ１，Ｎ２のシステムが上述のようなプラント運転制御に適用されている場合、先の誤認によって最悪の場合、正常なプラント操業に支障を来す可能性がある。
【００１６】
本発明は上記した課題を解決するためになされたものであり、プロトコルの異なる複数のネットワーク間で送受信されるスキャン伝送データを中継装置で中継する際に、中継先ネットワークに存在する通信局のスキャン伝送受信のホストインターフェース仕様を満たすことができ、これにより受信中データを次の新たな受信データで上書きして破壊並びに誤認するといったことを防止することができる、中継装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記した課題を解決するために本発明は、異なるプロトコルを使用する複数のネットワーク間でスキャン伝送されるデータを受信後に、中継先ネットワークのプロトコルに適合するように加工処理を行ってバッファに格納し、この格納後に中継先ネットワークへ送信する中継処理を行う中継装置であって、前記格納されたデータを前記中継先ネットワークへ送信する際に、前回送信時刻と現在時刻との双方の時間差が、前記スキャン伝送の送信周期よりも所定時間短く且つ前記中継先ネットワークのスキャン伝送のホストインターフェース仕様による最小受信間隔よりも長い特定時間以上であれば即時送信し、前記双方の時間差が前記特定時間未満であれば、当該双方の時間差が前記特定時間以上となった時点で送信する送信タイミング調整手段、を有することを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、送信元ネットワークからのスキャン伝送によるデータが、中継装置により中継先ネットワークへ中継される際に、中継装置の送信タイミング調整手段で、データの前回送信時刻と現在時刻との双方の時間差が特定時間以上であれば即時送信され、双方の時間差が特定時間未満であれば、その双方の時間差が特定時間以上となった時点で送信される。特定時間は、スキャン伝送の送信周期よりも所定時間短く且つ中継先ネットワークのスキャン伝送のホストインターフェース仕様による最小受信間隔よりも長い時間なので、中継先ネットワークがデータを必ず受信完了後に次の新しいデータが受信される。従って、従来のように中継先ネットワークがデータを受信中に、次の新たなデータが受信中データを上書きしてしまい、データが破壊されたり、データを誤認したりするといったことが無くなる。
【００１９】
また、中継装置はデータを送信元ネットワークより受信してから、一時的に格納によるペンディングを行った後、中継先ネットワークへ送信することになる。この場合、特定時間はスキャン伝送の送信周期よりも所定時間短いので、ペンディングによって生じた遅延は、これに続くデータを送信するたびに、スキャン伝送の一送信周期から特定時間を引いた時間（例えばΔｔ２）ずつ吸収され、所定中継回数後には完全に解消することができる。
【００２０】
本発明において、前記中継先ネットワークの最小受信間隔は、当該中継先ネットワークにおけるホストインターフェース仕様によるスキャン伝送の最小受信間隔以上であることを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、特定時間は、スキャン伝送の送信周期よりも所定時間短く且つ中継先ネットワークにおけるホストインターフェース仕様によるスキャン伝送の最小受信間隔よりも長いので、中継先ネットワークがデータを必ず受信完了後に次の新しいデータが受信されることになる。従って、従来のような中継先ネットワークがデータ受信中に、次の新たなデータが受信中データを上書きするといった不具合が無くなる。
【００２２】
本発明において、二重化された中継装置のうち制御中の中継装置に異常が生じた際に、待機中の中継装置に制御権を獲得させる制御権管理手段を備え、前記制御権管理手段により新しく制御側とされた中継装置の前記送信タイミング調整手段は、制御動作開始から前記スキャン伝送の１送信周期分の規定の時間を経過するまでは、受信データを送信せずに前記バッファに格納し、前記規定の時間が経過した時点で中継動作を開始することを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、待機側の中継装置が制御権を獲得した後、制御動作開始からスキャン伝送１周期分の時間、送信を停止することで、中継先ネットワークのデータの受信のホストインターフェースを確実に満たし、データの破壊を防止することができる。その際発生した遅延は、上記の発明の通り次第に解消される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、プロトコルの異なる複数のネットワーク間で送受信されるスキャン伝送データを中継装置で中継する際に、中継先ネットワークに存在する通信局のスキャン伝送受信のホストインターフェース仕様を満たすことができ、これにより受信中データを次の新たな受信データで上書きして破壊並びに誤認するといったことを防止することができる、中継装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施形態に係る通信ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態に係る通信ネットワークシステムにおける中継動作を示すシーケンス図である。
【図３】本実施形態に係る通信ネットワークシステムの応用例の構成を示すブロック図である。
【図４】従来の通信ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【図５】従来の通信ネットワークシステムにおける中継動作を示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための実施の形態（以下、単に本実施形態という）について詳細に説明する。
（実施形態の構成）
図１は、本実施形態に係る通信ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。本実施形態に係る通信ネットワークシステムは、プロトコルの異なる２つのネットワークＮ１，Ｎ２と、これらネットワークＮ１，Ｎ２間に介在する中継装置Ａとを備えて構成されており、図４に示した従来の通信ネットワークシステムと異なる点は、中継装置Ａにある。
【００２７】
ネットワークＮ１は、各々が送受信装置としてのホスト１ａｈ，１ｂｈ，１ｃｈを有する複数の通信局Ｎ１ａ，Ｎ１ｂ，Ｎ１ｃを備え、ネットワークＮ２も同様に、各々が送受信装置としてのホスト２ａｈ，２ｂｈ，２ｃｈを有する複数の通信局Ｎ２ａ，Ｎ２ｂ，Ｎ２ｃを備える。
【００２８】
中継装置Ａは、プロトコルの異なる２つのネットワークＮ１，Ｎ２間のスキャン伝送データを中継するものであり、Ｎ１用通信部Ｂ１と、Ｎ２用通信部Ｂ２と、スキャン伝送中継部Ｃと、Ｎ１用送信バッファＤ１と、Ｎ２用送信バッファＤ２と、スキャン伝送送信タイミング調整部（送信タイミング調整手段）Ｅとを備えて構成されている。
【００２９】
Ｎ１用通信部Ｂ１は、ネットワークＮ１に存在する任意の通信局Ｎ１ａのホスト１ａｈとスキャン伝送データの送受信を行い、Ｎ２用通信部Ｂ２は、ネットワークＮ２に存在する任意の通信局Ｎ２ｂのホスト２ｂｈとスキャン伝送データの送受信を行う。
【００３０】
スキャン伝送中継部Ｃは、Ｎ１用通信部Ｂ１で受信されたネットワークＮ１からのスキャン伝送データを、送信先のネットワークＮ２のプロトコルに適合するように加工処理を行ってＮ２送信バッファＤ２に格納する。また、Ｎ２用通信部Ｂ２で受信されたネットワークＮ２からのスキャン伝送データを、送信先のネットワークＮ１のプロトコルに適合するように加工処理を行ってＮ１用送信バッファＤ１に格納する。
【００３１】
スキャン伝送送信タイミング調整部Ｅは、ネットワークＮ１からネットワークＮ２方向への通信において、前回ネットワークＮ２へ送信した時刻を格納（記憶）し、この前回送信時刻と現在時刻との双方を比較し、この双方の時間差がスキャン伝送の送信周期Ｔよりも所定の僅かに短い特定時間（Ｔ−Δｔ２）以上であれば即時送信し、双方の時間差が（Ｔ−Δｔ２）未満であれば、双方の時間差が（Ｔ−Δｔ２）以上になるタイミングを監視し、そのタイミングでＮ２用送信バッファＤ２に格納されたスキャン伝送データをＮ２用通信部Ｂ２を使用してネットワークＮ２へ送信する。この逆のネットワークＮ２からネットワークＮ１方向への通信時にも同様の処理を行う。
【００３２】
但し、Δｔ２は、スキャン伝送の送信周期Ｔに対して所定の十分小さい値であり、図２に時刻ｔｍ４ａ〜ｔｍ８ａで示すＴ［Ｎ２］（ｍｉｎ）−Δｔ２がＴ［Ｎ２］（ｍｉｎ）−Δｔ２＞ｔ２を満たす（ネットワークＮ２のスキャン伝送受信のホストインターフェース仕様を満たす）ように決定される。
【００３３】
ここで、Ｔ［Ｎ２］（ｍｉｎ）は、中継先ネットワークＮ２の任意の通信局Ｎ２ａのホスト２ａｈのスキャン伝送の最小受信間隔である。ｔ２は、ネットワークＮ２におけるホストインターフェース仕様によるスキャン伝送の最小受信間隔である。ネットワークＮ１におけるホストインターフェース仕様によるスキャン伝送の最小受信間隔はｔ１である。従って、特定時間（Ｔ−Δｔ２）は、スキャン伝送の送信周期Ｔよりも短く、ネットワークＮ２のスキャン伝送のスキャン伝送のホストインターフェース仕様による最小受信間隔よりも長い。
また、スキャン伝送送信タイミング調整部Ｅの上記調整機能により、中継装置ＡがネットワークＮ２へ送信するスキャン伝送の最小送信間隔は、図２に時刻ｔｍ３〜ｔｍ７ａ間又は時刻ｔｍ７ａ〜ｔｍ１１ａで示す（Ｔ−Δｔ２）となる。また、ネットワークＮ２の通信局ホスト（例えば２ｂｈ）がネットワークＮ１から中継装置Ａで中継されたスキャン伝送データを受信する最小受信間隔は、ネットワークＮ２内で送受信されているスキャン伝送の最小受信間隔Ｔ［Ｎ２］（ｍｉｎ）よりもΔｔ２だけ短い、即ち、時刻ｔｍ４ａ〜ｔｍ８ａ間又は時刻ｔｍ８ａ〜ｔｍ１２ａで示すＴ［Ｎ２］（ｍｉｎ）−Δｔ２となる。
（実施形態の動作）
以下、図１に示す本実施形態に係る通信ネットワークシステムにおける中継装置Ａの動作について、図２のシーケンス図を参照しながら詳細に説明する。但し、ネットワークＮ１のスキャン伝送データをネットワークＮ２へ中継する処理について説明する。なお、その逆方向は同様なので省略する。
【００３４】
まず、時刻ｔｍ１において、ネットワークＮ１の通信局Ｎ１ａのホスト１ａｈからスキャン伝送データの送信要求に応じた送信があり、この送信に応じて時刻ｔｍ２にて中継装置ＡがＮ１用通信部Ｂ１を使用してスキャン伝送データを受信したとする。この受信されたスキャン伝送データは、スキャン伝送中継部Ｃにより、送信先のネットワークＮ２のプロトコルに適合するように加工処理が行われ、Ｎ２送信バッファＤ２に格納される。この格納は初めての格納であるため、スキャン伝送送信タイミング調整部Ｅによる調整処理は行われないものとする。従って、その格納されたスキャン伝送データは、時刻ｔｍ３の送信要求に応じてネットワークＮ２へ送信され、時刻ｔｍ４ａで例えば通信局Ｎ２ｂのホスト２ｂｈで受信される。但し、送信要求の時刻ｔｍ３は、スキャン伝送送信タイミング調整部Ｅにスキャン伝送データの送信時刻（前回送信時刻）として記憶される。
【００３５】
次に、時刻ｔｍ１からスキャン伝送の送信周期Ｔが経過した時刻ｔｍ５において、ホスト１ａｈからスキャン伝送データの送信要求応じた送信があり、この送信に応じて時刻ｔｍ６にて中継装置ＡでＮ１用通信部Ｂ１によりスキャン伝送データが受信され、更にスキャン伝送中継部Ｃにより送信先ネットワークＮ２のプロトコルへの適合処理が行われ、時刻ｔｍ７までにＮ２送信バッファＤ２に格納される。
【００３６】
この際、スキャン伝送送信タイミング調整部Ｅにより、上記で記憶された前回送信時刻ｔｍ３と現在時刻ｔｍ７ａとの双方が比較される。この結果、双方の時間差が時刻ｔｍ３〜ｔｍ７ａの（Ｔ−Δｔ２）以上であったとする。この場合、スキャン伝送データは即時ネットワークＮ２へ送信され、時刻ｔｍ８ａにてホスト２ｂｈで受信される。但し、送信要求の時刻ｔｍ７ａは、スキャン伝送送信タイミング調整部Ｅに前回送信時刻として記憶される。
【００３７】
次に、時刻ｔｍ５からスキャン伝送の送信周期Ｔが経過した時刻ｔｍ９において、ホスト１ａｈからスキャン伝送データが送信要求に応じて送信され、このデータが時刻ｔｍ１０にてＮ１用通信部Ｂ１で受信され、更にスキャン伝送中継部Ｃで送信先ネットワークＮ２のプロトコルへの適合処理が行われ、時刻ｔｍ１１までにＮ２送信バッファＤ２に格納される。
【００３８】
この際、スキャン伝送送信タイミング調整部Ｅにより、既に記憶された前回送信時刻ｔｍ７ａと現在時刻ｔｍ１１ａとの双方が比較され、双方の時間差が時刻ｔｍ７ａ〜ｔｍ１１ａの（Ｔ−Δｔ２）未満であったとする。この場合、双方の時間差が（Ｔ−Δｔ２）以上になるタイミングが監視され、そのタイミングとなった時刻ｔｍ１１ａでスキャン伝送データがネットワークＮ２へ送信され、時刻ｔｍ１２ａにてホスト２ｂｈで受信される。
【００３９】
このような過程により中継装置Ａはスキャン伝送データを送信元ネットワークＮ１から受信してから、一時的にペンディングした後、中継先ネットワークＮ２へ送信することになるが、ペンディングによって生じた遅延はこれに続くスキャン伝送データを送信するたびにΔｔ２ずつ吸収され、最終的には完全に解消される。例えば、Ｔを１００ｍｓ、Δｔ２を２ｍｓとし、仮に一度１００ｍｓペンディングしたとすると、一時的に１００ｍｓの遅延が発生するが、続く５０回の送信（２ｍｓ×５０回＝１００ｍｓ）ですべて吸収されるため、遅延は５秒（１００ｍｓ×５０回）で解消される。
（実施形態の効果）
以上説明のように本実施形態に係る中継装置Ａによれば、スキャン伝送送信タイミング調整部Ｅが、Ｎ２用送信バッファＤ２に格納されたネットワークＮ１からのスキャン伝送データを中継先ネットワークＮ２へ送信する際に、前回送信時刻と現在時刻との双方の時間差が、スキャン伝送の送信周期Ｔよりも所定時間短く且つ中継先ネットワークＮ２のスキャン伝送のホストインターフェース仕様による最小受信間隔Ｔ［Ｎ２］（ｍｉｎ）よりも長い特定時間（Ｔ−Δｔ２）以上であれば即時送信し、双方の時間差が特定時間（Ｔ−Δｔ２）未満であれば、双方の時間差が特定時間（Ｔ−Δｔ２）以上となった時点で送信するようにした。
【００４０】
従って、送信元ネットワークＮ１からのスキャン伝送データが、中継装置Ａにより中継先ネットワークＮ２へ中継される際に、中継装置Ａのスキャン伝送送信タイミング調整部Ｅで、スキャン伝送データの前回送信時刻と現在時刻との双方の時間差が特定時間（Ｔ−Δｔ２）以上であれば即時送信され、双方の時間差が特定時間（Ｔ−Δｔ２）未満であれば、その双方の時間差が特定時間（Ｔ−Δｔ２）以上となった時点で送信される。
【００４１】
特定時間（Ｔ−Δｔ２）は、スキャン伝送の送信周期Ｔよりも所定時間短く且つ中継先ネットワークＮ２のスキャン伝送のホストインターフェース仕様による最小受信間隔Ｔ［Ｎ２］（ｍｉｎ）よりも長い時間なので、中継先ネットワークＮ２がスキャン伝送データを必ず受信完了後に次の新しいスキャン伝送データが受信される。従って、従来のように中継先ネットワークＮ２がスキャン伝送データを受信中に、次の新たなスキャン伝送データが受信中データを上書きしてしまい、データが破壊されたり、データを誤認したりするといったことが無くなる。
【００４２】
また、中継装置Ａはスキャン伝送データを送信元ネットワークＮ１より受信してから、一時的に格納によるペンディングを行った後、中継先ネットワークへ送信することになる。この場合、特定時間（Ｔ−Δｔ２）はスキャン伝送の送信周期Ｔよりも所定時間短いので、ペンディングによって生じた遅延は、これに続くデータを送信するたびに、スキャン伝送の一送信周期から特定時間を引いた時間Δｔ２ずつ吸収され、所定中継回数後には完全に解消される。
【００４３】
また、本実施形態に係る中継装置Ａによれば、特定時間（Ｔ−Δｔ２）は、スキャン伝送の送信周期Ｔよりも所定時間短く且つ中継先ネットワークＮ２におけるホストインターフェース仕様によるスキャン伝送の最小受信間隔ｔ２よりも長い時間である。
【００４４】
従って、中継先ネットワークＮ２がスキャン伝送データを必ず受信完了後に次の新しいスキャン伝送データが受信されることになるので、従来のような中継先ネットワークＮ２がデータ受信中に、次の新たなデータが受信中データを上書きするといった不具合が無くなる。
（実施形態の応用例）
図３は、本実施形態に係る通信ネットワークシステムの応用例の構成を示すブロック図である。この応用例が図１に示した通信ネットワークシステムと異なる点は、各中継装置ＡＸ及びＡＹの各々に制御権管理部ＦＸ，ＦＹを備えて、中継装置を二重化構成とした点にある。この二重化は、生産制御システムや安全計装システムで使用される通信局において、信頼性を向上するために成されることが多い。
【００４５】
また、各中継装置ＡＸ及びＡＹの構成要素であるＮ１用通信部Ｂ１、Ｎ２用通信部Ｂ２、スキャン伝送中継部Ｃ、Ｎ１用送信バッファＤ１、Ｎ２用送信バッファＤ２、スキャン伝送送信タイミング調整部Ｅには、何れの中継装置ＡＸ又はＡＹのものかを区別するために、符号の末尾にＸ又はＹを付した。
【００４６】
制御権管理部ＦＸ，ＦＹは、制御中の例えば中継装置ＡＸが何らかの原因で正常に動作しなくなった場合、二重化された中継装置ＡＸ，ＡＹが制御権管理部ＦＸ，ＦＹを使用して情報のやり取りを行い、制御権を交代する必要性を認識し、待機側の中継装置ＡＹが制御権を獲得し、制御動作を開始する。
【００４７】
この際、新しく制御側になった中継装置ＡＹは、直前に中継されたスキャン伝送データの送信タイミングを知らないため、制御動作開始直後から中継した場合、中継先通信局（例えばＮ２ｂ）のスキャン伝送の受信ホストインターフェース仕様を満たさず、データを破壊してしまう可能性がある。
【００４８】
そこで、制御動作を開始した中継装置ＡＹはスキャン伝送送信タイミング調整部ＥＹを用いて、制御動作開始からスキャン伝送１周期分（規定の時間）の間、受信したスキャン伝送データを中継先ネットワークＮ２へ送信しない。この間に受信したスキャン伝送データはＮ２用送信バッファＤ２に格納し、制御動開始からスキャン伝送１周期分の時間が経過したタイミングで中継先ネットワークＮ２へ送信する。初回の送信が行われた後は、上記実施形態に記載したスキャン伝送中継動作を実施する。
【００４９】
このように待機側の中継装置ＡＹが制御権を獲得した後、制御動作開始からスキャン伝送１周期分の時間送信を停止することで、中継先ネットワークＮ２の通信局Ｎ２ｂのスキャン伝送データの受信のホストインターフェースを確実に満たし、データの破壊を防止することができる。その際発生した遅延は、上記の実施形態に記載の通り次第に解消される。
【００５０】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明の技術的範囲予測は上記実施形態に記載の範囲予測には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。またその様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲予測に含まれ得ることが、特許請求の範囲予測の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００５１】
Ｎ１，Ｎ２・・ネットワーク、Ｎ１ａ〜Ｎ１ｃ，Ｎ２ａ〜Ｎ２ｃ・・通信局、１ａｈ〜１ｃｈ，２ａｈ〜２ｃｈ・・ホスト、Ａ，ＡＸ，ＡＹ・・中継装置、Ｂ１，Ｂ１Ｘ，Ｂ１Ｙ・・Ｎ１用通信部、Ｂ２，Ｂ２Ｘ，Ｂ２Ｙ・・Ｎ２用通信部、Ｃ，ＣＸ，ＣＹ・・スキャン伝送中継部、Ｄ１，Ｄ１Ｘ，Ｄ１Ｙ・・Ｎ１用送信バッファ、Ｄ２，Ｄ２Ｘ，Ｄ２Ｙ・・Ｎ２用送信バッファ、Ｅ，ＥＸ，ＥＹ・・スキャン伝送送信タイミング調整部、ＦＸ，ＦＹ・・制御権管理部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なるプロトコルを使用する複数のネットワーク間でスキャン伝送されるデータを受信後に、中継先ネットワークのプロトコルに適合するように加工処理を行ってバッファに格納し、この格納後に中継先ネットワークへ送信する中継処理を行う中継装置であって、
前記格納されたデータを前記中継先ネットワークへ送信する際に、前回送信時刻と現在時刻との双方の時間差が、前記スキャン伝送の送信周期よりも所定時間短く且つ前記中継先ネットワークのスキャン伝送のホストインターフェース仕様による最小受信間隔よりも長い特定時間以上であれば即時送信し、前記双方の時間差が前記特定時間未満であれば、当該双方の時間差が前記特定時間以上となった時点で送信する送信タイミング調整手段、を有することを特徴とする中継装置。
【請求項２】
前記中継先ネットワークの最小受信間隔は、当該中継先ネットワークにおけるホストインターフェース仕様によるスキャン伝送の最小受信間隔以上であることを特徴とする請求項１に記載の中継装置。
【請求項３】
二重化された中継装置のうち制御中の中継装置に異常が生じた際に、待機中の中継装置に制御権を獲得させる制御権管理手段を備え、
前記制御権管理手段により新しく制御側とされた中継装置の前記送信タイミング調整手段は、制御動作開始から前記スキャン伝送の１送信周期分の規定の時間を経過するまでは、受信データを送信せずに前記バッファに格納し、前記規定の時間が経過した時点で中継動作を開始することを特徴とする請求項１又は２に記載の動作監視装置。
【請求項１】
異なるプロトコルを使用する複数のネットワーク間でスキャン伝送されるデータを受信後に、中継先ネットワークのプロトコルに適合するように加工処理を行ってバッファに格納し、この格納後に中継先ネットワークへ送信する中継処理を行う中継装置であって、
前記格納されたデータを前記中継先ネットワークへ送信する際に、前回送信時刻と現在時刻との双方の時間差が、前記スキャン伝送の送信周期よりも所定時間短く且つ前記中継先ネットワークのスキャン伝送のホストインターフェース仕様による最小受信間隔よりも長い特定時間以上であれば即時送信し、前記双方の時間差が前記特定時間未満であれば、当該双方の時間差が前記特定時間以上となった時点で送信する送信タイミング調整手段、を有することを特徴とする中継装置。
【請求項２】
前記中継先ネットワークの最小受信間隔は、当該中継先ネットワークにおけるホストインターフェース仕様によるスキャン伝送の最小受信間隔以上であることを特徴とする請求項１に記載の中継装置。
【請求項３】
二重化された中継装置のうち制御中の中継装置に異常が生じた際に、待機中の中継装置に制御権を獲得させる制御権管理手段を備え、
前記制御権管理手段により新しく制御側とされた中継装置の前記送信タイミング調整手段は、制御動作開始から前記スキャン伝送の１送信周期分の規定の時間を経過するまでは、受信データを送信せずに前記バッファに格納し、前記規定の時間が経過した時点で中継動作を開始することを特徴とする請求項１又は２に記載の動作監視装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２５３５３２（Ｐ２０１２−２５３５３２Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２４０７０（Ｐ２０１１−１２４０７０）
【出願日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【出願人】（０００００６５０７）横河電機株式会社 (4,443)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【出願人】（０００００６５０７）横河電機株式会社 (4,443)
【Ｆターム（参考）】
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