JP6042649B2

JP6042649B2 - Ｌａｎ通信を利用した機器管理システム

Info

Publication number: JP6042649B2
Application number: JP2012159594A
Authority: JP
Inventors: 和彦乙川
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2012-07-18
Filing date: 2012-07-18
Publication date: 2016-12-14
Anticipated expiration: 2032-07-18
Also published as: WO2014013942A1; JP2014022930A

Description

本発明は、電気設備機器の管理運営を行う上位制御装置（汎用パソコン）と、電気設備機器がＬＡＮで通信接続された機器管理システムに関する。

従来の技術について、図５に通信線としてＲＳ−２３２ＣとＲＳ−４８５を用いたシステム構成図を示す。
図５において、１０１は上位制御装置で、一般に汎用パソコン（以下、ＰＣと記す）を用いている。１０２は通信線ＲＳ−２３２Ｃと通信線ＲＳ−４８５を変換する通信変換器、１０３，１０４，１０５は固有のアドレスを有する電気設備機器、１０６は通信線ＲＳ−２３２Ｃ、１０７，１０８，１０９は通信線ＲＳ−４８５、１１０，１１１，１１２はＰＣ１０１からの指示信号を示す。
一般に図５に示した通信システム方式は、マルチドロップ方式と呼んでいる。
このマルチドロップ方式は、ＰＣ１０１からの指示信号１１０を通信変換器１０２を介して、通信線ＲＳ−２３２Ｃから通信線ＲＳ−４８５へ変換し、通信線１０７を介して電気設備機器１０３へ送信し、電気設備機器１０３より通信線１０８を介して電気設備機器１０４へ指示信号１１１が送られ、電気設備機器１０４より通信線１０９を介して電気設備機器１０５へ指示信号１１２が送信される方式である。

ここで、ＲＳ−２３２ＣとＲＳ−４８５について説明する。
ＲＳ−２３２Ｃは、シリアル通信の一対一接続のみの通信規格で、ケーブルの最大長は約１５ｍで、最高通信速度は１１５．２ｋｂｐｓである。
また、通信線ＲＳ−４８５は、シリアル通信の規格の一つで、最大３２台までの多対多接続に対応し、通信速度は最大１０Ｍｂｐｓで、ケーブル長は１．２ｋｍである。

また、通信変換器は、通信線ＲＳ−２３２Ｃと通信線ＲＳ−４８５など異なるシリアル通信を接続するためにインターフェースを変換するものである。

また、図６は、通信線ＲＳ−２３２ＣとＬＡＮ、通信線ＲＳ−４８５とＬＡＮを変換する汎用の通信変換器を用い、ＬＡＮとしてＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）を利用した場合のマルチドロップ方式を示し、この方式について説明する。
図６において、２０１は固有のＩＰアドレスを有した上位制御装置で、汎用パソコン（以下、ＰＣと記す）を利用し、２０２はＲＳ−２３２ＣとＬＡＮを変換する固有のＩＰアドレスを有した通信変換器、２０３〜２０７はＲＳ−４８５とＬＡＮを変換する固有のＩＰアドレスを有した通信変換器、２１１は通信線ＲＳ−２３２Ｃ、２１２はＥｔｈｅｒｎｅｔ、２１３〜２１７は通信線ＲＳ−４８５，２１８〜２２５はＰＣ２０１からの指示信号、２０８，２０９および２１０は固有のアドレスを有した電気設備機器を示す。

このＥｔｈｅｒｎｅｔを利用した場合のマルチドロップ方式は、ＰＣ２０１からの指示信号２１８を通信変換器２０２により通信線ＲＳ−２３２ＣからＬＡＮ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）に変換し、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ２１２を流れ、通信変換器２０３，２０５，２０７によりＬＡＮから通信線ＲＳ−４８５に変換される。そして、各通信線ＲＳ−４８５から電気設備機器２０８，２０９，２１０へ送信される。
また、電気設備機器２０８，２０９，２１０からは、それぞれ通信線ＲＳ−４８５（２１４，２１６）を介して送信され、通信変換器２０４，２０６，２０７で通信線ＲＳ−４８５からＬＡＮ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）に変換され、電気設備機器のデータ等が上位に送信され、管理運営を行っている。

また、特許文献１（特開２００７−１１５２３７号公報）には、コンピュータによって自動的に対象機器の情報を収集するために、対象機器に接続する情報取得アダプタと情報取得アダプタ管理システムに関することが開示され、コネクタと接続した端子群と、標準シリアルインタフェース信号変換器と接続した端子群とはデジタルスイッチを使って相互に自由な組み合わせで接続することができることが記載されている。しかし、電子機器や変換器にＩＰアドレスを有することは開示されていない。

特開２００７−１１５２３７号公報

従来の通信線ＲＳ-２３２Ｃと通信線ＲＳ-４８５を用いたマルチドロップ方式では、必ず通信線ＲＳ−４８５の配線工事が必要であり、且つ、電気設備機器の故障、通信線ＲＳ−４８５の異常等で、通信異常が発生した場合、多数の接続された電気設備機器に影響を与えてしまう。そして通信異常の原因を特定することは困難である。

また、ＬＡＮにＥｔｈｅｒｎｅｔを利用した場合のマルチドロップ方式では、マルチドロップ方式の性質上、末端の電気設備機器と通信する際、全ての電気設備機器を経由し、且つ何度もＥｔｈｅｒｎｅｔを経由するため、トラフィック等の通信障害を起こす可能性があり、Ｅｔｈｅｒｎｅｔに接続されている他機器へ影響を及ぼす可能性もある。また、電気設備機器の故障、通信線ＲＳ−４８５の異常等で、通信異常が発生した場合、多数の接続された電気設備機器に影響を与えてしまう。そして、通信異常の原因を特定することは困難である。

本発明の目的は、電気設備機器の管理運営を行う上位制御装置（汎用パソコン）と、電気設備機器がＬＡＮ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）で通信接続されるシステムで、電気設備機器の系統分けを容易に行うことができ、且つ、ある電気設備機器が故障、または通信障害が起き、通信異常が発生した場合においても、システム全体に影響を与えることなく、容易に通信異常の原因を特定することができる機器管理システムを提供することにある。

上記課題を解決するために本発明は、上位制御装置がＬＡＮで複数の通信変換器と接続し、該複数の通信変換器がそれぞれ電気設備機器と接続し、構成した機器管理システムであって、前記通信変換器は、ＬＡＮと通信線ＲＳ−４８５を変換する機能と固有のＩＰアドレスを有し、前記電気設備機器は、固有のアドレスを有し、前記上位制御装置は、前記固有のＩＰアドレスと前記固有のアドレスを送信し、指定したＩＰアドレスをもつ前記通信変換器と、指定したアドレスをもつ前記電気設備機器に対して通信を行い、電気設備機器を増設する場合、所定のアドレス値を有する増設した電気設備機器のみに、前記上位制御装置よりＬＡＮ通信とＲＳ−４８５通信を介して、ＩＰアドレスではない固有のアドレスを割付けるコマンドを送信し、前記増設した電気設備機器のアドレスが前記所定のアドレス値の場合に固有のアドレスを割付けることを特徴とする。

本発明によれば、電気設備機器の管理運営を行う上位制御装置（汎用パソコン）と電気設備機器がＬＡＮで通信接続される機器管理システムにおいて、デッキ設備の故障、通信線の異常等で通信異常が発生した場合、他系統に影響を与えることなく、電気設備機器の保守点検、増設、アドレス割付などを行うことができる。

本発明の実施例１の機器管理システムの構成を示す。本発明の実施例２の機器管理システムの構成を示す。本発明の実施例の機器管理システムのフローチャートを示す。上位制御装置を複数設置し、ワイヤレスで制御するシステム構成を示す図である。本発明の実施例の機器管理システム構成の各装置の内部構成を示す図である。従来の機器管理システムであるマルチドロップ方式を示す図である。従来の別の機器管理システムであるマルチドロップ方式を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
（実施例１）
本発明の実施例１の機器管理システムの構成を図１に示す。
図１において、３０１は固有のＩＰアドレスを有した上位制御装置で、汎用パソコン（以下ＰＣと記す）を利用し、３０２〜３０４は通信線ＲＳ−４８５とＬＡＮを変換する固有のＩＰアドレスを有した通信変換器、３０５〜３０７は固有のアドレスを有する電気設備機器、３０８はＥｔｈｅｒｎｅｔ、３０９〜３１１は通信線ＲＳ−４８５、３１２〜３１４はＰＣ３０１からの指示信号を示したものである。

この機器管理システムの構成は、１：Ｎ方式でＮ回線同時処理が可能なシステムで、上位制御装置３０１は、通常汎用パソコン（ＰＣ）を採用し、固有のＩＰアドレスを有し、ＬＡＮ３０８に接続する。
ＬＡＮ３０８は一般にＥｔｈｅｒｎｅｔを採用し、ＬＡＮ３０８には複数の電気設備機器の情報を送受信できるように並列に接続している。
複数の電気設備機器は、ＬＡＮと直接接続できないためそれぞれ通信変換器を介してＬＡＮと並列に接続している。また、図示していないが、各々の電気設備機器には電流計、電圧計、電力計、温度センサ、湿度センサなどが接続され、建屋内や製造ラインの日毎、月毎、年毎などの電力使用量、省エネ電力量を算出するためのデータ情報を送信している。
ＬＡＮから通信線ＲＳ−４８５に通信変換器で変換し、通信変換器は固有のＩＰアドレスを有する。また、電気設備機器も固有のアドレスを有する。
本方式においては、上位制御機器３０１、通信変換器３０２．３０３、３０４、及び電気設備機器３０５，３０６，３０７は、固有のアドレスを有しているため、上位制御装置よりそれぞれの通信変換器、電気設備機器を指定し、特定することができる。

次に、このシステム構成の動作について説明する。
上位制御装置ＰＣ３０１が、例えば電気設備機器３０７と通信を行う場合、ＰＣ３０１が、電気設備機器３０７のアドレス、及び電気設備機器３０７が接続されている通信変換器３０４のＩＰアドレスを指定し、指定した通信変換器３０４と電気設備機器３０７のみに指示信号３１２〜３１４を送信する。
そして、ＰＣ３０１と電気設備機器３０７とが通信ができる状態となり、情報の送受信が可能となる。
また、通信変換器３０２，３０３及び電気設備機器３０５，３０６とは通信を行うことができず、情報の送受信は不可能となる。
（実施例２）
次に本発明の実施例２の形態について図２を用いて説明する。
図２は、実施例２の機器管理システムの構成図を示し、図２において、４０１は固有のＩＰアドレスを有した上位制御装置で、通常汎用パソコンを採用し、４０２〜４０４は通信線ＲＳ−４８５とＬＡＮを変換する固有のＩＰアドレスを持った通信変換器、４０５〜４０７は固有のアドレスを持つ電気設備機器、４０８はアドレス“００”を有する電気設備機器、４０９はＥｔｈｅｒｎｅｔ、４１０〜４１３は通信線ＲＳ−４８５、４１４〜４１７はＰＣ４０１からのアドレス割付信号を示したものである。

図２のシステム構成において、上位制御装置４０１は汎用パソコン（ＰＣ）を用い、固有のＩＰアドレスを有し、ＬＡＮ４０９に接続する。ＬＡＮ４０９はＥｔｈｅｒｎｅｔを採用し、このＬＡＮ４０９に複数の電気設備機器及び通信変換器のユニットを並列に接続する。
図２において、ＬＡＮ４０９に接続された通信変換器４０２、通信線４１０及び電気設備機器４０５が１個のユニットで、同様にＬＡＮ４０９に接続された通信変換器４０３、通信線４１１及び電気設備機器４０６が別の１個のユニットである。また、次の通信変換器４０４、通信線４１２及び電気設備機器４０７のユニットに、電気設備機器４０８を増設した構成を示している。

上記のシステム構成において、上位制御装置ＰＣ４０１が、例えば増設した電気設備機器４０８と通信を行う場合、電気設備機器４０８が接続されている通信変換器４０４を指定し、アドレス“００”を有する電気設備機器のみにアドレス自動割付信号を送信し、他の系統に影響を与えることなくアドレスの割付けを行うことができる。ここで、アドレス“００”は製品の出荷時に割り当てたアドレスであり、増設する電気設備機器が複数ある場合は、アドレスの値は“００”、“０１”、“０２”、“０３”・・・と付していく。

前記アドレスの値は１６進数の値として表現しているが、“００”に限らず、例えば“ＦＦ”、“ＦＦＦ”でも良く、若しくは、ある所定値でも構わない。アドレスを“００”、“ＦＦ”、“ＦＦＦ”などにする理由は、アドレスとして参照された値が、製品の出荷時に割り当てたままの値、若しくは製品の出荷時に割付けたままの値（即ち、未だアドレスが割り当てられていない値、若しくは未だアドレスが割付けられていない値）であるのか、それとも、既にアドレスの割り当て、若しくは割付けが行われた値であるのかの違い、差異の検出を分かり易くすることを狙い、そして、アドレスの割り当て、若しくは割付けの処理の間違いを低減するためである。

従って、前記所定値は、前記上位制御装置ＰＣ４０１によって、アドレスの割り当て、若しくは割付けを行う対象の電気設備機器であるのか、アドレスの割り当て、若しくは割付けを行わない電気設備機器であるのかの、どちらであるのかを検出可能とする値であれば良い。

なお、アドレスの桁数においても、“００”、“ＦＦ”、“ＦＦＦ”に限らず、例えば“０００”、“００００”、“ＦＦＦＦ”であっても良い。

本構成の電気設備機器を増設するとき、上位制御装置は、ソフトウエア上で増設した電気設備機器を指定し、アドレス割付けコマンドを送信する機能を有し、さらに、増設した電気設備機器はアドレス割付けモードに切り換わる機能を有している。
このように、監視ユニットを増設した場合、上位装置より増設ユニットのアドレス割付けを容易にできる。すなわち、上位装置より増設した監視ユニットのみをアドレス割付モードに移行し、増設したユニットに対しアドレスを割付ける。この方法により他のユニットへ影響を与えず、通常の計測を行うことができる。

次に、上位制御装置であるパソコンＰＣの制御フローチャートについて、図３を用いて説明する。
図３のフローチャートにおいて、電気機器計測データを取得する場合、先ず、機器管理システムの要求する電気設備機器のアドレスを検索（Ｓ１０）し、次に、電気設備機器のアドレスが登録されているか、判断する（Ｓ２０）。電気設備機器のアドレスが登録されていると、電気設備機器に接続されている通信変換器のＩＰアドレスを検出する（Ｓ３０）。電気設備機器のアドレスが登録されていない場合、電気設備機器のデータ取得は不可能であり（Ｓ４０）、要求動作待ち（Ｓ８０）となる。Ｓ３０にて、要求する通信変換器のＩＰアドレスを検出して登録されているか判断する（Ｓ５０）。通信変換器のＩＰアドレスが登録されていると、電気設備機器へ計測データ要求のコマンドを送信する（Ｓ６０）。通信変換器のＩＰアドレスが登録されていないと、電気設備機器のデータ取得不可（Ｓ４０）の処理を行い、要求動作待ち（Ｓ８０）となる。計測データ要求のコマンドを送信（Ｓ６０）した後は、電気設備機器からの計測データを取得できたかを判断する（Ｓ７０）。計測データを取得できると、要求動作待ち（Ｓ８０）状態になる。計測データを取得できないと、通信変換器からコマンド受け取り確認の通信が取得できたか判断する（Ｓ９０）。通信変換器からコマンド受け取り確認の返信が取得できたが、計測データが取得できていないため、電気設備機器の故障と判断し、電気設備機器の交渉情報を表示し（Ｓ１００）、要求動作待ち（Ｓ８０）の状態となる。通信変換器からコマンド受け取り確認の返信が取得できず、また計測データが取得できていないため、通信変換器の故障と判断し、通信変換器の故障情報を表示し（Ｓ１１０）、要求動作待ち（Ｓ８０）の状態となる。

次に、機器管理システムにおいて、ワイヤレスで使用できる上位制御装置を複数個設けた場合について図４を用いて説明する。
図４において、図１の構成と異なる点はワイヤレスで動作する上位制御装置３５０，３６０であり、図１の構成と同じ部分は説明を省略し、上位制御装置３５０，３６０について説明する。ワイヤレスで動作する上位制御装置３５０，３６０は、有線で接続されている上位制御装置３０１と情報を送受信しながら上位制御装置３０１を介して、末端の電気設備機器３０５，３０６，３０７の計測データを入手できるようにしている。また、上位制御装置３５０，３６０には、タブレット端末装置などを採用し上位制御装置３０１と無線通信ができる送受信部を有し、上位制御装置３０１にも送受信部を有している。また、タブレット端末装置は、タッチパネル上で入力をすることができ、画面上で電力量などの使用状況を数値やグラフで把握することができる。そして、タブレット端末装置をワイヤレスで動作できるため、例えばどこの建屋にいても、どこの製造ラインにいても電気設備機器の情報を知ることができる。

さらに、図４においては、タブレット端末装置３５０，３６０をワイヤレスで動作するとき上位制御装置３０１を介して電気設備機器３０５，３０６，３０７とコマンドやデータなどを送受信しているが、上位制御装置３０１を削除し、無線ＲＡＮなどを使用した管理システムも可能である。

次に、本発明の実施例の機器管理システムのそれぞれの装置の内部構成について、図５を用いて説明する。図５において、上位制御装置５０１の内部構成は、ＣＰＵ、メモリ、通信部より構成され、ＣＰＵは通信変換器５０２，５０３や電気設部機器５０５，５０６にＩＰアドレスの指示を送信し計測データを取り込むなど各種機器の制御を行っている。メモリは制御プログラム、計測データ、演算した結果のデータなどを格納し、通信部はＬＡＮ通信５０８に接続されている通信変換器５０２，５０３と通信を行うものである。

また、通信変換器５０２，５０３の内部構成は、ＣＰＵ、メモリ、通信変換部より構成され、ＣＰＵは通信機能の制御を行い、メモリは各種設定、ＩＰアドレスを記憶し、通信変換部はＬＡＮ通信と通信線ＲＳ−４８５の相互変換を行う。
さらに、電気設備機器５０５、５０６の内部構成は、ＣＰＵ、メモリ、通信部で構成され、ＣＰＵは、機器自身の制御を行い、メモリは機器固有のアドレスを記憶する。通信部は通信変換器５０９，５１０の通信変換部と通信線ＲＳ−４８５（５０９，５１０）で接続され、また他の電気設備機器と接続する場合はこの通信部同士を接続する。

１０１、２０１、３０１、４０１‥上位制御装置（ＰＣ）
１０２、２１１‥通信線ＲＳ−２３２Ｃと通信線ＲＳ−４８５を変換する通信変換器
１０３、１０４、１０５、２０８，２０９，２１０、３０５，３０６，３０７
‥電気設備機器
１０６‥通信線ＲＳ−２３２Ｃ
１０７、１０８，１０９、２１３，２１４，２１５，２１６，２１７、３０９，３１０，３１１、４１０，４１１，４１２，４１３
‥通信線ＲＳ−４８５
１１０、１１１、１１２‥ＰＣからの指示信号
２０２‥通信線ＲＳ−２３２ＣとＬＡＮを変換する固有のＩＰアドレスを有する通信変換器
２０３、２０２，２０３，２０４，２０５，２０６、２０７、３０２，３０３，３０４、４０２，４０３，４０４
‥ＲＳ−４８５とＬＡＮを変換する固有のＩＰアドレスを有する通信変換器
２１２、３０８、４０９‥Ｅｔｈｅｒｎｅｔ
２１８、２１９，２２０，２２１，２２２，２２３,２２４、２２５‥２０１ＰＣからの指示信号
３１２、３１３，３１４‥３０１ＰＣからの指示信号
４０８‥アドレス０を有する電気設備機器
４１４、４１５，４１６、４１７‥ＰＣからのアドレス割付信号

Claims

上位制御装置がＬＡＮで複数の通信変換器と接続し、該複数の通信変換器がそれぞれ電気設備機器と接続し、構成した機器管理システムであって、
前記通信変換器は、ＬＡＮと通信線ＲＳ−４８５を変換する機能と固有のＩＰアドレスを有し、
前記電気設備機器は、固有のアドレスを有し、
前記上位制御装置は、前記固有のＩＰアドレスと前記固有のアドレスを送信し、指定したＩＰアドレスをもつ前記通信変換器と、指定したアドレスをもつ前記電気設備機器に対して通信を行い、
電気設備機器を増設する場合、所定のアドレス値を有する増設した電気設備機器のみに、前記上位制御装置よりＬＡＮ通信とＲＳ−４８５通信を介して、ＩＰアドレスではない固有のアドレスを割付けるコマンドを送信し、前記増設した電気設備機器のアドレスが前記所定のアドレス値の場合に固有のアドレスを割付けることを特徴とする機器管理システム。
請求項１記載の機器管理システムにおいて、
前記電気設備機器の所定のアドレス値が出荷時の数値であることを特徴とした機器管理システム。
請求項１記載の機器管理システムにおいて、
前記電気設備機器の所定のアドレス値が１６進数の値の“００”、“０００”、“００００”、“ＦＦ”、“ＦＦＦ”または“ＦＦＦＦ”であることを特徴とした機器管理システム。
請求項１記載の機器管理システムにおいて、
前記上位制御装置を複数とし、そのうちの該上位制御装置をワイヤレスで動作させることを特徴とした機器管理システム。
請求項４記載の機器管理システムにおいて、
前記ワイヤレスで動作させる上位制御装置は、タブレット端末装置であることを特徴とする機器管理システム。
請求項１記載の機器管理システムにおいて、
前記上位制御装置が前記電気設備機器へ計測データの要求コマンドを送信し、
前記電気設備機器からのデータを取得できず、また、前記通信変換器からのコマンド受け取りの返信が受け取れない場合は、前記通信変換器に異常が存在すると判断することを特徴とする機器管理システム。
請求項１記載の機器管理システムにおいて、
前記上位制御装置が前記電気設備機器へ計測データの要求コマンドを送信し、
前記電気設備機器からのデータを取得できず、また、前記通信変換器からのコマンド受け取りの返信を受け取れた場合は、前記電気設備機器に異常が存在すると判断することを特徴とする機器管理システム。
請求項６または７記載の機器管理システムにおいて、
該機器管理システムを構成している装置に異常が存在すると判断された場合は、その情報を表示することを特徴とする機器管理システム。