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公開番号2024163804
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-22
出願番号2023079703
出願日2023-05-12
発明の名称エッジモジュール、制御システム、遠隔制御システム、コントローラおよび通信方法
出願人株式会社東芝,東芝インフラシステムズ株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H04Q 9/00 20060101AFI20241115BHJP(電気通信技術)
要約【課題】定周期処理を可能とするエッジモジュール、制御システム、遠隔制御システム、コントローラおよび通信方法を提供する。
【解決手段】本実施形態に係るエッジモジュールは、通し番号を含む第1データを生成するデータ生成部と、前記第1データに第1時刻を付与し、前記第1データをコントローラに送信する送信部と、前記第1データに基いて前記コントローラによって生成された、前記通し番号および前記第1時刻を含む第2データを受信し、前記第2データが受信された時刻である第2時刻を取得する受信部と、前記第2データに含まれる前記通し番号、および、前記第2データに含まれる前記第1時刻と前記第2時刻との間の差分の少なくとも一方に基いて、前記コントローラとの間の通信が正常に行われたか判定する異常検出部と、を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
通し番号を含む第１データを生成するデータ生成部と、
前記第１データに第１時刻を付与し、前記第１データをコントローラに送信する送信部と、
前記第１データに基いて前記コントローラによって生成された、前記通し番号および前記第１時刻を含む第２データを受信し、前記第２データが受信された時刻である第２時刻を取得する受信部と、
前記第２データに含まれる前記通し番号、および、前記第２データに含まれる前記第１時刻と前記第２時刻との間の差分の少なくとも一方に基いて、前記コントローラとの間の通信が正常に行われたか判定する異常検出部と、
を備えるエッジモジュール。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記異常検出部は、前記第２データに含まれる前記通し番号に欠落が生じた場合、および、前記第１時刻と前記第２時刻との間の差分が所定の遅延時間以上の場合の少なくとも一方を満たす場合、前記コントローラとの間の通信が正常に行われていないと判定する
請求項１に記載のエッジモジュール。
【請求項３】
前記異常検出部は、前記コントローラとの間の通信が正常に行われていないことを所定の回数判定すると、非常事態と判定する
請求項１に記載のエッジモジュール。
【請求項４】
前記送信部は、インターネットを介して前記コントローラに前記第１データを送信し、
前記受信部は、インターネットを介して前記コントローラから前記第２データを受信する
請求項１に記載のエッジモジュール。
【請求項５】
前記コントローラは、クラウド上に設けられたバーチャルマシンである
請求項４に記載のエッジモジュール。
【請求項６】
請求項１に記載のエッジモジュールと、
制御対象となる対象機器と、
前記対象機器の制御に関する値を計測する計測機器と、
を備え、
前記第１データは、前記計測機器によって計測されたデータであり、
前記第２データは、前記対象機器を制御するためのデータである
制御システム。
【請求項７】
請求項６に記載の制御システムと、
前記コントローラと、
を備え、
前記送信部は、インターネットを介して前記コントローラに前記第１データを送信し、
前記受信部は、インターネットを介して前記コントローラから前記第２データを受信し、
前記コントローラは、クラウド上に設けられたバーチャルマシンであり、
前記コントローラは、
前記第１データを受信する受信機能部と、
前記第１データに基いて前記第２データを生成するデータ生成機能部と、
前記第２データを前記エッジモジュールに送信する送信機能部と、を備える
遠隔制御システム。
【請求項８】
前記データ生成機能部による前記第２データの生成と、前記送信機能部による前記第２データの前記エッジモジュールへの送信が、異なるスキャン周期内で実行される
請求項７に記載の遠隔制御システム。
【請求項９】
前記エッジモジュールは、前記異常検出部が前記コントローラとの間の通信が正常に行われていないことを判定すると、異常通知を生成する異常通知生成部をさらに備え、
前記送信部は、前記異常通知を前記コントローラに送信し、
前記受信機能部は、前記異常通知を受信し、
前記コントローラは、前記異常通知の受信回数が所定の回数に達した場合、非常事態と判定する状態判定機能部をさらに備える
請求項７に記載の遠隔制御システム。
【請求項１０】
通し番号を含む第２データを生成するデータ生成機能部と、
前第２データに第３時刻を付与し、前記第２データをエッジモジュールに送信する送信機能部と、
前記第２データに基いて前記エッジモジュールによって生成された、前記通し番号および前記第３時刻を含む第３データを受信し、前記第３データが受信された時刻である第４時刻を取得する受信機能部と、
前記第３データに含まれる前記通し番号、および、前記第３データに含まれる前記第３時刻と前記第４時刻との間の差分の少なくとも一方に基いて、前記エッジモジュールとの間の通信が正常に行われたか判定する異常検出機能部と、
を備えるコントローラ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、エッジモジュール、制御システム、遠隔制御システム、コントローラおよび通信方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
産業プラントなどの制御システムは、制御対象となる機器（対象機器）および制御に関する値を計測するセンサを含むエッジ側システムと、センサからの出力に基いて対象機器を制御するためのコントローラと、が接続されて構築されている。
【０００３】
コントローラとエッジ側システムとの間をローカルＬＡＮで接続する場合、両者間の通信は高速であり、かつ同時性が担保されている。またコントローラが物理マシンである場合、エッジ側システムに対する制御データの生成およびエッジ側システムへの出力は１スキャン周期（１演算周期）内で完結させることが可能である。そのため、定周期処理を行うことが可能である。
【０００４】
これに対し、コントローラをクラウド上に移管させると、制御システムの初期導入コストおよび更新コストの低減や、制御システム構成の柔軟性および運用性向上等の利点がある。しかし、コントローラをクラウド空間上に移管させた場合、エッジ側システムとコントローラとの間にネットワーク遅延の大きいインターネットを介するため、同時性を担保できない。また、クラウド空間上ではローカルＬＡＮで接続された物理マシンほどリソース（計算資源）を確保できないため、エッジ側システムに対する制御データの生成およびエッジ側システムへの出力を１スキャン内で完結させることができない場合がある。これにより、処理ごとにかかる時間がばらつき、定周期処理ができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特表２０２１－５２５０４４号公報
特開２０２１－１２１０６５号公報
特開２０１８－１５２６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の実施形態は、定周期処理を可能とするエッジモジュール、制御システム、遠隔制御システム、コントローラおよび通信方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態に係るエッジモジュールは、通し番号を含む第１データを生成するデータ生成部と、前記第１データに第１時刻を付与し、前記第１データをコントローラに送信する送信部と、前記第１データに基いて前記コントローラによって生成された、前記通し番号および前記第１時刻を含む第２データを受信し、前記第２データが受信された時刻である第２時刻を取得する受信部と、前記第２データに含まれる前記通し番号、および、前記第２データに含まれる前記第１時刻と前記第２時刻との間の差分の少なくとも一方に基いて、前記コントローラとの間の通信が正常に行われたか判定する異常検出部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１実施形態に係る遠隔制御サービスを示すブロック図。
第1実施形態に係る遠隔制御システムを示すブロック図。
データの形式を説明する図。
第1実施形態に係る遠隔制御システムの処理を説明するシーケンス図。
第１実施形態に係る遠隔制御システムの別の処理を説明するシーケンス図。
異常検出部が行う処理を説明する図。
第１実施形態の変形例に係る遠隔制御システムを示すブロック図。
第1実施形態の変形例に係る遠隔制御システムの処理を説明するシーケンス図。
第２実施形態に係る遠隔制御システムを示すブロック図。
第２実施形態に係る遠隔制御システムの処理を説明するシーケンス図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
【００１０】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る遠隔制御サービス１０の一例を示すブロック図である。遠隔制御サービス１０は、複数の制御システム２＿１～２＿Ｎと、複数のコントローラバーチャルマシン（コントローラ）３＿１～３＿Ｍと、通信ネットワーク４と、を備える。以下、複数の制御システム２＿１～２＿Ｎのうちの１つを単に制御システム２と表記し、複数のコントローラ３＿１～３＿Ｍのうちの１つを単にコントローラ３と表記する。遠隔制御サービス１０は、産業プラント等が備える複数の機器（対象機器２１）を制御するためのサービスである。
（【００１１】以降は省略されています）

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