JP2021034773A - Control system and control method - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、複数のユニットによって構成される制御システムにおいて外部機器との通信を中継するための技術に関する。 The present disclosure relates to a technique for relaying communication with an external device in a control system composed of a plurality of units.
FA(Factory Automation)を用いた生産現場などでは、各種設備および各設備に配置される各種デバイスに接続されるPLC(Programmable Logic Controller)などの制御ユニットが用いられる。近年、外部機器に接続できる制御ユニットが普及している。このような制御ユニットに関し、特許文献1(特開2016−194808号公報)は、外部機器のデーターベースにアクセスすることができるPLCを開示している。 At a production site using FA (Factory Automation), a control unit such as a PLC (Programmable Logic Controller) connected to various facilities and various devices arranged in each facility is used. In recent years, control units that can be connected to external devices have become widespread. Regarding such a control unit, Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-194808) discloses a PLC capable of accessing a database of an external device.
制御ユニットには種々の機能ユニットが接続され得る。機能ユニットとして、外部機器との通信を中継する中継ユニットが存在する。制御ユニットと機能ユニットとは、内部ネットワークを介して通信される。外部機器から制御ユニットに接続されたデバイスにアクセスするためには、外部機器と中継ユニットとの間のネットワークから内部ネットワークへの中継点と、内部ネットワークから制御ユニットとデバイスとの間のネットワークへの中継点とを通過する必要がある。すなわち、外部機器からデバイスにアクセスするときのホップ数は少なくとも2となる。そのため、外部機器とデバイスとの間の通信を行なうためのネットワーク設定に手間がかかる。 Various functional units can be connected to the control unit. As a functional unit, there is a relay unit that relays communication with an external device. The control unit and the functional unit are communicated via the internal network. In order to access the device connected to the control unit from the external device, the relay point from the network between the external device and the relay unit to the internal network and the network from the internal network to the network between the control unit and the device It is necessary to pass through the relay point. That is, the number of hops when accessing the device from an external device is at least 2. Therefore, it takes time and effort to set up the network for communication between the external device and the device.
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数のユニットを構成する第1ユニットおよび第2ユニットにそれぞれ接続された2つの機器間の通信を行なうためのネットワーク設定の手間を低減できる制御システムおよび制御方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to set up a network for communicating between two devices connected to the first unit and the second unit constituting a plurality of units, respectively. It is to provide a control system and a control method which can reduce the trouble of the above.
本開示の一例によれば、制御システムは複数のユニットによって構成される。複数のユニットは、第1ネットワークと接続される第1ユニットと、内部ネットワークを介して第1ユニットと通信可能であり、かつ、第2ネットワークと接続される第2ユニットとを含む。第1ユニットは、内部ネットワークに接続される第1ポートを有する。第2ユニットは、内部ネットワークに接続される第2ポートを有する。第2ユニットは、さらに、ルータと、第1設定部とを有する。ルータは、ネットワークを識別するネットワーク識別子と、当該ネットワークに接続される機器を宛先とするパケットの転送先のアドレス情報とを対応付けた第1ルーチングテーブルを用いてパケットの中継を行なう。第1設定部は、第1ユニットから第1ネットワークを識別する第1ネットワーク識別子と第1ポートに割り当てられた第1アドレス情報とを取得し、第1ネットワーク識別子と第1アドレス情報とを対応付けて第1ルーチングテーブルに設定する。 According to an example of the present disclosure, the control system is composed of a plurality of units. The plurality of units include a first unit connected to the first network and a second unit capable of communicating with the first unit via the internal network and connected to the second network. The first unit has a first port connected to the internal network. The second unit has a second port connected to the internal network. The second unit further includes a router and a first setting unit. The router relays the packet using the first routing table in which the network identifier that identifies the network and the address information of the forwarding destination of the packet destined for the device connected to the network are associated with each other. The first setting unit acquires the first network identifier that identifies the first network from the first unit and the first address information assigned to the first port, and associates the first network identifier with the first address information. And set it in the first routing table.
この開示によれば、第1ネットワーク識別子と第1アドレス情報とを対応付けたレコードが第1ルーチングテーブルに自動的に追加される。そのため、第2ネットワーク上の機器(以下、「第2機器」と称する。)から第1ネットワーク上の機器(以下、「第1機器」と称する。)へアクセスするための手動によるネットワーク設定の手間が低減される。このようにして自動的に設定された第1ルーチングテーブルを用いることにより、ルータは、第1機器を宛先とするパケットを第2機器から受けると、当該パケットを第1ポートに転送する。第1ユニットは、パケットの宛先が第1機器であるため、当該パケットを第1ネットワークに出力する。その結果、第1機器は、第2機器からのパケットを受信できる。 According to this disclosure, a record in which the first network identifier and the first address information are associated with each other is automatically added to the first routing table. Therefore, the trouble of manually setting the network for accessing the device on the first network (hereinafter referred to as "first device") from the device on the second network (hereinafter referred to as "second device"). Is reduced. By using the first routing table automatically set in this way, when the router receives a packet destined for the first device from the second device, the router forwards the packet to the first port. Since the destination of the packet is the first device, the first unit outputs the packet to the first network. As a result, the first device can receive the packet from the second device.
上述の開示において、第1ユニットは、さらに、複数のユニットのネットワーク設定において使用されていないネットワーク識別子を用いて、第1ポートに対して第1アドレス情報を割り当て、第2ポートに対して第2アドレス情報を割り当てるためのアドレス割り当て部を有する。 In the above disclosure, the first unit further assigns the first address information to the first port and the second to the second port using a network identifier that is not used in the network settings of the plurality of units. It has an address allocation unit for assigning address information.
この開示によれば、内部ネットワーク上の第1,第2ポートそれぞれの第1,第2アドレス情報が自動的に割り当てられる。そのため、第2機器から第1機器へアクセスするための手動によるネットワーク設定の手間がさらに低減される。 According to this disclosure, the first and second address information of each of the first and second ports on the internal network is automatically assigned. Therefore, the trouble of manually setting the network for accessing the first device from the second device is further reduced.
上述の開示において、第1ユニットは、さらに、通信部と第2設定部とを有する。通信部は、ネットワークを識別するネットワーク識別子と、当該ネットワークに接続される機器を宛先とするパケットの転送先のアドレス情報とを対応付けた第2ルーチングテーブルを用いてパケットの中継を行なう。第2設定部は、第2ネットワークを識別する第2ネットワーク識別子とアドレス割り当て部によって割り当てられた第2アドレス情報とを対応付けて第2ルーチングテーブルに設定する。 In the above disclosure, the first unit further includes a communication unit and a second setting unit. The communication unit relays the packet using the second routing table in which the network identifier that identifies the network and the address information of the forwarding destination of the packet destined for the device connected to the network are associated with each other. The second setting unit sets the second network identifier that identifies the second network and the second address information assigned by the address assignment unit in the second routing table in association with each other.
この開示によれば、第2ネットワーク識別子と第2アドレス情報とを対応付けたレコードが第2ルーチングテーブルに自動的に設定される。そのため、第1機器から第2機器へアクセスするための手動によるネットワーク設定の手間が低減される。このようにして自動的に設定された第2ルーチングテーブルを用いることにより、通信部は、第2機器を宛先とするパケットを第1機器から受けると、当該パケットを第2ポートに転送する。第2ユニットのルータは、パケットの宛先が第2機器であるため、当該パケットを第2ネットワークに出力する。その結果、第2機器は、第1機器からのパケットを受信できる。 According to this disclosure, a record in which the second network identifier and the second address information are associated with each other is automatically set in the second routing table. Therefore, the trouble of manually setting the network for accessing the second device from the first device is reduced. By using the second routing table automatically set in this way, when the communication unit receives a packet destined for the second device from the first device, the communication unit forwards the packet to the second port. Since the destination of the packet is the second device, the router of the second unit outputs the packet to the second network. As a result, the second device can receive the packet from the first device.
上述の開示において、第1ユニットは、さらに、第1ネットワーク宛のパケットの送信元アドレスおよびポート番号を変換するためのNAPT(Network Address Port Translation)処理部を有する。この開示によれば、1つのアドレス情報を用いて、複数の第2機器を同時に第1機器に接続させることができる。 In the above disclosure, the first unit further has a NAPT (Network Address Port Translation) processing unit for translating the source address and port number of the packet destined for the first network. According to this disclosure, a plurality of second devices can be connected to the first device at the same time by using one address information.
上述の開示において、第2ユニットと第2ネットワーク上の機器(第2機器)とはVPN(Virtual Private Network)接続される。この開示によれば、第2機器は、内部ネットワーク上の機器として動作することができる。 In the above disclosure, the second unit and the device (second device) on the second network are connected by VPN (Virtual Private Network). According to this disclosure, the second device can operate as a device on the internal network.
本開示の一例によれば、複数のユニットによって構成される制御システムの制御方法は、以下の第1のステップと第2のステップとを備える。複数のユニットは、第1ネットワークと接続される第1ユニットと、第1ユニットと内部ネットワークを用いて通信可能であり、かつ、第2ネットワークと接続される第2ユニットとを含む。第1ユニットは、内部ネットワークに接続される第1ポートを有する。第2ユニットは、内部ネットワークに接続される第2ポートを有する。第1のステップは、第2ユニットが、第1ユニットから第1ネットワークを識別する第1ネットワーク識別子と第1ポートに割り当てられた第1アドレス情報とを取得し、第1ネットワーク識別子と第1アドレス情報とを対応付けたルーチングテーブルを設定するステップである。第2のステップは、第2ユニットが、ルーチングテーブルを用いてパケットの中継を行なうステップである。 According to an example of the present disclosure, a control method of a control system composed of a plurality of units includes the following first step and second step. The plurality of units include a first unit connected to the first network, and a second unit capable of communicating with the first unit using the internal network and connected to the second network. The first unit has a first port connected to the internal network. The second unit has a second port connected to the internal network. In the first step, the second unit acquires the first network identifier that identifies the first network from the first unit and the first address information assigned to the first port, and the first network identifier and the first address. This is a step to set a routing table associated with information. The second step is a step in which the second unit relays the packet using the routing table.
この開示によっても、複数のユニットを構成する第1ユニットおよび第2ユニットにそれぞれ接続された2つの機器間の通信を行なうためのネットワーク設定の手間を低減できる。 This disclosure also reduces the time and effort required to set up a network for communicating between two devices connected to the first unit and the second unit, which form a plurality of units.
本開示によれば、複数のユニットを構成する第1ユニットおよび第2ユニットにそれぞれ接続された2つの機器間の通信を行なうためのネットワーク設定の手間を低減できる。 According to the present disclosure, it is possible to reduce the time and effort required to set up a network for communicating between two devices connected to the first unit and the second unit, which form a plurality of units.
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are designated by the same reference numerals and the description thereof will not be repeated.
§1 適用例
まず、図1を参照して、本発明が適用される場面の一例について説明する。図1は、実施の形態に係る制御システムの構成例を示す図である。
§1 Application example First, an example of a situation in which the present invention is applied will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a control system according to an embodiment.
制御システム1は、制御ユニット100と中継ユニット200とを備える。制御システム1は、さらに1または複数の機能ユニット300を備えていてもよい。
The control system 1 includes a
制御ユニット100は、たとえば、PLCである。制御ユニット100は、予め設計されたユーザプログラムに従って、制御対象を制御する。制御ユニット100は、ユーザプログラム等に従った制御演算を実行するPLCエンジン10を含む。図1に示す例のPLCエンジン10は、3つのポート11〜13を有する。
The
ポート11は、内部ネットワークNW1に接続される。内部ネットワークNW1には、中継ユニット200および機能ユニット300が接続される。これにより、PLCエンジン10は、内部ネットワークNW1を介して中継ユニット200および機能ユニット300と通信可能となる。内部ネットワークNW1には、例えばTCP/IPが採用される。
The
ポート12は、ネットワークNW2に接続される。ネットワークNW2には例えばサポート装置500が接続される。これにより、PLCエンジン10は、ネットワークNW2を介してサポート装置500と通信可能となる。
The
サポート装置500は、一例として、汎用的なアーキテクチャに従うハードウェア(例えば、汎用パソコン)を用いて実現される。サポート装置500は、制御ユニット100のPLCエンジン10で実行されるユーザプログラムの作成、制御ユニット100および中継ユニット200の各種情報の設定などの開発環境を提供する。
As an example, the
ポート13は、ネットワークNW3に接続される。ネットワークNW3には1または複数のデバイス400が接続される。これにより、PLCエンジン10は、ネットワークNW3を介してデバイス400と通信可能となる。
The
デバイス400は、例えば生産工程を自動化するための種々の産業用機器を含む。一例として、デバイス400は、他のPLC、HMI(Human Machine Interface)、制御対象を含む。制御対象は、例えば、アームロボットを制御するロボットコントローラ、サーボモータを制御するサーボドライバ、ワークを撮影するための視覚センサ、圧力センサ、温度センサ、および生産工程で利用されるその他の機器などを含む。
The
ネットワークNW2,NW3には、例えばEtherCAT(登録商標)、EtherNet/IP(登録商標)、DeviceNet(登録商標)、CompoNet(登録商標)などの産業用ネットワークプロトコルが採用される。 For the networks NW2 and NW3, for example, industrial network protocols such as EtherCAT (registered trademark), EtherNet / IP (registered trademark), DeviceNet (registered trademark), and CompoNet (registered trademark) are adopted.
中継ユニット200は、制御ユニット100に接続され、外部機器との間の通信機能を担当する。中継ユニット200は、外部機器との間の通信を中継するルータ20を備える。図1に示す例のルータ20は、3つのポート22〜24を有する。
The
ポート22は、内部ネットワークNW1に接続される。ポート23は、外部ネットワークNW4に接続される。ルータ20は、外部ネットワークNW4に接続される外部機器600と内部ネットワークNW1に接続される制御ユニット100および機能ユニット300との間の通信を中継する。
The
ポート24は、外部ネットワークNW5に接続される。ルータ20は、外部ネットワークNW5に接続される外部機器700と内部ネットワークNW1に接続される制御ユニット100および機能ユニット300との間の通信を中継する。
The
外部ネットワークNW4,NW5には例えばEthernet(登録商標)が採用される。図1に示す例では、外部ネットワークNW4はWAN(Wide Area Network)であり、外部ネットワークNW5はLAN(Local Area Network)である。 For example, Ethernet (registered trademark) is adopted for the external networks NW4 and NW5. In the example shown in FIG. 1, the external network NW4 is a WAN (Wide Area Network), and the external network NW5 is a LAN (Local Area Network).
ルータ20は、予め設定されたルーチングテーブル25に基づいてパケットの中継処理を実行する。ルーチングテーブル25は、ネットワークを識別するネットワーク識別子と、当該ネットワークに接続される機器を宛先とするパケットの転送先のアドレス情報(IPアドレス)とを対応付けたテーブルである。ルータ20は、パケットを受けると、当該パケットの宛先のネットワーク識別子に対応するIPアドレスをルーチングテーブルから読み出す。ルータ20は、読み出したIPアドレスにパケットを転送する。
The
中継ユニット200は、さらにアプリケーションサーバ21を含む。アプリケーションサーバ21は、制御システム1に関する各種サービスを提供する。図1に例示されるアプリケーションサーバ21は、制御システム1を構成する各種ユニットについてのユーザアカウントを一元的に管理する認証サービスを提供する。具体的には、アプリケーションサーバ21は、アクセス元の機器から取得したユーザアカウントと登録情報との照合し、照合結果に応じてアクセスの認否を判定する。アプリケーションサーバ21がこのような認証サービスを提供することにより、中継ユニット200は、認証ユニットとして動作する。
The
アプリケーションサーバ21は、内部ネットワークNW1に接続されたポート26を有する。アプリケーションサーバ21は、ポート26を介して、ユーザアカウントの取得や認証結果の出力を行なう。
The
機能ユニット300は、制御システム1による様々な制御対象に対する制御を実現するための各種機能を提供する。機能ユニット300は、典型的には、I/Oユニット、セーフティI/Oユニット、通信ユニット、モーションコントローラユニット、温度調整ユニット、パルスカウンタユニットなどを包含し得る。
The
図1に示す制御システム1では、外部ネットワークNW4に接続された外部機器600からネットワークNW3に接続されたデバイス400にアクセス可能であることが望まれる。外部機器600からデバイス400にアクセス可能であれば、ユーザは、遠隔地にいたとしても、WANである外部ネットワークNW4を介してデバイス400の状態を確認できる。
In the control system 1 shown in FIG. 1, it is desired that the
制御ユニット100に中継ユニット200が接続されると、ユーザは、制御ユニット100と中継ユニット200とが一体化されているように解釈する傾向にある。そのため、ユーザは、サポート装置500を用いてデバイス400にアクセスするときと同じように、外部機器600を用いてデバイス400にアクセスできることを期待する。
When the
しかしながら、制御ユニット100と中継ユニット200とはそれぞれ別々のプロセッサ上で動作しているため、制御ユニット100と中継ユニット200との間に内部ネットワークNW1が必ず構築される。サポート装置500からデバイス400への通信は、ネットワークNW2とネットワークNW3との中継点を通過すればよい。一方、外部機器600からデバイス400への通信は、外部ネットワークNW4と内部ネットワークNW1との中継点と、内部ネットワークNW1とネットワークNW3との中継点とを通過する必要がある。従って、外部機器600からデバイス400へアクセスするためのネットワーク設定は、サポート装置500からデバイス400にアクセスするためのネットワーク設定よりも複雑である。そのため、外部機器600からデバイス400へアクセスするためのネットワーク設定を手動で行なう場合に手間がかかる。
However, since the
中継ユニット200の代わりに物理NIC(Network Interface Card)を制御ユニット100に取り付け、当該物理NICおよび制御ユニット100を介して、外部機器600からデバイス400へアクセスすることが考えられる。この場合、ネットワーク設定の手間が簡略化される。しかしながら、物理NICにはプロセッサが搭載されないため、図1に示すアプリケーションサーバ21の機能を制御ユニット100のPLCエンジン10で実行させることになる。その結果、PLCエンジン10の演算負荷が増大する。
It is conceivable to attach a physical NIC (Network Interface Card) to the
本実施の形態に係る制御システム1では、アプリケーションサーバ21を含む中継ユニット200を介して外部機器600からデバイス400へアクセスする際の手動によるネットワーク設定の手間を低減するため、以下のような処理が実行される。
In the control system 1 according to the present embodiment, in order to reduce the trouble of manually setting the network when accessing the
まず、制御ユニット100は、内部ネットワークNW1に接続されるポート11,22,26に対して、内部ネットワークNW1で有効なIPアドレスを自動的に割り当てる。
First, the
次に、中継ユニット200は、制御ユニット100から、PLCエンジン10のポート13に接続されるネットワークNW3のネットワーク識別子と、内部ネットワークNW1内においてポート11に割当てられたIPアドレスとを受ける。中継ユニット200は、制御ユニット100から受けた当該ネットワーク識別と当該ポート11のIPアドレスとを対応付けてルーチングテーブル25に設定する。
Next, the
これにより、ルータ20は、ネットワークNW3に接続されたデバイス400を宛先とするパケットを外部機器600から受けると、ルーチングテーブル25を参照して当該パケットをポート11に転送する。PLCエンジン10は、ポート11に転送されたパケットの宛先がネットワークNW3に接続されたデバイス400であるため、当該パケットをポート13からネットワークNW3に出力する。その結果、デバイス400は、外部機器600からのパケットを受信できる。
As a result, when the
このように、本実施の形態によれば、PLCエンジン10のポート13に接続されるネットワークNW3のネットワーク識別子と、内部ネットワークNW1内においてポート11に割り当てられたアドレス情報(IPアドレス)とを対応付けてルーチングテーブル25に自動的に設定される。そのため、外部機器600からデバイス400へアクセスするための手動によるネットワーク設定の手間が低減される。
As described above, according to the present embodiment, the network identifier of the network NW3 connected to the
§2 具体例
次に、本実施の形態に係る制御システム1の具体例について説明する。
§2 Specific example Next, a specific example of the control system 1 according to the present embodiment will be described.
<A.制御ユニットのハードウェア構成例>
図2は、本実施の形態に従う制御システムを構成する制御ユニットのハードウェア構成例を示す模式図である。図2に示されるように、制御ユニット100は、主たるコンポーネントとして、CPU(Central Processing Unit)やGPU(Graphical Processing Unit)などのプロセッサ102と、チップセット104と、主記憶装置106と、二次記憶装置108と、USB(Universal Serial Bus)コントローラ112と、メモリカードインターフェイス114と、ネットワークコントローラ116,118と、内部バスコントローラ122と、インジケータ124とを含む。
<A. Control unit hardware configuration example>
FIG. 2 is a schematic diagram showing a hardware configuration example of a control unit constituting a control system according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, the
プロセッサ102は、二次記憶装置108に格納された各種プログラムを読み出して、主記憶装置106に展開して実行することで、標準制御に係る制御演算、および、後述するような各種処理を実現する。チップセット104は、プロセッサ102と各コンポーネントとの間のデータの遣り取りを仲介することで、制御ユニット100全体としての処理を実現する。
The
二次記憶装置108には、システムプログラムに加えて、システムプログラムが提供する実行環境上で動作するユーザプログラムが格納される。
In addition to the system program, the
USBコントローラ112は、USB接続を介して任意の情報処理装置との間のデータの遣り取りを担当する。
The
メモリカードインターフェイス114は、メモリカード115を着脱可能に構成されており、メモリカード115に対して制御プログラムや各種設定などのデータを書込み、あるいは、メモリカード115から制御プログラムや各種設定などのデータを読出すことが可能になっている。
The
ネットワークコントローラ116,118の各々は、ネットワークを介した任意のデバイス(例えば、サポート装置500およびデバイス400)との間のデータの遣り取りを担当する。ネットワークコントローラ116,118は、EtherCAT(登録商標)、EtherNet/IP(登録商標)、DeviceNet(登録商標)、CompoNet(登録商標)などの産業用ネットワークプロトコルを採用してもよい。
Each of the
内部バスコントローラ122は、制御システム1を構成する中継ユニット200、1または複数の機能ユニット300との間のデータの遣り取りを担当する。内部バスには、TCP/IPが用いられる。
The
インジケータ124は、制御ユニット100の動作状態などを通知するものであり、ユニット表面に配置された1または複数のLEDなどで構成される。
The
図2には、プロセッサ102がプログラムを実行することで必要な機能が提供される構成例を示したが、これらの提供される機能の一部または全部を、専用のハードウェア回路(たとえば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)またはFPGA(Field-Programmable Gate Array)など)を用いて実装してもよい。あるいは、制御ユニット100の主要部を、汎用的なアーキテクチャに従うハードウェア(たとえば、汎用パソコンをベースとした産業用パソコン)を用いて実現してもよい。この場合には、仮想化技術を用いて、用途の異なる複数のOS(Operating System)を並列的に実行させるとともに、各OS上で必要なアプリケーションを実行させるようにしてもよい。
FIG. 2 shows a configuration example in which the necessary functions are provided by the
<B.中継ユニットのハードウェア構成例>
図3は、本実施の形態に従う制御システムを構成する中継ユニットのハードウェア構成例を示す模式図である。図3に示されるように、中継ユニット200は、主たるコンポーネントとして、CPUやMPU(Micro Processing Unit)などのプロセッサ202と、チップセット204と、主記憶装置206と、二次記憶装置208と、内部バスコントローラ210と、USBコントローラ212と、メモリカードインターフェイス214と、ネットワークコントローラ216,218と、インジケータ224とを含む。
<B. Relay unit hardware configuration example>
FIG. 3 is a schematic diagram showing a hardware configuration example of a relay unit constituting a control system according to the present embodiment. As shown in FIG. 3, the
プロセッサ202は、二次記憶装置208に格納された各種プログラムを読み出して、主記憶装置206に展開して実行することで、後述するような各種通信機能を実現する。チップセット204は、プロセッサ202と各コンポーネントとの間のデータの遣り取りを仲介することで、中継ユニット200全体としての処理を実現する。
The
二次記憶装置208には、システムプログラムに加えて、システムプログラムが提供する実行環境上で動作する通信設定情報などの各種データが格納される。
In addition to the system program, the
内部バスコントローラ210は、内部バスを介した制御ユニット100や機能ユニット300との間のデータの遣り取りを担当する。
The
USBコントローラ212は、USB接続を介して任意の情報処理装置との間のデータの遣り取りを担当する。
The
メモリカードインターフェイス214は、メモリカード215を着脱可能に構成されており、メモリカード215に対して制御プログラムや各種設定などのデータを書込み、あるいは、メモリカード215から制御プログラムや各種設定などのデータを読出すことが可能になっている。
The
ネットワークコントローラ216,218の各々は、ネットワークを介した任意のデバイスとの間のデータの遣り取りを担当する。ネットワークコントローラ216,218は、EtherNet(登録商標)などの汎用的なネットワークプロトコルを採用してもよい。中継ユニット200は、ネットワークコントローラ216を介して外部機器600と通信し、ネットワークコントローラ218を介して外部機器700と通信する。
Each of the
インジケータ224は、中継ユニット200の動作状態などを通知するものであり、ユニット表面に配置された1または複数のLEDなどで構成される。
The
図3には、プロセッサ202がプログラムを実行することで必要な機能が提供される構成例を示したが、これらの提供される機能の一部または全部を、専用のハードウェア回路(たとえば、ASICまたはFPGAなど)を用いて実装してもよい。あるいは、中継ユニット200の主要部を、汎用的なアーキテクチャに従うハードウェア(たとえば、汎用パソコンをベースとした産業用パソコン)を用いて実現してもよい。この場合には、仮想化技術を用いて、用途の異なる複数のOSを並列的に実行させるとともに、各OS上で必要なアプリケーションを実行させるようにしてもよい。
FIG. 3 shows a configuration example in which the necessary functions are provided by the
<C.制御システムの機能構成例>
図4は、制御システムを構成する制御ユニットおよび中継ユニットの機能構成例を示す図である。図4には、内部ネットワークNW1と、ネットワークNW2,NW3と、外部ネットワークNW4,NW5との間の通信に関する機能構成が示される。
<C. Control system function configuration example>
FIG. 4 is a diagram showing a functional configuration example of the control unit and the relay unit constituting the control system. FIG. 4 shows a functional configuration related to communication between the internal networks NW1, the networks NW2 and NW3, and the external networks NW4 and NW5.
図4に示されるように、制御ユニット100は、通信部14と、DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)サーバ15と、NAPT(Network Address Port Translation)処理部16と、設定部17と、記憶部18とを含む。通信部14は、図2に示すプロセッサ102と、ネットワークコントローラ116,118および内部バスコントローラ122などによって実現される。DHCPサーバ15、NAPT処理部16および設定部17は、プロセッサ102によって実現される。記憶部18は、主記憶装置106および二次記憶装置108によって実現される。
As shown in FIG. 4, the
記憶部18は、ルーチングテーブル181と変換データ182とを記憶する。ルーチングテーブル181は、ネットワークを識別するネットワーク識別子と、当該ネットワークに接続される機器を宛先とするパケットの転送先のアドレス情報(IPアドレス)とを対応付けたテーブルである。ルーチングテーブル181は設定部17によって設定される。
The
変換データ182は、変換前後のIPアドレスを対応付けたデータである。変換データ182は、NAPT処理部16によって一時的に生成される。
The
通信部14は、内部ネットワークNW1およびネットワークNW2,NW3の間の通信を制御する。
The
例えば、通信部14は、内部ネットワークNW1およびネットワークNW2,NW3のいずれかから受けたパケットの宛先を確認する。通信部14は、確認した宛先のネットワーク識別子に対応するIPアドレスをルーチングテーブル181から読み出す。通信部14は、読み出したIPアドレスにパケットを転送する。
For example, the
DHCPサーバ15は、内部ネットワークNW1に接続されるポート11,22,26に対してIPアドレスを割り当てるアドレス割り当て部として動作する。DHCPサーバ15は、制御システム1を構成する全ユニット(制御ユニット100、中継ユニット200および機能ユニット300)のネットワーク設定において使用されていないネットワーク識別子を用いて、ポート11,22,26に対してIPアドレスを割り当てる。
The
NAPT処理部16は、内部ネットワークNW1とネットワークNW2,NW3との間でNAPT処理を行なう。NAPTとは、1つのIPアドレスを複数の端末で共有するためのネットワークアドレス変換技術である。NAPT処理では、送信元のIPアドレスおよびポート番号が変換される。
The
ネットワークNW2を宛先とするパケットを内部ネットワークNW1から受けた場合、NAPT処理部16は、パケットの送信元のIPアドレスおよびポート番号を、ポート12に割り当てられたIPアドレスおよび未使用のポート番号に動的に変換する。ネットワークNW2を宛先とするパケットを内部ネットワークNW1から受けた場合、NAPT処理部16は、パケットの送信元のIPアドレスおよびポート番号を、ポート13に割り当てられたIPアドレスおよび未使用のポート番号に動的に変換する。
When a packet destined for network NW2 is received from internal network NW1, the
NAPT処理部16は、変換前のIPアドレスおよびポート番号と、変換後のIPアドレスおよびポート番号とを対応付けた変換データ182を生成し、生成した変換データ182を記憶部18に格納する。
The
設定部17は、ルーチングテーブル181を設定する。設定部17は、サポート装置500からダウンロードされた設定データに従ってルーチングテーブル181を設定する。設定部17は、設定したルーチングテーブル181を記憶部18に格納する。設定部17によるルーチングテーブル181の設定方法の詳細について後述する。
The setting
図4に示されるように、中継ユニット200は、ルータ20の他に、設定部28および記憶部29を含む。設定部28は、図3に示すプロセッサ202によって実現される。記憶部29は、主記憶装置206および二次記憶装置208によって実現される。
As shown in FIG. 4, the
設定部28は、記憶部29に格納されるルーチングテーブル25を設定する。設定部28は、サポート装置500からダウンロードされた設定データに従ってルーチングテーブル25を設定する。設定部28は、設定したルーチングテーブル25を記憶部29に格納する。設定部28によるルーチングテーブル25の設定方法の詳細について後述する。
The setting
<D.制御ユニットのネットワーク設定のための画面>
図5は、制御ユニットのネットワーク設定のための画面例を示す図である。図5に例示される設定画面50は、サポート装置500に表示される。サポート装置500は、設定画面50に対するユーザからの入力を受け付ける。
<D. Screen for network setting of control unit>
FIG. 5 is a diagram showing a screen example for network setting of the control unit. The
設定画面50は、ポート12,13のIPアドレスをそれぞれ設定するための入力欄51,52を有する。ユーザは、ネットワークNW2においてポート12に予め割り当てられたIPアドレスを入力欄51に入力し、ネットワークNW3においてポート13に予め割り当てられたIPアドレスを入力欄52に入力する。図5に示す例では、ポート12のIPアドレスは「192.168.200.1」であり、ポート13のIPアドレスは「192.168.250.1」である。また、IPアドレスにおけるネットワークアドレス長は24ビットである。そのため、ポート12に接続されたネットワークNW2を識別するネットワーク識別子は「192.168.200」である。ポート13に接続されたネットワークNW3を識別するネットワーク識別子は「192.168.250」である。
The
設定画面50は、ルーチングテーブル181を設定するための入力欄53,54を含む。入力欄53には、パケットの宛先のネットワークを識別するネットワーク識別子が入力され、入力欄54には、パケットの転送先のIアドレスが入力される。なお、サブネットマスクとして「255.255.255.0」が予め設定されており、入力欄53に入力されたIPアドレスのうちの先頭の24ビットがネットワーク識別子として使用される。
The
設定画面50は、内部ネットワークNW1に接続されるポート(図1に示す例ではポート11,22,26)に対するIPアドレスの自動割り当てを実行するためのチェックボックス56を含む。
The
設定画面50は、内部ネットワークNW1とネットワークNW2,NW3との間のNAPT処理を実行するためのチェックボックス57を含む。
The
さらに、設定画面50は、内部ネットワークNW1へのルーチング自動設定を実行するためのチェックボックス58を含む。
Further, the
サポート装置500は、設定画面50に対する入力に従って設定データを生成する。生成された設定データは、制御ユニット100にダウンロードされる。制御ユニット100では、設定データに従った処理が実行される。例えば、設定画面50の入力欄51,52への入力情報に従って、ポート12,13のIPアドレスが確定される。制御ユニット100の設定部17は、設定画面の入力欄53に入力されたネットワーク識別子と、入力欄54に入力されたIPアドレスとを対応付けたレコードをルーチングテーブル181に追加する。チェックボックス56〜58がチェックされたときの制御ユニット100の処理の詳細については後述する。
The
<E.中継ユニットのネットワーク設定のための画面>
図6は、中継ユニットのネットワーク設定のための画面例を示す図である。図6に例示される設定画面60は、サポート装置500に表示される。サポート装置500は、設定画面60に対するユーザからの入力を受け付ける。
<E. Screen for network setting of relay unit>
FIG. 6 is a diagram showing a screen example for setting the network of the relay unit. The
設定画面60は、ポート23,24のIPアドレスをそれぞれ設定するための入力欄61,62を有する。ユーザは、外部ネットワークNW4においてポート23に予め割り当てられたIPアドレスを入力欄61に入力し、外部ネットワークNW5においてポート24に予め割り当てられたIPアドレスを入力欄62に入力する。図6に示す例では、ポート23のIPアドレスは「10.0.0.1」であり、ポート24のIPアドレスは「192.168.0.1」である。また、IPアドレスにおけるネットワークアドレス長は24ビットである。そのため、ポート23に接続された外部ネットワークNW4を識別するネットワーク識別子は「10.0.0」である。ポート24に接続された外部ネットワークNW5を識別するネットワーク識別子は「192.168.0」である。
The
設定画面60は、ルーチングテーブル25を設定するための入力欄63,64を含む。入力欄63には、パケットの宛先のネットワークを識別するネットワーク識別子が入力され、入力欄64には、パケットの転送先のIアドレスが入力される。なお、サブネットマスクとして「255.255.255.0」が予め設定されており、入力欄63に入力されたIPアドレスのうちの先頭の24ビットがネットワーク識別子として使用される。
The
設定画面60は、内部ネットワークNW1へのルーチング自動設定を実行するためのチェックボックス65を含む。
The
設定画面60は、外部ネットワークNW4,NW5にVPN(Virtual Private Network)を設定するためのチェックボックス66を含む。チェックボックス66がチェックされると、設定画面60は、入力欄67〜69への入力を受け付ける。入力欄67には、VPN接続される端末間の認証を行なう際に用いられる事前共通鍵が入力される。入力欄68,69には、VPN接続の際の認証に用いられるユーザ名およびパスワードがそれぞれ入力される。入力欄67〜69への入力を行なうことにより、例えば、中継ユニット200と外部機器600とはVPN接続される。
The
さらに、チェックボックス66がチェックされると、入力欄61,62に入力されたIPアドレスに基づいて、ユーザへの配布アドレスが自動的に設定される。配布されたアドレスは、表示欄70,71に表示される。図示されるように、外部ネットワークNW4に接続される外部機器600には、ポート23のIPアドレスと同じネットワーク識別子を有するIPアドレスが配布される。外部ネットワークNW5に接続される外部機器700には、ポート24のIPアドレスと同じネットワーク識別子を有するIPアドレスが配布される。
Further, when the
制御システム1が1または複数の機能ユニット300を含む場合には、図6に示す設定画面60と同様の設定画面を用いて、1または複数の機能ユニット300に対するネットワーク設定が行なわれる。
When the control system 1 includes one or a plurality of
<F.内部ネットワークに接続されるポートへのIPアドレスの割り当て>
次に、DHCPサーバ15による、内部ネットワークNW1上のポート11,22,26へのIPアドレスの割り当て処理について説明する。DHCPサーバ15は、設定画面50のチェックボックス56がチェックされた場合に、ポート11,22,26へのIPアドレスの割り当て処理を実行する。
<F. Assigning an IP address to a port connected to the internal network>
Next, the process of assigning an IP address to
図7は、内部ネットワーク上のポートへのIPアドレスの割り当て処理を説明する図である。 FIG. 7 is a diagram illustrating an IP address allocation process to a port on the internal network.
DHCPサーバ15は、設定画面50,60を用いたネットワーク設定において手動設定されたネットワーク識別子およびIPアドレスを全ユニット(制御ユニット100、中継ユニット200および機能ユニット300)から取得する。DHCPサーバ15は、全ユニットのネットワーク設定において使用されていないネットワーク識別子を内部ネットワークNW1に対して割り当てる。図7に示す例では、「172.16.250」が内部ネットワークNW1のネットワーク識別子として割り当てられている。
The
DHCPサーバ15は、当該ネットワーク識別子を用いて、内部ネットワークNW1上のポート11,22,26に対してIPアドレスを割り当てる。DHCPサーバ15は、内部ネットワークNW1のネットワーク識別子(ネットワークアドレス)に任意の8ビットのホスト識別子(ホストアドレス)を組み合わせたIPアドレスを、各ユニットにおける内部ネットワークNW1上のポートに割り当てる。
The
図7に示す例では、DHCPサーバ15は、IPアドレス「172.16.250.1」を制御ユニット100のポート11に対して割り当てる。
In the example shown in FIG. 7, the
さらに、DHCPサーバ15は、制御ユニット100以外のユニット(中継ユニット200および機能ユニット300)に対して、予め定められた個数(例えば10個)のIPアドレスを割り当てる。各ユニットに割り当てられるIPアドレスの個数は、ユニットが通常有するポートの個数を考慮して予め定められる。図7に示す例では、DHCPサーバ15は、10個のIPアドレス「172.16.250.10」〜「172.16.250.19」を中継ユニット200のポートに対して割り当てる。図1に示す例では、中継ユニット200は、内部ネットワークNW1に接続されるポートとして2つのポート22,26を有する。そのため、割り当てられた10個のIPアドレスのうち2つのIPアドレス「172.16.250.10」,「172.16.250.11」がポート22,26にそれぞれ割り当てられる。さらに、制御システム1が1つの機能ユニット300を備える場合、DHCPサーバ15は、10個のIPアドレス「172.16.250.20」〜「172.16.250.29」を機能ユニット300のポートに対して割り当てる。
Further, the
なお、DHCPサーバ15は、中継ユニット200および機能ユニット300の各々に対して、内部ネットワークNW1に接続されるポート数を問い合わせてもよい。DHCPサーバ15は、回答に応じた個数のIPアドレスを各ユニットに割り当ててもよい。例えば、中継ユニット200は、DHCPサーバ15からの問い合わせに対して「2個」を回答する。この場合、DHCPサーバ15は、2個のIPアドレスを中継ユニット200に割り当てればよい。
The
設定画面50のチェックボックス56がチェックされない場合、内部ネットワークNW1上のポートへのIPアドレスの割り当てが手動で行なわれてもよい。
If the
<G.制御ユニットにおける内部ネットワークへ転送するためのルーチング設定>
次に、制御ユニット100における、内部ネットワークNW1へ転送するためのルーチングテーブル自動設定について説明する。当該ルーチングテーブル自動設定は、制御ユニット100の設定部17によって実行される。設定部17は、設定画面50のチェックボックス58(図5参照)がチェックされた場合に、ルーチングテーブル自動設定を実行する。
<G. Routing settings for transferring to the internal network in the control unit>
Next, the routing table automatic setting for transferring to the internal network NW1 in the
図8は、制御ユニットにおける、内部ネットワークへ転送するためのルーチングテーブル自動設定を説明する図である。設定部17は、外部ネットワークNW4,NW5にそれぞれ接続するポート23,24のIPアドレスを中継ユニット200から取得する。さらに、設定部17は、DHCPサーバ15によって割り当てられた、中継ユニット200において内部ネットワークNW1に接続されたポート22のIPアドレスを取得する。
FIG. 8 is a diagram illustrating automatic setting of the routing table for transfer to the internal network in the control unit. The setting
図8に示されるように、設定部17は、ポート23のIPアドレスに含まれる24ビットのネットワーク識別子(ネットワークアドレス)とポート22のIPアドレスとを対応付けたレコードをルーチングテーブル181に追加する。ポート23のIPアドレスに含まれるネットワーク識別子は、ポート23に接続される外部ネットワークNW4を識別する。そのため、制御ユニット100の通信部14は、外部ネットワークNW4に接続される外部機器600を宛先とするパケットを受けると、ルーチングテーブル181に基づいて、当該パケットを中継ユニット200のポート22に転送する。中継ユニット200のルータ20は、パケットの宛先に含まれるネットワーク識別子が外部ネットワークNW4を示すことから、当該パケットを外部ネットワークNW4に出力する。これにより、外部機器600は、自身宛のパケットを受信できる。
As shown in FIG. 8, the setting
同様に、設定部17は、ポート24のIPアドレスに含まれる24ビットのネットワーク識別子(ネットワークアドレス)とポート22のIPアドレスとを対応付けたレコードをルーチングテーブル181に追加する。ポート24のIPアドレスに含まれるネットワーク識別子は、ポート24に接続される外部ネットワークNW5を識別する。そのため、制御ユニット100の通信部14は、外部ネットワークNW5に接続される外部機器700を宛先とするパケットを受けると、ルーチングテーブル181に基づいて、当該パケットを中継ユニット200のポート22に転送する。中継ユニット200のルータ20は、パケットの宛先に含まれるネットワーク識別子が外部ネットワークNW5を示すことから、当該パケットを外部ネットワークNW5に出力する。これにより、外部機器700は、自身宛のパケットを受信できる。
Similarly, the setting
なお、設定画面50のチェックボックス58がチェックされない場合、内部ネットワークNW1へ転送するためのルーチングテーブル181の設定が手動で行なわれてもよい。
If the
<H.中継ユニットにおける内部ネットワークへ転送するためのルーチング設定>
次に、中継ユニット200における、内部ネットワークNW1へ転送するためのルーチングテーブル自動設定について説明する。当該ルーチングテーブル自動設定は、中継ユニット200の設定部28によって実行される。設定部28は、設定画面60のチェックボックス65(図6参照)がチェックされた場合に、ルーチングテーブル自動設定を実行する。
<H. Routing settings for transferring to the internal network in the relay unit>
Next, the routing table automatic setting for transferring to the internal network NW1 in the
図9は、中継ユニットにおける、内部ネットワークへ転送するためのルーチングテーブル自動設定を説明する図である。設定部28は、ネットワークNW2,NW3にそれぞれ接続するポート12,13のIPアドレスを制御ユニット100から取得する。さらに、設定部28は、DHCPサーバ15によって割り当てられた、制御ユニット100において内部ネットワークNW1に接続されたポート11のIPアドレスを取得する。
FIG. 9 is a diagram illustrating the automatic setting of the routing table for transferring to the internal network in the relay unit. The setting
図9に示されるように、設定部28は、ポート12のIPアドレスに含まれる24ビットのネットワーク識別子(ネットワークアドレス)とポート11のIPアドレスとを対応付けたレコードをルーチングテーブル25に追加する。ポート12のIPアドレスに含まれるネットワーク識別子は、ポート12に接続されるネットワークNW2を識別する。そのため、中継ユニット200のルータ20は、ネットワークNW2に接続されるサポート装置500を宛先とするパケットを受けると、ルーチングテーブル25に基づいて、当該パケットを制御ユニット100のポート11に転送する。制御ユニット100の通信部14は、パケットの宛先に含まれるネットワーク識別子がネットワークNW2を示すことから、当該パケットをネットワークNW2に出力する。これにより、サポート装置500は、自身宛のパケットを受信できる。
As shown in FIG. 9, the setting
同様に、設定部17は、ポート24のIPアドレスに含まれる24ビットのネットワーク識別子(ネットワークアドレス)とポート22のIPアドレスとを対応付けたレコードをルーチングテーブル181に追加する。ポート24のIPアドレスに含まれるネットワーク識別子は、ポート24に接続される外部ネットワークNW5を識別する。制御ユニット100の通信部14は、パケットの宛先に含まれるネットワーク識別子がネットワークNW3を示すことから、当該パケットをネットワークNW3に出力する。これにより、デバイス400は、自身宛のパケットを受信できる。
Similarly, the setting
なお、設定画面60のチェックボックス65がチェックされない場合、内部ネットワークNW1へ転送するためのルーチングテーブル25の設定が手動で行なわれてもよい。
If the
<I.NAPT処理>
次に、制御ユニット100にて実行されるNAPT処理について説明する。当該NAPT処理は、制御ユニット100のNAPT処理部16によって実行される。NAPT処理部16は、設定画面50のチェックボックス57(図5参照)がチェックされた場合に、NAPT処理を実行する。
<I. NAPT processing>
Next, the NAT processing executed by the
図10は、NAPT処理を説明する図である。図10には、ネットワークNW3宛のパケット(以下、「対象パケット」と称する。)に対するNAPT処理の一例が示される。対象パケットは、IPアドレス「10.0.0.2」の外部機器600を送信元とし、IPアドレス「192.168.250.2」のデバイス400を宛先とするパケットである。NAPT処理部16は、対象パケットにおける送信元のIPアドレスおよびポート番号を、ネットワークNW3に接続されたポート13のIPアドレスおよび未使用のポート番号にそれぞれ変換する。NAPT処理部16は、変換前のIPアドレスおよびポート番号と、変換後のIPアドレスおよびポート番号とを対応付けた変換データ182を生成し、生成した変換データ182を記憶部18に格納する。
FIG. 10 is a diagram illustrating NAPT processing. FIG. 10 shows an example of NAPT processing for a packet addressed to the network NW3 (hereinafter, referred to as a “target packet”). The target packet is a packet whose source is the
対象パケットを受けたデバイス400は、当該対象パケットに対する返信パケットを送信する。上述したように、対象パケットの送信元のIPアドレスおよびポート番号は、ネットワークNW3に接続されたポート13のIPアドレスおよび未使用のポート番号にそれぞれ変換されている。そのため、デバイス400は、変換後のIPアドレスおよびポート番号を返信パケットの宛先として設定する。
The
NAPT処理部16は、変換データ182によって示される変換後のIPアドレスおよびポート番号を宛先とする返信パケットをネットワークNW3から受けると、当該返信パケットの宛先を変換する。すなわち、NAPT処理部16は、返信パケットの宛先を変換データ182によって示される変換前のIPアドレスおよびポート番号に変換する。これにより、返信パケットの宛先のIPアドレスは、対象パケットの送信元であるIPアドレス「10.0.0.2」に変換される。その結果、返信パケットは、対象パケットの送信元であるIPアドレス「10.0.0.2」の外部機器600に送信される。
When the
<J.ネットワーク自動設定におけるシーケンス>
図11は、ネットワーク自動設定の一例を示すシーケンス図である。図11に示すネットワーク自動設定は、図5の設定画面50においてチェックボックス56,58がチェックされ、かつ、図6の設定画面60においてチェックボックス65がチェックされたときに実行される。
<J. Sequence in automatic network setting>
FIG. 11 is a sequence diagram showing an example of automatic network setting. The network automatic setting shown in FIG. 11 is executed when the
制御ユニット100および中継ユニット200の電源がオンされると、制御ユニット100のプロセッサ102は、中継ユニット200の構成情報を取得する(ステップS1)。当該構成情報は、中継ユニット200の機種および品番などを示す。プロセッサ102は、中継ユニット200の構成情報を確認し(ステップS2)、中継ユニット200の監視をスタートさせる(ステップS3)。さらに、プロセッサ102は、サポート装置500からダウンロードした設定データに従って、ポート12,13のIPアドレスを有効にする(ステップS4)。
When the power of the
中継ユニット200のプロセッサ202は、制御ユニット100との装着位置(図1に示す例ではポート22)を確認する(ステップS5)。さらに、プロセッサ102は、サポート装置500からダウンロードした設定データに従って、ポート23,24のIPアドレスを有効にする(ステップS6)。
The
次に、中継ユニット200のプロセッサ202は、DHCPによって割り当てられた、内部ネットワークNW1上のポートのIPアドレスを制御ユニット100に要求する(ステップS7)。制御ユニット100のプロセッサ102は、内部ネットワークNW1上の各ポートの一時的なIPアドレスを任意に割り当て、当該一時的なIPアドレスを配布する(ステップS8)。中継ユニット200では、配布された一時的なIPアドレスが設定される(ステップS9)。
Next, the
中継ユニット200のプロセッサ202は、配布された一時的なIPアドレスを用いて、内部ネットワークNW1を介したIP接続を確立する(ステップS10)。IP接続が確立されると、制御ユニット100のプロセッサ102は、制御ユニット100の構成情報を中継ユニット200に送信する(ステップS11)。当該構成情報は、制御ユニット100の機種および品番などを示す。中継ユニット200のプロセッサ202は、制御ユニット100の構成情報を確認する(ステップS12)。
The
中継ユニット200のプロセッサ202は、外部ネットワークNW4,NW5にそれぞれ接続されるポート23,24のIPアドレスとルーチングテーブル25とを制御ユニット100に送信する(ステップS13)。ポート23,24のIPアドレスおよびルーチングテーブル25は、図6に示す設定画面60を用いた手動のネットワーク設定において予め設定されている。
The
制御ユニット100に1または複数の機能ユニット300が接続されている場合、上記のステップS1〜S13は、当該1または複数の機能ユニット300の各々についても実行される。
When one or more
ステップS13の後、制御ユニット100のプロセッサ102は、全てのユニットのネットワーク設定において使用されていないネットワーク識別子を内部ネットワークNW1に割り当てる。そして、プロセッサ102は、内部ネットワークNW1のネットワーク識別子を用いて、内部ネットワークNW1に接続される全ポート(ポート11,22,26)のIPアドレスを決定する(ステップS14)。当該IPアドレスは、DHCPによって割り当てられる。
After step S13, the
さらに、プロセッサ102は、中継ユニット200から取得したポート23,24の各々のIPアドレスに含まれるネットワーク識別子とポート22に割り当てたIPアドレスとを対応付けたレコードをルーチングテーブル181に追加する(ステップS15)。
Further, the
次に、制御ユニット100のプロセッサ102は、一時的なIPアドレスのリリースを中継ユニット200に指示する(ステップS16)。さらに、プロセッサ102は、ステップS14において決定した正式なIPアドレスを中継ユニットに配布する(ステップS17)。中継ユニット200では、配布された正式なIPアドレスが設定される(ステップS18)。
Next, the
中継ユニット200のプロセッサ202は、配布された正式なIPアドレスを用いて、内部ネットワークNW1を介したIP接続を確立する(ステップS19)。IP接続が確立されると、制御ユニット100のプロセッサ102は、ルーチングテーブル25への追加のための情報を中継ユニット200に送信する(ステップS20)。ルーチングテーブル25への追加のための情報は、ポート12,13にそれぞれ接続されるネットワークNW2,NW3のネットワーク識別子と、ポート11のIPアドレスとを含む。中継ユニット200のプロセッサ202は、ネットワークNW2,NW3のネットワーク識別子とポート11のIPアドレスとを対応付けたレコードをルーチングテーブル25に追加する(ステップS21)。
The
ステップS1〜S21によりネットワーク自動設定処理が実行された後、制御ユニット100および中継ユニット200は、ルーチングテーブル181,25をそれぞれ用いて、パケットの中継を行なう。
After the network automatic setting process is executed in steps S1 to S21, the
<K.作用・効果>
以上のように、制御システム1は複数のユニットによって構成される。複数のユニットは、制御ユニット100と中継ユニット200とを含む。制御ユニット100は、ネットワークNW3と接続され、ネットワークNW3を介してデバイス400と通信可能である。中継ユニット200は、内部ネットワークNW1を介して制御ユニット100と通信可能である。さらに、中継ユニット200は、外部ネットワークNW4と接続され、外部ネットワークNW4を介して外部機器600と通信可能である。制御ユニット100は、内部ネットワークNW1に接続されるポート11を有する。中継ユニット200は、内部ネットワークNW1に接続されるポート22を有する。中継ユニット200は、さらに、ルータ20と設定部28とを有する。ルータ20は、ネットワークを識別するネットワーク識別子と、当該ネットワークに接続される機器を宛先とするパケットの転送先のアドレス情報とを対応付けたルーチングテーブル25を用いてパケットの中継を行なう。設定部28は、制御ユニット100からネットワークNW3を識別するネットワーク識別子「192.168.250」とポート11に割り当てられたIPアドレス「172.16.250.1」とを取得する。設定部28は、取得したネットワーク識別子とIPアドレスとを対応付けてルーチングテーブル25に設定する。
<K. Action / effect>
As described above, the control system 1 is composed of a plurality of units. The plurality of units include a
上記の構成によれば、ネットワークNW3のネットワーク識別子とポート11に割り当てられたIPアドレスとを対応付けたレコードがルーチングテーブル25に自動的に追加される。そのため、外部機器600からデバイス400へアクセスするための手動によるネットワーク設定の手間が低減される。
According to the above configuration, a record in which the network identifier of the network NW3 and the IP address assigned to the
このようにして自動的に設定されたルーチングテーブル25を用いることにより、ルータ20は、デバイス400を宛先とするパケットを外部機器600から受けると、当該パケットをポート11に転送する。制御ユニット100は、パケットの宛先がネットワークNW3に接続されたデバイス400であるため、当該パケットをポート13からネットワークNW3に出力する。その結果、デバイス400は、外部機器600からのパケットを受信できる。
By using the routing table 25 automatically set in this way, when the
制御ユニット100は、DHCPサーバ15をさらに有する。DHCPサーバ15は、複数のユニットのネットワーク設定において使用されていないネットワーク識別子を用いて、ポート11,22に対してIPアドレスを割り当てる。これにより、内部ネットワークNW1上のポートのIPアドレスが自動的に割り当てられる。そのため、外部機器600からデバイス400へアクセスするための手動によるネットワーク設定の手間がさらに低減される。
The
制御ユニット100は、さらに、通信部14と設定部17とを有する。通信部14は、ルーチングテーブル181を用いてパケットの中継を行なう。設定部17は、外部ネットワークNW4を識別するネットワーク識別子とDHCPサーバ15によって割り当てられたポート22のIPアドレスとを対応付けてルーチングテーブル181に設定する。
The
上記の構成によれば、外部ネットワークNW4のネットワーク識別子とポート22に割り当てられたIPアドレスとを対応付けてルーチングテーブル181に自動的に設定される。そのため、デバイス400から外部機器600へアクセスするための手動によるネットワーク設定の手間が低減される。
According to the above configuration, the network identifier of the external network NW4 and the IP address assigned to the
このようにして自動的に設定されたルーチングテーブル181を用いることにより、通信部14は、外部機器600を宛先とするパケットをデバイス400から受けると、当該パケットをポート22に転送する。中継ユニット200のルータ20は、パケットの宛先が外部ネットワークNW4に接続された外部機器600であるため、当該パケットをポート23から外部ネットワークNW4に出力する。その結果、外部機器600は、デバイス400からのパケットを受信できる。
By using the routing table 181 automatically set in this way, when the
制御ユニット100は、さらに、ネットワークNW3宛のパケットの送信元アドレスおよびポート番号を変換するためのNAPT処理部16を有する。これにより、1つのIPアドレスを用いて、複数の外部機器600を同時にデバイス400に接続させることができる。
The
中継ユニット200と外部機器600とはVPN接続される。これにより、外部機器600は、内部ネットワークNW1上の機器として動作することができる。
The
<L.付記>
以上のように、本実施の形態は以下のような開示を含む。
<L. Addendum>
As described above, the present embodiment includes the following disclosure.
(構成1)
複数のユニット(100,200,300)によって構成される制御システム(1)であって、
前記複数のユニットは、
第1ネットワーク(NW2,NW3)と接続される第1ユニット(100)と、
内部ネットワーク(NW1)を介して前記第1ユニット(100)と通信可能であり、かつ、第2ネットワーク(NW4,NW5)と接続される第2ユニット(200)とを含み、
前記第1ユニット(100)は、前記内部ネットワーク(NW1)に接続される第1ポート(11)を有し、
前記第2ユニット(200)は、前記内部ネットワーク(NW1)に接続される第2ポート(22)を有し、
前記第2ユニット(200)は、さらに、
ネットワークを識別するネットワーク識別子と、当該ネットワークに接続される機器を宛先とするパケットの転送先のアドレス情報とを対応付けた第1ルーチングテーブル(25)を用いてパケットの中継を行なうためのルータ(20)と、
前記第1ユニット(100)から前記第1ネットワーク(NW2,NW3)を識別する第1ネットワーク識別子と前記第1ポート(11)に割り当てられた第1アドレス情報とを取得し、前記第1ネットワーク識別子と前記第1アドレス情報とを対応付けて前記第1ルーチングテーブルに設定するための第1設定部(28)とを有する、制御システム。
(Structure 1)
A control system (1) composed of a plurality of units (100, 200, 300).
The plurality of units
The first unit (100) connected to the first network (NW2, NW3) and
The second unit (200) capable of communicating with the first unit (100) via the internal network (NW1) and connected to the second network (NW4, NW5) is included.
The first unit (100) has a first port (11) connected to the internal network (NW1).
The second unit (200) has a second port (22) connected to the internal network (NW1).
The second unit (200) further
A router for relaying packets using the first routing table (25) that associates the network identifier that identifies the network with the address information of the forwarding destination of the packet destined for the device connected to the network. 20) and
The first network identifier that identifies the first network (NW2, NW3) and the first address information assigned to the first port (11) are acquired from the first unit (100), and the first network identifier is obtained. A control system having a first setting unit (28) for associating the first address information with the first address information and setting the first address information in the first routing table.
(構成2)
前記第1ユニット(100)は、さらに、
前記複数のユニット(100,200,300)のネットワーク設定において使用されていないネットワーク識別子を用いて、前記第1ポート(11)に対して前記第1アドレス情報を割り当て、前記第2ポート(22)に対して第2アドレス情報を割り当てるためのアドレス割り当て部(15)を有する、構成1に記載の制御システム(1)。
(Structure 2)
The first unit (100) further
The first address information is assigned to the first port (11) by using a network identifier that is not used in the network settings of the plurality of units (100, 200, 300), and the second port (22). The control system (1) according to configuration 1, which has an address allocation unit (15) for assigning a second address information to the device.
(構成3)
前記第1ユニット(100)は、さらに、
ネットワークを識別するネットワーク識別子と、当該ネットワークに接続される機器を宛先とするパケットの転送先のアドレス情報とを対応付けた第2ルーチングテーブル(181)を用いてパケットの中継を行なうための通信部(14)と、
前記第2ネットワーク(NW4,NW5)を識別する第2ネットワーク識別子と前記アドレス割り当て部(15)によって割り当てられた前記第2アドレス情報とを対応付けて前記第2ルーチングテーブル(181)に設定するための第2設定部(17)とを有する、構成2に記載の制御システム(1)。
(Structure 3)
The first unit (100) further
Communication unit for relaying packets using the second routing table (181) that associates the network identifier that identifies the network with the address information of the forwarding destination of the packet destined for the device connected to the network. (14) and
In order to associate the second network identifier that identifies the second network (NW4, NW5) with the second address information assigned by the address assigning unit (15) and set it in the second routing table (181). The control system (1) according to the configuration 2 having the second setting unit (17) of the above.
(構成4)
前記第1ユニット(100)は、さらに、
前記第1ネットワーク(NW1)宛のパケットの送信元アドレスおよびポート番号を変換するためのNAPT(Network Address Port Translation)処理部(16)を有する、構成1から3のいずれかに記載の制御システム(1)。
(Structure 4)
The first unit (100) further
The control system according to any one of configurations 1 to 3, which has a NAPT (Network Address Port Translation) processing unit (16) for translating the source address and port number of the packet addressed to the first network (NW1). 1).
(構成5)
前記第2ユニット(200)と前記第2ネットワーク上の機器(600)とはVPN(Virtual Private Network)接続される、構成1から4のいずれかに記載の制御システム(1)。
(Structure 5)
The control system (1) according to any one of configurations 1 to 4, wherein the second unit (200) and the device (600) on the second network are connected by VPN (Virtual Private Network).
(構成6)
複数のユニット(100,200,300)によって構成される制御システム(1)の制御方法であって、
前記複数のユニットは、
第1ネットワーク(NW2,NW3)と接続される第1ユニット(100)と、
内部ネットワーク(NW1)を介して前記第1ユニット(100)と通信可能であり、かつ、第2ネットワーク(NW4,NW5)と接続される第2ユニット(200)とを含み、
前記第1ユニット(100)は、前記内部ネットワーク(NW1)に接続される第1ポート(11)を有し、
前記第2ユニット(200)は、前記内部ネットワーク(NW1)に接続される第2ポート(22)を有し、
前記制御方法は、
前記第2ユニット(200)が、前記第1ユニット(100)から前記第1ネットワーク(NW1)を識別する第1ネットワーク識別子と前記第1ポート(11)に割り当てられた第1アドレス情報とを取得し、前記第1ネットワーク識別子と前記第1アドレス情報とを対応付けたルーチングテーブル(25)を設定するステップと、
前記第2ユニット(200)が、前記ルーチングテーブル(25)を用いてパケットの中継を行なうステップとを備える、制御方法。
(Structure 6)
It is a control method of a control system (1) composed of a plurality of units (100, 200, 300).
The plurality of units
The first unit (100) connected to the first network (NW2, NW3) and
The second unit (200) capable of communicating with the first unit (100) via the internal network (NW1) and connected to the second network (NW4, NW5) is included.
The first unit (100) has a first port (11) connected to the internal network (NW1).
The second unit (200) has a second port (22) connected to the internal network (NW1).
The control method is
The second unit (200) acquires a first network identifier that identifies the first network (NW1) from the first unit (100) and first address information assigned to the first port (11). Then, a step of setting a routing table (25) in which the first network identifier and the first address information are associated with each other, and a step of setting the routing table (25).
A control method in which the second unit (200) includes a step of relaying packets using the routing table (25).
本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 Although embodiments of the present invention have been described, it should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims.
1 制御システム、10 PLCエンジン、11〜13,22〜24,26 ポート、14 通信部、15 DHCPサーバ、16 NAPT処理部、17,28 設定部、18,29 記憶部、20 ルータ、21 アプリケーションサーバ、25,181 ルーチングテーブル、50,60 設定画面、51〜54,61〜64,67〜69 入力欄、56〜58,65,66 チェックボックス、70,71 表示欄、100 制御ユニット、102,202 プロセッサ、104,204 チップセット、106,206 主記憶装置、108,208 二次記憶装置、112,212 USBコントローラ、114,214 メモリカードインターフェイス、115,215 メモリカード、116,118,216,218 ネットワークコントローラ、122,210 内部バスコントローラ、124,224 インジケータ、182 変換データ、200 中継ユニット、300 機能ユニット、400 デバイス、500 サポート装置、600,700 外部機器、NW1 内部ネットワーク、NW2,NW3 ネットワーク、NW4,NW5 外部ネットワーク。 1 Controller system, 10 PLC engine, 11-13, 22-24, 26 ports, 14 communication unit, 15 DHCP server, 16 NAPT processing unit, 17,28 setting unit, 18,29 storage unit, 20 routers, 21 application server , 25,181 Routine table, 50,60 Setting screen, 51-54,61-64,67-69 Input field, 56-58,65,66 Check box, 70,71 Display field, 100 Control unit, 102,202 Processor, 104,204 chipset, 106,206 main memory, 108,208 secondary memory, 112,212 USB controller, 114,214 memory card interface, 115,215 memory card, 116,118,216,218 networks Controller, 122,210 Internal bus controller, 124,224 indicator, 182 conversion data, 200 relay unit, 300 functional unit, 400 device, 500 support device, 600,700 external device, NW1 internal network, NW2, NW3 network, NW4 NW5 external network.
Claims (6)
前記複数のユニットは、
第1ネットワークと接続される第1ユニットと、
内部ネットワークを介して前記第1ユニットと通信可能であり、かつ、第2ネットワークと接続される第2ユニットとを含み、
前記第1ユニットは、前記内部ネットワークに接続される第1ポートを有し、
前記第2ユニットは、前記内部ネットワークに接続される第2ポートを有し、
前記第2ユニットは、さらに、
ネットワークを識別するネットワーク識別子と、当該ネットワークに接続される機器を宛先とするパケットの転送先のアドレス情報とを対応付けた第1ルーチングテーブルを用いてパケットの中継を行なうためのルータと、
前記第1ユニットから前記第1ネットワークを識別する第1ネットワーク識別子と前記第1ポートに割り当てられた第1アドレス情報とを取得し、前記第1ネットワーク識別子と前記第1アドレス情報とを対応付けて前記第1ルーチングテーブルに設定するための第1設定部とを有する、制御システム。 A control system consisting of multiple units
The plurality of units
The first unit connected to the first network and
It includes a second unit that can communicate with the first unit via an internal network and is connected to the second network.
The first unit has a first port connected to the internal network.
The second unit has a second port connected to the internal network.
The second unit further
A router for relaying packets using a first routing table that associates a network identifier that identifies a network with the address information of the forwarding destination of packets destined for a device connected to the network.
The first network identifier that identifies the first network and the first address information assigned to the first port are acquired from the first unit, and the first network identifier and the first address information are associated with each other. A control system having a first setting unit for setting in the first routing table.
前記複数のユニットのネットワーク設定において使用されていないネットワーク識別子を用いて、前記第1ポートに対して前記第1アドレス情報を割り当て、前記第2ポートに対して第2アドレス情報を割り当てるためのアドレス割り当て部を有する、請求項1に記載の制御システム。 The first unit further
Address allocation for assigning the first address information to the first port and assigning the second address information to the second port by using a network identifier that is not used in the network settings of the plurality of units. The control system according to claim 1, wherein the control system has a part.
ネットワークを識別するネットワーク識別子と、当該ネットワークに接続される機器を宛先とするパケットの転送先のアドレス情報とを対応付けた第2ルーチングテーブルを用いてパケットの中継を行なうための通信部と、
前記第2ネットワークを識別する第2ネットワーク識別子と前記アドレス割り当て部によって割り当てられた前記第2アドレス情報とを対応付けて前記第2ルーチングテーブルに設定するための第2設定部とを有する、請求項2に記載の制御システム。 The first unit further
A communication unit for relaying packets using a second routing table in which a network identifier that identifies a network and an address information of a packet forwarding destination destined for a device connected to the network are associated with each other.
A claim having a second network identifier that identifies the second network and a second setting unit for setting the second address information assigned by the address allocation unit in the second routing table in association with each other. 2. The control system according to 2.
前記第1ネットワーク宛のパケットの送信元アドレスおよびポート番号を変換するためのNAPT(Network Address Port Translation)処理部を有する、請求項1から3のいずれか1項に記載の制御システム。 The first unit further
The control system according to any one of claims 1 to 3, further comprising a NAPT (Network Address Port Translation) processing unit for translating a source address and a port number of a packet addressed to the first network.
前記複数のユニットは、
第1ネットワークに接続される第1ユニットと、
前記第1ユニットと内部ネットワークを用いて通信可能であり、かつ、第2ネットワークと接続される第2ユニットとを含み、
前記第1ユニットは、前記内部ネットワークに接続される第1ポートを有し、
前記第2ユニットは、前記内部ネットワークに接続される第2ポートを有し、
前記制御方法は、
前記第2ユニットが、前記第1ユニットから前記第1ネットワークを識別する第1ネットワーク識別子と前記第1ポートに割り当てられた第1アドレス情報とを取得し、前記第1ネットワーク識別子と前記第1アドレス情報とを対応付けたルーチングテーブルを設定するステップと、
前記第2ユニットが、前記ルーチングテーブルを用いてパケットの中継を行なうステップとを備える、制御方法。 A control method for a control system consisting of multiple units.
The plurality of units
The first unit connected to the first network and
It includes a second unit that can communicate with the first unit using the internal network and is connected to the second network.
The first unit has a first port connected to the internal network.
The second unit has a second port connected to the internal network.
The control method is
The second unit acquires the first network identifier that identifies the first network from the first unit and the first address information assigned to the first port, and the first network identifier and the first address. Steps to set up a routing table that associates information with
A control method in which the second unit includes a step of relaying packets using the routing table.
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竹下 隆史 TAKAFUMI TAKESHITA, マスタリングTCP/IP 入門編 第5版, JPN6020015354, 25 December 2012 (2012-12-25), pages 130 - 131, ISSN: 0005091373 * |
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