JP7087378B2 - 制御システムおよび制御装置 - Google Patents
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Description
まず、図1および図2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。
次に、本実施の形態に係る制御システム1を構成する各ユニットのハードウェア構成例について説明する。
図3は、本実施の形態に係る制御システム1のユニット間の接続構成を示す模式図である。図3を参照して、CPUユニット100は、通信ラインである内部バス40(ダウンリンク42およびアップリンク44)を介して、1または複数の通信ユニット200と互いに通信処理可能になっている。図3に示す制御システム1の接続構成においては、CPUユニット100および1または複数の通信ユニット200は、デイジーチェーン接続されている。
図4は、本実施の形態に係る制御システム1に含まれるCPUユニット100のハードウェア構成例を示す模式図である。図4を参照して、CPUユニット100は、プロセッサ102と、フラッシュメモリ104と、RAM(Random Access Memory)110と、ネットワーク通信部120と、内部バス通信部130とを含む。
図5は、本実施の形態に係る制御システム1に含まれる通信ユニット200のハードウェア構成例を示す模式図である。図5を参照して、通信ユニット200は、プロセッサ202と、フラッシュメモリ204と、機能モジュール206と、共有メモリ208と、内部バス通信部220とを含む。
受信処理部250は、転送コントローラ234および244に接続され、前段の通信ユニット200から受信する通信フレームを処理する。受信処理部250は、復号部252と、CRCチェック部254とを含む。復号部252は、転送コントローラ234および244において受信された通信フレームを所定のアルゴリズムに従ってデータへ復号する。CRCチェック部254は、通信フレームの最後に付加されるフレームチェックシーケンス(Frame Check Sequence:FCS)などに基づいて誤りチェック(例えば、CRC(Cyclic Redundancy Check)符号)を行う。受信処理部250から出力されるデータは、受信バッファ208Rに蓄積される。
次に、通信ユニット200と通信デバイス300との間の通信処理に係る構成おおび処理について説明する。
図6は、本実施の形態に係る制御システム1におけるCPUユニット100と通信ユニット200との接続構成の一例を示す模式図である。図6を参照して、CPUユニット100の内部バスコントローラ132に繋がる共通の内部バス40に対して、各通信ユニット200の内部バス通信部220がそれぞれ接続されている。
次に、CPUユニット100における、ネットワーク通信部120の共有メモリ128および内部バス通信部130の共有メモリ138におけるメモリレイアウト、ならびに、共通メモリ間でデータを交換するためのデータ交換情報180について説明する。
次に、通信ユニット200から通信フレームを送信する際の処理について説明する。
次に、通信ユニット200が通信フレームを受信する際の処理について説明する。
上述の実施の形態においては、CPUユニット100が有している1つの通信ポートを1または複数の通信ユニット200が利用する構成について例示したが、本実施の形態に係るCPUユニット100が有している転送機能または中継機能(ブリッジ機能)は、以下に示すような他の構成においても適用可能である。
第1変形例として、複数の通信ポートを1または複数の通信ユニット200が利用する構成例について説明する。
第2変形例として、複数の通信ポートを有するCPUユニット100がルータのように機能する構成例について説明する。
第3変形例として、単一の通信ユニットが複数のユニットにそれぞれ配置された通信ポートを利用する構成例について説明する。
次に、本実施の形態に係る制御システムにおいて利用されるデータ交換情報180およびコネクション管理情報182を設定するためのユーザインターフェイスの一例について説明する。
上述したような本実施の形態は、以下のような技術思想を含む。
[構成1]
制御対象を制御するための制御システム(1,1A,1B,1C)であって、
データを送受信するための第1の通信ポート(150)を有する第1のユニット(100,100A,100B)と、
前記第1のユニットと電気的に接続された1または複数の第2のユニット(200)とを備え、
前記第2のユニットの各々は、前記第1のユニットの前記第1の通信ポートと電気的に接続されたデバイスとの間でデータを送受信するための論理通信部(270)を備え、
前記第1のユニットは、前記第2のユニットから送信された送信データを送信先のデバイスへ転送する転送処理部(102)を備える、制御システム。
[構成2]
前記転送処理部は、いずれかのデバイス(300)から受信した受信データを当該受信データの送信先の第2のユニット(200)へ転送する、構成1に記載の制御システム。
[構成3]
前記第1のユニットおよび前記1または複数の第2のユニットは、予め定められた周期毎にデータ交換を行うためのデータ通信部(130,220)を備えており、
前記論理通信部は、新たに送信する送信データを生成すると、先に生成した送信データに付加された制御情報とは異なる内容の制御情報(404)を付加して、前記第1のユニットとデータ交換を行う、構成1または2に記載の制御システム。
[構成4]
前記論理通信部は、新たに送信する送信データを生成すると、先に生成した送信データに付加された制御情報の値をインクリメントまたはデクリメントすることで、新たな制御情報を生成する、構成3に記載の制御システム。
[構成5]
前記第1のユニットは、
前記1または複数の第2のユニットとの間でデータ交換されるデータを格納する第1の記憶領域(138)と、
前記第1の通信ポートを介してデバイスとの間で送受信されるデータを格納する第2の記憶領域(128)とを備え、
前記転送処理部は、予め定められたデータ交換情報(180)に従って、前記第1の記憶領域と前記第2の記憶領域との間でデータ交換を行う、構成3または4に記載の制御システム。
[構成6]
前記転送処理部は、いずれかのデバイスから受信データを受信すると、先に受信した受信データに付加された制御情報とは異なる内容の制御情報(454)を付加して、当該受信データの送信先の第2のユニットとデータ交換を行う、構成5に記載の制御システム。
[構成7]
前記第1のユニットは、データを送受信するための、前記第1の通信ポートとは異なる第2の通信ポート(150A)をさらに有しており、
前記第1の通信ポートを介してデータを送受信するための通信プロトコルは、前記第2の通信ポートを介してデータを送受信するための通信プロトコルとは異なる、構成6に記載の制御システム。
[構成8]
前記第1のユニットは、前記第2の通信ポートを介してデバイスとの間で送受信されるデータを格納する第3の記憶領域(128A)をさらに備え、
前記転送処理部は、予め定められたデータ交換情報(180A)に従って、前記第1の記憶領域のデータを前記第2の記憶領域および前記第3の記憶領域との間で選択的にデータ交換を行う、構成7に記載の制御システム。
[構成9]
前記第1のユニットは、前記第2の通信ポート(150B)を介してデバイスとの間で送受信されるデータを格納する第3の記憶領域(128B)をさらに備え、
前記転送処理部は、予め定められたデータ交換情報(180B)に従って、前記第2の記憶領域と前記第3の記憶領域との間でデータ交換を行う、構成7に記載の制御システム。
[構成10]
制御対象を制御するための制御システムを構成する制御装置(100)であって、
データを送受信するための通信ポート(150)と、
1または複数の通信ユニット(200)との間で、予め定められた周期毎にデータ交換を行うためのデータ通信部(130)とを備え、前記通信ユニットの各々は、前記通信ポートと電気的に接続されたデバイスとの間でデータを送受信するための論理通信部(270)を含み、
前記通信ユニットから送信された送信データを送信先のデバイスへ転送する転送処理部(102)を備える、制御装置。
本実施の形態によれば、CPUユニット100にデータ(通信フレーム)の中継機能(ブリッジ機能)を実装することで、CPUユニット100に設けられている通信ポートを用いて、他の通信ユニット200が通信を行うことができる。このような構成を採用することで、通信ユニット200の各々において、それぞれ通信機構を実装する必要がなく、システムの簡素化および通信ユニット200などの開発コストの低減を実現できる。
Claims (8)
- 制御対象を制御するための制御システムであって、
データを送受信するための第1の通信ポートを有する第1のユニットと、
前記第1のユニットと電気的に接続された1または複数の第2のユニットとを備え、
前記第2のユニットの各々は、前記第1のユニットの前記第1の通信ポートと電気的に接続されたデバイスとの間でデータを送受信するための論理通信部を備え、
前記第1のユニットおよび前記1または複数の第2のユニットは、予め定められた周期毎にデータ交換を行うためのデータ通信部を備えており、
前記第1のユニットは、前記第2のユニットから送信された送信データを送信先のデバイスへ転送する転送処理部を備え、
前記転送処理部は、いずれかのデバイスから受信データを受信すると、先に受信した受信データに付加された制御情報とは異なる内容の制御情報を付加して、当該受信データの送信先の第2のユニットとデータ交換を行い、
前記論理通信部は、今回の周期にデータ交換された受信データに付加される制御情報が前回の周期から変化していれば、当該受信データを新たに受信したデータとして受信処理を行い、今回の周期にデータ交換された受信データに付加される制御情報が前回の周期から変化していなければ、当該受信データについての受信処理を行わない、制御システム。 - 前記論理通信部は、新たに送信する送信データを生成すると、先に生成した送信データに付加された制御情報とは異なる内容の制御情報を付加して、前記第1のユニットとデータ交換を行う、請求項1に記載の制御システム。
- 前記論理通信部は、新たに送信する送信データを生成すると、先に生成した送信データに付加された制御情報の値をインクリメントまたはデクリメントすることで、新たな制御情報を生成する、請求項2に記載の制御システム。
- 前記第1のユニットは、
前記1または複数の第2のユニットとの間でデータ交換されるデータを格納する第1の記憶領域と、
前記第1の通信ポートを介してデバイスとの間で送受信されるデータを格納する第2の記憶領域とを備え、
前記転送処理部は、予め定められたデータ交換情報に従って、前記第1の記憶領域と前記第2の記憶領域との間でデータ交換を行う、請求項2または3に記載の制御システム。 - 前記第1のユニットは、データを送受信するための、前記第1の通信ポートとは異なる第2の通信ポートをさらに有しており、
前記第1の通信ポートを介してデータを送受信するための通信プロトコルは、前記第2の通信ポートを介してデータを送受信するための通信プロトコルとは異なる、請求項4に記載の制御システム。 - 前記第1のユニットは、前記第2の通信ポートを介してデバイスとの間で送受信されるデータを格納する第3の記憶領域をさらに備え、
前記転送処理部は、予め定められたデータ交換情報に従って、前記第1の記憶領域のデータを前記第2の記憶領域および前記第3の記憶領域との間で選択的にデータ交換を行う、請求項5に記載の制御システム。 - 前記第1のユニットは、前記第2の通信ポートを介してデバイスとの間で送受信されるデータを格納する第3の記憶領域をさらに備え、
前記転送処理部は、予め定められたデータ交換情報に従って、前記第2の記憶領域と前記第3の記憶領域との間でデータ交換を行う、請求項5に記載の制御システム。 - 制御対象を制御するための制御システムを構成する制御装置であって、
データを送受信するための通信ポートと、
1または複数の通信ユニットとの間で、予め定められた周期毎にデータ交換を行うためのデータ通信部とを備え、前記通信ユニットの各々は、前記通信ポートと電気的に接続されたデバイスとの間でデータを送受信するための論理通信部を含み、
前記通信ユニットから送信された送信データを送信先のデバイスへ転送する転送処理部を備え、
前記制御装置および前記1または複数の通信ユニットは、予め定められた周期毎にデータ交換を行うためのデータ通信部を備えており、
前記転送処理部は、いずれかのデバイスから受信データを受信すると、先に受信した受信データに付加された制御情報とは異なる内容の制御情報を付加して、当該受信データの送信先の通信ユニットとデータ交換を行い、
前記論理通信部は、今回の周期にデータ交換された受信データに付加される制御情報が前回の周期から変化していれば、当該受信データを新たに受信したデータとして受信処理を行い、今回の周期にデータ交換された受信データに付加される制御情報が前回の周期から変化していなければ、当該受信データについての受信処理を行わない、制御装置。
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