TW201737676A - 通信裝置、通信系統及通信方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之主站(11)係在可控制從屬站的主站中，具備：傳送部(110)及接收部(112)，係透過網路與可控制從屬站之其他通信裝置通信；機器控制部(113)，係取得包含顯示屬於其他通信裝置之控制對象的從屬站之資訊的從屬站資訊，並根據所取得的從屬站資訊，求得與顯示其他通信裝置之控制對象的從屬站資訊的從屬站未重複的從屬站來作為本身的被控制從屬站，且產生用來控制本身的被控制從屬站的控制資訊；以及傳送部(110)，係向本身的被控制從屬站傳送控制資訊。

Description

通信裝置、通信系統及通信方法
本發明係有關一種取得對被控制機器之控制權的通信裝置、通信系統及通信方法。
已知有一種為了預防控制機器的故障等而在同一網路上具備有複數台可控制被控制機器的控制機器之系統。在上述的系統中，複數台控制機器之中具有控制權的控制機器係操作特定的被控制機器。例如，專利文獻1揭示了一種操作特定之被控制對象的控制權在屬於控制機器的可編程顯示器間移動的技術。
(先前技術文獻) (專利文獻)
專利文獻1：日本特開2011-81490號公報
然而，上述專利文獻1所揭示的技術中，各控制機器係藉由來自使用者的操作，來查詢對於其他的控制機器是否具有特定之被控制機器的控制權。並且，控制 機器係在其他任何控制機器均不具有對於特定之被控制機器之控制權時，獲得控制權。因此，在專利文獻1所揭示的技術中，必需由使用者預先將有關於網路上存在之其他所有的主站的資訊(主站資訊)，登錄至屬於發揮作為主站功能之通信裝置的各控制機器。因此，會有下述課題：由於主站資訊之登錄遺漏或誤設定，或者是在網路上重新追加主站之情形等，導致未正確地進行控制權的取得而有以兩台以上之主站重複控制從屬站的可能性。
此外，在專利文獻1所揭示的技術中，係藉由來自使用者的操作，來進行是否具有屬於從屬站的被控制機器的控制權的查詢。因此，會有下述課題：需要繁瑣之操作直到使用者可操作從屬站為止。
本發明係有鑑於上述之課題所研創者，目的在於獲得一種通信裝置，可避免對於被控制機器的重複控制，並且無需使用者的操作即可判斷對於被控制機器之操作的可否。
為解決上述課題且達成目的，本發明係在可控制從屬站的通信裝置中具備：透過網路與可控制從屬站之其他通信裝置通信的通信部。該通信裝置係具備：控制部，係取得包含顯示屬於其他通信裝置之控制對象的從屬站之資訊的從屬站資訊，並根據所取得的從屬站資訊，求得與顯示其他通信裝置之控制對象之從屬站資訊的從屬站未重複的從屬站來作為本身的被控制從屬站，且產生用來 控制本身的被控制從屬站的控制資訊；以及傳送部，係向本身的被控制從屬站傳送控制資訊。
本發明之通信裝置係可達成下述效果：可避免對於被控制機器的重複控制，並且無需使用者的操作即可判斷對於被控制機器之操作的可否。
3‧‧‧網路線
11、12‧‧‧主站
21至26‧‧‧從屬站
110、210‧‧‧傳送部
111、211‧‧‧通信控制部
112、212‧‧‧接收部
113、213‧‧‧機器控制部
114、214‧‧‧接收資料處理部
115、215‧‧‧狀態管理部
116、216‧‧‧資訊記憶部
117、217‧‧‧傳送資料作成部
118、218‧‧‧計時器管理部
200‧‧‧控制電路
201‧‧‧處理器
202‧‧‧記憶體
219‧‧‧被控制部
S11至S32、S41至S44、S51、S52‧‧‧步驟
M1至M6、M11至M17、M21至M25、M31至M36、M41、M42‧‧‧狀態
第1圖係顯示實施形態1之通信系統的構成例之圖。
第2圖係顯示實施形態1之主站的構成例之圖。
第3圖係顯示實施形態1之從屬站的構成例之圖。
第4圖係顯示使用於實施形態1中之主站與從屬站之通信的通信訊框之一例之圖。
第5圖係顯示請求資料之例與相對應的回應資料之例之圖。
第6圖係顯示請求資料之例與相對應的回應資料之例之圖。
第7圖係顯示請求資料之例與相對應的回應資料之例之圖。
第8圖係顯示實施形態1中之主站啟動後之自從屬站的控制權取得起至與從屬站之通信開始為止之動作的順序圖。
第9圖係實施形態1之主站的整體狀態的狀態遷移圖。
第10圖係實施形態1之主站的依各從屬站之個別狀態 的狀態遷移圖。
第11圖係實施形態1中之從屬站的狀態遷移圖。
第12圖係顯示實施形態2中之主站啟動後之自從屬站的控制權取得起至與從屬站之通信開始為止之動作的順序圖。
第13圖係實施形態2之主站的整體狀態的狀態遷移圖。
第14圖係實施形態2之主站的依各從屬站之個別狀態的狀態遷移圖。
第15圖係顯示實施形態1及實施形態2之控制電路的構成例之圖。
以下，根據圖式詳細說明本發明之實施形態的通信裝置、通信系統及通信方法。此外，本發明不受該實施形態所限定。
實施形態1
第1圖係顯示本發明之實施形態之通信系統的構成例之圖。如第1圖所示，實施形態1之通信系統係具備：屬於通信裝置的主站11、12、及屬於被主站11、12控制之通信裝置的從屬站21至26。主站11、12係進行後述之本發明的控制權取得處理，且在具有控制權時，控制從屬站21至26。主站11、12係可控制從屬站21至26中至少一者的複數個通信裝置。
主站11、12係例如屬於可程式邏輯控制器(PLC：Programmable Logic Controller)或個人電腦。從屬站21至26係例如屬於視覺感測器(vision sensor)或驅動裝置。主站11、12及從屬站21至26係藉由網路線3來彼此連接。此外，在此係說明藉由網路線3連接主站11、12及從屬站21至26，但實施形態1中，亦可無線地連接主站11、12及從屬站21至26。
第2圖係顯示實施形態1之主站11的構成例之圖。如第2圖所示，實施形態1的主站11係具備有：傳送部110、接收部112、通信控制部111、資訊記憶部116、機器控制部113、狀態管理部115及計時器管理部118。屬於控制部的機器控制部113係具備有接收資料處理部114及傳送資料作成部117。
資訊記憶部116係儲存設定為主站11的控制對象之從屬站的資訊。從屬站的資訊係含有顯示從屬站的資訊。就顯示從屬站的資訊而言，在此以IP位址(Internet Protocol address，網際網路協定位址)為例加以說明，惟顯示從屬站的資訊不限於IP位址。從屬站的資訊係由使用者預先登錄。此外，該從屬站的資訊亦可由使用者加以變更。
接收部112係透過網路線3自主站11的外部接收資訊之接收機。通信控制部111係進行將自機器控制部113輸出之傳送資料轉換成通信訊框的訊框化(framing)處理，且將經訊框化的傳送資料輸出給傳送部110。此外，通信控制部111係對接收部112所接收之接收資料實施解 訊框化(deframing)處理等，並輸出給機器控制部113。傳送部110及接收部112亦可發揮透過網路來與其他通信裝置通信之通信部的功能
機器控制部113的接收資料處理部114係進行從通信控制部111所輸出之接收資料的分析。此時，接收資料處理部114係從狀態管理部115取得本身的狀態，且因應所取得的狀態，來判斷接收資料是否為正確的資料，當判斷為屬於正確的資料時，將接收資料使用在狀態部115的更新或用來進行機器控制的演算處理。若接收資料處理部114判斷接收資料不屬於正確的資料時，則捨棄接收資料。
機器控制部113的傳送資料作成部117係作成傳送資料，且將所作成的傳送資料輸出給該傳送資料的通信控制部111。通信控制部111係根據記憶在資料記憶部116的資訊來決定傳送資料的傳送目的地(亦即傳送對象)。傳送資料作成部117可視需要，根據記憶在資訊記憶部116的資料來作成傳送資料。傳送部110係透過網路線3來傳送從通信控制部111輸出之經訊框化的傳送資料之傳送機。
狀態管理部115係取得從機器控制部113所輸出的接收資料及計時器管理部118量測的各種計時器之值，且根據該等接收資料、各種計時器之值來更新主站11的狀態。主站12的構成亦與主站11的構成相同。
第3圖係顯示實施形態1之從屬站21的構成 例之圖。從屬站21係具備有：傳送部210、接收部212、通信控制部211、機器控制部213、狀態管理部215、資訊記憶部216、計時器管理部218、及被控制部219。機器控制部213係具備有：接收資料處理部214及傳送資料作成部217。
接收部212係透過網路線3自從屬站21的外部接收資料之接收機。通信控制部211係對自機器控制部213輸出的傳送資料進行訊框化處理等，且將經訊框化的傳送資料輸出給傳送部210。此外，通信控制部211係對由接收部212所接收的接收資料實施解訊框化處理等，並輸出給機器控制部213。
機器控制部213的接收資料處理部214係進行自通信控制部211所輸出之接收資料的分析。接收資料處理部214係於接收資料屬於指示對於被控制部219之操作的資料時，向被控制部219。輸出該資料。被控制部219係成為主站11、12之控制對象的機器，且根據從接收資料處理部214所輸出的資料(亦即指示)來動作。例如，當從屬站屬於視覺感測器時，被控制部219係拍攝攝影對象物而取得影像的感測器部。
狀態管理部215係管理從屬站21的狀態。計時器管理部218係管理各種計時器。
機器控制部213的傳送資料作成部217係作成傳送資料，且將所作成的傳送資料輸出給該傳送資料的通信控制部211。傳送資料作成部217係根據來自主站11、 12的指示，產生傳送至主站11、12的傳送資料。傳送部210係透過網路線3來傳送自通信控制部211要輸出之經訊框化的傳送資料之傳送機。從屬站22至26的構成係與從屬站21的構成相同。
第4圖係顯示使用於實施形態1中之主站與從屬站之通信的通信訊框之一例之圖。如第4圖所示，使用於本實施形態中之主站與從屬站之通信的通信訊框係包含有：請求訊框、正常回應訊框及異常回應訊框。正常回應訊框及異常回應訊框係各自屬於回應訊框的一種。請求訊框係自主站傳送給從屬站的通信訊框，而回應訊框係作為來自接收到請求訊框之從屬站或主站之應答而傳送的通信訊框。
以下，針對為了說明本實施形態之動作而使用的上述三個訊框加以說明，惟在主站與從屬站的通信中，亦可使用第4圖所示以外的通信訊框。此外，以下，就主站與從屬站的通信，採用Ethernet(乙太網路，登録商標)、IP(Internet Protocol，網際網路協定位址)及UDP(User Datagram Protocol，用戶封包協定)之例加以說明，惟主站與從屬站之通信的傳送方式及通信協定不限於此。
如第4圖所示，各通信訊框係包含標頭(header)。標頭係包含：Ethernet/IP/UDP標頭、以及屬於顯示請求訊框、回應訊框等之通信訊框之種類之資訊的副標頭(subheader)。如第4圖所示，請求訊框的情形係於標頭之後，儲存有：顯示請求資料之長度的請求資料長、後述 之顯示監視計時器中之計時器值的監視計時器、及請求資料。此外，正常回應訊框係於標頭之後，儲存有：顯示回應資料之長度的回應資料長、顯示屬於異常回應還是屬於正常回應的結束代碼、以及回應資料。異常回應訊框係於標頭之後，儲存有：顯示回應資料之長度的回應資料長、顯示屬於異常回應還是屬於正常回應的結束代碼、以及顯示異常內容之詳細的錯誤資訊。正常回應訊框係於結束代碼儲存有顯示屬於正常回應之值，而異常回應訊框係於結束代碼儲存有屬於異常應答之值。
第5圖至第7圖係顯示請求資料之例與相對應的回應資料之例之圖。第5圖係顯示確認與其他主站之間有無重複設為控制對象之從屬站之情形的請求資料之一例。第5圖所示之儲存有請求資料的請求訊框，係於用以取得從屬站之控制權的調停處理之開始時，從主站傳送。第5圖所示之請求資料係包含：命令(command)、副命令(subcommand)、被控制機器數量及被控制機器數量份的IP位址。命令及副命令係儲存有顯示屬於確認在與其他主站之間有無重複設為控制對象之從屬站之情形的請求的資訊。被控制機器係顯示從屬站者。
第5圖所示之回應資料係顯示接收了第5圖所示之儲存有請求資料的請求訊框的主站傳送回應訊框時之儲存於該回應訊框的回應資料之一例。在第5圖所示之例中，回應資料中儲存有：從屬站重複狀態，亦即重複被設定為複數個主站之控制對象的從屬站之IP位址。如後 述，接收了第5圖所示之儲存有請求資料的請求訊框的主站係在本身之控制對象的從屬站與請求資料內的IP位址中具有一致者時，於第5圖所示的回應資料中，傳送儲存有一致之IP位址的回應訊框。接收了第5圖所示之儲存有請求資料的請求訊框的主站係在本身之控制對象的從屬站與請求資料內的IP位址中不具有一致者時，則不傳送回應訊框。以下，將第5圖所示之儲存有請求資料的請求訊框稱為Persuasion(說服)請求訊框。
第6圖係顯示請求取得從屬站之型名時的請求資料之一例。第6圖所示之請求資料係含有命令及副命令。命令及副命令係儲存有顯示屬於請求從屬站之型名的取得之資訊。第6圖所示之回應資料係顯示接收了第6圖所示之儲存有請求資料的請求訊框的從屬站傳送回應訊框時之儲存於該回應訊框的回應資料之一例。第6圖所示之例中，回應資料係儲存有：從屬站之型名與屬於顯示型名之代碼的型名代碼。以下，將第6圖所示之儲存有請求資料的請求訊框稱為Read Type Name(讀取型名)請求訊框。
第7圖係顯示對從屬站請求循環(cyclic)傳送時的請求資料之一例。在循環傳送中，各站係依序週期性地進行資料傳送。第7圖所示之請求資料係包含：命令、副命令、訊框順序(frame sequence)No.(Number)、主站IP位址、參數識別No.、從屬站總佔有站數量、循環傳送指示、從屬站總佔有站數量份之從屬站的IP位址、從屬站總佔有站數量份的RWW循環資料、及從屬站總佔有站數量份 的RY循環資料。循環傳送指示係具有64bit之區域，依各bit分配有各從屬站。藉由該bit之值顯示各從屬站之循環傳送的啟動(ON)或停止(off)。命令及副命令係儲存有顯示屬於循環傳送之請求的資訊。RWW循環資料及RY循環資料係自主站傳送給從屬站的循環資料。
第7圖所示之回應資料係顯示接收了第7圖所示之儲存有請求資料的請求訊框的從屬站傳送回應訊框時之儲存於該回應訊框的回應資料之一例。在第7圖所示之例中，回應資料係儲存有：訊框順序No.、從屬站IP位址、循環傳送回應等待時間、佔有站數量份的RWr循環資料、及佔有站數量份的RX循環資料。以下，將第7圖所示之儲存有請求資料的請求訊框稱為Cyclic Data(循環資料)請求訊框。RWR循環資料及RX循環資料係自從屬站傳送給主站的循環資料。
接著，針對本實施形態之動作加以說明。第8圖係顯示實施形態1中之主站啟動後之自從屬站的控制權取得起至與從屬站之通信開始為止之動作的順序圖。在以下之說明中，係假設於包含主站12、及從屬站21的現有系統中追加主站11。根據第8圖說明自主站11啟動起到開始與從屬站21通信為止。亦即，以下係以主站11作為進行控制權取得處理之第一通信裝置而動作，而以主站12作為第一通信裝置以外的第二通信裝置而動作為例加以說明。另外，當主站12進行控制權取得處理時，以下的動作係成為主站11與主站12交換的動作。
首先，當主站11啟動時，實施用來取得從屬站之控制權的調停處理(步驟S11)。具體而言，為了開始進行調停處理，傳送資料作成部117係讀取出儲存在資訊記憶部116中之屬於主站110之控制對象的從屬站的IP位址，且將屬於本身之控制對象的從屬站之數量以及所讀取出的IP位址，傳送給傳送控制部111。
主站11係藉由廣播(broadcast)來傳送Persuasion請求訊框(步驟S12)。具體而言，通信控制部111係根據從傳送資料作成部117所輸出的資訊來作成請求資料，且透過傳送部110，將標頭內之傳送對象中儲存有廣播位址(broadcast address)的Persuasion請求訊框傳送給網路線3。
此外，主站11係啟動回應等待計時器(步驟S14)。藉此，主站11成為回應等待狀態。具體而言，計時器管理部118係啟動回應等待計時器。
如第5圖所示，Persuasion請求訊框係儲存有設定為主站11的控制對象之從屬站的IP位址。接收到該Persuasion請求訊框之同一網路上的主站12係進行比較作為主站12的控制對象機器而記憶的從屬站之IP位址與Persuasion請求訊框內的IP位址(步驟S13)之調停處理。並且，若有一致的IP位址(亦即有重複的位址)，主站12係對主站11以單播(unicast)之方式傳送Persuasion回應訊框。若無一致的IP位置時，則不傳送回應訊框。
如上所述，使用者預先使儲存於Persuasion 請求訊框之從屬站的IP位址記載在主站11、12。此外，Persuasion回應訊框中儲存有重複的IP位址。因此，傳送了Persuasion請求訊框的主站11可參照儲存於回應訊框的回應資料而在主站11及主站12中特定出被重複設為控制對象的從屬站。
亦即，主站11的機器控制部113係產生取得請求資訊，而傳送部110係將屬於儲存取得請求資訊之訊框的Persuasion請求訊框傳送給主站12，該取得請求資訊係顯示請求取得顯示由主站12控制之從屬站的從屬站資訊。取得請求資訊含有第一資訊，該第一資訊係屬於顯示作為記憶於資訊記憶部116之主站11的控制對象的從屬站的資訊。Persuasion請求訊框係藉由廣播加以傳送，惟亦傳送給主站12。並且，主站11係取得儲存於Persuasion回應訊框的IP位址之顯示由主站12所控制之從屬站的從屬站資訊。儲存於Persuasion回應訊框的IP位址係顯示在由主站12所控制之從屬站與設定為主站11之控制對象之從屬站之間重複的從屬站的資訊，亦即，在第一資訊與第二資訊之間重複的資訊，該第二資訊系顯示屬於主站12之控制對象的從屬站。此外，若主站11之控制對象的從屬站設為第一從屬站，而主站12之控制對象的從屬站設為第二從屬站，則儲存於Persuasion回應訊框的IP位址亦可稱為屬於顯示在第一從屬站與第二從屬站之間重複的從屬站的資訊。此外，儲存於Persuasion回應訊框的IP位址係顯示由主站12控制之從屬站的資訊，即亦為從屬站資訊。
當在回應等待中接收來自主站12的Persuasion回應訊框時，主站11係判斷屬於被控制機器的從屬站重複而停止動作(步驟S15)。具體而言，當接收資料處理部114透過接收部112及通信控制部111收到儲存於Persuasion回應訊框的回應資料時，判斷本身之控制對象的從屬站與其他主站之控制對象的從屬站重複，而不實施用來控制從屬站的處理。
另一方面，在未從主站12接收Persuasion回應訊框的狀態下，回應等待計時器逾時(timeout)的情形時，判斷本身具有從屬站的控制權，而遷移至初始(initial)處理(步驟S16)。亦即，主站11的機器控制部113因未接收Persuasion回應訊框而取得設定為主站11之控制對象的從屬站與主站12之控制對象的從屬站未重複之從屬站資訊，據此，主站11係可求得將IP位址儲存在Persuasion請求訊框的從屬站設定為本身具有控制權的被控制從屬站。
依據調停處理判斷具有從屬站之控制權時，主站11係開始初始處理，該初始處理係用來進行確認本身所控制的從屬站是否存在於網路(步驟S21)。初始處理中，首先，主站11係以記憶為本身的控制對象的從屬站為傳送對象，以單播之方式傳送Read Type Name請求訊框(步驟S22)。具體而言，傳送資料作成部117係讀取出記憶在資訊記憶部116之控制對象的從屬站的IP位址，且指示通信控制部111以該IP位址為傳送對象，傳送Read Type Name 請求訊框。通信控制部111係根據指示產生Read Type Name請求訊框，並透過傳送部10將所產生的Read Type Name請求訊框輸出至網路線3。第8圖中係顯示主站11向從屬站21傳送Read Type Name請求訊框之例。
接收了Read Type Name請求訊框的從屬站21係對主站11傳送Read Type Name回應訊框，而主站11係接收該Read Type Name回應訊框(步驟S23)。具體而言，從屬站21的通信控制部211係當透過接收部212接收Read Type Name請求訊框時，通知接收資料處理部214已接收到Read Type Name請求訊框。接收資料處理部214係通知通信控制部211本身的型名及型名代碼，而通信控制部211係透過傳送部20向主站11傳送儲存有型名及型名代碼作為回應資料的回應訊框。
當Read Type Name請求訊框傳送後，經過固定時間時，在該固定時間內，主站11係接收到至少一個屬於對Read Type Name請求訊框之回應訊框的Read Type Name回應訊框時，則遷移至「循環傳送處理」(步驟S24)。
「循環傳送處理」中，主站11係對於「初始處理」中傳送Read Type Name回應訊框的從屬站，開始於以下記載之「循環傳送處理」的控制。另一方面，對於「初始處理」中未回應的從屬站，則與「循環傳送處理」並行而再次進行上述的「調停處理」(步驟S11)與「初始處理」(步驟S21)。
「循環傳送處理」(步驟S31)中，主站11係藉 由廣播傳送第7圖所示之Cyclic Data請求訊框，而接收了Cyclic Data請求訊框的從屬站21則以單播之方式向主站11傳送屬於對Cyclic Data請求訊框之回應訊框的Cyclic Data回應訊框。「循環傳送處理」(步驟S31)中，反覆實施來自該主站11的Cyclic Data請求訊框之傳送及來自從屬站21的Cyclic Data回應訊框之傳送(步驟S32)。
亦即，「循環傳送處理」中，主站11的機器控制部113係產生用來控制屬於主站11具有控制權之從屬站的被控制從屬站的控制資訊，而傳送部110係將控制資訊作為Cyclic Data請求訊框傳送給被控制從屬站。Cyclic Data請求訊框係藉由廣播來傳送，惟如使用圖示之說明，在循環傳送指示中，係指定啟動循環傳送的從屬站，亦即指定成為控制對象的從屬站。
第8圖中係圖示從屬站21，惟主站11係對記載在主站11之資訊記憶部116的控制對象的各從屬者，藉由「調停處理」來判斷從屬站是否重複。依據「調停處理」，在未接收Persuasion回應訊框的狀態下回應等待計時器逾時的情形時，則判斷控制對象之所有的從屬站未與其他主站的控制對象重複，且對控制對象之所有的從屬站實施「初始處理」。並且，主站11係對於在「初始處理」中接收了Read Type Name回應訊框的從屬站實施「循環傳送處理」，且對未接收Read Type Name回應訊框的從屬站，再次實施「調停處理」及「初始處理」。另一方面，主站11之控制對象的從屬站為複數個，且依據「調停處理」接 收Persuasion回應訊框，而儲存在Persuasion回應訊框之IP位址為屬於主站11之控制對象的從屬站中部分之從屬站的IP位址時，則主站11係對於IP位址重複的從屬站停止動作，亦即對該從屬站不進行控制。此外，對IP位址未重複的從屬站，主站11係實施上述之「初始處理」以後的處理。
在以上的說明中，例舉了主站11之啟動時的動作為例，惟主站12之啟動時亦與主站11同樣地，實施「調停處理」、「初始處理」及「循環傳送處理」。
第9圖及第10圖係實施形態1之主站11、12的狀態遷移圖。主站11、12的狀態係以下兩個狀態加以管理，亦即：顯示對於全部的從屬站之狀態的整體狀態，及顯示各從屬站之狀態的個別狀態。後者係依各從屬站來定義狀態。第9圖係顯示整體狀態的狀態遷移，而第10圖係顯示各從屬站之個別狀態的狀態遷移。主站11、12的狀態管理部115係管理：整體狀態及各從屬站之個別狀態。在以下之狀態遷移的說明中，以主站11為例加以說明，惟主站12亦相同。
主站11的狀態管理部115係主站11之啟動後整體狀態、隨個別狀態皆設為待機中M1、M11的狀態。傳送資料作成部117係於從資訊記憶部116取得控制對象之從屬站的資訊亦即取得IP位址時，將之通知給狀態管理部115，而狀態管理部115係將整體狀態設為調停請求未傳送M2、並將所有之從屬站的個別狀態設為解除連接中 M12。該狀態時，主站11係在網路上傳送Persuasion請求訊框。傳送資料作成部117係通知狀態管理部115已傳送了Persuasion請求訊框狀，而狀態管理部115係將整體狀態設為循環傳送停止中M3、並將個別狀態設為調停處理中M13。此時，主站11係與Persuasion請求訊框傳送同時地啟動調停回應等待計時器。
另外，狀態管理部115係從機器控制部113被通知由傳送資料作成部117進行之各訊框的傳送、由接收資料處理部114進行之各訊框的接收、及各計時器的逾時等，惟以下說明中，省略該等通知之動作的記載。當傳送了Persuasion請求訊框的主站11接收屬於其他主站的主站12所傳送的Persuasion回應訊框時，狀態管理部115係使整體狀態遷移至從屬站重複M6。此外，狀態管理部115係使根據Persuasion回應訊框而IP位址重複之從屬站所對應的個別狀態遷移至待機中M11。藉此，對於該從屬站之控制係動作停止。狀態管理部115係使整體狀態遷移至從屬站重複M6之後，變更資訊記憶部116中之控制對象之從屬站的資訊，具體而言，從資訊記憶部116中之控制對象之從屬站的資訊刪除根據Persuasion回應訊框通知重複之從屬站所對應的資訊，且使整體狀態遷移至待機中M1。 此外，狀態管理部115係於接收到Persuasion回應訊框時，使IP位址未重複之從屬站所對應的個別狀態遷移至初始處理中M14。另一方面，在未接收Persuasion回應訊框之狀態下發生調停回應等待逾時時，狀態管理部115係使控 制對象之全部的從屬站的個別狀態遷移至初始處理中M14。
主站11係在初始處理中，將Read Type Name請求訊框傳送至從屬站，且啟動初始回應等待計時器。主站11的狀態管理部115係將接收了Read Type Name回應訊框之從屬站的個別狀態設為初始處理完成M15，且使在未接收Read Type Name回應訊框之狀態下成為初始回應等待逾時之從屬站的個別狀態遷移至調停處理中M13。所謂接收了Read Type Name回應訊框的從屬站係指：主站11接收了Read Type Name回應訊框時之該Read Type Name回應訊框之傳送來源的從屬站。以下，同樣地，主站11接收了訊框的從屬站係指：主站11接收了該訊框時之該訊框之傳送來源的從屬站。
就遷移到調停處理中M13的從屬站而言，主站11係再次實施調停處理及初始處理。從至少一台從屬站接收了Read Type Name回應訊框時，狀態管理部115係判斷可循環傳送，且使整體狀態遷移至循環傳送中M4。此時，狀態管理部115係使接收了Read Type Name回應訊框之從屬站的個別狀態遷移至循環傳送中M16。循環傳送處理中，主站11係傳送循環傳送請求，亦即傳送Cyclic Data請求訊框，且自從屬站接收循環傳送正常回應，亦即接收Cyclic Data回應訊框。當自從屬站接收循環傳送正常回應時，狀態管理部115係使整體狀態遷移至循環傳送完成M5，且使接收了循環傳送正常回應之從屬站的個別狀態遷 移至循環傳送完成M17。
主站11係在循環傳送處理中，從完成接收Read Type Name回應訊框之從屬站的全部的從屬站接收循環傳送正常回應之期間，使整體狀態及完成接收Read Type Name回應訊框之從屬站的個別狀態，分別反覆遷移至循環傳送中M4、M16及循環傳送完成M5、M17。
在循環傳送中M4、M16，有循環傳送失敗的從屬站時，亦即，有接收了主站11之異常回應訊框的從屬站時，狀態管理部115係使該從屬站的個別狀態遷移至解除連接中M12。另一方面，有循環傳送失敗的從屬站時，具有正接收循環傳送正常回應之從屬站時，整體狀態不變。全部的從屬站於循環傳送失敗時，狀態管理部115係使整體狀態遷移至未傳送調停請求M2。
如以上所述，整體狀態反覆遷移於循環傳送中M4及循環傳送完成M5之情形時，個別狀態亦會有混合：反覆進行循環傳送中M16與循環傳送完成M17以及遷移至解除連接中M12的情形。此時，整體狀態係反覆於循環傳送中M4及循環傳送完成M5，且遷移至解除連接中M12之從屬站的個別狀態係成為解除連接中M12、調停處理中M13、初始處理中M14、初始處理完成M15中之某一個狀態。因此，即使整體狀態在循環傳送中M4及循環傳送完成M5之情形，主站11亦會有實施調停處理之情形，在藉由調停處理接收調整正常回應，亦即接收顯示從屬站重複之Persuasion回應訊框時，遷移至從屬站重複M6，而 在未接收Persuasion回應訊框，亦即逾時時，不變更整體狀態。
此外，自屬於其他主站的主站12接收了調停請求時，整體狀態為循環傳送停止中M3、循環傳送中M4或循環傳送完成M5之狀態時，主站11係對調停請求加以回應。整體狀態為上述以外之狀態時，主站11係對調停請求不作回應。
第11圖係實施形態1中之從屬站21的狀態遷移圖。從屬站21之啟動後，狀態管理部215係將從屬站21之狀態設為控制主站未確定M41。從屬站21中，當接收來自主站11或主站12的Cyclic Data請求訊框時，接收資料處理部214係判斷傳送Cyclic Data請求訊框之主站為控制主站，且將主站的資訊(例如IP位址)記憶至資訊記憶部216。之後，狀態管理部215係將從屬站21之狀態設為控制主站確定M42。在控制主站確定狀態M42中，計時器管理部218係啟動請求接收等待計時器。
在請求接收等待計時器啟動中從主站接收Cyclic Data請求訊框時，從屬站21的通信控制部211係比較Cyclic Data請求訊框之傳送來源之主站的資訊與資訊記憶部216所記憶之控制主站的資訊。當Cyclic Data請求訊框之傳送來源之主站的資訊與記載於資訊記憶部216之控制主站的資訊一致時，向接收資料處理部214通知Cyclic Data請求訊框的內容。當接收資料處理部214收到Cyclic Data請求訊框的內容之通知時，指示傳送資料作成部217 作成回應，並且通知計時器管理部218已接收了Cyclic Data請求訊框。於是，傳送資料作成部217係指示通信控制部211傳送Cyclic Data回應訊框，而通信控制部211係以單播之方式向主站傳送Cyclic Data回應訊框。計時器管理部218則重置請求接收等待計時器。
在未接收Cyclic Data請求訊框之狀態下發生請求接收等待計時器的逾時時，狀態管理部215係判斷控制主站不在，且使從屬站21的狀態遷移至控制主站未確定狀態M41。
此外，在請求接收等待計時器啟動中，從主站接收Cyclic Data請求訊框，而Cyclic Data請求訊框之傳送來源之主站的資訊與資訊記憶部216所記載之控制主站的資訊不一致時，從屬站21的通信控制部211係向該Cyclic Data請求訊框的傳送來源的主站，傳送儲存顯示主站重複異常之結束代碼的異常回應訊框。亦即，屬於從屬站21之控制部的機器控制部213係自屬於複數個主站中之一的第一主站接收用來控制本身的控制資訊之後，從複數個主站中屬於第一主站以外的第二主站接收了用來控制本身之控制資訊時，產生顯示控制從屬站的主站存在複數個的重複異常資訊。並且，從屬站21的傳送部210係將重複異常資訊作為異常回應訊框傳送給第二主站。從屬站22至26中之狀態遷移亦與從屬站21中之狀態遷移同樣。
以上說明之例中，以指示循環傳送之例作為主站11對於被控制機器之控制加以說明，惟主站11對被 控制機器之控部不限於此。即使主站11對被控制機器進行其他控制之情形，亦可與上述之例同樣地，藉由調停處理來判斷取得控制權，當判斷為取得了控制權時，在實施初始處理之後，向從屬站傳送儲存了用來進行控制之控制資訊的訊框。
此外，在以上之例中，係以主站11傳送顯示設定為主站11之控制對象之從屬站的資訊，且接收了該資訊的主站12係判斷控制對象之重複來進行說明，惟主站11亦可從主站12取得顯示控制對象之從屬站的資訊並判斷重複。此時，主站11係藉由廣播傳送請求其他主站傳送顯示作為控制對象之從屬站之資訊的訊框以取代Persuasion請求訊框。於是，其他主站係向主站11傳送顯示本身之控制對象之從屬站的資訊作為回應。主站12係比較記憶於資訊記憶部116之顯示從屬站的資訊與儲存於所接收之回應之顯示從屬站的資訊，藉此可判定重複設為控制對象的從屬站。
藉由如上之狀態遷移及實施各狀態中的動作，即便控制對象之從屬站重複之複數個主站同時加入至網路時，實施形態1的主站亦可使複數個主站中之一獲得控制權。此外，無需由使用者對各主站預先設定其他之主站的資訊，不產生因使用者之誤設定或追加之主站的設定遺漏等所造成之被控制機器的重複控制。再者，實施形態1的主站不需由使用者進行之操作即可判斷對被控制機器之操作的可否。
實施形態2
第12圖係顯示本發明之實施形態2中之主站啟動後之自從屬站的控制權取得起至與從屬站之通信開始為止之動作的順序圖。本實施形態之通信系統、主站及從屬站的構成係與實施形態1相同。在實施形態2中，在通信系統中所使用的通信訊框係與實施形態1不同。此外，在實施形態2中，狀態遷移及部分動作與實施形態1不同。以下，說明與實施形態1不同點。
實施形態1中，主站11直到與從屬站21至26之通信開始為止，係使用三種的通信訊框，相對於此，本實施形態2中係使用一種的通信訊框。根據第12圖來說明從主站11啟動起至與從屬站21通信開始為止的動作。
首先，主站11係於啟動時，實施用來取得從屬站21之控制權的調停處理(步驟S41)。本實施形態中，就調停處理，主站11首先啟動訊框監視計時器(步驟S42)。具體而言，主站11之計時器管理部118係啟動訊框監視計時器。
主站11係在訊框監視計時器之啟動後，直到逾時為止，若接收到儲存有與本身所使用之埠號相同埠號的Cyclic Data請求訊框時，則判斷為控制對象之從屬站重複，且停止動作(步驟S43)。埠號係例如儲存於UDP/IP標頭。Cyclic Data請求訊框及其回應訊框的格式係與實施形態1相同。具體而言，當通信控制部111透過接收部112 接收Cyclic Data請求訊框時，由接收部112自該Cyclic Data請求訊框抽出埠號。通信控制部111係通知接收資料處理部114自Cyclic Data請求訊框抽出的埠號，接收資料處理部114係判斷自Cyclic Data請求訊框所抽出的埠號是否與本身所使用之埠號相同，若屬於相同埠號時，則動作停止。本實施形態中，主站11係自其他主站接收儲存有與本身所使用之埠號相同埠號的訊框時，判斷從屬站為可藉由屬於其他主站的主站12加以控制的狀態。亦即，本實施形態中，接收Cyclic Data請求訊框的埠號係成為顯示其他主站所控制之從屬站的從屬站資訊。
主站11係在訊框監視計時器之逾時的時點未接收Cyclic Data請求訊框時，或即便接收Cyclic Data請求訊框，但儲存於該Cyclic Data請求訊框的埠號與本身所使用之埠號不同時，判斷從屬站為控制可能，而在訊框監視計時器逾時後，遷移至循環傳送處理」(步驟S44)。
「循環傳送處理」(步驟S51)中，主站11係對Cyclic Data請求訊框的循環傳送指示，設定為顯示全部停止之值例如設定為0，並藉由廣播加以傳送。接收了Cyclic Data請求訊框的從屬站21係對主站11以單播之方式傳送Cyclic Data回應訊框。該時點中，主站11尚未進行從屬站21的控制。「循環傳送處理」(步驟S51)中，主站11係反覆Cyclic Data請求訊框的傳送及Cyclic Data回應訊框的接收(步驟S52)。
主站11係自第二次以後之Cyclic Data請求 訊框傳送起進行從屬站21的控制。亦即，主站11係在第二次以後之Cyclic Data請求訊框的循環傳送指示中，將與對於先前傳送之Cyclic Data請求訊框有回應之從屬站所對應的bit設定為顯示啟動之值亦即例如設定為1，並藉由廣播加以傳送。如上述之方式，循環傳送指示係各bit與各從屬站相對應且根據各bit之值來顯示各從屬站是否實施循環傳送的資訊。
第13圖及第14圖係實施形態2之主站11、12的狀態遷移圖。主站11、12的狀態係以下兩個狀態加以管理，亦即：顯示對全部的從屬站之狀態的整體狀態，以及顯示各從屬站之狀態的個別狀態。後者係依各從屬站來定義狀態。第13圖係顯示整體狀態的狀態遷移，而第14圖係顯示各從屬者之個別狀態的狀態遷移。主站11、12的狀態管理部115係管理：整體狀態以及各從屬站之個別狀態。以下之狀態遷移的說明中係以主站11為例加以說明，惟主站12亦相同。
主站11的狀態管理部115係主站11之啟動後，分別將整體狀態、控制對象之全部的從屬站的個別狀態設為待機中M21及待機中M31。傳送資料作成部117係在從資訊記憶部116取得控制對象之從屬站的資訊，亦即取得IP位址時，將之通知給狀態管理部115，而狀態管理部115係將整體狀態設為調停中M22、將各從屬站之個別狀態設為解除連接中M32。
之後，主站11係啟動訊框監視計時器。若在 至訊框監視計時器逾時之期間接收到與本身之埠號相同之埠號的Cyclic Data請求訊框時，狀態管理部115係使整體狀態遷移至主站重複M25。若至訊框監視計時器逾時為止未接收到相同之埠號的Cyclic Data請求訊框時，狀態管理部115係使整體狀態遷移至循環傳送中M23。
循環傳送中M23的主站11係廣播傳送含有循環傳送啟動指示之Cyclic Data請求訊框，且啟動循環傳送回應等待計時器。循環傳送回應等待計時器之啟動後，主站11的狀態管理部115係將各從屬站的個別狀態設為等待恢復連接M33。至循環傳送回應等待計時器逾時為止仍無回應時，狀態管理部115係判斷對應的從屬站不存在於網路，而使對應的從屬站之個別狀態遷移至解除連接中M32。循環傳送回應等待計時器之啟動後，至逾時為止至少接收一個Cyclic Data回應訊框時，狀態管理部115係使整體狀態遷移至循環傳送完成M24，且將接收了Cyclic Data回應訊框之從屬站的個別狀態設為循環傳送完成M34。以後，主站11的整體狀態係反覆於循環傳送中M23及循環傳送完成M24，並且接收了Cyclic Data回應訊框之從屬站的個別狀態係反覆於循環傳送中M35及循環傳送完成M34。
整體狀態在循環傳送中M23或循環傳送完成M24時，就回應訊框而言，若自從屬站接收儲存有主站重複異常之結束代碼的異常回應訊框時，主站11係使整體狀態遷移至主站重複M25，且停止動作，亦即停止對從屬站 之控制資訊的傳送。該回應訊框係第4圖所示之異常回應訊框，且為於結束代碼儲存有顯示主站重複異常之值者。從屬站的狀態遷移及動作係與實施形態1相同，從屬站係在請求接收等待計時器啟動中自主站接收Cyclic Data請求訊框，於Cyclic Data請求訊框之傳送來源之主站的資訊與資訊記憶部216所記憶之控制主站的資訊不一致時，向該Cyclic Data請求訊框之傳送來源的主站傳送異常回應訊框。
當使用者有意停止循環傳送時，藉由操作主站11，令主站11在循環傳送請求傳送時傳送含有循環傳送停止指令的Cyclic Data請求訊框，即可對各從屬站停止循環傳送。此時，主站11係使循環傳送停止指示之對象之從屬站的個別狀態遷移至循環傳送停止中M36。
整體狀態為循環傳送中M23或循環傳送完成M24時，當主站11自屬於其他主站的主站12接收了Cyclic Data請求訊框時，不論儲存於所接收的訊框的埠號，全部無視，亦即不實施根據接收Cyclic Data請求訊框所進行的動作。
從屬站21至26中之狀態遷移係與實施形態1相同。
接著，針對實施形態1及實施形態2之主站11、12及從屬站21至26的硬體構成加以說明。主站11、12的傳送部110及從屬站21至26的傳送部210為傳送機，而主站11、12的接收部112及從屬站21至26的接收部212 為接收機。主站11、12的資訊記憶部116及從屬站21至26的資訊記憶部216為記憶體。從屬站21至26的被控制部219係感測器或啟動裝置等。
通信控制部111、資訊記憶部116、機器控制部113、狀態管理部115、計時器管理部118、通信控制部211、機器控制部213、狀態管理部215及計時器管理部218係藉由處理電路加以實現。該處理電路可為屬於專用之硬體的處理電路，亦可為具備處理器的控制電路。屬於專用之硬體的情形，處理電路係例如稱為微控制器(microcontroller)的電路。處理電路係例如單一電路、複合電路、經程式化之處理器、經平行程式化的處理器、ASIC(Application Specific Integrated Circuit，特定應用積體電路)、FPGA(Field Programmable Gate Array，現場可程式閘陣列)、或者該等組合者。
上述之處理電路係利用具備處理器的控制電路來加以實現時，該控制電路係例如第15圖所示之構成的控制電路200。第15圖係顯示本實施形態之控制電路200的構成例之圖。控制電路200係具備有處理器201及記憶體202。處理器係CPU(亦稱為Central Processing Unit(中央處理單位)、中央處理裝置、處理裝置、演算裝置、微處理器(microprocessor)、微電腦(microcomputer)、處理器、DSP(Digital Signal Processor，數位訊號處理器))等。記憶體係例如：RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)、ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)、快閃記憶體、 EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory，可消除式程式化唯讀記憶體)、EEPROM(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，電子可消除式程式化唯讀記憶體)等之非揮發性或揮發性半導體記憶體、磁碟、軟碟、光碟、小型光碟、迷你光碟、DVD(Digital Versatile Disc，數位多功能影音光碟)等。
處理電路係利用具備處理器的控制電路200加以實現時，處理器201係藉由讀取出記憶於記憶體202之描述有各部處理之程式並執行來加以實現。主站11、12的情形係使描述通信控制部111、機器控制部113、狀態管理部115及計時器管理部118之處理的程式記憶於記憶體202，處理器201係讀取出該等程式並加以執行。從屬站21至26的情形係使描述通信控制部211、機器控制部213、狀態管理部215及計時器管理部218之處理的程式記憶於記憶體202，處理器201係讀取出該等程式並加以執行。主站11、12中，記憶體202與資訊記憶部116亦可構成為相同的記憶體。從屬站21至26中，記憶體202與資訊記憶部216亦可構成為相同之記憶體。此外，記憶體202係亦作為處理器201實施各處理中之暫存記憶體來使用。
以上之說明的例中，採用埠號作為判定複數個主站是否重複控制從屬站的條件，惟亦可採用網路位址來取代埠號。亦即，主站11係比較本身所使用的網路位址與儲存於所接收之Cyclic Data請求訊框的網路位址，從而可進行複數個主站是否重複控制從屬站之判定。
以上之實施形態所示之構成係顯示本發明內容之一例者而亦能夠與其他之習知技術結合，在不脫離本發明之宗旨的範圍，亦可省略、變更構成的一部分。
11‧‧‧主站
110‧‧‧傳送部
111‧‧‧通信控制部
112‧‧‧接收部
113‧‧‧機器控制部
114‧‧‧接收資料處理部
115‧‧‧狀態管理部
116‧‧‧資訊記憶部
117‧‧‧傳送資料作成部
118‧‧‧計時器管理部

Claims (10)

  1. 一種通信裝置，係在可控制從屬站的通信裝置中，具備：通信部，係透過網路與可控制從屬站的其他通信裝置通信；控制部，係取得從屬站資訊，並根據所取得的前述從屬站資訊，求得與前述其他通信裝置之控制對象之從屬站未重複的從屬站來作為本身的被控制從屬站，且產生用來控制前述本身的被控制從屬站的控制資訊，其中該從屬站資訊係包含顯示屬於前述其他通信裝置之控制對象的從屬站的資訊；以及傳送部，係向前述本身的被控制從屬站傳送前述控制資訊。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之通信裝置，其中，前述控制部係產生取得請求資訊，該取得請求資訊係顯示請求前述從屬站資訊之取得；前述傳送部係向前述其他通信裝置傳送前述取得請求資訊。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之通信裝置，係具備：記憶部，係記憶第一資訊，該第一資訊係顯示屬於本身的控制對象之前述從屬站的資訊；以及接收部，接收前述從屬站資訊之對前述取得請求資訊之回應；前述取得請求資訊係包含前述第一資訊，前述從屬站資訊係在前述第一資訊與顯示屬於前 述其他通信裝置之控制對象的從屬站的第二資訊之間重複之資訊。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之通信裝置，其中，前述從屬站資訊係儲存於自前述其他通信裝置所傳送之信號中的埠號或網路位址。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之通信裝置，其中，從前述從屬站接收顯示存在有複數個控制前述從屬站之前述通信裝置的資訊時，停止對前述從屬站之前述控制資訊的傳送。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之通信裝置，其中，前述從屬站資訊係顯示在屬於本身的控制對象的前述從屬站的第一從屬站與屬於前述其他通信裝置之控制對象的前述從屬站的第二從屬站之間重複之從屬站的資訊。
  7. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述之通信裝置，其中，在本身啟動後且開始前述從屬站之控制之前，取得前述從屬站資訊並求得前述本身的被控制從屬站。
  8. 一種通信裝置，係由主站所控制，該通信裝置係具備：控制部，係在自屬於複數個主站中之一的第一主站接收了用來控制本身的控制資訊之後，且自前述複數個主站中屬於前述第一主站以外的第二主站接收了用來控制本身的控制資訊時，產生顯示存在有複數個控制從屬站之主站的重複異常資訊；以及 傳送部，係向前述第二主站傳送前述重複異常資訊。
  9. 一種通信系統，係具備從屬站以及可控制前述從屬站之複數個通信裝置，其中，前述複數個通信裝置中之一的第一通信裝置係具備：控制部，係取得從屬站資訊，並根據前述從屬站資訊，求得設為前述第一通信裝置之控制對象之從屬站中，與第二通信裝置之控制對象之從屬站未重複的前述從屬站作為被控制從屬站，且產生用來控制前述被控制從屬站的控制資訊，其中該從屬站資訊係包含顯示前述複數個通信裝置中受前述第一通信裝置以外之前述第二通信裝置所控制之從屬站的資訊；以及傳送部，係向前述被控制從屬站傳送前述控制資訊。
  10. 一種通信方法，係於可控制從屬站之通信裝置中的通信方法，包含：取得從屬站資訊之第一步驟，其中該從屬站資訊係包含顯示屬於可控制從屬站之其他通信裝置的控制對象之從屬站的資訊；根據前述第一步驟所取得之前述從屬站資訊，求得與前述其他通信裝置之控制對象的從屬站未重複的從屬站作為本身的被控制從屬站之第二步驟；產生用來控制前述本身的被控制從屬站的控制資 訊之第三步驟；以及將前述控制資訊傳送給前述本身的被控制從屬站之第四步驟。
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