JP2004221905A - Method for monitoring network system, monitoring system, repeater, and monitoring device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ネットワークシステムのモニタ方法及びモニタリングシステム並びにリピータ及びモニタ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
FA(ファクトリーオートメーション)で用いられるPLC(プログラマブルコントローラ)は、スイッチやセンサなどの入力機器のON/OFF情報を入力し、ラダー言語などで書かれたシーケンスプログラム(ユーザプログラム)に沿って論理演算を実行する。そして、PLCは、得られた演算結果にしたがって、リレー,バルブ,アクチュエータなどの出力機器に対し、ON/OFF情報の信号を出力することで制御が実行される。
【0003】
係るPLCの一形態として、各機能ごとに生成されたユニットを複数用意し、電気,機械的に連結して構成するものがある。係るタイプを構成するためのユニットとしては、電源ユニット,CPUユニット,I/Oユニット,マスタユニット等各種のものがある。
【0004】
そして、上記したマスタユニットは、制御系ネットワークに接続され、その制御系ネットワークに接続された各種のスレーブと制御系ネットワークを介して通信可能となっている。この種のスレーブの一例として、リモートIOがある。すなわち、上記した入力機器や出力機器は、PLCを構成するI/Oユニットに接続することもあるが、仮に全ての入出力機器を直接I/Oユニットに接続した場合には、それら入出力機器とI/Oユニットを結ぶ配線が、入出力機器の数だけ存在することになり、係る多数の配線がPLC(I/Oユニット)を起点として工場内に引き回されることになり、好ましくない。
【0005】
そこで、制御対象の付近に入出力機器を接続するための端子台となるリモートIOを設置し、そのリモートIOに各種の入出力機器を接続する。そして、PLC(マスタユニット)に接続されたネットワークケーブルに対して各リモートIOを接続する。そして、各リモートIOとPLCとの間ではマスタ−スレーブ間通信などによってI/Oデータの送受を行い、実際の入出力機器に対しては係るリモートIOを介して情報の伝達をするようにしている。
【0006】
ところで、上記のようなネットワークを介して接続されたリモートIOなどのスレーブを含むネットワークシステムの構成をモニタするものとして、例えば制御系ネットワークの一形態であるDeviceNet(登録商標)では、ネットワークに接続されているマスタ,スレーブのノード番号,型式がパソコン上のソフトウエアを用いてモニタする機能が提供されている。このモニタする機能により表示されるモニタ画面の一例としては、図1に示すようになる。この図に示すように、各スレーブは、例えば、#00,#01,#02,……のように、ノードアドレス順に配置される。
【0007】
また、複数のPLCが接続されたネットワークシステムの構成を表示するための表示装置としては、例えば特許文献1に開示された「通信データ表示装置及び方法、記憶媒体」がある。この特許文献1においても、その公報の図6などに示されたように、ネットワークを構成するPLCが、ノードアドレス順に配置された状態で表示される。
【0008】
また、FAネットワークではないが、ネットワークに接続されたコンピュータ,プリンタなどのネットワーク機器の接続関係まで考慮してネットワーク構成図を作成し、モニタに表示する装置としては、特許文献2に開示された「ネットワーク構成図表示方法およびシステム」がある。この特許文献2は、ネットワーク上の所定位置に複数の接続ポートを持つネットワーク中継装置を配置し、各ネットワーク機器はそのネットワーク中継装置を介してネットワークに接続させる。ネットワーク中継装置は、いわゆる「ハブ」などの自己に接続された機器についての情報を持つ。そこで、管理コンピュータは、ネットワーク中継装置を使用してネットワーク機器の接続状態を収集し、ネットワーク中継装置やネットワーク機器のオブジェクトを表示画面に表示するに際し、収集した接続状態にあわせて所定のオブジェクト同士を結線することにより、ネットワーク構成図を作成するようにしている。
【0009】
【特許文献1】
特開平11−154004
【特許文献2】
特開2001−308873
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
FAシステムでは、ネットワーク上にリピータと称される装置が実装され、マスタユニットとスレーブとはそのリピータを経由してデータの送受を行うことがある。つまり、ネットワークを構成する通信回線が長くなると、信号レベルが低くなるとともに、ノイズも乗りやすくなるので、波形が乱れる。そのため、正確な情報を伝送できなくなるという問題がある。係る問題を解決するために、リピータと称される波形整形をする中継器を適宜位置に設けることにより、乱れた波形を、1/0のきれいなパルス波形に修正し、伝送距離を長くするようにしている。また、このように伝送距離を長くすることのみならず、例えば、同一の装置の制御を行う複数のスレーブを1つのグループとして管理するような場合に係る複数のスレーブをリピータの下に接続することもある。なお、このリピータは、一方から入力された信号を波形整形し他方に出力する機能を有するが、特許文献2に記載したハブのような中継装置の機能は無い。
【0011】
そこで、例えば、リピータAにスレーブ#0,#3,#7,#21、リピータBにスレーブ#2,#8,#9,#31のようにばらばらの番号のスレーブが接続されているようなネットワークシステムに対して特許文献1に開示された発明を用いてネットワーク構成をモニタすると、スレーブはノードアドレス順に並んでしまいスレーブ,リピータの関連付けをモニタすることができない。このため、ノード数が多い場合はパソコン上に表示された構成を見てもスレーブがどの装置で使用されているか把握できないという問題がある。
【0012】
一方、特許文献2に開示された発明をそのままFAシステムに適用できるかはさておき、従来のリピータに替えてハブのような中継装置を設け、その中継装置の下流側に接続されたスレーブの情報を記憶保持させるとともに、中継装置が保持したスレーブの情報を収集することにより、具体的なネットワーク構成を知ることができる。しかしながら、係る構成を採ることは、モニタするだけのために中継装置に係る情報を保持させることになるので、中継装置がコスト高になり実用的でない。
【0013】
この発明は、リピータを含むネットワークシステムにおいて、リピータ自体に下流側に接続されたスレーブ情報を保持させること無く、リピータの下流側に接続されたスレーブが、どのリピータの下流に位置するかを容易に認識することができるネットワークシステムのモニタ方法及びモニタリングシステム並びにリピータ及びモニタ装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るネットワークシステムのモニタ方法は、マスタとスレーブの間に少なくとも1つのリピータが介在する構成を含むネットワークシステムにおけるモニタ方法であって、前記マスタは、前記スレーブに向けてステータスリードコマンドを発行し、前記ステータスリードコマンドを受けた前記スレーブは、前記マスタに向けてレスポンスを返信し、前記リピータは、前記レスポンスを中継する際に、そのレスポンスに自己を特定する特定情報を付加し、前記レスポンスを取得した装置は、そのレスポンスに格納された前記特定情報の有無並びにその内容から前記スレーブと前記リピータの接続関係を認識してネットワークの構成情報をモニタするようにした。
【0015】
また、本発明に係るモニタリングシステムは、マスタとスレーブの間に少なくとも1つのリピータが介在する構成を含むネットワークシステムにおけるモニタリングシステムであって、前記マスタは、前記スレーブに向けてステータスリードコマンドを発行する機能を有し、前記スレーブは、自己宛ての前記ステータスリードコマンドを受けると、前記マスタに向けてレスポンスを返信する機能を有し、前記リピータは、前記レスポンスを中継する際に、そのレスポンスに自己を特定する特定情報を付加する機能を有し、前記レスポンスを取得した装置は、そのレスポンスに格納された前記特定情報の有無並びにその内容から前記スレーブと前記リピータの接続関係を認識し、ネットワークの構成情報を出力手段に出力する機能を備えて構成した。そして、前記マスタは、例えば、プログラマブルコントローラを構成するものであり、前記装置は、前記プログラマブルコントローラに接続されたモニタ装置とすることができる。もちろん、前記装置は、マスタなどのプログラマブルコントローラであってもよい。
【0016】
さらに本発明のリピータは、ネットワークシステムを構成するマスタとスレーブの間に実装され、前記マスタと前記スレーブ間で伝送されるデータを中継するリピータであって、前記マスタから発行されたステータスリードコマンドを受けた前記スレーブが、前記マスタに向けて返信したレスポンスを中継する際に、そのレスポンスに対し、自己を特定する特定情報を付加する機能を備えるようにした。
【0017】
さらにまた、本発明のモニタ装置は、マスタとスレーブの間に少なくとも1つのリピータが介在する構成を含むとともに、前記リピータが、前記マスタから発行されたステータスリードコマンドを受けた前記スレーブが、前記マスタに向けて返信したレスポンスを中継する際に、そのレスポンスに対し、自己を特定する特定情報を付加する機能を備えたネットワークシステムの構成情報をモニタするモニタ装置である。そして、前記スレーブが返信したレスポンスを取得するとともに、その内容を解析する機能と、そのレスポンスに格納された前記特定情報の有無から、そのスレーブが所定のリピータの下に接続されているか否かを判断するとともに、前記特定情報の内容からそのスレーブがどのリピータの下に接続されているかを判断することにより前記スレーブと前記リピータの接続関係を認識する機能と、その認識した接続関係に基づいて求めたネットワークの構成情報を出力手段に出力する機能を備えるようにした。
【0018】
出力手段は、実施の形態では表示装置であり、係る構成が好ましいが、本発明では必ずしも表示装置に限ることはなく、印刷装置であったり、記憶装置であったり、通信装置であったりするなど各種のものにより実現できる。
【0019】
特定情報は、実施の形態では、リピータのノードアドレスとしたが、本発明はこれに限ることはなく、リピータに設けられた製造番号その他のID番号や、論理名など各種のものを用いることができる。
【0020】
リピータの下に接続されたスレーブは、そのスレーブが返信したレスポンスは、マスタに到達する前に必ず上記リピータを通過するため、そのレスポンスにはリピータを特定する特定情報が付加される。逆に、リピータを経由することなく、直接マスタと通信するスレーブが存在すると、係る特定情報はレスポンスに付加されない。
【0021】
従って、特定情報の有無により、スレーブがリピータを経由するか否かを判断することができる。さらに、特定情報を含む場合、その特定情報の内容まで認識することにより、スレーブがどのリピータの下に接続されているかを知ることができる。よって、スレーブとリピータとの接続関係を知ることができる。さらに、ノード数が多い場合でもリピータを適宜位置に挿入することによりグループ分けすることで対象スレーブを見つけやすくできる。
【0022】
【発明の実施の形態】
図2は、本発明が適用されるリピータを含むネットワークシステムの一例を示している。図2に示すように、PLC10と各種のスレーブ20並びにリピータ30が、フィールドバス40を介して接続されネットワークシステムを構築している。スレーブ20としては、リモートIOその他の機器がある。そして、このスレーブ20は、PLC10に接続されたフィールドバス40に直接接続されるものもあれば、リピータ30に接続されたフィールドバス40aに接続され、リピータ30を介してPLC10と通信するものもある。そして、フィールドバス40,フィールドバス40aの終端には、終端抵抗41が接続されている。
【0023】
なお、リピータ30もノードアドレスが付与されており、広い意味ではスレーブの一種であるが、本実施の形態におけるスレーブ20は、FAシステムの制御を行うための機能を備えたものを意味し、フィールドバス40等を伝送されるデータを中継するリピータ30とは分けている。また、図2に示す例では、リピータ30の下流側にはスレーブ20のみが接続された構成を採っているが、リピータ30の下流側にさらに別のリピータを配置するというように、スレーブ20とPLC10との間に複数のリピータ30が存在する形態ももちろんありえる。
【0024】
さらに、PLC10には、モニタ・設定ツールたるパソコン42が接続されており、PLC10を介してネットワークに接続された各機器の情報を収集・モニタリングしたり、PLC10やスレーブ20等に対してプログラムのダウンロードやデータ設定などが行えるようになっている。
【0025】
PLC10は、各機能ごとに生成されたユニットを連結することにより構成され、例えば、CPUユニット11,マスタユニット12などがある。マスタユニット12は、フィールドバス40に接続され、各スレーブ20,リピータ30と通信を行うようになっている。さらに、PLC10の内部バスを介してCPUユニット11のIOメモリにアクセスし、IOデータ等の読み書きを行うようになっている。
【0026】
そして、PLC10に接続されるモニタ装置としてのパソコン42は、図の例ではCPUユニット11に接続されている。但し、これに限ることはなく、ネットワークを介して接続することもできるし、さらには、マスタユニット12に接続したり、フィールドバス40上に設けられる特殊機能ユニットに接続するように構成することもできる。
【0027】
マスタユニット12は、図3に示すように、フィールドバスに接続され、実際にデータの送受を行う通信インタフェース12aと、その通信インタフェース12aを介してマスタ−スレーブ間通信をし、スレーブ20,リピータ30との間でI/Oデータの送受を行なったり、所定のコマンドの送信並びにそれに基づくレスポンスの受信を行うマスタ用ASIC12bと、各種の制御を行うMPU12dと、各種の制御実行時にワークエリア等として使用されるRAM12cと、上記制御を行うプログラムや、各種の設定データ等が格納されたEEPROM12eと、他のユニット(例えば、CPUユニット)と通信を行うためのインタフェース12hと、動作状態(通信状態)や異常/正常などを示すLED表示部12f並びにアドレスの設定などを行うための設定スイッチ12gを備えている。
【0028】
MPU12dが行なう制御としては、CPUユニット11その他のユニット等と通信したり、マスタ用ASIC12bを動作させたりするようになっている。特に本発明との関係でいうと、CPUユニット11を経由して受け取ったパソコン42からのステータスリード要求を受け、ネットワークに接続されたスレーブ20に対してステータスリードコマンドを送り、スレーブ20からのレスポンスを受けると、それを解析し、CPUユニット11経由でパソコン42に返す機能を有する。このとき、CPUユニット11やパソコン42で扱うコマンドと、リピータ30やスレーブ20が扱うコマンドが異なるので、マスタユニット12にて適宜変換処理を行なう。なお、基本的なハードウェア構成等は、従来のマスタユニットと同様であるので、その詳細な説明を省略する。
【0029】
スレーブ20は、図4に示すように、フィールドバスに接続され、実際にマスタユニット12との間でI/Oデータや各種メッセージ等の送受を行う通信インタフェース20aと、その通信インタフェース20aを介して取得したマスタ−スレーブ間通信をし、I/Oデータの送受を行なったり、所定のコマンドの受信並びにそれに基づくレスポンスの送信を行うスレーブ用ASIC20bと、各種の制御を行うMPU20dと、上記制御を行うプログラムや、各種の設定データ,IOデータ等が格納されたEEPROM20eと、I/O機器と接続しI/Oデータの送受を行うI/O部20jと、動作状態(通信状態)や異常/正常などを示すLED表示部20f並びにノードアドレスの設定などを行うための設定スイッチ20gを備えている。さらに、入力電圧(24V)を5Vに降圧し、スレーブ20内の各素子に電源供給する電源部20iを備えている。
【0030】
このスレーブ20は、本発明との関係でいうと、マスタユニット12から送られてくるステータスリードコマンドを解析し、自己宛の場合には、レスポンスを発行しマスタユニット12に返送する機能を有する。従って、マスタユニット12ひいてはパソコン42は、あるノードアドレス宛にステータスリードコマンドを発行した場合に、レスポンスがあると当該ノードアドレスのスレーブは存在し、レスポンスがないとそのノードアドレスのスレーブは存在しないと判断でき、ネットワークに接続されているスレーブ20のノードアドレスを知ることができる。なお、スレーブ20の構成並びに作用効果は、従来のものと同様であるので、その詳細な説明を省略する。
【0031】
リピータ30は、図5に示すようにマスタ側とスレーブ側にそれぞれ接続される通信インタフェース31,32と、両通信インタフェース31,32間に実装され、伝送されるデータ(信号)に対して所定の処理を行なうリピータ用ASIC33を備えている。さらに、入力電圧(24V)を5Vに降圧し、リピータ30内の各素子に電源供給する電源部34を備えている。さらにまた、動作状態(通信状態)や異常/正常などを示すLED表示部35並びにノードアドレスの設定などを行うための設定スイッチ36を備えている。
【0032】
さらに、このリピータ用ASIC33は、基本的には伝送される信号(乱れている)の波形を整え、綺麗な1/0のデジタル信号に復元し、出力する機能を備えている。この機能は、従来からあるリピータの基本機能であるので、具体的な構成・処理手順については説明を省略する。
【0033】
そして、本発明では、リピータ用ASIC33の機能として、マスタ側の通信インタフェース31からデータを受け取った場合には、上記した波形整形を行い、スレーブ側の通信インタフェース32に渡すようにしたが、その逆のスレーブ側の通信インタフェース32からデータ(レスポンス)を受け取った場合には、上記した波形整形を行うとともに、そのレスポンスに自己のノードアドレスを付加した後、マスタ側の通信インタフェース31に渡すようにした。さらに、複数のリピータ30を通過する場合には、通過する順にリピータ30のノードアドレスを追加(例えば、常に一番後ろに追加する)するようにした。
【0034】
これにより、リピータ30が介在せずマスタユニット12と直接データの送受を行うスレーブ20の場合、ステータスリードコマンドに対して発行したレスポンスは、リピータ30を通過することなくマスタユニット12に到達するので、そのレスポンスにはリピータ30のノードアドレスは付与されない。一方、少なくとも1つ以上のリピータ30の下流側にあるスレーブ20から発行された上記のレスポンスは、リピータ30を通過する際にそのリピータ30のノードアドレスが追加される。従って、マスタユニット12ひいてはパソコン42では、取得したレスポンスにリピータ30のノードアドレスがあるか否かにより、スレーブ20がマスタユニット12に接続されたフィールドバス40に直接接続されているのかを識別することができ、さらに、リピータ30の下に接続されている場合には、そのノードアドレスからどのリピータ30の下に接続されているかなどのネットワーク構成を認識することができる。
【0035】
そして、ネットワーク構成のモニタを行うには、モニタ装置としてのパソコン42が、PLC10を介してネットワークを構成する各機器(スレーブ20,リピータ30)の接続状況を取得し、表示装置42aに表示する。すなわち、パソコン42は、CPUユニット11に接続され、そのCPUユニット11と通信を行うようになっている。従って、パソコン42は、例えばノードアドレス#0のノードから順番にステータスリードの要求を行うことより、得られたレスポンスに基づいてネットワーク構成を知ることができる。
【0036】
具体的には、ネットワークシステム全体では、図6に示すフローチャートに従って通信を行うことにより、モニタリングを行うことになる。また、そのときの各機器間でのデータの流れ(タイミングチャート)は図7に示すようになる。すなわち、まずパソコン42が次のノードに対してステータスリードを要求する(ST1)。つまり、ノードアドレスが#0から#Nまで割り当てられているネットワークシステムの場合、まず#0のノードに対してステータスリード要求をし、レスポンスを受信するか、あるいはタイムアウトすると、#1のノードに対してステータスリードを要求する。以後、ノードアドレスの値を1つずつ昇順させながら、#Nまで順に繰り返し実行する。係る処理が、図7でいう行程▲1▼で行われる。
【0037】
次に、パソコン42から発行されたステータスリード要求は、CPUユニット11,マスタユニット12を介してフィールドバス40に出力され、直接あるいは所定のリピータ30を介してスレーブ20に受信される(ST2)。係る処理は、図7でいう行程▲2▼から▲5▼で行われる。なお、図7に示す例は、標準的なものを示しており、スレーブ20までの間にリピータ30が存在しない場合には、行程▲4▼はもちろん省略されるし、複数のリピータが存在する場合には、行程▲4▼の処理が複数回実行される。
【0038】
そして、行程▲1▼で指定された所望のノードアドレスのスレーブ20がステータスリードコマンドを受信し、自己宛のコマンドであることを確認すると自己のステータス情報を返信(レスポンスを発行)する(ST3)。係る処理が、図7でいう行程▲5▼で行われる。
【0039】
このレスポンスは、ネットワーク上を伝送される。そして、リピータ30を経由する場合には(ST4でYes)、そのリピータ30が自分のアドレスをレスポンスに追加する(ST5)。よって、マスタユニット12との間にリピータ30が存在しなくなると(ST4でNo)、そのままマスタユニット12に受信されるので、その受信されたレスポンスは、CPUユニット11を介してパソコン42に与えられる(ST6)。
【0040】
従って、パソコン42は、取得したレスポンスを解析し、レスポンス内にリピータ30のノードアドレスが組み込まれているか否か並びに組み込まれている場合には、その具体的な番号を認識することにより、リピータ30を介することなくフィールドバス40に接続されているかや、レスポンスを発行したスレーブ20がどのリピータの下に接続されているかなどを認識することができる。なお、リピータ30にもノードアドレスが振られており、パソコン42は、各リピータ30に対してもステータスリード要求をすることによりどのノードアドレスのリピータ30がネットワーク上に存在しているかを知得することができる。
【0041】
上記した一連の処理は、図7でいう行程▲6▼から▲9▼で行われる。なお、図7に示す例は、標準的なものを示しており、マスタユニット12までの間にリピータ30が存在しない場合には、行程▲6▼はもちろん省略されるし、複数のリピータが存在する場合には、行程▲6▼の処理が複数回実行される。
【0042】
また、図6,図7は、対象となるスレーブが存在することを前提にした標準的なものを示したが、通常は全てのノードアドレスにスレーブが存在することはほとんどなく、空き番号となっているノードアドレスもある。その場合には、当然レスポンスは返信されてこないので、図7の例では、行程▲3▼あるいは▲4▼までタイムアウトで終了することになる。この場合には、図6でいうステップ6ではレスポンスがなかったことで、ネットワーク上に当該ノードアドレスのスレーブがないことを認識するとともに、ステップ1に戻り次のノードに対する検査を行うことになる。
【0043】
そして、具体的な一例を示すと、図8に示すように、マスタからスレーブ#30へステータスリードコマンド(EVE_frame)を送信すると、それを受信したスレーブ#30では、直ちにレスポンスフレームを返信する(▲1▼)。そして、EVE_frameがマスタ向けにリピートされていく間に、リピータ#5では、レスポンスに自局のノードアドレスを書き込む。これにより、データが変わるためCRC(サムチェック)を計算し直し、再計算後のCRCに更新したレスポンス(もちろん波形整形もする)をマスタユニットへ向けて出力する(▲2▼)。
【0044】
同様に、この更新されたレスポンス(含む:リピータ#5のノードアドレス)は、リピータ#15に取り込まれるので、ここにおいて、上記したリピータ#5と同様の処理が行われ、リピータ#5のノードアドレスの後ろにさらにリピータ#15のノードアドレスが追加されたレスポンス(CRCも更新される)が作成され、マスタユニット12に向けて出力される(▲3▼)。
【0045】
従って、係るレスポンスを受け取ったマスタユニット12(パソコン42)では、EVE_frameのデータエリアにリピータの#5と#15が書き込まれていることから、スレーブ#30の間に2つのリピータが、#15→#5→スレーブの順で接続されていることを認識できる。
【0046】
そして、上記したステータスリード要求に対するレスポンスにおけるステータスデータは、例えば図9に示すように、3つのリピータのアドレスが順に格納できるようになっている。そして、各リピータは、ステータス情報の所定の格納領域に自己のアドレスを追加する。具体的には、取得したレスポンスにリピータのアドレス情報が格納されていない場合には、最初のリピータのアドレス情報の格納領域に自己のアドレスを格納する。最初のリピータのアドレス情報の格納領域にすでに別のリピータのノードアドレスが格納され、2番目のリピータのノードアドレス情報の格納領域にはノードアドレスが格納されていない場合には、係る2番目のリピータのノードアドレスに自己のノードアドレスを格納する。同様に最初と2番目のリピータのアドレス情報領域にすでに別のリピータのノードアドレスが格納され、3番目のリピータのノードアドレス情報の格納領域にはノードアドレスが格納されていない場合には、係る3番目のリピータのノードアドレスに自己のノードアドレスを格納する。なお、各ノードアドレス情報の格納領域にノードアドレスが格納されているか否かは、例えば格納済みか否かのフラグ或いは、次に格納する領域を示すフラグを設けることにより簡単に判別できる。もちろん、ノードアドレスの追加形態は図示したものに限ることはなく、各種のものを適用することができる。
【0047】
そして、各スレーブに対して上記した処理を繰り返し実行することにより、例えば図10に示すようなネットワーク構成図を作成し、係る構成図を表示装置42aのモニタ画面に表示することができる。図10から明らかなように、ネットワーク上にスレーブがどのリピータの下に位置するかがわかるので、実際のネットワーク配線に近い構成図をパソコン42上に表示することができる。
【0048】
【発明の効果】
以上のように、この発明では、リピータを含むネットワークシステムにおいて、リピータの下流側に接続されたスレーブが、どのリピータの下流に位置するかを容易に認識することができる。しかも、リピータ自身には下流側に接続されたスレーブ情報を保持させること無く係る処理が行えるので、リピータの構成も簡単かつ安価にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のモニタ画面の一例を示す図である。
【図2】本発明の一実施の形態を示すネットワークシステム構成の一例を示す図である。
【図3】マスタユニットの内部構成の一例を示す図である。
【図4】スレーブの内部構成の一例を示す図である。
【図5】リピータの内部構成の一例を示す図である。
【図6】モニタ方法を実施するためのネットワークシステム全体の動作を説明するフローチャートである。
【図7】モニタ方法を実施するためのネットワークシステム全体の動作を説明するタイムチャートである。
【図8】リピータの機能を説明する図である。
【図9】レスポンスのデータ構造におけるリピータのノードアドレスに関する情報を説明する図である。
【図10】本発明のモニタ方法を実施することにより表示されるモニタ画面の一例を示す図である。
【符号の説明】
10 PLC
11 CPUユニット
12 マスタユニット
12a 通信インタフェース
12b マスタ用ASIC
12c RAM
12d MPU
12e EEPROM
12f LED表示部
12g 設定スイッチ
12h インタフェース
20 スレーブ
20a 通信インタフェース
20b スレーブ用ASIC
20d MPU
20e EEPROM
20f LED表示部
20g 設定スイッチ
20h インタフェース
20i 電源部
20j I/O部
30 リピータ
31,32 通信インタフェース
33 リピータ用ASIC
34 電源部
35 LED表示部
36 設定スイッチ
40 フィールドバス
40a フィールドバス
41 終端抵抗
42 パソコン
42a 表示装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a monitoring method and a monitoring system for a network system, and a repeater and a monitoring device.
[0002]
[Prior art]
PLC (programmable controller) used in factory automation (FA) inputs ON / OFF information of input devices such as switches and sensors, and performs logical operations according to a sequence program (user program) written in a ladder language or the like. Execute. The PLC is controlled by outputting ON / OFF information signals to output devices such as relays, valves and actuators in accordance with the obtained calculation results.
[0003]
As one form of such a PLC, there is a type in which a plurality of units generated for each function are prepared and electrically and mechanically connected. There are various units such as a power supply unit, a CPU unit, an I / O unit, and a master unit as units for configuring such a type.
[0004]
The master unit is connected to a control network and can communicate with various slaves connected to the control network via the control network. An example of this type of slave is a remote IO. That is, the input devices and output devices described above may be connected to the I / O units constituting the PLC, but if all the input / output devices are directly connected to the I / O units, the input / output devices may be connected to the input / output devices. The number of wirings connecting the I / O unit to the I / O unit is the same as the number of input / output devices, and such a large number of wirings are routed inside the factory starting from the PLC (I / O unit). .
[0005]
Therefore, a remote IO serving as a terminal block for connecting input / output devices is installed near the control target, and various input / output devices are connected to the remote IO. Then, each remote IO is connected to a network cable connected to a PLC (master unit). Then, I / O data is transmitted and received between each remote IO and the PLC through master-slave communication or the like, and information is transmitted to actual input / output devices via the remote IO. I have.
[0006]
By the way, in order to monitor the configuration of a network system including slaves such as remote IOs connected via a network as described above, for example, DeviceNet (registered trademark) which is a form of a control network is connected to a network. A function is provided to monitor the master and slave node numbers and models using software on a personal computer. FIG. 1 shows an example of a monitor screen displayed by the monitoring function. As shown in this drawing, each slave is arranged in the order of node addresses, for example, # 00, # 01, # 02,....
[0007]
As a display device for displaying the configuration of a network system to which a plurality of PLCs are connected, for example, there is a “communication data display device and method, storage medium” disclosed in
[0008]
An apparatus that creates a network configuration diagram in consideration of the connection relationship of network devices such as a computer and a printer connected to the network, but is not an FA network, and displays the network configuration on a monitor is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-163,086. Network Configuration Display Method and System ". In this patent document 2, a network relay device having a plurality of connection ports is arranged at a predetermined position on a network, and each network device is connected to a network via the network relay device. The network relay device has information about a device connected to itself such as a so-called “hub”. Therefore, the management computer uses the network relay device to collect the connection status of the network devices, and when displaying the objects of the network relay device and the network device on the display screen, associates the predetermined objects with each other in accordance with the collected connection status. By making the connections, a network configuration diagram is created.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-11-154004
[Patent Document 2]
JP 2001-308873 A
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
In an FA system, a device called a repeater is mounted on a network, and a master unit and a slave sometimes transmit and receive data via the repeater. In other words, if the communication lines that make up the network are long, the signal level will be low, and noise will be easy to get on, so that the waveform will be disturbed. Therefore, there is a problem that accurate information cannot be transmitted. In order to solve such a problem, by disposing a repeater for shaping a waveform called a repeater at an appropriate position, the disturbed waveform is corrected to a 1/0 clear pulse waveform, and the transmission distance is lengthened. ing. In addition to increasing the transmission distance in this way, for example, connecting a plurality of slaves under a repeater in a case where a plurality of slaves that control the same device are managed as one group There is also. Note that this repeater has a function of shaping the waveform of a signal input from one side and outputting it to the other side, but does not have the function of a relay device such as a hub described in Patent Document 2.
[0011]
Therefore, for example, slaves having different numbers such as slaves # 0, # 3, # 7, and # 21 are connected to the repeater A, and slaves # 2, # 8, # 9, and # 31 are connected to the repeater B. If the network configuration is monitored for the network system using the invention disclosed in
[0012]
On the other hand, aside from whether the invention disclosed in Patent Document 2 can be directly applied to an FA system, a relay device such as a hub is provided in place of a conventional repeater, and information of a slave connected downstream of the relay device is stored. By storing and holding the information of the slaves held by the relay device, a specific network configuration can be known. However, adopting such a configuration causes information related to the relay device to be held only for monitoring, so that the cost of the relay device is increased and is not practical.
[0013]
The present invention makes it easy for a network system including a repeater to determine which repeater a slave connected downstream of a repeater is located downstream of without having the repeater itself hold information of a slave connected downstream. It is an object of the present invention to provide a network system monitoring method, a monitoring system, a repeater, and a monitoring device that can be recognized.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
A monitoring method for a network system according to the present invention is a monitoring method for a network system including a configuration in which at least one repeater is interposed between a master and a slave, wherein the master issues a status read command to the slave. The slave that has received the status read command returns a response to the master, and the repeater, when relaying the response, adds identification information identifying itself to the response, The device that has obtained the information recognizes the connection relationship between the slave and the repeater based on the presence or absence of the specific information stored in the response and the content thereof, and monitors the network configuration information.
[0015]
The monitoring system according to the present invention is a monitoring system in a network system including a configuration in which at least one repeater is interposed between a master and a slave, wherein the master issues a status read command to the slave. When the slave receives the status read command addressed to itself, the slave has a function of returning a response to the master, and the relay repeats the response when relaying the response. The device that has a function of adding specific information for specifying the response, recognizes the connection relationship between the slave and the repeater from the presence or absence of the specific information stored in the response and the content thereof, and It has a function to output configuration information to output means. It was. The master may constitute, for example, a programmable controller, and the device may be a monitor device connected to the programmable controller. Of course, the device may be a programmable controller such as a master.
[0016]
Furthermore, the repeater of the present invention is a repeater that is mounted between a master and a slave that constitute a network system, and that relays data transmitted between the master and the slave, wherein the repeater issues a status read command issued from the master. When the received slave relays a response returned to the master, the slave is provided with a function of adding identification information identifying itself to the response.
[0017]
Still further, the monitor device of the present invention includes a configuration in which at least one repeater intervenes between a master and a slave, and the repeater receives a status read command issued from the master, and the slave receives the status read command from the master. Is a monitoring device for monitoring configuration information of a network system having a function of adding specific information for identifying itself to a response when relaying a response returned to the network. Then, while acquiring the response returned by the slave, the function of analyzing the content and the presence or absence of the specific information stored in the response determine whether the slave is connected under a predetermined repeater. A function for recognizing the connection relationship between the slave and the repeater by determining from which repeater the slave is connected based on the content of the specific information, and a function based on the recognized connection relationship. A function of outputting network configuration information to an output unit.
[0018]
The output unit is a display device in the embodiment, and such a configuration is preferable. However, the present invention is not necessarily limited to the display device, and may be a printing device, a storage device, a communication device, or the like. It can be realized by various things.
[0019]
Although the specific information is the node address of the repeater in the embodiment, the present invention is not limited to this, and various types such as a serial number and other ID numbers provided in the repeater and a logical name may be used. it can.
[0020]
A slave connected below the repeater always sends a response returned by the slave through the repeater before reaching the master. Therefore, the response is provided with specific information for specifying the repeater. Conversely, if there is a slave that directly communicates with the master without passing through the repeater, such specific information is not added to the response.
[0021]
Therefore, it can be determined whether or not the slave goes through the repeater based on the presence or absence of the specific information. Furthermore, when the specific information is included, it is possible to know under which repeater the slave is connected by recognizing the content of the specific information. Therefore, the connection relationship between the slave and the repeater can be known. Further, even when the number of nodes is large, the target slave can be easily found by grouping by inserting repeaters at appropriate positions.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 2 shows an example of a network system including a repeater to which the present invention is applied. As shown in FIG. 2, the
[0023]
Although the
[0024]
Further, a
[0025]
The
[0026]
In addition, a
[0027]
As shown in FIG. 3, the
[0028]
As control performed by the
[0029]
As shown in FIG. 4, the
[0030]
In relation to the present invention, the
[0031]
The
[0032]
Further, the
[0033]
In the present invention, as a function of the
[0034]
As a result, in the case of the
[0035]
Then, in order to monitor the network configuration, the
[0036]
Specifically, the entire network system performs monitoring by performing communication according to the flowchart shown in FIG. FIG. 7 shows a data flow (timing chart) between the respective devices at that time. That is, first, the
[0037]
Next, the status read request issued from the
[0038]
Then, when the
[0039]
This response is transmitted over the network. Then, when the signal passes through the repeater 30 (Yes in ST4), the
[0040]
Accordingly, the
[0041]
The above-described series of processing is performed in steps (6) to (9) in FIG. Note that the example shown in FIG. 7 shows a standard example. If the
[0042]
FIGS. 6 and 7 show a standard one on the assumption that there is a target slave. However, usually, there is almost no slave at every node address, and an empty number is set. There is also a node address. In this case, since no response is returned, naturally, in the example of FIG. 7, the process ends with a timeout until the process (3) or (4). In this case, since there is no response in step 6 in FIG. 6, it is recognized that there is no slave having the node address on the network, and the process returns to step 1 to check the next node.
[0043]
As a specific example, as shown in FIG. 8, when the master transmits a status read command (EVE_frame) to the
[0044]
Similarly, the updated response (including: the node address of the repeater # 5) is taken into the repeater # 15, so that the same processing as that of the above-described repeater # 5 is performed, and the node address of the repeater # 5 is obtained. After that, a response (CRC is also updated) in which the node address of the repeater # 15 is added is generated and output to the master unit 12 ((3)).
[0045]
Therefore, in the master unit 12 (personal computer 42) receiving the response, since the repeaters # 5 and # 15 are written in the data area of the EVE_frame, the two repeaters between the
[0046]
In the status data in the response to the status read request, addresses of three repeaters can be sequentially stored as shown in FIG. 9, for example. Then, each repeater adds its own address to a predetermined storage area of the status information. Specifically, if the address information of the repeater is not stored in the obtained response, the own address is stored in the storage area of the address information of the first repeater. If the node address of another repeater is already stored in the storage area of the address information of the first repeater and the node address is not stored in the storage area of the node address information of the second repeater, the second repeater is used. Stores its own node address in the node address of. Similarly, if the node address of another repeater is already stored in the address information area of the first and second repeaters, and the node address is not stored in the storage area of the node address information of the third repeater, 3 The node address of the repeater is stored in the node address of the repeater. Whether or not a node address is stored in the storage area of each node address information can be easily determined by, for example, providing a flag indicating whether or not the node address has been stored or a flag indicating a next storage area. Of course, the additional form of the node address is not limited to the illustrated one, and various forms can be applied.
[0047]
Then, by repeatedly executing the above-described processing for each slave, for example, a network configuration diagram as shown in FIG. 10 can be created, and such a configuration diagram can be displayed on the monitor screen of the
[0048]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a network system including a repeater, a slave connected downstream of the repeater can easily recognize which repeater is located downstream. Moreover, since the repeater itself can perform such processing without holding the slave information connected downstream, the configuration of the repeater can be simplified and inexpensive.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a conventional monitor screen.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a network system configuration according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an internal configuration of a master unit.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an internal configuration of a slave.
FIG. 5 is a diagram showing an example of the internal configuration of a repeater.
FIG. 6 is a flowchart illustrating the operation of the entire network system for implementing the monitoring method.
FIG. 7 is a time chart for explaining the operation of the entire network system for implementing the monitoring method.
FIG. 8 is a diagram illustrating the function of a repeater.
FIG. 9 is a diagram illustrating information on a node address of a repeater in a data structure of a response.
FIG. 10 is a diagram showing an example of a monitor screen displayed by performing the monitoring method of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 PLC
11 CPU unit
12 Master unit
12a Communication interface
12b Master ASIC
12c RAM
12d MPU
12e EEPROM
12f LED display
12g setting switch
12h interface
20 slaves
20a Communication interface
ASIC for 20b slave
20d MPU
20e EEPROM
20f LED display
20g setting switch
20h interface
20i power supply
20j I / O section
30 repeaters
31, 32 Communication interface
ASIC for 33 repeaters
34 Power supply section
35 LED display
36 Setting switch
40 Fieldbus
40a Field bus
41 Terminating resistor
42 PC
42a display device
Claims (5)
前記マスタは、前記スレーブに向けてステータスリードコマンドを発行し、
前記ステータスリードコマンドを受けた前記スレーブは、前記マスタに向けてレスポンスを返信し、
前記リピータは、前記レスポンスを中継する際に、そのレスポンスに自己を特定する特定情報を付加し、
前記レスポンスを取得した装置は、そのレスポンスに格納された前記特定情報の有無並びにその内容から前記スレーブと前記リピータの接続関係を認識してネットワークの構成情報をモニタすることを特徴とするネットワークシステムのモニタ方法。A monitoring method in a network system including a configuration in which at least one repeater intervenes between a master and a slave,
The master issues a status read command to the slave,
The slave receiving the status read command returns a response to the master,
When relaying the response, the repeater adds identification information identifying itself to the response,
The network system characterized in that the device that has obtained the response monitors the network configuration information by recognizing the connection relationship between the slave and the repeater based on the presence or absence of the specific information stored in the response and the content thereof. Monitor method.
前記マスタは、前記スレーブに向けてステータスリードコマンドを発行する機能を有し、
前記スレーブは、自己宛ての前記ステータスリードコマンドを受けると、前記マスタに向けてレスポンスを返信する機能を有し、
前記リピータは、前記レスポンスを中継する際に、そのレスポンスに自己を特定する特定情報を付加する機能を有し、
前記レスポンスを取得した装置は、そのレスポンスに格納された前記特定情報の有無並びにその内容から前記スレーブと前記リピータの接続関係を認識し、ネットワークの構成情報を出力手段に出力する機能を備えたことを特徴とするモニタリングシステム。A monitoring system in a network system including a configuration in which at least one repeater intervenes between a master and a slave,
The master has a function of issuing a status read command to the slave,
The slave has a function of returning a response to the master when receiving the status read command addressed to itself,
The repeater has a function of adding identification information identifying itself to the response when relaying the response,
The device that has obtained the response has a function of recognizing the connection relationship between the slave and the repeater from the presence or absence and the content of the specific information stored in the response, and outputting network configuration information to an output unit. A monitoring system characterized by the following.
前記装置は、前記プログラムコントローラに接続されたモニタ装置であることを特徴とする請求項2に記載にモニタリングシステム。The master constitutes a programmable controller,
The monitoring system according to claim 2, wherein the device is a monitor device connected to the program controller.
前記マスタから発行されたステータスリードコマンドを受けた前記スレーブが、前記マスタに向けて返信したレスポンスを中継する際に、そのレスポンスに対し、自己を特定する特定情報を付加する機能を備えたことを特徴とするリピータ。A repeater mounted between a master and a slave configuring a network system, and relaying data transmitted between the master and the slave,
When the slave that has received the status read command issued from the master relays a response returned to the master, the slave has a function of adding identification information identifying itself to the response. Characteristic repeater.
前記スレーブが返信したレスポンスを取得するとともに、その内容を解析する機能と、
そのレスポンスに格納された前記特定情報の有無から、そのスレーブが所定のリピータの下に接続されているか否かを判断するとともに、前記特定情報の内容からそのスレーブがどのリピータの下に接続されているかを判断することにより前記スレーブと前記リピータの接続関係を認識する機能と、
その認識した接続関係に基づいて求めたネットワークの構成情報を出力手段に出力する機能を備えたことを特徴とするモニタ装置。A relay including a configuration in which at least one repeater intervenes between a master and a slave, wherein the repeater receives a status read command issued from the master, and relays a response returned to the master. A monitoring device for monitoring configuration information of a network system having a function of adding identification information identifying itself to the response,
A function of acquiring the response returned by the slave and analyzing the content thereof;
From the presence or absence of the specific information stored in the response, it is determined whether or not the slave is connected under a predetermined repeater, and from the content of the specific information, the slave is connected under any repeater. A function of recognizing the connection relationship between the slave and the repeater by determining whether
A monitor device having a function of outputting network configuration information obtained based on the recognized connection relationship to an output unit.
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