JP2006042164A - Gateway device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、産業用制御通信において各種センサや駆動機器等の配線を少なくして効率的に制御するためのフィールドネットワークに用いられ、このネットワーク上でプロトコルが異なるデータを相互に変換して通信を可能にするゲートウェイ装置に関する。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used in a field network for efficient control by reducing wiring of various sensors and drive devices in industrial control communication, and communication is performed by mutually converting data with different protocols on this network. The present invention relates to a gateway device that makes it possible.
フィールドネットワークにおいては、マスタ装置及びスレーブ装置間でのセレクト／ポーリング方式による通信には多くの種類があり、各種通信毎に接続可能なスレーブ装置の数や、１回の伝送で可能な伝送サイズ等の仕様が異なっている。
例えばＦＡ（FactoryAutomation）の設備の更新時においては、現場に既に敷設してある既存ネットワークはそのまま利用したいが、上位の通信には異なったプロトコルに基づくネットワークを使用しなければならないケースがある。この場合には、プロトコルが異なる２つのネットワークを接続してデータを中継する装置が必要となる。
In the field network, there are many types of communication between the master device and the slave device using the select / polling method. The number of slave devices that can be connected for each type of communication, the transmission size that can be transmitted at one time, etc. The specifications are different.
For example, when an FA (Factory Automation) facility is updated, there is a case where it is desired to use an existing network that has already been laid on the site as it is, but a network based on a different protocol must be used for upper communication. In this case, a device that relays data by connecting two networks having different protocols is required.
この伝送中継装置として、図７のフィールドネットワーク１０の構成図に示すように、上位ネットワーク１１にとってはスレーブ機能を有し、下位ネットワーク１２にとってはマスタ機能を有するゲートウェイ装置１３が適用される。ここで、上位ネットワーク１１には、マスタ装置１４の他に複数のスレーブ装置１１−１〜１１−３が接続されており、下位ネットワーク１２には、複数のスレーブ装置１２−１〜１２−ｎが接続されている。
As the transmission relay device, as shown in the configuration diagram of the field network 10 in FIG. 7, a
このような従来の上位ネットワークと下位ネットワークとを接続する伝送中継装置としては、その接続距離を伸ばす、接続台数を増やすことを目的とした例えば特許文献１に記載の装置がある。ところが、このような伝送中継装置においては、異種のネットワークを接続する性質上、両ネットワークの仕様でその許容データサイズが異なり、そのままでは中継することができない。 As such a conventional transmission relay apparatus for connecting a higher-level network and a lower-level network, there is an apparatus described in Patent Document 1 for the purpose of extending the connection distance and increasing the number of connections. However, in such a transmission relay device, due to the nature of connecting different types of networks, the allowable data size differs depending on the specifications of both networks, and cannot be relayed as it is.
例えば、ゲートウェイ装置１３における下位ネットワーク１２の１スレーブ装置とのデータ交換サイズが最大２００バイトで、スレーブ装置１２−１〜１２−ｎが１６スレーブ接続されているとした場合、当該ゲートウェイ装置１３のマスタ機能において３２００バイトのデータを管理する必要がある。
ここで、ゲートウェイ装置１３における上位ネットワーク１１の１スレーブ装置とのデータ交換サイズが最大５００バイトであるとした場合、当該ゲートウェイ装置１３のマスタ機能では下位ネットワーク１２の総データ量３２００バイトの内、最大５００バイトしか上位マスタ装置１４との間でデータ交換することが出来ない。
For example, if the maximum data exchange size with one slave device of the
Here, when the data exchange size with one slave device of the upper network 11 in the
そこで、従来の伝送中継装置であるゲートウェイ装置１３では、次の（１）〜（３）の方法で対応していた。
（１）上位ネットワーク１１の許容データ量の範囲内に収まる下位ネットワーク１２のスレーブ装置１２−１〜１２−ｎの数の制限下で使用する。
（２）ゲートウェイ装置１３において、下位ネットワーク１２の全スレーブ装置１２−１〜１２−ｎのデータから必要なもののみを選択し、これを一纏めとして上位ネットワーク１１のマスタ装置１４へ送信することによるデータ交換を行う。つまり、上位スレーブ装置１１−１〜１１−３が許容可能なデータサイズに纏めていた。
（３）上位マスタ装置１４との通信を複数回に分けて、下位ネットワーク１２の全スレーブ装置１２−１〜１２−ｎのデータを上位マスタ装置１４へ送信する。
(1) It is used under the limitation of the number of slave devices 12-1 to 12-n of the
(2) Data obtained by selecting only necessary data from the data of all slave devices 12-1 to 12-n in the
(3) The communication with the
しかし、従来のゲートウェイ装置においては、上位のマスタ装置１４とデータ交換できるデータ量が、下位ネットワーク１２の全スレーブ装置１２−１〜１２−ｎのデータ量と比べて極端に小さいため、伝送中継を行う上で制限が大きく、また、必要データの取捨選択に無駄な時間や処理を必要とするという問題がある。
また、上位のマスタ装置１４のアプリケーションにて複数回に分けて受信したデータを組立てる必要があるので、上位アプリケーションにとっては本来行うスレーブ装置１２−１〜１２−ｎとの通信や、ゲートウェイ装置１３との通信と比べ、通信後の処理が異なってしまう。更に、上位と下位とのデータ量の違いから上位のマスタ装置１４にて複数回に分けて受信したデータをアプリケーションにて組立てる必要があるので、下位ネットワーク１２の各スレーブ装置１２−１〜１２−ｎにおける一塊で意味を成すデータの量が比較的大きい故障等の状態情報は、そのままマスタ装置１４に通知できない。このため、上位アプリケーションを特別に作成しなければならないので、作成工数が掛かるという問題がある。
However, in the conventional gateway device, the amount of data that can be exchanged with the
In addition, since it is necessary to assemble the data received in multiple times by the application of the
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、上位マスタ装置が標準的な通信手順に従って複数の下位スレーブ装置との通信が行えるように中継可能とすることによって、伝送中継を行う上での制限を無くし、必要データの取捨選択に無駄な時間や処理を必要とすることを防止し、また、特別な上位アプリケーション作成による作成工数を不要とすることができるゲートウェイ装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such problems, and performs transmission relay by enabling relaying so that the upper master device can communicate with a plurality of lower slave devices according to a standard communication procedure. To provide a gateway device that eliminates the above limitation, prevents unnecessary time and processing from being required for selection of necessary data, and eliminates the need for creation work by creating a special higher-level application. It is an object.
上記目的を達成するために、本発明の請求項１によるゲートウェイ装置は、フィールドネットワークに代表される上位と下位の通信ネットワークの間に接続され、上位ネットワークに接続された上位マスタ装置と下位ネットワークに接続された複数の下位スレーブ装置との間で、上位マスタ装置から下位スレーブ装置へ向かう下りデータとその逆方向の上りデータとを送受信する際に、通信プロトコルが異なるデータを相互に変換して通信を可能にするゲートウェイ装置において、前記複数の下位スレーブ装置のアドレスに対応する複数のアドレス情報を記憶しておき、前記上位マスタ装置からの下りデータを受信し、この下りデータの宛先アドレス情報と前記記憶されたアドレス情報とが一致する際に当該下りデータを取り込み、不一致の際に当該下りデータを破棄し、また、前記複数の下位スレーブ装置からの上りデータに予め定められたアドレスを送信元アドレスとして前記上位マスタ装置へ送信する論理スレーブ手段と、前記下りデータを格納する下りデータバッファ手段及び前記上りデータを格納する上りデータバッファ手段を有し、前記論理スレーブ手段からの下りデータを当該データの送信先である下位スレーブ装置が受信可能なデータ形式に変換し、この変換された下りデータを前記下りデータバッファ手段に格納し、また、前記上りデータを当該データの送信先である上位マスタ装置が受信可能なデータ形式に変換し、この変換された上りデータを前記上りデータバッファ手段に格納し、この上りデータを前記論理スレーブ手段へ出力する中継手段と、前記中継手段からの下りデータを当該データの宛先の下位スレーブ装置へ送信し、また、下位スレーブ装置からの上りデータを受信して前記上りデータバッファ手段に格納する下位マスタ手段とを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a gateway device according to claim 1 of the present invention is connected between an upper and lower communication network represented by a field network, and is connected to an upper master device and a lower network connected to the upper network. When transmitting and receiving downlink data from the higher-level master device to the lower-level slave device and the uplink data in the opposite direction with a plurality of lower-level slave devices connected, communication is performed by mutually converting data with different communication protocols. A plurality of address information corresponding to the addresses of the plurality of lower slave devices, receiving downlink data from the upper master device, and destination address information of the downlink data and the When the stored address information matches, the downstream data is fetched and the mismatch Logical slave means for discarding the downlink data and transmitting to the higher-order master device using a predetermined address for the uplink data from the plurality of lower-level slave devices as a transmission source address, and for storing the downlink data A data buffer means and an upstream data buffer means for storing the upstream data, and the downstream data from the logical slave means is converted into a data format that can be received by a lower-level slave device that is the transmission destination of the data. The downlink data is stored in the downlink data buffer means, and the uplink data is converted into a data format that can be received by the higher-level master device that is the transmission destination of the data, and the converted uplink data is converted into the uplink data buffer. Means for storing and outputting the upstream data to the logical slave means, and the relay Low-order master means for transmitting downstream data from the stage to the lower-level slave device that is the destination of the data, and receiving upstream data from the lower-order slave device and storing it in the upstream data buffer means, To do.
この構成によれば、ゲートウェイ装置によって、上位マスタ装置からの下りデータの宛先が下位ネットワークに存在するか否かを判断し、存在する場合のみに当該下りデータを相手先が受信可能に変換したのち一旦下り専用のバッファに格納して該当下位スレーブ装置へ送信する。また、下位スレーブ装置からの上りデータは、上位マスタ装置が受信可能に変換したのち一旦上り専用のバッファに格納して上位マスタ装置へ送信するようにした。つまり、ゲートウェイ装置が、下りデータにあっては宛先の有効無効を判定し、有効な下りデータと上りデータとで別々にプロトコル変換しながら格納して通信を行うので、上位マスタ装置は、標準的な通信手順に従って、複数の下位スレーブ装置とデータの送受信を行うことができる。 According to this configuration, the gateway device determines whether or not the destination of the downlink data from the higher-level master device exists in the lower-level network, and only converts the downlink data so that the other party can receive it when it exists. Once stored in the buffer dedicated to downlink, it is transmitted to the corresponding slave device. Further, the upstream data from the lower slave device is converted so that it can be received by the upper master device, and then temporarily stored in an upstream dedicated buffer and transmitted to the upper master device. In other words, the gateway device determines whether the destination is valid or invalid in the case of downlink data, and stores and communicates with valid downlink data and uplink data while separately converting the protocol. In accordance with an appropriate communication procedure, data can be transmitted / received to / from a plurality of lower slave devices.
また、本発明の請求項２によるゲートウェイ装置は、フィールドネットワークに代表される上位と下位の通信ネットワークの間に接続され、上位ネットワークに接続された上位マスタ装置と下位ネットワークに接続された複数の下位スレーブ装置との間で、上位マスタ装置から下位スレーブ装置へ向かう下りデータとその逆方向の上りデータとを送受信する際に、通信プロトコルが異なるデータを相互に変換して通信を可能にするゲートウェイ装置において、前記複数の下位スレーブ装置に対応する上位スレーブ装置のアドレス情報を個別及び２以上の何れかの状態で記憶しておき、前記上位マスタ装置からの下りデータの宛先アドレス情報と前記記憶されたアドレス情報とが一致する場合のみに当該下りデータを受信し、また、前記複数の下位スレーブ装置からの上りデータに予め定められたアドレスを送信元アドレスとして前記上位マスタ装置へ送信する複数の論理スレーブ手段と、前記下りデータを格納する下りデータバッファ手段及び前記上りデータを格納する上りデータバッファ手段を有し、前記複数の論理スレーブ手段からの下りデータを当該データの送信先である下位スレーブ装置が受信可能なデータ形式に変換し、この変換された下りデータを前記下りデータバッファ手段に格納し、また、前記上りデータを当該データの送信先である上位マスタ装置が受信可能なデータ形式に変換し、この変換された上りデータを前記上りデータバッファ手段に格納し、この上りデータを前記複数の論理スレーブ手段へ出力する中継手段と、前記中継手段からの下りデータを当該データの宛先の下位スレーブ装置へ送信し、また、下位スレーブ装置からの上りデータを受信して前記上りデータバッファ手段に格納する下位マスタ手段とを備えたことを特徴とする。
A gateway device according to
この構成によれば、複数の論理スレーブ手段の内、上位マスタ装置からの下りデータ内の宛先アドレスに一致するアドレス情報が割り当てられている論理スレーブ手段のみが、その下りデータを受信し、この受信下りデータを相手先が受信可能に変換したのち一旦下り専用のバッファに格納して該当下位スレーブ装置へ送信する。また、下位スレーブ装置からの上りデータは、上位マスタ装置が受信可能に変換したのち一旦上り専用のバッファに格納して上位マスタ装置へ送信するようにした。つまり、ゲートウェイ装置が、下りデータにあっては宛先の有効無効を判定し、有効な下りデータと上りデータとで別々にプロトコル変換しながら格納して通信を行うので、上位マスタ装置は、標準的な通信手順に従って、複数の下位スレーブ装置とデータの送受信を行うことができる。 According to this configuration, among the plurality of logical slave means, only the logical slave means to which the address information matching the destination address in the downlink data from the higher-level master device is assigned receives the downlink data, and this reception After the downlink data is converted so that it can be received by the other party, it is temporarily stored in a buffer dedicated to downlink and transmitted to the corresponding slave device. Further, the upstream data from the lower slave device is converted so that it can be received by the upper master device, and then temporarily stored in an upstream dedicated buffer and transmitted to the upper master device. In other words, the gateway device determines whether the destination is valid or invalid in the case of downlink data, and stores and communicates with valid downlink data and uplink data while separately converting the protocol. In accordance with an appropriate communication procedure, data can be transmitted / received to / from a plurality of lower slave devices.
以上説明したように本発明によれば、上位マスタ装置が標準的な通信手順に従って複数の下位スレーブ装置との通信が行えるように中継可能とすることによって、伝送中継を行う上での制限を無くし、必要データの取捨選択に無駄な時間や処理を必要とすることを防止し、また、特別な上位アプリケーション作成による作成工数を不要とすることができるという効果がある。 As described above, according to the present invention, the upper master device can be relayed so that it can communicate with a plurality of lower slave devices in accordance with a standard communication procedure, thereby eliminating restrictions on transmission relay. Thus, it is possible to prevent unnecessary time and processing from being required for selection of necessary data, and to eliminate the need for creation man-hours by creating a special higher-level application.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。但し、本明細書中の全図において相互に対応する部分には同一符号を付し、重複部分においては後述での説明を適時省略する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るゲートウェイ装置を用いたフィールドネットワークの構成を示すブロック図である。
図１に示すフィールドネットワーク２０は、上位ネットワーク１１と下位ネットワーク１２との間に、本実施の形態の特徴要素であるゲートウェイ装置２２が接続されて構成されている。また、上位ネットワーク１１には、マスタ装置１４の他に複数のスレーブ装置１１−１〜１１−３が接続されており、下位ネットワーク１２には、複数のスレーブ装置１２−１〜１２−ｎが接続されている。なお、マスタ装置１４は、上位マスタ装置１４とも称す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, parts corresponding to each other in all the drawings in this specification are denoted by the same reference numerals, and description of the overlapping parts will be omitted as appropriate.
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a field network using a gateway device according to the first embodiment of the present invention.
A field network 20 shown in FIG. 1 is configured by connecting a
ゲートウェイ装置２２は、データの中継機能である中継機能部２４と、上位ネットワーク１１にとってスレーブ機能となる複数の論理スレーブ装置１１−４〜１１−６と、下位ネットワーク１２にとってマスタ機能となる下位マスタ機能部２６とを備えて構成されている。
本ゲートウェイ装置２２では、上位マスタ装置１４と当該ゲートウェイ装置２２との間の通信を行う際に、上位ネットワーク１１の標準的な通信手順に従って、必要なデータ量の通信を行うことを可能とした。
The
In the
このため、物理的にはゲートウェイ装置２２は１台であるが、図２に示すように、ゲートウェイ装置２２内に、上位マスタ装置１４が通信時にアクセスする論理スレーブ装置１１−４〜１１−６を論理デバイスによって論理的に複数構成した。
このように論理スレーブ装置１１−４〜１１−６を構成することによって、上位マスタ装置１４からは複数のスレーブ装置と通信をしているように見えるが、実際には同一のゲートウェイ装置２２が通信相手となっている状態となる。
For this reason, although there is physically one
By configuring the logical slave devices 11-4 to 11-6 in this way, it appears that the higher-
また、一般的に、上位マスタ装置１４からの通信情報には、通信相手であるスレーブ装置１１−４〜１１−６を特定するためのアドレス情報又は局番情報が含まれている。
このことから、ゲートウェイ装置２２において、下位のスレーブ装置１２−１〜１２−ｎに対応する論理スレーブ装置を特定するための複数のアドレス情報を記憶して管理し、上位マスタ装置１４から受信した通信電文内の宛先アドレス情報と、その管理されているアドレス情報とを照合することで、その受信電文を取り込んで処理すべきか否かの判断を可能とし、その照合結果が一致して受信電文が有効であればそれを取り込んで処理するようにした。
In general, the communication information from the
Therefore, the
また、ゲートウェイ装置２２の内部に論理デバイスで構成される複数の論理スレーブ装置１１−４〜１１−６と下位ネットワーク１２のスレーブ装置１２−１〜１２−ｎとの対応は、１対１や１対ｎのように任意に定義可能となっている。この対応関係は、ゲートウェイ装置２２内でのデータの中継機能部２４で参照される。
また、１つの物理装置であるゲートウェイ装置２２内に複数の論理スレーブ装置１１−４〜１１−６を実装する形態として、１つのネットワーク接続ポイントを有する構成と、複数のネットワーク接続ポイントを有する構成とがある。
Further, the correspondence between the plurality of logical slave devices 11-4 to 11-6 configured by logical devices in the
In addition, as a form in which a plurality of logical slave devices 11-4 to 11-6 are mounted in a
第１の実施の形態のゲートウェイ装置２２は、１つのネットワーク接続ポイントを有する構成である。この構成のゲートウェイ装置２２は、ＬＳＩ(Large Scale Integrated circuit)等によって構成され、図３に示すように、複数の論理スレーブ装置１１−４〜１１−６を、ネットワーク接続ユニット２８と、アドレス判定機能部２９と、論理スレーブアドレス管理部３０と、上り送信機能部３１とを備えて構成している。
The
ネットワーク接続ユニット２８は、上位ネットワーク１１に回線接続されており、上位マスタ装置１４と通信を行うものである。この例では、上位マスタ装置１４からの電文を全て受信できる設定としている。
論理スレーブアドレス管理部３０は、下位ネットワーク１２の各々のスレーブ装置１２−１〜１２−ｎのアドレスに対応する論理スレーブアドレスＡ１〜Ａｎを記憶して管理するものである。
The
The logical slave address management unit 30 stores and manages the logical slave addresses A1 to An corresponding to the addresses of the slave devices 12-1 to 12-n of the
アドレス判定機能部２９は、ネットワーク接続ユニット２８で受信された上位マスタ装置１４からの受信電文内の宛先アドレスを、論理スレーブアドレス管理部３０で管理されている論理スレーブアドレスＡ１〜Ａｎと比較し、これらの何れかのアドレスと一致していれば受信電文を中継機能部２４へ出力し、一致していなければ受信電文を破棄し、次の電文受信状態となる。
The address
中継機能部２４は、下位ネットワーク１２の各々のスレーブ装置１２−１〜１２−ｎに対応する数の下りデータバッファ３３−１〜３３−ｎと上りデータバッファ３４−１〜３４−ｎとを備え、アドレス判定機能部２９から入力された受信電文を、当該電文の送信先である下位ネットワーク１２のスレーブ装置が受信可能なデータ形式に変換し、この下り電文を対応する下りデータバッファ３３−１〜３３−ｎの何れかに格納する。この格納された下り電文は、下位マスタ機能部２６によって対応する下位のスレーブ装置１２−１〜１２−ｎへ送信される。
The
また、中継機能部２４は、下位マスタ機能部２６によって受信される下位のスレーブ装置１２−１〜１２−ｎからの上り電文を、上位マスタ装置１４が受信可能なデータ形式に変換し、この上り電文を対応する上りデータバッファ３４−１〜３４−ｎに格納する。
上り送信機能部３１は、上りデータバッファ３４−１〜３４−ｎに格納された上り電文に、当該上り電文の送信元アドレスとして論理スレーブ装置に割り当てられているアドレスを設定し、この上り電文をネットワーク接続ユニット２８を介して上位マスタ装置１４へ送信する。
Further, the
The uplink
このような構成のフィールドネットワーク２０におけるゲートウェイ装置２２の下り電文と上り電文との中継動作を、図４に示すフローチャートを参照して説明する。但し、下位ネットワーク１２の各スレーブ装置１２−１〜１２−ｎに対応する論理スレーブはアドレスＡ１〜Ａｎであるとする。
まず、上位マスタ装置１４から宛先アドレスＡ１が付けられた下り電文が送信されたとする。この下り電文は、ステップＳ１において、ゲートウェイ装置２２のネットワーク接続ユニット２８で受信され、アドレス判定機能部２９へ出力される。
The relay operation between the downlink message and the uplink message of the
First, it is assumed that a downstream message with a destination address A1 is transmitted from the
ステップＳ２において、アドレス判定機能部２９では、その受信下り電文内の宛先アドレスＡ１が、論理スレーブアドレス管理部３０で管理されている論理スレーブアドレスＡ１〜Ａｎと比較され、ステップＳ３において、それら論理スレーブアドレスＲＡ１〜ＲＡｎの何れかと一致しているか否かが判定される。
不一致であれば、ステップＳ４において、その受信下り電文は破棄され、次の電文受信状態となる。この場合、上記ステップＳ１に戻る。
In step S2, the address
If they do not match, in step S4, the received downlink message is discarded and the next message reception state is entered. In this case, the process returns to step S1.
一致していれば、ステップＳ５において、その受信下り電文が中継機能部２４へ出力される。そして、中継機能部２４において、そのアドレス判定機能部２９から入力された受信下り電文が、当該下り電文の送信先である下位のスレーブ装置１２−１が受信可能なデータ形式に変換され、この下り電文が対応する下りデータバッファ３３−１に格納される。この格納された下り電文は、ステップＳ６において、下位マスタ機能部２６によって下り電文内の宛先アドレスＡ１に該当する下位のスレーブ装置１２−１へ送信される。
If they match, the received downlink message is output to the
スレーブ装置１２−１では、下り電文が受信されると、当該電文に従った処理が行われ、この処理に応じた応答電文がゲートウェイ装置２２へ送信される。
この送信された上りの応答電文は、ステップＳ７において、下位マスタ機能部２６によって受信され、中継機能部２４へ出力される。そして、中継機能部２４において、その応答電文が上位マスタ装置１４が受信可能なデータ形式に変換され、この応答電文が対応する上りデータバッファ３４−１に格納される。
In the slave device 12-1, when a downstream message is received, processing according to the message is performed, and a response message corresponding to this processing is transmitted to the
The transmitted uplink response message is received by the lower
ステップＳ８において、その格納された応答電文は、上り送信機能部３１へ入力され、この応答電文の送信元アドレスとして論理スレーブ装置に割り当てられているアドレスが設定される。そして、その応答電文がネットワーク接続ユニット２８を介して上位マスタ装置１４へ送信される。
このような第１の実施の形態のゲートウェイ装置２２をフィールドネットワーク２０に用いれば、上位マスタ装置１４からの下り電文の宛先が下位ネットワーク１２に存在するか否かを判断し、存在する場合のみに当該下り電文を相手先が受信可能に変換したのち一旦下り専用の下りデータバッファ３３−１〜３３−ｎに格納して該当下位のスレーブ装置１２−１〜１２−ｎへ送信する。また、下位のスレーブ装置１２−１〜１２−ｎからの上り電文は、上位マスタ装置１４が受信可能に変換したのち一旦上り専用の上りデータバッファ３４−１〜３４−ｎに格納して上位マスタ装置１４へ送信するようにした。
In step S8, the stored response message is input to the uplink
If such a
つまり、ゲートウェイ装置２２が、下り電文にあっては宛先の有効無効を判定し、有効な下り電文と上り電文とで別々にプロトコル変換しながら格納して通信を行うので、上位マスタ装置１４は、標準的な通信手順に従って、複数の下位のスレーブ装置１２−１〜１２−ｎとデータの送受信を行うことができる。
つまり、上位マスタ装置１４のアプリケーションプログラムにて特別な処理を必要とすることなく下位ネットワーク１２の各スレーブ装置１２−１〜１２−ｎとの間でデータの入出力が可能となる。また、データ交換のデータ量についても特別な制限がなくなりゲートウェイ装置２２内でのスレーブデータの取捨選択の必要がなくなり、その分効率化及び信頼性の向上を図ることができる。
In other words, the
That is, data can be input / output between the slave devices 12-1 to 12-n of the
更には、既存設備と新システムとの接続の場面では、従来の下位ネットワークのマスタ装置で動作していたアプリケーションプログラムが新システムにおいても同様に動作可能となるので、そのままプログラムを使用することができる。
従って、上位マスタ装置１４と複数のスレーブ装置１２−１〜１２−ｎとの伝送中継を行う上での制限を無くし、必要データの取捨選択に無駄な時間や処理を必要とすることを防止し、また、特別な上位アプリケーション作成による作成工数を不要とすることができる。
Furthermore, in the situation of connection between the existing equipment and the new system, the application program that has been operating on the conventional master device of the lower level network can be operated in the same way on the new system, so the program can be used as it is. .
Therefore, there is no restriction in performing transmission relay between the higher-
（第２の実施の形態）
図５は、本発明の第２の実施の形態に係るゲートウェイ装置の構成を示すブロック図である。
図５に示すゲートウェイ装置４２は、上述したように１つの物理装置であるゲートウェイ装置内に複数の論理スレーブ装置１１−４〜１１−６を実装する形態として、複数のネットワーク接続ポイントを有する構成を適用したものである。
即ち、論理スレーブ装置１１−４〜１１−６の個々に対応するネットワーク接続ポイントを有する構成であり、各ポイントとして図５に示すように、ネットワーク接続ユニット４４−１，４４−２，４４−３，…を備えた。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the gateway device according to the second embodiment of the present invention.
The gateway device 42 shown in FIG. 5 has a configuration having a plurality of network connection points as a form in which a plurality of logical slave devices 11-4 to 11-6 are mounted in a gateway device which is one physical device as described above. It is applied.
In other words, each of the logical slave devices 11-4 to 11-6 has a network connection point corresponding to each of the logical slave devices 11-4 to 11-6. As shown in FIG. , ... provided.
この例では、各ネットワーク接続ユニット４４−１，４４−２，４４−３，…は、下位ネットワーク１２の各スレーブ装置１２−１〜１２−ｎに１対１で対応付けられているとする。なお、１対ｎの場合は、１つのネットワーク接続ユニット４４−１に、例えば５つの下位ネットワーク１２のスレーブ装置が対応付けられていることになる。
従って本例では、各ネットワーク接続ユニット４４−１，４４−２，４４−３，…には、下位の各スレーブ装置１２−１〜１２−ｎのアドレスに対応する論理スレーブアドレスＡ１〜Ａｎが割り当てられて記憶されている。
In this example, it is assumed that each network connection unit 44-1, 44-2, 44-3,... Is associated with each slave device 12-1 to 12-n of the
Accordingly, in this example, each of the network connection units 44-1, 44-2, 44-3,... Is assigned logical slave addresses A1 to An corresponding to the addresses of the slave devices 12-1 to 12-n. Is remembered.
また、ネットワーク接続ユニット４４−１，４４−２，４４−３，…は、上位ネットワーク１１に回線接続されており、上位マスタ装置１４と通信を行い、この際、上位マスタ装置１４からの下り電文内の宛先アドレスに一致する論理スレーブアドレスＡ１〜Ａｎが割り当てられているネットワーク接続ユニットのみが、その下り電文を受信して中継機能部２４へ出力する。一致する論理スレーブアドレスＡ１〜Ａｎがなければ下り電文は受信されず、各ネットワーク接続ユニット４４−１，４４−２，４４−３，…は、次の下り電文受信状態となる。
The network connection units 44-1, 44-2, 44-3,... Are connected to the upper network 11 and communicate with the
中継機能部２４は、下位ネットワーク１２の各々のスレーブ装置１２−１〜１２−ｎに対応する数の下りデータバッファ３３−１〜３３−ｎと上りデータバッファ３４−１〜３４−ｎとを備え、ネットワーク接続ユニット４４−１，４４−２，４４−３，…から入力された受信電文を、当該電文の送信先である下位ネットワーク１２のスレーブ装置が受信可能なデータ形式に変換し、この下り電文を下りデータバッファ３３−１〜３３−ｎの対応するバッファに格納する。この格納された下り電文は、下位マスタ機能部２６によって対応する下位のスレーブ装置１２−１〜１２−ｎの何れかへ送信される。
The
また、中継機能部２４は、下位マスタ機能部２６によって受信される下位のスレーブ装置１２−１〜１２−ｎからの上り電文を、上位マスタ装置１４が受信可能なデータ形式に変換し、この上り電文を上りデータバッファ３４−１〜３４−ｎの対応するバッファに格納し、この格納された上り電文に、当該上り電文の送信元アドレスとして何れかのスレーブアドレスＡ１，Ａ２，Ａ３，…を設定し、この上り電文を対応するネットワーク接続ユニット４４−１，４４−２，４４−３，…を介して上位マスタ装置１４へ送信する。
Further, the
このような構成のゲートウェイ装置４２による下り電文と上り電文との中継動作を、図６に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、上位マスタ装置１４から宛先アドレスＡ１が付けられた下り電文が送信されたとする。この際、ステップＳ１１において、ゲートウェイ装置２２にて、その下り電文内の宛先アドレスＡ１に一致する論理スレーブアドレスＡ１が割り当てられているネットワーク接続ユニット４４−１のみが、その下り電文を受信して中継機能部２４へ出力する。なお、一致する論理スレーブアドレスＡ１がなければ下り電文は受信されず、各ネットワーク接続ユニット４４−１，４４−２，４４−３，…は、次の下り電文受信状態となる。
The relay operation between the downlink message and the uplink message by the gateway device 42 having such a configuration will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
First, it is assumed that a downstream message with a destination address A1 is transmitted from the
次に、ステップＳ１２において、中継機能部２４にて、その入力された受信下り電文が、当該下り電文の送信先である下位のスレーブ装置１２−１が受信可能なデータ形式に変換され、この下り電文が対応する下りデータバッファ３３−１に格納される。この格納された下り電文は、ステップＳ１３において、下位マスタ機能部２６によって下り電文内の宛先アドレスＡ１に該当する下位のスレーブ装置１２−１へ送信される。
In step S12, the
スレーブ装置１２−１では、下り電文が受信されると、当該電文に従った処理が行われ、この処理に応じた応答電文がゲートウェイ装置２２へ送信される。
この送信された上りの応答電文は、ステップＳ１４において、下位マスタ機能部２６によって受信され、中継機能部２４へ出力される。そして、中継機能部２４において、その応答電文が上位マスタ装置１４が受信可能なデータ形式に変換され、この応答電文が対応する上りデータバッファ３４−１に格納される。
その格納された応答電文は、ステップＳ１５において、中継機能部２４にて、その応答電文の送信元アドレスとして論理スレーブ装置に割り当てられているアドレスが設定され、ネットワーク接続ユニット４４−１を介して上位マスタ装置１４へ送信される。
In the slave device 12-1, when a downstream message is received, processing according to the message is performed, and a response message corresponding to this processing is transmitted to the
The transmitted uplink response message is received by the lower
In step S15, the stored response message is set in the
このような第２の実施の形態のゲートウェイ装置４２をフィールドネットワークに用いれば、
複数の論理スレーブ手段であるネットワーク接続ユニット４４−１，４４−２，４４−３，…の内、上位マスタ装置１４からの下り電文内の宛先アドレスに一致するアドレス情報が割り当てられているネットワーク接続ユニット４４−１のみが、その下り電文を受信し、この受信下り電文を相手先が受信可能に変換したのち一旦下り専用の下りデータバッファ３３−１〜３３−ｎに格納して該当下位のスレーブ装置１２−１〜１２−ｎへ送信する。また、下位のスレーブ装置１２−１〜１２−ｎからの上り電文は、上位マスタ装置１４が受信可能に変換したのち一旦上り専用の上りデータバッファ３４−１〜３４−ｎに格納して上位マスタ装置１４へ送信するようにした。
If such a gateway device 42 of the second embodiment is used in a field network,
Network connection to which address information matching the destination address in the downlink message from the higher-
つまり、第２の実施の形態のゲートウェイ装置４２においても、上記第１のゲートウェイ装置２２と同様に、下り電文にあっては宛先の有効無効を判定し、有効な下り電文と上り電文とで別々にプロトコル変換しながら格納して通信を行うので、上位マスタ装置１４は、標準的な通信手順に従って、複数の下位のスレーブ装置１２−１〜１２−ｎとデータの送受信を行うことができる。
That is, also in the gateway device 42 of the second embodiment, as in the
つまり、上位マスタ装置１４のアプリケーションプログラムにて特別な処理を必要とすることなく下位ネットワーク１２の各スレーブ装置１２−１〜１２−ｎとの間でデータの入出力が可能となる。また、データ交換のデータ量についても特別な制限がなくなりゲートウェイ装置２２内でのスレーブデータの取捨選択の必要がなくなり、その分効率化及び信頼性の向上を図ることができる。
That is, data can be input / output between the slave devices 12-1 to 12-n of the
更には、ゲートウェイ装置４２の複数の論理スレーブ装置１１−４〜１１−６と下位ネットワーク１２の各スレーブ装置１２−１〜１２−ｎとを１：１に対応付ける場合においては、上位マスタ装置１４からは、下位スレーブデータが仮想的な上位スレーブデータに対応することになり、入出力データの他にも下位ネットワーク１２の各スレーブ装置１２−１〜１２−ｎの状態情報も認識することが可能となる。
従って、上位マスタ装置１４と複数のスレーブ装置１２−１〜１２−ｎとの伝送中継を行う上での制限を無くし、必要データの取捨選択に無駄な時間や処理を必要とすることを防止し、また、特別な上位アプリケーション作成による作成工数を不要とすることができる。
Further, when the plurality of logical slave devices 11-4 to 11-6 of the gateway device 42 and the slave devices 12-1 to 12-n of the
Therefore, there is no restriction in performing transmission relay between the
１１ 上位ネットワーク
１１−１〜１１−３ 上位のスレーブ装置
１２ 下位ネットワーク
１２−１〜１２−ｎ 下位のスレーブ装置
１４ 上位マスタ装置
１１−４〜１１−６ 論理スレーブ装置
２０ フィールドネットワーク
２２，４２ ゲートウェイ装置
２４ 中継機能部
２６ 下位マスタ機能部
２８ ネットワーク接続ユニット
２９ アドレス判定機能部
３０ 論理スレーブアドレス管理部
３１ 上り送信機能部
３３−１〜３３−ｎ 下りデータバッファ
３４−１〜３４−ｎ 上りデータバッファ
４４−１，４４−２，４４−３ ネットワーク接続ユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Upper network 11-1 to 11-3
Claims (2)
前記複数の下位スレーブ装置のアドレスに対応する複数のアドレス情報を記憶しておき、前記上位マスタ装置からの下りデータを受信し、この下りデータの宛先アドレス情報と前記記憶されたアドレス情報とが一致する際に当該下りデータを取り込み、不一致の際に当該下りデータを破棄し、また、前記複数の下位スレーブ装置からの上りデータに予め定められたアドレスを送信元アドレスとして前記上位マスタ装置へ送信する論理スレーブ手段と、
前記下りデータを格納する下りデータバッファ手段及び前記上りデータを格納する上りデータバッファ手段を有し、前記論理スレーブ手段からの下りデータを当該データの送信先である下位スレーブ装置が受信可能なデータ形式に変換し、この変換された下りデータを前記下りデータバッファ手段に格納し、また、前記上りデータを当該データの送信先である上位マスタ装置が受信可能なデータ形式に変換し、この変換された上りデータを前記上りデータバッファ手段に格納し、この上りデータを前記論理スレーブ手段へ出力する中継手段と、
前記中継手段からの下りデータを当該データの宛先の下位スレーブ装置へ送信し、また、下位スレーブ装置からの上りデータを受信して前記上りデータバッファ手段に格納する下位マスタ手段と
を備えたことを特徴とするゲートウェイ装置。 Connected between the upper and lower communication networks represented by the field network, and between the upper master device connected to the upper network and a plurality of lower slave devices connected to the lower network, from the upper master device to the lower slave In the gateway device that enables communication by mutually converting data with different communication protocols when transmitting and receiving downlink data directed to the device and uplink data in the opposite direction,
A plurality of address information corresponding to the addresses of the plurality of lower slave devices are stored, downlink data from the higher master device is received, and the destination address information of the downlink data matches the stored address information The downstream data is taken in when the data does not match, and the downstream data is discarded when there is a mismatch. The upstream data from the plurality of lower slave devices is transmitted to the higher master device as a source address. Logical slave means;
A data format having a downlink data buffer means for storing the downlink data and an uplink data buffer means for storing the uplink data, and capable of receiving the downlink data from the logical slave means by the lower-level slave device that is the transmission destination of the data And the converted downlink data is stored in the downlink data buffer means, and the uplink data is converted into a data format that can be received by the higher-level master device that is the transmission destination of the data. Relay means for storing upstream data in the upstream data buffer means and outputting the upstream data to the logical slave means;
Low-order master means for transmitting downstream data from the relay means to a lower-level slave device that is the destination of the data, and receiving upstream data from the lower-order slave device and storing it in the upstream data buffer means. A gateway device characterized.
前記複数の下位スレーブ装置に対応する上位スレーブ装置のアドレス情報を個別及び２以上の何れかの状態で記憶しておき、前記上位マスタ装置からの下りデータの宛先アドレス情報と前記記憶されたアドレス情報とが一致する場合のみに当該下りデータを受信し、また、前記複数の下位スレーブ装置からの上りデータに予め定められたアドレスを送信元アドレスとして前記上位マスタ装置へ送信する複数の論理スレーブ手段と、
前記下りデータを格納する下りデータバッファ手段及び前記上りデータを格納する上りデータバッファ手段を有し、前記複数の論理スレーブ手段からの下りデータを当該データの送信先である下位スレーブ装置が受信可能なデータ形式に変換し、この変換された下りデータを前記下りデータバッファ手段に格納し、また、前記上りデータを当該データの送信先である上位マスタ装置が受信可能なデータ形式に変換し、この変換された上りデータを前記上りデータバッファ手段に格納し、この上りデータを前記複数の論理スレーブ手段へ出力する中継手段と、
前記中継手段からの下りデータを当該データの宛先の下位スレーブ装置へ送信し、また、下位スレーブ装置からの上りデータを受信して前記上りデータバッファ手段に格納する下位マスタ手段と
を備えたことを特徴とするゲートウェイ装置。 Connected between the upper and lower communication networks represented by the field network, and between the upper master device connected to the upper network and a plurality of lower slave devices connected to the lower network, from the upper master device to the lower slave In the gateway device that enables communication by mutually converting data with different communication protocols when transmitting and receiving downlink data directed to the device and uplink data in the opposite direction,
The address information of the upper slave device corresponding to the plurality of lower slave devices is stored individually and in any of two or more states, and the destination address information of the downlink data from the upper master device and the stored address information A plurality of logical slave means for receiving the downlink data only when the two coincide with each other, and transmitting a predetermined address to the upstream data from the plurality of lower slave devices to the upper master device as a source address; ,
It has a downlink data buffer means for storing the downlink data and an uplink data buffer means for storing the uplink data, and the slave data that is the transmission destination of the data can receive the downlink data from the plurality of logical slave means The data is converted into a data format, the converted downlink data is stored in the downlink data buffer means, and the uplink data is converted into a data format that can be received by the higher-level master device that is the transmission destination of the data. Relaying means for storing the uplink data thus stored in the uplink data buffer means and outputting the uplink data to the plurality of logical slave means;
Low-order master means for transmitting downstream data from the relay means to a lower-level slave device that is the destination of the data, and receiving upstream data from the lower-order slave device and storing it in the upstream data buffer means. A gateway device characterized.
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