CN102164060A - 域网络系统 - Google Patents

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船津辉宣
冈本学
竹村郁夫
吉田正晴
镰须贺秀幸
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Abstract

本发明提供一种域网络系统。中央通信单元(10)和终端通信单元(120)具备优先顺序编号保存单元(115)和先入先出保存单元(117)，按照优先顺序编号保存单元(115)所保存的数据通信的优先顺序进行通信。此时，根据各控制对象机器所要求的通信周期、应答性能，通过主机的软件处理对优先顺序和控制对象机器在网络上的配置进行有效化并设定，从而不需要过剩的通信速度，能够在一个网络上连接需要不同通信周期、应答性能的多个控制对象机器。

Description

域网络系统
技术领域
本发明涉及一种控制多个控制对象的域(field)网络系统，特别涉及一种将多个输入输出数据复用到一个传输路径上而节省布线的域网络系统的改良。
背景技术
域网络系统由主机、与主机连接的中央通信单元、具备各种各样的种类的输入输出端口的多个终端通信单元，中央通信单元和多个终端通信单元通过多点、菊花链等方式连接，构成网络而被利用。
以往，作为分散配置的多个控制对象的机器与主机之间的数据输入输出，通过将各机器直接与主机连接而进行，需要很多的布线。
域网络系统通过网络而连接相对主机分散配置的多个控制对象机器，并将控制对象机器中的输入输出信号复用，从而利用少量布线通过简单连接而实现主机与多个控制对象设备间的数据的输入输出，主要利用在如汽车、工作机器、芯片安装机等产业机器那样的、控制对象机器的数量和种类多且机器的配置容易分散的领域中。
另外，在域网络系统中，根据连接数字I/O机器、伺服设备等的控制对象机器，所要求的通信周期、应答性能大幅度地不同。
在以往的域网络系统中，根据与一个网络连接的控制对象机器的数量，为了在全部的机器中保持同一通信周期、应答性能，即使在各控制对象机器的要求性能不同的情况下，也需要构成保障全部机器以最高要求性能工作的网络，其结果是在整个网络中需要过剩的通信速度。该过剩的通信速度将降低网络的抗噪声性能，并将进一步缩短数据传输距离。
为了解决这样的问题，使用如下的方法：关于所要求的通信周期、应答性能高的控制对象机器，不是经由网络，而是通过另外的控制线直接与主机连接并进行控制。但是，在该方法中，需要从主机延伸出多条布线，因为主机需要进行与网络侧不同的控制处理，所以整个系统变得更复杂了。
另外，众所周知，对通信数据设定优先度、收集间隔，并针对通信周期快且通信的吞吐量大的控制机器进行高效的信息收集的技术(日本特开2001-197078号公报)等。但在该方法中，因为中央通信单元通过轮询而规定定时，所以中央通信单元与终端通信单元不容易以自由的定时进行通信。另外，包括网络的配置的优先度、收集间隔的设定也很难。
发明内容
本发明是鉴于上述以往系统的问题而完成的，其主要目的在于通过适当地设定与各控制对象的数据通信的优先顺序和控制对象机器在网络上的配置，实现不需要过剩的通信速度、能够在一个网络上连接需要不同的通信周期、应答性能的多个控制对象机器的系统。
本发明的其它目的在于通过根据各控制对象机器所要求的通信周期、应答性能而对与上述各控制对象的数据通信的优选顺序和控制对象机器在网络上的配置进行优化，决定优先顺序，并且事先将网络连接方式提示给利用者，从而实现能够容易地构成保障要求性能的网络的系统。
本发明的主要特征在于，在域网络系统中具备：中央通信单元和多个终端通信单元，其中上述中央通信单元具备：主机接口单元、第一输入输出数据保存单元、第二输入输出数据保存单元、识别编号保存单元、优先顺序编号保存单元、通信周期保存单元、一个以上的通信端口、针对一个通信端口两个以上的先入先出保存单元、以及中央通信控制单元，上述终端通信单元具备：一个上游侧通信端口、两个以上的下游侧通信端口、针对一个下游侧通信端口两个以上的先入先出保存单元、一个以上的输入输出端口、终端通信控制单元、识别编号保存单元、优先顺序编号保存单元、以及通信周期信息保存单元，所述终端通信单元的上游侧通信端口与所述中央通信单元的通信端口或者所述多个终端通信单元中的任意的其它终端通信单元的下游侧通信端口连接，从而能够适当地设定与各控制对象的数据通信的优先顺序和控制对象机器在网络上的配置。
除了以上的特征以外，在以下的实施方式中通过如下构成提出有实用性高的系统的方案。
本发明的系统特征在于，所述中央通信单元将由所述主机保存到优先顺序编号保存单元中的表示数据通信的优先顺序的编号发送到所述终端通信单元，该终端通信单元将所接收的优先顺序编号保存在优先顺序编号保存单元中，所述中央通信单元在向所述终端通信单元发送输出数据时，将输出数据保存在与该终端通信单元的优先顺序编号对应的先入先出保存单元中，所述通信端口从优先顺序高的先入先出保存单元开始依次取出输出数据并发送，所述终端通信单元将来自输入输出端口的输入值与优先顺序编号保存单元所保存的优先顺序编号信息一起作为自己的输入数据分组而输出到上游，来自下游的数据分开保存到与输入数据分组的优先顺序编号信息对应的先入先出保存单元中，并从优先顺序高的先入先出保存单元中保存的输入数据分组开始顺次地发送到上游侧通信端口。
另外，本发明的系统构成为：所述中央通信单元，将由所述主机保存在通信周期信息保存单元中的、基于每个控制对象所要求的通信周期的个别值发送到终端通信单元，所述终端通信单元将所接收的基于通信周期的个别值保存在通信周期信息保存单元中，并以基于此值的周期向各终端通信单元转送输出数据，所述中央通信单元将从所述终端通信单元接收的输入输出端口的输入值保存在第一输入数据保存单元中，根据通信周期信息保存单元的通信周期将第一输入数据保存单元的值保存到第二输入数据保存单元中，所述主机参照所述中央通信单元的第二数据保存单元对各终端的输入端口的值进行确认。
为了实现本发明的所述其它目的，还以如下那样的结构或进行设定情况为特征，由此，实现能够容易构成保障要求性能的网络的系统，具体情况将在下述的实施方式中详述。
首先，与所述网络连接的全部的终端通信单元的通信周期信息保存单元中所保存的控制周期的值的合计值，设定在网络的最大性能以下。
其次，为了维持各控制对象所要求的通信周期，以将所述终端通信单元的通信周期的时间偏差收容在1周期以内的方式设定优先顺序编号的值。
根据各控制装置所要求的从控制对象到主机的通信延迟时间，设定所述终端通信单元的优先顺序编号的设定值，以及从所述中央通信单元到对象的终端通信单元所经过的终端通信单元的个数。
另外，所述主机利用终端通信单元的优先度、比对相应的终端通信单元设定的优先顺序优先度高或相同的终端通信单元的通信分组的个数、与一个通信线路对应的通信时间、以及从中央通信单元到对象的终端通信单元所经过的终端通信单元的个数，求出各控制对象中的从终端通信单元到主机的通信延迟时间，并以满足所述控制对象所要求的通信延迟时间的方式变更各终端通信单元的优先度，设定所述终端通信单元的优先度。
另外，所述主机使用所述终端通信单元的优先度、比对该终端通信单元设定的优先顺序优先度高或相同的终端通信单元的通信分组的个数、与一个通信线路对应的通信时间、以及从中央通信单元到对象的终端通信单元所经过的终端通信单元的个数，求出各控制对象中的从终端通信单元到主机的通信延迟时间，以满足所述控制对象所要求的通信延迟时间的方式变更所述控制对象的配置，设定从所述中央通信单元到对象的终端通信单元所经过的终端通信单元的个数。
所述主机的软件具备能够从所述信息输入单元设定所述控制对象所需要的通信周期的功能。
另外，所述主机的软件具备从所述信息输入单元设定全部的控制对象所需要的通信周期、所容许的最大的通信延迟时间、终端通信单元在网络上的连接方式(深度)的功能。
所述主机的软件所具有的设定功能和网络结构的显示功能通过GUI(Graphical User Interface：图形用户界面)安装。
另外，作为向产业机器的具体的应用例，通过将构成芯片安装机的多个控制机器设为以上所述的域网络系统的控制对象机器、将构成该芯片安装机的多个控制机器与本系统的所述多个终端通信单元连接，从而能够利用芯片安装机实现以下所述的效果。
根据本发明的主要方式，能够在一个网络上连接多个不同通信周期、应答性能的控制对象机器，从而构成能够通过适当的通信速度控制的域网络系统。
根据本发明的其它的实施方式，在一个网络上连接多个不同通信周期、应答性能的控制对象机器，通过主机的软件处理对为了通过适当的通信速度进行控制而需要的、与控制对象之间的数据通信的优先顺序和控制对象机器在网络上的配置的适当设定进行优化并决定，所以能够获得容易构建保证各控制对象机器的要求性能的网络的效果。
附图说明
图1是示出本发明的一实施例中的网络I/O系统的结构的图。
图2是说明本发明的网络通信中使用的分组形式的例子的图。
图3是说明本发明的一实施例中的应用的画面显示例和功能的图。
图4是说明本发明的优先顺序编号和网络连接方式的优化中的具体处理顺序的图。
图5是说明本发明的优先顺序编号保存单元和通信周期信息保存单元的保存方法的图。
图6是说明本发明的实施例中的优化处理完成后的应用的画面显示例和功能的图。
附图标记说明
100：主机；101：软件；102：图像输入单元；103：信息输入单元；110：中央通信单元；111：中央通信控制单元；112：输出数据保存单元；113a：第一输入数据保存单元；113b：第二输入数据保存单元；114：识别编号保存单元；115：优先顺序编号保存单元；116：通信周期信息保存单元；117：先入先出保存单元；120：终端通信单元；121：终端通信控制单元；130：通信端口；131：上游侧通信端口；132a、132b：下游侧通信端口；140：主机接口单元；141：输入输出端口；150：通信电缆；200：数据部；201：分组类别部；202：识别编号部；203：优先顺序编号部；300：应用；301：通信性能设定部；302：网络连接方式设定部；303：网络连接方式显示部；304：过程显示部；305：优化处理执行按钮；310：识别编号设定部；311：通信周期设定部；312：通信延迟时间设定部；313：输入输出数据更新方法设定部；320：中央通信单元符号；321：终端通信单元符号；322：连接方式符号；323：通信端口符号；324：上游侧通信端口符号；325a、325b：下游侧通信端口符号；500：即时通信信息保存部；600：错误部位提示单元；601：错误信息提示单元
具体实施方式
以下，参照图示的一实施例对本发明的实施方式进行说明。
图1是本发明的一实施例中的域网络系统的结构图。其中，图中以虚线放大显示的终端通信单元120表示其详细的结构。
本实施例中的域网络系统包括主机100、中央通信单元110、多个终端通信单元120。
主机100具备软件101、图像输出单元102、信息输入单元103。
中央通信单元110具备主机接口单元140、输出数据保存单元112、第一输入数据保存单元113a、第二输入数据保存单元113b、识别编号保存单元114、优先顺序编号保存单元115、通信周期信息保存单元116、通信端口130以及中央通信控制单元111。
终端通信单元120具备上游侧通信端口131、下游侧通信端口132a、132b、输入输出端口141、输出数据保存单元112、识别编码保存单元114、优先顺序编号保存单元115、通信周期信息保存单元116以及终端通信控制单元121。
此外，中央通信单元110和终端通信单元120与一个通信端口130以及下游侧通信端口132a、132b对应地具备与优先顺序编号的数量相同数量的先入先出保存单元117。
终端通信单元120的上游侧通信端口131分别与中央通信单元110的通信端口130、或者终端通信单元120中的其它的终端通信单元120中的下游侧通信端口132a或下游侧通信端口132b连接。
另外，在终端通信单元120的输入输出端口141之前，连接针对多个终端通信单元120的每一个而不同的控制对象、例如I/O机器、伺服驱动器等。
接下来，对本实施例中的主机100的动作进行说明。
主机100将对各终端通信单元120设定的识别编号的信息经主机接口单元140而保存在识别编号保存单元114中。
另外，主机100将按照后面示出的制作方法所决定的各终端通信单元120的优先顺序编号信息经由主机接口单元140而保存在优先顺序编号保存单元115中。
进而，主机100将各终端通信单元120的输入输出端口141的输入输出值的更新周期、用于设定是周期地进行输入输出值的更新或即时输入输出值的更新的通信周期信息经由主机接口单元140而保存在通信周期信息保存单元116中。
进而，主机100将各终端通信单元120的输入输出端口141的输出值经由主机接口单元140而保存在中央通信单元110的输出数据保存单元112中，通过参照经由主机接口单元140而保存在中央通信单元110的第二输入数据保存单元113b中的值，对来自各终端通信单元120的输入输出端口141的输入值进行确认。
接下来，对本实施例中的中央通信单元110的动作进行说明。
中央通信单元110进行经由主机接口单元140的与主机100之间的数据的收发、和由中央通信控制单元111所控制的经由通信端口130的与各终端通信单元120的数据的收发。
中央通信控制单元111在从主机100对识别编号保存单元114设定了各终端通信单元120的识别编号、对优先顺序保存单元115设定了各终端通信单元120的优先顺序编号之后，向通信端口130输出针对每个终端通信单元120组合了识别编号和优先顺序识别编号的优先顺序编号设定分组。
另外，中央通信控制单元111在对识别编号保存单元114设定了各终端通信单元120的识别编号、对通信周期信息保存单元116设定了各终端通信单元120的通信周期信息之后，经由通信端口130而将从主机100针对每个终端通信单元120组合了识别编号和通信周期信息的通信周期信息设定分组发送到各终端通信单元120。
进而，中央通信控制单元111在对输出数据保存单元112设定了终端通信单元120的输入输出端口141的输出值之后，经由通信端口130而即时地将组合了终端通信单元120的识别编号和输出值的输出数据分组发送到终端通信单元120，并在输出值没有变更的期间根据对通信周期信息保存单元116设定的通信周期，向终端通信单元120周期地发送输出数据分组。
在准备有多个输出数据分组的情况下，将输出数据分组保存在优先顺序编号保存单元115中的与所述终端通信单元120的优先顺序编号对应的先入先出保存单元117中，通信端口130从优先顺序高的先入先出保存单元117开始依次取出输出数据分组并发送到终端通信单元120中。
进而，中央通信控制单元111在经由通信端口130而输入组合了终端通信单元120的识别编号和输入输出端口141的输入值的输入数据分组，并且与该输入数据分组的识别编号对应的通信周期信息保存单元116的通信周期信息被设定为即时的更新方法的情况下，即时将所述分组的输入值保存到第二输入数据保存单元中，当所述通信周期信息被设定为周期的更新方法的情况下，将所述分组的输入值保存到第一输入数据保存单元113a中，第一输入数据保存单元113a根据保存在通信周期信息保存单元116中的通信周期，将所述输入值周期性地转送到第二输入数据保存单元113b中。
通信端口130对所连接的终端通信单元120的上游侧通信端口131发送输入到中央通信控制单元111、或者先入先出保存单元117的各分组，将从所连接的终端通信单元120的上游侧通信端口131接收的分组输出到中央通信控制单元111中。
接下来，对本实施例中的终端通信单元120的动作进行说明。
终端通信单元120通过终端通信控制单元121进行经由输入输出端口141的与连接机器的数据的收发、经由上游侧通信端口131的与中央通信单元110或者其它的终端通信单元120的数据的收发、经由下游侧通信端口132a或者下游侧通信端口132b的与其它的终端通信单元120的数据的收发。
终端通信控制单元121在从上游侧通信端口131输入的分组是优先顺序编号设定分组的情况下，如果该优先顺序编号设定分组的识别编号信息与自身的识别编号保存单元114所保存的识别编号一致，则将优先顺序编号保存在自身的优先顺序编号保存单元115中，如果不一致，则向下游侧通信端口132a、以及下游侧通信端口132b发送分组。
另外，终端通信控制单元121在从上游侧通信端口131输入的分组是通信周期信息设定分组的情况下，如果该通信周期信息设定分组的识别编号信息与自身的识别编号保存单元114所保存的识别编号一致，则将通信周期信息保存在自身的通信周期信息保存单元116中，如果不一致，则向下游侧通信端口132a、以及下游侧通信端口132b发送分组。
进而，终端通信控制单元121在从上游侧通信端口131输入的分组是输出数据分组、该输出数据分组的识别编号信息与自己的识别编号一致的情况下，终端通信控制单元参照保存在通信周期信息保存单元116中的通信周期信息，当该通信周期信息被设定为是即时性的更新方法的情况下，从输入输出端口141即可地输出输出数据分组的输出值。当所述通信周期信息被设定为是周期性的更新方法的情况下，将输出数据分组的输出值保存到输出数据保存单元112中，输出数据保存单元112根据保存在通信周期信息保存单元116中的通信周期信息，从输入输出端口141输出所述输出值。
另外，终端通信控制单元121在从上游侧通信端口131输入的分组是输出数据分组、且该输出数据分组的识别编号信息与自己的识别编号不一致的情况下，终端通信控制单元向下游侧通信端口132a以及下游侧通信端口132b发送输出数据分组。
另外，如果来自输入输出端口141的输入值变化了，则终端通信控制单元121即时向上游侧端口131发送组合了该输入值、自己的识别编号和自身的优先顺序编号保存单元115的优先顺序编号的输入数据分组，在输入值没有变更的期间，根据对通信周期信息保存单元116设定的通信周期，向上游侧端口131周期地发送。
另外，终端通信控制单元121在从下游侧通信端口132a或者下游侧通信端口132b输入了输入数据分组的情况下，将所述输入数据分组保存到与该输入数据分组所具有的优先顺序编号对应的先入先出保存单元117中，并从优先顺序高的先入先出保存单元117开始依次取出输入数据分组，从上游侧通信端口131发送到中央通信单元110或者其它的终端通信单元120中。
图2是表示数据的通信中所使用的分组的形式的图。分组的形式由数据部200、表示分组的类别的分组类别部201、表示终端通信单元120的识别编号的识别编号部202、表示对终端通信单元120设定的优先顺序编号的优先顺序编号部203构成。
数据部200被赋予终端通信单元120的输入输出端口141的输入输出数据、或者对终端通信单元120设定的优先顺序编号、通信周期信息。
关于分组类别部201，例如分组的类别在输入数据分组时被赋予“10”，在输出数据分组时被赋予“11”，在优先顺序编号设定分组时被赋予“50”，在通信周期设定分组时被赋予“60”等值。中央通信控制单元111以及终端通信单元120通过参照分组类别部201来判断分组的类别，并进行针对各数据的处理。
在从中央通信单元110向终端通信单元120发送分组的情况下，识别编号部202设定对成为发送目的地的终端通信单元120设定的识别编号、即设定发送目的地终端通信单元的识别编号，在从终端通信单元120向中央通信单元110发送分组的情况下，识别编号部202设定对终端通信单元120自身设定的识别编号即发送源终端通信单元的识别编号。
另外，在从中央通信单元110向终端通信单元120发送分组的情况下，优先顺序编号部203被赋予保存在中央通信单元110的优先顺序编号保存单元115中的优先顺序编号。另外，优先顺序编号部在从终端通信单元120向中央通信单元110发送分组的情况下，优先顺序编号部203设定保存在终端通信单元120自身的优先顺序编号保存单元115中的优先顺序编号。
图3是系统利用者从主机100使用图像输出单元102和信息输入单元103对优先顺序编号和网络连接方式进行优化、设定时所利用的GUI(图形/用户/接口)进行的应用300的显示画面的一例。
应用300由通信性能设定部301、网络连接方式设定部301、网络连接方式显示部303、过程(process)显示部304、优化处理执行按钮305构成。
通信性能设定部301由识别编号设定部310、通信周期设定部311、通信延迟时间设定部312、输入输出数据更新方法设定部313构成，通过系统利用者的操作，具备如下能够分别设定的功能：在识别编号设定部310中设定对终端通信单元120设定的识别编号；在通信周期设定部311中设定与终端通信单元120连接的控制对象机器所要求的输入输出值的更新周期；在通信延迟时间设定部312中设定与终端通信单元120连接的控制对象机器所容许的最大的通信延迟时间；在输入输出数据更新方法设定部313中设定与终端通信单元120连接的控制对象机器所要求的输入输出值的更新方法是周期性的、或者即时性的。
网络连接方式设定部302以及网络连接方式显示部303由中央通信单元符号320、具有上游侧通信端口符号324和下游侧端口符号325a、325b的终端通信单元符号321、连接方式符号322构成。
另外，关于网络连接方式设定部302，通过系统利用者的操作，利用连接方式符号322连接终端通信单元符号321的上游通信端口符号324和中央通信单元符号320的通信端口符号323，或者连接上游通信端口符号324和其它的终端通信单元符号321的下游通信端口符号325a或者325b中的某一个，从而在软件上制作网络结构。
网络连接方式显示部303通过后述的处理对在网络连接方式设定部302中设定的网络连接方式进行优化，并显示变更后的结构。另外，终端通信单元符号311将所指定的识别编号显示在自身中。
优化处理执行按钮305在通信性能设定部301和网络连接方式指定部302的设定全部完成了之后，通过按压，应用300对各终端通信单元120的优先顺序编号和网络上的配置进行优化，并将所决定的优先顺序编号经由主机接口单元140而保存到中央通信单元110的优先顺序编号保存单元115中，将所决定的终端通信单元120在网络上的配置显示在网络连接方式显示部303中。
另外，同时将在通信性能设定部301的通信周期设定部311中设定的通信周期保存到中央通信单元110的通信周期保存单元116中。
图4以流程图表示了应用300在按下了优化处理按钮305之后执行的、用于对对终端通信单元120设定的优先顺序编号以及网络的连接方式进行优化的处理。
首先，应用300根据对通信性能设定部301设定的通信周期，对实际的系统运用时的网络的传送容量使用率进行计算(处理400)。
在此，在设网络的通信速度为V[比特/秒]、实际传输通信分组时的数据长度(比特数)为PLEN[比特]、各终端通信单元120的一次数据通信时所需要的分组的个数为PNUMx(x＝1，2，...，n)[个]、终端通信单元120的总数为n、对各终端通信单元120设定的通信周期为CYCLEx(x＝1，2，...，n)[秒]，则通过计算数1所示的数学式能够求出传送容量使用率U[％]。
【数1】
U = 1 V × Σ k = 1 n PLEN × PNUM k CYCLE k
接下来，在通过处理400的计算所求出的传送容量使用率大于100％、即基于所设定的通信周期的系统超过网络的最大性能的情况下(处理401)，应用300将计算结果作为错误信息而显示在过程显示部304中(处理417)。
在通过处理400的计算所求出的传送容量使用率小于100％、即基于所设定的通信周期的系统未超过网络的最大性能的情况下(处理401)，将在通信性能设定部301中设定的通信延迟时间的值接近的多个终端通信单元作为一个组，将全部的终端通信单元120划分为与优先顺序编号的数量相同数量的组数，取各组内的通信延迟时间中的最小值作为代表通信延迟时间，以从代表通信延迟时间小的组开始依次优先顺序升高的方式对全部的终端通信单元120设定优先顺序编号(处理402)。
接下来，根据所设定的优先顺序编号和在网络连接方式设定部302中设定的网络的连接方式，对全部的终端通信单元120计算实际系统所保证的通信延迟时间即实际通信延迟时间(处理量403)。
在此，在设某个优先顺序编号i(i＝1，2，...，m)的组所包含的终端通信单元120的总数为Ni、另外设对各终端通信单元设定的优先顺序编号为PRI(x)(x＝1，2，...，n)、与网络的通信电缆150的一个线路对应的需要的通信时间为nDELAY[秒]、作为与该终端通信单元120同等、或者其以上的优先顺序的终端通信单元120的组为HPG、HPG所包含的终端通信单元120的一次数据通信时所需要的分组的个数为PNUMy{y|y∈HPG}、HPG所包含的终端通信单元120的通信周期为CYCLEy[秒]、将赋予HPG所包含的每一个终端通信单元120的初始值设为1的系数为Ay时，首先，求出直到对与该终端通信单元120等同或者其以上的优先顺序的终端通信单元120的分组发送结束为止，该终端通信单元120的分组的发送等待时间的最大值WAITx[秒]。
首先，计算数2所示的数学式。
【数2】
WAITx＝nDELAY×∑PNUMy
接下来，根据数2的计算结果对全部的y判断是否满足数3所示的数学式，满足的情况下每次计算数4，分别用计算后WAITx′的值置换WAITx，用Ay′置换Ay。
在此，对全部的y进行了该计算之后，再次重复基于所述数3、数4的计算。通过对全部的y重复以上的计算，直到不满足数3位置，从而求出WAITx的正确的值。
【数3】
WAIT x A y × CYCLE y > 1
【数4】
WAITx’＝WAITx+(nDELAY×PNUMx)     Ay’＝Ay+1
在此，如果设从中央通信单元110到该终端通信单元120所通过的终端通信单元120的数量为深度、设各终端通信单元120的深度为DEPTHx(x＝1，2，...，n)，则根据利用上述的计算方法所求出的WAITx，能够通过计算数5所示的数学式而求出输入输出数据更新方法设定部313的设定为即时性的更新的各终端通信单元120的实际通信延迟时间rDELAYx[秒]。
【数5】
rDELAYx＝(nDELAY+1)×DEPTHx+WAITx
另外，能够通过计算数6所示的数学式而求出输入输出数据更新方法设定部313的设定为周期性的更新的终端通信单元120的实际通信延迟时间cDELAYx[秒]。
【数6】
cDELAYx＝rDELAYx×2
接下来，对全部的终端通信单元120执行所设定的通信延迟时间与通过计算所求出的实际通信延迟时间的比较(处理404)。
当处理404的结果为全部终端通信单元120的实际通信延迟时间比所设定的通信延迟时间小、即在全部终端通信单元120中满足通信延迟时间的设定值的情况下(处理405)，应用300将此时的优先顺序编号作为有效值而保存到中央通信单元110的优先顺序编号保存单元115中，设此时的网络连接方式为有效而显示在网络连接方式显示部303中(处理405)。
当处理404的结果为实际通信延迟时间比所设定的通信延迟时间大、即只要有一个不满足通信延迟时间的终端通信单元120的情况下(处理405)，设此时的全部的终端通信单元120中的优先顺序编号的设定为不正确优先顺序编号设定，并将其存储到主机100的存储器中(处理406)。
接下来，只要在通过将几个终端通信单元120的组所包含的终端通信单元120移动到其它的组中而变更优先顺序编号的设定的情况下的、多个优先顺序编号的设定图案中，有1个不是上述存储器所存储的不正确优先顺序编号设定的情况下，即，存在实际通信延迟时间未计算的优先顺序编号的设定图案的情况下(处理407)，以成为是正确优先顺序编号设定的优先顺序编号的设定图案之一的方式，对终端通信单元120的组进行变更(处理408)，并返回处理403进行再次计算。
另外，接下来，在通过将几个终端通信单元120的组所包含的终端通信单元120移动到其它的组中而变更优先顺序编号的设定的情况下的、多个优先顺序编号的设定图案中的所有的图案都是上述存储器中存储的不正确优先顺序编号设定的情况下，即，在计算了所有的优先顺序编号的设定图案的实际通信延迟时间的基础上不满足通信延迟时间的设定值的情况下(处理407)，在存在能够通过变更终端通信单元120在网络的连接方式(深度)而能够满足通信延迟时间的设定值的可能性的情况下(处理409)，对全部的终端通信单元120设定此时的优先顺序编号(处理410)。
接下来，将不满足上述的通信延迟时间的设定值的终端通信单元120变更为其网络深度变小的连接方式(处理411)。
接下来，根据所设定的优先顺序编号和通过处理411而变更了的网络的连接方式，通过与处理403相同的处理对全部的终端通信单元120计算实际通信延迟时间(处理412)。
当处理412的结果是全部的终端通信单元120的实际通信延迟时间小于所设定的通信延迟时间、即在全部的终端通信单元120中满足通信延迟时间的设定值的情况下(处理413)，应用300将此时的优先顺序编号作为有效值而保存到中央通信单元110的优先顺序编号保存单元115中，将此时的网络连接方式设为有效而显示在网络连接方式显示部303中(处理416)。
当处理412的结果是存在一个实际通信延迟时间大于所设定的通信延迟时间、即只要存在一个不满足通信延迟时间的设定值的终端通信单元120的情况下(处理413)，将此时的全部的终端通信单元120中的网络连接方式设为不正确连接方式而将其存储到主机100的存储器中(处理414)。
接下来，在将不满足上述通信延迟时间的设定值的终端通信单元120变更到其网络深度变小的配置的情况下的、算出全部的网络连接方式的图案并且只要存在一个不是上述存储器所存储的不正确连接方式的图案的情况下、即、存在通过连接方式的变更能够改善实际通信延迟时间的余地的情况下(处理415)，以成为正确连接方式的上述网络连接方式的图案之一的方式，对各终端通信单元120的连接方式进行变更(处理411)，进行再次计算。
另外，在将不满足上述通信延迟时间的设定值的终端通信单元120变更到其网络深度变小的配置上的情况下的、算出全部的网络连接方式的图案并且全部的图案都是上述存储器中存储的不正确连接方式的情况下、即、不能通过连接方式的变更而改善实际通信延迟时间的情况下(处理415)，在存在能够通过变更终端通信单元120的网络连接方式(深度)而满足通信延迟时间的设定值的可能性的优先顺序编号的设定方法的情况下(处理409)，对全部的终端通信单元120设定该优先顺序编号(处理410)，并进行再次计算。
在此，当不存在通过变更终端通信单元120在网络的连接方式(深度)而有可能满足通信延迟时间的设定值的优先顺序编号的设定方法的情况下(处理409)，应用300将存储器中所存储的不正确优先顺序编号设定与不正确连接方式的组合中的、不满足通信延迟时间的设定值的终端通信单元120最少时的通信延迟时间和网络连接方式作为错误信息而显示。
通过以上的处理，主机100的软件101对能够在一个网络上保证基于各种各样的通信周期和通信延迟时间的多个控制对象机器的动作的终端通信单元120设定的优先顺序编号、和终端通信单元120在网络上的连接方式(深度)进行优化、并决定。
图5示出将通过应用300的处理而优化了的各终端通信单元120的优先顺序编号、在应用300的通信性能设定部中所设定的与各终端通信单元120连接的通信周期分别保存到中央通信单元110的优先顺序编号保存单元115、通信周期信息保存单元116中的保存方法。
软件101基于优先顺序编号和通信周期，与对终端通信单元120指定的识别编号建立对应而保存到优先顺序编号保存单元115、通信周期信息保存单元116中。
另外，软件101将在应用300的输入输出数据更新方法设定部313中设定的输入输出数据的更新方法在周期性的情况下，设为“0”，在即时性的情况下设为“1”而保存到通信周期信息保存单元116的即时通信信息保存部500中。
图6示出表示应用300的优化处理的结果的例子。应用300在按下优化处理执行按钮305并执行优化处理的期间，在过程显示部304中显示处理的进展内容，在优化处理完成时显示优化是否成功。
另外，在优化处理成功了的情况下，应用300在网络连接方式显示部303中显示优化了的网络连接方式，在优化处理失败了的情况下，将优化处理中尝试了计算的不正确优先顺序编号设定和不正确连接方式的组合中的、不满足通信性能设定部301的通信延迟时间的设定值的终端通信单元120最少的组作为错误信息，在不能满足通信性能设定部301的设定值的部位显示错误部位提示单元600，进而将此时的网络连接方式显示在网络连接方式显示部303中，在不能满足网络连接方式设定部301、以及网络连接方式显示部303的设定值的终端通信单元符号321中显示错误部位提示单元600。
另外，如果系统利用者选择了显示错误部位提示单元600的终端通信单元符号321，则显示提示与所选择的终端通信单元符号321对应的通信性能设定部301的通信周期、通信延迟时间的设定值、在优化处理中求出的实际通信延迟时间的错误信息提示单元601。
根据本实施例的方法，能够在一个网络上连接多个基于不同的通信周期、应答性能的控制对象机器，并通过适当的通信速度进行控制。
另外，因为能够通过主机的软件处理对为了在一个网络上连接基于不同的通信周期、应答性能的多个控制对象机器，并且通过适当的通信速如进行控制所需要的、与控制对象的数据通信的优先顺序和控制对象机器在网络上的配置的适当的设定进行优化并决定，所以能够容易地构筑保证各控制对象机器的要求性能的网络。
因此，一般对产业机器的应用对象范围广，例如芯片安装机由多个控制机器构成，各控制机器所要求的通信周期/应答速度不同的情况多，但是通过应用本系统能够容易地构筑满足各控制机器的要求性能的网络。

Claims (12)

1.一种域网络系统，其特征在于，具备：
主机，具备图像输出单元、信息输入单元以及软件；
中央通信单元，具备主机接口单元、第一输入输出数据保存单元、第二输入输出数据保存单元、识别编号保存单元、优先顺序编号保存单元、通信周期保存单元、一个以上的通信端口、针对一个通信端口两个以上的先入先出保存单元、以及中央通信控制单元；以及
多个终端通信单元，该终端通信单元具备一个上游侧通信端口、两个以上的下游侧通信端口、针对一个下游侧通信端口两个以上的先入先出保存单元、一个以上的输入输出端口、终端通信控制单元、识别编号保存单元、优先顺序编号保存单元、以及通信周期信息保存单元，
其中，所述终端通信单元的上游侧通信端口与所述中央通信单元的通信端口或者所述多个终端通信单元中的任意的其它终端通信单元的下游侧通信端口连接。
2.根据权利要求1所述的域网络系统，其特征在于，
所述中央通信单元将由所述主机保存到优先顺序编号保存单元中的表示数据通信的优先顺序的编号发送到所述终端通信单元，该终端通信单元将所接收的优先顺序编号保存在优先顺序编号保存单元中，
所述中央通信单元在向所述终端通信单元发送输出数据时，将输出数据保存在与该终端通信单元的优先顺序编号对应的先入先出保存单元中，所述通信端口从优先顺序高的先入先出保存单元开始依次取出输出数据并发送，
所述终端通信单元将来自输入输出端口的输入值与优先顺序编号保存单元所保存的优先顺序编号信息一起作为自己自身的输入数据分组而输出到上游，将来自下游的数据分开保存到与输入数据分组的优先顺序编号信息对应的先入先出保存单元中，从优先顺序高的先入先出保存单元中保存的输入数据分组开始顺次地发送到上游侧通信端口。
3.根据权利要求1所述的域网络系统，其特征在于，
所述中央通信单元将由所述主机保存在通信周期信息保存单元中的、基于每个控制对象所要求的通信周期的个别值发送到终端通信单元，
所述终端通信单元将所接收的基于通信周期的个别值保存在通信周期信息保存单元中，并以基于此值的周期向各终端通信单元转送输出数据，
所述中央通信单元将从所述终端通信单元接收的输入输出端口的输入值保存在第一输入数据保存单元中，基于通信周期信息保存单元的通信周期将第一输入数据保存单元的值保存到第二输入数据保存单元中，
所述主机参照所述中央通信单元的第二输入数据保存单元对各终端的输入端口的值进行确认。
4.根据权利要求1所述的域网络系统，其特征在于，
与所述网络连接的全部的终端通信单元的通信周期信息保存单元中所保存的控制周期的值的合计值，设定在网络的最大性能以下。
5.根据权利要求4所述的域网络系统，其特征在于，
以将所述终端通信单元的通信周期的时间偏差收容在1周期以内的方式设定优先顺序编号的值，以维持各控制对象所要求的通信周期。
6.根据权利要求1所述的域网络系统，其特征在于，
根据各控制装置所要求的从控制对象到主机的通信延迟时间，设定所述终端通信单元的优先顺序编号的设定值，以及从所述中央通信单元到对象的终端通信单元所经过的终端通信单元的个数。
7.根据权利要求1所述的域网络系统，其特征在于，
所述主机使用终端通信单元的优先度、比对该终端通信单元设定的优先顺序优先度高或相同的终端通信单元的通信分组的个数、与一个通信线路对应的通信时间、以及从中央通信单元到对象的终端通信单元所经过的终端通信单元的个数，求出各控制对象中的从终端通信单元到主机的通信延迟时间，并以满足所述控制对象所要求的通信延迟时间的方式变更各终端通信单元的优先度，设定所述终端通信单元的优先度。
8.根据权利要求1所述的域网络系统，其特征在于，
所述主机使用所述终端通信单元的优先度、比对相应的终端通信单元设定的优先顺序优先度高或相同的终端通信单元的通信分组的个数、与一个通信线路对应的通信时间、以及从中央通信单元到对象的终端通信单元所经过的终端通信单元的个数，求出各控制对象中的从终端通信单元到主机的通信延迟时间，以满足所述控制对象所要求的通信延迟时间的方式变更所述控制对象的配置，设定从所述中央通信单元到对象的终端通信单元所经过的终端通信单元的个数。
9.根据权利要求1所述的域网络系统，其特征在于，
所述主机的软件具备能够从所述信息输入单元设定所述控制对象所需要的通信周期的功能。
10.根据权利要求1所述的域网络系统，其特征在于，
所述主机的软件具备能够从所述信息输入单元设定全部的控制对象所需要的通信周期、所容许的最大的通信延迟时间、终端通信单元在网络上的连接方式的功能。
11.根据权利要求10所述的域网络系统，其特征在于，
所述主机的软件所具有的设定功能和网络结构的显示功能通过图形用户界面安装。
12.根据权利要求1所述的域网络系统，其特征在于，
将构成芯片安装机的多个控制机器与所述多个终端通信单元连接。
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