CN110463138B - 网络结构信息生成方法 - Google Patents

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Abstract

网络结构信息生成方法生成表示由多个通信设备(11)～(18)和多个网络(21)～(24)构成的网络系统的网络结构的信息，该网络结构信息生成方法包含以下步骤：步骤(S12)，多个通信设备(11)～(18)内的至少1个通信设备生成、存储使自己所属的网络的网络名称和与自己所属的网络相邻的网络的网络名称配对而成的网络结构信息；以及步骤(S13)、(S15)、(S17)，各通信设备(11)～(18)在从其他通信设备接收到其他通信设备存储的网络结构信息时，对接收到的所述网络结构信息进行存储。

Description

网络结构信息生成方法
技术领域
本发明涉及在由多个网络构成的系统中生成表示网络间连接关系的信息的方法。
背景技术
以往，提出有若干个在由多个网络构成的系统中生成网络的结构信息的方法。
例如，提出有如下方法，即，在多个可编程逻辑控制器(PLC)经由网络连接的控制系统中，从PLC收集网络结构信息和线上连接路径，基于这些信息，计算网络间的连接关系(例如，参照专利文献1)。同样地，提出有如下方法，即，在多个PLC经由通信单元与以分层构造连接的通信网络连接的系统中，经由通信网络判定各通信单元的种类和站点编号以及各可编程控制器的种类，由此，计算网络间的连接关系(例如，参照专利文献2)。
专利文献1：国际公开第2008/146380号
专利文献2：日本特开平4－32905号公报
发明内容
但是，在以往的网络结构信息生成方法中，按照来自外部终端的指示在PLC主体中生成网络信息，因此，存在PLC主体的主CPU部的处理负荷变大的课题。
本发明是鉴于上述课题而提出的，目的在于在由多个网络构成的系统中，通信设备成为主体而生成表示网络间的连接关系的信息。
为了达成上述目的，本发明涉及的网络信息生成方法是一种网络结构信息生成方法，该网络结构信息生成方法生成表示由多个通信设备和多个网络构成的网络系统的网络结构的信息，该网络结构信息生成方法包含以下步骤：多个通信设备内的至少1个通信设备生成、存储使自己所属的网络的网络名称和与自己所属的网络相邻的网络的网络名称配对而成的网络结构信息；以及各通信设备在从其他通信设备接收到其他通信设备存储的网络结构信息时，对接收到的网络结构信息进行存储。
发明的效果
根据本发明，通信设备成为主体，通过它们的协作，能够生成表示网络间的连接关系的信息。
附图说明
图1是表示实施方式的通信系统的结构例的图。
图2是实施方式的动作时序图。
图3是表示实施方式的网络结构信息管理表的例子的图。
图4是表示实施方式的网关单元的功能结构的框图。
图5是表示实施方式的网关单元的硬件结构的图。
图6是表示实施方式的显示设备的功能结构的框图。
图7是表示实施方式的结构信息解析部的动作流程的图。
图8是实施方式的网络结构图的显示例。
图9-1是表示实施方式的网络结构图的生成过程的图。
图9-2是表示实施方式的网络结构图的生成过程的图。
图9-3是表示实施方式的网络结构图的生成过程的图。
具体实施方式
下面，参照附图详细地说明本发明涉及的网络结构信息生成方法的实施方式。此外，本发明不受本实施方式限定。
实施方式
图1表示本发明的实施方式中的网络系统的结构例。PLC 41具备网关单元11。PLC42具备网关单元12、13。PLC 43具备网关单元14、15、16，PLC 44具备网关单元17，PLC 45具备网关单元18。各PLC是由网关单元，以及除此之外的电源单元、控制整个PLC的CPU单元、用于对驱动对象进行定位控制的运动单元、进行电压电流信号的导入、输出的输入输出单元等多个单元组合而构成的。另外，在PLC 44连接有用于对PLC 44、经由网络线路连接的其他PLC 41、42、43、45的设定信息进行显示、编辑的显示设备50。
PLC 41～45具备的网关单元11～18经由网络线路21～24连接。网关单元12和网关单元13经由总线31连接。另外，网关单元14、网关单元15、网关单元16经由总线32连接。另外，虽然未图示，但构成各PLC的多个单元彼此分别经由总线连接。
对各网关单元赋予了自身所属的网络的识别编号(网络编号)和网关单元自身的识别编号(站点编号)。在图1中，在各网关单元处记载的数值表示赋予网关单元的网络编号和站点编号。例如，在网关单元13处记载的“2－1”表示被赋予了网络编号“2”和站点编号“1”。经由网络线路21～24连接的网关单元彼此分别被赋予了相同的网络编号。另一方面，经由总线31、32连接的网关单元彼此分别被赋予了不同的网络编号。此外，网关单元是本说明书的通信设备的一个例子，本说明书的通信设备不限定于作为构成PLC的单元之一的网关单元。例如，也可以是通信设备的一部分为仅经由网络线路与PLC连接的独立的网关设备。另外，在本实施方式中说明了PLC网络，但本发明也能够应用于不包含PLC的其他网络系统。在本实施方式中，作为用于识别网络的信息使用了识别编号(网络编号)，但用于识别的信息也可以不是编号，而是通过其他文字、符号构成，作为包含它们的信息，在本说明书中使用网络名称这样的表述。
网络线路21～24例如是以太网(Ethernet；注册商标)线路、RS－232/422线路。另外，网络线路21～24不需要全部是相同种类的网络线路，也可以分别是不同种类的网络线路。例如，可以是网络线路21和网络线路22这二者都是以太网(注册商标)线路，也可以是网络线路21是以太网(注册商标)线路、网络线路22是RS－232线路这样的组合。
包含总线31、32的对构成各PLC的多个单元彼此进行连接的总线是用于对物理上接近的设备彼此进行连接的背板、系统总线，例如，使用SATA、PCI Express等通信标准而构成。由于是对构成各PLC的单元间进行连接，所以在本说明书中，也将包含总线31、32的上述总线表述为内部总线。
图2是表示本发明的实施方式中的与网络结构信息的生成相关的动作的时序图。使用图2说明直至在网关单元17中汇集整个网络系统的网络结构信息为止的动作时序。
首先，如果各网关单元启动，则网络结构信息的生成处理开始，在各网关单元中，从在各PLC内通过总线连接的其他网关单元收集各自所属的网络的信息，实施用于生成表示网络间连接关系的信息(网络结构信息)的结构信息生成处理(S11)。
网络结构信息由基础网络的网络编号“NA1”和与基础网络相邻的网络的网络编号即“NA2”的网络编号对构成。在本说明书中，网络相邻的关系表示经由总线(内部总线)相互连接的通信设备分别所属的网络间的关系。因此，在图1的结构中，网关单元14、15、16经由总线32连接，通信设备14、15、16分别属于第2、第3、第4网络，因此，第2、第3、第4网络是彼此相邻的网络。网络结构信息构成为，在相邻的网络内，以管理该网络信息的网关单元为基准，近侧网络的网络编号是NA1，远侧网络的网络编号是NA2。
在结构信息生成处理(S11)中，各网关单元使各网关单元自身所属的网络的网络编号为NA1、使与NA1的网络相邻的网络的网络编号为NA2，将该网络编号对储存于对各网关单元的网络结构信息进行管理的表(网络结构信息管理表)。此时，在不存在经由总线连接的网关单元的情况等，不存在与网关单元自身所属的网络相邻的网络的信息的情况下，网络结构信息成为空白。
例如，网关单元13属于网络编号2的网络，与网络编号1的网络相邻，因此，在结构信息生成处理中生成并在网关单元13的网络结构信息管理表中储存的网络结构信息(NA1、NA2)变成(2、1)。网关单元14属于网络编号2的网络，与网络编号3以及4的网络相邻，因此，生成并在网关单元14的网络结构信息管理表中储存的网络结构信息(NA1、NA2)变成(2、3)以及(2、4)。另外，网关单元15属于网络编号3的网络，与网络编号2以及4的网络相邻，因此，生成并在网关单元15的网络结构信息管理表中储存的网络结构信息(NA1、NA2)变成(3、2)以及(3、4)。另一方面，网关单元17属于网络编号3的网络，但在S11阶段，没有得到与相邻的网络相关的信息，因此，不生成网络结构信息，网络结构信息管理表成为空白。
接下来，网关单元实施用于将已生成的网络结构信息向其他网关单元发送的结构信息发送处理(S12)。在结构信息发送处理中，各网关单元将在结构信息生成处理中生成的网络结构信息向网络线路上的其他网关单元发送。
例如，网关单元13将已生成的网络结构信息储存于发送数据，将该发送数据向网络线路上的其他设备即网关单元14发送(不向通过总线连接的其他设备即网关单元12发送)。另一方面，网关单元15将已生成的网络结构信息储存于发送数据，将该发送数据向网络线路上的其他设备即网关单元17发送。网关单元14向网关单元13发送已生成的网络结构信息。另外，虽然未图示，但网关单元16向网关单元18发送已生成的网络结构信息，网关单元12向网关单元11发送已生成的网络结构信息。另一方面，在网关单元17中没有生成网络结构信息，因此，不向网关单元15进行网络结构信息的发送。
各网关单元如果在结构信息发送处理(S12)中接收到从其他网关单元发送来的数据，则为了对在接收数据中储存的网络结构信息进行提取、保存，实施结构信息接收处理(S13)。在结构信息接收处理中，各网关单元首先对在接收数据中储存的网络结构信息进行提取，将提取出的网络结构信息追加至自身管理的网络结构信息管理表。
例如，网关单元14从网关单元13接收到(2、1)而作为网络结构信息(NA1、NA2)，因此，在网关单元14的网络结构信息管理表中储存的网络结构信息(NA1、NA2)变成(2、1)、(2、3)以及(2、4)。网关单元17从网关单元15接收到(3、2)以及(3、4)而作为网络结构信息(NA1、NA2)，因此，在网关单元17的网络结构信息管理表中储存的网络结构信息(NA1、NA2)变成(3、2)以及(3、4)。
完成了结构信息接收处理的各网关单元将在结构信息接收处理中接收到的网络结构信息储存于发送用数据包，经由总线向其他网关单元发送(S14)。此时，各网关单元仅在刚刚之前的结构信息接收处理(S13)中接收到新的网络结构信息的情况下，向其他网关单元发送网络结构信息即可，在没有接收到新的网络结构信息的情况下，不向其他网关单元发送网络结构信息。另外，在发送网络结构信息时，对于作为发送目标的网关单元已经保存的信息则不需要发送，不发送这一做法能够降低发送通信量，因此优选。
例如，网关单元14将在刚刚之前的步骤即S13中从网关单元13接收到的网络结构信息(NA1、NA2)即(2、1)经由总线32向网关单元15以及16发送。另外，网关单元13将在刚刚之前的步骤即S13中从网关单元14接收到的网络结构信息(NA1、NA2)即(2、3)以及(2、4)经由总线31向网关单元12发送。另一方面，网关单元15在刚刚之前的结构信息接收处理(S13)中没有从网关单元17接收到网络结构信息，因此，不进行网络结构信息的发送。
以后同样地，接收到网络结构信息的网关单元实施结构信息接收处理，然后，将接收到的网络结构信息储存于发送用数据包，向其他网关单元发送(S15、S16)。此时，各网关单元也仅在接收到新的网络结构信息的情况下，向其他网关单元发送即可，对于作为发送目标的网关单元已经保存的信息则不需要发送，优选不发送。
例如，网关单元15将在结构信息接收处理(S15)中从网关单元14接收到的网络结构信息(NA1、NA2)的(2、1)在结构信息发送处理(S16)中经由网络线路23向网关单元17发送。此时，在网关单元15保存的网络结构信息中，网络结构信息(NA1、NA2)的(3、2)以及(3、4)是网关单元17已经保存的信息，因此，不需要发送。
以后，直至没有应发送的新的信息为止，反复实施如下处理，即，在从网络线路接收到新的网络结构信息的情况下向总线上的其他网关单元发送，在从总线接收到新的网络结构信息的情况下向网络线路上的其他网关单元发送。
例如，由于不存在经由总线与网关单元17连接的网关单元，因此，在结构信息接收处理(S17)之后不进行向其他网关单元的发送处理。另外，在本实施方式的结构中，在结构信息接收处理(S17)之后，不向网关单元17发送网络结构信息，在结构信息接收处理(S17)中，网络结构信息管理表完成。
图3是网关单元17中的结构信息接收处理(S17)完成后的、网关单元17保有的网络结构信息管理表。
图4是表示该图1的通信系统中的网关单元的功能结构的框图。在图4中，网关单元11具备接收部111、接收数据处理部112、发送部113、发送数据创建部114、信息存储部115和结构信息创建部116。
结构信息创建部116生成网络结构信息，将已生成的网络结构信息向信息存储部115保存的网络结构信息管理表进行登记。
网关单元11通过接收数据处理部112对从接收部111接收到的数据进行接收数据的解析。接收数据处理部112从接收到的数据提取网络结构信息，将提取出的网络结构信息向信息存储部115保存的网络结构信息管理表进行登记。
在网关单元11发送数据的情况下，首先通过发送数据创建部114进行发送数据的创建。发送数据创建部114读取在信息存储部115保存的网络结构信息，储存于发送数据。然后，发送部113对创建出的发送数据进行发送。
图5是表示图4所示的网关单元11的硬件结构的图。网关单元11能够使用网络接口121、总线接口122、存储器123和处理器124实现。网络接口121是用于经由网络线路与外部装置进行连接的通信接口。总线接口122是用于经由总线与构成PLC的其他单元进行连接的通信接口。存储器123是对软件、固件等计算机程序进行存储的存储部。处理器124是读取、执行在存储器123存储的计算机程序的处理电路。存储器123是RAM(Random AccessMemory)、ROM(Read Only Memory)、闪存等非易失性或者易失性的半导体存储器、磁盘等。处理器124是CPU(Central Processing Unit)、处理装置、运算装置、微处理器、微型计算机、或者DSP(Digital Signal Processor)等。
网关单元11的接收部111以及发送部113的功能通过网络接口121、或者总线接口122实现。网关单元11的接收数据处理部112、发送数据创建部114的功能通过由处理器124执行在计算机程序中记载的流程而实现。另外，网关单元11的信息存储部115的功能通过存储器123实现。
图6是表示用于对网络结构信息图进行显示的显示设备50的功能结构的框图。在图6中，显示设备50具备接收部211、接收数据处理部212、信息存储部213、结构信息解析部214和显示部215。
显示设备50通过接收数据处理部212对从接收部211接收到的数据进行接收数据的解析。接收数据处理部212从接收到的数据提取网络结构信息，向信息存储部213保存的网络结构信息管理表进行登记。
结构信息解析部214读取在信息存储部213保存的网络结构信息，解析内容，在显示部215描绘网络结构图。
图7是表示结构信息解析部214中的结构信息解析处理的动作流程的图。首先，从信息存储部213取得网络结构信息(S21)。
然后，在显示部215的左上描绘本站点的网络编号(S22)，在“对象网络编号”设定本站点的网络编号(S23)。
之后，在显示部215描绘“与‘对象网络编号’的网络相邻的网络”的网络编号(显示位置是“对象网络编号”的网络的右下)(S25)。然后，在设定于“对象网络编号”的网络编号和在S25描绘的网络编号之间描绘连接线(S26)。
在连接线的描绘后，在“对象网络”设定“在S25中描绘的网络”的网络编号(S27)。以后，直至描绘出整个网络为止反复进行S25～S27的操作(S24)。
图8是表示该图1的通信系统中的网络结构图的生成例的图。从图中的“NET3”向“NET2”和“NET4”引出了线是表示网络编号3的网络与网络编号2的网络、网络编号4的网络相邻。另外，从“NET2”向“NET1”引出了线是表示网络编号2的网络与网络编号1的网络相邻。
图9－1、图9－2、图9－3是表示根据图3的网络结构信息管理表生成图8的网络结构图为止的流程的图。首先，如图9－1所示，描绘表示本站点的网络即网络编号3的“NET3”。然后，根据网络结构信息管理表，知晓网络编号2、4的网络与网络编号3的网络相邻，因此，如图9－2所示，以通过线与“NET3”连接的形式，描绘表示网络编号2的“NET2”和表示网络编号4的“NET4”。最后，根据网络结构信息管理表，知晓网络编号1的网络与网络编号2的网络相邻，因此，如图9－3所示，以通过线与“NET2”连接的形式，描绘表示网络编号1的“NET1”。
在本实施方式所示的结构中，以各网关单元的启动为触发，开始网络结构信息的生成处理，完成各网关单元的网络结构信息管理表。通过这样的结构，与以来自外部的请求为触发而开始网络结构信息的生成的情况相比，能够迅速地得到表示整个系统的网络结构的信息。
另一方面，也可以以来自外部的请求为触发而开始网络结构信息的生成。即使在该情况下，与现有技术相比，也同样会抑制通信量等，益处大。
在本实施方式的结构中，网关单元成为主体，通过其协作，能够生成表示整个系统的网络结构的信息，因此，也能够降低CPU单元的负荷。
以上的实施方式所示的结构表示的是本发明的内容的一个例子，也能够与其他公知技术进行组合，还能够在不脱离本发明的主旨的范围对结构的一部分进行省略、变更。
工业实用性
如上所述，本发明涉及的网络结构信息生成方法适于使用多个通信设备的网络系统。
标号的说明
11～18网关单元(通信设备)，21～24网络线路，31、32总线，41～45 PLC，50显示设备，111接收部，112接收数据处理部，113发送部，114发送数据创建部，115信息存储部，116结构信息创建部，121网络接口，122总线接口，123存储器，124处理器，211接收部，212接收数据处理部，213信息存储部，214结构信息解析部，215显示部。

Claims (3)

1.一种网络结构信息生成方法，其生成表示由多个可编程逻辑控制器各自所包含的1个或者多个通信设备和多个网络构成的网络系统的网络结构的信息，
该网络结构信息生成方法包含以下步骤：
第一步骤，在所述多个可编程逻辑控制器中的包含多个通信设备的可编程逻辑控制器内，各通信设备从通过内部总线连接的其他通信设备收集所述其他通信设备所属的网络的网络名称，由此，生成网络结构信息，该网络结构信息是使自己所属的网络的网络名称和与自己所属的网络相邻的网络的网络名称配对而成的；
第二步骤，在所述第一步骤中生成了所述网络结构信息的各通信设备将所述网络结构信息经由所述多个网络的1个或者多个向所述多个可编程逻辑控制器中的除了本通信设备所属的可编程逻辑控制器之外的其他可编程逻辑控制器所包含的通信设备发送；以及
第三步骤，所述多个可编程逻辑控制器所包含的各通信设备对通过所述第一步骤、所述第二步骤得到的所述网络结构信息进行汇总，由此，取得表示整个所述网络系统的所述网络结构的信息。
2.根据权利要求1所述的网络结构信息生成方法，其中，在所述第三步骤中，经由所述网络接收到所述网络结构信息的通信设备分别向本通信设备所管理的网络结构信息管理表追加接收到的所述网络结构信息。
3.根据权利要求1或2所述的网络结构信息生成方法，其中，在所述第二步骤中，所述多个可编程逻辑控制器中的包含多个通信设备的可编程逻辑控制器内的各通信设备在经由自己所属的网络接收到所述网络结构信息时，向通过内部总线连接的其他通信设备发送所述网络结构信息。
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