CN113557693B - 网络设备 - Google Patents

Abstract

根据本发明的网络设备，可实现无论是对于通过协商来设定通信参数的设备，还是对于仅利用规定的通信参数进行通信的设备，均能够连接的网络设备。网络设备(1)的控制部(10)在连接于其他设备时，通过通信部(11、12)尝试利用规定的通信参数的连接，在未建立通信的情况下，执行协商，并利用达成协议的通信参数建立与所述其他设备的通信。

Description

网络设备

技术领域

本发明涉及一种网络设备。

背景技术

在工厂自动化(Factory Automation，FA)领域中，进行分担作业的工序的各种种类的装置的控制。在工厂设施等一定的区域中，为了使用于作业的各种控制器(controller)、远程(remote)输入/输出(Input/Output，I/O)及制造装置联动地运行，构建有将这些装置连接的、也被称作现场网络(field network)的工业用网络系统。以太网控制自动化技术(Ether Control Automation Technology，EtherCAT)(注册商标)也是此种工业用网络系统的方式之一。

在图7的(a)所示的网络系统N7中，两台从机装置依次级联地连接于主机装置。这些网络设备在电源接通时等与网络的连接时，执行决定可在与由通信用电缆连接的其他设备之间相互进行通信那样的通信参数的自动协商。

在图7的(a)中，主机装置为自动协商对应单元3。自动协商对应单元3的输出侧通信部32与作为从机装置的自动协商对应单元4的输入侧通信部41由通信用电缆91连接。自动协商对应单元4的输出侧通信部42与作为从机装置的自动协商对应单元5的输入侧通信部51由通信用电缆92连接。在所述例子中，在自动协商对应单元5的输出侧通信部52未连接有通信用电缆。

此处，所谓输入侧，是指网络系统的上游侧、即靠近主机装置的一侧。所谓输出侧，是指网络系统的下游侧、即远离主机装置的一侧。

在网络系统N7中，例如在为了启动生产系统而使网络设备整体的电源接通时，各设备执行自动协商，因此存在启动需要时间的问题。但是，在生产现场中使用的工业用网络系统中，也存在特别要求启动的迅速性的案例。

因此，各网络设备利用预先唯一确定的通信参数进行通信，由此不需要协商，利用将与网络的连接迅速化的快速连接单元的工业用的网络系统也在使用。图7的(b)所示的网络系统N8为此种例子。

在图7的(b)中，主机装置为快速连接单元6。快速连接单元6的输出侧通信部62与作为从机装置的快速连接单元7的输入侧通信部71由通信用电缆91连接。快速连接单元7的输出侧通信部72与作为从机装置的快速连接单元8的输入侧通信部81由通信用电缆92连接。在所述例子中，在快速连接单元8的输出侧通信部82未连接有通信用电缆。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本公开专利公报“日本专利特开2016-195329号公报”

发明内容

发明所要解决的问题

但是，在自动协商对应单元与快速连接单元之间，网络连接时的动作不同，因此无法建立通信。工业用网络系统中的网络设备实际上是用于生产的设备，且有想要在生产的产品的切换等时能够灵活地进行设备的替换的要求。但是，即便欲将快速连接单元的设备连接于包括自动协商对应单元的网络系统N7，也无法进行通信。相反，即便欲将自动协商对应单元的设备连接于包括快速连接单元的网络系统N8，也无法进行通信。

本发明是鉴于所述问题点而成，其目的在于实现一种网络设备，其无论是对于通过协商来设定通信参数的设备，还是对于仅利用规定的通信参数进行通信的设备，均能够连接。

解决问题的技术手段

为了解决所述问题，本发明采用了以下的结构。

本发明的一方面的网络设备用于主机装置与从机装置通过电缆连接的网络系统，且所述网络设备中，包括以下结构，即包括：通信部，在与其他设备之间进行数据的收发；以及控制部，对所述通信部进行控制，且所述控制部在本机连接于所述网络系统中的其他设备时，通过所述通信部尝试利用规定的通信参数的与所述其他设备的连接，在未建立利用所述规定的通信参数的与所述其他设备的通信的情况下，通过所述通信部执行在与所述其他设备之间决定通信参数的协商，并利用达成协议的通信参数建立与所述其他设备的通信。

发明的效果

根据所述结构，可实现无论是对于通过协商来设定通信参数的设备，还是对于仅利用规定的通信参数进行通信的设备，均能够连接的网络设备。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的网络设备的概略结构图。

图2是表示本发明的实施方式1的网络设备的动作的流程图。

图3是表示本发明的实施例1的事例的图。图3的(a)表示网络设备刚刚连接之后的状态，图3的(b)表示通信建立后的状态。

图4是表示本发明的实施例2的事例的图。

图5是表示本发明的实施例3的事例的图。

图6是表示本发明的实施例4的事例的图。

图7的(a)是表示包括现有技术的自动协商对应单元的网络系统的图，图7的(b)是表示包括现有技术的快速连接单元的网络系统的图。

[附图标记说明]

1、2：网络设备

3、4、5：自动协商对应单元

6、7、8：快速连接单元

10：控制部

11、21、41、51、71、81：输入侧通信部

12、22、32、42、52、62、72、82：输出侧通信部

13：切换部

91、92：通信用电缆

N1、N2、N3、N4、N7、N8：网络系统

具体实施方式

〔实施方式1〕

以下，基于附图对本发明的一方面的实施方式(以下，也表述为“本实施方式”)进行说明。

§1应用例

首先，对本发明所应用的情景的一例进行叙述。本实施方式的网络设备是用于主机装置与从机装置通过通信用电缆连接的网络系统的网络设备。本实施方式的网络设备包括在与其他设备之间进行数据的收发的通信部、以及对通信部进行控制的控制部。

控制部在本机连接于所述网络系统中的其他设备时，通过通信部尝试利用规定的通信参数的与所述其他设备的连接。在利用所述规定的通信参数未建立与其他设备的通信的情况下，控制部通过通信部执行在与其他设备之间决定通信参数的协商。然后，利用在与其他设备之间达成协议的通信参数建立与所述其他设备的通信。

如此，本实施方式的网络设备在连接于网络系统中的其他设备时，首先利用规定的通信参数尝试与其他设备的连接。此处，规定的通信参数是仅利用唯一确定的通信参数进行通信的其他设备所利用的通信参数。因此，若所述其他设备是仅利用规定的通信参数进行通信的设备，则迅速地建立与所述其他设备的通信。

另一方面，若所述其他设备是执行协商来设定通信参数的设备，则在所述试行中不建立通信。于是，接着，执行在与所述其他设备之间决定通信参数的协商，此处所述其他设备与通信参数可达成协议。因此，建立与所述其他设备之间的通信。

因此，根据本实施方式，可实现无论是对于通过协商来设定通信参数的设备，还是对于仅利用规定的通信参数进行通信的设备，均能够连接的网络设备。

§2结构例

图1是表示本实施方式的网络设备1的结构的一例的图。网络设备1包括：控制部10、输入侧通信部11(通信部、第一通信部)、输出侧通信部12(通信部、第二通信部)以及切换部13。

输入侧通信部11为在与网络系统的输入侧的其他设备之间进行通信的功能块。输入侧通信部11通过利用通信用电缆与其他设备的输出侧通信部连接，能够进行与所述其他设备的通信。输出侧通信部12为在与网络系统的输出侧的其他设备之间进行通信的功能块。输出侧通信部12通过利用通信用电缆与其他设备的输入侧通信部连接，能够进行与所述其他设备的通信。

切换部13为输入侧通信部11及输出侧通信部12各自的具有连接模式信息的功能块。连接模式信息为非固定、规定通信参数固定(第一连接模式)、自动协商固定(第二连接模式)的任一者。所谓非固定，是所述应用例中所说明的执行本发明的网络设备的动作的连接模式。切换部13作为例示，能够包括分别关于输入侧通信部11及输出侧通信部12的指拨开关。

所谓规定通信参数固定，是解除所述应用例中所说明的动作并作为仅利用规定的通信参数进行通信的设备(例如现有技术的快速连接单元)运行的连接模式。所谓自动协商固定，是解除所述应用例中所说明的动作并作为在与其他设备之间决定通信参数的协商(例如现有技术的自动协商对应单元)运行的连接模式。

控制部10为进行输入侧通信部11及输出侧通信部12的控制的功能块。另外，控制部10能够从切换部13获取输入侧通信部11及输出侧通信部12各自的连接模式信息。

网络设备1在与网络系统连接时、即在通过输入侧通信部11或者输出侧通信部12连接于网络系统中的其他设备时，执行特征性的动作。

此处，所谓与网络系统的连接，可列举在网络设备1的电源接通的状态下，例如利用通信用电缆将输入侧通信部11连接于网络系统上的运转中的其他设备的输出侧通信部。或者，可列举通信用电缆已经与运转中的其他设备连接，但可使网络设备1的电源从断开变为接通。另外，还可列举使包括包含相互由通信电缆连接的网络设备1的多个网络设备的网络系统中的全部网络设备的电源几乎同时接通那样的情况。

图2是表示网络设备1的特征性的动作的流程图。网络设备1在与网络连接时，执行以下的步骤S1至步骤S6的流程。此处作为例示，对新通过输入侧通信部11连接于网络的情况进行说明。

首先，在步骤S1中，控制部10从切换部13获取输入侧通信部11的连接模式信息，并判断输入侧通信部11的连接模式是否是自动协商固定。在判断为是自动协商固定的情况下(在S1中为是(YES))，进入至步骤S5，在除此以外的情况下(在S1中为否(NO))，进入至步骤S2(步骤S1)。

在步骤S2中，控制部10通过输入侧通信部11尝试与其他设备的通信。此时，通信参数设为仅利用规定的通信参数进行通信的设备所使用的规定条件。作为例示，若设为快速连接单元所利用的通信参数，则将端口类别固定为介质相关接口(Medium DependentInterface，MDI)(在输入侧通信部11的情况下)，将通信速度固定为100MHz，将全双工/半双工的类别固定为全双工(步骤S2)。

继而，在步骤S3中，控制部10判断是否在规定时间内建立了与其他设备的连接、即是否能够基于所述规定的通信参数与其他设备进行通信。此处的规定时间例如可能为1秒～30秒范围的时间。在判断为在规定时间内建立了与其他设备的连接的情况下(在S3中为是)，利用规定的通信参数建立连接，流程结束。在除此以外的情况下(在S3中为否)，进入至步骤S4(步骤S3)。

在步骤S4中，控制部10从切换部13获取输入侧通信部11的连接模式信息，并判断输入侧通信部11的连接模式是否为规定通信参数固定。在判断为是规定通信参数固定的情况下(在S4中为是)，不建立与其他设备的连接，流程结束。在除此以外的情况下(在S4中为否)，进入至步骤S5(步骤S4)。

在步骤S5中，控制部10通过输入侧通信部11执行用于决定能够与其他设备进行通信的通信参数的自动协商。所决定的通信参数为MDI(Medium Dependent Interface)或者介质相关接口交叉(Medium Dependent Interface Crossover，MDI-X)的端口类别、通信速度、全双工/半双工的类别的至少任一者(步骤S5)。

继而，在步骤S6中，控制部10判断是否在规定时间内建立了与其他设备的连接、即是否能够就可通过自动协商在与其他设备之间进行通信的通信参数条件达成协议从而能够利用所述通信参数进行通信。此处的规定时间例如可能为1秒～30秒范围的时间。在判断为在规定时间内建立了与其他设备的连接的情况下(在S6中为是)，利用达成协议的通信参数建立连接，流程结束。在除此以外的情况下(在S6中为否)，进入至步骤S5(步骤S6)。

在所述流程中，在并非通过输入侧通信部11，而是通过输出侧通信部12进行与其他设备的连接的情况下，将步骤S2的规定的通信参数中的端口类别设为MDI-X。另外，在步骤S1及步骤S4中控制部10所获取的连接模式信息设为关于输出侧通信部12的信息，但关于其他均相同。

§3动作例

以下，示出作为实施方式1的网络设备1的动作例的实施例。在以下的说明中，本发明的网络设备设为在发挥本发明的功能的非固定的连接模式下使用。

(实施例1)

图3是用于说明实施例1中的网络设备1的动作的图。实施例1是构建网络系统N1的事例，所述网络系统N1是在图7的(a)所示的现有技术的网络系统N7中，将作为从机设备的自动协商对应单元5替换为实施方式1而成。

由用户利用通信用电缆92将网络设备1的输入侧通信部11连接于自动协商对应单元4的输出侧通信部42。于是首先，网络设备1在与自动协商对应单元4之间利用作为快速连接单元所使用的通信参数的规定的通信参数尝试通信(所述步骤S2、图3的(a))。

于是，在自动协商对应单元4中，自动协商不成立，因此无法建立与网络设备1的通信。因此，网络设备1在经过规定时间后，执行与自动协商对应单元4的自动协商(所述步骤S5)。于是，在与自动协商对应单元4之间自动协商成立，因此在设备间达成协议的条件下建立通信(图3的(b))。

如此，网络设备1能够在与自动协商对应单元4之间进行通信。

(实施例2)

图4是用于说明实施例2中的网络设备1的动作的图。实施例2是在图7的(b)所示的现有技术的网络系统N8中，将作为从机设备的快速连接单元8替换为本发明的网络设备1的案例。

在快速连接单元7中，输入侧通信部71的端口类别被唯一确定为MDI，输出侧通信部72的端口类别被唯一确定为MDI-X。同样在网络设备1中也在规定条件下，输入侧通信部11的端口类别被确定为MDI，输出侧通信部12的端口类别被确定为MDI-X。

由用户利用通信用电缆92将网络设备1的输入侧通信部11连接于快速连接单元7的输出侧通信部72。于是，首先，网络设备1在与快速连接单元7之间利用所确定的规定的通信参数尝试通信(所述步骤S2)。快速连接单元7也为以所确定的规定的通信参数固定进行通信的网络设备，因此立即建立通信。将快速连接单元8从网络系统N8被替换为网络设备1且能够通信的网络系统称为网络系统N2。

如上所述，在网络设备1中，能够在与快速连接单元7进行通信。而且，在与快速连接单元7之间的通信迅速地建立。

(实施例3)

图5是用于说明实施例3中的网络设备1的动作的图。在图5所示的网络系统N3中，主机装置为快速连接单元6。快速连接单元6的输出侧通信部62与作为从机装置的网络设备2的输入侧通信部21由通信用电缆91连接。网络设备2的输出侧通信部22与作为从机装置的网络设备1的输入侧通信部11由通信用电缆92连接。在所述例子中，在网络设备1的输出侧通信部12未连接有通信用电缆。此处，网络设备2也与网络设备1同样地，是实施方式1的网络设备。

关于快速连接单元6与网络设备2之间的连接，与实施例2相同。即，利用所确定的规定的通信参数立即建立通信。

接着，网络设备2与网络设备1之间的连接如下所述。网络设备2及网络设备1均利用最初所确定的规定的通信参数尝试通信(所述步骤S2)。因此，利用规定的通信参数建立通信。

如此，能够在实施方式1的网络设备1、网络设备2之间进行通信。而且，在不执行自动协商的情况下迅速地建立通信。

(实施例4)

图6是用于说明实施例4中的网络设备1的动作的图。在图6所示的网络系统N4中，主机装置为自动协商对应单元3。自动协商对应单元3的输出侧通信部32与作为从机装置的网络设备2的输入侧通信部21由通信用电缆91连接。网络设备2的输出侧通信部22与作为从机装置的网络设备1的输入侧通信部11由通信用电缆92连接。在所述例子中，在网络设备1的输出侧通信部12未连接有通信用电缆。

关于自动协商对应单元3与网络设备2之间的连接，与实施例1相同。即，通过两设备间的自动协商，建立通信。关于网络设备2与网络设备1之间的连接，与实施例3相同。即，利用所确定的规定的通信参数立即建立通信。

在网络设备2中，关于输入侧通信部21，通过自动协商建立通信，关于输出侧通信部22，利用所确定的规定的通信参数立即建立通信。如此，在实施方式1的网络设备2中，输入侧通信部21及输出侧通信部22均能够根据连接对象建立通信。

如上所述，实施方式1的网络设备1对于仅利用所确定的规定的通信参数进行通信的设备(快速连接单元)可迅速地建立通信。另外，对于进行协商来确定通信参数进行通信的建立的设备(自动协商对应单元)也可建立通信。进而，即便是实施方式1的网络设备彼此也可迅速地建立通信。

因此，无论工业用网络系统中的现有设备是仅利用规定的通信参数进行通信的设备、还是进行协商来确定通信参数并进行通信的建立的设备，即便用户未注意，也可连接实施方式1的网络设备1，从而用户的便利性提高。另外，用户也可不准备此种不同通信形式的设备作为也是特定的生产用设备的网络设备，也可不具有多余的设备。另外，实施方式1的网络设备1以尽可能不进行协商来建立通信的方式运行，因此连接时的通信的建立有效率。

在图2所示的流程中，对网络设备1与网络连接时的动作进行说明。但是，即便在将其他设备新连接于运转中的网络设备1的情况下，网络设备1也同样地运行。因此，即便关于对于网络设备1连接其他设备的情况，也可获得所述同样的效果。因此，用户可经由实施方式1的网络设备1连接此种不同通信形式的设备。

但是，在将其他设备新连接于运转中的网络设备1的情况下无法连接的情况下，通过将所述网络设备1的连接模式适宜设为规定通信参数固定或者自动协商固定，可使得能够可靠地进行连接。

〔借助软件的实现例〕

网络设备1的功能块(特别是控制部10)既可通过形成于集成电路(IC(IntegratedCircuit)芯片(chip))等上的逻辑电路(硬件)实现，也可通过软件来实现。

在后者的情况下，控制部10包括执行实现各功能的软件即程序的命令的计算机。所述计算机例如包括一个以上的处理器，并且包括存储有所述程序的、计算机可读取的记录介质。而且，在所述计算机中，通过所述处理器从所述记录介质读取并执行所述程序，达成本发明的目的。

作为所述处理器，例如可使用中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。作为所述记录介质，可使用“并非临时的有形介质”，例如除了只读存储器(Read Only Memory，ROM)等以外，还可使用带(tape)、盘(disk)、卡(card)、半导体存储器、可编程的逻辑电路等。另外，也可还包括展开所述程序的随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)等。

另外，所述程序也可经由能够传输此程序的任意传输介质(通信网络或广播波等)而供给至所述计算机。此外，本发明的一形态也能以通过电子传输来将所述程序具现化的、被嵌入载波中的数据信号的形态来实现。

在所述各实施方式、实施例中，以本发明的网络设备为包括输入侧通信部与输出侧通信部的从机装置的情况为例进行了说明。但是，本发明的应用并不限于此，也可同样地应用于包括输入侧通信部而不包括输出侧通信部的从机装置。另外，也可同样地应用于包括输入侧通信部与输出侧通信部的主机装置、包括输出侧通信部而不包括输入侧通信部的主机装置。

〔总结〕

本发明的一方面的网络设备用于主机装置与从机装置通过电缆连接的网络系统，且所述网络设备中，包括以下结构，即包括：通信部，在与其他设备之间进行数据的收发；以及控制部，对所述通信部进行控制，且所述控制部在本机连接于所述网络系统中的其他设备时，通过所述通信部尝试利用规定的通信参数的与所述其他设备的连接，在未建立利用所述规定的通信参数的与所述其他设备的通信的情况下，通过所述通信部执行在与所述其他设备之间决定通信参数的协商，并利用达成协议的通信参数建立与所述其他设备的通信。

根据所述结构，可实现无论是对于通过协商来设定通信参数的设备，还是对于仅利用规定的通信参数进行通信的设备，均能够连接的网络设备。而且，对于仅利用规定的通信参数进行通信的设备，能够迅速地进行通信的建立。另外，在所述本发明的一方面的网络设备之间也能够迅速地进行通信的建立。

在所述一方面的网络设备中，也可包括以下结构：所述通信参数是端口类别、通信速度、及全双工/半双工的类别的至少任一者。

根据所述结构，可具体地构成所述通信参数。

在所述一方面的网络设备中，也可包括以下结构：构成为能够将与所述网络系统中的其他设备连接时的动作模式进一步切换为第一连接模式，在被设定为所述第一连接模式的情况下，所述控制部在本机连接于所述网络系统中的其他设备时，通过所述通信部尝试利用所述规定的通信参数的与所述其他设备的连接。

根据所述结构，通过仅利用本发明的网络设备的功能的一部分，可根据用户的选择，使连接于网络系统时的动作与现有技术的设备(例如快速连接单元)的动作相同。

在所述一方面的网络设备中，也可包括以下结构：构成为能够将与所述网络系统中的其他设备连接时的动作模式进一步切换为第二连接模式，在被设定为所述第二连接模式的情况下，所述控制部在本机连接于所述网络系统中的其他设备时，通过所述通信部执行在与所述其他设备之间决定通信参数的协商，并尝试利用达成协议的通信参数建立与所述其他设备的通信。

根据所述结构，通过仅利用本发明的网络设备的功能的一部分，可根据用户的选择，使连接于网络系统时的动作与现有技术的设备(例如自动协商对应单元)的动作相同。

在所述一方面的网络设备中，其可为从机装置，且可包括：第一通信部，用于与主机装置侧的其他设备连接；以及第二通信部，用于和与主机装置为相反侧的其他设备连接。

根据所述结构，可将所述本发明的一方面的网络设备具体地构成为从机设备。

本发明并不限定于所述的各实施方式、实施例，能够在权利要求所示的范围内进行各种变更，不同的实施方式、实施例中分别公开的技术部件适当组合而获得的实施方式也包含于本发明的技术范围内。

Claims (5)

1.一种网络设备，用于主机装置与从机装置通过电缆连接的网络系统，且所述网络设备的特征在于，包括：

通信部，在所述网络设备与其他设备之间进行数据的收发，其中所述网络设备为所述主机装置与所述从机装置的一者；以及

控制部，对所述通信部进行控制，且

所述控制部在所述网络设备连接于所述网络系统中的其他设备时，

通过所述通信部利用规定的通信参数，尝试与所述其他设备的连接，其中所述规定的通信参数是仅利用唯一确定的通信参数进行通信的所述其他设备所利用的通信参数，

在未建立利用所述规定的通信参数的与所述其他设备的通信的情况下，通过所述通信部执行决定在与所述其他设备之间的通信参数的协商，并利用达成协议的通信参数建立与所述其他设备的通信。

2.根据权利要求1所述的网络设备，其特征在于，所述通信参数是端口类别、通信速度、及全双工/半双工的类别的至少任一者。

3.根据权利要求1或2所述的网络设备，其特征在于，构成为能够将与所述网络系统中的其他设备连接时的动作模式进一步切换为第一连接模式，

在被设定为所述第一连接模式的情况下，

所述控制部在所述网络设备连接于所述网络系统中的其他设备时，

通过所述通信部利用所述规定的通信参数，尝试与所述其他设备的连接。

4.根据权利要求1或2所述的网络设备，其特征在于，构成为能够将与所述网络系统中的其他设备连接时的动作模式进一步切换为第二连接模式，

在被设定为所述第二连接模式的情况下，

所述控制部在所述网络设备连接于所述网络系统中的其他设备时，

通过所述通信部执行决定在与所述其他设备之间的通信参数的协商，并尝试利用达成协议的通信参数建立与所述其他设备的通信。

5.根据权利要求1或2所述的网络设备，其特征在于，其为从机装置，且

包括：第一通信部，用于与主机装置侧的其他设备连接；以及第二通信部，用于和与主机装置为相反侧的其他设备连接。

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