DE102015006624A1

DE102015006624A1 - Steuervorrichtung, die in der Lage ist, eine Kommunikationszykluszeit zu verringern

Info

Publication number: DE102015006624A1
Application number: DE102015006624.2A
Authority: DE
Inventors: Arito HASHIMOTO; Shogo Inoue
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2014-05-29
Filing date: 2015-05-22
Publication date: 2015-12-03
Also published as: CN105302090A; JP2015226244A; US9674288B2; US20150350345A1

Abstract

Eine Steuervorrichtung (Knoten) unterteilt alle Knoten, die mit dem Netzwerk verbunden sind, in mehrere Netzwerkgruppen und vermittelt den Teilnetzwerkgruppen Netzwerkidentifikationszahlen zu deren Identifikation. Ein Tokenrahmen umfasst eine Netzwerkidentifikationszahl. Diese Netzwerkidentifikationszahl ermöglicht eine gemeinsame Verwendung von Daten unter allen Knoten, die mit dem Netzwerk verbunden sind, während ein Token für jede Netzwerkgruppe lediglich in der Netzwerkgruppe herumgereicht wird.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft numerische Steuervorrichtungen, Robotersteuervorrichtungen und programmierbare Logiksteuervorrichtungen, die Werkzeugmaschinen und Industrieeinrichtungen steuern.
2. Beschreibung des verwandten Stands der Technik
Bei einigen Produktionsstraßen, die eine Vielzahl von Herstellungseinrichtungen (wie Werkzeugmaschinen, Roboter und Industrieeinrichtungen) umfassen, sind Steuervorrichtungen (wie numerische Steuervorrichtungen, Robotersteuervorrichtungen und programmierbare Logiksteuervorrichtungen) zum Steuern der Herstellungseinrichtungen durch ein Netzwerk verbunden. Des Weiteren werden Daten bezüglich der Steuervorrichtungen gemeinsam verwendet, um eine synchrone Steuerung, eine zusammenarbeitende Steuerung oder dergleichen durchzuführen. In einem solchen Fall werden Daten unter den Steuervorrichtungen durch ein Netzwerk gemeinsam verwendet, das ein gemeinsames Speichersystem einsetzt.
In einem Netzwerk, das ein gemeinsames Speichersystem einsetzt, wird ein vorbestimmter Speicherbereich von jedem der Steuervorrichtungen (Knoten), die das Netzwerk bilden, als ein gemeinsamer Speicherbereich gesetzt. Dieser gemeinsame Speicherbereich umfasst einen Knoten-eigenen Bereich zum Speichern von Daten, die von dem eigenen Knoten zu den anderen Knoten zu senden sind, und Bereiche für andere Knoten zum Speichern von Daten, die von den anderen Knoten gesendet werden. Des Weiteren erzeugt jeder Knoten einen Knoten-eigenen Datenrahmen, der Knoten-eigene Daten, die aus dem Knoten-eigenen Bereich in dem gemeinsamen Speicherbereich erlangt sind, und dessen eigene Knotenzahl umfassen, und sendet den Koten-eigenen Datenrahmen über das Netzwerk.
Ein Datenrahmen von jedem Knoten muss zu allen anderen Knoten gesendet werden, die mit dem Netzwerk verbunden sind, und deshalb wird eine Rundsendung verwendet. Der Datenrahmen, der durch die Rundsendung gesendet wird, wird durch all die anderen Knoten empfangen, die mit dem Netzwerk verbunden sind. Jeder empfangende Knoten speichert Quellknotendaten, die aus dem empfangenen Datenrahmen erlangt sind, in dem Quellknotenbereich unter den Bereichen für andere Knoten in dem gemeinsamen Speicherbereich. Dies ermöglicht eine gemeinsame Datenverwendung unter all den Knoten, die mit dem Netzwerk verbunden sind (vgl. 13).
In dem Fall, in dem jeder Knoten eine Rundsendung zu einem individuellen Zeitpunkt durchführt, kann das Netzwerk zeitweilig stark belastet werden. Um sich dieses Umstands anzunehmen, wird eine Technik eingesetzt, in der unter Verwendung eines Senderechts (das Token genannt wird), lediglich ein Knoten, der das Token innehat, einen Knoten-eigenen Datenrahmen sendet. Nachdem der Token-innehabende Knoten den Knoten-eigenen Datenrahmen sendet, erzeugt der Token-innehabende Knoten einen Token-Rahmen, der die Zahl eines nächsten Token-innehabenden Knoten umfasst, und sendet den Token-Rahmen über das Netzwerk, um das Token zu dem nächsten Token innehabenden Knoten weiter zu reichen. Dies wird wiederholt, um das Token herum zu reichen, und alle die Knoten, die mit dem Netzwerk verbunden sind, senden Knoten-eigene Datenrahmen sequenziell. Wenn das Token zurück zu dem Knoten durch gereicht wird, der das Token zuerst innehatte, ist eine Datenaktualisierung für all die Knoten vollendet, die mit dem Netzwerk verbunden sind. Es bestimmt mit anderen Worten der Zyklus des Tokens einen Kommunikationszyklus.
Als eine solche Technik zum Herumreichen des Tokens unter einer Vielzahl von Knoten, die mit einem Netzwerk verbunden sind, um Daten unter den Knoten gemeinsam zu verwenden, offenbart JIS B 3521 das FL-net (OPCN-2), das durch die Vereinigung japanischer Elektrohersteller standardisiert ist.
In einem Netzwerk, in dem ein Token herum gereicht wird, senden alle Knoten, die mit dem Netzwerk verbunden sind, Daten sequenziell. Demgemäß liegt das nachfolgende Problem vor: wenn sich die Anzahl von Knoten erhöht, die mit dem Netzwerk verbunden sind, erhöht sich die Länge des Zirkulationszyklus des Token, und erhöht sich demgemäß die Kommunikationszykluszeit des gesamten Netzwerks.
Ein machbarer Weg zum Verringern der Anzahl von Knoten, die mit dem vorstehend beschriebenen Netzwerk verbunden sind, und zum Verringern der Kommunikationszykluszeit besteht in einer physikalischen Teilung des Netzwerks. Dieses Verfahren weist jedoch das Problem dahingehend auf, dass Knoten in jedem Teilnetzwerk keine Daten von Knoten außerhalb des Teilnetzwerks gemeinsam verwenden können (vgl. 14).
Des Weiteren können in dem vorstehend beschriebenen Netzwerk, da das Token unter all den Knoten herum gereicht wird, die mit dem Netzwerk verbunden sind, die Datenaktualisierungszyklen der Knoten nicht eingestellt werden. Hierbei wird derselbe Datenaktualisierungszyklus wie jener eines Knotens, der einen kurzen Datenaktualisierungszyklus erfordert, ebenso bei einem Knoten angewendet, bei dem ein langer Datenaktualisierungszyklus akzeptabel ist. Demgemäß liegt ein Problem dahingehend vor, dass unnötige Datenkommunikation durchgeführt wird, und so das Netzwerk unnötig belastet wird.
Kurzfassung der Erfindung
Demgemäß besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer Steuervorrichtung, die die vorstehend beschriebenen Probleme des Standes der Technik lösen kann und die eine Kommunikationszykluszeit verringern kann.
Eine Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist konfiguriert, um ein Token unter einer Vielzahl von Knoten herum zu reichen und zu ermöglichen, dass Daten bezüglich jedes Knotens gemeinsam verwendet werden, wobei die Vielzahl von Knoten eine Vielzahl von Steuervorrichtungen ist, die mit einem Netzwerk verbunden sind. Die Steuervorrichtung umfasst eine Datenspeichereinheit zur gemeinsamen Verwendung von Daten unter der Vielzahl von Knoten, die mit dem Netzwerk verbunden sind; eine Netzwerkinformationsspeichereinheit zum Speichern von zumindest einem Satz von Netzwerkinformationen, die eine Netzwerkidentifikationszahl zum Identifizieren von zumindest einer Netzwerkgruppe, die einen eigenen Knoten und zumindest einen anderen Knoten umfassen, die zuvor spezifiziert sind, derjenigen Knoten, die mit dem Netzwerk verbunden sind, und eine Liste verbundener Knoten der Netzwerkgruppe umfasst, zu der der eigene Knoten gehört; eine Tokenspeichereinheit zum Speichern eines Tokens der Netzwerkgruppe, zu der der eigene Knoten gehört; eine Sendeeinheit zur Durchführung einer Sendung zu all den anderen Knoten, die mit dem Netzwerk verbunden sind; und eine Empfangseinheit zum Durchführen eines Empfangs von dem anderen Knoten, der mit dem Netzwerk verbunden ist. Die Sendeeinheit umfasst eine Sendetypbestimmungseinheit zum Bestimmen eines Typs (Token oder Daten) eines zu sendenden Rahmens; eine Erzeugungseinheit für Knoten-eigene Sendedaten zum Erlangen von Knoten-eigenen Daten aus einem Knoten-eigenen Datenbereich der Datenspeichereinheit und zum Erzeugen eines Knoten-eigenen Datenrahmens, falls bestimmt wird, dass der Typ des zu sendenden Rahmens Daten lautet; eine Erzeugungseinheit für ein Token, zu dem eine Netzwerkidentifikationszahl hinzugefügt ist, um, falls bestimmt wird, dass der Typ des zu sendenden Rahmens Token lautet, einen nächsten Token-innehabenden Knoten aus einer Liste verbundener Knoten der Netzwerkgruppe auszuwählen, die das Token inne hat, um einen Tokenrahmen zu erzeugen, der an den nächsten Token innehabenden Knoten adressiert ist, und um die Netzwerkidentifikationszahl der Netzwerkgruppe zu dem erzeugten Tokenrahmen hinzuzufügen; und eine Rahmensendeeinheit zum Senden des zu sendenden Rahmens zu allen anderen Knoten, die mit dem Netzwerk verbunden sind, durch eine Rundsendung. Die Empfangseinheit umfasst eine Rahmenempfangseinheit zum Empfangen eines Rahmens von einem anderen Knoten, der mit dem Netzwerk verbunden ist; eine Netzwerkidentifikationszahlbestimmungseinheit zum Prüfen, ob der empfangene Rahmen die Netzwerkidentifikationszahl der Netzwerkgruppe umfasst oder nicht, zu der der eigene Knoten gehört, und zum Verwerfen des empfangenen Rahmens, falls der empfangene Rahmen eine Netzwerkidentifikationszahl umfasst, die von der Netzwerkidentifikationszahl der Netzwerkgruppe verschieden ist, zu der der eigene Knoten gehört; eine Empfangstypbestimmungseinheit zum Bestimmen eines Typs (Token oder Daten) des empfangenen Rahmens; eine Speichereinheit für empfangene Daten des anderen Knotens, um, falls bestimmt wird, dass der Typ des empfangenen Rahmens Daten lautet, Quellknotendaten aus dem Datenrahmen zu erlangen und die erlangten Quellknotendaten in einem Quellknotenbereich unter Bereichen für andere Knoten der Datenspeichereinheit zu speichern; und eine Tokenbestimmungseinheit, um, falls bestimmt wird, dass der Typ des empfangenen Rahmens Token lautet, zu prüfen, ob das Token an den eigenen Knoten adressiert ist oder nicht, und um in der Tokenspeichereinheit das Token der Netzwerkgruppe zu speichern, die mit der Netzwerkidentifikationszahl identifiziert ist, die in dem Token umfasst ist, falls das Token an den eigenen Knoten adressiert ist.
In der vorliegenden Erfindung werden alle Knoten, die mit dem Netzwerk verbunden sind, in definierte Netzwerkgruppen unterteilt; dies geschieht jedoch lediglich logisch. Demgemäß können alle Knoten miteinander kommunizieren. Verglichen mit dem gesamten Netzwerk umfasst jede Netzwerkgruppe eine kleinere Anzahl von Knoten, unter denen ein Token herumgereicht wird, und weist deshalb einen kürzeren Token-Herumreichezyklus und eine kürzere Kommunikationszykluszeit auf. Es können Daten bezüglich des gesamten Netzwerks ohne Rücksichtnahme auf jede Netzwerkgruppe gemeinsam verwendet werden. Somit kann die Kommunikationszykluszeit des gesamten Netzwerks verlängert werden, während Daten unter all den Knoten gemeinsam verwendet werden. Da des Weiteren ein Token in jeder Netzwerkgruppe herumgereicht wird, kann der Datenaktualisierungszyklus der Knoten für jede Netzwerkgruppe eingestellt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Diese und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung exemplarischer Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen offensichtlich werden. Es zeigen:
1 eine Ansicht, die eine gemeinsame Datenverwendung unter Knoten für den Fall zeigt, in dem eine Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung alle Knoten, die mit einem Netzwerk verbunden sind, in Netzwerkgruppen unterteilt;
2 eine Ansicht, die Netzwerkinformationen bezüglich einer Netzwerkgruppe G1 zeigt;
3 eine Darstellung, die einen Datenrahmen und einen Tokenrahmen zeigt;
4 eine Ansicht, die eine Datensendung aus einem Token-innehabenden Knoten N1 der Netzwerkgruppe G1 zeigt;
5 eine Ansicht, die eine Tokensendung von dem Token-innehabenden Knoten N1 der Netzwerkgruppe G1 zeigt;
6 eine Ansicht, die eine Datensendung von einem Token-innehabenden Knoten N2 der Netzwerkgruppe G1 zeigt;
7 eine Ansicht, die eine Tokensendung von dem Token-innehabenden Knoten N2 der Netzwerkgruppe G1 zeigt;
8 eine Darstellung, die die interne Konfiguration eines Ausführungsbeispiels einer Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 eine Darstellung, die die interne Konfiguration einer Sendeeinheit der Steuervorrichtung gemäß 8 zeigt;
10 eine Darstellung, die die interne Konfiguration einer Empfangseinheit der Steuervorrichtung gemäß 8 zeigt;
11 ein Ablaufdiagramm, das einen Verarbeitungsablauf in der Sendeeinheit der Steuervorrichtung gemäß 8 zeigt;
12 ein Ablaufdiagramm, das einen Verarbeitungsablauf in der Empfangseinheit der Steuervorrichtung gemäß 8 zeigt;
13 eine Ansicht, die eine gemeinsame Datenverwendung bezüglich eines Netzwerks zeigt, das ein gemeinsames Speichersystem verwendet; und
14 eine Ansicht, die eine gemeinsame Datenverwendung für den Fall zeigt, in dem ein Netzwerk physikalisch unterteilt ist.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
1 zeigt eine Ansicht, die eine gemeinsame Datenverwendung unter Knoten für den Fall zeigt, in dem eine Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung alle Knoten, die mit einem Netzwerk verbunden sind, in Netzwerkgruppen unterteilt.
Eine Steuervorrichtung (Knoten) gemäß der vorliegenden Erfindung unterteilt alle Knoten, die mit einem Netzwerk verbunden sind, in eine Vielzahl von Netzwerkgruppen, die vorab definiert sind. Diese Netzwerkgruppen werden mit Netzwerkidentifikationszahlen identifiziert. Eine Netzwerkidentifikationszahl zum Identifizieren einer Netzwerkgruppe wird zu einem Tokenrahmen hinzugefügt (vgl. 3). Unter Verwendung der Netzwerkidentifikationszahlen wird ein System konfiguriert, in dem jedes der Token für jeweilige Netzwerkgruppen lediglich in der entsprechenden Netzwerkgruppe herumgereicht wird. Somit ermöglicht die Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine gemeinsame Verwendung von Daten unter allen Knoten, die mit dem Netzwerk verbunden sind, während jedes Token lediglich unter den Knoten in der entsprechenden definierten Netzwerkgruppe herumgereicht wird, wobei alle Knoten mit dem Netzwerk verbunden sind.
Wie in 1 gezeigt ist, werden Netzwerkgruppen, zu denen Knoten N1, N2, N3 und N4, die mit dem Netzwerk verbunden sind, gehören, vorab wie folgt definiert. Die Knoten N1 und N2 gehören zu einer Netzwerkgruppe G1 mit der Netzwerkidentifikationszahl 1; die Knoten N2 und N3 gehören zu einer Netzwerkgruppe G2 mit einer Netzwerkidentifikationszahl 2; und die Knoten N3 und N4 gehören zu einer Netzwerkgruppe G3 mit einer Netzwerkidentifikationszahl 3.
2 zeigt eine Ansicht, die Netzwerkinformationen bezüglich der Netzwerkgruppe G1 zeigt. Eine Netzwerksinformationsspeichereinheit (vgl. 8) des Knotens N1 speichert Netzwerkinformationen bezüglich der Netzwerkgruppe G1, zu der der Knoten N1 gehört. Als die Netzwerkinformationen bezüglich der Netzwerkgruppe G1 wird 1 in einer Netzwerkidentifikationszahl gespeichert. Außerdem werden Knoten N1 und N2 in einer Liste verbundener Knoten gespeichert.
3 zeigt eine Darstellung, die einen Datenrahmen und einen Tokenrahmen zeigt.
In der Netzwerkgruppe G1, zu der die Knoten N1 und N2 gehören, wird von dem Knoten N1 angenommen, ein Token inne zu haben. Da der Knoten N1 das Token der Netzwerkgruppe G1 innehat, erlangt der Knoten N1 selbst Knoten-eigene Daten aus einem Knoten-eigenen Bereich in einem gemeinsamen Speicherbereich, erzeugt einen Knoten-eigenen Datenrahmen und versendet den erzeugten Knoten-eigenen Datenrahmen zu allen anderen Knoten (Knoten N2, N3 und N4), die mit dem Netzwerk verbunden sind, durch eine Rundsendung.
4 zeigt eine Ansicht, die wiederum eine Datensendung aus dem Token-innehabenden Knoten N1 der Netzwerkgruppe G1 zeigt.
Wie in 4 gezeigt, da der aus dem Knoten N1 gesendete Rahmen keine Netzwerkidentifikationszahl umfasst, empfängt jeder der Knoten N2, N3 und N4 den Rahmen. Da des Weiteren der Typ des empfangenen Rahmens Datenrahmen lautet, erlangt jeder der Knoten N2, N3 und N4 Daten des Knotens N1 aus dem Datenrahmen und speichert die erlangten Daten des Knoten N1 in einem Bereich für den Knoten N1 in den gemeinsamen Speicherbereich.
5 zeigt eine Ansicht, die wiederum eine Tokensendung aus dem Token-innehabenden Knoten N1 der Netzwerkgruppe G1 zeigt.
Knoten, die zu der Netzwerkidentifikationszahl 1 (Gruppe G1) gehören, sind die Knoten N1 und N2. Verbundene Knoten (bzw. die einsprechende Liste) für die Netzwerkidentifikationszahl 1 umfassen die Knoten N1 und N2. Knoten, die zu der Netzwerkidentifikationszahl 2 (Gruppe G2) gehören, sind die Knoten N2 und N3. Verbundene Knoten (bzw. die entsprechende Liste) für die Netzwerkidentifikationszahl 2 umfassen die Knoten N2 und N3. Knoten, die zu der Netzwerkidentifikationszahl 3 (Gruppe G3) gehören, sind die Knoten N3 und N4. Verbundene Knoten (bzw. die entsprechende Liste) für die Netzwerkidentifikationszahl 3 umfassen die Knoten N3 und N4.
Nach dem Senden der Knoten-eigenen Daten wählt der Knoten N1 den Knoten N2 als den nächsten Token-innehabenden Knoten aus der Liste verbundener Knoten der Netzwerkgruppe G1 aus und erzeugt einen Tokenrahmen (vgl. 3), der an den Knoten N2 adressiert ist. Der Knoten N1 fügt die Netzwerkidentifikationszahl 1 der netzwerkgruppe G1 zu dem erzeugten Tokenrahmen hinzu und sendet den Tokenrahmen zu allen anderen Knoten (Knoten N2, N3 und N4), die mit dem Netzwerk verbunden sind, durch eine Rundsendung.
Knoten N2 empfängt den Rahmen, der aus dem Knoten N1 gesendet ist, da der Rahmen eine Netzwerkidentifikationszahl umfasst und die Netzwerkidentifikationszahl mit der Netzwerkidentifikationszahl der Netzwerkgruppe übereinstimmt, zu der der eigenen Knoten (Knoten N2) gehört. Der Knoten N2 speichert das Token der Netzwerkgruppe G1 in einer Tokenspeichereinheit 12 (vgl. 12), da der Typ des empfangenen Rahmens Token lautet und das Token an den eigenen Knoten adressiert ist.
Jeder der Knoten N3 und N4 verwirft den Rahmen, der aus dem Knoten N1 gesendet ist, da der Rahmen, der aus dem Knoten N1 gesendet ist, eine Netzwerkidentifikationszahl umfasst, und jene Netzwerkidentifikationszahl von der Netzwerkidentifikationszahl der Netzwerkgruppe verschieden ist, zu der der eigenen Knoten (Knoten N3, Knoten N4) gehört.
6 zeigt eine Ansicht, die wiederum eine Datensendung aus dem Token-innehabenden Knoten N2 der Netzwerkgruppe G1 zeigt.
Da der Knoten N2 das Token der Netzwerkgruppe G1 inne hat, erlangt der Knoten N2 selbst Knoten-eigene Daten aus einem Knoten-eigenen Bereich in einem gemeinsamen Speicherbereich, erzeugt einen Knoten-eigen Datenrahmen und sendet den erzeugten Knoten-eigenen Datenrahmen zu allen anderen Knoten (Knoten N1, N3 und N4), die mit dem Netzwerk verbunden sind, durch eine Rundsendung. Da der aus dem Knoten N2 gesendete Rahmen keine Netzwerkidentifikationszahl umfasst, empfängt jeder der Knoten N1, N3 und N4 den Rahmen. Da des Weiteren der Typ des empfangenen Rahmens Datenrahmen lautet, erlangt jeder der Knoten N1, N3 und N4 Daten des Knotens N2 aus dem Datenrahmen und speichert die erlangten Daten des Knotens N2 in einem Bereich des Knotens N2 in dem gemeinsamen Speicherbereich.
7 zeigt eine Darstellung, die wiederum eine Tokensendung aus dem Token-innehabenden Knoten N2 der Netzwerkgruppe G1 zeigt.
Nach dem Senden der Knoten-eigenen Daten wählt der Knoten N2 den Knoten N1 als den nächsten Token-innehabenden Knoten aus der Liste verbundener Knoten der Netzwerkgruppe G1 aus und erzeugt einen Tokenrahmen (vgl. 3), der an den Knoten N1 adressiert ist. Der Knoten N2 fügt die Netzwerkidentifikationszahl 1 der Netzwerkgruppe G1 zu dem erzeugten Tokenrahmen hinzu und sendet den Tokenrahmen zu allen anderen Knoten (Knoten N1, N3 und N4), die mit dem Netzwerk verbunden sind, durch eine Rundsendung.
Der Knoten N1 empfängt den aus den Knoten N2 gesendeten Rahmen, da der Rahmen eine Netzwerkidentifikationszahl umfasst, und jene Netzwerkidentifikationszahl mit der Netzwerkidentifikationszahl der Netzwerkgruppe übereinstimmt, zu der der eigene Knoten (Knoten N1) gehört. Der Knoten N1 speichert das Token der Netzwerkgruppe G1 in einer Tokenspeichereinheit 12 (vgl. 8), da der Typ des empfangenen Rahmens Token lautet und das Token an den eigenen Knoten adressiert ist.
Jeder der Knoten N1 und N4 verwirft den aus dem Knoten N2 gesendeten Rahmen, da der aus dem Knoten N2 gesendete Rahmen eine Netzwerkidentifikationszahl umfasst und jene Netzwerkidentifikationszahl von der Netzwerkidentifikationszahl der Netzwerkgruppe verschieden ist, zu der der eigene Knoten (Knoten N3, Knoten N4) gehört.
Da in der Netzwerkgruppe G1 der Knoten N1 und N2 das Token zwischen den Knoten N1 und N2 herumgereicht werden kann, können somit Daten bezüglich des Knoten N1 gemeinsam unter dem Knoten N2, N3 und N4 verwendet werden, und können Daten bezüglich des Knotens N2 unter den Knoten N1, N3 und N4 gemeinsam verwendet werden.
Die vorstehende Beschreibung der Netzwerkgruppe G1 der Knoten N1 und N2 trifft ebenso auf die Netzwerkgruppe G2 der Knoten N2 und N3 und auf die Netzwerkgruppe G3 der Knoten N3 und N4 zu. Demgemäß, wie in 1 gezeigt ist, wird ein Token lediglich zwischen den Knoten jeder der Netzwerkgruppen der Knoten N1 und N2, der Knoten N2 und N3 und der Knoten N3 und N4 herumgereicht. Dadurch es können Daten bezüglich jedes Knotens unter allen Knoten N1, N2, N3 und N4 gemeinsam verwendet werden.
8 zeigt eine Darstellung, die wiederum die interne Konfiguration eines Ausführungsbeispiels einer Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Eine Steuervorrichtung 10 ist mit einer Vielzahl anderer Steuervorrichtungen durch ein Netzwerk verbunden. Die Steuervorrichtung 10 ist eine numerische Steuervorrichtung zum Steuern einer Werkzeugmaschine, einer Robotersteuervorrichtung zum Steuern eines Roboters oder eine programmierbare Logiksteuervorrichtung. Die Steuervorrichtung 10 umfasst eine Einrichtung zum Herumreichen eines Tokens unter einer Vielzahl von Knoten, die eine Vielzahl von Steuervorrichtungen sind, die mit dem Netzwerk verbunden sind, um Daten bezüglich jedes Knotens gemeinsam zu verwenden.
Die Steuervorrichtung 10 umfasst eine Datenspeichereinheit 13, eine Netzwerkinformationsspeichereinheit 14, eine Tokenspeichereinheit 12, eine Sendeeinheit 11 und eine Empfangseinheit 15. Die Datenspeichereinheit 13 verwendet Daten unter einer Vielzahl von Knoten gemeinsam, die mit dem Netzwerk verbunden sind. Die Netzwerkinformationsspeichereinheit 14 speichert zumindest einen Satz von Netzwerkinformationen, die eine Netzwerkidentifikationszahl zum Identifizieren von zumindest einer Netzwerkgruppe, die den eigenen Knoten und zumindest einen anderen Knoten umfasst, die vorab spezifiziert sind, derjenigen Knoten, die mit dem Netzwerk verbunden sind, und eine Liste verbundener Knoten der Netzwerkgruppe umfasst, zu der der eigene Knoten gehört. Die Tokenspeichereinheit 12 hat einen Token der Netzwerkgruppe inne, zu der der eigene Knoten gehört. Die Sendeeinheit 11 führt eine Sendung zu allen anderen Knoten durch, die mit dem Netzwerk verbunden sind. Die Empfangseinheit 15 führt einen Empfang von einem anderen Knoten aus, der mit dem Netzwerk verbunden ist.
9 zeigt eine Darstellung, die wiederum die interne Konfiguration der Sendeeinheit 11 der Steuervorrichtung 10 gemäß 8 zeigt.
Die Sendeeinheit 11 umfasst eine Sendetypbestimmungseinheit 20, eine Erzeugungseinheit 22 für Knoten-eigene Sendedaten, eine Erzeugungseinheit 21 für ein Token, zu dem eine Netzwerkidentifikationszahl hinzugefügt ist, und eine Rahmensendeeinheit 23. Die Sendetypbestimmungseinheit 20 bestimmt den Typ (Token oder Daten) eines zu sendenden Rahmens. Die Erzeugungseinheit 22 für Knoten-eigene Sendedaten erlangt Knoten-eigene Daten aus dem Knoten-eigenen Datenbereich der Datenspeichereinheit 13 und erzeugt einen Knoten-eigenen Datenrahmen, falls der Typ des zu sendenden Rahmens Daten lautet. Die Erzeugungseinheit 21 für ein Token, zu dem eine Netzwerkidentifikationszahl hinzugefügt ist, wählt einen nächsten Token-innehabenden Knoten aus einer Liste verbundener Knoten und einer Netzwerkgruppe aus, die ein Token inne hat, erzeugt einen Tokenrahmen, der an den nächsten Token-innehabenden Knoten adressiert ist, und fügt die Netzwerkidentifikationszahl der Netzwerkgruppe, die das Token inne hat, zu dem erzeugten Tokenrahmen hinzu, falls der Typ des zu sendenden Rahmens Token lautet. Die Rahmensendeeinheit 23 sendet den zu sendenden Rahmen zu allen anderen Knoten, die mit dem Netzwerk verbunden sind, durch eine Rundsendung.
10 zeigt eine Darstellung, die wiederum die interne Konfiguration der Empfangseinheit 15 der Steuervorrichtung 10 gemäß 8 zeigt.
Die Empfangseinheit 15 umfasst eine Rahmenempfangseinheit 30, eine Netzwerkidentifikationszahlbestimmungseinheit 31, eine Empfangstypbestimmungseinheit 32, eine Speichereinheit 34 für empfangene Daten des anderen Knotens, und eine Tokenbestimmungseinheit 33. Die Rahmenempfangseinheit 30 empfängt einen Rahmen aus dem anderen Knoten, der mit dem Netzwerk verbunden ist. Die Netzwerkidentifikationszahlbestimmungseinheit 31 prüft, ob der empfangene Rahmen die Netzwerkidentifikationszahl der Netzwerkgruppe umfasst oder nicht, zu der der eigene Knoten gehört, und verwirft den empfangenen Rahmen, falls der empfangene Rahmen eine Netzwerkidentifikationszahl umfasst, die von der Netzwerkidentifikationszahl der Netzwerkgruppe verschieden ist, zu der der eigene Knoten gehört. Die Empfangstypbestimmungseinheit 32 bestimmt den Typ (Token oder Daten) des empfangenen Rahmens. Die Speichereinheit 34 für empfangene Daten des anderen Knotens erlangt Quellknotendaten aus dem Datenrahmen, falls der Typ des empfangenen Rahmens Daten lautet, und speichert die Quellknotendaten in einem Quellknotenbereich unter Bereichen für andere Knoten der Datenspeichereinheit 13. Die Tokenbestimmungseinheit 33 prüft, ob der empfangene Rahmen ein Token ist oder nicht, das an den eigenen Knoten adressiert ist, falls der Typ des empfangenen Rahmens Token lautet, und speichert das Token der Netzwerkgruppe, die mit der Netzwerkidentifikationszahl identifiziert ist, die wiederum in dem Token umfasst ist, in der Tokenspeichereinheit 12, falls der Rahmen ein Token ist, das an den eigenen Knoten adressiert ist.
11 zeigt ein Ablaufdiagramm, das wiederum einen Verarbeitungsablauf in der Sendeinheit 11 der Steuervorrichtung 10 gemäß 8 zeigt. Das Ablaufdiagramm gemäß 11 wird nachstehend Schritt für Schritt beschrieben werden.
[Schritt sa01] Es wird eine Bestimmung getroffen, ob das Token der Netzwerkgruppe, zu der der eigene Knoten gehört, in der Tokenspeichereinheit 12 gespeichert ist. Falls das Token gespeichert ist (JA), dann geht die Verarbeitung zu Schritt sa02 über. Falls das Token nicht gespeichert ist (NEIN), wird die Verarbeitung beendet.
[Schritt sa02] Das Token wird aus der Tokenspeichereinheit 12 erlangt.
[Schritt sa03] Es wird eine Bestimmung getroffen, ob der Typ eines zu sendenden Rahmens Token lautet oder nicht (ob Knoten-eigene Daten bereits gesendet wurden oder nicht). Falls der Typ des zu sendenden Rahmens Token lautet (JA), dann geht die Verarbeitung zu Schritt sa04 über. Falls der Typ des zu sendenden Rahmens nicht Token lautet (NEIN), dann geht die Verarbeitung zu Schritt sa07 über.
[Schritt sa04] Ein nächster Token-innehabender Knoten wird aus der Liste verbundener Knoten der Netzwerkgruppe ausgewählt, die das Token innehat.
[Schritt sa05] Ein Tokenrahmen, der an den nächsten Token-innehabenden Knoten adressiert ist, wird erzeugt.
[Schritt sa06] Die Netzwerkidentifikationszahl der Netzwerkgruppe, die das Token innehat, wird zu dem Tokenrahmen hinzugefügt, und es geht die Verarbeitung zu Schritt sa10 über.
[Schritt sa07] Knoten-eigene Daten werden aus dem Knoten-eigenen Bereich der Datenspeichereinheit 13 erlangt.
[Schritt sa08] Ein Knoten-eigener Datenrahmen wird erzeugt, und es geht die Verarbeitung zu Schritt sa09 über.
[Schritt sa09] Der Knoten-eigene Datenrahmen wird gesendet, und es wird die Verarbeitung beendet.
[Schritt sa10] Der Tokenrahmen wird gesendet, und es wird das in der Tokenspeichereinheit 12 gespeicherte Token gelöscht. Dann wird die Verarbeitung beendet.
12 zeigt eine Darstellung, die wiederum ein Ablaufdiagramm einer Verarbeitung in der Empfangseinheit 15 der Steuervorrichtung 10 gemäß 8 zeigt. Das Ablaufdiagramm gemäß 12 wird nachstehend Schritt für Schritt beschrieben werden.
[Schritt sb01] Es wird ein Rahmen empfangen.
[Schritt sb02] Es wird eine Bestimmung getroffen, ob der empfangene Rahmen eine Netzwerkidentifikationszahl umfasst oder nicht. Falls der empfangene Rahmen eine Netzwerkidentifikationszahl umfasst (JA), dann geht die Verarbeitung zu Schritt sb03 über. Falls der empfangene Rahmen keine Netzwerkidentifikationszahl umfasst (NEIN), dann geht die Verarbeitung zu Schritt sb05 über.
[Schritt sb03] Es wird eine Bestimmung getroffen, ob die Netzwerkidentifikationszahl, die in dem empfangenen Rahmen umfasst ist, mit der Netzwerkidentifikationszahl der netzwerkgruppe übereinstimmt, zu der der eigene Knoten gehört. Falls die Netzwerkidentifikationszahl, die in dem empfangenen Rahmen umfasst ist, mit der Netzwerkidentifikationszahl der Netzwerkgruppe übereinstimmt, zu der der eigene Knoten gehört (JA), dann geht die Verarbeitung zu Schritt sb05 über. Falls die Netzwerkidentifikationszahl, die in dem empfangenen Rahmen umfasst ist, nicht mit der Netzwerkidentifikationszahl der Netzwerkgruppe übereinstimmt, zu der der eigene Knoten gehört (NEIN), geht die Verarbeitung zu Schritt sb04 über.
[Schritt sb04] Der empfangene Rahmen wird verworfen, und es wird die Verarbeitung beendet.
[Schritt sb05] Es wird eine Bestimmung getroffen, ob der Typ des empfangenen Rahmens Token lautet oder nicht. Falls der Typ des empfangenen Rahmens Token lautet (JA), dann geht die Verarbeitung zu Schritt sb08 über. Falls der Typ des empfangenen Rahmens nicht Token lautet (NEIN), geht die Verarbeitung zu Schritt sb06 über.
[Schritt sb06] Es werden Quellknotendaten aus dem Datenrahmen erlangt.
[Schritt sb07] Die Quellknotendaten werden in einem Quellknotenbereich unter den Bereichen für andere Knoten der Datenspeichereinheit 13 gespeichert, und es wird die Verarbeitung beendet.
[Schritt sb08] Es wird eine Bestimmung getroffen, ob der empfangene Rahmen ein Token ist oder nicht, das an den eigenen Knoten adressiert ist. Falls der empfangene Rahmen das Token ist, das an den eigenen Knoten adressiert ist (JA), dann geht die Verarbeitung zu Schritt sb09 über. Falls der empfangene Rahmen nicht das Token ist, das an den eigenen Knoten adressiert ist (NEIN), wird die Verarbeitung beendet.
[Schritt sb09] Das Token der Netzwerkgruppe, das der Netzwerkidentifikationszahl entspricht, die in dem Token umfasst ist, wird in der Tokenspeichereinheit 12 gespeichert, und es wird die Verarbeitung beendet.
Wie vorstehend beschrieben, werden in der vorliegenden Erfindung alle Knoten, die mit dem Netzwerk verbunden sind, in definierte Netzwerkgruppen unterteilt; dies wird jedoch lediglich als logische Teilung durchgeführt. Demgemäß können alle Knoten miteinander kommunizieren. Verglichen mit dem gesamten Netzwerk, umfasst jede Netzwerkgruppe eine kleinere Zahl von Knoten, unter denen ein Token herumgereicht wird, und weist deshalb eine kürzere Tokenherumreichezyklus und eine kürzere Kommunikationszykluszeit auf. Es können Daten bezüglich des gesamten Netzwerks ohne Rücksichtnahme auf jede Netzwerkgruppe gemeinsam verwendet werden. Somit kann die Kommunikationszykluszeit des gesamten Netzwerks verringert werden, während Daten unter allen Knoten gemeinsam verwendet werden.
Da des Weiteren in der vorliegenden Erfindung ein Token in jeder Netzwerkgruppe herumgereicht wird, kann der Datenaktualisierungszyklus von Knoten für jede Netzwerkgruppe eingestellt werden. Es wird zum Beispiel möglich, eine Netzwerkgruppe mit einem kurzen Datenaktualisierungszyklus und eine Netzwerkgruppe mit einem langen Datenaktualisierungszyklus zu erstellen und jeden Knoten in eine Netzwerkgruppe gemäß dem Datenaktualisierungszyklus zu klassifizieren. Dies beseitigt eine Kommunikation mit unnötig kurzen Datenaktualisierungszyklen und kann das Netzwerk entlasten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

JIS B 3521 das FL-net (OPCN-2) [0006]

Claims

Steuervorrichtung, die konfiguriert ist, um ein Token unter einer Vielzahl von Knoten herumzureichen und eine gemeinsame Verwendung von Daten bezüglich jeden Knotens zu ermöglichen, wobei die Vielzahl von Knoten eine Vielzahl von Steuervorrichtungen ist, die mit einem Netzwerk verbunden sind, wobei die Steuervorrichtung umfasst: eine Datenspeichereinheit zur gemeinsamen Verwendung von Daten unter der Vielzahl von Knoten, die mit dem Netzwerk verbunden sind; eine Netzwerkinformationsspeichereinheit zum Speichern zumindest eines Satzes von Netzwerkinformationen, die eine Netzwerkidentifikationszahl zum Identifizieren von zumindest einer Netzwerkgruppe, die einen eigenen Knoten und zumindest einen anderen Knoten umfasst, die vorab spezifiziert sind, derjenigen Knoten, die mit dem Netzwerk verbunden sind, und eine Liste verbundener Knoten der Netzwerkgruppe umfasst, zu der der eigene Knoten gehört; eine Tokenspeichereinheit zum Speichern eines Tokens der Netzwerkgruppe, zu der der eigene Knoten gehört; eine Sendeeinheit zum Durchführen einer Sendung zu allen anderen Knoten, die mit dem Netzwerk verbunden sind; und eine Empfangseinheit zum Durchführen eines Empfangs aus dem anderen Knoten, der mit dem Netzwerk verbunden ist, wobei die Sendeeinheit umfasst: eine Sendetypbestimmungseinheit zum Bestimmen eines Typs eines zu sendenden Rahmens; eine Erzeugungseinheit für Knoten-eigene Sendedaten zum Erlangen von Knoten-eigenen Daten aus einem Knoten-eigenen Datenbereich der Datenspeichereinheit und zum Erzeugen eines Knoten-eigenen Datenrahmens, falls bestimmt wird, dass der Typ des zu sendenden Rahmens Daten lautet; eine Erzeugungseinheit für ein Token, zu dem eine Netzwerkidentifikationszahl hinzugefügt ist, um, falls bestimmt wird, dass der Typ des zu sendenden Rahmens Token lautet, einen nächsten Token-innehabenden Knoten aus einer Liste verbundener Knoten der Netzwerkgruppe auszuwählen, die das Token inne hat, einen Tokenrahmen zu erzeugen, der an den nächsten Token-innehabenden Knoten adressiert ist, und die Netzwerkidentifikationszahl der Netzwerkgruppe zu dem erzeugten Tokenrahmen hinzuzufügen; und eine Rahmensendeeinheit zum Senden des zu sendenden Rahmens zu allen anderen Knoten, die mit dem Netzwerk verbunden sind, durch eine Rundsendung, und die Empfangseinheit umfasst: eine Rahmenempfangseinheit zum Empfangen eines Rahmens aus dem anderen Knoten, der mit dem Netzwerk verbunden ist; und eine Netzwerkidentifikationszahlbestimmungseinheit zum Prüfen, ob der empfangene Rahmen die Netzwerkidentifikationszahl der Netzwerkgruppe umfasst oder nicht, zu der der eigene Knoten gehört, und zum Verwerfen des empfangenen Rahmens, falls der empfangene Rahmen eine Netzwerkidentifikationszahl umfasst, die von der Netzwerkidentifikationszahl der Netzwerkgruppe verschieden ist, zu der der eigene Knoten gehört; eine Empfangstypbestimmungseinheit zum Bestimmen eines Typs des empfangenen Rahmens; eine Speichereinheit für Daten, die von einem anderen Knoten empfangen sind, um, falls bestimmt wird, dass der Typ des empfangenen Rahmens Daten lautet, Quellknotendaten aus dem Datenrahmen zu erlangen und die erlangten Quellknotendaten in einem Quellknotenbereich unter den Bereichen für andere Knoten der Datenspeichereinheit zu speichern; und eine Tokenbestimmungseinheit, um, falls bestimmt wird, dass der Typ des empfangenen Rahmens Token lautet, zu prüfen, ob das Token an den eigenen Knoten adressiert ist oder nicht, und um in der Tokenspeichereinheit das Token der Netzwerkgruppe zu speichern, die mit der Netzwerkidentifikationszahl identifiziert ist, die wiederum in dem Token umfasst ist, falls das Token an den eigenen Knoten adressiert ist.