JP2003515272A - 通信装置又は通信方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 “高能力の”ネットワーク内でもフィールド端子のみを有する装置のトランスペアレントな接続が達成されるように、フィールドバスを介して接続可能な装置（Ａ、Ｂ）を表すために、ネットワーク（Ｎ）を介して装置（Ａ、Ｂ）自体と同様に応答可能であるソフトウエアオブジェクト（Ａ′、Ｂ′）を有する、ネットワーク（Ｎ）とフィールドバス（ＢＵ）との間のインタフェースとして適している通信装置（Ｐ）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は通信装置又は通信方法に関する。

【０００２】 本発明の課題は、第１のネットワークに接続されている第１の通信装置が、第
１のネットワークと直接に接続不可能な第２の通信装置と、好適な方法でデータ
交換可能とすることである。

【０００３】 そのため先ず特別な追加的な通信装置が用意され、該機器は一方では第１のネ
ットワーク、以下略してネットワークに、また他方では第２のネットワーク、以
下略してフィールドバスに接続される。この追加的な通信装置は、そのため言わ
ばネットワークとフィールドバス間のインタフェースとして役割を果たす。

【０００４】 特に便利なデータ交換法を提供する課題は、ネットワークに接続された特別な
通信装置がフィールドバスに接続可能な端末装置、即ち存在する第２の通信装置
を表すためソフトウエアオブジェクトを有することにより解決される。フィール
ドバスが少なくとも端末装置および特別な通信装置に共通の、少なくとも特別な
通信装置のそのために設けられているメモリ内にマッピング可能であるアドレス
バス空間を同期化する。特別な通信装置のソフトウエアオブジェクトはネットワ
ークを介してネットワークに対して定められた伝送プロトコルを用いて通信装置
自体又は別の通信装置の如く応答可能である。アドレス指定された、第２の通信
装置として端末装置を表すソフトウエアオブジェクトは、テレグラムがネットワ
ークを介して通信装置に到来した際、ネットワークに対し定められた伝送プロト
コルに従って必要な、テレグラムを受信するステップを実行する。更に、テレグ
ラムへの反応としてデータがメモリ内に書込まれ、その際メモリ内容の変化が端
末装置にサイクリックなデータ転送の枠内でフィールドバスを介して伝達され、
又はテレグラムが、特にフィールドバスのプロトコルに対して適した形態への変
換後に、ソフトウエアオブジェクトにより表される各端末装置に伝達される。

【０００５】 ソフトウエアオブジェクトの数は自由に計画可能であり、特にフィールドバス
に接続された端末装置の数に合わされる。

【０００６】 ソフトウエアオブジェクトに、ネットワークの内側で、ネットワークに対して
用意されている伝送プロトコルによるオブジェクト指向のデータ伝送のために適
した、一義的なアドレスが対応付け可能であると有利である。

【０００７】 アドレス指定されたソフトウエアオブジェクトは、好ましくはテレグラムによ
り伝達されたデータの形式に応じ、受信したテレグラムの前処理を行う。

【０００８】 本発明の他の特徴、利点および応用可能性は従属請求項、図面による実施例の
以下の説明および図面自体から明らかになる。その際に全ての説明および／又は
図示の特徴は、特許請求の範囲内のまとめ又はその引用に関係なく、それ自体と
して又は任意の組み合わせで本発明の対象である。

【０００９】 図１によれば、ネットワークＮに多くの通信装置ＬＲ、Ｐ、Ｓが接続されてお
り、通信装置ＬＲは、例えば監視制御計算機である。

【００１０】 特別な通信装置Ｐは、ネットワークＮとフィールドバスＢＵとの間のインタフ
ェースである。フィールドバスＢＵを介し、通信装置Ｐに端末装置Ａ、Ｂが接続
されており、その際端末装置は技術的プロセスの自動化の際に必要な相異なるテ
クノロジー的機能（アクチュエーション、センシング等）を実現する。

【００１１】 以下の説明は、端末装置Ａに電動機Ｍが、また端末装置Ｂに弁Ｖが接続されて
いることから出発する。電動機Ｍおよび弁Ｖは、図１中で分離線により概要のみ
を示す、技術的プロセスＴＰの被制御要素である。

【００１２】 通信装置Ｐ内に端末装置Ａ、Ｂとの通信のために、ネットワークの視点からネ
ットワークを介して直接に到達不可能な端末装置Ａ、Ｂを表すソフトウエアオブ
ジェクトＡ′、Ｂ′が用意されている。

【００１３】 第１の有利な実施例では、各端末装置Ａ、Ｂの特別な機能を顧慮すべく、ソフ
トウエアオブジェクトＡ′として端末装置Ａの電動機機能を顧慮したオブジェク
ト形式Ａ″が例として挙げられ、かつソフトウエアオブジェクトＢ′として端末
装置Ｂの弁機能を顧慮したオブジェクト形式Ｂ″が例として挙げられている。

【００１４】 各オブジェクト形式Ａ″、Ｂ″は、各々実現すべき入力データ、出力データお
よび方法（要素機能、性質）Ｍ１１、Ｍ１２、Ｍ１３、Ｍ１４、Ｖ１１、Ｖ１２
の集まりを利用に供し、それを用いて端末装置又はこれらを表すオブジェクトク
ラスの特定の機能にアクセスされる。例えば、端末装置Ａに接続された電動機Ｍ
をスイッチオフするには、監視制御計算機ＬＲがネットワークＮを介してソフト
ウエアオブジェクトＡ′にソフトウエアオブジェクトＡ′の相応の要素機能を反
応させるテレグラムを伝達する。相応の要素機能は、例えば“電動機オフ”であ
ってよい。端末装置Ｂの弁機能に対しても同様である。

【００１５】 図２、３は、通信装置Ｂ内のソフトウエアオブジェクトＡ′、Ｂ′としてそれ
に接続された電動機Ｍを持つ端末装置Ａを表すため又はそれに接続された弁Ｖを
持つ端末装置Ｂを表すため、例として挙げたオブジェクト形式をグラフィックに
示す。図２によればオブジェクト形式Ａ″は４つのエクスポートされるデータ又
は要素機能Ｍ１１、Ｍ１２、Ｍ１３、Ｍ１４を持つ。エクスポートするデータＭ
１１、Ｍ１２として、例えば電動機Ｍの目標と実際回転数が考慮の対象になり、
エクスポートする要素機能Ｍ１３、Ｍ１４として、例えば電動機のスイッチオン
又はスイッチオフが考慮の対象になる。勿論その他のデータや要素機能、例えば
予め定める又は予め定められた特性曲線に応じて電動機を始動するための要素機
能、制動特性を設定するためのデータも考慮の対象になる。

【００１６】 図３は、弁Ｖが接続された端末装置Ｂを表すべく用いるオブジェクト形式Ｂ″
を示す。このオブジェクト形式Ｂ″は２つのエクスポートするデータ又は要素機
能Ｖ１１、Ｖ１２を有し、該機能は、例えば弁を開閉する機能であってよい。

【００１７】 各ソフトウエアオブジェクトＡ′、Ｂ′は、伝送されたデータを直接フィール
ドバスＢＵの共通メモリ空間Ｍに伝送し又は相応のデータを直接に端末装置Ａ、
Ｂに伝達するテレグラムをレリーズするのに適したプログラムコードを含む。

【００１８】 共通のメモリ空間Ｍへのデータの書込み時、変更されたデータがサイクリック
な伝送の枠内でフィールドバスＢＵを介して端末装置Ａ、Ｂに伝達され、最初に
メモリ空間Ｍ内でのみ変更されたデータも、最後に本来の宛て先、例えば端末装
置Ａに到着する。

【００１９】 フィールドバスＢＵを介してのデータ伝送のためのテレグラムをレリーズする
際、ソフトウエアオブジェクトＡ′、Ｂ′は、ネットワークＮを介して受信され
たテレグラムをフィールドバスＢＵのために用意したデータフォーマットに変換
する役割を果たす。所謂プロフィバスＢＵ、広く普及しているフィールドバスＢ
Ｕでは、このようなテレグラムが、サイクリックなデータ交換に影響しない所謂
非サイクリックなテレグラムとして送られる。

【００２０】 代替的又は追加的に、ソフトウエアオブジェクトＡ′、Ｂ′が各々相異なるオ
ブジェクト形式Ａ″、Ｂ″の例であった上記の例に代えて、ソフトウエアオブジ
ェクトＡ′、Ｂ′が同一のオブジェクト形式ＡＢ″の例では、オブジェクト形式
ＡＢ″が次いでネットワークＮを介してのテレグラムの送信と受信のために、少
なくとも方法ＡＢ１１、ＡＢ１２を準備することも考えられる（図４参照）。

【００２１】 端末装置Ａに接続された電動機Ｍをスイッチオンするには、例えば監視制御計
算機ＬＲから出発してテレグラムをソフトウエアオブジェクトＡ′に送り、それ
に伴い要素機能“受信”ＡＢ１１を能動化し、その際に要素機能“受信”ＡＢ１
１がソフトウエアオブジェクトＡ′内に用意されたコードを用い、ネットワーク
Ｎを介して受信したテレグラムをフィールドバスＢＵに適する形態に変換し、最
後に端末装置Ａに伝達する。

【００２２】 第３の実施例では、各々アドレスすべき端末装置Ａ、Ｂの相異なるインタフェ
ース機能に対し、同一のソフトウエアオブジェクトを使用することもできる。

【００２３】 そのためにソフトウエアオブジェクト内に表Ｔを用意しており、個々の表記入
事項Ｔ１、Ｔ２は少なくとも２つの位置Ｓ１、Ｓ２を含む。表記入事項Ｔ１、Ｔ
２の第１の位置Ｔ１Ｓ１は、フィールドバスＢＵに接続された通信装置Ｐ、Ａ、
Ｂの共通のアドレス空間のアドレスを表し、第２の位置Ｔ１Ｓ２は指定されたア
ドレスにおけるデータのメモリリクワイアメントを表す。

【００２４】 例えば例として端末装置Ａに接続した電動機Ｍの回転数を変更しようとするな
ら、共通のアドレス空間Ｍの定めた位置、例えば＃７６８に格納した目標回転数
を相応の命令により変更する。そのために、例えば表の第１の位置に示されるア
ドレス、ここでは例として＃７６８にテレグラムにより伝達される新しい目標値
を記入する。共通のメモリＭ内のデータ変更は、端末装置Ａにサイクリックなデ
ータ伝送の枠内でフィールドバスＢＵを介して報知される。

【００２５】 利用者の利用し易さを一層高めるため、個々の記入事項Ｔ１、Ｔ２は追加的な
位置Ｓ３だけ拡張される。この位置Ｓ３は、少なくとも表Ｔの、相応の位置の宣
言呼称のための空間を提供する構造を含む。こうして、例えば表Ｔの第１の位置
Ｔ１が“目標値”Ｔ１Ｓ３と呼称され、また表Ｔの別の位置Ｔ２が“実際値”Ｔ
２Ｓ３と呼称される。これらの呼称子は、例えば呼称子および付属のデータを含
み、広範囲に例えばプログラミング言語Ｃ₊₊で知られている所謂“ヘッダーデー
タ”にほぼ相当する所謂形式ライブラリーがプロジェクトグローバルに全ての通
信装置に存在していることにより、エクスポートされる。

【００２６】 その結果、例えば呼称子“目標値”Ｔ１Ｓ３および“実際値”Ｔ２Ｓ３が監視
制御計算機ＬＲ内に存在しているので、ネットワークＮのプロトコルを介しての
実際値の問合わせ時にソフトウエアオブジェクトＡ′のエクスポートされた実際
値データを問合わせることで、端末装置Ａに接続された電動機の、特に一目瞭然
の応答が可能である。内部で表Ｔを手がかりにした結び付けを介した、実際値デ
ータの問合わせ時に、実際値宣言により表され、行Ｔ１内に記入されたデータを
付属のアドレスＴ１Ｓ１を手がかりにして読出す。その際読出しは再びグローバ
ルなメモリ範囲Ｍから行う。メモリ範囲Ｍ内の実際値は、フィールドバスＢＵを
介してのサイクリックなデータ交換に基づき常に現在の実際値である。

【００２７】 最後に特別な実施例を、図６を参照して説明する。

【００２８】 この置き換え可能な構成は、フィールドバスＢＵとして、ＤＰマスターＰと１
つ又はそれ以上のＤＰスレイブＡを持つ所謂ＰＲＯＦＩＢＵＳ ＤＰを用いる。

【００２９】 監視制御計算機ＬＲは、この置き換え内でＤＰマスターＰにおけるＴＣＰ／Ｉ
Ｐおよびイーサネット（登録商標）Ｎを介し、オブジェクトバスＤＣＯＭを介し
て通信を開始し、かつソフトウエアオブジェクトＡ′をアドレスする。

【００３０】 ソフトウエアオブジェクトＡ′は計画表内に記憶されているデータを手がかり
にして、最良にＰＲＯＦＩＢＵＳ ＤＰに対してＢＵを利用する伝送経路を確認
する。その際計画表は、ソフトウエアオブジェクトＡ′のＤＣＯＭインタフェー
スにおいて定められている機能の各々に対し、アクセス経路とアクセスのために
必要なアクセスパラメータとを含んでいる。

【００３１】 呼出された機能が、ローカルに利用可能なデータへの所謂ＤＣＯＭプロパティ
アクセスであれば、ソフトウエアオブジェクトＡ′はその際共通のメモリＭを使
用する。これはまさに、ＤＣＯＭプロパティがＤＰスレイブＡのＥ／Ａ信号上に
写像されているときに、当てはまる。ＤＰスレイブからのＥ／Ａ信号はＤＰ規準
に相応してサイクリックにＤＰマスターＰにおける共通のメモリＭ内に伝達され
る。この機能はこうして完全にＤＰマスター上で処理可能であり、このＤＰスレ
イブＡへの通信は不要である。バスＢＵは、これらデータへのアクセスのための
通信に要する負担を軽減される。

【００３２】 ＤＰスレイブによってのみ処理される機能、即ちＥ／Ａ信号内に位置しないデ
ータ又は方法からの呼出しへのプロパティアクセスであるなら、ＤＣＯＭプロト
コルを、ＰＲＯＦＩＢＵＳ ＤＰに合わせた特別な実時間プロトコルに変換する
（ＤＣＯＭ ＰＤＵのいわば“短縮形”）。この実時間プロトコルは、プロトコ
ルユニットをＤＰスレイブＡに伝送すべく、ＰＲＯＦＩＢＵＳ ＤＰＶ１メカニ
ズム“データセット書込み”を利用する。これはプロトコルを受信し、受信した
テレグラムに応じ各機能を実行する。その処理の後、回答パラメータを逆向きに
ＤＰスレイブＡから実時間プロトコルを介してＰＲＯＦＩＢＵＳ ＤＰＶ１メカ
ニズム“データ読出し”と組み合わせ、メカニズム“アラーム”を利用してＤＰ
マスターＰへ伝達し、かつそこでソフトウエアオブジェクトＡ′内へ伝達する。
ソフトウエアオブジェクトＡ′は、回答パラメータを通信装置ＬＲにバスＮおよ
びそこで使用される通信メカニズミ（ＤＣＯＭ）を介して返送する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 多くの通信装置が接続されているネットワーク。

【図２】 オブジェクト形式のグラフィックな表示。

【図３】 オブジェクト形式の他のグラフィックな表示。

【図４】 オブジェクト形式の更に他のグラフィックな表示。

【図５】 オブジェクト形式の別のグラフィックな表示。

【符号の説明】

Ａ、Ｂ 第２の端末装置 Ａ′、Ｂ′ ソフトウエアオブジェクト ＢＵ フィールドバス ＤＡＴ データ ＤＩＭ 次元情報 ＬＲ 第１の通信装置 Ｍ メモリ Ｎ ネットワーク Ｐ 通信装置 Ｔ 部分ネットワーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ランゲ、ロナルト ドイツ連邦共和国 デー‐90766 フュル ト フィルコウシュトラーセ 28 (72)発明者 プラウム、ライナー ドイツ連邦共和国 デー‐91052 エルラ ンゲン エステルライヒァー シュトラー セ 34 (72)発明者 タラニス、トーマス ドイツ連邦共和国 デー‐91336 ヘロル ズバッハ アデナウアーシュトラーセ 22 Ｆターム(参考） 5B089 GA31 GB01 JA35 KF05 KF06 5K033 AA09 CB09 CB15 DA05 DB12 DB18

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ネットワーク（Ｎ）とフィールドバス（ＢＵ）との間のイン
   タフェースとして使用される通信装置（Ｐ）において、 −一方では通信装置（Ｐ）がネットワーク（Ｎ）に、他方では通信装置（Ｐ）に フィールドバス（ＢＵ）が接続可能であり、 −通信装置（Ｐ）がフィールドバス（ＢＵ）に接続された端末装置（Ａ、Ｂ）を 表すためソフトウエアオブジェクト（Ａ′、Ｂ′）を有し、 −ソフトウエアオブジェクト（Ａ′、Ｂ′）がネットワーク（Ｎ）を介してネッ トワーク（Ｎ）に対して定められた伝送プロトコルを用いて通信装置（Ｐ）自 体又は別の通信装置（Ｓ）のように応答し、 −フィールドバス（ＢＵ）が通信装置（Ｐ、Ａ、Ｂ）に共通の、少なくとも通信 装置（Ｐ）のメモリ（Ｍ）内にマッピング可能なアドレスバス空間を同期化し 、 −テレグラムがネットワーク（Ｎ）を介して通信装置（Ｐ）に到来し、ソフトウ エアオブジェクト（Ａ′、Ｂ′）をアドレス指定する場合に、 ソフトウエアオブジェクト（Ａ′、Ｂ′）が −ネットワーク（Ｎ）に対し定められている伝送プロトコルに従い必要な、テ レグラムを受信するステップを実行し、かつ −テレグラムへの反応としてデータがメモリ（Ｍ）内に書込まれ、その際にメモ リ（Ｍ）の内容の変化が端末装置（Ａ、Ｂ）にサイクリックなデータ転送 の枠内でフィールドバス（ＢＵ）を介して伝達可能であり、又は −テレグラムが、特にフィールドバス（ＢＵ）のプロトコルに対して適してい る形態への変換の後に、ソフトウエアオブジェクト（Ａ′、Ｂ′）により表 される各端末装置（Ａ、Ｂ）に伝達する ことを特徴とする通信装置。
2. 【請求項２】 ソフトウエアオブジェクト（Ａ′、Ｂ′）の数が自由に計画
   可能であり、特にフィールドバス（ＢＵ）に接続される端末装置（Ａ、Ｂ）の数
   に合わされたことを特徴とする請求項１記載の通信装置。
3. 【請求項３】 ソフトウエアオブジェクト（Ａ′、Ｂ′）に、ネットワーク
   （Ｎ）内で一義的な、ネットワーク（Ｎ）に対し用意された伝送プロトコルによ
   るオブジェクト指向のデータ伝送のために適するアドレスが対応付けられたこと
   を特徴とする請求項１記載の通信装置。
4. 【請求項４】 アドレス指定されたソフトウエアオブジェクト（Ａ′、Ｂ′
   ）が、受信したテレグラムの前処理を実行することを特徴とする請求項１記載の
   通信装置。
5. 【請求項５】 ソフトウエアオブジェクト（Ａ′、Ｂ′）が少なくとも１つ
   の表要素を含む表を持ち、表要素内にデータ（ＤＡＴ）の少なくとも１つのアド
   レス（ＡＤＲ）と次元情報（ＤＩＭ）を記憶し、アドレス（ＡＤＲ）として端末
   装置（Ａ、Ｂ）からエクスポートされる入力又は出力値の、フィールドバス（Ｂ
   Ｕ）の共通のアドレス空間に関係するアドレスを、また次元情報（ＤＩＭ）とし
   てこの入力又は出力値のメモリリクワイアメンツをアドレス空間内に書込み可能
   であることを特徴とする請求項１記載の通信装置。
6. 【請求項６】 第１の通信装置（ＬＲ）と第２の通信装置（Ａ、Ｂ）との間
   で通信するための通信方法において、 −第１の通信装置（ＬＲ）がネットワーク（Ｎ）に接続されており、 −第２の通信装置（Ａ、Ｂ）が −ネットワーク（Ｎ）に接続されておらずに、 −通信装置（Ｐ、Ａ、Ｂ）に共通のアドレス空間を同期化する、少なくとも通 信装置（Ｐ）のメモリ（Ｍ）内にマッピング可能なフィールドバス（ＢＵ） を介しネットワーク（Ｎ）に接続された通信装置（Ｐ）と接続されており、 −ネットワーク（Ｎ）に接続された通信装置（Ｐ）が第２の通信加入者（Ａ、Ｂ ）を表すため相応のソフトウエアオブジェクト（Ａ′、Ｂ′）を有し、 −ソフトウエアオブジェクト（Ａ′、Ｂ′）がネットワーク（Ｎ）を介してネッ トワーク（Ｎ）に対し定められた伝送プロトコルを用いて通信装置（Ｐ）自体 又は別の通信装置（Ｓ）のように応答し、 −テレグラムがネットワーク（Ｎ）を介して通信装置（Ｐ）に到来し、ソフトウ エアオブジェクト（Ａ′、Ｂ′）をアドレス指定する場合に、 ソフトウエアオブジェクト（Ａ′、Ｂ′）が −ネットワーク（Ｎ）に対して定められている伝送プロトコルに従って必要な 、テレグラムを受信するためのステップを実行し、かつ −テレグラムへの反応としてデータをメモリ（Ｍ）内に書込み、その際メモリ （Ｍ）の内容の変化を端末装置（Ａ、Ｂ）にサイクリックなデータ転送の枠 内でフィールドバス（ＢＵ）を介して伝達し、又は −テレグラムを、特にフィールドバス（ＢＵ）のプロトコルに対して適する形 態に変換した後に、ソフトウエアオブジェクト（Ａ′、Ｂ′）により表わさ れる各端末装置（Ａ、Ｂ）に伝達する ことを特徴とする通信方法。
7. 【請求項７】 ソフトウエアオブジェクト（Ａ′、Ｂ′）の数が自由に計画
   可能であり、特に部分ネットワーク（Ｔ）に接続された端末装置（Ａ、Ｂ）の数
   に合わされることを特徴とする請求項６記載の通信方法。
8. 【請求項８】 ソフトウエアオブジェクト（Ａ′、Ｂ′）にネットワーク（
   Ｎ）内で一義的な、ネットワーク（Ｎ）に対して用意された伝送プロトコルによ
   るオブジェクト指向のデータ伝送のために適するアドレスが対応付けられること
   を特徴とする請求項６記載の通信方法。
9. 【請求項９】 第２の通信装置（Ａ、Ｂ）を表すアドレス指定されたソフト
   ウエアオブジェクト（Ａ′、Ｂ′）が、受信したテレグラムの前処理を実行する
   ことを特徴とする請求項６記載の通信方法。
10. 【請求項１０】 ソフトウエアオブジェクト（Ａ′、Ｂ′）が少なくとも１
    つの表要素を含む表を持ち、表要素内にデータ（ＤＡＴ）の少なくとも１つのア
    ドレス（ＡＤＲ）と次元情報（ＤＩＭ）を記憶し、アドレス（ＡＤＲ）として端
    末装置（Ａ、Ｂ）からエクスポートされる入力又は出力値の、フィールドバス（
    ＢＵ）の共通のアドレス空間に関係するアドレスを、また次元情報（ＤＩＭ）と
    してこの入力又は出力値のメモリリクワイアメンツをアドレス空間内に書込むこ
    とを特徴とする請求項６記載の通信方法。