JP2004515946A - データの分配 - Google Patents

Abstract

本発明は、伝送速度および伝送容量を向上させるために、バス線路を介してアクティブな分岐が接続された分配器、たとえばイーサネットスイッチが使用されるネットワークに関する。産業における自動化およびアクチュエータ／センサのプロセス制御の領域で適用される。

Description

【０００１】
技術分野
本発明は、蓄積プログラム制御によってバス線路を介して少なくとも１つの入出力ユニットと接続するための、請求項１の上位概念の構成によるネットワークに関する。
【０００２】
従来の技術
たとえば機械内部等の産業的領域において、蓄積プログラム制御部（ＳＰＳ）と入出力ユニットとの間の通信のためには、公知のようにフィールドバスシステム（たとえばプロフィバス（Ｐｒｏｆｉｂｕｓ）またはアクチュエータ／センサ・インターフェースバス）が使用される。このようなフィールドバスシステムは２つの形式で実現することができる。
【０００３】
第１の形式では、各端末機器がフィールドバス接続のために２つの接続点を有する。したがって、配線が機器から機器まで直接行われ、機器のうち１つは蓄積プログラム制御部に接続される。第２の手段は、フィールドバスシステムが主線路を有していることである。このフィールドバスシステムでは、いわゆる分岐点が端末機器のための相応の接続箇所に配置されており、各端末機器は所属の分岐点に接続されている。
【０００４】
このようなフィールドバスシステムは実際に有利であるが、最大可能伝送速度が１０メガビット／秒までであるため、フィールドバスシステムの処理速度およびデータ容量は、もはや今日の適用目的には十分ではない。このように伝送速度が低いのは、端末機器のインターフェースないしは分岐点がパッシブな構成で実現されているからである。それゆえ、データ量ないしは処理速度をこのようなコンポーネントによって向上させるのは不可能である。
【０００５】
本発明の説明
したがって本発明の課題は、伝送速度が高くて厳しい産業的環境にあっても確実に動作するように、蓄積プログラム制御部を少なくとも１つの入出力ユニットと接続するための適切なネットワークを提供することである。
【０００６】
この課題は、請求項１の構成によって解決される。
【０００７】
本発明では、分配器、とりわけイーサネット（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）スイッチまたは任意の端末機器（たとえばパソコン）に少なくとも１つの蓄積プログラム制御部、および少なくともアクティブな分岐を介して少なくとも１つの入出力ユニットが接続されるように構成されている。アクティブな分岐によって、パッシブな分岐によって可能であるよりも格段に大きなデータ量がより短い時間で伝送および処理することができるようになる。さらにこの分配器は、各入出力ユニットと少なくとも１つの蓄積プログラム制御部との間に流れる全データストリームを編成する。さらに、特に有利には、この少なくとも１つの分配器は、データを所定のアクティブな分岐へ送出しこの分岐からデータを受信するように構成されているか、またはアドレスが設けられたデータをバス線路へ送出し、自身のアドレスが設けられたデータを各分岐が受信するように構成されている。同様のことが逆の場合にも当てはまる。つまり、少なくとも１つの端末機器（入出力ユニット）が接続されている各分岐は、該分岐に存在するデータをアドレシングし、所属の蓄積プログラム制御部へ分配器を介して送出する。
【０００８】
このようなネットワークによって、分岐および分配器、とりわけイーサネットスイッチをアクティブに構成することにより、非常に高い（たとえば１００Ｍビット／秒までの）伝送速度を実現することができる。このようなアクティブな分岐はさらに、分配器と共働することにより、パッシブな分岐を備えた従来のフィールドバスの代わりに使用することができるという利点を有する。したがって特に有利には、新たな端末機器または蓄積プログラム制御部を必要とせずに、従来のフィールドバスネットワーク化の代わりに、ここに挙げたイーサネットネットワーク化を実施することができる。
【０００９】
本発明の発展形態では、アクティブな各分岐は少なくとも３つの端子を有する。第１の端子を介して、分岐は分配器または別の分岐に接続されている。同様に第２の端子には、分配器または別の分岐を接続することができる。第３の端子には各端末機器（入出力ユニット）が接続されている。この端末機器は入出力ユニットでなければならないというわけではなく、センサまたはアクチュエータのみの接続も同様に可能である。したがって星状のネットワーク化、場合によっては複数のネットワークも可能になる。
【００１０】
本発明の発展形態では、アクティブな各分岐の端子をクイック式接続技術（Ｓｃｈｎｅｌｌａｎｓｃｈｌｕｓｓｔｅｃｈｎｉｋ）で構成されている。既知のコネクタ接続およびこれから導入されるコネクタ接続と並んで、このクイック式接続技術も可能性として考えられる。というのも、このクイック式接続技術は比較的低コストで簡単に取り扱うことができるからである。コネクタ接続が、たとえばネットワークの再構成のたびに各接触接続を解除し、再び新たに形成するために構成されているのに対し、クイック式接続技術は通常一度だけ、すなわちネットワークのセットアップ時に実施される。接続は１回しか必要とされないので、接続を簡単に（たとえば切り込み式圧着接続（Ｓｃｈｎｅｉｄ−／Ｋｌｅｍｍｋｏｎｔａｋｔｉｅｒｕｎｇ）によって）行うことができるので、材料コストおよびセットアップコストを低く抑えることができる。
【００１１】
図面の簡単な説明
本発明によるネットワークの一例が図に示されている。しかし、本発明はこの実施例に限定されない。
【００１２】
本発明の実施形態
参照番号１によって、いわゆるイーサネットワークであるネットワークが示されている。少なくとも１つの蓄積プログラム制御部２（ＳＰＳ）および少なくとも１つの入出力ユニット３が、ネットワーク１の構成要素となっている。通常、蓄積プログラム制御部は複数設けられており、入出力ユニットもまた複数設けられている。本発明では、蓄積プログラム制御部が分配器４と、とりわけ直接接続されるように構成されている。この分配器４からバス線路５が、アクティブな分岐６を介して各入出力ユニット３に接続されている。場合によっては、複数のバス線路を分配器４に接続することができる。最後のアクティブな分岐６にはバス終端抵抗を接続するか、またはこの該当する分岐６の中に組み込むことができる。このアクティブな分岐６は、ここに示された実施例ではそれぞれ端子７を有している。個々の分岐６が有する端子７の数は異なっていてもよい。第１の分岐６は第１の端子によって、バス線路５を介して分配器４に接続されている。この分配器４は、スイッチ、ＳＰＳまたは任意の端末機器（たとえばパソコン）とすることができる。第１の分岐の第２の端子は、別の分岐６に接続されている。第１分岐の第３の端子は、別のＳＰＳ２ユニットに接続されている。第２分岐６には、たとえばセンサ８（またはアクチュエータ）が接続されており、最後の分岐６には入出力ユニット３が接続されている。３つより多くの分岐または少ない分岐を設けることもできる。これらの端子７は、特に有利にはクイック式接続技術で構成されている。さらに、ネットワーク１のすべての構成要素または一部の構成要素を、使用領域に応じて保護技術（とりわけＩＰ６５／６７保護技術）で構成することができる。アクティブな分岐６の給電はバス線路５を介して、電源（パワーパック）が組み込まれた分配器４から行われる。これに対して択一的に、分岐６に電圧を供給する電源に、バス線路５へ給電場所を介して給電することも考えられる。このことは、バス線路５を給電およびデータ伝送のために使用することができ、ひいては別個の給電線路の導入を省略することができるという利点を有する。しかしそのことと並んで、バス線路５と給電とを分離することも考えられる。たとえば、少なくとも１つの分岐または複数またはすべての分岐６が固有の電源を有することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明によるネットワークの一例を示した図である。

Claims (8)

1. 少なくとも１つの蓄積プログラム制御部（２）を少なくとも１つの入出力ユニット（３）にバス線路（５）を介して接続するためのネットワーク（１）において、
   分配器、たとえばイーサネットスイッチ（４）または任意の端末機器には少なくとも１つの蓄積プログラム制御部（２）が接続されており、かつ該分配器には少なくとも１つのアクティブな分岐（６）を介して、少なくとも１つの入出力ユニット（３）が接続されていることを特徴とするネットワーク。
2. 前記アクティブな分岐（６）は少なくとも３つの端子（７）を有する、請求項１記載のネットワーク（１）。
3. 前記アクティブな分岐（６）の端子（７）は、クイック式接続技術で構成されている、請求項１または２記載のネットワーク（１）。
4. 分配器、とりわけイーサネットスイッチ（４）は、データを所定のアクティブな分岐（６）へ送出し、該所定のアクティブな分岐（６）から受信するように構成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のネットワーク（１）。
5. 分配器、とりわけイーサネットスイッチ（４）は、アドレスが設けられたデータをバス線路（５）へ送出し、アドレスが設けられたデータをアクティブな各分岐（６）が受信できるように構成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のネットワーク（１）。
6. アクティブな分岐（６）の給電は、バス線路（５）または別個の給電線路を介して行われる、請求項１から５までのいずれか１項記載のネットワーク（１）。
7. スイッチはデータを目的アドレスに応じて伝送するか、純粋な分配器（ハブ）である、請求項１から６までのいずれか１項記載のネットワーク（１）。
8. バス線路（５）は、電源の電力を供給するために、少なくとも１つの場所に給電場所を有する、請求項１から７までのいずれか１項記載のネットワーク（１）。

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