JP2009267720A - 通信開始システム - Google Patents

Abstract

【課題】１つの制御装置と１つの接続装置との間で簡単に通信が開始でき、誤って別の制御装置がさらに接続されても該接続された制御装置に前記接続装置からの要求を解釈されないようにする通信開始システムを得る。
【解決手段】接続装置は、通信開始時に宛て先の制御装置が接続された通信路に識別情報登録要求の通信パケットをブロードキャスト送信し、制御装置は、識別情報登録要求の通信パケットを受信したとき、該通信パケットに付与されている識別情報を１対１識別情報記憶手段に格納するとともに、以降受信するブロードキャスト送信された通信パケットのうち、１対１識別情報記憶手段に格納されている識別情報と同じ識別情報が付与されている通信パケットだけを選別して自装置に受け付ける。
【選択図】 図２

Description

本発明は、制御装置と接続装置との間で、自装置の識別情報を添付してブロードキャスト送信できる機能を有する通信方法を用いた通信を確立する通信開始システムに関するものである。

従来から、プログラマブルコントローラ（以下、単にＰＬＣという）などの制御装置と、該制御装置を設定するパソコンやプログラマブル表示器などの接続装置との間を接続する接続方法には、必要な設定を極力少なくし、出来るだけ簡単な方法を採用するように、ユーザ側から要望されている。

一方、ブロードキャスト送信機能を有する通信方法を用いると、送信元および送信先の装置は互いのアドレスを示すアドレス情報を知らなくても通信ができる。例えば、イーサネット（登録商標）を利用するＵＤＰ／ＩＰによれば、パケットの送信元の装置は、宛て先の装置のＩＰアドレスを知らなくても、宛て先のＩＰアドレスを２５５．２５５．２５５．２５５に設定してパケットを送信すると、該パケットはルーターを越えない範囲のイーサネット（登録商標）ネットワークで接続されている全ての装置に受信される。制御装置と接続装置との間で通信を行う際、一本のケーブルで接続し、このようなブロードキャスト送信に対応した通信方法で１対１通信ができると、相手装置の識別情報（ＵＤＰ／ＩＰプロトコルの場合は宛て先のＩＰアドレス）を調べて指定する設定を行うことなくデータを送受信できるので、非常に便利である。

これに関連する技術として、ＵＤＰ／ＩＰのブロードキャスト送信機能を利用する技術として、エンジニアリングツールは同一ネットワークに接続する全てのノードに対して情報収集コマンドをブロードキャスト通信し、ＰＬＣは受信した情報収集コマンドに対し、自局の機器情報及びＩＰアドレスをレスポンスとして返信し、エンジニアリングツールは受信したレスポンスに基づいて接続先のＰＬＣを設定する接続技術が特許文献１に開示されている。

特開２００７−２４３８２５号公報

しかしながら、制御装置と接続装置との間を一本のケーブルで接続し、ブロードキャスト通信プロトコルで通信する方法においては、例えばイーサネット（登録商標）ケーブルにスイッチングハブなどの分岐装置を使用してケーブルの延長などを行っている場合、ユーザが誤って複数台の制御装置を接続してしまうケースが考えられる。この場合、接続装置から送信されるコマンドが接続されている全ての制御装置に受信されて解釈されてしまうという問題があった。

上記特許文献１の技術は、複数のＰＬＣと複数のエンジニアリングツールが接続されているネットワーク上でも１対１通信を行うことができるようにするためのものであり、上記した問題を防止できるが、収集したＩＰアドレスから相手先のＩＰアドレスを指定する設定が必要になるので、ユーザが要望する簡単な接続方法とは言いがたいものであった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、１つの制御装置と１つの接続装置との間で簡単に通信が開始でき、誤って別の制御装置がさらに接続されても該制御装置に前記接続装置からの要求を解釈されないようにする通信開始システムを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、制御装置と該制御装置の設定を行う接続装置との間で送信元の装置の識別情報を付与した通信パケットをブロードキャスト送信する通信方式を用いて１対１通信を行う通信開始システムであって、前記接続装置は、通信開始時に宛て先の制御装置が接続された通信路に識別情報登録要求の通信パケットをブロードキャスト送信する１対１通信確立手段を備え、前記制御装置は、１つの接続装置の識別情報を格納する１対１識別情報記憶手段と、前記識別情報登録要求の通信パケットを受信したとき、該通信パケットに付与されている識別情報を前記１対１識別情報記憶手段に格納するとともに、以降受信するブロードキャスト送信された通信パケットのうち、前記１対１識別情報記憶手段に格納されている識別情報と同じ識別情報が付与されている通信パケットだけを選別して自装置に受け付ける通信コマンド解析手段と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、１つの制御装置と１つの接続装置との間で簡単に通信が開始でき、誤って別の制御装置がさらに接続されても該接続された制御装置に前記接続装置からの要求を解釈されないようにする通信開始システムを得ることができる。

以下に、本発明にかかる接続システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
以下の説明においては、制御装置の一例としてＰＬＣを、該ＰＬＣに接続する接続装置の一例としてパソコンを、使用することとして説明する。また、ＰＬＣとパソコン間の接続は、イーサネット（登録商標）ケーブルで接続し、ＵＤＰ／ＩＰをブロードキャスト送信用の通信プロトコルとして使用することとする。まず、ＰＬＣとパソコンとの間をイーサネット（登録商標）ケーブルで接続し、ＵＤＰ／ＩＰのブロードキャスト送信機能を用いてパソコンからＰＬＣの設定を行うための要求コマンドを送信し、ＰＬＣから該要求コマンドに対する応答を同様にＵＤＰ／ＩＰのブロードキャスト送信機能を利用して送信する通常の接続例を説明する。図１は、この例を説明する図である。

図１において、パソコン１とＰＬＣ２との間がイーサネット（登録商標）ケーブル３で物理的に１対１に接続されている。パソコン１およびＰＬＣ２は、夫々予め、ｍ．ｍ．ｍ．ｍ、ｋ．ｋ．ｋ．ｋのＩＰアドレスが割り当てられているとする。パソコン１は、宛て先ＩＰアドレスを、ＵＤＰ／ＩＰにおいてブロードキャスト送信を行うための決め事として２５５．２５５．２５５．２５５とし、宛て先ポートを予め指定されているポートとして例えば５００８とし、自パソコン１の識別情報である送り元ＩＰアドレス、送り元ポートとしてｍ．ｍ．ｍ．ｍとポート番号ｎとをヘッダに付与した要求コマンドのＵＤＰパケットを送信する。

該要求コマンドのＵＤＰパケットは、ブロードキャスト送信されたものなので、イーサネット（登録商標）ケーブル３で接続されているＰＬＣ２に受信される。該要求コマンドを受信したＰＬＣ２はこの要求コマンドに対応する処理を行い、該要求コマンドのＵＤＰパケットに対する応答として、同様に宛て先ＩＰアドレスと宛て先ポートとを夫々２５５．２５５．２５５．２５５、５００８とし、送り元ＩＰアドレスと送り元ポートとを夫々ｋ．ｋ．ｋ．ｋ、ポート番号ｎとしたヘッダを付与した応答のＵＤＰパケットをブロードキャスト送信し、パソコン１は同様に該ＵＤＰパケットを受信する。

このように、イーサネット（登録商標）ケーブルで物理的に１対１接続されている場合、相手装置が１つしかないので、ブロードキャスト送信により接続した一台の相手装置にパケットを送信することができる。しかしながら、このように１対１接続しているイーサネット（登録商標）ケーブル３に、例えば分岐装置などを利用してさらに別のＰＬＣが誤って接続されると、該接続されたＰＬＣもブロードキャスト送信された要求コマンドおよび応答のＵＤＰパケットを受信してしまい、該要求コマンドに対応する処理を行ってしまう。また、誤って別のパソコンが接続され、該接続されたパソコンから要求コマンドがブロードキャスト通信のＵＤＰパケットで送信されると、ＰＬＣ２は該要求コマンドに対応した処理を行ってしまう。

本実施の形態の通信開始システムは、パソコン１とＰＬＣ２とが１対１の接続を確立しているイーサネット（登録商標）ケーブルに誤って別のＰＬＣが接続されても、該誤って接続されたＰＬＣはパソコン１からの要求コマンドを受け付けないようにすることが主たる特徴となっている。

このような特徴を実現する本実施の形態の接続システムの機能構成を説明する。図２は、本実施の形態の通信開始システムの構成を説明する図である。

図２において、本実施の形態にかかる通信開始システム１０００は、図１の構成と同様に、パソコン１とＰＬＣ２とがイーサネット（登録商標）ケーブル３で接続された構成となっている。

パソコン１は、イーサネット（登録商標）ケーブル３を通してＵＤＰ／ＩＰによる通信を行うイーサネット（登録商標）通信部１１と、図示しない記憶部に記憶されているプログラムが図示しない制御部によって実行されてＰＬＣ２の設定を行う動作を実現するＰＬＣ設定プログラム部１２と、を備える。

さらに、ＰＬＣ設定プログラム部１２は、ＰＬＣ２の設定を行うコマンドである要求コマンドを送信する前に、ＩＰアドレス登録確認コマンドおよびＩＰアドレス登録コマンドのＵＤＰパケットをイーサネット（登録商標）通信部１１を介してブロードキャスト送信し、ＰＬＣ２と１対１の通信を確立する１対１通信確立部１２１を有する。

パソコン１は、上記説明した機能部のほかに通常の一般的なパソコンが備える、例えば入力部および表示部のヒューマンマシンインターフェースなど、他の機能部を備えるようにしてもよいが、本実施の形態におけるパソコン１の本質から外れるので、説明を省略している。

ＰＬＣ２は、イーサネット（登録商標）ケーブル３を通してＵＤＰ／ＩＰによる通信を行う通信インターフェースであるイーサネット（登録商標）通信部２１と、ＳＲＡＭなどの記憶装置で構成され、自ＰＬＣ２との通信が確立されたパソコン１のＩＰアドレスを格納する１対１ＩＰアドレス格納部２２と、通信コマンド解析部２３と、制御部２４とをさらに備える。

通信コマンド解析部２３は、イーサネット（登録商標）通信部２１がブロードキャスト送信されたＵＤＰパケットを受信したとき、該ＵＤＰパケットが示す各種コマンドを解析し、ＩＰアドレス登録確認処理を行う。すなわち、受信したＵＤＰパケットがＩＰアドレス登録確認コマンドであった場合、１対１ＩＰアドレス格納部２２にＩＰアドレスが格納されているか否かを判断し、格納されている場合、イーサネット（登録商標）通信部１１にＩＰアドレス登録済応答を示すＵＤＰパケットをブロードキャスト送信させる。格納されていない場合、ＩＰアドレス未登録応答を示すＵＤＰパケットをブロードキャスト送信させる。

また、通信コマンド解析部２３は、１対１ＩＰアドレス格納部２２にＩＰアドレスが格納されていない状態でＩＰアドレス登録コマンドのＵＤＰパケットを受信すると、ＩＰアドレス登録処理を行う。すなわち、通信コマンド解析部２３は、受信したＩＰアドレス登録コマンドのＵＤＰパケットのヘッダに記述されている送信元の装置のＩＰアドレスを１対１ＩＰアドレス格納部２２に格納する。つまり、パソコン１からＩＰアドレス登録コマンドが送信されてくると、通信コマンド解析部２３は、パソコン１のＵＤＰパケットのヘッダに記述されているパソコン１のＩＰアドレスを格納する。

また、通信コマンド解析部２３は、自ＰＬＣ２を設定する要求コマンドのＵＤＰパケットを受信した場合、該ＵＤＰパケットの送信元のＩＰアドレスと１対１ＩＰアドレス格納部２２に格納されているＩＰアドレスとが等しいか否かを判定し、等しい場合、該受信した要求コマンドを制御部２４に入力する。ＵＤＰパケットの送信元のＩＰアドレスと１対１ＩＰアドレス格納部２２に格納されているＩＰアドレスとが異なる場合、ＩＰアドレス登録コマンドを送信してきたパソコン１とは異なるパソコン、すなわち誤って接続されたパソコンからの要求コマンドであるので、通信コマンド解析部２３は、該要求コマンドに対する応答として、イーサネット（登録商標）通信部２１にエラー応答をＵＤＰパケットでブロードキャスト送信させる。

制御部２４は、自ＰＬＣ２が産業用機械などの図示しない外部装置の制御を行うための制御信号の算出と自ＰＬＣ２の全般的な制御とを実行する他、通信コマンド解析部２３から入力された自ＰＬＣ２を設定する要求コマンドに対応する処理である通信コマンド処理を行い、該通信コマンド処理結果の応答をイーサネット（登録商標）通信部２１を介してブロードキャスト送信する。

次に、このように構成される本実施の形態の通信開始システム１０００の動作を説明する。以下に説明する各動作にてパソコン１とＰＬＣ２との間に送受信される各種コマンドおよび応答は、全てＵＤＰ／ＩＰのブロードキャスト送信機能を利用したパケットで送受信されるものである。まず、パソコン１とＰＬＣ２とがイーサネット（登録商標）ケーブル３で１対１に接続され、パソコン１がＰＬＣ２の設定を行うためにＰＬＣ設定プログラム部１２を起動したときのパソコン１の動作を説明する。図３は、該動作を説明するフローチャートである。

図３において、まず、１対１通信確立部１２１は、ＩＰアドレス登録確認コマンドを送信し、接続されているＰＬＣ２から応答を受信する（ステップＳ１）。そして、１対１通信確立部１２１は、応答がＩＰアドレス未登録応答であったか否かを判定する（ステップＳ２）。ＩＰアドレス未登録応答であった場合（ステップＳ２、Ｙｅｓ）、１対１通信確立部１２１は、ＩＰアドレス登録コマンドを送信し、ＰＬＣ２からＩＰアドレス登録完了応答を受信する（ステップＳ３）。以上の動作にてパソコン１とＰＬＣ２との通信が確立され、以降は、ＰＬＣ設定プログラム部１２がＰＬＣ２の設定を行う要求コマンドを送信し、その都度応答を受信する（ステップＳ４）。

すでにパソコン１とＰＬＣ２との間に通信が確立されているイーサネット（登録商標）ケーブル３に、分岐装置などを用いて本実施の形態のパソコン１と同じ構成のパソコンを誤って接続し、ＰＬＣ設定プログラム部１２を起動したとき、１対１通信確立部１２１は、ステップＳ１にてＩＰアドレス登録確認コマンドを送信し、ＰＬＣ２からＩＰアドレス登録応答を受信する。すると、誤って接続されたパソコンの１対１通信確立部１２１は、ステップＳ２２にて、ＩＰアドレス未登録応答ではないと判定し（ステップＳ２、Ｎｏ）、通信エラーとなる（ステップＳ５）。

次に、該パソコン１と接続されているＰＬＣ２の動作を説明する。図４は、該動作を説明するフローチャートである。

図４において、パソコン１とＰＬＣ２との通信が開始されるとき、ＰＬＣ２の通信コマンド解析部２３は、パソコン１から送信されてくるＩＰアドレス登録コマンドを受信すると、１対１ＩＰアドレス格納部２２を参照し、ＩＰアドレスが格納されていない場合はＩＰアドレス未登録応答を送信し、格納されている場合はＩＰアドレス未登録済応答を送信する、ＩＰアドレス登録確認処理を実行する（ステップＳ１１）。そして、１対１ＩＰアドレス格納部２２にＩＰアドレスが格納されていない場合において、続いて送信されてくるＩＰアドレス登録コマンドを受信すると、通信コマンド解析部２３は、該ＩＰアドレス登録コマンドの送信元のＩＰアドレスを１対１ＩＰアドレス格納部２２に格納し、ＩＰアドレス登録完了応答を送信する、ＩＰアドレス登録処理を実行する（ステップＳ１２）。

これにより、ＩＰアドレス登録確認コマンドおよびＩＰアドレス登録コマンドを送信したパソコン１とＩＰコマンド登録完了応答を送信したＰＬＣ２との間に１対１の通信が確立される。誤って接続された途中参加のパソコンがある場合は、すでにステップＳ１２にて別のパソコンのＩＰアドレスが１対１ＩＰアドレス格納部２２に登録された状態となっているので、該途中参加のパソコンは、ステップＳ１にてＩＰアドレス登録済応答を受信し、通信エラーとなる。

続いて、ＰＬＣ２が要求コマンドを受信すると（ステップＳ１３）、通信コマンド解析部２３は、該要求コマンドの送信元のＩＰアドレスが１対１ＩＰアドレス格納部２２に格納されているＩＰアドレスと等しいか否かを判定する（ステップＳ１４）。等しい場合（ステップＳ１４、Ｙｅｓ）、通信コマンド解析部２３は、該受信した要求コマンドはすでに接続が確立されたパソコン１から送信された要求コマンドであると解釈し、該要求コマンドを制御部２４に入力し、制御部２４は入力された要求コマンドに対する処理である通信コマンド処理を実行する（ステップＳ１５）。そして制御部２４は応答をイーサネット（登録商標）通信部２１を介して送信し（ステップＳ１６）、ステップＳ１３に移行する。

ステップＳ１４にて、要求コマンドの送信元のＩＰアドレスが１対１ＩＰアドレス格納部２２に格納されているＩＰアドレスと異なる場合（ステップＳ１４、Ｎｏ）、通信コマンド解析部２３は、該要求コマンドを受信した自ＰＬＣ２は、該要求コマンドを送信したパソコン１との間に通信が確立されていないと解釈し、エラー応答を送信する（ステップＳ１７）。すなわち、該要求コマンドを受信した自ＰＬＣ２は、他のＰＬＣ２とパソコン１との間ですでに通信が確立されたイーサネット（登録商標）ケーブル３に誤って接続されたＰＬＣであるということになり、その場合は受信した要求コマンドを受け付けない。したがって、誤って接続されたＰＬＣ２は、受信した要求コマンドに対する通信コマンド処理を行わない。

なお、以上の説明においては、ＰＬＣとパソコンとの間でイーサネット（登録商標）を利用したＵＤＰ／ＩＰを使用する場合について説明したが、本発明の実施の形態の適用範囲はこれに限らず、制御装置と接続装置との間で自装置の識別情報を添付してブロードキャスト送信できる機能を有する通信方法を使用する通信システムに広く適用できるものである。すなわち、制御装置はＰＬＣ以外のものであってもよい。また、接続装置としては、制御装置を設定する装置であれば、パソコン以外の装置であってよく、例えばプログラマブル表示器であってもよい。また、通信方法はイーサネット（登録商標）を利用したＵＤＰ／ＩＰに限る必要はなく、ブロードキャスト送信機能を有し、通信内容に自装置の識別情報を添付する通信方法であれば種類は問わない。また、物理的な接続規格は、該通信方法が実現できるような接続規格であればイーサネット（登録商標）に限る必要はない。

このように、本実施の形態によれば、ブロードキャスト送信機能を有する通信方法によって制御装置と接続装置との間で簡単に１対１の通信が開始でき、かつ既に１対１の通信が確立された制御装置と接続装置との間の通信路に別の制御装置が接続されても、該接続された制御装置は接続装置からの要求を受け付けないように構成したので、１つの制御装置と１つの接続装置との間で簡単に通信が開始でき、誤って別の制御装置がさらに接続されても該制御装置に前記接続装置からの要求を解釈されないようにする効果が得られる。また、前記通信路に別の接続装置が接続され、該接続された接続装置から通信の開始の要求が送信されても、該接続された接続装置との通信が確立されないように構成したので、誤って別の接続装置が接続されても、該接続装置からは制御装置が受け付け可能なコマンドを送信できないという効果が得られる。

以上のように、本発明にかかる通信開始システムは、制御装置と接続装置との間で、自装置の識別情報を添付してブロードキャスト送信できる機能を有する通信方法を用いた通信を確立する通信開始システムに適用して好適である。

パソコンとＰＬＣとの間でＵＤＰ／ＩＰのブロードキャスト送信機能を利用して通信する例を説明する図である。 本実施の形態の通信開始システムの機能構成を説明する図である。 本実施の形態の通信開始システムにおけるパソコンの動作を説明するフローチャートである。 本実施の形態の通信開始システムにおけるＰＬＣの動作を説明するフローチャートである。

符号の説明

１ パソコン
２ ＰＬＣ
３ イーサネット（登録商標）ケーブル
１１ イーサネット（登録商標）通信部
１２ ＰＬＣ設定プログラム部
２１ イーサネット（登録商標）通信部
２２ １対１ＩＰアドレス格納部
２３ 通信コマンド解析部
２４ 制御部
１２１ １対１通信確立部
１０００ 通信開始システム

Claims (2)

1. 制御装置と該制御装置の設定を行う接続装置との間で送信元の装置の識別情報を付与した通信パケットをブロードキャスト送信する通信方式を用いて１対１通信を行う通信開始システムであって、
   前記接続装置は、通信開始時に宛て先の制御装置が接続された通信路に識別情報登録要求の通信パケットをブロードキャスト送信する１対１通信確立手段を備え、
   前記制御装置は、
   １つの接続装置の識別情報を格納する１対１識別情報記憶手段と、
   前記識別情報登録要求の通信パケットを受信したとき、該通信パケットに付与されている識別情報を前記１対１識別情報記憶手段に格納するとともに、以降受信するブロードキャスト送信された通信パケットのうち、前記１対１識別情報記憶手段に格納されている識別情報と同じ識別情報が付与されている通信パケットだけを選別して自装置に受け付ける通信コマンド解析手段と、
   を備えることを特徴とする通信開始システム。
2. 前記通信コマンド解析手段は、
   接続装置によりブロードキャスト送信された識別情報登録確認要求の通信パケットを受信したとき、前記１対１識別情報記憶手段に識別情報が格納されているか否かを判断し、格納されていないと判断した場合、識別情報未登録応答の通信パケットをブロードキャスト送信し、
   前記１対１通信確立手段は、
   通信開始時に、前記識別情報登録確認要求の通信パケットをブロードキャスト送信し、前記宛て先の制御装置の通信コマンド解析手段から前記識別情報未登録応答の通信パケットを受信した後、前記識別情報登録要求をブロードキャスト送信する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信開始システム。

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