JP2016031554A - データ収集装置及び産業用ネットワークシステム - Google Patents
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Abstract
Description
図1を参照して、実施形態1に係る産業用ネットワークシステム100の構成を説明する。図1は、実施形態1に係る産業用ネットワークシステム100の構成図である。図1に示される産業用ネットワークシステム100は、データ収集装置10と、マスタコントローラ21と、複数のスレーブデバイス22、23、24と、リピータ30と、スイッチ40とで構成されている。また、データ収集装置10は、データ管理装置50と接続されている。なお、産業用ネットワークシステム100のネットワークトポロジは、後述するように論理的なリングトポロジであればよく、物理的なトポロジは図1の例に限定されない。
データ収集装置10は、図1に示されるように、論理的なリングトポロジ内のマスタコントローラ21の直下流(または全スレーブデバイス22〜24の最上流)に接続されている。より詳細には、データ収集装置10は、マスタコントローラ21からスレーブデバイス22〜24に送信される全てのMACフレーム、及びスレーブデバイス22〜24からマスタコントローラ21に送信される全てのMACフレームを受信可能な位置において、EtherCATネットワークに接続されている。これにより、データ収集装置10には、論理的なリングトポロジ内を巡回するMACフレームを受信する機会が往路及び復路の2回ある。そして、データ収集装置10は、MACフレームの往路で出力データを取り込み、且つMACフレームの復路で入力データを取り込む。
マスタコントローラ21は、産業用ネットワークシステム100に接続されたスレーブデバイス22〜24を管理するためのネットワーク構成情報と、スレーブデバイス22〜24との間で送受信された入出力データ(すなわち、スレーブデバイス22〜24毎のI/Oデータ)とを記憶するメモリを有している。図4は、複数のネットワーク構成情報を含むネットワーク構成情報テーブルの一例である。ネットワーク構成情報テーブルの各行は、1つのスレーブデバイスに対応するネットワーク構成情報に相当する。
図7及び図8を参照して、マスタコントローラ21とスレーブデバイス22〜24との間で交換されるMACフレームを収集するデータ収集処理を説明する。図7に示されるデータ収集処理は、データ収集装置10のデータ処理部11によって実行される。
次に、図9及び図10を参照して、データ収集装置10が収集した入出力データをデータ管理装置50に送信するデータ送信処理を説明する。図9に示されるデータ送信処理は、データ収集装置10のデータ処理部11によって実行される。
上記構成によれば、マスタコントローラ21及びスレーブデバイス22〜24は、EtherCATネットワークにデータ収集装置10が接続されていることを意識することなく動作する。また、EtherCATネットワークには、データ収集装置10が接続されたことに伴うトラフィックの増加がない。その結果、リアルタイムEthernetネットワークの負荷、及びマスタコントローラ21のリソースの負荷を増大させることなく、当該リアルタイムEthernetネットワーク上で交換される入出力データを収集することができる。
次に、図11を参照して、実施形態2に係るデータ収集装置10Aを説明する。なお、実施形態1と共通する構成には同一の参照番号を付して詳しい説明を省略し、実施形態1との相違点を中心に説明する。
次に、図12〜図14を参照して、実施形態3に係るデータ収集装置10Bを説明する。なお、実施形態1、2と共通する構成要素には同一の参照番号を付して詳しい説明を省略し、相違点を中心に説明する。実施形態3に係るデータ収集装置10Bは、ダミースレーブ部60を備える点において、実施形態1、2に係るデータ収集装置11、11Aと相違する。
11,11A・・・データ処理部
12・・・揮発性メモリ
13・・・不揮発性メモリ
14,14B・・・第1通信部
15・・・第2通信部
21・・・マスタコントローラ
22,23,24・・・スレーブデバイス
25・・・ダミースレーブ
50・・・データ管理装置
60・・・ダミースレーブ部
100・・・産業用ネットワークシステム
Claims (8)
- マスタコントローラ及び複数のスレーブデバイスが接続されたリアルタイムEthernetネットワークに接続されるデータ収集装置であって、
前記マスタコントローラは、前記リアルタイムEthernetネットワークに接続されたと認識した前記スレーブデバイスとの間で入出力データを含むMACフレームを周期的に交換し、且つ該データ収集装置を認識しておらず、
該データ収集装置は、
前記マスタコントローラから前記スレーブデバイスに送信される全ての前記MACフレーム、及び前記スレーブデバイスから前記マスタコントローラに送信される全ての前記MACフレームを受信可能な位置において前記リアルタイムEthernetに接続され、且つ前記リアルタイムEthernetネットワークにデータを送出しない第1通信部と、
データ管理装置に接続される第2通信部と、
前記第1通信部を通じて受信した前記MACフレームから抽出した前記入出力データを記憶部に記憶させ、且つ前記記憶部に記憶された前記入出力データを前記第2通信部を通じて前記データ管理装置に送信するデータ処理部と、を備えるデータ収集装置。 - 前記データ処理部は、前記第1通信部を通じて受信した前記MACフレームのうち、
前記マスタコントローラによって前記MACフレームにセットされた出力データを、前記マスタコントローラから前記スレーブデバイスに向けて送信された前記MACフレームから抽出し、
前記スレーブデバイスによって前記MACフレームにセットされた入力データを、前記スレーブデバイスから前記マスタコントローラに向けて送信された前記MACフレームから抽出する請求項1に記載のデータ収集装置。 - 前記MACフレームは、全ての前記スレーブデバイスそれぞれに対する前記入出力データを含み、
前記入出力データは、当該データにアクセスした前記スレーブデバイスによってインクリメントされるワーキングカウンタを含み、
前記データ処理部は、前記ワーキングカウンタに0が設定された前記出力データ、及び前記ワーキングカウンタに1以上が設定された前記入力データを、前記第1通信部によって受信された前記MACフレームから抽出する請求項2に記載のデータ収集装置。 - 前記MACフレームは、全ての前記スレーブデバイスそれぞれに対する前記入出力データを含み、
前記マスタコントローラは、認識した全ての前記スレーブデバイスそれぞれに対して、当該スレーブデバイスを識別するデバイス識別子、前記MACフレーム内において当該スレーブデバイスにアクセスさせる前記入出力データの論理アドレス、及び当該入出力データのデータサイズを含むネットワーク構成情報を含む前記MACフレームを送信し、
前記データ処理部は、
前記ネットワーク構成情報を含む前記MACフレームを前記第1通信部を通じて受信したことに応じて、当該ネットワーク構成情報を前記記憶部に記憶させ、
前記入出力データを含む前記MACフレームを前記第1通信部を通じて受信したことに応じて、前記論理アドレス及び前記データサイズに基づいて前記MACフレームから抽出した前記入出力データを、対応する前記デバイスIDと関連づけて前記記憶部に記憶させる請求項1から3のいずれかに記載のデータ収集装置。 - 前記データ処理部は、前記入出力データの送信要求を前記第2通信部を通じて前記データ管理装置から受信したことに応じて、前記記憶部に記憶された前記入出力データを予め定められたフォーマットに変換し、変換された前記入出力データを前記第2通信部を通じて前記データ管理装置に送信する請求項1から4のいずれかに記載のデータ収集装置。
- 前記データ処理部は、予め定められた送信タイミングが到来したことに応じて、前記記憶部に記憶された前記入出力データを予め定められたフォーマットに変換し、変換された前記入出力データを前記第2通信部を通じて前記データ管理装置に送信する請求項1から5のいずれかに記載のデータ収集装置。
- 該データ収集装置は、前記マスタコントローラとの前記入出力データの交換に伴う実質的な動作が割り当てられていないダミースレーブ部を備えており、
前記マスタコントローラは、当該マスタコントローラで用いられている時計情報或いは前記スレーブデバイスの動作条件を定義するレシピ情報を、前記ダミースレーブ部に対する出力データとして前記MACフレームに含めて送信し、
前記データ処理部は、前記第1通信部を通じて前記MACフレームを受信したことに応じて、前記時計情報或いは前記レシピ情報を当該MACフレームから抽出する請求項1から6のいずれかに記載のデータ収集装置。 - 請求項1から6のいずれかに記載のデータ収集装置と、前記マスタコントローラと、複数の前記スレーブデバイスと、を備える産業用ネットワークシステムであって、
複数の前記スレーブデバイスは、前記マスタコントローラとの前記入出力データの交換に伴う実質的な動作が割り当てられていないダミースレーブを含み、
前記マスタコントローラは、当該マスタコントローラで用いられている時計情報或いは前記スレーブデバイスの動作条件を定義するレシピ情報を、前記ダミースレーブに対する出力データとして前記MACフレームに含めて送信し、
前記データ処理部は、前記第1通信部を通じて前記MACフレームを受信したことに応じて、前記時計情報或いは前記レシピ情報を当該MACフレームから抽出する産業用ネットワークシステム。
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