JP2017147713A - ノード装置、および通信システム - Google Patents
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Abstract
Description
(A:第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態による通信システム1の構成例を示す図である。通信システム1は、工場やプラントなどの産業施設内に敷設され、その産業施設における操業を支援するための制御システムである。図1に示すように通信システム1は、ノード装置10A、10B、10C、10Dおよび10Eを含んでいる。ノード装置10A、10B、10C、10Dおよび10Eの各々は、図1に示すように通信ポートNW1と通信ポートNW2を有する。図1に示すように、通信システム1に含まれる5台のノード装置は、リング型の物理トポロジを形成するように通信ポートNW1および通信ポートNW2が通信線により接続されている。以下では、上記5つのノード装置の各々を区別する必要がない場合には「ノード装置10」と表記する。ノード装置10は、電動機等の駆動制御を行うコントローラ、或いは各種センセとコントローラとの間のデータ通信を仲介する中継装置である。上記コントローラの具体例としては、DCS(Distributed
Control System:分散型制御システム或いは分散型制御装置)やプログラマブルロジックコントローラ(以下、PLC)が挙げられる。一般的なFA(Factory Automation)システムではコントローラとしてPLCが用いられることが多く、高信頼性を要求されるプラント設備ではコントローラとしてDCSが用いられることが多い。DCSはPLCに比較して信頼性が高いからである。
ノード装置10は、通信ポートNW1および通信ポートNW2の他に、記憶部100と制御部110とを有する。通信ポートNW1と通信ポートNW2の各々は、例えば通信用LSI(Large-Scale Integration:図1では図示略)の入出力ポートであり、入力端子と出力端子を夫々1つずつ有する。本実施形態では、上記5つのノード装置の各々が有する通信ポートNW1と通信ポートNW2は互いに異なるグループに予めグループ分けされている。具体的には、ノード装置10A、10B、10C、10Dおよび10Eの各々が有する通信ポートNW1により第1のグループが形成され、ノード装置10A、10B、10C、10Dおよび10Eの各々が有する通信ポートNW2により第2のグループが形成される。
以上が通信システム1の構成である。
(B−1:構成)
図5(A)は本発明の第2実施形態による通信システム2の構成例を示す図である。通信システム2は、第1実施形態における通信システム1と同様、工場やプラントなどの産業施設内に敷設され、その産業施設における操業を支援するための制御システムである。図5(A)と図1とを対比すれば明らかなように、通信システム2と通信システム1の相違点は、ノード装置10A〜10Eに代えてノード装置20A〜20Eを設けた点である。以下では、ノード装置20A〜20Eの各々を区別する必要がない場合には「ノード装置20」と表記する。
(条件1)通信品質要求メッセージを受信した通信ポートの属するグループと当該メッセージに付与されているグループ識別子の示すグループとが同じであり、かつ当該メッセージに付与されている動作モード識別子が動作モード1を示すこと
(条件2)通信品質要求メッセージを受信した通信ポートの属するグループと当該メッセージに付与されているグループ識別子の示すグループとが異なり、かつ当該メッセージに付与されている動作モード識別子が動作モード2を示すこと
以上が本実施形態の構成である。
次いで、ノード装置20A〜20Eの各々が動作モード1で動作している状態(図5(B)参照)から、通信線の断線等によりノード装置20Dが脱落した場合(図8(A)参照)を例に取って、当該脱落したノード装置20Dを通信システム2へ再接続する際の動作について説明する。
図8(A)に示す状態ではノード装置20Cとノード装置20Eが末端装置であり、ノード装置20Dが接続対象装置である。図8(A)に示す状態から接続対象装置を通信システム2に再接続するには、接続対象装置の通信ポートと末端装置の通信ポートとを新たな通信線により接続する必要がある。以下では、まず、ノード装置20Dの通信ポートNW2とノード装置20Eの通信ポートNW1とが通信線により接続され、ノード装置20Dの通信ポートNW1とノード装置20Cの通信ポートNW2とが通信線により接続された場合の動作について説明する。
次いで、ノード装置20Dの通信ポートNW1とノード装置20Eの通信ポートNW1とが通信線により接続され、ノード装置20Dの通信ポートNW2とノード装置20Cの通信ポートNW2とが通信線により接続された場合の動作について説明する。
次いで、図8(C)に示す状態から、図9(A)に示すようにノード装置20Cが脱落した場合を例に取って、当該脱落したノード装置20Cを通信システム2へ再接続する際の動作について説明する。図9(A)に示す状態からノード装置20Cを通信システム2へ再接続する際には、ノード装置20Cが接続対象装置となり、ノード装置20Bおよびノード装置20Dが末端装置となる。本動作例は、2つの末端装置のうちの1つ(すなわち、ノード装置20D)が動作モード2で動作している点が動作例1や動作例2と異なる。以下では、まず、ノード装置20Dの通信ポートNW2とノード装置20Cの通信ポートNW2とが通信線で接続され、ノード装置20Bの通信ポートNW2とノード装置20Cの通信ポートNW1とが通信で接続された場合の動作について説明する。
次いで、ノード装置20Dの通信ポートNW2とノード装置20Cの通信ポートNW1とが接続され、ノード装置20Bの通信ポートNW2とノード装置20Cの通信ポートNW2とが接続された場合の動作について説明する。
以上本発明の第1および第2実施形態について説明したが、これら実施形態に以下の変形を加えても勿論良い。
(1)上記第1実施形態では、通信システム1の物理トポロジはリング型であったが、バス型であっても良い。また、通信システム1に含まれるノード装置の数は2〜4或いは6台以上であっても良い。第2実施形態についても同様に通信システム2の物理トポロジはバス型であっても良く、通信システム2に2〜4或いは6台以上のノード装置が含まれても良い。また、上記第1および第2実施形態では、通信システムに含まれていた複数のノード装置のうちの1つが脱落した状態から当該脱落したノード装置を再接続する場合について説明したが、リング型或いはバス型の物理トポロジに接続された複数のノード装置を有する通信システムに、新たなノード装置を接続する場合の誤接続の検知についても同様に行える。また、上記第1および第2実施形態では、制御システムへの本発明の適用例を説明したが、リング型或いはバス型の物理トポロジに接続される複数のノード装置を有する事務処理系の通信システムに本発明を適用しても良い。要は、リング型或いはバス型の物理トポロジに接続される複数のノード装置を有する通信システムであれば、本発明を適用することでノード装置の誤接続の有無を判定できるようになる。
Claims (9)
- 制御部と、
各々が異なるノード装置に接続される第1および第2の通信ポートと、を有し、
本装置を含む通信システムにおけるデータ伝送経路に周回させるデータフレームを、前記第1の通信ポートを介して受信した場合には、前記制御部による処理を経た後に前記第2の通信ポートから送出する一方、前記第2の通信ポートを介して受信した場合には、前記制御部による処理を経ずに前記第1の通信ポートから送出し、
前記制御部は、前記第1の通信ポートの接続先が他のノード装置の第1の通信ポートであること、または前記第2の通信ポートの接続先が他のノード装置の第2の通信ポートであることを、当該他のノード装置から受信したデータフレームを解析して検出した場合に、誤接続と判定する
ことを特徴とするノード装置。 - 前記通信システムに含まれる各ノード装置の第1の通信ポートは第1のグループに属し、かつ各ノード装置の第2の通信ポートは第2のグループに属するように各ノード装置の通信ポートがグループ分けされており、
前記第1の通信ポートまたは前記第2の通信ポートを介して受信するデータフレームには、接続先のノード装置において当該データフレームを送出した通信ポートの属するグループを示す識別子が付与されており、
前記制御部は、
前記他のノード装置から送信されたデータフレームを受信した通信ポートの属するグループと、当該受信したデータフレームに付与されている識別子の示すグループとが同じである場合に、誤接続と判定する
ことを特徴とする請求項1に記載のノード装置。 - 前記制御部は、
前記第1または第2の通信ポートへの他のノード装置の接続を検知したことを契機として、前記識別子を付与したデータフレームの送信を接続先のノード装置に要求する
ことを特徴とする請求項2に記載のノード装置。 - 前記制御部は、
前記第1または第2の通信ポートへの他のノード装置の接続を検知したことを契機として、または接続先のノード装置からの要求に応じて前記識別子を付与したデータフレームを当該接続先のノード装置へ送信する
ことを特徴とする請求項3に記載のノード装置。 - 前記制御部は、
前記第1および第2の通信ポートの各々が第1および第2の他のノード装置の各々に接続されている状況下で一方の通信ポートについて接続先との通信の不通を検知した場合には、他方の通信ポートにより受信したデータフレームを当該他方の通信ポートから送出するループバックを行い、当該接続先との通信が回復しかつ誤接続が発生していないことを条件に当該ループバックを解除する
ことを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載のノード装置。 - 前記制御部による判定結果を報知する報知手段を有する
ことを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載のノード装置。 - 前記データ伝送経路に周回させるデータフレームを、前記第1の通信ポートを介して受信した場合には前記制御部による処理を経た後に前記第2の通信ポートから送出する一方、前記第2の通信ポートを介して受信した場合には、前記制御部による処理を経ずに前記第1の通信ポートから送出する第1の動作モードと、
前記データ伝送経路に周回させるデータフレームを、前記第2の通信ポートを介して受信した場合には前記制御部による処理を経た後に前記第1の通信ポートから送出する一方、前記第1の通信ポートを介して受信した場合には、前記制御部による処理を経ずに前記第2の通信ポートから送出する第2の動作モードと、を有し、
前記制御部は、
他のノード装置との接続が誤接続であると判定した場合に、自装置の動作モードを前記第1の動作モードから前記第2の動作モードへ切り換える
ことを特徴とする請求項1に記載のノード装置。 - 前記通信システムに含まれる各ノード装置の第1の通信ポートは第1のグループに属し、かつ各ノード装置の第2の通信ポートは第2のグループに属するように各ノード装置の通信ポートがグループ分けされており、
前記制御部は、
前記通信システムへ接続される他のノード装置の自装置への接続を検知した場合には、当該ノード装置を接続された通信ポートを示す第1の識別子と自装置の動作モードを示す第2の識別子とを付与したデータフレームを当該通信ポートを介して当該ノード装置へ送信し、
前記通信システムへの接続のために他のノード装置へ接続された場合には、接続先のノード装置から送信されたデータフレームを受信した通信ポートの属するグループと当該データフレームに付与されている前記第1の識別子の示すグループとが同じであり、かつ当該データフレームに付与されている前記第2の識別子の示す動作モードが前記第1の動作モードである場合、または接続先のノード装置から送信されたデータフレームを受信した通信ポートの属するグループと当該データフレームに付与されている前記第1の識別子の示すグループとが異なり、かつ当該データフレームに付与されている前記第2の識別子の示す動作モードが前記第2の動作モードである場合に、誤接続と判定する
ことを特徴とする請求項7に記載のノード装置。 - 制御部と第1および第2の通信ポートとを各々有する複数のノード装置をリング型またはバス型の物理トポロジに接続した通信システムであって、
前記複数のノード装置の各々は、本通信システムにおけるデータ伝送経路に周回させるデータフレームを、第1の通信ポートを介して受信した場合には、制御部による処理を経た後に第2の通信ポートから送出する一方、第2の通信ポートを介して受信した場合には、制御部による処理を経ずに第1の通信ポートから送出し、
前記複数のノード装置の各々の制御部は、自装置の前記第1の通信ポートの接続先が他のノード装置の第1の通信ポートであること、または自装置の前記第2の通信ポートの接続先が他のノード装置の第2の通信ポートであることを、当該他のノード装置から受信したデータフレームを解析して検出した場合に、誤接続と判定する
ことを特徴とする通信システム。
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