JP2018129707A - 通信システム、通信装置および通信方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】通信システムは、製造装置または生産設備の制御に用いる第1のデータを予め定められた周期毎に伝送する第1の伝送手段と、指定された時間内に送信先へ到着させる必要のある第2のデータを、第1のデータが伝送されていない期間に伝送する第2の伝送手段とを含む。第2の伝送手段は、第2のデータを指定された時間内にネットワークの第1の伝送経路で送信先へ到着させることができるか否かを判断する判断手段と、第2のデータを指定された時間内に送信先へ到着させることができないと判断されると、当該第2のデータの少なくとも一部をネットワークの第1の伝送経路とは異なる第2の伝送経路で送信先へ送信するように変更する経路変更手段とを含む。
【選択図】図9
Description
まず、本実施の形態に従う通信処理を採用した通信システムの全体構成について説明する。図1は、本実施の形態に従う通信システム1の全体構成の一例を示す模式図である。
図1に示すファクトリーネットワークにおいては、基本的には、上述したような制御系データが周期的に伝送されることになるが、コーポレートネットワークに含まれる製造管理装置300、データベース装置310、生産管理装置350などが要求する情報系データも伝送する必要がある。なお、以下の説明においては、ファクトリーネットワークとの対比において、コーポレートネットワークに含まれる装置の全部または一部を「上位管理システム」とも総称する。
次に、冗長化されたネットワークの一例について説明する。図4は、本実施の形態に従う制御装置100を含むネットワーク構成の一例を示す模式図である。図4に示すように、本実施の形態に従う通信システムにおいては、冗長化されたネットワークに複数の通信装置が接続された構成が採用される。
次に、ネットワーク構成2に含まれる制御装置100およびデバイスのハードウェア構成の一例について説明する。
図5は、本実施の形態に従う通信装置を含む制御装置100のハードウェア構成の一例を示す模式図である。制御装置100は、典型的には、PLCをベースとして構成されてもよい。図5を参照して、制御装置100は、主たるコンポーネントとして、プロセッサ102と、メモリ104と、ストレージ106と、ネットワークコントローラ130と、フィールドネットワークコントローラ140,150と、内部バスコントローラ160とを含む。
図6は、本実施の形態に従う通信装置を含むデバイス200のハードウェア構成の一例を示す模式図である。デバイス200は、フィールドネットワーク110に接続される任意の通信装置を包含する。図6を参照して、デバイス200は、主たるコンポーネントとして、処理コントローラ210と、機能モジュール220と、フィールドネットワークコントローラ240,250とを含む。
次に、本実施の形態に従う通信処理(伝送経路の動的な選択)を実現するためのソフトウェア構成の一例について説明する。図7は、本実施の形態に従う通信処理を実現するための制御装置100のソフトウェア構成の一例を示す模式図である。
次に、本実施の形態に従う通信方法が提供する伝送経路の動的な選択の詳細について説明する。
まず、本実施の形態に従う通信方法の概要について説明する。
上述の図9および図11に示すような伝送経路の動的な選択については、経路設定テーブル177(図7)に規定された情報に基づいて実施される。以下、経路設定テーブル177の一例について説明する。経路設定テーブル177は、対象のネットワークについての予め定められた規則を規定する。
次に、上述の図9に示すような通信方法を実現するための処理手順について説明する。図13は、本実施の形態に従う通信処理のマスターとして機能する通信装置での処理手順を示すフローチャートである。図13に示す処理手順は、典型的には、制御装置100のプロセッサ102(図5)によってシステム周期毎に繰返し実行される。
図13に示す処理手順においては、データ種別に応じて伝送経路を選択してデータ送信を行う例について説明したが、このようなデータ送信に併せて、経路設定テーブル177の内容を更新するようにしてもよい。
次に、上述の図11に示すような通信方法を実現するための処理手順について説明する。図14は、本実施の形態に従う通信処理のスレーブとして機能する通信装置での処理手順を示すフローチャートである。図14に示す処理手順は、典型的には、デバイス200の処理コントローラ210(図6)によってシステム周期毎に繰返し実行される。
上述の図14に示す処理手順のステップS210での判断を実現するために、あるデバイス200が、隣接する一方のデバイス200から受信したデータを隣接する他方のデバイス200または制御装置100へ転送する必要がある場合において、使用ポートに対応するネットワークコントローラの送信バッファのデータ蓄積量が予め定められた値を超えていれば、ネットワーク上の回線負荷(回線利用率)が高いことを、データ送信元のデバイス200へ通知するようにしてもよい。
上述の通信方法においては、ネットワークコントローラの送信バッファのデータ蓄積量などに基づいて、ネットワーク上の回線負荷(回線利用率)を判断して、ポート(伝送経路)を選択する処理を例示したが、以下のような代替処理または追加処理を実施してもよい。
上述の通信方法の説明においては、伝送経路を動的に選択する処理例について説明したが、冗長経路を利用して、複数の伝送経路を用いてデータを伝送するようにしてもよい。すなわち、対象のデータを分割して、分割されたそれぞれのデータを異なる伝送経路を介して送信するようにしてもよい。つまり、上述の通信方法においては、制御情報系データまたは情報系データを指定された時間内に送信先へ到着させることができないと判断されると、当該データの全部について伝送経路を切替えているが、当該データの一部のみについて伝送経路を切替えるようにしてもよい。以下、このような分割伝送の一例について説明する。
本実施の形態に従う通信方法によれば、冗長化されたネットワークにおいて複数の伝送経路を選択可能である場合、制御系データの伝送を最優先しつつ、制御情報系データについても予め指定された到着時刻を保証できるような通信方法を提供できる。より具体的には、ある選択された伝送経路で制御情報系データを伝送しようとした場合に、ネットワーク上の回線負荷(回線利用率)などを考慮して、現在選択中の伝送経路では、指定された到着時刻を保証できないと判断された場合には、現在選択中伝送経路とは異なる伝送経路を選択して対象の制御情報系データを伝送できる。このような伝送経路の動的な選択によって、到着時刻を厳密に保証しなければならない制御系データを伝送しつつ、制御系データよりも緩いものの、制御情報系データについて指定された到着時刻を保証することができる。
Claims (10)
- 冗長化されたネットワークに複数の通信装置が接続された通信システムであって、
製造装置または生産設備の制御に用いる第1のデータを予め定められた周期毎に伝送する第1の伝送手段と、
指定された時間内に送信先へ到着させる必要のある第2のデータを、前記第1のデータが伝送されていない期間に伝送する第2の伝送手段とを備え、
前記第2の伝送手段は、
前記第2のデータを指定された時間内に前記ネットワークの第1の伝送経路で送信先へ到着させることができるか否かを判断する判断手段と、
前記第2のデータを指定された時間内に前記送信先へ到着させることができないと判断されると、当該第2のデータの少なくとも一部を前記ネットワークの前記第1の伝送経路とは異なる第2の伝送経路で前記送信先へ送信するように変更する経路変更手段とを含む、通信システム。 - 前記判断手段は、前記ネットワーク上の前記第1のデータの伝送に係る回線利用率に基づいて、前記第2のデータを指定された時間内に前記送信先へ到着させることができるか否かを判断する、請求項1に記載の通信システム。
- 前記判断手段は、前記第1の伝送経路上に存在する送信元の通信装置とは異なる通信装置から前記回線利用率を取得する、請求項2に記載の通信システム。
- 前記経路変更手段は、前記ネットワークについての予め定められた規則に従って、前記第2の伝送経路を選択する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の通信システム。
- 前記第2の伝送手段は、伝送経路の切替え履歴に基づいて、前記ネットワークについての予め定められた規則を変更する規則変更手段をさらに含む、請求項4に記載の通信システム。
- 前記第1のデータおよび前記第2のデータとは異なる第3のデータを伝送する第3の伝送手段をさらに備える、請求項1〜5のいずれか1項に記載の通信システム。
- 前記第3の伝送手段は、前記第3のデータを前記ネットワークの第3の伝送経路で送信先へ伝送する際に、前記ネットワーク上の前記第3のデータの伝送に係る回線利用率に基づいて、前記第3のデータを前記ネットワークの前記第3の伝送経路とは異なる第4の伝送経路で前記送信先へ送信するように変更する、請求項6に記載の通信システム。
- 前記経路変更手段は、前記第2のデータを前記第1の伝送経路および前記第2の伝送経路の両方で前記送信先へ送信する、請求項1に記載の通信システム。
- 冗長化されたネットワークに接続するためのインターフェイスと、
製造装置または生産設備の制御に用いる第1のデータを予め定められた周期毎に伝送する第1の伝送手段と、
指定された時間内に送信先へ到着させる必要のある第2のデータを、前記第1のデータが伝送されていない期間に伝送する第2の伝送手段とを備え、
前記第2の伝送手段は、
前記第2のデータを指定された時間内に前記ネットワークの第1の伝送経路で送信先へ到着させることができるか否かを判断する判断手段と、
前記第2のデータを指定された時間内に前記送信先へ到着させることができないと判断されると、当該第2のデータの少なくとも一部を前記ネットワークの前記第1の伝送経路とは異なる第2の伝送経路で前記送信先へ送信するように変更する経路変更手段とを含む、通信装置。 - 複数の通信装置が接続された冗長化されたネットワークでの通信方法であって、
製造装置または生産設備の制御に用いる第1のデータを予め定められた周期毎に伝送する第1の伝送ステップと、
指定された時間内に送信先へ到着させる必要のある第2のデータを、前記第1のデータが伝送されていない期間に伝送する第2の伝送ステップとを備え、
前記第2の伝送ステップは、
前記第2のデータを指定された時間内に前記ネットワークの第1の伝送経路で送信先へ到着させることができるか否かを判断する判断ステップと、
前記第2のデータを指定された時間内に前記送信先へ到着させることができないと判断されると、当該第2のデータの少なくとも一部を前記ネットワークの前記第1の伝送経路とは異なる第2の伝送経路で前記送信先へ送信するように変更する経路変更ステップとを含む、通信方法。
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