JP4948839B2 - ＰｒｏｆｉｎｅｔＩＯネットワークでネットワーク・サブスクライバ・デバイス・アドレスを割り振る方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、Ｐｒｏｆｉｎｅｔ ＩＯネットワークでサブスクライバ・デバイス・アドレスを割り振る方法および装置に関する。

Ｐｒｏｆｉｎｅｔ ＩＯが、Ｐｒｏｆｉｂｕｓ ｕｓｅｒ ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ（ＰＮＯ）からのイーサネット（登録商標）ベースのオートメーション標準規格であり、本質的にイーサネット（登録商標）標準規格（ＩＥＥＥ ８０２．３による）に１００％基づき、全二重モードで動作し、１００Ｍｂ／ｓの伝送レートでｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）をサポートすることが知られている。これは、プロセス・データおよび生産データが、現場レベルで入手可能であるだけではなく、多領域データ収集システムにシームレスに入ることができ、その結果、ローカル周辺機器領域を垂直方向に統合することも可能になることを意味する。

「マスタ−スレーブ・モデル」を基礎として動作するＰｒｏｆｉｂｕｓと異なって、Ｐｒｏｆｉｎｅｔ ＩＯは、本質的にプロデューサ−コンシューマ・モデル（ｐｒｏｄｕｃｅｒ−ｃｏｎｓｕｍｅｒ ｍｏｄｅｌ）を基礎として動作する。これによって、とりわけコール・テレグラム（ｃａｌｌ ｔｅｌｅｇｒａｍ）が節約され、これは、「コンシューマ」すなわち、入出力コンポーネントおよびフィールド・トランスミッタなどのＰｒｏｆｉｎｅｔ ＩＯネットワークで接続されたネットワーク・サブスクライバのグループ全体に、１つの電信を用いて同時に到達することを意味し、その結果、これによって、オートメーションの世界のＩＴ環境への非常に効率的な同種統合が可能になる。さらに、既知の試行されテストされたＰｒｏｆｉｂｕｓ標準規格のほかに、Ｐｒｏｆｉｎｅｔ ＩＯ概念内での他のフィールド・バス概念の統合も保証される。

Ｐｒｏｆｉｂｕｓ応用例とＰｒｏｆｉｎｅｔ ＩＯ応用例の間の基本的な相違の１つが、めいめいのネットワークに組み込まれているかこれから組み込まれるネットワーク・サブスクライバのデバイスの異なるアドレッシング（アドレス指定）である。

Ｐｒｏｆｉｂｕｓと異なって、Ｐｒｏｆｉｎｅｔ ＩＯネットワーク内のめいめいの組み込まれたネットワーク・サブスクライバは、各サブスクライバ・デバイス自体の独自のＭＡＣアドレスおよびこの物理アドレスに独自に関連する論理ＩＰアドレスを使用してアドレッシングされる。ＩＰアドレスは通常、ＤＨＣＰ（動的ホスト構成プロトコル）、これに匹敵する機構、またはＰｒｏｆｉｎｅｔ−ＩＯ固有プロトコルＤＣＰ（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を使用して割り振られる。仕様では、大きい設備ではＤＨＣＰの使用、小さい設備ではＤＣＰの使用が推奨されている。

しかし、物理ネットワーク・アドレスと論理ネットワーク・アドレスが関連付けられる前に、各Ｐｒｏｆｉｎｅｔ ＩＯネットワーク・サブスクライバに、後続の別個のアドレッシングのためにネットワーク内での識別用のシンボリック名（識別名）を割り振る必要がある。このシンボリック名は、後にステーション識別子（ｓｔａｔｉｏｎ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）と呼ばれるが、通常はＤＮＳ（ドメイン・ネーム・サービス）準拠構造でなければならず、ネットワーク・サブスクライバをＰｒｏｆｉｎｅｔ ＩＯで動作させることができるようになる前に前記サブスクライバに設定される。この割振りは、しばしば、「バプティズム（ｂａｐｔｉｓｍ）」と呼ぶ。

これに関して、ステーション識別子は、ソフトウェア・ツールを使用して手動で割り振られ、割り振られるステーション識別子とサブスクライバは、別個のイーサネット（登録商標）ＭＡＣアドレスによって関連付けられる。この設定は、ネットワーク・サブスクライバ固有エンジニアリング・ツールの助けを有するソフトウェア・ツールを使用してユーザによって、または定義されたＤＣＰサービスをサポートすることによってネットワークを使用して、行われる。

したがって、ステーション識別子が割り振られる時に、ユーザは、めいめいのＭＡＣアドレスを知る必要がある。

ネットワーク・サブスクライバが、その後、そのＩＰアドレスをＩＯコントローラから受け取るか、入手するか、ＤＨＣＰサーバから読み取るかも、これに関連して規定することができる。

ＩＯコントローラがＩＰアドレスを割り振る場合に、ＩＯコントローラは、エンジニアリング・システムからＩＯネットワーク・サブスクライバ・デバイスの公称構成をロードし、ステーション識別子は、ＩＯネットワーク・サブスクライバ・デバイスごとに規定されている。

次に、特殊なＤＣＰサービス（Ｉｄｅｎｔｉｆｙ）を使用することによって、マルチキャストを使用して、特定のステーション識別子に属するネットワーク・サブスクライバを探す。これに応答して、このネットワーク・サブスクライバが、それ自体のＭＡＣアドレスを返す。次に、ＤＣＰサービス（Ｓｅｔ−ＩＰ）をＩＯコントローラが使用して、各ＩＯネットワーク・サブスクライバにその公称ＩＰアドレスを割り当てる。この関連付けの次に、ネットワーク・サブスクライバは、このアドレスを用いてそのＴＣＰ／ＩＰスタックを初期化する必要がある。ＩＰアドレスが成功裡にセットされた時に、ＩＯネットワーク・サブスクライバへの通信リンクが、セット・アップされる。

これに関して、公称ＩＰアドレスは、公称構成に既に保持されている場合があり、あるいは、ＩＯコントローラによってＤＮＳサーバから読み取られる。

従来技術を基礎とするステーション識別子の割振りに関して、特にネットワーク・サブスクライバが交換された時に、さらなる基本的な不利益が生じる。というのは、Ｐｒｏｆｉｎｅｔ ＩＯシステム内の交換されたデバイスに、まず第１に、オリジナルのステーション識別子をもう一度与えなければならないからである。

修理の場合において、これは、しばしば、複雑なソフトウェア・ツールを使用する必要がある時は特に、特殊な知識がなければ不可能である。

しかし、ステーション識別子が、取り外し可能な記憶媒体でデバイス内にファイリングされる場合に、この取り外し可能な記憶媒体は原理的に簡単に交換されるが、これは、高いコストをもたらす。さらに、特にコンパクト・フラッシュ・メモリ・カードなどの出まわっている標準媒体が使用される場合に、盗難の可能性が高い。

さらに、ステーション識別子を割り振る手動操作は、エラーを起こしやすく、全体として複雑な処理である。

したがって、本発明の目的は、Ｐｒｏｆｉｎｅｔ ＩＯシステムで必要なステーション識別子の割振りを保証し、これを基礎として、後続の自動ネットワーク・サブスクライバ・デバイス・アドレッシングが、はるかに単純でエラーに耐える形で論理アドレスと物理アドレスを確かめ、関連付けることによって実行される方法を示すことである。

本発明は、添付独立請求項の特徴を有する方法および装置のみによって非常に驚くべき形で提供される。

有利なおよび／または好ましい実施形態および開発は、めいめいの従属請求項の主題である。

したがって、本発明は、サブスクライバ・デバイスのめいめいの特定のグループに固有の確固として規定されたグループ識別子と組み合わされたセレクタ・スイッチのめいめいの設定からステーション識別子が直接に入手されるような、セレクタ・スイッチを有するＰｒｏｆｉｎｅｔ ＩＯ互換サブスクライバ・デバイスの開発を提供する。

各Ｐｒｏｆｉｎｅｔ ＩＯ互換デバイスごとに確固として規定され、そのデバイスを含む特定のデバイス・グループについて約定された識別子要素と組み合わされたスイッチのめいめいのセッティングによってネットワーク・サブスクライバ・デバイス識別子が生成されるように、デバイス上に直接に配置されたセレクタ・スイッチをセットすることによるＰｒｏｆｉｎｅｔ ＩＯ互換ステーション識別子を規定することで、上で説明した従来技術のすべての問題が解決される。

さらに、デバイスが関連するサブグループおよびタイプを含むめいめいのグループについて確固として規定された識別子要素を基礎とし、デバイス上で個別に直接にセットできる第２識別子要素を基礎とする、めいめいのネットワーク・サブスクライバ・デバイス識別子の自動割振りによって、Ｐｒｏｆｉｎｅｔ ＩＯ互換機械／設備内のネットワーク内で簡単にアドレッシングできるサブスクライバ・デバイスの総数が大幅に増える。というのは、セット可能な識別子要素が、グループ内のすべてのネットワーク・サブスクライバ・デバイスの中でのみ別個である必要があり、異なるネットワーク・サブスクライバ・デバイス・タイプの場合に複数回セットできるからである。

これらのアドレス・セレクタ・スイッチは、たとえば、ロータリ・セレクタ・スイッチまたは「ＤＩＰ」（デュアル・インライン・パッケージ）スイッチの形とすることができる。

それぞれが確固として関連付けられた共通のグループ識別子を有するネットワーク・サブスクライバ・グループの例が、設備の周辺機器領域のセンサ、アクチュエータ、バス・カプラ、または入出力サーバである。

１つの好ましい開発で、複数のセレクタ・スイッチが１つのデバイスに設けられる場合に、そのデバイスの内部論理は、セット可能識別子要素をさらに識別子サブ要素に分割できることを意味し、その結果、アドレス指定可能ネットワーク・サブスクライバ・デバイスの個数のより広範囲の増加が、Ｐｒｏｆｉｎｅｔ ＩＯシステム内の機械／設備内で保証されるようになる。
本発明を、例示的実施形態を参照して以下に説明する。

あるユーザが、Ｐｒｏｆｉｎｅｔ ＩＯシステムに組み込まれた機械／設備でタイプ「Ａ」およびタイプ「Ｂ」の複数のネットワーク・サブスクライバ・デバイスを使用する。たとえば、タイプ「Ａ」の４つのネットワーク・サブスクライバおよびタイプ「Ｂ」の５つのネットワーク・サブスクライバを、このシステムに組み込む必要がある。タイプ「Ａ」の５つのネットワーク・サブスクライバで、デバイス上に形成されたアドレス・セレクタ・スイッチを使用して、番号「１」、「２」、「３」、「４」、および「５」をセットする。したがって、このユーザは、タイプ「Ｂ」のネットワーク・サブスクライバで、このデバイスの対応するアドレス・セレクタ・スイッチを操作することによって、番号「１」、「２」、「３」、および「４」をセットする。応答から、めいめいのステーション識別子が、タイプ識別子とアドレス・セレクタ・スイッチを使用する選択の組合せ、たとえば、「Ａ１」、「Ａ２」、「Ａ３」、「Ａ４」、「Ａ５」、「Ｂ１」、「Ｂ２」、「Ｂ３」、および「Ｂ４」で自動的に確かめられる。次に、論理的なおよび／または物理的なネットワーク・サブスクライバ・アドレスを、ステーション識別子を使用して割り振り、関連付けることができる。

デバイスが交換される時に、アドレス・セレクタ・スイッチの、交換される「古い」デバイスと同一の位置を、「新しい」デバイスでセットすることだけが必要である。これによって、交換されたデバイスの同一のステーション識別子がもたらされる。

Claims (3)

1. 少なくとも１つのアドレス・セレクタ・スイッチを有するＰｒｏｆｉｎｅｔ互換デバイスであって、前記デバイスについて確固として規定され、前記デバイスを含む特定のデバイス・グループに関連する第２識別子と組み合わされた前記アドレス・セレクタ・スイッチのめいめいのセッティングからステーション識別子を規定するように設計され、前記ステーション識別子に基づいて少なくとも１つの論理及び物理ネットワーク・サブスクライバ・デバイス・アドレスを割り振り、前記ステーション識別子は、前記少なくとも１つの論理及び物理ネットワーク・サブスクライバ・デバイス・アドレスが関連付けられる前に、シンボリック名として割り振られることを特徴とするＰｒｏｆｉｎｅｔ互換デバイス。
   
2. 設備の周辺機器領域のセンサ、アクチュエータ、バス・カプラ、または入出力サーバの特定のグループに関連するデバイスを識別する確固として規定された識別子を有する、請求項１に記載のデバイス。
   
3. Ｐｒｏｆｉｎｅｔ ＩＯ互換サブスクライバ・デバイス上でステーション識別子を規定する方法であって、
   前記デバイス上に直接に配置された少なくとも１つのセレクタ・スイッチが、所望のセレクタ位置にセットされる工程と、前記セレクタ位置に応答して、前記デバイスに関連するステーション識別子が、前記セレクタ位置から生じる識別子要素を、特定のデバイス・グループの、前記デバイスについて確固として規定された第２識別子要素と組み合わせることによって自動的に生成される工程と、前記ステーション識別子に基づく少なくとも１つの論理及び物理ネットワーク・サブスクライバ・デバイス・アドレスが、割り振られる工程とを含み、
   前記ステーション識別子は、前記少なくとも１つの論理及び物理ネットワーク・サブスクライバ・デバイス・アドレスが関連付けられる前に、シンボリック名として割り振られることを特徴とする方法。