JP5084972B1 - プログラマブルロジックコントローラおよびネットワークシステム - Google Patents
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Abstract
プログラマブルロジックコントローラ11は、CPUユニット19を備えるプログラマブルロジックコントローラ11であって、CPUユニット19は、実IPアドレスと、実IPアドレスと異なる疑似IPアドレスとを持ち、第1の通信プロトコルで通信するネットワーク12に属する通信機器と実IPアドレスを用いてデータを送受信し、第1の通信プロトコルと異なる第2の通信プロトコルで通信するネットワーク13に属する通信機器と疑似IPアドレスを用いてデータを送受信する。
【選択図】図1
【選択図】図1
Description
本発明は、ネットワークに接続して用いられるプログラマブルロジックコントローラに関する。
従来のプログラマブルロジックコントローラでは、仮想IPアドレスを用いて複数のネットワークを一つのネットワークにみなして通信を行っていた。IPネットワークアドレスが異なるネットワークに接続されたプログラマブルロジックコントローラ同士においては、ルーティング機能をプログラマブルロジックコントローラに搭載して異なるネットワークへの通信を行っていた。
Ethernet(登録商標,以下省略)と異なる種類のネットワーク機器においては、異種ネットワークゲートウェイを用いて相互接続される。例えば、特許文献2に開示されたルーティング機能を用いることで、実IPアドレスとネットワークアドレスが異なるネットワークに接続された通信機器と通信を行うことができる。しかしながら、異なる種類のネットワークに接続されたプログラマブルロジックコントローラおよび通信機器では、特許文献3に開示された異種ネットワークゲートウェイシステムを構築する必要があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、異なる種類のネットワークに接続されたプログラマブルロジックコントローラおよび通信機器において、異種ネットワークゲートウェイシステムを設けずに、Ethernetパケットで通信を可能とするプログラマブルロジックコントローラ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、CPUユニットを備えるプログラマブルロジックコントローラであって、CPUユニットは、実IPアドレスと、実IPアドレスと異なる疑似IPアドレスとを持ち、第1の通信プロトコルで通信するネットワークに属する通信機器と実IPアドレスを用いてデータを送受信し、第1の通信プロトコルと異なる第2の通信プロトコルで通信するネットワークに属する通信機器と疑似IPアドレスを用いてデータを送受信することを特徴とするプログラマブルロジックコントローラ。
本発明にかかるプログラマブルロジックコントローラは、異なる種類のネットワークに接続されたプログラマブルロジックコントローラおよび通信機器において、異種ネットワークゲートウェイシステムを設けずに、Ethernetパケットで通信を可能とするという効果を奏する。
以下に、本発明の実施の形態にかかるプログラマブルロジックコントローラ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1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかるプログラマブルロジックコントローラを含むネットワークシステムの一例を示す図である。このネットワークシステムは、パーソナルコンピュータ(以下、パソコンまたはPCという)10,16,18と、プログラマブルロジックコントローラ11,14,15が接続されて構成されている。
図1は、本発明の実施の形態1にかかるプログラマブルロジックコントローラを含むネットワークシステムの一例を示す図である。このネットワークシステムは、パーソナルコンピュータ(以下、パソコンまたはPCという)10,16,18と、プログラマブルロジックコントローラ11,14,15が接続されて構成されている。
パソコン10とプログラマブルロジックコントローラ11は、Ethernet経由の第一ネットワーク12に接続されている。第一ネットワーク12は、第1の通信プロトコルとしてEthernetで通信を行うネットワークである。
プログラマブルロジックコントローラ11は、Ethernetとは異なる種類の第二ネットワーク13にも接続されている。第二ネットワーク13は、第2の通信プロトコルとして、Ethernet以外のプロトコルで通信を行うネットワークである。第二ネットワーク13には、プログラマブルロジックコントローラ14と、プログラマブルロジックコントローラ15と、パソコン16とが接続されている。
なお、第二ネットワーク13には、図示は省略するが駆動装置などの機器も接続可能である。プログラマブルロジックコントローラ14は、Ethernet経由の第三ネットワーク17に接続されており、第三ネットワーク17を介してパソコン18と接続されている。第三ネットワーク17は、第1の通信プロトコルとしてEthernetで通信を行うネットワークである。
プログラマブルロジックコントローラ11は、Ethernetポートを内蔵するCPUユニット19と、通信ユニット20とを備えている。また、プログラマブルロジックコントローラ11は、CPUユニット19と通信ユニット20以外の他のユニット(図示せず)を備えている。
CPUユニット19は、Ethernet経由のネットワークに接続可能なインタフェースを備えている。また、CPUユニット19は、FTPクライアント、FTPサーバ等の機能を内蔵し、Ethernet経由の第一ネットワーク12に接続されたパソコン10とデータ交信が可能である。つまり、パソコン10は、FTPサーバやFTPクライアント等として機能する。
通信ユニット20は、Ethernetと異なるネットワーク13と接続されている。通信ユニット20は、サイクリック伝送機能を持ち、プログラマブルロジックコントローラ14、プログラマブルロジックコントローラ15、パソコン16等との間でデータの交信を行う。
プログラマブルロジックコントローラ14は、プログラマブルロジックコントローラ11と同様に、CPUユニット19と通信ユニット20とを備えている。プログラマブルロジックコントローラ14のCPUユニット19に接続されたパソコン18は、FTPサーバやFTPクライアント等として機能する。
なお、プログラマブルロジックコントローラ14も、プログラマブルロジックコントローラ11と同様に、CPUユニット19と通信ユニット20以外の他のユニット(図示せず)を備えている。
プログラマブルロジックコントローラ15は、プログラマブルロジックコントローラ11,14と同様に、通信ユニット20を備えている。また、プログラマブルロジックコントローラ15は、プログラマブルロジックコントローラ11,14とは異なり、Ethernetポートを内蔵しないCPUユニット30を備えている。
なお、プログラマブルロジックコントローラ15も、プログラマブルロジックコントローラ11,14と同様に、CPUユニット30と通信ユニット20以外の他のユニット(図示せず)を備えている。
次に、Ethernetポートを内蔵するCPUユニット19の構成について詳細に説明する。図2は、プログラマブルロジックコントローラ11,14が備えるCPUユニット19の概略構成を示すブロック図である。
CPUユニット19は、下位から順に、Ethernetに接続可能なLANインタフェース(以下、LAN I/Fともいう)(第1ポート)21、LANドライバ22、Ethernetモジュール23、Ethernetドライバ24、パケットバッファ25を有する。
CPUユニット19は、内部バス(第2ポート)26に接続でき、CPUユニット19と他のユニット間のデータ転送を行う内部バス26用のバス用ドライバ27を有する。また、Ethernetモジュール23の上位層に、Ethernetドライバ24とは別に、FTPサーバ/クライアント28と、ファイルシステム29を有する。
CPUユニット19内のEthernetモジュール23は、受信したデータのIPアドレスによって、そのデータの転送先を決定する。すなわち、自CPU宛て以外のIPアドレスであるデータを受信した場合、そのデータをEthernetドライバ24へ転送する。
CPUユニット19内のFTPサーバ/クライアント28は、自CPU宛のIPアドレス(例えば、192.168.4.1)から送信されるデータと、疑似IPアドレス(例えば、192.168.5.1)から送信されるデータを生成可能とされる。生成されたデータは、Ethernetモジュール23によって振り分けられる。
次に、CPUユニットの動作について説明する。図3は、CPUユニット19がLANインタフェース21からデータを受信した場合の処理手順を示すフローチャートである。まず、ステップS111で、LANインタフェース21から受信したデータがLANドライバ22へ転送される。ステップS112で、LANドライバ22からEthernetモジュール23へ受信データが転送される。
ステップS113で、Ethernetモジュール23は、受信データのヘッダに添付されている宛先のIPアドレスを確認し、自CPU宛のIPアドレス(例えば、192.168.4.1等の実IPアドレスや、192.168.5.1等の疑似IPアドレス)のデータであるか、またはそれ以外のIPアドレスであるかによって受信データを振り分ける。
Ethernetモジュール23は、受信データの宛先が自CPUのIPアドレスだった場合には、ステップS114へ移行し、CPU内のFTPサーバ/クライアント28へ受信データを転送する。そして、ステップS115で、FTPサーバ/クライアント28は、受信データを自CPU内のファイルシステムへ転送する。
また、Ethernetモジュール23は、受信データの宛先が自CPU以外のIPアドレスだった場合には、ステップS113からステップS116へ移行し、CPUユニット19内のEthernetドライバ24へ受信データを転送する。
ステップS117で、Ethernetドライバ24は、CPUユニット19内のパケットバッファ25へ受信データを転送する。ステップS118で、Ethernetと異なる種類のネットワークでデータを送信するため、パケットバッファ25は、受信データのカプセル化を行い、Ethernetと異なる種類のネットワークのプロトコルに対応させる。ステップS119で、カプセル化したデータが内部バス26から通信ユニット20へ転送される。
図4は、CPUユニット19が内部バス26を介して通信ユニット20からデータを受信した場合の処理手順を示すフローチャートである。ステップS121で、通信ユニット20から内部バス26を介して、カプセル化されたパケットを受信する。
ステップS122で、バス用ドライバ27へ受信データが転送される。ステップS123で、Ethernetモジュールへ受信データが転送され、カプセル化が解除される。ステップS124で、Ethernetモジュール23は、受信データのヘッダに添付されている宛先のIPアドレスを確認し、自CPU宛のIPアドレスのデータであるか、またはそれ以外のIPアドレスであるかによって受信データを振り分ける。
Ethernetモジュール23は、受信データの宛先が自CPUのIPアドレスだった場合には、ステップS125へ移行し、自CPU内のFTPサーバ/クライアント28へ受信データを転送する。ステップS126で、FTPサーバ/クライアント28は、自CPU内のファイルシステム29へ受信データを転送する。
また、Ethernetモジュール23は、受信データの宛先が自CPU以外のIPアドレスだった場合には、ステップS124からステップS127へ移行し、LANドライバ22へ受信データを転送する。ステップS128で、LANドライバ22からLAN I/F21へ受信データが転送される。
図5は、CPUユニット19からEthernet経由もしくはEthernetとは異なる種類のネットワーク経由でデータを送信する場合の処理手順を示すフローチャートである。ステップS131で、ファイルシステム29からFTPサーバ/クライアント28へデータが転送される。
ステップS132で、FTPサーバ/クライアント28からEthernetモジュール23にデータが転送される。ステップS133で、Ethernetモジュール23は、送信データの宛先となるIPアドレスのネットワークアドレスが、疑似IPアドレスのものであるか疑似IPアドレス以外(実IPアドレス)のものであるかによって、その送信データを振り分ける。
ネットワークアドレスが疑似IPアドレス以外(実IPアドレス)のものである場合は、ステップS134に移行し、Ethernetモジュール23は、Ethernet(例えば、第一ネットワーク12、第三ネットワーク17)経由でデータを送信するため、送信データをLANドライバ22へ転送する。ステップS135で、送信データがLAN I/F21へ送信される。
また、ネットワークアドレスが疑似IPアドレスのものである場合には、ステップS133からステップS136へ移行し、Ethernetモジュール23は、Ethernetとは異なる別ネットワーク(例えば、第二ネットワーク13)でデータを送信するため、送信データのカプセル化を行う。ステップS137で、Ethernetモジュール23は、バス用ドライバ27へ送信データを転送する。ステップS138で、送信データがバス用ドライバ27から内部バス26へ転送され、内部バス26から通信ユニット20へその送信データが転送される。
図6は、図1に示すネットワークシステムにおいて、別のネットワークを介して接続されたプログラマブルロジックコントローラでのデータの送受信の例を説明するための図である。プログラマブルロジックコントローラ14のCPUユニット19が、実IPアドレスと疑似IPアドレスの2つのIPアドレスを持つことで、Ethernetと異なる種類の第二ネットワーク13を経由したデータの送受信と、Ethernet(第三ネットワーク17)を経由したデータの送受信が可能となる。
図6では、CPUユニット19の内部バス26、通信ユニット20(図2も参照)から、Ethernetと異なる種類の第二ネットワーク13を経由して、プログラマブルロジックコントローラ15のCPUユニット30へデータ通信を行っている。なお、CPUユニット19の内部バス26、通信ユニット20から送信されたデータは、上述したようにカプセル化されてEthernetパケットとして送信される。
また、図6では、CPUユニット19のEthernetポートから、Ethernetである第三ネットワーク17経由で、パソコン18へデータ通信を行っている。このように、CPUユニット19は、Ethernetに接続可能なLANインタフェース21を介したデータ通信と、Ethernetと異なるネットワークと接続可能な内部バス26を介したデータ通信の両方を処理することができる。
図7は、図1に示すネットワークシステムにおいて、別のネットワークを介して接続されたプログラマブルロジックコントローラでのデータの送受信の他の例を説明するための図である。図7に示すように、パソコン10から、プログラマブルロジックコントローラ14を介して異なるネットワークで接続されたプログラマブルロジックコントローラ14のCPUユニット19に対してデータ送信の指定を行う場合に、通信を行う対象機器(プログラマブルロジックコントローラ14)のIPアドレスを設定するだけで、通信が可能となる。
図8は、図1に示すネットワークシステムにおいて、別のネットワークを介して接続されたプログラマブルロジックコントローラでのデータの送受信の他の例を説明するための図である。図8に示すように、Ethernetポートを内蔵しないCPUユニット30に対しても、疑似IPアドレスを持つことで、異なる種類のネットワーク経由でIPアドレスによるEthernetパケットを用いたデータ通信が可能となる。
このように、本実施の形態1にかかるプログラマブルロジックコントローラによれば、異なる種類のネットワークに接続されたプログラマブルロジックコントローラおよび通信機器において、異種ネットワークゲートウェイシステムを設けずに、Ethernetパケットで通信が可能となる。
以上のように、本発明にかかるプログラマブルロジックコントローラは、異なる種類のネットワークを介してプログラマブルロジックコントローラが接続されるネットワークシステムに有用であり、特に、Ethernetと異なるネットワークとEthernetとを介してプログラマブルロジックコントローラが接続されるネットワークシステムに適している。
10,16,18 パーソナルコンピュータ(パソコン,PC)
11,14,15 プログラマブルロジックコントローラ
12 第一ネットワーク
13 第二ネットワーク
17 第三ネットワーク
19 CPUユニット
20 通信ユニット
21 LANインタフェース(LAN I/F)(第1ポート)
22 LANドライバ
23 Ethernetモジュール
24 Ethernetドライバ
25 パケットバッファ
26 内部バス(第2ポート)
27 バス用ドライバ
28 FTPサーバ/クライアント
29 ファイルシステム
30 CPUユニット
11,14,15 プログラマブルロジックコントローラ
12 第一ネットワーク
13 第二ネットワーク
17 第三ネットワーク
19 CPUユニット
20 通信ユニット
21 LANインタフェース(LAN I/F)(第1ポート)
22 LANドライバ
23 Ethernetモジュール
24 Ethernetドライバ
25 パケットバッファ
26 内部バス(第2ポート)
27 バス用ドライバ
28 FTPサーバ/クライアント
29 ファイルシステム
30 CPUユニット
Claims (5)
- CPUユニットを備えるプログラマブルロジックコントローラであって、
前記CPUユニットは、
実IPアドレスでデータを送受信する第1ポートと、前記実IPアドレスと異なる疑似IPアドレスでデータを送受信する第2ポートとを有し、
第1の通信プロトコルで通信するネットワークに属する通信機器と前記実IPアドレスを用いてデータを送受信し、前記第1の通信プロトコルと異なる第2の通信プロトコルで通信するネットワークに属する通信機器と前記疑似IPアドレスを用いてデータを送受信し、
前記CPUユニットから送信される送信データの宛先となるIPアドレスのネットワークアドレスが、前記疑似IPアドレスのものである場合に、前記送信データのカプセル化を行って前記第2ポートから送信し、
前記第2ポートから受信した受信データの宛先となるIPアドレスのネットワークアドレスが、前記実IPアドレスのものである場合に、前記受信データのカプセル化を解除し、
カプセル化が解除された前記受信データの宛先が、前記CPUユニット以外のIPアドレスである場合には、前記第1ポートから前記受信データを送信することを特徴とするプログラマブルロジックコントローラ。 - 前記第1の通信プロトコルはEthernetであり、前記第2の通信プロトコルは、Ethernet以外の通信プロトコルであることを特徴とする請求項1に記載のプログラマブルロジックコントローラ。
- 前記CPUユニットは、
ファイルシステムをさらに有し、
前記第1ポートから受信した受信データの宛先が前記CPUユニットのIPアドレスである場合には、前記ファイルシステムに前記受信データを転送し、
前記第1ポートから受信した受信データの宛先が前記CPUユニット以外のIPアドレスである場合には、前記第2ポートから前記受信データを送信することを特徴とする請求項1または2に記載のプログラマブルロジックコントローラ。 - 前記第2ポートから受信した受信データの宛先が前記CPUユニットのIPアドレスである場合には、前記ファイルシステムに前記受信データを転送することを特徴とする請求項3に記載のプログラマブルロジックコントローラ。
- 請求項1に記載の複数のプログラマブルロジックコントローラを備え、
前記複数のプログラマブルロジックコントローラの前記第2ポート同士がネットワーク接続されることを特徴とするネットワークシステム。
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