JP5716133B2 - 低エラー率、超高速シリアル通信が可能な産業用コントローラ装置およびその駆動方法 - Google Patents

低エラー率、超高速シリアル通信が可能な産業用コントローラ装置およびその駆動方法 Download PDF

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Description

本発明は、産業用コントローラ装置に関するもので、より詳細には超高速シリアル通信が可能な産業用コントローラ装置に関するものである。
通常、産業用コントローラ装置を利用するプラントは、一つまたは少数のホスト装置にＮ個のＥＩＡ−４８５インタフェース装置がマルチドロップ方式で１：Ｎ接続された状態において、各ＥＩＡ−４８５インタフェース装置に産業用コントローラ装置が例えば１：１で接続されることで、ホストとバイナリデータ、メッセージまたはパケットの交換を行う通信メカニズムを利用する。
ＥＩＡ−４８５インタフェースは、低速のシリアルインタフェースであり、マルチドロップ方式で接続できるリモート装置の数が３２台前後に制限されるが、配線が単純で広く普及した。
プラントがますます精巧かつ複雑になり、産業用コントローラ装置の数も増加し、リアルタイムに近い通信性能が要求されている。たとえ末端のコントローラ装置には高速通信があえて必要ではなくても、ホスト装置には高速通信が必要である。これに伴い、高速データ伝送が可能なネットワークアーキテクチャと通信インターフェースが必要になった。ホスト装置と通信インタフェース装置までは、高速通信アーキテクチャを利用し、通信インタフェース装置から産業用コントローラ装置の間には、従来のＥＩＡ−４８５通信を利用する方式である。このような高速通信アーキテクチャとして、特にＩＰアドレスおよびパケット交換方式の高速イーサネット（登録商標）インタフェース装置を利用する産業用イーサネットが台頭した。
しかし、産業用イーサネットはＩＰアドレスベースであり、既存のＰＬＣなどのコントローラ装置を利用する設計技法と互換性がない。例えば、従来は産業用コントローラ装置をＥＩＡ−４８５で可能なマルチドロップ方式で拡張し続けて接続できたが、産業用イーサネットを利用する場合には、拡張のためには多数のポートを有するハブやスイッチ、ブリッジ、リピータを利用して、イーサネットインタフェース装置を追加しなければならず、ＩＰ方式をサポートしていないコントローラ装置として構成されたサブネットとイーサネットゲートウェイを介して接続する必要がある。
ホストとイーサネットゲートウェイ装置の間には、新しい高速のイーサネットインターフェイスを利用し、イーサネットゲートウェイ装置と既存のコントローラ装置の間には、既存の低速シリアルインターフェースを継続利用することにより、全体的に速度とコストのバランスを追求することができた。
しかし、設計と設置が複雑で、運用時にも互いに異なる種類のネットワークを管理しなければならず、エラーが生じた場合に発生位置を探すのが難しくなるという問題点がある。
もしコントローラ装置がイーサネットインターフェースを含む場合には、マルチドロップ方式で接続することができず、ハブやスイッチのポートに接続する必要がある。高層ビル全体の空調システムを例にとると、各階にマルチポートハブを設置し、そのハブから該当階に散在しているイーサネットインタフェースを有する空調ユニットまでイーサネットケーブルで接続しなければならない。イーサネットケーブルは伝送距離に制限があるため、遠くにある空調ユニットまで長く接続した場合には、データ伝送エラーが増加したり、速度が低下するしかなく、イーサネットインターフェースの高速伝送能力という利点が相殺されてしまう。
本発明が解決しようとする課題は、低エラー率、超高速シリアル通信が可能な産業用コントローラ装置およびその駆動方法を提供することである。
本発明の一側面に係るホスト装置によって制御される少なくとも一つのリモート装置としての産業用コントローラ装置において、
所定のリモート装置のＩＤを有するユニキャスト（ｕｎｉｃａｓｔ）情報またはマルチキャスト（ｍｕｌｔｉｃａｓｔ）／ブロードキャスト（ｂｒｏａｄｃａｓｔ）情報のうち少なくとも一つを含むＰＣＩ（ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）をＰＤＵ（ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｄａｔａ ｕｎｉｔ）と組み合わせた下り伝送フレーム内の前記ＰＣＩが当該産業用コントローラ装置のＩＤに対応しているかどうかに応じて、前記下り伝送フレームを出力するか、またはＰＤＵパーシングのためにキャプチャし、ＰＤＵパーシング時に前記ＰＤＵから制御メッセージを抽出し、前記抽出された制御メッセージに応じてセンサーまたは駆動要素を動作させるための制御信号を生成し、前記センサーまたは駆動要素の動作状態に関する状態情報に応じたＰＤＵにホスト装置のＩＤに対応するユニキャスト情報を含むＰＣＩを組み合わせて、内部的に上り伝送フレームを生成して出力する制御部；
外部的に上りまたは下り伝送フレームをそれぞれ送信または受信する第１光送受信部；
外部的に上りまたは下り伝送フレームをそれぞれ送信または受信する少なくとも一つのポートの第２光送受信部；および
前記第１光送受信部で受信された下り伝送フレームおよび前記第２光送受信部で外部的に受信された上り伝送フレームを順次前記制御部に伝達し、前記制御部から出力された上り伝送フレームを前記第１光送受信部に伝達し、前記制御部から出力された下り伝送フレームを前記第２光送受信部に伝達するスイッチング部を含むことができる。
一実施例に基づいて、前記制御部は、
もし前記下り伝送フレーム内のＰＣＩが前記産業用コントローラ装置のＩＤに対応するユニキャスト情報を含むと、受信された下り伝送フレームをＰＤＵパーシングのためにキャプチャし、もし前記下り伝送フレーム内のＰＣＩが前記産業用コントローラ装置のＩＤに対応していないユニキャスト情報を含むと、受信された下り伝送フレームを前記スイッチング部に出力し、もし前記下り伝送フレーム内のＰＣＩが前記産業用コントローラ装置に対応するマルチキャスト／ブロードキャスト情報を含むと、前記下り伝送フレームをＰＤＵパーシングのためにキャプチャすると同時に前記スイッチング部に出力するように動作するＰＣＩ分析部を含むことができる。
一実施例において、前記制御部は、
キャプチャされた伝送フレームをパーシングしてＰＤＵを抽出するＰＤＵパーシング部；
前記抽出されたＰＤＵから制御メッセージを抽出し、抽出された制御メッセージに応じて、前記センサーまたは駆動要素を動作させるための制御信号を生成する制御信号生成部；
前記センサーまたは駆動要素の動作状態に関する状態情報を含むＰＤＵを生成するＰＤＵ生成部；および
前記生成されたＰＤＵに前記ホスト装置のＩＤに対応するユニキャスト情報を含むＰＣＩを組み合わせて、独自に上り伝送フレームを生成する伝送フレームフォーマット部を含むことができる。
一実施形態において、ホスト装置によって制御される少なくとも一つのリモート装置としての産業用コントローラ装置において、
所定のリモート装置のＩＤを有するユニキャスト情報またはマルチキャスト／ブロードキャスト情報のうち少なくとも一つを含むＰＣＩをＰＤＵと組み合わせた下り伝送フレーム内のＰＤＵから制御メッセージを抽出し、前記抽出された制御メッセージに応じてセンサーまたは駆動要素を動作させるための制御信号を生成し、前記センサーまたは駆動要素の動作状態に関する状態情報に応じたＰＤＵにホスト装置のＩＤに対応するユニキャスト情報を含むＰＣＩを組み合わせて、内部的に上り伝送フレームを生成して出力する制御部；
外部的に上りまたは下り伝送フレームをそれぞれ送信または受信する第１光送受信部；
外部的に上りまたは下り伝送フレームをそれぞれ送信または受信する少なくとも一つのポートの第２光送受信部；および
前記第１光送受信部で受信された下り伝送フレームの前記ＰＣＩが当該産業用コントローラ装置のＩＤに対応しているかどうかに応じて、前記下り伝送フレームを前記第２光送受信部に出力するか、または前記制御部のうち少なくとも一つに伝達し、前記第２光送受信部で外部的に受信された上り伝送フレームを前記第１光送受信部に伝達し、前記制御部から出力された上り伝送フレームを前記第１光送受信部に伝達し、前記制御部から出力された下り伝送フレームを前記第２光送受信部に伝達するスイッチング部を含むことができる。
一実施例において、前記スイッチング部は
第１および第２スイッチを含んでおり、
前記第１スイッチは、もし前記下り伝送フレーム内のＰＣＩが前記産業用コントローラ装置のＩＤに対応するユニキャスト情報を含むと、受信された下り伝送フレームを前記制御部に伝達し、もし前記下り伝送フレーム内のＰＣＩが前記産業用コントローラのＩＤに対応していないユニキャスト情報を含むと、受信された下り伝送フレームを前記第２スイッチに出力し、もし前記下り伝送フレーム内のＰＣＩが前記産業用コントローラ装置に対応するマルチキャスト／ブロードキャスト情報を含むと、前記下り伝送フレームを前記制御部に伝達すると同時に、前記第２スイッチに出力するように動作し、
前記第２スイッチは、前記制御部から出力された上り伝送フレームを前記第１光送受信部に伝達し、前記第１スイッチから出力された下り伝送フレームを前記第２光送受信部に伝達するように動作することができる。
本発明の他の側面に係るホスト装置によって制御される少なくとも一つのリモート装置としての産業用コントローラ装置において、
所定のリモート装置のＩＤを有するユニキャスト情報またはマルチキャスト／ブロードキャスト情報のうち少なくとも一つを含むＰＣＩをＰＤＵと組み合わせた下り伝送フレームを外部的に受信し、上り伝送フレームを送信する第１光送受信部；
外部的に上り伝送フレームを受信し、下り伝送フレームを送信する第２光送受信部；
前記第１光送受信部で受信された下り伝送フレーム内のＰＤＵから制御メッセージを抽出し、前記抽出された制御メッセージに応じて、前記センサーまたは駆動要素を動作させるための制御信号を生成し、前記センサーまたは駆動要素の動作状態に関する状態情報に応じたＰＤＵにホスト装置のＩＤに対応するユニキャスト情報を含むＰＣＩを組み合わせて上り伝送フレームを内部的に生成する制御部；および
前記受信された下り伝送フレームのＰＣＩが当該産業用コントローラ装置のＩＤに対応しているかどうかに応じて、前記下り伝送フレームを前記制御部または前記第２光送受信部のうち少なくともいずれか一つに伝達し、前記第２光送受信部または前記制御部から伝達された上り伝送フレームを順次前記第１光送受信部に伝達するスイッチング部を含むことができる。
一実施例において、前記スイッチング部は
第１および第２スイッチを含んでおり、
前記第１スイッチは、もし前記下り伝送フレーム内のＰＣＩが前記産業用コントローラ装置のＩＤに対応するユニキャスト情報を含むと、受信された下り伝送フレームを前記制御部に伝達し、もし前記の下り伝送フレーム内のＰＣＩが前記産業用コントローラ装置のＩＤに対応していないユニキャスト情報を含むと、受信された下り伝送フレームを前記第２光送受信部に出力し、もし前記下り伝送フレーム内のＰＣＩが前記産業用コントローラ装置に対応するマルチキャスト／ブロードキャスト情報を含むと、前記下り伝送フレームを前記制御部に伝達すると同時に、前記第２光送受信部に出力するように動作し、
前記第２スイッチは、前記第２光送受信部または前記制御部から出力された上り伝送フレームを順次前記第１光送受信部に伝達するように動作することができる。
一実施例において、前記上りまたは下り伝送フレームは、ＰＤＵにＰＣＩを付加したり、挿入したり、部分的に上書きすることでフォーマットすることができる。
本発明の他の側面に係るホスト装置によって制御される少なくとも一つのリモート装置としての産業用コントローラ装置の駆動方法において、
所定のリモート装置のＩＤを有するユニキャスト情報またはマルチキャスト／ブロードキャスト情報のうち少なくとも一つを含むＰＣＩを組み合わせて生成された下り伝送フレームを外部から受信する段階；
前記受信された下り伝送フレームのＰＣＩに対してＰＣＩが前記産業用コントローラ装置に該当するかどうかを分析する段階；
前記ＰＣＩが前記産業用コントローラ装置に該当するかどうかに応じて、前記下り伝送フレームを下りに再伝送するか、またはＰＤＵのパーシングのためにキャプチャする段階；
ＰＤＵパーシング時に前記下り伝送フレームをパーシングして、ＰＤＵを抽出する段階；
前記抽出されたＰＤＵから制御メッセージを抽出し、前記制御メッセージに応じてセンサーまたは駆動要素を動作させるための制御信号を生成する段階；
前記センサーまたは駆動要素の動作状態に関する状態情報を含むＰＤＵにホスト装置のＩＤに対応するユニキャスト情報を含むＰＣＩを組み合わせて上り伝送フレームを生成する段階；
前記生成された上り伝送フレームまたは外部から受信された上り伝送フレームを上り伝送する段階を含むことができる。
一実施例において、前記ＰＣＩが前記産業用コントローラ装置に該当するかどうかに応じて、前記下り伝送フレームを下りに再伝送するか、またはＰＤＵのパーシングのためにキャプチャする段階は、
もし前記ＰＣＩが前記産業用コントローラ装置のＩＤに対応するユニキャスト情報を含むと、前記受信された下り伝送フレームをＰＤＵパーシングのためにキャプチャする段階；
もしＰＣＩが前記産業用コントローラ装置のＩＤに対応していないユニキャスト情報を含むと、前記受信された下り伝送フレームを本来の伝達方向に応じて下り再伝送する段階；
もしＰＣＩが前記産業用コントローラ装置に対応するマルチキャスト／ブロードキャスト情報を含むと、前記受信された下り伝送フレームをＰＤＵパーシングのためにキャプチャすると同時に下り再伝送する段階を含むことができる。
一実施例において、前記上りまたは下り伝送フレームは、ＰＤＵにＰＣＩを付加したり、挿入したり、部分的に上書きすることでフォーマットすることができる。
本発明の産業用コントローラ装置および駆動方法によれば、超高速シリアルデータ伝送性能を維持しながら、産業用コントローラ装置を容易に拡張延長することができる。
本発明の産業用コントローラ装置および駆動方法によれば、ホスト装置、産業用コントローラ装置とＰＯＦケーブルだけでネットワーク全体を設計および設置することができ、ハブやスイッチ、ゲートウェイ装置、リピータ装置などの必要性を除去することができる。
本発明の産業用コントローラ装置および駆動方法によれば、コントローラ装置が互いに異なる種類のプロトコルを利用するコントローラ装置のための通信中継経路としても使用することができる。
本発明の一実施例に係る産業用コントローラ装置を接続して例示した産業用制御ネットワーク概念図である。 本発明の別の実施例に係る産業用コントローラ装置を接続して例示した産業用制御ネットワーク概念図である。 本発明の一実施例に係る産業用コントローラ装置のための例示的なフレームフォーマットである。 本発明の一実施例に係る産業用コントローラ装置のための別の例示的なフレームフォーマットである。 本発明の一実施例に係る産業用コントローラ装置のためのまた別の例示的なフレームフォーマットである。 本発明の一実施例に係る産業用コントローラ装置を例示したブロック図である。 本発明の一実施例に係る産業用コントローラ装置とは異なって例示したブロック図である。 本発明の別の実施例に係る産業用コントローラ装置を例示したブロック図である。 本発明のまた別の実施例に係る産業用コントローラ装置を例示したブロック図である。 本発明の実施例に係る産業用コントローラ装置の動作を例示したフローチャートである。
本文に開示されている本発明の実施例について、特定の構造的ないし機能的説明は、単に本発明の実施例を説明するための目的で例示したもので、本発明の実施例は多様な形態で実施することができ、本文に説明した実施例に限定すると解釈してはならない。
以下、添付した図面を参照して、本発明の望ましい実施例をより詳細に説明する。図面上の同一の構成要素については同一の参照符号を使用し、同一の構成要素について重複した説明は省略する。
図１および図２はそれぞれ本発明の実施例に係る産業用コントローラ装置を接続して例示した産業用制御ネットワーク概念図である。
まず、図１を参照すると、産業用制御ネットワークは、例えばマイクロコントローラ、サーバやＰＣなどのユーザプログラム可能なハードウェアに基づいて具現化されるホスト装置（１０ａ）、ＰＯＦ（ｐｌａｓｔｉｃ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ）ケーブル（２０）、産業用コントローラ装置（３０）を含んでいる。
図２を参照すると、産業用制御ネットワークは、ホスト装置（１０ｂ）、外付けフレーム変換装置（１１ｂ）、ＰＯＦケーブル（２０）、産業用コントローラ装置（３０）を含んでいる。
ホスト装置（１０ａ、１０ｂ）は、産業用コントローラ装置（３０）それぞれの動作を制御することができる制御メッセージを生成し、リモート装置、例えば産業用コントローラ装置（３０）それぞれから状態情報を受信することができる。
このため、ホスト装置（１０ａ、１０ｂ）は、本発明の産業用コントローラ装置（３０）のうち少なくとも一つの産業用コントローラ装置（３０ｄ）のための制御メッセージを生成し、生成された制御メッセージに基づいて、所定の制御用プロトコルまたは通信用プロトコル、例えばモドバス規格（Ｍｏｄｂｕｓ）に定義されたところによってＰＤＵ（ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｄａｔａ ｕｎｉｔ）を生成する。
図１の場合には、ホスト装置（１０ａ）に内蔵された内蔵型フレーム変換装置（１１ａ）が、図２の場合には、ホスト装置（１０ｂ）に接続された外付けフレーム変換装置（１１ｂ）がＰＤＵに下り伝送の目的地（ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ）に該当する産業用コントローラ装置（３０ｄ）のＩＤを有するユニキャスト（ｕｎｉｃａｓｔ）情報またはマルチキャスト（ｍｕｌｔｉｃａｓｔ）／ブロードキャスト（ｂｒｏａｄｃａｓｔ）情報のうち少なくとも一つを含むＰＣＩ（ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を挿入して下り伝送フレームに再フォーマットまたはカプセル化し、これを光学的にＰＯＦケーブル（２０）を介してそれぞれ下り出力する。また、ＰＣＩは目的地産業用コントローラ装置（３０ｄ）がＰＤＵをどのように扱うかを制御するメッセージをさらに含むことができる。
本明細書でユニキャスト情報は、単一の情報送信者が単一の情報受信者に通信しようとする場合に、このような単一情報送信者と単一情報受信者に関する情報を指す。
また、マルチキャスト情報は、単一の情報送信者が一つ以上の情報受信者で構成されたグループに対して通信をしようとする場合に、このような単一情報送信者と一つ以上の情報受信者のグループに関する情報を指し、ブロードキャスト情報は、単一の情報送信者がネットワーク内のすべての情報受信者に通信しようとする場合に、情報受信者の不特定に関する情報を指す。
一方、上り伝送の場合に、フレーム変換装置（１１ａ、１１ｂ）は、特定の産業用コントローラ装置（３０）で生成されたＰＤＵを含む上り伝送フレームをＰＯＦケーブル（２０）を介して受信し、受信された上り伝送フレームからＰＣＩを削除し、ホスト装置（１０ａ、１０ｂ）が理解するプロトコルに応じたＰＤＵだけを抽出して、ホスト装置（１０ａ、１０ｂ）に提供することができる。
実施例に基づいて、ＰＣＩは、伝送フレームが上り伝送なのか下り伝送なのかを規定するフラグをさらに含むことができる。
フレーム変換装置（１１ａ、１１ｂ）が実行するフレーム再フォーマットまたはカプセル化と実質的に同一の動作は、産業用コントローラ装置（３０）がＰＤＵを出力しなければならない場合でも行うことができる。
フレーム変換装置（１１ａ、１１ｂ）、産業用コントローラ装置装置（３０）によって再フォーマットまたはカプセル化される伝送フレームを例示的に説明するために図３ないし５を参照すると、図３、図４および図５は本発明の一実施例に係る産業用コントローラ装置のための例示的なフレームフォーマットである。
図３、図４または図５において、ＰＤＵはパケット交換方式、メッセージ交換方式などの多様な商用制御用プロトコル、例えばＥｔｈｅｒＣＡＴ、ＥＧＤ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ Ｇｌｏｂａｌ Ｄａｔａ）、ＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ Ｐｏｗｅｒｌｉｎｋ、Ｆｉｅｌｄｂｕｓ、Ｍｏｄｂｕｓ、Ｐｒｏｆｉｂｕｓ、ＣＩＰ（ｃｏｍｍｏｎ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ＣｏｎｔｒｏｌＮｅｔ、ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ、ＣＡＮ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）ｂｕｓなどのプロトコルないしこれらと同等か、または改良されたプロトコルや、追加的にＥｔｈｅｒｎｅｔ、ＵＳＢ（ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｓｅｒｉａｌ ｂｕｓ）、ＳＡＴＡ（Ｓｅｒｉａｌ ＡＴＡ）、ｅＳＡＴＡ（ｅｘｔｅｒｎａｌ ＳＡＴＡ）、ＳＣＳＩ（ｓｍａｌｌ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）などの多様な汎用通信プロトコルないしこれらと同等か、または改良されたプロトコルに基づいて生成することができる。
どのような方式の通信プロトコルでも、シリアル通信に基づいている限り、通常的にパケットまたはメッセージを含むフレームは、プリアンブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）と区切り文字（ｄｅｌｉｍｉｔｅｒ）で開始する。プリアンブルは、フレームの開始と一つのシンボルの時間の長さを規定し、追加的にクロック復元（ｃｌｏｃｋ ｒｅｃｏｖｅｒｙ）機能をさらに有することができ、区切り文字はこれに続いて実質的なパケットが開始することを知らせる。区切り文字の後ろには、定められた規約に基づいてヘッダー（ｈｅａｄｅｒ）とペイロード（ｐａｙｌｏａｄ）、フッター（ｆｏｏｔｅｒ）などが続く。
図３に例示したフレームフォーマットは、このようなＰＤＵをそのままにしてＰＤＵの前（ヘッダー）または後ろ（フッター）にＰＣＩを付加してカプセル化された（ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ）フレームを示している。このとき、付加されるＰＣＩのビットの長さほどの本来のＰＤＵと次のＰＤＵの間のＩＦＧ（ｉｎｔｅｒｆｒａｍｅ ｇａｐ）を減少させることができる。
一方、図４に例示されたフレームフォーマットは、本来ＰＤＵのプリアンブルおよび区切り文字の後ろにＰＣＩを挿入して再フォーマットされたフレームを示す。このとき、挿入されるＰＣＩのビットの長さほどのＰＤＵの間のＩＦＧを減少させることができる。
図５に例示したフレームフォーマットは、本来のＰＤＵ内のヘッダー中のプロトコルに基づいて使用が留保されたスロットがあるか、または状況に応じて使用されていないスロットがあるか、いずれの場合も不変かつ類推可能であるため、あるビットが実質的に不要な場合に、これを利用してＰＣＩを挿入するフレームを示す。
例えばＰＤＵがイーサネットフレームであれば、区切り文字の後ろのヘッダーは６オクテット（ｏｃｔｅｔｓ）の生成値（ｓｏｕｒｃｅ）ＭＡＣ（ｍｅｄｉａ ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ）識別情報ないしＭＡＣアドレスと目的地ＭＡＣ識別情報を含んでいる。あるコントローラ装置（３０）に向かう下りフレームは、どんな場合でもホスト装置（１０）が生成するフレームであるため、該当スロットの生成値ＭＡＣアドレスを参照しなくても、下り伝送フレームの生成値がホスト装置（１０）であることは明らかで、生成値ＭＡＣアドレス情報は不要な（ｒｅｄｕｎｄａｎｔ）情報である。この場合に、ＰＣＩが６オクテット、すなわち６バイト以下であれば、生成値ＭＡＣ識別情報に割り当てられたスロットにＰＣＩ情報を上書きすることで、フレーム全体の長さを維持しながら、ＰＣＩ情報を付加して下り伝送フレームを再フォーマットすることができる。
このような場合に、もしあるコントローラ装置（３０）で再び最初のイーサネットフレームを復元する必要があれば、コントローラ装置（３０）が伝送フレーム中でＰＣＩが記録されているスロットにあらかじめわかっているホスト装置（１０）のＭＡＣ識別情報を上書きすることで、本来のイーサネットフレームを復元することができる。
反対に、あるコントローラ装置（３０）でホスト装置（１０）に向かう上りフレームは、どんな場合でもホスト装置（１０）に向かうフレームであるため、該当スロットの目的地ＭＡＣアドレスを参照しなくても上りフレームの目的地がホスト装置（１０）であることは明白である。この場合に、ＰＣＩが６オクテット、すなわち６バイト以下であれば、目的地ＭＡＣ識別情報に割り当てられたスロットにＰＣＩ情報を上書きすることで、フレーム全体の長さを維持しながら、ＰＣＩ情報を付加してフレームを再フォーマットすることができる。
ただし、場合によって、フッターのチェックサム情報を適切に変更してやる必要がある。
図３と図４の伝送フレームフォーマットは、再フォーマット前後に全体の長さが増加するが、図５の伝送フレームフォーマットは再フォーマット前後に長さが維持される。
それぞれのフレーム変換装置（１１ａ、１１ｂ）と産業用コントローラ装置（３０）は、下り伝送フレームを生成する場合には、ＰＤＵにＰＣＩを挿入、付加ないし上書きする再フォーマット動作を実行し、反対に上り伝送フレームを生成する場合には、受信されたフレームからＰＣＩを削除ないし上書きする復元動作を実行する。
追加的に、産業用コントローラ装置（３０ｄ）は、光コンバータ（４０ａ）を介して他のネットワーク（５０）、例えばイーサネットネットワークに接続することができ、受信された下り伝送フレーム内のＰＤＵをイーサネットフレームとしてイーサネットネットワーク（５０）に伝達したり、反対にイーサネットネットワーク（５０）からイーサネットフレームを受信し、これをＰＤＵにして上り伝送フレームを生成する役割を果たすこともできる。
この場合、ＰＣＩは目的地産業用コントローラ装置（３０ｄ）がＰＤＵをどのように扱うかを制御するビットをさらに含むことができ、例えば目的地産業用コントローラ装置（３０ｄ）は、伝送フレームを受信したときに、ＰＣＩに含まれた制御メッセージに基づいてＰＤＵを復元し、復元されたＰＤＵをネットワーク（５０）に出力することができる。もし、ネットワーク（５０）がイーサネットネットワークで、ＰＤＵがイーサネットフレームであれば、ネットワーク（５０）はイーサネットフレームがどのようにホスト装置（１０）と光コンバータ（４０ａ）の間で伝達されたかに関係なく、ホスト装置（１０）とイーサネット標準に基づいて自然に接続することができる。
同様に、もしＰＤＵがＵＳＢパケットであり、光コンバータ（４０ｂ）にＵＳＢデバイス（６０）が接続されていれば、あたかもＵＳＢデバイス（６０）が通常的なホストＰＣに接続されたかのように使用することができる。
ここで、光コンバータ（４０ａ、４０ｂ）は、単に産業用コントローラ装置（３０ｄ）の光学信号出力を電気信号に、またはその逆に変換する役割を果たすだけである。
一方、産業用コントローラ装置（３０）は、プラントの多様な設備を駆動するために、多数のセンサーと多数の駆動要素に接続される。ホスト装置（１０）で生成される制御メッセージは、大規模設備に散在しているセンサーや駆動要素のそれぞれを直接駆動する命令というよりは、目的とする結果を要求する命令として例示することができる。例えばホスト装置（１０）は、１番コンベアを１ｍ／ｓで１００ｍ動くように制御メッセージをコンベアベルト設備を駆動する産業用コントローラ装置（３０）に伝送することができる。これらの制御メッセージを受信した産業用コントローラ装置（３０）は、制御メッセージに基づいた結果を得るために駆動要素を駆動する具体的な制御信号、例えば必要なモータ回転数、トルク、ギア比などを発生させるための制御信号を順次生成することができる。
このため、産業用コントローラ装置（３０）は、ホスト装置（１０）で生成され、少なくとも一つの産業用コントローラ装置（３０）に向かう下り伝送フレームが受信されると、下り伝送フレームのＰＣＩを識別する。
つまり、産業用コントローラ装置（３０）は、制御メッセージを含むＰＤＵに目的地の産業用コントローラ装置（３０）のＩＤを有するユニキャスト情報またはマルチキャスト／ブロードキャスト情報を少なくとも含むＰＣＩが挿入、付加または上書きされて生成された下り伝送フレームを受信し、受信された下り伝送フレームのＰＣＩに応じて下り伝送フレームを再伝送したり、追加的な処理のためにキャプチャする。
産業用コントローラ装置（３０）は、もし識別されたＰＣＩが該当産業用コントローラ装置（３０）に関連するマルチキャスト情報またはブロードキャスト情報を含むと、下り伝送フレームを下りに再伝送し、また下り伝送フレームからＰＤＵを抽出し、抽出されたＰＤＵ内の制御メッセージに応じてセンサーまたは駆動要素の動作を制御する。
産業用コントローラ装置（３０）は、もし識別されたＰＣＩが該当産業用コントローラ装置（３０）のＩＤと一致するユニキャスト情報だけを含むと、下り伝送フレームを下りに再伝送しないが、下り伝送フレームからＰＤＵを抽出し、抽出されたＰＤＵ内の制御メッセージに応じてセンサーまたは駆動要素の動作を制御する。
もし抽出されたＰＣＩが該当産業用コントローラ装置（３０）のＩＤと一致していないユニキャスト情報を含むと、産業用コントローラ装置（３０）は、下り伝送フレームを下りに再伝送するが、下り伝送フレームのＰＤＵは抽出しない。
さらに、産業用コントローラ装置（３０）は、ホスト装置（１０）で状態情報を報告しなければならない場合には、状態情報を含むＰＤＵを生成した後、生成したＰＤＵに基づいて、産業用コントローラ装置（３０）のＩＤを含むＰＣＩを組み合わせて上り伝送フレームを生成した後、光学的に上り出力することができる。
図６は、本発明の一実施形態に係る産業用コントローラ装置の制御部を具体的に例示したブロック図である。
図６を参照すると、産業用コントローラ装置（６００）は、第１光送受信部（６０１）、少なくとも一つのポートの第２光送受信部（６０２）、送受信スイッチング部（６１０）、制御部（６２０）、ローカルＩ／Ｏ（６３０）、表示部（６４０）、設定インタフェース（６５０）を含むことができる。
第１光送受信部（６０１）と第２光送受信部（６０２）は、それぞれ例えばＰＯＦケーブル（２０）を介して光学的に信号を受信したり、送信することができる。ＰＯＦケーブル（２０）は、二束のＰＯＦ光ファイバを介してそれぞれ送信と受信を行うことができる。
第１光送受信部（６０１）は、ホスト装置（１０）側に接続される。第２光送受信部（６０２）は、図６では二つの送受信ポートが例示されているが、設計者の意図に応じて一つまたは適切な数の送受信ポートを有することができ、それぞれ少なくとも一つの産業用コントローラ装置装置（３０）側に接続することができる。
送受信スイッチング部（６１０）は、受信スイッチ（６１１）と送信スイッチ（６１２）を含むことができる。
受信スイッチ（６１１）は、第１および第２の光送受信部（６０１、６０２）で受信される伝送フレームを順次制御部（６２０）に入力し、送信スイッチ（６１２）は、制御部（６２０）から出力される上り／下り伝送フレームを上りか下りかに応じて、第１および第２光送受信部（６０１、６０２）のうち少なくともいずれか一つにそれぞれ伝達する。
この時、第２光送受信部（６０２）の少なくとも一つのポート全体が同一の下り伝送フレームを出力することができる。
制御部（６２０）は、具体的にＰＣＩ分析部（６２１）、ＰＤＵパーシング部（６２２）、制御信号生成部（６２３）、状態情報受信部（６２４）、ＰＤＵ生成部（６２５）、伝送フレームフォーマット部（６２６）をさらに含むことができる。
ＰＣＩ分析部（６２１）は、受信された伝送フレームのＰＣＩを分析した結果に応じて伝送フレームをＰＤＵパーシング部（６２２）または第２受信スイッチ（６１２）のうち少なくとも一つに伝達する。
具体的に、ＰＣＩ分析部（６２１）は、もしＰＣＩが該当産業用コントローラ装置（６００）のＩＤに対応するユニキャスト情報を含むと、受信された伝送フレームをＰＤＵパーシング部（６２２）に転送する。
また、ＰＣＩ分析部（６２１）は、受信された伝送フレームを分析した結果、もしＰＣＩが該当産業用コントローラ装置（６００）のＩＤに対応していないユニキャスト情報を含むと、受信された伝送フレームを第２受信スイッチ（６１２）に伝達する。
ＰＣＩ分析部（６２１）は、受信された伝送フレームを分析した結果、もしＰＣＩが該当産業用コントローラ装置（６００）に対応するマルチキャスト／ブロードキャスト情報を含むと、受信された伝送フレームをＰＤＵパーシング部（６２２）および第２受信スイッチ（６１２）にそれぞれ伝達する。
この時、伝送フレームがホスト装置（１０）に向かう上り伝送フレームである場合は、ＰＣＩが該当産業用コントローラ装置（６００）に対応していないユニキャスト情報を含む場合のうちの一つとして一般化することができる。
ＰＤＵパーシング部（６２２）は、ＰＣＩ分析部（６２１）から伝送フレームが伝達されると、ホスト装置（１０）がＰＤＵを生成するときに利用したプロトコルに基づいて転送フレームからＰＤＵを抽出する。
制御信号生成部（６２３）は、産業用コントローラ装置（６００）の核心である制御プログラムが駆動する構成要素として、抽出されたＰＤＵから該当産業用コントローラ装置（６００）の動作に関する制御メッセージを抽出し、抽出された制御メッセージに応じて実際的にセンサーまたは駆動要素を駆動する少なくとも一つのデジタルないしアナログ制御信号を生成する。生成された制御信号は、ローカルＩ／Ｏ（６３０）を介してそれぞれのセンサーまたは駆動要素に出力される。
状態情報受信部（６２４）は、ローカルＩ／Ｏ（６３０）を介してそれぞれのセンサーのセンシング情報または駆動要素の動作状態情報を受信してデジタル化した情報を管理する。
ＰＤＵ生成部（６２５）は、該当産業用コントローラ装置（６００）が状態情報をホスト装置（１０）に報告する必要がある場合に、センサーまたは駆動要素の状態情報に基づいて所定の制御ないし通信プロトコルに応じてＰＤＵを生成する。
伝送フレームフォーマット部（６２６）は、ＰＤＵ生成部（６２５）で生成されたＰＤＵに該当産業用コントローラ装置（６００）のＩＤ情報などに基づいて生成されるＰＣＩを挿入、付加または上書きした伝送フレームを生成して送信スイッチ（６１２）に出力することができる。
実施例に基づいて制御部（６２０）の各構成要素（６２１ないし６２６）は、ＯＳＩ７階層モデルに少なくとも部分的に符合するように具現化することができる。
この実施例において、送受信スイッチング部（６１０）は、前段または後段のコントローラ（３０）内部のスイッチング部に実質的に１：１で接続されるため、送受信スイッチング部（６１０）内の各スイッチ（６１１、６１２）にＭＡＣアドレスは必要ではなく、さらにルータ（ｒｏｕｔｅｒ）の必要性も除去することができる。
ローカルＩ／Ｏ（６３０）は、産業用コントローラ装置（６００）に具備された設備の実際に動作するアクチュエータ、モーター、バルブ、ポンプ、電源供給装置などに制御信号を伝達し、センサーからセンシング信号を受信するためのインタフェースである。ローカルＩ／Ｏ（６３０）はｕＡＲＴ、ＲＳ−２３２Ｃ、ＥＩＡ−４８５／４２２など多様な方式の低速データ通信インターフェースで具現化することができる。
表示部（６４０）は、簡単には点滅する電球やブザー（ｂｕｚｚｅｒ）で、複雑にはタッチスクリーンで具現化することができる。
設定インターフェース（６５０）は、装置ＩＤのような産業用コントローラ装置（６００）の動作環境を現場で局部的に設定するためのユーザインタフェースで、簡単にはジャンパ（ｊｕｍｐｅｒ）、ＤＩＰ（ｄｕａｌ ｉｎ − ｌｉｎｅ ｐａｃｋａｇｅ）スイッチモジュールで、複雑にはｕＡＲＴ、ＲＳ−２３２Ｃなどの安価な低速データ通信インターフェースで具現化することができる。
図７は、本発明の一実施形態に係る産業用コントローラ装置とは異なって例示したブロック図である。
図７を参照すると、産業用コントローラ装置（７００）は、第１光送受信部（７０１）、少なくとも一つのポートの第２光送受信部（７０２）、送受信スイッチング部（７１０）、制御部（７２０）、ローカルＩ／Ｏ（７３０）、表示部（７４０）、設定インタフェース（７５０）を含むことができる。
図７に例示された産業用コントローラ装置（７００）の第１光送受信部（７０１）、少なくともポートの第２光送受信部（７０２）、ローカルＩ／Ｏ（７３０）、表示部（７４０）、設定インタフェース（７５０）は、図６に例示された産業用コントローラ装置（６００）の第１光送受信部（６０１）、少なくとも一つのポートの第２光送受信部（６０２）、ローカルＩ／Ｏ（６３０）、表示部（６４０）、設定インターフェース（６５０）の構成および動作と実質的に類似しているので、それぞれについて説明を省略する。
送受信スイッチング部（７１０）は、伝送フレームの伝達経路を決定する受信スイッチ（７１１）、送信スイッチ（７１２）と、産業用コントローラ装置（７００）のＩＤ情報を保存するＩＤレジスタ（７１３）を含むことができる。
受信スイッチ（７１１）は、受信された伝送フレームでＰＣＩを分析した結果に応じて伝送フレームを制御部（７２０）のＰＤＵパーシング部（７２２）または送信スイッチ（７１２）のうちの少なくとも一つに伝達する。
具体的に、受信スイッチ（７１１）は、第１および第２光送受信部（７０１、７０２）で受信される伝送フレームのＰＣＩをＩＤレジスタ（７１３）に保存されたＩＤ情報と対比して、もしＰＣＩが該当産業用コントローラ装置（７００）のＩＤに対応するユニキャスト情報を含むと、受信された伝送フレームを制御部（７２０）のＰＤＵパーシング部（７２２）に伝達する。
受信スイッチ（７１１）は、もしＰＣＩが該当産業用コントローラ装置（７００）のＩＤに対応していないユニキャスト情報を含むと、受信された伝送フレームをすぐに送信スイッチ（７１２）に伝達する。
受信スイッチ（７１１）は、もしＰＣＩが該当産業用コントローラ装置（７００）に対応するマルチキャスト／ブロードキャスト情報を含むと、受信された伝送フレームを制御部（７２０）のＰＤＵパーシング部（７２２）と送信スイッチ（７１２）にそれぞれ伝達する。
この時、伝送フレームがホスト装置（１０）に向かう上り伝送フレームである場合は、ＰＣＩが該当産業用コントローラ装置（７００）に対応しないユニキャスト情報を含む場合の一つとして一般化することができる。
送信スイッチ（７１２）は、受信スイッチ（７１１）から伝達される上り／下り伝送フレームまたは制御部（７２０）から出力される上り伝送フレームを上りか下りかに応じて、第１および第２の光送受信部（７０１、７０２）のうち少なくともいずれか一つにそれぞれ伝達する。
この時、第２光送受信部（７０２）の少なくとも一つのポート全体が同一の下り伝送フレームを出力することができる。
この実施例において、送受信スイッチング部（７１０）は、前段または後段のコントローラ装置（３０）内部のスイッチング部に実質的に１：１で接続されるため、送受信スイッチング部（７１０）内の各スイッチ（７１１、７１２）にＭＡＣアドレスの必要はなく、さらにルータの必要性も除去することができる。
制御部（７２０）は、具体的にＰＤＵパーシング部（７２２）、制御信号生成部（７２３）、状態情報受信部（７２４）、ＰＤＵ生成部（７２５）、伝送フレームフォーマット部（７２６）をさらに含むことができる。
ＰＤＵパーシング部（７２２）は、受信スイッチ（７１１）から伝送フレームが伝達されると、ホスト装置（１０）がＰＤＵを生成する時に利用したプロトコルに基づいて転送フレームからＰＤＵを抽出する。
制御信号生成部（７２３）は、抽出されたＰＤＵから該当産業用コントローラ装置（７００）の動作に関する制御メッセージを抽出し、抽出された制御メッセージに応じて実際的にセンサーまたは駆動要素を駆動する少なくとも一つのデジタルないしアナログ制御信号を生成する。生成された制御信号は、ローカルＩ／Ｏ（７３０）を介してそれぞれのセンサーまたは駆動要素として出力される。
状態情報受信部（７２４）は、ローカルＩ／Ｏ（７３０）を介してそれぞれのセンサーのセンシング情報または駆動要素の動作状態情報を受信し、デジタル化した情報を管理する。
ＰＤＵ生成部（７２５）は、産業用コントローラ装置（７００）が状態情報をホスト装置（１０）に報告する必要がある場合に、センサーや駆動要素の状態情報に基づいて所定の制御ないし通信プロトコルに応じてＰＤＵを生成する。
伝送フレームフォーマット部（７２６）は、ＰＤＵ生成部（７２５）で生成されたＰＤＵに該当産業用コントローラ装置（７００）のＩＤ情報などに基づいて生成されるＰＣＩを挿入、付加または上書きした伝送フレームを生成して送信スイッチ（７１２）に出力することができる。
実施例に基づいて制御部（７２０）の各構成要素（７２２ないし７２６）は、ＯＳＩ７階層モデルに少なくとも部分的に符合するように具現化することができる。
図８は、本発明の他の実施形態に係る産業用コントローラ装置を例示したブロック図である。
図８を参照すると、産業用コントローラ装置（８００）は、第１光送受信部（８０１）、少なくとも一つのポートの第２光送受信部（８０２）、上り下りスイッチング部（８１０）、制御部（８２０）、ローカルＩ／Ｏ（８３０）、表示部（８４０）、設定インタフェース（８５０）を含むことができる。
図８に例示した産業用コントローラ装置（８００）の第１光送受信部（８０１）、少なくとも一つのポートの第２光送受信部（８０２）、ローカルＩ／Ｏ（８３０）、表示部（８４０）、設定インタフェース（８５０）は、図６に例示した産業用コントローラ装置（６００）の第１光送受信部（６０１）、少なくとも一つのポートの第２光送受信部（６０２）、ローカルＩ／Ｏ（６３０）、表示部（６４０）、設定インターフェース（６５０）の構成および動作と実質的に類似しているので、それぞれについて説明を省略する。
上り下りスイッチング部（８１０）は、下りスイッチ（８１１）、上りスイッチ（８１２）、ＩＤレジスタ（８１３）を含むことができる。
下りスイッチ（８１１）は、受信された伝送フレームでＰＣＩを分析した結果に応じて伝送フレームを制御部（８２０）のＰＤＵパーシング部（８２２）または第２光送受信部（８０２）のうちの少なくとも一つに伝達する。
具体的に、下りスイッチ（８１１）は、第１光送受信部（８０１）で受信される伝送フレームのＰＣＩをＩＤレジスタ（８１３）に保存されたＩＤ情報と対比して、もしＰＣＩが該当産業用コントローラ装置（８００）のＩＤに対応するユニキャスト情報を含むと、受信された伝送フレームを制御部（８２０）のＰＤＵパーシング部（８２２）に伝達する。
下りスイッチ（８１１）は、もしＰＣＩが該当産業用コントローラ装置（８００）のＩＤに対応していないユニキャスト情報を含むと、受信された伝送フレームをすぐに第２光送受信部（８０２）に伝達する。
下りスイッチ（８１１）は、もしＰＣＩが該当産業用コントローラ装置（８００）に対応するマルチキャスト／ブロードキャスト情報を含むと、受信された伝送フレームを制御部（８２０）のＰＤＵパーシング部（８２２）と第２光送受信部（８０２）にそれぞれ伝達する。
この時、第２光送受信部（８０２）の少なくとも一つのポート全体が同一の下り伝送フレームを出力することができる。
上りスイッチ（８１２）は、第２光送受信部（８０２）から送信される上り伝送フレームまたは制御部（８２０）から出力される上り伝送フレームを順次第１光送受信部（８０１）に伝達する。
この実施例において、上り下りスイッチング部（８１０）は、前段または後段のコントローラ装置（３０）内部のスイッチング部に実質的に１：１で接続されるため、上り下りスイッチング部（８１０）内の各スイッチ（８１１、８１２）にＭＡＣアドレスは必要ではなく、さらにルータの必要性も除去することができる。
制御部（８２０）は、具体的にＰＤＵパーシング部（８２２）、制御信号生成部（８２３）、状態情報受信部（８２４）、ＰＤＵ生成部（８２５）、伝送フレームフォーマット部（８２６）をさらに含むことができる。
ＰＤＵパーシング部（８２２）は、下りスイッチ（８１１）から伝送フレームが伝達されると、ホスト装置（１０）がＰＤＵを生成する時に利用したプロトコルに基づいて伝送フレームからＰＤＵを抽出する。
制御信号生成部（８２３）は、抽出されたＰＤＵから該当産業用コントローラ装置（８００）の動作に関する制御メッセージを抽出し、抽出された制御メッセージに応じて実際的にセンサーまたは駆動要素を駆動する少なくとも一つのデジタルないしアナログ制御信号を生成する。生成された制御信号は、ローカルＩ／Ｏ（８３０）を介してそれぞれのセンサーまたは駆動要素として出力される。
状態情報受信部（８２４）は、ローカルＩ／Ｏ（８３０）を介してそれぞれのセンサーのセンシング情報または駆動要素の動作状態情報を受信してデジタル化した情報を管理する。
ＰＤＵ生成部（８２５）は、該当産業用コントローラ装置（８００）が状態情報をホスト装置（１０）に報告する必要がある場合にセンサーまたは駆動要素の状態情報に基づいて所定の制御ないし通信プロトコルに応じてＰＤＵを生成する。
伝送フレームフォーマット部（８２６）は、ＰＤＵ生成部（８２５）で生成されたＰＤＵに該当産業用コントローラ装置（８００）のＩＤ情報などに基づいて生成されるＰＣＩを挿入、付加または上書きした伝送フレームを生成し、上りスイッチ（８１２）に出力することができる。
実施例に基づいて制御部（８２０）の各構成要素（８２２ないし８２６）は、ＯＳＩ７階層モデルに少なくとも部分的に符合するように具現化することができる。
図９は、本発明のまた別の実施形態に係る産業用コントローラ装置を例示したブロック図である。
図９を参照すると、産業用コントローラ装置（９００）は、第１光送受信部（９０１）、少なくとも一つのポートの第２光送受信部（９０２）、制御部（９２０）、ローカルＩ／Ｏ（９３０）、表示部（９４０）、設定インタフェース（９５０）を含むことができる。
図９に例示された産業用コントローラ装置（９００）の第１光送受信部（９０１）、少なくとも一つのポートの第２光送受信部（９０２）、ローカルＩ／Ｏ（９３０）、表示部（９４０）、設定インタフェース（９５０）は、図６に例示された産業用コントローラ装置（６００）の第１光送受信部（６０１）、少なくとも一つのポートの第２光送受信部（６０２）、ローカルＩ／Ｏ（６３０）、表示部（６４０）、設定インターフェース（６５０）の構成および動作と実質的に類似しているので、それぞれについて説明を省略する。図６ないし８の実施例と異なり、図９の産業用コントローラ装置（９００）は、スイッチング動作を制御部（９２０）が実行する。
第１および第２光送受信部（９０１、９０２）で受信される上り／下り伝送フレームは、それぞれ制御部（９２０）にそのまま伝達され、制御部（９２０）で生成する上り伝送フレームは、第１光送受信部（９０１）に伝達されて出力され、制御部（９２０）から出力する下り伝送フレームは、第２光送受信部（９０２）に伝達されて出力される。
制御部（９２０）は、具体的にはＰＣＩ分析部（９２１）、ＰＤＵパーシング部（９２２）、制御信号生成部（９２３）、状態情報受信部（９２４）、ＰＤＵ生成部（９２５）、伝送フレームフォーマット部（９２６）をさらに含むことができる。
ＰＣＩ分析部（９２１）は、受信された上り／下り伝送フレームでＰＣＩを分析した結果に応じて伝送フレームをＰＤＵパーシング部（９２２）に伝達するか、または第１および第２光送受信部（９０１、９０２）のうち一つを介して出力する。
具体的に、ＰＣＩ分析部（９２１）は、もしＰＣＩが該当産業用コントローラ装置（９００）のＩＤに対応するユニキャスト情報を含むと、受信された伝送フレームをＰＤＵパーシング部（９２２）に伝達する。
ＰＣＩ分析部（９２１）は、受信された下り伝送フレームを分析した結果、もしＰＣＩが該当産業用コントローラ装置（９００）のＩＤに対応していないユニキャスト情報を含むと、受信された伝送フレームを第２光送受信部（９０２）に伝達する。
ＰＣＩ分析部（９２１）は、受信された伝送フレームを分析した結果、もしＰＣＩが該当産業用コントローラ装置（９００）に対応するマルチキャスト／ブロードキャスト情報を含むと、受信された伝送フレームをＰＤＵパーシング部（９２２）および第２光送受信部（９０２）にそれぞれ伝達する。
もし伝送フレームがホスト装置（１０）に向かう上り伝送フレームの場合には、ＰＣＩ分析部（９２１）は受信された伝送フレームを第１光送受信部（９０１）に伝達する。
ＰＤＵパーシング部（９２２）は、ＰＣＩ分析部（９２１）から伝送フレームが伝達されると、ホスト装置（１０）がＰＤＵを生成する時に利用したプロトコルに基づいて転送フレームからＰＤＵを抽出する。
制御信号生成部（９２３）は、抽出されたＰＤＵから該当産業用コントローラ装置（９００）の動作に関する制御メッセージを抽出し、抽出された制御メッセージに応じて実際的にセンサーまたは駆動要素を駆動する少なくとも一つのデジタルないしアナログ制御信号を生成する。生成された制御信号は、ローカルＩ／Ｏ（９３０）を介してそれぞれのセンサーまたは駆動要素に出力される。
状態情報受信部（９２４）は、ローカルＩ／Ｏ（９３０）を介してそれぞれのセンサーのセンシング情報または駆動要素の動作状態情報を受信してデジタル化した情報を管理する。
ＰＤＵ生成部（９２５）は、該当産業用コントローラ装置（９００）が状態情報をホスト装置（１０）に報告する必要がある場合に、センサーや駆動要素の状態情報に基づいて所定の制御ないし通信プロトコルに応じてＰＤＵを生成する。
伝送フレームフォーマット部（９２６）は、ＰＤＵ生成部（９２５）で生成されたＰＤＵに該当産業用コントローラ装置（９００）のＩＤ情報などに基づいて生成されるＰＣＩを挿入、付加または上書きした伝送フレームを生成し、第１光送受信部（９０１）に出力することができる。
実施例に基づいて制御部（９２０）の各構成要素（９２１ないし９２６）は、ＯＳＩ７階層モデルに少なくとも部分的に符合するように具現化することができる。
図１０は、本発明の実施例に係る産業用コントローラ装置の駆動方法を例示したフローチャートである。
図１０を参照すると、ホスト装置によって制御される少なくとも一つのリモート装置としての産業用コントローラ装置の駆動方法は、段階（Ｓ１００）で、制御メッセージを含むＰＤＵに目的地産業用コントローラ装置（３０）のＩＤを有するユニキャスト情報またはマルチキャスト／ブロードキャスト情報の少なくとも一つを含むＰＣＩが挿入、付加または上書きされて生成された下り伝送フレームを外部から受信する段階から開始することができる。
段階（Ｓ１１０）で、受信された下り伝送フレームのＰＣＩに対してＰＣＩが該当産業用コントローラ装置（３０）に該当するかどうかを分析する。その分析結果に応じて段階（Ｓ１１１）ないし段階（Ｓ１１３）で、伝送フレームを下り再伝送するか、またはＰＤＵのパーシングのためにキャプチャする。
具体的に、段階（Ｓ１１０）で、もしＰＣＩが該当産業用コントローラ装置（３０）のＩＤに対応するユニキャスト情報を含むと、段階（Ｓ１１１）では、受信された伝送フレームをＰＤＵパーシングのためにキャプチャする。
また、段階（Ｓ１１０）で、もしＰＣＩが該当産業用コントローラ装置（３０）のＩＤに対応していないユニキャスト情報を含むと、段階（Ｓ１１２）では、受信された伝送フレームを、本来の伝達方向に応じて下り再伝送する。
段階（Ｓ１１０）で、もしＰＣＩが該当産業用コントローラ装置（３０）に対応するマルチキャスト／ブロードキャスト情報を含むと、段階（Ｓ１１３）では、受信された伝送フレームをＰＤＵパーシングのためにキャプチャすると同時に、下り再伝送する。
段階（Ｓ１２０）では、段階（Ｓ１１１）または段階（１１３）でキャプチャされた伝送フレームをパーシングしてＰＤＵを抽出する。
段階（Ｓ１３０）では、抽出されたＰＤＵから制御メッセージを抽出し、制御メッセージに応じてセンサーまたは駆動要素を動作させるための制御信号を生成する。
段階（Ｓ１４０）では、センサーまたは駆動要素の動作状態に関する状態情報を含むＰＤＵにホスト装置（１０）のＩＤに対応するユニキャスト情報を含むＰＣＩを挿入、付加または上書きして上り伝送フレームを生成する。
段階（Ｓ１５０）で、生成された上り伝送フレームまたは外部から受信された上り伝送フレームを上り伝送する。
実施例に基づいて段階（Ｓ１５０）の受信された上り伝送フレームの上り伝送は、受信された伝送フレームのＰＣＩが該当産業用コントローラ装置（３０）に対応していないユニキャスト情報を含む場合のうち、単に出力方向が上りである場合、言い換えれば目的地がホスト装置（１０）である場合として一般化することができる。
以上のように、本発明はたとえ限定された実施例と図面によって説明されていても、本発明が前記の実施例に限定されるものではなく、これは本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、これらの記載から多様な修正および変形が可能である。したがって、本発明の思想は、下記に記載した特許請求範囲によってのみ把握しなければならず、これと均等か、または等価的な変形のすべては、本発明の思想の範疇に属する。
１０ ホスト装置
１１ フレームフォーマッタ
２０ ＰＯＦケーブル
３０ 産業用コントローラ装置
４０ 光コンバータ
５０ 異種ネットワーク
６００、７００、８００、９００ 産業用コントローラ装置
６０１、７０１、８０１、９０１ 第１光送受信部
６０２、７０２、８０２、９０２ 第２光送受信部
６１０、７１０ 送受信スイッチング部
８１０ 上り下りスイッチング部
６２０、７２０、８２０、９２０ 制御部
６２１、９２１ ＰＣＩ分析部
６２２、７２２、８２２、９２２ ＰＤＵパーシング部
６２３、７２３、８２３、９２３ 制御信号生成部
６２４、７２４、８２４、９２４ 状態情報受信部
６２５、７２５、８２５、９２５ ＰＤＵ生成部
６２６、７２６、８２６、９２６ 伝送フレームフォーマット部

Claims (11)

  1. ホスト装置によって制御される少なくとも一つのリモート装置としての産業用コントローラ装置において、
    所定のリモート装置のＩＤを有するユニキャスト（ｕｎｉｃａｓｔ）情報またはマルチキャスト（ｍｕｌｔｉｃａｓｔ）／ブロードキャスト（ｂｒｏａｄｃａｓｔ）情報のうち少なくとも一つを含むＰＣＩ（ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）をＰＤＵ（ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｄａｔａ ｕｎｉｔ）と組み合わせた下り伝送フレーム内の前記ＰＣＩが当該産業用コントローラ装置のＩＤに対応しているかどうかに応じて、前記下り伝送フレームを出力するか、またはＰＤＵパーシングのためにキャプチャし、ＰＤＵパーシング時に前記ＰＤＵから制御メッセージを抽出し、前記抽出された制御メッセージに応じてセンサーまたは駆動要素を動作させるための制御信号を生成し、前記センサーまたは駆動要素の動作状態に関する状態情報に応じたＰＤＵにホスト装置のＩＤに対応するユニキャスト情報を含むＰＣＩを組み合わせて、内部的に上り伝送フレームを生成して出力する制御部；
    外部的に上りまたは下り伝送フレームをそれぞれ送信または受信する第１光送受信部；
    外部的に上りまたは下り伝送フレームをそれぞれ送信または受信する少なくとも一つのポートの第２光送受信部；および
    前記第１光送受信部で受信された下り伝送フレームおよび前記第２光送受信部で外部的に受信された上り伝送フレームを順次前記制御部に伝達し、前記制御部から出力された上り伝送フレームを前記第１光送受信部に伝達し、前記制御部から出力された下り伝送フレームを前記第２光送受信部に伝達するスイッチング部を含む産業用コントローラ装置。
  2. 請求項１において、前記制御部は、
    もし前記下り伝送フレーム内のＰＣＩが前記産業用コントローラ装置のＩＤに対応するユニキャスト情報を含むと、受信された下り伝送フレームをＰＤＵパーシングのためにキャプチャし、もし前記下り伝送フレーム内のＰＣＩが前記産業用コントローラ装置のＩＤに対応していないユニキャスト情報を含むと、受信された下り伝送フレームを前記スイッチング部に出力し、もし前記下り伝送フレーム内のＰＣＩが前記産業用コントローラ装置に対応するマルチキャスト／ブロードキャスト情報を含むと、前記下り伝送フレームをＰＤＵパーシングのためにキャプチャすると同時に前記スイッチング部に出力するように動作するＰＣＩ分析部を含むことを特徴とする産業用コントローラ装置。
  3. 請求項１において、前記制御部は、
    キャプチャされた伝送フレームをパーシングしてＰＤＵを抽出するＰＤＵパーシング部；
    前記抽出されたＰＤＵから制御メッセージを抽出し、抽出された制御メッセージに応じて、前記センサーまたは駆動要素を動作させるための制御信号を生成する制御信号生成部；
    前記センサーまたは駆動要素の動作状態に関する状態情報を含むＰＤＵを生成するＰＤＵ生成部；および
    前記生成されたＰＤＵに前記ホスト装置のＩＤに対応するユニキャスト情報を含むＰＣＩを組み合わせて、独自に上り伝送フレームを生成する伝送フレームフォーマット部を含むことを特徴とする産業用コントローラ装置。
  4. ホスト装置によって制御される少なくとも一つのリモート装置としての産業用コントローラ装置において、
    所定のリモート装置のＩＤを有するユニキャスト情報またはマルチキャスト／ブロードキャスト情報のうち少なくとも一つを含むＰＣＩをＰＤＵと組み合わせた下り伝送フレーム内のＰＤＵから制御メッセージを抽出し、前記抽出された制御メッセージに応じてセンサーまたは駆動要素を動作させるための制御信号を生成し、前記センサーまたは駆動要素の動作状態に関する状態情報に応じたＰＤＵにホスト装置のＩＤに対応するユニキャスト情報を含むＰＣＩを組み合わせて、内部的に上り伝送フレームを生成して出力する制御部；
    外部的に上りまたは下り伝送フレームをそれぞれ送信または受信する第１光送受信部；
    外部的に上りまたは下り伝送フレームをそれぞれ送信または受信する少なくとも一つのポートの第２光送受信部；および
    前記第１光送受信部で受信された下り伝送フレームの前記ＰＣＩが当該産業用コントローラ装置のＩＤに対応しているかどうかに応じて、前記下り伝送フレームを前記第２光送受信部に出力するか、または前記制御部のうち少なくとも一つに伝達し、前記第２光送受信部で外部的に受信された上り伝送フレームを前記第１光送受信部に伝達し、前記制御部から出力された上り伝送フレームを前記第１光送受信部に伝達し、前記制御部から出力された下り伝送フレームを前記第２光送受信部に伝達するスイッチング部を含む産業用コントローラ装置。
  5. 請求項４において、前記スイッチング部は
    第１および第２スイッチを含んでおり、
    前記第１スイッチは、もし前記下り伝送フレーム内のＰＣＩが前記産業用コントローラ装置のＩＤに対応するユニキャスト情報を含むと、受信された下り伝送フレームを前記制御部に伝達し、もし前記下り伝送フレーム内のＰＣＩが前記産業用コントローラのＩＤに対応していないユニキャスト情報を含むと、受信された下り伝送フレームを前記第２スイッチに出力し、もし前記下り伝送フレーム内のＰＣＩが前記産業用コントローラ装置に対応するマルチキャスト／ブロードキャスト情報を含むと、前記下り伝送フレームを前記制御部に伝達すると同時に、前記第２スイッチに出力するように動作し、
    前記第２スイッチは、前記制御部から出力された上り伝送フレームを前記第１光送受信部に伝達し、前記第１スイッチから出力された下り伝送フレームを前記第２光送受信部に伝達するように動作することを特徴とする産業用コントローラ装置。
  6. ホスト装置によって制御される少なくとも一つのリモート装置としての産業用コントローラ装置において、
    所定のリモート装置のＩＤを有するユニキャスト情報またはマルチキャスト／ブロードキャスト情報のうち少なくとも一つを含むＰＣＩをＰＤＵと組み合わせた下り伝送フレームを外部的に受信し、上り伝送フレームを送信する第１光送受信部；
    外部的に上り伝送フレームを受信し、下り伝送フレームを送信する第２光送受信部；
    前記第１光送受信部で受信された下り伝送フレーム内のＰＤＵから制御メッセージを抽出し、前記抽出された制御メッセージに応じて、センサーまたは駆動要素を動作させるための制御信号を生成し、前記センサーまたは駆動要素の動作状態に関する状態情報に応じたＰＤＵにホスト装置のＩＤに対応するユニキャスト情報を含むＰＣＩを組み合わせて上り伝送フレームを内部的に生成する制御部；および
    前記受信された下り伝送フレームのＰＣＩが当該産業用コントローラ装置のＩＤに対応しているかどうかに応じて、前記下り伝送フレームを前記制御部または前記第２光送受信部のうち少なくともいずれか一つに伝達し、前記第２光送受信部または前記制御部から伝達された上り伝送フレームを順次前記第１光送受信部に伝達するスイッチング部を含む産業用コントローラ装置。
  7. 請求項６において、前記スイッチング部は
    第１および第２スイッチを含んでおり、
    前記第１スイッチは、もし前記下り伝送フレーム内のＰＣＩが前記産業用コントローラ装置のＩＤに対応するユニキャスト情報を含むと、受信された下り伝送フレームを前記制御部に伝達し、もし前記の下り伝送フレーム内のＰＣＩが前記産業用コントローラ装置のＩＤに対応していないユニキャスト情報を含むと、受信された下り伝送フレームを前記第２光送受信部に出力し、もし前記下り伝送フレーム内のＰＣＩが前記産業用コントローラ装置に対応するマルチキャスト／ブロードキャスト情報を含むと、前記下り伝送フレームを前記制御部に伝達すると同時に、前記第２光送受信部に出力するように動作し、
    前記第２スイッチは、前記第２光送受信部または前記制御部から出力された上り伝送フレームを順次前記第１光送受信部に伝達するように動作することを特徴とする産業用コントローラ装置。
  8. 請求項１ないし請求項７のうちいずれか一つの請求項において、前記上りまたは下り伝送フレームは、ＰＤＵにＰＣＩを付加したり、挿入したり、部分的に上書きすることでフォーマットされることを特徴とする産業用コントローラ装置。
  9. ホスト装置によって制御される少なくとも一つのリモート装置としての産業用コントローラ装置の駆動方法において、
    所定のリモート装置のＩＤを有するユニキャスト情報またはマルチキャスト／ブロードキャスト情報のうち少なくとも一つを含むＰＣＩを組み合わせて生成された下り伝送フレームを外部から受信する段階；
    前記受信された下り伝送フレームのＰＣＩに対してＰＣＩが前記産業用コントローラ装置に該当するかどうかを分析する段階；
    前記ＰＣＩが前記産業用コントローラ装置に該当するかどうかに応じて、前記下り伝送フレームを下りに再伝送するか、またはＰＤＵのパーシングのためにキャプチャする段階；
    ＰＤＵパーシング時に前記下り伝送フレームをパーシングして、ＰＤＵを抽出する段階；
    前記抽出されたＰＤＵから制御メッセージを抽出し、前記制御メッセージに応じてセンサーまたは駆動要素を動作させるための制御信号を生成する段階；
    前記センサーまたは駆動要素の動作状態に関する状態情報を含むＰＤＵにホスト装置のＩＤに対応するユニキャスト情報を含むＰＣＩを組み合わせて上り伝送フレームを生成する段階；
    前記生成された上り伝送フレームまたは外部から受信された上り伝送フレームを上り伝送する段階を含む産業用コントローラ装置の駆動方法。
  10. 請求項９において、前記ＰＣＩが前記産業用コントローラ装置に該当するかどうかに応じて、前記下り伝送フレームを下りに再伝送するか、またはＰＤＵのパーシングのためにキャプチャする段階は、
    もし前記ＰＣＩが前記産業用コントローラ装置のＩＤに対応するユニキャスト情報を含むと、前記受信された下り伝送フレームをＰＤＵパーシングのためにキャプチャする段階；
    もしＰＣＩが前記産業用コントローラ装置のＩＤに対応していないユニキャスト情報を含むと、前記受信された下り伝送フレームを本来の伝達方向に応じて下り再伝送する段階；
    もしＰＣＩが前記産業用コントローラ装置に対応するマルチキャスト／ブロードキャスト情報を含むと、前記受信された下り伝送フレームをＰＤＵパーシングのためにキャプチャすると同時に下り再伝送する段階を含むことを特徴とする産業用コントローラ装置の駆動方法。
  11. 請求項９または請求項１０において、前記上りまたは下り伝送フレームは、ＰＤＵにＰＣＩを付加したり、挿入したり、部分的に上書きすることでフォーマットされることを特徴とする産業用コントローラ装置の駆動方法。
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