JPH0619922A - 生産システムのためのネットワークフィールドインターフェース - Google Patents

生産システムのためのネットワークフィールドインターフェース

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JPH0619922A
JPH0619922A JP13238791A JP13238791A JPH0619922A JP H0619922 A JPH0619922 A JP H0619922A JP 13238791 A JP13238791 A JP 13238791A JP 13238791 A JP13238791 A JP 13238791A JP H0619922 A JPH0619922 A JP H0619922A
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JP13238791A
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John H Fieldhouse
ジョン・ハワード・フィールドハウス
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REFLEX Manufacturing SYST Ltd
RIIFUREKUSU Manufacturing SYST Ltd
Original Assignee
REFLEX Manufacturing SYST Ltd
RIIFUREKUSU Manufacturing SYST Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/418Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/4185Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the network communication
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/31From computer integrated manufacturing till monitoring
    • G05B2219/31124Interface between communication network and process control, store, exchange data
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
  • General Factory Administration (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】ネットワーク(10)上の少なくとも一つのホ
ストコンピュータ(14)を少なくとも一つのフィール
ド装置(11)へデジタルにインターフェースさせる目
的のネットワークフィールドのインターフェースであ
る。 【構成】ネットワーク(10)は読取りと書込みサービ
スとを含んだ予じめ定められた通信プロトコールと共に
作動する。ネットワークフィールドのインターフェース
(NFI)は、フィールド装置と接続するための出入力
ポート(22)(24)と、ネットワークとインターフ
ェースとの間の通信を容易にするためのモデム(図5で
(55))とCPUと、モデムとCPUとの両方にアク
セス可能な揮発性及び非揮発性の記憶装置と、それに記
憶装置にあるプログラム モジュールとを有する。プロ
グラムモジュールは、NFIの出入力ポート上にネット
ワークの読取りと書込みサービスをマップするためにC
PUによって実行可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ネットワークでのホス
トコンピュータを例えばコンピュータによって数値制御
される機械具、ロボット、自動案内車輌、バルブ、セン
サ、キーボード、ディスプレなどといった生産システム
と自動処理制御に使用されるタイプのフィールド装置に
インターフェースさせることに関するものである。
【0002】
【従来の技術】工場や処理プラントで使用されている装
置の多くは、ホストコンピュータによって制御や監視が
できるようになっている。しかしながら各種装置の供給
者が異なると、装置とホストコンピュータとの間の通信
を可能にするための基準が異なるものである。
【0003】このような状況では、以下のような問題が
生じることとなる。 a)ホストコンピュータは装置に必要とされる電気的な
接続を直接的に維持することができない。従って装置を
接続させるのに基準化されたアダプタが必要となる。
【0004】b)ホストコンピュータは、このホストコ
ンピュータに接続することのできる異なった基準の装置
の数を物理的に制限しなければならない。
【0005】c)ホストコンピュータとこのホストコン
ピュータに接続される装置との位置関係は、いくつかの
装置の異なった操作上の制限により或る程度規制される
こととなる。
【0006】d)仮りに上述した物理的な制限が克服さ
れるとしても、それでも様々に異なったプロトコールと
個々の装置の特性とを考慮すべく、ホストコンピュータ
用のソフトウェアを基準化する必要がある。
【0007】これらの課題は従来から認識されており、
コンピュータのネットワーク化の概念を使用することで
努力されてきた。そこでは、複数の装置とホストコンピ
ュータとはネットワーク上でデータを送ったり受けたり
する共通の通信プロトコールを使用している。ネットワ
ークを形成するのに国際的に認められた基準が生み出さ
れ、それは生産自動化プロトコール(Manufact
uring Automation Protoco
l)、即ちMAPと呼ばれている。MAP(バージョン
3)の現在の基準の特徴的なものは、生産メッセージ仕
様書(Manufactuirng Message
Specification MMS)であり、このM
MSはネットワークに接続された生産装置を制御又は監
視するためのサービスについて基準セットを提供するも
のである。生産システム用に作られたものではあるが、
このMAPは又処理プライントの制御に適用できる。
【0008】MAPネットワークに接続されたMAP適
合の装置は上述した課題を解決するのに長い道のりであ
ったものの、それにもかかわず、存在する生産装置や処
理装置の大半はMAPに適合するものではなく、それ故
もし先のd)で述べた高価な基準化処理が使用されなけ
れば、このMAPネットワークに接続できないことは事
実である。
【0009】英国特許出願第GB2208553A号
は、基準化されていない装置を基準化されたプロトコー
ルネットワークに接続させるための課題に対して一つの
アプローチを開示している。この出願は、例えばコンピ
ュータによって数値制御される機械具や対象物測定装置
といった装置をネットワークにインターフェースさせる
通信アダプタを開示している。そこでは必要な時に、ネ
ットワークで使用されるフォーマットと各装置に特有の
フォーマットとの間で通信アダプタがデータを翻訳し、
命令し、そしてプログラムするのである。
【0010】上述した特許出願に記載された通信アダプ
タは、生産エンジニアにとって特別の興味を示すに足る
ステップを示すものではあるが、商店や事務所、それに
処理プラント制御ネットワークに更に一般的に適合でき
るインターフェースユニットに対しての要求が依然残さ
れたままである。
【0011】特に上述した従来技術の提案はその使用に
おいて制限されている。というのはこの提案には以下の
ことが要件とされるからである。
【0012】a)ネットワークに作動するようインター
フェースされたそれぞれの装置はそれ自身の制御装置を
備えなければならず、この制御装置は装置が希望する仕
事を成し遂げるための命令やプログラムを受け入れるコ
ンピュータである;
【0013】b)ネットワークにインターフェースされ
たそれぞれの装置には通信アダプタが備えられなければ
ならない;
【0014】c)通信アダプタは、この通信アダプタが
接続されるそれぞれの装置用に異なったプログラムがさ
れなければならない; それに、
【0015】d)トークンリング のローカルエリアの
ネットワークが使用されなければならず、その時MAP
の国際基準は、トークンバス ネットワークを必要とす
る。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】ここにネットワークフ
ィールドインターフェース(Network−Fiel
d Interface)、即ちNFIと呼ばれるイン
ターフェースのユニットを提供することが本発明の目的
であって、このユニットはデジタル的に制御されたり監
視されるあらゆる分野の装置を、例えばMAPネットワ
ークといった予じめ定められた通信プロトコールと共に
作動するネットワークとインターフェースさせるのを可
能にする。
【0017】本発明の更なる目的は、そのようなネット
ワークに複数の装置をインターフェースさせることので
きるネットワークフィールドのインターフェースを提供
することである。
【0018】本発明の更に別の目的は、ネットワークフ
ィールドのインターフェースが接続されるそれぞれの装
置のために、このインターフェースに異なった様々なプ
ログラムをする必要を低減させたり排除することであ
る。
【0019】トークンバス技術、特にはMAPのバージ
ョン3.0と充分適合可能であるネットワークフィール
ドのインターフェースを提供することも本発明の目的で
ある。
【0020】
【課題を解決するための手段】最もシンプルな言葉で表
現された本発明に従えば、ネットワーク上の少なくとも
一つのホストコンピュータを少なくとも一つのフィール
ド装置へデジタル的にインターフェースさせる目的のネ
ットワークフィールドのインターフェース(以下単にN
FIと言う)であって、前記ネットワークは読取りと書
込みサービスとを含んだ予じめ定められた通信プロトコ
ールと共に作動し、 (a)少なくとも一つのフィールド装置と接続するため
の出入力ポート手段と; (b)ネットワークとインターフェースとの間の通信を
容易にするための通信手段と; (c)データ処理手段と; (d)通信手段と中央処理手段との両方にアクセス可能
な記憶手段と; (e)記憶手段にあって、出入力ポート手段上に読取り
と書込みサービスをマップするためにデータ処理手段に
よって実行可能なホストコンピュータが通信手段によっ
て出入力ポート手段に直接読取りと書込みサービスをす
ることができるプログラム手段;とを有するネットワー
クフィールドのインターフェースが提供される。
【0021】上述した発明の記述において、「マップす
る」という言葉はプログラミングとディジタルな工業技
術分野で当業者には公知であるが、技術的かつ数学的な
意味で使用されている。
【0022】NFIはネットワークの読取りと書込みサ
ービスを直接それ自身の出入力ポート上にマップするよ
うプログラムされているので、このNFIはホストコン
ピュータが出入力ポートに取り付けられたフィールド装
置と通信する限りにおいては効果的に「透過」となる。
この出入力効果を可能にするプログラム手段は「仮想生
産装置(Virtual Manufacturing
Device)」即ちIO VMDと呼ばれる。なぜ
ならばこのプログラム手段はフィールド装置ではなく、
ホストコンピュータが実際に通信するものであるからで
ある。従って仮りにNFIの出入力ポートと接続されて
いるフィールド装置がネットワークによって使用されて
いる通信プロトコールと適合しないとしても、NFIは
フィールド装置をネットワークにインターフェースさせ
ることができる。
【0023】好ましくは、フィールド装置のための出入
力ポート手段が、複数の並列な出入力ポートと複数の直
列な出入力ポートとを有し、プログラム手段がネットワ
ーク通信プロトコールに適合したそれぞれ対応する並列
な出入力データセットと複数の直列な出入力データセッ
トとを生み出すための手段を有するのがよい。
【0024】好ましい実施例にあっては、複数の並列な
出入力データセットのそれぞれが、三つのグループの並
列な出入力の一つと対応する部材に一つ一つ対応するブ
ール値の16素子配列を有してなり、各データセットに
も又、更にその対応するグループの並列な出入力での接
続が入力か出力かを示すためのブール論理変数が備えら
れている。
【0025】同様に、直列な出入力データセットのそれ
ぞれは、対応する直列な出入力ポートがホストコンピュ
ータによって監視制御することができるようになった変
数のセットを有しており、それぞれのデータセットが出
入力ポートにそれぞれに出入りする入力と出力の存在を
表わす変数と、出入力ポートによって必要とされるデー
タの構成を表わす変数とを有する。
【0026】上述したプログラム手段、即ちIO VM
D は、ホストコンピュータによってNFIの出入力ポ
ートを直接制御するのに適しており、それ故、例えばデ
ジィタル センサやスイッチといったシンプルなフィー
ルド装置をネットワークにインターフェースさせるのに
適している。これらの装置にはそれら自身の通信プロト
コールがないという特性がある。しかしながら、例えば
プログラム可能な論理制御器(PLC)といった一層高
度な装置には、ネットワークのプロトコールと適合しな
い通信プロトコールが予じめ設けられている。従っても
し望むのなら、ホストコンピュータがネットワークフィ
ールドのインターフェースの出入力ポート手段に取付け
られたフィールド装置の内部位置への又は内部位置から
のデータを読取ったり書込んだりして、作動がなされる
ために装置に特有なプロトコ−ルを使用することが必要
になる。それ故、フィールド装置がネットワーク通信プ
ロトコールと適合しない通信プロトコールを有し、プロ
グラム手段が通常使用されているフィールド装置の通信
プロトコールのためのセットになったプロトコールプロ
グラムと、取付けられたフィールド装置に適用できるプ
ロトコールプログラムの予じめ選択された一つを使用し
て、出入力ポート手段に取付けられたフィールド装置内
の指定されたデータ位置上にネットワークフィールドの
インターフェースの出入力ポート手段を通じてネットワ
ーク通信プロトコールの読取り(READ)と書込み
(WRITE)サービスをマップするプログラムモジュ
ールとを有するのが好ましい。
【0027】従来からNFIにはフィールド装置を出入
力ポート手段に接続する時に、プロトコールプログラム
の選択ができるようにするためユーザー側インターフェ
ース装置が備えられている。
【0028】この点に関して、プログラム手段はネット
ワークフィールドのインターフェースと通信するホスト
コンピュータがプログラムモジュール内の複数の変数を
備えるようにするための手段を有し、変数が取り付けら
れたフィールド装置の内部データの位置上にマップされ
るようにすべきである。
【0029】このことを成し遂げる機構は、CD VM
Dでの変数、その後、装置にアクセスするため予じめ選
択されたプロトコール プログラムに入り込むCD V
MDに関する読取りと書き込み作業を含んでいる。ホス
トコンピュータは、それぞれの変数の「名前」、「タイ
プ」、それに「アドレス」を有し、この情報は変数の三
つの部分の定義である。「名前」と「タイプ」情報は、
変数に関連する時にホストコンピュータによって使用さ
れ、「アドレス」情報はプロトコール プログラムによ
って使用される。そして「アドレス」情報は、取付られ
た装置での変数に対応しているデータの位置を備えてお
り、読取り(READ)と書込み(WRITE)サービ
スが要求される時は何時でも、「アドレス」情報は取付
けられた装置に適切にアクセスするよう、プロトコール
プログラムに送られる。
【0030】そして効果的にサンプルホールド機構を使
用して正規の基底上に連続かつ自動的に予じめ定められ
た変数をポールさせることのできるCD VMDを提供
することができる。これにより、ホストコンピュータが
ネットワークの読取り(READ)と書込み(WRIT
E)を使用する特定の変数を読取り要求するのに伴ない
ネットワークフィールドのインターフェースに取付けら
れたフィールド装置にアクセスするためにホストコンピ
ュータによって必要とされる時間を低減することができ
る。好ましくは、CD VMDには、もしホストコンピ
ュータによって指定された変数の値に変化が生じたなら
ば、プログラムモジュールにはホストコンピュータに知
らせる手段が備えるのがよい。
【0031】更に、プログラム手段にはネットワークフ
ィールドのインターフェースの出入力ポート手段に取り
付けられたフィールド装置の作動に関する並列又は直列
の出入力データセットにフラッグビットを操作し、それ
によってホストコンピュータが出入力ポート手段にアク
セスするのを調整する手段を備えるのがよい。特には、
フラッグビットの存在又は非存在に伴ないプログラム手
段が並列又は直列な出入力データセットに又はセットか
らの読取り(READ)又は書込み(WRITE)要求
を遅らす手段を有する。
【0032】好ましい実施例にあっては、ネットワーク
通信プロトコールは生産メッセージサービスの国際基準
を有し、並列と直列の出入力データセットが生産メッセ
ージサービスの国際基準に特定されたドメインに対応
し、フラッグビットが生産メッセージ サービスの国際
基準の特定された信号に対応している。特には、ネット
ワークは自動化生産プロトコール ネットワーク(MA
P)であり、好ましくは搬送波帯、広域波帯、又は光フ
ァイバのMAPネットワークである。
【0033】
【実施例】
【0034】本発明の実施例を添付の図面に関して以下
に記述する。
【0035】図1は、生産又は処理制御で使用されるこ
とを目的とする地域ネットワークを示すものである。こ
れはIEEE(米国電気電子技術者協会)802.4の
搬送波帯又は広域波帯技術を使用する国際的に認められ
たMAP基準に従った、トークンバス通信ネットワーク
(10)を含んでいる。例えば、図の下方に記載されて
いるような様々な装置(11)は、NFI(12)によ
ってネットワーク(10)にインターフェースされてい
る。一つ又はそれ以上のホストコンピュータ(14)が
ネットワークに接続され、システムとその装置(11)
を全体的に監視かつ制御している。 ホストコンピュー
タ(14)は、システムの全体的な要求によっては装置
本体、ワークステーション、又は処理制御(PC)とな
る。
【0036】ホストコンピュータ(14)は、取り付け
られた装置(11)を直接的に制御や監視するMAPネ
ットワーク(10)を経由してMMSサービスを使用し
ている。図に示したように、ネットワークにインターフ
ェースされるべき装置は、幅広く変化する性質を有して
いる。NFI(12)はMMSサービスの要求をそれぞ
れの特定の装置にアクセスするのに必要なフォームへと
翻訳する。
【0037】上述した搬送波帯又は広域波帯のネットワ
ークは同軸ケーブルを利用している。光信号と電気信号
の間を変換するための適当な装置を使用することで、ネ
ットワーク用の光ファイバのケーブルも同様に使用する
ことが可能である。
【0038】図2は、NFI(12)への物理的な接続
を示している。これらは、適合するタップ(18)、交
流電圧供給装置(20)、48の並列な出入力フィール
ドの結合部(22)、それに、四つの直列なフィールド
の結合部、又はチャンネル(24)を通じてMAPネッ
トワーク(10)への結合部を有している。便宜上、出
入力結合部(22)は三つのグループI、II、III
に構成され、それぞれのグループは16である。それぞ
れのグループI、II、IIIは電圧と取付けられた装
置の電流の要求とに適合するよう配置されている。更
に、フィールド装置の配線からは光学的な絶縁やリレを
通じて電気的に絶縁されている。同様に、好ましくは四
つの直列なチヤンネル(24)は、例えば、RS232
RS422或いは電流ループといった共通の直列通信
基準に適合する選択を有したそれぞれのグループにあっ
てそれぞれ二つづつからなる二つのグループi、iiと
して示されている。
【0039】NFIは、MMSの読取り(READ)と
書込み(WRITE)サービスを使用するコンピュータ
によって読取りと書込みができるデータのセットとし
て、その並列と直列の入出力結合部(22)(24)の
状態をネットワークに、そして従っては一つ又は複数の
ホストコンピュータ(14)示す役割を果す。言い替え
れば、MMSの読取り(READ)と書込み(WRIT
E)サービスはNFIの物理的な出入力ポート上に直接
マップされる。
【0040】一つ又は複数のホストコンピュータ(1
4)が出入力を操作できるために、NFI(12)内に
存在するソフトウェアは、入力/出力の仮想生産装置
(Virtual Manufacturing De
vices 即ちIO VMDと呼ばれるエンティティ
を生み出す。これは、異なったホストコンピュータと多
数同時に通信を確保することを可能にしている。図3に
示したように、IO VMDは三つの並列な出入力デー
タのセット、PAR 1 PAR 2、PAR 3の論
理集合と、四つの直列な出入力データのセット、SER
1からSER 4を有している。本発明にあっては、
MAP 3.0のネットワークを使用して、データセッ
トは実際にはMMSドメインにある。
【0041】例えばPAR 1といったそれぞれの並列
なドメインは、16の並列な出入力の三つのグループの
うちの一つ、この場合には、図2におけるグループ1の
一つとそれぞれに対応しているブール値の16の素子配
列を有している。それぞれのドメインには又、それぞれ
の対応しているグループ、I、II、又はIIIでの1
6の接合部が、現在は入力か出力かを示すブール変数を
更に備えている。
【0042】同様に、四つの直列な出入力の MMSド
メイン、SER 1からSER 4は、4つの直列なチ
ャンネルのそれぞれに対応している。それぞれの直列な
ドメインは、直列なチャンネルがホストコンピュータに
よって監視と制御がなされるようにする変数のセットを
有している。例えば、直列なチャンネルの入力バッファ
と出力バッファとを示す変数と、例えば、ボー率、文字
ごとのビットの数、それにストップビット、チャンネル
の配置を示す別のものがある。更に、入力データが入力
バッファに利用可能かどうかを指示する変数と、入力デ
ータの量を示す別のものがある。
【0043】IO VMD内においてNFIの四つの直
列な48の並列のチャンネルのそれぞれは、付随する出
入力の制御「信号(Semaphore)」データを有
し、ホストコンピューターがNFIの出入力源の使用を
調整できるようにしてある。「信号」は、MAP3.0
ネットワークを動かすMMSメッセジーシステムの通常
の部分であるが、NFIの出入力の制御に適用するのは
新規であると信ずる。
【0044】基本的には、「信号」は、出入力ポートに
取り付けられたフィールド装置の作用に関するデータの
フラッグビットを有している。このようにホストコンピ
ュータは、或る「信号」が存在していることを通知する
のを要求し、その「信号」を得るのに或る時間は待つ準
備をしている。ホストコンピュータは、もし「信号」が
特定された時間に利用可能となるならば肯定的なMMS
メッセージを受け取り、そうでなければ否定的なMMS
メッセージを受け取る。
【0045】「信号」の使用の例は、同じ作業スペース
に入り込むのに要求される二つのロボットの場合を考慮
することによって与えられる。衝突を避けるためには、
ホストコンピュータのプログラマは「信号」の使用によ
ってエリアへのアクセスを制御することを選択する。
「信号」がIO VMDに存在するときのみに、ロボッ
トが接続されている特別の出入力ポートの使用を制御す
る直列な出入力ドメインが、ロボットがエリアに入り込
むことができるようにしている。
【0046】ロボットがエリアから出ると、「信号」は
他のロボットを制御している出入力ドメインへMMSを
経由して送られる。
【0047】「信号」は又、MMSの読取り(REA
D)と書込み(WRITE)サービスが或る状態が現実
となるまで遅らすよう要求するのに使用される。このよ
うにホストコンピュータのプログラマは、「信号」が例
えば、並列な入力がオン(ON)又はオフ(OFF)か
どうか、直列の入力が利用可能かどうかを示すのを維持
するよう要求を伴なって、読取り(READ)と書込み
(WRIHE)サービスを修正する。これに関連して、
そのような修正されたサービスのための時間切れになっ
た期間がプログラマによって特定され、読取り(REA
D)と書込み(WRITE)のMMSサービスが、その
状態が特定された期間内で現実とならなければ無効とな
るようになっている。
【0048】MMSメーッセジを修正する「信号」の使
用例が、コンベヤベルトに連結されて作動するロボット
の取り上げと載置の場合によって与えられている。コン
ベヤベルトが、新しい部品がロボットの端部に置かれて
いる時のみに、例えばある時間に150mm移動しなけ
ればしないとする。
【0049】コンベヤのスタート(START CON
VEYOR)のコマンドは、並列なアウト(OUT)の
リレの一つをセットすることによって得られるが、ロボ
ットの先の作動の後に開放された「信号」がMMSによ
って関連する出入力ドメイン素子に送られた時にのみで
ある。
【0050】この「信号」は、コンベヤが150mm移
動するにに要する時間は出入力ドメインに保持されてお
り、その後MMSがロボットの作動を制御する直列の出
入力ドメインに送られるやいなや開放される。「信号」
が直列な出入力で利用可能な間にのみ、ロボットがMM
Sからの「スタートサイクル(START CYCL
E)」信号を受け入れることができる。ロボットのサイ
クルが完了すると「信号」はコンベヤの出入力に戻るよ
う開放される。
【0051】IO VMDの他には、別の二つのタイプ
のVMD、即ち図4に示されているようなCD VMD
とダウンロード(DOWNLOAD VMD)とがソフ
トウエアによってNFI(12)に設けられている。
【0052】CD VMDは、NFIには直接接続され
ているが、IO VMDの直接的な出入力制御が備えら
れるといういうよりはインターフェースの高レベルを必
要とする取付け装置のために与えられている。例えばP
LC(プログラム可能な論理制御器)は、直列のチャン
ネルのうちの一つに取付けられることができるが、その
内部データをアクセスするためには通信プロトコールを
使用しなければならない。いくつかのCD VMDはN
FI内に、通常は直列なチャンネルに対して一緒に存在
しているが、考慮の上、同様に又は代りに並列な接続と
されている。
【0053】ホストコンピュータ(14)は、IO V
MDで説明したごとくデータにアクセスできるよう、M
MSの読取り(READ)と書込み(WRITE)サー
ビスを使用してCD VMDと通信する。しかしながら
IO VMDを使用すると、ホストコンピュータはNF
Iの物理的な接続と直接的に同じである予じめ設けられ
たセットの変数にアクセスし、CD VMDの場合には
必要とされるデータは実際に接続された装置内であり、
そのタイプと量は予じめ定められていない。その結果C
D VMDはMMSのサービスを一層維持し、ホストコ
ンピュータがCD VMD内の変数の限定を力学的に生
み出し削除して、各変数に対して読取りと書き込みのア
クセス機構を明確にすることを可能にする。
【0054】読取りと書込みのアクセスの機構は、FN
I内で実行される適切なプロトコールプログラムによっ
て使用されるべき制御データのセットである。ホストコ
ンピュータが読取りされたり書込みされたりする CD
VMD内での変数を要求する時に、CD VMDは制
御データの対応しているセットをプロトコール プログ
ラムに送る。プロトコール プログラムは制御データを
解読し、その装置内で変数を読取たり書込みするために
取付けられた装置と必要な対話を行なう。もし取付けら
れた装置からのデータを読み取る必要がある場合には、
CD VMDは、ホストコンピュータへのその返答を伝
える前に、プロトコール プログラム(変数の値をサン
プルするが)からの応答を待つことになる。
【0055】読取られた要求の基本的には長いアクセス
時間を低減させるために、CD VMDは、決った基底
上に特定された変数を連続的かつ自動的にポールするこ
とができ、後で詳述するようにサンプルホールド機構を
セットアップする。この場合、ホストコンピュータから
の読取られた要求は、CD VMDが変数の最後にサン
プルされた値を戻す時にはすぐさま充足される。
【0056】NFIは通常使用されるプロトコールのた
めの基準化されたプロトコール プログラムのセットと
共に予じめ定められている。それ故、後記する特別に供
給されたユーザ側インターフェースを使用して、それぞ
れのCD VMDとその対応している直列なチャンネル
用に使用されるプロトコールプログラムを選択すること
ができるのである。
【0057】「ダウンロード VMD」(DOWNLO
AD VMD)とは、NFIの使用者が例えばCD V
MD用のプロトコール プログラムといったその自身の
プログラムを生み出し、それらのプログラムを適当な時
にホストコンピュータからNFIにダウンロードするの
を可能にする追加の装置に過ぎない。
【0058】NFIの備えられたソフトウェアが如何に
して適切な仮想生産装置として表れるかを簡単に説明し
たが、NFIの主なハードウェア装置を以下に図5を参
照して説明する。
【0059】NFIの主サーキットボードは、6801
0を基礎にしたCPUカード(50)であって、非揮発
性記憶装置(52)に保存されたNFIにあるソフトウ
エア群をなす強力なCPU(51)を保持している。好
ましいCPUとしては、プラスチックの64ピン DI
Lパッケージのモトローラ社 MC 68010Pであ
る。これはNMOS技術を使用し、10MHzの時計速
度(クロック速度)を有している。非揮発性記憶装置
(52)は、好ましくは二つのコンポーネントを有して
いる。第一のコンポーネントはCPUのブールコードと
ネットワークとVMD通信を行なう基礎制御ソフトウエ
アとを保持する1M バイトのEPROMである。EP
ROMの大きさは、もし必要であれば2Mバイトまで増
大することができる。第二のコンポーネントは、例えば
ネットワーク アドレス、ボー率などといった構成デー
タを保持するために使用される8KバイトのEEPRO
Mである。
【0060】更なる記憶装置には、好ましくは2Mバイ
トのダイナミックラムの形で、揮発性記憶装置(53)
が備えられ、この記憶装置(53)はNFIの実行時間
のデータとネットワーク上のホストコンピュータからN
FIにダウンロードされるプログラムとを保持するため
に使用される。2Mバイトの能力が好ましくは最適の速
度で幅広い言葉のフォーマットでアクセスされる。
【0061】CPUカード(50)の一番重要なもの
は、MAPネットワークとの通信を可能かつ容易にする
ため、別のサーキッドボード(54)上にある搬送波帯
のトークンバス モデム(55)と協調するトークンバ
ス制御器()である。本実施例では、モトローラ社M
C68824RC10E 10MHzのトークンバス制
御器とシーメンス社のSAB 82511−5NE 搬
送波帯モデムチップを使用している。モデムチップ以外
にモデム(55)は又、必要とされるモデムサポート
サーキットと、更にはトークンバス制御器()とネッ
トワークのためのコネクタからなる。しかしながら、す
でに組み込まれた自己保有のモデム ユニットも又同様
に利用可能である。そのような既に組み込まれたユニッ
トは、シーメンス社のチップが設けられたボード(5
4)上に支持サーキットを必要とせず、それらはもし搬
送波帯、広域波帯、又は光ファイバのネットワークと接
続されることを望むならば、搬送波帯、広域波帯、又は
光ファイバ用のモデムであってもよい。適合するモデム
は、アメリカ合衆国、06877−6297 コネチカ
ット州 リッジフィールド イーサン アレン ハイウ
エイ239に所在するコンピュートロール インク社か
ら入手可能である
【0062】CPU カード(50)には更に、コンポ
ーネントの残りとVMDプログラムの操作を行なうため
の記録時間を提供する実時間時計(リアルタイムクロッ
ク)が設けられている。データを送受信する必要のある
MFIのこれらの装置とリンクするデータ バス上に時
間信号(クロック信号)を発する。本実施例では、室温
でおよそ10年間の寿命を有する再交換不要のリチウム
電池から時計に電力を提供するようにしている。適切な
クロック()としては、ICM 717012PGが
指定されている。
【0063】誤まったプログラムを検知する手段を提供
し、手動による干渉を行なうことな< NFIを再度ス
タートさせるために、当業者には公知の監視回路(ウォ
ッチドッグ)()がCPU(51)の作動を監視する
ため設けられている。監視回路()への入力は、CP
Uの出入力ポートからのソフトウエアのセットとリセッ
ト(SETとRESET)の報告であり、その時監視回
路()からの出力は、備えられたリレ(図示しない)
へのドライブとCPUの完全なリセットを行なう信号で
ある。監視回路()からの直接的な出力は又、以下に
詳述するユーザ側インターフェース(60)の一部とし
て、手動のリセットスイッチ(59)上にある「実行O
K(running O.K.)」の発光ダイオード
(LED)へ送られる電気信号である。CPU(51)
が作動している間は、監視回路()がリレとの接続を
開いてLED(58)が発光するのを保持するが、後述
するごとくソフトウエアの作動にエラーを検出するとリ
レーの接続が閉じLED(58)を消してCPU(5
1)をリセットさせる。
【0064】NFIに取り付けられた装置と通信するた
めに、プログラム可能な並列と直列の出入力集積回路
)()が設けられている。
【0065】並列な出入力エリア(パラレルI/Oエリ
ア)()は、前述したように三つの集積回路を有し、
それぞれ16の三つのグループで合計48のディジタル
チャンネルを提供している。それぞれの集積回路は対応
している16のチャンネルのディジタル出入力ボード
(図示しない)に接続されている。それぞれのボードは
入力か出力かいずれか用に構成され、個々のチャンネル
はそれらに取付けられるフィールド装置の要求に合致す
るようになされている。この合致させる手段は、アメリ
カ合衆国、92649 カリフォルニア州、ハンティン
グトン ビーチ、スプリングデール ストリート154
61でオプト22(Opto 22)として販売されて
いるプラグが備えられたモジュールによって成し遂げら
れる。これらのモジュールは3アンペアで5ボルトの直
流から250ボルトの交流の範囲のインターフェースを
提供している。
【0066】好ましい集積回路()は、ザイログ社の
Z0853606PSCである。
【0067】直列の出入力エリア(シリアルI/Oエリ
ア()は、前述したごとく二つの集積回路を有し、二
つのグループに合計四つの直列なチャンネルを提供して
いる。集積回路は二つの対応している直列の出入力のボ
ード(図示しない)に接続されている。それぞれのボー
ドは、四つのワイアの接続を使用し、例えば20mAで
操作可能な二つの再構成が可能な絶縁された電流ループ
チャンネルを備えている。再構成が可能であるため、そ
れぞれのチャンネルはいかなる配置であっても、送信又
は受信での能動状態又は受動状態のいずれかを選択でき
る。同様に出入力ボードはRS232又は、RS422
のチャンネルである。好ましい集積回路()は、モト
ローラ社のMC68681Pである。
【0068】上述した出入力の供給により、NFI(ネ
ットワーク フィールド インターフェース)が所謂
「無音の(dumb)」端末、バーコード読取り器、コ
ンピュータによる数値制御機械具、ロボット、プログラ
ム可能な論理制御器、それに自動案内車輌などの直列に
接続された装置といったMAPネットワークに接続され
て使用出来るものである。それは又、電圧自在スイッ
チ、リレ、それに交流電源からの並列入力を受け入れ、
リレーコイルやランプ、それに交流機械装置に並列な出
力を提供する。
【0069】6アンペアで+5ボルトの直流の出力を、
カード(50)(54)と出入力ボードに提供するよう
に設計された電力供給装置(63)によってCPUカー
ド(50)に電力が供給される。この電力供給装置(6
3)は更に、前述したのと同様のモデムに2アンペアで
+12ボルトの直流をも供給でき、仮りにそれ自身の主
供給が一つの完全な主サイクルまで取り除かれることに
よって妨げられるとしても、或いは主供給電圧と正弦周
波数が定められた範囲で変化したとしても、これらの出
力は正しく維持できるようになっている。
【0070】実際の主電力が電力供給装置(63)の+
5ボルトの直流の出力に逆に影響を与えない場合には、
電力のフェイル検知回路(64)がCPUカード(5
1)に働き、CPU(51)と他の集積回路が制御され
たシステム中断となるようにする。電力のファイル検知
回路(64)は主電力の供給が危機的な状態に近づき、
安定された出力が許容可能なレベルを越えてCPU(5
1)に防御信号を送信する時を検知する。CPU(5
1)はこのCPU(51)をリセット(RESET)
し、+5ボルトの直流出力がその許容レベル外にある時
と、許容レベルが再度得られた後の短時間の間は常にこ
のリセット(RESET)状態を保持している。
【0071】最後に、既述したごとくのCPUカード
(50)は、図6に詳しく示したように以下の機能をユ
ーザに与えるように意図されているユーザ側インターフ
ェース(60)を保持している。
【0072】−NFIの作動モードを選択し、最初の組
込みとセットアップ機能をなす。 −NFIの配置をユーザの要求に合致させる。 −NFIの出入力源の作動を監視する。 −診断チェックの結果を報告し、通常の使用中における
エラーを報告する。
【0073】ユーザー側インターフェース(60)の構
成上の意図は、NFIが工場からの生産品となるように
することであり、追加の装置(例えば端末)を必要とす
ることなくユーザが充分にNFIを配置できるようにす
ることである。それ故NFIは、比較的単純に使用でき
るよう構成されている。
【0074】ユーザー側インターフェース(60)は、
NFIの作動を示すための一列になった八つの独立した
LED(66)と、データ値とNFIの作動状態を表示
するためのの七つの部分からなる二つの16進LEDデ
スプレ(67)と、この七つの部分からなる二つの16
進LEDデスプレ(67)に表示された値をユーザが選
択、変更できるようにする二つのプッシュボタン スイ
ッチ(68)と、ユーザがNFIの作動モードを選択す
ることができるようにする16の位置を有する(16進
の)回転スイッチ(69)と、それに既述したCPU
(51)の正しい作動を知らせるLED信号(58)と
連動する主プッシュボタン スイッチ(59)とから構
成されている。
【0075】図6に示された制御と表示を監視かつ利用
するのに加えて、ユーザ側インターフェース(60)に
備えられたソフトウエアは又、直列の出入力の一つを診
断ポートとして使用されるのを可能にし、それに例えば
卓上コンピュータや端末といった適切な装置を取り付け
て、NFIが組込まれた自己診断テストを行なってその
結果を表示するようにしてある。
【0076】作動モード 回転スイッチ(69)は、全部で256の可能なセッテ
イングを供給することができるように構成されている。
セッティングの結果はNFIに備えられたプログラムに
従い、NFIの作動モードを選択すべく使用される。通
常、選択されたモードはリセットボタン(59)が押さ
れるまでは作動しない。回転スイッチ(69)のセット
範囲は、例えば表1に示すごとく作動グループに分けら
れている。
【0077】
【表1】
【0078】これらの範囲は単なる例であって、再構成
が可能である。
【0079】事実、これら作動モードのグループにおけ
るセッティングの多くは殆んどの目的に対しては必要で
ないが、それらを使用を必要とする特別のプログラムが
備えられていないと使用されないからである。
【0080】通常のネットワーク作動モード NFIは、電力が供給されると自動的に始動するよう構
成されており、リセットボタンを離すことによって何時
でも再始動ができる。NFIによって行なわれているネ
ットワーク作動が突然終了するといった場合にNFIを
再始動させる時には、何時も注意しなけれならない。こ
れは、ネットワーク内のどこか別のところで作動してい
るソフトウエアに影響を与えることとなる。
【0081】通常のネットワーク作動モードを選択する
ためには、ユーザは00から0Fの範囲でのセットされ
るべくスイッチを選択し、リセットボタン(59)を押
してNFIを始動させる。通常のネットワーク作動をセ
ットするためにはスイッチは通常00である。
【0082】通常のネットワーク作動の間は、表IIに
示されたように八つの独立したLED(66)がNFI
の出入力源の状態を表している。
【0083】
【表2】
【0084】診断、配置、それに構成モードについて 診断モードはスイッチのセッティングを(10)に選択
して、リセットボタンを押すことにより始動する。診断
の種類は前述したごとく端末や卓上コンピュータにより
選択し、これらの端末などがその結果を表示する一方、
八つの独立したLEDのバンクは、構成モードが可能に
なったことを示すために点減を行なう。
【0085】NFIは非揮発性記憶装置(52)(EE
PROM)の構成パラメータの数を備えている。これら
の値は作動されるべきソフトウエアとネットワークの特
性を決定するため、起動時にNFIに使用される。
【0086】それぞれのパラメータは、1又はそれ以上
のバイトの(8ビット)のデータから成る。ユーザはバ
イトごとのベーシス上のパラメータをチェック又は変更
することができる。
【0087】構成モードは回転スイッチを20からFF
の値に設けられた範囲で位置合わせすることで選択さ
れ、その間独立した LEDは上述したごとく点減して
いる。回転スイッチのセッティングは、構成データの単
一バイトに直接的に関連している。
【0088】上述のごとく一旦構成モードが選択される
と、七つの部分からなる二つのLEDは選択されたバイ
トの現在の値を表示する。二つの回転スイッチを20か
らFFの範囲での他の値に回転させることで、他のパラ
メータ値が見い出される。
【0089】構成モードが一旦可能になると、その構成
が終了するまでは再度リセットを押す必要はない。
【0090】構成モードで起動された後にスイッチが有
効でない値(即ち00から0Fの範囲に)セットされた
ならば、七つの部分からなる二つのLEDは消える。そ
して有効な値の選択がなされると再度点灯するのであ
る。
【0091】ユーザは二つのプッシュ ボタン(68)
を使用することによって、ディスプレ上のバイトの値を
変化させることができる。左と右のプッシュボタンはそ
れぞれ左と右の七つの部分からなるLEDの値を変化さ
せる。プシュボタンを一旦押して離すことによって対応
する数値が増えていく。「F」に到達した後には数値は
「0」に戻り、再度数値会わせが始まることに注意しな
さい。
【0092】セッティング10から1Fの範囲のうち一
又はそれ以上が、デバッグを行なうために使用でき、そ
のため問題を調査するための直列な出入力ポートの一つ
に取付けてある。
【0093】ユーザ側インターフェース(60)は主C
PUボード(50)に関する箇所で記述されているが、
充分に生産ラインに載った形式で生産するには、インタ
ーフェース(60)をCPUカードから分離されたそれ
自身のカード上に取り付けることでより一層利便とな
る。
【0094】NFIとそのユーザ側インターフェース
(60)の作動を制御するソフトウエア群を以下に更に
詳細に述べる。
【0095】ソフトウエア データの流れ図 図7に示された流れ図はNFI用のソフトウエアの関係
を示す流れ図である。ソフトウエアは実時間時計(リア
ルタイムクロック)(RTC)()から日々の情報の
時間を受ける。診断情報(txcode)、即ち自己診
断テストが診断ポート(DIAG PORT)()を
通じて適切に取り付けられた装置に送られる。NFIは
又、行なわなければならない自己診断テストを制御する
診断要求(rx cord)をも受けとる。
【0096】NFIの状態はLEDのセッティングデー
タをLEDに送ることで、LEDディスプレ()(図
6の66,67)に表示される。
【0097】MAPネットワークのインターフェース
は、トークンバス制御器(TokenBus Cont
roller)(TBC)()を通じることで有効と
なる。ネットワーク上で送信されるデータ(tx fr
ame)はこのTBCに送られ、ネットワークからのデ
ータ(rx frame)はTBCから受け入れられ
る。
【0098】NFIの構成は、NFIのソフトウエアに
よって例に揚げられたスイッチ()(図6の68,6
9)によって選択される。
【0099】NFIは送信(tx chars)しかつ
直列の出入力(シリアルI/0)チャンネル()から
受信(rx chars)する。NFIは要求された出
力の状態のデータを並列の出入力()に送ることによ
り、並列の出力状態を制御している。同様にNFIのソ
フトウエアは、並列の出入力()からの入力状態を読
み取ることで並列の入力における現在の状態を検知する
ことができる。
【0100】最後にNFIのソフトウエアは、「ピン
(PING)」信号をハードウエアの監視回路()に
繰り返し送ることで、内部的な過誤や一時的なハードウ
エアの過誤に対して回復力を確保している。監視回路
)が特定された時間内に「ピン」信号を受信しなか
ったならば、NFIのハードウエアは完全にリセット状
態とする。これは装置のスイッチを一旦オフにしその後
再度オンにするのと同じことである。
【0101】図8はNFIの基本的なソフトウエアデー
タの流れ図を示している。この基本的なソフトウエア
は、四角を丸くし数字が中に記入された長方形のボック
スに示されているごとくのいくつかのモジュールからな
る。これらのモジュールは直接的に、更にはデータスト
ア(D1)などを介してデータを交換する。モジュール
は更に制御信号を同時に実行を行なうための信号に変換
する。
【0102】データ記憶装置(D)は、先入れ先出し
(First In First Out;FIFO)
のバッファとして作動する。多数のモジュールがバッフ
ァにデータを書込みすることができるが、一つのモジュ
ールのみがそのバッファからデータを読取るのである。
【0103】文脈変更バッファ(CONTEXT CH
ANGE BUFFER)(D4)がNFIの非揮発性
記憶装置を変更するための要求を受ける。文脈の認可と
書込み(VALIDATE AND WRITE CO
NTEXT)モジュール(M7)は、先入れ先出し(F
IFO)バッファ(D4)からの要求を読取り、NFI
のた めの構成データによって非揮発性記憶装置の文脈
(D1)を最新のものとし、このデータはスイッチをオ
フにした後、機械の始動に必要とされる。
【0104】エラーバッファ(ERROR BUFFE
R)(D5)は、大部分のモジュールからのエラーメッ
セージを受け、他方、開始と作業制御(INIT &
TASK CONTROL)モジュール(M9)はこの
情報を読取って、他のプログラム モジュールを停止さ
せ、必要であれば再度スタートさせる。このことは調整
信号(SIGDIE)を、停止させなければならないモ
ジュー,ルには残らず送ることで達成できる。このモジ
ュールは又、スイッチ()と文脈(CONTEXT)
(D1)からのデータを最初に読み、そして実行すべき
適切なプログラム モジュールを決定するの役目を持っ
ている。このモジュールは更に、実時間時計()も読
む。モジュール(M9)が、ソフトウエアにおいて不可
避のエラーを検知した場合にあって、 LED()に
エラーコードを表示し調整(SIGDIE)信号を監視
回路回復(WATCHDOG REFRESH)モジュ
ール(M17)に送る。このことは次にNFIのハード
ウエアを完全にリセット状態にする。
【0105】非実行モード(NON−RUN MOD
E)のモジュール(M13)は、NFIに取り付けられ
た自己診断と配置機能を作動させる自身によるメインテ
ナンスを行なわしめるのである。スイッチ()とLE
D()とを使用し、簡単に前述したごとく、ユーザが
直接に文脈(CONTEXT)バッファ(D1)と、そ
れ故NFIの構成を修正することができるようにする。
このモジュールは選択されたモードに従い、診断ポート
)、LED()、それに直列の出入力()にア
クセスしている。診断中に検知されるエラーはいずれも
後で調査できるよう、エラー(ERROR)バッファ
(D5)に保存される。
【0106】図9におけるデータの流れ図は、更に詳し
くした適用(アプリケーション)(APPLICATI
ON)モジュール(M11)を示している。適用(AP
PLICATION)モジュールは、一つ又はそれ以上
のVMDモジュール(M11.2)から(M11.4)
と、蓄積とMMS(STACK & MMS)モジュー
ル(M11.1)とから構成される。VMDモジュール
は前述したVMDに対応している。
【0107】蓄積とMMS(STACK & MMS)
モジュール(M11.1)は、MMSを含むMAPプロ
トコールを充分に実行でき、データを受取ってTBC
)(rx frame とtx frame)を経
由してMAPネットワークに送信し、データフレームが
届いた時にTBCから信号(SIGNAL)(INDC
NF)を受け取る。この機構を動かす中断状態はMAP
ネットワークとモジュール(M11.1)との間を最も
効果的に結合させる。
【0108】蓄積とMMS(STACK & MMS)
のモジュール(M11.1)はFIFOバッファ(D
7)(D8)(D9)を通じてVMDモジュールと通信
する。すべてのデータが蓄積とMMS(STACK &
MMS)モジュールに流れるよう単一のバッファ(D
8)と、それぞれのVMDが蓄積とMMS(STACK
& MMS)モジュールからのデータを受け取るよう一
つのFIFOバッファ(D7)(D9)がある。VMD
は、それがデータ、「送出MMS メッセージ」(OU
TGOING MMS MESSAGE)をFIFOバ
ッファに置く時はいつでも、蓄積とMMS(STACK
& MMS)モジュールに(REQRSP)調整信号
を送る。そこで再び調整信号の使用が蓄積とMMS(S
TACK& MMS)モジュールを最大の効率で作動さ
せる。同様に、蓄積とMMS(STACK & MM
S)モジュールが「受入 MMSメッセージ」(INC
OMING MMS MESSAGE)をVMDの F
IFO バッファ(D7)又は(D9)に置くと、VM
Dは調整信号(INDCNF)をVMDモジュール(M
11.2)又は(M11.3)に送る。
【0109】蓄積とMMS(STACK & MMS)
モジュール(N11.1)又はVMDモジュールが通常
の作動中に内部的なエラと出会うとすれば、それらはエ
ラー報告データをエラーバッファ(ERROR BUF
FER)(D5)に置く。開始と作業制御(INIT
& TASK CONTROL) モジュール(M9)
は図8に示したごとく、その報告を受けとり、続いて
(SIGDIE)調整信号を発することによって一つ又
はそれ以上のモジュールを終了させることを決定する。
蓄積とMMS(STACK & MMS)とVMDモジ
ュールはそれ故、何時でも(SIGDIE)調整信号を
受けとり、続いて制御された手段で実行を終了させる。
【0110】IO VMDモジュール(M11.2)
は、構成の変更要求を文脈変更(CONTEXT CH
ANGE)バッファ(D4)に送る。このことは、直列
のチャンネル用の必要とされるライン規則が例えば、ボ
ー率、文字ごとのビットに調節されるのを可能にする。
IO VMDモジュール(M11.2) は又、LED
セッティング(LED SETTING)情報をLED
ドライバ(LED DRIVER)(M18)に送る。
このためIO VMD(M11.2)が直列の出入力チ
ャンネル()と並列の出入力ボードのそれぞれに対し
て作動指示としてLEDを使用することを可能にする。
このため、NFIの使用者に装置が作動していることを
明確に目で確認できる指示となる。逆に、作動していな
い一つ又はそれ以上のLEDは、ホストコンピュータが
取り付けられた対応する装置と通信するのを停止したこ
とを示すために使用される。
【0111】前述した作業に加えて、IO VMDは文
脈(CONTEXT)バッファ(D1)からのデータを
読み取り、出入力インターフェースの要求された構成を
決定し、ポート構成(PORT CONFIG)データ
を直列な出入力ポート()に送信して、要求されたラ
イン規則(ボー率、パリティなど)を確立させる。IO
VMDは直列な出入力ポート(TX CHARS)に
よって送信されるべきデータを送り、直列な出入力ポー
トからのデータ(RX CHARS)を受け取る。調整
信号(SIG ERIO) は、受取られた文字が利
用可能である時には直列な出入力によってIO VMD
へ送られる。
【0112】IO VMDによる並列な出入力ポート
)の制御に関しては、データ、出力状態(OUTP
UT STATE)が、個々の出力ラインをオン又はオ
フに切り変えるために送られる。同様に入力状態(IN
PUT STATE)データが、並列な出入力から読取
られ、各入力ラインの現在の状態を決定する。
【0113】調整信号(SIG ERIO)は一つ又
はそれ以上の並列な(PARALLEL)入力ラインが
状態を変える時は何時でも、並列な出入力によってIO
VMDに送られる。上述したことから理解できるよう
に、IO VMDモジュール(M11.2)は、すべて
の外部データ源からの調整信号を受け取る。この機構を
作動する中断状態は、IO VMDが最大効率で作動す
るのを可能にする。
【0114】CD VMDモジュール(M11.3)
は、IO VMDと同様の手段で蓄積とMMS(STA
CK & MMS)モジュールにインターフェースして
いるが、直列な出入力()と直接にアクセスしておら
ず、全部の出入力ポートの要求を取り扱うために中間プ
ロトコール(PROTOCOL)モジュール(M11.
4)を使用している。CD VMDをプロトコール(P
ROTOCOL)モジュールとリンクさせる機構は、再
度FIFOバッファ(D10)(D11)に基礎を置く
ことである。CD VMDが、取付けられた装置から読
み取ったりその装置に書込むベきデータを必要とする時
には、プロトコール(PROTOCOL)モジュール
(M11.4)のためのプロトコール (PROTOC
OL FIFO)(D11)に読取りと書込み要求(R
/W REQUESTS)を置き替える。一旦プロトコ
ール(PROTCOL)モジュ−ルが、取り引きを完了
したならば、応答データ、読取りと書込み要求(R/W
REQUESTS)を、CDVMDのための CD
FIFO(D10)に置き替える。
【0115】文脈(CONTEXT)バッファ(D1)
はCD VMDによって読取られ、プロトコール(PR
OTOCOL)モジユ−ルのどの部分がCD VMDに
よって使用されるべきかを決定する。
【0116】図10は、IO VMDモジュール(M1
1.2)を更に詳しく示した内部構造である。
【0117】信号を含むホストコンピュータからのMM
Sサービス要求はモジュール(M11.2.1)によっ
て蓄積とMMS(STACK & MMS)モジュール
(M11.1)を経由し工程受入MMSメッセージ(P
ROCESS INCOMING MMS MESSA
GES)を受け取られる。これはその要求を三つのカテ
ゴリに分割する。(多分不正確に構築された要求である
故に)まったく充足されることのないこれらの要求は、
否定応答(OUTGOING MMS MESSAGE
S)をモジュール(M11.1)経由でホストコンピュ
ータとネットワークに形成して送出することですぐさま
拒絶される。
【0118】直ちに充足される要求は、出入力制御(C
ONTOROL)モジュール(M11.2.2)に送ら
れる。これは適切な作動となり、成功か失敗かとデータ
値を指示するため戻される。工程受入MMS メッセー
ジ(PROCESS INCOMING MMS ME
SSAGES)モジュールは、その後ホストコンピュー
タに適切な応答、送出MMS メッセージ(OUTGO
ING MMS MESSAGES)を形成し送出す
る。
【0119】すぐさま充足されることのない要求は、V
MD対象(VMD OBJECT)保存装置(D6)内
で取引き列内に置かれる。モジュール(11.2.
5)、サービス時間切れ事態(SERVICE TIE
OUT EVENTS)は、充足されない要求の列を監
視している。時間切れ(要求に特定されているが)内で
充足されなければ、否定応答がホストコンピュータに形
成され送出される。調整信号(SIG IMEOU
T)は、時間切れが経過したことを示すために使用され
る。
【0120】工程受入MMSメッセージ(PROCES
S INCOMING MMS MESSAGES)モ
ジュール(M11.2.1)は、文脈(CONTEX
T)バッファ(D1)に関連して、直列な出入力のライ
ン規則の現在の状態を決定し、MMSサービス 要求が
値が変更されるべく指示するならば、文脈変更(CON
TEXT CHANGE)バッファ(D4)にデータを
書き込む。モジュールは又、誤まった要求をすべてエラ
ーバッファ(ERROR BUFFER)(D5)に報
告する。
【0121】モジュール(M11.2.4)、サービス
入力事態(SERVICE INPUT EVENT
S)は、並列と直列の(PARALLEL and S
ERIAL)出入力ポートから調整信号(SIG
GIO)(SIG ERIO)を受け取り、これらの
信号は入力可能であることを示している。調整信号が生
じると、モジュール(M11.2.4)は、要求が指示
された状態の変化に依存しているかどうかを決定するた
めに、充足されていない要求のリストを調査する。もし
そうであるならば、必要な返答は、送出MMSメッセー
ジ(OUTGOING MMS MESSAGES)の
ごとくホストコンピュータに形成され送出される。
【0122】前述したように、IO 制御(CONTR
OL)モジュール(M11.2.2)は、並列と直列の
(PARALLEL and SERIAL)出入力源
を直接的に制御するための役目を有し、データ(TX
CHARS)を直列なチャンネルに送り、そして直列な
チャンネルからデータ(RX CHARS)を受ける。
更にモジュール(M11.2.2)は、各チャンネルご
との要求されたラインの規則(文字ごとのビットやスト
ップビットなど)(PORT CONFIG)を構成
し、それぞれの並列のラインの出力状態(OUTPUT
STATE)の要求された出力状態を制御し、それぞ
れの並列入力の入力状態(INPUT STATE)の
状態を読取る。
【0123】図11は、CD VMDモジュール(M1
1.3)(図9)のためのデータの流れ図を示すもので
ある。そこには、モジュール(M11.3.1)工程M
MSメッセージ(PROCESS INCOMING
MMS MESSAGES)が存在し、IO VMDモ
ジュール(M11.2)におけるモジュール(M11.
2.1)工程受入MMSメッセージ(PROCESS
INCOMING MMS MESSAGES)と一見
同一である。
【0124】充足されることのない要求は(多分未だ定
められていない変数にアクセスするための要求は)エラ
ー応答を形成し、蓄積先入れ先出し(STACK FI
FO)(D8)(図9も参照のこと)経由で、送出MM
Sメッセージ(OUTGOING MMS MESSA
GE)のごとくホストコンピュータにその要求送出する
ことにより拒絶される。
【0125】すぐに充足されることのない要求は、周期
的なポール(サンプルホールド)システムが以下に記述
するように確立されている変数を読取るためのものであ
る。この場合ホールド値は応答と一緒にされ、送出MM
S メッセージ(OUTGOING MMS MESS
AGE)のごとくホストコンピュータに送出される。
【0126】すぐに充足されることのない要求は、モジ
ュール(M11.3.2)読取り書込み変数(READ
/WRITE VARIABLES)に送られる。前述
したごとく、プロトコール先入れ先出し(PROTOC
OL FIFO)(D11)を経由して プロトコール
(PROTOCOL)モジュール(M11.4)のサー
ビスに入り、取付けられた装置の要求を実行する。プロ
トコール(PROTOCOL)モジュールが終了する
と、CD FIFO(D10)経由で値を戻し、成功か
失敗かとデータの値(読取る場合には)を示すようにす
る。これらの要求は再度返答に形成され、ホストコンピ
ュータに送出される。
【0127】これらの機能に加え、モジュール(M1
1.3.1)は又、MMSの要求を受け入れ、新らしい
変数の定義を生み出し削除する。これらを成し遂げるた
めには、モジュール(M11.3.3)認可 セットア
ップ エントリ(VALIDATE SETUP EN
TRY)に入り、要求が正しく形成されて同一の名前を
持つ変数が既に存在していないことを確かめる。すべて
がうまくいけば、エントリが変数対象(VARIABL
E OBJECT)記憶装置(D12)でなされ、この
記憶装置はそれぞれの変数と関連するすべてのデータを
含んでいる。
【0128】モジュール(M11.3.4)正常ポール
実行(PERFORM REGULAR POLL)
は、モジュール(M11.3.2)工程 MMSメッセ
ージ(PROCESS MMS MESSAGES)が
行なったのと同じやり方でモジュール 読み取り書き込
み変数(READ/WRITE VARIABLES)
(M11.3.2)のサービスに入り、ポーリング(サ
ンプルホールド処理)が特定されるための変数の状態を
読取る。変数の一番最後の値がホストコンピュータによ
って後で読取れるよう変数対象(VARIABLE O
BJECT)記憶装置(D12)に保存される。もし変
数が、ホストコンピュータが保持された値で変化するこ
とに気付くための要求を明確にしているならば、モジュ
ールは、情報報告(INFO REPORT)のデータ
を、工程MMSメッセージ(ROCESS MMS M
ESSAGE)モジュール(M11.3.1)に送り、
このモジュールは、データを一緒にして前述したのと同
様ホストコンピュータに送るのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従ったNFIを使用するMAPネット
ワークの概略図である。
【図2】図1のNFIの一つに接続を示す概略図であ
る。
【図3】ネットワークとその取付けられたフィールド装
置とのやりとりに関するNFIのソフトウエア作用の機
構である。
【図4】ネットワークとその取付けられたフィールド装
置とのやりとりに関するNF1のソフトウエア作用の機
構である。
【図5】NFIの一つに載置された中央処理装置(CP
U)上のハードウエア装置のレイアウトである。
【図6】図5のCPUボードに設けられたインターフェ
ースである。
【図7】NF1のソフトウエア群がどのようにして図5
に示したハードウエア装置と連動するのかを示すデータ
の流れ図である。
【図8】図7のソフトウエア群の主なモジュールと、モ
ジュール間それに図5のハードウエア装置との関係を示
すデータの流れ図である。
【図9】図8のソフトウエア モジュールを更に詳しく
示すデータの流れ図である。
【図10】図9のソフトウエア(35)のモジュール
(11.2)を更に詳しく示すデータの流れ図である。
【図11】図9のソフトウエア モジュール(11.
3)を更に詳しく示すデータの流れ図である。
【符号の説明】
10 MAPネットワーク 11 フィールド装置 12 NFI 14 ホストコンピュータ 50 CPUカード 51 CPU 52 非揮発性記憶装置 53 揮発性記憶装置 60 ユーザ側インターフェース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04L 12/28 29/10

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ネットワーク上の少なくとも一つのホスト
    コンピュータを少なくとも一つのフィールド装置へデジ
    タル的にインターフェースさせる目的のネットワークフ
    ィールドインターフェースであって、前記ネットワーク
    は読取りと書込みサービスとを含んだ予じめ定められた
    通信プロトコールと共に作動し、このネットワークフィ
    ールドインターフェースは、 (a)少なくとも一つのフィールド装置と接続するため
    の出入力ポート手段と; (b)前記ネットワークと前記インターフェースとの間
    の通信を容易にするための通信手段と; (c)データ処理手段と; (d)前記通信手段と前記中央処理手段との両方にアク
    セス可能な記憶手段と; (e)前記記憶手段にあって、出入力ポート手段上に読
    取りと書込みサービスをマップするために前記データ処
    理手段によって実行可能なプログラム手段であって、こ
    れにより前記ホストコンピュータが前記通信手段を介し
    て前記出入力ポート手段に直接に読取りと書込みをする
    ことができるプログラム手段;とを有するネットワーク
    フィールドインターフェース。
  2. 【請求項2】少なくとも一つのフィールド装置のための
    出入力ポート手段が、複数の並列な出入力ポートと複数
    の直列な出入力ポートとを有し、プログラム手段がネッ
    トワーク通信プロトコールに適合したそれぞれ対応する
    並列な出入力データセットと複数の直列な出入力データ
    セットとを生み出すための手段を有する請求項1に記載
    のネットワークフィールドインターフェース。
  3. 【請求項3】複数の並列な出入力ポートが複数のグルー
    プの並列な出入力ポートを有し、複数の並列な出入力デ
    ータセットのそれぞれが対応する一つのグループの並列
    な出入力ポートの部材に一つ一つ対応するブール値の多
    素子配列を有してなり、各データセットにも又、更にそ
    の対応するグループの並列な出入力での接続が入力か出
    力かを示すためのブール論理変数が備えられている請求
    項2に記載のネットワークフィールドインターフェー
    ス。
  4. 【請求項4】直列な出入力データセットのそれぞれは、
    対応する直列な出入力ポートがホストコンピュータによ
    って監視制御することができるようになった変数のセッ
    トを有しており、それぞれのデータセットが出入力ポー
    トにそれぞれに出入りする入力と出力の存在を表わす変
    数と、出入力ポートによって必要とされるデータの構成
    を表わす変数とを有する請求項2に記載のネットワーク
    フィールドインターフェース。
  5. 【請求項5】ホストコンピュータがネットワークフィー
    ルドのインターフェースの出入力ポート手段に取付けら
    れたフィールド装置の内部位置への又は内部位置からの
    データを読取ったり書込んだりすることができるよう
    に、フィールド装置がネットワーク通信プロトコールと
    適合しない通信プロトコールを有し、プログラム手段が
    通常使用されているフィールド装置の通信プロトコール
    のためのセットになったプロトコールプログラムと、取
    付けられたフィールド装置に適用できるプロトコールプ
    ログラムの予じめ選択された一つを使用して、出入力ポ
    ート手段に取付けられたフィールド装置内の指定された
    データ位置上にネットワークフィールドのインターフェ
    ースの出入力ポート手段を通じてネットワーク通信プロ
    トコールの読取りと書込みサービスをマップするプログ
    ラムモジュールとを有する請求項1から4に記載のネッ
    トワークフィールドインターフェース。
  6. 【請求項6】フィールド装置を出入力ポート手段に接続
    する時に、プロトコールプログラムの選択ができるよう
    にするためユーザー側インターフェース装置を有してい
    る請求項5に記載のネットワークフィールドのインター
    フェース。
  7. 【請求項7】プログラム手段はネットワークフィールド
    のインターフェースと通信するホストコンピュータがプ
    ログラムモジュール内の複数の変数を備えるようにする
    ための手段を有し、変数が取り付けられたフィールド装
    置の内部データの位置上にマップされるようにした請求
    項5又は6に記載のネットワークフィールドインターフ
    ェース。
  8. 【請求項8】プログラム手段はホストコンピュータがア
    ドレス情報に関する複数の変数を備えるようにするため
    の手段を有し、アドレス情報は取り付けられた装置内に
    変数に対応するデータの位置を備えてなり、更にプログ
    ラム手段はホストコンピュータが取り付けられた装置に
    関して読取りと書込みサービスのいずれかを要求する時
    には何時でも、アドレス情報をプロトコールプログラム
    に送る手段をも有する請求項7に記載のネットワークフ
    ィールドインターフェース。
  9. 【請求項9】プログラムモジュールには正規の基底上の
    予じめ定められた変数を連続かつ自動的にポールし、そ
    れによりホストコンピュータがネットワークの読取りと
    書込みを使用する特定の変数を読取り要求するのに伴な
    いネットワークフィールドのインターフェースに取付け
    られたフィールド装置にアクセスするためにホストコン
    ピュータによって必要とされる時間を低減するサンプル
    ホールド手段を備え、読取り要求は最後にサンプルされ
    た変数の値を戻すプログラムモジュールによってすぐに
    充足される請求項5から8に記載のネットワークフィー
    ルドインターフェース。
  10. 【請求項10】もしホストコンピュータによって指定さ
    れた変数の値に変化が生じたならば、プログラムモジュ
    ールにはホストコンピュータに知らせる手段が備えられ
    た請求項5から8に記載のネットワークフィールドイン
    ターフェース。
  11. 【請求項11】プログラム手段にはネットワークフィー
    ルドのインターフェースの出入力ポート手段に取り付け
    られたフィールド装置の作動に関する並列又は直列の出
    入力データセットにフラッグデータを操作し、それによ
    ってホストコンピュータが出入力ポート手段にアクセス
    するのを調整する手段を備えた請求項1から10に記載
    のネットワークフィールドインターフェース。
  12. 【請求項12】フラッグデータの存在又は非存在に伴な
    いプログラム手段が並列又は直列な出入力データセット
    に又はセットからの読取り又は書込み要求を遅らす手段
    を有する請求項11に記載のネットワークフィールドイ
    ンターフェース。
  13. 【請求項13】特定のフィールド装置と共に使用するた
    めユーザがネットワークフィールドのインターフェース
    を構成することができるような切替え手段を備えたユー
    ザ側インターフェース装置を有してなり、プログラム手
    段は切替え手段の状態をサンプリングし切替え手段のサ
    ンプルされた状態に従って記憶手段の予じめ選択された
    位置でデータ値を変化させる手段を有する請求項1から
    12に記載のネットワークフィールドインターフェー
    ス。
  14. 【請求項14】ユーザがネットワークを使用する通常の
    実行モードと特定のフィールド装置と共に作動させるた
    めにネットワークフィールドのインターフェースをセッ
    トアップをするための取付けモードとの間でネットワー
    クフィールドのインターフェースの作動のモードを変え
    ることができる切替え手段を備えたユーザ側インターフ
    ェース装置を有してなり、プログラム手段は切替え手段
    の状態をサンプリングし、切替え手段のサンプルされた
    状態に従って作動モードを変える手段を有する請求項1
    から13に記載のネットワークフィールドインターフェ
    ース。
  15. 【請求項15】ネットワークフィールドのインターフェ
    ースの出入力ポート手段の現在作動している状態をユー
    ザが監視できるようディスプレ手段を備えたユーザ側イ
    ンターフェース装置を有してなり、プログラム手段は出
    入力ポート手段の状態をサンプリングし、ディスプレ手
    段上にサンプルされた状態を表示する手段を有する請求
    項1から14のいずれかに記載のネットワークフィール
    ドインターフェース。
  16. 【請求項16】ネットワーク通信プロトコールが、生産
    メッセージ サービスの国際基準を有している請求項1
    から16のいずれかに記載のネットワークフィールドイ
    ンターフェース。
  17. 【請求項17】出入力データセットが生産メッセージサ
    ービスの国際基準に特定されたドメインに対応する請求
    項2から4のいずれかに記載のネットワークフィールド
    インターフェース。
  18. 【請求項18】フラッグデータが生産メッセージ サー
    ビスの国際基準の特定された信号に対応する請求項11
    又は12に記載のネットワークフィールドインターフェ
    ース。
  19. 【請求項19】自動化生産プロトコール(MAP)ネッ
    トワークに結合して作動するのに適した請求項1から1
    8のいずかに記載のネットワークフィールドインターフ
    ェース。
  20. 【請求項20】ネットワークが搬送波帯のネットワーク
    である請求項19に記載のネットワークフィールドイン
    ターフェース。
  21. 【請求項21】ネットワークが広域波帯のネットワーク
    である請求項19に記載のネットワークフィールドイン
    ターフェース。
  22. 【請求項22】ネットワークが光ファイバのネットワー
    クである請求項19に記載のネットワークフィールドイ
    ンターフェース。
JP13238791A 1990-03-24 1991-03-25 生産システムのためのネットワークフィールドインターフェース Pending JPH0619922A (ja)

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