KR101179431B1

KR101179431B1 - Network Management System based on a EhterCAT And Managing Method thereof

Info

Publication number: KR101179431B1
Application number: KR1020110059135A
Authority: KR
Inventors: 정일균; 임선
Original assignee: 전자부품연구원
Priority date: 2011-06-17
Filing date: 2011-06-17
Publication date: 2012-09-05

Abstract

PURPOSE: An EtherCAT network system and an operation method thereof are provided to support a normal transception of data in case an EtherCAT of an ether cat slave node is damaged. CONSTITUTION: An EtherCAT master node(100) writes out a message for operation control of each EtherCAT slave node. A plurality of EtherCAT slave nodes receives a message from a neighboring EtherCAT slave node based on a wired EtherCAT communication interface. The EtherCAT slave node performs an operation according to the received message. An EtherCAT communication line(50) supports message transfers between the EtherCAT master node and the EtherCAT slave node.

Description

EtherCAT network system and its operation method {Network Management System based on a EhterCAT And Managing Method about}

본 발명은 이더캣 네트워크에 관한 것으로, 특히 이더캣 기반의 네트워크 시스템에서 적어도 하나의 이더캣 슬레이브 노드의 고장 발생을 관리하고, 그에 따른 전체 네트워크의 통신 두절 상태를 관리하여 보다 안정적인 이더캣 네트워크 운용을 할 수 있도록 지원하는 이더캣 네트워크 시스템 및 이의 운용 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an EtherCat network, in particular, to manage the occurrence of the failure of at least one EtherCat slave node in the EtherCat-based network system, and thereby to manage the communication disconnection state of the entire network accordingly to provide a more stable operation of the EtherCat network. The EtherCAT network system that supports this, and how to use it.

자동차 산업이나 로봇 산업 등에 이용되는 산업용 네트워크 시스템은 산업현장에서 필요로 하는 다양한 요구사항을 만족하기 위하여 끊임없는 발전을 거듭하고 있다. 70년대 GM에 의해 개발되어 생산 자동화 네트워크의 발전을 이끌었던 MAP에서부터 PLC공정에 적합한 CC-Link, CAN 기반의 DeviceNet과 CANopen, 모션제어 어플리케이션을 위한 통신 인터페이스인 SERCOS 등 다양한 산업용 네트워크들이 개발 및 발전해 왔다. 그리고 최근 들어 생산기술이 급속도로 발전함에 따라 보다 효율적이고 신뢰성 높은 결과를 얻기 위한 산업용 네트워크의 요구사항은 계속해서 증가하고 있다. 또한, 산업용 네트워크를 이용한 공장자동화 시스템에서의 액추에이터 레벨, 센서 레벨이 점차 디지털 신호 전송형태로 교체됨에 따라 다양한 마이크로프로세서를 이용한 지능형 스마트 액추에이터로의 통합의 필요성이 증가하고 있다.Industrial network systems, which are used in the automotive industry and the robotics industry, are continually evolving to meet the various requirements of the industrial site. Various industrial networks have been developed and developed, such as MAP, which was developed by GM in the 1970s and led the development of production automation network, CC-Link suitable for PLC process, DeviceNet and CANopen based on CAN, and SERCOS, a communication interface for motion control applications. And with the recent rapid development of production technology, the requirements of industrial networks to achieve more efficient and reliable results continue to increase. In addition, as the actuator level and the sensor level in the factory automation system using the industrial network are gradually replaced by the digital signal transmission type, the necessity of the integration into the intelligent smart actuator using various microprocessors is increasing.

이와 같은 흐름에 발맞추어 최근 공장설비, 공정제어 설비, 빌딩자동화, 인프라 부문에서 사용되는 산업용 통신 네트워크에 Ethernet을 기반으로 하는 통신 프로토콜 시스템 적용이 주류로 부상하고 있다. 특히 자동화 영역의 필요에 의해 탄생한 산업용 Ethernet 기술 즉 이더캣 기술은 공정 자동화, 전력 IT, 모션 분야 등 전 산업 분야로 적용이 확산되고 있다. 이와 더불어 국외에서는 산업용 이더넷 시장의 선점을 위하여 Ethernet/IP, Profinet, 이더캣[1-2] 등의 표준화 작업이 IEC에서 진행 중에 있다. 이러한 이더캣 통신은 성능이 뛰어나고 시스템의 구축비용이 기존의 산업용 이더넷 통신 시스템보다 저렴하며, 사용자들의 접근성이 뛰어나기 때문에 향후 산업용 이더넷의 대표적인 통신방식으로 대두되고 있으며 그에 따른 산업용 이더넷 통신 시스템 구축에 필요한 하드웨어의 개발이 이루어지고 있는 실정이다.In line with this trend, the application of Ethernet-based communication protocol systems has emerged as the mainstream in industrial communication networks used in factory facilities, process control facilities, building automation, and infrastructure. In particular, industrial Ethernet technology, namely EtherCAT technology, created by the needs of the automation area, is spreading to all industries such as process automation, power IT, and motion. In addition, in order to preoccupy the industrial Ethernet market, standardization work such as Ethernet / IP, Profinet, and EtherCat [1-2] is underway in IEC. Since the EtherCAT communication is superior in performance, the construction cost of the system is lower than that of the existing industrial Ethernet communication system, and the accessibility of the user is excellent, it is emerging as a representative communication method of the industrial Ethernet in the future, and thus it is necessary to build the industrial Ethernet communication system accordingly. The development of hardware is being done.

한편 이더캣 네트워크 시스템에서는 일반적으로 마스터에서 LAN카드를 하나만 사용하기 때문에 단일 연결망을 이용한다. 이 경우 하나 이상의 이더캣 슬레이브 노드에서 사고 또는 고장이 발생할 경우 그 노드 이후부터는 통신이 활성화되지 않는 문제점이 있다. 이러한 문제를 극복하기 위한 방안으로 두 개의 LAN카드를 사용하여 이더캣 네트워크를 원형 토폴로지[ring topology] 형태의 네트워크로 구성하는 방안이 제시되고 있다. 이에 따라 특정 이더캣 슬레이브 노드에서 사고 또는 고장 발생으로 인하여 통신이 불가능하더라도 이더캣 네트워크는 고장 발생한 해당 이더캣 슬레이브 노드를 제외하고 다른 이더캣 슬레이브 노드를 통하여 마스터 노드와 통신할 수 있도록 지원한다. 그러나 원형 토폴로지 형태의 이더캣 네트워크를 구성한다 하더라도 2개 이상의 이더캣 슬레이브 노드가 통신 불가 상태가 되는 경우에는 2개 이상의 이더캣 슬레이브 노드 사이에 배치된 이더캣 슬레이브 노드들이 정상적으로 통신이 가능하다 하더라도 데이터를 송수신할 수 없게 된다. 일반적으로 이더캣 네트워크가 사용되는 분야는 산업 자동화, 로봇 시스템 등 고속 및 안전이 중요시 되는데 상술한 바와 같이 종래 이더캣 네트워크 시스템은 다수개의 이더캣 슬레이브 노드 사고 또는 고장 발생 시 정확히 어떠한 이더캣 슬레이브 노드에서 고장이 발생하였는지 즉시 검출이 불가능하며, 결과적으로 시스템의 안정성을 보장하지 못하는 문제점을 안고 있다. Ethercat network systems, on the other hand, typically use a single network because only one LAN card is used on the master. In this case, if an accident or failure occurs in one or more EtherCAT slave nodes, there is a problem in that communication is not activated after the node. In order to overcome this problem, a method of configuring an EtherCAT network as a ring topology network using two LAN cards has been proposed. Accordingly, even though communication is not possible due to an accident or failure in a specific Ethercat slave node, the Ethercat network supports communication with the master node through other Ethercat slave nodes except the corresponding Ethercat slave node. However, even when the EtherCAT network is configured in a circular topology, when two or more EtherCat slave nodes become incapable of communication, even if the EtherCat slave nodes disposed between the two or more EtherCat slave nodes can communicate normally, You will not be able to send and receive messages. In general, the field where the EtherCAT network is used is important for high speed and safety, such as industrial automation and robotic systems. As described above, the conventional Ethercat network system is used in exactly any Ethercat slave node when a plurality of Ethercat slave node accidents or failures occur. It is impossible to detect whether a failure has occurred immediately, and as a result, there is a problem that does not guarantee the stability of the system.

따라서 본 발명의 목적은 이더캣 네트워크를 사용하는 시스템에서 하나 이상의 이더캣 슬레이브 노드가 사고 또는 고장이 발생했을 경우 이를 검출함과 동시에 고장이 발생한 이더캣 슬레이브 노드를 정상적으로 이더캣 통신이 이루어지도록 지원하는 이더캣 네트워크 시스템 및 이의 운용 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to detect the occurrence of an accident or a failure of one or more EtherCAT slave nodes in a system using an EtherCat network and to support the Ethercat communication to normally perform the EtherCAT slave node. It provides an EtherCAT network system and its operation method.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 이더캣 네트워크 시스템은 각 이더캣 슬레이브 노드의 동작 제어를 위한 메시지를 작성하고, 작성된 메시지를 해당 이더캣 슬레이브 노드에 전파하는 이더캣 마스터 노드, 유선 이더캣 통신 인터페이스를 기반으로 인접된 이더캣 슬레이브 노드 또는 상기 이더캣 마스터 노드로부터 메시지를 수신하고, 수신된 메시지에 따른 동작을 수행하는 복수의 이더캣 슬레이브 노드, 상기 이더캣 마스터 노드와 상기 이더캣 슬레이브 노드 및 상기 이더캣 슬레이브 노드들 간의 메시지 전달을 유선으로 지원하는 이더캣 통신 라인을 포함하고, 상기 이더캣 슬레이브 노드들은 상기 유선 이더캣 통신 인터페이스에 통신 이상 상태가 발생한 경우 무선 통신 모듈을 기반으로 메시지 수신 및 메시지 전파 중 적어도 하나를 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the EtherCat network system of the present invention creates a message for controlling the operation of each EtherCat slave node, the EtherCat master node and wired Ethernet communication for propagating the message to the corresponding EtherCat slave node. A plurality of ethercat slave nodes receiving the message from an adjacent ethercat slave node or the ethercat master node based on an interface and performing an operation according to the received message, the ethercat master node and the ethercat slave node; And an EtherCat communication line supporting wire transfer of messages between the EtherCat slave nodes, wherein the EtherCat slave nodes receive and receive a message based on a wireless communication module when a communication error occurs in the wired EtherCat communication interface. At least one of the message propagation To control so as to be characterized.

여기서 상기 이더캣 슬레이브 노드는 상기 유선 이더캣 통신 방식을 기반으로 메시지를 송수신하는 입출력 포트, 상기 입력 포트를 통하여 수신된 메시지를 출력 포트를 통하여 전파하는 이더캣 슬레이브 모듈, 상기 이더캣 슬레이브 모듈로부터 메시지를 전달받고 수신된 메시지에 기반으로 특정 동작 수행을 제어하는 이더캣 슬레이브 코어, 상기 이더캣 슬레이브 코어와 연결되는 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다.Here, the Ethercat slave node is an input / output port for transmitting and receiving a message based on the wired Ethercat communication scheme, an Ethercat slave module for propagating a message received through the input port through an output port, and a message from the Ethercat slave module. And a wireless communication module connected to the EtherCat Slave Core and the EtherCat Slave Core to control the execution of a specific operation based on the received message.

상기 이더캣 슬레이브 코어는 상기 이더캣 통신 라인으로 연결된 이전 노드로부터 메시지를 무선으로 수신하며 상기 이더캣 슬레이브 모듈이 정상 동작하는 경우, 상기 수신된 메시지를 상기 입출력 포트 중 입력 포트가 접속된 이더캣 슬레이브 모듈의 입력단으로 전달하도록 제어할 수 있다.The Ethercat slave core wirelessly receives a message from a previous node connected to the Ethercat communication line, and when the Ethercat slave module is operating normally, the Ethercat slave to which the input port of the input / output port is connected is received. It can be controlled to deliver to the input of the module.

이에 따라 상기 이더캣 슬레이브 모듈은 상기 이더캣 슬레이브 코어가 전달된 메시지를 상기 입력 포트로부터 전달된 것으로 인식하고, 이더캣 통신 라인이 연결된 다음 노드에 상기 메시지를 유선 이더캣 통신 방식의 출력 포트를 통하여 전파할 수 있다.Accordingly, the EtherCAT slave module recognizes that the message transmitted from the Ethercat slave core is transmitted from the input port, and transmits the message to the next node to which the Ethercat communication line is connected through the output port of the wired Ethercat communication method. It can spread.

한편, 상기 이더캣 슬레이브 코어는 다음 노드로 전파한 메시지에 대한 응답 메시지를 일정 시간 이전에 수신하지 못한 경우, 다음 노드와 무선 통신 채널을 형성하고, 상기 메시지를 무선 통신 채널을 기반으로 전파하도록 제어할 수 있다.On the other hand, when the EtherCAT slave core does not receive a response message for a message propagated to the next node before a predetermined time, it establishes a wireless communication channel with the next node, and controls to propagate the message based on the wireless communication channel. can do.

또한 상기 이더캣 슬레이브 코어는 상기 이더캣 통신 라인으로 연결된 이전 노드로부터 메시지를 무선으로 수신하며 상기 이더캣 슬레이브 모듈이 정상 동작하지 못하는 경우, 상기 이더캣 통신 라인으로 연결된 다음 노드와 무선 통신 채널을 형성하고, 상기 무선 통신 채널을 기반으로 상기 메시지를 다음 노드에 전파하도록 제어할 수 있다.In addition, the Ethercat slave core wirelessly receives a message from a previous node connected to the Ethercat communication line and forms a wireless communication channel with a next node connected to the Ethercat communication line when the Ethercat slave module fails to operate normally. And control to propagate the message to a next node based on the wireless communication channel.

상기 이더캣 슬레이브 코어는 상기 유선 이더캣 통신 인터페이스에 통신 이상 상태가 발생한 경우 이상 상태 발생을 지시하는 에러 메시지를 상기 이더캣 네트워크 시스템을 구성하는 노드 중 적어도 하나의 노드에 방송하도록 제어할 수 있으며, 여기서 상기 에러 메시지는 상기 유선 이더캣 통신 인터페이스에 통신 이상 상태가 발생한 노드의 고유 식별 번호, 상기 유선 이더캣 통신 인터페이스의 이상 발생의 종류 정보를 포함할 수 있다.The EtherCAT slave core may control to broadcast an error message indicating an abnormal condition to at least one node of the Ethercat network system when a communication abnormal state occurs in the wired EtherCAT communication interface. Here, the error message may include a unique identification number of a node in which a communication error state occurs in the wired EtherCat communication interface, and type information of an error occurrence in the wired EtherCat communication interface.

본 발명은 또한, 이더캣 마스터 노드와 복수의 이더캣 슬레이브 노드들이 이더캣 통신 라인을 기반으로 접속된 이더캣 네트워크 시스템의 운용 방법에 있어서, 적어도 하나의 이더캣 슬레이브 노드의 유선 이더캣 통신 인터페이스에 통신 이상 상태가 발생하는 단계, 상기 통신 이상 상태가 발생한 이더캣 슬레이브 노드가 상기 이더캣 통신 라인으로 연결된 주변 노드와의 메시지 수신 기능 및 메시지 전파 기능 중 적어도 하나를 무선 통신 방식을 기반으로 수행하는 수행 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이더캣 네트워크 시스템의 운용 방법의 구성을 개시한다.The present invention also provides a method for operating an EtherCat network system in which an EtherCat master node and a plurality of EtherCat slave nodes are connected based on an EtherCat communication line. Generating a communication error state, and performing at least one of a message receiving function and a message propagation function with a neighboring node connected to the ethercat communication line by the ethercat slave node having the communication error state based on a wireless communication method; Disclosed is a configuration of an operating method of an EtherCAT network system, comprising the step of:

여기서 상기 수행 단계는 수신된 메시지를 상기 이더캣 슬레이브 노드의 통신 기능을 지원하며 입력 포트와 직접 연결되는 이더캣 슬레이브 모듈의 입력단에 전달하고, 상기 이더캣 슬레이브 모듈이 상기 이더캣 통신 라인으로 연결된 다음 노드에 유선 이더캣 통신 방식으로 상기 메시지를 전파하는 단계 또는 상기 이더캣 슬레이브 노드의 통신 기능을 지원하는 이더캣 슬레이브 모듈이 정상 동작하지 못하는 경우, 상기 이더캣 슬레이브 노드의 이더캣 슬레이브 코어 제어에 따라 상기 메시지를 출력 포트를 통하여 상기 이더캣 통신 라인으로 연결된 다음 노드에 유선 이더캣 통신 방식에 따라 전파하는 단계 중 어느 하나의 단계를 포함할 수 있다.Herein, the performing step transmits the received message to the input terminal of the Ethercat slave module which directly supports the communication function of the Ethercat slave node and is directly connected to the input port, and the Ethercat slave module is connected to the Ethercat communication line. Propagating the message to the node through a wired Ethercat communication method or when the Ethercat slave module supporting the communication function of the Ethercat slave node does not operate normally, according to the Ethercat slave core control of the Ethercat slave node It may include any one of the step of propagating the message to the next node connected to the Ethercat communication line through the output port in accordance with the wired Ethercat communication scheme.

그리고 상기 방법은 상기 다음 노드로부터 상기 메시지 전파에 대한 응답 메시지를 일정 시간 이내에 미수신하는 경우, 상기 다음 노드와 무선 통신 채널을 형성하는 단계 및 상기 무선 통신 채널을 기반으로 상기 메시지를 상기 다음 노드에 전파하는 단계를 더 포함할 수 있다.And if the response message for the message propagation from the next node is not received within a predetermined time, establishing a wireless communication channel with the next node and propagating the message to the next node based on the wireless communication channel. It may further comprise the step.

또한 상기 방법은 상기 이더캣 슬레이브 노드가 자신의 고유 식별 정보 및 상기 유선 이더캣 통신 인터페이스의 이상 상태 종류를 지시하는 정보를 포함한 에러 메시지를 방송하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include broadcasting, by the EtherCAT slave node, an error message including its own identification information and information indicating a kind of an abnormal state of the wired Ethercat communication interface.

본 발명에 따르면, 본 발명의 이더캣 네트워크 시스템 및 이의 운용 방법은 이더캣 마스터 노드에 복수개의 LAN카드를 구비할 필요가 없고, 이더캣 슬레이브 노드의 이더캣 슬레이브 모듈만 손상되었을 경우에도 데이터가 정상적으로 송수신될 수 있도록 지원하며, 복수개의 이더캣 슬레이브 노드에서 고장이 발생하더라도 고장 발생이 없는 이더캣 슬레이브 노드는 정상적으로 동작할 수 있도록 지원한다. According to the present invention, the EtherCAT network system of the present invention and its operation method do not need to have a plurality of LAN cards in the EtherCat master node, and data is normally processed even when only the EtherCat slave module of the EtherCat slave node is damaged. It supports transmission and reception, and even if a failure occurs in a plurality of EtherCat slave nodes, an EtherCAT slave node without a failure can be operated normally.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이더캣 네트워크 시스템의 구성을 개략적으로 나태는 도면,
도 2는 도 1의 이더캣 슬레이브 노드의 구성을 보다 상세히 나타낸 블록도,
도 3은 부분적으로 또는 전반적으로 무선 통신 방식으로 운용되는 이더캣 네트워크 시스템 운용을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이더캣 네트워크 시스템의 운용 방법을 설명하기 위한 순서도.1 is a view schematically showing the configuration of an EtherCAT network system according to an embodiment of the present invention;
2 is a block diagram illustrating in more detail the configuration of the EtherCat slave node of FIG. 1;
3 is a view for explaining the operation of the EtherCat network system that is operated in part or the entire wireless communication scheme,
4 is a flowchart illustrating a method of operating an EtherCAT network system according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다. In the following description, only parts necessary for understanding the operation according to the embodiment of the present invention will be described, and the description of other parts will be omitted so as not to disturb the gist of the present invention.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings and the inventor is not limited to the meaning of the terms in order to describe his invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention, and not all of the technical ideas of the present invention are described. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이더캣 네트워크 시스템(10)의 전반적인 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing the overall configuration of the EtherCat network system 10 according to an embodiment of the present invention.

상기 도 1을 참조하면, 본 발명의 이더캣 네트워크 시스템(10)은 이더캣 마스터 노드(100)와 복수개의 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250)을 포함하며, 이더캣 마스터 노드(100)와 특정 이더캣 슬레이브 노드 예를 들면 제1 이더캣 슬레이브 노드(210) 및 각 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250) 간을 연결하는 이더캣 통신 라인(50)을 포함할 수 있다. 상기 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250)은 FPGA에 시스템 실장된 형태로 제작될 수 있다.Referring to FIG. 1, the EtherCat network system 10 of the present invention includes an EtherCat master node 100 and a plurality of EtherCat slave nodes 210, 220, 230, 240, and 250, and the EtherCat master node 100 and specific Ether. The cat slave node may include, for example, an EtherCAT communication line 50 connecting the first Ethercat slave node 210 and each of the Ethercat slave nodes 210, 220, 230, 240, and 250. The EtherCAT slave nodes 210, 220, 230, 240, and 250 may be manufactured in a system-mounted form in an FPGA.

상기 이더캣 네트워크 시스템(10)은 로봇 통신용 시스템으로 적용될 수 있는 네트워크 시스템으로서, 매우 빠른 속도와 뛰어난 동기능력을 바탕으로 매우 신뢰도 높은 메시지 송수신 능력을 제공한다. 여기서 상기 메시지는 이더캣 프레임 형태로 생성될 수 있다. 상기 이더캣 네트워크 시스템(10)은 라인, 링, 드롭 라인, 스타 토폴로지 등을 지원할 수 있으며 이에 따라 매우 유연하게 통신망을 구성할 수 있다. 즉 이더캣 네트워크 시스템(10) 구성 및 설치가 간단하고 이더넷 토폴로지에 관계없이 1000여 개의 디지털 I/O를 30us, 200여개의 아날로그 I/O를 50us, 100여개의 서보 드라이브를 100us 이내로 업데이트 할 수 있는 성능을 제공한다. 또한 이더캣 네트워크 시스템(10)은 연결된 모든 서보 모터를 동기 구동할 수 있다. The EtherCAT network system 10 is a network system that can be applied as a system for robotic communication, and provides very reliable message transmission / reception capability based on very high speed and excellent synchronization capability. Here, the message may be generated in the form of an EtherCAT frame. The EtherCAT network system 10 may support lines, rings, drop lines, star topologies, and the like, thereby forming a very flexible communication network. In other words, it is easy to configure and install the EtherCAT network system 10, and it is possible to update about 1000 digital I / Os over 30, 200 analog I / Os over 50us, and 100 servo drives within 100us regardless of Ethernet topology. Performance. In addition, the EtherCAT network system 10 can synchronously drive all connected servo motors.

이와 같은 이더캣 네트워크 시스템(10)은 전체 네트워크를 총괄하고 이더캣 네트워크 시스템(10)에 포함된 이더캣 슬레이브 노드(200)가 주고받는 데이터 정보 및 구성설정을 담당하는 이더캣 마스터 노드(100)와, 해당 이더캣 마스터 노드(100)에 접속하여 작동하는 이더캣 슬레이브 노드(200) 및 이더캣 마스터 노드(100)와 이더캣 슬레이브 노드(200)를 연결하는 이더캣 통신 라인(50)들로 구성된다. 이더캣 마스터 노드(100)는 NIC(Network Interface Card)를 사용하여 구성되며 NDIS(Network Driver Interface Specification) 인터페이스를 이용하여 하부계층과 통신할 수 있다. NDIS 아키텍처는 물리계층과 데이터링크계층, 그리고 응용계층만을 가지고 있어서 응용계층에서 생성된 메시지가 2계층에 해당하는 데이터링크 계층으로 직접 접근이 가능하고, 패킷단위의 데이터 송수신을 직접적으로 제어하는 것이 가능하다. 또한 이더캣 네트워크 시스템(10)에서 사용하는 NDIS 응용계층은 UDP와 같은 불필요한 오버헤드를 사용하지 않으며, 실제 총 전송지연에서 상대적으로 큰 부분을 차지하고 있는 프로세싱 타임(processing time)을 줄일 수 있다.The EtherCat network system 10 manages the entire network, and the EtherCat master node 100 responsible for data information and configuration of the EtherCat slave node 200 included in the EtherCat network system 10. And, the Ethercat slave node 200 to operate by connecting to the corresponding Ethercat master node 100 and the Ethercat communication line 50 connecting the Ethercat master node 100 and the Ethercat slave node 200 It is composed. The EtherCAT master node 100 may be configured using a network interface card (NIC) and may communicate with a lower layer using a network driver interface specification (NDIS) interface. The NDIS architecture has only the physical layer, data link layer, and application layer, so that messages generated in the application layer can directly access the data link layer corresponding to the second layer, and can directly control the transmission and reception of data in packet units. Do. In addition, the NDIS application layer used in the EtherCAT network system 10 does not use unnecessary overhead such as UDP, and can reduce processing time, which takes a relatively large portion of the actual total transmission delay.

특히, 본 발명의 이더캣 네트워크 시스템(10)은 각각의 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250)이 상호 통신이 가능한 무선 통신 모듈을 포함하여, 이더캣 통신을 위한 모듈 또는 이더캣 통신을 위한 인터페이스에 문제가 발생하더라도 상기 무선 통신 모듈을 기반으로 주변 이더캣 슬레이브 노드로부터 이더캣 프레임 형태의 메시지를 수신하거나 주변 이더캣 슬레이브 노드로 메시지를 전달할 수 있도록 지원한다. In particular, the EtherCat network system 10 of the present invention includes a wireless communication module in which each of the EtherCat slave nodes 210, 220, 230, 240, and 250 can communicate with each other. Even if it occurs, it is possible to receive a message in the form of an EtherCat frame from a neighboring EtherCat slave node based on the wireless communication module or to transmit a message to a neighboring EtherCat slave node.

이에 따라 본 발명의 이더캣 네트워크 시스템(10)은 유선으로 구성된 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250)이 유선 상에 문제가 발생하더라도 정상적으로 구동이 가능하도록 지원할 수 있으며, 또한 통신 불가능한 이더캣 슬레이브 노드의 고장 발생을 주변 이더캣 슬레이브 노드 또는 이더캣 마스터 노드(100)에 전달하도록 함으로써, 본 발명의 이더캣 네트워크 시스템(10)은 고장에 대한 빠른 조치가 이루어질 수 있도록 지원할 수 있다.Accordingly, the EtherCAT network system 10 of the present invention can support the normal operation of the EtherCAT slave nodes 210, 220, 230, 240, and 250 configured to be wired even when a problem occurs on the wire, and also the failure of the Ethercat slave node that cannot be communicated. By passing the occurrence to the peripheral EtherCat slave node or the EtherCat master node 100, the EtherCat network system 10 of the present invention can support a quick action for failure.

상기 이더캣 마스터 노드(100)는 중앙 처리 장치, 메모리, NIC, OS 및 스택 등을 포함할 수 있다. 상기 이더캣 마스터 노드(100)는 PC(Personal Computer)의 NIC(Network Interface Card)카드를 기반으로 NDIS(Network Driver Interface Specification) 인터페이스를 통해 이더캣 슬레이브 노드들(200)들과 통신할 수 있다. 이 과정에서 상기 이더캣 마스터 노드(100)는 NDIS 인터페이스를 이용하여 프로토콜 드라이버(TCP/IP, IPX/SPX)로 수신되는 모든 원시 패킷에 접근할 수 있으며, 이를 통해서 OSI reference 7 layer의 2계층에서 네트워크 모니터링이나 패킷을 생성 및 송신 기능을 지원하게 된다. The Ethercat master node 100 may include a central processing unit, a memory, a NIC, an OS and a stack. The EtherCat master node 100 may communicate with the EtherCat slave nodes 200 through a Network Driver Interface Specification (NDIS) interface based on a network interface card (NIC) card of a personal computer (PC). In this process, the EtherCAT master node 100 can access all the raw packets received by the protocol driver (TCP / IP, IPX / SPX) using the NDIS interface, through which the second layer of the OSI reference 7 layer Network monitoring and packet generation and transmission are supported.

특히 본 발명의 이더캣 마스터 노드(100)는 고장 발생으로 인하여 유선 기반의 이더캣 네트워크 통신을 수행할 수 없는 특정 이더캣 슬레이브 노드와 통신하기 위하여 무선 통신 모듈을 포함할 수 있으며, 상기 무선 통신 모듈을 이용하여 특정 이더캣 슬레이브 노드와 메시지 송수신을 수행할 수 있다. 또한 이더캣 마스터 노드(100)는 별도의 무선 통신 모듈을 포함하지 않고 유선 기반의 이더캣 통신 모듈만을 포함할 수 도 있다. In particular, the EtherCat master node 100 of the present invention may include a wireless communication module to communicate with a specific EtherCat slave node that cannot perform wired-based EtherCat network communication due to a failure, and the wireless communication module You can send and receive messages with a specific EtherCat slave node. In addition, the EtherCAT master node 100 may include only a wire-based EtherCAT communication module without a separate wireless communication module.

이에 따라 이더캣 마스터 노드(100)는 유선 이더캣 통신 인터페이스를 기반으로 이더캣 슬레이브 노드 운용을 위한 메시지를 순차적으로 각 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250)에 전달하며, 각 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250) 중 설정된 특정 이더캣 슬레이브 노드로부터 유선 이더캣 통신 인터페이스를 기반으로 한 응답 메시지를 수신할 수 있다. 그리고 이더캣 마스터 노드(100)는 제1 이더캣 슬레이브 노드(210)가 고장 발생으로 인하여 유선 통신이 불가능한 경우 무선 통신 방식을 기반으로 슬레이브 노드 운용에 필요한 메시지 송수신을 지원할 수 있다.Accordingly, the Ethercat master node 100 sequentially transmits a message for operating the Ethercat slave node based on the wired Ethercat communication interface to the respective Ethercat slave nodes 210, 220, 230, 240 and 250, and each of the Ethercat slave nodes 210, 220, 230, 240 and 250. ) Can receive a response message based on a wired EtherCat communication interface from a specific EtherCat slave node. In addition, the Ethercat master node 100 may support transmission and reception of messages required for slave node operation based on a wireless communication method when the first Ethercat slave node 210 cannot perform wired communication due to a failure.

상기 이더캣 마스터 노드(100)와 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250)을 연결하는 이더캣 통신 라인(50)들은 도시된 바와 같이 라인 방식으로 토플로지를 구성할 수 있다. 또한 도시하지는 않았으나 앞서 언급한 바와 같이 이더캣 마스터 노드(100)와 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250)을 연결하는 이더캣 통신 라인(50)들은 링 방식의 토플로지를 구성할 수 도 있다. 각각의 이더캣 통신 라인(50)들은 각 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250)에 마련된 입출력 포트 예를 들면 RJ45 포트를 상호 연결할 수 있다. 즉 이더캣 통신 라인(50)들은 이더캣 마스터 노드(100)의 출력 포트와 제1 이더캣 슬레이브 노드(210)의 입력 포트를 연결하며, 제1 이더캣 슬레이브 노드(210)의 출력 포트와 제2 이더캣 슬레이브 노드(220)의 입력 포트를 연결한다. 동일한 방식으로 상기 이더캣 통신 라인(50)들은 제2 이더캣 슬레이브 노드(220)의 출력 포트와 제3 이더캣 슬레이브 노드(230)의 입력 포트를, 제3 이더캣 슬레이브 노드(230)의 출력 포트와 제4 이더캣 슬레이브 노드(240)의 입력 포트를, 제4 이더캣 슬레이브 노드(240)의 출력 포트와 제5 이더캣 슬레이브 노드(250)의 입력 포트를 연결할 수 있다. 이와 같은 방식으로 연결된 이더캣 통신 라인(50)들은 이더캣 마스터 노드(100)에서 전송되는 메시지를 각 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250)에 순차적으로 전달하며, 각 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250)의 응답 메시지를 이더캣 마스터 노드(100)에 전달하는 통로 역할을 수행할 수 있다.Ethercat communication lines 50 connecting the Ethercat master node 100 and the Ethercat slave nodes 210, 220, 230, 240, and 250 may form a topology in a line manner as shown. In addition, although not shown, as mentioned above, the EtherCat communication lines 50 connecting the EtherCat master node 100 and the EtherCat slave nodes 210, 220, 230, 240, and 250 may form a ring topology. Each of the EtherCat communication lines 50 may interconnect I / O ports, eg, RJ45 ports, provided at the respective EtherCat slave nodes 210, 220, 230, 240, and 250. That is, the EtherCat communication lines 50 connect the output port of the EtherCat master node 100 and the input port of the first EtherCat slave node 210, and the output port of the first EtherCat slave node 210 and the first port. 2 Connect the input port of the EtherCAT slave node 220. In the same manner, the EtherCat communication lines 50 output the output port of the second EtherCat slave node 220 and the input port of the third EtherCat slave node 230 and the output of the third EtherCat slave node 230. A port and an input port of the fourth Ethercat slave node 240 may be connected to an output port of the fourth Ethercat slave node 240 and an input port of the fifth Ethercat slave node 250. The EtherCat communication lines 50 connected in this manner sequentially transmit messages transmitted from the EtherCat master nodes 100 to the respective EtherCat slave nodes 210, 220, 230, 240, and 250, and each of the EtherCat slave nodes 210, 220, 230, 240, 250. It may serve as a passage for transmitting a response message to the EtherCat master node 100.

상기 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250)은 이더캣 마스터 노드(100)와 이더캣 통신 라인(50)을 통하여 통신할 수 있는 다양한 기기들이 될 수 있다. 각 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250)은 이더캣 슬레이브 코어를 포함할 수 있다. 상기 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250)은 이더캣 슬레이브 코어가 배치된 경우 별도의 주소 세팅 과정 없이 이더캣 마스터 노드(100)와 랜 케이블 등으로 연결될 수 있으며, 연결 즉시 필요한 기능 처리 수행을 이더캣 마스터 노드(100)가 전달하는 메시지에 따라 수행할 수 있다. The EtherCat slave nodes 210, 220, 230, 240, and 250 may be various devices that can communicate with the EtherCat master node 100 through the EtherCat communication line 50. Each EtherCat slave node 210, 220, 230, 240, 250 may include an EtherCat slave core. The Ethercat slave nodes 210, 220, 230, 240 and 250 may be connected to the Ethercat master node 100 and the LAN cable without an additional address setting process when the Ethercat slave core is disposed, and performs the necessary function processing immediately upon connection. This may be performed according to the message delivered by the node 100.

특히 본 발명의 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250)은 각각 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다. 그리고 유선 이더캣 통신 인터페이스에 문제가 발생한 경우 각 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250)은 상기 무선 통신 모듈을 기반으로 메시지 송수신을 수행할 수 있다. 이때 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250)은 주변 이더캣 슬레이브 노드의 유선 통신 가능 여부에 따라 무선 통신 모듈을 수신 기능, 송신 기능 또는 송수신 기능 중 어느 하나의 방식으로 운용할 수 있다.In particular, the EtherCat slave nodes 210, 220, 230, 240, and 250 of the present invention may each include a wireless communication module. In addition, when a problem occurs in the wired Ethercat communication interface, each of the Ethercat slave nodes 210, 220, 230, 240, and 250 may perform message transmission and reception based on the wireless communication module. At this time, the EtherCat slave nodes 210, 220, 230, 240, and 250 may operate the wireless communication module by any one of a reception function, a transmission function, and a transmission / reception function according to whether wired communication of the neighboring EtherCAT slave nodes is possible.

상술한 바와 같이 본 발명의 이더캣 네트워크 시스템(10)은 시스템을 구성하는 이더캣 노드들 중 적어도 일부 즉 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250) 또는 이더캣 마스터 노드(100)와 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250)이 무선 통신 모듈을 포함하도록 구성함으로써, 유선 이더캣 통신 인터페이스에 문제가 발생하여 메시지 전달을 정상적으로 수행하지 못할 경우에도 정상적인 메시지 전달을 수행할 수 있도록 지원할 수 있다. 이에 따라 본 발명의 이더캣 네트워크 시스템(10)은 특정 이더캣 슬레이브 노드의 고장 발생을 빠르게 인지하여 고장 대처를 원활히 하면서도 유선 통신이 불가능한 이더캣 슬레이브 노드를 정상적으로 운행할 수 있도록 지원하여 산업 생산성을 보다 안정적으로 유지할 수 있다.As described above, the Ethercat network system 10 of the present invention includes at least some of the Ethercat nodes constituting the system, that is, the Ethercat slave nodes 210, 220, 230, 240, 250, or the Ethercat master node 100 and the Ethercat slave nodes ( By configuring the 210, 220, 230, 240, and 250 to include a wireless communication module, it is possible to support normal message delivery even when a problem occurs in the wired EtherCAT communication interface and thus message delivery cannot be performed normally. Accordingly, the EtherCat network system 10 of the present invention recognizes the failure of a specific EtherCat slave node quickly so that it can smoothly cope with the failure and can normally operate the EtherCat slave node, which is not wired, to improve industrial productivity. It can be kept stable.

도 2는 본 발명의 이더캣 슬레이브 노드(200)의 구성을 보다 상세히 나타낸 블록도이다. 설명에 앞서, 이하 설명에서는 이더캣 슬레이브 노드(200)가 무선 통신 모듈(207)을 포함하는 형태로만 설명하지만, 앞서 언급한 바와 같이 상기 무선 통신 모듈(207)은 이더캣 마스터 노드(100)에도 배치될 수 있다.2 is a block diagram showing in more detail the configuration of the EtherCAT slave node 200 of the present invention. Prior to the description, in the following description, the EtherCat slave node 200 is described only in the form of including the wireless communication module 207, but as mentioned above, the wireless communication module 207 is also used in the EtherCat master node 100. Can be deployed.

상기 도 2를 참조하면, 본 발명의 이더캣 슬레이브 노드(200)는 입출력 포트(201), 이더캣 슬레이브 모듈(203), 이더캣 슬레이브 코어(205), 무선 통신 모듈(207)을 포함하며, 각 구성들을 연결하는 신호 라인들을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the Ethercat slave node 200 of the present invention includes an input / output port 201, an Ethercat slave module 203, an Ethercat slave core 205, and a wireless communication module 207. It may include signal lines connecting the respective components.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 이더캣 슬레이브 노드(200)는 입출력 포트(201)를 기반으로 유선 이더캣 방식의 데이터 송수신을 지원한다. 그리고 상기 이더캣 슬레이브 노드(200)는 입출력 포트(201)에 고장이 발생하거나 문제가 발생하여 유선 이더캣 방식의 데이터 송수신이 불가능한 경우, 무선 통신 모듈(207)을 기반으로 메시지 송수신을 지원할 수 있다. 이때 송수신되는 메시지는 이더캣 프레임 형태로 작성될 수 있다. 특히 이더캣 슬레이브 노드(200)는 무선 통신 모듈(207)을 이용하여 메시지를 수신하는 기능, 주변 이더캣 슬레이브 노드 또는 이더캣 마스터 노드(100)에 메시지를 송신하는 기능, 주변 이더캣 슬레이브 노드 또는 이더캣 마스터 노드(100)와 메시지를 송수신하는 기능을 선택적으로 운용할 수 있다.The EtherCat slave node 200 of the present invention having such a configuration supports wired EtherCAT data transmission and reception based on the input / output port 201. In addition, the Ethercat slave node 200 may support transmission and reception of messages based on the wireless communication module 207 when a wired ethercat data transmission / reception is not possible due to a failure or a problem in the input / output port 201. . In this case, the transmitted and received messages may be written in the form of an EtherCAT frame. In particular, the Ethercat slave node 200 is a function for receiving a message using the wireless communication module 207, a function for transmitting a message to the peripheral Ethercat slave node or Ethercat master node 100, peripheral Ethercat slave node or The function of transmitting and receiving a message with the EtherCAT master node 100 can be selectively operated.

상기 입출력 포트(201)는 이더캣 통신 방식을 지원하는 입출력 포트로 RJ45 타입의 포트가 될 수 있다. 각 입출력 포트(201)는 이더캣 슬레이브 모듈(203) 제어에 따라 메시지 수신 기능과 메시지 송신 기능을 지원한다. 이를 위하여 상기 입출력 포트(201)에는 신호 라인들이 접속될 수 있다. 상기 입출력 포트(201) 중 입력 포트(202)는 주변 이더캣 슬레이브 노드의 출력 포트(204) 또는 이더캣 마스터 노드(100)와 연결된다. 그리고 상기 입출력 포트(201)의 출력 포트(204)는 주변 이더캣 슬레이브 노드의 입력 포트(202) 또는 이더캣 마스터 노드(100)와 연결된다. 상기 입출력 포트(201)는 메시지 전달 방향에 따라 입력 포트(202)로서 또는 출력 포트(204)로서의 기능을 수행할 수 있다. 이러한 입출력 포트(201)의 타 단은 상기 이더캣 슬레이브 모듈(203)에 각각 접속된다.The input / output port 201 may be an RJ45 type port as an input / output port that supports an EtherCAT communication method. Each input / output port 201 supports a message receiving function and a message sending function under the control of the EtherCat slave module 203. To this end, signal lines may be connected to the input / output port 201. The input port 202 of the input / output port 201 is connected to the output port 204 of the peripheral EtherCat slave node or the EtherCat master node 100. The output port 204 of the input / output port 201 is connected to the input port 202 of the peripheral EtherCat slave node or the EtherCat master node 100. The input / output port 201 may perform a function as an input port 202 or an output port 204 according to a message transfer direction. The other end of the input / output port 201 is connected to the EtherCAT slave module 203, respectively.

상기 이더캣 슬레이브 모듈(203)은 입출력 포트(201)와 이더캣 슬레이브 코어(205) 사이에 배치되어 입출력 포트(201) 중 입력 포트(202)로부터 전달되는 메시지를 확인하고, 이를 이더캣 슬레이브 코어(205)에 전달한다. 또한 상기 이더캣 슬레이브 모듈(203)은 입출력 포트(201) 중 입력 포트(202)로 전달된 메시지를 출력 포트(204)에 연결된 주변 이더캣 슬레이브 모드에 전달하도록 제어할 수 있다. 이러한 이더캣 슬레이브 모듈(203)은 입출력 포트(201)의 메시지 수신과 전달을 제어하는 구성으로서 실질적인 이더캣 슬레이브 노드(200)의 통신 기능을 담당한다.The EtherCat slave module 203 is disposed between the input / output port 201 and the EtherCat slave core 205 to check a message transmitted from the input port 202 of the input / output port 201, and this is the Ethercat slave core. Forward to 205. In addition, the Ethercat slave module 203 may control to transmit a message transmitted to the input port 202 of the input / output port 201 to the peripheral Ethercat slave mode connected to the output port 204. The Ethercat slave module 203 is configured to control message reception and transmission of the input / output port 201 and is responsible for the actual communication function of the Ethercat slave node 200.

상기 이더캣 슬레이브 코어(205)는 이더캣 슬레이브 모듈(203)과 연결되어 이더캣 슬레이브 모듈(203)이 전달한 메시지를 확인하고, 해당 메시지에 따른 동작 수행을 제어하는 구성이다. 예를 들면, 상기 이더캣 슬레이브 노드(200)가 로봇으로 구성된 경우 상기 메시지는 이더캣 슬레이브 노드(200)가 특정 동작을 수행하기 위한 정보를 포함하는 메시지가 될 수 있다. 이더캣 슬레이브 코어(205)는 이러한 메시지의 내용을 확인하고, 해당 메시지에 따른 기능을 수행할 수 있도록 다양한 기계 장치들을 제어할 수 있다. The EtherCat Slave Core 205 is connected to the EtherCat Slave Module 203 and checks the message transmitted by the EtherCat Slave Module 203 and controls the performance of the operation according to the message. For example, when the Ethercat slave node 200 is configured as a robot, the message may be a message including information for the Ethercat slave node 200 to perform a specific operation. The EtherCAT slave core 205 may check the contents of such a message and control various mechanical devices to perform a function according to the message.

특히 본 발명의 이더캣 슬레이브 코어(205)는 이더캣 슬레이브 모듈(203)이 정상 동작하지 않는 경우 즉 입출력 포트(201)에 랜선이 단락되거나 신호가 전송되지 않는 경우 상기 무선 통신 모듈(207)을 활성화하고, 무선 통신 모듈(207)을 기반으로 인접된 이더캣 슬레이브 모듈(203)에 자신의 입출력 포트(201)에 이상이 발생하였음을 방송할 수 있다. 이때 상기 이더캣 슬레이브 코어(205)는 자신과 연결된 이전 이더캣 슬레이브 노드 또는 이더캣 마스터 노드에 메시지를 무선 통신 방식 기반으로 전송하도록 요청할 수 있다. 무선 통신 방식 기반으로 메시지 요청을 수신한 이더캣 슬레이브 노드의 이더캣 슬레이브 코어(205) 또는 이더캣 마스터 노드는 자신의 무선 통신 모듈을 기반으로 해당 메시지를 입력 포트(202)에 이상이 발생한 이더캣 슬레이브 노드에 전송하도록 제어할 수 있다.In particular, the EtherCat Slave Core 205 of the present invention uses the wireless communication module 207 when the EtherCat Slave Module 203 does not operate normally, that is, when a LAN line is shorted or no signal is transmitted to the input / output port 201. It may be activated, and may broadcast that an error has occurred in its input / output port 201 to the neighboring Ethercat slave module 203 based on the wireless communication module 207. At this time, the Ethercat slave core 205 may request to transmit a message to a previous Ethercat slave node or Ethercat master node connected to it based on a wireless communication scheme. The EtherCat slave core 205 or the EtherCat master node of the EtherCat slave node receiving the message request based on the wireless communication method transmits the corresponding message to the input port 202 based on its wireless communication module. It can be controlled to transmit to the slave node.

한편 주변 이더캣 슬레이브 노드로부터 또는 이더캣 마스터 노드로부터 메시지를 무선 통신 방식으로 수시하면, 이더캣 슬레이브 코어(205)는 해당 메시지를 이더캣 슬레이브 모듈(203)의 입력 단에 제공할 수 있다. 즉 이더캣 슬레이브 코어(205)는 수신된 메시지가 입력 포트(202)를 통하여 수신된 것처럼 해당 메시지를 이더캣 슬레이브 모듈(203)에 전달할 수 있다. 그러면 이더캣 슬레이브 모듈(203)은 수신된 메시지를 출력 포트(204)를 통하여 유선 통신 방식으로 다른 이더캣 슬레이브 노드에 전달할 수 있다.On the other hand, when receiving a message from the surrounding Ethercat slave node or from the Ethercat master node in a wireless communication method, the Ethercat slave core 205 may provide the message to the input terminal of the Ethercat slave module 203. That is, the EtherCat Slave Core 205 may transfer the message to the EtherCat Slave Module 203 as if the received message was received through the input port 202. Then, the EtherCat slave module 203 may transfer the received message to another EtherCat slave node through a wired communication method through the output port 204.

여기서 이더캣 슬레이브 코어(205)는 출력 포트(204)를 통하여 다른 이더캣 슬레이브 노드 또는 이더캣 마스터 노드에 해당 메시지를 전파한 후 기 설정된 응답 메시지를 일정 시간 이내에 수신하지 못하면, 무선 통신 모듈(207)을 운용하여 해당 메시지를 주변 이더캣 슬레이브 노드에 전달할 수 있다. 여기서 주변 이더캣 슬레이브 노드는 메시지를 전파하는 이더캣 슬레이브 코어(205)와 유선 통신 방식으로 메시지를 전파하고 그에 따른 응답 메시지를 회신하도록 설계된 노드가 될 수 있다. 이에 따라 이더캣 슬레이브 코어(205)는 무선 통신 모듈(207)을 운용하되 기 설정된 주변 이더캣 슬레이브 노드의 고유 정보를 기반으로 해당 주변 이더캣 슬레이브 노드의 무선 통신 모듈과 통신 채널을 형성하고, 이를 기반으로 메시지를 전파할 수 있다. Herein, if the EtherCAT slave core 205 propagates the corresponding message to another EtherCAT slave node or the Ethercat master node through the output port 204 and does not receive a preset response message within a predetermined time, the wireless communication module 207 ) To send the message to the surrounding EtherCAT slave nodes. Here, the peripheral EtherCat slave node may be a node designed to propagate the message in a wired communication manner with the EtherCat slave core 205 that propagates the message, and return a response message accordingly. Accordingly, the Ethercat slave core 205 operates the wireless communication module 207, but forms a communication channel with the wireless communication module of the peripheral Ethercat slave node based on the unique information of the peripheral Ethercat slave node that is set. Message can be propagated based on

한편 이더캣 슬레이브 코어(205)는 이더캣 슬레이브 노드(200)가 입력 포트(202) 및 출력 포트(204) 모두 이상이 있는 경우 즉 입출력 포트(201)를 통하여 메시지 송수신이 모두 수행되지 않는 경우, 무선 통신 모듈(207)을 운용하여 메시지 송신과 수신을 모두 제어할 수 있다. 이에 따라 이더캣 슬레이브 코어(205)는 이전 이더캣 슬레이브 노드의 무선 통신 모듈과 메시지 수신을 위한 채널을 형성하며, 다음 이더캣 슬레이브 노드의 무선 통신 모듈과 메시지 송신을 위한 채널을 형성하도록 무선 통신 모듈(207)을 제어할 수 있다. 여기서 이전 및 다음 이더캣 슬레이브 노드는 이더캣 슬레이브 노드와 유선 통신 방식으로 연이어 연결되도록 설계된 이더캣 네트워크 시스템(10)에서 메시지를 수신할 노드 및 메시지를 전파할 노드에 해당할 수 있다.On the other hand, the EtherCat slave core 205 is a case where the EtherCAT slave node 200 has an abnormality in both the input port 202 and the output port 204, that is, when the message transmission and reception is not performed through the input and output port 201, The wireless communication module 207 may be operated to control both message transmission and reception. Accordingly, the EtherCAT slave core 205 forms a channel for receiving a message with the wireless communication module of the previous Ethercat slave node, and forms a channel for transmitting a message with the wireless communication module of the next Ethercat slave node. 207 can be controlled. Here, the previous and next Ethercat slave nodes may correspond to a node to receive a message and a node to propagate the message in the Ethercat network system 10 designed to be connected in series with the Ethercat slave node in a wired communication manner.

상술한 이더캣 슬레이브 코어(205)는 이더캣 슬레이브 모듈(203)을 거치지 않고 입출력 포트(201)와 직접적으로 연결되는 신호 라인을 가질 수 있다. 이에 따라 이더캣 슬레이브 코어(205)는 이더캣 슬레이브 모듈(203)에 이상이 발생한 경우 출력 포트(204) 기반의 유선 통신 방식을 이용하여 다음 이더캣 슬레이브 모듈(203)에 메시지를 전달하도록 제어할 수 있다. The aforementioned EtherCat slave core 205 may have a signal line directly connected to the input / output port 201 without passing through the EtherCat slave module 203. Accordingly, when an error occurs in the EtherCat slave module 203, the EtherCat Slave Core 205 may control to transmit a message to the next EtherCat Slave Module 203 using a wired communication method based on the output port 204. Can be.

상기 무선 통신 모듈(207)은 상기 이더캣 슬레이브 코어(205)와 연결되어 이더캣 슬레이브 코어(205)의 제어에 따라 주변 이더캣 슬레이브 노드와 통신 채널을 형성하는 구성이다. 이러한 무선 통신 모듈(207)은 이전 이더캣 슬레이브 노드로부터 메시지를 수신할 수 있는 통신 채널을 이더캣 슬레이브 코어(205)의 제어에 따라 생성할 수 있다. 또한 무선 통신 모듈(207)은 이더캣 슬레이브 코어(205)의 제어에 따라 다음 이더캣 슬레이브 노드에 메시지를 전파할 수 있는 통신 채널을 형성할 수 있다. 이러한 무선 통신 모듈(207)은 다양한 무선 통신 방식 중 어느 하나의 통신 방식을 지원할 수 있다. 예를 들면 상기 무선 통신 모듈(207)은 802.11 표준에 따르는 무선 통신 모듈로 구성될 수 있다.The wireless communication module 207 is connected to the EtherCat slave core 205 and forms a communication channel with a peripheral EtherCat slave node under the control of the EtherCat slave core 205. The wireless communication module 207 may create a communication channel capable of receiving a message from a previous EtherCat slave node under the control of the EtherCat slave core 205. In addition, the wireless communication module 207 may form a communication channel capable of propagating a message to the next EtherCat slave node under the control of the EtherCat slave core 205. The wireless communication module 207 may support any one of various wireless communication methods. For example, the wireless communication module 207 may be configured as a wireless communication module according to the 802.11 standard.

상술한 바와 같이 본 발명의 이더캣 슬레이브 노드(200)는 입출력 포트(201)에 연결되는 랜선의 접속 상태에 이상이 발생한 경우 및 슬레이브 노드의 통신을 지원하는 이더캣 슬레이브 모듈(203)에 이상이 발생한 경우 등에 따라 각각 적응적으로 무선 통신 모듈(207)을 기반으로 한 메시지 송수신을 제어할 수 있다. 이때 본 발명의 이더캣 슬레이브 노드(200)는 유선 통신 방식을 이용할 수 있는 상황에서는 유선 통신 방식을 우선적으로 운용할 수 있는 신호 패스를 구성함으로써 구동 동기율이 높고 보다 안정적인 메시지 송수신을 지원할 수 있다.As described above, the EtherCAT slave node 200 of the present invention has an abnormality in the connection state of the LAN line connected to the input / output port 201 and the Ethercat slave module 203 supporting the communication of the slave node. Each message may be adaptively controlled based on the wireless communication module 207 according to the occurrence of the error. At this time, the EtherCAT slave node 200 of the present invention may support a high transmission synchronization rate and more stable message transmission and reception by configuring a signal path capable of preferentially operating a wired communication method in a situation where a wired communication method can be used.

상술한 무선 통신 모듈(207)을 포함하는 이더캣 슬레이브 노드(200)를 기반으로 통신 이상 발생에 따른 네트워크 관리에 대하여 도 3을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.With reference to FIG. 3, a network management according to a communication failure occurs based on the EtherCAT slave node 200 including the wireless communication module 207 described above.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이더캣 네트워크 시스템(10)에서 복수개의 이더캣 슬레이브 노드가 통신 이상 상태에 놓인 경우 메시지 처리를 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram illustrating message processing when a plurality of EtherCat slave nodes are in a communication error state in the EtherCat network system 10 according to an exemplary embodiment of the present invention.

상기 도 3을 참조하면, 본 발명의 이더캣 네트워크 시스템(10)은 이더캣 마스터 노드(100)와 복수개의 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250)을 포함하며, 여기서 복수개의 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250)은 앞서 설명한 바와 같이 무선 통신 모듈(207)을 포함할 수 있다. 여기서 이더캣 슬레이브 노드(200)들의 작업 환경이나 기타 다양한 이유로 인하여 제3 이더캣 슬레이브 노드(230), 제4 이더캣 슬레이브 노드(240), 제5 이더캣 슬레이브 노드(250)들은 통신 이상 상태에 놓인 것으로 가정하기로 한다. Referring to FIG. 3, the EtherCat network system 10 of the present invention includes an EtherCat master node 100 and a plurality of EtherCat slave nodes 210, 220, 230, 240, and 250, where a plurality of EtherCat slave nodes 210, 220, 230, 240,250 are provided. ) May include the wireless communication module 207 as described above. Here, the third EtherCAT slave node 230, the fourth Ethercat slave node 240, and the fifth Ethercat slave node 250 may be in an abnormal communication state due to the work environment of the Ethercat slave nodes 200 or various other reasons. Let's assume it's laid.

상기 이더캣 마스터 노드(100)는 일정 주기 또는 기 설정된 스케줄링 프로그램 또는 특정 이벤트 발생에 따라 특정 메시지를 작성하고, 작성된 메시지를 제1 이더캣 슬레이브 노드(210)에 전송하도록 제어할 수 있다. 이때 이더캣 마스터 노드(100)는 제1 이더캣 슬레이브 노드(210)에 유선 통신 방식인 이더캣 네트워크를 기반으로 해당 메시지를 전송할 수 있다. 즉 이더캣 마스터 노드(100)는 해당 메시지를 랜선을 통하여 제1 이더캣 슬레이브 노드(210)의 입력 포트에 전송할 수 있다. 이더캣 마스터 노드(100)로부터 메시지를 수신한 제1 이더캣 슬레이브 노드(210)는 메시지 수신에 따른 응답 메시지를 이더캣 마스터 노드(100)에 피드백할 수 있다.The EtherCat master node 100 may create a specific message according to a predetermined period or a predetermined scheduling program or occurrence of a specific event, and may transmit the created message to the first EtherCat slave node 210. At this time, the EtherCat master node 100 may transmit a corresponding message to the first EtherCat slave node 210 based on the EtherCat network, which is a wired communication method. That is, the EtherCat master node 100 may transmit the corresponding message to the input port of the first EtherCat slave node 210 through the LAN line. The first EtherCat slave node 210 receiving the message from the EtherCat master node 100 may feed back a response message according to the message reception to the EtherCat master node 100.

상기 제1 이더캣 슬레이브 노드(210)의 입력 포트는 이더캣 마스터 노드(100)로부터 수신한 메시지를 이더캣 슬레이브 모듈에 전달한다. 그러면 제1 이더캣 슬레이브 노드(210)의 이더캣 슬레이브 모듈은 해당 메시지를 이더캣 슬레이브 코어에 전달하는 한편, 해당 메시지를 다음 노드인 제2 이더캣 슬레이브 노드(220)의 입력 포트로 전파하기 위한 동작을 수행할 수 있다. 즉 제1 이더캣 슬레이브 노드(210)의 이더캣 슬레이브 모듈은 출력 포트를 통하여 제2 이더캣 슬레이브 노드에 해당 메시지가 전파되도록 제어할 수 있다. 한편 상기 제1 이더캣 슬레이브 노드(210)의 이더캣 슬레이브 코어는 전달된 메시지의 내용을 확인하고, 메시지에 따른 동작을 수행하도록 각 장치나 각 유닛들을 제어할 수 있다. 한편 제2 이더캣 슬레이브 노드(220)는 메시지를 수신하면, 메시지 수신에 대한 응답 메시지를 제1 이더캣 슬레이브 노드(210)에 전달할 수 있다.The input port of the first Ethercat slave node 210 transfers the message received from the Ethercat master node 100 to the Ethercat slave module. Then, the EtherCat Slave module of the first EtherCat Slave Node 210 delivers the message to the EtherCat Slave Core, while propagating the message to the input port of the second EtherCat Slave Node 220, which is the next node. You can perform the operation. That is, the EtherCat slave module of the first EtherCat slave node 210 may control a corresponding message to be propagated to the second EtherCat slave node through the output port. Meanwhile, the EtherCat slave core of the first EtherCat slave node 210 may check the contents of the delivered message and control each device or each unit to perform an operation according to the message. Meanwhile, upon receiving the message, the second ethercat slave node 220 may transmit a response message to the first ethercat slave node 210.

제2 이더캣 슬레이브 노드(220) 또한 제1 이더캣 슬레이브 노드(210)와 유사하게 수신된 메시지의 내용을 확인하고, 해당 메시지 내용에 따른 동작을 수행하도록 노드의 각 장치 또는 유닛들을 동작시킬 수 있다. 그리고 제2 이더캣 슬레이브 노드(220)의 이더캣 슬레이브 모듈은 수신된 메시지를 제3 이더캣 슬레이브 노드(230)의 입력 포트에 전파하도록 제어할 수 있다.Similarly to the first EtherCat slave node 210, the second EtherCat slave node 220 may operate each device or unit of the node to check the content of the received message and perform an operation according to the message content. have. In addition, the Ethercat slave module of the second Ethercat slave node 220 may control to propagate the received message to the input port of the third Ethercat slave node 230.

제3 이더캣 슬레이브 노드(230)는 입력 포트에 제2 이더캣 슬레이브 노드(220)가 전송한 메시지를 수신하면, 메시지 수신에 대한 응답 메시지를 제2 이더캣 슬레이브 노드(220)에 피드백할 수 있다. 그리고 제3 이더캣 슬레이브 노드(230)는 해당 메시지를 자신의 이더캣 슬레이브 모듈을 거쳐 이더캣 슬레이브 코어에 전달할 수 있다. 이더캣 슬레이브 모듈은 수신된 메시지를 제4 이더캣 슬레이브 노드(240)에 전달하기 위하여, 해당 메시지를 출력 포트를 통하여 전파한다. 그리고 제3 이더캣 슬레이브 노드(230)는 제4 이더캣 슬레이브 노드(200)로부터 해당 메시지 수신에 대한 응답 메시지 수신을 대기할 수 있다. 여기서 제3 이더캣 슬레이브 노드(230)와 제4 이더캣 슬레이브 노드(240) 사이의 신호 라인 예를 들면 랜선에 이상이 발생하였기 때문에, 제4 이더캣 슬레이브 노드(240)는 제3 이더캣 슬레이브 노드(230)로부터 메시지 수신을 수행할 수 없으며, 결과적으로 제3 이더캣 슬레이브 노드(230)는 기 설정된 시간 이내에 메시지 전송에 대한 응답 메시지를 정상적으로 수신할 수 없다.When the third ethercat slave node 230 receives the message transmitted by the second ethercat slave node 220 at the input port, the third ethercat slave node 230 may feed back a response message for receiving the message to the second ethercat slave node 220. have. The third Ethercat slave node 230 may transmit the corresponding message to its Ethercat slave core via its Ethercat slave module. The Ethercat slave module propagates the message through the output port in order to deliver the received message to the fourth Ethercat slave node 240. The third Ethercat slave node 230 may wait to receive a response message for receiving the corresponding message from the fourth Ethercat slave node 200. Here, since an abnormality has occurred in a signal line, for example, a LAN line between the third Ethercat slave node 230 and the fourth Ethercat slave node 240, the fourth Ethercat slave node 240 is a third Ethercat slave. Message reception from the node 230 may not be performed, and as a result, the third EtherCAT slave node 230 may not normally receive a response message for message transmission within a preset time.

그러면 제3 이더캣 슬레이브 노드(230)는 무선 통신 모듈을 활성화하여 제4 이더캣 슬레이브 노드(240)에 포함된 무선 통신 모듈과 통신 채널을 형성하도록 제어할 수 있다. 무선 통신 채널이 형성되면, 제3 이더캣 슬레이브 노드(230)는 무선 통신 채널을 기반으로 메시지를 제4 이더캣 슬레이브 노드(240)에 전송할 수 있다. 이와 함께 상기 제3 이더캣 슬레이브 노드(230)는 제4 이더캣 슬레이브 노드(240)와의 신호 라인에 이상이 발생하였음을 지시하는 에러 메시지를 생성하고, 생성된 메시지를 제2 이더캣 슬레이브 노드(220)에 전송할 수 있다. 제2 이더캣 슬레이브 노드(220)는 에러 메시지 수신 시 해당 에러 메시지를 제1 이더캣 슬레이브 노드(210)에 다시 전달하고, 제1 이더캣 슬레이브 노드(210)는 에러 메시지를 이더캣 마스터 노드(100)에 전달할 수 있다. 그러면 이더캣 마스터 노드(100)를 관리하는 관리자는 제3 이더캣 슬레이브 노드(230)와 제4 이더캣 슬레이브 노드(240) 사이의 신호 라인에 이상이 발생하였음을 인지하고, 그에 따른 조치를 취할 수 있다. 여기서 상기 제3 이더캣 슬레이브 노드(230)의 무선 통신 모듈이 이더캣 마스터 노드(100)의 무선 통신 모듈과 직접 통신이 가능하도록 구성된 경우, 상기 에러 메시지는 다단 전달 방식이 아닌 직접 전달 방식에 따라 이더캣 마스터 노드(100)에 직접 전송될 수 있다.Then, the third ethercat slave node 230 may activate the wireless communication module to control a communication channel with the wireless communication module included in the fourth ethercat slave node 240. When the wireless communication channel is formed, the third ethercat slave node 230 may transmit a message to the fourth ethercat slave node 240 based on the wireless communication channel. In addition, the third EtherCat slave node 230 generates an error message indicating that an abnormality has occurred in the signal line with the fourth EtherCat slave node 240, and generates the generated message as a second Ethercat slave node ( 220). When the second Ethercat slave node 220 receives the error message, the second Ethercat slave node 220 transmits the corresponding error message back to the first Ethercat slave node 210, and the first Ethercat slave node 210 transmits the error message to the Ethercat master node ( 100). Then, the administrator who manages the Ethercat master node 100 recognizes that an abnormality has occurred in the signal line between the third Ethercat slave node 230 and the fourth Ethercat slave node 240, and takes action accordingly. Can be. Here, when the wireless communication module of the third EtherCat slave node 230 is configured to directly communicate with the wireless communication module of the EtherCat master node 100, the error message may be based on a direct delivery method instead of a multi-stage delivery method. It may be sent directly to the EtherCat master node 100.

한편 상기 제4 이더캣 슬레이브 노드(240)는 제3 이더캣 슬레이브 노드(230)로부터 무선 통신 모듈을 통하여 메시지를 수신하면, 수신된 메시지를 자신의 이더캣 슬레이브 모듈에 전달하되 입력 포트가 연결되는 이더캣 슬레이브 모듈의 입력단에 전달할 수 있다. 그러면 제4 이더캣 슬레이브 노드(240)의 이더캣 슬레이브 모듈은 이더캣 슬레이브 코어가 전달한 메시지를 입력 포트를 통하여 전달된 것으로 인식하고, 유선 이더캣 통신 인터페이스를 기반으로 제5 이더캣 슬레이브 노드(250)에 해당 메시지를 전달하기 위한 과정을 수행할 수 있다. 이러한 메시지 전달 방식을 통하여 이더캣 슬레이브 모듈의 통신 인터페이스의 설정 변환없이 이더캣 네트워크 시스템 기반의 메시지 송수신을 지원할 수 있다. Meanwhile, when the fourth ethercat slave node 240 receives a message from the third ethercat slave node 230 through the wireless communication module, the fourth ethercat slave node 240 transmits the received message to its ethercat slave module, but the input port is connected. It can be delivered to the input of the EtherCAT slave module. Then, the EtherCat Slave module of the fourth EtherCat Slave Node 240 recognizes the message transmitted by the EtherCat Slave Core through the input port, and based on the wired EtherCat communication interface, the fifth EtherCat Slave Node 250 ) Can be performed to deliver the message. Through this message transfer method, it is possible to support the transmission and reception of messages based on the EtherCAT network system without changing the communication interface of the EtherCAT slave module.

상기 제4 이더캣 슬레이브 노드(240)의 이더캣 슬레이브 모듈은 제3 이더캣 슬레이브 노드(230)의 이더캣 슬레이브 모듈과 유사하게 수신된 메시지를 제5 이더캣 슬레이브 노드(250)에 전달하도록 시도할 수 있으며, 가정에서와 같이 통신 신호 라인에 이상이 발생한 경우 무선 통신 모듈을 기반으로 하는 무선 통신 채널 형성을 제어할 수 있다. 무선 통신 채널이 제5 이더캣 슬레이브 노드(250)와 형성되면, 제4 이더캣 슬레이브 노드(240)의 이더캣 슬레이브 코어는 수신 메시지를 해당 무선 통신 채널을 기반으로 제5 이더캣 슬레이브 노드(250)에 전달할 수 있다.The Ethercat slave module of the fourth Ethercat slave node 240 attempts to deliver a received message to the fifth Ethercat slave node 250 similarly to the Ethercat slave module of the third Ethercat slave node 230. In the case where an abnormality occurs in a communication signal line as in a home, it is possible to control the formation of a wireless communication channel based on a wireless communication module. When the wireless communication channel is formed with the fifth Ethercat slave node 250, the Ethercat slave core of the fourth Ethercat slave node 240 sends a received message to the fifth Ethercat slave node 250 based on the corresponding wireless communication channel. ) Can be delivered.

상기 제5 이더캣 슬레이브 노드(250)는 마지막으로 배치되는 노드로서 별도의 출력 포트가 비활성화되거나 출력 포트가 제거된 상태로 세팅될 수 있다. 결과적으로 제5 이더캣 슬레이브 노드(250)의 이더캣 슬레이브 코어(205)는 수신된 메시지를 자신의 이더캣 슬레이브 모듈의 입력 단에 전달하지 않고, 해당 메시지에 따른 동작 수행만을 제어할 수 있다.The fifth EtherCAT slave node 250 is a node which is finally disposed, and may be set in a state in which a separate output port is inactivated or an output port is removed. As a result, the Ethercat slave core 205 of the fifth Ethercat slave node 250 may control only the operation performed according to the corresponding message without transferring the received message to the input terminal of its Ethercat slave module.

여기서 상기 제3 이더캣 슬레이브 노드(230)와 제4 이더캣 슬레이브 노드(240) 사이의 신호 라인 이상 발생에 따른 에러 메시지를 제3 이더캣 슬레이브 노드(230)가 작성하고 이를 이더캣 마스터 노드(100)에 전달하기 위한 절차를 수행하는 것으로 설명하였지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉 상기 에러 메시지는 상기 제4 이더캣 슬레이브 노드(240)가 작성하고, 자신의 무선 통신 모듈을 이용하여 제3 이더캣 슬레이브 노드(230)에 전달하면, 제3 이더캣 슬레이브 노드(230)가 수신된 에러 메시지를 이더캣 네트워크의 유선 통신 방식 기반으로 이더캣 마스터 노드(100)에 전달하는 방식으로 전달될 수 도 있다.Here, the third EtherCat slave node 230 writes an error message according to the occurrence of a signal line error between the third EtherCat slave node 230 and the fourth EtherCat slave node 240, and the Ethercat master node ( Although described as performing a procedure for delivery to 100), the present invention is not limited thereto. That is, when the error message is written by the fourth Ethercat slave node 240 and transmitted to the third Ethercat slave node 230 using its wireless communication module, the third Ethercat slave node 230 The received error message may be delivered by transmitting the received error message to the EtherCat master node 100 based on a wired communication scheme of the EtherCat network.

한편 상술한 설명에서는 각 노드의 이더캣 슬레이브 모듈이 정상적으로 동작하는 경우를 가정하여 설명한 것이다. 상기 각 노드의 이더캣 슬레이브 모듈에 이상이 있는 경우, 각 노드의 이더캣 슬레이브 코어는 무선 통신 모듈을 통하여 수신된 메시지를 입력 포트와 이더캣 슬레이브 모듈 사이로 연결된 신호 라인을 통하여 이더캣 슬레이브 모듈에 전달하는 동작을 수행하지 않을 수 있다. 그리고 이더캣 슬레이브 코어는 무선 통신 모듈을 통하여 수신된 메시지를 이더캣 슬레이브 모듈을 거치지 않고 출력 포트와 연결된 신호 라인을 통하여 다음 이더캣 슬레이브 노드에 전달하도록 제어할 수 있다.In the above description, it is assumed that the EtherCAT slave module of each node operates normally. If there is an error in the EtherCat slave module of each node, the EtherCat slave core of each node transmits a message received through the wireless communication module to the EtherCat slave module through a signal line connected between the input port and the EtherCat slave module. It may not perform the operation. In addition, the EtherCat slave core may control to transmit a message received through the wireless communication module to the next EtherCat slave node through a signal line connected to the output port without passing through the EtherCat slave module.

요약하면, 본 발명의 이더캣 네트워크 시스템(10)의 각 노드는 입력 포트(202), 출력 포트(204), 이더캣 슬레이브 모듈(203) 중 적어도 하나에 이상이 발생하여 정상적인 메시지 전파가 수행되지 않는 경우, 무선 통신 모듈을 기반으로 메시지 수신을 수행하도록 제어할 수 있다. 그리고 인접된 이더캣 슬레이브 노드들 모두가 이상 발생으로 인하여 정상적인 메시지 전파가 수행되지 않는 경우 무선 통신 모듈을 기반으로 메시지 송수신을 수행하도록 제어할 수 있다.In summary, at least one of the input port 202, the output port 204, and the EtherCat slave module 203 is abnormal in each node of the EtherCat network system 10 of the present invention. If not, it may be controlled to perform a message reception based on the wireless communication module. If all of the neighboring Ethercat slave nodes do not perform normal message propagation due to an error, the controller may be controlled to perform message transmission and reception based on the wireless communication module.

즉 이더캣 네트워크 시스템(10)의 각 노드는 자신의 입력 포트에 이상이 발생한 경우 무선 통신 모듈을 통하여 메시지를 수신하고, 수신된 메시지를 유선 통신 방식으로 다음 노드에 전달하도록 제어할 수 있다. 이때 각 노드는 무선 통신 방식으로 수신된 메시지를 이더캣 슬레이브 모듈의 입력단으로 전달하여 유선 통신 방식으로 다음 노드에 전달되도록 제어할 수 있다. 여기서 출력 포트가 없는 노드는 수신된 메시지를 이더캣 슬레이브 모듈의 입력단에 전달하지 않고, 해당 메시지에 따른 동작 제어만을 수행할 수 있다. 유선 통신 방식을 지원하는 상기 이더캣 슬레이브 모듈에 이상이 있는 경우에 각 노드의 이더캣 슬레이브 코어가 출력 포트와 연결된 신호 라인을 기반으로 해당 메시지를 유선 방식으로 다음 노드에 전달하도록 제어할 수 도 있다. 또한 각 노드는 자신의 출력 포트에 이상이 발생한 경우, 무선 통신 모듈을 통하여 메시지를 다음 노드에 전파할 수 있다. That is, each node of the EtherCAT network system 10 may receive a message through a wireless communication module when an error occurs in its input port, and control the node to transmit the received message to the next node through a wired communication method. At this time, each node may be controlled to be delivered to the next node by a wired communication method by transmitting a message received by the wireless communication method to the input terminal of the EtherCat slave module. In this case, the node without the output port may perform only the operation control according to the corresponding message without transmitting the received message to the input terminal of the EtherCAT slave module. When there is an error in the EtherCAT slave module supporting the wired communication method, the EtherCAT slave core of each node may be controlled to transmit the corresponding message to the next node in a wired manner based on the signal line connected to the output port. . In addition, each node may propagate a message to a next node through a wireless communication module when an error occurs in its output port.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 이더캣 네트워크 시스템(10)은 이더캣 슬레이브 노드들의 통신 인터페이스에 이상이 발생한 경우, 무선 통신 모듈을 이용하여 메시지 전파를 지원하되, 이상 상태에 따라 유선 통신 방식을 부분적으로 운용하거나 무선 통신 방식을 운용하여 메시지가 전파될 수 있도록 지원한다. 이에 따라 본 발명의 이더캣 네트워크 시스템(10)은 보다 안정적인 이더캣 토폴로지 운용을 지원할 수 있다.As described above, the EtherCAT network system 10 according to an embodiment of the present invention supports message propagation using a wireless communication module when an error occurs in the communication interface of the EtherCAT slave nodes, but according to the abnormal state It supports the propagation of messages by partially operating the communication method or by using the wireless communication method. Accordingly, the EtherCat network system 10 of the present invention can support more stable operation of the EtherCat topology.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이더캣 네트워크 시스템(10) 중 특정 이더캣 슬레이브 노드(200)의 운용 방법을 설명하기 위한 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a method of operating a specific EtherCat slave node 200 in an EtherCat network system 10 according to an exemplary embodiment of the present invention.

상기 도 4를 참조하면, 본 발명의 이더캣 슬레이브 노드(200)는 401 단계에서 통신 이상 상태 발생 여부를 확인할 수 있다. 여기서 이더캣 슬레이브 노드(200)는 통신 이상 상태 발생 여부를 확인하기 위하여 일정 주기로 인접된 이더캣 슬레이브 노드(200)와 유선 이더캣 방식의 메시지를 송수신할 수 있다. 또는 이더캣 슬레이브 노드(200)는 일정 주기로 수신되어야 하는 메시지가 일정 시간 이내에 수신되지 않거나 특정 이벤트 발생에 따라 주변 이더캣 슬레이브 노드에 전송한 메시지에 대한 회신이 일정 시간 이내 수신되지 않는 경우 자신의 유선 통신 인터페이스에 이상 상태가 발생한 것으로 결정할 수 있다. Referring to FIG. 4, the EtherCat slave node 200 of the present invention can check whether a communication error state occurs in step 401. Here, the EtherCat slave node 200 may transmit / receive a wired Ethercat-type message with an adjacent EtherCat slave node 200 at a predetermined period to check whether a communication abnormal state occurs. Alternatively, when the message to be received at regular intervals is not received within a certain time or a reply to a message transmitted to a neighboring EtherCat slave node according to a specific event is not received within a certain time, the EtherCAT slave node 200 receives its own wired line. It can be determined that an abnormal state has occurred in the communication interface.

상기 이더캣 슬레이브 노드(200)는 현재 유선 이더캣 방의 통신 인터페이스가 별도의 통신 이상 상태 발생이 없는 것으로 판단되면, 403 단계로 분기하여 유선 이더캣 방식 기반으로 메시지를 전송하도록 제어할 수 있다. 즉 이더캣 슬레이브 노드(200)는 입력 포트를 통하여 메시지를 수신하고, 출력 포트를 통하여 다음 이더캣 슬레이브 노드에 메시지를 전파할 수 있다.If it is determined that the current communication interface of the wired EtherCAT room does not have a separate communication abnormal state, the Ethercat slave node 200 may control to transmit a message based on the wired Ethercat method in step 403. That is, the Ethercat slave node 200 may receive a message through an input port and propagate the message to the next Ethercat slave node through an output port.

한편 상기 이더캣 슬레이브 노드(200)는 401 단계에서 통신 이상 상태 발생이 있는 것으로 판단되면, 405 단계로 분기하여 무선 통신 모듈(207)을 활성화하고, 에러 메시지를 모든 이더캣 슬레이브 노드 및 이더캣 마스터 노드에 방송할 수 있다. 여기서 에러 메시지는 통신 이상 상태가 발생한 노드의 고유 식별 번호와 에러 발생의 종류 예를 들면 입출력 포트 이상을 지시하는 정보, 이더캣 슬레이브 모듈(203) 이상을 지시하는 정보 등을 포함할 수 있다. 상기 에러 메시지를 수신한 주변 이더캣 슬레이브 노드는 해당 에러 메시지가 이더캣 마스터 노드(100)에 전달될 수 있도록 다른 이더캣 슬레이브 노드에 전파할 수 있다. 또한 에러 메시지를 수신한 주변 이더캣 슬레이브 노드는 에러 메시지 확인을 통하여 상기 이더캣 슬레이브 노드(200)의 유선 통신 방식이 불가능한 것을 인식하고, 해당 이더캣 슬레이브 노드(200)에 메시지를 전달할 경우, 무선 통신 방식을 기반으로 메시지를 전달하도록 제어할 수 있다. 이를 위하여 주변 이더캣 슬레이브 노드는 상기 이더캣 슬레이브 노드(200)의 무선 통신 모듈(207)과 무선 통신 채널을 형성하고, 해당 메시지를 전송할 수 있다.On the other hand, if it is determined that there is a communication error state in step 401, the ethercat slave node 200 activates the wireless communication module 207 in step 405, and sends an error message to all ethercat slave nodes and the ethercat master. Can broadcast to the node. In this case, the error message may include a unique identification number of the node in which the communication error state occurs, a type of error occurrence, for example, information indicating an error in the input / output port, information indicating the error in the EtherCat slave module 203, and the like. The peripheral Ethercat slave node receiving the error message may propagate to other Ethercat slave nodes so that the corresponding error message can be transmitted to the Ethercat master node 100. In addition, when receiving an error message, the surrounding Ethercat slave node recognizes that the wired communication method of the Ethercat slave node 200 is not possible through the error message check, and transmits a message to the corresponding Ethercat slave node 200, wirelessly. It can be controlled to deliver the message based on the communication method. To this end, the peripheral Ethercat slave node may establish a wireless communication channel with the wireless communication module 207 of the Ethercat slave node 200 and transmit a corresponding message.

상기 이더캣 슬레이브 노드(200)는 405 단계에서 에러 메시지를 방송한 후, 407 단계에서 무선 방식 기반의 메시지 송수신을 제어할 수 있다. 특히 이더캣 슬레이브 노드(200)는 입력 포트(202)에 이상이 발생한 경우, 이전 이더캣 슬레이브 노드(200) 또는 이더캣 마스터 노드(100)로부터 무선 통신 모듈 기반으로 형성된 무선 통신 채널을 이용하여 메시지를 수신할 수 있다. 수신된 메시지는 이더캣 슬레이브 코어(205)의 제어에 따라 이더캣 슬레이브 모듈(203)이 정상동작하는 경우 입력 포트(202)가 연결되는 이더캣 슬레이브 모듈(203)의 입력단에 전달될 수 있다. 그러면 이더캣 슬레이브 모듈(203)은 수신된 메시지를 유선 통신 방식의 출력 포트(204)를 통하여 다음 이더캣 슬레이브 노드에 전파하도록 제어할 수 있다. 이더캣 슬레이브 모듈(203)이 정상 동작하지 못하는 경우 이더캣 슬레이브 코어(205)는 수신된 메시지를 유선 이더캣 통신 인터페이스의 출력 포트(204)를 통하여 다음 이더캣 슬레이브 노드에 전파될 수 있도록 제어할 수 있다. 또한 이더캣 슬레이브 노드(200)는 출력 포트(204)에 이상이 발생한 경우, 다음 이더캣 슬레이브 노드(200)와 무선 통신 채널을 형성하고 무선 통신 방식을 기반으로 메시지를 전파할 수 있다.The ethercat slave node 200 may broadcast an error message in step 405 and then control transmission and reception of a message based on a wireless method in step 407. In particular, when an error occurs in the input port 202, the EtherCat slave node 200 uses a wireless communication channel formed based on a wireless communication module from the previous EtherCat slave node 200 or the EtherCat master node 100. Can be received. The received message may be transmitted to an input terminal of the EtherCat Slave Module 203 to which the input port 202 is connected when the EtherCat Slave Module 203 operates normally under the control of the EtherCat Slave Core 205. Then, the EtherCAT slave module 203 may control to propagate the received message to the next Ethercat slave node through the output port 204 of the wired communication method. If the EtherCat slave module 203 does not operate normally, the EtherCat slave core 205 may control the received message to be propagated to the next EtherCat slave node through the output port 204 of the wired EtherCat communication interface. Can be. In addition, when an error occurs in the output port 204, the EtherCat slave node 200 may establish a wireless communication channel with the next EtherCat slave node 200 and propagate a message based on a wireless communication method.

상술한 바와 같이 본 발명의 이더캣 네트워크 시스템(10)의 이더캣 슬레이브 노드 운용 방법은 유선 이더캣 통신 인터페이스를 지원하되, 유선 통신 인터페이스에 이상이 발생하면, 무선 통신 모듈(207)을 송신 또는 수신에 이용하거나 송수신 모두에 이용하여 메시지가 정상적으로 전파될 수 있도록 지원함으로써 시스템의 안정성을 개선할 수 있다. 또한 본 발명의 이더캣 슬레이브 노드 운용 방법은 자신의 고유 식별 번호와 통신 인터페이스 이상 상태 종류 정보를 이더캣 마스터 노드(100)에 전달함으로써 어떠한 노드가 어떠한 이상 상태에 있는지를 보다 쉽게 확인할 수 있도록 지원한다. 또한 무선 통신 모듈(207)의 운용을 유선 통신 인터페이스에 이상이 있는 경우에만 운용하도록 제어함으로써, 무선 통신 모듈(207) 운용에 소요되는 에너지 소모를 최소화할 수 있다.As described above, the Ethercat slave node operating method of the Ethercat network system 10 of the present invention supports a wired Ethercat communication interface, but if an error occurs in the wired communication interface, the wireless communication module 207 is transmitted or received. It is possible to improve the stability of the system by supporting the message to be propagated normally by using or for both transmission and reception. In addition, the method of operating the EtherCAT slave node of the present invention transmits its own identification number and communication interface abnormal state type information to the EtherCat master node 100, so that it is easier to check which node is in which abnormal state. . In addition, by controlling the operation of the wireless communication module 207 to operate only when there is an error in the wired communication interface, it is possible to minimize the energy consumption required to operate the wireless communication module 207.

여기서 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.Herein, the embodiments of the present invention disclosed in the specification and the drawings are merely presented as specific examples for clarity and are not intended to limit the scope of the present invention. In addition to the embodiments disclosed herein, it is apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention may be implemented.

10 : 이더캣 네트워크 시스템
100 : 이더캣 마스터 노드
200, 210, 220, 230, 240, 250 : 이더캣 슬레이브 노드
201, 202, 204 : 입출력 포트
203 : 이더캣 슬레이브 모듈
205 : 이더캣 슬레이브 코어
207 : 무선 통신 모듈10: EtherCAT Network System
100: Ethercat master node
200, 210, 220, 230, 240, 250: EtherCAT slave nodes
201, 202, 204: I / O port
203: EtherCAT slave module
205: Ethercat Slave Core
207: wireless communication module

Claims

An EtherCat master node which composes a message for controlling the operation of each EtherCat slave node and propagates the created message to the corresponding EtherCat slave node;
A plurality of EtherCat slave nodes that receive a message from an adjacent EtherCat slave node or the EtherCat master node based on a wired EtherCat communication interface, and perform an operation according to the received message;
And an ethercat communication line that supports wired message transmission between the ethercat master node, the ethercat slave node, and the ethercat slave nodes.
The Ethercat slave nodes
And controlling at least one of message reception and message propagation based on a wireless communication module when a communication error condition occurs in the wired EtherCAT communication interface.

The method of claim 1, wherein
The Ethercat slave node
An input / output port for transmitting and receiving a message based on the wired Ethernet communication method;
An EtherCat slave module that propagates a message received through the input port through an output port;
An EtherCat slave core that receives a message from the EtherCat slave module and controls performance of a specific operation based on the received message;
A wireless communication module connected to the Ethercat slave core to form a wireless communication channel according to the Ethercat slave core control;
Ethercat network system comprising a.

The method according to claim 2, wherein
The Ethercat slave core
Receive a message wirelessly from a previous node connected to the EtherCAT communication line and when the EtherCat Slave module operates normally, transfer the received message to an input terminal of an EtherCat Slave module to which an input port of the input / output port is connected. Control,
The EtherCAT slave module
An ethercat which recognizes that the message transmitted by the ethercat slave core is transmitted from the input port, and propagates the message to the next node to which an ethercat communication line is connected through an output port of a wired ethercat communication method; Network system.

The method of claim 3, wherein
The Ethercat slave core
If a response message for a message propagated to the next node is not received before a predetermined time, a wireless communication channel is formed with the next node, and the message is controlled to be propagated based on the wireless communication channel.
When the Ethercat slave module wirelessly receives a message from a previous node connected to the Ethercat communication line and the Ethercat slave module does not operate normally, a wireless communication channel is formed with the next node connected to the Ethercat communication line, and the wireless communication channel is established. Ethercat network system, characterized in that for propagating the message to the next node.

The method according to claim 2, wherein
When a communication error condition occurs in the wired EtherCAT communication interface, an error message including a unique identification number of a node in which a communication error condition occurs in the wired EtherCat communication interface and information on the type of error occurrence of the wired EtherCat communication interface is displayed. And controlling to broadcast to at least one of the nodes constituting the EtherCat network system.

In a method of operating an EtherCat network system in which an EtherCat master node and a plurality of EtherCat slave nodes are connected based on an EtherCat communication line,
Generating a communication error state on a wired EtherCat communication interface of at least one EtherCat slave node;
Performing at least one of a message reception function and a message propagation function with a neighboring node connected to the EtherCAT communication line by a Ethercat slave node having the communication abnormality based on a wireless communication method;
Operation method of the EtherCat network system comprising a.

The method of claim 6, wherein
The performing step
The received message is transmitted to the input terminal of the EtherCat Slave module which supports the communication function of the EtherCat Slave Node and is directly connected to the input port, and the EtherCat Slave Module is wired to the next node connected to the EtherCat communication line. Propagating the message in a communication manner; or
If the Ethercat slave module supporting the communication function of the Ethercat slave node does not operate normally, the message is connected to the Ethercat communication line through an output port according to the Ethercat slave core control of the Ethercat slave node. Propagating to a node according to a wired ethercat communication scheme;
Operation method of the EtherCAT network system, characterized in that it comprises any one of steps.

The method of claim 7, wherein
If a response message to the message propagation from the next node is not received within a predetermined time, establishing a wireless communication channel with the next node, and propagating the message to the next node based on the wireless communication channel; And
Broadcasting, by the EtherCAT slave node, an error message including its own identification information and information indicating an abnormal state type of the wired Ethercat communication interface;
Operation method of the EtherCAT network system, characterized in that it further comprises at least one step.