TWI430106B - Master - slave communication system and master - slave communication method - Google Patents

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TWI430106B
TWI430106B TW096150287A TW96150287A TWI430106B TW I430106 B TWI430106 B TW I430106B TW 096150287 A TW096150287 A TW 096150287A TW 96150287 A TW96150287 A TW 96150287A TW I430106 B TWI430106 B TW I430106B
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Mamoru Fukuda
Tatsuhiko Satou
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Yaskawa Denki Seisakusho Kk
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Description

主從通訊系統及主從通訊方法
本發明係有關於，將1台主機與複數台從機以序列傳輸路連接，以所定之通訊週期，在前記主機與前記從機之間，進行控制資料之交換的主從通訊系統。
一般在製造裝置上，是以PLC或個人電腦等控制機器為主機(Master)，而複數台的感應器、繼電器、馬達等從機(Slave)機器，會和主機週期性地進行控制資料之交換。圖8係主從通訊系統的系統構成例。1台主機機器是透過傳輸路30，而和複數從機機器連接。在製造現場，由於機械或繼電裝置所產生的雜訊等，導致在傳輸路上，控制資料被破壞殆盡，因此將控制資料之交換予以再執行，是用來提升傳輸信頼性的必要手段。
包含控制資料之交換的再執行在內，一般而言通訊的重送係為逐次執行，將此適用在進行週期通訊的主從通訊系統之先前例係示於圖10。圖10係主機在通訊週期的開頭通知了通訊週期開始後，與各從機依序實施控制資料之交換的例子。通訊週期開始的通知，係被使用在對從機通知輸出入資料之閂鎖時序，由主機往各從機所發送的控制資料係被使用在對繼電器的輸出資料或對馬達的指令值，由各從機往主機所發送的控制資料係被使用在感應器的輸入資料或馬達的現在值之傳輸上。以下，所謂「控制資料 之交換」，係用來描述包含由主機往從機的指令資料之送訊和來自從機的回應資料之收訊之雙方的意義。又，往從機的指令資料和來自從機的回應資料的大小也並不一定需要相同。
圖10係例示了，往從機#2的輸出資料是被雜訊等所破壞，收訊失敗的從機#2係不向主機回送任何訊號的情形。對此種各從機個別地再執行控制資料之交換(以下當純記作重送)的方式中，若身為重送對象的從機增加時，則有超過通訊週期、通訊週期發生變動之問題。因此具有，必須要對所有從機預先設定可保持重送之餘裕的通訊週期之問題。
對於此問題，在日本專利第3628042號的方式中係揭露了，主機係對每一從機實裝了重送計數器TXN和計數重送次數之合計的重送合計計數器TXC，前記重送計數器的計數值若為預先對每一從機設定的限制值以下，且前記重送合計計數器的計數值也在預先設定的限制值以下，則進行重送的方式(以下稱方式1)(圖11(專利文獻1、圖1))。又，在日本專利第3628042號中係揭露另一方式，主機係對每一從機實裝了重送計數器TXN和將重送所消費之時間加以計時的時間計數器TCNT，前記重送計數器的計數值若為預先對每一從機設定的限制值以下，且前記時間計數器的計數值也在預先設定的限制值以下，則進行重送的方式(以下稱方式2)(圖12(專利文獻1、圖3))。
〔專利文獻1〕日本專利第3628042號，圖1及圖 3
可是在此其中，為了使通訊週期的變動不發生，先前的方式1中，必須要以控制資料之交換上所須之通訊時間(以下單純稱為通訊時間)最長的從機為基準來決定重送的限制次數，且必須要配合其而使通訊週期延長。
此處，由於通訊時間係包含由主機往從機的指令資料之傳輸時間和來自從機的回應資料之傳輸時間，因此是依存於各者的資料長、以及傳輸速度。除此以外，通訊時間係還會依存於網路的拓撲架構。例如，在RS-485這種連接機器和傳輸路是並聯的網路中，在所有機器間，傳輸延遲係為一定，其值係可視為傳輸路上的訊號的傳播延遲。相對於此，如圖9所示連接例的IEEE1394，連接機器與傳輸路是瀑布狀或串連的網路中，被連接在送訊目的地機器和送訊來源機器之間的機器上會因將訊號予以中繼之際而產生延遲，除了要考慮前記訊號的傳播延遲外，還要考慮中繼延遲。同樣的中繼延遲，係也會發生在使用雙絞線的Ethernet(註冊商標)上。尤其是，在Ethernet(註冊商標)中，在Store Forward型的交換式HUB上進行中繼時，中繼延遲會變得顯著。因此，即使控制資料的資料長均同一，通訊時間也會隨著連接位置而不同。除此以外，通訊時間上所應考慮的時還有，從機接收指令資料到發送回應 資料為止的回應處理時間。如以上所述，為了算出用來決定重送限制次數所必須的通訊時間，必須要對每一從機考慮各個要素，進行複雜的計算。
先前的方式2，係取代先前的方式1的重送合計計數器而改採用時間計數器，以實際消費的時間進行計時，因此即使每一從機的通訊時間互異時也不需要進行複雜的計算，但由於在本方式中式計時實際消費的時間，因此在重送前判斷為未滿上限時間時也執行重送，結果，有可能會超過通訊週期。尤其是，當控制資料的資料長較大時，或傳輸路延遲較大時，通訊週期的變動係會變大。
再者，先前方式係無論方式1及方式2，都是逐次執行重送，因此被分配在通訊週期內之開頭處的從機的重送係被優先，後續的機台有可能不會進行重送。
工作機器或掛載器等動作控制系統中，身為主機的動作控制器，係透過通訊而和從機機器組成控制迴圈，需要沒有通訊週期變動的控制資料之交換。在動作控制系統中也是，由於機械或繼電裝置所產生的雜訊等，導致在傳輸路上，控制資料被破壞殆盡，因此重送係用來提升傳輸信頼性的必要手段。可是，因為重送的緣故，一旦在動作控制系統上發生了通訊週期的變動，則指令資料的發出或現在位置的取得時序會變得不穩定，導致控制精度降低之問題。又，為了進行高速的控制，必須縮短控制迴圈的週期，若以重送之目的而將最大通訊時間視為基準而延長通訊週期，則會導致控制性能降低之問題。
本發明係有鑑於此種問題點而研發，目的在於提供一種通訊系統，即使進行重送也能以不發生變動通訊週期來交換控制資料。
為了解決上記問題，本發明係構成如下。
申請專利範圍第1項所記載之發明，係屬於將1台主機與1台或複數台從機以序列傳輸路連接，以所定之通訊週期，在前記主機與前記從機之間，進行控制資料之交換的主從通訊系統，其特徵為，前記主機，係具備：將前記控制資料之交換上所必須之通訊預測時間，按照前記每一從機而加以登錄的手段；和將前記通訊週期中的前記控制資料之交換中有測出通訊異常的前記從機加以登錄的手段；和在偵測到前記通訊異常時的同一前記通訊週期內，將與前記已被登錄之從機的前記控制資料之交換予以再執行的手段；前記再執行控制資料之交換的手段，係算出前記控制資料之交換的再執行上所能使用的重送剩餘時間，若前記重送剩餘時間是長於前記已被登錄之從機的前記通訊預測時間，則將前記控制資料予以重送。
申請專利範圍第2項所記載之發明，係於申請專利範圍第1項所記載之發明中，其特徵為，前記重送剩餘時間 ，其初期值是從前記通訊週期，減去所有前記從機之前記通訊預測時間之合計而成的重送時間上限值；每次前記重送被執行時，會被減去該重送所對應之前記通訊預測時間。
申請專利範圍第3項所記載之發明，係屬於將1台主機與1台或複數台從機以序列傳輸路連接，以所定之通訊週期，在前記主機與前記從機之間，進行控制資料之交換的主從通訊系統，其特徵為，前記主機，係具備：將前記控制資料之交換上所必須之通訊預測時間，按照前記每一從機而加以登錄的手段；和將前記通訊週期中的前記控制資料之交換中有測出通訊異常的前記從機加以登錄的手段；和在偵測到通訊異常時的同一前記通訊週期內，將與前記已被登錄之從機的前記控制資料之交換予以再執行的手段；前記將從機加以登錄的手段，係將前記控制資料交換中有偵測到通訊異常的前記從機，算出前記控制資料之交換的再執行上所能使用之重送剩餘時間，若前記重送剩餘時間是長於前記已被登錄之從機的前記通訊預測時間時則加以登錄；前記將控制資料之交換予以再執行的手段，係對前記已被登錄之從機，重送前記控制資料。
申請專利範圍第4項所記載之發明，係於申請專利範 圍第3項所記載之發明中，其特徵為，前記重送剩餘時間，其初期值是從前記通訊週期，減去所有前記從機之前記通訊預測時間之合計而成的重送時間上限值；每次前記偵測到通訊異常之從機被登錄時，會被減去該從機所對應之前記通訊預測時間。
申請專利範圍第5項所記載之發明，係於申請專利範圍第1項或第3項所記載之發明中，其特徵為，前記主機，係在前記控制資料之交換被執行前，向前記從機發送計測用指令資料；收到前記計測用指令資料的前記從機，係回送出計測用回應資料；前記主機，係藉由計測從前記計測用指令資料之送訊起算至前記計測用回應資料之收訊為止的時間，以算出前記通訊預測時間。
申請專利範圍第6項所記載之發明，係於申請專利範圍第1項或第3項所記載之發明中，其特徵為，前記主機，係在前記控制資料之交換中對前記每一從機，計測前記控制資料之交換時間，根據其計測結果來更新前記通訊預測時間。
申請專利範圍第7項所記載之發明，係屬於將1台主機與1台或複數台從機以序列傳輸路連接，以所定之通訊週期，在前記主機與前記從機之間，進行控制資料之交換的主從通訊方法，其特徵為，前記每一通訊週期中所被執行的前記主機之處理，係由以下所成：往前記從機發送前記控制資料的步驟；和 自前記從機接收前記控制資料的步驟；和若前記發送步驟或前記接收步驟中有偵測到通訊異常，則將該從機無條件地加以登錄以成為重送對象的步驟，對前記每一從機反覆地進行的步驟；和將已被登錄之從機取出以作為前記重送對象的步驟；和將前記控制資料之交換的再執行上所能使用的重送剩餘時間與前記從機之前記控制資料之交換上所必須之通訊預測時間，加以比較的步驟；和若前記重送剩餘時間是長於前記已被登錄之從機的前記通訊預測時間時，則將前記控制資料之交換予以再執行的步驟。
申請專利範圍第8項所記載之發明，係於申請專利範圍第7項所記載之發明中，其特徵為，前記重送剩餘時間，其初期值是從前記通訊週期，減去所有前記從機之前記通訊預測時間之合計而成的重送時間上限值；每次前記重送被執行時，會被減去該重送所對應之前記通訊預測時間。
申請專利範圍第9項所記載之發明，係屬於將1台主機與1台或複數台從機以序列傳輸路連接，以所定之通訊週期，在前記主機與前記從機之間，進行控制資料之交換的主從通訊方法，其特徵為，前記每一通訊週期中所被執行的前記主機之處理，係由以下所成： 往前記從機發送前記控制資料的步驟；和自前記從機接收前記控制資料的步驟；和若前記發送步驟或接收步驟中有偵測到通訊異常，則只有當前記控制資料之交換的再執行上所能使用的重送剩餘時間是長於前記從機的前記控制資料之交換上所必須之通訊預測時間的情況下，才將前記有偵測到通訊異常之從機登錄成為重送對象的步驟，對前記每一從機反覆地進行的步驟；和將已被登錄之從機取出以作為前記重送對象的步驟；和將與前記從機之控制資料之交換予以再執行的步驟。
申請專利範圍第10項所記載之發明，係於申請專利範圍第9項所記載之發明中，其特徵為，前記重送剩餘時間，其初期值是從前記通訊週期，減去所有前記從機之前記通訊預測時間之合計而成的重送時間上限值；每次前記偵測到通訊異常之從機被登錄時，會被減去該從機所對應之前記通訊預測時間。
申請專利範圍第11項所記載之發明，係於申請專利範圍第7項或第9項所記載之發明中，其特徵為，前記通訊預測時間，係在前記控制資料之交換被執行前，向前記從機發送計測用指令資料；收到前記計測用指令資料的前記從機，係回送出計測用回應資料；前記主機，係藉由計測從前記計測用指令資料之送訊起算至前記計測用回應資料之收訊為止的時間，而被算出。
申請專利範圍第12項所記載之發明，係於申請專利範圍第7項或第9項所記載之發明中，其特徵為，前記通訊預測時間，係在前記控制資料之交換中對前記每一從機，計測前記控制資料之交換時間，根據其計測結果而被更新。
申請專利範圍第13項所記載之發明，係一種主從通訊系統，係具備：1台主機、和對前記主機透過序列傳輸路而連接之1台以上的從機，前記主機與前記從機是以所定之通訊週期而進行控制資料之交換，其特徵為，前記主機係具備：從機資訊記憶部，係記憶著從機資訊，其中含有對前記每一從機進行前記控制資料之交換時所必要之通訊預測時間；和重送從機資訊記憶部，係儲存著重送從機資訊，其中含有在前記控制資料之交換中偵測到異常而必須要重送前記控制資料的重送從機及重送剩餘時間；前記主機係在前記通訊週期中，基於前記從機資訊而對所有的前記從機依序執行前記控制資料之交換後，基於前記重送從機資訊而對所有的前記重送從機，將前記控制資料之交換依序予以再執行。
申請專利範圍第14項所記載之發明，係於申請專利範圍第13項所記載之發明中，其特徵為，前記主機係在基於前記從機資訊而對所有的前記從機依序執行前記控制資料之交換之前，預先算出前記通訊預測時間；前記主機係將所定之指令資料，對任1台前記從機進行發送，該從機係接收前記指令資料然後將所定之回應資料對前記主機 進行發送，將從前記指令資料之發送至前記回應資料之接收為止的時間，當作前記通訊預測時間而予以算出，並且算出所有前記從機的前記通訊預測時間所累積而成的通訊預測時間累積值。
申請專利範圍第15項所記載之發明，係於申請專利範圍第13項所記載之發明中，其特徵為，前記主機係在基於前記從機資訊而對所有的前記從機依序執行前記控制資料之交換之前，預先算出前記通訊預測時間；前記主機係將所定之指令資料，對任1台前記從機進行發送，該從機係接收前記指令資料然後將所定之回應資料對前記主機進行發送，將從前記指令資料之發送至前記回應資料之接收為止的時間，當作前記通訊預測時間而予以算出，並且算出所有前記從機的前記通訊預測時間所累積而成的通訊預測時間累積值；然後，在依序執行前記控制資料之交換時，算出前記控制資料之交換時間然後將該交換時間當作前記通訊預測時間而予以更新。
申請專利範圍第16項所記載之發明，係於申請專利範圍第13項所記載之發明中，其特徵為，前記主機，係從前記通訊週期，減去所有前記從機的前記通訊預測時間所累積而成的通訊預測時間累積值，而當作重送時間上限值的初期值；每當前記再執行時，從前記重送時間上限值，減去前記再執行所對應之前記通訊預測時間，而當作前記重送剩餘時間；當前記重送剩餘時間是前記再執行所對應之前記通訊預測時間以上時，則持續前記再執行。
申請專利範圍第17項所記載之發明，係於申請專利範圍第13項所記載之發明中，其特徵為，前記主機係在前記控制資料之交換中偵測出異常之際，只有在前記重送剩餘時間是前記再執行所對應之前記通訊預測時間以上的情況下，將前記重送從機當作前記重送從機資訊而儲存在前記重送從機資訊記憶部中。
申請專利範圍第18項所記載之發明，係一種主從通訊系統，係具備：1台主機、和對前記主機透過序列傳輸路而連接之1台以上的從機，前記主機與前記從機是以所定之通訊週期而進行控制資料之交換，其特徵為，具備以下構成：前記主機係在前記通訊週期中，對所有前記從機依序執行了前記控制資料之交換後，對前記控制資料之交換中偵測到異常之際而記憶下來的、前記控制資料必須要重送的所有重送從機，依序再執行前記控制資料之交換。
申請專利範圍第19項所記載之發明，係一種主從通訊方法，係具備：1台主機、和對前記主機透過序列傳輸路而連接之1台以上的從機，前記主機與前記從機是以所定之通訊週期而進行控制資料之交換，其特徵為，前記主機係具備：從機資訊記憶部，係記憶著從機資訊，其中含有對前記每一從機進行前記控制資料之交換時所必要之通訊預測時間；和重送從機資訊記憶部，係儲存著重送從機資訊，其中含有在前記控制資料之交換中偵測到異常而必須要重送前記控制資料的重送從機及重送剩餘時間；前記主機係在前記通訊週期中，基於前記從機資訊而對所有的 前記從機依序執行前記控制資料之交換後，基於前記重送從機資訊而對所有的前記重送從機，將前記控制資料之交換依序予以再執行。
申請專利範圍第20項所記載之發明，係於申請專利範圍第19項所記載之發明中，其特徵為，前記主機係在基於前記從機資訊而對所有的前記從機依序執行前記控制資料之交換之前，預先算出前記通訊預測時間；前記主機係將所定之指令資料，對任1台前記從機進行發送，該從機係接收前記指令資料然後將所定之回應資料對前記主機進行發送，將從前記指令資料之發送至前記回應資料之接收為止的時間，當作前記通訊預測時間而予以算出，並且算出所有前記從機的前記通訊預測時間所累積而成的通訊預測時間累積值。
申請專利範圍第21項所記載之發明，係於申請專利範圍第19項所記載之發明中，其特徵為，前記主機係在基於前記從機資訊而對所有的前記從機依序執行前記控制資料之交換之前，預先算出前記通訊預測時間；前記主機係將所定之指令資料，對任1台前記從機進行發送，該從機係接收前記指令資料然後將所定之回應資料對前記主機進行發送，將從前記指令資料之發送至前記回應資料之接收為止的時間，當作前記通訊預測時間而予以算出，並且算出所有前記從機的前記通訊預測時間所累積而成的通訊預測時間累積值；然後，在依序執行前記控制資料之交換時，算出前記控制資料之交換時間然後將該交換時間當作 前記通訊預測時間而予以更新。
申請專利範圍第22項所記載之發明，係於申請專利範圍第19項所記載之發明中，其特徵為，前記主機，係從前記通訊週期，減去所有前記從機的前記通訊預測時間所累積而成的通訊預測時間累積值，而當作重送時間上限值的初期值；每當前記再執行時，從前記重送時間上限值，減去前記再執行所對應之前記通訊預測時間，而當作前記重送剩餘時間；當前記重送剩餘時間是前記再執行所對應之前記通訊預測時間以上時，則持續前記再執行。
申請專利範圍第23項所記載之發明，係於申請專利範圍第19項所記載之發明中，其特徵為，前記主機係在前記控制資料之交換中偵測出異常之際，只有在前記重送剩餘時間是前記再執行所對應之前記通訊預測時間以上的情況下，將前記重送從機當作前記重送從機資訊而儲存在前記重送從機資訊記憶部中。
申請專利範圍第24項所記載之發明，係一種主從通訊方法，係具備：1台主機、和對前記主機透過序列傳輸路而連接之1台以上的從機，前記主機與前記從機是以所定之通訊週期而進行控制資料之交換，其特徵為，前記主機係在前記通訊週期中，對所有前記從機依序執行了前記控制資料之交換後，對前記控制資料之交換中偵測到異常之際而記憶下來的、前記控制資料必須要重送的所有重送從機，依序再執行前記控制資料之交換。
若依據申請專利範圍第1、2、3、4、7、8、9、10、13、16、17、18、19、22、23、24項所記載的發明，則在所定之通訊週期中的控制資料之交換中，即使因雜訊之影響等而發生通訊異常，仍將該重送以預測時間加以管理，因此可確實地將其抑制在預先決定的時間內，可避免通訊週期發生變動。
若依據申請專利範圍第5、11、14、20所記載之發明，則由於通訊預測時間也在實際系統上計測，因此不需要為了算出的複雜處理。
若依據申請專利範圍第6、12、15、21項所記載的發明，則將各從機之控制資料之交換上所必須之通訊預測時間，在控制資料之交換中進行再計測，就可更正確地計測通訊預測時間，可更高精度地管理重送。
以下基於圖面來說明本發明之方法的具體實施例。以下，在不同圖中具有相同元件符號者，係代表同一內容。
〔實施例1〕
圖1係本發明之第1實施例中的主機的區塊圖。主機係由機器固有控制部110、記憶部120、通訊控制部130所構成，透過通訊控制部130而被連接至傳輸路30。機器固有控制部110，係將自從機接收的回應資料予以解析， 按照所定的控制邏輯而作成下個指令資料。所作成的指令資料，係被儲存在記憶部120的送訊緩衝區121，已被儲存的指令資料係被通訊控制部130，發送給從機。
又，自從機所收到的回應資料，係被通訊控制部130儲存在記憶部120的收訊緩衝區122，已被儲存的回應資料係被前記機器固有控制部110所讀出。又，主機係具備：將指令資料之送訊或回應資料之收訊中發生失敗，亦即控制資料之交換中發生過失敗的從機加以登錄的重送清單123；和將傳輸路上所連接之從機的相關資訊加以儲存的從機清單124。
圖2係第1實施例中的從機清單124之結構的圖示。從機清單，係由儲存著各從機相關資訊的從機資訊的配列所構成。在從機資訊中係具有：各從機的機器位址12411、往送訊緩衝區之指標12421及往收訊緩衝區之指標12431。其他，作為本發明的特徵，在從機資訊中係具備通訊預測時間12441，其係儲存著，從對從機發送指令資料開始起算，至接收到來自從機的回應資料為止的時間，亦即控制資料之交換上所必須之時間。
圖3係第1實施例中的重送清單123之結構的圖示。重送清單123，係由通訊週期1237、儲存著在通訊週期內進行重送所可使用時間之最大值的重送時間上限1235、儲存著身為重送對象而在控制資料之交換時偵測到異常的從機數及指向該當從機之從機資訊之指標的重送從機數1232及重送對象從機一覽1234、用來指出重送對象從機一覽 1234的已經成為現在重送對象之從機的重送從機選擇1233、以及儲存著通訊週期內可進行重送之時間的重送剩餘時間1236。
通訊週期1237和重送時間上限1235係在開始控制資料之交換前就被設定，在控制資料開始交換後就不變更。此處，重送時間上限1235，係可連同通訊週期一併由使用者來設定，也可為從通訊週期中扣除全部從機之通訊預測時間之合計而得的時間。
相對於此，在每一通訊週期中，重送從機數1232係被歸零，重送剩餘時間1236係被初期化成重送時間上限1235。重送從機數1232，係在控制資料之交換中，在指令資料之送訊或回應資料之收訊上發生失敗時，會被增加1；而藉由執行重送而使控制資料之交換正常結束時就減1。重送剩餘時間1236係無關於重送的結果，而在每次執行重送時，就被減算掉重送對象之從機的通訊預測時間12441。
接著，針對第1實施例中的通訊預測時間12441的計測方法，使用圖4來說明。本流程係在主機開始控制資料之交換之前，可在任意的時序上執行。以下的說明中，被標示計測用計時器132的計時器，係亦可使用通訊週期計時器131。
主機係在一開始便作成通訊預測時間的計測用指令資料(S30001)。此時作成的計測用指令資料，係和在控制資料交換時由主機發送往計測對象之從機的指令資料，具有 相同的資料長。同樣地，各從機係作成，和在控制資料交換時往主機發送之回應資料具有相同資料長的計測用回應資料(未圖示)。
接著，主機係啟動計測用計時器132後(S30002)，發送計測用指令資料(S30003)，並接收由從機來的計測用回應資料(S30004)。若主機係正常接受來自從機的計測用回應資料時，則停止計測用計時器132(S30006)，根據計時器的現在時刻來算出通訊預測時間(S30007)，登錄至從機清單124的該當從機的通訊預測時間12441(S30008)，並且將所算出的通訊預測時間予以累積(S30009)。
主機係反覆進行前記S30001至S3009的程序，直到達到符合從機清單124中所被登錄之全部從機的次數後，將前記S30009所算出之通訊預測時間之累積值與重送清單123之通訊週期1237的差，視為重送時間上限值而加以算出(S30011)。已算出的重送時間上限值，係儲存至重送清單123的重送時間上限1235。在本例中，雖然是將計測用指令資料和控制資料的指令資料、以及計測用回應資料和控制資料的控制資料分別設成同一資料長，蛋但資料長係不須一致，亦可在通訊預測時間算出時，將資料長的差異部份的傳輸時間加以補正。
如以上所述，本程序所致之通訊預測時間的計測方法，係在依存於連接機器的機種而導致中繼時間或回應處理時間是隨著每台機器而互異的情況下，以及在依存於各傳輸路長而導致訊號傳播延遲是隨著每條傳輸路而互異的情 況下，都不需要複雜的計算。
圖5係本發明之第1實施例中的通訊時序圖。本例的通訊週期，係由進行控制資料之交換的區域，和將其再執行的區域所構成。主機係在交換前記控制資料的區域中，最初將用來表示通訊週期之開始的同步訊框予以廣播報知後，就和各從機個別地執行控制資料之交換。此處，若有指令資料之送訊或回應資料之收訊上發生失敗的從機，則主機係將其登錄至重送清單123。接著，主機係按照重送清單123的登錄，進行重送。此處，若控制資料之交換是全部被正常執行的情況下，則亦可使用進行重送的區域，來執行訊息通訊。又，進行重送時，亦可在通訊週期結束為止的剩餘時間之範圍內，執行訊息通訊(未圖示)。
圖6係主機的通訊控制部130在每個通訊週期中所進行之控制資料之交換處理之動作例的流程圖。本流程圖係在每次通訊週期開始的時序上，會被啟動。
通訊控制部130，係在通訊週期開始的時序上，進行重送清單123的初期化(S10001)。具體而言，係進行重送從機數1232的歸零，和對重送剩餘時間1236代入重送時間上限1235。接著，從記憶部中從被登錄在從機清單124之開頭的已被登錄之從機資訊起，取出從機的送訊緩衝區和收訊緩衝區(S10002)，向從機發送出指令資料(S10003)。發送後，將來自前記從機的回應資料予以接收(S10004)。
此處，若有指令資料之送訊或回應資料之收訊上發生 失敗時，則在重送清單123中登錄該從機的從機資訊(S10013)。具體而言所謂從機資訊的登錄，是指在將重送從機數1232當成配列要素號碼的重送對象從機一覽1234的配列要素中，將往從機資訊之的指標加以儲存，並且將重送從機數1232增加1的意思。
又，若此時重送從機數1232的增加前的值是0的情況下，則在重送從機選擇1233中係儲存重送對象從機一覽1234的開頭指標。若指令資料之送訊、回應資料之收訊均不成功時，則不進行重送清單123的更新。通訊控制部130，係將前記程序按照從機清單124所被登錄的順序而對每一從機執行，因此將下個從機的從機資訊從從機清單124中取出(S10014)，從步驟S10002起反覆執行。
通訊控制部130，係若與全部從機的收送訊都結束時，則參照重送從機數1232，確認是否有身為重送對象之從機被登錄(S10007)。若有身為重送對象的對象從機被登錄時，亦即，重送從機數1232為1以上時，則從重送對象從機一覽1234的開頭起依序取出所被登錄的從機資訊。此處，將重送剩餘時間1236和該從機的通訊預測時間12441加以比較(S10009)，若重送剩餘時間1236是長於通訊預測時間12441時，則從重送剩餘時間1236中減算掉通訊預測時間12441並且進行重送(S10011及S10012)。若重送剩餘時間1236是短於通訊時間12441，則結束控制資料之交換處理。
當進行重送時，會確認指令資料之送訊、回應資料之 收訊是否正常結束(S10015)，若兩者均成功時，則將該從機的從機資訊從重送清單123中刪除(S10016)。所謂從機資訊的刪除，係意味著將重送對象從機一覽1234之重送從機選擇1233所示的配列要素中所登錄的往該當從機資訊的指標加以刪除，同時將重送從機數1232減少1。
重送進行過的情況下，無關於該重送結果，將重送從機選擇1233更新成重送對象從機一覽1234的下一從機後(S10017)，從步驟S10007起反覆進行之。此時，該更新前的重送從機選擇1233是指已被登錄在重送對象從機一覽1234中的最後從機的情況下，以使其意指為已被登錄在重送對象從機一覽1234中的最初從機的方式，而將重送從機選擇1233予以更新。
藉由以上，已被登錄在重送清單123中的從機，係除了可獲得平等的重送機會，在重送失敗時，只要還有重送剩餘時間，就可反覆進行重送。
〔實施例2〕
接著，說明本發明的第2實施例。此處，第2實施例中的主機的區塊圖、從機清單的結構、重送清單之結構、通訊預測時間之計測方法、以及通訊時序圖，由於係和第1實施例相同，故省略說明。
圖7係實施例中的主機的通訊控制部130在每個通訊週期中所進行之控制資料之交換處理之動作例的流程圖。本流程圖係和第1實施例同樣地，在每次通訊週期開始的 時序上，會被啟動。在第2實施例中也是，通訊控制部130是在通訊週期開始的時序上，進行重送清單123的初期化(S20001)，其後，按照從機清單124中所被登錄的順序，向從機發送指令資料(S20003)，並接收來自前記從機的回應資料(S20004)之程序，係和第1實施例相同。
可是，在第2實施例中，當指令資料之送訊、或回應資料之收訊上發生失敗時，則將前記從機的通訊預測時間12441和重送剩餘時間1236加以比較(S20012)，若通訊預測時間12441是在重送剩餘時間1236以下時，則從重送剩餘時間1236中減算了通訊預測時間12441後(S20013)，將前記從機的從機資訊，登錄至重送清單123中(S20014)。
相對於此，若通訊預測時間12441大於重送剩餘時間1236，則不進行從機資訊往重送清單123的登錄。
通訊控制部130，係若與全部從機的收送訊都結束時，則參照重送從機數1232，確認是否有身為重送對象之從機被登錄(S20007)。若身為重送對象的對象從機是有被登錄時，亦即，若重送從機數1232為1以上時，則執行重送。雖然重送的程序是和第1實施例相同，但在第2實施例中，對於已被登錄至重送清單的所有從機，是無條件地各執行1次重送，這點是異於第1實施例。
只不過，亦可將第2實施例的重送方法(圖7的S20007以下)，變更成第1實施例的重送方法(圖6的S10007以下)，並且變更成只要還有重送剩餘時間，就對 同一從機進行複數次重送。
〔實施例3〕
接著，說明本發明的第3實施例。此處，第1、第2實施例和第3實施例的差異，由於係僅和通訊預測時間12441之計測有關，因此以下係僅針對其差異來加以說明。
在第1、第2實施例中，是在開始控制資料之交換前，使用計測用指令資料和計測用回應資料並依照圖4所示程序來計測各從機的通訊預測時間，將結果保存在從機清單124中，控制資料之交換後係會參照前記從機清單124中所儲存的值。
相對於此，在第3實施例中則是，在控制資料的交換開始後、指令資料的發送前(在圖6中係為S10002和S10003之間，在圖7中係S20002和S20003之間)啟動計測用計時器132，在送訊處理/收訊處理的正常判定後(在圖6中係為S10005和S10006之間，在圖7中係S20005和S20006之間)令計測用計時器132停止，根據計時器的現在時刻而算出通訊預測時間，用所算出的通訊預測時間來更新從機清單124的該當從機的通訊預測時間12441。此處，對將要更新的通訊預測時間12441，係亦可不使用毎通訊週期中所算出的結果，而是使用複數次平均化的值。
如此，由於可在預先設定的上限範圍內執行重送，因 此即使發生了重送，也可防止通訊週期的變動。於工作機器或掛載器等之動作控制系統中，動作控制器就可透過通訊而和從機機器以固定週期組成控制迴圈。
1‧‧‧主機
21~23‧‧‧從機
30~35‧‧‧傳輸路
41‧‧‧HUB
110‧‧‧機器固有控制部
120‧‧‧記憶部
121‧‧‧送訊緩衝區
1211,1212,121n‧‧‧從機#1,#2,#n之送訊緩衝區
122‧‧‧收訊緩衝區
1221,1222,122n‧‧‧從機#1,#2,#n之收訊緩衝區
123‧‧‧重送清單
1232‧‧‧重送從機數
1233‧‧‧重送從機選擇
1234‧‧‧重送對象從機一覽
1235‧‧‧重送時間上限
1236‧‧‧重送剩餘時間
1237‧‧‧通訊週期
124‧‧‧從機清單
12411‧‧‧從機#1的機器位址
12421‧‧‧往從機#1的送訊緩衝區之指標
12431‧‧‧往從機#1的收訊緩衝區之指標
12441‧‧‧往從機#1的通訊預測時間
130‧‧‧通訊控制部
131‧‧‧通訊週期計時器
132‧‧‧計測用計時器
〔圖1〕本發明之第1實施例中的主機的區塊圖。
〔圖2〕本發明之第1實施例中的從機資訊之清單的圖示。
〔圖3〕本發明之第1實施例中的重送清單之結構的圖示。
〔圖4〕本發明之第1實施例中的通訊預測時間計測處理之動作例的流程圖。
〔圖5〕本發明之第1實施例中的通訊時序圖。
〔圖6〕本發明之第1實施例中的主機上的控制資料之交換處理之動作例的流程圖。
〔圖7〕本發明之第2實施例中的主機上的控制資料之交換處理之動作例的流程圖。
〔圖8〕適用本發明的主從通訊系統的系統構成圖。
〔圖9〕使用了IEEE1394的適用本發明的主從通訊系統的系統構成例。
〔圖10〕先前方法的通訊時序的時序圖。
〔圖11〕先前方式1的控制資料之交換處理之動作例的流程圖。
〔圖12〕先前方式2的控制資料之交換處理之動作例 的流程圖。
1‧‧‧主機
110‧‧‧機器固有控制部
120‧‧‧記憶部
121‧‧‧送訊緩衝區
122‧‧‧收訊緩衝區
123‧‧‧重送清單
124‧‧‧從機清單
130‧‧‧通訊控制部
131‧‧‧通訊週期計時器
132‧‧‧計測用計時器
30‧‧‧傳輸路

Claims (24)

  1. 一種主從通訊系統，係屬於將1台主機與1台或複數台從機以序列傳輸路連接，以所定之通訊週期，在前記主機與前記從機之間，進行控制資料之交換的主從通訊系統，其特徵為，前記主機，係具備：將前記控制資料之交換上所必須之通訊預測時間，按照前記每一從機而加以登錄的手段；和將前記通訊週期中的前記控制資料之交換中有測出通訊異常的前記從機加以登錄的手段；和在偵測到前記通訊異常時的同一前記通訊週期內，將與前記已被登錄之從機的前記控制資料之交換予以再執行的手段；前記再執行控制資料之交換的手段，係算出前記控制資料之交換的再執行上所能使用的重送剩餘時間，若前記重送剩餘時間是長於前記已被登錄之從機的前記通訊預測時間，則將前記控制資料予以重送。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之主從通訊系統，其中，前記重送剩餘時間，其初期值是從前記通訊週期，減去所有前記從機之前記通訊預測時間之合計而成的重送時間上限值；每次前記重送被執行時，會被減去該重送所對應之前記通訊預測時間。
  3. 一種主從通訊系統，係屬於將1台主機與1台或複數台從機以序列傳輸路連接，以所定之通訊週期，在前記 主機與前記從機之間，進行控制資料之交換的主從通訊系統，其特徵為，前記主機，係具備：將前記控制資料之交換上所必須之通訊預測時間，按照前記每一從機而加以登錄的手段；和將前記通訊週期中的前記控制資料之交換中有測出通訊異常的前記從機加以登錄的手段；和在偵測到通訊異常時的同一前記通訊週期內，將與前記已被登錄之從機的前記控制資料之交換予以再執行的手段；前記將從機加以登錄的手段，係將前記控制資料交換中有偵測到通訊異常的前記從機，算出前記控制資料之交換的再執行上所能使用之重送剩餘時間，若前記重送剩餘時間是長於前記已被登錄之從機的前記通訊預測時間時則加以登錄；前記將控制資料之交換予以再執行的手段，係對前記已被登錄之從機，重送前記控制資料。
  4. 如申請專利範圍第3項所記載之主從通訊系統，其中，前記重送剩餘時間，其初期值是從前記通訊週期，減去所有前記從機之前記通訊預測時間之合計而成的重送時間上限值；每次前記偵測到通訊異常之從機被登錄時，會被減去該從機所對應之前記通訊預測時間。
  5. 如申請專利範圍第1項或第3項所記載之主從通訊系統，其中，前記主機，係在前記控制資料之交換被執行 前，向前記從機發送計測用指令資料；收到前記計測用指令資料的前記從機，係回送出計測用回應資料；前記主機，係藉由計測從前記計測用指令資料之送訊起算至前記計測用回應資料之收訊為止的時間，以算出前記通訊預測時間。
  6. 如申請專利範圍第1項或第3項所記載之主從通訊系統，其中，前記主機，係在前記控制資料之交換中對前記每一從機，計測前記控制資料之交換時間，根據其計測結果來更新前記通訊預測時間。
  7. 一種主從通訊方法，係屬於將1台主機與1台或複數台從機以序列傳輸路連接，以所定之通訊週期，在前記主機與前記從機之間，進行控制資料之交換的主從通訊方法，其特徵為，前記每一通訊週期中所被執行的前記主機之處理，係由以下所成：往前記從機發送前記控制資料的步驟；和自前記從機接收前記控制資料的步驟；和若前記發送步驟或前記接收步驟中有偵測到通訊異常，則將該從機無條件地加以登錄以成為重送對象的步驟，對前記每一從機反覆地進行的步驟；和將已被登錄之從機取出以作為前記重送對象的步驟；和將前記控制資料之交換的再執行上所能使用的重送剩餘時間與前記從機之前記控制資料之交換上所必須之通訊 預測時間，加以比較的步驟；和若前記重送剩餘時間是長於前記已被登錄之從機的前記通訊預測時間時，則將前記控制資料之交換予以再執行的步驟。
  8. 如申請專利範圍第7項所記載之主從通訊方法，其中，前記重送剩餘時間，其初期值是從前記通訊週期，減去所有前記從機之前記通訊預測時間之合計而成的重送時間上限值；每次前記重送被執行時，會被減去該重送所對應之前記通訊預測時間。
  9. 一種主從通訊方法，係屬於將1台主機與1台或複數台從機以序列傳輸路連接，以所定之通訊週期，在前記主機與前記從機之間，進行控制資料之交換的主從通訊方法，其特徵為，前記每一通訊週期中所被執行的前記主機之處理，係由以下所成：往前記從機發送前記控制資料的步驟；和自前記從機接收前記控制資料的步驟；和若前記發送步驟或接收步驟中有偵測到通訊異常，則只有當前記控制資料之交換的再執行上所能使用的重送剩餘時間是長於前記從機的前記控制資料之交換上所必須之通訊預測時間的情況下，才將前記有偵測到通訊異常之從機登錄成為重送對象的步驟，對前記每一從機反覆地進行的步驟；和將已被登錄之從機取出以作為前記重送對象的步驟； 和將與前記從機之控制資料之交換予以再執行的步驟。
  10. 如申請專利範圍第9項所記載之主從通訊方法，其中，前記重送剩餘時間，其初期值是從前記通訊週期，減去所有前記從機之前記通訊預測時間之合計而成的重送時間上限值；每次前記偵測到通訊異常之從機被登錄時，會被減去該從機所對應之前記通訊預測時間。
  11. 如申請專利範圍第7項或第9項所記載之主從通訊方法，其中，前記通訊預測時間，係在前記控制資料之交換被執行前，向前記從機發送計測用指令資料；收到前記計測用指令資料的前記從機，係回送出計測用回應資料；前記主機，係藉由計測從前記計測用指令資料之送訊起算至前記計測用回應資料之收訊為止的時間，而被算出。
  12. 如申請專利範圍第7項或第9項所記載之主從通訊方法，其中，前記通訊預測時間，係在前記控制資料之交換中對前記每一從機，計測前記控制資料之交換時間，根據其計測結果而被更新。
  13. 一種主從通訊系統，係屬於具備：1台主機、和對前記主機透過序列傳輸路而連接之1台以上的從機，前記主機與前記從機是以所定之通訊週期而進行控制資料之交換的此種主從通訊系統，其特徵為，前記主機係具備：從機資訊記憶部，係記憶著從機資訊，其中含有對前記每一從機進行前記控制資料之交換時所必要之通訊預測 時間；和重送從機資訊記憶部，係儲存著重送從機資訊，其中含有在前記控制資料之交換中偵測到異常而必須要重送前記控制資料的重送從機及重送剩餘時間；前記主機係在前記通訊週期中，基於前記從機資訊而對所有的前記從機依序執行前記控制資料之交換後，基於前記重送從機資訊而對所有的前記重送從機，將前記控制資料之交換依序予以再執行。
  14. 如申請專利範圍第13項所記載之主從通訊系統，其中，前記主機係在基於前記從機資訊而對所有的前記從機依序執行前記控制資料之交換之前，預先算出前記通訊預測時間；前記主機係將所定之指令資料，對任1台前記從機進行發送，該從機係接收前記指令資料然後將所定之回應資料對前記主機進行發送，將從前記指令資料之發送至前記回應資料之接收為止的時間，當作前記通訊預測時間而予以算出，並且算出所有前記從機的前記通訊預測時間所累積而成的通訊預測時間累積值。
  15. 如申請專利範圍第13項所記載之主從通訊系統，其中，前記主機係在基於前記從機資訊而對所有的前記從機依序執行前記控制資料之交換之前，預先算出前記通訊預測時間； 前記主機係將所定之指令資料，對任1台前記從機進行發送，該從機係接收前記指令資料然後將所定之回應資料對前記主機進行發送，將從前記指令資料之發送至前記回應資料之接收為止的時間，當作前記通訊預測時間而予以算出，並且算出所有前記從機的前記通訊預測時間所累積而成的通訊預測時間累積值；然後，在依序執行前記控制資料之交換時，算出前記控制資料之交換時間然後將該交換時間當作前記通訊預測時間而予以更新。
  16. 如申請專利範圍第13項所記載之主從通訊系統，其中，前記主機，係從前記通訊週期，減去所有前記從機的前記通訊預測時間所累積而成的通訊預測時間累積值，而當作重送時間上限值的初期值，每當前記再執行時，從前記重送時間上限值，減去前記再執行所對應之前記通訊預測時間，而當作前記重送剩餘時間；當前記重送剩餘時間是前記再執行所對應之前記通訊預測時間以上時，則持續前記再執行。
  17. 如申請專利範圍第13項所記載之主從通訊系統，其中，前記主機係在前記控制資料之交換中偵測出異常之際，只有在前記重送剩餘時間是前記再執行所對應之前記通訊預測時間以上的情況下，將前記重送從機當作前記重送從機資訊而儲存在前記重送從機資訊記憶部中。
  18. 一種主從通訊系統，係屬於具備：1台主機、和對前記主機透過序列傳輸路而連接之1台以上的從機，前記主機與前記從機是以所定之通訊週期而進行控制資料之交換的此種主從通訊系統，其特徵為，具備以下構成：前記主機係在前記通訊週期中，對所有前記從機依序執行了前記控制資料之交換後，對前記控制資料之交換中偵測到異常之際而記憶下來的、前記控制資料必須要重送的所有重送從機，依序再執行前記控制資料之交換。
  19. 一種主從通訊方法，係屬於具備：1台主機、和對前記主機透過序列傳輸路而連接之1台以上的從機，前記主機與前記從機是以所定之通訊週期而進行控制資料之交換的主從通訊方法，其特徵為，前記主機係具備：從機資訊記憶部，係記憶著從機資訊，其中含有對前記每一從機進行前記控制資料之交換時所必要之通訊預測時間；和重送從機資訊記憶部，係儲存著重送從機資訊，其中含有在前記控制資料之交換中偵測到異常而必須要重送前記控制資料的重送從機及重送剩餘時間；前記主機係在前記通訊週期中，基於前記從機資訊而對所有的前記從機依序執行前記控制資料之交換後，基於前記重送從機資訊而對所有的前記重送從機，將前記控制資料之交換依序予以再執行。
  20. 如申請專利範圍第19項所記載之主從通訊方法， 其中，前記主機係在基於前記從機資訊而對所有的前記從機依序執行前記控制資料之交換之前，預先算出前記通訊預測時間；前記主機係將所定之指令資料，對任1台前記從機進行發送，該從機係接收前記指令資料然後將所定之回應資料對前記主機進行發送，將從前記指令資料之發送至前記回應資料之接收為止的時間，當作前記通訊預測時間而予以算出，並且算出所有前記從機的前記通訊預測時間所累積而成的通訊預測時間累積值。
  21. 如申請專利範圍第19項所記載之主從通訊方法，其中，前記主機係在基於前記從機資訊而對所有的前記從機依序執行前記控制資料之交換之前，預先算出前記通訊預測時間；前記主機係將所定之指令資料，對任1台前記從機進行發送，該從機係接收前記指令資料然後將所定之回應資料對前記主機進行發送，將從前記指令資料之發送至前記回應資料之接收為止的時間，當作前記通訊預測時間而予以算出，並且算出所有前記從機的前記通訊預測時間所累積而成的通訊預測時間累積值；然後，在依序執行前記控制資料之交換時，算出前記控制資料之交換時間然後將該交換時間當作前記通訊預測時間而予以更新。
  22. 如申請專利範圍第19項所記載之主從通訊方法，其中，前記主機，係從前記通訊週期，減去所有前記從機的前記通訊預測時間所累積而成的通訊預測時間累積值，而當作重送時間上限值的初期值；每當前記再執行時，從前記重送時間上限值，減去前記再執行所對應之前記通訊預測時間，而當作前記重送剩餘時間；當前記重送剩餘時間是前記再執行所對應之前記通訊預測時間以上時，則持續前記再執行。
  23. 如申請專利範圍第19項所記載之主從通訊方法，其中，前記主機係在前記控制資料之交換中偵測出異常之際，只有在前記重送剩餘時間是前記再執行所對應之前記通訊預測時間以上的情況下，將前記重送從機當作前記重送從機資訊而儲存在前記重送從機資訊記憶部中。
  24. 一種主從通訊方法，係屬於具備：1台主機、和對前記主機透過序列傳輸路而連接之1台以上的從機，前記主機與前記從機是以所定之通訊週期而進行控制資料之交換的主從通訊方法，其特徵為，前記主機係在前記通訊週期中，對所有前記從機依序執行了前記控制資料之交換後，對前記控制資料之交換中偵測到異常之際而記憶下來的、前記控制資料必須要重送的所有重送從機，依序再執行前記控制資料之交換。
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