WO2016111403A1 - Duplexed controller and control method for field bus - Google Patents

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WO2016111403A1
WO2016111403A1 PCT/KR2015/000266 KR2015000266W WO2016111403A1 WO 2016111403 A1 WO2016111403 A1 WO 2016111403A1 KR 2015000266 W KR2015000266 W KR 2015000266W WO 2016111403 A1 WO2016111403 A1 WO 2016111403A1
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WO
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master
controller
node
redundant
slave
Prior art date
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PCT/KR2015/000266
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French (fr)
Korean (ko)
Inventor
최종민
강승엽
박유경
양성열
윤석문
Original Assignee
두산중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks

Definitions

  • Fieldbus is an industrial network system for real-time distributed control that connects equipment in a production plant.
  • Fieldbus connections usually operate on network structures that allow network topologies such as daisy chains, stars, rings, branches, and trees.
  • Existing computers are connected one-to-one via RS 232C, while fieldbus is characterized by multiple ports connected simultaneously such as LAN.
  • the equipment without redundancy is difficult to apply to the fieldbus with redundancy. That is, in the case of ring type among network topologies, two ports are always needed to be connected to each other among redundant devices, but in case of equipment that does not have redundancy applied, there is only one port that can be connected to the outside. It is not possible to construct a topology.
  • Korean Patent Laid-Open Publication No. 2005-0029674 allows redundancy to be implemented using RNU (Redundant Network Unit) in equipment that is not redundant in field duplication of field buses.
  • RNU Redundant Network Unit
  • RNU can be connected to one port output from the device so that two ports can be connected.
  • an expensive RNU since an expensive RNU must be used, there is a problem that it is not suitable as a redundant controller of a fieldbus.
  • the slave controller stores the master IP of the master controller to operate as a master controller using the master IP when switching the master, the slave immediately without additional procedures for the master connection It is an object to provide a device that can be connected.
  • an object of the present invention is to use a master IP of the fieldbus redundancy controller without change, a single slave node, which is not capable of redundancy, to connect redundantly using the master IP as it is.
  • the fieldbus redundancy controller is configured as a master controller for storing a master IP, a master controller connected to the slave controller, and a master controller for storing the master IP and converting the master to the master IP.
  • the slave controller is preferably composed of a storage unit for storing the master IP, a LAN port for connecting to the external node, and a control unit connected to the master controller and connected to the storage unit and the LAN port and the internal bus, the storage unit is a master
  • the master controller stores the master IP of the master controller transmitted from the controller
  • the controller receives an external alive signal containing the master IP information of the master controller from the master controller and recognizes that the master controller is operating. It is more preferable to perform the master switching operation to the master IP.
  • another fieldbus redundancy controller includes at least two LAN ports and at least two LAN ports to operate as a master node in a multiplexed network configuration having at least two LAN ports.
  • the multiplexing network it is preferable to be configured as a redundant slave node connected to the redundant master node and operating as one of the slave nodes based on the control of the redundant master node.
  • the redundant master node stores a master IP indicating the IP of the redundant master node, and periodically transmits its own alive signal including the master IP to the redundant slave node to convey that the redundant master node is operating as a master. It is preferable to operate in connection with a single slave node having one LAN port and operating as a slave node based on the control of the redundant master node.
  • the redundant slave node stores the master IP of the redundant master node delivered from the redundant master node, and receives the external alive signal including the master IP information of the redundant master node from the redundant master node, indicating that the redundant master node is operating. If it recognizes and the redundant master node is not operating, it performs master switching operation to master IP, and has one LAN port to operate in connection with a single slave node acting as a slave node based on the control of the redundant master node. desirable.
  • the field bus redundancy control method stores an external alive signal receiving step of receiving an external alive signal for determining whether a master exists, storing the master IP of the master when operating as a master, The master IP storage step of storing the master IP included in the external alive signal during operation, the master switching step of performing a master switching using the master IP when the external alive signal is not received after transmitting its own alive, and the master IP after the master switching. It is preferable to include a self alive signal transmission step of transmitting a self signal.
  • the fieldbus redundancy controller according to the present invention has the effect that the slave controller stores the master IP of the master controller and operates as the master controller using the master IP when the master is switched, so that the slave can be directly connected without additional procedures for master access.
  • FIG. 1 is a structural diagram of a fieldbus redundancy controller according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a timing diagram of master switching when a line failure occurs in detail with reference to FIG. 6.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating a master switching operation when a board failure occurs in the master controller of FIG. 1.
  • FIG. 9 is a timing diagram of master switching when a board failure occurs in the master controller of FIG. 8.
  • FIG. 10 is a configuration diagram of a redundant node connection of the fieldbus redundancy controller according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a single node connection of the fieldbus redundancy controller of FIG. 10.
  • FIG. 12 is a conceptual diagram of master switching of a fieldbus redundancy controller for a single node of FIG. 11.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a redundant node connection of the fieldbus redundancy controller according to the third embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a single node connection of the fieldbus redundancy controller of FIG. 13.
  • FIG. 15 is a conceptual diagram of a master switch in the multiplexing node of FIG. 14.
  • FIG. 16 is a master switching timing diagram of the multiplexing node of FIG. 15.
  • FIG. 1 is a structural diagram of a fieldbus redundancy controller according to a first embodiment of the present invention, wherein the fieldbus redundancy controller according to the first embodiment of the present invention is a master controller 100 acting as a master and a slave controller acting as a slave. And 200.
  • the master controller 100 stores a control unit 120 for controlling the master controller 100, a LAN port 130 for connecting to an external node, and a storage unit 140 for storing a master IP indicating an IP of the LAN port 130. It is configured to include).
  • the LAN port 130 is used when connecting to an external node, and a ring type is mainly used to reliably operate the controller.
  • a ring type is mainly used to reliably operate the controller.
  • a star or tree type since a plurality of nodes must be connected after the LAN port 130, it can be connected using a LAN switch.
  • the master controller 100 and the slave controller 200 are components that operate in redundancy, and only the master controller 100 is used as a master and the slave controller 200 is used as a secondary role of the master to be used in case of failure of the master.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating the initialization of the fieldbus redundancy controller of FIG. 1, wherein a broadcast transmission step S110 for transmitting information of the controller, a time out step S120 for checking whether the broadcast transmission step S110 has exceeded a predetermined time, and a master are performed.
  • Receiving the status and control message step (S180) receives the status and control messages by the control of the external master when operating as a slave to recognize the existence of the external master under conditions other than the master. After the reception is performed sequentially from the master confirmation step (S140).
  • the slave controller 201 which represents the slave controller 200, transmits a broadcast signal S221 corresponding to the broadcast transmission step S110 for a reference time determined in the time out step S120, and after the reference time, sends and receives an Alive signal.
  • step S130 the external Alive signal S212 is waited to be received, and if there is no reception, the Alive signal S222 is transmitted.
  • a master IP in order to operate as a master, a master IP should be used, and storage and switching thereof will be described in detail with reference to FIG. 4.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a redundancy control of the fieldbus redundancy controller of FIG. 1, wherein an external alive signal receiving LAN port 1 310 receiving an external alive signal and a master IP storage LAN port 2 320 receiving a master IP from an external alive signal are illustrated in FIG. Step), the master switch control unit 330 for switching to the master using the master IP, and the self-live signal transmission step (S340) to operate as a master to transmit its own alive signal.
  • S340 self-live signal transmission step
  • Receiving an external alive signal LAN port 1 310 receives an external alive signal to determine whether or not a master exists, and monitors periodically, and promptly prepares to switch to a master when an alive signal is not detected.
  • the master switch control unit 330 transmits its own alive signal when it needs to switch to the master and then performs a master switch using the master IP when the external alive signal is not received.
  • the self alive signal transmission step S340 transmits its own alive signal including the master IP after switching the master so that the external node recognizes the master.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a master switching operation when a line failure occurs in the master controller of FIG. 1, and when the master controller 102 with which the slave controller 202 is communicating loses communication with a node outside the master controller 102.
  • the slave controller 202 recognizes the concept of master switching to the slave controller 203.
  • the master controller 102 is a master controller 100 that communicates with the slave controller 202 to the master. When the communication with the node outside the master controller 102 is lost through the LAN port 130, the master controller 102 recognizes a communication line failure. Switch to the master controller 103.
  • the slave controller 202 is a slave controller 200 that operates by recognizing the master controller 102 as a master, and switches to the slave controller 203 when the master controller 102 does not recognize the master. At this time, the master controller 102 has transferred the master IP, the slave controller 203 is set to the same master IP to switch to the master.
  • the master controller 104 indicates the master controller 102 and periodically sends an Alive signal S511. At this time, if the line of the master controller 104 has a problem and the external input has a problem, the transmission of the Alive signal (S512) is stopped so that the slave controller 204 recognizes the interruption of the Alive signal (S512), and to the master controller 103. Switch.
  • the slave controller 204 which represents the slave controller 202, periodically receives the Alive signal S511.
  • the master IP switch S522 is performed after waiting for a predetermined time (S521).
  • the master IP switch S522 is switched using the master IP extracted from the Alive signal S511 and stored.
  • the slave controller 204 After the master switch is completed, the slave controller 204 sends an Alive signal S523 to recognize that the slave controller 204 operates as the slave controller 203.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram of a master switching operation when a board failure occurs in the controller 120 of the master controller 100 of FIG. 1, and the master controller 105 to which the slave controller 205 communicates is connected to the board of the master controller 105.
  • the board controller recognizes a board failure and the slave controller 205 performs a master switch to the slave controller 206.
  • the master controller 105 is a master controller 100 that communicates with the slave controller 205 as a master. When a problem occurs in the controller 120 and communication with the slave controller 205 is impossible, the master controller 105 recognizes a board failure and recognizes the master controller ( Switch to 106).
  • the slave controller 205 is a slave controller 200 that operates by recognizing the master controller 105 as a master, and switches to the slave controller 206 when the master controller 105 does not recognize the master. At this time, the master IP held by the master controller 105 is transferred and the slave controller 206 is set to the same master IP to switch to the master.
  • the master switching when a board failure occurs in the master controller 105 will be described in detail in terms of timing in FIG. 9.
  • FIG. 9 is a timing diagram of master switching when a board failure occurs in the master controller of FIG. 8, wherein the master controller 100 masters the Alive signal S611 transmitted from the master controller 107 and a board failure occurs in the master controller 100. The process of switching to the controller 107 and the slave controller 200 to the slave controller 207 is shown.
  • the slave controller 204 which represents the slave controller 205, periodically receives the Alive signal S611.
  • the master IP switch S622 is performed after waiting for a predetermined time (S621).
  • the master IP switch S622 is switched using the master IP extracted and stored in the Alive signal S611.
  • the slave controller 207 sends an Alive signal S623 to recognize that the slave controller 207 operates as the slave controller 206.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a redundant node connection of the fieldbus redundancy controller according to the second embodiment
  • FIGS. 11 to 12 are diagrams and conceptual diagrams for describing FIG. 10 in detail.
  • FIG. 10 is a configuration diagram of a redundant node connection of a fieldbus redundancy controller according to a second embodiment, and a redundancy controller composed of a master controller 108 and a slave controller 208 and a LAN port which is an external connection port. 1 310 and the LAN port 2 320 and the control unit 330 that is responsible for the control of the redundant node 300 is connected to the redundant node 300 is configured.
  • the master controller 108 is the master controller 100 of the redundant controller and the slave controller 208 is the slave controller 200 of the redundant controller.
  • the LAN port 1 310 is connected to the control unit 120 of the master controller 108 and the LAN port 2 320 is connected to the control unit 220 of the slave controller 208 to operate in a redundant manner.
  • the controller 330 controls the duplication node 300 by port duplication, and may be configured as a single or duplication.
  • FIG. 11 is a configuration diagram of a single node connection of the fieldbus redundancy controller of FIG. 10.
  • the redundancy controller including the master controller 109 and the slave controller 209, the LAN port 510 which is an external connection port, and the single node 500 are illustrated in FIG.
  • a single node 500 composed of a control unit 520 in charge of control, and a LAN controller 400 for connecting a redundancy controller having a redundancy port and a single node 500 having a single port are configured.
  • the control unit 520 controls the single node 500, and is configured as a single control unit, but is connected to the redundancy controller by the LAN switch 400 in redundancy and operated as redundancy.
  • the redundant controller In order for a single node 500 to operate as a redundant controller and a redundant controller, the redundant controller must have the same master IP when the master controller 109 operates as a master and a master IP when the slave controller 209 operates as a master.
  • the node 500 may further be connected and operated with the same master IP without distinguishing the master controller 109 and the slave controller 209.
  • the master controller 110 is the master controller 109 of the redundant controller and the slave controller 210 is the slave controller 209 of the redundant controller.
  • the LAN port 511 is connected to the control unit 120 of the master controller 110 and the control unit 220 of the slave controller 210 through the LAN switch 401 to operate in a redundant manner.
  • the control unit 521 controls the single node 501, and is configured as a single control unit, but is connected to the redundancy controller by the LAN switch 401 in redundancy.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a single node connection of the fieldbus redundancy controller of FIG. 13, wherein a redundant master node 1 611 acting as a master and a redundant slave node 1 621 acting as a slave, a redundant slave node 263 1, and a single node
  • the slave node 1 650 and the single slave node 1 650 are connected by a LAN switch 402 for connecting to a redundant device.
  • the redundant master node 1 611 monitors and controls the state by integrating the redundant slave node 1 621, the redundant slave node 2 631, and the single slave node 1 650.
  • the redundant master node 1 (611), the redundant slave node 1 (621), the redundant slave node 2 (631), and the single slave node 1 (650) are connected in a ring and bypass any failure of any one of the connected lines.
  • the state monitoring or control of the master should be possible through the path, but since the single slave node 1 650 communicates with one master IP, the redundant master in case of failure of the line connecting the redundant master node 1 611 and the LAN switch 402. Node 1 611 is unable to monitor or control the status of a single slave node 1 650.
  • the node acting as the master is preferably transferred to the master IP of the redundant master node 1 (611) to use the same master IP.
  • a master switch is required in the redundant slave node 1 621 and the redundant slave node 263 1, and master switching is performed by the method described with reference to FIG. 8.
  • FIG. 15 is a conceptual diagram of master switching in the multiplexing node of FIG. 14.
  • the redundant master node 1 612 serving as a master and the redundant slave node 1 622 serving as a slave, the redundant slave node 2 632, and a single slave node serve as slaves.
  • 1 651 and a single slave node 1 651 are connected by a LAN switch 403 for connecting to a redundant device.
  • the redundant master node 1 612 integrates the redundant slave node 1 622, the redundant slave node 2 632, and the single slave node 1 651 to monitor and control the status.
  • the redundant master node 1 612, the redundant slave node 1 622, the redundant slave node 2 632, and the single slave node 1 651 are connected in a ring and bypass any failure of any one of the connected lines. It should be possible to monitor or control the status of the master through the path, but since the single slave node 1 651 communicates with one master IP, the redundant master in case of failure of the line connecting the redundant master node 1 612 and the LAN switch 403 Node 1 611 is unable to monitor or control the status of a single slave node 1 650.
  • the redundant master node 1 612 recognizes that the single slave node 1 651 does not provide the redundancy function in advance.
  • 2 632 recognizes the information connected to the single slave node 1 651 through the LAN switch 403 in advance and performs master switching so that the redundant slave node 2 632 can switch to the master.
  • FIG. 16 is a master switching timing diagram of the multiplexing node of FIG. 15.
  • the redundant slave node 2 632 is master switched when a line failure occurs.
  • the redundant master node 1 613 is the redundant master node 1 612
  • the single slave node 1 652 is the single slave node 1 651
  • the redundant slave node 1 623 is the redundant slave node 1 622
  • the redundant Slave node 2 633 represents redundant slave node 2 632.
  • the redundant master node 1 613 periodically transmits the Alive signal S711, the Alive signal S712, and the Alive signal S713, but the redundant master node 1 612 receives the Alive signal S711.
  • the redundant master node 1 612 receives the Alive signal S711.
  • the signal of the Alive signal S711 is not received by the single slave node 1 652.
  • the redundant master node 1 613 transmits the Alive signal S714 to the redundant slave node 1 623 but does not transmit the Alive signal S715 to the redundant slave node 2 633.

Abstract

A field bus controller according to the present invention comprises: a master controller that stores a master IP and is connected to a slave controller; and the slave controller that stores a master IP and can perform master switching using the master IP, in order to enable the slave controller to store the master IP of the master controller and use the master IP at the time of the master switching.

Description

필드버스 이중화 제어기 및 제어 방법Fieldbus redundancy controller and control method
본 발명은 필드버드 이중화 제어기 및 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 필드버스의 마스터 제어기와 슬레이브 제어기의 이중화시 마스터 제어기의 마스터 IP를 슬레이브 제어기가 사용하여 마스터 전환을 하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a field bird redundancy controller and a control method, and more particularly, to an apparatus and method for master switching using a master IP of a master controller when a master controller of a fieldbus and a slave controller are duplicated. .
필드버스는 실시간 분산 제어를 위한 산업용 네트워크 시스템으로서, 생산 플랜트에서 장비들을 연결하는 방법이다. 필드버스의 연결은 보통 데이지 체인, 스타, 링, 브렌치, 트리 등 네트워크 토폴러지를 허용하는 네트워크 구조상에서 동작한다. 기존 컴퓨터들은 RS 232C 등으로 일대 일로 연결되는 반면, 필드버스는 LAN과 같이 다수의 포트가 동시에 연결되는 특징이 있다. Fieldbus is an industrial network system for real-time distributed control that connects equipment in a production plant. Fieldbus connections usually operate on network structures that allow network topologies such as daisy chains, stars, rings, branches, and trees. Existing computers are connected one-to-one via RS 232C, while fieldbus is characterized by multiple ports connected simultaneously such as LAN.
산업 현장에서는 장비의 신뢰성을 중요시하고 있으므로 제어기의 이중화를 두거나 필드 버스의 이중화를 사용하는 추세에 있다. 이와 더불어 산업 장비는 이중화 제어기가 장착되어 출시되고 있어 필드버스의 이중화 연결이 가능하다. In the industrial field, the reliability of the equipment is important, and thus, the redundancy of the controller or the field bus is used. In addition, industrial equipment is being marketed with redundant controllers, enabling redundant connection of fieldbuses.
그러나 이중화가 적용되지 않은 장비의 경우 이중화가 적용된 필드버스에 적용하여 운용하기가 어렵다. 즉, 네트워크 토폴러지 중 링 형의 경우 이중화 장비 간 서로 연결되기 위해 두 개의 포트가 항상 필요하나, 이중화가 적용되지 않은 장비의 경우 외부로 연결할 수 있는 포트가 한 개만 존재하므로 장비 간 링 형으로 네트워크 토폴러지를 구성하는 것이 불가능하다.However, the equipment without redundancy is difficult to apply to the fieldbus with redundancy. That is, in the case of ring type among network topologies, two ports are always needed to be connected to each other among redundant devices, but in case of equipment that does not have redundancy applied, there is only one port that can be connected to the outside. It is not possible to construct a topology.
한편, 한국특허공개공보 제2005-0029674호는 필드 버스의 선로 이중화에 이중화가 아닌 장비에 RNU(Redundant Network Unit)를 사용하여 이중화를 구현할 수 있도록 하였다. 즉, 장비에서 출력되는 한 개의 포트에 RNU를 장착하여 두 개의 포트를 연결할 수 있도록 한다. 그러나 고가의 RNU를 사용하여야 하므로 필드버스의 이중화 제어기로는 적합하지 않다는 문제점이 있다.On the other hand, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2005-0029674 allows redundancy to be implemented using RNU (Redundant Network Unit) in equipment that is not redundant in field duplication of field buses. In other words, RNU can be connected to one port output from the device so that two ports can be connected. However, since an expensive RNU must be used, there is a problem that it is not suitable as a redundant controller of a fieldbus.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 마스터 제어기의 마스터 IP를 슬레이브 제어기가 저장하여 마스터 전환 시 마스터 IP를 사용하여 마스터 제어기로 동작함으로써 슬레이브가 마스터 접속을 위한 추가적인 절차 없이 바로 접속할 수 있는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above-described problems, the slave controller stores the master IP of the master controller to operate as a master controller using the master IP when switching the master, the slave immediately without additional procedures for the master connection It is an object to provide a device that can be connected.
또한, 본 발명은 필드버스 이중화 제어기의 마스터 IP를 변경 없이 사용함으로써 이중화가 불가능한 단일 슬레이브 노드가 마스터 IP를 그대로 사용하여 이중화로 접속하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to use a master IP of the fieldbus redundancy controller without change, a single slave node, which is not capable of redundancy, to connect redundantly using the master IP as it is.
전술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 필드버스 이중화 제어기는 마스터 IP를 저장하고 슬레이브 제어기와 연결된 마스터 제어기 및 마스터 IP를 저장하고 마스터 IP로 마스터 전환이 가능한 슬레이브 제어기로 구성된다. In order to solve the above problems, the fieldbus redundancy controller according to the present invention is configured as a master controller for storing a master IP, a master controller connected to the slave controller, and a master controller for storing the master IP and converting the master to the master IP.
여기서. 마스터 제어기는 마스터 IP를 저장하기 위한 저장부, 외부 노드와 연결을 위한 LAN 포트, 및 슬레이브 제어기와 연결되고 저장부 및 LAN포트와 내부 버스로 연결된 제어부로 구성되는 것이 바람직하며, 저장부는 마스터가 사용하고 있는 LAN포트의 IP인 마스터 IP를 저장하고, 제어부는 마스터 제어기가 마스터로 동작하고 있음을 전달하기 위해 마스터 IP가 포함된 자체 alive 신호를 주기적으로 슬레이브 제어기로 송출하는 것이 더욱 바람직하다. here. The master controller is preferably composed of a storage unit for storing the master IP, a LAN port for connecting to an external node, and a control unit connected to the slave controller and connected to the storage unit and the LAN port to an internal bus, and the storage unit is used by the master. It is more preferable to store the master IP which is the IP of the LAN port, and the control unit periodically transmits its own alive signal including the master IP to the slave controller in order to transmit that the master controller is operating as a master.
또한, 슬레이브 제어기는 마스터 IP를 저장하기 위한 저장부, 외부 노드와 연결을 위한 LAN 포트, 및 마스터 제어기와 연결되고 저장부 및 LAN포트와 내부 버스로 연결된 제어부로 구성되는 것이 바람직하며, 저장부는 마스터 제어기로부터 전달되는 마스터 제어기의 마스터 IP를 저장하고, 제어부는 마스터 제어기로부터 마스터 제어기의 마스터 IP정보가 포함된 외부 alive 신호를 수신하여 마스터 제어기가 동작하고 있는 것을 인지하고 마스터 제어기가 동작하고 있지 않은 경우 마스터 IP로 마스터 전환 동작을 수행하는 것이 더욱 바람직하다.In addition, the slave controller is preferably composed of a storage unit for storing the master IP, a LAN port for connecting to the external node, and a control unit connected to the master controller and connected to the storage unit and the LAN port and the internal bus, the storage unit is a master When the master controller stores the master IP of the master controller transmitted from the controller, the controller receives an external alive signal containing the master IP information of the master controller from the master controller and recognizes that the master controller is operating. It is more preferable to perform the master switching operation to the master IP.
전술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 또 다른 필드버스 이중화 제어기는 적어도 두 개 이상의 LAN 포트를 구비하여 다중화 네트워크 구성 시 마스터 노드로 동작하는 이중화 마스터 노드 및 적어도 두 개 이상의 LAN 포트를 구비하여 다중화 네트워크 구성 시 이중화 마스터 노드에 연결되어 이중화 마스터 노드의 제어를 토대로 슬레이브 노드 중 어느 하나로서 동작하는 이중화 슬레이브 노드로 구성되는 것이 바람직하다. In order to solve the above-mentioned problems, another fieldbus redundancy controller according to the present invention includes at least two LAN ports and at least two LAN ports to operate as a master node in a multiplexed network configuration having at least two LAN ports. When the multiplexing network is configured, it is preferable to be configured as a redundant slave node connected to the redundant master node and operating as one of the slave nodes based on the control of the redundant master node.
여기서, 이중화 마스터 노드는 이중화 마스터 노드의 IP를 나타내는 마스터 IP를 저장하고, 이중화 마스터 노드가 마스터로 동작하고 있음을 전달하기 위해 마스터 IP가 포함된 자체 alive 신호를 주기적으로 이중화 슬레이브 노드로 송출하며, 한 개의 LAN 포트를 구비하여 이중화 마스터 노드의 제어를 토대로 슬레이브 노드로 동작하는 단일 슬레이브 노드와 연결되어 동작하는 것이 바람직하다.Here, the redundant master node stores a master IP indicating the IP of the redundant master node, and periodically transmits its own alive signal including the master IP to the redundant slave node to convey that the redundant master node is operating as a master. It is preferable to operate in connection with a single slave node having one LAN port and operating as a slave node based on the control of the redundant master node.
또한, 이중화 슬레이브 노드는 이중화 마스터 노드로부터 전달되는 이중화 마스터 노드의 마스터 IP를 저장하고, 이중화 마스터 노드로부터 이중화 마스터 노드의 마스터 IP정보가 포함된 외부 alive 신호를 수신하여 이중화 마스터 노드가 동작하고 있는 것을 인지하고 이중화 마스터 노드가 동작하고 있지 않은 경우 마스터 IP로 마스터 전환 동작을 수행하며, 한 개의 LAN 포트를 구비하여 이중화 마스터 노드의 제어를 토대로 슬레이브 노드로 동작하는 단일 슬레이브 노드와 연결되어 동작하는 것이 더욱 바람직하다. In addition, the redundant slave node stores the master IP of the redundant master node delivered from the redundant master node, and receives the external alive signal including the master IP information of the redundant master node from the redundant master node, indicating that the redundant master node is operating. If it recognizes and the redundant master node is not operating, it performs master switching operation to master IP, and has one LAN port to operate in connection with a single slave node acting as a slave node based on the control of the redundant master node. desirable.
전술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 필드버스 이중화 제어 방법은 마스터 존재 여부의 판단을 위해 외부 alive 신호를 수신하는 외부 alive 신호 수신단계, 마스터로 동작 시 마스터의 마스터 IP를 저장하고 슬레이브로 동작 시 외부 alive 신호에 포함된 마스터 IP를 저장하는 마스터 IP 저장단계, 자체 alive 송신 후 외부 alive 신호가 미수신시 마스터 IP를 사용하여 마스터 전환을 수행하는 마스터 전환단계, 및 마스터 전환 후 마스터 IP가 포함된 자체 alive신호를 송신하는 자체 alive 신호 송신단계를 포함하는 것이 바람직하다.In order to solve the above problems, the field bus redundancy control method according to the present invention stores an external alive signal receiving step of receiving an external alive signal for determining whether a master exists, storing the master IP of the master when operating as a master, The master IP storage step of storing the master IP included in the external alive signal during operation, the master switching step of performing a master switching using the master IP when the external alive signal is not received after transmitting its own alive, and the master IP after the master switching. It is preferable to include a self alive signal transmission step of transmitting a self signal.
본 발명에 따른 필드버스 이중화 제어기는 마스터 제어기의 마스터 IP를 슬레이브 제어기가 저장하여 마스터 전환 시 마스터 IP를 사용하여 마스터 제어기로 동작함으로써 슬레이브가 마스터 접속을 위한 추가적인 절차 없이 바로 접속할 수 있는 효과를 갖는다.The fieldbus redundancy controller according to the present invention has the effect that the slave controller stores the master IP of the master controller and operates as the master controller using the master IP when the master is switched, so that the slave can be directly connected without additional procedures for master access.
또한, 본 발명에 따른 필드버스 이중화 제어기는 필드버스 이중화 제어기의 마스터 IP를 변경 없이 사용함으로써 이중화가 불가능한 단일 슬레이브 노드가 마스터 IP를 그대로 사용하여 이중화로 접속할 수 있는 효과를 갖는다.In addition, the fieldbus redundancy controller according to the present invention has the effect that a single slave node that is not duplicated can be connected in redundancy using the master IP as it is by using the master IP of the fieldbus redundancy controller without change.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 필드버스 이중화 제어기의 구조도이다.1 is a structural diagram of a fieldbus redundancy controller according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 필드버스 이중화 제어기의 초기화 순서도이다.2 is an initialization flowchart of the fieldbus redundancy controller of FIG. 1.
도 3은 도 1의 마스터제어기의 마스터 전환을 위한 타이밍도이다.3 is a timing diagram for master switching of the master controller of FIG. 1.
도 4는 도 1의 필드버스 이중화 제어기의 이중화 제어 순서도이다.4 is a redundancy control flowchart of the fieldbus redundancy controller of FIG. 1.
도 5는 도 4를 상세히 나타낸 마스터 전환 순서도이다.FIG. 5 is a flowchart illustrating a master conversion in detail with reference to FIG. 4.
도 6은 도 1의 마스터 제어기의 선로 장애 발생 시 마스터 전환 동작 개념도이다.6 is a conceptual diagram illustrating a master switching operation when a line failure occurs in the master controller of FIG. 1.
도 7은 도 6을 상세히 나타낸 선로 장애 발생 시 마스터 전환 타이밍도이다.FIG. 7 is a timing diagram of master switching when a line failure occurs in detail with reference to FIG. 6.
도 8은 도 1의 마스터 제어기의 보드 장애 발생 시 마스터 전환 동작 개념도이다.8 is a conceptual diagram illustrating a master switching operation when a board failure occurs in the master controller of FIG. 1.
도 9는 도 8의 마스터 제어기의 보드 장애 발생 시 마스터 전환 타이밍도이다.9 is a timing diagram of master switching when a board failure occurs in the master controller of FIG. 8.
도 10은 제2 실시예에 따른 필드버스 이중화 제어기의 이중화 노드 연결 구성도이다.10 is a configuration diagram of a redundant node connection of the fieldbus redundancy controller according to the second embodiment.
도 11은 도 10의 필드버스 이중화 제어기의 단일 노드 연결 구성도이다.FIG. 11 is a diagram illustrating a single node connection of the fieldbus redundancy controller of FIG. 10.
도 12는 도 11의 단일 노드를 위한 필드버스 이중화 제어기의 마스터 전환 개념도이다.FIG. 12 is a conceptual diagram of master switching of a fieldbus redundancy controller for a single node of FIG. 11.
도 13은 제3 실시예에 따른 필드버스 이중화 제어기의 이중화 노드 연결 구성도이다.13 is a diagram illustrating a redundant node connection of the fieldbus redundancy controller according to the third embodiment.
도 14는 도 13의 필드버스 이중화 제어기의 단일 노드 연결 구성도이다.FIG. 14 is a diagram illustrating a single node connection of the fieldbus redundancy controller of FIG. 13.
도 15는 도 14의 다중화 노드에서의 마스터 전환 개념도이다.FIG. 15 is a conceptual diagram of a master switch in the multiplexing node of FIG. 14.
도 16은 도 15의 다중화 노드에서의 마스터 전환 타이밍도이다.FIG. 16 is a master switching timing diagram of the multiplexing node of FIG. 15.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 필드버스 이중화 제어기의 구조도로서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 필드버스 이중화 제어기는 마스터로 동작하는 마스터 제어기(100) 및 슬레이브로 동작하는 슬레이브 제어기(200)를 포함하여 구성된다.1 is a structural diagram of a fieldbus redundancy controller according to a first embodiment of the present invention, wherein the fieldbus redundancy controller according to the first embodiment of the present invention is a master controller 100 acting as a master and a slave controller acting as a slave. And 200.
마스터 제어기(100)는 마스터 제어기(100)를 제어하는 제어부(120), 외부 노드와 연결하기 위한 LAN포트(130), 및 LAN포트(130)의 IP를 나타내는 마스터 IP를 저장하는 저장부(140)를 포함하여 구성된다.The master controller 100 stores a control unit 120 for controlling the master controller 100, a LAN port 130 for connecting to an external node, and a storage unit 140 for storing a master IP indicating an IP of the LAN port 130. It is configured to include).
LAN포트(130)는 외부 노드와 연결할 때 사용되며, 제어기를 신뢰성 있게 운용하기 위해 주로 링 형이 사용된다. 또한, 스타 형이나 트리 형으로 사용될 경우 LAN포트(130) 이후에 다 수의 노드를 연결하여야 하므로 LAN 스위치 등을 사용하여 연결할 수 있다.The LAN port 130 is used when connecting to an external node, and a ring type is mainly used to reliably operate the controller. In addition, when used as a star or tree type, since a plurality of nodes must be connected after the LAN port 130, it can be connected using a LAN switch.
마스터 제어기(100)와 슬레이브 제어기(200)는 이중화로 동작하는 구성요소로서, 마스터 제어기(100)만 마스터로 사용되고 슬레이브 제어기(200)는 마스터의 보조역할로 사용되어 마스터의 장애 시 사용된다.The master controller 100 and the slave controller 200 are components that operate in redundancy, and only the master controller 100 is used as a master and the slave controller 200 is used as a secondary role of the master to be used in case of failure of the master.
슬레이브 제어기(200)는 슬레이브 제어기(200)를 제어하는 제어부(220), 외부 노드와 연결하기 위한 LAN포트(230), 및 마스터로 전환 시 마스터 IP로 전환하기 위해 마스터 IP를 저장하는 저장부(240)를 포함하여 구성된다. The slave controller 200 may include a controller 220 controlling the slave controller 200, a LAN port 230 for connecting to an external node, and a storage unit for storing the master IP for switching to the master IP when switching to the master ( 240).
LAN포트(230)도 외부 노드와 연결할 때 사용되며, 제어기를 신뢰성 있게 운용하기 위해 LAN포트(130)와 함께 주로 링 형이 사용된다. 또한, 스타 형이나 트리 형으로 사용될 경우 LAN포트(230) 이후에 다 수의 노드를 연결하여야 하므로 LAN 스위치 등을 추가로 사용하여 연결할 수 있다.The LAN port 230 is also used to connect with an external node, and a ring type is mainly used together with the LAN port 130 to reliably operate the controller. In addition, when used as a star or tree type, since a plurality of nodes must be connected after the LAN port 230, it can be connected using an additional LAN switch.
저장부(240)에 저장되는 마스터 IP는 초기에는 LAN포트(230)의 IP가 저장되나 제어부(120)로부터 alive 신호가 수신되어 마스터 IP를 수신할 경우 마스터 제어기(100)의 저장부(140)에 저장된 마스터 IP가 슬레이브 제어기(200)의 저장부(240)에 저장된다.The master IP stored in the storage unit 240 is initially stored in the IP of the LAN port 230, but when the alive signal is received from the control unit 120 to receive the master IP storage unit 140 of the master controller 100 The master IP stored in the storage unit 240 of the slave controller 200 is stored.
마스터 제어기(100)와 슬레이브 제어기(200)의 마스터 결정은 보드마다 지정된 것이 아니라 초기에 제어기(100.200)의 부팅 시에 결정된다.The master decision of the master controller 100 and the slave controller 200 is not specified for each board but initially determined at boot up of the controller 100.200.
도 2는 도 1의 필드버스 이중화 제어기의 초기화 순서도 이며, 제어기의 정보를 송신하는 Broadcast 송신 단계(S110), Broadcast 송신 단계(S110)가 일정 시간을 초과하였는지 확인하는 Time Out 단계(S120), 마스터 유무를 확인하는 Alive 송수신 단계(S130) 단계, 마스터인지 확인하는 마스터 확인 단계(S140), 마스터일 경우 상태 및 제어 메시지를 송신하는 상태 및 제어 메시지 송신 단계(S150), 마스터 이외의 조건에서 외부의 마스터 신호를 수신하는 공유 데이터 수신 단계(S160), 수신되는 데이터가 없을 경우 마스터 전환하여 마스터임을 알리는 Alive 신호 송신 단계(S170), 마스터 이외의 조건에서 외부 마스터의 제어에 의해 상태 및 제어 메시지를 수신하는 상태 및 제어 메시지 수신 단계(S180)로 초기화된다.FIG. 2 is a flowchart illustrating the initialization of the fieldbus redundancy controller of FIG. 1, wherein a broadcast transmission step S110 for transmitting information of the controller, a time out step S120 for checking whether the broadcast transmission step S110 has exceeded a predetermined time, and a master are performed. Alive transmission and reception step (S130) step to confirm the presence, the master confirmation step (S140) to determine whether the master, the status and control message transmission step (S150) for transmitting the status and control messages if the master, the external Shared data receiving step (S160) for receiving a master signal, Alive signal transmission step (S170) to inform that the master by switching to the master if there is no data received, the status and control messages by the control of the external master under conditions other than the master It is initialized to the state and control message receiving step (S180).
Broadcast 송신 단계(S110)는 제어부(120) 또는 제어부(220)의 정보를 송신하는 것으로서, 제어부(120) 또는 제어부(220)의 보드 및 인터페이스 정보 등이 포함될 수 있다. Time Out 단계(S120)는 Broadcast 송신 단계(S110)가 일정 시간을 초과하였는지 확인하는 것으로서, 일반적으로 10초의 시간을 기준으로 한다. The broadcast transmission step S110 is to transmit information of the controller 120 or the controller 220, and may include board and interface information of the controller 120 or the controller 220. The time out step (S120) is to check whether the broadcast transmission step (S110) has exceeded a predetermined time, and is generally based on a time of 10 seconds.
Alive 송수신 단계(S130)는 제어부(120) 또는 제어부(220)가 마스터 유무를 확인하는 절차로서 alive신호가 수신되면 외부에 마스터가 있다는 것을 인지하고, 없을 경우 alive를 송신하여 마스터로 동작하겠다는 것을 알리는 역할을 한다.Alive transmission and reception step (S130) is a procedure that the control unit 120 or the control unit 220 confirms the presence of the master when the alive signal is received, if there is a master in the outside, if not there is to send alive to inform that you will operate as a master Play a role.
마스터 확인 단계(S140)는 제어부(120) 또는 제어부(220)가 마스터로 동작하는지 확인하는 것으로서, Alive 송수신 단계(S130)에서 alive를 수신하였으면 슬레이브로 결정된 것이고 수신되는 alive가 없어 alive를 송신하였으면 마스터로 결정된 것으로 확인한다.Master confirmation step (S140) is to check whether the control unit 120 or the control unit 220 operates as a master, if the alive received in the alive transmission and reception step (S130) is determined to be a slave and if there is no alive received to send alive master Confirm that it was determined as.
상태 및 제어 메시지 송신 단계(S150)는 제어부(120) 또는 제어부(220)가 마스터로 동작할 경우 상태 및 제어 메시지를 송신하여 외부 노드의 상태를 감시하거나 외부 노드를 제어하기 위한 메시지를 송신한다.The state and control message transmitting step (S150) transmits a state and control message to monitor the state of the external node or to control the external node when the control unit 120 or the control unit 220 operates as a master.
공유 데이터 수신 단계(S160)에서는 마스터 이외의 조건에서 외부의 마스터 신호 여부를 수신하는 것으로서, 외부의 마스터의 alive 신호를 계속적으로 수신하는 역할을 한다. 이때 alive 신호가 없을 경우 마스터로 신속히 전환할 필요가 있다.In the shared data reception step (S160), the external master signal is received under conditions other than the master, and serves to continuously receive the alive signal of the external master. If there is no alive signal, it is necessary to switch quickly to the master.
Alive 신호 송신 단계(S170)는 외부에서 수신되는 마스터 데이터가 없을 경우 마스터 전환하기 위해 마스터임을 알리는 역할을 하며, 마스터 확인 단계(S140)부터 차례로 수행한다.When there is no master data received from the outside (A170) signal transmission step (S170) serves to inform that the master to switch to the master, and performs in sequence from the master confirmation step (S140).
상태 및 제어 메시지 수신 단계(S180)는 마스터 이외의 조건에서 외부 마스터의 존재를 인식하여 슬레이브로 동작할 경우 외부 마스터의 제어에 의해 상태 및 제어 메시지를 수신한다. 수신 후에는 마스터 확인 단계(S140) 단계부터 차례로 수행한다.Receiving the status and control message step (S180) receives the status and control messages by the control of the external master when operating as a slave to recognize the existence of the external master under conditions other than the master. After the reception is performed sequentially from the master confirmation step (S140).
이에 대한 필드버스 이중화 제어기의 초기화 순서를 일례를 들어 타이밍도를 참고하여 도 3에서 상세히 설명한다.An initialization procedure of the fieldbus redundancy controller for this will be described in detail with reference to the timing diagram as an example.
도 3은 도 1의 마스터제어기의 마스터 전환을 위한 타이밍도 이며, 마스터 제어기(101)에서 송신하는 Broadcast 신호(S211), Alive 신호(S212), Alive 신호(S213), 및 Alive 신호(S214)와 슬레이브 제어기(201)에서 송신하는 Broadcast 신호(S221), 및 Alive 신호(S222)를 토대로, 보드의 초기 동작 시 마스터 제어기(100)가 마스터 제어기(101)로 전환되고 슬레이브 제어기(200)가 슬레이브 제어기(201)로 전환되는 과정을 나타낸다.FIG. 3 is a timing diagram for master switching of the master controller of FIG. 1 and includes a broadcast signal S211, an Alive signal S212, an Alive signal S213, and an Alive signal S214 transmitted from the master controller 101. Based on the broadcast signal S221 and the Alive signal S222 transmitted from the slave controller 201, the master controller 100 is switched to the master controller 101 and the slave controller 200 is a slave controller during initial operation of the board. The process of converting to 201 is shown.
마스터 제어기(101)는 마스터 제어기(100)를 나타내는 것으로서, Broadcast 송신 단계(S110)에 해당하는 Broadcast 신호(S211)를 Time Out 단계(S120)에서 정해진 기준 시간 동안 송출하고 기준시간 이후에는 Alive 송수신 단계(S130) 단계에서 외부의 Alive 신호(S222)를 수신 대기하며 수신이 없을 경우 Alive 신호(S212) 신호를 송출한다. The master controller 101 indicates the master controller 100, and transmits the broadcast signal S211 corresponding to the broadcast transmission step S110 for a reference time determined in the time out step S120, and after the reference time, transmits and receives an Alive signal. In step S130, the receiver waits for an external Alive signal S222 and if there is no reception, transmits an Alive signal S212.
Alive 신호(S212) 신호 송출 후 일정시간 동안 Alive 신호(S222) 수신이 없을 경우 마스터로 전환한다. 마스터로 전환한 후 Alive 신호(S213)를 송출하고 주기적으로 Alive 신호(S214)를 송출한다.If the Alive signal S212 is not received for a predetermined time after the signal transmission, the switch to the master. After switching to the master, the Alive signal (S213) is transmitted and the Alive signal (S214) is periodically transmitted.
슬레이브 제어기(201)는 슬레이브 제어기(200)를 나타내는 것으로서, Broadcast 송신 단계(S110)에 해당하는 Broadcast 신호(S221)를 Time Out 단계(S120)에서 정해진 기준 시간 동안 송출하고 기준시간 이후에는 Alive 송수신 단계(S130) 단계에서 외부의 Alive 신호(S212)를 수신 대기하며 수신이 없을 경우 Alive 신호(S222) 신호를 송출한다. The slave controller 201, which represents the slave controller 200, transmits a broadcast signal S221 corresponding to the broadcast transmission step S110 for a reference time determined in the time out step S120, and after the reference time, sends and receives an Alive signal. In step S130, the external Alive signal S212 is waited to be received, and if there is no reception, the Alive signal S222 is transmitted.
Alive 신호(S222) 신호 송출 후 일정시간 동안 Alive 신호(S212)가 수신될 경우 슬레이브로 전환한다. 슬레이브로 전환한 후 공유 데이터 수신 단계(S160)에서 Alive 신호(S213)와 Alive 신호(S214)를 주기적으로 수신한다.When the Alive signal S212 is received for a predetermined time after the Alive signal S222 is transmitted, the signal is switched to the slave. After switching to the slave, the Alive signal S213 and the Alive signal S214 are periodically received in the shared data receiving step S160.
한편, 마스터로 동작하기 위해서는 마스터 IP를 사용하여야 하며, 이에 대한 저장 및 전환을 도 4에서 상세히 설명한다.Meanwhile, in order to operate as a master, a master IP should be used, and storage and switching thereof will be described in detail with reference to FIG. 4.
도 4는 도 1의 필드버스 이중화 제어기의 이중화 제어 순서도 이며, 외부 alive 신호를 수신하는 외부 alive 신호 수신 LAN포트1(310), 외부 alive 신호로부터 마스터 IP를 수신하는 마스터 IP 저장 LAN포트2(320)단계, 마스터 IP를 사용하여 마스터로 전환하는 마스터 전환 제어부(330), 및 마스터로 동작하여 자체 alive 신호를 송신하는 자체 alive 신호 송신 단계(S340)로 동작한다.FIG. 4 is a flowchart illustrating a redundancy control of the fieldbus redundancy controller of FIG. 1, wherein an external alive signal receiving LAN port 1 310 receiving an external alive signal and a master IP storage LAN port 2 320 receiving a master IP from an external alive signal are illustrated in FIG. Step), the master switch control unit 330 for switching to the master using the master IP, and the self-live signal transmission step (S340) to operate as a master to transmit its own alive signal.
외부 alive 신호 수신 LAN포트1(310)은 마스터 존재 여부의 판단을 위해 외부 alive 신호를 수신하는 것으로서, 주기적으로 감시하며, alive 신호가 감지되지 않을 경우 마스터로 전환할 준비를 신속히 한다.Receiving an external alive signal LAN port 1 310 receives an external alive signal to determine whether or not a master exists, and monitors periodically, and promptly prepares to switch to a master when an alive signal is not detected.
마스터 IP 저장 LAN포트2(320)는 마스터로 동작 시 마스터 IP를 저장하고 슬레이브로 동작 시 외부 alive 신호에 포함된 마스터 IP를 저장한다.Master IP storage LAN port 2 320 stores the master IP when operating as a master and stores the master IP included in an external alive signal when operating as a slave.
마스터 전환 제어부(330)는 마스터로 전환하여야 할 경우 자체 alive 신호를 송신 후 외부 alive 신호가 미수신시 마스터 IP를 사용하여 마스터 전환을 수행한다. The master switch control unit 330 transmits its own alive signal when it needs to switch to the master and then performs a master switch using the master IP when the external alive signal is not received.
자체 alive 신호 송신 단계(S340)는 마스터 전환 후 마스터 IP가 포함된 자체 alive신호를 송신하여 외부 노드가 마스터를 인지하도록 한다.The self alive signal transmission step S340 transmits its own alive signal including the master IP after switching the master so that the external node recognizes the master.
마스터 IP의 전환에 대해 도 2의 초기화 이후 순서도를 도 5에 상세히 설명한다.The flowchart after the initialization of FIG. 2 is described in detail with reference to FIG. 5 for the switching of the master IP.
도 5는 도 4를 상세히 나타낸 마스터 전환 순서도이며, 마스터인지 확인하는 마스터 확인 단계(S141), 마스터일 경우 상태 및 제어 메시지를 송신하는 상태 및 제어 메시지 송신 단계(S151), 마스터 이외의 조건에서 외부의 마스터 신호를 수신하는 공유 데이터 수신 단계(S161), 수신되는 데이터가 없을 경우 마스터 전환하여 마스터임을 알리는 Alive 신호 송신 단계(S171), 마스터 IP를 이관하여 마스터로 전환하는 마스터 IP 이관 및 마스터 전환(S410), 마스터 이외의 조건에서 외부 마스터의 제어에 의해 상태 및 제어 메시지를 수신하는 상태 및 제어 메시지 수신 단계(S181), 및 마스터 IP를 저장하는 마스터 IP 저장 단계(S420)로 동작 된다.FIG. 5 is a flowchart illustrating a master switching in detail of FIG. 4, and includes a master confirmation step (S141) for checking whether the master is a master, a status and control message transmission step (S151) for transmitting a status and a control message in the case of a master, and an external condition under a master. Receiving the master signal of the shared data receiving step (S161), if there is no data to receive the Alive signal transmission step (S171) to inform that the master switching to the master, the master IP transfer and master switching to transfer the master IP to the master ( S410), a status and control message receiving step S181 for receiving status and control messages under control of an external master under conditions other than the master, and a master IP storing step S420 for storing the master IP.
마스터 확인 단계(S141)는 제어부(120) 또는 제어부(220)가 마스터로 동작하는지 확인하여 마스터일 경우 상태 및 제어 메시지 송신 단계(S151)를 수행하고 슬레이브일 경우 공유 데이터 수신 단계(S161)를 수행한다.The master confirmation step (S141) checks whether the control unit 120 or the control unit 220 operates as a master to perform the state and control message transmission step (S151) in the case of the master, and the shared data reception step (S161) in the case of the slave. do.
상태 및 제어 메시지 송신 단계(S151)는 제어부(120) 또는 제어부(220)가 마스터로 동작할 경우 상태 및 제어 메시지를 송신하여 외부 노드의 상태를 감시하거나 외부 노드를 제어하기 위한 메시지를 송신한다.Status and control message transmission step (S151) when the control unit 120 or the control unit 220 operates as a master transmits a status and control message to monitor the status of the external node or transmit a message for controlling the external node.
공유 데이터 수신 단계(S161)에서는 마스터 이외의 조건에서 외부의 마스터 신호 여부를 수신하는 것으로서, 외부의 마스터의 alive 신호를 계속적으로 수신하는 역할을 한다. 이때 alive 신호가 없을 경우 마스터로 신속히 전환할 필요가 있다.In the shared data reception step (S161), whether the external master signal is received under conditions other than the master, and serves to continuously receive the alive signal of the external master. If there is no alive signal, it is necessary to switch quickly to the master.
Alive 신호 송신 단계(S171)는 외부에서 수신되는 마스터 데이터가 없을 경우 마스터 전환하기 위해 마스터임을 알리는 역할을 하며, 마스터 IP 이관 및 마스터 전환(S410)에서 마스터 IP를 이관하여 마스터로 전환한 후 마스터 확인 단계(S141)부터 차례로 수행한다.Alive signal transmission step (S171) informs that the master to switch to the master when there is no master data received from the outside, and transfer the master IP in the master IP transfer and master switch (S410) to switch to the master and confirm the master The operation is sequentially performed from step S141.
상태 및 제어 메시지 수신 단계(S181)는 마스터 이외의 조건에서 외부 마스터의 존재를 인식하여 슬레이브로 동작할 경우 외부 마스터의 제어에 의해 상태 및 제어 메시지를 수신한다. 수신 후에는 마스터 IP 저장 단계(S420)에서 마스터 IP를 저장한 후 마스터 확인 단계(S141) 단계부터 차례로 수행한다.Receiving the status and control message (S181) receives the status and control message by the control of the external master when operating as a slave by recognizing the existence of the external master under conditions other than the master. After reception, the master IP is stored in the master IP storing step (S420), and then the master checking step (S141) is performed sequentially.
다음은 초기화 이후 마스터 전환이 수행되는 경우에 대해 설명하며 마스터 제어기(100)의 선로 장애가 발생할 경우의 마스터 전환 동작을 도 6 내지 도 7에서 상세히 설명하고 설명한다.The following describes a case in which master switching is performed after initialization, and a master switching operation when a line failure of the master controller 100 occurs is described in detail with reference to FIGS. 6 to 7.
도 6은 도 1의 마스터 제어기의 선로 장애 발생 시 마스터 전환 동작 개념도 이며, 슬레이브 제어기(202)가 통신하고 있는 마스터 제어기(102)가 마스터 제어기(102) 외부의 노드와 통신이 두절될 경우 선로 장애를 인지하여 슬레이브 제어기(202)가 슬레이브 제어기(203)로 마스터 전환을 수행하는 개념을 나타낸다.FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a master switching operation when a line failure occurs in the master controller of FIG. 1, and when the master controller 102 with which the slave controller 202 is communicating loses communication with a node outside the master controller 102. The slave controller 202 recognizes the concept of master switching to the slave controller 203.
마스터 제어기(102)는 슬레이브 제어기(202)와 마스터로 통신하는 마스터 제어기(100)로서, LAN포트(130)를 통한 마스터 제어기(102) 외부의 노드와 통신이 두절될 경우 통신 선로 장애를 인지하여 마스터 제어기(103)로 전환한다.The master controller 102 is a master controller 100 that communicates with the slave controller 202 to the master. When the communication with the node outside the master controller 102 is lost through the LAN port 130, the master controller 102 recognizes a communication line failure. Switch to the master controller 103.
슬레이브 제어기(202)는 마스터 제어기(102)를 마스터로 인지하여 동작하는 슬레이브 제어기(200)로서, 마스터 제어기(102)로부터 마스터 인지하지 못할 경우 슬레이브 제어기(203)로 전환한다. 이때, 마스터 제어기(102)가 보유하고 있던 마스터 IP를 이관받아 동일한 마스터 IP로 슬레이브 제어기(203)를 설정하여 마스터로 전환한다.The slave controller 202 is a slave controller 200 that operates by recognizing the master controller 102 as a master, and switches to the slave controller 203 when the master controller 102 does not recognize the master. At this time, the master controller 102 has transferred the master IP, the slave controller 203 is set to the same master IP to switch to the master.
마스터 제어기(102)에서 선로 장애 발생할 경우의 마스터 전환을 도 7에서 타이밍 관점으로 상세히 설명한다.Master switching when a line failure occurs in the master controller 102 will be described in detail in terms of timing in FIG. 7.
도 7은 도 6을 상세히 나타낸 선로 장애 발생 시 마스터 전환 타이밍도 이며, 마스터 제어기(104)에서 송신하는 Alive 신호(S511), 및 Alive 신호(S512)와 슬레이브 제어기(201)에서 송신하는 대기(S521)를 토대로, 마스터 제어기(100)의 선로 장애 발생 시 마스터 제어기(100)가 마스터 제어기(104)로 전환되고 슬레이브 제어기(200)가 슬레이브 제어기(204)로 전환되는 과정을 나타낸다.FIG. 7 is a timing diagram of master switching when a line failure occurs in detail with reference to FIG. 6. The Alive signal S511 transmitted from the master controller 104 and the Alive signal S512 and the standby signal transmitted from the slave controller 201 (S521) are illustrated in FIG. In this case, the master controller 100 is switched to the master controller 104 and the slave controller 200 is switched to the slave controller 204 when a line failure of the master controller 100 occurs.
마스터 제어기(104)는 마스터 제어기(102)를 나타내는 것으로서, 주기적으로 Alive 신호(S511)를 송출한다. 이때 마스터 제어기(104)의 선로에 장애가 생겨 외부 입력에 문제가 생길 경우 Alive 신호(S512) 송출을 중단해 슬레이브 제어기(204)가 Alive 신호(S512)의 중단일 인식하도록 하고 마스터 제어기(103)로 전환한다.The master controller 104 indicates the master controller 102 and periodically sends an Alive signal S511. At this time, if the line of the master controller 104 has a problem and the external input has a problem, the transmission of the Alive signal (S512) is stopped so that the slave controller 204 recognizes the interruption of the Alive signal (S512), and to the master controller 103. Switch.
슬레이브 제어기(204)는 슬레이브 제어기(202)를 나타내는 것으로서, Alive 신호(S511)를 주기적으로 수신한다. 한편, Alive 신호(S512)가 수신되지 않을 경우 일정시간 대기(S521)를 거쳐 마스터 IP 전환(S522)을 수행한다. 여기서, 마스터 IP 전환(S522)은 Alive 신호(S511)에서 추출하여 저장한 마스터 IP를 사용하여 전환한다.The slave controller 204, which represents the slave controller 202, periodically receives the Alive signal S511. On the other hand, when the Alive signal S512 is not received, the master IP switch (S522) is performed after waiting for a predetermined time (S521). Here, the master IP switch S522 is switched using the master IP extracted from the Alive signal S511 and stored.
마스터 전환을 마친 후 슬레이브 제어기(204)는 Alive 신호(S523)를 송출하여 슬레이브 제어기(204)가 슬레이브 제어기(203)로 동작함을 인식시킨다. After the master switch is completed, the slave controller 204 sends an Alive signal S523 to recognize that the slave controller 204 operates as the slave controller 203.
다음은 초기화 이후 마스터 전환이 수행되는 경우 중 마스터 제어기(100)의 제어부(120)에 보드 장애가 발생할 경우의 마스터 전환 동작을 도 8 내지 도 9에서 상세히 설명한다.Next, the master switching operation when a board failure occurs in the controller 120 of the master controller 100 during the master switching after the initialization will be described in detail with reference to FIGS. 8 to 9.
도 8은 도 1의 마스터 제어기(100)의 제어부(120)에 보드 장애 발생 시 마스터 전환 동작 개념도 이며, 슬레이브 제어기(205)가 통신하고 있는 마스터 제어기(105)가 마스터 제어기(105)의 보드에 문제가 생길 경우 보드 장애를 인지하여 슬레이브 제어기(205)가 슬레이브 제어기(206)로 마스터 전환을 수행하는 개념을 나타낸다.8 is a conceptual diagram of a master switching operation when a board failure occurs in the controller 120 of the master controller 100 of FIG. 1, and the master controller 105 to which the slave controller 205 communicates is connected to the board of the master controller 105. When a problem occurs, the board controller recognizes a board failure and the slave controller 205 performs a master switch to the slave controller 206.
마스터 제어기(105)는 슬레이브 제어기(205)와 마스터로 통신하는 마스터 제어기(100)로서, 제어부(120)에 문제가 생겨 슬레이브 제어기(205)로 통신이 불가한 경우 보드 장애를 인지하여 마스터 제어기(106)로 전환한다.The master controller 105 is a master controller 100 that communicates with the slave controller 205 as a master. When a problem occurs in the controller 120 and communication with the slave controller 205 is impossible, the master controller 105 recognizes a board failure and recognizes the master controller ( Switch to 106).
슬레이브 제어기(205)는 마스터 제어기(105)를 마스터로 인지하여 동작하는 슬레이브 제어기(200)로서, 마스터 제어기(105)로부터 마스터 인지하지 못할 경우 슬레이브 제어기(206)로 전환한다. 이때, 마스터 제어기(105)가 보유하고 있던 마스터 IP를 이관받아 동일한 마스터 IP로 슬레이브 제어기(206)를 설정하여 마스터로 전환한다.The slave controller 205 is a slave controller 200 that operates by recognizing the master controller 105 as a master, and switches to the slave controller 206 when the master controller 105 does not recognize the master. At this time, the master IP held by the master controller 105 is transferred and the slave controller 206 is set to the same master IP to switch to the master.
마스터 제어기(105)에서 보드 장애 발생할 경우의 마스터 전환을 도 9에서 타이밍 관점으로 상세히 설명한다.The master switching when a board failure occurs in the master controller 105 will be described in detail in terms of timing in FIG. 9.
도 9는 도 8의 마스터 제어기의 보드 장애 발생 시 마스터 전환 타이밍도 이며, 마스터 제어기(107)에서 송신하는 Alive 신호(S611), 마스터 제어기(100)의 보드 장애 발생 시 마스터 제어기(100)가 마스터 제어기(107)로 전환되고 슬레이브 제어기(200)가 슬레이브 제어기(207)로 전환되는 과정을 나타낸다.FIG. 9 is a timing diagram of master switching when a board failure occurs in the master controller of FIG. 8, wherein the master controller 100 masters the Alive signal S611 transmitted from the master controller 107 and a board failure occurs in the master controller 100. The process of switching to the controller 107 and the slave controller 200 to the slave controller 207 is shown.
마스터 제어기(107)는 마스터 제어기(105)를 나타내는 것으로서, 주기적으로 Alive 신호(S611)를 송출한다. 이때 마스터 제어기(107)의 보드에 장애가 생겨 슬레이브 제어기(207)와 통신이 불가하여 Alive 신호(S611) 송출이 안 될 경우 마스터 제어기(106)로 전환하도록 한다.The master controller 107 represents the master controller 105 and periodically sends an Alive signal S611. At this time, if the board of the master controller 107 fails and communication with the slave controller 207 is not possible, the Alive signal S611 is not transmitted, and the controller switches to the master controller 106.
슬레이브 제어기(204)는 슬레이브 제어기(205)를 나타내는 것으로서, Alive 신호(S611)를 주기적으로 수신한다. 한편, Alive 신호(S611)가 수신되지 않을 경우 일정시간 대기(S621)를 거쳐 마스터 IP 전환(S622)을 수행한다. 여기서, 마스터 IP 전환(S622)은 Alive 신호(S611)에서 추출하여 저장한 마스터 IP를 사용하여 전환한다.The slave controller 204, which represents the slave controller 205, periodically receives the Alive signal S611. On the other hand, when the Alive signal S611 is not received, the master IP switch (S622) is performed after waiting for a predetermined time (S621). Here, the master IP switch S622 is switched using the master IP extracted and stored in the Alive signal S611.
마스터 전환을 마친 후 슬레이브 제어기(207)는 Alive 신호(S623)를 송출하여 슬레이브 제어기(207)가 슬레이브 제어기(206)로 동작함을 인식시킨다. After the master switch is completed, the slave controller 207 sends an Alive signal S623 to recognize that the slave controller 207 operates as the slave controller 206.
도 10은 제2 실시예에 따른 필드버스 이중화 제어기의 이중화 노드 연결 구성도이며 도 11 내지 도 12는 도 10을 상세히 설명하기 위한 구성도 및 개념도이다.FIG. 10 is a diagram illustrating a redundant node connection of the fieldbus redundancy controller according to the second embodiment, and FIGS. 11 to 12 are diagrams and conceptual diagrams for describing FIG. 10 in detail.
이하 도 10 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 필드버스 이중화 제어기 및 필드버스 이중화 제어 방법을 설명한다.Hereinafter, a fieldbus redundancy controller and a fieldbus redundancy control method according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 10 to 12.
먼저 도 10을 참조하면, 도 10은 제2 실시예에 따른 필드버스 이중화 제어기의 이중화 노드 연결 구성도이며, 마스터 제어기(108)와 슬레이브 제어기(208)로 구성된 이중화 제어기 및 외부 연결 포트인 LAN포트1(310) 및 LAN포트2(320)와 이중화 노드(300)의 제어를 담당하는 제어부(330)로 구성된 이중화 노드(300)로 연결되어 구성된다.First, referring to FIG. 10, FIG. 10 is a configuration diagram of a redundant node connection of a fieldbus redundancy controller according to a second embodiment, and a redundancy controller composed of a master controller 108 and a slave controller 208 and a LAN port which is an external connection port. 1 310 and the LAN port 2 320 and the control unit 330 that is responsible for the control of the redundant node 300 is connected to the redundant node 300 is configured.
마스터 제어기(108)는 이중화 제어기의 마스터 제어기(100)이고 슬레이브 제어기(208)는 이중화 제어기의 슬레이브 제어기(200)이다. LAN포트1(310)은 마스터 제어기(108)의 제어부(120)와 연결되며 LAN포트2(320)는 슬레이브 제어기(208)의 제어부(220)와 연결되어 이중화로 운용된다. 제어부(330)는 이중화 노드(300)를 포트 이중화로 제어하는 것으로서, 단일 또는 이중화로 구성될 수 있다.The master controller 108 is the master controller 100 of the redundant controller and the slave controller 208 is the slave controller 200 of the redundant controller. The LAN port 1 310 is connected to the control unit 120 of the master controller 108 and the LAN port 2 320 is connected to the control unit 220 of the slave controller 208 to operate in a redundant manner. The controller 330 controls the duplication node 300 by port duplication, and may be configured as a single or duplication.
도 10의 구성은 이중화 제어기와 이중화 노드(300)가 모두 이중화로 연결되어 있으므로 이중화 제어기의 장애 발생 시에도 안정적인 운용이 가능하며, 이중화 노드(300)의 LAN포트1(310) 또는 LAN포트2(320)의 장애 발생 시에도 안정적인 운용이 가능하다.In the configuration of FIG. 10, since both the redundant controller and the redundant node 300 are connected by redundancy, stable operation is possible even when a failure of the redundant controller occurs, and LAN port 1 310 or LAN port 2 ( Stable operation is possible even in the event of a failure of 320).
한편, 이중화 노드(300) 대신 단일 노드로 구성될 경우 이중화 제어기와의 연결 구성 및 상세한 동작을 도 11 내지 도 12에서 설명한다.On the other hand, when configured as a single node instead of the redundant node 300 will be described in connection with the redundant controller and detailed operation in Figures 11 to 12.
도 11은 도 10의 필드버스 이중화 제어기의 단일 노드 연결 구성도이며, 마스터 제어기(109)와 슬레이브 제어기(209)로 구성된 이중화 제어기, 외부 연결 포트인 LAN 포트(510)와 단일 노드(500)의 제어를 담당하는 제어부(520)로 구성된 단일 노드(500), 및 이중화 포트를 구비한 이중화 제어기와 단일 포트를 구비한 단일 노드(500)를 연결하기 위한 LAN 스위치(400)로 연결되어 구성된다.FIG. 11 is a configuration diagram of a single node connection of the fieldbus redundancy controller of FIG. 10. The redundancy controller including the master controller 109 and the slave controller 209, the LAN port 510 which is an external connection port, and the single node 500 are illustrated in FIG. A single node 500 composed of a control unit 520 in charge of control, and a LAN controller 400 for connecting a redundancy controller having a redundancy port and a single node 500 having a single port are configured.
마스터 제어기(109)는 이중화 제어기의 마스터 제어기(100)이고 슬레이브 제어기(209)는 이중화 제어기의 슬레이브 제어기(200)이다. LAN 포트(510)는 LAN 스위치(400)를 통해 마스터 제어기(109)의 제어부(120) 및 슬레이브 제어기(209)의 제어부(220)와 연결되어 이중화로 운용된다. The master controller 109 is the master controller 100 of the redundant controller and the slave controller 209 is the slave controller 200 of the redundant controller. The LAN port 510 is connected to the control unit 120 of the master controller 109 and the control unit 220 of the slave controller 209 through the LAN switch 400 to operate in a redundant manner.
제어부(520)는 단일 노드(500)를 제어하는 것으로서, 단일 제어부로 구성되나 LAN 스위치(400)에 의해 이중화 제어기와 이중화로 연결되어 이중화로 운용된다. 단일 노드(500)가 이중화 제어기와 이중화로 동작하기 위해서 이중화 제어기는 마스터 제어기(109)가 마스터로 동작할 때의 마스터 IP와 슬레이브 제어기(209)가 마스터로 동작할 때의 마스터 IP가 동일하여야 단일 노드(500)에는 추가로 마스터 제어기(109)와 슬레이브 제어기(209)의 구분없이 동일한 마스터 IP로 접속 및 운용할 수 있는 장점이 있다. The control unit 520 controls the single node 500, and is configured as a single control unit, but is connected to the redundancy controller by the LAN switch 400 in redundancy and operated as redundancy. In order for a single node 500 to operate as a redundant controller and a redundant controller, the redundant controller must have the same master IP when the master controller 109 operates as a master and a master IP when the slave controller 209 operates as a master. The node 500 may further be connected and operated with the same master IP without distinguishing the master controller 109 and the slave controller 209.
마스터의 전환에 대해 선로 장애 발생을 예를 들어 도 12에서 설명한다. The occurrence of a line failure with respect to the switching of the master is described in FIG. 12, for example.
도 12는 도 11의 단일 노드를 위한 필드버스 이중화 제어기의 마스터 전환 개념도 이며, 마스터 제어기(110)와 슬레이브 제어기(210)로 구성된 이중화 제어기, 외부 연결 포트인 LAN 포트(511)와 단일 노드(501)의 제어를 담당하는 제어부(521)로 구성된 단일 노드(501), 및 이중화 포트를 구비한 이중화 제어기와 단일 포트를 구비한 단일 노드(501)를 연결하기 위한 LAN 스위치(401)로 연결되어 구성된다.FIG. 12 is a conceptual diagram of master switching of a fieldbus redundancy controller for a single node of FIG. 11, a redundancy controller including a master controller 110 and a slave controller 210, a LAN port 511 and an external connection port, and a single node 501. It is connected to a single node 501 consisting of a control unit 521 in charge of the control, and a LAN switch 401 for connecting a redundancy controller having a redundancy port and a single node 501 having a single port. do.
마스터 제어기(110)는 이중화 제어기의 마스터 제어기(109)이고 슬레이브 제어기(210)는 이중화 제어기의 슬레이브 제어기(209)이다. LAN 포트(511)는 LAN 스위치(401)를 통해 마스터 제어기(110)의 제어부(120) 및 슬레이브 제어기(210)의 제어부(220)와 연결되어 이중화로 운용된다. The master controller 110 is the master controller 109 of the redundant controller and the slave controller 210 is the slave controller 209 of the redundant controller. The LAN port 511 is connected to the control unit 120 of the master controller 110 and the control unit 220 of the slave controller 210 through the LAN switch 401 to operate in a redundant manner.
제어부(521)는 단일 노드(501)를 제어하는 것으로서, 단일 제어부로 구성되나 LAN 스위치(401)에 의해 이중화 제어기와 이중화로 연결되어 이중화로 운용된다. The control unit 521 controls the single node 501, and is configured as a single control unit, but is connected to the redundancy controller by the LAN switch 401 in redundancy.
단일 노드(501)가 마스터 제어기(110)와 슬레이브 제어기(210)의 구분없이 동일한 마스터 IP로 접속 및 운용할 수 있기 위해 이중화 제어기는 마스터 제어기(110)가 마스터로 동작할 때의 마스터 IP와 슬레이브 제어기(210)가 마스터로 동작할 때의 마스터 IP가 동일하여야 하며 마스터 제어기(110)와 LAN 스위치(401)의 선로 장애 발생 시 마스터 제어기(110)와 슬레이브 제어기(210)와의 마스터 및 슬레이브 전환에 의해 마스터 제어기(110)는 슬레이브로 동작하고 슬레이브 제어기(210)는 마스터로 동작한다. In order for a single node 501 to be connected and operated with the same master IP without distinguishing the master controller 110 and the slave controller 210, the redundant controller is a master IP and a slave when the master controller 110 operates as a master. When the controller 210 operates as a master, the master IP must be the same. When a line failure occurs between the master controller 110 and the LAN switch 401, the master controller 110 and the slave controller 210 switch between the master and the slave. By doing so, the master controller 110 operates as a slave and the slave controller 210 operates as a master.
따라서 단일 노드(501)는 LAN 스위치(401)를 통해 슬레이브 제어기(210)와 연결되어 동일한 마스터 IP로 접속되면 마스터 제어기(110)와 슬레이브 제어기(210)의 전환에 따른 별도의 전환 절차 없이 운용할 수 있는 장점이 있다.Therefore, when the single node 501 is connected to the slave controller 210 through the LAN switch 401 and connected to the same master IP, the single node 501 may operate without a separate switching procedure according to the switching of the master controller 110 and the slave controller 210. There are advantages to it.
도 13은 제3 실시예에 따른 필드버스 이중화 제어기의 이중화 노드 연결 구성도이며, 도 14 내지 도 16은 도 13을 상세히 설명하기 위한 개념도 및 타이밍도이다.FIG. 13 is a diagram illustrating a redundant node connection of a fieldbus redundancy controller according to a third embodiment, and FIGS. 14 to 16 are conceptual diagrams and timing diagrams for describing FIG. 13 in detail.
이하 도 13 내지 도 16을 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 필드버스 이중화 제어기 및 필드버스 이중화 제어 방법을 설명한다.Hereinafter, a fieldbus redundancy controller and a fieldbus redundancy control method according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 13 to 16.
먼저 도 13을 참조하면, 도 13은 제3 실시예에 따른 필드버스 이중화 제어기의 이중화 노드 연결 구성도이며, 마스터로 동작하는 이중화 마스터 노드(610) 및 슬레이브로 동작하는 이중화 슬레이브 노드1(620), 이중화 슬레이브 노드2(630), 및 이중화 슬레이브 노드3(640)으로 연결된다.First, referring to FIG. 13, FIG. 13 is a diagram illustrating a redundant node connection of a fieldbus redundancy controller according to a third embodiment, wherein a redundant master node 610 acting as a master and a redundant slave node 1 620 acting as a slave are shown. , Redundant slave node 2 630, and redundant slave node 3 640.
이중화 마스터 노드(610)는 통합적으로 이중화 슬레이브 노드1(620), 이중화 슬레이브 노드2(630), 및 이중화 슬레이브 노드3(640)의 상태를 감시하고 제어한다. 이중화 마스터 노드(610), 이중화 슬레이브 노드1(620), 이중화 슬레이브 노드2(630), 및 이중화 슬레이브 노드3(640)은 링 형으로 연결되어 있으며 어느 하나의 연결된 선로의 장애가 발생하여도 우회 경로로 마스터의 상태 감시 또는 제어가 가능한 장점이 있다. The redundant master node 610 integrally monitors and controls the states of the redundant slave node 1 620, the redundant slave node 2 630, and the redundant slave node 3 640. The redundant master node 610, the redundant slave node 1 620, the redundant slave node 2 630, and the redundant slave node 3 640 are connected in a ring type, and the bypass path is prevented even if one of the connected lines fails. It is possible to monitor or control the status of the master.
이때 선로의 장애가 발생하여도 마스터와의 연결은 가능하므로 이중화 마스터 노드(610)의 마스터 전환은 이루어지지 않는다. 그러나 이중화 마스터 노드(610) 자체에 장애가 발생할 경우 이중화 슬레이브 노드1(620), 이중화 슬레이브 노드2(630), 및 이중화 슬레이브 노드3(640)에서 마스터 전환이 필요하고 도 8에서 설명한 방법에 의해 마스터 전환이 이루어진다.At this time, even if a line failure occurs, connection with the master is possible, and thus master switching of the redundant master node 610 is not performed. However, if a failure occurs in the redundant master node 610 itself, the master switching is required in the redundant slave node 1 620, the redundant slave node 2 630, and the redundant slave node 3 640, and master by the method described in FIG. The transition is made.
한편, 이중화 슬레이브 노드3(640) 대신에 이중화가 가능하지 않은 노드가 연결되는 구성에 대해 도 14에서 설명한다.Meanwhile, a configuration in which a node that is not redundant is connected instead of the redundant slave node 3 640 will be described with reference to FIG. 14.
도 14는 도 13의 필드버스 이중화 제어기의 단일 노드 연결 구성도이며, 마스터로 동작하는 이중화 마스터 노드1(611) 및 슬레이브로 동작하는 이중화 슬레이브 노드1(621) 이중화 슬레이브 노드2(631) 및 단일 슬레이브 노드1(650) 및 단일 슬레이브 노드1(650)을 이중화 장치로 연결하기 위한 LAN 스위치(402)로 연결 구성된다.FIG. 14 is a diagram illustrating a single node connection of the fieldbus redundancy controller of FIG. 13, wherein a redundant master node 1 611 acting as a master and a redundant slave node 1 621 acting as a slave, a redundant slave node 263 1, and a single node The slave node 1 650 and the single slave node 1 650 are connected by a LAN switch 402 for connecting to a redundant device.
이중화 마스터 노드1(611)은 이중화 슬레이브 노드1(621), 이중화 슬레이브 노드2(631), 및 단일 슬레이브 노드1(650)을 통합으로 상태를 감시하고 제어한다. 이중화 마스터 노드1(611), 이중화 슬레이브 노드1(621), 이중화 슬레이브 노드2(631), 및 단일 슬레이브 노드1(650)은 링 형으로 연결되어 있으며 어느 하나의 연결된 선로의 장애가 발생하여도 우회 경로로 마스터의 상태 감시 또는 제어가 가능하여야 하나 단일 슬레이브 노드1(650)에서는 하나의 마스터 IP로 통신하므로 이중화 마스터 노드1(611)과 LAN 스위치(402)를 연결하는 선로의 장애 발생 시 이중화 마스터 노드1(611)이 단일 슬레이브 노드1(650)에 대한 상태 감시 또는 제어가 불가능하다.The redundant master node 1 611 monitors and controls the state by integrating the redundant slave node 1 621, the redundant slave node 2 631, and the single slave node 1 650. The redundant master node 1 (611), the redundant slave node 1 (621), the redundant slave node 2 (631), and the single slave node 1 (650) are connected in a ring and bypass any failure of any one of the connected lines. The state monitoring or control of the master should be possible through the path, but since the single slave node 1 650 communicates with one master IP, the redundant master in case of failure of the line connecting the redundant master node 1 611 and the LAN switch 402. Node 1 611 is unable to monitor or control the status of a single slave node 1 650.
따라서, 마스터로 동작하는 노드는 이중화 마스터 노드1(611)의 마스터 IP를 이관받아 동일한 마스터 IP로 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 이중화 마스터 노드1(612) 자체에 장애가 발생할 경우에도 이중화 슬레이브 노드1(621), 및 이중화 슬레이브 노드2(631)에서 마스터 전환이 필요하고 도 8에서 설명한 방법에 의해 마스터 전환이 이루어진다. Therefore, the node acting as the master is preferably transferred to the master IP of the redundant master node 1 (611) to use the same master IP. In addition, even when a failure occurs in the redundant master node 1 612 itself, a master switch is required in the redundant slave node 1 621 and the redundant slave node 263 1, and master switching is performed by the method described with reference to FIG. 8.
다음은 제3 실시예에서 선로에 장애가 발생할 경우의 마스터 전환을 도 15 내지 도 16에서 예를 들어 설명한다.Next, a master switching in the case where a line failure occurs in the third embodiment will be described with reference to FIGS. 15 to 16 as an example.
우선 도 15는 도 14의 다중화 노드에서의 마스터 전환 개념도 이며, 마스터로 동작하는 이중화 마스터 노드1(612) 및 슬레이브로 동작하는 이중화 슬레이브 노드1(622) 이중화 슬레이브 노드2(632) 및 단일 슬레이브 노드1(651) 및 단일 슬레이브 노드1(651)을 이중화 장치로 연결하기 위한 LAN 스위치(403)로 연결 구성된다.FIG. 15 is a conceptual diagram of master switching in the multiplexing node of FIG. 14. The redundant master node 1 612 serving as a master and the redundant slave node 1 622 serving as a slave, the redundant slave node 2 632, and a single slave node serve as slaves. 1 651 and a single slave node 1 651 are connected by a LAN switch 403 for connecting to a redundant device.
이중화 마스터 노드1(612)은 이중화 슬레이브 노드1(622), 이중화 슬레이브 노드2(632), 및 단일 슬레이브 노드1(651)을 통합으로 상태를 감시하고 제어한다. 이중화 마스터 노드1(612), 이중화 슬레이브 노드1(622), 이중화 슬레이브 노드2(632), 및 단일 슬레이브 노드1(651)은 링 형으로 연결되어 있으며 어느 하나의 연결된 선로의 장애가 발생하여도 우회 경로로 마스터의 상태 감시 또는 제어가 가능하여야 하나 단일 슬레이브 노드1(651)에서는 하나의 마스터 IP로 통신하므로 이중화 마스터 노드1(612)과 LAN 스위치(403)를 연결하는 선로의 장애 발생 시 이중화 마스터 노드1(611)이 단일 슬레이브 노드1(650)에 대한 상태 감시 또는 제어가 불가능하다.The redundant master node 1 612 integrates the redundant slave node 1 622, the redundant slave node 2 632, and the single slave node 1 651 to monitor and control the status. The redundant master node 1 612, the redundant slave node 1 622, the redundant slave node 2 632, and the single slave node 1 651 are connected in a ring and bypass any failure of any one of the connected lines. It should be possible to monitor or control the status of the master through the path, but since the single slave node 1 651 communicates with one master IP, the redundant master in case of failure of the line connecting the redundant master node 1 612 and the LAN switch 403 Node 1 611 is unable to monitor or control the status of a single slave node 1 650.
이중화 마스터 노드1(612)과 LAN 스위치(403)를 연결하는 선로의 장애 발생 시 이중화 마스터 노드1(612)은 단일 슬레이브 노드1(651)이 이중화 기능이 제공되지 않음을 미리 인지하고 이중화 슬레이브 노드2(632)가 LAN 스위치(403)를 통해 단일 슬레이브 노드1(651)로 연결된 정보를 미리 인지하여 이중화 슬레이브 노드2(632)가 마스터로 전환할 수 있도록 마스터 전환을 수행한다.  In the event of a failure in the line connecting the redundant master node 1 612 and the LAN switch 403, the redundant master node 1 612 recognizes that the single slave node 1 651 does not provide the redundancy function in advance. 2 632 recognizes the information connected to the single slave node 1 651 through the LAN switch 403 in advance and performs master switching so that the redundant slave node 2 632 can switch to the master.
이에 대한 전환 타이밍도를 도 16에서 상세히 설명한다.A switching timing diagram for this will be described in detail with reference to FIG. 16.
도 16은 도 15의 다중화 노드에서의 마스터 전환 타이밍도 이며, 이중화 마스터 노드1(613)에서 송신하는 Alive 신호(S711), Alive 신호(S712), Alive 신호(S713), Alive 신호(S714), 및 Alive 신호(S715)와 이중화 슬레이브 노드2(633)에서 송신하는 Alive 신호(S723), Alive 신호(S724), 및 Alive 신호(S725)를 토대로, 이중화 마스터 노드1(612)과 LAN 스위치(403) 간 선로 장애 발생 시 이중화 슬레이브 노드2(632)가 마스터 전환되는 과정을 나타낸다.FIG. 16 is a master switching timing diagram of the multiplexing node of FIG. 15. The Alive signal S711, the Alive signal S712, the Alive signal S713, the Alive signal S714, And the redundant master node 1 612 and the LAN switch 403 based on the Alive signal S715 and the Alive signal S723, the Alive signal S724, and the Alive signal S725 transmitted from the redundant slave node 2 633. In this case, the redundant slave node 2 632 is master switched when a line failure occurs.
이중화 마스터 노드1(613)은 이중화 마스터 노드1(612), 단일 슬레이브 노드1(652)은 단일 슬레이브 노드1(651), 이중화 슬레이브 노드1(623)은 이중화 슬레이브 노드1(622), 및 이중화 슬레이브 노드2(633)는 이중화 슬레이브 노드2(632) 를 나타내다. 정상 동작에서는 이중화 마스터 노드1(613)이 주기적으로 Alive 신호(S711), Alive 신호(S712), Alive 신호(S713)를 송출하여야 하나 Alive 신호(S711)를 수신받는 이중화 마스터 노드1(612)과 LAN 스위치(403) 간 선로 장애 발생 시 Alive 신호(S711)의 신호가 단일 슬레이브 노드1(652)로 수신되지 않는다. 즉, 이중화 마스터 노드1(613)에서 단일 슬레이브 노드1(652)의 상태 감시가 불가하다. 이때 이중화 마스터 노드1(613)은 이중화 슬레이브 노드1(623)로 Alive 신호(S714)는 송출하나 이중화 슬레이브 노드2(633)로 Alive 신호(S715)를 송출하지 않는다.The redundant master node 1 613 is the redundant master node 1 612, the single slave node 1 652 is the single slave node 1 651, the redundant slave node 1 623 is the redundant slave node 1 622, and the redundant Slave node 2 633 represents redundant slave node 2 632. In the normal operation, the redundant master node 1 613 periodically transmits the Alive signal S711, the Alive signal S712, and the Alive signal S713, but the redundant master node 1 612 receives the Alive signal S711. When a line failure between the LAN switches 403 occurs, the signal of the Alive signal S711 is not received by the single slave node 1 652. That is, the state monitoring of the single slave node 1 652 is not possible in the redundant master node 1 613. At this time, the redundant master node 1 613 transmits the Alive signal S714 to the redundant slave node 1 623 but does not transmit the Alive signal S715 to the redundant slave node 2 633.
이중화 슬레이브 노드2(633)는 Alive 신호(S715)가 수신되지 않아 일정시간 대기(S721)를 거쳐 마스터 IP 전환(S722)을 수행한다. 여기서, 마스터 IP 전환(S722)은 이중화 마스터 노드1(613)에서 추출하여 저장한 마스터 IP를 사용하여 전환한다.The redundant slave node 2 633 does not receive the Alive signal S715 and thus performs master IP switching (S722) after waiting for a predetermined time (S721). Here, the master IP switch S722 is switched using the master IP extracted and stored by the redundant master node 1 613.
마스터 전환을 마친 후 이중화 슬레이브 노드2(633)는 Alive 신호(S723), Alive 신호(S724), 및 Alive 신호(S725)를 송출하여 이중화 슬레이브 노드2(633)가 마스터로 동작함을 인식시킨다. After the master switching is completed, the redundant slave node 2 633 transmits an Alive signal S723, an Alive signal S724, and an Alive signal S725 to recognize that the redundant slave node 2 633 operates as a master.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.As such, the technical configuration of the present invention described above can be understood by those skilled in the art that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Therefore, the exemplary embodiments described above are to be understood as illustrative and not restrictive in all respects, and the scope of the present invention is indicated by the appended claims rather than the foregoing detailed description, and the meaning and scope of the claims are as follows. And all changes or modifications derived from the equivalent concept should be construed as being included in the scope of the present invention.
본 발명은 필드버스의 마스터 제어기와 슬레이브 제어기의 이중화시 마스터 제어기의 마스터 IP를 슬레이브 제어기가 사용하여 마스터 전환을 수행할 수 있도록 마스터와 슬레이브의 필드버스로 구현되는 유선 및 무선 네트워크 장비에 이용 가능하다.The present invention can be used for wired and wireless network equipment implemented as a fieldbus of the master and the slave so that the master controller of the fieldbus and the slave controller can use the master IP of the master controller when the slave controller is redundant. .

Claims (15)

  1. 마스터 IP를 저장하고 슬레이브 제어기와 연결된 마스터 제어기; 및A master controller storing a master IP and connected with a slave controller; And
    상기 마스터 IP를 저장하고 상기 마스터 IP로 마스터 전환이 가능한 슬레이브 제어기;를 포함하는 필드버스 이중화 제어기. And a slave controller for storing the master IP and converting the master to the master IP.
  2. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 마스터 제어기는, The master controller,
    마스터 IP를 저장하기 위한 저장부; A storage unit for storing the master IP;
    외부 노드와 연결을 위한 LAN 포트; 및 LAN port for connecting with external nodes; And
    상기 슬레이브 제어기와 연결되고 저장부 및 LAN포트와 내부 버스로 연결된 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 필드버스 이중화 제어기.And a controller connected to the slave controller and connected to a storage unit and a LAN port through an internal bus.
  3. 제2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 저장부는,The storage unit,
    상기 마스터가 사용하고 있는 LAN포트의 IP인 마스터 IP를 저장하는 것을 특징으로 하는 필드버스 이중화 제어기.And storing a master IP which is an IP of a LAN port used by the master.
  4. 제2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 제어부는,The control unit,
    상기 마스터 제어기가 마스터로 동작하고 있음을 전달하기 위해 상기 마스터 IP가 포함된 자체 alive 신호를 주기적으로 상기 슬레이브 제어기로 송출하는 것을 특징으로 하는 필드버스 이중화 제어기.And a self-live signal including the master IP is periodically transmitted to the slave controller in order to transmit that the master controller is operating as a master.
  5. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 슬레이브 제어기는, The slave controller is,
    마스터 IP를 저장하기 위한 저장부; A storage unit for storing the master IP;
    외부 노드와 연결을 위한 LAN 포트; 및 LAN port for connecting with external nodes; And
    상기 마스터 제어기와 연결되고 저장부 및 LAN포트와 내부 버스로 연결된 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 필드버스 이중화 제어기.And a control unit connected to the master controller and connected to a storage unit and a LAN port through an internal bus.
  6. 제5항에 있어서,The method of claim 5,
    상기 저장부는,The storage unit,
    상기 마스터 제어기로부터 전달되는 상기 마스터 제어기의 상기 마스터 IP를 저장하는 것을 특징으로 하는 필드버스 이중화 제어기.And storing the master IP of the master controller transmitted from the master controller.
  7. 제5항에 있어서,The method of claim 5,
    상기 제어부는,The control unit,
    상기 마스터 제어기로부터 상기 마스터 제어기의 상기 마스터 IP정보가 포함된 외부 alive 신호를 수신하여 상기 마스터 제어기가 동작하고 있는 것을 인지하고 상기 마스터 제어기가 동작하고 있지 않은 경우 상기 마스터 IP로 마스터 전환 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 필드버스 이중화 제어기.Recognizing that the master controller is operating by receiving an external alive signal including the master IP information of the master controller from the master controller and performing the master switching operation to the master IP when the master controller is not operating. Fieldbus redundancy controller, characterized in that.
  8. 적어도 두 개 이상의 LAN 포트를 구비하여 다중화 네트워크 구성 시 마스터 노드로 동작하는 이중화 마스터 노드; 및A redundant master node having at least two LAN ports and operating as a master node in a multiplexed network configuration; And
    적어도 두 개 이상의 LAN 포트를 구비하여 다중화 네트워크 구성 시 상기 이중화 마스터 노드에 연결되어 상기 이중화 마스터 노드의 제어를 토대로 슬레이브 노드로 동작하는 이중화 슬레이브 노드; 중 어느 하나로서 동작하는 필드버스 이중화 제어기.A redundant slave node having at least two LAN ports and connected to the redundant master node when the multiplexed network is configured to operate as a slave node based on the control of the redundant master node; Fieldbus redundancy controller operating as either.
  9. 제8항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 이중화 마스터 노드는,The redundant master node,
    상기 이중화 마스터 노드의 IP를 나타내는 마스터 IP를 저장하는 것을 특징으로 하는 필드버스 이중화 제어기.And a master IP indicating an IP of the redundant master node.
  10. 제8항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 이중화 마스터 노드는,The redundant master node,
    상기 이중화 마스터 노드가 마스터로 동작하고 있음을 전달하기 위해 상기 마스터 IP가 포함된 자체 alive 신호를 주기적으로 상기 이중화 슬레이브 노드로 송출하는 것을 특징으로 하는 필드버스 이중화 제어기.Field bus redundancy controller, characterized in that to periodically send its own alive signal including the master IP to the redundant slave node to communicate that the redundant master node is operating as a master.
  11. 제8항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 이중화 마스터 노드는,The redundant master node,
    한 개의 LAN 포트를 구비하여 상기 이중화 마스터 노드의 제어를 토대로 슬레이브 노드로 동작하는 단일 슬레이브 노드와 연결되어 동작하는 것을 특징으로 하는 필드버스 이중화 제어기.A field bus redundancy controller comprising one LAN port and connected to a single slave node operating as a slave node based on the control of the redundant master node.
  12. 제8항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 이중화 슬레이브 노드는,The redundant slave node,
    상기 이중화 마스터 노드와 통신하여 상기 이중화 마스터 노드의 마스터 IP를 저장하는 것을 특징으로 하는 필드버스 이중화 제어기.And communicating with the redundant master node, storing the master IP of the redundant master node.
  13. 제8항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 이중화 슬레이브 노드는,The redundant slave node,
    상기 이중화 마스터 제어기로부터 상기 이중화 마스터 노드의 마스터 IP정보가 포함된 외부 alive 신호를 수신하여 상기 이중화 마스터 노드가 동작하고 있는 것을 인지하고 상기 이중화 마스터 노드가 동작하고 있지 않은 경우 상기 마스터 IP로 마스터 전환 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 필드버스 이중화 제어기.Receiving an external alive signal including the master IP information of the redundant master node from the redundant master controller, recognizing that the redundant master node is operating, and switching the master to the master IP when the redundant master node is not operating. Fieldbus redundancy controller, characterized in that for performing.
  14. 제8항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 이중화 슬레이브 노드는,The redundant slave node,
    한 개의 LAN 포트를 구비하여 상기 이중화 마스터 노드의 제어를 토대로 슬레이브 노드로 동작하는 단일 슬레이브 노드와 연결되어 동작하는 것을 특징으로 하는 필드버스 이중화 제어기.A field bus redundancy controller comprising one LAN port and connected to a single slave node operating as a slave node based on the control of the redundant master node.
  15. 마스터 존재 여부의 판단을 위해 외부 alive 신호를 수신하는 외부 alive 신호 수신단계;An external alive signal receiving step of receiving an external alive signal to determine whether a master exists;
    마스터로 동작 시 자체 마스터 IP를 저장하고 슬레이브로 동작 시 상기 외부 alive 신호에 포함된 마스터 IP를 저장하는 마스터 IP 저장단계; A master IP storing step of storing its own master IP when operating as a master and storing a master IP included in the external alive signal when operating as a slave;
    상기 외부 alive 신호가 미수신시 상기 마스터 IP를 사용하여 마스터 전환을 수행하는 마스터 전환단계; 및A master switching step of performing a master switching using the master IP when the external alive signal is not received; And
    마스터 전환 후 상기 마스터 IP가 포함된 자체 alive신호를 송신하는 자체 alive 신호 송신단계;를 포함하는 필드버스 이중화 제어 방법.And a self alive signal transmitting step of transmitting a self alive signal including the master IP after master switching.
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