控制网络系统及其节点装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种控制网络系统，数据交换控制部(31)在第一时间段中为了相互进行数据交换而发送任意的数据时，在有消息发送请求的情况下，将消息发送请求附加到该发送数据。消息许可判定部(32)基于在第一时间段中通过相互进行数据交换获得的上述消息发送请求，判定本装置可否发送消息。消息发送控制部(33)在判定为本装置可发送消息的情况下，以第2时间段内的规定时刻发送消息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】控制网络系统及其节点装置
本专利技术涉及用于在星型拓扑的全双工网络中，实现整个网络的传输量的大容量化的网络传输方式。
技术介绍
在工厂控制用传输系统中，存在以下两种数据通信：构成系统的各设备定期地相互进行的保证了实时性的数据通信(数据交换)；以及根据由搭载于各设备上的应用所产生的访问请求，以事件的形式进行单向访问的数据通信(消息通信)。有时也会将通信周期分为进行保证了实时性的数据通信的时间段(公共存储器传输时间段；TS时间段)以及以事件的形式进行单向访问的数据通信的时间段(消息传输时间段：MSG时间段)，来实现上述2种数据通信。此外，“保证了实时性”意味着例如在定周期的各期间(TS时间段)内，完成数据交换所需要的所有设备间的数据交换。关于，在用于实现上述数据交换的网络上的高效的广播通信(broadcastcommunications)的方法，已经提出了各种技术方案，存在举例有专利文献1、2的现有技术。专利文献1中，通过合并使用基于各节点的内置计时器进行的时分复用访问方式以及基于来自主节点的同步帧进行的从节点的内置计时器校正，防止各节点的发送时刻重叠，并实现高效率的传输。或者，例如专利文献2中也公开了与专利文献1相同种类的现有技术。对于像消息通信那样的以事件的形式进行单向访问的数据通信来说，加入网络的站点的“每单位时间的消息发送请求数”会有“偏差”，“每单位时间的消息发送请求数”有可能超过“能够传输的消息发送数”。因此，需要对“每单位时间(每通信周期)能够发送的数量”设置上限，并在该上限以下进行消息通信。因此，通过管理某一单位时间内能够发送的站点数，并由被分配了发送权的站点进行数据通信，从而实现在“每单位时间能够发送的数量上限”内进行数据通信。用于实现上述数据通信的消息通信方法已提出有各种技术方案，这里列举令牌(TOKEN)方式。令牌方式下，主站点接受来自各站点的消息发送请求，对于通知了发送请求的一部分站点，通过令牌来授予发送权。只有被授予了发送权的站点才能进行消息通信，被授予了发送权的站点将消息帧发送到网络线路上。通过在“每单位时间能够发送的数量上限”内授予发送权，能够实现以事件的形式进行单向访问的数据通信,而不会超过每单位时间能够发送的数量。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2005－159754号公报专利文献2：国际公开编号WO2013/121568号
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题在上述专利文献1、2等现有方法中，将物理层设为总线或串行电缆的级联，因此能通过广播一次向所有其他站点发送数据。广播发送的数据的接收时刻能假设为各节点同时或能几乎忽略的时间差。此处，已知有由IEEE802.3u(100BASE-TX)或IEEE802.3ab(1000BASE-T)等构成的星型拓扑。在将所述的令牌方式的消息通信方法适用于将以太网(Ethernet)作为物理层的星型拓扑的全双工线路时，存在以下问题。在将100BASE-TX或1000BASE-T等以太网作为传输路径的全双工线路的情况下，并且在采用星型拓扑的情况下，构成为在消息通信时，以利用交换式集线器等中继装置对某个站点发送的帧数据进行中继为前提来进行传输。一般在利用交换式集线器等中继装置进行中继的情况下，会发生一定的中继延迟，因此在将1个站点的帧数据向全部站点广播通信的情况下，最大需要与配置于最大中继路径的中继装置的台数相对应的传输延迟和传输时间。在该前提下进行利用令牌方式的消息通信的情况下，由于存在用于通知发送权的令牌帧传输状态和为了对帧进行中继的中继等待状态，因此传输时间段的大部分成为未使用状态或消息通信以外的传输状态。因此，存在整个网络的传输效率降低而无法实现大容量化这样的问题。本专利技术所要解决的技术问题是提供一种控制网络系统及其节点装置，能在星型拓扑的全双工线路的网络系统中，实现提高整个网络的消息传输效率，并且能提高整个网络的每单位时间的消息传输量。解决技术问题的技术方案本专利技术的控制网络系统是在每个具有第1时间段和接着该第1时间段之后的第2时间段的通信周期，由多个节点装置经由中继装置相互地进行数据交换的网络系统，并具有下述结构。所述多个节点装置分别具有下述各单元。数据交换控制单元，该数据交换控制单元在存在消息发送请求的情况下，在所述第1时间段中发送消息发送请求；消息许可判定单元，该消息许可判定单元基于在所述第1时间段中获得的所述消息发送请求，判定本节点装置可否发送消息；以及消息发送控制单元，该消息发送控制单元在判定为本节点装置可发送消息的情况下，在所述第2时间段内的规定时刻发送消息。附图说明图1(a)、图1(b)是本示例的控制网络系统的整体结构图。图2(a)、图2(b)是示出节点的驱动器的处理的流程图。图3是表示本示例的数据收发动作的一个示例的图。图4是示出节点的处理部的处理的流程图。图5是中继装置级数为1级的MSG时间段中的消息收发动作示例(之一)。图6是中继装置级数为1级的MSG时间段中的消息收发动作示例(之二)。图7是中继装置级数为2级时的网络结构例。图8是中继装置级数为2级的MSG时间段中的消息收发动作示例(之一)。图9是中继装置级数为2级的MSG时间段中的消息收发动作示例(之二)。图10是中继装置级数为3级时的网络结构例。图11是用于实际测量最长路径延迟时间的动作例。图12是表示图10的网络结构例中的最长路径的图。图13是用于对上限值的计算式进行说明的图。图14是本示例的控制网络系统的整体结构图。图15是示出求出上限值的处理方法的流程图。图16是求出上限值的具体示例的处理流程图。图17是表示星型拓扑中的通信动作的具体例的图。图18是示出使用了现有方法时的各站点中的处理部的处理示例的流程图。具体实施方式下面，参照附图说明本专利技术的实施方式。图1(a)、图1(b)是本示例的控制网络系统的整体结构图。图1(a)中示出本示例的控制网络系统的简要结构。本示例的控制网络系统是如下结构：经由1台以上的中继装置20，采用星型拓扑并且利用全双工通信线路连接多台节点10。而且，是在每个具有上述TS时间段和上述MSG时间段的通信周期，在TS时间段中各节点10经由中继装置20相互进行数据交换的网络系统。此外，虽未特别说明，但通过例如上述专利文献1、2等在先申请的同步方法，从而全部节点10的通信周期同步，并且MSG时间段的开始时刻也相同为前提。此外，使通信周期同步的方法不限于在先申请的同步方法，可以通过某个现有方法来进行同步。在上述的控制网络系统中，在本方法中，在TS时间段中各节点10相互进行上述数据交换时，存在消息发送请求的情况下，将表示该情况的信息(命令或请求数等)附加到该数据中。在完成TS时间段中的数据交换后，各节点10分别基于所有节点10的消息发送请求的有无和请求数，通过相同的算法判定许可站点和许可数量。由此，从MSG时间段的开始时刻起(没有令牌的状态下)，所有的许可站点均能开始发送消息。由于不需要令牌的许可通知(授予发送权)，因此能将MSG时间段高效地仅用于消息传输，进而与以往相比能发送更多的消息。即，能实现提高(增大)整个网络的每单位时间的消息传输量。此外，将规定的上限值用于上述许可站点、许可数量的判定。该上限值决定为在MSG时间段内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制网络系统，该控制网络系统是在每个具有第1时间段和接着该第1时间段之后的第2时间段的通信周期，由多个节点装置经由中继装置相互进行数据交换的网络系统，该控制网络系统的特征在于，所述多个节点装置分别具有：数据交换控制单元，该数据交换控制单元在有消息发送请求的情况下，在所述第1时间段发送消息发送请求；消息许可判定单元，该消息许可判定单元基于在所述第1时间段中获取到的所述消息发送请求，对本节点装置可否发送消息进行判定；以及消息发送控制单元，该消息发送控制单元在判定为本节点装置可发送消息的情况下，在所述第2时间段内的规定时刻发送消息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.05 JP 2016-1549311.一种控制网络系统，该控制网络系统是在每个具有第1时间段和接着该第1时间段之后的第2时间段的通信周期，由多个节点装置经由中继装置相互进行数据交换的网络系统，该控制网络系统的特征在于，所述多个节点装置分别具有：数据交换控制单元，该数据交换控制单元在有消息发送请求的情况下，在所述第1时间段发送消息发送请求；消息许可判定单元，该消息许可判定单元基于在所述第1时间段中获取到的所述消息发送请求，对本节点装置可否发送消息进行判定；以及消息发送控制单元，该消息发送控制单元在判定为本节点装置可发送消息的情况下，在所述第2时间段内的规定时刻发送消息。2.如权利要求1所述的控制网络系统，其特征在于，所述网络系统是星型拓扑的全双工线路的网络系统。3.如权利要求1所述的控制网络系统，其特征在于，所述规定时刻为所述第2时间段的开始时刻。4.如权利要求3所述的控制网络系统，其特征在于，各所述节点装置在所述第2时间段的开始时刻同时地开始发送所述消息。5.如权利要求1至4中任一项所述的控制网络系统，其特征在于，所述数据交换控制单元将本节点装置的消息发送请求数附加于所述消息发送请求，所述消息许可判定单元通过基于在所述第1时间段获取到的所述消息发送请求数、在所述第2时间段内整个系统可发送的最大消息数即上限值、以及各节点装置的优先顺序，决定所述各节点装置的消息发送许可数，从而决定本节点装置的消息发送许可数。6.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：久保隅创，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP