JP6865600B2 - Communication relay device - Google Patents
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Description
本発明は、データの授受を行う2つの機器の間に介在して、さらに他の機器からのデータの授受を中継する通信中継装置に関する。 The present invention relates to a communication relay device that intervenes between two devices that transfer data and relays data transfer from another device.
プログラマブル表示器のようなHMI(Human Machine Interface)機器は、PLC(Programmable Logic Controller)などの制御機器と接続され、データの授受のために制御機器と相互に通信を行う。例えば、特許文献1には、PLCとの間でシリアル通信を行うプログラマブル表示器が開示されている。
An HMI (Human Machine Interface) device such as a programmable display is connected to a control device such as a PLC (Programmable Logic Controller) and communicates with the control device for data transfer. For example,
上述のようなシステムにおいて、データ収集、データ解析などの目的で、PLCからデータを取得したい場合、例えば、PLCの予備の通信ポートにデータロガーのような機器を接続し、データロガーによってデータを取得することが考えられる。しかしながら、PLCが予備の通信ポートを備えていなければ、データロガーによってデータを取得することができない。 In the above system, when you want to acquire data from PLC for the purpose of data collection, data analysis, etc., for example, connect a device such as a data logger to the spare communication port of PLC and acquire the data by the data logger. It is conceivable to do. However, if the PLC does not have a spare communication port, the data cannot be acquired by the data logger.
本発明の一態様は、予備の通信ポートを有していない制御機器からデータを取得することを目的とする。 One aspect of the present invention is to obtain data from a control device that does not have a spare communication port.
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る通信中継装置は、ホスト機器と、当該ホスト機器からの要求に応じてデータの読み出しおよび書き込みをする制御機器との間でシリアル通信を行うとともに、データを管理するデータ管理機器からの要求を前記制御機器に送信する通信中継装置であって、データを伝送するデータ伝送路と、前記データ伝送路を介した第1通信経路を通じて前記ホスト機器と前記制御機器との間の通信を中継するとともに、前記データ伝送路を介した第2通信経路を通じて前記データ管理機器と前記制御機器との通信を中継する中継処理部と、前記中継処理部が動作しているときに、前記ホスト機器および前記制御機器を前記第1通信経路に接続する一方、前記中継処理部が動作していないときに、前記ホスト機器と前記制御機器とを相互に接続する通信経路切替部とを備えている。 In order to solve the above problems, the communication relay device according to one aspect of the present invention performs serial communication between a host device and a control device that reads and writes data in response to a request from the host device. A communication relay device that transmits a request from a data management device that manages data to the control device, and the host through a data transmission path for transmitting data and a first communication path via the data transmission path. A relay processing unit that relays communication between the device and the control device and relays communication between the data management device and the control device through a second communication path via the data transmission line, and the relay processing unit. Is operating, the host device and the control device are connected to the first communication path, while the relay processing unit is not operating, the host device and the control device are connected to each other. It is equipped with a communication path switching unit.
上記の構成によれば、中継処理部が動作している状態では、ホスト機器および制御機器が、第1通信経路を介して通信するとともに、データ管理機器および制御機器が、第2通信経路を介して通信する。それゆえ、ホスト機器と制御機器との通信を行いながら、その合間にホスト機器とデータ管理機器との通信を行うことができる。したがって、制御機器が予備の通信ポートを有していなくても、データ管理機器との通信を行うことができる。 According to the above configuration, in the state where the relay processing unit is operating, the host device and the control device communicate via the first communication path, and the data management device and the control device communicate via the second communication path. To communicate. Therefore, it is possible to communicate between the host device and the data management device while communicating between the host device and the control device. Therefore, even if the control device does not have a spare communication port, it is possible to communicate with the data management device.
また、中継制御部が動作していない状態では、ホスト機器および制御機器の間の通信が、ホスト機器と制御機器とが相互に接続されることによって維持される。したがって、中継制御部の動作が動作していないときに、ホスト機器および制御機器の間の通信が行なわれないという不都合を回避することができる。 Further, when the relay control unit is not operating, communication between the host device and the control device is maintained by connecting the host device and the control device to each other. Therefore, it is possible to avoid the inconvenience that communication between the host device and the control device is not performed when the operation of the relay control unit is not operating.
前記通信中継装置は、前記ホスト機器と制御機器との間で通信の有無を監視する通信監視部と、前記通信監視部によって通信が無いと判定されたときに、前記第1通信経路への前記ホスト機器および前記制御機器の接続と、ホスト機器および前記制御機器の相互接続とを切り替える動作を行うように前記通信経路切替部を制御する切替制御部とをさらに備えている。 The communication relay device includes a communication monitoring unit that monitors the presence or absence of communication between the host device and the control device, and when the communication monitoring unit determines that there is no communication, the communication relay device connects to the first communication path. It further includes a switching control unit that controls the communication path switching unit so as to perform an operation of switching between the connection of the host device and the control device and the interconnection of the host device and the control device.
上記の構成によれば、ホスト機器および制御機器の間で通信が行なわれていない状態で信号経路切替部による切り替え動作が行われる。これにより、通信途中のデータが当該切り替え動作によって喪失されることを回避できる。 According to the above configuration, the switching operation by the signal path switching unit is performed in a state where communication is not performed between the host device and the control device. As a result, it is possible to prevent data during communication from being lost due to the switching operation.
前記通信中継装置は、前記データ管理機器からの前記制御機器への要求に、前記ホスト機器からの前記制御機器への要求に対する優先度を設定する優先度設定部をさらに備え、前記中継処理部は、設定された前記優先度にしたがって、前記データ管理機器からの要求を前記制御機器に送信する。 The communication relay device further includes a priority setting unit that sets a priority for a request from the data management device to the control device and a request from the host device to the control device, and the relay processing unit includes a priority setting unit. , The request from the data management device is transmitted to the control device according to the set priority.
上記の構成によれば、ホスト機器と制御機器との間の通信量に応じて優先度を設定することにより、効率的にデータ管理機器からの要求を前記制御機器に送信することができる。 According to the above configuration, the request from the data management device can be efficiently transmitted to the control device by setting the priority according to the amount of communication between the host device and the control device.
前記通信中継装置は、前記制御機器との間の通信のボーレートを標準ボーレートよりも高速の高速ボーレートに設定するボーレート設定部をさらに備え、前記中継処理部は、前記制御機器との間の通信を設定された前記高速ボーレートで行う。 The communication relay device further includes a baud rate setting unit that sets the baud rate of communication with the control device to a high-speed baud rate higher than the standard baud rate, and the relay processing unit performs communication with the control device. This is performed at the set high-speed baud rate.
上記の構成によれば、通信中継装置と高速ボーレートに対応した制御機器との間で、高速ボーレートで通信をすることができる。これにより、通信中継装置と制御機器との通信時間を短縮することができる。 According to the above configuration, communication can be performed at a high speed baud rate between the communication relay device and the control device corresponding to the high speed baud rate. As a result, the communication time between the communication relay device and the control device can be shortened.
前記通信中継装置において、前記中継処理部は、前記ホスト機器に対する通信処理と、前記制御機器に対する通信処理とを個別に行う。 In the communication relay device, the relay processing unit individually performs communication processing for the host device and communication processing for the control device.
上記の構成によれば、中継処理部は、ホスト機器と通信している間に、制御機器に別の要求を送信することができる。このように、2つの通信を同時に行なうことで通信時間を短縮することができる。したがって、通信中継装置の処理能力を向上させることができる。 According to the above configuration, the relay processing unit can send another request to the control device while communicating with the host device. In this way, the communication time can be shortened by performing the two communications at the same time. Therefore, the processing capacity of the communication relay device can be improved.
前記通信中継装置は、前記データ管理機器からの前記制御機器への要求のサイズが所定値を超えるときに、当該要求を所定のサイズに分割する要求分割部をさらに備え、前記中継処理部は、前記ホスト機器からの要求と、当該要求に対する前記制御機器の前記ホスト機器への応答との一連の処理が行われていない期間に、分割された前記データ管理機器からの要求を前記制御機器に送信する。 The communication relay device further includes a request dividing unit that divides the request into a predetermined size when the size of the request from the data management device to the control device exceeds a predetermined value, and the relay processing unit includes a request dividing unit. A divided request from the data management device is transmitted to the control device during a period in which a series of processes of the request from the host device and the response of the control device to the host device in response to the request are not performed. To do.
上記の構成によれば、分割された要求の個々のサイズが小さくなるので、データ管理機器からの要求を処理するために、ホスト機器から制御機器への要求の送信が待たされることを抑制できる。これにより、ホスト機器と制御機器との間の通信の効率が低下することを抑制することができる。 According to the above configuration, since the individual size of the divided request is reduced, it is possible to suppress waiting for the transmission of the request from the host device to the control device in order to process the request from the data management device. As a result, it is possible to suppress a decrease in communication efficiency between the host device and the control device.
前記通信中継装置において、前記中継処理部は、前記ホスト機器から前記制御機器への書き込みの要求を、前記優先度に関わらず、前記データ管理機器からの前記制御機器への要求よりも優先して、前記制御機器に送信する。 In the communication relay device, the relay processing unit gives priority to a request for writing from the host device to the control device over a request from the data management device to the control device regardless of the priority. , Transmit to the control device.
ホスト機器から制御機器へのデータの書き込みは、制御機器への指示などの重要な要求であることが多い。したがって、上記の構成によれば、ホスト機器から制御機器への書き込みの要求を最優先して実行することができる。 Writing data from the host device to the control device is often an important request such as an instruction to the control device. Therefore, according to the above configuration, the request for writing from the host device to the control device can be executed with the highest priority.
前記通信中継装置は、前記中継処理部の動作にエラーが生じたことを検知するエラー検知部をさらに備え、前記通信経路切替部は、前記エラー検知部によってエラーが検知されたときに、前記ホスト機器と前記制御機器とを相互に接続する。 The communication relay device further includes an error detection unit that detects that an error has occurred in the operation of the relay processing unit, and the communication path switching unit is the host when an error is detected by the error detection unit. The device and the control device are interconnected.
上記の構成によれば、中継処理部の動作にエラーが生じたときに、ホスト機器と制御機器との間の通信が、ホスト機器および制御機器の相互接続によって維持される。これにより、中継処理部の動作にエラーが生じたために、ホスト機器と制御機器との間の通信が不能になるという不都合を回避することができる。 According to the above configuration, when an error occurs in the operation of the relay processing unit, the communication between the host device and the control device is maintained by the interconnection of the host device and the control device. As a result, it is possible to avoid the inconvenience that communication between the host device and the control device becomes impossible due to an error in the operation of the relay processing unit.
本発明の一態様によれば、予備の通信ポートを有していない制御機器から容易にデータを取得することができるという効果を奏する。 According to one aspect of the present invention, there is an effect that data can be easily acquired from a control device that does not have a spare communication port.
〔実施形態1〕
本発明の実施形態1について図1〜図7に基づいて説明すると、以下の通りである。
[Embodiment 1]
The first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 7.
図1は、本実施形態を含む各実施形態に係る制御システム100の構成を示すブロック図である。図2は、実施形態1に係る制御システム100における通信中継装置20の要部の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a control system 100 according to each embodiment including the present embodiment. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a main part of the
まず、制御システム100の概要について説明する。 First, the outline of the control system 100 will be described.
図1に示すように、制御システム100は、通信中継装置20と、ホスト機器30と、制御機器40と、デバイス50と、LAN(Local Area Network)60と、データ管理機器70とを備えている。
As shown in FIG. 1, the control system 100 includes a
通信中継装置20は、ホスト機器30と制御機器40とをハードウェアで接続するハードウェア通信経路と、ホスト機器30と制御機器40とをソフトウェアで接続するソフトウェア通信経路とを有している。また、通信中継装置20は、ソフトウェア通信経路を介して、データ管理機器70からの要求に応じて、データ管理機器70と制御機器40との間の通信を中継する。
The
通信中継装置20およびホスト機器30は、シリアル通信を行うことができるように、シリアル通信ケーブルを介して相互に接続されている。同じく、通信中継装置20および制御機器40は、シリアル通信を行うことができるように、シリアル通信ケーブルを介して相互に接続されている。通信中継装置20は、制御機器40との通信のための通信ポートとしてシリアルポートCOM1を備えている。また、通信中継装置20は、ホスト機器30との通信のための通信ポートとしてシリアルポートCOM2を備えている。
The
通信中継装置20およびデータ管理機器70は、LAN(Local Area Network)60を介した通信を行うことができるように、LANケーブル、ルータなどを介して相互に接続されている。
The
制御機器40は、制御機能を有する機器であり、例えば、PLC(Programmable Logic Controller)で構成される。制御機器40は、デバイス50との間でデータの授受を行う。デバイス50としては、センサ、スイッチのような入力機器や、アクチュエータ、リレー、電磁弁、表示器のような出力機器が用いられる。また、制御機器40は、温度調節計、インバータ等の機器で構成されてもよい。
The
ホスト機器30は、プログラマブル表示器などのHMI機器であり、表示装置およびタッチパネルを有している。ホスト機器30は、表示装置に表示された画面上でのタッチパネルによる入力操作によって制御機器40に制御指示などのデータを送信したり、制御機器40のデバイス50に関するデータなどのデータを受信したりする。ホスト機器30は、このようなデータの送受信を行うために、制御機器40に対してデータの読み出しを要求したり、データの書き込みを要求したりする。
The
データ管理機器70は、データ収集、データ解析、データ書き込みなどの各種のデータを管理する処理を行う機器である。データ管理機器70は、パーソナルコンピュータ、専用の装置などで構成されている。
The
次に、通信中継装置20のハードウェア構成について説明する。
Next, the hardware configuration of the
図1に示すように、通信中継装置20は、CPU(Central Processing Unit)1と、メインメモリ2と、ROM(Read Only Memory)3と、第1ドライバ/レシーバ4と、第2ドライバ/レシーバ5と、第1UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)6と、第2UART7と、第1リレー8(通信経路切替部)と、第2リレー9(通信経路切替部)と、LANインターフェース部10と、電源回路11と、データバス12(データ伝送路)とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
CPU1は、通信中継装置20を動作させるためのシステムプログラムを実行する処理装置である。具体的には、CPU1は、システムプログラムの実行に際して、メインメモリ2、第1ドライバ/レシーバ4と、第2ドライバ/レシーバ5、LANインターフェース部10などからデータを受け取り、当該データに対して演算または加工を施した上で、メインメモリ2、第1ドライバ/レシーバ4と、第2ドライバ/レシーバ5、LANインターフェース部10などに出力する。
The
また、CPU1は、ウォッチドッグタイマ1aを内蔵している。ウォッチドッグタイマ1aは、後述する中継制御部13からの反応の時間間隔を計測し、その計測値が規定時間を超えるか否かを判定することにより、中継制御部13の動作を監視する。ウォッチドッグタイマ1aは、中継制御部13からの反応が規定時間の間に取得できたときにはタイマを更新し、中継制御部13からの反応が規定時間の間に取得できないときにタイムアウトのエラー処理としてシステムをリセットする。なお、ウォッチドッグタイマ1aは、CPU1の外部に設けられていてもよい。
Further, the
メインメモリ2は、通信中継装置20における主記憶装置を構成するメモリであり、DRAM(Dynamic Random Access Memory)によって構成される。
The
ROM3は、通信中継装置20の起動時やリセット時に実行されるBIOS(Basic Input Output System)などの、通信中継装置20の動作に不可欠なプログラム(上述のシステムプログラムを含む)を記憶している。
The
第1ドライバ/レシーバ4は、ホスト機器30から受信データRxDを受信する受信回路であり、かつホスト機器30へ送信データTxDを送信する送信回路である。
The first driver /
第2ドライバ/レシーバ5は、制御機器40から受信データRxDを受信する受信回路であり、かつ制御機器40へ送信データTxDを送信する送信回路である。
The second driver / receiver 5 is a receiving circuit that receives received data RxD from the
第1ドライバ/レシーバ4および第2ドライバ/レシーバ5は、一般のシリアル通信の規格(RS−232C、RS−422、RS−485など)に対応している。
The first driver /
第1UART6は、第1ドライバ/レシーバ4から出力される調歩同期方式のシリアル信号をパラレル信号に変換してデータバス12に出力する回路である。また、第1UART6は、データバス12から第1ドライバ/レシーバ4に入力されるパラレル信号を調歩同期方式のシリアル信号に変換する回路である。また、第1UART6は、送信用のバッファと受信用のバッファとを内蔵している。
The
第2UART7は、第2ドライバ/レシーバ5から出力される調歩同期方式のシリアル信号をパラレル信号に変換してデータバス12に出力する回路である。また、第2UART7は、データバス12から第2ドライバ/レシーバ5に入力されるパラレル信号を調歩同期方式のシリアル信号に変換する回路である。また、第2UART7は、送信用のバッファと受信用のバッファとを内蔵している。
The second UART 7 is a circuit that converts a pacing-synchronized serial signal output from the second driver / receiver 5 into a parallel signal and outputs the serial signal to the
第1リレー8は、シリアルポートCOM2と第1ドライバ/レシーバ4との間に介在している。第1リレー8は、ホスト機器30と制御機器40とを相互に接続して制御機器40からホスト機器30へ通信データを伝送する通信経路と、ホスト機器30と第1ドライバ/レシーバ4との間の通信経路とを切り替える回路である。このため、第1リレー8は、出力端子8aと、第1入力接点8bと、第2入力接点8cとを有している。出力端子8aは、シリアルポートCOM2と接続されている。第1入力接点8bは、第1ドライバ/レシーバ4の出力端子と接続されている。第2入力接点8cは、シリアルポートCOM1と第2ドライバ/レシーバ5の入力端子との間の、制御機器40からの通信データが伝送される通信経路と接続されている。
The first relay 8 is interposed between the serial port COM2 and the first driver /
第2リレー9は、シリアルポートCOM1と第2ドライバ/レシーバ5との間に介在している。第2リレー9は、ホスト機器30と制御機器40とを相互に接続してホスト機器30から制御機器40へ通信データを伝送する通信経路と、制御機器40と第2ドライバ/レシーバ5との間の通信経路とを切り替える回路である。このため、第2リレー9は、出力端子9aと、第1入力接点9bと、第2入力接点9cとを有している。出力端子9aは、シリアルポートCOM1と接続されている。第1入力接点9bは、第2ドライバ/レシーバ5の出力端子と接続されている。第2入力接点9cは、シリアルポートCOM2と第1ドライバ/レシーバ4の入力端子との間の、ホスト機器30からの通信データが伝送される通信経路と接続されている。
The
第1リレー8および第2リレー9の切り替えは、CPU1(後述の切替制御部18)によって制御される。
Switching between the first relay 8 and the
なお、本実施形態では、ホスト機器30に対する第1ドライバ/レシーバ4と制御機器40との接続の切り替えに第1リレー8を用い、制御機器40に対する第2ドライバ/レシーバ5とホスト機器30との接続の切り替えに第2リレー9を用いている。このような接続の切り替えには、第1リレー8および第2リレー9に限らず、切替制御部18による切替制御が可能な電子制御式の半導体スイッチなどを用いることができる。
In this embodiment, the first relay 8 is used to switch the connection between the first driver /
以降の説明において、第1リレー8が出力端子8aと第2入力接点8cとを接続する状態、および第2リレー9が出力端子9aと第2入力接点9cとを接続する状態をバイパス接続状態と称する。また、第1リレー8が出力端子8aと第1入力接点8bとを接続する状態、および第2リレー9が出力端子9aと第1入力接点9bとを接続する状態を中継接続状態と称する。
In the following description, the state in which the first relay 8 connects the
LANインターフェース部10は、データ管理機器70などの外部機器を通信中継装置20とLAN通信が可能となるように接続するためのインターフェースである。LANインターフェース部10は、LAN60と接続されている。
The
電源回路11は、通信中継装置20の各部(メインメモリ2、ROM3、第1ドライバ/レシーバ4、第2ドライバ/レシーバ5、第1UART6、第2UART7、LANインターフェース部10など)に電力を供給する回路である。通信中継装置20の起動時には電源回路11がオンされ、通信中継装置20の停止時には電源回路11がオフされる。
The
続いて、通信中継装置20のシステム構成について、図2を参照して説明する。なお、図2においては、便宜上、第1ドライバ/レシーバ4、第2ドライバ/レシーバ5、第1UART6および第2UART7を省略している。
Subsequently, the system configuration of the
図2に示すように、通信中継装置20は、通信中継機能を実現するために中継制御部13を含んでいる。中継制御部13は、通信中継プログラムがCPU1によって実行されることで実現される、通信中継機能を有する部分である。通信中継機能は、上述のハードウェア通信経路とソフトウェア通信経路とを切り替える機能と、ソフトウェア通信経路を介してデータ管理機器70と制御機器40との間の通信を中継する機能とを含んでいる。
As shown in FIG. 2, the
中継制御部13は、起動・停止制御部14と、受信データ監視部15(通信監視部)と、オフライン設定部16と、エラー処理部17(エラー検知部)と、切替制御部18と、中継処理部19とを有している。
The
起動・停止制御部14は、電源回路11がオンされてから中継制御部13が動作可能になるまでの各部の初期化(例えば通信ドライバの初期化)などを行う。また、起動・停止制御部14は、電源回路11がオフされてから中継制御部13が動作を停止するまでの各部の終了処理などを行う。また、起動・停止制御部14は、電源回路11がオンされてから中継制御部13が動作可能になるまでの起動前の期間に起動前通知を後述する切替制御部18に与える。また、起動・停止制御部14は、電源回路11がオンされた後に中継制御部13が動作可能になったという動作可能通知を後述する切替制御部18に与える。また、起動・停止制御部14は、電源回路11がオフされたときに中継制御部13が動作を停止するという動作停止通知を切替制御部18に与える。
The start / stop control unit 14 initializes each unit (for example, initialization of the communication driver) from the time when the
受信データ監視部15は、ホスト機器30および制御機器40から受信された受信データRxDを監視することにより、ホスト機器30および制御機器40の通信の有無を監視する。受信データ監視部15は、具体的には、受信データRxDに含まれるパケットの状態を監視しており、送信されるパケットの間隔が、所定の間隔以上であるときに、切替可能通知を切替制御部18に与える。上記の所定の間隔とは、パケット通信が行われていないと判定できる最短の時間のことである。
The reception
オフライン設定部16は、後述する中継処理部19が中継処理を行なわない期間(オフライン期間)に各種の設定(オフライン設定)を行うために設けられている。オフライン設定部16が行う設定としては、例えば、ボーレートなどの通信設定、IPアドレスの設定などが挙げられる。オフライン設定部16に対する設定は、LAN60に接続された図示しない設定装置80(パーソナルコンピュータなど)から行なわれるが、設定画面を表示する表示部と、設定入力を行う入力部とを備えた通信中継装置20によって行われてもよい。また、オフライン設定部16は、オフライン設定を開始すること、およびオフライン設定を終了することを切替制御部18に通知する。
The
エラー処理部17は、中継制御部13の起動時または動作時に例外エラーが発生したことを検知すると、切替制御部18に例外エラーの発生を通知する。また、エラー処理部17は、ウォッチドッグタイマ1aのタイムアウトを検知したときに、切替制御部18にタイムアウトエラーの発生を通知する。
When the
切替制御部18は、第1リレー8および第2リレー9の接続状態をバイパス接続状態と中継接続状態との間で切り替える制御を行う。具体的には、切替制御部18は、次のように、各状態で第1リレー8および第2リレー9の切り替えを制御する切替制御信号を第1リレー8および第2リレー9に出力する。
The switching
切替制御部18は、起動・停止制御部14から起動前通知および動作停止通知を受けたときに、第1リレー8の出力端子8aと第2入力接点8cとを接続するとともに、第2リレー9の出力端子9aと第2入力接点9cとを接続する切替制御信号を出力する。また、切替制御部18は、起動・停止制御部14から動作可能通知を受けたときに、第1リレー8の出力端子8aと第1入力接点8bとを接続するとともに、第2リレー9の出力端子9aと第1入力接点9bとを接続する切替制御信号を出力する。
When the switching
切替制御部18は、受信データ監視部15からの切替可能通知を受けたときに、第1リレー8および第2リレー9の現状の接続状態をバイパス接続状態と中継接続状態との間で切り替えるように切替制御信号を出力する。
When the switching
切替制御部18は、オフライン設定部16からオフライン設定を開始する通知を受けた状態で、受信データ監視部15からの切替可能通知をさらに受けたときに、中継接続状態からバイパス接続状態に切り替える切替制御信号を出力する。また、切替制御部18は、オフライン設定部16からオフライン設定を終了する通知を受けた状態で、受信データ監視部15からの切替可能通知をさらに受けたときに、バイパス接続状態から中継接続状態に切り替える切替制御信号を出力する。
The switching
切替制御部18は、エラー処理部17から例外エラー発生の通知またはウォッチドッグタイムアウトエラー発生の通知を受けたときに、中継接続状態からバイパス接続状態に切り替える切替制御信号を出力する。
When the switching
中継処理部19は、第1リレー8および第2リレー9が中継接続状態に切り替えられている期間に、シリアルポートCOM2から入力されたホスト機器30からの受信データRxDを、データバス12を介して第2リレー9の第1入力接点9bに出力する。また、中継処理部19は、第1リレー8および第2リレー9が中継接続状態に切り替えられている期間に、シリアルポートCOM1から入力された制御機器40からの受信データRxDを、データバス12を介して第1リレー8の第1入力接点8bに出力する。
The
また、中継処理部19は、優先度変更部191(優先度設定部)を有している。優先度変更部191は、データ管理機器70からのデータ読み出しまたはデータ書き込みの要求に対する優先度を変更する。優先度のレベルとしては、低レベル、中レベル、高レベルの3つのレベルがある。
Further, the
低レベル(デフォルト)は、ホスト機器30と制御機器40との間の主通信を最優先するレベルである。低レベルでは、ホスト機器30からの要求コマンドが送信されていない状況以外では、データ管理機器70からの割り込み要求に対する割込通信が実施されない。
The low level (default) is a level that gives the highest priority to the main communication between the
中レベルは、ホスト機器30と制御機器40との間の主通信(2回)と、割り込み要求に対する割込通信とを交互に行うレベルである。中レベルでは、具体的には、ホスト機器30からの2回の要求コマンドの送信に対して、1回の割込通信を行う。
The medium level is a level at which main communication (twice) between the
高レベルは、主通信に支障を来さない程度(タイムアウトが発生しない程度)で割込通信を優先させるレベルである。 The high level is a level that gives priority to interrupt communication to the extent that it does not interfere with the main communication (to the extent that a timeout does not occur).
なお、中レベルおよび高レベルにおける、1回の主通信に対する割込通信の回数は適宜設定できる。また、優先度のレベルは、ユーザによって変更することが可能である。 The number of interrupt communications for one main communication at the medium level and the high level can be set as appropriate. In addition, the priority level can be changed by the user.
上記のように構成される通信中継装置20による通信中継の処理について説明する。図3の(a)は、中継制御部13が動作していない状態を示す図であり、図3の(b)は、中継制御部13が動作している状態を示す図である。図4は、通信中継装置20の起動時の処理手順を示すフローチャートである。図5は、通信中継装置20がオフライン状態に移行したときの中継制御部13による処理手順を示すフローチャートである。図6は、例外エラー発生時の中継制御部13による処理手順を示すフローチャートである。図7の(a)は、通信中継装置20の通常動作時における中継制御部13による処理手順を示すフローチャートである。図7の(b)は、通信中継装置20の異常動作時における中継制御部13による処理手順を示すフローチャートである。
The process of communication relay by the
まず、中継制御部13の起動時における通信中継の処理について説明する。
First, a communication relay process at the time of starting the
通信中継装置20の電源がオフされている状態では、第1リレー8および第2リレー9がバイパス接続状態にある。したがって、図3の(a)に示すように、ホスト機器30および制御機器40は、中継制御部13を介さずに、第1リレー8および第2リレー9によるバイパス通信経路25(前述のハードウェア通信経路)を介して相互に接続された状態で通信している。この状態では、図2に示すように、第1リレー8において、出力端子8aが第2入力接点8cに接続され、第2リレー9において、出力端子9aが第2入力接点9cに接続されている。
When the power of the
具体的には、次のようにデータの送受信が行なわれる。図1に示すように、ホスト機器30から送信されたデータは、シリアルポートCOM2を通じて第2リレー9の第2入力接点9cおよび出力端子9aを介して送信データTxDとしてシリアルポートCOM1から出力されて、制御機器40に受信される。また、制御機器40から送信されたデータは、シリアルポートCOM1を通じて第1リレー8の第2入力接点8cおよび出力端子8aを介して送信データTxDとしてシリアルポートCOM2から出力されて、ホスト機器30に受信される。
Specifically, data is transmitted and received as follows. As shown in FIG. 1, the data transmitted from the
図4に示すように、通信中継装置20の電源がオンされることで、電源回路11から通信中継装置20の各部に電力が供給されると、起動・停止制御部14は、起動時の処理を開始する(ステップS1)。
As shown in FIG. 4, when the power of the
起動・停止制御部14は、起動時の処理として、第1ドライバ/レシーバ4および第2ドライバ/レシーバ5を介した通信を制御する通信ドライバを初期化する(ステップS2)。起動・停止制御部14は、所定の初期化処理が完了したか否かを判定し(ステップS3)、完了していないときは(NO)、初期化処理を継続する。起動・停止制御部14による所定の初期化処理が完了すると(ステップS3のYES)、受信データ監視部15は、ホスト機器30および制御機器40からの受信データRxDを監視する(ステップS4)。
The start / stop control unit 14 initializes a communication driver that controls communication via the first driver /
受信データ監視部15は、受信データRxDの監視の結果、ホスト機器30と制御機器40との間のパケット送信が完了したか否かを判定する(ステップS5)。受信データ監視部15は、パケット送信が完了していないと判定すると(ステップS5のNO)、引き続いてパケット送信が完了したか否かを判定する。また、受信データ監視部15は、パケット送信が完了したと判定すると(ステップS5のYES)、ホスト機器30または制御機器40からの何らかのデータがあるか否かを判定する(ステップS6)。受信データ監視部15は、ステップS6において何らかのデータがあると判定すると(YES)、ステップS5の処理を行う。
The reception
受信データ監視部15は、ステップS6において何らかのデータがないと判定すると(NO)、データがない状態を確認してから10msが経過したか否かを判定する(ステップS7)。受信データ監視部15は、ステップS7においてデータがない状態を確認してから10msが経過していないと判定すると(NO)、ステップS5の処理を行う。
When the reception
受信データ監視部15がステップS7においてデータがない状態を確認してから10msが経過していると判定すると(YES)、第1リレー8および第2リレー9は、切替制御部18からの切替制御信号によって、中継接続状態に切り替える(ステップS8)。この状態では、バイパス接続が切断されている。
When it is determined (YES) that 10 ms has elapsed since the received
ホスト機器30と制御機器40との間でやり取りされるパケットの間隔は10msである。このため、受信データ監視部15は、パケットが確認できない期間が10msを超えると、パケットの通信が無いものと判断することができる。なお、上記のパケットの間隔は、10msに限らず、任意に設定することができる。
The interval between packets exchanged between the
中継処理部19は、この状態で、ホスト機器30および制御機器40の間と、データ管理機器70および制御機器40との間で、それぞれの通信を中継する処理を行う(ステップS9)。中継処理部19は、データ管理機器70からのデータ送信要求(割り込み要求)を受けたか否かを判定する(ステップS10)。中継処理部19は、ステップS10においてデータ送信要求を受けていないと判定すると(NO)、ステップS9の処理を継続して行う。また、中継処理部19は、ステップS10においてデータ送信要求を受けたと判定すると(YES)、データ送信要求を基にパケットを生成して、シリアルポートCOM1に送出する(ステップS11)。
In this state, the
中継処理部19は、上記のようにしてパケットを優先度に応じて制御機器40に送信する。制御システム100の使用状況によっては、ホスト機器30がほとんど操作されずにモニタとして使用されることがある。このような状況においては、ホスト機器30と制御機器40との間の主通信にはあまりリアルタイム性が要求されない。このような場合は、優先度変更部191がユーザの指示に応じて割込通信の優先度を高レベルに変更して、割込通信を頻繁に行うことができる。また、ある特定の時間帯では割込通信を控えることが望ましい場合がある。このような場合は、優先度変更部191がユーザの指示に応じて割込通信の優先度を低レベルに変更しておく。これにより、通信中継装置20は、割込通信の頻度を下げて、主通信を優先させることができる。
The
このように、優先度変更部191は、制御システム100の事情に応じて優先度を変更可能に設定する。ただし、ホスト機器30から制御機器40へのデータの書き込みは、最優先されることが望ましい。このため、データ管理機器70からの読み出しの要求とホスト機器30からの書き込みのコマンドとが競合する場合、書き込みのコマンドが優先される。例えば、製造ラインにおいて、製造品の品種が変更されるときには、レシピデータがホスト機器30から制御機器40に昼休みなどの時間を利用して一斉に送信されることがある。このような場合、割り込みの優先度が設定されていても、ホスト機器30からの書き込み処理が優先される。
In this way, the
制御機器40は、通信中継装置20から送信されたパケットを受信すると、データ管理機器70からのデータ送信要求に応じたデータを読み出して送信する。
When the
中継処理部19は、制御機器40からのデータを受信すると、パケットを応答データに変換して、LANインターフェース部10を介してデータ管理機器70に返信する(ステップS12)。
When the
上記のように、中継処理部19が動作している状態では、図3の(b)に示すように、ホスト機器30および制御機器40は、第1リレー8および第2リレー9を含んで中継処理部19によってデータバス12を介して形成される第1中継通信経路26(前述のソフトウェア通信経路,第1通信経路)を通じて通信する。また、データ管理機器70および制御機器40は、中継処理部19によってデータバス12を介して形成される第2中継通信経路27(第2通信経路)を通じて通信する。それゆえ、ホスト機器30と制御機器40との通信を行いながら、その合間にホスト機器30とデータ管理機器70との通信を行うことができる。したがって、制御機器40が予備の通信ポートを有していなくても、データ管理機器70との通信を行うことができる。
As described above, in the state where the
また、中継制御部13の起動前には、バイパス接続状態が確保され、中継制御部13の起動時には、バイパス接続状態から中継接続状態に切り替えられる。これにより、図3の(a)に示すように、中継制御部13の動作が停止していても、ホスト機器30および制御機器40の間の通信が第1リレー8および第2リレー9を介したバイパス通信経路25を介して維持される。したがって、中継制御部13の動作が停止しているときに、ホスト機器30および制御機器40の間の通信が行なわれないという不都合は生じない。
Further, the bypass connection state is secured before the
また、バイパス接続状態から中継接続状態に切り替えられるときには、ホスト機器30および制御機器40の間で通信が行なわれていない状態で第1リレー8および第2リレー9の切り替え動作が行なわれる。中継接続状態からバイパス接続状態に切り替えられるときにも、ホスト機器30および制御機器40の間で通信が行なわれていない状態で第1リレー8および第2リレー9の切り替え動作が行なわれる。これにより、通信途中のデータが第1リレー8および第2リレー9の切り替え動作によって喪失されることを回避できる。
Further, when the bypass connection state is switched to the relay connection state, the switching operation of the first relay 8 and the
なお、電断時には、通信中継装置20の電源が強制的にオフ状態となるので、切替制御部18による第1リレー8および第2リレー9の切替制御が不能になる。このような不都合に対しては、第1リレー8における出力端子8aと第2入力接点8cとの間、および第2リレー9における出力端子9aと第2入力接点9cとの間の接点形式をb接点(ノーマリクローズ)としておく。これにより、電断時に切替制御部18からの切替制御信号が無信号(ローレベル)になると、第1リレー8および第2リレー9がバイパス接続状態に強制的に切り替わる。あるいは、通信中継装置20は、電源回路11がオフすると第1リレー8および第2リレー9を強制的にバイパス接続状態に切り替える回路を別途備えていてもよい。これにより、電断時には、切替制御部18が機能しなくなっても、上記の回路によって第1リレー8および第2リレー9がバイパス接続状態に切り替わる。
When the power is cut off, the power supply of the
また、電断時にバイパス接続状態に切り替え可能な、第1リレー8に置き替わる半導体スイッチとしては、出力端子8aと第1入力接点8bとの間にノーマリオフ型の第1トランジスタを配置し、出力端子8aと第2入力接点8cとの間にノーマリオン型の第2トランジスタを配置するようなスイッチが考えられる。同様に、第2リレー9に置き替わる半導体スイッチとしては、出力端子9aと第1入力接点9bとの間にノーマリオフ型の第1トランジスタを配置し、出力端子9aと第2入力接点9cとの間にノーマリオン型の第2トランジスタを配置するようなスイッチが考えられる。このようなスイッチは、ゲート電圧が印加されないとき、第1トランジスタがオフする一方、第2トランジスタがオンし、ゲート電圧が印加されるとき、第1トランジスタがオンする一方、第2トランジスタがオフする。これにより、通信中継装置20の電源回路11が電断時にオフしているときには、スイッチにゲート電圧が印加されないので、第1トランジスタがオフする一方、第2トランジスタがオンすることでバイパス接続状態が得られる。
Further, as a semiconductor switch that can be switched to the bypass connection state at the time of power failure and replaces the first relay 8, a normally-off type first transistor is arranged between the
続いて、オフライン設定部16によるオフライン設定時における通信中継の処理について説明する。
Subsequently, the processing of communication relay at the time of offline setting by the
まず、オフライン設定部16が、LAN60に接続された設定装置80からのオフライン設定の指示を受けると、中継処理部19はオフライン状態に移行する。オフライン状態に移行すると、中継処理部19は、ホスト機器30および制御機器40の間の送受信処理を完了させる(ステップS21)。受信データ監視部15は、上記の送受信処理が完了すると、ホスト機器30または制御機器40からの何らかのデータがあるか否かを判定する(ステップS22)。受信データ監視部15は、ステップS22において何らかのデータがあると判定すると(YES)、処理をステップS21に戻す。
First, when the
受信データ監視部15は、ステップS22において何らかのデータがないと判定すると(NO)、データがない状態を確認してから10msが経過したか否かを判定する(ステップS23)。受信データ監視部15は、ステップS23においてデータがない状態を確認してから10msが経過していないと判定すると(NO)、処理をステップS21に戻す。
When the reception
受信データ監視部15がステップS23においてデータがない状態を確認してから10msが経過していると判定すると(YES)、第1リレー8および第2リレー9は、切替制御部18からの切替制御信号によって、バイパス接続状態に切り替える(ステップS24)。
When it is determined (YES) that 10 ms has elapsed since the received
バイパス接続状態に移行すると、オフライン設定部16は、設定装置80からの操作に応じてオフライン設定の処理を実行する(ステップS25)。
When the state shifts to the bypass connection state, the
オフライン設定部16は、Webサーバのような機能を有しており、オフライン設定のための画面をHTML(Hyper Text Markup Language)形式などで設定装置80に提供する。当該画面には、ボーレートなどの通信設定、LAN60に対するIPアドレスの設定などを行う項目が設けられている。これにより、設定装置80は、LAN60を介して通信中継装置20にアクセスすると、Webブラウザで設定することができる。
The
オフライン設定部16がオフライン設定を終了すると(ステップS26)、受信データ監視部15は、ホスト機器30および制御機器40からの受信データRxDを監視する(ステップS27)。
When the
その後、受信データ監視部15は、上述のステップS5〜S7と同じ処理を行う(ステップS28〜S30)。また、第1リレー8および第2リレー9は、ステップS30の後、上述のステップS8と同じ処理を行う(ステップS31)。これにより、中継処理部19はオンライン状態に移行する(ステップS32)。中継処理部19は、この状態で、ホスト機器30および制御機器40の間と、データ管理機器70および制御機器40との間で、それぞれの通信を中継する処理を行う(ステップS33)
このように、オフライン設定を行うときには、中継接続状態からバイパス接続状態に切り替えられる。これにより、中継処理部19による中継動作が停止していても、ホスト機器30および制御機器40の間の通信が第1リレー8および第2リレー9を介したバイパス接続状態によって維持される。また、オンライン状態からオフライン状態へ移行するとき、およびオフライン状態からオンライン状態へ移行するときには、ホスト機器30および制御機器40の間で通信が行なわれていない状態で第1リレー8および第2リレー9の切り替え動作が行なわれる。これにより、通信途中のデータが第1リレー8および第2リレー9の切り替え動作によって喪失されることを回避できる。
After that, the received
In this way, when the offline setting is performed, the relay connection state can be switched to the bypass connection state. As a result, even if the relay operation by the
引き続いて、例外エラー発生時およびウォッチドッグタイムアウトエラー発生時における通信中継の処理について説明する。 Subsequently, the processing of communication relay when an exception error occurs and a watchdog timeout error occurs will be described.
例外エラーが発生した場合、図6に示すように、まず、中継処理部19は、ホスト機器30および制御機器40の間と、データ管理機器70および制御機器40の間とで、それぞれの通信を中継する処理を行う(ステップS41)。エラー処理部17は、例外エラーが発生したことを検知すると、例外エラーによる割り込み処理が必要となったことを切替制御部18に通知する(ステップS42)。第1リレー8および第2リレー9は、切替制御部18からの切替制御信号によって、バイパス接続状態に切り替える(ステップS43)。バイパス接続状態に切り替えられると、中継処理部19による中継処理は終了する(ステップS44)。
When an exception error occurs, as shown in FIG. 6, first, the
中継制御部13が通常に動作している場合、図7の(a)に示すように、中継処理部19は、ホスト機器30および制御機器40の間と、データ管理機器70および制御機器40との間で、それぞれの通信を中継する処理を行う(ステップS51)。ウォッチドッグタイマ1aは、通信中継装置20のシステム、すなわち中継制御部13の全体の動作を監視するので、中継制御部13によるデータ管理機器70およびホスト機器30と制御機器40との通信が正常に行われていれば、タイマを更新する(ステップS52)。
When the
中継処理部19は、データ管理機器70からのデータ送信要求を受けたか否かを判定する(ステップS53)。中継処理部19は、ステップS53においてデータ送信要求を受けたと判定すると(YES)、前述のステップS11,S12の処理を行うことにより、制御機器40から要求されたデータを取得してデータ管理機器70に送信する処理を行う(ステップS54)。
The
次いで、ウォッチドッグタイマ1aは、ステップS52と同じく、通信正常時にタイマを更新する(ステップS55)。また、中継処理部19が、ステップS53においてデータ送信要求を受けていないと判定すると(NO)、ウォッチドッグタイマ1aによるステップS55の処理が行われる。その後は、処理がステップS51に戻る。
Next, the watchdog timer 1a updates the timer when communication is normal (step S55), as in step S52. If the
中継制御部13の動作に異常が生じた場合、図7の(b)に示すように、通信経路の切り替えが行なわれる。まず、中継処理部19は、ホスト機器30および制御機器40の間と、データ管理機器70および制御機器40の間とで、それぞれの通信を中継する処理を行う(ステップS61)。
When an abnormality occurs in the operation of the
ウォッチドッグタイマ1aは、中継制御部13の動作を監視しており、中継制御部13からの反応が前回のタイマ更新からの規定時間の間に取得できなかったことでタイムアウトする。エラー処理部17は、ウォッチドッグタイマ1aのタイムアウトを検知すると、タイムアウトエラーによる割り込み処理が必要となったことを切替制御部18に通知する(ステップS62)。
The watchdog timer 1a monitors the operation of the
第1リレー8および第2リレー9は、切替制御部18からの切替制御信号によって、バイパス接続状態に切り替える(ステップS63)。バイパス接続状態に切り替えられると、中継処理部19による中継処理は終了する(ステップS64)。
The first relay 8 and the
このように、中継制御部13において例外エラーおよびウォッチドッグタイムアウトエラーが発生したときには、ホスト機器30と制御機器40との接続状態がバイパス接続状態に切り替えられる。これにより、中継制御部13において何らかの問題が生じて中継処理部19の動作が異常な状態に陥った場合に、ホスト機器30と制御機器との間の通信が不能になるという不都合を回避することができる。
In this way, when an exception error and a watchdog timeout error occur in the
なお、ウォッチドッグタイムアウトエラーが発生した場合、エラー処理部17からの直接の制御によって、第1リレー8および第2リレー9がバイパス接続状態に切り替えられることもある。
When a watchdog timeout error occurs, the first relay 8 and the
上記のようなバイパス接続状態へ切り替える機能が無い場合、通信中継装置20の電源をオンしている状態で中継制御部13に異常が生じれば、中継処理部19による中継接続状態が維持できないので、通信に支障を来してしまう。
If there is no function to switch to the bypass connection state as described above, and if an abnormality occurs in the
〔実施形態2〕
本発明の実施形態2について図1、図8および図9に基づいて説明すると、以下の通りである。なお、本実施形態において、実施形態1における構成要素と同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付記して、その説明を省略する。
[Embodiment 2]
The second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1, 8 and 9. In the present embodiment, the same reference numerals will be added to the components having the same functions as the components in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
図8は、実施形態2に係る制御システム100における通信中継装置21の要部の構成を示すブロック図である。図9は、通信中継装置21を介した制御システム100におけるホスト機器30および制御機器40の間の通信の状態を示す図である。図9においては、縦軸が時間を表している。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a main part of the
図1に示すように、制御システム100は、通信中継装置21と、ホスト機器30と、制御機器40と、デバイス50と、LAN60と、データ管理機器70とを備えている。
As shown in FIG. 1, the control system 100 includes a
図8に示すように、通信中継装置21は、通信中継機能を実現するために中継制御部13Aを含んでいる。中継制御部13Aは、通信中継プログラムがCPU1によって実行されることで実現される、前述の通信中継機能を有する部分である。
As shown in FIG. 8, the
中継制御部13Aは、実施形態1の通信中継装置20における中継制御部13と同じく、起動・停止制御部14と、受信データ監視部15と、オフライン設定部16と、エラー処理部17と、切替制御部18とを有している。また、中継制御部13Aは、中継処理部19Aを有している。中継処理部19Aは、中継制御部13が有する中継処理部19と同じく、優先度変更部191を有しているが、さらにボーレート変更部192(ボーレート設定部)を有している。
Like the
ボーレート変更部192は、制御機器40との通信のボーレートを、標準のボーレート(標準ボーレート)と、標準ボーレートよりも高速の高速ボーレートとの間で変更する。
The baud
制御機器40を構成するPLCには、コマンドによって高速ボーレートに変更できる機種がある。そこで、ボーレート変更部192は、このようなPLCとの通信速度を高めるために、上記コマンドをPLCへ送り、標準ボーレートから高速ボーレートに変更する。
Some PLCs constituting the
これにより、図9に示すように、通信中継装置21は、ボーレートを変更できないホスト機器30と高速ボーレートに変更された制御機器40との通信の中継において、ホスト機器30とは標準ボーレートで通信し、制御機器40とは高速ボーレートで通信する。したがって、トータルの通信時間を短くすることができる。
As a result, as shown in FIG. 9, the
例えば、実施形態1の通信中継装置20では、ホスト機器30との通信に10msを要し、制御機器40との通信に10ms要しているとする。これに対し、制御機器40のボーレートを5倍に高速化できる場合、通信中継装置21は、制御機器40との通信を2msで行うことにより、トータルの通信時間を通信中継装置20に比べて8ms短縮することができる。これにより、通信中継装置21の処理能力を向上させることができる。また、この短縮できた時間を、例えばデータ管理機器70の通信に利用することで、ホスト機器30および制御機器40の間の通信を遅延させることなく、データ管理機器70による割込通信を処理することができる。
For example, in the
〔実施形態3〕
本発明の実施形態3について図1、図10〜図13に基づいて説明すると、以下の通りである。なお、本実施形態において、実施形態1における構成要素と同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付記して、その説明を省略する。
[Embodiment 3]
The third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1, 10 to 13. In the present embodiment, the same reference numerals will be added to the components having the same functions as the components in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
図10は、実施形態3に係る制御システム100における通信中継装置22の要部の構成を示すブロック図である。図11は、通信中継装置22における第1共通メモリ28および第2共通メモリ29を介した通信の概念を示す図である。図12の(a)は、通信中継装置22を介したホスト機器30および制御機器40の間の通信の状態を示す図である。図12の(b)は、通信中継装置22を介したホスト機器30および制御機器40の間の通信の他の状態を示す図である。図13は、通信中継装置22を介したホスト機器30および制御機器40の間の通信のさらに他の状態を示す図である。
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a main part of the
図1に示すように、制御システム100は、通信中継装置22と、ホスト機器30と、制御機器40と、デバイス50と、LAN60と、データ管理機器70とを備えている。ただし、通信中継装置22は、図1に示されている第1ドライバ/レシーバ4および第2ドライバ/レシーバ5に加えて、図11に示す第1共通メモリ28と、第2共通メモリ29とを備えている。
As shown in FIG. 1, the control system 100 includes a
第1共通メモリ28は、ホスト機器30および制御機器40の通信に共通に用いられるメモリである。第1共通メモリ28は、受信データRxDを伝送する受信メモリ28aと、送信データTxDを伝送する送信メモリ28bとを有している。
The first
第2共通メモリ29は、制御機器40およびLAN60の通信に共通に用いられるメモリである。第2共通メモリ29は、受信データRxDを伝送する受信メモリ29aと、送信データTxDを伝送する送信メモリ29bとを有している。
The second
図10に示すように、通信中継装置22は、通信中継機能を実現するために中継制御部13Bを含んでいる。中継制御部13Bは、通信中継プログラムがCPU1によって実行されることで実現される、前述の通信中継機能を有する部分である。
As shown in FIG. 10, the
中継制御部13Bは、実施形態1の通信中継装置20における中継制御部13と同じく、起動・停止制御部14と、受信データ監視部15と、オフライン設定部16と、エラー処理部17と、切替制御部18とを有している。また、中継制御部13Bは、中継処理部19Bを有している。中継処理部19Bは、中継制御部13が有する中継処理部19と同じく、優先度変更部191を有しているが、さらに中継調整部193(要求分割部)を有している。
Like the
また、中継処理部19は、図11に示すように、シリアルポートCOM1側のCOM1スレッドで、シリアルポートCOM1に対する制御機器40との通信の処理を行う。また、中継処理部19は、シリアルポートCOM2側のCOM2スレッドで、シリアルポートCOM2に対するホスト機器30との通信の処理を行う。また、中継処理部19は、LANスレッドで、LAN60に対するデータ管理機器70との通信の処理を行う。
Further, as shown in FIG. 11, the
中継調整部193は、データ管理機器70からの割込要求のサイズが所定値を超えるときに、割込要求を分割する。割込要求を分割するサイズは、予め設定されているが、ユーザによって設定できるようにしてもよい。中継処理部19は、通信中継装置22と制御機器40との間で、ホスト機器30の要求と、当該要求に対する制御機器40の応答とが行われていない期間に、分割されたデータ送信要求を制御機器40に送信する。ただし、上記の要求および応答は、一連の処理として行われる。
The
上記のように構成される制御システム100において、図11に示すように、ホスト機器30からの要求は、シリアルポートCOM2を介して受信された後、COM2スレッドで処理されて受信メモリ28aを介してCOM1スレッドに送出される。その要求は、COM1スレッドで処理された後、シリアルポートCOM1を介して制御機器40に送信される。
In the control system 100 configured as described above, as shown in FIG. 11, the request from the
一方、制御機器40からの応答は、シリアルポートCOM1を介して受信された後、COM1スレッドで処理されて送信メモリ28bを介してCOM2スレッドに送出される。その応答は、COM2スレッドで処理された後、シリアルポートCOM2を介してホスト機器30に送信される。
On the other hand, the response from the
また、データ管理機器70からの要求は、LAN60を介して受信された後、LANスレッドで処理されて受信メモリ29aを介してCOM1スレッドに送出される。その要求は、COM1スレッドで処理された後、シリアルポートCOM1を介して制御機器40に送信される。
Further, the request from the
一方、制御機器40からの応答は、シリアルポートCOM1を介して受信された後、COM1スレッドで処理されて送信メモリ29bを介してLANスレッドに送出される。その応答は、LANスレッドで処理された後、LAN60を介してデータ管理機器70に送信される。
On the other hand, the response from the
このように、中継処理部19は、COM1スレッドおよびCOM2スレッドで、それぞれ制御機器40側の通信処理とホスト機器30側の通信処理とをマルチタスクで個別に行う。また、データ管理機器70からの割り込み要求が発生したときに、中継処理部19は、図11において破線に示すように、COM1スレッドおよびLANスレッドで、それぞれ制御機器40側の通信処理とデータ管理機器70側の通信処理とをマルチタスクで個別に行う。しかも、COM1スレッドは、ホスト機器30の要求とデータ管理機器70からの割り込みの要求とを処理するが、 一方の要求を処理している間に他方の要求を処理しない(排他処理)。
In this way, the
これにより、通信中継装置22は、ホスト機器30と通信している間に、制御機器40に別の要求を送信することができる。この処理をシリアルに実行すると、一方の通信を行なってから他方の通信を行なうので、他方の通信が待たされる。これに対し、2つの通信を同時に行なうことで通信時間を短縮することができる。したがって、ホスト機器30側と制御機器40側とで処理を分離することにより、通信中継装置22の処理能力を向上させることができる。
As a result, the
また、通信中継装置22を介してホスト機器30および制御機器40の間での通常の通信は、図12の(a)に示すようにして行われる。通信中継装置22(中継処理部19B)は、ホスト機器30からの要求を制御機器40に転送し、その要求に対する制御機器40からの応答をホスト機器30に転送する。この結果、通信時間T1がタイムアウト時間以内に収まるので、タイムアウトは生じない。
Further, normal communication between the
また、制御システム100において、通信中継装置22を介したホスト機器30および制御機器40の間での通信中にデータ管理機器70からデータ送信要求が送信されたときの通信は、図12の(b)に示すようにして行われる。通信中継装置22(中継処理部19B)は、ホスト機器30および制御機器40の間で通信が行われているときに、データ管理機器70からの割込要求REQ(太い一点鎖線にて示す)を受ける。すると、通信中継装置22は、制御機器40との間で、ホスト機器30の要求に対する制御機器40の応答が行われていない期間に、細い一点鎖線で示すように、データ管理機器70からのデータ送信要求に応じた割込通信を行う。そして、通信中継装置22は、データ管理機器70へ割込応答RES(太い一点鎖線にて示す)を返送する。
Further, in the control system 100, the communication when the data transmission request is transmitted from the
割込通信が行われている間に、ホスト機器30から次の要求が送信されると、当該要求が発されるタイミングによっては、通信中継装置22から制御機器40への、ホスト機器30の要求の転送が、割込通信の終了まで待たされることがある。このような場合でも、通信時間T2がタイムアウト時間以内に収まっていれば、タイムアウトは生じない。
If the next request is transmitted from the
ところが、割込要求REQのサイズが大きすぎて、割込通信に長時間を要すると、ホスト機器30の要求が通信中継装置22から制御機器40へ転送されるのに待たされる待機時間が長引く。この結果、上記の通信時間T2がタイムアウト時間を超えると、タイムアウトが生じてしまう。
However, if the size of the interrupt request EQU is too large and the interrupt communication takes a long time, the waiting time waited for the request of the
そこで、割込要求REQのサイズが所定値を超えるときには、中継調整部193が、割込要求REQを所定の分割サイズに分割する。これにより、分割された割込要求REQの個々のサイズが小さくなるので、図13に細い一点鎖線にて示すように割込通信が行われても、上記の待機時間を抑制できるか、あるいは無くすことができる。これにより、通信時間T3がタイムアウト時間以内に収まるので、タイムアウトは生じない。
Therefore, when the size of the interrupt request EQU exceeds a predetermined value, the
また、ホスト機器30と制御機器40との間の通信が頻繁に行なわれない場合、大きなサイズのデータの読み書きを要求しても、ホスト機器30と制御機器40との間の通信に及ぶ影響は小さい。そこで、このような場合は、その要求を分割せずにそのまま制御機器40に送信する。これにより、割込通信に要する時間を短時間で行うことができる。したがって、データ管理機器70の処理効率を向上させることができる。
Further, when the communication between the
〔ソフトウェアによる実現例〕
通信中継装置20〜21の制御ブロック(特に中継制御部13)は、上述のように、CPU1を用いてソフトウェアによって実現される。
[Example of realization by software]
The control blocks (particularly the relay control unit 13) of the
通信中継装置20〜21は、CPU1が通信中継プログラムをROM3から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、ROM3以外にも、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、通信中継プログラムは、該通信中継プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体(通信ネットワークや放送波等)を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
The object of the present invention is achieved by the
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
8 第1リレー(通信経路切替部)
9 第2リレー(通信経路切替部)
12 データバス(データ伝送路)
15 受信データ監視部(通信監視部)
16 オフライン設定部
17 エラー処理部(エラー検知部)
18 切替制御部
19,19A,19B 中継処理部
20〜21 通信中継装置
25 バイパス通信経路
26 第1中継通信経路(第1通信経路)
27 第2中継通信経路(第2通信経路)
30 ホスト機器
40 制御機器
70 データ管理機器
191 優先度変更部(優先度設定部)
192 ボーレート変更部(ボーレート設定部)
193 中継調整部(要求分割部)
8 1st relay (communication path switching unit)
9 Second relay (communication path switching unit)
12 Data bus (data transmission line)
15 Received data monitoring unit (communication monitoring unit)
16
18
27 Second relay communication path (second communication path)
30
192 Baud rate change section (Baud rate setting section)
193 Relay adjustment section (request division section)
Claims (6)
データを伝送するデータ伝送路と、
前記データ伝送路を介した第1通信経路を通じて前記ホスト機器と前記制御機器との間の通信を中継するとともに、前記データ伝送路を介した第2通信経路を通じて前記データ管理機器と前記制御機器との通信を中継する中継処理部と、
前記中継処理部が動作しているときに、前記ホスト機器および前記制御機器を前記第1通信経路に接続する一方、前記中継処理部が動作していないときに、前記ホスト機器と前記制御機器とを相互に接続する通信経路切替部と、
前記ホスト機器との間でデータの送受信を行う第1送受信回路と、
前記制御機器との間でデータの送受信を行う第2送受信回路と、を備え、
前記通信経路切替部は、前記ホスト機器と前記第1送受信回路との間に設けられた第1リレー、および前記制御機器と前記第2送受信回路との間に設けられた第2リレーを含み、
前記第1リレーは、前記ホスト機器に接続される出力端子と、前記第1送受信回路に接続される第1入力接点と、前記第2送受信回路に接続されて前記制御機器からのデータが入力される第2入力接点とを有し、
前記第2リレーは、前記制御機器に接続される出力端子と、前記第2送受信回路に接続される第1入力接点と、前記第1送受信回路に接続されて前記ホスト機器からのデータが入力される第2入力接点とを有し、
前記中継処理部が動作しているときに、前記第1リレーおよび前記第2リレーでは、各々その出力端子とその第1入力接点とが接続され、
前記中継処理部が動作していないときに、前記第1リレーおよび前記第2リレーでは、各々その出力端子とその第2入力接点とが接続される、ことを特徴とする通信中継装置。 Communication between the host device and the control device that reads and writes data in response to the request from the host device, and also transmits the request from the data management device that manages the data to the control device. It ’s a relay device,
A data transmission line that transmits data and
The communication between the host device and the control device is relayed through the first communication path via the data transmission path, and the data management device and the control device are connected through the second communication path via the data transmission path. And the relay processing unit that relays the communication of
When the relay processing unit is operating, the host device and the control device are connected to the first communication path, while when the relay processing unit is not operating, the host device and the control device are connected. Communication path switching unit that connects to each other ,
A first transmission / reception circuit that transmits / receives data to / from the host device,
A second transmission / reception circuit for transmitting / receiving data to / from the control device is provided.
The communication path switching unit includes a first relay provided between the host device and the first transmission / reception circuit, and a second relay provided between the control device and the second transmission / reception circuit.
The first relay is connected to an output terminal connected to the host device, a first input contact connected to the first transmission / reception circuit, and a second transmission / reception circuit to input data from the control device. Has a second input contact
The second relay is connected to the output terminal connected to the control device, the first input contact connected to the second transmission / reception circuit, and the first transmission / reception circuit to input data from the host device. Has a second input contact
When the relay processing unit is operating, the output terminal and the first input contact of the first relay and the second relay are connected to each other.
A communication relay device characterized in that, when the relay processing unit is not operating, the output terminal and the second input contact of the first relay and the second relay are connected to each other.
前記通信監視部によって通信が無いと判定されたときに、前記第1通信経路への前記ホスト機器および前記制御機器の接続と、前記ホスト機器および前記制御機器の相互接続とを切り替える動作を行うように前記通信経路切替部を制御する切替制御部とをさらに備えていることを特徴とする請求項1に記載の通信中継装置。 A communication monitoring unit that monitors the presence or absence of communication between the host device and the control device,
When the communication monitoring unit determines that there is no communication, the operation of switching between the connection of the host device and the control device to the first communication path and the interconnection of the host device and the control device is performed. The communication relay device according to claim 1, further comprising a switching control unit that controls the communication path switching unit.
前記中継処理部は、設定された前記優先度にしたがって、前記データ管理機器からの要求を前記制御機器に送信することを特徴とする請求項1または2に記載の通信中継装置。 A priority setting unit for setting a priority for a request from the data management device to the control device and a request from the host device to the control device is further provided.
The communication relay device according to claim 1 or 2, wherein the relay processing unit transmits a request from the data management device to the control device according to the set priority.
前記中継処理部は、前記制御機器との間の通信を設定された前記高速ボーレートで行うことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の通信中継装置。 Further provided with a baud rate setting unit for setting the baud rate of communication with the control device to a high-speed baud rate higher than the standard baud rate.
The communication relay device according to any one of claims 1 to 3, wherein the relay processing unit performs communication with the control device at the set high-speed baud rate.
前記中継処理部は、前記ホスト機器からの要求と、当該要求に対する前記制御機器の前記ホスト機器への応答との一連の処理が行われていない期間に、分割された前記データ管理機器からの要求を前記制御機器に送信することを特徴とする請求項5に記載の通信中継装置。 When the size of the request from the data management device to the control device exceeds a predetermined value, a request dividing unit for dividing the request into a predetermined size is further provided.
The relay processing unit is divided into requests from the data management device during a period in which a series of processes of the request from the host device and the response of the control device to the host device in response to the request are not performed. The communication relay device according to claim 5, wherein the data is transmitted to the control device.
Priority Applications (1)
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| JP2017030011A JP6865600B2 (en) | 2017-02-21 | 2017-02-21 | Communication relay device |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2017030011A JP6865600B2 (en) | 2017-02-21 | 2017-02-21 | Communication relay device |
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Family Applications (1)
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2017
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