Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7678696B2 - Module System - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7678696B2 - Module System - Google Patents

Module System Download PDF

Info

Publication number
JP7678696B2
JP7678696B2 JP2021065313A JP2021065313A JP7678696B2 JP 7678696 B2 JP7678696 B2 JP 7678696B2 JP 2021065313 A JP2021065313 A JP 2021065313A JP 2021065313 A JP2021065313 A JP 2021065313A JP 7678696 B2 JP7678696 B2 JP 7678696B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
module
master module
slave
ethernet
slave module
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
JP2021065313A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022160845A (en
Inventor
藍介 今村
剛 長瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chino Corp
Original Assignee
Chino Corp
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chino Corp filed Critical Chino Corp
Priority to JP2021065313A priority Critical patent/JP7678696B2/en
Publication of JP2022160845A publication Critical patent/JP2022160845A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7678696B2 publication Critical patent/JP7678696B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Programmable Controllers (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Communication Control (AREA)

Description

本発明は、上位制御機器と、一のマスターモジュールと、一以上のスレーブモジュールと、からなるモジュールシステムに関するものであり、モジュール間の信号の伝送を、その信号に応じて選択される内部バスにて伝送する技術に関する。 The present invention relates to a module system consisting of a higher-level control device, one master module, and one or more slave modules, and to a technology for transmitting signals between modules via an internal bus that is selected according to the signal.

例えば、航空機の機体外壁に使われる炭素繊維強化プラスチックの成型ホットプレスなどの温度制御では、一のマスターモジュールと複数のスレーブモジュールとを連結し多数の対象の熱源制御を行っている。マスターモジュールは、制御対象となる多数の加熱箇所の温度を制御するための制御条件などをPCやPLC(programmable logic controller)などの上位制御機器から受信し、受信した制御条件などに基づき自身に接続された複数のスレーブモジュールに対して制御のための信号(目標温度や操作量など)を送信する。そして、これらの信号を受信したスレーブモジュールのそれぞれは受信した信号に基づいて制御対象の制御を行う(特許文献1)。 For example, in temperature control of hot press molding of carbon fiber reinforced plastics used in the exterior walls of aircraft fuselages, one master module is linked to multiple slave modules to control the heat sources of multiple targets. The master module receives control conditions for controlling the temperature of the multiple heating points to be controlled from a higher-level control device such as a PC or PLC (programmable logic controller), and transmits control signals (target temperature, manipulated variable, etc.) to the multiple slave modules connected to it based on the received control conditions. Then, each of the slave modules that receives these signals controls the controlled targets based on the received signals (Patent Document 1).

上記の温度制御などのために多数のヒータの制御と、温度計による監視を行う場合、素早く確実に命令やデータをやり取りすることが必要となる。 When controlling multiple heaters for the above temperature control and monitoring with thermometers, it is necessary to exchange commands and data quickly and reliably.

現在制御機器用に広く使われている通信形式としてRS-485などがある。RS-485はマルチドロップに対応したバス形式の、マルチポイントシリアル接続であり、物理層の電気的仕様を規定する。より古く、広く使われてきたRS-232Cの欠点(1対1接続、短距離)を解消すべく改良されてきたもので、RS-232Cの改良版のRS-422を経て(1対10接続可、長距離対応)、RS-485が開発された。RS-485は、最大32対32の多対多接続が可能で、RS-422と同様1200mまでの最大通信距離と10Mbpsの最大伝送速度を持つ(差動信号方式の為、距離が延びると伝送速度が低下する、最大距離における伝送速度は100kbps程度)。またRS-422と同様にツイストペアのワイヤ上でシングルパルスの差動信号を用い、ツイストペアのワイヤの平均電圧であるコモンモード電圧の範囲が-7V~+12Vと広く許容されているため、ノイズに強い特徴を持つ。そのため、製造装置などノイズ源近傍に配置する制御装置などの通信に古くから広く使われてきた。 Currently, communication formats widely used for control devices include RS-485. RS-485 is a multi-point serial connection in a bus format that supports multi-drop, and specifies the electrical specifications of the physical layer. It has been improved to eliminate the shortcomings of the older, widely used RS-232C (one-to-one connection, short distance), and was developed after the RS-422, an improved version of RS-232C (one-to-10 connection possible, long distance compatible). RS-485 allows for many-to-many connections of up to 32-to-32, and like RS-422, has a maximum communication distance of up to 1200m and a maximum transmission speed of 10Mbps (due to the differential signaling method, the transmission speed decreases as the distance increases, and the transmission speed at the maximum distance is about 100kbps). Also, like RS-422, it uses a single-pulse differential signal on a twisted pair wire, and the common mode voltage, which is the average voltage of the twisted pair wire, is allowed to have a wide range of -7V to +12V, making it highly resistant to noise. For this reason, it has long been widely used for communication with control devices that are placed near noise sources such as manufacturing equipment.

一方インターネット回線などに用いられているイーサネット通信は、データにヘッダをつけてパケット化し送信する方式で、大容量のデータを送るのに適している。しかし、標準的なイーサネット通信では仕様上、通信速度や遅延時間を保証されていない。インターネットでの動画閲覧時などに、時々遅くなったり画質が下がったりするのは、回線を使用するユーザ数が多かったり、大容量の通信を行っているユーザがいるためである。ノイズがのったために通信が失敗した場合も通信をやり直す場合があり遅延する。製造装置などの制御に用いるマスターモジュールとスレーブモジュール同士をイーサネット通信経路で接続した場合、マスターモジュールに対して複数のスレーブモジュールが同時に通信を行うとパケットの伝達が干渉しキャンセルされたり、ノイズにより通信が失敗して再通信し直すことで遅延したり、イーサネット通信経路に大容量データの送受信を行う別ユーザが接続しているとデータの通信速度が遅くなったりして、リアルタイム性に劣る結果となる。そのためマスターモジュールとスレーブモジュール間は、ノイズに強くリアルタイム性に優れたRS-485等のシリアル通信が採用されてきた。 On the other hand, Ethernet communication used for Internet lines is a method of packetizing data with a header and sending it, which is suitable for sending large amounts of data. However, the standard Ethernet communication does not guarantee communication speed or delay time due to its specifications. When watching videos on the Internet, the speed sometimes slows down or the image quality deteriorates because there are many users using the line or some users are communicating with large amounts of data. If communication fails due to noise, the communication may be retried, resulting in delays. When a master module used to control manufacturing equipment and the slave module are connected to each other via an Ethernet communication path, if multiple slave modules communicate with the master module at the same time, the packet transmission may interfere with each other and be canceled, or communication may fail due to noise and be delayed by retrying, or if another user who sends and receives large amounts of data is connected to the Ethernet communication path, the data communication speed may slow down, resulting in poor real-time performance. For this reason, serial communication such as RS-485, which is resistant to noise and has excellent real-time performance, has been adopted between the master module and the slave module.

物理層(電気仕様)にRS-485を使用する通信プロトコルとして、産業用にはModbusが広く使われている。ModbusはModicon社が1979年、同社のプログラマブルロジックコントローラ(PLC)向けに策定したシリアル通信プロトコルである。産業界におけるデ・ファクト標準の通信プロトコルとなり、現在では産業用電子機器を接続する最も一般的手段となっている。Modbusプロトコルは、Modbus RTU、Modbus ASCIIの2種があり、のちに物理層としてイーサネットを用いるModbus/TCPが追加された。 Modbus is a communication protocol that uses RS-485 for the physical layer (electrical specifications) and is widely used in industry. Modbus is a serial communication protocol that was developed by Modicon in 1979 for the company's programmable logic controllers (PLCs). It has become the de facto standard communication protocol in the industrial world, and is now the most common method for connecting industrial electronic devices. There are two types of Modbus protocol: Modbus RTU and Modbus ASCII, and later Modbus/TCP, which uses Ethernet as the physical layer, was added.

上述した成型ホットプレスなどの温度制御などの製造工程では、一のマスターモジュールと複数のスレーブモジュールとを連結し多数の対象の熱源制御を行っている。図9を用いて従来例を示す。PCやPLC等である上位制御機器(0901)と通信モジュール(0910)とイーサネットを介して接続されている。通信モジュール(0910)は、イーサネット通信信号と汎用シリアル通信信号(Modbus RTU)の間の変換を行う。通信モジュール(0910)とマスターモジュール(0902)はシリアル通信経路で接続され、汎用シリアル通信信号で通信を行う。マスターモジュール(0902)とスレーブモジュール1(0903)~スレーブモジュールn(0905)は、シリアル通信経路(シリアル通信I/F1:RS-485)と、シリアル通信I/F1よりも高速な内部バス(シリアル通信I/F2)を用いてカスケード接続される。RS-485では10Mbpsが最大だが、RS-485を物理層とするModbus RTUプロトコルの最大速度は115.2kbpsである。内部バスは、物理層はRS-485だが、マスターモジュールと一以上のスレーブモジュールからなるモジュール間のみのごく短距離を接続するように構成されているため、Modbus RTU(最大115.2kbps)をベースに伝送速度を上げて1Mbps以上としている。図9ではシリアル通信経路を点線で、イーサネット通信経路を太実線で記載している。
スレーブモジュールとマスターモジュール(0902)は同型機であるが、スイッチ設定でマスター/スレーブを切り替え設定できる。1台をマスター設定し、他をスレーブ設定して用いる。
In the manufacturing process such as temperature control of the molding hot press described above, one master module and multiple slave modules are connected to control the heat sources of multiple targets. A conventional example is shown in FIG. 9. A host control device (0901) such as a PC or PLC is connected to a communication module (0910) via Ethernet. The communication module (0910) converts between Ethernet communication signals and general-purpose serial communication signals (Modbus RTU). The communication module (0910) and the master module (0902) are connected via a serial communication path and communicate with each other using general-purpose serial communication signals. The master module (0902) and slave module 1 (0903) to slave module n (0905) are cascade-connected using a serial communication path (serial communication I/F1: RS-485) and an internal bus (serial communication I/F2) that is faster than the serial communication I/F1. The maximum speed for RS-485 is 10 Mbps, but the maximum speed for the Modbus RTU protocol, which uses RS-485 as the physical layer, is 115.2 kbps. The physical layer of the internal bus is RS-485, but since it is configured to connect only short distances between modules consisting of a master module and one or more slave modules, the transmission speed is increased to 1 Mbps or more based on Modbus RTU (maximum 115.2 kbps). In Figure 9, the serial communication path is indicated by a dotted line, and the Ethernet communication path is indicated by a thick solid line.
The slave module and the master module (0902) are the same model, but the master/slave can be switched by a switch setting. One is set as the master and the other is set as the slave.

加熱炉(0909)内の加工部材(0908)に対し、複数のヒータ(0906)と温度計(0907)を取り付けられている。一部のヒータと温度計はマスターモジュール(0902)自身が制御/監視する。その他のヒータと温度計はスレーブモジュール1(0903)からスレーブモジュールn(0905)が制御しており、前記スレーブモジュールをマスタモジュール(0902)が管理する。マスタモジュール(0902)に対して通信モジュール(0910)を介して上位制御機器(0901)が命令を送信し、マスターモジュールからの応答を受信する。 Multiple heaters (0906) and thermometers (0907) are attached to the workpiece (0908) inside the heating furnace (0909). Some of the heaters and thermometers are controlled/monitored by the master module (0902) itself. The remaining heaters and thermometers are controlled by slave module 1 (0903) through slave module n (0905), which are managed by the master module (0902). The higher-level control device (0901) sends commands to the master module (0902) via the communication module (0910) and receives responses from the master module.

特許文献1では、上述のような一のマスターモジュールと、一以上のスレーブモジュールと、からなるモジュールシステムにおいて、マスターモジュールが、スレーブモジュールに対する命令信号を取得し、取得した命令信号に応じて、その命令信号を送信すべき内部バスを選択する技術が開示されている。 Patent document 1 discloses a technology in which, in a module system consisting of one master module as described above and one or more slave modules, the master module acquires a command signal for a slave module and selects an internal bus to which the command signal should be transmitted in accordance with the acquired command signal.

特願2019-225845Patent application No. 2019-225845

図9での、加工部材(0908)の構造や組成分布、加熱炉(0909)内の温度分布や、各ヒータの出力ばらつき、各温度計の誤差などの要因による差分を吸収調整するために、マスターモジュールに保持された設定プロファイルにもとづいて、各スレーブモジュールでのヒータ加熱出力を調整しなければ、加工部材に対し所望の温度分布と温度プロファイルに沿った加熱加工を行うことができない。そのため、各スレーブモジュールは、自身が管理する温度計の測定結果やヒータへの出力指示値などを随時マスターモジュールへ送信し、マスターモジュールは加工部材が所望の温度分布と温度プロファイルとなるように全体を勘案し、各ヒータの相互作用を考慮したうえで自動制御理論によるPID制御を各ヒータにて実現可能なように各スレーブモジュールに対して命令を送信する。マスターモジュールにて制御を完結できないような場合には、上位制御機器へデータを送信し命令を仰ぐように構成してもよい。 In FIG. 9, in order to absorb and adjust the differences due to factors such as the structure and composition distribution of the workpiece (0908), the temperature distribution in the heating furnace (0909), the output variation of each heater, and the error of each thermometer, the heater heating output of each slave module must be adjusted based on the setting profile stored in the master module, otherwise the workpiece cannot be heated according to the desired temperature distribution and temperature profile. Therefore, each slave module transmits the measurement results of the thermometers it manages and the output instruction values to the heaters to the master module at any time, and the master module takes into consideration the overall situation so that the workpiece has the desired temperature distribution and temperature profile, and transmits commands to each slave module so that each heater can realize PID control based on automatic control theory after considering the interactions of each heater. If the master module cannot complete the control, it may be configured to transmit data to a higher-level control device and ask for commands.

これらの通信に際して、マスターモジュールの内部信号処理系とスレーブモジュールの内部信号処理系との信号の伝送は、速やかに確実に行われることが好ましい。前述の図9の例では多数のスレーブモジュールとマスターモジュールとが1秒に満たない間隔でデータや命令の送受信を繰り返す。制御は基本的にフィードバック制御により行われることから、スレーブモジュールの内部信号処理系からマスターモジュールの内部信号処理系への制御対象の現在温度などを示す情報のフィードバックと、それに応じたマスターモジュールの内部信号処理系からスレーブモジュールの内部信号処理系への操作量などの伝送とを速やかに行うことが、速応性に優れた緻密な制御の実現に寄与するからである。上記のようなリアルタイム性(速応性、確実性)の為には、上述した高速なシリアル通信(内部バス)を使用することが好ましい。 During these communications, it is preferable that signals be transmitted between the internal signal processing system of the master module and the internal signal processing system of the slave module quickly and reliably. In the example of FIG. 9 described above, many slave modules and the master module repeatedly send and receive data and commands at intervals of less than one second. Since control is basically performed by feedback control, quickly feeding back information indicating the current temperature of the controlled object from the internal signal processing system of the slave module to the internal signal processing system of the master module, and quickly transmitting the corresponding operation amount from the internal signal processing system of the master module to the internal signal processing system of the slave module, contributes to the realization of precise control with excellent responsiveness. For the above-mentioned real-time characteristics (responsiveness, reliability), it is preferable to use the above-mentioned high-speed serial communication (internal bus).

図9に例示する加工部材を複数のヒータを用いた加熱処理における大元の温度プロファイルを上記のようにマスターモジュールが持つ。マスターモジュールからスレーブモジュールへ各ヒータの制御に関しての命令が発せられる。各スレーブモジュールは加熱炉、ヒータ配置等や、加工部材の形状と材質に由来する、各制御ポイント特有の差分値情報を持つ。形状や材質の異なる加工部材を着工する際には、事前に基準となる温度プロファイルが上位制御機器からマスターモジュールに送付され、スレーブモジュールに対しても差分値情報の修正など設定変更が指示される。
違う構造や形状および材質が異なる加工部材へ切り替えて作業を行う際の設定変更は、上記の高速な内部バスを使用せずとも、相対的に低速なシリアル通信経路(相対的に低速な内部バス、汎用シリアル通信)で送付してもよい。
As described above, the master module has the basic temperature profile for the heating process of the processed workpiece using multiple heaters, as shown in Fig. 9. The master module issues commands to the slave modules regarding the control of each heater. Each slave module has differential value information specific to each control point, which is derived from the heating furnace, heater arrangement, etc., and the shape and material of the processed workpiece. When processing workpieces with different shapes and materials is started, a reference temperature profile is sent in advance from the upper control device to the master module, and the slave modules are also instructed to change settings, such as correcting the differential value information.
When switching to a workpiece having a different structure, shape, or material, setting changes can be sent via a relatively slow serial communication path (relatively slow internal bus, general-purpose serial communication) without using the high-speed internal bus described above.

新設定への書き換えができずに旧設定で加熱処理を開始してしまった場合、または一部ヒータが加熱処理中に断線した場合など、処理中にマスターモジュールの温度プロファイルの改定だけではなくスレーブモジュールの差分値の修正などの設定値の変更が必要になる場合がある。マスターモジュールとスレーブモジュール間の設定データの伝送用に高速な内部バスを使用すると、機能部品の制御(ヒータ制御と温度データ収集など)に遅延が生じるなどリアルタイム性を毀損するため不利益が大きい。そのため、相対的に低速なバス伝送路(相対的に低速な内部バス、汎用シリアル通信経路など)を使用するのが望ましい。また上位制御機器からマスターモジュールへの設定データの伝送経路は、上述したようにヒータや温度計の制御に関しマスターモジュールから通信モジュールを介して上位制御機器へ命令を仰ぐ通信や、上位制御機器からマスターモジュールへ命令の送信が優先されるため、設定データの転送に使用するのは望ましくない。設定データの伝送の為には、製造現場近傍の制御盤等に設置されたマスターモジュールのメンテナンス端子(0912)等に直接PC等(0911)を接続し、設定を行う必要があった。 In cases where the heating process has started with the old settings without being able to rewrite to the new settings, or in cases where some heaters break during the heating process, it may be necessary to change the settings during the process, such as revising the temperature profile of the master module and correcting the difference value of the slave module. If a high-speed internal bus is used to transmit the setting data between the master module and the slave module, it will cause delays in the control of the functional parts (heater control and temperature data collection, etc.), which will impair real-time performance, and this is a major disadvantage. For this reason, it is preferable to use a relatively slow bus transmission path (a relatively slow internal bus, a general-purpose serial communication path, etc.). In addition, as described above, the transmission path of the setting data from the upper control device to the master module is not recommended for transferring the setting data, because communication regarding the control of the heater or thermometer from the master module via the communication module to request commands, and the transmission of commands from the upper control device to the master module, takes priority. In order to transmit the setting data, it was necessary to directly connect a PC (0911) to the maintenance terminal (0912) of the master module installed on a control panel near the manufacturing site, and perform the settings.

特許文献1では、マスターモジュールへ送信される命令信号を判別し使用する内部バス経路を選択する。上位装置(本願での上位制御機器)がLAN(イーサネット)等に接続されている場合にはデータ変換装置を上位装置とマスターモジュール間に配置接続し、上位装置側で使うTCP/IPプロトコルと、マスターモジュールとスレーブモジュール間で使用するシリアル通信信号(Modbus RTUなど)の変換行う。データ変換装置ではポート番号によってマスターモジュール向けに2種類のデータ形式へ変換し送信する。マスターモジュールは受信した命令信号の内容を判別し、使用する内部バスを選択しなければならない。また設定データの転送と、温度などの測定データをマスターモジュールと複数の上位制御機器(PCやPLC)と並行して通信する技術についての記載が無い。 In Patent Document 1, the command signal sent to the master module is identified and the internal bus path to be used is selected. When a higher-level device (higher-level control device in this application) is connected to a LAN (Ethernet) or the like, a data conversion device is placed and connected between the higher-level device and the master module, and converts between the TCP/IP protocol used on the higher-level device side and the serial communication signal (Modbus RTU, etc.) used between the master module and the slave module. The data conversion device converts the data into two types of data format depending on the port number and sends it to the master module. The master module must identify the content of the command signal it receives and select the internal bus to use. There is also no mention of technology for transferring setting data and communicating measurement data such as temperature with the master module and multiple higher-level control devices (PCs and PLCs) in parallel.

本発明により、上位制御機器からの信号を、マスターモジュールを介してスレーブモジュールへ伝送する際に、前記信号の内容によって適切なバス伝送路を判別して選択し、並行して信号を送受信できるモジュールシステムを提供することである。 The present invention provides a module system that can transmit and receive signals in parallel by determining and selecting an appropriate bus transmission path based on the content of a signal when the signal is transmitted from a higher-level control device to a slave module via a master module.

上記課題を解決するために本発明において、第一の発明として、
上位制御機器(AA)と、
これとイーサネット通信経路にて接続され前記上位制御機器(AA)から命令を取得し、前記上位制御機器(AA)に応答を出力する1台のマスターモジュール(BA)と、
異なる伝送速度で利用可能な複数種類のバス伝送路であるシリアル通信経路でマスターモジュール(BA)と接続され、後述する機能の実行に際しての各種物理量設定値で、同じく機能の実行に際しての各種制御パラメータで前記マスターモジュール(BA)によって管理され動作させられるモジュールであって、一以上の機能を実現する機能部品制御機能を有し、相互に前記複数種類のバス伝送路でシリアルに接続された一以上のスレーブモジュール(CA)と、
からなるモジュールシステムであって、
上位制御機器(AA)は、
マスターモジュール(BA)に対して命令を出力する対マスターモジュール命令出力部(AB)と、
マスターモジュール(BA)から応答を取得する対マスターモジュール応答取得部(AC)と、
スレーブモジュール(CA)に対して命令を、マスターモジュール(BA)を介して間接的に出力する対スレーブモジュール命令出力部(AD)と、
スレーブモジュール(CA)から応答を、マスターモジュール(BA)を介して間接的に取得する対スレーブモジュール応答取得部(AE)と、
マスターモジュール(BA)とイーサネット通信をするための上位制御機器イーサネット通信部(AF)と、を有し、
マスターモジュール(BA)は、
上位制御機器(AA)とイーサネット通信信号を送受信するためのマスターモジュールイーサネット送受信部(BB)と、
マスターモジュールイーサネット送受信部(BB)が受信した信号が自身宛か、スレーブモジュール宛かを判別する判別部(BC)と
前記判別部(BC)での判別結果がスレーブモジュール(CA)宛であった場合に前記受信したイーサネット通信信号をスレーブモジュール(CA)とのシリアル通信信号へ変換し、必要に応じてスレーブモジュール(CA)から受信するシリアル通信信号をイーサネット通信信号に変換するプロトコル変換部(BD)と、
前記判別部(BC)での判別結果がスレーブモジュール(CA)宛であった場合に相対的に高速で利用可能なバス伝送路を利用すべき種類の信号であるか、相対的に低速で利用可能なバス伝送路を利用すべき種類の信号であるか判別する利用伝送路判別部(BE)と、
利用伝送路判別部(BE)での判別結果に応じて変換したシリアル通信信号をスレーブモジュール(CA)へ判別されたバス伝送路を介して送信し、スレーブモジュール(CA)から送信に応じた結果を同じくバス伝送路を介して受信するバス送受信部(BF)と
前記判別部(BC)での判別結果がマスターモジュール(BA)宛であった場合には、
受信したイーサネット通信信号に基づいてそのまま処理を行う処理部(BG)と、
を有するモジュールシステムを提供する。
In order to solve the above problems, the present invention provides, as a first invention,
Upper control device (AA) and
One master module (BA) connected to the host control device (AA) via an Ethernet communication path, which receives commands from the host control device (AA) and outputs responses to the host control device (AA);
one or more slave modules (CA) connected to a master module (BA) via serial communication paths, which are multiple types of bus transmission paths available at different transmission speeds, and managed and operated by the master module (BA) with various physical quantity setting values and various control parameters when executing a function to be described later, each having a functional part control function for realizing one or more functions, and serially connected to each other via the multiple types of bus transmission paths;
A modular system comprising:
The upper control device (AA) is
a master module command output unit (AB) for outputting a command to the master module (BA);
a master module response acquisition unit (AC) for acquiring a response from the master module (BA);
a slave module command output unit (AD) for indirectly outputting a command to the slave module (CA) via the master module (BA);
a slave module response acquisition unit (AE) for indirectly acquiring a response from the slave module (CA) via the master module (BA);
The device has a master module (BA) and an upper control device Ethernet communication unit (AF) for performing Ethernet communication with the master module (BA),
The master module (BA) is
A master module Ethernet transceiver unit (BB) for transmitting and receiving Ethernet communication signals to and from an upper control device (AA);
a discrimination unit (BC) that discriminates whether a signal received by the master module Ethernet transceiver unit (BB) is addressed to itself or to a slave module; a protocol conversion unit (BD) that converts the received Ethernet communication signal into a serial communication signal with the slave module (CA) when the discrimination result by the discrimination unit (BC) is that the signal is addressed to the slave module (CA), and converts a serial communication signal received from the slave module (CA) into an Ethernet communication signal as necessary;
a transmission line utilization discrimination unit (BE) for discriminating whether the signal is of a type that should utilize a bus transmission line that is available at a relatively high speed or a bus transmission line that is available at a relatively low speed when the discrimination result of the discrimination unit (BC) indicates that the signal is destined for a slave module (CA);
A bus transmission/reception unit (BF) converts a serial communication signal according to the result of the determination by the transmission line determination unit (BE) and transmits it to the slave module (CA) via the determined bus transmission line, and receives the result according to the transmission from the slave module (CA) via the same bus transmission line. If the result of the determination by the determination unit (BC) is that the signal is addressed to the master module (BA),
A processing unit (BG) that performs processing based on the received Ethernet communication signal;
The present invention provides a module system having a

さらに第二の発明として、
上位制御機器(AA)と、
これとイーサネット通信経路にて接続され前記上位制御機器(AA)から命令を取得し、前記上位制御機器(AA)に応答を出力する1台のマスターモジュール(BA)と、
異なる伝送速度で利用可能な複数種類のバス伝送路であるシリアル通信経路でマスターモジュール(BA)と接続され、後述する機能の実行に際しての各種物理量設定値で、同じく機能の実行に際しての各種制御パラメータで前記マスターモジュール(BA)によって管理され動作させられるモジュールであって、一以上の機能を実現する機能部品制御機能を有し、相互に前記複数種類のバス伝送路でシリアルに接続された一以上のスレーブモジュール(CA)と、からなるモジュールシステムであって、
上位制御機器(AA)は、
マスターモジュール(BA)に対して命令を出力する対マスターモジュール命令出力部(AB)と、
マスターモジュール(BA)から応答を取得する対マスターモジュール応答取得部(AC)と、
スレーブモジュール(CA)に対して命令をマスターモジュール(BA)を介して間接的に出力する対スレーブモジュール命令出力部(AD)と、
スレーブモジュール(CA)から応答をマスターモジュール(BA)を介して間接的に取得する対スレーブモジュール応答取得部(AE)と、
マスターモジュール(BA)とイーサネット通信をするための上位制御機器イーサネット通信部(AF)と、を有し、
マスターモジュール(BA)は、
上位制御機器(AA)とイーサネット通信信号を送受信するためのマスターモジュールイーサネット送受信部(BB)と、
マスターモジュールイーサネット送受信部(BB)が受信したイーサネット通信信号によって構成されるパケットの受信ポート番号を取得する受信ポート番号取得部(BH)と、
取得された受信ポート番号が所定の受信ポート番号か判断する受信ポート番号判断部(BJ)と、
受信ポート番号判断部(BJ)での判断結果が所定のポート番号であると判断された場合に、マスターモジュールイーサネット送受信部(BB)が受信したイーサネット通信信号が自身宛か、スレーブモジュール宛かを判別する第一判別部(BK)と
受信ポート番号判断部(BJ)での判断結果が所定のポート番号でないと判断された場合に、マスターモジュールイーサネット送受信部(BB)が受信したイーサネット通信信号が自身宛か、スレーブモジュール宛かを判別する第二判別部(BM)と
前記第一判別部(BK)、第二判別部(BM)での判別結果がスレーブモジュール(CA)宛であった場合に前記受信したイーサネット通信信号をスレーブモジュール(CA)とのシリアル通信信号へ変換し、必要に応じてスレーブモジュール(CA)から受信するシリアル通信信号をイーサネット通信信号に変換するプロトコル変換部(BD)と、
前記第一判別部(BK)での判別結果がスレーブモジュール(CA)宛であった場合に相対的に低速で利用可能なバス伝送路を選択する第一バス伝送路選択部(BN)と
前記第二判別部(BM)での判別結果がスレーブモジュール(CA)宛であった場合に相対的に高速で利用可能なバス伝送路を選択する第二バス伝送路選択部(BP)と、
第一バス伝送路選択部(BN)及び第二バス伝送路選択部(BP)での選択結果に応じて変換したシリアル通信信号をスレーブモジュール(CA)へ判別されたバス伝送路を介して送信し、スレーブモジュール(CA)から送信に応じた結果を同じくバス伝送路を介して受信するバス送受信部(BF)と
前記第一判別部(BK)及び第二判別部(BM)での判別結果がマスターモジュール(BA)宛であった場合には、
受信したイーサネット通信信号に基づいてそのまま処理を行う処理部(BG)と、
を有するモジュールシステム、を提供する。
Furthermore, as a second invention,
Upper control device (AA) and
One master module (BA) connected to the host control device (AA) via an Ethernet communication path, which receives commands from the host control device (AA) and outputs responses to the host control device (AA);
A module system comprising one or more slave modules (CA) connected to a master module (BA) via serial communication paths which are multiple types of bus transmission paths available at different transmission speeds, and managed and operated by the master module (BA) with various physical quantity setting values and various control parameters for executing the functions described below, the modules having a functional part control function for realizing one or more functions, and serially connected to each other via the multiple types of bus transmission paths,
The upper control device (AA) is
a master module command output unit (AB) for outputting a command to the master module (BA);
a master module response acquisition unit (AC) for acquiring a response from the master module (BA);
a slave module command output unit (AD) for indirectly outputting a command to the slave module (CA) via the master module (BA);
a slave module response acquisition unit (AE) for indirectly acquiring a response from the slave module (CA) via the master module (BA);
The device has a master module (BA) and an upper control device Ethernet communication unit (AF) for performing Ethernet communication with the master module (BA),
The master module (BA) is
A master module Ethernet transceiver unit (BB) for transmitting and receiving Ethernet communication signals to and from an upper control device (AA);
a receiving port number acquisition unit (BH) that acquires a receiving port number of a packet formed by an Ethernet communication signal received by a master module Ethernet transmitting/receiving unit (BB);
a receiving port number determination unit (BJ) for determining whether the acquired receiving port number is a predetermined receiving port number;
a first discrimination unit (BK) which discriminates whether the Ethernet communication signal received by the master module Ethernet transceiver unit (BB) is addressed to itself or to a slave module when the result of judgment by the receiving port number judgment unit (BJ) is determined to be a specified port number; a second discrimination unit (BM) which discriminates whether the Ethernet communication signal received by the master module Ethernet transceiver unit (BB) is addressed to itself or to a slave module when the result of judgment by the receiving port number judgment unit (BJ) is determined not to be the specified port number; a protocol conversion unit (BD) which converts the received Ethernet communication signal into a serial communication signal with the slave module (CA) when the results of judgment by the first discrimination unit (BK) and second discrimination unit (BM) are that it is addressed to the slave module (CA), and converts a serial communication signal received from the slave module (CA) into an Ethernet communication signal as necessary;
a first bus transmission line selection unit (BN) which selects a bus transmission line available at a relatively low speed when the result of the determination by the first determination unit (BK) is that the destination is a slave module (CA); and a second bus transmission line selection unit (BP) which selects a bus transmission line available at a relatively high speed when the result of the determination by the second determination unit (BM) is that the destination is a slave module (CA);
a bus transmission/reception unit (BF) that transmits a serial communication signal converted according to the selection result in the first bus transmission path selection unit (BN) and the second bus transmission path selection unit (BP) to the slave module (CA) via the determined bus transmission path, and receives a result according to the transmission from the slave module (CA) via the same bus transmission path; and when the determination result in the first determination unit (BK) and the second determination unit (BM) is destined for the master module (BA),
A processing unit (BG) that performs processing based on the received Ethernet communication signal;
A modular system having a

さらに、上記本発明の第一又は第二の発明のモジュールシステムに対応したそれぞれの計算機である上位制御機器(AA)の動作方法と、計算機であるマスターモジュール(BA)の動作方法からなる計算機であるモジュールシステムの動作方法を提供する。 Furthermore, the present invention provides an operating method for a module system that is a computer, which comprises an operating method for an upper control device (AA) that is a computer corresponding to the module system of the first or second invention of the present invention, and an operating method for a master module (BA) that is a computer.

さらに、上記本発明の第一の発明又は第二の発明のモジュールシステムに対応した、それぞれの計算機である上位制御機器(AA)に読み込み可能な動作プログラムと、
上位制御機器(AA)からの命令を受け、自身又はスレーブモジュールを管理するためのプログラムであって計算機であるマスターモジュール(BA)に読み込み可能な動作プログラムとからなる計算機であるモジュールシステムに読み込み可能な動作プログラムも提供する。
またそれぞれの動作プログラムは記録媒体に記録されたものであってもよい。
Furthermore, an operating program that can be read into an upper control device (AA) that is a computer corresponding to the module system of the first invention or the second invention of the present invention;
The present invention also provides an operating program that can be read into a module system, which is a computer, comprising an operating program that can be read into a master module (BA), which is a computer, for receiving commands from a higher-level control device (AA) and managing the module system itself or a slave module.
Furthermore, each of the operation programs may be recorded on a recording medium.

本発明により、上位制御機器からの信号を、マスターモジュールを介してスレーブモジュールへ伝送する際に、前記信号の内容によって適切なバス伝送路を判別して選択することで並行して送達することができる。 With this invention, when a signal from a higher-level control device is transmitted to a slave module via a master module, the appropriate bus transmission path can be determined and selected based on the content of the signal, allowing the signals to be transmitted in parallel.

実施形態1のモジュールシステムの機能的構成一例を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing an example of a functional configuration of a module system according to a first embodiment. 実施形態1のモジュールシステムの処理の流れを示すフロー図FIG. 1 is a flow chart showing a process flow of the module system according to the first embodiment. 実施形態1のモジュールシステムの上位制御機器のハードウェア構成図1 is a hardware configuration diagram of a host control device of a module system according to a first embodiment of the present invention; 実施形態1のモジュールシステムのマスターモジュールのハードウェア構成図FIG. 1 is a hardware configuration diagram of a master module of a module system according to a first embodiment. 実施形態2のモジュールシステムの機能的構成一例を示すブロック図FIG. 11 is a block diagram showing an example of a functional configuration of a module system according to a second embodiment. 実施形態2のモジュールシステムの処理の流れを示すフロー図FIG. 11 is a flow chart showing the process flow of the module system according to the second embodiment. 実施形態2のモジュールシステムのマスターモジュールのハードウェア構成図FIG. 11 is a hardware configuration diagram of a master module of a module system according to a second embodiment of the present invention. 本発明のモジュールシステムの使用例を示した模式図FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of use of the module system of the present invention; 従来のモジュールシステムの使用例を示した模式図Schematic diagram showing an example of the use of a conventional module system モジュールシステムを使用した制御システムでの温度制御の例。An example of temperature control in a control system using a module system. 共通パケットの一例を示す概念図。FIG. 13 is a conceptual diagram showing an example of a common packet. 上位制御機器からマスターモジュールを経由しスレーブモジュールへ伝送する際のデータ整形の一例を示す図。FIG. 13 is a diagram showing an example of data shaping when transmitting from a higher-level control device to a slave module via a master module. 本発明の利用バス伝送路の振り分けの例の説明図。FIG. 13 is an explanatory diagram of an example of allocation of utilization bus transmission paths according to the present invention. 本発明のモジュールシステムのマスターモジュールとスレーブモジュール他の接続例の説明図FIG. 2 is an explanatory diagram of a connection example between a master module and a slave module in the module system of the present invention;

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を用いて説明する。なお、本発明は、これら実施形態に何ら限定されるべきものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得る。 The following describes embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention should not be limited to these embodiments, and may be implemented in various forms without departing from the spirit of the present invention.

<モジュールシステムを含む制御システム概要> <Overview of control system including module system>

図8は、モジュールシステムを含む制御システムの一例を示す概略図である。図8では、加工部材(0808)を加熱炉(0809)中に入れ、複数のヒータ(0806)で加工部材(0808)を加熱し、加工部材の各部位の温度を温度計(0807)で測定する。測定して得られた温度を基に所定の温度範囲にあるか判断し、ヒータ(0806)の出力を制御する制御システムの例である。本発明のモジュールシステムは、図8に示す加熱加工の例に限定されず、その他様々な態様の制御システムに使用できる。なお従来技術を示した図9の制御システム概念図とは、通信モジュールの有無が相違点である。 Figure 8 is a schematic diagram showing an example of a control system including a module system. In Figure 8, a processed workpiece (0808) is placed in a heating furnace (0809), heated by multiple heaters (0806), and the temperature of each part of the processed workpiece is measured by a thermometer (0807). This is an example of a control system that determines whether the measured temperature is within a predetermined temperature range and controls the output of the heater (0806). The module system of the present invention is not limited to the example of heating processing shown in Figure 8, and can be used in various other types of control systems. Note that the difference between this and the conceptual control system diagram of Figure 9, which shows the prior art, is the presence or absence of a communication module.

上位制御機器としてPC(0801a)やPLC(0801b)がLAN回線(イーサネット)(0800)に接続され、同様にマスターモジュール(0802)がLAN回線(0800)に接続されている。LAN回線(イーサネット)を介してマスターモジュール(0802)と上位制御機器(0801)は命令と応答を含む通信を行う。マスターモジュール(0802)は一以上のスレーブモジュールを管理することができる。スレーブモジュールは複数のヒータを制御し、複数の温度計からの測定値を受信する。一部のヒータと温度計はマスターモジュールが制御を担当する場合がある。また、汎用シリアル通信経路(Modbus RTUプロトコルのRS-485)では図8に図示していないが、スレーブモジュールn(0805)の先に記録計など、別の機器を接続し、上位制御機器(0801a)から命令を送信し制御することもできる。 A PC (0801a) or a PLC (0801b) is connected to the LAN line (Ethernet) (0800) as a higher-level control device, and a master module (0802) is similarly connected to the LAN line (0800). The master module (0802) and the higher-level control device (0801) communicate with each other via the LAN line (Ethernet), including commands and responses. The master module (0802) can manage one or more slave modules. The slave module controls multiple heaters and receives measurements from multiple thermometers. The master module may be responsible for controlling some heaters and thermometers. In addition, although not shown in FIG. 8, a general-purpose serial communication path (RS-485 of the Modbus RTU protocol) can also be used to connect another device, such as a recorder, to the end of the slave module n (0805) and send commands to it from the higher-level control device (0801a) to control it.

加熱加工時、マスターモジュール(0802)から周期的に温度データの要求が出力され、スレーブモジュール1(0803)からスレーブモジュールn(0805)は自機が得た温度データを、マスターモジュール(0802)への応答としてシリアル通信経路(バス伝送路を含む。以下同じ。なお、場合によってはパラレルバスを採用しても良い。)を介して送信する。前記温度データは、マスターモジュールにて予定の管理範囲内であると認識できるように構成されている場合にはマスターモジュールでその認識に基づいてスレーブモジュールの継続的な温度管理を実行させるように構成してもよい。 During heat processing, the master module (0802) periodically outputs a request for temperature data, and slave module 1 (0803) to slave module n (0805) transmit the temperature data they have acquired as a response to the master module (0802) via a serial communication path (including a bus transmission path; the same applies below. In some cases, a parallel bus may also be used.) If the temperature data is configured so that the master module can recognize that it is within a planned control range, the master module may be configured to perform continuous temperature control of the slave modules based on that recognition.

上述説明中の温度データなどの通信にあたってマスターモジュール(BA)とスレーブモジュール(CA)間の接続には、シリアル通信経路(内部バス)を用いる。これは加工等の制御時には上述のようにリアルタイム性、すなわち一定時間で必ず通信が行われることが重要視されるためである。
シリアル通信経路として汎用シリアル通信経路(Modbus RTUプロトコルのRS-485シリアルバス)と、Modbus RTUプロトコルベースで物理層RS-485の高速化したシリアルバスである内部バスと、前記高速化した内部バスよりは相対的に低速な内部バスを使用できる。高速な内部バスは1Mbps以上と高速だが、マスターモジュールとスレーブモジュールと、スレーブモジュール相互間の接続に用いる。汎用シリアル通信経路では、速度は最大115.2kbpsまでだが、マスターモジュールとスレーブモジュール以外に、汎用シリアル通信経路を持つ他の記録計などを接続し記録をとることなどができ、マスターモジュールを介して上位接続機器から命令することもできる。
A serial communication path (internal bus) is used to connect the master module (BA) and slave module (CA) for communication of temperature data, etc., as described above. This is because, when controlling machining, etc., it is important to have real-time communication, that is, to ensure that communication is always performed at a fixed time, as described above.
As the serial communication path, a general-purpose serial communication path (RS-485 serial bus of Modbus RTU protocol), an internal bus which is a high-speed serial bus of physical layer RS-485 based on Modbus RTU protocol, and an internal bus which is relatively slower than the high-speed internal bus can be used. The high-speed internal bus is as fast as 1 Mbps or more, and is used to connect master modules and slave modules, and between slave modules. The general-purpose serial communication path has a maximum speed of 115.2 kbps, but in addition to the master module and slave module, other recorders with a general-purpose serial communication path can be connected to record data, and commands can also be given from higher-level connected devices via the master module.

図8での、加工部材(0808)の構造や組成分布、加熱炉(0809)内の温度分布や、各ヒータの出力ばらつき、各温度計の誤差など要因による差分を吸収調整するために、マスターモジュールの設定プロファイルをもとに、各スレーブモジュールでのヒータ加熱出力を調整しなければ、加工部材に対し所望の温度分布と温度プロファイルに沿った加熱加工を行うことができない。そのため、各スレーブモジュールは指示されるマスターモジュールの温度プロファイルに対し、自身のもつ差分情報を適用し、各スレーブモジュールの設定として、加熱加工を行う。各スレーブモジュールが管理する温度計からの結果をマスターモジュールへ送信し、マスターモジュールがシリアル通信信号からイーサネット通信信号へ変換し、上位制御機器(AA)へ送信する。またマスターモジュール(BA)自身が管理する温度計の情報も上位制御機器へ送信する。その際には信号変換することなくイーサネット通信信号として送信することができる。 In Figure 8, in order to absorb and adjust the differences due to factors such as the structure and composition distribution of the workpiece (0808), the temperature distribution in the heating furnace (0809), the output variation of each heater, and the error of each thermometer, the heater output of each slave module must be adjusted based on the setting profile of the master module, otherwise the workpiece cannot be heated according to the desired temperature distribution and temperature profile. Therefore, each slave module applies its own difference information to the temperature profile of the specified master module and performs heating according to the settings of each slave module. The results from the thermometer managed by each slave module are sent to the master module, which converts the serial communication signal to an Ethernet communication signal and sends it to the upper control device (AA). The master module (BA) also sends the information of the thermometer managed by itself to the upper control device. In this case, it can be sent as an Ethernet communication signal without signal conversion.

マスターモジュールとスレーブモジュールの制御主従関係の例として次のような関係をとることができる。なお下記の例には限定されない。 The following relationship can be taken as an example of the control relationship between the master module and the slave module. Note that the following examples are not limited to these.

<マスターとスレーブの制御主従関係 スレーブ独立国家型>
マスターモジュールが大元の設定温度プロファイルをもつ。例えば、温度を一定の傾きで上昇させ、一定時間保持し、少し下げた後、再度所定時間一定温度で保持し、元の温度まで下げていくというプロファイルである。各スレーブモジュールは、マスターモジュールの設定に対する各スレーブモジュール自身の差分情報を保持している。マスターモジュールが保持する温度プロファイルに基づいて自身の差分情報を適用し、マスターモジュールの温度プロファイルを修正する。各スレーブモジュールは自身用の温度プロファイルを所持するのではなく差分情報だけを保持し、随時マスターモジュールの保持する温度プロファイルを参照に差分情報により修正した制御を行う。なお各スレーブモジュールに専用の温度プロファイルを保持させるように構成してもよい。なお、各温度プロファイルに基づいて各スレーブは、自身が管轄する各ヒータを自動制御理論に基づいてPID制御するものとする。
<Master-slave control relationship, slave-independent state type>
The master module has the original set temperature profile. For example, the profile is such that the temperature is increased at a constant rate, maintained for a certain time, lowered a little, and then maintained at the constant temperature for a specified time again, and then lowered back to the original temperature. Each slave module holds its own difference information with respect to the settings of the master module. The slave module applies its own difference information based on the temperature profile held by the master module to correct the temperature profile of the master module. Each slave module does not have its own temperature profile, but holds only difference information, and performs control corrected by the difference information by referring to the temperature profile held by the master module as needed. Each slave module may be configured to hold its own temperature profile. Based on each temperature profile, each slave performs PID control of each heater under its control based on automatic control theory.

図8での、加工部材(0808)の構造や組成分布、加熱炉(0809)内の温度分布や、各ヒータの出力ばらつき、各温度計の誤差など要因による差分を吸収調整するために、マスターモジュールの設定プロファイルをもとに、各スレーブモジュールでのヒータ出力値を修正しなければ、加工部材に対し所望の温度分布と温度プロファイルに沿った加熱加工を行うことができない。そのため、各スレーブモジュールは指示されるマスターモジュールの温度プロファイルに対し、自身のもつ差分情報を適用し、各スレーブモジュールの設定温度プロファイルとして、加熱加工を行う。各スレーブモジュールが管理する温度計からの結果をマスターモジュールへ送信し、マスターモジュールがシリアル通信信号からイーサネット通信信号へ変換し、上位制御機器(AA)へ送信する。またマスターモジュール(BA)自身が管理する温度計の情報も上位制御機器へ送信する。その際には信号変換することなくイーサネット通信信号として送信することができる。 In FIG. 8, in order to absorb and adjust the differences due to factors such as the structure and composition distribution of the workpiece (0808), the temperature distribution in the heating furnace (0809), the output variation of each heater, and the error of each thermometer, the heater output value of each slave module must be corrected based on the setting profile of the master module, otherwise the workpiece cannot be heated according to the desired temperature distribution and temperature profile. Therefore, each slave module applies its own difference information to the temperature profile of the specified master module, and performs heating according to the setting temperature profile of each slave module. The results from the thermometer managed by each slave module are sent to the master module, which converts the serial communication signal to an Ethernet communication signal and sends it to the upper control device (AA). The master module (BA) also sends the information of the thermometer managed by itself to the upper control device. In this case, it can be sent as an Ethernet communication signal without signal conversion.

違う構造や形状および材質が異なる加工部材へ切り替えて作業を行う際の設定変更は、マスターモジュールとスレーブモジュール間を接続する高速な内部バスを使用せずとも相対的に低速な内部バスや汎用シリアル通信経路で送付してもよい。 When switching to a workpiece with a different structure, shape, or material, setting changes can be sent via a relatively slow internal bus or a general-purpose serial communication path rather than using the high-speed internal bus connecting the master module and slave module.

新設定への書き換えができずに旧設定で加熱処理を開始してしまった場合、または一部ヒータが加熱処理中に断線した場合など、処理中にマスターモジュールの温度プロファイルの改定だけではなくスレーブモジュールの差分値の修正が必要になる場合がある。温度プロファイルの修正は、リアルタイム性を維持しつつ収集される温度データに基づいて、改定する時間タイミングを決定し、マスターモジュール又は/及びスレーブモジュールへ設定データを送付する。設定データの送付には高速な内部バスを使用してしまうと、機能部品の制御(ヒータ制御と温度データ収集など)に遅延が生じるなどリアルタイム性を毀損するので不利益が大きい。そのため、機能部品の制御に用いる高速な内部バスよりも、低速なバス伝送路(相対的に低速な内部バス、汎用シリアル通信経路など)を使用するのが望ましい。 In cases where the heating process has started with the old settings without being able to rewrite to the new settings, or in cases where some heaters break during the heating process, it may be necessary to not only revise the temperature profile of the master module but also to correct the difference values of the slave modules during the process. The temperature profile is revised by determining the time to revise based on the temperature data collected while maintaining real-time performance, and sending the setting data to the master module and/or slave module. If a high-speed internal bus is used to send the setting data, there is a large disadvantage as it causes delays in the control of functional components (heater control and temperature data collection, etc.) and impairs real-time performance. For this reason, it is preferable to use a slower bus transmission line (a relatively slower internal bus, a general-purpose serial communication path, etc.) rather than the high-speed internal bus used to control the functional components.

図10に、上から順に、温度制御に関してのマスターモジュールの現状の設定温度プロファイル例を示す。2段目に改定後のマスターモジュールの現状の設定温度プロファイル例を示す。各グラフは縦軸が温度、横軸が時間を示す。2段目のグラフ中、点線は改定前の1段目と同じ温度プロファイルを表している。時間軸A点にて昇温プロファイルを変更する必要があることに気づき、温度プロファイルの改定版を送付し、B点から適用した場合を示す。ヒータの制御と、温度情報の取得は、A点とB点の間にも随時リアルタイム性を維持したまま継続しており、必要な作業のため、温度プロファイル改訂版の送付は、上位制御機器から、マスターモジュール(BA)へイーサネット回線で送られ、スレーブモジュールへの差分情報の修正は、マスターモジュール(BA)を介して, 相対的に低速なバス伝送路(相対的に低速な内部バス、汎用シリアル通信経路など)で伝送される。設定データが伝送され適用されるまでの間には、温度データやヒータ出力値指示などが並行して高速な内部バス等を利用して継続される。
FIG. 10 shows, from the top, an example of the current set temperature profile of the master module with respect to temperature control. The second row shows an example of the current set temperature profile of the master module after the revision. The vertical axis of each graph shows temperature, and the horizontal axis shows time. In the second row, the dotted line shows the same temperature profile as the first row before the revision. This shows the case where the need to change the temperature rise profile is realized at point A on the time axis, a revised version of the temperature profile is sent, and it is applied from point B. The heater control and the acquisition of temperature information continue between points A and B while maintaining real-time performance. For necessary work, the revised version of the temperature profile is sent from the upper control device to the master module (BA) via an Ethernet line, and the correction of the difference information to the slave module is transmitted via the master module (BA) via a relatively slow bus transmission path (relatively slow internal bus, general-purpose serial communication path, etc.). Until the setting data is transmitted and applied, the temperature data and heater output value instructions continue in parallel using a high-speed internal bus, etc.

なお、以下に記載する各部は、ハードウェア及びソフトウェアの組み合わせにより実現され得る。具体的には、コンピュータを利用するものであれば、CPUやメインメモリ、フラッシュメモリやSSDなどの不揮発性メモリ、CDやDVDなどの記憶メディアとそれらメディアの読取ドライブ、DMAC(Direct Memory Access Controller)、内部バス、外部バス、キャッシュメモリ、バッファメモリ、バスコントローラ、バッファメモリコントローラ、キャッシュメモリコントローラ、情報入力に利用される入力デバイス、PLC、記録計、PC、各種センサ(温度、湿度、ガス濃度、流量、圧力、磁気、照度など)、印刷機器や表示装置、その他の外部周辺装置などのハードウェア構成部、またその外部周辺装置用のインターフェース、各種通信用インターフェース、LED、各種スイッチ(ディップスイッチ、トグルスイッチなど)、USBインターフェ―ス、ブルートゥース(登録商標)インターフェース、タブレット端末、モバイルPC、スマートフォン、イーサネットケーブル、それらのハードウェアを制御するためのドライバプログラムやその他アプリケーションプログラム、ユーザインターフェース用アプリケーションなどが挙げられる。そして主メモリ上に展開したプログラムに従ったCPUの演算処理によって、入力デバイスやその他インターフェースなどから入力され、メモリやハードディスク上に保持されているデータなどが加工、蓄積されたり、上記各ハードウェアやソフトウェアを制御するための命令が生成されたりする。あるいは本装置の機能ブロックは専用ハードウェアによって実現されてもよい。 Each of the components described below can be realized by a combination of hardware and software. Specifically, if a computer is used, the components include a CPU, main memory, non-volatile memory such as a flash memory or SSD, storage media such as CDs or DVDs and read drives for those media, a direct memory access controller (DMAC), an internal bus, an external bus, cache memory, buffer memory, a bus controller, a buffer memory controller, a cache memory controller, an input device used for inputting information, a PLC, a recorder, a PC, various sensors (temperature, humidity, gas concentration, flow rate, pressure, magnetism, illuminance, etc.), a printer or display device, and other hardware components such as other external peripheral devices, as well as interfaces for those external peripheral devices, various communication interfaces, LEDs, various switches (dip switches, toggle switches, etc.), a USB interface, a Bluetooth (registered trademark) interface, a tablet terminal, a mobile PC, a smartphone, an Ethernet cable, driver programs and other application programs for controlling those hardware, and user interface applications. Then, the CPU performs calculations according to the program deployed in the main memory, processing and storing data input from input devices and other interfaces and stored in the memory or hard disk, and generating commands to control the above hardware and software. Alternatively, the functional blocks of this device may be realized by dedicated hardware.

また、本明細書に記載の各実施形態は動作方法として実現できるのみでなく、その一部または全部を装置としても実現可能である。また、このような装置の一部をソフトウェアとして構成することができる。さらに、そのようなソフトウェアをコンピュータに実行させるために用いるソフトウェア製品、及び同製品を固定した記録媒体も、当然に本明細書に記載の各実施形態の技術的な範囲に含まれる(本明細書の全体を通じて同様である)。 In addition, each embodiment described in this specification can be realized not only as an operating method, but also as a device, part or all of which can be realized. Furthermore, part of such a device can be configured as software. Furthermore, software products used to cause a computer to execute such software, and recording media on which such products are fixed, are naturally included in the technical scope of each embodiment described in this specification (the same applies throughout this specification).

<実施形態1>主に請求項1
<実施形態1 概要>
<Embodiment 1> Mainly claim 1
<Overview of First Embodiment>

上位制御機器とLAN(イーサネット(登録商標))回線にて接続されるマスターモジュールと、マスターモジュールとシリアル通信経路で接続される一以上のスレーブモジュールからなるモジュールシステムであり、リアルタイム性が必要なマスターモジュールの内部信号処理系とスレーブモジュールの内部信号処理系との信号の伝送は高速なバス伝送路を用い、マスターモジュール又は/及びスレーブモジュールへの設定値の改定などの命令の伝達は相対的に低速なバス伝送路を選択し行うように構成されている。
<実施形態1 機能的構成>
This is a module system consisting of a master module connected to a higher-level control device via a LAN (Ethernet (registered trademark)) line, and one or more slave modules connected to the master module via a serial communication path.The system is configured so that a high-speed bus transmission path is used for transmission of signals between the internal signal processing system of the master module, which requires real-time performance, and the internal signal processing system of the slave module, and a relatively slow bus transmission path is selected for transmission of commands to the master module and/or slave module, such as revising setting values.
<Functional Configuration of First Embodiment>

図1は、本実施形態の実施形態1のモジュールシステムの機能的構成一例を示すブロック図である。図示するように、本発明のモジュールシステムは、対マスターモジュール命令出力部(AB)(0101)と、対マスターモジュール応答取得部(AC)(0102)と、対スレーブモジュール命令出力部(AD)(0103)と、対スレーブモジュール応答取得部(AE)(0104)と、上位制御機器イーサネット通信部(AF)(0105)とからなる上位制御機器(AA)(0100)と、マスターモジュールイーサネット送受信部(BB)(0151)と、判別部(BC)(0152)と、プロトコル変換部(BD)(0153)と、利用伝送路判別部(BE)(0154)と、バス送受信部(BF)(0155)と、処理部(BG)(0156)とからなるマスターモジュール(BA)(0150)と、スレーブモジュール(CA)(0170)と、を有する。マスターモジュール(BA)とスレーブモジュール(CA)は、汎用シリアル通信経路(Modbus RTUプロトコルベースのRS-485シリアルバス)と、速度の異なる複数の内部バスをバス伝送路として備えている。 Figure 1 is a block diagram showing an example of the functional configuration of a module system according to the first embodiment of the present invention. As shown in the figure, the module system of the present invention has a master module command output unit (AB) (0101), a master module response acquisition unit (AC) (0102), a slave module command output unit (AD) (0103), a slave module response acquisition unit (AE) (0104), and a host control device Ethernet communication unit (AF) (0105) constituted by a host control device (AA) (0100), a master module Ethernet transmission/reception unit (BB) (0151), a discrimination unit (BC) (0152), a protocol conversion unit (BD) (0153), a transmission path used discrimination unit (BE) (0154), a bus transmission/reception unit (BF) (0155), and a processing unit (BG) (0156) constituted by a master module (BA) (0150), and a slave module (CA) (0170). The master module (BA) and slave module (CA) are equipped with a general-purpose serial communication path (RS-485 serial bus based on the Modbus RTU protocol) and multiple internal buses with different speeds as bus transmission paths.

以下に記載するモジュールシステムを構成する各機能ブロックは、いずれもハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェア及びソフトウェアのいずれによっても実現され得る。具体的には、コンピュータを利用するものであれば、CPUやメインメモリ、GPU、画像メモリ、グラフィックボード、バス、あるいは二次記憶装置(ハードディスクや不揮発性メモリ、CDやDVDなどの記憶媒体とそれらの媒体の読取ドライブなど)、情報入力に利用される操作ボタン等の入力デバイス、マウス、タッチパネル、専らタッチパネルをタッチする目的で利用する電子ペン、ジョイスティック又はジョイスティック類似のポインタ位置入力装置、プリンター、その他の外部周辺装置などのハードウェア構成部、またその外部周辺装置用のインターフェース、温度センサ、ジャイロセンサ、加速度センサ、回転検知センサ、これらセンサの信号の処理装置、画像ファイル処理回路、スピーカ、マイク、音声ファイル処理回路、通信用インターフェース、暗号化装置、指紋認証装置、掌紋認証装置、網膜認証装置などの生体認証装置、それらハードウェアを制御するためのドライバプログラムやその他アプリケーションプログラムなどが挙げられる。特にスマートフォン、タブレット端末、パーソナルコンピュータ、データセンターのサーバ装置、有線・無線ネットワーク及びインターフェースなどを利用する。 Each of the functional blocks constituting the module system described below can be realized by hardware, software, or both. Specifically, if a computer is used, the following may be used: a CPU, main memory, GPU, image memory, graphic board, bus, or secondary storage device (hard disk, non-volatile memory, storage media such as CDs and DVDs, and read drives for these media, etc.), input devices such as operation buttons used for inputting information, a mouse, a touch panel, an electronic pen used solely for touching a touch panel, a joystick or a joystick-like pointer position input device, a printer, and other hardware components such as an interface for the external peripheral devices, a temperature sensor, a gyro sensor, an acceleration sensor, a rotation detection sensor, a processing device for the signals of these sensors, an image file processing circuit, a speaker, a microphone, an audio file processing circuit, a communication interface, an encryption device, a biometric authentication device such as a fingerprint authentication device, a palm print authentication device, or a retina authentication device, a driver program for controlling the hardware, and other application programs. In particular, a smartphone, a tablet terminal, a personal computer, a server device in a data center, a wired/wireless network, and an interface are used.

メインメモリ上に展開したプログラムに従ったCPUの演算処理によって、入力デバイスやその他インターフェースなどから入力されメモリやハードウェア上に保持されているデータなどが加工、蓄積されたり、前記各ハードウェアやソフトウェアを制御するための命令が生成されたりする。ここで、上記プログラムは、モジュール化された複数のプログラムとして実現されてもよいし、二以上のプログラムを組み合わせて一のプログラムとして実現されても良い。 The CPU performs calculations according to the programs deployed in the main memory, processing and storing data input from input devices and other interfaces and held in memory and hardware, and generating commands to control the hardware and software. Here, the above programs may be realized as multiple modularized programs, or two or more programs may be combined into one program.

また、本発明は、その一部をソフトウェアとして構成することも可能である。さらに、そのようなソフトウェアが記録された記憶媒体も当然に本発明の技術的な範囲に含まれる(本実施形態に限らず、本明細書の全体を通じて同様である。)。 The present invention can also be partially configured as software. Furthermore, storage media on which such software is recorded are naturally included within the technical scope of the present invention (this is not limited to this embodiment, but is the same throughout this specification).

<実施形態1 構成の説明>
<実施形態1 対マスターモジュール命令出力部(AB)(0101)>
上位制御機器(AA)の対マスターモジュール命令出力部(AB)(0101)は、マスターモジュール(BA)に対して命令を出力するように構成される。
<Description of Configuration of First Embodiment>
<Embodiment 1: Master module command output unit (AB) (0101)>
The master module command output section (AB) (0101) of the higher level control device (AA) is configured to output commands to the master module (BA).

上位制御機器(AA)は、イーサネット通信信号によりマスターモジュール(BA)に対し命令を出力する。イーサネット通信信号は「TCP/IP」プロトコルが一般的である。Modbus/TCPのように、TCP/IPプロトコルに準拠しつつ特定の用途に応じて策定された通信プロトコルのパケットは、いずれもペイロード内でのデータ保持形式においてそれぞれの形式を有するものの、データフレームはTCP/IPプロトコルのデータフレームと同じであり、それらのパケットを共通パケットという。
The upper control device (AA) outputs commands to the master module (BA) via Ethernet communication signals . Ethernet communication signals are generally based on the TCP/IP protocol. The packets of communication protocols such as Modbus/TCP, which are formulated for specific applications while conforming to the TCP/IP protocol, each have their own format for the data retention format within the payload, but the data frames are the same as those of the TCP/IP protocol, and these packets are called common packets.

図11(a)に「TCP/IPパケット」を示し、図11(b)に共通パケットの一例として「Modbus/TCPパケット」を示す。 Figure 11(a) shows a "TCP/IP packet," and Figure 11(b) shows a "Modbus/TCP packet" as an example of a common packet.

図11(a)に示すようにTCP/IPパケットは、TCPヘッダとペイロードからなり、TCPヘッダには、送信元ポート番号、宛先ポート番号、シーケンス番号、確認応答番号などの伝送に関する「管理情報」が格納されている。ペイロードには「データ本体」が格納されている。 As shown in FIG. 11(a), a TCP/IP packet consists of a TCP header and a payload. The TCP header stores "management information" related to transmission, such as the source port number, destination port number, sequence number, and acknowledgment number. The payload stores the "data body."

図11(b)に示すようにModbus/TCPパケットも、TCP/IPパケットのデータフレームのペイロード内に、Modbusプロトコルのヘッダである「Modbusアプリケーションヘッダ」が付加された「データ本体」が保持されている。 As shown in FIG. 11(b), Modbus/TCP packets also contain a "data body" with a "Modbus application header," which is the header of the Modbus protocol, added within the payload of the data frame of the TCP/IP packet.

上位制御機器(AA)は、マスターモジュール(BA)またはスレーブモジュール(CA)へ命令を出力する際に、識別のために機器管理番号をつけて出力する。例えばマスターモジュール(BA)は#1、スレーブモジュール(CA)は#2、#3、のような2以上の番号である。後記するマスターモジュール(BA)の判別部(BC)(0152)にて、マスターモジュール宛かスレーブモジュール宛か判別する際に用いる。機器管理番号は、Modbusアプリケーションヘッダに含まれるユニットIDとして記載する。 When the higher-level control device (AA) outputs a command to the master module (BA) or slave module (CA), it attaches a device management number for identification purposes. For example, the master module (BA) is numbered #1, and the slave module (CA) is numbered #2, #3, or any other number greater than one. This is used by the discrimination unit (BC) (0152) of the master module (BA), described below, to determine whether the command is addressed to the master module or the slave module. The device management number is recorded as the unit ID included in the Modbus application header.

<実施形態1 対マスターモジュール応答取得部(AC)(0102)>
上位制御機器(AA)の対マスターモジュール応答取得部(AC)(0102)は、マスターモジュール(BA)から応答を取得するように構成される。
<First embodiment: Master module response acquisition unit (AC) (0102)>
The master module response acquisition unit (AC) (0102) of the higher level control device (AA) is configured to acquire a response from the master module (BA).

<実施形態1 対スレーブモジュール命令出力部(AD)(0103)>
上位制御機器(AA)の対スレーブモジュール命令出力部(AD)(0103)は、スレーブモジュール(CA)に対して命令を、マスターモジュール(BA)を介して間接的に出力するように構成される。
<Embodiment 1: Command output unit (AD) for slave module (0103)>
The slave module command output section (AD) (0103) of the higher level control device (AA) is configured to indirectly output commands to the slave module (CA) via the master module (BA).

上述の対マスターモジュール命令出力部(AB)(0101)と同様に、上位制御機器(AA)は、スレーブモジュール(CA)へ命令を出力する際に、識別のために#2、#3といった2以上の番号のような機器管理番号(場合により解読可能な宛先ポート番号)をつけて出力する。 Similar to the above-mentioned master module command output unit (AB) (0101), when the higher-level control device (AA) outputs a command to the slave module (CA), it outputs an equipment management number (or, in some cases, a decipherable destination port number) such as a number equal to or greater than two, such as #2 or #3, for identification purposes.

<実施形態1 対スレーブモジュール応答取得部(AE)(0104)>
上位制御機器(AA)の対スレーブモジュール応答取得部(AE)(0104)は、スレーブモジュール(CA)から応答を、マスターモジュール(BA)を介して間接的に取得するように構成される。つまりスレーブモジュールから上位制御機器への応答としての情報は、上位制御機器と直接的に通信が可能なマスターモジュールを介して送信される。
<First embodiment: Slave module response acquisition unit (AE) (0104)>
The slave module response acquisition unit (AE) (0104) of the higher-level control device (AA) is configured to indirectly acquire a response from the slave module (CA) via the master module (BA). In other words, information as a response from the slave module to the higher-level control device is transmitted via the master module that can directly communicate with the higher-level control device.

<実施形態1 上位制御機器イーサネット通信部(AF)(0105)>
上位制御機器(AA)の上位制御機器イーサネット通信部(AF)(0105)は、マスターモジュール(BA)とイーサネット通信をするように構成される。
<Embodiment 1: Upper control device Ethernet communication unit (AF) (0105)>
The upper control device Ethernet communication unit (AF) (0105) of the upper control device (AA) is configured to perform Ethernet communication with the master module (BA).

上位制御機器(AA)の対マスターモジュール命令出力部(AB)、対スレーブモジュール命令出力部(AD)から出力された、機器管理番号を付けた命令をイーサネット通信信号としてマスターモジュール(BA)に向けて送信する。またマスターモジュール(BA)から送信されたイーサネット通信信号による応答の信号を受信し、信号に付けられた機器管理番号によって、対マスターモジュール応答取得部(AC)又は対スレーブモジュール応答取得部(AE)へ前記応答を出力する。 The command with the device management number attached, output from the master module command output unit (AB) and slave module command output unit (AD) of the higher-level control device (AA), is sent to the master module (BA) as an Ethernet communication signal. It also receives a response signal by the Ethernet communication signal sent from the master module (BA), and outputs the response to the master module response acquisition unit (AC) or slave module response acquisition unit (AE) according to the device management number attached to the signal.

<実施形態1 上位制御機器(AA)(0101)>
上位制御機器(AA)(0101)は、イーサネット通信経路にて接続されたマスターモジュール(BA)へ命令を発し、応答を受信するように構成される。
<Embodiment 1: Upper control device (AA) (0101)>
The upper level control device (AA) (0101) is configured to issue commands to the master module (BA) connected via an Ethernet communication path and receive responses.

本発明のモジュールシステムは製造現場の製造装置の制御盤内などに設置される場合が多いと考えられる。製造装置の制御盤とは離れて、イーサネット通信経路などで接続された管理室等の上位制御機器(AA)から、モジュールシステムへ命令を出力し、データを受信するような使用形態となる。上位制御機器(AA)として、デスクトップPCやノートPCなどを使用することができる。受信したデータを使用して、資料作成したり、解析に使用したりすることができ便利である。 The module system of the present invention is likely to be installed in the control panel of the manufacturing equipment at the manufacturing site in many cases. It is used in such a way that commands are output to the module system and data is received from a higher-level control device (AA) in a management room or other location that is separate from the control panel of the manufacturing equipment and connected via an Ethernet communication path or the like. A desktop PC or a notebook PC can be used as the higher-level control device (AA). The received data can be conveniently used to create documents or for analysis.

上位制御機器として装置専用のPCではなく、技術者や労働者が使用しているPCを断続的に接続して使用する場合、上位制御機器とマスターモジュールが接続されるイーサネット上にサーバを設け、上位制御機器とマスターモジュール両者間で送受信された通信の履歴、上位制御機器のアクセス履歴、マスターモジュールとスレーブモジュールの制御下にある機能部品への命令や機能部品の状態情報などの記録を計次的に記録するデータベースをサーバ内に設けるとよい。技術者や労働者がシフト制で交代勤務した時にPCを差し替えた場合や、テレワーク勤務などで通常時の管理室などとは異なる場所からアクセスするときに過去の状態履歴や、発せられた命令の履歴を見ることができる。 When the host control device is not a dedicated PC for the device but a PC used by an engineer or worker that is intermittently connected, it is advisable to set up a server on the Ethernet to which the host control device and the master module are connected, and set up a database in the server that continuously records the history of communications sent and received between the host control device and the master module, the access history of the host control device, commands to the functional components under the control of the master module and slave module, and status information of the functional components. When engineers or workers replace their PCs when working in shifts, or when accessing from a location other than the normal control room due to teleworking, it is possible to view the past status history and the history of commands issued.

<実施形態1 マスターモジュールイーサネット送受信部(BB)(0151)>
マスターモジュール(BA)のマスターモジュールイーサネット送受信部(BB)(0151)は、上位制御機器からのイーサネット通信信号を受信するように構成される。マスターモジュールイーサネット送受信部は、後述するバス送受信部(BE)と相互に独立して処理を実行できるように構成される。つまり、いずれか一方が送受信中であるからといって他方の処理が制限を受けることはないか、又は、きわめて少ないように構成される。きわめて少ないとは、CPUやMPUや通信専用LSIのハードウェア資源の利用効率が制約を受ける場合である。しかしながらこのような制約はきわめて特殊な条件(例えば予定されていないようなプログラミングミスによる処理データの大量発生)が満たされたときにのみ生じるものであって、一般的な処理においては発生しないように構成される。
<Embodiment 1: Master module Ethernet transceiver (BB) (0151)>
The master module Ethernet transceiver (BB) (0151) of the master module (BA) is configured to receive an Ethernet communication signal from a higher-level control device. The master module Ethernet transceiver is configured to be able to execute processing independently of the bus transceiver (BE) described later. In other words, the processing of one of them is not restricted or is restricted only very little when the other is in the process of transmitting or receiving. "Extremely little" refers to a case where the utilization efficiency of the hardware resources of the CPU, MPU, and communication-dedicated LSI is restricted. However, such a restriction is only generated when a very special condition (for example, a large amount of processing data generated due to an unexpected programming error) is satisfied, and is configured not to occur in general processing.

<実施形態1 判別部(BC)(0152)>
マスターモジュール(BA)の判別部(BC)(0152)は、前記マスターモジュールイーサネット送受信部(BB)(0151)が受信したイーサネット通信信号が自身宛か、スレーブモジュール(CA)宛かを判別するように構成される。
上位制御機器(AA)から出力された信号に付けられた機器管理番号によって、マスターモジュール自身宛か、スレーブモジュール宛かを判別する。
<Embodiment 1: Discrimination unit (BC) (0152)>
The discrimination unit (BC) (0152) of the master module (BA) is configured to discriminate whether the Ethernet communication signal received by the master module Ethernet transceiver unit (BB) (0151) is addressed to itself or to the slave module (CA).
The device control number attached to the signal output from the higher-level control device (AA) determines whether the signal is addressed to the master module itself or to a slave module.

機器管理番号が、イーサネット通信信号の共通パケットのペイロード内のModbusアプリケーションヘッダ内のユニットIDとして記載されている場合は、ユニットIDを読み取り、マスターモジュール(BA)自身宛か、または一以上のスレーブモジュールのいずれか判別し、スレーブモジュールであれば後記するプロトコル変換部で以降の処理を行う。マスターモジュール自身宛であれば。後記する処理部で以降の処理を行う。 If the device management number is written as a unit ID in the Modbus application header in the payload of the common packet of the Ethernet communication signal, the unit ID is read and it is determined whether it is addressed to the master module (BA) itself or to one or more slave modules. If it is addressed to a slave module, the subsequent processing is carried out in the protocol conversion unit described below. If it is addressed to the master module itself, the subsequent processing is carried out in the processing unit described below.

<実施形態1 プロトコル変換部(BD)(0153)>
マスターモジュール(BA)のプロトコル変換部(BD)(0153)は、前記判別部(BC)での判別結果がスレーブ宛であった場合に前記受信したイーサネット通信信号をスレーブモジュールとのシリアル通信信号へ変換し、必要に応じてスレーブモジュール(CA)から受信するシリアル通信信号をイーサネット通信信号に変換するように構成される。
<Embodiment 1: Protocol Conversion Unit (BD) (0153)>
The protocol conversion unit (BD) (0153) of the master module (BA) is configured to convert the received Ethernet communication signal into a serial communication signal with the slave module when the discrimination result in the discrimination unit (BC) is that the signal is addressed to a slave, and to convert the serial communication signal received from the slave module (CA) into an Ethernet communication signal as necessary.

イーサネット通信信号としてModbus/TCPを使用し、RS-485等シリアル通信としてModbus RTUを使用することができる。図12(a)は、共通パケットを示しており、図12(b)に示すように共通パケットから「Modbusアプリケーションヘッダ」と「データ本体」とで構成されるローカルパケットを取得する。そして、図12(c)に示すように、ローカルパケットのヘッダである「Modbusアプリケーションヘッダ」を、その中に含まれるユニットIDを残して除去する。データ本体の先頭にアドレスとしてユニットIDを加える。下流プロトコルがModbus RTU(Remote Terminal Unit)モードの場合はCRCを付加し、Modbus ASCII(American Standard Code Information Interchange)モードの場合はASCIIコードに変換し、LRCを付加する。 Modbus/TCP can be used as the Ethernet communication signal, and Modbus RTU can be used for serial communication such as RS-485. Figure 12(a) shows a common packet, and as shown in Figure 12(b), a local packet consisting of a "Modbus application header" and a "data body" is obtained from the common packet. Then, as shown in Figure 12(c), the "Modbus application header", which is the header of the local packet, is removed except for the unit ID contained therein. The unit ID is added to the beginning of the data body as an address. If the downstream protocol is Modbus RTU (Remote Terminal Unit) mode, a CRC is added, and if it is Modbus ASCII (American Standard Code Information Interchange) mode, it is converted to ASCII code and an LRC is added.

さらに、図12(d)に示すように、例えば、スレーブモジュールとの通信に用いるシリアル通信用プロトコルパケットであるModbusプロトコルのメッセージ・フレームに整形する。なお、「アドレス」は、Modbusアプリケーションヘッダに含まれる「ユニットID」に応じたものでなる。また、ファンクションコードはマスターモジュールがスレーブモジュールに対して実行させる機能を設定する。「データ」にはファンクションコードに関連するデータを格納する。このように整形されたデータがマスターモジュールからスレーブモジュールへ伝送予定の整形済データとなる。なお、本例ではModbusプロトコルの場合を示したが、他のプロトコルの場合でも、そのプロトコルに応じてヘッダの除去を行い、スレーブモジュールとの通信に用いるシリアル通信用プロトコルのデータ形式に整形すればよい。スレーブモジュールから上位制御機器への応答用にプロトコル変換する場合は、上記の逆の手順を行う。 As shown in FIG. 12(d), the data is then shaped into a Modbus protocol message frame, which is a serial communication protocol packet used for communication with a slave module. The "address" corresponds to the "unit ID" included in the Modbus application header. The function code sets the function that the master module is to have the slave module execute. The "data" stores data related to the function code. The data shaped in this way becomes the shaped data to be transmitted from the master module to the slave module. Although the Modbus protocol is used in this example, in the case of other protocols, the header can be removed according to the protocol and the data can be shaped into the serial communication protocol data format used for communication with the slave module. When converting the protocol for a response from the slave module to a higher-level control device, the above steps are reversed.

<実施形態1 利用伝送路判別部(BE)(0154)>
<基本的構成>
マスターモジュール(BA)の利用伝送路判別部(BE)(0154)は、前記判別部(BC)での判別結果がスレーブモジュール(CA)宛であった場合に相対的に高速で利用可能なバス伝送路を利用すべき種類の信号であるか、相対的に低速で利用可能なバス伝送路を利用すべき種類の信号であるか判別するように構成される。
<Embodiment 1: Utilized Transmission Path Determination Unit (BE) (0154)>
<Basic configuration>
The transmission path utilization discrimination unit (BE) (0154) of the master module (BA) is configured to discriminate, when the discrimination result of the discrimination unit (BC) indicates that the signal is destined for the slave module (CA), whether the signal is of a type that should utilize a bus transmission path that is available at a relatively high speed, or whether the signal is of a type that should utilize a bus transmission path that is available at a relatively low speed.

シリアル通信用のバスとしては、汎用シリアル通信経路であるModbus RTUプロトコルのRS-485シリアルバス、マスターモジュールとスレーブモジュールとの間及びスレーブモジュール相互間を結ぶより高速な内部バスと相対的に低速な内部バスを用いることができる。ModbusはModicon社が1979年、同社のプログラマブルロジックコントローラ (PLC) 向けに策定したシリアル通信プロトコルである。 産業界におけるデ・ファクト標準の通信プロトコルとなり、現在では産業用電子機器を接続する最も一般的手段となっている。スレーブモジュール又は/及びマスターモジュールが制御、監視を行うヒータや温度計などの機能部品の監視データの送付やフィードバックの出力と授受は、リアルタイム性を要することから高速な利用可能な内部バスを選択し、スレーブモジュールへの設定値変更などのような伝達には、相対的に低速な伝送路(内部バス、汎用シリアル通信経路)を用いるよう判別する。予め、上記のように通信内容リアルタイム性を要する機能部品の監視データの送付やフィードバックの出力と授受には高速な内部バスを割り当てて、速度があまり要求されないメンテナンス時などに各スレーブモジュールのパラメータ設定変更用データを送信するような場合は低速な伝送路を割り当てることなどを、決めておくことができる。 As for the serial communication bus, the RS-485 serial bus of the Modbus RTU protocol, which is a general-purpose serial communication path, a higher-speed internal bus connecting the master module and the slave module and between the slave modules themselves, and a relatively slow internal bus can be used. Modbus is a serial communication protocol formulated by Modicon in 1979 for their programmable logic controllers (PLCs). It has become the de facto standard communication protocol in the industrial world, and is currently the most common means of connecting industrial electronic devices. The sending of monitoring data and the output and exchange of feedback from functional components such as heaters and thermometers controlled and monitored by the slave module and/or master module require real-time performance, so a high-speed available internal bus is selected, and a relatively slow transmission path (internal bus, general-purpose serial communication path) is selected for transmission of settings changes to the slave module. It is possible to determine in advance that a high-speed internal bus will be assigned for sending monitoring data from functional components that require real-time communication content, as well as for outputting and receiving feedback, as described above, and that a slower transmission path will be assigned for sending data to change parameter settings for each slave module, such as during maintenance, when speed is not as important.

<その他の構成>
「利用伝送路判別部」は、上記の基本機能を有するが、判別のために利用されるルールを保持する利用伝送路判別ルールを利用伝送路判別部内、ないしは利用伝送路判別部外に有するようにモジュールシステムを構成する。すなわち利用伝送路判別ルール保持手段、ないしは利用伝送路判別ルール保持部をさらに有するように構成する。ここで「利用伝送路判別ルール」は、マスターモジュールから受信したイーサネット通信信号(イーサネット通信信号で構成された情報コンテンツを言う。以下同じ。)がスレーブモジュール宛であることが判明した場合には、前記ルールを利用して利用伝送路を判別するように構成する。このルールの内容としてはスレーブモジュールに対する信号(命令等)の種別(イーサネットパケットヘッダないしは利用伝送路用プロトコル(Modbus RTUなど)パケットヘッダに記録されるのが好ましい。)と関連付けて利用伝送路種別を記録したルールである場合や、イーサネットパケットのヘッダないしはイーサネットパケットのペイロード内の伝送路専用信号のヘッダなどに記録されている伝送路種別識別子に応じて利用すべき伝送路を判別するルールなどが考えられる。あるいは、伝送しなければならない信号の量で利用すべき伝送路を判別するルールとすることも考えられる。さらにあるいは、各伝送路の輻輳状態を監視して、その輻輳状態に応じて利用すべき伝送路を判別するルールであってもよい。さらにあるいは、送信先であるスレーブの機器管理番号ないしはスレーブ種別(スレーブの管理している機能部品に応じて定められる種別等)に応じて利用すべき伝送路を判別するルール、イーサネットパケットにて指定されているマスターモジュールのイーサネット処理の宛先ポート番号と伝送路種別とが関連付けられたルールであってもよい。もちろん、これらを複合的に利用して利用すべき伝送路を判別するようなルールとすることもできる。
<Other configurations>
The "use transmission line discrimination unit" has the above basic functions, but the module system is configured to have a use transmission line discrimination rule that holds the rule used for discrimination, inside or outside the use transmission line discrimination unit. That is, the module system is configured to further have a use transmission line discrimination rule storage means or a use transmission line discrimination rule storage unit. Here, the "use transmission line discrimination rule" is configured to use the rule to discriminate the use transmission line when it is determined that an Ethernet communication signal (means information content composed of an Ethernet communication signal; the same applies below) received from the master module is addressed to a slave module. The content of this rule may be a rule that records the use transmission line type in association with the type of signal (command, etc.) to the slave module (preferably recorded in an Ethernet packet header or a protocol for the use transmission line (Modbus RTU, etc.) packet header), or a rule that discriminates the transmission line to be used according to a transmission line type identifier recorded in the header of an Ethernet packet or the header of a transmission line dedicated signal in the payload of an Ethernet packet. Alternatively, the rule may be a rule that discriminates the transmission line to be used according to the amount of signals that must be transmitted. Alternatively, the rule may monitor the congestion state of each transmission path and determine the transmission path to be used depending on the congestion state. Alternatively, the rule may determine the transmission path to be used depending on the device management number or slave type (such as a type determined depending on the functional parts managed by the slave) of the destination slave, or may associate the destination port number of the Ethernet processing of the master module specified in the Ethernet packet with the transmission path type. Of course, the rule may be one that determines the transmission path to be used by using these in combination.

<実施形態1 バス送受信部(BF)(0155)>
マスターモジュール(BA)のバス送受信部(BF)(0155)は、変換したシリアル通信信号をスレーブモジュール(CA)へバス伝送路を介して送信し、スレーブモジュール(CA)から送信に応じた結果を同じくバス伝送路を介して受信するように構成される。シリアル通信用のバスとしては、内部バス、Modbus RTUプロトコルのRS-485シリアルバスなどを用いることができる。
<Embodiment 1: Bus Transmitter/Receiver (BF) (0155)>
The bus transmitter/receiver (BF) (0155) of the master module (BA) is configured to transmit the converted serial communication signal to the slave module (CA) via a bus transmission path, and receive the result according to the transmission from the slave module (CA) via the same bus transmission path. As the bus for serial communication, an internal bus, an RS-485 serial bus of Modbus RTU protocol, etc. can be used.

マスターモジュールのバス送受信部(BE)は、前述したマスターモジュールイーサネット送受信部(BB)と相互に独立して処理を実行できるように構成される。つまり、いずれか一方が送受信中であるからといって他方の処理が制限を受けることはないか、又は、きわめて少ないように構成される。きわめて少ないとは、CPUやMPUや通信専用LSIのハードウェア資源の利用効率が制約を受ける場合である。しかしながらこのような制約はきわめて特殊な条件(例えば予定されていないようなプログラミングミスによる処理データの大量発生)が満たされたときにのみ生じるものであって、一般的な処理においては発生しないように構成される。 The master module bus transceiver unit (BE) is configured so that it can execute processes independently of the master module Ethernet transceiver unit (BB) described above. In other words, the fact that one of them is transmitting or receiving does not restrict the processing of the other, or restricts it very little. "Very little" refers to cases where the efficiency of use of hardware resources such as the CPU, MPU, and communications-dedicated LSI is restricted. However, such restrictions only arise when very special conditions are met (for example, a large amount of processing data is generated due to an unexpected programming error), and are configured so that they do not arise in general processing.

<実施形態1 処理部(BG)(0156)>
マスターモジュール(BA)の処理部(BG)(0156)は、前記判別部(BC)での判別結果がマスター宛であった場合には、受信したイーサネット通信信号に基づいてそのまま処理を行うように構成される。
<Embodiment 1 Processing Section (BG) (0156)>
The processing unit (BG) (0156) of the master module (BA) is configured to directly carry out processing based on the received Ethernet communication signal when the discrimination result in the discrimination unit (BC) indicates that the signal is addressed to the master.

マスターモジュールがもつ温度プロファイルを修正し、修正したプロファイルをスレーブモジュールへ伝達する処理や、自身につながるヒータの制御などの処理を行う。 It modifies the temperature profile held by the master module, transmits the modified profile to the slave module, and performs other processes such as controlling the heaters connected to it.

<実施形態1 マスターモジュール(BA)(0150)>
マスターモジュール(BA)(0150)は、イーサネット通信経路にて接続された上位制御機器(AA)から命令を取得し応答を出力するとともに、他のスレーブモジュール(CA)とバス伝送路でシリアルに接続された一以上のスレーブモジュール(CA)とにバス伝送路であるシリアル通信経路で接続され直接的に管理するように構成される。
<Embodiment 1: Master Module (BA) (0150)>
The master module (BA) (0150) is configured to receive commands from a higher-level control device (AA) connected via an Ethernet communication path and output responses, and is also configured to be connected via a serial communication path, which is a bus transmission path, to one or more slave modules (CA) that are serially connected to other slave modules (CA) and to directly manage them.

<実施形態1 スレーブモジュール(CA)(0170)>
スレーブモジュール(CA)(0170)は、他のスレーブモジュール(CA)とバス伝送路でシリアルに接続された一以上のスレーブモジュールであって機能部品制御機能を有するように構成される。
<Embodiment 1: Slave module (CA) (0170)>
The slave module (CA) (0170) is one or more slave modules serially connected to other slave modules (CA) via a bus transmission path, and is configured to have a function for controlling functional components.

機能部品制御機能とは、例えば一以上の温度計の管理やヒータの制御などを行う機能をいう(この機能に限定はされない)。制御方法としては、上述した「マスターとスレーブの制御主従関係 スレーブ独立国家型」のように各スレーブモジュールが差分情報を持ち、マスターモジュールの温度度プロファイルに基づいて自身の管理する各ヒータをPID制御する方法などがある。 The functional component control function refers to a function that manages one or more thermometers or controls heaters, for example (but is not limited to this function). One control method is one in which each slave module has differential information and performs PID control of each heater it manages based on the temperature profile of the master module, as in the above-mentioned "master-slave control relationship, slave independent state type."

同時に複数の上位制御機器とマスターモジュールが通信する場合は、
上位制御機器からイーサネット経由で通信を受信したマスターモジュールは、
受信した信号に対し識別するためのパケット識別情報と、受信した通信のIPヘッダに含まれる送信元IPアドレスと、送信先のスレーブモジュールの機器管理番号と、命令を含むデータ本体の情報を関連付けて保持する受信信号識別情報保持部と、
スレーブモジュールからの応答に含まれるスレーブモジュールの機器管理番号と、データの内容を、前記受信信号識別情報保持部に保持したスレーブモジュールの機器管理番号と、命令を含むデータ本体と照合して、命令の送信元である上位制御機器のIPアドレスを検索する受信識別情報検索部と、を有し
マスターモジュールイーサネット送受信部は、前記受信識別情報検索部で得た送信元IPアドレスへスレーブモジュールの応答に含まれるデータと、スレーブモジュールの機器管理番号とを出力するように構成することで達成できる。
When multiple higher-level control devices and the master module communicate at the same time,
The master module receives communication from the upper control device via Ethernet.
a received signal identification information storage unit which stores, in association with each other, packet identification information for identifying a received signal, a source IP address included in an IP header of the received communication, a device management number of a destination slave module, and information on a data body including an instruction;
This can be achieved by configuring the master module Ethernet transceiver unit to output the data contained in the slave module's response and the slave module's device management number to the source IP address obtained by the received identification information search unit, the master module Ethernet transceiver unit having a received identification information search unit that compares the data content with the slave module's device management number stored in the received signal identification information storage unit and the data body including the command, and searches for the IP address of the higher-level control device that is the source of the command.

技術者や作業者がシフト制で交代勤務した時にPCを差し替えた場合や、テレワーク勤務などで通常時の管理室などとは異なる場所からLAN経由でマスターモジュールへアクセスするときに過去の状態履歴や、発せられた命令の履歴を見ることができる。その際には、マスターモジュールのイーサネット通信受け入れ口にセキュリティ認証部を設け、アクセス権限を持つ労働者や、管理権限を持つ管理者やシステム部門のメンバが認証を受けてからアクセスできるように構成する。パスワードや生体認証、または社員証に内蔵される磁気記録やICや無線タグなどでの認証手段により保持されているユーザ情報と関連付けられ保持されているアクセス権限情報を参照し、アクセス権限がある否か判定し認証する。 When engineers or workers change PCs when working in shifts, or when accessing the master module via LAN from a location other than the normal control room due to teleworking, the past status history and the history of issued commands can be viewed. In this case, a security authentication unit is installed at the Ethernet communication inlet of the master module, and it is configured so that workers with access authority, administrators with management authority, and members of the systems department can access it after being authenticated. The system references the access authority information stored in association with user information stored by authentication means such as passwords, biometric authentication, or magnetic records, ICs, or wireless tags built into employee ID cards, and determines whether or not the user has access authority, and performs authentication.

認証されると、保持されているアクセス権限に準じたアクセス範囲を示すアクセスルールにそって、本発明のモジュールシステムを使用できる。例えば、状況を確認するためにデータベースに保管されている履歴情報や、現時点のマスターモジュール又は/及びスレーブモジュールの状況の閲覧のみのゲスト権限、定型処理作業を遂行できる一般権限、制限なしの管理者権限などのアクセスルールである(この区分けには限定されない)。認証されるとアクセス時に使用したPC等とマスターモジュールとの通信に対しセッションIDが発行される。通信が継続する間は、通信にはセッションIDが添付され、認証済みのアクセスであることを表す。処理作業が続行中であっても、昼勤/夜勤のシフト交替などで作業者が交替するときは通信終了することができる。その場合はセッションIDが廃棄され、交替でアクセス開始した作業者に対しては別のセッションIDが発行される。工場などのセキュリティ管理区域外の自宅などで在宅勤務するテレ―ワーカや、工場外への出張者などは、VPNサーバを介して工場内の構内LAN回線へ接続し、上記マスターモジュールのセキュリティ認証部へアクセスし認証を得ることができる。 Once authenticated, the module system of the present invention can be used according to the access rules that indicate the access range according to the access authority held. For example, the access rules include guest authority to only view the history information stored in the database to check the status, the current status of the master module and/or slave module, general authority to perform routine processing tasks, and administrator authority without restrictions (not limited to this classification). Once authenticated, a session ID is issued for communication between the PC used at the time of access and the master module. While communication continues, a session ID is attached to the communication, indicating that the access has been authenticated. Even if processing work is ongoing, communication can be terminated when the worker is replaced due to a day/night shift change. In that case, the session ID is discarded, and a different session ID is issued to the worker who starts accessing in place. Teleworkers who work from home outside the security-controlled area of a factory or the like, or people on business trips outside the factory, can connect to the factory's internal LAN line via a VPN server, access the security authentication unit of the master module, and obtain authentication.

<実施形態1 処理の流れ>
図2に、実施形態1のモジュールシステムの処理の流れを示す。一点鎖線で囲った左側の部分が上位制御機器(AA)での処理の流れを示し、右側の一点鎖線で囲った部分がマスターモジュール(BA)での処理の流れを示す。マスタモジュール(BA)とシリアル通信経路でやり取りしている右下にあるのがスレーブモジュール(CA)である。スレーブモジュール(CA)内の処理は図示していない。
上位制御機器(AA)では、
最初にマスターモジュールかスレーブモジュールのどちら宛に命令を発するか判別する処理を行う(SA0201)。
上位制御機器(AA)がマスターモジュール(BA)へ命令を送信する場合には、
対マスターモジュール命令出力ステップ(ab)(SA0202)は、マスターモジュール(BA)に対して命令を出力する処理を行い、
上位制御機器(AA)がスレーブモジュール(CA)へ命令を送信する場合には、対スレーブモジュール命令出力ステップ(ad)(SA0203)は、スレーブモジュール(CA)に対して命令を、マスターモジュール(BA)を介して間接的に出力する処理を行い
上位制御機器イーサネット通信ステップ(af)(SA0204)は、マスターモジュール(BA)とイーサネット通信をする処理を行い、
対マスターモジュール応答取得ステップ(ac)(SA0205)は、マスターモジュール(BA)から応答を取得する処理を行い、
対スレーブモジュール応答取得ステップ(ae)(SA0206)は、スレーブモジュール(CA)から応答を、マスターモジュール(BA)を介して間接的に取得する処理を行う。
<Processing flow of embodiment 1>
Figure 2 shows the process flow of the module system of embodiment 1. The part on the left surrounded by a dashed line shows the process flow in the upper control device (AA), and the part on the right surrounded by a dashed line shows the process flow in the master module (BA). The slave module (CA) is located at the bottom right, communicating with the master module (BA) via a serial communication path. The process within the slave module (CA) is not shown.
In the upper control device (AA),
First, a process is performed to determine whether a command is to be issued to the master module or to the slave module (SA0201).
When the upper control device (AA) sends a command to the master module (BA),
The step (ab) of outputting a command to the master module (SA0202) outputs a command to the master module (BA),
When the higher-level control device (AA) transmits a command to the slave module (CA), a slave module command output step (ad) (SA0203) performs processing to indirectly output the command to the slave module (CA) via the master module (BA), and a higher-level control device Ethernet communication step (af) (SA0204) performs processing to communicate via Ethernet with the master module (BA),
The master module response acquisition step (ac) (SA0205) performs a process of acquiring a response from the master module (BA),
The slave module response acquisition step (ae) (SA0206) performs processing to indirectly acquire a response from the slave module (CA) via the master module (BA).

マスターモジュール(BA)では、
マスターモジュールイーサネット送受信ステップ(bb)(SB0201)は、上位制御機器(AA)からのイーサネット通信信号を受信する処理を行い、
判別ステップ(bc)(SB0202)は、マスターモジュールイーサネット送受信ステップ(bb)(SB0201)が受信したイーサネット通信信号が自身宛か、スレーブモジュール(CA)宛かを判別する処理を行い、
前記判別ステップ(bc)(SB0202)での判別結果がマスターモジュール宛であった場合には、処理ステップ(bg)(SB0203)は、受信したイーサネット通信信号に基づいてそのまま処理を行い、必要に応じて処理した結果をマスターモジュールイーサネット送受信ステップ(bb)(SB0208)へ出力する処理を行い、
前記判別ステップ(bc)(SB0202)での判別結果がスレーブモジュール宛であった場合には、
プロトコル変換ステップ(bd)(SB0204)は、前記受信したイーサネット通信信号をスレーブモジュールとのシリアル通信信号へ変換する処理を行い、
利用伝送路判別ステップ(be)(SB0205)は、前記判別ステップ(bc)(SB0202)での判別結果がスレーブモジュール(CA)宛であった場合に相対的に高速で利用可能なバス伝送路を利用すべき種類の信号であるか、相対的に低速で利用可能なバス伝送路を利用すべき種類の信号であるか判別する処理を行い、
バス送受信ステップ(bf)(SB0206)は、変換したシリアル通信信号をスレーブモジュール(CA)へバス伝送路を介して送信し、スレーブモジュール(CA)から送信に応じた結果を同じくバス伝送路を介して受信する処理を行い、
プロトコル変換ステップ(bd)(SB0207)は、必要に応じてスレーブモジュール(CA)から受信するシリアル通信信号をイーサネット通信信号に変換する処理を行い、
マスターモジュールイーサネット送受信ステップ(bb)(SB0208)は、上位制御機器(AA)へイーサネット通信信号を送信する処理を行う。
このような一連の処理をモジュールシステムに実行させる動作方法である。
In the master module (BA),
The master module Ethernet transmission/reception step (bb) (SB0201) performs processing to receive an Ethernet communication signal from the upper control device (AA),
The determination step (bc) (SB0202) performs a process of determining whether the Ethernet communication signal received in the master module Ethernet transmission/reception step (bb) (SB0201) is addressed to itself or to the slave module (CA),
If the determination result in the determination step (bc) (SB0202) is that the signal is destined for the master module, a processing step (bg) (SB0203) performs processing based on the received Ethernet communication signal, and outputs the processed result to a master module Ethernet transmission/reception step (bb) (SB0208) as necessary.
If the determination result in the determination step (bc) (SB0202) is that the message is addressed to a slave module,
A protocol conversion step (bd) (SB0204) converts the received Ethernet communication signal into a serial communication signal with a slave module,
A transmission line utilization discrimination step (be) (SB0205) performs a process of discriminating whether the signal is of a type that should utilize a bus transmission line that can be used at a relatively high speed or a bus transmission line that can be used at a relatively low speed when the discrimination result in the discrimination step (bc) (SB0202) indicates that the signal is destined for a slave module (CA) or not,
A bus transmission/reception step (bf) (SB0206) transmits the converted serial communication signal to the slave module (CA) via a bus transmission path, and receives a result corresponding to the transmission from the slave module (CA) also via the bus transmission path.
The protocol conversion step (bd) (SB0207) converts the serial communication signal received from the slave module (CA) into an Ethernet communication signal as necessary.
The master module Ethernet transmission/reception step (bb) (SB0208) performs processing for transmitting an Ethernet communication signal to the higher-level control device (AA).
This is an operating method for causing the module system to execute such a series of processes.

<実施形態1 ハードウェア> <Embodiment 1 Hardware>

図3は、本実施形態のモジュールシステムの上位制御機器(AA)のハードウェア構成の一例を示す概念図である。図示するように、上位制御機器(AA)はPC等を使用する場合が多いと考えられ、PCと類似の構成となっている。「CPU」、ノースブリッジとサウスブリッジからなる「チップセット」、「不揮発性メモリ」、「メインメモリ」、「I/Oコントローラ」、「USB、IEEE1394、LAN端子、etc」、「BIOS」、「PCIスロット」、「リアルタイムクロック」などから構成される。 Figure 3 is a conceptual diagram showing an example of the hardware configuration of the upper control device (AA) of the module system of this embodiment. As shown in the figure, it is considered that the upper control device (AA) will often use a PC or the like, and has a configuration similar to that of a PC. It is composed of a "CPU", a "chipset" consisting of a north bridge and a south bridge, "non-volatile memory", "main memory", "I/O controller", "USB, IEEE 1394, LAN terminal, etc.", "BIOS", "PCI slot", "real-time clock", etc.

不揮発性メモリに蓄積されている各種プログラム、データ(情報)は、本システムの起動によって、メインメモリに展開され、実行命令を受け付けることでCPUによって順次プログラムがデータを利用した演算をするように構成されている。 The various programs and data (information) stored in the non-volatile memory are expanded into the main memory when the system is started, and the programs are configured to perform calculations using the data in sequence by the CPU upon receiving execution commands.

すなわち図3に示すように上位制御機器(AA)では、不揮発性メモリにはOS(オペレーティングシステム)とデバイスドライバのほかに、対マスターモジュール命令出力プログラムと、対マスターモジュール応答取得プログラムと、対スレーブモジュール命令出力プログラムと、対スレーブモジュール応答取得プログラムと、上位制御機器イーサネット通信プログラムと、を有し、データとして、対マスターモジュール命令、マスターモジュール応答、対スレーブモジュール命令、スレーブモジュール応答が保持されている。これらは、本システムがコンピュータ上で起動されることにより、メインメモリに展開されて、起動命令を受け付けることによって、CPUが順次プログラムとデータを利用した演算を行い、マスターモジュール又は、マスターモジュールを介してスレーブモジュールと、命令と応答のやり取りを行っていく。上位制御機器(AA)の不揮発メモリには、マスターモジュールを用いる制御システムの情報を管理、表示する制御用プログラムや、その他業務用ソフトのプログラムなどが含まれていてもよい。 As shown in FIG. 3, the non-volatile memory of the upper control device (AA) contains, in addition to the OS (operating system) and device drivers, a master module command output program, a master module response acquisition program, a slave module command output program, a slave module response acquisition program, and an upper control device Ethernet communication program, and holds data such as master module commands, master module responses, slave module commands, and slave module responses. These are expanded into the main memory when the system is started on the computer, and upon receiving a start command, the CPU sequentially performs calculations using the programs and data, and exchanges commands and responses with the master module or with the slave module via the master module. The non-volatile memory of the upper control device (AA) may also contain a control program that manages and displays information about the control system that uses the master module, as well as other business software programs.

図4は、本実施形態のモジュールシステムのマスターモジュール(BA)のハードウェア構成の一例を示す概念図である。図示するように、CPU(0401)と、不揮発性メモリ(0402)(例えば、ROM、SSDなど)と、主メモリ(0403)と、制御用PCや記録計などとの接続のためのイーサネット通信I/F(0404)(図4中では、インターフェースをI/Fと略記)と、制御モジュールなどとの接続のための汎用のシリアル通信インターフェースI/F1(0405)と、ユーザI/F(0406)と、内部バス(0410)との通信I/F(0411)をコントロールするバスコントローラ(0409)と、内部バス伝送時にDMA方式(メモリとのデータ転送時にCPUを介さず転送する方法)を行うためのコントローラDMAC(0408)、それらの間で信号の授受等を行うためのシステムバス(0407)を備える。CPUはカスタマイズされた専用CPUを使い、OS(オペレーティングシステム)の代わりに専用のファームウェアを使用することもできる。また複数コアのCPU又は/及び十分なキャッシュメモリを持つシステムであれば、メモリ不足による動作遅延を防止しやすいため、好ましい。
4 is a conceptual diagram showing an example of the hardware configuration of the master module (BA) of the module system of this embodiment. As shown in the figure, the master module includes a CPU (0401), a non-volatile memory (0402) (e.g., ROM, SSD, etc.), a main memory (0403), an Ethernet communication I/F (0404) (interface is abbreviated as I/F in FIG. 4) for connecting to a control PC, a recorder, etc., a general-purpose serial communication interface I/F1 (0405) for connecting to a control module , etc., a user I/F (0406), a bus controller (0409) for controlling a communication I/F (0411) with an internal bus (0410), a controller DMAC (0408) for performing a DMA method (a method of transferring data to and from a memory without going through a CPU) during internal bus transmission, and a system bus (0407) for transmitting and receiving signals between them. A customized dedicated CPU can be used as the CPU, and dedicated firmware can be used instead of an OS (operating system). Furthermore, a system having a multi-core CPU and/or sufficient cache memory is preferable, as this makes it easier to prevent operational delays due to memory shortages.

不揮発性メモリには、OS(オペレーティングシステム)とデバイスドライバのほかに、
上位制御機器とイーサネット通信信号を送受信するマスターモジュールイーサネット送受信プログラムと、
前記受信したイーサネット通信信号が自身宛かスレーブモジュール(CA)宛かを判別する判別プログラムと、
前記処理プログラムでの判別結果がマスター宛であった場合には受信したイーサネット通信信号に基づいてそのまま処理を行う処理プログラムと、
判別プログラムでの判別結果がスレーブ宛であった場合には前記受信したイーサネット通信信号をスレーブモジュールとのシリアル通信信号へ変換し、必要に応じてスレーブモジュール(CA)から受信するシリアル通信信号をイーサネット通信信号に変換するプロトコル変換プログラムと、
判別部プログラムでの判別結果がスレーブモジュール(CA)宛であった場合に相対的に高速で利用可能なバス伝送路を利用すべき種類の信号であるか、相対的に低速で利用可能なバス伝送路を利用すべき種類の信号であるか判別する利用伝送路判別プログラムと、
変換したシリアル通信信号をスレーブモジュール(CA)へシリアル通信I/F、またはバスコントローラを介して内部バスを介して送信し、スレーブモジュール(CA)から送信に応じた結果を同じくシリアル通信I/Fまたはバス伝送路を介して受信するバス送受信プログラムなどの各種プログラムや特定ポート番号が記録されている。そして、各プログラムを展開及び実行しインターフェースを介して取得した情報やデータを不揮発性メモリに格納し、格納された情報やデータを主メモリのワーク領域にてプログラムの実行による加工などを行い、不揮発性メモリに保持し、又はイーサネット通信インターフェースを介してプログラムの実行により上位制御機器(AA)へ出力する。
<実施形態1 効果>
In addition to the operating system and device drivers, non-volatile memory also contains
A master module Ethernet transmission/reception program that transmits and receives Ethernet communication signals to and from higher-level control devices;
a discrimination program for discriminating whether the received Ethernet communication signal is addressed to itself or to a slave module (CA);
a processing program for directly processing the received Ethernet communication signal when the determination result in the processing program indicates that the signal is addressed to a master;
a protocol conversion program that converts the received Ethernet communication signal into a serial communication signal with a slave module when the discrimination result of the discrimination program indicates that the signal is addressed to a slave, and converts a serial communication signal received from the slave module (CA) into an Ethernet communication signal as necessary;
a transmission line utilization discrimination program for discriminating whether the signal is of a type that should utilize a bus transmission line that is available at a relatively high speed or a bus transmission line that is available at a relatively low speed when the discrimination result of the discrimination unit program indicates that the signal is destined for a slave module (CA);
The converted serial communication signal is transmitted to the slave module (CA) via the serial communication I/F or the internal bus via the bus controller, and the result according to the transmission from the slave module (CA) is received via the serial communication I/F or the bus transmission path. Various programs and specific port numbers are recorded. Then, each program is expanded and executed, and information and data acquired via the interface are stored in a non-volatile memory, and the stored information and data are processed by executing the program in the work area of the main memory, and are retained in the non-volatile memory, or are output to the upper control device (AA) by executing the program via the Ethernet communication interface.
<Effects of First Embodiment>

本実施形態のモジュールシステムによれば、従来技術の通信モジュールとマスターモジュールを統合した形態としたことにより、上位制御機器(AA)とマスターモジュール(BA)は高速なイーサネット通信経路で接続される。マスターモジュールはRS-485仕様のシリアル通信経路であり速度の異なる複数の内部バスと汎用のModbus RTUプロトコルのRS-485シリアルバスの2種のバス伝送路を持つ。機能部品の制御と監視のようにマスターモジュールとスレーブモジュール間でリアルタイム性が必要な通信には高速なバス伝送路を使用し、その他の設定変更などリアルタイム性までは必要としない通信には相対的に低速な伝送路を用いるように、判別し振り分けることができる。そのため、機能部品の制御と監視に支障なく設定変更が行える。またイーサネット通信経路を経由して設定データを送信することで、設定の変更も対象装置から離れたところから行うことができる。
According to the module system of this embodiment, the conventional communication module and master module are integrated, so that the upper control device (AA) and the master module (BA) are connected by a high-speed Ethernet communication path. The master module has two types of bus transmission paths: a serial communication path of RS-485 specifications, multiple internal buses with different speeds, and a general-purpose RS-485 serial bus of Modbus RTU protocol. It is possible to distinguish and allocate the high-speed bus transmission path for communication between the master module and the slave module that requires real-time performance, such as control and monitoring of functional parts, and to use a relatively slow transmission path for communication that does not require real-time performance, such as other setting changes. Therefore, setting changes can be made without interfering with the control and monitoring of functional parts. In addition, by sending setting data via the Ethernet communication path, setting changes can also be made from a location away from the target device.

<実施形態2>
<実施形態2 概要>主に請求項4
実施形態1では、上位制御機器(AA)から送信されマスターモジュール(BA)が受信した信号は、まずマスターモジュール向けかスレーブモジュール向けかを判別後に、スレーブモジュール向けであればプロトコル変換にて信号を整形し、そののちに利用すべきバス伝送路を判別する。一方、本実施形態2では、判別の順番を実施形態1とは入れ替え、上位制御機器(AA)から出力されるTCP/IPプロトコル信号のTCPヘッダ内に含まれる宛先ポート番号を参照して、利用すべき伝送路を判別した後で、マスターモジュール向けかスレーブモジュール向けかをユニットIDを参照して判別し、スレーブモジュール向けであればプロトコル変換し、選択されたバス伝送路を経由して、該当するスレーブモジュールへ送信される。以下、本明細書中で受信ポート番号との表記を、宛先ポート番号の意味で記載する場合がある。
<Embodiment 2>
<Outline of embodiment 2> Mainly claim 4
In the first embodiment, the signal sent from the higher-level control device (AA) and received by the master module (BA) is first determined to be for the master module or the slave module, and then, if it is for the slave module, the signal is shaped by protocol conversion, and then the bus transmission path to be used is determined. On the other hand, in the second embodiment, the order of determination is reversed from that of the first embodiment, and the transmission path to be used is determined by referring to the destination port number included in the TCP header of the TCP/IP protocol signal output from the higher-level control device (AA), and then, whether it is for the master module or the slave module is determined by referring to the unit ID, and if it is for the slave module, the protocol is converted and the signal is transmitted to the corresponding slave module via the selected bus transmission path. Hereinafter, the term "receiving port number" may be written to mean the destination port number in this specification.

図13の表を用いて本実施形態でのバス伝送路の選択判別を説明する。左列が所定の受信ポート番号(例:502)の場合、右列が所定の受信ポート番号ではない場合(例502以外)である。受信ポート番号によって区分け後、機器管理番号(Modbusアプリケーションヘッダ内のユニットID)によりマスターモジュール(機器管理番号1)か、スレーブモジュール(機器管理番号2~)、又は他機宛(機器管理番号2~)かに振り分ける。受信ポート番号が所定の受信ポート番号(例502)であり、スレーブモジュール又は他機宛の信号であれば、相対的に低速なバス伝送路(例:Moddbus RTU)を割り振る。受信ポート番号が所定の受信ポート番号以外の特定の番号(例502以外)であり、スレーブモジュール宛の信号であれば、相対的に高速なバス伝送路を割り振るようにする。 The selection and determination of the bus transmission path in this embodiment will be explained using the table in Figure 13. The left column shows cases where the specified receiving port number (e.g. 502) is selected, and the right column shows cases where the receiving port number is not the specified receiving port number (e.g. other than 502). After sorting by the receiving port number, the device management number (unit ID in the Modbus application header) is used to assign the signal to a master module (device management number 1), slave module (device management number 2 onwards), or other device (device management number 2 onwards). If the receiving port number is a specified receiving port number (e.g. 502) and the signal is destined for a slave module or other device, a relatively slow bus transmission path (e.g. Moddbus RTU) is assigned. If the receiving port number is a specific number other than the specified receiving port number (e.g. other than 502) and the signal is destined for a slave module, a relatively high-speed bus transmission path is assigned.

図14に構成例を示すように、イーサネット(1400)を介して、上位制御機器としてPC(1401)やPC(1402)が接続されている。マスターモジュール(1403)もイーサネット(1400)に接続され、上位制御機器であるPCと信号を送受信する。上位制御機器から宛先ポート番号(受信ポート番号)として所定の受信ポート番号(例502)をTCPヘッダ内に記載された信号をマスターモジュールが受信すると、マスターモジュールでは、受信ポート番号から相対的に低速なバス伝送路(1408)を使用すべき信号であると判断され、Modbusアプリケーションヘッダ内のユニットIDによってマスターモジュール宛か、スレーブモジュール宛か、他機宛か判別する。スレーブモジュールまたは、他機宛であれば、Modbus RTUプロトコルのRS-485シリアルバスなどのバス伝送路を用いて、整形後のデータをスレーブモジュール1(1404)、スレーブモジュール2(1405)、スレーブモジュールn(1406)、記録計、PLCなど(1407)へ送信する。RS-485接続されたPLCはModbus RTUプロトコルでスレーブモジュール等と通信できる。
As shown in the configuration example in FIG. 14, a PC (1401) or a PC (1402) is connected as a higher-level control device via an Ethernet (1400). A master module (1403) is also connected to the Ethernet (1400) and transmits and receives signals to and from the PC, which is a higher-level control device. When the master module receives a signal from a higher-level control device with a predetermined receiving port number (e.g., 502) as the destination port number (receiving port number) in the TCP header, the master module determines that the signal should use a relatively slow bus transmission path (1408) based on the receiving port number, and determines whether the signal is addressed to the master module, a slave module, or another device based on the unit ID in the Modbus application header. If the signal is addressed to a slave module or another device, the shaped data is sent to a slave module 1 ( 1404 ), a slave module 2 (1405), a slave module n (1406), a recorder, a PLC, or the like (1407) using a bus transmission path such as an RS-485 serial bus of the Modbus RTU protocol. The PLC connected via RS-485 can communicate with slave modules etc. using the Modbus RTU protocol.

なお、本明細書中で所定の受信ポート番号の例として502をあげているが、逆に所定の受信ポート番号として502以外の特定の番号とし、所定の受信ポート番号ではない受信ポート番号として502を使用してもよい。
In this specification, 502 is given as an example of a specified receiving port number, but conversely, a specific number other than 502 may be used as the specified receiving port number, and 502 may be used as a receiving port number that is not the specified receiving port number.

<実施形態2 機能的構成>
図5は、本発明の実施形態2のモジュールシステムの機能的構成の一例を示す機能ブロック図である。図示するように本発明の実施形態2のモジュールシステムでは、上位制御機器(AA)の構成は実施形態1と同様であり、マスターモジュール(BA)(0550)は、マスターモジュールイーサネット送受信部(BB)(0551)と、受信ポート番号取得部(BH)(0557)と、受信ポート番号判断部(BJ)(0558)と、第一判別部(BK)(0559)と、第二判別部(BM)(0560)と、プロトコル変換部(BD)(0553)と、第一バス伝送路選択部(BN)(0561)と、第二バス伝送路選択部(BP)(0562)と、バス送受信部(BF)(0555)と、処理部(BG)(0556)と、スレーブモジュール(CA)(0570)とを有する。マスターモジュール(BA)とスレーブモジュール(CA)は、相対的に速度の遅いバス伝送路と相対的に速度の速いバス伝送路として、汎用シリアル通信経路(Modbus RTUプロトコルのRS-485シリアルバス)と、速度の異なる複数の内部バスをバス伝送路として備えている。
<Functional Configuration of Second Embodiment>
5 is a functional block diagram showing an example of the functional configuration of the module system according to the second embodiment of the present invention. As shown in the figure, in the module system according to the second embodiment of the present invention, the configuration of the upper control device (AA) is the same as that of the first embodiment, and the master module (BA) (0550) has a master module Ethernet transceiver (BB) (0551), a receiving port number acquisition unit (BH) (0557), a receiving port number determination unit (BJ) (0558), a first determination unit (BK) (0559), a second determination unit (BM) (0560), a protocol conversion unit (BD) (0553), a first bus transmission path selection unit (BN) (0561), a second bus transmission path selection unit (BP) (0562), a bus transceiver (BF) (0555), a processing unit (BG) (0556), and a slave module (CA) (0570). The master module (BA) and slave module (CA) are provided with a general-purpose serial communication path (RS-485 serial bus of Modbus RTU protocol) and multiple internal buses of different speeds as relatively slow and relatively fast bus transmission paths.

<実施形態2 構成の説明>
上位制御機器(AA)は実施形態1と同じ構成であるため説明を省略する。以下、マスターモジュールの構成の一例について図5を用いて説明する。
<Description of Configuration of Second Embodiment>
The higher level control device (AA) has the same configuration as in the first embodiment, and therefore the description thereof will be omitted. An example of the configuration of the master module will be described below with reference to FIG.

<実施形態2 マスターモジュールの構成>
<実施形態2 マスターモジュールイーサネット送受信部(BB)(0551)>
マスターモジュールイーサネット送受信部(BB)(0551)は、上位制御機器(AA)とイーサネット通信信号を送受信するように構成される。
Second Embodiment Configuration of Master Module
<Embodiment 2: Master module Ethernet transceiver (BB) (0551)>
The master module Ethernet transceiver unit (BB) (0551) is configured to transmit and receive Ethernet communication signals to and from the upper control device (AA).

上位制御機器からのイーサネット通信信号を受信するように構成される。マスターモジュールイーサネット送受信部は、後述するバス送受信部(BE)と相互に独立して処理を実行できるように構成される。つまり、いずれか一方が送受信中であるからといって他方の処理が制限を受けることはないか、又は、きわめて少ないように構成される。きわめて少ないとは、CPUやMPUや通信専用LSIのハードウェア資源の利用効率が制約を受ける場合である。しかしながらこのような制約はきわめて特殊な条件(例えば予定されていないようなプログラミングミスによる処理データの大量発生)が満たされたときにのみ生じるものであって、一般的な処理においては発生しないように構成される。 It is configured to receive Ethernet communication signals from a higher-level control device. The master module Ethernet transceiver is configured to be able to execute processing independently of the bus transceiver (BE) described below. In other words, the fact that one of them is transmitting or receiving does not restrict the processing of the other, or restricts it very little. "Very little" refers to cases where the efficiency of utilization of hardware resources such as the CPU, MPU, and communications-dedicated LSI is restricted. However, such restrictions arise only when very special conditions are met (for example, the generation of a large amount of processing data due to an unexpected programming error), and are configured not to arise in general processing.

<実施形態2 受信ポート番号取得部(BH)(0557)>
受信ポート番号取得部(BH)(0557)は、マスターモジュールイーサネット送受信部(BB)が受信したイーサネット通信信号によって構成されるパケットの受信ポート番号を取得するように構成されている。
<Embodiment 2: Receiving port number acquisition unit (BH) (0557)>
The receiving port number acquisition unit (BH) (0557) is configured to acquire the receiving port number of a packet formed by an Ethernet communication signal received by the master module Ethernet transmitting/receiving unit (BB).

マスターモジュールが受信した上位制御機器(AA)からの信号のTCPヘッダに含まれる受信ポート番号(宛先ポート番号と同意)を取得する。受信ポート番号は、TCPヘッダ内において送信元ポート番号の次に宛先ポート番号として記載されている。後記する受信ポート番号判断部(BJ)にて取得した受信ポート番号が所定の番号かどうか判断する。 The master module obtains the receiving port number (which corresponds to the destination port number) contained in the TCP header of the signal received from the higher-level control device (AA). The receiving port number is written as the destination port number next to the source port number in the TCP header. The receiving port number determination unit (BJ), which will be described later, determines whether the obtained receiving port number is the specified number.

<実施形態2 受信ポート番号判断部(BJ)(0558)>
受信ポート番号判断部(BJ)(0558)は、取得された受信ポート番号が所定の受信ポート番号か判断するように構成される。
<Second embodiment: Receiving port number determination unit (BJ) (0558)>
The receiving port number determination unit (BJ) (0558) is configured to determine whether the acquired receiving port number is a predetermined receiving port number.

例えば、所定の番号としてはウェルノウンポート番号を指定する。ウェルノウンポート番号の一例としては、Modbusプロトコルのデータをペイロードに含んでいる場合に宛先ポート番号(受信ポート番号)を、Modbusプロトコルを意味するウェルノウンポート番号である502とするなどである。前記したようにModbusはModicon社が1979年、同社のプログラマブルロジックコントローラ(PLC)向けに策定したシリアル通信プロトコルであり、産業界におけるデ・ファクト標準の通信プロトコルとなって、現在では産業用電子機器を接続する最も一般的手段となっている。所定の受信ポート番号以外としては、TCP/IPプロトコルなどで予約済みではない番号(例:動的・プライベートポート番号(49152から65535)など、他も可)の中の番号を適宜ポート番号として、本発明のモジュールシステムへ用いることができる。所定の受信ポート番号を複数用いることもできる。例えば複数の所定の受信ポート番号の情報を保持する受信ポート番号情報保持手段を受信ポート番号判断部(BJ)に設け、相対的に低速で利用可能なバス伝送路が複数ある場合に、所定の受信ポート番号ごとに相対的に低速なバス伝送路を割り当てて置くように構成することができる。例えば、「502」なら汎用シリアル通信経路(RS-485など)、「55555」ならば内部バス(低速)を割り振るなどである。 For example, a well-known port number is specified as the predetermined number. One example of a well-known port number is when the payload contains data of the Modbus protocol, and the destination port number (receiving port number) is set to 502, which is a well-known port number that means the Modbus protocol. As mentioned above, Modbus is a serial communication protocol that was formulated by Modicon in 1979 for its programmable logic controllers (PLCs). It has become the de facto standard communication protocol in the industrial world, and is currently the most common means for connecting industrial electronic devices. In addition to the predetermined receiving port number, any number that is not reserved in the TCP/IP protocol (e.g., dynamic/private port numbers (49152 to 65535), etc., or others) can be used as an appropriate port number for the module system of the present invention. Multiple predetermined receiving port numbers can also be used. For example, a receiving port number information storage means for storing information on multiple specified receiving port numbers can be provided in the receiving port number determination unit (BJ), and when there are multiple relatively slow bus transmission paths available, a relatively slow bus transmission path can be assigned to each specified receiving port number. For example, if the number is "502", a general-purpose serial communication path (such as RS-485) is assigned, and if the number is "55555", an internal bus (low speed) is assigned.

<実施形態2 第一判別部(BK)(0559)>
第一判別部(BK)(0559)は、受信ポート番号判断部(BJ)での判断結果が所定のポート番号であると判断された場合に、マスターモジュールイーサネット送受信部(BB)が受信したイーサネット通信信号が自身宛か、スレーブモジュール宛かを判別するように構成される。
<Embodiment 2: First discrimination part (BK) (0559)>
The first discrimination unit (BK) (0559) is configured to discriminate whether the Ethernet communication signal received by the master module Ethernet transceiver unit (BB) is addressed to itself or to a slave module when the result of the judgment by the receiving port number judgment unit (BJ) is determined to be a specified port number.

所定のポート番号の例としては、上述のように502(Modbusプロトコルを示す、ウェルノウンポート番号)などがある。所定のポート番号で受信した信号が、スレーブモジュール宛か、マスターモジュール宛かによって、受信した信号をマスターモジュール(BA)内で処理するか、スレーブモジュールへ出力するための処理を行うか、以降の処理が分かれる。マスターモジュール宛か、スレーブモジュール宛かの判別はModbusアプリケーションヘッダに含まれるユニットID(=機器管理番号)を参照し、例えば1ならマスターモジュール向け、2以降であればスレーブモジュール向けとして判別する。なお汎用シリアル通信経路であるバス伝送路に、マスターモジュールとスレーブモジュール以外の記録計や、PLCなどが接続されていてもよい。マスターモジュールとスレーブモジュールの台数を含めて、バス伝送路へ接続できる台数以内に収まればよく、機器管理番号が重複しなければよい。記録計や、PLCなどとバス伝送路を介して通信を行うことができる。または、受信した信号のデータ本体部に格納された命令を参照し、マスターモジュール宛か、スレーブモジュール宛か、又はバス伝送路上に接続された記録計やPLCなどかを判別するように構成することもできる。その場合には、命令と宛先を関連付けた対応を示す情報である命令対応情報を保持する命令対応情報保持手段を設け、保持された命令とデータ本体に含まれる命令を照合し宛先を判別するように構成してもよい。 An example of the predetermined port number is 502 (a well-known port number indicating the Modbus protocol) as described above. Depending on whether the signal received at the predetermined port number is addressed to a slave module or a master module, the subsequent processing is divided into processing the received signal within the master module (BA) or processing for output to the slave module. The determination of whether it is addressed to the master module or the slave module is made by referring to the unit ID (= device management number) included in the Modbus application header. For example, if it is 1, it is determined to be addressed to the master module, and if it is 2 or later, it is determined to be addressed to the slave module. In addition, recorders and PLCs other than the master module and slave module may be connected to the bus transmission path, which is a general-purpose serial communication path. It is sufficient that the number of master modules and slave modules, including the number of units, is within the number that can be connected to the bus transmission path, and the device management numbers do not overlap. Communication can be performed with recorders, PLCs, etc. via the bus transmission path. Alternatively, it can be configured to refer to the command stored in the data body of the received signal and determine whether it is addressed to the master module, the slave module, or a recorder or PLC connected to the bus transmission path. In that case, a command correspondence information storage means may be provided to store command correspondence information, which is information showing the correspondence between commands and destinations, and the stored command may be compared with the command included in the data body to determine the destination.

所定のポート番号として502以外の受信ポート番号を指定するようにも構成できる。また、所定のポート番号を複数使用することもできる。例えば所定のポート番号を複数使用し、相対的に低速なバス伝送路を複数備える場合には、所定のポート番号ごとに、利用可能な相対的に低速なバス伝送路との対応を保持する利用可能バス伝送路対応ポート番号保持手段を第一判別部に設け、対応するバス伝送路を後記する第一バス伝送路選択部にて選択し、命令を含む通信をスレーブモジュールへ出力するように構成できる。例えば、「502」なら汎用シリアル通信経路(RS-485など)、「55555」ならば内部バス(低速)を割り振るなどである。なお、マスターモジュールに対しての命令の場合は、後記する処理部にてマスターモジュール自身が、対応する処理を行う。
A configuration can also be made in which a receiving port number other than 502 is specified as the predetermined port number. In addition, a plurality of predetermined port numbers can also be used. For example, in the case where a plurality of predetermined port numbers are used and a plurality of relatively slow bus transmission paths are provided, a usable bus transmission path corresponding port number holding means for holding a correspondence with a usable relatively slow bus transmission path for each predetermined port number is provided in the first determination unit, and the corresponding bus transmission path is selected by a first bus transmission path selection unit described later, and communication including a command is output to the slave module. For example, if "502" is assigned, a general-purpose serial communication path (RS-485, etc.) is assigned, and if "55555" is assigned, an internal bus (low speed) is assigned. In addition, in the case of a command to the master module, the master module itself performs the corresponding processing in a processing unit described later.

<実施形態2 第二判別部(BM)(0560)>
第二判別部(BM)(0560)は、受信ポート番号判断部(BJ)での判断結果が所定のポート番号でないと判断された場合に、マスターモジュールイーサネット送受信部(BB)が受信したイーサネット通信信号が自身宛か、スレーブモジュール宛かを判別するように構成される。
<Embodiment 2: Second discrimination unit (BM) (0560)>
The second discrimination unit (BM) (0560) is configured to discriminate whether the Ethernet communication signal received by the master module Ethernet transceiver unit (BB) is addressed to itself or to a slave module when the result of the judgment by the receiving port number judgment unit (BJ) is determined to be not the specified port number.

所定のポート番号ではない場合の例としては、上述のように動的・プライベート ポート番号(49152から65535)などがある。所定のポート番号として502以外の番号が設定されている場合には、所定のポート番号ではない場合として受信ポート番号が502であってもよい。所定のポート番号ではないポート番号で受信した信号が、スレーブモジュール宛か、マスターモジュール宛かによって、受信した信号をマスターモジュール(BA)内で処理するか、スレーブモジュールへ出力するための処理を行うか、以降の処理が分かれる。または、受信した信号のデータ本体部に格納された命令を参照し、マスターモジュール宛か、スレーブモジュール宛か、又はバス伝送路上に他の機器(記録計やPLCなど)が接続されている場合は他の機器宛かも含めて判別するように構成することもできる。その場合には、命令と宛先を関連付けた対応を示す情報である命令対応情報を保持する命令対応情報保持手段を設け、保持された命令とデータ本体に含まれる命令を照合し宛先を判別するように構成してもよい。 As mentioned above, examples of port numbers that are not predetermined include dynamic and private port numbers (49152 to 65535). If a number other than 502 is set as the predetermined port number, the receiving port number may be 502 as a case where the port number is not predetermined. Depending on whether the signal received on a port number other than the predetermined port number is addressed to a slave module or a master module, the subsequent processing is divided into processing the received signal within the master module (BA) or processing for output to the slave module. Alternatively, it is possible to refer to the command stored in the data body of the received signal and determine whether the signal is addressed to the master module or the slave module, or, if other devices (such as a recorder or PLC) are connected to the bus transmission line, whether the signal is addressed to other devices. In that case, a command correspondence information storage means may be provided that stores command correspondence information, which is information indicating the correspondence between the command and the destination, and the destination may be determined by comparing the stored command with the command included in the data body.

<実施形態2 プロトコル変換部(BD)(0553)>
プロトコル変換部(BD)(0553)は、前記第一判別部(BK)、第二判別部(BM)での判別結果がスレーブモジュール(CA)宛であった場合に前記受信したイーサネット通信信号をスレーブモジュール(CA)とのシリアル通信信号へ変換し、必要に応じてスレーブモジュール(CA)から受信するシリアル通信信号をイーサネット通信信号に変換するように構成される。
<Embodiment 2: Protocol Conversion Unit (BD) (0553)>
The protocol conversion unit (BD) (0553) is configured to convert the received Ethernet communication signal into a serial communication signal with the slave module (CA) when the discrimination result by the first discrimination unit (BK) and the second discrimination unit (BM) is that the signal is addressed to the slave module (CA), and to convert the serial communication signal received from the slave module (CA) into an Ethernet communication signal as necessary.

マスターモジュールとスレーブモジュール、及びスレーブモジュール間はノイズに強いバス伝送路(シリアル通信経路)で接続されているため、上位制御機器(AA)からスレーブモジュールへの信号は、バス伝送路に乗せるためにシリアル通信用のデータ形式へ整形する必要がある。なおマスターモジュールはそのままのデータを自機内で処理する。上記のように、産業用電子機器を接続するプロトコルとしてはModbusプロトコルが一般的になっている。Modbusは、電気仕様はRS-485シリアル通信のため、ノイズに強い。上位制御機器とマスターモジュール間の信号であるイーサネット通信信号(Modbus/TCP)と、スレーブモジュールへ送信する際のModbusプロトコルの整形を下記に説明する。なお、第1判別部でスレーブモジュールではなく、その他の記録計やPLCなどが宛先となっていた場合も、スレーブモジュール宛の信号と同用に整形する。 Because the master module and slave module, and between the slave modules, are connected by a bus transmission path (serial communication path) that is resistant to noise, the signal from the upper control device (AA) to the slave module must be shaped into a data format for serial communication in order to be put on the bus transmission path. The master module processes the data as is within its own device. As mentioned above, the Modbus protocol has become a common protocol for connecting industrial electronic devices. The electrical specification of Modbus is RS-485 serial communication, so it is resistant to noise. The Ethernet communication signal (Modbus/TCP), which is the signal between the upper control device and the master module, and the shaping of the Modbus protocol when sending to the slave module are explained below. Note that even if the first discrimination unit determines that the destination is not the slave module but another recorder or PLC, the signal is shaped in the same way as the signal addressed to the slave module.

イーサネット通信信号としてModbus/TCPを使用し、RS-485等シリアル通信としてModbus RTUを使用することができる。図12(a)は、共通パケットを示しており、図12(b)に示すように共通パケットから「Modbusアプリケーションヘッダ」と「データ本体」とで構成されるローカルパケットを取得する。そして、図12(c)に示すように、ローカルパケットのヘッダである「Modbusアプリケーションヘッダ」を、その中に含まれるユニットIDを残して除去する。データ本体の先頭にユニットIDをアドレスとして加える。下流プロトコルがModbus RTU(Remote Terminal Unit)モードの場合はCRCを付加し、Modbus ASCII(American Standard Code Information Interchange)モードの場合はASCIIコードに変換し、LRCを付加する。 Modbus/TCP can be used as an Ethernet communication signal, and Modbus RTU can be used for serial communication such as RS-485. Figure 12(a) shows a common packet, and as shown in Figure 12(b), a local packet consisting of a "Modbus application header" and a "data body" is obtained from the common packet. Then, as shown in Figure 12(c), the "Modbus application header", which is the header of the local packet, is removed except for the unit ID contained therein. The unit ID is added to the beginning of the data body as an address. If the downstream protocol is Modbus RTU (Remote Terminal Unit) mode, a CRC is added, and if it is Modbus ASCII (American Standard Code Information Interchange) mode, it is converted to ASCII code and an LRC is added.

さらに、図12(d)に示すように、スレーブモジュールとの通信に用いるシリアル通信用プロトコルパケットである例えば、Modbusプロトコルのメッセージ・フレームに整形する。なお、「アドレス」は、Modbusアプリケーションヘッダに含まれる「ユニットID」に応じたものでなる。また、ファンクションコードはマスターモジュールがスレーブモジュールに対して実行させる機能を設定する。「データ」にはファンクションコードに関連するデータを格納する。このように整形されたデータがマスターモジュールからスレーブモジュールへ伝送予定の整形済データとなる。なお、本例ではModbusプロトコルの場合を示したが、他のプロトコルの場合でも、そのプロトコルに応じてヘッダの除去を行い、スレーブモジュールとの通信に用いるシリアル通信用プロトコルのデータ形式に整形すればよい。スレーブモジュールから上位制御機器への応答用にプロトコル変換する場合は、上記の逆の手順を行う。 Furthermore, as shown in FIG. 12(d), the data is shaped into a serial communication protocol packet used for communication with the slave module, for example, a message frame of the Modbus protocol. The "address" corresponds to the "unit ID" included in the Modbus application header. The function code sets the function that the master module causes the slave module to execute. The "data" stores data related to the function code. The data shaped in this way becomes the shaped data to be transmitted from the master module to the slave module. Although the Modbus protocol is shown in this example, in the case of other protocols, the header can be removed according to the protocol and the data can be shaped into the data format of the serial communication protocol used for communication with the slave module. When converting the protocol for a response from the slave module to a higher-level control device, the above steps are reversed.

<実施形態2 第一バス伝送路選択部(BN)(0561)>
第一バス伝送路選択部(BN)(0561)は、前記第一判別部(BK)での判別結果がスレーブモジュール(CA)宛であった場合に相対的に低速で利用可能なバス伝送路を選択するように構成される。
<Second embodiment: First bus transmission path selection unit (BN) (0561)>
The first bus transmission path selection unit (BN) (0561) is configured to select a bus transmission path that is available at a relatively low speed when the discrimination result in the first discrimination unit (BK) is that the destination is a slave module (CA).

上位制御機器(AA)から受信した信号のTCPヘッダに含まれるポート番号が所定の番号(例:502)であり、スレーブモジュール宛だった場合には、プロトコル変換した信号を出力するために、相対的に低速なバス伝送路を使用するように選択する。例えば、設定変更用のパラメータなどリアルタイム性が必要ではないデータは相対的に低速なバス伝送路を使用する。 If the port number included in the TCP header of the signal received from the higher-level control device (AA) is a specified number (e.g. 502) and is destined for the slave module, a relatively slow bus transmission path is selected to be used to output the protocol-converted signal. For example, a relatively slow bus transmission path is used for data that does not require real-time performance, such as parameters for changing settings.

例えば相対的に低速で利用可能なバス伝送路が複数ある場合に、所定の受信ポート番号ごとに相対的に低速なバス伝送路を割り当て置くように構成することができる。例えば、「502」なら汎用シリアル通信経路(RS-485など)、「55555」ならば内部バス(低速)を割り振るなどである。所定のポート番号として502以外の受信ポート番号を指定するようにも構成できる。また、前記のように所定のポート番号を複数使用し、相対的に低速なバス伝送路を複数備える場合には、例えば、所定のポート番号ごとに、利用可能な相対的に低速なバス伝送路との対応を保持する利用可能バス伝送路対応ポート番号保持手段1を前記第一判別部に設け、対応するバス伝送路を第一バス伝送路選択部にて選択し、命令を含む通信をスレーブモジュールへ出力するように構成できる。または相対的に低速で利用可能なバス伝送路が複数ある場合に、受信した信号のデータ本体部に格納された命令を参照し、命令毎に、相対的に低速なバス伝送路を割り当て置くように構成することもできる。その場合には、命令とバス伝送路を関連付けた対応を示す情報であるバス-命令対応情報を保持するバス-命令対応情報保持手段1を設け、保持された命令とデータ本体に含まれる命令を照合しバス伝送路を判別するように構成してもよい。
For example, when there are multiple bus transmission paths available at relatively low speeds, it is possible to configure the system so that a relatively low-speed bus transmission path is assigned to each of the predetermined reception port numbers. For example, if the number is "502", a general-purpose serial communication path (RS-485, etc.) is assigned, and if the number is "55555", an internal bus (low speed) is assigned. It is also possible to configure the system so that a reception port number other than 502 is specified as the predetermined port number. In addition, when multiple predetermined port numbers are used and multiple relatively low-speed bus transmission paths are provided as described above, for example, the first determination unit is provided with an available bus transmission path corresponding port number holding means 1 that holds the correspondence with the available relatively low-speed bus transmission paths for each of the predetermined port numbers, and the first bus transmission path selection unit selects the corresponding bus transmission path and outputs the communication including the command to the slave module. Alternatively, when there are multiple bus transmission paths available at relatively low speeds, it is also possible to configure the system so that a relatively low-speed bus transmission path is assigned to each command by referring to the command stored in the data body of the received signal. In this case, a bus-instruction correspondence information holding means 1 may be provided to hold bus-instruction correspondence information, which is information indicating the correspondence between instructions and bus transmission paths, and the held instructions may be compared with instructions contained in the data body to identify the bus transmission path.

<実施形態2 第二バス伝送路選択部(BP)(0562)>
第二バス伝送路選択部(BP)(0562)は、前記第二判別部(BM)での判別結果がスレーブモジュール(CA)宛であった場合に相対的に高速で利用可能なバス伝送路(例えばRS-485)を選択するように構成される。
<Second embodiment: Second bus transmission path selection unit (BP) (0562)>
The second bus transmission path selection unit (BP) (0562) is configured to select a relatively high-speed available bus transmission path (e.g., RS-485) when the discrimination result by the second discrimination unit (BM) is that the destination is the slave module (CA).

上位制御機器(AA)から受信した信号のTCPヘッダに含まれるポート番号が所定の番号ではなく、スレーブモジュール宛だった場合には、プロトコル変換した信号を出力するために、相対的に高速で利用可能なバス伝送路(例えば高速な内部バス)を使用するように選択する。例えば、加熱加工時の各測定ポイントの温度データなどはリアルタイムに入手したいために、相対的に高速なバス伝送路を使用する。 If the port number included in the TCP header of the signal received from the higher-level control device (AA) is not a specified number and is addressed to the slave module, a relatively high-speed available bus transmission path (such as a high-speed internal bus) is selected to be used to output the protocol-converted signal. For example, a relatively high-speed bus transmission path is used to obtain temperature data from each measurement point during heating processing in real time.

例えば相対的に高速で利用可能なバス伝送路が複数ある場合に、所定の番号ではない複数の受信ポート番号に対しそれぞれ相対的に高速なバス伝送路を割り当て置くように構成することもできる。所定の番号ではないポート番号として502を指定するようにも構成できる。また、前記のように複数の受信ポート番号を使用し、相対的に高速なバス伝送路を複数備える場合には、例えば、受信ポート番号ごとに、利用可能な相対的に高速なバス伝送路との対応を保持する利用可能バス伝送路対応ポート番号保持手段2を前記第二判別部に設け、対応するバス伝送路を第二バス伝送路選択部にて選択し、命令を含む通信をスレーブモジュールへ出力するように構成できる。または相対的に高速で利用可能なバス伝送路が複数ある場合に、受信した信号のデータ本体部に格納された命令を参照し、命令毎に、相対的に高速なバス伝送路を割り当て置くように構成することもできる。その場合には、命令とバス伝送路を関連付けた対応を示す情報であるバス-命令対応情報を保持するバス-命令対応情報保持手段2を設け、保持された命令とデータ本体に含まれる命令を照合しバス伝送路を判別するように構成してもよい。
For example, when there are multiple bus transmission paths available at relatively high speeds, it is also possible to configure the system so that a relatively high-speed bus transmission path is assigned to each of multiple receiving port numbers that are not a specified number. It is also possible to configure the system so that 502 is specified as the port number that is not a specified number. In addition , when multiple receiving port numbers are used as described above and multiple relatively high-speed bus transmission paths are provided, for example, the second determination unit is provided with an available bus transmission path corresponding port number holding means 2 that holds the correspondence with the available relatively high-speed bus transmission path for each receiving port number, and the corresponding bus transmission path is selected by the second bus transmission path selection unit, and communication including the command can be output to the slave module. Alternatively, when there are multiple bus transmission paths available at relatively high speeds, it is also possible to configure the system so that a relatively high-speed bus transmission path is assigned to each command by referring to the command stored in the data body of the received signal. In that case, it is also possible to provide a bus-command correspondence information holding means 2 that holds bus-command correspondence information, which is information showing the correspondence between the command and the bus transmission path, and to identify the bus transmission path by comparing the held command with the command included in the data body.

<実施形態2 バス送受信部(BF)(0555)>
バス送受信部(BF)(0555)は、第一バス伝送路選択部(BN)及び第二バス伝送路選択部(BP)での選択結果に応じて変換したシリアル通信信号をスレーブモジュール(CA)へ判別されたバス伝送路を介して送信し、スレーブモジュール(CA)から送信に応じた結果を同じくバス伝送路を介して受信するように構成される。
<Embodiment 2: Bus Transmitter/Receiver (BF) (0555)>
The bus transmission/reception unit (BF) (0555) is configured to transmit a serial communication signal converted in accordance with the selection results in the first bus transmission path selection unit (BN) and the second bus transmission path selection unit (BP) to the slave module (CA) via the identified bus transmission path, and to receive a result in accordance with the transmission from the slave module (CA) also via the bus transmission path.

プロトコル変換したスレーブモジュール宛の信号を、前記選択結果に応じた伝送路で出力を行う。シリアル通信用のバスとしては、内部バス、Modbus RTUプロトコルのRS-485シリアルバスなどを用いることができる。マスターモジュールのバス送受信部(BF)は、前述したマスターモジュールイーサネット送受信部(BB)と相互に独立して処理を実行できるように構成される。つまり、いずれか一方が送受信中であるからといって他方の処理が制限を受けることはないか、又は、きわめて少ないように構成される。きわめて少ないとは、CPUやMPUや通信専用LSIのハードウェア資源の利用効率が制約を受ける場合である。しかしながらこのような制約はきわめて特殊な条件(例えば予定されていないようなプログラミングミスによる処理データの大量発生)が満たされたときにのみ生じるものであって、一般的な処理においては発生しないように構成される。 The protocol-converted signal addressed to the slave module is output through a transmission path according to the selection result. An internal bus or an RS-485 serial bus of Modbus RTU protocol can be used as the bus for serial communication. The master module's bus transceiver unit (BF) is configured to be able to execute processes independently of the master module Ethernet transceiver unit (BB) described above. In other words, the fact that one of them is transmitting or receiving does not restrict the processing of the other, or restricts it only very little. "Very little" refers to cases where the efficiency of use of the hardware resources of the CPU, MPU, and communication-dedicated LSI is restricted. However, such restrictions only arise when very special conditions are met (for example, a large amount of processing data is generated due to an unexpected programming error), and are configured not to arise in general processing.

図8に示す本発明のモジュールシステムの構成例において、以上説明した実施形態1または2のどちらでも、上位制御機器2(0801b)のPLCとイーサネット通信経路経由でマスターモジュール(0802と)との間で温度データの問合せと応答の通信が行われ、マスターモジュールとスレーブモジュール間では相対的に高速な内部バスが使用されてスレーブモジュールの担当するポイントの温度データが応答としてマスターモジュールへ送られる。並行して上位制御機器1(0801a)のPCから設定パラメータの変更の通信をマスターモジュール(0802)へ送信し、スレーブモジュール宛であればマスターモジュールで整形し該当スレーブモジュールへ送信する。図8の本発明の例のモジュールシステムでは、加熱加工の温度データ管理と並行して設定パラメータの変更などを行うことができる。 In the configuration example of the module system of the present invention shown in FIG. 8, in either embodiment 1 or 2 described above, communication of inquiry and response of temperature data is performed between the PLC of the higher-level control device 2 (0801b) and the master module (0802) via an Ethernet communication path, and a relatively high-speed internal bus is used between the master module and the slave module, and temperature data of the point in charge of the slave module is sent to the master module as a response. In parallel, communication of change of setting parameters is sent from the PC of the higher-level control device 1 (0801a) to the master module (0802), and if it is addressed to a slave module, it is shaped by the master module and sent to the corresponding slave module. In the module system of the example of the present invention in FIG. 8, change of setting parameters can be performed in parallel with temperature data management for heating processing.

<実施形態2 処理部(BG)(0556)>
処理部(BG)(0556)は、前記第一判別部(BK)及び第二判別部(BM)での判別結果がマスターモジュール(BA)宛であった場合には、受信したイーサネット通信信号に基づいてそのまま処理を行うように構成される。
<Embodiment 2 Processing section (BG) (0556)>
The processing unit (BG) (0556) is configured to perform processing directly based on the received Ethernet communication signal when the discrimination results of the first discrimination unit (BK) and the second discrimination unit (BM) are destined for the master module (BA).

マスターモジュール自身で処理する命令等の信号を処理する。マスターモジュールへの命令の例としては、マスターモジュールがもつ温度プロファイルを修正し、修正したプロファイルをスレーブモジュールへ伝達する処理や、自身につながるヒータの制御などの処理を行う。 The master module processes signals such as commands to be processed by itself. Examples of commands to the master module include modifying the temperature profile held by the master module and transmitting the modified profile to the slave module, as well as controlling the heater connected to the master module.

<実施形態2 マスターモジュール(BA)(0550)>
マスターモジュール(BA)(0550)は、イーサネット通信経路にて接続された上位制御機器(AA)から命令を取得し応答を出力するとともに、他のスレーブモジュール(CA)とバス伝送路でシリアルに接続された一以上のスレーブモジュール(CA)とにバス伝送路であるシリアル通信経路で接続され直接的に管理するように構成される。
<Embodiment 2: Master Module (BA) (0550)>
The master module (BA) (0550) is configured to receive commands from a higher-level control device (AA) connected via an Ethernet communication path and output responses, and is also configured to be connected via a serial communication path, which is a bus transmission path, to one or more slave modules (CA) that are serially connected to other slave modules (CA) and to directly manage them.

<実施形態2 スレーブモジュール(CA)(0570)>
スレーブモジュール(CA)(0570)は、他のスレーブモジュール(CA)とバス伝送路でシリアルに接続された一以上のスレーブモジュールであって機能部品制御機能を有するように構成される。
<Embodiment 2: Slave module (CA) (0570)>
The slave module (CA) (0570) is one or more slave modules serially connected to other slave modules (CA) via a bus transmission line, and is configured to have a function for controlling functional components.

<実施形態2 処理の流れ>
図6に、実施形態2のモジュールシステムの処理の流れを示す。一点鎖線で囲った左側の部分が上位制御機器(AA)での処理の流れを示し、右側の一点鎖線で囲った部分がマスターモジュール(BA)での処理の流れを示す。マスタモジュール(BA)とシリアル通信経路でやり取りしている右下にあるのがスレーブモジュール(CA)である。スレーブモジュール(CA)内の処理は図示していない。上位制御機器(AA)の処理の流れは、実施形態1の処理の流れと同様である。
上位制御機器(AA)では、
最初にマスターモジュールかスレーブモジュールのどちら宛に命令を発するか判別する処理を行う(SA0601)。
上位制御機器(AA)がマスターモジュール(BA)へ命令を送信する場合には、
対マスターモジュール命令出力ステップ(ab)(SA0602)は、マスターモジュール(BA)に対して命令を出力する処理を行い、
上位制御機器(AA)がスレーブモジュール(CA)へ命令を送信する場合には、対スレーブモジュール命令出力ステップ(ad)(SA0603)は、スレーブモジュール(CA)に対して命令を、マスターモジュール(BA)を介して間接的に出力する処理を行い
上位制御機器イーサネット通信ステップ(af)(SA0604)は、マスターモジュール(BA)とイーサネット通信をする処理を行い、
対マスターモジュール応答取得ステップ(ac)(SA0605)は、マスターモジュール(BA)から応答を取得する処理を行い、
対スレーブモジュール応答取得ステップ(ae)(SA0606)は、スレーブモジュール(CA)から応答を、マスターモジュール(BA)を介して間接的に取得する処理を行う。
<Processing flow of embodiment 2>
Fig. 6 shows the process flow of the module system of the second embodiment. The part on the left surrounded by the dashed line shows the process flow in the upper control device (AA), and the part on the right surrounded by the dashed line shows the process flow in the master module (BA). The slave module (CA) is located at the bottom right, communicating with the master module (BA) via a serial communication path. The process within the slave module (CA) is not shown. The process flow of the upper control device (AA) is the same as that of the first embodiment.
In the upper control device (AA),
First, a process is performed to determine whether a command is to be issued to the master module or to the slave module (SA0601).
When the upper control device (AA) sends a command to the master module (BA),
The step (ab) of outputting a command to the master module (SA0602) outputs a command to the master module (BA),
When the higher-level control device (AA) transmits a command to the slave module (CA), a slave module command output step (ad) (SA0603) performs processing to indirectly output the command to the slave module (CA) via the master module (BA), and a higher-level control device Ethernet communication step (af) (SA0604) performs processing to communicate via Ethernet with the master module (BA),
The master module response acquisition step (ac) (SA0605) performs processing to acquire a response from the master module (BA),
The slave module response acquisition step (ae) (SA0606) performs processing to indirectly acquire a response from the slave module (CA) via the master module (BA).

マスターモジュール(BA)では、
マスターモジュールイーサネット送受信ステップ(bb)(SB0601)は、上位制御機器(AA)からのイーサネット通信信号を受信する処理を行い、
受信ポート番号取得ステップ(bh)(SB0602)は、マスターモジュールイーサネット送受信ステップ(bb)(SB0601)が受信したイーサネット通信信号によって構成されるパケットの受信ポート番号を取得する処理を行い、
受信ポート番号判断ステップ(bj)(SB0603)は、取得された受信ポート番号が所定の受信ポート番号か判断する処理を行い、
前記受信ポート番号判断ステップ(bj)(SB0603)での判断結果が所定のポート番号であると判断された場合に、第一判別ステップ(bk)(SB0604)は、マスターモジュールイーサネット送受信ステップ(bb)が受信したイーサネット通信信号が自身宛か、スレーブモジュール宛かを判別する処理を行い、
前記受信ポート番号判断ステップ(bj)(SB0603)での判断結果が所定のポート番号でないと判断された場合に、第二判別ステップ(bm)(SB0605)は、マスターモジュールイーサネット送受信ステップ(bb)が受信したイーサネット通信信号が自身宛か、スレーブモジュール宛かを判別する処理を行い、
前記第一判別ステップ(bk)(SB0604)、第二判別ステップ(bm)(SB0605)での判別結果がスレーブモジュール(CA)宛であった場合に、プロトコル変換ステップ(bd)(SB0606)は、前記受信したイーサネット通信信号をスレーブモジュール(CA)とのシリアル通信信号へ変換し、必要に応じてスレーブモジュール(CA)から受信するシリアル通信信号をイーサネット通信信号に変換する処理を行い、
前記第一判別ステップ(bk)(SB0604)での判別結果がスレーブモジュール(CA)宛であった場合に、第一バス伝送路選択ステップ(bn)(SB0607)は、相対的に低速で利用可能なバス伝送路を選択する処理を行い、
前記第二判別ステップ(bm)(SB0605)での判別結果がスレーブモジュール(CA)宛であった場合に、第二バス伝送路選択ステップ(bp)(SB0608)は、相対的に高速で利用可能なバス伝送路を選択する処理を行い、
バス送受信ステップ(bf)(SB0609)は、第一バス伝送路選択ステップ(bn)(SB0607)及び第二バス伝送路選択ステップ(bp) (SB0608)での選択結果に応じて変換したシリアル通信信号をスレーブモジュール(CA)へ判別されたバス伝送路を介して送信し、スレーブモジュール(CA)から送信に応じた結果を同じくバス伝送路を介して受信する処理を行い、
プロトコル変換ステップ(bd)(SB0610)は、必要に応じてスレーブモジュール(CA)から受信するシリアル通信信号をイーサネット通信信号に変換し、変換した信号をマスターモジュールイーサネット送受信ステップ(bb)へ出力する処理を行い、
前記第一判別ステップ(bk)(SB0604)及び第二判別ステップ(bm)(SB0605)での判別結果がマスターモジュール(BA)宛であった場合には、処理ステップ(BG)(SB0611)は、受信したイーサネット通信信号に基づいてそのまま処理を行い、必要に応じて処理した結果をマスターモジュールイーサネット送受信ステップ(bb)へ出力する処理を行い、
マスターモジュールイーサネット送受信ステップ(bb)(SB0612)は、上位制御機器(AA)へイーサネット通信信号を送信する処理を行う。
このような一連の処理をモジュールシステムに実行させる動作方法である。
In the master module (BA),
The master module Ethernet transmission/reception step (bb) (SB0601) performs processing to receive an Ethernet communication signal from the upper control device (AA),
The receiving port number acquisition step (bh) (SB0602) performs a process of acquiring the receiving port number of the packet constituted by the Ethernet communication signal received in the master module Ethernet transmitting/receiving step (bb) (SB0601),
A receiving port number determination step (bj) (SB0603) performs a process of determining whether the acquired receiving port number is a predetermined receiving port number,
When it is determined that the result of the determination in the receiving port number determination step (bj) (SB0603) is a predetermined port number, a first determination step (bk) (SB0604) performs a process of determining whether the Ethernet communication signal received in the master module Ethernet sending/receiving step (bb) is addressed to itself or to a slave module,
If it is determined in the receiving port number determination step (bj) (SB0603) that the port number is not the predetermined port number, a second determination step (bm) (SB0605) performs a process of determining whether the Ethernet communication signal received in the master module Ethernet sending/receiving step (bb) is addressed to itself or to a slave module,
When the determination results in the first determination step (bk) (SB0604) and the second determination step (bm) (SB0605) are that the signal is addressed to the slave module (CA), a protocol conversion step (bd) (SB0606) converts the received Ethernet communication signal into a serial communication signal with the slave module (CA), and converts, as necessary, a serial communication signal received from the slave module (CA) into an Ethernet communication signal,
When the determination result in the first determination step (bk) (SB0604) is that the signal is addressed to the slave module (CA), a first bus transmission path selection step (bn) (SB0607) performs a process of selecting a bus transmission path that is available at a relatively low speed,
When the determination result in the second determination step (bm) (SB0605) is that the signal is addressed to the slave module (CA), a second bus transmission path selection step (bp) (SB0608) performs a process of selecting a relatively high-speed bus transmission path that can be used,
A bus transmission/reception step (bf) (SB0609) transmits a serial communication signal converted in accordance with the selection results in the first bus transmission path selection step (bn) (SB0607) and the second bus transmission path selection step (bp) (SB0608) to the slave module (CA) via the determined bus transmission path, and receives a result corresponding to the transmission from the slave module (CA) via the same bus transmission path;
The protocol conversion step (bd) (SB0610) converts the serial communication signal received from the slave module (CA) into an Ethernet communication signal as necessary, and outputs the converted signal to the master module Ethernet transmission/reception step (bb);
If the results of the determination in the first determination step (bk) (SB0604) and the second determination step (bm) (SB0605) indicate that the signal is destined for the master module (BA), a processing step (BG) (SB0611) performs processing based on the received Ethernet communication signal, and outputs the processed result to the master module Ethernet transmission/reception step (bb) as necessary.
The master module Ethernet transmission/reception step (bb) (SB0612) performs processing for transmitting an Ethernet communication signal to the higher-level control device (AA).
This is an operating method for causing the module system to execute such a series of processes.

<実施形態2 ハードウェア> <Embodiment 2 Hardware>

本実施形態2のモジュールシステムの上位制御機器(AA)のハードウェア構成の一例は、実施形態1(図3)と同様である。そのため説明を省略する。 An example of the hardware configuration of the upper control device (AA) of the module system of this embodiment 2 is the same as that of embodiment 1 (Figure 3). Therefore, a description thereof will be omitted.

図7は、本実施形態2のモジュールシステムのマスターモジュール(BA)のハードウェア構成の一例を示す概念図である。図示するように、CPU(0701)と、不揮発性メモリ(0702)(例えば、ROM、SSDなど)と、主メモリ(0703)と、制御用PCや記録計などとの接続のためのイーサネット通信I/F(0704)(図4中では、インターフェースをI/Fと略記)と、制御モジュールなどとの接続のための汎用のシリアル通信インターフェースI/F1(0705)と、ユーザI/F(0706)と、内部バス(0710)との通信I/F(0711)をコントロールするバスコントローラ(0709)と、内部バス伝送時にDMA方式(メモリとのデータ転送時にCPUを介さず転送する方法)を行うためのコントローラDMAC(0708)、それらの間で信号の授受等を行うためのシステムバス(0707)を備える。CPUはカスタマイズされた専用CPUを使いOS(オペレーティングシステム)の代わりに専用のファームウェアを使用することもできる。また複数コアのCPU又は/及び十分なキャッシュメモリを持つシステムで構成あれば、メモリ不足による動作遅延を防止できる。


7 is a conceptual diagram showing an example of the hardware configuration of the master module (BA) of the module system of the second embodiment. As shown in the figure, the master module includes a CPU (0701), a non-volatile memory (0702) (e.g., ROM, SSD, etc.), a main memory (0703), an Ethernet communication I/F (0704) (interface is abbreviated as I/F in FIG. 4) for connection with a control PC or a recorder, a general-purpose serial communication interface I/F1 (0705) for connection with a control module, etc., a user I/F (0706) , a bus controller (0709) for controlling a communication I/F (0711) with an internal bus (0710), a controller DMAC (0708) for performing a DMA method (a method of transferring data to and from a memory without going through a CPU) during internal bus transmission, and a system bus (0707) for transmitting and receiving signals between them. The CPU can be a customized dedicated CPU and a dedicated firmware can be used instead of an OS (operating system). Furthermore, if the system is configured with a multi-core CPU and/or sufficient cache memory, operational delays due to insufficient memory can be prevented.


不揮発性メモリには、OS(オペレーティングシステム)とデバイスドライバのほかに
上位制御機器とイーサネット通信信号を送受信するマスターモジュールイーサネット送受信プログラムと、
マスターモジュールイーサネット送受信プログラムが受信したイーサネット通信信号によって構成されるパケットの受信ポート番号を取得する受信ポート番号取得プログラムと、
取得された受信ポート番号が所定の受信ポート番号か判断する受信ポート番号判断プログラムと、
受信ポート番号判断プログラムでの判断結果が所定のポート番号であると判断された場合に、マスターモジュールイーサネット送受信プログラムが受信したイーサネット通信信号が自身宛か、スレーブモジュール宛かを判別する第一判別プログラムと、
受信ポート番号判断プログラムでの判断結果が所定のポート番号でないと判断された場合に、マスターモジュールイーサネット送受信プログラムが受信したイーサネット通信信号が自身宛か、スレーブモジュール宛かを判別する第二判別プログラムと、
前記第一判別プログラム、第二判別プログラムでの判別結果がスレーブモジュール(CA)宛であった場合に前記受信したイーサネット通信信号をスレーブモジュール(CA)とのシリアル通信信号へ変換し、必要に応じてスレーブモジュール(CA)から受信するシリアル通信信号をイーサネット通信信号に変換するプロトコル変換プログラムと、
前記第一判別プログラムでの判別結果がスレーブモジュール(CA)宛であった場合に相対的に低速で利用可能なバス伝送路を選択する第一バス伝送路選択プログラムと、
前記第二判別プログラムでの判別結果がスレーブモジュール(CA)宛であった場合に相対的に高速で利用可能なバス伝送路を選択する第二バス伝送路選択プログラムと、
第一バス伝送路選択プログラム及び第二バス伝送路選択プログラムでの選択結果に応じて変換したシリアル通信信号をスレーブモジュール(CA)へ判別されたバス伝送路を介して送信し、スレーブモジュール(CA)から送信に応じた結果を同じくバス伝送路を介して受信するバス送受信プログラムと、
前記第一判別プログラム及び第二判別プログラムでの判別結果がマスターモジュール(BA)宛であった場合には、受信したイーサネット通信信号に基づいてそのまま処理を行う処理プログラムと、
変換したシリアル通信信号をスレーブモジュール(CA)へシリアル通信I/F、またはバスコントローラを介して内部バスを介して送信し、スレーブモジュール(CA)から送信に応じた結果を同じくシリアル通信I/Fまたはバス伝送路を介して受信するバス送受信プログラムなどの各種プログラムや特定ポート番号が記録されている。そして、各プログラムを展開及び実行しインターフェースを介して取得した情報やデータを不揮発性メモリに格納し、格納された情報やデータを主メモリのワーク領域にてプログラムの実行による加工などを行い、不揮発性メモリに保持し、又はイーサネット通信インターフェースを介してプログラムの実行により上位制御機器(AA)へ出力する。
<実施形態2 効果>
In addition to the OS (operating system) and device drivers, the non-volatile memory also contains the master module Ethernet transmission/reception program that transmits and receives Ethernet communication signals to and from higher-level control devices,
a reception port number acquisition program for acquiring a reception port number of a packet formed by an Ethernet communication signal received by the master module Ethernet transmission/reception program;
a receiving port number determination program for determining whether the acquired receiving port number is a predetermined receiving port number;
a first determination program for determining whether an Ethernet communication signal received by the master module Ethernet transmission/reception program is addressed to itself or to a slave module when the reception port number determination program determines that the port number is a predetermined port number;
a second determination program for determining whether the Ethernet communication signal received by the master module Ethernet sending/receiving program is addressed to itself or to a slave module when the result of the determination by the receiving port number determination program is not a predetermined port number;
a protocol conversion program that converts the received Ethernet communication signal into a serial communication signal with the slave module (CA) when the first discrimination program and the second discrimination program determine that the signal is addressed to the slave module (CA), and converts a serial communication signal received from the slave module (CA) into an Ethernet communication signal as necessary; and
a first bus transmission line selection program for selecting a bus transmission line that is available at a relatively low speed when a result of the determination in the first determination program indicates that the bus is destined for a slave module (CA);
a second bus transmission path selection program for selecting a bus transmission path that is relatively high speed and available when a result of the determination in the second determination program indicates that the bus is destined for a slave module (CA);
a bus transmission/reception program that transmits a serial communication signal converted in accordance with a selection result in the first bus transmission path selection program and the second bus transmission path selection program to the slave module (CA) via a determined bus transmission path, and receives a result in accordance with the transmission from the slave module (CA) via the same bus transmission path;
a processing program for directly processing the received Ethernet communication signal when the first and second discrimination programs determine that the signal is addressed to a master module (BA);
The converted serial communication signal is transmitted to the slave module (CA) via the serial communication I/F or the internal bus via the bus controller, and the result according to the transmission from the slave module (CA) is received via the serial communication I/F or the bus transmission path. Various programs and specific port numbers are recorded. Then, each program is expanded and executed, and information and data acquired via the interface are stored in a non-volatile memory, and the stored information and data are processed by executing the program in the work area of the main memory, and are retained in the non-volatile memory, or are output to the upper control device (AA) by executing the program via the Ethernet communication interface.
<Effects of Second Embodiment>

上位制御機器からの信号を、マスターモジュールを介してスレーブモジュールへ伝送する際に、マスターモジュールが受信した前記信号のヘッダ部に含まれるポート番号を参照して適切なバス伝送路を選択した後に、マスターモジュール自身宛かスレーブモジュール宛かを判別し、マスターモジュール宛であればそのまま処理し、スレーブモジュール宛であればデータ形式を整形してスレーブモジュール宛に出力することにより、受信した信号の内容(命令)を判別する必要がなく、異なるポート番号の信号を受信することで並行して信号を受信しスレーブモジュールへ送達したり、マスターモジュール自身で処理したりすることができる。 When transmitting a signal from a higher-level control device to a slave module via a master module, the master module selects an appropriate bus transmission path by referring to the port number included in the header of the received signal, and then determines whether the signal is addressed to the master module itself or to a slave module. If the signal is addressed to the master module, it is processed as is, and if the signal is addressed to the slave module, the data format is reformatted and output to the slave module. This eliminates the need to determine the contents (commands) of the received signal, and by receiving signals on different port numbers, the master module can receive signals in parallel and send them to the slave module or process them itself.

0100 上位制御機器(AA)
0101 対マスターモジュール命令出力部(AB)
0102 対マスターモジュール応答取得部(AC)
0103 対スレーブモジュール命令出力部(AD)
0104 対スレーブモジュール応答取得部(AE)
0105 上位制御機器イーサネット通信部(AF)
0150 マスターモジュール(BA)
0151 マスターモジュールイーサネット送受信部(BB)
0152 判別部(BC)
0153 プロトコル変換部(BD)
0154 利用伝送路判別部部(BE)
0155 バス送受信部(BF)
0156 処理部(BG)
0170 スレーブモジュール(CA)
0100 Upper control device (AA)
0101 Master module command output section (AB)
0102 Master module response acquisition unit (AC)
0103 Slave module command output section (AD)
0104 Slave module response acquisition unit (AE)
0105 Upper control device Ethernet communication part (AF)
0150 Master Module (BA)
0151 Master module Ethernet transceiver (BB)
0152 Discrimination section (BC)
0153 Protocol conversion unit (BD)
0154 Transmission line utilization discrimination unit (BE)
0155 Bus Transmitter/Receiver (BF)
0156 Processing section (BG)
0170 Slave module (CA)

Claims (6)

上位制御機器(AA)と、
これとイーサネット通信経路にて接続され前記上位制御機器(AA)から命令を取得し、前記上位制御機器(AA)に応答を出力する1台のマスターモジュール(BA)と、
異なる伝送速度で利用可能な複数種類のバス伝送路であるシリアル通信経路でマスターモジュール(BA)と接続され、後述する機能の実行に際しての各種物理量設定値で、同じく機能の実行に際しての各種制御パラメータで前記マスターモジュール(BA)によって管理され動作させられるモジュールであって、一以上の機能を実現する機能部品制御機能を有し、相互に前記複数種類のバス伝送路でシリアルに接続された一以上のスレーブモジュール(CA)と、
からなるモジュールシステムであって、
上位制御機器(AA)は、
マスターモジュール(BA)に対して命令を出力する対マスターモジュール命令出力部(AB)と、
マスターモジュール(BA)から応答を取得する対マスターモジュール応答取得部(AC)と、
スレーブモジュール(CA)に対して命令をマスターモジュール(BA)を介して間接的に出力する対スレーブモジュール命令出力部(AD)と、
スレーブモジュール(CA)から応答をマスターモジュール(BA)を介して間接的に取得する対スレーブモジュール応答取得部(AE)と、
マスターモジュール(BA)とイーサネット通信をするための上位制御機器イーサネット通信部(AF)と、を有し、
マスターモジュール(BA)は、
上位制御機器(AA)とイーサネット通信信号を送受信するためのマスターモジュールイーサネット送受信部(BB)と、
マスターモジュールイーサネット送受信部(BB)が受信したイーサネット通信信号が自身宛か、スレーブモジュール宛かを判別する判別部(BC)と
前記判別部(BC)での判別結果がスレーブモジュール(CA)宛であった場合に前記受信したイーサネット通信信号をスレーブモジュール(CA)とのシリアル通信信号へ変換し、必要に応じてスレーブモジュール(CA)から受信するシリアル通信信号をイーサネット通信信号に変換するプロトコル変換部(BD)と、
利用伝送路を判別するために利用するルールである利用伝送路判別ルールを保持する利用伝送路判別ルール保持部と
前記判別部(BC)での判別結果がスレーブモジュール(CA)宛であった場合に相対的に高速で利用可能なバス伝送路を利用すべき種類の信号であるか、相対的に低速で利用可能なバス伝送路を利用すべき種類の信号であるかを、利用伝送路用プロトコルパケットヘッダ、信号属性、伝送路種別識別子、各伝送路の輻輳状態、伝送すべき信号の量、スレーブモジュールの機器管理番号または種別、イーサネットパケットにて指定されているマスターモジュールのイーサネット処理の宛先ポート番号と関連付けられた伝送路種別のいずれか一以上と利用伝送路判別ルールとに基づいて判別する利用伝送路判別部(BE)と
利用伝送路判別部(BE)での判別結果に応じて変換したシリアル通信信号をスレーブモジュール(CA)へ判別されたバス伝送路を介して送信し、スレーブモジュール(CA)から送信に応じた結果を同じくバス伝送路を介して受信するバス送受信部(BF)と
前記判別部(BC)での判別結果がマスターモジュール(BA)宛であった場合には、
受信したイーサネット通信信号に基づいてそのまま処理を行う処理部(BG)と、
を有するモジュールシステム。
Upper control device (AA) and
One master module (BA) connected to the host control device (AA) via an Ethernet communication path, which receives commands from the host control device (AA) and outputs responses to the host control device (AA);
one or more slave modules (CA) connected to a master module (BA) via serial communication paths, which are multiple types of bus transmission paths available at different transmission speeds, and managed and operated by the master module (BA) with various physical quantity setting values and various control parameters when executing a function to be described later, each having a functional part control function for realizing one or more functions, and serially connected to each other via the multiple types of bus transmission paths;
A modular system comprising:
The upper control device (AA) is
a master module command output unit (AB) for outputting a command to the master module (BA);
a master module response acquisition unit (AC) for acquiring a response from the master module (BA);
a slave module command output unit (AD) for indirectly outputting a command to the slave module (CA) via the master module (BA);
a slave module response acquisition unit (AE) for indirectly acquiring a response from the slave module (CA) via the master module (BA);
The device has a master module (BA) and an upper control device Ethernet communication unit (AF) for performing Ethernet communication with the master module (BA),
The master module (BA) is
A master module Ethernet transceiver unit (BB) for transmitting and receiving Ethernet communication signals to and from an upper control device (AA);
a discrimination unit (BC) that discriminates whether an Ethernet communication signal received by a master module Ethernet transceiver unit (BB) is addressed to itself or to a slave module; a protocol conversion unit (BD) that converts the received Ethernet communication signal into a serial communication signal with the slave module (CA) when the discrimination result by the discrimination unit (BC) is that the signal is addressed to the slave module (CA), and converts a serial communication signal received from the slave module (CA) into an Ethernet communication signal as necessary;
a utilization transmission line discrimination rule storage unit that stores utilization transmission line discrimination rules that are rules used to discriminate utilization transmission lines;
a transmission line utilization discrimination unit (BE) for discriminating whether the signal is of a type that should utilize a bus transmission line that is available at a relatively high speed or a bus transmission line that is available at a relatively low speed when the discrimination result of the discrimination unit (BC) is destined for a slave module (CA) based on one or more of a protocol packet header for the transmission line utilization, a signal attribute, a transmission line type identifier, a congestion state of each transmission line, an amount of signals to be transmitted, an equipment management number or type of the slave module, a transmission line type associated with a destination port number of an Ethernet process of a master module specified in an Ethernet packet , and a transmission line utilization discrimination rule;
A bus transmission/reception unit (BF) converts a serial communication signal according to the result of the determination by the transmission line determination unit (BE) and transmits it to the slave module (CA) via the determined bus transmission line, and receives the result according to the transmission from the slave module (CA) via the same bus transmission line. If the result of the determination by the determination unit (BC) is that the signal is addressed to the master module (BA),
A processing unit (BG) that performs processing based on the received Ethernet communication signal;
A module system having
上位制御機器(AA)と、
これとイーサネット通信経路にて接続され前記上位制御機器(AA)から命令を取得し、前記上位制御機器(AA)に応答を出力する1台のマスターモジュール(BA)と、
異なる伝送速度で利用可能な複数種類のバス伝送路であるシリアル通信経路でマスターモジュール(BA)と接続され、後述する機能の実行に際しての各種物理量設定値で、同じく機能の実行に際しての各種制御パラメータで前記マスターモジュール(BA)によって管理され動作させられるモジュールであって、一以上の機能を実現する機能部品制御機能を有し、相互に前記複数種類のバス伝送路でシリアルに接続された一以上のスレーブモジュール(CA)と、からなる計算機であるモジュールシステムの動作方法であって、
計算機である上位制御機器(AA)の動作方法は、
マスターモジュール(BA)に対して命令を出力する対マスターモジュール命令出力ステップ(ab)と、
マスターモジュール(BA)から応答を取得する対マスターモジュール応答取得ステップ(ac)と、
スレーブモジュール(CA)に対して命令をマスターモジュール(BA)を介して間接的に出力する対スレーブモジュール命令出力ステップ(ad)と、
スレーブモジュール(CA)から応答をマスターモジュール(BA)を介して間接的に取得する対スレーブモジュール応答取得ステップ(ae)と、
マスターモジュール(BA)とイーサネット通信をするための上位制御機器イーサネット通信ステップ(af)と、を有し、
計算機であるマスターモジュール(BA)の動作方法は、
上位制御機器(AA)とイーサネット通信信号を送受信するためのマスターモジュールイーサネット送受信ステップ(bb)と、
マスターモジュールイーサネット送受信ステップ(bb)が受信した信号が自身宛か、スレーブモジュール宛かを判別する判別ステップ(bc)と
前記判別ステップ(bc)での判別結果がスレーブモジュール(CA)宛であった場合に前記受信したイーサネット通信信号をスレーブモジュール(CA)とのシリアル通信信号へ変換し、必要に応じてスレーブモジュール(CA)から受信するシリアル通信信号をイーサネット通信信号に変換するプロトコル変換ステップ(bd)と、
利用伝送路を判別するために利用するルールである利用伝送路判別ルールを保持する利用伝送路判別ルール保持ステップと
前記判別ステップ(bc)での判別結果がスレーブモジュール(CA)宛であった場合に相対的に高速で利用可能なバス伝送路を利用すべき種類の信号であるか、相対的に低速で利用可能なバス伝送路を利用すべき種類の信号であるかを、利用伝送路用プロトコルパケットヘッダ、信号属性、伝送路種別識別子、各伝送路の輻輳状態、伝送すべき信号の量、スレーブモジュールの機器管理番号または種別、イーサネットパケットにて指定されているマスターモジュールのイーサネット処理の宛先ポート番号と関連付けられた伝送路種別のいずれか一以上と利用伝送路判別ルールとに基づいて判別する利用伝送路判別ステップ(be)と、
利用伝送路判別ステップ(be)での判別結果に応じて変換したシリアル通信信号をスレーブモジュール(CA)へ判別されたバス伝送路を介して送信し、スレーブモジュール(CA)から送信に応じた結果を同じくバス伝送路を介して受信するバス送受信ステップ(bf)と
前記判別ステップ(bc)での判別結果がマスターモジュール(BA)宛であった場合には、
受信したイーサネット通信信号に基づいてそのまま処理を行う処理ステップ(BG)と、
を有する計算機であるモジュールシステムの動作方法。
Upper control device (AA) and
One master module (BA) connected to the host control device (AA) via an Ethernet communication path, which receives commands from the host control device (AA) and outputs responses to the host control device (AA);
A method for operating a module system which is a computer, comprising: a master module (BA) connected to the master module (BA) via serial communication paths which are multiple types of bus transmission paths available at different transmission speeds; a module which is managed and operated by the master module (BA) with various physical quantity setting values when executing a function described below and various control parameters when executing the function; a functional part control function which realizes one or more functions; and one or more slave modules (CA) which are serially connected to each other via the multiple types of bus transmission paths,
The operation method of the upper control device (AA), which is a computer, is as follows:
a step (ab) of outputting a command to a master module (BA);
a step (ac) of acquiring a response from the master module (BA);
a slave module command output step (ad) for indirectly outputting a command to the slave module (CA) via the master module (BA);
a slave module response acquisition step (ae) of indirectly acquiring a response from the slave module (CA) via the master module (BA);
A master module (BA) and an upper control device Ethernet communication step (af) for performing Ethernet communication with the master module (BA),
The operation of the Master Module (BA), which is a computer, is as follows:
A master module Ethernet transmission/reception step (bb) for transmitting and receiving Ethernet communication signals to and from an upper control device (AA);
a determination step (bc) of determining whether the signal received by the master module Ethernet transmission/reception step (bb) is addressed to itself or to a slave module; and a protocol conversion step (bd) of converting the received Ethernet communication signal into a serial communication signal with the slave module (CA) when the determination result in the determination step (bc) is that the signal is addressed to the slave module (CA), and converting, as necessary, a serial communication signal received from the slave module (CA) into an Ethernet communication signal;
a utilization transmission line discrimination rule storage step for storing a utilization transmission line discrimination rule which is a rule used for discriminating a utilization transmission line;
a transmission line usage discrimination step (be) for discriminating whether the signal is of a type that should utilize a bus transmission line that is available at a relatively high speed or a bus transmission line that is available at a relatively low speed when the discrimination result in the discrimination step (bc) indicates that the signal is destined for a slave module (CA) based on one or more of a protocol packet header for the transmission line usage, a signal attribute, a transmission line type identifier, a congestion state of each transmission line, an amount of signals to be transmitted, an equipment management number or type of the slave module, a transmission line type associated with a destination port number of the Ethernet processing of the master module specified in the Ethernet packet, and a transmission line usage discrimination rule;
a bus transmission/reception step (bf) of transmitting a serial communication signal converted according to the result of the determination in the transmission path determination step (be) to the slave module (CA) via the determined bus transmission path, and receiving a result according to the transmission from the slave module (CA) via the same bus transmission path; and if the result of the determination in the determination step (bc) is addressed to the master module (BA),
A processing step (BG) that performs processing based on the received Ethernet communication signal;
A method of operating a module system that is a computer having the above-mentioned components.
上位制御機器(AA)と、
これとイーサネット通信経路にて接続され前記上位制御機器(AA)から命令を取得し、前記上位制御機器(AA)に応答を出力する1台のマスターモジュール(BA)と、
異なる伝送速度で利用可能な複数種類のバス伝送路であるシリアル通信経路でマスターモジュール(BA)と接続され、後述する機能の実行に際しての各種物理量設定値で、同じく機能の実行に際しての各種制御パラメータで前記マスターモジュール(BA)によって管理され動作させられるモジュールであって、一以上の機能を実現する機能部品制御機能を有し、相互に前記複数種類のバス伝送路でシリアルに接続された一以上のスレーブモジュール(CA)と、
からなる計算機であるモジュールシステムに読み込み可能な動作プログラムであって、
計算機である上位制御機器(AA)に読み込み可能な動作プログラムは、
マスターモジュール(BA)に対して命令を出力する対マスターモジュール命令出力ステップ(ab)と、
マスターモジュール(BA)から応答を取得する対マスターモジュール応答取得ステップ(ac)と、
スレーブモジュール(CA)に対して命令を出力する対スレーブモジュール命令出力ステップ(ad)と、
スレーブモジュール(CA)から応答を取得する対スレーブモジュール応答取得ステップ(ae)と、
マスターモジュール(BA)とイーサネット通信をするための上位制御機器イーサネット通信ステップ(af)と、を有し、
計算機であるマスターモジュール(BA)に読み込み可能な動作プログラムは、
上位制御機器(AA)とイーサネット通信信号を送受信するためのマスターモジュールイーサネット送受信ステップ(bb)と、
マスターモジュールイーサネット送受信ステップ(bb)が受信した信号が自身宛か、スレーブモジュール宛かを判別する判別ステップ(bc)と
前記判別ステップ(bc)での判別結果がスレーブモジュール(CA)宛であった場合に前記受信したイーサネット通信信号をスレーブモジュール(CA)とのシリアル通信信号へ変換し、必要に応じてスレーブモジュール(CA)から受信するシリアル通信信号をイーサネット通信信号に変換するプロトコル変換ステップ(bd)と、
利用伝送路を判別するために利用するルールである利用伝送路判別ルールを保持する利用伝送路判別ルール保持ステップと
前記判別ステップ(bc)での判別結果がスレーブモジュール(CA)宛であった場合に相対的に高速で利用可能なバス伝送路を利用すべき種類の信号であるか、相対的に低速で利用可能なバス伝送路を利用すべき種類の信号であるかを、利用伝送路用プロトコルパケットヘッダ、信号属性、伝送路種別識別子、各伝送路の輻輳状態、伝送すべき信号の量、スレーブモジュールの機器管理番号または種別、イーサネットパケットにて指定されているマスターモジュールのイーサネット処理の宛先ポート番号と関連付けられた伝送路種別のいずれか一以上と利用伝送路判別ルールとに基づいて判別する利用伝送路判別ステップ(be)と、
利用伝送路判別ステップ(be)での判別結果に応じて変換したシリアル通信信号をスレーブモジュール(CA)へ判別されたバス伝送路を介して送信し、スレーブモジュール(CA)から送信に応じた結果を同じくバス伝送路を介して受信するバス送受信ステップ(bf)と
前記判別ステップ(bc)での判別結果がマスターモジュール(BA)宛であった場合には、
受信したイーサネット通信信号に基づいてそのまま処理を行う処理ステップ(BG)と、
を有する計算機であるモジュールシステムに読み込み可能な動作プログラム。
Upper control device (AA) and
One master module (BA) connected to the host control device (AA) via an Ethernet communication path, which receives commands from the host control device (AA) and outputs responses to the host control device (AA);
one or more slave modules (CA) connected to a master module (BA) via serial communication paths, which are multiple types of bus transmission paths available at different transmission speeds, and managed and operated by the master module (BA) with various physical quantity setting values and various control parameters when executing a function to be described later, each having a functional part control function for realizing one or more functions, and serially connected to each other via the multiple types of bus transmission paths;
An operating program that can be loaded into a module system that is a computer comprising:
The operating program that can be loaded into the upper control device (AA), which is a computer, is
a step (ab) of outputting a command to a master module (BA);
a step (ac) of acquiring a response from the master module (BA);
a slave module command output step (ad) for outputting a command to the slave module (CA);
a slave module response acquisition step (ae) of acquiring a response from the slave module (CA);
A master module (BA) and an upper control device Ethernet communication step (af) for performing Ethernet communication with the master module (BA),
The operating program that can be loaded into the master module (BA), which is a computer, is
A master module Ethernet transmission/reception step (bb) for transmitting and receiving Ethernet communication signals to and from an upper control device (AA);
a determination step (bc) of determining whether the signal received by the master module Ethernet transmission/reception step (bb) is addressed to itself or to a slave module; and a protocol conversion step (bd) of converting the received Ethernet communication signal into a serial communication signal with the slave module (CA) when the determination result in the determination step (bc) is that the signal is addressed to the slave module (CA), and converting, as necessary, a serial communication signal received from the slave module (CA) into an Ethernet communication signal;
a utilization transmission line discrimination rule storage step for storing a utilization transmission line discrimination rule which is a rule used for discriminating a utilization transmission line;
a transmission line usage discrimination step (be) for discriminating whether the signal is of a type that should utilize a bus transmission line that is available at a relatively high speed or a bus transmission line that is available at a relatively low speed when the discrimination result in the discrimination step (bc) indicates that the signal is destined for a slave module (CA) based on one or more of a protocol packet header for the transmission line usage, a signal attribute, a transmission line type identifier, a congestion state of each transmission line, an amount of signals to be transmitted, an equipment management number or type of the slave module, a transmission line type associated with a destination port number of the Ethernet processing of the master module specified in the Ethernet packet, and a transmission line usage discrimination rule;
a bus transmission/reception step (bf) of transmitting a serial communication signal converted according to the result of the determination in the transmission path determination step (be) to the slave module (CA) via the determined bus transmission path, and receiving a result according to the transmission from the slave module (CA) via the same bus transmission path; and if the result of the determination in the determination step (bc) is addressed to the master module (BA),
A processing step (BG) that performs processing based on the received Ethernet communication signal;
A program that can be loaded into a module system, which is a computer having the above-mentioned configuration.
上位制御機器(AA)と、
これとイーサネット通信経路にて接続され前記上位制御機器(AA)から命令を取得し、前記上位制御機器(AA)に応答を出力する1台のマスターモジュール(BA)と、
異なる伝送速度で利用可能な複数種類のバス伝送路であるシリアル通信経路でマスターモジュール(BA)と接続され、後述する機能の実行に際しての各種物理量設定値で、同じく機能の実行に際しての各種制御パラメータで前記マスターモジュール(BA)によって管理され動作させられるモジュールであって、一以上の機能を実現する機能部品制御機能を有し、相互に前記複数種類のバス伝送路でシリアルに接続された一以上のスレーブモジュール(CA)と、からなるモジュールシステムであって、
上位制御機器(AA)は、
マスターモジュール(BA)に対して命令を出力する対マスターモジュール命令出力部(AB)と、
マスターモジュール(BA)から応答を取得する対マスターモジュール応答取得部(AC)と、
スレーブモジュール(CA)に対して命令をマスターモジュール(BA)を介して間接的に出力する対スレーブモジュール命令出力部(AD)と、
スレーブモジュール(CA)から応答をマスターモジュール(BA)を介して間接的に取得する対スレーブモジュール応答取得部(AE)と、
マスターモジュール(BA)とイーサネット通信をするための上位制御機器イーサネット通信部(AF)と、を有し、
マスターモジュール(BA)は、
上位制御機器(AA)とイーサネット通信信号を送受信するためのマスターモジュールイーサネット送受信部(BB)と、
マスターモジュールイーサネット送受信部(BB)が受信したイーサネット通信信号によって構成されるパケットのTCPヘッダに含まれる宛先ポート番号である受信ポート番号を取得する受信ポート番号取得部(BH)と、
取得された受信ポート番号が所定の受信ポート番号か判断する受信ポート番号判断部(BJ)と、
受信ポート番号判断部(BJ)での判断結果が所定のポート番号であると判断された場合に、マスターモジュールイーサネット送受信部(BB)が受信したイーサネット通信信号が自身宛か、スレーブモジュール宛かを判別する第一判別部(BK)と
受信ポート番号判断部(BH)での判断結果が所定のポート番号でないと判断された場合に、マスターモジュールイーサネット送受信部(BB)が受信したイーサネット通信信号が自身宛か、スレーブモジュール宛かを判別する第二判別部(BM)と
前記第一判別部(BK)、第二判別部(BM)での判別結果がスレーブモジュール(CA)宛であった場合に前記受信したイーサネット通信信号をスレーブモジュール(CA)とのシリアル通信信号へ変換し、必要に応じてスレーブモジュール(CA)から受信するシリアル通信信号をイーサネット通信信号に変換するプロトコル変換部(BD)と、
前記第一判別部(BK)での判別結果がスレーブモジュール(CA)宛であった場合に相対的に低速で利用可能なバス伝送路を選択する第一バス伝送路選択部(BN)と
前記第二判別部(BM)での判別結果がスレーブモジュール(CA)宛であった場合に相対的に高速で利用可能なバス伝送路を選択する第二バス伝送路選択部(BP)と、
第一バス伝送路選択部(BN)及び第二バス伝送路選択部(BP)での選択結果に応じて変換したシリアル通信信号をスレーブモジュール(CA)へ判別されたバス伝送路を介して送信し、スレーブモジュール(CA)から送信に応じた結果を同じくバス伝送路を介して受信するバス送受信部(BF)と
前記第一判別部(BK)及び第二判別部(BM)での判別結果がマスターモジュール(BA)宛であった場合には、
受信したイーサネット通信信号に基づいてそのまま処理を行う処理部(BG)と、
を有するモジュールシステム。
Upper control device (AA) and
One master module (BA) connected to the host control device (AA) via an Ethernet communication path, which receives commands from the host control device (AA) and outputs responses to the host control device (AA);
A module system comprising one or more slave modules (CA) connected to a master module (BA) via serial communication paths which are multiple types of bus transmission paths available at different transmission speeds, and managed and operated by the master module (BA) with various physical quantity setting values and various control parameters for executing the functions described below, the modules having a functional part control function for realizing one or more functions, and serially connected to each other via the multiple types of bus transmission paths,
The upper control device (AA) is
a master module command output unit (AB) for outputting a command to the master module (BA);
a master module response acquisition unit (AC) for acquiring a response from the master module (BA);
a slave module command output unit (AD) for indirectly outputting a command to the slave module (CA) via the master module (BA);
a slave module response acquisition unit (AE) for indirectly acquiring a response from the slave module (CA) via the master module (BA);
The device has a master module (BA) and an upper control device Ethernet communication unit (AF) for performing Ethernet communication with the master module (BA),
The master module (BA) is
A master module Ethernet transceiver unit (BB) for transmitting and receiving Ethernet communication signals to and from an upper control device (AA);
a receiving port number acquisition unit (BH) for acquiring a receiving port number , which is a destination port number included in a TCP header of a packet formed by an Ethernet communication signal received by a master module Ethernet transmitting/receiving unit (BB);
a receiving port number determination unit (BJ) for determining whether the acquired receiving port number is a predetermined receiving port number;
a first discrimination unit (BK) which discriminates whether the Ethernet communication signal received by the master module Ethernet transceiver unit (BB) is addressed to itself or to a slave module when the result of judgment by the receiving port number judgment unit (BJ) is determined to be a specified port number; a second discrimination unit (BM) which discriminates whether the Ethernet communication signal received by the master module Ethernet transceiver unit (BB) is addressed to itself or to a slave module when the result of judgment by the receiving port number judgment unit (BH) is determined not to be the specified port number; a protocol conversion unit (BD) which converts the received Ethernet communication signal into a serial communication signal with the slave module (CA) when the results of judgment by the first discrimination unit (BK) and second discrimination unit (BM) are that it is addressed to the slave module (CA), and converts a serial communication signal received from the slave module (CA) into an Ethernet communication signal as necessary;
a first bus transmission line selection unit (BN) which selects a bus transmission line available at a relatively low speed when the result of the determination by the first determination unit (BK) is that the destination is a slave module (CA); and a second bus transmission line selection unit (BP) which selects a bus transmission line available at a relatively high speed when the result of the determination by the second determination unit (BM) is that the destination is a slave module (CA);
a bus transmission/reception unit (BF) that transmits a serial communication signal converted according to the selection result in the first bus transmission path selection unit (BN) and the second bus transmission path selection unit (BP) to the slave module (CA) via the determined bus transmission path, and receives a result according to the transmission from the slave module (CA) via the same bus transmission path; and when the determination result in the first determination unit (BK) and the second determination unit (BM) is destined for the master module (BA),
A processing unit (BG) that performs processing based on the received Ethernet communication signal;
A module system having
上位制御機器(AA)と、
これとイーサネット通信経路にて接続され前記上位制御機器(AA)から命令を取得し、前記上位制御機器(AA)に応答を出力する1台のマスターモジュール(BA)と、
異なる伝送速度で利用可能な複数種類のバス伝送路であるシリアル通信経路でマスターモジュール(BA)と接続され、後述する機能の実行に際しての各種物理量設定値で、同じく機能の実行に際しての各種制御パラメータで前記マスターモジュール(BA)によって管理され動作させられるモジュールであって、一以上の機能を実現する機能部品制御機能を有し、相互に前記複数種類のバス伝送路でシリアルに接続された一以上のスレーブモジュール(CA)と、からなる計算機であるモジュールシステムの動作方法であって、
計算機である上位制御機器(AA)の動作方法は、
マスターモジュール(BA)に対して命令を出力する対マスターモジュール命令出力ステップ(ab)と、
マスターモジュール(BA)から応答を取得する対マスターモジュール応答取得ステップ(ac)と、
スレーブモジュール(CA)に対して命令をマスターモジュール(BA)を介して間接的に出力する対スレーブモジュール命令出力ステップ(ad)と、
スレーブモジュール(CA)から応答をマスターモジュール(BA)を介して間接的に取得する対スレーブモジュール応答取得ステップ(ae)と、
マスターモジュール(BA)とイーサネット通信をするための上位制御機器イーサネット通信ステップ(af)と、を有し、
計算機であるマスターモジュール(BA)の動作方法は、
上位制御機器(AA)とイーサネット通信信号を送受信するためのマスターモジュールイーサネット送受信ステップ(bb)と、
マスターモジュールイーサネット送受信ステップ(bb)が受信したイーサネット通信信号によって構成されるパケットのTCPヘッダに含まれる宛先ポート番号である受信ポート番号を取得する受信ポート番号取得ステップ(bh)と、
取得された受信ポート番号が所定の受信ポート番号か判断する受信ポート番号判断ステップ(bj)と、
受信ポート番号判断ステップ(bj)での判断結果が所定のポート番号であると判断された場合に、マスターモジュールイーサネット送受信ステップ(bb)が受信したイーサネット通信信号が自身宛か、スレーブモジュール宛かを判別する第一判別ステップ(bk)と
受信ポート番号判断ステップ(bj)での判断結果が所定のポート番号でないと判断された場合に、マスターモジュールイーサネット送受信ステップ(bb)が受信したイーサネット通信信号が自身宛か、スレーブモジュール宛かを判別する第二判別ステップ(bm)と
前記第一判別ステップ(bk)、第二判別ステップ(bm)での判別結果がスレーブモジュール(CA)宛であった場合に前記受信したイーサネット通信信号をスレーブモジュール(CA)とのシリアル通信信号へ変換し、必要に応じてスレーブモジュール(CA)から受信するシリアル通信信号をイーサネット通信信号に変換するプロトコル変換ステップ(bd)と、
前記第一判別ステップ(bk)での判別結果がスレーブモジュール(CA)宛であった場合に相対的に低速で利用可能なバス伝送路を選択する第一バス伝送路選択ステップ(bn)と
前記第二判別ステップ(bm)での判別結果がスレーブモジュール(CA)宛であった場合に相対的に高速で利用可能なバス伝送路を選択する第二バス伝送路選択ステップ(bp)と、
第一バス伝送路選択ステップ(bn)及び第二バス伝送路選択ステップ(bp)での選択結果に応じて変換したシリアル通信信号をスレーブモジュール(CA)へ判別されたバス伝送路を介して送信し、スレーブモジュール(CA)から送信に応じた結果を同じくバス伝送路を介して受信するバス送受信ステップ(bf)と
前記第一判別ステップ(bk)及び第二判別ステップ(bm)での判別結果がマスターモジュール(BA)宛であった場合には、
受信したイーサネット通信信号に基づいてそのまま処理を行う処理ステップ(bg)と、
を有する計算機であるモジュールシステムの動作方法。
Upper control device (AA) and
One master module (BA) connected to the host control device (AA) via an Ethernet communication path, which receives commands from the host control device (AA) and outputs responses to the host control device (AA);
A method for operating a module system which is a computer, comprising: a master module (BA) connected to the master module (BA) via serial communication paths which are multiple types of bus transmission paths available at different transmission speeds; a module which is managed and operated by the master module (BA) with various physical quantity setting values when executing a function described below and various control parameters when executing the function; a functional part control function which realizes one or more functions; and one or more slave modules (CA) which are serially connected to each other via the multiple types of bus transmission paths,
The operation method of the upper control device (AA), which is a computer, is as follows:
a step (ab) of outputting a command to a master module (BA);
a step (ac) of acquiring a response from the master module (BA);
a slave module command output step (ad) for indirectly outputting a command to the slave module (CA) via the master module (BA);
a slave module response acquisition step (ae) of indirectly acquiring a response from the slave module (CA) via the master module (BA);
A master module (BA) and an upper control device Ethernet communication step (af) for performing Ethernet communication with the master module (BA),
The operation of the Master Module (BA), which is a computer, is as follows:
A master module Ethernet transmission/reception step (bb) for transmitting and receiving Ethernet communication signals to and from an upper control device (AA);
a receiving port number acquisition step (bh) for acquiring a receiving port number , which is a destination port number included in a TCP header of a packet formed by an Ethernet communication signal received by the master module Ethernet transmitting/receiving step (bb);
a receiving port number determination step (bj) of determining whether the acquired receiving port number is a predetermined receiving port number;
a first determination step (bk) of determining whether the Ethernet communication signal received by the master module Ethernet transmitting/receiving step (bb) is addressed to itself or to a slave module when the determination result in the receiving port number determination step (bj) is determined to be a predetermined port number; a second determination step (bm) of determining whether the Ethernet communication signal received by the master module Ethernet transmitting/receiving step (bb) is addressed to itself or to a slave module when the determination result in the receiving port number determination step (bj) is determined not to be the predetermined port number; and a protocol conversion step (bd) of converting the received Ethernet communication signal into a serial communication signal with the slave module (CA) when the determination results in the first determination step (bk) and second determination step (bm) are addressed to the slave module (CA), and of converting a serial communication signal received from the slave module (CA) into an Ethernet communication signal as necessary;
a first bus transmission line selection step (bn) of selecting a bus transmission line available at a relatively low speed when the determination result in the first determination step (bk) is that the bus is destined for a slave module (CA); and a second bus transmission line selection step (bp) of selecting a bus transmission line available at a relatively high speed when the determination result in the second determination step (bm) is that the bus is destined for a slave module (CA);
a bus transmission/reception step (bf) of transmitting a serial communication signal converted according to the selection results in the first bus transmission path selection step (bn) and the second bus transmission path selection step (bp) to the slave module (CA) via the determined bus transmission path, and receiving a result according to the transmission from the slave module (CA) via the same bus transmission path; and if the determination results in the first determination step (bk) and the second determination step (bm) are destined for the master module (BA),
a processing step (bg) of directly processing the received Ethernet communication signal;
A method of operating a module system that is a computer having the above-mentioned components.
上位制御機器(AA)と、
これとイーサネット通信経路にて接続され前記上位制御機器(AA)から命令を取得し、前記上位制御機器(AA)に応答を出力する1台のマスターモジュール(BA)と、
異なる伝送速度で利用可能な複数種類のバス伝送路であるシリアル通信経路でマスターモジュール(BA)と接続され、後述する機能の実行に際しての各種物理量設定値で、同じく機能の実行に際しての各種制御パラメータで前記マスターモジュール(BA)によって管理され動作させられるモジュールであって、一以上の機能を実現する機能部品制御機能を有し、相互に前記複数種類のバス伝送路でシリアルに接続された一以上のスレーブモジュール(CA)と、からなる計算機であるモジュールシステムに読み取り可能な動作プログラムであって、
計算機である上位制御機器(AA)に読み取り動作可能なプログラムは、
マスターモジュール(BA)に対して命令を出力する対マスターモジュール命令出力ステップ(ab)と、
マスターモジュール(BA)から応答を取得する対マスターモジュール応答取得ステップ(ac)と、
スレーブモジュール(CA)に対して命令をマスターモジュール(BA)を介して間接的に出力する対スレーブモジュール命令出力ステップ(ad)と、
スレーブモジュール(CA)から応答をマスターモジュール(BA)を介して間接的に取得する対スレーブモジュール応答取得ステップ(ae)と、
マスターモジュール(BA)とイーサネット通信をするための上位制御機器イーサネット通信ステップ(af)と、を有し、
計算機であるマスターモジュール(BA)に読み取り動作可能なプログラムは、
上位制御機器(AA)とイーサネット通信信号を送受信するためのマスターモジュールイーサネット送受信ステップ(bb)と、
マスターモジュールイーサネット送受信ステップ(bb)が受信したイーサネット通信信号によって構成されるパケットのTCPヘッダに含まれる宛先ポート番号である受信ポート番号を取得する受信ポート番号取得ステップ(bh)と、
取得された受信ポート番号が所定の受信ポート番号か判断する受信ポート番号判断ステップ(bj)と、
受信ポート番号判断ステップ(bj)での判断結果が所定のポート番号であると判断された場合に、マスターモジュールイーサネット送受信ステップ(bb)が受信したイーサネット通信信号が自身宛か、スレーブモジュール宛かを判別する第一判別ステップ(bk)と
受信ポート番号判断ステップ(bj)での判断結果が所定のポート番号でないと判断された場合に、マスターモジュールイーサネット送受信ステップ(bb)が受信したイーサネット通信信号が自身宛か、スレーブモジュール宛かを判別する第二判別ステップ(bm)と
前記第一判別ステップ(bk)、第二判別ステップ(bm)での判別結果がスレーブモジュール(CA)宛であった場合に前記受信したイーサネット通信信号をスレーブモジュール(CA)とのシリアル通信信号へ変換し、必要に応じてスレーブモジュール(CA)から受信するシリアル通信信号をイーサネット通信信号に変換するプロトコル変換ステップ(bd)と、
前記第一判別ステップ(bk)での判別結果がスレーブモジュール(CA)宛であった場合に相対的に低速で利用可能なバス伝送路を選択する第一バス伝送路選択ステップ(bn)と
前記第二判別ステップ(bm)での判別結果がスレーブモジュール(CA)宛であった場合に相対的に高速で利用可能なバス伝送路を選択する第二バス伝送路選択ステップ(bp)と、
第一バス伝送路選択ステップ(bn)及び第二バス伝送路選択ステップ(bp)での選択結果に応じて変換したシリアル通信信号をスレーブモジュール(CA)へ判別されたバス伝送路を介して送信し、スレーブモジュール(CA)から送信に応じた結果を同じくバス伝送路を介して受信するバス送受信ステップ(bf)と
前記第一判別ステップ(bk)及び第二判別ステップ(bm)での判別結果がマスターモジュール(BA)宛であった場合には、
受信したイーサネット通信信号に基づいてそのまま処理を行う処理ステップ(bg)と、
を有する計算機であるモジュールシステムに読み取り動作可能なプログラム。
Upper control device (AA) and
One master module (BA) connected to the host control device (AA) via an Ethernet communication path, which receives commands from the host control device (AA) and outputs responses to the host control device (AA);
An operation program readable by a module system, which is a computer, comprising one or more slave modules (CA) connected to a master module (BA) via serial communication paths which are multiple types of bus transmission paths available at different transmission speeds, and managed and operated by the master module (BA) with various physical quantity setting values when executing a function described below and various control parameters when executing the function, the operation program having a functional part control function for realizing one or more functions and serially connected to each other via the multiple types of bus transmission paths,
The program that can be read and operated by the upper control device (AA), which is a computer, is
a step (ab) of outputting a command to a master module (BA);
a step (ac) of acquiring a response from the master module (BA);
a slave module command output step (ad) for indirectly outputting a command to the slave module (CA) via the master module (BA);
a slave module response acquisition step (ae) of indirectly acquiring a response from the slave module (CA) via the master module (BA);
A master module (BA) and an upper control device Ethernet communication step (af) for performing Ethernet communication with the master module (BA),
The program that can be read and operated by the master module (BA), which is a computer, is
A master module Ethernet transmission/reception step (bb) for transmitting and receiving Ethernet communication signals to and from an upper control device (AA);
a receiving port number acquisition step (bh) for acquiring a receiving port number , which is a destination port number included in a TCP header of a packet formed by an Ethernet communication signal received by the master module Ethernet transmitting/receiving step (bb);
a receiving port number determination step (bj) of determining whether the acquired receiving port number is a predetermined receiving port number;
a first determination step (bk) of determining whether the Ethernet communication signal received by the master module Ethernet transmitting/receiving step (bb) is addressed to itself or to a slave module when the determination result in the receiving port number determination step (bj) is determined to be a predetermined port number; a second determination step (bm) of determining whether the Ethernet communication signal received by the master module Ethernet transmitting/receiving step (bb) is addressed to itself or to a slave module when the determination result in the receiving port number determination step (bj) is determined not to be the predetermined port number; and a protocol conversion step (bd) of converting the received Ethernet communication signal into a serial communication signal with the slave module (CA) when the determination results in the first determination step (bk) and second determination step (bm) are addressed to the slave module (CA), and of converting a serial communication signal received from the slave module (CA) into an Ethernet communication signal as necessary;
a first bus transmission line selection step (bn) of selecting a bus transmission line available at a relatively low speed when the determination result in the first determination step (bk) is that the bus is destined for a slave module (CA); and a second bus transmission line selection step (bp) of selecting a bus transmission line available at a relatively high speed when the determination result in the second determination step (bm) is that the bus is destined for a slave module (CA);
a bus transmission/reception step (bf) of transmitting a serial communication signal converted according to the selection results in the first bus transmission path selection step (bn) and the second bus transmission path selection step (bp) to the slave module (CA) via the determined bus transmission path, and receiving a result according to the transmission from the slave module (CA) via the same bus transmission path; and if the determination results in the first determination step (bk) and the second determination step (bm) are destined for the master module (BA),
a processing step (bg) of directly processing the received Ethernet communication signal;
A program that can be read and operated by a module system that is a computer having the above-mentioned configuration.
JP2021065313A 2021-04-07 2021-04-07 Module System Active JP7678696B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021065313A JP7678696B2 (en) 2021-04-07 2021-04-07 Module System

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021065313A JP7678696B2 (en) 2021-04-07 2021-04-07 Module System

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022160845A JP2022160845A (en) 2022-10-20
JP7678696B2 true JP7678696B2 (en) 2025-05-16

Family

ID=83658026

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021065313A Active JP7678696B2 (en) 2021-04-07 2021-04-07 Module System

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7678696B2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001100810A (en) 1999-09-29 2001-04-13 Omron Corp controller
JP2002198991A (en) 2000-12-27 2002-07-12 Nec Miyagi Ltd Adsl access system and adsl access method used for it
JP2019012298A (en) 2017-06-29 2019-01-24 キヤノン株式会社 Electronic apparatus
JP2019169945A (en) 2018-03-21 2019-10-03 エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. Gateway system for heterogeneous fieldbus

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3464907B2 (en) * 1998-03-20 2003-11-10 富士通株式会社 Protocol conversion system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001100810A (en) 1999-09-29 2001-04-13 Omron Corp controller
JP2002198991A (en) 2000-12-27 2002-07-12 Nec Miyagi Ltd Adsl access system and adsl access method used for it
JP2019012298A (en) 2017-06-29 2019-01-24 キヤノン株式会社 Electronic apparatus
JP2019169945A (en) 2018-03-21 2019-10-03 エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. Gateway system for heterogeneous fieldbus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022160845A (en) 2022-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10805399B2 (en) Data server unit and communication system including master-slave management circuitry
JP6623856B2 (en) Slave device, control method of slave device, information processing program, and recording medium
JP6224698B2 (en) Aircraft information management system
WO2017154273A1 (en) Master-slave control system, method for controlling master-slave control system, information processing program, and recording medium
CN102339048A (en) Method for operating an automation device
EP1850196B1 (en) Programmable controller with communication unit capable of responding in real time to request of I/O data
CN104508581B (en) The communication with HART instruments of optimization
JP7678696B2 (en) Module System
JP6408277B2 (en) Data collection device and industrial network system
JP7696746B2 (en) Module System
JPWO2016189709A1 (en) controller
CN111052011B (en) Controller, control method, and recording medium
CN115576231B (en) Control method, system, device, electronic device, storage medium and program product
CN101052938A (en) Low latency data packet reception and processing
CN110071948B (en) Internet of things domain control method and system and Internet of things system
CN101438245A (en) Management of event order of occurrence on a network
CN113867271B (en) Production system, superior control device, control device, communication method and storage medium
JPWO2020079730A1 (en) Engineering tools, computer systems, systems and programs
TWI688248B (en) Communication control device
JP2017142719A (en) Numerical value controller having processing data one-time output function
KR101810196B1 (en) Communication module in inverter
JP2015210667A (en) Communication unit and can(control area network) communication control program
JP4999880B2 (en) Controller and network system provided with the same
JP6352966B2 (en) Control device and control system
JP2024154046A (en) User Authentication System

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240319

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20241220

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20241224

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20250210

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250424

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250502

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7678696

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150