專利名稱：通信管理裝置、通信裝置以及通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在利用以太網(wǎng)(注冊商標)連接的通信節(jié)點之間使用令牌幀進行通信的通信管理裝置、通信裝置以及通信方法。
背景技術(shù)：
FA (Factory Automation)系統(tǒng)具有控制對象設備；以及可編程控制器，其將控制對象設備的狀態(tài)作為輸入數(shù)據(jù)而進行規(guī)定的運算處理，將控制對象設備的動作條件作為輸出數(shù)據(jù)輸出，通過在可編程控制器和控制對象設備中設置通信單元并由網(wǎng)絡進行連接， 由此可以進行實時控制。即，設置在控制對象設備中的通信單元作為從屬站點起作用，設置在可編程控制器中的通信單元作為對從屬站點的數(shù)據(jù)發(fā)送進行控制的通信管理站點起作用，通信管理站點周期性地進行下述處理，即，從從屬站點接收數(shù)據(jù)，使用接收到的數(shù)據(jù)運算用于對控制對象設備進行控制的數(shù)據(jù)，并向從屬站點發(fā)送。此時，通信管理站點對各從屬站點的數(shù)據(jù)發(fā)送定時進行控制，以保證數(shù)據(jù)通信的實時性。通常這種FA系統(tǒng)將1臺主站點和多臺從屬站點連接，在主站點為1臺的情況下， 網(wǎng)絡管理也由主站點實施。但是，在多臺主站點和由各主站點管理的多臺從屬站點存在于同一網(wǎng)段的網(wǎng)絡中的情況下，使多個主站點中的其中一個作為通信管理站點(網(wǎng)絡管理站點)發(fā)揮作用。在此情況下，1臺主站點和由該主站點管理的多臺從屬站點構(gòu)成1個組，在同一網(wǎng)段的網(wǎng)絡中存在多個組。在這種結(jié)構(gòu)中，通過將在各組內(nèi)進行交換的數(shù)據(jù)利用多播通信發(fā)送，從而可以將本組的數(shù)據(jù)與其他組的數(shù)據(jù)進行區(qū)分(例如，參照專利文獻1)。專利文獻1 日本特開平4-343543號公報

發(fā)明內(nèi)容
但是，在專利文獻1所記載的FA系統(tǒng)中，網(wǎng)絡管理人員針對FA系統(tǒng)內(nèi)的通信節(jié)點，對應于工廠內(nèi)設置的不同網(wǎng)絡(=不同的網(wǎng)段)唯一地進行分組。因此，設置于FA系統(tǒng)中的通信節(jié)點的數(shù)量越多，產(chǎn)生設定錯誤的可能性越高。另外，如果通信節(jié)點的數(shù)量變多，則網(wǎng)絡管理人員的數(shù)量也增多，通過由不同的網(wǎng)絡管理人員進行設定，也可能產(chǎn)生設定錯誤。并且，由于該設定錯誤，使得來自屬于其他組的通信節(jié)點的數(shù)據(jù)有可能被可編程控制器錯誤處理。本發(fā)明就是鑒于上述問題提出的，其目的在于，得到一種通信管理裝置、通信裝置以及通信方法，其即使在將1臺通信管理裝置(=主站點)和多臺從屬站點利用以太網(wǎng) (注冊商標)連接而形成的多個網(wǎng)絡，在動作中經(jīng)由交換式集線器等進行了錯誤連接的情況下，也可以將從其他網(wǎng)絡接收到的數(shù)據(jù)與本網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)區(qū)分開而進行排除。為了達到上述目的，本發(fā)明所涉及的通信管理裝置對于在同一網(wǎng)段的網(wǎng)絡內(nèi)將1 臺通信管理裝置和大于或等于1臺從屬站點利用以太網(wǎng)(注冊商標)線纜連接而成的組， 在所述組內(nèi)使表示發(fā)送權(quán)的令牌幀根據(jù)循環(huán)順序在通信節(jié)點之間循環(huán)，從而對數(shù)據(jù)的發(fā)送進行管理，其特征在于，具有邏輯環(huán)路構(gòu)成單元，其對于存在于可利用廣播進行發(fā)送的范圍內(nèi)的所述從屬站點和本裝置，確定表示發(fā)送權(quán)的令牌幀的發(fā)送順序，構(gòu)成邏輯環(huán)路；多播地址生成單元，其根據(jù)本裝置的MAC地址生成多播地址；多播地址存儲單元，其存儲所述多播地址；多播地址通知單元，其向構(gòu)成所述邏輯環(huán)路的所述從屬站點通知所述多播地址； 以及幀通信處理單元，其發(fā)送在發(fā)送目標地址中設定了所述多播地址的幀，判定接收到的幀的所述發(fā)送目標地址與所述多播地址存儲單元中存儲的多播地址是否一致，在不一致的情況下，不進行所述幀的接收處理，而是將所述幀轉(zhuǎn)送(switch)。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，通信管理裝置向構(gòu)成邏輯環(huán)路的從屬站點通知根據(jù)本裝置的MAC地址生成的多播地址，在邏輯環(huán)路內(nèi)使用該多播地址，形成廣播幀進行發(fā)送，在接收時，根據(jù)發(fā)送目標地址是否為上述多播地址，判定是否進行接收處理。其結(jié)果，具有下述效果，即，即使在將1臺通信管理裝置(=主站點)和大于或等于1臺從屬站點利用以太網(wǎng)(注冊商標)在工廠內(nèi)等復雜地配線至不同網(wǎng)段中，并在動作中經(jīng)由交換式集線器等錯誤地進行了連接的情況下，也不需要用于校正錯誤連接的設定，另外，可以防止由于使用人員的錯誤設定而導致錯誤連接校正功能的異常動作。


圖1是示意地表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的通信管理裝置的功能結(jié)構(gòu)的框圖。圖2-1是表示以太網(wǎng)(注冊商標)幀的格式的一個例子的圖。圖2-2是表示發(fā)送目標地址的格式的圖。圖3是表示MAC地址的多播地址的生成方法的一個例子的圖。圖4是示意地表示從屬站點的功能結(jié)構(gòu)的框圖。圖5是表示本實施方式1所涉及的通信節(jié)點在接收幀時的處理的一個例子的流程圖。圖6-1是示意地表示多個組由交換式集線器連接的情況下的動作的圖(其1)。圖6-2是示意地表示多個組由交換式集線器連接的情況下的動作的圖(其2)。圖7是表示本實施方式2所涉及的通信節(jié)點的幀處理的一個例子的流程圖。圖8是示意地表示將具有不同的多播地址的2個組連接的情況下的數(shù)據(jù)傳輸過程的圖。標號的說明10通信管理裝置11-1、11-2、51-1、51_2 端口20、60通信處理部21邏輯環(huán)路構(gòu)成部22令牌循環(huán)順序信息存儲部23多播地址生成部24,62多播地址存儲部25多播地址通知部26、63令牌幀處理部
27、64數(shù)據(jù)幀通信處理部50從屬站點61令牌循環(huán)目標信息存儲部
具體實施例方式下面，參照附圖，詳細說明本發(fā)明所涉及的通信管理裝置、通信裝置以及通信方法的優(yōu)選實施方式。此外，本發(fā)明并不由這些實施方式所限定。實施方式1圖1是示意地表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的通信管理裝置的功能結(jié)構(gòu)的框圖。通信管理裝置(主站點)10具有2個端口 11-1、11-2，其用于與相鄰的通信節(jié)點(從屬站點)或者交換式集線器之間連接以太網(wǎng)(注冊商標，以下相同)線纜；以及通信處理部 20，其進行經(jīng)由端口 11-1、11_2的幀發(fā)送/接收處理及確立令牌幀的發(fā)送順序的處理等。端口 11-1、11-2由第1端口 11-1和第2端口 11-2這2個端口構(gòu)成。只要上述2 個端口 11-1、11_2中的至少1個端口與相鄰的從屬站點的端口(或者經(jīng)由交換式集線器連接的從屬站點的端口)連接即可。通信處理部20具有邏輯環(huán)路構(gòu)成部21、令牌循環(huán)順序信息存儲部22、多播地址生成部23、多播地址存儲部對、多播地址通知部25、令牌幀處理部26、以及數(shù)據(jù)幀通信處理部 27。此外，令牌幀處理部沈和數(shù)據(jù)幀通信處理部27對應于幀通信處理單元。邏輯環(huán)路構(gòu)成部21在通信管理裝置10的電源接通時或者每隔規(guī)定時間進行邏輯環(huán)路構(gòu)成處理，該處理對存在于與通信管理裝置10同一網(wǎng)段的網(wǎng)絡內(nèi)的通信節(jié)點(從屬站點)進行檢測，根據(jù)其連接關(guān)系，確定作為數(shù)據(jù)發(fā)送權(quán)的令牌幀傳輸(移交)順序即令牌循環(huán)順序信息。在這里，所謂邏輯環(huán)路，是指在將1臺通信管理裝置(=主站點)10和大于或等于1臺從屬站點利用以太網(wǎng)線纜在同一網(wǎng)段的網(wǎng)絡內(nèi)以星狀或線狀連接而形成的物理網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中，使數(shù)據(jù)發(fā)送權(quán)(令牌幀)在網(wǎng)絡內(nèi)的通信節(jié)點之間依次循環(huán)而形成的邏輯上的環(huán)路結(jié)構(gòu)。另外，邏輯環(huán)路構(gòu)成部21向存在于同一網(wǎng)段的網(wǎng)絡內(nèi)的其他通信節(jié)點(從屬站點)通知含有該通信節(jié)點之后的下一個獲得發(fā)送權(quán)的通信節(jié)點這一信息的令牌循環(huán)目標信息。此外，該令牌循環(huán)目標信息也可以是令牌循環(huán)順序信息。令牌循環(huán)順序信息存儲部22存儲由邏輯環(huán)路構(gòu)成部21確定的令牌循環(huán)順序信肩、ο多播地址生成部23利用通信管理裝置10所獨有的MAC (Media Access Control) 地址，生成在包含由通信管理裝置10管理的從屬站點在內(nèi)的網(wǎng)絡(組)內(nèi)進行通信所使用的多播地址。該多播地址具有對組進行識別的組識別信息的功能。在這里，說明多播地址的生成方法。圖2-1是表示以太網(wǎng)幀的格式的一個例子的圖，圖2-2是表示發(fā)送目標地址的格式的圖。以太網(wǎng)幀100具有8個八位組的前同步碼/ SFD (Start Frame Delimiter) 101，其表示以太網(wǎng)幀100的發(fā)送動作和發(fā)送目標地址的起始；6個八位組的發(fā)送目標地址102，其是以太網(wǎng)幀100的發(fā)送目標；6個八位組的發(fā)送源地址103，其表示該以太網(wǎng)幀100的發(fā)送源；2個八位組的類型104，其表示以太網(wǎng)幀100的種類；46 1，500個八位組的數(shù)據(jù)105，其存儲所發(fā)送的數(shù)據(jù)；以及4個八位組的FCS (Frame Check kquence)106，其用于檢測以太網(wǎng)幀100的錯誤。此外，后述的令牌幀及數(shù)據(jù)幀具有該以太網(wǎng)幀100的構(gòu)造。另外，如圖2-2所示，以太網(wǎng)幀的發(fā)送目標地址102由48bit(6個八位組)構(gòu)成， 規(guī)定為如果第1八位組111的I/G位(起始位)112是“0”，則為單播地址，如果是“1”則為多播地址。因此，在本實施方式1中，將通信管理裝置10所獨有的MAC地址的I/G位112設置為“1”，作為在由通信管理裝置10管理的網(wǎng)絡(組)內(nèi)使用的多播地址。由于MAC地址本身是具有唯一性的地址，所以將該MAC地址的I/G位112變更為“1”而得到的多播地址也是具有唯一性的地址。圖3是表示MAC地址的多播地址的生成方法的一個例子的圖。在通信管理裝置10 的MAC地址(以16進制表述)為“11-22-33-44-55-66”的情況下，如果將第1八位組111 的“11”以2進制表述，則成為“00010001”。如果對該第1八位組111應用上述規(guī)則，將由 8位構(gòu)成的第1八位組111的起始位(I/G位)112設為“1”，則成為“10010001”。如果將其以16進制表述，則成為“91”。其結(jié)果，該通信管理裝置10所形成的網(wǎng)絡(組)的多播地址為“91-22-33-44-55-66”。這僅是一個例子，針對其他MAC地址，也可以相同地生成多播地址。多播地址存儲部M存儲由多播地址生成部23生成的多播地址。存儲在該多播地址存儲部M中的多播地址，在由令牌幀處理部沈或數(shù)據(jù)幀通信處理部27在組內(nèi)發(fā)送幀時，作為識別網(wǎng)絡組的信息而使用。多播地址通知部25向與通信管理裝置10連接的從屬站點通知多播地址，更具體地說，向存在于可以利用廣播發(fā)送幀的范圍內(nèi)的從屬站點通知多播地址。如果由邏輯環(huán)路構(gòu)成部21進行的邏輯環(huán)路構(gòu)成處理完畢，由多播地址通知部25 向從屬站點進行的多播地址的通知完畢，則令牌幀處理部沈生成基于以太網(wǎng)幀100的令牌幀，并基于令牌循環(huán)順序信息發(fā)送令牌幀。例如生成以下述方式設定的令牌幀并利用廣播進行發(fā)送，即，在圖2-1的以太網(wǎng)幀100中，在類型104中設定為代表令牌幀的值，在數(shù)據(jù) 105內(nèi)設定為發(fā)送權(quán)獲得裝置信息，該發(fā)送權(quán)獲得裝置信息表示下一個獲得發(fā)送權(quán)的通信節(jié)點的MAC地址，在發(fā)送目標地址102中設定為存儲在多播地址存儲部M中的多播地址。 即，在本實施方式1中，對于令牌幀處理部沈，在多播地址存儲部M中存儲有多播地址的情況下，取代現(xiàn)有技術(shù)那樣利用廣播發(fā)送令牌幀的方式，不設為廣播地址，而是在發(fā)送目標地址102中設定多播地址，并將令牌幀進行廣播。另外，如果令牌幀處理部沈接收到從其他通信節(jié)點(從屬站點)發(fā)送來的令牌幀，則判定其發(fā)送目標地址102與存儲在多播地址存儲部M中的多播地址是否一致，在不一致的情況下，不進行該令牌幀的接收處理。另外，在一致的情況下，將該令牌幀的數(shù)據(jù)105 內(nèi)的發(fā)送權(quán)獲得裝置信息和本站點的MAC地址進行比較。在兩者一致的情況下，判定為獲得發(fā)送權(quán)，并向數(shù)據(jù)幀通信處理部27發(fā)出進行數(shù)據(jù)幀的發(fā)送處理的指示，但在發(fā)送權(quán)獲得裝置信息和本站點的MAC地址不一致的情況下，判定為尚未獲得發(fā)送權(quán)。此外，在任意情況下，均將接收到的令牌幀轉(zhuǎn)送至接收了該幀的端口之外的其他端口。數(shù)據(jù)幀通信處理部27進行數(shù)據(jù)幀的發(fā)送/接收處理。具體地說，判定接收到的數(shù)據(jù)幀的發(fā)送目標地址102與存儲在多播地址存儲部M中的多播地址是否一致，在不一致的情況下，不進行該數(shù)據(jù)幀的接收處理，在一致的情況下，進行接收處理。另外，在獲得發(fā)送權(quán)的情況下，生成并發(fā)送基于以太網(wǎng)幀100的數(shù)據(jù)幀。例如生成以下述方式設定的數(shù)據(jù)幀并利用廣播向從屬站點發(fā)送，即，在圖2-1的以太網(wǎng)幀100中，在類型104中設定為代表數(shù)據(jù)幀的值，在數(shù)據(jù)105中設定為應發(fā)送的數(shù)據(jù)，在發(fā)送目標地址102中設定為存儲在多播地址存儲部M中的多播地址。即，在本實施方式1中，對于數(shù)據(jù)幀通信處理部27，在多播地址存儲部M中存儲有多播地址的情況下，取代現(xiàn)有技術(shù)那樣利用廣播發(fā)送數(shù)據(jù)幀的方式，不設為廣播地址，而是在發(fā)送目標地址102中設定多播地址，并利用廣播發(fā)送數(shù)據(jù)幀。此外，在此情況下，將用于表示數(shù)據(jù)幀是至哪個從屬站點的幀的MAC地址作為發(fā)送目標裝置信息， 設置在數(shù)據(jù)105內(nèi)，或者在存儲于數(shù)據(jù)105內(nèi)的數(shù)據(jù)中添加示出是針對哪個從屬站點的數(shù)據(jù)這一情況的信息。另外，還具有轉(zhuǎn)發(fā)(轉(zhuǎn)送)以其他從屬站點為目標的數(shù)據(jù)幀的功能。圖4是示意地表示從屬站點的功能結(jié)構(gòu)的框圖。從屬站點50具有2個端口 51-1、 51-2，其用于與相鄰的通信節(jié)點(通信管理裝置10、從屬站點50)或者交換式集線器之間連接以太網(wǎng)線纜；以及通信處理部60，其進行經(jīng)由端口 51-1、51-2的幀發(fā)送/接收處理。端口 51-1、51-2與通信管理裝置10相同地，由第1端口 51-1和第2端口 51-2這 2個端口構(gòu)成。只要上述2個端口 51-1、51-2中的至少1個端口與通信節(jié)點(或者經(jīng)由交換式集線器連接的通信節(jié)點的端口)連接即可。通信處理部60具有令牌循環(huán)目標信息存儲部61、多播地址存儲部62、令牌幀處理部63、以及數(shù)據(jù)幀通信處理部64。此外，令牌幀處理部63和數(shù)據(jù)幀通信處理部64對應于幀通信處理單元。令牌循環(huán)目標信息存儲部61存儲從通信管理裝置10通知的令牌循環(huán)目標信息。 在這里，僅將本從屬站點50之后的下一個獲得發(fā)送權(quán)的通信節(jié)點的MAC地址作為令牌循環(huán)目標信息進行存儲。多播地址存儲部62存儲從通信管理裝置10接收到的本站點所屬的組的多播地址。該多播地址是由通信管理裝置10按照圖3中說明的規(guī)則根據(jù)通信管理裝置10的MAC 地址而生成的，是對本站點所在的組進行識別的信息。如果令牌幀處理部63接收到從其他通信節(jié)點(通信管理裝置10、從屬站點50)發(fā)送來的令牌幀，則判定其發(fā)送目標地址102與存儲在多播地址存儲部62中的多播地址是否一致，在不一致的情況下，不進行該令牌幀的接收處理。另外，在一致的情況下，將該令牌幀的數(shù)據(jù)105內(nèi)的發(fā)送權(quán)獲得裝置信息和本站點的MAC地址進行比較。在兩者一致的情況下， 判定為獲得發(fā)送權(quán)，向數(shù)據(jù)幀通信處理部64發(fā)出進行數(shù)據(jù)幀的發(fā)送處理的指示，但在發(fā)送權(quán)獲得裝置信息和本站點的MAC地址不一致的情況下，判定為尚未獲得發(fā)送權(quán)。此外，在任意情況下，均將接收到的令牌幀轉(zhuǎn)送至接收到該幀的端口之外的其他端口。另外，令牌幀處理部63在獲得發(fā)送權(quán)后，在利用數(shù)據(jù)幀通信處理部64進行的數(shù)據(jù)幀發(fā)送完成后，將接收到的令牌幀的發(fā)送權(quán)獲得裝置信息設定為存儲在令牌循環(huán)目標信息存儲部61中的令牌循環(huán)目標信息，在發(fā)送目標地址102中設定為存儲在多播地址存儲部62 中的多播地址，并利用廣播進行發(fā)送。即，在本實施方式1中，對于令牌幀處理部63，在多播地址存儲部62中存儲有多播地址的情況下，取代現(xiàn)有技術(shù)那樣利用廣播發(fā)送令牌幀的方式，不設為廣播地址，而是在發(fā)送目標地址102中設定多播地址，并利用廣播發(fā)送令牌幀。數(shù)據(jù)幀通信處理部64進行數(shù)據(jù)幀的發(fā)送/接收處理。具體地說，判定接收到的數(shù)據(jù)幀的發(fā)送目標地址102與存儲在多播地址存儲部62中的多播地址是否一致，在不一致的情況下，不進行該數(shù)據(jù)幀的接收處理，在一致的情況下，進行接收處理。另外，在獲得發(fā)送權(quán)的情況下，生成以下述方式設定的數(shù)據(jù)幀并利用廣播向通信管理裝置10及從屬站點50發(fā)送，即，在類型104中設定為代表數(shù)據(jù)幀的值，在數(shù)據(jù)105中設定為應發(fā)送的數(shù)據(jù)，在發(fā)送目標地址102中設定為存儲在多播地址存儲部62中的多播地址。即，在本實施方式1中，對于數(shù)據(jù)幀通信處理部64，在多播地址存儲部62中存儲有多播地址的情況下，取代現(xiàn)有技術(shù)那樣利用廣播發(fā)送數(shù)據(jù)幀的方式，不設為廣播地址，而是在發(fā)送目標地址102中設定多播地址，并利用廣播發(fā)送數(shù)據(jù)幀。另外，還具有轉(zhuǎn)發(fā)(轉(zhuǎn)送)以其他通信節(jié)點為目標的數(shù)據(jù)幀的功能。下面，說明通信管理裝置10和從屬站點50對接收到的數(shù)據(jù)的處理方法。圖5是表示本實施方式1所涉及的通信節(jié)點在接收幀時的處理的一個例子的流程圖。這里所示的處理，例如在接收到令牌幀的情況下由令牌幀處理部沈、63進行，在接收到數(shù)據(jù)幀的情況下由數(shù)據(jù)幀通信處理部27、64進行。首先，如果接收到令牌幀或數(shù)據(jù)幀(步驟Sll)，則判定以太網(wǎng)幀內(nèi)的發(fā)送目標地址102與存儲在多播地址存儲部M、62中的多播地址是否一致(步驟Si》。在發(fā)送目標地址102與本組的多播地址不一致的情況下(步驟S12中為否的情況下)，不進行該幀的接收處理，從其他端口送出(步驟Si； )，處理結(jié)束。另一方面，在發(fā)送目標地址102與本組的多播地址一致的情況下(步驟S12中為是的情況下)，認為是本組的幀而進行接收處理，并且進行將接收到的幀轉(zhuǎn)發(fā)的處理(步驟 S14)。作為接收處理，例如在令牌幀的情況下，進行對接收到幀的通信節(jié)點是否獲得發(fā)送權(quán)進行判定的處理，在數(shù)據(jù)幀的情況下，進行以本通信節(jié)點為目標的數(shù)據(jù)的接收處理。然后處
理結(jié)束。由于在使用上述結(jié)構(gòu)的1臺通信管理裝置(=主站點)10和大于或等于1臺從屬站點50構(gòu)成1個組后，由通信管理裝置10向組內(nèi)的從屬站點50通知多播地址，所以在多播地址通知以后，應該利用廣播發(fā)送的幀的發(fā)送目標地址中被設定為多播地址，然后利用廣播發(fā)送，使接收幀的范圍得到了群組化。其結(jié)果，即使在同一網(wǎng)段的網(wǎng)絡中新連接了由通信管理裝置10和該通信管理裝置10管理的從屬站點50構(gòu)成的組，也可以不受該組的影響而進行組內(nèi)通信。特別地，由于在數(shù)據(jù)的接收處理中，在從其他組發(fā)送來的幀的發(fā)送目標地址不是本組的多播地址的情況下，各通信節(jié)點不進行接收，所以不會錯誤地使用來自其他組的數(shù)據(jù)幀。下面，說明將不同網(wǎng)段的網(wǎng)絡進行了錯誤連接的情況下的處理。圖6-1 圖6-2 是示意地表示將多個組由交換式集線器連接的情況下的動作的圖。在這里，如圖6-1所示， 1臺通信管理裝置(圖中表述為管理站點)10-1和3臺從屬站點50-A、50-B、50-C經(jīng)由交換式集線器81利用以太網(wǎng)線纜進行連接，構(gòu)成第1組91。假定該第1組91的通信管理裝置10-1的MAC地址為“11-22-33-44-55-66”。因此，通信管理裝置10_1的多播地址生成部 23根據(jù)本站點的MAC地址，生成第1組91所使用的多播地址“91-22-33-44-55-66”(S21)。 生成的多播地址存儲在多播地址存儲部M中。然后，通信管理裝置10-1的邏輯環(huán)路構(gòu)成部21針對存在于利用廣播可將幀送達的范圍內(nèi)的從屬站點50-A、50-B、50-C，進行邏輯環(huán)路的構(gòu)成處理及令牌循環(huán)目標信息的通知處理等，然后，令牌幀處理部沈根據(jù)令牌循環(huán)順序信息發(fā)行令牌幀。此外，在這里，假定除了通信管理裝置10-1之外，在網(wǎng)絡上不存在其他通信管理裝置。在從該邏輯環(huán)路構(gòu)成處理至令牌幀的發(fā)行處理的期間，多播地址通知部25向構(gòu)成邏輯環(huán)路的從屬站點50-A、 50-B、50-C通知多播地址(S22)。另外，在從屬站點50-A、50-B、50_C中，將所通知的多播地址存儲在多播地址存儲部62中。由此，各從屬站點50-A、50-B、50-C對本站點所屬的網(wǎng)絡組91 (通信管理裝置10-1的邏輯環(huán)路的各站點)進行識別(S23)。另外，對于由1臺通信管理裝置(=主站點)10-2和3臺從屬站點50-D、50_E、 50-F經(jīng)由交換式集線器82利用以太網(wǎng)線纜連接而形成的第2組92，也相同地由通信管理裝置10-2生成多播地址(SM)，并向從屬站點50-D、50-E、50-F通知(S25)，各從屬站點50-D、50-E、50-F對本站點所屬的網(wǎng)絡組92進行識別(S^)。此外，該第2組的通信管理裝置10-2的MAC地址為“11-BB-CC-DD-EE-FF”，根據(jù)該MAC地址生成的多播地址為 “91-BB-CC-DD-EE-FF”。然后，在第1組91內(nèi)和第2組92內(nèi)，利用廣播發(fā)行在發(fā)送目標地址中設定為各個組91、92所設定的多播地址的令牌幀，由令牌幀內(nèi)的發(fā)送權(quán)獲得裝置信息設定的通信節(jié)點得到發(fā)送權(quán)，將數(shù)據(jù)幀的發(fā)送目標地址設定為多播地址，并利用廣播進行發(fā)送(S27)。具體地說，在第1組91中作為多播地址使用“91-22-33-44-55-66”，在第2組92中作為多播地址使用“91-BB-CC-DD-EE-FF”，并利用廣播發(fā)送幀。由此，例如在第1和第2組91、92為 FA系統(tǒng)的情況下，進行周期通信。另外，在這里，將所發(fā)送的數(shù)據(jù)表述為“CyCle_data_A”、 “Cycle_data_B”。此時，如果接收到的令牌幀或者數(shù)據(jù)幀的發(fā)送目標地址為本組的多播地址，則各組內(nèi)的通信節(jié)點接收該幀，否則就不進行該幀的接收處理。此外，在該圖6-1的狀態(tài)下，由于第1和第2組91、92彼此獨立，所以在各個組91、92中，不會接收到設定為其他組的多播地址的幀。然后，如圖6-2所示，假定作業(yè)人員錯誤地將第1組91和第2組92經(jīng)由交換式集線器83進行了連接。此時，由于第1和第2組91、92經(jīng)由交換式集線器83連接，所以構(gòu)成同一網(wǎng)段的網(wǎng)絡。即，一個組內(nèi)的通信節(jié)點送出的幀(以太網(wǎng)幀)經(jīng)由交換式集線器83到達另一個組的通信節(jié)點。在如上述所示將第1和第2組91、92之間進行了錯誤連接后，例如第2組92的通信節(jié)點送出的數(shù)據(jù)幀121經(jīng)由交換式集線器83進入第1組91 (S28)。但是，即使在這種情況下，也由于接收到的數(shù)據(jù)幀121的發(fā)送目標地址與本通信節(jié)點所屬的第1組91的多播地址不一致，所以第1組91的通信節(jié)點(通信管理裝置10-1和從屬站點50-A、50-B、50-C) 不進行幀121的接收處理(S29)。對于進入第2組92的來自第1組91的幀也是相同的。如上所示，即使同一網(wǎng)段的網(wǎng)絡內(nèi)存在多個組91、92，第1組91的幀進入第2組 92，第1組91的通信節(jié)點的處理也不會由于來自第2組92的幀而產(chǎn)生混亂。根據(jù)本實施方式1，由于通信管理裝置10向存在于同一個邏輯環(huán)路上且形成1個組的從屬站點50通知根據(jù)本裝置的MAC地址生成的多播地址，對于該組內(nèi)的通信，將所通知的多播地址設定在幀的發(fā)送目標地址中，并利用廣播進行發(fā)送，所以各通信節(jié)點10、50 可以區(qū)分開本組內(nèi)的幀和其他組的幀而進行處理。另外，由于通信管理裝置10根據(jù)本裝置的MAC地址生成多播地址，所以多播地址也具有唯一性，多個組之間多播地址不會重復。另外，由于通信管理裝置10將多播地址向存在于邏輯環(huán)路上的從屬站點50通知，各從屬站點50對該多播地址進行存儲，所以具有下述效果，即，不會如作業(yè)人員進行設定那樣產(chǎn)生多播地址的錯誤設定。另外，由于各通信節(jié)點10、50針對接收的幀，將其發(fā)送目標地址與本組的多播地址進行比較，判定是否進行幀的接收處理，所以即使在形成組后的運轉(zhuǎn)中，多個組之間直接或者經(jīng)由交換式集線器等進行了錯誤連接，導致接收到來自其他組的幀的情況下，也不會對其他組的幀進行接收處理。即，還具有下述效果即使在作業(yè)人員將不同組之間利用以太網(wǎng)進行了連接的情況下，也可以防止與通信管理裝置10連接的可編程控制器等使用錯誤的數(shù)據(jù)進行運算處理，可以防止系統(tǒng)的錯誤動作。實施方式2在實施方式1中，各通信節(jié)點將接收到的幀的發(fā)送目標地址與本組的多播地址進行比較，判定是否進行數(shù)據(jù)的接收處理。在這種情況下，如果例如如圖6-2所示，從第2組 92向第1組91傳入幀121，則在第1組91內(nèi)的所有通信節(jié)點10-1、50-A、50-B、50_C接收到來自第2組92的幀，在第1組91內(nèi)產(chǎn)生無用通信。因此，在本實施方式2中，說明可以抑制來自其他組的幀在本組內(nèi)進行無用通信的通信方法。本實施方式2的通信管理裝置10 (=主站點)和從屬站點50，使實施方式1的圖1 和圖4的令牌幀處理部沈、63具有下述功能，即，在接收到的令牌幀的發(fā)送目標地址102與多播地址存儲部對、62中存儲的多播地址不同的情況下，不將該令牌幀向其他端口傳遞。 另外，使數(shù)據(jù)幀通信處理部27、64也相同地具有下述功能，即，在接收到的數(shù)據(jù)幀的發(fā)送目標地址102與多播地址存儲部M、62中存儲的多播地址不同的情況下，不將該數(shù)據(jù)幀向其他端口傳遞。此外，由于其他構(gòu)成要素與實施方式1相同，所以省略其說明。圖7是表示本實施方式2所涉及的通信節(jié)點的幀處理的一個例子的流程圖。這里所示的處理，例如在接收到令牌幀的情況下由令牌幀處理部26、63進行，在接收到數(shù)據(jù)幀的情況下由數(shù)據(jù)幀通信處理部27、64進行。首先，如果接收到令牌幀或數(shù)據(jù)幀(步驟S51)，則判定幀內(nèi)的發(fā)送目標地址102與多播地址存儲部對、62中存儲的多播地址是否一致(步驟S5》。在發(fā)送目標地址102與本組的多播地址不一致的情況下(在步驟S52中為否的情況下)，不進行該幀的接收處理，并將該幀廢棄(步驟S5!3)。即，不將接收到的幀向接收端口之外的其他端口轉(zhuǎn)送。然后，處理結(jié)束。另一方面，在發(fā)送目標地址102與本組的多播地址一致的情況下(在步驟S52中為是的情況下)，視作本組的幀而進行接收處理，并且進行轉(zhuǎn)發(fā)接收到的幀的處理(步驟 S54)。作為接收處理，例如在令牌幀的情況下，進行判定接收到幀的通信節(jié)點是否獲得發(fā)送權(quán)的處理，在數(shù)據(jù)幀的情況下，進行以本通信節(jié)點為目標的數(shù)據(jù)的接收處理。然后處理結(jié)
束ο圖8是示意地表示將具有不同多播地址的2個組進行了連接的情況下的數(shù)據(jù)傳輸過程的圖。在這里，示出將由通信管理裝置10-1和從屬站點50-A、50-B、50-C、50-G構(gòu)成的第1組93、以及由通信管理裝置10-2和從屬站點50-D、50-E、50-F構(gòu)成的第2組94經(jīng)由交換式集線器84連接而成的通信系統(tǒng)。在第1組93中，在通信管理裝置10-1的1個端口處線狀連接從屬站點50_A，在另1個端口處線狀連接從屬站點50-B、50-C、50-G，從屬站點50-G經(jīng)由交換式集線器84與從屬站點50-C連接。另外，在第2組94中，在通信管理裝置10-2的1個端口處線狀連接從屬站點50-D，在另1個端口處線狀連接了從屬站點50-E、50-F。此外，第1和第2組93、 94之間沒有進行連接，在各個組93、94中，如實施方式1的說明所示，利用根據(jù)通信管理裝置10-1、10-2的MAC地址生成的多播地址進行通信。然后，如果作業(yè)人員將從屬站點50-D和第1組93的交換式集線器84進行了錯誤連接(S61)，則第2組94的幀122B(圖中表述為CyCle_data_B)從第2組94進入第1組 93，第1組93的幀122A(圖中表述為CyCle_data_A)從第1組93進入第2組94(S62)。此時，在第1組93的位于與第2組94之間的邊界處的從屬站點50_C中，進行上述圖7的處理，利用與交換式集線器84連接的第2端口 C2接收來自第2組94的幀(S63)， 但由于幀的發(fā)送目標地址102與本組的多播地址不同，所以不將該幀從第1端口 Cl送出而是廢棄(S64)。由此，由于來自第2組94的幀122B沒有從從屬站點50-C的第1端口 Cl送出，所以不會到達通信管理裝置10-1及其他從屬站點50-A、50-B。另外，第2組94的位于與第1組93之間的邊界處的從屬站點50_D也相同地，利用與交換式集線器84連接的第1端口 Dl進行接收(S65)，但不將第1組93的幀122A從第 2端口 D2送出而是廢棄(S66)。由此，由于來自第1組93的幀122A沒有從從屬站點50-D 的第2端口 D2送出，所以不會到達通信管理裝置10-2及其他從屬站點50-E、50-F。此外，在第1組93的從屬站點50-G中，從第2端口 G2接收第2組94的幀122B， 但由于在第1端口 Gl的前方不存在網(wǎng)絡，所以無法將接收到的第2組94的幀送出。根據(jù)本實施方式2，由于在同一網(wǎng)段的網(wǎng)絡內(nèi)存在多個組的情況下，使位于與相鄰組之間的邊界處的通信節(jié)點具有下述功能，即，在從某個端口接收到來自其他組的幀時，不將該幀從其他端口送出而是廢棄，因此，具有可以防止由與本組無關(guān)的幀消耗網(wǎng)絡帶寬的效果。實施方式3在實施方式2中，說明了在同一網(wǎng)段的網(wǎng)絡上只有1臺主站點(=通信管理裝置) 的情況。但是，如果在實施方式2的情況下，在同一網(wǎng)段的網(wǎng)絡上存在多臺主站點，如實施方式1的說明所示針對存在于同一網(wǎng)段的網(wǎng)絡上的各個由主站點和從屬站點構(gòu)成的組設定多播組，則需要將判定有無轉(zhuǎn)發(fā)的多播地址與主站點的連接臺數(shù)相應地進行存儲。因此， 在本實施方式3中，說明同一網(wǎng)段的網(wǎng)絡上存在多個主站點的情況。例如，在同一網(wǎng)段內(nèi)存在由主站點㈧和多個從屬站點㈧構(gòu)成的第1組、以及由主站點(B)和多個從屬站點(B)構(gòu)成的第2組的情況下，通信管理裝置10為第1組的主站點(A)或第2組的主站點(B)中的其中一個。因此，第1組和第2組全部設定為相同的多播地址。另外，由于在該同一網(wǎng)段內(nèi)存在第1組和第2組，所以為了識別在各組中實施通信的幀，只要在系統(tǒng)構(gòu)成時，由各組的主站點針對本站點所控制的從屬站點，作為多播地址之外的信息而將主站點識別信息向各從屬站點發(fā)布，并在組內(nèi)進行通信的幀中存儲該主站點識別信息即可，其中，該主站點識別信息是用于識別同一網(wǎng)段內(nèi)的組的信息。例如，在實施方式2的結(jié)構(gòu)中，只要數(shù)據(jù)幀通信處理部27、64在發(fā)送用于其組內(nèi)進行交換的信息的情況下，向幀內(nèi)存儲該主站點識別信息后進行發(fā)送，在除此以外的情況下，不存儲主站點識別信息而進行發(fā)送即可。另外，只要數(shù)據(jù)幀通信處理部27、64在接收到幀的情況下，讀取主站點識別信息，確認是否與本站點所保存的主站點識別信息一致，在一致的情況下，對該信息進行接收處理和轉(zhuǎn)發(fā)處理，在不一致的情況下，對該信息不進行接收處理而是進行轉(zhuǎn)發(fā)處理即可。此外，在這里，舉出了在同一網(wǎng)段內(nèi)存在2個組的情況的例子，但在存在大于或等于 3個組的情況下也相同。根據(jù)本實施方式3，由于在同一網(wǎng)段內(nèi)存在多個組(多個主站點)的情況下，存在于同一網(wǎng)段內(nèi)的通信節(jié)點(主站點和從屬站點)與組無關(guān)地，都使用同一個多播地址進行幀的發(fā)送，并在幀的內(nèi)部存儲用于識別組的主站點識別信息，所以具有下述效果，即，位于與其他網(wǎng)絡之間的邊界處的通信節(jié)點與實施方式2相同地，僅使用自身所屬的網(wǎng)絡被賦予的多播地址，就可以判定接收到的幀是否可以在同一網(wǎng)段內(nèi)傳輸。另外，由于同一網(wǎng)段內(nèi)的通信節(jié)點參照接收到的幀的主站點識別信息，對該幀是否為自身所屬的組的幀進行判定， 所以還具有下述效果，即，即使在同一網(wǎng)段內(nèi)存在多個組，也可以防止某個組的數(shù)據(jù)被屬于其他組的通信節(jié)點錯誤地進行接收處理。此外，上述通信管理裝置、主站點、從屬站點中的數(shù)據(jù)通信方法，可以通過利用具有CPU(中央運算處理單元)的可編程控制器或個人計算機等計算機執(zhí)行寫入有各個處理流程的程序而實現(xiàn)。在此情況下，計算機的CPU(控制單元)根據(jù)程序執(zhí)行上述數(shù)據(jù)通信方法的各處理工序。上述程序記錄在硬盤、軟(注冊商標)盤、⑶(Compact Disk)-ROM(Read Only Memory)、MO(Magneto-Optical disk)、DVD (Digital Versatile Disk 或者 Digital Video Disk)等可以由計算機讀取的記錄介質(zhì)中，通過由計算機從記錄介質(zhì)中讀出而被執(zhí)行。另外，上述程序也可以經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(通信線路)發(fā)布。另外，通信管理裝置也可以形成為通信管理電路，該通信管理電路是由使上述實施方式所記載的各處理部以上述處理流程執(zhí)行處理的電路而實現(xiàn)的。相同地，主站點及從屬站點也可以形成為通信電路，該通信電路是由使上述實施方式所記載的各處理部以上述處理流程執(zhí)行處理的電路而實現(xiàn)的。另外，通信管理裝置也可以形成為以使上述實施方式所記載的各處理部按上述處理流程執(zhí)行處理的方式制作的LSI (Large-Scale Integration)。相同地，主站點及從屬站點也可以形成為以使上述實施方式所記載的各處理部按上述處理流程執(zhí)行處理的方式制作的LSI。此外，通信管理裝置是對同一網(wǎng)段的網(wǎng)絡內(nèi)的通信進行管理的裝置，在同一網(wǎng)段的網(wǎng)絡內(nèi)有1臺主站點的情況下，通常該主站點成為通信管理裝置，在有多臺主站點的情況下，多臺主站點中的其中1臺成為通信管理裝置。此時，其他主站點具有從通信管理裝置中除去通信管理功能而形成的結(jié)構(gòu)。工業(yè)實用性如上述所示，本發(fā)明所涉及的通信管理裝置適用于要求數(shù)據(jù)通信的實時性且利用以太網(wǎng)連接的網(wǎng)絡系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種通信管理裝置，其對于在同一網(wǎng)段的網(wǎng)絡內(nèi)將1臺通信管理裝置和大于或等于 1臺從屬站點利用以太網(wǎng)線纜連接而成的組，在所述組內(nèi)使表示發(fā)送權(quán)的令牌幀根據(jù)循環(huán)順序在通信節(jié)點之間循環(huán)，從而對數(shù)據(jù)的發(fā)送進行管理，其中，以太網(wǎng)為注冊商標，其特征在于，具有邏輯環(huán)路構(gòu)成單元，其對于存在于可利用廣播進行發(fā)送的范圍內(nèi)的所述從屬站點和本裝置，確定表示發(fā)送權(quán)的令牌幀的發(fā)送順序，構(gòu)成邏輯環(huán)路；多播地址生成單元，其根據(jù)本裝置的MAC地址生成多播地址；多播地址存儲單元，其存儲所述多播地址；多播地址通知單元，其向構(gòu)成所述邏輯環(huán)路的所述從屬站點通知所述多播地址；以及幀通信處理單元，其發(fā)送在發(fā)送目標地址中設定了所述多播地址的幀，判定接收到的幀的所述發(fā)送目標地址與所述多播地址存儲單元中存儲的多播地址是否一致，在不一致的情況下，不進行所述幀的接收處理，而是將所述幀轉(zhuǎn)送。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信管理裝置，其特征在于，所述幀通信處理單元在接收到的所述幀的所述發(fā)送目標地址與所述多播地址不一致的情況下，不進行接收處理，將所述幀廢棄。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信管理裝置，其特征在于，所述多播地址生成單元將設定在本裝置中的48位MAC地址中的第1八位組的起始位設為“1”而生成多播地址。
4.一種通信裝置，其對于在同一網(wǎng)段的網(wǎng)絡內(nèi)將1臺通信管理裝置和大于或等于1臺從屬站點利用以太網(wǎng)線纜連接而成的組，通過獲得在所述組內(nèi)循環(huán)的以本站點為目標的令牌幀，從而進行數(shù)據(jù)發(fā)送，其中，以太網(wǎng)為注冊商標，其特征在于，具有多播地址存儲單元，其存儲從所述通信管理裝置通知的用于所述組內(nèi)的通信的多播地址；以及幀通信處理單元，其發(fā)送在發(fā)送目標地址中設定了所述多播地址的幀，判定接收到的幀的所述發(fā)送目標地址與所述多播地址存儲單元中存儲的多播地址是否一致，在不一致的情況下，不進行所述幀的接收處理，而是將所述幀轉(zhuǎn)送。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的通信裝置，其特征在于，所述幀通信處理單元在接收到的所述幀的所述發(fā)送目標地址與所述多播地址不一致的情況下，不進行接收處理，將所述幀廢棄。
6.一種通信方法，該方法在利用以太網(wǎng)線纜連接的1臺通信管理裝置和大于或等于1 臺從屬站點所在的同一網(wǎng)段的網(wǎng)絡內(nèi)，使表示發(fā)送權(quán)的令牌幀根據(jù)循環(huán)順序在通信節(jié)點之間循環(huán)，從而一邊管理所述通信節(jié)點進行的數(shù)據(jù)發(fā)送，一邊進行通信，其中，以太網(wǎng)為注冊商標，該通信方法的特征在于，包含下述工序組形成工序，在該工序中，所述通信管理裝置通過在可以利用廣播發(fā)送幀的范圍內(nèi)連接的所述從屬站點和本裝置，形成使所述令牌幀依次循環(huán)而進行通信的組；多播地址生成工序，在該工序中，所述通信管理裝置根據(jù)本裝置的MAC地址生成用于所述組內(nèi)的通信的多播地址；多播地址通知工序，在該工序中，所述通信管理裝置將所述多播地址向所述組內(nèi)的所述從屬站點通知；發(fā)送工序，在該工序中，所述通信管理裝置和所述從屬站點在發(fā)送目標地址中設定為所述多播地址而發(fā)送幀；以及接收工序，在該工序中，所述通信管理裝置和所述從屬站點判定接收到的幀的發(fā)送目標地址與所述組內(nèi)使用的所述多播地址是否一致，在一致的情況下進行接收處理，在不一致的情況下不進行接收處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的通信方法，其特征在于，在所述接收工序中，在所述幀的發(fā)送目標地址與所述組內(nèi)使用的多播地址不一致的情況下，廢棄所述幀。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的通信方法，其特征在于，在所述多播地址生成工序中，將所述通信管理裝置的48位MAC地址中的第1八位組的起始位設為“ 1 ”而生成多播地址。
全文摘要
本發(fā)明得到一種通信管理裝置，其在將由1臺通信管理裝置和大于或等于1臺從屬站點構(gòu)成的多個網(wǎng)絡，在動作中經(jīng)由交換式集線器等錯誤地進行了連接的情況下，將從其他網(wǎng)絡接收到的數(shù)據(jù)與本網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)區(qū)分開而進行排除。該通信管理裝置具有邏輯環(huán)路構(gòu)成部(21)，其確定網(wǎng)絡內(nèi)的令牌幀發(fā)送順序，構(gòu)成邏輯環(huán)路；多播地址生成部(23)，其根據(jù)本裝置的MAC地址生成多播地址；多播地址通知部(25)，其向構(gòu)成邏輯環(huán)路的從屬站點通知多播地址；以及令牌幀處理部(26)和數(shù)據(jù)幀通信處理部(27)，它們發(fā)送在發(fā)送目標地址中設定了多播地址的幀，在接收到的幀的發(fā)送目標地址與上述多播地址不一致的情況下，不進行幀的接收處理。
文檔編號H04L12/42GK102265561SQ20088013254
公開日2011年11月30日 申請日期2008年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月25日
發(fā)明者中村真人, 杉本富嗣, 藪崎龍三 申請人:三菱電機株式會社