數據傳送裝置以及數據傳送方法
【專利說明】數據傳送裝置以及數據傳送方法
[0001]本申請以日本專利申請2013 - 233710(申請日:2013年11月12日)為基礎，從該申請享受優先的利益。本申請通過參照該申請而包括該申請的全部內容。
技術領域
[0002]本發明的實施方式涉及數據傳送裝置以及數據傳送方法。
【背景技術】
[0003]以往以來，已知有進行上下水道處理設備、焚燒設備、海水淡化設備、水處理設備等各種設備、成套設備(Plant)的監視控制的PLC (可編程邏輯控制器)等的成套設備控制裝置。在將這種成套設備控制裝置的HMI (Human Machine Interface:人機界面)、控制器等連接的網絡中，使用基于以太網(注冊商標)的消息傳送或基于專用硬件的掃描傳送。在進行基于以太網(R)的消息傳送的情況下，成套設備控制裝置能夠使用現存的硬件，因此成套設備控制裝置的制造成本變得廉價。
[0004]此外，為了成套設備控制裝置的應用程序開發以及維護而使用了模擬器。在使用模擬器的情況下，能夠以單一的裝置模擬多個實際成套設備，因此無需維持每個實際成套設備的應用程序開發裝置、維護裝置。并且，在網絡使用了以太網(R)的情況下，能夠容易地在虛擬化環境中使成套設備控制裝置的模擬器動作。
[0005]然而，為了在網絡中通過模擬器使使用基于專用硬件的掃描傳送的成套設備控制裝置的應用程序動作，成套設備控制裝置需要專用硬件，成套設備控制裝置的制造成本增大。
[0006]此外，在成套設備控制裝置中安裝專用硬件而能夠進行掃描傳送的情況下，難以在虛擬化環境中使模擬器動作。
【發明內容】
[0007]本發明所要解決的課題在于，提供謀求制造成本的降低的同時實現掃描傳送，并且能夠進行虛擬化環境下的模擬器的動作的數據傳送裝置以及數據傳送方法。
[0008]實施方式的數據傳送裝置具備共有存儲器、變換部及通信部。共有存儲器能夠存儲在與其他的裝置之間周期性地廣播發送的用于掃描傳送的由多個數據塊構成的掃描數據。變換部將掃描數據和基于以太網(R)的消息傳送所用的數據包相互變換。通信部在其與其他的裝置之間，通過基于以太網(R)的傳送線路進行數據包的基于廣播發送的傳送。
[0009]根據上述構成的數據傳送裝置，能夠謀求制造成本的降低的同時實現掃描傳送，并且能夠進行虛擬化環境下的模擬器的動作。
【附圖說明】
[0010]圖1是對實施方式I所涉及的數據傳送系統的網絡構成以及功能的構成進行表示的框圖。
[0011]圖2是作為一例對實施方式I的掃描傳送進行說明的圖。
[0012]圖3是對實施方式I的PC的硬件構成的一例進行表示的框圖。
[0013]圖4是對實施方式I的掃描傳送應用程序接口和網絡變換部的功能的構成的一例進行表示的框圖。
[0014]圖5是關于實施方式I的數據傳送而對數據的流動的一例進行說明所用的圖。
[0015]圖6是對實施方式I的數據發送處理的次序的一例進行表示的流程圖。
[0016]圖7是對實施方式I的數據接收處理的次序的一例進行表示的流程圖。
[0017]圖8是對實施方式2所涉及的PC的功能的構成進行表示的框圖。
【具體實施方式】
[0018](實施方式I)
[0019]以下說明的一實施方式的數據傳送系統是應用于大規模成套設備控制系統等的用于傳送過程控制數據等的數據傳送系統。
[0020]如圖1所示,本實施方式所涉及的數據傳送系統為二個PC(Personal Computer:個人計算機)100、200連接于以太網(R)集線器(hub)400的構成。PC200是進行上下水道處理設備、焚燒設備、海水淡化設備、水處理設備等各種設備、成套設備的監視控制的PLC等的成套設備控制裝置。PC100是搭載了用于成套設備控制裝置的應用程序開發以及維護的模擬器的PC。PC100、200是數據傳送裝置的一例。
[0021]PC100是對成套設備控制裝置進行模擬的通常的計算機。如圖1所示，PC100具備控制器應用程序101、控制器模擬器102、掃描傳送應用程序接口 120、網絡變換部110及以太網(R)適配器104。
[0022]控制器模擬器102是用于模擬實際成套設備的模擬器。控制器應用程序101是成套設備控制裝置的應用程序，在控制器模擬器102上動作。
[0023]掃描傳送應用程序接口是用于實現TCnet的通信協議下的掃描傳送的接口。關于PC100與PC200之間的數據傳送，作為掃描傳送方式而實施。在此，TCnet是實時通信協議，是在以太網(R)上實現實時通信功能和高可靠化功能的網絡技術。
[0024]TCnet有掃描傳送功能(循環傳送功能)。在TCnet的網絡上的任意的站(在本實施方式中為PC100、200)都具備同一容量的公用存儲器，保存在公用存儲器中的掃描數據通過周期性進行的、基于組播或廣播的廣播通信，而在全部站都更新為同一內容。連接于站的外部設備能夠通過該公用存儲器而共有系統整體的控制數據。由此，網絡上的各站能夠在不意識到傳送的條件下進行與其他的站的數據交換。
[0025]掃描數據由多個數據塊構成，以塊單位傳送。例如，掃描數據以64個字為I個數據塊的2048個數據塊構成，但并不限定于此。掃描傳送具有三個優先度(高速/中速/低速)，能夠按各數據塊中的每個數據塊設定優先度，并且能夠任意決定各優先度的數據更新周期。
[0026]在掃描傳送方式，在裝置間依次發送伴隨發送權的驗證令牌(token)，接收到驗證令牌的裝置成為發話方(talker)而以一定周期將該的裝置的公用存儲器的掃描數據的數據塊發送給其他的裝置，成為接收到其數據塊的監聽方(listener)的裝置更新其公用存儲器中的該裝置(發話方)的數據塊。將該數據傳送的狀況示于圖2。此外，在本實施方式中，各PC100、200間的基于掃描傳送方式的數據傳送設為基于組播的數據傳送。
[0027]網絡變換部110將TCnet的掃描傳送方式下的掃描數據的數據塊和基于以太網(R)的消息傳送方式下的數據包相互變換。此外，關于掃描傳送應用程序接口 120以及網絡變換部110的詳細情況，在后面敘述。
[0028]以太網(R)適配器104負責基于以太網(R)的數據傳送。此外，這以后，將以太網(R)適配器104稱為適配器104。
[0029]PC200是成套設備控制裝置，具備HMI應用程序201、HMI軟件202、掃描傳送應用程序接口 120、網絡變換部110及適配器104 (以太網(R)適配器104)。
[0030]HMI軟件202是實現HMI的軟件，HMI應用程序201是在HMI軟件202上動作的應用程序。掃描傳送應用程序接口 120、網絡變換部110及適配器104具有與PC100同樣的功能以及構成。
[0031]此外，如圖3所示，本實施方式的PC100、200具備CPU(Central ProcessingUnit:中央處理單兀)301、ROM (Read Only Memory:只讀存儲器)302、RAM (Random AccessMemory:隨機存取存儲器)303、HDD (Hard Disk Drive:硬盤驅動器)304、顯示器裝置等的輸出器件306、鍵盤或鼠標等輸入器件305及以太網(R)適配器104作為硬件構成，它們分別連接于總線310，成為利用了通常的計算機的硬件構成。即，本實施方式的PC100、200具有現存的硬件構成，而不是掃描傳送所用的專用硬件構成。
[0032]接下來，對本實施方式的PC100、200中的掃描傳送應用程序接口 120和網絡變換部110的詳細情況進行說明。
[0033]如圖4所示，掃描傳送應用程序接口 120具備發送塊登記部121、發送數據寫入部122及接收數據讀出部123。
[0034]發送塊登記部121將傳送對象的發送數據的掃描數據內的塊編號登記在網絡變換部110內的存儲器111中。在此，塊編號是在掃描數據中對傳送對象的數據塊進行識別的識別息，是塊識別息的一例。
[0035]發送數據寫入部122將傳送對象的數據塊寫入到網絡變換部110內的公用存儲器112的掃描數據中。接收數據讀出部123從存儲在公用存儲器112的掃描數據中讀出接收到的數據的數據塊。
[0036]如圖4所示，網絡變換部110具備存儲器111、公用存儲器112、發送變換部113及接收變換部114。
[0037]存儲器111是登記傳送對象的發送數據的掃描數據內的塊編號所用的存儲介質。公用存儲器112是能夠存儲掃描數據的存儲介質。
[0038]發送變換部113生成包括塊編號和數據塊的數據包，該數據塊在存儲于公用存儲器112的掃描數據中與塊編號對應。由此，發送變換部113將掃描數據的數據塊變換為用于以太網(R)的消息傳送的數據包。在此，數據包成為公知的組播包的構造。發送變換部113經由適配器104發送所生成的數據包(發送包)。由此，發送包經由以太網(R)集線器400以組播方式被廣播發送至其他的裝置，而實現掃描傳送。
[0039]適配器104接收通過其他的裝置以組播方式廣播發送出的數據包。在此，接收到的數據包成為公知的組播包的構造。接收變換部114從該接收到的接收包(數據包)提取塊編號和數據，并將提取到的數據作為掃描數據中的塊編號所表示的數據塊而保存在公用存儲器112中。