数据通信系统以及数据通信装置的制作方法

专利名称：数据通信系统以及数据通信装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种以令牌传递方式进行主站点和从属站点之间的数据通信的数据 通信系统以及数据通信装置。
背景技术：
在工厂等的生产现场中，通过将PLCO^rogrammable Logic Controller)、逆变器、 温度计等现场设备之间进行连接而构成通信系统(现场网络)，一边在现场设备之间进行 数据通信一边进行各种处理。在上述通信系统中，为了保证在现场设备之间进行的数据通 信的实时性，采用了使用例如以太网(注册商标)技术等的LAN(Local Area Network)标 准的令牌传递方式。近年来，由于通信系统连接有大量现场设备，所以期望高效地在短时间 内对各现场设备所处理的数据进行数据处理。例如，在专利文献1所述的数据链接方法中，在数据链接系统内设有2个主站点。 并且，各主站点和所支配的本地站点之间进行数据通信。专利文献1 日本特开平5-252168号公报

发明内容
但是，在上述现有技术中，由于各主站点分别在本站点接收到令牌的定时进行数 据更新(数据处理)，所以各主站点进行的数据更新是异步进行的。由此，存在针对系统整 体的状态，在主站点间的数据更新中产生偏差的问题。另外，各主站点进行的数据更新的更新间隔(链接扫描)时间中包含所有主站点 进行的数据更新处理的合计时间。例如，在通信系统设置有2个主站点的情况下，一个主站 点进行的数据更新的更新间隔时间包含2个主站点的数据更新处理时间(本主站点的数据 更新处理时间以及其他主站点的数据更新处理时间)。由此，存在下述问题，即，各主站点 进行的数据更新的更新间隔变长，各主站点与本地站点之间的数据通信无法在短时间内完 成。本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到一种数据通信系统及数据通 信装置，其可以在能够高效进行动作的适当定时进行数据更新，并且在短时间内进行通信 系统内的数据通信。为了解决上述课题，实现目的，本发明提供一种数据通信系统，其具有主站点，其 以使用多播通信的令牌传递方式进行与从属站点之间的数据发送/接收，并且对与所述从 属站点之间发送/接收的数据进行运算处理，从而进行所述数据的数据更新；以及所述从 属站点，该数据通信系统的特征在于，所述主站点具有第1主站点，其进行所述数据通信 系统内的管理，并且进行规定的从属站点的数据更新；以及第2主站点，其对与由所述第1 主站点进行数据更新的从属站点不同的从属站点进行数据更新，所述第1以及第2主站点 在从所述从属站点接收到将所述第1主站点作为发送目标的令牌帧的情况下，进行数据更 新。
发明的效果本发明所涉及的数据通信系统实现下述效果，S卩，可以在能够高效动作的适当定 时进行数据更新，并且在短时间内进行通信系统内的数据通信。


图1是表示实施方式1所涉及的数据通信系统的结构的图。图2是表示实施方式1所涉及的数据通信系统的本地站点的结构的框图。图3是用于说明实施方式1所涉及的数据通信系统的数据更新的定时的图。图4是用于说明本地站点进行的对令牌的发送目标的判定方法的图。图5是用于说明异步处理时的数据更新间隔的图。图6是表示实施方式1所涉及的数据通信系统的动作步骤的流程图。图7是表示利用环型连接进行连接的数据通信系统的结构的框图。图8是表示实施方式2所涉及的数据通信系统的本地站点的结构的框图。图9是用于说明实施方式2所涉及的数据通信系统的数据更新的定时的图。图10是表示实施方式2所涉及的数据通信系统的动作步骤的流程图。标号的说明11数据更新处理部12数据发送/接收部13管理主地址存储部14地址判定部15数据更新标志判定部100数据通信系统11、12、ml、m2 从属站点L本地站点M管理主站点
具体实施例方式下面，基于附图，详细说明本发明所涉及的数据通信系统以及数据通信装置的实 施方式。此外，本发明并不由本实施方式限定。实施方式1.图1是表示实施方式1所涉及的数据通信系统的结构的图。数据通信系统100作 为通信设备(节点)而具有管理主站点(第1主站点)M、本地站点(第2主站点)L、从属 站点ml、m2、11、12。在数据通信系统100中，管理主站点M、本地站点L、从属站点ml、m2、 11、12连接在传送路径(总线幻上，彼此经由传送路径进行数据通信。在这里，针对管理 主站点M所支配的从属站点为从属站点ml、m2，本地站点L所支配的从属站点为从属站点 11、12的情况进行说明。本实施方式的数据通信系统100，使管理主站点M与本地站点L在同一定时进行 数据更新(对从从属站点接收到的数据进行运算处理等)。数据通信系统100利用使用了 例如以太网(注册商标)技术等的LAN标准的令牌传递方式，进行各站点(管理主站点M、本地站点L、从属站点ml、m2、ll、12)之间的数据通信(以太网(注册商标)帧的发送/接 收)。管理主站点M、本地站点L以及从属站点ml、m2、11、12各自为现场设备等的计算 机。管理主站点M是配置在PLCO^rogrammable Logic Controller)等中的网络单元，进行 对从所支配的从属站点ml、m2发送来的数据的数据处理以及数据通信系统100内的管理。另外，本地站点L进行对从所支配的从属站点11、12发送来的数据的数据处理等。 从属站点ml、m2、11、12分别配置在10设备或数字/模拟转换装置等周边设备(未图示) 内，向这些周边设备发送来自管理主站点M或本地站点L的动作指示等。在数据通信系统100中，从属站点ml、m2利用来自管理主站点M的数据使周边设 备动作，从属站点11、12利用来自本地站点L的数据使周边设备动作。此外，从属站点ml、 m2将从各自所连接的周边设备中取得的数据向管理主站点M发送，从属站点11、12将从各 自所连接的周边设备中取得的数据向本地站点L发送。在管理主站点M或本地站点L中，利用来自从属站点ml、m2、11、12的数据进行规 定的运算，生成向从属站点ml、m2、ll、12发送的数据。并且，将生成的数据从管理主站点M 或本地站点L向从属站点ml、m2、11、12发送。数据通信系统100通过反复进行在管理主 站点M和从属站点ml、m2之间进行的数据通信处理、以及在本地站点L和从属站点11、12 之间进行的数据通信处理，从而进行动作。在数据通信系统100中，管理主站点M主要基于物理结构(站点的连接结构)，确 定令牌帧(以下称为令牌)以何种顺序在各站点之间流动。数据通信系统100内的各站点按照管理主站点M所确定的令牌顺序(令牌的循环 顺序)使令牌循环。在各站点以多播方式向数据通信系统100内发送的令牌中，输入有下 一个被赋予发送权的站点的MAC (Media Access Control)地址(以下，称为令牌判定用MAC 地址)。数据通信系统100内的各站点在接收到以本站点为发送目标的令牌(令牌判定 用MAC地址为本站点MAC地址的令牌)的情况下，识别为本站点获得发送权，根据需要从本 站点发送数据后，发行针对其他站点的令牌而指定下一个发送站点。在数据通信系统100 中，通过使各站点实施该动作，令牌在数据通信系统100内循环，从而避免在传送路径上的 帧的拥堵状态。另外，如果管理主站点M接收到令牌，则识别为从从属站点ml、m2接收到数 据，执行数据更新。另外，如果本地站点L接收到令牌，则识别为从从属站点11、12接收到 数据，执行数据更新。在这里，数据更新是使用从从属站点ml、m2、11、12接收到的数据而 执行规定的运算处理，生成向从属站点ml、m2、11、12发送的数据的处理。数据更新也包含 下述处理，即，将向由各站点构成的网络发送的发送数据或来自网络的接收数据在CPU单 元等运算处理装置之间进行接收发送的处理。本实施方式的管理主站点M作为数据通信系统100内的管理而进行拓扑或令牌顺 序等的管理。本地站点L可以进行数据通信系统100内的管理，也可以不进行。图2是表示实施方式1所涉及的数据通信系统的本地站点的结构的框图。如该 图所示，本地站点L具有数据更新处理部11、数据发送/接收部12、管理主地址存储部13、 以及MAC地址判定部(发送目标判定部)14。本地站点L例如使用ASIC(AppliCati0n Specific Integrated Circuit)或微型计算机等构成。
数据更新处理部11使用从从属站点11、12接收到的数据，执行规定的运算处理， 作为该执行结果而生成向从属站点11、12发送的数据。本实施方式的数据更新处理部11， 在与MAC地址判定部14进行的令牌发送目标判定结果对应的定时进行数据更新。数据更 新处理部11在MAC地址判定部14判断为令牌的发送目标是管理主站点M的情况下，进行 数据更新。数据发送/接收部12与数据通信系统100内的其他站点之间进行数据的发送/ 接收或令牌的发送/接收等。由于本地站点L所支配的从属站点为从属站点11、12，所以 数据发送/接收部12与从属站点11、12之间进行数据的发送/接收。管理主地址存储部 13储存从管理主站点M发送来的管理主站点M的MAC地址。MAC地址判定部14基于从其他站点发送来的令牌的令牌判定用MAC地址(更新许 可信息)，判定令牌是针对哪个站点的令牌。MAC地址判定部14在接收到令牌判定用MAC 地址为本站点MAC地址的令牌的情况下，判断为获得发送权。另外，本实施方式的MAC地址 判定部14，通过将管理主地址存储部13所存储的管理主站点M的MAC地址、和从其他站点 接收到的令牌的令牌判定用MAC地址进行比较，从而判断是否向管理主站点M发送了令牌。 MAC地址判定部14在接收到令牌判定用MAC地址为管理主站点M的MAC地址的令牌的情况 (在管理主地址存储部13所存储的MAC地址和令牌判定用MAC地址一致的情况)下，判断 为处于数据更新的定时。MAC地址判定部14在获得了发送权的情况下，将获得了发送权这一情况向数据发 送/接收部12通知，使数据发送/接收部12进行数据发送。另外，在处于数据更新的定时 的情况下，MAC地址判定部14将处于数据更新定时这一情况向数据更新处理部11通知，使 数据更新处理部11进行数据更新。图3是用于说明实施方式1所涉及的数据通信系统的数据更新的定时的图。在本 实施方式中，针对令牌顺序为管理主站点M、本地站点L、从属站点ml、从属站点11、从属站 点12、从属站点m2、管理主站点M、……的情况进行说明。此外，在数据通信系统100内，发 送侧的站点利用多播通信发送指定了发送目标的数据及令牌，接收侧的站点仅接收本站点 所需的数据，放弃不需要的数据及令牌。管理主站点M向所支配的从属站点ml、m2发送数据，从属站点ml、m2接收来自管 理主站点M的数据(sl、s2)。如果管理主站点M完成了至从属站点ml、m2的数据发送，则 将令牌向本地站点L发送，本地站点L接收来自管理主站点M的令牌(s3)。本实施方式的本地站点L在接收到来自管理主站点M的令牌时，不进行数据的更 新处理，而是执行如下处理。如果本地站点L从管理主站点M接收到令牌，则向所支配的从 属站点11、12发送数据，从属站点11、12接收来自本地站点L的数据(s4、s5)。如果本地 站点L完成了至从属站点11、12的数据发送，则将令牌向从属站点ml发送，从属站点ml接 收来自本地站点L的令牌(s6)。从属站点ml向管理主站点M发送数据，管理主站点M接收来自从属站点ml的数 据(s7)。如果从属站点ml完成了至管理主站点M的数据发送，则将令牌向从属站点11发 送，从属站点11接收来自从属站点ml的令牌(s8)。从属站点11向本地站点L发送数据，本地站点L接收来自从属站点11的数据 (s9)。如果从属站点11完成了至本地站点L的数据发送，则将令牌向从属站点12发送，从属站点12接收来自从属站点11的令牌(SlO)。从属站点12向本地站点L发送数据，本地站点L接收来自从属站点12的数据 (sll)。如果从属站点12完成了至本地站点L的数据发送，则将令牌向从属站点m2发送， 从属站点m2接收来自从属站点12的令牌(sl2)。从属站点m2向管理主站点M发送数据，管理主站点M接收来自从属站点m2的数 据(sl3)。如果从属站点m2完成了至管理主站点M的数据发送，则将令牌向管理主站点M 发送，管理主站点M接收来自从属站点m2的令牌(sl4)。本实施方式的本地站点L对从其 他站点发送来的令牌进行监视。并且，本地站点L判断从其他站点发送来的令牌的发送目 标是否为管理主站点M。在sl4的处理中从从属站点m2向管理主站点M发送的令牌，与其 他令牌相同地利用多播通信而发送，因此也向本地站点L发送。本地站点L对从属站点m2 发送来的令牌是否是针对管理主站点M的令牌(令牌的发送目标)进行判定。在这里，说明本地站点L进行的令牌的发送目标的判定方法。图4是用于说明本 地站点L进行的令牌的发送目标的判定方法的图。在数据通信系统100中，管理主站点M 预先向本地站点L通知管理主站点M的MAC地址(stl)。本地站点L经由数据发送/接收部12接收从管理主站点M发送来的MAC地址。管 理主地址存储部13将由数据发送/接收部12接收到的MAC地址，作为管理主站点M的MAC 地址进行存储。然后，如果从属站点m2向管理主站点M发行令牌(st2)，则本地站点L经由数据发 送/接收部12接收来自从属站点m2的令牌(st3)。数据发送/接收部12将接收到的令牌 向MAC地址判定部14发送。MAC地址判定部14通过将数据发送/接收部12接收到的令牌内的令牌判定用MAC 地址、和管理主地址存储部13所存储的管理主站点M的MAC地址进行比较，从而对来自从 属站点m2的令牌是否是针对管理主站点M的令牌这一情况进行判定。在管理主站点M中，如果从从属站点m2接收到令牌(sl5)，则进行数据更新 (sl6)。另外，如果本地站点L判断为从属站点m2发送的令牌是针对管理主站点M的令牌， 则进行数据更新(sl7)。具体地说，如果本地站点L的MAC地址判定部14判断为令牌的发 送目标是管理主站点M，则数据更新处理部11进行数据更新。由此，使得管理主站点M进行的数据更新以及本地站点L进行的数据更新在大致 同一定时执行。由此，在数据通信系统100中，在发送了针对管理主站点M的令牌的情况下， 管理主站点M和本地站点L同步地进行数据更新。管理主站点M在进行数据更新后，执行下一次数据发送(sl8)。这里的sl8的处理 对应于si的处理。然后，在数据通信系统100中，重复与si至sl7相同的处理。数据通信系统100的数据更新间隔(链接扫描)Tl为从管理主站点M进行si的 处理至管理主站点M进行sl6的处理为止的时间。该数据更新间隔Tl与在本地站点L接 收到以本站点为发送目标的令牌时进行数据更新的情况下的数据更新间隔相比，减少了与 本地站点L进行数据更新的时间(sl7的处理时间)对应的量。在这里，针对在本地站点L接收到以本站点为发送目标的令牌时进行数据更新的 情况下的数据更新间隔、和本实施方式的数据通信系统100的数据更新间隔Tl之间的差异 进行说明。下面，将在本地站点L接收到以本站点为发送目标的令牌时进行数据更新的情况下的数据更新间隔称为异步处理时的数据更新间隔，将本实施方式的数据通信系统100 的数据更新间隔称为同步处理时的数据更新间隔，从而进行说明。图5是用于说明异步处理时的数据更新间隔的图。在图5中，示出在数据通信系 统100进行异步处理的情况(在本地站点L接收到以本站点为发送目标的令牌时进行数据 更新的情况)下的数据更新的定时。在这里，针对令牌顺序为管理主站点M、从属站点ml、 从属站点11、本地站点L、从属站点12、从属站点m2、管理主站点M、……的情况进行说明。在数据通信系统100进行异步处理的情况下，管理主站点M向所支配的从属站点 ml、m2发送数据，从属站点ml、m2接收来自管理主站点M的数据(s21、s22)。如果管理主 站点M完成了至从属站点ml、m2的数据发送，则将令牌向从属站点ml发送，从属站点ml接 收来自管理主站点M的令牌(s23)。从属站点ml向管理主站点M发送数据，管理主站点M接收来自从属站点ml的数 据(sM)。如果从属站点ml完成了至管理主站点M的数据发送，则将令牌向从属站点11发 送，从属站点11接收来自从属站点ml的令牌(s25)。从属站点11向本地站点L发送数据，本地站点L接收来自从属站点11的数据 (s26)。如果从属站点11完成了至本地站点L的数据发送，则将令牌向本地站点L发送，本 地站点L接收来自从属站点11的令牌(s27)。在数据通信系统100进行异步处理的情况下，本地站点L在接收到来自从属站点 11的令牌时，进行数据的更新处理(S28)。然后，本地站点L向所支配的从属站点11、12发 送数据，从属站点11、12接收来自本地站点L的数据(s29、s30)。如果本地站点L完成了 至从属站点11、12的数据发送，则将令牌向从属站点12发送，从属站点12接收来自本地站 点L的令牌(s31)。从属站点12向本地站点L发送数据，本地站点L接收来自从属站点12的数据 (s32)。如果从属站点12完成了至本地站点L的数据发送，则将令牌向从属站点m2发送， 从属站点m2接收来自从属站点12的令牌(s33)。从属站点m2向管理主站点M发送数据，管理主站点M接收来自从属站点m2的数 据(s34)。如果从属站点m2完成了至管理主站点M的数据发送，则将令牌向管理主站点M 发送，管理主站点M接收来自从属站点m2的令牌(s35)。管理主站点M如果从从属站点m2接收到令牌，则进行数据更新(s36)。管理主站 点M进行数据更新后，执行下一次数据发送。S卩，管理主站点M向从属站点ml、m2发送数 据，从属站点ml、m2接收来自管理主站点M的数据(s37、s38)。然后，如果管理主站点M完 成了至从属站点ml、m2的数据发送，则将令牌向从属站点ml发送，从属站点ml接收来自管 理主站点M的令牌(s39)。然后，数据通信系统100作为与s24 S30相同的处理而进行s40 s46。然后， 在数据通信系统100中，重复与W9至S44相同的处理。换言之，在数据通信系统100中， 将图5所说明的s21至s36的处理及W9至s44的处理作为一次令牌循环中进行的数据通 信，将该处理重复多个循环。管理主站点M的异步处理时的数据更新间隔tl为从管理主站点M进行s21的处 理至管理主站点M进行s36的处理为止的时间。另外，本地站点L的异步处理时的数据更 新间隔t2为从本地站点L进行s29的处理至本地站点L进行s44的处理为止的时间。
在管理主站点M的异步处理时的数据更新间隔tl中，包含管理主站点M进行数据 更新的处理时间(s36)、和本地站点L进行数据更新的处理时间(W8)。另外，在本地站点 L的异步处理时的数据更新间隔t2中，包含本地站点L进行数据更新的处理时间(s44)、和 管理主站点M进行数据更新的处理时间(s36)。由此，异步处理时的数据更新间隔tl、t2与 本实施方式的数据通信系统100的同步处理时的数据更新间隔Tl相比，间隔时间更长。图6是表示实施方式1所涉及的数据通信系统的动作步骤的流程图，示出管理主 站点M和本地站点L的动作步骤。本地站点L将与本地站点L有关的信息(本站点的站点 信息)向管理主站点M发送(步骤S10)。该站点信息包含例如本地站点L的MAC地址、本 地站点L可使用的通信协议的种类等信息而构成。管理主站点M从与管理主站点M连接的本地站点L及从属站点ml、m2、11、12接 收并收集各站点的站点信息(步骤S20)。并且，管理主站点M基于收集到的站点信息，确定 令牌的循环顺序(步骤S30)。在本实施方式中，管理主站点M使得为本地站点L设定的令牌的循环顺序成为比 其他站点优先的更早的顺序。例如，管理主站点M将从管理主站点M最初发送令牌的站点 设为本地站点L，从而形成令牌的循环顺序。由此，可以将管理主站点M和本地站点L发送/接收的数据的顺序统一为，从管理 主站点M或本地站点L进行的数据发送、来自从属站点ml、m2、11、12的数据的接收这一顺 序。由此，管理主站点M和本地站点L从从属站点ml、m2、11、12接收数据至进行数据更新 为止的时间变短，管理主站点M及本地站点L可以在与数据通信系统100的状态相应的适 当定时(数据通信系统100能够高效地进行动作的定时)进行数据更新。管理主站点M将已确定的令牌的循环顺序向本地站点L通知(步骤S40)。本地站 点L接收并取得令牌的循环顺序(步骤S50)。另外，管理主站点M向本地站点L通知管理 主站点M的MAC地址(步骤S60)。本地站点L接收并取得管理主站点M的MAC地址(步骤 S70)。该步骤SlO至S70的处理为查找阶段(与数据取得相关的处理)，数据通信系统100 在进行数据通信时只要执行一次即可。在该查找阶段之后，管理主站点M进行至从属站点ml、m2的数据发送(步骤S80)。 如果管理主站点M完成了至从属站点ml、m2的数据发送，则通过将令牌向本地站点L发送， 从而释放令牌(步骤S90)。本地站点L接收来自管理主站点M的令牌(步骤S 100)。本地站点L的MAC地址判定部14对接收到的令牌是否是以本站点(本地站点L) 为发送目标的令牌进行判定(步骤S110)。如果接收到的令牌是以本站点为发送目标的令 牌(步骤Sl 10，是)，则本地站点L的数据发送/接收部12进行至从属站点11、12的数据 发送(步骤S120)。然后，如果本地站点L完成了至从属站点11、12的数据发送，则通过将 令牌向从属站点ml发送，从而释放令牌(步骤S130)。然后，本地站点L等待下一个发送来 的令牌。另一方面，如果接收到的令牌不是以本站点为发送目标的令牌(步骤S110，否)， 则本地站点L的MAC地址判定部14对令牌是否是针对管理主站点M的令牌进行判定。换 言之，MAC地址判定部14判定接收到的令牌的令牌判定用MAC地址是否为管理主站点M的 MAC地址(步骤S140)。如果接收到的令牌不是管理主站点M的MAC地址(步骤S140，否)，则本地站点L等待下一个发送来的令牌。如果接收到的令牌为管理主站点M的MAC地址(步骤S140， 是)，则本地站点L的数据更新处理部11进行数据更新(步骤S150)。在本实施方式中，本地站点L在接收到从从属站点m2向管理主站点M发送的令牌 的情况下，将接收到的令牌判定为并不是以本站点为发送目标的令牌，而是以管理主站点M 为发送目标的令牌。由此，本地站点L在接收到从从属站点m2向管理主站点M发送的令牌 的情况下，进行数据更新。如果本地站点L完成了数据更新，则等待下一个发送来的令牌。在每次从其他站 点(管理主站点M或从属站点m2等)接收令牌时，本地站点L都重复步骤SlOO至S150的处理。管理主站点M在步骤S90的处理中释放令牌后，等待下一个发送来的令牌。如果 管理主站点M接收到令牌(步骤S160)，则对接收到的令牌的令牌判定用MAC地址是否为本 站点(管理主站点M)的MAC地址进行判定(步骤S170)。如果接收到的令牌不是管理主站点M的MAC地址(步骤S170，否)，则管理主站 点M等待下一个发送来的令牌。如果接收到的令牌的发送目标为管理主站点M的MAC地址 (步骤S170，是)，则管理主站点M进行数据更新(步骤S180)。由于从从属站点m2发送来的令牌是以管理主站点M为发送目标的令牌，所以管理 主站点M在接收到来自从属站点m2的令牌的情况下，进行数据更新。本地站点L也与管理 主站点M相同地，在从从属站点m2发送来的令牌是以管理主站点M为发送目标的令牌的情 况下，进行数据更新。由此，由管理主站点M进行的数据更新(步骤S180)和本地站点L进 行的数据更新(步骤S150)在相同的定时进行。管理主站点M在进行数据更新时，也可以根据需要进行时间调整。例如，在本地站 点L进行数据更新的处理时间与管理主站点M进行数据更新的处理时间相比较长的情况 下，管理主站点M使数据更新的开始定时延迟规定时间，以使得本地站点L进行的数据更新 和管理主站点M进行的数据更新在相同的定时完成。由此，由于本地站点L和管理主站点 M同时完成数据更新，所以可以防止在本地站点L的数据更新未完成时，管理主站点M就开 始下一个数据发送处理。此外，本地站点L及管理主站点M进行数据更新的处理时间例如 由管理主站点M预先测量或计算并进行存储。如果管理主站点M完成了数据更新，则等待下一个发送来的令牌。在每次从其他 站点接收令牌时，管理主站点M都重复步骤S160至S180的处理和步骤S80、S90的处理。在数据通信系统100中，在查找阶段后，将本地站点L进行的步骤SlOO至S150的 处理、和管理主站点M进行的S80、S90、S160至S180的处理，作为令牌阶段(使用令牌的数 据通信处理)而重复进行。此外，在本实施方式中，针对数据通信系统100的各站点通过线型连接而进行连 接的情况进行了说明，但也可以是通过星型连接或者环型连接将数据通信系统100的各站 点进行连接。在利用环型连接将数据通信系统100的各站点进行连接的情况下，通过例如图7 所示的连接结构使各站点进行连接。图7是表示利用环型连接进行连接的数据通信系统的 结构的图。如该图所示，对于利用环型连接进行连接的数据通信系统100，沿逆时针方向顺 次连接管理主站点M、从属站点ml、从属站点11、本地站点L、从属站点12、从属站点m2，并且通过连接从属站点m2和管理主站点M，从而构成环型连接。另外，在本实施方式中，针对数据通信系统100具有1个本地站点L的情况进行了 说明，但数据通信系统100也可以为具有多个本地站点L的结构。在此情况下，管理主站点 M的数据更新和至少一个本地站点L的数据更新在同一定时进行。例如，也可以是管理主站 点M的数据更新和所有本地站点L的数据更新在同一定时进行。如上所述，根据实施方式1，由于在管理主站点M进行数据更新的定时，本地站点L 进行数据更新，所以数据通信系统100内的数据更新可以由管理主站点M和本地站点L同 步进行。由此，可以在适当的定时进行数据更新。另外，可以在短时间内进行数据通信系统 100内的数据通信，可以使对与从属站点ml、m2、11、12连接的设备进行的控制高速化。实施方式2.下面，参照图8至图10，说明本发明的实施方式2。在实施方式2中，向管理主站 点M发行令牌的从属站点m2，在向管理主站点M发送令牌时，在令牌中添加表示处于数据更 新的定时的信息(表示许可数据更新这一情况的信息)后，向管理主站点M发送。仅在向 管理主站点M发送的令牌中，令牌中添加有表示处于数据更新的定时的信息的情况下，本 地站点L和管理主站点M才进行数据更新。图8是表示实施方式2所涉及的数据通信系统的本地站点的结构的框图。对于图 8的各构成要素中与图2所示的本地站点L具有相同功能的构成要素，标注相同标号，省略 重复的说明。如图8所示，本地站点L除了数据更新处理部11、数据发送/接收部12、管理 主地址存储部13、MAC地址判定部14之外，还具有数据更新标志判定部(许可判定部)15。数据更新标志判定部15判定从其他站点发送来的令牌所包含的数据更新标志是 ON还是OFF。数据更新标志是表示是否为管理主站点M以及本地站点L进行数据更新的定 时的信息。只有在从令牌的最后接收站点(令牌循环中最后接收令牌的站点)即从属站点 m2向管理主站点M发送的令牌中，数据更新标志被设定为0N，而在其他从属站点发送的令 牌中，数据更新标志被设定为OFF。数据更新标志判定部15在数据更新标志为ON的情况 下，判断为处于数据更新的定时。数据更新标志判定部15将是否处于数据更新的定时的判 断结果向数据更新处理部11发送。下面，对于实施方式2所涉及的数据通信系统的数据更新的定时进行说明。图9是 用于说明实施方式2所涉及的数据通信系统的数据更新的定时的图。此外，对于由数据通 信系统100所进行的处理中与通过图3说明的处理相同的处理，省略其说明。在本实施方 式中，针对令牌顺序为管理主站点M、本地站点L、管理主站点M、从属站点ml、从属站点11、 从属站点12、从属站点m2、管理主站点M、……的情况进行说明。管理主站点M仅对最后接收站点即从属站点m2发出下述指示，即，在向管理主站 点M发送令牌时，将数据更新标志置为ON后进行发送。然后，管理主站点M向所支配的从 属站点ml、m2发送数据，从属站点ml、m2接收来自管理主站点M的数据(s51、s52)。如果 管理主站点M完成了至从属站点ml、m2的数据发送，则将令牌向本地站点L发送，本地站点 L接收来自管理主站点M的令牌(s53)。本实施方式的本地站点L在接收到来自管理主站点M的令牌时，并不进行数据的 更新处理，而是执行如下处理。如果本地站点L从管理主站点M接收到令牌，则向所支配的 从属站点11、12发送数据，从属站点11、12接收来自本地站点L的数据(s54、s55)。
如果本地站点L完成了至从属站点11、12的数据发送，则将令牌向管理主站点M 发送，管理主站点M接收来自本地站点L的令牌(s56)。管理主站点M执行与数据发送/接收不同的其他处理(s57)。这里的其他处理是 例如利用实时通信等进行的处理，是与利用令牌传递方式所进行的处理不同的处理。本实 施方式的管理主站点M在为其他处理分配的时间内，不进行数据的更新处理。管理主站点M在进行了其他处理后，将令牌向从属站点ml发送，从属站点ml接收 来自管理主站点M的令牌(s58)。从属站点ml向管理主站点M发送数据，管理主站点M接 收来自从属站点ml的数据(s59)。如果从属站点ml完成了至管理主站点M的数据发送，则 将令牌向从属站点11发送，从属站点11接收来自从属站点ml的令牌(s60)。从属站点11向本地站点L发送数据，本地站点L接收来自从属站点11的数据 (s61)。如果从属站点11完成了至本地站点L的数据发送，则将令牌向从属站点12发送， 从属站点12接收来自从属站点11的令牌(s62)。从属站点12向本地站点L发送数据，本地站点L接收来自从属站点12的数据 (s63)。如果从属站点12完成了至本地站点L的数据发送，则将令牌向从属站点m2发送， 从属站点m2接收来自从属站点12的令牌(s64)。从属站点m2向管理主站点M发送数据，管理主站点M接收来自从属站点m2的数 据(s65)。如果从属站点m2完成了至管理主站点M的数据发送，则将令牌内的数据更新标 志置为ON的令牌向管理主站点M发送，管理主站点M接收来自从属站点m2的令牌(s66)。 本实施方式的本地站点L对从其他站点发送来的令牌进行监视。并且，本地站点L对其他 站点所发送的令牌的发送目标是否为管理主站点M进行判断。此外，本地站点L对其他站 点所发送的令牌中含有的数据更新标志是ON还是OFF进行判断。由于在s66的处理中从从属站点m2发送至管理主站点M的令牌，与其他的令牌相 同地利用多播通信发送，所以也向本地站点L发送(s67)。本地站点L对从属站点m2发送 的令牌是否为针对管理主站点M的令牌(令牌的发送目标)进行判定，并且对数据更新标 志是否为ON进行判定。在这里，MAC地址判定部14判断为从属站点m2所发送的令牌为针 对管理主站点M的令牌。另外，MAC地址判定部14判断为数据更新标志为ON。在管理主站点M中，如果从从属站点m2接收到令牌，则进行数据更新(s68)。另 外，如果本地站点L判断为从属站点m2所发送的令牌为针对管理主站点M的令牌，且数据 更新标志为0N，则进行数据更新(s69)。具体地说，如果本地站点L的MAC地址判定部14 判断出令牌的发送目标为管理主站点M,并且数据更新标志判定部15判断出数据更新标志 为0N，则数据更新处理部11进行数据更新。由此，管理主站点M进行的数据更新和本地站 点L进行的数据更新在大致同一定时执行。在本实施方式中，仅在数据更新标志为ON的情况下，管理主站点M进行数据更新。 由此，本实施方式的管理主站点M在从本地站点L接收到令牌的情况(s56)下，不进行数据 更新。在图9中，针对管理主站点M从本地站点L、从属站点m2接收令牌的情况进行了说 明，但在数据通信系统100中，也可以从其他站点(除了从属站点m2以外的站点)多次向管 理主站点M发送令牌。在该情况下，只要仅在从从属站点m2发送的令牌中将数据更新标志 置为0N，则管理主站点M即使从从属站点m2以外的站点接收令牌，也不进行数据更新。由 此，在数据通信系统100中，可以设定各种令牌循环(多次向管理主站点M发送令牌等)作为一次令牌循环。换言之，在数据通信系统100中，可以设定各种数据更新的间隔。例如， 也可以在一次令牌循环中，将令牌向管理主站点M发送大于或等于3次。如上所述，在数据通信系统100中，在向管理主站点M发送了数据更新标志为ON 的令牌的情况下，管理主站点M和本地站点L同步地进行数据更新。管理主站点M在进行 了数据更新后，执行下一个数据发送。然后，在数据通信系统100中，反复进行与s51至s69 相同的处理。图10是表示实施方式2所涉及的数据通信系统的动作步骤的流程图，示出了管理 主站点M、本地站点L、令牌的最后接收站点即从属站点m2的动作步骤。此外，对于在数据 通信系统100进行的处理中，与通过图6说明的实施方式1的数据通信系统100相同的处 理，省略其说明。本地站点L向管理主站点M发送本站点的站点信息(步骤S210)。另外，令牌的最 后接收站点即从属站点m2向管理主站点M发送本站点的站点信息(步骤S220)。管理主站点M从与管理主站点M连接的本地站点L及从属站点ml、m2、11、12中， 接收并收集各站点的站点信息(步骤S230)。并且，管理主站点M基于收集到的站点信息， 确定令牌的循环顺序(步骤SM0)。然后，管理主站点M向本地站点L和从属站点m2通知所确定的令牌的循环顺序 (步骤S250)。本地站点L接收并取得令牌的循环顺序(步骤S^O)。另外，从属站点m2接 收并取得令牌的循环顺序(步骤S270)。该步骤S210至S270的处理为查找阶段，数据通信系统100在进行数据通信时进 行一次即可。此外，在本实施方式中，管理主站点M也向本地站点L通知管理主站点M的 MAC地址。在该查找阶段之后，管理主站点M进行至从属站点ml、m2的数据发送(步骤 S280)。如果管理主站点M完成了至从属站点ml、m2的数据发送，则通过将令牌向本地站点 L发送而释放令牌(步骤S^O)。本地站点L接收来自管理主站点M的令牌(步骤S300)。本地站点L的MAC地址判定部14对接收到的令牌是否为以本站点(本地站点L) 为发送目标的令牌进行判定(步骤S310)。如果接收到的令牌是以本站点为发送目标的令 牌(步骤S310，是)，则本地站点L的数据发送/接收部12进行至从属站点11、12的数据 发送(步骤S320)。并且，如果本地站点L完成了至从属站点11、12的数据发送，则通过将 令牌向管理主站点M发送而释放令牌(步骤S330)。然后，本地站点L等待下一个发送来的 令牌。从属站点m2接收在步骤S280的处理中管理主站点M所发送的数据(步骤S340)。 然后，从属站点m2等待从其他站点发送来的以本站点为发送目标的令牌。如果从属站点m2 接收到以本站点为发送目标的令牌(步骤S350)，则向管理主站点M发送数据(步骤S360)。 如果从属站点m2完成了至管理主站点M的数据发送，则通过将令牌向管理主站点M发送而 释放令牌(步骤S380)。本实施方式的从属站点m2在向管理主站点M发送令牌时，将令牌 内的数据更新标志置为ON后发送。并且，从属站点m2在释放令牌后，等待下一个发送来的 令牌。在本地站点L中，如果在步骤S300的处理中接收到的令牌不是以本站点为发送目 标的令牌(步骤S310，否)，则本地站点L的MAC地址判定部14对接收到的令牌是否为针对管理主站点M的令牌进行判定(步骤S390)。如果接收到的令牌并非管理主站点M的MAC地址(步骤S390，否)，则本地站点 L等待下一个发送来的令牌。如果接收到的令牌为管理主站点M的MAC地址(步骤S390， 是)，则数据更新标志判定部15对令牌内的数据更新标志是否为ON进行判定(步骤S400)。如果数据更新标志为OFF (步骤S400，0FF)，则本地站点L等待下一个发送来的令 牌。另一方面，如果数据更新标志为0N(步骤S400，ON)，则本地站点L的数据更新处理部 11进行数据更新(步骤S410)。在本实施方式中，本地站点L在接收到从从属站点m2向管理主站点M发送的令牌 的情况下，判定为接收到的令牌并非以本站点为发送目标的令牌，而是以管理主站点M为 发送目标的令牌，并且数据更新标志为ON。由此，本地站点L在接收到从从属站点m2向管 理主站点M发送的令牌的情况下，进行数据更新。如果本地站点L完成了数据更新，则等待下一个发送来的令牌。在每次从其他站 点接收令牌时，本地站点L都重复步骤S300至S330的处理、步骤S390至S410的处理。管理主站点M在步骤S290的处理中释放令牌后，等待下一个发送来的令牌。在此 期间，如果存在从从属站点ml、m2至管理主站点M的数据发送，则管理主站点M接收来自从 属站点ml、m2的数据。由于从属站点m2在步骤S360的处理中向管理主站点M进行数据发 送，所以管理主站点M接收来自从属站点m2的数据(步骤S420)。然后，如果管理主站点M从其他站点接收到令牌(步骤S430)，则对接收到的令牌 的令牌判定用MAC地址是否为本站点的MAC地址进行判定(步骤S440)。如果接收到的令牌并非管理主站点M的MAC地址(步骤S440，否)，则管理主站点 M等待下一个发送来的令牌。如果接收到的令牌为管理主站点M的MAC地址(步骤S440， 是)，则对接收到的令牌的数据更新标志是否为ON进行判定(步骤S450)。在接收到的令 牌的数据更新标志为OFF的情况下(步骤S450，OFF)，管理主站点M等待下一个发送来的 令牌。在接收到的令牌的数据更新标志为ON的情况下(步骤S450，0N)，管理主站点M进 行数据更新(步骤S460)。由于从从属站点m2发送来的令牌中，数据更新标志为0N，所以管理主站点M在接 收到来自从属站点m2的令牌的情况下，进行数据更新。本地站点L也与管理主站点M相同 地，在从从属站点m2发送来的令牌的数据更新标志为ON的情况下，进行数据更新。由此， 管理主站点M进行的数据更新(步骤S460)和本地站点L进行的数据更新(步骤S410)在 相同定时进行。如果管理主站点M完成了数据更新，则等待下一个发送来的令牌。在每次从其他 站点接收令牌时，管理主站点M都重复步骤S430至S460的处理和步骤S280、S^0、S420的处理。在数据通信系统100中，在查找阶段之后，作为令牌阶段而反复进行本地站点L进 行的步骤S300至S330、S390至S410的处理、和管理主站点M进行的步骤S280、S^0、S420 至S460的处理。根据上述实施方式2，在向管理主站点M发送了数据更新标志为ON的令牌的情况 下，管理主站点M和本地站点L同步地进行数据更新，因此，可以设定各种令牌循环作为一 次令牌循环。
工业实用性如上所述，本发明所涉及的数据通信系统以及数据通信装置可以应用于主站点和 从属站点之间的数据通信。
权利要求
1.一种数据通信系统，其具有主站点，其以使用多播通信的令牌传递方式进行与从 属站点之间的数据的发送/接收，并且对与所述从属站点之间发送/接收的数据进行运算 处理，从而进行所述数据的数据更新；以及所述从属站点，其特征在于，所述主站点具有第1主站点，其进行所述数据通信系统内的管理，并且进行规定的从属站点的数据更 新；以及第2主站点，其对与由所述第1主站点进行数据更新的从属站点不同的从属站点进行 数据更新，所述第1以及第2主站点在从所述从属站点接收到以所述第1主站点为发送目标的令 牌帧的情况下，进行数据更新。
2.根据权利要求1所述的数据通信系统，其特征在于，所述第2主站点具有发送目标判定部，其对从所述从属站点发送的令牌帧的发送目标进行判定；以及数据更新处理部，其在所述发送目标判定部判定为所述令牌帧的发送目标是所述第1 主站点的情况下，进行所述数据更新。
3.根据权利要求2所述的数据通信系统，其特征在于，所述第1主站点在接收到将所述第1主站点作为发送目标且具有用于对数据更新作出 许可的更新许可信息的令牌帧的情况下，进行数据更新，所述第2主站点还具有许可判定部，其对从所述从属站点发送的令牌帧是否具有所述 更新许可信息进行判定，在所述发送目标判定部判定为所述令牌帧的发送目标是所述第1主站点，并且所述许 可判定部判定为从所述从属站点发送的令牌帧具有更新许可信息的情况下，所述数据更新 处理部进行所述数据更新。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的数据通信系统，其特征在于，对所述令牌帧设定循环顺序，以使得该令牌帧在向所述第1主站点以及所述第2主站 点发送后，向所述各从属站点发送。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的数据通信系统，其特征在于，使得所述第1以及第2主站点在进行了数据更新后进行的下一个数据发送处理，在所 述第1主站点和第2主站点中同时开始。
6.一种数据通信装置，其在数据通信系统内，以使用多播通信的令牌传递方式进行与 从属站点之间的数据的发送/接收，并且对与所述从属站点之间发送/接收的数据进行运 算处理，从而进行所述数据的数据更新，其特征在于，具有发送目标判定部，其对从所述从属站点发送的令牌帧的发送目标进行判定；以及数据更新处理部，其在所述发送目标判定部判定为所述令牌帧的发送目标是主站点的 情况下，进行所述数据更新，该主站点进行所述数据通信系统内的管理，并且进行规定的从 属站点的数据更新。
全文摘要
本发明提供一种数据通信系统，其以令牌传递方式进行数据的发送/接收，并且对与从属站点之间发送/接收的数据进行运算处理，从而进行数据的数据更新，在该数据通信系统中具有管理主站点(M)，其进行从属站点(m1、m2)的数据更新；以及本地站点(L)，其进行从属站点(l1、l2)的数据更新，管理主站点(M)在接收到将管理主站点(M)作为发送目标的令牌帧的情况下，进行数据更新，本地站点(L)对从从属站点(m1、m2、l1、l2)发送的令牌帧的发送目标进行判定，在发送目标为管理主站点(M)的情况下，进行数据更新。
文档编号H04L12/417GK102047616SQ20088012960
公开日2011年5月4日 申请日期2008年6月2日 优先权日2008年6月2日
发明者杉本富嗣, 薮崎龙三 申请人:三菱电机株式会社