CN103873549B - Plc通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种PLC通信系统，该PLC通信系统具备PLC（20）；多个设备（152）、（153）、（154）；三个以上的通信处理节点（142）、（143）、（144），其设置于PLC（20）以及多个设备（152）、（153）、（154）中的每一个，并且使PLC（20）以及多个设备（152）、（153）、（154）中的每一个能够与其他通信；通信线路（111）、（112），其以能够进行数据通信的方式相互连接通信处理节点（142）、（143）、（144）之间。其中，PLC（20）检测两个通信处理节点（142）、（143）、（144）之间的无法通信的状态。并且，PLC通信系统还具备显示装置（30），其在存在多种由PLC（20）检测出的无法通信的状态的情况下，将构成无法通信的状态的多个通信线路重叠的部分显示为线路异常。

Description

PLC通信系统

技术领域

本发明是进行PLC与其他的设备的通信的系统，涉及能够在通信线路异常的情况下把握其异常部分的系统。

背景技术

可编程逻辑控制器（以下，叫作PLC）通过与其他设备进行通信而动作。在PLC中，日本特开平6-324723号公报中记载有，在一个局从其他局接收数据的情况下，在一定时间不能接收，而计时器时间已到时，判断为通信异常。另外，日本特开平2-235104号公报中记载有，通过显示拨号动作的重试次数，来把握数据授受通信通过几次的重试才成立。

可是，在连接有多个通信设备的情况下，难以找到通信线路的哪个部位异常。

发明内容

本发明提供一种作业者能够在通信线路异常的情况下把握是哪个部位异常的PLC通信系统。

根据本发明的一个例子，PLC通信系统的特征在于，具备：PLC；多个设备；三个以上的通信处理节点，其设置于PLC以及多个设备中的每一个，并且使PLC以及多个设备中的每一个能够与其他的进行通信；通信线路，其以能够进行数据通信的方式相互连接通信处理节点之间，其中，PLC检测两个通信处理节点之间的无法通信的状态，PLC通信系统还具备显示装置，其在存在多种由PLC检测出的无法通信的状态的情况下，将构成无法通信的状态的多个通信线路重叠的部分显示为线路异常。

附图说明

参照附图由以下示例性实施例的描述，本发明的上述和其它目的、以及特征和优点将变得明显，其中，相同的标号用于表示类似的元件。

图1是本发明的第一实施方式中的PLC通信系统全体构造图。

图2表示取出图1的PLC通信系统中的FL-net（controller level network basedon Ethernet,standardized by Japan Electrical Manufactures’Association：基于以太网，由日本电器制造商协会标准化的控制器级网络）的一部分的网络构造，表示令牌（传播权、传输权）的移动路径。

图3表示在图2的构造中，伴随时间推移的令牌的移动，粗箭头表示已经发行的令牌的移动，双线箭头表示再发行的令牌的移动。

图4表示在图3的状态中，各通信处理节点中的令牌再发行（重试）的次数。

图5表示图3的时刻t9的显示装置的显示内容。

图6表示图3的时刻t13的显示装置的显示内容。

图7表示在图2的构造中，通信线路的一部分（×印的部分）由于断线等成为无法通信的状态的情况。

图8表示在图7的构造中，伴随时间推移的令牌的移动，粗箭头表示已经发行的令牌的移动，双线箭头表示再发行的令牌的移动。

图9表示在图8的状态中，各通信处理节点中的令牌再发行（重试）的次数。

图10表示图7的时刻t9的显示装置的显示内容。

图11是第二实施方式，表示取出图1的PLC通信系统中的FL-net的一部分的网络构造，用箭头表示令牌的移动路径，括号内的数字表示令牌再发行（重试）的原因路径中的重试次数。另外，用×印表示通信线路的断线部分。

图12是第三实施方式，表示应用TCP（Transmission Control Protocol：传输控制协议）的情况的网络构造，用箭头表示数据的发送路径，用×印表示通信线路的断线部分。

图13表示在图12的状态中经过某时间的时刻的显示装置的显示内容。括号内的“To443：2”表示该通信处理节点对于节点443进行了数据的重新发送处理（重试）的次数是两次。

图14是第四实施方式，表示取出构成图1的PLC通信系统中的Devicenet（注册商标）中菊花链的部分的网络构造，表示数据的发送顺序。

图15表示图14的状态中的显示装置的显示内容。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施例进行说明。

参照图1对于包含第一实施方式的PLC通信系统的网络系统的全体构造进行说明。如图1所示，网络系统是包含控制工作机械等的可编程逻辑控制器（以下，称为PLC）20，与其他的设备进行通信的系统。

网络系统除PLC20以外，具备：针对PLC20进行参数输入、网络构造图输入等的输入装置10；以及显示与PLC20有关的信息的显示装置30。并且，网络系统具备与PLC20连接的通信处理节点41（以下，简称为“节点”）。节点41与FL-net（controller level network basedon Ethernet,standardized by Japan Electrical Manufactures’Association：基于以太网，由日本电器制造商协会标准化的控制器级网络）、FL远程、以及DeviceNet（注册商标）对应。此处，FL远程是FL-net的一种方式。

并且，在图1中，网络系统经由节点41形成FL-net100、FL远程200、以及DeviceNet300。FL-net100具备：通信线路110；通过通信线路110与节点41可通信地连接的多个节点140；与各个节点140连接的其他设备150。

FL远程200具备：通信线路210；通过通信线路210与节点41可通信地连接的多个节点240；与各个节点240连接的其他设备150。DeviceNet300具备：通信线路310；通过通信线路310与节点41可通信地连接的多个节点340；与各个节点340连接的其他设备350。

通过FL-net100与节点41可通信地连接的其他设备150是例如其他的PLC等。另外，通过FL远程200与节点41可通信地连接的其他设备250是例如致动器以及传感器等的I/O模块。另外，通过DeviceNet300与节点41可通信地连接的其他设备350是其他的PLC、I/O模块等。此外，在各100、200、300中，使用HUB（集线器），能够增加连接的其他设备的数量。

而且，显示装置30显示有整个网络构造图（通信线路图）。并且，在显示装置30分别通过不同的显示方法（例如，不同颜色）显示设备异常、线路异常、注意线路。

接下来，参照图2对于本实施方式的PLC通信系统进行说明。本实施方式的PLC通信系统相当于图1所示的网络系统中包含输入装置10、PLC20、显示装置30、节点41以及FL-net100的部分。但是，在图2仅示出FL-net100中的节点的一部分。

如图2所示，PLC通信系统具备输入装置10、PLC20、显示装置30、与PLC20连接的节点41、经由集线器161连接的节点142、143、144、以及与各节点142、143、144连接的其他的设备152、153、154。另外，PLC通信系统为了可数据通信地相互连接各节点41、142－144之间，具备遵循FL-net的通信线路111－114。线路111、112、113、114连接各个节点41、142、143、144与集线器161之间。

此处，在FL-net100中，各节点41、142、143、144按照规定顺序使数据的传播权（令牌）移动。在图2中，令牌的移动顺序如箭头所示，为节点41→节点142→节点143→节点144→节点41。并且，具有令牌的节点能够将数据对其他的节点发送。例如，若节点143从前一顺序的节点142接受令牌，则在接受之后规定时间内向其他的节点发送数据，若经过该规定时间则该节点143将令牌发送给下一个节点144。

可是，在由于某种原因，例如即使到了节点144应该从节点143接受令牌的时刻也无法接受到令牌的情况下，节点144将令牌再发行（重试）。换句话说，该节点144在发行新的令牌，并向其他的节点发送了必要的数据之后，将该令牌发送给规定的下一个节点41。

接下来，列举节点143为电源OFF，之后恢复了的情况，参照图3～图6进行说明。在该情况下，伴随时间经过的令牌的移动如图3所示。在时刻t1，从节点41向下一顺序的节点142移动。换句话说，在该时刻，节点142具有令牌。在那之后，节点143成为电源OFF。

接着，在时刻t2，不受节点143的电源OFF的影响，节点142向下一顺序的节点143发送令牌。可是，节点143无法接受令牌。因此，节点143无法向下一个顺序的节点144发送令牌。

于是，在时刻t4，节点144无法接受令牌，所以将令牌再发行（重试），向下一顺序的节点41发送该令牌。接着，在时刻t5－t8，进行与时刻t1－t4相同的处理。换句话说，在时刻t8，节点144再次将令牌再发行。

并且，在时刻t9之后使节点143的电源恢复。于是，在时刻t10，节点143接受由前一顺序的节点142发送的令牌。因此，在时刻t11，节点143向下一顺序的节点144发送令牌。因此，节点144在时刻t12无需再发行，将接受的令牌向下一顺序的节点41发送。

如图3所示的令牌的移动的情况，各节点41、142、143、144的重试次数为下面那样。参照图4对于重试次数进行说明。节点41、142、143在t1－t16的期间是零。可是，节点144的重试次数在时刻t4为一次，在时刻t8为二次。之后保持为二次。

接下来，对于在上述的时刻t9、t13的显示装置30的显示内容进行说明。在时刻t9的显示装置30的显示内容为如图5所示。此处，在FL-net100中，某设备在电源OFF等的状态的情况下，其他的设备能够识别该设备为电源OFF的状态。因此，PLC20能够识别节点143是电源OFF的状态。因此，在显示装置30中节点143作为设备异常，例如用红色（在图5中是粗线和影线）显示。

另外，在时刻t9，节点144为二次的重试次数。此处，PLC20在各节点41、142、143、144进行的重试次数被进行设定次数（这里设为二次）的情况下，识别为连接该节点与前一顺序的节点的通信线路为无法通信的状态。因此，在显示装置30中，无法通信的状态的通信线路113、114以及集线器161作为注意线路，例如用黄色（在图5中是虚线）显示。

并且，在显示装置30中，在正常的各节点41、142、144的部位显示有重试次数。在图5中，重试次数用在各节点中的括号内的数字表示。节点41、142的重试次数是零次，节点144的重试次数是二次。

这样，在时刻t9，作业者能够把握设备异常的节点，并且能够把握在整个网络构造图中设备异常的节点在哪里存在。并且，作业者能够识别重试的原因线路，并且根据重试次数能够把握是怎样的程度的状况。

接下来，在时刻t13的显示装置30的显示内容为如图6所示。在时刻t13，因为节点143的电源恢复，所以节点143的设备异常消除。因此，如图6所示，在显示装置30中，节点143为表示正常状态的显示。但是，作为重试的原因线路的通信线路113、114以及集线器161依然作为注意线路例如用黄色（在图5中是虚线）显示着。并且，在节点144中的重试次数也按照原样被维持在二次。这样，通过即使设备异常被消除后也持续显示注意线路以及重试次数，能够事后确认哪个节点设备异常。

接下来，列举在通信线路113产生断线等的通信异常的情况，参照图7～图10进行说明。如图7所示，若通信线路113为通信异常，则节点143无法接受由节点142发送的令牌。并且，虽然节点143发送再发行的令牌，但是节点144无法接受该令牌。因此，节点144将令牌再发行向节点41发送。

伴随时间经过的令牌的移动如图8所示。在时刻t1，从节点41向下一顺序的节点142移动。之后，通信线路113断线。接着，在时刻t2，节点142向下一顺序的节点143发送令牌。可是，因为通信线路113断线，所以节点143无法接受令牌。因此，节点143将令牌再发行（重试），在时刻t3，向下一顺序的节点144发送该令牌。

在该情况下由于通信线路113的断线，节点144也无法接受从节点143发送的令牌。为此，节点144将令牌再发行，在时刻t4，向节点41发送该令牌。接着，时刻t5－t8、t6－t12、t13－t16进行与时刻t1－t4相同的处理。

如图8所示的令牌的移动的情况，各节点41、142、143、144的重试次数为如下那样。参照图9对于重试次数进行说明。节点41、142在t1－t16的期间是零。可是，节点143的重试次数在时刻t3为一次，在t7为二次，在t11为三次，在t15为四次。另外，节点144的重试次数在t4为一次，在t8为二次，在t12为三次。

接下来，在上述的时刻t9的显示装置30的显示内容为如图7以及图10所示。首先，再次参照图7，对于在时刻t9的无法通信的状态的通信线路的关系，进行更详细地说明。

因为在时刻t9节点143的重试次数是设定次数（二次）以上，所以PLC20将连接该节点143与前一顺序的节点142的通信线路112、113以及集线器161识别为无法通信的状态。并且，因为节点144的重试次数是设定次数以上，所以PLC20将连接该节点144与前一顺序的节点143的通信线路113、114以及集线器161识别为无法通信的状态。

换句话说，在时刻t9，如图7的箭头A1、A2所示，存在多种无法通信的状态。并且，由图7的A包围的集线器161以及通信线路113为构成无法通信的状态的多个通信线路的重叠部分。此外，通信线路112、114为单一的构成无法通信的状态的通信线路。

此时的显示装置30的显示内容如图10所示。在显示装置30中，由图7的A包围的部分作为线路异常，例如用紫色（在图10中是双线）显示。并且，在显示装置30中，通信线路112、114作为注意线路，用黄色（在图10中是虚线）显示。

并且，在显示装置30中，在各节点41、142、143、144的部位显示有重试次数。如图10所示，在时刻t9，节点41、142的重试次数是零次，节点143、144的重试次数是二次。

如上述那样，在显示装置30中，将多种无法通信的状态重叠的部分作为线路异常显示。此处，通过利用在FL-net中使令牌依次移动可知表示线路异常的图8与表示设备异常的图4不同。而且，多种的无法通信的状态重叠这样的情况能够与设备异常区别，能够识别为是通信线路异常。

并且，在多个无法通信的通信线路重叠的情况下，在多数的通信线路之中，重叠的部分（本实施方式中，重叠的通信线路以及集线器）是异常的可能性非常高。因此，通过在显示装置30将该重叠部分用与其他不同的显示方法显示，作业者能够确定出通信线路异常的部位。特别是，通过在显示整个网络构造图的基础上，将线路异常的部分用与其他部位不同的显示方法显示，能够容易地把握线路异常的部分在哪存在。

另外，在上述中，即使是没有线路异常、设备异常的状态，也有在显示装置30中显示为注意线路的部分。换句话说，显示为注意线路的部分是构成无法通信的状态的通信线路。即使不成为线路异常，通过把握构成无法通信的状态的通信线路，能够促进作为系统管理者的作业者注意。其结果，与实现线路异常的预防紧密相联。并且，通过显示重试次数，能够实现线路异常的予测，能够促进作业者注意。

此外，在上述实施方式中，虽然对于FL-net100进行了说明，但是即使对于FL远程200实质上也相同。换句话说，即使在包含FL远程200的PLC通信系统中，作业者也能够把握线路异常。此外，因为FL远程是上述那样的FL-net的一种方式，所以与FL-net相同地，构成FL远程200的各个节点按照规定的顺序移动令牌。另外，在上述实施方式中，显示整个网络构造图，从而能够在其中把握异常部位，但是除此以外，也可以不显示整个网络构造图，而仅显示异常部位的名称、地址。

接下来，对于图11所示的网络构造的情况的显示装置30的显示内容进行说明。PLC通信系统，如图11所示，具备输入装置（未图示）、PLC20、显示装置（未图示）、节点41、142－145、设备152－155、集线器161、162、以及通信线路111－116。并且，设为是由于通信线路112、113断线等的异常。另外，各节点按箭头所示的方向发送令牌。另外，各节点的重试次数是在各节点的部位记载的括号内的数字。此外，重试次数也在表示令牌的移动路径的箭头的附近表示。

在该情况下，在显示装置30中，作为线路异常，通信线路112、113、114以及集线器161、162用紫色（在图11中是双线）显示。另外，通信线路115、116用黄色（在图11中是虚线）显示。其他显示为正常。

这样，断线的通信线路112、113显示为线路异常。但是，在显示为线路异常的部分，除通信线路112、113以外，还包含有通信线路114以及集线器161、162。可是，通过确认显示为线路异常的部分，能够早期找到实际断线的通信线路112、113。

并且，通过显示重试次数，能够把握哪个部分的重试次数多。例如，在图11中，在显示为线路异常的部分中，重试次数多的部分为通信线路112、集线器161、162。该部分是包含两种重试次数是三次的路径的部分。并且，在如上述那样存在多个线路异常的情况下，通过显示重试次数，能够提高重试次数多的部分的优先度。换句话说，优先地检查该部分实际上是否有异常，从而能够早期恢复。

接下来，对于本实施方式的PLC通信系统应用TCP（Transmission ControlProtocol：传输控制协议）的情况进行说明。PLC通信系统如图12所示，具备输入装置10、PLC20、显示装置30、节点41、442－444、设备452－454、集线器461、以及通信线路411－414。并且，设为是由于通信线路413断线等的异常。

各节点41、442－444基于发送数据的发送目的地地址，对于其他的节点进行数据发送，并且在无法进行数据发送的情况下进行将数据再发送的重试处理。在图12中，例举了如由箭头B1、B2所示，节点41、442、444向节点443发送数据的情况。

此时，PLC20在重试处理被进行设定次数（这里是二次）的情况下，将连接发送源的节点与发送目的地的节点的通信线路识别为无法通信的状态。换句话说，作为第一无法通信的状态，PLC20识别为从节点41向节点443的发送路径，即、通信线路411、413以及集线器461是无法通信的状态，作为第二无法通信的状态，识别为从节点442向节点443的发送路径，即、通信线路412、413以及集线器461是无法通信的状态，作为第三无法通信的状态，识别为从节点444向节点443的发送路径，即、通信线路413、414以及集线器461是无法通信的状态。

该情况下的显示装置30的显示内容如图13所示。即、构成无法通信的状态的多个通信线路重叠的部分，即集线器461以及通信线路413用紫色（在图13中是双线）显示为线路异常。另外，构成无法通信的状态的单一的通信线路，即、通信线路411、412、414用黄色（在图13中是虚线）显示为注意线路。并且，在各节点显示有进行重试处理的发送目的地及其重试次数。

这样，即使在应用TCP的情况下，也能够早期发现通信线路异常的部位。另外，通过注意线路的显示以及重试次数的显示，能够促进作业者注意。并且，虽然未图示，但是在存在多个线路异常的通信线路的情况下，与上述实施方式相同，能够提高重试次数多的部分的优先度，利于早期的恢复。

接下来，参照图14对于本实施方式的PLC通信系统进行说明。本实施方式的PLC通信系统相当于图1所示的网络系统中，包含输入装置10、PLC20、显示装置30、节点41以及DeviceNet300的部分。此处，在DeviceNet300中，发挥主要功能的节点41（以下，称为主节点）对发挥次要功能的其他的节点342、343、344、345（以下，称为次要节点）进行数据发送。

但是，在DeviceNet300之中，在如图14所示的菊花链的情况下，从主节点41发送的数据经由其他的次要节点（例如节点342），发送给前方连接的次要节点（例如节点343）。即、主节点41经由其他的次要节点，和前方连接的次要节点相互地连接。在该情况下，能够应用上述相同的想法，来显示线路异常。

在图14中，次要节点342、343、344、345依次通过菊花链与主节点41连接。在该情况下，从主节点41的数据发送如由图14的No.1到No.4所示，按照次要节点342、343、344、345的顺序发送。

并且，设为是由于图14的次要节点343与次要节点344之间的通信线路313断线引起的异常。此时，对于在No.3记载的数据发送而言，记载为3－3的部分成为无法通信的状态。另外，对于在No.4记载的数据发送而言，记载为4－3、4－4的部分成为无法通信的状态。换句话说，PLC20识别这些无法通信的状态。

在上述的情况下的显示装置30的显示内容如图15所示。如图15所示，在显示装置30中，多个构成无法通信的状态的通信路径重叠的部分，即通信线路313的部分用紫色（在图15中是双线）显示为线路异常。并且，通信线路314的部分用黄色（在图15中是虚线）显示为注意线路。

这样，在菊花链的情况下，通过如上述那样显示，作业者能够把握在通信线路中哪个部位异常。特别是，通过显示整个网络构造图，并在其中显示线路异常，作业者能够容易地把握线路异常的部位位于何处。

Claims (5)

1.一种PLC通信系统，具备：

可编程逻辑控制器亦即PLC；

多个设备；

三个以上的通信处理节点，设置于所述PLC以及所述多个设备中的每一个，并且使所述PLC以及所述多个设备中的每一个能够与其他的进行通信；以及

通信线路，以能够进行数据通信的方式将通信处理节点之间相互连接，

其中，所述PLC检测两个通信处理节点之间的无法通信的状态，

所述PLC通信系统还具备显示装置，该显示装置在存在多种由所述PLC检测出的无法通信的状态的情况下，将构成所述无法通信的状态的多个通信线路重叠的部分显示为线路异常，

所述通信处理节点在无法与其他的所述通信处理节点进行通信的情况下进行重试处理，

所述显示装置还显示每个所述通信处理节点的重试处理的次数。

2.根据权利要求1所述的PLC通信系统，其中，

所述显示装置显示整个通信线路图，并且将所述通信线路图中的线路异常的部分与其他部位进行不同的显示。

3.根据权利要求1或者2所述的PLC通信系统，其中，

所述显示装置将构成由所述PLC检测出的所述无法通信的状态的通信线路中的所述线路异常的部分以外作为注意线路，以与所述线路异常不同的显示方法进行显示。

4.根据权利要求1所述的PLC通信系统，其中，

所述通信线路是FL-net，

各所述通信处理节点依次进行令牌的发送和接收，并且在从前一通信处理节点没有接收到令牌的情况下，进行向下一通信处理节点发送再发行的令牌的重试处理，

所述PLC在所述重试处理被进行设定次数的情况下，将连接该通信处理节点与前一通信处理节点的通信线路识别为无法通信的状态。

5.根据权利要求1所述的PLC通信系统，其中，

各所述通信处理节点基于发送数据的发送目的地地址来对其他的通信处理节点进行数据发送，并且在无法进行数据发送的情况下进行重新发送数据的重试处理，

所述PLC在所述重试处理被进行设定次数的情况下，将连接发送源的通信处理节点与发送目的地的通信处理节点的通信线路识别为无法通信的状态。