FL-net OPCN-2 FL-net（OPCN-2） Ver.3.00 プロトコル仕様概説及び普及の取組み 社団法人 日本電機工業会(JEMA) ネットワーク推進特別委員会 JEMA ホームページ ： http://www.jema-net.or.jp/ オープンPCネットワーク（OPCN）のご案内 http://www.jema-net.or.jp/Japanese/hyojun/opcn/index.htm JEMA ネットワーク推進特別委員会 1 FL-net OPCN-2 アジェンダ FL-net Ver.3.00プロトコル仕様概説 FL-netとは FL-netのコンセプト FL-net(OPCN-2)の仕様 FL-netのサービス FL-net Ver.3.00での仕様拡張 クラス別機能実装 各実装クラスのシステム構成例 FL-net 普及の取組み FL-net （OPCN-2）推進体制 FL-net （OPCN-2）規格化状況 FL-net （OPCN-2） 普及状況 FL-net （OPCN-2） V3.00提供リソースのご紹介 FL-net （OPCN-2） 推奨HUBのご紹介 今後の展望 JEMA ネットワーク推進特別委員会 2 FL-net OPCN-2 FL-net 仕様説明 JEMA ネットワーク推進特別委員会 3 FL-netとは FL-net OPCN-2 物理層に10/100Mbps Ethernetを採用した産業用制御ネットワーク コモンメモリシステム（すべてのノードが同じネットワーク上のメモリマップ を共有する）を基本とするコントローラレベルネットワーク さらにVer.3.00ではコモンメモリシステム上に搭載する入出力機器 定義を仕様化、デバイスレベルネットワークを実現 マルチベンダー環境の実現が非常に容易 日本発のオープンネットワークとして国内 ２９社がサポート マルチベンダでのコントローラシステムで実績多数、高い評価 ユーザ指向の使いやすい仕様と性能 マスタレス 特定局に依存しないコントローラシステム構築が容易 リフレッシュの定時性を保証 リアルタイム制御システム構築が容易 相手局のアプリケーションを知らなくてもデータのやり取りが可能 標準化、認証体制の確立 国内の認証サイト試験により認証 JEMA ネットワーク推進特別委員会 4 FL-net OPCN-2 FL-netのコンセプト Ethernet技術の応用 ノード＃１メモリ ノード＃２メモリ ノード＃３メモリ 送信 受信 受信 受信 送信 受信 受信 受信 送信 既存の標準技術 安価で入手容易な部品 高速性、将来性 どのベンダでも開発し易い ＦＡ用途のサービスの実装 サイクリック伝送（データリンク） によるコモンメモリシステム メッセージ伝送 （メモリ、パラメータの読出、書込） 汎用プロトコル（TCP/IP）の重畳 トークンパスの空き時間を活用 入出力（ＩＯ）定義をコモンメモリに搭載 ネットワーク設定サーバを搭載 PC FL-net Ver.3.00で追加 応答時間の保証 伝送周期： 50ms/32ノード、 サイクリックデータ（2kbit+2kW） 応用プログラム PC インタフェース IO定義 ＦＡリンクプロトコル TCP/IP UDP/IP Ethernet FAコントローラ UDP/IP TCP/IP ＦＡリンクプロトコル インタフェース IO定義 応用プログラム UDP/IP TCP/IP ＦＡリンクプロトコル インタフェース IO定義 応用プログラム JEMA ネットワーク推進特別委員会 5 FL-net OPCN-2 FL-net(OPCN-2)の仕様 仕様項目 １ 仕様 備考 伝送媒体 10BASE-2,5,T 100BASE-TX,FX 物理層規格 IEEE 802.3 トポロジ バス型、スター型 最大接続局（ノード）数 ２５４局 交信権制御方式 トークンバス方式 通信局管理方式 マスタレス方式 プロトコル UDP/IPベースFAリンクプロトコル 特定のマスタ局は不要（コン トローラレベル）。サイクリック 伝送の送達時間保証を実 現 ３ 伝送サービス サイクリック伝送サービス 全局で8Kbit＋8KWordのコモンメモリ メッセージ伝送サービス 1:1伝送／1:N伝送 最大1024Byte サイクリック伝送は全局宛一 斉同報（ブロードキャスト） 1:1メッセージ伝送は送達確 認あり ４ 伝送性能 32局、2Kbit＋2KWordデータを50msでリフレッシュ可能 製品化仕様目標値 ５ Ver. 3.00 追加 仕様 伝送サービス 負荷測定サービス 汎用通信の負荷を測定 IO定義設定サービス、勧誘サービス 任意マップモードで使用 デバイスレベル対応 固定マップ／任意マップ ２方式 実装クラスはベンダ依存 汎用通信重畳 TCP/IP、UDP/IPなどFAリンクプロトコル以外のパケット 通信の重畳が可能 空き帯域を使用 ネットワーク設定 ネットワーク設定パラメータの専用サーバ機能を搭載 ノードパラメータの一元管理 が可能 ２ リピータ、光メディアコンバータ などにより伝送距離延長可 100MbpsはスイッチングHUB を推奨 JEMA ネットワーク推進特別委員会 6 FL-net OPCN-2 FL-netのサービス サイクリック伝送サービス コントローラレベル コモンメモリデータ交換 デバイスレベル 入出力データ交換 メッセージ伝送サービス １：Ｎ伝送 一斉同報コマンドなど １：１伝送 送達確認付きアプリケーションデータ交換 ネットワーク管理サービス トークン監視 局の参加、離脱管理 デバイスレベル 任意スレーブの勧誘、ＩＯ定義設定 ネットワーク状態監視 汎用通信負荷測定 JEMA ネットワーク推進特別委員会 7 FL-net OPCN-2 Ver.3.00での仕様拡張 追加開発内容とユーザメリット 上位系、情報系との接続を可能とする ・100Mbps化に伴うサイクリック伝送の空き帯域を利用。 ・負荷測定機能（オプション）を備え、定時性への影響を見える化 FL-net Ver.3.00 ・入出力機器の定義を追加、コモンメモリでＩＯをかんたん接続 一般ＰＣ Ｂ社ＰＬＣ 設定 ﾊﾞｰｺｰﾄﾞ ﾘｰﾀﾞ 設定 IO定義 設定 FL-net 次世代 Ver.3.00 FL-net 直結ＩＯ ＩＯのノード定義を 新設 設定 Ｄ社ＨＭＩ INV等 PDS IO定義 設定 • FL-net上に、全ての局からアクセスできる共有 の入出力を設置可能 • 単純な機能のスレーブ局と、高機能なマスタ 局、リモートＩＯマスタ局などで多様なシステム 構築が可能 支援サーバ（機器側機能） 統合設定 ツール 設定 IO定義 IO定義 IO定義 設定 設定 設定 ｲﾝﾃﾘｼﾞｪﾝﾄｾﾝｻ Ｃ社ＰＬＣ • ＯＡ機器、インターネット接続など情報システ ムへの適用が可能 • ERP、MESなど、監視、情報システムやＯＡ システムとの統合化を実現 デバイスレベル定義 デバイスレベルとの接続を可能とする Ａ社産業用ＰＣ TCP/IP重畳 リモート ＩＯマスタ 他デバイスレベルネット ＩＯ ＩＯ INV ユーザ利便性の向上 ・FL-netカードなどを持たない一般のパソコンから、全てのベンダ から提供されるＦＬ-net機器の通信設定、モニタ、診断を実現 ・ツールは無料提供 • 従来はホスト側からのみ可能だったFL-netの 通信パラメータの設定、モニタする支援サーバ インタフェースをネットワーク側にも提供 • 支援するパソコンには専用のハードウェア （FL-netカード）は不要 支援ソフトウェア（支援ツール） • ＨＭＩ、監視画面などを一元化し、管理を容 易化、トータルシステムコストを削減可能 • 単一のユーザインタフェースにより、設定ミス削 減、立上げ時間短縮が可能。 JEMA ネットワーク推進特別委員会 8 FL-net OPCN-2 クラス別機能実装 製品 カテゴリ 実装 クラス 機能分類 ノード種別 FL-net クラス1 Ver.2.00標準ノード PLC，PCなど Ver.2.00 以前の クラス2 Ver.2.00ノード ノード (設定ツール) FL-net クラス3 コントローラ&マスタ PLC，PCなど Ver.3.00 マスタ クラス4 任意マスタ ノード PLC，PCなど クラス5 固定マスタ PLC，PCなど FL-net クラス6 任意スレーブ Ver.3.00 入出力機器 スレーブ クラス7 固定スレーブ ノード 入出力機器 基本機能 デバイスレベル ネットワーク機能 メッセージ 伝送機能 トークン 参加 サイク リック 伝送 必須メッ オプション セージ メッセージ 応答 機能 ◎ ◎ ◎ ◎ ○ ◎ 設定ツール対応 コマンドサーバ ＩＯ データ 交換 任意ス レーブ勧 誘送信 勧誘 応答 ノード 状態 読出し ノード 設定 負荷 測定 IO割付 設定 その他 △ × × × × × × × × ◎ △ × × × × × × × × ◎ ◎ △ △ △ × ◎ ◎ ◎ △ △ ◎ × ◎ △ ◎ ◎ × ◎ ◎ △ ◎ △ ◎ × ◎ △ ◎ × × ○ △ △ × △ ◎ × ◎ △ ◎ × ◎ ○ ◎ △ × △ ◎ × ◎ △ ◎ × × ○ △ △ × △ ◎：必須 ○：一部必須 △：選択可 ×：不要 Ver.3.00以降、クラス３∼７を追加定義した。（Ver2.00まではほとんどクラス１のみ） クラス３：Ver.3.00マスタへのＩＯマスタ機能搭載はオプション。 クラス４：任意マスタ、クラス６：任意スレーブはメモリマップ上の自局領域を自由に設定できる。 クラス５：固定マスタ、クラス７：固定スレーブはメモリマップの使用方法が規定されている。 JEMA ネットワーク推進特別委員会 9 FL-net OPCN-2 各実装クラスのシステム構成例 クラス３：コントローラ JEMA公開 JEMA公開 設定ツール 設定ツール 非FL-netノード プリンタ ＯＡ機器 産業用ＰＣ インターネット 一般ＰＣ 100Mbps スイッチングHUB SW-HUB メリット SW-HUB ＰＬＣ ＰＬＣ クラス３ クラス３ コントローラ コントローラ クラス３ クラス３ コントローラ コントローラ SW-HUB ｾｷｭﾘﾃｨ ﾙｰﾀ等 FL-net Ver.3.00 ＨＭＩ クラス３ クラス３ コントローラ コントローラ FL-netではないノードをシステム構成に混在できます 従来のセグメント内に限定された通信だけでなく、セグメント外（インタネットなど）からのアクセスを 可能としたことで、システム構築の柔軟性が向上しました 監視系、上位系との連携が必要なシステムをフラットな環境で構築できます。 JEMA ネットワーク推進特別委員会 10 システム構成例：マルチマスタ構成（クラス４、６） FL-net OPCN-2 従来からのコントローラ間通信と、複数のIOマスタースレーブ間通信を、同一ネットワーク回 線で混在使用することができ、かつ定時性が保証されます。 混在使用 マルチマスタシステムでも、IOマスタースレーブ間通信でやり取りしているデータを、IOマスタ マルチマスタシステム 以外のコントローラ、パソコンからも直接モニタすることができます。 メリット 配線コスト、通信ユニットコストなどのシステム構築コストを低減できます。 マルチマスタシステムでも、外部機器の信号に対して、IOマスタを介さずに、高速制御ができます。 入出力信号状態を、IOマスタを介さずに、HMIで高速表示できます。 複数のフィールドネットワークのリモートIO局の動作・故障履歴等を、 IOマスタを介さずに、パソコン で一括自動収集できます。 クラス３，４ クラス３，４ ｺﾝﾄﾛｰﾗ&ﾏｽﾀ ｺﾝﾄﾛｰﾗ&ﾏｽﾀ E社産業用 パソコン A社PLC IOマスタ1 B社PLC コントローラ間通信 (コモンメモリ通信) IOマスタースレーブ間通信で やり取りしているデータを、 IOマスタ局以外のコントロー ラ、パソコンもモニタ可能 D社HMI C社PLC IOマスタ2 リモート局の動作・ 故障履歴を収集 FL-net Ver.3.00 IOマスタースレーブ間 通信 クラス６ クラス６ 任意ｽﾚｰﾌﾞ 任意ｽﾚｰﾌﾞ ﾊﾞｰｺｰﾄﾞﾘｰﾀﾞ IDﾘｰﾀﾞ ＩＯ ﾋﾞﾙﾃﾞｨﾝｸﾞﾌﾞﾛｯｸﾀｲﾌﾟＩＯ INV JEMA ネットワーク推進特別委員会 11 FL-net OPCN-2 システム構成例：ネットワークの階層化 コントローラネットとフィールドネットを階層的に構築することができます。 メリット 高速応答性が必要とされる通信については、ネットワークを切り離すことができます。 同じネットワークでデバイスレベル、コントローラレベルに対応し、またメモリの考え方が共通で ユーザにわかりやすいインタフェースを提供します。 コントローラレベルでは、従来FL-net V2.0との混在構成が可能です。 クラス５、クラス７の固定マスタスレーブシステムは、シンプルな構成をミニマム設定で実現可能です。 E社 産業用 パソコン クラス５ クラス５ 固定ﾏｽﾀ 固定ﾏｽﾀ B社PLC A社PLC FL-net Ver3.00 or Ver.2.00 ネットワーク1 C社PLC D社HMI コントローラ間通信 (コモンメモリ通信) IOマスタ ネットワーク2 FL-net Ver3.00 IOマスタースレーブ間 通信 クラス７ クラス７ 固定ｽﾚｰﾌﾞ 固定ｽﾚｰﾌﾞ ﾊﾞｰｺｰﾄﾞﾘｰﾀﾞ IDﾘｰﾀﾞ ＩＯ ﾋﾞﾙﾃﾞｨﾝｸﾞﾌﾞﾛｯｸﾀｲﾌﾟＩＯ INV JEMA ネットワーク推進特別委員会 12 FL-net OPCN-2 FL-net 普及に向けた取組み JEMA ネットワーク推進特別委員会 13 FL-net OPCN-2 FL-net （OPCN-2）推進体制 ■JEMA FL-net の推進体制 JEM PLC業務 専門委員会 ISO TC184 IEC TC65 JIS MSTC PLC技術 専門委員会 ネットワーク 推進特別委員会 ネットワーク 認証特別委員会 （メーカ13） （メーカ15、ユーザ3、 中立3） （メーカ4、ユーザ5、 中立4） （普及促進活動） 汎用ＰLＣ分科会 プログラミングツール分科会 普及促進WG ネットワーク分科会 仕様WG ネットワーク試験検証分科会 試験検証WG セイフティPLC WG ドキュメントWG ネットワーク推進幹事会 日本電機工業会（JEMA） (正会員 173社 賛助会員 90社 2010年8月9日現在) JEMA ネットワーク推進特別委員会 14 FL-net OPCN-2 FL-net （OPCN-2）規格化状況 ■FL-net （OPCN-2）に関して、現在以下の規格が制定されています。 制定規格 ◆JEM 1479：2002年2月改正 FAコントロールネットワーク[FL-net(OPCN-2)]−プロトコル仕様 ◆JEM 1480：2006年7月改正 FAコントロールネットワーク[FL-net(OPCN-2)]−試験仕様 ◆JEM-TR213：2006年7月改正 FAコントロールネットワーク[FL-net(OPCN-2)]−実装ガイドライン ◆JEM-TR214：2000年11月改正 FAコントロールネットワーク[FL-net(OPCN-2)]−デバイスプロファイル共通仕様 ◆ISO（ISO15745-4）：2003年10月制定 Industrial Automation systems and integration – Open systems application frameworks -Part4 Ethernet-based control systems ◆JIS B3521（JEM1479のJIS化）：2004年2月制定 FAコントロールネットワーク[FL-net(OPCN-2)]−プロトコル仕様 今後JIS B3521を維持したまま、JEM 1479にてVer.3.00を書面化し、JIS更新を提案していく。 JEMA ネットワーク推進特別委員会 15 FL-net OPCN-2 FL-net （OPCN-2） 普及状況 ■出荷ノード数実績 35000 30000 25000 163,191 30,105 FL-netの評価は高く、日本のｺﾝﾄ ﾛｰﾗﾚﾍﾞﾙﾈｯﾄﾜｰｸの標準としてあ らゆる産業分野に定着。 180000 160000 151,219 25,200 24,519 127,349 23,870 140000 120000 20000 18,190 15000 72,775 11,917 5,310 5000 0 2,647 329 329 2,976 8,286 80000 11,972 60000 9,182 10000 100000 97,244 47,575 40000 29,385 20000 17,468 0 1999年度2000年度2001年度2002年度2003年度2004年度2005年度2006年度2007年度2008年度2009年度 年度別 累計 2009年度の累計出荷実績は、ハードウェア製品160,874ノード、ソフトウェア製品2,317 ノード、合計で163,191ノードとなり、160,000ノードを突破した。 JEMA ネットワーク推進特別委員会 16 FL-net OPCN-2 FL-net （OPCN-2） 普及状況 ■採用実績 Ethernet ベース だから ユーザ その他 指定 ■適用分野 標準ネット ワーク だから 高速リン ク性能 異機種間 通信 異メーカ 間通信 ■導入後の評価 満足 不満 伝送性能 -3 敷設・工事性 -3 ｿﾌﾄ設計など 取扱い性 -1 ﾄｰﾀﾙｺｽﾄ 削減 -1 -15 -5 19 11 26 加工組み立て 産業 プロセス産業、 食品・薬品産業 公共・社会シス テム、その他 自動車製造 半導体製造 表示デバイス 製造 電気機器・電線 製造 機械製造 製鉄・鉄鋼 紙パルプ 化学 窯業 石油 食品 薬品 印刷 ダム監視・管理 上下水道 ゴミ処理 電力監視・制御 ビル管理 大学構内設備、 監視制御 FL-net（OPCN-2）の適用分野は、 上表の通り、FL-netの標準化提案 元である【加工組み立て産業】に留 まらず、【プロセス産業、食品・薬品 産業】、さらに【公共・社会システム】 とあらゆる分野に広がっている。 15 5 15 25 JEMA ネットワーク推進特別委員会 17 FL-net OPCN-2 FL-net （OPCN-2） 普及状況 FL-netは多数のベンダのマスタノードを持つ唯一のコモンメモリ方 式のマルチベンダネットワークである。 ■認証機器構成 ■認証機器製造ベンダ：29社 その他; 7 ｹﾞｰﾄｳｪｲ; 1 ｿﾌﾄｳｪｱ; 5 数値制御装置; 3 ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾏﾌﾞﾙ 表示器; 4 FAﾊﾟｿｺﾝ; 1 2009年11月現在 84機種 汎用ﾊﾟｿｺﾝ; 5 PLC; 58 JEMA ネットワーク推進特別委員会 18 FL-net （OPCN-2） Ver.3.00提供リソースのご紹介 FL-net OPCN-2 ■JEMA Web上にてFL-net （OPCN-2） Ver.3.00のリソースを提供しております。 http://www.jema-net.or.jp/Japanese/hyojun/opcn/opcn07.htm JEMA ネットワーク推進特別委員会 19 FL-net （OPCN-2） Ver.3.00提供リソースのご紹介 FL-net OPCN-2 FL-net v3.0プロトコル仕様書 JEMA正式 プロトコル仕様書 更新版 2009/3 制定 FL-net v3.0公開用ソースコード JEMA正式 ソースコード 2009/3 制定 設定ツール 外部仕様書 設定ツールの機能、APIなどを規定した仕様書 2009/3 制定 設定ツール 公開用オブジェクト 設定ツール JEMA正式 外部提供用 2009/3 制定 オブジェクト JEMA ネットワーク推進特別委員会 20 FL-net （OPCN-2） Ver.3.00提供リソースのご紹介 FL-net OPCN-2 FL-net（OPCN-2）Ver.3.00設定ツール 9FL-netカードを持たない一般のEthernet 接続のパソコンから、全てのベンダが提供 するFL-net機器の通信設定、モニタ、診 断を行うことができます。 9設定ツールはソフトウェアで提供されま す。 9単一のユーザインタフェースで設定がで き、設定ミス削減、立上げ時間短縮が可 能です。 一般ＰＣ Ａ社産業用ＰＣ Ｂ社ＰＬＣ 設定 ﾊﾞｰｺｰﾄﾞ ﾘｰﾀﾞ 設定 統合設定 ツール 次世代 FL-net FL-net v3.00 設定 IO定義 IO定義 IO定義 設定 設定 設定 ｲﾝﾃﾘｼﾞｪﾝﾄｾﾝｻ Ｃ社ＰＬＣ IO定義 設定 直結ＩＯ ＩＯのノード定義を新設 設定 Ｄ社ＨＭＩ INV等 PDS IO定義 設定 リモート ＩＯマスタ 他デバイスレベルネット ＩＯ ＩＯ INV JEMA ネットワーク推進特別委員会 21 FL-net （OPCN-2） 推奨HUBのご紹介 FL-net OPCN-2 現状の推奨品一覧 FL HUB 8(16)TX-ZF FL SWITCH SFN5/8TX FutureNet IS-108 センチュリーシステムズ（株） 営業部 スイッチングHUB担当 0422-37-8911 フエニックス・コンタクト株式会社 横浜市港北区新横浜1-7-9友泉 新横浜1丁目ビル6階 TEL：045-471-0059 Email: info@phoenixcontact.co.jp URL: http://www.phoenixcontact.co.jp/ SPIDERシリーズ RS20シリーズ ヒルシュマンオートメーション アンドコントロール株式会社 TEL: 03-5404-3431 E-mail: sales@hirschmann.co.jp WEB: www.hirschmann-ac.de (日本語サイトあり) 推奨 HUBはベンダ自薦を募集し、随時推奨品として追加していく予定です。 推奨HUBはベンダ自薦を募集し、随時推奨品として追加していく予定です。 HUB ベンダー様の積極的なご応募をお待ちしております。 HUBベンダー様の積極的なご応募をお待ちしております。 JEMA ネットワーク推進特別委員会 22 FL-net OPCN-2 FL-net （OPCN-2） 今後の展望 技術サポートの継続 FL-netは今後もJEMA ネットワーク推進特別委員会がしっかり した技術サポートで開発ベンダ、ユーザを支援します。 技術サポート窓口はJEMA）技術課です。 ユーザ要望の取り込みとブラシアップ FL-netは今後も定期的なユーザ要望調査、ヒアリングなどを行 い、市場ニーズに合わせた仕様ブラシアップを行います。 認証体制のサポート JEMA ネットワーク認証特別委員会で認証を推進し、ユーザ、 開発ベンダへのサポートを継続します。 OPCN WEBサイト上にQ&Aを提供しています。 JEM 1479(プロトコル仕様)，JEM 1480(試験仕様)は，2011年 5月頃発行予定です。 FL-net Ver.3.00の認証は，2011年度上期開始予定です。 JEMA ネットワーク推進特別委員会 23 FL-net OPCN-2 ご静聴ありがとうございました JEMA ネットワーク推進特別委員会 24
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