通信/ネットワーク

エムエスツデー 2010年10月号

計装豆知識

HLS(Hi-speed Link System)印刷用PDFはこちら

今回は、超高速・高信頼性のオープンフィールドネットワーク「HLS」についてご紹介します。

HLSとは

HLS(Hi-speed Link System)とは、株式会社ステップテクニカが提唱している超高速・高信頼性オープンフィールドネットワークの名称です。2種類のIC(“マスタ(センタ)IC”と“スレーブ(サテライト)IC”)が用意されています。1個のマスタICに最大63個のスレーブICを接続可能で、1ms以内に2016点のI/Oが一括制御できる(12Mbps、全二重通信時)という超高速のリモートI/O制御ネットワークです。

1つのスレーブICは、16ビットの信号入力と16ビットの信号出力を利用できます。マスタICは、各スレーブICの入力ポート状態を内部メモリのDi領域へ複写し、また、内部メモリのDo領域のデータを各スレーブICの出力ポートへ個別に複写することで、1つの巨大なメモリ・マップド・リモートI/Oを構成します。

接続には、面倒なコンフィギュレーションは不要で、局番、通信速度、通信方式、終端抵抗を設定するだけで、ネットワークに加えることができます。また、ネットワークが稼働中であっても参入と離脱が可能です。

HLSは、半導体製造装置、精密工作機械、射出成型機、コンベア搬送システムなど、FA分野の各種制御装置用オープンフィールドネットワークとして、幅広い業種において採用されています。

HLSの特長

(1)プロトコル内蔵
独自のプロトコルを内蔵していて、CPUに依存することなく自動的に通信を実行するため、シンプルなプログラム開発が可能です。

(2)高耐ノイズ
周辺環境から様々なノイズが発生しても、パターンフォーマット検定、CRC-12検定、RZ信号形式の正当性検定など3つの検定技法によってデータの信頼性を保証しています。

また、常時周期的にスキャンを実行するシステムであるため、パケット伝送中に外部からの侵入ノイズなどによって通信エラーが生じた場合は、直後のスキャンがリトライと同等の意義を持ちます。したがって、リトライは一切実行しません。

この結果、リトライによって1つの端末への通信が集中し、他の端末と通信ができなくなるという状況は発生しません。したがって、何らかのトラブル発生時にも、他の端末へアクセス可能なセーフティネットワークを実現することができます。

(3)長 距 離
超高速な応答速度を維持したまま、最長300m(3Mbps時)の長距離伝送ができます。さらに、ネットワーク内にHUBを増設することによって、数千mまで延長することも可能です。

(4)省 配 線
 省配線化(シリアル化)することにより、コスト、メンテナンス、スペースの大幅削減が可能です。

(5)一定周期通信
“一定周期のスキャン方式”を採用しているため、応答速度が変化することはありません。したがって、ユーザアプリケーションには、安定した動作(定時性)が保証されます。

HLSの通信仕様を表1に示します。

表1 HLSの通信仕様

通信形態
1:N
接続方式
マルチドロップ接続
通信方式
全二重通信/半二重通信
伝送速度
12Mbps、6Mbps、3Mbps
通信距離
12Mbps時100m、6Mbps時200m、3Mbps時300m
接続局数
最大63局
通信I/F
差動式、パルストランス絶縁方式

32局以下で利用する場合の通信ケーブル長の目安です。 HLSは最大63局を接続することが可能ですが、スレーブ数が多くなると、伝搬する信号エネルギーの分散が増えるため、通信ケーブル長は表1の値よりも短くなる傾向が生じます。

HLSの特長

エム・システム技研では、HLSに対応したリモートI/O R7シリーズを販売しています。表2に機種一覧を、図1に機器接続図を示します。

表2 HLS 用リモートI/O R7シリーズ機種一覧

製 品 名 形 式
接点16点入力ユニット R7HL-DA16
トランジスタ16点出力ユニット(NPN対応) R7HL-DC16A
トランジスタ16点出力ユニット(PNP対応) R7HL-DC16B
接点8点入力、NPNトランジスタ8点出力ユニット R7HL-DAC16A
接点8点入力、PNPトランジスタ8点出力ユニット R7HL-DAC16B
リレー接点8点出力ユニット R7HL-DC8C
直流電圧/電流入力ユニット(絶縁4点) R7HL-SV4
高速直流電圧/電流入力ユニット(非絶縁4点) R7HL-SVF4
熱電対入力ユニット(絶縁4点) R7HL-TS4
測温抵抗体入力ユニット(絶縁4点) R7HL-RS4
直流電圧出力ユニット(絶縁2点) R7HL-YV2
直流電流出力ユニット(絶縁2点) R7HL-YS2

 

図1 機器接続図

【(株)エム・システム技研 開発部】

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