CN114245978A - 主机装置、运算处理装置、可编程逻辑控制器、网络以及方法 - Google Patents

Abstract

抑制环形配线中的巡回数据的发生。多个从机包含成为环形配线的起点及终点的第一从机、以及连接在起点与终点之间的多个第二从机，环形配线可构成第一路径与第二路径，所述第一路径是各第二从机使从起点侧受理的数据巡回传输至终点侧的路径，所述第二路径是供各从机在与邻接从机之间的路径被切断时，使数据从自身装置回环。当路径从切断得到修复时，主机向实施回环的从机发送用于将第二路径切换为第一路径的指令，在从所述发送时经过了基于传播延迟时间的时间后送出数据。

Description

主机装置、运算处理装置、可编程逻辑控制器、网络以及方法

技术领域

本公开涉及一种主机装置、运算处理装置、可编程逻辑控制器、网络以及方法。

背景技术

以往，已知有一种包含主机与从机的网络。例如，作为此种网络，已知有线形拓扑(line topology)(菊链)、树形拓扑(tree topology)、环形拓扑(ring topology)等。作为环形拓扑，例如提出有专利文献1(日本专利特开2016-119616号公报)中也公开的那样的环型网络系统。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2016-119616号公报

发明内容

发明所要解决的问题

作为环形拓扑之一的连接形态，提出有一种所谓的汇接点(junction)冗余化的环形配线，其通过环形配线将多个从机连接成环状，所述多个从机中的一个作为成为数据传输的起点或终点的汇接点(分支)而运行。

在汇接点冗余化环形配线中，通常，从主机的起点发送的数据经由多个从机而返回主机的终点。当配线被切断时，切断部位的从机实施回环(loop back)(折返传输)。发明人获得下述见解：当切断部位随后重新连接时，经回环的数据在环形配线中巡回，随后，当配线再次被切断时，巡回数据有可能会返回主机；以及对于主机而言，返回的巡回数据有可能造成误输入。

本公开的目的在于提供一种抑制环形配线中的巡回数据的发生的主机装置、运算处理装置、可编程逻辑控制器、网络以及方法。

解决问题的技术手段

本公开中，提供一种对连接于环形配线的多个从机装置进行管理的主机装置。多个从机装置包含成为环形配线的起点及终点的第一从机装置、以及连接在第一从机装置的起点与终点之间的多个第二从机装置，环形配线能够构成第一路径与第二路径，所述第一路径供各第二从机装置受理从起点侧到来的数据，并使所受理的数据巡回传输至终点侧，所述第二路径供各多个从机装置在与邻接的从机装置之间的路径被切断时，使数据从自身装置回环。主机装置包括指令部件，所述指令部件在路径从切断得到修复时，向实施回环的从机装置发送用于将第二路径切换为第一路径的指令，在从指令的发送时经过了基于环形配线的传播延迟时间的时间后，向环形配线送出数据。

根据所述公开，在环形配线从切断得到修复时，主机装置可根据基于传播延迟时间的时间，来预估在环形配线中指令到达相应的从机并通过执行所述指令而回环的第二路径切换为第一路径为止的所需时间，主机装置在经过了所述预估的时间的时机，向环形配线送出新的数据。其结果，所述送出的新的数据可利用第一路径来传输，从而能够抑制环形配线中的沿回环方向巡回的数据即逆巡回数据的发生。

所述的公开中，各从机装置具有连接与邻接的从机装置相连的路径的第一端口以及第二端口，各第二从机装置在构成第一路径时，利用第一端口来受理从起点侧到来的数据，并将所受理的数据从第二端口传输至终点侧，指令包含使来自所检测出的第一端口的数据受理成为可能的开启(open)指令以及使来自第二端口的数据受理成为可能的开启指令，指令部件根据切断路径在环形配线上的位置，来使第一端口的开启指令以及第二端口的开启指令的发送顺序不同。

根据所述公开，主机在向具有连接于切断路径的第一端口及第二端口的从机发送使来自第一端口的数据受理成为可能的开启指令以及使来自第二端口的数据受理成为可能的开启指令以作为指令时，可根据切断路径在环形配线上的位置来使所述指令的发送顺序不同。

所述的公开中，主机装置还包括一部件，所述部件基于与多个从机装置的通信来检测连接切断路径的从机装置的第一端口以及第二端口。

根据所述公开，主机装置在指令的发送时，可基于主机装置与多个从机装置之间的通信，来检测连接切断路径的从机装置的第一端口以及第二端口。

所述的公开中，数据包含表示所述数据是否从回环变化为巡回传输的代码，主机装置检测来自环形配线的到来数据中的、代码表示了变化的数据，并丢弃所检测出的数据。

根据所述公开，在路径从切断得到修复时，主机装置可从到达主机装置的数据中，基于数据所具有的代码的变化来检测(提取)从回环传输变化为巡回传输的数据，并丢弃所检测出的数据。

所述的公开中，主机装置一边对数据分配世代一边将数据送出至环形配线，主机装置在发送了指令时，将随后分配给数据的世代从所述指令发送前所分配的世代予以变更，主机装置检测从环形配线到来的数据中的、被分配了与当前分配给数据的世代不同的世代的数据，并丢弃所检测出的数据。

根据所述公开，主机装置在路径从切断得到修复时发送指令的前后，变更对送出至环形配线的数据所分配的世代。由此，主机装置能够基于所分配的世代来检测到达主机装置的数据中的、在所述指令的发送时从回环变化为巡回传输的数据，并丢弃所检测出的数据。

所述的公开中，主机装置输出关于数据而发生了从回环传输向巡回传输的变化的意旨的通知。

根据所述公开，能够对用户输出关于数据而发生了从回环传输向巡回传输的变化、即发生了朝向反方向的巡回传输的意旨的通知。

所述的公开中，环形配线包含以太网控制自动化技术(Ethernet ControlAutomation Technology，EtherCAT)(注册商标)网络。

根据所述公开，能够在EtherCAT网络中适用所述主机装置的结构。

提供一种运算处理装置，包括所述公开的主机装置。

提供一种可编程逻辑控制器，包括所述公开的运算处理装置。

本公开中，提供一种包含环形配线的网络。网络包括：多个从机装置，连接于环形配线；以及主机装置，对多个从机装置进行管理，多个从机装置包含成为环形配线的起点及终点的第一从机装置、以及连接在第一从机装置的起点与终点之间的多个第二从机装置，环形配线能够构成第一路径与第二路径，所述第一路径供各第二从机装置受理从起点侧到来的数据，并使所受理的数据巡回传输至终点侧，所述第二路径供各多个从机装置在与邻接的从机装置之间的路径被切断时，使数据从自身装置回环，主机装置包括指令部件，所述指令部件在路径从切断得到修复时，向实施回环的从机装置发送用于将第二路径切换为第一路径的指令，在从指令的发送时经过了基于环形配线的传播延迟时间的时间后，向环形配线送出数据。

根据所述公开，在环形配线的路径从切断得到修复时，主机装置将在环形配线中指令到达相应的从机且由所述从机执行指令而回环的第二路径切换为第一路径为止的所需时间预估为基于传播延迟时间的时间。主机装置可在经过了所述预估的时间的时机，向环形配线送出新的数据。其结果，所送出的新的数据可利用第一路径来传输，从而能够抑制环形配线中的沿回环方向巡回的逆巡回数据的发生。

本公开中，一种方法，是对连接于环形配线的多个从机装置进行管理的主机装置所实施的方法。多个从机装置包含成为环形配线的起点及终点的第一从机装置、以及连接在第一从机装置的起点与终点之间的多个第二从机装置，环形配线能够构成第一路径与第二路径，所述第一路径供各第二从机装置受理从起点侧到来的数据，并使所受理的数据巡回传输至终点侧，所述第二路径供各多个从机装置在与邻接的从机装置之间的路径被切断时，使数据从自身装置回环，方法包括下述步骤：在路径从切断得到修复时，向实施回环的从机装置发送用于将第二路径切换为第一路径的指令；以及在从指令的发送时经过了基于环形配线的传播延迟时间的时间后，向环形配线送出数据。

所述的公开中，若实施方法，则在环形配线的路径从切断得到修复时，主机装置将在环形配线中指令到达相应的从机且由所述从机执行指令而回环的第二路径切换为第一路径为止的所需时间预估为基于传播延迟时间的时间。主机装置可在经过了所述预估的时间的时机，向环形配线送出新的数据。其结果，所送出的新的数据可利用第一路径来传输，从而能够抑制环形配线中的沿回环方向巡回的逆巡回数据的发生。

附图说明

图1是表示本实施方式的可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)系统的整体结构的示意图。

图2是表示本实施方式的PLC系统中所含的处理器单元10的硬件结构的示意图。

图3是表示本实施方式的从机的硬件结构的示意图。

图4是用于示意性地说明本实施方式的两个从机间的帧的流动的一例的图。

图5是用于示意性地说明本实施方式的环形拓扑中的帧的路径变化的一例的图。

图6是示意性地表示本实施方式的帧的结构的一例的图。

图7是示意性地表示本实施方式的主机的功能结构的一例的图。

图8是示意性地表示本实施方式的从机的功能结构的一例的图。

图9是示意性地表示本实施方式的切断/连接的路径的(情形1)与(情形2)的位置的图。

图10是本实施方式的处理的流程图。

图11是示意性地表示本实施方式的“第一模式”的帧的流动的图。

图12是示意性地表示本实施方式的“第一模式”的帧的流动的图。

图13是示意性地表示本实施方式的“第一模式”的帧的流动的图。

图14是示意性地表示本实施方式的“第一模式”的帧的流动的图。

图15是示意性地表示本实施方式的“第二模式”的帧的流动的图。

图16是示意性地表示本实施方式的“第二模式”的帧的流动的图。

图17是示意性地表示本实施方式的“第二模式”的帧的流动的图。

图18是示意性地表示本实施方式的“第二模式”的帧的流动的图。

图19是示意性地表示本实施方式的“第二模式”的帧的流动的图。

图20是示意性地表示本实施方式的“第二模式”的帧的流动的图。

图21是示意性地表示本实施方式的“第一模式”的帧的另一流动的图。

图22是示意性地表示本实施方式的“第一模式”的帧的另一流动的图。

图23是示意性地表示本实施方式的“第一模式”的帧的另一流动的图。

图24是示意性地表示本实施方式的主机的功能结构的另一例的图。

图25是示意性地表示本实施方式的从机的功能结构的另一例的图。

图26是表示本实施方式的“第一模式”的处理的流程图的一例的图。

图27是示意性地表示本实施方式的主机的功能结构的另一例的图。

图28是用于说明本实施方式的世代设定部的处理的图。

图29是示意性地表示本实施方式的帧的另一流动的图。

图30是示意性地表示本实施方式的帧的另一流动的图。

图31是示意性地表示本实施方式的帧的另一流动的图。

图32是表示本实施方式的帧丢弃部的处理的流程图的一例的图。

图33是表示本实施方式的支持装置所显示的画面的一例的图。

具体实施方式

一边参照附图，一边详细说明本实施方式。另外，对于图中的相同或相当的部分，标注相同的符号并不再重复其说明。

本实施方式中，作为网络结构的一例，例示适用于以PLC(可编程逻辑控制器)为中心的控制系统的情形。但是，作为此种控制系统，不仅限于PLC，也能够采用以各种工业计算机为中心的结构。而且，适用网络结构的对象并不限定于控制系统。

＜A.适用例＞

对适用本发明的场景的一例进行说明。参照图5，所述控制系统例如包括主机10，所述主机10对连接于构成现场网络的环形配线的多个从机进行管理。对于环形配线，例如可适用EtherCAT。

多个从机包含：成为环形配线的起点及终点的第一从机装置(分支用从机)、以及连接在第一从机装置的起点与终点之间的多个第二从机装置(从机“A”、从机“B”、从机“C”以及从机“D”)。第一从机装置相当于在连接于环形配线的第二从机装置与主机10之间一边使数据分支一边实现两者间的数据交换的、作为的汇接点。主机10例如相当于PLC，第二从机包含连接配设在现场的控制对象(传感器、开关、继电器等)的机器。数据例如包含从主机10发送至各从机的控制用的指令、以及从第二从机发送至主机10的现场信息。数据例如包含帧格式，但并不限定于帧格式。

环形配线可构成第一路径15(图5的步骤0)与第二路径16(图5的步骤1)，所述第一路径15供各第二从机装置受理从起点侧到来的数据，并将所受理的数据传输至终点侧，所述第二路径16供各多个从机装置在所述从机装置与邻接的从机装置之间的路径被切断时，从自身从机装置回环传输数据。这样，环形配线能够构成可冗余地构成第一路径15与第二路径16的汇接点冗余化的环形拓扑。

主机10在路径的切断部位被连接而路径从切断得到修复时(图5的步骤2)，向实施回环传输的从机装置发送用于将第二路径16切换为原本的第一路径15的指令(命令)。步骤1中，实施回环传输的从机“C”与从机“D”受理所述指令，并执行所受理的指令。通过执行指令，例如连接于经修复的路径的从机“C”与从机“D”的输入/输出端口开启。进而，主机10在从将所述指令发送至环形配线时经过了基于环形配线的传播延迟时间的规定时间后，向环形配线送出新的数据。由此，能够防止新的数据在环形配线中成为后述的逆巡回数据。

本公开中，环形配线的切断以及连接设想线缆的切断以及连接等的物理事态，但切断或连接的事态并不限定于物理层的事态。例如，即便是较物理层为上位层(例如连接层)的逻辑性的切断或连接的事态，也能够适用本公开。

此处，对逆巡回数据的发生进行说明。如上所述，当路径的切断部位被连接而路径从切断得到修复时，在从机“C”与从机“D”中不再实施回环，在路径被切断时回环地传输的数据开始在环形配线内巡回(图5的步骤2)。所述巡回的方向与路径未被切断的正常时(图5的步骤0)的数据的流动方向相反，因此本实施方式中也称作“逆巡回”(图5的步骤2)。逆巡回数据不会到达主机10。

当在步骤2中经连接的路径随后被切断时(图5的步骤3)，再次在环形配线中构成第二路径16，逆巡回数据经由第二路径16而到达主机10(图5的步骤3)。对于主机10而言，逆巡回数据可能造成误输入。

本公开中，在从将指令发送至环形配线时经过了基于环形配线的传播延迟时间的规定时间后，例如经过了基于指令经由环形配线到达相应的从机装置(例如从机“C”与从机“D”)为止的传播延迟时间的规定时间后，向环形配线送出新的数据。

这样，在环形配线的路径从切断得到修复时，主机10将在环形配线中指令到达相应的从机且通过由从机执行所到达的指令而回环的第二路径16切换为第一路径15为止的所需时间，预估为基于传播延迟时间的时间。主机10可在经过了所述预估的时间的时机，向环形配线送出新的数据。其结果，所送出的新的数据可利用第一路径15来传输，从而可抑制环形配线中的沿回环方向巡回的逆巡回数据的发生。

以下，对本实施方式的更具体的应用例进行说明。

＜B.PLC系统的整体结构＞

首先，对作为控制系统的一形态的、本实施方式的PLC系统1的整体结构进行说明。图1是表示本实施方式的PLC系统1的整体结构的示意图。

参照图1，PLC系统1是用于控制对象的控制系统，且是适用本公开的网络的系统的一例。PLC系统1包含主处理装置2以及多个作为远程装置的从机40-0、40-1、40-2、40-3、40-4。主处理装置2以及从机40-0、40-1、40-2、40-3、40-4是构成PLC系统1的至少一部分的装置，且经由网络4而连接。

对于网络4，优选采用例如遵循时间敏感网络(Time-sensitive networking，TSN)规格来保证数据到达时间的、进行固定周期通信的总线或网络。例如，也可采用作为机器控制用网络的一例的EtherCAT、作为在通用的以太网(Ethernet(注册商标))上安装有控制用协议的工业开放网络的EtherNet/IP(注册商标)等与公知的协议相关的网络。

主处理装置2通过执行控制对象所需的程序(包含用户程序以及系统程序等)，从而实现对来自未图示的外部的开关或传感器等的输入信号(以下称作“现场信息”)进行收集的处理、基于所收集的现场信息来进行控制运算的处理、以及将通过控制运算而算出的指令值给予至外部的继电器或致动器等控制对象的处理等。

主处理装置2相当于PLC，作为其装置结构，包括：包含中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)等的作为运算处理装置的处理器单元10、实施输入/输出动作的一个以上的IO单元20、以及电源单元30。处理器单元10以及IO单元20可经由未图示的内部总线而彼此进行数据通信地连接。电源单元30向处理器单元10以及IO单元20供给适当电压的电力。

处理器单元10包含：运算部，执行控制对象所需的程序；以及相当于通信处理部的通信控制器110，用于控制经由网络4的与从机40-0、40-1、40-2、40-3、40-4的通信。经由网络4的通信是由主处理装置2主体地控制。具体而言，处理器单元10按照基于后述的计时器115的周期、预先规定的时机或者规则，而送出在网络4上依次传输的数据。以下的说明中，在网络4上依次传输的数据也称作“帧”。基于此种含义，以下将处理器单元10称作对从机40-0、40-1、40-2、40-3、40-4进行管理的“主机10”。而且，从机40-0、40-1、40-2、40-3、40-4具备基本上同样的结构，因此在对这些从机共同的结构进行说明的情况下，总称作“从机40”。另外，图1的PLC系统1中，包括四台从机40-0、40-1、40-2、40-3、40-4，但从机的台数并不限定于四台。

从机40接收来自外部的开关或传感器等现场机器的现场信息，并经由网络4而将所述接收的现场信息发送至主机10。与此同时，从机40将从主机10经由网络4而接收的指令值输出至外部的继电器或致动器的现场机器。或者，从机40也可自身根据经由网络4而接收的指令值来运行。例如，作为从机40，设想不具备运算功能的单纯的IO单元、具有运算功能的IO单元、包含运动控制器之类的致动器的装置等。

主机10的通信控制器110构成为，对包含主处理装置2以及一个以上的从机40所处理的数据的数据串(本实施方式中，相当于“帧50”)在网络4上的传输进行管理。

如图1所示，网络(网络系统)包含主机10与多个从机40。主机10对构成包含环形拓扑的网络的多个从机40-0～40-4进行管理。而且，主机10可通信地连接于作为外部的信息处理装置的支持装置200。支持装置200包括显示器209。

为了说明环形拓扑，将从机40-0称作分支用从机40-0，将从机40-1～40-4也分别称作从机“A”、从机“B”、从机“C”以及从机“D”。而且，图1中，作为各从机所具有的端口，表示了主要帧50到来的输入端口IN以及主要向网络4上送出帧50的输出端口OUT。

分支用从机40-0是成为环形拓扑的起点及终点的从机，且是构成环形拓扑的从机。从机“A”，从机“B”、从机“C”以及从机“D”依此次序以菊链而连接，呈菊链连接的从机群连接在与分支用从机40-0所具有的起点对应的端口OUT1以及与终点对应的端口IN1之间。进而，主机10被连接于分支用从机40-0的输入端口PO。

分支用从机40-0的端口OUT1以及端口IN1分别连接于从机“A”的输入端口IN以及从机“D”的输出端口OUT。呈菊链连接的从机群中，各从机40的输出端口OUT连接于邻接的从机40的输入端口IN。由此，从主机10送出至网络4的帧50经过分支用从机40-0，并经由呈菊链连接的各从机40，随后经过分支用从机40-0而返回主机10。因此，主机10能够经由在环形拓扑上巡回的帧50来与各从机40之间交换数据(指令值或现场信息)。

以下，在彼此利用网络4的线缆而连接的两个从机40之间规定“IN-OUT关系”。具体而言，从其中一个从机40的输出端口OUT朝向另一个从机40的输入端口IN的数据输入也称作“从OUT向IN的输入”。而且，以下，从彼此利用线缆而连接的两个从机40中的、其中一个从机40的输入端口IN朝向另一个从机40的输出端口OUT的数据输入也称作“从IN向OUT的输入”。

＜C.处理器单元10的硬件结构＞

图2是表示本实施方式的PLC系统1中所含的处理器单元10的硬件结构的示意图。参照图2来说明本实施方式的主机10(即，处理器单元10)的装置结构。

参照图2，主机10除了作为通信处理部的通信控制器110以外，还包含作为运算部的处理器100、作为主存储装置的一例的主存储器102、作为辅助存储装置的一例的非易失性存储器104、内部总线控制器106、计时器115、存储卡接口114、通用串行总线(UniversalSerial Bus，USB)控制器112以及网络4所连接的通信控制器110。这些组件经由内部总线108可彼此进行数据通信地构成。主机10还包含用于向网络4送出帧50的输出端口121以及帧50从网络4到来的输入端口131。主存储器102包含动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory，DRAM)或静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)等易失性存储装置等。非易失性存储器104例如包含硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)或固态硬盘(Solid State Drive，SSD)等非易失性存储装置等。

为了方便说明，主机10仅包括一个处理器100，但也可安装多个处理器。另外，各处理器也可具有多个核心。在主机10中，处理器100周期性地执行一个或多个任务。

处理器100执行与控制相关的程序。处理器100从非易失性存储器104等读出必要的程序，并且将所读出的程序展开到主存储器102中而执行。典型的是，与控制相关的程序包含用户程序以及系统程序。

内部总线控制器106经由内部总线109而与IO单元20连接，对处理器100与IO单元20之间的数据交换进行中介。

存储卡接口114是可装卸存储卡116地构成，能够对存储卡116写入数据，并从存储卡116读出各种数据(用户程序或数据等)。用户程序也可从存储卡116加载至非易失性存储器104。

USB控制器112对支持装置200与主机10的通信进行控制。另外，用于与支持装置200的通信的规格并不限定于USB，能够适用各种通信规格。

通信控制器110经由网络4而与从机40连接，对主机10与从机40之间的数据(指令以及现场信息等)的交换进行中介。更具体而言，通信控制器110包含共享存储器111、发送缓冲器120、发送电路122、接收缓冲器130以及接收电路132。发送电路122以及接收电路132分别连接于输出端口121以及输入端口131，经由所连接的端口向网络4上送出数据，并接收从网络4到来的数据。

发送缓冲器120以及发送电路122实现与从通信控制器110向外部装置的帧送出相关的处理，接收缓冲器130以及接收电路132实现与从外部装置向通信控制器110的帧接收相关的处理。通信控制器110具有共享存储器111，处理器100直接访问共享存储器111，向共享存储器111写入数据(现场信息等)，并且从共享存储器111获取数据(指令等)。即，写入至共享存储器111的数据被传输至送缓冲器120，并从发送缓冲器120送出至外部装置。而且，从外部装置获取的数据在被接收缓冲器130接收后，传输至共享存储器111。

通信控制器110也可使用软件来实现其一部分或全部。或者，也可使用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)或现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)等硬件电路来实现其一部分或全部。

＜D.从机40的装置结构＞

图3是表示本实施方式的从机40的硬件结构的示意图。参照图3来说明本实施方式的从机40的装置结构。

参照图3，从机40包括处理器400、计时器403、输入端口410、输出端口420、接收电路(图中简称为Rx)424及433、传输电路(图中简称为Tx)423及434。

处理器400经由输入端口410或输出端口420来与网络4收发数据，对所收发的数据实施规定处理。处理器400通过执行软件来实现包含帧处理部440的帧处理的规定处理。从机40(分支用从机除外)的帧处理部440主要实施到来的帧50与未图示的现场机器之间的数据(指令或现场信息)的交换。另外，处理器400也可利用软件来实现其一部分或全部，还可作为处理器电路而实现。电路可包含ASIC或FPGA。

输入端口410包含连接接收电路424的端口411与连接传输电路434的端口412。同样地，输出端口420包含连接接收电路433的端口421与连接传输电路423的端口422。处理器400根据基于计时器403的周期、预先规定的时机或者规则，来将切换信号401与402分别输出至输入端口410以及输出端口420。输入端口410依据切换信号401，将端口410以及411的其中一者连接于网络4，输出端口420依据切换信号402，将端口422以及421的其中一者连接于网络4。

通过此种切换信号401与402，在彼此利用网络4而连接的两个从机40之间动态地切换如上所述的“IN-OUT关系”。具体而言，在端口411与422连接于网络4的情况下，利用“从OUT向IN的输入”来传输帧50，在端口412与421连接于网络4的情况下，利用“从IN向OUT的输入”来传输帧50。

＜E.从机间的数据的流动＞

图4是用于示意性地说明本实施方式的两个从机间的帧的流动的一例的图。图4表示在图1的环形拓扑中邻接的任意两个从机40之间的帧50的流动，例如表示从机“C”与从机“D”间的帧50的流动。图5是用于示意性地说明本实施方式的环形拓扑中的帧50的路径变化的一例的图。

图4中，虚线箭头表示帧50的流动(路径)。而且，虚线箭头上下的编号((i)、(ii)、(iii)、…)表示帧50的流动顺序(路径的顺序)。以下，为了方便说明，在记载为路径(i)等的情况下，是指编号(i)的路径。

参照图4与图5来说明网络4的路径未被切断的正常情况下的帧50的流动、与网络4的路径被切断/连接时的帧50的流动。所述“切断/连接”表示在路径被切断后，所述路径被连接。

首先，对正常情况下的帧50的流动进行说明。当来自主机10的帧50从分支用从机40-0的起点侧来到从机“C”的输入端口410时(参照图4的(i))，帧50从输入端口410被送至帧处理部440(参照(ii))。帧处理部440受理到来的帧50，对所受理的帧50实施规定的处理。随后，帧处理部440将处理后的帧50送至输出端口420(参照(iii))。

帧50从输出端口420经由网络4而传输至从机“D”。帧50被传输至从机“D”的输入端口410(参照(iv))。当帧50来到从机“D”的输入端口410时，输入端口410将到来的帧50发送至帧处理部440(参照(v))。帧处理部440对所接收的帧50进行规定的处理。随后，帧处理部440将处理后的帧50发送至输出端口420(参照(vi))。随后，帧50自从机“D”的输出端口420经由未图示的分支用从机40-0而返回主机10。

这样，在正常时，从机40间的帧50的流动成为朝向遵从“从OUT向IN的输入”的一方向的流动(图5的步骤0)。

与此相对，若网络4在从机“C”与从机“D”之间被切断，则帧50如下述那样传输。首先，在所述正常时的帧50的流动中，从机“C”的帧处理部440将处理后的帧50送往输出端口420(参照(vi))，但在与从机“D”的连接被切断时，从机“C”将帧50自从机“C”的输出端口420不经由帧处理部440而发送至输入端口410(参照(ix))。这样，从机“C”在从机“C”与从机“D”之间的路径被切断时，折返传输帧50。当网络4的路径被切断时，在连接于切断部位的从机40中，帧50受到折返传输，由此，可能产生与正常时的帧50的流动为反向的遵从“从OUT向IN的输入”的方向的流动。本实施方式中，此种从机40中的帧50朝向折返方向的传输也称作“回环”(图5的步骤1)。

经从机“C”回环的帧50与未图示的从机“B”→从机“A”→分支用从机40-0为逆向地传输，由此，所述帧50被传输至从机“D”的输出端口420。由于从机“D”与从机“C”之间的路径被切断，因此从机“D”将利用输出端口420而受理的帧50折返传输至分支用从机40-0。由此，帧50从分支用从机40-0返回主机10。

随后，当路径的切断部位被连接时，从机40中不再实施折返，即，在路径的切断时折返传输的帧50开始在环形拓扑内巡回(参照(vii)、(viii)、(ix)以及(x))。所述巡回的方向与正常时帧50所流动的方向相反，因此在本实施方式中也称作“逆巡回”(图5的步骤2)。进行“逆巡回”的逆巡回帧50在各从机40中利用绕过帧处理部440的路径而传输。逆巡回帧50不会到达主机10，因此主机10在产生了逆巡回帧50时，检测到数据丢失(帧丢失)。

随后，当路径的经连接的部位被再次切断时，通常时的帧50与巡回帧50这两者的流动方向将变得一致，因此通常的帧50与巡回帧50这两者到达主机10(图5的步骤3)。

(发明人的见解)

本实施方式中，通常时的帧50以及逆巡回帧50如后述的图6(B)所示那样，分别包含：对所述帧进行识别的索引(index)53、以及应传输的数据本体即数据报(datagram)52。主机10在基于控制周期的每个规定周期，附加规定范围的索引53而生成帧50并予以传输(图5的步骤3.1)。逆巡回帧50为并非当前周期的过去周期的帧50的可能性高，但在到达主机10的逆巡回帧50与当前的通常时的帧50这两者具有一致的索引53时，主机10无法判别两帧50中的哪个是正确的帧即应处理的帧，从而造成误动作。

发明人获得下述的新见解，即，在汇接点冗余化的环形拓扑中，当进行了路径的切断/连接时，会发生如上所述的逆巡回帧，基于该见解，发现下述课题：为了避免所述误动作，必须抑制巡回帧50的发生。以下说明与巡回帧发生的抑制相关的处理。

(帧的结构例)

对本实施方式的帧的结构例进行说明。图6是示意性地表示本实施方式的帧的结构的一例的图。本实施方式的帧50基本上包含用于保存控制信息的报头(header)51与数据报52(图6(A))。根据帧的种类，在报头51或数据报52中保存的信息不同。

参照图6(B)，通常时，在一边在环形拓扑的从机40中巡回一边传输的帧55(以下也称作巡回帧55)的报头51中，保存有索引53、为了判定是否需要丢弃帧而参照的往返位(RoundTripBit)57、设定往返位(RoundTripBit)57的时间571以及类型58，在数据报52的区域中，保存有与各从机40(即从机“A”、从机“B”、从机“C”以及从机“D”)对应的指令值或作为现场信息的各个数据52A、52B、52C、52D。在所述数据报52中，也可保存有消息。往返位(RoundTripBit)57的初始值为“关闭(OFF)”，在巡回帧55进行回环的情况下，由从机40设定(改写)“打开(ON)”。类型58表示帧50的种类。本实施方式中，帧50的种类包含通常的巡回帧55、后述的命令帧56等。

图6(C)表示命令帧56的一例。命令帧56在报头51中保存类型58，且具有用于打开端口的指令即开启命令54以作为数据报52。开启命令54包含对应开启的从机40的端口进行识别的端口识别符59。从机40基于到来的命令帧56的端口识别符59，当检测到所述命令帧56是发给自身的命令帧56时，执行所述命令帧56的开启命令54，由此来实施所述端口的开启处理。开启处理包含使因网络4的路径切断而端口已关闭的从机40的状态转变为端口开的状态的处理。更具体而言，包含使从机40的状态转变为可执行经由所述端口的帧传输(收发)处理的状态(执行许可状态)的处理。另外，从机40在检测到在所述从机40与邻接的从机40之间网络4的路径被切断时，关闭连接邻接的从机40的端口，使自身的状态转变为禁止执行帧传输处理的状态。

＜F.巡回帧发生的抑制＞

本实施方式中，当环形拓扑的路径中的从机40间的切断部位被重新连接而路径从切断得到修复时，主机10开始下述动作，即，发送用于开启与已修复的部位连接的从机40的输入/输出端口的命令帧56，且并非在紧跟在所述发送之后，而是在从命令帧56的发送时经过了规定时间时，将通常时的巡回帧55送出(传输)至环形拓扑的网络4。

(F1.主机10的功能结构)

图7是示意性地表示本实施方式的主机10的功能结构的一例的图。参照图7，主机10包含用于抑制逆巡回帧的发生的巡回抑制部180、与非易失性存储器104对应的存储部185、通信处理部186及187与帧处理部188。通信处理部187具有通知部1871，所述通知部1871输出表示逆巡回帧发生的可能性的通知。

存储部185包含网络结构信息1851。网络结构信息1851例如是在支持装置200中由用户事先制作，所制作的网络结构信息1851被传输至主机10。网络结构信息1851包含表示主机10与从机40之间的连接关系、以及与环形拓扑的网络4连接的从机40的连接关系的信息。表示这些连接关系的信息包含：对通过路径来连接主机10与从机40之间的输入/输出端口进行识别的信息、以及对通过路径来连接邻接的从机40彼此之间的输入/输出端口进行识别的信息。

帧处理部188经由通信处理部186来与从机40交换通常时的帧。帧处理部188生成保存有作为用户程序的运算结果的指令值的巡回帧55，并将所生成的巡回帧55输出至通信处理部186，并且实施从自从机40接收的巡回帧55中为了用户程序而提取现场信息的接收处理。具体而言，帧处理部188在基于控制周期的每个周期，与环形拓扑之间交换所述周期中的多个巡回帧55。

巡回抑制部180包括作为“指令部件”的一实施例的端口控制部1810与检测部1820。检测部1820包括：修复检测部1821，检测因被切断的路径得以连接而路径从切断得到修复的情况；连接状态检测部1822，检测环形拓扑的网络4的连接状态；模式判定部1823，判定开启命令54的输出形态(模式)；以及发送许可部1824，在发送了开启命令54后，对帧处理部188许可帧发送。

通信处理部186对应于通信控制器110，是供主机10与从机40之间进行数据收发的接口。通信处理部187对应于USB控制器112，是供主机10与支持装置200之间进行数据收发的接口。通知部1871向支持装置200输出所述通知。

端口控制部1810基于来自检测部1820的输出，生成保存有开启命令54的命令帧56，并将所生成的命令帧56输出至通信处理部186。开启命令54表示用于在所述路径从切断得到修复时开启与路径的切断部位连接的从机40的输入端口410或输出端口420的指令。

在路径的切断部位，例如通过用户操作来连接线缆(配线)。由此，路径从切断得到修复。修复检测部1821例如通过来自外部的输入而检测所述得到修复的情况。

连接状态检测部1822检测网络4的切断/连接部位在环形拓扑上的位置。其详细将后述。

模式判定部1823根据连接状态检测部1822所检测出的切断/连接部位的位置，使端口控制部1810对开启命令54的输出形态不同。此处，作为开启命令54的输出形态，包含：切断/连接部位的检测位置处于分支用从机40-0的终点与邻接的从机“D”之间的“第二模式”；以及所述检测位置处于环形拓扑的其他位置，即，处于分支用从机40-0的起点直至从机“D”为止之间的位置的“第一模式”。关于与各模式相应的开启命令54的输出形态将后述。

(F2.环形拓扑的切断部位的检测)

连接状态检测部1822使用预先规定的检测用数据来检测环形拓扑的网络4的结构。

具体而言，检测用数据包含第一数据以及第二数据，所述第二数据用于从各从机40获取表示第一数据通过各从机40的时刻的时戳信息。连接状态检测部1822先将第一数据送出至环形拓扑的网络4。连接状态检测部1822在收到经由环形拓扑的网络4而返回的第一数据后，将第二数据送出至网络4。并且，连接状态检测部1822接收经由环形拓扑的网络4而返回的第二数据。

所述时戳信息是数据通过各端口时的时间(时刻)。例如，在从输出端口420输出来到输入端口410的数据时，时戳信息包含数据通过输入端口410时的时间、数据通过输出端口420时的时间与所述端口的识别符(即，从机40的识别符与端口的识别符的组)。时戳可由各从机40内的数据处理部予以存储。

连接状态检测部1822通过利用时戳，能够确定数据所通过的端口的次序即通过顺序。而且，连接状态检测部1822通过利用时戳，能够判断在利用网络4而彼此连接的两个从机40之间正在进行“从OUT向IN的输入”以及“从IN向OUT的输入”中的哪一种。连接状态检测部1822对通过时戳而获取的表示端口的通过顺序的数据、与表示网络结构信息1851所示的连接关系的信息进行比对，基于比对的结果，能够确定数据所通过的端口以及未通过的端口的各识别符。

基于所确定的端口识别符，连接状态检测部1822能够检测在环形拓扑的网络4中被切断的路径的位置，而且，也能够检测经切断的路径被连接而得到修复的情况。

模式判定部1823对连接状态检测部1822的输出与网络结构信息1851进行比对，基于比对的结果来确定连接/切断的检测位置，并基于所确定的检测位置来判定是“第二模式”还是“第一模式”。

(F3.从机40的功能结构)

图8是示意性地表示本实施方式的从机40的功能结构的一例的图。参照图8，从机40的处理器400包括回环部470、帧判别部430、帧处理部440以及执行开启命令54的命令执行部450。

回环部470在检测到将包括所述回环部470的从机40与邻接的从机40予以连接的路径被切断时，将所述从机40的“从IN向OUT的输入”回环至“从OUT向IN的输入”，或者将“从OUT向IN的输入”回环至“从IN向OUT的输入”。

帧判别部430基于来到输入端口410或输出端口420的帧的类型58，来判别所述帧的种类。帧判别部430将来到输入端口410的帧且所述帧的类型58表示“通常”的帧即通常时的巡回帧55输出至帧处理部440，但使来到输出端口420的帧且所述帧的类型58表示“通常”的帧即逆巡回帧55绕过帧处理部440而输出至输入端口410。

进而，帧判别部430从来到输入端口410或输出端口420的帧中，确定所述类型58表示“命令”的帧即命令帧56。帧判别部430在判定为所确定的命令帧56的端口识别符59表示所述从机40的输入端口410或输出端口420的情况下，将命令帧56输出至命令执行部450，并且将所述命令帧56经由输入端口410或输出端口420而送出至网络4。

命令执行部450执行从帧判别部430输出的命令帧56的开启命令54。由此，实施用于开启由开启命令54所指示的输入端口410或输出端口420的端口开启处理。

(F4.端口开启的实现方法)

本实施方式中，在经切断的路径被连接时，主机10根据环形拓扑内的所述路径的位置来使连接于所述路径的从机40的输入端口410以及输出端口420的开启顺序适当化。具体而言，主机10将所述开启顺序决定为抑制逆巡回帧55(图5的步骤2)的发生的顺序。本实施方式的切断/连接的路径的位置包含(情形1)的位置与(情形2)的位置。图9是示意性地表示本实施方式的切断/连接的路径的(情形1)的位置与(情形2)的位置的图。图10是本实施方式的处理的流程图。

参照图9(A)，在(情形1)中，连接状态检测部1822检测到从机“C”的输出端口420(端口1)与从机“D”的输入端口410(端口0)之间的路径已被切断的情况。参照图9(B)，在(情形2)中，连接状态检测部1822检测到成为从机“D”的终点的端口(端口1)与分支用从机40-0的输出端口420(端口1)之间的路径已被切断的情况。在图9(A)的(情形1)中，路径的切断部位处于从机“C”与从机“D”之间的位置，但切断部位并不限定于此位置，也可为分支用从机40-0的起点与从机“A”之间、从机“A”与从机“B”之间、以及从机“B”与从机“C”之间的任一处。

参照图10，连接状态检测部1822对与环形拓扑的网络4中的路径被切断的部位连接的从机40的输入端口410与输出端口420进行检测(步骤S1)。修复检测部1821基于外部输入来检测路径从切断得到修复的情况(步骤S2)。模式判定部1823在检测到路径从切断得到修复时，对在步骤S1中所检测出的从机40的输入端口410和输出端口420的信息、与网络结构信息1851进行比对，并基于比对的结果来检测在路径中被切断/连接的部位(以下也称作切断/连接部位)相当于(情形1)以及(情形2)中的哪一种。当检测到切断/连接部位相当于(情形1)时，模式判定部1823判定为按照“第一模式”来实施端口开启(步骤S3中为“第一模式”)，端口控制部1810按照“第一模式”来发送开启命令54(步骤S4)。

当检测到切断/连接部位相当于(情形2)时，模式判定部1823判定为按照“第二模式”来实施端口开启(步骤S3中为“第二模式”)，端口控制部1810按照“第二模式”来发送开启命令54(步骤S5)。

发送许可部1824根据已检测到从在步骤S4或步骤S5中发送了开启命令54时开始已经过了例如规定时间的情况下，而将帧发送许可的通知输出至帧处理部188(步骤S6)。帧处理部188根据已收到来自发送许可部1824的发送许可的通知的情况，而开始将通常时的巡回帧55发送至环形拓扑的网络4的动作(步骤S7)。

(F4-1.“第一模式”中的端口的开启顺序)

图11～图14是示意性地表示本实施方式的(情形1)的“第一模式”的帧的流动的图。图11～图14的粗线箭头表示帧50的流动方向。参照图11～图14来说明步骤S4(图10)的处理。图11～图14中，分支用从机40-0与从机“A”之间的路径已被切断。因此，连接状态检测部1822输出分支用从机40-0的输出端口420的识别符portY(端口Y)(图11)与从机“A”的输入端口410的识别符portX(端口X)(图11)。

图11中，主机10将通常时的巡回帧55(图中表示为循环帧55)发送至环形拓扑的网络4，继而发送命令帧56。端口控制部1810基于连接状态检测部1822的输出，生成保存有端口X的开启命令54与端口Y的开启命令54这两者的命令帧56，并将所生成的命令帧56送出至环形拓扑的网络4(图11的步骤S41)。主机10在发送了所述命令帧56之后，并不立即发送通常时的巡回帧55等的帧。

分支用从机40-0接收在步骤S41中送出的命令帧56。分支用从机40-0的命令执行部450基于所接收的命令帧56的内容，判定为所接收的命令帧56的开启命令54是发往分支用从机40-0，并执行所述开启命令54(图12的步骤S42)。由此，分支用从机40-0的端口Y开启。主机10在发送了命令帧56之后并不立即发送新的帧，因此不存在通过已开启的端口Y来到端口X的帧。

当端口Y被开启时，通常时的巡回帧55与命令帧56依照朝向遵从“从OUT向IN的输入”的一方向的流动，而到达分支用从机40-0的端口410、从机“D”、从机“C”、从机“B”以及从机“A”。从机“A”的命令执行部450基于所接收的命令帧56的内容而判定为命令帧56是发往从机“A”的帧，并执行命令帧56的开启命令54(图13的步骤S43)。此时，从机“A”对命令帧56以及巡回帧55进行回环(图13)。经回环的巡回帧55与命令帧56返回主机10(图14)。

由此，端口X开启，但由于主机10在命令帧56的发送之后不立即发送新的帧，因此不存在通过已开启的端口X而来到端口Y的帧。即，不会发生逆巡回帧。

发送许可部1824在检测到从主机10发送了命令帧56时经过了规定时间的情况时，输出发送许可的通知。帧处理部188在从发送许可部1824受理发送许可的通知时，按照发送许可来生成通常时的巡回帧55，并将所生成的巡回帧55送出至环形拓扑的网络4(图10的步骤S6、S7)。

发送许可部1824所计时的所述的规定时间是基于作为环形配线的网络4中的帧50的传播延迟时间。更具体而言，规定时间是基于命令帧56从主机10被送出直至返回为止的所需时间(传播延迟时间)、或命令帧56在环形拓扑中巡回一圈的所需时间(传播延迟时间)。所述所需时间是预先推测(计算)。另外，发送许可部1824输出发送许可的通知的时机是基于命令帧56的传播延迟时间，例如也可为主机10检测到从环形拓扑的网络4返回的命令帧56的到达时。

(F4-2.“第二模式”中的端口的开启顺序)

图15～图20是示意性地表示本实施方式的“第二模式”的帧的流动的图。图15～图20的粗箭头表示帧50的流动方向。参照图15～图20来说明步骤S5(图10)的(情形2)的处理。图15～图20中，分支用从机40-0的终点的端口Z与从机“D”的输出端口420即端口Y之间的路径被切断。因此，连接状态检测部1822输出分支用从机40-0的端口的识别符portZ(端口Z)(图15)与从机“D”的输出端口420的识别符portY(端口Y)(图15)。

图15中，主机10继通常的巡回帧55之后，将命令帧56发送至环形拓扑的网络4。端口控制部1810基于连接状态检测部1822的输出，生成仅保存有端口Y的开启命令54的命令帧56，并将所生成的命令帧6送出至环形拓扑的网络4(图15的步骤S51)。主机10在发送了所述命令帧56之后，并不立即发送通常时的巡回帧55等的帧。

通常时的巡回帧55与命令帧56首先到达分支用从机40-0。通常时的巡回帧55与命令帧56通过分支用从机40-0(图16)。假设在命令帧56中保存有分支用从机40-0的端口Z的开启命令54，则会执行所述开启命令54而打开端口Z，返回的帧50将全部成为经由端口Z而传输至从机“D”的逆巡回帧。为了避免此种逆巡回帧的发生，主机10不在此时间点发送端口Z的开启命令54。

当通常时的巡回帧55与命令帧56通过了分支用从机40-0时，通过从机“A”、从机“B”以及从机“C”而到达从机“D”。当命令帧56到达从机“D”时，从机“D”的命令执行部450基于命令帧56的内容，判定为命令帧56是发往从机“D”的帧，基于判定结果来执行命令帧56的开启命令54(图17的步骤S61)。由此，从机“D”的端口Y开启。

当端口Y开启时，通常时的巡回帧55与命令帧56依照朝向遵从“从OUT向IN的输入”的一方向的流动，经由从机“D”的输入端口410、从机“C”、从机“B”、从机“A”以及分支用从机40-0而到达主机10(图18)。

由于主机10在发送了命令帧56之后不立即发送帧，因此在端口Y的开启之后不会立即发生逆巡回帧。

发送许可部1824在检测到从主机10发送命令帧56时已经过了规定时间的情况时，输出发送许可的通知。帧处理部188在从发送许可部1824受理发送许可的通知时，生成通常时的巡回帧55等的帧50，并将所生成的帧50送出至环形拓扑的网络4(图10的步骤S6、S7)。

在接下来的周期中，主机10将保存有规定命令的命令帧56发送至环形拓扑的网络4。所述命令帧56朝遵从“从IN向OUT的输入”的方向传输，当经过被开启的从机“D”的端口Y而到达分支用从机40-0的端口Z时，分支用从机40-0接收所述命令帧56，并执行所接收的命令帧56的规定命令。依据执行结果，端口Z开启，所述命令帧56在端口Z消失(图19)。所述消失在图19中以“停止(STOP)”表示。依据所述规定命令的开启端口Z的处理遵循EtherCAT的ASIC的规格。

进而，在发送许可部1824对所述规定时间的经过进行了计时后，主机10将下个周期的通常的巡回帧55发送至环形拓扑的网络4。所述巡回帧55朝遵从“从IN向OUT的输入”的方向传输，并经过被开启的从机“D”的端口Y以及分支用从机40-0的端口Z而返回主机10(图20)。

发送许可部1824所计时的所述规定时间是基于下述时间，此时间基于环形配线的传播延迟时间。具体而言，基于规定命令的命令帧56从主机10被送出直至返回为止的所需时间(传播延迟时间)。

＜G.巡回帧的检测与丢弃＞

本实施方式中，主机10在检测到逆巡回帧已到达时，丢弃已到达的逆巡回帧。此方法可适用于(情形1)。

图21～图23是示意性地表示本实施方式的“第一模式”的帧的另一流动的图。图24是示意性地表示本实施方式的主机10的功能结构的另一例的图。图25是示意性地表示本实施方式的从机40的功能结构的另一例的图。图26是表示本实施方式的“第一模式”的处理的流程图的一例的图。

参照图25，从机40的处理器400在图8的结构中追加包括位设定部460。位设定部460将到达从机40的巡回帧55中的、绕过帧处理部440的巡回帧55(即，逆巡回帧)的往返位(RoundTripBit)57设定为“打开(ON)”，并送出至网络4。另外，主机10在将命令帧56送出至环形拓扑的网络4时，对往返位(RoundTripBit)57设定作为初始值的“关闭(OFF)”。

参照图24，主机10在图7的结构中追加包括帧丢弃部189。帧丢弃部189从通信处理部186所接收并输出至帧处理部188的帧中检测(提取)逆巡回帧，并丢弃所检测出的巡回帧。具体而言，帧丢弃部189从到达主机10的巡回帧55中，检测(提取)往返位(RoundTripBit)57为“打开(ON)”的巡回帧55，并丢弃所检测出的巡回帧55。由此，例如防止相当于并非当前周期的过去周期的巡回帧55的逆巡回帧从通信处理部186被输出至帧处理部188，从而能够从用户程序的处理对象帧中排除逆巡回帧。

图21～图23的粗线箭头表示帧50的流动方向。参照图21～图23来说明步骤S4(图10)的处理的另一例。图21～图23中，如线缆切断部位261所示，分支用从机40-0与从机“A”之间的路径被切断。因此，连接状态检测部1822的输出表示分支用从机40-0的输出端口420的识别符portY(端口Y)(图21)与从机“A”的输入端口410的识别符portX(端口X)(图21)。

主机10继通常的巡回帧55之后，将两个命令帧56依序送出至环形拓扑的网络4，在所述送出之后立即发送消息的帧55。这两个命令帧56中，第一个被送出的命令帧56保存有端口Y的开启命令54，第二个被送出的命令帧56保存有端口X的开启命令54。

端口控制部1810基于连接状态检测部1822的输出，生成第一个命令帧56与第二个命令帧56，并将所生成的两个命令帧56依序送出至环形拓扑的网络4(图21的步骤S45)。

分支用从机40-0在收到第一个巡回帧55与保存有端口Y的开启命令54的命令帧56这两个帧(将其称作“前面的两个帧”)时，执行保存在所收到的命令帧56中的端口Y的开启命令54。依据所述执行结果，端口Y开启。

并且，前面的两个帧遵从“从OUT向IN的输入”而从分支用从机40-0朝从机“D”、从机“C”以及从机“B”的方向传输而到达从机“A”。而且，分支用从机40-0接收端口X的开启命令54的命令帧56以及消息的帧55这两个帧(将其称作“后面的两个帧”)，并将所接收的后面的两个帧经由已开启的端口Y而传输至从机“A”。由于从机“A”的端口X尚未开启，因此后面的两个帧在从机“A”的端口X消失。此时，从机“A”的端口X开启。此动作遵循EtherCAT的ASIC的规格。由此，分支用从机40-0与从机“A”之间的路径从切断得到修复。

从机“A”中，当收到前面的两个帧中的巡回帧55时，由于端口X未开启，因此回环部470对所述巡回帧55进行回环。通过此回环，巡回帧55朝遵从“从OUT向IN的输入”的方向逆巡回。在由回环部470实施回环时，位设定部460将经回环的巡回帧55的往返位(RoundTripBit)57设定为打开，即由关闭变更为打开(图22的步骤S46)，即，将往返位(RoundTripBit)57由关闭变更为打开，并且在报头51中保存表示将往返位(RoundTripBit)57设定为打开的时间的时间571。另外，端口Y的开启命令54的命令帧56成为逆巡回帧。

以后，主机10向环形拓扑的网络4送出的巡回帧55也遵从“从OUT向IN的输入”而从分支用从机40-0朝从机“D”、从机“C”以及从机“B”的方向传输而到达从机“A”。从机“A”中，所述巡回帧55的往返位(RoundTripBit)57也被设定为打开，而巡回帧55受到回环。随后，经从机“A”回环的所有巡回帧55到达主机10。

而且，说明下述情形：根据所述EtherCAT的ASIC的规格而端口X开启后，前面的两个帧(即，遵从“从OUT向IN的输入”而从分支用从机40-0朝从机“D”、从机“C”以及从机“B”的方向传输而前面的两个帧)到达从机“A”。在此情形中，所述前面的两个帧经由已开启的端口X，遵从“从OUT向IN的输入”，而自从机“A”朝向分支用从机40-0、从机“D”、从机“C”、从机“B”以及从机“A”逆巡回。随后，当分支用从机40-0与从机“A”之间的路径被再次切断时，逆巡回的前面的两个帧经从机“A”回环而到达主机10。在所述回环时，前面的两个帧在从机“A”中将往返位(RoundTripBit)57设定为打开。

主机10中，当从环形拓扑的网络4收到巡回帧55时，帧丢弃部189检测所接收的巡回帧55中的、往返位(RoundTripBit)57表示打开的逆巡回帧，并丢弃所检测出的逆巡回帧55(图23的步骤S47)。

(G1.巡回帧的检测与丢弃)

参照图26来说明主机10的帧丢弃部189的处理。另外，图26以后的图中，索引53也称作“Index”。索引53的值在每个规定周期呈现不同的规定范围内的值。首先，帧丢弃部189对主机10所接收的巡回帧55的索引53的值与当前周期的索引值的范围进行比较，基于比较的结果来判断索引53是否相当于当前周期的索引值范围内的值(即，是否有效)(步骤S51)。若判定为索引53的值不相当于当前周期的范围内(步骤S51中为否)，帧丢弃部189丢弃所述巡回帧55(步骤S59)。

若判定为索引53的值相当于当前周期的范围内(即，有效)(步骤S51中为是)，则帧丢弃部189判定巡回帧55的往返位(RoundTripBit)57是否表示打开(步骤S53)。若判定为往返位(RoundTripBit)57表示打开(步骤S53中为是)，则帧丢弃部189丢弃所受理的巡回帧55(步骤S59)。另一方面，若判定为往返位(RoundTripBit)57并非表示打开(即，表示关闭)(步骤S53中为否)，则帧丢弃部189基于巡回帧55的时间571来判定从往返位(RoundTripBit)57被设定为打开是否已经过了基于传播延迟时间的规定时间(步骤S55)。

帧丢弃部189若判定为从往返位(RoundTripBit)57被设定为打开尚未经过规定时间(步骤S55中为否)，则丢弃巡回帧55(步骤S59)。另一方面，若判定为从往返位(RoundTripBit)57被设定为打开已经过了规定时间(步骤S55中为是)，则巡回帧55不被帧丢弃部189丢弃，而帧处理部188执行所述巡回帧55的接收处理(步骤S57)。

根据图26的处理，主机10使用索引53、往返位(RoundTripBit)57以及时间571来阶段性地过滤到达主机10的巡回帧55。由此，主机10中，对从环形拓扑的网络4到达主机10的巡回帧55中的、有可能相当于逆巡回帧的巡回帧55进行检测的切实性提高。

(G2.巡回帧的检测与丢弃的另一例)

对供主机10检测所到达的逆巡回帧的索引53的值(编号)的编号方法进行说明。此方法可适用于(情形1)与(情形2)这两种情形。图27是示意性地表示本实施方式的主机10的功能结构的另一例的图。参照图27，主机10在图7的结构中追加包括世代设定部190以及帧丢弃部191。图28是用于说明本实施方式的世代设定部190的处理的图。图29～图31是示意性地表示本实施方式的帧的另一流动的图。图32是表示帧丢弃部191的处理的流程图的一例的图。

本实施方式中，主机10在每个规定周期，例如在基于控制周期的每个规定周期将帧50送出至环形拓扑的网络4时，设定用于在每个规定周期对所送出的帧50的世代进行管理的索引53。具体而言，世代设定部190在通信处理部186从巡回抑制部180或帧处理部188受理的帧50(命令帧56或通常的巡回帧55)的报头51中设定用于世代管理的索引53。通信处理部186将设定了索引53的帧50送出至环形拓扑的网络4。

参照图28，世代设定部190一边与计时器115的输出同步，一边在索引编号的有效范围291内对值进行增量，对索引53设定所增量的值。有效范围291可被分割为多个特定的有效范围293。世代设定部190在每个规定周期，在特定的有效范围293内对索引53的值进行增量。由此，帧50被分配在每个规定周期呈现出不同的有效范围293的值的索引53即世代而送出至环形拓扑的网络4。

世代设定部190例如在每个规定周期，在0～1022的范围内对值进行增量，并且在从端口控制部1810输出有命令帧56时，世代设定部190为了检测巡回帧而从下个规定周期开始变更有效范围293，即变更对巡回帧55分配的世代(图28的步骤S292)。例如，在对帧50分配有有效范围293以“0～1022”而增量的索引53的情况下，当输出有命令帧56时，世代设定部190从下个规定周期开始，将有效范围293由当前的“0～1022”变更为“1023～2046”。因此，每当送出命令帧56时，在下个规定周期送出的帧切换为下个世代的帧。

参照图29～图31的帧的流动来说明逆巡回帧的检测。当主机10在某规定周期发送有效范围293为“A”(例如0～1022)的通常的巡回帧55的过程中，分支用从机40-0的端口Y与从机“A”的端口X之间路径被切断时，通常的巡回帧55在切断部位处回环。当主机10检测到图30的路径切断301时，端口控制部1810依次发送端口Y的开启命令54的命令帧56与端口X的开启命令54的命令帧56，继而发送消息的巡回帧55(图29)。此时，当端口Y的开启命令54的命令帧56到达分支用从机40-0时，端口Y开启，但端口X尚未开启。因此，紧随其后，端口X的开启命令54的命令帧56与消息的巡回帧55朝分支用从机40-0、从机“D”、从机“C”、从机“B”以及从机“A”的方向传输。当端口X的开启命令54的命令帧56到达从机“A”时，在从机“A”中执行端口X的开启命令54而端口X开启。由此，经回环的有效范围“A”的命令帧56开始在环形拓扑内逆巡回(图29)。

主机10中，世代设定部190对应于从端口控制部1810输出有命令帧56的情况下，将从下个规定周期开始向环形拓扑的网络4送出的帧50的索引53的有效范围293由“A”变更为“B”(图30)。随后，主机10将有效范围293表示“B”的索引53的帧50送出至环形拓扑的网络4。

如图31的线缆切断部位321所示，当路径再次被切断时，具有表示逆巡回的有效范围293的“A”的索引53的帧50在切断部位经回环而到达主机10(图31)。此时，帧丢弃部191实施图32的帧丢弃的处理。

参照图32，帧丢弃部191对经由通信处理部186而从环形拓扑的网络4到来的帧50的索引53的值与世代设定部190所示的当前的有效范围293的值进行比较，基于比较的结果来判定所述帧50的索引53的值是否为有效(步骤S21)。

在图31的情况下，来到主机10的帧50的索引53表示有效范围293的“A”的值，与此相对，世代设定部190所示的当前的有效范围293为“B”的值。因此，帧丢弃部191基于帧50的索引53的值不相当于当前的有效范围293的情况，判定为索引53并非有效(步骤S21中为否)，将所述帧50丢弃而不输出至帧处理部188(步骤S25)。

另一方面，当帧丢弃部191基于来到主机10的帧50的索引53的值相当于当前的有效范围293的情况，而判定为索引53为有效时(步骤S21中为是)，帧丢弃部191不丢弃所述帧50。因此，帧处理部188执行来到主机10的帧50的接收处理(步骤S23)。

根据世代设定部190以及帧丢弃部191，能够仅检测(提取)从环形拓扑的网络4来到主机10的帧50中的、所述帧50的索引53不相当于当前的有效范围293的帧即逆巡回帧，并丢弃所检测出的逆巡回帧。

另外，使用由世代设定部190所设定的世代(索引53)的巡回帧的检测也可与使用由位设定部460所设定的往返位(RoundTripBit)57的巡回帧的检测组合执行。

＜H.巡回帧发生的通知＞

本实施方式中，通知部1871输出有可能因从回环传输向巡回传输的变化而发生逆巡回帧的意旨的通知。例如，主机10在检测到环形拓扑中的帧丢失时，通知部1871输出所述通知。

具体而言，通信处理部186基于从环形拓扑的网络4接收的帧50的索引53来检测帧丢失。通信处理部186对送出至环形拓扑的网络4的帧50的索引53与从环形拓扑的网络4到来的帧50的索引53的值彼此进行比对。通信处理部186基于比对的结果，当在各规定周期中到来的帧50的索引53的值与在所述规定周期中送出的帧50的索引53的值一致时，判定所送出的帧50已全部返回主机10。与此相对，当在所述规定周期中到来的帧50的索引53的值与在所述规定周期中送出的帧50的索引值不一致时，判定所送出的帧50尚未全部返回主机10。即，检测到帧丢失的发生。帧丢失的原因之一是逆巡回帧的发生。因此，通知部1871在检测到帧丢失的发生时，生成表示逆巡回帧发生的可能性的通知，将所生成的通知经由通信处理部187而输出至支持装置200。

图33是表示由本实施方式的支持装置200所显示的画面的一例的图。图33的画面是基于来自通知部1871的通知。支持装置200在从通知部1871收到通知时，使用系统定义变量来将表示逆巡回帧发生的可能性的通知输出至显示器209等。图33中，与表示包含基于网络结构信息1851的环形拓扑的网络结构的图像相关联地，显示基于通知的“有可能发生巡回帧”的意旨的消息1091。

而且，图33的画面中，也可在环形拓扑的网络结构的图像中，基于连接状态检测部1822的输出来显示对路径被切断的部位进行指示的标记。

另外，逆巡回帧的发生的检测方法并不限定于基于检测到帧丢失的发生的方法，也可为基于由帧丢弃部189或191实施了帧丢弃的情况的方法。

＜I.附注＞

如上所述的本实施方式包含如下所述的技术思想。

[结构1]

一种主机装置(10)，对连接于环形配线(4)的多个从机装置(40)进行管理，其中

所述多个从机装置包含成为所述环形配线的起点及终点的第一从机装置(40-0)、以及连接在所述第一从机装置的起点与终点之间的多个第二从机装置(40-1、40-2、40-3、40-4)，

所述环形配线能够构成第一路径(15)与第二路径(16)，

所述第一路径(15)供各所述第二从机装置受理从起点侧到来的数据(50)，并使所受理的数据巡回传输至终点侧，

所述第二路径(16)供各所述多个从机装置在与邻接的从机装置之间的路径被切断时，使所述数据从自身装置回环，

所述主机装置包括指令部件(1810)，所述指令部件(1810)在路径从所述切断得到修复时，向实施所述回环的从机装置发送用于将所述第二路径切换为所述第一路径的指令(56)，

在从所述指令的发送时经过了基于所述环形配线的传播延迟时间的时间后，向所述环形配线送出数据(1824)。

[结构2]

根据结构1所述的主机装置，其中

所述各从机装置具有连接与邻接的从机装置相连的路径的第一端口(410)以及第二端口(420)，

各第二从机装置在构成所述第一路径时，利用所述第一端口来受理从起点侧到来的数据，并将所受理的数据从所述第二端口传输至终点侧，

所述指令包含使来自所检测出的所述第一端口的数据受理成为可能的开启指令(54、59)以及使来自所述第二端口的数据受理成为可能的开启指令(54、59)，

所述指令部件根据被切断的路径在环形配线上的位置，来使所述第一端口的开启指令以及所述第二端口的开启指令的发送顺序不同。

[结构3]

根据结构2所述的主机装置，其中

所述主机装置还包括部件(1822)，所述部件(1822)基于与所述多个从机装置的通信，来检测连接被切断的路径的从机装置的第一端口以及第二端口。

[结构4]

根据结构2或3所述的主机装置，其中

所述数据包含表示所述数据是否从所述回环变化为所述巡回传输的代码(57)，

所述主机装置检测来自所述环形配线的到来数据中的、所述代码表示所述变化的数据，并丢弃所检测出的数据(189)。

[结构5]

根据结构2至4中任一项所述的主机装置，其中

所述主机装置一边对数据分配世代(293)一边将所述数据送出至环形配线，

所述主机装置在发送了所述指令时，将随后分配给数据的世代从所述指令发送前所分配的世代予以变更，

所述主机装置检测从所述环形配线到来的数据中的、被分配了与当前分配给数据的世代不同的世代的数据，并丢弃所检测出的数据(191)。

[结构6]

根据结构2至5中任一项所述的主机装置，其中

所述主机装置输出数据发生了从回环传输向巡回传输的变化的意旨的通知(1871)。

[结构7]

根据结构1至6中任一项所述的主机装置，其中

所述环形配线包含EtherCAT网络。

[结构8]

一种运算处理装置，包括结构1至7中任一项所述的主机装置。

[结构9]

一种可编程逻辑控制器，包括结构8所述的运算处理装置。

[结构10]

一种网络，包含环形配线(4)，所述网络包括：

多个从机装置(40)，连接于所述环形配线；以及

主机装置(10)，对所述多个从机装置进行管理，

所述多个从机装置包含成为所述环形配线的起点及终点的第一从机装置(40-0)、以及连接在所述第一从机装置的起点与终点之间的多个第二从机装置(40-1、40-2、40-3、40-4)，

所述环形配线能够构成第一路径(15)与第二路径(16)，

所述第一路径(15)供各所述第二从机装置受理从起点侧到来的数据，并使所受理的数据巡回传输至终点侧，

所述第二路径(16)供各所述多个从机装置在与邻接的从机装置之间的路径被切断时，使所述数据从自身装置回环，

所述主机装置包括指令部件(1810)，所述指令部件(1810)在路径从所述切断得到修复时，向实施所述回环的从机装置发送用于将所述第二路径切换为所述第一路径的指令(56)，

在从所述指令的发送时经过了基于所述环形配线的传播延迟时间的时间后，向所述环形配线送出数据(1824)。

[结构11]

一种方法，是对连接于环形配线(4)的多个从机装置(40)进行管理的主机装置(10)所实施的方法，其中

所述多个从机装置包含成为所述环形配线的起点及终点的第一从机装置(40-0)、以及连接在所述第一从机装置的起点与终点之间的多个第二从机装置(40-1、40-2、40-3、40-4)，

所述环形配线能够构成第一路径(15)与第二路径(16)，

所述第一路径(15)供各所述第二从机装置受理从起点侧到来的数据，并使所受理的数据巡回传输至所述终点侧，

所述第二路径(16)供各所述多个从机装置在与邻接的从机装置之间的路径被切断时，使所述数据从自身装置回环，

所述方法包括：

步骤(S5、S4)，在路径从所述切断得到修复时，向实施所述回环的从机装置发送用于将所述第二路径切换为所述第一路径的指令(56)；以及

步骤(S6，S7)，在从所述指令的发送时经过了基于所述环形配线的传播延迟时间的时间后，向所述环形配线送出数据。

应认为，此次公开的实施方式在所有方面为例示而非限制者。本发明的范围是由权利要求而非所述的说明所示，且意图包含与权利要求均等的含义以及范围内的所有变更。

符号的说明

1：系统

2：主处理装置

4：网络

10：主机

15：第一路径

16：第二路径

40：从机

40-0：分支用从机

50：帧

55：巡回帧

51：报头

52：数据报

53：索引

54：开启命令

56：命令帧

58：类型

59：端口识别符

180：巡回抑制部

186、187：通信处理部

188、440：帧处理部

189、191：帧丢弃部

190：世代设定部

200：支持装置

209：显示器

261：线缆切断部位

291、293：有效范围

430：帧判别部

450：命令执行部

460：位设定部

470：回环部

571：时间

1091：消息

1810：端口控制部

1820：检测部

1821：修复检测部

1822：连接状态检测部

1823：模式判定部

1824：发送许可部

1851：网络结构信息

1871：通知部

Claims (11)

1.一种主机装置，对连接于环形配线的多个从机装置进行管理，其中

所述多个从机装置包含成为所述环形配线的起点及终点的第一从机装置、以及连接在所述第一从机装置的起点与终点之间的多个第二从机装置，

所述环形配线能够构成第一路径与第二路径，

所述第一路径供各所述第二从机装置受理从起点侧到来的数据，并使所受理的数据巡回传输至终点侧，

所述第二路径供各所述多个从机装置在与邻接的从机装置之间的路径被切断时，使所述数据从自身装置回环，

所述主机装置包括指令部件，所述指令部件在路径从所述切断得到修复时，向实施所述回环的从机装置发送用于将所述第二路径切换为所述第一路径的指令，

在从所述指令的发送时经过了基于所述环形配线的传播延迟时间的时间后，向所述环形配线送出数据。

2.根据权利要求1所述的主机装置，其中

所述各从机装置具有连接与邻接的从机装置相连的路径的第一端口以及第二端口，

各第二从机装置在构成所述第一路径时，利用所述第一端口来受理从起点侧到来的数据，并将所受理的数据从所述第二端口传输至终点侧，

所述指令包含使来自所检测出的所述第一端口的数据受理成为可能的开启指令以及使来自所述第二端口的数据受理成为可能的开启指令，

所述指令部件根据被切断的路径在环形配线上的位置，来使所述第一端口的开启指令以及所述第二端口的开启指令的发送顺序不同。

3.根据权利要求2所述的主机装置，其中

所述主机装置还包括一部件，所述部件基于所述主机装置与所述多个从机装置之间的通信，来检测连接被切断的路径的从机装置的第一端口以及第二端口。

4.根据权利要求2或3所述的主机装置，其中

所述数据包含表示所述数据是否从所述回环变化为所述巡回传输的代码，

所述主机装置检测来自所述环形配线的到来数据中的、所述代码表示了所述变化的数据，并丢弃所检测出的数据。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的主机装置，其中

所述主机装置一边对数据分配世代一边将所述数据送出至环形配线，

所述主机装置在发送了所述指令时，将随后分配给数据的世代从所述指令发送前所分配的世代予以变更，

所述主机装置检测从所述环形配线到来的数据中的、被分配了与当前分配给数据的世代不同的世代的数据，并丢弃所检测出的数据。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的主机装置，其中

所述主机装置输出数据发生了从回环传输向巡回传输的变化的意旨的通知。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的主机装置，其中

所述环形配线包含以太网控制自动化技术网络。

8.一种运算处理装置，包括如权利要求1至7中任一项所述的主机装置。

9.一种可编程逻辑控制器，包括如权利要求8所述的运算处理装置。

10.一种网络，包含环形配线，所述网络包括：

多个从机装置，连接于所述环形配线；以及

主机装置，对所述多个从机装置进行管理，

所述多个从机装置包含成为所述环形配线的起点及终点的第一从机装置、以及连接在所述第一从机装置的起点与终点之间的多个第二从机装置，

所述环形配线能够构成第一路径与第二路径，

所述第一路径供各所述第二从机装置受理从起点侧到来的数据，并使所受理的数据巡回传输至终点侧，

所述第二路径供各所述多个从机装置在与邻接的从机装置之间的路径被切断时，使所述数据从自身装置回环，

所述主机装置包括指令部件，所述指令部件在路径从所述切断得到修复时，向实施所述回环的从机装置发送用于将所述第二路径切换为所述第一路径的指令，

在从所述指令的发送时经过了基于所述环形配线的传播延迟时间的时间后，向所述环形配线送出数据。

11.一种方法，是对连接于环形配线的多个从机装置进行管理的主机装置所实施的方法，其中

所述多个从机装置包含成为所述环形配线的起点及终点的第一从机装置、以及连接在所述第一从机装置的起点与终点之间的多个第二从机装置，

所述环形配线能够构成第一路径与第二路径，

所述第一路径供各所述第二从机装置受理从起点侧到来的数据，并使所受理的数据巡回传输至终点侧，

所述第二路径供各所述多个从机装置在与邻接的从机装置之间的路径被切断时，使所述数据从自身装置回环，

所述方法包括下述步骤：

在路径从所述切断得到修复时，向实施所述回环的从机装置发送用于将所述第二路径切换为所述第一路径的指令；以及

在从所述指令的发送时经过了基于所述环形配线的传播延迟时间的时间后，向所述环形配线送出数据。

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