JP2014192796A - 制御システム、回線接続診断方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】回線の配線及び確認作業は作業員の目視により行われていたため、誤接続箇所の見落としが発生することがあった。
【解決手段】演算装置Ａ３は、フレーム送信情報Ｆ４を付加した要求フレームを、入出力装置Ａ５を宛先として送信する。入出力装置Ａ５は、演算装置Ａ３から要求フレームを受信すると、要求フレームに対する応答フレームにフレーム受信情報Ｆ５を付加して、フレーム送信情報Ｆ４によって示される１系回線又は２系回線で応答フレームを演算装置Ａ３に向けて送信する。そして、端末Ａ２は、演算装置Ａ３から受け取った要求フレームに対する応答結果に基づいて、１系回線又は２系回線の正常接続又は誤接続を診断する。
【選択図】図９

Description

本発明は、二重化された演算装置と、それら演算装置に対して複数の制御装置がそれぞれ二重化された回線によってリング接続された環境において、各装置間を接続する回線の誤接続箇所検出を可能にする制御システム、回線接続診断方法及びプログラムに関する。

従来、原子力発電、火力発電、水力発電等のプラントを制御するための制御システムがある。このような制御システムでは、プラント制御の信頼性を向上させるために演算装置、光中継装置、入出力装置等の制御装置を二重化し、これら二重化した各装置間を二重化した回線によりリング方式で接続して運用することが一般的であった。この制御システムでは二重化された演算装置のうち、一方の演算装置が故障した場合には、他方の正常な演算装置に速やかに制御を切替えて、各種のセンサ等を含む制御対象に対する制御を継続することが重要である。このような理由から、制御システムを構築する際には、二台の演算装置を同一のリング上に配置せず、各演算装置から見て独立したリングで接続する方式を採用している。

特許文献１には、二重化した伝送路を運用系及び予備系として複数の伝送装置を夫々ループ接続し、誤接続が生じている場合は、接続情報ビット列を識別することにより誤接続の位置を特定可能とする技術が開示されている。

特開２００２−３４１９３６号公報

ところで、大規模な制御システムでは、制御装置の総数が百台以上となることも多く、各制御装置の間を光ケーブル等の回線で接続する作業は膨大なものとなる。さらに、プラント制御の信頼性を向上させるために回線の二重化を図った場合、回線に必要な配線数は２倍となる。そして、二重化した回線によって構成されるリング方式は、通信の信頼性を向上させるために、制御システムの運用前に回線の誤接続を確認することは必須である。

しかし、従来、回線の配線及び確認作業は作業員の目視により行われており、その作業工数の多さから、ヒューマンエラーによる誤接続箇所の見落としが発生していた。

また、各演算装置から見て独立したリング接続となる方式を採用した場合、誤接続された回線を通過したフレームが送信元の演算装置とは異なる演算装置に届いてしまう。このため、特許文献１に開示された技術を用いたとしても、送信元の演算装置は、フレームがどのような経路を辿ったのか把握することができず、回線の誤接続を検知するには不十分であった。

本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、制御システムを構成する回線の確認作業を容易にすることを目的とする。

本発明は、二重化された演算装置と、二重化された入出力装置と、を備えた制御システムに関する。
演算装置は、二重化された１系回線及び２系回線によってそれぞれリング接続され、それぞれ上位の端末から指示された制御対象に制御命令を出力する。
入出力装置は、１系回線及び２系回線によってそれぞれリング接続され、演算装置から受け取った制御命令を制御対象に出力し、制御対象から受け取った応答結果を演算装置に送信する。
そして、演算装置は、１系回線又は２系回線を識別するための第１の系情報を付加した要求フレームを、入出力装置を宛先として送信する。
入出力装置は、演算装置から要求フレームを受信すると、要求フレームを受信した１系回線又は２系回線を識別するための第２の系情報を要求フレームに対する応答フレームに付加する。そして、第１の系情報によって示される１系回線又は２系回線で応答フレームを演算装置に向けて送信する。
端末は、演算装置から受け取った要求フレームに対する応答結果に基づいて、１系回線又は２系回線の正常接続又は誤接続を診断する。

本発明によれば、制御装置による回線の誤接続診断を行うことができ、作業員による回線確認作業の負荷を低減することが可能となる。

本発明の一実施の形態例における制御システムの全体構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態例における各装置が情報を通信するために用いるフレームのフォーマットの構成例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態例における端末が行う回線誤接続の診断手順の例を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態例における演算装置の処理例を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態例における光中継装置の処理例を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態例における入出力装置の処理例を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態例における回線正常接続時と回線誤接続時における光中継装置のフレーム送受信の動作例を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態例における回線正常接続時と回線誤接続時における入出力装置のフレーム送受信の動作例を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態例における回線の誤接続形態に対応した表の構成例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態例における回線の誤接続形態に対応した表の構成例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態例における回線の誤接続形態に対応した表の構成例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態例における制御システムの入出力装置Ａと入出力装置Ｂ間の電気ケーブルに誤接続が発生した構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態例における制御システムの光中継装置Ａ，Ｂから入出力装置Ａ方向への光ケーブルに誤接続が発生した構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態例における制御システムの入出力装置Ａから光中継装置Ａ，Ｂ方向への光ケーブルに誤接続が発生した構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態例における制御システムの演算装置Ａから光中継装置Ａ，Ｃ方向への光ケーブルに誤接続が発生した構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態例における制御システムの光中継装置Ｂ，Ｄから演算装置Ａ方向への光ケーブルに誤接続が発生した構成例を示すブロック図である。

以下、本発明の一実施の形態例について、添付図面を参照して説明する。
本発明の一実施の形態例に係る制御システム１は、コンピュータがプログラムを実行することにより、後述する機能ブロックが連携して行う制御方法を実現する。本明細書及び図面において、実質的に同一の機能又は構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。

図１は、本発明の一実施の形態例に係る制御システム１の全体構成例を示すブロック図である。
制御システム１は、作業者が入出力を行うインターフェースとなる二重化された端末Ａ２，Ｂ２を備える。端末Ａ２，Ｂ２は、それぞれ不図示の操作部、表示部、制御部、通信インターフェース、記録部を備えている。ＣＰＵ等からなる制御部は、記録部から読み出したプログラムを実行する。記録部には、演算装置Ａ３，Ｂ３が送信した要求フレームや、演算装置Ａ３，Ｂ３から受け取った応答フレームの他に、誤接続診断用マトリクス（後述する図９〜図１１を参照）が記録されている。

作業者は、マウス、キーボード等からなる操作部を用いて、後述する回線誤接続診断の開始を指示したり、制御対象Ａ６，Ｂ６に制御命令を出力したりするプログラムの実行指示を行う。回線誤接続診断の開始指示や制御命令等は通信インターフェースを介して演算装置Ａ３，Ｂ３に送信される。そして、制御部は、演算装置Ａ３，Ｂ３から制御対象Ａ６，Ｂ６の応答結果を受け取ったり、要求フレームに対する応答結果を受け取ったりする。さらに、制御部は、要求フレームに対する応答結果に基づいて、１系回線又は２系回線の正常接続又は誤接続を診断する。この応答結果には、応答フレームを受け取れなかったという情報も含むため、演算装置Ａ３，Ｂ３が応答フレームを受け取れなかった場合でも回線の接続診断が可能となる。

また、制御システム１は、端末Ａ２，Ｂ２にそれぞれ接続される演算装置Ａ３，Ｂ３を備える。演算装置Ａ３，Ｂ３は、通信する情報の信頼性を向上するために二重化された１系回線Ｌ１，Ｌ４及び２系回線Ｌ２，Ｌ３によってそれぞれリング接続され、それぞれ上位の端末Ａ２，Ｂ２から指示された制御対象Ａ６，Ｂ６に制御命令を出力する。

演算装置Ａ３に対して光中継装置Ａ４〜Ｄ４と入出力装置Ａ５，Ｂ５が１系回線Ｌ４、２系回線Ｌ３による二重化された回線でリング接続される。二重化された光中継装置Ａ４，Ｂ４は、演算装置Ａ３，Ｂ３と入出力装置Ａ５の間に配置されて光信号を中継する。二重化された光中継装置Ｃ４，Ｄ４は、演算装置Ａ３，Ｂ３と入出力装置Ｂ５の間に配置されて光信号を中継する。光中継装置Ａ４〜Ｄ４が行う光信号の中継では、例えば、光信号の波形を整形する処理が行われる。入出力装置Ａ５，Ｂ５は、演算装置Ａ３，Ｂ３から受け取った制御命令を制御対象Ａ６，Ｂ６に出力し、制御対象Ａ６，Ｂ６から受け取った応答結果を演算装置Ａ３，Ｂ３に送信するために用いられる。

ここで、１系回線Ｌ４は、演算装置Ａ３から出て、光中継装置Ａ４、入出力装置Ａ５，Ｂ５、光中継装置Ｄ４を経て演算装置Ａ３に戻る回線である。２系回線Ｌ３は、演算装置Ａ３から出て、光中継装置Ｃ４、入出力装置Ｂ５，Ａ５、光中継装置Ｂ４を経て演算装置Ａ３に戻る回線である。

また、演算装置Ｂ３に対して光中継装置Ａ４〜Ｄ４と入出力装置Ａ５，Ｂ５が１系回線Ｌ１、２系回線Ｌ２による二重化された回線でリング接続される。１系回線Ｌ１は、演算装置Ｂ３から出て、光中継装置Ｄ４、入出力装置Ｂ５，Ａ５、光中継装置Ａ４を経て演算装置Ｂ３に戻る回線である。２系回線Ｌ２は、演算装置Ｂ３から出て、光中継装置Ｂ４、入出力装置Ａ５，Ｂ５、光中継装置Ｄ４を経て演算装置Ｂ３に戻る回線である。

以下の説明では、光中継装置Ａ４〜Ｄ４、入出力装置Ａ５，Ｂ５を区別しない場合には、「各装置」と略称する場合がある。１系回線Ｌ１，Ｌ４に配置される各装置や１系回線Ｌ１，Ｌ４を「１系」と略称し、２系回線Ｌ２，Ｌ３に配置される各装置や２系回線Ｌ２，Ｌ３を「２系」と略称する場合がある。また、１系回線Ｌ１，Ｌ４を区別しない場合には「１系回線」と呼び、２系回線Ｌ２，Ｌ３を区別しない場合には「２系回線」と呼ぶ場合がある。さらに、１系回線、２系回線を区別しない場合には、単に「回線」と略称する場合がある。

制御システム１を構成する各装置はそれぞれ割り振られた固有のアドレスを持っている。例えば、演算装置Ａ３はアドレス“０”を持ち、演算装置Ｂ３はアドレス“１”を持つ。また、光中継装置Ａ４，Ｂ４はアドレス“２”を持ち、光中継装置Ｃ４，Ｄ４はアドレス“５”を持つ。また、入出力装置Ａ５はアドレス“３”を持ち、入出力装置Ｂ５はアドレス“４”を持つ。

回線は、演算装置Ａ３，Ｂ３と光中継装置Ａ４〜Ｄ４間、及び光中継装置Ａ４〜Ｄ４と入出力装置Ａ５，Ｂ５間が光ケーブルで構成される。そして、入出力装置Ａ５が備える１系通信制御部５２Ａと、入出力装置Ｂ５が備える１系通信制御部５２Ａとが第１の電気ケーブル又は第１の光ケーブルによって接続される。また、入出力装置Ａ５が備える２系通信制御部５２Ｂと、入出力装置Ｂ５が備える２系通信制御部５２Ｂとが第２の電気ケーブル又は第２の光ケーブルによって接続される。電気ケーブル又は光ケーブルは、各装置が配置される場所の状況に応じて使い分ければよいため、配線の自由度が高まる。
なお、演算装置Ａ３，Ｂ３と入出力装置Ａ５，Ｂ５間を電気ケーブルで構成してもよい。この場合には、光信号を電気信号に変換しなくてよいので、制御システム１から光中継装置Ａ４〜Ｄ４が不要となる。

上述したように制御システム１は、演算装置Ａ３，Ｂ３のそれぞれに対して光中継装置Ａ４〜Ｄ４と入出力装置Ａ５，Ｂ５が、それぞれ独立したリング状の回線によって接続されている。これにより、演算装置Ａ３，Ｂ３のうち、どちらか一方が故障しても、直ちに故障した演算装置から正常な演算装置に制御を切り替え、正常な演算装置は、光中継装置Ａ４〜Ｄ４と入出力装置Ａ５，Ｂ５に対して一定の間隔で通信を継続することができる。このため、正常な演算装置が使用する回線が遮断され、制御対象Ａ６，Ｂ６が制御不能となるような影響を抑えることができる。

端末Ａ２，Ｂ２は、二重化してリング接続された回線の誤接続の有無と、誤接続が生じた箇所を検出することができる。演算装置Ａ３，Ｂ３の上位の端末Ａ２，Ｂ２からの診断開始の指示に従い、演算装置Ａ３，Ｂ３から、光中継装置Ａ４〜Ｄ４と入出力装置Ａ５，Ｂ５を宛先とする１系と２系の個別の片系通信を行う。この宛先には、二重化された演算装置Ａ３，Ｂ３、光中継装置Ａ４〜Ｄ４、入出力装置Ａ５，Ｂ５に割り振られた異なるアドレス（位置情報の一例）が含まれる。このとき、演算装置Ａ３，Ｂ３は、１系回線又は２系回線を識別するためのフレーム送信情報Ｆ４（第１の系情報の一例として後述する図２に示す）を付加した要求フレームを送信する。端末Ａ２，Ｂ２からの指示は、作業者が行う明示的な入力操作によってなされるが、一定時間毎に自動的に診断開始の指示を発生するものとしてもよい。

入出力装置Ａ５，Ｂ５は、演算装置Ａ３，Ｂ３から要求フレームを受信すると、要求フレームを受信した１系回線又は２系回線を識別するためのフレーム受信情報Ｆ５（第２の系情報の一例として後述する図２に示す）を応答フレームに付加する。そして、第１の系情報によって示される１系回線又は２系回線で応答フレームを演算装置Ａ３，Ｂ３に向けて送信する。

同様に、光中継装置Ａ４〜Ｄ４は、演算装置Ａ３，Ｂ３が１系回線又は２系回線のいずれかを用いて、光中継装置Ａ４〜Ｄ４を宛先として送信したフレーム送信情報Ｆ４を付加した要求フレームを受信すると、フレーム受信情報Ｆ５を要求フレームに付加する。そして、フレーム送信情報Ｆ４によって示される１系回線又は２系回線で要求フレームに対する応答フレームを演算装置Ａ３，Ｂ３に向けて送信する。

要求フレームを送信した演算装置Ａ３，Ｂ３は、各装置に送信した要求フレームの応答結果として３つの情報を上位の端末Ａ２，Ｂ２に通知する。３つの情報には、（１）１系回線又は２系回線に接続された各装置が応答した応答フレームの有無に関する情報、（２）演算装置Ａ３，Ｂ３が応答フレームを受信した１系回線又は２系回線を示す情報、（３）応答フレームに付加されたフレーム受信系情報がある。端末Ａ２，Ｂ２は、これら３つの情報と、１系回線又は２系回線の誤接続を診断するためのマトリクス（後述する図９〜図１１を参照）と照合して、１系回線又は２系回線の正常接続又は誤接続を診断する。この診断により、回線の誤接続の有無と、誤接続が生じた箇所が判明し、回線の接続診断を効率化することができる。

通信のマスタとなる演算装置Ａ３，Ｂ３は、それぞれ送信及び受信フレーム情報を格納するメモリ３４、１系回線の通信制御を行う１系通信制御部３３ａと２系回線の通信制御を行う２系通信制御部３３ｂを内部に持つ通信制御部３２によって構成される。メモリ３４に格納される送信フレーム情報として、例えば、後述する要求フレームがあり、受信フレーム情報として、例えば、後述する応答フレームがある。さらに、演算装置Ａ３，Ｂ３は、回線の情報を上位の端末Ａ２，Ｂ２へ通知するデータ制御部３１、光信号を電気信号に変換し、電気信号を光信号に変換する光／電気変換器３５Ａ，３５Ｂによって構成される。

通信のスレーブとなる光中継装置Ａ４〜Ｄ４は、１系回線の通信制御を行う１系通信制御部４１Ａ（第２の１系通信制御部の一例）、又は２系回線の通信制御を行う２系通信制御部４１Ｂ（第２の２系通信制御部の一例）のいずれかで構成される。１系通信制御部４１Ａは、１系回線によって演算装置Ａ３，Ｂ３から要求フレームを受け取り、演算装置Ａ３，Ｂ３に応答フレームを送信する。２系通信制御部４１Ｂは、２系回線によって演算装置Ａ３，Ｂ３から要求フレームを受け取り、演算装置Ａ３，Ｂ３に応答フレームを送信する。１系通信制御部４１Ａと２系通信制御部４１Ｂは、通信路４２（第２の通信路の一例）によって互いに情報（例えば、応答フレーム）を受け渡すことが可能となっている。

１系通信制御部４１Ａを持つ光中継装置Ａ４と、２系通信制御部４１Ｂを持つ光中継装置Ｂ４は同じアドレス（“２”）を持つ対の関係であり、光中継装置Ａ４，Ｂ４間の通信路４２を利用して情報（例えば、応答フレーム）を受け渡すことが可能である。同様に、１系通信制御部４１Ａを持つ光中継装置Ｄ４と２系通信制御部４１Ｂを持つ光中継装置Ｃ４は同じアドレス（“２”）を持つ対の関係であり、光中継装置Ｃ４，Ｄ４間の通信路４２を利用して情報（例えば、応答フレーム）を受け渡すことが可能である。

また、通信のスレーブとなる入出力装置Ａ５，Ｂ５は、光信号を電気信号に変換し、又は電気信号を光信号に変換する光／電気変換器５１Ａ，５１Ｂを備える。また、入出力装置Ａ５，Ｂ５は、１系回線の通信制御を行う１系通信制御部５２Ａ（第１の１系通信制御部の一例）と２系回線の通信制御を行う２系通信制御部５２Ｂ（第１の２系通信制御部の一例）を内部に持つ通信制御部５２を備える。１系通信制御部５２Ａは、１系回線によって演算装置Ａ３，Ｂ３から制御命令を受け取り、演算装置Ａ３，Ｂ３に応答結果を送信する。２系通信制御部５２Ｂは、２系回線によって演算装置Ａ３，Ｂ３から制御命令を受け取り、演算装置Ａ３，Ｂ３に応答結果を送信する。１系通信制御部５２Ａと２系通信制御部５２Ｂは、通信路５３（第１の通信路の一例）によって接続され、互いに情報（例えば、応答フレーム）を受け渡すことが可能となっている。

また、入出力装置Ａ５は、制御対象Ａ６への入出力を行うデータ制御部５４を備え、入出力装置Ｂ５は、制御対象Ｂ６への入出力を行うデータ制御部５４を備える。制御対象Ａ６，Ｂ６は、例えば、プラント内に配置されたモータや各種センサ等であり、データ制御部５４が出力した制御命令に対する動作結果等をデータ制御部５４に応答する。

図２は、各装置が情報を通信するために用いるフレームのフォーマットの構成例を示す説明図である。
図２に示すフレームのフォーマットは、通信のマスタである演算装置Ａ３，Ｂ３からスレーブである光中継装置Ａ４〜Ｄ４及び入出力装置Ａ５，Ｂ５に送信される要求フレームと、スレーブからマスタへ送信される応答フレームで共通としてある。

そして、フレームのフォーマットは、フレームの先頭を示す開始フラグＦ１、要求フレームか応答フレームかを区別する要求応答Ｆ２、フレームの宛先となる装置のアドレスを格納する送信先アドレスＦ３によって構成される。また、演算装置Ａ３，Ｂ３がフレームを１系回線又は２系回線のいずれで送信したかを区別する送信系情報が格納されるフレーム送信情報Ｆ４によって構成される。また、各装置がフレームを１系回線又は２系回線のいずれで受信したかを区別する受信系情報が格納されるフレーム受信情報Ｆ５、データの入出力に用いるデータＦ６によって構成される。さらに、フレームデータの健全性を保証するＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）Ｆ７、フレームの終わりを示す終了フラグＦ８によって構成される。

開始フラグＦ１に開始フラグが立っていれば、フレームを受信したスレーブの各装置は、演算装置Ａ３，Ｂ３のいずれかから要求フレームが送信されたことを知ることができる。そして、要求応答Ｆ２には、このフレームが要求フレームである場合に“０”が設定され、このフレームが応答フレームである場合に“１”が設定される。送信先アドレスＦ３は、通信のマスタである演算装置のアドレスＦ３１と、スレーブである光中継装置又は入出力装置のアドレスＦ３２を格納している。

フレーム送信情報Ｆ４は、マスタである演算装置Ａ３，Ｂ３のいずれかが付加する情報である。１系回線への通信を行う場合には、要求フレームの１系情報Ｆ４１が“１”に設定される。２系回線への通信を行う場合には、２系情報Ｆ４２が“１”に設定される。フレーム受信情報Ｆ５は、スレーブである光中継装置及び入出力装置が付加する情報である。１系回線で要求フレームを受信した場合には、応答フレームの１系情報Ｆ５１を“１”に設定し、２系回線で要求フレームを受信した場合には、２系情報Ｆ５２を“１”に設定される。

データＦ６には、このフレームが応答フレームである場合に、制御対象Ａ６，Ｂ６のいずれかが入出力装置Ａ５，Ｂ５に応答した際の処理結果を示すデータが設定される。ＣＲＣＦ７は、一般的な巡回冗長検査に用いられる値が設定され、通信途中でフレームが破損していないか各装置がチェックするために用いられる。終了フラグＦ８に終了フラグが立っていれば、各装置はフレームの終了を判断することができる。

次に、作業者が端末Ａ２を用いて、制御システム１内の回線の誤接続の有無と、誤接続されている箇所を検出する手法について、図３〜図６を参照して説明する。
図３は、端末Ａ２，Ａ３が行う回線誤接続の診断手順の例を示すフローチャートである。
図４は、演算装置Ａ３の処理例を示すフローチャートである。
図５は、光中継装置Ａ４，Ｂ４の処理例を示すフローチャートである。
図６は、入出力装置Ａ５，Ｂ５の処理例を示すフローチャートである。

制御システム１では、演算装置Ａ３は、アドレスを順に変えた要求フレームを１系回線Ｌ４及び２系回線Ｌ３に接続される光中継装置Ａ４〜Ｄ４及び入出力装置Ａ５，Ｂ５に送信し、光中継装置Ａ４〜Ｄ４及び入出力装置Ａ５，Ｂ５から応答フレームを受信する。
その後、演算装置Ｂ３がアドレスを順に変えた要求フレームを１系回線Ｌ１及び２系回線Ｌ２に接続される光中継装置Ａ４〜Ｄ４及び入出力装置Ａ５，Ｂ５に送信し、光中継装置Ａ４〜Ｄ４及び入出力装置Ａ５，Ｂ５から応答フレームを受信する。

具体的には、図３に示すように端末Ａ２は、演算装置Ａ３が要求フレームを送信する回線（以下、「送信回線」と略称する）を１系に設定する（ステップＳ１）。次に、要求フレームの送信先アドレスＦ３を“２”、すなわち図１における光中継装置Ａ４，Ｂ４宛てに設定する（ステップＳ２）。そして、上記２つの設定を終えた後、端末Ａ２は、演算装置Ａ３に対して要求フレームの送信命令を実行する（ステップＳ３）。

図４に示すように、演算装置Ａ３は、端末Ａ２から要求フレームの送信命令を受信すると（ステップＳ１１）、端末Ａ２が指定した送信回線が１系であるか判定を行う（ステップＳ１２）。判定した結果、端末Ａ２が指定した送信回線が１系であれば、同じく端末Ａ２が指定した送信先アドレスＦ３で示される各装置に１系回線Ｌ４から要求フレームを送信する（ステップＳ１３）。端末Ａ２が指定した送信回線が２系であれば端末Ａ２が指定した送信先アドレスＦ３で示される各装置に２系回線Ｌ３から要求フレームを送信する（ステップＳ１４）。以降の説明では、演算装置Ａ３が１系回線Ｌ４で要求フレームを送信したものとする。

そして、図５に示すように、１系回線Ｌ４の光中継装置Ａ４は、演算装置Ａ３から要求フレームを受信すると（ステップＳ２１）、その要求フレームを受信した系が１系であるか判定を行う（ステップＳ２２）。

要求フレームを受信した系が１系である場合、光中継装置Ａ４は、受信した要求フレームのアドレスが自装置宛てであるか判定を行う（ステップＳ２３）。要求フレームのアドレスが自装置宛てで無い場合、光中継装置Ａ４は、リング方式で接続された次の装置（本例では、入出力装置Ａ５）へ要求フレームを転送する（ステップＳ２８）。

一方、要求フレームのアドレスが自装置宛てである場合、光中継装置Ａ４は、応答フレームのフレーム受信情報Ｆ５に１系情報Ｆ５１を設定する（ステップＳ２４）。次に、光中継装置Ａ４は、演算装置Ａ３から送信された要求フレームのフレーム送信情報Ｆ４の内容が１系であるか判定を行う（ステップＳ２５）。

ステップＳ２５において、フレーム送信情報Ｆ４の内容が１系を示していれば、光中継装置Ａ４は、１系回線Ｌ４により、演算装置Ａ３に向けて応答フレームを送信する（ステップＳ２７）。フレーム送信情報Ｆ４の内容が２系を示していれば、光中継装置Ａ４は、対となる２系通信制御部４１Ｂを持つ光中継装置Ｂ４に応答すべきフレーム情報を通知する（ステップＳ２６）。そして、光中継装置Ｂ４は、２系回線Ｌ３により演算装置Ａ３に向けて応答フレームの送信を行う（ステップＳ３３）。
光中継装置Ａ４，Ｂ４が要求フレームを受信した系が１系ではなく２系の場合は、上記内容の１系と２系を置き換えた処理を行う（ステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２７，Ｓ２９〜Ｓ３４）。

ステップＳ２８において、１系から送信された要求フレームを、図６の入出力装置処理フローに示すように入出力装置Ａ５が受信すると（ステップＳ４１）、入出力装置Ａ５の光／電気変換器５１Ａが光信号を電気信号に変換する。そして、通信制御部５２内の１系通信制御部５２Ａは、電気信号に変換された要求フレームを受信した系が１系であるか判定を行う（ステップＳ４２）。

１系通信制御部５２Ａが受信した系が１系である場合、１系通信制御部５２Ａは、受信した要求フレームのアドレスＦ３２から読み出したアドレスが自装置宛てであるか判定を行う（ステップＳ４３）。自装置宛てで無い場合は、リング方式で接続された次の装置である入出力装置Ｂ５へ、１系により要求フレームを送信する（ステップＳ４７）。

一方、要求フレームのアドレスが自装置宛てである場合、１系通信制御部５２Ａは、応答フレームのフレーム受信情報Ｆ５に１系情報Ｆ５１を設定する（ステップＳ４４）。次に、１系通信制御部５２Ａは、演算装置Ａ３から送信された要求フレームのフレーム送信情報が１系であるか判定を行う（ステップＳ４５）。

ステップＳ４５において、フレーム送信情報Ｆ４の内容が１系を示していれば、１系通信制御部５２Ａは、１系回線Ｌ４により、光中継装置Ａ４に向けて応答フレームを送信する（ステップＳ４６）。フレーム送信情報Ｆ４の内容が２系を示していれば、１系通信制御部５２Ａは、対となる２系通信制御部５２Ｂに応答すべきフレーム情報を通知する。そして、２系通信制御部５２Ｂが２系回線Ｌ３により光中継装置Ｂ４に向けて応答フレームの送信を行う（ステップＳ５１）。
入出力装置Ａ５，Ｂ５が要求フレームを受信した系が１系ではなく２系の場合は、上記内容の１系と２系を置き換えた処理を行う（ステップＳ４１，Ｓ４２，Ｓ４６，Ｓ４８〜Ｓ５２）。

上述した図４のステップＳ１３又はＳ１４の処理の後、演算装置Ａ３は、要求フレームの送信後に１系又は２系で応答フレームを受信できたか判定を行う（ステップＳ１５）。応答フレームを１系又は２系のどちらかで受信できた場合、演算装置Ａ３は、以下の３つの情報を端末Ａ２に通知する（ステップＳ１６）。３つの情報には、演算装置Ａ３が１系と２系のどちらかで応答フレームを受信したこと、演算装置Ａ３が応答フレームを受信した系、応答フレーム内のフレーム受信情報が含まれる。

ステップＳ１５において、演算装置Ａ３は、タイムアウトにより１系と２系のどちらからも応答フレームを受信できていないと判定すると、以下の３つの情報を端末Ａ２に通知する（ステップＳ１７）。この３つの情報には、１系と２系のどちらからも応答フレームを受信していないことを示す情報に加えて、応答フレームを受信した系と、応答フレーム内のフレーム受信情報が空データであることが含まれる。

ここで、図３に示すように、端末Ａ２は、演算装置Ａ３から３つの情報を取得する（ステップＳ４）。３つの情報には、１系と２系のどちらかでの応答フレームの受信有無、演算装置Ａ３が応答フレームを受信した系、応答フレーム内のフレーム受信情報がある。その後、端末Ａ２は、送信先アドレスＦ３の設定値が“５”であるか判定を行う（ステップＳ５）。

ステップＳ５で判定する送信先アドレスＦ３の設定値が“５”であることは、制御システム１において、各装置に対して、“２”〜“５”のアドレスを割り振ったことに起因している。つまり、送信先アドレスＦ３の設定値が“５”であれば、全ての装置に対して要求フレームの送信が完了していることを示している。送信先アドレスＦ３の設定値が“５”でなければ、回線の誤接続の有無と、誤接続されている箇所を診断していない装置が残っていることを意味する。

このため、送信先アドレスＦ３の設定値が“５”で無い場合は、送信先アドレスＦ３を“１”インクリメントし（ステップＳ６）、演算装置Ａ３に対して要求フレームの送信命令を実行する（ステップＳ３）。ステップＳ６の処理において、送信先アドレスＦ３がインクリメントされることにより、“３”以降のアドレスを持つ各装置に対して、順に診断を行うことができる。このため、制御システム１が備える全ての光中継装置Ａ４〜Ｄ４と入出力装置Ａ５，Ｂ５に対して１系回線から要求フレームの送信を行う。

送信先アドレスＦ３の設定値が“５”の場合、送信回線の設定値が“２”であるか判定を行う（ステップＳ７）。
上述したステップＳ１に示したように、端末Ａ２が行う各装置の診断は１系回線Ｌ４から開始する。このため、送信回線の設定値が“２”である場合は、１系と２系の両方に対して要求フレームの送信が完了していることを示す。

送信回線の設定値が“２”で無い場合、要求フレームの送信回線を“２”に設定し（ステップＳ８）、その後要求フレームの送信先アドレスＦ３を“２”に設定する（ステップＳ２）。これにより、制御システム１が備える全ての光中継装置Ａ４〜Ｄ４と入出力装置Ａ５，Ｂ５に対して２系回線Ｌ３から要求フレームの送信を行うことができる。

送信回線の設定値が“２”の場合は、図３に示す端末Ａ２の診断手順フローで取得した各送信先アドレスＦ３に対する１系回線から３つ、２系回線から３つの計６つの情報と端末Ａ２に予め用意された誤接続診断用マトリクスを比較する。この誤接続診断用マトリクスは、後述する図９〜図１１に表１〜表６として示してある。そして、端末Ａ２は、誤接続の有無と誤接続の箇所を特定する（ステップＳ９）。

次に、図５の光中継装置の処理フローと図６の入出力装置処理フロー中に示した、光中継装置Ａ４，Ｂ４及び入出力装置Ａ５，Ｂ５が自装置宛の要求フレームを受信した場合の動作例について、各装置の構成図とフレームの概略図を用いて詳細に説明する。

図７は、回線正常接続時と回線誤接続時における光中継装置Ａ４，Ｂ４のフレーム送受信の動作例を示すブロック図である。図７Ａは、回線正常接続時に光中継装置Ａ４が行うフレームの送受信動作の例を示し、図７Ｂは、回線誤接続時に光中継装置Ｂ４が行うフレームの送受信動作の例を示す。

図７Ａに示す回線正常接続時の例では、演算装置Ａ３の光／電気変換器３５Ａから１系回線が光中継装置Ａ４に接続されている。そして、１系通信制御部４１Ａを内部に持つ光中継装置Ａ４は、フレーム送信情報Ｆ４の１系情報Ｆ４１に“１”が設定された１系回線用の要求フレームを受信する。このとき要求フレームのフレーム受信情報Ｆ５には、まだビットが設定されていない。

光中継装置Ａ４の１系通信制御部４１Ａは、光中継装置Ａ４を宛先として送信された要求フレームのフレーム受信情報Ｆ５が１系回線を示す場合、又は２系通信制御部４１Ｂから通信路４２を経て応答フレームを受信した場合には、応答フレームを１系回線に送信する。そして、要求フレームのフレーム受信情報Ｆ５が２系回線を示す場合には、応答フレームを通信路４２から２系通信制御部４１Ｂに送信する。
一方、２系通信制御部４１Ｂは、光中継装置Ａ４を宛先として送信された要求フレームのフレーム受信情報Ｆ５が２系回線を示す場合、又は１系通信制御部４１Ａから通信路４２を経て応答フレームを受信した場合には、応答フレームを２系回線に送信する。そして、要求フレームのフレーム受信情報Ｆ５が１系回線を示す場合には、応答フレームを通信路４２から１系通信制御部４１Ａに送信する。
このように、光中継装置Ａ４は、自装置宛の要求フレームを受け取った系と、フレーム送信情報Ｆ４が異なれば、フレーム送信情報Ｆ４に合わせた系で応答フレームを送信するため、演算装置Ａ３は応答フレームを確実に受信できる。

具体的には、光中継装置Ａ４の１系通信制御部４１Ａは、自装置宛の要求フレームを受信すると、受信した要求フレームの要求応答Ｆ２を「応答」に書き換え、フレーム受信情報Ｆ５の１系情報Ｆ５１に“１”を設定する（図中では“１系”と記載）。これにより、１系通信制御部４１Ａが要求フレームを受信した系と、要求フレーム内に格納されたフレーム送信情報Ｆ４が共に１系で一致する。このため、１系通信制御部４１Ａから演算装置Ａ３に対して１系回線Ｌ４により応答フレームの送信を行う。この応答フレームは、入出力装置Ａ５，Ｂ５、光中継装置Ｄ４の順に１系回線Ｌ４を辿って演算装置Ａ３に到達する。

図７Ｂに示す回線誤接続時の例では、演算装置Ａ３の光／電気変換器３５Ａから光中継装置Ａ４に接続されるはずの回線が誤って光中継装置Ｂ４に接続されている。そして、２系通信制御部４１Ｂを内部に持つ光中継装置Ｂ４は、フレーム送信情報Ｆ４の１系情報Ｆ４１に“１”が設定された１系回線用の要求フレームを受信する。そして、光中継装置Ｂ４の２系通信制御部４１Ｂは、受信した要求フレームのフレーム受信情報Ｆ５に２系情報Ｆ５２を設定する。

このとき、回線が誤接続されていることにより、要求フレームを受信した系と、要求フレーム内に格納されたフレーム送信情報Ｆ４に付加される系の情報が一致しない。このため、光中継装置Ｂ４の２系通信制御部４１Ｂは、要求フレームを受信した系とは異なる系、すなわち光中継装置Ａ４の１系通信制御部４１Ａに応答すべきフレーム情報の通知を行う。この通知に際して、２系通信制御部４１Ｂは、フレームの要求応答Ｆ２を「応答」に書き換え、フレーム受信情報Ｆ５の２系情報Ｆ５２に“１”を設定（図中では“２系”と記載）した応答フレームを、通信路４２を介して１系通信制御部４１Ａに送信する。そして、光中継装置Ａ４の１系通信制御部４１Ａは、光中継装置Ｂ４から受信した応答フレームを演算装置Ａ３に対して送信する。この応答フレームは、入出力装置Ａ５，Ｂ５、光中継装置Ｄ４の順に１系回線Ｌ４を辿って演算装置Ａ３に到達する。

図８は、回線正常接続時と回線誤接続時における入出力装置Ａ５，Ｂ５のフレーム送受信の動作例を示すブロック図である。図８Ａは、回線正常接続時に入出力装置Ａ５が行うフレームの送受信動作の例を示し、図８Ｂは、回線誤接続時に入出力装置Ｂ５が行うフレームの送受信動作の例を示す。

図８Ａに示す回線正常接続時の例では、入出力装置Ａ５は、通信制御部５２内の１系通信制御部５２Ａで、フレーム送信情報Ｆ４の１系情報Ｆ４１に“１”が設定された１系回線用の要求フレームを受信する。このとき要求フレームのフレーム受信情報Ｆ５には、まだビットは設定されていない。

入出力装置Ａ５の１系通信制御部５２Ａは、入出力装置Ａ５を宛先として送信された要求フレームのフレーム送信情報Ｆ４が１系回線を示す場合、又は２系通信制御部５２Ｂから通信路５３を経て応答フレームを受信した場合には、応答フレームを１系回線に送信する。そして、１系通信制御部５２Ａは、要求フレームのフレーム送信情報Ｆ４が２系回線を示す場合には、応答フレームを通信路５３から２系通信制御部５２Ｂに送信する。

同様に、２系通信制御部５２Ｂは、入出力装置Ａ５を宛先として送信された要求フレームのフレーム送信情報Ｆ４が２系回線を示す場合、又は１系通信制御部５２Ａから通信路５３を経て応答フレームを受信した場合には、応答フレームを２系回線に送信する。そして、２系通信制御部５２Ｂは、要求フレームのフレーム送信情報Ｆ４が１系回線を示す場合には、応答フレームを通信路５３から１系通信制御部５２Ａに送信する。
このように、入出力装置Ａ５は、自装置宛の要求フレームを受け取った系と、フレーム送信情報Ｆ４が異なれば、フレーム送信情報Ｆ４に合わせた系で応答フレームを送信するため、演算装置Ａ３は応答フレームを確実に受信できる。

具体的には、１系通信制御部５２Ａは、自装置宛の要求フレームを受信すると、受信した要求フレームの要求応答Ｆ２を「応答」に書き換え、フレーム受信情報Ｆ５の１系情報Ｆ５１に“１”を設定する（図中では“１系”と記載）。これにより、１系通信制御部５２Ａが要求フレームを受信した系と、要求フレーム内に格納されたフレーム送信情報Ｆ４が共に１系で一致する。このため、入出力装置Ａ５の１系通信制御部５２Ａから演算装置Ａ３に対して１系回線Ｌ４により応答フレームの送信を行う。この応答フレームは、入出力装置Ｂ５、光中継装置Ｄ４の順に１系回線Ｌ４を辿って演算装置Ａ３に到達する。

図８Ｂに示す回線誤接続時の例では、入出力装置Ａ５の１系通信制御部５２Ａから入出力装置Ｂ５の１系通信制御部５２Ａに接続されるはずの回線が、誤って入出力装置Ｂ５の２系通信制御部５２Ｂに接続されている。このため、２系通信制御部５２Ｂを内部に持つ入出力装置Ｂ５は、フレーム送信情報Ｆ４の１系情報Ｆ４１に“１”が設定された１系回線用の要求フレームを受信する。そして、入出力装置Ｂ５の２系通信制御部５２Ｂは、受信した要求フレームのフレーム受信情報Ｆ５の２系情報Ｆ５２に“１”を設定する（図中では“２系”と記載）。

このとき、回線が誤接続されていることにより、要求フレームを受信した系と、要求フレーム内に格納されたフレーム送信情報Ｆ４に付加される系の情報が一致しない。このため、２系通信制御部５２Ｂから１系通信制御部５２Ａに対して応答フレームが送信される。この際、２系通信制御部５２Ｂは、フレームの要求応答Ｆ２を「応答」に書き換え、フレーム受信情報Ｆ５の２系情報Ｆ５２に“１”を設定した応答フレームを、通信路５３を介して１系通信制御部５２Ａに送信する。そして、入出力装置Ｂ５の１系通信制御部５２Ａは、光中継装置Ｂ４から受信した応答フレームを演算装置Ａ３に対して送信する。この応答フレームは、光中継装置Ｄ４を経て１系回線Ｌ４を辿って演算装置Ａ３に到達する。

次に、図３のステップＳ９において端末Ａ２が行う回線診断に際し、参照する誤接続診断用マトリクスについて、図９〜図１１を参照して説明する。
端末Ａ２は、演算装置Ａ３から取得した３つの情報と誤接続診断用マトリクスを比較し、回線の誤接続有無とその誤接続箇所を特定している。

回線の誤接続形態として、以下に例示するものがある。
例えば、入出力装置間の電気ケーブル誤接続、光中継装置から入出力装置方向への光ケーブル誤接続、入出力装置から光中継装置方向への光ケーブル誤接続、演算装置から光中継装置方向への光ケーブル誤接続、光中継装置から演算装置方向への誤接続がある。

そこで、端末Ａ２が持つ誤接続診断用マトリクスの例について、図９〜図１１を参照して説明する。

図９〜図１１は、上述した回線の誤接続形態にそれぞれ対応した表の構成例を示す説明図である。
図９Ａは、正常接続結果の表１を示し、図９Ｂは、入出力装置Ａ５，Ｂ５間の電気ケーブル誤接続結果の表２を示す。
また、図１０Ａは、光中継装置Ａ４，Ｂ４から入出力装置Ａ５方向への光ケーブル誤接続結果の表３を示し、図１０Ｂは、入出力装置Ａ５から光中継装置Ａ４，Ｂ４方向への光ケーブル誤接続結果の表４を示す。
また、図１１Ａは、演算装置Ａ３から光中継装置Ａ４，Ｃ４方向への光ケーブル誤接続結果の表５を示し、図１１Ｂは、光中継装置Ｂ４，Ｄ４から演算装置Ａ３方向への光ケーブル誤接続結果の表６を示す。

図９〜図１１に示す各表は、アドレス“２”からアドレス“５”が付された各装置に対して１系診断と２系診断を行った場合に想定される期待値を示している。
１系診断の欄は、端末Ａ２が送信回線を１系に設定した時に演算装置Ａ３から取得する３つの情報を示す。この情報により、演算装置Ａ３が１系と２系のどちらで応答フレームを受信したか、又は受信しなかったかを示す応答フレームの受信有無、演算装置Ａ３が応答フレームを受信した系、応答フレーム内のフレーム受信情報Ｆ５が１系と２系のいずれであるかが示される。これら３つの情報について、制御システム１内の回線が正常に接続された状態を基本とする正誤形式で各表を表現する。
２系診断の欄についても１系診断の欄と同様の情報が格納されている。

そして、図９〜図１１に示す各表は、端末Ｂ２が送信回線を１系又は２系に設定した時に演算装置Ｂ３から取得する３つの情報についても対応している。以下、端末Ａ２の指示により、演算装置Ａ３が回線誤接続診断を行う場合の動作例を説明することとし、演算装置Ａ３が回線誤接続診断を行う場合の動作例は説明を省略する。

図１に示したように、制御システム１内の回線が正常に接続された状態において、端末Ａ２が診断を開始すると、演算装置Ａ３は、１系回線Ｌ４から各装置を宛先として、各装置内の１系通信制御部に要求フレームを送信する。これにより、宛先となる光中継装置Ａ４、入出力装置Ａ５，Ｂ５、光中継装置Ｄ４に送信した要求フレームは、それぞれの１系通信制御部に到達する。

そして、各装置の１系通信制御部から演算装置Ａ３の１系通信制御部３３ａに向けて応答フレームが送信される。このため、端末Ａ２が演算装置Ａ３から取得する３つの情報は、１系と２系のどちらかでの応答フレーム受信有り、応答フレームを受信した系は１系、応答フレーム内のフレーム受信情報は１系となり、図９Ａの表１に示す１系診断の結果と合致する。

次に、演算装置Ａ３は、２系回線Ｌ３から各装置を宛先として、各装置内の２系通信制御部に要求フレームを送信する。これにより、光中継装置Ｃ４、入出力装置Ｂ５，Ａ５、光中継装置Ｂ４に向けて送信した要求フレームは、それぞれの２系通信制御部に到達する。

そして、各装置の２系通信制御部から演算装置Ａ３の２系通信制御部３３ｂに応答フレームが送信される。このため、端末Ａ２が演算装置Ａ３から取得する３つの情報は、１系と２系のどちらかでの応答フレーム受信有り、応答フレームを受信した系は２系、応答フレーム内のフレーム受信情報は２系となり、図９Ａの表１に示す２系診断の結果と合致する。

以上の結果から図１に示す構成とした制御システム１において、端末Ａ２，Ｂ２が回線誤接続診断を行った場合、図９Ａの表１に示す結果と一致することから回線の接続は正常であることが分かる。

図１２は、制御システム１の入出力装置Ａ５と入出力装置Ｂ５間の電気ケーブルに誤接続が発生した構成例を示すブロック図である。この構成では、入出力装置Ａ５の１系通信制御部５２Ａが入出力装置Ｂ５の２系通信制御部５２Ｂに誤接続され、入出力装置Ａ５の２系通信制御部５２Ｂが入出力装置Ｂ５の１系通信制御部５２Ａに誤接続されている。

本構成において演算装置Ａ３は、１系回線Ｌ４から各装置の１系通信制御部に要求フレームを送信すると、アドレス“２”の光中継装置Ａ４，Ｂ４、及びアドレス“３”の入出力装置Ａ５に向けて送信した要求フレームは正常にそれぞれの１系通信制御部に到達する。しかし、光中継装置Ａ４，Ｂ４及び入出力装置Ａ５が送信した応答フレームは、入出力装置Ｂ５の２系通信制御部５２Ｂ、光中継装置Ｃ４を経由して演算装置Ｂ３の２系通信制御部３３ｂに到達し、演算装置Ａ３に返らない。このため、端末Ａ２が演算装置Ａ３から取得する３つの情報は、１系と２系のどちらかでの応答フレーム受信無し、空データ、空データとなる。

また、演算装置Ａ３がアドレス“４”の入出力装置Ｂ５、及びアドレス“５”の光中継装置Ｃ４，Ｄ４に向けて送信した要求フレームはそれぞれの２系通信制御部に到達し、１系通信制御部に渡される。その後、１系通信制御部から演算装置Ａ３の１系通信制御部３３ａに応答フレームが送信される。このため、端末Ａ２が演算装置Ａ３から取得する３つの情報は、１系と２系のどちらかでの応答フレーム受信有り、応答フレームを受信した系は１系、応答フレーム内のフレーム受信情報は２系となり、図９Ｂの表２に示す１系診断の結果と合致する。

次に、演算装置Ａ３は、２系回線Ｌ３から各装置の２系通信制御部に要求フレームを送信すると、光中継装置Ｃ４，Ｄ４及び入出力装置Ｂ５に向けて送信した要求フレームは正常にそれぞれの２系通信制御部に到達する。しかし、光中継装置Ｃ４，Ｄ４及び入出力装置Ｂ５からの応答フレームは、入出力装置Ａ５の１系通信制御部５２Ａ、光中継装置Ａ４を経由して演算装置Ｂ３の１系通信制御部３３ａに到達し、演算装置Ａ３に返らない。このため、端末Ａ２が演算装置Ａ３から取得する３つの情報は、１系と２系のどちらかでの応答フレーム受信無し、空データ、空データとなる。

また、演算装置Ａ３が入出力装置Ａ５及び光中継装置Ａ４，Ｂ４に向けて送信した要求フレームはそれぞれの１系通信制御部に到達し、２系通信制御部に渡される。その後、２系通信制御部から演算装置Ａ３の２系通信制御部３３ｂに応答フレームが送信される。このため、端末Ａ２が演算装置Ａ３から取得する３つの情報は、１系と２系のどちらかでの応答フレーム受信有り、応答フレームを受信した系は２系、応答フレーム内のフレーム受信情報は１系となり、図９Ｂの表２に示す２系診断の結果と合致する。

この診断結果より図１２に示す構成とした制御システム１において、回線誤接続診断を行った場合、図９Ｂの表２に示す結果と一致することから、入出力装置Ａ５と入出力装置Ｂ５間の電気ケーブルで誤接続が発生していることが分かる。

図１３は、制御システム１の光中継装置Ａ４，Ｂ４から入出力装置Ａ５方向への光ケーブルに誤接続が発生した構成例を示すブロック図である。

本構成において演算装置Ａ３は、１系回線Ｌ４から各装置の１系通信制御部に要求フレームを送信すると、光中継装置Ａ４，Ｂ４に向けて送信した要求フレームは正常に到達する。しかし、光中継装置Ａ４，Ｂ４からの応答フレームは、入出力装置Ａ５の２系通信制御部５２Ｂ、入出力装置Ｂ５の２系通信制御部５２Ｂ、光中継装置Ｃ４を経由して演算装置Ｂ３の２系通信制御部３３ｂに到達し、演算装置Ａ３に返らない。このため、端末Ａ２が演算装置Ａ３から取得する３つの情報は、１系と２系のどちらかでの応答フレーム受信無し、空データ、空データとなる。

また、演算装置Ａ３が入出力装置Ａ５，Ｂ５、光中継装置Ｃ４，Ｄ４に向けて送信した要求フレームはそれぞれの２系通信制御部に到達し、１系通信制御部に渡される。その後、１系通信制御部から演算装置Ａ３の１系通信制御部３３ａに応答フレームが送信される。このため、端末Ａ２が演算装置Ａ３から取得する３つの情報は、１系と２系のどちらかでの応答フレーム受信有り、応答フレームを受信した系は１系、応答フレーム内のフレーム受信情報は２系となり、図１０Ａの表３に示す１系診断の結果と合致する。

次に、演算装置Ａ３は、２系回線Ｌ３から各装置の２系通信制御部に要求フレームを送信すると、光中継装置Ｃ４，Ｄ４、入出力装置Ｂ５，Ａ５、光中継装置Ａ４，Ｂ４に向けて送信した要求フレームは正常にそれぞれの２系通信制御部に到達する。そして、光中継装置Ｃ４，Ｄ４、入出力装置Ｂ５，Ａ５、光中継装置Ａ４，Ｂ４からの応答フレームも全て正常に演算装置Ａ３の２系通信制御部３３ｂに返る。このため、端末Ａ２が演算装置Ａ３から取得する３つの情報は、１系と２系のどちらかでの応答フレーム受信有り、応答フレームを受信した系は２系、応答フレーム内のフレーム受信情報は２系となり、図１０Ａの表３に示す２系診断の結果と合致する。

この診断結果より図１３に示す構成とした制御システム１において、回線誤接続診断を行った場合、図１０Ａの表３に示す結果と一致することから光中継装置Ａ４，Ｂ４から入出力装置Ａ５方向への光ケーブルで回線誤接続が発生していることが分かる。

図１４は、制御システム１の入出力装置Ａ５から光中継装置Ａ４，Ｂ４方向への光ケーブルに誤接続が発生した構成例を示すブロック図である。

本構成において演算装置Ａ３は、１系回線Ｌ４から各装置の１系通信制御部に要求フレームを送信すると、光中継装置Ａ４，Ｂ４、入出力装置Ａ５，Ｂ５、光中継装置Ｃ４，Ｄ４に向けて送信した要求フレームは正常にそれぞれの１系通信制御部に到達する。そして、光中継装置Ａ４，Ｂ４、入出力装置Ａ５，Ｂ５、光中継装置Ｃ４，Ｄ４からの応答フレームも全て正常に演算装置Ａ３の１系通信制御部３３ａに返る。このため、端末Ａ２が演算装置Ａ３から取得する３つの情報は、１系と２系のどちらかでの応答フレーム受信有り、応答フレームを受信した系は１系、応答フレーム内のフレーム受信情報は１系となり、図１０Ｂの表４に示す１系診断の結果と合致する。

次に、演算装置Ａ３は、２系回線Ｌ３から各装置の２系通信制御部に要求フレームを送信すると、光中継装置Ｃ４，Ｄ４、入出力装置Ｂ５，Ａ５に向けて送信した要求フレームは正常にそれぞれの２系通信制御部に到達する。しかし、光中継装置Ｃ４，Ｄ４、入出力装置Ｂ５，Ａ５からの応答フレームは、光中継装置Ａ４を経由して演算装置Ｂ３の１系通信制御部３３ａに到達し、演算装置Ａ３に返らない。このため、端末Ａ２が演算装置Ａ３から取得する３つの情報は、１系と２系のどちらかでの応答フレーム受信無し、空データ、空データとなる。

また、演算装置Ａ３が光中継装置Ａ４，Ｂ４に向けて送信した要求フレームは光中継装置Ａ４の１系通信制御部４１Ａに到達し、２系通信制御部４１Ｂに渡される。その後、光中継装置Ｂ４から演算装置Ａ３の２系通信制御部３３ｂに応答フレームが送信される。このため、端末Ａ２が演算装置Ａ３から取得する３つの情報は、１系と２系のどちらかでの応答フレーム受信有り、応答フレームを受信した系は２系、応答フレーム内のフレーム受信情報は１系となり、図１０Ｂの表４に示す２系診断の結果と合致する。

この診断結果より図１４に示す構成とした制御システム１において、回線誤接続診断を行った場合、図１０Ｂの表４に示す結果と一致することから入出力装置Ａ５から光中継装置Ａ４，Ｂ４方向への光ケーブルで回線誤接続が発生していることが分かる。

図１５は、制御システム１の演算装置Ａ３から光中継装置Ａ４，Ｃ４方向への光ケーブルに誤接続が発生した構成例を示すブロック図である。

本構成において演算装置Ａ３は、１系回線Ｌ４から各装置の１系通信制御部に要求フレームを送信すると、光中継装置Ａ４，Ｂ４、入出力装置Ａ５，Ｂ５、光中継装置Ｃ４，Ｄ４に向けて送信した要求フレームはそれぞれの２系通信制御部に到達する。このため、各装置の２系通信制御部は、１系通信制御部に応答フレームを渡した後、１系通信制御部から演算装置Ａ３の１系通信制御部３３ａに応答フレームが送信される。このため、端末Ａ２が演算装置Ａ３から取得する３つの情報は、１系と２系のどちらかでの応答フレーム受信有り、応答フレームを受信した系は１系、応答フレーム内のフレーム受信情報は２系となり、図１１Ａの表５に示す１系診断の結果と合致する。

次に、演算装置Ａ３は、２系回線Ｌ３から各装置の２系通信制御部に要求フレームを送信すると、光中継装置Ｃ４，Ｄ４、入出力装置Ｂ５，Ａ５、光中継装置Ａ４，Ｂ４に向けて送信した要求フレームはそれぞれ１系通信制御部に到達する。このため、各装置の１系通信制御部は、２系通信制御部に応答フレームを渡した後、２系通信制御部から演算装置Ａ３の２系通信制御部３３ｂに応答フレームが送信される。このため、端末Ａ２が演算装置Ａ３から取得する３つの情報は、１系と２系のどちらかでの応答フレーム受信有り、応答フレームを受信した系は２系、応答フレーム内のフレーム受信情報は１系となり、図１１Ａの表５に示す２系診断の結果と合致する。

この診断結果より図１５に示す構成とした制御システム１において、回線誤接続診断を行った場合、図１１Ａの表５に示す結果と一致することから演算装置Ａ３から光中継装置Ａ４，Ｃ４方向への光ケーブルで回線誤接続が発生していることが分かる。

図１６は、制御システム１の光中継装置Ｂ４，Ｄ４から演算装置Ａ３方向への光ケーブルに誤接続が発生した構成例を示すブロック図である。

本構成において演算装置Ａ３は、１系回線Ｌ４から各装置の１系通信制御部に要求フレームを送信すると、光中継装置Ａ４，Ｂ４、入出力装置Ａ５，Ｂ５、光中継装置Ｃ４，Ｄ４に向けて送信した要求フレームはそれぞれ１系通信制御部に到達する。そして、１系通信制御部から演算装置Ａ３にフレームが送信される。

しかし、演算装置Ａ３は応答フレームを２系通信制御部３３ｂで受信する。このため、端末Ａ２が演算装置Ａ３から取得する３つの情報は、１系と２系のどちらかでの応答フレーム受信有り、応答フレームを受信した系は２系、応答フレーム内のフレーム受信情報は１系となり、図１１Ｂの表６に示す１系診断の結果と合致する。

次に、演算装置Ａ３は、２系回線Ｌ３から各装置の２系通信制御部に要求フレームを送信すると、光中継装置Ｃ４，Ｄ４、入出力装置Ｂ５，Ａ５、光中継装置Ａ４，Ｂ４に向けて送信した要求フレームはそれぞれ２系通信制御部に到達する。そして、２系通信制御部から演算装置Ａ３にフレームが送信される。

しかし、演算装置Ａ３は応答フレームを１系通信制御部３３ａで受信する。このため、端末Ａ２が演算装置Ａ３から取得する３つの情報は、１系と２系のどちらかでの応答フレーム受信有り、応答フレームを受信した系は１系、応答フレーム内のフレーム受信情報は２系となり、図１１Ｂの表６に示す２系診断の結果と合致する。

この診断結果より図１６に示す構成とした制御システム１において、回線誤接続診断を行った場合、図１１Ｂの表６に示す結果と一致することから光中継装置Ｂ４，Ｄ４から演算装置Ａ３方向への光ケーブルで回線誤接続が発生していることが分かる。

以上説明した一実施の形態例に係る制御システム１は、二重化された演算装置Ａ３，Ｂ３が、二重にリングで接続された光中継装置Ａ４〜Ｄ４、及び入出力装置Ａ５，Ｂ５に対して送信した要求フレームに対する応答結果を端末Ａ２，Ｂ２に知らせる。そして、端末Ａ２，Ｂ２は、演算装置Ａ３，Ｂ３から受け取った要求フレームに対する応答結果と、誤接続診断用マトリクスを比較することで、誤接続の有無と誤接続の箇所を特定することができる。この要求フレームに対する応答結果には、１系回線及び２系回線のいずれからも応答フレームを受信しなかったことを示す情報も含まれているため、応答フレームの消失を加味した回線の接続診断が可能となる。

また、回線の誤接続により自装置宛の要求フレームに付加されたフレーム送信情報Ｆ４の内容と、実際に要求フレームを受信した回線の系が異なっていた場合には、各装置は、応答フレームにフレーム受信情報Ｆ５を付加する。そして、フレーム送信情報Ｆ４の内容に合わせた系で応答フレームを送信する。このため、演算装置Ａ３，Ｂ３は、受信した応答フレームの内容に基づいて、誤接続が生じた回線を把握しやすくなる。

また、演算装置Ａ３が１系回線、２系回線の順に各装置の接続診断を行った後、演算装置Ｂ３が１系回線、２系回線の順に各装置の接続診断を行う。このため、制御システム１が備える全ての装置間の接続診断が自動化されるため、作業員が目視で確認していた場合に比べ、作業効率を大きく高めることができる。これにより、回線の誤接続の有無とその箇所を容易に特定することができ、誤接続箇所の見落としによる制御システム１の誤動作及び不具合を未然に防ぐことが可能となる。

また、図９〜図１１に示す各表は、端末Ａ２，Ｂ２が不図示のモニタ等に表示することで、作業者が回線の誤接続を把握する際の一助とすることができる。ただし、１系診断又は２系診断のいずれかを行ってすぐに、図９〜図１１に示す各表を示すことで、速やかに回線の誤接続が生じた箇所を把握できるようにしてもよい。

二重化された各装置は、同じアドレスによって所在が管理されており、アドレスを変えるだけで宛先を指定することが可能であるため、装置の数が多くなった場合でも全ての回線の接続診断を容易に実行しやすい。

また、上述した実施の形態例における一連の処理は、ハードウェアにより実行することができるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、又は各種の機能を実行するためのプログラムをインストールしたコンピュータにより、実行可能である。例えば汎用のパーソナルコンピュータ等に所望のソフトウェアを構成するプログラムをインストールして実行させればよい。

また、システムあるいは装置にプログラムコードを供給するための記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等が用いられる。また、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介してソフトウェアのプログラムコードを提供することもできる。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上述した実施の形態例の機能が実現される。加えて、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ等が実際の処理の一部又は全部を行う。その処理によって上述した実施の形態例の機能が実現される場合も含まれる。

また、本発明は上述した実施の形態例に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りその他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。
例えば、上記した実施形態例は本開示を分かりやすく説明するために装置及びシステムの構成を詳細且つ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることは可能であり、更にはある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１…制御システム、２…端末Ａ，Ｂ、３…演算装置Ａ，Ｂ、４…光中継装置Ａ〜Ｄ、５…入出力装置Ａ，Ｂ、６…制御対象Ａ，Ｂ

Claims (10)

1. 二重化された１系回線及び２系回線によってそれぞれリング接続され、それぞれ上位の端末から指示された制御対象に制御命令を出力する二重化された演算装置と、
   前記１系回線及び前記２系回線によってそれぞれリング接続され、前記演算装置から受け取った前記制御命令を前記制御対象に出力し、前記制御対象から受け取った応答結果を前記演算装置に送信する二重化された入出力装置と、を備え、
   前記演算装置は、前記１系回線又は前記２系回線を識別するための第１の系情報を付加した要求フレームを、前記入出力装置を宛先として送信し、
   前記入出力装置は、前記演算装置から前記要求フレームを受信すると、前記要求フレームを受信した前記１系回線又は前記２系回線を識別するための第２の系情報を前記要求フレームに対する応答フレームに付加し、前記第１の系情報によって示される前記１系回線又は前記２系回線で前記応答フレームを前記演算装置に向けて送信し、
   前記端末は、前記演算装置から受け取った前記要求フレームに対する応答結果に基づいて、前記１系回線又は２系回線の正常接続又は誤接続を診断する
   制御システム。
2. 前記端末は、前記要求フレームに対する応答結果として、前記１系回線又は前記２系回線に接続された前記入出力装置が応答した前記応答フレームの有無に関する情報と、前記演算装置が前記応答フレームを受信した前記１系回線又は前記２系回線を示す情報と、及び前記応答フレームに付加された前記第２の系情報とを受け取った後、前記１系回線又は前記２系回線の誤接続を診断するための表と照合して、前記１系回線又は前記２系回線の正常接続又は誤接続を診断する
   請求項１記載の制御システム。
3. 前記入出力装置は、
   前記１系回線によって前記演算装置から前記制御命令を受け取り、前記演算装置に前記応答結果を送信する第１の１系通信制御部と、
   前記第１の１系通信制御部に対して第１の通信路によって接続され、前記２系回線によって前記演算装置から前記制御命令を受け取り、前記演算装置に前記応答結果を送信する第１の２系通信制御部と、を備え、
   前記第１の１系通信制御部は、前記入出力装置を宛先として送信された前記要求フレームの前記第１の系情報が前記１系回線を示す場合、又は前記第１の２系通信制御部から前記第１の通信路を経て前記応答フレームを受信した場合には、前記応答フレームを前記１系回線に送信し、前記要求フレームの前記第１の系情報が前記２系回線を示す場合には、前記応答フレームを前記第１の通信路から前記第１の２系通信制御部に送信し、
   前記第１の２系通信制御部は、前記入出力装置を宛先として送信された前記要求フレームの前記第１の系情報が前記２系回線を示す場合、又は前記第１の１系通信制御部から前記第１の通信路を経て前記応答フレームを受信した場合には、前記応答フレームを前記２系回線に送信し、前記要求フレームの前記第１の系情報が前記１系回線を示す場合には、前記応答フレームを前記第１の通信路から前記第１の１系通信制御部に送信する
   請求項２記載の制御システム。
4. 二重化された前記入出力装置のうち、一方の前記入出力装置が備える前記第１の１系通信制御部と、他方の前記入出力装置が備える前記第１の１系通信制御部とが第１の電気ケーブル又は第１の光ケーブルによって接続され、他方の前記入出力装置が備える前記第１の２系通信制御部と、一方の前記入出力装置が備える前記第１の２系通信制御部とが第２の電気ケーブル又は第２の光ケーブルによって接続される
   請求項３記載の制御システム。
5. さらに、前記演算装置と前記入出力装置の間が光ケーブルによって接続される場合に、前記１系回線及び前記２系回線によってリング接続され、前記演算装置と前記入出力装置の間に配置されて、光信号を中継する二重化された光中継装置を備え、
   前記光中継装置は、前記演算装置が前記１系回線又は２系回線のいずれかを用いて、前記光中継装置を宛先として送信した前記第１の系情報を付加した要求フレームを受信すると、前記第２の系情報を前記要求フレームに付加し、前記第１の系情報によって示される前記１系回線又は前記２系回線で前記要求フレームに対する応答フレームを前記演算装置に向けて送信する
   請求項４記載の制御システム。
6. 前記端末は、前記要求フレームに対する応答結果として、前記１系回線又は前記２系回線に接続された前記光中継装置が応答した前記応答フレームの有無、前記演算装置が前記応答フレームを受信した前記１系回線又は前記２系回線を示す情報、前記応答フレームに付加された前記第２の系情報を得た後、前記１系回線又は前記２系回線の誤接続を診断するための表と照合して、前記１系回線又は前記２系回線の正常接続又は誤接続を診断する
   請求項５記載の制御システム。
7. 前記光中継装置は、
   前記１系回線によって前記演算装置から前記要求フレームを受け取り、前記演算装置に前記応答フレームを送信する第２の１系通信制御部と、
   前記第２の１系通信制御部に対して第２の通信路によって接続され、前記２系回線によって前記演算装置から前記要求フレームを受け取り、前記演算装置に前記応答フレームを送信する第２の２系通信制御部と、を備え、
   前記第２の１系通信制御部は、前記光中継装置を宛先として送信された前記要求フレームの前記第２の系情報が前記１系回線を示す場合、又は前記第２の２系通信制御部から前記第２の通信路を経て前記応答フレームを受信した場合には、前記応答フレームを前記１系回線に送信し、前記要求フレームの前記第２の系情報が前記２系回線を示す場合には、前記応答フレームを前記第２の通信路から前記第２の２系通信制御部に送信し、
   前記第２の２系通信制御部は、前記光中継装置を宛先として送信された前記要求フレームの前記第２の系情報が前記２系回線を示す場合、又は前記第２の１系通信制御部から前記第２の通信路を経て前記応答フレームを受信した場合には、前記応答フレームを前記２系回線に送信し、前記要求フレームの前記第２の系情報が前記１系回線を示す場合には、前記応答フレームを前記第２の通信路から前記第２の１系通信制御部に送信する
   請求項６記載の制御システム。
8. 前記要求フレームに付加された前記宛先には、二重化された前記演算装置、前記光中継装置、前記入出力装置に割り振られた異なる位置情報が含まれ、
   一方の前記演算装置が前記位置情報を順に変えた前記要求フレームを前記１系回線及び前記２系回線に接続される前記光中継装置及び前記入出力装置に送信し、前記光中継装置及び前記入出力装置から前記応答フレームを受信した後、
   他方の前記演算装置が前記位置情報を順に変えた前記要求フレームを前記１系回線及び前記２系回線に接続される前記光中継装置及び前記入出力装置に送信し、前記光中継装置及び前記入出力装置から前記応答フレームを受信する
   請求項７記載の制御システム。
9. 二重化された１系回線及び２系回線によってそれぞれリング接続され、それぞれ上位の端末から指示された制御対象に制御命令を出力する二重化された演算装置と、
   前記１系回線及び前記２系回線によってそれぞれリング接続され、前記演算装置から受け取った前記制御命令を前記制御対象に出力し、前記制御対象から受け取った応答結果を前記演算装置に送信する二重化された入出力装置と、を備えた制御システムにおいて行われる回線接続診断方法であって、
   前記演算装置は、前記１系回線又は前記２系回線を識別するための第１の系情報を付加した要求フレームを、前記入出力装置を宛先として送信するステップと、
   前記入出力装置は、前記演算装置から前記要求フレームを受信すると、前記要求フレームを受信した前記１系回線又は前記２系回線を識別するための第２の系情報を前記要求フレームに対する応答フレームに付加し、前記第１の系情報によって示される前記１系回線又は前記２系回線で前記応答フレームを前記演算装置に向けて送信するステップと、
   前記端末は、前記演算装置から受け取った前記要求フレームに対する応答結果に基づいて、前記１系回線又は２系回線の正常接続又は誤接続を診断するステップと、を含む
   回線接続診断方法。
10. 二重化された１系回線及び２系回線によってそれぞれリング接続され、それぞれ上位の端末から指示された制御対象に制御命令を出力する二重化された演算装置と、
    前記１系回線及び前記２系回線によってそれぞれリング接続され、前記演算装置から受け取った前記制御命令を前記制御対象に出力し、前記制御対象から受け取った応答結果を前記演算装置に送信する二重化された入出力装置と、を備えた制御システムにおいてコンピュータに実行させるプログラムであって、
    前記演算装置は、前記１系回線又は前記２系回線を識別するための第１の系情報を付加した要求フレームを、前記入出力装置を宛先として送信する手順、
    前記入出力装置は、前記演算装置から前記要求フレームを受信すると、前記要求フレームを受信した前記１系回線又は前記２系回線を識別するための第２の系情報を前記要求フレームに対する応答フレームに付加し、前記第１の系情報によって示される前記１系回線又は前記２系回線で前記応答フレームを前記演算装置に向けて送信する手順、
    前記端末は、前記演算装置から受け取った前記要求フレームに対する応答結果に基づいて、前記１系回線又は２系回線の正常接続又は誤接続を診断する手順と、を
    コンピュータに実行させるプログラム。

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