JP2022111807A - マスタ装置、スレーブ装置、通信ケーブル評価システム、通信ケーブル評価方法およびコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】スレーブ装置間の通信ケーブルの劣化を容易に判定することが可能なマスタ装置を実現する。【解決手段】通信部（１０３）は、通信ネットワークを介して複数のスレーブ装置（２１ａ～２１ｅ）との間で通信を行う。制御部（１０１）は、通信部（１０３）を介して複数のスレーブ装置（２１ａ～２１ｅ）から通信ケーブル（６１～６６）の信号品質に関する情報を受信し、信号品質に関する情報に基づいて通信ケーブル（６１～６６）の品質を評価し、通信ケーブル（６１～６６）の品質の低下の度合いに応じてユーザに通知する。【選択図】図１

Description

本発明は、マスタ装置、スレーブ装置、通信ケーブル評価システム、通信ケーブル評価方法およびコンピュータプログラムに関する。

ファクトリーオートメーション（Factory Automation：ＦＡ）の分野においては、作業の工程を分担する様々な種類の装置の制御が行われる。工場施設等一定の領域において作業に用いられる各種のコントローラ、リモートＩ／Ｏ、および製造装置を連携して動作させるために、これらの装置を接続する、フィールドネットワークとも呼ばれる産業用ネットワークシステムが構築されている。

一般的な産業用ネットワークシステムでは、各種のスレーブ装置と、マスタ装置などから構成されるマスタスレーブ方式のネットワークが用いられる。スレーブ装置は、工場内に設置される設備の制御あるいはデータ収集を行う装置である。マスタ装置は、これらのスレーブを集中管理する、例えば（ＰＬＣ：Programmable Logic Controller）と呼ばれる装置である。ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）あるいはＥｔｈｅｒｎｅｔ／ＩＰ（登録商標）はそうした産業用ネットワークシステムの方式の例である（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ：登録商標）。このような産業用ネットワークシステムにおいては、通信用ケーブルが各装置間に張り巡らされ、ネットワークが構築されている。

これに関連する技術として、下記の特許文献１に開示された技術がある。特許文献１は、ネットワークの品質を決定する方法と装置に関する。この方法においては、通信ネットワークの少なくとも２つの異なるプロトコル層におけるネットワークパラメータを反映する少なくとも２つの評価指標を決定し、少なくとも２つの評価指標を、それぞれの閾値と比較し、少なくとも２つの評価指標とそれぞれの閾値との比較に基づいて、ネットワーク用のサービス品質を決定する。

特表２０１０－５０６４５７号公報

例えば、上述のスレーブ装置がロボットの可動部に設けられた場合、スレーブ装置に接続される通信ケーブルはロボットの稼働に合わせて、曲げ、ねじり等が発生して通信ケーブルが変形する。そのため、スレーブ装置に接続される通信ケーブルにおいては劣化が発生しやすい。

しかしながら、通信用ケーブルが各装置間に張り巡らされているため、どの通信ケーブルが劣化しているかを目視で判断することは困難である。上述の特許文献１に開示される技術を用いたとしても、このような問題を解決することはできない。

本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、スレーブ装置間の通信ケーブルの劣化を容易に判定することが可能なマスタ装置等を実現することを目的とする。

本発明は、上述の課題を解決するために、以下の構成を採用する。

本発明の一側面に係るマスタ装置は、通信ネットワークを介して複数のスレーブ装置との間で通信を行う通信部と、通信部を介して複数のスレーブ装置から通信ケーブルの信号品質に関する情報を受信し、信号品質に関する情報に基づいて通信ケーブルの品質を評価し、通信ケーブルの品質の低下の度合いに応じてユーザに通知する制御部とを備える。

上記構成によれば、制御部が、受信した信号品質に関する情報に基づいて通信ケーブルの品質を評価するので、ユーザは、スレーブ装置間の通信ケーブルの劣化を容易に判定することが可能となる。

本発明の一側面に係るスレーブ装置は、通信ネットワークを介してマスタ装置との間で通信を行う通信部と、接続される通信ケーブルの信号品質に関する情報を取得し、当該信号品質に関する情報に基づいて通信ケーブルの品質を評価し、通信ケーブルの品質の低下の度合いに応じて、マスタ装置を介してユーザに通知する制御部とを備える。

上記構成によれば、ユーザが、スレーブ装置から通信ケーブルの品質の評価結果を受信することによって、スレーブ装置間の通信ケーブルの劣化を容易に判定することが可能となる。

上記一側面に係るスレーブ装置において、制御部は、通信ケーブルの信号品質に関する情報の所定回数分の平均値を算出し、平均値に基づいて通信ケーブルの品質を評価する。

上記構成によれば、制御部が、平均値に基づいて通信ケーブルの品質を評価するので、突発的なノイズ等の影響を減らすことが可能となる。

上記一側面に係るスレーブ装置において、制御部は、システム起動直後の信号品質に関する情報を基準値とし、基準値と平均値との差に応じて通信ケーブルの品質を評価する。

上記構成によれば、制御部が、システム起動直後の信号品質に関する情報を基準値とするので、予め基準値を決めておき、記憶しておく必要がなくなる。

上記一側面に係るスレーブ装置において、制御部は、通信部を介して品質が低下している通信ケーブルが接続されるポート番号をマスタ装置に通知する。

上記構成によれば、マスタ装置は、品質が低下している通信ケーブルを容易に特定することが可能となる。

上記一側面に係るスレーブ装置において、通信ケーブルの信号品質に関する情報は、物理層制御回路によって取得される。

上記構成によれば、物理層制御回路が有している機能を使用するので、新たな回路などが不要となる。

本発明の一側面に係る通信ケーブル評価システムは、マスタ装置と、複数のスレーブ装置と、端末装置とを備える通信ケーブル評価システムであって、複数のスレーブ装置のそれぞれは、通信ネットワークを介してマスタ装置との間で通信を行う第１の通信部と、接続される通信ケーブルの信号品質に関する情報を取得し、当該信号品質に関する情報に基づいて通信ケーブルの品質を評価し、第１の通信部を介してマスタ装置に通信ケーブルの品質の評価結果を送信する第１の制御部とを含み、マスタ装置は、通信ネットワークを介して複数のスレーブ装置および端末装置との間で通信を行う第２の通信部と、第２の通信部を介して複数のスレーブ装置から通信ケーブルの品質の評価結果を受信し、第２の通信部を介して通信ケーブルの品質の低下の度合いに応じて端末装置に通知する第２の制御部とを含む。

上記構成によれば、端末装置が、マスタ装置から通信ケーブルの品質の評価結果を受信することによって、ユーザは、スレーブ装置間の通信ケーブルの劣化を容易に判定することが可能となる。

本発明の一側面に係る通信ケーブル評価方法は、スレーブ装置が、接続される通信ケーブルの信号品質に関する情報を取得するステップと、信号品質に関する情報に基づいて通信ケーブルの品質を評価するステップと、通信ケーブルの品質の低下の度合いに応じてユーザに通知するステップとを含む。

上記構成によれば、スレーブ装置から通信ケーブルの品質の評価結果を受信することによって、ユーザは、スレーブ装置間の通信ケーブルの劣化を容易に判定することが可能となる。

本発明の一側面に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに通信ケーブルの評価方法を実行させるためのコンピュータプログラムであって、評価方法は、接続される通信ケーブルの信号品質に関する情報を取得するステップと、信号品質に関する情報に基づいて通信ケーブルの品質を評価するステップと、通信ケーブルの品質の低下の度合いに応じてユーザに通知するステップとを含む。

上記構成によれば、スレーブ装置から通信ケーブルの品質の評価結果を受信することによって、ユーザは、スレーブ装置間の通信ケーブルの劣化を容易に判定することが可能となる。

本発明の一側面に係るマスタ装置、本発明の一側面に係るスレーブ装置、本発明の一側面に係る通信ケーブル評価システム、本発明の一側面に係る通信ケーブル評価方法、本発明の一側面に係るコンピュータプログラムのいずれかによれば、スレーブ装置間の通信ケーブルの劣化を容易に判定することが可能となる。

本発明の実施形態１に係る通信ケーブル評価システムに含まれるマスタ装置の機能的構成を示すブロック図である。 マスタ装置による各スレーブ装置のＳＱＩ値の取得を模式的に示す図である。 本発明の実施形態１に係るマスタ装置を備えた通信ケーブル評価システムの概略構成を示す図である。 マスタ装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。 ＰＣまたはＨＭＩの処理手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施形態２に係る通信ケーブル評価システムに含まれるスレーブ装置の機能的構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態２に係るスレーブ装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。

〔実施形態１〕
以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）が、図面に基づいて説明される。

§１ 適用例
図１は、本発明の実施形態１に係る通信ケーブル評価システム１に含まれるマスタ装置１０の機能的構成を示すブロック図である。通信ケーブル評価システム１は、マスタ装置１０と、ハブ装置１７と、スレーブ装置２１ａ～２１ｅと、ＰＣ（Personal Computer）３０とを含む。

マスタ装置１０と、スレーブ装置２１ａおよびＰＣ３０とは、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ／ＩＰ（登録商標）等の通信ネットワークによって接続されている。本実施形態においては、これらの装置がＥｔｈｅｒｎｅｔ／ＩＰ（登録商標）の通信ネットワークに接続されている場合について説明するが、これに限定されない。通信ネットワークは、例えば、メカトロリンク（登録商標）、ＣＣ－Ｌｉｎｋ（登録商標）等のネットワークシステムであってもよい。

ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）においては、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）の物理層（ＭＡＣ層を含む。）の上に、ＣｏＥ（CAN application protocol over Ethernet）等のプロトコルを付加して、ＰＤＯ（Process Data Object）による超高速サイクリック通信、ＳＤＯ（Service Data Object）による高速イベント通信、およびセーフティ通信を同一ネットワーク上で実現している。本実施形態においては、マスタ装置１０とＰＣ３０との間の通信は、Ｅｔｈｅｎｅｔ／ＩＰ（登録商標）によって行われ、マスタ装置１０とスレーブ装置２１ａとの間の通信、およびスレーブ装置２１ａ～２１ｅ間の通信は、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）によって行われるものとする。

図１に示すように、マスタ装置１０とスレーブ装置２１ａとが通信ケーブル６１によって接続される。同様に、スレーブ装置２１ａとスレーブ装置２１ｂとが通信ケーブル６２によって接続され、スレーブ装置２１ｂとハブ装置１７とが通信ケーブル６３によって接続される。ハブ装置１７とスレーブ装置２１ｃとが通信ケーブル６４によって接続され、ハブ装置１７とスレーブ装置２１ｄとが通信ケーブル６５によって接続され、ハブ装置１７とスレーブ装置２１ｅとが通信ケーブル６６によって接続される。スレーブ装置２１ａ～２１ｂは、デイジーチェーン接続によって接続され、スレーブ装置２１ｃ～２１ｅは、スター接続によって接続される。

スレーブ装置２１ａ～２１ｅは、物理層を制御するための物理層制御回路（ＰＨＹ回路と呼ぶことにする。）を有しており、ＰＨＹ回路によって接続される通信ケーブルのＳＱＩ（Signal Quality Indicator）（通信ケーブルの信号品質に関する情報）値を取得することが可能である。

マスタ装置１０は、制御部１０１と、記憶部１０２と、通信部１０３とを含む。通信部１０３は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ／ＩＰ（登録商標）等の通信ネットワークを介してスレーブ装置２１ａおよびＰＣ３０と接続される。なお、通信部１０３およびスレーブ装置２１ａ～２１ｅの通信は、サイクリック通信によって行われる。

記憶部１０２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ、ハードディスク等によって構成され、制御部１０１が参照するデータを記憶すると共に、一次記憶領域として使用される。

制御部１０１は、システム起動時に、複数のスレーブ装置２１ａ～２１ｅのそれぞれから、ＳＱＩ値を受信し、基準値として記憶部１０２に記憶する。その後、制御部１０１は、定期的にスレーブ装置２１ａ～２１ｅからＳＱＩ値を受信して、記憶部１０２に記憶する。

例えば、制御部１０１は、１００ｍｓ周期（所定周期）でスレーブ装置２１ａ～２１ｅのそれぞれからＳＱＩ値を受信し、１００回（所定回数）のＳＱＩ値の平均値を、それぞれのスレーブ装置のＳＱＩ値とする。そして、制御部１０１は、スレーブ装置２１ａ～２１ｅのそれぞれに対して、記憶部１０２に記憶される基準値と、ＳＱＩ値（平均値）とを比較し、通信ケーブルの品質を評価する。

なお、１００回のＳＱＩ値の平均値を、それぞれのスレーブ装置のＳＱＩ値としているが、これに限定されるものではない。一般的に、通信ケーブルが劣化すれば、継続してＳＱＩ値が悪化するので、突発的なノイズ等の影響を減らすために、１００回のＳＱＩ値の平均値としている。したがって、ＳＱＩ値を取得する周期等によって、ＳＱＩ値の平均値を算出するときの回数を増やすようにしてもよいし、減らすようにしてもよい。

また、基準値は、システム起動時に、複数のスレーブ装置２１ａ～２１ｅのそれぞれから受信したＳＱＩ値を用いるのではなく、記憶部１０２に記憶される予め定められた値を用いるようにしてもよい。この所定値は、例えば、「７０」であり、この所定値に基づいて通信ケーブルの品質を評価する。

スレーブ装置２１ａ～２１ｅのそれぞれには、入力ポートと出力ポートとが設けられており、それぞれのポートに通信ケーブルが接続される。スレーブ装置２１ａ～２１ｅは、入力ポートおよび出力ポートのいずれのＳＱＩ値も取得することが可能である。したがって、予めスレーブ装置毎にいずれの通信ケーブルのＳＱＩ値を取得するかを決めておいてもよいし、マスタ装置１０にＳＱＩ値を送信するときに、入力ポートおよび出力ポートのいずれであるかに関する情報（ポート番号）を付加して送信するようにしてもよい。これによって、マスタ装置１０は、スレーブ装置２１ａ～２１ｅから受信したＳＱＩ値が、いずれの通信ケーブルのものであるかを判断することができる。

上述のように、マスタ装置１０およびスレーブ装置２１ａ～２１ｅの通信は、サイクリック通信によって行っており、マスタ装置１０がパケットをスレーブ装置２１ａに送信する。スレーブ装置２１ａは、パケットを受信すると、ＳＱＩ値を取得してそのパケットにＳＱＩ値を書き込み、スレーブ装置２１ｂにそのパケットを送信する。同様にして、パケットが順次スレーブ装置に送信され、最後のスレーブ装置２１ｅがパケットにＳＱＩ値を書き込んだ後、マスタ装置１０に対してパケットが送信される。このようにして、各スレーブ装置２１ａ～２１ｅが、１つのパケットに順次ＳＱＩ値を書き込んで送信するので、マスタ装置１０は、高速で各スレーブ装置２１ａ～２１ｅのＳＱＩ値を取得することができる。

制御部１０１は、各通信ケーブル６１～６６の品質の評価結果を、通信部１０３を介してＰＣ３０またはＨＭＩ４０に送信する。そして、ＰＣ３０または後述のＨＭＩ４０は、表示部に通信ケーブルの評価結果を表示する。なお、ユーザへの通知はこれに限定されず、例えば、制御部１０１が、ユーザが使用している他の機器に通信ケーブルの評価結果を通知するようにしてもよい。また、ユーザへの通知には、通信ケーブルの品質が基準値よりどの程度悪化しているか、例えば、通信ケーブルの劣化の度合いを示す情報が付加されていてもよい。

図２は、マスタ装置１０による各スレーブ装置２１ａ～２１ｅのＳＱＩ値の取得を模式的に示す図である。スレーブ装置２１ａは、マスタ装置１０と自身のスレーブ装置２１ａとを接続する通信ケーブル６１のＳＱＩ値を計測する。この時のＳＱＩ値が「８９」であり、スレーブ装置２１ａは、このＳＱＩ値をマスタ装置１０に送信する。また、スレーブ装置２１ａは、自身のスレーブ装置２１ａとスレーブ装置２１ｂとを接続する通信ケーブル６２のＳＱＩ値「７３」を取得し、マスタ装置１０に送信する。

スレーブ装置２１ｂは、自身のスレーブ装置２１ｂとハブ装置１７とを接続する通信ケーブル６３のＳＱＩ値「９７」を取得し、マスタ装置１０に送信する。なお、スレーブ装置２１ａとスレーブ装置２１ｂとを接続する通信ケーブル６２のＳＱＩ値の計測は、スレーブ装置２１ａおよび２１ｂのいずれが行っても構わない。

スレーブ装置２１ｃは、自身のスレーブ装置２１ｃとハブ装置１７とを接続する通信ケーブル６４のＳＱＩ値「３５」を取得し、マスタ装置１０に送信する。スレーブ装置２１ｄは、自身のスレーブ装置２１ｄとハブ装置１７とを接続する通信ケーブル６５のＳＱＩ値「８２」を取得し、マスタ装置１０に送信する。同様に、スレーブ装置２１ｅは、自身のスレーブ装置２１ｅとハブ装置１７とを接続する通信ケーブル６６のＳＱＩ値「７４」を取得し、マスタ装置１０に送信する。

例えば、スレーブ装置２１ｃとハブ装置１７とを接続する通信ケーブル６４の基準値が「７０」であったとすると、現在のＳＱＩ値が基準値よりも「３５」だけ低下しているので、通信ケーブル６４の劣化が激しいと判断される。

§２ 構成例
（通信ケーブル評価システム１の全体概要）
図３は、本発明の実施形態１に係るマスタ装置１０を備えた通信ケーブル評価システム１の概略構成を示す図である。通信ケーブル評価システム１は、マスタ装置１０と、ハブ装置１５～１７と、スレーブ装置２１ａ～２１ｅ、２２ａ～２２ｃおよび２３ａ～２３ｃと、ＰＣ（端末装置）３０と、ＨＭＩ（Human Machine interface）（端末装置）４０とを含む。

通信ケーブル評価システム１を構成するネットワークシステムは、例えば、工場内の製造装置群が構成するフィールドネットワークシステムであってもよい。また、マスタ装置１０は、例えば、ＰＬＣ等の装置であってもよい。

マスタ装置１０は、ハブ装置１５および１６を介して、通信ネットワークによって複数のスレーブ装置２１ａ～２１ｃ、２２ａ～２２ｃおよび２３ａ～２３ｃと接続されている。また、スレーブ装置２１ｂは、ハブ装置１７を介して、スレーブ装置２１ｃ～２１ｅと接続される。例えば、複数のスレーブ装置２１ａ～２１ｂ、２２ａ～２２ｃおよび２３ａ～２３ｃは、デイジーチェーン接続によって接続され、スレーブ装置２１ｃ～２１ｅは、スター接続によって接続される。

ＰＣ３０およびＨＭＩ４０は、ハブ装置１５を介してマスタ装置１０に接続されており、マスタ装置１０への指示を送信したり、マスタ装置１０から通信ケーブルの品質の評価結果を受信したりする。そして、ＰＣ３０およびＨＭＩ４０は、表示部に通信ケーブルの評価結果を表示する。なお、ＰＣ３０およびＨＭＩ４０を、端末装置とも呼ぶ。

例えば、ＰＣ３０またはＨＭＩ４０は、マスタ装置１０から受信した通信ケーブルの評価結果を参照し、基準値から現在のＳＱＩ値を引いた値が「１０」未満であれば、「正常：ケーブル品質は正常です」のようなメッセージを表示する。

また、ＰＣ３０またはＨＭＩ４０は、基準値から現在のＳＱＩ値を引いた値が「１０」以上であり、「２０」未満であれば、「注意：ケーブル品質が低下してきています。替えのケーブルを用意してください。」のようなメッセージを表示する。

また、ＰＣ３０またはＨＭＩ４０は、基準値から現在のＳＱＩ値を引いた値が「２０」以上であり、「３０」未満であれば、「警告：ケーブル品質が低下しています。次期メンテナンスでケーブルを交換してください。」のようなメッセージを表示する。

また、ＰＣ３０またはＨＭＩ４０は、基準値から現在のＳＱＩ値を引いた値が「３０」以上であれば、「危険：ケーブル品質が悪いです。すぐにケーブルを交換してください。」のようなメッセージを表示する。

なお、ユーザが、ＰＣ３０またはＨＭＩ４０を操作して、各メッセージを表示するときの評価基準を変更するようにしてもよい。例えば、正常であると判定する判定基準（基準値から現在のＳＱＩ値を引いた値）を「１０」から「５」に変更したり、正常であると判定する判定基準を「１０」から「１５」に変更したりするようにしてもよい。

§３ 動作例
図４は、マスタ装置１０の処理手順を説明するためのフローチャートである。まず、制御部１０１は、システムの起動後に、各スレーブ装置２１ａ～２１ｅからＳＱＩ値（基準値）を受信し、記憶部１０２に記憶する（Ｓ１）。

次に、制御部１０１は、所定時間が経過したか否かを判定する（Ｓ２）。この所定時間は、例えば、１００ｍｓである。所定時間が経過していなければ（Ｓ２，Ｎｏ）、ステップＳ２の処理を繰り返す。

また、所定時間が経過していれば（Ｓ２，Ｙｅｓ）、制御部１０１は、各スレーブ装置２１ａ～２１ｅから現在のＳＱＩ値を受信し、記憶部１０２に記憶する（Ｓ３）。そして、制御部１０１は、記憶部１０２に記憶されるＳＱＩ値を参照して各ケーブルの品質を評価する（Ｓ４）。

例えば、制御部１０１は、記憶部１０２に記憶される直近の１００回分のＳＱＩ値の平均値を算出し、基準値と比較することによって通信ケーブルの品質を評価する。なお、平均値を算出するためのＳＱＩ値の回数はこれに限定されるものではない。また、平均値ではなく、最大値や中央値などを使用してもよい。この処理は、全ての通信ケーブル６１～６６について行われる。

次に、制御部１０１は、通信部１０３を介して各通信ケーブル６１～６６の品質の評価結果をＰＣ３０またはＨＭＩ４０に送信する（Ｓ５）。この処理は、ＰＣ３０またはＨＭＩ４０から送信要求があったときに行われてもよいし、マスタ装置１０が定期的にＰＣ３０またはＨＭＩ４０に送信するようにしてもよい。

最後に、制御部１０１は、処理を終了するか否かを判定する（Ｓ６）。例えば、システムの停止指示を受けた場合、処理を終了すると判定する。処理を終了しない場合（Ｓ６，Ｎｏ）、ステップＳ２に戻って以降の処理を繰り返す。また、処理を終了する場合（Ｓ６，Ｙｅｓ）、そのまま処理を終了する。

図５は、ＰＣ３０またはＨＭＩ４０の処理手順を説明するためのフローチャートである。まず、ＰＣ３０またはＨＭＩ４０は、ユーザによって、ケーブル品質表示機能が有効にされたか否かを判定する（Ｓ１１）。ケーブル品質表示機能が有効にされていなければ（Ｓ１１，Ｎｏ）、そのまま処理を終了する。

また、ケーブル品質表示機能が有効にされていれば（Ｓ１１，Ｙｅｓ）、ＰＣ３０またはＨＭＩ４０は、マスタ装置１０からケーブル品質の評価結果を受信したか否かを判定する（Ｓ１２）。マスタ装置１０からケーブル品質の評価結果を受信していなければ（Ｓ１２，Ｎｏ）、ステップＳ１２の処理を繰り返す。

また、マスタ装置１０からケーブル品質の評価結果を受信していれば（Ｓ１２，Ｙｅｓ）、ＰＣ３０またはＨＭＩ４０は、表示画面にケーブル品質の評価結果を表示する（Ｓ１３）。

最後に、処理を終了するか否かが判定される（Ｓ１４）。処理を終了しない場合（Ｓ１４，Ｎｏ）、ステップＳ１２に戻って以降の処理を繰り返す。また、処理を終了する場合（Ｓ１４，Ｙｅｓ）、そのまま処理を終了する。

§４ 作用、効果
本発明の実施形態１によれば、マスタ装置１０の制御部１０１が、定期的にスレーブ装置２１ａ～２１ｅのそれぞれからＳＱＩ値を受信し、各通信ケーブル６１～６６の品質を評価するようにした。したがって、スレーブ装置間の通信ケーブルの劣化を容易に判定することが可能となる。

また、制御部１０１は、所定周期でスレーブ装置２１ａ～２１ｅのそれぞれからＳＱＩ値を受信し、所定回数分のＳＱＩ値の平均値を、それぞれのスレーブ装置のＳＱＩ値とするようにした。通信ケーブルが劣化すれば、継続してＳＱＩ値が悪化するので、所定回数分の平均値を算出することにより、突発的なノイズ等の影響を減らすことが可能となる。

また、制御部１０１は、システム起動時に、複数のスレーブ装置２１ａ～２１ｅのそれぞれから、ＳＱＩ値を受信して基準値とするようにした。したがって、予め基準値を決めておき、記憶部１０２に記憶しておく必要がなくなる。

また、制御部１０１は、通信部１０３を介して通信ケーブル６１～６６の品質の評価結果を、ＰＣ３０またはＨＭＩ４０に送信するようにした。したがって、ＰＣ３０またはＨＭＩ４０は、通信ケーブル６１～６６の劣化状況をユーザに提示することが可能となる。

〔実施形態２〕
本発明の実施形態２に係る通信ケーブル評価システムが、以下に説明される。なお、説明の便宜上、上記実施形態１において説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

図６は、本発明の実施形態２に係る通信ケーブル評価システム１’に含まれるスレーブ装置２１ａ’の機能的構成を示すブロック図である。通信ケーブル評価システム１’は、マスタ装置１０’と、スレーブ装置２１ａ’～２１ｅ’と、ＰＣ３０とを含む。なお、スレーブ装置２１ａ’～２１ｅ’は、同様の構成および機能を有しているため、代表してスレーブ装置２１ａ’の説明のみを行うことにする。

スレーブ装置２１ａ’は、制御部（第１の制御部）２１１と、記憶部２１２と、通信部（第１の通信部）２１３とを含む。通信部２１３は、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）等の通信ネットワークを介してマスタ装置１０’およびスレーブ装置２１ｂ’と接続される。なお、通信部２１３およびスレーブ装置２１ｂ’～２１ｅ’の通信は、サイクリック通信によって行われる。

記憶部２１２は、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ハードディスク等によって構成され、制御部２１１が参照するデータを記憶すると共に、一次記憶領域として使用される。

制御部２１１は、システム起動時に、ＳＱＩ値を取得し、基準値として記憶部２１２に記憶する。その後、制御部２１１は、定期的に通信ケーブル６１のＳＱＩ値を取得して、記憶部２１２に記憶する。

例えば、制御部２１１は、１００ｍｓ周期（所定周期）で通信ケーブル６１のＳＱＩ値を取得し、１００回（所定回数）のＳＱＩ値の平均値を、通信ケーブル６１のＳＱＩ値とする。そして、制御部２１１は、記憶部２１２に記憶される基準値と、ＳＱＩ値（平均値）とを比較し、通信ケーブル６１の品質を評価する。

制御部２１１は、通信部２１３を介して通信ケーブル６１の品質の評価結果をマスタ装置１０’に送信する。なお、マスタ装置１０’およびスレーブ装置２１ａ’～２１ｅ’の通信は、サイクリック通信によって行われるため、マスタ装置１０’は、高速で各スレーブ装置２１ａ’～２１ｅ’から、通信ケーブル６１～６６の品質の評価結果を取得することができる。

マスタ装置１０’は、制御部（第２の制御部）１０１’と、記憶部１０２’と、通信部（第２の通信部）１０３’とを含む。通信部１０３’は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ／ＩＰ（登録商標）等の通信ネットワークを介してスレーブ装置２１ａ’およびＰＣ３０と接続される。なお、通信部１０３’およびスレーブ装置２１ａ’～２１ｅ’の通信は、サイクリック通信によって行われる。

記憶部１０２’は、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ハードディスク等によって構成され、制御部１０１’が参照するデータを記憶すると共に、一次記憶領域として使用される。

制御部１０１’は、通信部１０３’を介して、複数のスレーブ装置２１ａ’～２１ｅ’のそれぞれから、通信ケーブルの品質の評価結果を受信し、記憶部１０２’に記憶する。そして、制御部１０１’は、記憶部１０２’に記憶される各通信ケーブル６１～６６の品質の評価結果を、通信部１０３’を介してＰＣ３０またはＨＭＩ４０に送信する。そして、ＰＣ３０またはＨＭＩ４０は、表示部に通信ケーブルの評価結果を表示する。

図７は、本発明の実施形態２に係るスレーブ装置２１ａ’の処理手順を説明するためのフローチャートである。まず、制御部２１１は、システムの起動後に、通信ケーブル６１のＳＱＩ値（基準値）を取得し、記憶部２１２に記憶する（Ｓ２１）。

次に、制御部２１１は、所定時間が経過したか否かを判定する（Ｓ２２）。この所定時間は、例えば、１００ｍｓである。所定時間が経過していなければ（Ｓ２２，Ｎｏ）、ステップＳ２２の処理を繰り返す。

また、所定時間が経過していれば（Ｓ２２，Ｙｅｓ）、制御部２１１は、現在の通信ケーブル６１のＳＱＩ値を取得し、記憶部２１２に記憶する（Ｓ２３）。そして、制御部２１１は、記憶部２１２に記憶されるＳＱＩ値を参照して通信ケーブル６１の品質を評価する（Ｓ２４）。

例えば、制御部２１１は、記憶部２１２に記憶される直近の１００回分のＳＱＩ値の平均値を算出し、基準値と比較することによって通信ケーブル６１の品質を評価する。なお、平均値を算出するためのＳＱＩ値の回数はこれに限定されるものではない。また、平均値ではなく、最大値や中央値などを使用してもよい。

次に、制御部２１１は、通信部２１３を介して通信ケーブル６１の品質の評価結果をマスタ装置１０’に送信する（Ｓ２５）。この処理は、マスタ装置１０’から送信要求があったときに行われてもよいし、スレーブ装置２１ａ’が定期的にマスタ装置１０’に送信するようにしてもよい。

最後に、制御部２１１は、処理を終了するか否かを判定する（Ｓ２６）。例えば、システムの停止指示を受けた場合、処理を終了すると判定する。処理を終了しない場合（Ｓ２６，Ｎｏ）、ステップＳ２２に戻って以降の処理を繰り返す。また、処理を終了する場合（Ｓ２６，Ｙｅｓ）、そのまま処理を終了する。

ＰＣ３０またはＨＭＩ４０は、マスタ装置１０’を介してスレーブ装置２１ａ’～２１ｅ’からの通信ケーブルの評価結果を受信し、表示部に通信ケーブルの評価結果を表示する。なお、ユーザへの通知はこれに限定されず、例えば、制御部２１１が、ユーザが使用している他の機器に通信ケーブルの評価結果を通知するようにしてもよい。また、ユーザへの通知には、通信ケーブルの品質が基準値よりどの程度悪化しているか、例えば、通信ケーブルの劣化の度合いを示す情報が付加されていてもよい。

以上説明したように、本実施形態に係るスレーブ装置２１ａ’によれば、制御部２１１が、定期的に通信ケーブル６１のＳＱＩ値を取得し、通信ケーブル６１の品質を評価するようにした。したがって、マスタ装置１０’が、スレーブ装置２１ａ’～２１ｅ’から通信ケーブル６１～６６の品質の評価結果を受信することによって、スレーブ装置間の通信ケーブルの劣化を容易に判定することが可能となる。

また、制御部２１１は、所定周期で通信ケーブル６１のＳＱＩ値を取得し、所定回数分のＳＱＩ値の平均値を、通信ケーブル６１のＳＱＩ値とするようにした。通信ケーブルが劣化すれば、継続してＳＱＩ値が悪化するので、所定回数分の平均値を算出することにより、突発的なノイズ等の影響を減らすことが可能となる。

また、制御部２１１は、システム起動時に、通信ケーブル６１のＳＱＩ値を取得して基準値とするようにした。したがって、予め基準値を決めておき、記憶部２１２に記憶しておく必要がなくなる。

〔ソフトウェアによる実現例〕
マスタ装置１０、１０’およびスレーブ装置２１ａ’の機能ブロック（特に、制御部１０１、１０１’および２１１）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、マスタ装置１０、１０’およびスレーブ装置２１ａ’は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば１つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。

上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭなどを更に備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

本発明は上述した各実施形態、実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態、実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１，１’ 通信ケーブル評価システム
１０，１０’ マスタ装置
１５～１７ ハブ装置
２１ａ～２１ｅ，２１ａ’～２１ｅ’，２２ａ～２２ｃ，２３ａ～２３ｃ スレーブ装置
３０ ＰＣ
４０ ＨＭＩ
６１～６６ 通信ケーブル
１０１，１０１’，２１１ 制御部
１０２，１０２’，２１２ 記憶部
１０３，１０３’，２１３ 通信部

Claims (9)

1. 通信ネットワークを介して複数のスレーブ装置との間で通信を行う通信部と、
   前記通信部を介して前記複数のスレーブ装置から通信ケーブルの信号品質に関する情報を受信し、当該信号品質に関する情報に基づいて前記通信ケーブルの品質を評価し、前記通信ケーブルの品質の低下の度合いに応じてユーザに通知する制御部とを備える、マスタ装置。
2. 通信ネットワークを介してマスタ装置との間で通信を行う通信部と、
   接続される通信ケーブルの信号品質に関する情報を取得し、当該信号品質に関する情報に基づいて前記通信ケーブルの品質を評価し、前記通信ケーブルの品質の低下の度合いに応じて、前記マスタ装置を介してユーザに通知する制御部とを備える、スレーブ装置。
3. 前記制御部は、前記通信ケーブルの信号品質に関する情報の所定回数分の平均値を算出し、当該平均値に基づいて前記通信ケーブルの品質を評価する、請求項２に記載のスレーブ装置。
4. 前記制御部は、システム起動直後の前記信号品質に関する情報を基準値とし、当該基準値と前記平均値との差に応じて前記通信ケーブルの品質を評価する、請求項３に記載のスレーブ装置。
5. 前記制御部は、前記通信部を介して品質が低下している前記通信ケーブルが接続されるポート番号を前記マスタ装置に通知する、請求項２～４のいずれか１項に記載のスレーブ装置。
6. 前記通信ケーブルの信号品質に関する情報は、物理層制御回路によって取得される、請求項２～５のいずれか１項に記載のスレーブ装置。
7. マスタ装置と、複数のスレーブ装置と、端末装置とを備える通信ケーブル評価システムであって、
   前記複数のスレーブ装置のそれぞれは、通信ネットワークを介して前記マスタ装置との間で通信を行う第１の通信部と、
   接続される通信ケーブルの信号品質に関する情報を取得し、当該信号品質に関する情報に基づいて前記通信ケーブルの品質を評価し、前記第１の通信部を介して前記マスタ装置に前記通信ケーブルの品質の評価結果を送信する第１の制御部とを含み、
   前記マスタ装置は、前記通信ネットワークを介して前記複数のスレーブ装置および前記端末装置との間で通信を行う第２の通信部と、
   前記第２の通信部を介して前記複数のスレーブ装置から前記通信ケーブルの品質の評価結果を受信し、前記第２の通信部を介して前記通信ケーブルの品質の低下の度合いに応じて前記端末装置に通知する第２の制御部とを含む、通信ケーブル評価システム。
8. スレーブ装置が、接続される通信ケーブルの信号品質に関する情報を取得するステップと、
   前記信号品質に関する情報に基づいて前記通信ケーブルの品質を評価するステップと、
   前記通信ケーブルの品質の低下の度合いに応じてユーザに通知するステップとを含む、通信ケーブル評価方法。
9. コンピュータに通信ケーブルの評価方法を実行させるためのコンピュータプログラムであって、
   前記評価方法は、接続される通信ケーブルの信号品質に関する情報を取得するステップと、
   前記信号品質に関する情報に基づいて前記通信ケーブルの品質を評価するステップと、
   前記通信ケーブルの品質の低下の度合いに応じてユーザに通知するステップとを含む、コンピュータプログラム。

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