JP6119224B2 - 診断装置、プログラマブルコントローラシステム、診断方法。 - Google Patents

Description

本発明は、システムに搭載される電源の電力供給能力を診断する診断装置、その診断装置を含むプログラマブルコントローラシステム、電源の電力供給能力を診断する診断方法に関する。

従来、通信機能を持つ複数の機器をＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークで接続したネットワークシステムが広く知られている。
例えば、特許文献１には、ネットワークシステムの初期設定を簡易にできるネットワークユニットが開示されている。

特開２０００−３５８１０号公報

ネットワークシステムでは、ネットワークに接続される機器の主電源がダウンしたときでもその通信機能を維持させるために、ネットワークを介して各機器に電力を与えるネットワーク電源を設けることがある。機器は、主電源が正常なときは主電源を利用して通信し、主電源がダウンしたときはネットワーク電源を利用するように主電源とネットワーク電源を切り替える。しかし、機器がネットワークに多く接続されるとそれに伴ってネットワーク電源の消費電力が増大する。ネットワーク電源の出力容量は限られているため、機器の接続数の増大に伴ってネットワーク電源の容量が不足するという問題がある。

また、ネットワークシステムでは、設置済みのネットワークシステムに機器を増設することもある。このような場合も、増設後にネットワーク電源の出力容量が不足することが考えられる。言い換えれば、機器の増設後にネットワーク電源の出力容量が不足しているにも関わらず、その機器は主電源がオンしていれば正常に運転できる。このような状態で主電源がダウンしネットワーク電源に切り替わったときには、ネットワーク電源の容量不足によりネットワーク電源もダウンする可能性がある。特許文献１には、ネットワークを使って電力を供給する電源の容量が適合するか否かを検査する診断機能については開示されていない。

本発明は、上記した問題を解決するためになされたものであり、その目的はネットワークを介して電力を供給する電源の電力供給能力を簡易に診断することが可能な診断装置を提供し、この診断装置を使って高信頼なプログラマブルコントローラシステムを構築することにある。

本発明に係る発明は、ネットワークに接続される複数の局に前記ネットワークを介して電力を供給する電源ユニットの電力供給能力を診断する診断装置であって、前記電源ユニットおよび前記複数の局それぞれの種別情報を含んだ構成定義情報と、前記複数の局それぞれの消費電力値および前記電源ユニットが供給可能な許容電力値とを記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記構成定義情報に含まれる前記電源ユニットの種別情報に基づき、前記電源ユニットの前記許容電力値を前記記憶部から取得する許容電力取得部と、前記構成定義情報に含まれる前記局それぞれの種別情報に基づき、前記局それぞれの消費電力値を前記記憶部から取得し、取得したそれぞれの消費電力値を合計して総消費電力値を算出する総消費電力算出部と、当該総消費電力算出部によって算出された総消費電力値と前記許容電力取得部によって取得された前記許容電力値とを比較する比較部と、この比較部の比較結果を出力する出力部と、を備えることを特徴とする。

本発明において、前記ネットワークには複数の電源ユニットが接続され、前記総消費電力算出部は、前記記憶部に記憶された前記構成定義情報に含まれる前記種別情報を順次参照して電源ユニットの種別情報を検出し、当該電源ユニットの種別情報を検出してから次の電源ユニットの種別情報を検出するまでの間に検出した局の種別情報をひとつの集合とし、当該集合を構成する局の種別情報に基づいて、それぞれの局の消費電力値を前記記憶部から取得し合計して総消費電力値を算出することを特徴とする。

本発明に係る診断装置を含むプログラマブルコントローラシステムにおいて、前記ネットワークは、前記複数の局と、当該複数の局に制御指令を含む伝送フレームを発信するマスタ局とをディジーチェィン接続したリング状のネットワークであり、前記複数の局は、前記ネットワークを介して受信した前記伝送フレームを中継して、当該伝送フレームを前記ネットワークに巡回させると共に、前記伝送フレームに自身に対する前記制御指令が含まれていれば当該制御指令を取り込み、取り込んだ制御指令にしたがって所定の機器を制御することを特徴とする。

本発明において、前記診断装置は、前記許容電力値が総消費電力値に等しいか、または超過しているとき、前記構成定義情報を前記マスタ局に与え、前記マスタ局は、前記診断装置から与えられた構成定義情報と実際に前記ネットワークに接続されている局のシステム構成情報とを比較し、一致すれば前記ネットワークに接続されるそれぞれの局を起動することを特徴とする。

本発明の第２の観点に係る発明は、ネットワークに接続される複数の局に前記ネットワークを介して電力を供給する電源ユニットの電力供給能力を診断する診断方法であって、前記電源ユニットおよび前記複数の局それぞれの種別情報を含んだ構成定義情報を参照して前記電源ユニットの種別情報および前記局それぞれの種別情報を取得し、複数の電源ユニットが接続される場合は、前記構成定義情報に含まれる前記種別情報を順次参照して電源ユニットの種別情報を検出し、当該電源ユニットの種別情報を検出してから次の電源ユニットの種別情報を検出するまでの間に検出した局の種別情報をひとつの集合とし、当該集合を構成する局の種別情報に基づいて、それぞれの局の消費電力値を合計した総消費電力値と前記電源ユニットが供給可能な許容電力値とを比較して前記総消費電力値が前記許容電力値を超過したとき異常と判定することを特徴とする。

本発明によれば、電源ユニットを含む前記複数の局それぞれの構成定義情報に基づき取得される消費電力値を合計して総消費電力値を算出し、当該算出した総消費電力値と同じく取得される許容電力値とを比較することで、ネットワークを介して電力を供給する電源の電力供給能力を簡易に診断することが可能になる。したがって、本発明によれば、ネットワークを介して電力を供給する電源を含めたネットワークシステムが容易に構築できると共に、電源の容量不足によるシステムの不具合を回避することができる。

本実施形態に係る診断システムの構成例を示す図。 図１の診断装置の構成を示すブロック図。 図２の構成定義情報テーブルのデータ構造の一例を示す図。 図２の局データベースのデータ構造の一例を示す図。 図２の診断装置の基本動作を示すフローチャート。 図５の構成定義情報生成処理の詳細手順を示すフローチャート。 図５のグルーピング処理の詳細手順を示すフローチャート。 図５の電力供給能力検査処理の詳細手順を示すフローチャート。 図８の続きを示すフローチャート。 図２の診断装置の構成定義設定画面（１）の一例を示す図。 図２の診断装置の構成定義設定画面（２）の一例を示す図。 図２の診断装置の構成定義設定画面の一例を示す図。 図２の診断装置の構成定義検査情報の一例を示す図。 図１の診断システムの被診断装置の動作を示すフローチャート。 図１の診断システムが適用される通信システムの接続構成を示す図。 図１５の通信システムの構成の一例を示すブロック図。 図１５の通信システムの構成の他の例を示すブロック図。 スレーブ通信装置の構成の一例を示すブロック図。 スレーブ通信装置の構成の他の例を示すブロック図である。 スレーブ通信装置の構成の更に他の例を示すブロック図である。

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態について詳細に説明する。
（診断システムＳの構成）
まず、図１を使用して本実施形態に係る診断システムの構成について説明する。本実施形態に係る診断システムＳは、ネットワークＮに接続されるマスタ局６を含む複数の局（機器Ａ〜Ｋ）と、複数の局（機器Ａ〜Ｋ）に対してネットワークＮを介して電力を供給する電源ユニット４（補助電源）とを含む被診断装置１０と、電源ユニット４の電力供給能力を診断する診断装置５とから構成される。

後述するように、診断装置５は、予め設定される、電源ユニット４を含む複数の局それぞれの構成定義情報に基づき、複数の局それぞれの消費電力値と、電源ユニット４が供給可能な許容電力値とを取得し、取得した消費電力値を合計して総消費電力値を算出し、算出した総消費電力値と取得した許容電力値とを比較して電源ユニット４の電力供給能力を診断する。なお、図１に示す診断システムＳでは、補助電源として電源ユニット４が１個しか示されていないが、電力ユニット４が持つ電力容量によっては更に他の電源ユニットも接続される。

被診断装置１０は、診断装置５から電力供給能力ありと判定された構成定義情報を取得し、取得した構成定義情報とネットワークＮに実際に接続されている複数の局（機器Ａ〜Ｋ）からなるシステム構成とが一致した場合に、ネットワークＮに接続されるそれぞれの局（機器Ａ〜Ｋ）を起動する制御を行う。被診断装置１０は、例えば、プログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）システムである。この場合、ネットワークＮは、複数の局（機器Ａ〜Ｋ）に制御指令を含む伝送フレームを発信するマスタ局６をディジーチェィン接続したリング状のネットワークである。また、複数の局（機器Ａ〜Ｋ）は、ネットワークＮを介して受信した伝送フレームを中継し、当該伝送フレームをネットワークＮに巡回させると共に、伝送フレームに自身に対する制御指令が含まれていれば当該制御指令を取り込み、取り込んだ制御指令にしたがい、接続されるモータ等の制御対象を制御する。
（診断装置５の構成）
診断装置５は、本実施形態に係るプログラムを実行することにより実現される処理動作に応じて図２に示すように機能的な構成として説明することができる。図２によれば、診断装置５は、ハードウエア的には、記憶部５１と、制御部５２と、入力部５３と、表示部５４と、通信部５５と、から構成される。

記憶部５１には、記憶素子として、例えば、ＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）が実装される。記憶部５１は、本実施形態に係る診断プログラム５１０を格納するプログラム領域の他に、各種データを格納するデータ領域が割当てられる。データ領域には、その任意アドレスエリアに構成定義情報テーブル５１１が、その固定アドレスエリアに、局データベース５１２が、それぞれ格納される。構成定義情報テーブル５１１には、例えば、ユーザが、表示部５４に表示された構成定義設定画面にしたがい、入力部５３を操作してシステム構成（Configuration）に係る情報を入力することにより生成される構成定義情報が記憶される。局データベース５１２には、電源ユニット４毎の許容電力値や局（機器Ａ〜Ｋ）毎の消費電力値等、局固有の情報が記憶される。

構成定義情報テーブル５１１のデータ構造の一例が図３（ａ）（ｂ）に示されている。構成定義情報テーブル５１１は、電源ユニット４と複数の局（機器Ａ〜Ｋ）それぞれの種別情報を含む構成定義情報が記憶される第１の記憶部である。図３（ａ）は、マスタ局６のＩＮ（入力）端子に接続される局（機器Ａ，Ｂ）それぞれの構成定義情報であり、図３（ｂ）は、マスタ局６のＯＵＴ（出力）端子に接続される局（機器Ｃ〜Ｋ）それぞれの構成定義情報である。

図３（ａ）（ｂ）において、構成定義情報テーブル５１１は、１つのエントリが、「番号」、「型式」、「局番」、「電力供給方向」の各データ項目から構成される。「番号」は、マスタ局６に近い順にシリアルに付与される数字である。「型式」は、局（機器Ａ〜Ｋ）のそれぞれが電力供給局か電力消費局かを示す種別情報である。「局番」は、局（機器Ａ〜Ｋ）毎に付与される固有のアドレスを、「電力供給方向」は、型式が電力供給局を示していた場合に限りその電力がマスタ局６に向かうか否かを示す。

局データベース５１２のデータ構造の一例が図４に示されている。局データベース５１２は、局（機器Ａ〜Ｋ）それぞれの固有の消費電力値と、電源ユニット４が供給可能な許容電力値（電力容量）とが予め記憶された第２の記憶部である。局データベース５１２は、１つのエントリが「番号」、「型式」、「許容電力値」、「消費電力値」の各データ項目からなる。「型式」は、局（機器Ａ〜Ｋ）を区別するための識別情報（種別情報）である。また、「許容電力値」は、「型式」が電力供給局を示す場合にその電力容量を、「消費電力値」は、「型式」が電力消費局を示す場合にその消費電力量を示す。

制御部５２は、構成定義情報テーブル５１１に記憶された各局の構成定義情報に含まれる型式を番号順に順次参照する。そして、電源ユニット４（第１の電源ユニット）を検出してから不図示の他の電源ユニット（第２の電源ユニット）を検出するまでの間、もしくは電源ユニット４を検出してから終端局（構成定義情報ではＮＵＬＬ表記）を検出するまでの複数の局を一つの集合（グループ）としてグルーピングし、グループ毎に電源ユニット４の電力供給能力を診断して結果を出力するように、許容電力取得部５２１、総消費電力算出部５２２、比較部５２３、そして出力部５２４のシーケンス制御を行う。

これを実現するため、制御部５２は、例えばマイクロプロセッサで構成され、その制御中枢となる主制御部５２０に、後述する「Ｉｎｄｅｘ」，「Ｃｈｅｃｋ１」，「Ｃｈｅｃｋ２」，「電力供給局」，「供給電力量」，「開始Ｉｎｄｅｘ」，「終了Ｉｎｄｅｘ」等の被演算数を内部レジスタ（マイクロプロセッサが内蔵するレジスタ）に割り当てて管理する。詳細は後述する。なお、主制御部５２０は、接続される記憶部５１，入力部５３，表示部５４，通信部５５等、周辺装置の入出力制御も行う。

許容電力取得部５２１は、主制御部５２０による制御の下で、構成定義情報に含まれる電源ユニット４の型式（種別情報）に基づき記憶部５１の局データベース５１２を参照し、予め記憶されている電源ユニット４の許容電力値を取得して比較部５２３へ出力する。総消費電力算出部５２２は、主制御部５２０による制御の下で、構成定義情報に含まれる局（機器Ａ〜Ｋ）それぞれの型式に基づき、局それぞれの消費電力値を記憶部５１の局データベース５１２から取得する。そして、取得したそれぞれの消費電力値を合計して総消費電力値を算出して比較部５２３へ出力する。比較部５２３は、主制御部５２０による制御の下で、総消費電力算出部５２２によって算出された総消費電力値と、許容電力取得部５２１によって取得された許容電力値とを比較する。出力部５２４は、比較部５２３による比較結果を、表示部５４や通信部２５を介して外部（マスタ局６）へ出力する。

なお、入力部５３は、例えば、キーボードであり、ユーザが操作することにより制御部５２に対して指令を発行し、あるいは構成定義情報等の入力を行う。表示部５４は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Device）等の表示デバイスであり、制御部５２により生成される、例えば、図１０〜図１３に示す画面情報を表示する。詳細は後述する。なお、入力部５３は、表示部５４と一体形成されたタッチパネルで構成してもよい。通信部５５は、診断装置５と被診断装置１０のマスタ局６との間でデータ交換を行う際のネットワークインタフェースである。通信部５５は、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）コントローラで構成される。
（診断装置５の動作）
以下、本実施形態に係る診断装置５の動作について、図５〜図１３を使用して詳細に説明する。まず、図５のフローチャートを参照しながら診断装置５の基本動作から説明する。

診断装置５（制御部５２）は、まず、表示部５４に表示される構成定義設定画面（図１０〜図１２）にしたがい、入力部５３を操作することにより設定される被診断装置１０を構成する複数の局（機器Ａ〜Ｋ）それぞれの型式を含む構成定義情報を、記憶部５１の構成定義情報テーブル５１１に記憶する「構成定義情報生成処理」を実行する（ステップＳ１１）。次に、制御部５２は、構成定義情報テーブル５１１の構成定義情報に含まれる型式を順次参照し、電源ユニット４を検出してから他の電源ユニットを検出するまでの間、もしくは、電源ユニット４を検出してから終端局（機器Ｋ）を検出するまでの間に検出した複数の局を一つの集合（グループ）とする「グルーピング処理」を実行する（ステップＳ１２）。

続いて制御部５２は、グルーピングされた複数の局（機器Ａ〜Ｋ）それぞれの消費電力値と、電源ユニット４が供給可能な許容電力値とが予め記憶された局データベース５１２から、グループを構成する局それぞれの消費電力値と、電源ユニット４が供給可能な許容電力値とを取得する。そして、取得した消費電力値を合計して総消費電力値を算出し、ここで算出した総消費電力値と、取得した許容電力値とを比較して、電源ユニット４の一つのグループに対する電力供給能力を診断して結果を出力する「電力供給能力検査処理」を実行する（ステップＳ１３）。

ステップＳ１３の「電力供給能力検査処理」で、許容電力値−総消費電力値＞０の場合、電源ユニット４に電力供給能力ありと判定されると（ステップＳ１４“Ｙｅｓ”）、制御部５２は、被診断装置１０のマスタ局６に対して、生成した構成定義情報を、通信部５５を介して送信し（ステップＳ１５）、マスタ局６からの応答を待つ。マスタ局６では、後述するように、自身が管理している被診断装置１０を構成する複数の局（機器Ａ〜Ｋ）からなる構成情報と、診断装置５から受信した構成定義情報とを比較し、その結果を診断装置５へ送信する。診断装置５は、マスタ局６から比較結果を受信し、構成情報の不一致を検出すると（ステップＳ１６“Ｙｅｓ”）、ステップＳ１１の「構成定義情報生成処理」を再度実行し、構成情報の一致を検出した時点で（ステップＳ１６“Ｎｏ”）上記した一連の診断処理を終了する。

上記した「構成定義情報生成処理」（ステップＳ１１）、「グルーピング処理」（ステップＳ１２）、「電力供給能力検査処理」（ステップＳ１３）の詳細手順については、図６〜図９のフローチャート、ならびに図１０〜図１３に示す画面構成の一例を参照しながら後述する。

構成定義情報生成処理の詳細手順が図６に示されている。構成定義情報生成処理（図５のステップＳ１１）とは、上記したように、表示部５４に表示される構成定義設定画面にしたがい、入力部５３を操作することにより設定される被診断装置１０を構成する複数の局（機器Ａ〜Ｋ）それぞれの型式を含む構成定義情報を、記憶部５１の構成定義情報テーブル２１１に記憶する処理である。

図６によれば、主制御部５２０は、表示部５４に表示される、例えば、図１０，図１１に示す構成定義設定画面（１）（２）にしたがい（ステップＳ１１１）、ユーザが入力部５３を操作することにより設定入力された構成定義情報を取り込む（ステップＳ１１２“Ｙｅｓ”，Ｓ１１３）。そして、例えば、図３（ａ）（ｂ）の構成定義情報テーブル５１１にそのデータ構造を示す構成定義情報を生成して記憶部５１の所定の領域に記憶すると共に、表示部５４に、例えば、図１２に示す構成定義設定画面を表示する（ステップＳ１１４）。

図１０に示す構成定義設定画面（１）は、被診断装置１０を構成する局（機器Ａ〜Ｋ）毎に設定される「型式」、「局番」等の種別情報入力用に使用される。図１０に示す例では、ユーザが予め登録してある「型式」や「機器名称」等を、ユーザが入力部５３によりダイアログボックスの中から選択操作することで、それらが主制御部５２０によって自動的に取り込まれる仕組みになっている。図６のステップＳ１１４において、主制御部５２０は、入力された構成定義情報、およびこの構成定義情報に基づき局データベース５１２を参照して被診断装置１０を構成する各局（機器Ａ〜Ｋ）の固有の情報を取得することにより構成定義情報テーブル５１１を生成する。そして、主制御部５２０は、被診断装置１０の構成を図１２に示す構成定義設定画面上に反映させる。

図１１の構成定義設定画面（２）は、電力供給方向を設定するために使用される。この例では、ユーザが入力部５３を操作してマスタサイドを選択した場合に、マスタ局６のＩＮ端子から上流に向けて電力が供給され、スレーブサイドを選択した場合に下流に向けて電力が供給される。これによって、表示部５４に表示される図１２の構成定義設定画面上に電源ユニット４による電力供給方向が矢印で表示される。図１２の構成定義設定画面によれば、その矢印方向により、電源ユニット４（ＮＵ２Ｘ−ＰＡ１）は、マスタ局６のＩＮ端子から下流に向けて電力が供給されることを示す。

図１２の構成定義設定画面は、図１の被診断装置１０の構成を定義したものである。具体的に、被診断装置１０を構成する各局（機器Ａ〜Ｋ）は、型式ＮＰ１ＢＳ−１１のスロットに実装され、主電源として型式ＮＰ１ＰＵ２−０４８ＥのＡＣ電源、ＣＰＵとして、型式ＮＰ１ＰＵ２−０４８Ｅのマイクロプロセッサが使用される。そして、ネットワークＮ（Ｅ−ＳＸバス）には、局番１〜１１の複数の局（機器Ａ〜Ｋ）が接続される。具体的に、マスタ局６のＩＮ端子には局番１のインバータ（機器Ａ）と、局番２のＩ／Ｏターミナル（機器Ｂ）が、ＯＵＴ端子には、識別番号１の補助電源として型式ＮＵ２Ｘ−ＰＡ１の電源ユニット４、局番３，４のインバータ（機器Ｃ，Ｄ），局番５〜９のＩ／Ｏターミナル（機器Ｅ〜Ｉ），そして、局番１０，１１のインバータ（機器Ｊ，Ｋ）が接続されていることを示す。

なお、主制御部５２０は、接続される１以上の補助電源（電源ユニット）を区別するため、それぞれに対して識別番号を自動的に付与する機能を持つ。例えば、２つの電源ユニットに対して「識別番号−１」，「識別番号−２」が自動的に設定される。図１２の構成定義設定画面では、型式ＮＵ２Ｖ−ＰＡ１の電源ユニット４に識別番号−１が付与されている。

グルーピング処理の詳細手順が図７に示されている。グルーピング処理（図５のステップＳ１２）とは、電源ユニット間、または電源ユニット４と終端局（機器Ｋ）との間を一つのグループと見なし、次に実行される電源ユニット４の電力供給能力を診断するための前処理のことをいう。ここでは、図３（ｂ）に示す構成定義情報テーブル５１１のＯＵＴ端子に接続される局（機器Ｃ〜Ｋ）を例示して説明する。

図７によれば、主制御部５２０は、まず、図３（ｂ）に示す構成定義情報テーブル５１１を参照してＯＵＴ端子に接続される局（機器Ｃ〜Ｋ）の構成定義情報を先頭位置から順次読み取る（ステップＳ１２１）。具体的に、主制御部５２０は、内部レジスタの一つに割り当てられたＩｎｄｅｘに“１”を代入（セット）すると共に、同じく内部レジスタの一つに割り当てられたｃｈｅｃｋ１に値“１”をセットする（ステップＳ１２２）。次に、Ｉｎｄｅｘの内容を＋１更新し（ステップＳ１２３）、次に隣接してＯＵＴ端子に接続される局の型式情報を取得する（ステップＳ１２４）。図３（ｂ）に示す例では、ＯＵＴ端子に接続される局は、「ＮＵＶ２Ｖ−ＰＡ１」の型式を有する電源ユニット４になっている。

続いて、主制御部５２０は、内部レジスタの一つに割り当たられたＣｈｅｃｋ２のＩｎｄｅｘが示す値“２”をセットする（ステップＳ１２５）。続いて主制御部５２０は、Ｉｎｄｅｘが示す値“２”の局が終端局（局番１１）か否かを判定する（Ｓ１２６）。終端局であれば（ステップＳ１２６“Ｙｅｓ”）、ＣｈｅｃＫ１とｃｈｅｃｋ２がそれぞれ示す局を一つのグループとして、後述する電力供給能力検査処理を実行する（ステップＳ１３）。終端局でなければ（ステップＳ１２６“Ｎｏ”）、図４に示す局データベース５１２を参照してその局が有する許容電力値を取得し（ステップＳ１２７）、その局が電力供給局（他の電力ユニット）か電力消費局かを判定する（Ｓ１２８）。

ここで、電力消費局であれば（ステップＳ１２８“Ｙｅｓ”）、主制御部５２０は、Ｉｎｄｅｘを＋１変更して（ステップＳ１２９）、次に隣接して接続される局が終端局であるか否かを判定するためにステップＳ１２４の「構成定義情報の読み出し処理」以降の処理に戻る。一方、電力供給局であれば（ステップＳ１２８“Ｎｏ”）、主制御部５２０は、Ｃｈｅｃｋ１とｃｈｅｃｋ２が示す局を一つのグループとして後述する電力供給能力検査処理を実行する（ステップＳ１３）。そしてＩｎｄｅｘを＋１更新して（ステップＳ１２９）ステップＳ１２４の「構成定義情報の読み出し処理」以降の処理に戻る。

すなわち、主制御部５２０は、局（機器Ｃ〜Ｋ）が電力消費局か電力供給局かにかかわらずマスタ局６のＯＵＴ端子に接続される複数の局（機器Ｃ〜Ｋ）の構成定義情報を終端局（機器Ｋ）が検出されるまで（ステップＳ１２６“Ｙｅｓ”）、ステップＳ１２４の「構成定義情報の読み出し処理」以降の処理を繰り返し実行する。

図８，図９に電力供給能力検査処理の詳細手順が示されている。電力供給能力検査処理（ステップＳ１３）とは、ステップＳ１２の「グルーピング処理」で決定されたグループ毎に、当該グループに属する電源ユニット４の許容電力値とグループを構成する電力消費各局の総消費電力値との比較を行ない、そのグループに対して電力を供給する電源ユニット４の電力供給能力の有無を判定する処理をいう。

図８によれば、主制御部５２０は、まず、「許容電力値」を“０”、同じく「電力供給局」を“無し”、とする初期化を行う（ステップＳ１３１）。ここでいう、「許容電力値」、「電力供給局」は、共に上記したＩｎｄｅｘやＣｈｅｃｋ１，Ｃｈｅｃｋ２同様、本実施形態に係るプログラム５１０によって主制御部５２０が内蔵するレジスタに割り当てられる被演算数である。次に、主制御部５２０は、局データベース５１２を参照してＣｈｅｃｋ１が示す局の電力供給方向に関するデータを取得し（ステップＳ１３２）、その方向が下向きであるか否かを判定する（ステップＳ１３３）。

ここでは、Ｃｈｅｃｋ２は“２”を示しており、したがって、局データベース５１１によりその電力供給方向は「下向き」と判定されるため（ステップＳ１３３“Ｙｅｓ”）、「電力供給局」にＣｈｅｃｋ１が示す値をセットする（ステップＳ１３４）。続いて、主制御部は、構成定義情報テーブル５１１からＣｈｅｃｈ１が示す電源ユニットの型式情報（ＮＵ２Ｖ−ＰＡ１）を取得し（ステップＳ１３５）、その型式から局データベース５１２を参照して許容電力値を得て、「許容電力値」にセットして下向き処理を終了する（ステップＳ１３６）。

上記の下向き処理実行後（ステップＳ１３６）、あるいはステップＳ１３３の「電力供給方向判定処理」で下向きでないと判定された場合（ステップＳ１３３“Ｎｏ”）、主制御部５２０は、局データベース５１２を参照してＣｈｅｃｋ２が示す局の電力供給方向に関するデータを取得し、（ステップＳ１３７）、その方向が上向きであるか否かを判定する（ステップＳ１３８）。ここでは、Ｃｈｅｃｋ２は“１２”（終端局）を示しているため、その電力供給方向は“無し”と判定される。

すなわち、上向きでも下向きでもないため、Ｃｈｅｃｋ“１２”に相当する局（機器ｋ）の上流に位置する電源ユニット４がグループを構成する各局に電力を供給するものと見なす。仮に、局（機器ｋ）が他の電源ユニットであれば、主制御部５２０は、構成定義情報テーブル５１１からその型式に関する情報を取得し（ステップＳ１３９）、局データベース５１２からその型式に相当する他の電源ユニットの許容電力値を取得する（ステップＳ１４０）。そして、下向きに電力を供給する、上流に位置する電源ユニット４と、上向きに電力を供給する、下流に位置する他の電源ユニットとの許容電力値を比較し、上流に位置する電源ユニット４の許容電力値が小さいか否かを判定する（ステップＳ１４１）。

ここで、上流に位置する電源ユニット４の許容電力値が大きい場合（ステップＳ１４１“Ｎｏ”）、主制御部５２０は、「電力供給局」にＣｈｅｃｋ２が示す下流の他の電源ユニットを示す値“１２”をセットする（ステップＳ１４２）。そして、主制御部５２０は、局データベース５１２からその型式の許容電力値を得て「許容電力値」にセットする（ステップＳ１４３）。すなわち、主制御部５２０は、局（機器ｋ）の下流に位置する他の電源ユニットが電力を供給するものとみなし、そのグループを構成する各局に供給可能な電力を供給する。

次に、主制御部５２０は、許容電力取得部５２１、総消費電力算出部５２２、比較部５２３、出力部５２４を制御して、電力供給方向を加味した電力供給能力の検査を行う。すなわち、図９において、主制御部５２０は、グルーピングされた一つのグループに対して電力を供給する電源は、上流に位置する電源ユニット４か下流に位置する他の電源ユニットかを判定する（ステップＳ１４４）。これは、「電源供給局」にＣｈｅｃｋ１の値が設定されているか否かにより判定が可能である。

ここで、「電力供給局」にＣｈｅｃｋ１が設定されていれば（ステップＳ１４４“Ｙｅｓ”）、主制御部５２０は、開始ＩｎｄｅｘにＣｈｅｃｋ１、終了ＩｎｄｅｘにＣｈｅｃｋ２をそれぞれセットし、増減数を１として、総消費電力算出部５２２を起動し、マスタ局６のＯＵＴ端子に接続される番号２の局（機器Ｃ）から下流に位置する局順に消費電力値を取得するための処理を実行する（ステップＳ１４５）。なお、「電力供給局」にＣｈｅｃｋ２の値が設定されていれば（ステップＳ１４４“Ｎｏ”）、主制御部５２０は、開始ＩｎｄｅｘにＣｈｅｃｋ２、終了ＩｎｄｅｘにＣｈｅｃｋ１をそれぞれセットし、増減数を１として、総消費電力算出部５２２を起動し、ＯＵＴ端子に接続される番号１２の局（機器ｋ）から上流に位置する局順に消費電力値を取得するための準備を行う（ステップＳ１４６）。

続いて、主制御部５２０は、図３（ｂ）に示す構成定義情報テーブル５１１を参照してＯＵＴ端子の構成定義情報のＩｎｄｅｘに設定された番号に相当する局の型式を取得する（ステップＳ１４７）。そして、主制御部５２０が総消費電力算出部５２２を起動すると、総消費電力算出部５２２は、局データベース５１２を参照して消費電力値を順次取得し、「供給電力量」にセットされた値から減算する処理を実行する（ステップＳ１４８）。すなわち、「供給電力量」＝直前の供給電力量−消費電力量になる。

次に、主制御部５２０は、比較部５２３を起動する。比較部５２３は、総消費電力算出部５２２から出力される「供給電力量」が０を超えるか否かを判定する。（ステップＳ１４９）。ここで、「供給電力量」が０を超えると判定されると（ステップＳ１４９“Ｙｅｓ”）、主制御部５２０は、Ｉｎｄｅｘを増減数１だけ更新し（ステップＳ１５０）、設定された値と最終Ｉｎｄｅｘに設定された値とが不一致か否かを判定する（ステップＳ１５１）。ここで不一致が検出されると（ステップＳ１５１“Ｙｅｓ”）、ステップＳ１４７の「構成定義情報読み取り処理」以降の処理を一致するまで（ステップＳ１５１“Ｎｏ”）繰り返し実行する。

ステップＳ１４９の「供給電力量判定処理」で、「供給電力（残許容電力値）」が０以下、または未満であると判定されると（ステップＳ１４９“Ｙｅｓ”）、主制御部５２０は、そのときのＩｎｄｅｘが示す値を取得し、表示部５４に、取得した０未満を検出した局番を表示し、構成定義情報が正しくないことをエラー表示する（ステップＳ１５２）。例えば、図１３に示す構成定義検査情報画面によれば、「ＣＰＵ０のＥ−ＳＸバス−０のＥ−ＳＸ局番−８〜１１がＥ−ＳＸバスから電力が供給されていません」といった電力供給能力がない旨のエラー表示を行い、ユーザに構成定義情報の再設定を促す。

すなわち、上記した例では、マスタ局６のＯＵＴ端子に接続された電源ユニット４を含む局（機器Ｃ〜Ｋ）からなるグループにおける電源ユニット４の電力供給能力を診断した。しかしながら、電源ユニット４の許容電力量は、実質、局（機器Ｃ〜Ｇ）の５局分であるのに対し、それ以上の局（機器Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｋ）に対しても電力供給を行おうとした。このため、これらの局（機器Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｋ）に供給される電力量が不足することになり、結果的に、ネットワークシステムＳ全体として電源故障と見なされることになる。したがって、例えば、図１３に示すように、グループの電力供給に異常があることが表示される。このような電源ユニット４の許容電力量の不足から、ユーザは、ネットワークＮに接続された局（機器Ｇ）と局（機器Ｈ）との間に、更に他の電源ユニットを挿入するようにシステム構成を再定義することにより電力不足を回避でき、エラー表示を解除することができる。

以上説明のように、本実施形態に係る診断装置５によれば、電源ユニット４を含む複数の局（機器Ａ〜Ｋ）それぞれの構成定義情報に基づき取得される消費電力値を合計して総消費電力値を算出し、当該算出した総消費電力値と、同じく取得される許容電力値とを比較することで、ネットワークＮを介して電力を供給する電源ユニット４の電力供給能力を簡易に診断することが可能になる。したがって、本実施形態に係る診断装置５によれば、ネットワークＮを介して電力を供給する電源ユニット４を含めたネットワークシステムＳが容易に構築できると共に、電源ユニット４の容量不足によるシステムの不具合を回避することができる。
（被診断装置１０の動作）
次に、被診断装置（マスタ局６）の動作について図１４のフローチャートを参照しながら説明する。

図１４において、マスタ局６は、まず、診断装置５から送信される構成定義情報を受信する（ステップＳ２１）。マスタ局６は、次に、被診断装置１０の実際のシステム構成情報を収集する（ステップＳ２２）。なお、このシステム構成情報は、実際の被診断装置１０を起動した後でなければ得られない場合、実際の被診断装置１０を起動した後にマスタ局６から収集されるものとする。

次に、マスタ局６は、被診断装置１０の実際のシステム構成情報と診断装置５から受信したシステム構成情報５１１とを比較する（ステップＳ２３）。マスタ局６は、両者が一致したと判定すれば（ステップＳ２４“Ｙｅｓ”）、被診断装置１０の起動を許可する信号を診断装置５に送信する（ステップＳ２６）。その後、被診断装置１０を起動（立ち上げる）する。また、マスタ局６は、ステップＳ２４で実際の被診断装置１０のシステム構成情報と診断装置５から送信されたシステム構成情報との間に不一致がある場合（ステップＳ２４“Ｎｏ”）、構成不一致エラー信号を診断装置５に送信する（ステップＳ２５）。

以上説明のように本実施形態に係る診断システムによれば、被診断装置１０（マスタ局６）は、診断装置５から電力供給能力ありと判定された構成定義情報を取得し、当該取得した構成定義情報と、ネットワークＮに実際に接続されているシステム構成とが一致した場合にネットワークＮに接続されるそれぞれの局（機器Ａ〜Ｋ）を起動する制御を行う。したがって、ネットワークＮを介して電力を供給する電源ユニット４を含めたネットワークシステムＳを容易に構築でき、構成情報が一致しない限り被診断装置１０を構成するそれぞれの局（機器Ａ〜Ｋ）が起動しないため、電源ユニット４の容量不足によるシステムの不具合を事前に回避でき、信頼性が向上する。
（応用例）
ところで、マスタ局６は、ネットワークＮに接続されている複数の局（機器Ａ乃至機器Ｅ）が動作中、電源ダウン含む動作エラーが発生したか否かを常時監視している（ステップＳ２７）。マスタ局６は、複数の局に動作エラーが発生した場合、動作エラー信号を診断装置５に送信する（ステップＳ２８）。これに対し、診断装置５は、図５のフローチャートに示すように、マスタ局６から送信される構成不一致または動作エラー信号を常時監視している（図５のステップＳ１６）。これらエラー信号を受信すると、診断装置５の出力部５２４は、表示部５４にその旨のエラー表示を行う。このように、診断装置５は、被診断装置１０を起動させるためのシステム構成情報を生成してマスタ局６に送信し、マスタ局６を核とする被診断装置１０が正常に起動した後も、被診断装置１０による誤動作を常に監視している。

ここで、図１５以降を使用し、本発明の実施の形態に係る診断装置５を被診断装置１０としての通信システムに適用した場合の応用例について説明する。はじめに、図１５を用いて、通信システムの概要を説明する。通信システムは、マスタ通信装置Ｍ（マスタ局６に相当）と、このマスタ通信装置Ｍとマスタスレーブ通信を行っている複数のスレーブ通信装置１（機器Ａ〜Ｋに相当）と、マスタ通信装置Ｍと各スレーブ通信装置１に電力を供給する電源ユニット４−１，４−２とを有し、相互にネットワークＮにより接続されている。複数のスレーブ通信装置１は、それぞれに制御される複数の被制御機器２を有しており、複数の被制御機器２は、一例としてモータがある。

診断装置５はマスタ通信装置Ｍに接続されており、通信システムが通常動作を開始した後もシステムを監視する機能を持ち、これにより、通常時システムへの電力供給を確実に行うことができる。

図１６は、マスタ通信装置Ｍのネットワーク電源部１５を使用して電力を各スレーブ通信装置１に分配する場合の通信システムの構成例を示す。これに対して、図１７は、マスタ通信装置Ｍのネットワーク電源部１５を使用せずに、別モジュールである電源ユニット４をネットワークＮの経路に挿入し、この電源ユニット４により各スレーブ通信装置１に電力を分配する場合の通信システムの構成例を示す。

例えば、図１６において、マスタ通信装置Ｍは、電源部１４と、ネットワークＮを介して複数のスレーブ通信装置１に電力を供給するネットワーク電源部１５とを有する。また、マスタ通信装置Ｍは、マスタ通信装置Ｍの全体の動作を制御する制御部１６と、ネットワークＮを介して複数のスレーブ通信装置１と通信する通信部１７を有している。

また、それぞれのスレーブ通信装置１は、主電源３から個々に電力を受けると共に、ネットワークＮ（Ｎ１）を介してネットワーク電源部１５から電力を受け、制御部１２や通信部１３に電圧を与える電源供給部１１を有する。制御部１２は、スレーブ通信装置１全体の動作やモータ等の被制御機器２の動作を制御する。また、通信部１３は、マスタ通信装置Ｍや他のスレーブ通信装置１と通信するものである。

上記した通信システムは、例えば、プログラマブルコントローラシステムに適用される。プログラマブルコントロールシステムは、マスタコントローラ（マスタ通信装置Ｍ）と、複数のスレーブコントローラ（スレーブ通信装置１）と、１以上の被制御機器２とを含んで構成される。また、スレーブコントローラはネットワークＮによって複数接続され、各スレーブコントローラには、それぞれに１以上の被制御機器２が接続されている。

ここで、マスタコントローラおよびスレーブコントローラは、いずれもプログラマブルコントローラ（ＰＬＣ：Programmable Logic Controller）を構成し、被制御機器２は、ＦＡ（Factory Automation）分野において、様々な状態を検知するセンサ、そのセンサの検知結果に応じて動作するモータ、エンコーダ等の電気機器である。

マスタコントローラは、被制御機器２に対する制御プログラムを保持し、その制御プログラムに基づく制御指令を、適切なタイミングでスレーブコントローラに送信する。ここで、制御プログラムは、ラダー図等を通じて生成されたシーケンス制御のためのプログラムであってもよい。スレーブコントローラは、スレーブコントローラそれぞれに備わる機能に適した制御指令をマスタコントローラから受け、被制御機器２からのセンサ等の入力に応じて、被制御機器２を制御する。スレーブコントローラは、例えば、モータの回転制御を行うモータドライバや、信号線のオン／オフ制御を行う入出力ターミナルの機能を有する。

マスタコントローラとスレーブコントローラとは、ネットワークＮによって接続され、マスタコントローラからスレーブコントローラにネットワーク電力および制御指令が伝達される。ネットワークＮにおいて、ネットワーク電力を供給する電力線Ｎ１は、マスタコントローラのネットワーク電源部１５から延設された主幹線を通じて各スレーブコントローラに配され、スレーブコントローラは、かかる主幹線から分岐線を通じてネットワーク電力の供給を受ける。

ここでは、ネットワーク電源部１５がマスタコントローラに一体形成されている例を挙げて説明しているが、別体に設けられてもよい。また、スレーブコントローラは、個々に主電源３も有している。したがって、スレーブコントローラは、主電源３からの主電源と平行して、ネットワーク電源部１５からのネットワーク電力も取得することになる。主電力は、上述したモータドライバや入出力ターミナルとして機能する主回路の動力源、および、ネットワークを動作させるために用いられ、ネットワーク電力は、主としてネットワークの通信動作維持のために用いられる。

また、ネットワークＮにおいて、制御指令を伝送する信号線Ｎとして、スレーブコントローラ同士を従属接続するデイジーチェーン接続方式が採用され、マスタコントローラから発せられた制御指令は、接続された全てのスレーブコントローラを巡回する。スレーブコントローラは、かかる制御指令におけるヘッダ等を解読し、ヘッダが自身に対する制御指令であることを示していれば、その制御指令を取り込んで、被制御機器２の制御処理に反映する。かかる信号線Ｎと前述した電力線Ｎ１とは平行に配設される。

上記したデイジーチェーン接続方式の利点は、その配線のシンプルさにある。本実施形態において、１台のマスタコントローラに対し１つのデイジーチェーン接続で、例えば２５６ものスレーブコントローラを接続することができる。すなわち、１のマスタコントローラで２５６のスレーブコントローラに一括して制御指令を発することが可能となる。

本応用例では、デイジーチェーン接続を用いることで、単方向通信においては１本、双方向通信においては２本の信号線Ｎで、マスタコントローラと複数のスレーブコントローラとを全て接続することができる。かかる構成により、スレーブコントローラを増設したとしても、それによってデイジーチェーン接続における信号線Ｎの線数は変化せず、メンテナンス性、維持コスト、占有領域全てにおいて有利となる。

図１８乃至図２０は、スレーブ通信装置１の構成を示すブロック図である。図１８は、診断装置５から送信される省電力指令に基づき、スイッチングレギュレータ２６の動作を休止モード（シャットダウンモード、あるいはスリープモード）にすることによりネットワーク電源（電源ユニット１４，１４−１，１４−２）の省電力制御を行う場合の構成例である。また、図１４は、同じくスイッチングレギュレータ２６のスイッチング周波数を低下させることによりその出力電圧を下げ、ネットワーク電源の省電力制御を行う場合の構成例である。図１５は、同じくスイッチングレギュレータ２６のスイッチングパルスのオンの時間が短くなるようにデューティ比を変えることによりその出力電圧を下げ、ネットワーク電源の省電力制御を行う場合の構成例である。

図１８を用い、スイッチングレギュレータ２６の動作を休止モードにすることによりネットワーク電源の省電力を行う場合のスレーブ通信装置１（機器Ａ〜Ｋ）の構成について詳細に説明する。図１８において、スレーブ通信装置１は、電源供給部１１と、制御部１２と、通信部１３とを含み構成される。電源供給部１１は、スイッチングレギュレータ２１と、主電源電圧検出部２２と、ダイオード２３と、ネットワーク電源制御部１４−１と、ダイオード２４とを有している。スイッチングレギュレータ２１は、主電源３に接続され、その出力は、制御部１２とダイオード２３に接続される。主電源電圧検出部２２は、スイッチングレギュレータ２１の後段に接続され、スイッチングレギュレータ２１の出力電圧を検出してネットワーク電源制御部１４−１を制御する。主電源電圧検出部２２は、更に、診断装置５から動作中エラー信号に基づく省電力指令を通信部１３により受信すると、制御部１２により、ネットワーク電源制御部１４−１を介してネットワーク電源（電源ユニット４）を省電力状態（ここでは休止モード）に設定する動作も行う。なお、主電源電圧検出部２２は、マスタ通信装置Ｍのネットワーク電源部１５からネットワークＮ（電力線Ｎ１）を介して電力の供給を受けて動作する。

ネットワーク電源制御部１４−１は、スイッチングレギュレータ２６（ＤＣ−ＤＣコンバータ）と、トランジスタ２７と、抵抗Ｒａ，Ｒｂからなる抵抗分圧回路とを有する。ネットワーク電源部１５からネットワークＮ（電力線Ｎ１）を介して供給される電圧は、スイッチングレギュレータのＤｉｎ端子（電源入力端子）に供給される。また、主電源電圧検出部２２の出力は、トランジスタ２７のベース端子に供給されており、このトランジスタ２７のコレクタ端子出力は、ＲａとＲｂの抵抗分圧によりスイッチングレギュレータ２６のｎＳＤＮ端子に供給される。スイッチングレギュレータ２６は、ｎＳＤＮ端子の電圧レベルにより動作モードを休止モードに設定する機能を持つ。

スイッチングレギュレータ２６は、ネットワーク電源部１５から供給される電圧２４Ｖを５Ｖに変換し、ここで変換された電圧は、ＬＣ回路を経由してダイオード２４に出力される。また、ダイオード２４のカソードとダイオード２３のカソードは互いに接続されており、その接続点に通信部１３に電力を供給するスイッチングレギュレータ２５が接続されている。

スイッチングレギュレータ２１の出力電圧はスイッチングレギュレータ２６の出力電圧より高く設定されている。したがって、主電源３がオンであれば、スイッチングレギュレータ２１の出力電圧が通信部１３に供給される（言い換えれば、スイッチングレギュレータ２６の出力電圧は通信部１３に供給されない）。一方、主電源３がダウンすると、スイッチングレギュレータ２６の出力電圧がスイッチングレギュレータ２１の出力電圧よりも高くなる。よって、スイッチングレギュレータ２６の出力電圧が通信部１３に供給される。

これにより、通信部１３が使用する電源は、主電源３がオンのときは主電源３であり、主電源３がダウンしているときはネットワーク電源（ネットワーク電源部１５からネットワークＮ（電力線Ｎ１）を介して供給される）である。このため、主電源３がダウンし、制御部１２への電圧供給が停止しても通信部１３は継続して動作が可能である。したがって、通信部１３は主電源３がダウンしても上流から来たデータを受け下流へ出力することが可能になり、システムＳとしての通信機能を維持させることができる。すなわち本発明はシステムＳのダメージを最小限にすることができる。

主電源電圧検出部２２はスイッチングレギュレータ２１の出力電圧を監視している。ここで検出された電圧が所定の閾値（例えば４．５Ｖ）以上のとき、主電源電圧検出部２２はネットワーク電源制御部１４−１に信号レベル’Ｈ’を与える。これを受けたトランジスタ２７はオンしスイッチングレギュレータ２６のｎＳＤＮ端子を’Ｌ’にする。ｎＳＤＮ端子が’Ｌ’になると、スイッチングレギュレータ２６は休止モードになり、その出力を停止する。すなわち、ネットワーク電源制御部１４−１は、主電源３がオンされスイッチングレギュレータ２１の出力電圧が所定の閾値以上であれば、スイッチングレギュレータ２６を休止モードにしてネットワーク電源の消費電力を節約している。

一方で、スイッチングレギュレータ２１の出力電圧が所定の閾値（例えば４．５Ｖ）未満のとき、主電源電圧検出部２２はネットワーク電源制御部１４−１に信号レベル’Ｌ’を与える。そうするとトランジスタ２７はオフし、スイッチングレギュレータ２６のｎＳＤＮ端子は’Ｈ’になる。ｎＳＤＮ端子が’Ｈ’になると、スイッチングレギュレータ２６は起動し、５Ｖを出力する。このようにして、ネットワーク電源制御部１４−１は、主電源３がダウンしているときスイッチングレギュレータ２６を起動して通信部の機能を維持させる。

このようにすることで、主電源３が正常に動作していればスイッチングレギュレータ２６の消費電力を省電力化することができるので、ネットワーク電源部１５の消費電力を削減することができる。これは、ネットワークＮにスレーブ通信装置１が複数接続されると顕著に現れる。一方で主電源３がダウンした場合、本発明はスイッチングレギュレータ２６の動作モードを休止モードから通常モードに直ちに変更することができる。よって、本発明は通信部１３への電源の供給を途絶させることなく通信部１３を継続動作させることができる。これにより、前述したように診断装置５により通常時の電力供給を確実に行うことができる他に、ネットワークシステムＳとしての通信機能を安定して継続させることができる。

付言すると、トランジスタ２７がオフのとき、すなわち主電源３が正常に起動されているとき、スイッチングレギュレータ２６のｎＳＤＮ端子には、ネットワーク電源部１５の出力電圧を抵抗Ｒａと抵抗Ｒｂによる分圧比に応じた電圧が印加される。この分圧した電圧をスイッチングレギュレータ２６のｎＳＤＮ端子のスレッショルド電圧の近くに設定することにより、主電源電圧検出部２２からの信号に基づいてスイッチングレギュレータ２６の動作／休止の切り替えをすばやく行うことができる。

なお、抵抗Ｒｂについては省略することが可能である。このようにすることにより動作／休止モードの切り替えスピードは少し遅くなるが、抵抗Ｒａをプルアップ抵抗として機能させ、抵抗Ｒｂを省略することによりネットワーク電源部１５から抵抗Ｒａおよび抵抗Ｒｂを介して流れる電流を抑制することができる。

次に、図１９を用い、主電源が正常に動作しているときにスイッチングレギュレータ２６が持つスイッチング周波数の変更機能を利用して出力電圧を下げ、ネットワーク電源部１５の省電力化を図るスレーブ通信装置１の構成について説明する。ここに示すスレーブ通信装置１は、図１８に示すスレーブ通信装置１とはネットワーク電源制御部１４−２の構成が異なる。ネットワーク電源制御部１４−２は、スイッチ２８と、スイッチングレギュレータ２６と、ＬＣ回路とを有する。他の構成は同じである。

スイッチ２８は、図１９に示すように主電源電圧検出部２２の出力信号に従って接点を切り換えるような構成となっており、例えばトランジスタやアナログスイッチなどで構成することができる。スイッチングレギュレータ２６はＦｓｅｔという端子を有し、ここに接続される抵抗値に基づきスイッチング周波数を変更することができる。スイッチング周波数を高くするとスイッチングレギュレータ２６の変換効率が良くなり出力電圧のリプルを抑えるなどのメリットがある。しかし、自身の消費電流はスイッチング周波数の上昇に伴って増える。従って、スイッチングレギュレータ２６の出力を使わないときにはスイッチング周波数を下げることが省電力化という観点では望ましい。

スイッチングレギュレータ２６のＦｓｅｔ端子には抵抗ＲｆとＲｄが接続され、それぞれの抵抗の他端はスイッチ２８を介していずれか一方が接地されるように構成されている。なお、スイッチングレギュレータのＤｉｎ端子（電源入力端子）にはネットワークＮの電力線Ｎ１経由でネットワーク電源部１５から電力が供給されている。

図１９において、主電源電圧検出部２２の出力信号が‘Ｈ’であれば、スイッチ２８は抵抗Ｒｄを接地する。抵抗Ｒｄが接地されるとスイッチングレギュレータ２６はスイッチング周波数を低くし、これに伴い出力電圧が低下する。このため、スイッチングレギュレータ２６は自身の消費電流を抑制することができ、かつ通常電圧（５Ｖ）を出力するときに比べてコンデンサＣへのチャージ電流を抑制することができる、よって、ネットワーク電源の消費電力を省電力化させることができる。

一方、主電源電圧検出部２２の出力信号が‘Ｌ’になれば、スイッチ２８は抵抗Ｒｆを接地する。抵抗Ｒｆが接地されるとスイッチングレギュレータ２６はスイッチング周波数を通常の周波数にして５Ｖを出力する。これにより、本発明は主電源３がダウンしても、通信部１３の通信機能を維持するようにしている。

このように、主電源が正常に動作しているときには、スイッチングレギュレータ２６のスイッチング周波数を低下させてその出力電圧を低くすることによりネットワーク電源部１５の消費電力を省電力化することができる。一方、主電源３がダウンした場合はスイッチングレギュレータ２６のスイッチング周波数を直ちに正常化させ正規の出力電圧を得ることができる。よって、前述したように診断装置５により通常時の電力供給を確実に行うことができる他に、通信部１３への電源の供給が途絶えることなく安定して通信動作を継続させることができる。

次に、主電源が正常に動作しているときにスイッチングレギュレータ２６が持つフィードバック制御機能を利用して自身の出力電圧を下げ、ネットワーク電源部１５の省電力化を図るスレーブ通信装置１の構成および動作について説明する。図２０に示すスレーブ通信装置１は、図１８，図１９に示すスレーブ通信装置１とはネットワーク電源制御部１４−３の構成が異なる。他の構成は同じである。

ネットワーク電源制御部１４−３は、スイッチングレギュレータ２６と、バイアス抵抗Ｒｆと、ＬＣ回路と、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３と、トランジスタ２９とを有する。スイッチングレギュレータ２６のＤｉｎ端子およびｎＳＤＮ端子は、ネットワークＮを介してネットワーク電源に接続されている。また、Ｆｓｅｔ端子はバイアス抵抗Ｒｆが接続され、それを介して接地されている。また、トランジスタ２９のベースには主電源電圧検出部２２の出力が、コレクタには抵抗Ｒ３を介してスイッチングレギュレータ２６の出力が接続されている。また、トランジスタ２９のエミッタは、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続点に接続されると共にスイッチングレギュレータ２６のＦＢ端子に接続されている。

スイッチングレギュレータ２６は、ＦＢ端子に入力された電圧に基づき自身の出力電圧を制御しており、本発明では主電源が正常に動作している間、ＦＢ端子に入力する電圧を通常よりも上昇させることによりスイッチングレギュレータの出力電圧を下げ、その消費電力を抑制している。スイッチングレギュレータ２６は、例えばＦＢ端子に２．５Ｖを与えれば５Ｖを出力するように動き、ＦＢ端子の電圧が２．５Ｖより上昇すると、出力電圧を下げるように動く。逆にＦＢ端子の電圧が２．５Ｖより電圧が下がると、スイッチングレギュレータ２６は、出力電圧を上げるように動く。

図２０において、主電源電圧検出部２２の出力信号が‘Ｌ’であれば（主電源３がオフ状態）、トランジスタ２９はオフする。そうすると、スイッチングレギュレータ２６のＦＢ端子にはスイッチングレギュレータの出力電圧を抵抗Ｒ１とＲ２によって分圧した電圧が印加される。Ｒ１とＲ２を等しい値にすれば、ＦＢ端子には２．５Ｖが印加され、スイッチングレギュレータ２６は５Ｖを出力する。従って、主電源３がオフの状態ではスイッチングレギュレータ２６は通常の電圧（５Ｖ）を出力し、それを通信部に与えることになる。

一方、主電源電圧検出部２２の出力信号が‘Ｈ’であれば（主電源３がオン状態）、トランジスタ２９はオンする。トランジスタ２９がオンすると、抵抗Ｒ１とＲ３が並列接続される。こうなると、スイッチングレギュレータ２６のＦＢ端子には、Ｒ１とＲ３との合成抵抗と、抵抗Ｒ２とで分圧した電圧が印加される。本発明ではＲ１とＲ３との合成抵抗値が、抵抗Ｒ１の抵抗値より小さくなるように抵抗Ｒ３の乗数を設定している。従って、トランジスタ２９がオンしたときのＦＢ端子の電圧は、トランジスタ２９がオフのときの２．５Ｖに比べて上昇することになる。これによりスイッチングレギュレータ２６は、自身の出力電圧を下げる。具体的には、スイッチングレギュレータ２６はスイッチングパルスのオンの時間が短くなるようにスイッチングパルスのデューティ比を変え、出力電圧を低下させる。

このようにしてスイッチングレギュレータ２６の出力電圧を低下させることで、通常電圧（５Ｖ）を出力するときに比べてコンデンサＣにチャージする電流を減らすことができる。よってスイッチングレギュレータ２６の出力電流が抑制されるため、ネットワーク電源の消費電力を節約することができる。

以上のように、主電源が正常に動作しているとき、すなわち主電源電圧検出部２２の出力信号が‘Ｈ’であれば、ネットワーク電源制御部１４−３は、通常動作時に与える電圧よりも高い電圧をスイッチングレギュレータ２６のＦＢ端子に与える。こうすることによりスイッチングレギュレータ２６は、その出力電圧を下げるように作用する。これにより、本発明はスイッチングレギュレータ２６の出力電流が抑制できるため、ネットワーク電源の消費電力の省電力化が可能になる。

一方、主電源電圧検出部２２の出力信号が‘Ｌ’になれば、トランジスタ２９はオフする。そうすると、抵抗Ｒ１に抵抗Ｒ３が合成されなくなるため、スイッチングレギュレータ２６のＦＢ端子の電圧は、トランジスタ２９がオンしていたときの電圧に比べて低下する。これに伴いスイッチングレギュレータ２６は出力電圧を上昇させ、通常の電圧（５Ｖ）に戻していく。具体的に、スイッチングレギュレータ２６はスイッチングパルスのデューティ比を通常比に戻すことで出力電圧を通常の電圧に戻す。これにより、本発明は主電源３がダウンしても、通信部１３の動作が維持できる。

言い換えれば、主電源が正常に動作しているときには、スイッチングレギュレータ２６のスイッチングパルスのオンパルスを短くするようにデューティ比を変更させ、スイッチングレギュレータの出力電圧を低下させる。一方、主電源３がダウンした場合はスイッチングレギュレータ２６のスイッチングパルスのデューティ比を直ちに戻し、正規の出力電圧を得ることができる。よって、ネットワーク電源を省電力化すると共に、主電源３がダウンした場合でも通信部１３への電源の供給が途絶えることがない。よって、上記したように診断装置５により通常時のシステムＳへの電源供給を確実に行うことができる他に、省電力でかつ安定して通信動作を継続させることができる高信頼なネットワークシステムを構築することができる。

Ｓ…診断システム、４…電源ユニット、５…診断装置、６…マスタ局、Ａ〜Ｋ…局（機器）、１０…被診断装置、５１…記憶部、５２…制御部、５３…入力部、５４…表示部、５５…通信部、５１１…システム構成情報テーブル、５１２…局データベース（局ＤＢ）、５２０…主制御部、５２１…許容電力取得部、５２２…総消費電力算出部、５２３…比較部、５２４…出力部。

Claims (4)

1. ネットワークに接続される複数の局に前記ネットワークを介して電力を供給する電源ユニットの電力供給能力を診断する診断装置であって、
   前記電源ユニットおよび前記複数の局それぞれの種別情報を含んだ構成定義情報と、前記複数の局それぞれの消費電力値および前記電源ユニットが供給可能な許容電力値とを記憶する記憶部と、
   前記記憶部に記憶された前記構成定義情報に含まれる前記電源ユニットの種別情報に基づき、前記電源ユニットの前記許容電力値を前記記憶部から取得する許容電力取得部と、
   前記構成定義情報に含まれる前記局それぞれの種別情報に基づき、前記局それぞれの消費電力値を前記記憶部から取得し、取得したそれぞれの消費電力値を合計して総消費電力値を算出する総消費電力算出部と、
   当該総消費電力算出部によって算出された総消費電力値と前記許容電力取得部によって取得された前記許容電力値とを比較する比較部と、
   この比較部の比較結果を出力する出力部と、を備え、
   前記ネットワークに複数の電源ユニットが接続される場合は、
   前記総消費電力算出部は、
   前記記憶部に記憶された前記構成定義情報に含まれる前記種別情報を順次参照して電源ユニットの種別情報を検出し、当該電源ユニットの種別情報を検出してから次の電源ユニットの種別情報を検出するまでの間に検出した局の種別情報をひとつの集合とし、当該集合を構成する局の種別情報に基づいて、それぞれの局の消費電力値を前記記憶部から取得し合計して総消費電力値を算出す
   ることを特徴とする診断装置。
2. 請求項１に記載の診断装置を含むプログラマブルコントローラシステムであって、
   前記ネットワークは、
   前記複数の局と、当該複数の局に制御指令を含む伝送フレームを発信するマスタ局とをディジーチェィン接続したリング状のネットワークであり、
   前記複数の局は、
   前記ネットワークを介して受信した前記伝送フレームを中継して、当該伝送フレームを前記ネットワークに巡回させると共に、前記伝送フレームに自身に対する前記制御指令が含まれていれば当該制御指令を取り込み、取り込んだ制御指令にしたがって所定の機器を制御することを特徴とするプログラマブルコントローラシステム。
3. 請求項２記載のプログラマブルコントローラシステムであって、
   前記診断装置は、
   前記許容電力値が総消費電力値に等しいか、または超過しているとき、前記構成定義情報を前記マスタ局に与え、
   前記マスタ局は、前記診断装置から与えられた構成定義情報と実際に前記ネットワークに接続されている局のシステム構成情報とを比較し、一致すれば前記ネットワークに接続されるそれぞれの局を起動することを特徴とするプログラマブルコントローラシステム。
4. ネットワークに接続される複数の局に前記ネットワークを介して電力を供給する電源ユニットの電力供給能力を診断する診断方法であって、
   前記電源ユニットおよび前記複数の局それぞれの種別情報を含んだ構成定義情報を参照して前記電源ユニットの種別情報および前記局それぞれの種別情報を取得し、
   複数の電源ユニットが接続される場合は、前記構成定義情報に含まれる前記種別情報を順次参照して電源ユニットの種別情報を検出し、当該電源ユニットの種別情報を検出してから次の電源ユニットの種別情報を検出するまでの間に検出した局の種別情報をひとつの集合とし、当該集合を構成する局の種別情報に基づいて、それぞれの局の消費電力値を合計した総消費電力値と前記電源ユニットが供給可能な許容電力値とを比較して前記総消費電力値が前記許容電力値を超過したとき異常と判定することを特徴とする電力供給能力の診断方法。
   

Images