JP6728981B2 - ノード装置、および通信システム - Google Patents

Description

本発明は、各々が２つの通信ポートを有する複数のノード装置を含む通信システムに関する。

工場やプラントなどの産業施設では、その施設内における操業を支援するために、制御システムと呼ばれる通信システムが構築される場合がある。制御システムには、電動機等の駆動制御を行うコントローラや、各種センセとコントローラとの間のデータ通信を仲介する中継装置などのノード装置が複数含まれている。制御システムでは、ノード装置同士を接続する通信線の断線やノード装置の故障等による脱落による操業停止を回避するために、リング型の物理トポロジが採用されることが多い。リング型の物理トポロジであれば、ノード装置間の何れかの通信線の断線或いはノード装置の脱落等の障害が発生したとしても、その障害箇所を挟むノード装置の各々においてデータフレームの折り返しを行うことで、バス型の物理トポロジを有するシステムとして振る舞い、システム全体の通信が不能となるような事態の発生を回避することができるからである。

特開２０１１−９８２９号公報

リング型或いはバス型の物理トポロジに接続されるノード装置は、一般に２つの通信ポートを有する。例えば、リング型の物理トポロジを有する通信システムであれば、各ノード装置が有する２つの通信ポートは、夫々異なる他のノード装置に接続される。２つの通信ポートを有するノード装置では、トークンリングにおけるトークンのように、通信システムにおけるデータ伝送経路に周回させるデータフレーム、を受信した場合、何れの通信ポートにより受信したかによって異なる動作が実行される。例えば、一方の通信ポート（以下、第１の通信ポート）により受信したデータフレームは、例えば自装置におけるデータを付与する処理などの制御部による処理を経た後に他方の通信ポート（以下、第２の通信ポート）からデータ伝送経路へ送出される。これに対して、第２の通信ポートにより受信したデータフレームは、制御部による処理を経ることなく第１の通信ポートからデータ伝送経路へ送出される。これは、各ノード装置において同一のデータフレームに対して同じ処理が重複して行われることを回避するためである。

上記のようなノード装置を既存の通信システムに追加接続する場合や障害により脱落したノード装置を再接続する場合には、当該接続対象のノード装置における第１および第２の通信ポートと接続先のノード装置における通信ポートとを適切に接続する必要がある。具体的には、一方のノード装置の第１の通信ポートと他方のノード装置の第２の通信ポートとが接続されるように通信線を配線する必要がある。しかし、このような接続作業は、手作業で行われるため、誤接続が発生する場合がある。誤接続が発生すると、不具合が発生する場合がある。

例えば、バス型の物理トポロジを有する通信システムのように、リング型のデータ伝送経路が１つだけ形成される通信システムにおいて上記誤接続が発生すると、各ノード装置が正しく接続された場合と比較してデータフレームの転送順が異なることとなり、これに起因した不具合が発生する。このような不具合の具体例としては、各ノード装置の時刻合わせ、すなわちタイマ同期（特許文献１参照）に支障が生じることが挙げられる。上記のような不具合の発生を回避するには、２つの通信ポートを有し、何れの通信ポートによってデータフレームを受信したかによって異なる処理を実行するノード装置同士を接続する際の誤接続を検知できるようにする必要があるが、従来、このようなことを可能にする技術はなかった。

本発明は以上に説明した課題に鑑みて為されたものであり、２つの通信ポートを有し、何れの通信ポートによってデータフレームを受信したかによって異なる処理を実行するノード装置同士を接続する際の誤接続を検知できるようにする技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、以下の制御部、第１の通信ポート、および第２の通信ポートを有するノード装置を提供する。このノード装置は、従来のノード装置と同様に、データ伝送経路に周回させるデータフレームを、第１の通信ポートを介して受信した場合には、制御部による処理を経た後に第２の通信ポートから送出する一方、第２の通信ポートを介して受信した場合には、制御部による処理を経ずに第１の通信ポートから送出する。本発明の特徴はノード装置の制御部に以下の処理を実行させることにある。すなわち、制御部は、自装置における第１の通信ポートが他のノード装置の第１の通信ポートに接続されていること、または自装置の第２の通信ポートが他のノード装置の第２の通信ポートに接続されていることを、当該他のノード装置から受信したデータフレームを解析して検出した場合に誤接続と判定する。この発明によれば、通信線を介して上記ノード装置同士を接続する際の誤接続を検出することが可能となる。誤接続の発生をネットワーク管理者等が容易に把握できるようにするために、制御部による判定結果を報知する報知手段を上記ノード装置に設けても良い。

誤接続であるか否かの判定方法の具体例としては、以下の方法が挙げられる。まず、自装置の第１の通信ポートと他のノード装置の第１の通信ポートとが第１のグループに属し、かつ自装置の第２の通信ポートと他のノード装置の第２の通信ポートとが第２のグループに属するように通信ポートのグループ分けを行っておく。他のノード装置には、データフレームを送信する際にそのデータフレームを送出する通信ポートの属するグループを示す識別子を当該データフレームに付与して送信する処理を実行させる。そして、上記制御部には、他のノード装置から送信されたデータフレームを受信した通信ポートの属するグループと、当該受信したデータフレームに付与されている識別子の示すグループとが同じである場合に、誤接続と判定させる。

また、上記方法による判定を可能とするために、例えばバス型の通信システムの両端に位置するノード装置のうち、第１および第２の通信ポートの一方に他のノード装置が新たに接続されるノード装置（或いは脱落していた他のノード装置が再接続されるノード装置）の制御部には、上記一方の通信ポートへの他のノード装置の接続を検知したことを契機として、上記識別子を付与したデータフレームの送信を当該他のノード装置に要求する第１の処理を実行させ、上記他のノード装置の制御部には接続先からの要求に応じて上記識別子を付与したデータフレームを送信する第２の処理を実行させるようにすれば良い。この場合、上記識別子を付与するデータフレームの種類を予め定めておいても良い。例えば、宛先へ通信品質を通知するデータフレームのみに上記識別子を付与するようにすれば良い。

より好ましい態様においては、第１および第２の通信ポートの各々が他のノード装置に接続されている状況下で一方の通信ポートについて接続先との通信の不通を検知した場合には、他方の通信ポートにより受信したデータフレームを当該他方の通信ポートから送出するループバックを行い、当該接続先との通信が回復し、かつ誤接続が発生していない場合にループバックを解除する処理を上記制御部に実行させても良い。このような態様によれば、ノード装置が誤接続されたままの状態で当該ノード装置を宛先または送信元とする通信が再開されることを回避することができる。

別の好ましい態様においては、通信システムに含まれる各ノード装置に、以下の第１の動作モードと第２の動作モードの２つの動作モードを設ける態様が考えられる。第１の動作モードは、通信システムにおけるデータ伝送経路に周回させるデータフレームを、第１の通信ポートを介して受信した場合には制御部による処理を経た後に第２の通信ポートから送出する一方、第２の通信ポートを介して受信した場合には、制御部による処理を経ずに第１の通信ポートから送出する動作モードである。一方、第２の動作モードは、通信システムにおけるデータ伝送経路に周回させるデータフレームを、第２の通信ポートを介して受信した場合には制御部による処理を経た後に第１の通信ポートから送出する一方、第１の通信ポートを介して受信した場合には、制御部による処理を経ずに第２の通信ポートから送出する動作モードである。上記第１の動作モードと第２の動作モードを有するノード装置により通信システムを構成する場合には、第１の動作モードをデフォルトの動作モードとしておき、制御部には、他のノード装置との接続が誤接続であると判定した場合に、自装置の動作モードを第１の動作モードから第２の動作モードへ切り換える処理を実行させるようにすれば良い。このような態様によれば、故障等により脱落したノード装置を通信システムに再接続する際に誤接続が発生したとしても、データフレームの転送順が本来の転送順と異なるといった不具合が発生することはない。このため、本態様によれば、誤接続が発生したとしても、通信線を正しく接続し直すといった復旧作業を行うことなく、何ら支障なく通信システムの動作を継続することが可能になる。

上記第１の動作モードと第２の動作モードを有するノード装置により通信システムを構成する場合、脱落したノード装置等の接続先のノード装置の動作モードが常に第１の動作モードであるとは限らない。例えば、接続先のノード装置の動作モードが第２の動作モードであった場合には、第１の通信ポート同士或いは第２の通信ポート同士が接続されたとしても、動作モードの切り替えは不要である。これは、このような接続が誤接続ではないことを意味する。つまり、上記第１の動作モードと第２の動作モードを有するノード装置を用いて通信システムを構成する場合、通信ポートの接続態様の他に接続先のノード装置の動作モードを加味して誤接続であるか否かを判断することが必要となる。このような判断を可能とするには、通信システムに含まれる各ノード装置の第１の通信ポートが第１のグループに属し、かつ各ノード装置の第２の通信ポートが第２のグループに属するように通信ポートをグループ分けしておくとともに、ノード装置の制御部には以下の処理を実行させるようにすれば良い。すなわち、自装置は通信システムに接続されており、かつ当該通信システムに新たに接続（或いは再接続）される他のノード装置（例えば、脱落したノード装置）が接続されるノード装置の制御部には、当該他のノード装置の接続された通信ポートを示す第１の識別子と自装置の動作モードを示す第２の識別子とを付与したデータフレームを当該通信ポートを介して当該他のノード装置へ送信する処理を実行させる。これに対して、通信システムへの接続のために他のノード装置に接続されたノード装置（例えば、脱落したノード装置）の制御部には、接続先のノード装置から送信されたデータフレームを受信した通信ポートの属するグループと当該データフレームに付与されている第１の識別子の示すグループとが同じであり、かつ当該データフレームに付与さている第２の識別子の示す動作モードが第１の動作モードである場合、または接続先のノード装置から送信されたデータフレームを受信した通信ポートの属するグループと当該データフレームに付与されている第１の識別子の示すグループとが異なり、かつ当該データフレームに付与されている第２の識別子の示す動作モードが第２の動作モードである場合に、誤接続と判定する処理を実行させる。

本発明によれば、２つの通信ポートを有し、何れの通信ポートによってデータフレームを受信したかによって異なる処理を実行するノード装置同士を接続する際の誤接続を検知することが可能になる。

本発明の第１実施形態による通信システム１の構成例を示す図である。 同通信システム１に含まれるノード装置１０の構成例を示すブロック図である。 同通信システム１におけるデータ伝送経路を説明するための図である。 同ノード装置１０の制御部１１０が実行する誤接続検知処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態による通信システム２の構成例および通信システム２におけるデータ伝送経路を示す図である。 同通信システム２に含まれるノード装置２０の構成およびノード装置２０の動作モードを説明するための図である。 同ノード装置２０の制御部１１０が実行する通信品質取得処理および動作モード設定処理の流れを示すフローチャートである。 同第２実施形態の動作を説明するための図である。 同第２実施形態の動作を説明するための図である。 同第２実施形態における接続対象装置の動作モードの設定パターンの一覧を示す図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。
（Ａ：第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による通信システム１の構成例を示す図である。通信システム１は、工場やプラントなどの産業施設内に敷設され、その産業施設における操業を支援するための制御システムである。図１に示すように通信システム１は、ノード装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄおよび１０Ｅを含んでいる。ノード装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄおよび１０Ｅの各々は、図１に示すように通信ポートＮＷ１と通信ポートＮＷ２を有する。図１に示すように、通信システム１に含まれる５台のノード装置は、リング型の物理トポロジを形成するように通信ポートＮＷ１および通信ポートＮＷ２が通信線により接続されている。以下では、上記５つのノード装置の各々を区別する必要がない場合には「ノード装置１０」と表記する。ノード装置１０は、電動機等の駆動制御を行うコントローラ、或いは各種センセとコントローラとの間のデータ通信を仲介する中継装置である。上記コントローラの具体例としては、ＤＣＳ（Distributed
Control System：分散型制御システム或いは分散型制御装置）やプログラマブルロジックコントローラ（以下、ＰＬＣ）が挙げられる。一般的なＦＡ（Factory Automation）システムではコントローラとしてＰＬＣが用いられることが多く、高信頼性を要求されるプラント設備ではコントローラとしてＤＣＳが用いられることが多い。ＤＣＳはＰＬＣに比較して信頼性が高いからである。

図２は、ノード装置１０の構成例を示すブロック図である。
ノード装置１０は、通信ポートＮＷ１および通信ポートＮＷ２の他に、記憶部１００と制御部１１０とを有する。通信ポートＮＷ１と通信ポートＮＷ２の各々は、例えば通信用ＬＳＩ（Large-Scale Integration：図１では図示略）の入出力ポートであり、入力端子と出力端子を夫々１つずつ有する。本実施形態では、上記５つのノード装置の各々が有する通信ポートＮＷ１と通信ポートＮＷ２は互いに異なるグループに予めグループ分けされている。具体的には、ノード装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄおよび１０Ｅの各々が有する通信ポートＮＷ１により第１のグループが形成され、ノード装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄおよび１０Ｅの各々が有する通信ポートＮＷ２により第２のグループが形成される。

通信システム１では、物理トポロジに沿って互いに隣接する２つのノード装置１０が互いに異なるグループに属する通信ポートを介して接続されるように通信線が配線される。具体的には、物理トポロジに沿って互いに隣接する２つのノード装置１０のうちの一方の出力端子ＮＷ２−ｏｕｔと他方の入力端子ＮＷ１−ｉｎとが接続されるとともに、上記一方の入力端子ＮＷ２−ｉｎと他方の出力端子ＮＷ１−ｏｕｔとが接続されるように、ノード装置１０間の通信線が配線される。

例えば、ノード装置１０Ａの出力端子ＮＷ２−ｏｕｔはノード装置１０Ｂの入力端子ＮＷ１−ｉｎに接続されており、ノード装置１０Ａの入力端子ＮＷ２−ｉｎはノード装置１０Ｂの出力端子ＮＷ１−ｏｕｔに接続されている。ノード装置１０Ｂの出力端子ＮＷ２−ｏｕｔはノード装置１０Ｃの入力端子ＮＷ１−ｉｎに接続されており、ノード装置１０Ｂの入力端子ＮＷ２−ｉｎはノード装置１０Ｃの出力端子ＮＷ１−ｏｕｔに接続されている。ノード装置１０Ｃとノード装置１０Ｄ、ノード装置１０Ｄとノード装置１０Ｅ、ノード装置１０Ｅとノード装置１０Ａについても同様である。

通信システム１では、図３（Ａ）にて実線で示す第１のデータ伝送経路Ｄ１と同点線で示す第２のデータ伝送経路Ｄ２が形成される。図３（Ａ）を参照すれば明らかように第１のデータ伝送経路Ｄ１および第２のデータ伝送経路Ｄ２は何れもリング型である。第１のデータ伝送経路Ｄ１は、ノード装置１０Ａの出力端子ＮＷ２−ｏｕｔ→ノード装置１０Ｂの入力端子ＮＷ１−ｉｎ→ノード装置１０Ｂの出力端子ＮＷ２−ｏｕｔ→ノード装置１０Ｃの入力端子ＮＷ１−ｉｎ→・・・ノード装置１０Ｅの出力端子ＮＷ２−ｏｕｔ→ノード装置１０Ａの入力端子ＮＷ１−ｉｎといったデータ伝送経路である。一方、第２のデータ伝送経路Ｄ２は、ノード装置１０Ａの出力端子ＮＷ１−ｏｕｔ→ノード装置１０Ｅの入力端子ＮＷ２−ｉｎ→ノード装置１０Ｅの出力端子ＮＷ１−ｏｕｔ→ノード装置１０Ｄの入力端子ＮＷ２−ｉｎ→・・・ノード装置１０Ｂの出力端子ＮＷ１−ｏｕｔ→ノード装置１０Ａの入力端子ＮＷ２−ｉｎといったデータ伝送経路である。

第１のデータ伝送経路Ｄ１では、ノード装置１０Ａ→ノード装置１０Ｂ→・・・ノード装置１０Ｅ→ノード装置１０Ａといった順に各種通信メッセージ等のデータを内包したデータフレームの伝送が行われる。データ伝送経路Ｄ１に周回させるデータフレームは、各ノード装置１０において入力端子ＮＷ１−ｉｎを介して受信され、図２および図３（Ａ）に示すように、制御部１１０により処理を経た後に出力端子ＮＷ２−ｏｕｔから送出される。これに対して第２のデータ伝送経路Ｄ２では、第１のデータ伝送経路Ｄ１とは逆順にデータフレームの伝送が行われる。そして、データ伝送経路Ｄ２に周回させるデータフレームは、各ノード装置１０において入力端子ＮＷ２−ｉｎを介して受信され、図２および図３（Ａ）に示すように、制御部１１０により処理を経ずに出力端子ＮＷ１−ｏｕｔから送出される。つまり、第１のデータ伝送経路Ｄ１は、各ノード装置１０の制御部１１０により処理を経由するデータ伝送経路であり、この点が第２のデータ伝送経路Ｄ２と異なる。

本実施形態では、ノード装置１０間のデータの送受信は、原則的に第１のデータ伝送経路Ｄ１を用いて行われる。なお、通信システム１に含まれる各ノード装置１０のタイマ同期を特許文献１に開示の技術を用いて行う場合には、何れかのノード装置１０（例えば、ノード装置１０Ａ）がマスタとなり、当該マスタ内において第１のデータ伝送経路Ｄ１と第２のデータ伝送経路Ｄ２とを短絡して上記タイマ同期技術を適用すれば良い。ここで、第１のデータ伝送経路Ｄ１と第２のデータ伝送経路Ｄ２とを短絡するとは、マスタから第１のデータ伝送経路Ｄ１へ送出したデータフレームが当該第１のデータ伝送経路Ｄ１を経由して当該マスタに戻ってきた場合には、当該マスタにおいて当該データフレームを第２のデータ伝送経路Ｄ２へ転送し、さらに当該データフレームが第２のデータ伝送経路Ｄ２を経由して戻ってきた場合に当該マスタに当該データフレームを破棄させることを言う。

制御部１１０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、記憶部１００に記憶されたファームウェア等のソフトウェアにしたがって各種処理を実行する。記憶部１００は例えばフラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）である。記憶部１００には、上記ソフトウェアと、グループ管理テーブルが予め格納されている。グループ管理テーブルには、自装置に設けられた２つの通信ポートの各々を一意に示すハードウェア識別子に対応付けて、その通信ポートの属するグループを一意に示すグループ識別子が格納されている。上記ハードウェア識別子の具体例としては、各通信ポートのポート番号、或いは当該ポート番号と通信用ＬＳＩのＭＡＣアドレスの組みが挙げられる。また、本実施形態では、第１のグループを示すグループ識別子として“１”が用いられており、第２のグループを示すグループ識別子として“２”が用いられている。

制御部１１０がファームウェア等にしたがって実行する処理の具体例としては、ノード装置１０の上位の処理系からの要求に応じて通信メッセージを生成する処理や、入力端子ＮＷ１−ｉｎから受信した通信メッセージが削除対象であるか否かを判定する処理、削除対象である場合に当該通信メッセージを削除する処理、削除対象ではないと判定した場合に上記受信メッセージを出力端子ＮＷ２−ｏｕｔへ転送する処理、前述したタイマ同期処理、誤接続検知処理等が挙げられる。また、制御部１１０は、通信ポートＮＷ１および通信ポートＮＷ２の一方について接続先との通信の不通を検出した場合に、他方の通信ポートの入力端子と出力端子とを短絡して第１のデータ伝送経路Ｄ１と第２のデータ伝送経路Ｄ２を接続するループバックを行う。

誤接続検知処理は、通信ポートＮＷ１および通信ポートＮＷ２の少なくとも一方に新たにノード装置が接続されたことを契機として実行される処理である。本実施形態では、通信ポートＮＷ１および通信ポートＮＷ２の一方には他のノード装置が既に接続されており、他方に他のノード装置が新たに接続されたノード装置（以下、末端装置）では、図４（Ａ）に示す誤接続検知処理が実行され、当該末端装置に接続されるノード装置（以下、接続対象装置）では図４（Ｂ）に示す処理が実行される。

本実施形態の通信システム１では、ノード装置１０Ａ〜１０Ｅの何れかが脱落すると、当該脱落したノード装置を挟むノード装置において前述したループバックが実行される。例えば、ノード装置１０Ｄが脱落したとすると、ノード装置１０Ｃとノード装置１０Ｅにおいてループバックが実行され、通信システム１におけるデータ伝送経路は図３（Ｂ）のようになる。図３（Ｂ）に示す状態からノード装置１０Ｄの再接続が行われると、ノード装置１０Ｃと１０Ｅの各々では、上記再接続を契機として、図４（Ａ）に示す誤接続検知処理が実行される。つまり、図３（Ｂ）に示す状態からノード装置１０Ｄを再接続する場合では、ノード装置１０Ｄが接続対象装置であり、ノード装置１０Ｃと１０Ｅの各々が末端装置である。なお、通信ポートＮＷ１或いは通信ポートＮＷ２への新たなノード装置の接続については、通信ポートＮＷ１或いは通信ポートＮＷ２を有する通信用ＬＳＩにより検知、すなわち物理層における接続の確認により検知しても良く、マスタ等の他のノード装置からの通知により検知しても良い。

図４（Ａ）に示すように、誤接続検知処理では、制御部１１０は、まず、通信品質要求メッセージを接続対象装置へ送信する（ステップＳＡ１１０）。通信品質要求メッセージとは、通信線を介して行われる通信の品質を示す通信品質情報を送信することを他方に対して要求する通信メッセージである。通信品質情報の具体例としては、例えば単位時間当たりのデータ誤り（ビット反転等）の発生率を示すデータや単位時間当たりのデータフレームの再送回数を示すデータが挙げられる。通信線を介して接続されたノード装置の一方から他方へ通信品質要求メッセージを送信し、他方のノード装置は、通信品質要求メッセージにより送信を要求された通信品質情報を書き込んだ通信品質応答メッセージを返信する。これにより、通信品質要求メッセージの送信元は、通信線を介して接続された他のノード装置との間の通信の品質を把握することができる。本実施形態では、この仕組みを利用して接続対象装置の誤接続が検知される。なお、図４（Ａ）および図４（Ｂ）では、通信品質応答メッセージは「応答メッセージ」と略記されている。

接続対象装置の制御部１１０は、図４（Ｂ）に示すように、通信ポートＮＷ１或いは通信ポートＮＷ２を介して通信品質要求メッセージを受信すると（ステップＳＢ１１０：Ｙｅｓ）、前述した通信品質応答メッセージを返信する（ステップＳＢ１２０）。ただし、制御部１１０は、通信品質応答メッセージを返信する際に当該通信品質応答メッセージを送出する通信ポートの属するグループ識別子を自装置のグループ管理テーブルから取得し、そのグループ識別子を付与した通信品質応答メッセージを付与して送信する。ここで、通信品質応答メッセージにグループ識別子を付与するとは、当該メッセージを伝送するデータフレーム、すなわち、当該メッセージがペイロード部に書き込まれるデータフレームの所定領域に上記グループ識別子を書き込むことを言う。なお、グループ識別子の書き込み先となるデータ領域としては、データフレームのヘッダ部の予備領域などの空き領域を用いることが考えられる。

図４（Ａ）に戻って、末端装置の制御部１１０は、通信ポートＮＷ１或いは通信ポートＮＷ２を介して通信品質応答メッセージを受信すると（ステップＳＡ１２０：Ｙｅｓ）、当該メッセージの伝送に用いられたデータフレームを解析して誤接続の有無を判定する（ステップＳＡ１３０）。より詳細に説明すると、このステップＳＡ１３０では、制御部１１０は、通信品質応答メッセージを受信した通信ポートの属するグループのグループ識別子を自装置のグループ管理テーブルを参照して特定し、当該グループ識別子と通信品質応答メッセージに付与されているグループ識別子とが一致するか否かを判定する。

そして、制御部１１０は、両者が同じグループ識別子である場合には、誤接続と判定する。誤接続ではないと判定した場合（ステップＳＡ１３０：Ｎｏ）、制御部１１０は、他方の通信ポートについてのループバックを解除する（ステップＳＡ１４０）。このステップＳＡ１４０では、接続対象装置へループバックの解除を指示するループバック解除メッセージを送信しても良い。脱落時に自動的にループバック状態に遷移させる場合があるからである。これに対して、誤接続であると判定した場合（ステップＳＡ１３０：Ｙｅｓ）、制御部１１０は、誤接続を報知する処理を実行する（ステップＳＡ１５０）。例えば、ビープ音や音声メッセージを出力する放音手段がノード装置１０に設けられている場合には、当該放音手段からの放音により誤接続を報知するようにすれば良い。本実施形態では、誤接続と判定された場合には、ループバックの解除は行われない。このため、ノード装置が誤接続されたままの状態で当該ノード装置を宛先または送信元とする通信が再開されることを回避することができる。
以上が通信システム１の構成である。

このような構成としたため、図３（Ｂ）に示す状態からの復旧の際に図３（Ｃ）に示す誤接続が発生したとする。図３（Ｃ）に示す例では、ノード装置１０Ｃの出力端子ＮＷ２−ｏｕｔとノード装置１０Ｄの入力端子ＮＷ２−ｉｎが接続され、ノード装置１０Ｃの入力端子ＮＷ２−ｉｎとノード装置１０Ｄの入力端子ＮＷ２−ｏｕｔが接続されている。また、ノード装置１０Ｅの出力端子ＮＷ１−ｏｕｔとノード装置１０Ｄの入力端子ＮＷ１−ｉｎが接続され、ノード装置１０Ｅの入力端子ＮＷ１−ｉｎとノード装置１０Ｄの入力端子ＮＷ１−ｏｕｔが接続されている。

図３（Ｃ）に示す誤接続が発生した場合、ノード装置１０Ａからデータ伝送経路Ｄ１へ送信されたデータフレーム（例えば、特許文献１に開示の技術によるタイマ同期のためのデータフレーム）は、ノード装置１０Ｂ〜１０Ｅの各々の制御部１１０によって以下の順で処理される。まず、ノード装置１０Ｂの制御部１１０によって処理され、データ伝送経路Ｄ１の下流側、すなわち、ノード装置１０Ｃへ転送される。次いで、ノード装置１０Ｃの制御部１１０によって処理され、データ伝送経路Ｄ１の下流側、すなわち、ノード装置１０Ｄへ転送される。しかし、図３（Ｃ）に示す例では、ノード装置１０Ｄでは上記データフレームは入力端子ＮＷ２−ｉｎを介して受信される。このため、ノード装置１０Ｄでは、制御部１１０による処理を経ることなく、上記データフレームは出力端子ＮＷ１−ｏｕｔを介して出力される。

ノード装置１０Ｄから転送されデータフレームは、ノード装置１０Ｅにおいて入力端子ＮＷ１−ｉｎを介して受信され、制御部１１０による処理を経た後、出力端子ＮＷ２−ｏｕｔを介してノード装置１０Ａに転送される。ノード装置１０Ａではノード装置１０Ｄから転送されたデータフレームを入力端子ＮＷ１−ｉｎを介して受信すると、当該データフレームを第２の伝送経路Ｄ２へループバックする。このようにして第２のデータ伝送経路Ｄ２へループバックされたデータフレームは、ノード装置１０Ｅの入力端子ＮＷ２−ｉｎ→ノード装置１０Ｅの出力端子ＮＷ１−ｏｕｔを順に介してノード装置１０Ｄへ転送される。ノード装置１０Ｄでは、入力端子ＮＷ１−ｉｎを介して当該データフレームが受信され、制御部１１０による処理が実行される。つまり、図３（Ｃ）に示す誤接続が発生している状況下では、ノード装置１０Ｂ〜１０Ｅの各々における制御部１１０の処理順は、ノード装置１０Ｂ→ノード装置１０Ｃ→ノード装置１０Ｅ→ノード装置１０Ｄの順となり、誤接続が発生していない場合の処理順と異なる。特許文献１に開示のタイマ同期技術では、この処理順の相違に起因する不具合が発生するのである。

これに対して本実施形態では、例えば図３（Ｃ）に示すようにノード装置１０Ｅと１０Ｄが接続されたことを契機としてノード装置１０Ｅにおいて前述した誤接続検知処理が実行される。ノード装置１０Ｅからノード装置１０Ｄへ通信品質要求メッセージが送信され（図４（Ａ）：ステップＳＡ１１０）、ノード装置１０Ｄからノード装置１０Ｅへグループ識別子“１”を付与した通信品質応答メッセージが返信される（図４（Ｂ）：ステップＳＢ１２０）。ノード装置１０Ｅの制御部１１０は、この通信品質応答メッセージは通信ポートＮＷ１を介して受信し（ステップＳＡ１２０：Ｙｅｓ）、誤接続の有無を判定する（ステップＳＡ１３０）。通信ポートＮＷ１の属するグループのグループ識別子は“１”であるから、ステップＳＡ１３０の判定結果は“Ｙｅｓ”となり、前述した報知処理（図４（Ａ：ステップＳＡ１５０）が実行される。ネットワーク管理者は、この報知を通じて誤接続の発生を把握することができる。また、誤接続が解消されるまで、ノード装置１０Ｃおよびノード装置１０Ｅの各々におけるループバックが解除されることはないため、誤ったタイマ同期が為されることもない。

以上説明したように本実施形態によれば、２つの通信ポートを有し、何れの通信ポートによってデータフレームを受信したかによって異なる処理を実行するノード装置同士を接続する際の誤接続を検知することが可能になる。

（Ｂ：第２実施形態）
（Ｂ−１：構成）
図５（Ａ）は本発明の第２実施形態による通信システム２の構成例を示す図である。通信システム２は、第１実施形態における通信システム１と同様、工場やプラントなどの産業施設内に敷設され、その産業施設における操業を支援するための制御システムである。図５（Ａ）と図１とを対比すれば明らかなように、通信システム２と通信システム１の相違点は、ノード装置１０Ａ〜１０Ｅに代えてノード装置２０Ａ〜２０Ｅを設けた点である。以下では、ノード装置２０Ａ〜２０Ｅの各々を区別する必要がない場合には「ノード装置２０」と表記する。

ノード装置２０は、第１実施形態におけるノード装置１０と同様、電動機等の駆動制御を行うコントローラ、或いは各種センセとコントローラとの間のデータ通信を仲介する中継装置である。ノード装置２０は、第１実施形態におけるノード装置１０と同様にＤＣＳであっても良いし、ＰＬＣであっても良い。ノード装置２０は、第１実施形態におけるノード装置１０と同様、記憶部１００、制御部１１０、通信ポートＮＷ１および通信ポートＮＷ２を有する（図６（Ａ）、図６（Ｂ）参照）。通信ポートＮＷ１と通信ポートＮＷ２の各々は、第１実施形態と同様、通信用ＬＳＩの入出力ポートであり、入力端子と出力端子を夫々１つずつ有する。ノード装置２０Ａ〜２０Ｅの各々が有する通信ポートＮＷ１と通信ポートＮＷ２は、互いに異なるグループに予めグループ分けされている。この点も第１実施形態と同様である。

通信システム２では、図５（Ａ）に示すように、リング型の物理トポロジに沿って互いに隣接する２つのノード装置２０のうちの一方の出力端子ＮＷ２−ｏｕｔと他方の入力端子ＮＷ１−ｉｎとが接続されるとともに、上記一方の入力端子ＮＷ２−ｉｎと他方の出力端子ＮＷ１−ｏｕｔとが接続されるように、ノード装置２０間の通信線が配線される。この点も上記第１実施形態と同様である。ノード装置２０の誤接続が発生していない場合、通信システム２では、図５（Ｂ）にて実線で示す第１のデータ伝送経路Ｄ１と同点線で示す第２のデータ伝送経路Ｄ２が形成され、この点も第１実施形態と同様である。

第１実施形態のノード装置１０は、図２に示すように、入力端子ＮＷ１−ｉｎを介して受信したデータフレームについては制御部１１０による処理を施した後に出力端子ＮＷ２−ｏｕｔから送出する一方、入力端子ＮＷ２−ｉｎを介して受信したデータフレームについては制御部１１０による処理を施さずに出力端子ＮＷ１−ｏｕｔから送出するといった動作を常に行った。これに対して、本実施形態のノード装置２０は以下の動作モード１および動作モード２の２種類の動作モードを有し、動作モードの切り換えが可能な点が異なる。動作モード１は、第１実施形態におけるノード装置１０と同じ動作モードである（図６（Ａ）参照）。これに対して、動作モード２は、図６（Ｂ）に示すように、入力端子ＮＷ２−ｉｎを介して受信したデータフレームについては制御部１１０による処理を施した後に出力端子ＮＷ１−ｏｕｔから送出する一方、入力端子ＮＷ１−ｉｎを介して受信したデータフレームについては制御部１１０による処理を施さずに出力端子ＮＷ２−ｏｕｔから送出する動作モードである。

本実施形態では、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示す２つの動作モードのうち動作モード１がノード装置２０のデフォルトの動作モードである。本実施形態の特徴は、故障等により脱落したノード装置２０の通信システム２への再接続の際に誤接続が発生した場合には、当該脱落したノード装置２０（すなわち、第１実施形態における接続対象装置）の動作モードを動作モード１から動作モード２へ切り換えることにある。本実施形態によれば、このような動作モードの切り換えを行うことにより、通信線を正しく接続し直すといった復旧作業を行わなくても、データフレームの転送順が本来の転送順と異なるといった不具合の発生を回避することが可能になる。上記動作モードの切り換えを実現するため、ノード装置２０の記憶部１００には、前述したグループ管理テーブルおよびファームウェアの他に、自装置の動作モードを示す動作モード識別子が格納されている。

本実施形態では、末端装置が接続対象装置との通信品質を把握するための通信を利用して誤接続であるか否かの判断が行われ、この点は第１実施形態と同様である。以下、接続対象装置の制御部１１０と末端装置の制御部１１０の各々が、誤接続の検知およびその検知結果に応じた動作モードの設定を実現するためにファームウェア等にしたがって実行する処理について説明する。

図７（Ａ）は、末端装置の制御部１１０がファームウェアにしたがって実行する処理（以下、通信品質取得処理）の流れを示すフローチャートである。通信品質取得処理の実行を開始する契機については、通信システム２におけるマスタからの指示に応じて当該通信品質取得処理を開始する態様であっても良く、また、通信ポートＮＷ１と通信ポートＮＷ２の一方に他のノード装置２０が接続されている状況下で他方に新たにノード装置２０が接続されたことを検出した場合に、当該新たなノード装置２０を接続対象装置、自装置を末端装置と認識して通信品質取得処理を開始する態様であっても良い。

図７（Ａ）と図４（Ａ）とを対比すれば明らかなように、通信品質取得処理は、以下の２つの点が第１実施形態の誤接続検知処理と異なる。第１にステップＳＡ１１０の処理に代えてステップＳＣ１１０の処理を有する点である。このステップＳＣ１１０の処理は、接続対象装置へ通信品質要求メッセージを送信する処理という点では第１実施形態におけるステップＳＡ１１０の処理と同一である。ステップＳＣ１１０では、制御部１１０は、通信品質要求メッセージを送出する通信ポートの属するグループを示すグループ識別子に加えて自装置の動作モードを示す動作モード識別子（すなわち、自装置の記憶部１００に記憶されている動作モード識別子）を付与して通信品質要求メッセージを送信する。このように、ステップＳＣ１１０の処理は、グループ識別子の他に動作モード識別子を付与して通信品質要求メッセージを送信する点がステップＳＡ１１０の処理と異なる。

本実施形態の通信品質要求処理と第１実施形態における誤接続検知処理の相違点の２つ目は、通信品質要求処理は、誤接続であるか否かの判断ステップ（図４（Ａ）：ステップＳＡ１３０）を含まず、ステップＳＡ１２０の判定結果が“Ｙｅｓ”である場合には無条件に、すなわち、誤接続が発生しているか否かを問わずにループバック解除（ステップＳＡ１４０）を行って、通信品質取得処理を終了する点である。このように末端装置側で誤接続であるか否かの判断を行わないのは、仮に誤接続が発生していたとしても、本実施形態では接続対象装置における動作モードの切り換えにより対処可能であり、末端装置側で特段の対処を行う必要はないからである。

次いで、接続対象装置の制御部１１０が実行する動作モード設定処理について説明する。図７（Ｂ）は動作モード設定処理の流れを示すフローチャートである。図７（Ｂ）と図４（Ｂ）とを対比すれば明らかなように、本実施形態の動作モード設定処理はステップＳＢ１１０の判定結果が“Ｙｅｓ”である場合に、ステップＳＢ１２０の処理の代わりにステップＳＤ１２０以降の処理が行われる点が図４（Ｂ）に示す処理と異なる。ステップＳＤ１２０では、制御部１１０は、受信した通信品質要求メッセージに付与されているグループ識別子と動作モード識別子とを参照して誤接続であるか否かを判定する。より詳細に説明すると、制御部１１０は、以下の（条件１）と（条件２）の何れかに合致する場合に誤接続と判定する。
（条件１）通信品質要求メッセージを受信した通信ポートの属するグループと当該メッセージに付与されているグループ識別子の示すグループとが同じであり、かつ当該メッセージに付与されている動作モード識別子が動作モード１を示すこと
（条件２）通信品質要求メッセージを受信した通信ポートの属するグループと当該メッセージに付与されているグループ識別子の示すグループとが異なり、かつ当該メッセージに付与されている動作モード識別子が動作モード２を示すこと

上記（条件１）と（条件２）のうち、（条件１）は、メッセージの送信元における動作モードに関する条件を含む点を除いて第１実施形態のステップＳＡ１３０における誤接続の判定条件と同一である。本実施形態では、通信品質要求メッセージの送信元である末端装置の動作モードが動作モード１であるとは限らないため、末端装置における動作モードに関する条件が加えられている。そして、末端装置の動作モードが動作モード２である場合の誤接続に対処するため、制御部１１０は、（条件２）に合致する場合も誤接続と判定する。

ステップＳＤ１２０の判定結果が“Ｙｅｓ”である場合、すなわち、誤接続と判定した場合には、制御部１１０は、自装置の動作モードを動作モード２に設定するとともに通信品質応答メッセージを返信し（ステップＳＤ１３０）、動作モード設定処理を終了する。逆に、ステップＳＤ１２０の判定結果が“Ｎｏ”である場合、すなわち、誤接続ではないと判定した場合には、制御部１１０は、自装置の動作モードを動作モード１に設定し、さらに通信品質応答メッセージを返信して（ステップＳＤ１４０）、動作モード設定処理を終了する。なお、ノード装置２０の電源投入またはリセット時にデフォルトの動作モードが初期設定される場合には、上記ステップＳＤ１４０では通信品質応答メッセージの返信のみを行えば良い。
以上が本実施形態の構成である。

（Ｂ−２：動作）
次いで、ノード装置２０Ａ〜２０Ｅの各々が動作モード１で動作している状態（図５（Ｂ）参照）から、通信線の断線等によりノード装置２０Ｄが脱落した場合（図８（Ａ）参照）を例に取って、当該脱落したノード装置２０Ｄを通信システム２へ再接続する際の動作について説明する。

（Ｂ−２−１：動作例１）
図８（Ａ）に示す状態ではノード装置２０Ｃとノード装置２０Ｅが末端装置であり、ノード装置２０Ｄが接続対象装置である。図８（Ａ）に示す状態から接続対象装置を通信システム２に再接続するには、接続対象装置の通信ポートと末端装置の通信ポートとを新たな通信線により接続する必要がある。以下では、まず、ノード装置２０Ｄの通信ポートＮＷ２とノード装置２０Ｅの通信ポートＮＷ１とが通信線により接続され、ノード装置２０Ｄの通信ポートＮＷ１とノード装置２０Ｃの通信ポートＮＷ２とが通信線により接続された場合の動作について説明する。

ノード装置２０Ｃの制御部１１０は、通信ポートＮＷ２への新たなノード装置の接続を検知したこと等を契機として前述した通信品質取得処理の実行を開始し、通信品質要求メッセージに自装置の動作モード（すなわち、動作モード１）を示す動作モード識別子と通信ポートＮＷ２の属するグループを示すグループ識別子とを付与して接続対象装置へ送信する（図７（Ａ）：ステップＳＣ１１０）。接続対象装置（すなわち、ノード装置２０Ｄ）の制御部１１０は、上記通信品質要求メッセージを通信ポートＮＷ１の入力端子ＮＷ１＿ｉｎを介して受信し（図７（Ｂ）：ステップＳＢ１１０：Ｙｅｓ）、ステップＳＤ１２０の処理を実行する。本動作例では、ノード装置２０Ｄの制御部１１０は、動作モード１を示す動作モード識別子と通信ポートＮＷ２の属するグループを示すグループ識別子とを付与された通信品質要求メッセージを通信ポートＮＷ１の入力端子ＮＷ１＿ｉｎを介して受信しており、これは前述した（条件１）と（条件２）の何れにも合致しない。このため、ステップＳＤ１２０の判定結果は“Ｎｏ”となり、ステップＳＤ１４０の処理が実行される。つまり、ノード装置２０Ｄの動作モードは、動作モード１に設定される。

以上の動作が為される結果、通信システム２は、図８（Ｂ）に示す状態となり、ノード装置２０Ｄの脱落が発生する前の状態（図５（Ｂ）参照）に復帰する。なお、本動作例では、ノード装置２０Ｃから送信された通信品質要求メッセージを受信した場合のノード装置２０Ｄの動作について説明したが、ノード装置２０Ｅから送信された通信品質要求メッセージを受信した場合のノード装置２０Ｄの動作も上記と同様である。ノード装置２０Ｅの制御部１１０は、動作モード１を示す動作モード識別子と通信ポートＮＷ１の属するグループを示すグループ識別子とを付与した通信品質要求メッセージを送信する一方、ノード装置２０Ｄの制御部１１０は当該メッセージを通信ポートＮＷ２の入力端子ＮＷ２＿ｉｎを介して受信する。このため、ステップＳＤ１２０の判定結果は“Ｎｏ”となって、やはりステップＳＤ１４０の処理が実行されるからである。したがって、ノード装置２０Ｄが、ノード装置２０Ｃから送信された通信品質要求メッセージを受信した後にノード装置２０Ｅから送信された通信品質要求メッセージを受信（或いは逆順に受信）したとしても特段の問題は生じない。

（Ｂ−２−２：動作例２）
次いで、ノード装置２０Ｄの通信ポートＮＷ１とノード装置２０Ｅの通信ポートＮＷ１とが通信線により接続され、ノード装置２０Ｄの通信ポートＮＷ２とノード装置２０Ｃの通信ポートＮＷ２とが通信線により接続された場合の動作について説明する。

この場合も、ノード装置２０Ｃの制御部１１０は、通信ポートＮＷ２への新たなノード装置の接続を検知したこと等を契機として前述した通信品質取得処理の実行を開始し、通信品質要求メッセージに自装置の動作モード（すなわち、動作モード１）を示す動作モード識別子と通信ポートＮＷ２の属するグループ示すグループ識別子とを付与して接続対象装置へ送信する（図７（Ａ）：ステップＳＣ１１０）。ノード装置２０Ｄの制御部１１０は、上記通信品質要求メッセージを通信ポートＮＷ２の入力端子ＮＷ２＿ｉｎを介して受信する。本動作例では、ノード装置２０Ｄの制御部１１０は、動作モード１を示す動作モード識別子と通信ポートＮＷ２の属するグループを示すグループ識別子とを付与された通信品質要求メッセージを通信ポートＮＷ２を介して受信しており、これは前述した（条件１）に合致する。このため、ステップＳＤ１２０の判定結果は“Ｙｅｓ”となり、ステップＳＤ１３０の処理が実行される。すなわち、ノード装置２０Ｄの動作モードは動作モード２に設定される。

以上の動作が為される結果、通信システム２は、図８（Ｃ）に示す状態となる。なお、本動作例では、ノード装置２０Ｃから送信された通信品質要求メッセージを受信した場合のノード装置２０Ｄの動作について説明したが、ノード装置２０Ｅから送信された通信品質要求メッセージを受信した場合のノード装置２０Ｄの動作も上記と同様である。ノード装置２０Ｅの制御部１１０は、動作モード１を示す動作モード識別子と通信ポートＮＷ１の属するグループを示すグループ識別子とを付与した通信品質要求メッセージを送信する一方、ノード装置２０Ｄの制御部１１０は当該メッセージを通信ポートＮＷ１の入力端子ＮＷ１＿ｉｎを介して受信し、これは（条件１）に合致する。このためステップＳＤ１２０の判定結果は“Ｙｅｓ”となって、やはりステップＳＤ１３０の処理が実行されるからである。

通信システム２が図８（Ｃ）に示す状態となっている状況下でノード装置２０Ａから他のノード装置２０の各々に何らかの処理の実行を要求するデータフレーム（例えば、特許文献１に開示の技術によるタイマ同期のためのデータフレーム）がデータ伝送経路Ｄ１へ送出されたとする。データ伝送経路Ｄ１にてノード装置２０Ａの下流側に位置するノード装置２０Ｂは当該データフレームを入力端子ＮＷ１−ｉｎを介して受信する。ノード装置２０Ｂの動作モードは動作モード１であるため、上記データフレームはノード装置２０Ｂの制御部１１０による処理を経てデータ伝送経路Ｄ１の下流側、すなわち、ノード装置２０Ｃへ転送される。ノード装置２０Ｃにおいても同様に上記データフレームは当該ノード装置２０Ｃの制御部１１０による処を経てデータ伝送経路Ｄ１の下流側、すなわち、ノード装置２０Ｄへ転送される。

図８（Ｃ）に示す例では、ノード装置２０Ｄは上記データフレームを入力端子ＮＷ２−ｉｎを介して受信するのであるが、ノード装置２０Ｄの動作モードは動作モード２であるため、当該データフレームはノード装置２０Ｄの制御部１１０による処理を経て出力端子ＮＷ１−ｏｕｔを介して送出される。ノード装置２０Ｄの下流に位置するノード装置２０Ｂは、ノード装置２０Ｂやノード装置２０Ｃと同様に上記データフレームを入力端子ＮＷ１−ｉｎを介して受信し、制御部１１０による処理を施した後にノード装置２０Ａへ転送する。このように、ノード装置２０Ｂ〜２０Ｅの各々における制御部１１０の処理順は、ノード装置２０Ｂ→ノード装置２０Ｃ→ノード装置２０Ｄ→ノード装置２０Ｅの順、すなわち誤接続が発生していない場合の処理順となり、何ら問題は生じない。

（Ｂ−２−３：動作例３）
次いで、図８（Ｃ）に示す状態から、図９（Ａ）に示すようにノード装置２０Ｃが脱落した場合を例に取って、当該脱落したノード装置２０Ｃを通信システム２へ再接続する際の動作について説明する。図９（Ａ）に示す状態からノード装置２０Ｃを通信システム２へ再接続する際には、ノード装置２０Ｃが接続対象装置となり、ノード装置２０Ｂおよびノード装置２０Ｄが末端装置となる。本動作例は、２つの末端装置のうちの１つ（すなわち、ノード装置２０Ｄ）が動作モード２で動作している点が動作例１や動作例２と異なる。以下では、まず、ノード装置２０Ｄの通信ポートＮＷ２とノード装置２０Ｃの通信ポートＮＷ２とが通信線で接続され、ノード装置２０Ｂの通信ポートＮＷ２とノード装置２０Ｃの通信ポートＮＷ１とが通信で接続された場合の動作について説明する。

ノード装置２０Ｄの制御部１１０は、通信ポートＮＷ２への新たなノード装置の接続を検知したこと等を契機として前述した通信品質取得処理の実行を開始し、通信品質要求メッセージに自装置の動作モード（すなわち、動作モード２）を示す動作モード識別子と通信ポートＮＷ２の属するグループを示すグループ識別子とを付与して接続対象装置（すなわち、ノード装置２０Ｃ）へ送信する（図７（Ａ）：ステップＳＣ１１０）。ノード装置２０Ｃの制御部１１０は、上記通信品質要求メッセージを通信ポートＮＷ２の入力端子ＮＷ２＿ｉｎを介して受信する。本動作例では、ノード装置２０Ｃの制御部１１０は、動作モード２を示す動作モード識別子と通信ポートＮＷ２の属するグループを示すグループ識別子とを付与された通信品質要求メッセージを通信ポートＮＷ２の入力端子ＮＷ２＿ｉｎを介して受信し、これは前述した（条件１）と（条件２）の何れにも合致しない。このため、本動作例においてノード装置２０Ｃが実行する動作モード設定処理のステップＳＤ１２０の判定結果は“Ｎｏ”となり、ステップＳＤ１４０の処理が実行される。すなわち、ノード装置２０Ｃの動作モードは動作モード１に設定される。

以上の動作が為される結果、通信システム２は、図９（Ｂ）に示す状態となり、ノード装置２０Ｄの脱落が発生する前の状態（図８（Ｃ）参照）に復帰する。なお、本動作例では、ノード装置２０Ｄから送信された通信品質要求メッセージを受信した場合のノード装置２０Ｃの動作について説明したが、ノード装置２０Ｂから送信された通信品質要求メッセージを受信した場合のノード装置２０Ｃの動作も上記と同様であり、前者の通信メッセージを受信した後に後者の通信メッセージを受信（或いは逆順に受信）したとしても特段の問題は生じない。ノード装置２０Ｂの制御部１１０は、動作モード１を示す動作モード識別子と通信ポートＮＷ２の属するグループを示すグループ識別子とを付与した通信品質要求メッセージを送信する一方、ノード装置２０Ｃの制御部１１０は当該メッセージを通信ポートＮＷ１の入力端子ＮＷ１＿ｉｎを介して受信する。このため、ステップＳＤ１２０の判定結果は“Ｎｏ”となって、やはりステップＳＤ１４０の処理が実行されるからである。

（Ｂ−２−４：動作例４）
次いで、ノード装置２０Ｄの通信ポートＮＷ２とノード装置２０Ｃの通信ポートＮＷ１とが接続され、ノード装置２０Ｂの通信ポートＮＷ２とノード装置２０Ｃの通信ポートＮＷ２とが接続された場合の動作について説明する。

この場合、ノード装置２０Ｃの制御部１１０は、ノード装置２０Ｄから送信された通信品質要求メッセージを通信ポートＮＷ１の入力端子ＮＷ１＿ｉｎを介して受信する。本動作例では、ノード装置２０Ｃの制御部１１０は、動作モード２を示す動作モード識別子と通信ポートＮＷ２の属するグループを示すグループ識別子とを付与された通信品質要求メッセージを通信ポートＮＷ１を介して受信しており、これは前述した（条件２）に合致する。このため、ステップＳＤ１２０の判定結果は“Ｙｅｓ”となり、ノード装置２０Ｃの動作モードは動作モード２に設定される（図７（Ｂ）：ステップＳＤ１３０）。

以上の動作が為される結果、通信システム２は、図９（Ｃ）に示す状態となる。なお、本動作例では、ノード装置２０Ｄから送信された通信品質要求メッセージを受信した場合のノード装置２０Ｃの動作について説明したが、ノード装置２０Ｂから送信された通信品質要求メッセージを受信した場合のノード装置２０Ｃの動作も上記と同様であり、前者の通信メッセージを受信した後に後者の通信メッセージを受信（或いは逆順に受信）したとしても特段の問題は生じない。ノード装置２０Ｂの制御部１１０は、動作モード１を示す動作モード識別子と通信ポートＮＷ２の属するグループを示すグループ識別子とを付与した通信品質要求メッセージを送信する一方、ノード装置２０Ｃの制御部１１０は当該メッセージを通信ポートＮＷ２の入力端子ＮＷ２＿ｉｎを介して受信し、これは前述の条件（１）に合致する。このため、ステップＳＤ１２０の判定結果は“Ｙｅｓ”となって、やはりステップＳＤ１３０の処理が実行されるからである。

通信システム２が図９（Ｃ）に示す状態となっている状況下でノード装置２０Ａから他のノード装置２０の各々に何らかの処理の実行を要求するデータフレームがデータ伝送経路Ｄ１へ送出されたとする。この場合のノード装置２０Ｂの動作は動作例２における動作と同一である。ノード装置２０Ｃは上記データフレームを入力端子ＮＷ２−ｉｎを介して受信するのであるが、ノード装置２０Ｃの動作モードは動作モード２であるため、当該データフレームはノード装置２０Ｃの制御部１１０による処理を経て出力端子ＮＷ１−ｏｕｔを介して送出される。同様に、ノード装置２０Ｄは上記データフレームを入力端子ＮＷ２−ｉｎを介して受信するのであるが、ノード装置２０Ｄの動作モードも動作モード２であるため、当該データフレームはノード装置２０Ｄの制御部１１０による処理を経て出力端子ＮＷ１−ｏｕｔを介して送出される。ノード装置２０Ｄの下流に位置するノード装置２０Ｅの動作は動作例２における動作と同一である。つまり、本動作例においても、ノード装置２０Ｂ〜２０Ｅの各々における制御部１１０の処理順は、ノード装置２０Ｂ→ノード装置２０Ｃ→ノード装置２０Ｄ→ノード装置２０Ｅの順、すなわち誤接続が発生していない場合の処理順となり、何ら問題は生じない。

以上、本実施形態の動作例１〜動作例４について説明したが、本実施形態における接続対象装置の動作モードの設定パターンは、接続対象装置とその接続先となる末端装置とにおいて接続に使用される通信ポート、および末端装置における動作モードの組み合わせに応じて図１０に示す８つのパターンに分類される。本実施形態によれば、接続対象装置を末端装置へ再接続する際に誤接続が発生したとしても、通信線を正しく接続し直すなどの復旧処理を行うことなく、何らの問題を発生させることなく通信システム２の動作を継続させることが可能になる。

（Ｃ：変形）
以上本発明の第１および第２実施形態について説明したが、これら実施形態に以下の変形を加えても勿論良い。
（１）上記第１実施形態では、通信システム１の物理トポロジはリング型であったが、バス型であっても良い。また、通信システム１に含まれるノード装置の数は２〜４或いは６台以上であっても良い。第２実施形態についても同様に通信システム２の物理トポロジはバス型であっても良く、通信システム２に２〜４或いは６台以上のノード装置が含まれても良い。また、上記第１および第２実施形態では、通信システムに含まれていた複数のノード装置のうちの１つが脱落した状態から当該脱落したノード装置を再接続する場合について説明したが、リング型或いはバス型の物理トポロジに接続された複数のノード装置を有する通信システムに、新たなノード装置を接続する場合の誤接続の検知についても同様に行える。また、上記第１および第２実施形態では、制御システムへの本発明の適用例を説明したが、リング型或いはバス型の物理トポロジに接続される複数のノード装置を有する事務処理系の通信システムに本発明を適用しても良い。要は、リング型或いはバス型の物理トポロジに接続される複数のノード装置を有する通信システムであれば、本発明を適用することでノード装置の誤接続の有無を判定できるようになる。

（２）上記第１実施形態のノード装置１０は、制御部１１０により誤接続と判定した場合にその判定結果を報知する報知手段を有していたが、報知手段による報知を省略しても良く、報知手段を省略しても良い。また、報知手段による報知或いは報知手段を省略するのではなく、誤接続がないと判定した場合のループバックの解除を省略しても良い。また、上記第１および第２実施形態では、通信品質応答メッセージを伝送するデータフレームに当該データフレームを送出する通信ポートの属するグループのグループ識別子を付与したが、例えばＡＲＰパケットを内包したデータフレームに上記グループ識別子を付与しても良い。このような態様によれば、ＡＲＰの仕組みを利用して誤接続の検知を行うことが可能になる。

（３）上記第１実施形態では、新たなノード装置の接続を検知した末端装置に通信品質要求メッセージを送信させた。しかし、接続対象装置の制御部１１０に以下の処理を行わせても良い。すなわち、第１および第２の通信ポートの各々について、他のノード装置への接続を検知したことを契機として、送信元の通信ポートのグループ識別子を付与したデータフレームを当該他のノード装置へ送信する処理を上記接続対象装置の制御部１１０に行わせるのである。末端装置の制御部１１０は、当該データフレームに付与されている識別子の示すグループが当該データフレームを受信した通信ポートの属するグループと同じであれば誤接続と判定できるからである。

（４）上記第１実施形態では、ノード装置１０Ａ〜１０Ｅの各々の記憶部１００に、自装置の通信ポートＮＷ１および通信ポートＮＷ２の各々のハードウェア識別子とグループ識別子とを対応付けて格納したグループ管理テーブルを予め記憶させておいた。しかし、グループ管理テーブルの格納内容はこれに限定されるものではない。例えば、ハードウェア識別子としてＭＡＣアドレスとポート番号の組を用いるとともに、第１のグループに属する各通信ポートのハードウェア識別子を格納した第１のテーブルと第２のグループに属する各通信ポートのハードウェア識別子を格納した第２のテーブルとを各ノード装置１０の記憶部１００に記憶させておいても良い。この場合、ノード装置間で送受信されるデータフレームの送信元アドレスおよび送信元ポート番号がその送信元の通信ポートの属するグループを示すグループ識別子の役割を果たすこととなる。第２実施形態についても同様である。

（５）上記第１実施形態では、本発明の特徴を顕著に示す誤接続検知処理を制御部１１０に実行させるプログラムがノード装置１０に予め記憶されていたが、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk-Read Only Memory）やフラッシュメモリなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に上記プログラムを書き込んで配布しても良く、また、インターネットなどの電気通信回線経由のダウンロードにより上記プログラムを配布しても良い。このようにして配布されるプログラムにしたがって一般的なノード装置の制御部を作動させることで、本発明のノード装置として機能させることが可能になるからである。第２実施形態についても同様である。

１，２…通信システム、１０，１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、２０，２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅ…ノード装置、ＮＷ１，ＮＷ２…通信ポート、ＮＷ１−ｉｎ，ＮＷ２−ｉｎ…入力端子、ＮＷ１−ｏｕｔ，ＮＷ２−ｏｕｔ…出力端子、１００…制御部。

Claims (6)

1. 制御部と、
   各々が異なるノード装置に接続される第１および第２の通信ポートと、を有し、
   本装置を含む通信システムにおけるデータ伝送経路に周回させるデータフレームを、前記第１の通信ポートを介して受信した場合には前記制御部による処理を経た後に前記第２の通信ポートから送出する一方、前記第２の通信ポートを介して受信した場合には、前記制御部による処理を経ずに前記第１の通信ポートから送出する第１の動作モードと、
   前記データ伝送経路に周回させるデータフレームを、前記第２の通信ポートを介して受信した場合には前記制御部による処理を経た後に前記第１の通信ポートから送出する一方、前記第１の通信ポートを介して受信した場合には、前記制御部による処理を経ずに前記第２の通信ポートから送出する第２の動作モードと、を有し、
   前記通信システムに含まれる各ノード装置の第１の通信ポートは第１のグループに属し、かつ各ノード装置の第２の通信ポートは第２のグループに属するように各ノード装置の通信ポートがグループ分けされており、
   前記制御部は、
   前記通信システムへ接続される他のノード装置の自装置への接続を検知した場合には、当該ノード装置を接続された通信ポートを示す第１の識別子と自装置の動作モードを示す第２の識別子とを付与したデータフレームを当該通信ポートを介して当該ノード装置へ送信し、
   前記通信システムへの接続のために他のノード装置へ接続された場合には、接続先のノード装置から送信されたデータフレームを受信した通信ポートの属するグループと当該データフレームに付与されている前記第１の識別子の示すグループとが同じであり、かつ当該データフレームに付与されている前記第２の識別子の示す動作モードが前記第１の動作モードである場合、または接続先のノード装置から送信されたデータフレームを受信した通信ポートの属するグループと当該データフレームに付与されている前記第１の識別子の示すグループとが異なり、かつ当該データフレームに付与されている前記第２の識別子の示す動作モードが前記第２の動作モードである場合に、誤接続と判定し、
   他のノード装置との接続が誤接続であると判定した場合に、自装置の動作モードを前記第１の動作モードから前記第２の動作モードへ切り換える
   ことを特徴とするノード装置。
2. 前記制御部は、
   前記第１または第２の通信ポートへの他のノード装置の接続を検知したことを契機として、前記第１の識別子及び前記第２の識別子を付与したデータフレームの送信を接続先のノード装置に要求する
   ことを特徴とする請求項１に記載のノード装置。
3. 前記制御部は、
   前記第１または第２の通信ポートへの他のノード装置の接続を検知したことを契機として、または接続先のノード装置からの要求に応じて前記第１の識別子及び前記第２の識別子を付与したデータフレームを当該接続先のノード装置へ送信する
   ことを特徴とする請求項２に記載のノード装置。
4. 前記制御部は、
   前記第１および第２の通信ポートの各々が第１および第２の他のノード装置の各々に接続されている状況下で一方の通信ポートについて接続先との通信の不通を検知した場合には、他方の通信ポートにより受信したデータフレームを当該他方の通信ポートから送出するループバックを行い、当該接続先との通信が回復しかつ誤接続が発生していないことを条件に当該ループバックを解除する
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のノード装置。
5. 前記制御部による判定結果を報知する報知手段を有する
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のノード装置。
6. 制御部と第１および第２の通信ポートとを各々有する複数のノード装置をリング型またはバス型の物理トポロジに接続した通信システムであって、
   前記複数のノード装置の各々は、
   前記通信システムにおけるデータ伝送経路に周回させるデータフレームを、前記第１の通信ポートを介して受信した場合には前記制御部による処理を経た後に前記第２の通信ポートから送出する一方、前記第２の通信ポートを介して受信した場合には、前記制御部による処理を経ずに前記第１の通信ポートから送出する第１の動作モードと、
   前記データ伝送経路に周回させるデータフレームを、前記第２の通信ポートを介して受信した場合には前記制御部による処理を経た後に前記第１の通信ポートから送出する一方、前記第１の通信ポートを介して受信した場合には、前記制御部による処理を経ずに前記第２の通信ポートから送出する第２の動作モードと、を有し、
   前記複数のノード装置の各々の第１の通信ポートは第１のグループに属し、かつ前記複数のノード装置の各々の第２の通信ポートは第２のグループに属するように前記複数のノード装置の通信ポートがグループ分けされており、
   前記制御部は、
   前記通信システムへ接続される他のノード装置の自装置への接続を検知した場合には、当該ノード装置を接続された通信ポートを示す第１の識別子と自装置の動作モードを示す第２の識別子とを付与したデータフレームを当該通信ポートを介して当該ノード装置へ送信し、
   前記通信システムへの接続のために他のノード装置へ接続された場合には、接続先のノード装置から送信されたデータフレームを受信した通信ポートの属するグループと当該データフレームに付与されている前記第１の識別子の示すグループとが同じであり、かつ当該データフレームに付与されている前記第２の識別子の示す動作モードが前記第１の動作モードである場合、または接続先のノード装置から送信されたデータフレームを受信した通信ポートの属するグループと当該データフレームに付与されている前記第１の識別子の示すグループとが異なり、かつ当該データフレームに付与されている前記第２の識別子の示す動作モードが前記第２の動作モードである場合に、誤接続と判定し、
   他のノード装置との接続が誤接続であると判定した場合に、自装置の動作モードを前記第１の動作モードから前記第２の動作モードへ切り換える
   ことを特徴とする通信システム。
   

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