JP7327017B2 - マスタ装置、演算処理装置、プログラマブルロジックコントローラ、ネットワーク、および方法 - Google Patents

Description

本開示は、マスタ、演算処理装置、プログラマブルロジックコントローラ、ネットワーク、および方法に関する。

従来、マスタとスレーブとから構成されるネットワークが知られている。例えば、このようなネットワークは、ライントポロジ（ディジーチェーン）、ツリートポロジ、リングトポロジなどが知られている。リングトポロジとしては、例えば特許文献１にも開示されているようなリング型ネットワークシステムが提案されている。

特開２０１６－１１９６１６号公報

リングトポロジの１の接続形態として、リング配線により複数のスレーブがリング状に接続されて、これら複数のスレーブのうちの１つがデータ転送の起点または終点となるジャンクション（分岐）として動作する、いわゆるジャンクション冗長化のリング配線が提案されている。

ジャンクション冗長化リング配線では、通常は、マスタの起点から送信されたデータは複数のスレーブを経由して、マスタの終点に戻る。配線が切断されると、切断箇所のスレーブはループバック（折返し転送）を実施する。発明者は、切断箇所が、その後に再接続されると、ループバックのデータはリング配線を巡回し、その後、再度、配線が切断されると巡回データがマスタに戻り得ること、およびマスタにとっては戻された巡回データが誤入力となる可能性があるとの知見を得た。

それゆえに、本開示の目的は、リング配線における巡回データの発生を抑制するマスタ、演算処理装置、プログラマブルロジックコントローラ、ネットワーク、および方法を提供することである。

本開示においてリング配線に接続される複数のスレーブ装置を管理するマスタ装置が提供される。複数のスレーブ装置は、リング配線の起点および終点となる第１スレーブ装置と、第１スレーブ装置の起点と終点との間に接続される複数の第２スレーブ装置とを含み、リング配線は、各第２スレーブ装置が、起点側から入来するデータを受付け、受付けたデータを終点側へ巡回転送させるための第１経路と、各複数のスレーブ装置が、隣接するスレーブ装置との間の経路が切断される場合に、自装置からデータをループバックするための第２経路とを構成可能である。マスタ装置は、切断から復旧する場合に、第２経路を第１経路に切替えるための指令をループバックを実施するスレーブ装置に送信する指令手段を備え、指令の送信からリング配線の伝搬遅延時間に基づく時間が経過後に、リング配線にデータを送出する。

上述の開示によれば、リング配線が切断から復旧する場合に、マスタ装置は、リング配線において、指令が該当するスレーブに到達し指令が実行されてループバックの第２経路が第１経路に切替わるまでの所要時間を、伝搬遅延時間に基づく時間から見込み、この見込まれた時間が経過したタイミングで、新たなデータをリング配線に送出することが可能となる。この結果、送出されたデータは、第１経路で転送され得て、リング配線におけるループバック方向に巡回する逆巡回データの発生を抑制することができる。

上述の開示において、各スレーブ装置は、隣接するスレーブ装置に繋がる経路が接続される第１ポートおよび第２ポートを有し、各第２スレーブ装置は、第１経路が構成される場合、起点側から入来するデータを第１ポートで受付け、受付けたデータを第２ポートから終点側へ転送し、指令は、検出された第１ポートからのデータ受付を可能にするオープン指令および第２ポートからのデータ受付を可能にするオープン指令を含み、指令手段は、切断経路のリング配線上の位置に応じて、第１ポートのオープン指令および第２ポートのオープン指令の送信順序を異ならせる。

上述の開示によれば、マスタは、切断経路に接続される第１および第２ポートを有したスレーブに、指令として、第１ポートからのデータ受付を可能にするオープン指令および第２ポートからのデータ受付を可能にするオープン指令を送信する場合に、この指令の送信順序を、切断経路のリング配線上の位置に応じて異ならせることができる。

上述の開示において、マスタ装置は、さらに、複数のスレーブ装置との通信に基づき、切断経路が接続されるスレーブ装置の第１ポートおよび第２ポートを検出する手段を備える。

上述の開示によれば、マスタ装置は、指令の送信に際して、複数のスレーブ装置との通信に基づき、切断経路が接続されるスレーブ装置の第１ポートおよび第２ポートを検出することができる。

上述の開示において、データは、ループバックから巡回転送に変化したか否かを示す符号を含み、マスタ装置は、リング配線からの入来データのうち、符号が変化を示しているデータを検出し破棄する。

上述の開示によれば、切断からの復旧がなされた場合、マスタは、マスタに到達するデータのうちから、ループバック転送から巡回転送に変化したデータを符号の変化に基づき検出（抽出）し、検出されたデータを破棄することができる。

上述の開示において、マスタ装置は、世代を割当てながらデータをリング配線に送出し、マスタ装置は、指令を送信したとき、その後にデータに割当てる世代を、当該指令送信前に割当られていた世代から変更し、マスタ装置は、リング配線から入来するデータのうち、現在、データに割当られる世代とは異なる世代が割当てられたデータを検出し破棄する。

上述の開示によれば、マスタ装置は、リング配線に送出するデータに割当てる世代を、切断からの復旧がなされて指令を送信する前後で変更する。これにより、マスタ装置は、マスタ装置に到達するデータのうち、指令送信時にループバックから巡回転送に変化したデータを、割当てられている世代に基づき検出し破棄することができる。

上述の開示において、マスタ装置は、ループバック転送から巡回転送への変化が発生した旨の通知を出力する。

上述の開示によれば、ループバック転送から巡回転送への変化が発生し、逆方向への巡回転送が発生している旨の通知を、ユーザに対し出力することができる。

上述の開示において、リング配線は、ＥｔｈｅｒＣＡＴネットワークを含む。
上述の開示によれば、ＥｔｈｅｒＣＡＴネットワークにおいて上記のマスタ装置の構成を適用することができる。

上述の開示に係るマスタ装置を備える演算処理装置が提供される。
上述の開示に係る演算処理装置を備えた、プログラマブルロジックコントローラが提供される。

本開示において、リング配線を含むネットワークが提供される。ネットワークは、リング配線に接続される複数のスレーブ装置と、複数のスレーブ装置を管理するマスタ装置と、を備え、複数のスレーブ装置は、リング配線の起点および終点となる第１スレーブ装置と、第１スレーブ装置の起点と終点との間に接続される複数の第２スレーブ装置とを含み、リング配線は、各第２スレーブ装置が、起点側から入来するデータを受付け、受付けたデータを終点側へ巡回転送させるための第１経路と、各複数のスレーブ装置が、隣接するスレーブ装置との間の経路が切断される場合に、自装置からデータをループバックするための第２経路とを構成可能であり、マスタ装置は、切断から復旧する場合に、第２経路を第１経路に切替えるための指令をループバックを実施するスレーブ装置に送信する指令手段を備え、指令の送信からリング配線の伝搬遅延時間に基づく時間が経過後に、リング配線にデータを送出する。

上述の開示によれば、リング配線が切断から復旧する場合に、マスタ装置は、リング配線において、指令が該当するスレーブに到達し指令が実行されてループバックの第２経路が第１経路に切替わるまでの所要時間を、伝搬遅延時間に基づく時間として見込み、この見込まれた時間が経過したタイミングで、新たなデータをリング配線に送出することが可能となる。この結果、送出されたデータは、第１経路で転送され得て、リング配線におけるループバック方向に巡回する逆巡回データの発生を抑制することができる。

本開示においては、リング配線に接続される複数のスレーブ装置を管理するマスタ装置が実施する方法が提供される。複数のスレーブ装置は、リング配線の起点および終点となる第１スレーブ装置と、第１スレーブ装置の起点と終点との間に接続される複数の第２スレーブ装置とを含み、リング配線は、各第２スレーブ装置が、起点側から入来するデータを受付け、受付けたデータを終点側へ巡回転送させるための第１経路と、各複数のスレーブ装置が、隣接するスレーブ装置との間の経路が切断される場合に、自装置からデータをループバックするための第２経路とを構成可能であり、方法は、切断から復旧する場合に、第２経路を第１経路に切替えるための指令をループバックを実施するスレーブ装置に送信するステップと、指令の送信からリング配線の伝搬遅延時間に基づく時間が経過後に、リング配線にデータを送出するステップとを備える。

上述の開示において、方法が実施されると、リング配線が切断から復旧する場合に、マスタ装置は、リング配線において、指令が該当するスレーブに到達し指令が実行されてループバックの第２経路が第１経路に切替わるまでの所要時間を、伝搬遅延時間に基づく時間として見込み、この見込まれた時間が経過したタイミングで、新たなデータをリング配線に送出することが可能となる。この結果、送出されたデータは、第１経路で転送され得て、リング配線におけるループバック方向に巡回する逆巡回データの発生を抑制することができる。

本開示によれば、リング配線における巡回データの発生を抑制することができる。

本実施の形態に係るＰＬＣシステムの全体構成を示す模式図である。 本実施の形態に係るＰＬＣシステムに含まれるプロセッサユニット１０のハードウェア構成を示す模式図である。 本実施の形態に係るスレーブのハードウェア構成を示す模式図である。 本実施の形態に係る２つのスレーブ間のフレームの流れの一例を模式的に説明するための図である。 本実施の形態に係るリングトポロジにおけるフレームの経路の変化の一例を模式的に説明するための図である。 本実施の形態に係るフレームの構成の一例を模式的に示す図である。 本実施の形態に係るマスタの機能構成の一例を模式的に示す図である。 本実施の形態に係るスレーブの機能構成の一例を模式的に示す図である。 本実施の形態に係る切断／接続の経路の（ケース１）と（ケース２）の位置を模式的に示す図である。 本実施の形態に係る処理のフローチャートである。 本実施の形態に係る“第１モード”のフレームの流れを模式的に示す図である。 本実施の形態に係る“第１モード”のフレームの流れを模式的に示す図である。 本実施の形態に係る“第１モード”のフレームの流れを模式的に示す図である。 本実施の形態に係る“第１モード”のフレームの流れを模式的に示す図である。 本実施の形態に係る“第２モード”のフレームの流れを模式的に示す図である。 本実施の形態に係る“第２モード”のフレームの流れを模式的に示す図である。 本実施の形態に係る“第２モード”のフレームの流れを模式的に示す図である。 本実施の形態に係る“第２モード”のフレームの流れを模式的に示す図である。 本実施の形態に係る“第２モード”のフレームの流れを模式的に示す図である。 本実施の形態に係る“第２モード”のフレームの流れを模式的に示す図である。 本実施の形態に係る“第１モード”のフレームの他の流れを模式的に示す図である。 本実施の形態に係る“第１モード”のフレームの他の流れを模式的に示す図である。 本実施の形態に係る“第１モード”のフレームの他の流れを模式的に示す図である。 本実施の形態に係るマスタの機能構成の他の例を模式的に示す図である。 本実施の形態に係るスレーブの機能構成の他の例を模式的に図である。 本実施の形態に係る“第１モード”の処理のフローチャートの一例を示す図である。 本実施の形態に係るマスタの機能構成の他の例を模式的に示す図である。 本実施の形態に係る世代設定部の処理を説明するための図である。 本実施の形態に係るフレームの他の流れを模式的に示す図である。 本実施の形態に係るフレームの他の流れを模式的に示す図である。 本実施の形態に係るフレームの他の流れを模式的に示す図である。 本実施の形態に係るフレーム破棄部の処理のフローチャートの一例を示す図である。 本実施の形態に係るサポート装置で表示される画面の一例を示す図である。

本の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。

本実施の形態では、ネットワーク構成の一例として、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）を中心とする制御システムに適用されるケースを例示する。但し、このような制御システムとしては、ＰＬＣだけではなく、各種の産業用コンピュータを中心とした構成を採用することもできる。また、ネットワーク構成を適用する対象は制御システムに限定されない。

＜Ａ．適用例＞
本発明が適用される場面の一例について説明する。図５を参照して、上記の制御システムは、例えばフィールドネットワークを構成するリング配線に接続される複数のスレーブを管理するマスタ１０を備える。リング配線には、例えばＥｔｈｅｒＣＡＴを適用することができる。

複数のスレーブは、リング配線の起点および終点となる第１スレーブ装置（分岐用スレーブ）と、第１スレーブ装置の起点と終点との間に接続される複数の第２スレーブ装置（スレーブ「Ａ」、スレーブ「Ｂ」、スレーブ「Ｃ」およびスレーブ「Ｄ」）とを含む。第１スレーブ装置は、リング配線に接続された第２スレーブ装置とマスタ１０との間でデータを分岐させながら両者の遣り取りを実現する、いわゆるジャンクションに相当する。マスタ１０は、例えばＰＬＣに相当し、第２スレーブはフィールドに備えられる制御対象（センサ、スイッチ、リレーなど）を接続する機器を含む。データは、例えばマスタ１０から各スレーブに送信される制御用の指令、および第２スレーブからマスタ１０に送信されるフィールド情報を含む。データは、例えばフレーム形式で構成されるが、フレーム形式に限定されない。

リング配線は、各第２スレーブ装置が、起点側から入来するデータを受付け、受付けたデータを終点側へ転送するための第１経路１５（図５のStep０）と、各複数のスレーブ装置が、隣接するスレーブ装置との間の経路が切断される場合に、自装置からデータをループバック転送するための第２経路１６（図５のStep１）とを構成可能である。このように、リング配線は、第１経路１５と第２経路１６とを冗長的に構成可能なジャンクション冗長化のリングトポロジを構成し得る。

マスタ１０は、経路の切断が接続されて復旧する場合に（図５のStep２）、第２経路１６を元の第１経路１５に切替えるための指令（コマンド）を、ループバック転送を実施するスレーブ装置に送信する。Step１では、ループバック転送を実施するスレーブ「Ｃ」とスレーブ「Ｄ」は当該指令を受付けて、受付けた指令を実行する。指令の実行によって、例えば、復旧された経路に接続されているスレーブ「Ｃ」とスレーブ「Ｄ」の入出力ポートがオープンする。さらに、マスタ１０は、上記の指令をリング配線に送信してからリング配線の伝搬遅延時間に基づく所定時間が経過した後に、リング配線に新たなデータを送出する。これにより、新たなデータが、リング配線において後述する逆巡回データとなることを防止できる。

本開示では、リング配線の切断および接続は、ケーブルの切断および接続などの物理的な事象を想定するが、切断または接続の事象は、物理層の事象に限定されない。例えば、物理層よりも上位層（例えば、コネクション層）での論理的な切断または接続の事象であっても本開示を適用することができる。

ここで、逆巡回データの発生を説明する。上記のように切断経路が接続されて復旧すると、スレーブ「Ｃ」とスレーブ「Ｄ」ではループバックは実施されなくなり、切断時にループバックで転送されていたデータはリング配線内を巡回し始める（図５のStep２）。この巡回の方向は、経路が切断されていない正常時（図５のStep０）におけるデータの流れる方向とは逆であるので、本実施の形態では「逆巡回」とも称する（図５のStep２）。逆巡回データは、マスタ１０に到達しない。

その後、再接続された箇所が切断されると（図５のStep３）、再度、リング配線においては第２経路１６が構成されて、逆巡回データは第２経路１６を経由してマスタ１０に到達する（図５のStep３）。マスタ１０にとって、逆巡回データは誤入力となり得る。

本開示では、指令をリング配線に送信してからリング配線の伝搬遅延時間に基づく所定時間が経過した後に、例えば指令がリング配線を介して該当するスレーブ装置（例えば、スレーブ「Ｃ」とスレーブ「Ｄ」）に到達するまでの伝搬遅延時間に基づく所定時間が経過した後に、リング配線に新たなデータが送出される。

これにより、リング配線が切断から復旧する場合に、マスタ１０は、リング配線において、指令が該当するスレーブに到達し指令が実行されてループバックの第２経路１６が第１経路１５に切替わるまでの所要時間を、伝搬遅延時間に基づく時間として見込み、この見込まれた時間が経過したタイミングで、新たなデータをリング配線に送出することが可能となる。この結果、送出されたデータは、第１経路１５で転送され得て、リング配線におけるループバック方向に巡回する逆巡回データの発生を抑制することができる。

以下、本実施の形態のより具体的な応用例について説明する。
＜Ｂ．ＰＬＣシステムの全体構成＞
まず、制御システムの一形態である、本実施の形態に係るＰＬＣシステム１の全体構成について説明する。図１は、本実施の形態に係るＰＬＣシステム１の全体構成を示す模式図である。

図１を参照して、ＰＬＣシステム１は制御対象を制御するための制御システムであって、本開示に係るネットワークが適用されるシステムの一例である。ＰＬＣシステム１は、メイン処理装置２と、複数のリモート装置であるスレーブ４０－０，４０－１，４０－２，４０－３，４０－４とを含む。メイン処理装置２およびスレーブ４０－０，４０－１，４０－２，４０－３，４０－４は、ＰＬＣシステム１の少なくとも一部を構成する装置であり、ネットワーク４を介して接続されている。

ネットワーク４には、例えばＴＳＮ（Time-sensitive networking）規格に従いデータの到達時間が保証される、定周期通信を行なうバスまたはネットワークを採用することが好ましい。例えば、マシンコントロール用ネットワークの一例であるＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）、汎用的なＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）上に制御用プロトコルを実装した産業用オープンネットワークであるＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰ（登録商標）などの公知のプロトコルに係るネットワークを採用してもよい。

メイン処理装置２は、制御対象を制御するために必要なプログラム（ユーザプログラムおよびシステムプログラムなどを含む）を実行することで、図示しない外部のスイッチまたはセンサなどからの入力信号（以下、「フィールド情報」と称する）を収集する処理、収集したフィールド情報に基づいて制御演算を行なう処理、制御演算によって算出された指令値を外部のリレーやアクチュエータへ与える処理などを実現する。

メイン処理装置２は、ＰＬＣに相当し、その装置構成として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などを含む演算処理装置としてのプロセッサユニット１０と、１つ以上のＩＯユニット２０と、電源ユニット３０とを備える。プロセッサユニット１０およびＩＯユニット２０は、図示しない内部バスを介して互いにデータ通信可能に接続されている。電源ユニット３０は、プロセッサユニット１０およびＩＯユニット２０へ適切な電圧の電力を供給する。

プロセッサユニット１０は、制御対象を制御するために必要なプログラムを実行する演算部と、ネットワーク４を介したスレーブ４０－０，４０－１，４０－２，４０－３，４０－４との通信を制御するための通信処理部に相当する通信コントローラ１１０とを含む。ネットワーク４を介した通信は、メイン処理装置２によって主体的に制御される。具体的には、プロセッサユニット１０は、後述するタイマ１１５に基づく周期、または予め定められたタイミング、または規則に従って、ネットワーク４上を順次伝送されるデータを送出する。以下の説明においては、ネットワーク４上を順次伝送されるデータを「フレーム」とも称す。このような意味において、プロセッサユニット１０を以下ではスレーブ４０－０，４０－１，４０－２，４０－３，４０－４を管理する「マスタ１０」と称する。また、スレーブ４０－０，４０－１，４０－２，４０－３，４０－４は基本的に同様の構成を備えることから、これらスレーブに共通した構成を説明する場合は、「スレーブ４０」と総称する。なお、図１のＰＬＣシステム１では、４台のスレーブ４０－０，４０－１，４０－２，４０－３，４０－４を備えるが、スレーブの台数は４台に限定されない。

スレーブ４０は、外部のスイッチまたはセンサなどのフィールド機器からのフィールド情報を受信し、ネットワーク４を介して、その受信したフィールド情報をマスタ１０へ送信する。併せて、スレーブ４０は、マスタ１０からネットワーク４を介して受信した指令値を、外部のリレーやアクチュエータのフィールド機器へ出力する。あるいは、スレーブ４０は、ネットワーク４を介して受信した指令値に従って自身で動作するものであってもよい。例えば、スレーブ４０としては、演算機能を持たない単純なＩＯユニット、演算機能を有するＩＯユニット、モーションコントローラのようなアクチュエータを含む装置、などが想定される。

マスタ１０の通信コントローラ１１０は、メイン処理装置２および１つ以上のスレーブ４０が扱うデータを含むデータ列（本実施の形態では、「フレーム５０」に相当する）のネットワーク４上での伝送を管理するように構成されている。

図１に示されるように、ネットワーク（ネットワークシステム）は、マスタ１０と複数のスレーブ４０とで構成されている。マスタ１０は、リングトポロジを含むネットワークを構成する複数のスレーブ４０－０～４０－４を管理する。また、マスタ１０は、外部の情報処理装置であるサポート装置２００に通信可能に接続されている。サポート装置２００は、ディスプレイ２０９を備える。

リングトポロジを説明するために、スレーブ４０－０を分岐用スレーブ４０－０と称し、スレーブ４０－１～４０－４を、それぞれ、スレーブ「Ａ」、スレーブ「Ｂ」、スレーブ「Ｃ」およびスレーブ「Ｄ」とも称する。また、図１では、各スレーブが有するポートとして、主にフレーム５０が入来する入力ポートＩＮおよび主にネットワーク４上にフレーム５０を送出する出力ポートＯＵＴが示される。

分岐用スレーブ４０－０は、リングトポロジの起点および終点となるスレーブであって、リングトポロジを構成するスレーブである。スレーブ「Ａ」、スレーブ「Ｂ」、スレーブ「Ｃ」およびスレーブ「Ｄ」はこの順番でディジーチェーン接続されて、ディジーチェーン接続されたスレーブ群は、分岐用スレーブ４０－０が有する起点に対応の第１出力ポートＯＵＴ１および終点に対応の第２出力ポートＯＵＴ２との間に接続される。さらに、分岐用スレーブ４０－０の入力ポートＩＮには、マスタ１０が接続される。

分岐用スレーブ４０－０の第１出力ポートＯＵＴ１および第２出力ポートＯＵＴ２は、それぞれ、スレーブ「Ａ」の入力ポートＩＮおよびスレーブ「Ｄ」の出力ポートＯＵＴに接続される。ディジーチェーンで接続されたスレーブ群において、各スレーブ４０の出力ポートＯＵＴは、隣接するスレーブ４０の入力ポートＩＮに接続される。これにより、マスタ１０からネットワーク４の送出されたフレーム５０は、分岐用スレーブ４０－０を経て、ディジーチェーン接続された各スレーブ４０を経由し、その後、分岐用スレーブ４０－０を経て、マスタ１０に戻る。したがって、マスタ１０は、リングトポロジを巡回するフレーム５０を介して各スレーブ４０との間でデータ（指令値またはフィールド情報）を遣り取りすることができる。

以下では、互いにネットワーク４のケーブルで接続された２つのスレーブ４０の間で「ＩＮ－ＯＵＴ関係」が規定される。具体的には、一方のスレーブ４０の出力ポートＯＵＴから他方のスレーブ４０の入力ポートＩＮへのデータ入力を、「ＯＵＴからＩＮへの入力」とも称する。また、互いにケーブルで接続された２つのスレーブ４０のうち、一方のスレーブ４０の入力ポートＩＮから他方のスレーブ４０の出力ポートＯＵＴへのデータ入力を、（以下、「ＩＮからＯＵＴへの入力」とも称する。

＜Ｃ．プロセッサユニット１０のハードウェア構成＞
図２は、本実施の形態に係るＰＬＣシステム１に含まれるプロセッサユニット１０のハードウェア構成を示す模式図である。図２を参照して、本実施の形態に係るマスタ１０（すなわち、プロセッサユニット１０）の装置構成について説明する。

図２を参照して、マスタ１０は、通信処理部である通信コントローラ１１０に加えて、演算部であるプロセッサ１００と、主記憶装置の一例である主メモリ１０２と、補助記憶装置の一例である不揮発性メモリ１０４と、内部バスコントローラ１０６と、タイマ１１５と、メモリカードインターフェイス１１４およびＵＳＢ（Universal Serial Bus）コントローラ１１２と、ネットワーク４が繋がる通信コントローラ１１０とを含む。これらのコンポーネントは、内部バス１０８を介して、互いにデータ通信可能に構成される。マスタ１０は、さらに、ネットワーク４でフレーム５０を送出するための出力ポート１２１およびネットワーク４からフレーム５０が入来する入力ポート１３１を含む。主メモリ１０２は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）またはＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）などの揮発性記憶装置などで構成される。不揮発性メモリ１０４は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）またはＳＳＤ（Solid State Drive）などの不揮発性記憶装置などで構成される。

説明の便宜上、マスタ１０は、１つのプロセッサ１００のみを備えるが、複数のプロセッサが実装されてもよい。なお、各プロセッサは、複数のコアを有していてもよい。マスタ１０においては、プロセッサ１００が１または複数のタスクを周期的に実行する。

プロセッサ１００は、制御に係るプログラムを実行する。プロセッサ１００は、不揮発性メモリ１０４などから必要なプログラムを読み出すとともに、主メモリ１０２に展開して実行する。制御に係るプログラムとしては、典型的には、ユーザプログラムおよびシステムプログラムを含む。

内部バスコントローラ１０６は、内部バス１０９を介してＩＯユニット２０と接続され、プロセッサ１００とＩＯユニット２０との間のデータの遣り取りを仲介する。

メモリカードインターフェイス１１４は、メモリカード１１６を脱着可能に構成されており、メモリカード１１６に対してデータを書込み、メモリカード１１６から各種データ（ユーザプログラムまたはデータなど）を読出すことが可能になっている。ユーザプログラムは、メモリカード１１６から不揮発性メモリ１０４にロードされてもよい。

ＵＳＢコントローラ１１２は、サポート装置２００とマスタ１０との通信を制御する。なお、サポート装置２００との通信のための規格は、ＵＳＢに限定されず、各種の通信規格を適用することができる。

通信コントローラ１１０は、ネットワーク４を介してスレーブ４０と接続され、マスタ１０とスレーブ４０との間のデータ（指令およびフィールド情報など）の遣り取りを仲介する。より具体的には、通信コントローラ１１０は、共有メモリ１１１と、送信バッファ１２０と、送信回路１２２と、受信バッファ１３０と、受信回路１３２とを含む。送信回路１２２および受信回路１３２は、それぞれ、出力ポート１２１および入力ポート１３１に接続されて、接続されたポートを介してネットワーク４上にデータを送出し、ネットワーク４から入来するデータを受信する。

送信バッファ１２０および送信回路１２２は、通信コントローラ１１０から外部装置へのフレーム送出に係る処理を実現し、受信バッファ１３０および受信回路１３２は、外部装置から通信コントローラ１１０へのフレーム受信に係る処理を実現する。通信コントローラ１１０は共有メモリ１１１を有しており、プロセッサ１００は、直接的には、共有メモリ１１１にアクセスして、データ（フィールド情報など）を書き込むとともに、データ（指令など）を取得する。つまり、共有メモリ１１１に書き込まれたデータは、送信バッファ１２０へ転送され、送信バッファ１２０から外部装置へ送出される。また、外部装置から取得したデータは、受信バッファ１３０で受信された後、共有メモリ１１１へ転送される。

通信コントローラ１１０は、ソフトウェアを用いて、その一部または全部を実現してもよい。あるいは、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit：特定用途向集積回路）やＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などのハード回路を用いて、その一部または全部を実現してもよい。

＜Ｄ．スレーブ４０の装置構成＞
図３は、本実施の形態に係るスレーブ４０のハードウェア構成を示す模式図である。図３を参照して、本実施の形態に係るスレーブ４０の装置構成について説明する。

図３を参照して、スレーブ４０は、プロセッサ４００、タイマ４０３、入力ポート４１０、出力ポート４２０、受信回路（図中は、Ｒｘと略す）４２４および４３３、転送回路（図中は、Ｔｘと略す）４２３および４３４を備える。

プロセッサ４００は、入力ポート４１０または出力ポート４２０を介してネットワーク４とデータを送受信し、送受信するデータに所定処理を実施する。プロセッサ４００は、ソフトウェアを実行することによりフレーム処理部４４０を含む所定処理を実現する。スレーブ４０（分岐用スレーブは除く）のフレーム処理部４４０は、主に、入来するフレーム５０と図示しないフィールド機器との間でのデータ（指令またはフィールド情報）の遣り取りを実施する。なお、プロセッサ４００は、その一部または全部をソフトウェアで実現してもよく、プロセッサ回路として実現されてもよい。回路は、ＡＳＩＣまたはＦＰＧＡを含み得る。

入力ポート４１０は、受信回路４２４が接続されるポート４１１と、転送回路４３４が接続されるポート４１２とを含む。同様に、出力ポート４２０は、受信回路４２４が接続されるポート４２１と、転送回路４２３が接続されるポート４２２とを含む。プロセッサ４００は、タイマ４０３に基づく周期、または予め定められたタイミング、または規則に従って、切替信号４０１と４０２を、それぞれ、入力ポート４１０および出力ポート４２０に出力する。入力ポート４１０は、切替信号４０１に従い、ポート４１０および４１１の一方をネットワーク４に接続し、出力ポート４２０は、切替信号４０２に従い、ポート４２２および４２１の一方をネットワーク４に接続する。

このような切替信号４０１と４０２によって、互いにネットワーク４で接続された２つのスレーブ４０の間で上記に述べた「ＩＮ－ＯＵＴ関係」が動的に切替られる。具体的には、ポート４１１と４２２がネットワーク４に接続される場合、「ＯＵＴからＩＮへの入力」でフレーム５０が転送されて、ポート４１２と４２１がネットワーク４に接続される場合、「ＩＮからＯＵＴへの入力」でフレーム５０が転送される。

＜Ｅ．スレーブ間のデータの流れ＞
図４は、本実施の形態に係る２つのスレーブ間のフレームの流れの一例を模式的に説明するための図である。図４は、図１のリングトポロジにおいて隣接する任意の２つのスレーブ４０の間のフレーム５０の流れを示す、例えばスレーブ「Ｃ」とスレーブ「Ｄ」間のフレーム５０の流れを示す。図５は、本実施の形態に係るリングトポロジにおけるフレーム５０の経路の変化の一例を模式的に説明するための図である。

図４では、破線の矢印は、フレーム５０の流れ（経路）を表している。また、破線の矢印の上下の番号（(ｉ)，(ｉｉ)，(ｉｉｉ)，…）は、フレーム５０の流れの順序（経路の順序）を示している。以下では、説明の便宜上、経路(ｉ)等と記載した場合には、番号(ｉ)の経路を指すものとする。

図４と図５を参照して、ネットワーク４が切断されていない正常な場合のフレーム５０の流れと、ネットワーク４の切断／接続（切断された後に接続）がされたときのフレーム５０の流れとを説明する。

まず、正常な場合のフレーム５０の流れを説明する。マスタ１０からのフレーム５０が、分岐用スレーブ４０－０の起点側からスレーブ「Ｃ」の入力ポート４１０に入来すると（図４の(ｉ)参照）、入力ポート４１０からフレーム処理部４４０にフレーム５０が送られる(ｉｉ)参照）。フレーム処理部４４０は、入来するフレーム５０を受付けて所定の処理を施す。その後、フレーム処理部４４０は、処理後のフレーム５０を出力ポート４２０に送る（（ｉｉｉ）参照）。

フレーム５０は、出力ポート４２０から、ネットワーク４を介してスレーブ「Ｄ」に転送される。フレーム５０は、スレーブ「Ｄ」の入力ポート４１０に転送される（(ｉｖ)参照）。スレーブ「Ｄ」の入力ポート４１０にフレーム５５が入来すると、入力ポート４１０は入来したフレーム５０をフレーム処理部４４０に送信する（(ｖ)参照）。フレーム処理部４４０は、受信したフレーム５０に対して所定の処理を行なう。その後、フレーム処理部４４０は、処理後のフレーム５０を出力ポート４２０に送信する（(ｖｉ)参照）。その後、フレーム５０は、スレーブ「Ｄ」の出力ポート４２０から、図示されない分岐用スレーブ４０－０を介してマスタ１０に戻る。

このように、正常時は、スレーブ４０間のフレーム５０の流れは「ＯＵＴからＩＮへの入力」に従う一方向への流れとなる（図５のStep０）。

これに対して、ネットワーク４による転送経路がスレーブ「Ｃ」とスレーブ「Ｄ」の間で切断された場合、フレーム５０は次のように転送される。まず、上記の正常時のフレーム５０の流れにおいて、スレーブ「Ｃ」のフレーム処理部４４０は、処理後のフレーム５０を出力ポート４２０に送る（(ｖｉ)参照）が、スレーブ「Ｄ」との接続が切断されている場合は、スレーブ「Ｃ」は、フレーム５０を、スレーブ「Ｃ」の出力ポート４２０からフレーム処理部４４０を介することなく、入力ポート４１０に送信する（(ｉｘ)参照）。このように、スレーブ「Ｃ」では、スレーブ「Ｄ」との接続が切断されている場合は、フレーム５０を折返し転送する。ネットワーク切断時は、切断箇所のスレーブ４０においてフレーム５０が折返し転送されることで、正常時のフレーム５０の流れとは逆向きの「ＯＵＴからＩＮへの入力」に従う方向の流れが生じ得る。本実施の形態では、このようなスレーブ４０におけるフレーム５０の折返し方向への転送を「ループバック」とも称する（図５のStep１）。

スレーブ「Ｃ」でループバックされたフレーム５０は、図示しないスレーブ「Ｂ」→スレーブ「Ａ」→分岐用スレーブ４０－０と逆方向に転送されて、スレーブ「Ｄ」の出力ポート４２０に転送される。スレーブ「Ｄ」は、スレーブ「Ｃ」との接続が切断されていることから、出力ポート４２０で受付けたフレーム５０を、分岐用スレーブ４０－０に折返し転送し、フレーム５０は分岐用スレーブ４０－０からマスタ１０に戻される。

その後、切断箇所が再接続されると、スレーブ４０では折返しが実施されなくなって、すなわち切断時に折返し転送されていたフレーム５０はリングトポロジ内を巡回し始める（（ｖｉｉ）、（ｖｉｉｉ）、（ｉｘ）および（ｘ）参照）。この巡回の方向は、正常時にフレーム５０の流れる方向とは逆であるので、本実施の形態では「逆巡回」とも称する（図５のStep２）。逆巡回フレーム５０は、各スレーブ４０ではフレーム処理部４４０をバイパスする経路で転送される。逆巡回フレーム５０は、マスタ１０に到達しないために、マスタ１０は、逆巡回フレーム５０が生じたとき、データロスト（フレームロスト）を検出する。

その後、再接続された箇所が切断されると、通常時のフレーム５０と巡回フレーム５０の流れる方向は一致することになるために、マスタ１０に通常のフレーム５０と巡回フレーム５０の両方が到達する（図５のStep３）。

（発明者の知見）
本実施の形態では、通常時のフレーム５０および逆巡回フレーム５０は、それぞれ、当該フレームを識別するインデックス５３と転送するべきデータ本体であるデータグラム５２を含む。マスタ１０は、制御周期に基づく所定周期毎に所定範囲のインデックス５３を付加してフレーム５０を生成し転送する（図５のStep３．１）。逆巡回フレーム５０は現在周期ではない過去の周期のフレーム５０である可能性が高いが、マスタ１０に到達した逆巡回フレーム５０と現在の通常時のフレーム５０との両者が一致しているインデックス５３を有する場合は、マスタ１０は、両フレームのうちどちらが正しいかを判別できなくなり、誤動作に繋がる。

発明者は、ジャンクション冗長化のリングトポロジでは、経路の切断／接続がなされた場合に、上記に述べた逆巡回フレームが発生するとの新たな知見を得て、この知見のもと、上記の誤動作回避のためには巡回フレーム５０の発生を抑制する必要があるとの課題を見いだした。巡回フレーム発生の抑制に関する処理を以下に説明する。

（フレームの構成例）
本実施の形態に係るフレームの構成例を説明する。図６は、本実施の形態に係るフレームの構成の一例を模式的に示す図である。本実施の形態に係るフレーム５０は、基本的に、コントロール情報を格納するためのヘッダ５１とデータグラム５２を含む（図６（Ａ））。フレームの種類に応じて、ヘッダ５１またはデータグラム５２に格納される情報は異なる。

図６（Ｂ）を参照して通常時にリングトポロジのスレーブ４０を巡回しながら転送されるフレーム５５（以下、巡回フレーム５５とも称する）のヘッダ５１にはインデックス５３、フレームの破棄の要否を判定するために参照されるRoundTripBit５７、RoundTripBit５７が設定された時間５７１、およびタイプ５８が格納されて、データグラム５２の領域に各スレーブ４０（すなわち、スレーブ「Ａ」、スレーブ「Ｂ」、スレーブ「Ｃ」およびスレーブ「Ｄ」）に対応の指令値またはフィールド情報であるデータ５２Ａ～５２Ｄのそれぞれが格納される。このデータグラム５２には、メッセージが格納されてもよい。RoundTripBit５７は、初期値は「ＯＦＦ」であって、巡回フレーム５５がループバックされる場合に、スレーブ４０によって「ＯＮ」が設定（書換）される。タイプ５８は、フレーム５０の種類を示す。本実施の形態では、フレーム５０の種類は、通常の巡回フレーム５５、後述するコマンドフレーム５６などを含む。

図６（Ｃ）は、コマンドフレーム５６の一例を示す。コマンドフレーム５６は、ヘッダ５１にタイプ５８を格納し、データグラム５２としてポートを開けるための指令であるオープンコマンド５４を有する。オープンコマンド５４は、オープンするべきスレーブ４０のポートを識別するポート識別子５９を含む。スレーブ４０は、ポート識別子５９から自己宛てのコマンドフレーム５６であると検出すると、オープンコマンド５４を実行し、当該ポートのオープン処理を実施する。オープン処理は、ネットワーク４の切断によりポートが閉じたスレーブ４０の状態を、ポート開の状態に遷移させることを含む。より具体的には、当該ポートを介したフレーム転送（送受信）の処理を実行可能な状態（実行許可状態）に遷移させることを含む。なお、スレーブ４０は、隣接するスレーブ４０との間でネットワーク４が切断されたことを検出すると、隣接するスレーブ４０を接続するポートを閉じて、スレーブ４０をフレーム転送の処理を実行禁止する状態に遷移させる。

＜Ｆ．巡回フレーム発生の抑制＞
本実施の形態では、リングトポロジにおけるスレーブ４０間の切断箇所が接続し直されて復旧した場合に、マスタ１０は、復旧した箇所に接続されているスレーブ４０の入出力ポートをオープンするためのコマンドフレーム５６を送信し、その直後ではなく所定時間が経過したときに、リングトポロジへの通常時の巡回フレーム５５の送出（転送）を開始する。

（Ｆ１．マスタ１０の機能構成）
図７は、本実施の形態に係るマスタ１０の機能構成の一例を模式的に示す図である。図７を参照して、マスタ１０は、逆巡回フレームの発生を抑制するために巡回抑制部１８０と、不揮発性メモリ１０４に対応する記憶部１８５と、通信処理部１８６および１８７と、フレーム処理部１８８を含む。通信処理部１８７は、逆巡回フレーム発生の可能性示す通知を出力する通知部１８７１を有する。

記憶部１８５は、ネットワーク構成情報１８５１を含む。ネットワーク構成情報１８５１は、例えば、サポート装置２００においてユーザによって事前に作成され、かつマスタ１０に転送される。ネットワーク構成情報１８５１は、マスタ１０とスレーブ４０との間の接続関係、およびリングトポロジのネットワーク４に接続されるスレーブ４０の接続関係を、マスタ１０またはスレーブ４０とその接続する入出ポートを識別する情報を含む。

フレーム処理部１８８は、通信処理部１８６を介してスレーブ４０と通常時のフレームを遣り取りする。フレーム処理部１８８は、ユーザプログラムの演算結果である指令値を格納した巡回フレーム５５を生成し通信処理部１８６に出力するとともに、スレーブ４０から受信した巡回フレーム５５のフィールド情報をユーザプログラムのために出力する受信処理を実施する。具体的には、フレーム処理部１８８は、制御周期に基づく周期毎に、当該周期における複数の巡回フレーム５５をリングトポロジとの間で遣り取りする。

巡回抑制部１８０は、「指令手段」の一実施例であるポート制御部１８１０と、検出部１８２０とを備える。検出部１８２０は、経路の切断から接続への復旧を検出する復旧検出部１８２１と、リングトポロジのネットワーク４の接続状態を検出する接続状態検出部１８２２と、オープンコマンド５４の出力態様（モード）を判定するモード判定部１８２３と、オープンコマンド５４を送信後にフレーム処理部１８８にフレーム送信を許可する送信許可部１８２４とを備える。

通信処理部１８６は、通信コントローラ１１０に対応し、スレーブ４０との間でデータの送受信を行うためのインターフェイスである。通信処理部１８７は、ＵＳＢコントローラ１１２に対応し、サポート装置２００との間でデータの送受信を行うためのインターフェイスである。通知部１８７１は、サポート装置２００に上記の通知を出力する。

ポート制御部１８１０は、検出部１８２０からの出力に基づき、オープンコマンド５４を格納したコマンドフレーム５６を生成し、通信処理部１８６に出力する。このオープンコマンド５４は、リングトポロジにおいて接続し直された切断経路を接続するスレーブ４０の入力ポート４１０または出力ポート４２０をオープンするための指令を示す。

復旧検出部１８２１は、切断された経路に例えばユーザ操作によりケーブル（配線）が接続されて経路が復旧したことを、例えば外部からの入力により検出する。

接続状態検出部１８２２は、ネットワーク４の切断/接続箇所のリングトポロジ上の位置を検出する。この詳細は後述する。

モード判定部１８２３は、接続状態検出部１８２２が検出した切断/接続箇所の位置に応じて、ポート制御部１８１０によるオープンコマンド５４の出力態様を異ならせる。ここでは、オープンコマンド５４の出力態様として、切断/接続の検出位置が、分岐用スレーブ４０－０の終点と隣接するスレーブ「Ｄ」との間である「第２モード」と、当該検出位置がリングトポロジの他の位置（すなわち、分岐用スレーブ４０－０の起点～スレーブ「Ｄ」までの間の位置）である「第１モード」とを含む。各モードに応じたオープンコマンドの出力態様については後述する。

（Ｆ２．リングトポロジの切断箇所の検出）
接続状態検出部１８２２は、予め定められた検出用データを用いて、リングトポロジのネットワーク４の構成を検出する。

具体的には、検出用データは、第１のデータと、第１のデータが各スレーブ４０を通過した時刻を示すタイムスタンプ情報を各スレーブ４０から取得するための第２のデータとを含む。接続状態検出部１８２２は、先に第１のデータをリングトポロジのネットワーク４に送出する。接続状態検出部１８２２が、リングトポロジを介して戻ってきた第１のデータを受信した後に、第２のデータをネットワーク４に送出する。そして、接続状態検出部１８２２は、リングトポロジを介して戻ってきた第２のデータを受信する。

上記のタイムスタンプ情報は、各ポートをデータが通過したときの時間（時刻）である。たとえば、入力ポート４１０にデータ入力され、かつ出力ポート４２０から当該データ出力される場合、タイムスタンプ情報は、入力ポート４１０をデータ通過したときの時間と、出力ポート４２０をデータが通過したときの時間を当該ポートの識別子（スレーブ４０の識別子とポートの識別子の組）を含む。タイムスタンプは、各スレーブ４０内のデータ処理部で記憶され得る。

接続状態検出部１８２２は、タイムスタンプを利用することにより、データの各ポートの通過順序が分かる。また、ネットワーク４で互いに接続された２つのスレーブ４０間において、「ＯＵＴからＩＮへの入力」および「ＩＮからＯＵＴへの入力」のいずれが行われているかを判断できる。接続状態検出部１８２２は、タイムスタンプによる取得されたポートの通過順序を示すデータと、ネットワーク構成情報１８５１が示す接続関係を示す情報を照合し、照合の結果に基づき、データが通過しているポートおよび通過していないポートの各識別子を特定することができる。

特定されたポート識別子に基づき、接続状態検出部１８２２は、リングトポロジにおいて切断経路の位置を検出することができ、また、当該切断経路が接続し直されたことも検出すことができる。

モード判定部１８２３は、接続状態検出部１８２２の出力と、ネットワーク構成情報１８５１とを照合し、照合の結果に基づき、接続/切断の検出位置を特定し、特定した検出位置に基づき「第２モード」であるか、または「第１モード」であるかを判定する。

（Ｆ３．スレーブ４０の機能構成）
図８は、本実施の形態に係るスレーブ４０の機能構成の一例を模式的に示す図である。図８を参照して、プロセッサ４００は、ループバック部４７０、フレーム判別部４３０、フレーム処理部４４０、およびオープンコマンド５４を実行するコマンド実行部４５０を備える。

ループバック部４７０は、隣接するスレーブ４０との接続経路の遮断を検出したとき、自装置の「ＩＮからＯＵＴへの入力」を「ＯＵＴからＩＮへの入力」にループバックし、または「ＯＵＴからＩＮへの入力」を「ＩＮからＯＵＴへの入力」にループバックする。

フレーム判別部４３０は、入力ポート４１０または出力ポート４２０に入来するフレームのタイプ５８に基づき、当該フレームの種類を判別する。フレーム判別部４３０は、入力ポート４１０に入来するフレームであって、タイプ５８が“通常”を示すフレーム、すなわち通常時の巡回フレーム５５は、フレーム処理部４４０に出力するが、出力ポート４２０に入来するフレームであって、タイプ５８が“通常”を示すフレーム、すなわち逆巡回フレーム５５はフレーム処理部４４０をバイパスして入力ポート４１０に出力する。

さらに、フレーム判別部４３０は、入力ポート４１０または出力ポート４２０に入来するフレームであって、タイプ５８が“コマンド”を示すフレーム、すなわちコマンドフレーム５６であって、ポート識別子５９が自装置の入力ポート４１０または出力ポート４２０を示すと判定した場合は、コマンドフレーム５６をコマンド実行部４５０に出力するとともに、入力ポート４１０または出力ポート４２０を介してネットワーク４に送出する。

コマンド実行部４５０は、フレーム判別部４３０から出力されたコマンドフレーム５６のオープンコマンド５４を実行する。これにより、オープンコマンド５４で指示される入力ポート４１０または出力ポート４２０についてのポートオープン処理が実施される。

（Ｆ４．ポートオープンの実現方法）
本実施の形態では、切断された経路を接続するときは、マスタ１０は、当該経路を接続しているスレーブ４０の入力ポート４１０および出力ポート４２０のオープン順序を、リングトポロジ内の当該経路の位置に応じて適正化する。具体的には、マスタ１０は、当該オープン順序を、逆巡回フレーム５５（図５のStep２）が発生を抑制するような順序に決定する。本実施の形態に係る切断／接続の経路の位置は、（ケース１）と（ケース２）の位置を含む。図９は、本実施の形態に係る切断／接続の経路の（ケース１）と（ケース２）の位置を模式的に示す図である。図１０は、本実施の形態に係る処理のフローチャートである。

図９（Ａ）を参照して（ケース１）では、接続状態検出部１８２２は、スレーブ「Ｃ」の出力ポート４２０（port1）とスレーブ「Ｄ」の入力ポート４１０（port0）の間の経路が切断されていることを検出する。図９（Ｂ）を参照して（ケース２）では、接続状態検出部１８２２は、スレーブ「Ｄ」の終点となるポート（pot1）と分岐用スレーブ４０－０の出力ポート４２０（port1）の間の経路が切断されていることを検出する。図９（Ａ）の（ケース１）では、スレーブ「Ｃ」とスレーブ「Ｄ」との間の経路の切断であったが、切断箇所は、この位置に限定されず、分岐用スレーブ４０－０の起点とスレーブ「Ａ」の間、スレーブ「Ａ」とスレーブ「Ｂ」の間、およびスレーブ「Ｂ」とスレーブ「Ｃ」の間のいずれであってもよい。

図１０を参照して、接続状態検出部１８２２はリングトポロジにおける切断された経路を接続するスレーブ４０の入力ポート４１０と出力ポート４２０を検出する（ステップＳ１）。復旧検出部１８２１は、外部入力に基づき、切断箇所が接続されて復旧したことを検出する（ステップＳ２）。モード判定部１８２３は、切断箇所が接続されたことが検出されたとき、ステップＳ１で検出されていた切断経路のスレーブ４０の入力ポート４１０と出力ポート４２０を、ネットワーク構成情報１８５１と照合し、照合の結果に基づき、切断／接続箇所は（ケース１）および（ケース２）のいずれにあたるかを検出する。切断／接続箇所は（ケース１）にあたると検出されると、モード判定部１８２３はポートオープンを「第１モード」に従い実施すると判定し（ステップＳ３で“第１モード”）、ポート制御部１８１０は“第１モード”に従いオープンコマンド５４を送信する（ステップＳ４）。

切断／接続箇所は（ケース２）にあたると検出されると、モード判定部１８２３はポートオープンを「第２モード」に従い実施すると判定し（ステップＳ３で“第２モード”）、ポート制御部１８１０は“第２モード”に従いオープンコマンド５４を送信する（ステップＳ５）。

送信許可部１８２４は、ステップＳ４またはステップＳ５においてオープンコマンド５４が送信されてから、例えば所定時間が経過したことを検出したことに応じてフレーム送信許可をフレーム処理部１８８に出力する（ステップＳ６）。フレーム処理部１８８は、送信許可部１８２４からの送信許可を受信したことに応じて通常時の巡回フレーム５５のリングトポロジへの送信を開始する（ステップＳ７）。

（Ｆ４－１．「第１モード」におけるポートのオープン順序）
図１１～図１４は、本実施の形態に係る“第１モード”のフレームの流れを模式的に示す図である。図１１～図１４の太線矢印は、フレーム５０の流れる方向を示している。図１１～図１４を参照して、ステップＳ４（図１０）の処理を説明する。図１１～図１４では、分岐用スレーブ４０－０とスレーブ「Ａ」との間の経路が切断されている。したがって、接続状態検出部１８２２は、分岐用スレーブ４０－０の出力ポート４２０の識別子portY（図１１）とスレーブ「Ａ」の入力ポート４１０の識別子portX(図１１）を出力する。

図１１では、マスタ１０は、通常時の巡回フレーム５５（図中はCyclicフレーム５５と示す）に続いて、コマンドフレーム５６をリングトポロジに送信する。ポート制御部１８１０は、接続状態検出部１８２２の出力に基づき、portXのオープンコマンド５４とportYのオープンコマンド５４の両方を格納したコマンドフレーム５６を生成し、リングトポロジに送出する（図１１のステップＳ４１）。マスタ１０は、当該コマンドフレーム５６の送信直後に、通常時の巡回フレーム５５などのフレームを送信しない。

ステップＳ４１で送出されたコマンドフレーム５６が、分岐用スレーブ４０－０に到着すると、分岐用スレーブ４０－０のコマンド実行部４５０は、自己宛のオープンコマンド５４と判定し、当該オープンコマンド５４を実行する（図１２のステップＳ４２）。これにより、分岐用スレーブ４０－０のportYがオープンする。マスタ１０は、コマンドフレーム５６の送信直後にフレームを送信しないので、オープンしたportYを通過してportXに入来するフレームは存在しない。

portYがオープンされると、通常時の巡回フレーム５５とコマンドフレーム５６は、「ＯＵＴからＩＮへの入力」に従う一方向への流れに従い、分岐用スレーブ４０－０のポート４１０、スレーブ「Ｄ」、スレーブ「Ｃ」、スレーブ「Ｂ」およびスレーブ「Ａ」に到達する。スレーブ「Ａ」のコマンド実行部４５０は、コマンドフレーム５６は自己宛のフレームであると判定し、コマンドフレーム５６のオープンコマンド５４を実行する（図１３のステップＳ４３）とともに、コマンドフレーム５６および巡回フレーム５５はスレーブ「Ａ」でループバックされる（図１３）。ループバックされた巡回フレーム５５とコマンドフレーム５６は、マスタ１０に戻される（図１４）。

これにより、portXがオープンするが、マスタ１０は、コマンドフレーム５６の送信直後にフレームを送信していないので、オープンしたportXを通過してportYに入来するフレームは存在しない。すなわち、逆巡回フレームが発生しない。

送信許可部１８２４は、マスタ１０がコマンドフレーム５６を送信後から所定時間経過したことを検出すると、送信許可を出力し、フレーム処理部１８８は送信許可を受付けると、通常時の巡回フレーム５５を生成しリングトポロジに送出する（図１０のステップＳ６，Ｓ７）。

送信許可部１８２４が計時する上記の所定時間は、リング配線であるネットワーク４におけるフレーム５０の伝搬遅延時間に基づいている。より具体的には、所定時間は、コマンドフレーム５６がマスタ１０から送出されて戻ってくるまでの所要時間（伝搬遅延時間）、またはコマンドフレーム５６がリングトポロジを一巡する所要時間（伝搬遅延時間）に基づいている。この所要時間は予め推定（計算）されている。なお、送信許可部１８２４による送信許可出力のタイミングは、コマンドフレーム５６の伝播遅延時間に基づくものとして、例えば、マスタ１０が、リングトポロジから戻されたコマンドフレーム５６の到達を検出したときであってもよい。

（Ｆ４－２．「第２モード」におけるポートのオープン順序）
図１５～図２０は、本実施の形態に係る“第２モード”のフレームの流れを模式的に示す図である。図１５～図２０の太い矢印は、フレーム５０の流れる方向を示している。図１５～図２０を参照して、ステップＳ５（図１０）の処理を説明する。図１５～図２０は、分岐用スレーブ４０－０の終点のportZとスレーブ「Ｄ」の出力ポート４２０であるportYとの間の経路が切断されている。したがって、接続状態検出部１８２２は分岐用スレーブ４０－０のポートの識別子portZ（図１５）とスレーブ「Ｄ」の出力ポート４２０の識別子portY(図１５）を出力する。

図１５では、マスタ１０は、通常の巡回フレーム５５に続いて、コマンドフレーム５６をリングトポロジに送信する。ポート制御部１８１０は、接続状態検出部１８２２の出力に基づき、portYのオープンコマンド５４のみを格納したコマンドフレーム５６を生成し、リングトポロジに送出する（図１５のステップＳ５１）。マスタ１０は、当該コマンドフレーム５６の送信直後に、通常時の巡回フレーム５５などのフレームを送信しない。

通常時の巡回フレーム５５とコマンドフレーム５６は、まず、分岐用スレーブ４０－０に到達する。通常時の巡回フレーム５５とコマンドフレーム５６は分岐用スレーブ４０－０を通過する（図１６）。仮に、コマンドフレーム５６に分岐用スレーブ４０－０のportZのオープンコマンド５４が格納されていると、当該オープンコマンド５４が実行されてportZが開き、戻ってくるフレーム５０の全てはportZを介してスレーブ「Ｄ」に転送される逆巡回フレームとなってしまう。これを回避するために、マスタ１０は、この時点でportZのオープンコマンド５４を送信しない。

通常時の巡回フレーム５５とコマンドフレーム５６は、まず、分岐用スレーブ４０－０を通過すると、スレーブ「Ａ」、スレーブ「Ｂ」およびスレーブ「Ｃ」を通過しスレーブ「Ｄ」に到達する。コマンドフレーム５６がスレーブ「Ｄ」に到着すると、スレーブ「Ｄ」のコマンド実行部４５０は、自己宛のオープンコマンド５４と判定し、当該オープンコマンド５４を実行する（図１７のステップＳ６１）。これにより、スレーブ「Ｄ」のportYがオープンする。

portYがオープンすると、通常時の巡回フレーム５５とコマンドフレーム５６は、「ＯＵＴからＩＮへの入力」に従う一方向への流れに従い、スレーブ「Ｄ」の入力ポート４１０、スレーブ「Ｃ」、スレーブ「Ｂ」、スレーブ「Ａ」および分岐用スレーブ４０－０を介してマスタ１０に到達する（図１８）。

マスタ１０は、コマンドフレーム５６の送信直後にフレームを送信していないので、portYのオープン直後に逆巡回フレームは発生しない。

送信許可部１８２４は、マスタ１０がコマンドフレーム５６を送信後から所定時間経過したことを検出すると、送信許可を出力し、フレーム処理部１８８は送信許可を受付けると、通常時の巡回フレーム５５などのフレーム５０を生成しリングトポロジに送出する（図１０のステップＳ６，Ｓ７）。

次の周期にマスタ１０は所定コマンドを格納したコマンドフレーム５６を送信する。このコマンドフレーム５６が「ＩＮからＯＵＴへの入力」に従う方向に転送されて、オープンされたスレーブ「Ｄ」のportYを経て分岐用スレーブ４０－０にportZに入来すると、分岐用スレーブ４０－０は所定コマンドを実行する。これにより、portZが所定コマンドによりオープンされて、このコマンドフレーム５６はportZで消失する（図１９）。この所定コマンドを用いたportZをオープンする処理はＥｔｈｅｒＣＡＴのＡＳＩＣの仕様に従っている。

さらに送信許可部１８２４が計時する当該所定時間経過後に、マスタ１０は次の周期の通常の巡回フレーム５５を送信する。当該巡回フレーム５５は「ＩＮからＯＵＴへの入力」に従う方向に転送されて、オープンされたスレーブ「Ｄ」のportYおよび分岐用スレーブ４０－０のportZを経て、マスタ１０に戻る（図２０）。

送信許可部１８２４が計時する当該所定時間は、リング配線の伝搬遅延時間に基づく時間に基づいている。具体的には、所定コマンドのコマンドフレーム５６がマスタ１０から送出されて戻ってくるまでの所要時間（伝搬遅延時間）に基づいている。

＜Ｇ．巡回フレームの検出と破棄＞
本実施の形態では、マスタ１０は、逆巡回フレームが到達したことを検出すると、到達した逆巡回フレームを破棄する方法を説明する。この方法は、（ケース１）に適用することができる。

図２１～図２３は、本実施の形態に係る“第１モード”のフレームの他の流れを模式的に示す図である。図２４は、本実施の形態に係るマスタ１０の機能構成の他の例を模式的に示す図である。図２５は、本実施の形態に係るスレーブ４０の機能構成の他の例を模式的に図である。図２６は、本実施の形態に係る“第１モード”の処理のフローチャートの一例を示す図である。

図２５を参照して、スレーブ４０のプロセッサ４００は、図８の構成に追加してビット設定部４６０を備える。ビット設定部４６０は、スレーブ４０に到達する巡回フレーム５５のうち、フレーム処理部４４０をバイパスされる巡回フレーム５５（すなわち、逆巡回フレーム）のRoundTripBit５７を「ＯＮ」に設定し、ネットワーク４に送出する。なお、マスタ１０はコマンドフレーム５６をリントポロジに送出するとき、RoundTripBit５７に初期値は「ＯＦＦ」を設定している。

図２４を参照して、マスタ１０は図７の構成に追加して、フレーム破棄部１８９を備える。フレーム破棄部１８９は、通信処理部１８６が受信しフレーム処理部１８８に出力するフレームのうちから逆巡回フレームを検出（抽出）し破棄する。具体的には、フレーム破棄部１８９は、マスタ１０に到達した巡回フレーム５５のうちから、RoundTripBit５７が「ＯＮ」である巡回フレーム５５を検出（抽出）し破棄する。これにより、例えば、現在の周期ではない、過去の周期の巡回フレーム５５に相当する逆巡回フレームが、通信処理部１８６からフレーム処理部１８８に出力されることが防止されて、ユーザプログラムの処理対象から逆巡回フレームを排除することができる。

図２１～図２３の太線矢印は、フレーム５０の流れる方向を示している。図２１～図２３を参照して、ステップＳ４（図１０）の他の処理を説明する。図２１～図２３では、分岐用スレーブ４０－０とスレーブ「Ａ」との間の経路が切断されている。したがって、接続状態検出部１８２２の出力は、分岐用スレーブ４０－０の出力ポート４２０の識別子portY（図２１）とスレーブ「Ａ」の入力ポート４１０の識別子portX(図２１）を示す。

マスタ１０は、通常の巡回フレーム５５に続いて、２つのコマンドフレーム５６をリングトポロジに順に送出し、直後にメッセージのフレーム５５を送信する。１番目に送出されるコマンドフレーム５６はportYのオープンコマンド５４を格納し、２番目に送出されるコマンドフレーム５６はportXのオープンコマンド５４を格納している。

ポート制御部１８１０は、接続状態検出部１８２２の出力に基づき、１番目のコマンドフレーム５６と２番目のコマンドフレーム５６を生成し、リングトポロジに順に送出する（図２１のステップＳ４５）。

分岐用スレーブ４０－０は、１番目の巡回フレーム５５とportYのオープンコマンド５４を格納したコマンドフレーム５６の２つのフレーム（これを、‘先の２つのフレーム’と呼ぶ）を受信すると、受信したコマンドフレーム５６に格納されたportYのオープンコマンド５４を実行し、portYはオープンする。

そして、先の２つのフレームは、「ＯＵＴからＩＮへの入力」に従い分岐用スレーブ４０－０からスレーブ「Ｄ」、スレーブ「Ｃ」およびスレーブ「Ｂ」の方向に転送されてスレーブ「Ａ」に到達する。また、分岐用スレーブ４０－０は、portXのオープンコマンド５４のコマンドフレーム５６およびメッセージのフレーム５５の２つのフレーム（これを、‘後の２つのフレーム’と呼ぶ）を受信して、受信した後の２つのフレームを、オープンしたportYを介して、スレーブ「Ａ」に転送する。スレーブ「Ａ」のportXはオープンしていないために、後の２つのフレームはスレーブ「Ａ」のportXで消失する。このとき、スレーブ「Ａ」のportXはオープンする。この動作は、ＥｔｈｅｒＣＡＴのＡＳＩＣの仕様に従っている。これにより、分岐用スレーブ４０－０とスレーブ「Ａ」との間の経路は切断から復旧する。

スレーブ「Ａ」は、先の２つのフレームのうち巡回フレーム５５を受信すると、ループバック部４７０は、portXがオープンしていないために当該巡回フレーム５５をループバックする。このループバックにより、巡回フレーム５５は、「ＯＵＴからＩＮへの入力」に従う方向に逆巡回する。ループバック部４７０によってループバックが実施されるときビット設定部４６０は、ループバックされた巡回フレーム５５のRoundTripBit５７をＯＮに設定するとともに、ヘッダ５１にRoundTripBit５７をＯＦＦからＯＮに設定した時間５７１を格納する。なお、portYのオープンコマンド５４のコマンドフレーム５６は逆巡回フレームとなる。

以降、マスタ１０がリングトポロジに送出する巡回フレーム５５も、「ＯＵＴからＩＮへの入力」に従い分岐用スレーブ４０－０からスレーブ「Ｄ」、スレーブ「Ｃ」およびスレーブ「Ｂ」の方向に転送されてスレーブ「Ａ」に到達して、スレーブ「Ａ」でRoundTripBit５７がＯＮに設定されて、ループバックされる。その後、スレーブ「Ａ」でループバックされた全ての巡回フレーム５５は、マスタ１０に到達する。

また、上記のＥｔｈｅｒＣＡＴのＡＳＩＣの仕様によりportXがオープンした後に、先の２つのフレーム（すなわち、「ＯＵＴからＩＮへの入力」に従い分岐用スレーブ４０－０からスレーブ「Ｄ」、スレーブ「Ｃ」およびスレーブ「Ｂ」の方向に転送され先の２つのフレーム）がスレーブ「Ａ」に到達するケースを説明する。このケースでは、当該先の２つのフレームは、オープンしているportXを介して、「ＯＵＴからＩＮへの入力」に従い、スレーブ「Ａ」から分岐用スレーブ４０－０、スレーブ「Ｄ」、スレーブ「Ｃ」、スレーブ「Ｂ」およびスレーブ「Ａ」と逆巡回する。その後、再度、分岐用スレーブ４０－０とスレーブ「Ａ」との間の経路が切断されたとき、逆巡回していた先の２つのフレームは、スレーブ「Ａ」でループバックされマスタ１０に到達する。このループバック時に、先の２つのフレームは、スレーブ「Ａ」でRoundTripBit５７がＯＮに設定される。

マスタ１０は、リングトポロジから到達する巡回フレーム５５を受付けると、フレーム破棄部１８９は、受付けた巡回フレーム５５のうちRoundTripBit５７がＯＮを示す逆巡回フレームを検出して破棄する（図２３のステップＳ４７）。

（Ｇ１．巡回フレームの検出と破棄）
図２６を参照して、マスタ１０のフレーム破棄部１８９の処理を説明する。なお、図２６以降の図では、インデックスを“Index”とも表記する。まず、フレーム破棄部１８９は、マスタ１０が受付けた巡回フレーム５５のインデックス５３の値を、現在周期のインデックス値の範囲と比較し、比較の結果に基づき、インデックス５３が当該範囲内の値に該当するか否かを判断する（ステップＳ５１）。ここでは、インデックス５３の値は、所定周期毎に異なる所定範囲内の値を示す。したがって、インデックス５３の値が現在の所定周期の範囲内に該当しないと判定される場合（ステップＳ５１でＮＯ）、フレーム破棄部１８９は受付けた巡回フレーム５５を破棄する（ステップＳ５９）。

インデックス５３の値が現在の所定周期の範囲内に該当すると判定された場合（ステップＳ５１でＹＥＳ）、フレーム破棄部１８９は受付けた巡回フレーム５５のRoundTripBit５７がＯＮを示すか否かを判定し（ステップＳ５３）、ＯＮを示すと判定した場合（ステップＳ５３でＹＥＳ）、フレーム破棄部１８９は受付けた巡回フレーム５５を破棄する（ステップＳ５９）。一方、RoundTripBit５７がＯＮを示さない（すなわち、ＯＦＦを示す）と判定された場合（ステップＳ５３でＮＯ）、フレーム破棄部１８９は、巡回フレーム５５の時間５７１に基づき、RoundTripBit５７がＯＮに設定されてから伝搬遅延時間に基づく所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ５５）。

フレーム破棄部１８９は、RoundTripBit５７がＯＮに設定されてから未だ所定時間が経過していないと判定すると（ステップＳ５５でＮＯ）、受付けた巡回フレーム５５を破棄する（ステップＳ５９）が、RoundTripBit５７がＯＮに設定されてから所定時間が経過したと判定すると（ステップＳ５５でＹＥＳ）、巡回フレーム５５はフレーム破棄部１８９によって破棄されずにフレーム処理部１８８によりフレームの受信処理が実行される（ステップＳ５７）。

図２６の処理によれば、マスタ１０は、到達する巡回フレーム５５をインデックス５３、RoundTripBit５７および時間５７１を用いて、段階的にフィルタリングする。これにより、マスタ１０は、リングトポロジから到達する巡回フレーム５５のうち逆巡回フレームに該当する可能性がある巡回フレーム５５の検出の確実性を向上させることができる。

（Ｇ２．巡回フレームの検出と破棄の他の例）
マスタ１０が、到達する逆巡回フレームを検出するためのインデックス５３の値（番号）の採番方法を説明する。この方法は、（ケース１）と（ケース２）の両方に適用することができる。図２７は、本実施の形態に係るマスタ１０の機能構成の他の例を模式的に示す図である。図２７を参照して、マスタ１０は、図７の構成に追加して、世代設定部１９０およびフレーム破棄部１９１を備える。図２８は、本実施の形態に係る世代設定部１９０の処理を説明するための図である。図２９～図３１は、本実施の形態に係るフレームの他の流れを模式的に示す図である。図３２は、フレーム破棄部１９１の処理のフローチャートの一例を示す図である。

本実施の形態では、マスタ１０が、所定周期、例えば制御周期に基づくに所定周期毎にフレーム５０をリングトポロジに送出するとき、送出されるフレーム５０の世代を所定周期毎に管理するためのインデックス５３を設定する。具体的には、世代設定部１９０は、通信処理部１８６が巡回抑制部１８０またはフレーム処理部１８８から受付けるフレーム５０（コマンドフレーム５６または通常の巡回フレーム５５）のヘッダ５１に世代管理のためのインデックス５３を設定し、通信処理部１８６は、インデックス５３が設定されたフレーム５０をリングトポロジに送出する。

図２８を参照して、世代設定部１９０は、タイマ１１５の出力に同期しながら値をインデックス番号の有効範囲２９１内でインクリメントし、インクリメントした値をインデックス５３に設定する。有効範囲２９１は、複数の特定の有効範囲２９３に分割され得る。世代設定部１９０は、所定周期毎に特定の有効範囲２９３内でインデックス５３の値をインクリメントする。これにより、フレーム５０は、所定周期毎に異なる有効範囲２９３の値を示すインデックス５３、すなわち世代が割当てられてリングトポロジに送出される。

世代設定部１９０は、例えば、所定周期毎に値を０～１０２２の範囲でインクリメントするとともに、ポート制御部１８１０からコマンドフレーム５６が出力されたとき、世代設定部１９０は、巡回フレームを検出するために、次の所定周期から有効範囲２９３を変更する、すなわち巡回フレーム５５に割当てる世代を変更する（図２８のステップＳ２９２）。例えば、有効範囲２９３が「０～１０２２」でインクリメントされたインデックス５３がフレーム５０に割当てられる場合に、コマンドフレーム５６が出力されたとき、世代設定部１９０は、次の所定周期から、有効範囲２９３を現在の「０～１０２２」から「１０２３～２０４６」に変更する。したがって、コマンドフレーム５６が送出される毎に、次の所定周期で送出されるフレームは次の世代のフレームに切替えられる。

図２９～図３１のフレームの流れを参照して、逆巡回フレームの検出を説明する。マスタ１０が、ある所定周期において有効範囲２９３が「Ａ」（例えば、０～１０２２）である通常の巡回フレーム５５を送信中に、分岐用スレーブ４０－０のportYとスレーブ「Ａ」のportXの間で経路が切断されると、通常の巡回フレーム５５は切断箇所でループバックされる。マスタ１０は、経路切断を検出すると、ポート制御部１８１０がportYのオープンコマンド５４のコマンドフレーム５６と、portXのオープンコマンド５４のコマンドフレーム５６を順番に送信し、続いてメッセージの巡回フレーム５５を送信する（図２９）。この場合、portYのオープンコマンド５４のコマンドフレーム５６が分岐用スレーブ４０－０に到達するとportYはオープンするが、portXは未だオープンしていない。そのため、以降に続くportXのオープンコマンド５４のコマンドフレーム５６とメッセージの巡回フレーム５５は分岐用スレーブ４０－０，スレーブ「Ｄ」、スレーブ「Ｃ」、スレーブ「Ｂ」およびスレーブ「Ａ」の方向に転送される。portXのオープンコマンド５４のコマンドフレーム５６がスレーブ「Ａ」に到達すると、スレーブ「Ａ」においてportXのオープンコマンド５４が実行されてportXがオープンする。これにより、ループバックされていた有効範囲「Ａ」のコマンドフレーム５６は、リングトポロジ内で逆巡回を開始する（図２９）。

マスタ１０では、世代設定部１９０は、ポート制御部１８１０からコマンドフレーム５６が出力されたことに応じて、次の所定周期からリングトポロジに送出されるフレーム５０のインデックス５３の有効範囲２９３を「Ａ」から「Ｂ」に変更する（図３０）。その後は、マスタ１０は、有効範囲２９３が「Ｂ」を示すインデックス５３のフレーム５０をリングトポロジに送出する。

再度、経路が切断されると、逆巡回していた有効範囲２９３が「Ａ」のフレーム５０は切断箇所でループバックされて、マスタ１０に到達する（図３１）。このとき、フレーム破棄部１９１は、図３２のフレーム破棄の処理を実施する。

図３２を参照して、フレーム破棄部１９１は、通信処理部１８６がリングトポロジから受付けるフレーム５０のインデックス５３の値を、世代設定部１９０が示す現在の有効範囲２９３の値と比較し、比較の結果に基づき、当該フレーム５０のインデックス５３の値が有効であるか否かを判定する（ステップＳ２１）。

図３１の場合、マスタ１０が受付けるフレーム５０のインデックス５３は有効範囲２９３の「Ａ」の値を示すのに対して、世代設定部１９０が示す現在の有効範囲２９３は「Ｂ」の値である。したがって、フレーム破棄部１９１は、受付けたフレーム５０のインデックス５３の値は現在の有効範囲２９３に該当しないことに基づき、インデックス５３は有効でないと判定し（ステップＳ２１でＮＯ）、当該フレーム５０がフレーム処理部１８８に出力されないように破棄する（ステップＳ２５）。

一方、フレーム破棄部１９１は、受付けたフレーム５０のインデックス５３の値は現在の有効範囲２９３に該当することに基づき、インデックス５３は有効であると判定すると（ステップＳ２１でＹＥＳ）、フレーム破棄部１９１は当該フレーム５０を破棄しない。したがって、受付けられたフレーム５０に対して、フレーム処理部１８８によって受信処理が実行される（ステップＳ２３）。

世代設定部１９０およびフレーム破棄部１９１によれば、マスタ１０にリングトポロジから到達するフレーム５０のうち、当該フレーム５０のインデックス５３が現在の有効範囲２９３に該当しないフレーム、すなわち逆巡回フレームのみを検出（抽出）して破棄することができる。

なお、世代設定部１９０により設定された世代（インデックス５３）を用いた巡回フレームの検出は、ビット設定部４６０によって設定されるRoundTripBit５７を用いた巡回フレームの検出と組合わせて実行されてもよい。

＜Ｈ．巡回フレーム発生の通知＞
本実施の形態では、通知部１８７１は、ループバック転送から巡回転送への変化により逆巡回フレームが発生した可能性がある旨の通知を出力する。例えば、マスタ１０が、リングトポロジにおけるフレームロストを検出したとき、通知部１８７１は、上記の通知を出力する。

具体的には、通信処理部１８６は、リングトポロジから受信するフレーム５０のインデックス５３に基づきフレームロストを検出する。通信処理部１８６は、リングトポロジに送出したフレーム５０のインデックス５３と、リングトポロジから到達するフレーム５０のインデックス５３の値どうしを照合する。通信処理部１８６は、照合の結果に基づき、各所定周期において到達したフレーム５０のインデックス５３の値が当該所定周期において送出したフレーム５０のインデックス５３の値に一致したとき、送出したフレーム５０は全てマスタ１０に戻ったことを判定する。これに対して、当該所定周期において到達したフレーム５０のインデックス５３の値が当該所定周期において送出したフレーム５０のインデックス値と不一致であったときは、送出したフレーム５０は全てがマスタ１０に戻っていないことを判定する。すなわち、フレームロストの発生を検出する。フレームロストの原因の１つは、逆巡回フレームの発生である。したがって、通知部１８７１は、通信処理部１８６によってフレームロストの発生が検出されたとき、逆巡回フレーム発生の可能性を示す通知を生成し、通信処理部１８７を介してサポート装置２００に出力する。

図３３は、本実施の形態に係るサポート装置２００で表示される画面の一例を示す図である。図３３の画面は、通知部１８７１からの通知に基づき、サポート装置２００で表示される。サポート装置２００は、通知部１８７１から通知を受信すると、システム定義変数を用いて逆巡回フレームの発生の可能性を示す通知をディスプレイ２０９などに出力する。図３３では、ネットワーク構成情報１８５１に基づくリングトポロジを含むネットワーク構成を示す画像に関連付けて、通知に基づき「巡回フレームが発生した可能性がある」旨のメッセージ１０９１が表示される。

また、図３３の画面では、リングトポロジのネットワーク構成の画像において、接続状態検出部１８２２の出力に基づき、経路が切断され箇所を指示するマークを表示してもよい。

なお、逆巡回フレームの発生の検出方法は、フレームロストの発生を検出したことに限定されず、フレーム破棄部１８９または１９１によりフレーム破棄が実施されることに基づき検出されてもよい。

＜Ｉ．付記＞
上述したような本実施の形態は、以下のような技術思想を含む。
[構成１]
リング配線（４）に接続される複数のスレーブ装置（４０）を管理するマスタ装置（１０）であって、
前記複数のスレーブ装置は、前記リング配線の起点および終点となる第１スレーブ装置（４０－０）と、前記第１スレーブ装置の起点と終点との間に接続される複数の第２スレーブ装置（４０－１、４０－２、４０－３、４０－４）とを含み、
前記リング配線は、
各前記第２スレーブ装置が、起点側から入来するデータ（５０）を受付け、受付けたデータを終点側へ巡回転送させるための第１経路（１５）と、
各前記複数のスレーブ装置が、隣接するスレーブ装置との間の経路が切断される場合に、自装置から前記データをループバックするための第２経路（１６）とを構成可能であり、
前記マスタ装置は、
前記切断から復旧する場合に、前記第２経路を前記第１経路に切替えるための指令（５６）を前記ループバックを実施するスレーブ装置に送信する指令手段（１８１０）を備え、
前記指令の送信から前記リング配線の伝搬遅延時間に基づく時間が経過後に、前記リング配線にデータを送出する（１８２４）、マスタ装置。
[構成２]
前記各スレーブ装置は、隣接するスレーブ装置に繋がる経路が接続される第１ポート（４１０）および第２ポート（４２０）を有し、
各第２スレーブ装置は、前記第１経路が構成される場合、起点側から入来するデータを前記第１ポートで受付け、受付けたデータを前記第２ポートから終点側へ転送し、
前記指令は、検出された前記第１ポートからのデータ受付を可能にするオープン指令（５４、５９）および前記第２ポートからのデータ受付を可能にするオープン指令（５４，５９）を含み、
前記指令手段は、
切断経路のリング配線上の位置に応じて、前記第１ポートのオープン指令および前記第２ポートのオープン指令の送信順序を異ならせる、構成１に記載のマスタ装置。
[構成３]
前記マスタ装置は、さらに、
前記複数のスレーブ装置との通信に基づき、切断経路が接続されるスレーブ装置の第１ポートおよび第２ポートを検出する手段（１８２２）を備える、構成２に記載にマスタ装置。
[構成４]
前記データは、前記ループバックから前記巡回転送に変化したか否かを示す符号（５７）を含み、
前記マスタ装置は、前記リング配線からの入来データのうち、前記符号が前記変化を示すデータを検出し破棄する（１８９）、構成２または３に記載のマスタ装置。
[構成５]
前記マスタ装置は、世代（２９３）を割当てながらデータをリング配線に送出し、
前記マスタ装置は、前記指令を送信したとき、その後にデータに割当てる世代を、当該指令送信前に割当られていた世代から変更し、
前記マスタ装置は、前記リング配線から入来するデータのうち、現在、データに割当られる世代とは異なる世代が割当てられたデータを検出し破棄する（１９１）、構成２から４のいずれか１に記載のマスタ装置。
[構成６]
前記マスタ装置は、ループバック転送から巡回転送への変化が発生した旨の通知を出力する（１８７１）、構成２から５のいずれか１に記載のマスタ装置。
[構成７]
前記リング配線は、ＥｔｈｅｒＣＡＴネットワークを含む、構成１から６のいずれか１に記載のマスタ装置。
[構成８]
構成１から７のいずれか１に記載にマスタ装置を備える演算処理装置。
[構成９]
構成８に記載に演算処理装置を備えた、プログラマブルロジックコントローラ。
[構成１０]
リング配線（４）を含むネットワークであって、
前記リング配線に接続される複数のスレーブ装置（４０）と、
前記複数のスレーブ装置を管理するマスタ装置（１０）と、を備え、
前記複数のスレーブ装置は、前記リング配線の起点および終点となる第１スレーブ装置（４０－０）と、前記第１スレーブ装置の起点と終点との間に接続される複数の第２スレーブ装置（４０－１，４０－２、４０－３、４０－４）とを含み、
前記リング配線は、
各前記第２スレーブ装置が、起点側から入来するデータを受付け、受付けたデータを終点側へ巡回転送させるための第１経路（１５）と、
各前記複数のスレーブ装置が、隣接するスレーブ装置との間の経路が切断される場合に、自装置から前記データをループバックするための第２経路（１６）とを構成可能であり、
前記マスタ装置は、
前記切断から復旧する場合に、前記第２経路を前記第１経路に切替えるための指令（５６）を前記ループバックを実施するスレーブ装置に送信する指令手段（１８１０）を備え、
前記指令の送信から前記リング配線の伝搬遅延時間に基づく時間が経過後に、前記リング配線にデータを送出する（１８２４）、ネットワーク。
[構成１１]
リング配線（４）に接続される複数のスレーブ装置（４０）を管理するマスタ装置（１０）が実施する方法であって、
前記複数のスレーブ装置は、前記リング配線の起点および終点となる第１スレーブ装置（４０－０）と、前記第１スレーブ装置の起点と終点との間に接続される複数の第２スレーブ装置（４０－１，４０－２、４０－３、４０－４）とを含み、
前記リング配線は、
各前記第２スレーブ装置が、起点側から入来するデータを受付け、受付けたデータを前記終点側へ巡回転送させるための第１経路（１５）と、
各前記複数のスレーブ装置が、隣接するスレーブ装置との間の経路が切断される場合に、自装置から前記データをループバックするための第２経路（１６）とを構成可能であり、
前記方法は、
前記切断から復旧する場合に、前記第２経路を前記第１経路に切替えるための指令（５６）を前記ループバックを実施するスレーブ装置に送信するステップ（Ｓ５、Ｓ４）と、
前記指令の送信から前記リング配線の伝搬遅延時間に基づく時間が経過後に、前記リング配線にデータを送出するステップ（Ｓ６、Ｓ７）とを備える、方法。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ システム、２ メイン処理装置、４ ネットワーク、１０ マスタ、１５ 第１経路、１６ 第２経路、４０ スレーブ、４０－０ 分岐用スレーブ、５０ フレーム、５５ 巡回フレーム、５１ ヘッダ、５２ データグラム、５３ インデックス、５４ オープンコマンド、５６ コマンドフレーム、５８ タイプ、５９ ポート識別子、１８０ 巡回抑制部、１８６，１８７ 通信処理部、１８８，４４０ フレーム処理部、１８９，１９１ フレーム破棄部、１９０ 世代設定部、２００ サポート装置、２０９ ディスプレイ、２６１ ケーブル切断箇所、２９１，２９３ 有効範囲、４３０ フレーム判別部、４５０ コマンド実行部、４６０ ビット設定部、４７０ ループバック部、５７１ 時間、１０９１ メッセージ、１８１０ ポート制御部、１８２０ 検出部、１８２１ 復旧検出部、１８２２ 接続状態検出部、１８２３ モード判定部、１８２４ 送信許可部、１８５１ ネットワーク構成情報、１８７１ 通知部。

Claims (10)

1. リング配線に接続される複数のスレーブ装置を管理するマスタ装置であって、
   前記複数のスレーブ装置は、前記リング配線の起点および終点となる第１スレーブ装置と、前記第１スレーブ装置の起点と終点との間に接続される複数の第２スレーブ装置とを含み、
   前記リング配線は、
   各前記第２スレーブ装置が、起点側から入来するデータを受付け、受付けたデータを終点側へ巡回転送させるための第１経路と、
   各前記複数のスレーブ装置が、隣接するスレーブ装置との間の経路が切断される場合に、自装置から前記データをループバックするための第２経路とを構成可能であり、
   前記マスタ装置は、
   前記切断から復旧する場合に、前記第２経路を前記第１経路に切替えるための指令を前記ループバックを実施するスレーブ装置に送信する指令手段を備え、
   前記指令の送信から前記リング配線の伝搬遅延時間に基づく時間が経過後に、前記リング配線にデータを送出し、
   前記各スレーブ装置は、隣接するスレーブ装置に繋がる経路が接続される第１ポートおよび第２ポートを有し、
   各第２スレーブ装置は、前記第１経路が構成される場合、起点側から入来するデータを前記第１ポートで受付け、受付けたデータを前記第２ポートから終点側へ転送し、
   前記指令は、検出された前記第１ポートからのデータ受付を可能にするオープン指令および前記第２ポートからのデータ受付を可能にするオープン指令を含み、
   前記指令手段は、
   切断経路のリング配線上の位置に応じて、前記第１ポートのオープン指令および前記第２ポートのオープン指令の送信順序を異ならせる、マスタ装置。
2. 前記マスタ装置は、さらに、
   前記複数のスレーブ装置との通信に基づき、切断経路が接続されるスレーブ装置の第１ポートおよび第２ポートを検出する手段を備える、請求項１に記載にマスタ装置。
3. 前記データは、前記ループバックから前記巡回転送に変化したか否かを示す符号を含み、
   前記マスタ装置は、前記リング配線からの入来データのうち、前記符号が前記変化を示すデータを検出し破棄する、請求項１または２に記載のマスタ装置。
4. 前記マスタ装置は、世代を割当てながらデータをリング配線に送出し、
   前記マスタ装置は、前記指令を送信したとき、その後にデータに割当てる世代を、当該指令送信前に割当られていた世代から変更し、
   前記マスタ装置は、前記リング配線から入来するデータのうち、現在、データに割当られる世代とは異なる世代が割当てられたデータを検出し破棄する、請求項１から３のいずれか１項に記載のマスタ装置。
5. 前記マスタ装置は、ループバック転送から巡回転送への変化が発生した旨の通知を出力する、請求項１から４のいずれか１項に記載のマスタ装置。
6. 前記リング配線は、ＥｔｈｅｒＣＡＴネットワークを含む、請求項１から５のいずれか１項に記載のマスタ装置。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載にマスタ装置を備える演算処理装置。
8. 請求項７に記載に演算処理装置を備えた、プログラマブルロジックコントローラ。
9. リング配線を含むネットワークであって、
   前記リング配線に接続される複数のスレーブ装置と、
   前記複数のスレーブ装置を管理するマスタ装置と、を備え、
   前記複数のスレーブ装置は、前記リング配線の起点および終点となる第１スレーブ装置と、前記第１スレーブ装置の起点と終点との間に接続される複数の第２スレーブ装置とを含み、
   前記リング配線は、
   各前記第２スレーブ装置が、起点側から入来するデータを受付け、受付けたデータを終点側へ巡回転送させるための第１経路と、
   各前記複数のスレーブ装置が、隣接するスレーブ装置との間の経路が切断される場合に、自装置から前記データをループバックするための第２経路とを構成可能であり、
   前記マスタ装置は、
   前記切断から復旧する場合に、前記第２経路を前記第１経路に切替えるための指令を前記ループバックを実施するスレーブ装置に送信する指令手段を備え、
   前記指令の送信から前記リング配線の伝搬遅延時間に基づく時間が経過後に、前記リング配線にデータを送出し、
   前記各スレーブ装置は、隣接するスレーブ装置に繋がる経路が接続される第１ポートおよび第２ポートを有し、
   各第２スレーブ装置は、前記第１経路が構成される場合、起点側から入来するデータを前記第１ポートで受付け、受付けたデータを前記第２ポートから終点側へ転送し、
   前記指令は、検出された前記第１ポートからのデータ受付を可能にするオープン指令および前記第２ポートからのデータ受付を可能にするオープン指令を含み、
   前記指令手段は、
   切断経路のリング配線上の位置に応じて、前記第１ポートのオープン指令および前記第２ポートのオープン指令の送信順序を異ならせる、ネットワーク。
10. リング配線に接続される複数のスレーブ装置を管理するマスタ装置が実施する方法であって、
    前記複数のスレーブ装置は、前記リング配線の起点および終点となる第１スレーブ装置と、前記第１スレーブ装置の起点と終点との間に接続される複数の第２スレーブ装置とを含み、
    前記リング配線は、
    各前記第２スレーブ装置が、起点側から入来するデータを受付け、受付けたデータを終点側へ巡回転送させるための第１経路と、
    各前記複数のスレーブ装置が、隣接するスレーブ装置との間の経路が切断される場合に、自装置から前記データをループバックするための第２経路とを構成可能であり、
    前記方法は、
    前記切断から復旧する場合に、前記第２経路を前記第１経路に切替えるための指令を前記ループバックを実施するスレーブ装置に送信するステップと、
    前記指令の送信から前記リング配線の伝搬遅延時間に基づく時間が経過後に、前記リング配線にデータを送出するステップとを備え、
    前記各スレーブ装置は、隣接するスレーブ装置に繋がる経路が接続される第１ポートおよび第２ポートを有し、
    各第２スレーブ装置は、前記第１経路が構成される場合、起点側から入来するデータを前記第１ポートで受付け、受付けたデータを前記第２ポートから終点側へ転送し、
    前記指令は、検出された前記第１ポートからのデータ受付を可能にするオープン指令および前記第２ポートからのデータ受付を可能にするオープン指令を含み、
    前記送信するステップでは、
    切断経路のリング配線上の位置に応じて、前記第１ポートのオープン指令および前記第２ポートのオープン指令の送信順序を異ならせる、方法。

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