JPH0527821A - 単方向通信リンクの障害検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ホスト装置に接続された各スレーブ装置から
の通信開始に先立って単方向通信リンクの障害箇所を特
定する。 【構成】 単方向通信リンク内で複数のスレーブ装置２
〜６がノードを構成している場合に、いずれのスレーブ
装置にも障害がなければ、ホスト装置１は自分で送信し
たホスト識別データを受信できる。例えばスレーブ装置
３に障害が発生すると、障害装置以降の通信順のスレー
ブ装置４〜６ではホスト識別データを受信しない。その
場合に、各スレーブ装置４〜６が自己の装置番号に応じ
たスレーブ識別データを発生して、それぞれホスト装置
１に送信する。したがって、障害装置の次のスレーブ装
置４からのスレーブ識別データを受信したホスト装置１
ではスレーブ装置３，４又はそれらの間の線路１０で生
じた障害と特定できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ファイバケーブルなど
の単方向通信リンク内での障害装置を特定する単方向通
信リンクの障害検出方法に関し、特に、ホスト装置に単
方向の通信線を介してリング状に接続され、データを送
信し、かつ受信する複数のスレーブ装置が接続された単
方向通信リンクの初期化時の障害箇所を特定するための
単方向通信リンクの障害検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、工場内のトランスファラインを
統括して制御する工場ＬＡＮ（ローカルエリアネットワ
ーク）では、ホストコンピュータとＮＣ工作機械などの
複数の端末装置とがバス形式の双方向通信リンク（単
に、線路ともいう。）で接続されている。しかし、デー
タ通信にシリアル伝送が用いられる工場内ＬＡＮでは、
バス形式の双方向通信リンクに代えて単方向通信リンク
を使用することもある。例えばシーケンス制御される大
型のＮＣ工作機械は、光ファイバケーブルのような単方
向通信線を介してホストコンピュータと接続することに
よって、その各部の信号状態をホストコンピュータによ
り一括して知ることができる。光ファイバケーブルは、
メタリックワイヤに比較してその信号転送速度が早いた
め、多くの情報を短時間に収集でき、光のため電気的、
磁気的なノイズを受けないというメリットを有する。

【０００３】また、通信システムのコストを低く抑える
には光ファイバケーブルの場合に限らず、メタリックワ
イヤの場合で全二重通信方式を採用しないで単方向の通
信路がリング状に構成される場合もあり得る。他方、こ
のような利点がある反面で、単方向通信リンクで通信障
害が生じると、その箇所の特定が非常に難しい。このた
めスレーブ装置のダウンによる、あるいは接続ケーブル
自体に障害が発生したとき、それを迅速に検出する必要
がある。なお、ここで単方向通信とは、任意の送信装置
と受信装置の間でデータが常に一方向に伝送される通信
方式を言う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、自分の装置
に宛てたデータ以外はそのまま次段の装置に送る単方向
通信リンクを構成した場合に、リンク内の通信障害の発
生を検出するには、例えばホスト装置から何れのスレー
ブ装置をも特定せずにデータを出力し、それがホスト装
置に戻ってきたかどうかを検知すれば足りる。しかし、
ホスト装置にデータが戻ってこない場合には、いずれの
スレーブ装置で障害が発生しているかを特定することが
できない。ホスト装置からのデータが戻ってくるか来な
いかのいずれかで判断しているためである。

【０００５】そこで本出願の発明者は、既にこの課題を
解決するものとして、単方向通信における障害装置の特
定方法についての出願をしている。その出願に開示され
た発明によれば、各スレーブ装置のタイマ内に設定され
た固有のタイマ値に基づいて、通信データが途絶えたと
きにスレーブ装置の識別データをホスト装置に送信し、
障害装置を特定することができる。

【０００６】しかし、通常の通信が開始されていない時
点で単方向通信リンクが既に障害を含んでいる場合、ホ
スト装置が通信のループを形成していないために、先の
出願の発明方法によっては障害装置が特定されないとい
う問題点があった。

【０００７】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、特に、通信システムの初期化の際にホスト装
置に接続された各スレーブ装置からそれぞれ異なるデー
タ列を送信することで、通信開始に先立って単方向通信
リンクの障害箇所を特定するようにした単方向通信リン
クの障害検出方法及び装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、ホスト装置に単方向の通信線を介してリ
ング状にデータを送信し、かつ受信する複数のスレーブ
装置が接続された単方向通信リンクの障害箇所を特定す
るための単方向通信リンクの障害検出方法において、前
記スレーブ装置の初期化に先立って、前記各スレーブ装
置に固有の装置番号を付与するステップと、前記ホスト
装置から前記スレーブ装置の初期化の直後にホスト識別
データを前記各スレーブ装置に送信するステップと、前
記各スレーブ装置で所定の時間内に前記ホスト識別デー
タを受信しない場合に、前記装置番号に応じたスレーブ
識別データを発生するステップと、前記ホスト装置で受
信された前記スレーブ識別データあるいはホスト識別デ
ータに基づいて前記単方向通信リンクの障害判定及び障
害箇所の特定を行うステップと、を含むことを特徴とす
る単方向通信リンクの障害検出方法が、提供される。

【０００９】

【作用】単方向通信リンク内で複数のスレーブ装置がノ
ードを構成している場合に、いずれのスレーブ装置にも
障害がなければ、ホスト装置は自分で送信したホスト識
別データを受信できる。しかし、いずれかのスレーブ装
置に障害が発生すると、障害装置以降の通信順のスレー
ブ装置ではホスト識別データを受信しない。その場合
に、各スレーブ装置が自己の装置番号に応じたスレーブ
識別データを発生して、それぞれホスト装置に送信する
から、障害装置の次のスレーブ装置からのスレーブ識別
データに基づいてホスト装置が障害の生じているスレー
ブ装置又は線路を特定できる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明の方法が適用される単方向通信リ
ンクの一例を示すブロック図である。ここでは、１台の
ホスト装置にリング状の光ケーブルで接続されたＮ台の
スレーブ装置が単方向通信リンクを形成している。

【００１１】数値制御装置１は、単方向通信リンク上で
ホスト装置となる。Ｉ／Ｏ装置２、Ｉ／Ｏ装置３、Ｉ／
Ｏ装置４、Ｉ／Ｏ装置５、Ｉ／Ｏ装置６は、このリンク
内でノードを構成する縦続接続された複数のスレーブ装
置である。Ｉ／Ｏ装置２〜６はこの順で単方向の光ケー
ブル８，９，１０，１１，１２を介してリング状にデー
タを送信し、かつ受信する。Ｉ／Ｏ装置６は戻り方向の
単方向の通信線１３を介して数値制御装置１に接続され
る。数値制御装置１には、受信したスレーブ装置の識別
データを記憶するメモリを有し、各Ｉ／Ｏ装置２〜６に
は、受信したデータを一時的に格納するレジスタが設け
られている。各Ｉ／Ｏ装置２〜６が同時に繰り返し通信
を行うと、単方向通信リンク内を送信されるデータが消
失してしまう。そのため、各Ｉ／Ｏ装置には受信バッフ
ァ及びタイマ手段が設けられ、次段への送信にあたって
は後述するようなタイマ制御が行われる。

【００１２】図２は、本発明方法の概略を示すフローチ
ャートである。図において、Ｓに続く数値はステップ番
号を示す。これらのステップは、上記通信線８〜１３に
よる各Ｉ／Ｏ装置２〜６が未だに通常の通信状態に至る
以前に実行され、障害箇所を特定することを可能にす
る。

【００１３】〔Ｓ１〕上記の通信システムの初期化に先
立って、各Ｉ／Ｏ装置２〜６のロータリスイッチによっ
てその装置固有の装置番号を付与する。この装置番号の
付与は、システムの組立時に行われるものとする。 〔Ｓ２〕通信システムが初期化された直後に、ホスト装
置１からホスト識別データ（図５（Ｃ））をＩ／Ｏ装置
２〜６に送出する。このとき、ホスト装置１及びスレー
ブ装置２〜６は既に電源が立ち上がっているものとす
る。

【００１４】〔Ｓ３〕スレーブ装置２〜６は受信したホ
スト識別データを次段に送信する。ホスト装置１からホ
スト識別データが一定時間経過しても送られてこない場
合には、スレーブ装置２はスレーブ識別データを次段に
送信する。スレーブ装置３〜６は同時に前段のスレーブ
識別データと合わせて自己のスレーブ識別データを次段
に送信する。スレーブ識別データの送信はホスト識別デ
ータを受信するまで各スレーブ装置２〜６で実行され
る。 〔Ｓ４〕いずれのＩ／Ｏ装置にも障害がなく、かつ光ケ
ーブルによる伝送が正常に行われていれば、ホスト識別
データがホスト装置１に戻る。しかしＩ／Ｏ装置の内の
１つ、例えばＩ／Ｏ装置３に障害が発生し、Ｉ／Ｏ装置
３からＩ／Ｏ装置４にホスト識別データが送信されない
事態が発生したとすると、ホスト識別データはホスト装
置１に戻らない。

【００１５】〔Ｓ５〕ホスト装置１で受信したデータが
ホスト識別データではなかった場合は、各Ｉ／Ｏ装置か
らのスレーブ識別データを所定のメモリ領域に格納す
る。 〔Ｓ６〕ホスト装置１がホスト識別データを受信しない
場合には、単方向通信リンクを介してメモリに格納され
たスレーブ識別データに基づいて単方向通信リンクの障
害箇所を特定する。

【００１６】図３は、上記Ｉ／Ｏ装置２の構成を示すブ
ロック図である。ここでは、Ｉ／Ｏ装置が単方向通信リ
ンク内でスレーブ装置として機能するために必要なノー
ド部分の構成のみを示している。他のＩ／Ｏ装置３〜６
も同様に構成される。受信用レシーバ２０１は単方向通
信線８からの単位データを受信し、それを通信処理部２
０２へ送る。通信処理部２０２は、受信用レシーバ２０
１からの受信データの処理や、送信データの生成などを
行っている。また、受信バッファを内蔵し、１ユニット
分データを保持できる。

【００１７】通信処理部２０２は、タイマ２０５及びロ
ータリスイッチ２０６と接続され、タイマ２０５にはク
ロック発生器２０７及びタイマ値設定器２０８が接続さ
れている。特定数値を設定するタイマ値設定器２０８に
よって電源投入時にタイマ２０５に特定数値が設定され
ると、クロック発生器２０７からのクロック信号により
タイマ２０５の値が減算され始める。タイマ２０５の値
が零になると、タイマ零信号ＺＳを通信処理部２０２に
出力すると同時に、タイマ値が再ロードされる。通常
は、単方向通信リンクを構成するスレーブ装置の数や状
態に応じて、各スレーブ装置からの通信が可能になるよ
うな大きな値にタイマ値が設定される。

【００１８】ロータリスイッチ２０６はスレーブ装置２
の装置番号を決めるものであって、固有の装置番号を付
与しておく。タイマ２０５に接続されるタイマ値設定器
２０８としては、ロータリスイッチあるいはレジスタが
使用される。

【００１９】図４は、識別データを説明する図である。
ロータリスイッチ２０６で決定された装置番号は、ヘッ
ダＨ０の８ビットのデータ内に設定されて、送信され
る。すなわち、ヘッダＨ０のビット位置Ｄ０〜Ｄ５の６
ビットは、スレーブ装置を特定する固有の装置番号によ
って決まり、この６ビットによってスレーブ装置の識別
が可能である。またビット位置Ｄ６は、スレーブ装置か
らの信号であることを示し、ビット位置Ｄ７は、ホスト
装置からの信号であることを示す。

【００２０】図５は、Ｉ／Ｏ装置２，３の通信処理部
（２０２等）及び数値制御装置１から実際に出力される
識別データを説明する図である。図５（Ａ）は、例えば
Ｉ／Ｏ装置２の通信処理部２０２から出力される識別デ
ータのビット構成を示している。ヘッダＨ０の１バイト
データのうちのＤ６，Ｄ０にそれぞれ１が設定される。
図５（Ｂ）は、次の段のＩ／Ｏ装置３から出力される識
別データのビット構成を示している。ヘッダＨ０の１バ
イトデータのうちのＤ６，Ｄ１にそれぞれ１が設定され
る。また、図５（Ｃ）は数値制御装置１から出力される
識別データのビット構成を示している。ヘッダＨ０のＤ
７のみに１が設定される。なお、誤り検出用のＣＲＣの
各ビット位置にはエラーによって決まる値Ｘが設定され
ている。

【００２１】例えば、Ｉ／Ｏ装置３に障害が発生した場
合には後段のＩ／Ｏ装置４〜６では電源投入後のタイマ
に対するタイマ値がクロック発生器のクロックによって
減算され、そのタイマ値が零になった時にタイマ零信号
ＺＳが通信処理部に入力される。Ｉ／Ｏ装置４が零にな
ったとすると通信処理部は、図５（Ａ）などに示す識別
データと同様の、スレーブ装置としての固有の装置番号
に基づくビット構成の識別データをＩ／Ｏ装置５以降に
出力する。また同様にＩ／Ｏ装置５、Ｉ／Ｏ装置６もそ
の固有の装置番号に基づくビット構成の識別データを出
力する。数値制御装置１に、例えば各Ｉ／Ｏ装置の装置
番号と各Ｉ／Ｏ装置の単方向の通信順とがテーブルとし
て予め記憶されていれば、数値制御装置１は送られてき
た装置番号を上記テーブルと照合して、Ｉ／Ｏ装置４、
またはＩ／Ｏ装置４より通信順が１つ前のＩ／Ｏ装置３
又はその間の線路１０に障害が発生していると判別する
ことができる。これにより、障害の生じているＩ／Ｏ装
置又は線路の特定がなされたことになる。

【００２２】単方向通信リンクに接続されているスレー
ブ装置の装置番号は、事前に一定の順序、例えば昇順に
設定しておくことが可能である。その場合には、数値制
御装置１はそのメモリ内のスレーブ識別データ内の装置
番号のなかから、一番小さいものを検出すれば良い。そ
して、この番号を表示してオペレータに示すことで、そ
の装置あるいはその前段の装置、もしくはその間の信号
線（線路）に障害があると判断できる。単方向通信リン
ク内の装置番号がランダムになっている場合でも、その
接続順序が数値制御装置１のメモリにテーブルデータと
して記憶されていれば、初期化時に障害があった装置の
スレーブ識別データ内の装置番号と比較することによっ
て判別でき、これを表示することにより、障害を判断で
きる。

【００２３】上記実施例においては、ホスト装置を数値
制御装置に、スレーブ装置をＩ／Ｏ装置として説明した
が、ホスト装置をＦＡコンピュータまたはＰＣに、スレ
ーブ装置を数値制御装置、ＰＣ、ロボット制御装置にし
てもよい。また、スレーブ装置における通信制御部での
タイマ制御の方法は、上述したものに限らない。通常の
通信が開始された後の障害装置の特定をも考慮すれば、
種々のタイマ制御がシステムの大きさや通信方式に応じ
て選択される。したがって、ここで説明した初期化時の
障害を検出する障害検出装置は、データ通信にシリアル
伝送が用いられる工場内ＬＡＮ等において、通信中の障
害装置の特定に応用することができることは当然であ
る。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、システ
ムの初期化時にリンク内に障害があっても、ホスト装置
に単方向通信リンクで接続されている各スレーブ装置が
それぞれ異なる装置番号に基づく識別データを送信する
ことによって、通信開始に先立って迅速かつ確実に単方
向通信リンクの障害箇所を特定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法が適用されるリング状の通信線で
構成された単方向通信リンクの一例を示すブロック図で
ある。

【図２】本発明方法の概略を示すフローチャートであ
る。

【図３】Ｉ／Ｏ装置の構成の一例を示すブロック図であ
る。

【図４】識別データの構成を説明する図である。

【図５】ホスト識別データ、スレーブ識別データの一例
を示す図である。

【符号の説明】

１ 数値制御装置２，３，４，５，６ Ｉ／Ｏ装置 ８，９，１０，１１，１２，１３ 光ファイバケーブル ２０１ 受信用レシーバ ２０２ 通信処理部 ２０４ 送信用ドライバ ２０５ タイマ ２０６ ロータリスイッチ ２０７ クロック発生器 ２０８ タイマ値設定器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 ホスト装置に単方向の通信線を介してリ
   ング状にデータを送信し、かつ受信する複数のスレーブ
   装置が接続された単方向通信リンクの障害箇所を特定す
   るための単方向通信リンクの障害検出方法において、 前記スレーブ装置の初期化に先立って、前記各スレーブ
   装置に固有の装置番号を付与するステップと、 前記ホスト装置から前記スレーブ装置の初期化の直後に
   ホスト識別データを前記各スレーブ装置に送信するステ
   ップと、 前記各スレーブ装置で所定の時間内に前記ホスト識別デ
   ータを受信しない場合に、前記装置番号に応じたスレー
   ブ識別データを発生するステップと、 前記ホスト装置で受信された前記スレーブ識別データあ
   るいはホスト識別データに基づいて前記単方向通信リン
   クの障害判定及び障害箇所の特定を行うステップと、 を含むことを特徴とする単方向通信リンクの障害検出方
   法。