JPH11261558A

JPH11261558A - 無線リモートｉ／ｏ装置

Info

Publication number: JPH11261558A
Application number: JP6078698A
Authority: JP
Inventors: Minoru Oka; 実岡; Manabu Yamamoto; 学山元
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1998-03-12
Filing date: 1998-03-12
Publication date: 1999-09-24
Anticipated expiration: 2018-03-12
Also published as: JP3533455B2

Abstract

(57)【要約】【課題】通信サイクル時間が短く信頼性の高い無線通
信が可能な無線リモートＩ／Ｏ装置を提供する。【解決手段】リフレッシュ周期設定テーブル１の無線
スレーブ局毎のリフレッシュ周期と、重み設定テーブル
２のＩ／Ｏデータ長等の重み要素とから、スケジューリ
ングテーブル４の通信サイクルの各スロットに、無線ス
レーブ局を割り付け、このスケジューリングテーブル４
に従って、無線マスタ局が無線スレーブ局とサイクリッ
クに通信して、無線スレーブ局毎に周期の異なるＩ／Ｏ
リフレッシュを行い、高頻度Ｉ／Ｏリフレッシュを要す
る無線スレーブ局のＩ／Ｏリフレッシュを頻繁に行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、無線マスタ局
が、直接、あるいは、無線中継局を介して、無線スレー
ブ局とサイクリックに通信してＩ／Ｏリフレッシュを行
う無線リモートＩ／Ｏ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、製造現場においては、情報化へ
の要求に伴い、プログラマブルコントローラ、ＣＮＣ、
ロボットコントローラ等のネットワーク化が進んでい
る。このようなＦＡ用ネットワークは、生産効率向上の
ための高速化、性能向上の要求とともに、より高いデー
タ伝送速度と、より高いデータ伝送信頼性が要求される
ことになる。

【０００３】ところで、有線通信の場合は、製造現場の
ラインの増設や変更、レイアウト変更等に対して、通信
ケーブルを設置しなおしたり、移動する作業者や移動体
とのデータ伝送等に対しては、通信ケーブルを接続しな
おしたり、ターンテーブル上に搭載された機器とのデー
タ伝送には、回転トランスやスリップリングのような特
別の設備を備えたりする必要があり、そのためのコス
ト、手間が無視できないので、レイアウト変更等の場合
や作業中移動する移動通信局等に対して、容易に、か
つ、よりローコストで対応しやすい無線通信が注目さ
れ、このような分野にも無線通信の導入、普及が望まれ
るようになってきている。

【０００４】しかし、電波によるデータ無線通信におい
ては、有線通信に比べて通信環境が格段に悪く、ノイズ
の混入、電波の反射等によるフェージング、障害物の通
過による電波の遮断、電波強度の低下等により、そのデ
ータにエラーが発生したり、通信路途中でパケットが消
滅したりして、通信エラーとなることが、日常的に発生
する。

【０００５】そこで、データ無線通信においては、一般
に、無線受信局から無線送信局へ、受信通知を送り返
し、この受信通知が所定時間内に無線送信局に到達しな
かったり、エラー受信の通知である場合は、直ちに通信
エラーとなったパケットを再送したり、誤り制御等の手
法を用い、あるいは、電波の届きにくい場所にある無線
スレーブ局との通信には無線中継局を介して通信する等
により、無線通信の信頼性を維持している。

【０００６】また、従来の無線マスタ局と無線スレーブ
局とがサイクリックに通信してＩ／Ｏリフレッシュを行
う、いわゆる、サイクル通信においては、通信サイクル
の一サイクル（スロット）内で、無線マスタ局が、通信
対象として登録されている全ての加入無線スレーブ局に
順次ポーリングして、Ｉ／Ｏリフレッシュを行うのが普
通であった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、データ無線通
信の信頼性を確保するために、再送や誤り制御等の手法
を用いれば、通信するデータ量がその分増加して、通信
時間が長くなり、また、無線中継を行えば、中継の分だ
け必然的に通信時間は更に長くなってしまう。このよう
に、通信の所要時間が増すために、無線リモートＩ／Ｏ
装置の無線マスタ局と無線スレーブ局とのサイクル通信
の周期が長くなり、機器の高速制御を行うＦＡ用ネット
ワークに要求される高速通信が実現困難となっている。

【０００８】通信サイクルの一スロット内で、全ての加
入無線スレーブ局に順次ポーリングして、Ｉ／Ｏリフレ
ッシュを行えば、例えば、表示装置に表示するための無
線スレーブ局のように、それ程高速Ｉ／Ｏ応答性を必要
としない無線スレーブ局も、組み立て作業の動作を制御
する無線スレーブ局のように、高速Ｉ／Ｏ応答性を必要
とする無線スレーブ局も、一通信サイクル内で、区別さ
れることなく、一様にＩ／Ｏリフレッシュ処理され、そ
のため、通信サイクル時間は長くなってしまう。この点
も、ＦＡ用ネットワークに要求される高速通信を妨げる
もうひとつの原因となっている。

【０００９】この発明は、上述の課題を解決し、通信サ
イクルが短く、ＦＡ用ネットワークに要求される高速通
信を、高い信頼性を維持しながら、実現できる無線リモ
ートＩ／Ｏ装置を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、無線マスタ局が、直接、ある
いは、無線中継局を介して、無線スレーブ局とサイクリ
ックに通信してＩ／Ｏリフレッシュを行う無線リモート
Ｉ／Ｏ装置において、無線スレーブ局毎のリフレッシュ
周期を設定するリフレッシュ周期設定テーブルと、無線
スレーブ局毎のリフレッシュ処理時間に影響を与える重
み要素を設定する重み設定テーブルと、上記リフレッシ
ュ周期設定テーブルのリフレッシュ周期と、上記重み設
定テーブルの重み要素とから、通信サイクルの各スロッ
トでリフレッシュ処理を行う無線スレーブ局を割り付け
るスケジューリングテーブルとを具備し、スケジューリ
ングテーブルに従って、無線マスタ局が無線スレーブ局
とサイクリックに通信してＩ／Ｏリフレッシュを行うこ
とを特徴とする。

【００１１】請求項１の発明によれば、Ｉ／Ｏリフレッ
シュを必要とする頻度に応じて、各無線スレーブ局のポ
ーリングされる周期が定められ、そのＩ／Ｏリフレッシ
ュに要する時間とポーリング周期とから、通信サイクル
の各スロットへＩ／Ｏリフレッシュする無線スレーブ局
が分散して割り付けられることにより、その分散された
分、通信サイクル時間が短くなる。

【００１２】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、上記スケジューリングテーブルに割り付けられた無
線スレーブ局の算出処理時間ののスロット毎の和の最大
値が、できるだけ小さくなるように、スケジューリング
テーブルの割り付けを行うことを特徴とする。

【００１３】請求項２の発明によれば、通信サイクル時
間を、算出される無線スレーブ局の処理時間の和の最大
値よりやや大きい一定値に設定して、通信サイクル処理
を行っても、通信サイクル時間が比較的短くなる。

【００１４】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、上記重み設定テーブルの項目に無線中継段数が含ま
れることを特徴とする。

【００１５】請求項３の発明によれば、無線中継局を介
して通信する無線スレーブ局と無線マスタ局とのＩ／Ｏ
リフレッシュ処理時間に、中継に要する時間が加算され
る。

【００１６】請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、上記スケジューリングテーブルのひとつのスロット
に同一の無線スレーブ局が複数割り付けられ、上記ひと
つのスロット内で、無線マスタ局が同一の無線スレーブ
局と複数回Ｉ／Ｏリフレッシュを行うことを特徴とす
る。

【００１７】請求項５の発明は、請求項４の発明におい
て、無線マスタ局と上記同一の無線スレーブ局との複数
回のＩ／Ｏリフレッシュが、無線マスタ局と他の無線ス
レーブ局とのＩ／Ｏリフレッシュを挟んで行われるよう
にしたことを特徴とする。

【００１８】請求項４または５の発明によれば、一通信
サイクル内に複数回のＩ／Ｏリフレッシュを行う無線ス
レーブ局は、あたかも通信サイクルが「１／複数回」と
短くなったように頻繁にＩ／Ｏリフレッシュされる。

【００１９】請求項６の発明は、請求項１の発明におい
て、無線スレーブ局が、上記スケジューリングテーブル
の結果から無線マスタ局が決定した通信サイクル時間に
基づいて、無線マスタ局からのポーリングを監視するこ
とを特徴とする。

【００２０】請求項６の発明によれば、ポーリングがス
ケジュールどおりでなくなったとき、無線マスタ局がこ
れを検知する。

【００２１】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を、以下、
図面を参照して説明する。

【００２２】先ず、図１に、この発明の無線リモートＩ
／Ｏ装置を使用する無線通信ネットワークの例を示す。

【００２３】図１において、プログラマブルコントロー
ラのリモートＩ／Ｏマスタ１０に、リモートＩ／Ｏネッ
トワーク２０を介して無線マスタ局Ｍが接続され、この
無線マスタ局Ｍは、自局と直接通信してＩ／Ｏリフレッ
シュする無線スレーブ局Ｓ１、Ｓ２のネットワークＮＷ
１を持っていて、このネットワークＮＷ１内の無線スレ
ーブ受信局Ｓ１、Ｓ２に対して、順次ポーリングしてＩ
／Ｏリフレッシュして、いわゆる、サイクル通信を行
う。このサイクル通信は、後に説明するスケジューリン
グテーブルに従って実行される。なお、ネットワークＮ
Ｗ１には、一般に、直接無線通信できる多数の無線スレ
ーブ局が配備されているが、説明を簡単にするために、
ここでは２個の無線スレーブ局Ｓ１、Ｓ２を図示してい
る。

【００２４】また、無線送信局Ｍは、ネットワークＮＷ
１外にも、すなわち、直接通信がやや困難なエリアに
も、無線スレーブ局Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５のように、複数の
無線スレーブ局を持っていて、これらのネットワークＮ
Ｗ１外の無線スレーブ局には、ネットワークＮＷ１内の
無線スレーブ局Ｓ１を無線中継局として通信を行う。な
お、上記無線スレーブ局Ｓ１は、表示装置（図示省略）
に接続され、あまり頻繁なＩ／Ｏリフレッシュは必要と
しない。無線スレーブ局Ｓ２は、組立装置（図示省略）
に接続され、高速なＩ／Ｏ応答性を得るために、頻繁な
Ｉ／Ｏリフレッシュが必要である。

【００２５】無線中継局Ｓ１は、無線マスタ局Ｍと同様
にネットワークＮＷ２を持ち、そのネットワークＮＷ２
内の無線スレーブ局Ｓ３等に対してサイクル通信を無線
中継し、これにより、無線送信局Ｍと無線スレーブ局Ｓ
３、Ｓ４、Ｓ５のＩ／Ｏリフレッシュが行われる。この
Ｉ／Ｏリフレッシュも、上記スケジューリングテーブル
に従って実行される。なお、図示は省略しているが、ネ
ットワークＮＷ２内にも多数の無線スレーブ局が配備さ
れている。このＩ／Ｏリフレッシュも、上記スケジュー
リングテーブルに従って実行される。なお、無線スレー
ブ局Ｓ５は、無線誘導搬送車ＡＧＶ上に搭載されてい
て、このＡＧＶは工場内を巡回するから、電波が届きに
くくなって通信が不安定になることが多い。従って、こ
の無線スレーブ局Ｓ５に対しては、再送制御や誤り訂正
等の手法を使ってＩ／Ｏリフレッシュすることになり、
Ｉ／Ｏリフレッシュ処理時間を長くしておくことにな
る。

【００２６】図２は、この発明の主要構成を示すブロッ
ク図で、１は、リフレッシュ周期設定テーブル、２は、
重み設定テーブル、３は、スケジューリング手段、４
は、スケジューリングテーブルである。

【００２７】上記リフレッシュ周期設定テーブル１は、
無線スレーブ局Ｓ１、Ｓ２、‥‥Ｓ５毎のリフレッシュ
周期を設定するもので、図３に示すように、無線スレー
ブ局のＷＮＩＤ、＃１、＃２、＃３、＃４、＃５毎に、
Ｉ／Ｏリフレッシュを実行するリフレッシュ周期を書き
込めるようになっている。図３の例では、無線スレーブ
局Ｓ１（ＷＮＩＤ：＃１）は、通信サイクルの４サイク
ルに１回Ｉ／Ｏリフレッシュを実行するように指定して
ある。

【００２８】上記重み設定テーブル２は、無線スレーブ
局Ｓ１、Ｓ２、‥‥Ｓ５毎のＩ／Ｏリフレッシュ処理時
間に影響を与える「重み要素」を設定するもので、図４
に示した重み設定テーブルの例では、無線中継の中継段
数とＩ／Ｏデータ長を、「重み要素」として用いてい
る。中継段数「０」は、中継なしで直接通信する場合を
示し、無線スレーブ局Ｓ１（ＷＮＩＤ：＃１）は、中継
なし、そして、そのＩ／Ｏデータ長は、１２０bytes で
あることを示している。この重み設定テーブル２は、手
入力でなく、システム内部に格納されている情報から編
集されている。

【００２９】通信の信頼度を上げるための通信エラーの
際の再送処理、誤り制御等を行う場合は、これらのネッ
トワーク設定情報も「重み要素」となるので、上記重み
設定テーブル２の項目に追加するとよい。

【００３０】図４の重み設定テーブル２の「重み要素」
の中、中継段数１段の無線中継を挟むと、その中継処理
に約１０ｍｓの時間を要し、また、Ｉ／Ｏデータを１by
te通信するには、約０．１ｍｓを要する。これらの値を
基にＩ／Ｏリフレッシュ処理時間に換算したものを図５
に示す。無線マスタ局Ｍと無線スレーブ局Ｓ１とがＩ／
Ｏリフレッシュするには、１２ｍｓを要し、無線マスタ
局Ｍと無線スレーブ局Ｓ２とがＩ／Ｏリフレッシュする
には、２ｍｓあればよいことを示している。なお、図５
は、説明のために示したものであって、図５のようなテ
ーブルを作成することは必要でない。

【００３１】上記のリフレッシュ周期設定テーブル１の
リフレッシュ周期と、重み設定テーブル２の重み要素
（中継段数とＩ／Ｏデータ長）とから、スケジューリン
グ手段３がスケジューリングテーブル４を生成する。ス
ケジューリングテーブル４の例を、図６に示す。図６に
おいて、「リフレッシュスロット」の「１」〜「１２」
は、通信サイクルの１〜１２を意味し、無線スレーブ局
Ｓ１（＃１）は、スロット１、５、９、すなわち、１番
目、５番目、９番目の通信サイクルにおいてサイクリッ
クにＩ／Ｏリフレッシュ処理を行い、無線スレーブ局Ｓ
２（＃２）は、全スロット１、２、‥‥１２の通信サイ
クルでサイクリックにＩ／Ｏリフレッシュ処理を行う、
というように、無線スレーブ局毎に異なる周期と位相で
Ｉ／Ｏリフレッシュを行うことを示している。そして、
この１２スロットは繰り返して実行されていく。

【００３２】図６のスケジューリングテーブル４の最下
行の「通信サイクル時間」は、各スロットの丸印の付い
た無線スレーブ局の算出処理時間（図５参照）を加算し
たもので、例えば、スロット１では、３個の無線スレー
ブ局Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４のＩ／Ｏリフレッシュ処理を実行
するのに、４３ｍｓの時間を要することを示している。
なお、この「通信サイクル時間」は、必ずしもスケジュ
ーリングテーブル４に格納しておかなくてもよく、他の
領域に保存したり、スケジューリングと実通信サイクル
時間（実際に稼働する通信サイクル時間）設定後廃棄し
たりしてもよい。

【００３３】以上のようにして準備されたスケジューリ
ングテーブル４は、図７に示した通信処理のフローに従
って、サイクル通信に使用される。図７において、ステ
ップ７０１で、システム起動時に、スケジューリングテ
ーブル４は、サイクル通信処理の領域にロードされる。
次いで、このスケジューリングテーブル４から得られる
算出通信サイクル時間の最大値（図６の例では「７１ｍ
ｓ」）に若干の余裕を持たせて、例えば、１００ｍｓを
固定の実通信サイクル時間に設定し、ステップ７０２に
進んで、この実通信サイクル時間と各無線スレーブ局の
周期（何サイクル毎にＩ／Ｏリフレッシュ処理するかの
周期）を、それぞれの無線スレーブ局Ｓ１、Ｓ２、Ｓ
３、Ｓ４、Ｓ５に通知する。次のステップ７０３は、Ｉ
／Ｏリフレッシュ処理のルーチンで、ここでは、設定さ
れた実通信サイクル時間を１周期とした通信サイクルが
繰り返し実行される。通信サイクルの進行中、無線スレ
ーブ局Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５は、通知された周
期と実通信サイクル時間を基に、例えば、無線スレーブ
局Ｓ２は無線マスタ局Ｍからのポーリングを、無線スレ
ーブ局Ｓ３は無線中継局Ｓ１からのポーリングを監視
し、所定時間内にポーリングが受けられないときは、
「異常」と判断して異常処理に移る。

【００３４】図６のスケジューリングテーブル４の生成
プロセスを、図８のフローチャートに従って、説明す
る。先ず、ステップ８０１において、図３のリフレッシ
ュ周期設定テーブル１からスケジューリングテーブル４
の必要最小限のスロット数（列数）Ｔを算出する。リフ
レッシュ周期の最小公倍数がスロット数Ｔであって、Ｔ
＝１２である。

【００３５】次に、ステップ８０２では、全無線スレー
ブ局Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５のスケジューリング
が終わって、割り付け（図６の丸印）が済んだか否かを
調べる。割り付け済み（ｙｅｓ）ならば、スケジューリ
ングを終了する。割り付け未了（ｎｏ）の場合は、ステ
ップ８０３に移り、次の無線スレーブ局の周期割り付け
を始める。先ず、ステップ８０３では、割り付け未了の
無線スレーブ局のうち、最小のＷＮＩＤの無線スレーブ
局ｉを割り付け対象として選定する。次いで、ステップ
８０４で、図３のリフレッシュ周期設定テーブル１から
リフレッシュ周期Ｔｉ（＃１の場合「４」）を取得し、
次のステップ８０５で、図４の重み設定テーブル２か
ら、図５に示した、無線スレーブ局ｉの処理の重み（処
理時間）（＃１の場合「１２ｍｓ」）を算出する。

【００３６】次のステップ８０６では、無線スレーブ局
ｉの処理スロットを１２のスロットの中から割り付け
る。無線スレーブ局ｉのリフレッシュ周期Ｔｉ以下の番
号のスロットにスロット列の最初の割り付けをしない
と、周期Ｔｉが維持できないから、また、各スロットの
算出処理時間は、できるだけ小さくして通信サイクル時
間を短くしたいから、リフレッシュ周期Ｔｉ以下の範囲
内のスロットで、スロットの算出処理時間（このスロッ
トに既に割り付けられた各無線スレーブ局の算出処理時
間の和）が最も小さいスロットＸに、無線スレーブ局ｉ
のＩ／Ｏリフレッシュを割り付ける（図６の丸印）（＃
１の場合「Ｘ＝１」）。

【００３７】上記ステップ８０６での無線スレーブ局ｉ
のＩ／Ｏリフレッシュの最初の割り付けを終えると、次
のステップ８０７で、更にもうひとつの割り付けが可能
か否かを調べる。「直前に割り付けたＸ」＋「リフレッ
シュ周期Ｔｉ」が、スロット数Ｔ以下（ｙｅｓ）なら
ば、更に割り付けが可能なので、ステップ８０８の割り
付け処理に移る。スロット数Ｔを越えていれば（ｎ
ｏ）、ステップ８０２に戻って、次の無線スレーブ局の
割り当てに入る。

【００３８】ステップ８０８では、（Ｘ＋Ｔｉ）番目の
スロットに無線スレーブ局ｉの次のＩ／Ｏリフレッシュ
を割り付ける（＃１の場合「５」）。次いで、ステップ
８０９に進んで、更にその先のスロットに割り付けでき
るかを調べるために、ＸにＴｉを加算し（＃１の場合、
加算結果は「Ｘ＝５」）、ステップ８０７へ戻り、Ｘ＋
Ｔｉ≦Ｔとなるまで、ステップ８０７〜８０９のループ
を繰り返す（＃１の場合、更に「Ｘ＝９」が割り付けら
れる）。

【００３９】このようにして得られたスケジューリング
テーブル４（図６参照）においては、スロット２とスロ
ット８で算出通信サイクル時間が最大値「７１ｍｓ」と
なっている。この「７１ｍｓ」は、毎通信サイクルに全
ての無線スレーブ局のＩ／Ｏリフレッシュを行う従来の
場合の算出通信サイクル時間「１１３ｍｓ」の６０％程
に減少しており、その分、通信サイクル時間の短縮がで
きて、高速な応答性のＦＡ用ネットワークを構築するこ
とができる。また、算出通信サイクル時間の最大値が小
さければ、十分な余裕を持たせて実通信サイクル時間を
設定することができ、余裕時間をデータの再送、リカバ
リ処理に当てることもでき、これらの処理の必要度が高
い無線通信においては特に好都合である。

【００４０】上述の実施の形態においては、各無線スレ
ーブ局は１スロットに最高１回のＩ／Ｏリフレッシュを
行うようにスケジューリングしたが、もし、非常に頻繁
にＩ／Ｏリフレッシュを必要とする無線スレーブ局があ
る場合は、この無線スレーブ局を１スロット（１通信サ
イクル）に複数回Ｉ／Ｏリフレッシュするようにスケジ
ューリングすることができる。図９および図１０に、そ
の場合のリフレッシュ周期設定テーブル１とスケジュー
リングテーブル４の例を示す。なお、重み設定テーブル
２は、図４のものを使用している。

【００４１】図９のリフレッシュ周期設定テーブル１に
おいて、１スロットに複数回Ｉ／Ｏリフレッシュを割り
付ける場合、リフレッシュ周期項に、例えば、回数の前
に「−］を付けて、通常の周期と区別して、毎スロット
複数回（図９の例では、２回）のＩ／Ｏリフレッシュを
指定する。この場合の図１０に示したスケジューリング
テーブル４生成プロセスのフローの詳細な説明は省略す
るが、図８の処理フローに準じて生成することができ
る。無線スレーブ局Ｓ２（＃２）の場合、図８のステッ
プ８０４の周期はＴｉ＝−２となり、ステップ８０６
で、図１０のように、全スロットに＃２を２個割り付け
る。割り付けに当たっては、無線スレーブ局Ｓ２が通信
サイクルの中で連続してＩ／Ｏリフレッシュすると、無
線マスタ局Ｍまたは無線スレーブ局Ｓ２でのデータの準
備が間に合わず、空のＩ／Ｏリフレッシュになることが
あるから、なるべく、その間に他の無線スレーブ局のＩ
／Ｏリフレッシュが実行されるようにする。図１０のス
ケジューリングテーブル４の例では、１回目の無線スレ
ーブ局Ｓ２のＩ／Ｏリフレッシュ＃２を２列目に、２回
目の無線スレーブ局Ｓ２のＩ／Ｏリフレッシュ＃２を５
列目にして、これらの間に他の無線スレーブ局Ｓ３、Ｓ
４のＩ／Ｏリフレッシュ＃３、＃４を挟んで配列し、ス
ロット１では＃１、＃２、＃４、＃２、スロット２では
＃２、＃３、＃２、＃５のように、上から下へ順次Ｉ／
Ｏリフレッシュを実行するようにセットしてある。

【００４２】この実施の形態のように、１通信サイクル
内で同一無線スレーブ局のＩ／Ｏリフレッシュを複数回
行えば、無線スレーブ局と無線マスタ局との応答、デー
タ交換が頻繁に行われ、ＩＮリフレッシュの回数が多く
なって、ＩＮデータの変化が速くＩ／Ｏリモートマスタ
局１０に伝わる等、高速応答を実現できる他、通信エラ
ー発生の場合にも、その回復が速やかに行われることに
なる。

【００４３】図１１は、スケジューリングテーブル４生
成プロセスの他の例のフローチャートを示す。図１１の
フローチャートは、スケジューリングテーブル４のスロ
ット毎の算出通信サイクル時間（図６、図１０参照）の
最大値が最も小さくなるように無線スレーブ局のＩ／Ｏ
リフレッシュを割り付ける例である。図１１において、
ステップ１１１では、図８のステップ８０１と同様に、
スケジューリングテーブル４のスロット数Ｔを算出す
る。

【００４４】次に、ステップ１１２に進んで、リフレッ
シュ周期設定テーブル１に設定された全ての無線スレー
ブ局について、スロット列の左から順に、そのリフレッ
シュ周期で仮に割り付けていく。例えば、図２の＃１に
付いては、スロット１、５、９を割り付け、＃３および
＃４に付いては、スロット１、３、５、７、９、１１を
割り付け、＃５に付いては、スロット１、７を割り付け
る。

【００４５】次に、ステップ１１３に進み、各スロット
に割り付けられた無線スレーブ局の算出時間（図５参
照）の和の最大値を求める。ステップ１１２から直接ス
テップ１１３にフローが来た場合、和の最大値は、スロ
ット１に現れ、上の例の場合、その値は、「１１３」で
ある。

【００４６】次のステップ１１４では、上記の和の最大
値を、割り付けの組み合わせ同士で比較し、和の最大値
が小さい値の方の組み合わせを残す。最初のフローで
は、比較する相手がないから、和の最大値「１１３」の
組み合わせを保存する。後に説明するステップ１１６経
由のフローの場合は、それまでに得られた和の最大値の
うち最も小さい和の最大値の組み合わせが、比較の相手
として残っているから、これと比較して、どちらか和の
最大値が小さい方の組み合わせを残す。

【００４７】次のステップ１１５では、後に説明する
「組み合わせのずらし作業」が終わって、全ての組み合
わせ操作が終わったか否かを調べる。初回は、勿論、終
わっていない（ｎｏ）から、ステップ１１６に進む。こ
こでは、ステップ１１２で仮にした割り当てを順次ずら
して新しい組み合わせを作る。上の例では、例えば、＃
５の割り付けを、スロット２、８にシフトし、他の無線
スレーブ局の割り付けは変えずにおく。その結果、ステ
ップ１１３での和の最大値は、スロット１、５、９に現
れ、その値は、「７８」となる。従って、ステップ１１
４では、２回目の組み合わせの方を残すことになる。同
様にして、＃５の割り付けを順次シフトし、また、他の
無線スレーブ局の割り付けも順次シフトして、各無線ス
レーブ局のリフレッシュ周期を維持しながら、Ｔ×ｎ
（無線スレーブ局数）通りの全ての組み合わせを順次比
較すると、ステップ１１５で、「総当たり終り」（ｙｅ
ｓ）となり、最後に残った組み合わせをスケジューリン
グテーブル４に採用する。このフローによれば、スロッ
ト毎の算出通信サイクル時間の最大値が最も小さくな
り、実通信サイクル時間を最も短くできる。実通信サイ
クル時間が短い程、ＦＡシステムの応答は迅速になり、
生産効率も向上する。

【００４８】

【発明の効果】上述のように、この発明によれば、無線
スレーブ局毎のリフレッシュ周期を設定するリフレッシ
ュ周期設定テーブルと、無線スレーブ局毎のＩ／Ｏリフ
レッシュ処理時間に影響を与える重み要素を設定する重
み設定テーブルと、上記リフレッシュ周期設定テーブル
のリフレッシュ周期と、上記重み設定テーブルの重み要
素とから、通信サイクルの各スロットでＩ／Ｏリフレッ
シュ処理を行う無線スレーブ局を割り付けるスケジュー
リングテーブルとを具備し、スケジューリングテーブル
に従って、無線マスタ局が無線スレーブ局とサイクリッ
クに通信してＩ／Ｏリフレッシュを行うようにしたか
ら、Ｉ／Ｏリフレッシュを必要とする頻度に応じて、各
無線スレーブ局のポーリングされる周期が定められ、そ
のＩ／Ｏリフレッシュに要する時間とポーリング周期と
から、通信サイクルの各スロットへＩ／Ｏリフレッシュ
する無線スレーブ局が分散して割り付けられることによ
り、通信サイクル時間を短くすることができ、再送処
理、誤り制御、無線中継等の高信頼度無線通信手法を採
用しても、無線通信の高速化がもたらされ、無線リモー
トＩ／Ｏ装置の応答性が向上する。

【００４９】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
において、上記スケジューリングテーブルのスロット毎
に割り付けられた無線スレーブ局の算出処理時間の和の
最大値ができるだけ小さくなるようにして、スケジュー
リングテーブルの割り付けを行うようにしたから、通信
サイクル時間を、算出される処理時間の和の最大値より
やや大きい一定値に設定して、簡単な定周期通信サイク
ル処理を行っても、通信サイクル時間が比較的短くで
き、無線通信の高速化が容易に実現できて、実用性が高
い。

【００５０】請求項３の発明によれば、請求項１の発明
において、上記重み設定テーブルの項目に無線中継段数
を含むようにすれば、Ｉ／Ｏリフレッシュ処理時間に、
中継に要する時間が加算され、無線中継を採用したＩ／
Ｏリフレッシュ処理時間が、Ｉ／Ｏリフレッシュのスケ
ジュールに反映され、無線中継局を備えた無線リモート
Ｉ／Ｏ装置の通信サイクル時間設定がより正確になる。

【００５１】請求項４の発明によれば、請求項１の発明
において、上記スケジューリングテーブルのひとつのス
ロットに同一の無線スレーブ局が複数割り付けられ、上
記ひとつのスロット内で、無線マスタ局が同一の無線ス
レーブ局と複数回Ｉ／Ｏリフレッシュを行うようにした
から、一通信サイクル内に複数回のＩ／Ｏリフレッシュ
を行う無線スレーブ局は、あたかも通信サイクルが実際
の通信サイクルの１／複数に短くなったように、頻繁に
Ｉ／Ｏリフレッシュされることになり、通信サイクルを
その分大幅に短縮した効果をもたらす。

【００５２】請求項５の発明によれば、無線マスタ局と
上記同一の無線スレーブ局との複数回のＩ／Ｏリフレッ
シュが、無線マスタ局と他の無線スレーブ局とのＩ／Ｏ
リフレッシュを挟んで行われるから、同一の無線スレー
ブ局のＩ／ＯリフレッシュとＩ／Ｏリフレッシュの間に
若干の時間間隔が生じ、同一の無線スレーブ局のＩ／Ｏ
リフレッシュが連続する場合に生じやすい「空のＩ／Ｏ
リフレッシュ」を避けられ、有効なＩ／Ｏリフレッシュ
を頻繁に行うことができる。

【００５３】請求項６の発明によれば、請求項１の発明
において、無線スレーブ局が、上記スケジューリングテ
ーブルの結果から無線マスタ局が決定した通信サイクル
時間に基づいて、無線マスタ局からのポーリングを監視
するようにしたから、無線マスタ局からのポーリングが
スケジュールどおりでなくなったとき、無線マスタ局が
これを検知して、通常のＩ／Ｏリフレッシュを中止し、
異常処理に切り換えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の無線リモートＩ／Ｏ装置を使用する
無線通信ネットワークの例を示す説明図。

【図２】この発明の無線リモートＩ／Ｏ装置におけるス
ケジューリング処理を示すブロック図。

【図３】この発明の無線リモートＩ／Ｏ装置におけるリ
フレッシュ周期設定テーブルの一実施の形態を示す説明
図。

【図４】この発明の無線リモートＩ／Ｏ装置における重
み設定テーブルの一実施の形態を示す説明図。

【図５】図４の重み設定テーブルからの処理時間算出値
を示す説明図。

【図６】図３のリフレッシュ周期設定テーブルおよび図
３の重み設定テーブルから得られたスケジューリングテ
ーブルを示す説明図。

【図７】この発明の無線リモートＩ／Ｏ装置における通
信処理フローを示すフローチャート。

【図８】この発明の無線リモートＩ／Ｏ装置におけるス
ケジューリングの一実施の形態のフローを示すフローチ
ャート。

【図９】この発明の無線リモートＩ／Ｏ装置におけるリ
フレッシュ周期設定テーブルの他の実施の形態を示す説
明図。

【図１０】図９のリフレッシュ周期設定テーブルおよび
図４の重み設定テーブルから得られたスケジューリング
テーブルを示す説明図。

【図１１】この発明の無線リモートＩ／Ｏ装置における
スケジューリングの他の実施形態のフローを示すフロー
チャート。

【符号の説明】

１リフレッシュ周期設定テーブル２重み設定テーブル３スケジューリング手段４スケジューリングテーブルＭ無線マスタ局ＮＷ１、ＮＷ２ネットワークＳ１無線中継局（無線スレーブ局）Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５無線スレーブ局

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無線マスタ局が、直接、あるいは、無線
中継局を介して、無線スレーブ局とサイクリックに通信
してＩ／Ｏリフレッシュを行う無線リモートＩ／Ｏ装置
において、無線スレーブ局毎のリフレッシュ周期を設定するリフレ
ッシュ周期設定テーブルと、無線スレーブ局毎のリフレッシュ処理時間に影響を与え
る重み要素を設定する重み設定テーブルと、上記リフレッシュ周期設定テーブルのリフレッシュ周期
と、上記重み設定テーブルの重み要素とから、通信サイ
クルの各スロットでリフレッシュ処理を行う無線スレー
ブ局を割り付けるスケジューリングテーブルとを具備
し、スケジューリングテーブルに従って、無線マスタ局が無
線スレーブ局とサイクリックに通信してＩ／Ｏリフレッ
シュを行うことを特徴とする無線リモートＩ／Ｏ装置。
【請求項２】上記スケジューリングテーブルに割り付
けられた無線スレーブ局の算出処理時間のスロット毎の
和の最大値が、できるだけ小さくなるように、スケジュ
ーリングテーブルの割り付けを行うことを特徴とする請
求項１記載の無線リモートＩ／Ｏ装置。
【請求項３】上記重み設定テーブルの項目に無線中継
段数が含まれることを特徴とする請求項１記載の無線リ
モートＩ／Ｏ装置。
【請求項４】上記スケジューリングテーブルのひとつ
のスロットに同一の無線スレーブ局が複数割り付けら
れ、上記ひとつのスロット内で、無線マスタ局が同一の
無線スレーブ局と複数回Ｉ／Ｏリフレッシュを行うこと
を特徴とする請求項１記載の無線リモートＩ／Ｏ装置。
【請求項５】無線マスタ局と上記同一の無線スレーブ
局との複数回のＩ／Ｏリフレッシュが、無線マスタ局と
他の無線スレーブ局とのＩ／Ｏリフレッシュを挟んで行
われるようにしたことを特徴とする請求項４記載の無線
リモートＩ／Ｏ装置。
【請求項６】無線スレーブ局が、上記スケジューリン
グテーブルの結果から無線マスタ局が決定した通信サイ
クル時間に基づいて、無線マスタ局からのポーリングを
監視することを特徴とする請求項１記載の無線リモート
Ｉ／Ｏ装置。