JPWO2012114436A1

JPWO2012114436A1 - 通信装置および通信方法

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Publication number: JPWO2012114436A1
Application number: JP2013500734A
Authority: JP
Inventors: 久文河本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-02-21
Filing date: 2011-02-21
Publication date: 2014-07-07
Anticipated expiration: 2031-02-21
Also published as: TWI500309B; DE112011104922B4; TW201236428A; WO2012114436A1; DE112011104922T5; KR20130124979A; US9385826B2; JP5383949B2; CN103380595A; CN103380595B; US20130329753A1

Abstract

管理局１０は、スレーブ局との間で通信を行う送信部１１および受信部１２と、各スレーブ局に対して遅延時間測定用フレームを送信し、各スレーブ局からの遅延時間測定用フレームに対する応答フレームを受信するとともに、遅延時間測定用フレームを送信してから応答フレームを受信するまでの間の経過時間を測定し、経過時間の１／２をスレーブ局の遅延時間として算出する遅延時間測定部１６と、遅延時間測定部１６で算出された遅延時間と、スレーブ局について過去に算出された遅延時間を平均した遅延判定値と、を比較してスレーブ局に遅延が発生しているかを各スレーブ局について判定し、スレーブ局に遅延が発生している場合に、ネットワークでの通信装置間の接続状態を示す接続構成情報を用いて遅延要素の位置を特定する遅延検出部１９と、を備える。

Description

この発明は、通信装置および通信方法に関するものである。

従来の通信システムにおいて、管理局がスレーブ局に対して各局の動作の同期を取るためには、管理局から各スレーブ局に同期フレームを送出し、同期フレームを受信したスレーブ局は、それを受信したタイミングで処理を開始する。

たとえば通信システムがライン型のネットワークで構成される場合には、管理局からの同期フレームが各スレーブ局に届くまでには、経路の途中に配置されるスレーブ局での転送処理時間や、各通信装置間を接続するケーブルの伝送遅延時間の影響によって到達時刻に差が生じる。

このような同期フレームの到達時刻の差を補正するために、各スレーブ局は、同期フレームが自局に到達するまでの遅延時間を把握し、その遅延時間に応じたオフセット値を各スレーブ局に与え、同期フレームの到達時刻にオフセット値を加算することで、同期時刻を合わせている。ここで、各スレーブ局が遅延時間を把握する方法として、管理局と各スレーブ局との間で往復される特定の信号の伝送時間を測定し、この伝送時間から伝送遅延時間を求める方法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

特開平１０−１３３９４号公報

上記従来の技術では、ネットワーク上のいずれかのスレーブ局が故障したり、ハブが追加されたりなどして、想定外の遅延が発生した場合に、それによる遅延を考慮しないまま同期フレームが送出されると、管理局から見て故障したスレーブ局以降のスレーブ局、または追加されたハブ以降のスレーブ局に同期フレームの到達する時間が遅れることによって、同期時刻が合わなくなる（同期外れ）事象が発生する。しかし、このような想定外の遅延要素がネットワークに発生した場合の発生箇所を特定することができないという問題点があった。

この発明は上記に鑑みてなされたもので、管理局と複数のスレーブ局とが伝送路を介して接続され、複数のスレーブ局間で同期を取りながら通信を行う通信システムで、想定外の遅延の発生を検出するとともに、遅延要素の発生箇所を特定することができる通信装置および通信方法を得ることを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明にかかる通信装置は、複数のスレーブ局とネットワークを介して接続され、前記ネットワーク上での論理リングを管理し、前記スレーブ局との間で所定の通信周期で前記スレーブ局との間で通信を行う通信装置において、前記スレーブ局との間で通信を行う通信手段と、前記各スレーブ局に対して遅延時間測定用フレームを前記通信手段を介して送信し、前記各スレーブ局からの前記遅延時間測定用フレームに対する応答フレームを前記通信手段を介して受信するとともに、前記遅延時間測定用フレームを送信してから前記応答フレームを受信するまでの間の経過時間を測定し、前記経過時間の１／２を前記スレーブ局の遅延時間として算出する遅延時間測定手段と、前記遅延時間測定手段で算出された前記遅延時間と、前記スレーブ局について過去に算出された前記遅延時間を平均した遅延判定値と、を比較して前記スレーブ局に遅延が発生しているかを前記各スレーブ局について判定し、前記スレーブ局に遅延が発生している場合に、前記ネットワークでの当該通信装置と前記複数のスレーブ局との間の接続状態を示す接続構成情報を用いて遅延要素の位置を特定する遅延検出手段と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、スレーブ局の遅延時間が過去に測定した平均遅延時間に比べて大きい場合に、遅延要素が発生していると判定し、その箇所を接続構成情報を用いて特定するようにしたので、ネットワーク上にスレーブ局の故障や追加によって、想定外の遅延が発生した場合でも、その遅延要素がどの場所で発生したかを即座に判断することができるという効果を有する。

図１は、この発明の実施の形態による通信システムの構成の一例を模式的に示す図である。図２は、実施の形態による管理局の構成の一例を模式的に示す図である。図３は、遅延時間測定処理の手順の一例を示すフローチャートである。図４は、遅延時間測定処理の概要を示す図である。図５は、平均遅延時間算出処理の手順の一例を示すフローチャートである。図６は、遅延検出処理の手順の一例を示すフローチャートである。図７は、ネットワーク上に遅延要素が発生した場合の通信システムの動作の一例を模式的に示す図である。図８は、ライン型とスター型とが混在したネットワーク上に遅延要素が発生した場合の通信システムの動作の一例を模式的に示す図である。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる通信装置および通信方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、この発明の実施の形態による通信システムの構成の一例を模式的に示す図である。通信システムは、１台の管理局１０と複数台のスレーブ局３０（３０Ａ〜３０Ｄ）とが伝送路５０で接続され、ネットワークを構成している。この例では、管理局１０に４台のスレーブ局３０Ａ〜３０Ｄがライン状に接続されている。管理局１０はネットワーク上で通信権を与える順番（論理リング）を管理し、所定の通信周期で通信を行うように通信を管理している。管理局１０は、たとえばスレーブ局３０Ａ〜３０Ｄに対してスレーブ局３０Ａ〜３０Ｄに接続される制御対象を駆動する制御データを所定の通信周期で送信し、スレーブ局３０Ａ〜３０Ｄは制御データに基づいて制御対象を制御するとともに、制御対象の制御状態を示す状態データを管理局１０に所定の通信周期で送信する。

図２は、実施の形態による管理局の構成の一例を模式的に示す図である。管理局１０は、送信部１１、受信部１２、タイマ部１３、接続構成情報記憶部１４、フレーム処理部１５、遅延時間測定部１６、平均遅延時間算出部１７、遅延時間記憶部１８、遅延検出部１９、出力部２０およびこれらの各処理部を制御する制御部２１を備える。

送信部１１は、フレーム処理部１５によって生成されるフレームや遅延時間測定部１６によって生成される遅延時間測定用フレーム（以下、測定用フレームという）を送信し、受信部１２は、自装置宛てのフレームを受信する。これらの送信部１１と受信部１２とは通信手段を構成する。タイマ部１３は、各スレーブ局３０Ａ〜３０Ｄの伝送遅延時間（以下、遅延時間という）の測定の際に用いられ、測定用フレームの送信時に起動され、遅延時間測定用応答フレーム（以下、応答フレームという）の受信時に停止される。

接続構成情報記憶部１４は、通信システムにおける各通信装置の接続構成情報（ネットワークトポロジ情報）を記憶する。たとえば、図１に示される通信システムでは、管理局１０にスレーブ局３０Ａが接続され、スレーブ局３０Ａにはスレーブ局３０Ｂが接続され、スレーブ局３０Ｂにはスレーブ局３０Ｃが接続され、そしてスレーブ局３０Ｃにはスレーブ局３０Ｄが接続されていることを示す接続構成情報が記憶される。

フレーム処理部１５は、スレーブ局３０Ａ〜３０Ｄに対して送信するフレームを生成して送信部１１に出力し、受信部１２で受信されたフレーム内のデータをたとえば他の処理部が使用可能な状態にする受信処理を行う。通常処理時においては、各スレーブ局３０Ａ〜３０Ｄに対して所定の通信周期で制御データなどを含む同期フレームを生成し、各スレーブ局３０Ａ〜３０Ｄから受信したフレームから状態データを取得する。

遅延時間測定部１６は、各スレーブ局３０Ａ〜３０Ｄの遅延時間を測定する。具体的には、測定用フレームを生成し、送信部１１から１つのスレーブ局３０に送信する際にタイマ部１３での計時をスタートさせる。そして、スレーブ局３０での測定用フレームに対する応答である応答フレームの受信部１２での受信時にタイマ部１３での計時を止め、タイマ部１３で計時されたタイマ値の１／２の値をそのスレーブ局３０の遅延時間とする。そして、この処理を接続構成情報記憶部１４の接続構成情報に基づいてネットワークに存在する全てのスレーブ局３０Ａ〜３０Ｄに対して順に実行する。

平均遅延時間算出部１７は、遅延時間測定部１６によって過去に算出された遅延時間を用いて、各スレーブ局３０Ａ〜３０Ｄの遅延判定値となる平均遅延時間を算出し、遅延時間記憶部１８に記憶する。また、遅延時間記憶部１８は、スレーブ局３０Ａ〜３０Ｄと平均遅延時間とを対応付けた平均遅延時間情報を記憶する。

平均遅延時間として、たとえば通信システムの始動時に所定の回数分の遅延時間測定処理を行った結果の平均値を用い、その後に通信システムの初期化処理が行われるまでの間これを固定的に用いるようにしてもよい。この場合には、つぎに通信システムが初期化されるまで平均遅延時間は更新されない。

また、平均遅延時間として、現在から、過去の決められた回数分の測定した遅延時間の平均値を求めるようにしてもよい。この場合の回数の決定方法として、遅延時間の長さに応じて回数を可変としてもよいし、計算によって求められた平均値の変動量に応じて回数を可変としてもよい。この場合には、たとえば平均遅延時間情報には、平均遅延時間とともに、所定の回数分の遅延時間の測定結果がスレーブ局３０Ａ〜３０Ｄに対応付けられて記憶される。また、平均遅延時間は、測定が実行されるたびに更新されることになる。

さらに、平均遅延時間として、予め決められた時刻からスタートして、そこから測定した回数分の平均値を用いるようにしてもよい。ここで、決められた時刻とは、ネットワークの全てのスレーブ局３０Ａ〜３０Ｄが動作を開始する時刻としてもよいし、またいずれかのスレーブ局３０Ａ〜３０Ｄから想定外の遅延が発生したことを検出した時刻としてもよい。

遅延検出部１９は、遅延時間測定部１６によって算出された遅延時間と、遅延時間記憶部１８に記憶された平均遅延時間と、を比較してネットワークに遅延要素が発生したかを判定し、遅延要素の発生を検出した場合には、その場所を特定する。具体的には、遅延時間が平均遅延時間に対して所定の割合だけずれている場合に、遅延が発生していると判定する。また、各スレーブ局３０Ａ〜３０Ｄの遅延の発生の有無と、スレーブ局３０Ａ〜３０Ｄの接続状態を示す接続構成情報とから、遅延要素の発生箇所を特定する。なお、遅延と判定する場合に、遅延時間が平均遅延時間からどの程度乖離しているかについては、ネットワークごとに設定され、遅延要素が発生したと判定する基準を、たとえば平均遅延時間の１０％変化した場合としたり、５０％変化した場合としたりすることができる。また、ずれの割合で遅延を検出するのではなく、遅延時間と平均遅延時間との差が所定の値以上ある場合に、遅延が発生していると判定してもよい。

出力部２０は、遅延検出部１９によって遅延要素の発生が検出された場合に警告を出力する。たとえば、ＬＥＤ（Light-Emitting Diode）のような表示機能（警告表示手段）を管理局１０に設け、点灯させてもよいし、遅延要素が発生した箇所に近いスレーブ局３０Ａ〜３０Ｄの警告表示手段としてのＬＥＤまたは遅延要素が発生したスレーブ局３０Ａ〜３０Ｄの警告表示手段としてのＬＥＤに点灯させてもよい。さらに、それぞれのＬＥＤを同時に点灯させてもよい。さらにまた、出力部２０が表示装置で構成される場合には、接続構成情報から得られる各通信装置の接続関係を表示させるとともに、遅延要素の発生箇所を通信装置の接続関係上に重ねて表示させてもよい。

この通信システムで使用されるスレーブ局３０Ａ〜３０Ｄは、測定用フレームを受信すると直ちに応答フレームを管理局１０宛てに返信する以外は、通常の同期通信を実現させるために用いられるスレーブ局３０Ａ〜３０Ｄの構成と同様であるので、その説明を省略する。

つぎに、この通信システムにおける処理について説明する。以下では、遅延時間測定処理、平均遅延時間算出処理、遅延検出処理の順に説明を行う。

＜遅延時間測定処理＞
図３は、遅延時間測定処理の手順の一例を示すフローチャートである。まず、管理局１０の遅延時間測定部１６は、接続構成情報記憶部１４の接続構成情報から１つのスレーブ局３０を選択し（ステップＳ１１）、そのスレーブ局３０宛てに測定用フレームを生成する（ステップＳ１２）。そして、送信部１１から測定用フレームを送信すると同時に、遅延時間測定部１６は、タイマ部１３で計時を開始する（ステップＳ１３）。

スレーブ局３０では、測定用フレームを受信すると（ステップＳ１４）、管理局１０に対して即座に応答フレームを送信する（ステップＳ１５）。管理局１０の受信部１２は、ステップＳ１３で測定用フレームを送信したスレーブ局３０からの応答フレームを受信すると同時に、遅延時間測定部１６は、タイマ部１３での計時を停止する（ステップＳ１６）。その後、遅延時間測定部１６は、停止したタイマ部１３のタイマ値の１／２の値をステップＳ１１で選択したスレーブ局３０の遅延時間として算出する（ステップＳ１７）。算出された遅延時間はたとえば遅延時間記憶部１８にスレーブ局３０に対応付けて記憶される（ステップＳ１８）。このとき、タイマ値がリセットされる。

その後、管理局１０の遅延時間測定部１６は、ネットワーク中の全てのスレーブ局３０に対して遅延時間を測定したかを判定し（ステップＳ１９）、全てのスレーブ局３０に対して遅延時間を測定していない場合（ステップＳ１９でＮｏの場合）には、ステップＳ１１へと戻り、上述した処理が繰り返し実行される。また、全てのスレーブ局３０に対して遅延時間を測定した場合には、処理が終了する。

図４は、遅延時間測定処理の概要を示す図である。たとえば、図１に示されるネットワーク構成の場合には、図４に示されるように遅延時間の測定処理を行う。すなわち、管理局１０は、最初にスレーブ局３０Ａを選択し、スレーブ局３０Ａに対して測定用フレーム１１０を送信すると同時にタイマ部１３による計時を開始する。スレーブ局３０Ａは測定用フレーム１１０を受信すると、管理局１０に対して即座に応答フレーム１１１を送信する。管理局１０は、応答フレーム１１１を受信するとタイマ部１３による計時を停止する。そして、タイマ値の１／２をスレーブ局３０Ａの遅延時間として算出し、記憶する。

ついで、管理局１０は、スレーブ局３０Ｂを選択し、同様に管理局１０とスレーブ局３０Ｂとの間で測定用フレーム１１２と応答フレーム１１３を用いてスレーブ局３０Ｂの遅延時間を算出し、記憶する。その後、管理局１０は、スレーブ局３０Ｃ，３０Ｄを順に選択し、同様にしてスレーブ局３０Ｃ，３０Ｄの遅延時間を算出し、記憶する。スレーブ局３０Ｄの遅延時間を記憶した後、ネットワークには他のスレーブ局が存在しないので、管理局１０は、遅延時間の測定処理を終了する。

＜平均遅延時間算出処理＞
ここでは、通信システムの初期化処理後に平均遅延時間の算出処理を行う場合のように、予め決められた回数の遅延時間測定処理を行った後に平均遅延時間を算出する場合を例に挙げて説明する。

図５は、平均遅延時間算出処理の手順の一例を示すフローチャートである。まず、管理局１０の遅延時間測定部１６は、遅延時間測定処理を行う（ステップＳ３１）。この遅延時間測定処理は、図３のフローチャートに示した処理である。ついで、管理局１０の遅延時間測定部１６は、所定の回数分の遅延時間測定処理を行ったかを判定する（ステップＳ３２）。所定の回数分の遅延時間測定処理が行われていない場合（ステップＳ３２でＮｏの場合）には、遅延時間測定部１６はステップＳ３１へと戻る。また、所定の回数分の遅延時間測定処理が行われた場合（ステップＳ３２でＹｅｓの場合）には、平均遅延時間算出部１７は、各スレーブ局３０に対して、遅延時間記憶部１８に記憶された所定の回数分の遅延時間の平均値をとり、平均遅延時間を算出する（ステップＳ３３）。そして、平均遅延時間をスレーブ局３０に対応付けて遅延時間記憶部１８に記憶して（ステップＳ３４）、平均遅延時間算出処理が終了する。

＜遅延検出処理＞
図６は、遅延検出処理の手順の一例を示すフローチャートである。まず、管理局１０の遅延時間測定部１６は、遅延時間測定処理を行う（ステップＳ５１）。この遅延時間測定処理は、図３のフローチャートに示した処理である。ついで、遅延検出部１９は、接続構成情報記憶部１４の接続構成情報から１つのスレーブ局３０を選択し（ステップＳ５２）、そのスレーブ局３０について遅延時間測定処理で算出した遅延時間と、遅延時間記憶部１８中の平均遅延時間とを比較し、想定外の遅延が発生しているかを判定する（ステップＳ５３）。

想定外の遅延が発生していない場合（ステップＳ５３でＮｏの場合）には、そのスレーブ局３０は正常状態であると判断する（ステップＳ５４）。一方、想定外の遅延が発生している場合（ステップＳ５３でＹｅｓの場合）には、そのスレーブ局３０では想定外の遅延が発生しているものとする（ステップＳ５５）。

その後またはステップＳ５４の後、全てのスレーブ局３０について遅延検出処理を行ったかを判定し（ステップＳ５６）、全てのスレーブ局３０について遅延検出処理を行っていない場合（ステップＳ５６でＮｏの場合）には、ステップＳ５１へと戻る。

また、全てのスレーブ局３０について遅延検出処理を行った場合（ステップＳ５６でＹｅｓの場合）には、想定外の遅延が検出されたスレーブ局３０が１つでもあったかを判定する（ステップＳ５７）。想定外の遅延が検出されたスレーブ局３０が１つもない場合（ステップＳ５７でＮｏの場合）には、通信システムでは同期外れが生じるほどの想定外の遅延は発生していない正常状態であると判定する（ステップＳ５８）。その後、前回測定用フレームを送信してから所定の時間が経過したかを判定し（ステップＳ５９）、所定の時間が経過していない場合（ステップＳ５９でＮｏの場合）には、待ち状態となる。また、所定の時間が経過した場合（ステップＳ５９でＹｅｓの場合）には、ステップＳ５１へと処理が戻る。

一方、ステップＳ５７で想定外の遅延が検出されたスレーブ局が１つでもある場合（ステップＳ５７でＹｅｓの場合）には、通信システムでは同期外れが生じるほどの想定外の遅延が発生している状態であると判定する（ステップＳ６０）。その後、遅延検出部１９は、接続構成情報記憶部１４の接続構成情報を用いて、遅延要素の位置を特定する（ステップＳ６１）。たとえば、接続構成情報上で、想定外の遅延が検出されたスレーブ局３０と想定外の遅延が検出されなかったスレーブ局３０との境界で遅延要素が存在する、あるいはその境界に最も近い、想定外の遅延が検出されたスレーブ局３０に遅延要素が存在すると考えられる。その後、遅延検出部１９は、遅延要素に近いスレーブ局３０の位置情報を出力する（ステップＳ６２）。たとえば、上記の例では、上記境界を挟んだ想定外の遅延が検出されたスレーブ局３０と想定外の遅延が検出されなかったスレーブ局３０が遅延要素に近いスレーブ局３０として取得される。そして、管理局１０の出力部２０は、自装置に設けられたＬＥＤなどの警告表示灯を点灯させたり、想定外の遅延が検出されたスレーブ局３０に設けられたＬＥＤなどの警告表示灯を点灯させたり、あるいは自装置に設けられた液晶表示装置などの表示手段に接続構成情報に基づく接続状態図を表示し、その上に遅延要素の発生箇所を重ねて表示させたりすることができる。以上によって、遅延検出処理が終了する。

なお、想定外の遅延を検出した場合において、管理局１０の遅延検出部１９は、通信システムでの通信を停止するようにしてもよいし、遅延が発生したと判定されるスレーブ局３０に対してステップＳ５１で算出された遅延時間を新たな平均遅延時間として、遅延時間記憶部１８に記憶し、その値を基に遅延検出処理を行うようにしてもよい。また、遅延検出部１９は、接続構成情報を用いて、管理局１０に近いスレーブ局３０から順に遅延時間測定処理を行うようにすることで、効率よく遅延要素の発生箇所を特定することができる。

図７は、ネットワーク上に遅延要素が発生した場合の通信システムの動作の一例を模式的に示す図である。ここでは、図１の通信システムでスレーブ局３０Ｂとスレーブ局３０Ｃの間に何らかの遅延要素１４０が発生したものとする。つまり、管理局１０がスレーブ局３０Ａ，３０Ｂにそれぞれ測定用フレーム１１０，１１２を送信してから応答フレーム１１１，１１３を受信するまでの時間を測定することによって計算した遅延時間が、遅延時間記憶部１８に記憶されたスレーブ局３０Ａ，３０Ｂの平均遅延時間と比較して、所定の範囲内に収まっている。一方、管理局１０がスレーブ局３０Ｃ，３０Ｄにそれぞれ測定用フレーム１１４，１１６を送信してから応答フレーム１１５，１１７を受信するまでの時間を測定することによって計算した遅延時間が、遅延時間記憶部１８に記憶されたスレーブ局３０Ｃ，３０Ｄの平均遅延時間と比較して、所定の範囲から大きく外れていることを検出する。このとき、スレーブ局３０Ｂでは想定外の遅延が発生しておらず、スレーブ局３０Ｃで想定外の遅延が発生しているので、遅延要素１４０はスレーブ局３０Ｂとスレーブ局３０Ｃとの間の伝送路５０上、またはスレーブ局３０Ｃで発生したものと判断する。そして、出力部２０に遅延要素１４０が発生したことを示す警告を出力する。たとえば管理局１０に設けられた警告表示灯１５０を点灯させるようにしてもよいし、遅延要素１４０の発生箇所に近いスレーブ局３０Ｂおよび／またはスレーブ局３０Ｃに設けられた警告表示灯１５１，１５２を点灯させるようにしてもよい。

なお、上記した例では、ライン状に管理局１０とスレーブ局３０Ａ〜３０Ｄが接続されたネットワーク構成について説明したが、この発明がこれに限定されるものではなく、スター型のネットワークやライン型とスター型とが混在したネットワークに対しても適用することができる。

図８は、ライン型とスター型とが混在したネットワーク上に遅延要素が発生した場合の通信システムの動作の一例を模式的に示す図である。この例では、図１のネットワークで、スレーブ局３０Ａとスレーブ局３０Ｂとの間にハブ６０が設けられ、このハブ６０にスレーブ局３０Ｅ〜３０Ｇがライン状にさらに接続される例が示されている。遅延時間の測定処理は、スレーブ局３０Ａ〜３０Ｄに対しては、図４や図７で説明したものと同様に行われた後、スレーブ局３０Ｅ〜３０Ｇに対しては、それぞれ測定用フレーム１２０，１２２，１２４とその応答フレーム１２１，１２３，１２５をやり取りすることによって遅延時間の測定処理が順に行われる。

そして、ここでは、スレーブ局３０Ｅとスレーブ局３０Ｆの間に何らかの遅延要素１４１が発生したものとする。つまり、管理局１０がスレーブ局３０Ｅに測定用フレーム１２０を送信してから応答フレーム１２１を受信するまでの時間を測定することによって計算した遅延時間が、遅延時間記憶部１８に記憶されたスレーブ局３０Ｅの平均遅延時間と比較して、所定の範囲内に収まっている。しかし、管理局１０がスレーブ局３０Ｆに測定用フレーム１２２を送信してから応答フレーム１２３を受信するまでの時間を測定することによって計算した遅延時間が、遅延時間記憶部１８に記憶されたスレーブ局３０Ｆの平均遅延時間と比較して、所定の範囲から大きく外れていることを検出する。このとき、スレーブ局３０Ｅでは想定外の遅延が発生しておらず、スレーブ局３０Ｆで想定外の遅延が発生しているので、遅延要素１４１はスレーブ局３０Ｅとスレーブ局３０Ｆとの間の伝送路５０上、またはスレーブ局３０Ｆで発生したものと判断する。そして、出力部２０に遅延要素１４１が発生したことを示す警告を出力する。たとえば管理局１０に設けられた警告表示灯１５０を点灯させるようにしてもよいし、遅延要素１４１の発生箇所に近いスレーブ局３０Ｅおよび／またはスレーブ局３０Ｆに設けられた警告表示灯１５３，１５４を点灯させるようにしてもよい。

この実施の形態によれば、ネットワーク上にスレーブ局３０の故障や追加によって、想定外の遅延が発生した場合でも、その遅延要素がどの場所で発生したかを即座に判断することができ、警告表示によって視覚的に遅延要素の発生箇所を明示することができるという効果を有する。

以上のように、この発明にかかる通信装置は、周期的にデータをやり取りするネットワークに有用である。

１０管理局
１１送信部
１２受信部
１３タイマ部
１４接続構成情報記憶部
１５フレーム処理部
１６遅延時間測定部
１７平均遅延時間算出部
１８遅延時間記憶部
１９遅延検出部
２０出力部
２１制御部
３０，３０Ａ〜３０Ｇスレーブ局
５０伝送路
６０ハブ

上記目的を達成するため、この発明にかかる通信装置は、複数のスレーブ局とネットワークを介して接続され、前記ネットワーク上での論理リングを管理し、前記スレーブ局との間で所定の通信周期で前記スレーブ局との間で通信を行う通信装置において、前記スレーブ局との間で通信を行う通信手段と、前記各スレーブ局に対して遅延時間測定用フレームを前記通信手段を介して送信し、前記各スレーブ局からの前記遅延時間測定用フレームに対する応答フレームを前記通信手段を介して受信するとともに、前記遅延時間測定用フレームを送信してから前記応答フレームを受信するまでの間の経過時間を測定し、前記経過時間に所定の値を掛けた値を前記スレーブ局の遅延時間として算出する遅延時間測定手段と、前記遅延時間測定手段で算出された前記遅延時間と、前記スレーブ局について過去に算出された前記遅延時間を平均した遅延判定値と、を比較して前記スレーブ局に遅延が発生しているかを前記各スレーブ局について判定し、前記スレーブ局に遅延が発生している場合に、前記ネットワークでの当該通信装置と前記複数のスレーブ局との間の接続状態を示す接続構成情報を用いて遅延要素の位置を特定する遅延検出手段と、を備えることを特徴とする。

Claims

複数のスレーブ局とネットワークを介して接続され、前記ネットワーク上での論理リングを管理し、前記スレーブ局との間で所定の通信周期で前記スレーブ局との間で通信を行う通信装置において、
前記スレーブ局との間で通信を行う通信手段と、
前記各スレーブ局に対して遅延時間測定用フレームを前記通信手段を介して送信し、前記各スレーブ局からの前記遅延時間測定用フレームに対する応答フレームを前記通信手段を介して受信するとともに、前記遅延時間測定用フレームを送信してから前記応答フレームを受信するまでの間の経過時間を測定し、前記経過時間の１／２を前記スレーブ局の遅延時間として算出する遅延時間測定手段と、
前記遅延時間測定手段で算出された前記遅延時間と、前記スレーブ局について過去に算出された前記遅延時間を平均した遅延判定値と、を比較して前記スレーブ局に遅延が発生しているかを前記各スレーブ局について判定し、前記スレーブ局に遅延が発生している場合に、前記ネットワークでの当該通信装置と前記複数のスレーブ局との間の接続状態を示す接続構成情報を用いて遅延要素の位置を特定する遅延検出手段と、
を備えることを特徴とする通信装置。
前記接続構成情報に基づく当該通信装置と前記複数のスレーブ局との間の接続状態図上に、前記遅延要素の位置を表示する表示手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
前記遅延要素の位置である前記スレーブ局、または前記遅延要素の位置に近い前記スレーブ局が有する警告表示手段に、前記遅延要素の発生を示す警告表示を行う出力手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
前記遅延検出手段は、前記遅延時間が前記遅延判定値から所定の量または割合だけ乖離した場合に、前記遅延時間を新しい前記遅延判定値として設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の通信装置。
前記ネットワークは、ライン型および／またはスター型であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の通信装置。
管理局と複数のスレーブ局とがネットワークを介して接続され、前記管理局が前記ネットワーク上での論理リングを管理し、前記スレーブ局との間で所定の通信周期で通信を行う通信システムでの通信方法において、
前記管理局が、前記スレーブ局に対して遅延時間測定用フレームを送信し、計時を開始する計測用フレーム送信工程と、
前記スレーブ局が、前記遅延時間測定用フレームに対する応答フレームを送信する応答フレーム送信工程と、
前記管理局が、前記応答フレームを受信し、前記遅延時間測定用フレームの送信から前記応答フレームの受信までの経過時間の計時を終了する応答フレーム受信工程と、
前記経過時間の１／２を前記スレーブ局の遅延時間として算出する遅延時間算出工程と、
算出された前記遅延時間と、前記スレーブ局について過去に算出された前記遅延時間を平均した遅延判定値と、を比較して前記スレーブ局に遅延が発生しているかを前記各スレーブ局について判定する遅延判定工程と、
前記スレーブ局に遅延が発生している場合に、前記ネットワークでの前記管理局と前記複数のスレーブ局との間の接続状態を示す接続構成情報を用いて遅延要素の位置を特定する遅延要素特定工程と、
を含み、
前記計測用フレーム送信工程から前記遅延要素特定工程までの処理を前記各スレーブ局に対して行うことを特徴とする通信方法。
前記接続構成情報に基づく当該通信装置と前記複数のスレーブ局との間の接続状態図上に、前記遅延要素の位置を表示する表示工程をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の通信方法。
前記遅延要素の位置である前記スレーブ局、または前記遅延要素の位置に近い前記スレーブ局が有する警告表示手段に、前記遅延要素の発生を示す警告表示を行う出力工程をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の通信方法。
前記遅延判定工程では、前記遅延時間が前記遅延判定値から所定の量または割合だけ乖離した場合に、前記遅延時間を新しい前記遅延判定値として設定することを特徴とする請求項６〜８のいずれか１つに記載の通信方法。
前記ネットワークは、ライン型および／またはスター型であることを特徴とする請求項６〜９のいずれか１つに記載の通信方法。