JPWO2012124392A1 - ネットワークシステム、マスター装置およびネットワークシステムの制御方法 - Google Patents

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Abstract

マスター装置（２００）と、複数のスレーブ装置と、下流側に複数のポートを有するハブ装置とから構成されるネットワークシステムであって、マスター装置（２００）は、装置の情報とトポロジの情報とが設定されている設定情報を記憶する記憶手段（２０４）と、実際のネットワークシステムを構成する装置の情報とそのトポロジの情報とを含む実構成情報を生成する実構成情報生成手段（２０２）と、実構成情報を設定情報と比較することにより各装置の接続先に誤りがないかどうかを判定する判定手段（２０３）を有し、判定手段（２０３）は、ハブ装置に接続されているスレーブ装置について、接続されているポートの位置が異なっていたとしても、スレーブ装置の接続先に誤りはないと判定するネットワークシステムを用いる。

Description

本発明は、ハブ装置を含むネットワークシステム、かかるネットワークシステムにおけるマスター装置、および、かかるネットワークシステムの制御方法に関する。
ＦＡ（Ｆａｃｔｏｒｙ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）の分野においては、様々な種類の装置が作業の工程を分担する制御が行われている。工場施設等一定の領域において作業に用いられる各種のコントローラやリモートＩ／Ｏ、製造装置を連携して動作させるために、これらの装置を接続する、フィールドネットワークとも呼ばれる産業用のネットワークシステムが構築されている。
多くの産業用ネットワークシステムでは、工場内に設置される生産設備のデータ収集及び制御を行う各種のスレーブ装置と、複数のスレーブ装置を集中管理するマスター装置を、通信バスを介して接続して生産設備の制御が行われる。
マスター装置とスレーブ装置を有するネットワークは、装置間の連携や配線の都合に応じて、直列状、リング状、ツリー状またはスター状など、様々なトポロジを取り得る。例えば直列状トポロジにおいては、全てのスレーブ装置はマスター装置を起点とした１本の伝送路の中に含まれる。マスター装置を上流とすると、上流側から流れてきた情報信号は伝送路に直列に接続されたスレーブ装置を次々と通過し、最下流のスレーブ装置に到達した後折り返してマスター装置に戻される。また、リング状トポロジにおいては、マスター装置は情報信号を送出する側と受信する側の２つのポートを持っており、送出された情報信号はスレーブ装置を次々と通過したのち、受信側のポートから戻ってくる。
このように、直列状トポロジやリング状トポロジでは、情報信号が分岐のない１本の伝送路を通過する。
一方、ツリー状またはスター状トポロジにおいては、マスター装置からの経路が分岐している。分岐箇所にはネットワーク機器としてハブ装置が配置される。ハブ装置は上流側に接続する１つのポートと、下流側にスレーブ装置を接続する複数のポートを有している。ハブ装置は、ネットワークの経路制御を担当するスレーブ装置の一種と見ることもできる。
なお、ＦＡの分野を対象とした産業用ネットワークの一例として、イーサネット（登録商標）の技術を適用した産業用イーサネット（登録商標）と呼ばれる技術の開発が進んでいる。産業用イーサネット（登録商標）は、工業用イーサネット（登録商標）またはリアルタイムイーサネット（登録商標）とも呼ばれ、イーサネット（登録商標）の技術や機器を様々なレイヤーでＦＡシステムに導入したネットワークシステムである。産業用イーサネット（登録商標）として様々な団体がオープンな規格を制定し公開しており、ＥＴＧ（ＥｔｈｅｒＣＡＴ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｇｒｏｕｐ）が推進するＥｔｈｅｒＣＡＴ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標） ｆｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：登録商標）もその一つである。
ＥｔｈｅｒＣＡＴの規格においても、数珠つなぎによる直列的な接続や、ハブ装置を用いた分岐を組み合わせることが可能であり、これにより上述した各種のトポロジをサポートしている。またＥｔｈｅｒＣＡＴにおいては、マスター装置から送出された情報信号（フレーム）は特定の宛先にのみ届くのではなく、同じ信号が全てのスレーブ装置を巡回する。制御動作の実行時には、情報信号にはスレーブ装置ごとの制御データが含まれているので、スレーブ装置は、情報信号が自身を通過していく間に、信号の中から自身を対象とした部分を読み出し、必要に応じて情報信号内容の書き換えを行う。したがって情報信号はネットワーク内の一箇所に留まることなく最下流まで到達するので、高速かつデータの衝突が起きない通信を実現できる。
上記のようにＥｔｈｅｒＣＡＴにおける情報信号は、いわば一筆書きのような経路をたどってネットワーク内を移動する。このような特性は分岐箇所を含むトポロジであっても変わらない。すなわち、マスター装置から送出された情報信号が分岐箇所であるハブ装置に到達すると、ハブ装置のポートの１つに接続されたスレーブ装置に送信される。そして、そのスレーブ装置の下流に他のスレーブ装置がある場合、情報信号は順次直列的に受け渡され、最下流まで到達した後ハブ装置に戻される。続いて、ハブ装置の別のポートに接続されたスレーブ装置に送信される。
ＥｔｈｅｒＣＡＴの規格に従ったネットワークシステムを設計する際には、上記のように、スレーブ装置間の接続順序やスレーブ装置をハブ装置のどのポートに接続するかなどを意識した設計を行うことが重要である。ＳＥのような専門知識や経験を有しない利用者がシステム設計や実機の組み立てを行う場合の設計作業を容易にするために、設計支援システムが提供される。設計支援システムは、マスター装置に接続された管理装置のような形式をとる。管理装置は、設定情報を作成するアプリケーションである設定ツールをインストールしたパーソナルコンピュータなどである。
特許文献１には、マスター装置とスレーブ装置を二重導線構造上で接続した通信システムが記載されている。
日本国公開特許公報「特表２０１０−５１０７４１号公報（２０１０年４月２日公表）」
上述したように、産業用のネットワークシステムにおいても、ハブ装置を用いることにより環境に応じた様々なトポロジを実現できる。ハブ装置は、下流側に複数の接続ポートを持つことにより伝送路を分岐させることができるほか、ケーブル長に制限のある場合にネットワーク長を延長させるリピータとして機能する。しかしながら産業用ネットワークシステムの種類によっては、規格の性質に起因して、通常のイーサネット（登録商標）とは異なる課題が生じる場合があるので以下に説明する。
ここで、イーサネット（登録商標）のような規格では、ネットワーク内での装置の並び順は特に限定されず、また分岐箇所においては、いずれのポートに接続された装置であってもスイッチングハブのような装置がフレームの振り分けを行う。これは各装置が、ネットワーク内の位置と関係なく割り当てられる、ｍａｃアドレスのような一意の物理アドレスを持つことによる。
一方、例えばＥｔｈｅｒＣＡＴの規格においては、接続順序に基づくネットワーク上の装置の位置が、マスター装置とスレーブ装置との間の情報伝達に意味を持つ。これは、スレーブ装置がｍａｃアドレスのような絶対的なアドレスを持たず、通信設定を開始するにあたり、マスター装置は、まず、ネットワーク内の位置を基にして各スレーブ装置を識別するためである。上述したとおり、マスター装置が送出する情報信号は全てのスレーブ装置を巡回する。通信設定の開始段階では、マスター装置から送出された情報信号が何番目に通過するスレーブ装置であるかという情報がスレーブ装置の識別のために用いられる。このような方法でスレーブ装置を識別して行う通信をポジションアドレスモードの通信という。マスター装置と各スレーブ装置とがポジションアドレスモードで通信できるようになると、スレーブ装置を設定するための情報がマスター装置からスレーブ装置に送信される。このような通信を経て、マスター装置は、制御実行時に各スレーブが情報信号の中のどの範囲の論理アドレスを使用すべきかについての情報を各スレーブに設定する。この論理アドレスを使用する通信を論理アドレスモードの通信という。また、各スレーブ装置にあらかじめエイリアスとよばれる固有のアドレスを設定しておき、ポジションアドレスモードの通信によってマスター装置が各スレーブ装置のエイリアスを収集し、各スレーブ装置のエイリアスをそのスレーブ装置のノードアドレスとして設定し、ノードアドレスを用いて通信するようにしてもよい。このような通信をノードアドレスモードの通信という。論理アドレスの設定に先行してノードアドレスの設定を行い、論理アドレスの設定をノードアドレスモードの通信によって行うようにしてもよい。
ところで、ＥｔｈｅｒＣＡＴのスレーブ装置に内蔵されるスレーブ回路（スレーブとして機能するＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなど）は４つのポートを有するのが一般的であり、その内の１つは上流側に接続するポートであるので、下流側に接続することができるポートは３つである。１つのスレーブ回路を用いてハブ装置を構成する場合、情報信号が各ポートを巡る順序は決まっているので、ポートに接続された他のスレーブ装置を情報信号が巡る順序は、当該他のスレーブ装置がどのポートに接続されたかに依存する。また、ＥｔｈｅｒＣＡＴのハブ装置に４つ以上の下流側ポートを持たせる場合は、内部的には複数のスレーブ回路を用いる必要がある。この場合にも、情報信号が当該４つ以上の下流側ポートを巡る順序はハブ装置の内部構成によって決まるので、ポートに接続された他のスレーブ装置を情報信号が巡る順序は、当該他のスレーブ装置がどのポートに接続されたかに依存する。
ここで、利用者が１つのハブ装置のうち２つのポートを指定して、それぞれにスレーブ装置を接続する場合を考える。設定情報においてはスレーブ装置Ａが上流側のポートに、スレーブ装置Ｂが下流側のポートに接続されているものとする。しかし利用者がポートを間違えて、スレーブ装置Ｂが上流側のポートに、スレーブ装置Ａが下流側のポートに接続された場合、本来はスレーブ装置Ａに先に情報信号が流れるべきところ、スレーブ装置Ｂに先に情報信号が流れる。その結果、マスター装置が、設定情報において規定されているとおりの順序にスレーブ装置Ａおよびスレーブ装置Ｂが接続されていることを前提としてポジションアドレスモードの通信を行うと、通信相手のスレーブ装置を誤ることになる。マスター装置が通信相手のスレーブ装置を誤ったままスレーブ装置に論理アドレスを設定すると、制御動作実行時にも誤った通信をしてしまうことになる。
上記のようにスレーブ装置を接続するポートの誤りや装置接続順序の誤りに起因してＦＡラインが動作しなくなる事態を防ぐために、ネットワークシステムの立ち上げ時に設定情報と実際の配線接続に差異がないか照合する方法が考案されている。ＥｔｈｅｒＣＡＴを含む産業用ネットワークの多くの規格ではかかる照合処理を定義し、照合の結果差異が見出された場合は利用者に配線や接続のやり直しを促すようにしている。
照合処理はネットワークを正常かつ期待通りに動作させるために必要なものであるが、一方では、利用者に手間をかけさせ、煩わしい思いをさせかねない。つまり、利用者は必ずしもネットワーク規格そのものやハブ装置の内部構成に詳しいわけではない。かかる利用者が複数のポートを持つハブ装置を見た場合、一般のイーサネット（登録商標）におけるスイッチングハブと同様に、ポートに応じた情報信号の巡回順序を意識せずに、スレーブ装置に接続するためのケーブルを任意のポートに挿す可能性がある。
すると上記の照合処理を行うネットワークシステムにおいては、ユーザは配線や接続のやり直しを求められてしまい、そのための作業に時間を割かれることになる。
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ネットワークシステム構築時にハブ装置にスレーブ装置を接続する際に、利用者にポートの違いを意識させないための技術を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用する。すなわち、
マスター装置と、複数のスレーブ装置と、上流側の装置に接続するためのポートおよび下流側の装置に接続するための複数のポートを有するハブ装置とから構成されるネットワークシステムであって、
前記マスター装置は、
ネットワークシステムを構成する装置の情報とそのトポロジの情報とが設定されている設定情報を記憶する記憶手段と、
実際のネットワークシステムにおいて各装置から収集した情報に基づいて、実際のネットワークシステムを構成する装置の情報とそのトポロジの情報とを含む実構成情報を生成する実構成情報生成手段と、
前記実構成情報を前記設定情報と比較することにより、実際のネットワークシステムにおいて各装置の接続先に誤りがないかどうかを判定する判定手段と、を有し、
前記判定手段は、ハブ装置の下流側のポートに接続されているスレーブ装置について、当該スレーブ装置が接続されているハブ装置が前記実構成情報と前記設定情報の間で同じものであれば、当該スレーブ装置が接続されているポートの位置が異なっていたとしても、当該スレーブ装置の接続先に誤りはないと判定することを特徴とするネットワークシステムである。
このようなネットワークシステムによれば、スレーブ装置が接続されているハブ装置が正しければ、接続先のポートが違っていたとしても正常に接続されていると認識することができるので、ネットワーク装置の配線接続を行う利用者がスレーブ装置をハブ装置のどのポートに接続するかに意識を取られずに作業することが可能となり、システム構築におけるユーザビリティを向上させることができる。
また、本発明を以下のようにとらえることも出来る。すなわち、
マスター装置と、複数のスレーブ装置と、上流側の装置に接続するためのポートおよび下流側の装置に接続するための複数のポートを有するハブ装置とから構成されるネットワークシステムにおけるマスター装置であって、
ネットワークシステムを構成する装置の情報とそのトポロジの情報とが設定されている設定情報を記憶する記憶手段と、
実際のネットワークシステムにおいて各装置から収集した情報に基づいて、実際のネットワークシステムを構成する装置の情報とそのトポロジの情報とを含む実構成情報を生成する実構成情報生成手段と、
前記実構成情報を前記設定情報と比較することにより、実際のネットワークシステムにおいて各装置の接続先に誤りがないかどうかを判定する判定手段と、を有し、
前記判定手段は、ハブ装置の下流側のポートに接続されているスレーブ装置について、当該スレーブ装置が接続されているハブ装置が前記実構成情報と前記設定情報の間で同じものであれば、当該スレーブ装置が接続されているポートの位置が異なっていたとしても、当該スレーブ装置の接続先に誤りはないと判定することを特徴とするマスター装置である。
また、本発明を以下のようにとらえることも出来る。すなわち、
マスター装置と、複数のスレーブ装置と、上流側の装置に接続するためのポートおよび下流側の装置に接続するための複数のポートを有するハブ装置とから構成されるネットワークシステムの制御方法であって、
前記マスター装置が、ネットワークシステムを構成する装置の情報とそのトポロジの情報とが設定されている設定情報を記憶する記憶ステップと、
前記マスター装置が、実際のネットワークシステムにおいて各装置から収集した情報に基づいて、実際のネットワークシステムを構成する装置の情報とそのトポロジの情報とを含む実構成情報を生成する実構成情報生成ステップと、
前記マスター装置が、前記実構成情報を前記設定情報と比較することにより、実際のネットワークシステムにおいて各装置の接続先に誤りがないかどうかを判定する判定ステップと、を有し、
前記判定ステップは、ハブ装置の下流側のポートに接続されているスレーブ装置について、当該スレーブ装置が接続されているハブ装置が前記実構成情報と前記設定情報の間で同じものであれば、当該スレーブ装置が接続されているポートの位置が異なっていたとしても、当該スレーブ装置の接続先に誤りはないと判定することを特徴とするネットワークシステムの制御方法である。
これらのネットワークシステムの制御方法によっても、本発明の目的を達成することができる。
また、本発明を以下のようにとらえることも出来る。すなわち、
マスター装置と、複数のスレーブ装置と、上流側の装置に接続するためのポートおよび下流側の装置に接続するための複数のポートを有するハブ装置とから構成されるネットワークシステムであって、
前記マスター装置は、
ネットワークシステムを構成する装置の情報とそのトポロジの情報とが設定されている設定情報を記憶する記憶手段と、
実際のネットワークシステムにおいて各装置から収集した情報に基づいて、実際のネットワークシステムを構成する装置の情報とそのトポロジの情報とを含む実構成情報を生成する実構成情報生成手段と、
ハブ装置の下流側のポートに接続されているスレーブ装置について、当該スレーブ装置が接続されているハブ装置が前記実構成情報と前記設定情報の間で同じものであることを判定する判定手段と、
前記判定手段により該当すると判定されたスレーブ装置について、前記設定情報における当該スレーブ装置の位置に基づく情報信号のアドレスを前記実構成情報における当該スレーブ装置の位置に基づく情報信号のアドレスに対応付けるアドレス対応付け手段とを有する、ネットワークシステムである。
このようなネットワークシステムによれば、スレーブ装置が接続されているハブ装置が設定情報と一致していれば、接続先のポートが設定情報と異なっていたとしても、当該スレーブ装置の位置のアドレスに基づく通信を正しく行うことができる。ここで、アドレス対応付けは、当該スレーブ装置の接続先のポートが異なっているかどうかにかかわらず行うようにしてもよい。
また、本発明を以下のようにとらえることも出来る。すなわち、
マスター装置と、複数のスレーブ装置と、上流側の装置に接続するためのポートおよび下流側の装置に接続するための複数のポートを有するハブ装置とから構成されるネットワークシステムにおけるマスター装置であって、
ネットワークシステムを構成する装置の情報とそのトポロジの情報とが設定されている設定情報を記憶する記憶手段と、
実際のネットワークシステムにおいて各装置から収集した情報に基づいて、実際のネットワークシステムを構成する装置の情報とそのトポロジの情報とを含む実構成情報を生成する実構成情報生成手段と、
ハブ装置の下流側のポートに接続されているスレーブ装置について、当該スレーブ装置が接続されているハブ装置が前記実構成情報と前記設定情報の間で同じものであることを判定する判定手段と、
前記判定手段により該当すると判定されたスレーブ装置について、前記設定情報における当該スレーブ装置の位置に基づく情報信号のアドレスを前記実構成情報における当該スレーブ装置の位置に基づく情報信号のアドレスに対応づけるアドレス対応付け手段とを有する、マスター装置である。
本発明によれば、ネットワークシステム構築時にハブ装置にスレーブ装置を接続する際に、接続先のポートの違いを意識させないための技術を提供することが可能になる。
本発明にかかるマスター装置および管理装置の構成を示す図である。 本発明にかかる産業用ネットワークシステムにおけるハブ装置を説明する図である。 ハブ装置にスレーブ装置を接続した様子を示す図である。 フィックストポロジにおけるネットワーク立ち上げ時の処理を説明するフロー図である。 利用者が作成した産業用ネットワークシステムの設定情報を示す図である。 マスター装置が収集した産業用ネットワークシステムのトポロジを示す図である。 本発明にかかる産業用ネットワークシステムの構成を示す図である。 実施例１にかかる処理を説明するフロー図である。 実施例２にかかる処理を説明するフロー図である。
以下、図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態を説明する。以下の実施例ではＥｔｈｅｒＣＡＴの規格に即したシステム構築方法を取り上げるが、本発明の対象はこれに限られない。ネットワークの立ち上げ時にネットワークシステムを構成する装置の情報とそのトポロジの情報とに関して設定情報と実構成情報との照合処理を行うような産業用のネットワークシステムであって、ハブを用いることでき、設定情報で指定されたハブのポートとは異なるポートへ接続した場合に実効的に設定情報とは異なるトポロジであると評価されるようなネットワークが適用の対象となり得る。
（産業用ネットワークシステムの構成要素）
図７は、産業用ネットワークの構成例を示す図である。本図において、産業用ネットワーク１００は、マスター装置２００（ＰＬＣ：Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）と複数のスレーブ装置３００とが、ケーブル４００や装置に備わるＩ／Ｏユニット５００、ハブ装置７００を介して直接的又は間接的に接続されることにより形成される。スレーブ装置３００には、電源ユニット，モータユニット，カウンタユニット，画像ユニット，通信ユニット，Ｉ／Ｏユニット等がある。マスター装置２００には、ユーザがマスター装置２００の動作設定、産業用ネットワーク１００の動作状態の表示、ネットワークシステムの設計など行うための管理装置６００が接続されることもある。管理装置６００は設定ツールがインストールされたパーソナルコンピュータなどにより構成される。ハブ装置７００は、マスター装置側を上流としたときに、上流側に接続する１つのポート７０１と、下流側に接続する複数のポート７０２ａ〜７０２ｃを有している。ハブ装置は、スレーブ装置の一種であるとも言える。
本実施例の産業用ネットワーク１００はＥｔｈｅｒＣＡＴの規格に準拠したネットワークであり、例えば工場等に敷設されＦＡシステムとして利用される。マスター装置２００は、プログラムやオペレーションに従い、ネットワークを通じて制御データを含む情報信号を送信する。スレーブ装置３００は、情報信号に含まれるマスター装置からのリクエストへの応答として、受信した情報信号に基づく装置動作や、受信した情報信号の書き換えおよび返送処理（下流側に情報信号を送る処理）を行う。産業用ネットワーク１００を使用して行う工場における生産は、マスター装置が動作の内容やタイミングを制御することによりスレーブ装置全体が連動して作業を分担することにより達成される。
ＥｔｈｅｒＣＡＴにおいてはケーブル４００に関して、一般のイーサネット（登録商標）の規格で使用されるものを転用することができる。
利用者は上記の各構成要素を接続する際に、これらケーブルや、ＥｔｈｅｒＣＡＴ用のハブ装置を用いて接続順序や分岐を設定することにより、所望のトポロジを作ることができる。
（スレーブ回路のアドレスの種類）
まず、本実施の形態において用いられるスレーブ回路（スレーブとして機能するＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなど）の３種類のアドレスである、ポジションアドレス、ノードアドレス、論理アドレスについて説明する。
ポジションアドレスは、マスター装置２００から見たときのスレーブ回路の物理的な接続順で決まるアドレスである。ただし、ポジションアドレスはマスター装置２００側でのみ管理、使用されるアドレスであり、各スレーブ回路にポジションアドレスの値が設定されるわけではない。ポジションアドレスによる通信は、次のようにして行われる。ポジションアドレスによる通信の際にマスター装置２００から送信される情報信号（シリアル通信フレーム）の中の所定の位置に設けられた２バイトのポジションアドレス領域が送信先のスレーブ回路を特定するために用いられる。マスター装置２００は、マスター装置２００から見てｎ番目のスレーブ回路（例えば２番目、図３のスレーブ回路７１０Ｂ）宛に情報信号を送信するときは、ポジションアドレス領域に１−ｎ（ｎ＝２ならＦＦＦＦ（１６進数））の値を格納して送信する。各スレーブ回路は、情報信号のポジションアドレス領域の値を調べて、その値が０であればその情報信号は自己宛であると判断してその情報信号からのデータの読み出しおよびその情報信号へのデータの書き込みを行い、ポジションアドレス領域の値を元の値に１を加算した値に更新し、情報信号を次のスレーブ回路に転送する。各スレーブ回路は、情報信号ポジションアドレス領域の値が０以外であれば、ポジションアドレス領域の値を元の値に１を加算した値に更新し、その情報信号を次のスレーブ回路に転送する。このようにして、マスター装置２００内では、１番目のスレーブ回路がポジションアドレス０、２番目のスレーブ回路がポジションアドレスＦＦＦＦ（１６進数）、３番目のスレーブ回路がポジションアドレスＦＦＦＥ（１６進数）であるとして取り扱うことができる。しかし、これらの値が各スレーブ回路に設定されるわけではないのは上述の通りである。このように、ポジションアドレスを用いると、各スレーブ回路自体にアドレスが設定されていない状態のときに、マスター装置２００から、通信相手が何番目に接続されているスレーブ回路であるかを特定して通信を行うことができる。
ノードアドレスは、マスター装置２００から見たスレーブ回路の接続順序に関係なく、各スレーブ回路に割り当てられるアドレスである。各スレーブ回路は、内部の不揮発性メモリにエイリアスと呼ばれるアドレス値を有している。エイリアスの値はユーザが設定することができる。マスター装置２００は、各スレーブ回路のエイリアスの値を読み取り、原則としてそのスレーブ回路のエイリアスの値と同じ値をそのスレーブ回路のノードアドレスとして当該スレーブ回路に設定する。このエイリアスの値の読み取りとノードアドレスの設定とを行うための通信は、ポジションアドレスを用いて行われる。ただし、１つの情報信号が巡回するネットワーク内でエイリアスの値の重複がある場合には、マスター装置２００は、ノードアドレスが重複しないようにノードアドレスの値をエイリアスの値とは異なる値に調整する。スレーブ回路にノードアドレスがいったん付与されると、スレーブ回路の接続順序が変更されてもノードアドレスは変更されない。また、ポジションアドレスモードの通信で機種に対応する装置名は取得できるが同一機種のシリアル番号の相違に対応した識別情報までは取得できない場合でも、ノードアドレスによれば同一機種間の個体識別が可能である。したがって、ノードアドレスは、スレーブ装置の監視や管理に関わる通信など、特定の情報信号を特定のスレーブ回路に対して送信する、イベント型のメッセージ通信に利用される。
論理アドレスは、１つの情報信号（シリアル通信フレーム）の中に形成される論理アドレス空間の中の位置を示すアドレスである。制御システムの目的である制御動作（たとえばサーボモータの駆動）を実行するために、マスター装置２００から各スレーブ回路への出力データの伝送および各スレーブ回路からマスター装置２００への入力データの伝送がサイクリックに行われる。この制御用サイクリック通信は情報信号の中の論理アドレス空間を用いて行われる。すなわち、制御用サイクリック通信で送受信すべき各データの情報信号内での位置が論理アドレスによって特定される。各スレーブ回路は、情報信号が自己を通過していく間に、情報信号の中の自己宛の出力データのための論理アドレスの部分から出力データを読み出し、情報信号の中の自己の入力データのための論理アドレスの部分に入力データを書き込む。このようにして１つの情報信号がネットワークを一巡すると、マスター装置２００から各スレーブ回路への出力データの伝送および各スレーブ回路からマスター装置２００への入力データの伝送を行うことができる。マスター装置２００が、各スレーブ回路に対して、そのスレーブ回路が使用する論理アドレスを設定するための通信は、ノードアドレスまたはポジションアドレスを用いて行われる。
（ハブ装置の内部構成）
ＥｔｈｅｒＣＡＴで用いられるハブ装置について、図２を参照しつつ詳細に説明する。図２の（ａ）はハブ装置を外から見た様子を表す図である。本図においてハブ装置７００は、１つのＩＮポートと６つのＯＵＴポート（ＯＵＴ１〜ＯＵＴ６）を有している。利用者はネットワーク構築時に、ハブ装置のＯＵＴポートの番号まで指定して設計を行う。そして設計支援システムで設定した情報に合わせて、マスター装置側からのケーブルをＩＮポートに挿し、ＯＵＴポートにスレーブ装置へのケーブルを挿す。
図２の（ｂ）はハブ装置の内部構成を模式的に表したものである。ハブ装置７００は、１つのスレーブ回路が持つポート数が４つしかない（そのうちの１つは上流側に接続される）ことの制約に対処するために、内部的に３つのスレーブ回路７１０Ａ、７１０Ｂおよび７１０Ｃを含んでいる。それぞれのスレーブ回路のｐｏｒｔ０は上流側のポートである。それぞれのスレーブ回路のｐｏｒｔ０に入力された信号は、ｐｏｒｔ３から出力される。ｐｏｒｔ３に入力された信号は、ｐｏｒｔ１から出力される。ｐｏｒｔ１から入力された信号は、ｐｏｒｔ２から出力される。ｐｏｒｔ２に入力された信号は、ｐｏｒｔ０から出力される。
スレーブ回路は、ｐｏｒｔ０からｐｏｒｔ３にいたる経路において、信号からの情報の読み出しや信号への情報の書き込みを行う。上述の、情報信号のポジションアドレス領域の値が０であればその情報信号は自己宛であるとして行う処理、およびポジションアドレス領域の値のインクリメント更新処理についても、ｐｏｒｔ０からｐｏｒｔ３にいたる経路において行われる。それ以外の経路においては、これらの処理が行われることなく情報信号の転送が行われる。
それぞれのスレーブ回路は、いずれかのポートに他のスレーブ回路が接続されていない場合には、そのポートから信号を出力せず、次のポートに信号を転送する。例えば、ｐｏｒｔ３に他のスレーブ回路（スレーブ装置）が接続されていなければ、ｐｏｒｔ０に入力された信号は、スレーブ回路内で処理された後、ｐｏｒｔ１に転送される。一方、ｐｏｒｔ３に他のスレーブ回路（スレーブ装置）が接続されている場合は、ｐｏｒｔ０に入力された信号は、スレーブ内で処理された後、当該他のスレーブに転送される。その後、当該他のスレーブ回路（スレーブ装置）からｐｏｒｔ３に信号が入力されると、その信号はｐｏｒｔ１に転送される。
スレーブ回路７１０Ａの上流側ポートはマスター装置または他のスレーブ装置の下流側ポートに接続されている。スレーブ回路７１０Ａの上流側ポートがハブ装置全体のＩＮポートである。スレーブ回路７１０Ｂ、７１０Ｃは、スレーブ回路７１０Ａに直列的に接続されている。そしてスレーブ回路７１０Ａ〜７１０Ｃはそれぞれハブ装置７００のＯＵＴポートとして用いられる下流側ポートを２つずつ持っている。
かかるハブ装置について、ＯＵＴポートの番号と情報信号転送の順序の関係を説明する。ここではＯＵＴ１〜ＯＵＴ６の順に経路を取るよう設計されるものとする。
図３の（ａ）は、利用者が設定情報の通りに、図２のハブ装置にスレーブ装置３００ａ、３００ｂを正しく接続した状態を示している。スレーブ装置３００ａはＯＵＴ１、すなわちスレーブ回路７１０Ａのｐｏｒｔ３に接続されている。スレーブ装置３００ｂはＯＵＴ５、すなわちスレーブ回路７１０Ｃのｐｏｒｔ３に接続されている。ここでマスター装置２００から情報信号が送出されたとする（丸数字１）。スレーブ回路７１０Ａはスレーブ装置３００ａに情報信号を転送する（丸数字２）。スレーブ装置３００ａによる処理を経て戻ってきた情報信号は、スレーブ回路７１０Ｂ、７１０Ｃを経てスレーブ装置３００ｂに転送される（丸数字３）。本図では他に分岐先がないので、情報信号はマスター装置に送り返される。
なお、設定情報についての詳細は後述するが、図３の（ａ）に対応する設定情報は図５に示されている。
図３の（ｂ）は、設定情報と異なるネットワーク接続が行われた状態を示している。スレーブ装置３００ａはＯＵＴ５、すなわちスレーブ回路７１０Ｃのｐｏｒｔ３に接続されている。スレーブ装置３００ｂはＯＵＴ４、すなわちスレーブ回路７１０Ｂのｐｏｒｔ１に接続されている。このときマスター装置２００から送出された情報信号（丸数字１）は、まずスレーブ回路７１０Ａを経てスレーブ回路７１０Ｂからスレーブ装置３００ｂに転送される（丸数字２）。その後スレーブ回路７１０Ｂに戻された情報信号は、スレーブ回路７１０Ｃを経てスレーブ装置３００ａに到達する（丸数字３）。
図３の（ａ）の場合、ポジションアドレスを使用して通信する上でのスレーブの接続順序（情報信号の巡回順序）は、次のとおりである。（１）スレーブ回路７１０Ａ、（２）スレーブ装置３００ａ（内部のスレーブ回路は１つであるとする）、（３）（スレーブ回路７１０Ａを経由して）スレーブ回路７１０Ｂ、（４）スレーブ回路７１０Ｃ、（５）スレーブ装置３００ｂ（内部のスレーブ回路は１つであるとする）。
これに対して、図３の（ｂ）の場合、情報信号の巡回順序は次のようになる。（１）スレーブ回路７１０Ａ、（２）スレーブ回路７１０Ｂ、（３）スレーブ装置３００ｂ、（４）（スレーブ回路７１０Ｂを経由して）スレーブ回路７１０Ｃ、（５）スレーブ装置３００ａ。
したがって、マスター装置２００が有している設定情報が示す接続順序が図３の（ａ）の順序であり、実際の接続順序もそのとおりであると想定してポジションアドレスによる通信を行った場合に、実際の接続順序が図３の（ｂ）の順序であると、通信相手の誤りが生じるので正しい通信を行うことができない。
（ネットワークの立ち上げ時の処理）
続いて、本発明の実施例を説明する前提として、図３に示したように実際の配線接続が利用者による設定と異なっている場合に行われるネットワークシステム立ち上げ時の処理を説明する。図４は、システムの初期設定、装置の接続と配線および立ち上げまでの流れを示すフロー図である。
ステップＳ４０１において、利用者は設定ツールによりネットワークの構成を定義する。設定ツールはパーソナルコンピュータのＯＳ上で動作するアプリケーションとして提供されており、利用者はＧＵＩ上でトポロジを確認しながら各装置に対応するパーツを組み立てて、ネットワークの設定情報を作成することができる。ハブ装置の設定に関しては画面上に各ポートが表示され、接続するスレーブ装置をポートごとに指定することが可能になっている。
利用者が図３の（ａ）の構成を意図してＧＵＩにより作成した設定情報は、図５の（ａ）に示すようなテーブル形式で表すことができる。設定情報はアプリケーションの内部的には、例えば所定のタグに従って記述されたＸＭＬファイル形式でメモリに保存される。テーブルには、各装置につき、ポートごとに、接続先装置名と、接続先ポートとが示されている。
本図ではフロー処理の理解を助けるために必要な項目を示しているが、実際にはこれ以外の様々な項目を含めることができる。例えば各装置のベンダや型番、製造番号、各ポートが遮断または開放されているかに関する情報、各装置のノードアドレスなどが考えられる。
マスター装置２００は、ステップＳ４０２において電源をＯＮにされ、ステップＳ４０３においてネットワークにオンライン接続される。このように起動されたマスター装置２００に、ステップＳ４０４において設定情報（構成情報）が記述されたＸＭＬファイルがダウンロードされる。すなわち、設定ツールによりパーソナルコンピュータに保存されている設定情報がマスター装置２００に転送される。以上のようにマスター装置２００には、利用者により作成された設定情報に従ったトポロジが保存されている。
一方、スレーブ装置に関しては、ステップＳ４０５において機器の設置と配線がなされ、ステップＳ４０６において電源がＯＮにされる。利用者は本来、設定ツールで定めた通りに各装置を接続するよう配慮する必要がある。しかし通常のイーサネット（登録商標）のようにハブ装置のＯＵＴポートの番号を意識せずに接続を行うと、上述のとおり、ポジションアドレスを用いた通信の際に問題が生じる。
以上のステップでマスター装置２００側とスレーブ装置側の接続配線が完了した後、ステップＳ４０７においてマスター装置２００が再起動されると、ステップＳ４０８において再起動したマスター装置２００は設定情報（ダウンロードしたＸＭＬファイルなど）を認識する。マスター装置２００は設定情報に基づき、設定されているトポロジを解釈する。具体的には、図５の（ａ）の設定情報に基づき、図５の（ｂ）に示されるようにスレーブ回路およびスレーブ装置の接続順序とポジションアドレスとを特定する。
ステップＳ４０９において、マスター装置２００はネットワークに接続されているスレーブ装置との間で通信を行い、スレーブ装置に関する情報を収集し保存する。このときポジションアドレスによるアクセスが行われる。実際の配線が図の３（ｂ）に示すものであったとすると、図６の（ｂ）に示すように各ポジションアドレス（すなわち接続順序）に対応する実際のスレーブ回路およびスレーブ装置を特定する情報が得られる。図６の（ｂ）の情報を解釈した結果を図６の（ａ）に示す。なお、この解釈を行うためには、スレーブ装置が接続されていないスレーブ回路のポートを特定する情報も用いられる。以降、このように、配線された実際の機器から取得した構成情報のことを、設定ツール上での設定情報に対して、実構成情報とも呼ぶ。
ステップＳ４１０において、マスター装置は設定情報と実構成情報を比較し、違いがないかどうか照合する。照合は接続先装置名のレベルだけではなく、接続先ポートのレベルでも行われる。上記のいずれかのレベルで設定情報と実構成情報に差異が発見された場合（ステップＳ４１１＝ＹＥＳ）、接続異常ありとして装置の運転を停止する（ステップＳ４１２）。また異常が起きたことを利用者に知らせるために、パーソナルコンピュータ上の画面表示、音声による通知、ＬＥＤ点灯などの視覚的手段などを用いた通知を行う。
異常を通知された利用者は、通知された内容と設定情報を確認して正しく機器を設置および配線しなおす（ステップＳ４０５）。そしてスレーブ装置とマスター装置を再起動し、ネットワーク内の機器の運転を再開する（Ｓ４０６〜Ｓ４０８）。再度実構成情報と設定情報の照合処理を行った結果、接続異常が発見されなければ（Ｓ４１１＝ＮＯ）、初期設定の処理を終了し次のフェーズへ移行する。
産業用ネットワークの配線および初期設定を図４のフローのような手順で進めることにより、ハブ装置のポートとスレーブ装置との接続関係や、スレーブ装置の接続順序が設定情報と異なる事態を防止できる。その結果、利用者が意図した通りのトポロジでシステムを運用することができるようになる。
本明細書では、設定情報と実構成情報とでトポロジが異なる場合に利用者に通知して修正を待つこのようなモードを、ポート接続先やスレーブ装置の接続順序が固定されていることから、フィックストポロジとも呼ぶ。フィックストポロジの定義において、「設定情報」とは、ネットワークの初期設定段階では当初の設定情報を指し、スレーブ装置の交換段階では交換前の実構成情報のトポロジに一致するように必要に応じて更新された設定情報を指す（更新された設定情報とみなされたスレーブ装置交換前の実構成情報を含む）。
フィックストポロジにおける照合処理により、ネットワークを設定通りに立ち上げることができる一方、利用者に対しては、配線時にはハブ装置のＯＵＴポートの番号を意識する必要があり、スレーブ装置を接続するポートを誤ると配線接続のやり直しが必要になるといった手間を求めることになる。すなわち、配線接続の間違いを検出するたびに、フロー図におけるステップＳ４０５からＳ４１０の処理を繰り返し行うことになる。
＜実施例１＞
本実施例においては、フィックストポロジにおいてスレーブ装置を接続するハブ装置のポートの間違いがあったときに利用者に求める手間を解消するようなネットワークシステムを、マスター装置の機能により実現する方法を説明する。
（装置構成）
図１は、本実施例にかかるマスター装置および管理装置の構成を示すブロック図である。管理装置６００は、利用者が設定を行う際にトポロジを表示する表示手段６０１、ユーザが設定を行うための入力手段６０２を有している。管理装置６００としてパーソナルコンピュータを用いた場合、表示手段６０１はディスプレイ装置である。設定ツールはアプリケーションとして提供される。表示装置の画面上に設定ツールのＧＵＩがウィンドウとして表示され、利用者はキーボード、マウス等からなる入力手段６０２を介して設定情報を生成する。
マスター装置２００は、情報収集手段２０１、実構成情報生成手段２０２、判定手段２０３、記憶手段２０４、ポート２０５を有している。情報収集手段２０１はポートを経由して下流に接続されているスレーブ装置と通信し、情報を収集する。実構成情報生成手段２０２は、情報収集手段２０１が収集した情報を元に現在のトポロジを解釈し、設定情報と比較できる形式に変換する。判定手段２０３は、管理装置の設定ツールから入力された設定情報と実構成情報を比較照合し、異なる部分があるかどうかを判定する。記憶手段２０４は、管理装置と通信を行って、設定情報を取得し記憶する。ポート２０５は、マスター装置からの情報信号を下流のスレーブ装置に送出するとともに、スレーブ装置から戻ってきた情報信号を受信する。ポート２０５としては情報信号送出時と受信時で異なるポートを用いてもよい。
管理装置６００とマスター装置２００はともに不図示のＣＰＵを備えてプログラムを実行することにより、上記の各ブロックの機能を実現することができる。
（判定条件）
そして本実施例においては特に、フィックストポロジとは異なる判定条件によって判定手段２０３が判定を行える点に特徴を持つ。上記フィックストポロジでは、判定手段は、設定情報と実構成情報を比較するときに、スレーブ装置が接続されているハブ装置の名称（接続先装置名）が同じであり、かつ、ハブ装置のポート（接続先ポート）が同じである場合にのみ、当該スレーブ装置が正しく接続されていると判定する。
一方、本実施例では、スレーブ装置が接続されているハブ装置の名称（接続先装置名）が同じであれば、そのハブ装置の中でのポートが異なっていても、当該スレーブ装置が正しく接続されていると判定できるモードを設ける。本明細書ではこれ以降、このモードをフリートポロジとも呼ぶ。フィックストポロジは本発明の第２のモードに相当し、フリートポロジは本発明の第１のモードに相当する。
（処理フロー）
フリートポロジにより判定を行う場合、設定情報と実際の配線で異なる点を許容する処理フローとなる。この処理について図８のフロー図を参照しつつ説明する。図４に示したフィックストポロジと異なる点を中心に説明を行なう。
ステップＳ４０１〜Ｓ４０９では、フィックストポロジと同様に、設定ツールによる設定情報の作成、各装置の設置と配線、実構成情報の読み出しとトポロジ解釈が行われる。
ステップＳ８０１において、判定手段は、フリートポロジにおける判定条件に基づいて設定情報と実構成情報を比較照合する。例えば設定情報が図５に、実構成情報が図６にそれぞれ記載されたものだったとする。スレーブ装置３００ａについて見ると、接続されているポートは一致しないものの、接続されている装置名は設定情報と実構成情報のいずれもハブ装置７００であり一致している。
ステップＳ８０２において、判定手段は、スレーブ装置が接続されるハブ装置の装置名レベルの接続異常（装置名のレベルでの設定情報と実構成情報との違い）があったかどうかを判断する。図５と図６との比較では、スレーブ装置３００ａが接続されているハブ装置の装置名（ハブ装置７００）は一致しているので、判定手段２０３はスレーブ装置３００ａが正常に接続されていると判定する。スレーブ装置３００ｂについても同様に、フィックストポロジでは異常接続であるが、フリートポロジでは正常接続だと判定される。もし、装置名レベルでの違いがあれば（Ｓ８０２＝ＹＥＳ）運転を停止し（Ｓ４１２）、配線接続の見直しを利用者に要求する（Ｓ４０５、Ｓ４０６）。利用者への通知方法は画面への表示、音声、ランプ点灯など任意の方法を用いることができる。
一方装置名レベルでの違いがなく、かつポートレベルでの違いがある場合（Ｓ８０２＝ＮＯ）、本実施例では正常接続であると判定して実際の運用に向けたさらなる設定作業を可能にする。このとき、マスター装置は、ステップＳ８０３において、装置名で特定される各スレーブ装置について設定情報に含まれるポジションアドレスと実際のポジションアドレスとを対応付ける。ステップＳ８０３の処理を行うＣＰＵとプログラムとは、アドレス対応付け手段を構成する。このアドレス対応付けに基づき、マスター装置は、通信宛先とするスレーブ装置の設定情報に含まれるポジションアドレスを実際のポジションアドレスに変換する。マスター装置は、変換されたポジションアドレスによってスレーブ装置に対するポジションアドレスモードの通信を行う。マスター装置は、そのようなポジションアドレスモードの通信によって、そのスレーブ装置に対してノードアドレスの設定などを行う。
ステップＳ８０２において、スレーブ装置が接続されているハブ装置が実構成情報と設定情報の間で同じものであると判定すれば、スレーブ装置が接続されている接続されているポートが実構成情報と設定情報の間で異なるかどうかを判定することなく、すなわちスレーブ装置の接続先ポートが誤っているかどうかを判定することなく、ステップＳ８０３に進むようにしてもよい。この場合には、スレーブ装置が接続されているポートが実構成情報と設定情報の間で同じであってもステップＳ８０３でそのスレーブ装置についてアドレス対応付けがされることになるが、そうしても通信は正常に行うことができる。
なお、フリートポロジで接続ポートの違いを許容した場合、許容したこと自体および実際の接続関係を利用者に通知したり、実際の接続関係に合わせて更新した設定情報を管理装置６００に転送したりするようにしてもよい。そうすると、利用者は、ポートレベルまで実際の接続関係に一致している接続情報を得ることができるので、保守作業のときに設定情報と実際の接続関係とが異なることを発見して戸惑いを感じることを防止できる。
本実施例のように、判定手段がフリートポロジを許容する照合レベルで判定を行うことにより、初期設定および配線接続の段階において利用者にハブ装置のポートの違いを意識させないようにすることができる。その結果ＥｔｈｅｒＣＡＴ等の産業用ネットワークシステムの構築時のユーザビリティを向上させることが可能になる。
＜実施例２＞
上記のフリートポロジによる対応はネットワークの構成を容易にする点で有効である。しかし、初期設定と立ち上げ処理が終了し、実際のシステム運用が開始された後もフリートポロジを維持すると、スレーブ装置の故障対応やバージョンアップで交換する際に問題が生じる可能性がある。本実施例ではかかる問題を防止する方法について説明する。
図８の処理フローに従って初期設定が完了し、ユーザが配線接続したトポロジで実運用が開始される。ここで、しばらく運用が行われた後に、例えばハブ装置のＯＵＴ５ポートに接続されたスレーブ装置３００ａが故障して交換する必要が生じたとする。その際、利用者は、ハブ装置のＯＵＴポートの番号を意識することなく交換後のスレーブ装置をＯＵＴ５とは異なるポートに接続する可能性がある。たとえそうなったとしても、交換後のスレーブ装置が、論理アドレスの設定を含む、交換前のスレーブ装置の設定を引き継いでいれば、制御実行のための論理アドレスモードによる通信において宛先を誤ること自体はない。しかし、情報信号の巡回順序が変化することによってスレーブ装置における受信タイミングの微妙な変化が生じ、そのことが制御に影響するおそれがある。また、保守作業上も、いったん稼働を始めたシステムの配線は変化させないようにした方が混乱のおそれがない。
したがって、初期設定において配線が確定し運用開始した後は、装置交換において接続先のハブ装置のポートの変更を許容しないことが望まれる。そこで、スレーブ装置の交換があった場合には、どのハブ装置に接続されているかのレベルだけではなく、どのポートに接続されているかまで交換の前後で一致することを要求することが好ましい。このような処理のフローを図９に示す。
ステップＳ９０１において、利用者は故障した装置またはバージョンアップする装置をハブ装置から取り外し、新しい装置を配線する。ステップＳ９０２において、新しく接続されたスレーブ装置の電源をＯＮにする。
続いてステップＳ９０３においてマスター装置は、すでに記憶手段に記憶されている設定情報を読出しトポロジを解釈する。この設定情報は、初期設定がフリートポロジで行われた場合には、実構成情報に一致するように更新されているものとする。この更新は、当初の設定情報を初期設定後の実構成情報で上書きすることによって行ってもよいし、スレーブ装置を交換する前の実構成情報を読み出してそれを更新された設定情報として取り扱うことによって行ってもよい。マスター装置が、スレーブ装置が取り外されて新しく接続されたことを検出する手段としてはどのような方法を用いても構わない。たとえば利用者がコマンドやＧＵＩからの入力により通知する場合、マスター装置には、受付手段を設けることができる。受付手段としては既存のインターフェース装置を用いてもよいし、スイッチ等専用の部品を設けてもよい。この受付手段は、明示的なフィックストポロジとフリートポロジの切り替えの受付手段であってもよい。あるいは、マスター装置が定期的にネットワーク内の装置と通信を行った結果に基づき、スレーブ装置交換があったと判断してもよい。
ステップＳ９０４において、情報収集手段が取得した情報に基づき、実構成情報生成手段により実構成情報が生成される。そしてステップＳ９０５において設定情報と実構成情報の照合処理が行われる。これらの処理は実施例１の初期設定の際の処理と同様である。
本実施例においては、ステップＳ９０６で判定手段が判定を行う際に、ハブ装置のいずれのポートに接続されるかまで考慮する点を特徴とする。そのために、フリートポロジで初期設定がされ実際の運用が開始された後は、判定手段が判定をする際の照合レベルはフィックストポロジと同様の水準まで引き上げられる。かかる判定ロジックの切り替えは、マスター装置が現在の状況が設定時点であるか運用に入っているかを判断して行ってもよいし、利用者による切り替えを可能とするインターフェースを用意してもよい。
そして接続異常ありと判定された場合（Ｓ９０６＝ＹＥＳ）、装置の運転を停止し利用者に確認を促すようにする（ステップＳ９０７）。
本実施例のように実運用における照合レベルをフィックストポロジの水準とする方法によれば、スレーブ装置の交換の際にスレーブ装置が交換前のポートとは異なるポートに接続された場合には、判定手段の照合処理により接続異常ありと判断されるので、利用者は、スレーブ装置の接続先を交換前のポートと同じポートへと修正することになり、安定した運用を実現することができる。
また、判定手段は初期設定においてはフリートポロジを許容し、実運用に入ってからフィックストポロジに従って判定を行うよう判断ロジックを切り替えれば、初期設定におけるユーザビリティの向上と、実運用における安定した運用という２つの事項を両立できる。
（スレーブ装置の離脱指定と再加入指定）
故障またはバージョンアップによるスレーブ装置の交換について、さらに説明する。ＥｔｈｅｒＣＡＴなど産業用イーサネット（登録商標）において、スレーブ装置の交換時に、ネットワークからの離脱指定および再加入指定の機能が存在する場合がある。
産業用イーサネット（登録商標）の規格によっては、ネットワークの実運用が始まった後にケーブル断線やポートからの取り外しが起こってしまった場合、スレーブ装置との通信が途絶えたことを認識する機能をもつ場合がある。離脱指定とは、交換対象となるスレーブ装置を指定して一時的に通信を停止することにより、このような機能を働かせずに、当該スレーブ装置がネットワークから切り離されたことを異常として検知しないようにすることである。また再加入指定とは、交換後のスレーブ装置がネットワークに接続された後に、通信途絶の認識機能を再開する処理である。
ここで、交換前のスレーブ装置に設定されていたノードアドレス、論理アドレス等の設定内容を交換後のスレーブ装置が引き継いでおらず、交換後のスレーブ装置に対する初期の通信をポジションアドレスモードに戻って始めなければならない状況を想定して、フリートポロジとフィックストポロジにおける、スレーブ装置の離脱と再加入時の動作を検討する。上で述べたように、フィックストポロジにおける判定手段は、スレーブ装置がハブ装置のいずれのポートに接続されているかまで考慮して接続異常の有無を検知する。言い換えるとフィックストポロジでは、離脱前のスレーブ装置が接続されていたハブ装置のポートと同じポートに接続されている再加入後のスレーブ装置は離脱前のスレーブ装置と交換されたものであることを推測することができる。
一方フリートポロジにおいては、ネットワークに再加入するスレーブ装置が接続されたポートが離脱前と違っていた場合、実際のトポロジが設定情報のトポロジとは異なるために、接続位置に基づくスレーブ装置の特定ができない。産業用イーサネット（登録商標）の規格によっては、利用者がスレーブ装置にエイリアスと呼ばれる番号を設定し、マスター装置がエイリアスに基づいてスレーブ装置にノードアドレスを設定して通信に利用する場合がある。かかる規格においては、利用者がスレーブ装置にエイリアスを設定せずにネットワークに再加入させたときの取り扱いが問題となる。
ここでフィックストポロジであれば、上記のようにポート番号などネットワーク上の位置に基づいてスレーブ装置を特定し、ノードアドレスを設定することができる。しかしフリートポロジでエイリアスが設定されていない場合、離脱前に接続していたポートとは異なるポートに接続して再加入がなされると、マスター装置から当該スレーブ装置を特定できなくなるおそれがある。
このような観点からも、スレーブ装置を交換するときにはフィックストポロジにてネットワークシステムを運用することが好ましいことが分かる。そこで、スレーブ装置の交換が行われる可能性のある運用の段階に入るときには、フリートポロジからフィックストポロジに移行できるような仕組みが必要となる。
上記の記載ではネットワークシステムの初期設定が終了して実運用に入るのに合わせてフィックストポロジでの運用を開始していたが、その他にも、スレーブ装置交換が発生する状況に合わせてトポロジの移行を行うようにしてもよい。例えば、スレーブ装置を交換するために離脱指定を行う規格であれば、利用者によってスレーブが取り外されることが明白であるので、離脱指定に合わせてフィックストポロジで動作させるようにすることが好ましい。あるいは、離脱指定に合わせてトポロジを確認し、フリートポロジであれば利用者に移行を促すようにしてもよい。この場合、マスター装置は受付手段を備えてもよい。
以上のように本実施例の方法によれば、実運用においてスレーブ装置の交換が行われることを考慮してフィックストポロジによりネットワークシステムを動作させることができるため、スレーブ装置の交換を伴う保守作業が容易になる。
本発明のネットワークシステムは、マスター装置と、複数のスレーブ装置と、上流側の装置に接続するためのポートおよび下流側の装置に接続するための複数のポートを有するハブ装置とから構成されるネットワークシステムであって、
前記マスター装置は、
ネットワークシステムを構成する装置の情報とそのトポロジの情報とが設定されている設定情報を記憶する記憶手段と、
実際のネットワークシステムにおいて各装置から収集した情報に基づいて、実際のネットワークシステムを構成する装置の情報とそのトポロジの情報とを含む実構成情報を生成する実構成情報生成手段と、
前記実構成情報を前記設定情報と比較することにより、実際のネットワークシステムにおいて各装置の接続先に誤りがないかどうかを判定する判定手段と、を有し、
前記判定手段は、ハブ装置の下流側のポートに接続されているスレーブ装置について、当該スレーブ装置が接続されているハブ装置が前記実構成情報と前記設定情報の間で同じものであれば、当該スレーブ装置が接続されているポートの位置が異なっていたとしても、当該スレーブ装置の接続先に誤りはないと判定することを特徴としている。
このようなネットワークシステムによれば、スレーブ装置が接続されているハブ装置が正しければ、接続先のポートが違っていたとしても正常に接続されていると認識することができるので、ネットワーク装置の配線接続を行う利用者がスレーブ装置をハブ装置のどのポートに接続するかに意識を取られずに作業することが可能となり、システム構築におけるユーザビリティを向上させることができる。
また、上記のネットワークシステムにおいて、以下のような構成を取ることができる。
すなわち、
前記判定手段は、ハブ装置の下流側のポートに接続されているスレーブ装置について、
当該スレーブ装置が接続されているハブ装置が前記実構成情報と前記設定情報の間で同じものであれば、当該スレーブ装置が接続されているポートの位置が異なっていたとしても、当該スレーブ装置の接続先に誤りはないと判定する第１のモードと、
当該スレーブ装置が接続されているハブ装置およびポートの位置が前記実構成情報と前記設定情報の間で同じものである場合にのみ、当該スレーブ装置の接続先に誤りはないと判定する第２のモードと、
を有していることを特徴とするネットワークシステムである。
このようなネットワークシステムによれば、スレーブ装置が接続されるハブ装置が同じであれば接続先のポートの違いを許容する第１のモードと、ハブ装置における接続先のポートの違いを接続の異常であると認識する第２のモードを使い分けることが可能になる。これにより、ネットワークシステムの状況に応じて適切な制御が可能になり、ユーザビリティの向上とシステムの安定的な運用を両立させることができるようになる。
また、上記のネットワークシステムにおいて、以下のような構成を取ることができる。
すなわち、
前記判定手段は、ネットワークシステムの初期設定においては前記第１のモードによる判定を行い、ネットワークシステムの運用が開始された後は前記第２のモードによる判定を行うことを特徴とするネットワークシステムである。
このようなネットワークシステムによれば、利用者がスレーブ装置のハブ装置への配線接続と初期設定を行う段階においては接続先のポートの違いを許容することで、通常のイーサネット（登録商標）と同様の取り扱いを可能としてユーザビリティを向上させる第１のモードで動作させることができる。また、スレーブ装置を取り付けるポートを変えると不都合が発生する実運用の段階では、システムの安定的な運用を可能とする第２のモードで動作させることができる。
また、上記のネットワークシステムにおいて、以下のような構成を取ることができる。
すなわち、
前記判定手段は、前記ハブ装置の下流側のポートに接続されているスレーブ装置が交換される際には、前記第２のモードによる判定を行うことを特徴とするネットワークシステムである。
このようなネットワークシステムによれば、スレーブ装置の交換が行われる時点でシステムを確実に第２のモードで運用させることができるので、システムの安定的な運用を維持しつつ、スレーブ装置の交換を伴う保守作業を行うことが容易になる。
また、上記のネットワークシステムにおいて、以下のような構成を取ることができる。
すなわち、
前記マスター装置は、前記判定手段が前記第１のモードによる判定を行うか、前記第２のモードによる判定を行うかの入力を受け付ける受付手段をさらに有することを特徴とするネットワークシステムである。
このようなネットワークシステムによれば、利用者が、判定手段がいずれのモードで判定を行うかを明示的に指定できるようになるので、ユーザビリティの向上と安定的な運用の両立が容易となる。
また、本発明を以下のようにとらえることも出来る。すなわち、
本発明のマスター装置は、マスター装置と、複数のスレーブ装置と、上流側の装置に接続するためのポートおよび下流側の装置に接続するための複数のポートを有するハブ装置とから構成されるネットワークシステムにおけるマスター装置であって、
ネットワークシステムを構成する装置の情報とそのトポロジの情報とが設定されている設定情報を記憶する記憶手段と、
実際のネットワークシステムにおいて各装置から収集した情報に基づいて、実際のネットワークシステムを構成する装置の情報とそのトポロジの情報とを含む実構成情報を生成する実構成情報生成手段と、
前記実構成情報を前記設定情報と比較することにより、実際のネットワークシステムにおいて各装置の接続先に誤りがないかどうかを判定する判定手段と、を有し、
前記判定手段は、ハブ装置の下流側のポートに接続されているスレーブ装置について、当該スレーブ装置が接続されているハブ装置が前記実構成情報と前記設定情報の間で同じものであれば、当該スレーブ装置が接続されているポートの位置が異なっていたとしても、当該スレーブ装置の接続先に誤りはないと判定することを特徴としている。
上記のマスター装置は、以下のような構成をとることができる。すなわち、
前記判定手段は、ハブ装置の下流側のポートに接続されているスレーブ装置について、
当該スレーブ装置が接続されているハブ装置が前記実構成情報と前記設定情報の間で同じものであれば、当該スレーブ装置が接続されているポートの位置が異なっていたとしても、当該スレーブ装置の接続先に誤りはないと判定する第１のモードと、
当該スレーブ装置が接続されているハブ装置およびポートの位置が前記実構成情報と前記設定情報の間で同じものである場合にのみ、当該スレーブ装置の接続先に誤りはないと判定する第２のモードと、
を有していることを特徴とするマスター装置である。
これらのマスター装置によっても、本発明の目的を達成することができる。
また、本発明を以下のようにとらえることも出来る。すなわち、本発明のネットワークシステムの制御方法は、マスター装置と、複数のスレーブ装置と、上流側の装置に接続するためのポートおよび下流側の装置に接続するための複数のポートを有するハブ装置とから構成されるネットワークシステムの制御方法であって、
前記マスター装置が、ネットワークシステムを構成する装置の情報とそのトポロジの情報とが設定されている設定情報を記憶する記憶ステップと、
前記マスター装置が、実際のネットワークシステムにおいて各装置から収集した情報に基づいて、実際のネットワークシステムを構成する装置の情報とそのトポロジの情報とを含む実構成情報を生成する実構成情報生成ステップと、
前記マスター装置が、前記実構成情報を前記設定情報と比較することにより、実際のネットワークシステムにおいて各装置の接続先に誤りがないかどうかを判定する判定ステップと、を有し、
前記判定ステップは、ハブ装置の下流側のポートに接続されているスレーブ装置について、当該スレーブ装置が接続されているハブ装置が前記実構成情報と前記設定情報の間で同じものであれば、当該スレーブ装置が接続されているポートの位置が異なっていたとしても、当該スレーブ装置の接続先に誤りはないと判定することを特徴としている。
上記のネットワークシステムの制御方法は、以下のような構成をとることができる。すなわち、
前記判定ステップは、ハブ装置の下流側のポートに接続されているスレーブ装置について、
当該スレーブ装置が接続されているハブ装置が前記実構成情報と前記設定情報の間で同じものであれば、当該スレーブ装置が接続されているポートの位置が異なっていたとしても、当該スレーブ装置の接続先に誤りはないと判定する第１のモードと、
当該スレーブ装置が接続されているハブ装置およびポートの位置が前記実構成情報と前記設定情報の間で同じものである場合にのみ、当該スレーブ装置の接続先に誤りはないと判定する第２のモードと、
を有していることを特徴とするネットワークシステムの制御方法である。
これらのネットワークシステムの制御方法によっても、本発明の目的を達成することができる。
また、本発明を以下のようにとらえることも出来る。すなわち、
マスター装置と、複数のスレーブ装置と、上流側の装置に接続するためのポートおよび下流側の装置に接続するための複数のポートを有するハブ装置とから構成されるネットワークシステムであって、
前記マスター装置は、
ネットワークシステムを構成する装置の情報とそのトポロジの情報とが設定されている設定情報を記憶する記憶手段と、
実際のネットワークシステムにおいて各装置から収集した情報に基づいて、実際のネットワークシステムを構成する装置の情報とそのトポロジの情報とを含む実構成情報を生成する実構成情報生成手段と、
ハブ装置の下流側のポートに接続されているスレーブ装置について、当該スレーブ装置が接続されているハブ装置が前記実構成情報と前記設定情報の間で同じものであることを判定する判定手段と、
前記判定手段により該当すると判定されたスレーブ装置について、前記設定情報における当該スレーブ装置の位置に基づく情報信号のアドレスを前記実構成情報における当該スレーブ装置の位置に基づく情報信号のアドレスに対応付けるアドレス対応付け手段とを有する、ネットワークシステムである。
このようなネットワークシステムによれば、スレーブ装置が接続されているハブ装置が設定情報と一致していれば、接続先のポートが設定情報と異なっていたとしても、当該スレーブ装置の位置のアドレスに基づく通信を正しく行うことができる。ここで、アドレス対応付けは、当該スレーブ装置の接続先のポートが異なっているかどうかにかかわらず行うようにしてもよい。
また、上記のネットワークシステムにおいて、以下のような構成を取ることができる。すなわち、
前記判定手段は、さらに、当該スレーブ装置が接続されている前記ポートが、前記実構成情報と前記設定情報の間で異なるものであることを判定する、ネットワークシステムである。
このようなネットワークシステムによれば、スレーブ装置が接続されているハブ装置が正しく、かつ、接続先のポートが異なっている場合に、アドレス対応付けの処理が行われる。
また、本発明を以下のようにとらえることも出来る。すなわち、
マスター装置と、複数のスレーブ装置と、上流側の装置に接続するためのポートおよび下流側の装置に接続するための複数のポートを有するハブ装置とから構成されるネットワークシステムにおけるマスター装置であって、
ネットワークシステムを構成する装置の情報とそのトポロジの情報とが設定されている設定情報を記憶する記憶手段と、
実際のネットワークシステムにおいて各装置から収集した情報に基づいて、実際のネットワークシステムを構成する装置の情報とそのトポロジの情報とを含む実構成情報を生成する実構成情報生成手段と、
ハブ装置の下流側のポートに接続されているスレーブ装置について、当該スレーブ装置が接続されているハブ装置が前記実構成情報と前記設定情報の間で同じものであることを判定する判定手段と、
前記判定手段により該当すると判定されたスレーブ装置について、前記設定情報における当該スレーブ装置の位置に基づく情報信号のアドレスを前記実構成情報における当該スレーブ装置の位置に基づく情報信号のアドレスに対応づけるアドレス対応付け手段とを有する、マスター装置である。
上記のマスター装置は、以下のような構成を取ることができる。すなわち、
前記判定手段は、さらに、当該スレーブ装置が接続されている前記ポートが、前記実構成情報と前記設定情報の間で異なるものであることを判定する、マスター装置である。
２００：マスター装置，２０１：情報収集手段，２０２：実構成情報生成手段，２０３：判定手段，２０４：記憶手段，３００：スレーブ装置，７００：ハブ装置

Claims (13)

  1. マスター装置と、複数のスレーブ装置と、上流側の装置に接続するためのポートおよび下流側の装置に接続するための複数のポートを有するハブ装置とから構成されるネットワークシステムであって、
    前記マスター装置は、
    ネットワークシステムを構成する装置の情報とそのトポロジの情報とが設定されている設定情報を記憶する記憶手段と、
    実際のネットワークシステムにおいて各装置から収集した情報に基づいて、実際のネットワークシステムを構成する装置の情報とそのトポロジの情報とを含む実構成情報を生成する実構成情報生成手段と、
    前記実構成情報を前記設定情報と比較することにより、実際のネットワークシステムにおいて各装置の接続先に誤りがないかどうかを判定する判定手段と、を有し、
    前記判定手段は、ハブ装置の下流側のポートに接続されているスレーブ装置について、当該スレーブ装置が接続されているハブ装置が前記実構成情報と前記設定情報の間で同じものであれば、当該スレーブ装置が接続されているポートの位置が異なっていたとしても、当該スレーブ装置の接続先に誤りはないと判定することを特徴とするネットワークシステム。
  2. 前記判定手段は、ハブ装置の下流側のポートに接続されているスレーブ装置について、
    当該スレーブ装置が接続されているハブ装置が前記実構成情報と前記設定情報の間で同じものであれば、当該スレーブ装置が接続されているポートの位置が異なっていたとしても、当該スレーブ装置の接続先に誤りはないと判定する第１のモードと、
    当該スレーブ装置が接続されているハブ装置およびポートの位置が前記実構成情報と前記設定情報の間で同じものである場合にのみ、当該スレーブ装置の接続先に誤りはないと判定する第２のモードと、
    を有していることを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。
  3. 前記判定手段は、ネットワークシステムの初期設定においては前記第１のモードによる判定を行い、ネットワークシステムの運用が開始された後は前記第２のモードによる判定を行う
    ことを特徴とする請求項２に記載のネットワークシステム。
  4. 前記判定手段は、前記ハブ装置の下流側のポートに接続されているスレーブ装置が交換される際には、前記第２のモードによる判定を行う
    ことを特徴とする請求項２に記載のネットワークシステム。
  5. 前記マスター装置は、前記判定手段が前記第１のモードによる判定を行うか、前記第２のモードによる判定を行うかの入力を受け付ける受付手段をさらに有する
    ことを特徴とする請求項２に記載のネットワークシステム。
  6. マスター装置と、複数のスレーブ装置と、上流側の装置に接続するためのポートおよび下流側の装置に接続するための複数のポートを有するハブ装置とから構成されるネットワークシステムにおけるマスター装置であって、
    ネットワークシステムを構成する装置の情報とそのトポロジの情報とが設定されている設定情報を記憶する記憶手段と、
    実際のネットワークシステムにおいて各装置から収集した情報に基づいて、実際のネットワークシステムを構成する装置の情報とそのトポロジの情報とを含む実構成情報を生成する実構成情報生成手段と、
    前記実構成情報を前記設定情報と比較することにより、実際のネットワークシステムにおいて各装置の接続先に誤りがないかどうかを判定する判定手段と、を有し、
    前記判定手段は、ハブ装置の下流側のポートに接続されているスレーブ装置について、当該スレーブ装置が接続されているハブ装置が前記実構成情報と前記設定情報の間で同じものであれば、当該スレーブ装置が接続されているポートの位置が異なっていたとしても、当該スレーブ装置の接続先に誤りはないと判定することを特徴とするマスター装置。
  7. 前記判定手段は、ハブ装置の下流側のポートに接続されているスレーブ装置について、当該スレーブ装置が接続されているハブ装置が前記実構成情報と前記設定情報の間で同じものであれば、当該スレーブ装置が接続されているポートの位置が異なっていたとしても、当該スレーブ装置の接続先に誤りはないと判定する第１のモードと、
    当該スレーブ装置が接続されているハブ装置およびポートの位置が前記実構成情報と前記設定情報の間で同じものである場合にのみ、当該スレーブ装置の接続先に誤りはないと判定する第２のモードと、
    を有していることを特徴とする請求項６に記載のマスター装置。
  8. マスター装置と、複数のスレーブ装置と、上流側の装置に接続するためのポートおよび下流側の装置に接続するための複数のポートを有するハブ装置とから構成されるネットワークシステムの制御方法であって、
    前記マスター装置が、ネットワークシステムを構成する装置の情報とそのトポロジの情報とが設定されている設定情報を記憶する記憶ステップと、
    前記マスター装置が、実際のネットワークシステムにおいて各装置から収集した情報に基づいて、実際のネットワークシステムを構成する装置の情報とそのトポロジの情報とを含む実構成情報を生成する実構成情報生成ステップと、
    前記マスター装置が、前記実構成情報を前記設定情報と比較することにより、実際のネットワークシステムにおいて各装置の接続先に誤りがないかどうかを判定する判定ステップと、を有し、
    前記判定ステップは、ハブ装置の下流側のポートに接続されているスレーブ装置について、当該スレーブ装置が接続されているハブ装置が前記実構成情報と前記設定情報の間で同じものであれば、当該スレーブ装置が接続されているポートの位置が異なっていたとしても、当該スレーブ装置の接続先に誤りはないと判定することを特徴とするネットワークシステムの制御方法。
  9. 前記判定ステップは、ハブ装置の下流側のポートに接続されているスレーブ装置について、
    当該スレーブ装置が接続されているハブ装置が前記実構成情報と前記設定情報の間で同じものであれば、当該スレーブ装置が接続されているポートの位置が異なっていたとしても、当該スレーブ装置の接続先に誤りはないと判定する第１のモードと、
    当該スレーブ装置が接続されているハブ装置およびポートの位置が前記実構成情報と前記設定情報の間で同じものである場合にのみ、当該スレーブ装置の接続先に誤りはないと判定する第２のモードと、
    を有していることを特徴とする請求項８に記載のネットワークシステムの制御方法。
  10. マスター装置と、複数のスレーブ装置と、上流側の装置に接続するためのポートおよび下流側の装置に接続するための複数のポートを有するハブ装置とから構成されるネットワークシステムであって、
    前記マスター装置は、
    ネットワークシステムを構成する装置の情報とそのトポロジの情報とが設定されている設定情報を記憶する記憶手段と、
    実際のネットワークシステムにおいて各装置から収集した情報に基づいて、実際のネットワークシステムを構成する装置の情報とそのトポロジの情報とを含む実構成情報を生成する実構成情報生成手段と、
    ハブ装置の下流側のポートに接続されているスレーブ装置について、当該スレーブ装置が接続されているハブ装置が前記実構成情報と前記設定情報の間で同じものであることを判定する判定手段と、
    前記判定手段により該当すると判定されたスレーブ装置について、前記設定情報における当該スレーブ装置の位置に基づく情報信号のアドレスを前記実構成情報における当該スレーブ装置の位置に基づく情報信号のアドレスに対応付けるアドレス対応付け手段とを有する、ネットワークシステム。
  11. 前記判定手段は、さらに、当該スレーブ装置が接続されている前記ポートが、前記実構成情報と前記設定情報の間で異なるものであることを判定する、請求項１０に記載のネットワークシステム。
  12. マスター装置と、複数のスレーブ装置と、上流側の装置に接続するためのポートおよび下流側の装置に接続するための複数のポートを有するハブ装置とから構成されるネットワークシステムにおけるマスター装置であって、
    ネットワークシステムを構成する装置の情報とそのトポロジの情報とが設定されている設定情報を記憶する記憶手段と、
    実際のネットワークシステムにおいて各装置から収集した情報に基づいて、実際のネットワークシステムを構成する装置の情報とそのトポロジの情報とを含む実構成情報を生成する実構成情報生成手段と、
    ハブ装置の下流側のポートに接続されているスレーブ装置について、当該スレーブ装置が接続されているハブ装置が前記実構成情報と前記設定情報の間で同じものであることを判定する判定手段と、
    前記判定手段により該当すると判定されたスレーブ装置について、前記設定情報における当該スレーブ装置の位置に基づく情報信号のアドレスを前記実構成情報における当該スレーブ装置の位置に基づく情報信号のアドレスに対応付けるアドレス対応付け手段とを有する、マスター装置。
  13. 前記判定手段は、さらに、当該スレーブ装置が接続されている前記ポートが、前記実構成情報と前記設定情報の間で異なるものであることを判定する、請求項１２に記載のマスター装置。
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