WO2019087849A1 - 通信システム、被制御機器、及び、通信システムの制御方法 - Google Patents

通信システム、被制御機器、及び、通信システムの制御方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2019087849A1
WO2019087849A1 PCT/JP2018/039219 JP2018039219W WO2019087849A1 WO 2019087849 A1 WO2019087849 A1 WO 2019087849A1 JP 2018039219 W JP2018039219 W JP 2018039219W WO 2019087849 A1 WO2019087849 A1 WO 2019087849A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
control
control device
network
controlled devices
controlled
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/039219
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
桑原　哲也
敏裕 藤原
Original Assignee
村田機械株式会社
サイレックス・テクノロジー株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 村田機械株式会社, サイレックス・テクノロジー株式会社 filed Critical 村田機械株式会社
Priority to US16/759,382 priority Critical patent/US11165602B2/en
Priority to JP2019551125A priority patent/JP6830608B2/ja
Priority to CN201880069968.6A priority patent/CN111373700B/zh
Publication of WO2019087849A1 publication Critical patent/WO2019087849A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/42—Loop networks
    • H04L12/437—Ring fault isolation or reconfiguration
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M11/00—Telephonic communication systems specially adapted for combination with other electrical systems
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS], computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/4185—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS], computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the network communication
    • G05B19/4186—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS], computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the network communication by protocol, e.g. MAP, TOP
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/31—From computer integrated manufacturing till monitoring
    • G05B2219/31145—Ethernet
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • the present invention relates to a communication system, a controlled device, and a control method of the communication system.
  • a ring communication standard such as EtherCAT (registered trademark) (Ethernet for Control Automation Technology) is used for a control communication network of equipment deployed in a factory or the like from the viewpoint of communication redundancy and immediacy.
  • Devices connected to the EtherCAT network include control devices (generally referred to as masters) and controlled devices (generally referred to as slaves).
  • the EtherCAT network has a ring topology as one form thereof.
  • the frame sent out by the control device is received by the controlled device adjacent to the control device, then sent out from the controlled device, and received by another controlled device adjacent to the controlled device.
  • the frames are then sent to the adjacent controlled devices one after another, and finally received by the control device to circulate in the network.
  • Patent Document 1 discloses a technique related to path switching in the event of a failure in an EtherCAT network.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a communication system or the like that configures a ring-type network with further improved fault tolerance.
  • a communication system is a plurality of controlled devices, and each of the plurality of controlled devices includes a first input port and a first output port. And a plurality of controlled devices each having a first interface according to EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology) standard and a second interface according to EtherCAT standard having a second input port and a second output port, and the plurality of controlled devices.
  • EtherCAT Ethernet for Control Automation Technology
  • First control to control equipment Control device capable of transmitting data to the first network, and standby control connected to the second network and capable of transmitting second control data for controlling the plurality of controlled devices to the second network Apparatus, and a main control apparatus for performing first control to cause the active control apparatus to transmit the first control data, wherein the main control apparatus is further configured to transmit the first control data to the plurality of controlled objects.
  • a second control is performed to cause the standby control device to transmit the second control data when at least one of the devices is not reached.
  • a plurality of control devices Maintain communication with the controlled device.
  • the control device and the plurality of received signals Communication with the control device can be maintained.
  • the control device means at least one of the active control device and the standby control device. In this manner, the communication system can configure a ring-type network with more fault tolerance.
  • the active control device receives, from the information included in the first control data received from the first network, the target to which the first control data has reached among the plurality of controlled devices.
  • the second control may be performed when the number of control devices is acquired and it is determined that the acquired number is smaller than the number of the plurality of controlled devices.
  • the first control data is recorded based on the information indicating the number of controlled devices reached by the control data, which is recorded by the controlled device in the control data circulating in the first network. Whether all controlled devices have been reached can be easily determined.
  • the communication system can more easily configure a ring-type network with higher fault tolerance.
  • the main control device further determines whether or not the communication packet from the active control device is received within a predetermined period, and determines that the communication packet is not received within the predetermined period.
  • a second control may be performed.
  • the communication system can easily determine whether the active control device is operating normally based on whether to receive the communication packet received from the active control device.
  • the communication system can more easily configure a ring-type network with higher fault tolerance.
  • the second control is performed based on the fact that the main control device does not receive the communication packet within the predetermined period from the active control device, a new communication is performed within a new predetermined period from the active control device.
  • the first control may be further performed.
  • the communication system determines whether or not the communication system receives the communication packet from the active control device after switching from the state of communicating with the controlled device by the active control device to the state of communicating with the controlled device by the standby control device. Based on the above, it is possible to automatically return to the state of communicating with the controlled device by the active control device. Therefore, the communication system can make it easier to operate when the failure is recovered.
  • the first network may have a ring topology in which the active control device and the first interface of each of the plurality of controlled devices are connected.
  • the communication system can receive the control device and the plurality of receiving devices. Communication with the control device can be maintained.
  • the communication system is a plurality of second controlled devices different from the plurality of first controlled devices which are the plurality of controlled devices, and each of the plurality of second controlled devices is A plurality of second controlled terminals having a first interface conforming to the EtherCAT standard having a first input port and a first output port, and a second interface conforming to the EtherCAT standard having a second input port and a second output port A device, a third network to which the first interface of each of the plurality of second controlled devices is connected, and a fourth network to which the second interface of each of the plurality of second controlled devices is connected; A second active control device different from the first active control device, which is an active control device, in the third network And a second active control device for transmitting third control data for controlling the plurality of second controlled devices to the third network, wherein the standby control device further comprises: Connected to transmit fourth control data for controlling the plurality of second controlled devices to the fourth network, and the main control device further transmits the third control data to the second active control device The third control for
  • the communication system performs communication from the control device to the plurality of first controlled devices and communication from the control device to the plurality of second controlled devices through separate networks.
  • communication with a large number of controlled devices can be performed as compared with the case where communication is performed with the above-mentioned controlled devices through a single network, and the processing load on the control device can be reduced.
  • the standby control device used for the plurality of first controlled devices is also used to control the plurality of second controlled devices. That is, the standby control device is also used for communication with the plurality of first controlled devices and communication with the plurality of second controlled devices. Therefore, the number of standby devices can be reduced, and the cost can be reduced.
  • a controlled device includes a first interface conforming to Ethernet for Control Automation Technology (EtherCAT) standard having a first input port and a first output port, a second input port, and a second interface. And a second interface conforming to the EtherCAT standard having an output port, wherein the first interface can send first control data for controlling the controlled device to the first network via the first network.
  • the second interface is connected to an active control device, and the second interface is connected to a standby control device capable of transmitting second control data for controlling the controlled device to the second network via a second network.
  • the controlled device When the first control data sent out by the active control device is received, it operates according to the control by the received first control data, and the second control data sent out by the standby control device is received In the case, it operates according to the control by the received second control data.
  • the communication system is a plurality of controlled devices, and each of the plurality of controlled devices is for a first input port and a first output.
  • a plurality of controlled devices each having a plurality of controlled devices each having a first interface according to EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology) having a port, and a second interface according to the EtherCAT standard having a second input port and a second output port;
  • the controlled device Active control device capable of transmitting first control data to the first network, and second control data connected to the second network for controlling the plurality of controlled devices to the second network
  • the control method includes a step of performing a first control of causing the active control device to send the first control data to the active control device; and the
  • the present invention can be realized not only as an apparatus, but also as a method in which processing means constituting the apparatus are steps, or a program which causes the computer to execute the steps, or a computer reading the program It can be realized as a recording medium such as a possible CD-ROM, or as information, data or signals indicating the program. And these programs, information, data, and signals may be distributed via a communication network such as the Internet.
  • the communication system can configure a ring-type network with more improved fault tolerance.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of the communication system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of a log held by the detection unit according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of an ID correspondence table held by the control unit according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a first flowchart showing a control method of the communication system according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a second flowchart showing a control method of the communication system according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is an explanatory view showing a communication path in the case where there is no fault in the communication system having the folded topology according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is an explanatory view showing a communication path in the case where a failure occurs in the communication system having the folded topology according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is an explanatory view showing a communication path in the case where there is no fault in the communication system having a ring topology according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a first explanatory view showing a communication path in the case where a failure occurs in the communication system having a ring topology according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a second explanatory diagram showing a communication path in the case where a failure occurs in the communication system having a ring topology according to the first embodiment.
  • FIG. 11 is a third explanatory view showing a communication path in the case where a failure occurs in the communication system having a ring topology according to the first embodiment.
  • FIG. 12 is an explanatory view showing a communication path in the case where there is no failure in the communication system having the folded topology according to the second embodiment.
  • FIG. 13 is an explanatory view showing a communication path in the case where there is no failure in the communication system having a ring topology according to the second embodiment.
  • Embodiment 1 In the present embodiment, a communication system or the like that configures a ring-type network with further improved fault tolerance will be described.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of the communication system 1 according to the present embodiment.
  • the communication system 1 includes a main control device 10, control devices 20A and 20B, networks N, N1 and N2, and controlled devices 30A, 30B and 30C.
  • the communication system 1 is a communication system for controlling the controlled devices 30A to 30C.
  • the communication system 1 is, for example, for I / O control (for example, control of a sensor, a motor, etc.) performed between a main control device and a controlled device in a network of control communication of equipment deployed in a factory etc. Used for communication.
  • the main control apparatus 10 is a computer that manages the entire equipment including the controlled devices 30A to 30C, and controls the controlled devices 30A to 30C. Specifically, main controller 10 performs control to cause control device 20A to transmit control data, and further, when the transmitted control data does not reach at least one of controlled devices 30A to 30C, the control device Control to send control data to 20B.
  • Control data to be sent to the control device 20A is also referred to as first control data
  • control to cause the control device 20A to send control data is also referred to as first control.
  • control data to be sent to the control device 20B is also referred to as second control data
  • control to cause the control device 20B to send control data is also referred to as second control.
  • Control device 20A is a computer that controls controlled devices 30A to 30C in accordance with a control command received from main controller 10.
  • the control device 20A is connected to each of the controlled devices 30A to 30C through the network N1.
  • Control device 20A determines specific operations to be performed by controlled devices 30A to 30C according to the information of I / O control included in the control command received from main controller 10.
  • a communication packet (also referred to simply as a packet) including control data for causing each of the controlled devices 30A to 30C to perform the determined operation is sent out to the network N1.
  • the control device 20A can be realized by hardware such as a PC (personal computer).
  • the control device 20A is also referred to as an active control device.
  • Control device 20B is a control device having the same function as control device 20A.
  • the control device 20B is connected to the network N2.
  • the control device 20B is connected to each of the controlled devices 30A to 30C through the network N2, and sends the generated control data to the network N2 in the same manner as the control device 20A.
  • the control device 20B is also referred to as a standby control device.
  • the network N1 is a network to which the physical port 26 (also referred to simply as a port) of the control device 20A and the controlled devices 30A to 30C are connected.
  • the network N1 is a network formed by daisy-chaining (so-called bead connection) each of the control device 20A and the controlled devices 30A to 30C, and a specific example thereof is a network conforming to the communication standard of EtherCAT.
  • the port 26 of the control device 20A and the port 32 of the controlled device 30A are connected by the communication link L1 (also simply referred to as a link), and the port 33 of the controlled device 30A and the port 32 of the controlled device 30B Are connected by the link L2, and the port 33 of the controlled device 30B and the port 32 of the controlled device 30C are connected by the link L3.
  • L1 also simply referred to as a link
  • the port 33 of the controlled device 30A and the port 32 of the controlled device 30B Are connected by the link L2
  • the port 33 of the controlled device 30B and the port 32 of the controlled device 30C are connected by the link L3.
  • the network N1 selectively takes a folded topology (one-stroke topology) with the control device 20A at one end and a ring topology (annular topology) with the control device 20A as a part of a ring. obtain.
  • the network N1 shown in FIG. 1 has a folded topology.
  • the network N2 is a network to which the port 26 of the control device 20B and the controlled devices 30A to 30C are connected, and has the same function as the network N1.
  • the controlled device 30A is, for example, a device that performs I / O control (for example, control of a sensor, a motor, and the like), and operates according to control by the main control device 10.
  • the controlled device 30A has two communication IFs (interfaces) 31 and 34, the communication IF 31 is connected to the network N1, and the communication IF 34 is connected to the network N2.
  • the controlled device 30A receives the packet received by the communication IF 31, it operates in accordance with the control data included in the received packet, and when the packet received by the communication IF 34 is received, the controlled device 30A Operate in accordance with the included control data.
  • the controlled devices 30B and 30C are controlled devices having the same function as the controlled device 30A.
  • the controlled devices 30B and 30C each receive control data independently of the controlled device 30A, and operate independently.
  • the to-be-controlled apparatus with which the communication system 1 is equipped is three of to-be-controlled apparatuses 30A, 30B, and 30C is demonstrated, it is not restricted to this, Several tens or several hundreds may be sufficient.
  • the packet sent by the control device 20A to the network N1 is received by the controlled device 30A through the network N1. Then, the controlled device 30A acquires control data addressed to the own device contained in the received packet, and operates according to the acquired control data.
  • the controlled device 30A holds data to be transmitted to the control device 20A
  • the controlled device 30A includes the data in a packet and transmits the packet to the network N1.
  • the transmitted packet is received by the controlled device 30B, processed in the same manner, and transmitted to the network N1. In this way, the packet sent out by the control device 20A circulates the network N1 and returns to the control device 20A.
  • the control device 20B and the network N2 function as a control device and a network of a standby system (or spare system) that controls the controlled devices 30A to 30C when a failure occurs in the control device 20A or the network N1.
  • the control device 20A and the network N1 function as a control device and a network of an active system (or operation system) which controls the controlled devices 30A to 30C in a normal case.
  • the main control apparatus 10 includes a communication IF 11, a generation unit 12, and an HB detection unit 13.
  • the communication IF 11 is a communication interface device communicably connected to the network N.
  • the communication IF 11 is connected to the communication IF 21 of each of the control devices 20A and 20B through the network N.
  • the communication standard of the communication IF 11 is, for example, a wired LAN (Local Area Network) according to the IEEE 802.3 standard, or a wireless LAN according to the standards such as IEEE 802.11a, b, g, n, but is not limited thereto.
  • the generation unit 12 is a processing unit that generates control instructions for controlling the controlled devices 30A to 30C.
  • the control command is, for example, information indicating I / O control, and more specifically, information indicating which device is to be operated and how.
  • the generation unit 12 is realized by the processor executing a program using a memory or the like.
  • the generation unit 12 sends the generated control command to the network N via the communication IF 11.
  • the generation unit 12 determines the destination of the control command to be sent out based on the detection information received from the HB detection unit 13. Specifically, the generation unit 12 refers to the log 14 of the heartbeat signal possessed by the HB detection unit 13 to generate a heartbeat signal from each of the control devices 20A and 20B for a predetermined time until the current time (for example, It is determined whether or not it has been received within about 5 seconds.
  • the generation unit 12 determines that the operation of the control device 20A is in the normal state based on the fact that the heartbeat signal from the control device 20A is received within the predetermined time, the control command is output as the control device 20A. Control the control device 20A.
  • the control device 20A when it is determined that the operation of the control device 20A is abnormal based on the fact that the heartbeat signal from the control device 20A is not periodically received, the control device is transmitted by transmitting a control command to the control device 20B. Control 20B. If the heartbeat signal from the control device 20A is received after the control device 20B is controlled based on the fact that the heartbeat signal from the control device 20A is not periodically received, the control device is automatically controlled. 20A may be controlled. This is to make it easier to operate when the failure is recovered. On the other hand, the control of the control device 20A may be prohibited as described above. This is because if control is automatically returned while the cause of the failure is unclear, it may become a new failure occurrence factor.
  • the generation unit 12 changes the destination of the control command to be sent out from the control device 20A to the control device 20B.
  • the switching signal is a signal indicating that the destination of the control command is changed from the control device 20A to the control device 20B from the control device 20A to the main control device 10.
  • the generation unit 12 manages a common ID that is an identifier that can uniquely identify each of the controlled devices 30A to 30C, and includes the common ID of the controlled device to be controlled in the control command.
  • the HB detection unit 13 is a processing unit that detects heartbeat signals from the control devices 20A and 20B.
  • the HB detection unit 13 is realized by the processor executing a program using a memory or the like.
  • the HB detection unit 13 monitors whether the communication IF 11 receives a heartbeat signal periodically transmitted by the control devices 20A and 20B from the network N. Then, when the communication IF 11 receives a heartbeat signal from the network N, the heartbeat signal is detected. When the heartbeat detection unit 13 detects a heartbeat signal, the HB detection unit 13 stores, in the log 14, information indicating the time when the heartbeat signal is detected and information indicating the transmission source of the heartbeat signal.
  • the log 14 is implemented by a storage device such as a memory or storage.
  • the HB detection unit 13 may detect any packet transmitted by the control devices 20A and 20B instead of detecting the heartbeat signal. In this way, there is an advantage that the states of the control devices 20A and 20B can be known without using a dedicated signal called a heartbeat signal.
  • control device 20A Next, the control device 20A will be described.
  • the control device 20A includes communication IFs 21 and 22, a control unit 23, a device detection unit 24, and an HB generation unit 25.
  • the communication IF 21 is a communication interface device communicably connected to the network N.
  • the communication IF 21 is connected to the communication IF 11 of the main control apparatus 10 through the network N.
  • the communication standard of the communication IF 21 is, for example, a wired LAN (Local Area Network) according to the IEEE 802.3 standard, or a wireless LAN according to the standards such as IEEE 802.11a, b, g, n, but is not limited thereto.
  • the communication IF 22 is a communication interface device communicably connected to the network N1.
  • the communication IF 22 includes two ports 26 and 27 connected to the network N1. When both of the ports 26 and 27 are in the link-up state, the communication IF 22 causes one of the ports 26 and 27 to function as an input port and the other to function as an output port. When only one of the ports 26 and 27 is in the link-up state, one of the ports is made to function as an input port and an output port.
  • Control unit 23 is a processing unit that controls the operation of controlled devices 30A to 30C in accordance with a control command received from main controller 10.
  • the control unit 23 is realized by the processor executing a program using a memory or the like.
  • control unit 23 determines a specific operation to be performed by controlled devices 30A to 30C according to the control plan received from main controller 10. Then, control data for causing the operation is generated, and the generated control data is sent to the network N1 via the communication IF 22.
  • the control data includes an ID (also referred to as an active ID) of a controlled device controlled by the control data. The ID will be described in detail later.
  • the device detection unit 24 is a processing unit that detects the number of controlled devices 30A to 30C.
  • the device detection unit 24 is realized by the processor executing a program using a memory or the like.
  • the device detection unit 24 When receiving the control data circulating in the network by the communication IF 22, the device detection unit 24 detects the number of controlled devices that the control data has reached, based on the counter included in the received control data.
  • the counter can use, for example, a working counter in the EtherCAT frame format, but is not limited to this and can use the information included in the received control data to control the controlled device that has reached the control data. The number can be calculated. Then, the device detection unit 24 transmits a switching signal to the main control device 10 when the number of controlled devices that the control data has reached is smaller than the total number of controlled devices. This is because communication between the control device 20A and each of the controlled devices 30A to 30C can not be performed, so that the control device 20B can communicate. It is assumed that the device detection unit 24 grasps the total number of controlled devices 30A to 30C connected to the network N1 or the total number of controlled devices 30A to 30C to be connected.
  • the HB generation unit 25 is a processing unit that periodically generates a heartbeat signal, and transmits the generated heartbeat signal to the main control apparatus 10 via the communication IF 21.
  • the heartbeat signal is a signal indicating that the control device 20A is operating normally, and is generated at predetermined time intervals (for example, 5 seconds) and transmitted to the main control device 10.
  • the heartbeat signal includes an identifier that uniquely identifies the control device 20A, and may include any other information.
  • the packet may also serve as a heartbeat signal.
  • the HB generation unit 25 is realized by the processor executing a program using a memory or the like.
  • the control device 20B has the same function as that of the control device 20A.
  • the connection destination of the communication IF 22 is the network N2.
  • a standby system ID different from the active system ID is attached to control data sent by the control device 20B.
  • the controlled device 30A includes communication IFs 31 and 34 and a functional unit 37.
  • the communication IF 31 is a communication interface device communicably connected to the network N1.
  • the communication IF 31 includes two ports 32 and 33 connected to the network N1.
  • An active system ID is assigned to the communication IF 31.
  • the mode of causing the ports 32 and 33 to function as an input port or an output port is the same as the communication IF 22 of the control device 20A.
  • the communication IF 31 corresponds to a first interface.
  • the communication IF 34 is a communication interface device communicably connected to the network N2.
  • the communication IF 34 includes two ports 35 and 36 connected to the network N2.
  • the communication IF 34 is assigned a standby system ID.
  • the mode of causing the ports 35 and 36 to function as an input port or an output port is the same as the communication IF 22 of the control device 20A.
  • the communication IF 34 corresponds to a second interface.
  • the functional unit 37 is a processing unit that exerts the main function of the controlled device 30A.
  • the functional unit 37 operates in accordance with the control data received via the network N1 when the control data including the ID of the own device sent by the control device 20A is received via the network N1, and the control device When the control data sent by 20B is received via the network N2, it operates according to the control data received via the network N2.
  • the functional unit 37 has a function that the controlled device 30A performs I / O control.
  • the functional unit 37 is realized by the processor executing a program using a memory or the like.
  • FIG. 2 is an explanatory view showing a log 14 held by the HB detection unit 13 according to the present embodiment.
  • the log 14 is configured by one or more entries.
  • One entry corresponds to one heartbeat signal detected by the HB detector 13.
  • Each entry includes information indicating the reception time of the heartbeat signal, and information indicating the transmission source of the heartbeat signal.
  • the generation unit 12 determines that the operation of both the control devices 20A and 20B is in the normal state in the period T1.
  • the generation unit 12 determines that the operation of the control device 20A is in an abnormal state and the operation of the control device 20B is in a normal state.
  • FIG. 3 is an explanatory view showing an ID correspondence table held by the control unit 23 according to the present embodiment.
  • the ID correspondence table associates the common ID with each of the active ID and the standby ID.
  • the common ID 00001 is associated with the active ID 001, and is associated with the standby ID 257.
  • control unit 23 of the control device 20A When the control unit 23 of the control device 20A receives a control command from the main control device 10 via the communication IF 21, the control unit 23 of the control unit 20A selects the common ID included in the received control command as an active system associated with the common ID. Convert to ID and generate control data.
  • control unit 23 of the control device 20B receives a control command from the main control device 10 via the communication IF 21, the control unit 23 of the control device 20B associates the common ID included in the received control command with the common ID. Convert to a standby system ID and generate control data.
  • the control unit 23 of the control device 20A only needs to hold at least the sequence of the common ID and the active ID in the ID correspondence table. Further, the control unit 23 of the control device 20B only needs to hold at least the columns of the common ID and the standby system in the ID correspondence table.
  • FIG. 4 is a first flowchart showing a control method of main controller 10 in communication system 1 according to the present embodiment.
  • step S101 main controller 10 performs control (that is, first control) for causing control device 20A to transmit control data.
  • Main controller 10 determines whether or not the sent control data reaches each of controlled devices 30A to 30C. If it is determined that the transmitted control data reaches each of the controlled devices 30A to 30C (Yes in step S101), step S101 is executed again, otherwise, that is, at least any one of the controlled devices 30A to 30C. If it does not reach the limit, the process proceeds to step S102.
  • step S102 main controller 10 performs control (that is, second control) that causes controller 20B to transmit control data.
  • FIG. 5 is a second flowchart showing a control method of main controller 10 in communication system 1 according to the present embodiment.
  • the flow chart shown in FIG. 5 shows that main controller 10 transmits a control command to control device 20A based on whether or not control data reaches controlled device (steps S201 to S205 described below).
  • FIG. 10 shows processing when changing from a state corresponding to the above to a state (corresponding to the following steps S207 to S209) of transmitting a control command to the control device 20B.
  • step S201 the generation unit 12 of the main control device 10 refers to the log 14 to determine whether the control device 20A is in the normal state. If it is determined that the control device 20A is in the normal state (Yes in step S201), the process proceeds to step S202. If not (No in step S201), the process proceeds to step S221.
  • step S202 the generation unit 12 of the main control device 10 generates a control command for controlling the controlled devices 30A to 30C, and transmits the generated control command to the control device 20A.
  • step S203 the control device 20A receives the control command transmitted by the main control device 10 in step S202. Then, the control unit 23 of the control device 20A generates control data according to the received control command, and sends the generated control data to the network N1. The control data sent out circulates the network N1 by being sequentially transferred by the controlled devices 30A to 30C.
  • step S204 the control device 20A receives control data circulating in the network N1.
  • step S205 the device detection unit 24 of the control device 20A acquires, from the control data received in step S204, information indicating the number of controlled devices to which the control data has arrived. Then, the device detection unit 24 determines whether the acquired number of controlled devices having reached the control data matches the total number of controlled devices 30A to 30C. If it is determined that the number of controlled devices that the control data has reached matches the total number of controlled devices (Yes in step S205), the process proceeds to step S201. On the other hand, when it is determined that the number of controlled devices that the control data has reached is different from the total number of controlled devices, more specifically, it is smaller than the total number of controlled devices (No in step S205), the process proceeds to step S206. .
  • step S206 the device detection unit 24 of the control device 20A transmits a switching signal to the main control device 10.
  • step S207 main controller 10 sets the destination of the new control command in control device 20B. This means that the switching signal transmitted in step S206 has been received (step S206), or that the control device 20A is not in the normal state and the control device 20B is determined in the normal state (Yes in step S221). Made on the basis of In addition, the generation unit 12 of the main control device 10 generates a new control instruction for controlling the controlled devices 30A to 30C, and transmits the generated control instruction to the control device 20B.
  • step S208 the control device 20B receives the control command transmitted by the main control device 10 in step S207. Then, the control unit 23 of the control device 20B generates control data according to the received control command, and sends the generated control data to the network N2. The sent control data circulates the network N2 by being sequentially transferred by the controlled devices 30A to 30C.
  • step S209 the control device 20B receives the control data circulating in the network N2.
  • step S209 the series of processes shown in FIG. 5 are ended.
  • step S221 the generation unit 12 of the main control device 10 determines, based on the log 14, whether or not the control device 20B is in the normal state. If the control device 20B is in the normal state (Yes in step S221), the process proceeds to step S207. If not (No in step S221), the process proceeds to step S222.
  • step S222 the generation unit 12 of the main control device 10 performs predetermined error processing.
  • the processing in step S222 is performed when both of the control devices 20A and 20B are not in the normal state, that is, in a state where the controlled devices 30A to 30C can not be controlled.
  • the predetermined error processing includes, for example, notifying an operator by means of a communication or alarm, or leaving a record. Predetermined error handling may not be performed.
  • main controller 10 may repeatedly execute transmitting a control command to controller 20B (step S207), and control command to controller 20A when a predetermined event occurs. May be repeatedly transmitted (step S202).
  • the predetermined event may be, for example, that a predetermined time has elapsed, that the setting has been changed by the operator to be transmitted as described above, or the like.
  • the control device 20A can not send control data to the network N1 (step S202).
  • the port 26 of the control device 20A is in the link down state. Therefore, based on the fact that the port 26 of the control device 20A is in the link down state, the device detection unit 24 of the control device 20A determines that the number of controlled devices that the control data has reached is zero in step S205. By performing the above, it may be determined that the number of controlled devices that the control data has reached is not equal to the number of controlled devices.
  • FIG. 6 is an explanatory view showing a communication path in the case where there is no fault in the communication system 1 having a folded topology according to the present embodiment.
  • the network N1 has a folded topology.
  • the flow of control data is indicated by a solid line and a broken line, and when control data flows in the same direction in the opposite direction, the solid line and the broken line are used for each direction. The same notation is used in the following figures.
  • the description of FIG. 6 will be described with reference to each step shown in FIG.
  • the main control device 10 since the main control device 10 receives the heartbeat signal from the control device 20A, it transmits a control command to the control device 20A (steps S202 and S203). Since no failure occurs in the link of the network N1, when the control device 20A transmits control data to the network N1, the transmitted control data passes through the controlled device 30A, 30B and 30C via the network N1, and the controlled device It returns at 30C and returns to the control device 20A via the controlled devices 30B and 30A.
  • the counter in the control data received by the control device 20A from the network N1 is 3, which is the number of controlled devices 30A, 30B and 30C, and is equal to 3 which is the total number of controlled devices (Yes in step S205). Therefore, main controller 10 transmits a control command to control device 20A again.
  • FIG. 7 is an explanatory view showing a communication path in the case where a failure has occurred in the communication system 1 having the folded topology according to the present embodiment. Specifically, when a failure occurs in the control device 20A (case 1), a failure occurs in the link L1 connecting the control device 20A and the controlled device 30A (case 2); A case (Case 3) where a failure occurs in the link L2 connecting the control device 30A and the controlled device 30B will be described.
  • the main control device 10 does not receive the heartbeat signal from the control device 20A, and receives the heartbeat signal from the control device 20B. Therefore, the generation unit 12 of the main control device 10 determines that the control device 20A is not in the normal state (No in step S201), and determines that the control device 20B is in the normal state (Yes in step S221). Therefore, main controller 10 transmits a control command to controller 20B, and controller 20B sends and receives control data to network N2 (steps S207 to S209).
  • main controller 10 receives the heartbeat signal from controller 20A. Therefore, the generation unit 12 of the main control device 10 determines that the control device 20A is in the normal state (Yes in step S201). Therefore, main controller 10 transmits a control command to controller 20A, and controller 20A transmits control data to network N1 (steps S202 and S203).
  • the number of controlled devices reached by the control data received from the network N1 is zero in case 2, and is one which is the number of controlled devices 30A in case 3 and is the total number of controlled devices in both cases. It differs from 3 (No in step S205).
  • main controller 10 transmits a control command to controller 20B, and controller 20B sends and receives control data to network N2 (steps S207 to S209).
  • FIG. 8 is an explanatory view showing a communication path in the case where there is no failure in the communication system 1 having a ring type topology according to the present embodiment.
  • a network N1 is a network having a ring topology.
  • a link L4 connecting the port 33 of the controlled device 30C and the port 27 of the control device 20A is further added to the network N1 shown in FIG. 1 or 6, etc. It is
  • the main control device 10 since the main control device 10 receives the heartbeat signal from the control device 20A, the main control device 10 transmits a control command to the control device 20A (steps S202 and S203). Since no failure occurs in the link of the network N1, when the control device 20A transmits control data to the network N1, the transmitted control data is transmitted via the network N1 to the control device 20A via the controlled devices 30A, 30B and 30C. Return to The counter in the control data received by the control device 20A from the network N1 is 3, which is the number of controlled devices 30A, 30B and 30C, and is equal to 3 which is the total number of controlled devices (Yes in step S205). Therefore, main controller 10 transmits a control command to control device 20A again.
  • FIG. 9 is a first explanatory view showing a communication path when a failure occurs in the communication system 1 having a ring topology according to the present embodiment. Specifically, a case where a failure occurs in the link L1 connecting the control device 20A and the controlled device 30A will be described.
  • Main controller 10 receives a heartbeat signal from controller 20A. Therefore, the generation unit 12 of the main control device 10 determines that the control device 20A is in the normal state (Yes in step S201). Therefore, main controller 10 transmits a control command to controller 20A, and controller 20A transmits control data to network N1 by communication IF 21 (steps S202 and S203).
  • the control device 20A sends control data to the network N1 through the port 27.
  • the counter in the control data received from the network N1 is 3, which is the number of controlled devices 30A, 30B and 30C, and is equal to 3 which is the total number of controlled devices (Yes in step S205). Therefore, main controller 10 transmits a control command to control device 20A again.
  • FIG. 10 is a second explanatory view showing a communication path when a failure occurs in the communication system 1 having a ring topology according to the present embodiment. Specifically, a case where a failure occurs in the link L2 connecting the controlled device 30A and the controlled device 30B will be described.
  • Main controller 10 receives a heartbeat signal from controller 20A. Therefore, the generation unit 12 of the main control device 10 determines that the control device 20A is in the normal state (Yes in step S201). Therefore, main controller 10 transmits a control command to controller 20A, and controller 20A transmits control data to network N1 through port 26 (steps S202 and S203).
  • the ports 26 and 27 are connected in a one-to-one connection as the looped topology by the control of the communication IF 21 of the control device 20A. It is recognized as a network.
  • the device detection unit 24 detects 1 from the port 26 and 2 from the port 27 for the number of controlled devices that the control data received from the network N1 has reached, and the control data received from the network N1 is It is determined that the number of controlled devices reached is 3 in all, and it matches 3 which is the total number of controlled devices for which the main control device 10 has sent a control command to the control device 20A (Yes in step S205). Therefore, main controller 10 transmits a control command to control device 20A again.
  • FIG. 11 is an explanatory view showing a communication path in the case where a failure occurs in the communication system 1 having a ring topology according to the present embodiment. Specifically, when a fault occurs in the control device 20A (case 1), the link L2 connecting the controlled device 30A and the controlled device 30B and the controlled device 30B and the controlled device 30C The case (Case 2) in which a failure occurs in the link L3 will be described.
  • the main control device 10 does not receive the heartbeat signal from the control device 20A, and receives the heartbeat signal from the control device 20B. In this case, the same processing as in the case 1 of FIG. 7 described above is performed. As a result, main controller 10 transmits a control command to controller 20B, and controller 20B sends and receives control data to network N2 (steps S207 to S209).
  • the main control device 10 receives a heartbeat signal from the control device 20A. Therefore, the generation unit 12 of the main control device 10 determines that the control device 20A is in the normal state (Yes in step S201). Therefore, main controller 10 transmits a control command to controller 20A, and controller 20A transmits control data to network N1 (steps S202 and S203).
  • the links L1, L2, L3, and L4 are recognized as a network of one connection, and the controlled device (the controlled device 30A and the controlled device) which the control data received from the network N1 has reached.
  • the number 30C) is 2 and is different from 3 which is the total number of controlled devices (No in step S205).
  • main controller 10 transmits a control command to controller 20B, and controller 20B sends and receives control data to network N2 (steps S207 to S209).
  • the communication system 1 shown in the present embodiment when the first network has a folded topology, a failure of the active control device or one failure on the first network occurs. Even in this case, communication between the control device and the plurality of controlled devices can be maintained. Further, in the communication system, when the first network has a ring topology, even when a failure of the active control device or failure of two or more places on the first network occurs, the control device and the plurality of received signals Communication with the control device can be maintained.
  • the control device means at least one of the active control device and the standby control device. In this manner, the communication system can configure a ring-type network with more fault tolerance.
  • the first control data is all controlled based on the information recorded in the control data circulating in the first network and indicating the number of controlled devices reached by the control data. It can be easily determined whether or not the control device has been reached. Thus, the communication system can more easily configure a ring-type network with higher fault tolerance.
  • the communication system can easily determine whether the active control device is operating normally based on whether to receive a communication packet received from the active control device.
  • the communication system can more easily configure a ring-type network with higher fault tolerance.
  • the communication system switches from a state of communicating with the controlled device by the active control device to a state of communicating with the controlled device by the standby control device, and then based on whether to receive a communication packet from the active control device. It is possible to automatically return to the state of communicating with the controlled device by the active control device. Therefore, the communication system can make it easier to operate when the failure is recovered.
  • the communication system includes the control device and the plurality of controlled devices even when a failure of the active control device or failure of two or more places on the first network occurs due to the first network having a ring topology. Maintain communication.
  • Second Embodiment In the present embodiment, a control method that can be used even when the number of controlled devices is larger than that in the first embodiment will be described for a communication system or the like configuring a ring system network with further improved fault tolerance.
  • the processing load on the control device 20A or 20B increases as the number of controlled devices increases. So, while reducing the processing load of control device 20A or 20B, the communication system 2 which can connect more controlled devices is explained.
  • 65535 controlled devices can be connected to one network.
  • the number of controlled devices that can be substantially connected is smaller than the number permitted by the communication standard, for example, about 255.
  • the number of controlled devices that can be substantially connected can be increased, for example, to about 512 by a simple configuration as compared with the case where only two communication systems 1 are provided. it can.
  • FIG. 12 is an explanatory view showing a communication path in the case where there is no fault in the communication system 2 having the folded topology according to the present embodiment.
  • FIG. 13 is an explanatory view showing a communication path in the case where there is no fault in the communication system 2 having a ring topology according to the present embodiment.
  • the communication system 2 includes a main control unit 10, control units 20A, 20B and 20C, networks N1, N2, N3 and N4, and controlled devices 30A, 30B, 30C, 30D, 30E and 30F.
  • control device 20A corresponds to the first active device
  • control device 20C corresponds to the second active device
  • networks N1, N2, N3 and N4 correspond to the first, second, third and fourth networks, respectively.
  • controlled devices 30A, 30B and 30C correspond to a plurality of first controlled devices
  • the controlled devices 30D, 30E and 30F correspond to a plurality of second controlled devices.
  • control apparatus 20A control apparatus 20A, controlled devices 30A, 30B and 30C, and networks N1 and N2 are the same as those in the first embodiment, detailed description will be omitted.
  • Control device 20C is a computer that controls controlled devices 30D to 30F in accordance with a control command received from main controller 10.
  • the control device 20C is connected to each of the controlled devices 30D to 30F by the network N3.
  • the control device 20C is a control device having the same function as the control device 20A.
  • the control device 20C is connected to each of the controlled devices 30D to 30F by the network N3, and sends control data generated similarly to the control device 20A to the network N3.
  • the control device 20B is connected to the network N4 by the port 27 in addition to the function of the control device 20B in the first embodiment. Then, the control device 20B is connected to each of the controlled devices 30D to 30F through the network N4, and sends control data generated similarly to the control device 20A to the network N4.
  • the network N3 is a network to which each of the control device 20C and the controlled devices 30D to 30F is connected, and has the same function as the network N1.
  • the network N3 can selectively adopt a folded topology (FIG. 12) with one end of the control device 20C and a ring topology (FIG. 13) with the control device 20C as part of a ring.
  • the network N4 is a network to which the port 27 of the control device 20B and the controlled devices 30D to 30F are connected, and has the same function as the network N3.
  • Main controller 10 controls controllers 20A to 20C and controlled devices 30A to 30F. Control on the control device 20A, the port 26 of the control device 20B, and the controlled devices 30A to 30C is the same as that of the main control device 10 in the first embodiment. Further, main controller 10 controls controller 20C, port 27 of controller 20B, and controlled devices 30D to 30F, independently of the control for controller 20A, etc., as in this control. Do. That is, main controller 10 performs control to cause control device 20C to transmit control data, and further, the port of control device 20B when the transmitted control data does not reach at least one of controlled devices 30D to 30F. 27 to send control data.
  • control data to be sent to the control device 20C is also referred to as third control data, and the control to cause the control device 20C to send control data is also referred to as third control.
  • control data to be sent to the port 27 of the control device 20B is also referred to as fourth control data, and control to cause the port 27 of the control device 20B to send control data is also referred to as fourth control.
  • control of the controlled devices 30D to 30F is maintained even when a failure of the control device 20C or one failure on the network N3 occurs. it can. That is, by transmitting control data to the network N4 from the port 27 of the control device 20B, control of the controlled devices 30D to 30F can be maintained.
  • the control device and the controlled devices 30D to 30F Maintain communication. That is, by transmitting control data to the network N4 from the port 27 of the control device 20B, control of the controlled devices 30D to 30F can be maintained.
  • the control device 20A and the network N1 function as an active system
  • the port 26 of the control device 20B and the network N2 function as a standby system.
  • the control device 20C and the network N3 function as an active system
  • the port 27 of the control device 20B and the network N4 function as a standby system.
  • the control device 20B is also used as a standby system for both communication between the control device and the controlled devices 30A to 30C and communication between the control device and the controlled devices 30D to 30F. If such a role is not shared, it is necessary to provide two standby control devices. Therefore, the communication system 2 of the present embodiment has a simple configuration as compared with the case where only two communication systems 1 in the first embodiment are provided.
  • the main control device 10 controls the controlled devices 30D to 30F via the control device 20C. can do.
  • the communication system performs communication from the control device to the plurality of first controlled devices and communication from the control device to the plurality of second controlled devices via separate networks. .
  • communication with a large number of controlled devices can be performed as compared with the case where communication is performed with the above-mentioned controlled devices through a single network, and the processing load on the control device can be reduced.
  • the standby control device used for the plurality of first controlled devices is also used to control the plurality of second controlled devices. That is, the standby control device is also used for communication with the plurality of first controlled devices and communication with the plurality of second controlled devices. Therefore, the number of standby devices can be reduced, and the cost can be reduced.
  • the present invention can be applied to a communication system that configures a ring-based network with higher fault tolerance. More specifically, the present invention can be applied to a communication system or the like that controls industrial equipment.

Abstract

通信システム（１）は、ＥｔｈｅｒＣＡＴ規格に従う通信ＩＦ（３１及び３４）を有する複数の被制御機器（３０Ａ）等と、複数の被制御機器（３０Ａ）等それぞれの通信ＩＦ（３１）が接続されるネットワーク（Ｎ１）と、複数の被制御機器（３０Ａ）等それぞれの通信ＩＦ（３４）が接続されるネットワーク（Ｎ２）と、複数の被制御機器（３０Ａ）等を制御するための第一制御データをネットワーク（Ｎ１）に送出し得る制御装置（２０Ａ）と、複数の被制御機器（３０Ａ）等を制御するための第二制御データをネットワーク（Ｎ２）に送出し得る制御装置（２０Ｂ）と、制御装置（２０Ａ）に第一制御データを送出させる第一制御をする主制御装置（１０）とを備え、主制御装置（１０）は、さらに、送出された第一制御データが複数の被制御機器（３０Ａ）等の少なくともいずれかに到達しない場合に、制御装置（２０Ｂ）に第二制御データを送出させる第二制御をする。

Description

通信システム、被制御機器、及び、通信システムの制御方法
　本発明は、通信システム、被制御機器、及び、通信システムの制御方法に関する。
　工場などに配備される機器の制御通信のネットワークには、通信の冗長性及び即時性の観点からＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ　ｆｏｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）などのリング方式の通信規格が用いられている。
　ＥｔｈｅｒＣＡＴのネットワークに接続される装置には、制御装置（一般にマスタともいう）と被制御機器（一般にスレーブともいう）とがある。ＥｔｈｅｒＣＡＴのネットワークは、その一形態としてリング型のトポロジを有する。制御装置が送出したフレームは、制御装置に隣接する被制御機器に受信された後、当該被制御機器から送出され、当該被制御機器に隣接する別の被制御機器に受信される。そのフレームは、その後次々に隣接する被制御機器に送出され、最後に制御装置が受信することで、ネットワークを循環する。
　特許文献１は、ＥｔｈｅｒＣＡＴのネットワークにおける障害発生時の経路切替に関する技術を開示している。
特許第４９０４３９９号公報
　特許文献１に開示する技術では、リング型のネットワークトポロジ（単にトポロジともいう）を有しているネットワークの１箇所で障害が発生したときに、トポロジを変更して通信を継続することができる。
　しかしながら、ネットワークの２箇所以上で障害が発生した場合、又は、制御装置に障害が発生した場合などには通信を維持することができないという問題がある。
　本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、より障害耐性を高めたリング方式のネットワークを構成する通信システムなどを提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る通信システムは、複数の被制御機器であって、前記複数の被制御機器のそれぞれが、第一入力用ポート及び第一出力用ポートを有するＥｔｈｅｒＣＡＴ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ　ｆｏｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）規格に従う第一インタフェースと、第二入力用ポート及び第二出力用ポートを有するＥｔｈｅｒＣＡＴ規格に従う第二インタフェースとを有する複数の被制御機器と、前記複数の被制御機器それぞれの前記第一インタフェースが接続される第一ネットワークと、前記複数の被制御機器それぞれの前記第二インタフェースが接続される第二ネットワークと、前記第一ネットワークに接続され、前記複数の被制御機器を制御するための第一制御データを前記第一ネットワークに送出し得るアクティブ制御装置と、前記第二ネットワークに接続され、前記複数の被制御機器を制御するための第二制御データを前記第二ネットワークに送出し得るスタンバイ制御装置と、前記アクティブ制御装置に前記第一制御データを送出させる第一制御をする主制御装置とを備え、前記主制御装置は、さらに、送出された前記第一制御データが前記複数の被制御機器の少なくともいずれかに到達しない場合に、前記スタンバイ制御装置に前記第二制御データを送出させる第二制御をする。
　これによれば、通信システムは、第一ネットワークが折り返し型のトポロジを有する場合には、アクティブ制御装置の障害、又は、第一ネットワーク上の１箇所の障害が発生した場合でも、制御装置と複数の被制御機器との通信を維持できる。また、通信システムは、第一ネットワークがリング型のトポロジを有する場合には、アクティブ制御装置の障害、又は、第一ネットワーク上の２箇所以上の障害が発生した場合でも、制御装置と複数の被制御機器との通信を維持できる。ここで、単に制御装置という場合、アクティブ制御装置とスタンバイ制御装置との少なくとも一方を意味する。このように、通信システムは、より障害耐性を高めたリング方式のネットワークを構成することができる。
　また、前記アクティブ制御装置は、前記第一制御において、前記第一ネットワークから受信した前記第一制御データに含まれる情報から、前記複数の被制御機器のうち、前記第一制御データが到達した被制御機器の個数を取得し、取得した前記個数が前記複数の被制御機器の個数より小さいと判定した場合に、前記第二制御をしてもよい。
　これによれば、通信システムは、第一ネットワークを循環する制御データ内に被制御機器によって記録される、当該制御データが到達した被制御機器の個数を示す情報に基づいて、第一制御データがすべての被制御機器に到達したか否かを容易に判定し得る。よって、通信システムは、より障害耐性を高めたリング方式のネットワークを、一層容易に構成することができる。
　また、前記主制御装置は、さらに、前記アクティブ制御装置からの通信パケットを所定期間内に受信したか否かを判定し、前記通信パケットを前記所定期間内に受信しないと判定した場合に、前記第二制御をしてもよい。
　これによれば、通信システムは、アクティブ制御装置から受信する通信パケットを受信するか否かに基づいてアクティブ制御装置が正常に動作しているか否かを容易に判定し得る。よって、通信システムは、より障害耐性を高めたリング方式のネットワークを、一層容易に構成することができる。
　また、前記主制御装置は、前記アクティブ制御装置から前記所定期間内に前記通信パケットを受信しないことに基づいて前記第二制御をした後に、前記アクティブ制御装置から新たな所定期間内に新たな通信パケットを受信したときには、さらに、前記第一制御をしてもよい。
　これによれば、通信システムは、アクティブ制御装置により被制御機器と通信する状態からスタンバイ制御装置により被制御装置と通信する状態に切り替えた後に、アクティブ制御装置からの通信パケットを受信するか否かに基づいて、自動的に、アクティブ制御装置により被制御機器と通信する状態に戻すことができる。よって、通信システムは、障害が復旧した際の運用をより容易にすることができる。
　また、前記第一ネットワークは、前記アクティブ制御装置と、前記複数の被制御機器それぞれの前記第一インタフェースが接続された、リング型のトポロジを有してもよい。
　これによれば、通信システムは、リング型のトポロジを有する第一ネットワークにより、アクティブ制御装置の障害、又は、第一ネットワーク上の２箇所以上の障害が発生した場合でも、制御装置と複数の被制御機器との通信を維持できる。
　また、前記通信システムは、さらに、前記複数の被制御機器である複数の第一被制御機器とは異なる複数の第二被制御機器であって、前記複数の第二被制御機器のそれぞれが、第一入力用ポート及び第一出力用ポートを有するＥｔｈｅｒＣＡＴ規格に従う第一インタフェースと、第二入力用ポート及び第二出力用ポートを有するＥｔｈｅｒＣＡＴ規格に従う第二インタフェースとを有する、複数の第二被制御機器と、前記複数の第二被制御機器それぞれの前記第一インタフェースが接続される第三ネットワークと、前記複数の第二被制御機器それぞれの前記第二インタフェースが接続される第四ネットワークと、前記アクティブ制御装置である第一アクティブ制御装置とは異なる第二アクティブ制御装置であって、前記第三ネットワークに接続され、前記複数の第二被制御機器を制御するための第三制御データを前記第三ネットワークに送出する第二アクティブ制御装置とを備え、前記スタンバイ制御装置は、さらに、前記第四ネットワークに接続され、前記複数の第二被制御機器を制御するための第四制御データを前記第四ネットワークに送出し、前記主制御装置は、さらに、前記第二アクティブ制御装置に前記第三制御データを送出させる第三制御をし、前記第三制御データが前記複数の第二被制御機器の少なくともいずれかに到達しない場合に、前記スタンバイ制御装置に前記第四制御データを送出させる第四制御をしてもよい。
　これによれば、通信システムは、制御装置から複数の第一被制御機器への通信と、制御装置から複数の第二被制御機器への通信とを、別個のネットワークを通じて行う。これにより、上記の被制御機器と単一のネットワークを通じて通信する場合に比べて多くの被制御機器との通信を行うことができ、また、制御装置の処理負荷を低減することができる。また、複数の第一被制御機器に用いるスタンバイ制御装置が、複数の第二被制御機器の制御にも用いられる。つまり、スタンバイ制御装置が、複数の第一被制御機器との通信、および、複数の第二被制御機器との通信に兼用される。よって、スタンバイ装置の個数を少なくし、コスト削減の効果を奏する。
　また、本発明の一態様に係る被制御機器は、第一入力用ポート及び第一出力用ポートを有するＥｔｈｅｒＣＡＴ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ　ｆｏｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）規格に従う第一インタフェースと、第二入力用ポート及び第二出力用ポートを有するＥｔｈｅｒＣＡＴ規格に従う第二インタフェースとを備え、前記第一インタフェースは、第一ネットワークを介して、前記被制御機器を制御するための第一制御データを前記第一ネットワークに送出し得るアクティブ制御装置に接続されており、前記第二インタフェースは、第二ネットワークを介して、前記被制御機器を制御するための第二制御データを前記第二ネットワークに送出し得るスタンバイ制御装置に接続されており、前記被制御機器は、前記アクティブ制御装置によって送出された前記第一制御データを受信した場合には、受信した前記第一制御データによる制御に従って動作し、前記スタンバイ制御装置によって送出された前記第二制御データを受信した場合には、受信した前記第二制御データによる制御に従って動作する。
　これにより、上記通信システムと同様の効果を奏する。
　また、本発明の一態様に係る通信システムの制御方法において、前記通信システムは、複数の被制御機器であって、前記複数の被制御機器のそれぞれが、第一入力用ポート及び第一出力用ポートを有するＥｔｈｅｒＣＡＴ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ　ｆｏｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）規格に従う第一インタフェースと、第二入力用ポート及び第二出力用ポートを有するＥｔｈｅｒＣＡＴ規格に従う第二インタフェースとを有する複数の被制御機器と、前記複数の被制御機器それぞれの前記第一インタフェースが接続される第一ネットワークと、前記複数の被制御機器それぞれの前記第二インタフェースが接続される第二ネットワークと、前記第一ネットワークに接続され、前記複数の被制御機器を制御するための第一制御データを前記第一ネットワークに送出し得るアクティブ制御装置と、前記第二ネットワークに接続され、前記複数の被制御機器を制御するための第二制御データを前記第二ネットワークに送出し得るスタンバイ制御装置と、主制御装置とを備え、前記制御方法は、前記主制御装置が、前記アクティブ制御装置に前記第一制御データを送出させる第一制御をするステップと、前記主制御装置が、送出された前記第一制御データが前記複数の被制御機器の少なくともいずれかに到達しない場合に、前記スタンバイ制御装置に前記第二制御データを送出させる第二制御をするステップとを含む。
　これにより、上記通信システムと同様の効果を奏する。
　なお、本発明は、装置として実現できるだけでなく、その装置を構成する処理手段をステップとする方法として実現したり、それらステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭなどの記録媒体として実現したり、そのプログラムを示す情報、データ又は信号として実現したりすることもできる。そして、それらプログラム、情報、データ及び信号は、インターネット等の通信ネットワークを介して配信してもよい。
　本発明により、通信システムは、より障害耐性を高めたリング方式のネットワークを構成することができる。
図１は、実施の形態１に係る通信システムの機能構成を示すブロック図である。 図２は、実施の形態１に係る検出部が保有するログを示す説明図である。 図３は、実施の形態１に係る制御部が保持しているＩＤ対応テーブルを示す説明図である。 図４は、実施の形態１に係る通信システムの制御方法を示す第一のフロー図である。 図５は、実施の形態１に係る通信システムの制御方法を示す第二のフロー図である。 図６は、実施の形態１に係る折り返し型のトポロジを有する通信システムの、障害がない場合の通信経路を示す説明図である。 図７は、実施の形態１に係る折り返し型のトポロジを有する通信システムにおいて障害が発生している場合の通信経路を示す説明図である。 図８は、実施の形態１に係るリング型のトポロジを有する通信システムの、障害がない場合の通信経路を示す説明図である。 図９は、実施の形態１に係るリング型のトポロジを有する通信システムの、障害が発生している場合の通信経路を示す第一の説明図である。 図１０は、実施の形態１に係るリング型のトポロジを有する通信システムの、障害が発生している場合の通信経路を示す第二の説明図である。 図１１は、実施の形態１に係るリング型のトポロジを有する通信システムの、障害が発生している場合の通信経路を示す第三の説明図である。 図１２は、実施の形態２に係る折り返し型のトポロジを有する通信システムの、障害がない場合の通信経路を示す説明図である。 図１３は、実施の形態２に係るリング型のトポロジを有する通信システムの、障害がない場合の通信経路を示す説明図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
　以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。
　なお、同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
　（実施の形態１）
　本実施の形態において、より障害耐性を高めたリング方式のネットワークを構成する通信システムなどについて説明する。
　まず、本実施の形態に係る通信システムの構成について説明する。
　図１は、本実施の形態に係る通信システム１の機能構成を示すブロック図である。
　図１に示されるように、通信システム１は、主制御装置１０と、制御装置２０Ａ及び２０Ｂと、ネットワークＮ、Ｎ１及びＮ２と、被制御機器３０Ａ、３０Ｂ及び３０Ｃとを備える。
　通信システム１は、被制御機器３０Ａ～３０Ｃを制御するための通信システムである。通信システム１は、例えば、工場などに配備される機器の制御通信のネットワークにおいて、主制御装置と被制御機器との間で行うＩ／Ｏ制御（例えば、センサー、モータなどに対する制御）のための通信に用いられる。
　主制御装置１０は、被制御機器３０Ａ～３０Ｃを含む設備全体を管理するコンピュータであり、被制御機器３０Ａ～３０Ｃを制御する。具体的には、主制御装置１０は、制御装置２０Ａに制御データを送出させる制御をし、さらに、送出された制御データが被制御機器３０Ａ～３０Ｃの少なくともいずれかに到達しない場合に、制御装置２０Ｂに制御データを送出させる制御をする。なお、制御装置２０Ａに送出させる制御データを第一制御データともいい、制御装置２０Ａに制御データを送出させる制御を第一制御ともいう。また、制御装置２０Ｂに送出させる制御データを第二制御データともいい、制御装置２０Ｂに制御データを送出させる制御を第二制御ともいう。
　制御装置２０Ａは、主制御装置１０から受信した制御命令に従って被制御機器３０Ａ～３０Ｃを制御するコンピュータである。制御装置２０Ａは、ネットワークＮ１を通じて被制御機器３０Ａ～３０Ｃのそれぞれと接続されている。制御装置２０Ａは、主制御装置１０から受信した制御命令に含まれるＩ／Ｏ制御の情報に従って被制御機器３０Ａ～３０Ｃに行わせる具体的な動作を決定する。そして、被制御機器３０Ａ～３０Ｃのそれぞれに、決定した動作をさせるための制御データを含む通信パケット（単にパケットともいう）をネットワークＮ１に送出する。制御装置２０Ａは、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等のハードウェアにより実現され得る。また、制御装置２０Ａをアクティブ制御装置ともいう。
　制御装置２０Ｂは、制御装置２０Ａと同様の機能を有する制御装置である。制御装置２０Ｂは、ネットワークＮ２に接続されている。制御装置２０Ｂは、ネットワークＮ２を通じて被制御機器３０Ａ～３０Ｃのそれぞれと接続されており、制御装置２０Ａと同様に、生成した制御データをネットワークＮ２に送出する。なお、制御装置２０Ｂをスタンバイ制御装置ともいう。
　ネットワークＮ１は、制御装置２０Ａの物理ポート２６（単にポートともいう）及び被制御機器３０Ａ～３０Ｃのそれぞれが接続されるネットワークである。ネットワークＮ１は、制御装置２０Ａ及び被制御機器３０Ａ～３０Ｃのそれぞれがデイジーチェーン接続（いわゆる数珠つなぎ）されることで形成されるネットワークであり、その具体例は、ＥｔｈｅｒＣＡＴの通信規格に従うネットワークである。具体的には、制御装置２０Ａのポート２６と被制御機器３０Ａのポート３２とが通信リンクＬ１（単にリンクともいう）で接続され、被制御機器３０Ａのポート３３と被制御機器３０Ｂのポート３２とがリンクＬ２で接続され、被制御機器３０Ｂのポート３３と被制御機器３０Ｃのポート３２とがリンクＬ３で接続されている。
　また、ネットワークＮ１は、制御装置２０Ａを一端とする折り返し型のトポロジ（一筆書きのトポロジ）と、制御装置２０Ａをリングの一部とするリング型のトポロジ（環状のトポロジ）とを選択的に採り得る。図１に示されるネットワークＮ１は、折り返し型のトポロジを有している。
　ネットワークＮ２は、制御装置２０Ｂのポート２６及び被制御機器３０Ａ～３０Ｃのそれぞれが接続されるネットワークであり、ネットワークＮ１と同様の機能を有する。
　被制御機器３０Ａは、例えば、Ｉ／Ｏ制御（例えば、センサー、モータなどに対する制御）処理を施す機器であり、主制御装置１０による制御に従って動作する。
　被制御機器３０Ａは、２つの通信ＩＦ（インタフェース）３１及び３４を有しており、通信ＩＦ３１がネットワークＮ１に接続されており、通信ＩＦ３４がネットワークＮ２に接続されている。被制御機器３０Ａは、通信ＩＦ３１によって受信したパケットを受信した場合には、受信した当該パケットに含まれる制御データに従って動作し、通信ＩＦ３４によって受信したパケットを受信した場合には、受信した当該パケットに含まれる制御データに従って動作する。
　被制御機器３０Ｂ及び３０Ｃは、被制御機器３０Ａと同様の機能を有する被制御機器である。被制御機器３０Ｂ及び３０Ｃは、それぞれ、被制御機器３０Ａとは独立に制御データを受信し、独立に動作する。なお、通信システム１が備える被制御機器が、被制御機器３０Ａ、３０Ｂ及び３０Ｃの３個である場合を説明するが、これに限られず、数十個又は数百個であってもよい。
　制御装置２０ＡがネットワークＮ１に送出したパケットは、ネットワークＮ１を通じて被制御機器３０Ａに受信される。そして、被制御機器３０Ａは、受信したパケットに含まれる自装置宛ての制御データを取得し、取得した制御データに従って動作する。また、被制御機器３０Ａは、制御装置２０Ａに送信すべきデータを保有している場合には、そのデータをパケットに含めてネットワークＮ１に送出する。送出されたパケットは、被制御機器３０Ｂに受信され、同様に処理がなされてネットワークＮ１に送出される。このようにして、制御装置２０Ａが送出したパケットは、ネットワークＮ１を循環して制御装置２０Ａに戻る。
　制御装置２０Ｂ及びネットワークＮ２は、制御装置２０Ａ又はネットワークＮ１に障害が発生した場合に被制御機器３０Ａ～３０Ｃを制御するスタンバイ系（または予備系）の制御装置及びネットワークとして機能する。これに対して、制御装置２０Ａ及びネットワークＮ１は、通常の場合に被制御機器３０Ａ～３０Ｃを制御するアクティブ系（又は運用系）の制御装置及びネットワークとして機能する。
　次に、主制御装置１０と、制御装置２０Ａ及び２０Ｂと、被制御機器とのそれぞれの詳細な構成について説明する。
　図１に示されるように、主制御装置１０は、通信ＩＦ１１と、生成部１２と、ＨＢ検出部１３とを備える。
　通信ＩＦ１１は、ネットワークＮに通信可能に接続する通信インタフェース装置である。通信ＩＦ１１は、ネットワークＮを通じて制御装置２０Ａ及び２０Ｂそれぞれの通信ＩＦ２１と接続されている。通信ＩＦ１１の通信規格は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．３規格に従う有線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）、又は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｇ、ｎ等の規格に従う無線ＬＡＮであるがこれらに限られない。
　生成部１２は、被制御機器３０Ａ～３０Ｃのそれぞれを制御するための制御命令を生成する処理部である。制御命令は、例えば、Ｉ／Ｏ制御を示す情報であり、より具体的には、どの機器を、どのように動作させるかを示す情報である。生成部１２は、プロセッサがメモリ等を用いてプログラムを実行することで実現される。
　生成部１２は、生成した制御命令を、通信ＩＦ１１を介してネットワークＮに送出する。生成部１２は、送出する制御命令の宛先を、ＨＢ検出部１３から受信する検出情報に基づいて決定する。具体的には、生成部１２は、ＨＢ検出部１３が保有しているハートビート信号のログ１４を参照して、制御装置２０Ａ及び２０Ｂのそれぞれからのハートビート信号を現時点までの所定時間（例えば５秒間程度）内に受信したか否かを判定する。そして、生成部１２は、制御装置２０Ａからのハートビート信号を上記所定時間内に受信していることに基づいて制御装置２０Ａの動作が通常状態であると判定したときには、制御命令を制御装置２０Ａに送信することで制御装置２０Ａを制御する。一方、制御装置２０Ａからのハートビート信号を定期的に受信していないことに基づいて制御装置２０Ａの動作が異常状態であると判定したときには、制御命令を制御装置２０Ｂに送信することで制御装置２０Ｂを制御する。なお、制御装置２０Ａからのハートビート信号を定期的に受信していないことに基づいて制御装置２０Ｂを制御した後に、制御装置２０Ａからのハートビート信号を受信した場合には、自動的に制御装置２０Ａを制御するようにしてもよい。障害が復旧した際の運用をより容易にするためである。一方、上記のように自動的に制御装置２０Ａを制御することを禁止してもよい。障害の原因が不明確である状況のままで自動的に制御を元に戻すと、新たな障害の発生要因になり得るからである。
　また、生成部１２は、制御装置２０Ａから切替信号を受信した場合にも、送出する制御命令の宛先を制御装置２０Ａから制御装置２０Ｂに変更する。なお、切替信号とは、制御装置２０Ａから主制御装置１０に向けて、制御命令の宛先を制御装置２０Ａから制御装置２０Ｂに変更する旨の信号である。
　また、生成部１２は、被制御機器３０Ａ～３０Ｃのそれぞれを一意に識別し得る識別子である共通ＩＤを管理しており、制御対象である被制御機器の共通ＩＤを制御命令に含める。
　ＨＢ検出部１３は、制御装置２０Ａ及び２０Ｂからのハートビート信号を検出する処理部である。ＨＢ検出部１３は、プロセッサがメモリ等を用いてプログラムを実行することで実現される。
　ＨＢ検出部１３は、制御装置２０Ａ及び２０Ｂが定期的に送信するハートビート信号を、通信ＩＦ１１がネットワークＮから受信するか否かを監視する。そして、通信ＩＦ１１がネットワークＮからハートビート信号を受信したことをもって、ハートビート信号を検出する。ＨＢ検出部１３は、ハートビート信号を検出したら、当該ハートビート信号を検出した時刻を示す情報と、当該ハートビート信号の送信元を示す情報とをログ１４に格納する。ログ１４は、メモリ又はストレージなどの記憶装置により実現される。
　なお、ＨＢ検出部１３は、ハートビート信号を検出する代わりに、制御装置２０Ａ及び２０Ｂが送信する何らかのパケットを検出するようにしてもよい。このようにすれば、ハートビート信号という専用の信号を用いることなく、制御装置２０Ａ及び２０Ｂの状態を知ることができる利点がある。
　次に、制御装置２０Ａについて説明する。
　図１に示されるように、制御装置２０Ａは、通信ＩＦ２１及び２２と、制御部２３と、機器検出部２４と、ＨＢ生成部２５とを備える。
　通信ＩＦ２１は、ネットワークＮに通信可能に接続する通信インタフェース装置である。通信ＩＦ２１は、ネットワークＮを通じて主制御装置１０の通信ＩＦ１１と接続されている。通信ＩＦ２１の通信規格は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．３規格に従う有線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）、又は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｇ、ｎ等の規格に従う無線ＬＡＮであるがこれらに限られない。
　通信ＩＦ２２は、ネットワークＮ１に通信可能に接続する通信インタフェース装置である。通信ＩＦ２２は、ネットワークＮ１に接続される２つのポート２６及び２７を備える。通信ＩＦ２２は、ポート２６及び２７の両方がリンクアップ状態であるときには、ポート２６及び２７のうちの一方を入力用ポートとして機能させ、他方を出力用ポートとして機能させる。また、ポート２６及び２７の一方のみがリンクアップ状態である場合には、その一方のポートを入力用ポート及び出力用ポートとして機能させる。
　制御部２３は、主制御装置１０から受信した制御命令に従って、被制御機器３０Ａ～３０Ｃの動作を制御する処理部である。制御部２３は、プロセッサがメモリ等を用いてプログラムを実行することで実現される。
　制御部２３は、具体的には、主制御装置１０から受信した制御計画に従って、被制御機器３０Ａ～３０Ｃに行わせる具体的な動作を決定する。そして、その動作をさせるための制御データを生成し、生成した制御データを通信ＩＦ２２を介してネットワークＮ１に送出する。制御データには、制御データによって制御される被制御機器のＩＤ（アクティブ系ＩＤともいう）が含められる。ＩＤについては、以降で詳しく説明する。
　機器検出部２４は、被制御機器３０Ａ～３０Ｃの個数を検出する処理部である。機器検出部２４は、プロセッサがメモリ等を用いてプログラムを実行することで実現される。
　機器検出部２４は、通信ＩＦ２２によりネットワークを循環してきた制御データを受信した場合、受信した制御データに含まれるカウンタに基づいて、当該制御データが到達した被制御機器の個数を検出する。上記カウンタは、例えば、ＥｔｈｅｒＣＡＴのフレームフォーマットにおけるワーキングカウンタを用いることができるが、これに限定されることなく、受信した制御データに含まれる情報を用いることで当該制御データが到達した被制御機器の個数を算出することができる。そして、機器検出部２４は、制御データが到達した被制御機器の個数が、被制御機器の全数より少ないときに切替信号を主制御装置１０に送信する。制御装置２０Ａと被制御機器３０Ａ～３０Ｃそれぞれとの通信ができていないので、制御装置２０Ｂに通信をさせるためである。なお、機器検出部２４は、ネットワークＮ１に接続されている被制御機器３０Ａ～３０Ｃの全数、又は、接続されているべき被制御機器３０Ａ～３０Ｃの全数を把握しているとする。
　ＨＢ生成部２５は、定期的にハートビート信号を生成し、生成したハートビート信号を通信ＩＦ２１を介して主制御装置１０に送信する処理部である。ハートビート信号とは、制御装置２０Ａが正常に動作していることを示す信号であり、所定時間間隔（例えば５秒）おきに生成されて主制御装置１０に送信される。ハートビート信号には、制御装置２０Ａを一意に特定する識別子が含まれ、その他、任意の情報が含まれてもよい。また、制御装置２０Ａから主制御装置１０に他のパケットが定期的に送信される場合には、そのパケットがハートビート信号の役割を兼ねてもよい。ＨＢ生成部２５は、プロセッサがメモリ等を用いてプログラムを実行することで実現される。
　なお、制御装置２０Ｂは、制御装置２０Ａと同様の機能を有する。制御装置２０Ｂは、通信ＩＦ２２の接続先がネットワークＮ２である。また、制御装置２０Ｂが送出する制御データには、アクティブ系ＩＤとは異なるスタンバイ系ＩＤが付される。
　次に、被制御機器３０Ａについて説明する。
　図１に示されているように、被制御機器３０Ａは、通信ＩＦ３１及び３４と、機能部３７とを備える。
　通信ＩＦ３１は、ネットワークＮ１に通信可能に接続する通信インタフェース装置である。通信ＩＦ３１は、ネットワークＮ１に接続される２つのポート３２及び３３を備える。通信ＩＦ３１には、アクティブ系ＩＤが割り当てられている。ポート３２及び３３を、入力用ポート又は出力用ポートとして機能させる態様は、制御装置２０Ａの通信ＩＦ２２と同様である。通信ＩＦ３１は、第一インタフェースに相当する。
　通信ＩＦ３４は、ネットワークＮ２に通信可能に接続する通信インタフェース装置である。通信ＩＦ３４は、ネットワークＮ２に接続される２つのポート３５及び３６を備える。通信ＩＦ３４には、スタンバイ系ＩＤが割り当てられている。ポート３５及び３６を、入力用ポート又は出力用ポートとして機能させる態様は、制御装置２０Ａの通信ＩＦ２２と同様である。通信ＩＦ３４は、第二インタフェースに相当する。
　機能部３７は、被制御機器３０Ａの主な機能を発揮する処理部である。機能部３７は、制御装置２０Ａによって送出された、自装置のＩＤを含む制御データをネットワークＮ１を介して受信した場合には、ネットワークＮ１を介して受信した制御データに従って動作し、また、制御装置２０Ｂによって送出された制御データをネットワークＮ２を介して受信した場合には、ネットワークＮ２を介して受信した制御データに従って動作する。機能部３７は、被制御機器３０ＡがＩ／Ｏ制御する機能などを有する。機能部３７は、プロセッサがメモリ等を用いてプログラムを実行することで実現される。
　図２は、本実施の形態に係るＨＢ検出部１３が保有するログ１４を示す説明図である。
　図２に示されるように、ログ１４は、１以上のエントリによって構成されている。１つのエントリは、ＨＢ検出部１３が検出した１つのハートビート信号に対応している。各エントリは、当該ハートビート信号の受信時刻を示す情報と、当該ハートビート信号の送信元を示す情報とを含む。
　例えば、ログ１４のうち、期間Ｔ１に含まれるログには、制御装置２０Ａ及び２０Ｂのそれぞれから５秒おきにハートビート信号を検出したことが記録されている。よって、期間Ｔ１には、制御装置２０Ａ及び２０Ｂともに動作が通常状態であることが生成部１２によって判定される。
　また、ログ１４のうち、期間Ｔ２に含まれるログには、制御装置２０Ｂから５秒おきにハートビート信号を検出したことが記録されており、制御装置２０Ａからのハートビート信号を検出したことが記録されていない。よって、期間Ｔ２には、制御装置２０Ａの動作が異常状態であり、制御装置２０Ｂの動作が通常状態であることが生成部１２によって判定される。
　図３は、本実施の形態に係る制御部２３が保持しているＩＤ対応テーブルを示す説明図である。
　図３に示されるように、ＩＤ対応テーブルは、共通ＩＤと、アクティブ系ＩＤ及びスタンバイ系ＩＤのそれぞれとを対応付けるものである。
　例えば、共通ＩＤの００００１は、アクティブ系ＩＤの００１に対応付けられており、また、スタンバイ系ＩＤの２５７に対応付けられている。
　制御装置２０Ａの制御部２３は、通信ＩＦ２１を介して主制御装置１０から制御命令を受信した場合に、受信した制御命令に含まれている共通ＩＤを、当該共通ＩＤに対応付けられたアクティブ系ＩＤに変換して制御データを生成する。
　また、制御装置２０Ｂの制御部２３は、通信ＩＦ２１を介して主制御装置１０から制御命令を受信した場合に、受信した制御命令に含まれている共通ＩＤを、当該共通ＩＤに対応付けられたスタンバイ系ＩＤに変換して制御データを生成する。
　なお、制御装置２０Ａの制御部２３は、ＩＤ対応テーブルのうち、共通ＩＤとアクティブ系ＩＤとの列を少なくとも保持していればよい。また、制御装置２０Ｂの制御部２３は、ＩＤ対応テーブルのうち、共通ＩＤとスタンバイ系との列を少なくとも保持していればよい。
　以上のように構成された通信システム１の動作について説明する。
　図４は、本実施の形態に係る通信システム１における主制御装置１０の制御方法を示す第一のフロー図である。
　ステップＳ１０１において、主制御装置１０は、制御装置２０Ａに制御データを送出させる制御（つまり第一制御）をする。主制御装置１０は、送出された制御データが被制御機器３０Ａ～３０Ｃのそれぞれに到達するか否かを判定する。送出された制御データが被制御機器３０Ａ～３０Ｃのそれぞれに到達すると判定した場合（ステップＳ１０１でＹｅｓ）には、再びステップＳ１０１を実行し、そうでない場合、つまり被制御機器３０Ａ～３０Ｃの少なくともいずれかに到達しない場合には、ステップＳ１０２に進む。
　ステップＳ１０２において、主制御装置１０は、制御装置２０Ｂに制御データを送出させる制御（つまり第二制御）をする。
　以降において、通信システム１の動作をより具体的に説明する。
　図５は、本実施の形態に係る通信システム１における主制御装置１０の制御方法を示す第二のフロー図である。図５に示されるフロー図は、主制御装置１０が、被制御機器に制御データが到達するか否かに基づいて、制御装置２０Ａに制御命令を送信している状態（下記ステップＳ２０１からステップＳ２０５までに対応）から、制御装置２０Ｂに制御命令を送信している状態（下記ステップＳ２０７からステップＳ２０９までに対応）に変化するときの処理を示す。
　ステップＳ２０１において、主制御装置１０の生成部１２は、ログ１４を参照して、制御装置２０Ａが通常状態であるか否かを判定する。制御装置２０Ａが通常状態であると判定した場合（ステップＳ２０１でＹｅｓ）、ステップＳ２０２に進み、そうでない場合（ステップＳ２０１でＮｏ）、ステップＳ２２１に進む。
　ステップＳ２０２において、主制御装置１０の生成部１２は、被制御機器３０Ａ～３０Ｃを制御するための制御命令を生成し、生成した制御命令を制御装置２０Ａに送信する。
　ステップＳ２０３において、制御装置２０Ａは、ステップＳ２０２で主制御装置１０が送信した制御命令を受信する。そして、制御装置２０Ａの制御部２３は、受信した制御命令に従って制御データを生成し、生成した制御データをネットワークＮ１に送出する。送出された制御データは、被制御機器３０Ａ～３０Ｃによって順次に転送されることでネットワークＮ１を循環する。
　ステップＳ２０４において、制御装置２０Ａは、ネットワークＮ１を循環してきた制御データを受信する。
　ステップＳ２０５において、制御装置２０Ａの機器検出部２４は、ステップＳ２０４で受信した制御データから、当該制御データが到達した被制御機器の個数を示す情報を取得する。そして、機器検出部２４は、取得した、制御データが到達した被制御機器の個数が、被制御機器３０Ａ～３０Ｃの全数に一致するか否かを判定する。制御データが到達した被制御機器の個数が、被制御機器の全数に一致すると判定した場合（ステップＳ２０５でＹｅｓ）にはステップＳ２０１に進む。一方、制御データが到達した被制御機器の個数が、被制御機器の全数と異なる、より具体的には被制御機器の全数より少ないと判定した場合（ステップＳ２０５でＮｏ）にはステップＳ２０６に進む。
　ステップＳ２０６において、制御装置２０Ａの機器検出部２４は、主制御装置１０に切替信号を送信する。
　ステップＳ２０７において、主制御装置１０は、新たな制御命令の宛先を制御装置２０Ｂに設定する。これは、ステップＳ２０６で送信された切替信号を受信したこと（ステップＳ２０６）、又は、制御装置２０Ａが通常状態でなく、かつ制御装置２０Ｂが通常状態であると判断されたこと（ステップＳ２２１でＹｅｓ）に基づいてなされる。また、主制御装置１０の生成部１２は、被制御機器３０Ａ～３０Ｃを制御するための新たな制御命令を生成し、生成した制御命令を制御装置２０Ｂに送信する。
　ステップＳ２０８において、制御装置２０Ｂは、ステップＳ２０７で主制御装置１０が送信した制御命令を受信する。そして、制御装置２０Ｂの制御部２３は、受信した制御命令に従って制御データを生成し、生成した制御データをネットワークＮ２に送出する。送出された制御データは、被制御機器３０Ａ～３０Ｃによって順次に転送されることでネットワークＮ２を循環する。
　ステップＳ２０９において、制御装置２０Ｂは、ネットワークＮ２を循環してきた制御データを受信する。ステップＳ２０９を終えたら図５に示される一連の処理を終了する。
　ステップＳ２２１において、主制御装置１０の生成部１２は、ログ１４に基づいて、制御装置２０Ｂが通常状態であるか否かを判定する。制御装置２０Ｂが通常状態である場合（ステップＳ２２１でＹｅｓ）にはステップＳ２０７に進み、そうでない場合（ステップＳ２２１でＮｏ）にはステップＳ２２２に進む。
　ステップＳ２２２において、主制御装置１０の生成部１２は、所定のエラー処理を行う。ステップＳ２２２における処理を行うことになるのは、制御装置２０Ａ及び２０Ｂがともに通常状態でないとき、つまり、被制御機器３０Ａ～３０Ｃに制御を行うことができない状態である。所定のエラー処理は、例えば、運用者に通信又は警報器などによって通報すること、又は、記録を残すこと等が含まれる。所定のエラー処理は、なされなくてもよい。ステップＳ２２２の処理を終えたら、図５に示される一連の処理を終了する。
　なお、ステップＳ２０９を終えた後、主制御装置１０は、制御装置２０Ｂに制御命令を送信すること（ステップＳ２０７）を繰り返し実行してよく、所定の事象が生じた場合に制御装置２０Ａに制御命令を繰り返し送信する（ステップＳ２０２）ように変化してもよい。所定の事象とは、例えば、所定の時間が経過したこと、運用者により上記のように送信するような設定変更がなされたこと、などがあり得る。
　なお、制御装置２０Ａと被制御機器３０Ａとを結ぶリンクＬ１に障害が発生している場合、制御装置２０ＡがネットワークＮ１に制御データを送出する（ステップＳ２０２）ことができない。この場合には、制御装置２０Ａのポート２６がリンクダウン状態になる。そこで、制御装置２０Ａの機器検出部２４は、制御装置２０Ａのポート２６がリンクダウン状態になっていることに基づいて、制御データが到達した被制御機器の個数がゼロであるとしてステップＳ２０５の判定を行うことで、制御データが到達した被制御機器の個数が被制御機器の個数と等しくないと判定してもよい。
　以降において、通信システム１において障害が発生時の制御命令及び制御データの通信経路について具体的に説明する。具体的には、（１）折り返し型のトポロジを有する場合、及び、（２）リング型のトポロジを有する場合について説明する。なお、説明中、図５に示されるステップを括弧書きで示している。
　（１）折り返し型のトポロジを有する場合
　図６は、本実施の形態に係る折り返し型のトポロジを有する通信システム１の、障害がない場合の通信経路を示す説明図である。図６において、ネットワークＮ１が折り返し型のトポロジを有している。図６において、制御データの流れを実線及び破線で示しており、同一の経路を反対方向に制御データが流れる場合にはその方向ごとに実線及び破線を使い分けている。以降の図でも同様の表記を用いる。以下、図６の説明は、図５に示された各ステップを参照しながら説明する。
　図６に示される通信システム１では、主制御装置１０は、制御装置２０Ａからのハートビート信号を受信するので、制御装置２０Ａに制御命令を送信する（ステップＳ２０２、Ｓ２０３）。ネットワークＮ１のリンクに障害が発生していないので、制御装置２０ＡがネットワークＮ１に制御データを送信すると、送信された制御データはネットワークＮ１を通じて被制御機器３０Ａ、３０Ｂ及び３０Ｃを経由し、被制御機器３０Ｃで折り返して被制御機器３０Ｂ及び３０Ａを経由して制御装置２０Ａに戻る。制御装置２０ＡがネットワークＮ１から受信した制御データ内のカウンタは、被制御機器３０Ａ、３０Ｂ及び３０Ｃの個数である３であり、被制御機器の全数である３に等しい（ステップＳ２０５でＹｅｓ）。よって、主制御装置１０は、再び制御装置２０Ａに制御命令を送信する。
　図７は、本実施の形態に係る折り返し型のトポロジを有する通信システム１において障害が発生している場合の通信経路を示す説明図である。具体的には、制御装置２０Ａに障害が発生している場合（ケース１）、制御装置２０Ａと被制御機器３０Ａとを結ぶリンクＬ１に障害が発生している場合（ケース２）、及び、被制御機器３０Ａと被制御機器３０Ｂとを結ぶリンクＬ２に障害が発生している場合（ケース３）について説明する。
　ケース１の場合、主制御装置１０は、制御装置２０Ａからのハートビート信号を受信せず、また、制御装置２０Ｂからのハートビート信号を受信する。そのため、主制御装置１０の生成部１２は、制御装置２０Ａが通常状態でないと判定し（ステップＳ２０１でＮｏ）、また、制御装置２０Ｂが通常状態であると判定する（ステップＳ２２１でＹｅｓ）。よって、主制御装置１０は、制御装置２０Ｂに制御命令を送信し、制御装置２０ＢがネットワークＮ２に制御データを送出及び受信する（ステップＳ２０７～Ｓ２０９）。
　ケース２及びケース３の場合、主制御装置１０は、制御装置２０Ａからのハートビート信号を受信する。そのため、主制御装置１０の生成部１２は、制御装置２０Ａが通常状態であると判定する（ステップＳ２０１でＹｅｓ）。よって、主制御装置１０は、制御装置２０Ａに制御命令を送信し、制御装置２０ＡがネットワークＮ１に制御データを送出する（ステップＳ２０２、Ｓ２０３）。ネットワークＮ１から受信した制御データが到達した被制御機器の個数は、ケース２ではゼロであり、ケース３では被制御機器３０Ａの個数である１であり、どちらのケースでも被制御機器の全数である３と異なる（ステップＳ２０５でＮｏ）。
　よって、主制御装置１０は、制御装置２０Ｂに制御命令を送信し、制御装置２０ＢがネットワークＮ２に制御データを送出及び受信する（ステップＳ２０７～Ｓ２０９）。
　（２）リング型のトポロジを有する場合
　図８は、本実施の形態に係るリング型のトポロジを有する通信システム１の、障害がない場合の通信経路を示す説明図である。図８において、ネットワークＮ１がリング型のトポロジを有するネットワークである。図８に示されるネットワークＮ１は、図１又は図６等に示されたネットワークＮ１に対して、さらに、被制御機器３０Ｃのポート３３と制御装置２０Ａのポート２７とを接続するリンクＬ４が追加されたものである。
　図８に示される通信システム１では、主制御装置１０は、制御装置２０Ａからのハートビート信号を受信するので、制御装置２０Ａに制御命令を送信する（ステップＳ２０２、Ｓ２０３）。ネットワークＮ１のリンクに障害が発生していないので、制御装置２０ＡがネットワークＮ１に制御データを送信すると、送信された制御データはネットワークＮ１を通じて被制御機器３０Ａ、３０Ｂ及び３０Ｃを経由して制御装置２０Ａに戻る。制御装置２０ＡがネットワークＮ１から受信した制御データ内のカウンタは、被制御機器３０Ａ、３０Ｂ及び３０Ｃの個数である３であり、被制御機器の全数である３に等しい（ステップＳ２０５でＹｅｓ）。よって、主制御装置１０は、再び制御装置２０Ａに制御命令を送信する。
　図９は、本実施の形態に係るリング型のトポロジを有する通信システム１において障害が発生している場合の通信経路を示す第一の説明図である。具体的には、制御装置２０Ａと被制御機器３０Ａとを結ぶリンクＬ１に障害が発生している場合について説明する。
　主制御装置１０は、制御装置２０Ａからのハートビート信号を受信する。そのため、主制御装置１０の生成部１２は、制御装置２０Ａが通常状態であると判定する（ステップＳ２０１でＹｅｓ）。よって、主制御装置１０は、制御装置２０Ａに制御命令を送信し、制御装置２０Ａが通信ＩＦ２１によりネットワークＮ１に制御データを送出する（ステップＳ２０２、Ｓ２０３）。ここで、ポート２６が接続されているリンクＬ１に障害が発生しているときには、制御装置２０Ａは、ポート２７によりネットワークＮ１に制御データを送出する。ネットワークＮ１から受信した制御データ内のカウンタは、被制御機器３０Ａ、３０Ｂ及び３０Ｃの個数である３であり、被制御機器の全数である３に等しい（ステップＳ２０５でＹｅｓ）。よって、主制御装置１０は、再び制御装置２０Ａに制御命令を送信する。
　図１０は、本実施の形態に係るリング型のトポロジを有する通信システム１の、障害が発生している場合の通信経路を示す第二の説明図である。具体的には、被制御機器３０Ａと被制御機器３０Ｂとを結ぶリンクＬ２に障害が発生している場合について説明する。
　主制御装置１０は、制御装置２０Ａからのハートビート信号を受信する。そのため、主制御装置１０の生成部１２は、制御装置２０Ａが通常状態であると判定する（ステップＳ２０１でＹｅｓ）。よって、主制御装置１０は、制御装置２０Ａに制御命令を送信し、制御装置２０Ａがポート２６によりネットワークＮ１に制御データを送出する（ステップＳ２０２、Ｓ２０３）。ここで、リンクＬ２に障害が発生しているとき、制御装置２０Ａの通信ＩＦ２１の制御によって、ポート２６とポート２７とはそれぞれ折り返し型のトポロジとして、リンクＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４がひとつながりのネットワークとして認識される。そして、機器検出部２４は、ネットワークＮ１から受信した制御データが到達した被制御機器の個数について、ポート２６から１を検出し、ポート２７から２を検出して、ネットワークＮ１から受信した制御データが到達した被制御機器の個数は全部で３と判断し、主制御装置１０が制御装置２０Ａに制御命令を送信した被制御機器の全数である３と一致する（ステップＳ２０５でＹｅｓ）。よって、主制御装置１０は、再び制御装置２０Ａに制御命令を送信する。
　図１１は、本実施の形態に係るリング型のトポロジを有する通信システム１において障害が発生している場合の通信経路を示す説明図である。具体的には、制御装置２０Ａに障害が発生している場合（ケース１）、及び、被制御機器３０Ａと被制御機器３０Ｂとを結ぶリンクＬ２並びに被制御機器３０Ｂと被制御機器３０Ｃとを結ぶリンクＬ３に障害が発生している場合（ケース２）について説明する。
　ケース１の場合、主制御装置１０は、制御装置２０Ａからのハートビート信号を受信せず、また、制御装置２０Ｂからのハートビート信号を受信する。この場合、上記で説明した図７におけるケース１の場合と同じ処理がなされる。その結果、主制御装置１０は、制御装置２０Ｂに制御命令を送信し、制御装置２０ＢがネットワークＮ２に制御データを送出及び受信する（ステップＳ２０７～Ｓ２０９）。
　ケース２の場合、主制御装置１０は、制御装置２０Ａからのハートビート信号を受信する。そのため、主制御装置１０の生成部１２は、制御装置２０Ａが通常状態であると判定する（ステップＳ２０１でＹｅｓ）。よって、主制御装置１０は、制御装置２０Ａに制御命令を送信し、制御装置２０ＡがネットワークＮ１に制御データを送出する（ステップＳ２０２、Ｓ２０３）。ネットワークＮ１は、図９に示した場合と同様に、リンクＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４がひとつながりのネットワークとして認識され、ネットワークＮ１から受信した制御データが到達した被制御機器（被制御機器３０Ａ及び３０Ｃ）の個数が２であり、被制御機器の全数である３と異なる（ステップＳ２０５でＮｏ）。
　よって、主制御装置１０は、制御装置２０Ｂに制御命令を送信し、制御装置２０ＢがネットワークＮ２に制御データを送出及び受信する（ステップＳ２０７～Ｓ２０９）。
　以上のように、本実施の形態に示される通信システム１は、第一ネットワークが折り返し型のトポロジを有する場合には、アクティブ制御装置の障害、又は、第一ネットワーク上の１箇所の障害が発生した場合でも、制御装置と複数の被制御機器との通信を維持できる。また、通信システムは、第一ネットワークがリング型のトポロジを有する場合には、アクティブ制御装置の障害、又は、第一ネットワーク上の２箇所以上の障害が発生した場合でも、制御装置と複数の被制御機器との通信を維持できる。ここで、単に制御装置という場合、アクティブ制御装置とスタンバイ制御装置との少なくとも一方を意味する。このように、通信システムは、より障害耐性を高めたリング方式のネットワークを構成することができる。
　また、通信システムは、第一ネットワークを循環する制御データ内に被制御機器によって記録される、当該制御データが到達した被制御機器の個数を示す情報に基づいて、第一制御データがすべての被制御機器に到達したか否かを容易に判定し得る。よって、通信システムは、より障害耐性を高めたリング方式のネットワークを、一層容易に構成することができる。
　また、通信システムは、アクティブ制御装置から受信する通信パケットを受信するか否かに基づいてアクティブ制御装置が正常に動作しているか否かを容易に判定し得る。よって、通信システムは、より障害耐性を高めたリング方式のネットワークを、一層容易に構成することができる。
　また、通信システムは、アクティブ制御装置により被制御機器と通信する状態からスタンバイ制御装置により被制御装置と通信する状態に切り替えた後に、アクティブ制御装置からの通信パケットを受信するか否かに基づいて、自動的に、アクティブ制御装置により被制御機器と通信する状態に戻すことができる。よって、通信システムは、障害が復旧した際の運用をより容易にすることができる。
　また、通信システムは、リング型のトポロジを有する第一ネットワークにより、アクティブ制御装置の障害、又は、第一ネットワーク上の２箇所以上の障害が発生した場合でも、制御装置と複数の被制御機器との通信を維持できる。
　（実施の形態２）
　本実施の形態において、より障害耐性を高めたリング方式のネットワークを構成する通信システムなどについて、実施の形態１における場合より被制御機器の個数が多い場合にも用いられ得る制御方法について説明する。
　実施の形態１の通信システム１では、被制御機器の個数が多いほど制御装置２０Ａ又は２０Ｂの処理負荷が高くなる。そこで、制御装置２０Ａ又は２０Ｂの処理負荷を低減するとともに、より多くの被制御機器を接続可能である通信システム２を説明する。
　例えば、ＥｔｈｅｒＣＡＴの通信規格では、１つのネットワークに６５５３５個の被制御機器が接続されることが許容される。しかしながら、制御装置２０Ａの処理負荷を考慮すると、実質的に接続され得る被制御機器の個数は、通信規格で許容される個数より少なく例えば２５５個程度になる。本実施の形態の通信システム２によれば、通信システム１を単に２個備える場合に比べて簡素な構成によって、実質的に接続され得る被制御機器の個数を増やし例えば５１２個程度とすることができる。
　図１２は、本実施の形態に係る折り返し型のトポロジを有する通信システム２の、障害がない場合の通信経路を示す説明図である。図１３は、本実施の形態に係るリング型のトポロジを有する通信システム２の、障害がない場合の通信経路を示す説明図である。
　図１２及び図１３に示されるように、通信システム２は、主制御装置１０と、制御装置２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃと、ネットワークＮ１、Ｎ２、Ｎ３及びＮ４と、被制御機器３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅ及び３０Ｆとを備える。
　ここで、制御装置２０Ａが第一アクティブ装置に相当し、制御装置２０Ｃが第二アクティブ装置に相当し、ネットワークＮ１、Ｎ２、Ｎ３及びＮ４がそれぞれ第一、第二、第三及び第四ネットワークに相当し、被制御機器３０Ａ、３０Ｂ及び３０Ｃが複数の第一被制御機器に相当し、被制御機器３０Ｄ、３０Ｅ及び３０Ｆが複数の第二被制御機器に相当する。
　ここで、主制御装置１０と、制御装置２０Ａと、被制御機器３０Ａ、３０Ｂ及び３０Ｃと、ネットワークＮ１及びＮ２については、実施の形態１におけるものと同じであるので詳細な説明を省略する。
　制御装置２０Ｃは、主制御装置１０から受信した制御命令に従って被制御機器３０Ｄ～３０Ｆを制御するコンピュータである。制御装置２０Ｃは、ネットワークＮ３によって被制御機器３０Ｄ～３０Ｆのそれぞれと接続されている。制御装置２０Ｃは、制御装置２０Ａと同様の機能を有する制御装置である。制御装置２０Ｃは、ネットワークＮ３によって被制御機器３０Ｄ～３０Ｆのそれぞれと接続されており、制御装置２０Ａと同様に生成した制御データをネットワークＮ３に送出する。
　制御装置２０Ｂは、実施の形態１における制御装置２０Ｂの機能に加えて、ポート２７によりネットワークＮ４に接続されている。そして、制御装置２０Ｂは、ネットワークＮ４を通じて被制御機器３０Ｄ～３０Ｆのそれぞれと接続されており、制御装置２０Ａと同様に生成した制御データをネットワークＮ４に送出する。
　ネットワークＮ３は、制御装置２０Ｃ及び被制御機器３０Ｄ～３０Ｆのそれぞれが接続されるネットワークであり、ネットワークＮ１と同様の機能を有する。ネットワークＮ３は、制御装置２０Ｃを一端とする折り返し型のトポロジ（図１２）と、制御装置２０Ｃをリングの一部とするリング型のトポロジ（図１３）とを選択的に採り得る。
　ネットワークＮ４は、制御装置２０Ｂのポート２７及び被制御機器３０Ｄ～３０Ｆのそれぞれが接続されるネットワークであり、ネットワークＮ３と同様の機能を有する。
　主制御装置１０は、制御装置２０Ａ～２０Ｃ、及び、被制御機器３０Ａ～３０Ｆを制御する。制御装置２０Ａと、制御装置２０Ｂのポート２６と、被制御機器３０Ａ～３０Ｃとに対する制御は、実施の形態１における主制御装置１０と同様である。また、主制御装置１０は、上記の制御装置２０Ａ等に対する制御とは独立に、この制御と同じように、制御装置２０Ｃと、制御装置２０Ｂのポート２７と、被制御機器３０Ｄ～３０Ｆとを制御する。すなわち、主制御装置１０は、制御装置２０Ｃに制御データを送出させる制御をし、さらに、送出された制御データが被制御機器３０Ｄ～３０Ｆの少なくともいずれかに到達しない場合に、制御装置２０Ｂのポート２７に制御データを送出させる制御をする。なお、制御装置２０Ｃに送出させる制御データを第三制御データともいい、制御装置２０Ｃに制御データを送出させる制御を第三制御ともいう。また、制御装置２０Ｂのポート２７に送出させる制御データを第四制御データともいい、制御装置２０Ｂのポート２７に制御データを送出させる制御を第四制御ともいう。
　その結果、通信システム２は、折り返し型のトポロジを有する場合には、制御装置２０Ｃの障害、又は、ネットワークＮ３上の１箇所の障害が発生した場合でも、被制御機器３０Ｄ～３０Ｆの制御を維持できる。つまり、制御装置２０Ｂのポート２７から制御データがネットワークＮ４に送出されることにより、被制御機器３０Ｄ～３０Ｆの制御を維持できる。
　また、通信システム２は、リング型のトポロジを有する場合には、制御装置２０Ｃの障害、又は、ネットワークＮ３上の２箇所以上の障害が発生した場合でも、制御装置と被制御機器３０Ｄ～３０Ｆとの通信を維持できる。つまり、制御装置２０Ｂのポート２７から制御データがネットワークＮ４に送出されることにより、被制御機器３０Ｄ～３０Ｆの制御を維持できる。
　このように、制御装置と被制御機器３０Ａ～３０Ｃとの通信に関しては、制御装置２０Ａ及びネットワークＮ１がアクティブ系として機能し、制御装置２０Ｂのポート２６及びネットワークＮ２がスタンバイ系として機能する。また、制御装置と被制御機器３０Ｄ～３０Ｆとの通信に関しては、制御装置２０Ｃ及びネットワークＮ３がアクティブ系として機能し、制御装置２０Ｂのポート２７及びネットワークＮ４がスタンバイ系として機能する。ここで、制御装置２０Ｂが、制御装置と被制御機器３０Ａ～３０Ｃとの通信、及び、制御装置と被制御機器３０Ｄ～３０Ｆとの通信の両方のスタンバイ系の役割に兼用されている。仮にこのような役割の兼用がなければ、スタンバイ系の制御装置を２個備える必要がある。よって、本実施の形態の通信システム２は、実施の形態１における通信システム１を単に２個備える場合に比べて簡素な構成になっている。
　そして、主制御装置１０から制御装置２０Ａを経由して被制御機器３０Ａ～３０Ｃを制御するのと同時並行的に、主制御装置１０から制御装置２０Ｃを経由して被制御機器３０Ｄ～３０Ｆを制御することができる。その結果、実施の形態１における通信システム１より多い被制御機器との通信を行うことができる。
　以上のように、本実施の形態の通信システムは、制御装置から複数の第一被制御機器への通信と、制御装置から複数の第二被制御機器への通信とを、別個のネットワークを通じて行う。これにより、上記の被制御機器と単一のネットワークを通じて通信する場合に比べて多くの被制御機器との通信を行うことができ、また、制御装置の処理負荷を低減することができる。また、複数の第一被制御機器に用いるスタンバイ制御装置が、複数の第二被制御機器の制御にも用いられる。つまり、スタンバイ制御装置が、複数の第一被制御機器との通信、および、複数の第二被制御機器との通信に兼用される。よって、スタンバイ装置の個数を少なくし、コスト削減の効果を奏する。
　以上、本発明の通信システムについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
　本発明は、より障害耐性を高めたリング方式のネットワークを構成する通信システムに適用され得る。より具体的には、産業機器を制御する通信システム等に適用され得る。
　１、２　　通信システム
　１０　　主制御装置
　１１、２１、２２、３１、３４　　通信ＩＦ
　１２　　生成部
　１３　　ＨＢ検出部
　１４　　ログ
　２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ　　制御装置
　２３　　制御部
　２４　　機器検出部
　２５　　ＨＢ生成部
　２６、２７、３２、３３、３５、３６　　ポート
　３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅ、３０Ｆ　　被制御機器
　３７　　機能部
　Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４　　リンク
　Ｎ、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４　　ネットワーク
　Ｔ１、Ｔ２　　期間

Claims (8)

  1. 　複数の被制御機器であって、前記複数の被制御機器のそれぞれが、第一入力用ポート及び第一出力用ポートを有するＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ　ｆｏｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）規格に従う第一インタフェースと、第二入力用ポート及び第二出力用ポートを有するＥｔｈｅｒＣＡＴ規格に従う第二インタフェースとを有する複数の被制御機器と、
    　前記複数の被制御機器それぞれの前記第一インタフェースが接続される第一ネットワークと、
    　前記複数の被制御機器それぞれの前記第二インタフェースが接続される第二ネットワークと、
    　前記第一ネットワークに接続され、前記複数の被制御機器を制御するための第一制御データを前記第一ネットワークに送出し得るアクティブ制御装置と、
    　前記第二ネットワークに接続され、前記複数の被制御機器を制御するための第二制御データを前記第二ネットワークに送出し得るスタンバイ制御装置と、
    　前記アクティブ制御装置に前記第一制御データを送出させる第一制御をする主制御装置とを備え、
    　前記主制御装置は、さらに、送出された前記第一制御データが前記複数の被制御機器の少なくともいずれかに到達しない場合に、前記スタンバイ制御装置に前記第二制御データを送出させる第二制御をする
    　通信システム。
  2. 　前記アクティブ制御装置は、前記第一制御において、
    　前記第一ネットワークから受信した前記第一制御データに含まれる情報から、前記複数の被制御機器のうち、前記第一制御データが到達した被制御機器の個数を取得し、
    　取得した前記個数が前記複数の被制御機器の個数より小さいと判定した場合に、前記第二制御をする
    　請求項１に記載の通信システム。
  3. 　前記主制御装置は、さらに、
    　前記アクティブ制御装置からの通信パケットを所定期間内に受信したか否かを判定し、前記通信パケットを前記所定期間内に受信しないと判定した場合に、前記第二制御をする
    　請求項１又は２に記載の通信システム。
  4. 　前記主制御装置は、前記アクティブ制御装置から前記所定期間内に前記通信パケットを受信しないことに基づいて前記第二制御をした後に、前記アクティブ制御装置から新たな所定期間内に新たな通信パケットを受信したときには、さらに、前記第一制御をする
    　請求項３に記載の通信システム。
  5. 　前記第一ネットワークは、前記アクティブ制御装置と、前記複数の被制御機器それぞれの前記第一インタフェースが接続された、リング型のトポロジを有する
    　請求項１～４のいずれか１項に記載の通信システム。
  6. 　前記通信システムは、さらに、
    　前記複数の被制御機器である複数の第一被制御機器とは異なる複数の第二被制御機器であって、前記複数の第二被制御機器のそれぞれが、第一入力用ポート及び第一出力用ポートを有するＥｔｈｅｒＣＡＴ規格に従う第一インタフェースと、第二入力用ポート及び第二出力用ポートを有するＥｔｈｅｒＣＡＴ規格に従う第二インタフェースとを有する、複数の第二被制御機器と、
    　前記複数の第二被制御機器それぞれの前記第一インタフェースが接続される第三ネットワークと、
    　前記複数の第二被制御機器それぞれの前記第二インタフェースが接続される第四ネットワークと、
    　前記アクティブ制御装置である第一アクティブ制御装置とは異なる第二アクティブ制御装置であって、前記第三ネットワークに接続され、前記複数の第二被制御機器を制御するための第三制御データを前記第三ネットワークに送出する第二アクティブ制御装置とを備え、
    　前記スタンバイ制御装置は、さらに、
    　前記第四ネットワークに接続され、
    　前記複数の第二被制御機器を制御するための第四制御データを前記第四ネットワークに送出し、
    　前記主制御装置は、さらに、
    　前記第二アクティブ制御装置に前記第三制御データを送出させる第三制御をし、
    　前記第三制御データが前記複数の第二被制御機器の少なくともいずれかに到達しない場合に、前記スタンバイ制御装置に前記第四制御データを送出させる第四制御をする
    　請求項１～５のいずれか１項に記載の通信システム。
  7. 　被制御機器であって、
    　第一入力用ポート及び第一出力用ポートを有するＥｔｈｅｒＣＡＴ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ　ｆｏｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）規格に従う第一インタフェースと、
    　第二入力用ポート及び第二出力用ポートを有するＥｔｈｅｒＣＡＴ規格に従う第二インタフェースとを備え、
    　前記第一インタフェースは、第一ネットワークを介して、前記被制御機器を制御するための第一制御データを前記第一ネットワークに送出し得るアクティブ制御装置に接続されており、
    　前記第二インタフェースは、第二ネットワークを介して、前記被制御機器を制御するための第二制御データを前記第二ネットワークに送出し得るスタンバイ制御装置に接続されており、
    　前記被制御機器は、
    　前記アクティブ制御装置によって送出された前記第一制御データを受信した場合には、受信した前記第一制御データによる制御に従って動作し、
    　前記スタンバイ制御装置によって送出された前記第二制御データを受信した場合には、受信した前記第二制御データによる制御に従って動作する
    　被制御機器。
  8. 　通信システムの制御方法であって、
    　前記通信システムは、
    　複数の被制御機器であって、前記複数の被制御機器のそれぞれが、第一入力用ポート及び第一出力用ポートを有するＥｔｈｅｒＣＡＴ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ　ｆｏｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）規格に従う第一インタフェースと、第二入力用ポート及び第二出力用ポートを有するＥｔｈｅｒＣＡＴ規格に従う第二インタフェースとを有する複数の被制御機器と、
    　前記複数の被制御機器それぞれの前記第一インタフェースが接続される第一ネットワークと、
    　前記複数の被制御機器それぞれの前記第二インタフェースが接続される第二ネットワークと、
    　前記第一ネットワークに接続され、前記複数の被制御機器を制御するための第一制御データを前記第一ネットワークに送出し得るアクティブ制御装置と、
    　前記第二ネットワークに接続され、前記複数の被制御機器を制御するための第二制御データを前記第二ネットワークに送出し得るスタンバイ制御装置と、
    　主制御装置とを備え、
    　前記制御方法は、
    　前記主制御装置が、前記アクティブ制御装置に前記第一制御データを送出させる第一制御をするステップと、
    　前記主制御装置が、送出された前記第一制御データが前記複数の被制御機器の少なくともいずれかに到達しない場合に、前記スタンバイ制御装置に前記第二制御データを送出させる第二制御をするステップとを含む
    　制御方法。
PCT/JP2018/039219 2017-10-31 2018-10-22 通信システム、被制御機器、及び、通信システムの制御方法 WO2019087849A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/759,382 US11165602B2 (en) 2017-10-31 2018-10-22 Communication system, controlled device, and control method for communication system
JP2019551125A JP6830608B2 (ja) 2017-10-31 2018-10-22 通信システム、被制御機器、及び、通信システムの制御方法
CN201880069968.6A CN111373700B (zh) 2017-10-31 2018-10-22 通信系统、被控制设备以及通信系统的控制方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017211175 2017-10-31
JP2017-211175 2017-10-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019087849A1 true WO2019087849A1 (ja) 2019-05-09

Family

ID=66333024

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/039219 WO2019087849A1 (ja) 2017-10-31 2018-10-22 通信システム、被制御機器、及び、通信システムの制御方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11165602B2 (ja)
JP (1) JP6830608B2 (ja)
CN (1) CN111373700B (ja)
TW (1) TWI779124B (ja)
WO (1) WO2019087849A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022113384A1 (ja) * 2020-11-24 2022-06-02 オムロン株式会社 制御装置、通信制御方法、および制御プログラム
WO2022113383A1 (ja) * 2020-11-24 2022-06-02 オムロン株式会社 制御装置、通信制御方法、および制御プログラム

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005012599A (ja) * 2003-06-20 2005-01-13 Hitachi Ltd ネットワーク構成制御システム
JP2013201664A (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 Azbil Corp 冗長通信装置
JP2014011542A (ja) * 2012-06-28 2014-01-20 Hitachi Ltd 障害監視装置、および、障害監視方法
US20150172220A1 (en) * 2012-07-02 2015-06-18 Freescale Semiconductor, Inc. Ethercat packet forwarding with distributed clocking

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09244829A (ja) * 1996-03-09 1997-09-19 Ricoh Co Ltd プリンタシステム
US6047222A (en) * 1996-10-04 2000-04-04 Fisher Controls International, Inc. Process control network with redundant field devices and buses
US20030055900A1 (en) * 2000-02-02 2003-03-20 Siemens Aktiengesellschaft Network and associated network subscriber having message route management between a microprocessor interface and ports of the network subscriber
EP1479145B1 (en) * 2002-02-25 2014-11-05 General Electric Company Integrated protection, monitoring and control system
DE102006055887A1 (de) 2006-11-27 2008-05-29 Beckhoff Automation Gmbh Kommunikationssystem mit einer Master-Slave-Struktur
JP4798074B2 (ja) * 2007-06-26 2011-10-19 日本電気株式会社 インタフェース切替方法および装置
US8590033B2 (en) * 2008-09-25 2013-11-19 Fisher-Rosemount Systems, Inc. One button security lockdown of a process control network
EP2282452B1 (en) * 2009-07-31 2012-04-04 ABB Research Ltd. Data transmission in a ring-type communication network
JP5073734B2 (ja) * 2009-12-08 2012-11-14 シャープ株式会社 ネットワークシステム、画像形成装置の空気清浄機、及びネットワークシステムにおける空気清浄機の制御方法
JP5672154B2 (ja) * 2011-05-31 2015-02-18 株式会社バッファロー ネットワークシステム、ゲートウェイ装置、経路決定方法、プログラム、および記憶媒体
JP5477426B2 (ja) * 2011-09-05 2014-04-23 横河電機株式会社 パケット転送装置及び無線通信システム
JP5445626B2 (ja) * 2012-06-25 2014-03-19 横河電機株式会社 ネットワーク管理システム
US9088511B2 (en) * 2012-11-19 2015-07-21 Intel Corporation Multi-hop error recovery
WO2014197787A1 (en) * 2013-06-07 2014-12-11 Intelligrated Headquarters Llc Conveyor speed control
SG2013051982A (en) * 2013-07-04 2015-02-27 Pteris Global Ltd Motor drive controller
US9628384B2 (en) * 2013-09-19 2017-04-18 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Adaptive industrial network
CN103529804B (zh) * 2013-10-25 2016-03-02 深圳市汇川控制技术有限公司 一种基于EtherCAT总线的分布式控制系统
JP6273841B2 (ja) 2013-12-27 2018-02-07 株式会社Ihi 通信システム及び通信制御方法
EP2924928B1 (de) * 2014-03-25 2019-07-17 Siemens Aktiengesellschaft Empfänger-Netzwerkkomponente zum Betrieb in einem Kommunikationsnetzwerk und Verfahren zum Betreiben eines Kommunikationsnetzwerks
KR102306400B1 (ko) * 2014-05-01 2021-10-01 시크파 홀딩 에스에이 동적으로 구성 가능한 생산 및/또는 분배 라인 제어 시스템 및 이에 대한 방법
EP3086486A1 (en) * 2015-04-22 2016-10-26 ABB Technology Ltd A communication network, a power converter cabinet and a method therefore
US10165043B2 (en) * 2015-10-01 2018-12-25 Schneider Electric Systems Usa, Inc. Multi-core device with separate redundancy schemes in a process control system
DE102015116802B3 (de) * 2015-10-02 2016-12-29 Beckhoff Automation Gmbh Bussystem
US11079744B2 (en) * 2015-10-13 2021-08-03 Schneider Electric Industries Sas Centralized management of a software defined automation system
EP3716083A3 (en) * 2016-01-08 2020-12-09 Crane Payment Innovations, Inc. Secondary bus communication between devices in an automated transaction machine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005012599A (ja) * 2003-06-20 2005-01-13 Hitachi Ltd ネットワーク構成制御システム
JP2013201664A (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 Azbil Corp 冗長通信装置
JP2014011542A (ja) * 2012-06-28 2014-01-20 Hitachi Ltd 障害監視装置、および、障害監視方法
US20150172220A1 (en) * 2012-07-02 2015-06-18 Freescale Semiconductor, Inc. Ethercat packet forwarding with distributed clocking

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022113384A1 (ja) * 2020-11-24 2022-06-02 オムロン株式会社 制御装置、通信制御方法、および制御プログラム
WO2022113383A1 (ja) * 2020-11-24 2022-06-02 オムロン株式会社 制御装置、通信制御方法、および制御プログラム

Also Published As

Publication number Publication date
TW201924286A (zh) 2019-06-16
JP6830608B2 (ja) 2021-02-17
JPWO2019087849A1 (ja) 2020-06-18
CN111373700B (zh) 2021-11-19
US11165602B2 (en) 2021-11-02
US20200295967A1 (en) 2020-09-17
CN111373700A (zh) 2020-07-03
TWI779124B (zh) 2022-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4776374B2 (ja) 二重化監視制御システム、及び同システムの冗長化切替え方法
US8880641B2 (en) Redundant communication in a communication system
US9218230B2 (en) Method for transmitting messages in a redundantly operable industrial communication network and communication device for the redundantly operable industrial communication network
US20170242693A1 (en) Safety monitoring device, network system and safety monitoring method
US20140095704A1 (en) Redundantly operable industrial communication system, communication device and method for redundantly operating an industrial communication system
CN110967969A (zh) 高可用性工业自动化系统及通过该系统传送信息的方法
WO2019087849A1 (ja) 通信システム、被制御機器、及び、通信システムの制御方法
US11748217B2 (en) Method for failure detection and role selection in a network of redundant processes
JP2014191724A (ja) 入出力制御装置
WO2015132938A1 (ja) 安全制御システム及び安全制御機器
WO2019124275A1 (ja) 通信システムの制御方法、通信システム、及び、中継装置
JP5974852B2 (ja) 伝送装置、および伝送方法
JP7035511B2 (ja) プログラマブルコントローラ及び二重化システム
JP6728981B2 (ja) ノード装置、および通信システム
JP7326239B2 (ja) コントローラ、および、コントローラシステム
JP7203558B2 (ja) 通信システム、制御方法及び通信モジュール
KR20130017318A (ko) 링 구조의 직렬증설 통신망을 이용한 원방감시제어시스템
JP5900621B2 (ja) システムおよびシステムの制御方法
JP6345359B1 (ja) ネットワークシステム、通信制御装置およびアドレス設定方法
JP2010183307A (ja) ネットワーク構成の変更検出／復帰方式
JP6614668B2 (ja) 通信制御システム、デバイスサーバ、通信制御方法およびプログラム
JP3933135B2 (ja) スイッチングハブ装置およびネットワークの故障回避回路および方法
JP2014071773A (ja) 二重化制御装置およびその制御方法
KR101313202B1 (ko) 로봇 제어 시스템 및 이의 고장 방지 방법
KR101623063B1 (ko) 우회 경로를 이용한 제어 프레임 전송 방법, 이를 위한 노드 및 제어 프레임 전송 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18873243

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019551125

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18873243

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1