WO2022157992A1 - マスタ装置、スレーブ装置、ネットワークシステム、通信制御方法およびコンピュータプログラム - Google Patents

マスタ装置、スレーブ装置、ネットワークシステム、通信制御方法およびコンピュータプログラム Download PDF

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WO2022157992A1
WO2022157992A1 PCT/JP2021/008557 JP2021008557W WO2022157992A1 WO 2022157992 A1 WO2022157992 A1 WO 2022157992A1 JP 2021008557 W JP2021008557 W JP 2021008557W WO 2022157992 A1 WO2022157992 A1 WO 2022157992A1
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WO
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slave devices
communication
upper limit
master device
value
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/008557
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English (en)
French (fr)
Inventor
竜一 手嶌
孝史 武田
一樹 久米
Original Assignee
オムロン株式会社
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    • 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]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L13/00—Details of the apparatus or circuits covered by groups H04L15/00 or H04L17/00

Definitions

  • the present invention relates to master devices, slave devices, network systems, communication control methods, and computer programs.
  • FA Factory Automation
  • various types of devices are controlled that share work processes.
  • an industrial network system also called a field network, is constructed to connect these equipment. ing.
  • a typical industrial network system uses a master-slave network consisting of various slave devices and master devices.
  • a slave device is a device that controls equipment installed in a factory or collects data.
  • the master device is a device called (PLC: Programmable Logic Controller) that centrally manages these slaves.
  • PLC Programmable Logic Controller
  • EtherCAT registered trademark
  • Ethernet/IP registered trademark
  • ETHERNET registered trademark
  • Patent Document 1 relates to a mobile communication device having a data retransmission control function.
  • the mobile communication device includes a setting unit that sets a part of a plurality of radio frames as retransmission-dedicated frames according to the reception quality level of data in the receiving device, and a failure response when receiving a failure response from the receiving device.
  • a retransmission control unit that reassigns data that has not been received normally to a radio frame corresponding to the timing and retransmits the data, and further allocates the data to a retransmission-dedicated frame and retransmits it, and sets the retransmission-dedicated frame, Increase the number of times data can be retransmitted from the maximum number of retransmissions before the retransmission dedicated frame is set.
  • Patent Document 1 deals with a failure response by setting a dedicated retransmission frame and increasing the number of possible retransmissions of data from the maximum number of retransmissions before the dedicated retransmission frame is set.
  • Patent Document 1 relates to mobile communication devices, and this technology cannot be applied to industrial network systems.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and is capable of avoiding a communication failure in an industrial network system even when the communication state of the communication network is temporarily degraded.
  • the purpose is to realize a master device or the like.
  • the present invention adopts the following configuration in order to solve the above problems.
  • a master device includes a communication unit that communicates with a plurality of slave devices via a communication network, and a signal quality related to a communication cable from one of the plurality of slave devices via the communication unit.
  • a control unit that, upon receiving information indicating an abnormal value, changes the upper limit of timeout detection counts of a plurality of slave devices, and transmits the changed upper limit of timeout detection counts to the plurality of slave devices via the communication unit.
  • a slave device acquires information about the signal quality of a communication cable connected to a communication unit that communicates with a master device, and the information about the signal quality of the communication cable is determined to be an abnormal value. If it is, notify the master device via the communication unit that the information on the signal quality of the communication cable is an abnormal value, and change the upper limit of the timeout detection count after the change from the master device via the communication unit. and a control unit that sets an upper limit value of the number of timeout detections when receiving the timeout.
  • a network system is a network system comprising a master device and a plurality of slave devices, wherein the master device communicates with the plurality of slave devices via a communication network. and the first communication unit, when receiving from any one of the plurality of slave devices that the information regarding the signal quality of the communication cable is an abnormal value, the upper limit value of the timeout detection count of the plurality of slave devices is set to and a first control unit configured to change the upper limit value of the timeout detection count after the change and transmit the changed upper limit value of timeout detection times to the plurality of slave devices via the first communication unit, and each of the plurality of slave devices communicates with the master device.
  • the timeout detection count of the plurality of slave devices is reduced. The steps of changing the upper limit value and transmitting the changed upper limit value of timeout detection times to a plurality of slave devices.
  • a computer program is a computer program for causing a computer to execute a communication control method, wherein the communication control method is such that information regarding the signal quality of a communication cable from any of a plurality of slave devices is an abnormal value.
  • the communication control method is such that information regarding the signal quality of a communication cable from any of a plurality of slave devices is an abnormal value.
  • a master device according to one aspect of the present invention, a slave device according to one aspect of the present invention, a network system according to one aspect of the present invention, a communication control method according to one aspect of the present invention, and a computer program according to one aspect of the present invention. According to any one of the above, even when the communication state of the communication network is temporarily degraded, it is possible to avoid communication failure.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the functional configuration of a master device included in the network system according to the embodiment of the invention
  • FIG. FIG. 10 is a diagram schematically showing how the master device changes the upper limit of timeout detection times
  • 1 is a diagram showing a schematic configuration of a network system including a master device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a flowchart for explaining the processing procedure of the master device
  • 4 is a flow chart for explaining a processing procedure of a PC or HMI
  • 3 is a block diagram showing the functional configuration of a slave device included in the network system according to the embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a flow chart for explaining the processing procedure of the slave device according to the embodiment of the present invention
  • this embodiment will be described based on the drawings.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the functional configuration of a master device 10 included in a network system 1 according to an embodiment of the invention.
  • the network system 1 includes a master device 10, a hub device 17, slave devices 21a to 21e, and a PC (Personal Computer) 30.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the functional configuration of a master device 10 included in a network system 1 according to an embodiment of the invention.
  • the network system 1 includes a master device 10, a hub device 17, slave devices 21a to 21e, and a PC (Personal Computer) 30.
  • PC Personal Computer
  • the master device 10, the slave device 21a and the PC 30 are connected by a communication network such as EtherCAT (registered trademark) and Ethernet/IP (registered trademark).
  • a communication network such as EtherCAT (registered trademark) and Ethernet/IP (registered trademark).
  • EtherCAT registered trademark
  • Ethernet/IP registered trademark
  • the communication network may be, for example, a network system such as Mechatrolink (registered trademark) or CC-Link (registered trademark).
  • the master device 10 and the slave device 21a are connected by a communication cable 61.
  • the slave device 21 a and the slave device 21 b are connected by a communication cable 62
  • the slave device 21 b and the hub device 17 are connected by a communication cable 63 .
  • a communication cable 64 connects the hub device 17 and the slave device 21c
  • a communication cable 65 connects the hub device 17 and the slave device 21d
  • a communication cable 66 connects the hub device 17 and the slave device 21e.
  • the slave devices 21a-21b are connected by daisy chain connection
  • the slave devices 21c-21e are connected by star connection.
  • the slave devices 21a to 21e have a circuit (hereinafter referred to as a PHY circuit) for controlling the physical layer, and SQI (Signal Quality Indicator) of the communication cable connected by the PHY circuit. Information about signal quality) values can be obtained.
  • a PHY circuit for controlling the physical layer
  • SQI Signal Quality Indicator
  • the master device 10 includes a control unit (first control unit) 101 , a storage unit 102 and a communication unit (first communication unit) 103 .
  • the communication unit 103 is connected to the slave device 21a and the PC 30 via a communication network such as Ethernet/IP (registered trademark). Communication between the communication unit 103 and the slave devices 21a to 21e is performed by cyclic communication.
  • the storage unit 102 is composed of RAM (random access memory), flash memory, hard disk, etc., stores data referred to by the control unit 101, and is used as a primary storage area.
  • the storage unit 102 stores the upper limit of the timeout detection times for each of the slave devices 21a to 21e.
  • the upper limit of the timeout detection count is set in advance by the user for each of the slave devices 21a to 21e. Further, the same upper limit value of the timeout detection count may be set for all the slave devices 21a to 21e.
  • the control unit 101 When the control unit 101 receives an abnormal SQI value from any of the slave devices 21a to 21e, the control unit 101 sets the upper limit of the timeout detection count of each of the slave devices 21a to 21e stored in the storage unit 102. read out. Then, the control unit 101 changes the upper limit value of the number of timeout detection times, and transmits it to the corresponding slave devices 21a to 21e via the communication unit 103. FIG. For example, the control unit 101 adds “1” to the upper limit value of each timeout detection count, and transmits the result to the corresponding slave devices 21 a to 21 e via the communication unit 103 .
  • control unit 101 adds “1” to the largest value among the upper limit values of timeout detection counts of the slave devices 21a to 21e stored in the storage unit 102 and An upper limit value for the number of timeout detections may be transmitted.
  • each slave device when the control unit 101 receives a notification that the SQI value is normal from the slave device whose SQI value was abnormal via the communication unit 103, each slave device stored in the storage unit 102 By reading the upper limit value of the timeout detection frequency of 21a to 21e and transmitting the upper limit value of the corresponding timeout detection frequency to the slave devices 21a to 21e, it is instructed to restore the timeout detection frequency.
  • Each of the slave devices 21a to 21e is provided with an input port and an output port, and a communication cable is connected to each port.
  • Slave devices 21a-21e are capable of obtaining SQI values for both input and output ports.
  • Each of the slave devices 21a to 21e periodically measures the SQI value of the communication cable connected to its own slave device and determines whether the SQI value is an abnormal value. For example, each of the slave devices 21a to 21e acquires the SQI value of the communication cable at a cycle of 100 ms (predetermined cycle), and takes the average value of the SQI values of 10 times (predetermined number of times) as the SQI value of each slave device. .
  • each of the slave devices 21a to 21e determines whether or not the SQI value is an abnormal value by comparing the SQI value with a predetermined value.
  • the predetermined value is "40"
  • the SQI value is equal to or less than this predetermined value, it is determined that the SQI value is an abnormal value.
  • communication between the master device 10 and the slave devices 21a to 21e is performed by cyclic communication, and the master device 10 transmits packets to the slave device 21a.
  • the slave device 21a receives the packet, it writes data into the packet and transmits the packet to the slave device 21b.
  • packets are sequentially transmitted to the slave devices, and after the last slave device 21e writes data into the packet, the packet is transmitted to the master device 10.
  • FIG. Since each of the slave devices 21a to 21e sequentially writes and transmits data in one packet in this manner, the master device 10 can obtain data from each of the slave devices 21a to 21e at high speed.
  • the master device 10 If packets cannot be transmitted between the master device 10 and the slave device 21a, or between the slave devices 21a to 21e, the master device 10 cannot receive packets within a predetermined time, and thus timeout is detected. The slave devices 21a to 21e are notified of the fact. Then, the master device 10 resends the packet.
  • Each of the slave devices 21a to 21e allows the inability to receive packets until the upper limit of timeout detection times is reached. Therefore, if a small value is set for the upper limit of timeout detection times in the slave devices other than the slave device in which communication is disabled, the slave device may detect the timeout first. In order to avoid such a situation, when the SQI value of any one of the communication cables 61 to 66 becomes an abnormal value, the master device 10 changes the upper limit of the timeout detection count of each of the slave devices 21a to 21e. process.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing how the master device 10 changes the upper limit of the timeout detection count of each of the slave devices 21a to 21e.
  • the slave device 21a measures the SQI value of the communication cable 61 connecting the master device 10 and its own slave device 21a, and if the SQI value is an abnormal value, the SQI value is an abnormal value. The master device 10 is notified.
  • the slave device 21a measures the SQI value of the communication cable 62 connecting its own slave device 21a and the slave device 21b, and if the SQI value is an abnormal value, the SQI value is an abnormal value. The master device 10 is notified of this fact.
  • the slave device 21b measures the SQI value of the communication cable 63 connecting its own slave device 21b and the hub device 17, and if the SQI value is an abnormal value, the SQI value is an abnormal value.
  • the master device 10 is notified.
  • the SQI value of the communication cable 62 connecting the slave devices 21a and 21b may be measured by either the slave devices 21a or 21b.
  • the slave device 21c measures the SQI value of the communication cable 64 connecting its own slave device 21c and the hub device 17, and if the SQI value is an abnormal value, the SQI value is an abnormal value.
  • the master device 10 is notified.
  • the slave device 21d measures the SQI value of the communication cable 65 connecting its own slave device 21d and the hub device 17, and if the SQI value is an abnormal value, the SQI value is an abnormal value.
  • the master device 10 is notified.
  • the slave device 21e measures the SQI value of the communication cable 66 connecting its own slave device 21e and the hub device 17, and if the SQI value is an abnormal value, the SQI value becomes an abnormal value. It notifies the master device 10 that it is present.
  • the slave device 21a determines that the SQI value is an abnormal value. is notified to the master device 10 .
  • the master device 10 changes the upper limit of the number of timeout detection times of each of the slave devices 21a to 21e, and detects timeout in each of the slave devices 21a to 21e. Send the upper limit of the number of times.
  • FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of the network system 1 including the master device 10 according to the embodiment of the invention.
  • the network system 1 includes a master device 10, hub devices 15 to 17, slave devices 21a to 21e, 22a to 22c and 23a to 23c, a PC (terminal device) 30, and an HMI (Human Machine Interface) (terminal device). 40.
  • the network system may be, for example, a field network system composed of a group of manufacturing equipment in a factory.
  • the master device 10 may be, for example, a device such as a PLC.
  • the master device 10 is connected to a plurality of slave devices 21a-21c, 22a-22c and 23a-23 via hub devices 15 and 16 by a communication network. Also, the slave device 21b is connected via the hub device 17 to the slave devices 21c to 21e. For example, multiple slave devices 21a-21b, 22a-22c and 23a-23c are connected by a daisy chain connection, and slave devices 21c-21e are connected by a star connection.
  • the PC 30 and the HMI 40 are connected to the master device 10 via the hub device 15, and transmit instructions to the master device 10, and transmit the upper limit of timeout detection times of the slave devices 21a to 21e to the master device 10. or Also, when the master device 10 changes the upper limit of the timeout detection count of each of the slave devices 21a to 21e, the PC 30 and the HMI 40 receive the changed upper limit of the timeout detection count from the master device 10. FIG. Then, the PC 30 and the HMI 40 may display the changed upper limit of timeout detection times on the display unit.
  • the PC 30 and HMI 40 are also called terminal devices.
  • FIG. 4 is a flowchart for explaining the processing procedure of the master device 10 .
  • the control unit 101 determines whether or not a notification indicating that the SQI value is an abnormal value has been received from any of the slave devices 21a to 21e via the communication unit 103 (S1). If no notification has been received from any slave device (S1, No), the process of step S1 is repeated.
  • the control unit 101 when receiving a notification that the SQI value is an abnormal value from any of the slave devices 21a to 21e, the control unit 101 sets the upper limit of the timeout detection count of each of the slave devices 21a to 21e stored in the storage unit 102. Read the value and add 1 to the upper limit of timeout detection times. Then, the control unit 101 transmits the corresponding upper limit value of the timeout detection count to each of the slave devices 21a to 21e via the communication unit 103, and instructs to change the upper limit value of the timeout detection count (S2).
  • step S3 determines whether or not the holding time has elapsed.
  • This holding time is the time for holding the state after changing the upper limit value of the timeout detection count. It is assumed that this holding time is preset by the user. If the holding time has not elapsed (S3, No), the process of step S3 is repeated.
  • the control unit 101 receives, via the communication unit 103, a notification that the SQI value is normal from the slave device whose SQI value was abnormal. It is determined whether or not (S4). If the notification that the SQI value is a normal value has not been received (S4, No), the process returns to step S2 and the subsequent processes are repeated. In this case, since the communication failure of the slave device whose SQI value was an abnormal value has not been resolved, the timeout detection count is changed again.
  • the control unit 101 causes the slave devices 21a to 21e stored in the storage unit 102 to time out. By reading the upper limit of the number of times of detection and transmitting the upper limit of the number of times of timeout detection corresponding to the slave devices 21a to 21e, it is instructed to restore the number of times of timeout detection (S5).
  • control unit 101 determines whether or not to end the process (S6). For example, when a system stop instruction is received, it is determined that the processing should be terminated. If the process is not to be ended (S6, No), the process returns to step S1 and the subsequent processes are repeated. If the processing is to be terminated (S6, Yes), the processing is terminated as it is.
  • FIG. 5 is a flowchart for explaining the processing procedure of the PC 30 or HMI 40.
  • the PC 30 or HMI 40 determines whether or not the timeout detection count change function has been enabled by the user (S11). If the timeout detection count change function is not enabled (S11, No), the process is terminated.
  • the PC 30 or HMI 40 notifies the master device 10 of the upper limit value of the timeout detection count of each of the slave devices 21a to 21e set by the user. (S12).
  • the PC 30 or HMI 40 notifies the master device 10 of the time to hold the change in the upper limit of timeout detection times set by the user (S13).
  • FIG. 6 is a block diagram showing the functional configuration of the slave device 21a included in the network system 1 according to the embodiment of the invention.
  • the slave device 21 a includes a control section (second control section) 211 , a storage section 212 and a communication section (second communication section) 213 . Since the slave devices 21a to 21e have similar configurations and functions, only the slave device 21a will be described as a representative.
  • the communication unit 213 is connected to the master device 10 and the slave device 21b via a communication network such as EtherCAT (registered trademark). Communication between the communication unit 213 and the slave devices 21b to 21e is performed by cyclic communication.
  • EtherCAT registered trademark
  • the storage unit 212 is composed of a RAM, a flash memory, a hard disk, etc., stores data referred to by the control unit 211, and is used as a primary storage area.
  • the control unit 211 periodically acquires the SQI value of the communication cable 61 and stores it in the storage unit 212 .
  • the control unit 211 acquires the SQI value of the communication cable 61 at a cycle of 100 ms (predetermined cycle), and uses the average value of the SQI values for 10 times (predetermined number of times) as the SQI value of the communication cable 61 . Then, the control unit 211 determines whether or not the SQI value (average value) is equal to or less than a predetermined abnormal value.
  • control unit 211 If the SQI value is abnormal, the control unit 211 notifies the master device 10 via the communication unit 213 that the SQI value is abnormal. Thereafter, upon receiving an instruction to change the upper limit of timeout detection count from master device 10 via communication unit 213 , control unit 211 stores this upper limit of timeout detection count in storage unit 212 . The control unit 211 allows the packet to be unreceivable based on the upper limit of the timeout detection count.
  • control unit 211 periodically acquires the SQI value of the communication cable 61 after changing the upper limit of the timeout detection count, and determines whether the SQI value has recovered from the abnormal value to the normal value. If the SQI value has recovered from the abnormal value to the normal value, the control unit 211 notifies the master device 10 via the communication unit 213 that the SQI value has recovered from the abnormal value to the normal value.
  • FIG. 7 is a flow chart for explaining the processing procedure of the slave device 21a according to the embodiment of the present invention.
  • the control unit 211 acquires the SQI value of the communication cable 61 and determines whether the SQI value is an abnormal value (S21). If the SQI value is not an abnormal value (S21, No), the process of step S21 is repeated.
  • the control unit 211 determines whether or not an instruction to change the upper limit of timeout detection times has been received from the master device 10 via the communication unit 213 (S23).
  • step S23 If an instruction to change the upper limit of timeout detection times has not been received (S23, No), the process of step S23 is repeated. If an instruction to change the timeout detection count has been received (S23, Yes), the changed upper limit of the timeout detection count is stored in the storage unit 212, and the upper limit of the timeout detection count is changed (S24).
  • control unit 211 acquires the SQI value of the communication cable 61 and determines whether the SQI value is normal (S25). If the SQI value is not normal (S25, No), the process of step S25 is repeated. Also, if the SQI value is normal (S25, Yes), the control unit 211 notifies the master device 10 via the communication unit 213 that the SQI value is normal (S26).
  • control unit 211 determines whether or not it has received an instruction to restore the upper limit of timeout detection times from the master device 10 via the communication unit 213 (S27). If the instruction to restore the upper limit of timeout detection times is not received (S27, No), the process of step S27 is repeated. Also, if an instruction to restore the upper limit of the timeout detection count has been received (S27, Yes), the control unit 211 restores the upper limit of the timeout detection count (S28).
  • control unit 211 determines whether or not to end the process (S29). For example, when a system stop instruction is received, it is determined that the processing should be terminated. If the process is not to be ended (S29, No), the process returns to step S21 and the subsequent processes are repeated. If the process is to be terminated (S29, Yes), the process is terminated as it is.
  • the control unit 101 of the master device 10 transmits the changed upper limit of timeout detection times to the plurality of slave devices 21a to 21e via the communication unit 103. Even if the communication state of the communication network is temporarily degraded, it is possible to avoid the communication failure.
  • control unit 101 increases the upper limit of the number of timeout detection times for each of the plurality of slave devices 21a to 21e stored in the storage unit 102, the slave devices 21a to 21e cannot transmit packets. can be avoided.
  • control unit 101 transmits the same upper limit value of timeout detection times to all of the plurality of slave devices 21a to 21e via the communication unit 103, a timeout is detected in the slave device having a normal SQI value. It is possible to avoid such a situation.
  • control unit 101 when the control unit 101 receives that the SQI value has become a normal value, it instructs the plurality of slave devices 21a to 21e to restore the original upper limit value of the timeout detection count. When the communication state returns to normal, it becomes possible to deal with it.
  • control unit 211 of the slave device 21a receives the changed upper limit value of the timeout detection count from the master device 10 via the communication unit 213, it sets the upper limit value of the timeout detection count. Even if the condition is temporarily degraded, it is possible to avoid communication failure.
  • the functional blocks (especially the control units 101 and 211) of the master device 10 and the slave device 21a may be implemented by logic circuits (hardware) formed in an integrated circuit (IC chip) or the like, or implemented by software.
  • the master device 10 and the slave device 21a are equipped with computers that execute program instructions, which are software for realizing each function.
  • This computer includes, for example, one or more processors, and a computer-readable recording medium storing the above program.
  • the processor reads the program from the recording medium and executes it, thereby achieving the object of the present invention.
  • a CPU Central Processing Unit
  • a recording medium a "non-temporary tangible medium” such as a ROM (Read Only Memory), a tape, a disk, a card, a semiconductor memory, a programmable logic circuit, etc. can be used.
  • a RAM or the like for developing the above program may be further provided.
  • the program may be supplied to the computer via any transmission medium (communication network, broadcast wave, etc.) capable of transmitting the program.
  • any transmission medium communication network, broadcast wave, etc.
  • a master device includes a communication unit that communicates with a plurality of slave devices via a communication network, and a signal quality related to a communication cable from one of the plurality of slave devices via the communication unit.
  • a control unit that, upon receiving information indicating an abnormal value, changes the upper limit of timeout detection counts of a plurality of slave devices, and transmits the changed upper limit of timeout detection counts to the plurality of slave devices via the communication unit.
  • control unit transmits the changed upper limit of timeout detection times to the plurality of slave devices via the communication unit. It is possible to avoid communication failure.
  • the master device further includes a storage unit that stores an upper limit value of timeout detection times for each of the plurality of slave devices, and the control unit controls any one of the plurality of slave devices via the communication unit.
  • the control unit controls any one of the plurality of slave devices via the communication unit.
  • the upper limit value of the timeout detection count for each of the plurality of slave devices stored in the storage unit is increased, so it is possible to avoid situations in which the slave device cannot transmit or receive packets.
  • control unit receives, via the communication unit, from any one of the plurality of slave devices that the information regarding the signal quality of the communication cable is an abnormal value, the plurality of slave devices via the communication unit.
  • the same timeout detection count upper limit value is sent to all slave devices.
  • control unit transmits the same upper limit value of timeout detection times to all of the plurality of slave devices via the communication unit. It is possible to avoid situations in which packets cannot be sent or received.
  • the control unit causes the information regarding the signal quality of the communication cable to become normal from the slave device in which the information regarding the signal quality of the communication cable has become an abnormal value via the communication unit.
  • it instructs the plurality of slave devices to return to the original upper limit of timeout detection times.
  • a slave device acquires information about the signal quality of a communication cable connected to a communication unit that communicates with a master device, and the information about the signal quality of the communication cable is determined to be an abnormal value. If it is, notify the master device via the communication unit that the information on the signal quality of the communication cable is an abnormal value, and change the upper limit of the timeout detection count after the change from the master device via the communication unit. and a control unit that sets an upper limit value of the timeout detection count when receiving the timeout.
  • the control unit when the control unit receives the changed upper limit of timeout detection count from the master device via the communication unit, the upper limit of timeout detection count is set, so that the communication state of the communication network is temporarily changed. It is possible to avoid being unable to communicate even when the communication is generally deteriorated.
  • a network system is a network system comprising a master device and a plurality of slave devices, wherein the master device communicates with the plurality of slave devices via a communication network. and the first communication unit, when receiving from any one of the plurality of slave devices that the information regarding the signal quality of the communication cable is an abnormal value, the upper limit value of the timeout detection count of the plurality of slave devices is set to and a first control unit configured to change the upper limit value of the timeout detection count after the change and transmit the changed upper limit value of timeout detection times to the plurality of slave devices via the first communication unit, and each of the plurality of slave devices communicates with the master device.
  • the first control unit transmits the changed upper limit of timeout detection times to the plurality of slave devices via the first communication unit, so that the communication state of the communication network temporarily deteriorates. Even if it is, it is possible to avoid being unable to communicate.
  • the timeout detection count of the plurality of slave devices is reduced. The steps of changing the upper limit value and transmitting the changed upper limit value of timeout detection times to a plurality of slave devices.
  • the master device transmits the changed upper limit of timeout detection times to the plurality of slave devices. Therefore, even if the communication state of the communication network temporarily deteriorates, communication will not be possible. can be avoided.
  • a computer program is a computer program for causing a computer to execute a communication control method, wherein the communication control method is such that information regarding the signal quality of a communication cable from any of a plurality of slave devices is an abnormal value.
  • the communication control method is such that information regarding the signal quality of a communication cable from any of a plurality of slave devices is an abnormal value.
  • the master device transmits the changed upper limit of timeout detection times to the plurality of slave devices. Therefore, even if the communication state of the communication network temporarily deteriorates, communication will not be possible. can be avoided.

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Abstract

通信ネットワークの通信状態が一時的に悪化している場合でも、通信不能となることを回避することが可能なマスタ装置を実現する。通信部（１０３）は、通信ネットワークを介して複数のスレーブ装置（２１ａ～２１ｅ）との間で通信を行う。制御部（１０１）は、通信部（１０３）を介して複数のスレーブ装置（２１ａ～２１ｅ）のいずれかから通信ケーブルの信号品質に関する情報が異常値であることを受信すると、複数のスレーブ装置（２１ａ～２１ｅ）のタイムアウト検出回数の上限値を変更し、通信部（１０３）を介して変更後のタイムアウト検出回数の上限値を複数のスレーブ装置（２１ａ～２１ｅ）に送信する。

Description

マスタ装置、スレーブ装置、ネットワークシステム、通信制御方法およびコンピュータプログラム
　本発明は、マスタ装置、スレーブ装置、ネットワークシステム、通信制御方法およびコンピュータプログラムに関する。
　ファクトリーオートメーション（Factory Automation：ＦＡ）の分野においては、作業の工程を分担する様々な種類の装置の制御が行われる。工場施設等一定の領域において作業に用いられる各種のコントローラ、リモートＩ／Ｏ、および製造装置を連携して動作させるために、これらの装置を接続する、フィールドネットワークとも呼ばれる産業用ネットワークシステムが構築されている。
　一般的な産業用ネットワークシステムでは、各種のスレーブ装置と、マスタ装置などから構成されるマスタスレーブ方式のネットワークが用いられる。スレーブ装置は、工場内に設置される設備の制御あるいはデータ収集を行う装置である。マスタ装置は、これらのスレーブを集中管理する、例えば（ＰＬＣ：Programmable Logic Controller）と呼ばれる装置である。ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）あるいはＥｔｈｅｒｎｅｔ／ＩＰ（登録商標）はそうした産業用ネットワークシステムの方式の例である（ＥＴＨＥＲＮＥＴ：登録商標）。このような産業用ネットワークシステムにおいては、通信用ケーブルが各装置間に張り巡らされ、ネットワークが構築されている。
　これに関連する技術として、下記の特許文献１に開示された技術がある。特許文献１は、データの再送制御機能を有する移動通信装置に関する。移動通信装置は、受信側装置におけるデータの受信品質レベルに応じて、複数の無線フレームの一部を再送専用フレームに設定する設定部と、失敗応答を受信側装置より受信すると、失敗応答の受信タイミングに対応する無線フレームに正常に受信されなかったデータを再度割り当てて再送するとともに、さらに再送専用フレームに当該データを割り当てて再送する再送制御部とを備え、再送専用フレームを設定することにより、データの再送可能回数を再送専用フレームが設定される前の最大再送回数より増加させる。
国際公開第２００８／１２０２７５号
　産業用ネットワークシステムにおいて、様々な要因によってノイズが発生し、そのノイズによって通信が行えない状態が発生する場合がある。上述の特許文献１は、再送専用フレームを設定し、データの再送可能回数を再送専用フレームが設定される前の最大再送回数より増加させることにより、失敗応答に対処するものである。
　しかしながら、特許文献１は、移動通信装置に関するものであり、この技術を産業用ネットワークシステムに適用することはできない。
　本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、産業用ネットワークシステムにおいて、通信ネットワークの通信状態が一時的に悪化している場合でも、通信不能となることを回避することが可能なマスタ装置等を実現することを目的とする。
　本発明は、上述の課題を解決するために、以下の構成を採用する。
　本発明の一側面に係るマスタ装置は、通信ネットワークを介して複数のスレーブ装置との間で通信を行う通信部と、通信部を介して複数のスレーブ装置のいずれかから通信ケーブルの信号品質に関する情報が異常値であることを受信すると、複数のスレーブ装置のタイムアウト検出回数の上限値を変更し、通信部を介して変更後のタイムアウト検出回数の上限値を複数のスレーブ装置に送信する制御部とを備える。
　本発明の一側面に係るスレーブ装置は、マスタ装置との間で通信を行う通信部と、接続される通信ケーブルの信号品質に関する情報を取得し、当該通信ケーブルの信号品質に関する情報が異常値となっている場合、通信部を介してマスタ装置に通信ケーブルの信号品質に関する情報が異常値となっていることを通知し、通信部を介してマスタ装置から変更後のタイムアウト検出回数の上限値を受信すると、当該タイムアウト検出回数の上限値を設定する制御部とを備える。
　本発明の一側面に係るネットワークシステムは、マスタ装置と、複数のスレーブ装置とを備えるネットワークシステムであって、マスタ装置は、通信ネットワークを介して複数のスレーブ装置との間で通信を行う第１の通信部と、第１の通信部を介して複数のスレーブ装置のいずれかから通信ケーブルの信号品質に関する情報が異常値であることを受信すると、複数のスレーブ装置のタイムアウト検出回数の上限値を変更し、第１の通信部を介して変更後のタイムアウト検出回数の上限値を複数のスレーブ装置に送信する第１の制御部とを含み、複数のスレーブ装置のそれぞれは、マスタ装置との間で通信を行う第２の通信部と、通信ケーブルの信号品質に関する情報を取得し、当該通信ケーブルの信号品質に関する情報が異常値となっている場合、第２の通信部を介してマスタ装置に通信ケーブルの信号品質に関する情報が異常値となっていることを通知し、第２の通信部を介してマスタ装置から変更後のタイムアウト検出回数の上限値を受信すると、当該タイムアウト検出回数の上限値を設定する第２の制御部とを含む。
　本発明の一側面に係る通信制御方法は、マスタ装置が、複数のスレーブ装置のいずれかから通信ケーブルの信号品質に関する情報が異常値であることを受信すると、複数のスレーブ装置のタイムアウト検出回数の上限値を変更するステップと、変更後のタイムアウト検出回数の上限値を複数のスレーブ装置に送信するステップとを含む。
　本発明の一側面に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに通信制御方法を実行させるためのコンピュータプログラムであって、通信制御方法は、複数のスレーブ装置のいずれかから通信ケーブルの信号品質に関する情報が異常値であることを受信すると、複数のスレーブ装置のタイムアウト検出回数の上限値を変更するステップと、変更後のタイムアウト検出回数の上限値を複数のスレーブ装置に送信するステップとを含む。
　本発明の一側面に係るマスタ装置、本発明の一側面に係るスレーブ装置、本発明の一側面に係るネットワークシステム、本発明の一側面に係る通信制御方法、本発明の一側面に係るコンピュータプログラムのいずれかによれば、通信ネットワークの通信状態が一時的に悪化している場合でも、通信不能となることを回避することが可能となる。
本発明の実施形態に係るネットワークシステムに含まれるマスタ装置の機能的構成を示すブロック図である。 マスタ装置によるタイムアウト検出回数の上限値の変更を模式的に示す図である。 本発明の実施形態に係るマスタ装置を備えたネットワークシステムの概略構成を示す図である。 マスタ装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。 ＰＣまたはＨＭＩの処理手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施形態に係るネットワークシステムに含まれるスレーブ装置の機能的構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るスレーブ装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。
　以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）が、図面に基づいて説明される。
　§１　適用例
　（マスタ装置１０の構成例）
　図１は、本発明の実施形態に係るネットワークシステム１に含まれるマスタ装置１０の機能的構成を示すブロック図である。ネットワークシステム１は、マスタ装置１０と、ハブ装置１７と、スレーブ装置２１ａ～２１ｅと、ＰＣ（Personal Computer）３０とを含む。
　マスタ装置１０と、スレーブ装置２１ａおよびＰＣ３０とは、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ／ＩＰ（登録商標）等の通信ネットワークによって接続されている。本実施形態においては、これらの装置がＥｔｈｅｒｎｅｔ／ＩＰ（登録商標）の通信ネットワークに接続されている場合について説明するが、これに限定されない。通信ネットワークは、例えば、メカトロリンク（登録商標）、ＣＣ－Ｌｉｎｋ（登録商標）等のネットワークシステムであってもよい。
　図１に示すように、マスタ装置１０とスレーブ装置２１ａとが通信ケーブル６１によって接続される。同様に、スレーブ装置２１ａとスレーブ装置２１ｂとが通信ケーブル６２によって接続され、スレーブ装置２１ｂとハブ装置１７とが通信ケーブル６３によって接続される。ハブ装置１７とスレーブ装置２１ｃとが通信ケーブル６４によって接続され、ハブ装置１７とスレーブ装置２１ｄとが通信ケーブル６５によって接続され、ハブ装置１７とスレーブ装置２１ｅとが通信ケーブル６６によって接続される。スレーブ装置２１ａ～２１ｂは、デイジーチェーン接続によって接続され、スレーブ装置２１ｃ～２１ｅは、スター接続によって接続される。
　スレーブ装置２１ａ～２１ｅは、物理層を制御するための回路（ＰＨＹ回路と呼ぶことにする。）を有しており、ＰＨＹ回路によって接続される通信ケーブルのＳＱＩ（Signal Quality Indicator）（通信ケーブルの信号品質に関する情報）値を取得することが可能である。
　マスタ装置１０は、制御部（第１の制御部）１０１と、記憶部１０２と、通信部（第１の通信部）１０３とを含む。通信部１０３は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ／ＩＰ（登録商標）等の通信ネットワークを介してスレーブ装置２１ａおよびＰＣ３０と接続される。なお、通信部１０３およびスレーブ装置２１ａ～２１ｅの通信は、サイクリック通信によって行われる。
　記憶部１０２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ、ハードディスク等によって構成され、制御部１０１が参照するデータを記憶すると共に、一次記憶領域として使用される。
　記憶部１０２は、スレーブ装置２１ａ～２１ｅのそれぞれのタイアウト検出回数の上限値を記憶している。このタイムアウト検出回数の上限値は、ユーザによって予めスレーブ装置２１ａ～２１ｅ毎に設定されている。また、全てのスレーブ装置２１ａ～２１ｅに同じタイムアウト検出回数の上限値が設定されていてもよい。
　制御部１０１は、複数のスレーブ装置２１ａ～２１ｅのいずれかから、ＳＱＩ値が異常値であることを受信すると、記憶部１０２に記憶される各スレーブ装置２１ａ～２１ｅのタイムアウト検出回数の上限値を読み出す。そして、制御部１０１は、それぞれのタイムアウト検出回数の上限値を変更し、通信部１０３を介して対応するスレーブ装置２１ａ～２１ｅに送信する。例えば、制御部１０１は、それぞれのタイムアウト検出回数の上限値に“１”を加算して、通信部１０３を介して対応するスレーブ装置２１ａ～２１ｅに送信する。
　また、制御部１０１は、記憶部１０２に記憶される各スレーブ装置２１ａ～２１ｅのタイムアウト検出回数の上限値の中で最も大きい値に“１”を加算し、全てのスレーブ装置２１ａ～２１ｅに同じタイムアウト検出回数の上限値を送信するようにしてもよい。
　その後、制御部１０１は、通信部１０３を介して、ＳＱＩ値が異常値であったスレーブ装置から、ＳＱＩ値が正常値であるとの通知を受信すると、記憶部１０２に記憶される各スレーブ装置２１ａ～２１ｅのタイムアウト検出回数の上限値を読み出し、スレーブ装置２１ａ～２１ｅに対応するタイムアウト検出回数の上限値を送信することにより、タイムアウト検出回数を元に戻すように指示する。
　スレーブ装置２１ａ～２１ｅのそれぞれには、入力ポートと出力ポートとが設けられており、それぞれのポートに通信ケーブルが接続される。スレーブ装置２１ａ～２１ｅは、入力ポートおよび出力ポートのいずれのＳＱＩ値も取得することが可能である。
　スレーブ装置２１ａ～２１ｅのそれぞれは、定期的に自身のスレーブ装置に接続される通信ケーブルのＳＱＩ値を計測し、ＳＱＩ値が異常値になっているか否かを判定する。例えば、スレーブ装置２１ａ～２１ｅのそれぞれは、１００ｍｓ周期（所定周期）で通信ケーブルのＳＱＩ値を取得し、１０回（所定回数）のＳＱＩ値の平均値を、それぞれのスレーブ装置のＳＱＩ値とする。
　そして、スレーブ装置２１ａ～２１ｅのそれぞれは、そのＳＱＩ値と予め定められた所定値とを比較することよって、ＳＱＩ値が異常値になっているか否かを判定する。例えば、予め定められた所定値は、「４０」であり、ＳＱＩ値がこの所定値以下の場合に、ＳＱＩ値が異常値であると判定される。
　上述のように、マスタ装置１０およびスレーブ装置２１ａ～２１ｅの通信は、サイクリック通信によって行っており、マスタ装置１０がパケットをスレーブ装置２１ａに送信する。スレーブ装置２１ａは、パケットを受信すると、そのパケットにデータを書き込み、スレーブ装置２１ｂにそのパケットを送信する。同様にして、パケットが順次スレーブ装置に送信され、最後のスレーブ装置２１ｅがパケットにデータを書き込んだ後、マスタ装置１０に対してパケットが送信される。このようにして、各スレーブ装置２１ａ～２１ｅが、１つのパケットに順次データを書き込んで送信するので、マスタ装置１０は、高速で各スレーブ装置２１ａ～２１ｅのデータを取得することができる。
　マスタ装置１０とスレーブ装置２１ａとの間、またはスレーブ装置２１ａ～２１ｅ間でパケットの送信が行えない状態になっていると、マスタ装置１０は、所定時間内にパケットを受信できないため、タイムアウトを検出したことをスレーブ装置２１ａ～２１ｅに通知する。そして、マスタ装置１０は、パケットの再送を行う。
　スレーブ装置２１ａ～２１ｅのそれぞれは、タイムアウト検出回数の上限値となるまで、パケットが受信できないことを許容する。したがって、通信不能状態が発生しているスレーブ装置以外のスレーブ装置において、小さい値のタイムアウト検出回数の上限値が設定されていれば、そのスレーブ装置が先にタイムアウトを検出するという状況が起こり得る。このような事態を回避するために、通信ケーブル６１～６６のいずれかのＳＱＩ値が異常値となった場合に、マスタ装置１０は、各スレーブ装置２１ａ～２１ｅのタイムアウト検出回数の上限値を変更する処理を行う。
　図２は、マスタ装置１０による各スレーブ装置２１ａ～２１ｅのタイムアウト検出回数の上限値の変更を模式的に示す図である。スレーブ装置２１ａは、マスタ装置１０と自身のスレーブ装置２１ａとを接続する通信ケーブル６１のＳＱＩ値を計測し、ＳＱＩ値が異常値となっていれば、ＳＱＩ値が異常値となっていることをマスタ装置１０に通知する。また、スレーブ装置２１ａは、自身のスレーブ装置２１ａとスレーブ装置２１ｂとを接続する通信ケーブル６２のＳＱＩ値を計測し、ＳＱＩ値が異常値となっていれば、ＳＱＩ値が異常値となっていることをマスタ装置１０に通知する。
　スレーブ装置２１ｂは、自身のスレーブ装置２１ｂとハブ装置１７とを接続する通信ケーブル６３のＳＱＩ値を計測し、ＳＱＩ値が異常値となっていれば、ＳＱＩ値が異常値となっていることをマスタ装置１０に通知する。なお、スレーブ装置２１ａとスレーブ装置２１ｂとを接続する通信ケーブル６２のＳＱＩ値の計測は、スレーブ装置２１ａおよび２１ｂのいずれが行っても構わない。
　スレーブ装置２１ｃは、自身のスレーブ装置２１ｃとハブ装置１７とを接続する通信ケーブル６４のＳＱＩ値を計測し、ＳＱＩ値が異常値となっていれば、ＳＱＩ値が異常値となっていることをマスタ装置１０に通知する。スレーブ装置２１ｄは、自身のスレーブ装置２１ｄとハブ装置１７とを接続する通信ケーブル６５のＳＱＩ値を計測し、ＳＱＩ値が異常値となっていれば、ＳＱＩ値が異常値となっていることをマスタ装置１０に通知する。同様に、スレーブ装置２１ｅは、自身のスレーブ装置２１ｅとハブ装置１７とを接続する通信ケーブル６６のＳＱＩ値を計測し、ＳＱＩ値が異常値となっていれば、ＳＱＩ値が異常値となっていることをマスタ装置１０に通知する。
　例えば、スレーブ装置２１ａとスレーブ装置２１ｂとを接続する通信ケーブル６２のＳＱＩ値が、異常値である「４０」以下となっていれば、スレーブ装置２１ａは、ＳＱＩ値が異常値となっていることをマスタ装置１０に通知する。マスタ装置１０は、スレーブ装置２１ａからＳＱＩ値が異常値となっている通知を受信すると、各スレーブ装置２１ａ～２１ｅのタイムアウト検出回数の上限値を変更し、スレーブ装置２１ａ～２１ｅのそれぞれにタイムアウト検出回数の上限値を送信する。
　§２　構成例
　（ネットワークシステム１の全体概要）
　図３は、本発明の実施形態に係るマスタ装置１０を備えたネットワークシステム１の概略構成を示す図である。ネットワークシステム１は、マスタ装置１０と、ハブ装置１５～１７と、スレーブ装置２１ａ～２１ｅ、２２ａ～２２ｃおよび２３ａ～２３ｃと、ＰＣ（端末装置）３０と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）（端末装置）４０とを含む。
　ネットワークシステムは、例えば、工場内の製造装置群が構成するフィールドネットワークシステムであってもよい。また、マスタ装置１０は、例えば、ＰＬＣ等の装置であってもよい。
　マスタ装置１０は、ハブ装置１５および１６を介して、通信ネットワークによって複数のスレーブ装置２１ａ～２１ｃ、２２ａ～２２ｃおよび２３ａ～２３と接続されている。また、スレーブ装置２１ｂは、ハブ装置１７を介して、スレーブ装置２１ｃ～２１ｅと接続される。例えば、複数のスレーブ装置２１ａ～２１ｂ、２２ａ～２２ｃおよび２３ａ～２３ｃは、デイジーチェーン接続によって接続され、スレーブ装置２１ｃ～２１ｅは、スター接続によって接続される。
　ＰＣ３０およびＨＭＩ４０は、ハブ装置１５を介してマスタ装置１０に接続されており、マスタ装置１０への指示を送信したり、各スレーブ装置２１ａ～２１ｅのタイムアウト検出回数の上限値をマスタ装置１０に送信したりする。また、マスタ装置１０が、各スレーブ装置２１ａ～２１ｅのタイムアウト検出回数の上限値を変更する場合、ＰＣ３０およびＨＭＩ４０は、マスタ装置１０から変更された後のタイムアウト検出回数の上限値を受信する。そして、ＰＣ３０およびＨＭＩ４０は、表示部に変更された後のタイムアウト検出回数の上限値を表示するようにしてもよい。なお、ＰＣ３０およびＨＭＩ４０を、端末装置とも呼ぶ。
　§３　動作例
　図４は、マスタ装置１０の処理手順を説明するためのフローチャートである。まず、制御部１０１は、通信部１０３を介してスレーブ装置２１ａ～２１ｅのいずれかからＳＱＩ値が異常値であるとの通知を受信したか否かを判定する（Ｓ１）。どのスレーブ装置からも通知を受信していなければ（Ｓ１，Ｎｏ），ステップＳ１の処理を繰り返す。
　また、スレーブ装置２１ａ～２１ｅのいずれかからＳＱＩ値が異常値であるとの通知を受信した場合、制御部１０１は、記憶部１０２に記憶される各スレーブ装置２１ａ～２１ｅのタイムアウト検出回数の上限値を読み出し、タイムアウト検出回数の上限値に１を加算する。そして、制御部１０１は、通信部１０３を介して各スレーブ装置２１ａ～２１ｅに対して対応するタイムアウト検出回数の上限値を送信し、タイムアウト検出回数の上限値の変更を指示する（Ｓ２）。
　次に、制御部１０１は、保持時間が経過したか否かを判定する（Ｓ３）。この保持時間は、タイムアウト検出回数の上限値を変更した後、その状態を保持するための時間である。この保持時間は、ユーザによって予め設定されているものとする。保持時間が経過していなければ（Ｓ３，Ｎｏ）、ステップＳ３の処理を繰り返す。
　また、保持時間が経過していれば（Ｓ３，Ｙｅｓ）、制御部１０１は、通信部１０３を介してＳＱＩ値が異常値であったスレーブ装置からＳＱＩ値が正常値であるとの通知を受信したか否かを判定する（Ｓ４）。ＳＱＩ値が正常値であるとの通知を受信していなければ（Ｓ４，Ｎｏ）、ステップＳ２に戻って以降の処理を繰り返す。この場合、ＳＱＩ値が異常値であったスレーブ装置の通信不良が解消されていないため、再度タイムアウト検出回数の変更を行う。
　また、通信部１０３を介してＳＱＩ値が正常値であるとの通知を受信していれば（Ｓ４，Ｙｅｓ）、制御部１０１は、記憶部１０２に記憶される各スレーブ装置２１ａ～２１ｅのタイムアウト検出回数の上限値を読み出し、スレーブ装置２１ａ～２１ｅに対応するタイムアウト検出回数の上限値を送信することにより、タイムアウト検出回数を元に戻すように指示する（Ｓ５）。
　最後に、制御部１０１は、処理を終了するか否かを判定する（Ｓ６）。例えば、システムの停止指示を受けた場合、処理を終了すると判定する。処理を終了しない場合（Ｓ６，Ｎｏ）、ステップＳ１に戻って以降の処理を繰り返す。また、処理を終了する場合（Ｓ６，Ｙｅｓ）、そのまま処理を終了する。
　図５は、ＰＣ３０またはＨＭＩ４０の処理手順を説明するためのフローチャートである。まず、ＰＣ３０またはＨＭＩ４０は、ユーザによって、タイムアウト検出回数変更機能が有効にされたか否かを判定する（Ｓ１１）。タイムアウト検出回数変更機能が有効にされていなければ（Ｓ１１，Ｎｏ）、そのまま処理を終了する。
　また、タイムアウト検出回数変更機能が有効にされていれば（Ｓ１１，Ｙｅｓ）、ＰＣ３０またはＨＭＩ４０は、ユーザによって設定された各スレーブ装置２１ａ～２１ｅのタイムアウト検出回数の上限値を、マスタ装置１０に通知する（Ｓ１２）。
　次に、ＰＣ３０またはＨＭＩ４０は、ユーザによって設定されたタイムアウト検出回数の上限値の変更を保持する時間を、マスタ装置１０に通知する（Ｓ１３）。
　最後に、処理を終了するか否かが判定される（Ｓ１４）。処理を終了しない場合（Ｓ１４，Ｎｏ）、ステップＳ１２に戻って以降の処理を繰り返す。また、処理を終了する場合（Ｓ１４，Ｙｅｓ）、そのまま処理を終了する。
　（スレーブ装置２１ａの構成例）
　図６は、本発明の実施形態に係るネットワークシステム１に含まれるスレーブ装置２１ａの機能的構成を示すブロック図である。スレーブ装置２１ａは、制御部（第２の制御部）２１１と、記憶部２１２と、通信部（第２の通信部）２１３とを含む。なお、スレーブ装置２１ａ～２１ｅは、同様の構成および機能を有しているため、代表してスレーブ装置２１ａの説明のみを行うことにする。
　通信部２１３は、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）等の通信ネットワークを介してマスタ装置１０およびスレーブ装置２１ｂと接続される。なお、通信部２１３およびスレーブ装置２１ｂ～２１ｅの通信は、サイクリック通信によって行われる。
　記憶部２１２は、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ハードディスク等によって構成され、制御部２１１が参照するデータを記憶すると共に、一次記憶領域として使用される。
　制御部２１１は、定期的に通信ケーブル６１のＳＱＩ値を取得して、記憶部２１２に記憶する。例えば、制御部２１１は、１００ｍｓ周期（所定周期）で通信ケーブル６１のＳＱＩ値を取得し、１０回（所定回数）分のＳＱＩ値の平均値を、通信ケーブル６１のＳＱＩ値とする。そして、制御部２１１は、ＳＱＩ値（平均値）が予め定められた異常値以下となっているか否かを判定する。
　ＳＱＩ値が異常値となっていれば、制御部２１１は、通信部２１３を介してマスタ装置１０にＳＱＩ値が異常値となっていることを通知する。その後、制御部２１１は、通信部２１３を介してマスタ装置１０からタイムアウト検出回数の上限値の変更指示を受信すると、記憶部２１２にこのタイムアウト検出回数の上限値を記憶する。制御部２１１は、このタイムアウト検出回数の上限値に基づいて、パケットが受信できないことを許容する。
　また、制御部２１１は、タイムアウト検出回数の上限値を変更した後、定期的に通信ケーブル６１のＳＱＩ値を取得し、ＳＱＩ値が異常値から正常値に回復したか否かを判定する。ＳＱＩ値が異常値から正常値に回復していれば、制御部２１１は、通信部２１３を介してマスタ装置１０にＳＱＩ値が異常値から正常値に回復したことを通知する。
　図７は、本発明の実施形態に係るスレーブ装置２１ａの処理手順を説明するためのフローチャートである。まず、制御部２１１は、通信ケーブル６１のＳＱＩ値を取得し、ＳＱＩ値が異常値であるか否かを判定する（Ｓ２１）。ＳＱＩ値が異常値でなければ（Ｓ２１，Ｎｏ）、ステップＳ２１の処理を繰り返す。
　また、ＳＱＩ値が異常値であれば（Ｓ２１，Ｙｅｓ）、制御部２１１は、通信部２１３を介してＳＱＩ値が異常値であることをマスタ装置１０に通知する（Ｓ２２）。その後、制御部２１１は、通信部２１３を介してマスタ装置１０からタイムアウト検出回数の上限値の変更指示を受信したか否かを判定する（Ｓ２３）。
　タイムアウト検出回数の上限値の変更指示を受信していなければ（Ｓ２３，Ｎｏ）、ステップＳ２３の処理を繰り返す。また、タイムアウト検出回数の変更指示を受信していれば（Ｓ２３，Ｙｅｓ）、記憶部２１２に変更後のタイムアウト検出回数の上限値を記憶し、タイムアウト検出回数の上限値を変更する（Ｓ２４）。
　次に、制御部２１１は、通信ケーブル６１のＳＱＩ値を取得し、ＳＱＩ値が正常値となっているか否かを判定する（Ｓ２５）。ＳＱＩ値が正常値となっていなければ（Ｓ２５，Ｎｏ）、ステップＳ２５の処理を繰り返す。また、ＳＱＩ値が正常値となっていれば（Ｓ２５，Ｙｅｓ）、制御部２１１は、通信部２１３を介してマスタ装置１０にＳＱＩ値が正常値であることを通知する（Ｓ２６）。
　次に、制御部２１１は、通信部２１３を介してマスタ装置１０からタイムアウト検出回数の上限値を元に戻す指示を受信したか否かを判定する（Ｓ２７）。タイムアウト検出回数の上限値を元に戻す指示を受信していなければ（Ｓ２７，Ｎｏ）、ステップＳ２７の処理を繰り返す。また、タイムアウト検出回数の上限値を元に戻す指示を受信していれば（Ｓ２７，Ｙｅｓ）、制御部２１１は、タイムアウト検出回数の上限値を元に戻す（Ｓ２８）。
　最後に、制御部２１１は、処理を終了するか否かを判定する（Ｓ２９）。例えば、システムの停止指示を受けた場合、処理を終了すると判定する。処理を終了しない場合（Ｓ２９，Ｎｏ）、ステップＳ２１に戻って以降の処理を繰り返す。また、処理を終了する場合（Ｓ２９，Ｙｅｓ）、そのまま処理を終了する。
　§４　作用、効果
　本発明の実施形態によれば、マスタ装置１０の制御部１０１が、通信部１０３を介して変更後のタイムアウト検出回数の上限値を複数のスレーブ装置２１ａ～２１ｅに送信するので、通信ネットワークの通信状態が一時的に悪化している場合でも、通信不能となることを回避することが可能となる。
　また、制御部１０１は、記憶部１０２に記憶される複数のスレーブ装置２１ａ～２１ｅのそれぞれのタイムアウト検出回数の上限値を増加して送信するので、スレーブ装置２１ａ～２１ｅにおいてパケットを送信できないといった状況を回避することが可能となる。
　また、制御部１０１は、通信部１０３を介して複数のスレーブ装置２１ａ～２１ｅの全てに対して同じタイムアウト検出回数の上限値を送信するので、ＳＱＩ値が正常値であるスレーブ装置でタイムアウトを検出するといった状況を回避することが可能となる。
　また、制御部１０１は、ＳＱＩ値が正常値になっていることを受信すると、複数のスレーブ装置２１ａ～２１ｅに対して元のタイムアウト検出回数の上限値に戻すように指示するので、通信ネットワークの通信状態が正常に戻っている場合に、それに対応することが可能となる。
　また、スレーブ装置２１ａの制御部２１１が、通信部２１３を介してマスタ装置１０から変更後のタイムアウト検出回数の上限値を受信すると、当該タイムアウト検出回数の上限値を設定するので、通信ネットワークの通信状態が一時的に悪化している場合でも、通信不能となることを回避することが可能となる。
　〔ソフトウェアによる実現例〕
　マスタ装置１０およびスレーブ装置２１ａの機能ブロック（特に、制御部１０１および２１１）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
　後者の場合、マスタ装置１０およびスレーブ装置２１ａは、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば１つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。
　上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭなどを更に備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
　（まとめ）
　本発明の一側面に係るマスタ装置は、通信ネットワークを介して複数のスレーブ装置との間で通信を行う通信部と、通信部を介して複数のスレーブ装置のいずれかから通信ケーブルの信号品質に関する情報が異常値であることを受信すると、複数のスレーブ装置のタイムアウト検出回数の上限値を変更し、通信部を介して変更後のタイムアウト検出回数の上限値を複数のスレーブ装置に送信する制御部とを備える。
　上記構成によれば、制御部が、通信部を介して変更後のタイムアウト検出回数の上限値を複数のスレーブ装置に送信するので、通信ネットワークの通信状態が一時的に悪化している場合でも、通信不能となることを回避することが可能となる。
　上記一側面に係るマスタ装置において、マスタ装置はさらに、複数のスレーブ装置のそれぞれのタイムアウト検出回数の上限値を記憶する記憶部を備え、制御部は、通信部を介して複数のスレーブ装置のいずれかから通信ケーブルの信号品質に関する情報が異常値であることを受信すると、記憶部に記憶される複数のスレーブ装置のそれぞれのタイムアウト検出回数の上限値を増加し、通信部を介して複数のスレーブ装置に対応するタイムアウト検出回数の上限値を送信する。
　上記構成によれば、記憶部に記憶される複数のスレーブ装置のそれぞれのタイムアウト検出回数の上限値を増加するので、スレーブ装置においてパケットを送受信できないといった状況を回避することが可能となる。
　上記一側面に係るマスタ装置において、制御部は、通信部を介して複数のスレーブ装置のいずれかから通信ケーブルの信号品質に関する情報が異常値であることを受信すると、通信部を介して複数のスレーブ装置の全てに対して同じタイムアウト検出回数の上限値を送信する。
　上記構成によれば、制御部が、通信部を介して複数のスレーブ装置の全てに対して同じタイムアウト検出回数の上限値を送信するので、通信ケーブルの信号品質に関する情報が正常値であるスレーブ装置でパケットを送受信できないといった状況を回避することが可能となる。
　上記一側面に係るマスタ装置において、制御部は、通信部を介して通信ケーブルの信号品質に関する情報が異常値となっていたスレーブ装置から、通信ケーブルの信号品質に関する情報が正常値になっていることを受信すると、複数のスレーブ装置に対して元のタイムアウト検出回数の上限値に戻すように指示する。
　上記構成によれば、複数のスレーブ装置に対して元のタイムアウト検出回数の上限値に戻すように指示するので、通信ネットワークの通信状態が正常に戻っている場合に、それに対応することが可能となる。
　本発明の一側面に係るスレーブ装置は、マスタ装置との間で通信を行う通信部と、接続される通信ケーブルの信号品質に関する情報を取得し、当該通信ケーブルの信号品質に関する情報が異常値となっている場合、通信部を介してマスタ装置に通信ケーブルの信号品質に関する情報が異常値となっていることを通知し、通信部を介してマスタ装置から変更後のタイムアウト検出回数の上限値を受信すると、当該タイムアウト検出回数の上限値を設定する制御部とを備える。
　上記構成によれば、制御部が、通信部を介してマスタ装置から変更後のタイムアウト検出回数の上限値を受信すると、当該タイムアウト検出回数の上限値を設定するので、通信ネットワークの通信状態が一時的に悪化している場合でも、通信不能となることを回避することが可能となる。
　本発明の一側面に係るネットワークシステムは、マスタ装置と、複数のスレーブ装置とを備えるネットワークシステムであって、マスタ装置は、通信ネットワークを介して複数のスレーブ装置との間で通信を行う第１の通信部と、第１の通信部を介して複数のスレーブ装置のいずれかから通信ケーブルの信号品質に関する情報が異常値であることを受信すると、複数のスレーブ装置のタイムアウト検出回数の上限値を変更し、第１の通信部を介して変更後のタイムアウト検出回数の上限値を複数のスレーブ装置に送信する第１の制御部とを含み、複数のスレーブ装置のそれぞれは、マスタ装置との間で通信を行う第２の通信部と、通信ケーブルの信号品質に関する情報を取得し、当該通信ケーブルの信号品質に関する情報が異常値となっている場合、第２の通信部を介してマスタ装置に通信ケーブルの信号品質に関する情報が異常値となっていることを通知し、第２の通信部を介してマスタ装置から変更後のタイムアウト検出回数の上限値を受信すると、当該タイムアウト検出回数の上限値を設定する第２の制御部とを含む。
　上記構成によれば、第１の制御部が、第１の通信部を介して変更後のタイムアウト検出回数の上限値を複数のスレーブ装置に送信するので、通信ネットワークの通信状態が一時的に悪化している場合でも、通信不能となることを回避することが可能となる。
　本発明の一側面に係る通信制御方法は、マスタ装置が、複数のスレーブ装置のいずれかから通信ケーブルの信号品質に関する情報が異常値であることを受信すると、複数のスレーブ装置のタイムアウト検出回数の上限値を変更するステップと、変更後のタイムアウト検出回数の上限値を複数のスレーブ装置に送信するステップとを含む。
　上記構成によれば、マスタ装置が、変更後のタイムアウト検出回数の上限値を複数のスレーブ装置に送信するので、通信ネットワークの通信状態が一時的に悪化している場合でも、通信不能となることを回避することが可能となる。
　本発明の一側面に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに通信制御方法を実行させるためのコンピュータプログラムであって、通信制御方法は、複数のスレーブ装置のいずれかから通信ケーブルの信号品質に関する情報が異常値であることを受信すると、複数のスレーブ装置のタイムアウト検出回数の上限値を変更するステップと、変更後のタイムアウト検出回数の上限値を複数のスレーブ装置に送信するステップとを含む。
　上記構成によれば、マスタ装置が、変更後のタイムアウト検出回数の上限値を複数のスレーブ装置に送信するので、通信ネットワークの通信状態が一時的に悪化している場合でも、通信不能となることを回避することが可能となる。
　本発明は上述した各実施形態、実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態、実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
　１　ネットワークシステム
　１０　マスタ装置
　１５～１７　ハブ装置
　２１ａ～２１ｅ，２２ａ～２２ｃ，２３ａ～２３ｃ　スレーブ装置
　３０　ＰＣ
　４０　ＨＭＩ
　６１～６６　通信ケーブル
　１０１，２１１　制御部
　１０２，２１２　記憶部
　１０３，２１３　通信部

Claims (8)

  1. 　通信ネットワークを介して複数のスレーブ装置との間で通信を行う通信部と、
    　前記通信部を介して前記複数のスレーブ装置のいずれかから通信ケーブルの信号品質に関する情報が異常値であることを受信すると、前記複数のスレーブ装置のタイムアウト検出回数の上限値を変更し、前記通信部を介して変更後の前記タイムアウト検出回数の上限値を前記複数のスレーブ装置に送信する制御部とを備える、マスタ装置。
  2. 　前記マスタ装置はさらに、前記複数のスレーブ装置のそれぞれのタイムアウト検出回数の上限値を記憶する記憶部を備え、
    　前記制御部は、前記通信部を介して前記複数のスレーブ装置のいずれかから通信ケーブルの信号品質に関する情報が異常値であることを受信すると、前記記憶部に記憶される前記複数のスレーブ装置のそれぞれのタイムアウト検出回数の上限値を増加し、前記通信部を介して前記複数のスレーブ装置に対応するタイムアウト検出回数の上限値を送信する、請求項１に記載のマスタ装置。
  3. 　前記制御部は、前記通信部を介して前記複数のスレーブ装置のいずれかから通信ケーブルの信号品質に関する情報が異常値であることを受信すると、前記通信部を介して前記複数のスレーブ装置の全てに対して同じタイムアウト検出回数の上限値を送信する、請求項１に記載のマスタ装置。
  4. 　前記制御部は、前記通信部を介して前記通信ケーブルの信号品質に関する情報が異常値となっていたスレーブ装置から、前記通信ケーブルの信号品質に関する情報が正常値になっていることを受信すると、前記複数のスレーブ装置に対して元のタイムアウト検出回数の上限値に戻すように指示する、請求項１～３のいずれか１項に記載のマスタ装置。
  5. 　マスタ装置との間で通信を行う通信部と、
    　接続される通信ケーブルの信号品質に関する情報を取得し、当該通信ケーブルの信号品質に関する情報が異常値となっている場合、前記通信部を介して前記マスタ装置に前記通信ケーブルの信号品質に関する情報が異常値となっていることを通知し、
    　前記通信部を介して前記マスタ装置から変更後のタイムアウト検出回数の上限値を受信すると、当該タイムアウト検出回数の上限値を設定する制御部とを備える、スレーブ装置。
  6. 　マスタ装置と、複数のスレーブ装置とを備えるネットワークシステムであって、
    　前記マスタ装置は、通信ネットワークを介して前記複数のスレーブ装置との間で通信を行う第１の通信部と、
    　前記第１の通信部を介して前記複数のスレーブ装置のいずれかから通信ケーブルの信号品質に関する情報が異常値であることを受信すると、前記複数のスレーブ装置のタイムアウト検出回数の上限値を変更し、前記第１の通信部を介して変更後の前記タイムアウト検出回数の上限値を前記複数のスレーブ装置に送信する第１の制御部とを含み、
    　前記複数のスレーブ装置のそれぞれは、前記マスタ装置との間で通信を行う第２の通信部と、
    　前記通信ケーブルの信号品質に関する情報を取得し、当該通信ケーブルの信号品質に関する情報が異常値となっている場合、前記第２の通信部を介して前記マスタ装置に前記通信ケーブルの信号品質に関する情報が異常値となっていることを通知し、
    　前記第２の通信部を介して前記マスタ装置から変更後のタイムアウト検出回数の上限値を受信すると、当該タイムアウト検出回数の上限値を設定する第２の制御部とを含む、ネットワークシステム。
  7. 　マスタ装置が、複数のスレーブ装置のいずれかから通信ケーブルの信号品質に関する情報が異常値であることを受信すると、前記複数のスレーブ装置のタイムアウト検出回数の上限値を変更するステップと、
    　前記変更後のタイムアウト検出回数の上限値を前記複数のスレーブ装置に送信するステップとを含む、通信制御方法。
  8. 　コンピュータに通信制御方法を実行させるためのコンピュータプログラムであって、
    　前記通信制御方法は、複数のスレーブ装置のいずれかから通信ケーブルの信号品質に関する情報が異常値であることを受信すると、前記複数のスレーブ装置のタイムアウト検出回数の上限値を変更するステップと、
    　前記変更後のタイムアウト検出回数の上限値を前記複数のスレーブ装置に送信するステップとを含む、コンピュータプログラム。
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