WO2022162955A1 - ネットワークシステム - Google Patents

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WO2022162955A1
WO2022162955A1 PCT/JP2021/008219 JP2021008219W WO2022162955A1 WO 2022162955 A1 WO2022162955 A1 WO 2022162955A1 JP 2021008219 W JP2021008219 W JP 2021008219W WO 2022162955 A1 WO2022162955 A1 WO 2022162955A1
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WO
WIPO (PCT)
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slave device
signal quality
signal
slave
network system
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/008219
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
孝史 武田
竜一 手嶌
一樹 久米
Original Assignee
オムロン株式会社
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 オムロン株式会社 filed Critical オムロン株式会社
Publication of WO2022162955A1 publication Critical patent/WO2022162955A1/ja

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    • 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
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • 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
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • 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]

Definitions

  • This disclosure relates to network systems.
  • FA Factory Automation
  • 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 slave devices.
  • EtherCAT registered trademark
  • Ethernet/IP is an example of such an industrial network system system (ETHERNET: registered trademark).
  • ETHERNET registered trademark
  • communication cables are stretched between devices to construct a network.
  • the present disclosure has been made in view of the above problems, and provides a network system that can maintain network communication without stopping slave devices even when signal quality is degraded due to noise. intended to provide
  • the present disclosure adopts the following configuration in order to solve the above problems.
  • a network system is a network system in which a master device and a plurality of slave devices controlled by the master device are connected, wherein the plurality of slave devices are connected to a first slave device.
  • a second slave device connected to the first slave device by a communication cable, wherein the first slave device includes a communication unit that transmits and receives signals to and from another device; a signal quality detection unit that determines a signal quality value of a signal from a slave device; a storage unit that stores in advance a threshold value for the signal quality value; and a control unit that controls each unit of the first slave device.
  • the control unit directly communicates with the second slave device or the master device through the communication unit notifies the second slave device via the It has a configuration that increases the amplitude.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a network system according to Embodiment 1 of the present disclosure
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a slave device (first slave device) according to Embodiment 1 of the present disclosure
  • FIG. 4 is a flow chart showing an operation of setting a threshold value in a storage unit provided in the slave device
  • 4 is a flow chart showing an operation example of the signal quality detection unit
  • FIG. 5 is a diagram schematically illustrating waveforms of signals before and after changing the amplitude of signals from the second slave device to the first slave device in the network system
  • it is a flow chart showing an operation example of returning to the normal state after increasing the amplitude of the signal.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a network system according to Embodiment 1 of the present disclosure
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a slave device (first slave device) according to Embodiment 1 of the present disclosure
  • FIG. 4 is a flow
  • FIG. 9 is a flow chart showing an operation example of a signal quality detection unit of a network system according to Embodiment 2 of the present disclosure
  • FIG. FIG. 10 is a flowchart showing a threshold setting operation for a storage unit provided in a slave device in a network system according to Embodiment 3 of the present disclosure
  • FIG. It is a figure explaining the example of several 1st threshold values set to the said memory
  • FIG. 11 is a flow chart showing an operation example of a signal quality detection unit of a network system according to Embodiment 3 of the present disclosure
  • FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating a specific example of amplitude of a signal from a second slave device to a first slave device in the network system;
  • FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a network system according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a slave device (first slave device) according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • the network system 100 of this embodiment is a network system in which a master device 1 and a plurality of slave devices 2A, 2B, 2C, and 2D controlled by the master device 1 are connected. These slave devices 2A to 2D are sequentially connected by communication cables as shown in FIG.
  • the network system 100 of this embodiment includes an information processing device 3 .
  • An administrator of the network system 100 can execute various settings of the master device 1 and the slave devices 2A to 2D, acquire data, etc., through the information processing device 3.
  • FIG. 1 An administrator of the network system 100 can execute various settings of the master device 1 and the slave devices 2A to 2D, acquire data, etc., through the information processing device 3.
  • FIG. 1 An administrator of the network system 100 can execute various settings of the master device 1 and the slave devices 2A to 2D, acquire data, etc., through the information processing device 3.
  • the network system 100 of the present embodiment is provided with a display device 4, which is capable of displaying the operational status of the network system 100 and the like.
  • the first slave device determines the signal quality value of the signal from the second slave device, and the determination result is is used to increase the amplitude of the signal from the second slave device to the first slave device.
  • the first slave device is the slave device 2B and the second slave device is the slave device 2C will be described as an example.
  • the slave device 2B (first slave device) of the present embodiment includes a communication unit 21 that transmits and receives signals to and from other devices, and a signal quality control of the signal from the slave device 2A.
  • a signal quality detection unit 22B for determining the signal quality value of the signal from the slave device 2C (second slave device); and a control unit 24 for controlling each unit of the slave device 2B.
  • the control unit 24 When the signal quality detection unit 22B detects that the signal quality value has fallen below the threshold, the control unit 24 notifies the slave device 2C via the master device 1 of the signal quality value through the communication unit 21. A notification including information indicating that the threshold has been exceeded is made, and the amplitude of the signal that the slave device 2C transmits to the slave device 2B is increased.
  • the amplitude of the signal can be increased.
  • the slave device 2C on the downstream side of the slave device 2B is notified to change the amplitude, but the slave device 2A on the upstream side of the slave device 2B
  • the signal quality detection unit 22A detects that the value of the signal quality has fallen below the threshold value
  • a notification is made in the same way, and the slave device 2A (second slave device) detects that the slave device 2B (first increase the amplitude of the signal sent to the slave device).
  • the network system 100 of this embodiment includes a master device 1, a plurality of slave devices 2A to 2D connected to the master device 1 via a communication device (communication hub) 5, and a communication device 5. and an information processing device 3 connected to the master device 1 via a display device 4 .
  • a network system conforming to the Ether CAT (Ethernet for Control Automation Technology: registered trademark) standard is used.
  • the master device 1 includes, for example, a PLC (Programmable Logic Controller).
  • the master device 1 is configured to operate according to a predetermined program set by the information processing device 3, thereby controlling each of the plurality of slave devices 2A to 2D.
  • the information processing device 3 is configured using a computer (PC), for example, and controls each part of the master device 1, slave devices 2A to 2D, and display device 4 by being operated by an administrator.
  • PC computer
  • the display device 4 is configured using, for example, a liquid crystal panel, an organic EL panel, or the like that has a touch panel function.
  • the display device 4 operates based on, for example, an HMI (Human Machine Interface) to display predetermined information and perform input operations such as instructions.
  • HMI Human Machine Interface
  • the slave device 2B of this embodiment includes a communication unit 21, signal quality detection units 22A and 22B, a storage unit 23, and a control unit 24.
  • the configuration of the main parts of the slave devices 2A, 2C, and 2D can be the same as the configuration of the main part of the slave device 2B. That is, in the network system 100 of this embodiment, the first and second slave devices have the configuration of the main part shown in FIG.
  • the communication unit 21 is a functional block that performs two-way communication with other devices of the network system 100.
  • the signal quality detection units 22A and 22B are functional blocks that respectively determine the signal quality values of the signals from the slave devices 2A and 2C as second slave devices.
  • the signal quality detection units 22A and 22B detect and determine the signal quality values of the signals from the slave devices 2A and 2C using the thresholds for the signal quality values stored in the storage unit 23, respectively.
  • the signal quality detection units 22A and 22B include first signal quality detection units 22A1 and 22B1 and second signal quality detection units 22A2 and 22B2, respectively.
  • the first signal quality detection units 22A1 and 22B1 are functional blocks that determine signal quality values based on the SQI of the signals from the slave devices 2A and 2C.
  • a SQI (Signal Quality Indicator) is a numerical value that quantifies the quality of a signal, and is defined by, for example, multiple stages of integer values.
  • Such SQI may be implemented as a function of a communication IC that implements functional blocks such as the communication unit 21 and the signal quality detection unit 22A.
  • the SQI may be a number determined at the physical layer level of communication.
  • the SQI may be a value based on the S/N ratio of the signal.
  • the second signal quality detection units 22A2 and 22B2 are functional blocks that determine signal quality values based on signal errors in the signals from the slave devices 2A and 2C. Specifically, the second signal quality detection units 22A2 and 22B2 detect, for example, the value of the number of receptions of error frames included in the signals from the slave devices 2A and 2C within a certain period of time (for example, one hour). signal quality value).
  • An error frame indicates a communication frame with an error. Also, if such an error frame is included in a signal from the slave device 2C to the slave device 2B, for example, the same signal is sent to the slave device 2C in response to a retransmission request from the slave device 2B to the slave device 2C. This is a case where a minor communication error occurs between the slave devices 2B and 2C, which can eliminate the signal error of this error frame by transmitting it from the slave device 2B to the slave device 2B.
  • the second signal quality detection units 22A2 and 22B2 make a retransmission request to retransmit the same signal
  • the second signal quality detection units 22A2 and 22B2 determine the value of the signal quality based on the number of occurrences of minor communication errors.
  • the signal quality value is determined based on the value of the number of receptions of error frames (signal quality value).
  • the storage unit 23 is, for example, an auxiliary storage device such as a hard disk drive or solid state drive, and stores various processing programs executed by the control unit 24.
  • the storage unit 23 stores in advance a threshold for a signal quality value set by the information processing device 3 .
  • the threshold value may be preset in the storage unit 23 when the slave devices 2A to 2D are shipped from the factory.
  • the above thresholds include a first threshold for SQI and a second threshold for the number of times an error frame is received.
  • the control unit 24 is a functional block that includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), etc., and controls each component according to information processing.
  • the control unit 24 sends the slave devices 2A and 2C through the communication unit 21 and the master device 1 Then, a notification including information indicating that the value of the signal quality has fallen below the threshold value is made, and the amplitude of the signal transmitted from the slave devices 2A and 2C to the slave device 2B is increased.
  • FIG. 3 is a flow chart showing the operation of setting the threshold value in the storage unit provided in the slave device.
  • step S101 the information processing device 3 selects a first threshold for the SQI and a second threshold for the number of receptions of error frames based on the administrator's operation. Then, in the information processing device 3, the selected first and second threshold values are stored, for example, in the storage unit 23 of the slave device 2B based on the operation of the administrator, and these first and second threshold values are stored. The threshold setting operation is completed.
  • the HMI function that is, the touch panel function of the display device 4 may be used to set the first and second threshold values in the slave device 2B.
  • FIG. 4 is a flow chart showing an operation example of the signal quality detector.
  • FIG. 5 is a diagram schematically explaining signals before and after changing the amplitude of the signal from the second slave device to the first slave device in the above network system.
  • step S1 in the slave device 2B, the first signal quality detector 22B1 reads the SQI of the signal from the slave device 2C. The flow then proceeds to step S2.
  • step S2 the first signal quality detection unit 22B1 determines whether or not the read SQI is equal to or less than the first threshold value stored in the storage unit 23. If not equal to or less than the first threshold (NO in S2), proceed to step S1; otherwise (YES in S2), proceed to step S3 (step S2).
  • step S3 the second signal quality detection unit 22B2 determines whether or not the number of receptions of error frames in the signal from the slave device 2C is equal to or greater than the second threshold value stored in the storage unit 23 within the predetermined period of time. determine whether If not equal to or greater than the second threshold (NO in S3), proceed to step S1; otherwise (YES in S3), proceed to step S4 (step S3).
  • step S4 in the slave device 2B, the signal quality detection unit 22B detects that the signal quality value of the signal from the slave device 2C has fallen below the threshold value stored in the storage unit 23, and notifies the control unit 24. do. Then, the control unit 24 provides the master device 1 with information indicating that the SQI of the signal from the slave device 2C is equal to or less than the first threshold, and that the number of received error frames of the signal is equal to or greater than the second threshold. Notifications including The flow then proceeds to step S5.
  • step S5 based on the notification from the slave device 2B, the master device 1 detects that the SQI of the signal is equal to or less than the first threshold, and that the number of error frame receptions of the signal is equal to or greater than the second threshold. identify. Specifically, the master device 1 acquires the information (for example, the IP address of the slave device 2C) for specifying the slave device 2C included in the notification, and specifies the slave device 2C. The flow then proceeds to step S6.
  • the information for example, the IP address of the slave device 2C
  • step S6 the master device 1 instructs the slave device 2C to increase the amplitude of the signal to the slave device 2B.
  • the flow then proceeds to step S7.
  • the slave device 2C increases the amplitude of the signal to be transmitted to the slave device 2B according to the instruction from the master device 1.
  • the noise resistance of the signal from the slave device 2C to the slave device 2B is improved, and stoppage of the slave device 2C due to a decrease in signal quality value due to noise is prevented. be able to.
  • the slave device 2C normally transmits a signal with an amplitude of 2V (+1V to -1V) toward the slave device 2B, and the slave device 2B transmits a signal with an amplitude of 1V (+0.5V to -1V). -0.5V).
  • the slave device 2B transmits a signal with an amplitude of 1V (+0.5V to -1V). -0.5V).
  • waveform distortion due to the noise may occur, which may cause a decrease in communication quality.
  • the slave device 2C when receiving the above instruction from the master device 1, doubles the amplitude as shown in FIG. It transmits to the slave device 2B, and the slave device 2B receives a signal with an amplitude of 2V (+1V to -1V). As a result, the noise resistance of communication between the slave devices 2B and 2C is improved. As a result, communication between the slave devices 2B and 2C can be performed normally. The flow then proceeds to step S8.
  • step S8 the master device 1 uses, for example, an event log to tell the administrator (user) that the slave device 2C is increasing the amplitude of the signal to the slave device 2B. be notified. This allows the user to understand that the signal quality value of the signal from the slave device 2C to the slave device 2B is degraded. Furthermore, the user can improve the value of the signal quality of the slave device 2C.
  • the display device 4 may display and notify the user that the slave device 2C is increasing the amplitude of the signal to the slave device 2B.
  • FIG. 6 is a flow chart showing an operation example of restoring the normal state after increasing the amplitude of the signal in the above network system.
  • step S102 the user learns from the notification from the master device 1 or the display device 4 that the slave device 2C is increasing the amplitude of the signal to the slave device 2B. The flow then proceeds to step S103.
  • step S103 it is determined whether or not the user has investigated the cause of the deterioration of the signal quality value of the slave device 2C and has taken countermeasures. If not (NO in S103), the process returns to step S103, otherwise (YES in S103), the process proceeds to step S104 (step S103).
  • step S104 the user operates the information processing device 3 to return the amplitude of the signal to the slave device 2B to the normal amplitude for the slave device 2C so as to put it into a normal operation state. direct to.
  • the slave device 2C reduces the amplitude of the signal to be sent to the slave device 2B to a normal value, and transmits the signal to the slave device 2B in a normal operating state.
  • the second slave device increases the amplitude of the signal transmitted to the first slave device. As a result, as illustrated in FIG. 5, the noise resistance of the signal from the second slave device to the first slave device can be improved.
  • the amplitude of the signal from the second slave device to the first slave device is increased without stopping the second slave device. to keep the network up and running as much as possible. Therefore, in the present embodiment, it is possible to prevent the production efficiency of the production equipment from deteriorating, and at the time of starting up the production equipment (when applying the network system 100), or at the time of failure investigation (predictive maintenance) of the second slave device. etc.), it is possible to easily grasp the cause of the decrease in the value of the signal quality.
  • noise countermeasures even when the noise countermeasures are not perfect, such as when the production system is started up, it is possible to maintain network communication and keep the production system in operation. By investigating the cause of the deterioration of the signal quality value while the production system is in operation, noise countermeasures can be easily taken.
  • the second slave device does not stop even when the signal quality value is degraded, so that the cause of the degraded signal quality value can be more easily grasped. be able to.
  • the amplitude of the signal from the second slave device to the first slave device is increased only during the period when the value of the signal quality is degraded. . Therefore, compared to the case where the signal amplitude is always increased, the power consumption of each of the slave devices 2A to 2D and the power consumption of the entire network system 100 can be suppressed, and EMI (Electromagnetic Interference) and compliance are excellent. network system can be provided.
  • EMI Electromagnetic Interference
  • the second slave device itself improves the noise resistance of the signal transmitted to the first slave device until the user takes countermeasures. Therefore, it is possible to easily prevent the second slave device and the first slave device from suddenly stopping. In other words, in this embodiment, the risk of stopping the slave device due to noise can be greatly reduced.
  • the configuration in which the signal quality detection units 22A and 22B include the first signal quality detection units 22A1 and 22B1 and the second signal quality detection units 22A2 and 22B2 has been described.
  • the present invention is not limited as long as it includes at least one of the first signal quality detection units 22A1 and 22B1 and the second signal quality detection units 22A2 and 22B2.
  • steps S2 and S3 in FIG. 24 notifies the slave device 2C via the master device 1 that the value of the signal quality has fallen below the threshold, and increases the amplitude of the signal that the slave device 2C transmits to the slave device 2B. explained the case.
  • control unit 24 A configuration may be employed in which the notification is made and the amplitude of the signal transmitted from the slave device 2C to the slave device 2B is increased.
  • the first slave device notifies the master device 1 of a notification including information that the signal quality value has fallen below the threshold. It may be configured to perform.
  • control unit 24 notifies the second slave device directly, including information that the signal quality value has fallen below the threshold.
  • the signal quality detection unit detects that the signal quality value of the signal from the slave device 2C (second slave device) is below the threshold.
  • the signal quality detection unit detects that the signal quality value of the signal from the slave device 2C (second slave device) is below the threshold.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an operation example of a signal quality detection unit of a network system according to Embodiment 2 of the present disclosure.
  • steps S1 to S3 are performed in the same manner as in the first embodiment, and if YES in step S3, the flow proceeds to step S9.
  • step S9 in the slave device 2B, the signal quality detection unit 22B detects that the signal quality value of the signal from the slave device 2C is below the threshold value stored in the storage unit 23, and notifies the control unit 24. do. Then, the control unit 24 notifies the slave device 2C that the SQI of the signal from the slave device 2C is equal to or less than the first threshold, and that the number of error frame receptions of the signal is equal to or greater than the second threshold. Direct notifications with information. Flow then proceeds to step S10.
  • the slave device 2C increases the amplitude of the signal to be transmitted to the slave device 2B according to the notification from the slave device 2B.
  • the noise resistance of the signal from the slave device 2C to the slave device 2B is improved, and the deterioration of the signal quality value due to noise is reduced between the slave devices 2B and 2C. Even if communication occurs, it is possible to prevent the slave device 2C from stopping. The flow then proceeds to step S11.
  • step S11 the slave device 2C uses, for example, a status display unit (not shown) provided in the slave device 2C to notify the user of the amplitude of the signal from the slave device 2C to the slave device 2B. Notify you that you are making it bigger. The flow then proceeds to step S12.
  • a status display unit not shown
  • step S12 the master device 1 uses, for example, an event log to notify the user that the slave device 2C is increasing the amplitude of the signal to the slave device 2B.
  • the main difference between this embodiment and the above embodiment is that the notification from the first slave device to the second slave device further includes signal quality value information, and the control unit 24 controls the signal quality
  • the difference is that the amplitude of the signal transmitted from the second slave device to the first slave device is increased corresponding to the value of .
  • FIG. 8 is a flowchart showing a threshold value setting operation in a storage unit provided in a slave device in a network system according to Embodiment 3 of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a specific example of a plurality of first threshold values set in the storage unit.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a specific example of a plurality of second threshold values set in the storage unit.
  • step S105 for example, in the slave device 2B, the storage unit 23 stores a plurality of first threshold values Ts1, Ts2, Ts3, and Ts4 for the SQI, and a plurality of second threshold values Te1 for the number of error frame receptions. , Te2, Te3, and Te4 are set by the information processing device 3 and stored.
  • SQIs "8”, “5", “3”, and “1" are set as the first threshold values Ts1, Ts2, Ts3, and Ts4, respectively.
  • the values of the number of receptions of error frames "3", "5", “7”, and “10" are set as the second threshold values Te1, Te2, Te3, and Te4, respectively. .
  • FIGS. 11 and 12 the amplitude changing operation in the network system 100 of this embodiment will be specifically described.
  • 11 is a flowchart illustrating an operation example of a signal quality detection unit of a network system according to Embodiment 3 of the present disclosure
  • FIG. FIG. 12 is a diagram for explaining a specific example of amplitude of a signal from the second slave device to the first slave device in the above network system.
  • step S1 after the operation of step S1 is performed, the flow proceeds to step S13.
  • step S13 the first signal quality detection unit 22B1 determines whether or not the read SQI is equal to or less than any first threshold value stored in the storage unit 23. If it is not equal to or less than any first threshold value (NO in S13), proceed to step S1; otherwise (YES in S13), proceed to step S14 (step S13).
  • step S14 the second signal quality detection unit 22B2 detects that the number of receptions of error frames in the signal from the slave device 2C is equal to or greater than any second threshold value stored in the storage unit 23 within the predetermined period of time. determine whether or not there is If it is not equal to or greater than any second threshold (NO in S14), proceed to step S1; otherwise (YES in S14), proceed to step S15 (step S14).
  • step S15 in the slave device 2B, the signal quality detection unit 22B detects that the signal quality value of the signal from the slave device 2C has fallen below the threshold value stored in the storage unit 23, and notifies the control unit 24. do. Then, the controller 24 notifies the master device 1 that the SQI of the signal from the slave device 2C is equal to or lower than any first threshold value (for example, the first threshold value Ts1), and the number of times the error frame of the signal has been received. is greater than or equal to a second threshold (for example, second threshold Te1). The flow then proceeds to step S16.
  • any first threshold value for example, the first threshold value Ts1
  • a second threshold for example, second threshold Te1
  • step S16 the master device 1, based on the notification from the slave device 2B, the SQI of the signal becomes equal to or less than the first threshold value Ts1, and the number of receptions of error frames of the signal becomes equal to or greater than the second threshold value Te1.
  • Identify device 2C Specifically, the master device 1 acquires the information (for example, the IP address of the slave device 2C) for specifying the slave device 2C included in the notification, and specifies the slave device 2C. The flow then proceeds to step S17.
  • step S17 the master device 1 instructs the slave device 2C to increase the amplitude of the signal to the slave device 2B corresponding to the first threshold Ts1 and the second threshold Te1.
  • the master device 1 refers to the table illustrated in FIG. 12 and instructs the specific magnitude of the amplitude of the signal. That is, upon being notified by the slave device 2B that the master device 1 has become equal to or less than the first threshold Ts1 and equal to or greater than the second threshold Te1, the master device 1 refers to the table and , instructs to transmit a signal to the slave device 2B with an amplitude of 105% of the normal amplitude. The flow then proceeds to step S18.
  • the contents of the instructions in the above table are set in advance in the master device 1 or set appropriately by the user through the information processing device 3 .
  • the master device 1 may be configured to select and indicate the magnitude of the amplitude when the signal quality value is further reduced. That is, for example, when the master device 1 is notified from the slave device 2B that the master device 1 has become equal to or less than the first threshold Ts1 and equal to or greater than the second threshold Te2, the magnitude of the amplitude at the second threshold Te2 (110%) may be selected and instructed to the slave device 2C.
  • the slave device 2C increases the amplitude of the signal to be transmitted to the slave device 2B according to the instruction from the master device 1.
  • the noise resistance of the signal from the slave device 2C to the slave device 2B is improved, and the deterioration of the signal quality value due to noise is reduced. Even if communication between the devices 2B and 2C occurs, the stop of the slave device 2C can be prevented. The flow then proceeds to step S19.
  • step S19 the master device 1 uses, for example, an event log to notify the user that the slave device 2C is increasing the amplitude of the signal to the slave device 2B. This allows the user to understand that the signal quality value of the signal from the slave device 2C to the slave device 2B is degraded. Furthermore, the user can improve the value of the signal quality of the slave device 2C.
  • a plurality of first thresholds Ts1 to Ts4 and a plurality of second thresholds Te1 to Te4 are set in the storage unit 23 as signal quality values.
  • the control unit 24 increases the amplitude of the signal transmitted from the second slave device to the first slave device in accordance with the signal quality value.
  • the amplitude of the signal from the second slave device can be appropriately changed according to the degree of deterioration of the signal quality value due to noise.
  • the functional blocks (especially the control section 24) of the slave devices 2A to 2D may be implemented by logic circuits (hardware) formed in integrated circuits (IC chips) or the like, or may be implemented by software.
  • control unit 24 is provided with a computer that executes program instructions, which are software that implements each function.
  • This computer includes, for example, one or more processors, and a computer-readable recording medium storing the program.
  • the processor reads the program from the recording medium and executes it, thereby achieving the object of the present disclosure.
  • 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 Random Access Memory
  • the program may be supplied to the computer via any transmission medium (communication network, broadcast waves, etc.) capable of transmitting the program.
  • any transmission medium communication network, broadcast waves, etc.
  • one aspect of the present invention can also be implemented in the form of a data signal embedded in a carrier wave in which the program is embodied by electronic transmission.
  • a network system is a network system in which a master device and a plurality of slave devices controlled by the master device are connected, wherein the plurality of slave devices are connected to a first slave device.
  • a second slave device connected to the first slave device by a communication cable, wherein the first slave device includes a communication unit that transmits and receives signals to and from another device; a signal quality detection unit that determines a signal quality value of a signal from a slave device; a storage unit that stores in advance a threshold value for the signal quality value; and a control unit that controls each unit of the first slave device.
  • the control unit directly communicates with the second slave device or the master device through the communication unit notifies the second slave device via the It has a configuration that increases the amplitude.
  • the signal quality detection unit may be configured to determine a signal quality value based on the SQI of the signal from the second slave device.
  • the signal quality detection unit may be configured to determine a signal quality value based on a signal error of the signal from the second slave device.
  • the notification further includes signal quality value information
  • the control unit associates the signal quality value with the signal quality value to cause the second slave device to communicate with the first slave device.
  • a configuration may be provided to increase the amplitude of the signal transmitted to the device.

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Abstract

ノイズに起因する信号品質の低下が発生した場合でも、スレーブ装置が停止することなく、ネットワークの通信を維持することができるネットワークシステムを実現する。第１のスレーブ装置（２Ｂ）の制御部（２４）は、信号品質の値が閾値を下回ったことを信号品質検出部（２２Ａ、２２Ｂ）が検出した場合に、マスタ装置を介して第２のスレーブ装置（２Ｃ）に対して、信号品質の値が閾値を下回った旨の情報を含む通知を行い、第２のスレーブ装置（２Ｃ）が第１のスレーブ装置（２Ｂ）に送信する信号の振幅を大きくさせる。

Description

ネットワークシステム
　本開示は、ネットワークシステムに関する。
　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が構築されている。
　一般的な産業用ネットワークでは、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が採用される。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、これらのスレーブ装置を集中管理する、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。
日本国特開２０１６－１９５３２９号公報
　しかしながら、上記のような従来技術では、２つのスレーブ装置の間での通信の際に、ノイズに起因して信号品質が低下した場合に、通信異常となってスレーブ装置が停止する、あるいはネットワークの通信がダウンするという問題点を発生する場合があった。
　本開示は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、ノイズに起因する信号品質の低下が発生した場合でも、スレーブ装置が停止することなく、ネットワークの通信を維持することができるネットワークシステムを提供することを目的とする。
　本開示は、上述の課題を解決するために、以下の構成を採用する。
　本開示の一側面に係るネットワークシステムは、マスタ装置と、前記マスタ装置により制御される複数のスレーブ装置とが接続されるネットワークシステムであって、前記複数のスレーブ装置は、第１のスレーブ装置と、通信ケーブルにより前記第１のスレーブ装置に接続された第２のスレーブ装置とを含み、前記第１のスレーブ装置は、他機との間で信号の送受信を行う通信部と、前記第２のスレーブ装置からの信号の信号品質の値を判定する信号品質検出部と、前記信号品質の値に関する閾値を予め記憶する記憶部と、当該第１のスレーブ装置の各部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、信号品質の値が前記閾値を下回ったことを前記信号品質検出部が検出した場合に、前記通信部を通じて、直接前記第２のスレーブ装置に対して、または前記マスタ装置を介して前記第２のスレーブ装置に対して、信号品質の値が前記閾値を下回った旨の情報を含む通知を行い、前記第２のスレーブ装置が前記第１のスレーブ装置に送信する信号の振幅を大きくさせる構成を備えている。
　本開示によれば、ノイズに起因する信号品質の低下が発生した場合でも、スレーブ装置が停止することなく、ネットワークの通信を維持することができるネットワークシステムを提供することができる。
本開示の実施形態１に係るネットワークシステムの構成例を説明する説明図である。 本開示の実施形態１に係るスレーブ装置（第１のスレーブ装置）を示す概略構成図である。 上記スレーブ装置に設けられた記憶部への閾値の設定動作を示すフローチャートである。 上記信号品質検出部の動作例を示すフローチャートである。 上記ネットワークシステムにおいて、第２のスレーブ装置から第１のスレーブ装置への信号の振幅を変化させる前後での信号の波形を模式的に説明する図である。 上記ネットワークシステムにおいて、信号の振幅を大きくさせた後に通常状態に復帰させる動作例を示すフローチャートである。 本開示の実施形態２に係るネットワークシステムの信号品質検出部の動作例を示すフローチャートである。 本開示の実施形態３に係るネットワークシステムにおいて、スレーブ装置に設けられた記憶部への閾値の設定動作を示すフローチャートである。 上記記憶部に設定される複数の第１の閾値の具体例を説明する図である。 上記記憶部に設定される複数の第２の閾値の具体例を説明する図である。 本開示の実施形態３に係るネットワークシステムの信号品質検出部の動作例を示すフローチャートである。 上記ネットワークシステムにおいて、第２のスレーブ装置から第１のスレーブ装置への信号の振幅の大きさの具体例を説明する図である。
　§１　適用例
　まず、図１及び図２を用いて、本開示が適用される場面の一例について説明する。図１は、本開示の実施形態１に係るネットワークシステムの構成例を説明する説明図である。図２は、本開示の実施形態１に係るスレーブ装置（第１のスレーブ装置）を示す概略構成図である。
　本実施形態のネットワークシステム１００は、マスタ装置１と、当該マスタ装置１により制御される複数、例えば、４つのスレーブ装置２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄとが接続されるネットワークシステムである。これらのスレーブ装置２Ａ～２Ｄは、図１に示すように、通信ケーブルにより、順次接続されている。
　また、本実施形態のネットワークシステム１００は、情報処理装置３を備えている。ネットワークシステム１００の管理者は、情報処理装置３を通じて、マスタ装置１及びスレーブ装置２Ａ～２Ｄの各種設定の実行、データの取得等を行うことが可能になっている。
　また、本実施形態のネットワークシステム１００は、表示装置４を備えており、当該ネットワークシステム１００での動作状況などを表示可能になっている。
　また、本実施形態のネットワークシステム１００では、隣接する２つのスレーブ装置２Ａ～２Ｄの通信において、第１のスレーブ装置が第２のスレーブ装置からの信号の信号品質の値を判定し、その判定結果を基に第２のスレーブ装置から第１のスレーブ装置への信号の振幅を大きくさせるようになっている。
　尚、以下の説明では、第１のスレーブ装置をスレーブ装置２Ｂとし、第２のスレーブ装置をスレーブ装置２Ｃとした場合を例示して説明する。
　また、本実施形態のスレーブ装置２Ｂ（第１のスレーブ装置）は、図２に示すように、他機との間で信号の送受信を行う通信部２１と、スレーブ装置２Ａからの信号の信号品質の値を判定する信号品質検出部２２Ａと、スレーブ装置２Ｃ（第２のスレーブ装置）からの信号の信号品質の値を判定する信号品質検出部２２Ｂと、上記信号品質の値に関する閾値を予め記憶する記憶部２３と、当該スレーブ装置２Ｂの各部を制御する制御部２４と、を備える。
　制御部２４は、信号品質の値が閾値を下回ったことを信号品質検出部２２Ｂが検出した場合に、通信部２１を通じて、マスタ装置１を介してスレーブ装置２Ｃに対して、信号品質の値が閾値を下回った旨の情報を含む通知を行い、スレーブ装置２Ｃが当該スレーブ装置２Ｂに送信する信号の振幅を大きくさせる。
　よって本実施形態によれば、スレーブ装置２Ｂ、２Ｃの間の通信において、ノイズに起因して、スレーブ装置２Ｃからスレーブ装置２Ｂへの信号に異常（信号品質の値の低下）が発生した場合に、当該信号の振幅を大きくすることができる。
　このため、本実施形態では、スレーブ装置２Ｃからスレーブ装置２Ｂへの信号の耐ノイズ性を向上させることが可能となり、ノイズがスレーブ装置２Ｂ、２Ｃの間に発生した場合でも、スレーブ装置２Ｃが停止することなく、ネットワークの通信を維持することができるネットワークシステムを構成することができる。
　尚、上記の説明では、スレーブ装置２Ｂの下流側のスレーブ装置２Ｃに対して、上述の通知を行って振幅を変更させる場合を示したが、スレーブ装置２Ｂの上流側のスレーブ装置２Ａに関しては、信号品質の値が閾値を下回ったことを信号品質検出部２２Ａが検出した場合に、同様に、通知が行われて、スレーブ装置２Ａ（第２のスレーブ装置）が当該スレーブ装置２Ｂ（第１のスレーブ装置）に送信する信号の振幅を大きくさせる。
　§２　構成例
　＜ネットワークシステム＞
　図１の例では、本実施形態のネットワークシステム１００は、マスタ装置１と、通信装置（通信ハブ）５を介してマスタ装置１に接続される複数のスレーブ装置２Ａ～２Ｄと、通信装置５を介してマスタ装置１に接続される情報処理装置３、及び表示装置４とを備える。
　また、本実施形態のネットワークシステム１００では、例えば、Ether CAT（Ethernet for Control Automation Technology:登録商標）規格のネットワークシステムが用いられている。
　マスタ装置１は、例えば、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）を含んでいる。また、マスタ装置１は、情報処理装置３から設定される所定のプログラムに従って、動作することにより、複数の各スレーブ装置２Ａ～２Ｄの制御を行うように構成されている。
　情報処理装置３は、例えば、コンピュータ（ＰＣ）を用いて構成されており、管理者によって操作されることにより、マスタ装置１、スレーブ装置２Ａ～２Ｄ、及び表示装置４の各部を制御する。
　表示装置４は、例えば、タッチパネル機能を有する、液晶パネルや有機ＥＬパネル等を用いて構成されている。
　また、表示装置４は、例えば、ＨＭＩ（Human Machine Interface）に基づいて動作することにより、所定の情報表示や指示などの入力操作を行うようになっている。
　＜第１のスレーブ装置＞
　図２の例では、本実施形態のスレーブ装置２Ｂは、通信部２１、信号品質検出部２２Ａ、２２Ｂ、記憶部２３、及び制御部２４を備える。また、本実施形態のネットワークシステム１００では、スレーブ装置２Ａ、２Ｃ、２Ｄの主要部の構成は、スレーブ装置２Ｂの主要部の構成と同一にすることができる。つまり、本実施形態のネットワークシステム１００では、第１及び第２のスレーブ装置は図２に表された主要部の構成を有している。
　通信部２１は、ネットワークシステム１００の他機との間で双方向の通信を行う機能ブロックである。
　信号品質検出部２２Ａ、２２Ｂは、第２のスレーブ装置としてのスレーブ装置２Ａ、２Ｃからの信号の信号品質の値をそれぞれ判定する機能ブロックである。信号品質検出部２２Ａ、２２Ｂは、それぞれ記憶部２３内に記憶されている信号品質の値に関する閾値を使用して、スレーブ装置２Ａ、２Ｃからの信号の信号品質の値を検出して判定する。
　また、信号品質検出部２２Ａ、２２Ｂは、それぞれ第１の信号品質検出部２２Ａ１、２２Ｂ１と、第２の信号品質検出部２２Ａ２、２２Ｂ２とを備える。
　第１の信号品質検出部２２Ａ１、２２Ｂ１は、スレーブ装置２Ａ、２Ｃからの信号のＳＱＩに基づいて信号品質の値を判定する機能ブロックである。
　ＳＱＩ（Signal Quality Indicator）は、信号の品質を定量化した数値であり、例えば、複数段階の整数値によって規定されている。このようなＳＱＩは、通信部２１、信号品質検出部２２Ａ等の機能ブロックを実現する通信用ＩＣの機能として実装されていてもよい。特に、ＳＱＩは、通信の物理層レベルで判定される数値であってよい。あるいは、ＳＱＩは、信号のＳ／Ｎ比に基づく値であってもよい。
　第２の信号品質検出部２２Ａ２、２２Ｂ２は、スレーブ装置２Ａ、２Ｃからの信号の信号エラーに基づいて信号品質の値を判定する機能ブロックである。具体的には、第２の信号品質検出部２２Ａ２、２２Ｂ２は、例えば、一定時間（例えば、１時間）内に、スレーブ装置２Ａ、２Ｃからの信号に含まれたエラーフレームの受信回数の値（信号品質の値）に基づいて信号品質の値の判定を行う。
　エラーフレームとは、エラーを有する通信フレームを示している。また、このようなエラーフレームが、例えば、スレーブ装置２Ｃからスレーブ装置２Ｂへの信号に含まれていた場合、スレーブ装置２Ｂからスレーブ装置２Ｃへの再送要求などに応じて、同じ信号がスレーブ装置２Ｃからスレーブ装置２Ｂに送信されることにより、このエラーフレームの信号エラーを解消することができる、軽微な通信エラーがスレーブ装置２Ｂ、２Ｃ間で生じる場合をいう。つまり、第２の信号品質検出部２２Ａ２、２２Ｂ２は、再送要求などを行って同じ信号を再送させる場合には、軽微な通信エラーの発生回数の値に基づいて信号品質の値の判定を行い、再送要求などを行わずに同じ信号を再送させない場合には、エラーフレームの受信回数の値（信号品質の値）に基づいて信号品質の値の判定を行う。
　記憶部２３は、例えば、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ等の補助記憶装置であり、制御部２４で実行される各種の処理プログラムを記憶する。また、記憶部２３は、情報処理装置３から設定される信号品質の値に関する閾値を予め記憶する。尚、この説明以外に、例えば、スレーブ装置２Ａ～２Ｄの工場出荷時に上記閾値を記憶部２３にプリセットする構成でもよい。
　また、上記閾値には、ＳＱＩに関する第１の閾値と、エラーフレームの受信回数に関する第２の閾値とが含まれている。
　制御部２４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を含み、情報処理に応じて各構成要素の制御を行う機能ブロックである。また、制御部２４は、信号品質の値が上記閾値を下回ったことを信号品質検出部２２Ａ、２２Ｂが検出した場合に、通信部２１を通じて、マスタ装置１を介してスレーブ装置２Ａ、２Ｃに対して、信号品質の値が閾値を下回った旨の情報を含む通知を行い、スレーブ装置２Ａ、２Ｃがスレーブ装置２Ｂに送信する信号の振幅を大きくさせる。
　§３　動作例
　＜設定動作＞
　まず、図３も参照して、閾値の設定動作について説明する。図３は、上記スレーブ装置に設けられた記憶部への閾値の設定動作を示すフローチャートである。
　ステップＳ１０１で、情報処理装置３では、管理者の操作に基づいて、ＳＱＩについての第１の閾値と、エラーフレームの受信回数についての第２の閾値が選定される。そして、情報処理装置３では、管理者の操作に基づいて、選定された第１及び第２の閾値が、例えば、スレーブ装置２Ｂの記憶部２３に格納されて、これらの第１及び第２の閾値の設定動作が完了される。
　尚、上記の説明以外に、ＨＭＩの機能、つまり表示装置４のタッチパネル機能を用いて、第１及び第２の閾値をスレーブ装置２Ｂに設定する構成でもよい。
　＜振幅変更動作＞
　次に、図４及び図５も参照して、本実施形態のネットワークシステム１００での振幅変更動作について具体的に説明する。図４は、上記信号品質検出部の動作例を示すフローチャートである。図５は、上記ネットワークシステムにおいて、第２のスレーブ装置から第１のスレーブ装置への信号の振幅を変化させる前後での信号を模式的に説明する図である。
　なお、以下の説明では、スレーブ装置２Ｃ（第２のスレーブ装置）がスレーブ装置２Ｂ（第１のスレーブ装置）に送信する信号の振幅を大きくさせる場合を例示して説明する。
　初めにステップＳ１で、スレーブ装置２Ｂにおいて、第１の信号品質検出部２２Ｂ１は、スレーブ装置２Ｃからの信号のＳＱＩを読み出す。次にフローはステップＳ２に進む。
　ステップＳ２で、第１の信号品質検出部２２Ｂ１は、読み出したＳＱＩが記憶部２３に記憶されている第１の閾値以下であるか否かについて判別する。第１の閾値以下でない場合（Ｓ２でＮＯ）、ステップＳ１に進み、それ以外の場合（Ｓ２でＹＥＳ）、ステップＳ３に進む（ステップＳ２）。
　ステップＳ３で、第２の信号品質検出部２２Ｂ２は、上記一定時間内に、スレーブ装置２Ｃからの信号のエラーフレームの受信回数が記憶部２３に記憶されている第２の閾値以上であるか否かについて判別する。第２の閾値以上でない場合（Ｓ３でＮＯ）、ステップＳ１に進み、それ以外の場合（Ｓ３でＹＥＳ）、ステップＳ４に進む（ステップＳ３）。
　ステップＳ４で、スレーブ装置２Ｂにおいて、スレーブ装置２Ｃからの信号の信号品質の値が記憶部２３に記憶されている閾値を下回ったことを信号品質検出部２２Ｂが検出して、制御部２４に通知する。そして、制御部２４は、マスタ装置１に対して、スレーブ装置２Ｃからの信号のＳＱＩが第１の閾値以下となり、当該信号のエラーフレームの受信回数が第２の閾値以上となった旨の情報を含む通知を行う。次にフローはステップＳ５に進む。
　ステップＳ５で、マスタ装置１は、スレーブ装置２Ｂからの通知に基づいて、信号のＳＱＩが第１の閾値以下となり、当該信号のエラーフレームの受信回数が第２の閾値以上となったスレーブ装置２Ｃを特定する。具体的には、マスタ装置１は、上記通知に含まれている、スレーブ装置２Ｃを特定するための情報（例えば、スレーブ装置２ＣのＩＰアドレス）を取得して、当該スレーブ装置２Ｃを特定する。次にフローはステップＳ６に進む。
　ステップＳ６で、マスタ装置１は、スレーブ装置２Ｃに対して、スレーブ装置２Ｂへの信号の振幅を大きくするように指示する。次にフローはステップＳ７に進む。
　ステップＳ７で、スレーブ装置２Ｃは、マスタ装置１からの指示に従って、スレーブ装置２Ｂに送信する信号の振幅を大きくする。これにより、本実施形態のネットワークシステム１００では、スレーブ装置２Ｃからスレーブ装置２Ｂへの信号の耐ノイズ性を向上させて、ノイズに起因する信号品質の値の低下による、スレーブ装置２Ｃの停止を防ぐことができる。
　図５に模式的に示すように、スレーブ装置２Ｃは、例えば、通常振幅２Ｖ（＋１Ｖ～－１Ｖ）の信号をスレーブ装置２Ｂに向けて送信し、スレーブ装置２Ｂは、振幅１Ｖ（＋０．５Ｖ～－０．５Ｖ）の信号を受信する。ここで、スレーブ装置２Ｂ、２Ｃ間の通信ケーブルにノイズが混入した場合、ノイズに起因する波形歪みが生じ、通信品質の値の低下の原因となり得る。
　一方、マスタ装置１からの上記指示を受信した場合、スレーブ装置２Ｃは、例えば図５に示すように、振幅を２倍となるように大きくして、振幅４Ｖ（＋２Ｖ～－２Ｖ）の信号をスレーブ装置２Ｂに向けて送信し、スレーブ装置２Ｂは、振幅２Ｖ（＋１Ｖ～－１Ｖ）の信号を受信する。すると、スレーブ装置２Ｂ、２Ｃ間の通信の耐ノイズ性が向上する。この結果、スレーブ装置２Ｂ、２Ｃの間の通信を正常に行うことができる。次にフローはステップＳ８に進む。
　図４に戻って、ステップＳ８で、マスタ装置１は、例えば、イベントログを使用して、管理者（ユーザ）に対して、スレーブ装置２Ｃがスレーブ装置２Ｂへの信号の振幅を大きくしていることを通知する。これにより、ユーザは、スレーブ装置２Ｃからスレーブ装置２Ｂへの信号の信号品質の値が低下していることを把握することができる。更に、ユーザは、スレーブ装置２Ｃの信号品質の値の改善を図ることが可能となる。
　尚、上記の説明以外に、表示装置４が、スレーブ装置２Ｃがスレーブ装置２Ｂへの信号の振幅を大きくしていることを表示して、ユーザに通知する構成でもよい。
　＜復帰動作＞
　次に、図６も参照して、本実施形態のネットワークシステム１００での復帰動作について具体的に説明する。図６は、上記ネットワークシステムにおいて、信号の振幅を大きくさせた後に通常状態に復帰させる動作例を示すフローチャートである。
　ステップＳ１０２で、ユーザは、マスタ装置１または表示装置４からの通知でスレーブ装置２Ｃがスレーブ装置２Ｂへの信号の振幅を大きくしていることを知る。次にフローはステップＳ１０３に進む。
　ステップＳ１０３で、ユーザが、スレーブ装置２Ｃの信号品質の値の低下の原因を調査し、対策を施したか否かが判別される。施していなければ（Ｓ１０３でＮＯ）、ステップＳ１０３に戻り、それ以外の場合（Ｓ１０３でＹＥＳ）、ステップＳ１０４に進む（ステップＳ１０３）。
　ステップＳ１０４で、ユーザが、情報処理装置３を操作することにより、スレーブ装置２Ｃに対して、スレーブ装置２Ｂへの信号の振幅を通常の大きさの振幅に戻して、通常の動作状態とするように指示する。これにより、スレーブ装置２Ｃでは、スレーブ装置２Ｂへの信号の振幅を通常の値になるように小さくして、当該スレーブ装置２Ｂに対する信号の送信を通常の動作状態で行う。
　以上のように、本実施形態のネットワークシステム１００では、第１のスレーブ装置において、信号品質の値が閾値を下回ったことを信号品質検出部２２Ａ、２２Ｂが検出した場合に、第２のスレーブ装置が当該第１のスレーブ装置に送信する信号の振幅を大きくさせる。この結果、図５に例示したように、第２のスレーブ装置から第１のスレーブ装置への信号の耐ノイズ性を向上させることができる。
　従って、本実施形態では、従来技術であればノイズに起因する信号品質の値の低下が発生するような場合でも、信号品質の値の低下の発生を防ぐことができ、更には、ネットワークの通信をダウン、つまりネットワークシステム１００をダウンさせることなく、当該ネットワークシステム１００が適用された生産設備などを継続して稼働させることができる。
　また、本実施形態では、信号品質の値の低下が発生した場合に、第２のスレーブ装置が停止することなく、当該第２のスレーブ装置から第１のスレーブ装置への信号の振幅を大きくさせることにより、ネットワークの稼働をできる限り維持する。このため、本実施形態では、生産設備などの生産効率が低下するのを防ぎつつ、生産設備などの立ち上げ時（ネットワークシステム１００の適用時）、あるいは第２のスレーブ装置の不具合調査（予兆保全などの調査）の際に、上記信号品質の値の低下の原因を容易に把握することが可能となる。
　すなわち、本実施形態によれば、ノイズ対策が万全ではない、生産システムの立ち上げ時などにおいても、ネットワークでの通信を維持し生産システムを稼働させた状態とすることができる。そうして生産システムを稼働させた状態で、その信号品質の値の低下の原因を調査することによって、ノイズ対策を容易に施すことができるようになる。
　また、本実施形態では、上記従来技術と異なり、信号品質の値の低下が発生した場合でも、第２のスレーブ装置が停止しないので、当該信号品質の値の低下の原因をより簡単に把握することができる。
　また、本実施形態では、図６に例示したように、信号品質の値の低下が発生している期間のみ、第２のスレーブ装置から第１のスレーブ装置への信号の振幅を大きくさせている。このため、常時、信号の振幅を大きくする場合に比べて、スレーブ装置２Ａ～２Ｄの各消費電力、ひいてはネットワークシステム１００全体の消費電力を抑えることができるとともに、ＥＭＩ（Electromagnetic Interference）及びコンプライアンスに優れたネットワークシステムを提供することができる。
　また、本実施形態では、図６のステップＳ１０３に例示したように、ユーザが対策を施すまでの間、第２のスレーブ装置自身が第１のスレーブ装置に送信する信号の耐ノイズ性を向上させているので、当該第２のスレーブ装置や第１のスレーブ装置での突発的な停止の発生を容易に防ぐことができる。つまり、本実施形態では、ノイズによるスレーブ装置の停止のリスクを大幅に低減することができる。
　なお、上記の説明では、信号品質検出部２２Ａ、２２Ｂが第１の信号品質検出部２２Ａ１、２２Ｂ１と第２の信号品質検出部２２Ａ２、２２Ｂ２を備える構成について説明したが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、第１の信号品質検出部２２Ａ１、２２Ｂ１及び第２の信号品質検出部２２Ａ２、２２Ｂ２のうち少なくともいずれかを備えるものであればよい。
　また、上記の説明では、図４にステップＳ２及びＳ３にて示したように、ＳＱＩが第１の閾値以下、かつ、エラーフレームの受信回数が第２の閾値以上となった場合に、制御部２４は、マスタ装置１を介してスレーブ装置２Ｃに対して、信号品質の値が閾値を下回った旨の情報を含む通知を行い、スレーブ装置２Ｃがスレーブ装置２Ｂに送信する信号の振幅を大きくさせる場合を説明した。
　しかしながら、本実施形態はこれに限定されるものではなく、ＳＱＩが第１の閾値以下、及びエラーフレームの受信回数が第２の閾値以上の少なくとも一方となった場合に、制御部２４は、上記通知を行い、スレーブ装置２Ｃがスレーブ装置２Ｂに送信する信号の振幅を大きくさせる構成でもよい。
　また、上記の説明以外に、例えば、無線形式の信号伝達システムを用いて、第１のスレーブ装置が、マスタ装置１に対して、信号品質の値が閾値を下回った旨の情報を含む通知を行う構成でもよい。
　〔実施形態２〕
　本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
　本実施形態と上記実施形態との主な相違点は、制御部２４が直接第２のスレーブ装置に対して、信号品質の値が閾値を下回った旨の情報を含む通知を行う点である。
　すなわち、本実施形態では、例えば、スレーブ装置２Ｂ（第１のスレーブ装置）において、スレーブ装置２Ｃ（第２のスレーブ装置）からの信号の信号品質の値が閾値を下回ったことを信号品質検出部２２Ｂが検出した場合に、制御部２４は、通信部２１を通じて、直接スレーブ装置２Ｃに対して、信号品質の値が閾値を下回った旨の情報を含む通知を行い、スレーブ装置２Ｃがスレーブ装置２Ｂに送信する信号の振幅を大きくさせる。
　ここで、図７を用いて、本実施形態のネットワークシステム１００での動作例について具体的に説明する。図７は、本開示の実施形態２に係るネットワークシステムの信号品質検出部の動作例を示すフローチャートである。
　本実施形態では、上記実施形態１と同様に、ステップＳ１～Ｓ３の動作が行われ、ステップＳ３でＹＥＳの場合にフローはステップＳ９に進む。
　ステップＳ９で、スレーブ装置２Ｂにおいて、スレーブ装置２Ｃからの信号の信号品質の値が記憶部２３に記憶されている閾値を下回ったことを信号品質検出部２２Ｂが検出して、制御部２４に通知する。そして、制御部２４は、スレーブ装置２Ｃに対して、当該スレーブ装置２Ｃからの信号のＳＱＩが第１の閾値以下となり、当該信号のエラーフレームの受信回数が第２の閾値以上となった旨の情報を含む通知を直接的に行う。次にフローはステップＳ１０に進む。
　ステップＳ１０で、スレーブ装置２Ｃは、スレーブ装置２Ｂからの通知に従って、当該スレーブ装置２Ｂに送信する信号の振幅を大きくする。これにより、本実施形態のネットワークシステム１００では、スレーブ装置２Ｃからスレーブ装置２Ｂへの信号の耐ノイズ性を向上させて、ノイズに起因する信号品質の値の低下がスレーブ装置２Ｂ、２Ｃの間の通信に発生した場合でも、スレーブ装置２Ｃの停止を防ぐことができる。次にフローはステップＳ１１に進む。
　ステップＳ１１で、スレーブ装置２Ｃは、例えば、当該スレーブ装置２Ｃに設けられたステータス表示部（図示せず）を用いて、ユーザに対して、当該スレーブ装置２Ｃがスレーブ装置２Ｂへの信号の振幅を大きくしていることを通知する。次にフローはステップＳ１２に進む。
　ステップＳ１２で、マスタ装置１は、例えば、イベントログを使用して、ユーザに対して、スレーブ装置２Ｃがスレーブ装置２Ｂへの信号の振幅を大きくしていることを通知する。
　以上のように、本実施形態では、上記実施形態１と同様な効果を奏する。
　〔実施形態３〕
　本発明の他の実施形態について、以下に説明する。
　本実施形態と上記実施形態との主な相違点は、第１のスレーブ装置から第２のスレーブ装置への上記通知には、更に信号品質の値の情報を含み、制御部２４は、信号品質の値に対応させて、第２のスレーブ装置が第１のスレーブ装置に送信する信号の振幅を大きくさせる点である。
　＜設定動作＞
　以下、図８～図１０を用いて、本実施形態のネットワークシステム１００での設定動作について具体的に説明する。図８は、本開示の実施形態３に係るネットワークシステムにおいて、スレーブ装置に設けられた記憶部への閾値の設定動作を示すフローチャートである。図９は、上記記憶部に設定される複数の第１の閾値の具体例を説明する図である。図１０は、上記記憶部に設定される複数の第２の閾値の具体例を説明する図である。
　ステップＳ１０５で、例えば、スレーブ装置２Ｂにおいて、その記憶部２３には、ＳＱＩについての複数の第１の閾値Ｔｓ１、Ｔｓ２、Ｔｓ３、Ｔｓ４と、エラーフレームの受信回数についての複数の第２の閾値Ｔｅ１、Ｔｅ２、Ｔｅ３、Ｔｅ４と、が情報処理装置３から設定されて記憶される。
　具体的には、図９に例示するように、第１の閾値Ｔｓ１、Ｔｓ２、Ｔｓ３、Ｔｓ４として、それぞれＳＱＩ「８」、「５」、「３」、「１」が設定される。
　また、図１０に例示するように、第２の閾値Ｔｅ１、Ｔｅ２、Ｔｅ３、Ｔｅ４として、それぞれエラーフレームの受信回数の値「３」、「５」、「７」、「１０」が設定される。
　＜振幅変更動作＞
　次に、図１１及び図１２も参照して、本実施形態のネットワークシステム１００での振幅変更動作について具体的に説明する。図１１は、本開示の実施形態３に係るネットワークシステムの信号品質検出部の動作例を示すフローチャートである。図１２は、上記ネットワークシステムにおいて、第２のスレーブ装置から第１のスレーブ装置への信号の振幅の大きさの具体例を説明する図である。
　本実施形態では、上記実施形態１と同様に、ステップＳ１の動作が行われた後、フローはステップＳ１３に進む。
　ステップＳ１３で、第１の信号品質検出部２２Ｂ１は、読み出したＳＱＩが記憶部２３に記憶されているいずれかの第１の閾値以下であるか否かについて判別する。いずれかの第１の閾値以下でない場合（Ｓ１３でＮＯ）、ステップＳ１に進み、それ以外の場合（Ｓ１３でＹＥＳ）、ステップＳ１４に進む（ステップＳ１３）。
　ステップＳ１４で、第２の信号品質検出部２２Ｂ２は、上記一定時間内に、スレーブ装置２Ｃからの信号のエラーフレームの受信回数が記憶部２３に記憶されているいずれかの第２の閾値以上であるか否かについて判別する。いずれかの第２の閾値以上でない場合（Ｓ１４でＮＯ）、ステップＳ１に進み、それ以外の場合（Ｓ１４でＹＥＳ）、ステップＳ１５に進む（ステップＳ１４）。
　ステップＳ１５で、スレーブ装置２Ｂにおいて、スレーブ装置２Ｃからの信号の信号品質の値が記憶部２３に記憶されている閾値を下回ったことを信号品質検出部２２Ｂが検出して、制御部２４に通知する。そして、制御部２４は、マスタ装置１に対して、スレーブ装置２Ｃからの信号のＳＱＩがいずれかの第１の閾値（例えば、第１の閾値Ｔｓ１）以下となり、当該信号のエラーフレームの受信回数が第２の閾値（例えば、第２の閾値Ｔｅ１）以上となった旨の情報を含む通知を行う。次にフローはステップＳ１６に進む。
　ステップＳ１６で、マスタ装置１は、スレーブ装置２Ｂからの通知に基づいて、信号のＳＱＩが第１の閾値Ｔｓ１以下となり、当該信号のエラーフレームの受信回数が第２の閾値Ｔｅ１以上となったスレーブ装置２Ｃを特定する。具体的には、マスタ装置１は、上記通知に含まれている、スレーブ装置２Ｃを特定するための情報（例えば、スレーブ装置２ＣのＩＰアドレス）を取得して、当該スレーブ装置２Ｃを特定する。次にフローはステップＳ１７に進む。
　ステップＳ１７で、マスタ装置１は、スレーブ装置２Ｃに対して、第１の閾値Ｔｓ１及び第２の閾値Ｔｅ１に対応させてスレーブ装置２Ｂへの信号の振幅を大きくするように指示する。
　具体的にいえば、マスタ装置１は、図１２に例示したテーブルを参照して、信号の振幅について具体的な大きさを指示する。すなわち、マスタ装置１は、スレーブ装置２Ｂから第１の閾値Ｔｓ１以下となり、かつ、第２の閾値Ｔｅ１以上となったことを通知されると、上記テーブルを参照して、スレーブ装置２Ｃに対して、通常時の振幅の１０５％の大きさでスレーブ装置２Ｂへの信号を送信するように指示する。次にフローはステップＳ１８に進む。
　尚、上記テーブルの指示内容は、マスタ装置１において、予め設定されたり、情報処理装置３を介在させてユーザにより適宜設定されたりする。
　また、上記の説明以外に、例えば、第１の閾値と第２の閾値とで振幅の大きさを変更するとともに、いずれかの第１の閾値以下となり、いずれかの第２の閾値以上となったときに、マスタ装置１は、より信号品質の値が低下している場合での振幅の大きさを選択して指示する構成でもよい。すなわち、マスタ装置１は、例えば、第１の閾値Ｔｓ１以下となり、かつ、第２の閾値Ｔｅ２以上となったことをスレーブ装置２Ｂから通知されると、第２の閾値Ｔｅ２での振幅の大きさ（１１０％）を選択して、スレーブ装置２Ｃに指示する構成でもよい。
　ステップＳ１８で、スレーブ装置２Ｃは、マスタ装置１からの指示に従って、スレーブ装置２Ｂに送信する信号の振幅を大きくする。これにより、本実施形態のネットワークシステム１００では、実施形態１と同様に、スレーブ装置２Ｃからスレーブ装置２Ｂへの信号の耐ノイズ性を向上させて、ノイズに起因する信号品質の値の低下がスレーブ装置２Ｂ、２Ｃの間の通信に発生した場合でも、スレーブ装置２Ｃの停止を防ぐことができる。次にフローはステップＳ１９に進む。
　ステップＳ１９で、マスタ装置１は、例えば、イベントログを使用して、ユーザに対して、スレーブ装置２Ｃがスレーブ装置２Ｂへの信号の振幅を大きくしていることを通知する。これにより、ユーザは、スレーブ装置２Ｃからスレーブ装置２Ｂへの信号の信号品質の値が低下していることを把握することができる。更に、ユーザは、スレーブ装置２Ｃの信号品質の値の改善を図ることが可能となる。
　以上のように、本実施形態では、上記実施形態１と同様な効果を奏する。
　また、本実施形態では、複数の第１の閾値Ｔｓ１～Ｔｓ４と複数の第２の閾値Ｔｅ１～Ｔｅ４が信号品質の値として記憶部２３に設定されている。また、制御部２４は、信号品質の値に対応させて、第２のスレーブ装置が第１のスレーブ装置に送信する信号の振幅を大きくさせる。これにより、本実施形態では、ノイズに起因する信号品質の値の低下の程度に対応して、第２のスレーブ装置からの信号の振幅を適切に変更させることができる。
　〔ソフトウェアによる実現例〕
　スレーブ装置２Ａ～２Ｄの機能ブロック（特に、制御部２４）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、制御部２４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、本開示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（Random Access Memory）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〕
　本開示の一側面に係るネットワークシステムは、マスタ装置と、前記マスタ装置により制御される複数のスレーブ装置とが接続されるネットワークシステムであって、前記複数のスレーブ装置は、第１のスレーブ装置と、通信ケーブルにより前記第１のスレーブ装置に接続された第２のスレーブ装置とを含み、前記第１のスレーブ装置は、他機との間で信号の送受信を行う通信部と、前記第２のスレーブ装置からの信号の信号品質の値を判定する信号品質検出部と、前記信号品質の値に関する閾値を予め記憶する記憶部と、当該第１のスレーブ装置の各部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、信号品質の値が前記閾値を下回ったことを前記信号品質検出部が検出した場合に、前記通信部を通じて、直接前記第２のスレーブ装置に対して、または前記マスタ装置を介して前記第２のスレーブ装置に対して、信号品質の値が前記閾値を下回った旨の情報を含む通知を行い、前記第２のスレーブ装置が前記第１のスレーブ装置に送信する信号の振幅を大きくさせる構成を備えている。
　上記構成によれば、ノイズに起因する信号品質の低下が発生した場合でも、スレーブ装置が停止することなく、ネットワークの通信を維持することができる。
　上記一側面に係るネットワークシステムにおいて、前記信号品質検出部は、前記第２のスレーブ装置からの信号のＳＱＩに基づいて信号品質の値を判定する構成を備えていてもよい。
　上記構成によれば、信号品質の値を精度よく判定することができ、ノイズに起因する信号品質の低下が発生した場合でも、スレーブ装置が停止することなく、ネットワークの通信をより確実に維持することができる。
　上記一側面に係るネットワークシステムにおいて、前記信号品質検出部は、前記第２のスレーブ装置からの信号の信号エラーに基づいて信号品質の値を判定する構成を備えていてもよい。
　上記構成によれば、信号品質の値を精度よく判定することができ、ノイズに起因する信号品質の低下が発生した場合でも、スレーブ装置が停止することなく、ネットワークの通信をより確実に維持することができる。
　上記一側面に係るネットワークシステムにおいて、前記通知には、更に信号品質の値の情報を含み、前記制御部は、信号品質の値に対応させて、前記第２のスレーブ装置が前記第１のスレーブ装置に送信する信号の振幅を大きくさせる構成を備えていてもよい。
　上記構成によれば、ノイズに起因する信号品質の低下の程度に対応して、第２のスレーブ装置からの信号の振幅を適切に変更させることができる。
　本開示は上述した各実施形態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開示の技術的範囲に含まれる。
　１　マスタ装置
　２Ａ～２Ｄ　スレーブ装置
　２１　通信部
　２２Ａ、２２Ｂ　信号品質検出部
　２３　記憶部
　２４　制御部
　１００　ネットワークシステム

Claims (4)

  1. 　マスタ装置と、前記マスタ装置により制御される複数のスレーブ装置とが接続されるネットワークシステムであって、
    　前記複数のスレーブ装置は、第１のスレーブ装置と、通信ケーブルにより前記第１のスレーブ装置に接続された第２のスレーブ装置とを含み、
    　前記第１のスレーブ装置は、
    　他機との間で信号の送受信を行う通信部と、
    　前記第２のスレーブ装置からの信号の信号品質の値を判定する信号品質検出部と、
    　前記信号品質の値に関する閾値を予め記憶する記憶部と、
    　当該第１のスレーブ装置の各部を制御する制御部と、を備え、
    　前記制御部は、信号品質の値が前記閾値を下回ったことを前記信号品質検出部が検出した場合に、前記通信部を通じて、直接前記第２のスレーブ装置に対して、または前記マスタ装置を介して前記第２のスレーブ装置に対して、信号品質の値が前記閾値を下回った旨の情報を含む通知を行い、前記第２のスレーブ装置が前記第１のスレーブ装置に送信する信号の振幅を大きくさせる、ネットワークシステム。
  2. 　前記信号品質検出部は、前記第２のスレーブ装置からの信号のＳＱＩに基づいて信号品質の値を判定する、請求項１に記載のネットワークシステム。
  3. 　前記信号品質検出部は、前記第２のスレーブ装置からの信号の信号エラーに基づいて信号品質の値を判定する、請求項１または２に記載のネットワークシステム。
  4. 　前記通知には、更に信号品質の値の情報を含み、
    　前記制御部は、信号品質の値に対応させて、前記第２のスレーブ装置が前記第１のスレーブ装置に送信する信号の振幅を大きくさせる、請求項１から３のいずれか１項に記載のネットワークシステム。
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