(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信機能を有するＰＬＣであるマスタ局と、通信機能を有するＩ／Ｏターミナル装置である１もしくは２以上のスレーブ局とがバス型ネットワークにて結ばれ、かつバス型ネットワーク上にあって、マスタ局と所定のスレーブ局とを結ぶ経路上には、１段又は２段以上に亘ってリピータとして機能する中継局が介在されているＰＬＣシステムにおいて、マスタ局に対してネットワーク構成情報を教示するための方法であって、
マスタ局から一斉同報送信される第１のフレームを媒介として、中継局から中継局及び中継局からスレーブ局へと局アドレスを受け渡すことで、中継局及びスレーブ局のそれぞれに、ネットワーク内における自局の上位側に隣接するマスタ局または中継局の局アドレスである上位側隣接局情報を生成保存させる情報保存フェーズと、
マスタ局から一斉同報送信される第２のフレームに応答して、中継局及びスレーブ局のそれぞれから互いに時間をずらせて第３のフレームを送信させることで、ネットワークに接続された中継局及びスレーブ局の存在をマスタ局に知らせる接続局通知フェーズと、
マスタ局からネットワークに接続された中継局及びスレーブ局に対して個別送信される第４のフレームに応答して、中継局及びスレーブ局のそれぞれから第５のフレームを送信させることで、マスタ局に各局の上位側隣接局情報を取得させる保存情報取出フェーズと、
を具備する、ことを特徴とするＰＬＣシステムにおけるネットワーク構成情報教示方法。
【請求項２】
通信機能を有するＰＬＣであるマスタ局と、通信機能を有するＩ／Ｏターミナル装置である１もしくは２以上のスレーブ局とがバス型ネットワークにて結ばれ、かつバス型ネットワーク上にあって、マスタ局と所定のスレーブ局とを結ぶ経路上には、１段又は２段以上に亘ってリピータとして機能する中継局が介在されているＰＬＣシステムにおいて、マスタ局に対してネットワーク構成情報を教示するための方法であって、
マスタ局から一斉同報送信される第１のフレームを媒介として、中継局から中継局及び中継局からスレーブ局へと局アドレスを受け渡すことで、中継局及びスレーブ局のそれぞれに、ネットワーク内における自局の上位側に隣接するマスタ局または中継局の局アドレスである上位側隣接局情報を生成保存させる情報保存フェーズと、
マスタ局からネットワークに接続された中継局及びスレーブ局に対して個別送信される第４のフレームに応答して、中継局及びスレーブ局のそれぞれから第５のフレームを送信させることで、マスタ局に各局の上位側隣接局情報を取得させる保存情報取出フェーズと、
を具備する、ことを特徴とするＰＬＣシステムにおけるネットワーク構成情報教示方法。
【請求項３】
マスタ局から一斉同報送信される第１のフレームには、中継局を通過する毎にインクリメントされる中継局段数カウント情報が含まれており、スレーブ局のそれぞれが保存する自局の隣接局情報には中継局段数カウント情報が付加されている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のＰＬＣシステムにおけるネットワーク構成情報教示方法。
【請求項４】
中継局及びスレーブ局のそれぞれが生成保存する自局の上位側隣接局情報は、マスタ局側に１つ隣接する中継局の局アドレスである、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＰＬＣシステムにおけるネットワーク構成情報教示方法。
【請求項５】
中継局及びスレーブ局のそれぞれが生成保存する自局の上位側隣接局情報は、マスタ局側に隣接する一連の複数中継局の局アドレスである、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＰＬＣシステムにおけるネットワーク構成情報教示方法。
【請求項６】
通信機能を有するＰＬＣであるマスタ局と、通信機能を有するＩ／Ｏターミナル装置である１もしくは２以上のスレーブ局とがバス型ネットワークにて結ばれ、かつバス型ネットワーク上にあって、マスタ局と所定のスレーブ局とを結ぶ経路上には、１段又は２段以上に亘ってリピータとして機能する中継局が介在されており、
前記マスタ局には、
送信元アドレスを含む第１のフレームを一斉同報送信する第１の手段と、
局アドレスに関する送信リクエストを含む第２のフレームを一斉同報送信する第２の手段と、
自局の上位側に隣接するマスタ局または中継局の局アドレスである上位側隣接局情報に関する送信リクエストを含む第３のフレームを宛先を指定して個別送信する第３の手段と、が組み込まれており、
前記中継局には、
上位ポートから第１のフレームが受信されたとき、第１のフレームの送信元局アドレスに含まれる局アドレスに基づいて自局の上位側隣接局情報を生成保存すると共に、第１のフレームの送信元アドレスに自局アドレスを含めて下位ポートから送信する第１の手段と、
上位ポートから第２のフレームが受信されたとき、自局アドレスを所定のタイミングで上位ポートから送信する第２の手段と、
上位ポートから第３のフレームが受信されたとき、自局に保存されているネットワーク内相対位置情報を上位ポートから送信する第３の手段と、が組み込まれており、
前記スレーブ局には、
第１のフレームが受信されたとき、第１のフレームの送信元アドレスに含まれる局アドレスに基づいて自局の上位側隣接局情報を生成保存する第１の手段と、
第２のフレームが受信されたとき、自局アドレスを所定のタイミングで送信する第２の手段と、
第３のフレームが受信されたとき、自局に保存されている自局の上位側隣接局情報を送信する第３の手段と、が組み込まれている、
ことを特徴とするＰＬＣシステム。
【請求項７】
前記マスタ局の第１の手段には、第１のフレームに中継段数カウント値を初期値の状態で含ませる機能がさらに含まれており、
前記中継局の第１の手段には、第１のフレームに含まれる中継局段数カウント値をインクリメントする機能がさらに含まれており、
前記スレーブ局の第１の手段には、第１のフレームの中継局段数カウント値を読み出して保存する機能がさらに含まれている、ことを特徴とする請求項６に記載のＰＬＣシステム。
【請求項８】
前記中継局の第１の手段は、上位ポートから第１のフレームが受信されたとき、第１のフレームの送信元アドレスに含まれる局アドレスを自局の上位側隣接局情報として保存すると共に、第１のフレームの送信元アドレスを自局アドレスに書き換えて下位ポートから送信する機能を有する、ことを特徴とする請求項６に記載のＰＬＣシステム。
【請求項９】
前記中継局の第１の手段は、上位ポートから第１のフレームが受信されたとき、第１のフレームの送信元アドレスに含まれる一連の局アドレスを自局の上位側隣接局情報として保存すると共に、第１のフレームの送信元アドレスに自局アドレスを追加して下位ポートから送信する機能を有する、ことを特徴とする請求項６に記載のＰＬＣシステム。
【請求項１０】
上位ポートと下位ポートとの間において、一方のポートから受信されたフレームを、中継処理したのちに、他方のポートから出力する機能を有する中継局であって、
上位ポートから第１のフレームが受信されたとき、第１のフレームの送信元アドレスに含まれる局アドレスに基づいて自局の上位側に隣接するマスタ局または中継局の局アドレスである上位側隣接局情報を生成保存すると共に、第１のフレームの送信元アドレスに自局アドレスを含めて下位ポートから送信する第１の手段と、
上位ポートから第２のフレームが受信されたとき、自局アドレスを所定のタイミングで上位ポートから送信する第２の手段と、
上位ポートから第３のフレームが受信されたとき、自局に保存されている自局の上位側隣接局情報を上位ポートから送信する第３の手段と、
を具備することを特徴とするＰＬＣシステムの中継局。
【請求項１１】
前記第１の手段には、第１のフレームに含まれる中継局段数カウント値をインクリメントする機能がさらに含まれている、ことを特徴とする請求項１０に記載のＰＬＣシステムの中継局。
【請求項１２】
前記第１の手段は、上位ポートから第１のフレームが受信されたとき、第１のフレームの送信元アドレスに含まれる局アドレスを自局の上位側隣接局情報情報として保存すると共に、第１のフレームの送信元アドレスを自局アドレスに書き換えて下位ポートから送信する機能を有する、ことを特徴とする請求項１０に記載のＰＬＣシステムの中継局。
【請求項１３】
前記第１の手段は、上位ポートから第１のフレームが受信されたとき、第１のフレームの送信元アドレスに含まれる一連の複数局アドレスを自局の上位側隣接局情報情報として保存すると共に、第１のフレームの送信元アドレスに自局アドレスを追加して下位ポートから送信する機能を有する、ことを特徴とする請求項９に記載のＰＬＣシステムの中継局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マスタ局とスレーブ局とを中継局を介してバス型ネットワークで結んだプログラマブル・ロジック・コントローラ・システム（以下、ＰＬＣシステムと言う）におけるネットワーク構成情報教示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信機能を有するＰＬＣであるマスタ局と、通信機能を有するＩ／Ｏターミナル装置である１もしくは２以上のスレーブ局とがバス型ネットワークにて結ばれ、かつバス型ネットワーク上にあって、マスタ局と所定のスレーブ局とを結ぶ経路上には、１段又は２段以上に亘ってリピータとして機能する中継局が介在されているＰＬＣシステムは、従来より知られている。
【０００３】
この種のＰＬＣシステムの運用にあたっては、単一のマスタ局と１もしくは２以上のスレーブ局との間において、１対Ｎ通信と１対１通信とを適宜に使い分けながら、Ｉ／Ｏデータやメッセージデータを含む各種フレームのやり取りが周期的又は随意的に行われる。
【０００４】
このようなマスタ局とスレーブ局との間における１対Ｎ通信又は１対１通信を円滑に行わせるためには、マスタ局、中継局、及びスレーブ局の全てを含むネットワーク全体の構成に相当するネットワーク構成情報を、マスタ局側が予め正確に認識していなければならない。
【０００５】
従来、中継局に対するスレーブ局の接続状況を、マスタ局側に教示するためには、マスタ局から各スレーブ局のそれぞれに宛てて１対１通信にて送信リクエストを含むフレームを送信すると共に、各スレーブ局からマスタ局宛に返信されるフレーム中には中継情報を埋め込む領域を予め用意しておき、その領域に各中継局で自己を特定する情報を埋め込ませ、この中継情報が埋め込まれたフレームをマスタ局が受信することで、マスタ局はネットワーク構成情報を取得する、と言うネットワーク構成情報教示方法が採用されていた（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２２１９０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来のネットワーク構成情報教示方法にあっては、送信リクエストに応答して、個々のスレーブ局（下位）からマスタ局（上位）宛に逐次返信されるフレームを媒介として、その返信経路内の中継局に関する接続情報を探索しつつ、その探索結果をマスタ局に通知するものであるから、マスタ局側が取得するネットワーク構成情報は探索経路毎に探索時点のかなり異なるものとなり、経路全体としての同時性に欠けると言う問題点がある。
【０００７】
また、ネットワーク構成情報の教示開始にあたっては、先ず、個々のスレーブ局に対して送信リクエストを１対１通信で送信ねせばならないから、未だ、マスタ局側が接続スレーブ局を認識していないネットワーク起動時等にあっては、即座に、適用することができないと言う問題がある。
【０００８】
なお、単に、探索時点の同時性を幾らかでも満足させるのであれば、例えば、マスタ局から一斉同報送信される出力データ用フレーム（ＯＦ）に応答して各スレーブ局から一連に返送される入力データ用フレーム（ＩＦ）中に中継情報を埋め込む領域を確保し、この中継情報用領域を有する入力データ用フレームを接続情報探索用に供することも考えられるが、その場合には、入力用データフレーム（ＩＦ）は常時に周期的に送信されるものであるから、これに余分な領域が付加されると、その分だけ通信サイクルタイムが増大して入出力応答性を低下させると言う問題点がある。
【０００９】
この発明は、上述した従来の問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、探索経路全体としての同時性が高いネットワーク構成情報をマスタ局に教示することができると共に、未だ、マスタ局側が接続スレーブ局を認識していないネットワーク起動時等にあっても、即座に、適用することが可能であり、しかも通信サイクルタイムを徒に増加させることがない、ＰＬＣシステムにおけるネットワーク構成情報教示方法、及び、同方法の実施に好適なＰＬＣシステム、並びに、その構成要素を提供することにある。
【００１０】
この発明のさらに他の目的並びに作用効果については、明細書の以下の記載を参照することにより、当業者であれば容易に理解される筈である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明のＰＬＣシステムにおけるネットワーク構成情報教示方法は、通信機能を有するＰＬＣであるマスタ局と、通信機能を有するＩ／Ｏターミナル装置である１もしくは２以上のスレーブ局とがバス型ネットワークにて結ばれ、かつバス型ネットワーク上にあって、マスタ局と所定のスレーブ局とを結ぶ経路上には、１段又は２段以上に亘ってリピータとして機能する中継局が介在されているＰＬＣシステムにおいて、マスタ局に対してネットワーク構成情報を教示するための方法である。
【００１２】
上記の方法は、基本的には、以下に述べるように、「情報保存フェーズ」、「接続局通知フェーズ」、「保存情報取出フェーズ」からなる３つのフェーズで構成されている。
【００１３】
情報保存フェーズでは、マスタ局から一斉同報送信される第１のフレームを媒介として、中継局から中継局及び中継局からスレーブ局へと局アドレスを受け渡すことで、中継局及びスレーブ局のそれぞれに、ネットワーク内における自局の上位側隣接局情報を生成保存させる。
【００１４】
ここで、「自局の上位側隣接局情報」とは、マスタ局から自局へ至る通信経路上において、上位側（マスタ局側）に隣接する１つもしくは一連の複数の中継局のことを意味している。したがって、この「自局の上位側隣接局情報」には、自局の上位側に１つ隣接する中継局の局アドレス（ＡＤ１）である場合、自局の上位側に２つ隣接する一連の複数中継局の局アドレス（ＡＤ１，ＡＤ２）である場合、・・・自局の上位側にＮ個隣接する一連の複数中継局の局アドレス（ＡＤ１，ＡＤ２，・・・ＡＤｎ）である場合、自局とマスタ局との間の通信経路上に存在する全ての中継局の局アドレスである場合が含まれる。
【００１５】
接続局通知フェーズでは、マスタ局から一斉同報送信される第２のフレームに応答して、中継局及びスレーブ局のそれぞれから互いに時間をずらせて第３のフレームを送信させることで、ネットワークに接続された中継局及びスレーブ局の存在をマスタ局に通知させる。
【００１６】
保存情報取出フェーズでは、マスタ局からネットワークに接続された中継局及びスレーブ局に対して個別送信される第４のフレームに応答して、中継局及びスレーブ局のそれぞれから第５のフレームを送信させることで、マスタ局に各局の相対位置情報を取得させる。
【００１７】
このような構成によれば、中継局から中継局及び中継局からスレーブ局へと局アドレスを受け渡すために供される第１のフレームは、マスタ局から一斉同報送信されたものであるから、各中継局及びスレーブ局に生成保存される自局の上位側隣接局情報は、ほぼ同時刻に探索された各局の接続状態を反映したものとなり、ネットワーク全体としての同時性が満足される。
【００１８】
加えて、第１のフレームは一斉同報送信されるものであるから、送信時点において各スレーブのアドレスをマスタ局側で認識する必要はなく、そのため、未だ、マスタ局側が接続スレーブ局を認識する以前の段階にあるネットワーク起動時等にあっても、即座に、適用することが可能である。
【００１９】
しかも、マスタ局からスレーブ局への第１のフレームの一斉同報送信は、データ出力用フレーム等の通信サイクルタイムを構成する主要フレームを回避して、任意のタイミングで随時に送信することができるから、マスタ局からスレーブ局への第１のスレーブの一斉同報送信手順を付加したとしても、通信サイクルタイムを徒に増加させることはない。
【００２０】
一方、中継局及びスレーブ局のそれぞれに保存された自局の上位側隣接局情報を取り出すに際しては、先ず、接続局通知フェーズによって各接続局の局アドレスをマスタ局に認識させたのち、保存情報取出フェーズによって各接続局から自局の上位側隣接局情報をマスタ局へと取得させるのである。
【００２１】
これらの第２及び第３のフェーズについては、各局の上位側隣接局情報はその中継局並びにスレーブ局に既に保存されて入るのであるから、必ずしも情報保存フェーズの完了直後に急いで実行せずともよく、サイクルタイムの隙間を見て、任意のタイミングで随時に実行すればよい。
【００２２】
こうして、中継局及びスレーブ局のそれぞれから送り出される自局の上位側隣接局情報はマスタ局により取得され、マスタ局では各局から取り出された上位側隣接局情報を適宜に繋ぎ合わせることにより、ネットワーク全体の構成を正確に認識することができる。
【００２３】
なお、本発明方法は、上述したように、マスタ局が接続スレーブ局を認識する以前の段階のみならず、マスタ局がスレーブ局を認識した以後の段階においても勿論実施することができる。
【００２４】
この場合においては、マスタ局は、それにネットワークを介して接続された中継局やスレーブ局を既に認識しているのであるから、接続局通知フェーズを省略することもできる。もっとも、接続局通知フェーズを敢えてその都度実施すれば、接続確立後における接続局の離脱や接続不良等を検知することができる。
【００２５】
本発明の好ましい実施の形態においては、マスタ局から一斉同報送信される第１のフレームには、中継局を通過する毎にインクリメントされる中継局段数カウント情報が含まれており、スレーブ局のそれぞれが保存する上位側隣接局情報には中継局段数カウント情報が含まれていてもよい。
【００２６】
このような構成によれば、マスタ局に対してネットワーク構成情報を教示する動作と並行して、スレーブ局のそれぞれに対して、マスタ局に至る経路上に介在される中継局の段数を教示することができる。
【００２７】
従前、スレーブ局に中継局接続段数を教示しようとすれば、マスタ局が取得したネットワーク構成情報に基づいて算出した中継局接続段数をさらにマスタ局からスレーブ局へと通知する手順を必要としたが、このような構成を採用することにより、マスタ局側の演算処理の簡素化並びにスレーブ局側での迅速なデータ取得が可能となる。
【００２８】
こうしてスレーブ局に教示された中継局段数情報は、例えば、中継局の中継遅延時間を考慮した上で、スレーブ局とマスタ局との間におけるフレームの送受信に際する総遅延時間を計算するため等に利用することができる。
【００２９】
本発明の好ましい他の実施の形態においては、中継局及びスレーブ局のそれぞれが生成保存する自局の上位側隣接局情報は、マスタ局側に１つ隣接する中継局の局アドレスであってもよい。
【００３０】
このような構成によれば、マスタ局側でネットワーク構成の全体を認識するにおいて、中継局及びスレーブ局のそれぞれが保存すべきデータ量が少なくて済み、本発明を適用するについて、第１のフレームのフレーム長が短くて済み、しかも中継局及びスレーブ局のメモリ容量を徒に増加することがないと言う利点がある。
【００３１】
本発明の好ましい他の実施の形態においては、中継局及びスレーブ局のそれぞれが生成保存する自局の上位側隣接局情報は、マスタ局側に隣接する一連の複数中継局の局アドレスであってもよい。
【００３２】
このような構成によれば、第１のフレームのフレーム長、並びに、中継局及びスレーブ局のそれぞれが保存すべきデータ量については、中継局の接続段数に応じて増加するものの、個々の中継局の処理としては、自局のアドレスを単に追加するだけであるから、機能実現のためのソフトウェア設計乃至改変の手間が少ないと言う利点がある。
【００３３】
別の一面から見た本発明は、ＰＬＣシステムとしても把握することができる。このＰＬＣシステムは、通信機能を有するＰＬＣであるマスタ局と、通信機能を有するＩ／Ｏターミナル装置である１もしくは２以上のスレーブ局とがバス型ネットワークにて結ばれ、かつバス型ネットワーク上にあって、マスタ局と所定のスレーブ局とを結ぶ経路上には、１段又は２段以上に亘ってリピータとして機能する中継局が介在されている。
【００３４】
ここで、通信マスタ局となるべき「通信機能を有するＰＬＣ装置」としては、様々な実現形態が存在する。それらの実現形態としては、例えば、（１）ユニット単位で様々な機能の増設が可能なビルディングブロック型ＰＬＣにおいて、通信マスタユニットを装着したもの、（２）ユニット単位で様々な機能の増設が可能なビルディングブロック型ＰＬＣにおいて、ＣＰＵユニット自体に通信機能を内蔵したもの、（３）演算処理部や入出力部等のＰＬＣとして必要な基本機能を１つのハウジングに全て収容したオールインワン型ＰＬＣにおいて、通信機能をさらに内蔵したもの、（４）演算処理部や入出力部等のＰＬＣとして必要な基本機能を１つのハウジングに全て収容したオールインワン型ＰＬＣにおいて、通信マスタユニットを外付けしたもの、等々が想定される。なお、ビルディングブロック型ＰＬＣには、ベースボードに各ユニットを取り付けるタイプと、各ユニットがＤＩＮレールに取り付けられ、各ユニット同士を各ユニットに設けられた貫通コネクタによりつなぐタイプとがある。
【００３５】
通信スレーブ局となるべき「通信機能を有するＩ／Ｏターミナル装置」についても、同様に、様々な実現形態が存在する。それらの実現形態としては、例えば、（１）端子台や入出力回路等のＩ／Ｏターミナル装置として必要な基本機能を１つのハウジングに全て収容したオールインワン型Ｉ／Ｏターミナル装置において、通信機能をさらに内蔵したもの、（２）端子台や入出力回路等のＩ／Ｏターミナル装置として必要な基本機能を１つのハウジングに全て収容したオールインワン型Ｉ／Ｏターミナル装置において、通信スレーブユニットをケーブルを介して外付けしたもの、（３）端子台や入出力回路等のＩ／Ｏターミナル装置として必要な基本機能をユニット単位で増設可能なビルディングブロック型のＩ／Ｏターミナル装置において、通信スレーブユニットを装着したもの、等々が想定されるほか、（４）ネットワーク上に存在するリピータ等もノードアドレスを有する限り、Ｉ／Ｏターミナルとして含めることもできる。
【００３６】
「リピータ機能を有する中継局」の基本的な機能については、上位ポートと下位ポートとの間において双方向にデータの中継を行うものであるが、中継処理の態様としては、（１）波形の訛りを整形する等の単なる波形整形機能を有するもの、（２）波形整形機能に加えて、フレームフォーマットのチェック機能を有するもの、（３）波形整形機能、フレームフォーマットのチェック機能に加えて、データ修正機能（ＣＲＣ）を有するもの等々の様々な構成を採用することができる。
【００３７】
前記マスタ局には、送信元アドレスを含む第１のフレームを一斉同報送信する第１の手段と、自局アドレスに関する送信リクエストを含む第２のフレームを一斉同報送信する第２の手段と、自局の上位側隣接局情報に関する送信リクエストを含む第３のフレームを宛先を指定して個別送信する第３の手段と、が組み込まれている。
【００３８】
前記中継局には、上位ポートから第１のフレームが受信されたとき、第１のフレームの送信元局アドレスに含まれる局アドレスに基づいて自局の上位側隣接局情報を生成保存すると共に、第１のフレームの送信元アドレスに自局アドレスを含めて下位ポートから送信する第１の手段と、上位ポートから第２のフレームが受信されたとき、自局アドレスを所定のタイミングで上位ポートから送信する第２の手段と、上位ポートから第３のフレームが受信されたとき、自局に保存されている自局の上位側隣接局情報を上位ポートから送信する第３の手段と、が組み込まれている。
【００３９】
前記スレーブ局には、第１のフレームが受信されたとき、第１のフレームの送信元アドレスに含まれる局アドレスに基づいて自局の上位側隣接局情報を生成保存する第１の手段と、第２のフレームが受信されたとき、自局アドレスを所定のタイミングで送信する第２の手段と、第３のフレームが受信されたとき、自局に保存されている自局の上位側隣接局情報を送信する第３の手段と、が組み込まれている。
【００４０】
本発明ＰＬＣシステムの好ましい実施の形態においては、前記マスタ局の第１の手段には、第１のフレームに中継段数カウント値を初期値の状態で含ませる機能がさらに含まれており、前記中継局の第１の手段には、第１のフレームに含まれる中継局段数カウント値をインクリメントする機能がさらに含まれており、前記スレーブ局の第１の手段には、第１のフレームの中継局段数カウント値を読み出して保存する機能がさらに含まれていてもよい。
【００４１】
本発明ＰＬＣシステムの好ましい他の実施の形態においては、前記中継局の第１の手段は、上位ポートから第１のフレームが受信されたとき、第１のフレームの送信元アドレスに含まれる局アドレスを自局の上位側隣接局情報として保存すると共に、第１のフレームの送信元アドレスを自局アドレスに書き換えて下位ポートから送信する機能を有していてもよい。
【００４２】
本発明ＰＬＣシステムの好ましい他の実施の形態においては、前記中継局の第１の手段は、上位ポートから第１のフレームが受信されたとき、第１のフレームの送信元アドレスに含まれる一連のアドレスを自局の上位側隣接局情報として保存すると共に、第１のフレームの送信元アドレスに自局アドレスを追加して下位ポートから送信する機能を有していてもよい。
【００４３】
別の一面から見た本発明は、ＰＬＣシステムの中継局としても把握することができる。この中継局は、上位ポートと下位ポートとの間において、一方のポートから受信されたフレームを、中継処理したのちに、他方のポートから出力する機能を有する。
【００４４】
そして、上記の中継局には、上位ポートから第１のフレームが受信されたとき、第１のフレームの送信元アドレスに含まれる局アドレスに基づいて自局の上位側隣接局情報を生成保存すると共に、第１のフレームの送信元アドレスに自局アドレスを含めて下位ポートから送信する第１の手段と、上位ポートから第２のフレームが受信されたとき、自局アドレスを所定のタイミングで上位ポートから送信する第２の手段と、上位ポートから第３のフレームが受信されたとき、自局に保存されている自局の上位側隣接局情報を上位ポートから送信する第３の手段と、を具備する。
【００４５】
本発明中継局の好ましい実施の形態においては、前記第１の手段には、第１のフレームに含まれる中継局段数カウント値をインクリメントする機能がさらに含まれていてもよい。
【００４６】
本発明中継局の好ましい他の実施の形態においては、前記第１の手段は、上位ポートから第１のフレームが受信されたとき、第１のフレームの送信元アドレスに含まれる局アドレスを自局の上位側隣接局情報として保存すると共に、第１のフレームの送信元アドレスを自局アドレスに書き換えて下位ポートから送信する機能を有していてもよい。
【００４７】
本発明中継局の好ましい他の実施の形態においては、前記第１の手段は、上位ポートから第１のフレームが受信されたとき、第１のフレームの送信元アドレスに含まれる一連の複数局アドレスを自局の上位側隣接局情報として保存すると共に、第１のフレームの送信元アドレスに自局アドレスを追加して下位ポートから送信する機能を有していてもよい。
【発明の効果】
【００４８】
本発明のＰＬＣシステムにおけるネットワーク構成情報教示方法よれば、探索経路全体としての同時性が高いネットワーク構成情報をマスタ局に教示することができると共に、未だ、マスタ局が接続スレーブ局を認識していないネットワーク起動時等にあっても、即座に、適用することが可能であり、しかも通信サイクルタイムを徒に増加させることがない、と言う効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下に、この発明の好適な実施の一形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００５０】
通信マスタ局及び通信スレーブ局を含むＰＬＣシステムの構成図が図１に示されている。同図に示されるように、このＰＬＣシステムは、通信機能を有するＰＬＣ１であるマスタ局（Ｍ）と、通信機能を有するＩ／Ｏターミナル装置２である１もしくは２以上のスレーブ局（Ｓ）とをフィールドバス（バス型ネットワーク）６にて結んで構成されている。
【００５１】
また、フィールドバス６上にあって、マスタ局（Ｍ）と所定のスレーブ局（Ｓ）とを結ぶ経路上には、１段又は２段以上に亘ってリピータ４として機能する中継局（Ｒ）が介在されている。図１には、マスタ局（Ｍ）とスレーブ局（Ｓ）とを結ぶ経路に中継局（Ｒ）が存在しない場合と、同経路に１台の中継局（Ｒ）が介在されている場合と、同経路に２台の中継局（Ｒ）が介在されている場合とが混在する形態のネットワークが示されている。なお、５はフィールドバス６の終端における反射を低減する終端装置である。
【００５２】
図示のＰＬＣ装置１としては、パラレルバスの敷設された図示しないバックプレーン上に多数のコネクタを配置し、それらのコネクタに対して、ＣＰＵユニット、Ｉ／Ｏユニット、その他各種の特殊機能ユニット等々を任意に装着可能とした所謂ビルディングブロック型のＰＬＣ装置が採用されている。
【００５３】
特に、この例では、バックプレーン上の１のコネクタに対して通信マスタユニット１０を装着することにより、通信マスタ局（Ｍ）として機能する「通信機能を有するＰＬＣ装置」１が構成されている。図では、それらのユニットのうちで、ＣＰＵユニット２０及び通信マスタユニット１０のみに参照符号が付されている。
【００５４】
通信マスタユニット１０の内部構成を示すハードウェア構成図が図２に示されている。同図に示されるように、通信マスタユニット１０は、通信物理層として機能する通信インタフェース（通信Ｉ／Ｆ）１０１と、所望の通信機能を実現するための回路をＬＳＩ化してなるマスタ用ＡＳＩＣ１０２と、ＣＰＵユニット２０との間で受け渡される送受信データのバッファエリアや、後述するＣＰＵ１０４の演算用ワークエリア等として機能するＲＡＭ１０３と、マイクロプロセッサを主体として構成されて装置全体を統括制御するためのＣＰＵ１０４と、各種の設定データが格納される不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）１０５と、各種の動作表示等を行うためのＬＥＤ表示部１０６と、各種の設定操作等に使用される設定スイッチ（設定ＳＷ）１０７と、ＣＰＵユニット２０へ通ずる内部バスへのインタフェースとして機能する内部バスインタフェース（内部バスＩ／Ｆ）１０８とを含んでいる。
【００５５】
当業者にはよく知られているように、この種のＰＬＣシステムにおいては、ＣＰＵユニット（図１参照）２０は、共通処理、Ｉ／Ｏリフレッシュ処理、ユーザプログラム実行処理、周辺サービス処理等を繰り返し一巡実行しており、Ｉ／Ｏリフレッシュ処理の実行の際には、バックプレーン上に装着されたローカルＩ／Ｏユニット（図示せず）との間のみならず、通信マスタユニット１０内のＲＡＭ１０３のＩ／Ｏ共有エリアとの間においても、Ｉ／Ｏリフレッシュ処理を実行する。
【００５６】
具体的には、ＣＰＵユニット２０の図示しないＩ／Ｏメモリ内のＯＵＴデータは、通信マスタユニット１０のＲＡＭ１０３内のＯＵＴエリアに転送され、同ＲＡＭ１０３のＩＮエリアのＩＮデータは、ＣＰＵユニット２０のＩ／Ｏメモリ内のＩＮエリアに転送される。これらの動作は、ＣＰＵユニット２０内のＭＰＵにより実行される。
【００５７】
一方、後に詳細に説明するように、通信マスタユニット１０と各Ｉ／Ｏターミナル装置２との間では、ＣＰＵユニット２０のＩ／Ｏリフレッシュ動作とは非同期にフィールドバス６を介する通信が行われており、これにより各Ｉ／Ｏターミナル装置２と通信マスタユニット１０内のＲＡＭ１０３との間においても、一種のＩ／Ｏリフレッシュ処理が実行される。これらの動作は、通信マスタユニット１０内のＭＰＵにより実行される。
【００５８】
具体的には、Ｉ／Ｏターミナル装置２から受信されたＩＮデータは、通信マスタユニット１０内のＲＡＭ１０３のＩＮエリアに書き込まれ、同ＲＡＭ１０３のＯＵＴエリアのＯＵＴデータは、該当するＩ／Ｏターミナル装置２へと送信される。
【００５９】
このようにして、ＣＰＵユニット２０内のＩ／Ｏメモリと各Ｉ／Ｏターミナル装置２，２・・との間において、通信マスタユニット１０を経由してＩ／Ｏリフレッシュ処理が実行され、その結果として、リモート設置された各Ｉ／Ｏターミナル装置２，２・・・に接続されたＩ／Ｏ機器をＣＰＵユニット２０で取り扱うことが可能となるのである。
【００６０】
次に、Ｉ／Ｏターミナル装置内部のハードウェア構成図が図３に示されている。同図に示されるように、Ｉ／Ｏターミナル装置２は、通信物理層として機能する通信インタフェース（通信Ｉ／Ｆ）２０１と、所望の通信機能を実現するための回路をＬＳＩ化してなるスレーブ用ＡＳＩＣ２０２と、マイクロプロセッサを主体として構成されて装置全体を統括制御するためのＣＰＵ２０３と、各種の設定データが格納される不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）２０４と、各種の動作表示等を行うためのＬＥＤ表示部２０５と、各種の設定操作等に使用される設定スイッチ（設定ＳＷ）２０６と、Ｉ／Ｏ機器７との間でデータをやり取りするための外部インタフェース部（Ｉ／Ｆ）部２０７と、装置全体に安定化直流電源を供給するための変圧機能を有する直流電源部２０８とを含んでいる。
【００６１】
そして、ＰＬＣ装置１と各Ｉ／Ｏターミナル装置２との間では、ＰＬＣ装置１を通信マスタ局（Ｍ）、各Ｉ／Ｏターミナル装置２を通信スレーブ局（Ｓ）とする１対Ｎ或いは１対１のマスタ・スレーブ通信を通じて、Ｉ／Ｏデータや各種メッセージデータ等々のやり取りが行われる。
【００６２】
Ｉ／Ｏデータに関して言えば、具体的には、ＰＬＣ装置１から受信されるＯＵＴデータは、Ｉ／Ｏターミナル装置２のＩ／Ｆ部２０７を介してＩ／Ｏ機器７へと送り出され、Ｉ／Ｏ機器７からＩ／Ｆ部２０７を介してＩ／Ｏターミナル装置２に取り込まれたＩＮデータは、ＰＬＣ装置１へ宛てて送信される。これらの入出力データのやり取りについては、後にさらに詳細に説明する。
【００６３】
次に、中継局（Ｒ）として機能するリピータ４の内部のハードウェア構成図が図４に示されている。同図に示されるように、リピータ４は、マスタ側に接続される通信インタフェース（上位ポート）４０１と、スレーブ側に接続される通信インタフェース（下位ポート）４０２と、両通信インタフェース４０１，４０２間に実装され、双方向に伝送されるデータ（信号）に対して所定の中継処理を行うリピータ用ＡＳＩＣ４０３と、マイクロプロセッサを主体として構成されて装置全体を統括制御するためのＣＰＵ４０７と、入力電圧（２４Ｖ）を５Ｖに降圧し、リピータ４内の各素子に供給する電源部４０４と、動作状態（通信状態）や異常／正常などを示すＬＥＤ表示部４０５と、ノードアドレスの設定などを行うための設定スイッチ４０６とを備えている。
【００６４】
ここで、リピータ４における双方向の中継処理としては、（１）波形の訛りを整形する等の単なる波形整形機能を有するもの、（２）波形整形機能に加えて、フレームフォーマットのチェック機能を有するもの、（３）波形整形機能、フレームフォーマットのチェック機能に加えて、データ修正機能（ＣＲＣ）を有するもの等々の様々な構成を採用することができる。
【００６５】
次に、本発明に係るＰＬＣシステムにおけるネットワーク構成情報教示方法の一実施形態（以下、第１実施形態と言う）を主として図５〜図８を参照して詳細に説明する。
【００６６】
先に、図１を参照しつつ説明した通信マスタ局（Ｍ）、通信スレーブ局（Ｓ）、中継局（Ｒ）は、ＰＬＣシステムのネットワーク上で固有のアドレスを保持しており、各機器の個別識別は、このアドレスにより行われる。そして、ネットワークの立ち上げ管理から通常通信に至るまでには、本発明のネットワーク構成情報教示方法が適用される。
【００６７】
このネットワーク情報教示方法は、情報保存フェーズ（以下、フェーズＩと言う）と、接続局通知フェーズ（以下、フェーズIIと言う）と、保存情報取出フェーズ（III）とからなる３段階のフェーズで構成されている。以下に、それらのフェーズを順に詳細に説明する。
【００６８】
［フェーズＩ］
先ず、情報保存フェーズ（フェーズＩ）について説明する。このフェーズＩにおいては、マスタ局（Ｍ）から一斉同報送信（１対Ｎ通信）される第１のフレームを媒介として、中継局（Ｒ）から中継局（Ｒ）及び中継局（Ｒ）からスレーブ局（Ｓ）へと局アドレスを受け渡すことで、中継局（Ｒ）及びスレーブ局（Ｓ）のそれぞれに、ネットワーク内における「自局の上位側隣接局情報」を生成保存させる動作が行われる。
【００６９】
このフェーズＩの動作は、電源投入時等のように、マスタ局がネットワークに接続された中継局並びにスレーブ局を認識する以前の段階で行ってもよいし、ネットワーク運用中のように、マスタ局がネットワークに接続された中継局並びにスレーブ局を認識したのちの段階で随意に行ってもよい。
【００７０】
この実施形態では、第１のフレームとしては、探索フレーム（Beacon_Frame:以下、ＢＦと略記）が使用される。ＢＦのフレームフォーマットを示す構成図が図５に示されている。
【００７１】
同図に示されるように、フィールドバス６を流れるＢＦには、ＢＦであることを識別するためのＢＦ識別ヘッダ５０１と、中継局を通過するたびにその中継局のアドレス値により更新される中継局アドレス５０２と、中継局を通過するたびにその値が＋１インクリメントされる中継局カウンタ５０３と、ＢＦの通信転送速度を示す伝達速度５０４とが少なくとも含まれている。
【００７２】
通信マスタ局（Ｍ）は、ＢＦがネットワークに接続されている全ての中継局及び通信スレーブ局（Ｓ）に伝わるようにＢＦを一斉同報送信する。すると、一斉同報送信されたＢＦは、直接にスレーブ局（Ｓ）へ、又は、１もしくは２段以上の中継局を経由してスレーブ局へと到達する。このとき、各経路を流れるＢＦはその経路の線路遅延時間、及び通過中継局の中継遅延時間をもって僅かに遅れるものの、全体としてはほぼ同時刻に各中継局及び各スレーブ局に到達すると考えることができる。
【００７３】
フレームの送受信シーケンスの説明図（その１）が図６に示されている。同図に示されるように、マスタ局（アドレス１０）からは、中継局アドレスの値が「１０」及び中継局カウンタの値が「０」の状態にあるＢＦがネットワーク上に一斉同報送信される。
【００７４】
この一斉同報送信されたＢＦを中継局（アドレス１００）がその上位ポートから受信すると、ＢＦ内の中継局アドレス５０２の値「１０」及び中継局カウンタ５０３の値「１０」はＢＦから読み出され、中継局（アドレス１００）内のメモリに格納保持される。これにより、中継局（アドレス１００）は、上位側に１つ隣接する局の局アドレスが「０」であるとして、自局の相対位置を認識することができる。この場合、中継局（アドレス１００）が生成する「自局の上位側隣接局情報」の内容は、「自局の上位側隣接局情報」（局アドレス「１０」）となる。
【００７５】
その後、ＢＦ内の中継局アドレス５０２の値は、「１０」（マスタ局アドレス：上位側へ１つ隣接する局の局アドレス）から「１００」（中継局アドレス：自局アドレス）へと置き換えられる。同時に、中継局カウンタ５０３の値「０」は＋１インクリメントされて「１」となる。こうして、中継局アドレス５０２の値が書き替えられ、かつ中継局カウンタ５０３の値が＋１インクリメントされた新たなＢＦが、次段に位置するスレーブ局（アドレス１０１）へとその下位ポートから送信される。
【００７６】
中継局（アドレス１０１）から送信されたＢＦをスレーブ局（アドレス１０１）が受信すると、ＢＦ内の中継局アドレス５０２の値「１００」及び中継局カウンタ５０３の値「１」はＢＦから読み出され、スレーブ局（アドレス１０１）内のメモリに格納保持される。これにより、スレーブ局（アドレス１０１）は、上位側に１つ隣接する局の局アドレスが「１００」であるとして、自局の相対位置を認識することができる。この場合、スレーブ局（アドレス１０１）が生成する「自局の上位側隣接局情報」の内容は、上位側に１つ隣接する局の局アドレスが「１００」であるから、「自局の上位側隣接局情報」（局アドレス「１００」）となる。
【００７７】
このように、情報保存フェーズ（フェーズＩ）が実行されると、マスタ局から一斉同報送信されるＢＦを媒介として、マスタ局（アドレス１０）から中継局（アドレス１００）、中継局（アドレス１００）からスレーブ局（アドレス１０１）へと局アドレスを受け渡すことで、中継局（アドレス１００）及びスレーブ局（アドレス１０１）のそれぞれに、ネットワーク内における自局の上位側隣接局情報と中継局カウンタ値とが生成保存されることなる。
【００７８】
なお、図６に示される例にあっては、マスタ局とスレーブ局との間には中継局が１段しか介在されていないが、それらの局間に２段以上の中継局が介在されていたり、あるいは、マスタ局とスレーブ局との間に中継局が全く介在されていない場合においても、各中継局並びに各スレーブ局の動作は同様である。
【００７９】
中継局のＢＦ受信時の処理フロー（その１）が図７に示されている。なお、このフローに示される処理は、図４に示されるリピータ４内のＣＰＵ４０７により実行される。
【００８０】
同図において、処理が開始されると、まず、フレーム受信待機処理が実行される（ステップ７０１）。この状態において、何らかのフレームが受信され（ステップ７０２ＹＥＳ）、そのフレームのＢＦ識別ヘッダ５０１に基づいて、そのフレームがＢＦであると判定されると（ステップ７０３ＹＥＳ）、以下の処理（ステップ７０４〜７０９）が順次に実行される。
【００８１】
先ず、フレームの解析が行われて、当該フレームの構造が認識される（ステップ７０４）。次いで、フレーム内のアドレス情報（中継局アドレス５０２）、カウンタ情報（中継局カウンタ５０３）が読み出され、所定のメモリに格納保持される（ステップ７０５，７０６）。次いで、フレーム内のアドレス情報（中継局アドレス５０２）が自アドレスに置換される（ステップ７０７）。次いで、フレーム内のカウンタ情報（中継局カウンタ５０３）が、＋１インクリメントされた値で置換される（ステップ７０８）。最後に、こうして得られた新たなフレームが、下位ポートに出力される（７０９）。
【００８２】
通信スレーブ局のＢＦ受信時の処理フロー（その１）が図８に示されている。なお、このフローに示される処理は、図３に示されるＩ／Ｏターミナル装置２内のＣＰＵ２０３により実行される。
【００８３】
同図において、処理が開始されると、まず、フレーム受信待機処理が実行される（ステップ８０１）。この状態において、何らかのフレームが受信され（ステップ８０２ＹＥＳ）、そのフレームのＢＦ識別ヘッダ５０１に基づいて、そのフレームがＢＦヘッダと判定されると（ステップ８０３ＹＥＳ）、以下の処理（ステップ８０４〜８０６）が順次に実行される。
【００８４】
先ず、フレームの解析が行われて、当該フレームの構造が認識される（ステップ８０４）。次いで、フレーム内アドレス情報（中継局アドレス５０２）、フレーム内カウンタ情報（中継局カウンタ５０３）が読み出され、「自局の上位側隣接局情報」として所定のメモリに格納保持される（ステップ８０５，８０６）。
【００８５】
［フェーズII］
次に、接続局通知フェーズ（フェーズII）について説明する。このフェーズII
では、マスタ局（Ｍ）から一斉同報送信される第２のフレームに応答して、中継局（Ｒ）及びスレーブ局（Ｓ）のそれぞれから互いに時間をずらせて第３のフレームを送信させることで、ネットワークに接続された中継局（Ｒ）及びスレーブ局（Ｓ）をマスタ局に通知する動作が行われる。
【００８６】
この実施形態では、第２のフレームとしては生存確認フレーム（Alive_Frame：以下、ＡＦと略す）が使用され、第３のフレームとしては接続要求フレーム（Connection_Frame：以下、ＣＮと略す）が使用される。
【００８７】
ＡＦ及びＣＮのフレームフォーマットを示す構成図が図１３（ａ），（ｂ）に示されている。同図に示されるように、フィールドバス６を流れるＡＦには、ＡＦであることを識別するためのＡＦ識別ヘッダ１３０１と、確認開始アドレス１３０２とが少なくとも含まれており、ＣＮにはＣＮであることを識別するためのＣＮ識別ヘッダ１３０３と、送信元アドレス１３０４とが少なくとも含まれている。
【００８８】
先に説明したように、フェーズＩの動作は、電源投入時の段階で行ってもよいし、ネットワーク運用中の段階で随意に行ってもよいのであるが、電源投入時の段階では、通信マスタ局（Ｍ）は未だどのアドレスの中継局（Ｒ）あるいは通信スレーブ局（Ｓ）が自分に接続されているのかを認識していない状態にあり、そのままでは、後段の保存情報取出フェーズを行うことができない。
【００８９】
そこで、このフェーズIIにあっては、通信マスタ局（Ｍ）からＡＦをネットワーク上に一斉同報送信すると共に、このＡＦを受信した中継局（Ｒ）あるいは通信スレーブ局（Ｓ）からＣＮを返送させることにより、通信マスタ局（Ｍ）に対して、どのアドレスの中継局（Ｒ）あるいは通信スレーブ局（Ｓ）が接続されているかを通知させる。
【００９０】
フレームの送受信シーケンスの説明図（その３）が図１４に示されている。先ず、通信マスタ局（アドレス１０）は、ネットワーク上にＡＦを一斉同報送信（１対Ｎ通信）する。この一斉同報送信されるＡＦをその上位ポートから受信した中継局（アドレス１００）は、これに応答して自己のアドレス（１００）を送信元アドレス１３０４としたＣＮを、その上位ポートからマスタ局（アドレス１０）へと送信する。同様に、一斉同報送信されるＡＦを受信したスレーブ局（アドレス１０１）も、これに応答して自己のアドレス（１０１）を送信元アドレス１３０４としたＣＮを、その上位ポートからマスタ局（アドレス１０）へと送信する。ＣＮを受信したマスタ局（アドレス１０）は、ＣＮの送信元アドレス１３０４を読み出して保存することにより、それらの中継局アドレス（１００）及びスレーブ局アドレス（１０１）の存在を確認することができる。また、フレームから送信元アドレスを読み出せば、アドレス情報をあわせて取得することができる。
【００９１】
このように、接続局通知フェーズ（フェーズII）が実行されると、マスタ局（Ｍ）から一斉同報送信されるＡＦに応答して、中継局（アドレス１００）及びスレーブ局（アドレス１０１）のそれぞれから互いに時間をずらせてＣＮを送信させることで、ネットワークに接続された中継局（１００）及びスレーブ局（１０１）は自己のアドレスをマスタ局（アドレス１０）に通知する動作が行われる。
【００９２】
なお、図６に示される例にあっては、マスタ局とスレーブ局との間には中継局が１段しか介在されていないが、それらの局間に２段以上の中継局が介在されていたり、あるいは、マスタ局とスレーブ局との間に中継局が全く介在されていない場合においても、各中継局並びに各スレーブ局の動作は同様である。
【００９３】
［フェーズIII］
次に、保存情報取出フェーズ（フェーズIII）について説明する。このフェーズIIIにあっては、マスタ局（Ｍ）からネットワークに接続された中継局（Ｒ）及びスレーブ局（Ｓ）に対して個別送信（１対１通信）される第４のフレームに応答して、中継局及びスレーブ局のそれぞれから第５のフレームを送信させることで、マスタ局に各局の相対位置情報を取得させる動作が行われる。
【００９４】
この実施形態にあっては、第４のフレーム及び第５のフレームとしてはいずれもイベントフレーム（Event_Frame：以下、ＥＦと略す）が使用される。ＥＦのフレーム構成図が図１５に示されている。同図に示されるように、フィールドバス６を流れるＥＦには、ＥＦであることを識別するためのＥＦ識別ヘッダ１５０１と、送信元アドレス１５０２と、送信先アドレス１５０３と、コマンド・データ１５０４とが少なくとも含まれている。
【００９５】
前段階の接続局通知フェーズ（フェーズII）により、マスタ局（Ｍ）では接続されている各中継局（Ｒ）や通信スレーブ局（Ｓ）のアドレスを認識することができる。このアドレスにより通信マスタ局（Ｍ）は、各中継局（Ｒ）や通信スレーブ局（Ｓ）に保存されている自局の上位側接続局情報を取り出すことが可能になる。上述の情報保存フェーズ（フェーズＩ）や接続局通知フェーズ（フェーズII）では、相手方を特定することが不要な一斉同報通信（１対Ｎ通信）が使用されたが、この保存情報取出フェーズ（フェーズIII）においては、相手方を特定して行う個別通信（１対１通信）が使用される。
【００９６】
フレームの送受信シーケンスの説明図（その４）が図１６に示されている。この例では、通信マスタ局（アドレス１０）がスレーブ局（アドレス１０１）に保存された「自局の上位側隣接局情報」を取り出す場合の処理が示されているが、他のスレーブ局又は中継局から「自局の上位側隣接局情報」を取り出す場合の処理も同様である。
【００９７】
マスタ局（アドレス１０）は、送信元アドレス１５０２に自局アドレスである［１０］をセットすると共に、送信先アドレス１５０３にスレーブ局のアドレス［１０１］をセットし、かつコマンドとして「自局の上位側隣接局情報」（中継局アドレス５０２、中継局カウンタ５０３）に関する「送信リクエスト」をセットしたＥＦを作成し、このＥＦをネットワーク上に送信する。
【００９８】
このＥＦをその上位ポートから受信した中継局（アドレス１００）は、送信先アドレスが自局アドレスではないため、自局宛のフレームではないと認識して中継処理を実行し、このＥＦをその下位ポートから出力する。
【００９９】
中継局（アドレス１００）を経由したＥＦを受信したスレーブ局（アドレス１０１）では、送信先アドレスが自局アドレスであるため、これを自局宛てのＥＦであると認識して受取処理を実行する。しかるのち、スレーブ局（アドレス１０１）は、ＥＦに含まれるコマンドを解釈することにより送信リクエストを認識し、これに応答すべくマスタ局宛のＥＦを作成する。
【０１００】
こうして作成されるマスタ局宛のＥＦは、送信元アドレス１５０２に自局アドレスである［１０１］をセットすると共に、送信先アドレス１５０３にマスタ局のアドレス［１０］をセットし、かつコマンドとして「受信リクエスト」をセットし、データとして「自局の上位側隣接局情報」（中継局アドレス５０２）をセットしたものとなる。こうして作成されたＥＦは、マスタ局に宛ててネットワーク上に送信される。このとき、中継局介在段数（中継局カウンタ値５０３）をセットしておいてもよい。
【０１０１】
スレーブ局（アドレス１０１）から送信され、中継器（アドレス１００）を経由したＥＦがマスタ局（アドレス１０）に到着すると、マスタ局（アドレス１０）では、送信先アドレスが自局アドレスであるため、これを自局宛てのＥＦであると認識すると共に、コマンドを解釈することにより受信リクエストを認識し、データに関する受取処理を実行する。この受取処理では、受信されたＥＦのデータから「自局の上位側隣接局情報」（中継局アドレス５０２）及び中継局介在段数情報、つまり中継局カウンタ値（カウンタ５０３）を取り出し、送信元アドレスと関連づけしてマスタ局（アドレス１０）のメモリに保存する。
【０１０２】
このように、保存情報取出フェーズ（フェーズIII）が実行されると、マスタ局（Ｍ）からネットワークに接続された全ての中継局（Ｒ）及びスレーブ局（Ｓ）に対して個別送信（１対１通信）されるＥＦに応答して、中継局（Ｒ）及びスレーブ局（Ｓ）のそれぞれからＥＦを送信させることで、マスタ局（Ｍ）に各局の上位側隣接局情報並びに中継局介在段数情報を取得させる動作が行われる。
【０１０３】
以後、マスタ局（アドレス１０）の側では、中継局（Ｒ）及びスレーブ局（Ｓ）のそれぞれから取り出された「自局の上位側隣接局情報」（中継局アドレス５０２）を利用して、ネットワーク全体の構成（ネットワーク構成図、各スレーブ局毎の中継局介在段数等を含む構成）を認識することができる。
【０１０４】
ここで、中継局（Ｒ）及びスレーブ局（Ｓ）のそれぞれから取り出された「自局の上位側隣接局情報」（中継局アドレス５０２を利用して、マスタ局（アドレス１０）がネットワーク全体の構成（ネットワーク構成図に相当）を認識する手順を、図１７に示されるネットワーク構成図を参照しつつ簡単に説明する。
【０１０５】
同図から明らかなように、情報保存フェーズ（フェーズＩ）が終了した時点においては、各中継局並びに各スレーブ局のそれぞれには、「自局の上位側隣接局情報」（中継局アドレス５０２）が保存されており、これらの「自局の上位側隣接局情報」は、接続局通知フェーズ（フェーズII）及び保存情報取出フェーズ（フェーズIII）を経ることにより、最終的に、マスタ局（アドレス１０）にて取得される。
【０１０６】
これらの「自局の上位側隣接局情報」に含まれる「中継局アドレス５０２」は、先に説明したように、ネットワーク上において、上位側に１つ隣接する局の局アドレスを意味している。そのため、各局毎に対応する「中継局アドレス５０２」の内容を観察することにより、その局と上位側に１つ隣接する局との関係を認識できる。
【０１０７】
例えば、図１７（ｅ）に示される中継局（アドレス１０１）の情報は、中継局アドレス「０」であるため、この情報に基づいて通信マスタ局に直結されている中継局で有ることを通信マスタ局側で認識可能である。また、図１７（ｉ）に示される中継局（アドレス１０３）の情報は、中継局アドレス「１０１」であるため、中継局（アドレス１０１）に接続されていること、及び中継局を１段経ている中継局で有ることを通信マスタ局側で認識可能である。さらに、図１７（ｌ）に示されるスレーブ局（アドレス２２１）の情報は、中継局アドレス「１０３」で有るため、中継局（アドレス１０３）に接続されていること、及び中継局を２段経ている通信スレーブ局で有ることを通信マスタ局側で認識可能である。
【０１０８】
従って、各局のそれぞれについて、１つ上位側に位置する他の局を順に辿ることにより、ネットワーク全体の構成図に相当する接続関係をマスタ側に容易に教示することができる。
【０１０９】
しかも、こうして得られる各局の「自局の上位側隣接局情報」は、マスタ局から一斉同報送信されたＢＦにより探索されたものであるから、各スレーブ局へ至る経路上の中継局段数に応じた多少の時差は存在するとしても全体としてみれば、ほぼ同時刻に探索された結果を反映するものとなり、各スレーブ局から順次に返送される特定フレームを利用して経路を探索しつつネットワーク構成情報を生成する従来例に比べて、ネットワーク全体に亘り高い同時性を保証できる利点がある。
【０１１０】
加えて、接続関係探索に利用するフレーム（ＢＦ、ＡＦ、ＣＮ、ＥＦ等）は、出力用データフレームや入力用データフレーム等のように、ネットワークの運用中において常時サイクリックに送信されるものではないから、上述のフェーズＩ〜IIIが実行されたとしても、通信サイクルタイムを徒に増大して、ＰＬＣシステムの入出力応答性を阻害することもない。
【０１１１】
また、この第１実施形態によれば、接続関係探索用のＢＦには、単に、「中継局アドレス」と「中継局カウンタ」とを保持するための部分を設けるだけで済むから、ＢＦのフレーム長は比較的に短くて済み、しかも中継局介在段数が増加したとしても、ＢＦのフレーム長は一定のままで済むと言う利点がある。
【０１１２】
他方、各中継局及びスレーブ局にも、単に、「中継局アドレス」と「中継局カウンタ」とを保存する記憶領域を設けると共に、「中継局アドレス」の更新処理と「中継局カウンタ」のインクリメント処理を追加する程度で既存のシステムに直ちに適用できるから、メモリ容量を大幅に増大させたり、ソフトウェア改変の費用が嵩むと言った問題も発生しない利点がある。
【０１１３】
ここで明らかなように、ネットワーク全体の構成の把握に必須なものは、各局の「局アドレス」とそれと対をなす「上位側の接続局アドレス」であって、「中継局カウンタ」の値それ自体はネットワーク全体の構成の把握には、必ずしも必須のものではないことが分かる。
【０１１４】
しかし、この「中継局カウンタ」の値が存在すれば、各スレーブ局への中継局介在に起因する伝送遅れ時間がわかるから、これを利用して送信タイミングを適宜に制御することにより、様々なフレームをできるだけ密に詰めて伝送することにより、通信速度の高速化を実現することができる。そのため、この「中継局カウンタ」は、高速応答を要求されるＰＬＣシステム（特に、リモートＩ／Ｏシステム）を構築する場合には極めて有用な情報となる。
【０１１５】
また、中継局（Ｒ）及びスレーブ局（Ｓ）に保存される中継カウンタの値は、中継段数を制限する際にも利用可能である。すなわち、中継局（Ｒ）や通信スレーブ局（Ｓ）にて中継局の接続段数が確認できるため、中継局（Ｒ）又は通信スレーブ局（Ｓ）の処理にて、中継段数オーバーのエラー処理を行うことが可能となるから、これによりエラー箇所の特定が容易となる。
【０１１６】
もっとも、この「中継局カウンタ」の値により判明する中継局介在段数は、ネットワーク全体の構成が構築されたのちに、各スレーブ局への経路を辿ることにより別途計算で求めることも可能である。つまり、マスタ局がすべての中継局の情報を読み出し、その結果から、マスタ局のアドレスにどの中継局が接続されているかを確め、計算により１段目であると認識する。次に１段目の中継局のアドレスに接続された中継局の有無を確め、有の場合、計算によりその中継局を２段目であると認識する。さらに、２段目の中継局のアドレスに接続された中継局の有無を確め、有の場合、その中継局を３段目であると認識する。次に３段目の中継局のアドレスに接続された中継局の有無を確め、その次に４段目の中継局のアドレスに接続された中継局の有無を確め、これを繰り返し、中継局がないことを確められるまで続ければよい。しかし、その場合には、マスタ局側のソフトウェアに与える負担が大きく、ソフトウェア開発経費も嵩む。
【０１１７】
これに対して、以上の実施形態のように、ＢＦを媒介として、ネットワーク上において局アドレスを順次に受け渡しつつ、これと並行して、各局における「中継局カウンタ」のインクリメント処理により、中継局介在段数情報を生成するようにすれば、マスタ局側になんら負担をかけることなく、マスタ局側に中継局介在段数情報を取得させることができる。
【０１１８】
しかも、この実施形態では、中継局介在段数情報は先ず最初に各スレーブ局のそれぞれに保存されたのち、ＥＶの受信を待って、スレーブ局から取り出されてマスタ局へと送信されるのであるから、各スレーブ局もこの中継局介在段数情報をフレーム送信タイミングの制御に利用することができ、例えばネットワーク全体の基準となるタイムドメインに対して、各スレーブ局毎に中継局介在段数に応じた遅れ時間を考慮して送信タイミングを決定（早めたり、送らせたり）することにより、マスタ局が繋がる幹線ライン上におけるフレーム送信間隔を限りなく密にして、中継局の遅延時間の存在に拘わらず、通信速度の高速化を実現することができる。
【０１１９】
次に、本発明に係るＰＬＣシステムにおけるネットワーク構成情報教示方法の他の実施形態（以下、第２実施形態と言う）を主として図９〜図１２を参照して詳細に説明する。
【０１２０】
この第２実施形態における第１実施形態との主たる相違点は、情報保存フェーズ（フェーズＩ）において、中継局（Ｒ）及びスレーブ局（Ｓ）のそれぞれが生成保存する自局の上位側隣接局情報を、マスタ局側に隣接する一連の複数中継局の局アドレスとした点にある。
【０１２１】
すなわち、この第２実施形態にあっては、局アドレスを受け渡すために上位から下位へと流されるＢＦ内には、中継局（Ｒ）を通過するたびに、その中継局の局アドレスが単に追加書き込みされて行く一方、中継局（Ｒ）並びにスレーブ局（Ｓ）のそれぞれは、こうして蓄積されて行く一連の中継局アドレスを保存するのである。
【０１２２】
より具体的には、図９（ａ）に示されるように、マスタ局送信時におけるＢＦ内には中継局アドレスはなにも保持されていないが、図９（ｂ）に示されるように、１段目中継局送信時におけるＢＦ内には中継局アドレス（１段目）９０４−１が保持され、図９（ｃ）に示されるように、２段目中継局送信時におけるＢＦ内には中継局アドレス（２段目）９０４−２が追加保持される。以下、同様にして、中継局（Ｒ）を通過するたびに、その中継局の局アドレスが追加保持されるようになっている。
【０１２３】
一方、図１０に示されるように、中継局（Ｒ）及びスレーブ局（Ｓ）のそれぞれは、前段の中継局で追加された結果たる一連の局アドレスを自局のメモリ内に保存するようになっている。
【０１２４】
より具体的には、先ず、マスタ局（局アドレス１０）は、マスタ局アドレス「１０」のみを含むＢＦをネットワーク上に一斉同報送信する。中継局（アドレス１００）は、マスタ局（アドレス１０）から到来するＢＦから、それに含まれるマスタ局アドレス「１０」を取り出して自局のメモリに「自局の上位側隣接局情報」として保存したのち、ＢＦ内の中継局アドレス（この例では空白）に対して自局アドレスである中継局アドレス「１００」を追加して、その下位ポートへと出力する。スレーブ局（アドレス１０１）は、中継局（アドレス１００）から到来するＢＦから、それに含まれるマスタ局アドレス「１０」及び中継局アドレス「１００」を取り出して自局のメモリに「自局の上位側隣接局情報」として保存する。
【０１２５】
マスタ局（Ｍ）とスレーブ局（Ｓ）との間に中継局（Ｒ）が２段以上介在されている場合には、図９（ａ）〜図９（ｃ）に示されるように、中継局（Ｒ）を通過するたびに、符号９０４−１，９０４−２に示されるように、各中継局（Ｒ）の局アドレスが追加保持されるから、各中継局（Ｒ）及びスレーブ局（Ｓ）のメモリには、マスタ局アドレス「０」及びその追加蓄積される一連の局の局アドレス９０４−１，９０４−２・・・が「自局の上位側隣接局情報」として格納保存されることとなる。
【０１２６】
次に、このような処理を実現するための中継局のＢＦ受信時の処理フロー（その２）が図１１に示されている。同図において、処理が開始されると、先ず、フレーム受信待機状態となる（ステップ１１０１，１１０２ＮＯ）。
【０１２７】
この状態において、何らかのフレームが受信され（ステップ１１０２ＹＥＳ）、それがＢＦであると判定されると（ステップ１１０３ＹＥＳ）、以下の一連の処理（ステップ１１０４〜１１０８）が順次に実行される。
【０１２８】
すなわち、先ず、フレーム解析処理（ステップ１１０４）が実行されて、フレームの構造が解析されたのち、フレーム内アドレス情報（マスタ局アドレス、及び一連の中継局アドレス）が「自局の上位側隣接局情報」として所定のメモリ内に保持される（ステップ１１０５）。続いて、フレーム内のアドレス情報数（中継局アドレスの数）に基づいて中継局の介在段数が計算により求められる（ステップ１１０６）。続いて、フレーム内に自局アドレスを追加したのち（ステップ１１０７）、得られた新たなＢＦを下位ポートに出力する（ステップ１１０８）。
【０１２９】
次に、このような処理を実現するためのスレーブ局のＢＦ受信時の処理フロー（その２）が図１２に示されている。同図において、処理が開始されると、先ず、フレーム受信待機状態となる（ステップ１２０１，１２０２ＮＯ）。
【０１３０】
この状態において、何らかのフレームが受信され（ステップ１２０２ＹＥＳ）、それがＢＦであると判定されると（ステップ１２０３ＹＥＳ）、以下の一連の処理（ステップ１２０４〜１２０８）が順次に実行される。
【０１３１】
すなわち、先ず、フレーム解析処理（ステップ１２０４）が実行されて、フレームの構造が解析されたのち、フレーム内アドレス情報（マスタ局アドレス、及び一連の中継局アドレス）が「自局の上位側隣接局情報」として所定のメモリ内に保持される（ステップ１２０５）。続いて、フレーム内のアドレス情報数（中継局アドレスの数）に基づいて中継局の介在段数が計算により求められる（ステップ１２０６）。
【０１３２】
この第２実施形態における接続局通知フェーズ（フェーズII）及び保存情報取出フェーズ（フェーズIII）の内容は、第１実施形態におけるものと同様であるから重複説明は省略する。
【０１３３】
この第２実施形態によれば、中継局介在段数が増加するに連れて、ＢＦのフレーム長が増加すると言う欠点はあるものの、この欠点も中継局介在段数が数段程度の範囲内であれば致命的と言うわけでもない。一方、この第２実施形態によれば、各中継局の処理としては単に自局の局アドレスを追加するだけであるから第１実施形態のものに比べてソフトウェア的な負担が少ない利点がある。加えて、マスタ局の処理においても、各中継局及びスレーブ局から取得した「自局の上位側隣接局情報」だけで、他の局の「自局の上位側隣接局情報」との照らし合わせをせずとも、その局に至る経路上の一連の局アドレスを認識できるため、第１実施形態のものに比べてソフトウェア的な負担が少ない利点がある。
【０１３４】
［フェーズIV］
最後に、以上説明した３つのフェーズ（情報保存フェーズ、接続局通知フェーズ、保存情報取出フェーズ）を含むネットワーク立ち上げ時の処理とネットワーク立ち上げ後の通信サイクルフェーズとの関係について、図１８及び図１９を参照しながら説明する。
【０１３５】
この通信サイクルフェーズ（フェーズIV）においては、出力用データフレーム（Out_Frame：以下、ＯＦと略す）、ネットワーク同期フレーム（Trigger_Frame：以下、ＴＦと略す）、入力用データフレーム（In_Frame：以下、ＩＦと略す）からなる３種類のフレームが使用される。
【０１３６】
ＯＦ、ＴＦ、ＩＦのフレーム構成図が図１８に示されている。同図に示されるように、フィールドバス６を流れるＯＦには、ＯＦであることを識別するためのＯＦ識別ヘッダ１８０１と、各宛先ごとの出力データ１８０２〜１８０４とが少なくとも含まれ、フィールドバス６を流れるＴＦには、ＴＦであることを識別するためのＴＦ識別ヘッダ１８０５と、制御データ１８０６とが少なくとも含まれ、フィールドバス６を流れるＩＦには、ＩＦであることを識別するためのＩＦ識別ヘッダ１８０７と、送信元アドレス１８０８と、入力データ１８０９とが少なくとも含まれている。
【０１３７】
フェーズ（Ｉ）〜（III）までの段階を経て、マスタ局（Ｍ）は、自局に接続されている中継局（Ｒ）及びスレーブ局（Ｓ）のアドレスを認識することができる。この状態において、通信マスタ局（Ｍ）は、通信スレーブ局（Ｓ）に対して出力用データフレーム（Out_Frame：以下、ＯＦと略す）及びネットワーク同期フレーム（Trigger_Frame：以下、ＴＦと略す）を順次に送信する。
【０１３８】
通信スレーブ局（Ｓ）はＯＦを受信した場合、自局で利用するデータのみをＯＦから抜き出し受信する。また、ＴＦを受信した場合には、内部のタイマを起動し、自局のフレーム出力時間となった場合に、入力用データフレーム（In_Frame：以下、ＩＦと略す）を通信マスタ局（Ｍ）に宛てて送信する。
【０１３９】
以上、一連の動作（ＯＦ送信、ＴＦ送信、ＩＦ送信）を繰り返すことにより、入出力データの送受信が行われる。
【０１４０】
フレームの送受信シーケンスの説明図（その５）が図１９に示されている。同図に示されるように、ＯＦは通信マスタ局（アドレス１０）から通信スレーブ局（アドレス１０１）宛に送信される。通信スレーブ局（アドレス１０１）はＯＦを受信した場合、自分の必要とする出力データ部分を抜き出して利用する。ＴＦは通信マスタ局（アドレス１０）から通信スレーブ局（アドレス１０１）宛に送信される。通信スレーブ局（アドレス１０１）はＴＦを受信した場合、内蔵しているカウンタを初期化する。これにより、ネットワーク全体の時間管理の同期化を図る。ＩＦは通信スレーブ局（アドレス１０１）から通信マスタ局（アドレス１０）宛に送信される。通信スレーブ局（アドレス１０１）はＴＦにより同期化されたネットワーク管理時間と、自アドレスを元に、自身がデータを送信すべき時間を識別することができる。送信時間となった場合、通信スレーブ局（アドレス１０１）は通信マスタ局（アドレス１０）宛にＩＦを送信する。通信マスタ局（アドレス１０）は送信元アドレスより、どの通信スレーブ局からの入力データであるかを識別し、入力データを保存・利用する。
【０１４１】
なお、通信サイクルフェーズ（フェーズIV）中に、情報保存フェーズ（フェーズI）、接続局通知フェーズ（フェーズII）、保存情報取出フェーズ（フェーズIII）を随時実行することで、中継局や通信スレーブ局のネットワーク動作中の脱着が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１４２】
本発明によれば、探索経路全体としての同時性が高いネットワーク構成情報をマスタ局に教示することができると共に、未だ、マスタ局側が接続スレーブ局を認識していないネットワーク起動時等にあっても、即座に、適用することが可能であり、しかも通信サイクルタイムを徒に増加させることがない、ＰＬＣシステムにおけるネットワーク構成情報教示方法、及び、同方法の実施に好適なＰＬＣシステム、並びに、その構成要素を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】通信マスタ局、通信スレーブ局、及び中継局を含むＰＬＣシステムの構成図である。
【図２】通信マスタユニットのハードウェア構成図である。
【図３】Ｉ／Ｏターミナル装置（通信スレーブ局）のハードウェア構成図である。
【図４】リピータ（中継局）のハードウェア構成図である。
【図５】探索フレーム（ＢＦ）のフレームフォーマットを示す構成図である。
【図６】フレームの送受信シーケンスの説明図（その１）である。
【図７】中継局のＢＦ受信時の処理フロー（その１）である。
【図８】スレーブ局のＢＦ受信時の処理フロー（その１）である。
【図９】アドレス情報が追加されていく場合の探索フレームのフレーム構成図である。
【図１０】フレームの送受信シーケンスの説明図（その２）である。
【図１１】中継局のＢＦ受信時の処理フロー（その２）である。
【図１２】スレーブ局のＢＦ受信時の処理フロー（その２）である。
【図１３】生存確認フレーム及び接続要求フレームのフレームの構成図である。
【図１４】フレームの送受信シーケンスの説明図（その３）である。
【図１５】イベントフレームのフレーム構成図である。
【図１６】フレームの送受信シーケンスの説明図（その４）である。
【図１７】ネットワーク構成図である。
【図１８】通信サイクルフェーズで使用される出力用データフレーム、ネットワーク同期フレーム、及び入力用データフレームのフレーム構成図である。
【図１９】フレームの送受信の模式図（その５）である。
【符号の説明】
【０１４４】
１  通信機能を有するＰＬＣ装置
２  通信機能を有するＩ／Ｏターミナル装置
３  パソコン
４  リピータ
５  終端装置
６  フィールドバス
７  Ｉ／Ｏ機器
１０  通信マスタユニット
２０  ＣＰＵユニット
１０１  通信インタフェース
１０２  マスタ用ＡＳＩＣ
１０３  ＲＡＭ
１０４  ＣＰＵ
１０５  ＥＥＰＲＯＭ
１０６  ＬＥＤ表示器
１０７  設定スイッチ
１０８  内部バスインタフェース
２０１  通信インタフェース
２０２  スレーブ用ＡＳＩＣ
２０３  ＣＰＵ
２０４  ＥＥＰＲＯＭ
２０５  ＬＥＤ表示器
２０６  設定スイッチ
２０７  Ｉ／Ｆ部
４０１、４０２  通信インタフェース
４０３  リピータ用ＡＳＩＣ
４０４  電源
４０５  ＬＥＤ表示器
４０６  設定スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
0004623291.tif 000018
【図１８】
0004623291.tif 000019
【図１９】
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