(57)【要約】【目的】複数局がシリアル通信ケーブル０４により順次リング状に結合されてリング内を所定方向に流れる伝送フレーム２０を介しデータを授受するリング型通信網に対する局０２ｊのインタフェース１ｊにて、当該局がリング型通信網上の通信に参加するか否かに応じ当該局内を通過する伝送フレームの経路を、前局０２ｉから受信した伝送フレームを直接、次局０２ｋへ送信するためのバイパス通信路９側か、前局から受信した伝送フレームから当該局宛てのデータを取込んで残りの伝送フレームを次局へ送信し、また前局から受信した伝送フレームに当該局から他局に宛てたデータを付加し次局へ送信する伝送フレーム入出力回路２側かに切替え信号８によりセレクタ３にて切替える際の伝送フレーム破壊を防ぐ。【構成】現に当該局内を通過中の伝送フレームが存在しない期間を検出し該期間内にセレクタの切替えを行わせる伝送フレーム終了検出回路１１、ＡＮＤ回路１２等を設ける。【選択図】        図１
2005151187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の局が隣接する局間を結ぶシリアル通信のケーブルによって順次リング状に結合されて該リング内を所定の方向に流れる伝送フレームを介し情報を授受するリング型ネットワークに対する、少なくともマスタ局を除く前記の各局それぞれのインタフェースとしてのリング型ネットワークインタフェースであって、
上流側に隣接する局としての前局から受信した伝送フレームを直接、下流側に隣接する局としての次局へ送信するためのバイパス通信路と、
前局から受信した伝送フレームから当該局宛ての伝送フレームを取り込んで残りの伝送フレームを次局へ送信し、また、前局から受信した伝送フレームに当該局から他局に宛てた伝送フレームを付加して次局へ送信する伝送フレーム入出力手段と、
当該局内を通過する伝送フレームの経路を、当該局が前記リング型ネットワーク上の通信に参加しないときは前記バイパス通信路側に、当該局が前記リング型ネットワーク上の通信に参加するときは前記伝送フレーム入出力手段側にそれぞれ切替える伝送路切替え手段とを備えたリング型ネットワークインタフェースにおいて、
現に当該局内を通過中の伝送フレームが存在しない期間を検出して該期間内に前記伝送路切替え手段の切替えを行わせる伝送路切替え時期検出手段を備えたことを特徴とするリング型ネットワークインタフェース。
【請求項２】
前記リング型ネットワークの通信ケーブルを構成する電源線より給電されてなることを特徴とする請求項１に記載のリング型ネットワークインタフェース。
【請求項３】
請求項１または２に記載のリング型ネットワークインタフェースにおいて、前記の各局がプログラマブルコントローラの各機能を分担するモジュールであることを特徴とするリング型ネットワークインタフェース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プログラマブルコントローラ（以下ＰＬＣという）を構成するＣＰＵモジュール、Ｉ／Ｏモジュール、通信モジュール等の中核モジュール、あるいは更にこれにサーボモジュール等の周辺モジュールを加えた各モジュールをシリアル通信の局（ノード）として通信ケーブルによって順次リング状に結合してなるリング型ネットワークに対する各モジュールのインタフェースとしてのリング型ネットワークインタフェースに関するもので、
特にモジュールが伝送フレームを破壊することなく容易にリング型ネットワーク上の通信へ参加したり、同通信から離脱したりすることができる機能を備えたリング型ネットワークインタフェースに関する。
なお、以下各図において同一の符号は同一もしくは相当部分を示す。
【背景技術】
【０００２】
プログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）は予めユーザによって格納されたシーケンスプログラムを実行しつつ自身に接続された制御対象機器をシーケンス制御する装置として知られている。
図３はリング型ネットワークを構成して情報を授受する複数のモジュール０２（０２ａ〜０２ｆ）からなるＰＬＣ０１のシステム構成例を示す。同図において、０２ａはＰＬＣ０１の制御の主体となるＣＰＵモジュール、０２ｂは図外の制御対象機器に対する入出力インタフェースとなるＩ／Ｏモジュール、０２ｃは外部機器との間でＲＳ２３２ＣやＥｔｈｅｒｎｅｔ等による通信に係わる通信モジュールである。
２ｄは機能モジュールで、これには例えば大容量のメモリ、あるいはパーソナルコンピュータとの連絡に用いられるモデム等のモジュールが含まれる。また、０２ｅはＩ／Ｏモジュール１ｂの機能を拡張する拡張Ｉ／Ｏモジュール、０２ｆはモータを制御するサーボ制御装置内の通信機能部としてのサーボモジュールである。
【０００３】
この各モジュール０２ａ〜０２ｆはシリアル通信のケーブル０４によって順次リング状に結合されてリング型ネットワーク０３を構成している。そして本例では、このリング型ネットワーク０３上においてＣＰＵモジュール０２ａがマスタ局、その他のモジュール０２ｂ〜０２ｆがスレーブ局となり、マスタ局が伝送フレームをリング型ネットワーク０３の所定方向に巡回させて各スレーブ局と情報を授受する。
ここで、１（１ａ〜１ｆ）はそれぞれ各モジュール０２ａ〜０２ｆのリング型ネットワーク０３に対するインタフェースとしてのリング型ネットワークインタフェースである。  図５は従来のリング型ネットワークインタフェースの構成例を示す。ここではリング型ネットワーク０３上に伝送フレーム２０の流れの方向に順番に並ぶ３つのモジュール（局ともいう）を一般に０２ｉ、０２ｊ、０２ｋとし、局０２ｊ（当該局、あるいは自局ともいう）のリング型ネットワークインタフェース１ｊを示している。
【０００４】
同図において、０４ｉは隣接する上流側の局としての前局０２ｉと当該局０２ｊとを結ぶ通信ケーブル、０４ｊは当該局０２ｊと隣接する下流側の局としての次局０３ｋとを結ぶ通信ケーブルである。
また、リング型ネットワークインタフェース１ｊ内において、伝送フレーム入出力回路２は、当該局０２ｊがリング型ネットワーク上の通信に参加した際、通信ケーブル０４ｉを流下する前局０２ｉからの伝送フレーム２０を入力したのち、入力した伝送フレーム２０から自局０２ｊ宛ての（本例ではマスタ局からの）データを取り込んだ残りの伝送フレーム２０、または入力した伝送フレーム２０に自局０２ｊが他局（本例ではマスタ局）宛てに送信するデータを付加した伝送フレーム２０を再び次局０２ｋへ向けて出力する役割を持つ。
【０００５】
また、セレクタ３は自身に入力される切替え信号８に応じて、伝送フレーム入出力回路２から出力される伝送フレームをセレクタ入力端子Ｂから、または伝送フレーム入出力回路２をバイパスする通信路９を介し直接、前局０２ｉから流下する伝送フレーム２０をセレクタ入力端子Ａからそれぞれ選択して次局０２ｋ側に出力する役割を持つ。
また、伝送フレーム波形整形回路４はセレクタ３が出力した伝送フレームの波形のなまり等を整形して次局０２ｋへの通信ケーブル０４ｊに送出する。
図４は当該局０２ｊをスレーブ局とした場合に自局のリング型ネットワークインタフェース１ｊが入出力（受送信）する伝送フレーム２０の構成例を示す。ここで、図４のａ）は当該局０２ｊがリング型ネットワーク０３上の通信に参加している場合を、図４のｂ）は当該局０２ｊがリング型ネットワーク０３上の通信に参加していない場合をそれぞれ示す。
【０００６】
図４において入力収集フレーム２１Ｒ、２１Ｓ’、２１Ｓはマスタ局が各スレーブ局からデータを収集する旨のコマンドを含む伝送フレームで、２１Ｒは自局が受信する伝送フレーム、２１Ｓ’は受信した入力収集フレーム２１Ｒに自局がマスタ局に宛てて送るデータ（自局データ）３０Ｓを付加して送信する伝送フレーム、２１Ｓは受信した入力収集フレーム２１Ｒのままで自局が送信する伝送フレームである。
また、出力配布フレーム２２Ｒ’、２２Ｒ、２２Ｓはマスタ局が各スレーブ局へデータを配布する旨のコマンドを含む伝送フレームで、２２Ｒ’はマスタ局から自局に宛てたデータ（自局データ）３０Ｒを含む伝送フレーム、２２Ｒは自局宛てのデータを含まない伝送フレーム、２２Ｓは受信した出力配布フレーム２２Ｒ’から自局宛てのデータ３０Ｒを取り込んだ（削除した）残りの伝送フレーム（図４ａ）の場合）、または受信した出力配布フレーム２２Ｒのままで自局が送信する伝送フレーム（図４ｂ）の場合）である。
【０００７】
ここで、自局０２ｊがリング型ネットワーク０３上の通信に参加している場合には、図４ａ）の受送信が行われる。即ち、この場合、セレクタ３の入力端子はＢ側に切り換えられており、図４ａ）の上側（受信側）の伝送フレーム２０、つまり入力収集フレーム２１Ｒおよび出力配布フレーム２２Ｒ’は一旦、伝送フレーム入出力回路２に受信される。
そして、伝送フレーム入出力回路２は、入力収集フレーム２１Ｒを受信したときは、この入力収集フレーム２１Ｒに自局データ３０Ｓを付加し、入力収集フレーム２１Ｓ’としてセレクタ３、伝送フレーム波形整形回路４を介し通信ケーブル０４ｊへ送信する。また、出力配布フレーム２２Ｒ’を受信したときは、この出力配布フレーム２２Ｒ’から自局データ３０Ｒを取込み（削除し）、出力配布フレーム２２Ｓとしてセレクタ３、伝送フレーム波形整形回路４を介し通信ケーブル０４ｊへ送信する。
【０００８】
一方、何らかの理由で自局０２ｊがリング型ネットワーク０３上の通信に参加していない場合には、図４ｂ）の受送信が行われ、前局０２ｉから通信ケーブル０４ｉを流下する伝送フレーム２０は自局０２ｊを実質的にバイパスして次局０２ｋに向かう。
即ち、このときセレクタ３の入力端子はＡ側に切り換えられており、図４ｂ）の入力収集フレーム２１Ｒは、通信ケーブル０４ｉからバイパス通信路９を経てセレクタ３に入り、セレクタ３からそのまま入力収集フレーム２１Ｓとして伝送フレーム波形整形回路４を経て通信ケーブル０４ｊに送出される。
また、図４ｂ）の出力配布フレーム２２Ｒも、通信ケーブル０４ｉからバイパス通信路９を経てセレクタ３に入り、セレクタ３からそのまま出力配布フレーム２２Ｓとして伝送フレーム波形整形回路４を経て通信ケーブル０４ｊに送出される。
【０００９】
なお、特許文献１には、信号を互いに逆方向に転送する１次、２次のリングを持つシリアル通信網に、それぞれデータ端末（局）を接続する複数のポートを接続した二重のリング型ネットワーク（デュアル・リング・シリアル網）において、ポートの選択的な相互接続と二重のリング網の相互間の接続を含む通信網の再構成により故障ポートを発見しバイパスする技術が開示されている。
【特許文献１】特開平５−３１６１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上述した従来のリング型ネットワークインタフェース１においては、リング型ネットワーク０３上の伝送状態を認識する手段がないため、その時点の伝送状態に関係なく当該局０２ｊが通信可能状態になったことを認識してセレクタ３をバイパス側（入力端子Ａ側）からネットワーク通信参加側（入力端子Ｂ側）に切替えている。
このため伝送フレーム２０の通過中に当該局０２ｊが通信可能状態になると、セレクタ３の切替え時に伝送フレーム２０を破壊してしまい通信異常を発生させるという問題があった。
本発明はこの問題を解消できるリング型ネットワークインタフェースを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の課題を解決するために請求項１のリング型ネットワークインタフェースは、
複数の局（０２ａ〜０２ｆなど）が隣接する局間を結ぶシリアル通信のケーブル（０４）によって順次リング状に結合されて該リング内を所定の方向に流れる伝送フレーム（２０）を介し情報を授受するリング型ネットワーク（０３）に対する、少なくともマスタ局（０２ａ）を除く前記の各局それぞれのインタフェースとしてのリング型ネットワークインタフェース（１ｂ〜１ｆなど）であって、
上流側に隣接する局としての前局（０２ｉ）から受信した伝送フレーム（入力収集フレーム２１Ｒ、出力配布フレーム２２Ｒなど）を直接、（入力収集フレーム２１Ｓ、出力配布フレーム２２Ｓなどとして）下流側に隣接する局としての次局（０２ｋ）へ送信するためのバイパス通信路（９）と、
前局から受信した伝送フレーム（出力配布フレーム２２Ｒ’など）から当該局宛ての伝送フレーム（自局データ３０Ｒ）を取り込んで残りの伝送フレーム（出力配布フレーム２２Ｓなど）を次局へ送信し、また、前局から受信した伝送フレーム（入力収集フレーム２１Ｒなど）に当該局から他局に宛てた伝送フレーム（自局データ３０Ｓ）を付加して（入力収集フレーム２１Ｓ’などとして）次局へ送信する伝送フレーム入出力手段（伝送フレーム入出力回路２）と、
当該局内を通過する伝送フレームの経路を、当該局が前記リング型ネットワーク上の通信に参加しないときは前記バイパス通信路側に、当該局が前記リング型ネットワーク上の通信に参加するときは前記伝送フレーム入出力手段側にそれぞれ（切替え信号８に応じて）切替える伝送路切替え手段（セレクタ３など）とを備えたリング型ネットワークインタフェースにおいて、
現に当該局内を通過中の伝送フレームが存在しない期間（伝送フレーム非存在期間ＴＮ）を検出して該期間内に前記伝送路切替え手段の切替えを行わせる伝送路切替え時期検出手段（伝送フレーム終了検出回路１１、ＡＮＤ回路１２など）を備えたものとする。
【００１２】
また請求項２のリング型ネットワークインタフェースは、請求項１に記載のリング型ネットワークインタフェースにおいて、
前記リング型ネットワークの通信ケーブルを構成する電源線（０４Ｐ）より給電されてなるようにする。
また請求項３のリング型ネットワークインタフェースは、請求項１または２に記載のリング型ネットワークインタフェースにおいて、前記の各局がプログラマブルコントローラ（ＰＬＣ０１）の各機能を分担するモジュールであるようにする。
即ち、本発明の作用は、当該局がリング型ネットワーク上の通信に参加するか否かを示す切替え信号８に応じセレクタ３により、当該局内を通過する伝送フレームの経路を、伝送フレーム入出力回路２側かバイパス通信路９側かに切替えるに際して、伝送フレームの終了時点を検出する回路１１などを介し、この切替時期を、現に当該局内を通過中の伝送フレームが存在しない期間ＴＮとし、伝送路の切替えに伴うエラーを防止しようとするものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に関わる発明によれば、当該モジュール（局）がリング型ネットワーク上の通信に参加するか否かに応じて、当該局のリング型ネットワークインタフェース内を通過する伝送フレームの経路を、伝送フレーム入出力回路２側かバイパス通信路９側かに切替える際の切替時期を、現に当該局のリング型ネットワークインタフェース内を通過中の伝送フレームが存在しない期間ＴＮとしたので、
伝送フレームを破壊することなく、モジュール（局）が、例えば立上り時間の制約などにとらわれず自局側の都合により、リング型ネットワーク上の通信への参加・離脱を行うことができる。
また請求項２に関わる発明によれば、請求項１のリング型ネットワークインタフェースがリング型ネットワークの通信ケーブルを構成する電源線０４Ｐより給電されるようにしたので、
リング型ネットワーク上の通信を損なうことなく、当該モジュール（局）のリング型ネットワークインタフェースを除く本体部分をリング型ネットワークから物理的に着脱することが可能となり、モジュール（局）のメンテナンスを容易にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は本発明の第１の実施例としてのリング型ネットワークインタフェースの構成を示す。図１と図５との相違は、図１ではリング型ネットワークインタフェース１ｊにおける伝送フレーム２０の入力部に伝送フレーム終了検出回路１１が挿入されるとともに、この伝送フレーム終了検出回路１１の検出出力１１ａと切替え信号８とのＡＮＤ条件を求めるＡＮＤ回路１２が新設され、ＡＮＤ回路１２の出力１２ａが従来の切替え信号８に置き換わってセレクタ３に与えられる点である。
ここで、切替え信号８は、当該局（モジュール）０２ｊが通信可能な状態になると“Ｈ”になるものとする。一方、伝送フレーム終了検出回路１１は通信ケーブル０４ｉから当該局０２ｊに流入する、図４に示されるような各伝送フレーム２０の終了時点ｔ１１、ｔ２１、・・・と、伝送フレーム２０の開始時点ｔ１２、ｔ２２・・・とを検出し、伝送フレーム２０の存在しない期間（便宜上、伝送フレーム非存在期間という）ＴＮとしての（時点ｔ１１とｔ１２の間）、（時点ｔ２１とｔ２２の間）等のみ検出出力１１ａを“Ｈ”とする。
【００１５】
従って、メイン電源が投入されていないなどの理由で当該局０２ｊが通信可能な状態でない場合、切替え信号８は“Ｌ”のためＡＮＤ出力１２ａも“Ｌ”であり、セレクタ３では入力端子Ａが選択され、前局０２ｉから送られてきた伝送フレーム２０はそのまま伝送フレーム波形整形回路４を経て次局０２ｋに送られることになり当該局０２ｊは実質上、バイパスされた状態になる。
その後、当該局０２ｊが通信可能な状態になった時点でセレクタ３の入力端子Ｂが選択されるよう切替え信号８が“Ｌ”から“Ｈ”に切替わる。しかし、伝送フレーム終了検出回路１１は伝送フレーム非存在期間ＴＮのみ検出出力１１ａを“Ｈ”とするので、切替え信号８が“Ｈ”となったのち最初に到来する伝送フレーム非存在期間ＴＮにＡＮＤ出力１２ａが“Ｈ”となってセレクタ３の入力端子Ｂが選択され、当該局０２ｊがリング型ネットワーク０３上の通信に参加できることになる。
【００１６】
なお以後、当該局０２ｊがリング型ネットワーク０３上の通信に参加している間、つまり切替え信号８が“Ｈ”である間は図外の手段によってセレクタ３の入力端子Ｂの選択は保持される。また、当該局０２ｊが通信参加状態から通信不参加の状態に切り替わる際、つまり切替え信号８が“Ｈ”から“Ｌ”に切り替わる際も、図外の手段によって切替え信号８が“Ｌ”になったのち最初に到来する伝送フレーム非存在期間ＴＮにセレクタ３の入力端子Ａが選択される。
図２は本発明の第２の実施例としてのリング型ネットワークインタフェースの構成を示す。本実施例のリング型ネットワークインタフェース１ｊは通信ケーブル０４を構成する電源線０４Ｐから給電される。なお当該局０２ｊの本来の機能部５は電源線０４Ｐとは別の主電源７より給電され、コネクタ６等により当該局０２ｊのリング型ネットワークインタフェース１ｊに着脱可能な状態となっている。このため、本来の機能部５の着脱の有無、つまり主電源７の有無に無関係にリング型ネットワークインタフェース１ｊの動作が可能となる。
【００１７】
即ち、図２において当該局（モジュール）の故障やメンテナンス時に切替え信号８を“Ｌ”に切替えると、給電状態の図１の場合と同様に、その後最初に到来する伝送フレーム非存在期間ＴＮにセレクタ３の入力端子がＡ側に切替わり、当該局がリング型ネットワーク０３上から切り離される。
その後、当該局の主電源７を切つて当該局のメンテナンスを行った後、主電源７を投入して切替え信号８を“Ｈ”に切替えると、給電状態の図１の場合と同様に、その後最初に到来する伝送フレーム非存在期間ＴＮにセレクタ３の入力端子がＢ側に切替わり、当該局がリング型ネットワーク０３上の通信に再度参加することができる。
このリング型ネットワークインタフェース１を専用コネクタに内蔵すれば、リング型通信形態でありながら通信ケーブル０４とモジュール０２の本体機能部５を容易に着脱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施例としてのリング型ネットワークインタフェースの構成図
【図２】本発明の第２の実施例としてのリング型ネットワークインタフェースの構成図
【図３】ＰＬＣのリング型ネットワークの構成例を示す図
【図４】リング型ネットワークインタフェースを入出力する伝送フレームの構成例を示す図
【図５】図１に対応する従来のリング型ネットワークインタフェースの構成図
【符号の説明】
【００１９】
０１                      プログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）
０２（０２ａ〜０２ｆ、０２ｉ〜０２ｋ）    モジュール（局）
０２ｉ                    前局
０２ｊ                    当該局（自局）
０２ｋ                    次局
０３                      リング型ネットワーク
０４（０４ｉ、０４ｊ）    通信ケーブル
０４ｉ                    前局と当該局を結ぶ通信ケーブル
０４ｊ                    当該局と次局を結ぶ通信ケーブル
０４Ｐ                    通信ケーブル内の電源線
０４Ｔ                    通信ケーブル内の通信線
１（１ａ〜１ｆ、１ｊ）    リング型ネットワークインタフェース
１ｊ                      当該局のリング型ネットワークインタフェース
２                        伝送フレーム入出力回路
３                        セレクタ
４                        伝送フレーム波形整形回路
５                        当該局の本来機能部
６                        コネクタ
７                        主電源
８                        切替え信号
９                        バイパス通信路
１１                      伝送フレーム終了検出回路
１１ａ                    伝送フレーム終了検出回路の検出出力
１２                      ＡＮＤ回路
１２ａ                    ＡＮＤ回路の出力
２０                      伝送フレーム
２１Ｒ                    入力収集フレーム（受信側）
２１Ｓ、２１Ｓ’          入力収集フレーム（送信側）
２２Ｒ、２２Ｒ’          出力配布フレーム（受信側）
２２Ｓ                    出力配布フレーム（送信側）
３０Ｒ                    自局データ（受信側）
３０Ｓ                    自局データ（送信側）
ｔ１１、ｔ２１            伝送フレーム終了時点
ｔ１２、ｔ２２            伝送フレーム開始時点
ＴＮ                      伝送フレーム非存在期間
【図１】
2005151187.tif 000003
【図２】
2005151187.tif 000004
【図３】
2005151187.tif 000005
【図４】
2005151187.tif 000006
【図５】
2005151187.tif 000007