(57)【要約】  制御装置（１００）は、通信線を介して接続された設備機器を制御する制御装置であって、通信部（１５０）と、送信制御部（１１４）を備える。通信部（１５０）は、設備機器の動作を制御するための制御フレームと、設備機器に通信品質評価を実行させるためのテストフレームを、通信線を介して設備機器に送信する。送信制御部（１１４）は、テストフレームを、制御フレームの送信間隔時間として設定された制御フレーム間隔時間の期間内に設備機器に送信するべく通信部（１５０）を制御する。
2019026254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信線を介して接続された設備機器を制御する制御装置であって、
前記設備機器の動作を制御するための制御フレームと、前記設備機器に通信品質評価を実行させるためのテストフレームを、前記通信線を介して前記設備機器に送信する送信手段と、
前記テストフレームを、前記制御フレームの送信間隔時間として設定された制御フレーム間隔時間の期間内に前記設備機器に送信するべく前記送信手段を制御する送信制御手段と、を備える、
制御装置。
【請求項２】
前記通信線を信号が流れていない無信号状態の継続時間を計測する無信号時間計測手段、を更に備え、
前記送信制御手段は、前記無信号時間計測手段が計測する前記無信号状態の継続時間が前記制御フレーム間隔時間よりも短いテストフレーム間隔時間に達したことを契機に、前記テストフレームを前記設備機器に送信させる、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記送信制御手段は、前記制御フレーム間隔時間の期間内に、前記テストフレームの送信に先立ち、ダミーフレームを前記設備機器に送信するべく前記送信手段を制御する、
請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
通信線を介して接続された制御装置によって制御される設備機器であって、
通信品質評価の実行を指示するテストフレームを、前記通信線を介して前記制御装置から受信する受信手段と、
前記テストフレームの実測波形を取得する実測波形取得手段と、
前記テストフレームの理論波形を取得する理論波形取得手段と、
前記実測波形と前記理論波形との比較に基づき、通信品質を評価する通信品質評価手段と、を備える、
設備機器。
【請求項５】
通信線を介して接続された、制御装置と設備機器とを有する設備管理システムであって、
前記制御装置は、
前記設備機器の動作を制御するための制御フレームと、前記設備機器に通信品質評価を実行させるためのテストフレームを、前記通信線を介して前記設備機器に送信する送信手段と、
前記テストフレームを、前記制御フレームの送信間隔時間として設定された制御フレーム間隔時間の期間内に前記設備機器に送信するべく前記送信手段を制御する送信制御手段と、を備え、
前記設備機器は、
前記制御フレームと前記テストフレームを、前記通信線を介して前記制御装置から受信する受信手段と、
前記テストフレームの実測波形を取得する実測波形取得手段と、
前記テストフレームの理論波形を取得する理論波形取得手段と、
前記実測波形と前記理論波形との比較に基づき、通信品質を評価する通信品質評価手段と、を備える、
設備管理システム。
【請求項６】
通信線を介して接続された設備機器を制御する制御装置の制御方法であって、
前記設備機器の動作を制御するための制御フレームと、前記設備機器に通信品質評価を実行させるためのテストフレームを、前記通信線を介して前記設備機器に送信する送信ステップと、
前記テストフレームを、前記制御フレームの送信間隔時間として設定された制御フレーム間隔時間の期間内に前記設備機器に送信するべく前記送信ステップを制御する送信制御ステップと、を備える、
制御方法。
【請求項７】
通信線を介して接続された設備機器を制御する制御装置のコンピュータを、
前記設備機器の動作を制御するための制御フレームと、前記設備機器に通信品質評価を実行させるためのテストフレームを、前記通信線を介して送信する送信手段、
前記テストフレームを、前記制御フレームの送信間隔時間として設定された制御フレーム間隔時間の期間内に前記設備機器に送信するべく前記送信手段を制御する送信制御手段、
として機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置、設備機器、設備管理システム、制御方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の設備機器を管理する設備管理システムにおいて通信品質を評価するための技術の開発が進められている。例えば、特許文献１は、伝送路を流れる信号を監視し、通信異常を検出した際に、通信異常検出時の信号の電圧波形の歪みを解析して異常発生の原因を推定する異常検出装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３１８４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電圧波形の歪みは、通信線、通信回路、コネクタ等の通信系の劣化、接触不良等の不具合によって発生するほか、通信線上の信号の衝突によって発生する場合がある。したがって、特許文献１が開示する技術では、電圧波形の歪みが、通信系の不具合に起因するものか、信号衝突に起因するものかを判別することができず、通信品質を効率的に評価することが困難である。【０００５】
本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたものであり、通信品質を効率的に評価することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明に係る制御装置は、通信線を介して接続された設備機器を制御する制御装置であって、送信手段、送信制御手段を備える。送信手段は、設備機器の動作を制御するための制御フレームと、設備機器に通信品質評価を実行させるためのテストフレームを、通信線を介して設備機器に送信する。送信制御手段は、テストフレームを、制御フレームの送信間隔時間として設定された制御フレーム間隔時間の期間内に設備機器に送信するべく送信手段を制御する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、制御装置は、通信品質評価を実行させるためのテストフレームを制御フレーム間隔時間内に設備機器に送信する。このため、テストフレームを、信号衝突を回避し得るタイミングで設備機器に送信することができ、通信品質を効率的に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る設備管理システムの構成を示す図
【図２】制御装置の構成を示すブロック図
【図３】設備機器の構成を示すブロック図
【図４】電圧波形の各パルスの波高値、パルス幅、サグ、立ち上がり時間、立ち下がり時間を説明するための図
【図５】テストフレーム送信処理の流れを示すフローチャート
【図６】通信品質評価処理の流れを示すフローチャート
【図７】実施の形態２に係るテストフレーム送信処理の流れを示すフローチャート
【図８】信号衝突が発生した場合の各装置の動作を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態に係る設備管理システムについて、図面を参照しながら説明する。ここでは、設備機器の設備管理を行う設備管理システムを例に説明する。
【００１０】
（実施の形態１）
図１に示すように、本発明の実施の形態１に係る設備管理システム１は、設備機器２００と、複数の設備機器２００を制御する制御装置１００とを備える。制御装置１００と設備機器２００は、通信線ＣＬを介して相互に通信可能に接続され、イーサネット（登録商標）の通信制御方式である、ＣＳＭＡ／ＣＤ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）勝ち残り方式を用いてシリアル通信を行う。また、制御装置１００と設備機器２００の通信に用いられる信号には、ＮＲＺ（Non Return to Zero）方式、ＲＺ（Return to Zero）方式、ＡＭＩ（Alternate Mark Inversion）方式等のバースバンド方式における任意の符号化方式を適用することができる。
【００１１】
なお、図１には、設備機器２００が３つ示されているが、設備管理システム１が備える設備機器２００の個数はこれに限られず、任意の数の設備機器２００が適用可能である。また、以下では、複数の設備機器を総称して、または、設備管理システム１に含まれる設備機器の１つを指して、「設備機器２００」と示す場合がある。
【００１２】
通常のＣＳＭＡ／ＣＤ方式では、通信線上の各装置は、通信線に信号が流れていないかを常に監視し、信号が流れていない無信号状態が予め定められた期間継続したことを確認した後、データの送信を開始する。また、データを送信する装置は、送信データと伝送路上の通信データをビット単位で照合し、照合結果が異なる場合に衝突を検知する。通信線上の信号の衝突を検知した場合には、データの送信を停止し、衝突が発生したことを他の装置に知らせるジャム信号を送信する。これにより、ジャム信号を受信した装置は、衝突が発生したデータを確実に破棄することができる。衝突を検知して送信を停止した装置は、複数の候補からランダムに決定される待機時間の経過後に、データの再送信を開始する。
【００１３】
勝ち残り方式では、ほぼ同時にデータ送信を開始した複数の装置のうち、衝突を検知した装置はデータ送信を停止する一方、衝突を検知しなかった装置はデータ送信を停止することなく続行し、データを最後まで送信する。
【００１４】
図８を参照しながら、通信線上で装置Ａと装置Ｂの送信信号の衝突が発生した場合の各装置の動作について説明する。以下の説明では、ＮＲＺ方式を採用し、電位Ｅの信号が「１」を示し、電位０の信号が「０」を示す。また、通信線上のデータは、１以上の装置が「０」を送信した場合には「０」、全装置が「１」を送信した場合には「１」となって表れる。図８に示すように、装置Ａは、５ビット目に「１」を送信したにも関わらず、通信線上では「０」となっているため、衝突を検知して次ビット以降の送信を停止する。一方、装置Ｂは、送信データと通信線上のデータとが一致しているため、勝ち残ってデータの送信を続行する。
【００１５】
上記の例では、装置Ｂは、衝突が発生してもそれを検知することなく、データ送信を続行するが、装置Ｂが送信したデータの電圧波形には衝突に起因する歪みが生じることがある。そのため、装置Ｂの送信データを受信した装置Ａ以外の装置は、電圧波形の歪みが、信号の衝突によるものか、通信系の不具合によるものかを切り分けることが困難となる。
【００１６】
次に、設備管理システム１が備える制御装置１００、設備機器２００の各構成について説明する。
【００１７】
制御装置１００は、図２に示すように、制御装置１００を統括的に制御する制御部１１０、各種プログラムおよびデータを記憶する記憶部１２０、画像を表示する表示部１３０、ユーザ入力を受け付ける入力部１４０、設備機器２００とデータ通信を行う通信部１５０、通信線ＣＬを流れる信号を検出する信号検出部１６０を備える。これらの各部位は、バスラインＢＬを介して相互に電気的に接続されている。
【００１８】
制御部１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を有するコンピュータを備える。制御部１１０は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶された各種の動作プログラムを読み出してＲＡＭ上で実行することにより、制御装置１００の各構成部位を制御する。ＲＡＭは、例えば、各フレームの送信間隔の最小時間を示すフレーム間隔情報、通信部１５０の送信処理状態を示す送信状態情報等を一時的に記憶するバッファとして機能する。
【００１９】
制御部１１０は、機能的には、フレーム間隔設定部１１１、無信号時間計測部１１２、送信状態管理部１１３、送信制御部１１４、表示制御部１１５を有する。
【００２０】
フレーム間隔設定部１１１は、送信するコマンドの種別に応じてフレーム間隔時間を設定し、設定したフレーム間隔時間をフレーム間隔情報としてＲＡＭに記憶する。フレーム間隔設定部１１１は、通常、フレーム間隔時間を、制御フレームの送信間隔時間である制御フレーム間隔時間に設定する。また、フレーム間隔設定部１１１は、入力部１４０を介してユーザから通信品質評価を指示する操作信号を入力した場合、テストフレームを制御フレーム間隔時間よりも短い間隔で送信するべく、フレーム間隔時間を、テストフレームの送信間隔時間であるテストフレーム間隔時間に設定する。本実施の形態において、制御フレーム間隔時間を２０ミリ秒、テストフレーム間隔時間を１０ミリ秒とする。
【００２１】
ここで、本実施の形態において、制御フレームとは、設備機器２００の動作を制御する制御コマンドを格納したフレームである。また、テストフレームとは、設備機器２００に通信品質評価の実行を指示するテストコマンドを格納したフレームである。テストフレームは、制御フレームと区別するためのフレームタイプ、フレーム長の情報を含む。テストフレームは、短時間にフレーム全体の送信を完了させるために、そのデータ長が短いことが好ましい。また、テストフレームは、ユーザの操作に応じて送信する以外に、ユーザにより予め設定された送信スケジュールに基づいて、各設備機器２００に送信されてもよい。
【００２２】
無信号時間計測部１１２は、通信線ＣＬ上に信号が流れていない無信号状態の継続時間である無信号時間を計測する。無信号時間計測部１１２は、例えばＣＰＵに内蔵されたカウンタを用いて、信号検出部１６０から入力した検出信号に基づいて無信号時間を計測する。
【００２３】
送信状態管理部１１３は、通信部１５０の送信処理状態を管理する。送信状態管理部１１３は、例えば、通信部１５０が、フレームの送信処理を実行していない「非送信」、制御フレームの送信処理を実行中である「制御フレーム送信中」、テストフレームの送信処理を実行中である「テストフレーム送信中」のいずれの状態であるかを送信状態情報としてＲＡＭに記憶する。送信状態管理部１１３は、送信制御部１１４から通信部１５０に出力される送信要求、通信部１５０から入力した送信結果通知等に基づいて、送信状態情報を適宜更新する。
【００２４】
送信制御部１１４は、通信部１５０を制御して、設備機器２００にフレームを送信する。送信制御部１１４は、送信データを格納したフレームを生成し、無信号時間計測部１１２が計測する無信号時間がＲＡＭに記憶されたフレーム間隔情報に設定された時間に到達したタイミングで通信部１５０に対して送信要求を出力することにより、通信部１５０にフレームの送信を開始させる。
【００２５】
表示制御部１１５は、表示部１３０を制御して、例えば、設備機器２００から受信した通信品質評価情報を表示する。
【００２６】
なお、フレーム間隔設定部１１１、無信号時間計測部１１２、送信状態管理部１１３、送信制御部１１４、表示制御部１１５は、１つのコンピュータにより実現されてもよいし、それぞれが別個のコンピュータにより実現されてもよい。
【００２７】
記憶部１２０は、記憶内容が書き換え可能な不揮発性の半導体メモリ、ハードディスクドライブ等を備える。記憶部１２０は、制御部１１０の処理に用いられる各種プログラム、入力データおよび送受信データ等の各種データを記憶する。
【００２８】
表示部１３０は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electro-Luminescent）ディスプレイ等の表示装置を備え、制御部１１０から出力された各種の情報を表示出力する。表示部１３０は、制御部１１０の制御のもと、例えば、設備機器２００から受信した通信品質評価情報を表示する。
【００２９】
入力部１４０は、タッチパネル、操作ボタン等を備え、ユーザによるデータ入力、操作等を受け付け、受け付けた入力に応じた信号を制御部１１０に出力する。入力部１４０は、例えば、ユーザによる通信品質評価を指示する操作を受け付け、その旨を制御部１１０に出力する。なお、タッチパネルは、表示部１３０の表示画面と、これに重ねて設けられたタッチセンサとを備えるものでもよい。
【００３０】
通信部１５０は、設備機器２００と通信するための通信インタフェースであり、制御部１１０の制御のもと、設備機器２００へのデータの送信、および、設備機器２００からのデータの受信を行う。通信部１５０は、制御部１１０の送信要求に応じて送信処理を実行した場合、送信完了または送信エラーを示す送信結果通知を制御部１１０に出力する。また、通信部１５０は、受信処理を実行した場合、受信完了または受信エラーを示す受信結果通知を制御部１１０に出力する。なお、受信したフレームが自装置宛てでない場合、通信部１５０は、制御部１１０に通知することなくそのフレームを破棄する。
【００３１】
信号検出部１６０は、通信線ＣＬ上に信号が流れているか否かを検出する。信号検出部１６０は、例えば電圧センサを備え、通信線ＣＬの電圧を常時監視し、信号の検出の有無を制御部１１０に出力する。
【００３２】
設備機器２００は、図３に示すように、設備機器２００を統括的に制御する制御部２１０、各種プログラムおよびデータを記憶する記憶部２２０、制御装置１００および設備機器２００とデータ通信を行う通信部２３０、通信線ＣＬの電圧値を取得する電圧取得部２４０を備える。これらの各部位は、バスラインＢＬを介して相互に電気的に接続されている。
【００３３】
制御部２１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を有するコンピュータを備える。制御部２１０は、ＲＯＭに記憶された各種の動作プログラムを読み出してＲＡＭ上で実行することにより、設備機器２００の各構成部位を制御する。
【００３４】
制御部２１０は、機能的には、フレーム間隔設定部２１１、無信号時間計測部２１２、送信状態管理部２１３、送信制御部２１４、実測波形取得部２１５、理論波形取得部２１６、通信品質評価部２１７を有する。
【００３５】
フレーム間隔設定部２１１は、フレーム間隔時間を設定し、設定したフレーム間隔時間をフレーム間隔情報としてＲＡＭに記憶する。フレーム間隔設定部２１１は、制御装置１００のフレーム間隔設定部１１１とは異なり、例えば、設備機器２００の電源投下に伴う初期設定の際に、一旦、フレーム間隔時間を制御フレーム間隔時間に設定した後は変更することはない。すなわち、設備機器２００は、常に制御フレーム間隔時間に基づいて制御フレームを外部に送信する。
【００３６】
無信号時間計測部２１２は、通信線ＣＬ上に信号が流れていない無信号状態の継続時間である無信号時間を計測する。無信号時間計測部２１２は、例えばＣＰＵに内蔵されたカウンタを用いて、電圧取得部２４０から入力した電圧検出信号に基づいて無信号時間を計測する。
【００３７】
送信状態管理部２１３は、通信部２３０の送信処理状態を管理する。送信状態管理部２１３は、例えば、通信部２３０が、フレームの送信処理を実行していない「非送信」、制御フレームの送信処理を実行中である「制御フレーム送信中」、テストフレームの送信処理を実行中である「テストフレーム送信中」のいずれの状態であるかを送信状態情報としてＲＡＭに記憶する。送信状態管理部２１３は、送信制御部２１４から通信部２３０に出力される送信要求、通信部２３０から入力した送信結果通知等に基づいて、送信状態情報を適宜更新する。
【００３８】
送信制御部２１４は、通信部２３０を制御して、外部にフレームを送信する。送信制御部２１４は、送信データを格納したフレームを生成し、無信号時間計測部２１２が計測する無信号時間がＲＡＭに記憶されたフレーム間隔情報に設定された時間に到達したタイミングで通信部２３０に対して送信要求を出力することにより、通信部２３０にフレームの送信を開始させる。
【００３９】
実測波形取得部２１５は、電圧取得部２４０から入力した一定期間の通信線ＣＬの電圧値から、通信部２３０を介して受信したテストフレームに対応する電圧波形を特定し、特定した電圧波形を実測波形情報として記憶部２２０に記憶する。
【００４０】
理論波形取得部２１６は、記憶部２２０に予め記憶された理論波形情報を読み出して、テストフレームの理想的な電圧波形を示す理論波形を取得する。
【００４１】
通信品質評価部２１７は、記憶部２２０に記憶された実測波形情報が示すテストフレームの実測波形と、理論波形取得部２１６が取得したテストフレームの理論波形とを比較し、両波形の各パルスにおける波高値、サグ、パルス幅、立ち上がり時間、立ち下がり時間のそれぞれの差分が予め定められた許容範囲内であるか否かを評価する。
【００４２】
ここで、電圧波形の各パルスの波高値、パルス幅、サグ、立ち上がり時間、立ち下がり時間は、例えば、図４に示すように定義される。波高値は、パルスの電圧の最大値である。パルス幅は、電圧が波高値の５０％に上昇した時点から波高値の５０％に下降した時点までの時間である。サグは、立ち上がった後から立ち下がる前までのパルスのトップ部分における電圧低下である。サグの大きさは、電圧値の低下分の波高値に対する割合で表される。立ち上がり時間は、電圧が波高値の１０％から９０％まで増加するまでに要する時間である。立ち下がり時間は、電圧が波高値の９０％から１０％まで減少するまでに要する時間である。
【００４３】
また、通信品質評価部２１７は、例えば、差分が許容範囲を超えたビット数の全ビット数に占める割合に応じて、制御装置１００と自装置との間の通信系に不具合があるか否かを判定する。そして、判定結果を示す通信品質評価情報を、通信部２３０を介して制御装置１００に送信する。
【００４４】
テストフレームの理論波形は、制御装置１００がテストフレームを送信する際に各ビットに応じて通信線ＣＬに印加する電圧の理論値から導出される。
【００４５】
なお、フレーム間隔設定部２１１、無信号時間計測部２１２、送信状態管理部２１３、送信制御部２１４、実測波形取得部２１５、理論波形取得部２１６、通信品質評価部２１７は、１つのコンピュータにより実現されてもよいし、それぞれが別個のコンピュータにより実現されてもよい。
【００４６】
記憶部２２０は、記憶内容が書き換え可能な不揮発性の半導体メモリ、ハードディスクドライブ等を備える。記憶部２２０は、制御部２１０の処理に用いられる各種プログラム、入力データおよび送受信データ等の各種データを記憶する。
【００４７】
また、記憶部２２０は、制御装置１００から送信されるテストフレームの理論波形を示す理論波形情報、実測波形と理論波形の評価要素ごとの差分の許容範囲を示す許容範囲情報、テストフレームの実測波形を示す実測波形情報を記憶する。
【００４８】
通信部２３０は、制御装置１００と通信するための通信インタフェースであり、制御部２１０の制御のもと、制御装置１００へのデータの送信、および、制御装置１００からのデータの受信を行う。
【００４９】
電圧取得部２４０は、通信線ＣＬを介して制御装置１００との間で伝送される信号の電圧値を取得する。電圧取得部２４０は、例えば、電圧センサおよびＡＤ（Analog to Digital）コンバータを備え、通信線ＣＬの電圧値を一定周期毎にサンプリングしてデジタル値に変換し、制御部２１０に出力する。
【００５０】
次に、図５に示すフローチャートを参照して、制御装置１００の制御部１１０が実行するテストフレーム送信処理について説明する。テストフレーム送信処理は、各フレームを設備機器２００に送信する間に信号解析用のテストフレームを送信する処理である。制御部１１０は、例えば、入力部１４０を介してユーザによる通信品質評価を指示する操作を受け付けたことに応答して、テストフレーム送信処理を開始する。
【００５１】
制御部１１０は、テストフレーム送信処理を開始すると、まず、通信品質評価の対象である設備機器２００宛てのテストフレームを生成する（ステップＳ１０１）。
【００５２】
続いて、制御部１１０は、通信部１５０の送信状態が「非送信」であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。制御部１１０は、ＲＡＭに記憶された送信状態情報を参照して「非送信」であるか否かを判定し、事前に実行された制御フレームの送信が完了しているか否かを確認する。送信状態が「非送信」ではないと判定した場合（ステップＳ１０２；ＮＯ）、制御部１１０は、ステップＳ１０２の処理を繰り返し、送信状態が「非送信」となるまで待機する。
【００５３】
一方、送信状態が「非送信」であると判定した場合（ステップＳ１０２；ＹＥＳ）、制御部１１０は、通信部１５０の送信状態を「テストフレーム送信中」に設定する（ステップＳ１０３）。具体的には、制御部１１０の送信状態管理部１１３は、ＲＡＭに記憶された送信状態情報を「テストフレーム送信中」に変更する。
【００５４】
送信状態が「非送信」になった場合、通信線ＣＬ上を流れる信号がない無信号状態となり、通常、制御装置１００および設備機器２００は、制御フレーム間隔時間が経過するまでフレームの送信を待機する。制御部１１０は、設備機器２００のフレーム送信待機中にテストフレームを送信するために、送信状態を「テストフレーム送信中」に設定し、以下の処理を実行する。
【００５５】
制御部１１０は、フレーム間隔時間をテストフレーム間隔時間に設定する（ステップＳ１０４）。具体的には、制御部１１０のフレーム間隔設定部１１１は、ＲＡＭに記憶されたフレーム間隔情報をテストフレーム間隔時間に変更する。テストフレーム間隔時間は、通常の制御フレーム間隔時間よりも短い時間であり、例えば、１０ミリ秒である。
【００５６】
次に、制御部１１０は、無信号時間がテストフレーム間隔時間に到達したか否かを判定する（ステップＳ１０５）。制御部１１０は、無信号時間計測部１１２が計測する無信号時間、すなわち、内蔵カウンタのカウント値を参照して判定する。無信号時間がテストフレーム間隔時間に到達していないと判定した場合（ステップＳ１０５；ＮＯ）、制御部１１０は、ステップＳ１０５の処理を繰り返し、無信号時間がテストフレーム間隔時間に到達するまで待機する。
【００５７】
一方、無信号時間がテストフレーム間隔時間に到達したと判定した場合（ステップＳ１０５；ＹＥＳ）、制御部１１０は、通信部１５０に対してテストフレームの送信要求を出力する（ステップＳ１０６）。テストフレームの送信要求を入力した通信部１５０は、テストフレームを送信する。
【００５８】
通信部１５０にテストフレームの送信要求を出力した後、制御部１１０は、通信部１５０から送信結果通知を入力したか否かを判定する（ステップＳ１０７）。送信結果通知を入力していないと判定した場合（ステップＳ１０７；ＮＯ）、制御部１１０は、ステップＳ１０７の処理を繰り返し、送信結果通知を入力するまで待機する。
【００５９】
送信結果通知を入力したと判定した場合（ステップＳ１０７；ＹＥＳ）、制御部１１０は、フレーム間隔時間を制御フレーム間隔時間に設定する（ステップＳ１０８）。そして、制御部１１０は、送信状態を「非送信」に設定し（ステップＳ１０９）、テストフレーム送信処理を終了する。
【００６０】
次に、図６に示すフローチャートを参照して、設備機器２００の制御部２１０が実行する通信品質評価処理について説明する。通信品質評価処理は、テストフレームの実測波形と理論波形とを比較して制御装置１００と設備機器２００間の通信品質評価を行う処理である。制御部２１０は、制御装置１００からテストフレームを受信したことに応答して、通信品質評価処理を実行する。
【００６１】
制御部２１０は、通信品質評価処理を開始すると、まず、テストフレームの実測波形を取得する（ステップＳ２０１）。具体的には、制御部２１０の実測波形取得部２１５は、記憶部２２０に記憶された実測波形情報を参照し、テストフレームの実測波形を取得する。
【００６２】
次に、制御部２１０は、テストフレームの理論波形を取得する（ステップＳ２０２）。具体的には、制御部２１０の理論波形取得部２１６は、記憶部２２０に記憶された理論波形情報が示すテストフレームの理論波形を記憶部２２０から読み出して取得する。
【００６３】
テストフレームの実測波形および理論波形を取得した後、通信品質評価部２１７は、実測波形と理論波形とを比較して、自機と制御装置１００との間の通信品質を評価する（ステップＳ２０３）。通信品質評価部２１７は、テストフレームの実測波形と理論波形の各ビットにおける波高値、サグ、パルス幅、立ち上がり時間、立ち下がり時間のそれぞれの差分が、記憶部２２０に記憶された許容範囲情報が示す許容範囲内であるか否かを判定する。そして、通信品質評価部２１７は、例えば、差分が許容範囲を超えたビット数の全ビット数に占める割合に応じて、通信品質が適正であるか否かを評価する。
【００６４】
ステップＳ２０３の処理を実行した後、制御部２１０は、通信部２３０を制御して、通信品質の評価結果を示す通信品質評価情報を制御装置１００に送信し（ステップＳ２０４）、通信品質評価処理を終了する。
【００６５】
以上説明したように、本実施の形態に係る設備管理システム１において、制御装置１００は、制御フレームの送信間隔として設定された制御フレーム間隔時間の期間内にテストフレームを設備機器２００に送信する。このように、制御装置１００が設備機器２００のフレーム送信の待機時間中に通信品質評価の実行を指示するテストフレームを設備機器２００に送信するため、設備機器２００は、受信したテストフレームの電圧波形に許容範囲を超える歪みが生じている場合には、通信系の不具合が発生していることを容易に判断することができ、通信品質を効率的に評価することができる。
【００６６】
また、制御装置１００は、通信線ＣＬに信号が流れていない無信号時間を計測する無信号時間計測部１１２を備え、無信号時間が制御フレーム間隔時間よりも短いテストフレーム間隔時間に達したタイミングで、テストフレームを設備機器２００に送信する。これにより、設備機器２００のフレーム送信の待機時間中に確実に信号衝突が生じていないテストフレームを設備機器２００に送信することができ、通信品質を効率的に評価することができる。
【００６７】
（実施の形態２）
上記の実施の形態１では、制御装置１００は、制御フレームの送信間隔内の信号衝突が発生しにくいタイミングでテストフレームを設備機器２００に送信したが、テストフレームの送信タイミングはこれに限られない。本実施の形態では、テストフレームを更に信号衝突が発生する可能性が低いタイミングで送信することにより、通信品質の評価の精度を高める例について説明する。
【００６８】
なお、実施の形態２に係る設備管理システムの構成は、実施の形態１と同様であるため、実施の形態２では、実施の形態１で用いた符号を用いて説明し、その詳細な説明を省略する。
【００６９】
図７に示すフローチャートを参照して、実施の形態２に係る制御装置１００の制御部１１０が実行するテストフレーム送信処理について説明する。実施の形態２に係るテストフレーム送信処理は、ダミーフレームおよびテストフレームを送信する処理である。ダミーフレームは、設備機器２００に実効的な処理を実行させることのないダミーコマンドを格納したフレームであり、テストフレームの送信に先立ち、設備機器２００に送信される。すなわち、制御装置１００は、テストフレームの送信前にダミーフレームを送信することにより、設備機器２００のフレーム送信の待機時間を確保した上で、この期間内にテストフレームを設備機器２００に送信する。制御フレーム間隔時間の期間内にダミーフレームとテストフレームの２つのフレームが送信される。制御部１１０は、例えば、入力部１４０を介してユーザによる通信評価の開始を指示する操作を受け付けたことに応答して、テストフレーム送信処理を開始する。
【００７０】
制御部１１０は、テストフレーム送信処理を開始すると、まず、通信品質評価の対象である設備機器２００宛てのダミーフレームおよびテストフレームを生成する（ステップＳ３０１）。
【００７１】
続いて、制御部１１０は、通信部１５０の送信状態が「非送信」であるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。制御部１１０は、ＲＡＭに記憶された送信状態情報を参照して「非送信」であるか否かを判定し、事前に実行された制御フレームの送信が完了しているか否かを確認する。送信状態が「非送信」ではないと判定した場合（ステップＳ３０２；ＮＯ）、制御部１１０は、ステップＳ３０２の処理を繰り返し、送信状態が「非送信」となるまで待機する。
【００７２】
一方、送信状態が「非送信」であると判定した場合（ステップＳ３０２；ＹＥＳ）、制御部１１０は、通信部１５０の送信状態を「テストフレーム送信中」に設定する（ステップＳ３０３）。送信状態管理部１１３は、ＲＡＭに記憶された送信状態情報を「テストフレーム送信中」に設定する。
【００７３】
制御部１１０は、フレーム間隔時間をダミーフレーム間隔時間に設定する（ステップＳ３０４）。送信状態管理部１１３は、ＲＡＭに記憶されたフレーム間隔情報をダミーフレーム間隔時間に設定する。ダミーフレーム間隔時間は、通常の制御フレーム間隔時間よりも十分に短い時間であり、例えば、５ミリ秒である。
【００７４】
次に、制御部１１０は、無信号時間がダミーフレーム間隔時間に到達したか否かを判定する（ステップＳ３０５）。無信号時間がダミーフレーム間隔時間に到達していないと判定した場合（ステップＳ３０５；ＮＯ）、制御部１１０は、ステップＳ３０５の処理を繰り返し、無信号時間がダミーフレーム間隔時間に到達するまで待機する。
【００７５】
一方、無信号時間がダミーフレーム間隔時間に到達したと判定した場合（ステップＳ３０５；ＹＥＳ）、制御部１１０は、通信部１５０に対してダミーフレームの送信要求を出力する（ステップＳ３０６）。ダミーフレームの送信要求を入力した通信部１５０は、ダミーフレームを送信する。ダミーフレームを受信した設備機器２００は、ダミーフレームの宛先である設備機器２００を含め、特段の処理を実行することなくダミーフレームを破棄する。
【００７６】
通信部１５０にダミーフレームの送信要求を出力した後、制御部１１０は、通信部１５０から送信結果通知を入力したか否かを判定する（ステップＳ３０７）。送信結果通知を入力していないと判定した場合（ステップＳ３０７；ＮＯ）、制御部１１０は、ステップＳ３０７の処理を繰り返し、送信結果通知を入力するまで待機する。
【００７７】
送信結果通知を入力したと判定した場合（ステップＳ３０７；ＹＥＳ）、制御部１１０は、フレーム間隔時間をテストフレーム間隔時間に設定する（ステップＳ３０８）。具体的には、制御部１１０のフレーム間隔設定部１１１は、ＲＡＭに記憶されたフレーム間隔情報をテストフレーム間隔時間に設定する。また、制御部１１０の無信号時間計測部１１２は、通信部１５０がダミーフレームの送信が完了すると、無信号時間の計測を再び開始する。
【００７８】
次に、制御部１１０は、無信号時間がテストフレーム間隔時間に到達したか否かを判定する（ステップＳ３０９）。制御部１１０は、無信号時間計測部１１２による計測時間がフレーム間隔情報に設定されたテストフレーム間隔時間に到達したか否かに応じて判定する。無信号時間がテストフレーム間隔時間に到達していないと判定した場合（ステップＳ３０９；ＮＯ）、制御部１１０は、ステップＳ３０９の処理を繰り返し、無信号時間がテストフレーム間隔時間に到達するまで待機する。
【００７９】
無信号時間がテストフレーム間隔時間に到達したと判定した場合（ステップＳ３０９；ＹＥＳ）、制御部１１０は、通信部１５０に対してテストフレームの送信要求を出力する（ステップＳ３１０）。テストフレームの送信要求を入力した通信部１５０は、テストフレームを送信する。
【００８０】
テストフレームの宛先の設備機器２００は、テストフレームを受信すると、実施の形態１と同様、テストフレームの実測波形と理論波形とを比較し、通信品質を評価する。そして、設備機器２００は、通信品質評価情報を制御装置１００に送信する。
【００８１】
通信部１５０にテストフレームの送信要求を出力した後、制御部１１０は、通信部１５０から送信結果通知を入力したか否かを判定する（ステップＳ３１１）。送信結果通知を入力していないと判定した場合（ステップＳ３１１；ＮＯ）、制御部１１０は、ステップＳ３１１の処理を繰り返し、送信結果通知を入力するまで待機する。
【００８２】
送信結果通知を入力したと判定した場合（ステップＳ３１１；ＹＥＳ）、制御部１１０は、フレーム間隔時間を制御フレーム間隔時間に設定し（ステップＳ３１２）、送信状態を「非送信」に設定した後（ステップＳ３１３）、テストフレーム送信処理を終了する。
【００８３】
以上説明したように、本実施の形態に係る設備管理システム１では、制御装置１００は、制御フレーム間隔時間内にダミーフレームとテストフレームを順次設備機器２００に送信する。このように、テストフレームの送信前にダミーフレームを送信することにより、テストフレームを信号衝突が発生する可能性が更に低いタイミングで送信することができ、通信品質をより効率的に評価することができる。
【００８４】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変形および応用が可能である。
【００８５】
例えば、制御装置１００が備える機能を設備機器２００が備え、また、設備機器２００が備える機能を制御装置１００が備えることにより、制御装置１００および設備機器２００が互いに通信品質の評価を実行してもよい。また、設備管理システム１が、制御装置１００および設備機器２００を管理する設備管理装置を備え、例えば、設備管理装置が各装置間の通信品質評価情報を統合的に管理してもよい。
【００８６】
例えば、制御装置１００の信号検出部１６０の機能を、通信部１５０が備える通信インタフェースにより実現させ、また、設備機器２００の電圧取得部２４０の機能を、通信部２３０が備える通信インタフェースにより実現させることにより、信号検出部１６０および電圧取得部２４０を省略してもよい。
【００８７】
上記の実施の形態において、制御装置１００および設備機器２００が備えるＣＰＵが実行する動作プログラムは、あらかじめＲＯＭに記憶されていた。しかしながら、本発明は、これに限定されず、上記の各種処理を実行させるための動作プログラムを、既存の汎用コンピュータや、フレームワーク、ワークステーション等に実装することにより、上記の実施の形態に係る制御装置１００または設備機器２００に相当する装置として機能させてもよい。
【００８８】
このようなプログラムの提供方法は任意であり、例えば、コンピュータが読取可能な記録媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ（Compact Disc）−ＲＯＭ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）−ＲＯＭ）等に格納して配布してもよいし、インターネットをはじめとするネットワーク上のストレージにプログラムを格納しておき、これをダウンロードさせることにより提供してもよい。
【００８９】
また、上記の処理をＯＳ（Operating System）とアプリケーションプログラムとの分担、または、ＯＳとアプリケーションプログラムとの協働によって実行する場合には、アプリケーションプログラムのみを記録媒体やストレージに格納してもよい。また、搬送波にプログラムを重畳し、ネットワークを介して配信することも可能である。例えば、ネットワーク上の掲示板（Bulletin Board System：BBS）に上記プログラムを掲示し、ネットワークを介してプログラムを配信してもよい。そして、このプログラムを起動し、ＯＳの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、上記の処理を実行するべく設計してもよい。
【００９０】
本発明は、広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能である。また、上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明は、複数の設備機器を管理する設備管理システムに好適に採用され得る。
【符号の説明】
【００９２】
１…設備管理システム、１００…制御装置、１１０…制御部、１１１…フレーム間隔設定部、１１２…無信号時間計測部、１１３…送信状態管理部、１１４…送信制御部、１１５…表示制御部、１２０…記憶部、１３０…表示部、１４０…入力部、１５０…通信部、１６０…信号検出部、２００…設備機器、２１０…制御部、２１１…フレーム間隔設定部、２１２…無信号時間計測部、２１３…送信状態管理部、２１４…送信制御部、２１５…実測波形取得部、２１６…理論波形取得部、２１７…通信品質評価部、２２０…記憶部、２３０…通信部、２４０…電圧取得部、ＢＬ…バスライン、ＣＬ…通信線
【図１】
2019026254.tif 000003
【図２】
2019026254.tif 000004
【図３】
2019026254.tif 000005
【図４】
2019026254.tif 000006
【図５】
2019026254.tif 000007
【図６】
2019026254.tif 000008
【図７】
2019026254.tif 000009
【図８】
2019026254.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】令和1年7月2日(2019.7.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信線を介して接続された設備機器を制御する制御装置であって、
前記設備機器の動作を制御するための制御フレームと、前記設備機器に通信品質評価を実行させるためのテストフレームを、前記通信線を介して前記設備機器に送信する送信手段と、
前記テストフレームを、前記制御フレームの送信間隔時間として設定された制御フレーム間隔時間の期間内に前記設備機器に送信するべく前記送信手段を制御する送信制御手段と、を備える、
制御装置。
【請求項２】
前記通信線を信号が流れていない無信号状態の継続時間を計測する無信号時間計測手段、を更に備え、
前記送信制御手段は、前記無信号時間計測手段が計測する前記無信号状態の継続時間が前記制御フレーム間隔時間よりも短いテストフレーム間隔時間に達したことを契機に、前記テストフレームを前記設備機器に送信させる、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記送信制御手段は、前記制御フレーム間隔時間の期間内に、前記テストフレームの送信に先立ち、ダミーフレームを前記設備機器に送信するべく前記送信手段を制御する、
請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
通信線を介して接続された制御装置によって制御される設備機器であって、
前記制御装置が前記設備機器の動作を制御するための制御フレームの送信間隔時間として設定された制御フレーム間隔時間の期間内に送信した、通信品質評価の実行を指示するテストフレームを、前記通信線を介して受信する受信手段と、
前記テストフレームの実測波形を取得する実測波形取得手段と、
前記テストフレームの理論波形を取得する理論波形取得手段と、
前記実測波形と前記理論波形との比較に基づき、通信品質を評価する通信品質評価手段と、を備える、
設備機器。
【請求項５】
通信線を介して接続された、制御装置と設備機器とを有する設備管理システムであって、
前記制御装置は、
前記設備機器の動作を制御するための制御フレームと、前記設備機器に通信品質評価を実行させるためのテストフレームを、前記通信線を介して前記設備機器に送信する送信手段と、
前記テストフレームを、前記制御フレームの送信間隔時間として設定された制御フレーム間隔時間の期間内に前記設備機器に送信するべく前記送信手段を制御する送信制御手段と、を備え、
前記設備機器は、
前記制御フレームと前記テストフレームを、前記通信線を介して前記制御装置から受信する受信手段と、
前記テストフレームの実測波形を取得する実測波形取得手段と、
前記テストフレームの理論波形を取得する理論波形取得手段と、
前記実測波形と前記理論波形との比較に基づき、通信品質を評価する通信品質評価手段と、を備える、
設備管理システム。
【請求項６】
通信線を介して接続された設備機器を制御する制御装置の制御方法であって、
前記設備機器の動作を制御するための制御フレームと、前記設備機器に通信品質評価を実行させるためのテストフレームを、前記通信線を介して前記設備機器に送信する送信ステップと、
前記テストフレームを、前記制御フレームの送信間隔時間として設定された制御フレーム間隔時間の期間内に前記設備機器に送信するべく前記送信ステップを制御する送信制御ステップと、を備える、
制御方法。
【請求項７】
通信線を介して接続された設備機器を制御する制御装置のコンピュータを、
前記設備機器の動作を制御するための制御フレームと、前記設備機器に通信品質評価を実行させるためのテストフレームを、前記通信線を介して送信する送信手段、
前記テストフレームを、前記制御フレームの送信間隔時間として設定された制御フレーム間隔時間の期間内に前記設備機器に送信するべく前記送信手段を制御する送信制御手段、
として機能させるプログラム。
【国際調査報告】
2019026254.tif 000011
2019026254.tif 000012