JP5169909B2 - リング型ネットワークシステム及びリング型ネットワークシステムの復旧方法 - Google Patents

Description

本発明は、リング型ネットワークシステム及びリング型ネットワークシステムの復旧方法に関し、特にマスタ局及び複数のスレーブ局によりリング型ネットワークを構築し、各局が接続された回線上で伝送フレームを周回させることによりデータ交換処理を行うリング型ネットワークシステム及びリング型ネットワークシステムの復旧方法に関する。

ネットワークの接続方式の一つに、環状のバスケーブルに複数の端末を接続して構成するリング型ネットワークがあり、このようなリング型ネットワークにパーソナルコンピュータやデータ通信機器や制御装置等を接続することにより各端末間でデータや制御信号を送受するリング型ネットワークシステムがある。
このようなリング型ネットワークのシステムでは、例えばバスと接続する端末のコネクタの脱落や、バスケーブルの断線、端末の故障による障害が発生したときに、ネットワークシステム全体を停止させず、縮退状態で通信可能な端末間だけでネットワークシステムを動作させることができる。また、コネクタが再接続されたり、新しいバスケーブルに交換して再度バスと端末とが接続されたりして、ネットワークシステムの障害が解消すると、ネットワークシステムは自動的に縮退状態から通常（初期）状態に復旧する。

例えば、特許文献１に開示されるループ状伝送路障害自動回復方式や、特許文献２に開示されるリング形ＬＡＮにおける障害検出及び障害復旧方法においては、例えば、断線やコネクタの脱落等といった、回線や局の故障等により断線状態が生じた場合には、この断線箇所近傍の局が断線状態にあることを検出してループバックを行い、このループバックによって回線を接続状態に維持することにより、ループバックによって切り離された局を除いた局間で、データ交換を継続する。

また、特許文献３に開示されるループ式通信システムにおいては、断線を検出した局や回線構成要素である機器が、その断線箇所の断線状態からの復旧を検出したときには、自動的にループバックを解除し、ループバックにより切り離された局を含めて、一つの回線に接続された局間でのデータ交換を再開する。

特開平２−２９４１３６号公報 特開平３−２０６７５２号公報 特開平５−２７６１８２号公報

しかしながら、上記従来技術においては、コネクタを再接続したり、バスケーブルを交換したりする際に、バスに障害が発生する前と異なる端末が誤って接続されると、復旧時にネットワークシステムの構成が縮退状態となる前の接続状態と異なるネットワークシステムの構成となる場合があった。
具体的に、障害が解消したときの接続状態が縮退状態となる前の接続状態と同じように正しく接続されて、ネットワークシステムの構成が縮退状態となる前のネットワークシステムの構成と同じであれば、ネットワークシステムを縮退状態から通常状態に復旧させることができる。

一方、障害が解消したときの接続状態が、縮退状態となる前の状態と同じように正しく接続されず、ネットワークシステムの構成が、縮退状態となる前のネットワークシステムの構成と異なる場合には、ネットワークシステムの復旧処理を行ったとしても、ネットワークシステムを縮退状態となる前の状態と同じ構成で通常状態に復旧させることができない。
そこで、本発明の目的は、上記の課題に鑑み、障害解消時にネットワークシステムの構成が障害発生前のネットワークシステムの構成と同じであることを確認してから、ネットワークシステムを通常状態に復旧させることのできるリング型ネットワークシステム及びリング型ネットワークシステムの復旧方法を提供することにある。

本発明に係るリング型ネットワークシステム及びリング型ネットワークシステムの復旧方法は、上記の目的を達成するために、次のように構成される。
本発明に係る第１のリング型ネットワークシステムは、マスタ局と、当該マスタ局と回線を介して接続され且つマスタ局に管理される複数のスレーブ局とでリング型ネットワークを構築し、いずれかのスレーブ局が、隣接する局との間での通信が不可となる通信系統の異常状態を検出したときにマスタ局に対して異常を通知し、ループバックを行うことにより回線を介してマスタ局と接続状態にあるスレーブ局間で通信を継続し、異常状態の復旧が検出されたときにマスタ局に対して復旧を通知して、ループバックを解除し、ループバックによりマスタ局から切り離された切離スレーブ局を、回線を介してマスタ局に再接続するリング型ネットワークシステムにおいて、マスタ局は、通信系統が正常状態であるときの複数のスレーブ局のリング型ネットワークに対する各スレーブ局の構成を示す構成情報を記憶する構成情報記憶手段と、復旧が通知されたときに、切離スレーブ局の構成情報を取得するための第１の構成情報取得用コマンドと切離スレーブ局の宛先情報とを生成し、当該コマンド及び宛先情報を、第１の構成情報取得用コマンドフレームにして、ループバックを行っているループバック局宛に送信する第１の構成情報取得用コマンドフレーム送信手段と、第１の構成情報取得用コマンドフレーム送信手段により送信された第１の構成情報取得用コマンドフレームに対する応答として、ループバック局から送信された応答コマンドフレームを受信して、当該応答コマンドフレームから切離スレーブ局の構成情報を取得する第１の構成情報取得手段と、第１の構成情報取得手段によって取得された切離スレーブ局の構成情報と構成情報記憶手段に記憶された正常時の構成情報とに基づき、正常時の構成情報と復旧後の前記切離スレーブ局の構成情報とが一致するか否かを判定する構成判定手段と、構成判定手段によって一致していると判定されたときに、ループバックを行っているループバック局宛にループバック解除の指示を与えるループバック解除指示手段と、を備え、ループバック局は、自局宛の第１の構成情報取得用コマンドフレームを受信したときに、当該コマンドフレームに含まれる宛先情報から特定される切離スレーブ局宛に、当該コマンドフレームに含まれる第１の構成情報取得用コマンドを含む構成情報取得透過コマンドフレームを送信するコマンドフレーム中継手段と、構成情報取得透過コマンドフレームに対する応答として切離スレーブ局から受信した、切離スレーブ局の構成情報を含む応答コマンドフレームを、マスタ局宛に送信する応答中継手段と、を備え、切離スレーブ局は、ループバック局から送信された自局宛の構成情報取得透過コマンドフレームを受信したときに、当該構成情報取得透過コマンドフレームに含まれる第１の構成情報取得用コマンドに応じて、自局の構成情報を含む応答コマンドフレームを前記ループバック局に送信する構成情報送信手段を備えることを特徴とする。

第１のリング型ネットワークシステムによれば、構成判定手段が、構成情報記憶手段により記憶された通信系統が正常状態であるときの複数のスレーブ局のリング型ネットワークに対する各スレーブ局の構成情報と、第１の構成情報取得手段により取得された通信系統が異常状態から正常状態に復旧する際の複数のスレーブ局のリング型ネットワークに対する各スレーブ局の構成情報とに基づき、正常時の構成情報と復旧後の切離スレーブ局の構成情報とが一致するか否かを判定する。ループバック解除指示手段は、その判定結果が一致しているときに、ルップバック局に対してループバック解除の指示を与える。このため、復旧後の切離スレーブ局の構成が正常時の構成と一致していないときは、ルップバック局はループバックを継続し、また復旧後の切離スレーブ局の構成が正常時の構成と一致するときのみ、ルップバック局はループバックを解除し、ネットワークシステムを正常状態に復旧することが可能となる。

本発明に係る第２のリング型ネットワークシステムは、上記の構成において、好ましくは、マスタ局は、更に、通信系統が正常状態であるときに、複数のスレーブ局の構成情報を取得するための第２の構成情報取得用コマンドを生成し、当該コマンドを、第２の構成情報取得用コマンドフレームにして、複数のスレーブ局に対して送信する第２の構成情報取得用コマンドフレーム送信手段と、第２の構成情報取得用コマンドフレーム送信手段により送信された第２の構成情報取得用コマンドフレームに対する応答として、複数のスレーブ局から送信された応答コマンドフレームを受信して、当該応答コマンドフレームから各スレーブ局の構成情報を取得する第２の構成情報取得手段と、を備え、スレーブ局の構成情報送信手段は、マスタ局から送信された第２の構成情報取得用コマンドフレームを受信したときに、第２の構成情報取得用コマンドに応じて自局の構成情報を含む応答コマンドフレームをマスタ局に対して送信し、第２の構成情報取得手段は、取得した各スレーブ局の構成情報を、通信系統が正常状態であるときの前記各スレーブ局の構成を示す構成情報として構成情報記憶手段に記憶することを特徴とする。

第２のリング型ネットワークシステムによれば、第２の構成情報取得手段は、第２の構成情報取得用コマンドフレーム送信手段により送信された第２の構成情報取得用コマンドフレームに対する応答として、通信系統が正常状態であるとき、複数のスレーブ局のネットワークに対する各スレーブ局の構成情報を取得することが可能となる。

本発明に係る第３のリング型ネットワークシステムは、上記の構成において、好ましくは、マスタ局の第２の構成情報取得用コマンドフレーム送信手段は、複数のスレーブ局に対して、当該複数のスレーブ局を宛先とした共通の第２の構成情報取得用コマンドフレームを１つ送信し、複数のスレーブ局は、各局の構成情報送信手段において、マスタ局から送信された共通の第２の構成情報取得用コマンドフレームを受信したときに、応答コマンドフレームとして、共通の第２の構成情報取得用コマンドフレームに対して当該コマンドフレームを受信した順に各自局の構成情報を付加したものを送信することを特徴とする。
第３のリング型ネットワークシステムによれば、複数のスレーブ局は、共通の１つの第２の構成情報取得用コマンドフレームに各自局の構成情報を付加することが可能となる。

本発明に係る第４のリング型ネットワークシステムは、上記の構成において、好ましくは、マスタ局とスレーブ局とをバス接続し、且つ両端に位置する局で回線を折り返すことによりリング型ネットワークを構築し、構成情報は、スレーブ局がリング型ネットワークの端部に接続された局であるか否かを示す接続位置情報、及びスレーブ局を特定するためにスレーブ局毎に割り当てられた固有情報を含み、マスタ局は、更に、第２の構成情報取得手段によって取得した複数のスレーブ局の構成情報に基づき、マスタ局及び複数のスレーブ局の接続順番を示す接続順番情報を生成する接続順番情報生成手段を備え、第２の構成情報取得手段は、複数のスレーブ局の構成情報を、接続順番情報生成手段によって生成した接続順番情報に対応付けて、構成情報記憶手段に記憶することを特徴とする。

第４のリング型ネットワークシステムによれば、構成情報が接続順番情報生成手段により生成された接続順番情報に基づいて、構成情報をリング型ネットワークシステムに接続される局と同じ順番で構成情報記憶手段に記憶するため、正常時の構成情報と復旧後の切離スレーブ局の構成情報とが一致するか否かを容易に判定することが可能となる。

本発明に係る第５のリング型ネットワークシステムは、上記の構成において、好ましくは、固有情報は、複数のスレーブ局に組み込まれる装置、アプリケーション又は媒体が有する情報を含み、構成判定手段は、第１の構成情報取得手段によって取得された切離スレーブ局の構成情報に含まれる複数の識別情報と、構成情報記憶手段に記憶された正常時の構成情報に含まれる複数の識別情報とをそれぞれ比較して、正常時の構成情報と復旧後の切離スレーブ局の構成情報とが一致するか否かを判定することを特徴とする。

第５のリング型ネットワークシステムによれば、構成情報に含まれる固有情報には、局に組み込まれる既存の装置又はアプリケーションが有する識別情報が含まれる。このため、構成判定手段は、この複数の識別情報に基づいて、正常時の構成情報と復旧後の切離スレーブ局の構成情報とが一致するか否かを判定し、障害解消時にネットワークシステムの構成が障害発生前のネットワークシステムの構成と同じであるか否かをより正確に判定することが可能となる。例えば、正常時の構成情報に含まれる複数の識別情報と、復旧後の切離スレーブ局の構成情報に含まれる複数の識別情報とをそれぞれ比較して、１つでも一致しない識別情報があれば、障害解消時にネットワークシステムの構成が障害発生前のネットワークシステムの構成と異なることを判定することが可能となる。

本発明に係るリング型ネットワークシステムの復旧方法は、マスタ局と、当該マスタ局と回線を介して接続され且つマスタ局に管理される複数のスレーブ局とでリング型ネットワークを構築し、いずれかのスレーブ局が、隣接する局との間での通信が不可となる通信系統の異常状態を検出したときにマスタ局に対して異常を通知し、ループバックを行うことにより回線を介してマスタ局と接続状態にあるスレーブ局間で通信を継続し、異常状態の復旧が検出されたときにマスタ局に対して復旧を通知して、ループバックを解除し、ループバックによりマスタ局から切り離された切離スレーブ局を、回線を介してマスタ局に再接続するリング型ネットワークシステムの復旧方法において、マスタ局は、第１の構成情報取得用コマンドフレーム送信手段が、復旧が通知されたときに、切離スレーブ局の構成情報を取得するための第１の構成情報取得用コマンドと切離スレーブ局の宛先情報とを生成し、当該コマンド及び宛先情報を、第１の構成情報取得用コマンドフレームにして、ループバックを行っているループバック局宛に送信するステップと、第１の構成情報取得手段が、第１の構成情報取得用コマンドフレーム送信手段により送信された第１の構成情報取得用コマンドフレームに対する応答として、ループバック局から送信された応答コマンドフレームを受信して、当該応答コマンドフレームから切離スレーブ局の構成情報を取得するステップと、構成判定手段が、第１の構成情報取得手段によって取得された切離スレーブ局の構成情報と、構成情報記憶手段に記憶された通信系統が正常状態であるときの複数のスレーブ局のリング型ネットワークに対する各スレーブ局の構成を示す構成情報とに基づき、正常時の構成情報と復旧後の切離スレーブ局の構成情報とが一致するか否かを判定するステップと、ループバック解除指示手段が、構成判定手段によって一致していると判定されたときに、ループバックを行っているループバック局にループバック解除の指示を与えるステップと、を有し、ループバック局は、コマンドフレーム中継手段が、自局宛の第１の構成情報取得用コマンドフレームを受信したときに、当該コマンドフレームに含まれる宛先情報から特定される切離スレーブ局宛に、当該コマンドフレームに含まれる第１の構成情報取得用コマンドを含む構成情報取得透過コマンドフレームを送信するステップと、応答中継手段が、前記構成情報取得透過コマンドフレームに対する応答として切離スレーブ局から受信した、切離スレーブ局の構成情報を含む応答コマンドフレームを、マスタ局宛に送信するステップと、を有し、切離スレーブ局は、構成情報送信手段が、ループバック局から送信された自局宛の前記構成情報取得透過コマンドフレームを受信したときに、当該構成情報取得透過コマンドフレームに含まれる第１の構成情報取得用コマンドに応じて、自局の構成情報を含む応答コマンドフレームをループバック局に送信するステップを有することを特徴とする。
上記のリング型ネットワークシステムの復旧方法によれば、第１のリング型ネットワークシステムと同等の作用が得られる。

本発明によれば、構成判定部が、通信系統が正常状態であるときのネットワークシステムの構成と、障害復旧後のネットワークシステムの構成とが一致しているか否かを判定し、ネットワークシステムをループバック状態（異常状態）から正常状態に復旧させることができる。これにより、スレーブ局の故障や通信線の断線等が復旧したときに、例えば正常状態であるときと異なるスレーブ局が接続されている場合や、異なる数のスレーブ局が接続されている場合であっても、すぐにネットワークシステム全体を通常状態に復旧させずに、引き続きループバック状態にしたままにすることができる。つまり、単に、断線等の復旧と共にネットワークシステムを復旧させるのではなく、ネットワークシステムの構成を確認して、正常だと判断してから、ネットワークシステムを復旧させることで、ネットワークシステムの信頼性を向上させることができる。

また、本発明によれば、マスタ局から構成情報を取得するコマンドフレームを送信して、ネットワークシステムに接続される複数のスレーブ局のネットワークに対する構成情報を取得することができる。これによって、新たな局が追加されたり、削除されたりして、正常時のネットワークの構成が変更されても、その構成情報を取得することが可能であるので、ネットワーク構成等の変更に対して柔軟に対応することができる。
また、通信系統が異常状態から正常状態に復旧した後のネットワークの構成がいかなる構成であってもその構成情報を取得することが可能であり、通信系統が正常状態であるときのネットワークシステムの構成と、障害復旧後のネットワークシステムの構成とを簡易な構成で判定することができる。

本発明に係るリング型ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。 リング型ネットワークシステムの正常状態及び異常状態であるときの通信制御の流れを示す模式図である。 マスタ局の構成を示すブロック図である。 通信系統が正常状態であるときの構成情報の取得方法を示す模式図である。 スレーブ局の構成を示すブロック図である。 フレームのフォーマットを示す図である。 構成情報のデータフォーマットを示す図である。 接続順番情報生成部における接続順番情報の生成方法を示す模式図である。 マスタ局における異常検知処理から復旧処理までの処理の流れを示すフローチャートである。 マスタ局における構成情報判定処理の流れを示すフローチャートである。 スレーブ局（ループバック局）における異常検知処理から復旧処理までの処理の流れを示すフローチャートである。 通信系統が異常状態であるときの構成情報の取得方法を示す模式図である。 スレーブ局（切離スレーブ局）における復旧処理の流れを示すフローチャートである。

以下に、本発明の好適な実施形態（実施例）を添付図面に基づいて説明する。
まず、図１を参照して、本発明を適用したリング型ネットワークシステムの構成を説明する。図１は、本発明に係るリング型ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
図１に示すリング型ネットワークシステムＮＷは、バスケーブルＢＵＳ、マスタ局Ｍ０及び複数のスレーブ局ＳＬ１〜ＳＬ４を備えて構成される。
バスケーブルＢＵＳは、例えばＬＡＮケーブルであり、データや制御信号を送受する通信線である。マスタ局Ｍ０は、各スレーブ局ＳＬ１〜ＳＬ４を統括して管理し、これらを制御するものである。各スレーブ局ＳＬ１〜ＳＬ４は、被制御対象のシステム全体で所定の制御が行われるように、そのシステムの各部を制御するものである。例えば、システム全体としてロボットの制御を行うのであれば、各スレーブ局ＳＬ１〜ＳＬ４はロボットのアーム部分や各種センサなどの制御を行うものである。

これらの局は、例えば、スレーブ局ＳＬ１、マスタ局Ｍ０、スレーブ局ＳＬ２、スレーブ局ＳＬ３、スレーブ局ＳＬ４の順にバスケーブルＢＵＳにバス接続され、両端に位置するスレーブ局ＳＬ１及びスレーブ局ＳＬ４においてバスケーブルＢＵＳを折り返すことにより、リング型ネットワークを構成している。そして、バスケーブルＢＵＳ上に伝送フレームを図中に矢印で示す方向に周回させることにより、各局間でのデータや制御信号の送受信を行う。

また、マスタ局Ｍ０は、スレーブ局から断線状態の検出及びスレーブ局でループバックを行うループバック通知を受けたときには、ループバック通知を行った局の局番と局の配置状況とから、ループバックにより回線から切り離されたスレーブ局（切離スレーブ局）を認識する。逆に、ループバック通知を行ったスレーブ局（ループバック局）から断線復旧が通知されたときには、ループバック時に回線から切り離された切離スレーブ局として認識している局に対し、回線への復帰に伴う前処理の実行を指示する透過コマンドフレームを生成し、これを、断線復旧を通知したループバック局宛に送信する。なお、回線への復帰とは、ここでは、回線から脱落したスレーブ局が回線を介してマスタ局Ｍ０に再接続され、再びマスタ局Ｍ０との間での通信が可能な状態になることをいう。
また、リング型ネットワークシステムＮＷに接続されるスレーブ局の数は、上述した数に限定されるものでなく、制御対象に応じて任意の数であって良い。また、マスタ局又はスレーブ局をバスケーブルＢＵＳに接続する順番についても、上述した順番に限定されない。

次に、図２を参照して、リング型ネットワークシステムが正常状態及び異常状態であるときの通信制御の流れを説明する。図２（ａ）及び（ｂ）は、リング型ネットワークシステムの正常状態及び異常状態であるときの通信制御の流れを示す模式図であり、図２（ａ）は通信系統が正常状態であるとき、図２（ｂ）は通信系統が異常状態であるときの処理を示す。
図２（ａ）に示すように、リング型ネットワークシステムＮＷの通信系統が正常状態であるとき、スレーブ局ＳＬ１〜ＳＬ４は、所定周期で隣接するスレーブ局にフレームを送信すると共に、所定周期で隣接するスレーブ局から送信されたフレームを受信することで、断線或いは故障などにより隣接するスレーブ局との間での通信不可となる通信系統の異常状態を検出する。

そして、図２（ｂ）に示すように、例えばスレーブ局ＳＬ２とスレーブ局ＳＬ３との間でバスケーブルＢＵＳが断線状態になると、スレーブ局ＳＬ２は、隣接するスレーブ局ＳＬ３から所定周期で送信されるフレームを受信することができなくなることを検出することで、スレーブ局ＳＬ２とスレーブ局ＳＬ３との間で生じた断線による通信系統の異常状態を検出する。そして、スレーブ局ＳＬ２は、ループバックを開始し、図中に示すグループＢのスレーブ局ＳＬ３及びスレーブ局ＳＬ４を回線から切り離し、グループＡのスレーブ局ＳＬ１、マスタ局Ｍ０、スレーブ局ＳＬ２間での通信を継続する。

最後に、スレーブ局ＳＬ２は、マスタ局Ｍ０に対して、断線状態が生じたこと及び自局がループバック状態であることを通知して、スレーブ局ＳＬ２がループバック局となる。
ループバック局になったスレーブ局ＳＬ２は、マスタ局Ｍ０から受信したデータ又は自局から送信したスレーブ局ＳＬ１宛のデータを、本来ならスレーブ局ＳＬ３に送信するところを自局で折り返してマスタ局Ｍ０に送信する。

一方、マスタ局Ｍ０では、ループバック局であるスレーブ局ＳＬ２から断線状態であることが通知されると、断線状態を検出したスレーブ局ＳＬ２でのループバックによりスレーブ局ＳＬ３及びスレーブ局ＳＬ４（切離スレーブ局）が切り離された状態であることを後述する構成情報記憶部２０８に記憶することで切離スレーブ局を管理する。
また、スレーブ局ＳＬ２は、隣接するスレーブ局との間での通信が再開されたときには断線状態が復旧したと判断し、マスタ局Ｍ０に対して断線状態の復旧を通知する。なお、断線状態の検出方法はどのような方法であっても良いが、例えばフレーム送受信のタイムアウト時間やリトライ回数を予め設定しておき、この時間や回数を超過して送受信が無い場合に断線状態であることを検知したり、定期的に局間応答を確認する信号を送受信することにより断線状態であること検知したりする。

次に、図３を参照して、マスタ局の構成を説明する。図３は、マスタ局の構成を示すブロック図である。
図３に示すようにマスタ局Ｍ０は、制御部２０１、異常通知受信部２０２、ループバック開始指示部２０３、復旧通知受信部２０４、前処理用コマンドフレーム送受信部２０５、構成情報取得用コマンドフレーム送信部２０６、構成情報取得用コマンドフレーム取得部２０７、構成情報記憶部２０８、構成情報判定部２０９、ループバック解除指示部２１０、及び接続順番情報生成部２１１を備えて構成される。

制御部２０１は、例えばマイクロプロセッサ等で構成され、上記各部と図示しない制御線を介して接続されて各部を統括して制御するものである。
異常通知受信部２０２は、各スレーブ局ＳＬ１〜ＳＬ４から送信される通信系統の異常状態が検出されたことを通知する異常通知信号を受信するものである。
ループバック開始指示部２０３は、異常通知受信部２０２が異常通知信号を受信したとき、異常通知信号を通知した局に対してループバックの開始を指示するループバック開始指示信号を出力するものである。

復旧通知受信部２０４は、各スレーブ局ＳＬ１〜ＳＬ４から例えば断線などによる異常状態が復旧したことを通知する復旧通知信号を受信するものである。
前処理用コマンドフレーム送受信部２０５は、復旧通知受信部２０４が復旧通知信号を受信したとき、切離状態にあるグループ（例えば、図２（ｂ）のグループＢ）の各スレーブ局が回線に復帰したことに伴う、前処理用コマンドフレームの送信処理と、前処理応答コマンドフレームの受信処理とを行うものである。

具体的に図２（ｂ）を例に挙げると、前処理用コマンドフレームの送信処理は、グループＢの各スレーブ局を回線に復帰させると共に、マスタ局Ｍ０の管理下に復帰させるにあたり、各切離スレーブ局に対して、切離スレーブ局の状態を所定の状態（復帰前状態）に移行させるためにループバック処理を解除する前に行う前処理を指示する前処理用コマンドフレームを送信する処理である。
また、前処理応答コマンドフレームの受信処理は、送信した前処理用コマンドフレームに対するレスポンスとして切離スレーブ局から送信される前処理応答コマンドフレームを受信する処理である。

各スレーブ局の被制御対象機器によって、各スレーブ局が回線に復帰するときのあるべき状態、つまり復帰前状態は異なるため、回線復帰時の前処理の処理内容もスレーブ局毎に異なる。例えば、システム全体としてロボットの制御を行うのであれば、各スレーブ局ＳＬ１〜ＳＬ４はロボットのアーム部分や各種センサなどの制御を行うため、上記の前処理では異常状態で停止していたアームの位置を復旧後に動作させる位置に合わせたり、各種センサの状態を初期状態に戻したりする。

構成情報取得用コマンドフレーム送信部２０６は、通信系統が正常状態であるとき、各スレーブ局の後述するネットワークに対する構成情報を取得するための構成情報取得用コマンド（第１の構成情報取得用コマンドに対応）を生成し、当該コマンドを構成情報取得用コマンドフレーム（第１の構成情報取得用コマンドフレームに対応）として、各スレーブ局に対して送信するものである。

また、構成情報取得用コマンドフレーム送信部２０６は、復旧通知受信部２０４が復旧通知信号を受信したとき、各切離スレーブ局のネットワークに対する構成情報を取得するための構成情報取得用コマンド（第２の構成情報取得用コマンドに対応）を生成し、当該コマンドを構成情報取得用コマンドフレーム（第２の構成情報取得用コマンドフレームに対応）として、各切離スレーブ局に対して送信するものである。

本実施の形態では、上記の構成情報取得用コマンドを用いた構成情報の取得方法として、例えば、マスタ局Ｍ０から各スレーブ局に対して構成情報取得用コマンドを含む共通の１つの構成情報取得用コマンドフレームを送信して、各スレーブ局がその構成情報取得用コマンドフレームを受信した順に、構成情報取得用コマンドフレームに自局の情報を付加してマスタ局Ｍ０に送信して取得する方法を用いる。

具体的に、図４に示すように、マスタ局Ｍ０から各スレーブ局に対して構成情報取得用コマンドを含む共通の１つの構成情報取得用コマンドフレームが送信されると、各局は隣接する局から図中に示す実線の矢印Ａの方向で、その構成情報取得用コマンドフレームを受信したときのみに構成情報取得用コマンドフレームに自局の構成情報を付加する。つまり、各局は隣接する局から図中の示す点線の矢印Ｂの方向で、その構成情報取得用コマンドフレームを受信したときには構成情報取得用コマンドフレームに自局の情報を付加しない。

構成情報の他の取得方法としては、マスタ局Ｍ０から各スレーブ局宛に構成情報取得用コマンドを含む複数の構成情報取得用コマンドフレームを送信して、各スレーブ局が構成情報取得用コマンドフレームに自局のみの情報を付加してマスタ局Ｍ０に送信して取得する方法などもある。
構成情報取得用コマンドフレーム取得部２０７は、構成情報取得用コマンドフレーム送信部２０６から送信された構成情報取得用コマンドフレームに対するレスポンスとして、切離スレーブ局から送信された各切離スレーブ局の構成情報が書き込まれた構成情報取得用コマンドフレーム（以下、構成応答コマンドフレームと称す）を受信して、当該構成応答コマンドフレームから各スレーブ局のネットワークに対する構成情報を読み出すものである。

構成情報記憶部２０８は、リング型ネットワークシステムＮＷの通信系統が正常状態であるときの、マスタ局Ｍ０及び複数のスレーブ局ＳＬ１〜ＳＬ４のネットワークに対する構成情報を記憶するものである。
なお、構成情報記憶部２０８に構成情報を記憶する際に、上述した構成情報取得用コマンドフレームによって各スレーブ局から構成情報を取得する以外にも、予め稼働初期時に正常状態であるときの構成情報を、例えばマスタ局Ｍ０の図示しない制御操作部から入力することによって記憶させておいても良い。この場合は、予め正常時の各スレーブ局の構成情報が解っているので、構成情報取得用コマンドフレームを用いて各スレーブ局の構成情報を取得する処理が不要となる。

構成情報判定部２０９は、構成情報記憶部２０８に記憶されたマスタ局Ｍ０及び複数のスレーブ局ＳＬ１〜ＳＬ４のネットワークに対する構成情報と、構成情報取得用コマンドフレーム取得部２０７により取得された切離スレーブ局の構成情報とを比較し、通信系統が正常状態であるときのリング型ネットワークシステムのネットワーク構成と、通信系統が異常状態から正常状態に復旧した後のリング型ネットワークシステムのネットワーク構成とが一致しているか否かを判定するものである。

ループバック解除指示部２１０は、構成情報判定部２０９により判定された結果に基づいて、ループバック局に対して、ループバックを解除するためのループバック解除指示信号を出力するものである。
なお、このループバック解除指示信号によりループバック処理を解除するときに、マスタ局Ｍ０では、ループバック局により切り離されている各切離スレーブ局が回線に復帰することに伴う、データ処理の追加や遅延時間の追加等といった回線復旧処理を行う。

接続順番情報生成部２１１は、構成情報取得用コマンドフレーム送信部２０６から送信された構成情報取得用コマンドフレームによって、マスタＭ０，スレーブＳＬ２，スレーブＳＬ３，スレーブＳＬ４，スレーブＳＬ１の順で取得された各局の構成情報に基づき、リング型ネットワークシステムに接続される局の接続順番を示す接続順番情報を生成するものである。
この接続順番情報によって、リング型ネットワークシステムＮＷに接続される局の接続順番、つまりスレーブＳＬ１，マスタＭ０，スレーブＳＬ２，スレーブＳＬ３，スレーブＳＬ４の順番で接続されていることを把握することができる。

次に、図５を参照して、スレーブ局の構成を説明する。図５は、スレーブ局の構成を示すブロック図である。
図５に示すスレーブ局ＳＬ１は、制御部３０１、状態検出部３０２、ループバック制御部３０３、コマンドフレーム中継部３０４、応答中継部３０５、構成情報送信部３０６、及び前処理実行部３０７を備えて構成される。なお、スレーブ局ＳＬ２〜ＳＬ４の局についても、スレーブ局ＳＬ１と同一の各部を有して構成されるため、ここではスレーブ局ＳＬ１の構成について説明する。

制御部３０１は、制御部２０１と同様に、例えばマイクロプロセッサ等で構成され、上記各部と図示しない制御線を介して接続されて各部を統括して制御するものである。
状態検出部３０２は、隣接するスレーブ局の故障や、隣接するスレーブ局との通信回線の断線等による通信系統の異常状態を検出し、異常状態が検出されたときにマスタ局Ｍ０に対して異常通知信号を送信するものである。

また、状態検出部３０２は、隣接するスレーブ局の故障や、隣接するスレーブ局との通信回線の断線等が復旧したことを検出し、復旧が検出されたときにマスタ局Ｍ０に対して復旧通知信号を送信するものである。
ループバック制御部３０３は、通信系統が異常状態であるときに、通常コマンドフレームを受信した場合、通常コマンドフレームを隣接する切離スレーブ局に対して送信せず、隣接する接続状態にあるスレーブ局に対して折り返して送信（ループバック）する処理を行うものである。

一方、上述した切離スレーブ局の構成情報を取得するための構成情報取得用コマンドや前処理用コマンドは、通信系統が異常状態であっても、切離スレーブ局に対して送信する必要があるコマンドであるため、透過コマンドとして設定されている。
従って、ループバック制御部３０３は、上記の透過コマンドを含むコマンドフレームを受信した場合、そのコマンドフレームをループバックせずに、切離スレーブ局宛てに送信する処理を行う。

コマンドフレーム中継部３０４は、マスタ局Ｍ０から透過コマンドを含む自局宛のコマンドフレームを受信したとき、受信したコマンドフレーム中のコマンドデータヘッダに記述されている切離スレーブ局の局番を新たな宛先局番として切離スレーブ局宛の透過コマンドフレームを生成し、この透過コマンドフレームを指定されたスレーブ局すなわち切離スレーブ局宛に送信するものである。
具体的に、切離スレーブ局の構成情報を取得するための構成情報取得用コマンドを含む自局宛の構成情報取得用コマンドフレームを受信したとき、そのコマンドデータヘッダに記述されている切離スレーブ局宛の構成情報取得用コマンドを含む透過コマンドフレーム（以下、構成情報取得透過コマンドフレームと称す）を生成する。

また、前処理用コマンドを含む前処理用コマンドフレームを受信したとき、そのコマンドデータヘッダに記述されている切離スレーブ局宛の前処理用コマンドを含む透過コマンドフレーム（以下、前処理透過コマンドフレームと称す）を生成する。
応答中継部３０５は、透過コマンドフレームに対する切離スレーブ局からのレスポンスである応答コマンドフレームを受信し、受信した応答コマンドフレームをそのままマスタ局宛に送信するものである。

例えば、構成情報取得透過コマンドフレームに対する切離スレーブ局からのレスポンスである構成応答コマンドフレームを受信した場合は、受信した構成応答コマンドフレームをそのままマスタ局宛に送信し、前処理透過コマンドフレームに対する前処理応答コマンドフレームを受信した場合は、受信した前処理応答コマンドフレームをそのままマスタ局宛に送信する。
構成情報送信部３０６は、マスタ局Ｍ０から自局宛の構成情報取得用コマンドフレームを受信したとき、そのレスポンスとして受信した構成情報取得用コマンドフレームに自局のネットワークに対する構成情報を付加して、これを応答コマンドフレーム（以下、正常時構成応答コマンドフレームと称す）として送信するものである。

また、構成情報送信部３０６は、ループバック局から自局宛の構成情報取得透過コマンドフレームを受信したとき、そのレスポンスとして受信した構成情報取得透過コマンドフレームにネットワークに対する自局の構成情報を付加して、これを構成応答コマンドフレームとして送信するものである。
前処理実行部３０７は、ループバック局からの自局宛の前処理透過コマンドフレームを受信したとき、この前処理透過コマンドフレームの前処理用コマンドに応じた前処理を行う。また、レスポンスとして前処理応答コマンドフレームをループバック局に対して送信する。

次に、図６を参照して、局間で授受されるフレームのフォーマットを説明する。図６は、フレームのフォーマットの一例を示す図である。
図６に示すフレーム４００は、フレーム識別子４０１、宛先局番４０２、送信元局番４０３、コマンド種別４０４、データサイズ４０５、コマンドデータ４０６、及びフレームチェックコード４０７から構成される。
フレーム識別子４０１は、フレーム４００が通常コマンドフレームであるか、又は透過コマンドフレームであるかを表す制御ビットである。

宛先局番４０２は、フレーム４００の送信先を表すものであり、送信元局番４０３はフレーム４００の送信元を表すものである。宛先局番４０２及び送信元局番４０３は、例えばスレーブ局ＳＬ１に割り振られるＩＰアドレスや、各局の制御ファームウエアで指定される局ＩＤである。
コマンド種別４０４は、コマンドの種類を表すものであり、例えばコマンド仕様でコマンド毎に決められているコマンドＩＤである。
データサイズ４０５は、可変長となるコマンドデータ４０６のデータサイズを表すものである。

コマンドデータ４０６は、コマンド種別４０４で指定されるコマンドのオプション値や実行されたコマンドの戻り値として付加されるデータエリアである。
フレームチェックコード４０７は、パリティチェック等のフレーム４００の全体のデータ誤りを検出するために付加されるチェックコードである。
各スレーブ局ＳＬ１〜ＳＬ４は、マスタ局Ｍ０から送信されるフレーム４００を受信し、宛先局番４０２に自局が指定されていれば自局宛のコマンドデータを読み込んで次局に送信し、宛先局番４０２に自局が指定されていなければ何も処理をせずにそのまま次局に送信する。

また、受信したフレームのフレーム識別子４０１に通常コマンドフレームであることが指定されている場合には、自局宛のコマンドデータ４０６で指定されるコマンドに対応する処理を行う。また、自局がループバック局であり、かつ自局宛フレームのフレーム識別子が透過コマンドフレームであり、かつ送信元がマスタ局Ｍ０である場合には、受信した透過コマンドフレーム中のコマンドデータヘッダに記述されている切離スレーブ局の局番を新たな宛先局番として切離スレーブ局宛の透過コマンドフレームを生成する。そして、この透過コマンドフレームを指定されたスレーブ局すなわち切離スレーブ局宛に送信する。また、この透過コマンドフレームが切離スレーブ局を周回し、その透過コマンドフレームを受信したとき、マスタ局から受信した自局宛の透過コマンドフレームをマスタ局Ｍ０に戻す。
なお、上述したフレームのフォーマットの構成はあくまで一例であって、他の制御情報を含んでフレームのフォーマットを構成しても良い。

続いて、図７を参照して、構成情報のデータフォーマットを説明する。図７（ａ）〜（ｃ）は、構成情報のデータフォーマットを示す図である。
図７（ａ）は構成情報記憶部２０８に記憶される正常状態における構成情報のデータを示し、図７（ｂ）及び図７（ｃ）は正常状態から異常状態に移行したときに取得された構成情報のデータを示す。
構成情報記憶部２０８に記憶される正常状態における構成情報のデータは、各局に対応する複数のレコードから構成される。各レコードは、図７（ａ）に示すように、局番号５０１、状態５０２、位置５０３、種類１（５０４）、種類２（５０５）、及び種類３（５０６）の各フィールドから構成される。そして、構成情報記憶部２０８には、リング型ネットワークシステムＮＷに接続される局数と同じ数のレコードが記憶される。

局番号５０１は、局を識別するために各局に割り振られたキーとなる識別情報である。例えば、マスタ局Ｍ０であれば局番号５０１は「Ｍ０」、スレーブ局ＳＬ１であれば局番号５０１は「ＳＬ１」である。
状態５０２は、各局で上述した通信系統が正常状態であるか、異常状態であるかを示すものである。例えば、正常状態であれば「０」、異常状態であれば「１」が保持される。
位置５０３は、リング型ネットワークシステムＮＷのバスケーブルＢＵＳ上の各局の位置を示すものであり、例えば両端に接続される局を「１（端局）」、それ以外の局を「０（中間局）」として記憶する。本実施の形態において、スレーブ局ＳＬ１及びスレーブ局ＳＬ４の位置５０３は「１（端局）」であり、それ以外の局の位置は、「０（中間局）」である。

種類１（５０４）、種類２（５０５）及び種類３（５０６）は、ネットワークに接続するために必要なネットワークボードやファームウエアのアプリケーションＩＤ等の識別情報である。例えば、これらの識別情報を組み合わせてネットワークを構成する上で局毎に固有な情報とする。ここでは、種類１（５０４）は制御ロボットの各部位を示す局内のＲＯＭに記憶されている情報であり、種類２（５０５）は各局のネットワークボード等に割り当てられているＭＡＣアドレスであり、種類３（５０６）は各局に組み込まれているファームウエアで指定されているアプリケーションＩＤである。このように、スレーブ局に組み込まれるボード等の各種装置、アプリケーション等が有する情報をそのまま識別情報とすることができる。また、この識別情報は、ネットワークに接続される局そのものが有する情報でなくとも、局にセットされる機器や媒体等が有する情報、例えばネットワークにアクセスするために必要な認証を行う認証用情報が書き込まれているＩＣカード等から取得したカードＩＤであっても良い。なお、種類は制御対象に応じて複数の種類を記憶させて良く、複数の種類を組み合わせることにより各局を識別しても良い。

また、図７（ｂ）及び図７（ｃ）に示す構成情報のデータは、図７（ａ）に示した構成情報のデータと同じフィールドからレコードが構成される。ただし、これらの構成情報のデータは、例えば図２（ｂ）で示した断線状態により異常状態が生じ、断線状態が復旧したときに取得されるものであるため、切離スレーブ局から復帰したスレーブ局ＳＬ３及びＳＬ４のみの構成情報が存在する。

図７（ｂ）に示す構成情報のデータは、通信系統が正常状態であるときのリング型ネットワークシステムのネットワーク構成と、通信系統が異常状態から正常状態に復旧した後のリング型ネットワークシステムのネットワーク構成とが一致しているときのデータであるため、図７（ａ）に示すスレーブ局ＳＬ３及びＳＬ４の構成情報のデータと図７（ｂ）に示すスレーブ局ＳＬ３及びＳＬ４の構成情報のデータとは全て一致する。

しかしながら、図７（ｃ）に示す構成情報のデータは、通信系統が正常状態であるときのリング型ネットワークシステムのネットワーク構成と、通信系統が異常状態から正常状態に復旧した後のリング型ネットワークシステムのネットワーク構成とが一致していないときのデータである。このため、図７（ａ）に示すスレーブ局ＳＬ３及びＳＬ４の構成情報のデータと図７（ｃ）に示すスレーブ局ＳＬ３及びＳＬ４の構成情報のデータとでは、局番号ＳＬ４のレコードの種類１（５０４）及び種類３（５０６）のデータ内容は一致するが、種類２（５０５）のデータ内容が異なる。
また、異常状態から復旧したとき、正常状態におけるスレーブ局が全て接続されていないと、その未接続である局のレコードが存在しない。逆に、異常状態から復旧したとき、正常状態におけるスレーブ局に加えて別のスレーブ局が接続されていると、その局のレコードも追加される。

なお、図８に示すように、マスタ局Ｍ０の構成情報取得用コマンドフレーム送信部２０６から構成情報取得用コマンドフレーム５１１が送信され、構成情報取得用コマンドフレーム５１１のコマンドデータ領域にスレーブ局ＳＬ２，スレーブ局ＳＬ３，スレーブ局ＳＬ４，スレーブ局ＳＬ１の順で各局の受信順に、局番号、種類１、位置等の情報がそれぞれ書き込まれる。

更に、マスタ局Ｍ０の接続順番情報生成部２１１は、最初にスレーブ局ＳＬ２及びスレーブ局ＳＬ３の情報をマスタ局Ｍ０の情報の図中の右方向に受信順に並べていき、位置が「０（端局）」であるスレーブ局ＳＬ４の情報を並べた後、スレーブ局ＳＬ１の情報をマスタ局Ｍ０の情報の図中の左方向に並べ替えた接続順番情報５１２を生成する。そして、スレーブ局の構成情報を、接続順番情報生成部２１１によって生成された接続順番情報５１２に対応付けて構成情報記憶部２０８に記憶する。具体的に、接続順番情報５１２に基づき、各スレーブ局の構成情報を、図７（ａ）に示すように、リング型ネットワークシステムＮＷに接続される局と同じ順番に並べ替えて記憶する。

続いて、図９を参照して、マスタ局における異常検知処理から復旧処理までの処理の流れを説明する。図９は、マスタ局における異常検知処理から復旧処理までの処理の流れを示すフローチャートである。
まず、通信系統が正常状態であるとき、構成情報取得用コマンドフレーム送信部２０６は、構成情報取得用コマンドフレームを送信する（ステップＳ６０１）。そして、構成情報取得用コマンドフレーム取得部２０７は、構成情報取得用コマンドフレームに対する正常時構成応答コマンドフレームを受信して（ステップＳ６０２）、正常時構成応答コマンドフレームから各スレーブ局で付加された構成情報を取得し（ステップＳ６０３）、取得した正常状態における構成情報を、接続順番情報生成部２１１で生成された接続順番情報の示す順番で構成情報記憶部２０８に記憶する（ステップＳ６０４）。

リング型ネットワークシステムＮＷが動作中、異常通知受信部２０２は、通信系統の異常状態が検出された場合に異常状態を検知したスレーブ局から通知される異常通知信号の受信判定処理を継続して行い（ステップＳ６０５のＮＯ）、異常通知信号を受信したとき（ステップＳ６０５のＹＥＳ）、ループバック開始指示部２０３は、異常通知信号を通知した局に対してループバックを開始しループバック開始指示信号を出力する（ステップＳ６０６）。
その後、復旧通知受信部２０４は、ループバック局から通知される復旧通知信号の受信判定処理を継続して行い（ステップＳ６０７のＮＯ）、復旧通知信号を受信すると（ステップＳ６０７のＹＥＳ）、前処理用コマンドフレーム送受信部２０５は切離スレーブ局で行うべき前処理を指示する前処理用コマンドフレームを出力する（ステップＳ６０８）。

また、前処理用コマンドフレーム送受信部２０５は、切離スレーブ局からの前処理応答コマンドフレームの受信判定処理を継続して行い（ステップＳ６０９のＮＯ）、前処理応答コマンドフレームを受信したとき（ステップＳ６０９のＹＥＳ）、構成情報取得用コマンドフレーム送信部２０６は切離スレーブ局に対する構成情報取得用コマンドフレームを送信する（ステップＳ６１０）。構成情報取得用コマンドフレーム取得部２０７は、切離スレーブ局からの構成情報取得用コマンドフレームに対するレスポンスである構成応答コマンドフレームを受信して（ステップＳ６１１）、構成応答コマンドフレームから各切離スレーブ局で付加された構成情報を取得する（ステップＳ６１２）。

構成情報判定部２０９は、構成情報記憶部２０８に記憶されたマスタ局Ｍ０及び複数のスレーブ局ＳＬ１〜ＳＬ４のネットワークに対する構成情報のうち切離スレーブ局に対応する局の構成情報と、構成情報取得用コマンドフレーム取得部２０７により取得された切離スレーブ局の構成情報とを比較し、通信系統が正常状態であるときのリング型ネットワークシステムのネットワーク構成と、通信系統が異常状態から正常状態に復旧した後のリング型ネットワークシステムのネットワーク構成とが一致しているか否かを判定する構成情報判定処理を行う（ステップＳ６１３）。構成情報判定処理の結果、両者の構成が一致していれば（ステップＳ６１４のＹＥＳ）、ループバック解除指示部２１０がループバック局に対してループバック解除指示信号を出力後（ステップＳ６１５）、マスタ局Ｍ０は通常状態（ステップＳ６０５）に戻り処理を繰り返す。
また、ステップＳ６１４で両者の構成が一致していなければ（ステップＳ６１４のＮＯ）、例えばマスタ局Ｍ０の図示しない表示部にシステム構成が異常状態であることを表示して、ループバックの解除を行わず（システムを復旧せず）に一連の処理を終了する（ステップＳ６１６）。

続いて、図１０を参照して、マスタ局における構成情報判定処理の流れを説明する。図１０は、マスタ局における構成情報判定処理の流れを示すフローチャートである。以下、図２（ｂ）のループバック状態を例に挙げて説明する。
上述した図９のステップＳ６１３における構成情報判定処理において、構成情報判定部２０９は、まず、構成情報記憶部２０８に記憶された図２（ｂ）に示す切離スレーブ局に対応するスレーブ局ＳＬ３及びスレーブ局ＳＬ４のネットワークに対する構成情報の最初のレコードと、構成情報取得用コマンドフレーム取得部２０７により取得された切離スレーブ局の構成情報の最初のレコードを取得する（ステップＳ７０１）。

次に、取得した２つのレコードの最初の種類フィールドのデータ同士を比較する（ステップＳ７０２）。最初の比較対象になるデータは、例えば、図７（ａ）〜図７（ｃ）に示した構成情報のうち局番号が「ＳＬ３」であるレコードの、種類１（５０４）のフィールドのデータである。
ここで、比較したデータ同士が１つでも一致しなければ（ステップＳ７０３のＮＯ）、通信系統が正常状態であるときのリング型ネットワークシステムのネットワーク構成と、通信系統が異常状態から正常状態に復旧した後のリング型ネットワークシステムのネットワーク構成とが一致していないと判定する（ステップＳ７０４）。

また、比較した種類同士が一致し（ステップＳ７０３のＹＥＳ）、２つのレコードの全ての種類について比較していなければ（ステップＳ７０５のＮＯ）、引き続き２つのレコードの次の種類にポインタを移動して（ステップＳ７０６）、２つのレコードの次の種類同士を比較する（ステップＳ７０２）。ここで、比較対象になるデータは、例えば、図７（ａ）〜図７（ｃ）に示した構成情報のうち局番号が「ＳＬ３」であるレコードの、種類２（５０５）のフィールドのデータである。

ステップＳ７０２で、構成情報判定部２０９は、２つのレコードの全ての種類を比較し終わり（ステップＳ７０５のＹＥＳ）、まだ比較していないレコードがあれば（ステップＳ７０７のＮＯ）、引き続き構成情報記憶部２０８に記憶されたマスタ局Ｍ０及び複数のスレーブ局ＳＬ１〜ＳＬ４のネットワークに対する構成情報のうち次の切離スレーブ局のレコードと、構成情報取得用コマンドフレーム取得部２０７により取得された切離スレーブ局の構成情報の次のレコードを取得して（ステップＳ７０８）、同様に次の２つのレコードの最初の種類同士を比較する（ステップＳ７０２）。ここで、比較対象になるデータは、例えば、図７（ａ）〜図７（ｃ）に示した構成情報のうち局番号が「ＳＬ４」であるレコードの、種類１（５０４）のフィールドである。

そして、構成情報判定部２０９は、全てのレコードを比較し、比較した全てのデータが一致していれば（ステップＳ７０７のＹＥＳ）、通信系統が正常状態であるときのリング型ネットワークシステムのネットワーク構成と、通信系統が異常状態から正常状態に復旧した後のリング型ネットワークシステムのネットワーク構成とが一致していると判定する（ステップＳ７０９）。

なお、本構成情報判定処理において、断線などにより通信系統が異常状態から復旧しても、正常状態におけるスレーブ局が全て接続されていなかったり、逆に正常状態におけるスレーブ局の他に別のスレーブ局が接続されていたりする場合には、上述したように２つのレコード同士を比較することができない。そのようなときは、通信系統が正常状態であるときのリング型ネットワークシステムのネットワーク構成と、通信系統が異常状態から正常状態に復旧した後のリング型ネットワークシステムのネットワーク構成とが一致していないと判断すれば良い。

続いて、図１１を参照して、スレーブ局（ループバック局）における異常検知処理から復旧処理までの処理の流れを説明する。図１１は、スレーブ局（ループバック局）における異常検知処理から復旧処理までの処理の流れを示すフローチャートである。
まず、構成情報送信部３０６は通信系統が正常状態あるとき、マスタ局Ｍ０から送信された構成情報取得用コマンドフレームの受信判定処理を継続して行い（ステップＳ８０１のＮＯ）、構成情報取得用コマンドフレームを受信したとき（ステップＳ８０１のＹＥＳ）、構成情報取得用コマンドフレームのレスポンスとして、この構成情報取得用コマンドフレームにネットワークに対する自局の構成情報を付加したものを、正常時構成応答コマンドフレームとしてマスタ局Ｍ０に対して送信する（ステップＳ８０２）。

その後、状態検出部３０２は、隣接するスレーブ局の故障や、隣接するスレーブ局との通信回線の断線等による通信系統の異常状態の検出判定処理を継続して行い（ステップＳ８０３のＮＯ）、異常状態を検出すると（ステップＳ８０３のＹＥＳ）、マスタ局Ｍ０に対して異常通知信号を送信する（ステップＳ８０４）。続いて、ループバック制御部３０３は、マスタ局Ｍ０からループバック開始指示信号を受信するまで待機し（ステップＳ８０５のＮＯ）、ループバック開始指示信号を受信すると（ステップＳ８０５のＹＥＳ）、ループバック処理を開始する（ステップＳ８０６）。

具体的に、図１２（ａ）に示すように、スレーブ局ＳＬ２が隣接するスレーブ局ＳＬ３との間の異常状態を検出する処理を継続して行い、異常状態を検出したときにマスタ局Ｍ０に対して異常通知信号８３１を送信する。続いて、スレーブ局ＳＬ２がマスタ局Ｍ０からループバック開始指示信号８３２を受信するとループバック処理８３３を開始する。
そして、状態検出部３０２は、隣接するスレーブ局の故障や、隣接するスレーブ局との通信回線の断線等が復旧したことを検出する処理を継続して行い（ステップＳ８０７のＮＯ）、断線等が復旧したことを検出すると（ステップＳ８０７のＹＥＳ）、マスタ局Ｍ０に対して復旧通知信号を送信する（ステップＳ８０８）。

続いて、コマンドフレーム中継部３０４は、マスタ局Ｍ０から自局宛の透過コマンドを含む構成情報取得用コマンドフレームを受信したとき（ステップＳ８０９のＹＥＳ）、受信した構成情報取得用コマンドフレーム中のコマンドデータヘッダに記述されている切離スレーブ局の局番を新たな宛先局番として切離スレーブ局宛の構成情報取得用コマンドフレームである構成情報取得透過コマンドフレームを生成し、この構成情報取得透過コマンドフレームを指定されたスレーブ局すなわち切離スレーブ局宛に送信する（ステップＳ８１０）。

具体的に、図１２（ｂ）に示すように、スレーブ局ＳＬ２の状態検出部３０２が、断線等が復旧したことを検出する処理を継続して行い、断線等が復旧したことを検出したときにマスタ局Ｍ０に対して復旧通知信号８３４を送信する。
一方、スレーブ局ＳＬ２は、マスタ局Ｍ０から透過コマンドフレーム以外の通常コマンドフレームを受信した場合、ループバック処理８３３によって、通常コマンドフレームを隣接する切離スレーブ局ＳＬ３に対して送信せず、隣接する接続状態にあるマスタ局Ｍ０に対して折り返して送信する。

また、マスタ局Ｍ０からスレーブ局ＳＬ２に、コマンドデータヘッダに切離スレーブ局ＳＬ３及び切離スレーブ局ＳＬ４の宛先局番の記述された透過コマンドを含む構成情報取得用コマンドフレームが送信されると、スレーブ局ＳＬ２は、そのコマンドデータヘッドに記述されている切離スレーブ局の局番を新たな宛先局番として切離スレーブ局宛の構成情報取得用コマンドフレームである構成情報取得用透過コマンドフレームを生成し、この構成情報取得用透過コマンドフレーム８３５をすなわち切離スレーブ局ＳＬ３及び切離スレーブ局ＳＬ４に送信する。

また、コマンドフレーム中継部３０４がマスタ局Ｍ０から自局宛の構成情報取得用コマンドフレームを受信せず（ステップＳ８０９のＮＯ）、応答中継部３０５が構成情報取得透過コマンドフレームに対するレスポンスとしての構成応答コマンドフレームを受信した場合（ステップＳ８１１のＹＥＳ）、受信した構成応答コマンドフレームをマスタ局Ｍ０宛にそのまま送信する（ステップＳ８１２）。

また、応答中継部３０５が構成応答コマンドフレームを受信しなければ（ステップＳ８１１のＮＯ）、ループバック制御部２０１はマスタ局Ｍ０からループバック解除指示信号を受信するまで（ステップＳ８１３のＮＯ）、ループバック制御を継続する。そして、ループバック制御部２０１はマスタ局Ｍ０からループバック解除指示信号を受信したとき（ステップＳ８１３のＹＥＳ）、ループバック制御を解除して（ステップＳ８１４）、ループバック局は通常状態（図１１のステップＳ８０３）に戻り処理を繰り返す。
なお、上述した故障状態にある各スレーブ局を回線に復帰させるための前処理は、上記のステップＳ８０７〜ステップＳ８１３までのループバック処理が行われている間に行えば良いので、構成情報取得透過コマンドフレームやループバック解除指示信号と一緒に前処理用コマンドフレームを送信することも可能である。

続いて、図１３を参照して、スレーブ局（切離スレーブ局）における復旧処理の流れを説明する。図１３は、スレーブ局（切離スレーブ局）における復旧処理の流れを示すフローチャートである。
前処理実行部３０７は、自局宛の前処理用透過コマンドフレームの受信判定処理を継続して行い（ステップＳ９０１のＮＯ）、自局宛の前処理用コマンドフレームを受信したとき（ステップＳ９０１のＹＥＳ）、前処理用透過コマンドフレームの前処理用コマンドに応じた前処理を行う（ステップＳ９０２）。そして、前処理実行部３０７は、前処理用コマンドフレームのレスポンスとして前処理応答コマンドフレームをマスタ局Ｍ０に対して送信する（ステップＳ９０３）。

また、切離スレーブ局に対する全ての前処理が完了すると、マスタ局Ｍ０からの透過コマンドを含む構成情報取得用コマンドフレームに応じて、ループバック局から構成情報取得透過コマンドフレームが送信されるので、構成情報送信部３０６は、自局宛の構成情報取得透過コマンドフレームの受信判定処理を継続して行い（ステップＳ９０４のＮＯ）、自局宛の構成情報取得透過コマンドフレームを受信したとき（ステップＳ９０４のＹＥＳ）、受信した構成情報取得透過コマンドフレームに自局のネットワークに対する構成情報を付加して、これを構成応答コマンドフレームとして送信する（ステップＳ９０５）。

そして、マスタ局Ｍ０が、全ての切離スレーブ局のネットワークに対する構成情報を受信し、マスタ局Ｍ０によって正常状態であるときのリング型ネットワークシステムのネットワーク構成と、通信系統が異常状態から正常状態に復旧した後のリング型ネットワークシステムのネットワーク構成とが一致していることが判定されると、切離スレーブ局は通常のスレーブ局として機能する。

以上、本実施の形態のリング型ネットワークシステムは、断線等の復旧と共にネットワークシステムを復旧させるのではなく、通信系統が正常状態であるときのネットワークシステムの構成と、障害復旧後のネットワークシステムの構成とが一致しているか否かを判定し、ネットワークシステムの構成が正常だと判断してからネットワークシステムを復旧するので、確実に正常時のネットワーク状態に復帰させることができる。

また、構成情報取得透過コマンドフレームと一緒に前処理用コマンドフレームを送信することで、故障状態にある各スレーブ局を回線に復帰させるための前処理を行うことも可能であるため、ループバック解除時に、マスタ局Ｍ０では、前処理と回線復旧処理とを同時に行う必要がないため、ループバック解除時におけるマスタ局Ｍ０での負荷軽減を図ることができる。このため、ループバック解除がなされた時点から、実際に、スレーブ局ＳＬ３及びスレーブ局ＳＬ４を含めたシステム制御の開始までの所要時間を短縮することができる。このため、断線復旧時のリカバリ時間の短縮を図ることができ、プログラマブルコントローラを用いたネットワークシステムや機械制御システムを構成するネットワークシステムの場合には、信頼性や生産性の向上を図ることができる。

また、マスタ局Ｍ０での処理として前処理と回線復旧処理とを明確に切り分けることができるため、マスタ局Ｍ０における処理構造の簡略化を図ることができる。
また、回線に復帰したスレーブ局の故障情報は、クリアされた状態で回線に復帰する。このため、例えば、ネットワークシステムの保守等のために、マスタ局Ｍ０側でスレーブ局の故障情報を保守情報として収集し記憶するように構成されている場合であっても、マスタ局Ｍ０では、スレーブ局は正常状態として認識するため、スレーブ局の故障情報が収集されることはない。従って、何らかにより一時的に通信を行うことができなくなった場合など、一時的な断線状態が生じた場合に、この一時的な断線状態に伴う故障情報が保守情報として収集されることを回避することができる。このため、一時的な断線状態といった比較的軽微な故障情報が保守情報として収集されることを回避することができる。

なお、以上の実施形態で説明されたネットワーク構成については、本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎず、またネットワークに対する構成情報等については例示にすぎない。
例えば、上記実施の形態においてネットワークの構成は、マスタ局及びスレーブ局をバス接続し、その両端に位置する局で回線を折り返すことにより構成されるリング型のネットワークについて説明したが、マスタ局及びスレーブ局を二重の回線によってループ状に接続し、断線状態が生じた箇所でループバックを行うことにより、マスタ局と回線を介して接続されるスレーブ局との間で通信を継続し、断線状態が復旧したときにループバックを解除するリング型のネットワークであっても良い。従って、本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。

例えば、複数の機能部を制御することによりシステム全体としてロボット制御するためのリング型ネットワークシステム及びリング型ネットワークシステムの復旧方法として利用される。

ＮＷ リング型ネットワークシステム
Ｍ０ マスタ局
ＳＬ１〜ＳＬ４ スレーブ局
ＢＵＳ バスケーブル
２０１ 制御部
２０２ 異常通知受信部
２０３ ループバック開始指示部
２０４ 復旧通知受信部
２０５ 前処理用コマンドフレーム送受信部
２０６ 構成情報取得用コマンドフレーム送信部
２０７ 構成情報取得用コマンドフレーム取得部
２０８ 構成情報記憶部
２０９ 構成情報判定部
２１０ ループバック解除指示部
２１１ 接続順番情報生成部
３０１ 制御部
３０２ 状態検出部
３０３ ループバック制御部
３０４ コマンドフレーム中継部
３０５ 応答中継部
３０６ 構成情報送信部
３０７ 前処理実行部

Claims (6)

1. マスタ局と、当該マスタ局と回線を介して接続され且つ前記マスタ局に管理される複数のスレーブ局とでリング型ネットワークを構築し、
   いずれかのスレーブ局が、隣接する局との間での通信が不可となる通信系統の異常状態を検出したときに前記マスタ局に対して異常を通知し、ループバックを行うことにより前記回線を介して前記マスタ局と接続状態にあるスレーブ局間で通信を継続し、
   前記異常状態の復旧が検出されたときに前記マスタ局に対して前記復旧を通知して、前記ループバックを解除し、前記ループバックにより前記マスタ局から切り離された切離スレーブ局を、前記回線を介して前記マスタ局に再接続するリング型ネットワークシステムにおいて、
   前記マスタ局は、
   前記通信系統が正常状態であるときの前記複数のスレーブ局の前記リング型ネットワークに対する各スレーブ局の構成を示す構成情報を記憶する構成情報記憶手段と、
   前記復旧が通知されたときに、前記切離スレーブ局の前記構成情報を取得するための第１の構成情報取得用コマンドと前記切離スレーブ局の宛先情報とを生成し、当該コマンド及び宛先情報を、第１の構成情報取得用コマンドフレームにして、前記ループバックを行っているループバック局宛に送信する第１の構成情報取得用コマンドフレーム送信手段と、
   前記第１の構成情報取得用コマンドフレーム送信手段により送信された前記第１の構成情報取得用コマンドフレームに対する応答として、前記ループバック局から送信された応答コマンドフレームを受信して、当該応答コマンドフレームから前記切離スレーブ局の構成情報を取得する第１の構成情報取得手段と、
   前記第１の構成情報取得手段によって取得された前記切離スレーブ局の構成情報と前記構成情報記憶手段に記憶された正常時の前記構成情報とに基づき、前記正常時の構成情報と復旧後の前記切離スレーブ局の構成情報とが一致するか否かを判定する構成判定手段と、
   前記構成判定手段によって一致していると判定されたときに、前記ループバックを行っているループバック局宛に前記ループバック解除の指示を与えるループバック解除指示手段と、を備え、
   前記ループバック局は、
   自局宛の前記第１の構成情報取得用コマンドフレームを受信したときに、当該コマンドフレームに含まれる前記宛先情報から特定される前記切離スレーブ局宛に、当該コマンドフレームに含まれる前記第１の構成情報取得用コマンドを含む構成情報取得透過コマンドフレームを送信するコマンドフレーム中継手段と、
   前記構成情報取得透過コマンドフレームに対する応答として前記切離スレーブ局から受信した、前記切離スレーブ局の構成情報を含む応答コマンドフレームを、前記マスタ局宛に送信する応答中継手段と、を備え、
   前記切離スレーブ局は、
   前記ループバック局から送信された自局宛の前記構成情報取得透過コマンドフレームを受信したときに、当該構成情報取得透過コマンドフレームに含まれる前記第１の構成情報取得用コマンドに応じて、自局の構成情報を含む応答コマンドフレームを前記ループバック局に送信する構成情報送信手段を備えることを特徴とするリング型ネットワークシステム。
2. 前記マスタ局は、更に、
   前記通信系統が正常状態であるときに、前記複数のスレーブ局の構成情報を取得するための第２の構成情報取得用コマンドを生成し、当該コマンドを、第２の構成情報取得用コマンドフレームにして、前記複数のスレーブ局に対して送信する第２の構成情報取得用コマンドフレーム送信手段と、
   前記第２の構成情報取得用コマンドフレーム送信手段により送信された前記第２の構成情報取得用コマンドフレームに対する応答として、前記複数のスレーブ局から送信された応答コマンドフレームを受信して、当該応答コマンドフレームから前記各スレーブ局の構成情報を取得する第２の構成情報取得手段と、を備え、
   前記スレーブ局の前記構成情報送信手段は、前記マスタ局から送信された前記第２の構成情報取得用コマンドフレームを受信したときに、前記第２の構成情報取得用コマンドに応じて自局の構成情報を含む応答コマンドフレームを前記マスタ局に対して送信し、
   前記第２の構成情報取得手段は、前記取得した各スレーブ局の構成情報を、前記通信系統が正常状態であるときの前記各スレーブ局の構成を示す構成情報として前記構成情報記憶手段に記憶することを特徴とする請求項１記載のリング型ネットワークシステム。
3. 前記第２の構成情報取得用コマンドフレーム送信手段は、前記複数のスレーブ局に対して、当該複数のスレーブ局を宛先とした共通の前記第２の構成情報取得用コマンドフレームを１つ送信し、
   前記複数のスレーブ局は、前記各局の構成情報送信手段において、前記マスタ局から送信された前記共通の第２の構成情報取得用コマンドフレームを受信したときに、前記応答コマンドフレームとして、前記共通の第２の構成情報取得用コマンドフレームに対して当該コマンドフレームを受信した順に各自局の構成情報を付加したものを送信することを特徴とする請求項２記載のリング型ネットワークシステム。
4. 前記マスタ局と前記スレーブ局とをバス接続し、且つ両端に位置する局で回線を折り返すことにより前記リング型ネットワークを構築し、
   前記構成情報は、前記スレーブ局が前記リング型ネットワークの端部に接続された局であるか否かを示す接続位置情報、及び前記スレーブ局を特定するために前記スレーブ局毎に割り当てられた固有情報を含み、
   前記マスタ局は、更に、
   前記第２の構成情報取得手段によって取得した前記複数のスレーブ局の構成情報に基づき、前記マスタ局及び前記複数のスレーブ局の接続順番を示す接続順番情報を生成する接続順番情報生成手段を備え、
   前記第２の構成情報取得手段は、前記複数のスレーブ局の構成情報を、前記接続順番情報生成手段によって生成した前記接続順番情報に対応付けて、前記構成情報記憶手段に記憶することを特徴とする請求項３記載のリング型ネットワークシステム。
5. 前記固有情報は、前記複数のスレーブ局に組み込まれる装置又はアプリケーションが有する情報を含み、
   前記構成判定手段は、前記第１の構成情報取得手段によって取得された前記切離スレーブ局の構成情報に含まれる複数の識別情報と、前記構成情報記憶手段に記憶された正常時の前記構成情報に含まれる複数の識別情報とをそれぞれ比較して、前記正常時の構成情報と復旧後の前記切離スレーブ局の構成情報とが一致するか否かを判定することを特徴とする請求項４記載のリング型ネットワークシステム。
6. マスタ局と、当該マスタ局と回線を介して接続され且つ前記マスタ局に管理される複数のスレーブ局とでリング型ネットワークを構築し、
   いずれかのスレーブ局が、隣接する局との間での通信が不可となる通信系統の異常状態を検出したときに前記マスタ局に対して異常を通知し、ループバックを行うことにより前記回線を介して前記マスタ局と接続状態にあるスレーブ局間で通信を継続し、
   前記異常状態の復旧が検出されたときに前記マスタ局に対して前記復旧を通知して、前記ループバックを解除し、前記ループバックにより前記マスタ局から切り離された切離スレーブ局を、前記回線を介して前記マスタ局に再接続するリング型ネットワークシステムの復旧方法において、
   前記マスタ局は、
   第１の構成情報取得用コマンドフレーム送信手段が、前記復旧が通知されたときに、前記切離スレーブ局の前記構成情報を取得するための第１の構成情報取得用コマンドと前記切離スレーブ局の宛先情報とを生成し、当該コマンド及び宛先情報を、第１の構成情報取得用コマンドフレームにして、前記ループバックを行っているループバック局宛に送信するステップと、
   第１の構成情報取得手段が、前記第１の構成情報取得用コマンドフレーム送信手段により送信された前記第１の構成情報取得用コマンドフレームに対する応答として、前記ループバック局から送信された応答コマンドフレームを受信して、当該応答コマンドフレームから前記切離スレーブ局の構成情報を取得するステップと、
   構成判定手段が、前記第１の構成情報取得手段によって取得された前記切離スレーブ局の構成情報と、前記構成情報記憶手段に記憶された前記通信系統が正常状態であるときの前記複数のスレーブ局の前記リング型ネットワークに対する各スレーブ局の構成を示す構成情報とに基づき、前記正常時の構成情報と復旧後の前記切離スレーブ局の構成情報とが一致するか否かを判定するステップと、
   ループバック解除指示手段が、前記構成判定手段によって一致していると判定されたときに、前記ループバックを行っているループバック局に前記ループバック解除の指示を与えるステップと、を有し、
   前記ループバック局は、
   コマンドフレーム中継手段が、自局宛の前記第１の構成情報取得用コマンドフレームを受信したときに、当該コマンドフレームに含まれる前記宛先情報から特定される前記切離スレーブ局宛に、当該コマンドフレームに含まれる前記第１の構成情報取得用コマンドを含む構成情報取得透過コマンドフレームを送信するステップと、
   応答中継手段が、前記構成情報取得透過コマンドフレームに対する応答として前記切離スレーブ局から受信した、前記切離スレーブ局の構成情報を含む応答コマンドフレームを、前記マスタ局宛に送信するステップと、を有し、
   前記切離スレーブ局は、
   構成情報送信手段が、前記ループバック局から送信された自局宛の前記構成情報取得透過コマンドフレームを受信したときに、当該構成情報取得透過コマンドフレームに含まれる前記第１の構成情報取得用コマンドに応じて、自局の構成情報を含む応答コマンドフレームを前記ループバック局に送信するステップを有することを特徴とするリング型ネットワークシステムの復旧方法。

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