JP2022107435A - コントローラ、設定装置、制御方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】適切な伝搬遅延時間を設定することのできるコントローラを提供する。
【解決手段】複数のスレーブ装置間をケーブルで接続するフィールドネットワークに接続されたコントローラ（１０１）は、各スレーブ装置の物理層通信回路において計測されるＳＱＩ値を取得するＳＱＩ値取得部（１０１１）と、ＳＱＩ値取得部によって取得された前記ＳＱＩ値に基づいて、各スレーブ装置間のケーブル長さを算出し、フィールドネットワーク内のケーブル総延長を算出するケーブル総延長算出部（１０１２）と、ケーブル総延長に基づいて、フィールドネットワークにおける信号の伝播遅延時間を設定する伝搬遅延時間設定部（１０１３）と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、フィールドネットワークにおいて信号の伝搬遅延時間を設定するコントローラ、設定装置、制御方法、およびプログラムに関する。

ファクトリーオートメーション（Factory Automation：ＦＡ）の分野においては、作業の工程を分担する様々な種類の装置の制御が行われる。工場施設等一定の領域において作業に用いられる各種のコントローラ、リモートＩ／Ｏ、および製造装置を連携して動作させるために、これらの装置を接続する、フィールドネットワークとも呼ばれる産業用ネットワークが構築されている。
フィールドネットワークにおいては、システムを構成する装置間がケーブルによって接続される。このケーブルの長さにほぼ比例して、装置間で通信する信号に伝搬遅延が発生する。一方で、各装置で実行すべき処理の中には、所定の制御周期内に完了させる必要のある定周期タスクが存在する。

特開２０１３－１３７２５１号公報 特開２０１８－１９４５４号公報 特開２０１７－１０２９００号公報 特開平８－２０２７５９号公報

従来は、デフォルトで余裕をもったケーブル長さ（例えば、１０００メートル）を想定して、想定されたケーブル長さに対応する伝播遅延時間を考慮して制御周期内で定周期タスクが完了するように制御していた。よって、必要以上に伝播遅延時間が長く設定されることになり、制御周期内で定周期タスクの実際の処理に使用できる時間が圧迫されていた。また、これを解消するために、実際に使っているケーブルの長さに基づいてユーザが手動で伝播遅延時間を設定することも行われていた。しかし、ユーザの手間がかかるとともに、伝播遅延時間を正確な値に設定することも困難であった。
なお、ケーブル長さを測定する技術に関しては、上記の特許文献に開示があるが、伝播遅延時間を考慮する点については開示されていない。

上記に鑑み、本発明では、フィールドネットワークにおいて、ユーザの手間がかからずに正確に、適切な伝搬遅延時間を設定できる技術を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るコントローラは、複数のスレーブ装置間をケーブルで接続するフィールドネットワークに接続されたコントローラであって、各スレーブ装置の物理層通信回路において計測されるＳＱＩ（signal quality indicator）値を取得するＳＱＩ値取得部と、ＳＱＩ値取得部によって取得された前記ＳＱＩ値に基づいて、前記各スレーブ装置間のケーブル長さを算出し、前記フィールドネットワーク内のケーブル総延長を算出するケーブル総延長算出部と、ケーブル総延長に基づいて、前記フィールドネットワークにおける信号の伝播遅延時間を設定する伝搬遅延時間設定部と、を備える。

上記構成によれば、ユーザの手間がかからずに正確にケーブル総延長を算出でき、算出されたケーブル総延長から信号の伝搬遅延時間を正確に算出できる。このため、適切な伝搬遅延時間を設定することができ、結果として、制御周期内での定周期タスクの実際の処理に使用できる時間を増加させることができる。

また、上記一側面に係るコントローラは、ＳＱＩ値取得部におけるＳＱＩ値取得処理、前記ケーブル総延長算出部におけるケーブル総延長算出処理、および、前記伝搬遅延時間設定部における伝搬遅延時間設定処理を所定のタイミングで実行するように指示するスケジューリング部をさらに備えてもよい。

上記の構成によれば、トリガがなくとも、コントローラが、所定のタイミングで伝搬遅延時間を設定するので、ユーザに負担をかけることなく、適切なタイミングで伝播遅延時間の設定を実行することができる。

また、上記一側面に係るコントローラは、ＳＱＩ値取得部におけるＳＱＩ値取得処理、前記ケーブル総延長算出部におけるケーブル総延長算出処理、および、前記伝搬遅延時間設定部における伝搬遅延時間設定処理を、外部からの指示入力に応じて実行するように指示する実行指示部をさらに備えてもよい。

上記の構成によれば、ユーザは、システム立ち上げ時またはケーブル交換時など必要が生じたときに、伝搬遅延時間を再設定することができる。

また、上記一側面に係るコントローラは、ＳＱＩ値取得部は、前記ＳＱＩ値を前記各スレーブ装置から複数回取得するとともに、前記ケーブル総延長算出部は、前記各スレーブ装置間のケーブル長さを、複数回取得した前記ＳＱＩ値の平均値に基づいて算出してもよい。

上記の構成によれば、ＳＱＩ値は、ノイズなどの影響により一時的に値が大きくなることがありうるが、上記のように、複数回取得した値の平均値に基づいてケーブル長さを算出することにより、より正確に伝播遅延時間を設定することができる。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る設定装置は、コントローラと通信接続する設定装置であって、前記ＳＱＩ値取得部におけるＳＱＩ値取得処理、前記ケーブル総延長算出部におけるケーブル総延長算出処理、および、前記伝搬遅延時間設定部における伝搬遅延時間設定処理を実行させる指示をユーザからの指示に応じて前記実行指示部に送信する実行指示送信部を備えてもよい。

上記の構成によれば、ユーザは、システム立ち上げ時またはケーブル交換時など必要が生じたときに、伝搬遅延時間を再設定することができる。

また、上記一側面に係る設定装置は、前記伝搬遅延時間設定部によって設定された伝播遅延時間を取得し、前記コントローラに対する設定情報とともに、前記伝播遅延時間を前記コントローラに送信する設定情報送信部をさらに備えてもよい。

上記の構成によれば、ユーザがコントローラの設定情報とともに伝搬遅延時間をコントローラに送信することができる。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る制御方法は、複数のスレーブ装置間をケーブルで接続するフィールドネットワークに接続されたコントローラの制御方法であって、前記各スレーブ装置の物理層通信回路において計測されるＳＱＩ（signal quality indicator）値を取得するＳＱＩ値取得ステップと、前記ＳＱＩ値取得ステップによって取得された前記ＳＱＩ値に基づいて、前記各スレーブ装置間のケーブル長さを算出し、前記フィールドネットワーク内のケーブル総延長を算出するケーブル総延長算出ステップと、前記ケーブル総延長に基づいて、前記フィールドネットワークにおける信号の伝播遅延時間を設定する伝搬遅延時間設定ステップと、を含む。

上記の構成によれば、上記コントローラと同様の効果を奏することができる。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るコントローラプログラムは、上記コントローラとしてコンピュータを機能させるためのコントローラプログラムであって、上記各部としてコンピュータを機能させるためのプログラムであってもよい。
上記構成によれば、上記コントローラと同様の効果を奏することができる。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る制御プログラムは、コンピュータを機能させるための設定プログラムであって、上記各部としてコンピュータを機能させるための設定プログラムであってもよい。

上記構成によれば、設定装置と同様の効果を奏することができる。

本発明の一態様によれば、フィールドネットワークにおいて、ユーザの手間がかからずに正確にケーブル総延長を算出でき、ケーブル総延長から適切な伝搬遅延時間を設定できる。その結果として、制御周期内でユーザのプログラムを実行できる時間を増加させることができる。

本発明の実施形態に係るコントローラが接続されるフィールドネットワークに属する装置群の構成を示す図である。 図１に含まれるコントローラおよび設置装置の機能構成を示すブロック図である。 図１に含まれるスレーブ装置におけるＳＱＩ値とケーブル長さの関係を示すグラフである。 本発明の実施形態に係るコントローラおよび設定装置において実行される伝搬遅延時間設定処理の流れを示すフローチャートである。 図１に含まれる設定装置における設定画面の一例を示す図である。

以下では、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

§１ 適用例
＜システムの構成＞
図１には、本実施形態に係るコントローラが含まれるフィールドネットワークで接続されるシステム１００を示す構成図である。以下では、図１を参照して、システム１００の構成について説明する。

図１に示すように、システム１００は、フィールドネットワークで接続される複数の装置を備える。より詳細には、システム１００は、コントローラ（例えば、ＰＬＣ:programmable logic controller）１０１、複数のスレーブ装置１０２ａ～１０２ｆ、設定装置１０５、ＨＭＩ（Human Machine Interface）１０４、および、ハブ装置１０３を備える。複数のスレーブ装置１０２ａ～１０２ｆは、総称してスレーブ装置１０２とも呼ぶ。コントローラ１０１および複数のスレーブ装置１０２ａ～１０２ｆは、ハブ装置１０３を介してEtherNET（登録商標）/IPまたはEtherCAT（登録商標）等の通信ネットワークで接続され、互いに連携してＦＡ（factory automation）を実現する。なお、通信ネットワークの種類は上述のものに限定されるものではない。

コントローラ１０１は、システム１００全体に含まれる複数のスレーブ装置１０２ａ～１０２ｆの動作を制御する。ＨＭＩ１０４は、コントローラ１０１の動作状態を表示するとともに、コントローラ１０１に対するユーザによる各種動作指示を受け付けるインターフェースである。
設定装置１０５は、ノートＰＣなどによって構成され、コントローラ１０１とＵＳＢ（Universal Serial Bus）によって接続される。設定装置１０５はシステム１００の構成情報を格納するとともに、コントローラ１０１における制御に用いられる各種設定情報およびプログラムなどをユーザの指示に応じて設定する。

上記システム１００に含まれる各装置で実行するプログラムの中には、一定の制御周期で実行する必要のあるものがある。一方、各装置間でケーブルを通じて送受信される信号は、ケーブルの長さに応じて伝搬遅延が生じてしまう。従って、制御周期から伝搬遅延時間を差し引いた時間内で、プログラムの実行が完了するようにタイミングを制御する必要がある。本実施形態では、コントローラ１０１が各スレーブ装置１０２ａ～１０２ｆで測定されるＳＱＩ値から各装置間を接続するケーブル長さを算出する。続いて、コントローラ１０１はシステム１００の構成情報に基づいて、これらケーブル長さを合計してシステム１００全体のケーブル総延長を算出し、ケーブル総延長から伝搬遅延時間を正確に算出する。コントローラ１０１は、算出された伝搬遅延時間に基づいて、制御周期内で各装置が動作するように制御のスケジューリングを行う。

§２ 構成例
以下では、図２を参照して、コントローラ１０１および設定装置１０５の機能構成について説明する。

＜コントローラおよび設定装置の機能構成＞
図２は、コントローラ１０１および設定装置１０５の機能構成を示すブロック図である。図２に示すように、コントローラ１０１は、ＳＱＩ値取得部１０１１、ケーブル総延長算出部１０１２、および伝搬遅延時間設定部１０１３、スケジューリング部１０１４および実行指示部１０１５を備える。ＳＱＩ値取得部１０１１、ケーブル総延長算出部１０１２、および伝搬遅延時間設定部１０１３を総称して実行部１０１０とも呼ぶ。

コントローラ１０１の実行部１０１０が伝搬遅延時間の設定処理を行う。スケジューリング部１０１４および実行指示部１０１５は、実行部１０１０が伝搬遅延時間の設定処理を開始するタイミングを指示する。なお、コントローラ１０１は、スケジューリング部１０１４および実行指示部１０１５の少なくともいずれか一方を備えていればよい。

ＳＱＩ値取得部１０１１は、各スレーブ装置１０２の物理層通信回路において計測されるＳＱＩ（signal quality indicator）値を取得する。ケーブル総延長算出部１０１２はＳＱＩ値取得部１０１１によって取得されたＳＱＩ値に基づいて、各スレーブ装置１０２間のケーブル長さを算出し、フィールドネットワーク内のケーブル総延長を算出する。伝搬遅延時間設定部１０１３は、ケーブル総延長に基づいて、フィールドネットワークにおける信号の伝播遅延時間を設定する。コントローラ１０１は、設定された伝搬遅延時間に基づいて、制御周期内での各装置の動作タイミングを制御する。

スケジューリング部１０１４は、ＳＱＩ値取得部１０１１におけるＳＱＩ値取得処理、ケーブル総延長算出部１０１２におけるケーブル総延長算出処理、および、伝搬遅延時間設定部１０１３における伝搬遅延時間設定処理を所定のタイミングで実行するように指示する。例えば、スケジューリング部１０１４は、一定の周期（例えば、毎日定時、所定日数毎、毎月の所定の日時等）で、実行部１０１０が上記伝搬遅延時間設定処理を開始するように指示してもよい。あるいは、スケジューリング部１０１４は、コントローラ１０１の立ち上げ時、ケーブル交換時等を検出し、そのタイミングで実行部１０１０が上記伝搬遅延時間設定処理を開始するように指示してもよい。即ち、コントローラ１０１が、外部からのトリガがなくても、設定されたタイミングで、自動的に、ケーブル総延長の算出および伝搬遅延時間の設定処理を実行する。上記のような構成によれば、ケーブルの交換やシステム１００の構成の変更が発生した場合にも、その構成に最適な伝搬遅延時間を自動で設定することができる。また、ケーブルの経時劣化にも対応することができる。

または、実行指示部１０１５が、ＳＱＩ値取得部１０１１におけるＳＱＩ値取得処理、ケーブル総延長算出部１０１２におけるケーブル総延長算出処理、および、伝搬遅延時間設定部１０１３における伝搬遅延時間設定処理を、外部からの指示入力に応じて実行するように指示してもよい。例えば、ユーザが、設定装置１０５から、コントローラ１０１に伝搬遅延時間設定処理の開始を指示するための所定のメッセージを送ってもよい。コントローラ１０１の実行部１０１０は、上記メッセージの受信をトリガとして伝搬遅延時間設定処理を開始してもよい。

ユーザが処理開始のトリガをコントローラ１０１に送る場合には、例えば、システム１００の立ち上げ時またはケーブルの交換時などに、ユーザが設定装置１０５を用いて所定のメッセージをコントローラ１０１に送信し、コントローラ１０１は、これをトリガとして伝搬遅延時間算出処理の実行を開始してもよい。

設定装置１０５は、コントローラ１０１のＳＱＩ値取得部１０１１におけるＳＱＩ値取得処理、ケーブル総延長算出部１０１２におけるケーブル総延長算出処理、および、伝搬遅延時間設定部１０１３における伝搬遅延時間設定処理を実行させる指示をユーザからの指示に応じてコントローラ１０１の実行指示部１０１５に送信する実行指示送信部１０５１を備えてもよい。上述したように、コントローラ１０１の実行部１０１０は、ユーザからの指示をトリガとして伝搬遅延時間設定処理を開始してもよい。上記構成により、ユーザは、ケーブル交換時など必要な場合に、伝搬遅延時間設定処理の実行をコントローラ１０１に指示することができる。

また、設定装置１０５は、コントローラ１０１の伝搬遅延時間設定部１０１３によって設定された伝播遅延時間を取得し、コントローラ１０１に対する各種設定情報とともに、伝播遅延時間をコントローラ１０１に送信する設定情報送信部１０５２をさらに備えてもよい。コントローラ１０１では、取得した伝搬遅延時間および設定情報に基づいて、各装置の制御を実行する。

以下では、コントローラ１０１の実行部１０１０が行うＳＱＩ値の算出、ケーブル長さの算出、ケーブル総延長の算出、および伝搬遅延時間の設定について順に説明する。

＜ＳＱＩ値の算出＞
コントローラ１０１のＳＱＩ値取得部１０１１は、ＳＱＩ値を取得する。ＳＱＩ値はスレーブ装置１０２の物理層通信回路おいて計測される。なお、コントローラ１０１の物理層通信回路においてＳＱＩ値が計測されるようになっていてもよい。各スレーブ装置１０２には、直接、ケーブルにより接続される装置との間の信号通信におけるＳＱＩ（signal quality indicator）値の測定結果が保存される。ＳＱＩ値は信号品質を示す数値であり、ノイズと正常な信号との割合から算出される。ＳＱＩ値は装置間の通信を止めずに、常時、測定することができる。ここで、ケーブルで接続される２つの装置のうちいずれかの装置の物理層通信回路に、ＳＱＩ値の測定機能を持たせればよい。しかし、より多くの装置に接続されているコントローラ１０１にこの機能を持たせることがより望ましい。

＜ケーブル長さの算出＞
コントローラ１０１のケーブル総延長算出部１０１２は、ＳＱＩ値取得部１０１１によって取得されたＳＱＩ値に基づいて、各スレーブ装置１０２間のケーブル長さを算出する。ＳＱＩ値は、ケーブル長さと関係する。各装置のＰＨＹ通信回路に格納されているデータシートには、標準的な規格のケーブルについて、ＳＱＩ値とケーブル長さとの関係を示すテーブルが格納されている。例えば、ＳＱＩ値が２．０～２．５の場合はケーブル長さ５０ｍ、ＳＱＩ値が３．０～３．５の場合はケーブル長さが１００ｍに相当するといった関係がデータシートのテーブルに示されている。コントローラ１０１のケーブル総延長算出部１０１２は、各装置からＳＱＩ値を受信して、ケーブル長さを算出する。

ケーブル長さが長いほど、ＳＱＩ値はほぼ線形的に上昇する。ＳＱＩ値取得部１０１１は、ＳＱＩ値を各スレーブ装置１０２から複数回取得するとともに、ケーブル総延長算出部は、各スレーブ装置１０２間のケーブル長さを、複数回取得した前記ＳＱＩ値の平均値に基づいて算出してもよい。ＳＱＩ値は計測時のノイズの影響などによりバラつきがあるので、ケーブル長さを算出する場合には、数万個のＳＱＩ値のデータを平均した方が精度を上げることができる。

また、ケーブル総延長算出部１０１２がＳＱＩ値からケーブル長さを算出するには、ＳＱＩ値とケーブル長さの関係を示すグラフを用いてもよい。図３はその一例を示す。図３のグラフでは、横軸にケーブル長さ、縦軸にＳＱＩ値を取っている。図３から、ケーブル長さが長くなれば、ほぼ線形的にＳＱＩ値が上昇することがわかる。所定の規格のケーブルにおける実測値に基づいて、ケーブル長さとＳＱＩ値の関係とから回帰分析を行って、事前に以下の式を導いてもよい。
ケーブル長さ＝（ＳＱＩ値－ａ）／ｂ
上記変換式においては、ａおよびｂの値は、ケーブルの種類により異なる。標準的な規格のケーブルにおいては、それぞれ、ａ＝１．１２１６、ｂ＝０．０１０９であった。非標準的な規格のケーブルを使用する場合には、より正確な伝搬遅延時間を設定するためには、予めケーブルの種類ごとに上記変換式を算出してもよい。

コントローラ１０１のケーブル総延長算出部１０１２は、フィールドネットワーク内のケーブル総延長を算出する。即ち、コントローラ１０１は、各スレーブ装置１０２からＳＱＩ値を取得し、上記テーブル、グラフまたは変換式に基づいて、各ケーブル長さを算出し、これらのケーブル長さを合計して、ケーブル総延長を算出する。

＜伝搬遅延時間の算出＞
コントローラ１０１の伝搬遅延時間設定部１０１３は、算出されたケーブル総延長に基づいて、フィールドネットワークにおける信号の伝播遅延時間を設定する。伝搬遅延時間はケーブルの総延長にほぼ比例して増加する。

設定装置１０５では、一例として、デフォルトでケーブル総延長を１０００ｍとして、伝搬遅延時間が設定されている。上記ＳＱＩ値からの測定結果に基づいて算出された値を用いて設定を変更すれば、適切な伝搬遅延時間を設定することができる。

＜処理の流れの説明＞
図４は、本発明の実施形態における伝搬遅延時間を設定する処理の流れを示すフローチャートである。以下では、図４を参照して、伝搬遅延時間を設定する処理の流れについて説明する。

（ステップＳ１１０）
まず、コントローラ１０１のケーブル総延長算出部１０１２が、フィールドネットワーク内のケーブル総延長を設定（算出）する。ユーザが手動でケーブル総延長算出処理の開始を指示する場合にはステップＳ１２０へ、コントローラ１０１が自動でケーブル総延長算出処理開始する場合にはステップＳ２２０に進む。
以下、ステップＳ１２０からＳ１７０までは、ユーザが手動で上記処理の開始を指示する場合の流れを示す。

（ステップＳ１２０）
ユーザからの上記処理を実行させる指示を、設定装置１０５の実行指示送信部１０５１からコントローラ１０１の実行指示部１０１５に送信する。例えば、ユーザが、所定のメッセージを、設定装置１０５の実行指示送信部１０５１からコントローラ１０１の実行指示部１０１５に送信してもよい。コントローラ１０１の実行指示部１０１５は、これをトリガとして、伝搬遅延時間設定処理を開始する指示を出す。

（ステップＳ１３０）
コントローラ１０１の実行指示部１０１５は、実行部１０１０（ＳＱＩ値取得部１０１１）に対して、ケーブル長さを測定する指示を出す（ＳＱＩ値を測定する指示を出す）。

（ステップＳ１４０）
指示を受けたＳＱＩ値取得部１０１１は、各スレーブ装置１０２から、ＰＨＹ通信回路の機能で測定されたＳＱＩ値を取得する。即ち、各装置は測定されたＳＱＩ値をコントローラ１０１のＳＱＩ値取得部１０１１に返信する。上述したように、ＳＱＩ値はバラつきがあるので、数万個のデータを平均したほうが精度を上げることができる。

（ステップＳ１５０）
コントローラ１０１のケーブル総延長算出部１０１２は、ＳＱＩ値取得部１０１１から受信したＳＱＩ値に基づいて、ケーブル長さを算出する。ケーブル総延長算出部１０１２は、更に、各ケーブル長を合算してシステム１００内のケーブル総延長を算出する。

（ステップＳ１６０）
コントローラ１０１は、算出したケーブル総延長を、設定装置１０５に送信する。設定装置１０５では、〔ケーブル総延長〕の項目に格納する。図５には、設定装置１０５における、コントローラ１０１に対する設定情報の表示・入力画面の一例を示す。この例では、ケーブル総延長のデフォルト値として１０００ｍが設定されているが、この値が、コントローラ１０１にて算出されたケーブル総延長の値に書き換えられる。

（ステップＳ１７０）
設定装置１０５は、ユーザの指示に基づき、コントローラ１０１に対する設定情報とともに設定されたケーブル総延長の値をコントローラ１０１に送信する。コントローラ１０１の伝搬遅延時間設定部１０１３は、算出されたケーブル総延長に基づいて、フィールドネットワークにおける信号の伝搬遅延時間を設定する。なお、コントローラ１０１において、ケーブル総延長算出部１０１２によるケーブル総延長の算出結果が、そのまま伝搬遅延時間設定部１０１３に送られて伝搬遅延時間の設定が行われても良い。

ユーザはケーブルを交換したとき、システムの変更をしたときなど、必要な場合に、上記ステップＳ１２０において設定装置からトリガとなる指示を送信し、コントローラ１０１（実行部１０１０）が、Ｓ１３０からＳ１７０までの処理を実行して、伝搬遅延時間を再設定する。

次に、コントローラ１０１により、自動で伝搬遅延時間が算出される場合の処理（ステップＳ２２０～Ｓ２７０）について説明する。

（ステップＳ２２０）
コントローラ１０１のスケジューリング部１０１４がコントローラ１０１の実行部１０１０に所定のタイミングで実行するように指示する。即ち、コントローラ１０１の内部でケーブル総延長の算出処理を実行（開始）する。上記手動による処理の場合（ステップＳ１２０）と異なり、コントローラ１０１はトリガなしで、設定処理を開始する。

（ステップＳ２３０からＳ２５０）
ステップＳ２３０からＳ２５０の処理は、上述のステップＳ１３０～Ｓ１５０までと同じであるのでここでは説明を繰り返さない。

（ステップＳ２６０）
コントローラ１０１の伝搬遅延時間設定部１０１３は、算出したケーブル総延長に基づいて、伝搬遅延時間を設定する。コントローラ１０１は、設定された伝搬遅延時間に基づいて制御のスケジューリングを行う。

（ステップＳ２７０）
予め設定されたタイマに応じて、コントローラ１０１は、ステップＳ２２０に戻って、一連の伝搬遅延時間設定処理を繰り返す。

上記のような構成によれば、ユーザがコントローラ１０１にトリガを送信しなくても、所定のタイミングで、適切な伝搬遅延時間を再設定することができる。タイミングは、一定周期であってもよいし、不定期であってもよい。

＜キャリブレーション＞
上記では、標準的な規格のケーブルを用いるフィールドネットワークにおける伝搬遅延時間設定処理を例にして説明した。しかし、本発明は上記例に限定されるものではなく、非標準的な規格のケーブルを用いたフィールドネットワークにおいて伝搬遅延時間を設定する場合にも適用することができる。この場合、非標準的な規格のケーブルに合わせて、キャリブレーションを行うことにより、より適切な伝搬遅延時間を算出することができる。

まず、非標準的な規格のケーブルについて、ＳＱＩ値を測定し、測定されたＳＱＩ値と各ケーブル長さの関係を取得する。次に、ケーブル長さから求められるケーブル総延長と伝搬遅延時間の関係を実験によって確認する。ＳＱＩ値とケーブル長さの関係については、図３に示すようなグラフを作成してもよいし、ＳＱＩ値とケーブル長さの関係を示す変換式、あるいはテーブルを作成してもよい。上述のように、ＳＱＩ値からケーブル総延長を算出し、ケーブル総延長から適切な伝搬遅延時間を設定することができる。

〔ソフトウェアによる実現例〕
コントローラ１０１および設定装置１０５の制御ブロック（特にＳＱＩ値取得部１０１１、ケーブル総延長算出部１０１２、伝搬遅延時間設定部１０１３、スケジューリング部１０１４、実行指示部１０１５、実行指示送信部１０５１、設定情報送信部１０５２）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、コントローラ１０１および設定装置１０５は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば１つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１００ システム
１０１ コントローラ
１０２ スレーブ装置
１０３ ハブ装置
１０４ ＨＭＩ
１０５ 設定装置
１０１０ 実行部
１０１１ ＳＱＩ値取得部
１０１２ ケーブル総延長算出部
１０１３ 伝搬遅延時間設定部
１０１４ スケジューリング部
１０１５ 実行指示部
１０５１ 実行指示送信部
１０５２ 設定情報送信部

Claims (9)

1. 複数のスレーブ装置間をケーブルで接続するフィールドネットワークに接続されたコントローラであって、
   前記各スレーブ装置の物理層通信回路において計測されるＳＱＩ（signal quality indicator）値を取得するＳＱＩ値取得部と、
   前記ＳＱＩ値取得部によって取得された前記ＳＱＩ値に基づいて、前記各スレーブ装置間のケーブル長さを算出し、前記フィールドネットワーク内のケーブル総延長を算出するケーブル総延長算出部と、
   前記ケーブル総延長に基づいて、前記フィールドネットワークにおける信号の伝播遅延時間を設定する伝搬遅延時間設定部と、
   を備えるコントローラ。
2. 前記ＳＱＩ値取得部におけるＳＱＩ値取得処理、前記ケーブル総延長算出部におけるケーブル総延長算出処理、および、前記伝搬遅延時間設定部における伝搬遅延時間設定処理を所定のタイミングで実行するように指示するスケジューリング部をさらに備える、請求項１に記載のコントローラ。
3. 前記ＳＱＩ値取得部におけるＳＱＩ値取得処理、前記ケーブル総延長算出部におけるケーブル総延長算出処理、および、前記伝搬遅延時間設定部における伝搬遅延時間設定処理を、外部からの指示入力に応じて実行するように指示する実行指示部をさらに備える、請求項１または２に記載のコントローラ。
4. 前記ＳＱＩ値取得部は、前記ＳＱＩ値を前記各スレーブ装置から複数回取得するとともに、
   前記ケーブル総延長算出部は、前記各スレーブ装置間のケーブル長さを、複数回取得した前記ＳＱＩ値の平均値に基づいて算出する、請求項１～３のいずれか一項に記載のコントローラ。
5. 請求項３に記載のコントローラと通信接続する設定装置であって、
   前記ＳＱＩ値取得部におけるＳＱＩ値取得処理、前記ケーブル総延長算出部におけるケーブル総延長算出処理、および、前記伝搬遅延時間設定部における伝搬遅延時間設定処理を実行させる指示をユーザからの指示に応じて前記実行指示部に送信する実行指示送信部を備える設定装置。
6. 前記伝搬遅延時間設定部によって設定された伝播遅延時間を取得し、前記コントローラに対する設定情報とともに、前記伝播遅延時間を前記コントローラに送信する設定情報送信部をさらに備える、請求項５に記載の設定装置。
7. 複数のスレーブ装置間をケーブルで接続するフィールドネットワークに接続されたコントローラの制御方法であって、
   前記各スレーブ装置の物理層通信回路において計測されるＳＱＩ（signal quality indicator）値を取得するＳＱＩ値取得ステップと、
   前記ＳＱＩ値取得ステップによって取得された前記ＳＱＩ値に基づいて、前記各スレーブ装置間のケーブル長さを算出し、前記フィールドネットワーク内のケーブル総延長を算出するケーブル総延長算出ステップと、
   前記ケーブル総延長に基づいて、前記フィールドネットワークにおける信号の伝播遅延時間を設定する伝搬遅延時間設定ステップと、
   を含む制御方法。
8. 請求項１～４のいずれか一項に記載のコントローラとしてコンピュータを機能させるためのコントローラプログラムであって、上記各部としてコンピュータを機能させるためのコントローラプログラム。
9. 請求項５または６に記載の設定装置としてコンピュータを機能させるための設定プログラムであって、上記各部としてコンピュータを機能させるための設定プログラム。

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