特開 2024-17943 サーバ装置、通信装置、及び制御システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024017943

(43)【公開日】2024-02-08

(54)【発明の名称】サーバ装置、通信装置、及び制御システム

(51)【国際特許分類】

   H04L 67/141 20220101AFI20240201BHJP

【ＦＩ】

H04L67/141

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022120927

(22)【出願日】2022-07-28

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(74)【代理人】

【識別番号】100118843

【弁理士】

【氏名又は名称】赤岡 明

(74)【代理人】

【識別番号】100125151

【弁理士】

【氏名又は名称】新畠 弘之

(72)【発明者】

【氏名】大西 直哉

(72)【発明者】

【氏名】中谷 博司

(72)【発明者】

【氏名】平野 竜馬

(72)【発明者】

【氏名】松山 拓紀

(72)【発明者】

【氏名】高柳 洋一

(72)【発明者】

【氏名】岡部 基彦

(57)【要約】

【課題】本実施形態における課題は、ネットワークを介した制御をより安定的に行えるサーバ装置、通信装置、及び、制御システムを提供する。
【解決手段】本実施形態によれば、サーバ装置は、通信部と、判定部と、制御演算部と、を備える。通信部は、複数の異なる接続情報毎に同一の第１信号をそれぞれ含む複数の第１パケットを、ネットワークを介して順に受信する。判定部は、第１パケットに含まれる第１信号が受信済みであるか否かを判定する。制御演算部は、判定に基づき、受信済みでない場合には、第１信号に応じた第２信号を生成する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の異なる接続情報毎に同一の第１信号をそれぞれ含む複数の第１パケットを、ネットワークを介して順に受信する通信部と、
前記第１パケットに含まれる前記第１信号が受信済みであるか否かを判定する判定部と、
前記判定に基づき、受信済みでない場合には、前記第１信号に応じた第２信号を生成する制御演算部と、
を備える、サーバ装置。

【請求項2】

前記ネットワークを介した複数の個別の接続要求に対して、前記複数の異なる接続情報のいずれかを前記ネットワークを介して付与する接続部、を更に備え、
前記判定部は、前記複数の異なる接続情報のいずれかを有する前記第１パケットに対して、前記第１信号が受信済みであるか否かを判定する、請求項１に記載のサーバ装置。

【請求項3】

前記複数の異なる接続情報のいずれかを前記第２信号にそれぞれ付与した複数の第２パケットを生成する第１生成部を更に備え、
前記通信部は、前記複数の第２パケットを、前記ネットワークを介して送信する、請求項１又は２に記載のサーバ装置。

【請求項4】

前第１生成部は、前記複数の第２パケットの送信間隔を変更可能である、請求項３に記載のサーバ装置。

【請求項5】

前記第１生成部は、複数の異なる接続情報のいずれかに対応し、対応する接続情報を前記第２信号に付与した第２パケットを生成する複数の生成部を有し、
前記複数の生成部は、前記通信部を介して、前記複数の第２パケットを、前記ネットワークに独立に送信する、請求項３に記載のサーバ装置。

【請求項6】

前記複数の接続要求は、複数の個別の送信部、或いは複数の個別の通信装置に対応する、請求項３に記載のサーバ装置。

【請求項7】

前記接続部は、送信周期と、送信回数と、通信時間と、の組み合わせに基づき、前記複数の異なる接続情報の発行数を決定する、請求項２に記載のサーバ装置。

【請求項8】

前記第１生成部は、前記ネットワークの負荷と、パケットロス率と、通信時間との組み合わせに基づき、前記複数の第２パケットの送信回数と送信間隔を動的に変更する、請求項３に記載のサーバ装置。

【請求項9】

前記第１生成部は、前記第２パケットを生成する順番に応じて、前記複数の異なる接続情報を順に繰り返し付与する、請求項３に記載のサーバ装置。

【請求項10】

前記第１生成部は、前記複数の前記第２パケットのうちの送信中のフラグに基づき、前記複数の異なる接続情報のなかの送信中の前記第２パケットに使用していない接続情報を、生成する前記第２パケットに付与する、請求項３に記載のサーバ装置。

【請求項11】

前第１生成部は、通信装置の識別番号に対応する接続情報、何周期目の送信であるかを示す送信周期、及び同じ周期内で何回送信したかを示す送信回数の少なくともいずれかを前記第２パケットに含ませる、請求項３に記載のサーバ装置。

【請求項12】

複数の接続要求を通信対象の装置にネットワークを介して要求する第２接続部と、
前記複数の接続要求にそれぞれ対応する複数の接続情報のいずれかを第１信号に付与した複数の第１パケットを生成する第２生成部と、
前記複数の第１パケットを、前記ネットワークを介して順に送信する第２通信部と、
を備える、通信装置。

【請求項13】

サーバ装置と、通信装置と、を備える制御システムであって、
前記サーバ装置は、
ネットワークを介した複数の個別の接続要求に対して、前記複数の異なる接続情報のいずれかを前記ネットワークを介して付与する接続部と、
前記複数の異なる接続情報毎に同一の第１信号をそれぞれ含む複数の第１パケットを、前記ネットワークを介して順に受信する通信部と、
前記複数の第１パケットに含まれる前記第１信号が受信済みであるか否かを判定する判定部と、
前記判定に基づき、受信済みでない場合には、前記第１信号に応じた第２信号を生成する制御演算部と、
を有し、
前記通信装置は、
複数の個別の送信部にそれぞれ対応する前記複数の個別の接続要求を、前記ネットワークを介して前記サーバ装置に要求する第２接続部と、
前記ネットワークを介して取得した前記複数の異なる接続情報のいずれかを前記第１信号にそれぞれ付与した前記複数の第１パケットを生成する第２生成部と、
前記複数の第１パケットを、前記ネットワークを介して前記サーバ装置に順に送信する第２通信部と、
を有する、制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、サーバ装置、通信装置、及び制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ：プログラマブルロジックコントローラ）等で行われているシーケンス制御やプロセス制御を、インターネットなどのネットワークを介したサーバ装置で実行する制御システムが検討されている。工場や産業システム等の制御システムは一定周期でリアルタイムに動作する。システムを正常に制御するために、ネットワーク遅延等が発生しても、入出力のデータを一定時間以内に伝送することが要求される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第５９５９４５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところが、インターネットなどのネットワークは通信帯域や通信遅延が保証されていないため、ネットワークを介して制御を行うと、一定周期内に目的とする制御を行うことができない恐れがある。また、複数のサーバ装置を用いても、突発的な通信遅延が発生する可能性があり、一定周期の制御を行うことができない恐れがある。さらに、制御システムのセキュリティ等を考慮して、エッジ側のネットワークにファイアウォールやプロキシサーバが配置されていると、ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）等のリアルタイム通信に向いた通信プロトコルを使うことができない場合がある。

【0005】

このような課題を解決するため、本実施形態における課題は、ネットワークを介した制御をより安定的に行えるサーバ装置、通信装置、及び、制御システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本実施形態によれば、サーバ装置は、通信部と、判定部と、制御演算部と、を備える。通信部は、複数の異なる接続情報毎に同一の第１信号をそれぞれ含む複数の第１パケットを、ネットワークを介して順に受信する。判定部は、第１パケットに含まれる第１信号が受信済みであるか否かを判定する。制御演算部は、判定に基づき、受信済みでない場合には、第１信号に応じた第２信号を生成する。

【発明の効果】

【0007】

ネットワークを介した制御をより安定的に行える。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態に係る制御システムの構成例を示す図。

【図2】接続部が使用する送信用接続情報の例を示す表。

【図3】送信管理部が送信する入力信号パケットの構成例を示す図。

【図4】送信中フラグを用いて接続情報を参照する場合の方法例を示す表。

【図5】送信管理部が使用する出力信号パケットの構成例を示す図。

【図6】初期接続の通信シーケンス図。

【図7】サーバ装置に入力信号を送信する通信シーケンス図。

【図8】サーバ装置から通信装置に出力信号を送信する通信シーケンス図。

【図9】第２実施形態に係る制御システムの構成例を示す図。

【図10】第２実施形態に係る初期接続の通信シーケンスの例を示す図。

【図11】通信装置からサーバ装置に入力信号を送信する通信シーケンス図。

【図12】サーバ装置から通信装置に出力信号を送信する通信シーケンス図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態に係るサーバ装置、通信装置、及び制御システムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は、本発明の実施形態の一例であって、本発明はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。また、本実施形態で参照する図面において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号又は類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上実際の比率とは異なる場合や、構成の一部が図面から省略される場合がある。

【0010】

（第１実施形態）
（構成）
図１は、第１実施形態に係る制御システムの構成例を示す図である。図１に示すように、制御システム１は、サーバ装置１０と、通信装置２０とを備える。サーバ装置１０と通信装置２０とは、ネットワーク４０を介して接続される。すなわち、このサーバ装置１０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｓｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｓ）、メモリ、ストレージ等を備える計算機であり、ネットワーク４０及び通信装置２０を介して、アクチュエータ等の機器を制御する。

【0011】

入力装置４１は、アクチュエータ等の機器の状態情報を生成するセンサ等から得られるデータである入力信号を入力する。出力装置４２は、例えばサーバ装置１０の制御対象となるアクチュエータ等の機器である。すなわち、サーバ装置１０は、通信装置２０及びネットワーク４０を介して取得した入力信号に応じて、制御用の出力信号を生成する。そして、サーバ装置１０は、ネットワーク４０及び通信装置２０を介して、出力信号を出力装置４２に出力する。なお、本実施形態に係る入力信号が第１信号に対応し、出力信号が第２信号に対応する。

【0012】

より具体的には、サーバ装置１０は、制御演算部１１と、接続部１２と、受信部１３と、送信部１４と、通信部１９とを備える。受信部１３は、受信用接続情報を記憶する受信用接続情報記憶部１５と、冗長パケット判定部１６とを有する。また、送信部１４は、送信用接続情報を記憶する送信用接続情報記憶部１７と、送信管理部１８とを有する。さらにまた、サーバ装置１０は、例えばメモリに記憶されるプログラムを実行することにより、制御演算部１１と、接続部１２と、受信部１３と、送信部１４と、通信部１９とを構成することが可能である。なお、本実施形態に係る冗長パケット判定部１６が判定部に対応する。また、本実施形態に係る送信管理部１８が第１生成部に対応する。また、本実施形態に係る接続部１２を接続受付部と称する場合がある。

【0013】

通信装置２０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｓｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｓ）とメモリとを有し、接続部２１と、受信部２３と、送信部２２と、通信部２８と、信号入力部２９と、信号出力部３０と、を備える。送信部２２は、送信部１４と同等の構成であり、送信用接続情報を記憶する送信用接続情報記憶部２４と、送信管理部２５とを有する。受信部２３は、また、受信部１３と同等の構成であり、受信用接続情報を記憶する受信用接続情報記憶部２６と、冗長パケット判定部２７とを有する。この通信装置２０は、例えばメモリに記憶されるプログラムを実行することにより、接続部２１と、受信部２３と、送信部２２と、通信部２８と、信号入力部２９と、信号出力部３０とを構成することが可能である。なお、本実施形態に係る冗長パケット判定部２７が判定部に対応し、送信管理部２５が第２生成部に対応する。また、本実施形態に係る接続部２１が第２接続部に対応し、通信部２８が第２通信部に対応する。

【0014】

まず、通信装置２０側のより具体的な構成を説明する。図２は、接続部２１が使用する送信用接続情報の例を示す表である。図２に示すように、送信用接続情報は、送信を行う一つの装置に割振られる固有番号である。ＩＤ０～４は、個別の送信部、或いは、個別の通信装置に対応する。例えば、ＩＤ０～４には、それぞれ、送信用接続情報として１０～１４が割振られている。つまり、本実施形態に係るＩＤ０～４は、例えば独立した送信部（或いは後述する送受信部）、或いは、独立した通信装置それぞれ対応させることが可能である。これにより、本実施形態に係る通信装置２０は一装置であるが、複数の通信装置、或いは、複数の送信部（或いは後述する送受信部）に対する通信処理と同等の通信処理を通信装置２０に対して行うことが可能となる。

【0015】

接続部２１は、サーバ装置１０の接続部１２に対してＩＤ０～４のそれぞれの接続要求を、ネットワーク４０を介して送信する。接続要求を、ネットワーク４０を介して受け付けたサーバ装置１０の接続部１２は、接続応答として、ＩＤ０～４のそれぞれに対応する送信用接続情報として１０～１４を、ネットワーク４０を介して通信装置２０に送信する。これにより、ＩＤ０～４のそれぞれには、送信用接続情報１０～１４が割振られる。このため、上述したように、本実施形態に係る制御システム１では、通信装置２０は一装置であるが、ネットワーク４０を介して受信する側は、ＩＤの数に対応する通信装置、或いは、ＩＤの数に対応する送信部が実在するように通信を行うことが可能となる。

【0016】

また、接続部２１は、例えば一組となるＩＤ０～４の情報を予めサーバ装置１０側に通知することが可能である。接続部２１は、送信部２２の送信用接続記憶部２４、及び受信部２３の受信用接続情報記憶部２６に、一組となるＩＤ０～４に対応する送信用接続情報１０～１４を送信用接続情報、或いは受信用接続情報として記憶させる。このように、送信用接続記憶部２４は、通信の確立後に、一組となるＩＤ０～４に対応する送信用接続情報１０～１４を送信用接続情報として記憶する。同様に、受信用接続情報記憶部２６は、通信の確立後に、一組となるＩＤ０～４に対応する送信用接続情報１０～１４を受信用接続情報として記憶する。

【0017】

図３は、通信装置２０の送信管理部２５が送信する入力信号パケットの構成例を示す図である。入力信号パケットは、通信装置の識別番号である装置ＩＤ、何周期目の送信であるかを示す送信周期、同じ周期内で何回送信したかを示す送信回数、入力信号のデータで構成される。なお。本実施形態に係る入力信号パケットが第１パケットに対応する。

【0018】

送信管理部２５は、同一の送信信号を、同じ周期で連続送信する際には、送信周期に同じ値を格納し、送信回数はインクリメントする。また、送信管理部２５は、次の周期に送信する際は、送信周期はインクリメントし、送信回数を初期値に戻す。なお、何回目に送信したパケットが届いたかを判定する必要がない場合、送信回数は省略可能である。また、１台のサーバ装置１０に対して通信装置２０が１台しかない場合、装置ＩＤも省略可能である場合がある。

【0019】

送信管理部２５は、例えば１周期に同一の送信信号を１０回送信する場合がある。この場合、送信管理部２５は、例えば接続数が５個の場合、送信用接続情報であるファイルディスクリプタを１０→１１→１２→１３→１４→１０→１１…のように接続順に使用する。このように、各パケットの装置ＩＤには、ラウンドロビン方式では、送信用接続情報１０～１４が順に割振られた後に、再び送信用接続情報１０～１４が順に割振られる。例えば、一番目の送信周期である場合には、各パケットの送信周期に１が割振られる。そして、各パケットの送信回数には、０から９が順に割り振られる。このように、送信管理部２５は、パケットを生成する順番に応じて、前記複数の異なる接続情報を順に繰り返し付与する。

【0020】

より具体的には、送信管理部２５は、例えば（送信用接続情報、送信周期、送信回数）の情報を、（１０、０、０）、（１１、０、１）、（１２、０、２）、（１３、０、３）、（１４、０、４）、（１０、０、５）、（１１、０、６）、（１２、０、７）、（１３、０、８）、（１４、０、９）のように、同一の送信信号に対して各パケットのデータヘッドに順に割振ることが可能である。このように、送信管理部２５は、あたかも送信用接続情報１０～１４を有する５台の通信装置が、各パケットを送信しているように、（送信用接続情報、送信周期、送信回数）を順に割振ることが可能である。すなわち、同一の入力信号が、送信用接続情報と送信回数を変えて、繰り返し、通信装置２０側から通信部２８を介して送信される。このような、各パケットは、信管理部２５により、送信側から順に送信されるが、ネットワーク４０の環境により、受信側で受信される順番は入れ変わる場合がある。或いは、ファイアウォールなどにより、受信側で受信されないパケットも生じ得る。

【0021】

また、送信管理部２５は、同じ送信信号を有するパケットを複数回送信する際の時間間隔を管理する送信時間管理機能を有する。送信管理部２５は、例えばネットワークの負荷と、パケットロス率と、通信時間との組み合わせに基づき、同じ送信信号を有するパケットの送信回数と送信間隔を動的に変更する。ネットワークの負荷は、単位時間当たりの通信量である。送信管理部２５は例えばアック（ＡＣＫ）の戻り時間に応じて、単位時間当たりの通信量を判定することが可能である。また、送信管理部２５は、パケットロス率を、送信用接続情報の数に対して、所定の時間内に到達した同じ送信信号を有するパケットの数に基づき、判定する。通信時間は、一つの送信信号の通信に予め設定された時間である。

【0022】

これにより、送信管理部２５は、例えばネットワーク負荷が多い場合、動的に送信回数を少なくするか、待機時間を長くすることでネットワーク負荷を下げることができる。また、送信管理部２５は、パケットロス率が高い場合、送信回数を多くする。これにより、パケットロスが発生した場合でもサーバ装置にデータが到達する確率が高くなる。

【0023】

また、送信管理部２５は、通信遅延が大きい場合、待機時間を短くする。信管理部２５は例えばアック（Ａｃｋ）の戻り時間に応じて、通信遅延の情報を得ることが可能である。これにより、送信回数分繰り返す際に要する時間を短くすることができる。例えば送信用接続情報記憶部２４は、ネットワーク環境に対応する送信回数と待機時間とをあらかじめ記憶しておくことが可能である。このように、送信管理部２５は、ネットワーク環境に応じて、送信回数と待機時間とを設定することが可能となる。この場合、送信管理部２５は、通信状況を測定して、ＩＯ周期毎に送信回数と待機時間とを動的に変更してもよい。

【0024】

図４は、送信中フラグを用いて接続情報を参照する場合の方法例を示す表である。送信管理部２５は、上述のラウンドロビン方式の他に、図４に示すように、未使用のファイルディスクリプタを選択し、使用することが可能である。

【0025】

図４に示すように、送信管理部２５は、例えば接続数が５個で１２と１３のファイルディスクリプタが使用中の場合、３回の連続送信では１０と１１と１４のファイルディスクリプタを使用する。周期ごとに送信中フラグは変化するため、毎周期送信フラグを確認する処理を行う。送信管理部２５は、使用中のファイルディスクリプタの情報を送信中フラグ（１）として送信用接続記憶部２４に記憶させることが可能である。これにより、送信管理部２５は、送信用接続記憶部２４に記憶される使用中のファイルディスクリプタの情報を参照し、毎周期毎に、未使用の送信中フラグ（０）のファイルディスクリプタを使用することが可能となる。このように、送信管理部２５は、同一の入力信号を有する複数のパケットのうちの送信中の送信中フラグ（１）に基づき、複数の異なる接続情報のなかの送信中のパケットに使用していない接続情報（送信中フラグ（０）に対応）を、次に生成するパケットに付与する。

【0026】

上述のように、受信部２３は、受信用接続情報記憶部２６と、冗長パケット判定部２７とを有する。受信部２３は、通信部２８を介してサーバ装置１０側から送信される同一の出力信号を有する複数のパケットを受信することが可能である。

【0027】

受信部２３の冗長パケット判定部２７は、同一の出力信号を有する送信信号が送信されてきたか、否かを判定する。冗長パケット判定部２７は、例えば、受信用接続情報記憶部２６の受信用接続情報を参照して、受信対象となる送信用接続情報の組合せの情報の中で、同一の送信周期か否かを判定する。冗長パケット判定部２７は、例えば、例えば（送信用接続情報、送信周期、送信回数）の情報として（１０、０、０）、（１１、０、１）、（１２、０、２）、（１３、０、３）、（１４、０、４）、（１０、０、５）、（１１、０、６）、（１２、０、７）、（１３、０、８）、（１４、０、９）が割振られたパケットに対して、まず、受信用接続情報記憶部２６に記憶される受信用接続情報を参照して、送信用接続情報が１０～１４の範囲か否かを判定する。次に、冗長パケット判定部２７は、送信用接続情報が１０～１４の範囲であれば、送信周期が初めて受信された送信周期の番号０か否かを判定する。冗長パケット判定部２７は、送信周期が初めて受信された番号０であれば、受信した入力信号を、信号出力部３０に出力すると共に、その送信周期の番号０を受信用接続情報記憶部２６に受信用接続情報として、記憶する。

【0028】

一方で、冗長パケット判定部２７は、受信用接続情報記憶部２６に記憶される受信用接続情報を参照して、既に送信周期の番号０が受信されていた場合には、冗長な入力信号であると判定して、その出力信号を、信号出力部３０に出力しない処理を行う。

【0029】

通信装置２０の通信部２８は、ネットワークインタフェースを介して、サーバ装置１０側の通信部１９と通信を行う。同様に、サーバ装置１０側の通信部１９は、ネットワークインタフェースを介して、通信装置２０側の通信部２８と通信を行う。

【0030】

信号入力部２９は、入力装置４１が出力する入力信号を時系列に入力し、送信部２２に出力する。信号出力部３０は、受信部２６が出力する出力信号を時系列に入力し、出力装置４２に出力する。

【0031】

ここで、サーバ装置１０の詳細な構成を説明する。制御演算部１１は、受信部１３から供給される入力信号に応じた出力信号を生成し、送信部１４に出力する。

【0032】

上述のように、サーバ装置１０の接続部１２は、通信装置２０の接続部２１の接続要求に対する接続応答として、ＩＤ０～４のそれぞれに対応する送信用接続情報として１０～１４（図２参照）を通信装置２０に送信する。また、接続部１２は、例えば送信周期と、送信回数と、通信時間と、の組み合わせに基づき、複数の異なる接続情報の発行数を決定することも可能である。

【0033】

なお、本実施形態では、通信装置２０の接続部２１が接続要求を行い、サーバ装置１０の接続部１２が接続要求を受け付けるが、これに限定されない。例えば、サーバ装置１０の接続部１２が、接続要求を行って、通信装置２０の接続部２１が接続要求を受け付ける構成でもよい。或いは、通信装置２０の送信時には、通信装置２０の接続部２１が接続要求を行い、サーバ装置１０の送信時には、サーバ装置１０の接続部１２が、接続要求を行ってもよい。

【0034】

受信部１３は、受信部２６と同等の構成である。つまり、受信部１３は、通信部１９を介して通信装置２０側から送信される同一の入力信号を有する複数のパケットを受信することが可能である。

【0035】

受信部１３の冗長パケット判定部１６は、同一の入力信号を有する送信信号が送信されてきたか、否かを判定する。冗長パケット判定部１６は、例えば、受信用接続情報記憶部１５の受信用接続情報を参照して、受信対象となる送信用接続情報の組合せの情報の中で、同一の送信周期か否かを判定する。冗長パケット判定部１６は、例えば、例えば（送信用接続情報、送信周期、送信回数）の情報として（１０、０、０）、（１１、０、１）、（１２、０、２）、（１３、０、３）、（１４、０、４）、（１０、０、５）、（１１、０、６）、（１２、０、７）、（１３、０、８）、（１４、０、９）が割振られたパケットに対して、まず、受信用接続情報記憶部１５に記憶される受信用接続情報を参照して、送信用接続情報が１０～１４の範囲か否かを判定する。次に、冗長パケット判定部１６は、送信用接続情報が１０～１４の範囲であれば、送信周期が初めて受信された送信周期の番号０か否かを判定する。冗長パケット判定部１６は、送信周期が初めて受信された番号０であれば、受信した入力信号を、制御演算部１１に出力すると共に、その送信周期の番号０を受信用接続情報記憶部１５に受信用接続情報として、記憶する。

【0036】

一方で、冗長パケット判定部１６は、受信用接続情報記憶部１５に記憶される受信用接続情報を参照して、既に送信周期の番号０が受信されていた場合には、冗長な入力信号であると判定して、その入力信号を、制御演算部１１に出力しない処理を行う。

【0037】

図５は、送信管理部１８が使用する出力信号パケットの構成例を示す図である。入力信号パケットと同様に、（送信用接続情報、送信周期、送信回数）の情報が、同一の出力信号に対して各パケットのデータヘッドに順に割振られる。なお、本実施形態に係る出力信号パケットが第２パケットに対応する。

【0038】

送信部１４は、送信部２２と同等の構成である。つまり、送信管理部１８は、同じ周期で連続送信する際は、送信周期に同じ値を格納し、送信回数をインクリメントする。送信管理部１８は、次の周期に送信する際は、送信周期をインクリメントし、送信回数を初期値に戻す。

【0039】

送信管理部１８は、制御演算部１１から供給された出力信号に対して、図５に示す出力信号パケットの構成のパケットを生成する。例えば（送信用接続情報、送信周期、送信回数）の情報は、（１０、３、０）、（１１、３、１）、（１２、３、２）、（１３、３、３）、（１４、３、４）、（１０、３、５）、（１１、３、６）、（１２、３、７）、（１３、３、８）、（１４、３、９）のように、同一の出力信号に対して各パケットのデータヘッドに順に割振られる。なお、本実施形態では送信用接続情報を、サーバ装置１０と通信装置２０とで共通する情報を使用するが、これに限定されない。例えば、通信装置２０側から、サーバ装置１０側に、各ＩＤ０から４に対応する送信用接続情報の割振りを新たに要求することも可能である。

【0040】

このように、あたかも５台の通信装置に対して、各パケットを送信しているように、（送信用接続情報、送信周期、送信回数）が同一の出力信号を有する各パケットのデータヘッド順に割振られる。これにより、同一の出力信号が、送信用接続情報と送信回数を変えて、繰り返し、サーバ装置１０側から送信される。このような、各パケットは、送信側から順番に送信されるが、ネットワーク４０の環境により、受信側で受信される順番は入れ変わる場合がある。或いは、ファイアウォールなどにより、受信側で受信されないパケットも生じる。

【0041】

また、送信管理部１８は、送信管理部２５と同等の機能を有する。すなわち、送信管理部１８は、同一の出力信号を有するパケットを複数回送信する際の時間間隔を管理する送信時間管理機能を有する。すなわち、送信管理部１８は、例えばネットワークの負荷と、パケットロス率と、通信時間との組み合わせに基づき、同一の出力信号を有するパケットの送信回数と送信間隔を動的に変更する。ネットワークの負荷は、単位時間当たりの通信量である。送信管理部１８は例えばアック（Ａｃｋ）の戻り時間に応じて、単位時間当たりの通信量を判定する。また、送信管理部１８はパケットロス率を、送信用接続情報の数に対して、所定の時間内に到達した同じ送信信号を有するパケットの数に基づき、判定する。通信時間は、一つの送信信号の通信に予め設定された時間である。例えば送信用接続情報記憶部１７は、ネットワーク環境に対応する送信回数と待機時間とをあらかじめ記憶しておくことが可能である。これにより、送信管理部１８は、ネットワーク環境に応じて、送信回数と待機時間とを設定することが可能となる。この場合、送信管理部１８は、通信状況を測定しＩＯ周期毎に動的に変更してもよい。

【0042】

送信管理部１８は、図２に示すように、パケットを生成する順番に応じて、前記複数の異なる接続情報を順に繰り返し付与する。また、送信管理部１８は、図４に示すように、同一の出力信号を有する複数のパケットのうちの送信中の送信中フラグ（１）に基づき、複数の異なる接続情報のなかの送信中のパケットに使用していない接続情報（送信中フラグ（０）に対応）を、次に生成するパケットに付与することが可能である。

【0043】

なお、サーバ装置１０は、物理的なサーバでもよいし、仮想化されたサーバやクラウドサーバでもよい。接続部１２、及び接続部２１で接続を受け付けるプロトコルは、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）だけでなく、ＨＴＴＰ（Ｈｙｐｅｒｔｅｘｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）や、ＨＴＴＰＳ（Ｈｙｐｅｒｔｅｘｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｓｅｃｕｒｅ）、ＭＱＴＴ （Ｍｅｓｓａｇｅ Ｑｕｅｕｅｉｎｇ Ｔｅｌｅｍｅｔｒｙ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）等のＴＣＰベースのプロトコルや、ＱＵＩＣ、ＭＱＴＴ－ＳＮ（ＭＱＴＴ ｆｏｒ Ｓｅｎｓｏｒ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）等のＵＤＰベースのプロトコルでもよい。また、受信部１３と送信部１４は、ＯＳの別スレッドに割り当て並列に動作させてもよい。同様に受信部２３と送信部２２とは、ＯＳの別スレッドに割り当て並列に動作させてもよい。なお、ＱＵＩＣとは、インターネットなどのＩＰネットワーク上で利用される通信規約（プロトコル）の一つで、高速性と安全性の両立を目指したものである。

【0044】

また、出力装置４２は、アクチュエータ等の機器へ出力信号を伝えるＩＯモジュールでもよい。或いは、ＩＯモジュールに入力信号や出力信号を伝えるモジュールでもよい。また、サーバ装置１０は、例えば仮想化されたサーバやクラウドサーバでもよい。さらにまた、ネットワーク４０における伝送方法は、ネットワークやフィールドバス等を介した方法でもよいし、或いはＡＳＩＣやＦＰＧＡ等を介した方法でもよい。また、１台のサーバ装置１０に複数の通信装置２０を接続する構成でもよい。以上が第１実施形態に係る制御システム１の構成の説明であるが、以下に作用を説明する。

【0045】

（作用）
図６は、本実施形態に係る初期接続の通信シーケンス図である。通信装置２０の接続部２１、送信部２２、及び受信部２２と、サーバ装置１０の接続部１２、受信部１３、及び送信部１４との処理例を示す。通信装置２０がＴＣＰのクライアントとしてサーバ装置１０に接続する通信シーケンスであり、ＴＣＰのＡＣＫのシーケンスは省いて記載する。

【0046】

まず、通信装置２０の接続部２１は、サーバ装置１０の接続部１２に対して接続要求を送信する（ステップＳ１００）。接続要求を受け付けたサーバ装置１０の接続部１２は、送信接続情報を含む接続応答を通信装置２０に送信する（ステップＳ１０２）。

【0047】

次に、通信装置２０の接続部２１は、接続完了処理を行い（ステップＳ１０４）、受信した送信接続情報を、受信部２３と送信部２２に通知する（ステップＳ１０６）。続けて受信部２３の受信用接続情報記憶部２６と、送信用接続情報記憶部２４は、送信接続情をそれぞれ格納する（ステップＳ１０８、Ｓ１１０）。

【0048】

次に、サーバ装置１０の接続部１２は、送信接続情報を、受信部１３と送信部１４に通知する（ステップＳ１１２）。続けて受信部１３の受信用接続情報記憶部１５と、送信用接続情報記憶部１７は、送信接続情をそれぞれ格納する（ステップＳ１０８、Ｓ１１０）。

【0049】

複数個の接続を行うため、このような、接続処理（ステップＳ１００～Ｓ１１０）を接続数分繰り返す。これにより、サーバ装置１０の受信用接続情報記憶部１５、送信用接続情報記憶部１７、通信装置２０の受信用接続情報記憶部２６、送信用接続情報記憶部２４、接続数分の接続情報を格納することとなる。ここで、接続数は、入力信号や出力信号を送信する周期、同一パケットを連続送信する回数、平均的な通信時間から算出してもよい。

【0050】

ＴＣＰの場合、ウインドウサイズを超えるデータは連続的に送信できず、また、受信する際にもパケットが到達した順にしかアプリケーションでデータを受け取ることができないため、同一パケットを連続送信するためには、複数個の接続が必要となる。例えば、サーバ装置１０と通信装置２０との間の同一送信信号あたりの平均的な通信割り当て時間が１秒程度である場合、１００ｍｓ周期で３回連続送信し、接続数を３０個以上（ＩＤを３０個以上）にすると、連続送信の際に接続が不足することがなくなる。つまり、１秒以内である３×１００ｍｓ×３０＝９００ｍｓの間に、９０個の同一送信信号を送信することが可能となる。

【0051】

図７は、通信装置２０からサーバ装置１０に入力信号を送信する通信シーケンスの例を示す図である。通信装置２０の送信部２２と、サーバ装置１０の制御演算部１１、及び受信部１３との処理例を示す。

【0052】

送信部２２の送信管理部２５は、入力装置４１から入力信号を取得し（ステップＳ２００）、送信用接続情報記憶部２４の送信用接続情報を参照し（ステップＳ２０２）、送信するパケットを生成して、入力信号パケットを送信する（ステップＳ２０４）。

【0053】

そして、送信管理部２５は、待機処理として、一定時間待機する（ステップＳ２０６）。待機時間なくパケットを連続して送信すると、単位時間当たりの通信量が多くなることに加え、ネットワーク３０にあるプロキシサーバやファイアウォールでＤｏＳ攻撃とみなされ切断される可能性があるため、送信管理部２５は、一定時間待機してから次の入力信号パケットを送信する。

【0054】

次に、サーバ装置１０の受信部１３は、入力信号パケットを受信する（ステップＳ２０８）。続けて、受信部１３の冗長パケット判定部１６は、受信用接続情報記憶部１５に記憶される受信用接続情報を参照して、既に受信済みの送信信号か否かを判定する（ステップＳ２１０）。初回の送信処理であるので、冗長パケット判定部１６は、受信済みでないと判定し、制御演算部１１にその入力信号を転送する（ステップＳ２１２）。そして、サーバ装置１０の制御演算部１１は、入力信号に応じた出力信号を生成する（ステップＳ２１４）。このように、制御演算部１１に渡された入力信号は、制御演算の入力として用いられる。

【0055】

送信部２２と受信部１３とは、ＩＯ周期の間に、同一の入力信号に対してこのような処理をｎ回くり返す。この場合、２回目以降の冗長パケット判定部１６の判定処理は、初回の送信処理でないのでので、受信済の冗長パケットと判定し、制御演算部１１にその入力信号を転送しない（ステップＳ２１６）。同じＩＯ周期で送信する入力信号パケットには、同じ送信周期（図３参照）が格納されているため、上述のように冗長パケット判定部１６は、入力信号パケットに含まれる装置ＩＤと送信周期の組で判定することができる。また、送信管理部２５は、このような処理をｎ回くり返した後に、次のＩＯ周期が開始されるまでの待機処理を行う（ステップＳ２１８）。そして、通信装置２０の送信部２３は、ＩＯ周期毎に、入力信号の取得からｎ回分の送信処理を繰り返し行う。

【0056】

図８は、サーバ装置１０から通信装置２０に出力信号を送信する通信シーケンス図を示す。サーバ装置１０の制御演算部１１は制御周期で制御演算を行う。送信部１４は、制御演算部１１から制御演算の結果である出力信号を取得する。ここで、送信部１４は、制御周期と同期して出力信号を取得してもよいし、制御周期と非同期や異なる周期で出力信号を取得してもよい。送信部１４は、通信装置２０が入力信号を送信する場合と同様の方法で、接続情報を参照し、出力信号パケットを生成し、通信装置２０の受信部２３に出力信号パケットを送信し、一定時間待機する。送信処理を送信回数分繰り返す。入力信号を送信する場合と出力信号を送信する場合で、送信回数や待機時間を変更してもよい。

【0057】

図８は、サーバ装置１０から通信装置２０に出力信号を送信する通信シーケンスの例を示す図である。通信装置２０の受信部２３と、サーバ装置１０の制御演算部１１、及び送信部１４との処理例を示す。

【0058】

サーバ装置１０の制御演算部１１は、入力信号に応じた出力信号を生成する（ステップＳ２１４）。送信部１４の送信管理部１８は、制御演算部１１から出力信号を取得し（ステップＳ３００）、送信用接続情報記憶部１７の送信用接続情報を参照し（ステップＳ３０２）、送信するパケットを生成して、出力信号パケットを送信する（ステップＳ３０４）。

【0059】

そして、送信管理部１８は、待機処理として、一定時間待機する（ステップＳ３０６）。次に、通信装置２０の受信部２３は、出力信号パケットを受信する（ステップＳ３０８）。続けて、受信部２３の冗長パケット判定部２７６は、受信用接続情報記憶部２６に記憶される受信用接続情報を参照して、既に受信済みの出力信号か否かを判定する（ステップＳ３１０）。初回の出力信号であるので、冗長パケット判定部２７は、受信済みでないと判定し、出力信号を、信号出力部３０を介して出力装置４２に転送する（ステップＳ３１２）。

【0060】

送信部１４と受信部２３とは、制御周期の間に、同一の出力信号に対してこのような処理をｎ回くり返す。この場合、２回目以降の冗長パケット判定部２７の判定処理は、初回の送信処理でないのでので、受信済の冗長パケットと判定し、出力装置４２にその出力信号を転送しない（ステップＳ３１４）。同じ制御周期で送信する出力信号パケットには、同じ送信周期（図５参照）が格納されているため、冗長パケット判定部２７は、出力信号パケットに含まれる装置ＩＤと送信周期の組で判定することができる。また、送信管理部１８は、このような処理をｎ回くり返した後に、次の制御周期が開始されるまでの待機処理を行う（ステップＳ３１６）。そして、サーバ装置１０の送信部１４は、制御周期毎に、出力信号の取得からｎ回分の送信処理を繰り返し行う。

【0061】

（効果）
サーバ装置１０と通信装置２０とは、送信側が複数の接続情報を用いて同一信号を有するパケットを複数回連続的に送信することとした。これにより、受信側は、同一信号を有するパケットを複数の装置からそれぞれ送信された場合と同等の受信処理を行うことが可能となる。このため、ある一つの装置ＩＤに対応する接続情報を用いたパケットのパケットロスや通信遅延があった場合でも、他の装置ＩＤに対応する接続情報を用いたパケットを受信することが可能となる。これにより、ＴＣＰをベースにした通信プロトコルであっても通信遅延を抑制し、一定周期の制御を行うことが可能となる。また、送信側が複数の接続情報を用いて同一信号を有するパケットを複数回連続的に送信する場合でも、受信側の冗長パケット判定部１６、２７が、同一信号を有するパケットを一度しか転送しない、或いは、出力しない処理を行うので、受信側の装置で冗長処理が発生することが抑制される。

【0062】

さらにまた、送信側の送信管理部１８、２５は、同一信号を有するパケットを複数回連続で送信する際に、待機時間を設けることとした。これにより、ネットワーク４０の通信負荷を低減させること、ファイアウォールやプロキシサーバが配置されているプロキシサーバ等を通過させること等が可能となる。

【0063】

また、サーバ装置１０の接続部１２と、通信装置２０の接続部２１とが、送信周期や送信回数、通信時間から接続数を決定し、あらかじめ接続数分の接続処理を行っておくこととした。これにより、突発的な遅延が発生した場合でも接続数が不足することなく連続送信することが可能となる。

【0064】

また、送信側の送信管理部１８、２５が、周期的な通信におけるネットワーク４０の通信負荷、パケットロス率、及び通信時間のいずれかの情報に応じて、動的に送信回数と待機時間を変更することとした。これにより、ネットワーク４０のネットワーク環境に応じた送信回数と待機時間に変更することができ、パケット到達率を向上させることができる。

【0065】

また、送信側の送信管理部１８、２５が、同一信号を有するパケットのそれぞれに対して、ラウンドロビンで接続情報を付与することとした。これにより、各送信用接続情報を有する各パケットが送信中か否かを判定する必要がなくなる。このため、送信側の送信管理部１８、２５が、同一信号を有するパケットのそれぞれに対して、より高速に接続情報を付与することができる。

【0066】

また、送信側の送信管理部１８、２５が、通信確立後の各接続情報に送信中フラグを設けることとした。これにより、送信側の送信管理部１８、２５が、同一信号を有するパケットのそれぞれに対して、接続情報を付与する場合に、送信中でない接続情報を用いて連続送信することが可能となる。

【0067】

また、送信側の送信管理部２５が入力信号パケットに送信周期を格納し、受信側の冗長パケット判定部１７が同じ送信周期が格納されるパケットを冗長パケットと判定することとした。これにより、冗長パケット判定処理を高速に行うことができる。同様に、送信側の送信管理部１８が出力信号パケットに送信周期を格納し、受信側の冗長パケット判定部２７が同じ送信周期のパケットを冗長パケットと判定することとした。これにより、冗長パケット判定処理を高速に行うことができる。

【0068】

さらにまた、送信側の送信管理部２５が入力信号パケットに装置ＩＤに対応する接続情報と送信周期とを格納し、接続部２１が一組となる接続情報を受信側に通知することとした。また、受信側の冗長パケット判定部１７が一組となる接続情報を有し、且つ同じ送信周期が格納されるパケットを冗長パケットと判定することとした。これにより、通信装置２０が複数ある場合でも冗長パケット判定処理を高速に行うことができる。同様に、送信側の送信管理部１８が出力信号パケットに装置ＩＤと送信周期とを格納し、受信側の冗長パケット判定部２７が同じ装置ＩＤと同じ送信周期が格納されるパケットを冗長パケットと判定することとした。これにより、通信装置２０が複数ある場合でも冗長パケット判定処理を高速に行うことができる。

【0069】

（第２実施形態）
第１実施形態に係る制御システム１は、サーバ装置１０及び通信装置２０のいずれも単一の送信部と、単一の受信部を有していたのに対し、第２実施形態に係る制御システム２は、サーバ装置１０及び通信装置２０のいずれも、複数の送受信部を有することで相違する。以下では、第１実施形態に係る制御システム１と相違する点を説明する。

【0070】

（構成）
図９は、第２実施形態に係る制御システム２の構成例を示す図である。なお、図１と同一の要素には同一の符号を付け、説明は省略する。

【0071】

制御システム２は、サーバ装置５０と通信装置６０とを備える。これらのサーバ装置５０と通信装置６０とは、ネットワーク４０を介して接続される。すなわち、通信装置６０は、入力装置４１から得られるデータを含む入力信号を受け取り、ネットワーク４０を介してサーバ装置５０に送信する。サーバ装置５０は、受信した入力信号に応じた出力信号を生成し、ネットワーク４０を介して出力装置４２に出力する。このサーバ装置５０は、例えばマルチコアのサーバであり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｓｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｓ）、メモリ、ストレージ等を備える。

【0072】

サーバ装置５０は、制御演算部１１と、通信部１９と、接続部５１と、複数の送受信部５２Ａ～Ｇと、冗長パケット判定部５４と、信時間管理部５５とを備える。また、複数の送受信部５２Ａ～Ｇは、それぞれ接続情報記憶部５３Ａ～Ｇを有する。なお、複数の送受信部５２Ａ～Ｇの数は、任意の数に設定することが可能である。サーバ装置５０は、例えばモリに記憶されるプログラムを実行することにより、制御演算部１１と、通信部１９と、接続部５１と、複数の送受信部５２Ａ～Ｇと、冗長パケット判定部５４と、信時間管理部５５とを構成することが可能である。なお、本実施形態に係る冗長パケット判定部５４が判定部に対応する。

【0073】

通信装置６０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｓｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｓ）とメモリとを有し、通信部２８と、信号入力部２９と、信号出力部３０と、接続部６１と、複数の送受信部６２Ａ～Ｇと、冗長パケット判定部６４と、送信時間管理部６５とを備える。また、複数の送受信部６２Ａ～Ｇは、それぞれ接続情報記憶部６３Ａ～Ｇを有する。なお、複数の送受信部６２Ａ～Ｇの数は、任意の数に設定することが可能である。通信装置６０は、例えばリに記憶されるプログラムを実行することにより、通信部２８と、信号入力部２９と、信号出力部３０と、接続部６１と、複数の送受信部６２Ａ～Ｇと、冗長パケット判定部６４と、信時間管理部６５とを構成することが可能である。なお、本実施形態に係る冗長パケット判定部６４が判定部に対応し、送受信部６２Ａ～Ｇが個別の送信部に対応する。

【0074】

まず、サーバ装置５０の構成を詳細に説明する。サーバ装置５０の接続部５１は、接続部６１の要求に応じて、複数のＩＤに対応する送信用接続情報（図５参照）を発行する。この接続部５１は、複数のＩＤに対応する送信用接続情報をそれぞれ順に送受信部５２Ａ～Ｇに割ふる。そして、各接続情報記憶部５３Ａ～Ｇは、それぞれ自身に割振られた送信用接続情報を記憶する。

【0075】

複数の送受信部５２Ａ～Ｇのそれぞれは、通信部１９を介して、自身に割振られた送信用接続情報を有する入力信号パケット（図３参照）を受信し、冗長パケット判定部５４に出力する。冗長パケット判定部５４は、同一の入力信号を有する送信信号が送信されてきたか、否かを判定する。冗長パケット判定部５４は、例えば、信用接続情報を参照して、受信対象となる送信用接続情報の組合せの情報の中で、同一の送信周期か否かを判定し、同一の出力信号を有する送信信号が送信されてきたか、否かを判定する。冗長パケット判定部１６は、同一の入力信号を有する送信信号が初めて送信されてきた場合に、制御演算部１１に入力信号を転送する。一方で、冗長パケット判定部５４は、同一の入力信号を有する送信信号が初めて送信されてきていない場合には、冗長な入力信号であると判定して、その入力信号を、制御演算部１１に出力しない処理を行う。

【0076】

また、複数の送受信部５２Ａ～Ｇのそれぞれは、自身に割振られた送信用接続情報と、送信時間管理部５５から供給される送信周期、送信回数、及び出力信号とを、含む出力信号パケット（図５参照）を生成する。

【0077】

送信時間管理部５５は、制御演算部１１から出力信号が供給される度に、複数の送受信部５２Ａ～Ｇのそれぞれに、送信周期、送信回数、及び出力信号を供給する。つまり、送信時間管理部５５は、同一の出力信号に対して、同じ周期で連続送信する際は、送信周期として同じ値を供給し、送信回数をインクリメントして供給する。送信時間管理部５５は、次の周期に送信する際は、送信周期をインクリメントし、送信回数を初期値に戻す。これにより、同一の出力信号に対して、複数の送受信部５２Ａ～Ｇのそれぞれが生成する出力信号パケットは、送信用接続情報と、送信回数とが異なり、送信周期は同一になる。また、送信時間管理部５５は、同じパケットを複数回送信する際の時間間隔を管理する送信時間管理機能を有する。なお、複数の送受信部５２Ａ～Ｇの数は、接続数分が構成される。複数の送受信部５２Ａ～Ｇと冗長パケット判定部５４と送信時間管理部５５はＯＳの別スレッドに割り当て並列に動作させてもよい。なお、本実施形態に係る送信時間管理部５５及び送受信部５２Ａ～Ｇの構成が第１生成部に対応し、送受信部５２Ａ～Ｇが複数の生成部に対応する。

【0078】

次に、通信装置６０の構成を詳細に説明する。通信装置６０の接続部６１は、サーバ装置５０の接続部５１に対して、複数のＩＤに対応する送信用接続情報（図５参照）の発行を要求する。この接続部６１は、発行された複数のＩＤに対応する送信用接続情報をそれぞれ順に送受信部６２Ａ～Ｇに割ふる。そして、各接続情報記憶部６３Ａ～Ｇは、それぞれ自身に割振られた送信用接続情報を記憶する。

【0079】

複数の送受信部６２Ａ～Ｇのそれぞれは、通信部２８を介して、自身に割振られた送信用接続情報を有する出力信号パケット（図５参照）を受信し、冗長パケット判定部６４に出力する。冗長パケット判定部６４は、同一の出力信号を有する送信信号が送信されてきたか、否かを判定する。冗長パケット判定部６４は、例えば、信用接続情報を参照して、受信対象となる送信用接続情報の組合せの情報の中で、同一の送信周期か否かを判定し、同一の出力信号を有する送信信号が送信されてきたか、否かを判定する。冗長パケット判定部６４は、同一の出力信号を有する送信信号が初めて送信されてきた場合に、出力装置４２に信号出力部３０を介して出力信号を転送する。一方で、冗長パケット判定部６４は、同一の出力信号を有する送信信号が初めて送信されてない場合には、冗長な入力信号であると判定して、その入力信号を、出力装置４２に転送しない処理を行う。なお、複数の送受信部６２Ａ～Ｇの数は、接続数分が構成される。複数の送受信部６２Ａ～Ｇと冗長パケット判定部６４と送信時間管理部６５はＯＳの別スレッドに割り当て並列に動作させてもよい。

【0080】

また、複数の送受信部６２Ａ～Ｇのそれぞれは、自身に割振られた送信用接続情報と、送信時間管理部６５から供給される送信周期、送信回数、及び入力信号とを、含む入力信号パケット（図３参照）を生成する。

【0081】

送信時間管理部６５は、入力装置４１から信号入力部２９を介して、入力信号が供給される度に、複数の送受信部６２Ａ～Ｇのそれぞれに、送信周期、送信回数、及び入力信号を供給する。つまり、送信管理部６５は、同一の入力信号に対して、同じ周期で連続送信する際は、送信周期として同じ値を供給し、送信回数をインクリメントして供給する。送信管理部６５は、次の周期に送信する際は、送信周期をインクリメントし、送信回数を初期値に戻す。これにより、同一の入力信号に対して、複数の送受信部６２Ａ～Ｇのそれぞれが生成する入力信号パケット（図３参照）は、送信用接続情報と、送信回数とが異なり、送信周期は同一になる。また、送信時間管理部６５は、同じパケットを複数回送信する際の時間間隔を管理する送信時間管理機能を有する。なお、本実施形態に係る送信時間管理部６５及び送受信部６２Ａ～Ｇの構成が第２生成部に対応し、送受信部６２Ａ～Ｇが複数の生成部に対応する。

【0082】

（作用）
図１０は、第２実施形態に係る初期接続の通信シーケンスの例を示す図である。通信装置６０の接続部６１、及び送受信部６２Ａ～Ｇと、サーバ装置５０の接続部５１、及び送受信部５２Ａ～Ｇとの処理例を示す。通信装置６０がＴＣＰのクライアントとしてサーバ装置５０に接続する通信シーケンスであり、ＴＣＰのＡＣＫのシーケンスは省いて記載する。

【0083】

まず、通信装置６０の接続部６１は、サーバ装置５０の接続部５１に対して接続要求を送信する（ステップＳ４００）。接続要求を受け付けたサーバ装置５０の接続部５１は、送信接続情報を含む接続応答を通信装置６０に送信する（ステップＳ４０２）。

【0084】

次に、通信装置６０の接続部６１は、接続完了処理を行い（ステップＳ４０４）、受信した送信接続情報を、送受信部６２Ａに通知する（ステップＳ４０６）。続けて送受信部６２Ａの接続情報記憶部６３Ａは、送信接続情を格納する（ステップＳ４０８）。

【0085】

次に、サーバ装置５０の接続部５１は、送信接続情報を、送受信部５２Ａに通知する（ステップＳ４１０）。続けて送受信部５２Ａの接続情報記憶部５３Ａは、送信接続情報を格納する（ステップＳ４１２）。

【0086】

複数個の接続を行うため、このような、接続処理（ステップＳ４００～Ｓ４１２）を接続数分繰り返す。この場合、２回目の接続処理では、送信接続情報が、送受信部６２Ｂの接続情報記憶部６３Ｂに格納され（ステップＳ４１４）、送受信部５２Ｂの接続情報記憶部５３Ｂに格納される（ステップＳ４１６）。同様に３回目以降の接続処理では、送信接続情報が、順に異なる接続情報記憶部６３Ｃ～Ｇ、接続情報記憶部５３Ｃ～Ｇに格納される。

【0087】

図１１は、通信装置６０からサーバ装置５０に入力信号を送信する通信シーケンスの例を示す図である。通信装置６０の送信時間管理部６５、及び送受信部６２Ａ～Ｇと、サーバ装置５０の制御演算部１１、送受信部５２Ａ～Ｇと、冗長パケット判定部５４との処理例を示す。

【0088】

送信時間管理部６５は、入力装置４１から入力信号を取得し（ステップＳ５００）、送受信部６２Ａに送信周期、送信回数、及び入力信号を転送する（ステップＳ５０２）。そして、送信管理部２５は、待機処理として、一定時間待機する（ステップＳ５０４）。

【0089】

次に、送受信部６２Ａは、自身の送信接続情報、送信周期、送信回数、及び入力信号を含む送信パケット信号を生成して、サーバ装置５０に送信する（ステップＳ５０６）。

【0090】

次に、サーバ装置５０の送受信部５２Ａ～Ｇの中の送受信部５２Ａは、自身の送信接続情報を含む送信パケット信号を受信し（ステップＳ５０８）、冗長パケット判定部５４に転送する（ステップＳ５１０）。続けて冗長パケット判定部５４は、その入力信号が冗長か、否かを判定する（ステップＳ５１２）。冗長パケット判定部５４は、入力信号が初めて送信されてきたので冗長ではないと判定し、入力信号を制御演算部１１に転送する（ステップＳ５１４）。制御演算部１１は、入力信号に応じた出力信号を生成する（ステップＳ５１６）。

【0091】

このような処理をＩＯ周期の期間に送信時間管理部６５の制御下で送受信部６２Ａ～Ｇはこのような処理を繰り返す。この場合、２回目以降の冗長パケット判定部５４の判定処理は、初回の送信処理でないのでので、受信済の冗長パケットと判定し、制御演算部１１にその入力信号を転送しない（ステップＳ５１８）。また、送信時間管理部６５は、このような処理をＡ～Ｇまでくり返した後に、次のＩＯ周期が開始されるまでの待機処理を行う（ステップＳ５２０）。そして、送信時間管理部６５は、ＩＯ周期毎に、入力信号の取得からＡ～Ｇまでの送信処理を繰り返し行う。

【0092】

図１２は、サーバ装置５０から通信装置６０に出力信号を送信する通信シーケンスの例を示す図である。通信装置６０の送受信部６２Ａ～Ｇ、及び冗長パケット判定部６４と、サーバ装置５０の制御演算部１１、送受信部５２Ａ～Ｇ、及び送信時間管理部５５との処理例を示す。

【0093】

サーバ装置５０の制御演算部１１は、入力信号に応じた出力信号を生成する（ステップＳ５１６）。送信時間管理部５５は、制御演算部１１から出力信号を取得し（ステップＳ６００）、送受信部５２Ａに送信周期、送信回数、及び出力信号を転送する（ステップＳ６０２）。そして、送信時間管理部５５は、待機処理として、一定時間待機する（ステップＳ６０４）。

【0094】

次に、送受信部５２Ａは、自身の送信接続情報、送信周期、送信回数、及び出力信号を含む出力信号パケット（図５参照）を生成して、通信装置６０に送信する（ステップＳ６０６）。

【0095】

次に、通信装置６０の送受信部６２Ａ～Ｇの中の送受信部６２Ａは、自身の送信接続情報を含む出力信号パケットを受信し（ステップＳ６０８）、冗長パケット判定部６４に転送する（ステップＳ６１０）。続けて冗長パケット判定部６４は、その出力信号が冗長か、否かを判定する（ステップＳ６１２）。冗長パケット判定部６４は、出力信号が初めて送信されてきたので冗長ではないと判定し、出力信号を、信号出力部３０を介して出力装置４２に転送する（ステップＳ６１４）。

【0096】

このような処理を制御周期の期間に送信時間管理部５５の制御下で送受信部５２Ａ～Ｇはこのような処理を繰り返す。この場合、２回目以降の冗長パケット判定部６４の判定処理は、初回の送信処理でないのでので、受信済の冗長パケットと判定し、出力装置４２にその出力信号を転送しない（ステップＳ６１６）。また、送信時間管理部５５は、このような処理をＡ～Ｇまでくり返した後に、次の制御周期が開始されるまでの待機処理を行う（ステップＳ６１８）。そして、送信時間管理部５５は、制御周期毎に、出力信号の取得からＡ～Ｇまでの送信処理を繰り返し行う。

【0097】

（効果）
本実施形態に係る制御システム２は、送信時間管理部５５の制御下で送受信部５２Ａ～Ｇは、入力信号を独立的に送信することとし、送信時間管理部６５の制御下で送受信部６２Ａ～Ｇは出力信号を独立的に送信することとした。これにより、本実施形態に係る制御システム１の効果に加え、複数の送受信部５２Ａ～Ｇ、６２Ａ～Ｇを並列に動作させることでマルチコアのサーバのＣＰＵを効率的に使うことが可能となり、正確な時間間隔でパケットを送信可能となる。

【0098】

以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書で説明した新規な装置、方法及びプログラムは、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明した装置、方法及びプログラムの形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。

【符号の説明】

【0099】

１：制御システム、２：制御システム、１０：サーバ装置、１１：制御演算部、１２：接続部、１６：冗長パケット判定部、１８：送信管理部、１９：通信部、２０：通信装置、２１：接続部、２５：送信管理部、２７：冗長パケット判定部、２８：通信部、５０：サーバ装置、５１：接続部、５２Ａ～５２Ｇ：送受信部、５４：冗長パケット判定部、５５：送信時間管理部、６０：通信装置、６１：接続部、６２Ａ～６２Ｇ：送受信部、６４：冗長パケット判定部、６５：送信時間管理部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】