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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-03-11
(45)【発行日】2024-03-19
(54)【発明の名称】通信制御システム及び通信制御方法
(51)【国際特許分類】
H04L 12/28 20060101AFI20240312BHJP
【ＦＩ】
H04L12/28 200B
H04L12/28 400
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2020092873
(22)【出願日】2020-05-28
(65)【公開番号】P2021190783
(43)【公開日】2021-12-13
【審査請求日】2023-03-08
(73)【特許権者】
【識別番号】390008235
【氏名又は名称】ファナック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100106002
【弁理士】
【氏名又は名称】正林 真之
(74)【代理人】
【識別番号】100165157
【弁理士】
【氏名又は名称】芝 哲央
(74)【代理人】
【識別番号】100160794
【弁理士】
【氏名又は名称】星野 寛明
(72)【発明者】
【氏名】松島 多佳彦
(72)【発明者】
【氏名】佐伯 正博
【審査官】宮島 郁美
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－１２９７０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１２９７０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平７－３１２６１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０２０／０１１９９７５（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｌ１２／００－１２／６６，１３／００，４１／００－４９／９０５７，６１／００－６５／８０，６９／００－６９／４０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
通信マスタを備える制御装置と、前記制御装置にデイジーチェーンにより通信可能に接続された通信スレーブをそれぞれ備える複数のＩ／Ｏユニットとの間で、予め設定された一定周期毎に、前記制御装置が全てのＩ／ＯユニットとＩ／Ｏ信号を送受信する通信制御システムにおいて、前記通信マスタは、
前記複数の通信スレーブ毎に計測される送信メッセージを除くＤＩデータ及びＤＯデータのみの通信に要する通信時間に基づいて算出される前記複数の通信スレーブ毎の通信予測時間と、前記一定周期毎に計測される最初の通信スレーブとの通信開始から現時点までの通信時間と、通信速度情報と、から各通信スレーブの通信開始前に、当該通信スレーブに許容される通信帯域マージンデータ量を算出するマージンデータ量算出部と、
前記通信スレーブに対してＤＯデータを送信するときに前記通信帯域マージンデータ量を組み込んだＤＯパケットを作成し、前記通信スレーブに対するＤＯメッセージの長さが前記通信帯域マージンデータ量を超える場合、前記ＤＯメッセージを次回の通信周期に持ち越し、前記通信スレーブに対するＤＯメッセージの長さが前記通信帯域マージンデータ量を超えない場合、前記ＤＯメッセージを前記ＤＯパケットに組み込むＤＯパケット作成部と、
前記ＤＯパケットを前記通信スレーブに送信するＤＯ送信部と、を備え、
前記通信スレーブは、
前記通信マスタから送信されるＤＯパケットを受信するＤＯ受信部と、
受信した前記ＤＯパケットに含まれる前記通信帯域マージンデータ量を取得し、前記通信マスタに対してＤＩデータを送信するときにＤＩパケットを作成し、前記通信マスタに対するＤＩメッセージの長さが前記通信帯域マージンデータ量を超える場合、前記ＤＩメッセージを次回の通信周期に持ち越し、前記通信マスタに対するＤＩメッセージの長さが前記通信帯域マージンデータ量を超えない場合、前記ＤＩメッセージを前記ＤＩパケットに組み込むＤＩパケット作成部と、
前記ＤＩパケットを前記通信マスタに送信するＤＩ送信部と、を備える、
通信制御システム。
【請求項2】
Ｎを前記複数の通信スレーブの個数、ｋを前記通信マスタと接続される前記通信スレーブを識別するための順序番号、ｋ番目の通信スレーブに許容される通信帯域マージンデータ量を通信帯域マージンデータ量_ｋ、ｋ番目の通信スレーブと通信されるＤＯメッセージをＤＯメッセージ_ｋ、ＤＩメッセージをＤＩメッセージ_ｋ、と表したとき、前記マージンデータ量算出部は、さらに、
ｋ番目の通信スレーブにおいて、前記持ち越しＤＯメッセージ_ｋ及び持ち越しＤＩメッセージ_ｋが存在しない場合、
ｋ番目からＮ番目までの各通信スレーブにおける持ち越しＤＯメッセージ長及び持ち越しＤＩメッセージ長の最大値である持ち越しメッセージ長の合計値を算出し、
前記通信帯域マージンデータ量_ｋから、前記持ち越しメッセージ長の合計値を減算した値と、ゼロ値と、の内、大きい値を通信帯域マージンデータ量_ｋとして補正する、請求項１に記載の通信制御システム。
【請求項3】
前記通信スレーブ毎に算出される通信予測時間は、現時点までに前記通信スレーブ毎に計測された通信計測時間のうちの最大値とする、請求項１又は請求項２に記載の通信制御システム。
【請求項4】
前記通信スレーブ毎に算出される通信予測時間は、現時点までに前記通信スレーブ毎に計測された通信計測時間に基づく平均値とする、請求項１又は請求項２に記載の通信制御システム。
【請求項5】
通信マスタを備える制御装置と、前記制御装置にデイジーチェーンにより通信可能に接続された通信スレーブをそれぞれ備える複数のＩ／Ｏユニットとの間で、予め設定された一定周期毎に、前記制御装置が全てのＩ／ＯユニットとＩ／Ｏ信号を送受信する通信制御方法であって、前記通信マスタは、
前記複数の通信スレーブ毎に計測される送信メッセージを除くＤＩデータ及びＤＯデータのみの通信に要する通信時間に基づいて算出される前記複数の通信スレーブ毎の通信予測時間と、前記一定周期毎に計測される最初の通信スレーブとの通信開始から現時点までの通信時間と、通信速度情報と、から各通信スレーブとの通信開始前に、当該通信スレーブに許容される通信帯域マージンデータ量を算出するマージンデータ量算出ステップと、
前記通信スレーブに対してＤＯデータを送信するときに前記通信帯域マージンデータ量を組み込んだＤＯパケットを作成し、前記通信スレーブに対するＤＯメッセージの長さが前記通信帯域マージンデータ量を超える場合、前記ＤＯメッセージを次回の通信周期に持ち越し、前記通信スレーブに対するＤＯメッセージの長さが前記通信帯域マージンデータ量を超えない場合、前記ＤＯメッセージを前記ＤＯパケットに組み込むＤＯパケット作成ステップと、
前記ＤＯパケットを前記通信スレーブに送信するＤＯ送信ステップと、を備え、
前記通信スレーブは、
前記通信マスタから送信されるＤＯパケットを受信するＤＯ受信ステップと、
受信した前記ＤＯパケットに含まれる前記通信帯域マージンデータ量を取得し、前記通信マスタに対してＤＩデータを送信するときにＤＩパケットを作成し、前記通信マスタに対するＤＩメッセージの長さが前記通信帯域マージンデータ量を超える場合、前記ＤＩメッセージを次回の通信周期に持ち越し、前記通信マスタに対するＤＩメッセージの長さが前記通信帯域マージンデータ量を超えない場合、前記ＤＩメッセージを前記ＤＩパケットに組み込むＤＩパケット作成ステップと、
前記ＤＩパケットを前記通信マスタに送信するＤＩ送信ステップと、を備える、
通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、制御装置をマスタとして、前記制御装置に接続される複数の外部信号入出力用機器（以下、「Ｉ／Ｏユニット」という）をスレーブとして、制御装置及び複数のＩ／Ｏユニットの間でＩ／Ｏ通信を行う通信制御システム及び通信制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
工作機械を制御する数値制御装置及び産業用ロボットを制御するロボット制御装置（以下「制御装置」ともいう）は、例えば、制御装置をマスタとして、電気信号ケーブルを介して、複数のスレーブとしての外部信号入出力用機器（以下、「Ｉ／Ｏユニット」という）と接続され、マスタは各スレーブと１対１で通信を行う。具体的には、マスタは、予め設定された一定周期毎に、全てのスレーブとの通信を１回ずつ、サイクリックな通信を行っている。
例えば、特許文献１に記載されているように、数値制御装置がＤＯ信号（具体的にはＤＯデータ）をＩ／Ｏユニットに送信し、Ｉ／ＯユニットがＤＯ信号を受信すると、ＤＩ信号（具体的にはＤＩデータ）を返信することで、ＤＩ信号及びＤＯ信号（以下「Ｉ／Ｏ信号」ともいう）の入出力を行っている。ここで、上記ＤＯ信号及びＤＩ信号のやり取りを「Ｉ／Ｏ通信」又は「ＤＩ／ＤＯ通信」ともいう。ＤＩデータは、例えばスタートコード、ヘッダ、ＤＩデータ、フッタ、ＣＲＣ、ストップコードの集合体（以下「ＤＩパケット」ともいう）として送信される。ＤＯデータは、例えばスタートコード、ヘッダ、ＤＯデータ、フッタ、ＣＲＣ、ストップコードの集合体（以下「ＤＯパケット」ともいう）として送信される。
例えば、特許文献１に記載されているように、数値制御装置がＤＯ信号（具体的にはＤＯデータ）をＩ／Ｏユニットに送信し、Ｉ／ＯユニットがＤＯ信号を受信すると、ＤＩ信号（具体的にはＤＩデータ）を返信することで、ＤＩ信号及びＤＯ信号（以下「Ｉ／Ｏ信号」ともいう）の入出力を行っている。ここで、上記ＤＯ信号及びＤＩ信号のやり取りを「Ｉ／Ｏ通信」又は「ＤＩ／ＤＯ通信」ともいう。ＤＩデータは、例えばスタートコード、ヘッダ、ＤＩデータ、フッタ、ＣＲＣ、ストップコードの集合体（以下「ＤＩパケット」ともいう）として送信される。ＤＯデータは、例えばスタートコード、ヘッダ、ＤＯデータ、フッタ、ＣＲＣ、ストップコードの集合体（以下「ＤＯパケット」ともいう）として送信される。
【0003】
以下、マスタとして数値制御装置を、スレーブとしてＩ／Ｏユニットを、通信接続形態として、デイジーチェーンを例示して説明する。図１は、数値制御装置と複数のＩ／Ｏユニットとを電気通信ケーブルで接続して構成される通信制御システムの一例を示す概略図である。
図１に示すように、数値制御装置は、ＣＰＵ（以下、「制御部」ともいう）、Ｉ／Ｏメモリ、及び通信マスタを備え、Ｉ／Ｏユニットは、ＣＰＵ（制御部）、及び通信スレーブを備える。なお、Ｉ／Ｏユニットは、その種類によっては、ＣＰＵ（制御部）を備えない場合もある。
図１に示すように、数値制御装置は、ＣＰＵ（以下、「制御部」ともいう）、Ｉ／Ｏメモリ、及び通信マスタを備え、Ｉ／Ｏユニットは、ＣＰＵ（制御部）、及び通信スレーブを備える。なお、Ｉ／Ｏユニットは、その種類によっては、ＣＰＵ（制御部）を備えない場合もある。
【0004】
図２は、数値制御装置（マスタ）と複数のＩ／Ｏユニット（スレーブ）とのＤＩ／ＤＯ通信に係る通信スケジュールの一例を示す図である。ここでは、予め設定された一定周期を２ｍｓとしている。図２に示すように、数値制御装置は、２ｍｓ毎に、全てのＩ／Ｏユニットとの通信（すなわち、数値制御装置がＤＯデータを送信し、Ｉ／ＯユニットがＤＯデータを受信すると、ＤＩデータを返信するサイクリック通信）を１回ずつ行う。
【0005】
また、数値制御装置とＩ／Ｏユニットとは、Ｉ／Ｏ信号以外のデータであるメッセージを交換するための通信機能（以下「メッセージ通信」ともいう）を含むこともできる。具体的には、メッセージは、数値制御装置のＣＰＵ及びＩ／ＯユニットのＣＰＵからの送信要求により、ＤＯ信号及びＤＩ信号のサイクリック通信に組み込まれる形で行われる。すなわち、数値制御装置からＩ／Ｏユニットへのメッセージは、ＤＯパケットに組み込まれ、例えばスタートコード、ヘッダ、ＤＯデータ、メッセージ、フッタ、ＣＲＣ、ストップコードの集合体であるＤＯパケットとして送信される。また、Ｉ／Ｏユニットから数値制御装置へのメッセージは、ＤＩパケットに組み込まれ、例えばスタートコード、ヘッダ、ＤＩデータ、メッセージ、フッタ、ＣＲＣ、ストップコードの集合体であるＤＩパケットとして送信される。
なお、図２に記載されているように、マスタがスレーブに対してＤＯ送信を行い、これに対して、スレーブがＤＩ返信をする際に、スレーブは、マスタからＤＯパケットのヘッダを受信すると、ＤＩパケットのヘッダ作成に移行するように構成される。
なお、図２に記載されているように、マスタがスレーブに対してＤＯ送信を行い、これに対して、スレーブがＤＩ返信をする際に、スレーブは、マスタからＤＯパケットのヘッダを受信すると、ＤＩパケットのヘッダ作成に移行するように構成される。
【0006】
メッセージ通信の１つの例を説明する。例えば、数値制御装置（マスタ）には、指定されたＩ／Ｏユニット（スレーブ）の各種ステータスを表示する画面がある。オペレータが当該画面を開く操作をしたとき、数値制御装置（マスタ）が当該Ｉ／Ｏユニット（スレーブ）に対して、各種ステータスを送信するように要求するメッセージを送る。これに対して、当該Ｉ／Ｏユニット（スレーブ）は自身の各種ステータスを返信メッセージとして数値制御装置（マスタ）に返信する。そうすることで、数値制御装置（マスタ）は、オペレータから指示されたＩ／Ｏユニット（スレーブ）の各種ステータスを画面表示することができる。
【0007】
メッセージ通信の別の例を説明する。例えば数値制御装置（マスタ）には、指定されたＩ／Ｏユニット（スレーブ）のフィルタ設定を行う画面がある。オペレータは当該画面を介して、当該Ｉ／Ｏユニット（スレーブ）のフィルタ設定について変更指示をすることができる。この場合、数値制御装置（マスタ）はオペレータにより指定されたＩ／Ｏユニット（スレーブ）に対して、フィルタ設定をオペレータの所望の値に変更するよう、変更要求メッセージを送る。これに対して、当該Ｉ／Ｏユニット（スレーブ）は、受信した変更要求メッセージに基づいて、フィルタ値を変更する。そうすることで、数値制御装置（マスタ）は、オペレータから指定されたＩ／Ｏユニット（スレーブ）のフィルタ設定を変更することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【文献】特許５８３７１４６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
通常のＤＩ／ＤＯのサイクリック通信時に、数値制御装置（マスタ）と複数のＩ／Ｏユニット（スレーブ）との間でメッセージ通信を行う場合、通信データ量が大幅に増加し、予め設定された一定周期（例えば、２ｍｓ）内に全てのＤＩ／ＤＯ通信を完了できない可能性がある。
図３Ａ及び図３Ｂは、それぞれ、数値制御装置（マスタ）と複数（Ｎ個：Ｎ≧３）のＩ／Ｏユニット（スレーブ）との間でメッセージ通信を行う場合の通信スケジュールの一例を示す図である。ここでは、予め設定された一定周期を２ｍｓとしている。図３Ａを参照すると、２番目のＩ／Ｏユニットから数値制御装置に対して送信されるＤＩパケットにメッセージが組み込まれているが、Ｎ番目のＩ／Ｏユニット（スレーブ）とのＤＩ／ＤＯ通信は予め設定された一定周期（例えば、２ｍｓ）以内に収まっているケースを例示している。
これに対して図３Ｂを参照すると、１番目と２番目のＩ／Ｏユニットから数値制御装置に対して送信されるＤＩパケットにメッセージが組み込まれている。このため、Ｎ番目のＩ／Ｏユニット（スレーブ）とのＤＩ／ＤＯ通信が予め設定された一定周期（例えば、２ｍｓ）以内に収まらないケースを例示している。
図３Ａ及び図３Ｂは、それぞれ、数値制御装置（マスタ）と複数（Ｎ個：Ｎ≧３）のＩ／Ｏユニット（スレーブ）との間でメッセージ通信を行う場合の通信スケジュールの一例を示す図である。ここでは、予め設定された一定周期を２ｍｓとしている。図３Ａを参照すると、２番目のＩ／Ｏユニットから数値制御装置に対して送信されるＤＩパケットにメッセージが組み込まれているが、Ｎ番目のＩ／Ｏユニット（スレーブ）とのＤＩ／ＤＯ通信は予め設定された一定周期（例えば、２ｍｓ）以内に収まっているケースを例示している。
これに対して図３Ｂを参照すると、１番目と２番目のＩ／Ｏユニットから数値制御装置に対して送信されるＤＩパケットにメッセージが組み込まれている。このため、Ｎ番目のＩ／Ｏユニット（スレーブ）とのＤＩ／ＤＯ通信が予め設定された一定周期（例えば、２ｍｓ）以内に収まらないケースを例示している。
【0010】
図３Ｂに示すように、例えば数値制御装置（マスタ）とＮ番目のＩ／Ｏユニット（スレーブ）とのＤＩ／ＤＯ通信が予め設定された一定周期（例えば、２ｍｓ）以内に収まらない場合、数値制御装置（通信マスタ）と複数のＩ／Ｏユニット（スレーブ）との間のＤＩ／ＤＯの更新周期（２ｍｓ毎に数値制御装置と複数のＩ／Ｏユニットとの間のＤＩ／ＤＯ通信を１回ずつ行う）が担保されないこととなる。
このため、通常のサイクリック通信時に、数値制御装置（マスタ）と複数のＩ／Ｏユニット（スレーブ）との間で、メッセージ通信を行う場合であっても、予め設定された一定周期以内に、全てのＩ／Ｏユニット（スレーブ）との間で、少なくともＤＩ信号及びＤＯ信号のやり取り（ＤＩ／ＤＯ通信）を完了できるようにして、Ｉ／Ｏ信号の更新周期を担保することが望まれる。
このため、通常のサイクリック通信時に、数値制御装置（マスタ）と複数のＩ／Ｏユニット（スレーブ）との間で、メッセージ通信を行う場合であっても、予め設定された一定周期以内に、全てのＩ／Ｏユニット（スレーブ）との間で、少なくともＤＩ信号及びＤＯ信号のやり取り（ＤＩ／ＤＯ通信）を完了できるようにして、Ｉ／Ｏ信号の更新周期を担保することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【0011】
（１）本開示の１態様は、通信マスタを備える制御装置と、前記制御装置にデイジーチェーンにより通信可能に接続された通信スレーブをそれぞれ備える複数のＩ／Ｏユニットとの間で、予め設定された一定周期毎に、前記制御装置が全てのＩ／ＯユニットとＩ／Ｏ信号を送受信する通信制御システムにおいて、
前記通信マスタは、
前記複数の通信スレーブ毎に計測される送信メッセージを除くＤＩデータ及びＤＯデータのみの通信に要する通信時間に基づいて算出される前記複数の通信スレーブ毎の通信予測時間と、前記一定周期毎に計測される最初の通信スレーブとの通信開始から現時点までの通信時間と、通信速度情報と、から各通信スレーブとの通信開始前に当該通信スレーブに許容される通信帯域マージンデータ量を算出するマージンデータ量算出部と、
前記通信スレーブに対してＤＯデータを送信するときに前記通信帯域マージンデータ量を組み込んだＤＯパケットを作成し、前記通信スレーブに対するＤＯメッセージの長さが前記通信帯域マージンデータ量を超える場合、前記ＤＯメッセージを次回の通信周期に持ち越し、前記通信スレーブに対するＤＯメッセージの長さが前記通信帯域マージンデータ量を超えない場合、前記ＤＯメッセージを前記ＤＯパケットに組み込むＤＯパケット作成部と、
前記ＤＯパケットを前記通信スレーブに送信するＤＯ送信部と、を備え、
前記通信スレーブは、
前記通信マスタから送信されるＤＯパケットを受信するＤＯ受信部と、
受信した前記ＤＯパケットに含まれる前記通信帯域マージンデータ量を取得し、前記通信マスタに対してＤＩデータを送信するときにＤＩパケットを作成し、前記通信マスタに対するＤＩメッセージの長さが前記通信帯域マージンデータ量を超える場合、前記ＤＩメッセージを次回の通信周期に持ち越し、前記通信マスタに対するＤＩメッセージの長さが前記通信帯域マージンデータ量を超えない場合、前記ＤＩメッセージを前記ＤＩパケットに組み込むＤＩパケット作成部と、
前記ＤＩパケットを前記通信マスタに送信するＤＩ送信部と、を備える、
通信制御システムに関する。
前記通信マスタは、
前記複数の通信スレーブ毎に計測される送信メッセージを除くＤＩデータ及びＤＯデータのみの通信に要する通信時間に基づいて算出される前記複数の通信スレーブ毎の通信予測時間と、前記一定周期毎に計測される最初の通信スレーブとの通信開始から現時点までの通信時間と、通信速度情報と、から各通信スレーブとの通信開始前に当該通信スレーブに許容される通信帯域マージンデータ量を算出するマージンデータ量算出部と、
前記通信スレーブに対してＤＯデータを送信するときに前記通信帯域マージンデータ量を組み込んだＤＯパケットを作成し、前記通信スレーブに対するＤＯメッセージの長さが前記通信帯域マージンデータ量を超える場合、前記ＤＯメッセージを次回の通信周期に持ち越し、前記通信スレーブに対するＤＯメッセージの長さが前記通信帯域マージンデータ量を超えない場合、前記ＤＯメッセージを前記ＤＯパケットに組み込むＤＯパケット作成部と、
前記ＤＯパケットを前記通信スレーブに送信するＤＯ送信部と、を備え、
前記通信スレーブは、
前記通信マスタから送信されるＤＯパケットを受信するＤＯ受信部と、
受信した前記ＤＯパケットに含まれる前記通信帯域マージンデータ量を取得し、前記通信マスタに対してＤＩデータを送信するときにＤＩパケットを作成し、前記通信マスタに対するＤＩメッセージの長さが前記通信帯域マージンデータ量を超える場合、前記ＤＩメッセージを次回の通信周期に持ち越し、前記通信マスタに対するＤＩメッセージの長さが前記通信帯域マージンデータ量を超えない場合、前記ＤＩメッセージを前記ＤＩパケットに組み込むＤＩパケット作成部と、
前記ＤＩパケットを前記通信マスタに送信するＤＩ送信部と、を備える、
通信制御システムに関する。
【0012】
（２） 本開示の１態様は、（１）に記載の通信制御システムにおいて、
Ｎを前記複数の通信スレーブの個数、ｋを前記通信マスタと接続される前記通信スレーブを識別するための順序番号、ｋ番目の通信スレーブに許容される通信帯域マージンデータ量を通信帯域マージンデータ量_ｋ、ｋ番目の通信スレーブと通信されるＤＯメッセージをＤＯメッセージ_ｋ、ＤＩメッセージをＤＩメッセージ_ｋ、と表したとき、
前記マージンデータ量算出部は、さらに、
ｋ番目の通信スレーブにおいて、前記持ち越しＤＯメッセージ_ｋ及び持ち越しＤＩメッセージ_ｋが存在しない場合、
ｋ番目からＮ番目までの各通信スレーブにおける持ち越しＤＯメッセージ長及び持ち越しＤＩメッセージ長の最大値である持ち越しメッセージ長の合計値を算出し、
前記通信帯域マージンデータ量_ｋから、前記持ち越しメッセージ長の合計値を減算した値と、ゼロ値と、の内、大きい値を通信帯域マージンデータ量_ｋとして補正する、通信制御システムに関する。
Ｎを前記複数の通信スレーブの個数、ｋを前記通信マスタと接続される前記通信スレーブを識別するための順序番号、ｋ番目の通信スレーブに許容される通信帯域マージンデータ量を通信帯域マージンデータ量_ｋ、ｋ番目の通信スレーブと通信されるＤＯメッセージをＤＯメッセージ_ｋ、ＤＩメッセージをＤＩメッセージ_ｋ、と表したとき、
前記マージンデータ量算出部は、さらに、
ｋ番目の通信スレーブにおいて、前記持ち越しＤＯメッセージ_ｋ及び持ち越しＤＩメッセージ_ｋが存在しない場合、
ｋ番目からＮ番目までの各通信スレーブにおける持ち越しＤＯメッセージ長及び持ち越しＤＩメッセージ長の最大値である持ち越しメッセージ長の合計値を算出し、
前記通信帯域マージンデータ量_ｋから、前記持ち越しメッセージ長の合計値を減算した値と、ゼロ値と、の内、大きい値を通信帯域マージンデータ量_ｋとして補正する、通信制御システムに関する。
【0013】
（３） 本開示の１態様は、通信マスタを備える制御装置と、前記制御装置にデイジーチェーンにより通信可能に接続された通信スレーブをそれぞれ備える複数のＩ／Ｏユニットとの間で、予め設定された一定周期毎に、前記制御装置が全てのＩ／ＯユニットとＩ／Ｏ信号を送受信する通信制御方法であって、
前記通信マスタは、
前記複数の通信スレーブ毎に計測される送信メッセージを除くＤＩデータ及びＤＯデータのみの通信に要する通信時間に基づいて算出される前記複数の通信スレーブ毎の通信予測時間と、前記一定周期毎に計測される最初の通信スレーブとの通信開始から現時点までの通信時間と、通信速度情報と、から各通信スレーブとの通信開始前に当該通信スレーブに許容される通信帯域マージンデータ量を算出するマージンデータ量算出ステップと、
前記通信スレーブに対してＤＯデータを送信するときに前記通信帯域マージンデータ量を組み込んだＤＯパケットを作成し、前記通信スレーブに対するＤＯメッセージの長さが前記通信帯域マージンデータ量を超える場合、前記ＤＯメッセージを次回の通信周期に持ち越し、前記通信スレーブに対するＤＯメッセージの長さが前記通信帯域マージンデータ量を超えない場合、前記ＤＯメッセージを前記ＤＯパケットに組み込むＤＯパケット作成ステップと、
前記ＤＯパケットを前記通信スレーブに送信するＤＯ送信ステップと、を備え、
前記通信スレーブは、
前記通信マスタから送信されるＤＯパケットを受信するＤＯ受信ステップと、
受信した前記ＤＯパケットに含まれる前記通信帯域マージンデータ量を取得し、前記通信マスタに対してＤＩデータを送信するときにＤＩパケットを作成し、前記通信マスタに対するＤＩメッセージの長さが前記通信帯域マージンデータ量を超える場合、前記ＤＩメッセージを次回の通信周期に持ち越し、前記通信マスタに対するＤＩメッセージの長さが前記通信帯域マージンデータ量を超えない場合、前記ＤＩメッセージを前記ＤＩパケットに組み込むＤＩパケット作成ステップと、
前記ＤＩパケットを前記通信マスタに送信するＤＩ送信ステップと、を備える通信制御方法に関する。
前記通信マスタは、
前記複数の通信スレーブ毎に計測される送信メッセージを除くＤＩデータ及びＤＯデータのみの通信に要する通信時間に基づいて算出される前記複数の通信スレーブ毎の通信予測時間と、前記一定周期毎に計測される最初の通信スレーブとの通信開始から現時点までの通信時間と、通信速度情報と、から各通信スレーブとの通信開始前に当該通信スレーブに許容される通信帯域マージンデータ量を算出するマージンデータ量算出ステップと、
前記通信スレーブに対してＤＯデータを送信するときに前記通信帯域マージンデータ量を組み込んだＤＯパケットを作成し、前記通信スレーブに対するＤＯメッセージの長さが前記通信帯域マージンデータ量を超える場合、前記ＤＯメッセージを次回の通信周期に持ち越し、前記通信スレーブに対するＤＯメッセージの長さが前記通信帯域マージンデータ量を超えない場合、前記ＤＯメッセージを前記ＤＯパケットに組み込むＤＯパケット作成ステップと、
前記ＤＯパケットを前記通信スレーブに送信するＤＯ送信ステップと、を備え、
前記通信スレーブは、
前記通信マスタから送信されるＤＯパケットを受信するＤＯ受信ステップと、
受信した前記ＤＯパケットに含まれる前記通信帯域マージンデータ量を取得し、前記通信マスタに対してＤＩデータを送信するときにＤＩパケットを作成し、前記通信マスタに対するＤＩメッセージの長さが前記通信帯域マージンデータ量を超える場合、前記ＤＩメッセージを次回の通信周期に持ち越し、前記通信マスタに対するＤＩメッセージの長さが前記通信帯域マージンデータ量を超えない場合、前記ＤＩメッセージを前記ＤＩパケットに組み込むＤＩパケット作成ステップと、
前記ＤＩパケットを前記通信マスタに送信するＤＩ送信ステップと、を備える通信制御方法に関する。
【発明の効果】
【0014】
本開示の１態様によれば、通常のサイクリック通信時に、数値制御装置（マスタ）と複数のＩ／Ｏユニット（スレーブ）との間で、メッセージ通信を行う場合であっても、予め設定された一定周期以内に、全てのＩ／Ｏユニット（スレーブ）との間で、少なくともＤＩ信号及びＤＯ信号のやり取り（ＤＩ／ＤＯ通信）を完了できるようにして、Ｉ／Ｏ信号の更新周期を担保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本実施形態の通信制御システムの一例を示す概略図である。
【図2】数値制御装置（マスタ）と複数のＩ／Ｏユニット（スレーブ）とのＤＩ／ＤＯ通信に係る通信スケジュールの一例を示す図である。
【図3A】数値制御装置（マスタ）と複数のＩ／Ｏユニット（スレーブ）との間でメッセージ通信を行う場合の通信スケジュールの一例を示す図である。
【図3B】数値制御装置（マスタ）と複数のＩ／Ｏユニット（スレーブ）との間でメッセージ通信を行う場合の通信スケジュールの一例を示す図である。
【図4】マスタとしての数値制御装置１及びスレーブとしてのＩ／Ｏユニット３の機能ブロックを示す概略図である。
【図5】帯域マージンデータ量の算出の一例を示す図である。
【図6】メッセージが帯域マージンデータ量に収まる場合と収まらない場合とに応じてメッセージを送信する周期の一例を示す図である。
【図7】マスタとしての数値制御装置１の動作を示すフローチャートの一例である。
【図8】スレーブとしてのＩ／Ｏユニット３の動作を示すフローチャートの一例である。
【図9】第２実施形態に係るマスタとしての数値制御装置１及びスレーブとしてのＩ／Ｏユニット３の機能ブロックを示す概略図である。
【図10】第２実施形態に係るマスタとしての数値制御装置１の動作を示すフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明の１つの実施形態について説明する。１つの実施形態として、数値制御装置と、Ｉ／Ｏユニットと、を電気信号ケーブルで接続し、データ通信（高速シリアル通信）を行う形態を例示して説明する。なお、高速シリアル通信を行う装置は数値制御装置に限られない。例えば、産業用ロボットを含む産業用機械の制御装置であってもよい。
前述したように、図１は、上記実施形態に係る、マスタとしての数値制御装置１と、スレーブとしての複数のＩ／Ｏユニット３と、を電気信号ケーブル６でデイジーチェーン接続して構成される通信制御システム１０００の一例を示す概略図である。図１に示すように、マスタとしての数値制御装置１は、制御部１０、Ｉ／Ｏメモリ１２、及び通信マスタ１５を備える。スレーブとしてのＩ／Ｏユニット３は、通信スレーブ３５を含む。なお、Ｉ／Ｏユニットは、制御部３０を備えてもよい。
前述したように、図１は、上記実施形態に係る、マスタとしての数値制御装置１と、スレーブとしての複数のＩ／Ｏユニット３と、を電気信号ケーブル６でデイジーチェーン接続して構成される通信制御システム１０００の一例を示す概略図である。図１に示すように、マスタとしての数値制御装置１は、制御部１０、Ｉ／Ｏメモリ１２、及び通信マスタ１５を備える。スレーブとしてのＩ／Ｏユニット３は、通信スレーブ３５を含む。なお、Ｉ／Ｏユニットは、制御部３０を備えてもよい。
【0017】
複数（Ｎ個：Ｎ≧２）のＩ／Ｏユニット３は、制御装置１に接続される順序ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）により識別することができる。具体的には、制御装置１に直接接続されるＩ／Ｏユニット３をＩ／Ｏユニット３_１と識別し、Ｉ／Ｏユニット３_１に直接接続されるＩ／Ｏユニット３をＩ／Ｏユニット３_２、以下同様にＩ／Ｏユニット３_ｋに直接接続されるＩ／Ｏユニット３をＩ／Ｏユニット３_（ｋ＋１）等と識別することができる。以下特に断らないかぎり、Ｎ個（Ｎ≧２）のＩ／Ｏユニット３_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）がデイジーチェーン接続されているものとする。また、特に断らない限り、Ｉ／Ｏユニット３_ｋに含まれる制御部３０を制御部３０_ｋ、通信スレーブ３５を通信スレーブ３５_ｋという。
【0018】
デイジーチェーン接続においては、通信スレーブ３５_ｋは、前段に接続されている通信マスタ１５（ｋ＝１の場合）又は通信スレーブ３５_（ｋ－１）（ｋ≧２の場合）から信号を受信すると、受信した信号をそのまま後段の通信スレーブ３５_（ｋ＋１）に送信する。また、通信スレーブ３５_ｋは、後段に接続されている３５_（ｋ＋１）から信号を受信すると、受信した信号をそのまま前段に接続されている通信マスタ１５（ｋ＝１の場合）又は通信スレーブ３５_（ｋ－１）（ｋ≧２の場合）に送信する。これにより、通信マスタ１５は、複数の通信スレーブ３５_ｋとの間で通信することができる。
そうすることで、各Ｉ／Ｏユニット３_ｋは、数値制御装置１との間で、入力信号（ＤＩ信号）／出力信号（ＤＯ信号）の入出力を行うことができる。
次に、通信制御システム１０００の各構成要素について詳細に説明する。
そうすることで、各Ｉ／Ｏユニット３_ｋは、数値制御装置１との間で、入力信号（ＤＩ信号）／出力信号（ＤＯ信号）の入出力を行うことができる。
次に、通信制御システム１０００の各構成要素について詳細に説明する。
【0019】
［数値制御装置１］
図４は、マスタとしての数値制御装置１及びスレーブとしてのＩ／Ｏユニット３の機能ブロックを示す概略図である。数値制御装置１は、図４に示すように、例えば、制御部１０、Ｉ／Ｏメモリ１２、及び通信マスタ１５と、を備える。
図４は、マスタとしての数値制御装置１及びスレーブとしてのＩ／Ｏユニット３の機能ブロックを示す概略図である。数値制御装置１は、図４に示すように、例えば、制御部１０、Ｉ／Ｏメモリ１２、及び通信マスタ１５と、を備える。
【0020】
制御部１０は、当業者にとって公知の数値制御機能部（図示せず）、及びＩ／Ｏインタフェース部１０１を有する。数値制御機能部は、当業者にとって公知であり、説明は省略する。
【0021】
Ｉ／Ｏインタフェース部１０１は、制御部１０からの指示により、通信マスタ１５からＩ／Ｏユニット３_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）に送信するＤＯデータ及びメッセージをＩ／Ｏメモリ１２を介して設定する。また、Ｉ／Ｏインタフェース部１０１は、通信マスタ１５がＩ／Ｏユニット３_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）から受信するＤＩデータ及びメッセージをＩ／Ｏメモリ１２を介して取得する。ここで、Ｉ／Ｏメモリ１２はＩ／Ｏユニット３_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）毎に対応するＩ／Ｏメモリ部_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）を含むようにしてもよい。
Ｉ／Ｏインタフェース部１０１は、通信マスタ１５からＩ／Ｏユニット３_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）に対して送信するＤＯデータ及びメッセージを例えばＩ／Ｏメモリ部_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）に設定するとともに、通信マスタ１５がＩ／Ｏユニット３_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）から受信したＤＩデータ及びメッセージを例えばＩ／Ｏメモリ部_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）から取得する。
通信マスタ１５は、例えばＩ／Ｏメモリ部_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）から各Ｉ／Ｏユニット３_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）へ送信するＤＯデータ及び送信メッセージを入力し、通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）に対して送信する。後述するように、通信マスタ１５は、各Ｉ／Ｏユニット３_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）に対して送信した送信メッセージ_ｋが送信完了となった場合、当該送信メッセージ_ｋの送信完了を制御部１０（Ｉ／Ｏインタフェース部１０１）に対して例えばＩ／Ｏメモリ部_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）を介して、通知する。
また、後述するように、通信マスタ１５は、各通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）からＤＩデータ及びメッセージ_ｋを受信し、Ｉ／Ｏユニット３_ｋからの送信メッセージ_ｋが受信完了となった場合、当該送信メッセージ_ｋの受信完了及び当該送信メッセージ_ｋを例えばＩ／Ｏメモリ部_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）に記録することで、制御部１０（Ｉ／Ｏインタフェース部１０１）に対して通知することができる。そうすることで、制御装置１とＩ／Ｏユニット３_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）間でＤＩ／ＤＯ通信及びメッセージの送受信を行うようにしてもよい。
Ｉ／Ｏインタフェース部１０１は、通信マスタ１５からＩ／Ｏユニット３_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）に対して送信するＤＯデータ及びメッセージを例えばＩ／Ｏメモリ部_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）に設定するとともに、通信マスタ１５がＩ／Ｏユニット３_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）から受信したＤＩデータ及びメッセージを例えばＩ／Ｏメモリ部_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）から取得する。
通信マスタ１５は、例えばＩ／Ｏメモリ部_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）から各Ｉ／Ｏユニット３_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）へ送信するＤＯデータ及び送信メッセージを入力し、通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）に対して送信する。後述するように、通信マスタ１５は、各Ｉ／Ｏユニット３_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）に対して送信した送信メッセージ_ｋが送信完了となった場合、当該送信メッセージ_ｋの送信完了を制御部１０（Ｉ／Ｏインタフェース部１０１）に対して例えばＩ／Ｏメモリ部_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）を介して、通知する。
また、後述するように、通信マスタ１５は、各通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）からＤＩデータ及びメッセージ_ｋを受信し、Ｉ／Ｏユニット３_ｋからの送信メッセージ_ｋが受信完了となった場合、当該送信メッセージ_ｋの受信完了及び当該送信メッセージ_ｋを例えばＩ／Ｏメモリ部_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）に記録することで、制御部１０（Ｉ／Ｏインタフェース部１０１）に対して通知することができる。そうすることで、制御装置１とＩ／Ｏユニット３_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）間でＤＩ／ＤＯ通信及びメッセージの送受信を行うようにしてもよい。
【0022】
［通信マスタ１５］
図４に示すように、通信マスタ１５は、現時点までの通信時間計測部１５１と、ＤＩ／ＤＯ通信時間計測部１５２Ａと、ＤＩ／ＤＯ通信時間算出部１５２Ｂと、マージンデータ量算出部１５３と、ＤＯパケット作成部１５５と、ＤＯ送信部１５８Ａと、ＤＩ受信部１５８Ｂと、バッファメモリ１５９と、を有する。
図４に示すように、通信マスタ１５は、現時点までの通信時間計測部１５１と、ＤＩ／ＤＯ通信時間計測部１５２Ａと、ＤＩ／ＤＯ通信時間算出部１５２Ｂと、マージンデータ量算出部１５３と、ＤＯパケット作成部１５５と、ＤＯ送信部１５８Ａと、ＤＩ受信部１５８Ｂと、バッファメモリ１５９と、を有する。
【0023】
通信マスタ１５の有する各機能部を説明する前に、バッファメモリ１５９について説明する。バッファメモリ１５９は、例えば各Ｉ／Ｏユニット３_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）の通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）に対応するバッファメモリ部_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）を含む。
バッファメモリ部_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）には、通信マスタ１５と通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）との周期毎の通信に係る各種データが記憶されるようにしてもよい。具体的には、バッファメモリ部_ｋには、後述するスレーブ_ｋ開始までの通信計測時間_ｋ、ＤＩ／ＤＯ基本通信計測時間_ｋ、ＤＩ／ＤＯ通信予測時間_ｋ、帯域マージンデータ量_ｋ、持ち越しＤＯメッセージ_ｋの有無、持ち越しＤＯメッセージ_ｋ、持ち越しＤＯメッセージ_ｋ長、持ち越しＤＩメッセージ_ｋ長、及び持ち越しメッセージ_ｋ長、を、通信マスタ１５により記憶するようにしてもよい。なお、上記した各種データを制御パラメータともいう。
これらの制御パラメータに基づいて、通信マスタ１５と各通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）との間でやりとりされる送信メッセージが通信されるように制御することができる。そうすることで、数値制御装置（マスタ）と複数のＩ／Ｏユニット（スレーブ）との間で、メッセージ通信を行う場合であっても、予め設定された一定周期以内に、全てのＩ／Ｏユニット（スレーブ）との間で、少なくともＤＩ信号及びＤＯ信号のやり取り（ＤＩ／ＤＯ通信）を完了できるようにして、Ｉ／Ｏ信号の更新周期を担保することができる。
バッファメモリ部_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）には、通信マスタ１５と通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）との周期毎の通信に係る各種データが記憶されるようにしてもよい。具体的には、バッファメモリ部_ｋには、後述するスレーブ_ｋ開始までの通信計測時間_ｋ、ＤＩ／ＤＯ基本通信計測時間_ｋ、ＤＩ／ＤＯ通信予測時間_ｋ、帯域マージンデータ量_ｋ、持ち越しＤＯメッセージ_ｋの有無、持ち越しＤＯメッセージ_ｋ、持ち越しＤＯメッセージ_ｋ長、持ち越しＤＩメッセージ_ｋ長、及び持ち越しメッセージ_ｋ長、を、通信マスタ１５により記憶するようにしてもよい。なお、上記した各種データを制御パラメータともいう。
これらの制御パラメータに基づいて、通信マスタ１５と各通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）との間でやりとりされる送信メッセージが通信されるように制御することができる。そうすることで、数値制御装置（マスタ）と複数のＩ／Ｏユニット（スレーブ）との間で、メッセージ通信を行う場合であっても、予め設定された一定周期以内に、全てのＩ／Ｏユニット（スレーブ）との間で、少なくともＤＩ信号及びＤＯ信号のやり取り（ＤＩ／ＤＯ通信）を完了できるようにして、Ｉ／Ｏ信号の更新周期を担保することができる。
【0024】
＜現時点までの通信時間計測部１５１＞
現時点までの通信時間計測部１５１は、一定周期毎に、複数の通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）とＤＩ／ＤＯ通信を行う際の通信開始（すなわち、一定周期の開始されたとき）から、現時点までの通信時間（以下、「Ｔｎｏｗ」として表す）を計測し、前述したようにバッファメモリ１５９に記憶する。
具体的には、現時点までの通信時間計測部１５１は、一定周期の開始されたときから通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）とのＤＩ／ＤＯ通信開始前（すなわち、通信スレーブ３５_（ｋ－１）とのＤＩ／ＤＯ通信終了）までの通信時間を順番に計測する。簡単のために、当該計測時間をスレーブｋまでの通信計測時間ともいい、Ｔｎｏｗ（ｋ）として表す。なお、ｋ＝１の場合は、通信計測時間_１は、通信スレーブ３５_１との通信開始前であり、Ｔｎｏｗ（１）＝０とする。
すなわち、Ｔｎｏｗ（ｋ）は、一定周期の開始されたとき（通信スレーブ３５_１との通信が開始されるとき）から通信スレーブ３５_ｋ（２≦ｋ≦Ｎ）との通信開始前までを計測した時間を意味する。したがって、通信スレーブ３５_１との通信開始から通信スレーブ３５_ｋとの通信開始前までの間、通信スレーブ３５_ｉ（１≦ｉ≦ｋ－１）との間でメッセージ通信を行った場合、当該メッセージ送信中の時間を含むものとなる。
現時点までの通信時間計測部１５１は、一定周期毎に、複数の通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）とＤＩ／ＤＯ通信を行う際の通信開始（すなわち、一定周期の開始されたとき）から、現時点までの通信時間（以下、「Ｔｎｏｗ」として表す）を計測し、前述したようにバッファメモリ１５９に記憶する。
具体的には、現時点までの通信時間計測部１５１は、一定周期の開始されたときから通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）とのＤＩ／ＤＯ通信開始前（すなわち、通信スレーブ３５_（ｋ－１）とのＤＩ／ＤＯ通信終了）までの通信時間を順番に計測する。簡単のために、当該計測時間をスレーブｋまでの通信計測時間ともいい、Ｔｎｏｗ（ｋ）として表す。なお、ｋ＝１の場合は、通信計測時間_１は、通信スレーブ３５_１との通信開始前であり、Ｔｎｏｗ（１）＝０とする。
すなわち、Ｔｎｏｗ（ｋ）は、一定周期の開始されたとき（通信スレーブ３５_１との通信が開始されるとき）から通信スレーブ３５_ｋ（２≦ｋ≦Ｎ）との通信開始前までを計測した時間を意味する。したがって、通信スレーブ３５_１との通信開始から通信スレーブ３５_ｋとの通信開始前までの間、通信スレーブ３５_ｉ（１≦ｉ≦ｋ－１）との間でメッセージ通信を行った場合、当該メッセージ送信中の時間を含むものとなる。
【0025】
＜ＤＩ／ＤＯ通信時間計測部１５２Ａ＞
ＤＩ／ＤＯ通信時間計測部１５２Ａは、一定周期毎に、通信マスタ１５と各通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）との、送信メッセージを除くＤＩデータ及びＤＯデータのみの通信（Ｉ／Ｏ通信）に要した通信時間を計測し、前述したように例えばバッファメモリ部_ｋに記憶するようにしてもよい。すなわち、ＤＩ／ＤＯ通信時間計測部１５２Ａは、通信マスタ１５と通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）間において、ＤＩ／ＤＯ通信に加えてメッセージの送信中の時間を含む場合、当該メッセージの送信中の計測時間を除くＤＩデータ及びＤＯデータのみの通信（Ｉ／Ｏ通信）に要した通信時間を計測する。以下、当該計測時間を「ＤＩ／ＤＯ基本通信計測時間_ｋ」ともいう。
ＤＩ／ＤＯ通信時間計測部１５２Ａは、一定周期毎に、通信マスタ１５と各通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）との、送信メッセージを除くＤＩデータ及びＤＯデータのみの通信（Ｉ／Ｏ通信）に要した通信時間を計測し、前述したように例えばバッファメモリ部_ｋに記憶するようにしてもよい。すなわち、ＤＩ／ＤＯ通信時間計測部１５２Ａは、通信マスタ１５と通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）間において、ＤＩ／ＤＯ通信に加えてメッセージの送信中の時間を含む場合、当該メッセージの送信中の計測時間を除くＤＩデータ及びＤＯデータのみの通信（Ｉ／Ｏ通信）に要した通信時間を計測する。以下、当該計測時間を「ＤＩ／ＤＯ基本通信計測時間_ｋ」ともいう。
【0026】
＜ＤＩ／ＤＯ通信時間算出部１５２Ｂ＞
ＤＩ／ＤＯ通信時間算出部１５２Ｂは、ＤＩ／ＤＯ通信時間計測部１５２Ａにより、一定周期毎に通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）毎に計測されたＤＩ／ＤＯ基本通信計測時間_ｋの集合に基づいて、所定の計算式により、各通信スレーブ３５_ｋに係るＤＩデータ及びＤＯデータのみの通信（Ｉ／Ｏ通信）に要した通信時間に係る統計値を算出し、前述したようにバッファメモリ部_ｋに記憶する。以下、算出された通信時間に係る統計値を、「ＤＩ／ＤＯ通信予測時間_ｋ」ともいう。具体的には、ＤＩ／ＤＯ通信時間算出部１５２Ｂは、予め設定された一定周期毎に、各通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）に対応して、それぞれＤＩ／ＤＯ通信予測時間_ｋを算出する。
ここで、上記算出式は、各通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）の前記計測時間の集合に含まれる最大値を算出して、各通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）のＤＩ／ＤＯ通信予測時間_ｋとしてもよい。また、前記計測集合に含まれる計測値の平均時間を各通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）のＤＩ／ＤＯ通信予測時間_ｋとしてもよい。また、ＤＩ／ＤＯ基本通信計測時間_ｋの集合に基づいて算出できる任意の統計値としてもよい。
ＤＩ／ＤＯ通信時間算出部１５２Ｂは、ＤＩ／ＤＯ通信時間計測部１５２Ａにより、一定周期毎に通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）毎に計測されたＤＩ／ＤＯ基本通信計測時間_ｋの集合に基づいて、所定の計算式により、各通信スレーブ３５_ｋに係るＤＩデータ及びＤＯデータのみの通信（Ｉ／Ｏ通信）に要した通信時間に係る統計値を算出し、前述したようにバッファメモリ部_ｋに記憶する。以下、算出された通信時間に係る統計値を、「ＤＩ／ＤＯ通信予測時間_ｋ」ともいう。具体的には、ＤＩ／ＤＯ通信時間算出部１５２Ｂは、予め設定された一定周期毎に、各通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）に対応して、それぞれＤＩ／ＤＯ通信予測時間_ｋを算出する。
ここで、上記算出式は、各通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）の前記計測時間の集合に含まれる最大値を算出して、各通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）のＤＩ／ＤＯ通信予測時間_ｋとしてもよい。また、前記計測集合に含まれる計測値の平均時間を各通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）のＤＩ／ＤＯ通信予測時間_ｋとしてもよい。また、ＤＩ／ＤＯ基本通信計測時間_ｋの集合に基づいて算出できる任意の統計値としてもよい。
【0027】
＜マージンデータ量算出部１５３Ａ＞
マージンデータ量算出部１５３Ａは、一定周期毎に、複数の通信スレーブ３５_ｉ（１≦ｉ≦Ｎ）とＤＩ／ＤＯ通信を行う際の通信開始時から現時点までの通信時間、すなわち、一定周期の開始されたときから、通信スレーブ３５_ｋとの通信開始前（＝通信スレーブ３５_（ｋ－１）との通信終了後）までの通信計測時間（Ｔｎｏｗ（ｋ））及びまだ通信のなされていない通信スレーブ３５_ｉ（ｋ≦ｉ≦Ｎ）のＤＩ／ＤＯ通信の予想通信時間との合計と、一定周期（以下、「Ｔｃｙｃ」として表す）と、の差分時間から、通信速度情報を用いて、当該差分時間に送信可能なデータ量（すなわち、あと何バイトデータが増えると帯域をあふれるか、すなわち、あと何バイト増えても帯域をあふれないかを示す目安）を算出し、前述したようにバッファメモリ部_ｋに記憶する。以下、この算出されたデータ量を「帯域マージンデータ量_ｋ」という。
ここで、まだ通信のなされていない各通信スレーブ３５_ｉ（ｋ≦ｉ≦Ｎ）のＤＩ／ＤＯ通信の予想通信時間として、それぞれＤＩ／ＤＯ通信予測時間_ｉ（ｋ≦ｉ≦Ｎ）を用いるようにしてもよい。
具体的には、データ転送レートをＲＡＴＥとすると、帯域マージンデータ量_ｋは、以下の式１より算出される。
帯域マージンデータ量_ｋ ＝
（Ｔｃｙｃ－（Ｔｎｏｗ（ｋ）＋Σｋ≦ｉ≦ＮＤＩ／ＤＯ通信予測時間_ｉ）／ＲＡＴＥ
（式１）
図５は、ｎ＝３の場合の帯域マージンデータ量_３の算出の一例を示す図である。図５に示すように、ＤＩ／ＤＯ通信を行う際の通信開始時から現時点（通信スレーブ３５_２）までの通信時間と、今後通信される通信スレーブ３５_ｉ（３≦ｉ≦Ｎ）のＤＩ／ＤＯ通信予測時間_ｉと、から残りの時間が算出され、通信速度情報を用いて、帯域マージンデータ量_３が算出される。
マージンデータ量算出部１５３Ａは、一定周期毎に、複数の通信スレーブ３５_ｉ（１≦ｉ≦Ｎ）とＤＩ／ＤＯ通信を行う際の通信開始時から現時点までの通信時間、すなわち、一定周期の開始されたときから、通信スレーブ３５_ｋとの通信開始前（＝通信スレーブ３５_（ｋ－１）との通信終了後）までの通信計測時間（Ｔｎｏｗ（ｋ））及びまだ通信のなされていない通信スレーブ３５_ｉ（ｋ≦ｉ≦Ｎ）のＤＩ／ＤＯ通信の予想通信時間との合計と、一定周期（以下、「Ｔｃｙｃ」として表す）と、の差分時間から、通信速度情報を用いて、当該差分時間に送信可能なデータ量（すなわち、あと何バイトデータが増えると帯域をあふれるか、すなわち、あと何バイト増えても帯域をあふれないかを示す目安）を算出し、前述したようにバッファメモリ部_ｋに記憶する。以下、この算出されたデータ量を「帯域マージンデータ量_ｋ」という。
ここで、まだ通信のなされていない各通信スレーブ３５_ｉ（ｋ≦ｉ≦Ｎ）のＤＩ／ＤＯ通信の予想通信時間として、それぞれＤＩ／ＤＯ通信予測時間_ｉ（ｋ≦ｉ≦Ｎ）を用いるようにしてもよい。
具体的には、データ転送レートをＲＡＴＥとすると、帯域マージンデータ量_ｋは、以下の式１より算出される。
帯域マージンデータ量_ｋ ＝
（Ｔｃｙｃ－（Ｔｎｏｗ（ｋ）＋Σｋ≦ｉ≦ＮＤＩ／ＤＯ通信予測時間_ｉ）／ＲＡＴＥ
（式１）
図５は、ｎ＝３の場合の帯域マージンデータ量_３の算出の一例を示す図である。図５に示すように、ＤＩ／ＤＯ通信を行う際の通信開始時から現時点（通信スレーブ３５_２）までの通信時間と、今後通信される通信スレーブ３５_ｉ（３≦ｉ≦Ｎ）のＤＩ／ＤＯ通信予測時間_ｉと、から残りの時間が算出され、通信速度情報を用いて、帯域マージンデータ量_３が算出される。
【0028】
＜ＤＯパケット作成部１５５＞
次に、ＤＯパケット作成部１５５について詳細に説明する。ＤＯパケット作成部１５５は、例えば前述したようにスタートコード、ヘッダ、ＤＯデータ、メッセージ、フッタ、ＣＲＣ、ストップコードの集合体であるＤＯパケットを作成する。ここで、ＤＯデータは、予め設定された一定周期毎にＩ／Ｏユニット３_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）に送信されるＤＯ信号である。メッセージは、Ｉ／Ｏユニット３_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）に送信するメッセージがある場合に、設定される。ヘッダには、通常のパケット通信に設定されるデータの外、例えば送信メッセージの有無と、送信メッセージ長と、帯域マージンデータ量_ｋの値と、が設定されるようにしてもよい。
ＤＯパケット作成部１５５は、以下に述べる５つのケースに対応して、ＤＯパケットを作成する。
次に、ＤＯパケット作成部１５５について詳細に説明する。ＤＯパケット作成部１５５は、例えば前述したようにスタートコード、ヘッダ、ＤＯデータ、メッセージ、フッタ、ＣＲＣ、ストップコードの集合体であるＤＯパケットを作成する。ここで、ＤＯデータは、予め設定された一定周期毎にＩ／Ｏユニット３_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）に送信されるＤＯ信号である。メッセージは、Ｉ／Ｏユニット３_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）に送信するメッセージがある場合に、設定される。ヘッダには、通常のパケット通信に設定されるデータの外、例えば送信メッセージの有無と、送信メッセージ長と、帯域マージンデータ量_ｋの値と、が設定されるようにしてもよい。
ＤＯパケット作成部１５５は、以下に述べる５つのケースに対応して、ＤＯパケットを作成する。
【0029】
＜ケース１＞
今回の周期において、通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）に対して送信するＤＯメッセージ_ｋが無い場合（すなわち、新たに送信するＤＯメッセージ_ｋ及び持ち越しＤＯメッセージ_ｋが無い場合）、ＤＯパケット作成部１５５は、送信メッセージ無し、送信メッセージ_ｋ長＝０、及びマージンデータ量算出部１５３により算出された帯域マージンデータ量_ｋの値をヘッダ部に設定したＤＯパケット（「ケース１のＤＯパケット」という）を作成する。なお、バッファメモリ部_ｋに記憶された制御パラメータの値については更新しなくてもよい。
今回の周期において、通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）に対して送信するＤＯメッセージ_ｋが無い場合（すなわち、新たに送信するＤＯメッセージ_ｋ及び持ち越しＤＯメッセージ_ｋが無い場合）、ＤＯパケット作成部１５５は、送信メッセージ無し、送信メッセージ_ｋ長＝０、及びマージンデータ量算出部１５３により算出された帯域マージンデータ量_ｋの値をヘッダ部に設定したＤＯパケット（「ケース１のＤＯパケット」という）を作成する。なお、バッファメモリ部_ｋに記憶された制御パラメータの値については更新しなくてもよい。
【0030】
＜ケース２＞
今回の周期において、通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）に対して新たに送信するＤＯメッセージ_ｋがあり、当該ＤＯメッセージ_ｋ長が帯域マージンデータ量_ｋの値を超えないと判定された場合、ＤＯパケット作成部１５５は、ＤＯパケットに当該ＤＯメッセージ_ｋを組み込むとともに、送信メッセージ有り、送信メッセージ_ｋ長、及び帯域マージンデータ量_ｋの値をヘッダ部に設定したＤＯパケット（「ケース２のＤＯパケット」という）を作成する。また、ＤＯパケット作成部１５５は、持ち越しＤＯメッセージ_ｋの有無（＝無し）、持ち越しＤＯメッセージ_ｋ長＝０をバッファメモリ部_ｋに記憶するようにしてもよい。
後述するＤＯ送信部１５８Ａにより、当該ＤＯパケット（「ケース２のＤＯパケット」）を送信することで、制御部１０から送信要求のあったメッセージは送信完了となる。この場合、後述するように、ＤＯ送信部１５８Ａは、制御部１０から送信要求された送信メッセージ_ｋの送信完了を制御部１０（Ｉ／Ｏインタフェース部１０１）に対して例えばＩ／Ｏメモリ部_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）を介して、通知するようにしてもよい。なお、送信完了を契機として、ＤＯ送信部１５８Ａは、持ち越しＤＯメッセージ_ｋの有無（＝無し）、持ち越しＤＯメッセージ_ｋ長＝０をバッファメモリ部_ｋに記憶するようにしてもよい。
今回の周期において、通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）に対して新たに送信するＤＯメッセージ_ｋがあり、当該ＤＯメッセージ_ｋ長が帯域マージンデータ量_ｋの値を超えないと判定された場合、ＤＯパケット作成部１５５は、ＤＯパケットに当該ＤＯメッセージ_ｋを組み込むとともに、送信メッセージ有り、送信メッセージ_ｋ長、及び帯域マージンデータ量_ｋの値をヘッダ部に設定したＤＯパケット（「ケース２のＤＯパケット」という）を作成する。また、ＤＯパケット作成部１５５は、持ち越しＤＯメッセージ_ｋの有無（＝無し）、持ち越しＤＯメッセージ_ｋ長＝０をバッファメモリ部_ｋに記憶するようにしてもよい。
後述するＤＯ送信部１５８Ａにより、当該ＤＯパケット（「ケース２のＤＯパケット」）を送信することで、制御部１０から送信要求のあったメッセージは送信完了となる。この場合、後述するように、ＤＯ送信部１５８Ａは、制御部１０から送信要求された送信メッセージ_ｋの送信完了を制御部１０（Ｉ／Ｏインタフェース部１０１）に対して例えばＩ／Ｏメモリ部_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）を介して、通知するようにしてもよい。なお、送信完了を契機として、ＤＯ送信部１５８Ａは、持ち越しＤＯメッセージ_ｋの有無（＝無し）、持ち越しＤＯメッセージ_ｋ長＝０をバッファメモリ部_ｋに記憶するようにしてもよい。
【0031】
＜ケース３＞
今回の周期において、通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）に対して新たに送信するＤＯメッセージ_ｋがあり、当該ＤＯメッセージ_ｋ長が帯域マージンデータ量_ｋの値を超えると判定された場合、ＤＯパケット作成部１５５は、送信メッセージ無し、送信メッセージ_ｋ長（＝０）、及び帯域マージンデータ量_ｋの値をヘッダ部に設定したＤＯパケット（「ケース２のＤＯパケット」という）を作成する。
また、ＤＯパケット作成部１５５は、当該ＤＯメッセージ_ｋを持ち越しＤＯメッセージ_ｋとして、前述したように、持ち越しＤＯメッセージ_ｋの有無（有り）、持ち越しＤＯメッセージ_ｋ、持ち越しＤＯメッセージ_ｋ長をバッファメモリ部_ｋに記憶する。
なお、ＤＯメッセージ_ｋを次回通信に持ち越すことから、後述するＤＯ送信部１５８Ａにより、当該ＤＯパケットを送信しても、制御部１０から送信要求のあったＤＯメッセージ_ｋは、送信完了とはならない。
今回の周期において、通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）に対して新たに送信するＤＯメッセージ_ｋがあり、当該ＤＯメッセージ_ｋ長が帯域マージンデータ量_ｋの値を超えると判定された場合、ＤＯパケット作成部１５５は、送信メッセージ無し、送信メッセージ_ｋ長（＝０）、及び帯域マージンデータ量_ｋの値をヘッダ部に設定したＤＯパケット（「ケース２のＤＯパケット」という）を作成する。
また、ＤＯパケット作成部１５５は、当該ＤＯメッセージ_ｋを持ち越しＤＯメッセージ_ｋとして、前述したように、持ち越しＤＯメッセージ_ｋの有無（有り）、持ち越しＤＯメッセージ_ｋ、持ち越しＤＯメッセージ_ｋ長をバッファメモリ部_ｋに記憶する。
なお、ＤＯメッセージ_ｋを次回通信に持ち越すことから、後述するＤＯ送信部１５８Ａにより、当該ＤＯパケットを送信しても、制御部１０から送信要求のあったＤＯメッセージ_ｋは、送信完了とはならない。
【0032】
＜ケース４＞
今回の周期において、通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）に対して持ち越しＤＯメッセージ_ｋがあり、当該ＤＯメッセージ_ｋ長が帯域マージンデータ量_ｋの値を超えないと判定された場合、ＤＯパケット作成部１５５は、ＤＯパケットに当該ＤＯメッセージ_ｋを組み込むとともに、送信メッセージ有り、送信メッセージ長_ｋ長、及び帯域マージンデータ量_ｋの値をヘッダ部に設定したＤＯパケット（「ケース４のＤＯパケット」という）を作成する。また、ＤＯパケット作成部１５５は、持ち越しＤＯメッセージ_ｋの有無（＝無し）、持ち越しＤＯメッセージ_ｋ長＝０をバッファメモリ部_ｋに記憶するようにしてもよい。
後述するＤＯ送信部１５８Ａにより、当該ＤＯパケット（「ケース４のＤＯパケット」）を送信することで、制御部１０から送信要求のあったメッセージは送信完了となる。この場合、後述するように、ＤＯ送信部１５８Ａは、制御部１０から送信要求された送信メッセージ_ｋの送信完了を制御部１０（Ｉ／Ｏインタフェース部１０１）に対して例えばＩ／Ｏメモリ部_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）を介して、通知するようにしてもよい。なお、送信完了を契機として、ＤＯ送信部１５８Ａは、持ち越しＤＯメッセージ_ｋの有無（＝無し）、持ち越しＤＯメッセージ_ｋ長＝０をバッファメモリ部_ｋに記憶するようにしてもよい。
今回の周期において、通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）に対して持ち越しＤＯメッセージ_ｋがあり、当該ＤＯメッセージ_ｋ長が帯域マージンデータ量_ｋの値を超えないと判定された場合、ＤＯパケット作成部１５５は、ＤＯパケットに当該ＤＯメッセージ_ｋを組み込むとともに、送信メッセージ有り、送信メッセージ長_ｋ長、及び帯域マージンデータ量_ｋの値をヘッダ部に設定したＤＯパケット（「ケース４のＤＯパケット」という）を作成する。また、ＤＯパケット作成部１５５は、持ち越しＤＯメッセージ_ｋの有無（＝無し）、持ち越しＤＯメッセージ_ｋ長＝０をバッファメモリ部_ｋに記憶するようにしてもよい。
後述するＤＯ送信部１５８Ａにより、当該ＤＯパケット（「ケース４のＤＯパケット」）を送信することで、制御部１０から送信要求のあったメッセージは送信完了となる。この場合、後述するように、ＤＯ送信部１５８Ａは、制御部１０から送信要求された送信メッセージ_ｋの送信完了を制御部１０（Ｉ／Ｏインタフェース部１０１）に対して例えばＩ／Ｏメモリ部_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）を介して、通知するようにしてもよい。なお、送信完了を契機として、ＤＯ送信部１５８Ａは、持ち越しＤＯメッセージ_ｋの有無（＝無し）、持ち越しＤＯメッセージ_ｋ長＝０をバッファメモリ部_ｋに記憶するようにしてもよい。
【0033】
＜ケース５＞
今回の周期において、通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）に対して持ち越しＤＯメッセージ_ｋがあり、当該ＤＯメッセージ_ｋ長が帯域マージンデータ量_ｋの値を超えると判定された場合、ＤＯパケット作成部１５５は、当該ＤＯメッセージ_ｋを持ち越しＤＯメッセージ_ｋとして再度持ち越し、送信メッセージ無し、送信メッセージ_ｋ長（＝０）、及び帯域マージンデータ量_ｋの値をヘッダ部に設定したＤＯパケット（「ケース２のＤＯパケット」という）を作成する。
また、ＤＯパケット作成部１５５は、バッファメモリ部_ｋに記憶されている、持ち越しＤＯメッセージ_ｋの有無（＝有り）、持ち越しＤＯメッセージ_ｋ、持ち越しＤＯメッセージ_ｋ長については更新せず、そのままとする。
なお、持ち越しＤＯメッセージ_ｋを、さらに次回通信に持ち越すことから、後述するＤＯ送信部１５８Ａにより、当該ＤＯパケットを送信しても、制御部１０から送信要求のあったメッセージは、送信完了とはならない。
図６は、メッセージが帯域マージンデータ量_ｋに収まる場合と収まらない場合とに応じてメッセージを送信する周期の一例を示す図である。図６に示すように、メッセージ量が帯域マージンデータ量_ｋ以下ならば、当該メッセージを送信し、メッセージ量が帯域マージンデータ量_ｋを超える場合、次回以降の通信で送信するように構成される。
今回の周期において、通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）に対して持ち越しＤＯメッセージ_ｋがあり、当該ＤＯメッセージ_ｋ長が帯域マージンデータ量_ｋの値を超えると判定された場合、ＤＯパケット作成部１５５は、当該ＤＯメッセージ_ｋを持ち越しＤＯメッセージ_ｋとして再度持ち越し、送信メッセージ無し、送信メッセージ_ｋ長（＝０）、及び帯域マージンデータ量_ｋの値をヘッダ部に設定したＤＯパケット（「ケース２のＤＯパケット」という）を作成する。
また、ＤＯパケット作成部１５５は、バッファメモリ部_ｋに記憶されている、持ち越しＤＯメッセージ_ｋの有無（＝有り）、持ち越しＤＯメッセージ_ｋ、持ち越しＤＯメッセージ_ｋ長については更新せず、そのままとする。
なお、持ち越しＤＯメッセージ_ｋを、さらに次回通信に持ち越すことから、後述するＤＯ送信部１５８Ａにより、当該ＤＯパケットを送信しても、制御部１０から送信要求のあったメッセージは、送信完了とはならない。
図６は、メッセージが帯域マージンデータ量_ｋに収まる場合と収まらない場合とに応じてメッセージを送信する周期の一例を示す図である。図６に示すように、メッセージ量が帯域マージンデータ量_ｋ以下ならば、当該メッセージを送信し、メッセージ量が帯域マージンデータ量_ｋを超える場合、次回以降の通信で送信するように構成される。
【0034】
＜ＤＯ送信部１５８Ａ＞
ＤＯ送信部１５８Ａは、周期毎にＤＯパケット作成部１５５により作成されたＤＯパケットを通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）に対して送信する。ＤＯ送信部１５８Ａは、前述したように、ケース２のＤＯパケット及びケース４のＤＯパケットを送信完了すると、制御部１０から送信要求された送信メッセージ_ｋの送信完了を制御部１０（Ｉ／Ｏインタフェース部１０１）に対して例えばＩ／Ｏメモリ部_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）に記録することで、通知するようにしてもよい。また、ＤＯ送信部１５８Ａは、前述したように、ＤＯメッセージ_ｋの送信完了を契機として、持ち越しＤＯメッセージ_ｋの有無（＝無し）、持ち越しＤＯメッセージ_ｋ長（＝０）をバッファメモリ部_ｋに記憶するようにしてもよい。
ＤＯ送信部１５８Ａは、周期毎にＤＯパケット作成部１５５により作成されたＤＯパケットを通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）に対して送信する。ＤＯ送信部１５８Ａは、前述したように、ケース２のＤＯパケット及びケース４のＤＯパケットを送信完了すると、制御部１０から送信要求された送信メッセージ_ｋの送信完了を制御部１０（Ｉ／Ｏインタフェース部１０１）に対して例えばＩ／Ｏメモリ部_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）に記録することで、通知するようにしてもよい。また、ＤＯ送信部１５８Ａは、前述したように、ＤＯメッセージ_ｋの送信完了を契機として、持ち越しＤＯメッセージ_ｋの有無（＝無し）、持ち越しＤＯメッセージ_ｋ長（＝０）をバッファメモリ部_ｋに記憶するようにしてもよい。
【0035】
＜ＤＩ受信部１５８Ｂ＞
ＤＩ受信部１５８Ｂは、各通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）から送信されるＤＩデータ及び送信メッセージ_ｋを例えばバッファメモリ部_ｋを介して受信する。なお、各通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）から送信される送信メッセージ_ｋは、後述するように、次回以降の周期に持ち越すケースがある。後述するように、ＤＩパケットのヘッダには、ＤＩメッセージ_ｋが送信される場合は、ＤＩメッセージの有無（＝有り）、及びＤＩメッセージ_ｋ長が設定され、ＤＩメッセージ_ｋを次回以降の周期に持ち越す場合は、ＤＩメッセージの有無（＝無し）、及び持ち越しＤＩメッセージ_ｋ長が設定されている。
ＤＩ受信部１５８Ｂは、各通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）から送信メッセージ_ｋを受信すると、Ｉ／Ｏユニット３_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）から受信した当該メッセージ_ｋを、制御部１０（Ｉ／Ｏインタフェース部１０１）に対して例えばＩ／Ｏメモリ部_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）に記録することで、通知することができる。このとき、ＤＩ受信部１５８Ｂは、バッファメモリ部_ｋに、持ち越しＤＩメッセージ_ｋ長（＝０）を記憶するようにしてもよい。
また、ＤＩ受信部１５８Ｂは、受信したＤＩパケットのヘッダに設定された値（ＤＩメッセージの有無（＝無し）、及び持ち越しＤＩメッセージ_ｋ長）から通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）がＤＩメッセージ_ｋを次回以降の周期に持ち越したと判定した場合、バッファメモリ部_ｋに、当該持ち越しＤＩメッセージ_ｋ長を記憶するようにしてもよい。
以上、マスタとしての数値制御装置１について説明した。
次に、スレーブとしてのＩ／Ｏユニット３について説明する。
ＤＩ受信部１５８Ｂは、各通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）から送信されるＤＩデータ及び送信メッセージ_ｋを例えばバッファメモリ部_ｋを介して受信する。なお、各通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）から送信される送信メッセージ_ｋは、後述するように、次回以降の周期に持ち越すケースがある。後述するように、ＤＩパケットのヘッダには、ＤＩメッセージ_ｋが送信される場合は、ＤＩメッセージの有無（＝有り）、及びＤＩメッセージ_ｋ長が設定され、ＤＩメッセージ_ｋを次回以降の周期に持ち越す場合は、ＤＩメッセージの有無（＝無し）、及び持ち越しＤＩメッセージ_ｋ長が設定されている。
ＤＩ受信部１５８Ｂは、各通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）から送信メッセージ_ｋを受信すると、Ｉ／Ｏユニット３_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）から受信した当該メッセージ_ｋを、制御部１０（Ｉ／Ｏインタフェース部１０１）に対して例えばＩ／Ｏメモリ部_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）に記録することで、通知することができる。このとき、ＤＩ受信部１５８Ｂは、バッファメモリ部_ｋに、持ち越しＤＩメッセージ_ｋ長（＝０）を記憶するようにしてもよい。
また、ＤＩ受信部１５８Ｂは、受信したＤＩパケットのヘッダに設定された値（ＤＩメッセージの有無（＝無し）、及び持ち越しＤＩメッセージ_ｋ長）から通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）がＤＩメッセージ_ｋを次回以降の周期に持ち越したと判定した場合、バッファメモリ部_ｋに、当該持ち越しＤＩメッセージ_ｋ長を記憶するようにしてもよい。
以上、マスタとしての数値制御装置１について説明した。
次に、スレーブとしてのＩ／Ｏユニット３について説明する。
【0036】
［Ｉ／Ｏユニット３］
図４に、スレーブとしてのＩ／Ｏユニット３の機能ブロックを示す。
Ｉ／Ｏユニット３は、図４に示すように、例えば、制御部３０、メモリ３２、及び通信スレーブ３５を備える。以降、特に断らない限り、Ｉ／Ｏユニット３_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）に共通の構成を説明する際に、Ｉ／Ｏユニット３と記載する。
制御部３０は、当業者にとって公知のＩ／Ｏ信号制御機能部（図示せず）、及びＩ／Ｏインタフェース部３０１を有する。Ｉ／Ｏ信号制御機能部は、当業者にとって公知であり、説明は省略する。
Ｉ／Ｏインタフェース部３０１は、メモリ３２を介して、数値制御装置１からのＤＯ信号及びＤＯメッセージを通信スレーブ３５から取得する。また、Ｉ／Ｏインタフェース部３０１は、マスタとしての数値制御装置１へのＤＩ信号及びＤＩメッセージを、通信スレーブ３５に対して送信するように、例えばメモリ３２を介して設定するようにしてもよい。
具体的には、Ｉ／Ｏインタフェース部３０１は、数値制御装置１から送信されるＤＯ信号及びＤＯメッセージを当該メモリ３２から取得するとともに、数値制御装置１に対して送信するＤＩ信号及びＤＩメッセージを当該メモリ３２に設定する。
通信スレーブ３５は、通信マスタ１５から受信したＤＯ信号及びＤＯメッセージを受信し、数値制御装置１からのＤＯ送信メッセージが受信完了となった場合、当該ＤＯメッセージの受信完了及び当該送信メッセージを例えばメモリ３２に記録することで、制御部３０（Ｉ／Ｏインタフェース部１０１）に対して通知することができる。
また、通信スレーブ３５は、例えばメモリ３２から数値制御装置１へのＤＩデータ及びＤＩメッセージを入力し、数値制御装置１に対してＤＩ信号及びＤＩメッセージを送信する。後述するように、通信スレーブ３５は、送信要求されたＤＩメッセージが送信完了となった場合、当該ＤＩメッセージの送信完了を制御部３０（Ｉ／Ｏインタフェース部３０１）に対して例えばメモリ３２を介して、通知するようにしてもよい。
図４に、スレーブとしてのＩ／Ｏユニット３の機能ブロックを示す。
Ｉ／Ｏユニット３は、図４に示すように、例えば、制御部３０、メモリ３２、及び通信スレーブ３５を備える。以降、特に断らない限り、Ｉ／Ｏユニット３_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）に共通の構成を説明する際に、Ｉ／Ｏユニット３と記載する。
制御部３０は、当業者にとって公知のＩ／Ｏ信号制御機能部（図示せず）、及びＩ／Ｏインタフェース部３０１を有する。Ｉ／Ｏ信号制御機能部は、当業者にとって公知であり、説明は省略する。
Ｉ／Ｏインタフェース部３０１は、メモリ３２を介して、数値制御装置１からのＤＯ信号及びＤＯメッセージを通信スレーブ３５から取得する。また、Ｉ／Ｏインタフェース部３０１は、マスタとしての数値制御装置１へのＤＩ信号及びＤＩメッセージを、通信スレーブ３５に対して送信するように、例えばメモリ３２を介して設定するようにしてもよい。
具体的には、Ｉ／Ｏインタフェース部３０１は、数値制御装置１から送信されるＤＯ信号及びＤＯメッセージを当該メモリ３２から取得するとともに、数値制御装置１に対して送信するＤＩ信号及びＤＩメッセージを当該メモリ３２に設定する。
通信スレーブ３５は、通信マスタ１５から受信したＤＯ信号及びＤＯメッセージを受信し、数値制御装置１からのＤＯ送信メッセージが受信完了となった場合、当該ＤＯメッセージの受信完了及び当該送信メッセージを例えばメモリ３２に記録することで、制御部３０（Ｉ／Ｏインタフェース部１０１）に対して通知することができる。
また、通信スレーブ３５は、例えばメモリ３２から数値制御装置１へのＤＩデータ及びＤＩメッセージを入力し、数値制御装置１に対してＤＩ信号及びＤＩメッセージを送信する。後述するように、通信スレーブ３５は、送信要求されたＤＩメッセージが送信完了となった場合、当該ＤＩメッセージの送信完了を制御部３０（Ｉ／Ｏインタフェース部３０１）に対して例えばメモリ３２を介して、通知するようにしてもよい。
【0037】
通信スレーブ３５は、ＤＩパケット作成部３５５と、ＤＩ送信部３５８Ａと、ＤＯ受信部３５８Ｂと、バッファメモリ３５９と、を有する。
以下、特に断らない限り、通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）機能部の説明に際しては、通信スレーブ３５と記載する。
以下、特に断らない限り、通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）機能部の説明に際しては、通信スレーブ３５と記載する。
【0038】
まず、ＤＩパケット作成部３５５について詳細に説明する。なお、前述したように、通信スレーブ３５は、通信マスタ１５からＤＯパケットのヘッダを受信すると、ＤＩパケット作成部３５５により、ＤＩパケットのヘッダの作成に移行することができる。その後、ＤＩデータ、メッセージ作成に移行することができる。なお、ＤＩパケット作成部３５５は、通信マスタ１５から送信されたＤＯメッセージのヘッダに設定された帯域マージンデータ量を参照する。
【0039】
＜ケース１＞
今回の周期において、通信マスタ１５に対して送信するＤＩメッセージが無い場合（すなわち、新たに送信するＤＩメッセージ及び持ち越しＤＩメッセージが無い場合）、ＤＩパケット作成部３５５は、送信メッセージ無し、及び送信メッセージ長＝０をヘッダ部に設定したＤＩパケット（「ケース１のＤＩパケット」という）を作成する。
今回の周期において、通信マスタ１５に対して送信するＤＩメッセージが無い場合（すなわち、新たに送信するＤＩメッセージ及び持ち越しＤＩメッセージが無い場合）、ＤＩパケット作成部３５５は、送信メッセージ無し、及び送信メッセージ長＝０をヘッダ部に設定したＤＩパケット（「ケース１のＤＩパケット」という）を作成する。
【0040】
＜ケース２＞
今回の周期において、通信マスタ１５に対して新たに送信するＤＩメッセージがあり、当該ＤＩメッセージ長が、帯域マージンデータ量の値を超えないと判定された場合、ＤＩパケット作成部３５５は、ＤＩパケットに当該ＤＩメッセージを組み込むとともに、送信メッセージ有り、及び送信メッセージ_ｋ長をヘッダ部に設定したＤＩパケット（「ケース２のＤＩパケット」という）を作成する。また、ＤＩパケット作成部１５５は、持ち越しＤＩメッセージの有無（＝無し）、持ち越しＤＩメッセージ_ｋ長＝０を例えばバッファメモリ３５９に記憶するようにしてもよい。
後述するＤＩ送信部３５８Ａにより、当該ＤＩパケット（「ケース２のＤＩパケット」）を送信することで、制御部３０から送信要求のあったメッセージは送信完了となる。この場合、後述するように、ＤＩ送信部３５８Ａは、送信要求された送信メッセージの送信完了を制御部３０（Ｉ／Ｏインタフェース部３０１）に対して例えばメモリ３２を介して、通知するようにしてもよい。
今回の周期において、通信マスタ１５に対して新たに送信するＤＩメッセージがあり、当該ＤＩメッセージ長が、帯域マージンデータ量の値を超えないと判定された場合、ＤＩパケット作成部３５５は、ＤＩパケットに当該ＤＩメッセージを組み込むとともに、送信メッセージ有り、及び送信メッセージ_ｋ長をヘッダ部に設定したＤＩパケット（「ケース２のＤＩパケット」という）を作成する。また、ＤＩパケット作成部１５５は、持ち越しＤＩメッセージの有無（＝無し）、持ち越しＤＩメッセージ_ｋ長＝０を例えばバッファメモリ３５９に記憶するようにしてもよい。
後述するＤＩ送信部３５８Ａにより、当該ＤＩパケット（「ケース２のＤＩパケット」）を送信することで、制御部３０から送信要求のあったメッセージは送信完了となる。この場合、後述するように、ＤＩ送信部３５８Ａは、送信要求された送信メッセージの送信完了を制御部３０（Ｉ／Ｏインタフェース部３０１）に対して例えばメモリ３２を介して、通知するようにしてもよい。
【0041】
＜ケース３＞
今回の周期において、通信マスタ１５に対して新たに送信するＤＩメッセージがあり、当該ＤＩメッセージ長が帯域マージンデータ量の値を超えると判定された場合、ＤＩパケット作成部３５５は、当該ＤＩメッセージを持ち越しＤＩメッセージとして、持ち越しＤＩメッセージの有無（＝有り）、持ち越しＤＩメッセージ、持ち越しＤＩメッセージ長を例えばバッファメモリ３５９に記憶する。
ＤＩパケット作成部３５５は、送信メッセージ無し、送信メッセージ長に持ち越しＤＩメッセージ長をヘッダ部に設定したＤＩパケット（「ケース３のＤＩパケット」という）を作成する。そうすることで、通信スレーブ３５は、通信マスタ１５に対して、ＤＩメッセージの送信は行わず、（持ち越された）ＤＩメッセージ長を返信する。それにより、前述したように、通信マスタ１５は、受信したＤＩパケットから、ＤＩメッセージが次回通信に持ち越されたことを検知することができる。
なお、ＤＩメッセージを次回通信に持ち越すことから、後述するＤＩ送信部３５８Ａにより、当該ＤＩパケットを送信しても、制御部３０から送信要求のあったＤＩメッセージは、送信完了とはならない。
今回の周期において、通信マスタ１５に対して新たに送信するＤＩメッセージがあり、当該ＤＩメッセージ長が帯域マージンデータ量の値を超えると判定された場合、ＤＩパケット作成部３５５は、当該ＤＩメッセージを持ち越しＤＩメッセージとして、持ち越しＤＩメッセージの有無（＝有り）、持ち越しＤＩメッセージ、持ち越しＤＩメッセージ長を例えばバッファメモリ３５９に記憶する。
ＤＩパケット作成部３５５は、送信メッセージ無し、送信メッセージ長に持ち越しＤＩメッセージ長をヘッダ部に設定したＤＩパケット（「ケース３のＤＩパケット」という）を作成する。そうすることで、通信スレーブ３５は、通信マスタ１５に対して、ＤＩメッセージの送信は行わず、（持ち越された）ＤＩメッセージ長を返信する。それにより、前述したように、通信マスタ１５は、受信したＤＩパケットから、ＤＩメッセージが次回通信に持ち越されたことを検知することができる。
なお、ＤＩメッセージを次回通信に持ち越すことから、後述するＤＩ送信部３５８Ａにより、当該ＤＩパケットを送信しても、制御部３０から送信要求のあったＤＩメッセージは、送信完了とはならない。
【0042】
＜ケース４＞
今回の周期において、通信マスタ１５に対して持ち越しＤＩメッセージがあり、当該ＤＩメッセージ長が帯域マージンデータ量の値を超えないと判定された場合、ＤＩパケット作成部３５５は、ＤＩパケットに当該ＤＩメッセージを組み込むとともに、送信メッセージ有り、送信メッセージ長をヘッダ部に設定したＤＩパケット（「ケース４のＤＩパケット」という）を作成する。また、ＤＩパケット作成部３５５は、持ち越しＤＩメッセージの有無（＝無し）、持ち越しＤＩメッセージ長＝０を例えばバッファメモリ３５９に記憶するようにしてもよい。
後述するＤＩ送信部３５８Ａにより、当該ＤＩパケット（「ケース４のＤＩパケット」）を送信することで、制御部３０から送信要求のあったメッセージは送信完了となる。この場合、後述するように、ＤＩ送信部３５８Ａは、送信要求された送信メッセージの送信完了を制御部３０（Ｉ／Ｏインタフェース部３０１）に対して例えばメモリ３２を介して、通知するようにしてもよい。なお、送信完了を契機として、ＤＩ送信部３５８Ａは、持ち越しＤＩメッセージの有無（＝無し）、持ち越しＤＩメッセージ長＝０を例えばバッファメモリ３５９に記憶するようにしてもよい。
今回の周期において、通信マスタ１５に対して持ち越しＤＩメッセージがあり、当該ＤＩメッセージ長が帯域マージンデータ量の値を超えないと判定された場合、ＤＩパケット作成部３５５は、ＤＩパケットに当該ＤＩメッセージを組み込むとともに、送信メッセージ有り、送信メッセージ長をヘッダ部に設定したＤＩパケット（「ケース４のＤＩパケット」という）を作成する。また、ＤＩパケット作成部３５５は、持ち越しＤＩメッセージの有無（＝無し）、持ち越しＤＩメッセージ長＝０を例えばバッファメモリ３５９に記憶するようにしてもよい。
後述するＤＩ送信部３５８Ａにより、当該ＤＩパケット（「ケース４のＤＩパケット」）を送信することで、制御部３０から送信要求のあったメッセージは送信完了となる。この場合、後述するように、ＤＩ送信部３５８Ａは、送信要求された送信メッセージの送信完了を制御部３０（Ｉ／Ｏインタフェース部３０１）に対して例えばメモリ３２を介して、通知するようにしてもよい。なお、送信完了を契機として、ＤＩ送信部３５８Ａは、持ち越しＤＩメッセージの有無（＝無し）、持ち越しＤＩメッセージ長＝０を例えばバッファメモリ３５９に記憶するようにしてもよい。
【0043】
＜ケース５＞
今回の周期において、通信マスタ１５に対して持ち越しＤＩメッセージがあり、当該ＤＩメッセージ長が帯域マージンデータ量の値を超えると判定された場合、ＤＩパケット作成部３５５は、当該ＤＩメッセージを持ち越しＤＩメッセージとして再度持ち越し、送信メッセージ無し、送信メッセージ長に持ち越しＤＩメッセージ長をヘッダ部に設定したＤＩパケット（「ケース５のＤＩパケット」という）を作成する。そうすることで、通信スレーブ３５は、通信マスタ１５に対して、ＤＩメッセージの送信は行わず、（持ち越された）ＤＩメッセージ長を返信する。この場合、バッファメモリ３５９に記憶されている、持ち越しＤＩメッセージの有無（＝有り）、持ち越しＤＩメッセージ、持ち越しＤＯメッセージ長については更新せず、そのままとする。
なお、ＤＩメッセージを次回通信に持ち越すことから、後述するＤＩ送信部３５８Ａにより、当該ＤＩパケットを送信しても、制御部３０から送信要求のあったＤＩメッセージは、送信完了とはならない。
今回の周期において、通信マスタ１５に対して持ち越しＤＩメッセージがあり、当該ＤＩメッセージ長が帯域マージンデータ量の値を超えると判定された場合、ＤＩパケット作成部３５５は、当該ＤＩメッセージを持ち越しＤＩメッセージとして再度持ち越し、送信メッセージ無し、送信メッセージ長に持ち越しＤＩメッセージ長をヘッダ部に設定したＤＩパケット（「ケース５のＤＩパケット」という）を作成する。そうすることで、通信スレーブ３５は、通信マスタ１５に対して、ＤＩメッセージの送信は行わず、（持ち越された）ＤＩメッセージ長を返信する。この場合、バッファメモリ３５９に記憶されている、持ち越しＤＩメッセージの有無（＝有り）、持ち越しＤＩメッセージ、持ち越しＤＯメッセージ長については更新せず、そのままとする。
なお、ＤＩメッセージを次回通信に持ち越すことから、後述するＤＩ送信部３５８Ａにより、当該ＤＩパケットを送信しても、制御部３０から送信要求のあったＤＩメッセージは、送信完了とはならない。
【0044】
＜ＤＩ送信部３５８Ａ＞
ＤＩ送信部３５８Ａは、一定周期毎にＤＩパケット作成部３５５により作成されたＤＩパケットを通信マスタ１５に対して送信する。ＤＩ送信部３５８Ａは、前述したように、ケース２のＤＩパケット及びケース４のＤＩパケットを送信完了すると、制御部３０から送信要求された送信メッセージの送信完了を制御部３０（Ｉ／Ｏインタフェース部３０１）に対して例えばメモリ３２に記録することで、通知するようにしてもよい。
ＤＩ送信部３５８Ａは、一定周期毎にＤＩパケット作成部３５５により作成されたＤＩパケットを通信マスタ１５に対して送信する。ＤＩ送信部３５８Ａは、前述したように、ケース２のＤＩパケット及びケース４のＤＩパケットを送信完了すると、制御部３０から送信要求された送信メッセージの送信完了を制御部３０（Ｉ／Ｏインタフェース部３０１）に対して例えばメモリ３２に記録することで、通知するようにしてもよい。
【0045】
＜ＤＯ受信部３５８Ｂ＞
ＤＯ受信部３５８Ｂは、通信マスタ１５から送信されるＤＯデータ及び送信メッセージをバッファメモリ３５９を介して受信する。ＤＯ受信部３５８Ｂは、ＤＯパケットのヘッダを受信すると、前述したとおり、ＤＩパケットのヘッダ作成に移行するように構成される。
なお、ＤＯ受信部３５８Ｂは、通信マスタ１５からＤＯメッセージが送信される場合は、当該ＤＯメッセージを受信すると、制御部３０（Ｉ／Ｏインタフェース部３０１）に対して例えばメモリ３２に記録することで、通知することができる。
以上、スレーブとしてのＩ／Ｏユニット３について説明した。
ＤＯ受信部３５８Ｂは、通信マスタ１５から送信されるＤＯデータ及び送信メッセージをバッファメモリ３５９を介して受信する。ＤＯ受信部３５８Ｂは、ＤＯパケットのヘッダを受信すると、前述したとおり、ＤＩパケットのヘッダ作成に移行するように構成される。
なお、ＤＯ受信部３５８Ｂは、通信マスタ１５からＤＯメッセージが送信される場合は、当該ＤＯメッセージを受信すると、制御部３０（Ｉ／Ｏインタフェース部３０１）に対して例えばメモリ３２に記録することで、通知することができる。
以上、スレーブとしてのＩ／Ｏユニット３について説明した。
【0046】
次に、図７及び図８のフローチャートを参照して、本実施形態の動作について説明する。図７は、マスタとしての数値制御装置１が、予め設定された一定周期毎に、スレーブとしての全てのＩ／Ｏユニット３_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）との通信を１回ずつ、サイクリックに通信を行う動作を示すフローチャートの一例である。図８は、スレーブとしてのＩ／Ｏユニット３_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）の動作を示すフローチャートの一例である。前述の一定周期は、予め設定されているものとする。なお、図７及び図８に示すフローチャートは一例であって、これに限られない。
【0047】
図７を参照すると、ステップＳ１０において、マスタとしての数値制御装置１（以下、簡単のため「マスタ１」ともいう）は、スレーブとしてのＩ／Ｏユニット３_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）（以下、簡単のため「スレーブ３_ｋ」ともいう）との通信開始に先立ち、通信マスタ１５は、各バッファメモリ部_ｋに、それぞれＤＩ／ＤＯ基本通信計測時間_ｋ、ＤＩ／ＤＯ通信予測時間_ｋ、及び持ち越し送信メッセージ_ｋの長さ（１≦ｋ≦Ｎ）の初期設定を行う。
ステップＳ１１において、通信マスタ１５は、一定周期毎の周期開始タイミングを検知する。
ステップＳ１２において、通信マスタ１５は、一定周期毎に全ての通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）との通信を１回ずつ、サイクリックに通信を行うことを制御するため、インデックスとしてのｉ及びＴｎｏｗを初期設定し、Ｔｎｏｗの測定を開始する。なお、初期設定は、ｉ＝１、Ｔｎｏｗ＝０とする。
ステップＳ１１において、通信マスタ１５は、一定周期毎の周期開始タイミングを検知する。
ステップＳ１２において、通信マスタ１５は、一定周期毎に全ての通信スレーブ３５_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）との通信を１回ずつ、サイクリックに通信を行うことを制御するため、インデックスとしてのｉ及びＴｎｏｗを初期設定し、Ｔｎｏｗの測定を開始する。なお、初期設定は、ｉ＝１、Ｔｎｏｗ＝０とする。
【0048】
ステップＳ１３において、通信マスタ１５（ＤＩ／ＤＯ通信時間計測部１５２Ａ）は、通信スレーブ３５_ｉとのＤＩ／ＤＯ基本通信計測時間_ｉの計測を開始する。マージンデータ量算出部１５３は、現時点までの通信時間Ｔｎｏｗ（ｉ）、ＤＩ／ＤＯ通信予測時間_ｎ（ｎ≧ｉ）を用いて、帯域マージンデータ量_ｉを更新する。
ステップＳ１４において、通信マスタ１５（ＤＯパケット作成部１５５）は通信スレーブ３５_ｉに対して送信するＤＯパケット_ｉを作成する。具体的には、前述したように、ケース１からケース５のいずれかに対応するＤＯパケット_ｉを作成する。
ステップＳ１５において、通信マスタ１５（ＤＯ送信部１５８Ａ）は、通信スレーブ３５_ｉに対してＤＯパケット_ｉを送信するとともに、通信マスタ１５（ＤＩ受信部１５８Ｂ）は、通信スレーブ３５_ｉから送信されるＤＩパケット_ｉを受信する。
ステップＳ１４において、通信マスタ１５（ＤＯパケット作成部１５５）は通信スレーブ３５_ｉに対して送信するＤＯパケット_ｉを作成する。具体的には、前述したように、ケース１からケース５のいずれかに対応するＤＯパケット_ｉを作成する。
ステップＳ１５において、通信マスタ１５（ＤＯ送信部１５８Ａ）は、通信スレーブ３５_ｉに対してＤＯパケット_ｉを送信するとともに、通信マスタ１５（ＤＩ受信部１５８Ｂ）は、通信スレーブ３５_ｉから送信されるＤＩパケット_ｉを受信する。
【0049】
ステップＳ１６において、通信マスタ１５（ＤＯ送信部１５８Ａ）は、ＤＯメッセージ_ｉの送信の有無を検出する。ＤＯメッセージ_ｉを送信した場合、ステップＳ１７に移る。ＤＯメッセージ_ｉの送信が無かった場合、ステップＳ１８に移る。
ステップＳ１７において、通信マスタ１５（ＤＯ送信部１５８Ａ）は、制御部１０から送信要求のあったＤＯメッセージ_ｉを送信完了したと判定し、Ｉ／Ｏメモリ１２（Ｉ／Ｏメモリ部_ｉ）に、送信メッセージ_ｉの送信完了を記録する。
ステップＳ１８において、通信マスタ１５は、受信したＤＩパケット_ｉに係る処理をする。具体的には、スレーブ３_ｉからのＤＩメッセージ_ｉを受信した場合、例えばＩ／Ｏメモリ１２（Ｉ／Ｏメモリ部_ｉ）に、スレーブ３_ｉからのＤＩメッセージ_ｉを記録する。なお、スレーブ３_ｉからのＤＩメッセージ_ｉを受信しなかった場合であって、ＤＩメッセージ_ｉを次回以降の周期に持ち越したと判定した場合、バッファメモリ部_ｉに、当該持ち越しＤＩメッセージ_ｉ長を記憶するようにしてもよい。
ステップＳ１９において、通信マスタ１５（ＤＩ／ＤＯ通信時間算出部１５２Ｂ）は、ＤＩ／ＤＯ通信時間計測部１５２Ａにより計測された、ＤＩ／ＤＯ基本通信計測時間_ｉを用いて、ＤＩ／ＤＯ通信予測時間_ｉを更新する。
ステップＳ１７において、通信マスタ１５（ＤＯ送信部１５８Ａ）は、制御部１０から送信要求のあったＤＯメッセージ_ｉを送信完了したと判定し、Ｉ／Ｏメモリ１２（Ｉ／Ｏメモリ部_ｉ）に、送信メッセージ_ｉの送信完了を記録する。
ステップＳ１８において、通信マスタ１５は、受信したＤＩパケット_ｉに係る処理をする。具体的には、スレーブ３_ｉからのＤＩメッセージ_ｉを受信した場合、例えばＩ／Ｏメモリ１２（Ｉ／Ｏメモリ部_ｉ）に、スレーブ３_ｉからのＤＩメッセージ_ｉを記録する。なお、スレーブ３_ｉからのＤＩメッセージ_ｉを受信しなかった場合であって、ＤＩメッセージ_ｉを次回以降の周期に持ち越したと判定した場合、バッファメモリ部_ｉに、当該持ち越しＤＩメッセージ_ｉ長を記憶するようにしてもよい。
ステップＳ１９において、通信マスタ１５（ＤＩ／ＤＯ通信時間算出部１５２Ｂ）は、ＤＩ／ＤＯ通信時間計測部１５２Ａにより計測された、ＤＩ／ＤＯ基本通信計測時間_ｉを用いて、ＤＩ／ＤＯ通信予測時間_ｉを更新する。
【0050】
ステップＳ２０において、通信マスタ１５は、全てのスレーブ３_ｉ（通信スレーブ３５_ｉ）（１≦ｉ≦Ｎ）との通信を１回ずつサイクリックに通信を行ったか否か（ｉ＝Ｎか否か）を判定する。Ｙｅｓの場合（すなわち、ｉ＝Ｎの場合）、ステップＳ１１に移る。Ｎｏの場合（すなわち、ｉ＜Ｎの場合）、ステップＳ２１に移る。
ステップ２１において、ｉ＝ｉ＋１として、ステップＳ１３に移る。
以上、マスタとしての数値制御装置１が、予め設定された一定周期毎に、スレーブとしての全てのＩ／Ｏユニット３_ｉ（１≦ｉ≦Ｎ）との通信を１回ずつ、サイクリックにＤＩ／ＤＯ通信を行うとともに、ＤＩ／ＤＯメッセージを送受信する処理フローを示した。
ステップ２１において、ｉ＝ｉ＋１として、ステップＳ１３に移る。
以上、マスタとしての数値制御装置１が、予め設定された一定周期毎に、スレーブとしての全てのＩ／Ｏユニット３_ｉ（１≦ｉ≦Ｎ）との通信を１回ずつ、サイクリックにＤＩ／ＤＯ通信を行うとともに、ＤＩ／ＤＯメッセージを送受信する処理フローを示した。
【0051】
次に、図８を参照して、スレーブとしての各Ｉ／Ｏユニット３_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）（以下、「スレーブ３_ｋ」ともいう）が、通信マスタ１５からＤＯを受信して、ＤＩを返信する際の動作について説明する。なお、図８において、ステップＳ３３の処理と、ステップＳ３４以降の処理と、は並列に実行することができる。
図８を参照すると、ステップＳ３０において、通信スレーブ３５_ｋ（ＤＯ受信部３５８Ｂ）は、通信マスタ１５からのＤＯ通信を検知する。
ステップＳ３１において、通信スレーブ３５_ｋ（ＤＯ受信部３５８Ｂ）は、通信マスタ１５から送信されるＤＯパケットを受信する。通信マスタ１５から受信したＤＯパケットのヘッダにおいて、帯域マージンデータ量を検出する。（前述したように、ＤＯ受信部３５８ＢがＤＯのヘッダを受信すると、ステップＳ３２に移行することができる）。
ステップＳ３２において、通信スレーブ３５_ｋ（ＤＯ受信部３５８Ｂ）は、ＤＯメッセージ_ｋの有無を検出する。ＤＯメッセージ_ｋを受信した場合、ステップＳ３３に移る。ＤＯメッセージ_ｋを受信しなかった場合、ステップＳ３４に移る。
ステップＳ３３において、通信スレーブ３５_ｋ（ＤＯ受信部３５８Ｂ）は、数値制御装置１からの１つの送信メッセージを受信したと判定し、メモリ３２に、通信マスタ１５からのＤＯメッセージを記録する。
ステップＳ３４において、通信スレーブ３５_ｋ（ＤＩパケット作成部３５５）は、ＤＩパケットを作成する。具体的には、前述したように、ケース１からケース５のいずれかに対応するＤＩパケットを作成する。
ステップＳ３５において、通信スレーブ３５_ｋ（ＤＩ送信部３５８Ａ）は、ＤＩパケットを通信マスタ１５に対して送信する。
ステップＳ３６において、通信スレーブ３５_ｋ（ＤＩ送信部３５８Ａ）は、通信マスタ１５へＤＩメッセージを送信した場合、ステップＳ３７に移る。それ以外の場合、ステップＳ３０に移る。
ステップＳ３７において、通信スレーブ３５_ｋ（ＤＩ送信部３５８Ａ）は、スレーブ３_ｉからの１つの送信メッセージを送信完了したと判定し、メモリ３２に、当該送信メッセージの送信完了を記録する。その後、ステップＳ３０に移る。
以上、スレーブとしてのＩ／Ｏユニット３_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）が、予め設定された一定周期毎に、マスタとしての数値制御装置１との通信を１回ずつ、サイクリックにＤＩ／ＤＯ通信を行うとともに、メッセージを送信する処理フローを示した。
図８を参照すると、ステップＳ３０において、通信スレーブ３５_ｋ（ＤＯ受信部３５８Ｂ）は、通信マスタ１５からのＤＯ通信を検知する。
ステップＳ３１において、通信スレーブ３５_ｋ（ＤＯ受信部３５８Ｂ）は、通信マスタ１５から送信されるＤＯパケットを受信する。通信マスタ１５から受信したＤＯパケットのヘッダにおいて、帯域マージンデータ量を検出する。（前述したように、ＤＯ受信部３５８ＢがＤＯのヘッダを受信すると、ステップＳ３２に移行することができる）。
ステップＳ３２において、通信スレーブ３５_ｋ（ＤＯ受信部３５８Ｂ）は、ＤＯメッセージ_ｋの有無を検出する。ＤＯメッセージ_ｋを受信した場合、ステップＳ３３に移る。ＤＯメッセージ_ｋを受信しなかった場合、ステップＳ３４に移る。
ステップＳ３３において、通信スレーブ３５_ｋ（ＤＯ受信部３５８Ｂ）は、数値制御装置１からの１つの送信メッセージを受信したと判定し、メモリ３２に、通信マスタ１５からのＤＯメッセージを記録する。
ステップＳ３４において、通信スレーブ３５_ｋ（ＤＩパケット作成部３５５）は、ＤＩパケットを作成する。具体的には、前述したように、ケース１からケース５のいずれかに対応するＤＩパケットを作成する。
ステップＳ３５において、通信スレーブ３５_ｋ（ＤＩ送信部３５８Ａ）は、ＤＩパケットを通信マスタ１５に対して送信する。
ステップＳ３６において、通信スレーブ３５_ｋ（ＤＩ送信部３５８Ａ）は、通信マスタ１５へＤＩメッセージを送信した場合、ステップＳ３７に移る。それ以外の場合、ステップＳ３０に移る。
ステップＳ３７において、通信スレーブ３５_ｋ（ＤＩ送信部３５８Ａ）は、スレーブ３_ｉからの１つの送信メッセージを送信完了したと判定し、メモリ３２に、当該送信メッセージの送信完了を記録する。その後、ステップＳ３０に移る。
以上、スレーブとしてのＩ／Ｏユニット３_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）が、予め設定された一定周期毎に、マスタとしての数値制御装置１との通信を１回ずつ、サイクリックにＤＩ／ＤＯ通信を行うとともに、メッセージを送信する処理フローを示した。
【0052】
以上のようにして、マスタ１は複数のスレーブ３_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）と、同時にメッセージ通信を行う場合であっても、予め設定された一定周期以内に、全てのスレーブ３_ｋとの間で、少なくともＤＩ信号及びＤＯ信号のやり取り（ＤＩ／ＤＯ通信）を完了することができる。以上で本発明の１つの実施形態について説明した。
【0053】
（第２実施形態）
第２実施形態では、マージンデータ量算出部１５３は、次回の周期の通信において、ＤＯ通信及び／又はＤＩ通信において持ち越しメッセージ_ｉがある場合、当該持ち越しメッセージ_ｉの送信を優先することができるように、帯域マージンデータ量_ｋの値を補正する機能を備える。以下、当該機能を有するマージンデータ量算出部をマージンデータ量算出部１５３Ａと表す。
図９は、第２実施形態に係るマスタとしての通信制御装置１の機能ブロックを示す概略図である。
第２実施形態では、マージンデータ量算出部１５３は、次回の周期の通信において、ＤＯ通信及び／又はＤＩ通信において持ち越しメッセージ_ｉがある場合、当該持ち越しメッセージ_ｉの送信を優先することができるように、帯域マージンデータ量_ｋの値を補正する機能を備える。以下、当該機能を有するマージンデータ量算出部をマージンデータ量算出部１５３Ａと表す。
図９は、第２実施形態に係るマスタとしての通信制御装置１の機能ブロックを示す概略図である。
【0054】
マージンデータ量算出部１５３Ａが帯域マージンデータ量_ｋの値を補正するか否かは、各ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）に対して、持ち越しＤＯメッセージ_ｋ及び／又は持ち越しＤＩメッセージ_ｋが存在する場合と、持ち越しＤＯメッセージ_ｋ及び持ち越しＤＩメッセージ_ｋが存在しない場合と、に基づいて、決定する。
すなわち、持ち越しＤＯメッセージ_ｋ及び／又は持ち越しＤＩメッセージ_ｋが存在する場合、当該持ち越しＤＯメッセージ_ｋ及び／又は持ち越しＤＩメッセージ_ｋの送信を優先させるため、マージンデータ量算出部１５３Ａは、帯域マージンデータ量_ｋをそのまま適用する。そうすることで、当該持ち越しＤＯメッセージ_ｋ及び／又は持ち越しＤＩメッセージ_ｋの送信を優先させることができる。
他方、持ち越しＤＯメッセージ_ｋ及び持ち越しＤＩメッセージ_ｋが存在しない場合、（ｋ＋１）以降の持ち越しＤＯメッセージ_ｉ及び／又は持ち越しＤＩメッセージ_ｉの送信を優先させるため、マージンデータ量算出部１５３Ａは、帯域マージンデータ量_ｋを補正する。
まず、持ち越しメッセージ_ｉ長を以下のように定義する。
持ち越しメッセージ_ｉ長
＝ ＭＡＸ（持ち越しＤＯメッセージ_ｉ長，持ち越しＤＩメッセージ_ｉ長）
（式２）
なお、持ち越しＤＯメッセージ_ｉが無い場合、持ち越しＤＯメッセージ_ｉ長を０とする。同様に、持ち越しＤＩメッセージ_ｉが無い場合、持ち越しＤＩメッセージ_ｉ長を０とする。
そして、帯域マージンデータ量_ｋの値から、（ｋ＋１）以降の持ち越しメッセージ_ｉ長を予め確保する。具体的には、以下のように、帯域マージンデータ量_ｋから、（ｋ＋１）以降の持ち越しメッセージ_ｉ長を差し引くように補正する。
補正後の帯域マージンデータ量_ｋ ＝
帯域マージンデータ量_ｋ － Σｋ≦ｉ≦Ｎ持ち越しメッセージ_ｉ長
（式３）
なお、（式３）において、持ち越しメッセージ_ｋ長は０である。
以上のように、マージンデータ量算出部１５３Ａは、現時点までの通信時間Ｔｎｏｗ（ｉ）、持ち越しメッセージ_ｎ長（ｎ≧ｉ）、及びＤＩ／ＤＯ通信予測時間_ｎ（ｎ≧ｉ）を用いて、補正後の帯域マージンデータ量_ｉを算出する。
すなわち、持ち越しＤＯメッセージ_ｋ及び／又は持ち越しＤＩメッセージ_ｋが存在する場合、当該持ち越しＤＯメッセージ_ｋ及び／又は持ち越しＤＩメッセージ_ｋの送信を優先させるため、マージンデータ量算出部１５３Ａは、帯域マージンデータ量_ｋをそのまま適用する。そうすることで、当該持ち越しＤＯメッセージ_ｋ及び／又は持ち越しＤＩメッセージ_ｋの送信を優先させることができる。
他方、持ち越しＤＯメッセージ_ｋ及び持ち越しＤＩメッセージ_ｋが存在しない場合、（ｋ＋１）以降の持ち越しＤＯメッセージ_ｉ及び／又は持ち越しＤＩメッセージ_ｉの送信を優先させるため、マージンデータ量算出部１５３Ａは、帯域マージンデータ量_ｋを補正する。
まず、持ち越しメッセージ_ｉ長を以下のように定義する。
持ち越しメッセージ_ｉ長
＝ ＭＡＸ（持ち越しＤＯメッセージ_ｉ長，持ち越しＤＩメッセージ_ｉ長）
（式２）
なお、持ち越しＤＯメッセージ_ｉが無い場合、持ち越しＤＯメッセージ_ｉ長を０とする。同様に、持ち越しＤＩメッセージ_ｉが無い場合、持ち越しＤＩメッセージ_ｉ長を０とする。
そして、帯域マージンデータ量_ｋの値から、（ｋ＋１）以降の持ち越しメッセージ_ｉ長を予め確保する。具体的には、以下のように、帯域マージンデータ量_ｋから、（ｋ＋１）以降の持ち越しメッセージ_ｉ長を差し引くように補正する。
補正後の帯域マージンデータ量_ｋ ＝
帯域マージンデータ量_ｋ － Σｋ≦ｉ≦Ｎ持ち越しメッセージ_ｉ長
（式３）
なお、（式３）において、持ち越しメッセージ_ｋ長は０である。
以上のように、マージンデータ量算出部１５３Ａは、現時点までの通信時間Ｔｎｏｗ（ｉ）、持ち越しメッセージ_ｎ長（ｎ≧ｉ）、及びＤＩ／ＤＯ通信予測時間_ｎ（ｎ≧ｉ）を用いて、補正後の帯域マージンデータ量_ｉを算出する。
【0055】
このようにマージンデータ量算出部１５３Ａは、（式２）又は（式３）に基づき、帯域マージンデータ量_ｋを補正することで、持ち越しＤＯメッセージ_ｋ及び／又は持ち越しＤＩメッセージ_ｋが存在する場合には、当該持ち越しＤＯメッセージ_ｋの送信を最優先とし、また、持ち越しＤＯメッセージ_ｋ及び持ち越しＤＩメッセージ_ｋがともに無い場合には、（新たに送信要求されたＤＯメッセージ_ｋがあった場合であっても）ｉが（ｋ＋１）以降の持ち越しメッセージ_ｉの送信を優先させることが可能となる。
すなわち、マスタ１は複数のスレーブ３_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）と、同時にメッセージ通信を行う場合であっても、次回の周期の通信において、持ち越しメッセージ_ｉがある場合、持ち越しメッセージ_ｉの送信を優先することで、予め設定された一定周期以内に、全てのスレーブ３_ｋとの間で、少なくともＤＩ信号及びＤＯ信号のやり取り（ＤＩ／ＤＯ通信）を完了するとともに、メッセージ送信要求からの遅延を小さくすることができる。
すなわち、マスタ１は複数のスレーブ３_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）と、同時にメッセージ通信を行う場合であっても、次回の周期の通信において、持ち越しメッセージ_ｉがある場合、持ち越しメッセージ_ｉの送信を優先することで、予め設定された一定周期以内に、全てのスレーブ３_ｋとの間で、少なくともＤＩ信号及びＤＯ信号のやり取り（ＤＩ／ＤＯ通信）を完了するとともに、メッセージ送信要求からの遅延を小さくすることができる。
【0056】
このため、第２実施形態において、通信マスタ１５は、第１実施形態の機能部に加えて、図９に示すように、マージンデータ量算出部１５３に換えて、上述した機能を追加したマージンデータ量算出部１５３Ａを備えるものとなる。
なお、マージンデータ量算出部１５３Ａ以外の機能部については、その機能の説明中の「マージンデータ量算出部１５３」を「マージンデータ量算出部１５３Ａ」に読み換え、「帯域マージンデータ量_ｋ」を「補正帯域マージンデータ量_ｋ」に読み換えることで説明されるので、各機能部について重複した説明は省略する。
なお、通信スレーブ３５の機能部についても、その機能の説明中の「帯域マージンデータ量_ｋ」を「補正帯域マージンデータ量_ｋ」に読み換えることで説明されるので、各機能部について重複した説明は省略する。以上、第２実施形態における通信マスタ１５及び通信スレーブ３５の機能部の構成について説明した。
次に、第２実施形態の動作について説明する。
なお、マージンデータ量算出部１５３Ａ以外の機能部については、その機能の説明中の「マージンデータ量算出部１５３」を「マージンデータ量算出部１５３Ａ」に読み換え、「帯域マージンデータ量_ｋ」を「補正帯域マージンデータ量_ｋ」に読み換えることで説明されるので、各機能部について重複した説明は省略する。
なお、通信スレーブ３５の機能部についても、その機能の説明中の「帯域マージンデータ量_ｋ」を「補正帯域マージンデータ量_ｋ」に読み換えることで説明されるので、各機能部について重複した説明は省略する。以上、第２実施形態における通信マスタ１５及び通信スレーブ３５の機能部の構成について説明した。
次に、第２実施形態の動作について説明する。
【0057】
まず、第２実施形態におけるマスタとしての数値制御装置１の動作について説明する。図１０は、第２実施形態に係るマスタとしての数値制御装置１の動作を示すフローチャートを示す図である。なお、図１０に示す第２実施形態における数値制御装置１の動作を示すフローチャートは、図７に示す第１実施形態における数値制御装置１の動作を示すフローチャートと比較して、以下の点を読み換えることで説明される。
まず、ステップ１３においては、「マージンデータ量算出部１５３は、現時点までの通信時間Ｔｎｏｗ（ｉ）、ＤＩ／ＤＯ通信予測時間_ｎ（ｎ≧ｉ）を用いて、帯域マージンデータ量_ｉを更新する」を「マージンデータ量算出部１５３Ａは、現時点までの通信時間Ｔｎｏｗ（ｉ）、持ち越しメッセージ_ｎ長（ｎ≧ｉ）、ＤＩ／ＤＯ通信予測時間_ｎ（ｎ≧ｉ）を用いて、補正帯域マージンデータ量_ｉを更新する」と読み換えるものとする。
また、ステップＳ１８においては、通信マスタ１５（マージンデータ量算出部１５３）は、通信スレーブ３５_ｉから受信したＤＩパケットのヘッダを参照して、持ち越しＤＩメッセージの有無を検出し、持ち越しメッセージ_ｉ長を更新する機能を追加する。
また、各ステップにおいては、「マージンデータ量算出部１５３」を「マージンデータ量算出部１５３Ａ」に読み換え、「帯域マージンデータ量_ｋ」を「補正帯域マージンデータ量_ｋ」に読み換える。
以上により、第２実施形態におけるマスタとしての数値制御装置１の動作を示すフローチャートは説明されるので、各ステップについて重複した説明は省略する。
また、第２実施形態におけるスレーブとしてのＩ／Ｏユニット３の動作についても、図８に記載の第１実施形態におけるＩ／Ｏユニット３の動作を示すフローチャートの各ステップにおいて、「帯域マージンデータ量_ｋ」を「補正帯域マージンデータ量_ｋ」に読み換えることで説明されるので、各ステップについて重複した説明は省略する。
以上説明した第２実施形態により、マスタ１は複数のスレーブ３_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）と、同時にメッセージ通信を行う場合であっても、次回の周期の通信において、持ち越しメッセージ_ｉがある場合、持ち越しメッセージ_ｉの送信を優先することで、予め設定された一定周期以内に、全てのスレーブ３_ｋとの間で、少なくともＤＩ信号及びＤＯ信号のやり取り（ＤＩ／ＤＯ通信）を完了するとともに、メッセージ送信要求からの遅延を小さくすることができる。
以上、本発明の第２実施形態について説明した。
まず、ステップ１３においては、「マージンデータ量算出部１５３は、現時点までの通信時間Ｔｎｏｗ（ｉ）、ＤＩ／ＤＯ通信予測時間_ｎ（ｎ≧ｉ）を用いて、帯域マージンデータ量_ｉを更新する」を「マージンデータ量算出部１５３Ａは、現時点までの通信時間Ｔｎｏｗ（ｉ）、持ち越しメッセージ_ｎ長（ｎ≧ｉ）、ＤＩ／ＤＯ通信予測時間_ｎ（ｎ≧ｉ）を用いて、補正帯域マージンデータ量_ｉを更新する」と読み換えるものとする。
また、ステップＳ１８においては、通信マスタ１５（マージンデータ量算出部１５３）は、通信スレーブ３５_ｉから受信したＤＩパケットのヘッダを参照して、持ち越しＤＩメッセージの有無を検出し、持ち越しメッセージ_ｉ長を更新する機能を追加する。
また、各ステップにおいては、「マージンデータ量算出部１５３」を「マージンデータ量算出部１５３Ａ」に読み換え、「帯域マージンデータ量_ｋ」を「補正帯域マージンデータ量_ｋ」に読み換える。
以上により、第２実施形態におけるマスタとしての数値制御装置１の動作を示すフローチャートは説明されるので、各ステップについて重複した説明は省略する。
また、第２実施形態におけるスレーブとしてのＩ／Ｏユニット３の動作についても、図８に記載の第１実施形態におけるＩ／Ｏユニット３の動作を示すフローチャートの各ステップにおいて、「帯域マージンデータ量_ｋ」を「補正帯域マージンデータ量_ｋ」に読み換えることで説明されるので、各ステップについて重複した説明は省略する。
以上説明した第２実施形態により、マスタ１は複数のスレーブ３_ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）と、同時にメッセージ通信を行う場合であっても、次回の周期の通信において、持ち越しメッセージ_ｉがある場合、持ち越しメッセージ_ｉの送信を優先することで、予め設定された一定周期以内に、全てのスレーブ３_ｋとの間で、少なくともＤＩ信号及びＤＯ信号のやり取り（ＤＩ／ＤＯ通信）を完了するとともに、メッセージ送信要求からの遅延を小さくすることができる。
以上、本発明の第２実施形態について説明した。
【0058】
本発明において、数値制御装置１の各種機能部は、例えばＲＯＭ１１等に格納された所定のソフトウェアとハードウェアとの協働で実現されてもよいし、ハードウェア（電子回路、ＬＳＩ等）のみで実現されてもよい。Ｉ／Ｏユニット３の各種機能部についても同様である。
また、本発明で使用する動作プログラムを初めとするプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ ＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
また、本発明で使用する動作プログラムを初めとするプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ ＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【0059】
上述した実施形態は、本発明の好適な実施形態の１つではあるが、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。
【0060】
＜変形例１＞
上述した実施形態では、制御装置として数値制御装置１を例として説明したが、これに限られない。前述したように、ロボットコントローラ等、産業用機械の制御装置における高速シリアル通信にも適用してもよい。
上述した実施形態では、制御装置として数値制御装置１を例として説明したが、これに限られない。前述したように、ロボットコントローラ等、産業用機械の制御装置における高速シリアル通信にも適用してもよい。
【0061】
以上を換言すると、本開示の通信制御システム、及び通信制御方法は、次のような構成を有する各種各様の実施形態を取ることができる。
【0062】
（１）本開示の通信制御システム１０００は、通信マスタ１５を備える制御装置１と、制御装置１にデイジーチェーンにより通信可能に接続された通信スレーブ３５をそれぞれ備える複数のＩ／Ｏユニット３との間で、予め設定された一定周期毎に、制御装置１が全てのＩ／Ｏユニット３とＩ／Ｏ信号を送受信する通信制御システム１０００において、
通信マスタ１５は、
複数の通信スレーブ３５毎に計測される送信メッセージを除くＤＩデータ及びＤＯデータのみの通信に要する通信時間に基づいて算出される複数の通信スレーブ３５毎の通信予測時間と、一定周期毎に計測される最初の通信スレーブ３５との通信開始から現時点までの通信時間と、通信速度情報と、から各通信スレーブ３５との通信開始前に当該通信スレーブ３５に許容される通信帯域マージンデータ量を算出するマージンデータ量算出部１５３と、
通信スレーブ３５に対してＤＯデータを送信するときに通信帯域マージンデータ量を組み込んだＤＯパケットを作成し、通信スレーブ３５に対するＤＯメッセージの長さが通信帯域マージンデータ量を超える場合、ＤＯメッセージを次回の通信周期に持ち越し、通信スレーブ３５に対するＤＯメッセージの長さが通信帯域マージンデータ量を超えない場合、ＤＯメッセージをＤＯパケットに組み込むＤＯパケット作成部１５５と、
ＤＯパケットを通信スレーブ３５に送信するＤＯ送信部１５８Ａと、を備え、
通信スレーブ３５は、
通信マスタ１５から送信されるＤＯパケットを受信するＤＯ受信部３５８Ｂと、
受信したＤＯパケットに含まれる通信帯域マージンデータ量を取得し、通信マスタ１５に対してＤＩデータを送信するときにＤＩパケットを作成し、通信マスタ１５に対するＤＩメッセージの長さが通信帯域マージンデータ量を超える場合、ＤＩメッセージを次回の通信周期に持ち越し、通信マスタ１５に対するＤＩメッセージの長さが通信帯域マージンデータ量を超えない場合、ＤＩメッセージをＤＩパケットに組み込むＤＩパケット作成部３５５と、
ＤＩパケットを通信マスタ１５に送信するＤＩ送信部３５８Ａと、を備える。
これにより、通常のサイクリック通信時に、制御装置１（マスタ）と複数のＩ／Ｏユニット（スレーブ）との間で、ＤＩ／ＤＯメッセージ通信を行う場合であっても、予め設定された一定周期以内に、全てのＩ／Ｏユニット３（スレーブ）との間で、少なくともＤＩ信号及びＤＯ信号のやり取り（ＤＩ／ＤＯ通信）を完了できるようにして、Ｉ／Ｏ信号の更新周期を担保することができる。
通信マスタ１５は、
複数の通信スレーブ３５毎に計測される送信メッセージを除くＤＩデータ及びＤＯデータのみの通信に要する通信時間に基づいて算出される複数の通信スレーブ３５毎の通信予測時間と、一定周期毎に計測される最初の通信スレーブ３５との通信開始から現時点までの通信時間と、通信速度情報と、から各通信スレーブ３５との通信開始前に当該通信スレーブ３５に許容される通信帯域マージンデータ量を算出するマージンデータ量算出部１５３と、
通信スレーブ３５に対してＤＯデータを送信するときに通信帯域マージンデータ量を組み込んだＤＯパケットを作成し、通信スレーブ３５に対するＤＯメッセージの長さが通信帯域マージンデータ量を超える場合、ＤＯメッセージを次回の通信周期に持ち越し、通信スレーブ３５に対するＤＯメッセージの長さが通信帯域マージンデータ量を超えない場合、ＤＯメッセージをＤＯパケットに組み込むＤＯパケット作成部１５５と、
ＤＯパケットを通信スレーブ３５に送信するＤＯ送信部１５８Ａと、を備え、
通信スレーブ３５は、
通信マスタ１５から送信されるＤＯパケットを受信するＤＯ受信部３５８Ｂと、
受信したＤＯパケットに含まれる通信帯域マージンデータ量を取得し、通信マスタ１５に対してＤＩデータを送信するときにＤＩパケットを作成し、通信マスタ１５に対するＤＩメッセージの長さが通信帯域マージンデータ量を超える場合、ＤＩメッセージを次回の通信周期に持ち越し、通信マスタ１５に対するＤＩメッセージの長さが通信帯域マージンデータ量を超えない場合、ＤＩメッセージをＤＩパケットに組み込むＤＩパケット作成部３５５と、
ＤＩパケットを通信マスタ１５に送信するＤＩ送信部３５８Ａと、を備える。
これにより、通常のサイクリック通信時に、制御装置１（マスタ）と複数のＩ／Ｏユニット（スレーブ）との間で、ＤＩ／ＤＯメッセージ通信を行う場合であっても、予め設定された一定周期以内に、全てのＩ／Ｏユニット３（スレーブ）との間で、少なくともＤＩ信号及びＤＯ信号のやり取り（ＤＩ／ＤＯ通信）を完了できるようにして、Ｉ／Ｏ信号の更新周期を担保することができる。
【0063】
（２） （１）に記載の通信制御システム１０００において、
Ｎを複数の通信スレーブ３５の個数、ｋを通信マスタ１５と接続される通信スレーブ３５を識別するための順序番号、ｋ番目の通信スレーブ３５に許容される通信帯域マージンデータ量を通信帯域マージンデータ量_ｋ、ｋ番目の通信スレーブ３５と通信されるＤＯメッセージをＤＯメッセージ_ｋ、ＤＩメッセージをＤＩメッセージ_ｋ、と表したとき、
マージンデータ量算出部１５３Ａは、さらに、
ｋ番目の通信スレーブ３５において、持ち越しＤＯメッセージ_ｋ及び持ち越しＤＩメッセージ_ｋが存在しない場合、
ｋ番目からＮ番目までの各通信スレーブ３５における持ち越しＤＯメッセージ長及び持ち越しＤＩメッセージ長の最大値である持ち越しメッセージ長の合計値を算出し、
通信帯域マージンデータ量_ｋから持ち越しメッセージ長の合計値を減算した値と、ゼロ値と、の内、大きい値を通信帯域マージンデータ量_ｋとして補正するようにしてもよい。
これにより、次回の周期の通信において、持ち越しメッセージ_ｉがある場合、持ち越しメッセージ_ｉの送信を優先することで、メッセージ送信要求からの遅延を小さくすることができる。
Ｎを複数の通信スレーブ３５の個数、ｋを通信マスタ１５と接続される通信スレーブ３５を識別するための順序番号、ｋ番目の通信スレーブ３５に許容される通信帯域マージンデータ量を通信帯域マージンデータ量_ｋ、ｋ番目の通信スレーブ３５と通信されるＤＯメッセージをＤＯメッセージ_ｋ、ＤＩメッセージをＤＩメッセージ_ｋ、と表したとき、
マージンデータ量算出部１５３Ａは、さらに、
ｋ番目の通信スレーブ３５において、持ち越しＤＯメッセージ_ｋ及び持ち越しＤＩメッセージ_ｋが存在しない場合、
ｋ番目からＮ番目までの各通信スレーブ３５における持ち越しＤＯメッセージ長及び持ち越しＤＩメッセージ長の最大値である持ち越しメッセージ長の合計値を算出し、
通信帯域マージンデータ量_ｋから持ち越しメッセージ長の合計値を減算した値と、ゼロ値と、の内、大きい値を通信帯域マージンデータ量_ｋとして補正するようにしてもよい。
これにより、次回の周期の通信において、持ち越しメッセージ_ｉがある場合、持ち越しメッセージ_ｉの送信を優先することで、メッセージ送信要求からの遅延を小さくすることができる。
【0064】
（３） （１）又は（２）に記載の通信制御システム１０００において、通信スレーブ３５毎に算出される通信予測時間は、現時点までに通信スレーブ３５毎に計測された通信計測時間のうちの最大値とするようにしてもよい。
これにより、通信予測時間をより安全な値とすることができる。
これにより、通信予測時間をより安全な値とすることができる。
【0065】
（４） （１）又は（２）に記載の通信制御システム１０００において、通信スレーブ３５毎に算出される通信予測時間は、現時点までに通信スレーブ３５毎に計測された通信計測時間に基づく平均値とするようにしてもよい。
これにより、通信予測時間を特定のＤＩ／ＤＯ通信時間に偏らないようにすることができる。
これにより、通信予測時間を特定のＤＩ／ＤＯ通信時間に偏らないようにすることができる。
【0066】
（５） 本開示の通信制御方法は、
通信マスタ１５を備える制御装置１と、制御装置１にデイジーチェーンにより通信可能に接続された通信スレーブ３５をそれぞれ備える複数のＩ／Ｏユニット３との間で、予め設定された一定周期毎に、制御装置１が全てのＩ／Ｏユニット３とＩ／Ｏ信号を送受信する通信制御方法であって、
通信マスタ１５は、
複数の通信スレーブ３５毎に計測される送信メッセージを除くＤＩデータ及びＤＯデータのみの通信に要する通信時間に基づいて算出される、複数の通信スレーブ３５毎の通信予測時間と、一定周期毎に計測される最初の通信スレーブ３５との通信開始から現時点までの通信時間と、通信速度情報と、から各通信スレーブ３５の通信開始前に、当該通信スレーブ３５に許容される通信帯域マージンデータ量を算出するマージンデータ量算出ステップと、
通信スレーブ３５に対して、ＤＯデータを送信するときに、通信帯域マージンデータ量を組み込んだＤＯパケットを作成し、通信スレーブ３５に対するＤＯメッセージの長さが通信帯域マージンデータ量を超える場合、ＤＯメッセージを次回の通信周期に持ち越し、通信スレーブ３５に対するＤＯメッセージの長さが通信帯域マージンデータ量を超えない場合、ＤＯメッセージをＤＯパケットに組み込むＤＯパケット作成ステップと、
ＤＯパケットを通信スレーブ３５に送信するＤＯ送信ステップと、を備え、
通信スレーブ３５は、
通信マスタ１５から送信されるＤＯパケットを受信するＤＯ受信ステップと、
受信したＤＯパケットに含まれる通信帯域マージンデータ量を取得し、通信マスタ１５に対して、ＤＩデータを送信するときに、ＤＩパケットを作成し、通信マスタに対するＤＩメッセージの長さが通信帯域マージンデータ量を超える場合、ＤＩメッセージを次回の通信周期に持ち越し、通信マスタに対するＤＩメッセージの長さが通信帯域マージンデータ量を超えない場合、ＤＩメッセージをＤＩパケットに組み込むＤＩパケット作成ステップと、
ＤＩパケットを通信マスタ１５に送信するＤＩ送信ステップと、を備える。
これにより、（１）と同様の効果を奏することができる。
通信マスタ１５を備える制御装置１と、制御装置１にデイジーチェーンにより通信可能に接続された通信スレーブ３５をそれぞれ備える複数のＩ／Ｏユニット３との間で、予め設定された一定周期毎に、制御装置１が全てのＩ／Ｏユニット３とＩ／Ｏ信号を送受信する通信制御方法であって、
通信マスタ１５は、
複数の通信スレーブ３５毎に計測される送信メッセージを除くＤＩデータ及びＤＯデータのみの通信に要する通信時間に基づいて算出される、複数の通信スレーブ３５毎の通信予測時間と、一定周期毎に計測される最初の通信スレーブ３５との通信開始から現時点までの通信時間と、通信速度情報と、から各通信スレーブ３５の通信開始前に、当該通信スレーブ３５に許容される通信帯域マージンデータ量を算出するマージンデータ量算出ステップと、
通信スレーブ３５に対して、ＤＯデータを送信するときに、通信帯域マージンデータ量を組み込んだＤＯパケットを作成し、通信スレーブ３５に対するＤＯメッセージの長さが通信帯域マージンデータ量を超える場合、ＤＯメッセージを次回の通信周期に持ち越し、通信スレーブ３５に対するＤＯメッセージの長さが通信帯域マージンデータ量を超えない場合、ＤＯメッセージをＤＯパケットに組み込むＤＯパケット作成ステップと、
ＤＯパケットを通信スレーブ３５に送信するＤＯ送信ステップと、を備え、
通信スレーブ３５は、
通信マスタ１５から送信されるＤＯパケットを受信するＤＯ受信ステップと、
受信したＤＯパケットに含まれる通信帯域マージンデータ量を取得し、通信マスタ１５に対して、ＤＩデータを送信するときに、ＤＩパケットを作成し、通信マスタに対するＤＩメッセージの長さが通信帯域マージンデータ量を超える場合、ＤＩメッセージを次回の通信周期に持ち越し、通信マスタに対するＤＩメッセージの長さが通信帯域マージンデータ量を超えない場合、ＤＩメッセージをＤＩパケットに組み込むＤＩパケット作成ステップと、
ＤＩパケットを通信マスタ１５に送信するＤＩ送信ステップと、を備える。
これにより、（１）と同様の効果を奏することができる。
【符号の説明】
【0067】
１ 数値制御装置
１０ 制御部
１０１ Ｉ／Ｏインタフェース部
１２ Ｉ／Ｏメモリ
１５ 通信マスタ
１５１ 現時点までの通信時間計測部
１５２Ａ ＤＩ／ＤＯ通信時間計測部
１５２Ｂ ＤＩ／ＤＯ通信時間算出部
１５３，１５３Ａ マージンデータ量算出部
１５５ ＤＯパケット作成部
１５８Ａ ＤＯ送信部
１５８Ｂ ＤＩ受信部
１５９ バッファメモリ
３ Ｉ／Ｏユニット
３０ 制御部
３０１ Ｉ／Ｏインタフェース部
３２ メモリ
３５ 通信スレーブ
３５５ ＤＩパケット作成部
３５８Ａ ＤＩ送信部
３５８Ｂ ＤＯ受信部
３５９ バッファメモリ
６ 電気信号ケーブル
１０００ 通信制御システム
１０ 制御部
１０１ Ｉ／Ｏインタフェース部
１２ Ｉ／Ｏメモリ
１５ 通信マスタ
１５１ 現時点までの通信時間計測部
１５２Ａ ＤＩ／ＤＯ通信時間計測部
１５２Ｂ ＤＩ／ＤＯ通信時間算出部
１５３，１５３Ａ マージンデータ量算出部
１５５ ＤＯパケット作成部
１５８Ａ ＤＯ送信部
１５８Ｂ ＤＩ受信部
１５９ バッファメモリ
３ Ｉ／Ｏユニット
３０ 制御部
３０１ Ｉ／Ｏインタフェース部
３２ メモリ
３５ 通信スレーブ
３５５ ＤＩパケット作成部
３５８Ａ ＤＩ送信部
３５８Ｂ ＤＯ受信部
３５９ バッファメモリ
６ 電気信号ケーブル
１０００ 通信制御システム
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】