特許 7648957 制御装置、制御方法およびプログラム

(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】2025-03-11

(45)【発行日】2025-03-19

(54)【発明の名称】制御装置、制御方法およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04L 47/2416 20220101AFI20250312BHJP

【ＦＩ】

H04L47/2416

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2023568769

(86)(22)【出願日】2021-12-20

(86)【国際出願番号】 JP2021046982

(87)【国際公開番号】W WO2023119356

(87)【国際公開日】2023-06-29

【審査請求日】2024-04-10

(73)【特許権者】

【識別番号】000004226

【氏名又は名称】日本電信電話株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001634

【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小屋迫 優士

(72)【発明者】

【氏名】山田 崇史

【審査官】漆原 孝治

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２１／２５１１５０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００５－３４１４９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｌ ４７／２４１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の制御対象機器から送信される送信情報を受信する受信部と、
前記受信部により受信された送信情報に応じて、前記送信情報を送信した前記制御対象機器を制御する制御情報を導出する制御情報導出部と、
前記制御情報導出部により導出された前記制御情報を送信する間隔として、前記制御情報ごとに定められた送信間隔を取得する送信間隔取得部と、
前記制御情報を送信する優先度として、前記送信間隔取得部により取得された前記送信間隔が短い前記制御情報ほど優先して送信することを示す優先度を算出する優先度算出部と、
前記優先度算出部により算出された優先度に応じて前記制御情報を送信する送信部と、
を備え、
前記送信部は、前記送信間隔取得部により取得された送信間隔のうち、最も長い間隔を送信サイクルとし、前記送信サイクルが到来するたびに前記優先度が高い前記制御情報から順に前記制御情報を送信する、
制御装置。

【請求項2】

複数の制御対象機器から送信される送信情報を受信する受信部と、
前記受信部により受信された送信情報に応じて、前記送信情報を送信した前記制御対象機器を制御する制御情報を導出する制御情報導出部と、
前記制御情報導出部により導出された前記制御情報を送信する間隔として、前記制御情報ごとに定められた送信間隔を取得する送信間隔取得部と、
前記制御情報を送信するネットワークの帯域を取得する帯域取得部と、
前記制御情報を送信する送信部と、
を備え、
前記送信部は、あるタイムスロットにおいて送信すべき一の前記制御情報を送信した場合の帯域が、前記帯域取得部により取得された帯域を超える場合、一の前記制御情報の送信間隔より長い送信間隔の他の前記制御情報を次回以降のタイムスロットであって当該他の制御情報に定められた前記送信間隔内のタイムスロットで送信することで、一の前記制御情報を送信する制御装置。

【請求項3】

前記制御情報を送信する優先度として、前記送信間隔取得部により取得された前記送信間隔が短い前記制御情報ほど優先して送信することを示す優先度を算出する優先度算出部を備え、
前記送信部は、一の前記制御情報の送信間隔より長い送信間隔の前記制御情報を、一の前記制御情報の優先度よりも優先度が低い制御情報とする請求項２に記載の制御装置。

【請求項4】

複数の制御対象機器から送信される送信情報を受信する受信ステップと、
前記受信ステップにより受信された送信情報に応じて、前記送信情報を送信した前記制御対象機器を制御する制御情報を導出する制御情報導出ステップと、
前記制御情報導出ステップにより導出された前記制御情報を送信する間隔として、前記制御情報ごとに定められた送信間隔を取得する送信間隔取得ステップと、
前記制御情報を送信する優先度として、前記送信間隔取得ステップにより取得された前記送信間隔が短い前記制御情報ほど優先して送信することを示す優先度を算出する優先度算出ステップと、
前記優先度算出ステップにより算出された優先度に応じて前記制御情報を送信する送信ステップと、
を備え、
前記送信ステップにおいて、前記送信間隔取得部により取得された送信間隔のうち、最も長い間隔を送信サイクルとし、前記送信サイクルが到来するたびに前記優先度が高い前記制御情報から順に前記制御情報を送信する、
制御方法。

【請求項5】

複数の制御対象機器から送信される送信情報を受信する受信ステップと、
前記受信ステップにより受信された送信情報に応じて、前記送信情報を送信した前記制御対象機器を制御する制御情報を導出する制御情報導出ステップと、
前記制御情報導出ステップにより導出された前記制御情報を送信する間隔として、前記制御情報ごとに定められた送信間隔を取得する送信間隔取得ステップと、
前記制御情報を送信するネットワークの帯域を取得する帯域取得ステップと、
前記制御情報を送信する送信ステップと、
を備え、
前記送信ステップは、あるタイムスロットにおいて送信すべき一の前記制御情報を送信した場合の帯域が、前記帯域取得ステップにより取得された帯域を超える場合、一の前記制御情報の送信間隔より長い送信間隔の他の前記制御情報を次回以降のタイムスロットであって当該他の制御情報に定められた前記送信間隔内のタイムスロットで送信することで、一の前記制御情報を送信する制御方法。

【請求項6】

コンピュータを制御装置として機能させるためのプログラムであって、
前記コンピュータを、
複数の制御対象機器から送信される送信情報を受信する受信部と、
前記受信部により受信された送信情報に応じて、前記送信情報を送信した前記制御対象機器を制御する制御情報を導出する制御情報導出部と、
前記制御情報導出部により導出された前記制御情報を送信する間隔として、前記制御情報ごとに定められた送信間隔を取得する送信間隔取得部と、
前記制御情報を送信する優先度として、前記送信間隔取得部により取得された前記送信間隔が短い前記制御情報ほど優先して送信することを示す優先度を算出する優先度算出部と、
前記優先度算出部により算出された優先度に応じて前記制御情報を送信する送信部と、
して機能させ、
前記送信部は、前記送信間隔取得部により取得された送信間隔のうち、最も長い間隔を送信サイクルとし、前記送信サイクルが到来するたびに前記優先度が高い前記制御情報から順に前記制御情報を送信する、
プログラム。

【請求項7】

コンピュータを制御装置として機能させるためのプログラムであって、
前記コンピュータを、
複数の制御対象機器から送信される送信情報を受信する受信部と、
前記受信部により受信された送信情報に応じて、前記送信情報を送信した前記制御対象機器を制御する制御情報を導出する制御情報導出部と、
前記制御情報導出部により導出された前記制御情報を送信する間隔として、前記制御情報ごとに定められた送信間隔を取得する送信間隔取得部と、
前記制御情報を送信するネットワークの帯域を取得する帯域取得部と、
前記制御情報を送信する送信部と、
して機能させ、
前記送信部は、あるタイムスロットにおいて送信すべき一の前記制御情報を送信した場合の帯域が、前記帯域取得部により取得された帯域を超える場合、一の前記制御情報の送信間隔より長い送信間隔の他の前記制御情報を次回以降のタイムスロットであって当該他の制御情報に定められた前記送信間隔内のタイムスロットで送信することで、一の前記制御情報を送信するプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制御装置、制御方法およびプログラムの技術に関する。

【背景技術】

【0002】

制御対象機器と、制御対象機器を制御する制御装置との通信を行うためのネットワークとして、ＰＲＯＦＩＮＥＴやＥｔｈｅｒｎｅｔ/ＩＰ、ＥｔｈｅｒＣＡＴ等の産業用イーサネットプロトコルが用いられている。ＰＲＯＦＩＮＥＴでは、ＮＲＴ、ＲＴ、ＩＲＴと３つのクラスがある。このうちのリアルタイム性能１０ｍｓ以内を保証するＲＴでは、図１５に示されるイーサネットフレーム内の「優先度」に一律に６を設定することで、リアルタイム性能を担保している。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【文献】PROFINET システム解説 (日本語版), June 2011.

【文献】PROFINET 設計ガイドライン (日本語版), 2014年12月.

【文献】Which settings do you have to comply with in a PROFINET RT network in conjunction with VLAN switches?https://support.industry.siemens.com/cs/document/24947500/which-settings-do-you-have-to-comply-with-in-a-profinet-rt-network-in-conjunction-with-vlan-switches-?dti=0&dl=en&lc=es-PA

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

図１６は、制御装置から送信される制御情報Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の遅延例を示す図である。左側が制御装置における送信タイミングを示し、右側が制御対象機器における受信タイミングを示す。制御情報Ｄ１は送信間隔として１ｍｓが要求され、最小転送クロックでの送信となっている。制御情報Ｄ３の送信間隔は４ｍｓである。通常は、図１６に示されるような状況が起こらないよう、ネットワークの接続機器数を制限するなどして、リアルタイムなネットワークを運用するが、制御装置がソフトウェアで動作したり、制御対象機器と制御装置との通信距離が比較的長い場合には、「優先度」に一律に６を設定したとしても、ＲＴのリアルタイム性能の要件を満たさない可能性がある。

【0005】

このように、従来技術では、優先度に６を設定したとしても、リアルタイム性を担保できない可能性があった。

【0006】

上記事情に鑑み、本発明は、よりリアルタイム性を担保可能な技術の提供を目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様は、複数の制御対象機器から送信される送信情報を受信する受信部と、前記受信部により受信された送信情報に応じて、前記送信情報を送信した前記制御対象機器を制御する制御情報を導出する制御情報導出部と、前記制御情報導出部により導出された前記制御情報を送信する間隔として、前記制御情報ごとに定められた送信間隔を取得する送信間隔取得部と、前記制御情報を送信する優先度として、前記送信間隔取得部により取得された前記送信間隔が短い前記制御情報ほど優先して送信することを示す優先度を算出する優先度算出部と、前記優先度算出部により算出された優先度に応じて前記制御情報を送信する送信部と、を備えた制御装置である。

【0008】

本発明の一態様は、複数の制御対象機器から送信される送信情報を受信する受信部と、前記受信部により受信された送信情報に応じて、前記送信情報を送信した前記制御対象機器を制御する制御情報を導出する制御情報導出部と、前記制御情報導出部により導出された前記制御情報を送信する間隔として、前記制御情報ごとに定められた送信間隔を取得する送信間隔取得部と、前記制御情報を送信するネットワークの帯域を取得する帯域取得部と、前記制御情報を送信する送信部と、を備え、前記送信部は、あるタイムスロットにおいて送信すべき一の前記制御情報を送信した場合の帯域が、前記帯域取得部により取得された帯域を超えるために一の前記制御情報を送信できないときに、一の前記制御情報の送信間隔より長い送信間隔の前記制御情報を次回以降のタイムスロットで送信することで、一の前記制御情報を送信する制御装置である。

【0009】

本発明の一態様は、複数の制御対象機器から送信される送信情報を受信する受信ステップと、前記受信ステップにより受信された送信情報に応じて、前記送信情報を送信した前記制御対象機器を制御する制御情報を導出する制御情報導出ステップと、前記制御情報導出ステップにより導出された前記制御情報を送信する間隔として、前記制御情報ごとに定められた送信間隔を取得する送信間隔取得ステップと、前記制御情報を送信する優先度として、前記送信間隔取得ステップにより取得された前記送信間隔が短い前記制御情報ほど優先して送信することを示す優先度を算出する優先度算出ステップと、前記優先度算出ステップにより算出された優先度に応じて前記制御情報を送信する送信ステップと、を備えた制御方法である。

【0010】

本発明の一態様は、複数の制御対象機器から送信される送信情報を受信する受信ステップと、前記受信ステップにより受信された送信情報に応じて、前記送信情報を送信した前記制御対象機器を制御する制御情報を導出する制御情報導出ステップと、前記制御情報導出ステップにより導出された前記制御情報を送信する間隔として、前記制御情報ごとに定められた送信間隔を取得する送信間隔取得ステップと、前記制御情報を送信するネットワークの帯域を取得する帯域取得ステップと、前記制御情報を送信する送信ステップと、を備え、前記送信ステップは、あるタイムスロットにおいて送信すべき一の前記制御情報を送信した場合の帯域が、前記帯域取得ステップにより取得された帯域を超えるために一の前記制御情報を送信できないときに、一の前記制御情報の送信間隔より長い送信間隔の前記制御情報を次回以降のタイムスロットで送信することで、一の前記制御情報を送信する制御方法である。

【0011】

本発明の一態様は、コンピュータを制御装置として機能させるためのプログラムであって、前記コンピュータを、複数の制御対象機器から送信される送信情報を受信する受信部と、前記受信部により受信された送信情報に応じて、前記送信情報を送信した前記制御対象機器を制御する制御情報を導出する制御情報導出部と、前記制御情報導出部により導出された前記制御情報を送信する間隔として、前記制御情報ごとに定められた送信間隔を取得する送信間隔取得部と、前記制御情報を送信する優先度として、前記送信間隔取得部により取得された前記送信間隔が短い前記制御情報ほど優先して送信することを示す優先度を算出する優先度算出部と、前記優先度算出部により算出された優先度に応じて前記制御情報を送信する送信部と、して機能させるためのプログラムである。

【0012】

本発明の一態様は、コンピュータを制御装置として機能させるためのプログラムであって、前記コンピュータを、複数の制御対象機器から送信される送信情報を受信する受信部と、前記受信部により受信された送信情報に応じて、前記送信情報を送信した前記制御対象機器を制御する制御情報を導出する制御情報導出部と、前記制御情報導出部により導出された前記制御情報を送信する間隔として、前記制御情報ごとに定められた送信間隔を取得する送信間隔取得部と、前記制御情報を送信するネットワークの帯域を取得する帯域取得部と、前記制御情報を送信する送信部と、して機能させ、前記送信部は、あるタイムスロットにおいて送信すべき一の前記制御情報を送信した場合の帯域が、前記帯域取得部により取得された帯域を超えるために一の前記制御情報を送信できないときに、一の前記制御情報の送信間隔より長い送信間隔の前記制御情報を次回以降のタイムスロットで送信することで、一の前記制御情報を送信するプログラムである。

【発明の効果】

【0013】

本発明により、よりリアルタイム性を担保可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】制御装置を含む通信システムの構成例を示す図である。

【図2】通信システムの他の接続例を示す図である。

【図3】通信システムの他の接続例を示す図である。

【図4】通信システムの他の接続例を示す図である。

【図5】第１実施形態における制御装置の構成例を示す図である。

【図6A】制御情報の送信間隔を示す送信間隔データベースである。

【図6B】制御情報の優先度を示す優先度データベースである。

【図7】送信タイミングと受信タイミングとを示す図である。

【図8】第１実施形態における制御装置の送信情報受信時の処理の流れを示すフローチャートである。

【図9】第１実施形態における転送サイクル到来時の処理の流れを示すフローチャートである。

【図10】第２実施形態における制御装置の構成例を示す図である。

【図11A】制御情報の送信間隔を示す送信間隔サイズデータベースである。

【図11B】制御情報の優先度を示す優先度データベースである。

【図12】送信する順序の変更例を示す図である。

【図13】第２実施形態における制御装置の送信情報受信時の処理の流れを示すフローチャートである。

【図14】第２実施形態における制御情報送信時の処理の流れを示すフローチャートである。

【図15】イーサネットフレームを示す図である。

【図16】遅延例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、実施形態における制御装置１００を含む通信システム１の構成例を示す図である。通信システム１は、制御装置１００、スイッチ３００、Ｎ個の制御対象機器２００－１、２００－２、２００－Ｎで構成される。制御対象機器２００－１、２００－２、２００－Ｎのそれぞれを特に区別しない場合には、制御対象機器２００と表現する。

【0016】

制御装置１００は、各制御対象機器２００から送信される送信情報を受信する。制御装置１００は、各制御対象機器２００から受信した送信情報にもとづいて制御対象機器２００ごとに制御情報を導出し、導出した制御情報を送信元の制御対象機器２００に送信する。スイッチ３００は、ネットワークスイッチである。制御対象機器２００は、ＩｏＴ（Internet Of Things）機器（例えばセンサ、モータ、インバータ、ロボット等の産業用機器）である。したがって、制御対象機器２００が送信する送信情報は、センサ値などを示す情報である。

【0017】

制御装置１００と制御対象機器２００との接続形態は、図１に示される接続形態に限るものではない。他の例を図２～図４を用いて説明する。図２は、制御装置１００と制御対象機器２００と１つ以上のスイッチ３００で接続する接続形態を示す図である。図３は、制御装置１００と制御対象機器２００とが異なる拠点に属する場合の接続形態を示す図である。Ａ拠点とＢ拠点は、イーサネットや光回線で接続する形態であってもよい。図３においても、複数のスイッチ３００で接続されていてもよい。図４は、制御装置１００と制御対象機器２００とが異なる拠点に属するとともに、拠点が複数ある場合の接続形態を示す図である。

【0018】

以上説明した各接続形態例において適用可能な実施形態について説明する。
（第１実施形態）
図５は、第１実施形態における制御装置１００の構成例を示す図である。制御装置１００は、受信部１０１、制御情報導出部１０２、送信間隔取得部１０３、優先度算出部１０４、送信部１０５、および記憶部１１０で構成される。

【0019】

受信部１０１は、複数の制御対象機器２００から送信される送信情報を受信する。受信した送信情報は、制御情報導出部１０２に出力される。制御情報導出部１０２は、受信部１０１により受信された送信情報に応じて、送信情報を送信した制御対象機器２００を制御する制御情報を導出する。送信間隔取得部１０３は、制御情報導出部１０２により導出された制御情報を送信する間隔として、制御情報ごとに定められた送信間隔を記憶部１１０から取得する。ここでの送信間隔とは、制御情報を送信する間隔であることから、制御情報を更新する間隔ともいえる。

【0020】

優先度算出部１０４は、制御情報を送信する優先度として、送信間隔取得部１０３により取得された送信間隔が短い制御情報ほど優先して送信することを示す優先度を算出する。優先度は、例えば１～６の６段階設けられ、段階が大きいほど優先度が高いことを示し、優先度が高いほど優先して送信されることを示す。算出された優先度は、記憶部１１０に記憶される。送信部１０５は、記憶部１１０を参照して、優先度算出部１０４により算出された優先度に応じて制御情報を送信する。

【0021】

図６Ａは、制御情報の送信間隔を示す送信間隔データベースである。送信間隔データベースは、制御情報の種別に対応する送信間隔を記憶するデータベースである。制御情報の種別とは、制御対象機器の種別などに対応し、制御情報を区別するために用いられる。送信間隔取得部１０３は、制御情報導出部１０２により導出された制御情報の種別に対応する送信間隔を取得する。図６Ａには、制御情報Ａ～Ｄが示され、送信間隔は、それぞれ１ｍｓ、２ｍｓ、４ｍｓ、１ｍｓであることが示されている。

【0022】

図６Ｂは、制御情報の優先度を示す優先度データベースである。優先度算出部１０４は、送信間隔取得部１０３により取得された送信間隔が短い制御情報ほど優先して送信することを示す優先度を算出する。図６Ｂは、一例として各制御情報のうち、制御情報Ａ、Ｂ、Ｃが制御装置１００において送信されている送信情報とした場合の優先度を示す。制御情報Ａ、Ｂ、Ｃの送信間隔は、それぞれ１ｍｓ、２ｍｓ、４ｍｓである。したがって制御情報Ａの優先度が最も高く、次いで制御情報Ｂの優先度が高く、制御情報Ｃの優先度が最も低い。したがって、優先度算出部１０４は、制御情報Ａの優先度を６とし、制御情報Ｂの優先度を５とし、制御情報Ａの優先度を４と算出する。こうした算出された優先度は、図６Ｂに示されるような優先度データベースとして記憶部１１０に記憶される。

【0023】

図７は、制御装置１００の制御情報の送信タイミングと、制御対象機器２００の制御情報の受信タイミングとを示す図である。図７では、図６Ｂに示した優先度の場合の送受信例を示している。

【0024】

図７に示されるように、送信部１０５は、送信間隔取得部１０３により取得された送信間隔のうち、最も長い間隔（制御情報Ｃの４ｍｓ）を送信サイクルとし、送信サイクルが到来するたびに優先度が高い制御情報から順（制御情報Ａ、Ｂ、Ｃの順）に制御情報を送信する。例えば、タイムスロットＡでは、制御情報Ａ、Ｂ、Ｃの順に送信される。また、タイムスロットＣにおいても、制御情報Ａ、Ｂの順に送信される。このように優先度が高い制御情報から順に送信することにより、優先度が高い制御情報ほど早く受信可能となり、また遅延が生じたとしても、従来技術と比較して時間的余裕があることから、よりリアルタイム性を担保可能となる。

【0025】

以上説明した第１実施形態における制御装置の処理の流れをフローチャートを用いて説明する。図８は、第１実施形態における制御装置の送信情報受信時の処理の流れを示すフローチャートである。図８において、受信部１０１は、送信情報を受信する（ステップＳ１０１）。制御情報導出部１０２は、受信された送信情報に応じて、送信情報を送信した制御対象機器２００を制御する制御情報を導出する（ステップＳ１０２）。送信間隔取得部１０３は、制御情報導出部１０２により導出された制御情報を送信する間隔として、制御情報ごとに定められた送信間隔を取得する（ステップＳ１０３）。

【0026】

優先度算出部１０４は、制御情報を送信する優先度として、送信間隔取得部１０３により取得された送信間隔をソートし（ステップＳ１０４）、送信間隔が短い制御情報ほど優先して送信することを示す優先度を算出する（ステップＳ１０５）。送信部１０５は、送信間隔取得部１０３により取得された送信間隔のうち、最も長い間隔を送信サイクルを記憶部１１０に記憶する（ステップＳ１０６）。

【0027】

図９は、第１実施形態における転送サイクル到来時の処理の流れを示すフローチャートである。転送サイクルが到来すると、送信部１０５は、優先度を取得する（ステップＳ２０１）。次いで送信部１０５は、図７に示したように、優先度が高い制御情報から順に制御情報を送信する。

【0028】

以上説明したように、送信間隔に応じて優先度を算出することにより、遅延が許容されない送信情報ほど優先して送信されるので、従来技術のように一律で優先度を定める場合と比較して、よりリアルタイム性を担保可能となる。

【0029】

（第２実施形態）
第２実施形態では、制御装置が制御情報を送信するネットワークの帯域に応じて送信する順序を変更する実施形態である。図１０は、第２実施形態における制御装置５００の構成例を示す図である。制御装置５００は、受信部５０１、制御情報導出部５０２、送信間隔取得部５０３、優先度算出部５０４、送信部５０５、帯域取得部５０６、および記憶部１１０で構成される。

【0030】

受信部５０１は、複数の制御対象機器２００から送信される送信情報を受信する。受信した送信情報は、制御情報導出部５０２に出力される。制御情報導出部５０２は、受信部５０１により受信された送信情報に応じて、送信情報を送信した制御対象機器２００を制御する制御情報を導出する。送信間隔取得部５０３は、制御情報導出部５０２により導出された制御情報を送信する間隔として、制御情報ごとに定められた送信間隔を記憶部５１０から取得する。ここでの送信間隔とは、制御情報を送信する間隔であることから、制御情報を更新する間隔ともいえる。

【0031】

優先度算出部５０４は、制御情報を送信する優先度として、送信間隔取得部５０３により取得された送信間隔が短い制御情報ほど優先して送信することを示す優先度を算出する。優先度は、例えば１～６の６段階設けられ、大きいほど優先して送信されることを示す。算出された優先度は、記憶部５１０に記憶される。送信部５０５は、記憶部５１０を参照して、優先度算出部５０４により算出された優先度に応じて制御情報を送信する。

【0032】

帯域取得部５０６は、制御情報を送信するネットワークの帯域（ｂｐｓ）を取得する。帯域取得部５０６の取得方法として、例えば以下の方法が挙げられる。まず、ネットワークを流れてくるパケットをスニッフィングする方法である。または、ＯＬＴ（Optical Line Terminal）のような通信装置から帯域を取得する方法である。さらに、制御装置５００に配下の通信装置があれば、この通信装置からゲートレポートのような形で帯域を取得する方法である。取得方法は、これらの方法に限るものではない。取得された帯域は、送信部５０５に出力される。なお、帯域が狭くなるケースとして、制御対象機器２００の増加が挙げられる。

【0033】

図１１Ａは、制御情報の送信間隔およびサイズを示す送信間隔サイズデータベースである。送信間隔サイズデータベースは、制御情報の種別に対応する送信間隔とサイズとを記憶するデータベースである。制御情報の種別とは、制御対象機器の種別などに対応し、制御情報を区別するために用いられる。送信間隔取得部５０３は、制御情報導出部５０２により導出された制御情報の種別に対応する送信間隔を取得する。図１１Ａには、制御情報Ｗ～Ｚが示され、送信間隔は、それぞれ１ｍｓ、４ｍｓ、２ｍｓ、１ｍｓであることが示されている。また、制御情報Ｗ～Ｚのサイズは、それぞれｗバイト、ｘバイト、ｙバイト、ｚバイトであることが示されている。

【0034】

図１１Ｂは、制御情報の優先度を示す優先度データベースである。優先度算出部５０４は、送信間隔取得部５０３により取得された送信間隔が短い制御情報ほど優先して送信することを示す優先度を算出する。図１１Ｂは、一例として各制御情報のうち、制御情報Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚが制御装置５００において送信されている送信情報とした場合の優先度を示す。制御情報Ｗ～Ｚが示され、送信間隔は、それぞれ１ｍｓ、４ｍｓ、２ｍｓ、１ｍｓである。

【0035】

したがって、制御情報Ｗ、Ｚの優先度が最も高く、次いで制御情報Ｙの優先度が高く、制御情報Ｘの優先度が最も低い。よって、優先度算出部１０４は、制御情報Ｗ、Ｚの優先度を６とし、制御情報Ｙの優先度を５とし、制御情報Ｘの優先度を４と算出する。こうした算出された優先度は、図１１Ｂに示されるような優先度データベースとして記憶部１１０に記憶される。

【0036】

図１２は、送信する順序の変更例を示す図である。図１２は、制御装置５００の制御情報の変更前の送信タイミングと、変更後のタイミングとを示す図である。図１２では、図１１Ｂに示した優先度の場合の送信例を示している。

【0037】

図１２に示されるように、変更前のタイムスロットＡにおいて、制御情報Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚの順に送信した場合、送信可能な帯域を超えてしまい、制御情報Ｚが時間内に送信できない。そこで送信部５０５は、制御情報Ｚよりも優先度が低い制御情報Ｘを、次回以降のタイムスロットで送信する。変更後のタイミングに示されるように、制御情報Ｘは、次回のタイムスロットＢで送信される。このようにすることで、制御装置５００は、制御情報Ｚを時間内に送信することができる。

【0038】

このように、送信部５０５は、あるタイムスロットにおいて送信すべき一の制御情報（図１２では制御情報Ｚ）を送信した場合の帯域が、帯域取得部５０６により取得された帯域を超えるために一の制御情報を送信できないときに、一の制御情報の送信間隔より長い送信間隔の制御情報（図１２では制御情報Ｘ）を次回以降のタイムスロットで送信することで、一の制御情報を送信する。また、送信部５０５は、一の制御情報の送信間隔より長い送信間隔の制御情報を、一の前記制御情報の優先度よりも優先度が低い制御情報とする。

【0039】

なお、図１２の例では、優先度が最も低い制御情報を次回以降のタイムスロットで送信したが、必ずしも最も低い制御情報でなくてもよい。例えば、制御情報Ｙが次回以降のタイムスロットで送信可能であれば、制御情報Ｘに代えて、制御情報Ｙを次回以降のタイムスロットで送信してもよい。

【0040】

このように優先度が低い制御情報を次回以降のタイムスロットで送信することにより、帯域が狭くなったとして優先度が高い制御情報を送信可能となることから、よりリアルタイム性を担保可能となる。

【0041】

以上説明した第２実施形態における制御装置の処理の流れをフローチャートを用いて説明する。図１３は、第２実施形態における制御装置の送信情報受信時の処理の流れを示すフローチャートである。図１３において、受信部５０１は、送信情報を受信する（ステップＳ３０１）。制御情報導出部５０２は、受信された送信情報に応じて、送信情報を送信した制御対象機器２００を制御する制御情報を導出する（ステップＳ３０２）。送信間隔取得部５０３は、制御情報導出部５０２により導出された制御情報を送信する間隔として、制御情報ごとに定められた送信間隔を取得する（ステップＳ３０３）。

【0042】

優先度算出部５０４は、制御情報を送信する優先度として、送信間隔取得部５０３により取得された送信間隔をソートし（ステップＳ３０４）、送信間隔が短い制御情報ほど優先して送信することを示す優先度を算出する（ステップＳ３０５）。

【0043】

図１４は、第２実施形態における制御情報送信時の処理の流れを示すフローチャートである。図１４において、帯域取得部５０６は、制御情報を送信するネットワークの帯域を取得する（ステップＳ４０１）。次いで、送信部５０５は、サイズを取得する（ステップＳ４０２）。ここで、サイズとは、送信しようとする制御情報のサイズの総和である。図１２における変更前のタイムスロットＡを例にすると、制御情報Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚのサイズの総和（ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ）である。

【0044】

送信部５０５は、サイズが帯域を超えるか否かを判定する（ステップＳ４０３）。ここでは、図１２における変更前のタイムスロットＡを例にし、帯域取得部５０６により取得された帯域をＰ（ｂｐｓ）すると、送信部５０５は、バイトをビットに変換した総和８×（ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ）＞Ｐか否かを判定する。

【0045】

サイズが帯域を超えない場合には（ステップＳ４０３：ＮＯ）、送信部５０５は、そのまま制御情報を送信する（ステップＳ４０６）。一方、サイズが帯域を超えない場合には（ステップＳ４０３：ＮＯ）、送信部５０５は、優先度が送信する制御情報の中で、優先度が低い制御情報を、今回送信する制御情報から除外する（ステップＳ４０４）。送信部５０５は、除外された制御情報を次回以降のタイムスロットで送信することに決定する（ステップＳ４０５）。送信部５０５は、除外された制御情報以外の制御情報を送信する（ステップＳ４０６）。

【0046】

上記ステップＳ４０４で除外される制御情報の数は、１つに限に限らず、今回のタイムスロットで送信すべき制御情報が送信可能となるまで優先度の低い制御情報が除外される。また、除外可能な制御情報が存在しない場合には、送信部５０５は、優先度が高い制御情報からから順に制御情報を送信する。

【0047】

以上説明したように、優先度が低い制御情報を次回以降のタイムスロットで送信することにより、帯域が狭くなったとして優先度が高い制御情報を送信可能となることから、よりリアルタイム性を担保可能となる。

【0048】

制御装置１００、５００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサーとメモリーとを用いて構成されてもよい。この場合、受信部１０１、５０１、制御情報導出部１０２、５０２、送信間隔取得部１０３、５０３、優先度算出部１０４、５０４、送信部１０５、５０５、および帯域取得部５０６は、プロセッサーがプログラムを実行することによって、受信部１０１、５０１、制御情報導出部１０２、５０２、送信間隔取得部１０３、５０３、優先度算出部１０４、５０４、送信部１０５、５０５、および帯域取得部５０６として機能する。なお、受信部１０１、５０１、制御情報導出部１０２、５０２、送信間隔取得部１０３、５０３、優先度算出部１０４、５０４、送信部１０５、５０５、および帯域取得部５０６の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されても良い。上記のプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されても良い。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ、半導体記憶装置（例えばＳＳＤ：Solid State Drive）等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスクや半導体記憶装置等の記憶装置である。上記のプログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。

【0049】

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

【産業上の利用可能性】

【0050】

本発明は、制御対象機器とリアルタイム性を担保させながら通信する制御装置に適用可能である。

【符号の説明】

【0051】

１ 通信システム
１００、５００ 制御装置
１０１ 受信部
１０２ 制御情報導出部
１０３ 送信間隔取得部
１０４ 優先度算出部
１０５ 送信部
１１０ 記憶部
２００、２００－１、２００－２、２００－Ｎ 制御対象機器
３００ スイッチ
５０１ 受信部
５０２ 制御情報導出部
５０３ 送信間隔取得部
５０４ 優先度算出部
５０５ 送信部
５０６ 帯域取得部
５１０ 記憶部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】