特許 7739653 制御用通信システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-09-05

(45)【発行日】2025-09-16

(54)【発明の名称】制御用通信システム

(51)【国際特許分類】

   H04L 47/35 20220101AFI20250908BHJP

   H04L 12/28 20060101ALI20250908BHJP

【ＦＩ】

H04L47/35

H04L12/28 100F

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2025508502

(86)(22)【出願日】2023-12-19

(86)【国際出願番号】 JP2023045492

【審査請求日】2025-02-13

(73)【特許権者】

【識別番号】501387839

【氏名又は名称】株式会社日立ハイテク

(74)【代理人】

【識別番号】110002066

【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】丸山 龍也

(72)【発明者】

【氏名】北村 純一

(72)【発明者】

【氏名】山本 浩一

(72)【発明者】

【氏名】菅谷 祐二

【審査官】宮島 郁美

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－２９７９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２１／０７９５９９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／２３００６３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｌ１２／００－１３／１８，４１／００－６９／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

制御用データを含んだパケットを送信する通信部を有する制御用通信装置と、
前記通信部に含まれる通信ポートと通信可能に接続され、受信した前記パケットに沿って動作する複数のデバイスと、
を有する制御用通信システムであって、
前記パケットは、前記制御用データが選択されて配置されたパケットデータ領域を含み、前記通信部から、前記通信部に接続された前記デバイスに送信され、
前記制御用通信装置は、
前記制御用データの送受信に関わる通信制御情報に基づいて前記制御用データを生成し、
前記デバイスと前記制御用データとの対応関係を保持し、
前記デバイスの状態変更時は、前記対応関係に基づいて、前記デバイスに関わる前記通信制御情報を変更する、
制御用通信システム。

【請求項2】

前記制御用データは、前記制御用通信システムにおいて共有される仮想領域へのアクセス内容を含む、
請求項１に記載の制御用通信システム。

【請求項3】

前記通信制御情報は、前記制御用データに含まれる検証パラメータを、前記制御用通信装置の前記通信部で受信した際の期待値を含み、
前記検証パラメータは、前記制御用データを処理する前記デバイスの数に基づいて決定される、
請求項１に記載の制御用通信システム。

【請求項4】

前記通信制御情報は、前記仮想領域のアドレスを含む、
請求項２に記載の制御用通信システム。

【請求項5】

前記通信制御情報は、前記制御用データのサイズを含む、
請求項１に記載の制御用通信システム。

【請求項6】

前記対応関係は、前記デバイスと当該デバイスのアドレス空間が割り当てられた前記仮想領域との対応、または前記制御用データと当該制御用データがアクセスする前記仮想領域との対応のいずれか、または両方を含む、
請求項２に記載の制御用通信システム。

【請求項7】

前記制御用通信装置は、前記期待値と、前記制御用データを受信した際の前記検証パラメータの値とが不一致だった場合に、当該制御用データを含むパケットを再送する、
請求項３に記載の制御用通信システム。

【請求項8】

前記制御用通信装置は、前記通信部を複数有し、
前記制御用通信装置は、前記パケットを受信した際に、前記パケットを受信した前記通信部に対して設定された前記期待値と、前記パケットに含まれる前記制御用データの前記検証パラメータの値とに基づいて、前記デバイスとの通信経路の異常の有無の判定、前記通信経路に隣接する前記デバイスの特定、前記複数の通信部のいずれかからの当該制御用データを含むパケットの再送、の少なくともいずれかを実行する、
請求項３に記載の制御用通信システム。

【請求項9】

前記通信制御情報は、前記デバイスの総数を含み、
前記制御用通信装置は、前記パケットを受信した際に、前記パケットに含まれる前記制御用データの前記検証パラメータの値が前記総数と等しい場合に当該制御用データを含むパケットを再送しない、
請求項８に記載の制御用通信システム。

【請求項10】

第一の前記デバイスが隣接する第二の前記デバイスとの通信経路で異常が生じた際の通信遅延補正情報を前記制御用通信システムの構成に基づいて決定し、
異なる前記制御用通信システムの構成に応じた前記通信遅延補正情報を、それぞれ異なる前記仮想領域に格納し、
前記対応関係は、前記デバイスと、前記制御用通信システムの構成に応じた前記通信遅延補正情報を格納した前記仮想領域のアドレスとの対応を含み、
前記通信制御情報は、前記通信遅延補正情報を格納した前記仮想領域のアドレスを含み、
前記制御用通信装置は、前記制御用通信システムの構成変更時は、前記対応関係に基づいて、前記制御用データに含めるアドレスを、前記制御用通信システムの構成に応じた前記通信遅延補正情報を格納した前記仮想領域のアドレスに変更する、
請求項４に記載の制御用通信システム。

【請求項11】

前記制御用通信システムに対して変更対象となる前記デバイスのアドレス空間を前記仮想領域上に集約して割り当てる、
請求項４に記載の制御用通信システム。

【請求項12】

前記制御用通信装置は、前記デバイスの状態を変更する間、前記パケットを受信した際の前記検証パラメータに基づく処理を無効化する期間を設ける、
請求項７または請求項８に記載の制御用通信システム。

【請求項13】

前記対応関係は、前記制御用通信システムの稼働時にとり得る最大構成での前記デバイスと、前記制御用データとの対応関係を有する、
請求項１に記載の制御用通信システム。

【請求項14】

前記対応関係は、前記デバイスの接続順を含み、
前記制御用通信装置は、前記デバイスの状態変更時には、前記対応関係に基づいて前記デバイスの接続順を検証する、
請求項１に記載の制御用通信システム。

【請求項15】

前記制御用通信装置は、前記通信部を複数有し、
前記通信制御情報は、前記通信部ごとに定義される、
請求項１に記載の制御用通信システム。

【請求項16】

前記制御用通信システムにおけるシステム構成の変更要因と、状態変更の対象となる前記デバイスとが対応付けられる、
請求項１に記載の制御用通信システム。

【請求項17】

前記制御用通信装置は、前記制御用通信システムにおけるシステム構成の変更を検知するための前記制御用データを定期的に送信し、前記制御用通信システムにおけるシステム構成の変更を自動で検知する、
請求項１６に記載の制御用通信システム。

【請求項18】

前記対応関係は、前記複数のデバイスをひと纏めのグルーブとして前記制御用データに対応付ける、
請求項１に記載の制御用通信システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制御用通信システムに関し、例えば、制御用通信システムで行われる制御用通信の設定方法の技術に関する。

【背景技術】

【0002】

社会インフラを支える制御システムは、例えば、センサ、コントローラ、アクチュエータで構成される。このような制御システムでは、物理対象の状態をセンサが取得してコントローラに入力し、コントローラがアクチュエータに指示するための制御指令値を演算し、その指令値に基づいてアクチュエータが物理対象に働きかける。制御システムは、例えば、このような一連の処理を周期的に繰り返すことで所望の制御を実行する。

【0003】

このような制御システムとして、工場などのＦａｃｔｏｒｙ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ（ＦＡ）、化学プラント等におけるＰｒｏｃｅｓｓ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ（ＰＡ）、半導体製造装置、半導体検査装置が例示される。さらには、医用機器、分散制御システム（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ）、電力系統の制御システムや発電プラント、上下水処理システム、鉄鋼制御システムなどが例示される。

【0004】

こうした中、特許文献１には、複数のノードを含むネットワークの通信状態に応じてフレームを再構成する通信制御装置が示される。具体的には、生産装置（部品装着機１）が生産（装着処理）を休止し、メンテナンスの実行中にフレームを再構成する場合に、通信制御装置は、データフィールドの全域を対象フィールドとし、対象フィールドを複数のノードごとに再配分することにより各データ区画の比率を変更してフレームを再構成する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】国際公開第２０１８／１０５０４７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

例えば、大規模な制御システムや複雑な制御システムでは、複数のセンサ、コントローラ、アクチュエータがネットワークを介して接続される。このようなネットワークでは、制御システムの要件である時間的制約（例えば、最悪遅延）、コスト、信頼性、適用分野特有の要件を満足すべく、制御ネットワークとしての技術が進展している。特に、制御システムを構成する制御ネットワークに対しては、制御システムの大規模化や高度化、あるいは昨今の産業用ＩｏＴの進展に牽引されて、通信の高速化、制御通信周期の短縮、通信量の大容量化等が求められている。

【0007】

このようなニーズに対応する方法として、制御ネットワークにＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）を導入することにより、通信大容量化が図られている。加えて、制御システム稼働後において、制御システムへの要求の変化や継続的な制御システムの性能改善に向け、システム構成の変化が求められる場合がある。これは、新規に通信制御装置を追加する場合もあれば、単独の通信制御装置の性能向上によって、通信制御装置を削減し、運用コストの低減を図る場合もあり得る。

【0008】

システム構成の変化が求められる場合は、これに限らず、例えば、制御システムを保守する場合に一時的に一部または全ての通信制御装置を停止する場合や、保守用の通信制御装置を制御システムに追加する場合がありえる。制御システムによっては、一部の通信制御装置を停止する場合であっても、それ以外の通信制御装置は継続して通信を確立しておく必要がある。

【0009】

このような背景を踏まえ、通信性能の向上と、システム構成の変化の両方の要求に対応する技術が求められる。しかしながら、通信性能の向上とシステム構成の変化への対応の両立に課題がある。例えば、システム構成の変化に対応するためには、通常、個々の通信制御装置が識別され、通信の単位は通信制御装置ごととなる。しかしながら、このような通信方式では、通信制御装置の数だけ通信データが必要となり、通信データに付属するオーバーヘッドによって通信遅延の増加や通信帯域利用効率の低下など、通信性能が低下する。

【0010】

例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔフレームにおいては、アプリケーション向けの通信データに加えて、ヘッダやＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）、ＩＦＧ（Ｉｎｔｅｒ Ｆｒａｍｅ Ｇａｐ）の通信が必要となる。これらは、通信には必要であるが、アプリケーション向けの有効データを含まないという意味ではオーバーヘッドである。

【0011】

本発明は、主に、以上のような課題を解決することを目的とする。

【0012】

本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明は、上記課題を解決するために、制御用データを含んだパケットを送信する通信部を有する制御用通信装置と、通信部に含まれる通信ポートと通信可能に接続され、受信したパケットに沿って動作する複数のデバイスと、を有する。パケットは、制御用データが選択されて配置されたパケットデータ領域を含み、通信部から、通信部に接続されたデバイスに送信される。制御用通信装置は、制御用データの送受信に関わる通信制御情報に基づいて制御用データを生成し、デバイスと制御用データとの対応関係を保持し、デバイスの状態変更時は、当該対応関係に基づいて、デバイスに関わる通信制御情報を変更する。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、通信性能を向上させながら、制御システムへの要求に応じてシステム構成を変更可能な、システム可変性に優れた制御システムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、第１の実施の形態による制御用通信システムの構成例を示す概略図である。

【図2】図１における制御装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。

【図3】図１における制御装置の機能構成例を示す機能ブロック図である。

【図4】図１における制御ネットワーク上を伝送するＥｔｈｅｒＣＡＴフレームの構成例を示す図である。

【図5】図１における制御対象装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。

【図6】図５における制御対象装置用通信制御ＩＣの機能構成例を示すブロック図である。

【図7】図１における制御システム構成装置の機能構成例を示すブロック図である。

【図8】図７に示した制御システム構成装置が有する各機能部の動作手順の一例を示すフローチャートである。

【図9A】図８に示される動作手順の具体例を示す図である。

【図9B】図８に示される動作手順の具体例を示す図である。

【図9C】図８に示される動作手順の具体例を示す図である。

【図9D】図８に示される動作手順の具体例を示す図である。

【図10】図３に示される制御装置において、送信処理の実行手順の一例を示すフローチャートである。

【図11】図３に示される制御装置において、受信処理の実行手順の一例を示すフローチャートである。

【図12】図３における異常判定部による異常判定処理と、再送部による異常対応処理の実行手順の一例を示すフローチャートである。

【図13】図３における制御対象装置選択部、データグラム生成情報変更部、制御システム構成情報記憶部によるシステム構成変更時の実行手順の一例を示すフローチャートである。

【図14A】図１３に示される実行手順の具体例を示す図である。

【図14B】図１３に示される実行手順の具体例を示す図である。

【図14C】図１３に示される実行手順の具体例を示す図である。

【図14D】図１３に示される実行手順の具体例を示す図である。

【図15】第２の実施の形態による制御用通信システムにおいて、図１における制御装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。

【図16】図１５における制御装置の機能構成例を示す機能ブロック図である。

【図17】図１６における異常判定部による異常判定処理と、再送部および冗長経路制御部による異常対応処理の実行手順の一例を示すフローチャートである。

【図18A】第２の実施の形態による制御用通信システムにおいて、冗長化経路を用いた通信方式の一例を説明する概略図である。

【図18B】第２の実施の形態による制御用通信システムにおいて、冗長化経路を用いた通信方式の一例を説明する概略図である。

【図19A】第２の実施の形態による制御用通信システムにおいて、冗長化経路を用いた別の通信方式の一例を説明する概略図である。

【図19B】第２の実施の形態による制御用通信システムにおいて、冗長化経路を用いた別の通信方式の一例を説明する概略図である。

【図20】図１８に示す複製方式において、複数箇所の経路異常または制御対象装置の障害が発生した場合の通信経路の一例を示す図である。

【図21】図１９に示す転送方式において、複数箇所の経路異常または制御対象装置の障害が発生した場合の通信経路の一例を示す図である。

【図22A】図１８に示す複製方式において、制御装置に隣接する通信経路に異常が発生した場合の通信経路の一例を示す図である。

【図22B】図１９に示す転送方式において、制御装置に隣接する通信経路に異常が発生した場合の通信経路の一例を示す図である。

【図23】第３の実施の形態による制御用通信システムの前提として、経路冗長化を適用した上で、複数の制御対象装置に対して、同じ論理アドレスを割り当ててリードする場合の動作例を示す概略図である。

【図24A】図２３に示す論理アドレスの仕組みを利用して、システム構成の変更に対応する方式の一例を説明する概略図である。

【図24B】図２３に示す論理アドレスの仕組みを利用して、システム構成の変更に対応する方式の一例を説明する概略図である。

【図24C】図２３に示す論理アドレスの仕組みを利用して、システム構成の変更に対応する方式の一例を説明する概略図である。

【図25A】図１４Ｂを変更した具体例を示す図である。

【図25B】図１４Ｃを変更した具体例を示す図である。

【図25C】図１４Ｄを変更した具体例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、同一あるいは同様の機能を有する構成要素が複数ある場合には、同一の符号に異なる添字を付して説明する場合がある。例えば、ある一つの構成要素の符号を“１”として、複数の構成要素を“１ａ”，“１ｂ”等で区別する場合がある。これらの複数の構成要素を区別する必要がない場合には、添字を省略して説明する場合もある。

【0017】

（第１の実施の形態）
＜システム例＞
図１は、第１の実施の形態による制御用通信システムの構成例を示す概略図である。図１に示される制御用通信システムは、制御システム１２３と、制御システム構成装置１２４と、制御システム管理装置１２５とを備える。制御システム１２３は、制御装置１２０、言い換えれば制御用通信装置、制御対象装置１２１、および制御ネットワーク１２２で構成される。制御システム１２３として、半導体製造装置、半導体検査装置、臨床検査用装置などの医用機器、ＦＡ（Ｆａｃｔｏｒｙ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）、ＰＡ（Ｐｒｏｃｅｓｓ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）向けのＤＣＳ等の制御システムが例示される。

【0018】

さらには、制御システム１２３として、無線網を介した遠隔制御システム、電力分野の監視制御・保護制御システム、産業用機器、車載システム、建設機械や鉄道車両内の制御システム、鉄道地上信号システム、航空機内の制御システムなどが例示される。あるいは、制御システム１２３は、装置の構成要素であってもよい。例えば、制御システム１２３は、半導体製造装置であるエッチング装置やスパッタリング装置のチャンバや、ＦＡシステムの製造ラインや、ＤＣＳを構成する装置や、車載システムや、航空制御システムなどにおける部分要素であってもよい。

【0019】

制御装置１２０は、制御ネットワーク１２２を介して、制御対象装置１２１と通信し、制御する。制御装置１２０は、センサやアクチュエータといった制御対象装置１２１に対して、通信パケットを送受信する。これにより、制御装置１２０は、制御対象装置１２１を制御するための制御指令値の伝送や、または、制御対象装置１２１の計測値、センサ情報の取得や、あるいは、制御対象装置１２１に対する各種設定などを実行する。

【0020】

制御装置１２０は、半導体製造装置や半導体検査装置内のコントローラや、ＤＣＳ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ）の中央制御装置や、電力系統の保護制御装置のように、各制御システム内のサンプリングデータや、制御指令、状態信号などをやりとりすることが例示される。この際に、制御装置１２０は、同一制御システム内の複数のデータをパケット内に格納してもよい。また、制御装置１２０は、ソフトウェア仮想化技術やソフトウェアコンテナ技術をサポートし、アプリケーションまたはＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を仮想化してコンテナとして管理できるように構成されてもよい。

【0021】

制御装置１２０として、専用コントローラ、産業用パソコン、制御用計算機、ＤＣＳコントローラ、ＭＥＣ（Ｍｕｌｔｉ－ａｃｃｅｓｓ Ｅｄｇｅ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）装置、コンピュータクラウドやサーバ、ＳＣＡＤＡ（Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）サーバが例示される。さらには、制御装置１２０として、ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、ＩＥＤ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、保護制御装置、クラウド、サーバなどが例示される。

【0022】

制御対象装置１２１は、センサやアクチュエータと言った機器であり、制御ネットワーク１２２を介して、制御装置１２０から受信した制御指令に応じた制御や、各種設定を実行する。また、制御対象装置１２１は、機器の状態や情報を取得して、制御ネットワーク１２２を介して制御装置１２０へ送信する。制御対象装置１２１は、センサのように情報を入力する機能のみ備えてもよいし、アクチュエータのように情報を出力する機能のみ備えてもよいし、入力と出力の両方の機能を兼ね備えてもよい。

【0023】

制御対象装置１２１として、移動ロボット、ヒューマノイドロボット、ロボットアーム等の産業用ロボットが例示される。また、制御対象装置１２１として、ＡＧＶ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）、ＡＭＲ（Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｍｏｂｉｌｅ Ｒｏｂｏｔ）、自律移動体、遠隔操作移動体（Autonomous mobile object or remote-controlled mobile object）が例示される。また、制御対象装置１２１として、チップマウンタ、工作機械テーブル、加工装置、工作機械、半導体製造装置、半導体検査装置、臨床検査用装置などの医用機器、または、製造装置内のモータ、インバータ、サーボアンプ、サーボモータが例示される。

【0024】

あるいは、制御対象装置１２１として、遮断器、断路器といった電力機器や、各種センサ（エンコーダ、温度センサ、圧力センサ等）が例示される。さらには、制御対象装置１２１として、専用コントローラ、産業用パソコン、制御用計算機、ＤＣＳコントローラ、ＳＣＡＤＡ装置、ＰＬＣや、無線通信インターフェースを備えたスマートフォンまたは通信装置や、ＩＥＤ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）や、ＭＵ（Ｍｅｒｇｉｎｇ Ｕｎｉｔ）や、保護制御装置などが例示される。

【0025】

制御ネットワーク１２２は、制御装置１２０と、１以上の制御対象装置１２１とを接続するネットワークである。制御ネットワーク１２２として、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）、ＩＥＣ６１７８４、ＴＳＮ（Ｔｉｍｅ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ）といったＩＥＥＥ ８０２．３（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標））をベースとしたネットワークが例示される。ＩＥＥＥ ８０２．３に関しては、１００Ｍｂｐｓ、１Ｇｂｐｓ、マルチギガビットイーサネット、１０Ｇｂｐｓなどの通信速度に対応した規格や、ジャンボフレームの利用が例示される。

【0026】

また、制御ネットワーク１２２として、５Ｇ、６Ｇや４Ｇといった無線網におけるコアネットワーク、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ：登録商標)、ＲＳ－２３２Ｃ、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ：登録商標）といった各種有線ネットワークが例示される。さらには、制御ネットワーク１２２として、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）といった各種無線ネットワークが例示される。

【0027】

また、プロトコルスタックにおける上位プロトコルとして、ＯＰＣ ＵＡ（Ｕｎｉｆｉｅｄ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）、ＤＤＳ（Ｄａｔａ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｓｅｒｖｉｃｅ）、サービスベースのインターフェースＳＢＩ（Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｂａｓｅｄ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）に基づく通信プロトコルが例示される。また、上位プロトコルとして、ＲＥＳＴ ＡＰＩ、ＨＴＴＰ／２、ＯｐｅｎＡＰＩ、ＪＳＯＮ（ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ Ｏｂｊｅｃｔ Ｎｏｔａｔｉｏｎ）データ、ＩＥＣ６１８５０等が例示される。あるいは、以上のプロトコルは、階層化されていてもよい。例えば、ＴＳＮ上でデータ領域の内容はＯＰＣ ＵＡ規格を適用することが例示される。

【0028】

明細書では、制御ネットワーク１２２として、ＥｔｈｅｒＣＡＴを用いる場合を例として説明する。ＥｔｈｅｒＣＡＴのネットワークは、以下の（１）－（３）の特徴を有する。
（１）マスタと呼ばれる制御装置１２０は、スレーブと呼ばれる単数または複数の制御対象装置（単にデバイスとも呼ぶ）１２１に接続される。制御装置１２０から送出される制御用パケット、詳細には制御用パケットを含む通信フレームは、１台以上の制御対象装置１２１を順に廻り、制御装置１２０へと戻ってくる。トポロジは、ライン型、リング型、スター型などが例示される。必要に応じて、ＥｔｈｅｒＣＡＴに適応した中継装置を用いる。
（２）１つの制御用パケットには、複数台の制御対象装置１２１それぞれへの制御用データ、詳細にはデータグラムを含めてもよい。これにより、制御装置１２０は、複数台の制御対象装置１２１それぞれに対して個別にパケットの送受信をするよりも、少ない数のパケットを送受信するだけで済む。
（３）制御用パケットは、複数台の制御対象装置１２１それぞれへのアクセス内容を表す制御用コマンドを含む。制御用パケットは、制御装置１２０から送出されると、ネットワークの接続順にしたがって各制御対象装置１２１へと順に転送された後、送出元の制御装置１２０へと戻る。

【0029】

制御システム構成装置１２４は、制御システム１２３の構成を設定する装置であり、例えば、コンフィギュレータとも呼ばれる。設定には、例えば、制御装置１２０や制御対象装置１２１のパラメータや動作モードの設定が含まれる。あるいは、設定には、制御対象装置１２１を論理アドレス、言い換えれば仮想領域にマッピングする際のアドレス割り当てや、そのような論理アドレスの設定に関わる制御対象装置１２１の設定が含まれる。

【0030】

このような設定に際し、設定するためのデータグラムを制御システム構成装置１２４で決定し、決定した情報を制御装置１２０に転送し、制御装置１２０が制御対象装置１２１に送信してもよい。これらは、ＥｔｈｅｒＣＡＴにおけるＥｔｈｅｒＣＡＴ Ｓｌａｖｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ（ＥＳＩ）、ＥｔｈｅｒＣＡＴ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ（ＥＮＩ）の生成、編集、管理として実行されてもよい。

【0031】

このように制御システム構成装置１２４を制御システム１２３の設定として用いる場合は、制御システム１２３を稼働させているオンライン状態での設定だけでなく、制御システム１２３を稼働させる前のオフライン状態での設定が行われもよい。このような場合、制御システム構成装置１２４と制御装置１２０、あるいは制御システム構成装置１２４と制御対象装置１２１の接続は、設定の間のみでもよい。あるいは、制御システム構成装置１２４は、制御装置１２０を介さず、制御対象装置１２１と直接接続してもよい。

【0032】

なお、ここで言う接続は、制御ネットワーク１２２やネットワークケーブルによる物理的な接続だけではなく、通信プロトコル、設定のためのソフトウェアといった論理的な接続も含む。このような接続としては、ＵＳＢケーブルや、ＪＴＡＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｔｅｓｔ Ａｃｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ）仕様に基づく接続、無線ＬＡＮなどの無線通信による接続等が例示される。

【0033】

また、制御システム構成装置１２４は、制御システム１２３、制御装置１２０、または制御対象装置１２１と物理的に接続せず、取り外し可能な外部記憶媒体に、出力や生成物を記憶してもよい。この場合、その外部記憶媒体を制御装置１２０や制御対象装置１２１といった対象装置に取り付けることで、該出力や生成物が伝達される。このような外部記憶媒体として、ＵＳＢメモリ、ＣＤ、ＤＶＤ、ブルーレイ（登録商標）、コンパクトフラッシュ、フロッピーディスク（ＦＤ）等の利用が例示される。

【0034】

制御システム構成装置１２４として、制御装置１２０と同様の実装が例示し得る。制御システム構成装置１２４は、制御ネットワーク１２２を介して制御装置１２０と接続してもよいし、制御ネットワーク１２２とは独立したネットワークで制御装置１２０と接続してもよい。

【0035】

制御システム管理装置１２５は、制御装置１２０と接続して、制御装置１２０を制御、管理する装置である。制御システム管理装置１２５は、例えば、制御装置１２０が制御を実行するために必要な制御パラメータや制御ポリシーを設定、取得する。また、制御システム管理装置１２５は、制御装置１２０に対して、時間分解能の観点から機能分割し得る。すなわち、制御装置１２０が実行する制御周期に対して、制御システム管理装置１２５は、相対的に長い制御周期で制御装置１２０の制御パラメータ、目標値等を制御し得る。別の側面では、制御装置１２０が自動制御を実行する一方で、制御システム管理装置１２５は、システムオペレータによる手動制御が実行され得る。

【0036】

制御システム管理装置１２５として、制御装置１２０と同様の実装が例示し得る。制御システム管理装置１２５は、制御ネットワーク１２２を介して制御装置１２０と接続してもよいし、制御ネットワーク１２２とは独立したネットワークで制御装置１２０と接続してもよい。

【0037】

なお、制御システムとして、図１で制御システム１２３として例示したシステムに加え、制御ネットワーク１２２を介して収集した情報をもとに、クラウドや制御システム管理装置１２５上で人工知能等を用いて解析し、制御システムの性能向上や予防保全などの診断技術の適用を図るＩｏＴシステムなどを加えた形態が例示される。これらの形態は、制御システム１２３と上位システムとの接続に５Ｇなどの無線や公衆網による接続形態を含み得る。

【0038】

＜制御装置１２０のハードウェア構成＞
図２は、図１における制御装置１２０のハードウェア構成例を示すブロック図である。図２において、プロセッサの一例であるＣＰＵ１０１は、プログラム、またはソフトウェアを不揮発性記憶媒体１０５からメモリ１０４に転送して実行する。実行処理プログラムとしては、オペレーティングシステム（以下、ＯＳと称す）やＯＳ上で動作するアプリケーションプログラムが例示される。ＣＰＵ１０１上は、このようなプログラムに基づいて、通信制御ＩＣ１０２に対する動作設定や、通信制御ＩＣ１０２における状態情報の取得などを実行する。

【0039】

通信制御ＩＣ１０２は、ソフトウェアに基づき動作するＣＰＵ１０１から送信要求、送信データを受け取り、ＰＨＹ１０３を用いて制御ネットワーク１２２に対して送信する。また、通信制御ＩＣ１０２は、制御ネットワーク１２２からＰＨＹ１０３を介して受信したデータを、バス１０６を介してＣＰＵ１０１、メモリ１０４、不揮発性記憶媒体１０５へ転送する。

【0040】

通信制御ＩＣ１０２の実装例としては、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、ＣＰＬＤ（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ゲートアレイ等のＩＣが例示される。あるいは、通信制御ＩＣ１０２は、ＣＰＵ１０１と一体化して構成されてもよい。

【0041】

また、通信制御ＩＣ１０２を、ＭＡＣ層、ＰＨＹ層を含めたＩＥＥＥ ８０２．３通信デバイスとして構成してもよいし、ＰＨＹ機能、すなわちＰＨＹ１０３まで含めて通信制御ＩＣ１０２に包含してもよい。この場合、通信制御ＩＣ１０２の実装例としては、ＩＥＥＥ８０２．３規格のＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）チップ、ＰＨＹ（物理層）チップ、ＭＡＣとＰＨＹの複合チップを含む。なお、通信制御ＩＣ１０２は、ＣＰＵ１０１や、コンピュータ内部の情報経路を制御するチップセットに含まれていてもよい。また、図２の構成では、通信制御ＩＣ１０２を１つ示しているが、通信制御ＩＣ１０２の数は複数であってもよい。

【0042】

ＰＨＹ１０３は、制御ネットワーク１２２との通信機能を実装した送受信機ＩＣである。ＰＨＹ１０３の提供する通信規格として、ＩＥＥＥ８０２．３のＰＨＹ（物理層）チップが例示される。なお、図２の構成例では、ＰＨＹ１０３と通信制御ＩＣ１０２が接続しているので、ＩＥＥＥ８０２．３のＭＡＣ層の処理は通信制御ＩＣ１０２に含まれる。ただし、ＭＡＣ機能を提供するＩＣを、通信制御ＩＣ１０２とＰＨＹ１０３と間に配置する構成や、ＭＡＣ機能を提供するＩＣとＰＨＹ１０３を組み合わせた通信用ＩＣと、通信制御ＩＣ１０２とを接続する構成を用いてもよい。また、通信制御ＩＣ１０２とＰＨＹ１０３との数量関係は、一つの通信制御ＩＣ１０２に対して、ＰＨＹ１０３は１つでもよいし、複数でもよい。

【0043】

メモリ１０４は、ＣＰＵ１０１が動作するための一時的な記憶領域であり、不揮発性記憶媒体１０５から転送したＯＳ、アプリケーションプログラム等が格納される。不揮発性記憶媒体１０５は、情報の記憶媒体であり、ＯＳ、アプリケーション、デバイスドライバ等や、ＣＰＵ１０１を動作させるためのプログラムなどを保存するため、または、プログラムの実行結果を保存するために利用される。不揮発性記憶媒体１０５として、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）、フラッシュメモリが例示される。また、取り外しが容易な外部記憶媒体として、フロッピーディスク（ＦＤ）、ＣＤ、ＤＶＤ、ブルーレイ（登録商標）、ＵＳＢメモリ、コンパクトフラッシュ等の利用が例示される。

【0044】

バス１０６は、ＣＰＵ１０１、通信制御ＩＣ１０２、メモリ１０４、不揮発性記憶媒体１０５をそれぞれ接続する。バス１０６としては、ＰＣＩバス、ＩＳＡバス、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓバス、オンチップバス、システムバス、メモリバス等が例示される。

【0045】

＜制御装置１２０の機能構成＞
図３は、図１における制御装置１２０の機能構成例を示す機能ブロック図である。図４は、図１における制御ネットワーク１２２上を伝送するＥｔｈｅｒＣＡＴフレームの構成例を示す図である。図３において、演算部１５０は、制御演算や情報処理演算等を実行する。そのような演算の例として、演算部１５０は、制御対象装置１２１から受信したセンサ情報を処理し、所定の制御則に基づいて、制御対象装置１２１を駆動するための制御指令を導出する。あるいは、演算部１５０は、センサ値に適用するフィルタ処理または統計処理や、過去の所定期間におけるセンサ値の集合に対する統計処理等を実行する。

【0046】

演算部１５０のより具体的な演算内容として、フィードバック制御やフィードフォワード制御といった制御工学理論に基づく制御演算や、ＡＩを用いた制御演算が例示される。例えば、Ｉ（積分）制御やステートマシンによる制御のように、過去情報に依存して状態を変更し得る制御演算などが例示される。あるいは、制御対象装置１２１に対する状態管理（故障や危険状態の検知）、機器管理や資産管理(ソフトウェアのバージョン管理や更新等)、予防保全、ＣＢＭ（Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ Ｂａｓｅｄ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）、余寿命予測を目的としたＡＩや機械学習処理といった統計的な制御演算が例示される。

【0047】

また、演算部１５０のより具体的な演算内容として、制御対象装置１２１が移動体であれば、移動方向や目標移動位置の決定、速度制御、加速度制御、停止、減速等の制御演算が例示される。制御対象装置１２１が産業用ロボットアームであれば、各関節ジョイントのモータに対する制御指令の演算や、ロボットアームの先端位置の制御、あるいはロボットアームの軌跡制御等の制御演算が例示される。

【0048】

なお、制御対象装置１２１は、多種多様であり、アクチュエータだけでなく、単純なセンサである場合もある。このため、演算部１５０は、制御対象装置１２１の種類に応じた制御を実行する。演算部１５０は、ＣＰＵ１０１またはＣＰＵ１０１上で動作するアプリケーションで構成されることが例示される。

【0049】

データ記憶部１５１は、通信されるデータを記憶する機能部である。データ記憶部１５１の内容は、演算部１５０、またはデータグラム解析部１５６によって更新される。データ記憶部１５１は、個別または複数の制御対象装置１２１に対して、所定の制御や情報処理を実行する上で、演算部１５０で生成されるデータを保持する。

【0050】

具体例として、まず、受信時における受信データは、データグラム解析部１５６によってデータ記憶部１５１に記憶される。このようにして記憶されたデータは、演算部１５０、またはデータグラム生成部１５３によって取得される。演算部１５０は、センサ情報等を取得するためにデータ記憶部１５１からデータを抽出する。また、データグラム生成部１５３は、送信時にデータグラムを生成するために、データ記憶部１５１からデータを抽出する。抽出されるデータは、例えば、図４におけるデータ領域１７７に該当する。

【0051】

なお、データ記憶部１５１は、データグラム生成部１５３によって複数のデータグラムが生成される場合は、該データグラム群の複数のデータ部分を集約して保持する。また、データ記憶部１５１は、演算部１５０、制御対象装置１２１で実行する制御または情報処理で定まる通信周期または制御周期を単位としてデータを管理してもよい。データ記憶部１５１は、メモリ１０４、不揮発性記憶媒体１０５のいずれか、または複数で実装されることが例示される。

【0052】

データグラム生成情報記憶部１５２は、データグラム生成部１５３がデータグラムを生成するために必要なデータグラム生成情報、言い換えれば通信制御情報を記憶する。データグラム生成情報記憶部１５２は、ＣＰＵ１０１、メモリ１０４、不揮発性記憶媒体１０５のいずれか、または複数で実装されることが例示される。データグラム生成情報としては、以下の（１）－（８）のいずれか、または複数の情報が例示される。

【0053】

（１）データグラムのヘッダを構成する情報
例えば、図４に示すＥｔｈｅｒＣＡＴフレーム、言い換えれば制御用パケットの場合では、コマンド１７９、ｉｎｄｅｘ１８０、アドレス１８１、サイズ１８２、ＣＩＲＣＬＥ１８４、ＭＯＲＥ１８５が例示される。なお、ＩＲＱ１８６は、主に制御対象装置１２１側からの事象通知であるため、データグラム生成情報に含めるか否かは任意である。
（２）生成したデータグラムの転送先である通信フレーム生成部１５４の情報
通信フレーム生成部１５４は、複数設けられ得る。
（３）通信周期の情報

【0054】

（４）開始時間の情報
開始時間は、相対時刻または絶対時刻のいずれであってもよい。
（５）検証コード（検証パラメータ）の期待値の情報
当該情報は、図４に示すＥｔｈｅｒＣＡＴフレームの場合は、ＷＫＣ１７８に相当する。受信時に、ＷＫＣ１７８の値と、期待値とを比較することで、対象のデータグラムが想定通りに処理されたかを検証できる。ＷＫＣ１７８は、主に受信時に用いられるため、送信時には利用されずともよい。
（６）所定のステートマシンにおける送信対象ステータスの情報
当該情報は、送信対象とするデータグラムのセットを切り替える用途向けに、データグラムが送信対象であるかを制御するための情報である。当該情報は、単純に送信対象か否かといった真理値でもよい。

【0055】

（７）送信パターン情報
当該情報は、上記の通信周期ごとに、対象のデータグラムを送信するか否かを示すパターン情報である。
（８）データグラム生成情報の有効／無効の情報
例えば、一部の機器が保守、清掃等の理由で無効化される場合、該機器へのデータグラムを生成、送信する必要はない。このため、当該情報によって、該当するデータグラム生成情報を無効化することができる。

【0056】

データグラム生成部１５３は、データグラム生成情報記憶部１５２から、データグラムの生成に必要な情報を抽出する。抽出したデータグラム生成情報は、データ記憶部１５１上のデータ位置を含み、データグラム生成部１５３は、該データ位置に基づいて、データ記憶部１５１からデータを抽出する。データグラム生成部１５３は、抽出したデータとデータグラム生成情報（通信制御情報）からデータグラム（制御用データ）を生成し、通信フレーム生成部１５４に転送する。データグラム生成部１５３は、ＣＰＵ１０１またはＣＰＵ１０１上で動作するアプリケーション、通信制御ＩＣ１０２のいずれか、または複数で実装されることが例示される。

【0057】

通信フレーム生成部１５４は、データグラム生成部１５３が生成したデータグラムを通信フレーム（例えば、ＥｔｈｅｒＣＡＴ規格であればＥｔｈｅｒＣＡＴフレーム）に整形する。通信フレーム生成部１５４は、通信フレームを構築するために、複数のデータグラムを用いてもよい。また、通信フレーム生成部１５４は、通信フレームを構築するために必要なヘッダ情報や末尾情報を保持または算出し、付加することが例示される。これらの情報は、例えば、ＥｔｈｅｒＣＡＴ規格であれば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔヘッダ１７１とＦＣＳ１７３（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）に相当する。

【0058】

通信フレーム生成部１５４は、構築した通信フレームを、送信部１５５へと転送する。通信フレーム生成部１５４は、ＣＰＵ１０１またはＣＰＵ１０１上で動作するアプリケーション、通信制御ＩＣ１０２、ＰＨＹ１０３のいずれか、または複数で実装されることが例示される。送信部１５５は、制御装置１２０から制御ネットワーク１２２に対してパケットを送信する際の送信機能部である。送信部１５５は、通信制御ＩＣ１０２、ＰＨＹ１０３のいずれか、または複数で実装されることが例示される。

【0059】

データグラム解析部１５６は、通信フレーム分解部１５７から転送されたデータグラムを解析して、受信内容に応じてデータ記憶部１５１を更新する。データグラム解析部１５６は、ＣＰＵ１０１またはＣＰＵ１０１上で動作するアプリケーション、通信制御ＩＣ１０２、ＰＨＹ１０３のいずれか、または複数で実装されることが例示される。

【0060】

通信フレーム分解部１５７は、受信部１５８から転送された受信フレームを受信し、ヘッダ、末尾情報を除去し、データグラム単位に分解する。通信フレーム分解部１５７は、分解したデータグラムをデータグラム解析部１５６に転送する。通信フレーム分解部１５７は、ＣＰＵ１０１またはＣＰＵ１０１上で動作するアプリケーション、通信制御ＩＣ１０２、ＰＨＹ１０３のいずれか、または複数で実装されることが例示される。

【0061】

受信部１５８は、制御ネットワーク１２２からパケットを受信する際の受信機能部である。受信部１５８は、ＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を検証し、受信パケットの正当性を判定してもよいし、異常と判定した受信パケットを破棄してもよい。受信部１５８は、通信制御ＩＣ１０２、ＰＨＹ１０３のいずれか、または複数で実装されることが例示される。

【0062】

通信部１５９は、制御ネットワーク１２２に接続し、制御ネットワーク１２２の通信プロトコルにしたがって通信をするための機能部であり、送信部（言い換えれば通信ポート）１５５と受信部（言い換えれば通信ポート）１５８とを含む。図２の構成例では、ＰＨＹ１０３が通信制御ＩＣ１０２の外にあるため、通信部１５９は、ＭＡＣ層の処理部に該当する。ただし、通信制御ＩＣ１０２をＭＡＣ層、ＰＨＹ層を含めたＥｔｈｅｒｎｅｔ通信デバイスとしてもよいし、また、ＰＨＹ機能まで含めて通信制御ＩＣ１０２に包含してもよい。通信部１５９は、通信制御ＩＣ１０２、ＰＨＹ１０３のいずれか、または複数で実装されることが例示される。

【0063】

制御対象装置選択部１６０は、例えば、保守、計画停止などに伴う一時的な制御対象装置１２１の追加、停止、無効化または除去のために、制御対象装置１２１を選択する。制御対象装置選択部１６０は、選択した制御対象装置１２１の識別子をデータグラム生成情報変更部１６１に伝送する。なお、制御対象装置選択部１６０は、データグラム生成情報変更部１６１に、制御対象装置１２１の識別子のみではなく、制御対象装置１２１に関する情報をあわせて伝送してもよい。

【0064】

制御対象装置１２１に関する情報としては、制御対象装置１２１の性能や仕様、制御ネットワーク１２２における接続位置や対象期間等が例示される。接続位置とは、選択した制御対象装置１２１を新たに追加する場合の接続位置、または選択した制御対象装置１２１を取り除く場合は接続していた位置を表す。対象期間とは、選択した制御対象装置１２１を停止する期間や、有効にする期間を表す。

【0065】

なお、選択対象の制御対象装置１２１は、複数であってもよい。また、選択した制御対象装置１２１に対する処理は、例えば、追加、停止、無効化、除去のいずれかであり、互いに異なっていてもよい。制御対象装置１２１に対する具体的な処理内容として、制御システム１２３から物理的に取り除く場合や、制御ネットワーク１２２に接続したままで機能的に停止する場合（例えば、電源停止）や、通電を維持したまま、パケットを処理させない、または制御装置１２０からの指示を無視させる場合、などが例示される。

【0066】

制御対象装置選択部１６０は、ＣＰＵ１０１またはＣＰＵ１０１上で動作するアプリケーション、通信制御ＩＣ１０２、ＰＨＹ１０３のいずれか、または複数で実装されることが例示される。あるいは、制御対象装置選択部１６０は、制御システム管理装置１２５でＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）などのＨＭＩ（Ｈｕｍａｎ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を構成することで実現されてもよい。

【0067】

その場合、オペレータが制御システム管理装置１２５のＨＭＩを操作して制御対象装置１２１を選択し、その結果を制御システム管理装置１２５が制御装置１２０に通知することが例示される。選択した制御対象装置１２１の付属情報（制御対象装置１２１の機能、仕様、接続位置など）は、予め制御システム管理装置１２５が保持することで制御装置１２０に伝送してもよい。あるいは、制御システム管理装置１２５からは制御対象装置１２１の識別子情報のみを制御装置１２０に通知し、制御装置１２０において、通知された制御対象装置１２１の識別子から付属情報を選択してもよい。この場合、制御対象装置１２１の付属情報は、制御システム構成情報記憶部１６２に保持することが例示される。

【0068】

データグラム生成情報変更部１６１は、制御対象装置選択部１６０から通知された制御対象装置１２１の情報をもとに制御システム構成情報記憶部１６２から関連情報を取得し、データグラム生成情報記憶部１５２に記憶されているデータグラム生成情報を変更する。データグラム生成情報変更部１６１は、ＣＰＵ１０１またはＣＰＵ１０１上で動作するアプリケーションで実装されることが例示される。

【0069】

制御システム構成情報記憶部１６２は、制御システム１２３の制御システム構成情報を記憶する。制御システム構成情報としては、制御対象装置１２１と、データグラム生成情報記憶部１５２で保持されているデータグラム生成情報と、論理アドレス、言い換えれば仮想領域の割り当て情報との三者間におけるいずれか、または全ての対応付けが例示される。例えば、ある制御対象装置１２１への通信が、どのデータグラム生成情報、すなわちデータグラムと対応づいているか、また、そのデータグラムが、どの論理アドレス向けであるかといった情報が例示される。これらは１対１の対応に限定されず、１対複数、または複数対複数の対応関係でもよい。

【0070】

すなわち、例えば、複数対複数の対応に関し、ある制御対象装置１２１への通信となるデータグラムは複数となり得る一方、あるデータグラムの通信対象の制御対象装置１２１も同様に複数となりえる。制御対象装置１２１と論理アドレスの割り当ての対応関係も同様であり、ある制御対象装置１２１の入出力領域は複数の論理アドレス領域に割り当てられ得る一方、ある論理アドレス領域内には複数の制御対象装置１２１が含まれ得る。

【0071】

なお、ここで言う、一つの論理アドレス領域、は、例えば連続したアドレス空間に割り当てられた領域であり、ＥｔｈｅｒＣＡＴの例でいえば、ひとつのＦＭＭＵ（Ｆｉｅｌｄｂｕｓ Ｍｅｍｏｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）で管理する領域である。異なる制御対象装置１２１のＦＭＭＵに同じ論理アドレスを指定する場合など、同一の論理アドレスに対しても、複数の制御対象装置１２１を対応付けることが可能である。また、制御システム構成情報は、論理アドレスに限らず、各制御対象装置１２１に対応するオートインクリメントアドレス、ステーションアドレスを含めてもよい。

【0072】

制御システム構成情報記憶部１６２は、ＣＰＵ１０１、メモリ１０４、不揮発性記憶媒体１０５のいずれか、または複数で実装されることが例示される。また、制御システム構成情報は、ソフトウェア上のデータベースや、ＣＳＶ（Ｃｏｍｍａ Ｓｅｐａｒａｔｅｄ Ｖａｌｕｅｓ）、ＸＭＬ（Ｅｘｔｅｎｓｉｂｌｅ Ｍａｒｋｕｐ Ｌａｎｇｕａｇｅ）、ＪＳＯＮ（ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ Ｏｂｊｅｃｔ Ｎｏｔａｔｉｏｎ）といったファイルフォーマットや、ソフトウェア上にインスタンス化された、所定プログラミング言語における構造体、オブジェクトで実装されることが例示される。

【0073】

異常判定部１６３は、受信した通信フレームに関する情報、通信フレーム分解部１５７から転送された受信データグラムの内容や受信したタイミング、データグラム生成情報記憶部１５２に記憶された情報、システムオペレータからの設定のいずれか、または複数をもとに異常を判定する。通信フレームに関する情報をもとに判定する場合は、通信フレーム分解部１５７において、該情報を抽出してデータグラム解析部１５６に通知してもよい。また、受信データグラムを基準に判定する場合は、通信フレームを構成する複数の受信データグラムに対して統合的に判定してもよい。

【0074】

詳細には、異常判定部１６３は、以下の基準のいずれか、または複数を満たした場合に異常と判定することが例示される。
ａ) 受信したデータグラムのＷＫＣ１７８が、制御システム１２３の構成計画、設定から予め決定される期待値と異なる。
ｂ) 対象の通信フレームまたはデータグラムを送信してから受信するまでの経過時間が所定値を超過している。
ｃ) 受信した通信フレームのＦＣＳ１７３において誤りを検出した。
ｄ) ａ)におけるＷＫＣ１７８の期待値不一致となったデータグラムの数が所定数以上である。
ｅ) ａ)におけるＷＫＣ１７８の期待値不一致となったデータグラムの数が、通信フレームを構成する受信データグラムの総数に占める割合が所定値以上である。

【0075】

なお、複数の条件を考慮する場合は、各条件で構成される論理式で判定してもよい。例えば、ｄ ＆ ｅ(ｄかつｅ)といった場合である。また、ａ)におけるＷＫＣ１７８の期待値は、データグラム生成情報に含めて保持することが例示される。

【0076】

ここで、ｂ)における送信タイミングの例としては下記がある。
・データグラム生成部１５３がデータグラムの生成を開始したタイミング。
・通信フレーム生成部１５４が通信フレームの生成を開始したタイミング。
・データグラム生成部１５３から最初のデータグラムが通信フレーム生成部１５４に転送されたタイミング。
・データグラム生成部１５３から最後のデータグラムが通信フレーム生成部１５４に転送されたタイミング。
・通信フレーム生成部１５４から送信部１５５に対して、通信フレームの先頭が転送されたタイミング。
・通信フレーム生成部１５４から送信部１５５に対して、通信フレームの末尾が転送されたタイミング。
・送信部１５５から通信フレームの先頭が送出されたタイミング。
・送信部１５５から通信フレームの末尾が送出されたタイミング。

【0077】

一方、ｂ)における受信タイミングの例としては下記がある。
・データグラム解析部１５６がデータグラムの解析を開始したタイミング。
・通信フレーム分解部１５７が通信フレームの分解を開始したタイミング。
・データグラム解析部１５６が最初のデータグラムの解析を完了したタイミング。
・データグラム解析部１５６が最後のデータグラムの解析を完了したタイミング。
・受信部１５８から通信フレーム分解部１５７に対して、通信フレームの先頭が転送されたタイミング。
・受信部１５８から通信フレーム分解部１５７に対して、通信フレームの末尾が転送されたタイミング。
・受信部１５８が通信フレームの先頭を受信したタイミング。
・受信部１５８が通信フレームの末尾を受信したタイミング。

【0078】

なお、異常判定部１６３は、ｂ）における受信タイミングにおいては、ＦＣＳ１７３を検証し、受信した通信フレームが問題ないことを確認してから通信フレームを受信したと判断してもよい。異常判定部１６３は、異常と判定した場合に外部に通知してもよい。外部への通知手段として、制御システム管理装置１２５などの外部装置への通知と、ＨＭＩ等による視覚手段による提示や制御装置１２０上のＬＥＤによる提示が例示される。異常判定部１６３は、ＣＰＵ１０１またはＣＰＵ１０１上で動作するアプリケーション、通信制御ＩＣ１０２、ＰＨＹ１０３のいずれか、または複数で実装されることが例示される。

【0079】

再送部１６４は、異常判定部１６３が異常と判定した場合に通信フレームを再送する。再送部１６４は、再送するために、通信フレーム生成部１５４から送信部１５５に伝送した通信フレーム、またはデータグラム生成部１５３から通信フレーム生成部１５４に伝送したデータグラムを記憶することが例示される。再送部１６４は、生じた異常がデータグラム単位である場合（例えば、ＷＫＣ１７８期待値の不一致）、該当するデータグラムのみで通信フレームを構成して再送してもよいし、該当するデータグラムが含まれていた通信フレーム全体を再送してもよい。

【0080】

図３では、再送部１６４を独立した機能部として構成しているが、再送部１６４を設けず、データグラム生成部１５３または通信フレーム生成部１５４のいずれか、または両方が再送機能を有し、異常判定部１６３からの異常判定の通知をもとに再送してもよい。また、データグラム生成部１５３と通信フレーム生成部１５４のそれぞれと、再送部１６４とを接続しているが、いずれか一方のみでもよい。あるいは再送部１６４が独立して、データグラム生成部１５３と同様にデータグラム生成情報記憶部１５２にアクセスしてデータグラムを生成してもよい。

【0081】

再送部１６４は、有効化、無効化機能を備え、有効化していて、かつ、異常判定部１６３から異常判定の通知があった場合にのみ再送してもよい。再送部１６４が再送するタイミングは、異常判定部１６３から異常判定を通知されたタイミングでもよいし、所定の時間経過後に再送してもよい。あるいは、再送部１６４は、異常判定部１６３から異常判定を通知された後、異常が生じた通信フレームまたはデータグラムにおける、データグラム生成部１５３、通信フレーム生成部１５４、送信部１５５のいずれかの送信タイミングから所定の時間経過後に再送してもよい。再送部１６４は、ＣＰＵ１０１またはＣＰＵ１０１上で動作するアプリケーション、通信制御Ｉ Ｃ１０２、ＰＨＹ１０３のいずれか、または複数で実装されることが例示される。

【0082】

計時部１６５は、時間経過を管理する機能部である。計時部１６５は、図３の各機能部内、あるいは機能部間の事象の経過時間を計測することや、特定事象の発生時刻を計時する。このときの時刻は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）等に基づく絶対時刻でもよいし、制御装置１２０自身の時刻でもよいし、制御システム１２３内の基準時刻に基づく同期時刻でもよい。例えば、ＥｔｈｅｒＣＡＴでは、制御対象装置１２１の中で、Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｌｏｃｋプロトコル（ＤＣ）に対応し、制御装置１２０に最も近い制御対象装置１２１を基準時刻とする構成が示されている。

【0083】

計時部１６５の計測対象となる事象は、所定の通信フレーム、データグラムの送信時刻および受信時刻、機能部間のデータ転送時間、機能部内のデータ処理時間またはデータ保持期間である。あるいは、計時部１６５は、指定の時間経過または指定時間への到達によって割り込みを生成し、他の機能部に対して通知してもよい。この際に、計時部１６５は、割り込みを周期的に生成、通知してもよい。計時部１６５の実装例としては、ＣＰＵ１０１または通信制御ＩＣ１０２の計時デバイス（水晶振動子やタイマーデバイス）が例示され、計測時刻の記憶手段としてメモリ１０４や不揮発性記憶媒体１０５を用いてもよい。

【0084】

なお、図３において、送信部１５５と受信部１５８は一つずつ示しているが、通信制御ＩＣ１０２、ＰＨＹ１０３を複数備え、送信部１５５と受信部１５８がぞれぞれ複数含まれていてもよい。送信部１５５が複数含まれる場合、データグラム生成部１５３や通信フレーム生成部１５４は、送信部１５５ごとに設けられてもよい。または、一つの通信フレーム生成部１５４から複数の送信部１５５に通信フレームを転送してもよいし、一つのデータグラム生成部１５３から複数の通信フレーム生成部１５４にデータグラムを転送してもよい。

【0085】

この場合、データグラム生成部１５３は、通信フレーム生成部１５４へデータグラムを転送する際に、あわせて、どの送信部１５５に、該データグラムを含む通信フレームを転送するかという情報を転送することが例示される。あるいは、データグラム生成情報記憶部１５２のデータグラム生成情報に、該データグラムを送信する送信部１５５の識別子を含め、通信フレーム生成部１５４がデータグラム生成情報記憶部１５２のデータグラム生成情報を確認してもよい。このとき、複数の送信部１５５から送信し得ることを踏まえ、データグラム生成情報に含まれる送信部１５５の識別子は複数でもよい。

【0086】

同様に、受信部１５８が複数含まれる場合、データグラム解析部１５６や通信フレーム分解部１５７は、受信部１５８ごとに設けられてもよい。または、複数の受信部１５８から一つの通信フレーム分解部１５７に通信フレームを転送してもよいし、複数の通信フレーム分解部１５７から一つのデータグラム解析部１５６にデータグラムを転送してもよい。この場合、通信フレーム分解部１５７は、データグラム解析部１５６へデータグラムを転送する際に、あわせて、どの受信部１５８から該データグラムを含む通信フレームが転送されたかという情報を転送することが例示される。

【0087】

＜制御対象装置１２１のハードウェア構成＞
図５は、図１における制御対象装置１２１のハードウェア構成例を示すブロック図である。ここでは、ＩＥＣ６１１５８、ＩＥＣ６１７８４パート２のＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｆｉｌｅ Ｆａｍｉｌｙ １２で定義されるＥｔｈｅｒＣＡＴ仕様に準拠した制御対象装置１２１を例に説明する。ただし、実施の形態よる制御対象装置１２１は、ＥｔｈｅｒＣＡＴ仕様に限定されない。

【0088】

図５において、ＣＰＵ１０１は、バス１０６を介して制御対象装置用通信制御ＩＣ１３０を制御する。また、ＣＰＵ１０１に周辺デバイスを接続し、ＣＰＵ１０１は、周辺デバイスを介してセンサやアクチュエータを制御してもよい（図示なし）。制御対象装置用通信制御ＩＣ１３０は、複数のＰＨＹ１０３によって制御ネットワーク１２２と通信する。制御対象装置用通信制御ＩＣ１３０は、ＩＥＣ６１１５８、ＩＥＣ６１７８４パート２のＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｆｉｌｅ Ｆａｍｉｌｙ １２で定義されるＥｔｈｅｒＣＡＴ仕様に準拠した専用のＩＣである。

【0089】

また、制御対象装置用通信制御ＩＣ１３０は、通信に必要な情報の記憶と参照において不揮発性記憶媒体１０５を用いてもよい。制御対象装置用通信制御ＩＣ１３０は、バス１０６を介してＣＰＵ１０１と接続しているが、専用のバスを用いて、ＣＰＵ１０１と直接接続してもよい。また、制御対象装置用通信制御ＩＣ１３０専用のメモリ１０４、不揮発性記憶媒体１０５のいずれか、または両方を別途備え、制御対象装置用通信制御ＩＣ１３０の処理に必要な情報を記憶させてもよい。

【0090】

入出力機器１３１は、制御対象装置１２１を構成するセンサからセンサ値の取得と、制御対象装置１２１を構成するアクチュエータの制御とを実行するための入出力インターフェースである。入出力機器１３１として、モータなどの各種アクチュエータや、各種センサ（エンコーダ、温度センサ、圧力センサ、画像センサ、カメラ等）や、各種のデジタル入出力またはアナログ入出力ＩＣや、ドライバＩＣ等が例示される。

【0091】

ここでは、入出力機器１３１からの信号線を１本で示しているが、制御対象装置１２１の構成により、複数でもよい。また、入出力機器１３１自体を複数含む構成であってもよい。入出力機器１３１は、接続先のセンサに対して情報を入力するのみでもよいし、接続先のアクチュエータに対して情報を出力するのみでもよいし、あるいは入力と出力の両方の機能を兼ね備えてもよい。なお、ＣＰＵ１０１、メモリ１０４、不揮発性記憶媒体１０５のいずれか複数を制御対象装置用通信制御ＩＣ１３０内に含め、ワンチップ型の通信制御ＩＣとしてもよい。

【0092】

＜制御対象装置用通信制御ＩＣ１３０の機能構成＞
図６は、図５における制御対象装置用通信制御ＩＣ１３０の機能構成例を示すブロック図である。図６において、通信転送制御部１４１と通信部１４２との組み合わせによる通信ポート機能は、例えば４組設けられる。また、通信処理部１４０は、２つの通信ポート機能に係る通信転送制御部１４１ａと通信転送制御部１４１ｄの間に接続されている。通信処理部１４０は、ＥｔｈｅｒＣＡＴ仕様に準拠して、通信処理を実行するＩＣであり、実装としてＥｔｈｅｒＣＡＴ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ Ｕｎｉｔ（ＥＰＵ）が例示される。なお、通信処理部１４０は、他の演算の機能や入出力機能と接続して構成してもよい（図示なし）。

【0093】

通信転送制御部１４１は、受信したパケットを隣接する通信転送制御部１４１または通信部１４２へ転送する機能部である。通信転送制御部１４１間の転送方向は、制御対象装置用通信制御ＩＣ１３０内で一定になっており、例えば、通信転送制御部１４１ａ、ｂ、ｃ、ｄの順である。加えて、通信転送制御部１４１は、通信処理部１４０からの設定と、通信部１４２が接続する通信経路の接続状態とに基づいて、通信部１４２へパケットを転送するか、あるいは隣接する通信転送制御部１４１へパケットを転送する。

【0094】

通信部１４２は、制御ネットワーク１２２に接続し、制御ネットワーク１２２の通信プロトコルにしたがって通信をするための機能部である。通信部１４２は、送信部１６７と受信部１６８とによって構成される。通信部１４２は、制御対象装置用通信制御ＩＣ１３０、ＰＨＹ１０３のいずれか、または複数で実装されることが例示される。

【0095】

入出力部１４３は、制御対象装置１２１を構成するセンサからセンサ値の取得、または制御対象装置１２１を構成するアクチュエータの制御を実行するための入出力機能である。入出力部１４３は、入出力機器１３１で構成することが例示される。バス１４４は、ＣＰＵ１０１、メモリ１０４、不揮発性記憶媒体１０５のいずれか、または複数と接続するための通信線であり、図５におけるバス１０６で構成されることが例示される。

【0096】

＜制御システム構成装置１２４の機能構成＞
図７は、図１における制御システム構成装置１２４の機能構成例を示すブロック図である。なお、制御システム構成装置１２４のハードウェア構成は、図２に示した制御装置１２０と同様である。図７において、制御システム情報記憶部１１０は、制御システム１２３の情報を記憶する。具体的には、制御システム１２３の情報として、制御システム１２３上で実行する制御処理、情報処理の要求や、制御装置１２０、制御対象装置１２１における要求が例示される。そのような要件としては、制御周期、通信周期、制御対象装置１２１の入出力容量、周期性通信の要否等が例示される。

【0097】

また、制御システム１２３の情報として、制御装置１２０や制御対象装置１２１の台数、計算機資源の仕様や性能、通信性能、通信ネットワークの構成等が例示される。さらには、ＣＰＵ１０１の周波数、コア数、ビット幅、アーキテクチャや、メモリ１０４または不揮発性記憶媒体１０５の記憶容量、通信スループットや、バス１０６の転送スループットや、制御ネットワーク１２２の通信帯域、接続距離等が例示される。ＣＰＵ、メモリ、不揮発性記憶媒体といった計算機資源は、制御装置１２０、制御対象装置１２１の両方を含む。

【0098】

また、制御システム１２３の情報として、制御ネットワーク１２２の通信プロトコルの実装に依存する情報を含めてもよい。例えばＥｔｈｅｒＣＡＴであれば、制御対象装置１２１におけるＦＭＭＵやＳｙｎｃＭａｎａｇｅｒの対応数が例示される。さらに、制御ネットワーク１２２が中継装置を含む場合、制御システム１２３の情報は、中継装置の計算機資源、通信性能や、ネットワークトポロジや、制御ネットワーク１２２の構成情報（中継装置の各通信ポートの設定等）を含む。

【0099】

制御システム情報記憶部１１０は、システムオペレータ等によって、記憶する情報を手動で入力されてもよいし、情報収集ソフトウェアや所定の通信プロトコルを用いて、制御装置１２０、制御対象装置１２１、制御ネットワーク１２２の情報を動的に収集してもよい。そのような通信プロトコルとしては、ＳＮＭＰ（Ｓｉｍｐｌｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）や、ＥｔｈｅｒＣＡＴでの所定レジスタ（例えば、スレーブＩＣの型番を示すレジスタ）へのアクセスが例示される。制御システム情報記憶部１１０は、ＣＰＵ１０１またはＣＰＵ１０１上で動作するアプリケーション、メモリ１０４、不揮発性記憶媒体１０５のいずれか、または複数で実装されることが例示される。

【0100】

データグラム生成情報計画部１１１は、制御システム情報記憶部１１０で記憶する情報や論理アドレス割当計画部１１３が決定した論理アドレス空間の割り当てに基づいて、図３に示したデータグラム生成情報記憶部１５２で記憶するデータグラム生成情報を決定する。データグラム生成情報計画部１１１が決定するデータグラムの構成としては、個々のデータグラムのサイズやヘッダ上のパラメータ（アクセス先の論理アドレス空間など）が例示される。なお、ある制御対象装置１２１の物理アドレス空間を割り当てた論理アドレス空間は、単一のデータグラムだけでなく、複数に分割したデータグラムによってアクセスされてもよい。データグラム生成情報計画部１１１は、ＣＰＵ１０１またはＣＰＵ１０１上で動作するアプリケーション、メモリ１０４、不揮発性記憶媒体１０５のいずれか、または複数で実装されることが例示される。

【0101】

制御システム構成情報構築部１１２は、図３に示した制御システム構成情報記憶部１６２で記憶する制御システム１２３の構成情報を構築する。そのような構成情報として、制御対象装置１２１と、データグラム生成情報と、論理アドレスの割り当て情報の三者間のいずれか、または全ての対応付けが例示される。当該対応付けは、データグラム生成情報計画部１１１が計画したデータグラム生成情報と、制御システム情報記憶部１１０で記憶する情報と、論理アドレス割当計画部１１３で計画する論理アドレス空間の割り当てのいずれか、または複数に基づいて構築される。制御システム構成情報構築部１１２は、ＣＰＵ１０１またはＣＰＵ１０１上で動作するアプリケーション、メモリ１０４、不揮発性記憶媒体１０５のいずれか、または複数で実装されることが例示される。

【0102】

論理アドレス割当計画部１１３は、制御システム情報記憶部１１０で記憶する情報に基づいて、各制御対象装置１２１のアドレス空間の論理アドレス空間への割り当てを計画する。論理アドレス空間とは、所定のアドレス空間上に、アクチュエータやセンサの入出力を割り当てる方式で作成されるアドレス空間である。論理アドレス空間では、各スレーブの持つ任意のデータ領域（すなわち物理的な入出力）を単一の仮想的な論理アドレス空間に割り当てる。その領域の大きさや割り当て方は自由に設定することができる。論理アドレス割当計画部１１３は、ＣＰＵ１０１またはＣＰＵ１０１上で動作するアプリケーション、メモリ１０４、不揮発性記憶媒体１０５のいずれか、または複数で実装されることが例示される。

【0103】

なお、データグラム生成情報計画部１１１によるデータグラム生成情報の計画と、論理アドレス割当計画部１１３による論理アドレス空間の割り当ての計画は、いずれかが先に実行されることで順番に実行されてもよい。例えば、論理アドレス割当計画部１１３が論理アドレス空間の割り当てを計画した後に、論理アドレス空間の割り当て情報をデータグラム生成情報計画部１１１に通知し、データグラム生成情報計画部１１１は、通知された論理アドレス空間の割り当てをもとにデータグラム生成情報を計画することが例示される。

【0104】

あるいは、データグラム生成情報計画部１１１が、制御対象装置１２１の制御要件、通信要件を満足するようにデータグラム生成情報を計画した後に、データグラム生成情報を論理アドレス割当計画部１１３に通知し、論理アドレス割当計画部１１３は、通知されたデータグラム生成情報をもとに論理アドレス空間の割り当てを計画することが例示される。この場合、論理アドレス割当計画部１１３は、決定した論理アドレス空間の割り当て情報を再度データグラム生成情報計画部１１１に通知して、データグラム生成情報計画部１１１が論理アドレス空間にアクセスするデータグラムのアクセス先論理アドレスの値を決定することが例示される。

【0105】

あるいは、データグラム生成情報計画部１１１、論理アドレス割当計画部１１３のいずれか、または両方で制約条件、満足条件、収束条件を定義し、それらの条件を満足するまで、相互に計画した結果を通知し、計画動作を繰り返してもよい。制約条件として、データグラム生成情報計画部１１１におけるデータグラム生成情報の計画において、計画するデータグラム数が所定数以下であること、論理アドレス割当計画部１１３において、割り当てた論理アドレス空間を、アドレスが連続する領域で分けた場合に、所定数以下の領域となること、といった条件が例示される。

【0106】

また、動作例として、まず、論理アドレス割当計画部１１３は、論理アドレス空間の割り当てを計画してデータグラム生成情報計画部１１１に通知する。続いて、データグラム生成情報計画部１１１は、通知された論理アドレス空間ではデータグラム数を所定数以下にできない場合に、論理アドレス割当計画部１１３に対して、再度、論理アドレス空間の割り当てを計画するように要求する。このようにして、条件を満足するまでデータグラム生成情報計画部１１１、論理アドレス割当計画部１１３のそれぞれの計画動作を繰り返すことが例示される。また、所定数繰り返しても計画が収束しなかった場合に、オペレータや外部に計画が失敗したことを通知してもよい。

【0107】

＜制御システム構成装置１２４の動作手順＞
図８は、図７に示した制御システム構成装置１２４が有する各機能部の動作手順の一例を示すフローチャートである。図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃおよび図９Ｄは、図８に示される動作手順の具体例を示す図である。図８において、はじめに、論理アドレス割当計画部１１３は、制御システム情報記憶部１１０から制御システム１２３の情報を取得して、各制御対象装置１２１の入出力等の、論理アドレス空間への割り当てを計画する（手順Ｓ００１）。なお、前述したように、データグラム生成情報計画部１１１と論理アドレス割当計画部１１３は独立して動作できるが、図８では順番に動作させる例を説明する。

【0108】

例えば、図９Ａに示す制御システム１２３を想定した場合、制御システム情報記憶部１１０は、各制御対象装置１２１の入出力空間の大きさ（例えば、制御対象装置１２１Ａの４００ｂｙｔｅ）や、入出力方向（例えば、制御対象装置１２１Ａはセンサであり、制御装置１２０から見て入力となるリードアクセス）や、ネットワークトポロジを、制御システム情報として記憶する。論理アドレス割当計画部１１３は、これらの情報から図９Ｂに示す論理アドレス空間への割り当てを計画することが例示される。論理アドレス空間への割り当ては、多様な方法が考えられるが、例えば、図９Ｂでは、次の（１）－（３）の手順にしたがっている。

【0109】

（１）各制御対象装置１２１を入出力方向に基づいてグループ分けする。
この結果、入力（リード）となる制御対象装置１２１Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅと制御対象装置１２１Ｆの２グループに別れる。
（２）各グループに対して、論理アドレス空間上の領域を割り当てる。
図９Ｂでは、０ｘ００００００００から始まる領域１９０ａと０ｘ００００１０００から始まる領域１９０ｂをそれぞれのグループに割り当てている。なお、２番目のグループを割り当てた領域１９０ｂの先頭アドレスを０ｘ００００１０００としているが、１番目のグループの領域１９０ａと重複しなければ、開始アドレスは任意の値でよい。例えば、領域１９０ａに連続したアドレスでもよい。
（３）（１）で分けた各グループ内で、制御装置１２０への接続順に論理アドレス空間へ各制御対象装置１２１を割り当てる。

【0110】

図９Ｂでは、１番目のグループにおいては、領域１９０ａの先頭から制御対象装置１２１Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの順に入出力を割り当てている。２番目のグループは制御対象装置１２１Ｆのみであるため、そのまま領域１９０ｂの先頭から入出力を割り当てている。このように、図９Ｂでは、入出力方向、接続順という２つの属性を順番に考慮して論理アドレス空間へ制御対象装置１２１の入出力を割り当てている。

【0111】

これ以外にも割り当ての方法は考えられ、データサイズや通信周期（図９Ａに記載なし）などの属性に基づいて、グループ分けや割り当ての順序を変更することが例示される。または、これら入出力方向、接続順、データサイズ、通信周期、制御対象装置１２１のデバイス種類といった属性に基づいて、論理アドレス空間への割り当てを決定してもよい。あるいは、これらの論理アドレス空間上の並びを決定する際に、各属性を適用する順序を変更してもよい。

【0112】

あるいは、制御装置１２０が複数の通信部１５９を備える場合は、対象の制御対象装置１２１が接続する通信部１５９によって論理アドレス空間への割り当てを決定してもよい。例えば、同じ通信部１５９に接続する制御対象装置１２１群ごとに、上記の入出力方向、接続順、データサイズ、通信周期といった属性にしたがって、順番に論理アドレス空間上に割り当てることが例示される。

【0113】

図８において、次に、データグラム生成情報計画部１１１は、制御システム情報記憶部１１０が保持する制御システム１２３の情報や、論理アドレス割当計画部１１３が計画した論理アドレス空間の割り当て情報等に基づいて、データグラム生成情報を計画する（手順Ｓ００２）。一例として、図９Ｃに示すデータグラム生成情報（通信制御情報）が例示される。

【0114】

ここで、図９Ｂに示す論理アドレス空間への割り当てを前提とすると、各領域１９０は入出力方向に基づいてグループ分けされているため、領域１９０内で同じコマンドが適用可能である。領域１９０ａは入力方向であるため、論理アドレスに対するリードであるＬＲＤコマンドのデータグラムにまとめることができる。同様に、領域１９０ｂは出力方向であるため、論理アドレスに対するライトであるＬＷＲコマンドのデータグラムにまとめることができる。

【0115】

ただし、ＥｔｈｅｒｎｅｔフレームまたはＥｔｈｅｒＣＡＴデータグラムでは、データサイズの上限があるため、集約できる制御対象装置１２１の入出力は制限がある。図９Ｃに示す構成では、制御対象装置１２１Ａ、Ｂ、Ｃをデータグラム［１］に集約している。Ｅｔｈｅｒｎｅｔフレーム内にＥｔｈｅｒＣＡＴデータグラムを一つだけ格納する場合、データサイズの上限は１４８６ｂｙｔｅとなる。制御対象装置１２１Ａ、Ｂ、Ｃの入出力をあわせると合計で１０００ｂｙｔｅ（＝４００ｂｙｔｅ＋４００ｂｙｔｅ＋２００ｂｙｔｅ）であり、制御対象装置１２１Ｄを含めると１５００ｂｙｔｅとなって、上限である１４８６ｂｙｔｅを超える。

【0116】

そのため、図９Ｃに示す構成では、制御対象装置１２１Ａ、Ｂ、Ｃをデータグラム［１］に集約している。同様に、制御対象装置１２１Ｄ、Ｅをデータグラム［２］に集約している。データグラム［１］、［２］は、いずれもＬＲＤコマンドとしている。このように、データグラムの構成にあたっては、通信フレームやデータグラムの上限内におさまるようにしなければならない。

【0117】

なお、図９Ｃに示す構成では、データグラムの構成単位は、制御対象装置１２１毎となっているが、これに限らず細分化されてもよい。すなわち、制御対象装置１２１Ｄの領域を分割してデータグラム［１］とデータグラム［２］のそれぞれに含めてもよい。例えば、上限までデータを含める場合は、制御対象装置１２１Ｄの入出力の先頭４８６ｂｙｔｅ（＝１４８６ｂｙｔｅ－１０００ｂｙｔｅ）をデータグラム［１］に含め、残りの１４ｂｙｔｅ（＝５００ｂｙｔｅ－４８６ｂｙｔｅ）をデータグラム［２］に含めてもよい。また、図９Ｃに示す構成では、制御対象装置１２１Ｆをデータグラム［３］とし、ＬＷＲコマンドとしている。

【0118】

また、データグラム生成情報は、ＷＫＣ１７８の期待値を含む。制御装置１２０は、ＷＫＣ１７８を含んだデータグラムを制御ネットワーク１２２に送信する。各制御対象装置１２１は、受信したデータグラムを処理し、ＷＫＣ１７８の値を適宜更新する。そして、制御装置１２０は、このようにしてＷＫＣ１７８の値が更新されたデータグラムを受信する。

【0119】

検証パラメータであるＷＫＣ１７８の期待値は、データグラムを処理する制御対象装置１２１の数に基づいて決定される。データグラム［１］は、制御対象装置１２１Ａ、Ｂ、Ｃ宛てであるため、ＷＫＣ１７８の期待値を３としている。同様に、データグラム［２］は、制御対象装置１２１Ｄ、Ｅ宛てであるため、ＷＫＣ１７８の期待値を２とし、データグラム［３］は、制御対象装置１２１Ｆ宛てであるため、ＷＫＣ１７８の期待値を１としている。

【0120】

図８において、手順Ｓ００２ののち、制御システム構成装置１２４、例えば制御システム構成情報構築部１１２は、論理アドレス割当計画部１１３が計画した論理アドレス空間の割り当て、データグラム生成情報計画部１１１が計画したデータグラム生成情報が所定条件を満足しているか判定する（手順Ｓ００３）。そのような条件としては、以下が例示される。なお、制御システム構成装置１２４は、これらの条件のいずれか複数を組み合わせて判定してもよい。

【0121】

・データグラム生成情報計画部１１１が計画したデータグラム生成情報が実行可能であるかどうか。
・論理アドレス割当計画部１１３が計画した論理アドレス空間の領域１９０間で重複がないか。
・論理アドレス割当計画部１１３による論理アドレス空間の割り当ての計画、またはデータグラム生成情報計画部１１１によるデータグラム生成情報の計画に探索的手法、最適化手法を適用する場合、所定回数実行したかどうか。その場合、データグラム数や通信フレーム数の最小化や通信帯域の利用効率の最大化等の指標で最適な計画を採用することが例示される。
・データグラム数や通信帯域の利用効率等の指標が、制御システムの情報に基づいて決定される所定値を満足しているかどうか。例えば、制御対象装置１２１の数や入出力の方向やデータサイズから、データグラム数や通信フレーム数の最適値を決定し、データグラム生成情報計画部１１１が計画したデータグラムの数が、その最適値となっているかどうか。

【0122】

なお、データグラム数が増えるとヘッダやＷＫＣといった領域がオーバーヘッドとなり、通信帯域の利用効率が低下するため、データグラム数は少ない方が望ましい。同様に、通信フレーム数が増えるとヘッダやフレーム間ギャップがオーバーヘッドとなり、通信帯域の利用効率が低下するため、通信フレーム数は少ない方が望ましい。また、通信フレームやデータグラムにおけるデータサイズの上限が決まっているため、制御対象装置１２１の入出力のデータサイズの合計が定まれば、理論的に最小となる通信フレーム数またはデータグラム数が決定される。

【0123】

例えば、制御対象装置１２１の入出力のデータサイズの合計が２０００ｂｙｔｅである場合、１つのデータグラムのデータサイズの上限は１４８６ｂｙｔｅであるため、最小のデータグラム数は２となる。Ｅｔｈｅｒｎｅｔフレームのデータサイズの上限についても１４９８ｂｙｔｅであるため、最小のＥｔｈｅｒｎｅｔフレーム数についても２となる。したがって、データグラム数は２が最適値であるため、手順Ｓ００３では、データグラム生成情報計画部１１１が計画したデータグラム数が２であるかを判定することが例示される。なお、手順Ｓ００３では、特に所定条件を設けずに、手順Ｓ００４に進めてもよい。

【0124】

手順Ｓ００３で所定条件を満足していると判定すれば（手順Ｓ００３のＹ）、制御システム構成情報構築部１１２は、制御システム構成情報を構築する（手順Ｓ００４）。制御システム構成情報の例として、図９Ｄが例示される。図９Ｂでは、論理アドレス空間の領域１９０ａに、先頭から制御対象装置１２１Ａ、Ｂ、Ｃを順に割り当て、これらを、図９Ｃに示すように、データグラム［１］に含めている。このため、図９Ｄに示す制御システム構成情報において、制御対象装置１２１Ａ、Ｂ、Ｃは、データグラム［１］及び領域１９０ａと対応付けられる。

【0125】

同様に、制御対象装置１２１Ｄ、Ｅは、データグラム［２］及び領域１９０ａと対応付けられる。制御対象装置１２１Ｆは、データグラム［３］及び領域１９０ｂと対応付けられる。このように、制御システム構成情報は、制御対象装置（デバイス）１２１と、データグラム（制御用データ）との対応関係を表し、詳細には、図９Ｄに示される情報と、図９Ｄに関連する図９Ｂに示される情報とを含んでいる。

【0126】

一方、手順Ｓ００３で所定条件を満足していないと判定すれば（手順Ｓ００３のＮ）、制御システム構成装置１２４は、手順Ｓ００１に戻る。このとき、制御システム構成装置１２４は、論理アドレス空間への割り当てを変更せずに手順Ｓ００２に戻ってもよい。

【0127】

手順Ｓ００４の後、データグラム生成情報計画部１１１は、計画したデータグラム生成情報を制御装置１２０のデータグラム生成情報記憶部１５２に送信する（手順Ｓ００５）。また、制御システム構成情報構築部１１２は、構築した制御システム構成情報を制御装置１２０の制御システム構成情報記憶部１６２に送信する（手順Ｓ００６）。

【0128】

手順Ｓ００５と手順Ｓ００６は、図８に示すように並列に実行されてもよいし、いずれかを先にして順番に実行されてもよい。また、制御装置１２０に送信するデータグラム生成情報と制御システム構成情報は、同じ通信（通信フレームあるいは上位プロトコルにおけるセッションやコネクション）で伝送されてもよい。手順Ｓ００５と手順Ｓ００６を実行後、制御システム構成装置１２４は、図８に示した動作手順を終了する。

【0129】

なお、手順Ｓ００２において、データグラム生成情報計画部１１１が計画するデータグラム生成情報は、論理アドレスへアクセスするデータグラムだけでなく、例えば、論理アドレスの設定や制御対象装置１２１における状態遷移（ＥｔｈｅｒＣＡＴにおけるＥｔｈｅｒＣＡＴ Ｓｔａｔｅ Ｍａｃｈｉｎｅ）の管理といった初期化のためのデータグラムを含めてもよい。また、データグラム生成情報計画部１１１は、制御システム情報記憶部１１０の保持する制御対象装置１２１の情報に基づいて、各データグラムの送信タイミングや通信周期といった通信スケジュールを計画してもよい。

【0130】

また、制御装置１２０が複数の通信部１５９を備える場合、データグラム生成情報計画部１１１は、通信部１５９ごとにデータグラム生成情報を分けて計画してもよい。このとき、通信部１５９ごとに分けて計画されたデータグラム生成情報がＷＫＣ１７８の期待値を含む場合、ＷＫＣ１７８の期待値は、それぞれの通信部１５９に接続された制御対象装置１２１に基づいて決定される。あるいは、あるデータグラム生成情報内において、ＷＫＣ１７８の期待値のみを通信部１５９ごとに定義してもよい。また、制御装置１２０が複数の通信部１５９を備える場合、制御システム構成情報構築部１１２が構築する制御システム構成情報は、対象の制御対象装置１２１が接続する制御装置１２０の通信部１５９の識別子を含み得る。

【0131】

また、制御システム構成情報構築部１１２が構築する制御システム構成情報において、論理アドレスの領域１９０への対応付けは任意とし、制御システム構成情報に含めなくともよい。あるいは、制御システム構成情報に領域１９０との対応付けを含める場合は、制御装置１２０のデータ記憶部１５１において、論理アドレスの各領域１９０と、データ記憶部１５１におけるデータの記憶位置を対応付けてもよい。例えば、図９Ｂにおいて、領域１９０ａは論理アドレス０ｘ００００００００から２０００ｂｙｔｅの領域を占めているため、データ記憶部１５１において、所定のアドレス（例えば、０ｘ００００００００）から２０００ｂｙｔｅの領域を、領域１９０ａと同じように制御対象装置１２１Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅのデータ領域とすることが例示される。

【0132】

＜制御装置１２０の送信処理手順＞
図１０は、図３に示される制御装置１２０において、送信処理の実行手順の一例を示すフローチャートである。図１０において、はじめに、データグラム生成部１５３は、実行開始タイミングを待機する（手順Ｓ０１０）。データグラム生成部１５３の実行開始タイミングは、例えば、制御システム構成情報や、制御システム情報で指定される送信タイミングや通信周期などに基づいて定められる。制御システム構成情報は、制御システム構成情報記憶部１６２で保持され、制御システム情報は、制御システム構成装置１２４内の制御システム情報記憶部１１０で保持される。

【0133】

あるいは、データグラム生成部１５３の実行開始タイミングは、演算部１５０からの通知によって定められてもよい。演算部１５０からデータグラム生成部１５３への通知として、演算部１５０によるデータ記憶部１５１へのデータアクセスの開始や完了の通知が例示される。または、当該実行開始タイミングは、データグラム生成情報に定義されている送信タイミングであってもよい。あるいは、当該実行開始タイミングは、複数のデータグラム生成情報で定義されている周期の最大公約数となる周期に基づいて定められてもよい。

【0134】

なお、最初の開始時刻は、所定の時刻をシステムオペレータ等が設定してもよく、その時刻は制御装置１２０自身の時刻に基づいていてもよい。あるいは、最初の開始時刻は、Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｌｏｃｋプロトコル等の時刻同期プロトコルで同期した時刻体系に基づいた時刻でもよい。

【0135】

次に、データグラム生成部１５３は、データグラム生成情報記憶部１５２からデータグラム生成情報を抽出する（手順Ｓ０１１）。そして、データグラム生成部１５３は、手順Ｓ０１１で抽出したデータグラム生成情報がデータグラム生成の対象であるかを判定する（手順Ｓ０１２）。手順Ｓ０１１で抽出したデータグラム生成情報がデータグラム生成の対象であるか否かを判定するため、例えば、データグラム生成情報に有効または無効の情報を含めてもよい。この場合、データグラム生成部１５３は、有効の情報が含まれる場合に生成対象であると判定すればよい。

【0136】

あるいは、ＥＳＭ（ＥｔｈｅｒＣＡＴ Ｓｔａｔｅ Ｍａｃｈｉｎｅ）において、そのデータグラム生成情報で生成されるデータグラムを送信すべきステートを、データグラム生成情報に含めてもよい。この場合、データグラム生成部１５３は、制御装置１２０として指定されたステートと一致した場合に生成対象であると判定すればよい。あるいは、データグラム生成情報は、送信周期を含んでもよい。この場合、データグラム生成部１５３は、前回の送信時刻からの経過時間が、その送信周期と一致する、または送信周期を経過している場合に生成対象であると判定すればよい。

【0137】

このように構成する場合、前回の送信時刻を記憶する手段を設けることが例示され、データグラム生成情報中に前回送信時刻を記憶するか、あるいはデータグラム生成部１５３が記憶手段を備えて、前回送信時刻を記憶してもよい。あるいは、次回の送信予定時刻を記憶し、データグラム生成部１５３は、その時刻に到達した場合に生成対象であると判定してもよい。また、一定の送信周期ではなく、所定の送信パターンとして送信タイミングを定義してもよい。例えば、１ミリ秒の周期において、２００マイクロ秒、３００マイクロ秒、５００マイクロ秒おきに送信することとし、データグラム生成部１５３は、前回の送信時刻からの経過時間が、その送信パターンと一致する、または送信周期を経過している場合に生成対象であると判定してもよい。

【0138】

生成対象であるとの判定基準は、上記に示した判定基準のいずれか、または複数でもよい。複数の場合は、いずれかの条件が一致した場合（論理和）でもよいし、全ての条件が一致した場合（論理積）でもよいし、任意の論理式で定めた条件に一致した場合でもよい。任意の論理式として、例えば、「そのデータグラム生成情報が有効であるという情報を含み、かつ、ステートが一致するか、あるいは送信タイミングが所定の条件に一致する場合」に、生成対象であると判定する、といった例が挙げられる。
手順Ｓ０１２で、データグラム生成部１５３は、生成対象のデータグラム生成情報であると判定すれば（手順Ｓ０１２のＹ）、データグラム生成情報に基づいて、データを準備する（手順Ｓ０１３）。この際に、データグラム生成部１５３は、データグラム生成情報にコマンドを含め、コマンドの性質に基づいて、データの準備処理を制御してもよい。

【0139】

例えば、生成するデータグラムがライトコマンドである場合は、制御装置１２０から制御対象装置１２１への指令（書き込み、ライト方向とする）となる。このため、データグラム生成部１５３は、データ記憶部１５１から指令値相当のデータを抽出する。このとき、データグラム生成情報にデータ記憶部１５１中の対象データの位置とサイズを示す情報を含め、データグラム生成部１５３は、これらの情報を参照することが例示される。すなわち、データグラム生成部１５３は、これらの位置とサイズを用いて、データ記憶部１５１から、必要なデータを抽出する。

【0140】

データの記憶位置に関し、記憶位置をデータグラム生成情報に含めてもよいし、データグラム生成情報に順序がある場合は、抽出したデータグラム生成情報の順序よりも前に位置するデータグラム生成情報のサイズを積算することで、記憶位置を算出してもよい。データ記憶部１５１の記憶領域がライト系コマンドとリード系コマンドのそれぞれに分かれている場合は、ライト系コマンドのみのデータグラム生成情報のサイズを加算して記憶位置を算出することが例示される。この際に、ＡＲＭＷ（Ａｕｔｏ Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ Ｒｅａｄ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｗｒｉｔｅ）コマンドやＦＲＭＷ（Ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ Ｒｅａｄ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｗｒｉｔｅ）のような特殊なコマンドをライト系コマンドに含めるかは、システムオペレータ等が静的に事前定義してもよい。

【0141】

一方、生成するデータグラムがリードコマンドである場合は、制御装置１２０が制御対象装置１２１の情報を取得する通信（読み出し、リード方向とする）となる。このため、データグラム生成部１５３は、データ記憶部１５１からデータを抽出せずに、内容が空あるいはゼロであり、かつ、データサイズがリードサイズであるデータグラムを生成する。これは、ＥｔｈｅｒＣＡＴではリードコマンドであっても、リードサイズに相当するデータ領域が必要であるためである。なお、サイズが制御システム１２３内で一定といった特徴がある場合は、サイズ情報は、データグラム生成情報に含まれなくともよい。

【0142】

また、ＡＲＭＷコマンドやＦＲＭＷコマンドのように、指定の制御対象装置１２１のみリードし、それ以外の制御対象装置１２１にライトする特殊コマンドの場合、データグラム生成部１５３は、データ記憶部１５２からデータを抽出してもよいし、リードコマンドのように、内容が空あるいはゼロであり、かつ、データサイズがリードサイズであるデータグラムを生成してもよい。この際には、データグラム生成情報に含まれるアドレス情報をもとに切り替えが行われてもよい。

【0143】

例えば、コマンドがＡＲＭＷで、オートインクリメントアドレスが０の場合、制御装置１２０に隣接する制御対象装置１２１を示すことになる。このような場合、送信されたデータグラムの情報は、隣接する制御対象装置１２１に対するリード処理によって、ただちに上書きされるため、制御装置１２０において、データ記憶部１５１からデータを抽出する処理は無意味となる。したがって、コマンドがＡＲＭＷで、オートインクリメントアドレスが０の場合は、データ記憶部１５１からデータを抽出しないことが例示される。

【0144】

続いて、データグラム生成部１５３は、データグラム生成情報と、準備したデータからデータグラムを生成する（手順Ｓ０１４）。図４に示すデータグラム１７５を生成するため、データグラム生成情報は、少なくともコマンド１７９、アドレス１８１、サイズ１８２を含む。コマンド１７９は、論理アドレスへのアクセス内容を表す。ｉｎｄｅｘ１８０、ＩＲＱ１８６、ＷＫＣ１７８は、値を指定したい場合にデータグラム生成情報に含めてもよい。ｉｎｄｅｘ１８０、ＩＲＱ１８６、ＷＫＣ１７８の値を指定する必要がなければ、デフォルト値（例えば、０）を設定することが例示される。ＭＯＲＥ１８５は、明示的に最終データグラムであるかどうかを示したい場合に、データグラム生成情報に含めてもよい。

【0145】

このようにして、データグラム生成部１５３は、データグラム生成情報から抽出したヘッダ情報、手順Ｓ０１３において準備したデータ、ＷＫＣ１７８を組み合わせてデータグラムを生成する。そして、データグラム生成部１５３は、生成したデータグラムを、データグラム生成情報に基づいて、該当する通信フレーム生成部１５４に転送する（手順Ｓ０１５）。ここで、通信フレーム生成部１５４を複数備える場合、全ての制御対象装置１２１に通知する内容や、全ての制御対象装置１２１から情報を取得する場合は、ブロードキャストコマンド（ＢＲＤ、ＢＷＲ、ＢＲＷコマンド）を用いて、全ての通信フレーム生成部１５４に転送することが例示される。

【0146】

あるいは、全ての通信フレーム生成部１５４でなくとも、複数の通信フレーム生成部１５４に転送することが例示される。この際には、複数の通信フレーム生成部１５４を個々に指定するため、データグラム生成情報に、データグラム転送先の通信フレーム生成部１５４を表すビットマップ形式の情報を含ませることが例示される。各ビットは、個々の通信フレーム生成部１５４を示し、値を真理値または０、１で示すことが例示される。真理値の真または１の場合に、該当する通信フレーム生成部１５４にデータグラムを転送することが例示される。

【0147】

複数の通信フレーム生成部１５４にデータグラムを転送する場合、データグラム生成部１５３は、同時に送信してもよいし、順番に送信してもよい。制御システム１２３の運用上、全体の処理遅延を短縮するためには、データグラム生成部１５３は、同時に送信することが望ましい。

【0148】

手順Ｓ０１５でデータグラムを通信フレーム生成部１５４に転送した後、あるいは手順Ｓ０１２において、生成対象のデータグラム生成情報ではないと判定した場合（手順Ｓ０１２のＮ）、データグラム生成部１５３は、必要なデータグラム生成情報を全て処理したかを判定する（手順Ｓ０１６）。この際に、データグラム生成部１５３は、データグラム生成情報記憶部１５２上の全てのデータグラム生成情報を処理したかどうかで判定してもよいし、個々のデータグラム生成情報におけるデータサイズの合計が所定値を超えた場合に、必要なデータグラム生成情報の全てを処理したと判定してもよい。データサイズの合計を比較する際の所定値として、例えば、通信フレームの最大サイズが例示される。各データグラム生成情報のデータサイズは、通信プロトコル上のヘッダや末尾情報のサイズを含めて計算されもよい。

【0149】

または、データグラム生成情報にＭＯＲＥ１８５を含めることで、データグラム生成部１５３は、ＭＯＲＥ１８５が０の場合（つまり、後続のデータグラムがない）に、最後のデータグラムと判定し、必要なデータグラム生成情報の全てを処理したと判定してもよい。あるいは、データグラム生成部１５３は、データグラム生成情報に含まれる、その他のヘッダ上の情報に基づいて判定してもよい。例えば、データグラム生成情報のコマンド１７９が所定のコマンドであれば、最後のデータグラム生成情報と判定してもよいし、ｉｎｄｅｘ１８０、アドレス１８１、ＩＲＱ１８６をデータグラム生成情報に含めて、それぞれ所定の値である場合に最後のデータグラム生成情報と判定してもよい。

【0150】

さらに、この際に、データグラム生成部１５３は、複数のパラメータを組み合わせて判定してもよい。例えば、コマンド１７９とアドレス１８１が同時に、それぞれ所定の値であった場合に最後のデータグラム生成情報と判定してもよい。また、パラメータに限らず、データ記憶部１５２から抽出したデータの値が所定値であった場合に、最後のデータグラム生成情報と判定してもよい。例えば、ヘッダ１７６を構成するパラメータとデータ記憶部１５１から抽出したデータの値の組み合わせによって、最後のデータグラム生成情報であるかどうかを判定してもよい。

【0151】

手順Ｓ０１６において、必要なデータグラム生成情報の全てを処理したと判定した場合（手順Ｓ０１６のＹ）は、手順Ｓ０１７に進む。一方、手順Ｓ０１６において、必要なデータグラム生成情報の全てを処理したと判定しない場合（手順Ｓ０１６のＮ）は、手順Ｓ０１１へと戻る。

【0152】

手順Ｓ０１７で、通信フレーム生成部１５４は、データグラム生成部１５３から転送されたデータグラムを組み合わせ、かつ、制御ネットワーク１２２の通信プロトコルにしたがったヘッダと末尾情報を付加し、通信フレームを生成する。ＥｔｈｅｒＣＡＴの場合は、図４に示す通り、Ｅｔｈｅｒｎｅｔヘッダ１７１とＦＣＳ１７３をデータグラム群と組み合わせる。データグラムを連結する順序として、データグラム生成部１５３から転送された順序が例示される。

【0153】

または、通信フレーム生成部１５４は、構成する内容に基づいて、データグラムを並びかえてもよい。例えば、データグラムのサイズにしたがって昇順または降順に並びかえてもよい。あるいは、所定のコマンドを格納するデータグラムを、通信フレームの先頭に配置してもよい。例えば、論理アドレスに対するリードコマンド（ＬＲＤコマンド）を通信フレームの先頭に配置、集約することが例示される。

【0154】

なお、これらの並び替えは、図８における手順Ｓ００５で、データグラム生成情報計画部１１１から送信されたデータグラム生成情報を、データグラム生成情報記憶部１５２に登録する際の順序に反映されてもよいし、登録後にデータグラム生成情報記憶部１５２内でデータグラム生成情報を記憶する順序に反映されてもよい。あるいは、これらの並び替えは、手順Ｓ０１１においてデータグラム生成部１５３がデータグラム生成情報記憶部１５２に記憶されているデータグラム生成情報にアクセスする順序に反映されてもよい。

【0155】

通信フレームを生成する際、通信フレーム生成部１５４は、最後のデータグラムのＭＯＲＥ１８５は０（後続のデータグラムが存在しないことを示す）に設定し、それ以外のデータグラムのＭＯＲＥ１８５を１（後続のデータグラムが存在することを示す）に設定してもよい。あるいは、手順Ｓ０１４において、データグラム生成部１５３が生成中のデータグラムが最後であるかを判定し、最後であると判定した場合にＭＯＲＥ１８５を０に設定し、最後ではないと判定した場合にＭＯＲＥ１８５を１に設定してもよい。データグラム生成部１５３による判定基準は、手順Ｓ０１６と同様である。あるいは、データグラム生成情報にＭＯＲＥ１８５の値を含めて、手順Ｓ０１４でのデータグラム生成時に反映してもよい。

【0156】

次に、通信フレーム生成部１５４は、生成した通信フレームの送信タイミングであるかを判定する（手順Ｓ０１８）。この際に、通信フレーム生成部１５４は、特に送信タイミングを判定せずに、手順Ｓ０１７の終了後にただちに送信タイミングであると判定してもよい。あるいは、通信フレーム生成部１５４は、制御システム構成情報記憶部１６２で保持する制御システム構成情報や、制御システム情報記憶部１１０で保持する制御システム情報で送信タイミングや通信周期が指定されていれば、それに基づいて送信タイミングを決定してもよい。あるいは、通信フレーム生成部１５４は、データグラム生成情報で定義されている送信周期に基づいて、送信タイミングを決定してもよい。

【0157】

手順Ｓ０１８において、通信フレームの送信タイミングであると判定した場合、通信フレーム生成部１５４は、通信フレームを送信部１５５に転送し、送信部１５５を介して送信する（手順Ｓ０１９）。次に、制御装置１２０は、所定の完了処理を実行する（手順Ｓ０２０）。完了処理の例としては、演算部１５０に対して、送信完了したことを通知することが例示される。

【0158】

あるいは、完了処理として、手順Ｓ０１１から手順Ｓ０１９までの手順で異常が生じた場合に、異常発生を演算部１５０に通知することが例示される。例えば、データアクセスサイズの合計が所定値を超えた場合に、これを通知する。あるいは、データ記憶部１５１の領域にアクセスした際の通信異常、データ記憶部１５１を実現するメモリ１０４、不揮発性記憶媒体１０５でのアクセス異常、機能部の演算手段や記憶手段として構成している通信制御ＩＣ１０２、メモリ１０４、不揮発性記憶媒体１０５でのソフトエラー（半導体の一時的な故障）等が発生した場合に、これを通知する。これらの異常検出のために、誤り訂正符号（ＥＣＣ）機能を具えたデバイス、機能部を利用することや、データ記憶部１５２、メモリ１０４、不揮発性記憶媒体１０５にデータを記憶する際にパリティチェックなどの誤り訂正符号とあわせて記憶することが例示される。

【0159】

これらの異常通知によって、システムオペレータ等は、異常に気づくことができ、必要な対策を講じることができる。結果として、制御システム１２３の実行、運用の安定化、正常化、復旧が可能となる。例えば、データアクセスサイズが所定値を超えた場合は、制御システム構成装置１２４内のデータグラム生成情報計画部１１１において、誤ってデータグラム生成情報を計画したことが原因となり得る。このような原因を調査することで、データグラム生成情報計画部１１１、制御システム構成情報構築部１１２または論理アドレス割当計画部１１３や、制御装置１２０内の各機能部のいずれか、あるいは複数に誤設定や不具合があった場合は、それを改善することにより、該当機能部が高信頼化される。

【0160】

あるいは、システムオペレータ等が、これらの機能部を利用した際に、誤った設定をしたことが原因であれば、設定を見直すとともに、誤設定を防止するための機能を制御システム構成装置１２４の機能部に追加することが例示される。具体的には、該機能部を操作する際のユーザインターフェースの改良や、サイズ上限値などの想定条件に対するチェック機能が例示される。

【0161】

手順Ｓ０２０での完了処理にともなう通知は、通信制御ＩＣ１０２からＣＰＵ１０１への割り込みとして実装することが例示される。あるいは、完了処理として、通信フレーム生成部１５４または送信部１５５は、通信フレームの送信時刻を記憶してもよい。送信時刻を記憶することで、制御ネットワーク１２２を介して同じデータグラムを受信した際に通信時間を計測でき、通信性能の評価、可視化や、タイムアウト値との比較による異常判定が可能となる。送信時刻は、通信フレームごとではなく、手順Ｓ０１５におけるデータグラム転送時にデータグラムごとに記憶されてもよい。

【0162】

なお、手順Ｓ０１１におけるデータグラム生成情報の抽出に際して、ＥＳＭに基づくモードを設けることで、手順Ｓ０１２において、モードにあわせて、生成対象のデータグラムであるかを判定してもよい。このとき、現在設定しているモードの情報に加え、データグラム生成情報に、送信対象となるモードを定義することが例示される。ＥＳＭに基づくステートの変更完了は、手順Ｓ０２０において確認することが例示される。ＥＳＭに基づくステートの変更を要求するデータグラムは、データグラム生成情報として定義することが例示される。

【0163】

手順Ｓ０２０の実行後、制御装置１２０は、終了条件を判定する（手順Ｓ０２１）。終了条件として、所定の時刻に達したことや、所定の時間経過したこと、所定の制御回数を実行したことが例示される。あるいは所定の制御性能に達したことが例示される。また、システムオペレータ等によって明示的に終了を指示されてもよい。

【0164】

制御装置１２０は、手順Ｓ０２１で終了条件を満足したと判定すれば（手順Ｓ０２１のＹ）、図１０に示される手順を終了する。手順Ｓ０２１で終了条件を満足していないと判定すれば（手順Ｓ０２１のＮ）、手順Ｓ０１０に戻る。手順Ｓ０１７から手順Ｓ０２０までの処理は、複数存在するＰＨＹ１０３、または通信フレーム生成部１５４、あるいは送信部１５５のそれぞれで実行されるため、並列に実行されてもよい。

【0165】

＜制御装置１２０の受信処理手順＞
図１１は、図３に示される制御装置１２０において、受信処理の実行手順の一例を示すフローチャートである。はじめに、受信部１５８は、通信フレームの受信を待機する（手順Ｓ０３０）。受信部１５８は、通信フレームを受信すれば、通信フレーム分解部１５７に転送し、通信フレーム分解部１５７は、受信した通信フレームをデータグラムに分解する（手順Ｓ０３１）。なお、受信部１５８は、受信した通信フレームがＥｔｈｅｒＣＡＴフレームではない場合は、破棄して終了してもよいし、非ＥｔｈｅｒＣＡＴフレームを受信したことや、受信した通信フレームを演算部１５０等に通知してもよい。

【0166】

通信フレーム分解部１５７は、通信フレームをデータグラムに分解すると、個々のデータグラムをデータグラム解析部１５６に転送する（手順Ｓ０３２）。データグラム解析部１５６は、データグラムを受信すると、データグラム生成情報記憶部１５２を探索して、そのデータグラムに該当するデータグラム生成情報があるかどうかを判定する（手順Ｓ０３３）。

【0167】

データグラム生成情報の探索および有無判定は、受信したデータグラムの内容に基づいて行われる。すなわち、データグラム解析部１５６は、例えば、受信データグラム上のヘッダ情報やデータ長と、データグラム生成情報に含まれるヘッダ情報が一致する場合に、データグラム生成情報があると判定する。ヘッダ情報を判定する際には、全てのパラメータについて一致を判定せずに、コマンド１７９、アドレス１８１、サイズ１８２などの一部のパラメータのみの一致について判定してもよい。

【0168】

もし、データグラム生成情報記憶部１５２が、該当するデータグラム生成情報を記憶していれば（手順Ｓ０３３のＹ）、データグラム解析部１５６は、そのデータグラム生成情報を抽出する（手順Ｓ０３４）。そして、データグラム解析部１５６は、抽出したデータグラム生成情報と受信データグラムを異常判定部１６３と共有し、異常判定部１６３は、受信データグラムの異常を判定する（手順Ｓ０３５）。異常判定部１６３の動作については後述する。

【0169】

手順Ｓ０３５において、受信データグラムに異常がなければ（手順Ｓ０３５のＮ）、データグラム解析部１５６は、受信したデータグラムがリード系コマンドであるかを判定する（手順Ｓ０３６）。リード系コマンドの場合は、受信したデータをデータ記憶部１５１に反映する必要がある。そこで、データグラム解析部１５６は、受信したデータグラムがリード系コマンドであれば（手順Ｓ０３６のＹ）、探索したデータグラム生成情報に基づいて、データ記憶部１５１における、受信データの記憶位置を決定する（手順Ｓ０３７）。

【0170】

受信データの記憶位置に関し、当該記憶位置をデータグラム生成情報に含めてもよいし、データグラム生成情報に順序がある場合は、抽出したデータグラム生成情報の順序よりも前に位置するデータグラム生成情報のサイズを積算することで、記憶位置を算出してもよい。データ記憶部１５１の記憶領域がライト系コマンドとリード系コマンドに分かれている場合は、リード系コマンドのみのデータグラム生成情報のサイズを加算して記憶位置を算出することが例示される。ＡＲＭＷコマンドやＦＲＭＷのような特殊なコマンドをリード系コマンドに含めるかは、システムオペレータ等が決定してもよいし、静的に事前定義してもよい。

【0171】

データの記憶位置を決定後、データグラム解析部１５６は、データグラムから受信データを抽出し、データ記憶部１５１の該当領域を更新する（手順Ｓ０３８）。手順Ｓ０３８の完了後、または手順Ｓ０３５において、受信したデータグラムに異常があった場合（手順Ｓ０３５のＹ）、あるいは受信したデータグラムがリード系コマンドではない場合（手順Ｓ０３６のＮ）、データグラム解析部１５６は、データグラム処理における完了処理を実行する（手順Ｓ０３９）。データグラム処理の完了処理として、データグラムの受信回数や受信データサイズをカウントアップすることが例示される。

【0172】

手順Ｓ０３９の実行後、または手順Ｓ０３３において、受信したデータグラムに該当するデータグラム生成情報がないと判定した場合（手順Ｓ０３３のＮ）、制御装置１２０は、全てのデータグラムを処理したかどうかを判定する（手順Ｓ０４０）。この際には、受信した通信フレームに含まれる、全てのデータグラムを処理したかどうかで判定することが例示される。あるいは、予め定めたヘッダパラメータの値やＷＫＣの値の条件に一致するデータグラムを受信した際に、全てのデータグラムを処理したと判定してもよい。

【0173】

制御装置１２０は、手順Ｓ０４０において、全てのデータグラムを処理していないと判定すれば（手順Ｓ０４０のＮ）、手順Ｓ０３２に戻る。一方、手順Ｓ０４０において、全てのデータグラムを処理したと判定すれば（手順Ｓ０４０のＹ）、データグラム解析部１５６、通信フレーム分解部１５７は、受信したデータグラム群、受信した通信フレーム、抽出したデータグラム生成情報を異常判定部１６３と共有し、異常判定部１６３は、受信した通信フレームの異常を判定する（手順Ｓ０４１）。

【0174】

手順Ｓ０４１で、異常判定部１６３が通信フレームに異常があると判定した場合（手順Ｓ０４１のＹ）、制御装置１２０は、対応処理を実行する（手順Ｓ０４２）。異常への対応処理に関しては後述する。手順Ｓ０４２の実行後、または手順Ｓ０４１において、通信フレームに異常がないと判定した場合（手順Ｓ０４１のＮ）、制御装置１２０は、通信フレームにおける完了処理を実行し（手順Ｓ０４３）、図１１に示される手順を終了する。

【0175】

通信フレームにおける完了処理として、通信フレームの受信回数や受信データサイズをカウントアップすることが例示される。あるいは、通信フレームの完了処理として、演算部１５０に対して、受信処理を完了したことを通知することが例示される。この際に、通信部１５９を複数設ける場合、通信部１５９ごとに受信した通信フレームに対する受信処理ごとに、完了を通知してもよい。

【0176】

あるいは、所定の時間が経過した場合や、所定の通信フレーム数を処理した場合や、所定の受信データサイズ（通信フレームの受信サイズまたは図４に示す所定の領域に対する受信サイズの合計）を処理した場合や、所定の制御対象装置１２１の数のデータグラムを処理した場合に、完了を通知してもよい。これらの統計値は、通信部１５９ごとに判定されてもよいし、全ての通信部１５９または複数の通信部１５９の合計値で判定されてもよい。演算部１５０に完了を通知する場合、データグラム解析部１５６は、通知要因を提示する手段を備えることが例示される。

【0177】

または、通信フレームの完了処理として、データ記憶部１５１や演算部１５０に対して、データ記憶部１５１の必要な領域の更新を完了したことを通知することが例示される。これらの完了処理に伴う通知は、通信制御ＩＣ１０２からＣＰＵ１０１への割り込みとして実装することが例示される。

【0178】

あるいは、完了処理として、通信フレーム分解部１５７または受信部１５８は、通信フレームの受信時刻を記憶してもよい。受信時刻を記憶することで、通信フレームを受信した際に通信時間を計測でき、通信性能の評価、可視化や、タイムアウト値との比較による異常判定が可能となる。受信時刻の記憶は、手順Ｓ０３０で通信フレームを受信した（手順Ｓ０３０のＹ）直後に実行されてもよい。通信部１５９を複数設ける場合は、受信時刻を通信部１５９ごとに計測することが例示される。このようにすることで、通信部１５９ごとの通信時間を計測でき、通信部１５９ごとの制御対象装置１２１の接続構成が適切であるかを確認、検証できる。

【0179】

＜異常判定と対応手順＞
図１２は、図３における異常判定部１６３による異常判定処理と、再送部１６４による異常対応処理の実行手順の一例を示すフローチャートである。図１２に示される手順は、図１１における手順Ｓ０３５、Ｓ０４１、Ｓ０４２に対応する。図１２において、はじめに、異常判定部１６３は、異常判定タイミングを待機する（手順Ｓ０５０）。異常判定タイミングは、データグラム解析部１５６が異常判定部１６３と受信データグラムやデータグラム生成情報を共有したタイミングでもよいし、通信フレーム分解部１５７が異常判定部１６３と、受信した通信フレームを共有したタイミングでもよい。

【0180】

あるいは、異常判定タイミングは、以下の（Ａ）－（Ｃ）のタイミングのいずれかから所定期間が経過したタイミングでもよい。当該異常判定タイミングは、制御ネットワーク１２２上での通信フレームの損失を検出するためのタイムアウト値に相当するタイミングである。
（Ａ）データグラム生成部１５３が、生成したデータグラム（例えば、通信フレーム内で最初のデータグラム）を通信フレーム生成部１５４に転送したタイミング
（Ｂ）通信フレーム生成部１５４が、生成した通信フレームを送信部１５５に転送したタイミング
（Ｃ）送信部１５５が通信フレームの送信を開始したタイミング

【0181】

手順Ｓ０５０で異常判定のタイミングとなれば（手順Ｓ０５０のＹ）、異常判定部１６３は、受信データグラム単位での異常判定（手順Ｓ０５１）と、受信した通信フレーム単位での異常判定（手順Ｓ０５２）とを実行する。手順Ｓ０５１と手順Ｓ０５２は、図１２に示すように並列に実行されてもよいし、どちらかを先に実行することで順番に実行されてもよい。あるいは、異常判定部１６３は、該当する情報がない場合は、どちらか一方を実行するのみでもよい。

【0182】

例えば、通信フレームが複数のデータグラムで構成され、データグラム解析部１５６から先頭のデータグラムのみを異常判定部１６３に転送された場合、異常判定部１６３は、通信フレームについての異常を判定できないため、手順Ｓ０５１のみを実行する。一方で、例えば、タイムアウトによる異常判定のタイミングとなれば、異常判定部１６３は、個々のデータグラムについての異常判定はできないため、手順Ｓ０５２のみを実行する。また、ＦＣＳ１７３における巡回冗長検査（ＣＲＣ：Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）の異常を判定する場合は、ＦＣＳ１７３が通信フレームごとに付与され、通信フレームに対する異常判定となるために、異常判定部１６３は、手順Ｓ０５１のみを実行する。

【0183】

手順Ｓ０５１におけるデータグラムに対する異常の判定に際し、データグラム生成情報に、データグラム受信時のＷＫＣ１７８の期待値を設けることが例示される。この場合、異常判定部１６３は、受信したデータグラムに格納されるＷＫＣ１７８の値と期待値とを比較して、不一致の場合に異常と判定すればよい。あるいは、異常判定部１６３は、受信したデータグラムのフォーマットが、通信プロトコルで定義するフォーマットに対して不整合がある場合に、異常と判定してもよい。

【0184】

手順Ｓ０５２における通信フレームに対する異常の判定に際し、通信フレームの通信に対して、タイムアウト値を定めることが例示される。この場合、異常判定部１６３は、図１０における手順Ｓ０１５でのデータグラム転送時や、手順Ｓ０１９での通信フレームの転送時または送信時から、図１１における手順Ｓ０３０での通信フレーム受信時や、手順Ｓ０３２のデータグラム受信時までの時間が、タイムアウト値を経過した場合に異常と判定すればよい。

【0185】

あるいは、異常判定部１６３は、受信した通信フレームにおけるＦＣＳ１７３を用いた巡回冗長検査（ＣＲＣ：Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）において異常が検知された場合に異常と判定してもよい。ＣＲＣによる異常判定は、図１１における手順Ｓ０３０で通信フレームを受信した（手順Ｓ０３０のＹ）直後に実行されてもよい。すなわち、図１２における手順Ｓ０５０において、通信フレームを受信したタイミングを、異常判定のタイミングとする。または、異常判定部１６３は、受信した通信フレームのフォーマットに、通信プロトコルで定義するフォーマットに対して不整合がある場合に、これを異常と判定してもよい。

【0186】

あるいは、異常判定部１６３は、データ記憶部１５１の領域にアクセスした際の通信異常、データ記憶部１５１を実現するメモリ１０４、不揮発性記憶媒体１０５でのアクセス異常、機能部の演算手段や記憶手段として構成している通信制御ＩＣ１０２、メモリ１０４、不揮発性記憶媒体１０５でのソフトエラー、といった異常を検出してもよい。さらに、異常判定部１６３は、図１１における手順Ｓ０３８で発生した異常を検出してもよい。これらの異常検出のために、誤り訂正符号（ＥＣＣ）機能を具えたデバイス、機能部を利用することや、データ記憶部１５１、メモリ１０４、不揮発性記憶媒体１０５にデータを記憶する際にパリティチェックなどの誤り訂正符号とあわせて記憶することが例示される。

【0187】

手順Ｓ０５１、Ｓ０５２での異常判定後、異常判定部１６３は、異常が生じているかを確認する（手順Ｓ０５３）。異常が生じていれば（手順Ｓ０５３のＹ）、異常判定部１６３は、再送の要否判定（手順Ｓ０５４）と異常通知（手順Ｓ０５６）とを実行する。手順Ｓ０５４と手順Ｓ０５６は、図１２に示すように並列に実行されてもよいし、どちらかを先に実行することで順番に実行されてもよい。あるいは、いずれか一方のみが実行されてもよい。

【0188】

手順Ｓ０５４における再送の要否判定に関し、予めシステムオペレータ等によって、異常が生じた時には再送を実行するように設定しておくことで、異常判定部１６３は、その設定に基づいて再送すると判定してもよい。あるいは、所定周期内の再送の上限回数を設けることで、異常判定部１６３は、手順Ｓ０５３において異常が生じたと判定した場合であっても、再送回数が上限回数に達している場合は再送しないと判定してもよい。

【0189】

あるいは、データグラム生成情報記憶部１５２が保持するデータグラム生成情報において、データグラムごとに再送対象であるか否かを設定しておくことで、異常判定部１６３は、異常が生じたと判定したデータグラムが再送対象に該当する場合に、再送すると判定してもよい。同様に、異常判定部１６３は、異常が生じたデータグラムが再送対象のデータグラムに該当しない場合は、再送しないと判定してもよい。

【0190】

あるいは、受信処理までは異常が発生せず、データ記憶部１５１、メモリ１０４、不揮発性記憶媒体１０５へのアクセス時に異常が生じた場合は、異常判定部１６３は、再送をしないと判定してもよい。そのような場合、異常判定部１６３は、データグラム解析部１５６などに、再度、データ記憶部１５１、メモリ１０４、不揮発性記憶媒体１０５へアクセスさせることが例示される。再アクセスでも失敗した場合や、所定回数の再アクセスが失敗した場合に、異常判定部１６３は、演算部１５０や外部に通知することが例示される。

【0191】

手順Ｓ０５４において、再送すると判定した場合（手順Ｓ０５４のＹ）、異常判定部１６３は、再送対象のデータグラム、通信フレーム、データグラム生成情報のいずれか、または複数の情報を再送部１６４に転送し、再送部１６４は、該情報を用いて再送する（手順Ｓ０５５）。再送する場合は、通信フレーム単位で再送してもよいし、ＷＫＣ不一致などで異常と判定したデータグラム単位で再送してもよい。

【0192】

再送部１６４は、再送するために、異常判定部１６３から転送された情報を元にデータグラムや通信フレームを構築して送信部１５５に転送してもよい。あるいは、データグラム生成部１５３から通信フレーム生成部１５４へ転送されるデータグラムや、通信フレーム生成部１５４から送信部１５５に転送される通信フレームを、再送部１６４に対しても転送してもよい。この場合、異常判定部１６３から再送部１６４に転送された情報を元に、再送部１６４は、再送が必要なデータグラムや通信フレームを特定して、送信部１５５に転送すればよい。

【0193】

このとき、再送部１６４は、再送であることがわかるように、送信部１５５に転送するデータグラムまたは通信フレーム上のパラメータを変更してもよい。そのようなパラメータとしては、Ｅｔｈｅｒｎｅｔヘッダ１７１上の送信先ＭＡＣアドレス、送信元ＭＡＣアドレス、ｉｎｄｅｘ１８０、データ領域１７７のいずれか、または複数が例示される。また、変更対象は、選択したパラメータの一部でもよい（例えば、送信元ＭＡＣアドレスの一部やｉｎｄｅｘ１８０の所定ビット）。また、通信フレームの構成の変更にともない、再送部１６４は、ＭＯＲＥ１８５等のパラメータを変更してもよい。

【0194】

手順Ｓ０５６では、異常判定部１６３は、異常が生じたと判定した場合に、その異常に関する情報を演算部１５０に通知する。異常に関する情報として、該当のデータグラムや通信フレームに関する情報、データグラム生成情報に関する情報、異常要因、異常の発生タイミング、発生時刻のいずれか、または複数が例示される。異常発生を演算部１５０に通知する場合に、異常が発生した通信部１５９、通信フレーム、データグラム等が特定できる場合は、異常判定部１６３は、それらの識別情報のいずれか、または複数をあわせて通知することが例示される。

【0195】

また、異常判定部１６３から演算部１５０に通知する手段は、割り込み信号や、ＣＰＵ１０１がアクセス可能なレジスタ情報が例示される。あるいは、異常判定部１６３は、制御装置１２０が備え得るディスプレイやＬＥＤ、スピーカーといった外部提示手段を通じて異常を通知、提示してもよい。あるいは、手順Ｓ０５６において、異常判定部１６３は、異常発生回数をカウントアップすることが例示される。

【0196】

＜システム構成の変更手順＞
図１３は、図３における制御対象装置選択部１６０、データグラム生成情報変更部１６１、制御システム構成情報記憶部１６２によるシステム構成変更時の実行手順の一例を示すフローチャートである。図１４Ａ、図１４Ｂ、図１４Ｃおよび図１４Ｄは、図１３に示される実行手順の具体例を示す図である。図１４は、図９に示した例に基づいている。システム構成変更とは、制御対象装置（デバイス）１２１の追加や取り除きなどを表し、デバイスの情報変更を表す。

【0197】

図１３において、はじめに、制御装置１２０は、システム構成を変更するタイミングを待機する（手順Ｓ０６０）。当該タイミングとして、オペレータ等が明示的にシステム構成を変更したタイミングが例示される。または、制御装置１２０による所定回数の通信の実行後のタイミングや、所定の通信サイズの実行後（制御システム１２３全体に対しての通信サイズでもよいし、所定の制御対象装置１２１に対する通信サイズでもよい）のタイミングのいずれかが例示される。または、所定の稼働時間の経過後のタイミングや、制御システム１２３として所定の性能に到達した場合のタイミングや、所定の処理動作が完了したタイミングのいずれかが例示される。

【0198】

あるいは、当該タイミングは、所定周期に基づくタイミングでもよい。この際に、周期の程度は、特に限定されるものではなく、例えば、５秒周期ごとの１０ミリ秒といった相対的に短い周期中の期間であっても、１週間における月曜日の午後１時から午後２時までの１時間といった相対的に長い周期中の期間であってもよい。ここでは、変更に要する期間も定義されているが（１０ミリ秒の経過、１時間）、所定条件を満足するまで、もとの構成に戻らなくてもよいし、あるいは、そのままシステム構成を維持してもよい。

【0199】

あるいは、制御装置１２０または所定の制御対象装置１２１において、制御システム１２３における所定事象を検知したことにより、システム構成の変更を開始してもよい。例えば、制御対象装置１２１が所定のセンサを備え、制御装置１２０がセンサ値を収集する構成を前提として、制御装置１２０は、該センサ値が所定の基準を満足した場合にシステム構成を変更するタイミングと判定する。

【0200】

なお、時間指定によってシステムを変更する場合、対象となる制御対象装置１２１は、自動的に制御システム１２３に対して接続または離脱してもよい。接続の場合は、制御対象装置１２１が制御システム１２３に対して物理的に接続されている状態で自動的に電源が投入されることが例示される。離脱の場合は、制御対象装置１２１が制御対象装置１２１に対して物理的に接続されている状態で、自動的に電源が停止されることが例示される。これらの自動処理を実行する時刻は、ＤＣプロトコルによって同期された時刻を用いることが例示される。

【0201】

手順Ｓ０６０でシステム構成を変更するタイミングになれば（手順Ｓ０６０のＹ）、制御対象装置選択部１６０は、変更する制御対象装置１２１を選択する（手順Ｓ０６１）。この際には、制御対象装置１２１を制御システム１２３に追加する場合と、制御対象装置１２１を制御システム１２３から取り除く場合と、制御対象装置１２１を交換する場合のいずれか、または複数があり得る。

【0202】

具体例として、図１４Ａに示す制御システム１２３において、制御対象装置１２１Ｂ、Ｃ、Ｅを取り除き、制御対象装置１２１Ｇを新たに追加する場合を想定する。この際の運用例として、オペレータが制御システム管理装置１２５に設けられたＨＭＩを介して、対象の制御対象装置１２１を選択し、制御システム管理装置１２５が選択された情報を制御装置１２０に送信することが例示される。

【0203】

なお、手順Ｓ０６０において所定の条件を満足した時に自動でシステム構成を変更する場合は、該条件に基づいて変更する制御対象装置１２１が、あらかじめ定義されてもよい。すなわち、システム構成の変更要因と、変更対象となる制御対象装置１２１との対応が、あらかじめ定義されてもよい。このようにすれば、制御装置１２０は、変更要因に基づいて、対象の制御対象装置１２１を自動で選択できる。例えば、制御システム１２３における所定事象をセンシングした場合にシステム構成を変更する場合は、センサの種類やセンサ値に基づいて制御対象装置１２１を決定するように、あらかじめ定義が行われてもよい。

【0204】

次に、データグラム生成情報変更部１６１は、制御システム構成情報記憶部１６２が保持する制御システム構成情報を取得する（手順Ｓ０６２）。例えば、図１４Ｄに示す制御システム構成情報が例示される。図１４Ｄでは、図９Ｄに示した制御システム構成情報に対して、制御対象装置１２１Ｇが追加されている。制御システム構成情報記憶部１６２で保持する制御システム構成情報を変更する場合は、図８に示す手順を任意のタイミングで実行することで、制御システム構成情報記憶部１６２で保持する制御システム構成情報を変更してもよい。

【0205】

そして、データグラム生成情報変更部１６１は、データグラム生成情報を変更する前の対応処理を実行する（手順Ｓ０６３）。対応処理としては、通信を停止することや、制御システム１２３の制御動作を停止することが例示される。あるいはＷＫＣ１７８の期待値との比較による異常判定を無効化することが例示される。これにより、異常判定部１６３は、受信時におけるＷＫＣ１７８の値と期待値との比較を行わないため、図１２に示した手順Ｓ０５４、Ｓ０５５に示す再送がなされない場合がある。

【0206】

あるいは、制御対象装置１２１を取り除く場合、制御装置１２０は、手順Ｓ０６１で選択された制御対象装置１２１に対する通信を停止してもよい。あるいは、対応処理として、ＥＳＭの変更や通信周期の変更、ＤＣプロトコルによる時刻同期の停止等が例示される。なお、手順Ｓ０６３での対応処理として、処理を実行しなくともよい。また、手順Ｓ０６０において、システム構成を自動的に変更する場合にあわせ、手順Ｓ０６３による対応処理は、所定周期での所定期間に実行されてもよい。

【0207】

次に、データグラム生成情報変更部１６１は、取得した制御システム構成情報、すなわち制御対象装置１２１とデータグラムとの対応関係に基づいて、データグラム生成情報記憶部１５２が保持するデータグラム生成情報（通信制御情報）を変更する（手順Ｓ０６４）。変更する情報としては、ヘッダ１７６のパラメータの一部または複数や、受信するＷＫＣ１７８の値に対する期待値が例示される。

【0208】

ＷＫＣ１７８の期待値を変更する際の具体例として、まず、データグラム生成情報変更部１６１は、図１４Ｄに示す制御システム構成情報、すなわち制御システム構成情報記憶部１６２の保持情報に基づき、除去する制御対象装置１２１Ｂ、Ｃがデータグラム［１］に含まれていることがわかる。したがって、この２つの制御対象装置１２１を制御システム１２３から取り除くため、データグラム生成情報変更部１６１は、図１４Ｃに示されるように、データグラム［１］に対するＷＫＣ１７８の期待値を、３から、２を減じた１に変更する。

【0209】

同様に、データグラム生成情報変更部１６１は、図１４Ｄに示す制御システム構成情報に基づき、除去する制御対象装置１２１Ｅがデータグラム［２］に含まれていることがわかる。したがって、この制御対象装置１２１Ｅを制御システム１２３から取り除くため、データグラム生成情報変更部１６１は、図１４Ｃに示されるように、データグラム［２］に対するＷＫＣ１７８の期待値を、２から、１を減じた１に変更する。

【0210】

さらに、データグラム生成情報変更部１６１は、図１４Ｄに示す制御システム構成情報に基づき、追加する制御対象装置１２１Ｇがデータグラム［３］に新たに含まれることがわかる。したがって、この制御対象装置１２１Ｇを制御システム１２３に追加するため、データグラム生成情報変更部１６１は、図１４Ｃに示されるように、データグラム［３］に対するＷＫＣ１７８の期待値を、１から、１を加えた２に変更する。

【0211】

加えて、データグラム生成情報変更部１６１は、データ領域１７７のサイズ（パラメータとしてはサイズ１８２）を変更してもよい。具体例として、図１４Ａでは、制御対象装置１２１Ｂ、Ｃが制御システム１２３から取り除かれる。このため、データグラム生成情報変更部１６１は、図１４Ｃに示されるように、データグラム［１］に対するデータ領域１７７のサイズ、すなわち図４におけるサイズ１８２を、１０００ｂｙｔｅから、制御対象装置１２１Ｂ、Ｃのサイズの合計である６００ｂｙｔｅを減じた４００ｂｙｔｅに変更する。

【0212】

この際に、データグラム生成情報変更部１６１は、制御対象装置１２１Ｂ、Ｃ宛ての通信がデータグラム［１］に含まれることを、図１４Ｄに示す制御システム構成情報から取得できる。さらに、データグラム生成情報変更部１６１は、制御対象装置１２１Ｂ、Ｃのデータ領域１７７のサイズの合計が６００ｂｙｔｅであることを、図１４Ａに示す制御システム構成情報から取得できる。

【0213】

同様に、データグラム生成情報変更部１６１は、図１４Ｄに示す制御システム構成情報に基づき、除去する制御対象装置１２１Ｅがデータグラム［２］に含まれていることがわかる。したがって、この制御対象装置１２１Ｅを制御システム１２３から取り除くため、データグラム生成情報変更部１６１は、図１４Ｃに示されるように、データグラム［２］に対するデータ領域１７７のサイズを１０００ｂｙｔｅから、制御対象装置１２１Ｅのサイズである５００ｂｙｔｅを減じた５００ｂｙｔｅに変更する。

【0214】

さらに、データグラム生成情報変更部１６１は、図１４Ｄに示す制御システム構成情報に基づき、追加する制御対象装置１２１Ｇがデータグラム［３］に新たに含まれることがわかる。したがって、この制御対象装置１２１Ｇを制御システム１２３に追加するため、データグラム生成情報変更部１６１は、図１４Ｃに示されるように、データグラム［３］に対するデータ領域１７７のサイズを２００ｂｙｔｅから、制御対象装置１２１Ｇのサイズである１００ｂｙｔｅを加えた３００ｂｙｔｅに変更する。

【0215】

なお、データ領域１７７のサイズ１８２を変更する場合は、図８に示す手順Ｓ００４において、制御システム構成情報構築部１１２が制御システム構成情報を構築する際の、論理アドレス割当計画部１１３による論理アドレス空間の割り当て情報が必要である。一方、データ領域１７７のサイズ１８２は、変更されなくてもよい。ただし、データ領域１７７のサイズ１８２を変更した方が、制御ネットワーク１２２の通信帯域の利用効率を向上できる。

【0216】

また、データグラムの構成単位を、制御対象装置１２１単位ではなく、制御対象装置１２１内で細分化している場合、図１３における手順Ｓ０６１で選択した制御対象装置１２１に関わる複数のデータグラム構成情報を変更することが例示される。例えば、図１４Ｄにおいて、制御対象装置１２１Ｄの領域を分割してデータグラム［１］とデータグラム［２］のそれぞれに含めた場合、図１４Ｃにおいて、データグラム［１］とデータグラム［２］のデータグラム構成情報（例えば、ＷＫＣ１７８の期待値）を変更することが例示される。

【0217】

このようにして、データグラム生成情報を変更したのち（手順Ｓ０６４）、自動または手動で制御システム１２３のシステム構成を変更する（手順Ｓ０６５）。例えば、制御対象装置１２１を取り除く場合、手順Ｓ０６１で選択された制御対象装置１２１の電源を自動または手動で停止する。一例として、制御システム１２３が半導体製造装置である場合、チャンバ内に堆積した反応生成物を清掃するようなメンテナンスを行う際に、対象の制御対象装置１２１の電源を停止する。このような場合、制御対象装置１２１は物理的には制御システム１２３に存在しているが、電源が停止されているため、制御システム１２３上は無効化された状態となる。対象とするシステム構成変更は、このような場合も含む。

【0218】

具体例として、図１４Ａに示す例では、制御装置１２０、または、図示しない制御システム管理装置１２５などは、制御対象装置１２１Ｂ、Ｃ、Ｅに、制御ネットワーク１２２を介して電源停止のコマンドを送信することで電源を停止し、制御システム１２３から論理的に取り除いてもよい。または、オペレータや作業員等が手動で、制御対象装置１２１を操作することで電源を停止してもよい。その際、物理的に制御対象装置１２１Ｂ、Ｃ、Ｅを持ち運び、制御システム１２３から取り除いてもよい。

【0219】

あるいは、対象の制御対象装置１２１に対して、データグラムを受信した際に、異常判定部１６３での異常判定に用いるパラメータ（例えば、ＷＫＣ１７８）を変更しないように設定してもよい。この設定に際し、制御対象装置１２１に制御ネットワーク１２２を介してコマンドを送信することや、制御対象装置１２１に保守用ＰＣをＵＳＢケーブル等で接続して設定することや、制御対象装置１２１上に設けられた操作インターフェース（例えば、ＤＩＰスイッチ）を用いて設定することが例示される。

【0220】

制御対象装置１２１Ｇについても、オペレータや作業員が制御対象装置１２１Ｇを制御システム１２３内に持ち運び、電源や制御ネットワーク１２２へ接続して、制御対象装置１２１Ｇを制御システム１２３に追加してもよい。または、予め、制御システム１２３内に備え付けられていた制御対象装置１２１Ｇの電源を、手動で起動してもよいし、Ｗａｋｅ－ｏｎ－ＬＡＮの機能を用いて、制御対象装置１２１Ｇの電源を制御ネットワーク１２２を介して自動で起動してもよい。

【0221】

その後、データグラム生成情報変更部１６１は、システム変更後の対応処理を実行する（手順Ｓ０６６）。当該対応処理として、制御システム１２３の通信の再稼働や、変更した制御対象装置１２１への通信の再開、ＷＫＣ１７８の期待値との比較の有効化、ＥＳＭの変更、論理アドレスの再割当て、ＳｙｎｃＭａｎａｇｅｒの設定、通信周期の変更、ＤＣプロトコルによる時刻同期の再実行等が例示される。

【0222】

あるいは、当該対応処理として、各制御対象装置１２１の接続順を確認することが例示される。具体例として、制御システム構成情報に、制御対象装置１２１の接続順の情報を含める（例えば、各制御対象装置１２１のオートインクリメントアドレス）。制御装置１２０は、オートインクリメントアドレスの値を順番に変更しながら、各制御対象装置１２１の識別情報を保持するアドレスに順番にアクセスして所望の接続順となっているかを確認してもよい。

【0223】

なお、手順Ｓ０６６での対応処理は、省略されてもよい。また、手順Ｓ０６０において、システム構成を自動的に変更する場合にあわせ、手順Ｓ０６６による対応処理を、所定周期での所定期間に実行してもよい。制御装置１２０は、手順Ｓ０６６の実行後に、図１３に示す実行手順を終了する。また、制御装置１２０において、図１０に示す送信手順、図１１に示す受信手順、図１２に示す異常判定手順と対応手順は、いずれも図１３に示すシステム構成の変更手順に基づいて変更されたデータグラム生成情報に基づいて実行される。

【0224】

図１４では、論理アドレスに対するコマンドを中心に説明したが、変更の対象となるデータグラムは、これに限らない。例えば、オートインクリメントアドレスに対するコマンド（ＡＰＲＤ、ＡＰＷＲ、ＡＰＲＷ）、ステーションアドレスに対するコマンド（ＦＰＲＤ、ＦＰＷＲ、ＦＰＲＷ）、ブロードキャストコマンド（ＢＲＤ、ＢＷＲ、ＢＲＷ）、ＮＯＰコマンド、ＡＲＭＷコマンド、ＦＲＭＷコマンドが例示される。

【0225】

例えば、手順Ｓ０６１において選択した制御対象装置１２１に対するデータグラム生成情報において、オートインクリメントアドレスやステーションアドレスにアクセスするコマンドを用いて、対象アドレスへのアクセスが可能となっている場合を想定する。この場合のＷＫＣ１７８の期待値は、制御対象装置１２１を制御システム１２３から取り除く場合には、０とし、制御対象装置１２１を制御システム１２３に追加する場合には、１とすることが例示される。ただし、リードライトコマンドの場合、ＷＫＣ１７８の期待値は、１（アクセス先レジスタがリードのみの場合）、２（アクセス先レジスタがリードのみの場合）、３（アクセス先レジスタがリード及びライトをサポートする場合）となる。

【0226】

別の例として、選択した制御対象装置１２１に対するデータグラム生成情報において、ブロードキャストコマンドを用いて、対象アドレスへのアクセスが可能となっている場合を想定する。この場合のＷＫＣ１７８の期待値は、制御対象装置１２１を制御システム１２３から取り除く場合には、制御対象装置１２１の総数から、選択した制御対象装置１２１の数を減じた値にし、制御対象装置１２１を制御システム１２３に追加する場合は、追加する制御対象装置１２１の数を加えた値にすることが例示される。ただし、リードライトコマンドの場合、１つの制御対象装置１２１に対して変更する値は、１（アクセス先レジスタがリードのみの場合）、２（アクセス先レジスタがリードのみの場合）、３（アクセス先レジスタがリード及びライトをサポートする場合）のいずれかとなる。

【0227】

さらに別の例として、一つの制御対象装置１２１において、本来無視すべきＮＯＰコマンドを応答するように実装している場合を想定する。この場合のＷＫＣ１７８の期待値は、制御対象装置１２１を制御システム１２３から取り除く場合は、１を減じた値にし、制御対象装置１２１を制御システム１２３に追加する場合は、１を加えた値にすることが例示される。

【0228】

さらに別の例として、選択した制御対象装置１２１に対するデータグラム生成情報において、ＡＲＭＷコマンドやＦＲＭＷコマンドを用いて、対象のレジスタへのアクセスが可能となっている場合を想定する。この場合のＷＫＣ１７８の期待値は、制御対象装置１２１を制御システム１２３から取り除く場合には、選択した制御対象装置１２１の数を減じた値にし、制御対象装置１２１を制御システム１２３に追加する場合には、選択した制御対象装置１２１の数を加えた値にすることが例示される。

【0229】

また、手順Ｓ０６４におけるデータグラム生成情報の変更においては、オートインクリメントアドレスに対するコマンドであれば、オートインクリメントアドレスを変更してもよい。例えば、ある制御対象装置１２１を制御システム１２３から取り除く場合、接続順において、その制御対象装置１２１以降の制御対象装置１２１の順番が繰り上がる。このため、取り除く制御対象装置１２１以降の制御対象装置１２１のオートインクリメントアドレスを、１ずつ加算することが例示される。

【0230】

同様に、ある制御対象装置１２１を制御システム１２３に追加する場合、接続順において、その制御対象装置１２１以降の制御対象装置１２１の順番が繰り下がる。このため、追加する制御対象装置１２１以降の制御対象装置１２１のオートインクリメントアドレスを、１ずつ減じることが例示される。

【0231】

また、制御対象装置１２１を制御システム１２３から取り除く場合において、データグラム生成情報で定義されるデータグラムが、取り除く制御対象装置１２１のみに対するデータグラムである場合、制御装置１２０は、図１０に示す手順Ｓ０１２において、生成対象のデータグラムでないと判定すればよい（手順Ｓ０１２のＮ）。また、制御装置１２０が複数の通信部１５９を備える場合、制御装置１２０は、図１３に示す手順Ｓ０６４において、手順Ｓ０６１で選択された制御対象装置１２１を接続する通信部１５９を対象に、当該通信部１５９から送信されるデータグラムのデータグラム生成情報を変更する。

【0232】

＜再接続の例＞
一旦、取り除いた制御対象装置１２１や追加した制御対象装置１２１を再度元に戻す場合（取り除いた制御対象装置１２１を再接続する、または追加した制御対象装置１２１を取り除く場合）、再度、図１３に示す手順を実行することが例示される。

【0233】

＜変更対象の制御対象装置１２１の論理アドレスへの割り当て＞
また、制御システム１２３に対して追加または除去する制御対象装置１２１が予め判明していれば、図８に示す手順Ｓ００１において、論理アドレス割当計画部１１３は、論理アドレスを割り当てる際に、変更対象の制御対象装置１２１を論理アドレスの先頭か末尾に集約して割り当てることが例示される。このようにすれば、制御システム１２３に対して制御対象装置１２１を取り除いた場合であっても、残る制御対象装置１２１の入出力が連続した空間に割り当てられている。このため、データグラムを分割する必要やデータグラム上に無効な領域を含む必要がない。

【0234】

同様に、制御システム１２３に制御対象装置１２１を追加する場合であっても、追加する制御対象装置１２１の入出力を含めて連続した空間に割り当てられているため、データグラムを分割する必要やデータグラム上に無効な領域を含む必要がない。したがって、以下に述べるように、論理アドレス空間を効率的に活用でき、通信帯域の利用効率の向上の効果を得ることができる。

【0235】

図２５Ａ、図２５Ｂおよび図２５Ｃは、それぞれ、図１４Ｂ、図１４Ｃおよび図１４Ｄを変更した具体例を示す図である。まず、比較例として、図１４Ａに示す構成では、制御対象装置１２１Ｂ、Ｃ、Ｅが取り除かれる一方で、各制御対象装置１２１の論理アドレスは、図１４Ｂに示すように、接続順に割り当てられている。この場合、システム構成変更前と変更後の両方において、制御対象装置１２１Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅに対するデータグラムは、データグラム［１］とデータグラム［２］のままである。

【0236】

ここで、図２５Ａに示すように、変更対象の制御対象装置１２１を、論理アドレス空間の末尾に集約した場合を想定する。具体的には、図２５Ａでは、図１４Ｂの場合と異なり、取り除き対象の制御対象装置１２１Ｂ、Ｃ、Ｅは、領域１９０ａの末尾に割り当てられ、制御対象装置Ｄの入出力は、制御対象装置１２１Ａの入出力に連続して割り当てられる。

【0237】

さらに、図８に示す手順Ｓ００２において、データグラム生成情報計画部１１１が、図２５Ｂに示すようなデータグラム生成情報を計画した場合を想定する。図２５Ｂでは、制御対象装置１２１Ａ、Ｄ、Ｂの入出力は、データグラム［１］でアクセスされ、制御対象装置１２１Ｃ、Ｅの入出力は、データグラム［２］でアクセスされる。なお、データグラム［１］を制御対象装置１２１Ａ、Ｄの入出力に対するアクセスに割り当て、データグラム［２］を制御対象装置１２１Ｂ、Ｃ、Ｅの入出力に対するアクセスに割り当ててもよい。いずれの構成においても、通信フレーム、データグラムの上限サイズの制約を満足している。

【0238】

このような構成を前提として、比較例の場合と同様に制御対象装置１２１Ｂ、Ｃ、Ｅを取り除いた場合、図２５Ｂにおいて、データグラム［１］は、そのままでよく（ただしデータサイズを変更してもよい）、データグラム［２］は、除去する制御対象装置１２１に対するアクセスであるため、無効化できる。つまり、図１４に示したデータグラム構成を用いる場合と比較して、データグラム数を３（データグラム［１］、［２］、［３］）から２（データグラム［１］、［３］）に削減できる。

【0239】

そのため、Ｅｔｈｅｒｎｅｔヘッダ１７１、ヘッダ１７６、ＷＫＣ１７８、フレーム間ギャップといったオーバーヘッドを削減できる。すなわち、変更対象となる制御対象装置１２１の入出力を論理アドレス空間の先頭または末尾に連続して割り当てることで、システム構成変更時に通信帯域の利用効率を向上できる。

【0240】

＜一時的な運用に向けた最大構成への適用＞
また、制御システム１２３は、用途によって一時的なシステム構成で運用し得る。例えば、制御システム１２３の立ち上げ時では全ての制御対象装置１２１が揃わず、部分的な制御対象装置１２１のみで制御システム１２３を構成することがあり得る。あるいは、制御システム１２３の運用後に、性能を改善するための目的や何らかの不具合があり、制御システム１２３に一時的にセンサを追加してモニタリング、解析したい場合がありえる。

【0241】

このような場合、制御システム１２３がとり得る最大構成の制御対象装置１２１群に基づいて、図８に示す手順を実行することが例示される。すなわち、制御システム情報記憶部１１０は、最大構成の制御対象装置１２１群の情報を保持する。そして、データグラム生成情報計画部１１１、論理アドレス割当計画部１１３、制御システム構成情報構築部１１２は、それぞれ最大構成の制御対象装置１２１群に基づいて、それぞれ、データグラム生成情報の計画、論理アドレスの割り当て、制御システム構成情報の構築を実行する。

【0242】

例えば、制御システム１２３の立ち上げ時は、一部の制御対象装置１２１が接続されていない。このような状態で、最大構成の制御対象装置１２１群に基づいた計画を用いて、図１３に示す手順を実行することは、図１３に示す手順Ｓ０６１において、制御システム１２３の立ち上げ時に接続されていない制御対象装置１２１を選択して取り除くことと等価である。一方、制御システム１２３の運用後に一時的にセンサを追加してモニタリング、解析したい場合は、最大構成の制御対象装置１２１群となるため（他の制御対象装置１２１が関係しない場合）、図８、図１０、図１１、図１２、図１３の手順をそのまま適用できる。

【0243】

このように、最大構成の制御対象装置１２１群に基づいて計画すれば、制御システム１２３の立ち上げ時で全ての制御対象装置１２１が揃っていない場合や、制御システム１２３の運用後に制御システム１２３に一時的にセンサを追加してモニタリング、解析したい場合であっても、実施の形態の方式を適用できる。そして、実施の形態の方式と同様の効果を得ることができる。

【0244】

＜制御対象装置１２１の追加または除去の自動認識＞
また、制御システム１２３のオペレータや作業者が、制御対象装置１２１を手動で追加または除去したことを自動で認識するように構成してもよい。具体的には、図８に示す手順Ｓ００２において、データグラム生成情報計画部１１１は、制御ネットワーク１２２中のすべての制御対象装置１２１が応答するコマンドを含むデータグラムのデータグラム生成情報を計画する。該データグラムは、システム構成の変更を自動的に検知するために用いられる。そして、制御装置１２０は、該データグラムを定期的に送信する。

【0245】

そのようなデータグラムを構成すれば、ＷＫＣ１７８の値は、各制御対象装置１２１を経由するたびに所定値加算されるため、制御装置１２０での受信時には、制御対象装置１２１の総数を表す。そこで、制御装置１２０は、該データグラムを受信するたびにＷＫＣ１７８を観測し、ＷＫＣ１７８の値が変化した場合にシステム構成が変更したと判定できる（図１３に示す手順Ｓ０６０のＹ）。

【0246】

より詳細には、制御装置１２０は、ＷＫＣ１７８の値が増えた場合は、制御対象装置１２１が新たに追加されたと判定でき、ＷＫＣ１７８の値が減った場合は、制御対象装置１２１が取り除かれたと判定できる。このような場合、手順Ｓ０６１において、制御対象装置選択部１６０は、オートインクリメントアドレスまたは事前に定義した制御対象装置１２１ごとのステーションアドレスにアクセスするコマンドを用いて、１台ずつ制御対象装置１２１にアクセスし、変化した制御対象装置１２１を特定する。以降は、特定された制御対象装置１２１に基づいて、手順Ｓ０６２以降の手順を実行すればよい。

【0247】

なお、この場合、制御対象装置１２１が追加または取り除かれたにも関わらず、受信したＷＫＣ１７８の値と期待値との比較を継続すると、異常判定部１６３によって異常と判定される。このため、制御対象装置１２１の追加または除去を自動認識する場合は、手順Ｓ０６０の直後に手順Ｓ０６３を実行することで、ＷＫＣ１７８の比較を実行しないように構成することが例示される。あるいは、異常判定部１６３は、物理層でのリンク接続は確認できるが、論理的な通信が確立しない場合に、異常と判定してもよい。

【0248】

＜複数の制御対象装置１２１の一括指定＞
なお、手順Ｓ０６１において、制御対象装置１２１を選択する際、予め、複数の制御対象装置１２１をひと纏めのグループとし、グループ単位で選択してもよい。あるいは、構成する制御対象装置１２１の組み合わせ毎に区別されるシステム構成のパターンを予め定義しておき、手順Ｓ０６１において、該パターン群の中から１つを選択してもよい。いずれも、単独の制御対象装置１２１を選択して手順Ｓ０６２から手順Ｓ０６６を実行する場合の組み合わせとして実行できる。

【0249】

または、手順Ｓ０６２、Ｓ０６３、Ｓ０６５、Ｓ０６６のいずれか、または複数の手順を、グループやパターンに対して一括して実行し、手順Ｓ０６４を含む、残りの処理を、グループやパターンを構成する制御対象装置１２１ごとに実行してもよい。あるいは、制御対象装置１２１の選択において、このようなグループやパターンの定義内で、他のグループやパターンを参照するような階層構造を構成してもよい。

【0250】

具体的な実装例として、制御対象装置１２１の選択方法を、制御システム管理装置１２５や制御装置１２０のＨＭＩや設定ファイルで実現し、それらのＨＭＩや設定ファイルにおいて、このようなグループ定義、パターン定義を可能とすることが例示される。また、このようなグループ定義、パターン定義にＸＭＬやＪＳＯＮといったフォーマットを用いることが例示される。また、これらのグループ、パターンには、制御対象装置１２１の選択情報のみならず、制御対象装置１２１間の接続やネットワークトポロジを定義する情報を含めてもよい。

【0251】

このようなグループ、パターンに含まれる制御対象装置１２１を論理アドレス空間に割り当てる場合は、先頭のアドレス位置を固定せずに、各制御対象装置１２１の論理アドレス空間へ割り当てる際の相対位置のみを定義してもよい。この場合、制御対象装置選択部１６０は、手順Ｓ０６１においてグループ、パターンを選択する際に、グループ、パターンの先頭のアドレス位置を決定すればよい。

【0252】

以上のグループ、パターンといった複数の制御対象装置１２１の選択、設定に関して、図１３に示す手順Ｓ０６１のみならず、図８に示す手順Ｓ００２におけるデータグラム生成情報計画部１１１や論理アドレス割当計画部１１３による計画においても同様の仕組みを適用してもよい。すなわち、手順Ｓ００２において、データグラム生成情報計画部１１１がデータグラム生成情報を計画する際に、グループ、パターンで指定される複数の制御対象装置１２１に対するデータグラムをひと纏めにし、グループ、パターン定義に含めてもよい。

【0253】

例えば、グループ、パターンに含まれる制御対象装置１２１を、論理アドレス空間上の連続する領域に割り当て、これにアクセスする論理アドレスコマンド（例えば、ＬＲＤ）の部分定義を、グループ、パターン定義に含めることが例示される。そのような部分定義としては、データグラムのヘッダ１７６に含まれるサイズ１８２や、受信時のＷＫＣ１７８の期待値が例示される。アドレス１８１については、データグラム生成情報の計画時に定まるため、グループ、パターン定義には含めないことが例示される。

【0254】

また、図１３における手順Ｓ０６０で例示したように、システム構成の変更が所定タイミングや所定期間といった所定の条件を満足したときに自動で実行される場合は、変更後のシステム構成を、所定のグループやパターン定義としてもよい。このような複数の制御対象装置１２１に対する定義により、個別の部分的な構成を用いて制御システム１２３全体の構成を定義できる。その結果、制御システム１２３のシステム構成に関するエンジニアリング工数を短縮でき、また、部分定義の再利用によりシステム構成に関する知見、ノウハウを蓄積でき、システム定義の効率化の効果を得ることができる。

【0255】

＜第１の実施の形態による主要な効果＞
以上、第１の実施の形態の方式を用いることで、代表的には、通信性能を向上させながら、制御システムへの要求に応じてシステム構成を変更可能な、システム可変性に優れた制御システムを実現できる。詳細に説明すると、まず、論理アドレス空間を用いれば、図９や図１４に示すように、複数の制御対象装置１２１に対して一括して通信できる。例えば、図９Ｃでは、制御対象装置１２１Ａ、Ｂ、Ｃに対してデータグラム［１］のみでアクセスできる。

【0256】

このようにデータグラムを集約できれば、ヘッダ１７６やＷＫＣ１７８といった通信上のオーバーヘッドを削減でき、通信帯域の利用効率向上や通信周期の短縮といった性能向上が可能になる。場合によっては、通信フレーム数を削減でき、Ｅｔｈｅｒｎｅｔヘッダ１７１やＦＣＳ１７３にともなう通信上のオーバーヘッドを低減できる。

【0257】

したがって、以上のように構成すれば、論理アドレスを活用して制御通信の性能を向上できる。さらに、その上で、システム構成の変更にも対応できる。すなわち、制御システム構成情報に基づいて、ＷＫＣ１７８の期待値といったデータグラム生成情報を変更できるため、システム構成の変更後であっても、異常判定部１６３による異常判定や再送部１６４による再送を適切に実行できる。このように、制御システム１２３の構成変更に応じて、適切に異常判定、異常通知、再送処理をすることで、制御システム１２３を高信頼化できる。

【0258】

また、システム構成変更にともなって、適切にＷＫＣ１７８といったデータグラム生成情報を変更しているため、通信経路の異常と、システム構成の変更にともなう制御対象装置１２１の数の変更を区別でき、通信経路の異常を、誤判定することなく検出できる。すなわち、システム構成の変更にともないＷＫＣ１７８の期待値を変更しない場合には、受信したＷＫＣ１７８の値と期待値とに不一致が生じるため、通信経路に異常が生じたと誤判定され得る。

【0259】

また、論理アドレスを用いて制御対象装置１２１にアクセスする場合、制御対象装置１２１のネットワーク上の位置に依存せずに、制御対象装置１２１と通信できる。このため、例えば、制御対象装置１２１間の通信ケーブルの差し替えといった通信トポロジの変化、制御対象装置１２１の接続順の変化があったとしても、論理アドレスの利用による制御通信の性能向上と、システム構成の変化への対応とを両立できる。

【0260】

また、論理アドレス空間への制御対象装置１２１の入出力の割り当てに際しては、自由度があるため、制御システム１２３の要求に応じて柔軟に割り当てることができる。実施の形態では、論理アドレス空間への制御対象装置１２１の入出力の割り当てを制御システム構成情報として管理するため、特定の論理アドレス空間の割り当てに限定されず、論理アドレス空間の割り当ての自由度、柔軟性を維持しながら、制御システムの変更を可能としている。

【0261】

制御システム１２３の構成変更の柔軟性を確保しながら、論理アドレス空間の活用による通信性能の向上により、制御通信の周期を短縮できる。制御通信の周期を短縮できれば、制御システム１２３の制御周期を短縮でき、結果として制御システム１２３の制御性能を向上できる。また余剰の通信帯域を活用して、設定や状態取得などの他の通信を実行でき、制御対象装置１２１、制御システム１２３の可視化や、ＩｏＴの活用による保守、診断に活用できる。したがって、制御システム１２３の運用を高度化し、制御システムとしての性能や稼働率を向上できる。

【0262】

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態では、第１の実施の形態と異なり、通信経路の異常判定や経路冗長化に関する形態について説明する。
＜経路冗長化における制御装置１２０のハードウェア構成＞
図１５は、第２の実施の形態による制御用通信システムにおいて、図１における制御装置１２０のハードウェア構成例を示すブロック図である。図１５に示す制御装置１２０では、図２に示した構成例と異なり、経路冗長化に対応するため、通信制御ＩＣ１０２は、複数（この例では２つ）のＰＨＹ１０３ａ、ｂに接続される。

【0263】

＜経路冗長化における制御装置１２０の機能構成＞
図１６は、図１５における制御装置１２０の機能構成例を示す機能ブロック図である。図１６では、図３の構成例に対して、経路冗長化通信を制御する機能部である冗長経路制御部２００が設けられる。冗長経路制御部２００は、通信フレーム生成部１５３から転送された通信フレームを複製して送信部１５５ａと送信部１５５ｂに送信するか、単に送信部１５５ａに送信する。

【0264】

また、冗長経路制御部２００は、受信部１５８ａと受信部１５８ｂから受信した通信フレームを、通信フレーム分解部１５７または送信部１５５ｂに転送する。また、冗長経路制御部２００は、必要に応じて、受信部１５８ａと受信部１５８ｂから受信した内容を合成する。合成とは、例えば、ＬＲＤ（論理アドレスリード）やＢＲＤ（ブロードキャストリード）で受信した内容の論理和をとることを意味する。

【0265】

冗長経路制御部２００は、ＣＰＵ１０１またはＣＰＵ１０１上で動作するアプリケーション、通信制御ＩＣ１０２のいずれか、または複数で実装されることが例示される。図１６に示す機能構成を用いることで、詳細は後述するが、制御ネットワーク１２２における通信経路の異常の有無や、異常の発生箇所を判定し、冗長化された通信経路を用いて通信の高信頼化を図れる。冗長化経路を用いた通信方式は、以下の図１８と図１９に示すように２つの方式がある。

【0266】

＜複製方式による冗長化通信＞
図１８Ａおよび図１８Ｂは、第２の実施の形態による制御用通信システムにおいて、冗長化経路を用いた通信方式の一例を説明する概略図である。図１８では、冗長経路制御部２００は、通信フレーム生成部１５４から転送された通信フレームを複製して、送信部１５５ａと送信部１５５ｂの両方から送信する。

【0267】

図１８Ａに示す経路正常時では、送信部１５５ａから送信された通信フレームは、制御対象装置１２１ａ、ｂ、ｃを順に経由して、受信部１５８ｂで受信される。また、送信部１５５ｂから送信された通信フレームは、制御対象装置１２１ｃ、ｂ、ａを順に経由して、受信部１５８ａで受信される。一方、図１８Ｂに示す経路異常時では、送信部１５５ａから送信された通信フレームは、制御対象装置１２１ａで折り返されたのち、受信部１５８ａで受信される。送信部１５５ｂから送信された通信フレームは、制御対象装置１２１ｂで折り返されたのち、受信部１５８ｂで受信される。

【0268】

＜転送方式による冗長化通信＞
図１９Ａおよび図１９Ｂは、第２の実施の形態による制御用通信システムにおいて、冗長化経路を用いた別の通信方式の一例を説明する概略図である。図１９では、冗長経路制御部２００は、通信フレーム生成部１５４から転送された通信フレームを送信部１５５ａから送信し、経路の状態に応じて、受信時の通信フレームの転送先を切り替える。

【0269】

図１９Ａに示す経路正常時では、送信部１５５ａから送信された通信フレームは、制御対象装置１２１ａ、ｂ、ｃを順に経由して、受信部１５８ｂで受信される。冗長経路制御部２００は、受信部１５８ｂで受信した通信フレームを送信部１５５ｂに転送する。その後、送信部１５５ｂから送信された通信フレームは、制御対象装置１２１ｃ、ｂ、ａを順に経由して、受信部１５８ａで受信される。冗長経路制御部２００は、受信部１５８ａで受信した通信フレームを、通信フレーム分解部１５７に転送する。なお、受信部１５８ｂで受信した通信フレームは、すべての制御対象装置１２１のＥＰＵを通過している。このため、冗長経路制御部２００は、当該通信フレームを送信部１５５ｂに転送せずに、通信フレーム分解部１５７に転送してもよい。

【0270】

一方、図１９Ｂに示す経路異常時では、送信部１５５ａから送信された通信フレームは、制御対象装置１２１ａで折り返されたのち、受信部１５８ａで受信される。冗長経路制御部２００は、受信部１５８ｂで受信した通信フレームを送信部１５５ｂに転送する。送信部１５５ｂから送信された通信フレームは、制御対象装置１２１ｂで折り返されたのち、受信部１５８ｂで受信される。冗長経路制御部２００は、受信部１５８ｂで受信した通信フレームを、通信フレーム分解部１５７に転送する。

【0271】

なお、冗長経路制御部２００は、通信フレームを識別するための情報を記憶し、該通信フレームに対して実施した処理（送信部１５５ａ、送信部１５５ｂでの送信、受信部１５８ａ、受信部１５８ｂでの受信、送信部１５５ｂへの転送）とあわせて記憶することで、該通信フレームを受信した際に実施すべき処理を判定できる。通信フレームを識別するための情報として、通信フレーム上の情報（サイズ、データグラムの数、各データグラムのコマンドなどのパラメータ等）や、通信フレーム生成部１５４から冗長経路制御部２００に転送した時刻や、送信部１５５ａ、送信部１５５ｂから送信した時刻や、受信部１５８ａ、受信部１５８ｂで受信した時刻のいずれか、または複数が例示される。

【0272】

＜経路冗長化における送信処理手順＞
経路冗長化の際の制御装置１２０における送信処理の実行手順は、図１０とほぼ同様である。ただし、図１８に示す複製方式の場合、手順Ｓ０１９において、冗長経路制御部２００は、通信フレーム生成部１５４から転送された通信フレームを複製して、送信部１５５ａと送信部１５５ｂの両方に転送する。そして、送信部１５５ａと送信部１５５ｂは、共に、転送された通信フレームを送信する。

【0273】

一方、図１９に示す転送方式の場合、手順Ｓ０１９において、冗長経路制御部２００は、送信部１５５ａと送信部１５５ｂのいずれか一方を選択し、選択した送信部１５５を介して通信フレームを送信する。このとき、冗長経路制御部２００は、送信部１５５ａと送信部１５５ｂのいずれか一方を常に固定して選択してもよいし、過去の通信量（送信したパケットの総サイズ）や送信回数、または前回送信に用いた送信部１５５とは異なる送信部１５５というように、稼働実績に基づいて選択してもよい。

【0274】

このとき、冗長経路制御部２００は、送信するデータグラムまたは通信フレームに対して実施する処理（送信部１５５ａ、送信部１５５ｂでの送信）の記録として、選択した送信部１５５の識別子を、該データグラムまたは通信フレーム上に反映させてもよい。例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔヘッダ１７１の宛先ＭＡＣアドレスや、先頭データグラムのｉｎｄｅｘ１８０等に実施処理の情報を反映させることが例示される。例えば、送信部１５５ａでの送信有無、送信部１５５ｂでの送信有無の情報は、１ビットで表すことができ、これらのいずれか、または両方をデータグラムまたは通信フレーム上に反映させることが例示される（この際に情報“１”が該当事象の有りを示す）。

【0275】

＜経路冗長化における受信処理手順＞
経路冗長化の際の制御装置１２０における受信処理の実行手順は、図１１とほぼ同様である。ただし、手順Ｓ０３０において、受信部１５８ａまたは受信部１５８ｂは、通信フレームを受信した際に、冗長経路制御部２００を経由して、通信フレームを通信フレーム分解部１５７に転送する。

【0276】

図１８に示す複製方式の場合は、受信部１５８ａ、受信部１５８ｂの両方で通信フレームを受信してから、手順Ｓ０３１に進むことが例示される。このとき、冗長経路制御部２００は、受信した通信フレーム内のデータグラムのデータ領域を論理和によって合成し、または、それぞれのＷＫＣ１７８を合算して、通信フレーム分解部１５７に転送することが例示される。より詳細には、冗長経路制御部２００は、受信データグラムのコマンドによって通信フレームの処理を変更してもよく、例えば、ＬＲＤやＢＲＤコマンドであれば論理和で合成し、ＡＰＲＤコマンドなどのその他のコマンドであれば合成せずに通信フレーム分解部１５７に順次転送してもよい。

【0277】

ＷＫＣ１７８に関しても同様に、冗長経路制御部２００は、ＬＲＤやＢＲＤなどの複数のスレーブにアクセスし得るコマンドであればＷＫＣ１７８を合算し、ＡＲＰＤコマンドのように単一のスレーブにアクセスするコマンドであればデータグラムのＷＫＣ１７８をそのまま転送してもよい。あるいは、冗長経路制御部２００は、先着した通信フレームのみ、または後着した通信フレームのみを選択して通信フレーム分解部１５７に転送してもよい。なお、これらのデータグラムごとの合成（論理和や通信フレームの選択）は、通信フレーム分解部１５７やデータ記憶部１５１が実行してもよい。

【0278】

図１９に示す転送方式の場合は、図１１に示す手順Ｓ０３０において、受信部１５８ａ、受信部１５８ｂのいずれかで通信フレームを受信した場合に手順Ｓ０３１に進めてもよい。また、図１９に示す転送方式の場合、手順Ｓ０３９または手順Ｓ０４３のいずれか、または両方において、冗長経路制御部２００は、受信した通信フレームに対して実施した処理（受信部１５８ａ、受信部１５８ｂでの受信）の記録として、受信した受信部１５８の識別子を該データグラムまたは通信フレーム上に反映させてもよい。

【0279】

例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔヘッダ１７１の宛先ＭＡＣアドレスや、先頭データグラムのｉｎｄｅｘ１８０等に実施処理の情報を反映させることが例示される。例えば、受信部１５５ａの受信有無、受信部１５５ｂの受信有無の情報は、１ビットで表すことができ、これらのいずれか、または両方を通信フレーム上に反映することが例示される（この際に情報“１”が該当事象の有りを示す）。

【0280】

＜異常判定と対応手順＞
図１７は、図１６における異常判定部１６３による異常判定処理と、再送部１６４および冗長経路制御部２００による異常対応処理の実行手順の一例を示すフローチャートである。図１７に示す手順は、図１１における手順Ｓ０３５、Ｓ０４１、Ｓ０４２に対応する。図１７に示す手順は、基本的には図１２とほぼ同様であるが、図１２とはいくつかの手順の詳細が異なる。

【0281】

まず、図１８に示す複製方式を用いる場合を想定する。この場合、図１７に示す手順Ｓ０５１や手順Ｓ０５２での異常判定において、異常判定部１６３は、受信部１５８ａと受信部１５８ｂのそれぞれで受信したデータグラムのＷＫＣ１７８の値を合算した値と、データグラム生成情報の期待値とを比較して、不一致の場合に異常と判定する。次に、図１９に示す転送方式を用いる場合を想定する。この場合、手順Ｓ０５１や手順Ｓ０５２での異常判定において、異常判定部１６３は、受信したデータグラムまたは通信フレームに対する実施処理に基づいて異常を判定することが例示される。

【0282】

具体例として、受信部１５８ａで通信フレームを受信した際に、その通信フレームに、送信部１５５ａから送信された後に受信部１５８ｂで受信され、その後、送信部１５５ｂから送信されたことを表す情報が記憶されていた場合、異常判定部１６３は、図１９Ａに示す正常経路で処理されたと判定できる。一方で、受信部１５８ａで通信フレームを受信した際に、その通信フレームに、送信部１５５ａから送信されたことのみを表す情報が記憶されていた場合、異常判定部１６３は、図１９Ｂに示す経路異常で処理されたと判定でき、異常を判定できる。

【0283】

また、受信部１５８ａで通信フレームを受信した際に、その通信フレームに、送信部１５５ａから送信され、受信部１５８ａで受信され、送信部１５５ｂから送信されたことを表す情報が記憶されていた場合を想定する。この場合、異常判定部１６３は、図１９Ｂに示す経路異常が一時的な発生であり、送信部１５５ｂから送信した際に、通信経路が正常となり、受信部１５８ａで受信したと判定できる。このような場合、制御対象装置１２１ｂ、１２１ｃと通信できていないと判定できるため、該通信フレームを破棄する、または該通信フレームを再送する（図１７に示す手順Ｓ０５５）といった処理を実行することが例示される。

【0284】

また、図１７では、図１２と異なり、手順Ｓ０５４において、再送すると異常判定部１６３が判定した場合（手順Ｓ０５４のＹ）、再送部１６４を介して冗長経路制御部２００は、送信部１５５を選択する（手順Ｓ０７０）。例えば、図１８に示す複製方式では、冗長経路制御部２００は、送信部１５５ａと送信部１５５ｂの両方を選択する。

【0285】

一方、図１９に示す転送方式では、冗長経路制御部２００は、以下のような場合に、図１０に示す手順Ｓ０１９と同様にして送信部１５５を選択してもよい。
・データグラム受信時のＷＫＣ１７８の値が、データグラム生成情報に定義する期待値と不一致の場合
・受信したデータグラムのフォーマットが、通信プロトコルで定義するフォーマットに対して不整合がある場合
・タイムアウト値を経過した場合
・受信した通信フレームにおけるＦＣＳ１７３を用いた巡回冗長検査において異常が検知された場合

【0286】

または、冗長経路制御部２００は、以下のような場合に、図１０に示す手順Ｓ０１９と同様にして送信部１５５を選択してもよい。
・データ記憶部１５１の領域にアクセスした際の通信異常を検知した場合
・データ記憶部１５１を実現するメモリ１０４、不揮発性記憶媒体１０５でのアクセス異常を検知した場合
・機能部の演算手段や記憶手段として構成している通信制御ＩＣ１０２、メモリ１０４、不揮発性記憶媒体１０５でのソフトエラーを検知した場合
・図１１における手順Ｓ０３８で異常等が発生した場合

【0287】

あるいは、冗長経路制御部２００は、受信したデータグラムまたは通信フレームに対する実施処理に基づいて、送信部１５５を選択することが例示される。例えば、受信部１５８ａで通信フレームを受信した際に、その通信フレームに送信部１５５ａからの送信のみの記録があるか、または受信部１５８ｂでの受信記録がない場合、異常判定部１６３または冗長経路制御部２００は、図１９Ｂに示す経路異常と判定できる。そのため、冗長経路制御部２００は、送信部１５５ｂを選択して（図１７に示す手順Ｓ０７０）、該通信フレームを再送する（図１７に示す手順Ｓ０５５）。

【0288】

また、例えば、受信部１５８ａで通信フレームを受信した際に、その通信フレームに、送信部１５５ａから送信された後に、受信部１５８ａで受信され、その後、送信部１５５ｂから送信されたと判断できる記録があった場合を想定する。この場合、異常判定部１６３または冗長経路制御部２００は、図１９Ｂに示す経路異常が一時的な発生であり、送信部１５５ｂから送信した際に、通信経路が正常となり、受信部１５８ａで受信したと判定できる。

【0289】

これに伴い、制御対象装置１２１ｂ、１２１ｃと通信できていないと判定できるため、該通信フレームを破棄する、該通信フレームを再送するといった処理を実行することが例示される。この際に、冗長経路制御部２００は、再送で用いる送信部１５５を、図１０に示す手順Ｓ０１９と同様に選択することが例示される。このように構成することで、経路異常が一時的であったとしても、制御ネットワーク１２２上に通信フレームがあふれること（フラッディングの発生）を防止でき、安定して制御システム１２３を運用できる。

【0290】

＜異常箇所の判定＞
異常箇所を判定するため、図８に示す手順Ｓ００２において、データグラム生成情報計画部１１１は、制御ネットワーク１２２中のすべての制御対象装置１２１が応答するコマンドを含むデータグラムのデータグラム生成情報を計画するとよい。すべての制御対象装置１２１が応答するコマンドを含むデータグラムを構成すれば、各制御対象装置１２１を経由するたびにＷＫＣ１７８の値が所定値加算される。これにより、異常判定部１６３は、経路異常時の異常箇所を判定できる。以下、すべての制御対象装置１２１が応答するコマンドを含むデータグラムを異常検知用データグラムと呼び、異常箇所の判定方法の詳細について説明する。

【0291】

異常検知用データグラムのＷＫＣ１７８の期待値は、制御システム１２３を構成する制御対象装置１２１の総数と同じとなる。異常検知用データグラムとしては、制御対象装置１２１が共通で有するレジスタへのブロードキャストコマンド（ＢＲＤ、ＢＷＲ、ＢＲＷ）や、すべての制御対象装置１２１に設定した、共通の論理アドレス割り当てに対する論理アドレスアクセスコマンド（ＬＲＤ、ＬＷＲ、ＬＲＷ）などが例示される。

【0292】

例えば、図１８Ａに示す経路正常時において、送信部１５５ａから送信された通信フレームが受信部１５８ｂで受信された場合、異常検知用データグラムのＷＫＣ１７８の値は、３（リードライトコマンドではなく、リードまたはライトコマンドの場合）である。また、送信部１５５ｂから送信された通信フレームが受信部１５８ａで受信された場合、異常検知用データグラムのＷＫＣ１７８の値は、０である。

【0293】

一方、図１８Ｂに示す経路異常時において、送信部１５５ａから送信された通信フレームが受信部１５８ａで受信された場合、異常検知用データグラムのＷＫＣ１７８の値は、制御対象装置１２１ａが応答するため１（リードライトコマンドではなく、リードまたはライトコマンドの場合）である。また、送信部１５５ｂから送信された通信フレームが受信部１５８ｂで受信された場合、異常検知用データグラムのＷＫＣ１７８の値は、制御対象装置１２１ｂ、ｃが応答するため２である。

【0294】

また、図１９Ａに示す経路正常時において、送信部１５５ａから送信された通信フレームが受信部１５８ｂで受信された場合、異常検知用データグラムのＷＫＣ１７８の値は、３（リードライトコマンドではなく、リードまたはライトコマンドの場合）である。一方、図１９Ｂに示す経路異常時において、送信部１５５ａから送信された通信フレームが受信部１５８ａで受信された場合、異常検知用データグラムのＷＫＣ１７８の値は、制御対象装置１２１ａが応答するため１（リードライトコマンドではなく、リードまたはライトコマンドの場合）である。その後、受信部１５８ａで受信した通信フレームを送信部１５５ｂに転送して送信し、送信された通信フレームが受信部１５８ｂで受信された場合、異常検知用データグラムのＷＫＣ１７８の値は、制御対象装置１２１ｂ、ｃが追加で応答するため３である。

【0295】

すなわち、図１７に示す手順Ｓ０５１において、図１８に示す複製方式の場合、異常判定部１６３は、受信部１５８ａと受信部１５８ｂで受信した異常検知用データグラムのＷＫＣ１７８の値に基づいて、経路異常箇所を判定できる。例えば、図１８Ｂの場合、受信部１５８ａと受信部１５８ｂで受信した異常検知用データグラムのＷＫＣ１７８の値は、それぞれ１と２であるため、経路異常箇所は制御対象装置１２１ａと制御対象装置１２１ｂの間の通信路であると判定できる。

【0296】

同様に、図１７に示す手順Ｓ０５１において、図１９に示す転送方式の場合、異常判定部１６３は、受信部１５８ａで受信した異常検知用データグラムのＷＫＣ１７８の値に基づいて、経路異常箇所を判定できる。例えば、図１９Ｂの場合、受信部１５８ａで受信した異常検知用データグラムのＷＫＣ１７８の値は１であるため、経路異常箇所は制御対象装置１２１ａと制御対象装置１２１ｂの間の通信路であると判定できる。

【0297】

さらに、複製方式におけるＷＫＣ１７８の値の合計数、あるいは転送方式における、転送後のＷＫＣ１７８の値を用いて、２箇所以上の経路異常または制御対象装置１２１の障害を判定できる。図２０は、図１８に示す複製方式において、複数箇所の経路異常または制御対象装置１２１の障害が発生した場合の通信経路の一例を示す図である。図２０では、２箇所の経路異常、または、一つの制御対象装置１２１ｂの障害が生じている。

【0298】

この場合、受信部１５８ａ、および受信部１５８ｂで受信した異常検知用データグラムのＷＫＣ１７８の値は、それぞれ、制御対象装置１２１ａの応答による１、および制御対象装置１２１ｃの応答による１である。このため、ＷＫＣ１７８の値の合計値は、２となる。制御装置１２０において事前に制御対象装置１２１の総数を３と把握することにより、図２０の場合、その総数と、受信したＷＫＣ１７８の合計値とは、不一致となる。

【0299】

このため、異常判定部１６３は、２箇所以上の経路異常または一つの制御対象装置１２１の障害と判定できる。さらに、異常判定部１６３は、ＷＫＣ１７８の値に基づき、異常の発生箇所を、制御対象装置１２１ａと制御対象装置１２１ｂ間の経路、および制御対象装置１２１ｂと制御対象装置１２１ｃ間の経路からなる２箇所の経路か、または、制御対象装置１２１ｂの障害か、あるいは、これらの両方と判定できる。

【0300】

受信部１５８ａ、受信部１５８ｂで受信した異常検知用データグラムのＷＫＣ１７８の値は、それぞれ、送信部１５５ａ、送信部１５５ｂから送信した異常検知用データグラムがＥＰＵを経由した数である。このため、このように、各受信部１５８で受信した異常検知用データグラムのＷＫＣ１７８の値によって、それぞれの送信部１５５から到達可能な制御対象装置１２１を判定でき、ひいては、経路異常の発生箇所または通信ができなかった制御対象装置１２１を特定できる。

【0301】

図２１は、図１９に示す転送方式において、複数箇所の経路異常または制御対象装置１２１の障害が発生した場合の通信経路の一例を示す図である。図２１では、図２０の場合と同じ箇所に経路異常または制御対象装置１２１ｂの障害が生じている。この場合、受信部１５８ａ、および受信部１５８ｂで受信した異常検知用データグラムのＷＫＣ１７８の値は、それぞれ、制御対象装置１２１ａの応答による１、および制御対象装置１２１ｃの追加の応答による２となる。

【0302】

制御装置１２０において事前に制御対象装置１２１の総数を３と把握することにより、図２１の場合、その総数と、受信部１５８ｂで受信したＷＫＣ１７８の値とは、不一致となる。このため、異常判定部１６３は、２箇所以上の経路異常または一つの制御対象装置１２１の障害と判定できる。さらに、異常判定部１６３は、ＷＫＣ１７８の値に基づき、異常の発生箇所を、制御対象装置１２１ａと制御対象装置１２１ｂ間の経路、および制御対象装置１２１ｂと制御対象装置１２１ｃ間の経路からなる２箇所の経路か、または、制御対象装置１２１ｂの障害か、あるいは、これらの両方と判定できる。

【0303】

受信部１５８ａで受信した異常検知用データグラムのＷＫＣ１７８の値は、送信部１５５ａから送信されたデータグラムがＥＰＵを経由した数である。一方、受信部１５８ｂで受信した異常検知用データグラムのＷＫＣ１７８の値は、送信部１５５ａから送信されたデータグラムがＥＰＵを経由した数と、送信部１５５ｂから送信されたデータグラムがＥＰＵを経由した数の合計である。このため、このように、各受信部１５８で受信したデータグラムのＷＫＣ１７８の値によって、それぞれの送信部１５５から到達可能な制御対象装置１２１を判定でき、ひいては、経路異常の発生箇所または通信ができなかった制御対象装置１２１を特定できる。

【0304】

なお、図１７に示す手順Ｓ０５６において、異常判定部１６３は、通信経路の異常が生じたと判定した場合に、その異常に関する情報を演算部１５０に通知する。異常に関する情報として、図１２で述べた手順Ｓ０５６で通知する情報に加えて、経路異常が生じたと判定された通信経路、具体的には、通信経路に隣接する制御対象装置１２１の識別子、または障害が生じたと判定された制御対象装置１２１の識別子が例示される。図２０または図２１に示す例では、制御対象装置１２１ｂの識別子が演算部１４０に通知される。

【0305】

＜制御装置１２０に接続する通信経路で異常が生じた場合＞
図２２Ａは、図１８に示す複製方式において、制御装置１２０に隣接する通信経路に異常が発生した場合の通信経路の一例を示す図である。図２２Ａでは、制御装置１２０と、制御対象装置１２１ｃとの間に経路異常が生じている。このような経路異常が生じた場合、通信部１５９ｂにおいて通信経路の異常を検知することで、送信部１５５ｂは、通信フレームを送信せず、内部にループバックすることとなる。その結果、受信部１５８ｂで受信したことと同様となる。したがって、通信経路の受信部１５８ａで受信する異常検知用データグラムのＷＫＣ１７８の値は、３となり、受信部１５８ｂで受信する異常検知用データグラムのＷＫＣ１７８の値は、０となる。

【0306】

一方、制御ネットワーク１２２の通信経路に異常がなければ、受信部１５８ａは、図１８Ａに示すように、送信部１５５ｂから送信された異常検知用データグラムを受信するため、受信部１５８ａで受信する異常検知用データグラムのＷＫＣ１７８の値は、０である。異常判定部１６３は、図２２Ａでは、当該異常検知用データグラムのＷＫＣ１７８の値が非０となっているため、通信経路に異常が生じていると判定できる。その一方で、制御対象装置１２１の総数が３であり、受信部１５８ａで受信した異常検知用データグラムのＷＫＣ１７８の値が３であるため、異常判定部１６３は、送信部１５５ａから送信された通信フレームはすべての制御対象装置１２１のＥＰＵを経由したと判定できる。

【0307】

したがって、このような場合は、図１１に示す手順Ｓ０３０において、冗長経路制御部２００は、受信部１５８ｂでの通信フレームの受信を待たずに手順Ｓ０３１へ処理を進めてよい。そのため、冗長経路制御部２００は、受信した通信フレーム内のデータグラムのデータ領域を論理和によって合成せず、また、それぞれのデータグラムのＷＫＣ１７８の値を合算せず、通信フレームを通信フレーム分解部１５７に転送することが例示される。

【0308】

図２２Ｂは、図１９に示す転送方式において、制御装置１２０に隣接する通信経路に異常が発生した場合の通信経路の一例を示す図である。図２２Ｂでは、図２２Ａと同じ箇所に経路異常が生じている。このような経路異常が生じた場合、受信部１５８ａで受信する異常検知用データグラムのＷＫＣ１７８の値は、３となる。一方、受信した通信フレームに関連付けられた処理の履歴に基づき、図１９Ａに示すような送信部１５５ｂへの転送、送信部１５５ｂからの送信、受信部１５８ｂでの受信がなければ、通信フレームを送信部１５５ａから送信後に受信部１５８ａで受信していると判定できる。

【0309】

このため、異常判定部１６３は、通信経路に異常が生じていると判定できる。その一方で、制御対象装置１２１の総数が３であり、受信部１５８ａで受信した異常検知用データグラムのＷＫＣ１７８の値が３であるため、異常判定部１６３は、送信部１５５ａから送信された通信フレームはすべての制御対象装置１２１のＥＰＵを経由したと判定できる。

【0310】

したがって、このような場合、図１７に示す手順Ｓ０５３において、異常判定部１６３は、再送不要と判定し（手順Ｓ０５３のＮ）、送信部１５５ｂに転送しなくてよい。すなわち、図１７に示す手順Ｓ０５６において、異常判定部１６３は、経路異常の発生箇所となる制御装置１２０に隣接する通信経路の情報を演算部１５０等に通知し得る。ただし、異常判定部１６３は、図１１に示す手順Ｓ０３５において、受信データグラムに異常がないと判定して（手順Ｓ０３５のＮ）、手順Ｓ０３６に進み、その後の手順Ｓ０３７、Ｓ０３８において、受信データをデータ記憶部１５１に記録する処理が行われてもよい。

【0311】

＜システム構成変更時の制御対象装置１２１総数の変更＞
以上のように、経路冗長化においては、制御システム１２３における制御対象装置１２１の総数によって、判定や処理の内容が変わり得る。したがって、制御装置１２０において、データグラム生成情報記憶部１５２、制御システム構成情報記憶部１６２、あるいは図示しない機能部において、制御対象装置１２１の総数を保持することが例示される。

【0312】

あわせて、図１３に示すシステム構成の変更手順において、制御対象装置選択部１６０は、手順Ｓ０６１にて、変更する制御対象装置１２１を選択し、データグラム生成情報変更部１６１は、手順Ｓ０６４にて、制御対象装置１２１の総数情報を変更することが例示される。この際には、複数の制御対象装置１２１を指定するグループ、パターン定義の中に、グループ、パターンに含まれる制御対象装置１２１の総数情報を含ませることが例示される。この場合、制御対象装置選択部１６０は、手順Ｓ０６１において、グループ、パターンを選択した際に、この総数情報を用いて、制御対象装置１２１の総数を変更すればよい。

【0313】

このように構成すれば、システム構成変更時であっても、制御対象装置１２１の総数を変更することで、制御対象装置１２１の総数に応じた経路冗長化を適切に実行でき、制御システム１２３を高信頼化できる。制御システム１２３の高信頼化により、稼働率の向上、制御システム１２３による生産性の向上といった効果を得ることができる。

【0314】

＜第２の実施の形態による主要な効果＞
以上、第２の実施の形態の方式を用いることで、第１の実施の形態で述べた各種効果と同様の効果が得られる。これに加えて、ＷＫＣ１７８の値に基づいて異常、障害の発生箇所を特定でき、特に、システム構成を変更した場合であっても、制御対象装置１２１の総数を変更することで、異常、障害の発生箇所を特定できる。その結果、システム可変性に優れた制御システムを実現できる。

【0315】

（第３の実施の形態）
第３の実施の形態では、第１の実施の形態、第２の実施の形態と異なり、同じ論理アドレスを複数の制御対象装置１２１に割り当て、システム構成変更時に該論理アドレスを変更する形態について説明する。前提となる問題点として、経路冗長化を用いる場合、異常の状況に応じて経路が変わるため、時刻同期が困難となり得る。このため、異常発生時にも時刻同期を実現でき、さらに、システム構成の変更にも対応可能な仕組みが求められる。

【0316】

＜経路冗長化と時刻同期の両立＞
図２３は、第３の実施の形態による制御用通信システムの前提として、経路冗長化を適用した上で、複数の制御対象装置１２１に対して、同じ論理アドレスを割り当ててリードする場合の動作例を示す概略図である。図２３では、図１９に示す転送方式が適用される。論理アドレス空間は、複数の制御対象装置１２１に対して、同じアドレスを割り当ててリードすると、最後にアクセスした論理アドレスの情報が読み込まれるという特徴がある。

【0317】

図２３において、制御対象装置１２１ａ、ｂ、ｃは、同じ論理アドレス０ｘ１０００００００から始まる４ｂｙｔｅの空間に割り当てられ、それぞれ、異なるデータ０、１、２を保持している。また、図２３では、制御対象装置１２１ａと制御対象装置１２１ｂの間の通信経路に異常が生じている。この場合、送信部１５５ａから送信された論理アドレス０ｘ１０００００００へのリードコマンドは、受信部１５８ａで受信され、図４におけるデータ領域１７７には、制御対象装置１２１ａが保持するデータ０が格納される。

【0318】

図２４Ａ、図２４Ｂおよび図２４Ｃは、図２３に示す論理アドレスの仕組みを利用して、システム構成の変更に対応する方式の一例を説明する概略図である。図２４Ａおよび図２４Ｂに示す制御システム１２３では、図２３の場合と異なり、各制御対象装置１２１は、システム構成に応じた経路異常時の補正遅延情報を別の論理アドレスに保持する。そして、制御装置１２０は、システム構成変更時に、補正遅延情報を取得するデータグラム生成情報のアドレス１８１を変更することで迅速に対応する。

【0319】

各制御対象装置が保持する補正遅延情報は、隣接する制御対象装置１２１との通信経路が正常である場合の遅延と、隣接する制御対象装置１２１との通信経路に異常が生じている場合の遅延との差分である。例えば、制御対象装置１２１ａが保持する補正遅延情報は、図１９Ａに示すように、通信フレームが制御対象装置１２１ａのＥＰＵから制御対象装置１２１ｂのＥＰＵまで伝搬する際の通信遅延と、図２４Ａに示すように、通信フレームが制御対象装置１２１ａのＥＰＵによって折り返されてから、受信部１５８ａおよび送信部１５５ｂを介して制御対象装置１２１ｂのＥＰＵまで伝搬する際の通信遅延との差分である。このような補正遅延情報は、予め算出可能な情報でもある。

【0320】

各制御対象装置１２１で補正遅延情報を保持することで、経路異常時に受信部１５８ａで受信されたＬＲＤコマンドのデータグラムには、補正遅延情報が格納される。冗長経路制御部２００は、その補正遅延情報を用いて、ＤＣプロトコルにおける時刻配信用データグラムの時刻基準となる制御対象装置１２１の基準時刻を補正することにより、経路異常箇所以降の制御対象装置１２１に対する経路異常による遅延増加の影響を相殺できる。この際、制御装置１２０は、システム構成に応じて、各制御対象装置１２１の補正遅延情報を保持する論理アドレスを変更する。

【0321】

図２４Ａでは、制御システム１２３が制御対象装置１２１ａ、ｂ、ｃで構成されており、その場合の補正遅延情報を論理アドレス０ｘ１０００００００に保持している。Ｃａ１は制御対象装置１２１ａが保持する補正遅延情報、Ｃｂ１は制御対象装置１２１ｂが保持する補正遅延情報、Ｃｃ１は制御対象装置１２１ａが保持する補正遅延情報である。

【0322】

ここで、システム構成を変更し、制御対象装置１２１ｃを取り除いた場合の例が、図２４Ｂに示される。図２４Ｂにおいて、制御対象装置１２１ａと制御対象装置１２１ｂの間の通信経路で異常が起きた場合の制御対象装置１２１ａから制御対象装置１２１ｂへの通信遅延は、図２４Ａに比べて、制御対象装置１２１ｃを経由する時間だけ短縮される。つまり、補正遅延情報は、図２４Ａと図２４Ｂとで変化するように、システム構成に応じて変わり得る。

【0323】

そこで、制御対象装置１２１ａ、ｂで構成される図２４Ｂの構成において、制御対象装置１２１ａ、ｂは、補正遅延情報を論理アドレス０ｘ１００００００４に保持している。Ｃａ２は制御対象装置１２１ａが保持する補正遅延情報、Ｃｂ２は制御対象装置１２１ｂが保持する補正遅延情報である。図２４Ｂに示す構成では、制御対象装置１２１ｃが取り除かれるため、制御対象装置１２１ｃは補正遅延情報を保持しない。

【0324】

このように構成することで、図１３に示す手順Ｓ０６４において、データグラム生成情報変更部１６１は、システム構成の変更に応じてデータグラム生成情報を変更する際、図２４Ｃに示すように、アドレス１８１を変更すればよい。具体的には、データグラム生成情報変更部１６１は、論理アドレスを０ｘ１０００００００から０ｘ１００００００４に変更する。この際には、システム構成に応じた補正時刻情報の格納先論理アドレスを、図２４Ｃに示すようなデータグラム生成情報、および図９Ｂ、図９Ｄに示すような制御システム構成情報として予め記憶することが例示される。

【0325】

＜第３の実施の形態による主要な効果＞
以上、第３の実施の形態の方式を用いることで、第１の実施の形態および第２の実施の形態で述べた各種効果と同様の効果が得られる。これに加えて、主に、システム構成を変更する際であっても、ただちに補正遅延情報を変更できる。比較対象として、仮に、単独の論理アドレスを用いる場合、各制御対象装置１２１の所定アドレスにアクセスして補正遅延情報を更新しなければならない。このため、制御システム１２３を構成する制御対象装置１２１の数と、制御対象装置１２１の補正遅延情報を更新する時間に応じた時間だけ、システム構成の変更に時間がかかる。

【0326】

一方、システム構成に応じた補正遅延情報は、ＥｔｈｅｒＣＡＴのリアルタイムネットワークの特徴により、事前に算出可能であり、制御システム１２３のセットアップ段階において、各制御対象装置１２１に設定可能である。したがって、システム構成の変更時は、図２４Ｃに示すようにアクセス先論理アドレスを変更するのみで、迅速にシステム構成の変更が可能である。

【0327】

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、前述した実施の形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【符号の説明】

【0328】

１２０ 制御装置（制御用通信装置）
１２１ 制御対象装置（デバイス）
１２３ 制御システム
１５３ データグラム生成部
１５９ 通信部
１６０ 制御対象装置選択部
１６１ データグラム生成情報変更部
１６２ 制御システム構成情報記憶部
１６３ 異常判定部
１７８ ＷＫＣ

【要約】

通信性能を向上させながら、制御システムへの要求に応じてシステム構成を変更可能な、システム可変性に優れた制御システムを実現する。そこで、制御用データを含んだパケットを送信する通信部を有する制御用通信装置と、通信部に含まれる通信ポートと通信可能に接続され、受信したパケットに沿って動作する複数のデバイスと、を有する。パケットは、制御用データが選択されて配置されたパケットデータ領域を含み、通信部から、通信部に接続されたデバイスに送信される。制御用通信装置は、制御用データの送受信に関わる通信制御情報に基づいて制御用データを生成し、デバイスと制御用データとの対応関係を保持し、デバイスの状態変更時は、当該対応関係に基づいて、デバイスに関わる通信制御情報を変更する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図9C】

【図9D】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14A】

【図14B】

【図14C】

【図14D】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18A】

【図18B】

【図19A】

【図19B】

【図20】

【図21】

【図22A】

【図22B】

【図23】

【図24A】

【図24B】

【図24C】

【図25A】

【図25B】

【図25C】