JP2024000591A - 制御システム、中継装置および通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】制御性能の低下を抑制しつつ、より多くのデータを交換できる構成を提供する。【解決手段】制御システムは、第１伝送路に接続するためのインターフェイスを有する第１コントローラと、第２伝送路に接続するためのインターフェイスを有する第２コントローラと、第１伝送路に接続するための第１インターフェイスと第２伝送路に接続するための第２インターフェイスとを有する中継ユニットとを含む。中継ユニットは、第１コントローラからサイクリック通信で送信された出力データを転送設定に従って第２コントローラへ送信するとともに、第１コントローラからメッセージ通信で送信された出力データを第２コントローラへ送信する。【選択図】図１

Description

本発明は、制御システム、中継装置および通信方法に関する。

近年の情報通信技術の飛躍的な発展に伴って、産業用装置においてもより多くのデータを処理する必要性が高まっている。より具体的には、ＩｏＴ（Internet of Things）やＩｎｄｕｓｔｒｙ ４．０などに代表される、通信技術を用いた技術革新が進みつつある。これによって、システム内でやり取りされるデータは増大傾向にある。

このようなデータ処理量の増大に対する解決手段の一つとして、国際公開第２０１３／１３７０２３号（特許文献１）は、複数の通信ラインを含む構成において、装置間のデータ更新をより適切に行うことができる構成を開示する。

複数のネットワークを用いて複数のコントローラを接続してネットワーク分散制御システムを構成する場合には、ネットワーク間のデータ転送を担当するゲートウェイである中継ユニットが用いられる。このようなネットワーク分散制御システムでは、あるネットワークに属するコントローラは、中継ユニットを介して他のネットワークに属するコントローラとデータを交換する。このようなデータ交換によって、制御状態の監視やコントローラ間の制御などを実現する。

国際公開第２０１３／１３７０２３号

コントローラ間で交換されるデータ量が増大することに伴って、データ交換に要する時間が長くなるため、制御性能が低下し得る。そのため、制御性能の低下を抑制しつつ、より多くのデータを交換できる構成が要望されている。

本発明の一例に従う制御システムは、第１伝送路に接続するためのインターフェイスを有する第１コントローラと、第２伝送路に接続するためのインターフェイスを有する第２コントローラと、第１伝送路に接続するための第１インターフェイスと第２伝送路に接続するための第２インターフェイスとを有する中継ユニットとを含む。中継ユニットは、第１コントローラからサイクリック通信で送信された出力データを転送設定に従って第２コントローラへ送信するとともに、第１コントローラからメッセージ通信で送信された出力データを第２コントローラへ送信する。

この構成によれば、第１コントローラから第２コントローラへのデータ送信は、サイクリック通信およびメッセージ通信の両方で行うことができるので、より多くのデータを交換できる。併せて、データの特性に応じて、サイクリック通信およびメッセージ通信のいずれかを選択できるので、制御性能の低下を抑制できる。

中継ユニットは、第１コントローラからサイクリック通信で送信された出力データをサイクリック通信で第２コントローラへ送信し、第１コントローラからメッセージ通信で送信された出力データをメッセージ通信で第２コントローラへ送信するようにしてもよい。この構成によれば、第１コントローラから中継ユニット、および、中継ユニットから第２コントローラへのデータ送信を同じ方法で行うことで、データの転送に係る処理を簡素化できる。

中継ユニットは、第２コントローラからサイクリック通信で送信された出力データを第１コントローラへ送信するとともに、第２コントローラからメッセージ通信で送信された出力データを第１コントローラへ送信するようにしてもよい。この構成によれば、第２コントローラから第１コントローラへのデータ送信は、サイクリック通信およびメッセージ通信の両方で行うことができるので、より多くのデータを交換できる。併せて、データの特性に応じて、サイクリック通信およびメッセージ通信のいずれかを選択できるので、制御性能の低下を抑制できる。

中継ユニットは、第１コントローラからメッセージ通信で送信された出力データをメッセージ通信で第２コントローラへ逐次送信するようにしてもよい。この構成によれば、メッセージ通信で送信されたデータを逐次送信するので、データの転送に係る処理を簡素化できる。

中継ユニットは、第１コントローラからメッセージ通信で送信された出力データを保持するとともに、第２コントローラからのアクセスに応じて、当該保持したデータを第２コントローラへ送信するようにしてもよい。この構成によれば、第２コントローラの制御状態などに応じて、第２コントローラは適切なタイミングでデータを取得できる。

中継ユニットは、第１コントローラからメッセージ通信で送信された出力データを保持していることを第２コントローラへ通知するようにしてもよい。この構成によれば、第２コントローラは、中継ユニットからの通知に基づいて、中継ユニットからデータを取得する処理を実行できる。

中継ユニットは、第１コントローラからメッセージ通信で送信された出力データを保持していることをサイクリック通信で第２コントローラへ通知するようにしてもよい。この構成によれば、第２コントローラは、サイクリック通信で中継ユニットからの通知を取得できるので、第２コントローラでの制御演算の周期毎に、中継ユニットからデータを取得するか否かを判断できる。

制御システムは、ユーザ操作に応じて、転送設定を作成するためのユーザインターフェイスを提供するようにしてもよい。この構成によれば、ユーザは、ユーザインターフェイスを介して、転送設定を容易に作成できる。

本発明の別の一例に従えば、第１伝送路を介して第１コントローラに接続されるとともに、第２伝送路を介して第２コントローラに接続された中継ユニットが提供される。中継ユニットは、第１伝送路に接続するための第１インターフェイスと、第２伝送路に接続するための第２インターフェイスと、第１コントローラからサイクリック通信で送信された出力データを転送設定に従って第２コントローラへ送信するとともに、第１コントローラからメッセージ通信で送信された出力データを第２コントローラへ送信する処理回路とを含む。

本発明のさらに別の一例に従えば、第１伝送路に接続するためのインターフェイスを有する第１コントローラと、第２伝送路に接続するためのインターフェイスを有する第２コントローラとを備える制御システムにおける通信方法が提供される。通信方法は、転送設定に従って、第１コントローラからサイクリック通信で送信された出力データを第２コントローラへ送信するステップと、第１コントローラからメッセージ通信で送信された出力データを第２コントローラへ送信するステップとを含む。

本発明によれば、制御性能の低下を抑制しつつ、より多くのデータを交換できる構成を提供する。

本実施の形態に従う制御システムの適用例を示す模式図である。 本実施の形態に従う制御システムの全体構成例を示す模式図である。 本実施の形態に従う主制御装置の演算ユニットのハードウェア構成例を示すブロック図である。 本実施の形態に従う副制御装置の演算ユニットのハードウェア構成例を示すブロック図である。 本実施の形態に従う副制御装置の中継ユニットのハードウェア構成例を示すブロック図である。 本実施の形態に従う制御システムにおけるデータ通信の概要を示す模式図である。 本実施の形態に従う制御システムにおけるデータ通信に用いられるデータ構造の一例を示す模式図である。 本実施の形態に従う制御システムにおける中継ユニットにおける処理を説明するための図である。 本実施の形態に従う制御システムにおけるサイクリック通信によるＩ／Ｏデータ送信を説明するための図である。 本実施の形態に従う制御システムにおけるメッセージ通信（逐次送信方式）によるＩ／Ｏデータ送信を説明するための図である。 本実施の形態に従う制御システムにおけるメッセージ通信（一時保持方式）によるＩ／Ｏデータ送信を説明するための図である。 図１１に示すデータ有フラグに関する処理を説明するための図である。 本実施の形態に従う制御システムにおけるメッセージ通信によるデータ送信の手順例を示すシーケンス図である。 本実施の形態に従う制御システムにおけるデータ転送の手順例を示すシーケンス図である。 本実施の形態に従う中継ユニットのサイクリック通信によるＩ／Ｏデータ送信の処理手順例を示すフローチャートである。 本実施の形態に従う中継ユニットのメッセージ通信によるＩ／Ｏデータ送信（逐次送信方式）の処理手順例を示すフローチャートである。 本実施の形態に従う中継ユニットのメッセージ通信によるＩ／Ｏデータ送信（一時保持方式）の処理手順例を示すフローチャートである。 本実施の形態に従う制御システムにおける中継ユニットの転送設定を作成するためのユーザインターフェイス例を示す模式図である。

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜Ａ．適用例＞
まず、本発明が適用される場面の一例について説明する。

図１は、本実施の形態に従う制御システム１の適用例を示す模式図である。図１を参照して、制御システム１は、第１コントローラおよび第２コントローラを含む。第１コントローラは、第１伝送路に接続するためのインターフェイスを有している。第２コントローラは、第２伝送路に接続するためのインターフェイスを有している。

制御システム１は、第１伝送路に接続するための第１インターフェイスと第２伝送路に接続するための第２インターフェイスとを有する中継ユニットをさらに含む。中継ユニットは、一種のゲートウェイであり、第１コントローラからサイクリック通信で送信された出力データを転送設定に従って第２コントローラへ送信するとともに、第１コントローラからメッセージ通信で送信された出力データを第２コントローラへ送信する。

本明細書において、「サイクリック通信」は、予め定められた送信周期（例えば、１ｍｓｅｃ～数１００ｍｓｅｃ）毎に予め定められたデータを送信する方法である。

本明細書において、「メッセージ通信」は、送信元または送信先の要求に応じて、データを送信する方法である。「メッセージ通信」は、非サイクリック通信およびイベントドリブン通信を含む。

本明細書において、「入力データ」および「出力データ」との用語は、対象のデータが注目しているコントローラから見てどのような意味を持っているのかを示す。

より具体的には、「入力データ」は、注目しているコントローラに入力されるデータ（注目しているコントローラが参照するデータ）を意味する。「入力データ」は、例えば、他のコントローラから与えられる指令値、他のコントローラに接続されたセンサなどで取得された状態値などを含む。

一方、「出力データ」は、注目しているユニットが出力するデータ（注目しているユニットが値を変更するデータ）を意味する。「出力データ」は、例えば、他のコントローラおよび／または他のコントローラに接続されたアクチュエータに対して与える指令値などを含む。

図１に示す構成例においては、中継ユニットを介して、第１コントローラから第２コントローラへデータが転送される。同じデータであっても、送信元の第１コントローラから見れば「出力データ」となり、送信先の第２コントローラから見れば「入力データ」となり得る。

以下の説明においては、「入力データ」および「出力データ」を「入出力データ」または「Ｉ／Ｏデータ」と総称することもある。但し、「入出力データ」および「Ｉ／Ｏデータ」は、入力データのみ、あるいは、出力データのみを含む場合もある。

図１に示すサイクリック通信により送信されるデータは、優先度が相対的に高く、また、データ量が相対的に少ない。これに対して、メッセージ通信により送信されるデータは、優先度が相対的に低く、また、データ量が相対的に多い。このように、高頻度のデータ交換方法であるサイクリック通信に加えて、時間制約を持たないメッセージ通信を利用可能に構成する。更新頻度が相対的に低いデータ交換をメッセージ通信で行うことで、サイクリック通信によるデータ交換量を低減できる。

本実施の形態に従う制御システム１においては、送信対象のデータの特性などに応じて、サイクリック通信およびメッセージ通信のいずれを用いるかを任意に設定できる。

このように、中継ユニット（ゲートウェイ）を介して、コントローラ間でＩ／Ｏデータを交換する制御システムにおいて、サイクリック通信だけではなく、メッセージ通信によってもＩ／Ｏデータを送信できる構成を採用する。このような構成を採用することで、送信可能なデータ量を増加させることができ、これによって、制御性能の低下を抑制しつつ、より多くのデータを交換できる。すなわち、制御性能の向上およびコントローラ間通信の大容量化を実現できる。

＜Ｂ．全体構成例＞
次に、本実施の形態に従う制御システム１の全体構成例について説明する。

図２は、本実施の形態に従う制御システム１の全体構成例を示す模式図である。図２を参照して、本実施の形態に従う制御システム１は、主制御装置１０と、１または複数の副制御装置２０とを含む。

本明細書において、「主制御装置」および「副制御装置」との用語は、説明の便宜上の区別であり、実質的に同一のハードウェア構成であってもよいし、実質的に同一の機能構成であってもよい。主制御装置および副制御装置は、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）などの一種のコンピュータであってもよい。

主制御装置１０と、１または複数の副制御装置２０とは、フィールドネットワーク４を介して接続されている。フィールドネットワーク４は、サイクリック通信およびメッセージ通信をサポートしている。フィールドネットワーク４としては、例えば、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）、ＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰ（登録商標）、ＰＲＯＦＩＮＥＴ（登録商標）、ＰＲＯＦＩＢＵＳ（登録商標）、ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ（登録商標）、ＦＬ－ｎｅｔ、ＣｏｍｐｏＮｅｔ（登録商標）などを用いてもよい。

このように、主制御装置１０は、第１伝送路に相当するフィールドネットワーク４に接続するためのインターフェイスを有する第１コントローラに相当する。

主制御装置１０は、制御演算を実行する演算ユニット１００を含む。演算ユニット１００は、フィールドネットワーク４によるデータ通信が可能になっている。主制御装置１０は、電源ユニット、Ｉ／Ｏユニット、特殊ユニットなどをさらに有してもよい。

副制御装置２０は、制御演算を実行する演算ユニット２００と、フィールドネットワーク４によるデータ通信を行う中継ユニット２５０とを含む。副制御装置２０は、電源ユニット、Ｉ／Ｏユニット、特殊ユニットなどをさらに有してもよい。

演算ユニット２００と中継ユニット２５０とは、内部バス６（図４および図５参照）を介して接続されている。なお、副制御装置２０がＩ／Ｏユニットおよび／または特殊ユニットを含む場合には、当該ユニットも内部バス６を介して接続される。

このように、演算ユニット２００は、第２伝送路に相当する内部バス６に接続するためのインターフェイスを有する第２コントローラに相当する。

中継ユニット２５０は、主制御装置１０から送信されるデータを演算ユニット２００で参照できるように中継するとともに、演算ユニット２００が出力するデータを主制御装置１０へ送信できるように中継する。すなわち、中継ユニット２５０は、フィールドネットワーク４（第１伝送路）に接続するための第１インターフェイスと、内部バス６（第２伝送路）に接続するための第２インターフェイスとを有するゲートウェイである。

制御システム１は、主制御装置１０および／または副制御装置２０で実行されるプログラムや設定などを作成および変更するためのサポート装置３００を含んでいてもよい。サポート装置３００は、副制御装置２０の演算ユニット２００に接続されてもよいし、主制御装置１０の演算ユニット１００に接続されてもよい。

＜Ｃ．ハードウェア構成例＞
次に、本実施の形態に従う制御システム１の主要な装置のハードウェア構成例について説明する。

（ｃ１：演算ユニット１００）
図３は、本実施の形態に従う主制御装置１０の演算ユニット１００のハードウェア構成例を示すブロック図である。図３を参照して、演算ユニット１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro-Processing Unit）などのプロセッサ１０２と、チップセット１０４と、メモリ１０６と、ストレージ１０８と、上位ネットワークインターフェイス１１０と、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）インターフェイス１１２と、メモリカードインターフェイス１１４と、フィールドネットワークインターフェイス１２０とを含む。

プロセッサ１０２は、ストレージ１０８に格納された各種プログラムを読み出して、メモリ１０６に展開して実行することで、演算ユニット１００で必要な処理を実現する。チップセット１０４は、プロセッサ１０２と各コンポーネントとの間のデータ通信などを制御する。

ストレージ１０８には、典型的には、システムプログラム１３１と、制御演算に必要なコンピュータ読み取り可能なコードを含むユーザプログラム１３２とが格納される。

ストレージ１０８に格納されたプログラムが実行されることで、コンピュータである演算ユニット１００に本明細書に記載された処理を実行させるとともに、コンピュータである演算ユニット１００において本明細書に記載された機能構成を実現させる。

上位ネットワークインターフェイス１１０は、上位ネットワークを介した他の装置との間のデータ通信を制御する。ＵＳＢインターフェイス１１２は、ＵＳＢ接続を介してサポート装置との間のデータ通信を制御する。

メモリカードインターフェイス１１４は、メモリカード１１６を着脱可能に構成されており、メモリカード１１６に対してデータを書き込み、メモリカード１１６から各種データ（ユーザプログラムやトレースデータなど）を読み出すことが可能になっている。

フィールドネットワークインターフェイス１２０は、フィールドネットワーク４を介した副制御装置２０との間のデータ通信を制御する。より具体的には、フィールドネットワークインターフェイス１２０は、受信したデータを保持するための受信バッファ１２１と、送信するデータの生成などに用いられる送信バッファ１２２とを含む。

（ｃ２：演算ユニット２００）
図４は、本実施の形態に従う副制御装置２０の演算ユニット２００のハードウェア構成例を示すブロック図である。図４を参照して、演算ユニット２００は、ＣＰＵやＭＰＵなどのプロセッサ２０２と、チップセット２０４と、メモリ２０６と、ストレージ２０８と、上位ネットワークインターフェイス２１０と、ＵＳＢインターフェイス２１２と、メモリカードインターフェイス２１４と、内部バスインターフェイス２２０とを含む。

プロセッサ２０２は、ストレージ２０８に格納された各種プログラムを読み出して、メモリ２０６に展開して実行することで、演算ユニット２００で必要な処理を実現する。チップセット２０４は、プロセッサ２０２と各コンポーネントとの間のデータ通信などを制御する。

ストレージ２０８には、典型的には、システムプログラム２３１と、制御演算に必要なコンピュータ読み取り可能なコードを含むユーザプログラム２３２とが格納される。

ストレージ２０８に格納されたプログラムが実行されることで、コンピュータである演算ユニット２００に本明細書に記載された処理を実行させるとともに、コンピュータである演算ユニット２００において本明細書に記載された機能構成を実現させる。

上位ネットワークインターフェイス２１０は、上位ネットワークを介した他の装置との間のデータ通信を制御する。ＵＳＢインターフェイス２１２は、ＵＳＢ接続を介してサポート装置との間のデータ通信を制御する。

メモリカードインターフェイス２１４は、メモリカード２１６を着脱可能に構成されており、メモリカード２１６に対してデータを書き込み、メモリカード２１６から各種データ（ユーザプログラムやトレースデータなど）を読み出すことが可能になっている。

内部バスインターフェイス２２０は、内部バス６を介した１または複数のユニット（中継ユニット２５０を含む）との間のデータ通信を制御する。より具体的には、内部バスインターフェイス２２０は、受信したデータを保持するための受信バッファ２２１と、送信するデータの生成などに用いられる送信バッファ２２２とを含む。

内部バス６は、フィールドネットワーク４と同様に、サイクリック通信およびメッセージ通信をサポートしている。内部バス６としては、メーカ専用の通信方式を採用してもよいし、例えば、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）、ＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰ（登録商標）、ＰＲＯＦＩＮＥＴ（登録商標）、ＰＲＯＦＩＢＵＳ（登録商標）、ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ（登録商標）、ＦＬ－ｎｅｔ、ＣｏｍｐｏＮｅｔ（登録商標）などを用いてもよい。

（ｃ３：中継ユニット２５０）
図５は、本実施の形態に従う副制御装置２０の中継ユニット２５０のハードウェア構成例を示すブロック図である。図５を参照して、中継ユニット２５０は、処理回路２６０と、フィールドネットワークインターフェイス２７０と、内部バスインターフェイス２８０とを含む。

処理回路２６０は、後述するような中継ユニット２５０の処理および機能を実現する。より具体的には、処理回路２６０は、プロセッサ２６２と、メモリ２６４と、ストレージ２６６とを含む。プロセッサ２６２は、ストレージ２６６に格納されたシステムプログラム（ファームウェア）を読み出して、メモリ２６４に展開して実行することで、中継ユニット２５０で必要な処理を実現する。ストレージ２６６には、システムプログラムに加えて、データ転送を実現するための転送設定２６８が格納されている。

図５には、転送設定２６８がストレージ２６６に格納されている例を示すが、必要に応じて、主制御装置１０および演算ユニット２００から取得するようにしてもよい。すなわち、中継ユニット２５０のストレージ２６６には、転送設定２６８が事前に格納されてはおらず、中継ユニット２５０の起動時などにおいて、主制御装置１０および演算ユニット２００のそれぞれから転送設定を取得するようにしてもよい。

転送設定２６８は、主として、サイクリック通信でＩ／Ｏデータを主制御装置１０と演算ユニット２００との間で転送するための設定を含む。なお、転送設定２６８は、メッセージ通信でＩ／Ｏデータを主制御装置１０と演算ユニット２００との間で転送するために必要な設定を含んでいてもよい。

フィールドネットワークインターフェイス２７０は、フィールドネットワーク４を介した主制御装置１０との間のデータ通信を制御する。より具体的には、フィールドネットワークインターフェイス２７０は、受信したデータを保持するための受信バッファ２７１と、送信するデータの生成などに用いられる送信バッファ２７２とを含む。

内部バスインターフェイス２８０は、内部バス６を介した１または複数のユニット（演算ユニット２００を含む）との間のデータ通信を制御する。より具体的には、内部バスインターフェイス２８０は、受信したデータを保持するための受信バッファ２８１と、送信するデータの生成などに用いられる送信バッファ２８２とを含む。

（ｃ４：その他の構成）
図３～図５には、プロセッサがプログラムを実行することで必要な機能が提供される構成例を示したが、これらの提供される機能の一部または全部を、専用のハードウェア回路（例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）など）を用いて実装してもよい。

本明細書において、「プロセッサ」は、ストアードプログラム方式で処理を実行する狭義のプロセッサに限られず、ＡＳＩＣやＦＰＧＡなどのハードワイヤード回路を含み得る。そのため、「プロセッサ」との用語は、コンピュータ読み取り可能なコードおよび／またはハードワイヤード回路によって予め処理が定義されている、処理回路（processing circuitry）と読み替えることもできる。

演算ユニットの主要部は、汎用的なアーキテクチャに従うハードウェア（例えば、汎用パソコンをベースとした産業用パソコン）を用いて実現してもよい。この場合には、仮想化技術を用いて、用途の異なる複数のＯＳ（Operating System）を並列的に実行させるとともに、各ＯＳ上で必要なアプリケーションを実行させるようにしてもよい。

（ｃ５：サポート装置３００）
本実施の形態に従うサポート装置３００は、一例として、汎用的なアーキテクチャに従う汎用コンピュータなどで構成される。汎用コンピュータのハードウェア構成例は公知であるので、詳細な説明は行わない。

＜Ｄ．データ通信＞
次に、本実施の形態に従う制御システム１におけるデータ通信について説明する。

図６は、本実施の形態に従う制御システム１におけるデータ通信の概要を示す模式図である。図６には、主制御装置１０と演算ユニット２００との間のＩ／Ｏデータの送信例を示す。

図６を参照して、主制御装置１０と演算ユニット２００との間には、ゲートウェイとして、中継ユニット２５０が配置されている。主制御装置１０と中継ユニット２５０との間は、第１伝送路に相当するフィールドネットワーク４を介して接続されている。

主制御装置１０の出力データが中継ユニット２５０を介して演算ユニット２００へ送信される場合と、演算ユニット２００の出力データが中継ユニット２５０を介して主制御装置１０へ送信される場合とが想定される。本実施の形態においては、いずれの送信についても、サイクリック通信による方法、および、メッセージ通信による方法が可能になっている。

一般的な制御システムにおいては、Ｉ／Ｏデータは、サイクリック通信のみで送信されるが、本実施の形態においては、送信されるデータ量および要求される定時性などに応じて、サイクリック通信およびメッセージ通信のいずれを選択することも可能になっている。

主制御装置１０から送信されたデータ（出力データ）は、中継ユニット２５０へ送信される。中継ユニット２５０は、主制御装置１０の出力データとして受信したデータを、演算ユニット２００の入力データとして、演算ユニット２００へ送信する。

一方、演算ユニット２００から送信されたデータ（出力データ）は、中継ユニット２５０へ送信される。中継ユニット２５０は、演算ユニット２００の出力データとして受信したデータを、主制御装置１０の入力データとして、主制御装置１０へ送信する。

このように、中継ユニット２５０は、主制御装置１０と演算ユニット２００との間でデータを転送する。すなわち、中継ユニット２５０は、主制御装置１０（第１コントローラ）からサイクリック通信で送信された出力データを転送設定２６８（図５）に従って演算ユニット２００（第２コントローラ）へ送信するとともに、主制御装置１０からメッセージ通信で送信された出力データを演算ユニット２００へ送信する。

同様に、中継ユニット２５０は、演算ユニット２００からサイクリック通信で送信された出力データを転送設定２６８に従って主制御装置１０へ送信するとともに、演算ユニット２００からメッセージ通信で送信された出力データを主制御装置１０へ送信する。

このとき、中継ユニット２５０は、主制御装置１０からサイクリック通信で送信された出力データをサイクリック通信で演算ユニット２００へ送信し、主制御装置１０からメッセージ通信で送信された出力データをメッセージ通信で演算ユニット２００へ送信するようにしてもよい。あるいは、主制御装置１０から中継ユニット２５０へのデータ送信の方法と、中継ユニット２５０から演算ユニット２００へのデータ送信の方法とを異ならせてもよい。

サイクリック通信では、予め定められた送信周期毎にデータが送信されるので、送信先では常に最新のデータを利用できる。

図７は、本実施の形態に従う制御システム１におけるデータ通信に用いられるデータ構造の一例を示す模式図である。

図７を参照して、フィールドネットワーク４においては、送信周期毎に通信用帯域が区切られている。各送信周期は、サイクリック通信用帯域１２とメッセージ通信用帯域１４とを含む。サイクリック通信用帯域１２においては、予め定められたデータサイズのフレーム１６が送信される。フレーム１６は、フィールドネットワーク４に接続されたデバイス（ユニット）間を順次転送される。これによって、フレーム１６は、フィールドネットワーク４をサイクリックに巡回する。

サイクリック通信用帯域１２において、フィールドネットワーク４に接続されたデバイス毎に出力データを書き込むための領域が用意されている。図７には、Ｎ個のデバイスがそれぞれ出力データを書き込むためのＮ個の領域が用意されている例を示す。フィールドネットワーク４に接続されたデバイスは、自デバイスがデータを書き込むための領域以外の領域に格納されているデータ（すなわち、他のデバイスが書き込んだデータ）を参照できる。

また、サイクリック通信用帯域１２においては、出力データを書き込める領域に加えて、通信に必要な管理情報（通信管理情報１８）を格納する領域も用意されている。

一方、メッセージ通信用帯域１４は、フィールドネットワーク４を管理するデバイス（例えば、「通信マスタ」または「マスタ」などと称される。）による指示に従って、指定されたデバイスから他の１または複数のデバイスに対するメッセージ通信に用いられる。なお、メッセージ通信においては、１回のサイクリック通信で送信されるデータより大きいデータサイズのデータが送信されることもあるので、１回のデータ送信には、複数回分のサイクリック通信用帯域が必要なこともある。

なお、内部バス６においても、図７と同様に、送信周期毎に通信用帯域が区切られており、各送信周期は、サイクリック通信用帯域とメッセージ通信用帯域とを含む。

図８は、本実施の形態に従う制御システム１における中継ユニット２５０における処理を説明するための図である。

図８を参照して、中継ユニット２５０は、フィールドネットワーク４に接続されたフィールドネットワークインターフェイス２７０と、内部バス６に接続された内部バスインターフェイス２８０とを含む。

フィールドネットワークインターフェイス２７０は、受信バッファ２７１および送信バッファ２７２を有している。受信バッファ２７１は、主制御装置１０から受信したデータを保持し、送信バッファ２７２は、主制御装置１０へ送信するデータを保持する。

内部バスインターフェイス２８０は、受信バッファ２８１および送信バッファ２８２を有している。受信バッファ２８１は、演算ユニット２００から受信したデータを保持し、送信バッファ２８２は、演算ユニット２００へ送信するデータを保持する。

中継ユニット２５０は、フィールドネットワークインターフェイス２７０の受信バッファ２７１が保持しているデータを内部バスインターフェイス２８０の送信バッファ２８２へデータコピーするとともに、内部バスインターフェイス２８０の受信バッファ２８１が保持しているデータをフィールドネットワークインターフェイス２７０の送信バッファ２７２へデータコピーする。

中継ユニット２５０は、このようなバッファ間のデータコピーによって、データ転送を実現する。

＜Ｅ．サイクリック通信によるＩ／Ｏデータ送信＞
次に、本実施の形態に従う制御システム１におけるサイクリック通信によるＩ／Ｏデータ送信について説明する。

図９は、本実施の形態に従う制御システム１におけるサイクリック通信によるＩ／Ｏデータ送信を説明するための図である。図９には、フィールドネットワーク４をサイクリックに巡回するフレーム１６Ａと、内部バス６をサイクリックに巡回するフレーム１６Ｂとを示す。

図９（Ａ）には、主制御装置１０から演算ユニット２００へのデータ送信を実現するための処理例を示す。図９（Ａ）を参照して、主制御装置１０は、フレーム１６Ａに割り当てられた領域に対して出力データを書き込む。その後、フレーム１６Ａは、中継ユニット２５０へ送信される。

中継ユニット２５０は、フレーム１６Ａに含まれる主制御装置１０の出力データを抽出し、抽出した主制御装置１０の出力データをフレーム１６Ｂに割り当てられた領域に書き込む。すなわち、フレーム１６Ｂは、中継ユニット２５０の出力データとして、主制御装置１０の出力データを含む。その後、フレーム１６Ｂは、演算ユニット２００へ送信される。演算ユニット２００は、フレーム１６Ｂに含まれる中継ユニット２５０の出力データ（主制御装置１０の出力データ）を入力データとして抽出する。

図９（Ｂ）には、副制御装置２０から主制御装置１０へのデータ送信を実現するための処理例を示す。図９（Ｂ）を参照して、演算ユニット２００は、フレーム１６Ｂに割り当てられた領域に対して出力データを書き込む。その後、フレーム１６Ｂは、中継ユニット２５０へ送信される。

中継ユニット２５０は、フレーム１６Ｂに含まれる演算ユニット２００の出力データを抽出し、抽出した演算ユニット２００の出力データをフレーム１６Ａに割り当てられた領域に書き込む。すなわち、フレーム１６Ａは、中継ユニット２５０の出力データとして、演算ユニット２００の出力データを含む。その後、フレーム１６Ａは、主制御装置１０へ送信される。主制御装置１０は、フレーム１６Ａに含まれる中継ユニット２５０の出力データ（演算ユニット２００の出力データ）を入力データとして抽出する。

図９に示すように、中継ユニット２５０は、フィールドネットワーク４をサイクリックに巡回するフレーム１６Ａと、内部バス６をサイクリックに巡回するフレーム１６Ｂとの間で、データを交換（コピー）することで、サイクリック通信によるＩ／Ｏデータ送信を実現する。

＜Ｆ．メッセージ通信によるＩ／Ｏデータ送信＞
次に、本実施の形態に従う制御システム１におけるメッセージ通信によるＩ／Ｏデータ送信について説明する。メッセージ通信によるＩ／Ｏデータ送信は、例えば、逐次送信方式、および、一時保持方式のいずれかを採用してもよい。

（ｆ１：逐次送信方式）
中継ユニット２５０は、主制御装置１０からメッセージ通信で送信された出力データをメッセージ通信で演算ユニット２００へ逐次送信するとともに、演算ユニット２００からメッセージ通信で送信された出力データをメッセージ通信で主制御装置１０へ逐次送信するようにしてもよい。

図１０は、本実施の形態に従う制御システム１におけるメッセージ通信（逐次送信方式）によるＩ／Ｏデータ送信を説明するための図である。

図１０を参照して、逐次送信方式のメッセージ通信においては、主制御装置１０から中継ユニット２５０へメッセージ通信により送信されたデータ（出力データ）は、その後、入力データとして、中継ユニット２５０から演算ユニット２００へメッセージ通信により送信される。同様に、演算ユニット２００から中継ユニット２５０へメッセージ通信により送信されたデータ（出力データ）は、その後、入力データとして、中継ユニット２５０から主制御装置１０へメッセージ通信により送信される。

このように、逐次送信方式において、中継ユニット２５０は、主制御装置１０または演算ユニット２００からメッセージ通信によりデータを受信すると、当該受信したデータをメッセージ通信により演算ユニット２００または主制御装置１０へ送信する。ここで、メッセージ通信によるデータ送信は、フィールドネットワーク４および内部バス６のメッセージ通信用帯域１４の空き状態に応じて、逐次実行される。

逐次送信方式においては、中継ユニット２５０がデータを受信した後、送信先に当該データが送信されるまでには、メッセージ通信の優先度に応じた遅延が発生し得る。但し、基本的には、中継ユニット２５０がデータを受信した順に、データは送信される。

（ｆ２：一時保持方式）
一時保持方式においては、中継ユニット２５０が送信元からメッセージ通信により受信したデータを一時的に保持した上で、送信先がメッセージ通信により当該データを取得する。

すなわち、中継ユニット２５０は、主制御装置１０からメッセージ通信で送信された出力データを保持するとともに、演算ユニット２００からのアクセスに応じて、当該保持したデータを演算ユニット２００へ送信するようにしてもよい。逆に、主制御装置１０は、中継ユニット２５０からメッセージ通信で送信された出力データを保持するとともに、主制御装置１０からのアクセスに応じて、当該保持したデータを演算ユニット２００へ送信するようにしてもよい。

このように、中継ユニット２５０は、送信先からのアクセスを受けて、送信すべきデータを読み取ってもらうことになる。そのため、中継ユニット２５０は、データの送信先に対して、データを保持していることを通知するようにしてもよい。この通知を受けて、送信先は、中継ユニット２５０にアクセス（ポーリング）する。

すなわち、中継ユニット２５０は、主制御装置１０からメッセージ通信で送信された出力データを保持していることを演算ユニット２００へ通知するとともに、演算ユニット２００からメッセージ通信で送信された出力データを保持していることを主制御装置１０へ通知するようにしてもよい。

図１１は、本実施の形態に従う制御システム１におけるメッセージ通信（一時保持方式）によるＩ／Ｏデータ送信を説明するための図である。

図１１（Ａ）を参照して、主制御装置１０がメッセージ通信によりデータを中継ユニット２５０へ送信する。中継ユニット２５０は、主制御装置１０からのデータを保持する。

図１１（Ｂ）を参照して、中継ユニット２５０は、主制御装置１０からのデータを保持していることを通知する。この通知は、例えば、中継ユニット２５０の出力データに含まれるデータ有フラグをＯＮに設定することで実現される。すなわち、データ有フラグは、サイクリックに巡回するフレームに含まれている。

図１１（Ｃ）を参照して、演算ユニット２００は、データ有フラグがＯＮに設定されていることに応じて、中継ユニット２５０に保持されているデータをメッセージ通信により取得する。中継ユニット２５０は、演算ユニット２００によりデータが取得されると、データ有フラグをＯＦＦに設定する。なお、中継ユニット２５０は、保持していたデータを削除してもよいし、新たなデータを受信するまでそのまま保持していてもよい。

このように、中継ユニット２５０は、主制御装置１０からメッセージ通信で送信された出力データを保持していることをサイクリック通信で演算ユニット２００へ通知するとともに、演算ユニット２００からメッセージ通信で送信された出力データを保持していることをサイクリック通信で主制御装置１０へ通知してもよい。

図１２は、図１１に示すデータ有フラグに関する処理を説明するための図である。
図１２を参照して、主制御装置１０がメッセージ通信によりデータを中継ユニット２５０へ送信すると、中継ユニット２５０は、主制御装置１０からのデータを保持する。データが保持されることに応じて、データ有フラグがＯＮに設定される。

演算ユニット２００は、データ有フラグがＯＮに設定されることで、中継ユニット２５０にデータが保持されている（データが存在している）ことを認識する。そして、演算ユニット２００は、中継ユニット２５０にアクセスしてデータを取得する（より具体的には、データを読み出す）。

データ有フラグは、中継ユニット２５０の出力データに含まれているので、演算ユニット２００（および、主制御装置１０）で実行されるアプリケーションから参照することができる。そのため、中継ユニット２５０へのアクセスのタイミングを制御するコードをアプリケーションに含まれることで、データ交換に係るデータ有フラグ（一種のインターロック信号）のみで、データをやり取りできる。

なお、図１１および図１２には、説明の便宜上、主制御装置１０から副制御装置２０の演算ユニット２００へデータを送信する例を示す。但し、副制御装置２０の演算ユニット２００から主制御装置１０へデータを送信する場合も同様である。

ここで、メッセージ通信によるデータ送信の手順例について説明する。本実施の形態に従う制御システム１は、マスタスレーブ方式の通信方式を採用している。例えば、フィールドネットワーク４においては、主制御装置１０が通信マスタ（以下、単に「マスタ」と称す。）となり、中継ユニット２５０が通信スレーブ（以下、単に「スレーブ」と称す。）となる。

図１３は、本実施の形態に従う制御システム１におけるメッセージ通信によるデータ送信の手順例を示すシーケンス図である。図１３を参照して、主制御装置１０および中継ユニット２５０が接続されたフィールドネットワーク４では、フレームが送信周期毎に巡回する。

サイクリックに巡回するフレームは、Ｉ／Ｏデータに加えて、通信管理情報１８（図７参照）を含む。通信管理情報１８は、スレーブである中継ユニット２５０がメッセージ通信を要求するためのメッセージ有フラグを含み得る。すなわち、マスタである主制御装置１０は、フィールドネットワーク４を管理しているため、空いている帯域を把握しているので、適切なタイミングでメッセージ通信を行う。

これに対して、スレーブである中継ユニット２５０は、いずれのタイミングでメッセージ通信を行ってよいのかが分からない。そのため、中継ユニット２５０は、メッセージ通信が必要な状態になると、通信管理情報１８のメッセージ有フラグをＯＮに設定する。マスタである主制御装置１０は、通信管理情報１８に含まれているメッセージ有フラグがＯＮに設定されていることに応じて、中継ユニット２５０にアクセスすることで、メッセージ通信により送信すべきデータを読み出す。

図１３には、メッセージ有フラグがＯＮに設定されている通信管理情報１８を実線で表現し、メッセージ有フラグがＯＦＦに設定されている通信管理情報１８を破線で表現している。

通信管理情報１８に含まれるメッセージ有フラグを用いたやり取りは、例えば、フィールドネットワークインターフェイスまたは内部バスインターフェイスにより実現される。この場合、主制御装置１０および演算ユニット２００で実行されるアプリケーション（ユーザプログラム）は、データの送信を要求する処理を行えばよい。

より具体的には、アプリケーションがデータの送信を要求すると、主制御装置１０は、要求されたデータを含むメッセージを中継ユニット２５０に書き込む。中継ユニット２５０は、書き込まれたメッセージを処理する。例えば、メッセージに含まれるデータを保持する処理などが行われる。

中継ユニット２５０は、メッセージの処理が完了すると、メッセージの書き込みに対するレスポンスを用意し、通信管理情報１８のメッセージ有フラグをＯＮに設定する。主制御装置１０は、中継ユニット２５０にアクセスして、中継ユニット２５０からレスポンスを読み出す。主制御装置１０のアプリケーションは、読み出したレスポンスに基づいて、メッセージの書き込みが成功したことを確認する。そして、一連のメッセージ通信によるデータ送信が完了する。

主制御装置１０のアプリケーションは、レスポンスの読み出しの情報に基づいて、データ送信が完了したことを把握する。

なお、図１３には、メッセージ通信により主制御装置１０から中継ユニット２５０へデータを送信する例を示すが、メッセージ通信により副制御装置２０の演算ユニット２００から中継ユニット２５０へデータを送信する場合も同様である。

図１３には、通信管理情報１８によりメッセージ有フラグがＯＮに設定されることで、レスポンスが読み出される例を示すが、レスポンス以外の任意のデータをスレーブからマスタへ送信する場合も同様の処理が実行される。

図１４は、本実施の形態に従う制御システム１におけるデータ転送の手順例を示すシーケンス図である。図１４には、中継ユニット２５０を介して、主制御装置１０から副制御装置２０の演算ユニット２００へデータが転送される場合の処理を示す。但し、中継ユニット２５０を介して、副制御装置２０の演算ユニット２００から主制御装置１０へデータが転送される場合の処理も同様である。

図１４を参照して、フィールドネットワーク４を送信周期毎に巡回するフレーム１６Ａと、内部バス６を送信周期毎に巡回するフレーム１６Ｂとを示す。フレーム１６Ａは、中継ユニット２５０の出力データの一部として、データ有フラグ２２Ａを含む。また、フレーム１６Ａは、Ｉ／Ｏデータに加えて、通信管理情報１８Ａを含む。同様に、フレーム１６Ｂは、中継ユニット２５０の出力データの一部として、データ有フラグ２２Ｂを含む。また、フレーム１６Ｂは、Ｉ／Ｏデータに加えて、通信管理情報１８Ｂを含む。

図１４には、データ有フラグ２２Ａ，２２ＢがＯＮに設定されている状態を実線で表現し、データ有フラグ２２Ａ，２２ＢがＯＦＦに設定されている状態を破線で表現している。また、メッセージ有フラグがＯＮに設定されている通信管理情報１８Ａ，１８Ｂを実線で表現し、メッセージ有フラグがＯＦＦに設定されている通信管理情報１８Ａ，１８Ｂを破線で表現している。

図１４を参照して、主制御装置１０のアプリケーションがデータの送信を要求すると（シーケンスＳＱ２）、主制御装置１０は、要求されたデータを含むメッセージを中継ユニット２５０に書き込む（シーケンスＳＱ４）。中継ユニット２５０は、書き込まれたメッセージを処理する（シーケンスＳＱ６）。

中継ユニット２５０は、メッセージの処理が完了すると、メッセージの書き込みに対するレスポンスを用意し、通信管理情報１８Ａのメッセージ有フラグをＯＮに設定する（シーケンスＳＱ８）。主制御装置１０は、中継ユニット２５０にアクセスして、中継ユニット２５０からレスポンスを読み出す（シーケンスＳＱ１０）。主制御装置１０のアプリケーションは、読み出したレスポンスに基づいて、メッセージの書き込みが成功したことを確認する（シーケンスＳＱ１２）。これにより、主制御装置１０から中継ユニット２５０へのメッセージ通信によるデータ送信が完了する。

一方、中継ユニット２５０は、データ有フラグ２２ＢをＯＮに設定する（シーケンスＳＱ１２）。演算ユニット２００のアプリケーションは、データ有フラグ２２ＢがＯＮに設定されたことに応じて、データの取得（読み出し）を要求する（シーケンスＳＱ１４）。すると、主制御装置１０は、中継ユニット２５０にアクセスして、中継ユニット２５０に保持されているデータを読み出す（シーケンスＳＱ１６）。

中継ユニット２５０は、データが読み出されると、保持しているメッセージ（データ）を処理して、メッセージの読み出しに対するレスポンスを用意する（シーケンスＳＱ１８）。そして、中継ユニット２５０は、通信管理情報１８Ｂのメッセージ有フラグをＯＮ設定する（シーケンスＳＱ２０）。

演算ユニット２００は、通信管理情報１８Ｂに含まれているメッセージ有フラグに応じて、中継ユニット２５０にアクセスして、中継ユニット２５０からレスポンスを読み出す（シーケンスＳＱ２２）。演算ユニット２００のアプリケーションは、読み出したレスポンスに基づいて、メッセージの読み出しが成功したことを確認する（シーケンスＳＱ２４）。これにより、中継ユニット２５０から演算ユニット２００へのメッセージ通信によるデータ送信が完了する。

＜Ｇ．処理手順例＞
次に、本実施の形態に従う制御システム１における中継ユニット２５０の処理手順例について説明する。

図１５は、本実施の形態に従う中継ユニット２５０のサイクリック通信によるＩ／Ｏデータ送信の処理手順例を示すフローチャートである。図１５に示す各ステップは、中継ユニット２５０のプロセッサ２６２がシステムプログラムを実行することで実現されてもよい。

図１５を参照して、中継ユニット２５０は、フィールドネットワーク４を介したフレームの更新周期が到来したか否かを判断する（ステップＳ２）。フィールドネットワーク４を介したフレームの更新周期が到来すれば（ステップＳ２においてＹＥＳ）、中継ユニット２５０は、受信したフレームに含まれる主制御装置１０の出力データを抽出し（ステップＳ４）、抽出したデータを内部バス６に関連付けられた送信バッファに保持する（ステップＳ６）。そして、中継ユニット２５０は、フィールドネットワーク４に関連付けられた送信バッファに保持されているデータを含むフレームを再構成し（ステップＳ８）、再構成したフレームをフィールドネットワーク４を介して送信する（ステップＳ１０）。

内部バス６を介したフレームの更新周期が到来したか否かを判断する（ステップＳ１２）。内部バス６を介したフレームの更新周期が到来すれば（ステップＳ１２においてＹＥＳ）、中継ユニット２５０は、受信したフレームに含まれる演算ユニット２００の出力データを抽出し（ステップＳ１４）、抽出したデータをフィールドネットワーク４に関連付けられた送信バッファに保持する（ステップＳ１６）。そして、中継ユニット２５０は、内部バス６に関連付けられた送信バッファに保持されているデータを含むフレームを再構成し（ステップＳ１８）、再構成したフレームを内部バス６を介して送信する（ステップＳ２０）。

以下、ステップＳ２～Ｓ２０の処理は繰り返される。
図１６は、本実施の形態に従う中継ユニット２５０のメッセージ通信によるＩ／Ｏデータ送信（逐次送信方式）の処理手順例を示すフローチャートである。図１６に示す各ステップは、中継ユニット２５０のプロセッサ２６２がシステムプログラムを実行することで実現されてもよい。

図１６を参照して、中継ユニット２５０は、内部バス６をサイクリックに巡回するフレームの通信管理情報１８のメッセージ有フラグがＯＮであるか否かを判断する（ステップＳ３０）。内部バス６をサイクリックに巡回するフレームの通信管理情報１８のメッセージ有フラグがＯＦＦであれば（ステップＳ３０においてＮＯ）、中継ユニット２５０は、フィールドネットワーク４を介して主制御装置１０からメッセージ通信によりデータを受信したか否かを判断する（ステップＳ３２）。すなわち、演算ユニット２００へデータを送信できる状態において、主制御装置１０からデータを受信したか否かを判断する。

フィールドネットワーク４を介して主制御装置１０からメッセージ通信によりデータを受信していれば（ステップＳ３２においてＹＥＳ）、中継ユニット２５０は、受信したデータを内部バス６に関連付けられたバッファに保持する（ステップＳ３４）。そして、中継ユニット２５０は、内部バス６をサイクリックに巡回するフレームの通信管理情報１８のメッセージ有フラグをＯＮに設定する（ステップＳ３６）。

フィールドネットワーク４を介して主制御装置１０からメッセージ通信によりデータを受信していなければ（ステップＳ３２においてＮＯ）、ステップＳ３４～Ｓ３６の処理はスキップされる。

内部バス６をサイクリックに巡回するフレームの通信管理情報１８のメッセージ有フラグがＯＮであれば（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、中継ユニット２５０は、演算ユニット２００がバッファに保持しているデータを読み出したか否かを判断する（ステップＳ３８）。演算ユニット２００がバッファに保持しているデータを読み出していなければ（ステップＳ３８においてＮＯ）、ステップＳ４０の処理はスキップされる。

演算ユニット２００がバッファに保持しているデータを読み出していれば（ステップＳ３８においてＹＥＳ）、中継ユニット２５０は、内部バス６をサイクリックに巡回するフレームの通信管理情報１８のメッセージ有フラグをＯＦＦに設定する（ステップＳ４０）。そして、ステップＳ３０以下の処理が繰り返される。

並行して、中継ユニット２５０は、フィールドネットワーク４をサイクリックに巡回するフレームの通信管理情報１８のメッセージ有フラグがＯＮであるか否かを判断する（ステップＳ５０）。フィールドネットワーク４をサイクリックに巡回するフレームの通信管理情報１８のメッセージ有フラグがＯＦＦであれば（ステップＳ５０においてＮＯ）、中継ユニット２５０は、内部バス６を介して演算ユニット２００からメッセージ通信によりデータを受信したか否かを判断する（ステップＳ５２）。すなわち、主制御装置１０へデータを送信できる状態において、演算ユニット２００からデータを受信したか否かを判断する。

内部バス６を介して主制御装置１０からメッセージ通信によりデータを受信していれば（ステップＳ５２においてＹＥＳ）、中継ユニット２５０は、受信したデータをフィールドネットワーク４に関連付けられたバッファに保持する（ステップＳ５４）。そして、中継ユニット２５０は、フィールドネットワーク４をサイクリックに巡回するフレームの通信管理情報１８のメッセージ有フラグをＯＮに設定する（ステップＳ５６）。

内部バス６を介して演算ユニット２００からメッセージ通信によりデータを受信していなければ（ステップＳ５２においてＮＯ）、ステップＳ５４～Ｓ５６の処理はスキップされる。

フィールドネットワーク４をサイクリックに巡回するフレームの通信管理情報１８のメッセージ有フラグがＯＮであれば（ステップＳ５０においてＹＥＳ）、中継ユニット２５０は、主制御装置１０がバッファに保持しているデータを読み出したか否かを判断する（ステップＳ５８）。主制御装置１０がバッファに保持しているデータを読み出していなければ（ステップＳ５８においてＮＯ）、ステップＳ６０の処理はスキップされる。

主制御装置１０がバッファに保持しているデータを読み出していれば（ステップＳ５８においてＹＥＳ）、中継ユニット２５０は、フィールドネットワーク４をサイクリックに巡回するフレームの通信管理情報１８のメッセージ有フラグをＯＦＦに設定する（ステップＳ６０）。そして、ステップＳ５０以下の処理が繰り返される。

図１７は、本実施の形態に従う中継ユニット２５０のメッセージ通信によるＩ／Ｏデータ送信（一時保持方式）の処理手順例を示すフローチャートである。図１７に示す各ステップは、中継ユニット２５０のプロセッサ２６２がシステムプログラムを実行することで実現されてもよい。

図１７を参照して、中継ユニット２５０は、内部バス６をサイクリックに巡回するフレームのデータ有フラグがＯＮであるか否かを判断する（ステップＳ７０）。内部バス６をサイクリックに巡回するフレームのデータ有フラグがＯＦＦであれば（ステップＳ７０においてＮＯ）、中継ユニット２５０は、フィールドネットワーク４を介して主制御装置１０からメッセージ通信によりデータを受信したか否かを判断する（ステップＳ７２）。すなわち、演算ユニット２００へデータを送信できる状態において、主制御装置１０からデータを受信したか否かを判断する。

フィールドネットワーク４を介して主制御装置１０からメッセージ通信によりデータを受信していれば（ステップＳ７２においてＹＥＳ）、中継ユニット２５０は、受信したデータを内部バス６に関連付けられたバッファに保持する（ステップＳ７４）。そして、中継ユニット２５０は、内部バス６をサイクリックに巡回するフレームのデータ有フラグをＯＮに設定する（ステップＳ７６）。

フィールドネットワーク４を介して主制御装置１０からメッセージ通信によりデータを受信していなければ（ステップＳ７２においてＮＯ）、ステップＳ７４～Ｓ７６の処理はスキップされる。

内部バス６をサイクリックに巡回するフレームのデータ有フラグがＯＮであれば（ステップＳ７０においてＹＥＳ）、中継ユニット２５０は、演算ユニット２００がバッファに保持しているデータを読み出したか否かを判断する（ステップＳ７８）。演算ユニット２００がバッファに保持しているデータを読み出していなければ（ステップＳ７８においてＮＯ）、ステップＳ８０～Ｓ８４の処理はスキップされる。

演算ユニット２００がバッファに保持しているデータを読み出していれば（ステップＳ７８においてＹＥＳ）、中継ユニット２５０は、レスポンスを用意し（ステップＳ８０）、演算ユニット２００がレスポンスを読み出したか否かを判断する（ステップＳ８２）。演算ユニット２００がレスポンスを読み出していなければ（ステップＳ８２においてＮＯ）、ステップＳ８２の処理が繰り返される。

演算ユニット２００がレスポンスを読み出していれば（ステップＳ８２においてＹＥＳ）、中継ユニット２５０は、内部バス６をサイクリックに巡回するフレームのデータ有フラグをＯＦＦに設定する（ステップＳ８４）。そして、ステップＳ７０以下の処理が繰り返される。

並行して、中継ユニット２５０は、フィールドネットワーク４をサイクリックに巡回するフレームのデータ有フラグがＯＮであるか否かを判断する（ステップＳ９０）。フィールドネットワーク４をサイクリックに巡回するフレームのデータ有フラグがＯＦＦであれば（ステップＳ９０においてＮＯ）、中継ユニット２５０は、内部バス６を介して演算ユニット２００からメッセージ通信によりデータを受信したか否かを判断する（ステップＳ９２）。すなわち、主制御装置１０へデータを送信できる状態において、演算ユニット２００からデータを受信したか否かを判断する。

内部バス６を介して演算ユニット２００からメッセージ通信によりデータを受信していれば（ステップＳ９２においてＹＥＳ）、中継ユニット２５０は、受信したデータをフィールドネットワーク４に関連付けられたバッファに保持する（ステップＳ９４）。そして、中継ユニット２５０は、フィールドネットワーク４をサイクリックに巡回するフレームのデータ有フラグをＯＮに設定する（ステップＳ９６）。

内部バス６を介して演算ユニット２００からメッセージ通信によりデータを受信していなければ（ステップＳ９２においてＮＯ）、ステップＳ９４～Ｓ９６の処理はスキップされる。

フィールドネットワーク４をサイクリックに巡回するフレームのデータ有フラグがＯＮであれば（ステップＳ９０においてＹＥＳ）、中継ユニット２５０は、主制御装置１０がバッファに保持しているデータを読み出したか否かを判断する（ステップＳ９８）。主制御装置１０がバッファに保持しているデータを読み出していなければ（ステップＳ９８においてＮＯ）、ステップＳ１００～Ｓ１０４の処理はスキップされる。

主制御装置１０がバッファに保持しているデータを読み出していれば（ステップＳ９８においてＹＥＳ）、中継ユニット２５０は、レスポンスを用意し（ステップＳ１００）、主制御装置１０がレスポンスを読み出したか否かを判断する（ステップＳ１０２）。主制御装置１０がレスポンスを読み出していなければ（ステップＳ１０２においてＮＯ）、ステップＳ１０２の処理が繰り返される。

主制御装置１０がレスポンスを読み出していれば（ステップＳ１０２においてＹＥＳ）、中継ユニット２５０は、フィールドネットワーク４をサイクリックに巡回するフレームのデータ有フラグをＯＦＦに設定する（ステップＳ１０４）。そして、ステップＳ９０以下の処理が繰り返される。

＜Ｈ．ユーザインターフェイス例＞
次に、本実施の形態に従う制御システム１における中継ユニット２５０の転送設定２６８を作成するためのユーザインターフェイス例について説明する。

図１８は、本実施の形態に従う制御システム１における中継ユニット２５０の転送設定２６８を作成するためのユーザインターフェイス例を示す模式図である。例えば、サポート装置３００が図１８に示すユーザインターフェイスを提供する。

図１８を参照して、設定画面３５０は、演算ユニット２００から主制御装置１０へ転送するデータの設定項目群３５２と、主制御装置１０から演算ユニット２００へ転送するデータの設定項目群３５４とを含む。設定項目群３５２，３５４の各々は、データ構造およびデータ種類の別に複数種類の設定を含む。設定画面３５０は、データ転送の対象となるデータ候補群３５６を含む。

ユーザは、設定項目群３５２，３５４のうち対象の項目を選択した上で、データ候補群３５６から転送対象のデータを選択する。追加ボタン３５８が押下されることで、選択中のデータが転送対象として追加され、削除ボタン３６０が押下されることで、選択中のデータが転送対象から削除される。

ユーザが設定画面３５０を操作して作成した転送設定２６８は、中継ユニット２５０に格納されるとともに、主制御装置１０および演算ユニット２００にも対応する設定が格納される。

なお、図１８に示すユーザインターフェイス例に限られず、任意のインターフェイスが提供されてもよいし、ユーザインターフェイスを用意せずに、任意の方法で転送設定２６８を作成できるようにしてもよい。

また、ユーザインターフェイスは、サポート装置３００が提供するのではなく、演算ユニット２００または中継ユニット２５０が直接的に提供するようにしてもよい。この場合には、例えば、演算ユニット２００または中継ユニット２５０にウェブサーバ機能を組み込んでもよい。

このように、制御システム１は、ユーザ操作に応じて、転送設定２６８を作成するためのユーザインターフェイスを提供するようにしてもよい。

＜Ｉ．付記＞
上述したような本実施の形態は、以下のような技術思想を含む。

［構成１］
第１伝送路（４）に接続するためのインターフェイス（１２０）を有する第１コントローラ（１０）と、
第２伝送路（６）に接続するためのインターフェイス（２２０）を有する第２コントローラ（２００）と、
前記第１伝送路に接続するための第１インターフェイス（２７０）と前記第２伝送路に接続するための第２インターフェイス（２８０）とを有する中継ユニット（２５０）とを備え、
前記中継ユニットは、前記第１コントローラからサイクリック通信で送信された出力データを転送設定（２６８）に従って前記第２コントローラへ送信するとともに、前記第１コントローラからメッセージ通信で送信された出力データを前記第２コントローラへ送信する、制御システム。

［構成２］
前記中継ユニットは、前記第１コントローラからサイクリック通信で送信された出力データをサイクリック通信で前記第２コントローラへ送信し、前記第１コントローラからメッセージ通信で送信された出力データをメッセージ通信で前記第２コントローラへ送信する、構成１に記載の制御システム。

［構成３］
前記中継ユニットは、前記第２コントローラからサイクリック通信で送信された出力データを前記第１コントローラへ送信するとともに、前記第２コントローラからメッセージ通信で送信された出力データを前記第１コントローラへ送信する、構成１またはた２に記載の制御システム。

［構成４］
前記中継ユニットは、前記第１コントローラからメッセージ通信で送信された出力データをメッセージ通信で前記第２コントローラへ逐次送信する、構成１～３のいずれか１項に記載の制御システム。

［構成５］
前記中継ユニットは、前記第１コントローラからメッセージ通信で送信された出力データを保持するとともに、前記第２コントローラからのアクセスに応じて、当該保持したデータを前記第２コントローラへ送信する、構成１～４のいずれか１項に記載の制御システム。

［構成６］
前記中継ユニットは、前記第１コントローラからメッセージ通信で送信された出力データを保持していることを前記第２コントローラへ通知する、構成５に記載の制御システム。

［構成７］
前記中継ユニットは、前記第１コントローラからメッセージ通信で送信された出力データを保持していることをサイクリック通信で前記第２コントローラへ通知する、構成６に記載の制御システム。

［構成８］
前記制御システムは、ユーザ操作に応じて、前記転送設定を作成するためのユーザインターフェイス（３５０）を提供する、構成１～７のいずれか１項に記載の制御システム。

［構成９］
第１伝送路（４）を介して第１コントローラ（１０）に接続されるとともに、第２伝送路（６）を介して第２コントローラに接続された中継ユニット（２５０）であって、
前記第１伝送路に接続するための第１インターフェイス（２７０）と、
前記第２伝送路に接続するための第２インターフェイス（２８０）と、
前記第１コントローラからサイクリック通信で送信された出力データを転送設定（２６８）に従って前記第２コントローラへ送信するとともに、前記第１コントローラからメッセージ通信で送信された出力データを前記第２コントローラへ送信する処理回路（２６０）とを備える、中継装置。

［構成１０］
第１伝送路（４）に接続するためのインターフェイス（１２０）を有する第１コントローラ（１０）と、第２伝送路に接続するためのインターフェイス（２２０）を有する第２コントローラ（２００）とを備える制御システム（１）における通信方法であって、
転送設定に従って、前記第１コントローラからサイクリック通信で送信された出力データを前記第２コントローラへ送信するステップ（Ｓ４～Ｓ１０）と、
前記第１コントローラからメッセージ通信で送信された出力データを前記第２コントローラへ送信するステップ（Ｓ３０～Ｓ４０；Ｓ７０～Ｓ８４）とを備える、通信方法。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 制御システム、４ フィールドネットワーク、６ 内部バス、１０ 主制御装置、１２ サイクリック通信用帯域、１４ メッセージ通信用帯域、１６，１６Ａ，１６Ｂ フレーム、１８，１８Ａ，１８Ｂ 通信管理情報、２０ 副制御装置、２２Ａ，２２Ｂ データ有フラグ、１００，２００ 演算ユニット、１０２，２０２，２６２ プロセッサ、１０４，２０４ チップセット、１０６，２０６，２６４ メモリ、１０８，２０８，２６６ ストレージ、１１０，２１０ 上位ネットワークインターフェイス、１１２，２１２ インターフェイス、１１４，２１４ メモリカードインターフェイス、１１６，２１６ メモリカード、１２０，２７０ フィールドネットワークインターフェイス、１２１，２２１，２７１，２８１ 受信バッファ、１２２，２２２，２７２，２８２ 送信バッファ、１３１，２３１ システムプログラム、１３２，２３２ ユーザプログラム、２２０，２８０ 内部バスインターフェイス、２５０ 中継ユニット、２６０ 処理回路、２６８ 転送設定、３００ サポート装置、３５０ 設定画面、３５２，３５４ 設定項目群、３５６ データ候補群、３５８ 追加ボタン、３６０ 削除ボタン。

Claims (10)

1. 第１伝送路に接続するためのインターフェイスを有する第１コントローラと、
   第２伝送路に接続するためのインターフェイスを有する第２コントローラと、
   前記第１伝送路に接続するための第１インターフェイスと前記第２伝送路に接続するための第２インターフェイスとを有する中継ユニットとを備え、
   前記中継ユニットは、前記第１コントローラからサイクリック通信で送信された出力データを転送設定に従って前記第２コントローラへ送信するとともに、前記第１コントローラからメッセージ通信で送信された出力データを前記第２コントローラへ送信する、制御システム。
2. 前記中継ユニットは、前記第１コントローラからサイクリック通信で送信された出力データをサイクリック通信で前記第２コントローラへ送信し、前記第１コントローラからメッセージ通信で送信された出力データをメッセージ通信で前記第２コントローラへ送信する、請求項１に記載の制御システム。
3. 前記中継ユニットは、前記第２コントローラからサイクリック通信で送信された出力データを前記第１コントローラへ送信するとともに、前記第２コントローラからメッセージ通信で送信された出力データを前記第１コントローラへ送信する、請求項１に記載の制御システム。
4. 前記中継ユニットは、前記第１コントローラからメッセージ通信で送信された出力データをメッセージ通信で前記第２コントローラへ逐次送信する、請求項１に記載の制御システム。
5. 前記中継ユニットは、前記第１コントローラからメッセージ通信で送信された出力データを保持するとともに、前記第２コントローラからのアクセスに応じて、当該保持したデータを前記第２コントローラへ送信する、請求項１に記載の制御システム。
6. 前記中継ユニットは、前記第１コントローラからメッセージ通信で送信された出力データを保持していることを前記第２コントローラへ通知する、請求項５に記載の制御システム。
7. 前記中継ユニットは、前記第１コントローラからメッセージ通信で送信された出力データを保持していることをサイクリック通信で前記第２コントローラへ通知する、請求項６に記載の制御システム。
8. 前記制御システムは、ユーザ操作に応じて、前記転送設定を作成するためのユーザインターフェイスを提供する、請求項１に記載の制御システム。
9. 第１伝送路を介して第１コントローラに接続されるとともに、第２伝送路を介して第２コントローラに接続された中継ユニットであって、
   前記第１伝送路に接続するための第１インターフェイスと、
   前記第２伝送路に接続するための第２インターフェイスと、
   前記第１コントローラからサイクリック通信で送信された出力データを転送設定に従って前記第２コントローラへ送信するとともに、前記第１コントローラからメッセージ通信で送信された出力データを前記第２コントローラへ送信する処理回路とを備える、中継装置。
10. 第１伝送路に接続するためのインターフェイスを有する第１コントローラと、第２伝送路に接続するためのインターフェイスを有する第２コントローラとを備える制御システムにおける通信方法であって、
    転送設定に従って、前記第１コントローラからサイクリック通信で送信された出力データを前記第２コントローラへ送信するステップと、
    前記第１コントローラからメッセージ通信で送信された出力データを前記第２コントローラへ送信するステップとを備える、通信方法。

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