JP2024060902A - 通信制御装置、通信制御システム及び通信制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】通信制御装置において、時刻同期ネットワークを活用する場合であっても、複数機器による制御系データの送信と共有を高いリアルタイム性のもとで実行する。【解決手段】第１の機器及び第２の機器は時刻計測装置により時刻同期し送信周期に割り当てたタイムスロットのタイミングでバッファメモリを更新し、経路分割制御部はタイムスロット以外の非タイムスロットのタイミングでバッファメモリの内容を経路分割して第１の同期ネットワークと第２の同期ネットワークにそれぞれ送信する。【選択図】図１

Description

本発明は、通信制御装置、通信制御システム及び通信制御方法に関する。

鉄鋼、水処理、ＦＡ（Ｆａｃｔｏｒｙ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）、発電などの社会インフラ分野において、制御装置によって制御を行う制御システムが各種実用化されている。例えば、製鉄所、上下水処理場、工場、発電プラント等では、主機に接続された制御装置を複数有する制御システムが処理を担っている。これらの制御装置は、外部から入力されたセンシングデータ等を用いてＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）において制御演算処理を実行し、制御ネットワークに接続された複数機器で演算結果を共有し、複数の主機に対する制御指令を制御データ（信号）として複数機器から出力することで制御を行う。

このような制御を行うためには、制御システムにおける制御周期の時間内に演算処理が完了し、複数機器に演算結果を共有できるよう定められている送信周期の時間内に演算結果や制御データの送信と受信が完了しなければならない場合がある。

制御ネットワークを介して複数機器間で時間内にデータが共有できず、複数の主機に対して正しい制御指令を出力できなかった場合、制御システムが正常に可動できなくなって損失が発生すると共に、制御システムの状態が不安定になる可能性がある。そのため、こうした制御システムにおける制御ネットワークには、通信の高速性とリアルタイム性が要求される。

複数機器による通信をリアルタイムに行うために、通信性能は１０Ｍｂｐｓ（Ｍｅｇａ ｂｉｔ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ）、１００Ｍｂｐｓ、１Ｇｂｐｓ（Ｇｉｇａ ｂｉｔ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ）と引き上げられてきて、機器の台数増加に伴うスループット低下の抑制が図られている。

一方で、今後の制御システムのＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）化を見据えた場合、フィールドの画像・動画やセンシング情報など、これまでは収集していなかった情報系データの取得が必要になる。それによりネットワークに接続される機器が増加するものの、機器を制御する制御系データはリアルタイム性を担保したまま送信される必要がある。これらの要求を満たすために、今後の制御システムのネットワークには、複数機器を高精度に時刻同期させ、各機器が送信する制御系データを時分割で送信する仕組みを備えることが求められる。

特許文献１には、ネットワークスイッチと、前記ネットワークスイッチが備える複数のポートの夫々に接続する複数のノードと、を含んで構成されるデータ通信システムであって、前記複数のノードの夫々と、前記複数のノードの夫々が所属するグループとの対応を記憶し、前記ノードの一つにおいて前記複数のノードの間で共有すべきデータが発生した場合に、前記データが発生した前記ノードが所属する前記グループである第１グループに所属する前記ノードの間では、前記データをマルチキャストで送信することにより前記データを共有する方式であるマルチキャスト型のデータ共有を行い、前記第１グループに所属する前記ノードと当該第１グループと異なる前記グループである第２グループに所属する前記ノードとの間、もしくは異なる前記第２グループに所属する前記ノードの間では、前記グループを跨いで前記ノードの間で構成される論理的なリング型のネットワークにより前記データを転送することにより前記データを共有する方式であるリング型のデータ共有を行うことが記載されている。

また、特許文献２には、システムの機能の管理を実行する前述のシステムに埋め込まれた電子アーキテクチャに関し、前述の機能はセンサ及びアクチュエータの組を介して実現され、前述のアーキテクチャは、少なくとも、中央コンピュータと、リアルタイム通信ネットワークと、前述のシステムの地理的領域にそれぞれ割り当てられたインターフェースモジュールの組と、を含み、各モジュールは、それに割り当てられた領域の前述のセンサのうちの少なくとも１つからの信号を集め、前述の信号を前述の通信ネットワークを介して前述の中央コンピュータに送信し、且つ／又は、それに割り当てられた領域の前述のアクチュエータのうちの少なくとも１つに制御信号を配信し、前述の中央コンピュータは、前述のセンサからの信号に従って前述のアクチュエータを駆動し、前述のアクチュエータの制御信号は、前述の通信ネットワークを介して前述のインターフェースモジュールに送信される技術が記載されている。

特開２０２１－１４１４００号公報 特開２０２２－５１４６８８号公報

しかしながら、特許文献１に記載のデータ通信システム及びデータ通信システムの制御方法には、各ノードがフレームを送信してデータを共有しており、グループ間をまたいでデータを共有する場合に、送信タイミングのタイムスロットに限定して別経路に送信する手段が開示されているものの、送信タイミングのタイムスロット以外のタイミングで別経路に送信する手段の開示が無い。

また特許文献２に記載の搭載システムの電子アーキテクチャでは、スイッチを介してネットワークに接続されたモジュールの、システム内に分散したメモリを仮想的に共有メモリとして同期させる例が開示されているが、分散したメモリデータをシステム内の別経路を介して共有するタイミングが開示されていない。

この結果、特許文献１、２では、リアルタイム性が必要な制御系データを全ての複数機器で送信周期内に共有することが困難という問題があった。

本発明の目的は、通信制御装置において、時刻同期ネットワークを活用する場合であっても、複数機器による制御系データの送信と共有を高いリアルタイム性のもとで実行することにある。

本発明の一態様の通信制御装置は、少なくとも、複数の第１の機器を有する第１の時刻同期ネットワークと、複数の第２の機器を有する第２の時刻同期ネットワークとに接続された通信制御装置であって、時刻を計測する時刻計測装置と、経路分割制御部と、バッファメモリとを有し、前記第１の機器及び前記第２の機器は、前記時刻計測装置により時刻同期し、送信周期に割り当てたタイムスロットのタイミングで前記バッファメモリを更新し、前記経路分割制御部は、前記タイムスロット以外の非タイムスロットのタイミングで前記バッファメモリの内容を経路分割して前記第１の同期ネットワークと前記第２の同期ネットワークにそれぞれ送信するように制御する。

本発明の一態様によれば、通信制御装置において、時刻同期ネットワークを活用する場合であっても、複数機器による制御系データの送信と共有を高いリアルタイム性のもとで実行することができる。

本発明の第１の実施形態に係る通信制御装置の構成例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る通信制御装置における経路分割制御部の構成例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る通信制御装置におけるタイムスロット情報の構成例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る通信制御装置におけるネットワークパラメタの構成例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る通信制御装置を適用した制御システムの構成例を示す図である。 本発明を適用しない場合の制御システムの動作の一例を示すタイミングチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る通信制御装置を適用した制御システムの動作の一例を示すタイミングチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る通信制御装置の構成例を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る通信制御装置における経路分割制御部の構成例を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る通信制御装置を適用した制御システムの構成例を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る通信制御装置を適用した制御システムの動作の一例を示すタイミングチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る通信制御装置を適用した制御システムの動作の一例を示すタイミングチャートである。 本発明の各実施形態に係る通信制御装置の実装例を示す図である。 本発明の各実施形態に係る通信制御装置を鉄鋼制御システムの熱延設備に適用した場合の適用例１の構成例を示す図である。 本発明の各実施形態に係る通信制御装置を水処理システムに適用した場合の適用例２の構成例を示す図である。 本発明の各実施形態に係る通信制御装置をＦＡシステムに適用した場合の適用例３の構成例を示す図である。 本発明の各実施形態に係る通信制御装置を発電制御システムに適用した場合の適用例４の構成例を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」と称する）の例について、添付図面を参照して説明する。本明細書及び添付図面において、同一の構成要素又は実質的に同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。

＜第１の実施形態＞
まず、本発明の第１の実施形態に係る通信制御装置について図１～図７を参照して説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る通信制御装置１００の構成例を示す図である。

図１に示すように、通信制御装置１００は、時刻計測装置１１と、バッファメモリ２０と、経路分割制御部１４を有する。

時刻計測装置１１は、経路分割制御部１４に時刻情報３１を出力する。また、タイムスロット情報３０及びネットワークパラメタ３２は、通信制御装置１００の経路分割制御部１４にそれぞれ入力される。

また、バッファメモリ２０からメモリリードバス５１が経路分割制御部１４に入力され、経路分割制御部１４は時刻同期メモリデータ５２、５３をそれぞれ出力する。

バッファメモリ２０にはメモリライトバス５５、５６が入力される。メモリライトバス５５を介して時刻同期ネットワーク３００（図５参照）から時刻同期メモリデータが送られてバッファメモリ２０にバッファリングされる。

また、メモリライトバス５６を介して時刻同期ネットワーク３０１（図５参照）から時刻同期メモリデータが送られてバッファメモリ２０にバッファリングされる。

バッファメモリ２０にバッファリングされた時刻同期メモリデータは、メモリリードバス５１を介して経路分割制御部１４に入力される。

経路分割制御部１４は、時刻情報３１、タイムスロット情報３０及びネットワークパラメタ３２に基づいて、バッファリングされた時刻同期メモリデータを時刻同期メモリデータ５２として時刻同期ネットワーク３００に送る。

また、経路分割制御部１４は、時刻情報３１、タイムスロット情報３０及びネットワークパラメタ３２に基づいて、バッファリングされた時刻同期メモリデータを時刻同期メモリデータ５３として時刻同期ネットワーク３０１に送る。

この際、メモリライトバス５５、５６が入力され、バッファメモリ２０の内容を複数の機器からの更新要求を調停して更新制御する調停部（図示せず）を設けても良い。

［経路分割制御部の構成］
図２は、経路分割制御部１４の構成例を示す図である。

図２に示すように、経路分割制御部１４は、時刻比較部１２、経路選択部１３、デコーダ２１、フレーム結合部２２、２３、ハイインピーダンス２６、マルチプレクサ１６、デマルチプレクサ１７を有する。

デコーダ２１は、メモリリードバス５１に含まれるアドレス情報をデコードし、デコード結果によってフレーム結合部２２へメモリリードデータ３７を送信もしくはフレーム結合部２３へメモリリードデータ３８を送信する。

フレーム結合部２２は、メモリリードデータ３７を複数結合してマルチプレクサ１６に送信する。フレーム結合部２３は、メモリリードデータ３８を複数結合してマルチプレクサ１６に送信する。

時刻比較部１２は、現在の時刻情報３１とタイムスロット情報３０の比較の結果、タイムスロットの範囲内の時刻であるか、タイムスロットと非タイムスロットの切り替わりの時刻であるか、非タイムスロットの時刻であるかを判定してマルチプレクサ１６に出力する。

マルチプレクサ１６は、時刻比較部１２からの出力を受け、タイムスロットの範囲内の時刻であれば、選択されたメモリデータ５８としてハイインピーダンス（Ｈｉ－Ｚ）２６を選択する。タイムスロットと非タイムスロットの切り替わりの時刻もしくは非タイムスロットの時刻であれば、選択されたメモリデータ５８としてフレーム結合部２２もしくはフレーム結合部２３に格納されているメモリリードデータを順番に選択する。各フレーム結合部からのメモリリードデータの選択順は、予め定めた優先度順や、固定順などを利用してもよい。

経路選択部１３は、ネットワークパラメタ３２の内容により、選択されたメモリデータ５８を時刻同期メモリデータ５２と時刻同期メモリデータ５３のどちらに出力するかを判定してデマルチプレクサ１７に出力する。

ここで、時刻比較部１２がマルチプレクサ１６に出力する内容及び経路選択部１３がデマルチプレクサ１７に出力する内容としては、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑｂｖに基づいたタイムスロットの弁の切り替え手段を利用し、タイムスロットが割り当てられていないタイミングの時刻に別のＴＳＮネットワーク経路へ共有データを出力する構成としてもよい。

［タイムスロット情報の構成］
図３は、タイムスロット情報３０の構成例を示す図である。

図３に示すタイムスロット情報３０には、機器、送信周期［ｕｓ］、タイムスロットＮｏ．、タイムスロット開始オフセット［ｕｓ］、タイムスロット時間［ｕｓ］の各項目がある。

図３に示すタイムスロット情報３０の例では、時刻同期ネットワークに接続する機器がｋ１～ｋ８まであることを示す。

時刻同期ネットワークに接続する全ての機器ｋ１～ｋ８には、送信周期［ｕｓ］、タイムスロットＮｏ．、タイムスロット開始オフセット［ｕｓ］、タイムスロット時間［ｕｓ］が設定されている。

例えば、時刻同期ネットワークに接続する機器ｋ４は、送信周期が１０００［ｕｓ］で、タイムスロットＮｏ．がＴＳ４で、タイムスロット開始オフセットが３４０［ｕｓ］で、タイムスロット時間が１００［ｕｓ］であることを表す。機器ｋ１～ｋ３、ｋ５～ｋ８についても同様である。
この例では、機器ｋ１とｋ５はタイムスロットＴＳ１を共有し、機器ｋ２とｋ６はタイムスロットＴＳ２を共有し、機器ｋ３とｋ７はタイムスロットＴＳ３を共有し、機器ｋ４とｋ８はタイムスロットＴＳ４を共有する。

なお、図３に示したタイムスロット情報３０の内容については、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＳに基づいた時刻同期仕様をもとに設定してもよい。

［ネットワークパラメタの構成］
図４は、ネットワークパラメタ３２の構成例を示す図である。

図４に示すネットワークパラメタ３２には、機器、ネットワークグループ、処理性能［ＭＨｚ］、制御周期［ｍｓ］、遅延時間［ｕｓ］の各項目がある。

図４に示すネットワークパラメタの例では、機器がｋ１～ｋ８まであり、全ての機器ｋ１～ｋ８は図３に示したタイムスロット情報３０にもとづき、時刻同期ネットワークに接続されている。

この例では、機器ｋ１～ｋ４が１つの時刻同期ネットワークに接続し、機器ｋ５～ｋ８が別の時刻同期ネットワークに接続している。

例えば、機器ｋ４は、ネットワークグループがｎ１で、処理性能が１０００［ＭＨｚ］で、制御周期が１０［ｍｓ］で、遅延時間が２５［ｕｓ］であることを表す。機器ｋ１～ｋ３、ｋ５～ｋ８についても同様である。

この例においては、機器ｋ１～ｋ４の処理能力が１０００［ＭＨｚ］で最も高く、ｋ８の処理能力が３００［ＭＨｚ］で最も低い。機器ｋ１～ｋ４の制御周期が１０［ｍｓ］で最も短く、機器ｋ５～ｋ８の制御周期が２０［ｍｓ］で最も長い。また機器ｋ３の遅延時間が１５［ｕｓ］で最も短く、機器ｋ８の遅延時間が３５０［ｕｓ］で最も長い。

また図４で説明したネットワークパラメタにおいて、機器名にはＩＰアドレス、ＭＡＣアドレスなどの情報を用いてもよい。

図５～図７を用いて本発明の通信制御装置による効果を説明する。

図５は、本発明の通信制御装置１００を用いた制御システム３５０の構成例を示す図である。

この制御システム３５０は、本発明の通信制御装置１００によって時刻同期ネットワーク３００と時刻同期ネットワーク３０１を経路分割する形で接続したネットワーク構成となっている。

本発明の通信制御装置１００に接続されている時刻同期ネットワーク３００には、時刻同期スイッチ６１及び機器ｋ１、時刻同期スイッチ６２及び機器ｋ２、時刻同期スイッチ６３及び機器ｋ３、時刻同期スイッチ６４及び機器ｋ４がそれぞれ接続されている。

また通信制御装置１００に接続されている時刻同期ネットワーク３０１には、時刻同期スイッチ６５及び機器ｋ５、時刻同期スイッチ６６及び機器ｋ６、時刻同期スイッチ６７及び機器ｋ７、時刻同期スイッチ６８及び機器ｋ８がそれぞれ接続されている。

［本発明を適用しない場合の動作例］
図６は、時刻同期ネットワークを接続した制御システムにおいて、本発明を適用しない場合のネットワークに流れるフレームの動作の一例を示すタイミングチャートである。本発明を適用しない場合の制御装置とは、例えば、図５に示した制御システムにおいて、本発明の通信制御装置の代わりにＴＳＮに接続された各機器が個別のタイムスロットを排他的に使用して他の機器に送信しデータを共有する構成が一例として相当する。

図６に示すタイミングチャートの「時刻同期ネットワーク」は、時刻同期ネットワークに接続された機器が他の機器にデータを送信して共有するための時間の幅を表す。例えば時刻同期ネットワークに接続された機器ｋ１は、他の機器ｋ２～ｋ８にデータを送信してデータを共有しており、他の機器についても同様である。

時刻同期ネットワーク接続機器には送信周期８０が設定されている。また、各機器が他の機器に送信するための時刻と時間がタイムスロットとして設定される。機器ｋ１はタイムスロット９１、機器ｋ２はタイムスロット９２、機器ｋ３はタイムスロット９３、機器ｋ４はタイムスロット９４、機器ｋ５はタイムスロット９５、機器ｋ６はタイムスロット９６、機器ｋ７はタイムスロット９７、機器ｋ８はタイムスロット９８を用いてそれぞれ送信する。送信周期８０のうち、タイムスロット９１～９８が指定されていない時間は非タイムスロット９９とする。

図６のように本発明の通信制御システムを適用しない制御システムでは、時刻同期ネットワークに接続された機器ｋ１がタイムスロット９１で他の機器ｋ２～ｋ８へ送信する。次に機器ｋ２がタイムスロット９２で他の機器ｋ１、ｋ３～ｋ８へ送信する。同様に、機器ｋ３～ｋ８も各タイムスロットの時間で他の機器に送信する。

このように機器間で送信してデータ共有（データ共有時間８１）を行うと、排他的なタイムスロットで同時に１台しか送信できないという問題がある。また機器数が増加するにつれて送信周期が延び、制約時間内にタイムスロットを割り当てることが困難になる。その結果、非タイムスロットの時間を確保できなかったり、送信周期をオーバーして送信してしまったりする可能性があり、その結果、制御システムが正常に可動できなくなって損失が発生すると共に、制御システムの状態が不安定になるおそれがある。

［本発明を適用した場合の動作例］
これに対し図７は、本発明の第１の実施形態に係る通信制御装置１００を適用した時刻同期ネットワークを接続した制御システム３５０において、ネットワークに流れるフレームの動作の一例を示すタイミングチャートである。

図７に示すタイミングチャートの上段「時刻同期ネットワーク３００」は、図５の制御システムで示した時刻同期ネットワーク３００及びそれに接続する機器を表し、タイミングチャートの下段「時刻同期ネットワーク３０１」は、図５の制御システムで示した時刻同期ネットワーク３０１及びそれに接続する機器を表す。

ここで、タイミングチャートの「バッファメモリ２０」は本発明の通信制御装置１００が有するバッファメモリであり、時刻同期ネットワーク接続機器ｋ１～ｋ８の送信データをバッファリングする。

送信周期８２が設定された時刻同期ネットワーク３００に接続された機器ｋ１がタイムスロット７０で送信し、機器ｋ２がタイムスロット７１で送信し、機器ｋ３がタイムスロット７２で送信し、機器ｋ４がタイムスロット７３で送信するタイミングで、各送信データは時刻同期ネットワーク３００に接続された機器ｋ１～ｋ４で共有されるとともに、バッファメモリ２０にバッファリングされる。

また、送信周期８２が設定された時刻同期ネットワーク３０１に接続された機器ｋ５がタイムスロット７０で送信し、機器ｋ６がタイムスロット７１で送信し、機器ｋ７がタイムスロット７２で送信し、機器ｋ８がタイムスロット７３で送信するタイミングで、各送信データは時刻同期ネットワーク３０１に接続された機器ｋ５～ｋ８で共有されるとともに、バッファメモリ２０にバッファリングされる。

タイムスロット７３が終了して非タイムスロット７４となったタイミングで、バッファメモリ２０にバッファリングされていた機器ｋ１～ｋ４の送信データが時刻同期ネットワーク３０１の接続機器ｋ５～ｋ８に対して共有ｋ１２３４として共有され、バッファメモリ２０にバッファリングされていた機器ｋ５～ｋ８の送信データが時刻同期ネットワーク３００の接続機器ｋ１～ｋ４に対して共有ｋ５６７８として共有される。

これにより、送信周期８２の時間内で時刻同期ネットワーク３００の接続機器ｋ１～ｋ４、時刻同期ネットワーク３０１の接続機器ｋ５～ｋ８の間でのデータ共有がデータ共有時間８３で完了する。

以上のとおり、本発明の第１の実施形態に係る通信制御装置は、時刻計測手段と、送信周期と、時刻同期ネットワークと、前記時刻同期ネットワークのネットワークパラメタと、バッファメモリを有し、経路分割された前記時刻同期ネットワークに接続する複数機器が前記送信周期に割り当てたタイムスロットで前記バッファメモリの内容を更新し、前記タイムスロット以外のタイミングで前記バッファメモリの内容を経路分割された前記時刻同期ネットワークの別経路の複数機器に送信する制御を行うことを特徴とする。

上述した第１の実施形態に係る通信制御装置によれば、ＴＳＮをはじめとする時刻同期ネットワークを活用する場合であっても、複数機器による制御系データの送信と共有を高いリアルタイム性のもとで実行できる通信制御装置を提供することができる。

以下、第２の実施形態を説明するが、第１の実施形態に係る通信制御装置１００が備えている各部品を、第２の実施形態に係る各通信制御装置では図示していない場合でも、通信制御装置１００が備えている各部品は、各実施形態に係る通信制御装置でも備えられていると考えて差し支えない。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態に係る通信制御装置について図８～図１２を用いて説明する。

図８は、本発明の第２の実施形態に係る通信制御装置１０１の構成例を示す図である。

図８に示すように、通信制御装置１０１は、図１の通信制御装置１００に対して、メモリライトバス５７を追加してバッファメモリ２０に入力する部分を追加し、経路分割制御部１４が時刻同期メモリデータ５４を出力する部分を追加した点が異なっている。

図８の通信制御装置１０１が図１の通信制御装置１００と異なる点について以下に説明する。

バッファメモリ２０にはメモリライトバス５７が入力される。メモリライトバス５７を介して時刻同期ネットワーク３０２（図１０参照）から時刻同期メモリデータが送られてバッファメモリ２０にバッファリングされる。

バッファメモリ２０にバッファリングされた時刻同期メモリデータは、メモリリードバス５１を介して経路分割制御部１４に入力される。

経路分割制御部１４は、時刻情報３１、タイムスロット情報３０及びネットワークパラメタ３２に基づいて、バッファリングされた時刻同期メモリデータを時刻同期メモリデータ５４として時刻同期ネットワーク３０２に送る。

この際、メモリライトバス５５、５６、５７が入力され、バッファメモリ２０の内容を複数の機器からの更新要求を調停して更新制御する調停部（図示せず）を設けても良い。

その他の構成は図１の通信制御装置１００の構成と同じなのでその説明は省略する。

［経路分割制御部の構成］
図９は、経路分割制御部１４の構成例を示す図である。図２の経路分割制御部１４と異なる点について以下に説明する。

図９に示すように、経路分割制御部１４は、デコーダ２１のデコード結果によってフレーム結合部２４へメモリリードデータ３９を出力する部分を追加し、フレーム結合部２４のメモリデータをマルチプレクサ１６へ出力する部分を追加し、デマルチプレクサ１７から時刻同期メモリデータ５４の出力を追加した部分が異なっている。

その他の構成は図２の経路分割制御部１４の構成と同じなのでその説明は省略する。

図１０～図１１を用いて本発明の通信制御装置による効果を説明する。

図１０は、本発明の通信制御装置１００を用いた制御システム３６０の構成例を示す図である。

この制御システム３６０は、本発明の通信制御装置１０１によって時刻同期ネットワーク３００と時刻同期ネットワーク３０１と時刻同期ネットワーク３０２とを経路分割する形で接続したネットワーク構成となっている。

本発明の通信制御装置１０１に接続されている時刻同期ネットワーク３００には、時刻同期スイッチ６１及び機器ｋ１、時刻同期スイッチ６２及び機器ｋ２、時刻同期スイッチ６３及び機器ｋ３がそれぞれ接続されている。

また通信制御装置１０１に接続されている時刻同期ネットワーク３０１には、時刻同期スイッチ６４及び機器ｋ４、時刻同期スイッチ６５及び機器ｋ５、時刻同期スイッチ６６及び機器ｋ６がそれぞれ接続されている。

また更に通信制御装置１０１に接続されている時刻同期ネットワーク３０２には、時刻同期スイッチ６７及び機器ｋ７、時刻同期スイッチ６８及び機器ｋ８がそれぞれ接続されている。

図１１は、本発明の第２の実施形態に係る通信制御装置１０１を適用した時刻同期ネットワークを接続した制御システム３６０において、ネットワークに流れるフレームの動作の一例を示すタイミングチャートである。

図１１に示すタイミングチャートの上段「時刻同期ネットワーク３００」は、図１０の制御システムで示した時刻同期ネットワーク３００及びそれに接続する機器を表し、タイミングチャートの中段「時刻同期ネットワーク３０１」は、図１０の制御システムで示した時刻同期ネットワーク３０１及びそれに接続する機器を表し、タイミングチャートの下段「時刻同期ネットワーク３０２」は、図１０の制御システムで示した時刻同期ネットワーク３０２及びそれに接続する機器を表す。

ここで、タイミングチャートの「バッファメモリ２０」は本発明の通信制御装置１０１が有するバッファメモリであり、時刻同期ネットワーク接続機器ｋ１～ｋ８の送信データをバッファリングする。

送信周期８５が設定された時刻同期ネットワーク３００に接続された機器ｋ１がタイムスロット７５で送信し、機器ｋ２がタイムスロット７６で送信し、機器ｋ３がタイムスロット７７で送信するタイミングで、各送信データは時刻同期ネットワーク３００に接続された機器ｋ１～ｋ３で共有されるとともに、バッファメモリ２０にバッファリングされる。

また、送信周期８５が設定された時刻同期ネットワーク３０１に接続された機器ｋ４がタイムスロット７５で送信し、機器ｋ５がタイムスロット７６で送信し、機器ｋ６がタイムスロット７７で送信するタイミングで、各送信データは時刻同期ネットワーク３０１に接続された機器ｋ４～ｋ６で共有されるとともに、バッファメモリ２０にバッファリングされる。

また更に、送信周期８５が設定された時刻同期ネットワーク３０２に接続された機器ｋ７がタイムスロット７５で送信し、機器ｋ８がタイムスロット７７で送信するタイミングで、各送信データは時刻同期ネットワーク３０２に接続された機器ｋ７～ｋ８で共有されるとともに、バッファメモリ２０にバッファリングされる。

タイムスロット７７が終了して非タイムスロット７８となったタイミングで、バッファメモリにバッファリングされていた機器ｋ１～ｋ３、ｋ７～ｋ８の送信データが時刻同期ネットワーク３０１の接続機器ｋ４～ｋ６に対して共有ｋ１２３７８として共有され、バッファメモリ２０にバッファリングされていた機器ｋ１～ｋ６の送信データが時刻同期ネットワーク３０２の接続機器ｋ７～ｋ８に対して共有ｋ１２３４５６として共有され、バッファメモリにバッファリングされていた機器ｋ４～ｋ８の送信データが時刻同期ネットワーク３００の接続機器ｋ１～ｋ３に対して共有ｋ４５６７８として共有される。

これにより、送信周期８５の時間内で時刻同期ネットワーク３００の接続機器ｋ１～ｋ３、時刻同期ネットワーク３０１の接続機器ｋ４～ｋ６、時刻同期ネットワーク３０２の接続機器ｋ７～ｋ８の間でのデータ共有がデータ共有時間８６で完了する。

図１２は、本発明の通信制御装置に５経路の時刻同期ネットワークを接続し、各時刻同期ネットワークに機器を１００台ずつ、計５００台を接続した制御システムにおけるネットワークに流れるフレームの動作の一例を示すタイミングチャートである。

図１２に示すタイミングチャートの最上段「バッファメモリ２０」は本発明の通信制御装置が有するバッファメモリであり、時刻同期ネットワーク接続機器ｋ１～ｋ５００の送信データをバッファリングする。

「時刻同期ネットワーク３０５」は、時刻同期ネットワーク３０５及びそれに接続する機器ｋ１～ｋ１００を表し、「時刻同期ネットワーク３０６」は、時刻同期ネットワーク３０６及びそれに接続する機器ｋ１０１～ｋ２００を表し、「時刻同期ネットワーク３０７」は時刻同期ネットワーク３０７及びそれに接続する機器ｋ２０１～ｋ３００を表し、「時刻同期ネットワーク３０８」は、時刻同期ネットワーク３０８及びそれに接続する機器ｋ３０１～ｋ４００を表し、「時刻同期ネットワーク３０８」は時刻同期ネットワーク３０８及びそれに接続する機器ｋ４０１～ｋ５００を表す。

送信周期８が設定された時刻同期ネットワーク３０５に接続された機器ｋ１がタイムスロット１で送信するタイミングから機器ｋ１００がタイムスロット６で送信するタイミングで、各送信データは時刻同期ネットワーク３０５に接続された機器ｋ１～ｋ１００で共有されるとともに、バッファメモリ２０にバッファリングされる。

送信周期８が設定された時刻同期ネットワーク３０６に接続された機器ｋ１０１がタイムスロット１で送信するタイミングから機器ｋ２００がタイムスロット６で送信するタイミングで、各送信データは時刻同期ネットワーク３０６に接続された機器ｋ１０１～ｋ２００で共有されるとともに、バッファメモリ２０にバッファリングされる。

送信周期８が設定された時刻同期ネットワーク３０７に接続された機器ｋ２０１がタイムスロット１で送信するタイミングから機器ｋ３００がタイムスロット６で送信するタイミングで、各送信データは時刻同期ネットワーク３０７に接続された機器ｋ２０１～ｋ３００で共有されるとともに、バッファメモリ２０にバッファリングされる。

送信周期８が設定された時刻同期ネットワーク３０８に接続された機器ｋ３０１がタイムスロット１で送信するタイミングから機器ｋ４００がタイムスロット６で送信するタイミングで、各送信データは時刻同期ネットワーク３０８に接続された機器ｋ３０１～ｋ４００で共有されるとともに、バッファメモリ２０にバッファリングされる。

送信周期８が設定された時刻同期ネットワーク３０９に接続された機器ｋ４０１がタイムスロット１で送信するタイミングから機器ｋ５００がタイムスロット６で送信するタイミングで、各送信データは時刻同期ネットワーク３０９に接続された機器ｋ４０１～ｋ５００で共有されるとともに、バッファメモリ２０にバッファリングされる。

タイムスロット６が終了して非タイムスロット７となったタイミングで、バッファメモリにバッファリングされていた機器ｋ１～ｋ５００送信データが時刻同期ネットワーク３０１、３０２、３０３、３０４、３０５の接続機器に対して共有される。

これにより、送信周期８の時間内で時刻同期ネットワーク３０５の接続機器ｋ１～ｋ１００、時刻同期ネットワーク３０６の接続機器ｋ１０１～ｋ２００、時刻同期ネットワーク３０７の接続機器ｋ２０１～ｋ３００、時刻同期ネットワーク３０８の接続機器ｋ３０１～ｋ４００、時刻同期ネットワーク３０９の接続機器ｋ４０１～ｋ５００の間でのデータ共有がデータ共有時間９で完了する。

この第２の実施形態に係る通信制御装置によれば、ＴＳＮをはじめとする時刻同期ネットワークを活用し、かつ機器数が増加したような場合でも、リアルタイム性を保証し易くするネットワークを実現するための通信制御装置を提供することができる。

また、図１２に示したように、機器が５００台となるような大規模システムにおいてＴＳＮによるタイムスロット割り当て設計は一般的に困難であるが、本発明のネットワーク経路分割では１つの経路に接続する機器数を削減して同一のタイムスロットを同時に利用できるため、データ共有時間が送信周期に収まりやすくなり、タイムスロット割り当て設計工数を削減できる効果がある。

＜実装例＞
次に、ここまで説明した第１～第２の実施形態に係る通信制御装置１００～１０１を応用した実装例について図１３を参照して説明する。

図１３は、第１～第２の実施形態に係る通信制御装置１００～１０１の実装例を示す図である。

図１３に示す通信制御装置２００は、電源スイッチ２０１を有し、通信制御回路２０７、情報ネットワーク通信回路２０８を搭載した基板２０９を内蔵した構成になっている。

通信制御回路２０７は、時刻同期通信ポート２０２、２０３とそれぞれ接続している。

情報ネットワーク通信回路２０８は、情報ネットワーク通信ポート２０４と接続している。

通信制御回路２０７は、各実施形態で示した経路分割制御部、調停部、バッファメモリの機能を実装している。

各実施形態に示すように、経路分割制御部が外部通信できるように通信ポートと接続し、通信制御機能を実装する構成とすることで、様々な形態で通信制御装置を構成することができる。

なお、通信制御装置に搭載する時刻同期通信ポート、情報ネットワーク通信ポートなどの搭載数は、上述した数に限定されるものではなく、経路を増やして対応するために拡張して任意の数で実装することができる。

次に、第１～第２の実施形態に係る通信制御装置１００～１０１を鉄鋼制御などの各種設備の制御システムに適用した適用例１から適用例４について、図１４から図１７を用いて説明する。制御システムは、上述したいずれかの通信制御装置を１台以上有し、センサ及び制御機器（アクチュエータ、配電盤、各種設備、発電設備の主機・補機など）を運用する。

＜適用例１＞
図１４は、通信制御装置２００を鉄鋼制御システムの熱延設備に適用した場合の適用例１の構成例を示す図である。

鉄鋼制御システム１０００は、情報ネットワーク６０２に監視端末５００、学習サーバ５０１、通信制御装置２００が接続されている。時刻同期ネットワーク６００には制御装置４００、４０１が接続され、時刻同期ネットワーク６０１には制御装置４０２が接続され、時刻同期ネットワーク６００、６０１は通信制御装置２００によって接続された構成となっている。監視端末５００は制御装置４００、４０１、４０２の制御及び監視を行うことで、全体の圧延制御及び監視が行われる。また、学習サーバ５０１は鉄鋼制御の過程で得られる精製時の様々なデータを収集して学習する。

加熱炉８０１で熱された鋼は熱延設備８００に投入される。温度センサ７００によって得られた加熱炉８０１の温度は制御装置４００で取得される。

制御装置４００は、ＰＩ／Ｏ装置７０１を制御し、粗圧延機８０２の回転数を調整する。制御装置４０１は、ＰＩ／Ｏ装置７０２を制御し、仕上圧延機８０３の回転数や張力を調整する。温度センサ７０３によって得られた冷却設備８０４の温度は、制御装置４０２で取得される。制御装置４０２は、ＰＩ／Ｏ装置７０４を制御し、巻取機８０５の回転数や方向を調整する。

通信制御装置２００は、時刻同期ネットワーク６００、６０１を経路分割して接続する配置にあり、制御装置４００、４０１、４０２が出力するフレームを各経路に送信し、纏めて共有することで、高精度なリアルタイム性が要求される鉄鋼制御システムを実現できる。

ここで、品質のよい鋼板を精製するために、ＣＰＵモジュール９０２とＩ／Ｏモジュール９１２を含む制御装置４０２は時刻同期ネットワーク６０１に接続し、冷却設備８０４の温度を高精度にセンシングして巻取機８０５の回転を高精度に制御できる構成としている。

一方、制御装置４００は、粗圧延機８０２に接続する従来のＰＩ／Ｏ装置７０１を制御するため、時刻同期ネットワーク６００に接続して従来の入出力処理及び通信処理を行う必要がある。また、制御装置４０１は、仕上圧延機８０３に接続する従来のＰＩ／Ｏ装置７０２を制御するため、時刻同期ネットワーク６００に接続して従来の入出力処理及び通信処理を行う必要がある。

よって、図１４に示す鉄鋼制御システム１０００では、高精度が要求される時刻同期通信が必要な装置と、従来同等の処理が要求される時刻同期通信が必要な装置を、経路分割したネットワーク上に接続してデータ共有できるようにするために、本発明の各実施形態に係る通信制御装置を適用して制御システムを構成している。

これにより、時刻同期による高精度処理が可能な鉄鋼制御システムを実現できる。

＜適用例２＞
図１５は、通信制御装置２００を水処理システムに適用した場合の適用例２の構成例を示す図である。

水処理システム１０１０は、情報ネットワーク６１２に監視装置５１０、クラウドサーバ５１１、通信制御装置２００が接続されている。時刻同期ネットワーク６１０には制御装置４１０が接続され、時刻同期ネットワーク６１１には制御装置４１１が接続され、時刻同期ネットワーク６１０、６１１は通信制御装置２００によって接続された構成となっている。監視端末５１０は情報ネットワーク６１２を介してクラウドサーバ５１１に集められる制御装置のデータを分析しながら制御装置４１０、４１１の制御及び監視を行うことで、全体の水処理制御及び監視が行われる。

制御装置４１０は、フィールドバス６１３を介してＰＩ／Ｏ装置７１０とＰＩ／Ｏ装置７１１から高圧盤８１０及び低圧盤８１１をそれぞれ制御する。

制御装置４１１は、シーケンサ７１２を介してポンプ８１２とブロワ８１３によって送り出す水量を調節する。また、水質計８１４で得られた水質情報とカメラ８１５が撮影したフィールド画像データはシーケンサ７１３で収集され、制御装置４１１で取得する。

通信制御装置２００は、時刻同期ネットワーク６１０、６１１を経路分割して接続する配置にあり、制御装置４１０、４１１が出力するフレームを各経路に送信し、纏めて共有することで、高精度なリアルタイム性が要求される水処理システムを実現できる。

ここで、効率よく水処理を行うために、ＣＰＵモジュール９２１、Ｉ／Ｏモジュール９３１、９３２を含む制御装置４１１は時刻同期ネットワーク６１１に接続し、ポンプ８１２とブロワ８１３に高精度な制御指令を出力するとともに、水質計８１４、カメラ８１５からの情報系データを取得可能な構成としている。

一方、制御装置４１０は、高圧盤８１０と低圧盤８１１にフィールドバス６１３を介して接続する従来のＰＩ／Ｏ装置７１０及びＰＩ／Ｏ装置７１１を制御するため、時刻同期ネットワーク６１０に接続して従来の入出力処理及び通信処理を行う必要がある。

よって、図１５に示す構成の水処理システム１０１０では、高精度が要求される時刻同期通信が必要な装置と、従来同等の処理が要求される時刻同期通信が必要な装置を、経路分割したネットワーク上に接続してデータ共有できるようにするために、本発明の各実施形態に係る通信制御装置を適用して制御システムを構成している。

これにより、時刻同期による高精度処理が可能な水処理システムを実現できる。

＜適用例３＞
図１６は、通信制御装置２００をＦＡシステムに適用した場合の適用例３の構成例を示す図である。

ＦＡシステム１０２０は、情報ネットワーク６２２に監視端末５２０、通信制御装置２００が接続されている。時刻同期ネットワーク６２０にはＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）７２０、７２１が接続され、時刻同期ネットワーク６２１にはＰＬＣ７２２、７２３が接続され、時刻同期ネットワーク６２０、６２１は通信制御装置２００によって接続された構成となっている。監視端末５２０は情報ネットワーク６２２を介してＰＬＣ７２０、７２１、７２２、７２３の制御及び監視を行うことにより、全体の製造制御及び監視が行われる。

ベルトコンベア８２０に載せられた製品はカメラ８２１で撮影されて形状データがＰＬＣ７２０で処理され、ＰＬＣ７２１がピッキングロボット８２２を制御し所定の位置に配置する。ＰＬＣ７２２が制御するコンベアモータ８２３によってベルトコンベア８２０が所定の速度で回転し、ＰＬＣ７２３が制御する塗装ロボット８２４が製品の表面を塗装する。

通信制御装置２００は、時刻同期ネットワーク６２０、６２１をそれぞれ接続する配置にあり、ＰＬＣ７２０、７２１、７２２、７２３が出力するフレームを各経路に送信し、纏めて共有することで、高精度なリアルタイム性が要求されるＦＡシステムを実現できる。

ここで、このＦＡシステムで生産する製品で高品質な塗装を行うため、ＰＬＣ７２２、７２３を時刻同期ネットワーク６２１に接続し、コンベアモータ８２３の回転制御を高精度に処理しつつ、塗装ロボット８２４のモーション制御周期を短くしている。

一方、ＰＬＣ７２０、７２１は、高精度処理や短い制御周期の不要なカメラ８２１、ピッキングロボット８２２を制御しているため、時刻同期ネットワーク６２０に接続して従来の入出力処理及び通信処理を行う必要がある。

よって、図１６に示す構成のＦＡシステムでは、高精度が要求される時刻同期通信が必要な装置と、従来同等の処理が要求される時刻同期通信が必要な装置を、経路分割したネットワーク上に接続してデータ共有できるようにするために、本発明の各実施形態に係る通信制御装置を適用して制御システムを構成している。これにより、時刻同期による高精度処理が可能なＦＡシステムを実現できる。

＜適用例４＞
図１７は、通信制御装置２００を発電制御システムに適用した場合の適用例４の構成例を示す図である。

発電制御システム１０３０では、情報ネットワーク６３３に監視端末５３０、通信制御装置２１０が接続されている。時刻同期ネットワーク６３０には制御装置４３０が接続され、時刻同期ネットワーク６３１には制御装置４３１が接続され、時刻同期ネットワーク６３２には制御装置４３２が接続され、時刻同期ネットワーク６３０、６３１、６３２は通信制御装置２１０によって接続された構成となっている。監視端末５３０は情報ネットワーク６３２を介して制御装置４３０、４３１、４３２の制御及び監視を行うことにより、全体の発電制御及び監視が行われる。

この発電制御システム１０３０では、スイッチ８３１が押されたことによる制御データが電気制御盤８３０を介して制御装置４３０に送信され、発電制御システムが起動する。発電制御システムが起動すると、制御装置４３２は燃焼するボイラ８３５を制御するボイラ制御盤８３４を制御し、制御装置４３１は回転するタービン８３３の回転数をタービン制御盤８３２を介して監視する。制御装置４３０～４３２はこれら装置の状態を、時刻同期ネットワーク６３０、６３１、６３２及び情報ネットワーク６３３を介して監視端末５３０に伝えることで全体の制御が行われる。

通信制御装置２１０は、時刻同期ネットワーク６３０、６３１、６３２を経路分割して接続する配置にあり、制御装置４３０、４３１、４３２が出力するフレームを各経路に送信し、纏めて共有することで、高精度なリアルタイム性が要求される発電制御システムを実現できる。

ここで、環境に配慮した効率よい発電を安全に行うために、ＣＰＵモジュール９６１及びＩ／Ｏモジュール９７１を含む制御装置４３１は時刻同期ネットワーク６３１に接続し、タービン制御盤８３２によるタービン８３３の制御を高精度に制御できる構成としている。

またＣＰＵモジュール９６２及びＩ／Ｏモジュール９７２を含む制御装置４３２は時刻同期ネットワーク６３２に接続し、ボイラ制御盤８３４によるボイラ８３５の制御を高精度に制御できる構成としている。

一方、制御装置４３０は、スイッチ８３１に接続する従来の電気制御盤８３０を制御するため、時刻同期ネットワーク６３０に接続して従来の入力処理を行う必要がある。

よって、図１７に示す発電制御システムでは、高精度が要求される時刻同期通信が必要な装置を、経路分割したネットワーク上に接続してデータ共有できるようにするために、本発明の各実施形態に係る通信制御装置を適用して制御システムを構成している。

これにより、時刻同期による高精度処理が可能な発電制御システムを実現できる。

なお、各実施形態に係る通信制御装置及び制御システムの適用例は、上述した適用例１～適用例４に限定されるものではない。各実施形態の制御システムは、例えば、エレベーター制御システム、鉄道制御システム、自動車制御システム、建設機械制御システムなど、種々のシステムに使用することができる。

上記実施形態の通信制御装置は、時刻計測手段と、送信周期と、時刻同期ネットワークと、前記時刻同期ネットワークのネットワークパラメタと、バッファメモリを有し、経路分割された前記時刻同期ネットワークに接続する複数機器が前記送信周期に割り当てたタイムスロットで前記バッファメモリの内容を更新し、前記タイムスロット以外のタイミングで前記バッファメモリの内容を経路分割された前記時刻同期ネットワークの別経路の複数機器に送信する制御を行う。

上記実施形態によれば、社会インフラなどを制御する制御システムにおいて、ＴＳＮをはじめとする時刻同期ネットワークを活用する場合であっても、複数機器による制御系データの送信と共有を高いリアルタイム性のもとで実行でき、かつ機器数が増加した場合でもリアルタイム性を保証し易くするネットワークを実現するための通信制御装置を提供することができる。

なお、本発明は上述した各実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、その他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。例えば、上述した各実施形態は本発明を分かりやすく説明するために通信制御装置及び制御システムの構成を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成要素を備えるものに限定されない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成要素に置き換えることが可能である。また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成要素を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成要素の追加、置換、又は削除をすることも可能である。

また、上記の各構成、機能、処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計するなどによりハードウェアで実現してもよい。ハードウェアとして、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）やＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などの広義のプロセッサデバイスを用いてもよい。

また、上記の各構成、機能、処理部等は、コンピュータが備えるプロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリやハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、又はＩＣ（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）カード、不揮発メモリ等の記録媒体に置くことができる。また、これらの情報の保存にクラウドを活用することもできる。

また、上述した各実施形態において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際にはほとんど全ての構成要素が相互に接続されていると考えてもよい。

１１ 時刻計測装置
１２ 時刻比較部
１３ 経路選択部
１４ 経路分割制御部
１６ マルチプレクサ
１７ デマルチプレクサ
２０ バッファメモリ
２１ デコーダ
２２、２３、２４ フレーム結合部
３０ タイムスロット情報
３２ ネットワークパラメタ
１００、１０１ 通信制御装置
３００、３０１、３０２ 時刻同期ネットワーク
３５０、３６０ 制御システム

Claims (12)

1. 少なくとも、複数の第１の機器を有する第１の時刻同期ネットワークと、複数の第２の機器を有する第２の時刻同期ネットワークとに接続された通信制御装置であって、
   時刻を計測する時刻計測装置と、
   経路分割制御部と、
   バッファメモリと、を有し、
   前記第１の機器及び前記第２の機器は、
   前記時刻計測装置により時刻同期し、
   送信周期に割り当てたタイムスロットのタイミングで前記バッファメモリを更新し、
   前記経路分割制御部は、
   前記タイムスロット以外の非タイムスロットのタイミングで前記バッファメモリの内容を経路分割して前記第１の同期ネットワークと前記第２の同期ネットワークにそれぞれ送信するように制御することを特徴とする通信制御装置。
2. 前記経路制御部は、
   前記送信周期の時間内かつデータ共有時間内において、前記第１の時刻同期ネットワークと前記第２の時刻同期ネットワークとの間でのデータ共有が完了するように制御することを特徴とする請求項１に記載の通信制御装置。
3. 前記バッファメモリは、
   複数の前記第１の機器及から出力される複数の第１の時刻同期メモリデータと複数の前記第２の機器から出力される複数の第２時刻同期メモリデータをバッファリングし、
   前記経路制御部は、
   前記バッファメモリの内容を前記経路分割して、前記バッファリングされた第１の時刻同期メモリデータを前記第２の同期ネットワークに送信し、
   前記バッファリングされた第２の時刻同期メモリデータを前記第１の同期ネットワークに送信して、前記第１の時刻同期ネットワークと前記第２の時刻同期ネットワークとの間での前記データ共有を完了させることを特徴とする請求項２に記載の通信制御装置。
4. 前記経路制御部は、
   前記時刻計測装置から出力された時刻情報、前記タイムスロットの情報及びネットワークパラメタに基づいて、前記バッファメモリの内容を前記経路分割することを特徴とする請求項３に記載の通信制御装置。
5. 前記経路制御部は、
   前記時刻情報と前記タイムスロットの情報を比較する時刻比較部と、
   前記ネットワークパラメタに基づいて前記バッファメモリの内容を前記経路分割する経路選択部と、
   前記時刻比較部の比較結果に応じて、前記バッファリングされた第１の時刻同期メモリデータ及び前記バッファリングされた第２の時刻同期メモリデータを前記タイムスロットに応じたタイミングで選択して出力する選択部と、
   前記経路選択部の選択結果に応じて、前記バッファリングされた第１の時刻同期メモリデータ及び前記バッファリングされた第２の時刻同期メモリデータを出力する出力部と、
   を有することを特徴とする請求項４に記載の通信制御装置。
6. 前記経路制御部は、
   前記バッファリングされた第１の時刻同期メモリデータをフレーム単位で結合する第１のフレーム結合部と、
   前記バッファリングされた第２の時刻同期メモリデータをフレーム単位で結合する第２のフレーム結合部と、
   を更に有することを特徴とする請求項５に記載の通信制御装置。
7. 前記タイムスロットの情報は、
   前記送信周期、前記タイムスロットの番号、前記タイムスロットの開始オフセット及び前記タイムスロットの時間を含み、
   前記経路制御部は、
   前記タイムスロットの情報を用いて、前記バッファメモリを更新すると共に前記バッファメモリの内容を前記第１の同期ネットワークと前記第２の同期ネットワークにそれぞれ送信することを特徴とする請求項３に記載の通信制御装置。
8. 前記ネットワークパラメタは、
   前記第１の機器の番号、前記第２の機器の番号及びネットワークグループの情報を含み
   前記経路制御部は、
   前記ネットワークパラメタに基づいて、前記バッファメモリの内容を前記経路分割することを特徴とする請求項４に記載の通信制御装置。
9. 請求項１に記載の通信制御装置と、
   前記通信制御装置に接続され、少なくとも、
   複数の前記第１の機器を有する前記第１の時刻同期ネットワークと、
   複数の前記第２の機器を有する前記第２の時刻同期ネットワークと、
   を有することを特徴とする通信制御システム。
10. 前記第１の時刻同期ネットワーク及び前記第２の時刻同期ネットワーク以外に複数の他の機器を有する他の時刻同期ネットワークを更に有することを特徴とする請求項９に記載の通信制御システム。
11. 少なくとも、複数の第１の機器を有する第１の時刻同期ネットワークと、複数の第２の機器を有する第２の時刻同期ネットワークとを有する通信制御システムの通信制御方法であって、
    前記第１の機器及び前記第２の機器を時刻同期させて、送信周期に割り当てたタイムスロットのタイミングでバッファメモリを更新する更新ステップと、
    前記タイムスロット以外の非タイムスロットのタイミングで前記バッファメモリの内容を経路分割して前記第１の同期ネットワークと前記第２の同期ネットワークそれぞれ送信するように制御する経路分割ステップと、
    を有することを特徴とする通信制御方法。
12. 前記経路分割ステップは、
    前記送信周期の時間内かつデータ共有時間内において、前記第１の時刻同期ネットワークと前記第２の時刻同期ネットワークとの間でのデータ共有が完了するように制御することを特徴とする請求項１１に記載の通信制御方法。

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