JP7014091B2 - 通信システム、通信装置および通信方法 - Google Patents

Description

本開示は、互いに時刻同期された複数の通信装置がネットワーク接続された通信システム、当該通信システムに向けられた通信装置、および、当該通信システムにおける通信方法に関する。

近年の情報通信技術（ＩＣＴ：Information and Communication Technology）の進歩に伴って、生産ラインについても、現場の製造機器からＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）までを一体のネットワーク化するようなシステムが実現されつつある。

このようなネットワーク化されたシステムにおいて伝送されるデータには、その用途、目的などに応じた要件が課される。例えば、製造装置または生産設備の制御に用いるデータ（制御系データ）は、そのデータサイズはそれほど大きくないものの、リアルタイム性が要求される。これに対して、管理のためのデータ（情報系データ）は、リアルタイム性などは必要ないものの、比較的大きいサイズのデータを伝送しなければならない。

データ伝送に関する先行技術として、米国特許出願公開第２０１６/０１９１２７２号明細書（特許文献１）は、スイッチがＴＳ（Ｔｉｍｅ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ）ネットワークと非ＴＳネットワークとの間でパケットをルーティングする場合に、スイッチは通信スケジュールされた時間にパケットを通信スケジュールして送信することを開示する。

米国特許出願公開第２０１６/０１９１２７２号明細書

生産ラインにおいては、上述したような制御系データおよび情報系データに加えて、制御系データのような高速なリアルタイム性は要求されないものの、ある程度の到着時刻の保証が必要なデータ（例えば、機器の設定および管理に関するデータ）も存在する。以下では、説明の便宜上、このようなデータを「制御情報系データ」とも称す。

制御系データおよび情報系データに加えて、両者の中間的な特性を有する制御情報系データの合計３種類のデータを取り扱う必要性が生じており、これら異なる種類のデータを伝送するための通信スケジュールは、適宜変更したいとの要望がある。

上述の特許文献１は、異なるネットワーク間でのパケット伝送にスケジューリングを開示するのみであり、送信のスケジューリングにおいて３種類のデータを取り扱うことの解決手段を何ら開示するものではない。

制御系データおよび情報系データに加えて制御情報系データなどの要求レベルが異なる種類のデータを、同一のネットワーク上でそれぞれの要求を満たしつつ伝送させるための新たな技術が要望されている。

本開示の一例に係る通信システムは、互いに時刻同期された複数の通信装置がネットワーク接続された通信システムであって、複数の通信装置の各々は、製造装置または生産設備の制御に用いられる周期的に伝送される第１のデータと、指定された時間内に宛先へ到着させる必要のある第２のデータと、第１のデータおよび第２のデータとは異なる第３のデータとを、通信スケジュールに従って伝送するための管理手段と、通信スケジュールと、当該通信スケジュールを適用する条件との組を複数格納するメモリと、当該通信装置の状態または他の通信装置との通信内容に基づき、複数の条件のいずれかが満たされたとき、通信スケジュールを、当該条件に適用する他の通信スケジュールに切替える切替手段と、他の通信装置から受信した各データを通信スケジュールに従って、別の他の装置へ転送する送受信回路と、を備える。

上述の開示によれば、通信スケジュールを、通信装置の状態または他の通信装置との通信内容に基づく条件に適用する通信スケジュールに適宜切替えることで、第１～第３のデータの各データを、条件毎に、当該データに要求される帯域を確保しながら同一ネットワーク上を伝送させることができる。

また、各通信装置が、当該通信装置の状態または他の通信装置との通信内容に基づくことで、通信スケジュールの切替を自律的に実施することができる。

上述の開示において、通信スケジュールは、他の通信装置から受信した第１のデータ、第２のデータ、および第３のデータのそれぞれについて、周期内において当該データを他のデータよりも優先して別の他の装置に転送する度合である優先度を規定する。

上述の開示によれば、通信スケジュールに従い伝送することで、通信スケジュールが規定する優先度に従い、第１～第３のデータのそれぞれについて、周期内において当該データを他のデータよりも優先して別の他の装置に転送することができる。

上述の開示において、通信スケジュールは、さらに、他の通信装置から受信した第１のデータ、第２のデータ、および第３のデータのそれぞれについて、当該データを別の他の通信装置に転送するレートを含む。

上述の開示によれば、通信スケジュールに従い伝送することで、通信スケジュールが規定する転送レートに従い、第１～第３のデータのそれぞれを別の他の装置に転送することができる。

上述の開示において、通信装置は、少なくとも１の入力ポートと、複数の出力ポートを有し、入力ポートで受信した第１のデータ、第２のデータ、および第３のデータを、それぞれ、複数の出力ポートのうち、第１の出力ポート、第２のポートおよび第３のポートから送出し、通信スケジュールが示す優先度は、周期内における各出力ポートが他の出力ポートよりも優先して開いている時間を規定する。

上述の開示によれば、第１～第３のデータのそれぞれに対応の各出力ポートの開時間を、通信スケジュールが規定する優先度に従い規定することで、第１～第３のデータのそれぞれについて、周期内において当該データを他のデータよりも優先して別の他の装置に転送することができる。

上述の開示において、他の装置との通信内容は、当該他の通信装置から受信する通知を含む。

上述の開示によれば、各通信装置は、適用する通信スケジュールを、他の通信装置から受信する通知に基づき切替えることができる。

上述の開示において、他の装置との通信内容は、周期内において第１のデータ、第２のデータおよび第３のデータのうちの１のデータを受信する時期を含む。

上述の開示によれば、各通信装置は、適用する通信スケジュールを、周期内において第１～第３のデータのうちの１のデータを受信する時期に基づき切替えることができる。

上述の開示において、他の装置との通信内容は、周期内において第１から第３のデータのうちの１のデータを受信する時期と、通信スケジュールにより指定される周期内において当該１のデータを転送する時期との組合せを含む。

上述の開示によれば、各通信装置は、適用する通信スケジュールを、周期内において第１から第３のデータのうちの１のデータを受信する時期と、通信スケジュールにより指定される周期内において当該１のデータを転送する時期との組合せに基づき切替えることができる。

本開示の一例に係る通信装置は、通信システムにネットワーク接続される通信装置であって、他の通信装置との間で互いに時刻同期するための同期手段と、製造装置または生産設備の制御に用いられる周期的に伝送される第１のデータと、指定された時間内に宛先へ到着させる必要のある第２のデータと、第１のデータおよび第２のデータとは異なる第３のデータとを、通信スケジュールに従って伝送するための管理手段と、通信スケジュールと、当該通信スケジュールを適用する条件との組を複数格納するメモリと、当該通信装置の状態または他の通信装置との通信内容に基づき、前記複数の条件のいずれかが満たされたとき、通信スケジュールを、当該条件に適用する他の通信スケジュールに切替える切替手段と、他の通信装置から受信した各データを通信スケジュールに従って、別の他の装置へ転送する送受信回路と、を備える。

本開示の一例に係る通信装置は、通信方法は、互いに時刻同期された複数の通信装置がネットワーク接続された通信システムにおける通信方法であって、通信システムは、通信スケジュールと、当該通信スケジュールを適用する条件との組を複数格納するメモリを備え、通信方法は、製造装置または生産設備の制御に用いられる周期的に伝送される第１のデータと、指定された時間内に宛先へ到着させる必要のある第２のデータと、第１のデータおよび第２のデータとは異なる第３のデータとを、通信スケジュールに従って伝送するためのステップと、当該通信装置の状態または他の通信装置との通信内容に基づき、複数の条件のいずれかが満たされたとき、通信スケジュールを、当該条件に適用する他の通信スケジュールに切替えるステップと、他の通信装置から受信した各データを通信スケジュールに従って、別の他の装置へ転送するステップと、を備える。

本開示によれば、通信スケジュールを、通信装置の状態または他の通信装置との通信内容に基づく条件に適用する通信スケジュールに適宜切替えることで、第１～第３のデータの各データを、条件毎に、当該データに要求される帯域を確保しながら同一ネットワーク上を伝送させることができる。

本実施の形態にかかる通信システム１のネットワーク構成例を示す模式図である。 図１の通信システム１において伝送されるデータ種別を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態にかかる通信システムの状態に応じた通信内容の一例を模式的に示す図である。 本実施の形態に従う通信装置の典型例である制御装置１００のハードウェア構成の一例を示す模式図である。 本発明の実施の形態にかかるフレーム２０の一例を模式的に示す図である。 図４の送受信コントローラ２１３の具体的な構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態にかかる切替部の構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態にかかるメモリ１０４に格納される通信スケジュールと条件の組の一例を示す図である。 本発明の実施の形態にかかる通信スケジュールの切替方法（１）を示す図である。 本発明の実施の形態にかかる通信スケジュールの切替方法（２）を示す図である。 本発明の実施の形態にかかる通信スケジュールの切替方法（２）のためのフレーム２０の内容例を示す図である。 本発明の実施の形態にかかる通信スケジュールの切替方法（３）を説明する模式図である。 本発明の実施の形態にかかる通信スケジュールの切替処理の概略フローチャートの一例を示す図である。 本発明の実施の形態にかかる異常発生時の通信スケジュールの切替処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態にかかるメンテナンス時の通信スケジュールの切替処理の他の例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態にかかるコンフィグレーションの設定処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態にかかるサポート装置３００の構成の一例を示す図である。

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返さない。

＜Ａ．適用例＞
まず、図６を参照して、本発明が適用される場面の一例について説明する。図６は、本実施の形態に係る通信システムに通信装置が適用される場面の一例を模式的に示す。本実施の形態に係る通信装置は、制御周期内で時刻同期しながら他の通信装置と同一ネットワーク（伝送路１１１、１１２、１１３）を介して通信する。通信装置は、製造装置または生産設備の制御に用いられる周期的に伝送される第１のデータと、指定された時間内に宛先へ到着させる必要のある第２のデータと、これらとは異なる第３のデータなどの伝送の要求レベルが異なるデータを、ネットワークを介して伝送する。

通信装置では、受信回路２１１を介して他の通信装置または自己の通信装置からのデータであって、他の通信装置に伝送するデータは、キュー３１、３２および３３のそれぞれに一旦格納されて、対応のゲート５１，５２および５３が開いた時間において、送信回路１１５を介して転送される。本実施の形態では、セレクタ４０は、受信回路２１１からのデータのうち、第１のデータをキュー３１に割当て、第２のデータをキュー３２に割当て、第３のデータをキュー３３に割当てる。したがって、各キューには、同じ要求レベルのデータが格納される。

各キューに格納されたデータの他の通信装置への転送は、通信スケジュール４２に従い実施される。通信スケジュール４２は、制御周期内の各時間Ｔｉ（ｉ＝０，１，２・・・）において、いずれのゲートを開けるかを規定する制御指令４３を含む。ゲートドライバ４１は、通信スケジュール４２の各時間Ｔｉにおいて、制御指令４３に従いゲート５１、５２および５３のうち開状態にするゲートの選択と、選択されたゲートの開時間を制御する。したがって、通信スケジュール４２を用いて、要求レベルが異なる各データのネットワーク上の伝送の帯域を規定することができる。

通信スケジュール４２は、通信スケジュール管理部２０２が収集する自通信装置または通信システムの稼働状況（自己の通信装置の状態または他の通信装置との通信内容など）に基づき、切替部６０が切替える。すなわち、各通信装置の通信スケジュール４２の切替えは、互いに同期して実施される。

本実施の形態では、通信システムの稼働状況のそれぞれに対応して、当該稼働状況に適用する通信スケジュールに切替がなされることで、第１～第３のデータを伝送するための帯域を、通信システムの稼働状況に応じて必要とされる帯域に切替えることができる。

このような帯域の切替えにおいて、レート調整部３４を併用して実施することができる。通信スケジュール管理部２０２は、例えば、稼働状況に応じた伝送レート３４１を決定し出力する。レート調整部３４は、キュー３２からゲート５２へ送出されるデータのレート（単位時間当たりのゲート５２へ出力データ量）を伝送レート３４１に基づき変更する。

上記に述べた稼働状況における自己の通信装置の状態は、電源起動、異常発生、メンテナンス開始などのイベントが生じた状態を含む。また、他の通信装置との通信内容は、他の通信装置から受信する通知、または他の通信装置からのデータ受信の時期を含む。データ受信の時期とは、制御周期内において第１から第３のデータのうちの１のデータを受信する時期と、現在適用中の通信スケジュール４２により指定される制御周期内において当該１のデータを転送する時期との組合せを含む。

また、上記に述べた第１～第３のデータはＦＡ（ファクトリオートメーション）において伝送され得る種類のデータである。第１のデータは、制御系データに相当する。制御系データは、製造装置または生産設備の制御に用いられるデータに相当する。制御系データの一例としては、サーボ指令値、エンコーダ値、センサのＯＮ／ＯＦＦ値などが挙げられる。上記の第２のデータは、制御情報系データに相当する。制御情報系データは、制御系データとは異なるが制御に必要な情報に分類されるものであり、例えば、機器の設定・管理に関するデータを含む。上記の第３のデータは、機器の設定・管理に関するデータである。一例としては、ある期間に亘るセンサでの収集情報といった統計的データや、何らかの条件で撮像された監視画像（静止画像／動画像）などが挙げられる。

以下、本実施の形態のより具体的な応用例について説明する。
＜Ｂ．通信システムの全体構成＞
次に、本実施の形態に従う通信システム１のネットワーク構成例について説明する。図１は、本実施の形態にかかる通信システム１のネットワーク構成例を示す模式図である。

図１に示す通信システム１は、一例として、少なくとも一部の通信装置がデイジーチェーン接続のネットワークを採用する。具体的には、通信システム１は、ＰＬＣなどの制御装置１００と、複数のデバイス２００Ａ～２００Ｈと、集線装置として機能する中継装置４００とを含む。制御装置１００は、ネットワーク内のデータ伝送を管理するマスターとして機能し、デバイス２００Ａ～２００Ｈおよび中継装置４００は、マスターからの指令に従ってデータ伝送を行うスレーブとして機能する。

制御装置１００と中継装置４００との間は、上位の伝送路１１１で接続されており、中継装置４００にて２つの下位の伝送路１１２，１１３に分岐されている。中継装置４００に接続される下位伝送路１１２には、デバイス２００Ａ～２００Ｄがデイジーチェーンで順次接続されており、中継装置４００に接続される下位伝送路１１３には、デバイス２００Ｅ～２００Ｈがデイジーチェーンで順次接続されている。

伝送路１１１、１１２および１１３には、例えばＴＳＮ（Time-sensitive networking）規格に従いデータの到達時間が保証される、定周期通信を行なうバスまたはネットワークを採用することが好ましい。例えば、マシンコントロール用ネットワークの一例であるＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）、汎用的なＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）上に制御用プロトコルを実装した産業用オープンネットワークであるＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰ（登録商標）などの公知のプロトコルに係るネットワークを採用してもよい。

通信システム１のネットワーク内においては、制御装置１００、デバイス２００Ａ～２００Ｈ、および中継装置４００は、いずれも「データ転送機能を有する通信装置」とみなすことができる。各通信装置は、ネットワークのスイッチング機能を有する。

図１に示す例においては、制御装置１００、デバイス２００Ａ～２００Ｈ、および中継装置４００の各々は、隣接して接続されているある通信装置から、ネットワーク上を転送されるデータ（以下では、１つの転送単位のデータを「フレーム」とも称す。）を受信すると、当該入来したフレームを必要に応じて、隣接して接続されている別の通信装置へ転送する機能を有している。なお、受信されたフレームが自装置宛てである場合には、当該受信したフレームは他の通信装置へ転送されることなく、当該フレームを受信した装置自体で当該フレームが処理される。処理の結果を示すフレームが、また、他の通信装置に伝送される。

本実施の形態に従う通信システム１のネットワークは、製造装置や生産設備などを制御する制御装置１００を含むものであり、いわゆる産業用ネットワークまたは産業用ネットワークに準拠する要件を充足するように構成される。そのような要件の一つとして、送信元から送出したデータが宛先に到着する時刻が保証される。このために、通信システム１は、予め定められたシステム周期（後述する制御周期Ｔ）を維持しつつ、ネットワークが有する帯域において、通信システム１の状態に応じた種類のデータを伝送するための帯域が確保されるように、データ伝送のためのスケジューリングを実施する。より具体的には、通信システム１の状態に応じて、制御系データ、制御情報系データおよび情報系データのうちの１のデータが、他のデータよりも優先的に伝送されるように、データ伝送のためのスケジューリングが実施される。

この「優先」の概念は、当該１のデータのみを伝送し、他のデータの送信を禁止するケースも含み得る。例えば、通信システム１では、スケジューリングに従う制御系データを送信する時間帯においては、仮に伝送するべき制御系データがないとしても、他のデータの送信は禁止するとの概念を含み得る。

このような宛先への到着時刻を保証するために、通信システム１は、図１に示すように、互いに時刻同期された複数の通信装置がネットワーク接続される。つまり、通信システム１のネットワークを構成する通信装置の間では送受信タイミングが時刻同期の手段により時刻同期されている。より具体的には、ネットワークを構成する通信装置の各々は、時刻同期手段の一部として、互いに時刻同期されたタイマ（あるいは、同期してインクリメントまたはデクリメントされるカウンタ）を有しており、それらの時刻同期されたタイマまたはカウンタに従って、各通信装置がデータの送信または受信のタイミングを決定する。

図１に示す例においては、制御装置１００はタイマ１０１を有しており、中継装置４００はタイマ４０１を有しており、デバイス２００Ａ～２００Ｈはタイマ２０１Ａ～２０１Ｈをそれぞれ有している。例えば、制御装置１００のタイマ１０１がグランドマスタとして機能し、中継装置４００およびデバイス２００Ａ～２００Ｈのタイマがこのグランドマスタを基準としてタイミングを同期させる。このようなタイマ間の同期によって、通信システム１において、フレームの伝送タイミング等を互いに一致させることができる。

制御装置１００には、センサ、アクチュエータといった制御対象となるフィールド機器が直接に接続され得るまたはネットワーク２を介して接続され得るが、本実施の形態では、図１に示すように、これら制御対象はデバイス２００およびネットワーク２を介して制御装置１００に接続され得る。

制御装置１００において実行される制御演算は、デバイス２００がネットワーク２を介してフィールド機器から収集したデータまたは生成したデータの処理、デバイス２００に対する指令等のデータを生成する処理（演算処理）、生成した出力データを対象のデバイス２００へ送信する処理（出力処理）等を含む。

また、制御装置１００に、サポート装置３００が接続され得る。サポート装置３００は、制御装置１００がネットワーク２を管理するための必要な準備および制御対象を制御するために必要な準備等を支援する装置である。サポート装置３００は、ネットワークの管理に関連して、例えば制御装置１００に接続されるデバイス２００のパラメータ（コンフィギュレーション）を設定するための設定環境等を提供する。サポート装置３００は、設定環境等を提供する設定ツールがインストールされたＰＣ（パーソナルコンピュータ）等を含み得る。

なお、図１に示す通信システム１においては、サポート装置３００は、制御装置１００とは別体として備えられるが、サポート装置３００は、制御装置１００に一体的に備えられてもよい。すなわち、サポート装置３００が有する機能は、制御装置１００に内蔵され得る。

＜Ｃ．要求される通信性能＞
図１に示す通信システム１においては、制御系データのような高速なリアルタイム性は要求されないものの、ある程度の到着時刻の保証が必要なデータ（例えば、機器の設定および管理に関するデータ）も存在する。以下では、説明の便宜上、このようなデータを「制御情報系データ」とも称す。

図２は、図１の通信システム１において伝送されるデータ種別を模式的に示す図である。図２を参照して、通信システム１においては、主として、（１）制御系データ、（２）制御情報系データ、（３）情報系データ、が伝送される。なお、これらのいずれにも分類されないデータが伝送されることを排除するものではなく、さらに別の種別のデータを伝送するようにしてもよい。

（１）制御系データは、その主旨として、機器を現実に制御するためのデータを含む。すなわち、制御系データは、製造装置または生産設備の制御に用いられるデータに相当する。制御系データの一例としては、サーボ指令値、エンコーダ値、センサのＯＮ／ＯＦＦ値等が挙げられる。制御系データは、基本的には、周期的に伝送される。このような制御系データの通信周期は例えば１０ｍｓｅｃ以下に設定されることが好ましい。

（２）制御情報系データは、情報系通信において用いられるデータのうち、制御に必要な情報に分類されるものであり、その主旨として、機器の設定・管理に関するデータを含む。すなわち、制御情報系データは、指定された時間内に宛先へ到着させる必要のあるデータに相当する。制御情報系データの一例としては、センサデバイスに対するしきい値といった各種パラメータの設定、各機器に格納されている異常情報（ログ）の収集、各機器に対する更新用のファームウェア等が挙げられる。このようなネットワーク上で伝送される制御情報系データの内容は多種多様であるが、基本的には、機器の設定・管理に関するデータであるので、データサイズとしては、数ｋｂｙｔｅ程度が想定される。そのため、制御情報系データの通信周期は例えば１００ｍｓｅｃ未満に設定されることが好ましい。

（３）情報系データは、情報系通信において用いられるデータのうち、管理に必要な情報に分類されるものである。情報系データの一例としては、ある期間に亘るセンサでの収集情報といった統計的データや、何らかの条件で撮像された監視画像（静止画像／動画像）等が挙げられる。このようなネットワーク上で伝送される制御系データの内容は多種多様であり、データサイズとしても多種多様である。典型的には、情報系データのデータサイズは、制御情報系データのデータサイズより大きいことが想定される。また、機器の制御には直接関係しないので、情報系データはベストエフォート方式で伝送されることが想定される。この場合、リアルタイム性（すなわち、指定された時間にデータが到着すること）ではなく、スループットの高さが重視される。

なお、データ毎に、制御系、制御情報系、情報系のいずれに分類されるのかを一意に決定するようにしてもよいし、同じデータであっても、その用途に応じて、制御系、制御情報系、情報系のいずれに分類されるのかが変化するようにしてもよい。

このように、制御系データについては高速高精度の通信が要求され、情報系データについては大容量の通信が要求される。そして、制御情報系データについては、制御系データと情報系データとの間の中間的な特性が要求される。

＜Ｄ．通信システムの状態に応じた通信内容の例示＞
図３は、本発明の実施の形態にかかる通信システムの状態に応じた通信内容の一例を模式的に示す図である。図３では、通信システム１が取り得る状況、すなわち各通信装置が取り得る状況のそれぞれに対応して、各通信装置がとる通信スケジュールが模式的に示される。

本実施の形態では、通信システム１の状況は、例えば通信システム１の各部に異常はなくフィールド機器を制御する正常稼働時のケース（Ａ）、通信システム１の各部を起動または初期化する場合のケース（Ｂ）、通信システム１に何らかの異常が発生しているケース（Ｃ）および通信システム１をメンテナンスするためのメンテナンス時のケース（Ｄ）を含む。なお、通信システム１が取り得る状況は、ケース（Ａ）～（Ｄ）の４種類に限定されない。

各状況において、通信されるべきデータの種類と通信スケジュールは異なる。具体的には、正常稼働時のケース（Ａ）では、制御系データは例えば制御の指令値または現在値を含み、制御情報系データは、時刻同期の情報または制御のための設定値（しきい値またはモード設定値）等を含み、情報系データは、モニタリング監視に関するデータを含む。正常稼働時のケース（Ａ）の通信スケジュールでは、各通信装置は、制御周期Ｔ内において、制御周期の開始から制御系データを送信し、制御系データを送信完了後の残り時間内で制御情報系データを送信し、続いて情報系データを送信する。これにより、制御周期Ｔにおいて、制御系データを伝送するための帯域を確実に確保することができる。

起動または初期化時のケース（Ｂ）では、制御情報系データ（例えば、時刻同期の情報、ＮＷ（ネットワーク）構成を取得するための情報、制御の設定値等）のみが伝送される。したがって、起動または初期化時のケース（Ｂ）の通信スケジュールでは、各通信装置は、制御周期Ｔ内において制御情報系データのみを送信する。これにより、制御周期Ｔにおいて、制御情報系データを伝送するための帯域を確保することができる。

異常発生時のケース（Ｃ）では、フィールド機器の現在値等を含む制御系データ、制御情報系データ（例えば、時刻同期の情報、ＮＷ（ネットワーク）構成を取得するための情報、異常情報取得等）および異常解析のためのロギングデータを取得するための情報系データが伝送される。また、異常発生時のケース（Ｃ）の通信スケジュールでは、制御周期Ｔ内において、マスターからスレーブへの通信スケジュールは、制御情報系データを送信後に情報系データが送信され、スレーブからマスターへの通信スケジュールは、制御情報系データを送信後に、制御情報系データおよび情報系データが送信される。これにより、制御周期Ｔ内において、例えば、マスターがスレーブからの異常データを収集するための帯域を確保することが可能となる。

メンテナンス時のケース（Ｄ）では、通信装置にバックアップリストアを実施するためのデータを含む制御情報系データおよび通信装置からロギングデータの取得を実施するためのデータを含む情報系データが伝送される。また、起動または初期化時のケース（Ｂ）の通信スケジュールでは、各通信装置は、制御周期Ｔ内において制御情報系データを送信し、その後に情報系データが送信する。これにより、制御周期Ｔにおいて、メンテナンスに必要な制御情報系データと情報系データを伝送するための帯域を確保することができる。

＜Ｅ．通信装置の装置構成＞
図４は、本実施の形態に従う通信装置の典型例である制御装置１００のハードウェア構成の一例を示す模式図である。本実施の形態にかかる通信システム１を構成する通信装置としては、制御装置１００、デバイス２００Ａ～２００Ｈ、および中継装置４００を含み得る。以下では、典型例として、図４に示す制御装置１００の装置構成について例示するが、デバイス２００Ａ～２００Ｈおよび中継装置４００についても同様の装置構成を有しするので、説明を繰返さない。

図４を参照して、制御装置１００は、ＰＬＣをベースとして構成され得る。図４を参照して、制御装置１００は、主たるコンポーネントとして、プロセッサ１０２と、メモリ１０４と、ストレージ１０６と、通信制御回路１１０とを含む。これらのコンポーネントはバス１０９を介して接続されている。

プロセッサ１０２は、ストレージ１０６に格納されているシステムプログラム１０７およびユーザアプリケーションプログラム１０８をメモリ１０４に読み出して実行することで、各種処理を実現する。メモリ１０４は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）またはＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等の揮発性記憶装置からなる。ストレージ１０６は、ハードディスクやフラッシュメモリ等の不揮発性記憶装置からなる。ストレージ１０６には、制御装置１００の各部を制御するためのシステムプログラム１０７に加えて、制御対象などに応じて設計されるユーザアプリケーションプログラム１０８が格納される。

通信制御回路１１０は、制御装置１００がネットワークを介して中継装置４００または各デバイス２００との間でデータを遣り取りするためのインターフェイスを提供する。通信制御回路１１０は、入来するフレームを処理し、処理後のフレームを送出する。具体的には、通信制御回路１１０は、主たるコンポーネントとして、少なくとも１の入力ポートに相当する受信回路（Ｒｘ）２１１と、受信バッファ２１２と、送受信コントローラ２１３と、送信バッファ１１４と、送信回路（Ｔｘ）１１５と、タイマ１０１とを含む。

受信回路２１１は、通信制御回路１１０上を定周期で伝送されるフレームを受信して、その受信したフレームに格納されているデータを受信バッファ２１２に書込む。送受信コントローラ２１３は、受信バッファ２１２に書込まれた受信フレームを順次読出す。送受信コントローラ２１３は、当該読出されたフレームから、制御装置１００での処理に必要なデータのみを抽出し、プロセッサ１０２へ出力する。送受信コントローラ２１３は、プロセッサ１０２からの指令に従って、デバイス２００へ送信すべきデータあるいはフレームを送信バッファ１１４へ順次書込む。送信回路１１５は、通信制御回路１１０上をフレームが伝送される周期に同期して、送信バッファ１１４に格納されているデータを順次ネットワーク２へ送出する。タイマ１０１は、送受信コントローラ２１３から通信フレームの送信などを指示するタイミングの基準となるパルスを発生するグランドマスタでもあり得る。

図４の構成が中継装置４００に適用される場合、通信制御回路１１０は、伝送路１１１、１１２および１１３が接続され得る。図４の構成がデバイス２００に適用される場合、通信制御回路１１０は、伝送路１１２および１１３が接続される。

＜Ｆ．フレームの構成＞
図５は、本発明の実施の形態にかかるフレーム２０の一例を模式的に示す図である。フレーム２０は、例えば、IEEE802.1Qbvのプロトコルに対応したフォーマットを有するが、フレーム２０のフォーマットは図５に示すものに限定されない。

図５を参照して通信装置間で遣り取りされるフレーム２０は、データ伝送を管理するために参照されるフィールドとして、プリアンブルを格納するフィールド２１、フレームの宛先を格納するフィールド２２、フレームの送信元を格納するフィールド２３、フィールド２４、ネットワークのタイプを格納するフィールド２５、誤り訂正のためのフィールド２７およびフレーム間ギャップを格納するフィールド２８を含み、さらに、伝送されるべきデータ本体であるペイロードを格納するフィールド２６を含む。フィールド２６のペイロードとしては、上述した制御系データ、または制御情報系データ、または情報系データが含まれる。

本実施の形態では、フレーム２０のフィールド２４には、当該フレーム２０のデータを後述する複数のキューのいずれに割当てるかを指示する割付データ２４１が格納される。なお、割付データ２４１が格納されるフィールドは、フィールド２４に限定されない。

＜Ｇ．通信制御回路１１０の構成＞
図６は、図４の送受信コントローラ２１３の具体的な構成の一例を示す図である。図６を参照して、送受信コントローラ２１３は、セレクタ４０、複数のキュー、レート調整部３４、複数の出力ポートに相当する複数のゲート、複数のゲート５１，５２，５３の開閉を制御するゲートドライバ４１、フレーム２０を伝送するための通信スケジュールを示す通信スケジュール４２、通信スケジュール管理部２０２、および通信スケジュール４２を切替える切替部６０を備える。通信スケジュール管理部２０２および切替部６０は、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）やＦＰＧＡ（field-programmable gate array）などのハードワイヤードな構成（ハードウェア実装）としてもよいし、プロセッサがプログラムを実行することで必要な機能を提供するように構成（ソフトウェア実装）としてもよい。さらに、ハードウェア実装とソフトウェア実装とを組み合わせた実装形態を採用してもよい。通信装置の用途や要求されるスペックなどに応じて、適宜最適な実装形態が採用される。

通信スケジュール管理部２０２は、送受信コントローラ２１３によるフレーム２０の通信（伝送）の通信スケジュールを管理する。通信スケジュール管理部２０２は、切替部６０による通信スケジュール４２の切替えが制御周期Ｔに同期して実施されるように、切替部６０を制御する。

セレクタ４０は、受信回路２１１から入来するフレーム２０の割付データ２４１を従い、複数のキューのうちの１つを選択し、選択したキューに当該フレーム２０を格納する。複数のキューは、例えば制御系データのフレーム２０を格納するためのキュー３１、制御情報系データのフレーム２０を格納するためのキュー３２、および情報系データのフレーム２０を格納するための複数のキュー３３を含む。セレクタ４０は、入来フレーム２０の割付データ２４１に従い割付けられたキューに、当該入来フレーム２０を格納する。本実施の形態では、制御系データのフレーム２０の割付データ２４１は、キュー３１への割付を指示し、制御情報系データのフレーム２０の割付データ２４１は、キュー３２への割付を指示し、情報系データのフレーム２０の割付データ２４１は、キュー３３への割付を指示する。これにより、キュー３１には制御系データのフレーム２０のみが格納されて、キュー３２には制御情報系データのフレーム２０のみが格納されて、キュー３３には情報系データのフレーム２０のみが格納される。

キュー３１，３２および３３は、例えばＦＩＦＯ（First In First Out）に従いフレーム２０の書込みおよび読出しがなされる。キュー３１、３２および３３の出力側は、それぞれ、ゲート５１、５２および５３が接続される。図６では、キュー３２は、キュー３２からゲート５２へフレーム２０を送出するレートを調整するレート調整部３４が接続される。レート調整部３４は、通信スケジュール管理部２０２から出力される伝送レート３４１に基づき、キュー３２からゲート５２へ送出されるフレーム２０のレートを調整する。

なお、レート調整部３４が接続されるキューは、キュー３２に限定されず、例えばキュー３３またはキュー３１に接続されてもよい。

ゲート５１、５２および５３は、それぞれ、送受信コントローラ２１３に接続される。各ゲートは、ゲートドライバ４１からの制御指令４３に従い、制御周期Ｔ内において、開いている時間（または閉じている時間）を変更する。ゲート５１、５２および５３は、それぞれ、開いている間は、対応のキューから読出されるフレーム２０を、送受信コントローラ２１３を介して、伝送路１１１，１１２，１１３に送出するが、閉じている間は、対応のキューからのフレーム２０を、送受信コントローラ２１３へ送出しない。

ゲートドライバ４１は、通信スケジュール４２に従い、制御周期Ｔ内において、ゲート５１、５２および５３のそれぞれに制御周期Ｔに同期した間隔で制御指令４３を出力する。

（ｇ１．通信スケジュール）
図６を参照して、通信スケジュール４２の一例を説明する。通信スケジュール４２は、例えば制御周期Ｔ内を複数に区分して得られた時間Ｔｉ（例えばｉ＝１，２，３，・・・１２６）のそれぞれに関連付けて、制御指令４３を含む。制御指令４３は、キューの個数に対応した個数のビット値からなるビット列として示される。各ビット値は、「０」の場合はゲートの「開」を指示し、「１」の場合はゲートの「閉」を指示する。

例えば、キュー３１，３２および３３の総数が８個である場合、図６の通信スケジュール４２によれば、時間Ｔ１の制御指令４３は「01111111」で示される。したがって、制御周期Ｔの開始から時間Ｔ１においては、キュー３１のゲート５１は「開」くように制御されて、他のキュー３２および３３のゲート５２および５３は「閉」じるように制御される。

このように、複数の出力ポート（ゲート５１，５２、５３）のうち開けるべき出力ポートの選択と、開ける時間（タイミング、長さ）は、通信スケジュール４２により決定される。通信スケジュール４２では、より特定的には、伝送路１１１、１１２、１１３に適用される通信プロトコルに規定するフレーム２０のサイズ（データサイズ）に従い開閉時間が設定される。したがって、各通信装置から送出されて伝送路１１１、１１２および１１３上を伝送される制御系データ、制御情報系データおよび情報系データの伝送の帯域を、通信スケジュール４２により設定することができる。これにより、伝送路１１１、１１２および１１３において制御系データ、制御情報系データおよび情報系データを伝送するための各帯域を通信スケジュール４２により規定することが可能となる。

このように、通信スケジュール４２は、時間Ｔｉごとに、当該時間Ｔｉに対応の制御指令４３が示す値（各ビットの値）を異ならせることで、ゲート５１、ゲート５２およびゲート５３の各々が開いている時間を変化させることができる。したがって、通信スケジュール４２（より特定的には、時間Ｔｉの制御指令４３）は、制御周期Ｔ内で制御系データ、制御情報系データおよび情報系データのいずれを、他のデータよりも優先して転送するか、すなわち他のデータよりも優先的に大きな帯域を割当て他の通信装置に転送するかの度合を示す優先度を規定している。すなわち、通信スケジュール４２が示す当該優先度により、制御周期Ｔ内における各出力ポート（ゲート５１、５２および５３のそれぞれ）が他の出力ポートよりも優先して開いている時間が規定される。

また、本実施の形態では、伝送路１１２、１１３、１１１に各キューから送出されるフレーム２０のレートを、すなわち制御系データ、制御情報系データおよび情報系データを転送するレートを、レート調整部３４により調整することができる。したがって、伝送路１１１、１１２および１１３において制御系データ、制御情報系データおよび情報系データを伝送するための各帯域幅と、当該帯域におけるデータの転送レートを、通信スケジュール４２およびレート調整部３４の両者を用いて調整することが可能になる。

＜Ｈ．切替部の構成＞
図７は、本発明の実施の形態にかかる切替部の構成の一例を示す図である。図７を参照して、本発明の実施の形態では、メモリ１０４に、通信スケジュール６５と、当該通信スケジュール６５を適用する条件６４とからなる組が複数格納されている。切替部６０は、セレクタ６１と、条件判断部６２とを含む。条件判断部６２は、通信装置の稼働状況を示す状況情報６３に基づき、複数の条件６４のうちいずれの条件６４が満たされるかを判断する。状況情報６３は、例えば当該通信装置の状態６３１および他の通信装置との通信内容（受信フレーム２０による通知６３２およびフレーム２０の受信のタイミング６３３）を含む。

セレクタ６１は、満たされると判断された条件６４に適用される通信スケジュール６５を選択する。セレクタ６１は、選択された通信スケジュール６５をメモリ１０４から読出し、ゲートドライバ４１が参照する通信スケジュール４２を、読出された通信スケジュール６５に切替える。なお、通信スケジュール管理部２０２は、ゲートドライバ４１が参照する通信スケジュール４２の切替えが、制御周期Ｔに同期して実施されるよう切替部６０を制御する。

＜Ｉ．条件と通信スケジュール＞
図８は、本発明の実施の形態にかかるメモリ１０４に格納される通信スケジュールと条件の組の一例を示す図である。図８を参照して、条件６４は、例えば、正常稼働時のケース（Ａ）、各部を起動または初期化する場合のケース（Ｂ）、何らかの異常が発生した時のケース（Ｃ）およびメンテナンス時のケース（Ｄ）を含む。条件６４は、状況情報６３の状態６３１、通知６３２、またはタイミング６３３が満たすべき条件を示す。本実施の形態では、状態６３１は、通信装置にイベントが生じた場合に自律的に判断する自装置の状態を示す。通知６３２は、通信装置が他の通信装置などの外部からから受信する通知を示す。タイミング６３３は、制御周期Ｔ内において制御系データ、制御情報系データまたは情報系データのうちの１のデータを受信する時期を示す。より特定的には、タイミング６３３は、制御周期Ｔ内において当該１のデータを受信する時期と、現在適用されている通信スケジュール４２により指定される制御周期Ｔ内において当該１のデータを転送する時期との組合せを含む。

なお、本実施の形態では、メモリ１０４に、通信装置に現在適用されている通信スケジュール４２の種類（正常稼働時、起動初期化時、異常発生時、メンテナンス時など）を識別するデータが格納される。

図８を参照して、各ケースの条件６４を説明する。まず、正常稼働時のケース（Ａ）の条件６４は、状態６３１が、初期処理完了後またはメンテナンス処理完了後または異常処理完了後などを示し、通知６３２が、正常稼働開始指示を受信した時を示し、タイミング６３３が制御系データを受信した時期が、正常稼働時の通信スケジュール４２が規定する“制御系データ”を転送する時期（帯域）で受信したとの組合せを示す。

起動または初期化のケース（Ｂ）の条件６４は、状態６３１が電源起動後を示し、通知６３２がリセット指示を受信した時を示し、タイミング６３３が初期設定データを受信した時期が、正常稼働時の通信スケジュール４２が規定する“制御系データ”を転送する時期（帯域）で受信したとの組合せを示す。

異常発生のケース（Ｃ）の条件６４は、状態６３１が異常発生時を示し、通知６３２が異常発生通知を受信した時を示し、タイミング６３３が異常情報収集のデータを受信した時期が、正常稼働時の通信スケジュール４２が規定する“制御系データ”を転送する時期（帯域）で受信したとの組合せを示す。

メンテナンス時のケース（Ｄ）の条件６４は、通知６３２がメンテナンス開始通知を受信した時を示し、タイミング６３３がバックアップ/リストアのデータを受信した時期が、正常稼働時の通信スケジュール４２が規定する“制御系データ”または“制御情報系データ”を転送する時期（帯域）で受信したとの組合せを示す。

図８を参照して、正常稼働時のケース（Ａ）、起動初期化時のケース（Ｂ）、異常発生時のケース（Ｃ）およびメンテナンス時のケース（Ｄ）の各条件６４に適用する通信スケジュール６５は、図３で説明したものと同様であるので説明は繰返さない。図８の各通信スケジュール６５は、図８で示されるような帯域が示す優先度に従い制御系データ、制御情報系データおよび情報系データの各データが伝送されるように、制御周期Ｔ内の各時間Ｔｉに関連付けて、制御指令４３のビット値が設定されている。

（ｉ１．通信スケジュール切替方法（１））
図９は、本発明の実施の形態にかかる通信スケジュールの切替方法（１）を示す図である。図９を参照して、通知６３２を用いた通信スケジュールの切替方法の一例を説明する。具体的には、特定のキュー３３Ａにフレーム２０Ａが格納されたとことを示す通知６３２を用いて通信スケジュール切替を実施する。

図９には、通信スケジュール切替方法（１）を実現するための送受信コントローラ２１３Ａの一部が模式的に示される。図９を参照して送受信コントローラ２１３Ａは、特定フレーム２０Ａを格納するための特定キュー３３Ａと、受信フレーム２０のうち特定フレーム２０Ａを選択して特定キュー３３Ａに格納するための特定フレーム振分部４４を有したセレクタ４０Ａを有する。特定フレーム振分部４４は、受信するフレーム２０のうち、割付データ２４１が特定キュー３３Ａへの割付を指示するフレーム２０（特定フレーム２０Ａ）のみを特定キュー３３Ａに格納する。特定キュー３３Ａは、例えば正常稼働時は使用されないキューである。特定フレーム２０Ａは、初期起動時、異常処理時、メンテナンス時などのイベント発生時に伝送される。

通信スケジュール管理部２０２は、特定のキュー３３Ａにフレーム２０Ａが格納されたとことを検知すると、通知６３２を切替部６０に出力する。図７の条件判断部６２は、通信スケジュール管理部２０２から、特定のキュー３３Ａに特定フレーム２０Ａが格納されたと旨の通知６３２を受付けると、通信スケジュール切替を実施する。具体的には、条件判断部６２は、他の通信装置との通信内容（すなわち、特定フレーム２０を受信した旨の通知６３２）に基づき、初期起動時、または異常処理時、またはメンテナンス時のいずれかの条件６４が満たされたと判断する。セレクタ６１は、満たされたと判断された条件６４に適用される他の通信スケジュール６５を選択する。切替部６０は、通信スケジュール４２を選択された他の通信スケジュール６５に切替える。

（ｉ２．通信スケジュール切替方法（２））
図１０は、本発明の実施の形態にかかる通信スケジュールの切替方法（２）を示す図である。図１１は、本発明の実施の形態にかかる通信スケジュールの切替方法（２）のためのフレーム２０の内容例を示す図である。図１０を参照して、通知６３２を用いた通信スケジュールの切替方法の他の例を説明する。具体的には、通信スケジュール変更を促すラベルを含むフレーム２０の受信を検知したことを示す通知６３２を用いて通信スケジュール切替を実施する。このラベルは、図１１に示すように、フレーム２０の所定フィールド（例えば、宛先のフィールド２２またはヘッダのフィールド２４）に、初期起動時/異常発生時/メンテナンス時を示すラベル２９として格納される。

図１０には、通信スケジュール切替方法（２）を実現するための送受信コントローラ２１３Ｂの一部が模式的に示される。図１０を参照して送受信コントローラ２１３Ｂは、受信フレーム２０の所定フィールドに上記のラベル２９が格納されていることを検知し、その旨の通知６３２を出力するラベル検出部４５を有したセレクタ４０Ｂを有する。ラベルが格納される図１１のフレーム２０は、初期起動時、異常処理時、メンテナンス時などに伝送される。

切替部６０は、ラベル検出部４５から通知６３２を受付けると、通信スケジュール切替を実施する。具体的には、図７の条件判断部６２は、他の通信装置との通信内容（すなわち、ラベル２９を格納したフレーム２０を受信した旨の通知６３２）に基づき、初期起動時、または異常処理時、またはメンテナンス時のいずれかの条件６４が満たされたと判断する。セレクタ６１は、満たされたと判断された条件６４に適用される他の通信スケジュール６５を選択する。切替部６０は、通信スケジュール４２を選択された他の通信スケジュール６５に切替える。

（ｉ３．通信スケジュール切替方法（３））
図１２は、本発明の実施の形態にかかる通信スケジュールの切替方法（３）を説明する模式図である。切替方法（３）では、切替部６０は、当該通信装置の状態６３１または他の通信装置との通信内容（すなわちタイミング６３３）に基づき、複数の条件６４のいずれかが満たされたとき、通信スケジュール４２を、当該条件６４に適用する他の通信スケジュール６５に切替える。

より具体的には、通信スケジュール切替方法（３）は例えば次のようなケースで適用され得る。つまり、本発明の実施の形態では、通信スケジュール４２が示す優先度に従うことで、例えば、制御系データを伝送する時間帯においては、仮に伝送するべき制御系データがなくても情報系データは送信されない（情報系データの送信は禁止される）。したがって、この時間帯に、ある通信装置は情報系データの伝送を開始することで、各通信装置に通信スケジュール切替を促す、すなわち通信スケジュール切替方法（３）を実施させることができる。

本発明の実施の形態では、通信装置は互いに時刻同期されたタイマに従って、各通信装置がデータの送信または受信のタイミングを決定するから、受信側の通信装置は、送信側の通信装置から時間Ｔ１で送信されたフレーム２０を受信する時間Ｔ２を算出（推定）することができる（図１２参照）。通信スケジュール管理部２０２は、通信スケジュール４２、制御周期Ｔの開始からの経過時間、および上記の推定時間に基づき、当該制御周期Ｔ内において制御系データを受信する時間、または制御情報系データを受信する時間、または情報系データを受信する時間を算出（推定）することができる。

通信スケジュール管理部２０２は、通信装置がフレーム２０を受信したとき、フレーム２０のフィールド２４のヘッダが示すデータタイプ（制御系データ、または制御情報系データ、または情報系データ）が、当該フレーム２０を受信した時間で受信が推定されるデータのタイプと一致するか否かを判断する。不一致であるときは、通信スケジュール管理部２０２は、受信したデータタイプを含むタイミング６３３を切替部６０に出力し、一致するときは、タイミング６３３を出力しない。

切替部６０の条件判断部６２は、当該通信装置の稼働状態とタイミング６３３に基づき、複数の条件６４のいずれかが満たされたとき、通信スケジュール４２を、当該条件６４に適用する他の通信スケジュール６５に切替える。

例えば、図１２を参照して、正常稼働状態の送信側の通信装置が異常発生（Ｒ９）を検出した場合、通信スケジュール４２を異常発生時のケース（Ｃ）の通信スケジュール６５に切替える。これにより、送信側の通信装置からは、異常発生時の制御情報系データが送信される。

受信側の通信装置は、正常稼働状態の通信スケジュール４２に従い通信中であるから、通信スケジュール管理部２０２は、制御系データが受信される帯域（時間）に、送信側の通信装置からの制御情報系が受信されたことを検知し、タイミング６３３を出力する。受信側の通信装置の条件判断部６２は、タイミング６３３が“制御系データ”の帯域で異常発生の制御情報系データを受信したことを示すことに基き、図８の異常発生時のケース（Ｃ）の条件６４が満たされたことを判断する。セレクタ６１は、判断に基づき異常発生時のケース（Ｃ）の条件６４に適合した通信スケジュール６５を選択する。切替部６０は、通信スケジュール４２を選択された他の通信スケジュール６５に切替える（Ｒ１１）。

＜Ｊ．処理フローチャート＞
図１３は、本発明の実施の形態にかかる通信スケジュールの切替処理の概略フローチャートの一例を示す図である。図１３を参照して、通信スケジュール管理部２０２は、条件６４を判断するための情報（状態６３１、通知６３２、タイミング６３３）を収集し（ステップＳ１）、条件判断部６２は、収集した情報に基づき正常稼働時のケース（Ａ）、起動初期化時のケース（Ｂ）、異常発生時のケース（Ｃ）およびメンテナンス時のケース（Ｄ）の各条件６４のうち、いずれかの条件が満たされるかを判断する（ステップＳ３、Ｓ４）。条件判断部６２は、いずれの条件６４も満たされないと判断すると（ステップＳ５でＮＯ）、処理はステップＳ１に戻るが、いずれかの条件６４が満たされると判断すると（ステップＳ５でＹＥＳ）、切替部６０は通信スケジュール４２の切替を実施する（ステップＳ７）。具体的には、セレクタ６１は、満たされた条件６４に適用する通信スケジュール６５を選択し、切替部６０は通信スケジュール４２を選択された他の通信スケジュール６５に切替える。

その後、送受信コントローラ２１３は、他の通信装置から受信した各フレーム２０を通信スケジュール４２に従って、別の他の通信装置へ転送する（ステップＳ９）。プロセッサ１０２は、処理を終了するかを判断し（ステップＳ１１）、処理を終了すると判断すると（ステップＳ１１でＹＥＳ）、通信スケジュールの切替処理は終了するが（ステップＳ１１でＹＥＳ）、終了しないと判断すると（ステップＳ１１でＮＯ）、ステップＳ１に戻る。

（ｊ１．異常発生時の通信スケジュール切替処理の一例）
図１４は、本発明の実施の形態にかかる異常発生時の通信スケジュールの切替処理の一例を示すフローチャートである。図１４では、送信側の通信装置で実施される処理と、受信側の通信装置で実施される処理とが関連付けて示される。図１４の送信側の通信装置および受信側の通信装置のいずれの処理フローチャートも、図１３に示した処理に基いている。

図１４を参照して、図１２に示した通信スケジュールの切替方法（３）を実現するための具体的な処理の一例を説明する。図１４の処理では、いずれの通信装置も予め正常稼働時の通信スケジュール（Ａ）が適用されている。図１４の処理を説明するに際して、制御装置１００における通信スケジュールの切替え処理を説明する。

制御装置１００の通信スケジュール管理部２０２は、後述する診断系フレーム２０を受信すると、受信した診断系フレーム２０の内容から異常発生の通知６３２を受信したことを検知する。条件判断部６２は、当該通知６３２に基づき異常発生時のケース（Ｃ）の条件６４が満たされると判断する。当該判断に基づき、切替部６０は、通信スケジュール４２を、異常発生時のケース（Ｃ）の条件６４に適用される通信スケジュール６５に切替える。また、異常発生の通知を受信したとき、制御装置１００のプロセッサ１０２はユーザアプリケーションプログラム１０８が有する監視ツールを起動する。監視ツールは、受信する診断系フレーム２０の内容に基づき異常診断処理を実施する。監視ツールは、異常診断処理により、異常発生箇所（例えば、フィールド機器）を特定すると、異常発生箇所を特定した旨の特定通知を送信する。

次に、図１４を参照して、送信側および受信側の通信装置の通信スケジュールの切替処理を説明する。送信側の通信装置で例えば、フィールド機器の異常発生を検出すると、通信スケジュール管理部２０２は異常発生を示す状態６３１を出力する（ステップＳ１ａ）。条件判断部６２は通信スケジュール管理部２０２からの状態６３１に基づき、複数の条件６４のいずれが満たされるかを判断する（ステップＳ３ａ、Ｓ５ａ）。いずれの条件６４も満たされないと判断されると（ステップＳ５ａでＮＯ）、ステップＳ１ａに戻る。ここでは、異常発生時のケース（Ｃ）の条件６４が満たされると判断され（ステップＳ５ａでＹＥＳ）、判断に基づき、切替部６０は、セレクタ６１を用いて、通信スケジュール４２を、異常発生時のケース（Ｃ）の条件６４に適用する通信スケジュール６５に切替える（ステップＳ７ａ）。

送受信コントローラ２１３は、切替後の通信スケジュール４２に従い、異常情報を取得するために制御情報系データのフレーム２０（診断系フレーム２０ともいう）を伝送する（ステップＳ９ａ）。

通信スケジュール管理部２０２は、異常発生箇所を特定した旨の特定通知を受信するか否かにより診断系フレーム２０の送信を終了するか否かを判断する（ステップＳ１１ａ）。通信スケジュール管理部２０２は、送信を終了すると判断すると（ステップＳ１１ａでＹＥＳ）、診断系フレーム２０の送信を終了する。一方、通信スケジュール管理部２０２は、送信を終了しないと判断する間は（ステップＳ１１ａでＮＯ）、診断系フレーム２０の送信を継続する。

次に、受信側の通信装置において、通信スケジュール管理部２０２は、正常稼働時の通信スケジュール４２に従い通信中に、制御系データが受信される帯域（時間）において制御情報系データ（診断系フレーム２０）が受信されたことを検知し、タイミング６３３を出力する（ステップＳ１ｂ）。

受信側の通信装置の条件判断部６２は、現在は正常稼働時のケース（Ａ）の通信スケジュール４２が適用されていること、およびタイミング６３３が“制御系データ”の帯域で異常発生の制御情報系データ（診断系フレーム２０）の受信を示すことに基き、条件６４のいずれが満たされるかを判断する（ステップＳ３ｂ、Ｓ５ｂ）。いずれの条件６４も満たされないと判断されるときは（ステップＳ５ｂでＮＯ）、ステップＳ１ｂに戻る。

ここでは、図８の異常発生時のケース（Ｃ）の条件６４が満たされると判断される（ステップＳ５ｂでＹＥＳ）。当該判断に基づき、切替部６０は、セレクタ６１を介して、通信スケジュール４２を、異常発生時のケース（Ｃ）の条件６４に適合した通信スケジュール６５に切替える（ステップＳ７ｂ）。

送受信コントローラ２１３は、切替後の通信スケジュール４２に従い、送信側の通信装置から受信する診断系フレーム２０を他の通信装置に伝送する（ステップＳ９ｂ）。

通信スケジュール管理部２０２は、上記の特定通知を受信するか否かにより診断系フレーム２０の送信を終了するか否かを判断する（ステップＳ１１ｂ）。通信スケジュール管理部２０２は、送信を終了すると判断すると（ステップＳ１１ｂでＹＥＳ）、診断系フレーム２０の送信を終了する。一方、通信スケジュール管理部２０２は、送信を終了しないと判断する間は（ステップＳ１１ｂでＮＯ）、診断系フレーム２０の送信を継続する。

本実施の形態では、診断系フレーム２０を伝送する制御情報系データの通信は、予め定められたプロトコル（ＬＬＤＰ（Link Layer Discovery Protocol）またはＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol）など）を用いて実施されてもよい。

上記に述べたように、異常発生時は、各通信装置では元の通信スケジュール４２は、異常発生時のケース（Ｃ）に対応の通信スケジュール６５に切替えられることにより、元の通信スケジュール４２による制御系データの帯域は削除されて、診断系フレーム２０を伝送する制御情報系データの帯域を確保することができる。

（ｊ２．メンテナンス時の通信スケジュール切替処理の例）
上記に述べた監視ツールが、異常発生箇所の機器を特定すると、特定された機器のメンテナンスを開始するために、通信システム１においては、ユーザが指定する機器のロギングデータ、当該機器およびその周辺機器のバックアップデータに関するデータ通信が、情報系データを伝送する帯域で実施される。

図１５は、本発明の実施の形態にかかるメンテナンス時の通信スケジュールの切替処理の他の例を示すフローチャートである。図１５では、制御装置１００のユーザアプリケーションプログラム１０８が有する監視ツールの処理、ロギングデータの収集対象となる対象通信装置で実施される処理、および他の通信装置で実施される処理が関連付けて示される。図１５の対象通信装置および他の通信装置のいずれの処理フローチャートも、図１３に示した処理に基いている。なお、図１５の処理では、いずれの通信装置も予め正常稼働時の通信スケジュール（Ａ）が適用されている。

まず、制御装置１００の通信スケジュール管理部２０２は、ユーザからメンテナンス開始の通知６３２を受信する（ステップＴ１）。条件判断部６２は当該通知に基づきメンテナンス時のケース（Ｄ）の条件６４が満たされると判断する。切替部６０は、当該判断に基づき、元の通信スケジュール４２をメンテナンス時のケース（Ｄ）の条件６４に適用する通信スケジュール６５に切替える（ステップＴ２）。

制御装置１００のプロセッサ１０２は、ユーザからのメンテナンス開始の通知６３２に従い、対象通信装置宛に所定データ（例えば、ロギングデータまたはバックアップデータ）を制御装置１００に送信するよう要求するメンテナンス開始の通知を送信する（ステップＴ３）。

対象通信装置では、通信スケジュール管理部２０２は、制御装置１００からメンテナンス開始の通知６３２を受信し、切替部６０に出力する（ステップＳ１ｃ）。条件判断部６２は通信スケジュール管理部２０２からの通知６３２に基づき、複数の条件６４のいずれが満たされるかを判断する（ステップＳ３ｃ、Ｓ５ｃ）。いずれの条件６４も満たされないと判断されると（ステップＳ５ｃでＮＯ）、ステップＳ１ｃに戻る。ここでは、メンテナンス時のケース（Ｃ）の条件６４が満たされると判断され（ステップＳ５ｃでＹＥＳ）、判断に基づき、切替部６０は、セレクタ６１を用いて、元の通信スケジュール４２を、メンテナンス時のケース（Ｃ）の条件６４に適用する通信スケジュール６５に切替える（ステップＳ７ｃ）。

送受信コントローラ２１３は、切替後の通信スケジュール４２に従い、要求された例えばロギングデータを送信する情報系データのフレーム２０（以下、メンテナンス系フレーム２０ともいう）を伝送する（ステップＳ９ｃ）。

通信スケジュール管理部２０２は、予め定められた通知を受信するか否かによりメンテナンス系フレーム２０の送信を終了するか否かを判断する（ステップＳ１１ｃ）。この予め定められた通知は、例えば、監視ツールによるデータ収集が終了したことを示す正常稼働開始指示の通知などを含む。

通信スケジュール管理部２０２は、送信を終了すると判断すると（ステップＳ１１ｃでＹＥＳ）、メンテナンス系フレーム２０の送信を終了する。一方、通信スケジュール管理部２０２は、送信を終了しないと判断する間は（ステップＳ１１ｃでＮＯ）、メンテナンス系フレーム２０の送信を継続する（ステップＳ９ｃ）。

次に、他の通信装置の処理を説明する。他の通信装置は、対象通信装置からのメンテナンス系フレーム２０が監視ツール（制御装置１００）に到達するまでに経由する通信装置である。他の通信装置において、通信スケジュール管理部２０２は、正常稼働状態の通信スケジュール４２に従い通信中に、制御系データが受信される帯域（時間）において情報系データ（メンテナンス系フレーム２０）が受信されたことを検知し、タイミング６３３を出力する（ステップＳ１ｄ）。

他の通信装置の条件判断部６２は、現在は正常稼働時のケース（Ａ）の通信スケジュール４２が適用されていること、およびタイミング６３３が“制御系データ”の帯域でメンテナンス系フレーム２０の受信を示すことに基き、条件６４のいずれが満たされるかを判断する（ステップＳ３ｄ、Ｓ５ｄ）。いずれの条件６４も満たされないと判断されるときは（ステップＳ５ｄでＮＯ）、ステップＳ１ｄに戻る。

ここでは、図８のメンテナンス時のケース（Ｄ）の条件６４が満たされると判断される（ステップＳ５ｄでＹＥＳ）。当該判断に基づき、切替部６０は、セレクタ６１を介して、通信スケジュール４２を、メンテナンス時のケース（Ｄ）の条件６４に適合した通信スケジュール６５に切替える（ステップＳ７ｄ）。

送受信コントローラ２１３は、切替後の通信スケジュール４２に従い、受信するメンテナンス系フレーム２０を他の通信装置に伝送する（ステップＳ９ｄ）。

通信スケジュール管理部２０２は、予め定められた通知（例えば、正常稼働開始指示の通知など）を受信するか否かによりメンテナンス系フレーム２０の送信を終了するか否かを判断する（ステップＳ１１ｄ）。通信スケジュール管理部２０２は、送信を終了すると判断すると（ステップＳ１１ｄでＹＥＳ）、メンテナンス系フレーム２０の送信を終了する。一方、通信スケジュール管理部２０２は、送信を終了しないと判断する間は（ステップＳ１１ｄでＮＯ）、メンテナンス系フレーム２０の送信を継続する（ステップＳ９ｄ）。

上記に述べたように、メンテナンス時は、各通信装置では元の通信スケジュール４２は、メンテナンス時のケース（Ｄ）に対応の通信スケジュール６５に切替えられることにより、元の通信スケジュール４２による制御系データの帯域は削除されて、メンテナンス系フレーム２０を伝送する情報系データの帯域を確保することができる。

＜Ｋ．サポート装置によるコンフィグレーションの設定＞
本実施の形態では、各通信装置に、コンフィグレーションを設定するユーザ操作をサポートする環境がサポート装置３００による提供され得る。このコンフィグレーションの設定処理により、ユーザは、サポート装置３００を操作して、通信スケジュール６５と、当該通信スケジュールを適用する条件６４との組を各通信装置に設定することができる。図１６は、本発明の実施の形態にかかるコンフィグレーションの設定処理の一例を示すフローチャートである。図１７は、本発明の実施の形態にかかるサポート装置３００の構成の一例を示す図である。

図１７を参照して、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ハードウェア（例えば、汎用パソコン）を用いてプログラムを実行することで実現される。

図１７を参照して、サポート装置３００は、ＣＰＵやＭＰＵなどのプロセッサ３０２と、ドライブ３０４と、主記憶装置３０６と、二次記憶装置３０８と、ＵＳＢコントローラ３１２と、ローカルネットワークコントローラ３１４と、入力部３１６と、表示部３１８とを含む。これらのコンポーネントはバス３２０を介して接続される。

プロセッサ３０２は、二次記憶装置３０８に格納された各種プログラムを読み出して、主記憶装置３０６に展開して実行することで、後述するような各種処理を実現する。

二次記憶装置３０８は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Flash Solid State Drive）などで構成される。二次記憶装置３０８には、典型的には、サポート装置３００において実行されるコンフィグレーションツール２２６を含む各種プログラムが格納される。ドライブ３０４は、メモリカード１１６または記憶媒体３０５を着脱可能に構成される。

ＵＳＢコントローラ３１２は、ＵＳＢ接続を介して制御装置１００との間のデータの遣り取りを制御する。ローカルネットワークコントローラ３１４は、任意ネットワークを介した他の装置との間のデータの遣り取りを制御する。

入力部３１６は、キーボードやマウスなどで構成され、ユーザ操作を受付ける。表示部３１８は、ディスプレイ、各種インジケータなどで構成され、プロセッサ３０２からの処理結果などを出力する。

図１７には、プロセッサ３０２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またはＦＰＧＡなど）を用いて実装してもよい。

サポート装置３００においてコンフィグレーションツール２２６のプログラムが実行されることにより、通信スケジュール６５と、当該通信スケジュール６５を適用する条件６４との組を生成し各通信装置に設定するための環境が提供される。

図１６を参照して、プロセッサ３０２は、入力部３１６を介してユーザから条件６４を指定する操作を受付け（ステップＴ１１）、また、当該条件６４に適用する通信スケジュール６５を指定する操作を受付け（ステップＴ１３）、また、両者を紐付ける操作を受付ける（ステップＴ１５）。プロセッサ３０２は、条件６４と通信スケジュール６５との指定操作が終了したか否かを判断する（ステップＴ１７）。終了したと判断しない間（ステップＴ１７でＮＯ）、ステップＴ１１～Ｔ１５が繰返される。

プロセッサ３０２は、条件６４と通信スケジュール６５との指定操作が終了したことを判断すると（ステップＴ１７でＹＥＳ）、ステップＴ１５で紐付けられた条件６４と通信スケジュール６５の組を生成し（ステップＴ１９）、各組を制御装置１００のメモリ１０４に格納し（ステップＴ２１）、また他のデバイス２００のメモリ１０４に格納する（ステップＴ２３）。

これにより、各通信装置に、条件６４と通信スケジュール６５の組を設定するコンフィグレーションの設定処理は終了する。

＜Ｌ．プログラム＞
各通信装置（制御装置１００、デバイス２００）のプロセッサ１０２は、上記に述べた通信スケジュール切替の処理に応じて装置内の各構成要素の制御を行う。ストレージ１０６は、例えば、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブなどの補助記憶装置であり、ユーザアプリケーションプログラム１０８の一部に、実行されることにより通信スケジュール切替の処理を実施するプログラムおよびデータなどを記憶し得る。通信スケジュール切替の処理は、上記に述べた各フローチャートに従う処理を含む。

サポート装置３００により、通信スケジュール切替の処理のプログラムが各通信装置のストレージ１０６にロードされる場合は、当該プログラムは、メモリカード１１６または記憶媒体２０５を介してロードされる。また、記憶媒体３０５は、コンピュータを含むその他装置、機械などにより、そこに記録されたプログラムなどの情報を読み取り可能なように、当該プログラムなどの情報を、電気的、磁気的、光学的、機械的または化学的作用によって蓄積する媒体である。各通信装置は、この記憶媒体３０５から、通信スケジュール切替の処理のプログラムを読出しストレージ１０６に格納する。なお、通信スケジュール切替の処理のプログラムは、ネットワークを含む各種通信回線を介して、各通信装置にダウンロードされるとしてもよい。

＜Ｍ．変形例＞
上記に述べたように、通信スケジュール４２により各キュー（すなわち制御系データ、制御情報系データおよび情報系データのそれぞれ）について伝送路１１１、１１２および１１３における伝送のための帯域幅を切替えたが、帯域幅の切替に当該キューのデータを転送するためのレートの切替を併用してもよい。具体的には、変形例において、通信スケジュール４２は、各時間Ｔｉに対応して制御指令４３と伝送レート３４１を含む。このような通信スケジュール４２によれば、制御周期Ｔの各時間Ｔｉで、制御指令４３によって各ゲートの開時間、すなわち帯域幅を調整でき、さらに、調整された帯域幅において、伝送レート３４１によりデータを転送するレートを調整することができる。これにより、制御系データ、制御情報系データおよび情報系データそれぞれを伝送するための帯域において当該データを転送するレートを調整することが可能となる。

＜Ｎ．利点＞
本実施の形態では、通信システム１の各通信装装置は、状況情報６３に基づく判断をし、判断結果に基き通信スケジュール４２を切替えることで、自律的に通信スケジュール４２の切替を実現する。これにより、通信スケジュール切替えを指令する特別なフレームの伝送を必要とせずに、すなわち伝送路のトラフィクに影響と与えることなく、通信スケジュールの自動的な切替えが可能となる。また、各通信装置では、通信スケジュール４２は、状況情報６３に基づく判断に従った各ケースに対応した条件６４に適用されるべき通信スケジュール６５に切替えられる。これにより、各ケースにおいて、制御系データ、情報系データおよび制御情報系データを、それぞれ、当該ケースで要求されている帯域を確保しつつ同一のネットワーク上で伝送することができる。

＜Ｏ．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］
互いに時刻同期された複数の通信装置（１００、２００、４００）がネットワーク接続された通信システム（１）であって、
前記複数の通信装置の各々は、
製造装置または生産設備の制御に用いられる周期的に伝送される第１のデータ（制御系データ）と、指定された時間内に宛先へ到着させる必要のある第２のデータ（制御情報系データ）と、前記第１のデータおよび前記第２のデータとは異なる第３のデータ（情報系データ）とを、通信スケジュール（４２）に従って伝送するための管理手段（２０２）と、
通信スケジュール（６５）と、当該通信スケジュールを適用する条件（６４）との組を複数格納するメモリ（１０４）と、
当該通信装置の状態（６３１）または他の通信装置との通信内容（６３２、６３３）に基づき、複数の前記条件のいずれかが満たされたとき、前記通信スケジュールを、当該条件に適用する他の通信スケジュールに切替える切替手段（６０）と、
他の通信装置から受信した各データを前記通信スケジュールに従って、別の他の装置へ転送する送受信回路（２１３）と、を備える、通信システム。

[構成２]
前記通信スケジュールは、
前記他の通信装置から受信した前記第１のデータ、前記第２のデータ、および前記第３のデータのそれぞれについて、前記周期内において当該データを他のデータよりも優先して前記別の他の装置に転送する度合である優先度（４３）を規定する、構成１に記載の通信システム。

[構成３]
前記通信スケジュールは、さらに、
前記他の通信装置から受信した前記第１のデータ、前記第２のデータ、および前記第３のデータのそれぞれについて、当該データを別の他の通信装置に転送するレート（３４１）を含む、構成２に記載の通信システム。

[構成４]
前記通信装置は、少なくとも１の入力ポート（２１１）と、複数の出力ポート（５１、５２、５３）を有し、
前記入力ポートで受信した前記第１のデータ、前記第２のデータ、および前記第３のデータを、それぞれ、複数の出力ポートのうち、第１の出力ポート（５１）、第２のポート（５２）および第３のポート（５３）から送出し、
前記通信スケジュールが示す前記優先度は、前記周期内における各出力ポートが他の出力ポートよりも優先して開いている時間を規定する、構成２または３に記載の通信システム。

[構成５]
前記他の装置との通信内容は、当該他の通信装置から受信する通知（６３２）を含む、構成１から４のいずれか１に記載の通信システム。

[構成６]
前記他の装置との通信内容は、前記周期内において前記第１のデータ、前記第２のデータおよび前記第３のデータのうちの１のデータを受信する時期（６３３）を含む、構成１から５のいずれか１に記載の通信システム。

[構成７]
前記他の装置との通信内容は、前記周期内において前記第１から前記第３のデータのうちの１のデータを受信する時期と、前記通信スケジュールにより指定される前記周期内において当該１のデータを転送する時期との組合せ（６３３）を含む、構成１から６のいずれか１に記載の通信システム。

[構成８]
通信システムにネットワーク接続される通信装置であって、
他の通信装置との間で互いに時刻同期するための同期手段と、
製造装置または生産設備の制御に用いられる周期的に伝送される第１のデータと、指定された時間内に宛先へ到着させる必要のある第２のデータと、前記第１のデータおよび前記第２のデータとは異なる第３のデータとを、通信スケジュールに従って伝送するための管理手段と、
通信スケジュールと、当該通信スケジュールを適用する条件との組を複数格納するメモリと、
当該通信装置の状態または他の通信装置との通信内容に基づき、複数の前記条件のいずれかが満たされたとき、前記通信スケジュールを、当該条件に適用する他の通信スケジュールに切替える切替手段と、
他の通信装置から受信した各データを前記通信スケジュールに従って、別の他の装置へ転送する送受信回路と、を備える、通信装置。

[構成９]
互いに時刻同期された複数の通信装置がネットワーク接続された通信システムにおける通信方法であって、
前記通信システムは、通信スケジュールと、当該通信スケジュールを適用する条件との組を複数格納するメモリを備え、
前記通信方法は、
製造装置または生産設備の制御に用いられる周期的に伝送される第１のデータと、指定された時間内に宛先へ到着させる必要のある第２のデータと、前記第１のデータおよび前記第２のデータとは異なる第３のデータとを、通信スケジュールに従って伝送するためのステップと、
当該通信装置の状態または他の通信装置との通信内容に基づき、複数の前記条件のいずれかが満たされたとき、前記通信スケジュールを、当該条件に適用する他の通信スケジュールに切替えるステップと、
他の通信装置から受信した各データを前記通信スケジュールに従って、別の他の装置へ転送するステップと、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 通信システム、２０ フレーム、２９ ラベル、３１，３２，３３，３３Ａ キュー、３４ レート調整部、４０，４０Ａ，４０Ｂ，６１ セレクタ、４１ ゲートドライバ、４２，６５ 通信スケジュール、４３ 制御指令、４４ 特定フレーム振分部、４５ ラベル検出部、５１，５２，５３ ゲート、６０ 切替部、６２ 条件判断部、６３ 状況情報、６４ 条件、１００ 制御装置、１１１，１１２，１１３ 伝送路、２００，２００Ａ，２００Ｄ，２００Ｅ，２００Ｈ デバイス、２０２ 通信スケジュール管理部、２１３，２１３Ａ，２１３Ｂ 送受信コントローラ、２２６ コンフィグレーションツール、２４１ 割付データ、３００ サポート装置、３４１ 伝送レート、４００ 中継装置、６３１ 状態、６３２ 通知、６３３ タイミング、Ｔ 制御周期。

Claims (9)

1. 互いに時刻同期された複数の通信装置がネットワーク接続された通信システムであって、
   前記複数の通信装置の各々は、
   製造装置または生産設備の制御に用いられる周期的に伝送される第１のデータと、指定された時間内に宛先へ到着させる必要のある第２のデータと、前記第１のデータおよび前記第２のデータとは異なる第３のデータとを、通信スケジュールに従って伝送するための管理手段と、
   通信スケジュールと、前記通信システムの稼働状況を表す条件であって当該通信スケジュールを適用する条件との組を複数格納するメモリと、
   当該通信装置の状態または他の通信装置との通信内容に基づき、複数の前記条件のいずれかが満たされたとき、前記通信スケジュールを、当該条件に適用する他の通信スケジュールに切替える切替手段と、
   他の通信装置から受信した各データを前記通信スケジュールに従って、別の他の装置へ転送する送受信回路と、を備え、
   前記複数の組は、前記通信システムの稼働状況として正常稼働時、起動または初期化時、異常発生時、およびメンテナンス時それぞれを表す条件の組を含む、通信システム。
2. 前記通信スケジュールは、
   前記他の通信装置から受信した前記第１のデータ、前記第２のデータ、および前記第３のデータのそれぞれについて、周期内において当該データを他のデータよりも優先して前記別の他の装置に転送する度合である優先度を規定する、請求項１に記載の通信システム。
3. 前記通信スケジュールは、さらに、
   前記他の通信装置から受信した前記第１のデータ、前記第２のデータ、および前記第３のデータのそれぞれについて、当該データを別の他の通信装置に転送するレートを含む、請求項２に記載の通信システム。
4. 前記通信装置は、少なくとも１の入力ポートと、複数の出力ポートを有し、
   前記入力ポートで受信した前記第１のデータ、前記第２のデータ、および前記第３のデータを、それぞれ、複数の出力ポートのうち、第１の出力ポート、第２のポートおよび第３のポートから送出し、
   前記通信スケジュールが示す前記優先度は、前記周期内における各出力ポートが他の出力ポートよりも優先して開いている時間を規定する、請求項２または３に記載の通信システム。
5. 前記他の通信装置との通信内容は、当該他の通信装置から受信する通知を含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の通信システム。
6. 前記他の通信装置との通信内容は、前記周期内において前記第１のデータ、前記第２のデータおよび前記第３のデータのうちの１のデータを受信する時期を含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の通信システム。
7. 前記他の通信装置との通信内容は、前記周期内において前記第１から前記第３のデータのうちの１のデータを受信する時期と、前記通信スケジュールにより指定される前記周期内において当該１のデータを転送する時期との組合せを含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の通信システム。
8. 通信システムにネットワーク接続される通信装置であって、
   他の通信装置との間で互いに時刻同期するための同期手段と、
   製造装置または生産設備の制御に用いられる周期的に伝送される第１のデータと、指定された時間内に宛先へ到着させる必要のある第２のデータと、前記第１のデータおよび前記第２のデータとは異なる第３のデータとを、通信スケジュールに従って伝送するための管理手段と、
   通信スケジュールと、前記通信システムの稼働状況を表す条件であって当該通信スケジュールを適用する条件との組を複数格納するメモリと、
   当該通信装置の状態または他の通信装置との通信内容に基づき、複数の前記条件のいずれかが満たされたとき、前記通信スケジュールを、当該条件に適用する他の通信スケジュールに切替える切替手段と、
   他の通信装置から受信した各データを前記通信スケジュールに従って、別の他の装置へ転送する送受信回路と、を備え、
   前記複数の組は、前記通信システムの稼働状況として正常稼働時、起動または初期化時、異常発生時、およびメンテナンス時それぞれを表す条件の組を含む、通信装置。
9. 互いに時刻同期された複数の通信装置がネットワーク接続された通信システムにおける通信方法であって、
   前記通信システムは、通信スケジュールと、前記通信システムの稼働状況を表す条件であって当該通信スケジュールを適用する条件との組を複数格納するメモリを備え、
   前記通信方法は、
   製造装置または生産設備の制御に用いられる周期的に伝送される第１のデータと、指定された時間内に宛先へ到着させる必要のある第２のデータと、前記第１のデータおよび前記第２のデータとは異なる第３のデータとを、通信スケジュールに従って伝送するためのステップと、
   当該通信装置の状態または他の通信装置との通信内容に基づき、複数の前記条件のいずれかが満たされたとき、前記通信スケジュールを、当該条件に適用する他の通信スケジュールに切替えるステップと、
   他の通信装置から受信した各データを前記通信スケジュールに従って、別の他の装置へ転送するステップと、を備え、
   前記複数の組は、前記通信システムの稼働状況として正常稼働時、起動または初期化時、異常発生時、およびメンテナンス時それぞれを表す条件の組を含む、通信方法。

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