KR20190050998A

KR20190050998A - 통신 장치, 제어 장치 및 통신 방법

Info

Publication number: KR20190050998A
Application number: KR1020197008855A
Authority: KR
Inventors: 미츠히로 요네다; 타이가 니이미; 히로시 사와다; 노부유키 사카타니; 히로아키 야마다
Original assignee: 오므론 가부시키가이샤
Priority date: 2016-10-14
Filing date: 2017-10-13
Publication date: 2019-05-14
Also published as: JP6769230B2; EP3528448A1; US10999367B2; CN109792442B; CN109792442A; WO2018070518A1; KR102181158B1; JP2018064245A; US20200036786A1; EP3528448A4

Abstract

미리 정하여진 주기마다 데이터가 갱신되는 네트워크에 접속되는 통신 장치가 제공된다. 통신 장치는, 제조 장치 또는 생산 설비의 제어에 이용하는 제1의 데이터를 미리 정하여진 주기마다 갱신하는데 필요한 제1의 통신대역을 확보하는 제1의 스케줄링 수단과, 네트워크가 갖는 통신대역 중 제1의 통신대역 이외의 통신대역 내에, 제2의 데이터를 지정된 시간 내에 송신처에 도착시키는데 필요한 제2의 통신대역을 확보하는 제2의 스케줄링 수단과, 네트워크가 갖는 통신대역 중 제1의 통신대역 및 제2의 통신대역의 어느 것에도 설정되지 않은 통신대역 내에, 제3의 데이터를 전송하기 위한 제3의 통신대역을 확보하는 제3의 스케줄링 수단을 포함한다.

Description

통신 장치, 제어 장치 및 통신 방법

본 발명은, 미리 정하여진 주기마다 데이터가 갱신되는 네트워크에 접속되는 통신 장치, 당해 통신 장치를 포함하는 제어 장치, 및, 통신 방법에 관한 것이다.

근래의 정보 통신 기술(ICT : Information and Communication Technology)의 진보에 수반하여, 생산 라인에 대해서도, 현장의 제조기기로부터 상위의 관리 장치까지를 일체의 네트워크화하는 시스템이 실현되어 있다.

이와 같은 네트워크화된 시스템에서 전송되는 데이터에는, 그 용도, 목적 등에 응한 요건이 부과된다. 예를 들면, 제조 장치나 생산 설비 등의 제어에 이용하는 데이터(제어계 데이터)는, 그 데이터 사이즈는 그다지 크지 않은 것이지만, 리얼타임성이 요구된다. 이에 대해, 상위의 관리 장치 등이 취급하는 데이터(정보계 데이터)는, 리얼타임성 등은 필요 없는 것이지만, 비교적 큰 사이즈의 데이터를 전송하여야 한다. 이들의 서로 상반되는 요건을 동일한 네트워크상에서 만족시키는 것은 용이하지가 않다. 즉, 제어 기기의 정보화를 실현하기 위해서는, 제어계 통신과 정보계 통신을 융합하는 것이 중요하다.

예를 들면, 특허문헌 1은, 정보계 통신과 제어계 통신 사이의 연휴 아키텍처를 제안하고 있다. 구체적으로는, 특허문헌 1은, 제어계 통신의 주기(周期)에 대해, 정보계 통신의 패킷이 크고, 송신이 허가되지 않는 경우는, 소정 연속 횟수의 실패 후에 정보계 통신의 패킷을 파기하여 CPU에 인터럽트를 통지하고, 이 통지에 의거하여, 유저가 상위층에서의 프래그먼테이션의 적용을 가능하게 하는 구성을 개시한다.

또한, 일본 특개2004-363782호 공보(특허문헌 1)는, 제어계 통신의 리얼타임성을 담보하면서, 정보계 통신의 스루풋을 향상시키는 구성을 개시한다. 특허문헌 1은, 정보계 통신 사이즈는 가능한 한 크게 하지만, 제어계 통신의 빈도가 높은 경우 등에는, 프레임을 작게 하는 것을 개시한다.

일본 특개2004-363782호 공보

마루야마타츠야, 야마다스토무, 「리얼타임 Ethernet용 정보계·제어계 통신의 연휴 아키텍처의 개발」, 전자정보통신학회 논문지 B Vol. J96-B, No. 10, pp. 1114-1121, 2013년 10월 1일

예를 들면, 제조 장치 또는 생산 설비를 제어하는 제어 장치(전형적으로는, PLC(Programmable Logic Controller))의 정보화 및 고기능화에 수반하여, 제어 장치는, 제어계 데이터에 더하여, 정보계 데이터로 분류될 수 있는 데이터를 주고받는 경우도 많다. 이와 같은 제어 장치가 이용하는 정보계 데이터는, 일반적인 정보계 데이터와 같은 베스트 에퍼트 형식이 아니라, 데이터의 도착 시간을 보증하여야 하는 경우가 있다. 상술한 선행 기술은, 이와 같은 과제에 대해 아무런 해결 수단을 제공하는 것이 아니다.

즉, 제조 장치 또는 생산 설비의 제어에 이용하는 제어 장치를 포함하는 네트워크에 적합한 데이터 전송을 실현하기 위한 구성이 요망되고 있다.

본 발명의 어느 실시의 형태에 따르면, 미리 정하여진 주기마다 데이터가 갱신되는 네트워크에 접속되는 통신 장치가 제공된다. 통신 장치는, 제조 장치 또는 생산 설비의 제어에 이용하는 제1의 데이터를 미리 정하여진 주기마다 갱신하는데 필요한 제1의 통신대역을 확보하는 제1의 스케줄링 수단과, 네트워크가 갖는 통신대역 중 제1의 통신대역 이외의 통신대역 내에, 제2의 데이터를 지정된 시간 내에 송신처(送信先)에 도착시키는데 필요한 제2의 통신대역을 확보하는 제2의 스케줄링 수단과, 네트워크가 갖는 통신대역 중 제1의 통신대역 및 제2의 통신대역의 어느 것에도 설정되지 않은 통신대역 내에, 제3의 데이터를 전송하기 위한 제3의 통신대역을 확보하는 제3의 스케줄링 수단을 포함한다.

바람직하게는, 제2의 스케줄링 수단은, 제2의 데이터를, 각 주기에서 이용 가능한 통신대역에 응한 데이터 사이즈로 분할하고 나서, 분할 후의 각각의 데이터를 복수의 주기에 할당한다.

바람직하게는, 제2의 스케줄링 수단은, 송신처에 수신 가능한 데이터 사이즈에 응하여, 제2의 데이터를 분할하고 나서, 분할 후의 각각의 데이터를 복수의 주기에 할당한다.

바람직하게는, 제2의 스케줄링 수단은, 제2의 데이터를 분할하고 나서, 분할 후의 각각의 데이터를, 송신처에서의 수신 데이터의 처리 상황에 응하여, 미리 정하여진 주기보다 긴 주기로 순차적으로 송신한다.

바람직하게는, 제2의 스케줄링 수단은, 미리 정하여진 주기에서, 제2의 데이터 또는 제3의 데이터를 복수회 송신한다.

바람직하게는, 제2의 스케줄링 수단은, 송신처에서의 수신 에러의 횟수, 및, 송신처로부터 수신 응답을 수신할 수 없었던 횟수의 적어도 일방에 의거하여, 송신처에서의 수신 데이터의 처리 상황을 판단한다.

바람직하게는, 제2의 스케줄링 수단은, 제2의 데이터의 분할에 의해, 제2의 데이터를 지정된 시간 내에 송신처에 도착시킬 수가 없는 경우에, 이상(異常) 통지를 행한다.

바람직하게는, 제2의 스케줄링 수단은, 네트워크의 통신 상황에 응하여, 제2의 데이터를 분할하여 송신하는 단위 사이즈를 변화시킨다.

바람직하게는, 제2의 스케줄링 수단은, 송신처로부터의 수신 응답 중 파손된 것의 수, 및, 수신 데이터의 파손을 나타내는 송신처로부터의 통지의 수의 적어도 일방에 의거하여, 네트워크의 통신 상황을 판단한다.

바람직하게는, 제3의 스케줄링 수단은, 단위 사이즈를 변화시키는 것이 지정되어 있는 경우에, 네트워크의 통신 상황에 응하여, 제3의 데이터를 분할하여 송신하는 단위 사이즈를 변화시킨다.

본 발명의 다른 실시의 형태에 따르면, 제조 장치 또는 생산 설비를 제어하는 제어 장치가 제공된다. 제어 장치는, 미리 정하여진 주기마다 데이터가 갱신되는 네트워크에 접속되는 통신 인터페이스와, 제조 장치 또는 생산 설비의 제어에 이용하는 제1의 데이터를 미리 정하여진 주기마다 갱신하는데 필요한 제1의 통신대역을 확보하는 제1의 스케줄링 수단과, 네트워크가 갖는 통신대역 중 제1의 통신대역 이외의 통신대역 내에, 제2의 데이터를 지정된 시간 내에 송신처에 도착시키는데 필요한 제2의 통신대역을 확보하는 제2의 스케줄링 수단과, 네트워크가 갖는 통신대역 중 제1의 통신대역 및 제2의 통신대역의 어느 것에도 설정되지 않은 통신대역 내에, 제3의 데이터를 전송하기 위한 제3의 통신대역을 확보하는 제3의 스케줄링 수단을 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시의 형태에 따르면, 미리 정하여진 주기마다 데이터가 갱신되는 네트워크에서의 통신 방법이 제공된다. 통신 방법은, 제조 장치 또는 생산 설비의 제어에 이용하는 제1의 데이터를 미리 정하여진 주기마다 갱신하는데 필요한 제1의 통신대역을 확보하는 스텝과, 네트워크가 갖는 통신대역 중 제1의 통신대역 이외의 통신대역 내에, 제2의 데이터를 지정된 시간 내에 송신처에 도착시키는데 필요한 제2의 통신대역을 확보하는 스텝과, 네트워크가 갖는 통신대역 중 제1의 통신대역 및 제2의 통신대역의 어느 것에도 설정되지 않은 통신대역 내에, 제3의 데이터를 전송하기 위한 제3의 통신대역을 확보하는 스텝을 포함한다.

본 발명의 어느 실시의 형태에 의하면, 제조 장치 또는 생산 설비의 제어에 이용하는 제어 장치를 포함하는 네트워크에 적합한 데이터 전송을 실현할 수 있다.

도 1은 본 실시의 형태에 따른 네트워크화 시스템의 전체 구성의 한 예를 도시하는 모식도.
도 2는 도 1의 네트워크화 시스템에서 전송되는 데이터 종별을 도시하는 도면.
도 3은 본 실시의 형태에 따른 통신 장치를 포함하는 제어 장치의 하드웨어 구성의 한 예를 도시하는 모식도.
도 4는 본 실시의 형태에 따른 통신 처리를 실현하기 위한 제어 장치의 소프트웨어 구성의 한 예를 도시하는 모식도.
도 5는 본 실시의 형태에 따른 통신 처리의 통신 시간 관리 모드의 처리를 설명하기 위한 모식도.
도 6은 본 실시의 형태에 따른 통신 처리의 통신 시간 관리 모드의 처리 순서를 도시하는 플로우 차트.
도 7은 본 실시의 형태에 따른 통신 처리의 디바이스 관리 모드[1]의 처리를 설명하기 위한 모식도.
도 8은 본 실시의 형태에 따른 통신 처리의 디바이스 관리 모드[1]의 처리 순서(초기 기동시)를 도시하는 플로우 차트.
도 9는 본 실시의 형태에 따른 통신 처리의 디바이스 관리 모드[1]의 처리 순서(통신 처리의 실행 중)를 도시하는 플로우 차트.
도 10은 본 실시의 형태에 따른 통신 처리의 디바이스 관리 모드[2]의 처리를 설명하기 위한 모식도.
도 11은 본 실시의 형태에 따른 통신 처리의 디바이스 관리 모드[2]의 처리 순서(초기 기동시)를 도시하는 플로우 차트.
도 12는 본 실시의 형태에 따른 통신 처리의 통신 상황 관리 모드의 처리를 설명하기 위한 모식도.
도 13은 본 실시의 형태에 따른 통신 처리의 통신 상황 관리 모드의 처리 순서를 도시하는 플로우 차트.
도 14는 본 실시의 형태에 따른 통신 처리의 응용례 1을 설명하기 위한 모식도.
도 15는 본 실시의 형태에 따른 통신 처리의 응용례 2를 설명하기 위한 모식도.
도 16은 본 실시의 형태에 따른 통신 처리의 응용례 3을 설명하기 위한 모식도.

본 발명의 실시의 형태에 관해, 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 또한, 도면 중의 동일 또는 상당 부분에 관해서는, 동일 부호를 붙여서 그 설명은 반복하지 않는다.

<A. 네트워크화(化) 시스템 전체 구성>

우선, 본 실시의 형태에 따른 통신 처리를 채용한 네트워크화 시스템의 전체 구성에 관해 설명한다. 도 1은, 본 실시의 형태에 따른 네트워크화 시스템(1)의 전체 구성의 한 예를 도시하는 모식도이다.

도 1을 참조하면, 네트워크화 시스템(1)에서는, 네트워크가 복수 레벨에 접속되어 있고, 각 레벨의 네트워크에는, 각각 다른 기능이 할당된다. 구체적으로는, 4개의 레벨의 네트워크(11∼14)가 마련되어 있다.

네트워크(11)는, 컨트롤 레벨의 네트워크이고, 머신 제어 기기인 제어 장치(100)와, 장치/라인 관리 기기인 장치/라인 관리 장치(190) 및 SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition) 기능을 제공하는 표시 장치(180)가 접속되어 있고, 장치 사이에서 데이터를 교환할 수 있는 링크가 형성된다. 네트워크(11)는, 컨트롤러(제어 장치(100))와 관리 기기(장치/라인 관리 장치(190) 및 표시 장치(180)) 사이에서 데이터 링크를 구축한다.

제어 장치(100)에는, 센서, 액추에이터라는 각종 디바이스가 접속된다. 이들의 디바이스는, 제어 장치(100)에 장착되는 입출력 유닛을 통하여 직접 접속되는 경우도 있지만, 필드 네트워크를 통하여 접속되는 것도 있다. 도 1에 도시하는 구성례에서는, 제어 장치(100)에는, 필드 네트워크(110 및 120)가 접속되어 있고, 각각의 필드 네트워크에는, 디바이스군(112 및 122)이 접속된다. 디바이스군은, 필드 신호를 취득하는 입력 디바이스, 및, 제어 장치(100)로부터의 지시에 따라 필드에 대해 어떠한 액션을 행하는 출력 디바이스 또는 액추에이터를 포함한다. 따라서 도 1에 도시하는 네트워크화 시스템(1)에는, 네트워크(11∼14)의 4개의 레벨에 더하여, 필드 레벨의 필드 네트워크가 또한 추가되게 된다. 필드 레벨은, 입력 및 디바이스 제어를 주된 기능으로서 제공한다.

네트워크(12)는, 관리 레벨의 네트워크이고, 장치/라인 관리 장치(190) 및 표시 장치(180)와, 제조 관리 장치(200) 및 데이터베이스 장치(210)가 접속되어 있고, 장치 사이에서 데이터를 교환할 수 있는 링크가 형성된다. 네트워크(12)는, 관리 정보의 주고받음 및 장치/라인의 정보의 전송을 주된 기능으로서 제공한다.

네트워크(13)는, 컴퓨터 레벨의 네트워크이고, 제조 관리 장치(200) 및 데이터베이스 장치(210)와 생산 계획 등을 관리하는 생산 관리 장치(300)가 접속되어 있고, 장치 사이에서 데이터를 교환할 수 있는 링크가 형성된다. 네트워크(13)는, 생산 관리 및 정보계의 데이터의 전송을 주된 기능으로서 제공한다.

네트워크(14)는, 인터넷 등의 외부 네트워크이고, 생산 관리 장치(300)와 클라우드나 서플라이 체인 등이 접속된다.

도 1에 도시하는 네트워크화 시스템(1)에서, 네트워크(12) 및 그 이하의 레벨은, 「팩토리 네트워크」라고도 칭하여지고, 기기를 현실적으로 제어하기 위한 데이터(이하, 「제어계 데이터」라고 총칭하는 일도 있다)를 주고받는 제어계 통신을 제공한다. 한편, 네트워크(13) 이상의 레벨은, 「코퍼레이트 네트워크」 라고도 칭하여지고, 생산 라인/공장에서의 생산활동 등을 감시·관리·제어하기 위한 데이터(이하, 「정보계 데이터」라고 총칭하는 일도 있다)를 주고받는 정보계 통신을 제공한다.

네트워크(11∼14) 및 필드 네트워크(110, 120)에는, 이와 같은 요구되는 특성의 차이에 응한 프로토콜 및 프레임워크가 채용된다. 예를 들면, 팩토리 네트워크에 속하는 네트워크(11 및 12 및 필드 네트워크(120)의 프로토콜로서는, 범용적인 Ethernet(등록상표)상에 제어용 프로토콜을 실장한 산업용 오픈 네트워크인 EtherNet/IP(등록상표)를 이용하여도 좋다. 또한, 필드 네트워크(110)로서는, 머신 컨트롤용 네트워크의 한 예인 EtherCAT(등록상표)를 채용하여도 좋다.

이와 같은 머신 컨트롤에 적합한 네트워크 기술을 채용함으로써, 기기 사이의 전송에 필요로 하는 시간이 보증된 리얼타임성(性)을 제공할 수 있다. 단, 1회의 통신 주기로 전송 가능한 데이터양에는 제한이 있다.

한편, 코퍼레이트 네트워크에 속한 네트워크(13 및 14)의 프로토콜로서는, 접속처의 다양성을 담보하기 위해, 범용적인 Ethernet 등이 이용된다. 범용적인 Ethernet를 채용함으로써, 리얼타임성은 실현할 수가 없지만, 송신 가능한 데이터양 등의 제한은 존재하지 않는다.

<B. 요구되는 통신 성능>

도 1에 도시하는 팩토리 네트워크에서는, 기본적으로는, 상술한 바와 같은 제어계 데이터가 주기으로 전송되게 되는데, 코퍼레이트 네트워크에 포함되는 제조 관리 장치(200), 데이터베이스 장치(210), 생산 관리 장치(300) 등이 요구하는 정보계 데이터도 전송할 필요가 있다. 또한, 이하의 설명에서는, 팩토리 네트워크와의 대비에 있어서, 코퍼레이트 네트워크에 포함되는 장치의 전부 또는 일부를 「상위 관리 시스템」이라고도 총칭한다.

또한, 제어계 데이터와 같은 고속의 리얼타임성은 요구되지 않는 것이지만, 어느 정도의 도착 시각의 보증이 필요한 데이터(예를 들면, 기기의 설정 및 관리에 관한 데이터)도 존재한다. 이하에서는, 설명의 편의상, 이와 같은 데이터를 「제어정보계 데이터」라고도 칭한다.

도 2는, 도 1의 네트워크화 시스템(1)에서 전송되는 데이터 종별(種別)을 도시하는 도면이다. 도 2를 참조하면, 네트워크화 시스템(1)에서는, 주로, (1) 제어계 데이터, (2) 제어정보계 데이터, (3) 정보계 데이터가 전송된다. 또한, 이들의 어느 것에도 분류되지 않는 데이터가 전송되는 것을 배제하는 것이 아니고, 또 다른 종류의 데이터를 전송하도록 하여도 좋다.

(1) 제어계 데이터는, 그 주지(主旨)로서, 기기를 현실적으로 제어하기 위한 데이터를 포함한다. 즉, 제어계 데이터는, 제조 장치 또는 생산 설비의 제어에 이용하는 데이터에 상당한다. 제어계 데이터의 한 예로서는, 서보 지령치, 인코더값, 센서의 ON/OFF값 등을 들 수 있다. 이와 같은 제어계 데이터의 통신 주기는 10msec 이하로 설정되는 것이 바람직하다. 그리고, 이 통신 주기를 확실하게 보증할 필요가 있다. 한편으로, 네트워크상에서 전송되는 제어계 데이터의 내용은 미리 설정되어 있기 때문에, 데이터 사이즈로서는, 고정적이고 비교적 작다.

(2) 제어정보계 데이터는, 정보계 통신에서 이용되는 데이터 중, 제어에 필요한 정보로 분류되는 것이고, 그 주지로서, 기기의 설정·관리에 관한 데이터를 포함한다. 즉, 제어정보계 데이터는, 지정된 시간 내에 송신처에 도착시키는데 필요한 데이터에 상당한다. 제어정보계 데이터의 한 예로서는, 센서 디바이스에 대한 임계치라는 각종 파라미터의 설정, 각 기기에 격납되어 있는 이상(異常) 정보(로그)의 수집, 각 기기에 대한 갱신용의 펌웨어 등을 들 수 있다. 이와 같은 네트워크상에서 전송되는 제어정보계 데이터의 내용은 다종다양하지만, 기본적으로는, 기기의 설정·관리에 관한 데이터이기 때문에, 데이터 사이즈로서는, 수kbyte 정도가 상정된다. 그 때문에, 제어정보계 데이터의 통신 주기는 100msec 미만으로 설정되는 것이 바람직하다. 통신 주기는 비교적 길어도 좋지만, 데이터의 도달시간은 보증될 필요가 있다. 또한, 도착 시간의 지정은, 유저가 임의로 행하여도 좋고, 데이터를 생성 또는 요구하는 어플리케이션 또는 장치가 미리 정하여진 룰에 따라 행하여도 좋다.

(3) 정보계 데이터는, 정보계 통신에서 이용되는 데이터 중, 상위 관리 시스템에 필요한 정보로 분류되는 것이고, 그 주지로서, 상위 관리 시스템에서 이용되는 데이터를 포함한다. 정보계 데이터의 한 예로서는, 어느 기간에 걸치는 센서에서의 수집 정보라는 통계적 데이터나, 어떠한 조건으로 촬상된 감시 화상(정지화상/동화상) 등을 들 수 있다. 이와 같은 네트워크상에서 전송되는 제어계 데이터의 내용은 다종다양하고, 데이터 사이즈로서도 다종다양하다. 전형적으로는, 정보계 데이터의 데이터 사이즈는, 제어정보계 데이터의 데이터 사이즈보다 큰 것이 상정된다. 또한, 기기의 제어에는 직접 관계되지 않기 때문에, 정보계 데이터는 베스트 에퍼트 형식으로 전송되는 것이 상정된다. 이 경우, 리얼타임성(즉, 지정된 시간에 데이터가 도착하는 것)이 아니라, 스루풋의 크기가 중시된다.

또한, 데이터마다, 제어계, 제어정보계, 정보계의 어느 것으로 분류되는지를 일의적으로 결정하도록 하여도 좋고, 같은 데이터라도, 그 용도에 응하여, 제어계, 제어 정보계, 정보계의 어느 것으로 분류되는지가 변화하도록 하여도 좋다. 후자인 경우에는, 전형적으로는, 각 데이터가 대상이 되는 레이어에서 어떻게 쓰여지는지에 의해, 어느 종별로 분류되는지가 결정되게 된다. 이와 같은 분류는, 데이터마다 미리 설정되어 있어도 좋다.

이와 같이, 제어계 데이터에 관해서는 고속 고정밀도의 통신이 요구되고, 정보계 데이터에 관해서는 대용량의 통신이 요구된다. 그리고, 제어정보계 데이터에 관해서는, 제어계 데이터와 정보계 데이터 사이의 중간적인 특성이 요구된다.

본 실시의 형태에 따른 통신 처리는, 이들의 서로 다른 3종류의 요건을 각각 충족시키면서 데이터 전송을 행하기 위한 구성 및 처리를 제공한다. 즉, 본 실시의 형태에 따른 통신 처리는, 요구되는 특성이 다른 3종류의 데이터를 단일 네트워크상에서 통합한 통신을 실현한다.

보다 구체적으로는, 미리 정하여진 시스템 주기를 유지하면서, 3종류의 데이터를 적절히 패킷에 격납한다는 동적(動的) 스케줄링의 기능을 제공한다.

<C. 하드웨어 구성>

본 실시의 형태에 따른 통신 장치는, 미리 정하여진 주기마다 데이터가 갱신되는 네트워크에 접속된다. 게다가, 본 실시의 형태에 따른 통신 장치는, 제어계 데이터, 제어정보계 데이터, 정보계 데이터의 각각을 적절하게 스케줄링한다. 본 실시의 형태에 따른 통신 장치는, 이들 3종류의 데이터가 전송되는 경로상에 배치되는 것이면, 특히, 실장(實裝) 형태에 관해서는 한정되는 것이 아니다.

이하에서는, 네트워크(11)에 접속되는 제어 장치(100)의 통신 기능의 일부로서 실장된 경우를 상정하여 설명한다. 단, 제어 장치(100)로 한정되는 일 없이, 예를 들면, 네트워크(11)에 접속되는 장치/라인 관리 장치(190) 또는 표시 장치(180)에 관한 통신 기능의 일부로서 실장하여도 좋고, 필드상의 각종 기기를 네트워크화하기 위한 리모트 입출력 장치에 관한 통신 기능의 일부로서 실장하여도 좋다.

도 3은, 본 실시의 형태에 따른 통신 장치를 포함하는 제어 장치(100)의 하드웨어 구성의 한 예를 도시하는 모식도이다. 제어 장치(100)는, 전형적으로는, PLC를 베이스로 하여 구성되어도 좋다. 도 3을 참조하면, 제어 장치(100)는, 주된 컴포넌트로서, 프로세서(102)와, 메모리(104)와, 스토리지(106)와, 네트워크 컨트롤러(130)와, 필드 네트워크 컨트롤러(140, 150)와, 내부 버스 컨트롤러(160)를 포함한다.

프로세서(102)는, 스토리지(106)에 격납되어 있는 시스템 프로그램(107) 및 유저 어플리케이션 프로그램(108)을 메모리(104)에 판독하여 실행함으로써, 후술하는 처리를 포함하는 각종 처리를 실현한다. 메모리(104)는, DRAM(Dynamic Random Access Memory)이나 SRAM(Static Random Access Memory) 등의 휘발성 기억 장치로 이루어진다. 스토리지(106)는, 하드 디스크나 플래시 메모리 등의 불휘발성 기억 장치로 이루어진다. 스토리지(106)에는, 제어 장치(100)의 각 부분을 제어하기 위한 시스템 프로그램(107)에 더하여, 제어 대상 등에 응하여 설계되는 유저 어플리케이션 프로그램(108)이 격납된다.

네트워크 컨트롤러(130)는, 제어 장치(100)가 네트워크(11)를 통하여 다른 장치와의 사이에서 데이터를 주고받기 위한 인터페이스를 제공한다. 네트워크 컨트롤러(130)는, 주된 컴포넌트로서, 수신 회로(RX)(131)와, 수신 버퍼(132)와, 송수신 컨트롤러(133)와, 송신 버퍼(134)와, 송신 회로(TX)(135)를 포함한다.

수신 회로(131)는, 네트워크 컨트롤러(130)상을 정주기로 전송되는 패킷을 수신하여, 그 수신한 패킷에 격납되어 있는 데이터를 수신 버퍼(132)에 기록한다. 송수신 컨트롤러(133)는, 수신 버퍼(132)에 기록된 수신 패킷을 순차적으로 판독함과 함께, 당해 판독한 데이터 중 제어 장치(100)에서 처리에 필요한 데이터만을 프로세서(102)에 출력한다. 송수신 컨트롤러(133)는, 프로세서(102)로부터의 지령에 따라, 다른 장치에 송신하여야 할 데이터 또는 패킷을 송신 버퍼(134)에 순차적으로 기록한다. 송신 회로(135)는, 네트워크 컨트롤러(130)상을 패킷이 전송되는 주기에 응하여, 송신 버퍼(134)에 격납되어 있는 데이터를 순차적으로 송출한다.

필드 네트워크 컨트롤러(140)는, 제어 장치(100)가 필드 네트워크(110)를 통하여 각종 디바이스(도 1에 도시하는 디바이스군(112)) 사이에서 데이터를 주고받기 위한 인터페이스를 제공한다. 필드 네트워크 컨트롤러(140)는, 주된 컴포넌트로서, 수신 회로(RX)(141)와, 수신 버퍼(142)와, 송수신 컨트롤러(143)와, 송신 버퍼(144)와, 송신 회로(TX)(145)를 포함한다. 이들의 컴포넌트의 기능은, 네트워크 컨트롤러(130)의 대응하는 컴포넌트의 기능과 마찬가지이기 때문에, 상세한 설명은 반복하지 않는다.

마찬가지로, 필드 네트워크 컨트롤러(150)는, 제어 장치(100)가 필드 네트워크(120)를 통하여 각종 디바이스(도 1에 도시하는 디바이스군(122)) 사이에서 데이터를 주고받기 위한 인터페이스를 제공한다. 필드 네트워크 컨트롤러(150)는, 주된 컴포넌트로서, 수신 회로(RX)(151)와, 수신 버퍼(152)와, 송수신 컨트롤러(153)와, 송신 버퍼(154)와, 송신 회로(TX)(155)를 포함한다. 이들의 컴포넌트의 기능은, 네트워크 컨트롤러(130) 및 필드 네트워크 컨트롤러(140)의 대응하는 컴포넌트의 기능과 마찬가지이기 때문에, 상세한 설명은 반복하지 않는다.

내부 버스 컨트롤러(160)는, 제어 장치(100)에 장착되는 입출력 유닛 사이에서, 가 내부 버스(도시 생략)를 통하여 데이터를 주고받기 위한 인터페이스를 제공한다. 내부 버스 컨트롤러(160)는, 주된 컴포넌트로서, 수신 회로(RX)(161)와, 수신 버퍼(162)와, 송수신 컨트롤러(163)와, 송신 버퍼(164)와, 송신 회로(TX)(165)를 포함한다. 이들의 컴포넌트의 기능은, 네트워크 컨트롤러(130)의 대응하는 컴포넌트의 기능과 마찬가지이기 때문에, 상세한 설명은 반복하지 않는다.

<D. 소프트웨어 구성>

다음에, 본 실시의 형태에 따른 통신 처리(동적 스케줄링)를 실현하기 위한 소프트웨어 구성의 한 예에 관해 설명한다. 도 4는, 본 실시의 형태에 따른 통신 처리를 실현하기 위한 제어 장치(100)의 소프트웨어 구성의 한 예를 도시하는 모식도이다.

도 4를 참조하면, 제어 장치(100)의 프로세서(102)에서는 스케줄러(170)가 실행된다. 스케줄러(170)는, 미리 정하여진 시스템 주기에 따라, 복수의 처리의 실행 순서나 실행 중단 등을 결정한다. 보다 구체적으로는, 스케줄러(170)는, 유저 어플리케이션 실행 처리(173)와, 각종 처리를 포함하는 주변 처리(174)와, 제어계 통신 처리(175)와, 제어정보계 통신 처리(176)와, 정보계 통신 처리(177)에 대해, 미리 정하여진 우선도 및 시스템 주기 등에 따라, 처리 리소스(프로세서 시간 및 메모리 등)를 할당한다.

유저 어플리케이션 실행 처리(173)는, 유저 어플리케이션 프로그램(108)의 실행에 관한 처리를 포함한다.

제어계 통신 처리(175)는, 제어계 데이터에 관한 처리, 예를 들면, 데이터 작성, 부호화, 디코딩, 추출, 가공 편집 등을 포함한다. 마찬가지로, 제어정보계 통신 처리(176)는, 제어정보계 데이터에 관한 처리를 포함하고, 정보계 통신 처리(177)는, 정보계 데이터에 관한 처리를 포함한다.

또한, 제어 장치(100)의 프로세서(102)에는, 통신 드라이버(178)가 실장되어 있고, 통신 드라이버(178)가 네트워크 컨트롤러(130)(도 3 참조) 등을 제어한다.

스케줄러(170)는, 3종류의 데이터(제어계 데이터, 제어정보계 데이터, 정보계 데이터)를 서로 다른 요구 특성을 만족할 수 있도록, 동적 스케줄링을 행한다. 이 동적 스케줄링으로서는, 전형적으로는, 통신 시간 관리 모드, 디바이스 관리 모드, 통신 상황 관리 모드의 3개의 관리 모드(172)가 준비되어 있다. 이들 3개의 관리 모드의 전부를 실장할 필요는 없고, 제어 장치(100)를 포함하는 네트워크화 시스템(1)에서의 처리 전체를 고려하여, 필요한 관리 모드만을 실장하도록 하여도 좋다. 3개의 관리 모드(172)에 더하여, 또는, 3개의 관리 모드(172)에 대신하여, 3개의 관리 모드(172) 이외의 관리 모드를 채용하여도 좋다.

본 실시의 형태에 따른 통신 처리(동적 스케줄링)는, 요구되는 데이터의 특성 및 각종 상황에 대해, 동적으로 최적화하는 수법을 포함한다. 보다 구체적으로는, 본 실시의 형태에 따른 동적 스케줄링은, 미리 정하여진 주기마다 데이터가 갱신되는 네트워크에 적용되는 것이고, 기본적으로는, 제어계 통신을 최우선하면서, 나머지 통신대역을 다른 통신에서 최대한으로 활용한다.

본 명세서에서, 「통신대역(通信帶域)」이란, 네트워크상에서 데이터를 전송하기 위한 리소스를 의미하고, 시간분할 방식으로 데이터를 전송하는 경우에는, 데이터를 전송하기 위해 할당되는 시간폭을 의미한다. 또는, 주파수분할 방식 또는 부호분할 방식으로 데이터를 전송하는 경우에는, 데이터를 전송하기 위해 할당되는 주파수 또는 부호 계열(논리적인 채널)을 의미할 수 있다. 본 실시의 형태에 따른 동적 스케줄링은, 대상의 네트워크가 갖고 있는 유한한 통신대역의 제약하에, 각 데이터에 대해 필요한 통신대역을 어떻게 할당하는지라는 문제를 지향하고 있다.

또한, 본 실시의 형태에 따른 동적 스케줄링의 실장에 관해서는, 임의의 형태를 채용할 수 있다. 예를 들면, 네트워크를 관리하는 호스트와, 당해 호스트로부터의 지시에 따라 통신 처리를 실행하는 1 또는 복수의 클라이언트로 이루어지는 구성에서는, 본 실시의 형태에 따른 동적 스케줄링은, 호스트에 실장되어도 좋다. 또는, 클라이언트에 그 일부의 기능이 실장됨과 함께, 네트워크 전체로서, 본 실시의 형태에 따른 동적 스케줄링을 실현하도록 하여도 좋다. 또한, 마스터와 1 또는 복수의 슬레이브로 구성되는 네트워크에 대해서도 같은 방법으로 실장하도록 하여도 좋다.

즉, 본 실시의 형태에 따른 동적 스케줄링의 실장 형태에 관해서는, 대상이 되는 네트워크의 구성이나 기능에 응하여, 일괄 또는 분산하여 적절히 실장할 수 있다.

이하, 본 실시의 형태에 따른 통신 처리(동적 스케줄링)에 관해, 몇 가지의 구체례를 나타낸다. 즉, 도 4에 도시하는 3개의 관리 모드((1) 통신 시간 관리 모드, (2) 디바이스 관리 모드, (3) 통신 상황 관리 모드)의 관점에서, 동적 스케줄링의 구체적인 처리를 예시한다.

(1) 통신 시간 관리 모드는, 주로, 각 통신 처리의 우선도를 고려한 스케줄링이다. (2) 디바이스 관리 모드는, 주로, 통신처 디바이스의 상태를 고려한 스케줄링이다. (3) 통신 상황 관리 모드는, 주로, 통신 환경을 고려한 스케줄링이다.

(e1. 통신 시간 관리 모드)

우선, 통신 시간 관리 모드에 관해 설명한다. 통신 시간 관리 모드에서는, 제어계 통신을 최우선하고, 나머지 통신대역을 최대한으로 활용하는 것을 주지로 한다.

도 5는, 본 실시의 형태에 따른 통신 처리의 통신 시간 관리 모드의 처리를 설명하기 위한 모식도이다. 도 5를 참조하면, 본 실시의 형태에 따른 통신 처리에서는, 미리 정하여진 시스템 주기(Ts)에 따라, 제어계 데이터, 제어정보계 데이터, 정보계 데이터의 송수신(각각, 제어계 통신, 제어정보계 통신, 정보계 통신이라고 기재한다)이 스케줄링된다.

통신 시간 관리 모드에서는, 우선, 제어계 통신이 우선적으로 할당된다. 도 5(A)에 도시하는 바와 같이, 시스템 주기(Ts)에 대해, 제어계 통신에 필요로 하는 처리 시간(t1)이 우선 할당된다. 도 5(B)에 도시하는 바와 같이, 필요에 응하여, 제어계 통신을 행하지 않는 공대역에서 제어정보계 통신이 행하여진다. 즉, 시스템 주기(Ts) 중, 제어계 통신에 필요로 하는 처리 시간(t1)을 제외한 나머지 시간에 대해, 제어정보계 통신에 필요로 하는 처리 시간(t2)이 할당된다.

제어정보계 통신은, 모든 시스템 주기에서 발생하는 것이 아니기 때문에, 도 5(C)에 도시하는 바와 같이, 시스템 주기(Ts) 중, 제어계 통신에 필요로 하는 처리 시간(t1)을 제외한 나머지 시간에 대해, 정보계 통신에 필요로 하는 처리 시간(t3)이 할당되는 것도 있다. 즉, 정보계 통신은, 제어계 통신 및 제어정보계 통신의 모두 가 존재하지 않는 통신대역에서 행하여진다.

또한, 도 5(D)에 도시하는 바와 같이, 시스템 주기(Ts)에 대해, 제어계 통신에 필요로 하는 처리 시간(t1), 제어정보계 통신에 필요로 하는 처리 시간(t2), 및, 정보계 통신에 필요로 하는 처리 시간(t3)의 모두가 할당되어도 좋다.

도 6은, 본 실시의 형태에 따른 통신 처리의 통신 시간 관리 모드의 처리 순서를 도시하는 플로우 차트이다. 도 6에 도시하는 처리 순서는, 전형적으로는, 제어 장치(100)의 프로세서(102)(도 3)에 의해 시스템 주기마다 반복 실행된다.

도 6을 참조하면, 제어 장치(100)는, 제어계 통신에 필요로 하는 처리 시간(t1)을 산출함(스텝 S100)과 함께, 시스템 주기(Ts)로부터 산출한 처리 시간(t1)을 제외한 나머지 시간(Tr1)을 산출한다(스텝 S102). 그리고, 나머지 시간(Tr1)이 부(負)의 값이면(스텝 S104에서 NO인 경우), 제어계 통신에 필요로 하는 처리 시간(t1)이 시스템 주기(Ts)를 초과하는 것을 의미하기 때문에, 제어 장치(100)는 에러 처리를 실행하고(스텝 S106), 당해 시스템 주기에서의 처리는 종료한다.

이들의 스텝 S100∼S106에 관한 처리는, 제조 장치 또는 생산 설비의 제어에 이용하는 제어계 데이터(제1의 데이터)를 미리 정하여진 주기마다 갱신하는데 필요한 제1의 통신대역을 확보하는 스케줄링 처리에 상당한다. 즉, 이들의 스텝에서, 제어계 통신에 필요로 하는 시간이 확보된다.

한편, 나머지 시간(Tr1)이 제로 이상이면(스텝 S104에서 YES인 경우), 제어 장치(100)는, 제어정보계 통신에 필요로 하는 처리 시간(t2)을 산출함(스텝 S108)과 함께, 스텝 S102에서 산출한 나머지 시간(Tr1)부터 처리 시간(t2)을 제외한 나머지 시간(Tr2)을 산출한다(스텝 S110). 그리고, 나머지 시간(Tr2)이 부의 값이면(스텝 S112에서 NO인 경우), 시스템 주기(Ts) 내에 대상의 제어정보계 통신을 추가할 수 없는 것을 의미하기 때문에, 제어 장치(100)는, 나머지 시간(Tr2)이 제로 이상이 되도록, 통신 대상의 제어정보계 데이터를 분할한다(스텝 S114). 즉, 제어정보계 데이터에 관한 스케줄링에서는, 대상의 제어정보계 데이터를, 각 시스템 주기에서 이용 가능한 통신대역에 응한 데이터 사이즈로 분할하고 나서, 분할 후의 각각의 데이터를 복수의 시스템 주기에 할당한다.

그리고, 통신 대상의 제어정보계 데이터의 분할 후의 데이터 수(즉, 필요한 시스템 주기의 수)에 의거하여, 대상의 제어정보계 데이터를 지정된 시간 내에 송신처에 도착시킬 수 있는지의 여부를 판단한다(스텝 S116). 대상의 제어정보계 데이터를 지정된 시간 내에 송신처에 도착시킬 수 있으면(스텝 S116에서 YES인 경우), 스텝 S108 이하의 처리가 반복되다. 이들의 분할된 데이터는, 다음의 시스템 주기 이후에 재차 할당되게 된다.

이에 대해, 대상의 제어정보계 데이터를 지정된 시간 내에 송신처에 도착시킬 수가 없으면(스텝 S116에서 NO인 경우), 통신 이상이 통지된다(스텝 S118). 제어정보계 데이터에 관한 도착 시간은, 미리 유저 또는 어플리케이션에 의해 지정되어 있어도 좋다.

이 통신 이상의 통지는, 시스템 플래그를 온 하는 등의 방법을 이용하여도 좋고, 제어 장치(100)의 표시면에 있는 표시기를 점등시키는 등의 방법을 채용하여도 좋다. 이와 같이, 제어정보계 데이터의 분할에 의해, 제어정보계 데이터의 지정된 시간(도착 시간)을 보증할 수 없는 경우에는, 적절한 방법으로 통신 이상을 통지하도록 하여도 좋다. 이와 같은 통신 이상의 통지를 받아서, 유저는, 지정된 시간(도착 시간)의 요건을 완화하든지, 디바이스측의 어플리케이션 처리량을 삭감하는 등의 조치를 취할 수 있다. 이와 같이, 스텝 S116 및 S118은, 제어정보계 데이터의 분할에 의해, 제어정보계 데이터를 지정된 시간 내에 송신처에 도착시킬 수가 없는 경우에, 이상 통지를 행하는 처리에 상당한다.

상술한 스텝 S108∼S118에 관한 처리는, 네트워크가 갖는 통신대역 중 제어계 데이터용 통신대역 이외의 통신대역 내에, 제어정보계 데이터(제2의 데이터)를 지정된 시간 내에 송신처에 도착시키는데 필요한 통신대역을 확보하는 스케줄링 처리에 상당한다. 즉, 이들의 스텝에서, 제어정보계 통신에 필요로 하는 시간이 확보된다. 또한, 통신 대상의 제어정보계 데이터가 존재하지 않는 경우에는, 스텝 S108∼S118은 스킵되어도 좋다.

한편, 나머지 시간(Tr2)이 제로 이상이면(스텝 S112에서 YES인 경우), 제어 장치(100)는, 정보계 통신에 필요로 하는 처리 시간(t3)을 산출함(스텝 S120)과 함께, 스텝 S110에서 산출한 나머지 시간(Tr2)부터 처리 시간(t3)을 제외한 나머지 시간(Tr3)을 산출한다(스텝 S122). 그리고, 나머지 시간(Tr3)이 부의 값이면(스텝 S124에서 NO인 경우), 시스템 주기(Ts) 내에 대상의 정보계 통신을 추가할 수가 없는 것을 의미하기 때문에, 제어 장치(100)는, 나머지 시간(Tr3)이 제로 이상이 되도록, 통신 대상의 정보계 데이터를 분할한다(스텝 S126). 이 분할된 데이터는, 다음의 시스템 주기 이후에 재차 할당되게 된다.

이들의 스텝 S120∼S126에 관한 처리는, 네트워크가 갖는 통신대역 중, 제어계 데이터용 통신대역 및 제어정보계 데이터용 통신대역의 어느 것에도 설정되지 않은 통신대역 내에, 정보계 데이터(제3의 데이터)를 전송하기 위한 통신대역을 확보하는 스케줄링 처리에 상당한다. 즉, 이들의 스텝은, 정보계 통신에 필요로 하는 시간을 확보하는 처리에 상당하다. 또한, 통신 대상의 정보계 데이터가 존재하지 않는 경우에는, 스텝 S120∼S126은 스킵되어도 좋다.

이상과 같은 처리 순서가 시스템 주기마다 반복 실행됨으로써, 통신 시간 관리 모드에서의 동적 스케줄링이 실현된다.

도 6에 도시하는 처리 순서는, 제어정보계 통신의 지정된 시간(도착 시간)에 여유가 있고, 정보계 통신이 일정 시간 이상 행하여지지 않고, 송신할 수 없는 프레임이 쌓여 있는 상태를 상정하고 있다. 이 경우, 동일한 시스템 주기에서, 제어계 데이터, 제어정보계 데이터, 정보계 데이터의 3종류를 송신 또는 수신할 수 있다. 단, 정보계 통신을 행한 때의 회선 상황에 의거하여, 제어정보계 통신에 관한 지정된 시간(도착 시간)을 보증할 수 없다고 판단된 경우에는, 정보계 통신을 행하지 않도록 하여도 좋다. 즉, 정보계 통신에 대해서는, 회선 상황 등에 의거하여, 여유가 있는 기간에서만 실행하도록 하여도 좋다.

또한, 정보계 데이터를 제어정보계 데이터보다도 우선하는 예외를 마련하여도 좋다. 예를 들면, 정보계 통신이 일정 시간 이상 행하여지지 않고, 송신할 수 없는 프레임이 쌓여 있는 상태가 더욱 긴 시간에 걸쳐서 계속한 경우로서, 또한, 제어정보계 통신에 여유가 있는 경우에는, 제어정보계 통신의 도착 시간을 보증하는 한에서, 정보계 통신을 우선하도록 하여도 좋다. 즉, 우선, 정보계 통신에 필요한 통신대역을 우선 할당하도록 하여도 좋다.

(e2. 디바이스 관리 모드[1])

다음에, 디바이스 관리 모드[1]에 관해 설명한다. 디바이스 관리 모드[1]에서는, 수신측 디바이스의 특성에 응하여, 데이터 사이즈/통신 주기를 최적화하는 것을 주지로 한다.

도 7은, 본 실시의 형태에 따른 통신 처리의 디바이스 관리 모드[1]의 처리를 설명하기 위한 모식도이다. 도 7에는, 제어계 데이터에 더하여, 특정한 디바이스에 대해 제어정보계 데이터를 송신하는 경우의 통신 처리를 나타낸다.

도 7에 도시하는 디바이스 관리 모드[1]에서도, 기본적인 통신대역의 스케줄링은, 상술한 통신 시간 관리 모드와 마찬가지이다. 예를 들면, 도 7(A)에 도시하는 바와 같이, 각 시스템 주기에서, 제어계 데이터에 더하여, 특정한 디바이스용의 제어정보계 데이터가 송신된다. 그 때문에, 상술한 통신 시간 관리 모드와 같은 처리에 관해서는, 상세한 설명은 반복하지 않는다.

제어정보계 데이터를 수신하는 디바이스의 수신 버퍼 등은 디바이스 고유의 성능에 영향을 주지기 때문에, 1회에 송신할 수 있는 데이터 사이즈가 제한되는 일도 있다. 이와 같은 경우, 도 7(B)에 도시하는 바와 같이, 디바이스 관리 모드[1]에서는, 송신되는 제어정보계 데이터의 데이터 사이즈의 송신 단위를 작게 한다. 즉, 1회에 송신하는 제어정보계 데이터의 데이터 사이즈를 작게 함과 함께, 보다 많은 송신 횟수로 나누어서 데이터 전체를 송신한다. 이와 같이, 수신측 디바이스의 수신 가능한 최대 사이즈가 작은 경우에는, 송신 사이즈의 송신 단위를 작게 한다. 이 송신 단위의 축소에 의해, 당초는 제어정보계 데이터의 통신에 사용되고 있던 통신대역이 비워지기 때문에, 이 비워진 통신대역에 관해서는, 다른 디바이스용의 제어정보계 데이터의 통신 등에 활용되어도 좋다.

도 8은, 본 실시의 형태에 따른 통신 처리의 디바이스 관리 모드[1]의 처리 순서(초기 기동시)를 도시하는 플로우 차트이다. 도 8에 도시하는 처리 순서는, 전형적으로는, 제어 장치(100)의 프로세서(102)(도 3)에 의해, 통신 처리의 초기 기동시에 실행된다. 이 처리에서, 통신 상대가 되는 디바이스의 수신 가능한 최대 사이즈에 응하여 송신 단위의 변경이 실행된다.

도 8을 참조하면, 제어 장치(100)는, 송신 예정의 데이터 사이즈가 송신처의 디바이스에서의 수신 가능한 최대 사이즈 이하인지의 여부를 판단한다(스텝 S200). 송신처의 디바이스로의 수신 가능한 최대 사이즈는, 미리 준비되어 있는 설정에 의거하여 판단하여도 좋고, 송신처의 디바이스에 직접 문의하여 취득하도록 하여도 좋다.

송신 예정의 데이터 사이즈가 송신처의 디바이스에서의 수신 가능한 최대 사이즈를 초과하고 있으면(스텝 S200에서 NO인 경우), 제어 장치(100)는, 송신 예정의 데이터를 송신처의 디바이스로의 수신 가능한 최대 사이즈로 송신 단위를 변경한다(스텝 S202). 이에 대해, 송신 예정의 데이터 사이즈가 송신처의 디바이스에서의 수신 가능한 최대 사이즈 이하면(스텝 S200에서 YES인 경우), 송신 단위의 변경은 행하여지지 않는다.

이와 같이, 본 실시의 형태에 따른 통신 처리의 디바이스 관리 모드[1]에서는, 송신처에 수신 가능한 데이터 사이즈에 응하여, 제어정보계 데이터(제2의 데이터)를 분할하고 나서, 분할 후의 각각의 데이터를 복수의 시스템 주기에 할당한다.

또한, 재차 도 7을 참조하면, 제어정보계 데이터를 수신하는 디바이스의 처리 능력이 낮아, 제어정보계 데이터가 허용 가능한 스루풋이 제한되는 일도 있다. 이와 같은 경우, 도 7(C)에 도시하는 바와 같이, 디바이스 관리 모드[1]에서는, 제어정보계 데이터의 통신 주기를 길게 변경한다. 즉, 시스템 주기마다 제어정보계 데이터를 송신하는 것이 아니라, 시스템 주기의 N배의 통신 주기로 제어정보계 데이터를 송신하도록 하여도 좋다. 이와 같이, 수신측 디바이스에서의 처리가 지정 시간 내에 완료할 수가 없고, 이 결과, 수신측 디바이스가 제어정보계 데이터를 수신할 수 없는 경우에는, 시스템 주기(Ts)의 N배로 한다는 방법으로, 통신 주기를 길게 하도록 하여도 좋다. 이 통신 주기의 변경에 의해, 당초는 제어정보계 데이터의 통신에 사용되어 있던 통신대역이 비워지기 때문에, 이 비워진 통신대역에 관해서는, 다른 디바이스용의 제어정보계 데이터의 통신 등에 활용되어도 좋다.

도 9는, 본 실시의 형태에 따른 통신 처리의 디바이스 관리 모드[1]의 처리 순서(통신 처리의 실행 중)를 도시하는 플로우 차트이다. 도 9에 도시하는 처리 순서는, 전형적으로는, 제어 장치(100)의 프로세서(102)(도 3)에 의해, 통신 처리의 실행 중에 적절히 실행된다. 구체적으로는, 통신 상대가 되는 디바이스의 수신 가능한 시간 간격에 응하여 통신 주기가 동적으로 설정된다.

도 9를 참조하면, 제어 장치(100)는, 디바이스의 수신 에러가 지정 횟수 미만인지의 여부를 판단한다(스텝 S210). 송신처의 디바이스의 수신 에러의 횟수는, 통신을 관리하는 주체로부터 취득하여도 좋고, 송신처의 디바이스로부터의 응답 메시지에 의거하여 판단하여도 좋다. 디바이스의 수신 에러가 지정 횟수에 도달하여 있으면(스텝 S210에서 YES인 경우), 스텝 S214의 처리가 실행된다.

디바이스의 수신 에러가 지정 횟수 미만이면(스텝 S210에서 NO인 경우), 디바이스로부터 수신 응답을 수신할 수가 없는 횟수가 지정 횟수 미만인지의 여부를 판단한다(스텝 S212). 디바이스로부터 수신 응답을 수신할 수 없는 횟수가 지정 횟수에 도달하여 있으면(스텝 S212에서 YES인 경우), 스텝 S214의 처리가 실행된다.

스텝 S210 또는 S212에서 어떠한 에러의 발생이 검출되면, 제어 장치(100)는, 통신 주기를 시스템 주기의 N배로 하는 등으로, 송신 예정의 데이터의 통신 주기를 길게 한다(스텝 S214). 이에 대해, 스텝 S210 또는 S212에서 아무런 에러의 발생도 검출되지 않으면, 제어 장치(100)는, 초기 설정에 따라 통신을 계속한다.

이와 같이, 본 실시의 형태에 따른 통신 처리의 디바이스 관리 모드[1]에서는, 제어정보계 데이터(제2의 데이터)를 분할하고 나서, 분할 후의 각각의 데이터를, 송신처에서의 수신 데이터의 처리 상황에 응하여, 시스템 주기보다 긴 주기로 순차적으로 송신한다. 즉, 제어 장치(100)는, 통신 처리의 실행 중에, 송신처의 디바이스에서의 수신 처리가 적절하게 실행할 수 없는 경우에, 통신 주기를 실질적으로 길게 한다. 송신처에서의 수신 데이터의 처리 상황의 판단 방법으로서, 송신처에서의 수신 에러의 횟수, 및, 송신처로부터 수신 응답을 수신할 수 없었던 횟수를 예시하였지만, 이들로 한정되는 일 없이, 임의의 정보를 이용하여도 좋다.

또한, 도 7 또는 도 9에 도시하는 바와 같이, 제어정보계 데이터의 분할 또는 통신 주기의 연장에 의해, 제어정보계 통신의 지정된 시간(도착 시간)을 보증할 수 없는 경우에는, 적절한 방법으로 통신 이상을 통지하도록 하여도 좋다(상술한 도 6의 스텝 S116 등과 마찬가지). 이와 같은 통신 이상의 통지를 받아, 유저는, 지정된 시간(도착 시간)의 요건을 완화하든지, 디바이스측의 어플리케이션 처리량을 삭감하는 등의 조치를 취할 수 있다. 또한, 초기 기동시에 있어서, 송신 예정의 데이터가 시스템 주기 내에서 송신할 수 없다고 판단된 경우도 마찬가지로, 통신 이상을 통지하도록 하여도 좋다.

또한, 도 7(B)에 도시하는 송신 단위의 변경과 도 7(C)에 도시하는 통신 주기의 증대를 조합하여도 좋다.

(e3. 디바이스 관리 모드[2])

다음에, 디바이스 관리 모드[2]에 관해 설명한다. 디바이스 관리 모드[2]에서는, 수신측 디바이스의 특성에 응하여, 데이터 사이즈/통신 주기를 최적화하는 것을 주지로 한다.

도 10은, 본 실시의 형태에 따른 통신 처리의 디바이스 관리 모드[2]의 처리를 설명하기 위한 모식도이다. 도 10에는, 제어계 데이터에 더하여, 특정한 디바이스에 대해 제어정보계 데이터를 송신하는 경우의 통신 처리를 나타낸다.

도 10에 도시하는 디바이스 관리 모드[2]에서도, 기본적인 통신대역의 스케줄링은, 상술한 통신 시간 관리 모드와 마찬가지이다. 예를 들면, 도 10(A)에 도시하는 바와 같이, 각 시스템 주기에서, 제어계 데이터에 더하여, 특정한 디바이스용의 제어정보계 데이터가 송신된다. 그 때문에, 상술한 통신 시간 관리 모드와 같은 처리에 관해서는, 상세한 설명은 반복하지 않는다.

상술한 디바이스 관리 모드[1]의 경우와는 역으로, 제어정보계 데이터를 수신하는 디바이스의 수신 버퍼가 큰 경우나 고속의 수신 처리가 가능한 경우에는, 동일한 시스템 주기 내에, 동일한 디바이스용 제어정보계 데이터 또는 정보계 데이터를 복수 송신하도록 하여도 좋다. 즉, 수신측 디바이스의 처리에 여유가 있고, 시스템 주기 내에 복수회의 수신이 가능한 경우에는, 도 10(B)에 도시하는 바와 같이, 미리 정하여진 시스템 주기 내에, 제어정보계 데이터 또는 정보계 데이터를 복수회 송신하도록 하여도 좋다. 즉, 디바이스 관리 모드[2]에서는, 동일한 시스템 주기에서, 동일한 디바이스용의 제어정보계 데이터 또는 정보계 데이터를 복수개 송신하도록 하여도 좋다.

이 송신 횟수의 증대에 의해, 특정한 디바이스용의 제어정보계 데이터 또는 정보계 데이터의 송신에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다.

또한, 도 10(B)에서 시스템 주기 내에서 복수회 수신되는 데이터의 합계 사이즈가 수신측 디바이스의 수신 가능한 최대 사이즈보다 작은 경우에는, 도 10(C)에 도시하는 바와 같이, 당해 복수회분의 데이터를 통합하여 보다 큰 하나의 데이터로서 송신하도록 하여도 좋다. 데이터의 송신 단위를 크게 함으로써, 오버헤드를 저감할 수 있다.

도 11은, 본 실시의 형태에 따른 통신 처리의 디바이스 관리 모드[2]의 처리 순서(초기 기동시)를 도시하는 플로우 차트이다. 도 11에 도시하는 처리 순서는, 전형적으로는, 제어 장치(100)의 프로세서(102)(도 3)에 의해, 통신 처리의 초기 기동시에 실행된다. 이 처리에서, 통신 상대가 되는 디바이스의 수신 가능한 최대 사이즈에 응하여 송신 단위의 변경이 실행된다.

도 11을 참조하면, 제어 장치(100)는, 시스템 주기 내에서의 수신측 디바이스의 빈 시간이 소정 시간 이상 존재하는지의 여부를 판단한다(스텝 S220). 시스템 주기 내에서의 수신측 디바이스의 빈 시간이 소정 시간 이상 존재하면(스텝 S220에서 YES인 경우), 제어 장치(100)는, 동일한 시스템 주기 내에서의 데이터의 송신 횟수를 1회분 가산한다(스텝 S222). 그리고, 제어 장치(100)는, 스텝 S222에서 가산된 후의 송신 횟수에 따라 데이터를 송신하는 경우에 있어서, 동일한 시스템 주기 내에서 복수회 송신된 데이터의 합계 사이즈가 수신측 디바이스의 수신 가능한 최대 사이즈보다 작은지의 여부를 판단한다(스텝 S224).

동일한 시스템 주기 내에서 복수회 송신되는 데이터의 합계 사이즈가 수신측 디바이스의 수신 가능한 최대 사이즈보다 작으면(스텝 S224에서 YES인 경우), 제어 장치(100)는, 동일한 시스템 주기 내에서 복수회 송신된 데이터를 결합하여 하나의 프레임을 구성한다(스텝 S226).

한편, 시스템 주기 내에서의 수신측 디바이스의 빈 시간이 소정 시간 이상 존재하지 않으면(스텝 S220에서 NO인 경우), 또는, 동일한 시스템 주기 내에서 복수회 송신된 데이터의 합계 사이즈가 수신측 디바이스의 수신 가능한 최대 사이즈보다 크면(스텝 S224에서 NO인 경우), 각 시스템 주기에서의 송신 예정의 데이터의 할당은 변경되지 않는다.

(e4. 통신 상황 관리 모드)

다음에, 통신 상황 관리 모드에 관해 설명한다. 통신 상황 관리 모드에서는, 통신 환경의 상태에 응하여 데이터 사이즈를 동적으로 최적화하는 것을 주지로 한다.

도 12는, 본 실시의 형태에 따른 통신 처리의 통신 상황 관리 모드의 처리를 설명하기 위한 모식도이다. 도 12에는, 제어계 데이터에 더하여, 특정한 디바이스에 대해 제어정보계 데이터를 송신하는 경우의 통신 처리를 나타낸다.

도 12에 도시하는 통신 상황 관리 모드에서도, 기본적인 통신대역의 스케줄링은, 상술한 통신 시간 관리 모드와 마찬가지이다. 그 때문에, 상술한 통신 시간 관리 모드와 같은 처리에 관해서는, 상세한 설명은 반복하지 않는다.

도 12(A)에 도시하는 바와 같이, 제어계 통신을 최우선하면서, 나머지 통신대역을 다른 통신에서 최대한으로 활용한다는 방침에 따라, 제어정보계 통신 및 정보계 통신을 할당하면, 제어정보계 데이터 및 정보계 데이터의 데이터 사이즈는 비교적 커진다. 데이터 사이즈를 크게 함으로써, 통신 오버헤드가 감소하여, 네트워크의 이용 효율을 높일 수 있다. 한편으로, 통신로에 침입하는 각종 노이즈 등의 영향에 의해, 데이터의 송수신이 실패하면, 데이터의 재발송 처리가 실행된다. 이와 같은 재발송 처리를 생각하면, 데이터 사이즈는 가능한 한 작은 쪽이 좋다. 즉, 송수신에 실패한 부분만을 재발송하면 좋기 때문에, 리커버리를 효율화할 수 있다. 이와 같이, 데이터 사이즈가 크면 재발송 처리의 데이터 사이즈도 커지지만, 재발송 단위를 작게 함으로써, 리커버리를 용이화할 수 있다.

따라서 통신 상황이 양호한 경우에는, 재발송 처리가 필요해지는 확률이 낮기 때문에, 데이터 사이즈를 가능한 한 크게 하는 한편으로, 통신 상황이 양호하지 않은 경우에는, 재발송 처리가 필요해질 확률이 높기 때문에, 데이터 사이즈(단위 사이즈)를 적절한 크기까지 작게 하는 것이 바람직하다.

또한, 송신 단위의 변경에 의해 통신 오버헤드가 발생하기 때문에, 제어정보계 통신 및 정보계 통신에는 적용하는 것이지만, 제어계 통신에는 적용하지 않도록 하는 것이 바람직하다. 정보계 통신에 대해서는, 기본적으로는, 리얼타임성이 요구되지 않기 때문에, 송신 단위의 변경을 실시하는지의 여부를 유저가 적절히 선택할 수 있도록 하여도 좋다.

도 13은, 본 실시의 형태에 따른 통신 처리의 통신 상황 관리 모드의 처리 순서를 도시하는 플로우 차트이다. 도 13에 도시하는 처리 순서는, 전형적으로는, 제어 장치(100)의 프로세서(102)(도 3)에 의해, 통신 처리의 실행 중에 적절히 실행된다. 구체적으로는, 통신 상대가 되는 디바이스의 수신 가능한 시간 간격에 응하여 통신 주기가 동적으로 설정된다.

도 13을 참조하면, 제어 장치(100)는, 송신처로부터의 수신 응답의 프레임이 파손된 횟수가 지정 횟수 미만인지의 여부를 판단한다(스텝 S300). 송신처로부터의 수신 응답의 프레임이 파손된 횟수는, 제어 장치(100)에 송신처의 디바이스마다 카운트하여도 좋고, 통신을 관리하는 주체로부터 취득하여도 좋다. 송신처로부터의 수신 응답의 프레임이 파손된 횟수가 지정 횟수에 도달하여 있으면(스텝 S300에서 YES인 경우), 스텝 S304의 처리가 실행된다.

송신처로부터의 수신 응답의 프레임이 파손된 횟수가 지정 횟수 미만이면(스텝 S300에서 NO인 경우), 수신 데이터가 파손된 것이 송신처의 디바이스로부터 통지된 횟수가 지정 횟수 미만인지의 여부를 판단한다(스텝 S302). 수신 데이터가 파손된 것을 송신처의 디바이스로부터 통지된 횟수가 지정 횟수에 도달하여 있으면(스텝 S302에서 YES인 경우), 스텝 S304의 처리가 실행된다.

스텝 S300 또는 S302에서 어떠한 에러의 발생이 검출되면, 제어 장치(100)는, 송신하는 데이터의 송신 단위를 작게 한다(스텝 S304).

이에 대해, 스텝 S300 또는 S302에서 아무런 에러의 발생도 검출되지 않으면, 제어 장치(100)는, 초기 설정의 데이터 사이즈에 따라 통신을 계속한다.

통신 상황 관리 모드에 의하면, 노이즈가 많아서 통신 환경이 나쁜 상황에서는, 송신 단위를 작게 함으로써, 재발송 처리를 포함하여 토탈의 전송 효율을 높일 수 있다. 한편으로, 오버헤드가 증가하기 때문에, 이 오버헤드의 증가에 의해 제어정보계 통신의 지정된 시간(도착 시간)을 보증할 수 없는 경우에는, 적절한 방법으로 통신 이상을 통지하도록 하여도 좋다. 이와 같은 통신 이상의 통지를 받아서, 유저는, 지정된 시간(도착 시간)의 요건을 완화하든지, 디바이스측의 어플리케이션 처리량을 삭감하는 등의 조치를 취할 수 있다.

이와 같이, 본 실시의 형태에 따른 통신 처리의 통신 상황 관리 모드에서는, 네트워크의 통신 상황에 응하여, 제어정보계 데이터(제2의 데이터)를 분할하여 송신하는 단위 사이즈를 변화시킨다. 아울러서, 본 실시의 형태에 따른 통신 처리의 통신 상황 관리 모드에서는, 네트워크의 통신 상황에 응하여, 정보계 데이터(제3의 데이터)에 대해서도, 분할하여 송신하는 단위 사이즈를 변화시키도록 하여도 좋다. 네트워크의 통신 상황의 판단 방법으로서, 송신처로부터의 수신 응답 중 파손된 것의 수, 및, 수신 데이터의 파손을 나타내는 송신처로부터의 통지의 수를 예시하였지만, 이들로 한정되는 일 없이, 임의의 정보를 이용하여도 좋다.

(e5. 기타)

상술한 처리 순서에서는, 설명의 간소화를 위해, 제어정보계 통신을 일률적으로 취급하는 처리례를 나타냈지만, 제어정보계 통신의 각각에 대해, 다른 우선도 또는 지정된 시간(도착 시간)을 설정하도록 하여도 좋다. 예를 들면, 후술하는 이상 정보의 통지에 관해서는, 상대적으로 우선도를 높게 설정하는 한편으로, 파라미터 설정 등에 대해는, 상대적으로 우선도를 낮게 하도록 하여도 좋다.

이와 같은 우선도의 설정에 응하여, 높은 우선도가 설정된 제어정보계 데이터를 보다 유선하여 처리할 수 있도록 하여도 좋다.

다음에, 본 실시의 형태에 따른 통신 처리의 응용례에 관해 설명한다.

(f1 : 응용례 1)

도 14는, 본 실시의 형태에 따른 통신 처리의 응용례 1을 설명하기 위한 모식도이다. 도 14에는, 제어 장치(100) 및 디바이스의 운전 중에, 리모트로 디바이스의 상태 감시나, 파라미터의 설정 변경을 행하는 응용례를 나타낸다.

보다 구체적으로는, 도 14를 참조하면, 제어 장치(100)에는, 필드 네트워크(110)를 통하여, 복수의 디바이스(112-1∼112-4)가 접속되어 있다. 제어 장치(100)와 디바이스(112-1∼112-4) 사이에서는, 미리 정하여진 시스템 주기에 따라 제어계 데이터가 주고받아진다. 이와 같은 제어계 데이터의 주고받음에 의해, 제어 장치(100) 및 디바이스의 제어 동작을 실현할 수 있다.

또한, 제어 장치(100)에는, 상위 네트워크를 통하여 게이트웨이(250)가 접속되어 있고, 게이트웨이(250)가 외부로부터의 액세스를 중개한다. 예를 들면, 태블릿 단말이나 스마트폰 등으로 이루어지는 리모트 보수(保守) 단말(400)은, 게이트웨이(250)를 통하여, 제어 장치(100) 및 제어 장치(100)의 필드 네트워크(110)에 접속되어 있는 각 디바이스에 액세스 가능하게 되어 있다.

상술한 바와 같은 제어계 데이터에 더하여, 필드 네트워크(110)상에서는, 제어정보계 데이터가 전송된다. 예를 들면, 디바이스(112-1∼112-4)에서는, 각각이 관리하는 정보에의 액세스를 제공하기 위해, HTTP(HyperText Transfer Protocol) 호스트 프로그램(114-1∼114-4)이 실행되어 있다. 제어정보계 데이터는, 전형적으로는, 리모트 보수 단말(400)과 HTTP 호스트 프로그램(114-1∼114-4)의 각각과의 주고받음에 관한 데이터를 포함한다.

본 실시의 형태에 따른 통신 방법에 의하면, 필드 네트워크(110)에서, 본래의 제어계 데이터의 주고받음을 저해하는 일 없이, 제어정보계 데이터에 대해서도 주고받을 수가 있기 때문에, 유저가 리모트 보수 단말(400)을 통하여 특정한 디바이스에 액세스하여, 당해 디바이스의 상태 감시나 파라미터의 설정 변경을 리모트 보수 단말(400)상에서 행할 수가 있다.

제어정보계 데이터를 전송할 수 없는 경우에는, 각 디바이스가 설치되어 있는 현장으로 가서, 각 디바이스에 마련되어 있는 버튼 등의 조작, 또는, 각 디바이스에 퍼스널 컴퓨터 등을 접속하여 설정 툴 등을 통한 조작, 등이 필요하였지만, 리모트 보수 단말(400)을 이용함으로써, 원격으로, 또한, 복수의 디바이스에 대해, 당해 디바이스의 상태 감시나 파라미터의 설정 변경을 행할 수가 있다.

(f2 : 응용례 2)

도 15는, 본 실시의 형태에 따른 통신 처리의 응용례 2를 설명하기 위한 모식도이다. 도 15에는, 제어 장치(100) 및 디바이스의 운전 중에, 어느 하나의 디바이스에서 어떠한 이상이 발생한 경우의 통지 및 상황 확인을 행하는 응용례를 나타낸다.

보다 구체적으로는, 도 15를 참조하면, 제어 장치(100)에는, 필드 네트워크(110)를 통하여, 복수의 디바이스(112-1∼112-4) 및 카메라(116)가 접속되어 있다. 제어 장치(100)와 디바이스(112-1∼112-4) 사이에서는, 미리 정하여진 시스템 주기에 따라 제어계 데이터가 주고받아진다. 이와 같은 제어계 데이터의 주고받음에 의해, 제어 장치(100) 및 디바이스의 제어 동작을 실현할 수 있다.

제어 장치(100)에는, 상위 네트워크를 통하여 게이트웨이(250)가 접속되어 있고, 게이트웨이(250)가 외부로부터의 액세스를 중개한다. 예를 들면, 태블릿 단말이나 스마트폰 등으로 이루어지는 리모트 보수 단말(400)이, 게이트웨이(250)를 통하여, 제어 장치(100) 및 제어 장치(100)의 필드 네트워크(110)에 접속되어 있는 각 디바이스에 액세스 가능하게 되어 있다.

예를 들면, 디바이스의 운전 중(통상시)에는, 필드 네트워크(110)에 접속되어 있는 카메라(116)에서 촬상된 화상이, 제어 장치(100) 및 게이트웨이(250)의 순서로, 리모트 보수 단말(400)까지 전송된다. 리모트 보수 단말(400)의 유저(보수원)는, 리모트 보수 단말(400)상에 표시된 화상에 의해, 원격으로 상황을 감시할 수 있다.

통상시에 촬상된 화상은, 정보계 데이터로서 필드 네트워크(110)상을 전송시키도록 하여도 좋다.

예를 들면, 디바이스(112-2)에서 어떠한 이상이 발생하면, 디바이스(112-2)는, 그 이상 정보의 내용을, 필드 네트워크(110)를 통하여 송신한다. 그 메시지는, 제어 장치(100) 및 게이트웨이(250)의 순서로, 리모트 보수 단말(400)까지 전송된다. 아울러서, 카메라(116)에서 촬상된 화상도 리모트 보수 단말(400)까지 전송된다. 리모트 보수 단말(400)에서는, 카메라(116)에서 촬상된 화상과 수신한 이상 정보를 리모트 보수 단말(400)의 유저(보수원)에 제시한다. 이 제시의 한 예로서, 도 15에 도시되는 바와 같은, AR(Augmented Reality : 확장 현실)을 이용하여도 좋다. 즉, 수신한 이상 정보에 의거하여, 실제로 촬상된 화상상의 이상이 발생한 부위에 관련시켜서, 그 이상 정보의 내용을 표시하도록 하여도 좋다.

이와 같은 이상 정보는, 제어정보계 데이터로서, 제어계 데이터의 통상의 전송을 저해하는 일 없이, 필드 네트워크(110)상을 전송된다.

본 실시의 형태에 따른 통신 방법에 의하면, 이상 발생시에 있어서, 화상 및 이상 정보를 제어정보계 데이터로서, 도달시간을 보증하면서 전송함으로써, 리모트 보수 단말(400)상의 표시(AR 표시)에서, 촬상된 화상과 발생한 이상을 나타내는 이상 정보를 동기(同期)시킬 수 있다. 이와 같은 동기된 표시에 의해, 유저(보수원)는 이상 발생의 내용을 확실하게 원격으로 파악할 수 있다. 만약, 통상시와 마찬가지로, 화상을 정보계 데이터로서 전송하면, 리모트 보수 단말(400)에 표시된 화상과 이상 정보의 시간이 일치하지 않고, 표시 화면이 부적절(예를 들면, 이상 정보는 표시되어 있지만, 촬상된 화상은 정상 상태를 나타내고 있다는 상태 등)하게 될 가능성도 있다.

이와 같은 구성을 채용함으로써, 유저(보수원)는, 제어 시스템에서 어떠한 이상이 발생한 때에, 하위의 디바이스 레벨에서 그 이상이 발생한 부분을 특정할 수 있음과 함께, 원격으로 그 상황도 확인할 수가 있어서, 보수성을 높일 수 있음과 함께, 고장 복구까지의 시간을 단축할 수 있다.

(f3 : 응용례 3)

도 16은, 본 실시의 형태에 따른 통신 처리의 응용례 3을 설명하기 위한 모식도이다. 도 16에는, 제어 장치(100)의 운전 중에, 어느 하나의 디바이스에 대한 펌웨어의 갱신을 실행하는 응용례를 나타낸다.

보다 구체적으로는, 도 16을 참조하면, 제어 장치(100)에는, 필드 네트워크(110)를 통하여, 복수의 디바이스(112-1∼112-4)가 접속되어 있다. 제어 장치(100)와 디바이스(112-1∼112-4) 사이에서는, 미리 정하여진 시스템 주기에 따라 제어계 데이터가 주고받아진다. 이와 같은 제어계 데이터의 주고받음에 의해, 제어 장치(100) 및 디바이스의 제어 동작을 실현할 수 있다.

또한, 제어 장치(100)에는, 상위 네트워크를 통하여 보수 장치(500)가 접속되어 있다. 보수 장치(500)에는, 어느 하나의 디바이스에 대한 펌웨어가 격납되어 있고, 유저(보수원)는, 보수 장치(500)를 조작하여, 제어 장치(100)의 필드 네트워크(110)에 접속되어 있는 어느 하나의 디바이스를 지정하고 나서, 보수 장치(500)에 격납되어 있는 펌웨어를 당해 지정한 디바이스에 송신한다. 이와 같은 펌웨어는, 제어정보계 데이터로서, 제어계 데이터의 통상의 전송을 저해하는 일 없이, 필드 네트워크(110)상을 전송된다.

제어정보계 데이터를 전송할 수 없는 경우에는, 각 디바이스가 설치되어 있는 현장으로 가서, 대상의 디바이스에 보수 장치를 직접 접속하여 펌웨어를 갱신하는 조작을 행할 필요가 있고, 특히, 대상의 디바이스가 제어반 내 또는 장치 내에 배치되어 있는 경우에는, 펌웨어의 갱신에 수고를 필요로 하고 있다. 이에 대해, 도 16에 도시하는 바와 같은 구성을 채용함으로써, 복수의 디바이스에 대한 펌웨어의 갱신을 1개소에서 집중해서 행할 수 있기 때문에, 보수성을 높일 수 있음과 함께, 보수에 필요로 하는 비용을 저감할 수 있다.

본 실시의 형태에 따른 통신 방법에 의하면, 동일한 네트워크상에서, 제조 장치 또는 생산 설비의 제어에 이용하는 데이터(제어계 데이터)를 미리 정하여진 주기마다 갱신하는 것을 보증하면서, 지정된 시간 내에 송신처에 도착시키는 것이 요구되는 제어정보계 데이터, 및, 보다 데이터 사이즈가 큰 정보계 데이터를 병존하여 전송할 수 있다. 이와 같은 통신 방법을 실장함으로써, 하위 디바이스를 포함하여 네트워크 전체를 보다 고기능화시킬 수 있다.

금회 개시된 실시의 형태는 모든 점에서 예시이고 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 할 것이다. 본 발명의 범위는, 상기한 설명이 아니라, 청구의 범위에 의해 나타나고, 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

1 : 네트워크화 시스템
11, 12, 13, 14 : 네트워크
100 : 제어 장치
102 : 프로세서
104 : 메모리
106 : 스토리지
107 : 시스템 프로그램
108 : 유저 어플리케이션 프로그램
110, 120 : 필드 네트워크
112, 122 : 디바이스군
112-1∼112-4 : 디바이스
114-1∼114-4 : HTTP 호스트 프로그램
116 : 카메라
130 : 네트워크 컨트롤러
131, 141, 151, 161 : 수신 회로
132, 142, 152, 162 : 수신 버퍼
133, 143, 153, 163 : 송수신 컨트롤러
134, 144, 154, 164 : 송신 버퍼
135, 145, 155, 165 : 송신 회로
140, 150 : 필드 네트워크 컨트롤러
160 : 내부 버스 컨트롤러
170 : 스케줄러
172 : 관리 모드
173 : 유저 어플리케이션 실행 처리
174 : 주변 처리
175 : 제어계 통신 처리
176 : 제어정보계 통신 처리
177 : 정보계 통신 처리
178 : 통신 드라이버
180 : 표시 장치
190 : 라인 관리 장치
200 : 제조 관리 장치
210 : 데이터베이스 장치
250 : 게이트웨이
300 : 생산 관리 장치
400 : 리모트 보수 단말
500 : 보수 장치
Ts : 시스템 주기

Claims

미리 정하여진 주기마다 데이터가 갱신되는 네트워크에 접속되는 통신 장치로서,
제조 장치 또는 생산 설비의 제어에 이용하는 제1의 데이터를 상기 미리 정하여진 주기마다 갱신하는데 필요한 제1의 통신대역을 확보하는 제1의 스케줄링 수단과,
상기 네트워크가 갖는 통신대역 중 상기 제1의 통신대역 이외의 통신대역 내에, 제2의 데이터를 지정된 시간 내에 송신처에 도착시키는데 필요한 제2의 통신대역을 확보하는 제2의 스케줄링 수단과,
상기 네트워크가 갖는 통신대역 중 상기 제1의 통신대역 및 상기 제2의 통신대역의 어느 것에도 설정되지 않은 통신대역 내에, 제3의 데이터를 전송하기 위한 제3의 통신대역을 확보하는 제3의 스케줄링 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2의 스케줄링 수단은, 상기 제2의 데이터를, 각 주기에서 이용 가능한 통신대역에 응한 데이터 사이즈로 분할하고 나서, 분할 후의 각각의 데이터를 복수의 주기에 할당하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2의 스케줄링 수단은, 상기 송신처에 수신 가능한 데이터 사이즈에 응하여, 상기 제2의 데이터를 분할하고 나서, 분할 후의 각각의 데이터를 복수의 주기에 할당하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2의 스케줄링 수단은, 상기 제2의 데이터를 분할하고 나서, 분할 후의 각각의 데이터를, 상기 송신처에서의 수신 데이터의 처리 상황에 응하여, 상기 미리 정하여진 주기보다 긴 주기로 순차적으로 송신하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2의 스케줄링 수단은, 상기 미리 정하여진 주기에서, 상기 제2의 데이터 또는 상기 제3의 데이터를 복수회 송신하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제5항에 있어서,
상기 제2의 스케줄링 수단은, 상기 송신처에서의 수신 에러의 횟수, 및, 상기 송신처로부터 수신 응답을 수신할 수 없었던 횟수의 적어도 일방에 의거하여, 상기 송신처에서의 수신 데이터의 처리 상황을 판단하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2의 스케줄링 수단은, 상기 제2의 데이터의 분할에 의해, 상기 제2의 데이터를 상기 지정된 시간 내에 송신처에 도착시킬 수가 없는 경우에, 이상 통지를 행하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2의 스케줄링 수단은, 상기 네트워크의 통신 상황에 응하여, 상기 제2의 데이터를 분할하여 송신하는 단위 사이즈를 변화시키는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제8항에 있어서,
상기 제2의 스케줄링 수단은, 상기 송신처로부터의 수신 응답 중 파손된 것의 수, 및, 수신 데이터의 파손을 나타내는 상기 송신처로부터의 통지의 수의 적어도 일방에 의거하여, 상기 네트워크의 통신 상황을 판단하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 제3의 스케줄링 수단은, 단위 사이즈를 변화시키는 것이 지정되어 있는 경우에, 상기 네트워크의 통신 상황에 응하여, 상기 제3의 데이터를 분할하여 송신하는 단위 사이즈를 변화시키는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제조 장치 또는 생산 설비를 제어하는 제어 장치로서,
미리 정하여진 주기마다 데이터가 갱신되는 네트워크에 접속되는 통신 인터페이스와,
상기 제조 장치 또는 생산 설비의 제어에 이용하는 제1의 데이터를 상기 미리 정하여진 주기마다 갱신하는데 필요한 제1의 통신대역을 확보하는 제1의 스케줄링 수단과,
상기 네트워크가 갖는 통신대역 중 상기 제1의 통신대역 이외의 통신대역 내에, 제2의 데이터를 지정된 시간 내에 송신처에 도착시키는데 필요한 제2의 통신대역을 확보하는 제2의 스케줄링 수단과,
상기 네트워크가 갖는 통신대역 중 상기 제1의 통신대역 및 상기 제2의 통신대역의 어느 것에도 설정되지 않은 통신대역 내에, 제3의 데이터를 전송하기 위한 제3의 통신대역을 확보하는 제3의 스케줄링 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
미리 정하여진 주기마다 데이터가 갱신되는 네트워크에서의 통신 방법으로서,
제조 장치 또는 생산 설비의 제어에 이용하는 제1의 데이터를 상기 미리 정하여진 주기마다 갱신하는데 필요한 제1의 통신대역을 확보하는 스텝과,
상기 네트워크가 갖는 통신대역 중 상기 제1의 통신대역 이외의 통신대역 내에, 제2의 데이터를 지정된 시간 내에 송신처에 도착시키는데 필요한 제2의 통신대역을 확보하는 스텝과,
상기 네트워크가 갖는 통신대역 중 상기 제1의 통신대역 및 상기 제2의 통신대역의 어느 것에도 설정되지 않은 통신대역 내에, 제3의 데이터를 전송하기 위한 제3의 통신대역을 확보하는 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.