WO2019171595A1

WO2019171595A1 - 制御機器、通信方法および通信プログラム

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Publication number: WO2019171595A1
Application number: PCT/JP2018/009319
Authority: WO
Inventors: 優稀藤田; 崇章村岡
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2018-03-09
Filing date: 2018-03-09
Publication date: 2019-09-12
Also published as: TW201940001A; JP6678840B2; CN111819818B; CN111819818A; JPWO2019171595A1; DE112018007039T5; DE112018007039B4

Abstract

直列に接続され末端の機器に向かってメッセージを順次転送する３台以上の機器の中の１台であり、第１機器と第１機器よりも末端の機器に近い第２機器との間に接続された制御機器（１０）が、トピック管理部（１５）と、不要データ削除部（１４）とを備える。トピック管理部（１５）は、第２機器から末端の機器までの機器群の少なくともいずれかで利用されるデータのトピック情報を保持する。不要データ削除部（１４）は、第１機器から受信されたメッセージに含まれるデータおよびそのデータのトピック情報を抽出する。不要データ削除部（１４）は、抽出したトピック情報がトピック管理部（１５）により保持されていなければ、抽出したデータを削除する。削除されなかったデータおよびそのデータのトピック情報を含むメッセージは、第２機器に送信される。

Description

制御機器、通信方法および通信プログラム

　本発明は、制御機器、通信方法および通信プログラムに関するものである。

　特許文献１では、マルチホップネットワーク中のメッセージ数を削減する目的で、あるノードが他のノードから受信したメッセージを中継する際に、他のノードから受信したメッセージと、独自に生成したメッセージとを１つのメッセージに結合して、サーバに送信する方式が提案されている。

特開２００９－０２７４６０号公報

　現在、情報系ネットワークで使用されてきたＰｕｂｌｉｓｈ／Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅ通信モデルを制御システムの通信に適用する動きがある。Ｐｕｂｌｉｓｈ／Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅ通信では、データ送信側であるＰｕｂｌｉｓｈｅｒがＧＤＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｄａｔａ　Ｓｐａｃｅ）に複数のトピックのデータを配置する。そして、プル配信の場合は、データ受信側であるＳｕｂｓｃｒｉｂｅｒがＧＤＳにデータを取りに行く。プッシュ配信の場合は、ＧＤＳがＳｕｂｓｃｒｉｂｅｒにデータを配信する。このような概念の下で、データの授受が行われる。ＰｕｂｌｉｓｈｅｒとＳｕｂｓｃｒｉｂｅｒは非同期に動作できる。各トピックは、データの種別を示す。

　ライン型のネットワークを採用した制御システムには、Ｐｕｂｌｉｓｈ／Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅ通信が適している。その理由としては、制御システムを構成する制御機器には定期的にデータが送られるが、制御機器のアプリケーションはデータを送信周期と同周期で取得する必要はなく、任意の時点でデータを取得すればよいためである。

　しかし、Ｐｕｂｌｉｓｈ／Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅ通信モデルを、ライン型のネットワークを採用した制御システムに適用すると、各ノードのデータがネットワークを介して送信されるため、ネットワーク中のメッセージ数が増加することが想定される。

　具体的には、従来のＰｕｂｌｉｓｈ／Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅ通信では、特にプッシュ配信の場合、ＧＤＳがＳｕｂｓｃｒｉｂｅｒの位置を意識することなく、データをネットワーク上に送信する。そのため、本来、そのデータが不要なノードへもデータが到達してしまう。

　特許文献１に記載の方式においても、不要なデータがノードに到達するという事態は回避できない。

　本発明は、不要なデータがノードに到達するという事態を回避することを目的とする。

　本発明の一態様に係る制御機器は、
　直列に接続され末端の機器に向かってメッセージを順次転送する３台以上の機器の中の１台であり、第１機器と前記第１機器よりも前記末端の機器に近い第２機器との間に接続されている。
　前記制御機器は、
　データの種別を示すトピック情報として、前記第２機器から前記末端の機器までの機器群の少なくともいずれかで利用されるデータのトピック情報を保持するトピック管理部と、
　前記第１機器からメッセージを受信する受信部と、
　前記受信部により受信されたメッセージに含まれるデータおよびそのデータのトピック情報を抽出し、抽出したトピック情報が前記トピック管理部により保持されていなければ、抽出したデータを削除する不要データ削除部と、
　前記受信部により受信されたメッセージから抽出されたデータが前記不要データ削除部により削除されていなければ、抽出されたデータおよびトピック情報を含むメッセージを前記第２機器に送信する送信部と
を備える。

　本発明では、次ノードに相当する機器から末端ノードに相当する機器までの機器群のいずれにおいても利用されないと認識されたデータは転送されずに削除される。そのため、本発明によれば、不要なデータがノードに到達するという事態を回避することができる。

実施の形態１に係る制御システムの構成を示すブロック図。実施の形態１に係る制御機器の構成を示すブロック図。実施の形態１に係る制御機器によるデータ中継処理のフローを示すフローチャート。実施の形態１に係る制御機器による不要データ削除処理のフローを示すフローチャート。実施の形態１の変形例に係る制御機器の構成を示すブロック図。実施の形態２に係る制御機器の構成を示すブロック図。実施の形態２に係る制御機器によるデータ中継処理のフローを示すフローチャート。実施の形態２に係る制御機器による不要データ削除処理のフローを示すフローチャート。実施の形態２に係る制御機器によるデータ結合処理のフローを示すフローチャート。

　以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。各図中、同一または相当する部分には、同一符号を付している。実施の形態の説明において、同一または相当する部分については、説明を適宜省略または簡略化する。なお、本発明は、以下に説明する実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。例えば、以下に説明する実施の形態のうち、２つ以上の実施の形態が組み合わせられて実施されても構わない。あるいは、以下に説明する実施の形態のうち、１つの実施の形態または２つ以上の実施の形態の組み合わせが部分的に実施されても構わない。

　実施の形態１．
　本実施の形態について、図１から図４を用いて説明する。

　＊＊＊構成の説明＊＊＊
　図１を参照して、本実施の形態に係る制御システムの構成を説明する。

　このシステムでは、制御機器１０として、制御機器Ａ１、制御機器Ａ２、制御機器Ａ３、・・・、制御機器ＡＮが伝送路２０を介してライン型に接続されている。各制御機器１０は、データを一定周期で送信している。各制御機器１０は、他の制御機器１０から受信したデータを、さらに他の制御機器１０へ中継して送信していく。例えば、制御機器Ａ１が送信したデータは、制御機器Ａ２および制御機器Ａ３によって中継され、制御機器ＡＮへ到達する。ただし、本実施の形態では、ネットワーク中のメッセージ数を削減するために、そのデータの受信を必要としない制御機器１０に対してはデータが到達しないようにする。なお、制御機器１０の台数Ｎは、３以上であれば、任意の整数でよい。

　図２を参照して、本実施の形態に係る制御機器１０の構成を説明する。

　制御機器１０は、コンピュータである。制御機器１０は、プロセッサ１１を備えるとともに、メモリ１２および通信装置１３といった他のハードウェアを備える。プロセッサ１１は、信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。

　制御機器１０は、機能要素として、不要データ削除部１４と、トピック管理部１５と、受信部１６と、送信部１７とを備える。不要データ削除部１４は、受信データ保持部２１と、中継データ保持部２２とを備える。不要データ削除部１４、トピック管理部１５、受信部１６および送信部１７の機能は、ソフトウェアにより実現される。

　プロセッサ１１は、通信プログラムおよびアプリケーションを実行する装置である。通信プログラムは、不要データ削除部１４、トピック管理部１５、受信部１６および送信部１７の機能を実現するプログラムである。アプリケーションは、通信プログラムにより得られたデータを利用して各種制御を行うプログラムである。プロセッサ１１は、例えば、ＣＰＵである。「ＣＰＵ」は、Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔの略語である。

　メモリ１２は、通信プログラムおよびアプリケーションを記憶する装置である。メモリ１２は、例えば、ＲＡＭ、フラッシュメモリまたはこれらの組み合わせである。「ＲＡＭ」は、Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙの略語である。

　通信装置１３は、通信プログラムに入力されるデータを他の制御機器１０から受信するレシーバと、通信プログラムから出力されるデータを他の制御機器１０に送信するトランスミッタとを含む。通信装置１３は、例えば、通信チップまたはＮＩＣである。「ＮＩＣ」は、Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　Ｃａｒｄの略語である。

　通信プログラムおよびアプリケーションは、メモリ１２からプロセッサ１１に読み込まれ、プロセッサ１１によって実行される。メモリ１２には、通信プログラムおよびアプリケーションだけでなく、ＯＳも記憶されている。「ＯＳ」は、Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍの略語である。プロセッサ１１は、ＯＳを実行しながら、通信プログラムおよびアプリケーションを実行する。なお、通信プログラムの一部または全部がＯＳに組み込まれていてもよい。

　通信プログラム、アプリケーションおよびＯＳは、補助記憶装置に記憶されていてもよい。補助記憶装置は、例えば、ＨＤＤ、フラッシュメモリまたはこれらの組み合わせである。「ＨＤＤ」は、Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅの略語である。通信プログラム、アプリケーションおよびＯＳは、補助記憶装置に記憶されている場合、メモリ１２にロードされ、プロセッサ１１によって実行される。

　制御機器１０は、プロセッサ１１を代替する複数のプロセッサを備えていてもよい。これら複数のプロセッサは、通信プログラムおよびアプリケーションの実行を分担する。それぞれのプロセッサは、例えば、ＣＰＵである。

　通信プログラムおよびアプリケーションにより利用、処理または出力されるデータ、情報、信号値および変数値は、メモリ１２、補助記憶装置、または、プロセッサ１１内のレジスタまたはキャッシュメモリに記憶される。

　通信プログラムは、不要データ削除部１４、トピック管理部１５、受信部１６および送信部１７により行われる処理をそれぞれ不要データ削除処理、トピック管理処理、受信処理および送信処理としてコンピュータに実行させるプログラムである。通信プログラムは、コンピュータ読取可能な媒体に記録されて提供されてもよいし、記録媒体に格納されて提供されてもよいし、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。

　制御機器１０は、１台のコンピュータで構成されていてもよいし、複数台のコンピュータで構成されていてもよい。制御機器１０が複数台のコンピュータで構成されている場合は、不要データ削除部１４、トピック管理部１５、受信部１６および送信部１７の機能が、各コンピュータに分散されて実現されてもよい。

　本実施の形態では、制御機器Ａ１のアプリケーションにて、制御機器Ａ２および制御機器Ａ３といった他の制御機器１０が中継して制御機器Ａ１に到達したデータが利用される。制御機器Ａ１のアプリケーションがデータを取得する時点と、他の制御機器１０がデータを中継する時点は非同期の時点でよい。そのため、Ｐｕｂｌｉｓｈ／Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅ通信モデルが適用されている。そして、制御機器Ａ１のメモリ１２がＰｕｂｌｉｓｈ／Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅ通信モデルのＧＤＳに対応している。

　＊＊＊動作の説明＊＊＊
　図２を参照して、本実施の形態に係る制御機器１０の動作を説明する。制御機器１０の動作は、本実施の形態に係る通信方法に相当する。

　本実施の形態では、各制御機器１０は、制御システム全体を構成する機器の接続構成を把握しているものとする。

　ここでは一例として、制御機器Ａ２の動作を説明する。なお、ネットワークの両端にある制御機器Ａ１および制御機器ＡＮを除いた残りの制御機器１０の動作については、制御機器Ａ２の動作と同様である。

　図１に示したように、制御機器Ａ２は、直列に接続され末端の機器に向かってメッセージを順次転送するＮ台の機器の中の１台であり、第１機器と第１機器よりも末端の機器に近い第２機器との間に接続されている。制御機器Ａ１は、第１機器に相当する。制御機器Ａ３は、第２機器に相当する。制御機器ＡＮは、末端の機器に相当する。

　トピック管理部１５は、制御機器Ａ２に接続する他の制御機器１０における、受信を必要とするデータのトピックをメモリ１２上で管理する。具体的には、トピック管理部１５は、データの種別を示すトピック情報として、制御機器Ａ３から制御機器ＡＮまでの機器群の少なくともいずれかで利用されるデータのトピック情報を保持する。

　受信部１６は、通信装置１３にて受信されたデータを取得する。具体的には、受信部１６は、制御機器Ａ１からメッセージを受信する。本実施の形態では、受信部１６は、制御機器Ａ１からメッセージを繰り返し受信する。

　不要データ削除部１４は、トピック管理部１５の情報をもとに、後続の制御機器１０が受信を必要とするトピックのデータであるか解析する。具体的には、不要データ削除部１４は、受信部１６により受信されたメッセージに含まれるデータおよびそのデータのトピック情報を抽出する。不要データ削除部１４は、抽出したトピック情報がトピック管理部１５により保持されていなければ、抽出したデータを削除する。本実施の形態では、不要データ削除部１４は、受信部１６によりメッセージが受信される度に、受信されたメッセージに含まれるデータおよびそのデータのトピック情報を抽出する。不要データ削除部１４は、抽出したトピック情報がトピック管理部１５により保持されていなければ、抽出したデータを削除する。不要データ削除部１４は、抽出したトピック情報がトピック管理部１５により保持されていれば、抽出したデータおよびトピック情報を送信部１７に出力する。

　送信部１７は、送信するデータを通信装置１３へ渡す。具体的には、送信部１７は、受信部１６により受信されたメッセージから抽出されたデータが不要データ削除部１４により削除されていなければ、不要データ削除部１４により抽出されたデータおよびトピック情報を含むメッセージを制御機器Ａ３に送信する。

　以下では、制御機器Ａ２の動作の詳細を説明する。

　データ収集開始前に、制御機器Ａ２は、制御機器Ａ２が受信を必要とするデータのトピックの情報を制御機器Ａ１に配信する。ここで、制御機器Ａ２が受信を必要とするデータとは、制御機器Ａ２が制御機器Ａ２のアプリケーションにて利用するデータに関する情報のことである。

　トピックの情報を受信した制御機器Ａ１は、トピック管理部１５に制御機器Ａ２が受信を必要とするトピックの情報を登録する。制御機器Ａ１は、制御機器Ａ２以外の後続の制御機器１０についても、トピック管理部１５に後続の制御機器１０が受信を必要とするトピックの情報を登録する。この手順は、一般的なＰｕｂｌｉｓｈ／Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅ通信モデルにおけるトピックの登録手順と同じである。

　本実施の形態では、制御機器Ａ１以外の制御機器１０も、トピック管理部１５に後続の制御機器１０が受信を必要とするトピックの情報をすべて登録する。例えば、制御機器Ａ２は、トピック管理部１５に制御機器Ａ３から制御機器ＡＮまでの各機器が受信を必要とするトピックの情報を登録する。

　したがって、トピック管理部１５には後続の制御機器１０にて利用されるすべてのデータに関するトピックの情報が登録されていることになる。トピック管理部１５にトピックの情報が登録されていないデータについては、トピックの情報を受信した制御機器１０以降において利用されないデータであるということになる。

　制御機器Ａ２によるデータ中継処理について図３を用いて説明する。

　このデータ中継処理は、ステップＳ１０１において、通信装置１３がデータを受信し、通信装置１３が受信部１６へデータを渡したときに起動される。

　ステップＳ１０２において、受信部１６は、通信装置１３から渡された受信データを不要データ削除部１４へ渡す。

　ステップＳ１０３において、不要データ削除部１４は、トピック管理部１５に登録された情報を参照し、受信データが、中継先の制御機器Ａ３が受信を不要とするデータである場合には、不要データ削除処理を行って、受信データを削除する。この不要データ削除処理については後述する。

　ステップＳ１０４において、不要データ削除部１４は、不要データ削除処理を行っていない場合は、受信データを送信部１７へ渡す。送信部１７は、不要データ削除部１４より渡されたデータを通信装置１３へ渡して、データを送信する。

　制御機器Ａ２による不要データ削除処理について図４を用いて説明する。

　ステップＳ１３１において、不要データ削除部１４の受信データ保持部２１は、データをメモリ１２内の第１領域に格納する。このデータは、具体的には、受信部１６により受信されたデータである。このデータは、より具体的には、受信部１６により受信されたメッセージから不要データ削除部１４により抽出されたデータである。

　ステップＳ１３２において、不要データ削除部１４は、受信データ保持部２１により格納されたデータのトピックと、トピック管理部１５に登録されたトピックの情報とを参照する。

　ステップＳ１３３において、受信データ保持部２１により格納されたデータのトピックが、トピック管理部１５に登録されている場合、不要データ削除部１４は、受信データ保持部２１により格納されたデータを中継データ保持部２２へ移動する。すなわち、中継データ保持部２２は、メモリ１２内の第１領域に格納されているデータを取得する。そして、中継データ保持部２２は、取得したデータをメモリ１２内の第２領域に格納するとともに、メモリ１２内の第１領域から削除する。

　ステップＳ１３４において、受信データ保持部２１により格納されたデータのトピックが、トピック管理部１５に登録されていない場合、不要データ削除部１４は、データを削除する。すなわち、受信データ保持部２１は、メモリ１２内の第１領域に格納していたデータを削除する。

　以上の処理により、他の制御機器１０から受信したデータの中継を行う際、受信不要なデータが制御機器１０に到達しないようにすることが可能となる。

　＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
　本実施の形態では、次ノードに相当する制御機器Ａ３から末端ノードに相当する制御機器ＡＮまでの機器群のいずれにおいても利用されないと認識されたデータは制御機器Ａ２で転送されずに削除される。そのため、本実施の形態によれば、不要なデータが制御機器Ａ３から制御機器ＡＮまでの各ノードに到達するという事態を回避することができる。その結果、ネットワーク中のメッセージ数の増加を防止できる。

　本実施の形態では、ライン接続で構成されたネットワークにて、Ｐｕｂｌｉｓｈ／Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅ通信によって一定周期でデータの送受信が行われる。各制御機器１０は、各制御機器１０に接続された他の制御機器１０において受信が必要なデータのトピックを管理する。各制御機器１０は、他の制御機器１０から受信したデータの中継を行う際に、中継先の制御機器１０にて受信が不要なトピックのデータが含まれている場合には、当該トピックのデータを削除する。そのため、本実施の形態によれば、データの受信が不要なノードに対しては、データが到達しないようにすることができる。

　＊＊＊他の構成＊＊＊
　本実施の形態では、不要データ削除部１４、トピック管理部１５、受信部１６および送信部１７の機能がソフトウェアにより実現されるが、変形例として、不要データ削除部１４、トピック管理部１５、受信部１６および送信部１７の機能がハードウェアにより実現されてもよい。この変形例について、主に本実施の形態との差異を説明する。

　図５を参照して、本実施の形態の変形例に係る制御機器１０の構成を説明する。

　制御機器１０は、電子回路１８および通信装置１３といったハードウェアを備える。

　電子回路１８は、不要データ削除部１４、トピック管理部１５、受信部１６および送信部１７の機能を実現する専用のハードウェアである。電子回路１８は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックＩＣ、ＧＡ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、または、これらのうちいくつか、もしくは、すべての組み合わせである。「ＩＣ」は、Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔの略語である。「ＧＡ」は、Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙの略語である。「ＦＰＧＡ」は、Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙの略語である。「ＡＳＩＣ」は、Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔの略語である。

　制御機器１０は、電子回路１８を代替する複数の電子回路を備えていてもよい。これら複数の電子回路は、全体として不要データ削除部１４、トピック管理部１５、受信部１６および送信部１７の機能を実現する。それぞれの電子回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックＩＣ、ＧＡ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、または、これらのうちいくつか、もしくは、すべての組み合わせである。

　別の変形例として、不要データ削除部１４、トピック管理部１５、受信部１６および送信部１７の機能がソフトウェアとハードウェアとの組み合わせにより実現されてもよい。すなわち、不要データ削除部１４、トピック管理部１５、受信部１６および送信部１７の機能の一部が専用のハードウェアにより実現され、残りがソフトウェアにより実現されてもよい。

　プロセッサ１１および電子回路１８は、いずれも処理回路である。すなわち、制御機器１０の構成が図２および図５のいずれに示した構成であっても、不要データ削除部１４、トピック管理部１５、受信部１６および送信部１７の動作は、処理回路により行われる。

　実施の形態２．
　本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を、図６から図９を用いて説明する。

　＊＊＊構成の説明＊＊＊
　図６を参照して、本実施の形態に係る制御機器１０の構成を説明する。

　制御機器１０は、機能要素として、不要データ削除部１４と、トピック管理部１５と、受信部１６と、送信部１７とのほかに、取得部３１と、データ結合部３２と、データ結合周期計算部３３と、タイマ３４とを備える。データ結合部３２は、結合データ保持部４１を備える。不要データ削除部１４、トピック管理部１５、受信部１６、送信部１７、取得部３１、データ結合部３２、データ結合周期計算部３３およびタイマ３４の機能は、ソフトウェアにより実現される。

　本実施の形態では、通信プログラムは、不要データ削除部１４、トピック管理部１５、受信部１６、送信部１７、取得部３１、データ結合部３２、データ結合周期計算部３３およびタイマ３４の機能を実現するプログラムである。通信プログラムは、不要データ削除部１４、トピック管理部１５、受信部１６、送信部１７、取得部３１、データ結合部３２およびデータ結合周期計算部３３により行われる処理をそれぞれ不要データ削除処理、トピック管理処理、受信処理、送信処理、取得処理、データ結合処理およびデータ結合周期計算処理としてコンピュータに実行させるプログラムである。

　＊＊＊動作の説明＊＊＊
　図６を参照して、本実施の形態に係る制御機器１０の動作を説明する。制御機器１０の動作は、本実施の形態に係る通信方法に相当する。

　実施の形態１では、各制御機器１０は、他の制御機器１０から受信したデータが、後続の制御機器１０において受信不要なトピックのデータである場合には、当該データを削除する。本実施の形態では、各制御機器１０は、他の制御機器１０から受信したデータの中継を行う際、生成したデータを後続の制御機器１０に送信する時点と、他の制御機器１０からのデータを受信する時点とが同時となる場合には、生成したデータと、他の制御機器１０から受信したデータとを結合して、後続の制御機器１０に送信する。

　本実施の形態では、実施の形態１と同様に、各制御機器１０は、制御システム全体を構成する機器の接続構成を把握しているものとする。

　取得部３１は、制御機器Ａ１とは別の取得源からデータを繰り返し取得する。取得部３１は、取得したデータをメモリ１２に格納する。本実施の形態では、取得部３１は、制御機器Ａ２のアプリケーションにより生成されるデータを繰り返し取得してメモリ１２に格納する。

　データ結合部３２は、受信部１６が受信したデータと取得部３１が取得したデータとを１つのデータに結合し、送信部１７へ渡す。具体的には、データ結合部３２は、受信部１６により受信されたメッセージから抽出されたデータおよびトピック情報と、取得部３１により取得されたデータおよびそのデータのトピック情報とをまとめて１つのメッセージを生成する。

　データ結合周期計算部３３は、制御機器Ａ１のデータの送信周期と、制御機器Ａ２のデータの送信周期との２つの周期の公倍数となる周期を計算し、タイマ３４へ設定する。

　タイマ３４は、時刻を計測し、データ結合周期計算部３３より設定された周期ごとに、データ結合部３２へデータ結合処理を行うための通知を行う。具体的には、タイマ３４は、受信部１６によりメッセージが受信される周期と、取得部３１によりデータが取得される周期との公倍数を、データ結合部３２によりメッセージが生成される周期として通知する。

　不要データ削除部１４、トピック管理部１５および受信部１６の動作については、実施の形態１のものと同様であるため、説明を省略する。

　本実施の形態では、送信部１７は、取得部３１によりデータが取得される度に、取得されたデータおよびそのデータのトピック情報を含むメッセージを制御機器Ａ３に送信する。送信部１７は、受信部１６によりメッセージが受信される時点と、取得部３１によりデータが取得される時点とが一致するときに、データ結合部３２により生成されたメッセージを制御機器Ａ３に送信する。

　以下では、制御機器Ａ２の動作の詳細を説明する。

　実施の形態１と同様に、データ収集開始前には、各制御機器１０が、トピック管理部１５に後続の制御機器１０が受信を必要とするトピックの情報をすべて登録する。

　本実施の形態では、データ収集開始前に、制御機器Ａ２は、後続の制御機器Ａ３に対して、制御機器Ａ２のデータの送信周期を通知する。

　データの送信周期を通知された制御機器Ａ３は、データ結合周期計算部３３にて、通知されたデータの送信周期と制御機器Ａ３のデータの送信周期とをもとに、制御機器Ａ２からデータを受信する時点と、制御機器Ａ３がデータを送信する時点とが同時点となる周期を計算し、タイマ３４へ設定する。以降、周期を設定されたタイマ３４は、その周期ごとに、データ結合部３２に通知を行う。

　制御機器Ａ３以外の制御機器１０も、データ結合周期計算部３３にて、隣の制御機器１０からデータを受信する時点と、後続の制御機器１０にデータを送信する時点とが同時点となる周期を計算し、タイマ３４へ設定する。例えば、制御機器Ａ２は、データ結合周期計算部３３にて、制御機器Ａ１からデータを受信する時点と、制御機器Ａ３にデータを送信する時点とが同時点となる周期を計算し、タイマ３４へ設定する。

　制御機器Ａ２によるデータ中継処理について図７を用いて説明する。

　このデータ中継処理は、ステップＳ２０１において、通信装置１３がデータを受信し、通信装置１３が受信部１６へデータを渡したときに起動される。

　ステップＳ２０２において、受信部１６は、通信装置１３から渡された受信データを不要データ削除部１４へ渡す。この受信データには、複数のトピックのデータが結合されて含まれていてもよい。

　ステップＳ２０３において、不要データ削除部１４は、トピック管理部１５に登録された情報を参照し、受信データが、中継先の制御機器Ａ３が受信を不要とするデータである場合には、不要データ削除処理を行って、受信データを削除する。この不要データ削除処理については後述する。

　ステップＳ２０４において、不要データ削除部１４は、不要データ削除処理を行っていない場合は、受信データを送信部１７へ渡す。送信部１７は、不要データ削除部１４より渡されたデータを通信装置１３へ渡して、データを送信する。

　ステップＳ２０４において、データ結合部３２は、タイマ３４からの通知の有無を確認する。

　ステップＳ２０５において、データ結合部３２は、タイマ３４からの通知がある場合は、メモリ１２から送信用データを取得する。データ結合部３２は、データ結合処理を行って、送信用データと受信データとを１つに結合する。このデータ結合処理については後述する。

　ステップＳ２０６において、不要データ削除部１４は、不要データ削除処理を行っていない場合は、受信データを送信部１７へ渡す。データ結合部３２は、タイマ３４からの通知がなく、データ結合処理を行っていない場合は、受信データを送信部１７へ渡す。データ結合部３２は、タイマ３４からの通知があり、データ結合処理を行っている場合は、結合データを渡す。送信部１７は、不要データ削除部１４またはデータ結合部３２より渡されたデータを通信装置１３へ渡して、データを送信する。

　制御機器Ａ２による不要データ削除処理について図８を用いて説明する。

　ステップＳ２３１からステップＳ２３４の処理については、ステップＳ２３２からステップＳ２３４の処理がトピックごとに行われる点を除いて、実施の形態１におけるステップＳ１３１からステップＳ１３４の処理と同じであるため、説明を省略する。

　ステップＳ２３５において、不要データ削除部１４は、受信データ保持部２１によりメモリ１２内の第１領域内に格納されたデータが残っているか確認する。データが残っている場合は、第１領域内のデータがすべて第２領域へ移動されるか、削除されるまで、ステップＳ２３２からステップＳ２３４の処理が繰り返し行われる。複数のトピックのデータが結合されて含まれていない受信データについては、ステップＳ２３２からステップＳ２３４の処理は繰り返されない。

　制御機器Ａ２によるデータ結合処理について図９を用いて説明する。

　ステップＳ２５１において、データ結合部３２の結合データ保持部４１は、データをメモリ１２内の第３領域に格納する。このデータは、具体的には、受信部１６により受信されたデータである。このデータは、より具体的には、受信部１６により受信されたメッセージから不要データ削除部１４により抽出され、不要データ削除部１４により削除されなかったデータである。

　ステップＳ２５２において、データ結合部３２は、メモリ１２内の第４領域からデータを第３領域へコピーする。このデータは、具体的には、取得部３１により取得されたデータである。データ結合部３２は、コピーしたデータと、結合データ保持部４１によりすでに格納されているデータとを結合する。

　以上のように、他の制御機器１０から受信したデータと自ら生成したデータとを結合して送信することによって、ネットワーク中のメッセージ数を削減することが可能となる。

　＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
　本実施の形態では、各制御機器１０は、各制御機器１０のデータ送信周期と、隣接する制御機器１０のデータ送信周期とから、データを結合する時点を計算する。各制御機器１０は、他の制御機器１０から受信したデータの中継を行う際、データを送信する時点と、他の制御機器１０からのデータを受信する時点とが同時となる場合には、各制御機器１０のデータと、他の制御機器１０から受信したデータとを結合する。そのため、本実施の形態によれば、送信データ量を維持しながら、ネットワーク中のメッセージ数を削減することが可能となる。

　＊＊＊他の構成＊＊＊
　本実施の形態では、実施の形態１と同じように、不要データ削除部１４、トピック管理部１５、受信部１６、送信部１７、取得部３１、データ結合部３２、データ結合周期計算部３３およびタイマ３４の機能がソフトウェアにより実現されるが、実施の形態１の変形例と同じように、不要データ削除部１４、トピック管理部１５、受信部１６、送信部１７、取得部３１、データ結合部３２、データ結合周期計算部３３およびタイマ３４の機能がハードウェアにより実現されてもよい。あるいは、不要データ削除部１４、トピック管理部１５、受信部１６、送信部１７、取得部３１、データ結合部３２、データ結合周期計算部３３およびタイマ３４の機能がソフトウェアとハードウェアとの組み合わせにより実現されてもよい。

　１０　制御機器、１１　プロセッサ、１２　メモリ、１３　通信装置、１４　不要データ削除部、１５　トピック管理部、１６　受信部、１７　送信部、１８　電子回路、２０　伝送路、２１　受信データ保持部、２２　中継データ保持部、３１　取得部、３２　データ結合部、３３　データ結合周期計算部、３４　タイマ、４１　結合データ保持部。

Claims

　直列に接続され末端の機器に向かってメッセージを順次転送する３台以上の機器の中の１台であり、第１機器と前記第１機器よりも前記末端の機器に近い第２機器との間に接続された制御機器において、
　データの種別を示すトピック情報として、前記第２機器から前記末端の機器までの機器群の少なくともいずれかで利用されるデータのトピック情報を保持するトピック管理部と、
　前記第１機器からメッセージを受信する受信部と、
　前記受信部により受信されたメッセージに含まれるデータおよびそのデータのトピック情報を抽出し、抽出したトピック情報が前記トピック管理部により保持されていなければ、抽出したデータを削除する不要データ削除部と、
　前記受信部により受信されたメッセージから抽出されたデータが前記不要データ削除部により削除されていなければ、抽出されたデータおよびトピック情報を含むメッセージを前記第２機器に送信する送信部と
を備える制御機器。
　前記受信部は、前記第１機器からメッセージを繰り返し受信し、
　前記不要データ削除部は、前記受信部によりメッセージが受信される度に、受信されたメッセージに含まれるデータおよびそのデータのトピック情報を抽出し、抽出したトピック情報が前記トピック管理部により保持されていなければ、抽出したデータを削除し、抽出したトピック情報が前記トピック管理部により保持されていれば、抽出したデータおよびトピック情報を前記送信部に出力する請求項１に記載の制御機器。
　前記第１機器とは別の取得源からデータを繰り返し取得する取得部をさらに備え、
　前記送信部は、前記取得部によりデータが取得される度に、取得されたデータおよびそのデータのトピック情報を含むメッセージを前記第２機器に送信する請求項２に記載の制御機器。
　前記受信部により受信されたメッセージから抽出されたデータおよびトピック情報と、前記取得部により取得されたデータおよびそのデータのトピック情報とをまとめて１つのメッセージを生成するデータ結合部をさらに備え、
　前記送信部は、前記受信部によりメッセージが受信される時点と、前記取得部によりデータが取得される時点とが一致するときに、前記データ結合部により生成されたメッセージを前記第２機器に送信する請求項３に記載の制御機器。
　前記受信部によりメッセージが受信される周期と、前記取得部によりデータが取得される周期との公倍数を、前記データ結合部によりメッセージが生成される周期として通知するタイマをさらに備える請求項４に記載の制御機器。
　直列に接続され末端の機器に向かってメッセージを順次転送する３台以上の機器の中の１台であり、第１機器と前記第１機器よりも前記末端の機器に近い第２機器との間に接続された制御機器が、データの種別を示すトピック情報として、前記第２機器から前記末端の機器までの機器群の少なくともいずれかで利用されるデータのトピック情報を保持し、
　前記第１機器が、メッセージを送信し、
　前記制御機器が、前記第１機器から送信されたメッセージを受信し、受信したメッセージに含まれるデータおよびそのデータのトピック情報を抽出し、抽出したトピック情報を保持していなければ、抽出したデータを削除し、抽出したトピック情報を保持していれば、抽出したデータおよびトピック情報を含むメッセージを前記第２機器に送信する通信方法。
　直列に接続され末端の機器に向かってメッセージを順次転送する３台以上の機器の中の１台であり、第１機器と前記第１機器よりも前記末端の機器に近い第２機器との間に接続されたコンピュータに、
　データの種別を示すトピック情報として、前記第２機器から前記末端の機器までの機器群の少なくともいずれかで利用されるデータのトピック情報を保持するトピック管理処理と、
　前記第１機器からメッセージを受信する受信処理と、
　前記受信処理により受信されたメッセージに含まれるデータおよびそのデータのトピック情報を抽出し、抽出したトピック情報が前記トピック管理処理により保持されていなければ、抽出したデータを削除する不要データ削除処理と、
　前記受信処理により受信されたメッセージから抽出されたデータが前記不要データ削除処理により削除されていなければ、抽出されたデータおよびトピック情報を含むメッセージを前記第２機器に送信する送信処理と
を実行させる通信プログラム。