(57)【要約】  ネットワークの大規模システムへの適用時に必要な通信設定や配線設計などによる多くの工数を削減するモーションコントローラ装置とその通信方法において、中央通信装置と端末通信装置が備える通信ポートの全二重通信の２つの伝送路における送信側と受信側を切り替えることにより、通信回線の接続の自由度を向上させる。また、このようなネットワークにおいて、通信回線の通信データ量に応じて、端末通信装置が自律的に通信経路を動的に切り替えることによって、制御対象機器に要求される要求される応答性能を保証する。
2013183140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象機器に対する入出力操作、または、制御処理を実行する、１つ以上の端末通信装置と、前記端末通信装置とネットワークを用いて接続される中央通信装置とから構成されるモーションコントローラ装置であって、
前記中央通信装置の少なくとも１つの通信ポートと、前記端末通信装置のいずれかの１つの通信ポートとの間には、伝送路を備え、
前記端末通信装置の少なくとも１つの通信ポートと、前記中央通信装置のいずれか１つの通信ポート、又は、他の端末通信装置のいずれか１つの通信ポートとの間に伝送路を備えており、
これにより、ネットワークを構成し、
前記端末通信装置は、前記ネットワークの伝送路を複数接続可能とすることを特徴とするモーションコントローラ装置。
【請求項２】
前記請求項１に記載されたモーションコントローラ装置において、前記中央通信装置は、さらに、
制御対象機器への制御指令の実行、及び／又は、通信制御方法の設定を行う制御ソフトウェア実行部と、
前記制御対象機器への制御指令、及び／又は、入出力情報を格納する制御情報格納部と、
前記ネットワークに接続される前記端末通信装置を個体認識するための識別番号を格納する識別番号格納部と、
前記ネットワークを介して、前記端末通信装置との間の通信制御を行う中央通信制御部と、
１つ以上の、前記ネットワークの通信信号における送信信号、及び／又は、受信信号を全二重で伝送する通信チャネルを１つ以上備える通信ポートと、そして、
前記通信ポート１つあたりに、前記通信ポートの通信チャネルと同じ数の、前記ネットワークの通信信号の受信処理を行う通信信号受信部と前記ネットワークの通信信号の送信処理を行う通信信号送信部の組からなる通信信号送受信部を備えており、かつ、
前記端末通信装置は、さらに、
前記識別番号を設定するための識別番号設定部と、
前記中央通信装置より、ネットワークを介して転送される制御指令に基づき制御対象機器の制御を行う、又は、前記中央通信装置とネットワーク介して送受信される入出力情報の操作を行うデバイス制御部と、
前記ネットワークを介して、前記中央通信装置との通信を行う際に、通信データを転送する自身の１つの通信ポートを指定するための上流ポート番号格納部と、
前記ネットワークを介して、前記中央通信装置との間の通信制御を行う端末通信制御部と、
２つ以上の通信ポートとを備えており、各通信ポートは、それぞれ、前記通信ポートの１つの通信チャネルに対する２つの通信信号送受信部と当該通信信号送受信部の送信動作、受信動作の実行、及び／又は、停止の切り替えを行う送受信切替制御部とを備えていることを特徴とするモーションコントローラ装置。
【請求項３】
前記請求項２に記載されたモーションコントローラ装置において、前記中央通信装置は、さらに、
ネットワークに接続される端末通信装置との通信にかかる通信の遅延時間を表す情報である通信コストを格納する中央通信コスト格納部と、
各端末通信装置がネットワークの通信経路を変更する際の変更方法を表す情報である通信経路制御情報を格納する通信経路制御設定情報格納部と、
各端末通信装置のネットワーク上の通信状態の情報を格納する通信状態情報格納部と、
各端末通信装置までのネットワークの経路を表す情報である通信経路情報を格納する通信経路情報格納部と、
端末通信装置に設定する通信回線の通信データの制限量の設定情報である、通信データ量設定情報を格納する通信データ量設定情報格納部とを備えており、
前記端末通信装置は、さらに、
前記端末通信装置に接続される通信回線の通信データの制限量を格納する通信データ量格納部と、
ネットワークの通信経路を変更する際の変更方法を表す情報である通信経路制御情報を設定する通信経路制御情報設定部とを備えていることを特徴とするモーションコントローラ装置。
【請求項４】
前記請求項２に記載されたモーションコントローラ装置であって、
前記中央通信装置の制御ソフトウェア実行部には、前記端末通信装置に必要とされる通信周期と応答時間を設定すると共に、当該設定された通信周期、応答時間を基に、通信経路制御情報と通信データ量設定情報を生成し、それぞれ、中央通信装置の通信経路制御設定情報格納部と、通信データ量設定情報格納部に格納する機能を搭載することを特徴とするモーションコントローラ装置。
【請求項５】
前記請求項２に記載されたモーションコントローラ装置であって、
前記中央通信装置の制御ソフトウェア実行部には、中央通信装置の通信状態情報格納部と、通信経路情報格納部を参照し、ネットワークの接続構成、通信経路、通信状態を提示する機能とを搭載することを特徴とするモーションコントローラ装置。
【請求項６】
前記請求項２に記載されたモーションコントローラ装置において、
前記中央通信装置の制御ソフトウェア実行部が有する設定機能とネットワークの通信状態の表示機能とを、グラフィカル・ユーザー・インターフェースにより実装したことを特徴とするモーションコントローラ装置。
【請求項７】
前記請求項１に記載されたモーションコントローラ装置における通信方法であって、
前記端末通信装置は、前記通信信号制御部の送受信切替制御部により、通信信号送受信部の送信動作、受信動作を切り替え、前記伝送路の全てにおいて、全二重の通信信号が正常に伝達されるように、通信信号送受信部の送信動作、受信動作を決定し、
前記中央通信装置は、自身の全ての通信ポートより、その各通信ポートに設定される個別の番号である通信ポート番号を含む通信データを送信し、
前記端末通信装置は、中央通信装置より送信される通信データを、自身の全ての通信ポートのうち、最初に受信した通信ポートを上流ポートとして、その通信ポートに設定される個別の番号である通信ポート番号と、このとき受信した通信データに含まれる通信ポート番号を、上流ポート番号格納部に格納し、
以降、前記中央通信装置は、通信データの送信が行われる自身の通信ポートの通信ポート番号と、端末通信装置に設定される識別番号を含む通信データを、自身の通信ポートを介して、端末通信装置に送信し、
前記端末通信装置は、上流ポート番号格納部により指定される上流ポートより、中央通信装置からの通信データを受信し、その通信データの識別番号が自身の設定された識別番号と一致する場合、その通信データを自身に取り込み、
当該通信データの識別番号が自身の設定された識別番号と一致しない場合、それ以外の全ての通信ポートよりその通信データを送信し、
それ以外の通信ポートから受信した通信データは、その通信データに含まれる中央通信装置の通信ポート番号が、上流ポート番号格納部に格納される中央通信装置の通信ポート番号と一致するとき、上流通信ポートより、その通信データを送信し、
一致しないときには、当該通信データを破棄し、
前記端末通信装置が、自身より、前記中央通信装置に通信データを送信する際は、前記上流ポート番号格納部に格納される中央通信装置の通信ポート番号と、当該装置自身に設定された識別番号を含む通信データを上流ポートを介して、前記中央通信装置に送信することを特徴とするモーションコントローラ装置における通信方法。
【請求項８】
前記請求項７に記載されたモーションコントローラ装置における通信方法であって、
前記中央通信装置は、さらに、
ネットワークに接続される端末通信装置との通信にかかる通信の遅延時間を表す情報である通信コストを格納する中央通信コスト格納部と、
各端末通信装置がネットワークの通信経路を変更する際の変更方法を表す情報である通信経路制御情報を格納する通信経路制御設定情報格納部と、
各端末通信装置のネットワーク上の通信状態の情報を格納する通信状態情報格納部と、
各端末通信装置までのネットワークの経路を表す情報である通信経路情報を格納する通信経路情報格納部と、
端末通信装置に設定する通信回線の通信データの制限量の設定情報である、通信データ量設定情報を格納する通信データ量設定情報格納部とを備えており、
前記端末通信装置は、さらに、
前記端末通信装置に接続される通信回線の通信データの制限量を格納する通信データ量格納部と、
ネットワークの通信経路を変更する際の変更方法を表す情報である通信経路制御情報を設定する通信経路制御情報設定部とを備えており、そして、
前記中央通信装置は、前記制御ソフトウェア実行部により、各端末通信装置に設定する通信経路制御情報と通信データ量設定情報を、前記通信経路制御設定情報格納部と前記通信データ量設定情報格納部に格納し、
前記中央通信制御部は、前記通信経路制御設定情報格納部に格納される通信経路制御情報と、前記通信データ量設定情報格納部に格納される通信データ設定情報を、ネットワークを介して前記端末通信装置に送信し、
前記端末通信装置は、前記中央通信装置より送信される通信経路制御情報を前記通信経路制御情報格納部に格納し、さらに、前記中央通信装置より送信される通信データ量設定情報を通信データ量格納部に格納し、
前記端末通信装置は、前記上流ポート番号格納部により指定される上流ポートの通信データ量を常に監視し、そして、当該通信データ量が通信データ量格納部に格納される値を超えた場合、前記通信経路制御情報格納部に格納される通信経路制御情報に基づき、上流ポート以外の自身の通信ポートより、上流ポート番号格納部により指定される中央通信装置の通信ポート以外の中央通信装置の通信ポートに送信する、又は、上流通信ポート以外の通信ポートより、前記上流ポート番号格納部により指定される前記中央通信装置の通信ポートに送信する、又は、上流通信ポートより送信する、のいずれかの通信制御を前記端末通信制御部により実行することを特徴とするモーションコントローラ装置における通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、産業機械などに組み込まれてネットワークによって接続された制御対象機器を制御するモーションコントローラ装置と、同装置における情報の通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＦＡ（ファクトリ・オートメーション）システムにおける省配線化を目的とし、ネットワークにより各種制御機器を接続する制御システムが採用されている。特に、産業機械においては、その駆動系を構成する各軸のモータを駆動するドライバや、周辺機器に含まれる入出力デバイスをネットワークにより接続し、これらの制御対象機器を制御する、所謂、モーションコントローラが用いられている。【０００３】
モーションコントローラは、コントローラ全体を制御する中央通信装置と、センサやアクチュエータなどの制御対象機器を直接駆動する複数の端末通信装置によって構成され、これらの中央通信装置と複数の端末通信装置を通信回線により、マルチドロップやデイジーチェーンなどの形態により接続し、ネットワークを構成することで利用される。【０００４】
モーションコントローラは、かかるネットワークを介して、中央通信装置と端末通信装置がデバイスの制御情報やセンサ入力情報を送受信することにより、制御を実行する。【０００５】
このようなモーションコントローラのネットワークは、マルチドロップによるリング型やバス型の接続形態を用いられることが多く、これらの接続形態は、通信制御が容易で、ネットワークの構築も容易である。【０００６】
しかしながら、現在、産業機械の機能・性能の向上に伴って、制御対象機器の増加が進み、システムが大規模化しており、マルチドロップによるネットワーク型コントローラをこのような大規模システムに適用する場合、その通信回線は長くなり、産業機械のような適用面積の限られるシステムでは、コントローラの構成が煩雑となることが多い。【０００７】
このような問題を解消するために、モーションコントローラのネットワークは、ポイントツーポイントなどの接続形態により、分岐接続可能な構成にすることが考えられるが、このようなネットワークでは、通信回線の接続方法の制約を考慮しつつ、各制御対象機器に要求される応答性能を満足するようなネットワークの接続構成を考える必要がある。【０００８】
したがって、このようなネットワークによるモーションコントローラを大規模システムに適用する際には、多くの工数がかかる。【０００９】
さらに、このようなモーションコントローラのネットワークにおいて、通信の障害を回避するため、１つの端末通信装置に対して複数
の通信経路を構成する場合がある。例えば、上位のコントローラに汎用性を保ちながらシングル構成と二重化構成のバスが定義されたフィールドバスを接続する技術（特許文献１）があるが、しかし、このようなネットワークでは、通信回線の接続方法をより複雑化させ、システムの構築が難しくなるだけでなく、通信の設定や、各制御対象機器に要求される応答性能を満足するような接続構成の調整に多くの工数がかかる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−１２２５９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、以上に述べた従来システムの課題に鑑みてなされたもので、その主な目的とするところは、ポイントツーポイントによる分岐可能なネットワークの構築において、通信ポート同士の通信回線の接続方法の制約を解消し、コントローラ適用時の工数を低減するモーションコントローラ装置と、更には、同装置における情報の通信方法を提供することにある。即ち、１つの端末通信装置に対し、複数の通信経路を持つネットワークを構成し、通信回線の通信データ量に応じて、通信経路を動的に変更することにより、各制御対象機器に要求される応答性能を保証するモーションコントローラ装置とそのための通信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した目的を達成するため、本発明によれば、制御対象機器に対する入出力操作、または、制御処理を実行する、１つ以上の端末通信装置と、前記端末通信装置とネットワークを用いて接続される中央通信装置とから構成されるモーションコントローラ装置であって、前記中央通信装置の少なくとも１つの通信ポートと、前記端末通信装置のいずれかの１つの通信ポートとの間には、伝送路を備え、前記端末通信装置の少なくとも１つの通信ポートと、前記中央通信装置のいずれか１つの通信ポート、又は、他の端末通信装置のいずれか１つの通信ポートとの間に伝送路を備えており、これにより、ネットワークを構成し、前記端末通信装置は、前記ネットワークの伝送路を複数接続可能とするモーションコントローラ装置が提供される。【００１３】
また、本発明によれば、前記に記載されたモーションコントローラ装置において、前記中央通信装置は、さらに、制御対象機器への制御指令の実行、及び／又は、通信制御方法の設定を行う制御ソフトウェア実行部と、前記制御対象機器への制御指令、及び／又は、入出力情報を格納する制御情報格納部と、前記ネットワークに接続される前記端末通信装置を個体認識するための識別番号を格納する識別番号格納部と、前記ネットワークを介して、前記端末通信装置との間の通信制御を行う中央通信制御部と、１つ以上の、前記ネットワークの通信信号における送信信号、及び／又は、受信信号を全二重で伝送する通信チャネルを１つ以上備える通信ポートと、そして、前記通信ポート１つあたりに、前記通信ポートの通信チャネルと同じ数の、前記ネットワークの通信信号の受信処理を行う通信信号受信部と前記ネットワークの通信信号の送信処理を行う通信信号送信部の組からなる通信信号送受信部を備えており、かつ、前記端末通信装置は、さらに、前記識別番号を設定するための識別番号設定部と、前記中央通信装置より、ネットワークを介して転送される制御指令に基づき制御対象機器の制御を行う、又は、前記中央通信装置とネットワーク介して送受信される入出力情報の操作を行うデバイス制御部と、前記ネットワークを介して、前記中央通信装置との通信を行う際に、通信データを転送する自身の１つの通信ポートを指定するための上流ポート番号格納部と、前記ネットワークを介して、前記中央通信装置との間の通信制御を行う端末通信制御部と、２つ以上の通信ポートとを備えており、各通信ポートは、それぞれ、前記通信ポートの１つの通信チャネルに対する２つの通信信号送受信部と当該通信信号送受信部の送信動作、受信動作の実行、及び／又は、停止の切り替えを行う送受信切替制御部とを備えているモーションコントローラ装置が提供される。【００１４】
なお、本発明では、前記に記載されたモーションコントローラ装置において、前記中央通信装置は、さらに、ネットワークに接続される端末通信装置との通信にかかる通信の遅延時間を表す情報である通信コストを格納する中央通信コスト格納部と、各端末通信装置がネットワークの通信経路を変更する際の変更方法を表す情報である通信経路制御情報を格納する通信経路制御設定情報格納部と、各端末通信装置のネットワーク上の通信状態の情報を格納する通信状態情報格納部と、各端末通信装置までのネットワークの経路を表す情報である通信経路情報を格納する通信経路情報格納部と、端末通信装置に設定する通信回線の通信データの制限量の設定情報である、通信データ量設定情報を格納する通信データ量設定情報格納部とを備えており、前記端末通信装置は、さらに、前記端末通信装置に接続される通信回線の通信データの制限量を格納する通信データ量格納部と、ネットワークの通信経路を変更する際の変更方法を表す情報である通信経路制御情報を設定する通信経路制御情報設定部とを備えていることが好ましい。更に、前記中央通信装置の制御ソフトウェア実行部には、前記端末通信装置に必要とされる通信周期と応答時間を設定すると共に、当該設定された通信周期、応答時間を基に、通信経路制御情報と通信データ量設定情報を生成し、それぞれ、中央通信装置の通信経路制御設定情報格納部と、通信データ量設定情報格納部に格納する機能を搭載することが好ましく、又は、前記中央通信装置の制御ソフトウェア実行部には、中央通信装置の通信状態情報格納部と、通信経路情報格納部を参照し、ネットワークの接続構成、通信経路、通信状態を提示する機能とを搭載することが好ましい。加えて、前記中央通信装置の制御ソフトウェア実行部が有する設定機能とネットワークの通信状態の表示機能とを、ＧＵＩ（グラフィカル・ユーザー・インターフェース）により実装することが好ましい。【００１５】
また、本発明によれば、やはり上述した目的を達成するため、前記に記載されたモーションコントローラ装置における通信方法であって、前記端末通信装置は、前記通信信号制御部の送受信切替制御部により、通信信号送受信部の送信動作、受信動作を切り替え、前記伝送路の全てにおいて、全二重の通信信号が正常に伝達されるように、通信信号送受信部の送信動作、受信動作を決定し、前記中央通信装置は、自身の全ての通信ポートより、その各通信ポートに設定される個別の番号である通信ポート番号を含む通信データを送信し、前記端末通信装置は、中央通信装置より送信される通信データを、自身の全ての通信ポートのうち、最初に受信した通信ポートを上流ポートとして、その通信ポートに設定される個別の番号である通信ポート番号と、このとき受信した通信データに含まれる通信ポート番号を、上流ポート番号格納部に格納し、以降、前記中央通信装置は、通信データの送信が行われる自身の通信ポートの通信ポート番号と、端末通信装置に設定される識別番号を含む通信データを、自身の通信ポートを介して、端末通信装置に送信し、前記端末通信装置は、上流ポート番号格納部により指定される上流ポートより、中央通信装置からの通信データを受信し、その通信データの識別番号が自身の設定された識別番号と一致する場合、その通信データを自身に取り込み、当該通信データの識別番号が自身の設定された識別番号と一致しない場合、それ以外の全ての通信ポートよりその通信データを送信し、それ以外の通信ポートから受信した通信データは、その通信データに含まれる中央通信装置の通信ポート番号が、上流ポート番号格納部に格納される中央通信装置の通信ポート番号と一致するとき、上流通信ポートより、その通信データを送信し、一致しないときには、当該通信データを破棄し、前記端末通信装置が、自身より、前記中央通信装置に通信データを送信する際は、前記上流ポート番号格納部に格納される中央通信装置の通信ポート番号と、当該装置自身に設定された識別番号を含む通信データを上流ポートを介して、前記中央通信装置に送信するモーションコントローラ装置における通信方法が提供される。【００１６】
また、本発明では、前記に記載されたモーションコントローラ装置における通信方法であって、前記中央通信装置は、さらに、ネットワークに接続される端末通信装置との通信にかかる通信の遅延時間を表す情報である通信コストを格納する中央通信コスト格納部と、各端末通信装置がネットワークの通信経路を変更する際の変更方法を表す情報である通信経路制御情報を格納する通信経路制御設定情報格納部と、各端末通信装置のネットワーク上の通信状態の情報を格納する通信状態情報格納部と、各端末通信装置までのネットワークの経路を表す情報である通信経路情報を格納する通信経路情報格納部と、端末通信装置に設定する通信回線の通信データの制限量の設定情報である、通信データ量設定情報を格納する通信データ量設定情報格納部とを備えており、前記端末通信装置は、さらに、前記端末通信装置に接続される通信回線の通信データの制限量を格納する通信データ量格納部と、ネットワークの通信経路を変更する際の変更方法を表す情報である通信経路制御情報を設定する通信経路制御情報設定部とを備えており、そして、前記中央通信装置は、前記制御ソフトウェア実行部により、各端末通信装置に設定する通信経路制御情報と通信データ量設定情報を、前記通信経路制御設定情報格納部と前記通信データ量設定情報格納部に格納し、前記中央通信制御部は、前記通信経路制御設定情報格納部に格納される通信経路制御情報と、前記通信データ量設定情報格納部に格納される通信データ設定情報を、ネットワークを介して前記端末通信装置に送信し、前記端末通信装置は、前記中央通信装置より送信される通信経路制御情報を前記通信経路制御情報格納部に格納し、さらに、前記中央通信装置より送信される通信データ量設定情報を通信データ量格納部に格納し、前記端末通信装置は、前記上流ポート番号格納部により指定される上流ポートの通信データ量を常に監視し、そして、当該通信データ量が通信データ量格納部に格納される値を超えた場合、前記通信経路制御情報格納部に格納される通信経路制御情報に基づき、上流ポート以外の自身の通信ポートより、上流ポート番号格納部により指定される中央通信装置の通信ポート以外の中央通信装置の通信ポートに送信する、又は、上流通信ポート以外の通信ポートより、前記上流ポート番号格納部により指定される前記中央通信装置の通信ポートに送信する、又は、上流通信ポートより送信する、のいずれかの通信制御を前記端末通信制御部により実行することが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の主な態様に依れば、ネットワーク構築時の通信ポート同士の接続方法を考慮する必要がなくなり、コントローラ適用時の工数を低減できる。また、ネットワーク構築時の通信ポート同士の接続方法を考慮する必要がなくなり、通信経路を複数持つような複雑なネットワークを容易に構成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施例に係るモーションコントローラの構成を示す図である。
【図２】本発明の各通信回線の通信を確立するための通信信号制御部の処理手順について説明する図である。
【図３】本発明の各通信回線の通信を確立するための処理を実行した際の通信状態の例を示す図である。
【図４】本発明のネットワークの通信に用いるパケットの形式を説明する図である。
【図５】本発明のネットワークの通信機能を確立するための端末通信制御部の処理手順について説明する図である。
【図６】本発明のネットワークの通信機能を確立するための処理を実行した際の結果について説明する図である。
【図７】本発明の端末通信コスト格納部の構成の一例を示す図である。
【図８】本発明の通信コストを算出するための端末通信装置の処理手順にについて説明する図である。
【図９】本発明の通信データ量格納部の構成の一例を示す図である。
【図１０】本発明の端末通信装置における通信経路制御方法格納部のデータ構成の一例を示す。
【図１１】端末通信装置の端末通信制御部で実行される処理を示すフローチャート図である。
【図１２】本発明の実施例における制御設計支援ソフトウェアの表示例と機能について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について添付の図１に示す一実施例を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施例に係るモーションコントローラの構成図である。なお、図中において、複数の端末通信装置１２０については、その一つだけが代表的に破線により拡大され、その詳細な構成が示されている。
【００２１】
本実施例におけるモーションコントローラは、図からも明らかなように、中央通信装置１１０と、１つ以上の端末通信装置１２０と、そして、これらを接続するネットワークにより構成された制御システムであり、そして、これらの端末通信装置１２０にはそれぞれの制御対象機器（例えば、センサやモータ等）が接続され、制御される。
【００２２】
中央通信装置１１０は、制御対象機器への制御指令の実行や、通信制御方法の設定を行う制御ソフトウェア実行部１００と、制御対象機器への制御指令や、入出力情報を格納する制御情報格納部１１２と、ネットワークに接続される端末通信装置１２０を個体認識するための識別番号を格納する識別番号格納部１１３と、ネットワークに接続される各端末通信部１２０との通信にかかる通信の遅延時間を表す情報である通信コストを格納する通信中央通信コスト格納部１１４と、各端末通信部１２０がネットワークの通信経路を変更する際の変更方法を表す情報である通信経路制御情報を格納する通信経路制御設定情報格納部１１５と、各端末通信部１２０のネットワーク上の通信状態の情報を格納する通信状態情報格納部１１６と、各端末通信部１２０までのネットワークの経路を表す情報である通信経路情報を格納する通信経路情報格納部１１７と、各端末通信部１２０に設定する通信回線の通信データの制限量の設定情報である、通信データ量設定情報を格納する通信データ量設定情報格納部１１８と、ネットワークを介して、端末通信部１２０との間の通信制御を行う中央通信制御部１１１と、前記ネットワークの通信信号における送信信号、受信信号を全二重で伝送する通信チャネルを１つ以上備える１つ以上の通信ポート１４０とを備えている。なお、通信ポートは、それぞれ、前記ネットワークの通信信号の受信処理を行う通信信号受信部１３１−１と、前記ネットワークの通信信号の送信処理を行う通信信号送信部１３１−２の組からなる通信信号送受信部１３１を、前記通信ポートの通信チャネルの組数と同じ数だけ備える。なお、図からも明らかなように、各通信信号送受信部１３１は、図ではその一つしか示さないが、それぞれ、通信信号受信部１３１−１と通信信号送信部１３１−２を含んでいる。
【００２３】
端末通信装置１２０は、それぞれ、自身の識別番号を設定するための識別番号設定部１２２と、中央通信部１１０より、ネットワークを介して転送される制御指令に基づき制御対象機器の制御を行うデバイス制御部１２３と、ネットワークを介して、中央通信部１１０との通信を行う際に、転送を行う通信ポート１４１を指定する上流ポート指定部１２４と、中央通信部１１０とネットワークを介して、通信する際にかかる、通信の遅延時間を表す情報である通信コストを格納する端末通信コスト格納部１２５と、端末通信部１２０に接続される通信回線１５０の通信データ量を格納する通信データ量格納部１２６と、ネットワークの通信経路を変更する際の変更方法を表す情報である通信経路制御情報を設定する通信経路制御方法格納部１２７と、ネットワークを介して、中央通信部１１０との間の通信制御を行う端末通信制御部１２１と、１つ以上の通信ポート１４０と、通信信号制御部１３０を備えている。なお、この通信信号制御部１３０は、図にはその一つを代表的に示すが、それぞれ、通信ポート１４０の１つの通信チャネルに対して、２つの通信信号送受信部１３１、１３１と、これらの通信信号送受信部の送信動作、受信動作の実行・停止の切り替えを行う送受信切替制御部１３２とを備えており、そして、各信信号送受信部１３１は、上記と同様に、通信信号受信部１３１−１と通信信号送信部１３１−１を含んでいる。
【００２４】
中央通信装置１１０の少なくとも１つの通信ポートと、複数の端末通信装置１２０のいずれかの１つの通信ポート１４０との間には、通信回線１５０が接続され、端末通信装置１２０の少なくとも１つの通信ポート１４０と、中央通信装置１１０のいずれか１つの通信ポート１４０、または、他の端末通信装置１２０のいずれか１つの通信ポート１４０との間にも通信ポート１５０が接続されており、これにより、ネットワークを構成している。なお、中央通信装置１１０と端末通信装置１２０の通信ポート１４０には、それぞれ、個別の番号である通信ポート番号が割り当てられている。
【００２５】
次に、中央通信装置１１０と端末通信装置１２０の動作について、図１に示したモーションコントローラが実際にネットワークを確立する際の手順に従って、以下に説明する。
【００２６】
図において、まず、中央通信装置１１０の通信ポート１４０、及び、端末通信装置１２０の通信ポート１４０が、通信回線１５０で接続される。端末通信装置１２０の通信ポート１４０において、全二重の通信信号が２つの通信ポート間を正常に伝達されるように送信チャネル、受信チャネルを決定することにより、各通信回線１５０における通信が確立する。このとき、端末通信装置１２０の通信ポート１４０に接続される通信信号制御部１３０の通信信号送受信部１３１は、送受信切替制御部１３２の制御により、送信動作を実行、受信動作を停止することで通信信号を送信でき、かつ、送信動作を停止、受信動作を実行することで、通信信号を受信できることから、通信の確立は、端末通信装置１２０の通信信号制御部１３０が備える複数の通信信号送受信部１３１の送信、受信の機能を切り替えることにより、実行できる。
【００２７】
図２は、上述した図１のモーションコントローラにおいて、各通信回線１５０の通信を確立するための通信信号制御部１３０で実行する処理をフローチャートによって示したものである。なお、ここで、端末通信装置１２０の識別番号は、識別番号設定部１２２によって、あらかじめ設定されているものとする。また、端末通信装置１２０の通信信号制御部１３０が備える２つの通信信号送受信部１３１、１３１は、それらのうち、一方が通信信号の送信を行い、他方が通信信号の受信を行うものとする。
さらに、
端末通信装置１２０に共通の待ち時間を Ｔｗａｉｔ［秒］、
端末通信装置１２０に設定された識別番号、Ｎｉｄ 、
とする。
【００２８】
まず、端末通信装置１２０の通信信号制御部１３０は、上述した２つの通信信号送受信部１３１、１３１のうち、受信動作を実行している通信信号送受信部１３１が、実際に通信信号を受信しているか否かを判断し（処理２００）、実際に受信している場合（図の「Ｙｅｓ」）には、更に、当該受信動作を実行している通信信号送受信部１３１が、一定時間、当該受信状態が継続できたか否かを判断する（処理２０１）。
【００２９】
上記判定処理２０１の結果、一定時間（例えば、Ｔｗａｉｔ／８［ｓ］〜Ｔｗａｉｔ／４［ｓ］程度）、受信状態が継続された場合（図の「Ｙｅｓ」）には、このときの２つの通信信号送受信部１３１の受信、送信の機能の割当を保持することにより、この通信信号制御部１３０を備える通信ポート１４０に接続される通信回線１５０の通信が確立され（処理２０２）、処理が終了する。
【００３０】
一方、上記処理２００の結果、通信信号送受信部１３１が、通信信号を受信していない場合（図の「Ｎｏ」）、もしくは、処理２０１の結果、一定時間受信状態が継続されなかった場合（図の「Ｎｏ」）には、Ｔｗａｉｔ×Ｎｉｄ［秒］の周期タイマにより、Ｔｗａｉｔ×Ｎｉｄ［秒］経過したかを判断する(処理２０３)。そして、当該処理２０３の結果、Ｔｗａｉｔ×Ｎｉｄ［秒］経過している場合（図の「Ｙｅｓ」）には、上記通信信号送受信部１３０の２つの通信信号送受信部１３１、１３１の間で、受信動作の実行と送信動作の実行とを切り替える。
【００３１】
他方、上記処理２０３の結果、Ｔｗａｉｔ×Ｎｉｄ［秒］経過していない場合（図の「Ｎｏ」）には、通信信号送受信部１３０の２つの通信信号送受信部１３１、１３１の動作はそのままにして、再度、上記処理２００を実行する。
【００３２】
次に、図３は、上記図２に示した、通信回線１５０の通信を確立するための通信信号制御部１３０の処理を実行した際の、当該通信回線１５０の通信状態の一例を示したものである。
【００３３】
即ち、この図３の例においては、時刻ｎ［秒］では、通信チャネルの設定が、２つの端末通信装置１２０、１２０において、送信同士、受信同士であることから、通信回線の通信信号が、衝突、及び、信号なしの状態となり、そのため、通信を確立できない。
【００３４】
他方、時刻ｎ＋（Ｔｗａｉｔ）［秒］では、端末通信装置１２０、１２０の一方の通信チャネルの設定が切り替えられたため、２つの端末通信装置１２０、１２０において、各通信チャネルは、送信・受信、受信・送信の組み合わせとなることから、通信回線が、全二重の正常な通信信号を伝送することが可能となり、そのため、通信を確立できる。
【００３５】
続いて、中央通信装置１１０と端末通信装置１２０が、ネットワークを介して、互いに通信を行うときに用いる通信データの形式について、以下に説明する。
【００３６】
図４は、上記図１のモーションコントローラのネットワークにおいて、中央通信装置１１０と端末通信装置１２０が通信を行う際に使用する通信データの形式である、所謂、パケットについて示したものである。
【００３７】
図からも明らかなように、パケットは、制御指令や入出力情報などの実際に通信を行うデータを格納するデータ部４００と、パケットの種類を表す情報を格納するパケット種別部４０１と、通信先、および通信元の中央通信装置１１０の通信ポート番号を格納する中央通信ポート番号部４０２と、そして、通信先、及び、通信元の端末通信装置１２０の識別番号を格納する識別番号部４０３より構成される。
【００３８】
このとき、中央通信装置１１０より送信され、ネットワークの通信機能を確立するために用いるパケットを、所謂、通信初期設定パケットとし、そして、当該通信初期設定パケットでは、パケット種別部４０１に、当該パケットの個別の番号を格納し、中央通信ポート番号部４０２に、中央通信装置１１０より送信を行う通信ポート１４０のポート番号を格納し、しかしながら、その他の部分は何も格納しないものとする。
【００３９】
また、中央通信装置１１０より送信され、端末通信装置１２０に接続された制御対象機器への制御情報や入出力情報を転送するために用いるパケットを、制御情報パケットとし、そして、当該制御情報パケットでは、データ部４００に制御情報や入出力情報を格納し、パケット種別部４０１に、当該パケットの個別の番号を格納し、中央通信ポート番号部４０２に、中央通信装置１１０より送信を行う通信ポート１４０のポート番号を格納し、識別番号部４０３に、端末通信装置１２０に設定される識別番号を格納するものとする。
【００４０】
さらに、端末通信装置１２０より送信され、端末通信装置１２０の通信ステータスやエラー情報などを転送するために用いるパケットを、端末情報パケットとし、そして、当該端末情報パケットでは、データ部４００に、端末通信装置１２０の通信ステータスやエラー情報を格納し、パケット種別部４０１に、このパケットの個別の番号を格納し、中央通信ポート番号部４０２に、送信先の中央通信装置１１０の通信ポート１４０のポート番号を格納し、識別番号部４０３に端末通信装置１２０に設定される識別番号を格納するものとする。
【００４１】
次に、中央通信装置１１０と端末通信装置１２０が、ネットワークを介して、通信機能を確立するときの動作について説明する。
【００４２】
中央通信装置１１０は、全ての通信回線１５０の通信が確立された後、上述した通信初期設定パケットを、自身の全ての通信ポート１４０から送信する。
【００４３】
図５は、図１のモーションコントローラにおいて、ネットワークの通信機能を確立するため、端末通信制御部１２１が実行する処理を、フローチャートによって示したものである。
【００４４】
まず、端末通信装置１２０は、複数の通信ポート１４０、１４０…のいずれかより、上記通信初期設定パケットを受信すると、過去において、複数の通信ポート１４０、１４０…のいずれかから既に通信初期設定パケットを受信したか否かを判断し（処理５００）、過去において、既に、通信初期設定パケットを受信していた場合（図の「Ｙｅｓ」）には、受信した当該通信初期設定パケットを破棄し（処理５００）、処理を終了する。
【００４５】
他方、上記処理５００の結果、過去において通信初期設定パケットを受信していない場合（図の「Ｎｏ」）には、上流通信ポート番号格納部１２４に、当該受信したポート番号を格納し（処理５０２）、そして、当該通信初期設定パケットを受信した通信ポート１４０を除いた他の全ての通信ポート１４０より、当該受信した通信初期設定パケットを送信する（処理５０３）。
【００４６】
また、同時に、端末情報パケットを、当該通信初期設定パケット受信した通信ポート１４０から送信し、以後においても、定期的に、端末情報パケットの送信を行う（処理５０４）。
【００４７】
図６は、上記図１に示したモーションコントローラにおいて、上記図５に示した端末通信制御部１２１での処理を実行した際の結果について、図示したものである。なお、図において、中央通信装置１１０、および、端末通信装置１２０の通信ポート１４０内の番号は、各通信ポート１４１に設定されるポート番号を示す。
【００４８】
中央通信装置１１０が、全ての通信回線１５０の通信が確立された後に、通信初期設定パケットを自身の全ての通信ポート１４０から送信すると、各端末通信装置１２０における上流通信ポート格納部１２４には、図６に示す内容が格納される。
【００４９】
このとき、端末通信装置１２０は、上流通信ポート番号格納部１２４に設定がなされると、それ以降において、当該上流通信ポート番号格納部１２４で指定される通信ポート１４０（以下、「上流通信ポート」と表す）により上記通信初期設定パケット以外のパケットが受信された場合には、当該パケットを、当該上流通信ポートを除く全ての通信ポート１４０より送信する。
【００５０】
また、上流通信ポート以外の通信ポート１４０により、上記通信初期設定パケット以外のパケットを受信した場合には、当該パケットの中央通信ポート番号部４０２を参照し、その結果、上流通信ポート格納部１２４に格納される中央通信装置１１０のポート番号と一致した場合には、上流通信ポートに当該パケットを送信し、一致しない場合には、当該パケットを破棄する。
【００５１】
さらに、端末通信装置１２０は、自身よりパケットを送信する場合、当該パケットに、上流通信ポート格納部１２４に格納される中央通信装置１１０のポート番号と、自身の識別番号を格納し、上流ポートより送信する。
【００５２】
即ち、かかる端末通信装置１２０の通信制御によれば、中央通信装置１１０は、各端末通信装置１２０より送信される端末情報パケットを受信することができ、そして、当該端末情報パケットの識別番号部４０３の識別番号と、受信を行った中央通信装置１１０の通信ポート１４０のポート番号とを、識別番号格納部１１３に格納する。
【００５３】
以降、中央通信装置１１０は、識別番号格納部１１３を参照し、当該識別番号格納部１１３に格納されたポート番号に対応する通信ポート１４０より、端末通信装置１２０にパケットを送信する。
【００５４】
即ち、以上に述べた通信制御によれば、実際に通信が実行されるネットワークの経路は、図６において太線で示した通信回線１５０により形成され、所謂、ツリー型の接続形態となる。
【００５５】
次に、ネットワークの通信を確立したモーションコントローラにおいて、端末通信装置１２０が、通信回線１５０の通信データ量に応じて、ネットワークの通信経路を切り替える動作について、以下に説明する。
【００５６】
まず、端末通信装置１２０により、ネットワークの通信経路を切り替えるために必要となる通信コスト（即ち、端末通信装置１２０から中央通信装置１１０に通信を行う場合に経由する他の端末通信装置１２０の数）が算出される。
【００５７】
なお、このとき、中央通信装置１１０より送信され、端末通信装置１２０に接続されるネットワークの通信経路の通信コストを算出するために用いるパケットは、所謂、通信コスト算出パケットとし、そして、当該通信コスト算出パケットでは、データ部４００には、初期値を「１」とすると共に端末通信装置１２０からの受信の毎にその値が増加される通信コストを格納し、パケット種別部４０１には、当該パケットの個別の番号を格納し、中央通信ポート番号部４０２には、中央通信装置１１０より送信を行う場合の通信ポート１４０のポート番号を格納し、識別番号部４０３には、端末通信装置１２０に設定される識別番号を格納するものとする。
【００５８】
図７は、上記図１に示したモーションコントローラにおいて、端末通信装置１２０の動作により通信経路を変更する際に必要となる通信コストを格納する端末通信コスト格納部１１７のデータ構成の一例を示す。
【００５９】
図７（ａ）は、中央通信装置１１０全ての通信ポート１４０から端末通信装置１２０の全ての通信ポート１４０までの通信コスト、所謂、端末通信コストを、それぞれ、対応させて格納するための端末通信コスト格納部１１７のデータ構成の一例を示す。
【００６０】
図７（ｂ）は、通信コストとそのとき端末通信装置１２０を受信した通信ポート１４０を、コストの小さい順に格納する、端末通信コスト格納部１１７のデータ構成の一例を示す。
【００６１】
更に、図８は、上記図１のモーションコントローラにおいて、端末通信装置１２０の動作により、通信経路を変更する際に必要となる通信コストを算出するための端末通信部１２１における処理を示したフローチャート図である。
【００６２】
まず、端末通信装置１２０は、通信コスト算出パケットを受信すると、受信した通信コスト算出パケットと、自身に設定された識別番号とが一致するか否かを判断する（処理８００）。
【００６３】
上記処理８００の結果、識別番号が一致した場合（図の「Ｙｅｓ」）には、通信コスト算出パケットに格納された通信コストと、端末通信コスト格納部１２５に格納された通信コストとを比較する（処理８０１）。
【００６４】
当該比較処理８０１の結果、端末通信コスト格納部１２５に格納されたコストよりも、受信した通信コスト算出パケットの通信コストの方がその値が小さい場合（図の「Ｙｅｓ」）には、端末通信コスト格納部１２５の該当する箇所に当該通信コスト算出パケットの通信コストを格納し（処理８０２）、その後、受信した通信コスト算出パケットを破棄して（処理８０３）、処理を終了する。
【００６５】
一方、上記比較処理８００の結果、識別番号が一致しない場合（図の「Ｎｏ」）には、過去において、当該通信ポートより同一の通信コスト算出パケットを受信したか否か判断し（処理８０４）、その結果、受信されていない場合（図の「Ｎｏ」）には、通信コスト算出パケットのデータ部４００に格納される通信コストをインクリメント（＋１）し（処理８０５）、そして、通信コスト算出パケットを受信したポート以外の全ての通信ポートから送信する（処理８０６）。
【００６６】
他方、上記処理８０１の結果、端末通信コスト格納部１２５に格納されたコストよりも、受信した通信コスト算出パケットの通信コストの方が、その値が大きい場合（図の「Ｎｏ」）、もしくは、上記処理８０４の結果、過去にも当該通信ポートより同一の通信コスト算出パケットを受信済みであった場合（図の「Ｙｅｓ」）には、当該受信した通信コスト算出パケットを破棄する（処理８０３）。
【００６７】
以上の処理によれば、各通信経路における通信コストが算出され、各端末通信装置１２０の端末通信コスト格納部１１７に格納されることとなる。
【００６８】
次に、上述した通信コストを用いて、端末通信装置１２０により、通信経路を切り替える動作について、以下に説明する
【００６９】
図９は、上記図１に示したモーションコントローラにおける、端末通信装置１２０の通信データ量格納部１２５のデータ構成の一例を示す。
【００７０】
即ち、通信データ量格納部１２５は、通信の切り替えを行うための通信データ量を格納しており、そして、ここに格納される当該通信データ量に対し、端末通信制御部１２１によって一定周期で確認される、各通信ポート１４０の通信パケットの送信待ち数の方が大きい場合に、端末通信装置１２０は、通信経路の切り替えを行う。
【００７１】
また、通信データ量格納部１２５には、中央通信装置１１０の通信データ量設定情報格納部１１８に格納される通信データ量設定情報を、中央通信制御部１１１により、端末通信装置１２０に送信することによって、通信データ量の値が格納される。
【００７２】
図１０は、上記図１に示したモーションコントローラにおける、端末通信装置１２０の通信経路制御方法格納部１２７のデータ構成の一例を示す。
【００７３】
図において、通信経路制御方法格納部１２７に格納される通信経路制御情報は、端末通信装置１２０により通信経路を切り替える際の、２つの切り替え方法のうち、どちらかを適用するかを示す情報である。
【００７４】
上述した切り替えは、パケットの送り先となる中央通信装置１１０の通信ポート１４０を変更する方法と、パケットの送り先となる中央通信装置１１０の通信ポート１４０は変更せず、端末通信装置１２０の上流ポート番号格納部１２４により指定される上流ポート以外の通信ポート１４０より送信する方法の２つがある。ここでは、最初に挙げた方法を、当該通信経路制御情報では、「１」と表し、次に挙げた方法を、通信経路制御情報では、「２」と表し、更に、そのどちらでもない場合（未設定の場合）には、通信経路制御情報では「０」と表すことにする。
【００７５】
また、通信経路制御方法格納部１２７には、中央通信装置１１０の通信経路制御設定情報格納部１１５に格納される通信経路制御情報を、中央通信制御部１１１により、端末通信装置１２０に送信することによって、通信経路制御情報が格納されることとなる。
【００７６】
次に、図１１は、上記図１に示したモーションコントローラにおいて、通信経路を変更する際に端末通信装置１２０の端末通信制御部１２１で実行される処理を示すフローチャート図である。
【００７７】
図において、まず、端末通信装置１２０は、上流ポートの通信量を確認し、そして、通信データ量格納部１２６に設定された通信量と比較する（処理１０００）。
【００７８】
上記処理１１００の結果、上流ポートの通信量の値が、通信データ量格納部１２６の通信量の値よりもが大きい場合（図の「Ｙｅｓ」）、通信経路制御方法格納部１２７に設定された通信経路制御方法（通信経路情報「Ｒ」）を参照する（処理１１０１）。
【００７９】
次に、通信経路情報の「Ｒ」を判定し（処理１１０２）、当該処理の結果、通信経路制御方法の情報（通信経路情報の「Ｒ」）が「１」の場合には、パケットの再受信の有無を確認し（処理１１０３）、そして、再受信でない場合（図の「Ｎｏ」）には、端末通信コスト格納部１２５に格納された情報の中から、コストが最小となるものを参照し（処理１１０４）、更に、受信フラグと識別番号（ＩＤ）をパケットに追記し（処理１１０５）、これを送信して処理を終了する。
【００８０】
一方、上記処理１１０２の結果、通信制御方法の情報が「２」の場合には、端末通信コスト格納部１２５の通信コストが最小となり、かつ、通信先が上流ポート番号格納部で指定される中央通信装置１１０の通信ポート１４０となるものを、端末通信コスト格納部１２５より参照し、中央通信装置の他の通信ポートにパケットを送信し（中央通信ポート番号の送信）（処理１１０６）、処理を終了する。
【００８１】
更に、上記処理１１０２の結果、通信制御方法の情報が「０」の場合、または、上記処理１１０３の結果、パケットが再受信されているものである場合（図の「Ｙｅｓ」）には、上流ポート番号格納部で指定される通信ポート１４０より、パケットを送信し（処理１１０７）、処理を終了する。
【００８２】
また、上記処理１１００の結果、上流ポートの通信量が、通信データ量格納部１２６の通信量の値よりも小さい場合（図の「Ｎｏ」）には、設定されている上流ポートよりパケットを送信し（処理１１０８）、処理を終了する。
【００８３】
以上の処理によれば、端末通信装置１２０により、通信経路を切り替えることが可能である。
【００８４】
更に、図１２は、中央通信装置１１０の制御ソフトウェア実行部１００より、モニタ・キーボードなどの表示・入力部１０１を用いて、制御対象機器の要求性能の設定と、ネットワークの通信経路の切り替えの確認な際に利用するＧＵＩ（グラフィカル・ユーザー・インタフェース）による制御支援ソフトウェア１２００での表示画面の一例を示す。
【００８５】
図からも明らかなように、制御支援ソフトウェア１２００は、通信性能設定部１２０１と、ネットワーク表示部１２０２と、モーションコントローラ、及び、制御支援ソフトウェア１２００の処理内容を表示するプロセス表示部１２０３とから構成される。
【００８６】
通信性能設定部１２０１は、識別番号表示部１２１０と、通信周期設定部１２１１と、通信応答時間設定部１２１２とから構成されており、識別番号表示部１２１０には、各端末通信装置１２０に設定される識別番号を表示し、通信周期設定部１２１１には、端末通信装置１２０に要求される通信周期を設定し、そして、通信応答時間設定部１２１２には、端末通信装置１２０に要求される通信の応答時間を設定する。
【００８７】
また、ネットワーク表示部１２０２は、中央通信部シンボル１２２０と、端末通信部シンボル１２２１と、接続状態シンボル１２２２と、そして、通信ポートシンボル１２２３から構成される。これらを用いて、ネットワーク表示部１２０２には、モーションコントローラのネットワーク構成と、そして、通信経路の切り替え状況、各通信回線の通信データ量、通信エラーの状況などを表示する。更に、プロセス表示部１２０３には、ネットワーク表示部１２０２により表示されるネットワークの動作状況の詳細を表示する。
【００８８】
以上に述べた本発明の主な特徴を纏めると、モーションコントローラは、制御対象機器に対する入出力操作、または制御処理を実行する、１つ以上の端末通信装置と、前記端末通信装置とネットワークを用いて接続される中央通信装置から構成され、そして、前記中央通信装置は、制御対象機器への制御指令の実行や、通信制御方法の設定を行う制御ソフトウェア実行部と、制御対象機器への制御指令や、入出力情報を格納する制御情報格納部と、前記ネットワークに接続される前記端末通信装置を個体認識するための識別番号を格納する識別番号格納部と、前記ネットワークを介して、前記端末通信装置との間の通信制御を行う中央通信制御部と、前記ネットワークの通信信号における送信信号、受信信号を全二重で伝送する通信チャネルを１つ以上備える通信ポートを１つ以上と、前記通信ポート１つあたりに、前記ネットワークの通信信号の受信処理を行う通信信号受信部と、前記ネットワークの通信信号の送信処理を行う通信信号送信部の組からなる通信信号送受信部を、前記通信ポートの通信チャネルと同じ数だけ備えることである。
【００８９】
また、本発明によれば、前記端末通信装置は、前記識別番号を設定するための識別番号設定部と、前記中央通信装置より、ネットワークを介して転送される制御指令に基づき制御対象機器の制御を行う、または、前記中央通信装置とネットワーク介して送受信される入出力情報の操作を行う、デバイス制御部と、前記ネットワークを介して、前記中央通信装置との通信を行う際に、通信データを転送する自身の１つの通信ポートを指定するための上流ポート番号格納部と、前記ネットワークを介して、前記中央通信装置との間の通信制御を行う端末通信制御部と、１つ以上の通信ポートと、前記通信ポートの１つの通信チャネルに対して、前記通信信号送受信部を２つずつと、この通信信号送受信部の送信動作、受信動作の実行、停止の切り替えを行う送受信切替制御部と、を備える通信信号制御部を、各通信ポートに1つずつ備えることが好ましい。
【００９０】
さらには、上記の構成において、中央通信装置の少なくとも１つの通信ポートと、端末通信装置のいずれかの１つの通信ポートとの間に伝送路を備え、端末通信装置の少なくとも１つの通信ポートと、中央通信装置のいずれか１つの通信ポート、または、他の端末通信装置のいずれか１つの通信ポートとの間に伝送路を備えることが好ましい。
【００９１】
また、かかる構成において、本発明の他の特徴は、前記端末通信装置が、前記通信信号制御部の送受信切替制御部により、通信信号送受信部の送信動作、受信動作を切り替え、前記伝送路の全てにおいて、全二重の通信信号が正常に伝達されるように、通信信号送受信部の送信動作、受信動作を決定することである。
【００９２】
また、その他の特徴は、上述した構成において、前記中央通信装置は、自身の全ての通信ポートより、その各通信ポートに設定される個別の番号である通信ポート番号を含む通信データを送信し、前記端末通信装置は、中央通信装置より送信される通信データを、自身の全ての通信ポートのうち、最初に受信した通信ポートを上流ポートとして、その通信ポートに設定される個別の番号である通信ポート番号と、このとき受信した通信データに含まれる通信ポート番号を、上流ポート番号格納部に格納し、以降、中央通信装置は、通信データの送信が行われる自身の通信ポートの通信ポート番号と、端末通信装置に設定される識別番号を含む通信データを、自身の通信ポートを介して、端末通信装置に送信し、端末通信装置は、上流ポート番号格納部により指定される上流ポートより、中央通信装置からの通信データを受信し、その通信データの識別番号が自身の設定された識別番号と一致する場合、その通信データを自身に取り込み、その通信データの識別番号が自身の設定された識別番号と一致しない場合、それ以外の全ての通信ポートよりその通信データを送信し、それ以外の通信ポートから受信した通信データは、その通信データに含まれる中央通信装置の通信ポート番号が、上流ポート番号格納部に格納される中央通信装置の通信ポート番号と一致するとき、上流通信ポートより、その通信データを送信し、一致しないとき、その通信データを破棄し、自身より、中央通信装置に通信データを送信する際は、上流ポート番号格納部に格納される中央通信装置の通信ポート番号と、自身に設定された識別番号を含む通信データを上流ポートを介して、中央通信装置に送信する通信制御方法にある。
【００９３】
さらに、他の特徴は、前記中央通信装置は、ネットワークに接続される端末通信装置との通信にかかる通信の遅延時間を表す情報である通信コストを格納する中央通信コスト格納部と、各端末通信装置がネットワークの通信経路を変更する際の変更方法を表す情報である通信経路制御情報を格納する通信経路制御設定情報格納部と、各端末通信装置のネットワーク上の通信状態の情報を格納する通信状態情報格納部と、各端末通信装置までのネットワークの経路を表す情報である通信経路情報を格納する通信経路情報格納部と、端末通信装置に設定する通信回線の通信データの制限量の設定情報である、通信データ量設定情報を格納する通信データ量設定情報格納部とを備えることである。また、前記端末通信装置は、端末通信装置に接続される通信回線の通信データの制限量を格納する通信データ量格納部と、ネットワークの通信経路を変更する際の変更方法を表す情報である通信経路制御情報を設定する通信経路制御情報設定部とを備えることである。
【００９４】
そして、かかる構成において、中央通信装置は、制御ソフトウェア実行部により、各端末通信装置に設定する通信経路制御情報と通信データ量設定情報を、通信経路制御設定情報格納部と通信データ量設定情報格納部に格納し、中央通信制御装置は、通信経路制御設定情報格納部に格納される通信経路制御情報と、通信データ量設定情報格納部に格納される通信データ設定情報をネットワークを介して端末通信装置に送信し、端末通信装置は、中央通信装置より送信される通信経路制御情報を通信経路制御情報格納部に格納し、さらに、中央通信装置より送信される通信データ量設定情報を通信データ量格納部に格納し、端末通信装置は、上流ポート番号格納部により指定される上流ポートの通信データ量を常に監視し、この通信データ量が通信データ量格納部に格納される値を超えた場合、通信経路制御情報格納部に格納される通信経路制御情報に基づき、上流ポート以外の自身の通信ポートより、上流ポート番号格納部により指定される中央通信装置の通信ポート以外の中央通信装置の通信ポートに送信する、もしくは、上流通信ポート以外の通信ポートより、上流ポート番号格納部により指定される中央通信装置の通信ポートに送信する、もしくは、上流通信ポートより送信する、のいずれかの通信制御を実行することが好ましい。
【００９５】
さらに、前記中央通信装置の制御ソフトウェア実行手段に、前記端末通信装置に必要とされる通信周期と、応答時間を設定し、設定された通信周期、応答時間を基に、通信経路制御情報と通信データ量設定情報を生成し、それぞれ、中央通信装置の通信経路制御設定情報格納手段と、通信データ量設定情報格納手段に格納する機能を搭載してもよい。そして、前記中央通信装置の制御ソフトウェア実行手段に、中央通信装置の通信状態情報格納手段と、通信経路情報格納手段を参照し、ネットワークの接続構成、通信経路、通信状態を提示する機能を搭載してもよい。さらには、前記中央通信装置の制御ソフトウェア実行手段が有する設定機能とネットワークの通信状態の表示機能とをＧＵＩ（グラフィカル・ユーザー・インターフェース）により実装することが好ましい。
【００９６】
そして、上述した構成によればネットワーク構築時の通信ポート同士の接続方法を考慮する必要がなくなり、コントローラ適用時の工数を低減できる。また、他の構成によれば、ネットワーク構築時の通信ポート同士の接続方法を考慮する必要がなくなり、通信経路を複数持つような複雑なネットワークを容易に構成できる。更に、他の構成に依れば、通信経路を動的に変更することにより、各制御対象機器に要求される応答性能を保証できるため、前記のような複雑なネットワークにおいて、接続構成の調整を省き、工数を低減できる。
【符号の説明】
【００９７】
１００…制御ソフトウェア実行部、１０１…表示・入力部、１１０…中央通信装置、１１１…中央通信制御部、１１２…デバイス制御情報格納部、１１３…識別番号格納部、１１４…中央通通信コスト格納部、１１５…通信経路制御設定情報格納部、１１６…通信状態情報格納部、１１７…通信経路情報格納部、１１８…通信データ設定情報格納部、１２０…端末通信装置、１２１…端末通信制御部、１２２…識別番号設定部、１２３…デバイス制御部、１２４…上流ポート番号格納部、１２５…端末通信コスト格納部、１２６…通信データ量格納部、１２７…通信経路制御情報格納部、１３０…通信信号制御部、１３１…通信信号送受信部、１３１−１…通信信号受信部、１３１―２…通信信号送信部、１３３…送受信切替部、１４０…通信ポート、１５０…通信回線、４００…データ部、４０１…パケット種別部、４０２…中央通信ポート番号部、４０３…識別番号部、１２００…制御支援ソフトウェア、１２０１…通信性能設定部、１２０２…ネットワーク表示部、１２０３…プロセス表示部、１２１０…識別番号表示部、１２１１…通信周期設定部、１２１２…通信応答時間設定部、１２２０…中央通信手段シンボル、１２２１…端末通信手段シンボル、１２２２…接続状態シンボル、１２２３…通信ポートシンボル
【図１】
2013183140.tif 000003
【図２】
2013183140.tif 000004
【図３】
2013183140.tif 000005
【図４】
2013183140.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年12月7日(2012.12.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象機器に対する入出力操作、または、制御処理を実行する、１つ以上の端末通信装置と、前記端末通信装置とネットワークを用いて接続される中央通信装置とから構成されるモーションコントローラ装置であって、
前記中央通信装置の少なくとも１つの通信ポートと、前記端末通信装置のいずれかの１つの通信ポートとの間には、伝送路を備え、
前記端末通信装置の少なくとも１つの通信ポートと、前記中央通信装置のいずれか１つの通信ポート、又は、他の端末通信装置のいずれか１つの通信ポートとの間に伝送路を備えており、
これにより、ネットワークを構成し、
前記端末通信装置は、前記ネットワークの伝送路を複数接続可能とし、
前記端末通信装置が備える通信ポートの送受信部が、送受信切替部を備える、
ことを特徴とするモーションコントローラ装置。
【請求項２】
前記請求項１に記載されたモーションコントローラ装置において、前記中央通信装置は、さらに、
制御対象機器への制御指令の実行、及び／又は、通信制御方法の設定を行う制御ソフトウェア実行部と、
前記制御対象機器への制御指令、及び／又は、入出力情報を格納する制御情報格納部と、
前記ネットワークに接続される前記端末通信装置を個体認識するための識別番号を格納する識別番号格納部と、
前記ネットワークを介して、前記端末通信装置との間の通信制御を行う中央通信制御部と、
１つ以上の、前記ネットワークの通信信号における送信信号、及び／又は、受信信号を全二重で伝送する通信チャネルを１つ以上備える通信ポートと、そして、
前記通信ポート１つあたりに、前記通信ポートの通信チャネルと同じ数の、前記ネットワークの通信信号の受信処理を行う通信信号受信部と前記ネットワークの通信信号の送信処理を行う通信信号送信部の組からなる通信信号送受信部を備えており、かつ、
前記端末通信装置は、さらに、
前記識別番号を設定するための識別番号設定部と、
前記中央通信装置より、ネットワークを介して転送される制御指令に基づき制御対象機器の制御を行う、又は、前記中央通信装置とネットワーク介して送受信される入出力情報の操作を行うデバイス制御部と、
前記ネットワークを介して、前記中央通信装置との通信を行う際に、通信データを転送する自身の１つの通信ポートを指定するための上流ポート番号格納部と、
前記ネットワークを介して、前記中央通信装置との間の通信制御を行う端末通信制御部と、
２つ以上の通信ポートとを備えており、各通信ポートは、それぞれ、前記通信ポートの１つの通信チャネルに対する２つの通信信号送受信部と当該通信信号送受信部の送信動作、受信動作の実行、及び／又は、停止の切り替えを行う送受信切替制御部とを備えていることを特徴とするモーションコントローラ装置。
【請求項３】
前記請求項２に記載されたモーションコントローラ装置において、前記中央通信装置は、さらに、
ネットワークに接続される端末通信装置との通信にかかる通信の遅延時間を表す情報である通信コストを格納する中央通信コスト格納部と、
各端末通信装置がネットワークの通信経路を変更する際の変更方法を表す情報である通信経路制御情報を格納する通信経路制御設定情報格納部と、
各端末通信装置のネットワーク上の通信状態の情報を格納する通信状態情報格納部と、
各端末通信装置までのネットワークの経路を表す情報である通信経路情報を格納する通信経路情報格納部と、
端末通信装置に設定する通信回線の通信データの制限量の設定情報である、通信データ量設定情報を格納する通信データ量設定情報格納部とを備えており、
前記端末通信装置は、さらに、
前記端末通信装置に接続される通信回線の通信データの制限量を格納する通信データ量格納部と、
ネットワークの通信経路を変更する際の変更方法を表す情報である通信経路制御情報を設定する通信経路制御情報設定部とを備えていることを特徴とするモーションコントローラ装置。
【請求項４】
前記請求項２に記載されたモーションコントローラ装置であって、
前記中央通信装置の制御ソフトウェア実行部には、前記端末通信装置に必要とされる通信周期と応答時間を設定すると共に、当該設定された通信周期、応答時間を基に、通信経路制御情報と通信データ量設定情報を生成し、それぞれ、中央通信装置の通信経路制御設定情報格納部と、通信データ量設定情報格納部に格納する機能を搭載することを特徴とするモーションコントローラ装置。
【請求項５】
前記請求項２に記載されたモーションコントローラ装置であって、
前記中央通信装置の制御ソフトウェア実行部には、中央通信装置の通信状態情報格納部と、通信経路情報格納部を参照し、ネットワークの接続構成、通信経路、通信状態を提示する機能とを搭載することを特徴とするモーションコントローラ装置。
【請求項６】
前記請求項２に記載されたモーションコントローラ装置において、
前記中央通信装置の制御ソフトウェア実行部が有する設定機能とネットワークの通信状態の表示機能とを、グラフィカル・ユーザー・インターフェースにより実装したことを特徴とするモーションコントローラ装置。
【請求項７】
前記請求項１に記載されたモーションコントローラ装置における通信方法であって、
前記端末通信装置は、前記通信信号制御部の送受信切替制御部により、通信信号送受信部の送信動作、受信動作を切り替え、前記伝送路の全てにおいて、全二重の通信信号が正常に伝達されるように、通信信号送受信部の送信動作、受信動作を決定し、
前記中央通信装置は、自身の全ての通信ポートより、その各通信ポートに設定される個別の番号である通信ポート番号を含む通信データを送信し、
前記端末通信装置は、中央通信装置より送信される通信データを、自身の全ての通信ポートのうち、最初に受信した通信ポートを上流ポートとして、その通信ポートに設定される個別の番号である通信ポート番号と、このとき受信した通信データに含まれる通信ポート番号を、上流ポート番号格納部に格納し、
以降、前記中央通信装置は、通信データの送信が行われる自身の通信ポートの通信ポート番号と、端末通信装置に設定される識別番号を含む通信データを、自身の通信ポートを介して、端末通信装置に送信し、
前記端末通信装置は、上流ポート番号格納部により指定される上流ポートより、中央通信装置からの通信データを受信し、その通信データの識別番号が自身の設定された識別番号と一致する場合、その通信データを自身に取り込み、
当該通信データの識別番号が自身の設定された識別番号と一致しない場合、それ以外の全ての通信ポートよりその通信データを送信し、
それ以外の通信ポートから受信した通信データは、その通信データに含まれる中央通信装置の通信ポート番号が、上流ポート番号格納部に格納される中央通信装置の通信ポート番号と一致するとき、上流通信ポートより、その通信データを送信し、
一致しないときには、当該通信データを破棄し、
前記端末通信装置が、自身より、前記中央通信装置に通信データを送信する際は、前記上流ポート番号格納部に格納される中央通信装置の通信ポート番号と、当該装置自身に設定された識別番号を含む通信データを上流ポートを介して、前記中央通信装置に送信することを特徴とするモーションコントローラ装置における通信方法。
【請求項８】
前記請求項７に記載されたモーションコントローラ装置における通信方法であって、
前記中央通信装置は、さらに、
ネットワークに接続される端末通信装置との通信にかかる通信の遅延時間を表す情報である通信コストを格納する中央通信コスト格納部と、
各端末通信装置がネットワークの通信経路を変更する際の変更方法を表す情報である通信経路制御情報を格納する通信経路制御設定情報格納部と、
各端末通信装置のネットワーク上の通信状態の情報を格納する通信状態情報格納部と、
各端末通信装置までのネットワークの経路を表す情報である通信経路情報を格納する通信経路情報格納部と、
端末通信装置に設定する通信回線の通信データの制限量の設定情報である、通信データ量設定情報を格納する通信データ量設定情報格納部とを備えており、
前記端末通信装置は、さらに、
前記端末通信装置に接続される通信回線の通信データの制限量を格納する通信データ量格納部と、
ネットワークの通信経路を変更する際の変更方法を表す情報である通信経路制御情報を設定する通信経路制御情報設定部とを備えており、そして、
前記中央通信装置は、前記制御ソフトウェア実行部により、各端末通信装置に設定する通信経路制御情報と通信データ量設定情報を、前記通信経路制御設定情報格納部と前記通信データ量設定情報格納部に格納し、
前記中央通信制御部は、前記通信経路制御設定情報格納部に格納される通信経路制御情報と、前記通信データ量設定情報格納部に格納される通信データ設定情報を、ネットワークを介して前記端末通信装置に送信し、
前記端末通信装置は、前記中央通信装置より送信される通信経路制御情報を前記通信経路制御情報格納部に格納し、さらに、前記中央通信装置より送信される通信データ量設定情報を通信データ量格納部に格納し、
前記端末通信装置は、前記上流ポート番号格納部により指定される上流ポートの通信データ量を常に監視し、そして、当該通信データ量が通信データ量格納部に格納される値を超えた場合、前記通信経路制御情報格納部に格納される通信経路制御情報に基づき、上流ポート以外の自身の通信ポートより、上流ポート番号格納部により指定される中央通信装置の通信ポート以外の中央通信装置の通信ポートに送信する、又は、上流通信ポート以外の通信ポートより、前記上流ポート番号格納部により指定される前記中央通信装置の通信ポートに送信する、又は、上流通信ポートより送信する、のいずれかの通信制御を前記端末通信制御部により実行することを特徴とするモーションコントローラ装置における通信方法。
【国際調査報告】
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