CN100349078C - 同步控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种同步控制器，可以简单地取得模块间的同步，并尽可能地抑制对用于控制控制模块中的控制对象的运算处理的影响，同时减轻各模块的负荷。包括循环主模块和至少一台以上的动作控制模块，各模块由同步总线和处理大量数据的事件总线所构成的双重总线结构接合。动作控制模块具有循环地运算执行控制控制对象设备的动作的用户程序的功能，循环主模块具有进行与控制对象设备以外的外部装置之间的数据发送接收，以及对控制模块使用事件总线以及同步总线进行数据的发送接收的功能。动作控制模块以接收从循环主模块经由同步总线发送的同步数据为条件进行一周期的运算执行。

Description

同步控制器
技术领域
本发明涉及同步控制器。
背景技术
作为生产工厂(制造现场)中设置的工厂自动化(FA)的控制装置，使用可编程控制器(PLC)。该PLC由多个组件构成。即，将以下各种组件适当组合而构成：电源供给源的电源组件、统率PLC整体的控制的CPU组件、安装在FA生产装置和设备装置的位置的输入开关或传感器的信号的输入组件、对致动器等输出控制输出的输出组件、用于连接到通信网络的通信组件等。然后，这些各组件经由设置在侧面的连接器被电/机械式连接，从电源组件接受对各组件的功率供给，同时进行信息的发送接收。
PLC的CPU组件中的控制将由输入组件输入的信号读取到CPU组件的I/O存储器(IN更新)，基于由预先注册的用户程序描述语言(例如梯形(ラダ一)语言)所组成的用户程序进行逻辑运算(运算执行)，并将其运算执行结果写入I/O存储器并发送到输出组件(OUT更新)，之后，循环地重复进行所谓周边处理。
但是，构成PLC的组件中，也有用于进行智能的高功能的控制的高功能组件。该高功能组件有例如，具有实施接受温度等的模拟值，并进行PID控制等的专用的处理控制(模拟控制)的程序的功能的处理控制组件，或进行动作控制的动作控制组件等各种各样的组件。该动作控制组件可以驱动控制多个电机，其用途有将多个电机的驱动轴设为三轴(所谓X轴、Y轴、Z轴)的方向(左右、前后、上下的三个方向)，控制驱动系统的对象物体的定位的例子。而且，动作控制组件中有称作同步控制器的组件，它具有在进行多轴的控制时同步控制各轴的动作的功能。
在这种同步控制器中，一般为以下结构：如专利文献1所公开的发明那样，在控制器内搭载数轴(2轴或4轴以下)的控制功能，或者如专利文献2所公开的发明那样，通过网络方式搭载多轴(6轴以上)的控制功能从而进行模块控制。而且，上述控制器内置型和网络型中，作为其同步部件有使用共用存储器和中断信号的方式和通信命令的方式等。
【专利文献1】(日本)特开2002-001000
【专利文献2】特开2001-070678
在上述现有的装置中存在以下所示的问题。即，在通过一个主CPU处理多轴控制的情况下，其控制能力多依赖于该主CPU的处理能力，要想实现多轴控制而不降低性能，则该CPU所要求的性能也不断增加，其结果，作为控制器，价格相当高。对于仅需要少轴控制的顾客，这样的控制器不仅成为超规格，而且成本高，产生缺点。
在结构的方面，在一个组件壳体中内置控制功能的方式中，不得不搭载多轴的电机控制I/F，壳体增大，需要大的设置空间，产生缺点。特别对于仅需要少轴控制的顾客，壳体的增大成为设置场所的制约，产生缺点。
进而，控制器的主CPU以通信网络方式进行动作控制的情况下，该通信中的信息传达成为1(主CPU)：N(各电机等)，由于网络环境，有时在各电机间的信息传达中产生时滞，成为在同步等动作控制中产生轴间动作的偏差的主要原因。而且，由于轴数越多通信周期也越大，所以该偏差宽度也与通信周期成正比增大。
在通信网络方式中，对各控制轴事先发送指令值，如果同时施加起动指令，则可以发挥作为同步动作的性能，但随着控制轴数增加，主CPU的处理负荷也增大，且通信周期也增大，产生对于根据外部信息的响应动作性能低下的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种同步控制器，可以根据需要的轴数构筑性能高的控制器，并可以简单地实现模块间的同步，而且，尽可能地抑制对用于对控制模块中的控制对象的控制的运算处理的影响，同时可以减轻各模块的负荷。
本发明提供一种同步控制器，其特征在于，
包括循环主模块和至少一台的控制模块，
所述循环主模块和所述控制模块通过由同步总线和处理大量数据的事件总线构成的双重总线结构接合，
所述控制模块具有循环地运算执行对控制对象设备的工作进行控制的用户程序的功能，
所述循环主模块具有进行与所述控制对象设备以外的外部装置之间的数据的发送接收，以及对所述控制模块使用所述事件总线以及同步总线进行数据的发送接收的功能，
所述控制模块以接收从所述循环主模块经由所述同步总线发送的同步数据为条件，进行一个周期的运算执行，
所述循环主模块以接收了来自连接的所有的控制模块的同步数据为条件，发送自身的同步数据。
本发明还提供一种控制系统，其特征在于，
该控制系统由连接控制对象设备的至少一台控制模块和与该各控制模块之间进行数据发送接收的循环主模块构成，所述各控制模块和所述循环主模块由同步总线接合，
所述循环主模块循环地执行在各控制模块之间经由同步总线发送接收同步数据并共用数据的同步总线更新处理，和基于该同步数据执行用户程序的分状态处理，
所述各控制模块循环地执行循环主模块以及其它的控制模块之间经由同步总线发送接收同步数据并共用数据的同步总线更新处理，和基于该同步数据执行对于连接控制对象设备的动作的用户程序的分状态处理，
通过循环主模块的同步更新处理，各控制模块被同步，
通过循环主模块以及控制模块的同步更新处理，依次一个循环主模块或控制模块成为发送源，并对其它循环主模块或控制模块同时发送同步数据，从而所有的循环主模块和控制模块共用共同数据，
所述循环主模块以接收了来自连接的所有的控制模块的同步数据为条件，发送自身的同步数据。
本发明的同步控制器包括循环主模块(cycle master module)和至少一台以上的控制模块，循环主模块和控制模块通过由同步总线和处理大量数据的事件总线构成的双重总线结构接合，控制模块具有循环地运算执行对控制对象设备的工作进行控制的用户程序的功能，循环主模块具有进行与控制对象设备以外的外部装置之间的数据的发送接收，以及对所述控制模块使用事件总线以及同步总线进行数据的发送接收的功能，控制模块以从循环主模块经由同步总线发送的同步数据为条件，进行一个周期的运算接收执行。
在具有动作控制器等的同步功能的控制器中，将该结构作为由循环主模块、控制模块等构成的模块结构，模块(循环主、动作控制)分别搭载用户的程序设计和该程序执行功能。这些模块共用每周期信息，用户程序可以利用该信息共用区域，从而各模块可以同步执行程序。通常共用的同步数据可以根据各模块的用户程序任意地参照，并且所有的共用同步数据可以参照时，可以根据多个同步信息制作应用程序。
而且，用户根据应用(特别是从2轴到4轴的少轴规模的同步/转矩/压力控制应用)而附加控制模块从而可以构筑同步控制器，所以可以省空间，且高性价比地使用。
各模块间为同步总线和处理大量的数据的事件总线的双重结构，所以可以使用根据各个目的的性能的总线结构。由此，将处理的数据量小但超高速且需要定时性的同步，和不需要高速性和定时性但处理的数据量大的事件的特性不同的处理分离，而不是设为共用的总线结构，从而即使利用的总线结构不是高性能，也可以实现充分的同步性能。
而且，即使是多轴结构，通过适当地设定控制模块的数，各模块的CPU的处理负荷也不会增大，所以可以发挥高速且稳定的控制性能。
进而，在设置了多个控制模块的情况下，可以对各模块制作用户程序，所以从应用来看的处理的负荷分散成为可能，通过对程序内容和配置下工夫，可以得到处理性能更高的控制器。
另外，通常使用多个规定数的控制模块，但规定数中也包含1。即，即使有一个控制模块，通过由循环主模块执行，事件以外的其它容量大的数据的发送接收，或与外部的通信等处理，控制模块可以全力进行用于对控制对象设备的控制的运算处理等，所以较理想。
从成为各模块的同步的基准的循环主模块发送同步数据的定时可以进行各种设定。作为一例，可以以接收了来自连接的所有的控制模块的同步数据为条件，而输出自身的同步数据。作为其它的方法，可以设定为以一定间隔输出同步数据。可以安装多个这些设定条件，并适当切换实施。
而且，设置多个所述控制模块，从其它的控制模块接收经由所述同步总线发送来的同步数据，同时存储在同步数据存储区域，运算执行该存储的同步数据时可利用就可以。在本控制器中，准备用于在模块间通常共用信息的专用同步总线和在事件上需要时进行信息交换的事件专用总线，以便可以多轴同步，并准备具有生成用于各模块同步动作的定时的循环主机功能的模块。由此，可以实现成为分散结构的情况的跨过模块间的多轴同步控制。
作为其它的解决部件，是由连接控制对象设备的规定数的控制模块和与该各控制模块之间进行数据发送接收的循环主模块构成，所述各控制模块和所述循环主模块由同步总线接合的控制系统，所述循环主模块循环地执行在各控制模块之间经由同步总线发送接收同步数据并共用数据的同步总线更新处理，和基于该同步数据执行用户程序的分状态处理，所述各控制模块循环地执行循环主模块以及其它的控制模块之间经由同步总线发送接收同步数据并共用数据的同步总线更新处理，和基于该同步数据执行对于连接控制对象设备的动作的用户程序的分状态处理，通过循环主模块的同步更新处理，各控制模块被同步，通过循环主模块以及控制模块的同步更新处理，依次一个模块成为发送源，并对其它模块同时发送同步数据，从而所有的模块共用共同数据。
而且，控制模块也可以被构成可增减。将同步控制器设为被模块分割了的结构，在该分割了的模块上搭载1轴或2轴的控制功能，和用于实现该控制内容的CPU，以及执行该控制所需要的用户程序的程序设计功能，从而根据用户所需要的轴数可以构筑性能高的控制器。而且，由于根据控制轴数附加模块的结构，所以可以以最优的成本和大小使用控制器。而且，通过根据监视对象的变化而适当增减控制模块，从而可以维持最优的状态。
进而，也可以包括通过系统设定可以选择经由各模块的同步总线发送接收的同步数据的信息种类的部件。进而，控制模块也可以包括用于直接发送接收控制对象设备和数据的接口。由于将来自控制对象的外部设备的信息取得部件等的接口内置于控制模块，所以对外部动作的变化可以高速地反应，并且可以得到高反馈控制性能。
经由同步总线进行的模块间的通信，通过依次一个模块成为发送源，并对其它模块同时发送同步数据，从而所有的模块共用共同数据。而且，各模块顺序地成为发送源，使所有模块轮流成为发送源。
在本发明中，可以根据必要的轴数构筑高性能的控制器，并可以简单地实现模块间的同步，而且，尽可能地抑制对用于对控制模块中的控制对象的控制的运算处理的影响，同时可以减轻各模块的负荷。
附图说明
图1是表示本发明的合适的一实施方式的整体系统图。
图2是表示本发明的同步控制器的内部结构(硬件结构)的方框图。
图3是表示本发明的同步控制器的内部结构(软件结构)的方框图。
图4是说明利用了同步总线的同步控制的图。
图5是说明同步数据的种类的图。
图6是说明动作控制模块的处理功能的流程图。
图7是说明循环主模块的处理功能的流程图。
图8是表示同步处理和各模块的一个扫描(周期时间)的关系的时序图。
图9是表示同步处理和各模块的一个扫描(周期时间)的关系的时序图。
[标号说明]
1上一级控制器2显示器3程序设计工具4伺服驱动器5伺服电机10同步控制器11电源模块12循环主模块13动作控制模块14末端模块
具体实施方式
图1表示本发明的包含同步控制器的FA系统整体。同步控制器10的结构为连接到PLC等上一级控制器1，同时上一级控制器1上连接显示器2。同步控制器10从上一级控制器1接到命令时，为了执行该命令而进行规定的控制，并将其结果返回到上一级控制器1。
同步控制器10由电源模块11、循环主模块12、动作控制模块13、以及末端模块14构成。可以对一个循环主模块12安装多个动作控制模块13。循环主模块12和动作控制模块13同时被安装用户程序，分别被循环地执行。
在本例中，循环主模块12的串行端口SP1上连接程序设计工具3，循环主模块12的用户程序从程序设计工具3上传/下载到循环主模块12，动作控制模块13的用户程序从程序设计工具3经由循环主模块12上传/下载。而且，循环主模块12的其它的串行端口SP2上连接上一级控制器1的CPU组件1a。
动作控制模块13由循环主模块12同步控制，通过动作控制模块13的用户程序的执行处理，对伺服驱动器5输出控制信号。而且，伺服驱动器5通过控制控制对象的伺服电机4，实际上进行动作控制。循环主模块12包括：从上一级控制器1收到命令，运算执行循环主模块12自身的用户程序的功能；生成用于基于该运算执行的处理结果，使各动作控制模块同步动作的定时的功能；在结束了处理时将其结果发送到上一级控制器1的功能；与程序设计工具3进行通信的功能；以及进行自身或者动作控制模块13和作为外部装置的上一级控制器1或者显示器2之间数据的交接(网关)的功能等。另外，图中将动作控制模块13和伺服驱动器5作为分体，但也可以是将伺服驱动器5内置于动作控制模块13的结构。
换言之，将现有和本实施例比较说明时，在现有的PLC上作为高功能组件的一个而连接的动作控制组件的情况下，安装有进行动作控制的功能，和进行构成PLC的CPU组件之间的通信的功能。而且，在动作控制组件中循环地执行用户程序执行和周边处理，在用户程序的执行时进行动作控制，在周边处理时进行与CPU组件之间的通信等。在本实施方式的情况下，以各个组件分开处理具有现有的动作控制组件的动作控制功能和周边处理功能，循环主模块12进行与PLC的CPU组件之间的通信，经由总线连接到循环主模块的动作控制模块13执行关于动作控制的处理。由此，可以进行高速且高精度的控制。
进而，由于动作控制模块13可以连接多个、可以装卸，所以可以配合用途增减动作控制模块13的台数，并可以构筑配合应用的控制器结构，成为满足需要且适当的空间、成本，较为理想。作为控制器，可以分散各个模块应该完成的处理而使各模块具有用户程序，所以，即使成为多个模块结构，也可以执行而不会降低处理能力。
进而，在连接了多个动作控制模块13的情况下，通过灵活运用后述的同步总线，可以高速取得其它动作控制模块13具有的I/O信息，同时使用于自身模块的处理中。从而，例如，具有脉冲输入输出功能的动作控制模块13从具有模拟输入输出功能的其它动作控制模块经由同步总线取得模拟输入信息，无论如何都可以象自身模块内置的I/O那样使用，并可以使用于自身模块的脉冲输出控制等。由此，可以高速且高精度地进行更复杂的控制。
接着，说明用于实现上述处理功能的具体的模块的结构。图2表示硬件结构，图3表示着眼于软件的控制的内部结构。
在本实施方式中，循环主模块12、动作控制模块13共同具有MPU12a、13a、ROM12b、13b、RAM12c、13c，各模块12、13的系统软件存储于MPU12a、13a或者ROM12b、13b。或者该ROM12b、13b例如可以使用闪速ROM，用户制作的用户程序也备份于ROM12b、13b。
参照图3所示，RAM12c、13c内的存储区域被设定为用户程序区域、变量区域、工作区域，用户程序执行时，在电源接通时从ROM12b、13b向RAM12c、13c展开而执行用户程序。
而且，变量区域(变量存储器)是用于由用户程序使用的区域，各模块12、13具有的I/O的数据、在模块间交换的信息的存储区域使用。工作区域是各模块12、13的系统软件为了系统执行而使用的区域。
这些MPU12a、13a、ROM12b、13b、RAM12c、13c的功能与安装于构成PLC的CPU组件和动作控制组件等的功能基本上相同。
进而，动作控制模块13具有用于控制包含伺服电机等控制对象的I/O设备(外部装置)的脉冲输入输出和模拟输入输出电路13h，这些各输入输出电路1 3h经由特殊I/O端口13i与外部的I/O设备连接。这里，作为连接的I/O设备，有控制图1所示的伺服电机4的伺服驱动器5。而且，从外部的I/O设备(输入设备)取得的输入信号被提供给MPU13a(脉冲输入电路经由ASIC13g)，从MPU13a对外部I/O设备(输出设备)发送的数据经由模拟输出电路、脉冲输出电路13h进行。
而且，动作控制模块13上，在共用装置结构的基础上，设置了脉冲的输入输出电路和模拟的输入电路13h的两个电路，但在实际应用时，可以都使用它们，也可以仅使用脉冲和模拟中的一个，或者实际上仅运转输入电路或者仅运转输出电路。这样，由系统设定(参照图3)来设定将哪个种类设为有效。而且，作为动作控制模块13的外部I/F也可以设置通信I/F而不仅是脉冲、模拟输入输出电路。
进而，循环主模块12、动作控制模块13作为外部I/F具有I/O端口12j、13j，在该I/O端口12j、13j上连接的设备和MPU12a、13a之间可以发送接收数据。换言之，在动作控制模块13中，具有用于直接控制电机的通用的I/O功能部(脉冲或模拟等)，以及直接从外部设备(ON/OFF传感器、模拟传感器、编码器等)取得信息的I/O功能部。
各模块循环地执行如下过程：基于从上述各外部I/F(I/O端口12j、13j、特殊I/O端口13i等)取得的输入数据运算执行用户程序，并经由规定的外部I/F输出得到的运算结果从而进行控制(图6、图7中后面叙述一周期的处理)。这样，电机控制可以利用通用接口，所以可以从市场销售的电机中适当选择。而且，与通信网络相比，由于电机控制部件为脉冲或模拟等，所以指令连续，并可以实现平滑的控制。
而且，在各模块中的电机控制中，为以下结构：具有数轴(1或2单位)专用的CPU，可以直接从外部输入信息，并对电机通过脉冲或者模拟输出指令。从而，对于使用的电机，通过脉冲或者模拟I/F方式，可以从通用部件中广泛地选择，此外，为了直接从外部设备读取信息，而如通信方式等那样，可以实现快速的响应性能而没有时滞。
进而，各模块件通过事件总线和同步总线连接，末端模块14中具有将这些各总线作为终端的总线终端功能14a。而且，动作控制模块13中具有连接到事件总线的共用存储器13f，循环主模块12中包括连接到事件总线的事件发送接收用ASIC12d。该事件发送接收用ASIC12d具有在循环主模块访问动作控制模块13内的共用存储器13f时，插补该数据发送接收的功能，循环主模块使用该事件发送接收用ASIC12d完成作为网关的功能。例如在从上一级控制器1或程序设计工具3等向动作控制模块13发送事件、程序等的情况下，存储对应的动作控制模块13(根据模块号码等特定)的共用存储器13f的事件等。而且，动作控制模块13进行读取存储于共用存储器13f的数据，作为对于事件的响应送回到外部的上一级控制器1等的处理。
经由该事件总线而传输的数据一般容量大且传输费时，所以如果如现有的动作控制组件那样在循环地进行的周边服务时进行，则花费时间并对本来的动作控制产生障碍，但在本实施方式中，由于不进行动作控制的循环主模块1 2执行该数据传输，所以在动作控制中不产生障碍。进而，由于与用于进行同步控制的同步总线分开设置事件总线，所以与对共用存储器13f的访问平行，经由同步总线可以进行用于同步控制的数据的发送接收，所以也不产生对同步控制的障碍。
连接到同步总线的同步用ASIC12e、13e分别被安装在各模块12、13内，同步用ASIC12e、13e上连接MPU12a、13a。该同步用ASIC12e、13e可以通过数据链路(data link)方式对连接到同步总线的其它的所有模块内的同步用ASIC12e、13e以同时发送方式发送数据，并具有用于临时存储在内部发送接收数据的缓冲区域。换言之，通过从同步用ASIC对同步总线输出数据，其它的模块的同步用ASIC12e、13e可以将发送来的数据读取到内部的缓冲区中。更具体来说，依次一个模块成为发送源，通过对其它模块同时发送同步数据，所有的模块具有共同数据。这样，后面叙述成为本发明的重要部分之一的经由同步总线发送接收数据从而取得同步的情况的细节。
这样，各模块通过同步总线和事件总线的两个总线连接，经由各个总线交换模块间的数据，同时执行各个模块内置的用户程序。换言之，在各模块中，每个周期要共用的信息(数据)容量小，使用可高速交换数据的同步总线，不必每周期共用的大容量的数据使用事件总线。
通过配合该信息的用途目的的双重的模块间总线结构，即使偶尔发生模块间的大容量的数据交换(事件)，必须每周期共用的信息也不受该影响而被共有化。
由此，各模块不仅可以利用来自自身模块中内置的I/O的信息，也可以利用由系统实施的同步总线、事件总线的数据交换的信息，用户程序可以任意使用这些信息进行运算。当然，伴随该用户程序的执行而求出的运算结果从自身模块的I/O输出，或者作为同步总线、事件总线的数据交换的信息被输出。
图4是说明利用同步总线的同步数据的共用的图。这里，连接三个动作控制模块13，模块号码被分别设定为#1、#2、#3。而且，循环主模块12的模块号码为#0。
通过使用了同步用ASIC12e、13e的数据链路方式通过同步总线在各模块间共用的数据既包含自身模块部分也包含其它模块部分，并被传输、存储到RAM12c、13c的变量存储器内的模块间同步数据存储区域(参照图3)。如图4所示，该模块间同步数据区域被分配给各模块的每一个，在每个周期中共用所有的模块的信息，在各模块中，通过参照自身模块内的模块间同步数据存储区域，可以参照所有的模块的同步数据。
换言之，在循环主模块12中，自身模块管理的数据存储在#0的存储区域，同时在规定的定时将存储在#0的数据发送到其它的动作控制模块13。由此，其它的所有动作控制模块13接收发送来的数据，同时存储在分配给自身的变量存储器内的模块间同步数据存储区域的#0的存储区域。实际上，临时存储在同步用ASIC内的缓冲区域的数据通过在规定的定时转移到模块间同步数据存储区域13e的同步总线更新来实现。而且，各动作控制模块13(例如“#1”)在发送自身管理的数据#1时，其它的动作控制模块13(例如“#2”、“#3”)和循环主模块12接收该#1的数据，同时存储于分配给对应的模块间同步数据存储区域中的#1的存储区域。
在各周期的每个进行该同步数据的共用。而且，各模块发送的数据是在其它的模块中执行用户程序时参照的数据。由此，一周期执行的每次，存储在各模块的模块间同步数据存储区域的同步数据被更新为最新的数据，所以通过基于该最新的数据进行运算执行，可以精密地进行处于此时的状态的控制。
经由该同步总线发送接收的同步数据的种类，如图5所示，可以任意地选择各模块具有的信息，并作为同步数据在各模块间共有。例如，可作为同步数据共用的当然是通过自身模块内的用户程序执行生成的运算结果，但不限于此，可以将自身模块具有的I/O的最新值作为同步数据。进而，在将自身数据具有的I/O信息作为同步数据的情况下，可以通过自身模块中设定的系统设定来注册，注册的信息作为同步数据通过系统自动地被传输并交换。另外，该图5中的同步数据区域(+0、+1、......+n)对应于图4中的一个任意区域(例如对于“#1”的存储区域)，在各区域中n值可以取任意。换言之，允许各存储区域的数据容量不同。
而且，在本实施方式中，各模块间的同步数据的共用由同步数据发送接收和同步总线更新的两个处理构成。同步数据发送接收对应于：各动作控制模块13依次通过同时发送方式将自身模块的同步数据发送到同步总线，其它的模块(各动作控制模块13以及循环主模块12)接收发送来的数据的一连串的数据发送接收。而且，同步数据发送接收对应于：循环主模块12通过同时发送方式将自身模块的同步数据发送到同步总线，各动作控制模块13接收发送来的数据的数据发送接收。循环主模块12的同步数据发送接收，在所有的动作控制模块13的一连串的同步数据的发送结束完成后，通过循环主模块12识别它而被执行。
同步总线更新对应于：各模块分别从同步用ASIC12e或13e的缓冲区域，将所有的同步数据传输并存储于变量存储器12c或者13c内的模块间同步数据存储区域中的被分配的存储区域。该同步总线更新，通过循环主模块的管理，基于所有的动作控制模块13的一系列的同步数据的发送接收和循环主模块12的同步数据的发送接收完成了的情况而进行。
实现该同步总线更新的方法有多种。作为一例，各动作控制模块13与接收从循环主模块12通过同时发送方式发送来的同步数据连锁动作，从同步用ASIC13e的缓冲区域将所有的同步数据传输并存储于模块间同步数据存储区域也可以。作为其它的例子，循环主模块12在将同步数据通过同时发送方式发送到同步总线之后，进而，经由同步总线通过同时发送方式对各动作控制模块13发送同步数据更新处理的触发信号也可以。在其它例子中，各动作控制模块13不是与接收从循环主模块12通过同时发送方式发送来的同步数据连锁动作而进行同步总线更新处理，而是以来自循环主模块12的同步更新处理触发信号为条件进行同步总线更新处理。
下面，说明各动作控制模块13的处理的同步。各动作控制模块13在接收了来自其它的各动作控制模块13的同步数据之后，最后从循环主模块12接收同步数据，所以通过从循环主模块12接收同步数据，可以判断完成了该周期的同步数据的发送接收。从而各动作控制模块13以从循环主模块的同步数据接收为条件进行同步总线更新，并进行自身模块的用户程序的运算处理。换言之，各动作控制模块13以从循环主模块12的同步数据的接收为条件，进行图6所示的一周期的处理、即分状态处理和周边服务处理。这样，各动作控制模块13之间可以取得同步来执行运算处理。
另外，“以同步数据接收为条件”的意思中包含如所述同步数据更新处理的其它例那样，以来自循环主模块12的同步总线更新处理触发信号为条件的情况。在该情况下，各动作控制模块13以来自循环主模块12的同步总线更新处理触发信号为条件，进行图6所示的一周期的处理。
然后，循环主模块12中的动作内容如图7所示的流程图所示。首先，在执行伴随电源接通的初始化处理(S21)后，首先进行共用处理(S22)。通过该共用处理，循环主模块12进行同步数据接收管理、同步数据发送以及同步总线更新。循环主机的同步数据发送接收的处理如下：管理所有的动作控制模块13的一系列的同步数据的发送接收是否结束，在其完成之后，通过同时发送方式对同步总线发送自身模块的同步数据。同步总线更新处理将如下：从所有的动作控制模块接收的同步数据从ASIC12e的缓冲区域发送并存储到模块间同步数据存储区域。另外，如所述的同步总线更新处理其它的例子那样，在从循环主模块12输出同步总线更新处理触发信号的情况下，包含该触发信号输出处理。
而且，循环主模块12可以在另外定时中断处理中执行该共用处理，后面详细叙述。
结束同步总线更新时，接着，作为分状态处理(S23)，运算处理用户程序，在计算出周期时间之后，进行自身的I/O更新。该I/O更新处理包含将运算处理的结果作为下一个周期的同步数据而存储在变量存储器12c的模块间同步数据的规定区域内的处理。
然后，执行周边服务处理(S24)。在循环主模块12中，除了经由事件总线进行的与动作控制模块13之间的事件等的发送接收之外，也进行与外部装置(上一级控制器1或程序设计工具3)之间的通信。这样，循环主模块12，根据事件总线服务不请求高速交换的数据的交换，或连接的周边设备的服务请求需要，通过事件总线服务对动作控制模块13发送事件。这样，循环地重复执行共用处理S22、分状态处理S23、周边处理S24。
动作控制模块13的MPU13a中的动作内容如图6所示的流程图。在执行伴随电源接通的初始化处理(S11)后，首先进行共用处理(S12)。在共用处理中，进行通过同时发送方式发送自身的同步数据的处理、等待处理、同步总线更新。关于等待处理，在图8中的等待的位置后面叙述。然后，经由等待处理，同步用ASIC13e从循环主模块12接收同步数据，并以此为条件来执行同步总线更新。该同步总线更新以ASIC13e接收MPU13a经由同步总线从循环主模块12发送来的同步数据为条件，将来自ASIC接收了的其它的各动作控制模块13的同步数据以及来自循环主模块12的同步数据传输并存储于模块间同步数据存储区域13e。所有的动作控制模块13进行相同的处理，从而可以以从循环主模块12的同步数据接收为条件来配合定时，取得同步并转移到分状态处理(S23)。关于该条件，如所述同步总线更新处理的其它例子所示，也可以以从循环主模块12接收同步总线更新处理触发信号为条件。
同步总线更新结束时，接着，作为分状态处理(S23)，运算处理用户程序，在计算出周期时间之后，进行自身的I/O更新。该I/O更新处理包含将运算处理的结果作为下一个循环的同步数据，存储在变量存储器13c的模块间同步数据的规定区域内的处理。
周边服务处理是在动作控制模块的情况下，经由事件总线进行的事件等数据的发送接收，由于不是频繁地进行，所以通常马上返回S12，并进行共用处理。
这样，各模块的运算处理如之前图6那样进行同步总线更新，所以各模块可以共用在之前的周期中求出的最新数据。
然后，对从循环主模块12的同步数据接收配合定时执行同步总线更新，并开始运算处理，所以可以在模块间取得同步。
即，在与上述循环主模块12的一循环处理同步实施的方式中，成为如图8所示的时序图。在图8中，CM表示循环主模块，MM#1、MM#2表示动作控制模块13。而且BC表示同步数据发送，RF表示同步总线更新。
图6所示的动作控制模块的共用处理对应于图8所示的MM#1和MM#2的BC(同步数据发送)、等待以及RF(同步总线更新)。图7所示的循环主模块的共用处理对应于图8所示的CM的BC(同步数据发送)以及RF(同步总线更新)。图7的同步数据接收管理在图8中省略。而且，执行图6、图7所示的分状态处理(S13、S23)以及周边服务处理(S14、S24)的一系列的处理对应于图8所示的各模块的循环处理。虽然在图6、图7、图8中未图示，但各模块在执行循环处理或者等待处理中，从其它模块发送的同步数据被自动读取到各模块的同步用ASIC内的缓冲区域。在图8的例子中，同步控制器的电源接通时，动作控制模块MM2在电源接通初始处理后，发送同步数据(MM#2的BC)。该动作控制模块MM#2的同步数据发送对应于图4的“#2”。换言之，从动作控制模块MM#2的同步用ASIC内的缓冲区域发送的同步数据被接收到循环主模块的CM的ASIC12e内的缓冲区域和动作控制模块MM#1其它的ASIC13e内的缓冲区域。然后，从动作控制模块MM#2进行等待处理直到循环主模块CM的同步数据发送结束为止。动作控制模块MM#1也在电源接通初始处理后发送同步数据(MM#1的BC)。该同步数据发送对应于图4的“#1”。此后，动作控制模块MM#1进行等待处理直到循环主模块CM的同步数据发送结束为止。循环主模块CM在确认了所有的动作控制模块发送接收了同步数据之后，发送自身的同步数据(CM的BC)。该同步数据发送对应于图4的“#0”。由此，由于在所有的模块间完成了同步数据发送接收，所以以此为条件，各模块进行同步总线更新。换言之，从ASIC12e、13e的缓冲区域将同步数据发送并存储在模块间同步数据区域。接着，循环主模块CM自身开始一扫描的处理，同时动作控制模块MM#1、MM#2也同步开始一扫描的处理。以后，反复相同的处理，如t2、t3那样，在相同的定时，各模块的分状态处理被同步执行。而且，循环主模块在将同步数据以同时发送方式发送到同步总线之后，进一步经由同步总线对各动作控制模块通过同时发送方式发送同步总线更新处理的触发信号的其它例子中，各动作控制模块13不是与接收从循环主模块12通过同时发送方式发送来的同步数据连锁动作而进行同步总线更新处理，而是以来自循环主模块12的同步总线更新处理触发信号为条件进行同步总线更新处理。不论怎样，配合循环主模块的循环处理和共用处理的一周期时间(Tcm)和配合各动作控制模块的循环处理的一周期时间(Tmm)相等。
而且，在循环主模块的循环处理时间由于处理负荷量而增大的情况下，从共用处理剥离循环主模块的同步数据发送，可以通过可任意地设定的定时时间中断处理来执行。由此，动作控制模块间，不会被循环主模块的循环处理时间拖延，而高速地以一定时间间隔实施同步总线更新，并可以在进行信息的共用的同时取得同步。即如图9的例子所示，在循环主模块的一周期的循环处理时间长的情况下，在动作控制模块以循环主模块的同步数据发送为条件开始一循环处理的方式中，各动作控制模块的等待时间增长，所以不理想。因此，在图7的循环主模块的处理流程的共用处理(S22)中，省略同步数据接收管理，通过基于与循环处理非同步动作的定时器的定时时间中断来执行同步数据发送和同步总线更新处理，各动作控制模块13以此为条件开始下一循环处理。由此，抑制动作控制模块13的等待时间意外地增长。
其结果，例如即使循环主模块12中的周边服务所需要的时间增长，周期时间增长，也可以将动作控制模块13中的周期时间最小化，并确保一定周期的稳定性。换言之，与循环主模块的一周期时间(Tcm)相比，可以缩短各动作控制模块的一周期时间(Tmm)。
然后，上述的两个方式中，采用哪个方式，由循环主模块12的系统设定决定其部件。而且，也可以设定为：在各模块中不需要同步数据的情况下，停止同步总线更新，分别非同步地仅通过事件总线交换数据并单独进行处理。

Claims (12)

1.一种同步控制器，其特征在于，
包括循环主模块和至少一台的控制模块，
所述循环主模块和所述控制模块通过由同步总线和处理大量数据的事件总线构成的双重总线结构接合，
所述控制模块具有循环地运算执行对控制对象设备的工作进行控制的用户程序的功能，
所述循环主模块具有进行与所述控制对象设备以外的外部装置之间的数据的发送接收，以及对所述控制模块使用所述事件总线以及同步总线进行数据的发送接收的功能，
所述控制模块以接收从所述循环主模块经由所述同步总线发送的同步数据为条件，进行一个周期的运算执行，
所述循环主模块以接收了来自连接的所有的控制模块的同步数据为条件，发送自身的同步数据。
2.一种控制系统，其特征在于，
该控制系统由连接控制对象设备的至少一台控制模块和与该各控制模块之间进行数据发送接收的循环主模块构成，所述各控制模块和所述循环主模块由同步总线接合，
所述循环主模块循环地执行在各控制模块之间经由同步总线发送接收同步数据并共用数据的同步总线更新处理，和基于该同步数据执行用户程序的分状态处理，
所述各控制模块循环地执行循环主模块以及其它的控制模块之间经由同步总线发送接收同步数据并共用数据的同步总线更新处理，和基于该同步数据执行对于连接控制对象设备的动作的用户程序的分状态处理，
通过循环主模块的同步更新处理，各控制模块被同步，
通过循环主模块以及控制模块的同步更新处理，依次一个循环主模块或控制模块成为发送源，并对其它循环主模块或控制模块同时发送同步数据，从而所有的循环主模块和控制模块共用共同数据，
所述循环主模块以接收了来自连接的所有的控制模块的同步数据为条件，发送自身的同步数据。
3.如权利要求1所述的同步控制器，其特征在于，
设置多个所述控制模块，
所述控制模块接收从其它控制模块经由所述同步总线发送来的同步数据，
同时，存储到同步数据存储区域，并将该存储的数据设为可在运算执行时利用。
4.如权利要求1所述的同步控制器，其特征在于，
控制模块的数量可增减。
5.如权利要求1所述的同步控制器，其特征在于，
所述循环主模块以一定时间间隔输出同步数据。
6.如权利要求1所述的同步控制器，其特征在于，
所述同步控制器包括根据系统设定选择经由各模块的同步总线发送接收的同步数据的信息种类的部件。
7.如权利要求1所述的同步控制器，其特征在于，
控制模块包括用于直接与控制对象设备发送接收数据的接口。
8.如权利要求2所述的控制系统，其特征在于，
设置多个所述控制模块，
所述控制模块接收从其它控制模块经由所述同步总线发送来的同步数据，
同时，存储到同步数据存储区域，并将该存储的数据设为可在运算执行时利用。
9.如权利要求2所述的控制系统，其特征在于，
控制模块的数量可增减。
10.如权利要求2所述的控制系统，其特征在于，
所述循环主模块以一定时间间隔输出同步数据。
11.如权利要求2所述的控制系统，其特征在于，
所述同步控制器包括根据系统设定选择经由各模块的同步总线发送接收的同步数据的信息种类的部件。
12.如权利要求2所述的控制系统，其特征在于，
控制模块包括用于直接与控制对象设备发送接收数据的接口。
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