CN112424717B - 工业设备的数据采集系统以及马达控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明的要解决的问题是采集更有用的数据。一种工业设备的数据采集系统(100)，具备控制马达(5)的伺服放大器(4)、和控制通过同步通信和非同步通信可通信地连接的伺服放大器(4)的控制器(3)，控制器(3)执行通过同步通信向伺服放大器(4)发送跟踪触发的步骤(S4)的控制步骤，伺服放大器(4)执行如下控制步骤：跟踪与马达(5)有关的跟踪数据的步骤(S8)的控制步骤；计时从接收到跟踪触发到开始跟踪为止的延迟时间td的步骤(S6)的控制步骤；以及通过非同步通信向控制器(3)发送跟踪数据和延迟时间(td)的步骤(S9)、步骤(S10)的控制步骤。

Description

工业设备的数据采集系统以及马达控制装置

技术领域

本发明的实施方式涉及工业设备的数据采集系统以及马达控制装置。

背景技术

在专利文献1中公开了一种数据采集系统，其具备：马达控制装置，控制马达并且采集与马达有关的跟踪数据；以及控制器，控制马达控制装置并且对马达控制装置发送跟踪开始信号。

现有技术文献

专利文件

专利文献1：日本专利第6288104号公报

发明内容

发明所要解决的问题

但是，在上述现有技术中，不能保证控制器接收的跟踪数据在控制序列中的哪个定时被跟踪，在跟踪的数据的有用性方面存在问题。

本发明是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于提供一种能够采集更有用的数据的工业设备的数据采集系统以及马达控制装置。

用于解决问题的手段

为了解决上述问题，根据本发明的一个观点，应用一种工业设备的数据采集系统，具备：下位控制装置，控制电气设备；以及上位控制装置，控制通过同步通信和非同步通信可通信地连接的所述下位控制装置，所述上位控制装置包括：基准信号发送部，通过所述同步通信向所述下位控制装置发送定时基准信号，所述下位控制装置包括：数据记录部，记录与所述电气设备有关的数据；延迟计时部，对从接收所述定时基准信号到所述数据记录部开始数据记录为止的延迟时间进行计时；以及数据发送部，通过所述非同步通信或所述同步通信将所述数据和所述延迟时间发送到所述上位控制装置。

另外，根据本发明的其他观点，应用一种马达控制装置，基于从通过同步通信和非同步通信可通信地连接的控制器接收到的控制指令来驱动控制马达，所述马达控制装置包括：数据记录部，记录与所述马达有关的数据；延迟计时部，对从通过所述同步通信从所述控制器接收定时基准信号到所述数据记录部开始数据记录为止的延迟时间进行计时；以及数据发送部，通过所述非同步通信或所述同步通信将所述数据和所述延迟时间发送到所述控制器。

发明效果

根据本发明，能够采集更有用的数据。

附图说明

图1是示出实施方式的数据采集系统的概略的框结构的图。

图2是示出一般的控制器与伺服放大器之间的数据收发方法的时序图。

图3是说明无法取得跟踪数据和其他数据的数据同步的情况的图。

图4是示出实施方式中的跟踪数据的采集工序以及记录数据的生成工序的时序图。

图5是说明实施方式中的各种数据的采集方式的图。

图6是放大图4中的A部分，示意性地示出在跟踪触发的发送时刻的前后通过同步通信进行收发的串行位串的图。

图7是示意性地示出通过非同步通信从伺服放大器向控制器发送的延迟时间和跟踪数据的图。

图8是示出利用数据同步后的数据制作的记录数据的图。

图9是示意性地示出所制作的记录数据的图。

图10是示出服务器制作记录数据时的跟踪数据的采集工序以及记录数据的生成工序的时序图。

图11是示出服务器主动地采集数据的情况下的数据采集系统的概略的块结构的图。

具体实施方式

以下，参照附图对一实施方式进行说明。

<数据采集系统的整体结构>

参照图1，对本实施方式涉及的工业设备的数据采集系统的整体结构的一例进行说明。

图1示出了数据采集系统的示意性框图结构。另外，在本实施方式的例子中，是控制作为工业设备的驱动机械的驱动的控制系统，并且作为也能够采集以实现其异常预知和最优化为目的的数据的系统进行说明。如图1所示，数据采集系统100具有驱动机械1、服务器2、控制器3、伺服放大器4和马达5。

驱动机械1是由该数据采集系统100控制其驱动并且被采集与该驱动和状态相关的数据的对象的机械系统。作为该驱动机械1的内部结构，其大部分是通过从后述的马达5输入的转矩或推力来控制其动作的机构部分。另外，本实施例中的驱动机械1除此之外还具备由后述的控制器3直接控制的灯等显示装置或者螺线管、气缸等各种致动器6。此外，驱动机械1还具备后述的控制器3能够直接检测其状态、检测值的各种开关和传感器7等。

服务器2例如由具备未特别图示的CPU、ROM、RAM等存储器的通用个人计算机构成，将用于使驱动机械1进行基于所期望工序的驱动动作的上位控制指令经由例如ETHERNET(注册商标)等通信网络8输出到后述的控制器3。另外，在本实施方式的例子中，该服务器2还具有如下功能：根据来自用户的输入操作或预定的设定条件，控制该数据采集系统100整体以取得与驱动机械有关的各种数据；从控制器3接收按时间序列汇总了所取得的各种数据的后述的记录数据，基于该数据分析进行驱动机械1的异常预测和控制的最优化。

控制器3由具备未特别图示的CPU、ROM、RAM等存储器等的计算机构成，是基于从上述服务器2输入的上位控制指令进行控制以使驱动机械1进行所期望的经时动作的控制装置。作为该动作控制功能的方式，具体而言，具有运动控制功能，该运动控制功能将对作为驱动机械1的主要动力源的后述马达5实时且高精度地指示所期望的运动动作的运动控制指令经由所谓的现场网络9向后述的伺服放大器4输出。另外，作为其他的动作控制方式，还具有序列控制功能，该序列控制功能通过该控制器3所具备的未特别图示的I/O端口等接口对驱动机械1所具备的上述灯、各种致动器6等输出指示随时间的动作的序列控制指令。另外，该例子的控制器3还具有依次读取功能，该依次读取功能通过未特别图示的I/O端口等接口依次读取来自驱动机械1所具备的上述各种开关、传感器7的状态信息、传感器值等(参照后述的图2)。并且，在本实施方式的例子中，具有如下功能：与由上述I/O端口读取的状态信息、传感器值一起，按时间序列整理从后述的伺服放大器4接收到的与驱动机械1有关的各种数据，作为记录数据而生成，并发送到上述服务器2(详细后述)。

伺服放大器4由具备未特别图示的CPU、ROM、RAM等存储器等的计算机构成，是对后述的马达5供给驱动电力并进行驱动控制的马达控制装置，以实时且高精度地跟踪从上述控制器3接收到的运动控制指令。另外，在本实施方式的例子中，伺服放大器4还具有如下功能：将在供给驱动电力的过程中生成的转矩指令、实际从马达输出的输出速度以及输出位置等各种数据作为时间序列的跟踪数据依次取得并记录在上述存储器中(参照后述的图2)，并输出到上述控制器3。

马达5例如是旋转型或直动型的马达，通过从伺服放大器4供电的驱动电力产生驱动上述驱动机械1的动作的转矩和推力。另外，该例中的马达5假定为旋转型，在该马达5上设置有光学检测其输出位置(旋转位置)的编码器10(外部设备)。另外，在马达5为直动型的情况下，取代上述编码器10而设置线性标尺等。

另外，在以上的系统结构中，特别是在控制器3和伺服放大器4之间收发信息的现场网络9中，能够切换进行用于确保收发运动控制指令时的实时性的同步通信、和用于收发优先级较低的信息的非同步通信(在后面详细叙述)。这样的现场网络9可以在同一电缆线上通过同一协议来安装同步通信和非同步通信，或者也可以在同步通信和非同步通信中分别安装。

另外，在上述服务器2和控制器3的每一个中还包括日历IC 11、IC12，该日历IC11、IC 12根据该数据采集系统100的运用场所所属的时间区中的标准时刻生成以“年/月/日/小时/分/秒”的绝对时刻表示的日历信息。控制器3基于上述日历IC 12的日历信息，生成对包含上述跟踪数据的各种数据以这些各个数据为单位赋予了取得时刻的信息的记录数据(在后面详细叙述)。然后，接收到该记录数据的服务器2通过基于各个取得时刻与日历IC 11的日历信息的对比的数据分析，进行驱动机械1的异常预知和控制的最优化。

另外，在以上的系统结构中，马达5相当于各权利要求记载的电气设备，伺服放大器4相当于各权利要求记载的下位控制装置，服务器2及控制器3相当于各权利要求记载的上位控制装置，服务器2相当于各权利要求记载的管理控制装置，马达5及驱动机械1相当于各权利要求记载的工业设备。

关于控制器与伺服放大器之间的数据收发方法

接着，参照图2对上述数据采集系统中的控制器3与伺服放大器4之间的数据收发方法进行说明。如上所述，控制器3和伺服放大器4这两个节点能够分别单独地依次取得与驱动机械1的动作控制和状态相关的各种数据并进行存储。在图示的例子中，控制器3自身经由其I/O端口从驱动机械1所具备的传感器7独自检测表示其状态的传感器值，并作为时间序列数据进行记录。在这种情况下，控制器3的CPU通过中断处理以预定周期读取传感器值，但是可以通过参考来自该控制器3所具备的日历IC 12的日历信息、或者上述中断处理的计数值等来管理各个数据的取得时刻(未特别图示)。

另外，在图示的例子中，示出了将控制器3以向马达5输出的方式运算出的速度指令作为运动控制指令向伺服放大器4输出的情况、即进行速度控制的情况，该运动控制指令通过上述的现场网络9的同步通信从控制器3向伺服放大器4收发。此时，控制器3和伺服放大器4分别具备的现场网络9用的通信控制装置(未特别图示)彼此以相位差充分小且充分短的同一周期(以下，称为同步通信周期)依次收发运动控制指令。由此，即使在从控制器3发送的运动控制指令随时间而变动的情况下，伺服放大器4也能够以充分的实时性进行与该运动控制指令的变动对应的跟踪控制。

而且，在图示的例子中，伺服放大器4对通过上述同步通信接收到的运动控制指令进行跟踪控制的结果，依次取得从马达5实际输出的输出速度、输出位置、以及在该跟踪控制的过程中生成的转矩指令等各种数据，作为时间序列的跟踪数据进行记录。另外，关于输出速度，只要通过时间微分等运算来计算从编码器10检测出的输出位置即可。

在此，伺服放大器4将上述的运动控制指令的跟踪控制作为与同步通信周期同步的同步任务来执行，但是，另一方面，以独自的控制周期执行各种数据的跟踪处理(在后面详细叙述)。但是，由于同步通信周期是非常短的期间，所以伺服放大器4难以将各种跟踪数据按各同步通信周期依次返回给控制器3。因此，为了将伺服放大器4取得的数据容量大的跟踪数据返回给控制器3，在上述同步任务的非执行期间中，必须以在任意定时进行的非同步通信来集中返回。

然后，控制器3将该控制器3自身检测出的传感器值和运动控制指令的时间序列数据与从伺服放大器4接收到的各种跟踪数据一并汇总，生成以这些各个数据为单位赋予了取得时刻的信息的记录数据。另外，根据纸面的情况，图2所示的时间序列数据的种类被限定，但除了图示以外，也可以在记录数据(跟踪数据)中包含控制器3向驱动机械1直接输出的序列控制指令、伺服放大器4能够检测的速度偏差、预估干扰、或者伺服放大器4内部的温度、湿度等状态数据等多种时间序列数据。

本实施方式的特征

如以上说明那样，作为一般的工业设备系统的控制构成，包括控制该工业设备(该例的驱动机械1)所具备的电气设备(该例的马达5)的下位控制装置(该例的伺服放大器4)、和控制该下位控制装置的上位控制装置(该例的服务器2及控制器3)的情况较多。这些下位控制装置和上位控制装置通常在预定周期的同步通信中收发优先级高的重要的控制指令(本例的运动控制指令)等，在非同步通信中收发优先级低的信息。

并且，近年来，以工业设备系统的运用控制中的异常预知、最优化为目的，正在进行与电气设备的控制相关的各种数据的采集技术和分析技术的开发。因此，在上述那样的工业设备系统的控制构成中，由于各控制装置的处理资源的原因，下位控制装置和上位控制装置需要进行如下处理的分担：下位控制装置直接跟踪采集与电气设备有关的数据、例如与该电气设备的控制有关的时间序列数据等数据，上位控制装置对该数据进行整理汇总，以使分析变得容易。但是，由于跟踪的数据的数据容量大，所以在上述同步通信中收发困难，因此在非同步通信中收发数据的情况较多。另一方面，在收发定时为任意的非同步通信中，如图3所示，不明确接收到的数据在上位控制装置的控制序列中的哪个定时被跟踪，难以适用于高精度地要求取得定时的自明性的数据分析。

与此相对，在本实施方式中，作为上位控制装置的控制器3经由同步通信向作为下位控制装置的伺服放大器4发送跟踪触发。然后，伺服放大器4跟踪并记录与作为电气设备的马达5相关的数据，并且对从接收到上述跟踪触发到开始各种数据的跟踪为止的延迟时间进行计时，并经由非同步通信将数据和延迟时间发送到控制器3。

由此，经由非同步通信与数据一起接收到延迟时间的控制器3能够以该控制器3自身发送的跟踪触发的发送定时为基准，取得考虑了延迟时间的数据的同步。即，控制器3能够识别在其自身的控制序列中的哪个定时跟踪了数据，能够整理并汇总该数据以使数据分析变得容易。以下，依次详细说明这种数据同步方法。

关于本实施方式中的跟踪数据的采集工序

图4示出为了实现上述的数据同步而在本实施方式的数据采集系统中执行的跟踪数据的采集工序、以及表示记录数据的生成工序的时序图。另外，该图4所示的时序图仅表示在服务器2、控制器3和伺服放大器4的各节点间中进行的与数据采集相关的各种信息的收发和处理，与此不同，与驱动机械1的驱动控制相关的通常处理也分时地并行进行。作为该通常处理，例如包括在控制器3中生成、记录运动控制指令并经由同步通信发送给伺服放大器4、或者记录经由上述I/O端口发送给驱动机械1的顺序控制指令和从驱动机械1接收到的传感器值等的处理等。

另外，图示例子的控制器3构成为，通过该CPU的中断处理分时地执行同步任务和非同步任务这两种任务。同步任务是指如上述的运动控制指令的生成发送处理那样与同步通信周期同步地以最优先的方式执行的任务，非同步任务是指以不影响同步任务的执行的方式非同步地执行优先级比较低的处理的任务。

首先，在步骤S1中，服务器2的CPU对应于来自用户的输入操作或预定的设定条件，向控制器3的非同步任务发送记录开始指令，以开始与驱动机械1的控制相关的记录数据的生成。

接着，在步骤S2中，控制器3的CPU通过非同步任务接收上述记录任务指令，通过非同步通信向伺服放大器4发送跟踪设定信息。该跟踪设定信息是设定伺服放大器4中的数据跟踪处理的详细情况的信息，具体地说，包含指定跟踪哪种数据的跟踪对象信息、跟踪数据时的采样周期Δt、用于开始跟踪的跟踪开始条件等。

接着，在步骤S3中，伺服放大器4的CPU接收上述跟踪设定信息，以满足其所包含的跟踪开始条件的方式开始前准备处理。

接着，在步骤S4中，控制器3的CPU通过同步任务将跟踪触发以同步通信发送到伺服放大器4。该跟踪触发是表示该数据采集系统100整体中的数据跟踪处理的时间基准的信息，是在以同步通信从控制器3向伺服放大器4收发的串行位串中的特定定时收发的位信息。另外，该跟踪触发相当于各权利要求记载的定时基准信号。另外，关于该跟踪触发的位信息的形态，将在后述的图6中详细说明。

接着，在步骤S5中，控制器3的CPU通过同步任务存储(锁存)在上述步骤S4中发送跟踪触发时的发送时刻tl。在本实施方式的例子中，该发送时刻tl的信息由该控制器3所具备的日历IC 12所计时的绝对时刻标记(“年/月/日/小时/分/秒”)的日历信息取得。

另外，在步骤S6中，伺服放大器4的CPU在上述步骤S4中接收到跟踪触发时，对在该伺服放大器4的内部独自准备的整数的计数值进行复位，并立即以预定的计时周期开始对该计数值进行向上计数(递增)的处理。

接着，在步骤S7中，控制器3的CPU通过非同步任务以非同步通信向伺服放大器4发送跟踪开始指令。在本实施方式的例子中，该跟踪开始指令的收发被设定为在上述步骤S3中接收到的跟踪设定信息中包含的跟踪开始条件之一。另外，在本实施方式的例子中的跟踪开始条件中，还包含伺服放大器4执行各种数据的跟踪处理所需的各种准备处理的完成等。即，伺服放大器4不能在接收到上述跟踪触发之后立即开始跟踪处理，在满足全部必要的开始指令的接收和完成各种准备处理等的跟踪开始条件时，能够在下一步骤S8中开始跟踪处理。

在步骤S8中，伺服放大器4的CPU取得跟踪数据。即，执行与驱动机械1相关的各种数据的跟踪处理。另外，在该跟踪处理中，按照在上述步骤S2中作为跟踪设定信息而设定的采样周期Δt跟踪各种数据。另外，在开始该跟踪处理的时间点ts，上述计数值的向上计数也结束。此时的计数值对从实际接收到跟踪触发到在该步骤S8中开始跟踪处理为止的延迟时间td进行计时，通过累计该计数值和向上计数的计时周期，能够计算出延迟时间td的实际的时间长度。

接着，在步骤S9中，伺服放大器4的CPU以非同步通信向控制器3发送在上述步骤S8中计时的延迟时间td。

另外，在步骤S10中，伺服放大器4的CPU也以非同步通信向控制器3发送在上述步骤S8中取得的跟踪数据。另外，在上述步骤S9和该步骤S10中发送的信息都是以控制器3的非同步任务接收。

接着，在步骤S11中，控制器3的CPU通过同步任务将在上述步骤S5中存储的发送时刻tl以能够在非同步任务中处理的方式进行交接。

接着，在步骤S12中，控制器3的CPU通过非同步任务，对在该控制器3的通常处理中生成、记录的各种控制指令及传感器值等数据进行时刻校正。关于该时刻校正，具体而言，基于跟踪触发的发送时刻tl、在上述步骤S9中接收到的延迟时间td、在上述步骤S2中作为跟踪设定信息设定的采样周期Δt，校正为与跟踪数据同等的跟踪期间、采样周期Δt中的时间序列数据的形态(参照后述的图8)。

接着，在步骤S13中，控制器3的CPU通过非同步任务取得在上述步骤S12中进行了时刻校正的控制器3的控制指令以及数据、在上述步骤S10中从伺服放大器4接收到的跟踪数据之间以上述跟踪触发的发送时刻tl为基准的同步，进而制作以各个数据为单位赋予了基于发送时刻tl的取得时刻的信息的记录数据(参照后述的图9)。

接着，在步骤S14中，控制器3的CPU通过非同步任务，向服务器2发送在上述步骤S13中制作的记录数据。

接着，在步骤S15中，服务器2的CPU保存从控制器3接收到的记录数据，用于后面的数据分析。

通过以上说明的时序图的工序，进行如图5所示的各种数据的采集。即，在控制器3侧依次记录各种控制指令和传感器值的过程中，从控制器3向伺服放大器4发送与同步通信周期同步的跟踪触发。在发送该跟踪触发之后，当满足所有跟踪开始条件时，由伺服放大器4开始跟踪处理，从该跟踪触发的发送到实际开始跟踪处理为止的延迟时间td另外计时。即，该延迟时间td相当于以跟踪触发的发送时刻tl为基准时刻，与相对于基准时刻的跟踪数据的最初数据的取得时刻ts之间的相对时间差(所谓时间戳)。另外，以采样周期Δt进行伺服放大器4中的跟踪处理。通过将这样取得的跟踪数据与延迟时间td一起发送到控制器3，对于在控制器3侧取得的其他控制指令和数据，也能够取得以跟踪触发的发送时刻tl为基准的数据间的同步(后述)。

以上，上述步骤S4的控制步骤相当于各权利要求记载的触发发送部，上述步骤S8的控制步骤相当于各权利要求记载的跟踪部，来自上述步骤S6的计数值的向上计数处理相当于各权利要求记载的延迟计时部，上述步骤S9以及步骤S10的控制步骤相当于各权利要求记载的数据发送部，上述步骤S5的控制步骤相当于各权利要求记载的发送时刻存储部，上述步骤S12和步骤S13的控制步骤相当于各权利要求记载的记录部，上述步骤S2的控制步骤相当于各权利要求记载的设定信息发送部。

关于跟踪触发的传送方式

图6放大上述图4中的A部分，示意性地示出在跟踪触发的发送时刻tl的前后通过同步通信进行收发的串行位串。如图所示，该例子的现场网络9中的同步通信通过所谓的串行通信进行，在一定时间间隔的同步通信周期S中，包含运动控制指令等的信息以历时的串行位串Q的传送方式被反复收发。而且，一次收发的串行位串Q的位长是根据运动控制指令等内容而变动的不定长，其中的特定位置的第n位(图中标记为“nbit”)的内容被分配给跟踪触发。在该例中，在其第n位的内容为“1”(即正逻辑)的情况下，跟踪触发被接通。

这样，通过预先在固定位置规定串行位串Q中的跟踪触发的位位置，即使在接收该位位置的伺服放大器4侧也能够简单且迅速地识别有无跟踪触发的接收。而且，一般在控制器3和伺服放大器4之间的现场网络9中进行的同步通信具有能够充分高速地传递信息的性能，所以即使在这些节点间的跟踪触发的传递中产生微小的时间差，在数据分析上的观点上也能够充分地控制在可允许的范围内。

关于跟踪数据、记录数据的详细情况

图7示意性地示出通过非同步通信从伺服放大器4向控制器3发送的延迟时间td和跟踪数据。在图示的例子中，延迟时间td以实际时间长度(μs)发送，但也可以用上述计数值本身发送。在该情况下，也一并发送对计数值进行向上计数的计时周期，在控制器3侧将该计数值变换为实际时间长度即可。另外，在跟踪数据中，在输出速度、输出位置、转矩指令等各种数据中，能够分别以跟踪开始时刻ts的数据为开头以相同的采样周期Δt、相同的跟踪期间的时间序列数据的方式取得。

并且，接收到这些延迟时间td和跟踪数据的控制器3能够与该控制器3生成、记录的各种控制信息及数据一起如图8所示那样进行数据同步。即，对于控制器3侧的各种控制指令以及数据，通过上述步骤S12的时刻校正，从跟踪触发的发送时刻tl加上延迟时间td后的跟踪开始时刻ts中仅提取相同的跟踪期间部分，将其用相同的采样周期Δt重新标本化。由此，能够以相同的定时、相同的期间、相同的采样周期对控制器3侧的数据和伺服放大器4侧的跟踪数据进行标准化，即能够进行数据同步。

然后，如图9所示，通过以各数据为单位赋予其取得时刻(跟踪时刻)，能够制作记录数据。例如，第n个(n＝0、1、2、…)数据的跟踪时刻可以通过在将作为绝对时刻标记的日历信息而取得的跟踪触发发送时刻tl和延迟时间td相加后的跟踪开始时刻ts上加上n×采样周期Δt来计算。这样，通过以记录数据中的各数据为单位赋予绝对时刻标记的跟踪时刻，即使在取得、存储了大量的数据的情况下，也能够以该数据为单位唯一地识别跟踪时刻。

本实施方式的效果

如上所述，根据本实施方式的数据采集系统100，由控制器3进行的步骤S4的控制步骤通过同步通信向伺服放大器4发送跟踪触发，由伺服放大器4进行的步骤S8的控制步骤跟踪与马达5(驱动机械1)相关的数据。与此同时，由伺服放大器4进行的从步骤S6开始的计数值的向上计数处理对从接收跟踪触发开始到开始跟踪为止的延迟时间td进行计时，步骤S9以及步骤S10的控制步骤通过非同步通信将跟踪数据和延迟时间td发送到控制器3。

由此，通过非同步通信与跟踪数据一起接收到延迟时间td的控制器3能够以该控制器3自身发送的跟踪触发的发送时刻tl为基准，取得考虑了延迟时间td的数据的同步。即，控制器3能够识别在其自身的控制序列中的哪个定时跟踪了跟踪数据的数据，能够以数据分析变得容易的方式整理并汇总该数据。其结果，能够进行更有用的数据的采集。

另外，在本实施方式中，特别是控制器3在步骤S5中存储发送跟踪触发时的发送时刻tl，基于从伺服放大器4接收到的延迟时间td和发送时刻tl，在步骤S12和步骤S13中生成以各种数据中包含的各数据为单位赋予了跟踪时刻(tl+td+n×Δt：日历信息)的记录数据。由此，控制器3将接收到的跟踪数据加工为在绝对时刻(所谓的全局时刻)整理的记录数据，能够进一步提高对数据分析的适用度。另外，以上对记录数据赋予的跟踪时刻以基于控制器3的日历IC 12所生成的绝对时刻的发送时刻tl为基准，但不限于此。此外，控制器3自身可以从日历IC 12的预定基准时间起以预定周期独立地开始计数值的计数，在基于该计数值生成的实际时刻来计时发送时刻t1和跟踪时刻。在这种情况下，可以计时到一般流通的现成日历IC12无法计时的μs左右的数量级。

另外，在本实施方式中，特别是控制器3在跟踪触发的发送后的步骤S2中向伺服放大器4发送跟踪设定信息。由此，可以灵活地设定伺服放大器4应该以怎样的采样周期Δt和跟踪开始条件跟踪哪种种类的数据等的跟踪处理。并且，在本实施方式中，由于这样的跟踪设定的影响，无论跟踪开始的延迟时间td如何变动，都能够使数据同步。另外，控制器3进行的跟踪设定信息的发送也可以与跟踪触发同时发送。

另外，在本实施方式中，特别是跟踪设定信息包含将时间序列数据作为数据跟踪时的采样周期Δt，在步骤S12和步骤S13中制作记录数据时，基于延迟时间td、发送时刻tl以及采样周期Δt赋予跟踪时刻。由此，能够任意地设定伺服放大器4以怎样的时间间隔跟踪时间序列数据，能够以与该时间间隔对应的高精度生成赋予时刻的记录数据。

另外，伺服放大器4中的从步骤S6开始的计数值的向上计数处理、即延迟时间td的计时处理，优选以采样周期Δt的最小设定值以下的时间周期对延迟时间td进行计时。由此，能够以与采样周期Δt同等以上的高精度来定义时间序列数据的跟踪开始时刻ts，能够确保记录数据的同步时刻精度。

另外，在本实施方式中，特别是在步骤S12和步骤S13的控制步骤中，对于由该控制器3自身跟踪的各种控制指令和数据，也赋予以发送时刻tl为基准的跟踪时刻，包含在记录数据中。由此，对于不经由伺服放大器4，例如从I/O端口由控制器3自身跟踪的各种控制指令和数据，也能够以跟踪触发的发送时刻tl为基准进行同步，包含在记录数据中。

另外，在本实施方式中，特别是跟踪触发是在同步通信中的特定定时收发的位信息，由此伺服放大器4能够在预先规定的正确的接收定时简易且迅速地识别有无跟踪触发的接收，并且能够相应地提高延迟时间td的计时精度。

另外，伺服放大器4例如除了运动控制以外，也可以具有周期控制功能，该周期控制功能按照每个预定的周期执行预定的控制处理，以进行与外部设备的通信。这样，即使在伺服放大器4具有周期控制功能的情况下，依赖于同步通信的通信周期的本实施方式的数据同步功能也不受上述周期控制功能的影响，能够维持数据同步的高精度，在这一点上特别优选。

另外，在本实施方式中，特别是伺服放大器4是驱动控制马达5的马达控制装置，控制器3是向该马达控制装置发送控制指令的控制装置。本实施方式的数据同步功能特别适合于伺服放大器4是马达控制装置、控制器3是其上位控制装置的情况。

另外，在本实施方式中，特别具有能够向控制器3发送控制指令、能够从控制器3接收记录数据的服务器2。由此，用户经由服务器2在任意的定时直接开始记录，或者将记录数据的数据分析分担给服务器2等，便利性提高。

另外，在本实施方式中，特别是由伺服放大器4进行的步骤S9以及步骤S10的控制步骤通过非同步通信向控制器3发送跟踪数据和延迟时间td。由此，即使是例如时间序列数据等数据容量大的数据，也能够集中可靠地向控制器3发送。另外，例如在跟踪数据的数据容量足够小的情况下(例如仅跟踪1次数据的情况等)，伺服放大器4也可以通过同步通信向控制器3发送跟踪数据和延迟时间td。

变形例

另外，公开的实施方式并不限定于上述内容，在不脱离其主旨和技术思想的范围内能够进行各种变形。以下，对这样的变形例进行说明。

服务器制作记录数据的情况

在上述实施方式中，以控制器3为主体进行数据采集和记录数据的制作，但不限于此。例如，如与上述图4对应的图10所示，也可以以服务器2为主体进行数据采集和记录数据的制作。

具体地说，代替由控制器3进行的上述步骤S2，服务器2也可以在步骤S21中发送跟踪设定信息，接收到该信息的伺服放大器4在步骤S22中以满足跟踪开始条件的方式开始前准备处理。另外，在控制器3的同步任务的上述步骤S23中，通过同步通信将跟踪触发发送到伺服放大器4，在步骤S24中将其发送时刻tl发送到服务器2。然后，接收到跟踪触发的伺服放大器4在步骤S26中开始计数值的向上计数处理，在由服务器2进行的步骤S27中向伺服放大器4发送跟踪开始指令。

之后，在伺服放大器4满足全部跟踪开始条件时，在步骤S28中进行跟踪处理，并且结束计数值的向上计数处理。然后，在伺服放大器4的步骤S29和步骤S30中，将延迟时间td和跟踪数据发送给服务器2。接收到该延迟时间td和跟踪数据的服务器2在步骤S31和步骤S32中进行数据时刻校正和记录数据的制作。

这样，通过服务器2进行数据采集和记录数据的制作，能够减轻控制器3的处理负担，能够进行负担得起的运动控制指令的生成和同步通信。另外，通过同步通信的跟踪触发的发送可以在服务器2和控制器3中的任一个中进行，但优选该发送时刻tl的存储在发送了该跟踪触发的节点自身中进行。这样，通过在控制器3或服务器2的任一个节点中进行跟踪触发的发送和其发送时刻tl的存储这两者，能够确保向伺服放大器4发送跟踪触发时的发送时刻tl的正确性，能够确保数据同步功能的精度。另外，除了如上所述服务器2和控制器3分体构成以外，服务器2和控制器3也可以作为设备一体构成。

从由编码器延伸连接的外部设备采集数据的情况

在上述实施方式中，采集数据的仅是伺服放大器4和控制器3，但不限于此。例如，如与上述图1对应的图11所示，在从由编码器10延伸连接的传感器13进行数据采集的情况下，也能够适用相同的数据同步方法。

在图11所示的例子中，与伺服放大器4连接的编码器10还与驱动机械1所具备的传感器13连接，该传感器13检测出的数据能够经由编码器10向伺服放大器4发送。在这种情况下，伺服放大器4经由编码器10接收该传感器13跟踪的数据，并另外计时从接收到跟踪触发到该传感器13开始跟踪为止的延迟时间。

然后，伺服放大器4与该伺服放大器4的跟踪数据和延迟时间td分开另外向控制器3发送该传感器13的跟踪数据和与其对应的延迟时间。在这种情况下，控制器3只要考虑各自的延迟时间，取得各自的跟踪数据的数据同步，汇总为一个记录数据即可。由此，伺服放大器4还能够取得该伺服放大器4自身不能直接跟踪的数据，对此也能够同样地使其同步。

另外，在以上的说明中，在有“垂直”、“平行”、“平面”等记载的情况下，该记载不是严格的意思。即，这些“垂直”、“平行”、“平面”允许在设计上、制造上的公差、误差，是“实质上垂直”、“实质上平行”、“实质上平面”的意思。

另外，在以上的说明中，在有外观上的尺寸、大小、形状、位置等“同等”、“相同”、“相等”、“不同”等记载的情况下，该记载不是严格的意思。即，这些“同等”、“相等”、“不同”允许在设计上、制造上的公差、误差，是指“实质上同等”、“实质上相同”、“实质上相等”、“实质上不同”。

另外，除了以上所述以外，也可以适当组合利用上述实施方式和各变形例的方法。此外，虽然没有一一例示，但上述实施方式和各变形例在不脱离其主旨的范围内，可以添加各种变更来实施。

符号说明

1 驱动机械(工业设备)

2 服务器(上位控制装置、管理控制装置)

3 控制器(上位控制装置)

4 伺服放大器(下位控制装置、马达控制装置)

5 马达(工业设备、电气设备)

6 灯、致动器

7 开关、传感器

8 通信网络

9 现场网络

10 编码器(外部设备)

11、12 日历IC

13 传感器

100 数据采集系统

200 数据采集系统

Claims (9)

1.一种工业设备的数据采集系统，具备：下位控制装置，控制电气设备；以及上位控制装置，控制通过同步通信和非同步通信可通信地连接的所述下位控制装置，所述数据采集系统的特征在于，

所述上位控制装置包括：

基准信号发送部，通过所述同步通信向所述下位控制装置发送定时基准信号，

所述下位控制装置包括：

数据记录部，记录与所述电气设备有关的数据；

延迟计时部，对从接收所述定时基准信号到所述数据记录部开始数据记录为止的延迟时间进行计时；以及

数据发送部，通过所述非同步通信或所述同步通信将所述数据和所述延迟时间发送到所述上位控制装置，

所述上位控制装置包括：

发送时刻存储部，存储所述基准信号发送部发送所述定时基准信号时的发送时刻；以及

记录部，基于从所述下位控制装置接收到的所述延迟时间和所述发送时刻来生成以所述数据中包含的各数据为单位赋予了记录时刻的记录数据，

所述上位控制装置包括：

设定信息发送部，将所述数据记录部中的数据记录设定信息发送到所述下位控制装置，

所述数据记录设定信息包含将时间序列数据作为所述数据进行数据记录时的采样周期，

所述记录部基于所述延迟时间、所述发送时刻以及所述采样周期来赋予所述记录时刻。

2.根据权利要求1所述的工业设备的数据采集系统，其特征在于，

所述延迟计时部以所述采样周期的最小设定值以下的时间周期对所述延迟时间进行计时。

3.根据权利要求1或2所述的工业设备的数据采集系统，其特征在于，

所述记录部对由该上位控制装置自身进行了数据记录的数据也赋予以所述发送时刻为基准的记录时刻，并包含在所述记录数据中。

4.根据权利要求1或2所述的工业设备的数据采集系统，其特征在于，

所述数据记录部还接收由与所述电气设备连接的外部设备进行了数据记录的数据，

所述延迟计时部还对从接收所述定时基准信号到所述外部设备开始数据记录为止的延迟时间进行计时，

所述数据发送部还将所述外部设备进行了数据记录的所述数据和所述延迟时间发送到所述上位控制装置。

5.根据权利要求1或2所述的工业设备的数据采集系统，其特征在于，

所述定时基准信号是在所述同步通信中的特定定时收发的位信息。

6.根据权利要求1或2所述的工业设备的数据采集系统，其特征在于，

所述下位控制装置具有按每个预定的周期执行预定的控制处理的周期控制功能。

7.根据权利要求6所述的工业设备的数据采集系统，其特征在于，

所述下位控制装置是马达控制装置，该马达控制装置对作为所述电气设备的马达进行驱动控制，

所述上位控制装置包括向所述马达控制装置发送控制指令的控制器。

8.根据权利要求7所述的工业设备的数据采集系统，其特征在于，

所述上位控制装置包括：

管理控制装置，能够向所述控制器发送控制指令，并能够从所述控制器接收所述记录数据。

9.根据权利要求8所述的工业设备的数据采集系统，其特征在于，

所述控制器或所述管理控制装置的至少一者包括所述基准信号发送部和所述发送时刻存储部。