CN112513751A - 控制系统以及控制装置 - Google Patents

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Abstract

与第一控制装置连接的第一机器以及与第二控制装置连接的第二机器分别跟第一及第二同步时机同步地开始针对控制对象的处理。第一控制装置在经由网络而与第二控制装置连接时，调整第一控制周期的长度、第一控制周期相对于第二控制周期的相位差、及第一控制周期的基准时机与第一同步时机的时间差中的至少一个，以使第一同步时机与第二同步时机一致。由此，既能抑制运转率的下降，又能使连接于互不相同的控制装置的多个机器联动地运行。

Description

控制系统以及控制装置
技术领域
本发明涉及一种将多个控制装置经网络连接而成的控制系统以及构成此控制系统的控制装置。
背景技术
在各种生产现场，使用可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)(可编程控制器)等控制装置的工厂自动化(Factory Automation，FA)技术正广泛普及。此种控制装置与一个或多个机器之间经由网络(network)来收发数据，由此来控制所述一个或多个机器的动作。
伴随控制系统的高功能化，也逐渐实现执行彼此独立的控制处理的多个控制装置经由网络而连接的结构。例如，在日本专利特开2015-118505号公报(专利文献1)中，公开了一种在控制器级网络(controller level network)连接有多个控制装置的控制系统。在多个控制装置，分别经由设备级网络(device level network)而连接有多个输入/输出装置。各控制装置将从多个输入/输出装置获取的输入值经由控制器级网络而发送至服务器(server)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2015-118505号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在制造现场，因生产品种的变更、生产数的增量等各种理由，会实施生产线的重组。此时，期望使新的控制装置连接至已在运转中的控制装置，使与所述两个控制装置各自连接的机器联动地运行。
由于多个控制装置执行彼此独立的控制处理，因此要使连接于互不相同的控制装置的多个机器联动地运行，必须使所述多个机器中的针对控制对象的处理的开始时机同步。因此，必须使包含已在运转的控制装置的所有控制装置暂时停止，以进行用于同步的设定。其结果，运转率下降。
本发明是有鉴于所述问题而完成，其目的在于提供一种既能抑制运转率的下降，又能使连接于互不相同的控制装置的多个机器联动地运行的控制系统以及控制装置。
解决问题的技术手段
根据本公开的一例，控制系统包括：第一控制装置；一个或多个第一机器，经由第一网络而与第一控制装置连接；第二控制装置；以及一个或多个第二机器，经由第二网络而与第二控制装置连接。第一控制装置及一个或多个第一机器各自具有彼此已同步的第一定时器。第一控制装置包含第一通信部件与第一调度部件。第一通信部件基于第一定时器的时刻，在每个第一控制周期与一个或多个第一机器之间收发第一数据。第一调度部件在第一控制周期内，设定一个或多个第一机器收到第一数据后的第一同步时机。一个或多个第一机器基于第一定时器的时刻，与第一同步时机同步地开始针对控制对象的处理。第二控制装置及一个或多个第二机器各自具有彼此已同步的第二定时器。第二控制装置包含第二通信部件与第二调度部件。第二通信部件基于第二定时器的时刻，在每个第二控制周期，与一个或多个第二机器之间收发第二数据。第二调度部件在第二控制周期内，设定一个或多个第二机器收到第二数据后的第二同步时机。一个或多个第二机器基于第二定时器的时刻，与第二同步时机同步地开始针对控制对象的处理。第一控制装置还包括调整部件，所述调整部件在第一控制装置与第二控制装置经由较第一网络及第二网络为上位的第三网络而连接时，调整第一控制周期的长度、第一控制周期相对于第二控制周期的相位差、及第一控制周期的基准时机与第一同步时机的时间差中的至少一个，以使第一同步时机与第二同步时机一致。
根据所述公开，当第一控制装置与第二控制装置连接时，第二控制装置也可不调整控制周期的长度、控制周期的相位、及控制周期内的同步时机与基准时机的时间差。因此，即使第二控制装置在运转中，也能够使第一控制装置经由第三网络而连接于第二控制装置，从而开始一个或多个第一机器与一个或多个第二机器的联动运行。即，不需要为了开始一个或多个第一机器与一个或多个第二机器的联动运行而使第二控制装置停止。由此，既能抑制运转率的下降，又能使连接于互不相同的控制装置的多个机器联动地运行。
所述公开中，基准时机是第一通信部件开始第一数据的发送的第一开始时机。调整部件在所述时间差比从第二通信部件开始第二数据的发送的第二开始时机直至第二同步时机为止的时间短的情况下，调整所述相位差，以使第一开始时机与第二开始时机一致，并且将所述时间差调整为从第二开始时机直至第二同步时机为止的时间。
根据所述公开，能够使第一同步时机与第二同步时机一致，并且能够使第一开始时机与第二开始时机也一致。
所述公开中，调整部件在从第一通信部件开始第一数据的发送的第一开始时机直至第一同步时机为止的第一时间、与从第二通信部件开始第二数据的发送的第二开始时机直至第二同步时机为止的第二时间不同的情况下，调整所述相位差，以使第一开始时机与第二开始时机错离第一时间与第二时间的差值。例如，调整部件在第一时间比第二时间长的情况下，调整所述相位差，以使第一开始时机早于第二开始时机。
根据所述公开，通过调整第一控制周期相对于第二控制周期的相位差，能够使第一同步时机与第二同步时机一致。
所述公开中，调整部件在第一控制周期的长度与第二控制周期的长度不同的情况下，将第一控制周期的长度修正为第二控制周期的长度的N倍或1/N倍。N为1以上的整数。
根据所述公开，容易使第一同步时机与第二同步时机一致。
根据本公开的一例，经由第一网络来连接一个或多个第一机器的控制装置包括定时器、通信部件及调度部件。定时器在一个或多个第一机器之间被相互同步。通信部件基于定时器的时刻，在每个第一控制周期与一个或多个第一机器之间收发第一数据。调度部件在第一控制周期内，设定一个或多个第一机器开始针对控制对象的处理的第一同步时机。第一同步时机被设定为一个或多个第一机器收到第一数据之后。控制装置能够经由较第一网络为上位的第二网络而与其他控制装置连接。其他控制装置经由较第二网络为下位的第三网络而连接于一个或多个第二机器，在每个第二控制周期与一个或多个第二机器之间收发第二数据。一个或多个第二机器与收到第二数据后的第二同步时机同步地开始针对控制对象的处理。控制装置还包括调整部件，所述调整部件在控制装置经由第三网络而连接于其他控制装置时，调整第一控制周期的长度、第一控制周期相对于第二控制周期的相位差、及第一控制周期的基准时机与第一同步时机的时间差中的至少一个，以使第一同步时机与第二同步时机一致。
通过所述公开，也既能抑制运转率的下降，又能使连接于互不相同的控制装置的多个机器联动地运行。
发明的效果
根据本发明，既能抑制运转率的下降，又能使连接于互不相同的控制装置的多个机器联动地运行。
附图说明
图1是示意性地表示实施方式的控制系统的概要的图。
图2是表示本实施方式的控制系统的整体结构的一例的示意图。
图3是表示本实施方式的控制系统的网络结构例的示意图。
图4是表示本实施方式的控制装置及现场机器的硬件结构例的框图。
图5是表示本实施方式的控制装置的软件结构的一例的示意图。
图6是用于说明本实施方式的控制装置中的控制处理的调度的示意图。
图7是用于说明本实施方式的控制装置中的调整处理的第一具体例的示意图。
图8是用于说明本实施方式的控制装置中的调整处理的第二具体例的示意图。
图9是表示本实施方式的多个控制装置间的连接处理的流程的一例的流程图。
图10是表示多个控制装置间的连接处理的流程的另一例的流程图。
图11是表示本实施方式的控制系统的第一应用例的示意图。
图12是表示本实施方式的控制系统的第二应用例的示意图。
图13是表示本实施方式的控制系统的第三应用例的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施方式。以下的说明中，对于同一零件及构成元件标注同一符号。它们的名称及功能也相同。因此，不再重复对它们的详细说明。
§1适用例
首先，参照图1，对适用本发明的场景的一例进行说明。图1是示意性地表示实施方式的控制系统的概要的图。
如图1所示，本实施方式的控制系统1包括控制装置100A、控制装置100B、控制装置100C与现场机器200a、现场机器200b、现场机器200c、现场机器200d。控制装置100A经由现场网络10A而连接于现场机器200a。控制装置100B经由现场网络10B而连接于现场机器200b、现场机器200c。控制装置100C经由现场网络10C而连接于现场机器200d。另外，与控制装置100A～控制装置100C分别连接的现场机器的个数并不限定于一个或两个。即，与控制装置100A～控制装置100C分别连接的现场机器的个数为一个或多个。
控制装置100A～控制装置100C分别在每个控制周期TcA～TcC，执行输入/输出(Input/Output，IO)刷新处理、用户程序执行处理、运动处理及其他处理。
所谓IO刷新处理，是指在控制装置与现场机器之间收发数据的处理。
所谓用户程序执行处理，是指执行由用户任意制作的程序的处理。
所谓运动处理，是指如下所述的处理，即，对于现场机器所包括的伺服马达等致动器，将位置、速度、加速度、急动度、角度、角速度、角加速度、角急动度等的数值作为指令来进行运算。
其他处理包含IO刷新处理、用户程序执行处理及运动处理以外的各种处理。
控制装置100A及现场机器200a各自分别具有彼此经同步的定时器。控制装置100A基于所述定时器的时刻，在每个控制周期TcA与现场机器200a之间收发数据。控制装置100A在控制周期TcA内，设定现场机器200a收到数据后的同步时机t1A。现场机器200a基于在与控制装置100A之间经同步的定时器，与同步时机t1A同步地开始针对控制对象的处理。具体而言，现场机器200a在定时器的时刻到达同步时机t1A时生成触发信号TRa，对应于触发信号TRa的产生，开始针对控制对象的处理。
控制装置100B及现场机器200b、现场机器200c各自具有彼此经同步的定时器。控制装置100B基于所述定时器的时刻，在每个控制周期TcB与现场机器200b、现场机器200c之间收发数据。控制装置100B在控制周期TcB内，设定现场机器200b、现场机器200c收到数据后的同步时机t1B。现场机器200b、现场机器200c基于在与控制装置100B之间经同步的定时器的时刻，与同步时机t1B同步地开始针对控制对象的处理。具体而言，现场机器200b在定时器的时刻到达同步时机t1B时生成触发信号TRb，对应于触发信号TRb的产生，分别开始针对控制对象的处理。同样，现场机器200c在定时器的时刻到达同步时机t1B时生成触发信号TRc，对应于触发信号TRc的产生，分别开始针对控制对象的处理。
控制装置100C及现场机器200d各自具有彼此经同步的定时器。控制装置100C基于所述定时器的时刻，在每个控制周期TcC与现场机器200d之间收发数据。控制装置100C在控制周期TcC内，设定现场机器200d收到数据后的同步时机t1C。现场机器200d基于在与控制装置100C之间经同步的定时器的时刻，与同步时机t1C同步地开始针对控制对象的处理。具体而言，现场机器200d在定时器的时刻到达同步时机t1C时生成触发信号TRd，对应于触发信号TRd的产生，开始针对控制对象的处理。
针对控制对象的处理例如是来自控制对象机械或设备等的现场信息的收集处理、指令信号向控制对象机械或设备的输出处理等。
图1所示的示例中，控制装置100A与控制装置100B经由较现场网络10A、现场网络10B为上位的网络11而预先连接。并且，在控制装置100A与控制装置100B之间，预先进行了用于使同步时机t1A与同步时机t1B一致的各种设定。
具体而言，控制装置100A的控制周期TcA的长度与控制装置100B的控制周期TcB的长度被设定为相同。进而，控制周期TcA、控制周期TcB的相位被设定为，控制周期TcA内的IO刷新处理的开始时机t0A与控制周期TcB内的IO刷新处理的开始时机t0B一致。进而，控制周期TcA内的开始时机t0A与同步时机t1A的时间差、和控制周期TcB内的开始时机t0B与同步时机t1B的时间差被设定为相同。由此，连接于控制装置100A、控制装置100B的现场机器200a～现场机器200c能够在同时刻开始针对控制对象的处理。其结果，现场机器200a～现场机器200c联动地运行。
在控制装置100C未经由网络11连接于控制装置100A、控制装置100B的情况下，控制装置100C独立于控制装置100A、控制装置100B而控制现场机器200d。因此，如图1的左侧所示，控制周期TcC内的同步时机t1C与同步时机t1A、同步时机t1B不一致。其结果，现场机器200d无法与连接于控制装置100A、控制装置100B的现场机器200a～现场机器200c联动地运行。
当控制装置100C经由网络11连接于控制装置100A、控制装置100B时，控制装置100C调整以下的(a)～(c)中的至少一个，以使控制周期TcC内的同步时机t1C与同步时机t1A、同步时机t1B一致。(a)控制周期TcC的长度、
(b)控制周期TcC相对于控制周期TcA、控制周期TcB的相位差、
(c)控制周期TcC的基准时机(例如IO刷新处理的开始时机t0C)与同步时机t1C的时间差。
图1的右侧所示的示例中，控制周期TcC的长度被调整成为控制周期TcA、控制周期TcB的长度的一倍。进而，控制周期TcC相对于控制周期TcA、控制周期TcB的相位差被调整为，同步时机t1C与同步时机t1A、同步时机t1B一致。由此，同步时机t1C与同步时机t1A、同步时机t1B一致。其结果，现场机器200d能够与连接于控制装置100A、控制装置100B的现场机器200a～现场机器200c联动地运行。
根据本实施方式，在控制装置100C与控制装置100A、控制装置100B连接时，控制装置100A、控制装置100B不需要调整控制周期的长度、控制周期的相位、及控制周期内的同步时机与基准时机的时间差。因此，即使控制装置100A、控制装置100B在运转中，也能够使控制装置100C经由网络11而连接于控制装置100A、控制装置100B，从而开始现场机器200a～现场机器200d的联动运行。即，不需要为了开始现场机器200a～现场机器200d的联动运行而使控制装置100A、控制装置100B停止。由此，既能抑制运转率的下降，又能使连接于互不相同的控制装置100A～控制装置100C的多个现场机器200a～200d联动地运行。
§2结构例
一边参照附图，一边详细说明本公开的实施方式。以下的说明中，作为“控制装置”的典型例，是以PLC(可编程逻辑控制器)为具体例来进行说明，但并不限定于PLC的名称，本说明书中公开的技术思想可适用于任意控制装置。
＜A.控制系统的整体结构＞
首先，对本实施方式的控制系统的整体结构进行说明。图2是表示本实施方式的控制系统1的整体结构的一例的示意图。
参照图2，在控制系统1中，网络是多级地连接，对于各级网络，分配各不相同的功能。具体而言，设有四级网络11～14。
网络11为控制级的网络。在网络11，连接有作为装置/线管理机器的装置/线管理装置190及提供数据采集与监视控制(Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA)功能的显示装置195，并且可连接作为机器控制设备的多个控制装置100A～100C(以下也总称作“控制装置100”)。在网络11上，在连接的装置间形成能够传输数据的链路。网络11在控制器(控制装置100)与管理机器(装置/线管理装置190及显示装置195)之间构建数据链路。网络11主要提供与控制系统相关的信息的传输来作为主要功能。
在控制装置100，连接有传感器(sensor)、致动器(actuator)等各种现场机器。这些现场机器也有时经由安装于控制装置100的输入/输出单元而直接连接，但也有时经由现场网络(field network)而连接。图1所示的结构例中，在控制装置100A～控制装置100C中，分别构成有一个或多个现场网络10A～10C。在现场网络10A～现场网络10C(以下也有时总称作“现场网络10”)，分别连接有一个或多个现场机器200。一个或多个现场机器200各自包含对制造装置或生产线等(以下也总称为“现场”)给予某些物理作用的致动器、及与现场之间交换信息的输入/输出装置等。因此，在图1所示的控制系统1中，除了网络11～网络14这四级以外，还进一步追加现场级的网络。
经由现场网络10而在控制装置100与现场机器200之间收发数据(IO刷新处理)。所收发的数据将以数百微秒级～数十毫秒级的极短的控制周期受到更新。
网络12为管理级的网络，连接有装置/线管理装置190、与制造管理装置250及数据基础装置255，在装置间形成能够传输数据的链路。网络12提供管理信息的交换及装置/线的信息传输来作为主要功能。
网络13为计算机级的网络，连接有制造管理装置250及数据基础装置255、与对生产计划等进行管理的生产管理装置300，在装置间形成能够传输数据的链路。网络13提供生产管理及信息系统的数据传输来作为主要功能。
网络14为国际互联网(Internet)等外部网络，连接生产管理装置300与云(cloud)或供应链(supply chain)等。
在图2所示的控制系统1中，网络12及其以下的级也称作“工厂网络(factorynetwork)”，提供对用于实际控制机器的数据(以下也有时总称为“控制系统数据”)进行交换的控制系统通信。另一方面，网络13以上的级也称作“企业网络(corporate network)”，提供对用于监控/管理/控制生产线/工厂中的生产活动等的数据(以下也有时总称为“信息系统数据”)进行交换的信息系统通信。
对于网络11～网络14及现场网络10A～现场网络10C，采用与此种要求特性的差异相应的协议及框架(framework)。例如，作为属于工厂网络的网络11、网络12的协议，也可使用在通用的Ethernet(注册商标)上安装有控制用协议的作为工业开放式网络的EtherNet/IP(注册商标)。而且，作为现场网络10A～现场网络10C的协议，也可采用作为机器控制用网络的一例的EtherCAT(注册商标)。另外，网络11的协议(第一协议)与现场网络10A～现场网络10C的协议(第二协议)既可相同，也可不同。
通过采用此种适合于机器控制的网络技术，能够提供机器间的传输所需的时间得到保证的实时性。但是，一次通信周期可传输的数据量存在限制。
另一方面，作为属于企业网络的网络13及网络14的协议，为了确保连接目标的多样性，使用通用的以太网(注册商标)等。通过采用通用的以太网(注册商标)，尽管无法实现实时性，但可发送的数据量等不存在限制。
＜B.网络结构例＞
接下来，对本实施方式的控制系统1的网络结构例进行说明。图3是表示本实施方式的控制系统1的网络结构例的示意图。
图3所示的控制系统1包含多个控制装置100A～100C与多个现场机器200a～200d。作为一例，控制系统1采用至少一部分控制装置进行菊链(daisy chain)连接的网络。控制装置100A～控制装置100C分别作为对现场网络10A～现场网络10C内的数据传输进行管理的主机(master)而运行。现场机器200a～现场机器200d作为依据来自对应的主机的指令来进行数据传输的从机而运行。
控制装置100A、控制装置100B连接于控制级的网络11(上位网络)。在网络11，例如连接有装置/线管理装置190。
控制装置100C在使现场机器200d与现场机器200a～现场机器200c联动地运行时连接于网络11。控制装置100C在不使现场机器200d与现场机器200a～现场机器200c联动地运行的情况下，从网络11分离。另外，控制装置100A～控制装置100C与网络11既可通过有线通信而连接，也可通过无线通信而连接。
在连接于控制装置100A的现场网络10A，以菊链依序连接有包含现场机器200a的多个现场机器。在连接于控制装置100B的现场网络10B，以菊链依序连接有包含现场机器200b、现场机器200c的多个现场机器。在连接于控制装置100C的现场网络10C，以菊链依序连接有包含现场机器200d的多个现场机器。
在各个现场网络10A～10C内，控制装置100及一个或多个现场机器200均能够视为进行数据传输动作的通信装置。图3所示的示例中，控制装置100及一个或多个现场机器200各自在从邻接地连接的上游侧的通信装置收到数据时，根据需要而将所述数据传输至邻接地连接的下游侧的通信装置。另外，若所收到的数据的目的地为自装置，则不将所述收到的数据传输至其他通信装置，而是由收到所述数据的装置自身来处理所述数据。
本实施方式的控制系统1中，在构成现场网络10A～现场网络10C的多个通信装置，即控制装置100及一个或多个现场机器200之间，收发时机经时刻同步(相当于图中的时刻同步(3))。具体而言，控制装置100及一个或多个现场机器200各自具有彼此经时刻同步的定时器，通过这些经时刻同步的定时器，各自决定数据的发送或接收的时机。另外，定时器也可为同步地增量或减量的计数器。
图3所示的示例中，控制装置100A具有定时器102A，现场机器200a具有定时器201a。定时器102A作为主机而运行，定时器201a以所述主机作为基准而使时机同步。
控制装置100B具有定时器102B，现场机器200b、现场机器200c分别具有定时器201b、定时器201c。定时器102B作为主机而运行，定时器201b、定时器201c以所述主机作为基准而使时机同步。
控制装置100C具有定时器102C，现场机器200d具有定时器201d。定时器102C作为主机而运行，定时器201d以所述主机作为基准而使时机同步。
即，控制装置100A～控制装置100C分别作为对现场网络10A～现场网络10C内的数据传输进行管理的主机而运行，连接于各控制装置100的现场机器200作为依据来自主机的指令来进行数据传输的从机而运行。通过在主机与从机之间使定时器彼此同步，从而能够在构成现场网络10的控制装置100与现场机器200之间使数据的传输时机等彼此一致。
图3所示的示例中，控制装置100A还具有与定时器102A经时刻同步的定时器101A。控制装置100B还具有与定时器102B经时刻同步的定时器101B。控制装置100C还具有与定时器102C经时刻同步的定时器101C(相当于图中的时刻同步(2))。
在控制系统1中，使定时器101A、定时器101B中的任一个作为控制系统1整体的主机而运行。以下，此种系统整体的主机也称作“主机时钟”。
作为一例，在图3中，控制装置100A的定时器101A被设定为主机时钟，控制装置100B的定时器101B与此主机时钟进行时刻同步。进而，当控制装置100C连接于网络11时，控制装置100C的定时器101C与主机时钟进行时刻同步。由此，能够使连接于网络11的多个控制装置100A～100C之间彼此进行时刻同步(相当于图中的时刻同步(1))。
另外，图3中，对将控制装置100A的定时器101A设定为主机时钟的结构例进行了说明，但也可将外部装置的定时器设定为主机时钟。
＜C.控制装置及现场机器的硬件结构例＞
接下来，对本实施方式的控制装置100(100A～100C)及现场机器200(200a～200d)的硬件结构进行说明。
图4是表示本实施方式的控制装置及现场机器的硬件结构例的框图。控制装置100典型的是也可以PLC(可编程控制器)为基础而构成。
参照图4，控制装置100包含处理器103、存储器104、贮存器106、网络控制器130及现场网络控制器140，以作为主要的组件。
处理器103读出并执行保存在贮存器106中的系统程序107及用户应用程序108，由此来实现各种处理。存储器104包含动态随机存取存储器(Dynamic Random AccessMemory，DRAM)或静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)等易失性存储装置。贮存器106除了用于对控制装置100的各部进行控制的系统程序107以外，还存储有根据控制对象等来设计的用户应用程序108。
网络控制器130提供接口，供控制装置100经由网络11而与其他装置之间交换数据。网络控制器130包含收发控制器131、收发缓冲器132及定时器101，以作为主要的组件。定时器101在控制装置100A中对应于定时器101A(参照图3)，在控制装置100B中对应于定时器101B，在控制装置100C中对应于定时器101C。
收发控制器131进行与在网络11上以固定周期来传输的数据包的生成及接收相关的处理。具体而言，收发控制器131将从网络11收到的数据包中所保存的数据写入至收发缓冲器132。收发控制器131依序读出被写入至收发缓冲器132的接收数据包，并且仅将所述读出的数据中的、控制装置100的处理所需的数据输出至处理器103。收发控制器131根据来自处理器103的指令，将应发送给其他装置的数据或者数据包依序写入至收发缓冲器132。保存在收发缓冲器132中的数据是根据在网络控制器130上转发数据包的周期而依序送出。
定时器101产生脉冲，所述脉冲成为从收发控制器131指示数据的发送等的时机的基准。作为定时器101，可使用实时时钟、或者以规定周期进行增加计数(增量)的自由运行计数器(free run counter)。通过将自由运行计数器所输出的计数值作为从某时间点计起的经过时间进行处理，从而能够计算当前时刻，由此，能够作为定时器而运行。
现场网络控制器140提供接口，供控制装置100经由现场网络10来与现场机器200之间收发数据。现场网络控制器140包含收发控制器141、收发缓冲器142及定时器102，以作为主要的组件。收发控制器141基于定时器102的时刻，在每个控制周期Tc与现场机器200之间收发数据。这些组件的动作与网络控制器130的对应的组件的动作同样，因此不重复详细的说明。另外，定时器102在控制装置100A中对应于定时器102A(参照图3)，在控制装置100B中对应于定时器102B，在控制装置100C中对应于定时器102C。
现场机器200通过控制装置100的控制，来进行针对机械或设备等控制对象500的处理。典型的是，现场机器200进行来自控制对象500的现场信息的收集处理或指令信号向控制对象500的输出处理等。现场机器200包含现场网络控制器210与处理部216，以作为主要的组件。
现场网络控制器210提供接口，供现场机器200经由现场网络10来与控制装置100之间收发数据。现场网络控制器210包含收发控制器212、定时器201及触发信号生成电路214，以作为主要的组件。
收发控制器212进行针对在现场网络10上转发的通信帧的数据写入及数据读出。
定时器201产生时钟，所述时钟成为对收发控制器212输出指令或者在现场机器200中执行处理等的时机的基准。作为定时器201，使用实时时钟或自由运行计数器。另外，定时器201在现场机器200a中对应于定时器201a(参照图3)，在现场机器200b中对应于定时器201b，在现场机器200c中对应于定时器201c，在现场机器200d中对应于定时器201d。
触发信号生成电路214在定时器201所示的时刻到达同步时机t1时生成触发信号TR，并输出至处理部216。同步时机t1被设定为控制装置100的启动时。即，控制装置100在启动时，对连接于现场网络10的现场机器200的结构进行识别，从而考虑现场机器200的连接台数及各现场机器200的通信延迟来设定同步时机t1。另外，同步时机t1也可根据用户的指示来调整。由控制装置100A～控制装置100C所设定的同步时机t1分别为同步时机t1A～同步时机t1C(参照图1)。由现场机器200a～现场机器200d所生成的触发信号TR分别为触发信号TRa～触发信号TRd(参照图1)。
在使用EtherCAT(注册商标)来作为现场网络10的协议的情况下，触发信号生成电路214只要生成以EtherCAT(注册商标)规定的同步信号Sync0来作为触发信号TR即可。
处理部216进行针对控制对象500的处理。处理部216在从触发信号生成电路214收到触发信号TR时，开始针对控制对象500的处理。
例如，在控制对象500为伺服马达的情况下，处理部216基于来自控制装置100的指令来生成针对伺服马达的命令，依据所生成的命令来使伺服马达运行。进而，在伺服马达的旋转轴设有编码器，处理部216从所述编码器收集伺服马达的位置(旋转角度)、转速、累积旋转数等现场信息。
在控制对象500为机器人的情况下，处理部216基于来自控制装置100的指令来生成针对机器人的命令，依据所生成的命令来使机器人运行。具体而言，处理部216使机器人所具有的一个或多个伺服马达运行。进而，在伺服马达的旋转轴设有编码器，处理部216从所述编码器收集伺服马达的位置(旋转角度)、转速、累积旋转数等现场信息。
在控制对象500为摄像机的情况下，处理部216对摄像机输出拍摄指示，获取通过拍摄而获得的图像数据。
＜D.软件结构＞
接下来，对本实施方式的控制装置100的软件结构的一例进行说明。图5是表示本实施方式的控制装置的软件结构的一例的示意图。
参照图5，在控制装置100的处理器103中执行调度程序(scheduler)170。调度程序170根据预定的控制周期Tc，来决定多个处理的执行顺序或执行中断等。更具体而言，调度程序170根据预定的优先级及控制周期Tc等，对用户程序执行处理171、运动处理172、包含各种处理的周边处理173、上位网络通信处理174、下位网络通信处理176、上位网络时刻同步处理178、下位网络时刻同步处理179与调整处理180分配处理资源(处理器时间及存储器等)。
进而，调度程序170设定经由现场网络10而连接的现场机器200生成触发信号TR的同步时机t1。
用户程序执行处理171包含与用户应用程序108(参照图4)的执行相关的处理。运动处理172是对针对现场机器200所包括的伺服马达等致动器的指令进行运算的处理。
上位网络通信处理174包含与上位网络通信所涉及的数据相关的处理，例如数据制作、编码、解码、提取、加工编辑等。在处理器103中安装有网络接口卡(NetworkInterface Card，NIC)175。NIC 175连接于未图示的通信端口，对网络11上的数据传输进行管理。上位网络通信处理174经由NIC 175来控制网络控制器130(参照图4)。
同样，下位网络通信处理176包含与下位网络通信所涉及的数据相关的处理。在处理器103中安装有NIC 177。NIC 177连接于未图示的通信端口，对现场网络10上的数据传输进行管理。下位网络通信处理176经由NIC 177来控制现场网络控制器140(参照图4)。
上位网络时刻同步处理178包含与跟其他控制装置100的时刻同步相关的处理。例如在自身的控制装置100的定时器101(参照图4)被设定为主机时钟的情况下，为了与其他控制装置100之间取得时刻同步，上位网络时刻同步处理178包含以自身的定时器101为基准来调整其他控制装置100的定时器101的处理等。或者，在其他控制装置100的定时器101被设定为主机时钟的情况下，上位网络时刻同步处理178包含以其他控制装置100的定时器101为基准来调整自身的定时器101的处理。
下位网络时刻同步处理179包含与跟现场机器200的时刻同步相关的处理。例如，在自身的控制装置100的定时器101被设定为主机时钟的情况下，下位网络时刻同步处理179包含以自身的定时器101为基准来调整自身的定时器102(参照图4)及现场机器200的定时器201的处理等。或者，在其他控制装置100的定时器101被设定为主机时钟的情况下，下位网络时刻同步处理179包含以其他控制装置100的定时器101为基准来调整自身的定时器102及现场机器200的定时器201的处理。
调整处理180是如下所述的处理，即，在连接于其他控制装置100时，调整以下的(a)～(c)中的至少一个，以使其他控制装置100中设定的同步时机t1与调度程序170所设定的同步时机t1一致。
(a)自身的控制装置100的控制周期Tc的长度、
(b)自身的控制周期Tc相对于其他控制装置100的控制周期Tc的相位差、
(c)自身的控制装置100的控制周期Tc的基准时机(例如IO刷新处理的开始时机t0)与同步时机t1的时间差(偏移时间)。
＜E.控制处理的调度＞
接下来，对本实施方式的控制装置100中的控制处理的调度进行说明。
图6是用于说明本实施方式的控制装置中的控制处理的调度的示意图。图6所示的示例中，按照预先规定的控制周期Tc，依序执行IO刷新处理、用户程序执行处理、运动处理及其他处理。
IO刷新处理中，将通过之前的控制周期Tc中的运动处理而运算出的输出数据给予至现场机器200，从现场机器200收集输入数据。
现场机器200在开始针对控制对象的处理之前，必须从控制装置100接收新的数据。因此，控制装置100在控制周期Tc内将同步时机t1设定为，同步时机t1为经由现场网络10而连接的所有现场机器200接收数据的时机之后。即，同步时机t1被设定为，从开始时机t0直至同步时机t1为止的时间比从IO刷新处理的开始时机t0直至所有的现场机器200收到数据的时机为止的时间长。由此，各现场机器200在从控制装置100收到数据之后的同步时机t1生成触发信号TR，从而能够开始针对控制对象500的处理。
＜F.调整处理的第一具体例＞
接下来，对本实施方式的控制装置100中的调整处理180(参照图5)的第一具体例进行说明。
图7是用于说明本实施方式的控制装置中的调整处理的第一具体例的示意图。图7所示的示例中，在控制装置100A与控制装置100B之间，预先进行了用于使同步时机t1A与同步时机t1B一致的各种设定。并且，控制装置100C经由网络11而与运转中的控制装置100A、控制装置100B连接。在运转中的控制装置100A、控制装置100B中，调整处理180被禁用，而在控制装置100C中进行调整处理180。而且，假设控制装置100A的定时器101A被设定为主机时钟。
图7(a)中表示了控制装置100C未连接于网络11时的、各控制装置的控制处理的调度。由于控制装置100C与控制装置100A、控制装置100B未连接，因此控制装置100C的控制处理的调度与控制装置100A、控制装置100B的控制处理的调度独立。即，由控制装置100C所设定的同步时机t1C与同步时机t1A、同步时机t1B不一致。
当控制装置100C经由网络11而与控制装置100A、控制装置100B连接时，通过控制装置100C的调整处理180，将控制周期TcC的长度调整为与控制周期TcA(＝控制周期TcB)的长度相同。进而，控制装置100C的定时器101C通过上位网络时刻同步处理178(参照图5)而被调整为，与控制装置100A的定时器101A之间取得时刻同步。
图7(b)中表示了定时器101C与定时器101A进行了时刻同步时的、各控制装置的控制处理的调度。控制装置100C根据与控制装置100A、控制装置100B之间经同步的定时器的时刻，以与控制装置100A、控制装置100B相同的时机来开始IO刷新处理。即，控制周期TcC相对于控制周期TcA、控制周期TcB的相位差被调整为，控制装置100A中的IO刷新处理的开始时机t0A与控制装置100C中的IO刷新处理的开始时机t0C一致。开始时机t0A、开始时机t0B、开始时机t0C分别是控制装置100A、控制装置100B、控制装置100C的现场网络控制器140开始数据的发送的时机。
但是，控制周期TcC中的开始时机t0C与同步时机t1C的时间差Ts，跟控制周期TcA内的开始时机t0A与同步时机t1A的时间差Tm不同。图7所示的示例中，时间差Ts比时间差Tm短。因此，即便使开始时机t0C一致于开始时机t0A，连接于控制装置100C的现场机器200d也无法与连接于控制装置100A或控制装置100B的现场机器200a、现场机器200b联动地运行。
为了使同步时机t1C与同步时机t1A一致，在控制装置100C中，进行将开始时机t0C与同步时机t1C的时间差延长至Tm为止的调整处理180。即，开始时机t0C与同步时机t1C的时间差被调整为长出差值ΔT(＝Tm-Ts)。
如上所述，同步时机t1C被预先设定为连接于控制装置100C的所有现场机器200收到数据的时机之后。因此，即使延长了IO刷新处理的开始时机t0C与同步时机t1C的时间差，所有现场机器200仍能够在收到来自控制装置100C的数据之后，开始针对控制对象500的处理。
图7(c)中表示了开始时机t0C与同步时机t1C的时间差经调整后的、各控制装置的控制处理的调度。如图7(c)所示，通过调整开始时机t0C与同步时机t1C的时间差，从而同步时机t1C与同步时机t1A一致。
这样，控制装置100C的处理器103在从开始时机t0C直至同步时机t1C为止的时间(时间差Ts)比从开始时机t0A直至同步时机t1A为止的时间(时间差Tm)短的情况下，进行以下的调整处理180。即，控制装置100C的处理器103调整控制周期TcC相对于控制周期TcA的相位差，以使开始时机t0C与开始时机t0A一致。进而，控制装置100C的处理器103将开始时机t0C与同步时机t1C的时间差调整为从开始时机t0A直至同步时机t1A为止的时间。由此，同步时机t1C与同步时机t1A一致，连接于控制装置100C的现场机器200d能够与连接于控制装置100A或控制装置100B的现场机器200a、现场机器200b联动地运行。
＜G.调整处理的第二具体例＞
接下来，对本实施方式的控制装置100中的调整处理180(参照图5)的第二具体例进行说明。
图8是用于说明本实施方式的控制装置中的调整处理的第二具体例的示意图。图8(a)中，与图7(a)同样地，表示了控制装置100C未连接于网络11时的、各控制装置的控制处理的调度。
当控制装置100C经由网络11而与控制装置100A、控制装置100B连接时，通过控制装置100C的调整处理180，将控制周期TcC的长度调整为与控制周期TcA(＝控制周期TcB)的长度相同。进而，控制装置100C的定时器101C通过上位网络时刻同步处理178(参照图5)而被调整为，与控制装置100A的定时器101A之间取得时刻同步。
图8(b)中表示了定时器101C与定时器101A进行了时刻同步时的、各控制装置的控制处理的调度。控制装置100A～控制装置100C根据彼此经时刻同步的定时器的时刻，以同一时机开始IO刷新处理。即，控制装置100A中的IO刷新处理的开始时机t0A与控制装置100C中的IO刷新处理的开始时机t0C一致。但是，控制周期TcC中的开始时机t0C与同步时机t1C的时间差Ts，跟控制周期TcA内的开始时机t0A与同步时机t1A的时间差Tm不同。图8所示的示例中，时间差Ts比时间差Tm长。因此，连接于控制装置100C的现场机器200d无法与连接于控制装置100A或控制装置100B的现场机器200a、现场机器200b联动地运行。
在时间差Ts比时间差Tm长的情况下，若像第一具体例那样将开始时机t0C与同步时机t1C的时间差调整为Tm，则可能产生如下的问题。即，现场机器200d必须在收到来自控制装置100C的数据之前，开始针对控制对象的处理。
因此，在第二具体例中的控制装置100C中，为了使同步时机t1C与同步时机t1A、同步时机t1B一致，进行对控制周期TcC相对于控制周期TcA、控制周期TcB的相位差进行调整的调整处理180。即，调整控制周期TcC相对于控制周期TcA、控制周期TcB的相位差，以使开始时机t0C比开始时机t0A、开始时机t0B提前时间差Ts与时间差Tm的差值ΔT(＝Ts-Tm)。
图8(c)中表示了控制周期TcC相对于控制周期TcA、控制周期TcB的相位差经调整后的、各控制装置的控制处理的调度。如图8(c)所示，通过调整控制周期TcC相对于控制周期TcA、控制周期TcB的相位差，从而同步时机t1C与同步时机t1A、同步时机t1B一致。
这样，控制装置100C的处理器103在从开始时机t0C直至同步时机t1C为止的时间(时间差Ts)与从开始时机t0A直至同步时机t1A为止的时间(时间差Tm)不同的情况下，进行以下的调整处理180。即，控制装置100C的处理器103调整控制周期TcC相对于控制周期TcA的相位差，以使开始时机t0C与开始时机t0A错离时间差Ts与时间差Tm的差值。由此，同步时机t1C与同步时机t1A一致，连接于控制装置100C的现场机器200d能够与连接于控制装置100A或控制装置100B的现场机器200a、现场机器200b联动地运行。
＜H.控制装置100C与控制装置100A、控制装置100B的连接处理的流程＞
接下来，对本实施方式的控制装置100C与控制装置100A、控制装置100B的连接处理的流程进行说明。
图9是表示本实施方式的多个控制装置间的连接处理的流程的一例的流程图。
首先，控制装置100C与控制装置100A、控制装置100B经由网络11而彼此进行通信连接(步骤S1、步骤S11)。控制装置100C在与控制装置100A、控制装置100B进行通信连接时，停止针对经由现场网络10C而连接的现场机器200的控制处理和与所述现场机器200的通信(步骤S12)。另外，控制装置100A、控制装置100B各自继续执行针对经由现场网络10而连接的现场机器200的控制处理和与所述现场机器200的通信。
接下来，控制装置100A将控制周期TcA的长度经由网络11而通知给控制装置100C(步骤S2)。另外，控制周期TcA、控制周期TcB的长度被预先设定为相同。因此，只要控制装置100A、控制装置100B中的其中一者(此处为控制装置100A)通知自身的控制周期的长度即可。并且，控制装置100C接收控制周期TcA的长度(步骤S13)。
接下来，在控制装置100C中，判断能否使控制周期TcC的长度与控制周期TcA的长度一致(步骤S14)。所述判断是考虑由控制装置100C所执行的各处理(IO刷新处理、用户程序执行处理、运动处理、其他处理)所需的时间等来进行。
若能够使控制周期TcC的长度与控制周期TcA的长度一致(步骤S14中为是)，则在控制装置100C中，将控制周期TcC的长度调整为控制周期TcA的长度(步骤S15)。
若无法使控制周期TcC的长度与控制周期TcA的长度一致(步骤S14中为否)，则在控制装置100C中，判断能否使控制周期TcC的长度与控制周期TcA的长度的N倍或1/N倍一致(步骤S16)。此处，N为正整数。
若能够使控制周期TcC的长度与控制周期TcA的长度的N倍或1/N倍一致(步骤S16中为是)，则在控制装置100C中，将控制周期TcC的长度调整为控制周期TcA的长度的N倍或1/N倍(步骤S17)。
若无法使控制周期TcC的长度与控制周期TcA的长度的N倍或1/N倍一致(步骤S16中为否)，则连接处理结束。此时，控制装置100C是与控制装置100A、控制装置100B独立地，对经由现场网络10C而连接的现场机器200进行控制。
在步骤S15或步骤S17之后，控制装置100A～控制装置100C各自根据网络11中的时刻同步协议，执行对定时器101(参照图4)进行调整的时刻同步处理(步骤S3、步骤S18)。作为时刻同步协议，通过采用电气与电子工程师协会(Institute of Electrical andElectronics Engineers，IEEE)158、IEEE802.1AS、IEEE802.1AS等高精度时间同步协议，从而能够实现时刻同步。
接下来，在控制装置100C中，设定控制周期TcC内的同步时机t1C。即，设定控制周期TcC的基准时机(此处为IO刷新处理的开始时机t0C)与同步时机t1C的时间差(偏移时间)Ts(步骤S19)。控制装置100C考虑从开始IO刷新处理直至所有的现场机器200收到数据为止所需的时间来设定时间差Ts。具体而言，控制装置100C将比从开始IO刷新处理直至所有的现场机器200收到数据为止所需的时间稍长的时间设定为时间差Ts。
接下来，控制装置100A将控制周期TcA内的IO刷新处理的开始时机t0A与同步时机t1A的时间差(偏移时间)Tm经由网络11而通知给控制装置100C(步骤S4)。另外，控制周期TcB内的IO刷新处理的开始时机t0B与同步时机t1B的时间差(偏移时间)跟Tm相同。因此，只要控制装置100A、控制装置100B中的其中一者(此处为控制装置100A)通知时间差Tm即可。并且，控制装置100C接收时间差Tm(步骤S20)。
在控制装置100C中，判断时间差Ts是否比时间差Tm长(步骤S21)。若时间差Ts比时间差Tm短(步骤S21中为否)，则在控制装置100C中，进行将开始时机t0C与同步时机t1C的时间差延长至Tm为止的调整处理180(步骤S22)。步骤S22的调整方法对应于所述第一具体例的调整方法。由此，同步时机t1C与同步时机t1A一致。
另一方面，若时间差Ts为时间差Tm以上(步骤S21中为是)，则在控制装置100C中，算出时间差Ts与时间差Tm的差值ΔT(＝Ts-Tm)(步骤S23)。随后，在控制装置100C中，调整控制周期TcC相对于控制周期TcA的相位差，以使开始时机t0C较开始时机t0A提前差值ΔT(步骤S24)。具体而言，调整后的开始时机t0C的时刻被调整为(调整前的开始时机t0C的时刻)+(控制周期TcC-ΔT)。步骤S23、步骤S24的调整方法对应于所述第二具体例的调整方法。由此，同步时机t1C与同步时机t1A一致。
在步骤S22或步骤S24之后，控制装置100C开始针对经由现场网络10C而连接的现场机器200的控制处理和与所述现场机器200的通信处理(步骤S25)。控制装置100C将用于使同步时机t1C与同步时机t1A一致的调整已结束的意旨经由网络11而通知给装置/线管理装置190(步骤S26)。在步骤S26之后，调整处理结束。装置/线管理装置190收到调整已结束的意旨的通知，开始对控制装置100A～控制装置100C进行管理以使连接于控制装置100A～控制装置100C的多个现场机器200联动地运行的处理。由此，连接于控制装置100C的现场机器200能够与连接于控制装置100A或控制装置100B的现场机器200联动地运行。
＜I.变形例＞
图9所示的示例中，根据时间差(偏移时间)Ts与时间差(偏移时间)Tm的大小关系，来切换第一具体例的调整方法(对应于步骤S22)与第二具体例的调整方法(步骤S23、步骤S24)。但是，也可不论时间差Ts与时间差Tm的大小关系如何，均执行第二具体例的调整方法(步骤S23、步骤S24)。
图10是表示多个控制装置间的连接处理流程的另一例的流程图。图10所示的流程图与图9所示的流程图的不同之处在于，省略了步骤S21、步骤S22。即，控制装置100C在从控制装置100A收到时间差(偏移时间)Tm时，执行步骤S23、步骤S24。
具体而言，在步骤S24中，调整后的开始时机t0C的时刻被调整为(调整前的开始时机t0C的时刻)+(控制周期TcC-ΔT)。即，在时间差Ts比时间差Tm长的情况下，调整控制周期TcC相对于控制周期TcA、控制周期TcB的相位差，以使开始时机t0C较开始时机t0A、开始时机t0B提前差值ΔT(＝Ts-Tm)。在时间差Ts比时间差Tm短的情况下，调整控制周期TcC相对于控制周期TcA、控制周期TcB的相位差，以使开始时机t0C较开始时机t0A、开始时机t0B推迟差值ΔT(＝Ts-Tm)的绝对值(Tm-Ts)。由此，同步时机t1C与同步时机t1A一致。
＜J.第一应用例＞
图11是表示本实施方式的控制系统的第一应用例的示意图。图11中表示了将控制系统适用于生产线701与生产线702的示例，所述生产线701对通过搬送带601而搬送的工件W1进行加工，所述生产线702对通过搬送带602而搬送的工件W2进行加工。
在生产线701中，在现场机器200a进行了针对工件W1的加工(例如标签的贴附等)后，现场机器200b握持工件W1而搬送至下个工序。现场机器200a经由现场网络10A而连接于控制装置100A。现场机器200b经由现场网络10B而连接于控制装置100B。控制装置100A、控制装置100B连接于网络11A，且使彼此的同步时机t1一致，以使现场机器200a、现场机器200b联动地运行。
在生产线702中，在现场机器200f进行了针对工件W2的加工(例如标签的贴附等)后，现场机器200g握持工件W2而搬送至下个工序。现场机器200f经由现场网络10D而连接于控制装置100D。现场机器200g经由现场网络10E而连接于控制装置100E。控制装置100D、控制装置100E连接于网络11B，且使彼此的同步时机t1一致，以使现场机器200f、现场机器200g联动地运行。
现场机器200e是在生产线701与生产线702之间移动的行走机器人。
现场机器200d被载置于现场机器200e，与现场机器200e一同在生产线701与生产线702之间移动。现场机器200d在到达生产线701时，握持被堆积于未图示的货盘上的工件W1而载置至搬送带601上。现场机器200d在到达生产线702时，握持被堆积于未图示的其他货盘上的工件W2而载置至搬送带602上。
现场机器200d、现场机器200e经由现场网络10C而连接于控制装置100C。控制装置100C在现场机器200d、现场机器200e到达生产线701时，与网络11A进行无线通信连接。并且，在控制装置100C中，执行使控制装置100C的同步时机t1与控制装置100A的同步时机t1一致的调整处理180。由此，现场机器200d在生产线701中，能够与现场机器200a、现场机器200b联动地运行。
同样，控制装置100C在现场机器200d、现场机器200e到达生产线702时，与网络11B进行无线通信连接。并且，在控制装置100C中，执行使控制装置100C的同步时机t1与控制装置100D的同步时机t1一致的调整处理180。由此，现场机器200d在生产线702中，能够与现场机器200f、现场机器200g联动地运行。
＜K.第二应用例＞
图12是表示本实施方式的控制系统的第二应用例的示意图。图12中表示了将控制系统适用于对通过搬送带603而搬送的工件W进行加工的生产线的示例。
在生产线中，在现场机器200a进行了针对工件W的加工后，由现场机器200b对工件W进行其他加工。现场机器200a经由现场网络10A而连接于控制装置100A。现场机器200b经由现场网络10B而连接于控制装置100B。控制装置100A、控制装置100B连接于网络11，且使彼此的同步时机t1一致，以使现场机器200a、现场机器200b联动地运行。
假设由于制造品的种类变更，而对于工件W需要追加加工。此时，将用于进行所述追加加工的现场机器200d与经由现场网络10C而连接于所述现场机器200d的控制装置100C导入至生产线。此时，在新连接于网络11的控制装置100C中，执行用于使控制装置100C的同步时机t1与控制装置100A的同步时机t1一致的调整处理180。由此，无须使现场机器200a、现场机器200b的运行停止，现场机器200d便能够与现场机器200a、现场机器200b联动地运行。
＜L.第三应用例＞
图13是表示本实施方式的控制系统的第三应用例的示意图。图13中表示了将控制系统适用于生产线704的示例，所述生产线704对通过搬送带604而搬送的工件W进行加工。
在生产线704中，在现场机器200a进行了针对工件W的加工后，由现场机器200b对工件W进行其他加工。现场机器200a经由现场网络10A而连接于控制装置100A。现场机器200b经由现场网络10B而连接于控制装置100B。控制装置100A、控制装置100B连接于网络11，且使彼此的同步时机t1一致，以使现场机器200a、现场机器200b联动地运行。
设置有与生产线704为同结构的生产线705，以备生产量的增加。在生产线705中，对于搬送带605上的工件W，在由现场机器200h进行了加工后，由现场机器200i进行其他加工。现场机器200h、现场机器200i具有与现场机器200a、现场机器200b分别相同的结构。现场机器200h经由现场网络10F而连接于控制装置100F。现场机器200i经由现场网络10G而连接于控制装置100G。
现场机器200d是用于使搬送带604、搬送带605的其中一者上的工件W移动至另一者上的机器人。现场机器200j是用于掌握搬送带604上的工件W的个数与搬送带605上的工件W的个数的视觉传感器。现场机器200d经由现场网络10C而连接于控制装置100C。现场机器200j经由现场网络10H而连接于控制装置100H。
当生产数增加时，控制装置100C～控制装置100H连接于网络11。在各个控制装置100C～100H中，执行用于使自身的同步时机t1与控制装置100A的同步时机t1一致的调整处理180。由此，无须使现场机器200a、现场机器200b的运行停止，现场机器200d、现场机器200h～现场机器200j便能够与现场机器200a、现场机器200b联动地运行。具体而言，现场机器200j基于拍摄图像来识别搬送带604上的工件W的个数与搬送带605上的工件W的个数。现场机器200d基于现场机器200j的识别结果，使工件W从搬送带604、搬送带605中的工件W的个数多的搬送带移动至个数少的搬送带。由此，能够适当地应对生产数的增加。
＜M.优点＞
如上所述，根据本实施方式，控制装置100C及现场机器200d分别具有彼此经同步的定时器102C、定时器201d。控制装置100C包含现场网络控制器140，所述现场网络控制器140基于定时器102C的时刻，在每个控制周期TcC与现场机器200d之间收发数据。控制装置100C包含处理器103，所述处理器103在控制周期TcC内，设定现场机器200d收到数据后的同步时机t1C。现场机器200d基于定时器201d的时刻，与同步时机t1C同步地开始针对控制对象500的处理。控制装置100A也同样包含定时器102A、现场网络控制器140及处理器103。连接于控制装置100A的现场机器200a基于与定时器102A经时刻同步的定时器201a的时刻，与同步时机t1A同步地开始针对控制对象500的处理。控制装置100C的处理器103在控制装置100C与控制装置100A经由网络11而连接时，进行调整处理180。调整处理180是如下所述的处理，即，调整以下的(a)～(c)中的至少一个，以使同步时机t1C与同步时机t1A一致。
(a)控制周期TcC的长度、
(b)控制周期TcC相对于控制周期TcA的相位差、
(c)控制周期TcC的基准时机(例如开始时机t0C)与同步时机t1C的时间差。
由此，同步时机t1C与同步时机t1A一致。其结果，现场机器200d能够与连接于控制装置100A的现场机器200a联动地运行。此时，控制装置100A不需要调整控制周期的长度、控制周期的相位、及控制周期内的同步时机与基准时机的时间差。即，不需要为了开始现场机器200a与现场机器200d的联动运行而使控制装置100A停止。这样，既能抑制运转率的下降，又能使连接于互不相同的控制装置的多个现场机器联动地运行。进而，能够有效率地进行生产线的动态重组。
＜N.附注＞
如上所述，本实施方式包含如下所述的公开。
(结构1)
一种控制系统(1)，包括：
第一控制装置(100C)；
一个或多个第一机器(200d)，经由第一网络(10C)而与所述第一控制装置(100C)连接；
第二控制装置(100A、100B)；以及
一个或多个第二机器(200a～200c)，经由第二网络(10A、10B)而与所述第二控制装置(100A、100B)连接，
所述第一控制装置(100C)及所述一个或多个第一机器(200d)各自具有彼此经同步的第一定时器(102C、201d)，
所述第一控制装置(100C)包含：
第一通信部件(140)，基于所述第一定时器(102C)的时刻，在每个第一控制周期与所述一个或多个第一机器(200d)之间收发第一数据；以及
第一调度部件(103)，在所述第一控制周期内，设定所述一个或多个第一机器(200d)收到所述第一数据后的第一同步时机，
所述一个或多个第一机器(200d)基于所述第一定时器(201d)的时刻，与所述第一同步时机同步地开始针对控制对象的处理，
所述第二控制装置(100A、100B)及所述一个或多个第二机器(200a～200c)各自具有彼此经同步的第二定时器(102A、102B、201a～201c)，
所述第二控制装置(100A、100B)包含：
第二通信部件(140)，基于所述第二定时器(102A、102B)的时刻，在每个第二控制周期与所述一个或多个第二机器之间收发第二数据；以及
第二调度部件(103)，在所述第二控制周期内，设定所述一个或多个第二机器(200a～200c)收到所述第二数据后的第二同步时机，
所述一个或多个第二机器(200a～200c)基于所述第二定时器(201a～201c)的时刻，与所述第二同步时机同步地开始针对控制对象的处理，
所述第一控制装置(100C)还包括调整部件(103)，所述调整部件(103)在所述第一控制装置(100C)与所述第二控制装置(100A、100B)经由较所述第一网络(10C)及所述第二网络(10A、10B)为上位的第三网络(11)而连接时，调整所述第一控制周期的长度、所述第一控制周期相对于所述第二控制周期的相位差、及所述第一控制周期的基准时机与所述第一同步时机的时间差中的至少一个，以使所述第一同步时机与所述第二同步时机一致。
(结构2)
根据结构1所述的控制系统1，其中
所述基准时机是所述第一通信部件(140)开始所述第一数据的发送的第一开始时机，
所述调整部件(103)在所述时间差比从所述第二通信部件(140)开始所述第二数据的发送的第二开始时机直至所述第二同步时机为止的时间短的情况下，调整所述相位差，以使所述第一开始时机与所述第二开始时机一致，并且将所述时间差调整为从所述第二开始时机直至所述第二同步时机为止的时间。
(结构3)
根据结构1所述的控制系统1，其中
所述调整部件(103)在从所述第一通信部件(140)开始所述第一数据的发送的第一开始时机直至所述第一同步时机为止的第一时间、与从所述第二通信部件(140)开始所述第二数据的发送的第二开始时机直至所述第二同步时机为止的第二时间不同的情况下，调整所述相位差，以使所述第一开始时机与所述第二开始时机错离所述第一时间与所述第二时间的差值。
(结构4)
根据结构3所述的控制系统1，其中
所述调整部件(103)在所述第一时间比所述第二时间长的情况下，调整所述相位差，以使所述第一开始时机早于所述第二开始时机。
(结构5)
根据结构1至4中任一项所述的控制系统1，其中
所述调整部件(103)在所述第一控制周期的长度与所述第二控制周期的长度不同的情况下，将所述第一控制周期的长度修正为所述第二控制周期的长度的N倍或1/N倍，
N为1以上的整数。
(结构6)
一种控制装置(100C)，经由第一网络(10C)来连接一个或多个第一机器(200d)，所述控制装置(100C)包括：
定时器(102C)，在所述一个或多个第一机器(200d)之间彼此经同步；
通信部件(140)，基于所述定时器(102C)的时刻，在每个第一控制周期与所述一个或多个第一机器(200d)之间收发第一数据；以及
调度部件(103)，在所述第一控制周期内，设定所述一个或多个第一机器开始针对控制对象的处理的第一同步时机，
所述第一同步时机被设定为所述一个或多个第一机器收到所述第一数据之后，
所述控制装置(100C)能够经由较所述第一网络(10C)为上位的第二网络(11)而与其他控制装置(100A、100B)连接，
所述其他控制装置(100A、100B)经由较所述第二网络(11)为下位的第三网络(10A、10B)而连接于一个或多个第二机器(200a～200c)，在每个第二控制周期与所述一个或多个第二机器(200a～200c)之间收发第二数据，
所述一个或多个第二机器(200a～200c)与收到所述第二数据后的第二同步时机同步地开始针对控制对象的处理，
所述控制装置(100C)还包括调整部件(103)，所述调整部件(103)在所述控制装置(100C)经由所述第三网络(10A、10B)而连接于所述其他控制装置(100A、100B)时，调整所述第一控制周期的长度、所述第一控制周期相对于所述第二控制周期的相位差、及所述第一控制周期的基准时机与所述第一同步时机的时间差中的至少一个，以使所述第一同步时机与所述第二同步时机一致。
对本发明的实施方式进行了说明，但应认为，此次公开的实施方式在所有方面仅为例示而非限制者。本发明的范围是由权利要求所示，且意图包含与权利要求均等的含义及范围内的所有变更。
符号的说明
1：控制系统
10、10A～10H：现场网络
11、11A、11B、12～14：网络
100、100A～100H：控制装置
101、101A～101C、102、102A～102C、201、201a～201d：定时器
103：处理器
104：存储器
106：贮存器
107：系统程序
108：用户应用程序
130：网络控制器
131、141、212：收发控制器
132、142：收发缓冲器
140、210：现场网络控制器
170：调度程序
171：用户程序执行处理
172：运动处理
173：周边处理
174：上位网络通信处理
176：下位网络通信处理
178：上位网络时刻同步处理
179：下位网络时刻同步处理
180：调整处理
190：装置/线管理装置
195：显示装置
200、200a～200j：现场机器
214：触发信号生成电路
216：处理部
250：制造管理装置
255：数据库装置
300：生产管理装置
500：控制对象
601～605：搬送带
701、702、704、705：生产线

Claims (6)

1.一种控制系统，包括：
第一控制装置；
一个或多个第一机器，经由第一网络而与所述第一控制装置连接；
第二控制装置；以及
一个或多个第二机器，经由第二网络而与所述第二控制装置连接，
所述第一控制装置及所述一个或多个第一机器各自具有彼此已同步的第一定时器，
所述第一控制装置包含：
第一通信部件，基于所述第一定时器的时刻，在每个第一控制周期与所述一个或多个第一机器之间收发第一数据；以及
第一调度部件，在所述第一控制周期内，设定所述一个或多个第一机器收到所述第一数据后的第一同步时机，
所述一个或多个第一机器基于所述第一定时器的时刻，与所述第一同步时机同步地开始针对控制对象的处理，
所述第二控制装置及所述一个或多个第二机器各自具有彼此已同步的第二定时器，
所述第二控制装置包含：
第二通信部件，基于所述第二定时器的时刻，在每个第二控制周期与所述一个或多个第二机器之间收发第二数据；以及
第二调度部件，在所述第二控制周期内，设定所述一个或多个第二机器收到所述第二数据后的第二同步时机，
所述一个或多个第二机器基于所述第二定时器的时刻，与所述第二同步时机同步地开始针对控制对象的处理，
所述第一控制装置还包括调整部件，所述调整部件在所述第一控制装置与所述第二控制装置经由较所述第一网络及所述第二网络为上位的第三网络而连接时，调整所述第一控制周期的长度、所述第一控制周期相对于所述第二控制周期的相位差、及所述第一控制周期的基准时机与所述第一同步时机的时间差中的至少一个，以使所述第一同步时机与所述第二同步时机一致。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其中
所述基准时机是所述第一通信部件开始所述第一数据的发送的第一开始时机，
所述调整部件在所述时间差比从所述第二通信部件开始所述第二数据的发送的第二开始时机直至所述第二同步时机为止的时间短的情况下，调整所述相位差，以使所述第一开始时机与所述第二开始时机一致，并且将所述时间差调整为从所述第二开始时机直至所述第二同步时机为止的时间。
3.根据权利要求1所述的控制系统，其中
所述调整部件在从所述第一通信部件开始所述第一数据的发送的第一开始时机直至所述第一同步时机为止的第一时间、与从所述第二通信部件开始所述第二数据的发送的第二开始时机直至所述第二同步时机为止的第二时间不同的情况下，调整所述相位差，以使所述第一开始时机与所述第二开始时机错离所述第一时间与所述第二时间的差值。
4.根据权利要求3所述的控制系统，其中
所述调整部件在所述第一时间比所述第二时间长的情况下，调整所述相位差，以使所述第一开始时机早于所述第二开始时机。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的控制系统，其中
所述调整部件在所述第一控制周期的长度与所述第二控制周期的长度不同的情况下，将所述第一控制周期的长度修正为所述第二控制周期的长度的N倍或1/N倍，
N为1以上的整数。
6.一种控制装置，经由第一网络来连接一个或多个第一机器，所述控制装置包括：
定时器，在所述一个或多个第一机器之间被相互同步；
通信部件，基于所述定时器的时刻，在每个第一控制周期与所述一个或多个第一机器之间收发第一数据；以及
调度部件，在所述第一控制周期内，设定所述一个或多个第一机器开始针对控制对象的处理的第一同步时机，
所述第一同步时机被设定为所述一个或多个第一机器收到所述第一数据之后，
所述控制装置能够经由较所述第一网络为上位的第二网络而与其他控制装置连接，
所述其他控制装置经由较所述第二网络为下位的第三网络而连接于一个或多个第二机器，在每个第二控制周期与所述一个或多个第二机器之间收发第二数据，
所述一个或多个第二机器与收到所述第二数据后的第二同步时机同步地开始针对控制对象的处理，
所述控制装置还包括调整部件，所述调整部件在所述控制装置经由所述第三网络而连接于所述其他控制装置时，调整所述第一控制周期的长度、所述第一控制周期相对于所述第二控制周期的相位差、及所述第一控制周期的基准时机与所述第一同步时机的时间差中的至少一个，以使所述第一同步时机与所述第二同步时机一致。
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