CN113508560A - 控制系统、装置以及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够进行高效的通信的控制系统、装置以及方法。时间相互同步的多个装置被网络连接。网络传送多个装置周期性地交换的帧，多个装置包含1个以上的控制装置和由控制装置控制的装置，多个装置各自分别经由网络来连接发送来到自身装置的帧的第1装置和接收从自身装置发送的帧的第2装置，多个装置中的至少1个在帧未在规定时间经由传送路径到达的情况下，满足与周期相关的条件时，通过该传送路径发送重发请求。

Description

控制系统、装置以及控制方法

技术领域

本公开涉及控制系统、装置以及控制方法。

背景技术

随着近年来的信息通信技术(ICT：Information and CommunicationTechnology)的进步，对于FA(Factory Automation：工厂自动化)的生产线，将从现场的制造设备到PLC(可编程逻辑控制器)一体的网络化那样的系统也正在实现。关于这样的网络化的实现，例如专利文献1(日本特开2011-192068号公报)公开了如下结构：为了可靠地进行构成PLC的单元间的通信，主单元不等待接收来自从单元的响应，而一并地多次(例如3次)连续发送发往不同的从单元的多个发送帧。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-192068号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在专利文献1中，主单元无论帧是否到达从单元，都多次连续发送发往不同的从单元的多个发送帧，因此帧的传送量变多。因此，期望能够高效地实现单元间的可靠通信的环境。

本公开的一个目的在于提供一种能够进行高效的通信的控制系统、装置以及方法。

用于解决课题的手段

根据本公开的某个方面，提供一种控制系统，其将时刻相互同步的多个装置网络连接而成。网络传送多个装置周期性地交换的帧，多个装置包含1个以上的控制装置和通过控制装置而被控制的装置，多个装置各自分别经由网络来连接发送来到自身装置的帧的第1装置和接收从自身装置发送的帧的第2装置，各装置具有帧的传送路径以及基于同步的时刻的传送定时的信息，多个装置中的至少1个在帧未在规定时间经由传送路径到达的情况下，满足与周期相关的条件时，通过该传送路径发送重发请求。

根据上述公开，装置在帧未在规定时间到达时，只有在满足与周期相关的条件时才发送重发请求。因此，如果未到达，则即使发送重发请求，也能够限定网络的通信频带的消耗量增加，能够高效地实现装置间的可靠的通信。

在上述公开中，周期包含多个装置交换帧的时间、和基于交换的帧的数据的1个以上的控制装置实施的控制运算的时间，条件包含基于富余时间、和针对重发请求的响应时间的条件，所述富余时间是从周期中去除交换帧的时间以及控制运算的时间而得到的时间。

根据上述公开，能够基于周期内的富余时间和重发请求所涉及的响应时间来设定为了发送重发请求而进行判断的条件。

在上述公开中，在不满足与周期相关的条件时，1个以上的控制装置实施基于在前一个周期到达的帧的数据的控制运算，或者将在前一个周期计算出的值用于控制。

在上述公开中，在无法发送重发请求的情况下，能够利用在前一个控制周期到达的帧的数据或者计算值来实施控制。

在上述公开中，至少1个装置在经由网络将重发请求传送到第1装置时，经由网络将帧的未到达通知传送到第2装置。

根据上述公开，帧未到达的装置能够在发送重发请求的同时，对该帧的传送目的地装置发送未到达通知来代替帧。因此，通过对作为传送目的地的装置发送未到达通知，能够抑制传送目的地装置发送重发请求。由此，如上所述，能够抑制通信频带的消耗量增加。

在上述公开中，网络传送的帧包含用于控制的控制系统数据的帧、和非控制系统数据的帧，至少1个装置仅针对控制系统数据的帧和非控制系统数据的帧中的、控制系统数据的帧，发送重发请求。

根据上述公开，由于限定为仅对控制系统数据发送重发请求，因此即使发送重发请求，如上所述，也能够抑制通信频带的消耗量增加。

在上述公开中，至少1个装置经由网络连接多个第1装置，具有重发处理部，所述重发处理部检测多个第1装置中的能够对重发请求进行响应的装置，并向检测出的装置发送重发请求。

根据上述公开，可限定为向能够对该重发请求进行响应的装置发送重发请求，因此即使发送重发请求，如上所述，也能够抑制通信频带的消耗量增加。

在上述公开中，控制装置间的网络通信的协议、与控制装置和被控制的装置间的网络通信的协议是相同的。

根据上述公开，装置间的协议是相同的，因此在帧传送时能够省略协议不同所带来的装置间的协议转换，相应地，能够使通信高速化。

根据上述公开的某个方面，提供一种控制系统所具有的装置。控制系统具有被网络连接且时刻相互同步的多个装置，网络传送多个装置周期性地交换的帧，装置分别经由网络来连接发送来到自身装置的帧的第1装置和接收从自身装置发送的帧的第2装置，装置具有帧的传送路径以及基于同步的时刻的传送定时的信息，在帧未在规定时间经由传送路径到达的情况下，满足与周期相关的条件时，通过该传送路径发送重发请求。

根据上述公开，装置在帧未在规定时间到达时，只有在满足与周期相关的条件时才发送重发请求。因此，如果未到达，则即使发送重发请求，也能够限定网络的通信频带的消耗量增加，能够高效地实现装置间的可靠的通信。

根据本公开的某个方面，是一种对控制系统所具有的装置的通信进行控制的方法，其中，控制系统具有被网络连接且时刻相互同步的多个装置，网络传送多个装置周期性地交换的帧，装置分别经由网络来连接发送来到自身装置的帧的第1装置和接收从自身装置发送的帧的第2装置，装置具有帧的传送路径以及基于同步的时刻的传送定时的信息，控制装置的通信的方法具有以下步骤：经由网络接收来到该装置的帧；检测帧是否经由传送路径而在规定时间到达该装置；以及在帧未到达的情况下，满足与周期相关的条件时，通过该传送路径发送重发请求。

根据上述公开，装置在帧未在规定时间到达时，只有在满足与周期相关的条件时才发送重发请求。因此，如果未到达，则即使发送重发请求，也能够限定网络的通信频带的消耗量增加，能够高效地实现装置间的可靠的通信。

发明的效果

根据本公开，提供一种能够进行高效的通信的控制系统、装置以及方法。

附图说明

图1是示意性地表示本实施方式的控制系统1的结构的一例的图。

图2是表示本实施方式的PLC 100的主要部分结构的示意图。

图3是示意性地表示本发明实施方式的现场装置90的主要部分结构的图。

图4是示意性地表示本实施方式的通信帧20的结构的一例的图。

图5是示意性地表示本实施方式的通信帧20的结构的一例的图。

图6是示意性地表示本实施方式的通信帧20的结构的一例的图。

图7是用于说明本实施方式的流ID 29的图。

图8是示意性地表示本实施方式的连接信息表170的结构的一例的图。

图9是示意性地表示本实施方式的调度信息180的一例的图。

图10是示意性地表示本实施方式的PLC 100所具有的功能的图。

图11是示意性地表示本实施方式的现场装置90所具有的功能的图。

图12是示意性地表示本实施方式的控制系统1中的基本时序图的一例的图。

图13是示意性地表示本实施方式的控制系统1中的通信异常时的时序图的一例的图。

图14是示意性地表示在本实施方式的通信异常时难以共享数据的情形的图。

图15是示意性地表示本实施方式的重发处理中的通信序列的一例的图。

图16是说明本实施方式的执行重发处理的条件的示意图。

图17是表示本实施方式的重发处理的一例的流程图。

图18是表示图17的步骤S19的处理的一例的流程图。

图19是示意性地表示本实施方式的现场装置90的重发处理的一例的图。

图20是将本实施方式的控制系统1的结构与其他结构进行相对示出的图。

具体实施方式

参照附图详细说明本实施方式。另外，对图中的相同或相应的部分标注相同的标号并不重复其说明。

＜A.应用例＞

首先，对应用本发明的场景的一例进行说明。图1是示意性地表示本实施方式的控制系统1的结构的一例的图。参照图1，在能够应用于FA的控制系统1中，例如具有与网络11连接并经由网络11交换数据的作为“装置”的一个实施例的PLC 100A、PLC 100B以及现场装置组。另外，控制系统1具有能够提供时刻同步的主时钟的主设备200。主设备200对时刻同步的主时钟的提供例如也可以通过具有时刻主设备功能的开关、或者任意一个PLC等来实现。

在本实施方式中，时刻同步例如可以通过在网络11中实施遵循TSN(Time-Sensitive Networking：时间敏感网络)的数据通信来实现。另外，“定时”表示发生某种事件的时期、时间或时刻的概念。

PLC 100A和PLC 100B是实施控制运算的“控制装置”的一个实施例，在本实施方式中具有同样的功能。在不区分PLC 100A、PLC 100B的情况下统称为PLC 100。PLC 100能够连接有支持装置500。现场装置组包含各种现场装置90A～90F。现场装置90A～90F分别经由网络2连接按照来自PLC 100的接收数据进行控制的“控制对象”，但也可以将现场装置90与控制对象一体地构成来提供。因此，在本实施方式中，现场装置90相当于由PLC 100控制的装置。在本发实施方式中，现场装置90A～90F基本上具有同样的功能，因此在不区分它们的情况下，统称为“现场装置90”。

上述的控制对象可包含对制造装置或生产线等(以下，也统称为“现场”。)提供某种物理性的作用的致动器、以及与现场之间交换信息的传感器等输入输出装置等。

现场装置90A、90B以及90C经由网络11通过菊花链依次连接于PLC 100A，现场装置90D、90E以及90F经由网络11通过菊花链依次连接于PLC 100B。

在本实施方式中，经由网络11传送由控制对象检测出的现场值。“现场值”的概念也可包含对关于任意控制对象的数据(值)随时间的变化进行连续(或者隔开一定间隔地不连续)地检测而得到的一系列的值。

在本说明书中，“现场值”是统称在由PLC 100进行的控制运算中能够利用的值(实际值)的概念，典型地，可包含从控制对象取得并输入至控制运算的传感器的输出等。基于现场值的控制运算的计算值可包含对“控制对象”进行控制的指令值、控制量。PLC 100经由网络11传送包含这样的现场值、指令值、控制量等的“控制系统数据”。“控制系统数据”为了用于制造装置或生产设备的控制对象的控制，需要按照预先确定的每个周期(例如，后述的每个控制周期10)，在PLC 100或现场装置90中被更新。这样，控制系统数据为了用于控制对象的控制，在网络11上以恒定周期被传送，需要可靠地保证该通信周期。经由网络11在PLC100与现场装置90之间交换的控制系统数据以几百μsec级～几十msec级的极短周期被更新。

在图1所示的网络11中，也能够传送与控制系统数据不同的非控制系统数据。非控制系统数据例如包含“信息系统数据”或“控制信息系统数据”。它们是虽然不要求控制系统数据那样的作为控制周期的恒定周期的传送，但是要求某种程度的定时性的数据。信息系统数据包含与控制系统的管理相关的数据。控制信息系统数据包含与控制系统1所具有的装置或控制对象的设定、管理相关的数据。

网络11优选采用例如按照TSN标准来保证数据的到达时间的、进行恒定周期通信的总线或网络。例如，作为TSN的上位协议，网络11可以采用EtherNet/IP(注册商标)等与公知的协议相关的网络。EtherNet/IP是在通用的Ethernet(注册商标)上安装了控制用协议的工业用开放式网络。

图1所示的控制系统1如上所述，要求保证从发送源送出的数据(控制系统数据)到达发送目的地(目的地)的时刻。因此，控制系统1在维持预先确定的控制周期(后述的控制周期10)的同时，以在网络11所具有的通信频带中确保控制系统数据的通信频带的方式，实施用于数据传送的调度。更具体而言，以控制系统数据比控制信息系统数据及信息系统数据被优先传送的方式，实施用于数据传送的调度。

在控制系统1中，为了在保证这样的针对目的地的到达时刻的同时实现调度功能，时刻相互同步的多个装置(PLC 100以及现场装置90)分别具有时刻同步的定时器(或者，同步递增或递减的计数器)，各装置按照这些定时器或者计数器来决定数据的发送或者接收的定时。

在图1中，PLC 100A、100B具有定时器160A、160B，现场装置90A～90F分别具有定时器99A～99F。例如，控制系统1中，主设备200的定时器200A作为接地监测器发挥功能，PLC100的定时器以及现场装置90的定时器以该接地监测器为基准使定时同步。通过这样的定时器间的同步，在控制系统1中，能够在装置间使数据的传送定时等相互一致或同步。

网络11传送保存有数据的通信帧20。传送保存有控制系统数据的通信帧20的周期与控制周期10同步。因此，在各装置中，基本上按照每个控制周期，保证用于该控制周期的控制系统数据到来。

各装置经由网络11连接发送来到自身装置的通信帧20的第1装置和接收从自身装置发送的通信帧20的第2装置。各装置具有保存表示通信帧20的传送路径的路径信息以及表示基于同步的时刻的传送定时的定时信息，并且保持(保存)来到自身装置的通信帧20或者从自身装置发送的通信帧20的区域。

与网络11连接的多个装置中的至少1个在判定为通信帧20经由网络11未在由定时信息规定的时间到达的情况下，满足上述的与周期相关的条件时，经由网络11发送未到达的通信帧20的重发请求9。由此，即使未到达，也能够保证上述的控制系统数据的到来。

在图1中，对重发请求9的发送进行说明。例如，在某个控制周期中，现场装置90C的现场值的通信帧20经由网络11被传送，并经由现场装置90B以及现场装置90A而到达PLC100A。当在传送中途发生帧消失8时，消失的通信帧20不会到达PLC 100A。PLC 100A在检测到来自现场装置90C的通信帧20未在基于定时信息的规定时间到达时，在判断为满足在该周期内存在实施帧重发处理的富余时间这一条件的情况下，将重发请求9发送到网络11。

PLC 100A能够决定重发请求9的目的地。例如，PLC 100A将目的地决定为发送来到自身装置的通信帧20的第1装置。或者，在网络11上连接有多个第1装置的情况下，PLC 100A将目的地决定为多个第1装置中的、具有对重发请求9进行响应的功能的装置。或者，PLC100A将目的地决定为具有该响应功能的装置中的、与自身装置最接近地连接的装置。各装置响应于接收到的重发请求9，将所请求的通信帧20发送到请求源的装置。

这样，在控制系统1中，与网络11连接的各装置在基于同步的时刻的时间的观点上判断通信帧20的到达失败(帧消失8)或者成功，在判断出帧消失8时发送重发请求9。因此，能够在不利用专利文献1那样的多次连续发送的情况下，通过高效的通信来提高帧到达各装置的概率。以下，对本实施方式的更具体的应用例进行说明。

＜B.PLC 100的硬件结构＞

图2是表示本实施方式的PLC 100的主要部分结构的示意图。参照图2，PLC 100包含运算处理部110、通信电路130、DMA(Direct Memory Access：直接内存访问)控制器140、高精度的定时器160、USB(Universal Serial Bus：通用串行总线)控制器107、连接网络11的通信端口136和137、以及存储卡接口108。

运算处理部110包含处理器112、存储部114以及储存器119。为了便于说明，PLC100仅具有1个处理器112，但也可以安装多个处理器。另外，各处理器也可以具有多个核。在运算处理部110中，处理器112周期性地执行1个或多个任务。在由运算处理部110执行多个任务的情况下，也可以对这多个任务设定互不相同的优先级。

另外，处理器112将保存在通信电路130的后述的缓冲器132中的通信帧20(例如，输入数据134、输出数据135)传送到存储部114。存储部114构成为具有DRAM(DynamicRandom Access Memory：动态随机存取存储器)或SRAM(Static Random Access Memory：静态随机存取存储器)等，提供处理器112中的程序的执行所需的工作区域。

储存器119具有闪存或硬盘等而构成，保存有外围处理程序120、用于实施上述的时刻同步的时刻同步程序121、IO刷新程序125、系统程序122、调度器123、用户程序(UPG：User Program)124、通信程序127以及配置126等。

系统程序122包含用于在处理器112中执行用户程序124的OS(Operating System：操作系统)以及库等。IO刷新程序125将经由通信电路130接收的通信帧20所包含的现场值(输入数据)发送至运算处理部110。另外，IO刷新程序125向现场装置90发送由PLC 100计算的指令值、控制量(输出数据)。这样，IO刷新程序125实现传送输入数据和输出数据中的至少任意一个的处理(后述的IO刷新处理)。

用户程序124是根据作为控制对象的机械或设备而任意地创建的“控制运算处理”的程序。具体而言，用户程序124包含用于实施基于存储部114的输入数据134的运算的控制运算程序，以进行控制对象的“序列控制”，并包含用于实施基于输入数据134的运算的运动程序以进行“运动控制”。运动控制针对作为控制对象的伺服电机等致动器，计算包含位置、速度、加速度、角度等数值的指令值。这些用户程序124的控制运算处理的控制量、指令值等计算值作为输出数据135被保存在存储部114中。

通信程序127控制通信电路130，使得使用存储部114的输出数据135来生成通信帧20，并且收发通信帧20。另外，通信程序127包含用于进行通信帧20的重发的重发处理的重发程序128。重发程序128控制通信电路130，使得在通信帧20未到达的情况下生成重发请求9的通信帧20，并经由网络11发送该通信帧20。此外，重发程序128包含通知程序129。通知程序129控制通信电路130，使得在发送重发请求9的情况下，生成表示通信帧20未到达(未来到)该PLC 100的未到达通知6的通信帧20，并经由网络11发送该通信帧20。

外围处理程序120是与由用户程序124实施的控制运算处理等不同的处理，是在控制运算处理的外围实施的处理，例如包含经由网络11交换的通信帧20的记录(logging)处理等。

调度器123是按照优先级对PLC 100的过程或任务等管理资源分配、执行定时等的程序。这样的过程或者任务包含能够通过由处理器112执行外围处理程序120、用户程序124、IO刷新程序125、时刻同步程序121、通信程序127等而生成的过程或者任务。调度器123按照时刻同步的定时器160，例如以基于预先确定的控制周期的周期调整各程序的执行定时。由此，PLC 100能够以基于与现场装置90之间同步的时刻的周期，循环地实施控制运算处理以及IO刷新处理。

配置126包含用于对PLC 100中的程序执行所需的各种设定值或网络结构进行定义的各种设定值。配置126例如包含作为“传送路径的信息”的一例的后述的连接信息表170、以及作为“传送定时的信息”的一例的后述的调度信息180。

USB控制器107将支持装置500可装卸(detachable)地连接于PLC 100。存储卡接口108构成为能够装卸存储卡116，能够对存储卡116写入数据，并从存储卡116读出各种数据(用户程序或数据等)。配置126的数据可以从存储卡116或支持装置500加载到储存器119。

通信电路130连接物理连接网络11的通信端口136和137。虽然没有限定，但例如通信端口136连接与其他PLC 100侧相连的网络11，通信端口137连接与现场装置90侧相连的网络11。通信电路130经由通信端口136、137与其他装置交换通信帧20。通信电路130具有临时保存经由网络11收发的通信帧20的缓冲器132。临时保存在缓冲器132中的通信帧20例如包含输入数据134和输出数据135。以下，将连接与PLC 100侧相连的网络11的通信端口136也称为“第1端口”，将连接与现场装置90侧(非PLC 100侧)相连的网络11的通信端口137也称为“第2端口”。

由通信电路130执行的通信帧20的收发例如如下实现。通信电路130按照处理器112的指令，复制基于经由DMA控制器140的来自存储部114的输出数据135的通信帧20，将复制作为输出数据135保存在缓冲器132中，并且将通信帧20发送到网络11上。

另外，通信电路130按照处理器112的指令，复制从网络11到来(接收)的通信帧20，将复制作为输入数据134保存在缓冲器132中，并且将通信帧20输出到运算处理部110。该通信帧20作为输入数据被保存在存储部114中。

在存储部114中，收发的通信帧20的数据可以蓄积比控制周期10长的期间，也可以仅蓄积最近的控制周期10的通信帧20的数据。

在本实施方式中，PLC 100的“IO刷新处理”包含输出数据135(通信帧20)向其他装置的发送、以及来自其他装置的输入数据134的接收中的至少一方。在“IO刷新处理”中，输入数据134与由现场装置90收集并传送的现场值的通信帧20对应，输出数据135与通过PLC100的用户程序124的控制运算处理计算的指令值、控制量的通信帧20对应。

DMA控制器140与运算处理部110以及通信电路130连接，具有在运算处理部110与通信电路130之间使数据存取高速化的功能。DMA控制器140将保存在通信电路130的缓冲器132中的通信帧20(例如，输入数据134)传送到存储部114。DMA控制器140例如响应于来自处理器112的通信请求，对通信电路130发出指令，将保存在通信电路130的缓冲器132中的输入数据134发送到存储部114。DMA控制器140响应于来自处理器112的通信请求，将保存在存储部114中的输出数据135发送到通信电路130。关于DMA控制器140的至少主要部分，通过具有硬连线结构，能够实现比处理器112更高速的处理。这样的经由DMA控制器140的通信电路130与运算处理部110之间的通信帧20的传送(图中的虚线椭圆所示的DMA处理)能够通过后述的IO刷新部72的IO刷新处理来实现。用于该实现的情形也可包含如下情形：在通信电路130接收输入数据134时，在IO刷新处理内执行DMA处理，并且在通信电路130发送输出数据135时，在IO刷新处理之前(已准备输出数据135的时间点)，通过DMA处理将输出数据135传送到通信电路130的缓冲器132，在IO刷新处理刚开始之后，从通信电路130开始发送输出数据135的通信帧20。这样，通过在IO刷新处理之前将输出数据135传送到通信电路130的缓冲器132，能够缩短IO刷新处理时间和减少发送定时的抖动。

定时器160是用于在PLC 100及与PLC 100连接的其他装置之间决定定时的一种时钟，使用以规定周期进行计数的计数器等来实现。

在图2所示的结构中，为了便于说明，描绘了区分为运算处理部110、通信电路130以及DMA控制器140的结构，但不限于此，能够采用任意的安装方式。例如，运算处理部110的全部或一部分和通信电路130的全部或一部分也可以由安装在同一芯片上的SoC(Systemon Chip：片上系统)构成。或者，也可以使用将运算处理部110的处理器112和DMA控制器140的主要功能安装在同一芯片上的SoC。这些安装方式能够适当选择。

＜C.现场装置90的硬件结构＞

图3是示意性地表示本发明实施方式的现场装置90的主要部分结构的图。参照图3，现场装置90具有处理器91、存储器92、连接网络2的通信I/F(Interface：接口)93、连接网络11的通信电路94、具有与PLC 100的定时器160同样的结构的定时器99、以及可装卸地安装存储卡96的存储卡接口95。另外，现场装置90也可以包含IO(Input/Output：输入输出)单元或伺服等那样的设备。这样的设备有时也不具有处理存储卡96的功能和电路。因此，现场装置90也可包含不具有与存储卡96关联的功能及电路的装置。

通信I/F 93按照来自处理器91的指令，经由网络2接收来自控制对象的现场值，并且将来自处理器91的指令值、控制量发送到控制对象。由此，控制对象按照指令值、控制量被控制，并输出作为其结果的现场值。

通信电路94具有物理连接网络11的通信端口971和972。通信电路94经由通信端口971、972与其他装置交换通信帧20。虽然没有限定，但通信端口971连接与PLC 100侧相连的网络11，通信端口972连接与现场装置90侧相连的网络11。因此，通信端口971相当于“第1端口”，且通信端口972相当于“第2端口”。

此外，通信电路94具有临时保存经由网络11收发的通信帧20的缓冲器941。在缓冲器941中，通信帧20例如被临时保存为输入数据944或输出数据943。

存储器92具有DRAM或SRAM等而构成，提供处理器91中的程序的执行所需的工作区域。进而，存储器92具有闪存或硬盘等而构成，保存系统程序81、用于实施上述的时刻同步的时刻同步程序82、通信程序83、配置88、输出数据943以及输入数据944等。输出数据943和输入数据944对应于通信帧20。在存储器92中，能够经由PLC 100从支持装置500或经由存储卡接口95从存储卡96保存程序或数据。

通信程序83是控制通信I/F 93以及通信电路94的程序。通信程序83关于通信电路94的控制，包含用于重发处理的重发程序84和通知程序85。重发程序84控制通信电路94，使得在通信帧20没有到达(到来)的情况下将重发请求9发送到网络11上。通知程序85控制通信电路94，使得在发送重发请求9的情况下，将未到达通知6的通信帧20发送到其他装置。

配置88包含用于对现场装置90中的程序执行所需的各种设定值或网络结构进行定义的各种设定值。配置88例如包含作为“传送路径的信息”的一例的后述的连接信息表86、以及作为“传送定时的信息”的一例的后述的调度信息87。配置88还包含触发时间89的信息。触发时间89表示现场装置90按照从PLC 100接收的指令值、控制量对控制对象进行控制的时间。各现场装置90通过使用定时器99来检测触发时间89已到来。由于各现场装置90的定时器99在现场装置90之间时刻相互同步，因此当触发时间89到来时，能够同步地实施各现场装置90对控制对象的控制。

通信电路94按照处理器91的指令，复制存储器92的输出数据943的通信帧20，将复制作为输出数据943保存在缓冲器941中，并且将该通信帧20发送到网络11上。另外，通信电路94按照处理器91的指令，接收从网络11到来的通信帧20，复制该通信帧20，并将复制作为输入数据944保存在缓冲器941中。另外，处理器91将该通信帧20的输入数据944保存在存储器92中。

＜D.通信帧20的结构＞

图4、图5和图6是示意性地表示本实施方式的通信帧20的结构的一例的图。图4表示基本的通信帧20的一例，图5和图6分别表示重发请求9的通信帧20的一例。

(d1.基本通信帧)

参照图4，在装置间交换的通信帧20基本上包含：作为前导码区域的保存前导码的区域21、保存帧的目的地的区域22、保存帧的发送源的区域23、标签的区域24、保存网络类型的区域25、以及用于纠错的区域27，还包含保存作为应传送的数据主体的有效载荷的区域26。通信帧20的区域22的目的地以及区域23的发送源包含唯一地识别各装置的信息、例如MAC(Media Access Control address：介质访问控制地址)。在图4的基本通信帧20的情况下，有效载荷包含例如作为控制系统数据的输入数据134、944或输出数据135、943。

区域22还包含用于管理通信帧20的传送的流ID(标识符)29。图7是用于说明本实施方式的流ID 29的图。在本实施方式中，在网络11上传送的通信帧20以流12为单位进行管理。如图7所示，与网络11连接的装置能够成为通信帧20的发送源(TALKER)或者发送目的地(LISTENER)。在各流12中，分配由作为TALKER的发送源装置的MAC地址和作为LISTENER的发送目的地装置的MAC地址的组规定的流ID。因此，各装置能够基于该流ID 29唯一地识别交换的各通信帧20。

(d2.通信帧20的有效载荷)

例如，在图4的通信帧20的区域26中，能够保存控制系统数据作为有效载荷。区域26具有保存控制系统数据中的现场值的区域和保存指令值、控制量的区域。

各现场装置90在读写区域26的情况下，例如，确定基于对该装置单独地分配的偏移(例如，距通信帧20的开头的偏移)的区域26内的位置，并在所确定的位置对数据进行读写。具体而言，通信程序83从到来的通信帧20的区域26的基于自身装置的偏移的位置，读出指令值、控制量(输入数据944或输出数据135)，并且，在应发送的通信帧20的区域26的基于偏移的位置写入现场值(输出数据943或输入数据134)。

另一方面，PLC 100存储有分配给各现场装置90的偏移信息。因此，PLC 100能够基于该偏移信息从到来的通信帧20的区域26内读出各现场装置90的现场值(输出数据943或输入数据134)，并且，基于该偏移信息，在应发送的通信帧20的区域26内的各现场装置90的偏移位置写入指令值、控制量(输入数据944或输出数据135)。

由此，PLC 100能够对通信帧20的区域26读写各现场装置90的控制系统数据，此外，各现场装置90能够对通信帧20的区域26读写自身装置的控制系统数据。

(d3.重发请求9的通信帧)

参照图5，作为用于发送重发请求9的通信帧20的重发请求帧，例如在区域23中保存重发请求9的发送源(TALKER)装置的MAC地址，在区域22中保存作为重发请求9的发送目的地(LISTENER)装置的MAC地址30，在区域26中保存包含表示重发请求9的标志31、和被请求重发的通信帧20的流ID 29的有效载荷。在发送了图5的重发请求帧的情况下，只有具有与区域22的MAC地址30一致的地址的装置能够接收该重发请求帧。

重发请求帧的结构不限于图5，例如，如图6所示，也可以利用流ID指定重发请求帧的发送目的地。参照图6，重发请求帧的区域23保存重发请求9的发送源装置的MAC地址，在目的地的区域22中保存重发请求帧的流ID 291，在区域26中保存被请求重发的通信帧20的流ID 29。根据图6的结构，只有具有与区域22的流ID 291所示的发送目的地(LISTENER)的MAC地址30一致的地址的装置能够接收该重发请求帧。

＜E.连接信息表＞

图8是示意性地表示本实施方式的连接信息表170的结构的一例的图。参照图8，PLC 100所具有的连接信息表170包含第1端口的端口信息171和第2端口的端口信息172。

端口信息171和172分别包含装置信息173和可否响应信息174。装置信息173对应于连接有与对应的通信端口相连的网络11的各装置，包含识别该装置的MAC地址。装置信息173例如从网络11的连接位置接近该PLC 100侧的装置起依次排列有MAC地址。可否响应信息174包含对应的装置信息173所示的装置中的、不具有对重发请求9的响应功能的各装置的作为标识符的MAC地址。此外，可否响应信息174的MAC地址也可以是具有对重发请求9的响应功能的各装置的MAC地址。

在本实施方式中，现场装置90所具有的连接信息表86也具有与图8的连接信息表170相同的结构。因此，不重复连接信息表86的说明。

(e1.调度信息)

图9是示意性地表示本实施方式的调度信息180的一例的图。参照图9，调度信息180按照控制系统数据的通信帧20的每个流，包含流ID 183、该流的通信帧20到达装置的时间即到达时间184、输出同步185以及识别来到的通信端口的端口ID 186的信息。输出同步185表示是否为应该与到来的其他通信帧20的数据同步地处理该流的通信帧20的数据(例如控制系统数据)的同步处理对象。在输出同步185为“1”时，表示对应流的通信帧20是同步处理对象，为“0”时表示对应流的通信帧20不是同步处理对象。如图9所示，调度信息180也可以与流ID 183对应地，在构成该流ID 183的发送源和目的地的各装置中包含MAC地址。

在本实施方式中，现场装置90所具有的调度信息87也具有与图9的调度信息180相同的结构。因此，不重复调度信息87的说明。

＜F.功能结构＞

图10是示意性地表示本实施方式的PLC 100所具有的功能的图。在图10中，示意性地示出通过由处理器112执行图2所示的PLC 100的各程序而提供的主要功能。具体而言，PLC 100具有通过执行IO刷新程序125而提供的IO刷新部72、通过执行用户程序124而提供的控制运算部73、通过执行外围处理程序120而提供的外围处理部74、以及通过执行通信程序127而提供的通信处理部75。通信处理部75包含通过执行重发程序128而提供的重发处理部76。重发处理部76包含通过执行通知程序129而提供的通知处理部77。各处理部通过处理器112与系统程序122的OS以及各种库协作地执行该处理部的程序来提供。

图11是示意性地表示本实施方式的现场装置90所具有的功能的图。在图11中，示意性地示出通过由处理器91执行图3所示的现场装置90的各程序而提供的主要功能。具体而言，现场装置90具有通过执行通信程序83而提供的通信处理部60、以及实施经由网络2的与控制对象之间的输入输出的输入输出处理部63。通信处理部60包含通过执行重发程序84而提供的重发处理部61。重发处理部61包含通过执行通知程序85而提供的通知处理部62。输入输出处理部63通过系统程序81执行控制通信I/F 93的输入输出程序来提供。这些处理部通过处理器91与系统程序81的OS以及各种库协作地执行处理部的程序来提供。

＜G.控制系统1的时序图＞

图12是示意性地表示本实施方式的控制系统1中的基本时序图的一例的图。随着时序图的横轴所示的时间经过，示出包含PLC 100A、100B以及各现场装置90间的通信的处理的开始和结束的定时、以及处理的实施时间的长度。处理的实施时间的长度以在时间轴延伸的方向上延伸的带状的长度表示。在图1中，在各PLC 100连接有3台现场装置90，但所连接的现场装置90并不限定于3台。

首先，在PLC 100中，通过调度器123以如下方式进行调度，即，以最高的优先级执行要求在控制周期10内完成的IO刷新部72的IO刷新的处理及控制运算部73的控制运算处理，再以下一优先级执行外围处理部74的外围处理。控制周期10是时刻相互同步的PLC 100与现场装置90所共有的时间的一例。另外，外围处理与其他处理相比执行的优先级低，因此在控制运算需要时间的情况下，调度器123也可以每隔N(N＞2)次的控制周期10来执行外围处理。

在现场装置90中，在控制周期10中共同的触发时间89到来时产生触发7，对触发7进行响应来对控制对象进行控制。具体而言，现场装置90基于该控制周期10的由IO刷新部72从PLC 100接收到的指令值、控制量，对控制对象进行控制。

基本上，在控制周期10中，在该控制周期10的结束，现场装置90对网络11实施现场值的发送准备(“Snd”)。当开始下一个控制周期10的IO刷新处理时，现场装置90将所准备的该现场值的通信帧20发送至网络11上，PLC 100接收(收集)在网络11上传送的各现场装置90的现场值的通信帧20。另外，PLC 100在控制周期10的由控制运算部73的进行控制运算处理中，实施基于在该控制周期10的IO刷新处理中接收到的现场值的控制运算。另外，PLC100在控制周期10的IO刷新处理的开始时，将在前一个控制周期10中计算出的指令值、控制量的通信帧20发送到网络11上。由此，各现场装置90在控制周期10的IO刷新处理的开始时，实施在网络11上传送的指令值、控制量的通信帧20的接收(“Rcv”)，能够根据接收到的指令值、控制量，对触发7进行响应来实施控制对象的控制。

在图12中，示出当各现场装置90实施发送准备“Snd”时，第(t)次(其中，t＝1、2、3、······)的控制周期10结束，第(t+1)次的控制周期10开始。

例如，在图12中，示出了端到端(E2E)的序列111。在序列111中，例如，现场装置90F发送的通信帧20按照现场装置90F→现场装置90E→现场装置90D→PLC 100B→PLC 100A→现场装置90A→现场装置90B→现场装置90C的方向被传送，从而在整个网络11中被传送。另外，通过各现场装置90实施与现场装置90F同样的E2E的序列，来自所有的现场装置90的现场值的通信帧20被传送到网络11上。

由此，PLC 100A、PLC 100B均能够接收在1个控制周期10内的IO刷新处理中被传送至网络11的来自所有现场装置90的现场值，并且还能够接收由规定的流ID指定的、即规定的1个以上的现场装置90的通信帧20的现场值。

因此，在控制周期10的控制运算处理中，PLC 100A或PLC 100B能够进行基于所有现场装置90的现场值的指令值、控制量的计算或者基于规定的1个以上的现场装置90的现场值的指令值、控制量的计算。由此，基于现场装置90的现场值的控制运算处理的用户程序124的配置目的地可以是PLC 100A和PLC 100B中的任意一个，控制系统1中的用户程序124的配置自由度提高。

另外，在图12中，序列111的E2E是现场装置90F→现场装置90C，但相反，E2E也可以是现场装置90C→现场装置90F。另外，在图12中，现场装置90以及PLC 100能够通过成为E2E的现场装置90的MAC地址的组任意地设定(变更)图4的通信帧20的流ID 29。

(g1.现场装置90的传送处理)

在本实施方式中，在传送通信帧20时，现场装置90的通信处理部60实施传送处理。具体而言，在传送处理中，通信处理部60在接收到的通信帧20的区域23中设定自身装置的MAC地址，并且在区域22中设定基于连接信息表86的目的地装置的MAC地址。此时，通信处理部60检测连接信息表86中的与接收到通信帧20的通信端口对应的装置信息173中的、最接近地连接的装置(现场装置90或PLC 100)的MAC地址，并将检测出的MAC地址设定为上述的目的地装置的MAC地址。

另外，通信处理部60在控制周期10的结束，在发送准备“Snd”的通信帧20中，将经由输入输出处理部63受理的来自控制对象的现场值设定于该通信帧20的区域26。然后，通信处理部60控制通信电路94，以将通信帧20发送到网络11上。

另外，当接收到控制周期10的最初交换的接收“Rcv”的通信帧20时，通信处理部60从通信帧20的区域26读出对应的指令值、控制量，输出到输入输出处理部63，并且控制通信电路94以将通信帧20发送到网络11上。

另外，现场装置90在判断为接收到的通信帧20的流ID 29表示自身装置的MAC地址时，向连接自身装置的PLC 100传送通信帧20。

(g2.PLC 100的传送处理)

在本实施方式中，在传送通信帧20时，PLC 100的通信处理部75实施传送处理。具体而言，通信处理部75在接收到来到PLC 100的通信帧20时，在发送源的区域23，设定自身装置的MAC地址，并且基于连接信息表170，在通信帧20的区域22，设定目的地装置的MAC地址。此时，通信处理部75在连接信息表170中，检测从接收到通信帧20的通信端口侧的装置信息中的最接近地连接的装置(现场装置90或PLC 100)的MAC地址，并将检测出的MAC地址设定为上述的目的地装置的MAC地址。然后，通信处理部75控制通信电路130，以将通信帧20发送到网络11上。

另外，通信处理部75在接收到基于发送准备“Snd”的通信帧20时，控制通信电路94以向网络11上发送。另外，通信处理部75控制通信电路94，使得在控制周期10的最初交换的接收“Rcv”的通信帧20到来时，将该通信帧20发送到网络11上。

此外，在控制周期10中，作为控制系统数据的通信帧20的进行了发送准备“Snd”的通信帧20和接收“Rcv”的各通信帧20以恒定周期进行交换，因此，现场装置90能够通过使用时刻同步的定时器99来预测这些通信帧20到来的时期，并且PLC 100能够使用定时器101来预测这些通信帧20到来的时期。

在上述的传送处理中，通信帧20在网络11上被传送，并且在各装置中，其复制被临时保存在通信电路130、94的各缓冲器中。保存在该缓冲器中的通信帧20至少在直到下一个控制周期10的IO刷新部72的IO刷新处理被实施为止的期间，能够由该缓冲器保持。

＜H.通信异常的情形＞

图13是示意性地表示本实施方式的控制系统1中的通信异常时的时序图的一例的图。图14是示意性地表示在本实施方式的通信异常时难以共享数据的情形的图。

在图12中，通过实施序列111，PLC 100A和PLC 100B能够共享现场值的控制系统数据。与此相对，如图13所示，在通信的序列111的中途，例如在PLC 100A至PLC 100B间的网络11中发生了帧消失8那样的通信异常的情况下，在各PLC 100执行控制运算的定时难以实现上述数据共享，从而有可能无法再计算出适当的指令值、控制量。该情形的具体例子如图14所示。在图14中，例如经由网络11通过菊花链以能够相互交换数据的方式连接有多个PLC100。各PLC 100经由网络11通过菊花链连接1个以上的现场装置90。在图14中，多个PLC 100被区别为连接现场装置90F的PLC(O)、PLC(S)、PLC(R1)以及连接现场装置90C的PLC(R2)。

在图14中，在实施图12的E2E的序列111的情况下，如果没有通信异常，则在1个控制周期10的IO刷新部72的IO刷新处理中，来自现场装置90F的通信帧20经由网络11的所有装置到达现场装置90C。与此相对，例如在第t次的控制周期10的IO刷新部72的IO刷新处理中，设为在PLC(S)与PLC(R1)间的传送时产生了帧消失8。在该情况下，由场装置90F的缓冲器941、PLC(O)的缓冲器132以及PLC(R2)的缓冲器132保持的通信帧20是第t次的控制周期10的控制系统数据，与此相对，由于帧消失8而使得通信帧20未到来的PLC(R1)以及被PLC(R2)的缓冲器132保持的通信帧20仍然为前一个控制周期10(第t-1次的控制周期10)。因此，在各PLC 100执行IO刷新处理之后的控制运算的定时无法进行上述数据共享，难以计算适当的指令值、控制量。

＜I.重发处理＞

在发生了上述帧消失8等通信异常的情况下，PLC 100在规定时间内例如从控制周期10的开始起(即从IO刷新部72的IO刷新处理的开始起)的一定时间内检测出通信帧20未到达时，重发处理部76实施重发处理。重发处理部76将未到达的通信帧20的重发请求9的重发请求帧发送到网络11上。

通信帧20的未到达基于调度信息180的到达时间184来判定。具体而言，在各控制周期10中，各PLC 100按照到来的通信帧20的每个流ID 29，使用定时器160测量到达时间184，将测量出的到达时间184保存在调度信息180中。即，控制系统数据的通信帧20与控制周期10同步地以恒定周期被传送，因此能够预测为控制系统数据的通信帧20从控制周期10的开始起在一定时间内到达PLC 100。因此，PLC 100使用定时器160，检测该一定时间内到来的通信帧20所来到的通信端口，并且测量到达时间184。检测出的通信端口的信息以及测量出的到达时间184分别被设定为调度信息180的每个流ID 183的端口ID 186以及到达时间184。由此，能够设定调度信息180的控制系统数据的通信帧20的每个流ID 183来到的通信端口，并且能够将到达时间184维持为最接近的值。

图15是示意性地表示本实施方式的重发处理中的通信序列的一例的图。参照图15，说明图14的情形下的重发处理。首先，PLC(R1)的重发处理部76例如按每个控制周期10，如上述那样预测控制系统数据的通信帧20的到达时刻，并按照调度信息180的每个流ID183更新对应的到达时间184(步骤S1)。

PLC(R1)的重发处理部76对调度信息180的流ID 183和从(t)的控制周期10的开始起在一定时间内到来的通信帧20的流ID 29进行比较，基于比较的结果，检测存在未在该一定时间内到达的流ID的通信帧20(步骤S2)。即，检测出在流ID 183中存在对应的通信帧20未在该一定时间内到达的流ID 183。在步骤S2中，重发处理部76生成图5或图6的重发请求帧，并经由通信电路130发送到网络11上。另外，在步骤S2中，通知处理部77生成保存有未到达通知6的通信帧20并经由通信电路130发送到网络11上。此外，在重发处理中，满足与控制周期10相关的条件时，发送重发请求9。在后面叙述在步骤S2中发送的重发请求帧的内容、未到达通知6的发送以及基于条件的重发处理的详细内容。

在图15中，未到达通知6被发送到PLC(R2)。PLC(R2)的重发处理部76在接收到未到达通知6时，向与PLC(R2)连接的其他PLC 100传送未到达通知6(步骤S3)。也将这样的其他PLC 100称为“后级PLC”。由此，PLC(R2)以及后级PLC 100能够期待控制系统数据的到达，能够等待到达。

在(t)的控制周期10内，重发请求9的接收源的装置为PLC(S)。PLC(S)的重发处理部76在接收到重发请求9时，经由通信电路130将缓冲器132所保持的通信帧20中的、与通过重发请求帧指定的未到达的流ID一致的通信帧20发送到网络11上(步骤S4)。由此，向请求源的PLC(R1)重发与重发请求9对应的通信帧20。

当接收到重发的通信帧20时，PLC(R1)实施将接收到的通信帧20发送到PLC(R2)的传送处理。由此，接收到未到达通知6的后级PLC即PLC(R2)能够接收未到达的控制系统数据的通信帧20。

(i1.重发请求帧的生成)

对在步骤S2中发送的重发请求帧进行说明。重发处理部76在以图5的形式生成重发请求帧的情况下，在区域23中保存重发请求9的发送源的PLC(R1)的MAC地址。另外，在区域22的目的地装置的MAC地址中，设定与PLC(R1)最接近地连接的装置的MAC地址。具体而言，重发处理部76在由与未到达的流ID 183对应的端口ID 186确定的通信端口的端口信息171(或172)中，确定最接近PLC(R1)的装置的MAC地址。在该情况下，确定PLC(S)的MAC地址。另外，在区域26中保存重发请求9的标志31、和在步骤S2中检测到未到达的流ID 183。

此外，重发处理部76在以图6的形式生成重发请求帧的情况下，区域23保存重发请求9的发送源装置的MAC地址，在目的地的区域22中保存重发请求帧的流ID 291，在区域26中保存请求重发的通信帧20的流ID 29(未到达的流ID 183)。

(i2.基于条件的重发处理)

图16是说明本实施方式的执行重发处理的条件的示意图。在本实施方式中，在重发处理时间177与控制周期10内的富余时间的关系满足(重发处理时间177＜富余时间)的条件时，重发处理部76决定实施重发处理。因此，重发处理部76也能够在不满足该条件时，决定不实施重发处理。

上述的富余时间通过富余时间＝(控制周期10的时间-控制所需的处理(IO刷新处理、控制运算处理等)所花费的时间)来计算。另外，在控制所需的处理中，不包含对低优先级的任务分配的用户程序或外围处理的程序、信息系统的处理。此外，重发处理时间177是直至接收对重发请求9的响应为止所需的响应时间，通过重发处理时间177＝(向PLC(S)的重发请求9的通信时间+PLC(S)内的重发处理的时间+PLC(S)的重发通信时间)来计算。此外，重发请求9的通信时间和重发通信时间基于(通信帧20的大小/(通信频带)+线缆延迟时间)来计算。另外，PLC(S)内的重发处理的时间表示接收到重发请求9的控制系统数据的发送准备(数据读出、数据复制等)的时间。

另外，上述的响应时间更优选按照每个装置基于其配置88来计算。即，响应时间依赖于信息重发请求9的通信距离。因此，重发处理部76根据配置88的连接信息表170，判断在重发请求9的传送路径中是否存在可否响应信息174为“不可响应”的装置，或者其台数，并基于判断的结果，使与用于计算重发处理时间177的通信时间相关的参数值变化。由此，各装置能够基于自身装置所固有的连接信息表170，进行更准确的重发处理时间177的计算。

(i3.重发处理的流程图)

图17是表示本实施方式的重发处理的一例的流程图。参照图17，对图14的PLC(R1)的重发处理部76的重发处理进行说明。首先，重发处理部76判断在时间表信息180中登记的流ID 183的通信帧20是否在对应的到达时间184到达(步骤S11)。在重发处理部76判断为流ID 183的通信帧20在对应的到达时间184到达时(步骤S11：是)，重发处理部76判断接收到的通信帧20是否为未到达通知6的通信帧20(步骤S13)。在重发处理部76判断为接收到未到达通知6的通信帧20时(步骤S13：是)，通知处理部77向后级PLC发送未到达通知6的通信帧20(步骤S15)。然后，返回到步骤S11。当在步骤S15中接收到未到达通知6时，重发处理部76能够判断为不发送重发请求9。

另一方面，在重发处理部76判断为接收到的通信帧20不是未到达通知6的通信帧20时(步骤S13：否)，控制运算部73实施基于接收到的通信帧20的数据(即，控制系统数据)的控制运算处理(步骤S23)。

在步骤S11中，重发处理部76在判断为流ID 183的通信帧20未到达对应的到达时间184、即未到达时(步骤S11：否)，通知处理部77向后级PLC发送未到达通知6的通信帧20(步骤S17)。

重发处理部76判断是否满足执行重发处理的条件(富余时间＞重发处理时间177)(步骤S19)，若判断为满足条件(步骤S19：是)，则发送重发请求9的通信帧20(步骤S21)。然后，返回到步骤S11。

另一方面，重发处理部76在判断为不满足执行重发处理的条件时(步骤S19：否)，判断未到达的判断是否连续了N(N＞2)次以下的控制周期(步骤S25)。重发处理部76在判断为未到达的判断连续了N(N＞2)次以下的控制周期10时(步骤S25：是)，PLC(R1)的控制运算部73基于存储部114所蓄积的通信帧20的数据中的、最近的控制周期10的控制系统数据，实施控制运算，计算指令值、控制量(步骤S27)。另一方面，若判断为未到达的判断连续了多于N(N＞2)次的控制周期10(步骤S25：否)，则重发处理部76对后级PLC(PLC(R2))发送异常通知(步骤S29)。后级PLC在接收到未到达通知6后接收到异常通知时，实施规定的异常处理。例如，实施与步骤S27相同的处理。

上述步骤S25的变量N的值例如能够根据与PLC(R1)连接的控制对象的特性来决定。另外，在步骤S27中，PLC 100也可以代替基于前一个控制周期的控制系统数据的控制运算的实施，而将在前一个控制周期中已经计算出的指令值、控制量(存储部114的输出数据135等)决定为在此次的控制周期10中计算的控制系统数据。

(i4.执行重发处理的条件的具体例)

图18是表示图17的步骤S19的处理的一例的流程图。参照图18，说明重发处理的执行条件的判断(步骤S19)的详细内容。首先，重发处理部76判断是否设定了被判断为未到达的流ID 183的输出同步185，即是否表示“1”(步骤S191)。

当判断为设定了输出同步185时(步骤S191：是)，重发处理部76判断是否满足(到同步定时为止的富余时间＞重发处理时间177)的条件(步骤S192)。重发处理部76在判断为不满足该条件时(步骤S192：否)，不发送重发请求9而转移到步骤S25，但如果判断为满足该条件(步骤S192：是)，则重发处理部76发送重发请求9(步骤S21)。

返回到步骤S191，重发处理部76在判断为未设定与未到达的流ID 183对应的输出同步185、即表示“0”时(步骤S191：否)，重发处理部76判断是否满足上述的(富余时间＞重发处理时间177)的条件(步骤S193)，在满足时(步骤S193：是)，转移到步骤S21，在不满足时(步骤S193：否)，转移到步骤S25。

此外，在步骤S191中，可以是按照未到达的每个流ID 183使输出同步185不同的动态设定，也可以是按照每个PLC 100预先决定是否使输出同步的静态设定。

另外，步骤S192的条件的“到同步时刻为止的富余时间”在要同步输出的数据未到达的情况下可以通过(输出同步的时间-未到达检测时间)来计算，另外，在接收到未到达的流ID的通信帧20的情况下，也可以通过(输出同步的时间-未到达帧接收时间)来计算。此外，输出同步的时间相当于输出触发7的预先确定的时间。

＜J.现场装置90的重发处理＞

在本实施方式中，PLC 100和现场装置90都能够实施重发处理。能够通过现场装置90的重发处理部61同样地实施上述的PLC 100的重发处理。图19是示意性地表示本实施方式的现场装置90的重发处理的一例的图。

在图19中，在现场装置90A不具有重发处理部61的情形下，在来自现场装置90C的通信帧20被传送至PLC(O)的中途发生帧消失8。因此，通信帧20未到达现场装置90A和PLC(O)。由于现场装置90A不具有重发处理部61，所以未发送重发请求9，但PLC(O)发送重发请求9。

该情况下，PLC(O)的重发处理部76对不符合根据未到达的流ID 183的端口ID 186确定的端口信息171(或者172)中的可否响应信息174的装置、即具有重发处理部61的装置中的位于最接近位置处的装置(在图19中为现场装置90B)，发送重发请求9。现场装置90B的重发处理部61在接收到重发请求9时，实施所请求的流ID 183的通信帧20的再发送。由此，现场装置90A以及PLC(O)能够接收未到达的通信帧20。

＜K.优点＞

图20是将本实施方式的控制系统1的结构与其他结构进行相对示出的图。参照图20，对由控制系统1实现的优点进行说明。在图20中，示出在装置间的通信中使用相同的1个协议(例如，TSN)的控制系统1、和在装置间的通信中使用多种协议(例如，TSN和EtherCAT(注册商标))的控制系统3。在控制系统3中，PLC 100间的通信使用TSN，PLC 100与现场装置90之间以及现场装置90间的通信使用EtherCAT(图中省略为ECAT)。

在图20中，在通过E2E将作为现场值的一个例子的机器人的位置信息的帧从现场装置90A向现场装置90D发送的情形下，在控制系统1中使用相同协议，因此在从现场装置间的通信层向PLC 100间的通信层传送帧的情况下，不需要协议转换。与此相对，在控制系统3中，如(1)ECAT通信→(2)ECAT/TSN的协议转换→(3)TSN通信→(4)TSN/ECAT的协议转换→(5)ECAT通信那样，在通信路径中需要实施协议转换(2)和(4)。

这样，控制系统1即使是跨越层之间的通信，装置也能够不需要协议转换地共享彼此的数据。另外，控制系统1不需要协议转换，因此与控制系统3相比，能够使层间的通信高速化。因此，控制系统1所具有的装置能够在比较短的通信周期内、例如控制周期10内的IO刷新处理的周期内共享彼此的数据。由此，PLC 100能够在用户程序124的控制运算处理的开始之前预先取得作为运算对象的所有值(现场值)，因此也能够不考虑通信延迟地设计用户程序124。

另外，在网络11中，传送控制系统数据的通信帧20和非控制系统数据(信息系统和控制信息系统)的通信帧20，但重发请求9仅针对控制系统数据的通信帧20发送。因此，由于限定为应保证以恒定周期到达的控制系统数据来发送重发请求9，因此即使发送重发请求9，也能够抑制网络11的通信频带消耗。

＜L.附记＞

上述实施方式包含以下这样的技术思想。

[结构1]

一种控制系统(1)，其将时刻相互同步的多个装置(100、90)进行网络(11)连接而成，其中，

所述网络传送所述多个装置周期性地交换的帧(20)，

所述多个装置包含1个以上的控制装置(100)和通过所述控制装置而被控制的装置(90)，

所述多个装置各自分别经由所述网络来连接发送来到自身装置的帧的第1装置和接收从自身装置发送的帧的第2装置，

各个所述装置具有帧的传送路径(170、86)以及基于同步的时刻的传送定时(180、87)的信息，

所述多个装置中的至少1个在帧未在规定时间经由所述传送路径到达的情况下，满足与所述周期(10)相关的条件时，通过该传送路径发送重发请求(9)。

[结构2]

在结构1所记载的控制系统中，

所述周期包含所述多个装置交换帧的时间、和基于交换的帧的数据的所述1个以上的控制装置实施的控制运算的时间，

所述条件包含基于富余时间、和针对所述重发请求的响应时间的条件，所述富余时间是从所述周期中去除交换所述帧的时间以及所述控制运算的时间而得到的时间。

[结构3]

在结构2所记载的控制系统中，

在不满足与所述周期相关的条件时，所述1个以上的控制装置实施基于在前一个周期到达的帧的数据的所述控制运算，或者将前一个周期中的计算值用于控制。

[结构4]

在结构1～3中的任意一项所记载的控制系统中，

所述至少1个装置在经由网络将所述重发请求传送到所述第1装置时，经由网络将帧的未到达通知传送到所述第2装置。

[结构5]

在结构1～4中的任意一项所记载的控制系统中，

所述网络传送的帧包含用于所述控制的控制系统数据的帧、和非控制系统数据的帧，

所述至少1个装置仅针对所述控制系统数据的帧和所述非控制系统数据的帧中的所述控制系统数据的帧，发送所述重发请求。

[结构6]

在结构1～5中的任意一项所记载的控制系统中，

所述至少1个装置经由网络连接多个所述第1装置，

该控制系统具有重发处理部(76、61)，所述重发处理部(76、61)检测所述多个第1装置中的能够对所述重发请求进行响应的装置，并向检测出的装置发送所述重发请求。

[结构7]

在结构1～6中的任意一项所记载的控制系统中，

所述控制装置间的网络通信的协议、与所述控制装置和所述被控制的装置间的网络通信的协议是相同的。

[结构8]

一种装置(100、90)，其是控制系统(1)所具有的装置，其中，

所述控制系统具有被网络(11)连接且时刻相互同步的多个所述装置，

所述网络传送所述多个装置周期性地交换的帧(20)，

所述装置分别经由所述网络来连接发送来到自身装置的帧的第1装置和接收从自身装置发送的帧的第2装置，

所述装置具有帧的传送路径(170、86)以及基于同步的时刻的传送定时(180、87)的信息，

在帧未在规定时间经由所述传送路径到达的情况下，满足与所述周期相关的条件时，通过该传送路径发送重发请求(9)。

[结构9]

一种控制方法，其对控制系统(1)所具有的装置(100、90)的通信进行控制，其中，

所述控制系统具有被网络(11)连接且时刻相互同步的多个所述装置，

所述网络传送所述多个装置周期性地交换的帧(20)，

所述装置分别经由所述网络来连接发送来到自身装置的帧的第1装置和接收从自身装置发送的帧的第2装置，

所述装置具有帧的传送路径(170、86)以及基于同步的时刻的传送定时(180、87)的信息，

对所述装置的通信进行控制的方法具有以下步骤：

经由所述网络接收来到该装置的帧；

检测帧是否经由所述传送路径而在规定时间到达该装置；以及

在所述帧未到达的情况下，满足与所述周期(10)相关的条件时，通过该传送路径发送重发请求(9)。

应该认为本次公开的实施方式在所有方面都是例示而不是限制性的。本发明的范围由权利要求书、而不由上述的说明来表示，意在包含与权利要求书等同的意思以及范围内的所有变更。

标号说明

1、3：控制系统；2、11：网络；6：未到达通知；7：触发；8：帧消失；9：重发请求；10：控制周期；111：序列；12：流；20：通信帧；21、22、23、24、25、26、27：域；29、291、183：流ID；30：MAC地址；31：标志；60、75：通信处理部；61、76：重发处理部；62、77：通知处理部；63：输入输出处理部；72：IO刷新部；73：控制运算部；74：外围处理部；81、122：系统程序；82、121：时刻同步程序；83、127：通信程序；84、128：重发程序；85、129：通知程序；86、170：连接信息表；87、180：调度信息；88、126：配置；89：触发时间；90、90A、90B、90C、90D、90E、90F：现场装置；91、112：处理器；92：存储器；93：通信I/F；94、100、100A、100B：PLC；130：通信电路；95、108、144：存储卡接口；96、116：存储卡；99、99A～99F、160、160A、160B、200A：定时器；107、140：控制器；110：运算处理部；114：存储部；119：储存器；120：外围处理程序；123：调度器；124：用户程序；125：IO刷新程序；132、941：缓冲器；134、944：输入数据；135、943：输出数据；136、137、971、972：通信端口；171、172：端口信息；173：装置信息；174：可否响应信息；177：重发处理时间；184：到达时间；185：输出同步；200：主设备；500：支持装置。

Claims (9)

1.一种控制系统，其将时刻相互同步的多个装置进行网络连接而成，其中，

所述网络传送所述多个装置周期性地交换的帧，

所述多个装置包含1个以上的控制装置和通过所述控制装置而被控制的装置，

所述多个装置各自分别经由所述网络来连接发送来到自身装置的帧的第1装置和接收从自身装置发送的帧的第2装置，

各个所述装置具有帧的传送路径以及基于同步的时刻的传送定时的信息，

所述多个装置中的至少1个在帧未在规定时间经由所述传送路径到达的情况下，满足与所述周期相关的条件时，通过该传送路径发送重发请求。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其中，

所述周期包含所述多个装置交换帧的时间、和基于交换的帧的数据的所述1个以上的控制装置实施的控制运算的时间，

所述条件包含基于富余时间和针对所述重发请求的响应时间的条件，所述富余时间是从所述周期中去除交换所述帧的时间以及所述控制运算的时间而得到的时间。

3.根据权利要求2所述的控制系统，其中，

在不满足与所述周期相关的条件时，所述1个以上的控制装置实施基于在前一个周期到达的帧的数据的所述控制运算，或者将前一个周期中的计算值用于控制。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的控制系统，其中，

所述至少1个装置在经由网络将所述重发请求传送到所述第1装置时，经由网络将帧的未到达通知传送到所述第2装置。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的控制系统，其中，

所述网络传送的帧包含用于所述控制的控制系统数据的帧、和非控制系统数据的帧，

所述至少1个装置仅针对所述控制系统数据的帧和所述非控制系统数据的帧中的所述控制系统数据的帧，发送所述重发请求。

6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的控制系统，其中，

所述至少1个装置经由网络连接多个所述第1装置，

该控制系统具有重发处理部，所述重发处理部检测所述多个第1装置中的能够对所述重发请求进行响应的装置，并向检测出的装置发送所述重发请求。

7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的控制系统，其中，

所述控制装置间的网络通信的协议、与所述控制装置和所述被控制的装置间的网络通信的协议是相同的。

8.一种装置，其是控制系统所具有的装置，其中，

所述控制系统具有被网络连接且时刻相互同步的多个所述装置，

所述网络传送所述多个装置周期性地交换的帧，

所述装置分别经由所述网络来连接发送来到自身装置的帧的第1装置和接收从自身装置发送的帧的第2装置，

所述装置具有帧的传送路径以及基于同步的时刻的传送定时的信息，

在帧未在规定时间经由所述传送路径到达的情况下，满足与所述周期相关的条件时，通过该传送路径发送重发请求。

9.一种控制方法，其对控制系统所具有的装置的通信进行控制，其中，

所述控制系统具有被网络连接且时刻相互同步的多个所述装置，

所述网络传送所述多个装置周期性地交换的帧，

所述装置分别经由所述网络来连接发送来到自身装置的帧的第1装置和接收从自身装置发送的帧的第2装置，

所述装置具有帧的传送路径以及基于同步的时刻的传送定时的信息，

对所述装置的通信进行控制的方法具有以下步骤：

经由所述网络接收来到该装置的帧；

检测帧是否经由所述传送路径而在规定时间到达该装置；以及

在所述帧未到达的情况下，满足与所述周期相关的条件时，通过该传送路径发送重发请求。

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