CN114072741A - 控制系统、控制装置以及程序 - Google Patents

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CN114072741A CN202080049591.5A CN202080049591A CN114072741A CN 114072741 A CN114072741 A CN 114072741A CN 202080049591 A CN202080049591 A CN 202080049591A CN 114072741 A CN114072741 A CN 114072741A
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Abstract

当存在网络结构的变更时，使变更后的网络结构的计时器同步于它们中的精度高的计时器。控制系统包括分别控制对象的一个以上的控制装置能够通信地连接于网络的网络结构，各一个以上的控制装置包括：计时器，对具有精度的时间进行管理；通信部件，以计时器所管理的时间为基准，对与所述控制装置对应的对象发送控制指令；以及计时器同步部件，在网络结构受到变更的情况下，使变更后的网络结构所具有的各控制装置的计时器中的、其他计时器的时刻同步于时间的精度比所述其他计时器高的计时器。

Description

控制系统、控制装置以及程序
技术领域
本发明涉及一种对多个控制装置进行网络连接的控制系统、控制装置以及程序。
背景技术
在各种生产现场中，使用可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)等控制装置的工厂自动化(Factory Automation，FA)技术已得到广泛普及。此种控制装置经由网路而与一个或多个机器之间收发数据，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，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也逐渐实现。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连接有多个控制装置的控制系统。各控制装置经由设备级网络而连接有多个输入/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。而且，各控制装置具有反复进行固定的节拍周期的计时的计时器，计时器在控制装置间经同步化。
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，由于生产品种的变更、生产数的增量等各种理由，要实施生产线的改组。此时会追加连接于网络的控制装置等而变更网络结构，但在变更后的网络结构中，也期望以现有的控制装置与追加的控制装置联动的方式而在各控制装置间使计时器与精度高的计时器同步，以使得能够高精度地维持节拍时间等。专利文献1并未提出在网络结构经变更的情况下在控制装置间使计时器与精度高的计时器同步的技术。
本公开提供一种控制系统、控制装置以及程序，当存在网络结构的变更时，能够使变更后的网络结构的计时器与它们中的精度高的计时器同步。
解决问题的技术手段
本公开的控制系统包括分别控制对象的一个以上的控制装置能够通信地连接于网络的网络结构，其中，各一个以上的控制装置包括：计时器，对具有精度的时间进行管理；通信部件，以计时器所管理的时间为基准，对与所述控制装置对应的对象发送控制指令；以及计时器同步部件，在网络结构受到变更的情况下，使变更后的网络结构所具有的各控制装置的计时器中的、其他计时器的时刻同步于时间的精度比所述其他计时器高的计时器。
根据本公开，在网络的结构受到变更的情况下，能够在变更后的网络结构中使其他计时器的时刻同步于时间的精度高的计时器。由此，在控制系统中，每当网络结构受到变更时，能够自动地使所述网络结构所具有的计时器的时刻同步于对具有高精度的时间进行管理的计时器。
所述的公开中，能够连接于网络结构的控制装置具有运转中的第一控制装置、以及与第一控制装置不同的第二控制装置，网络结构的变更包含：对运转中的第一控制装置所连接的网络结构追加第二控制装置。
根据所述公开，即便在运转中的控制装置所连接的网络结构受到变更的情况下，也能够自动地使变更后的网络结构所具有的计时器的时刻同步于对具有高精度的时间进行管理的计时器。
所述的公开中，各控制装置还具有消息通信部件，所述消息通信部件对具有自身装置所具有的所述计时器的精度的消息进行相互通信，计时器同步部件对从其他控制装置接收的消息所具有的精度、与自身装置的计时器所具有的精度进行比较，基于比较的结果来选择时间的精度高的计时器。
根据所述公开，能够根据控制装置彼此所通信的消息来选择时间的精度高的计时器。
所述的公开中，计时器同步部件在时间的精度高的计时器配备于第二控制装置中的情况下，使第二控制装置的计时器的时刻同步于第一控制装置的计时器，随后，使第一控制装置的计时器的时刻同步于第二控制装置的计时器。
根据所述公开，在使运转中的第一控制装置的计时器的时刻同步于第二控制装置所具有的时间的精度高的计时器的情况下，实施如下所述的多阶段的时刻同步，即，暂时使第二控制装置的计时器的时刻同步于第一控制装置的计时器，随后，使运转中的第一控制装置的计时器的时刻同步于时间的精度高的第二控制装置的计时器。由此，与使运转中的控制装置的计时器的时刻立即同步于时间的精度高的计时器的情况相比较，在第一控制装置的通信部件以计时器所管理的时间为基准来对与所述控制装置对应的对象发送控制指令的情况下，能够防止作为基准的时间大幅变动，从而稳定地控制对象。
所述的公开中，控制装置还具有存储部件，所述存储部件存储网络结构信息，所述网络结构信息包含连接于网络结构的控制装置的识别符，第一控制装置将第二控制装置的识别符与网络结构信息进行比对，基于比对结果来检测对网络结构追加第二控制装置的情况。
根据本公开，控制装置能够通过所述的比对来自主地检测网络结构受到变更的情况。
所述的公开中，第二控制装置包含被追加至网络结构时与运转中的第一控制装置联动地运转的控制装置，各控制装置检测自身装置是第一控制装置以及第二控制装置中的哪一种。
根据本公开，控制装置自主地检测自身装置是第一控制装置以及第二控制装置中的哪一种，并且检测出自身装置是第一控制装置的控制装置自主地检测所述网络结构的变更。
所述的公开中，计时器同步部件将以规定的调整量来更新其他计时器的时间的处理重复N次(其中，N≧2)，规定的调整量包含将其他计时器与时间的精度高的计时器之间的时间偏移的大小分割为N个的各调整量。
根据所述公开，在使其他计时器的时刻同步于时间的精度高的计时器的情况下，通过重复基于时间偏移的大小的N次调整，从而能够使其他计时器的时间逐渐一致于时间的精度高的计时器的时间。由此，与使运转中的控制装置的计时器的时刻立即同步于时间的精度高的计时器的情况相比较，在第一控制装置的通信部件以计时器所管理的时间为基准来对与所述控制装置对应的对象发送控制指令的情况下，能够防止作为基准的时间大幅变动，从而能够稳定地控制对象。
本公开中，控制对象的控制装置包括：与能够通信地连接多个控制装置的网络进行通信的部件；计时器，对具有精度的时间进行管理；通信部件，以计时器所管理的时间为基准，对与所述控制装置对应的对象发送控制指令；以及计时器同步部件，在能够通信地连接于网络的控制装置受到变更的情况下，使连接于变更后的网络的各多个控制装置的计时器中的其他计时器的时刻同步于时间的精度比所述其他计时器高的计时器。
根据所述公开，在网络的结构受到变更的情况下，能够在变更后的网络结构中使其他计时器的时刻同步于时间的精度高的计时器。由此，在控制系统中，每当网络结构受到变更时，能够自动地使所述网络结构所具有的计时器的时刻同步于对具有高精度的时间进行管理的计时器。
本公开中，提供一种程序，用于使计算机执行使控制对象的控制装置进行时刻同步的方法。控制装置包括：与能够通信地连接多个控制装置的网络进行通信的部件；计时器，对具有精度的时间进行管理；以及通信部件，以计时器所管理的时间为基准，对与所述控制装置对应的对象发送控制指令，方法包括下述步骤：在能够通信地连接于网络的控制装置受到变更的情况下，对连接于变更后的网络的各多个控制装置的计时器中的、时间的精度比其他计时器高的计时器进行检测；以及使其他计时器的时刻同步于时间的精度高的计时器。
根据所述公开，在网络的结构受到变更的情况下，能够在变更后的网络结构中使其他计时器的时刻同步于时间的精度高的计时器。由此，在控制系统中，每当网络结构受到变更时，能够自动地使所述网络结构所具有的计时器的时刻同步于对具有高精度的时间进行管理的计时器。
发明的效果
根据本公开，当存在网络结构的变更时，能够使变更后的网络结构的计时器同步于它们中的精度高的计时器。
附图说明
图1是示意性地表示依据实施方式的控制系统1的概要的图。
图2是表示构成本实施方式的移动系统的控制装置以及现场机器的硬件结构例的框图。
图3是表示本实施方式的移动系统所包括的移动机构的硬件结构例的框图。
图4是表示本实施方式的被固定设置于生产线的控制装置以及现场机器的硬件结构例的框图。
图5是示意性地表示本发明的实施方式的处理模块的结构的一例的图。
图6是示意性地表示适用本发明的实施方式的计时器同步处理的场景的图。
图7是表示本发明的实施方式的计时器同步处理的流程图的一例的图。
图8是表示图7的流程图的变形例的图。
图9是示意性地表示本实施方式的网络结构的变更的另一例的图。
图10是示意性地表示本实施方式的网络结构的变更的另一例的图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明依据本发明的实施方式。以下的说明中，对于相同的部件以及构成元件标注了相同的符号。它们的名称以及功能也相同。因此，不再重复关于它们的详细说明。
＜A.适用例＞
首先，参照图1来说明适用本发明的场景的一例。图1是示意性地表示依据实施方式的控制系统1的概要的图。控制系统1的网络构成为，包括对制造装置或生产设备等进行控制的一个或多个控制装置，且满足所谓的工业网络或遵循工业网络的要件。作为此种要件之一，保证从发送源送出的数据(控制系统数据)到达目的地的时刻。
本实施方式中，为了满足此种要件，例如通过采用时间敏感网络(Time-SensitiveNetworking，TSN)的电气与电子工程师协会(Institute of Electrical and ElectronicsEngineers，IEEE)1588、IEEE802.1AS、IEEE802.1AS-Rev等高精度时间同步协议来实现装置间的时刻同步。
参照图1的(A)，作为本实施方式的控制系统1的一例的生产线2A包括控制装置200A与200B。控制装置200A与200B对作为控制对象机器的现场机器进行控制。具体而言，控制装置200A与200B分别经由现场网络22A与22B而连接于现场机器500A与500B，对现场机器500A与500B进行控制。另外，与控制装置200A与200B各自连接的现场机器的个数并不限定于一个，也可为多个。现场机器500A、500B例如包含传感器、致动器等。
控制装置200A与200B各自在每个控制周期执行输入/输出(Input/Output，IO)刷新处理、控制运算处理、运动处理以及其他处理等。
所谓IO刷新处理，是指经由现场网络而在控制装置与现场机器之间收发数据的处理。具体而言，经由现场网络而从现场机器接收包含表示机器状态的状态值的现场值，并且经由现场网络来发送对现场机器进行控制的控制指令(指令值、控制量等)。
所谓控制运算处理，包含根据控制对象而任意制作的控制运算等。具体而言，在控制运算处理中，使用通过IO刷新处理而接收的现场值来执行运算命令，并输出作为执行结果的控制指令。
所谓运动处理，是指如下所述的处理，即，基于所述的现场值，对于现场机器所包括的伺服马达等致动器，运算位置、速度、加速度、加加速度、角度、角速度、角加速度、角加加速度等的数值来作为控制指令。
控制装置200A与200B分别具有与所连接的现场机器之间经时刻同步的计时器201A与201B。控制装置200A与200B分别根据计时器201A与201B的时刻来执行所述的IO刷新处理、用户程序执行处理、运动处理等。由此，控制装置200A、200B能够分别以彼此经时刻同步的计时器所管理的时间为基准来对连接于所述控制装置的现场机器发送控制指令，一边使控制系统1的现场机器同步一边进行控制。
由控制装置200A所控制的现场机器500A与由控制装置200B所控制的现场机器500B被固定设置于生产线2A，进行对在生产线2A中受到搬送的工件的处理。
控制装置200A与控制装置200B连接于控制器级的网络23A。在网络23A连接有管理装置190A。网络23A在控制装置200A、200B与管理装置190A之间构建数据链路。通过所述数据链路，管理装置190A能够对由控制装置200A所控制的现场机器500A与由控制装置200B所控制的现场机器500B的联动动作进行管理。为了实现联动动作，控制装置200A所具有的计时器201A与现场机器500A所具有的计时器501A彼此进行时刻同步，而且，控制装置200B所具有的计时器201B与现场机器500B所具有的计时器501B彼此进行时刻同步。进而，控制装置200A与200B的计时器201A与201B也彼此进行时刻同步。由此，在控制系统1中，能够一边使所有的现场机器彼此同步一边进行控制。
在控制系统1中，有可能因伴随生产线2A的生产数的增加或规格变更等而对生产线2A追加移动系统10A，而导致控制系统1的网络结构受到变更(图1的(B))。一个或多个控制装置可通信地连接于网络23A的网络结构有可能受到变更。即，进行连接于网络23A的控制装置的变更。此种变更不受限定，但包含连接于网络23A的控制装置的机型或台数的变更等。
对控制系统1的网络结构例如从图1的(A)变更为图1的(B)的场景进行说明。在图1的(B)中，对生产线2A追加的移动系统10A是从另一生产线2B移动而来。另外，并不限定于移动系统10A配备在生产线2B中的情况。
生产线2B包括控制装置200C与200D以及移动系统10A。控制装置200C与200D分别具有与所连接的现场机器之间经时刻同步的计时器201C与201D。控制装置200C与200D分别经由现场网络22C与22D而连接于现场机器500C与500D，对现场机器500C与500D进行控制。控制装置200C与控制装置200D连接于控制器级的网络23B。在网络23B连接有管理装置190B。连接于网络23B的管理装置190B具备与所述的管理装置190A同样的功能，因此不再重复说明。
为了实现联动动作，控制装置200C所具有的计时器201C与现场机器500C所具有的计时器501C彼此进行时刻同步，而且，控制装置200D所具有的计时器201D与现场机器500D所具有的计时器501D彼此进行时刻同步。进而，控制装置200C与200D的计时器201C与201D也彼此进行时刻同步。
移动系统10A包含控制装置100A、经由现场网络21A而连接于控制装置100A的现场机器400A以及移动机构300A。机器400A例如是包含传感器、致动器等的机械臂，在生产线2A、2B中对工件进行某些处理。例如，对应于生产线的规格变更等，将移动系统10A通过可通信地连接于生产线的网络而追加至网络结构，或者将移动系统10A从生产线的网络分离而从网络结构中予以删除。
移动系统10A是可在包含生产线2A、2B的多个生产线间移动的系统。具体而言，移动机构300A例如包含自主行走机器人，通过移动机构300A循着目标轨道而移动，从而移动系统10A从生产线2B移动至生产线2A，并可通信地连接于生产线2A的网络23A。由此，在生产线2A的网络结构中，追加移动系统10A所包括的控制装置100A以及现场机器400A，生产线2A的网络结构受到变更。
在存在此种网络结构的变更的情况下，控制装置实施如下所述的计时器同步处理，即，从变更后的网络结构中的多个控制装置所包括的计时器中，检测(或选择)时间的精度比其他计时器高的计时器(以下称作主机(grandmaster))，使其他计时器的时刻同步于所检测到的主机。
本实施方式中，所谓计时器所具有的时间的精度，主要是指计时器所管理(测量)的时间的精度(例如毫秒、微秒等)。关于时间的精度，例如毫秒低于微秒。而且，时间的精度也可包含表示所述计时器可稳定地测量时间的稳定性的程度。
由此，在控制系统1中，每当网络结构受到变更时，实施变更后的网络结构中的主机的选择与基于所述主机的计时器同步处理，从而能够将控制系统1的彼此进行时刻同步的计时器的精度维持为高。
＜B.控制装置100以及现场机器400的硬件结构例＞
图2是表示本实施方式的构成移动系统的控制装置以及现场机器的硬件结构例的框图。参照图2，配备在本实施方式的移动系统10中的控制装置100A以及现场机器400A的硬件结构进行说明。图2中，配备在移动系统10A中的控制装置100A被表示为控制装置100，配备在移动系统10A中的现场机器400A被表示为现场机器400，现场网络21A被表示为现场网络21。
典型的是，控制装置100也可以PLC为基础而构成。参照图2，控制装置100包含处理器103、存储器104、贮存器105、无线通信接口120、存储卡接口128、有线通信接口130以及现场网络控制器140，来作为主要的组件。控制装置100所包括的这些组件经由内部总线102可相互通信地连接。
处理器103读出保存在贮存器105中的程序，将所读出的程序展开到存储器104中，并执行经展开的程序，由此来实现各种处理。存储器104主要包含易失性存储装置。例如，存储器104包含动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)以及静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)等。
贮存器105保存包含操作系统(Operating System，OS)的系统程序106与根据控制系统1或控制对象等而设计的应用程序。处理器103基于系统程序106的控制来执行应用程序。贮存器105例如包含硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)或固态硬盘(Solid StateDrive，SSD)等非易失性存储装置。
应用程序包含调度器107、用户程序108、计时器同步程序109以及系统同步程序112等。贮存器105进而保存优先权(priority)113、主机识别符114以及配置信息115。优先权113是表示控制装置100所具有的计时器101的时间的精度的信息。主机识别符114是对连接控制装置100的网络结构中的具有作为主机的计时器的控制装置进行识别的信息。配置信息115包含表示连接控制装置100的网络结构的信息，例如包含连接于所述网络结构的控制装置的识别符的与控制装置相关的信息、现场机器的信息等。
用户程序108包含用于所述IO刷新处理的IO刷新程序421、用于控制运算处理的控制运算程序402、用于运动处理的运动程序403以及用于其他处理的其他程序404。控制运算程序402例如包含梯形程序等。运动程序403包含用于对作为控制对象的机器人的行为进行运算的机器人程序等。
其他程序404是用于实施与刷新处理、控制运算处理以及运动处理不同且与现场机器的控制独立的处理的程序。例如，其他程序404包含与系统服务相关的程序。与系统服务相关的程序包含：用于为了将在生产线上检测出的数据保存到管理装置190A、190B所包括的数据库中而传输数据的程序等。进而，包含：生成对于管理装置190A、190B所包括的日志文件的数据写入等的命令并发送至日志文件的程序。其他程序可包含像这样与控制周期独立地执行(即，并非周期性地执行)的程序。
计时器同步程序109包含用于实现如上所述的计时器同步处理的命令代码。具体而言，计时器同步程序109包含：消息程序110，在从连接控制装置100的网络结构中选择作为主机的计时器时，对通告(announce)消息进行通信；以及优先权变更程序111，暂时变更(改写)优先权113。
无线通信接口120对通过无线网络的数据交换进行控制。本实施方式的无线通信接口120与控制装置200之间控制数据的交换。另外，控制装置100也能够经由网络23A之类的有线来与控制装置200交换数据。
存储卡接口128是可装卸存储卡129地构成，可对存储卡129写入数据，并从存储卡129读出各种数据(用户程序或跟踪数据等)。存储卡129包含小型的存储介质例如快闪存储器等，具体而言，包含安全数字(Secure Digital，SD)卡等。
有线通信接口130对通过有线网络的数据交换进行控制。本实施方式的有线通信接口130与移动机构300之间控制数据的交换。
现场网络控制器140提供用于控制装置100经由现场网络21而与现场机器400之间交换数据的接口。作为现场网络21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)。
现场网络控制器140包含收发控制器141(图中简称为Tx/Rx CTRL141)、收发缓冲器142(图中简称为Tx/Rx缓冲器142)以及计时器101，来作为主要的组件。计时器101相当于图1所示的计时器101A。
收发控制器141进行与在现场网络21上在每个控制周期传输的数据包的生成以及接收相关的处理。具体而言，收发控制器141将保存在从现场网络21接收的数据包中的数据写入至收发缓冲器142。收发控制器141依次读出被写入至收发缓冲器142的接收数据包，并且仅将所述读出的数据中的、控制装置100中的处理所需的数据输出至处理器103。收发控制器141按照来自处理器103的指令，将应向现场机器400发送的数据或者数据包依次写入至收发缓冲器142。保存在收发缓冲器142中的数据对应于在现场网络控制器140上传输数据包的周期而被依次送出。
计时器101对具有一定精度的时间进行管理。具体而言，计时器101产生脉冲，所述脉冲成为从收发控制器141指示数据发送等的时机的基准。作为计时器101，可使用实时时钟、或者以规定周期进行增加计数(增量或减量)的自由运行计数器。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来处理，从而能够计算当前时刻，由此，能够使自由运行计数器作为计时器而运行。
因此，收发控制器141相当于以此种计时器101所管理的时间为基准来对与所述控制装置100对应的作为控制对象的现场机器400发送控制指令的“通信部件”的一实施例。
现场机器400通过控制装置100所进行的控制，来进行针对机械或设备等控制对象的处理。典型的是，现场机器400进行现场信息从控制对象的收集处理或指令信号向控制对象的输出处理等。现场机器400包含现场网络控制器410、用于对现场网络21上的数据传输进行管理的控制逻辑414以及处理部416，来作为主要的组件。
现场网络控制器410提供用于现场机器400经由现场网络21而与控制装置100之间收发数据的接口。现场网络控制器410包含收发控制器412(图中简称为Tx/Rx CTRL412)与计时器401，来作为主要的组件。
收发控制器412进行对在现场网络21上传输的通信帧的数据写入以及数据读出。
计时器401产生时钟，所述时钟成为对收发控制器412的指令输出或现场机器400中的处理执行等的时机的基准。作为计时器401，使用实时时钟或自由运行计数器。计时器401是将计时器101作为主机而与计时器101进行时刻同步。
处理部416进行针对控制对象的处理。例如，在控制对象为伺服马达的情况下，处理部416基于来自控制装置100的指令而生成对伺服马达的命令，按照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416从所述编码器收集伺服马达的位置(旋转角度)、旋转速度、累计旋转数等的现场信息。
＜C.移动机构300的硬件结构例＞
接下来，对本实施方式的移动系统10所包括的移动机构300的硬件结构进行说明。
图3是表示本实施方式的移动系统所包括的移动机构的硬件结构例的框图。参照图3，移动机构300包含处理器303、存储器304、贮存器306、无线通信接口320、有线通信接口330、传感器群340以及驱动装置350，来作为主要的组件。移动机构300所包括的这些组件经由内部总线404可相互通信地连接。
处理器303读出保存在贮存器306中的各种程序并予以执行，由此来实现各种处理。存储器304包含DRAM或SRAM等易失性存储装置。在贮存器306中，保存有用于进行自主行走的自主行走程序307。
无线通信接口320对通过无线网络的数据交换进行控制。本实施方式的无线通信接口320与控制装置200之间控制数据的交换。
有线通信接口330对通过有线网络的数据交换进行控制。本实施方式的有线通信接口330与控制装置100之间控制数据的交换。
传感器群340包含用于确定移动机构300的当前位置的传感器(例如激光扫描仪、全球定位系统(Global Positioning System，GPS)传感器等)、用于检测移动机构300周围的妨碍物的激光传感器、以及检测与物体的接触的接触传感器等各种传感器。
驱动装置350是用于驱动车轮360的装置，包含马达等致动器。
＜D.控制装置200以及现场机器500的硬件结构例＞
接下来，对被固定设置于生产线的控制装置200以及现场机器500的硬件结构进行说明。
图4是表示被固定设置于本实施方式的生产线的控制装置以及现场机器的硬件结构例的框图。典型的是，控制装置200也可以PLC为基础而构成。控制装置200可作为对现场网络22的数据传输进行管理的主机而运行。现场机器500可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。
参照图4，控制装置200包含处理器203、存储器204、贮存器205、无线通信接口220、存储卡接口228、上位网络控制器230以及现场网络控制器240，来作为主要的组件。控制装置200所包括的这些组件经由内部总线202可相互通信地连接。
存储器204与贮存器205分别包括与图2的存储器104以及贮存器105同样的存储介质，因此不再重复说明。
贮存器205保存与图2所示的贮存器105同样的程序以及数据。具体而言，贮存器205保存包含OS的系统程序206与根据控制系统1或控制对象等而设计的应用程序。处理器203基于系统程序206的控制来执行应用程序。
应用程序包含调度器207、用户程序208、计时器同步程序209、用于在控制系统1的装置间实现时刻同步的处理的系统同步程序212等。贮存器205进而保存优先权213、主机识别符214以及配置信息215。优先权213是表示控制装置200所具有的计时器201的时间的精度的信息。主机识别符214是对连接控制装置200的网络结构中的具有作为主机的计时器的控制装置进行识别的信息。配置信息215包含表示连接控制装置100的网络结构的信息，例如包含连接于所述网络结构的控制装置的识别符的与控制装置相关的信息、现场机器的信息等。
用户程序208包含用于所述IO刷新处理的IO刷新程序411、用于控制运算处理的控制运算程序412、运动程序413以及用于其他处理的其他程序414。
控制运算程序412例如包含输出对搬送工件的输送器或载台的动作进行控制的控制指令的例如梯形程序等。
运动程序413包含用于对作为控制对象的机器人的行为进行运算的机器人程序等。机器人所包括的臂关联有假想的轴，根据各轴的位置来决定机器人的位置以及姿势等的行为。具体而言，运动程序413根据按照时间序列变化的目标位置来输出对各臂的移动的速度以及轨道进行指示的控制指令，以使机器人的行为呈现出作为目标的行为(以下也称作目标行为)。
其他程序414实施与其他程序404同样的处理，因此不再重复说明。
计时器同步程序209包含用于实现如上所述的计时器同步处理的命令代码。具体而言，计时器同步程序209包含：消息程序210，用于在从连接控制装置100的网络结构选择作为主机的计时器时，对通告消息进行通信；以及优先权变更程序211，暂时变更(改写)优先权213。
无线通信接口220对通过无线网络的数据交换进行控制。本实施方式的无线通信接口220与移动系统10中所含的控制装置100或移动机构300之间控制数据的交换。
存储卡接口228是可装卸存储卡229地构成，能够对存储卡229写入数据，并从存储卡229读出各种数据(用户程序或跟踪数据等)。存储卡229包含小型的存储介质例如快闪存储器等，具体而言，包含SD卡等。
上位网络控制器230提供用于控制装置200经由网络22而与其他控制装置之间交换数据的接口。作为网络23的协议，也可使用在通用的以太网(Ethernet(注册商标))上安装有控制用协议的工业用开放网络即EtherNet/IP(注册商标)。
现场网络控制器240提供用于控制装置200经由现场网络22而与现场机器500之间交换数据的接口。作为现场网络22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)。
现场网络控制器240与图2所示的现场网络控制器140同样地，包含收发控制器241(图中简称为Tx/Rx CTRL241)、收发缓冲器242(图中简称为Tx/Rx缓冲器242)、以及对具有一定精度的时间进行管理的计时器201，来作为主要的组件。这些组件的功能与图2所示的现场网络控制器140的对应组件的功能同样，因此不再重复详细说明。
因此，收发控制器241相当于以此种计时器201所管理的时间为基准来对与所述控制装置200对应的作为控制对象的现场机器500发送控制指令的“通信部件”的一实施例。
现场机器500通过控制装置200所进行的控制，来进行针对机械或设备等控制对象的处理。典型的是，现场机器500进行现场信息从控制对象的收集处理或指令信号向控制对象的输出处理等。
现场机器500包含现场网络控制器510、用于对现场网络22上的数据传输进行管理的控制逻辑514以及处理部516，来作为主要的组件。现场网络控制器510包含收发控制器512(图中简称为Tx/Rx CTRL512)以及计时器501，来作为主要的组件。计时器501将计时器201作为主机来与计时器201进行时刻同步。这些组件的功能与图2所示的现场机器400的对应组件的功能同样，因此不再重复详细说明。
＜E.处理模块结构＞
图5是示意性地表示本发明的实施方式的处理模块的结构的一例的图。图5中，主要表示了与计时器同步处理相关的模块和与此关联的模块及数据。图示的模块包含通过图2的控制装置100以及图4的控制装置200所具有的处理器103或处理器203执行程序而提供的模块。
参照图5，移动系统10的控制装置100包含与计时器同步程序109对应的计时器同步部151、以及与系统同步程序112对应的系统同步部154。计时器同步部151为“计时器同步部件”的一实施例，包含与消息程序110对应的消息通信部152以及与优先权变更程序111对应的优先权变更部153。消息通信部152对后述的通告消息370进行通信。而且，优先权变更部153暂时变更优先权113。通告消息370包含作为通告消息370的发送源的控制装置的优先权113、以及配置信息115中的作为发送源的控制装置的识别符。
控制装置200包含与计时器同步程序209对应的计时器同步部251、以及与系统同步程序212对应的系统同步部254。计时器同步部251为“计时器同步部件”的一实施例，包含与消息程序210对应的消息通信部252以及与优先权变更程序211对应的优先权变更部253。消息通信部252对后述的通告消息380进行通信。而且，优先权变更部253暂时变更优先权213。
通告消息380包含作为通告消息380的发送源的控制装置的优先权213、以及配置信息215中的作为发送源的控制装置的识别符。
＜F.适用计时器同步处理的场景＞
本实施方式中，与生产线的网络结构连接的一个以上的控制装置可分类为作业支持系统与作业持续系统。作业持续系统表示即便在自身装置所连接的网络结构受到变更的情况下，仍会持续运转以免作业中断的系统(控制装置)。此处，所谓“运转”，是指控制装置以与计时器的时刻进行了同步的控制周期来实施刷新处理、控制运算处理以及运动处理，以控制作为对象的现场机器的状态。而且，作业支持系统表示为了支持运转中的作业持续系统而与作业持续系统联动地运转，以使得可实施作业的系统(控制装置)。
在控制装置中，作为用于识别自身装置是作业支持系统还是作业持续系统的方法，例如控制装置具有对自身装置是作业支持系统以及作业持续系统中的哪一种进行定义的变量，控制装置通过参照所述变量来自主地检测自身装置是作业支持系统以及作业持续系统中的哪一种。用户在用户程序108(208)的设计时可对所述变量进行定义。
或者，作为控制装置的状态，有程序(Program)模式(未在执行用户程序108(208)的状态)与运行(Run)模式(正在执行用户程序108(208)的状态)，在实施时刻同步时，控制装置在自身装置为程序模式时检测出自身装置为作业支持系统，在自身装置为运行模式时检测出自身装置为作业持续系统。
这样，在将作业支持系统连接于作业持续系统的网络结构的情况下，若使作业持续系统的计时器立即同步于作业支持系统的更高精度的计时器，则例如有可能对通过作业持续系统的运动程序413而实施的机器人的行为造成影响。即，由于是以与计时器的时刻进行了同步的控制周期，根据如上所述的按照时间序列变化的目标位置来算出目标行为，因此若计时器时刻大幅变动，则以原本的控制周期所算出的机器人的行为有可能大幅偏离目标行为。因此，本实施方式中，在网络结构受到变更的情况下，以可避免此种故障的方式来实施计时器同步处理。
图6是示意性地表示适用本发明的实施方式的计时器同步处理的场景的图。在图6的(A)的场景中，移动系统10A移动至作业持续系统，控制装置100A作为作业支持系统而连接于作业持续系统的网络结构，由此，所述网络结构受到变更。作业支持系统的控制装置在连接于作业持续系统的网络结构时，即，在所述网络结构受到变更时，暂时停止(中断)作业(运转)。这样，在网络结构受到变更的情况下，首先判定在变更后的网络结构中是否应实施计时器同步处理。具体而言，若判定为在变更后的网络结构中，在作业持续系统中未配备具有最佳精度的计时器，则实施计时器同步处理。
图6的(A)中，例如控制装置100A的计时器101A的优先权113与作业持续系统的控制装置200A、200B的计时器201A、201B的优先权213的关系为(优先权113＞优先权213)，优先权113的优先级高。因此，实施以下的计时器同步处理。
图6的(A)的变更后的网络结构中，选择作业支持系统的计时器101A来作为具有最佳精度的最佳计时器。
随后，如图6的(B)所示，作业持续系统的计时器中的具有最佳精度的计时器(图6的(B)中为计时器201A)暂时承担作为主机的功能，作业支持系统的最佳的计时器101A的时刻同步于作业持续系统的暂时的主机(计时器201A)。
当图6的(B)中的时刻同步完成时，随后，如图6的(C)所示，将主机切换为作业支持系统的计时器101A。即，作业持续系统的最佳的计时器201A同步为作业支持系统的计时器101A的时刻。
根据图6的计时器同步处理，在网络结构受到变更的情况下，通过实施如上所述的计时器同步处理，从而能够使作业持续系统的计时器阶段性地同步为作业支持系统的更高精度的计时器的时刻。由此，既不会对所述的运动控制产生妨碍而使作业持续，又能使作业持续系统的计时器的时刻同步于作业支持系统的主机(计时器101A)。
＜G.流程图＞
图7是表示本发明的实施方式的计时器同步处理的流程图的一例的图。表示图6的网络结构受到变更的情形下的处理的一例。图7中，实施作业支持系统是否包括最佳的计时器的判断处理(步骤S1(步骤S10～S13))、在作业持续系统侧设定最佳的计时器而进行时刻同步的处理(步骤S2(步骤S21～S25))以及在作业支持系统侧设定最佳的计时器而进行时刻同步的处理(步骤S3(步骤S31～S34))。另外，反复执行图7的处理。
首先，在步骤S1中，在作业支持系统连接于作业持续系统的网络结构的情况下，消息通信部152一边发送通告消息370，作业支持系统的移动系统10A一边向作业持续系统移动。通告消息370包含对作为发送源的控制装置100进行识别的识别信息与优先权113。计时器同步部151从配置信息115中提取控制装置100的识别信息。作业持续系统的控制装置200的消息通信部215在收到通告消息370时，执行在控制装置100与控制装置200之间建立通信链路的通信流程。
而且，控制装置200的计时器同步部251将所接收的通告消息370的控制装置100的识别信息与配置信息215进行比对，基于比对的结果而判断为控制装置100未登记在生产线2A的网络结构中。由此，计时器同步部215能够检测到存在网络结构的变更的情况，即，对网络结构追加有控制装置100的情况。另外，网络结构是否受到变更的检测方法并不限定于此。
在检测到网络结构的变更的情况下，作业支持系统的控制装置100的消息通信部152发送通告消息370(步骤S10)，而且，作业持续系统的控制装置200(例如控制装置200A)的消息通信部252发送通告消息380(步骤S11)。通告消息380包含对作为发送源的控制装置200进行识别的识别信息与优先权213。计时器同步部251从配置信息215中提取控制装置200的识别信息。
计时器同步部151将所接收的通告消息380的优先权213与自身装置的优先权113进行比较，基于比较的结果来判定在变更后的网络结构中，除了自身装置的计时器(图7中简称为自身计时器)即计时器101A以外是否存在最佳的计时器(步骤S12)。具体而言，计时器同步部151在判定为满足(优先权113＜优先权213)的条件时，即，在判定为优先权213的优先级高时，检测到除了计时器101A以外还存在最佳的计时器(作业持续系统的计时器201A)的情况(步骤S12中为是)，并移转至步骤S24。
另一方面，计时器同步部151在判定为不满足(优先权113＜优先权213)的条件时，即，在判断为(优先权113≧优先权213)而优先权113的优先级高时，检测到除了计时器101A以外不存在最佳的计时器(步骤S12中为否)，并移转至步骤S21。
而且，计时器同步部251将所接收的通告消息370的优先权113与自身装置的优先权213进行比较，基于比较的结果来判定在变更后的网络结构中，除了计时器201A以外是否存在最佳的计时器(步骤S13)。具体而言，计时器同步部251在判定为满足(优先权213＞优先权113)的条件时，即，在判定为优先权213的优先级高时，检测到除了计时器201A以外不存在最佳的计时器(步骤S13中为否)，并移转至步骤S25。
另一方面，计时器同步部251在判定为满足(优先权213＞优先权113)的条件时，即，在判定为优先权213的优先级高时，检测到除了计时器201A以外不存在最佳的计时器(步骤S13中为是)，并移转至步骤S23。
对步骤S2的时刻同步处理进行说明。具体而言，在步骤S24与步骤S25中，计时器同步部151将计时器101A设定为从机，并且计时器同步部251将计时器201A设定为主机，从机的计时器101A的时刻同步于主机的计时器201A(步骤S24、S25)。时刻同步是指使计时器101A的时间匹配于计时器201A的时间。
而且，在步骤S21中，作业支持系统的控制装置100的计时器同步部151将计时器101A的时间与从计时器同步部251接收的计时器201A的时间进行比较，基于比较的结果来判定两者之差是否为阈值T以上(步骤S21)。若判定为两者之差小于阈值T(步骤S21中为否)，则移转至步骤S3。另一方面，若判定为两者之差为阈值T以上(步骤S21中为是)，则优先权变更部153暂时将优先权113变更为比作业支持系统的最佳的计时器201A的优先权213低的值(步骤S22)，并结束处理。随后，在步骤S10中，可发送具有设定了低值的优先权113的通告消息370。
而且，在步骤S23中，作业持续系统的控制装置200的计时器同步部251将计时器201A的时间与从计时器同步部151接收的计时器101A的时间进行比较，基于比较的结果来判定两者之差是否为阈值T以上(步骤S23)。若判定为两者之差为阈值T以上(步骤S23中为是)，则处理结束，但若判定为两者之差小于阈值T(步骤S23中为否)，则移转至步骤S3。
对步骤S3的时刻同步处理进行说明。计时器同步部151判定步骤S2中的时刻同步处理(步骤S24、S25)是否已结束(步骤S31)。具体而言，计时器同步部151判定计时器101A的时间与计时器201A的时间之差是否为阈值T以下(步骤S31)，当判定为所述差大于阈值T时(步骤S31中为否)，处理结束。
计时器同步部151在判定为计时器101A的时间与计时器201A的时间之差为阈值T以下时(步骤S31中为是)，即，在检测到时刻同步已结束时，若优先权113的值受到了变更，则优先权变更部153对优先权113设定原本的值(步骤S32)，随后，处理结束。由此，当时刻同步结束时，在步骤S22中值被暂时变更的优先权113恢复为原本的值。
若判定为最佳的计时器101A与其他计时器201A的时间之差小于阈值T(步骤S21中为否、步骤S23中为否)，则跳过(不实施)使计时器101A的时刻同步于计时器201A的处理(步骤S24、S25)，而使计时器201A的时刻同步于最佳的计时器101A(步骤S33、S34)。具体而言，计时器同步部151将计时器101A设定为主机，并且计时器同步部251将计时器201A设定为从机，从机的计时器201A的时刻同步于主机的计时器101A(步骤S33、S34)。随后，处理结束。
图7中，通过在作业持续系统与作业支持系统之间交换通告消息370、380，从而当在两者之间建立了通信的链路时，控制装置100、200自主地检测检测到网络结构的变更的情况。另外，网络结构的变更的检测方法并不限定于自主地检测的方法，也可基于来自其他装置的命令来检测网络结构的变更。
(g1.流程图的变形例)
图8是表示图7的流程图的变形例的图。图8中，省略了图7的步骤S21与S22的处理，但其他处理与图7同样，因此不再重复说明。
图7中，通过对通告消息370、380进行通信而建立通信链路，从而控制装置100与控制装置200分别检测到网络结构受到变更的情况。与此相对，图8中，作业支持系统的控制装置100以及作业持续系统的控制装置200分别从例如管理装置190等的外部接收网络结构的变更命令。所述变更命令包含下调计时器101A的优先权113的命令。
当移动系统10A的控制装置100收到所述的变更命令时，按照所接收的变更命令，移动系统10A向作业持续系统移动，在移动的过程中，优先权变更部153将优先权113下调至规定值。规定值表示比优先权213低的值。随后，实施步骤S1的处理。
像这样，在移动系统10A向作业持续系统移动的过程中，优先权变更部153将优先权113下调至规定值的情况下，能够省略图7的步骤S21与S22的处理。
根据图7或图8的计时器同步处理，在使作业持续系统的计时器201A的时刻同步于网络结构受到变更时的最高精度的计时器101A(主机)的时刻的情况下，能够以多阶段来实施时刻同步。具体而言，在步骤S24与S25中，将作业持续系统的计时器201A暂时设定为主机而使控制系统1整体的时刻同步于所述暂时主机的时刻(第一阶段的时刻同步)。随后，在步骤S33与S34中，将具有最高精度的作业支持系统的计时器101A设为主机，使控制系统1的计时器的时刻同步于所述高精度的主机(第二阶段的时刻同步)。
因此，即便网络结构受到变更之前的计时器的时刻与网络结构变更后所选择的新的主机的时刻之差大，通过经过此种多阶段的时刻同步，也能够使控制系统1的计时器的时刻同步于新的主机，而不会对针对作业持续系统中的现场机器的控制造成如上所述的妨碍。
(g2.计时器时刻同步的方法)
在步骤S24与S25的时刻同步的处理中，时刻同步也可逐渐实施。具体而言，计时器同步部151也可根据来自被暂时设定为主机的计时器201A的时间信息与计时器101A的时间信息，算出同步的偏离量即主机与计时器101A的时差，将所算出的差分割为N(N≧2)个值，周期性地将计时器101A的值累计地加上或减去(增量或减量)经分割的值Di(i＝1、2、3、…N)的各值Di。由此，反复进行N次相加，从而能够使计时器101A的值逐渐(平滑)地变化。另外，N的值或值Di可为可变。例如，N的值或值Di可基于差的大小而可变。
同样地，在步骤S33与S34的时刻同步的处理中，时刻同步也可逐渐地实施。具体而言，计时器同步部251根据来自被设定为主机的计时器101A的时间信息与计时器201A的时间信息，算出主机与计时器201A的时差，将所算出的差分割为N(N≧2)个值，将经分割的值Di(i＝1、2、3、…N)用作用于配合时刻来更新计时器201A的时间的调整量。即，也可周期性地将计时器201A的值累计地加上或减去(增量或减量)各值Di，从而逐渐地进行时刻同步。由此，反复进行N次相加，从而能够使计时器201A的值逐渐(平滑)地变化。
用于所述时刻同步的周期也可同步于控制周期。此时，可耗费N次控制周期而使作业持续系统的计时器201A的时刻逐渐同步于主机。
此种跨及N次控制周期的时刻同步也可与如上所述的多阶段的时刻同步组合实施。
＜H.系统同步处理＞
如上所述，当实施计时器同步处理时，为了使控制系统1的各装置所包括的计时器的时刻同步于主机而实施系统同步处理。
具体而言，控制装置100的系统同步部154基于主机识别符114来判定自身的控制装置的计时器101是否已被设定为主机。而且，控制系统1的控制装置200的系统同步部254基于主机识别符214来判定自身的控制装置的计时器201是否已被设定为主机。例如在判定为控制装置100的计时器101A已被设定为主机的情况下，系统同步部154为了在其他控制装置200以及现场机器401A之间取得时刻同步，实施以计时器101A为基准来调整其他控制装置200以及现场机器401A的计时器的处理等。或者，在其他控制装置200的计时器201A已被设定为主机的情况下，系统同步部254实施以计时器201A为基准来调整其他控制装置100的计时器101A以及现场机器500A的计时器501A的处理。
进而，控制装置200使作业持续系统的其他控制装置(例如控制装置200B)的计时器与所述现场机器(例如现场机器500B)的计时器的时刻同步于计时器201A。
＜I.网络结构的变更的其他例＞
图9与图10分别是示意性地表示本实施方式的网络结构的变更的另一例的图。图1中，伴随移动系统10A的移动，控制装置100A也移动，但在图9的(B)中，控制装置100A已预先连接于作业持续系统的网络23A。但是，在作业持续系统中，控制装置100A尚未运转。在图9的(A)的作业支持系统的移动系统10A向作业持续系统移动的情况下，仅现场机器401A通过移动机构300A而移动。
当移动系统10A移动至作业持续系统而可通信地连接于控制装置100A时，作业支持系统的控制装置100A启动。随后，执行步骤S1(图7)的处理。控制装置100A与控制装置200A分别检测到网络结构已受到变更的情况。
图10中表示了将控制系统1适用于对通过搬送带603而搬送的工件232进行加工的生产线的示例。
参照图10的(A)，在生产线中，在连接于控制装置200A的现场机器200a进行了对工件232的加工后，连接于控制装置200B的现场机器200b对工件232进行其他加工。
假设由于制造品的种类变更而必须对工件232进行追加加工。此时，用于进行所述追加加工的现场机器200D、与经由现场网络22C而连接于所述现场机器200D的控制装置100A被导入至生产线(图10的(B))。当控制装置100A连接于作业持续系统的网络23A时，随后执行步骤S1(图7)的处理。控制装置100A与控制装置200A分别检测到网络结构已受到变更的情况。
所述的实施方式中，作为网络结构的变更的一例，说明了将控制装置追加连接至网络23A的情形，但即便在像控制装置从网络23A分离那样的网络结构变更的情况下，也能够适用本实施方式。具体而言，与因控制装置分离而受到变更后的网络23A连接的多个控制装置200实施计时器同步处理(主机的检测(选择)与使其他计时器的时刻同步于主机的处理)。由此，即便被分离的控制装置的计时器为主机，也能够在变更后的网络结构中实施使用新的主机的计时器时刻同步处理。
＜J.程序＞
控制装置100的处理器103通过执行计时器同步处理的程序来进行控制装置100内的各构成元件的控制。贮存器105可存储与此种计时器同步处理相关的程序以及数据等。
控制装置200的处理器203通过执行计时器同步处理的程序来进行控制装置200内的各构成元件的控制。贮存器205可存储与此种计时器同步处理相关的程序以及数据等。
贮存器105以及205并不限定于HDD或SSD。具体而言，贮存器105以及205是如下所述的介质，即，以可由包含处理器等计算机的其他装置、机械等来读取记录在其中的程序等的信息的方式，通过电、磁、光学、机械或化学作用来保存所述程序等的信息。
另外，与计时器同步处理相关的程序或数据也可经由包含网络23A、23B的各种通信线路，或者经由存储卡129、229而下载至贮存器105、205。
＜K.优点＞
根据本实施方式，在控制系统1的网络结构受到变更的情况下，从变更后的网络结构所包括的计时器中检测(选择)主机，使网络结构中所包括的所有计时器的时刻同步于所述主机。由此，即便网络结构受到变更，也能够始终使所述网络结构的计时器的时刻同步于时间精度最高的计时器(主机)。
而且，本实施方式中，即使在适用控制系统1的生产线的运转过程中存在所述网络结构的变更，也能够一边持续运转，即，在生产线中动态地实施所述主机的检测与时刻同步。此时，通过实施所述多阶段的时刻同步，能够实施生产线的动态(一边持续运转)的规格变更(改组)，而不会对运转中的生产线的控制造成妨碍。
＜L.附注＞
如上所述的本实施方式包含如下所述的技术思想。
[结构1]
一种控制系统(1)，包括分别控制对象的一个以上的控制装置(100、200)能够通信地连接于网络(23A)的网络结构，其中
各所述一个以上的控制装置包括：
计时器(101、201)，对具有精度(113、213)的时间进行管理；
通信部件(141、241)，以所述计时器所管理的时间为基准，对与所述控制装置对应的所述对象发送控制指令；以及
计时器同步部件(151、251)，在所述网络结构受到变更的情况下，使变更后的所述网络结构所具有的所述各控制装置的计时器中的、其他计时器的时刻同步于所述时间的精度比所述其他计时器高的计时器。
[结构2]
根据结构1所述的控制系统，其中
能够连接于所述网络结构的控制装置具有运转中的第一控制装置(200)、以及与所述第一控制装置不同的第二控制装置(100)，
所述网络结构的变更包含：
对运转中的所述第一控制装置所连接的所述网络结构追加所述第二控制装置。
[结构3]
根据结构2所述的控制系统，其中
所述各控制装置还具有消息通信部件(152、252)，所述消息通信部件(152、252)对具有自身装置所具有的所述计时器的精度的消息(370、380)进行相互通信，
所述计时器同步部件对从其他控制装置接收的所述消息所具有的所述精度、与自身装置的所述计时器所具有的精度进行比较，基于比较的结果来选择所述时间的精度高的计时器。
[结构4]
根据结构3所述的控制系统，其中
所述计时器同步部件在所述时间的精度高的计时器配备于所述第二控制装置中的情况下，使所述第二控制装置的计时器的时刻同步于所述第一控制装置的计时器，随后，使所述第一控制装置的计时器的时刻同步于所述第二控制装置的计时器(S22、S35)。
[结构5]
根据结构2至4中任一项所述的控制系统，其中
所述控制装置还具有存储部件，所述存储部件存储网络结构信息(115、215)，所述网络结构信息(115、215)包含连接于所述网络结构的控制装置的识别符，
所述第一控制装置将所述第二控制装置的识别符与所述网络结构信息进行比对，基于比对结果来检测对所述网络结构追加所述第二控制装置的情况。
[结构6]
根据结构2至5中任一项所述的控制系统，其中
所述第二控制装置包含被追加至所述网络结构时与运转中的所述第一控制装置联动地运转的控制装置，
各所述控制装置检测自身装置是所述第一控制装置以及所述第二控制装置中的哪一种。
[结构7]
根据结构1至6中任一项所述的控制系统，其中
所述计时器同步部件将以规定的调整量来更新所述其他计时器的时间的处理重复N次(其中，N≧2)，
所述规定的调整量包含将所述其他计时器与所述时间的精度高的计时器之间的时间偏移的大小分割为N个的各调整量。
[结构8]
一种控制装置(100、200)，其控制对象，所述控制装置(100、200)包括：
与能够通信地连接多个所述控制装置的网络(23a)进行通信的部件；
计时器(101、201)，对具有精度(113、213)的时间进行管理；
通信部件(141、241)，以所述计时器所管理的时间为基准，对与所述控制装置对应的对象发送控制指令；以及
计时器同步部件(151、251)，在能够通信地连接于所述网络的所述控制装置受到变更的情况下，使连接于变更后的所述网络的各所述多个控制装置的计时器中的其他计时器的时刻同步于所述时间的精度比所述其他计时器高的计时器。
[结构9]
一种程序，用于使计算机执行使控制对象的控制装置(100、200)进行时刻同步的方法，其中
所述控制装置包括：
与能够通信地连接多个所述控制装置的网络进行通信的部件(230)；
计时器(101、201)，对具有精度(113、213)的时间进行管理；以及
通信部件(141、241)，以所述计时器所管理的时间为基准，对与所述控制装置对应的对象发送控制指令，
所述方法包括：
步骤(S12、S13)，在能够通信地连接于所述网络的所述控制装置受到变更的情况下，对连接于变更后的所述网络的各所述多个控制装置的计时器中的、所述时间的精度比其他计时器高的计时器进行检测；以及
步骤(S22、S23、S35、S36)，使所述其他计时器的时刻同步于所述时间的精度高的计时器。
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而非所述实施方式的说明所示，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
2A、2B：生产线
10、10A：移动系统
21、21A、22、22A、22C：现场网络
23、23A、23B：网络
100、100A、200、200A、200B、200C、200D：控制装置
101、101A、201、201A、201B、401、501、501A、501B：计时器
103、203、303：处理器
104、204、304：存储器
105、205、306：贮存器
109、209：计时器同步程序
110、210：消息程序
111、211：优先权变更程序
112、212：系统同步程序
113、213：优先权
114、214：主机识别符
115、215：配置信息
151、251：计时器同步部
152、252：消息通信部
153、253：优先权变更部
154、254：系统同步部
190、190A、190B：管理装置
200a、200b、200d、400、400A、401A、500、500A、500B、500C：现场机器
230：上位网络控制器
300、300A：移动机构
370、380：通告消息
421、411：IO刷新程序
402、412：控制运算程序
403、413：运动程序
404、414：其他程序

Claims (9)

1.一种控制系统，包括分别控制对象的一个以上的控制装置能够通信地连接于网络的网络结构，其中
各所述一个以上的控制装置包括：
计时器，对具有精度的时间进行管理；
通信部件，以所述计时器所管理的时间为基准，对与所述控制装置对应的所述对象发送控制指令；以及
计时器同步部件，在所述网络结构受到变更的情况下，使变更后的所述网络结构所具有的各所述控制装置的计时器中的、其他计时器的时刻同步于所述时间的精度比所述其他计时器高的计时器。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其中
能够连接于所述网络结构的控制装置具有运转中的第一控制装置、以及与所述第一控制装置不同的第二控制装置，
所述网络结构的变更包含：
对运转中的所述第一控制装置所连接的所述网络结构追加所述第二控制装置。
3.根据权利要求2所述的控制系统，其中
各所述控制装置还具有消息通信部件，所述消息通信部件对具有自身装置所具有的所述计时器的精度的消息进行相互通信，
所述计时器同步部件对从其他控制装置接收的所述消息所具有的所述精度、与自身装置的所述计时器所具有的精度进行比较，基于比较的结果来选择所述时间的精度高的计时器。
4.根据权利要求3所述的控制系统，其中
所述计时器同步部件在所述时间的精度高的计时器配备于所述第二控制装置中的情况下，使所述第二控制装置的计时器的时刻同步于所述第一控制装置的计时器，随后，使所述第一控制装置的计时器的时刻同步于所述第二控制装置的计时器。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的控制系统，其中
所述控制装置还具有存储部件，所述存储部件存储网络结构信息，所述网络结构信息包含连接于所述网络结构的控制装置的识别符，
所述第一控制装置将所述第二控制装置的识别符与所述网络结构信息进行比对，基于比对结果来检测对所述网络结构追加所述第二控制装置的情况。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的控制系统，其中
所述第二控制装置包含被追加至所述网络结构时与运转中的所述第一控制装置联动地运转的控制装置，
各所述控制装置检测自身装置是所述第一控制装置以及所述第二控制装置中的哪一种。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的控制系统，其中
所述计时器同步部件将以规定的调整量来更新所述其他计时器的时间的处理重复N次(其中，N≧2)，
所述规定的调整量包含将所述其他计时器与所述时间的精度高的计时器之间的时间偏移的大小分割为N个的各调整量。
8.一种控制装置，其控制对象，所述控制装置包括：
与能够通信地连接多个所述控制装置的网络进行通信的部件；
计时器，对具有精度的时间进行管理；
通信部件，以所述计时器所管理的时间为基准，对与所述控制装置对应的对象发送控制指令；以及
计时器同步部件，在能够通信地连接于所述网络的所述控制装置受到变更的情况下，使连接于变更后的所述网络的各所述多个控制装置的计时器中的其他计时器的时刻同步于所述时间的精度比所述其他计时器高的计时器。
9.一种程序，用于使计算机执行使控制对象的控制装置进行时刻同步的方法，其中
所述控制装置包括：
与能够通信地连接多个所述控制装置的网络进行通信的部件；
计时器，对具有精度的时间进行管理；以及
通信部件，以所述计时器所管理的时间为基准，对与所述控制装置对应的对象发送控制指令，
所述方法包括下述步骤：
在能够通信地连接于所述网络的所述控制装置受到变更的情况下，对连接于变更后的所述网络的各所述多个控制装置的计时器中的、所述时间的精度比其他计时器高的计时器进行检测；以及
使所述其他计时器的时刻同步于所述时间的精度高的计时器。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7312779B2 (ja) * 2021-03-24 2023-07-21 株式会社タムラ製作所 情報通信システム及び情報通信装置
WO2024069825A1 (ja) * 2022-09-28 2024-04-04 三菱電機株式会社 時刻同期システム、時刻同期装置、時刻同期方法及びプログラム

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5153824A (en) * 1989-10-17 1992-10-06 Alcatel Cit High stability clock synchronized on an external synchronization signal
US5887029A (en) * 1994-05-31 1999-03-23 Allen-Bradley Company, Llc Method of scheduling spatially separated control events with an industrial controller
JP2004192256A (ja) * 2002-12-10 2004-07-08 Seiko Epson Corp ネットワークコントローラ
US20050267953A1 (en) * 1998-08-07 2005-12-01 Hitachi, Ltd. Distributed control system and information system
CN103124212A (zh) * 2011-11-18 2013-05-29 中国科学院沈阳计算技术研究所有限公司 基于贝叶斯原理的数控系统现场总线时间同步方法及装置
CN104509038A (zh) * 2012-08-01 2015-04-08 三菱电机株式会社 通信装置、通信系统以及同步控制方法
WO2019058861A1 (ja) * 2017-09-25 2019-03-28 オムロン株式会社 制御システムおよび制御装置
CN109709929A (zh) * 2017-10-25 2019-05-03 欧姆龙株式会社 控制系统

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7818457B1 (en) * 2001-05-22 2010-10-19 Rockwell Automation Technologies, Inc. Apparatus for multi-chassis configurable time synchronization
JP2005014150A (ja) * 2003-06-26 2005-01-20 Yaskawa Electric Corp ロボットシステム
US8930579B2 (en) * 2004-09-13 2015-01-06 Keysight Technologies, Inc. System and method for synchronizing operations of a plurality of devices via messages over a communication network
JP2006310964A (ja) * 2005-04-26 2006-11-09 Canon Inc 通信端末装置及びその制御方法、並びにプログラム
JP5649555B2 (ja) * 2011-11-22 2015-01-07 株式会社日立製作所 制御システム及び時刻同期方法
US9628384B2 (en) * 2013-09-19 2017-04-18 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Adaptive industrial network
JP2015118505A (ja) 2013-12-18 2015-06-25 富士電機株式会社 コントローラシステム
US9806900B2 (en) * 2015-10-05 2017-10-31 Savant Systems, Llc Wireless provisioning and configuring of hardware elements of a home automation system
JP6428805B2 (ja) * 2017-02-07 2018-11-28 オムロン株式会社 演算装置、制御装置および制御方法
EP3461038B1 (en) * 2017-09-26 2020-04-15 ABB Schweiz AG Clock synchronization in a device
JP6859914B2 (ja) * 2017-10-05 2021-04-14 オムロン株式会社 通信システム、通信装置および通信方法
US10575345B2 (en) * 2018-03-29 2020-02-25 Blackberry Limited Apparatus and method for establishing a connection between nodes of a wireless network
DE112018007914B4 (de) * 2018-09-21 2022-08-18 Mitsubishi Electric Corporation Kommunikationsvorrichtung, kommunikationssystem, kommunikationsverfahren und kommunikationsprogramm
CN111211852B (zh) * 2018-11-21 2021-08-27 华为技术有限公司 同步的方法和装置
WO2021002421A1 (ja) * 2019-07-04 2021-01-07 オムロン株式会社 制御システム

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5153824A (en) * 1989-10-17 1992-10-06 Alcatel Cit High stability clock synchronized on an external synchronization signal
US5887029A (en) * 1994-05-31 1999-03-23 Allen-Bradley Company, Llc Method of scheduling spatially separated control events with an industrial controller
US20050267953A1 (en) * 1998-08-07 2005-12-01 Hitachi, Ltd. Distributed control system and information system
JP2004192256A (ja) * 2002-12-10 2004-07-08 Seiko Epson Corp ネットワークコントローラ
CN103124212A (zh) * 2011-11-18 2013-05-29 中国科学院沈阳计算技术研究所有限公司 基于贝叶斯原理的数控系统现场总线时间同步方法及装置
CN104509038A (zh) * 2012-08-01 2015-04-08 三菱电机株式会社 通信装置、通信系统以及同步控制方法
WO2019058861A1 (ja) * 2017-09-25 2019-03-28 オムロン株式会社 制御システムおよび制御装置
CN109709929A (zh) * 2017-10-25 2019-05-03 欧姆龙株式会社 控制系统

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