CN114600416A - 控制系统、控制系统的通信控制方法以及控制装置 - Google Patents
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Abstract
通信主设备包含如下单元:反复将表示通信主设备所具有的同步计数器的计数器值的第1信息经由网络发送到1个或多个通信从设备。1个或多个通信从设备的每一个包含如下单元:当接收到来自通信主设备的第1信息时,基于该接收到的第1信息,对各自的同步计数器的计数器值进行更新。通信主设备包含如下单元:该单元对发送到1个或多个通信从设备的每一个通信从设备的第1信息的总数进行管理,并且基于每个通信从设备的第1信息的发送数,估计每个通信从设备相对于通信主设备的同步精度。
Description
技术领域
本发明涉及能够在网络连接的多个设备间同步的控制系统、该控制系统的通信控制方法、以及构成该控制系统的控制装置。
背景技术
在各种生产现场,使用了PLC(可编程控制器)等控制装置的FA(FactoryAutomation:工厂自动化)技术已广泛普及。随着近年来的信息通信技术(ICT:Informationand Communication Technology)的发展,这样的FA领域中的控制装置也越来越高性能化以及高功能化。
在这样的控制装置中,有时也网络连接有1个或多个IO(Input/Output:输入/输出)装置。为了提高控制性能,提供一种能够在网络连接的IO装置之间进行同步的控制的结构。
例如,日本特开2018-060482号公报(专利文献1)公开了如下结构:通信从电路的收发控制器具有与通信主电路的收发控制器同步的计数器,按照该同步的计数器来管理局域网上的帧传输的定时等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2018-060482号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在日本特开2018-060482号公报(专利文献1)所公开的结构中,从作为通信主设备发挥功能的装置发送用于建立同步的信息(例如,当前的通信主设备的计数器值等),作为通信从设备发挥功能的装置基于所发送的信息来适当调整计数器等。因此,为了能够在与网络连接之后以规定的精度建立同步,需要接收多个信息,且需要规定的时间。
在这样的建立同步的过程中,通信主设备无法确认各通信从设备以何种程度的精度进行了同步。因此,通信主设备无法获知在哪个定时通信从设备能够实现高精度的控制。
本发明的一个目的在于提供一种能够满足上述那样的要求的控制系统等。
用于解决课题的手段
依据本发明的一例的控制系统包含通信主设备、以及与通信主设备进行网络连接的1个或多个通信从设备。通信主设备以及1个或多个通信从设备分别具有同步计数器。通信主设备包含如下单元:该单元反复将表示通信主设备所具有的同步计数器的计数器值的第1信息经由网络发送到1个或多个通信从设备。1个或多个通信从设备的每一个包含如下单元:该单元当接收到来自通信主设备的第1信息时,基于该接收到的第1信息,对各自的同步计数器的计数器值进行更新。通信主设备包含如下单元:该单元对发送到1个或多个通信从设备的每一个通信从设备的第1信息的总数进行管理,并且基于每个通信从设备的第1信息的发送数,估计每个通信从设备相对于通信主设备的同步精度。
根据该结构,能够基于从通信主设备发送的第1信息的发送数,估计每个通信从设备相对于通信主设备的同步精度,因此能够基于估计出的同步精度适当地决定能否执行控制处理等。
通信主设备可以是能够执行用户程序的控制装置。也可以是,在用户程序中,能够参照针对每个通信从设备估计出的同步精度。根据该结构,在用户程序中能够参照针对每个通信从设备估计出的同步精度,因此能够根据同步精度适当地控制能否执行用户程序等。
也可以是,针对每个通信从设备估计出的同步精度能够作为结构体变量来参照。根据该结构,通过指定结构体变量的成员,能够容易地参照对象通信从设备的同步精度。
也可以是,在用户程序中,能够参照预先确定的多个通信从设备整体中的同步精度。根据该结构,能够容易地进行作为同步控制对象的多个通信从设备整体的同步精度的状况。
预先确定的多个通信从设备整体中的同步精度也可以是从功能块命令输出的。根据该结构,能够与统一控制预先确定的多个通信从设备那样的功能块命令对应地,容易地取得关于作为对象的多个通信从设备的同步精度。
通信主设备也可以基于相对于预先确定的发送数的、第1信息的发送数,决定对应的通信从设备的同步精度。根据该结构,能够基于预先确定的作为评价基准的发送数,以数值的方式评价同步精度。
通信主设备也可以在任意的通信从设备新连接于网络时,重置关于该通信从设备的第1信息的发送数。根据该结构,能够反映出每当通信从设备与网络连接时进行同步计数器的更新的处理,来决定同步精度。
也可以是,1个或多个通信从设备的每一个基于从通信主设备接收到的第1信息、和预先取得的传播延迟时间,对同步计数器的计数器值进行更新。根据该结构,能够考虑在网络中产生的传播延迟时间,实现各通信从设备中的同步计数器的计数器值的更新。
根据本发明的另一例,提供一种控制系统的通信控制方法,所述控制系统具有通信主设备以及与通信主设备进行网络连接的1个或多个通信从设备。通信主设备以及1个或多个通信从设备分别具有同步计数器。通信控制方法包含如下步骤:通信主设备反复将表示通信主设备所具有的同步计数器的计数器值的第1信息经由网络发送到1个或多个通信从设备;1个或多个通信从设备的每一个在接收到来自通信主设备的第1信息时,基于该接收到的第1信息,对各自的同步计数器的计数器值进行更新;通信主设备对发送到1个或多个通信从设备的每一个通信从设备的第1信息的总数进行管理;以及通信主设备基于每个通信从设备的第1信息的发送数,估计每个通信从设备相对于通信主设备的同步精度。
根据本发明的又一例,提供一种作为与1个或多个通信从设备进行网络连接的通信主设备发挥功能的控制装置。控制装置包含:同步计数器;以及反复将表示控制装置所具有的同步计数器的计数器值的第1信息经由网络发送到1个或多个通信从设备的单元。1个或多个通信从设备的每一个在接收到第1信息时,基于该接收到的第1信息,对各自的同步计数器的计数器值进行更新。控制装置包含如下单元:该单元对发送到1个或多个通信从设备的每一个通信从设备的第1信息的总数进行管理,并且基于每个通信从设备的第1信息的发送数,估计每个通信从设备相对于通信主设备的同步精度。
发明的效果
根据本发明,能够适当地管理由通信主设备和1个或多个通信从设备构成的控制系统中的同步精度。
附图说明
图1是表示本实施方式的控制系统的整体结构例的示意图。
图2是表示构成本实施方式的控制系统的控制装置的硬件结构例的框图。
图3是表示构成本实施方式的控制系统的远程IO装置的硬件结构例的框图。
图4是表示构成本实施方式的控制系统的伺服驱动器的硬件结构例的框图。
图5是表示本实施方式的控制系统中的用于建立同步的处理步骤的序列图。
图6是表示本实施方式的控制系统中的用于建立同步的通信从设备中的处理步骤的流程图。
图7是表示本实施方式的控制系统中的同步校正帧的数量与同步误差的关系的一例的图。
图8是用于说明本实施方式的控制系统中的通信主设备对各通信从设备的同步精度进行管理的处理的图。
图9是表示本实施方式的控制系统中的通信主设备用来管理各通信从设备的同步精度的功能结构例的示意图。
图10是表示本实施方式的控制系统中的与通信主设备对各通信从设备的同步精度管理相关的处理步骤的流程图。
图11是表示在本实施方式的控制系统中可利用的支持装置的硬件结构例的框图。
图12是表示构成本实施方式的控制系统的控制装置所提供的利用了系统变量的用户程序的一例的图。
图13是表示在本实施方式的控制系统可利用的支持装置中进行轴设定的设定画面例的示意图。
图14是表示用于在本实施方式的控制系统可利用的轴组中进行控制的功能块命令的一例的图。
图15是表示在本实施方式的控制系统中提供的状态显示画面的一例的示意图。
具体实施方式
参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。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,参照图1,对应用本发明的场景的一例进行说明。
图1是表示本实施方式的控制系统1的整体结构例的示意图。参照图1,控制系统1包含作为通信主设备发挥功能的控制装置100、以及经由现场网络2与控制装置100网络连接的1个或多个通信从设备作为主要组件。作为通信从设备的一例,图1中示出远程IO装置200、伺服驱动器300及安全IO装置400。伺服驱动器300各自作为控制对象而与伺服电机350连接。
在本说明书中,“现场网络”是能够在所连接的装置(节点)之间建立同步的通信介质(包含有线以及无线中的任意一个)的总称。“现场网络”也被称为“现场总线”。作为现场网络2,典型地,也可以采用保证网络内的节点间的数据到达时间的工业装置用的协议。作为此种保证节点间的数据到达时间的协议,例如可采用EtherCAT(注册商标)等。或者,也可以采用EtherNet/IP(注册商标)、DeviceNet(注册商标)、CompoNet(注册商标)等。在以下的说明中,作为一例,对采用EtherCAT作为现场网络2的情况进行说明。
在本说明书中,“通信主设备”或“主设备”是对对象现场网络中的数据传输进行管理的主体或功能的总称用语。作为与通信主设备或主设备成对的用语,使用“通信从设备”或“从设备”的用语。在本说明书中,通信从设备或从设备是配置在对象现场网络中、并且在通信主设备或主设备的管理下进行数据传输的主体或功能的总称用语。
此外,作为通信主设备以及通信从设备,对功能、种类等没有任何限定,能够使用任意的装置。
在本说明书中,“功能单元”是构成控制装置100和/或远程IO装置200的一部分并提供特定功能的装置的总称用语。典型地,功能单元包含用于与控制对象之间交换各种信号的IO单元、负责PID(Proportional Integral Derivative:比例积分微分)控制的特殊单元、负责运动控制的特殊单元等。
典型地,IO单元例如具有接收来自控制对象的数字信号(ON/OFF的2值)的DI(Digital Input:数字输入)功能、对控制对象输出数字信号的DO(Digital Output:数字输出)功能、接收来自控制对象的模拟信号的AI(Analog Input:模拟输入)功能、对控制对象输出模拟信号的AO(Analog Output:模拟输出)功能中的1个或多个功能。
如图1所示,通信主设备(控制装置100)及1个或多个通信从设备(远程IO装置200、伺服驱动器300、安全IO装置400等)分别具有用于实现同步控制的同步计数器121、221、321、421。
通信主设备(控制装置100)将表示通信主设备(控制装置100)所具有的同步计数器121的计数器值的第1信息经由现场网络2反复发送至1个或多个通信从设备。典型地,第1信息也可以具体化为控制帧(以下,也称为“同步校正帧172”。),该控制帧包含在通信主设备(控制装置100)的同步计数器121中保持的时间戳(通常是从预先确定的基准时刻起的经过时间)。
1个或多个通信从设备各自在接收到来自通信主设备的第1信息(同步校正帧172)时,基于该接收到的第1信息来更新各自的同步计数器121、221、321、421的计数器值。这样,同步校正帧172用于使通信主设备的同步计数器121与各通信从设备的同步计数器221、321、421之间的计数器值一致。
各通信从设备基于接收到的同步校正帧172来校正同步计数器221、321、421的计数器值,因此接收到的同步校正帧172的总数越多,同步精度越高。反过来说,意味着如果接收到的同步校正帧172的总数较少,则无法确保足够的同步精度。
因此,通信主设备(控制装置100)对发送到1个或多个通信从设备中的每一个通信从设备的第1信息(同步校正帧172)的总数进行管理,并且基于每个通信从设备的第1信息(同步校正帧172)的发送数,估计每个通信从设备相对于通信主设备的同步精度。作为一例,通信主设备(控制装置100)具有用于管理发送到每个通信从设备的同步校正帧172的总数以及同步精度的同步精度管理表150,能够逐次更新同步精度管理表150的值,并且实现控制系统1中的同步精度的管理。
<B.硬件结构例>
接着,对构成本实施方式的控制系统1的主要组件的硬件结构例进行说明。
(b1:控制装置100)
图2是表示构成本实施方式的控制系统1的控制装置100的硬件结构例的框图。参照图2,控制装置100包含处理单元101和功能单元103等。处理单元101包含处理器102、芯片组104、内存106、存储器108、网络控制器110、USB(Universal Serial Bus:通用串行总线)控制器112、存储卡接口114、内部总线控制器118、现场网络控制器120。
处理器102相当于执行控制运算等的运算处理部,由CPU、MPU、GPU等构成。具体而言,处理器102读出保存在存储器108中的程序(作为一例,系统程序1082以及用户程序1081),并在内存106中展开执行,由此实现与控制对象相应的控制以及后述的各种处理。即,控制装置100能够执行任意创建的用户程序1081。
存储器108例如由HDD(Hard Disk Drive:硬盘驱动器)或SSD(Solid StateDrive:固态硬盘)等非易失性存储装置等构成。内存106由DRAM(Dynamic Random AccessMemory:动态随机存取存储器)或SRAM(Static Random Access Memory:静态随机存取存储器)等易失性存储装置等构成。
芯片组104通过控制处理器102和各设备来实现作为控制装置100整体的处理。
在存储器108中,除了用于实现基本功能的系统程序1082以外,还保存有根据设备、机械等控制对象而创建的用户程序1081。
网络控制器110经由未图示的上位网络与网关、数据库服务器这样的任意的信息处理装置之间交换数据。USB控制器112经由USB连接与支持装置之间交换数据。
存储卡接口114构成为能够装卸存储卡116,能够对存储卡116写入数据和/或从存储卡116读出各种数据(用户程序1081、跟踪数据等)。
内部总线控制器118相当于用于经由内部总线4将1个或多个功能单元103与处理单元101电连接的通信接口。内部总线控制器118作为用于进行经由内部总线的同步控制的通信主设备发挥功能。
现场网络控制器120相当于用于经由现场网络2将作为1个或多个通信从设备发挥功能的装置与处理单元101电连接的通信接口。现场网络控制器120作为用于进行经由现场网络2的同步控制的通信主设备发挥功能。
内部总线控制器118具有用于实现同步控制的同步计数器119,现场网络控制器120具有用于实现同步控制的同步计数器121。在同步计数器119和同步计数器121中保存有通信主设备所保持的时间戳(通常是从预先确定的基准时刻起的经过时间)。同步计数器119和同步计数器121被用作用于决定实现同步控制用的各种定时的时刻。同步计数器119和同步计数器121例如可以使用高精度事件定时器(HPET:High Precision Event Timer)等进行安装,或者也可以使用ASIC(Application Specific Integrated Circuit:专用集成电路)或FPGA(Field-Programmable Gate Array:现场可编程门阵列)等专用电路进行安装。
在上述图2中,示出了通过处理器102执行程序来提供实现控制装置100所需的功能的结构例,但也可以使用专用的硬件电路(例如ASIC或FPGA等)来安装这些所提供的功能的一部分或全部。或者,也可以使用遵循通用架构的硬件(例如以通用个人计算机为基础的工业用个人计算机)来实现控制装置100的主要部分。在该情况下,也可以使用虚拟化技术并行地执行用途不同的多个OS(Operating System:操作系统),并且在各OS上执行所需的应用。
并且,也可以采用在控制装置100中合并有显示装置、支持装置等功能的结构。
(b2:远程IO装置200)
图3是表示构成本实施方式的控制系统1的远程IO装置200的硬件结构例的框图。参照图3,远程IO装置200包含耦合器单元201和功能单元203等。耦合器单元201包含现场网络控制器220、主控制器210以及内部总线控制器218。
现场网络控制器220相当于用于经由现场网络2将远程IO装置200与控制装置100电连接的通信接口。现场网络控制器220作为用于参加经由现场网络2的同步控制的通信从设备发挥功能。现场网络控制器220具有用于实现同步控制的同步计数器221。现场网络控制器220基于来自作为通信主设备发挥功能的控制装置100的同步建立用的帧,更新保存在同步计数器221中的值。同步计数器221也可以采用与上述的同步计数器119或同步计数器121同样的结构。
主控制器210包含处理器212、内存214和固件216。处理器212相当于执行控制运算等的运算处理部,由CPU、MPU、GPU等构成。具体而言,处理器212读出存储器中保存的固件216,在内存214中展开并执行,由此实现现场网络控制器220与内部总线控制器218之间的数据传输、及功能单元203与现场设备之间的信号交换等。
内部总线控制器218相当于用于经由内部总线6将1个或多个功能单元203与耦合器单元201电连接的通信接口。内部总线控制器218作为用于进行经由内部总线6的同步控制的通信主设备发挥功能。内部总线控制器218具有用于实现同步控制的同步计数器219。同步计数器219也可以采用与上述的同步计数器119或同步计数器121同样的结构。
(b3:伺服驱动器300)
图4是表示构成本实施方式的控制系统1的伺服驱动器300的硬件结构例的框图。参照图4,伺服驱动器300包含现场网络控制器320、主控制器310以及驱动电路330。
现场网络控制器320相当于用于经由现场网络2将伺服驱动器300与控制装置100电连接的通信接口。现场网络控制器320作为用于参加经由现场网络2的同步控制的通信从设备发挥功能。现场网络控制器320具有用于实现同步控制的同步计数器321。现场网络控制器320基于来自作为通信主设备发挥功能的控制装置100的同步建立用的帧,更新保存在同步计数器321中的值。同步计数器321也可以采用与上述的同步计数器119或同步计数器121同样的结构。
主控制器310包含处理器312、内存314和固件316。处理器312相当于执行控制运算等的运算处理部,由CPU、MPU、GPU等构成。具体而言,处理器312读出存储器中保存的固件316,在内存314中展开并执行,由此实现现场网络控制器320与内部总线控制器318之间的数据传输、以及驱动电路330的控制等。
驱动电路330按照来自主控制器310的内部指令,驱动电连接的伺服电机350,并且向主控制器310应答伺服电机350的状态值等。
(b4:安全IO装置400)
安全IO装置400负责用于安全控制的输入信号的取得和/或输出信号的生成等。基本的结构与远程IO装置200类似,在此不进行详细的说明。
关于安全IO装置400,也具有用于实现同步控制的同步计数器,基于来自作为通信主设备发挥功能的控制装置100的同步建立用的帧,更新同步计数器中保存的值。
<C.同步建立>
接着,对本实施方式的控制系统1中的包含通信主设备与1个或多个通信从设备之间的同步建立的通信控制方法进行说明。
图5是表示本实施方式的控制系统1中的用于建立同步的处理步骤的序列图。参照图5,作为用于建立同步的处理步骤,典型地包含传播延迟时间测量处理(图5中的*1)以及同步计数器更新处理(图5中的*2)。基本上,反复执行同步计数器更新处理。
在传播延迟时间测量处理中,测量通信主设备与各通信从设备之间的传播延迟时间。在此,传播延迟时间是指将任意的帧从通信主设备传播至通信从设备所需的时间。如后所述,考虑传播延迟时间,执行用于在通信主设备与各通信从设备之间使同步计数器的值一致的处理(同步计数器更新处理)。
更具体而言,通信主设备将用于测量传播延迟时间的控制帧(以下,也称为“延迟时间测量帧170”。)发送至所连接的各个通信从设备(序列SQ1)。
各通信从设备在接收到来自通信主设备的延迟时间测量帧170时,则将该接收到的延迟时间测量帧170回送给通信主设备(序列SQ2~SQ6)。通信主设备在接收到从各通信从设备回送的延迟时间测量帧170时,测量从最初发送延迟时间测量帧170的定时起的经过时间ΔT1~ΔT5。
经过时间ΔT1~ΔT5是指延迟时间测量帧170在通信主设备与各通信从设备之间往返所需的时间。基于经过时间ΔT1~ΔT5的一半时间,能够决定通信主设备与各通信从设备之间的传播延迟时间Td1~Td5。通信主设备对各通信从设备通知对应的传播延迟时间Td1~Td5(序列SQ11~SQ15)。
各通信从设备保存从通信主设备通知的传播延迟时间,传播延迟时间测量处理完成。
另外,为了便于说明,简化了经过时间以及传播延迟时间的测量和计算等来进行说明。实际上,需要帧的接收处理、分析处理、发送处理等的时间,因此也可以在考虑了这样的时间的基础上决定传播延迟时间。
另外,在通信从设备新追加到现场网络的情况下,也可在通信主设备与该新追加的通信从设备之间执行传播延迟时间测量处理。
另外,传播延迟时间的测量或决定所涉及的处理是公知的,因此在此不进行更详细的说明。
在传播延迟时间测量处理之后,执行同步计数器更新处理。在同步计数器更新处理中,通信主设备在通信主设备的同步计数器和各通信从设备的同步计数器之间,将用于使计数器值一致的控制帧(同步校正帧172)反复送出至现场网络2上(序列SQ20)。
即,通信主设备反复将表示通信主设备所具有的同步计数器121的计数器值的第1信息(同步校正帧172)经由现场网络2发送到1个或多个通信从设备。
在同步校正帧172中,保存有通信主设备送出该同步校正帧172的定时下的、通信主设备的同步计数器的计数器值(即,表示通信主设备的当前时刻的时间戳)。各通信从设备在接收到来自通信主设备的同步校正帧172时,基于该接收到的同步校正帧172中保存的计数器值(通信主设备的时间戳)和预先取得的传播延迟时间,计算通信主设备的同步计数器的计数器值与该通信从设备的同步计数器的计数器值之间的误差(以下,也称为“同步误差”。)。然后,各通信从设备基于计算出的同步误差,对各通信从设备的同步计数器的计数器值进行校正(序列SQ21~SQ25)。即,各通信从设备具有如下功能:当接收到来自通信主设备的同步校正帧172(第1信息)时,基于该接收到的同步校正帧172,对各自的同步计数器的计数器值进行更新。
这样的同步校正帧172的发送以及各通信从设备中的同步计数器的计数器值的校正按每个规定周期或者规定事件反复执行。
图6是表示本实施方式的控制系统1中的用于建立同步的通信从设备中的处理步骤的流程图。当通信从设备连接到现场网络2时,图6所示的各步骤由通信从设备的主控制器(图3的主控制器210和图4的主控制器310等)执行。
参照图6,通信从设备在连接到现场网络时,等待来自通信主设备的延迟时间测量帧170的接收。即,通信从设备判断是否从通信主设备接收到延迟时间测量帧170(步骤S100)。当从通信主设备接收到延迟时间测量帧170时(在步骤S100中为“是”),通信从设备将接收到的延迟时间测量帧170回送给通信主设备(步骤S102)。
另外,如果未从通信主设备接收到延迟时间测量帧170(在步骤S100中为“否”),则反复步骤S100的处理。
接着,通信从设备等待来自通信主设备的传播延迟时间的通知。即,通信从设备判断是否从通信主设备收到传播延迟时间的通知(步骤S104)。当从通信主设备收到传播延迟时间的通知时(在步骤S104中为“是”),通信从设备保存从通信从设备通知的传播延迟时间(步骤S106)。另外,如果未从通信主设备收到传播延迟时间的通知(在步骤S104中为“否”),则反复步骤S104的处理。
通过以上的步骤,传播延迟时间测量处理完成,开始同步计数器更新处理。
在同步计数器更新处理中,通信从设备基于同步校正帧172校正同步计数器的计数器值。即,通信从设备判断是否从通信主设备接收到同步校正帧172(步骤S110)。当从通信主设备接收到同步校正帧172时(在步骤S110中为“是”),通信从设备取得在接收到的同步校正帧172中保存的计数器值(通信主设备的时间戳)(步骤S112),并基于所取得的计数器值以及在步骤S106中保存的传播延迟时间,计算通信主设备的同步计数器的计数器值与该通信从设备的同步计数器的计数器值之间的误差(同步误差)(步骤S114)。这样,1个或多个通信从设备各自在接收到来自通信主设备的同步校正帧172(第1信息)时,执行基于该接收到的同步校正帧172来更新各自的同步计数器的计数器值的处理。此时,基于从通信主设备接收到的同步校正帧172(第1信息)和预先取得的传播延迟时间,更新同步计数器的计数器值。
另外,如果未从通信主设备接收到同步校正帧172(在步骤S110中为“否”),则反复步骤S110的处理。
然后,通信从设备判断在步骤S114中计算出的同步误差是否超过预先确定的允许范围(步骤S116)。如果同步误差超过预先确定的允许范围(在步骤S116中为“是”),则通信从设备根据计算出的同步误差,校正同步计数器的计数器值(步骤S118)。然后,反复步骤S110以下的处理。此外,若同步误差在预先确定的允许范围内(在步骤S116中为“否”),则跳过步骤S118的处理,反复步骤S110以下的处理。
通过以上那样的处理步骤,执行通信从设备中的同步建立的处理。
如参照图5以及图6所说明的那样,各通信从设备基于接收到的同步校正帧172来校正同步计数器的计数器值,因此接收到的同步校正帧172的总数越多,同步精度越高。反过来说,意味着如果接收到的同步校正帧172的总数较少,则无法确保足够的同步精度。
图7是表示本实施方式的控制系统1中的同步校正帧172的数量与同步误差的关系的一例的图。参照图7,各通信从设备中的同步校正帧172的接收数越大,同步误差越小。如果同步误差在预先确定的允许误差的范围内,则能够判断为确保了允许同步精度。
即,即使通信主设备无法取得各通信从设备中的同步误差的大小,也能够通过管理从通信主设备发送至各通信从设备的同步校正帧172的总数,来估计各通信从设备中的同步精度。
在本实施方式的控制系统1中,通过管理从通信主设备发送至各通信从设备的同步校正帧172的总数,实现各通信从设备中的同步精度的掌握及控制。
<D.同步精度的管理>
在本实施方式的控制系统1中,通信主设备基于所发送的同步校正帧172的数量来管理各通信从设备中的同步精度。
图8是用于说明本实施方式的控制系统1中的通信主设备对各通信从设备的同步精度进行管理的处理的图。图8表示通信主设备所保持的同步精度管理表150的一例。
图8所示的同步精度管理表150针对各通信从设备,包含通信从设备识别信息1501、同步校正帧发送数1502、同步精度1503。
作为通信从设备识别信息1501,例如使用各通信从设备在现场网络2中的识别信息(典型的是节点地址)等。在同步校正帧发送数1502中,保存有在各通信从设备连接到现场网络2之后从通信主设备发送的同步校正帧172的总数。同步校正帧172的总数是指各通信从设备连接到现场网络2之后的来自通信主设备的发送数,在通信从设备新连接到现场网络2的定时其为零。在同步精度1503中,基于在各通信从设备的同步校正帧发送数1502中保存的同步校正帧172的总数,保存表示估计出的同步精度的值(例如,“高”、“中”、“低”等)。
通信主设备也可以基于相对于预先确定的发送数的、同步校正帧172的发送数,来决定对应的通信从设备的同步精度。例如,也可以通过将对应的同步校正帧172的总数与预先确定的评价基准进行比较,来决定保存在同步精度1503中的估计值。
另外,同步精度1503不仅可以采用图8所示的阶段性的估计值,也可以采用具体的数值(例如,0~100%的范围的值等)。在该情况下,能够以实际接收到的同步校正帧发送数1502相对于确保必要同步精度所需的同步校正帧发送数1502的接收数的到达率这样的形式进行评价。
图9是表示本实施方式的控制系统1中的通信主设备用来管理各通信从设备的同步精度的功能结构例的示意图。图9所示的功能结构典型地可以通过作为通信主设备发挥功能的控制装置100的处理器102执行系统程序1082来实现,也可以将全部或一部分功能结构安装于现场网络控制器120。
参照图9,控制装置100包含收发模块160、网络状态监视模块158、传播延迟时间测量模块156、同步计数器更新模块154以及同步精度管理模块152作为与同步精度管理相关的功能结构。
收发模块160负责向现场网络2发送帧以及经由现场网络2接收帧的相关处理。
网络状态监视模块158确定与现场网络2连接的通信从设备,并且管理包含通信从设备从现场网络2的脱离等的连接状态。
传播延迟时间测量模块156负责将延迟时间测量帧170发送到各通信从设备、以及接收从各通信从设备应答的延迟时间测量帧170等传播延迟时间测量处理。
同步计数器更新模块154负责参照同步计数器121的同步校正帧172的生成和发送等同步计数器更新处理。更具体而言,同步计数器更新模块154反复将表示通信主设备所具有的同步计数器121的计数器值的同步校正帧172(第1信息)经由现场网络2发送到1个或多个通信从设备。
同步精度管理模块152基于由网络状态监视模块158管理的现场网络2中的各通信从设备的连接状态,针对每个通信从设备,管理根据来自同步计数器更新模块154的指令而发送的同步校正帧172的总数。同步精度管理模块152将每个通信从设备的同步校正帧172的总数保存在同步精度管理表150中。另外,同步精度管理模块152基于保存在同步精度管理表150中的每个通信从设备的同步校正帧172的总数,决定或更新每个通信从设备的同步精度。进而,同步精度管理模块152也可以基于所决定的每个通信从设备的同步精度,更新如后所述的可由用户程序参照的系统变量的值。
如此,同步精度管理模块152对发送到1个或多个通信从设备的每一个通信从设备的同步校正帧172(第1信息)的总数进行管理,并且基于每个通信从设备的同步校正帧172(第1信息)的发送数,估计每个通信从设备相对于通信主设备的同步精度。
接着,说明通信主设备中的与同步精度的管理相关的处理步骤。
图10是表示本实施方式的控制系统1中的与通信主设备对各通信从设备的同步精度管理相关的处理步骤的流程图。图10所示的各步骤典型而言既可通过作为通信主设备发挥功能的控制装置100的处理器102执行系统程序1082来实现,也可由现场网络控制器120执行全部或一部分处理。
参照图10,通信主设备判断是否存在未测量传播延迟时间的通信从设备(步骤S200)。关于未测量传播延迟时间的通信从设备,例如,通信主设备在检测到新连接于现场网络2的通信从设备等时,将该新连接的通信从设备决定为未测量传播延迟时间的通信从设备。
若存在未测量传播延迟时间的通信从设备(在步骤S200中为“是”),则通信主设备将延迟时间测量帧170送出到现场网络2上(步骤S202)。然后,通信主设备等待从任意的通信从设备回送所送出的延迟时间测量帧170。即,通信主设备判断是否接收到来自任意的通信从设备的延迟时间测量帧170(步骤S204)。
若接收到来自任意的通信从设备的延迟时间测量帧170(在步骤S204中为“是”),则通信主设备测量从送出接收到的延迟时间测量帧170起的经过时间(步骤S206),并基于测量出的经过时间来决定关于对象通信从设备的传播延迟时间(步骤S208)。然后,通信主设备将所决定的传播延迟时间通知给对象通信从设备(步骤S210)。
此外,步骤S206~S210的处理反复执行从通信从设备回送的延迟时间测量帧170的数量。
另一方面,如果没有从任何通信从设备接收到延迟时间测量帧170(在步骤S204中为“否”),则反复步骤S204的处理。
若不存在未测量传播延迟时间的通信从设备(在步骤S200中为“否”),则跳过步骤S202~S210的处理。
接着,通信主设备判断同步校正帧172的送出定时是否已到来(步骤S212)。如果同步校正帧172的送出定时未到来(在步骤S212中为“否”),则反复步骤S212的处理。
如果同步校正帧172的送出定时到来(在步骤S212中为“是”),则通信从设备将同步校正帧172送出到现场网络2上(步骤S214)。然后,通信主设备针对同步精度管理表150(参照图8)的各通信从设备,更新同步校正帧发送数1502以及同步精度1503的值(步骤S216)。这样,通信主设备执行对发送到1个或多个通信从设备的每一个通信从设备的同步校正帧172(第1信息)的总数进行管理的处理,并且执行基于每个通信从设备的同步校正帧172(第1信息)的发送数,估计每个通信从设备相对于通信主设备的同步精度的处理。
进而,通信主设备基于更新后的同步精度管理表150的内容,更新用户程序可参照的系统变量的值(步骤S218)。
接着,通信主设备判断现场网络2中的通信从设备的连接状态是否发生了变化(步骤S220)。即,判断有无在现场网络2上连接了新的通信从设备、或者任意的通信从设备从现场网络2脱离这样的连接状态变化。
若现场网络2中的通信从设备的连接状态发生变化(在步骤S220中为“是”),则通信主设备在同步精度管理表150中,对现场网络2追加与新连接的通信从设备对应的条目,并且删除从现场网络2脱离的通信从设备的条目(步骤S222)。另外,新追加的条目的同步校正帧发送数1502被初始设定为零。即,通信主设备在任意的通信从设备新连接于现场网络2时,重置关于该通信从设备的同步校正帧172(第1信息)的发送数。
另一方面,若现场网络2中的通信从设备的连接状态未发生变化(在步骤S220中为“否”),则跳过步骤S222的处理。
然后,反复步骤S212以下的处理。
通过如上所述的通信主设备的处理,管理各通信从设备的同步精度。
<E.应用例>
对利用了上述那样的同步精度的管理功能的几个应用例进行说明。
(e1:支持装置500)
首先,是表示在本实施方式的控制系统1中可利用的支持装置500的硬件结构例的示意图。
图11是表示在本实施方式的控制系统1中可利用的支持装置500的硬件结构例的框图。作为一例,支持装置500使用遵循通用架构的硬件(例如,通用个人计算机)来实现。
参照图11,支持装置500包含处理器502、内存504、输入部506、输出部508、存储器510、光学驱动器512、USB控制器520。这些组件经由处理器总线518连接。
处理器502由CPU或GPU等构成,读出存储器510中保存的程序(作为一例,OS 5102和支持程序5104),并在内存504中展开执行,由此实现后述的各种处理。
内存504例如由DRAM、SRAM等易失性存储装置等构成。存储器510例如由HDD或SSD等非易失性存储装置等构成。
在存储器510中保存有用于实现基本功能的OS 5102、用于提供作为支持装置500的功能的支持程序5104、以及在开发环境中由用户创建的项目数据5106。
支持装置500提供开发环境,所述开发环境能够集成进行关于构成控制系统1的单元和设备的设定、以及由控制系统1执行的程序的创建。项目数据5106包含通过这样的集成开发环境生成的数据。典型地,项目数据5106包含由控制装置100执行的用户程序5108、及规定控制系统1的各种设定值的设定信息5110。用户程序5108在转换为目标代码后,被发送到和存储于控制装置100。
输入部506由键盘、鼠标等构成,受理用户操作。输出部508由显示器、各种指示器、打印机等构成,输出来自处理器502的处理结果。
USB控制器520经由USB连接来交换与控制装置100等之间的数据。
支持装置500具有光学驱动器512,从非易失性地保存计算机可读取的程序的存储介质514(例如DVD(Digital Versatile Disc:数字多功能光盘)等光学存储介质)中读取保存于其中的程序,并安装于存储器510等。
由支持装置500执行的支持程序5104等可以经由计算机可读取的存储介质514进行安装,也可以以从网络上的服务器装置等下载的形式进行安装。此外,支持装置500所提供的功能有时也以利用OS所提供的模块的一部分的形式实现。
此外,在控制系统1运转中,支承装置500也可以从控制装置100卸下。
在图11中,示出了通过1个或多个处理器执行程序而提供所需的功能的结构例,但也可以使用专用的硬件电路(例如ASIC或FPGA等)来安装这些所提供的功能的一部分或全部。
(e2:表示同步精度的系统变量)
如上所述,作为通信主设备发挥功能的控制装置100能够估计各通信从设备中的同步精度。因此,如果由控制装置100估计的各通信从设备中的同步精度能够被用户程序参照,则能够可靠地实现要求高精度的控制的应用。
作为一例,作为通信主设备发挥功能的控制装置100也可提供表示各通信从设备中的同步精度的系统变量。即,通信主设备是能够执行用户程序的控制装置100,在用户程序中,能够参照对每个通信从设备估计出的同步精度。
图12是表示构成本实施方式的控制系统1的控制装置100所提供的利用了系统变量的用户程序的一例的图。图12所示的用户程序能够在支持装置500所提供的开发环境中创建。
图12中示出可利用表示各通信从设备中的同步精度的结构体变量Sync_Accuracy[](在[]内指定节点地址等作为索引)的例子。结构体变量Sync_Accuracy[]的各成员在对应的通信从设备中能够确保足够的同步精度时为“TRUE”,在除此以外的状态下表示“FALSE”。在该例子中,针对每个通信从设备估计出的同步精度能够作为结构体变量来参照。
在图12所示的用户程序5108中,作为使变量名Drive001_Activate的线圈530有效化的条件,规定了变量名Trigger的触点531、结构体变量Sync_Accuracy[]的索引“000”的成员540(Sync_Accuracy[000])、结构体变量Sync_Accuracy[]的索引“001”的成员541(Sync_Accuracy[001])、以及结构体变量Sync_Accuracy[]的索引“002”的成员542(Sync_Accuracy[002])的逻辑积(AND)。
另外,变量名Drive 001_Activate的触点532被用于自保持电路。
在图12所示的用户程序5108中,只有在节点地址为“000”、“001”、“002”的所有通信从设备中的同步精度足够高的情况下,变量名Trigger被驱动为“TRUE”时,变量名Drive001_Activate转变为“TRUE”。即,能够将在节点地址为“000”、“001”、“002”的所有通信从设备中能够确保足够的同步精度定义为启动条件。
不限于图12所示的结构体变量,也可以对每个通信从设备分配表示同步精度的独立的系统变量。例如,对于节点地址为“000”的通信从设备,也可利用变量名Sync_Accuracy_000等系统变量。
另外,在控制系统1具有多个现场网络2的情况下,也可针对每个现场网络2,准备表示各通信从设备中的同步精度的结构体变量。在该情况下,例如,也可以如结构体变量Sync_Accuracy_001_[]那样,在结构体变量的变量名的一部分中包含确定对象现场网络2的信息。或者,也可以如结构体变量Sync_Accuracy[][]那样,采用由确定对象现场网络2的识别信息以及确定对象通信从设备的识别信息构成的2维的索引。
另外,上述那样的系统变量的值在上述的图10所示的处理步骤的步骤S218中被依次更新。
(e3:任意组中的同步精度的管理)
不仅是上述那样的与同一现场网络2连接的通信从设备的组,对于属于用户任意设定的组的多个通信从设备,有时也想要管理同步精度。例如,能够进行对单一的轴组分配多个伺服驱动器的设定,对于这样的轴组,存在想要作为整体来管理同步精度的需求。
图13是表示在本实施方式的控制系统1可利用的支持装置500中进行轴设定的设定画面例560的示意图。参照图13,用户在设定画面例560中,输入用于识别各轴组的轴组编号561,并且输入表示属于各轴组的伺服驱动器(通信从设备)等的成员设定562。
由成员设定562指定的多个伺服驱动器(通信从设备)作为共同的轴组成员进行动作。因此,在对象轴组中进行控制的情况下,需要使所有成员确保足够的同步精度。
在用于实现这样的轴组中的控制的命令(作为一例,功能块形式的命令)中,也可以准备用于确保这样的同步精度的接口。
图14是表示用于在本实施方式的控制系统1可利用的轴组中进行控制的功能块命令的一例的图。图14所示的功能块命令能够在支持装置500所提供的开发环境中创建。
参照图14,功能块命令550是用于对输入至轴组设定551的轴组的各成员一并输出控制指令的命令。图14所示的功能块命令550能够选择性地设定同步精度确保模式552的有效化或无效化。同步精度确保模式552以充分确保对象轴组的所有成员(通信从设备)的同步精度为条件,切换是否允许输出控制指令。即,在同步精度确保模式552中设定有“TRUE”的情况下,若对象轴组的所有成员(通信从设备)中的同步精度未充分确保,则不输出控制指令,另一方面,在同步精度确保模式552中设定有“FALSE”的情况下,即便对象轴组的一部分或所有成员(通信从设备)中的同步精度未充分确保,也允许控制指令的输出。
在同步精度状态输出553中,输出属于对象轴组的成员(通信从设备)的同步精度的状态。所输出的同步精度的状态是指轴组整体的状态,如果任意成员(通信从设备)中的同步精度未充分确保,则决定为作为轴组整体也未充分确保同步精度。因此,通过将从同步精度状态输出553输出的状态值用作监视器或条件,能够可靠地实现要求高精度控制的处理等。
这样,在用户程序中,能够参照预先确定的多个通信从设备整体(例如,如上所述的由多个成员构成的轴组)中的同步精度。而且,预先确定的多个通信从设备整体中的同步精度也可以从功能块命令输出。
(e4:状态显示画面例)
除了上述那样的用户程序中的参照之外,也可以使同步精度的状态视觉化。
图15是表示在本实施方式的控制系统1中提供的状态显示画面的一例的示意图。图15所示的状态显示画面600可以显示在支持装置500上,也可以显示在未图示的显示装置(HMI:Human Machine Interface:人机界面)上。在任意情况下,只要进行与作为通信主设备的控制装置100所管理的同步精度状态相应的显示即可。
在图15所示的状态显示画面600中,示出了表示控制系统1的整体结构的网络结构602,对于确保了足够的同步精度的通信从设备,进行突出显示604。突出显示604是与未确保足够同步精度的通信从设备不同的显示形态的一例,既可使颜色或亮度不同,也可使闪烁或尺寸的变动等显示形态动态地不同。
通过将图15所示的状态显示画面600提示给用户,用户也能够一眼就掌握是否可以开始控制动作。
另外,不限于图15所示的状态显示画面600,也可以以列表形式或其他显示形态使同步精度的状态视觉化。
如上所述,关于在1个或多个通信从设备中是否确保了足够的同步精度的信息,既可用作能否执行控制的条件,也可提示给用户。通过使用这些信息,能够进行以下例示那样的各种运用。
(e5:运用例)
作为上述那样的需要注意同步精度的关系,例如,设想想要同步控制的多个通信从设备的组、想要协同控制的多个通信从设备的组等。作为想要同步控制的组,例如可举出构成单一机构的设备组(例如,图13所示的轴组)等。或者,可举出驱动某些机构的装置与控制该装置的IO装置的组合。
或者,也能够将由多个处理构成的一系列的作业作为组。例如,在处理A完成之后执行处理B的情况下,可以将处理A和处理B视为同一组。在该情况下,也可以将对涉及处理A以及处理B的任意通信从设备都确保了足够的同步精度作为开始执行控制的条件。
通过使用上述那样的系统变量、功能块命令等,对于这样的组,能够明确地掌握是能够进行高精度的同步控制的状态(即,针对组整体确保了足够的同步精度的状态)、和无法进行高精度的同步控制的状态(即,针对组整体未确保足够的同步精度的状态)中的哪一个。通过使用这样的与可否同步控制相关的信息,能够适当地决定可否执行针对组的控制。
可以根据控制对象,仅在针对组整体确保了足够的同步精度的状态下,许可控制的执行,也可以是,即使针对组整体未确保足够的同步精度,也开始控制的执行。还可以考虑组所包含的各个通信从设备的状态或因同步偏差而导致装置损坏的可能性等来适当决定。
此外,优选的是,当仅在针对组整体确保了足够同步精度的状态下许可控制执行时,能够向用户提示是否为针对组整体确保了足够的同步精度的状态。通过将这样的信息提示给用户,在不执行控制的情况下能够容易地掌握其理由。
另外,有时根据生产对象物而变更机构的一部分(换产调整)。例如,设想变更机器人末端的工具手种类(例如,更换卡盘机构和真空机构等)的情况。这样的机构的变更可以在物理上进行更换,也可以通过旋转机构等进行切换。另外,在换产调整之后,有时也需要进行各种微调。在这样的与换产调整相关的处理中,也可以根据需要将能够确保足够的同步精度作为开始执行控制的条件。
此外,还存在多个控制装置100控制单一机构的情况。在该情况下,也可以是,相互交换表示该单一机构的控制所涉及的通信从设备中的同步精度的信息,由此保证该单一机构执行同步控制。
<F.其他>
在上述说明中,主要例示了使用EtherCAT作为通信协议的现场网络,但作为通信协议,并不限定于EtherCAT,还能够应用于采用了如下结构的任意系统:在通信主设备与各通信从设备之间,反复送出用于使同步计数器的计数器值相互一致的控制帧(同步校正帧)。
另外,作为现场网络,不限于有线,也可以是无线,还可以是有线与无线的混合。
在上述说明中,例示了经由现场网络2与控制装置100网络连接的所有通信从设备具有用于实现同步控制的同步计数器的结构,但也可以在现场网络2上连接未实现同步控制的通信从设备、或无法实现同步控制的通信从设备。即,也可以在现场网络2上连接执行非同步控制的通信从设备。
例如,也可以采用如下安装方式:与现场网络2连接的通信从设备中的一部分通信从设备具有同步计数器,但不使同步计数有效化,或者虽然进行同步计数器的更新但不用于控制。在这样的安装方式中,也可以是,用户能够对任意的通信从设备明确地设定同步控制和非同步控制中的任意一个。
并且,与现场网络2连接的通信从设备中的一部分通信从设备也可以不具有同步计数器本身(不内置同步计数器)。在这样的安装方式中,由于不能执行同步控制,所以执行非同步控制。
<G.附记>
如上所述的本实施方式包含以下这样的技术思想。
[结构1]
一种控制系统,其具有:
通信主设备(100);以及
与所述通信主设备进行网络连接的1个或多个通信从设备(200、300、400),
所述通信主设备以及所述1个或多个通信从设备分别具有同步计数器(121、221、321、421),
所述通信主设备包含如下单元(154):该单元(154)反复将表示所述通信主设备所具有的同步计数器的计数器值的第1信息(172)经由网络(2)发送到所述1个或多个通信从设备,
所述1个或多个通信从设备的每一个包含如下单元(SQ21~SQ25;S118):该单元(SQ21~SQ25;S118)当接收到来自所述通信主设备的所述第1信息时,基于该接收到的第1信息,对各自的同步计数器的计数器值进行更新,
所述通信主设备包含如下单元(152):该单元(152)对发送到所述1个或多个通信从设备的每一个通信从设备的所述第1信息的总数进行管理,并且基于每个通信从设备的所述第1信息的发送数,估计每个通信从设备相对于所述通信主设备的同步精度。
[结构2]
在结构1所记载的控制系统中,
所述通信主设备是能够执行用户程序(1081)的控制装置,
在所述用户程序中,能够参照针对每个通信从设备估计出的同步精度。
[结构3]
在结构2所记载的控制系统中,
针对每个通信从设备估计出的同步精度能够作为结构体变量(540、541、542)来参照。
[结构4]
在结构2所记载的控制系统中,
在所述用户程序中,能够参照预先确定的多个通信从设备整体中的同步精度。
[结构5]
在结构4所记载的控制系统中,
所述预先确定的多个通信从设备整体中的同步精度(553)是从功能块命令(550)输出的。
[结构6]
在结构1~5中的任意一项所记载的控制系统中,
所述通信主设备基于相对于预先确定的发送数的、所述第1信息的发送数,决定对应的通信从设备的同步精度。
[结构7]
在结构1~6中的任意一项所记载的控制系统中,
所述通信主设备在任意的通信从设备新连接于所述网络时,重置关于该通信从设备的所述第1信息的发送数。
[结构8]
在结构1~7中的任意一项所记载的控制系统中,
所述1个或多个通信从设备的每一个基于从所述通信主设备接收到的第1信息(172)、和预先取得的传播延迟时间(Td1~Td5),对同步计数器的计数器值进行更新。
[结构9]
一种控制系统(1)的通信控制方法,所述控制系统(1)具有通信主设备(100)以及与所述通信主设备进行网络连接的1个或多个通信从设备(200、300、400),其中,
所述通信主设备以及所述1个或多个通信从设备分别具有同步计数器(121、221、321、421),
所述通信控制方法具有:
步骤(S212、S214),所述通信主设备反复将表示所述通信主设备所具有的同步计数器的计数器值的第1信息经由网络发送到所述1个或多个通信从设备;
步骤(S118),所述1个或多个通信从设备的每一个在接收到来自所述通信主设备的所述第1信息时,基于该接收到的第1信息,对各自的同步计数器的计数器值进行更新;
步骤(S216、S218、S222),所述通信主设备对发送到所述1个或多个通信从设备的每一个通信从设备的所述第1信息的总数进行管理;以及
步骤(S216),所述通信主设备基于每个通信从设备的所述第1信息的发送数,估计每个通信从设备相对于所述通信主设备的同步精度。
[结构10]
一种控制装置(100),其作为与1个或多个通信从设备(200、300、400)进行网络连接的通信主设备发挥功能,其中,该控制装置(100)具有:
同步计数器(121);以及
反复将表示所述控制装置所具有的同步计数器的计数器值的第1信息(172)经由网络(2)发送到所述1个或多个通信从设备的单元(154),
所述1个或多个通信从设备的每一个在接收到所述第1信息时,基于该接收到的第1信息,对各自的同步计数器(121、221、321、421)的计数器值进行更新,
所述控制装置具有如下单元(152):该单元(152)对发送到所述1个或多个通信从设备的每一个通信从设备的所述第1信息的总数进行管理,并且基于每个通信从设备的所述第1信息的发送数,估计每个通信从设备相对于所述通信主设备的同步精度。
<H.优点>
本实施方式的控制系统针对每个通信从设备管理通信主设备对各通信从设备发送的同步校正帧172的数量,由此能够估计各通信从设备相对于通信主设备的同步精度。通过利用这样估计的每个通信从设备的同步精度,即使在要求高精度的同步控制的情况下,也能够可靠地实现该控制。另外,通信主设备即便无法直接取得各通信从设备中的同步精度的状况,也能够通过间接地估计同步精度,在不增大网络负荷的情况下实现所需的同步控制。
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:控制系统;2:现场网络;4、6:内部总线;100:控制装置;101:处理单元;102、212、312、502:处理器;103、203:功能单元;104:芯片组;106、214、314、504:内存;108、510:存储器;110:网络控制器;112、520:USB控制器;114:存储卡接口;116:存储卡;118、218、318:内部总线控制器;119、121、219、221、321、421:同步计数器;120、220、320:现场网络控制器;150:同步精度管理表;152:同步精度管理模块;154:同步计数器更新模块;156:传播延迟时间测量模块;158:网络状态监测模块;160:收发模块;170:延迟时间测量帧;172:同步校正帧;200:远程IO装置;201:耦合器单元;210、310:主控制器;216、316:固件;300:伺服驱动器;330:驱动电路;350:伺服电机;400:安全IO装置;500:支持装置;506:输入部;508:输出部;512:光学驱动器;514:存储介质;518:处理器总线;530:线圈;531、532:触点;540、541、542:成员;550:功能块命令;551:轴组设定;552:同步精度确保模式;553:同步精度状态输出;560:设定画面例;561:轴组编号;562:成员设定;600:状态显示画面;602:网络结构;604:突出显示;1081、5108:用户程序;1082:系统程序;1501:通信从设备识别信息;1502:同步校正帧发送数;1503:同步精度;5104:支持程序;5106:项目数据;5110:设定信息;Td1~Td5:传播延迟时间。
Claims (10)
1.一种控制系统,其中,该控制系统具有:
通信主设备;以及
与所述通信主设备进行网络连接的1个或多个通信从设备,
所述通信主设备以及所述1个或多个通信从设备分别具有同步计数器,
所述通信主设备包含如下单元:该单元反复将表示所述通信主设备所具有的同步计数器的计数器值的第1信息经由网络发送到所述1个或多个通信从设备,
所述1个或多个通信从设备的每一个包含如下单元:该单元当接收到来自所述通信主设备的所述第1信息时,基于该接收到的第1信息,对各自的同步计数器的计数器值进行更新,
所述通信主设备包含如下单元:该单元对发送到所述1个或多个通信从设备的每一个通信从设备的所述第1信息的总数进行管理,并且基于每个通信从设备的所述第1信息的发送数,估计每个通信从设备相对于所述通信主设备的同步精度。
2.根据权利要求1所述的控制系统,其中,
所述通信主设备是能够执行用户程序的控制装置,
在所述用户程序中,能够参照针对每个通信从设备估计出的同步精度。
3.根据权利要求2所述的控制系统,其中,
针对每个通信从设备估计出的同步精度能够作为结构体变量来参照。
4.根据权利要求2所述的控制系统,其中,
在所述用户程序中,能够参照预先确定的多个通信从设备整体中的同步精度。
5.根据权利要求4所述的控制系统,其中,
所述预先确定的多个通信从设备整体中的同步精度是从功能块命令输出的。
6.根据权利要求1~5中的任意一项所述的控制系统,其中,
所述通信主设备基于相对于预先确定的发送数的、所述第1信息的发送数,决定对应的通信从设备的同步精度。
7.根据权利要求1~6中的任意一项所述的控制系统,其中,
所述通信主设备在任意的通信从设备新连接于所述网络时,重置关于该通信从设备的所述第1信息的发送数。
8.根据权利要求1~7中的任意一项所述的控制系统,其中,
所述1个或多个通信从设备的每一个基于从所述通信主设备接收到的第1信息、和预先取得的传播延迟时间,对同步计数器的计数器值进行更新。
9.一种控制系统的通信控制方法,所述控制系统具有通信主设备以及与所述通信主设备进行网络连接的1个或多个通信从设备,其中,
所述通信主设备以及所述1个或多个通信从设备分别具有同步计数器,
所述通信控制方法具有如下步骤:
所述通信主设备反复将表示所述通信主设备所具有的同步计数器的计数器值的第1信息经由网络发送到所述1个或多个通信从设备;
所述1个或多个通信从设备的每一个在接收到来自所述通信主设备的所述第1信息时,基于该接收到的第1信息,对各自的同步计数器的计数器值进行更新;
所述通信主设备对发送到所述1个或多个通信从设备的每一个通信从设备的所述第1信息的总数进行管理;以及
所述通信主设备基于每个通信从设备的所述第1信息的发送数,估计每个通信从设备相对于所述通信主设备的同步精度。
10.一种控制装置,其作为与1个或多个通信从设备进行网络连接的通信主设备发挥功能,其中,该控制装置具有:
同步计数器;以及
反复将表示所述控制装置所具有的同步计数器的计数器值的第1信息经由网络发送到所述1个或多个通信从设备的单元,
所述1个或多个通信从设备的每一个在接收到所述第1信息时,基于该接收到的第1信息,对各自的同步计数器的计数器值进行更新,
所述控制装置具有如下单元:该单元对发送到所述1个或多个通信从设备的每一个通信从设备的所述第1信息的总数进行管理,并且基于每个通信从设备的所述第1信息的发送数,估计每个通信从设备相对于所述通信主设备的同步精度。
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