JP2015229462A - Synchronization system - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、複数の装置が共通の同期信号に同期して周期的な処理を行う同期システムに係り、特に複数の安全装置が同期してサーボやインバータなどのドライブ装置の安全制御を行う同期システムに関する。 The present invention relates to a synchronization system in which a plurality of devices perform periodic processing in synchronization with a common synchronization signal, and in particular, a synchronization system in which a plurality of safety devices synchronize to perform safety control of a drive device such as a servo or an inverter. About.
各々安全装置を備えた複数の安全ドライブ装置を用い、各安全ドライブ装置の安全装置にコントローラからの安全指令を与えて安全制御を行わせる安全ドライブシステムがある。また、この種の安全ドライブシステムには、更に安全性能を高めるために、複数の安全装置が互いの状態を相互にチェックして、状態が一致しない場合に安全制御を行うようにしたものがある。そして、従来技術としては、複数の安全装置間で同期を取らずに安全制御する方法が一般的である（特許文献１）。複数の安全装置間の同期を取る技術としては、上位のコントローラから同期基準信号を出力し、下位サーボ装置ではその同期基準信号を同期補正割込みとして使用し、サーボ装置内部の定周期カウンタ値を修正して同期補正する方法が提案されている（特許文献２）。 There is a safety drive system that uses a plurality of safety drive devices each having a safety device, and performs safety control by giving a safety command from a controller to the safety device of each safety drive device. In addition, in this type of safety drive system, there is a system in which a plurality of safety devices check each other's status to perform safety control when the status does not match in order to further improve safety performance. . And as a prior art, the method of performing safety control without synchronizing between several safety devices is common (patent document 1). As a technology to synchronize multiple safety devices, a synchronization reference signal is output from the host controller, and the lower-level servo device uses the synchronization reference signal as a synchronization correction interrupt to correct the fixed-cycle counter value inside the servo device. Thus, a method of synchronous correction has been proposed (Patent Document 2).
ところで、特許文献１に開示されているように冗長化した複数の安全装置間で同期を取らない場合、安全装置の電源投入の時間差や、安全装置間の動作クロックのばらつきにより、各安全装置間で周期的な安全処理が非同期に実行される。しかし、安全制御レベルを高めるために、各安全装置間で互いの状態の一致確認をする必要がある。この場合、安全装置間で同期していないと、ウエイト時間をおいてからでないと状態一致の確認を正しくすることができないため、非常時の安全制御が遅れる。このため、安全制御が実行されるまでの遅れ分の非安全時間が生じることになり、安全性を確保することが困難である。
By the way, when synchronization is not achieved between a plurality of redundant safety devices as disclosed in
そこで、特許文献２に開示されているように、各安全装置の安全制御のための周期処理を上位のコントローラからの同期基準信号に同期させる構成を採ることが考えられる。しかし、通常、コントローラが出力する同期信号の周期は、安全ドライブ装置内のドライブ装置がモータ駆動制御などを行う周期に合わせて短くする必要がある。これに対し、安全装置の安全処理では、安全状態の複数回一致チェックやさまざまな安全状態の診断を行う。従って、安全装置による安全処理の処理周期は、同期信号の周期に比べて長くなる。このように安全処理の処理周期が同期信号の周期よりも長くなると、複数の安全装置間で処理周期の開始タイミングが不揃いとなる場合がある。
Therefore, as disclosed in
図９は安全ドライブシステムにおける複数の安全装置の動作例を示すタイムチャートである。この例では、コントローラが出力する同期信号φに対して、２台の安全装置が各々の処理周期の開始タイミングＰ１およびＰ２を同期させている。安全装置の処理周期が同期信号φの周期よりも長い場合、各安全装置の処理周期の開始タイミングは、図示の例のように同期信号φの周期単位でずれる可能性がある。そして、各安全装置の処理周期の開始タイミングが不揃いである場合には、ウエイト時間が経過してからでないと各安全装置間で互いの状態の一致確認をすることができないため、非常時の安全制御が遅れる問題が生じる。 FIG. 9 is a time chart showing an operation example of a plurality of safety devices in the safety drive system. In this example, two safety devices synchronize the start timings P1 and P2 of each processing cycle with respect to the synchronization signal φ output from the controller. When the processing cycle of the safety device is longer than the cycle of the synchronization signal φ, the start timing of the processing cycle of each safety device may be shifted in units of the cycle of the synchronization signal φ as illustrated in the example. If the start timings of the processing cycles of each safety device are not uniform, the safety devices cannot confirm the status of each other until the wait time has elapsed. There is a problem that control is delayed.
以上、複数の安全装置を有する安全ドライブシステムを例に説明したが、この問題は、この種のシステムに限らず、複数の装置が共通の同期信号に同期して周期処理を繰り返す他のシステムにおいても起こり得る問題である。 In the above, a safety drive system having a plurality of safety devices has been described as an example. However, this problem is not limited to this type of system, but in other systems in which a plurality of devices repeat periodic processing in synchronization with a common synchronization signal. Is also a possible problem.
この発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、共通の同期信号に同期し、同期信号の周期よりも長い処理周期で周期処理を実行する複数の装置を同期化させる技術的手段を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and is a technical means for synchronizing a plurality of devices that synchronize with a common synchronization signal and perform periodic processing with a processing cycle longer than the cycle of the synchronization signal. The purpose is to provide.
この発明は、各々、周期的な同期信号に同期し、該同期信号の周期のｋ倍（ｋは２以上の整数）の処理周期で周期的に動作するマスタ装置とスレーブ装置とを有し、前記マスタ装置は、当該マスタ装置の処理周期の開始タイミングを示す同期指示信号を送信する送信手段を具備し、前記スレーブ装置は、前記同期指示信号の発生タイミングの所定範囲内において発生する同期信号に当該スレーブ装置の処理周期を同期させる周期タイミング補正手段を具備することを特徴とする同期システムを提供する。 The present invention includes a master device and a slave device that are each synchronized with a periodic synchronization signal and periodically operate at a processing cycle k times (k is an integer of 2 or more) the period of the synchronization signal. The master device includes transmission means for transmitting a synchronization instruction signal indicating a start timing of the processing cycle of the master device, and the slave device generates a synchronization signal generated within a predetermined range of the generation timing of the synchronization instruction signal. Provided is a synchronization system comprising period timing correction means for synchronizing the processing period of the slave device.
この発明によれば、マスタ装置およびスレーブ装置の処理周期が同期信号の周期よりも長い場合においても、マスタ装置およびスレーブ装置の処理周期を同期信号に同期させ、かつ、マスタ装置およびスレーブ装置の処理周期を互いに同期させることができる。 According to the present invention, even when the processing cycle of the master device and the slave device is longer than the cycle of the synchronization signal, the processing cycle of the master device and the slave device is synchronized with the synchronization signal, and the processing of the master device and the slave device is performed. The periods can be synchronized with each other.
以下、図面を参照し、この発明の実施形態について説明する。
図１はこの発明による同期システムの一実施形態である安全ドライブシステムの構成を示すブロック図である。図１に示すように、この安全ドライブシステムは、コントローラ１と、サーボ、インバータなどの安全ドライブ装置３Ａ〜３Ｃと、安全ドライブ装置３Ａ〜３Ｃに各々接続された制御対象機器であるモータ４Ａ〜４Ｃを有する。図示の例では、３台の安全ドライブ装置が安全ドライブシステムに設けられているが、３台以外の安全ドライブ装置を設けてもよい。コントローラ１と安全ドライブ装置３Ａ〜３Ｃとの間にはネットワーク２が介在している。コントローラ１は、ネットワーク２を介して一定周期Ｔの同期信号φを安全ドライブ装置３Ａ〜３Ｃに供給する。また、コントローラ１と安全ドライブ装置３Ａ〜３Ｃの各々は、ネットワーク２を介してデータの授受を行う。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a safe drive system which is an embodiment of a synchronization system according to the present invention. As shown in FIG. 1, this safety drive system includes a
図１に示すように、安全ドライブ装置３Ａは、通信装置３Ａ−１と、ドライブ装置３Ａ−２と、安全装置３Ａ−３を有する。
As shown in FIG. 1, the
通信装置３Ａ−１は、コントローラ１と、ネットワーク２を介して通信するための装置である。この通信装置３Ａ−１は、コントローラ１から受信した同期信号φや通信データをドライブ装置３Ａ−２または安全装置３Ａ−３に振り分ける。また、通信装置３Ａ−１は、ドライブ装置３Ａ−２または安全装置３Ａ−３から与えられた通信データをコントローラ１に送信する。
The
ドライブ装置３Ａ−２は、例えばコントローラ１からネットワーク２、通信装置３Ａ−１を経由して受信したドライブ指令に基づいてモータ４Ａを制御する。ドライブ装置３Ａ−２は、モータ４Ａの制御を、コントローラ１からネットワーク２、通信装置３Ａ−１を経由して受信される同期信号φに同期して実行する。
The
安全装置３Ａ−３は、例えばコントローラ１からネットワーク２、通信装置３Ａ−１を経由して受信した安全指令に基づいてモータ４Ａを安全停止させる等の安全処理を実行する。さらに詳述すると、安全装置３Ａ−３は、この安全処理をコントローラ１からネットワーク２、通信装置３Ａ−１を経由して受信される同期信号φに同期し、かつ、同期信号φの周期Ｔのｋ倍（ｋは２以上の整数）の処理周期ｋＴで繰り返す。
The
以上が安全ドライブ装置３Ａの構成である。安全ドライブ装置３Ｂおよび３Ｃも、安全ドライブ装置３Ａと基本的に同様な構成を有しているが、安全ドライブ装置３Ａと安全ドライブ装置３Ｂおよび３Ｃとでは安全装置の機能が異なっている。すなわち、安全ドライブ装置３Ａの安全装置３Ａ−３はマスタ安全装置として機能するのに対し、安全ドライブ装置３Ｂおよび３Ｃの安全装置３Ｂ−３および３Ｃ−３（図示略）はスレーブ安全装置として機能する。
The above is the configuration of the
図２はマスタ安全装置３Ａ−３の構成を示すブロック図である。図２に示すように、マスタ安全装置３Ａ−３は、周期タイマ３Ａ−３−１と、同期信号取得手段３Ａ−３−２と、周期タイミング補正手段３Ａ−３−３と、マルチキャスト送信手段３Ａ−３−４とを有する。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the
周期タイマ３Ａ−３−１は、予め与えられた開始値からタイムアップ値までのカウントを繰り返すことによりマスタ安全装置３Ａ−３の安全処理の処理周期ｋＴの計時を繰り返すアップカウンタである。また、同期信号取得手段３Ａ−３−２は、コントローラ１からの同期信号φの受信時の周期タイマ３Ａ−３−１のタイマ値をキャプチャする。
The
周期タイミング補正手段３Ａ−３−３およびマルチキャスト送信手段３Ａ−３−４は、周期タイマ３Ａ−３−１のタイマ値がタイムアップ値に到達する都度起動される手段である。
Periodic timing correction means 3A-3-3 and multicast transmission means 3A-3-4 are activated whenever the timer value of
周期タイミング補正手段３Ａ−３−３は、起動される都度、その時点において同期信号取得手段３Ａ−３−２にキャプチャされたタイマ値を確認し、タイマ値に応じて周期タイマ３Ａ−３−１のタイムアップ値を変化させ、周期処理を変える。具体的には、タイムアップ値をＴＵとした場合、タイマ値が例えばＴＵ／２〜ＴＵ−α（αは十分に小さな所定値）の間の値であればタイムアップ値ＴＵを規定値から所定値ΔＴＵだけ小さくし、タイマ値が例えばα〜ＴＵ／２の間の値であればタイムアップ値ＴＵを規定値から所定値ΔＴＵだけ大きくする。
Each time the cycle
周期タイミング補正手段３Ａ−３−３は、このような処理をタイムアップの都度繰り返すことにより、周期タイマ３Ａ−３−１のタイマ値が開始値となるタイミングを同期信号φの受信タイミングに接近させ、マスタ安全装置３Ａ−３の処理周期を同期信号φに同期させる。
The cycle timing correction means 3A-3-3 repeats such processing every time up, thereby bringing the timing at which the timer value of the
マルチキャスト送信手段３Ａ−３−４は、起動される都度、マルチキャスト信号ＭＣを通信装置３Ａ−１を介して２のネットワークに送出する。上述したようにマルチキャスト送信手段３Ａ−３−４は、周期タイマ３Ａ−３−１のタイマ値がタイムアップ値に到達する都度起動される。従って、マルチキャスト送信手段３Ａ−３−４が送信するマルチキャスト信号ＭＣは、マスタ安全装置３Ａ−３の処理周期の開始タイミングを示す同期指示信号としての役割を果たす。
Each time the
図３はスレーブ安全装置３Ｂ−３の構成を示すブロック図である。なお、ここではスレーブ安全装置３Ｂ−３の構成を例示するが、スレーブ安全装置３Ｃ−３の構成も、このスレーブ安全装置３Ｂ−３と同様である。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the
図３に示すように、スレーブ安全装置３Ｂ−３は、周期タイマ３Ｂ−３−１と、同期信号取得手段３Ｂ−３−２と、マルチキャスト取得手段３Ｂ−３−４と、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３とを有する。
As shown in FIG. 3, the
周期タイマ３Ｂ−３−１は、マスタ安全装置３Ａ−３の周期タイマ３Ａ−３−１と同様、予め与えられた開始値からタイムアップ値までのカウントを繰り返すことによりスレーブ安全装置３Ｂ−３の安全処理の処理周期ｋＴの計時を繰り返すアップカウンタである。
The
同期信号取得手段３Ｂ−３−２は、コントローラ１からの同期信号φの受信時の周期タイマ３Ｂ−３−１のタイマ値Ｔ１をキャプチャする。マルチキャスト取得手段３Ｂ−３−４は、ネットワーク２から通信装置３Ｂ−１を介してマルチキャスト信号ＭＣを取得し、その時点における周期タイマ３Ｂ−３−１のタイマ値Ｔ２をキャプチャする。
The synchronization
周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、周期タイマ３Ｂ−３−１がタイムアップする都度起動される手段である。この周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、起動される都度、その時点におけるタイマ値Ｔ１およびＴ２を確認し、その結果に基づいて、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を制御する。そして、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、このタイマ値Ｔ１およびＴ２に基づくタイムアップ値の制御を繰り返すことにより、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイマ値が開始値となるタイミングをマルチキャスト信号ＭＣの発生タイミングの所定範囲内において発生する同期信号φのタイミングに同期させる。
The cycle
図４はスレーブ安全装置３Ｂ−３の動作の概略を示すタイムチャートである。この例において、同期信号φの周期はＴ、マスタ安全装置３Ａ−３およびスレーブ安全装置３Ｂ−３の処理周期の長さは４Ｔとなっている。そして、マスタ安全装置３Ａ−３のマルチキャスト送信手段３Ａ−３−４は、マスタ安全装置３Ａ−３の処理周期の開始タイミングＰｍにおいて、マルチキャスト信号ＭＣをネットワーク２に送出する。
FIG. 4 is a time chart showing an outline of the operation of the
スレーブ安全装置３Ｂ−３の周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、マルチキャスト信号ＭＣとともに発生する同期信号φにスレーブ安全装置３Ｂ−３の処理周期の開始タイミングＰｓを同期させるための同期化処理を実行する。周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、この同期化処理を２段階に分けて行う。
The cycle timing correction means 3B-3-3 of the
まず、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、周期タイマ３Ｂ−３−１が計時する処理周期の開始タイミングＰｓをマルチキャスト信号ＭＣの発生タイミングの前後所定範囲内に接近させる第１の処理を行う。この第１の処理の内容は次の通りである。
First, the cycle timing correction means 3B-3-3 performs a first process for bringing the start timing Ps of the processing cycle timed by the
まず、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、周期タイマ３Ｂ−３−１がタイムアップとなって起動された時点において、タイマ値Ｔ１およびＴ２の差分の絶対値を確認する。
First, the cycle timing correction means 3B-3-3 confirms the absolute value of the difference between the timer values T1 and T2 at the time when the
ここで、周期タイマ３Ｂ−３−１が計時する処理周期の開始タイミングＰｓがマルチキャスト信号ＭＣの発生タイミングに接近しており、マルチキャスト信号ＭＣの発生タイミングから処理周期の開始タイミング（すなわち、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３の起動タイミング）までの間に同期信号φが発生しないような場合、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３の起動タイミングにおいてタイマ値Ｔ１およびＴ２は極めて接近した値になる。
Here, the processing cycle start timing Ps timed by the
一方、周期タイマ３Ｂ−３−１が計時する処理周期の開始タイミングＰｓがマルチキャスト信号ＭＣの発生タイミングから離れており、マルチキャスト信号ＭＣの発生タイミングから処理周期の開始タイミングＰｓまでの間に例えば１〜３回に亙って同期信号φが発生しているような場合、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３の起動タイミングにおいてタイマ値Ｔ１およびＴ２間の差分は大きな値（例えばＴより大きな値）となる。
On the other hand, the start timing Ps of the processing cycle timed by the
そこで、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、第１の処理において、タイマ値Ｔ１およびＴ２の差分の絶対値を確認し、この絶対値が所定の閾値より大きい場合に、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値から所定方向に所定量だけ変化させ、周期タイマ３Ｂ−３−１が計時する処理周期の開始タイミングＰｓをマルチキャスト信号ＭＣの発生タイミングに接近させるのである。
Therefore, the cycle timing correction means 3B-3-3 confirms the absolute value of the difference between the timer values T1 and T2 in the first process, and if this absolute value is larger than a predetermined threshold value, the
図４に示す例では、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３が起動された時刻ｔ１において、タイマ値Ｔ１およびＴ２の差分が閾値よりも大きかったため、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値から所定値ΔＴａだけ減少させている。このため、スレーブ安全装置の処理周期は４ＴよりもΔＴａだけ短くなり、時刻ｔ２において周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３が起動される。
In the example shown in FIG. 4, since the difference between the timer values T1 and T2 is larger than the threshold at the time t1 when the cycle
この時刻ｔ２では、タイマ値Ｔ１およびＴ２の差分の絶対値が閾値以下となっている。従って、時刻ｔ２では、周期タイマ３Ｂ−３−１の処理周期の開始タイミングＰｓがマルチキャスト信号の発生タイミングの前後所定範囲内に接近した状態になっているといえる。そこで、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、時刻ｔ２では第１の処理を実行せず、第２の処理を実行する。
At the time t2, the absolute value of the difference between the timer values T1 and T2 is equal to or less than the threshold value. Therefore, at time t2, it can be said that the start timing Ps of the processing cycle of the
次に第２の処理について説明する。周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、この第２の処理において、タイマ値Ｔ１に基づいて、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値から所定値ΔＴｂだけ増減させ、周期タイマ３Ｂ−３−１が計時する処理周期の開始タイミングＰｓを発生する同期信号φの発生タイミングに接近させる。
Next, the second process will be described. In this second process, the cycle timing correction means 3B-3-3 increases or decreases the time-up value of the
ここで、ΔＴｂはΔＴａよりも小さな値である。また、タイムアップ値を規定値から増加させるか減少させるかは、タイマ値Ｔ１に基づいて決定する。具体的には、タイムアップ値をＴＵとした場合、例えばタイマ値Ｔ１がＴＵ／２〜ＴＵ−α（αは十分に小さな所定値）の間の値であればタイムアップ値ＴＵを規定値から所定値ΔＴＵだけ小さくし、タイマ値Ｔ１が例えばα〜ＴＵ／２の間の値であればタイムアップ値ＴＵを規定値から所定値ΔＴＵだけ大きくする。 Here, ΔTb is a value smaller than ΔTa. Whether to increase or decrease the time-up value from the specified value is determined based on the timer value T1. Specifically, when the time-up value is TU, for example, if the timer value T1 is a value between TU / 2 and TU-α (α is a sufficiently small predetermined value), the time-up value TU is set from a specified value. If the timer value T1 is a value between α and TU / 2, for example, the time-up value TU is increased from the specified value by the predetermined value ΔTU.
図４に示す例では、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３が起動された時刻ｔ２において、タイマ値Ｔ１およびＴ２の差分が閾値以下であり、タイマ値Ｔ１がＴＵ／２〜ＴＵ−αの間の値となっている。このため、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値から所定値ΔＴｂだけ減少させている。この結果、スレーブ安全装置の処理周期は４ＴよりもΔＴｂだけ短くなり、時刻ｔ３において周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３が起動される。このようにして周期タイマ３Ｂ−３−１が計時する処理周期の開始タイミングＰｓがマルチキャスト信号ＭＣとともに発生する同期信号φの発生タイミングにさらに接近する。
In the example shown in FIG. 4, at the time t2 when the cycle
しかし、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３が起動される時刻ｔ３において、タイマ値Ｔ１は、依然としてＴＵ／２〜ＴＵ−αの間の値である。そこで、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値から所定値ΔＴｂだけ減少させている。
However, at the time t3 when the cycle
この結果、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、時刻ｔ４において起動される。この時刻ｔ４において、タイマ値Ｔ１は、例えばＴＵ−α〜ＴＵの間の値である。そこで、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値とする。
As a result, the cycle
このように第２の処理が繰り返されることにより周期タイマ３Ｂ−３−１が計時する処理周期の開始タイミングＰｓがマルチキャスト信号ＭＣとともに発生する同期信号φの発生タイミングに同期する。
以上がスレーブ安全装置３Ｂ−３の動作の概略である。
By repeating the second process in this manner, the start timing Ps of the processing cycle timed by the
The above is the outline of the operation of the
次に図５〜図８を参照し、本実施形態の詳細な動作を説明する。
図５はスレーブ安全装置３Ｂ−３の同期信号取得手段３Ｂ−３−２が実行するルーチンの処理内容を示すフローチャートである。図５に示すように、同期信号取得手段３Ｂ−３−２は、常時、コントローラ１からの同期信号φが受信されるか否かの判定を行っている（ステップＳ１１）。そして、同期信号φの受信を検知した場合、同期信号取得手段３Ｂ−３−２は、その時点における周期タイマ３Ｂ−３−１のタイマ値をキャプチャし、タイマ値Ｔ１として保持する（ステップＳ１２）。
Next, the detailed operation of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 5 is a flowchart showing the processing contents of a routine executed by the synchronization signal acquisition means 3B-3-2 of the
図６はスレーブ安全装置３Ｂ−３のマルチキャスト取得手段３Ｂ−３−４が実行するルーチンの処理内容を示すフローチャートである。図６に示すように、マルチキャスト取得手段３Ｂ−３−４は、常時、マスタ安全装置３Ａ−３からのマルチキャスト信号ＭＣが受信されるか否かの判定を行っている（ステップＳ２１）。そして、マルチキャスト信号ＭＣの受信を検知した場合、マルチキャスト取得手段３Ｂ−３−４は、その時点における周期タイマ３Ｂ−３−１のタイマ値をキャプチャし、タイマ値Ｔ２として保持する（ステップＳ２２）。
FIG. 6 is a flowchart showing the processing contents of a routine executed by the multicast acquisition means 3B-3-4 of the
図７はスレーブ安全装置３Ｂ−３の周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３が実行するルーチンの処理内容を示すフローチャートである。周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップにより起動されると、まず、タイマ値Ｔ１およびＴ２の差分の絶対値ΔＴを算出する（ステップＳ３１）。次に周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、この絶対値ΔＴが閾値Ｔ／３以下か否かを判断する（ステップＳ３２）。この判断結果が「ＮＯ」である場合、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値から所定量だけ減少させる第１の処理を実行し（ステップＳ３３）、このルーチンを終了する。
FIG. 7 is a flowchart showing the processing contents of a routine executed by the cycle timing correction means 3B-3-3 of the
一方、ステップＳ３２の判断結果が「ＹＥＳ」である場合、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、以下説明するように第２の処理を実行する。まず、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、タイマ値Ｔ１が同期範囲内の値か否かを判断する（ステップＳ３４）。具体的には、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値をＴＵとした場合、タイマ値Ｔ１がＴＵ−α〜ＴＵの間の値または０〜αの間の値であるか否かを判断する。
On the other hand, when the determination result of step S32 is “YES”, the cycle
この判断結果が「ＮＯ」である場合、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、上述したようにタイマ値Ｔ１に基づいて周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値から増加させ、または減少させる（ステップＳ３５）。そして、図７に示すルーチンを終了する。
When the determination result is “NO”, the cycle
これに対し、ステップＳ３４の判断結果が「ＹＥＳ」である場合、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値とし（ステップＳ３６）、図７に示すルーチンを終了する。
On the other hand, if the determination result in step S34 is “YES”, the cycle timing correction means 3B-3-3 sets the time-up value of the
図８（ａ）および（ｂ）は本実施形態の動作例を示すタイムチャートである。図８（ａ）および（ｂ）にはコントローラ１が出力する同期信号φと、マスタ安全装置３Ａ−３が出力するマルチキャスト信号ＭＣと、スレーブ安全装置３Ｂ−３の周期タイマ３Ｂ−３−１のタイマ値ＴＣの波形が示されている。また、図８（ａ）および（ｂ）において、タイムアップ値の規定値は４Ｔである。
8A and 8B are time charts showing an operation example of the present embodiment. 8A and 8B show the synchronization signal φ output from the
図８（ａ）に示す例では、時刻ｔ１１において周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３が起動されたとき、タイマ値Ｔ１およびＴ２間の差分の絶対値はＴであり、閾値Ｔ／３より大きい。このため、時刻ｔ１１において周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、第１の処理を実行し、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値からΔＴａ＝Ｔ／２だけ減少させ、タイムアップ値を４Ｔ−Ｔ／２としている。この第１の処理が実行されると、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップのタイミングがマルチキャスト信号ＭＣとともに発生する同期信号φの発生タイミングに近づく。この例では、マルチキャスト信号ＭＣとともに発生する同期信号φの発生タイミングの後、後続の同期信号φが発生する前の時刻ｔ１２において、周期タイマ３Ｂ−３−１がタイムアップし、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３が起動される。
In the example shown in FIG. 8A, when the cycle
この時刻ｔ１２では、タイマ値Ｔ１およびＴ２間の差分の絶対値は閾値Ｔ／３以下（図示の例ではほぼ０）となっている。そこで、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、第１の処理を実行せず、第２の処理を実行する。この第２の処理において、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値からΔＴｂだけ減少させ、タイムアップ値を４Ｔ−ΔＴｂとしている。
At this time t12, the absolute value of the difference between the timer values T1 and T2 is equal to or less than the threshold T / 3 (in the illustrated example, substantially 0). Therefore, the cycle
その後、時刻ｔ１３、時刻ｔ１４においても、タイマ値Ｔ１が同期範囲内の値でないことから、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値からΔＴｂだけ減少させ、タイムアップ値を４Ｔ−ΔＴｂとしている。この処理が繰り返されることにより、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップのタイミングがマルチキャスト信号ＭＣとともに発生する同期信号φの発生タイミングに近づいてゆく。そして、タイマ値Ｔ１が同期範囲内の値になった場合、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値４Ｔとする。
Thereafter, at time t13 and time t14, since the timer value T1 is not within the synchronization range, the cycle
図８（ｂ）に示す例では、時刻ｔ２１において周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３が起動されたとき、タイマ値Ｔ１およびＴ２間の差分の絶対値は２Ｔであり、閾値Ｔ／３より大きい。このため、時刻ｔ２１において周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、第１の処理を実行し、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値からΔＴａ＝Ｔ／２だけ減少させている。この第１の処理が実行されると、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップのタイミングがマルチキャスト信号ＭＣとともに発生する同期信号φの発生タイミングに近づく。
In the example shown in FIG. 8B, when the cycle
次に時刻ｔ２２において周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップにより周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３が起動されたとき、タイマ値Ｔ１およびＴ２間の差分の絶対値はＴとなっており、依然として閾値Ｔ／３より大きい。このため、時刻ｔ２２において周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、第１の処理を実行し、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値からΔＴａ＝Ｔ／２だけ減少させている。
Next, when the cycle timing correction means 3B-3-3 is activated by the time-up of the
次に時刻ｔ２３において周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップにより周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３が起動されたとき、タイマ値Ｔ１およびＴ２間の差分は依然としてＴとなっており、閾値Ｔ／３より大きい。このため、時刻ｔ２３において周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、第１の処理を実行し、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値からΔＴａ＝Ｔ／２だけ減少させている。
Next, when the cycle timing correction means 3B-3-3 is activated due to time-up of the
次に時刻ｔ２４において周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップにより周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３が起動されたとき、タイマ値Ｔ１およびＴ２間の差分の絶対値は閾値以下（図示の例ではほぼ０）となっている。このため、時刻ｔ２３において周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、第１の処理を実行せず、第２の処理を実行し、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値からΔＴｂだけ減少させている。
Next, when the cycle
その後、時刻ｔ２５において周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップにより周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３が起動されたときも、第２の処理が実行される。
Thereafter, the second process is also executed when the cycle
このようにして周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップのタイミングがマルチキャスト信号ＭＣとともに発生する同期信号φの発生タイミングに近づいてゆく。
In this way, the timing of the time-up of the
以上のように、本実施形態によれば、コントローラ１からの同期信号φの周期Ｔよりもマスタ安全装置およびスレーブ安全装置の処理周期が長い場合であっても、マスタ安全装置の処理周期を同期信号φに同期させ、かつ、スレーブ安全装置の処理周期をマスタ安全装置の処理周期に同期させることができる。従って、例えば故障発生時に複数の安全ドライブ装置を、ほとんど時間ロス無く、同時に安全停止させることや、順番に停止させることが可能になり、安全性を高めることができる。
As described above, according to the present embodiment, even when the processing cycle of the master safety device and the slave safety device is longer than the cycle T of the synchronization signal φ from the
また、本実施形態においてスレーブ安全装置の周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、第１の処理により、処理周期の開始タイミングをマルチキャスト信号ＭＣの発生タイミングの前後所定範囲内に移動させた状態において、第２の処理により処理周期の開始タイミングを同期信号に同期させる制御を行う。このように本実施形態では、最終的に処理周期の開始タイミングを同期信号に同期させるため、処理周期の開始タイミングのジッタを少なくし、処理周期の同期化制御を安定化させることができる。さらに詳述すると、マスタ安全装置は、当該マスタ安全装置の処理周期を可変制御することにより処理周期を同期信号に同期させているため、この処理周期の開始タイミングにジッタが生じる。このため、マスタ安全装置の処理周期の開始タイミングを示すマルチキャスト信号の発生タイミングにもジッタが生じる。従って、仮にスレーブ安全装置の処理周期をマルチキャスト信号ＭＣに同期させたとすると、スレーブ装置の処理周期の開始タイミングに大きなジッタが生じ、処理周期の同期化制御が不安定になる可能性がある。しかしながら、本実施形態では、上述のように最終的には第２の処理によりスレーブ安全装置の処理周期の開始タイミングを同期信号に同期させる。従って、スレーブ安全装置の処理周期の開始タイミングのジッタを少なくし、同期化制御を安定化させることができる。 In the present embodiment, the cycle timing correction means 3B-3-3 of the slave safety device moves the start timing of the processing cycle within a predetermined range before and after the generation timing of the multicast signal MC by the first processing. The second process performs control to synchronize the start timing of the processing cycle with the synchronization signal. Thus, in this embodiment, since the start timing of the processing cycle is finally synchronized with the synchronization signal, the jitter of the start timing of the processing cycle can be reduced, and the synchronization control of the processing cycle can be stabilized. More specifically, since the master safety device synchronizes the processing cycle with the synchronization signal by variably controlling the processing cycle of the master safety device, jitter occurs at the start timing of the processing cycle. For this reason, jitter also occurs in the generation timing of the multicast signal indicating the start timing of the processing cycle of the master safety device. Therefore, if the processing cycle of the slave safety device is synchronized with the multicast signal MC, a large jitter occurs in the start timing of the processing cycle of the slave device, and the synchronization control of the processing cycle may become unstable. However, in the present embodiment, the start timing of the processing cycle of the slave safety device is finally synchronized with the synchronization signal by the second process as described above. Accordingly, it is possible to reduce the jitter at the start timing of the processing cycle of the slave safety device and stabilize the synchronization control.
また、本実施形態においてスレーブ安全装置の周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、起動される都度、常にタイマ値Ｔ１およびＴ２の差分の絶対値を確認し、絶対値が閾値よりも大きい場合に、処理周期の開始タイミングをマルチキャスト信号ＭＣの発生タイミングの前後所定範囲内に移動させる第１の処理を行う。従って、例えば同期信号が一時的にスレーブ安全装置に届かなくなって同期外れが発生し、スレーブ安全装置の処理周期の開始タイミングがマルチキャスト信号の発生タイミングから大きく離れたとしても、同期信号の供給再開後、直ちに第１の処理により処理周期の開始タイミングをマルチキャスト信号ＭＣの発生タイミングの前後所定範囲内に移動させることができる。従って、本実施形態によれば、スレーブ安全装置を同期外れから迅速に復帰させることができる。 Further, in this embodiment, the cycle timing correction means 3B-3-3 of the slave safety device always checks the absolute value of the difference between the timer values T1 and T2 every time it is activated, and when the absolute value is larger than the threshold value. Then, the first process of moving the start timing of the processing cycle to a predetermined range before and after the generation timing of the multicast signal MC is performed. Therefore, for example, even if the synchronization signal temporarily fails to reach the slave safety device and a loss of synchronization occurs, and the start timing of the processing cycle of the slave safety device is far from the generation timing of the multicast signal, The start timing of the processing cycle can be immediately moved within a predetermined range before and after the generation timing of the multicast signal MC by the first processing. Therefore, according to the present embodiment, the slave safety device can be quickly returned from being out of synchronization.
＜他の実施形態＞
以上、この発明の一実施形態を説明したが、この発明には他にも実施形態が考えられる。例えば次の通りである。
<Other embodiments>
Although one embodiment of the present invention has been described above, other embodiments are conceivable for the present invention. For example:
（１）上記実施形態における周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、タイマ値Ｔ１およびＴ２の差分の絶対値が閾値より大きい場合に、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値からΔＴａだけ減少させた。しかし、このようにする代わりに、タイマ値Ｔ１およびＴ２の差分の絶対値が閾値より大きい場合に、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値からΔＴａだけ増加させてもよい。すなわち、タイマ値Ｔ１およびＴ２の差分の絶対値が閾値より大きい期間は、規定値からの変化の方向を固定し、常に一定方向に変化させれば、マルチキャスト信号ＭＣとともに発生する同期信号φの発生タイミングから所定範囲内に周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップのタイミングを接近させることが可能である。
(1) The cycle
（２）上記実施形態における周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、タイマ値Ｔ１およびＴ２の差分の絶対値が閾値より大きい場合に、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値からΔＴａだけ減少させた。しかし、このようにする代わりに、タイマ値Ｔ２とタイムアップ値ＴＵとの差分の絶対値が閾値より大きい場合（すなわち、マルチキャスト信号の発生タイミングから処理周期の開始タイミングまでの時間差が所定値より大きい場合）に、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値ＴＵを規定値から所定方向に所定量だけ変化させてもよい。
(2) The cycle timing correction means 3B-3-3 in the above embodiment sets the time-up value of the
（３）上記実施形態における周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、タイマ値Ｔ１およびＴ２の差分の絶対値が閾値以下であり、かつ、タイマ値Ｔ１が同期範囲内でない場合に、常に周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値から所定量だけ増減した。しかし、そのようにする代わりに、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値から所定量だけ増減した後は、一旦、タイムアップ値を規定値に戻し、その後、依然としてタイマ値Ｔ１が同期範囲内でない場合には、タイムアップ値を規定値から所定量だけ増減するようにしてもよい。この態様によれば、タイマ値Ｔ１およびＴ２の差分の絶対値が閾値以下になった後の処理周期の変動を少なくし、スレーブ安全装置の動作をより安定化することができる。
(3) The cycle timing correction means 3B-3-3 in the above embodiment always uses a cycle timer when the absolute value of the difference between the timer values T1 and T2 is less than or equal to the threshold value and the timer value T1 is not within the synchronization range. The time-up value of 3B-3-1 was increased or decreased by a predetermined amount from the specified value. However, instead of doing so, after the time-up value of the
１……コントローラ、２……ネットワーク、３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，……安全ドライブ装置、４Ａ，４Ｂ，４Ｃ……モータ、３Ａ−１……通信装置、３Ａ−２……ドライブ装置、３Ａ−３……マスタ安全装置、３Ｂ−３……スレーブ安全装置、３Ａ−３−１，３Ｂ−３−１……周期タイマ、３Ａ−３−２，３Ｂ−３−２……同期信号取得手段、３Ａ−３−３，３Ｂ−３−３……周期タイミング補正手段、３Ａ−３−４……マルチキャスト送信手段、３Ｂ−３−４……マルチキャスト取得手段。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記マスタ装置は、当該マスタ装置の処理周期の開始タイミングを示す同期指示信号を送信する送信手段を具備し、
前記スレーブ装置は、前記同期指示信号の発生タイミングの所定範囲内において発生する同期信号に当該スレーブ装置の処理周期を同期させる周期タイミング補正手段を具備することを特徴とする同期システム。 Each having a master device and a slave device that operate in synchronization with a periodic synchronization signal and periodically operate at a processing cycle of k times (k is an integer of 2 or more) the period of the synchronization signal;
The master device comprises a transmission means for transmitting a synchronization instruction signal indicating the start timing of the processing cycle of the master device,
The slave system includes a cycle timing correction unit that synchronizes a processing cycle of the slave device with a synchronization signal generated within a predetermined range of the generation timing of the synchronization instruction signal.
前記周期タイミング補正手段は、前記周期タイマに計時させる処理周期を制御することにより、前記スレーブ装置の処理周期を前記同期指示信号の発生タイミングの所定範囲内において発生する同期信号に同期させることを特徴とする請求項１に記載の同期システム。 The slave device includes a cycle timer that repeats timing of the processing cycle,
The cycle timing correction means synchronizes a processing cycle of the slave device with a synchronization signal generated within a predetermined range of the generation timing of the synchronization instruction signal by controlling a processing cycle to be timed by the cycle timer. The synchronization system according to claim 1.
前記複数の安全ドライブ装置における１の安全ドライブ装置はマスタ安全装置を有し、他の安全ドライブ装置はスレーブ安全装置を有し、
前記コントローラは、周期的な同期信号を出力し、
前記マスタ安全装置および前記スレーブ安全装置の各々は、前記同期信号に同期し、かつ、前記同期信号の周期のｋ倍（ｋは２以上の整数）の処理周期で周期的に前記安全制御を行うものであり、
前記マスタ安全装置は、当該マスタ安全装置の処理周期の開始タイミングを示す同期指示信号を送信する送信手段を具備し、
前記スレーブ安全装置は、前記同期指示信号の発生タイミングの所定範囲内において発生する同期信号に当該スレーブ安全装置の処理周期を同期させる周期タイミング補正手段を具備することを特徴とする安全ドライブシステム。 In a safety drive system having a plurality of safety drive devices that perform drive control and safety control of each drive target under the control of a controller,
One safety drive device in the plurality of safety drive devices has a master safety device, and the other safety drive device has a slave safety device,
The controller outputs a periodic synchronization signal;
Each of the master safety device and the slave safety device performs the safety control periodically in synchronization with the synchronization signal and at a processing cycle of k times (k is an integer of 2 or more) the cycle of the synchronization signal. Is,
The master safety device comprises a transmission means for transmitting a synchronization instruction signal indicating the start timing of the processing cycle of the master safety device,
The slave safety device comprises a cycle timing correction means for synchronizing a processing cycle of the slave safety device with a synchronization signal generated within a predetermined range of the generation timing of the synchronization instruction signal.
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