JP2021012404A - 制御システム、サポート装置および設定プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の制御装置間で制御プログラムを自由に配置可能にする。【解決手段】制御システムは、ネットワーク（１１）接続される複数の制御装置（１００）を備え、制御装置は、制御対象（９０Ａ，９０Ｂ）の制御に関する値である制御指令を算出し更新する命令を有する制御プログラムを動作させる。サポート装置（５００）は、同一の制御指令を算出し更新する命令を有している複数の制御プログラムを、複数の制御装置のうちの１つ以上に配置するとともに、当該複数の制御プログラム間で同一の制御指令の更新が互いに競合しないように複数の制御プログラムの間で動作時間を調停する。【選択図】図１

Description

本開示は、対象を制御する制御システム、サポート装置および設定プログラムに関する。

様々な生産現場において、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）などの制御装置を用いたＦＡ（Factory Automation）システムが広く普及している。ＰＬＣは、ロボットを含むフィールド機器などの制御対象の制御プログラムを動作（実行）することにより制御対象に制御指令を与える。近年は、ＦＡシステムの規模が大きくなる傾向にあり、それに伴って、ＦＡシステムはネットワーク接続される複数のＰＬＣを備えて構成される。

複数のＰＬＣを備えるシステムとして、たとえば特開平１０−１６４１６７号公報（特許文献１）は、通信装置を介して他のプログラマブルコントローラとの間でサイクリック型通信を行うプログラマブルコントローラを開示する。

特開平１０−１６４１６７号公報

従来は、複数のＰＬＣを備えるシステムであっても、各制御プログラムに対応して、当該制御プログラムを動作させるＰＬＣは固定である。その一方で、ユーザからは、ＦＡシステムにおいて、複数のＰＬＣの間で制御プログラムを自由に配置したいとのニーズがある。

本開示は、上記のニーズに対応することができる制御システム、サポート装置および設定プログラムを提供することである。

本開示の一例にかかる制御システムは、ネットワーク接続される複数の制御装置を備える制御システムであって、制御対象の制御に関する値である制御指令を算出し更新する命令を有する制御プログラムを記憶するための各制御装置に備えられるプログラム記憶手段と、各制御装置に備えられて、当該制御装置のプログラム記憶手段の制御プログラムを動作させる動作手段と、同一の制御指令を算出し更新する命令を有している複数の制御プログラムを、複数の制御装置のうちの１つ以上に配置するとともに、当該複数の制御プログラム間で同一の制御指令の更新が互いに競合しないように複数の制御プログラムの間で動作時間を調停する調停手段と、を備える。

この開示によれば、同一の制御対象に対する制御指令を算出し更新する複数の制御プログラムを、複数の制御装置のうちの１つ以上に配置する場合であっても、複数の制御プログラム間で同一の制御指令の更新が互いに競合しないように複数の制御プログラムの間で動作時間が自動的に調停される。したがって、ユーザは競合を意識せずに、複数のＰＬＣの間で制御プログラムを自由に配置することが可能になる。

上述の開示において、調停手段は、複数の制御プログラム間で同一の制御指令の更新が互いに競合しないように複数の制御プログラムの動作時間を静的に決定する。

この開示によれば、競合を排除するように複数の制御プログラムの動作時間を静的に決定することができる。

上述の開示において、調停手段は、複数の制御プログラムを複数の制御装置に分散して配置するとともに、工程の進行に応じて、複数の制御プログラムそれぞれが順番に動作されるように、前記動作時間を調停する。

この開示によれば、競合を排除するように複数の制御プログラムの動作時間を決定する場合に、工程の進行に応じて動作時間を決定することができる。

上述の開示において、制御指令は、前記制御対象に与えられる前記制御指令を含み、調停手段は、さらに、制御対象が自己宛の制御指令を識別するための識別情報を生成する。

この開示によれば、競合しないような動作時間の調停が実施される場合に、制御対象に対しては、当該制御対象宛の制御指令を識別可能にする識別情報を生成することができる。

上述の開示において、制御対象が自己宛の前記制御指令を識別するための識別情報は、当該制御対象に対する制御指令を更新した制御プログラムの識別子を含む。

この開示によれば、制御対象が自己宛の制御指令を識別するために、制御プログラムの識別子を用いることが可能になる。

上述の開示において、制御対象が自己宛の制御指令を識別するための識別情報は、当該制御対象に対して複数の制御指令が与えられる場合に、当該複数の制御指令が当該制御対象に与えられる順序を含む。

この開示によれば、制御対象が自己宛の制御指令を識別するために、制御指令が自己に与えられるべき順序を用いることができる。

上述の開示において、複数の制御指令が当該制御対象に与えられる順序は、当該複数の制御指令を更新する複数の制御プログラムの間で調停された動作時間に基づく。

この開示によれば、制御対象に制御指令を与える順序は、制御プログラムの間で調停された動作時間に基き決定することができる。

上述の開示において、制御装置は、動作手段によって、複数の制御プログラムを、調停された動作時間に従い切替えながら動作させるとき、１の制御プログラムへの切替えを制御対象に通知し、通知は、切替後に１の制御プログラムが更新する制御指令を識別するための識別情報を含む。

この開示によれば、制御装置は、動作させる制御プログラムの切替時に、当該切替えの通知を出力し、この通知を利用して、制御対象に切替後の制御プログラムが更新する制御指令を識別するための識別情報を提供することができる。

上述の開示において、識別情報は、制御指令の種類を含む。この開示によれば、制御対象に提供し得る識別情報に、当該制御対象に与えられる制御指令に対応の種類、例えば変数の種類を含めることできる。

上述の開示において、制御に関する値は、動作時に制御プログラムが更新する変数の値を含む。この開示によれば、制御に関する値は制御プログラム動作時に更新される変数の値、例えば制御プログラム間で共有される制御対象の状態値、制御指令、指令値などを含む。

本開示にかかるサポート装置は、ネットワーク接続される複数の制御装置を備える制御システムに接続可能なサポート装置であって、各制御装置は、制御対象の制御に関する値である制御指令を算出し更新する命令を有する制御プログラムを記憶するためのプログラム記憶手段と、当該制御装置のプログラム記憶手段の制御プログラムを動作させる動作手段と、を備え、サポート装置は、同一の制御指令を算出し更新する命令を有している複数の制御プログラムを、複数の制御装置のうちの１つ以上に配置する配置手段と、複数の制御プログラム間で同一の制御指令の更新が互いに競合しないように複数の制御プログラムの間で動作時間を調停する調停手段と、を備える。

この開示によれば、同一の制御対象に対して制御指令を算出し更新する複数の制御プログラムを、複数の制御装置のうちの１つ以上に配置する場合であっても、各制御プログラムからの制御指令の更新が互いに競合しないように複数の制御プログラムの間で動作時間が自動的に調停される。したがって、ユーザは競合を意識せずに、複数の制御装置の間で制御プログラムを自由に配置することが可能になる。

本開示にかかる設定プログラムは、ネットワーク接続される複数の制御装置を備える制御システムの挙動を設定するための設定プログラムであって、各制御装置は、制御対象の制御に関する値である制御指令を算出し更新する命令を有する制御プログラムを記憶するためのプログラム記憶手段と、当該制御装置のプログラム記憶手段の制御プログラムを動作させる動作手段と、を備え、設定プログラムは、コンピュータに、同一の制御指令を算出し更新する命令を有している複数の制御プログラムを、複数の制御装置のうちの１つ以上に配置するステップと、複数の制御プログラム間で同一の制御指令の更新が互いに競合しないように複数の制御プログラムの間で動作時間を調停するステップと、を実行させる。

この開示によれば、同一の制御対象に対する制御指令を算出し更新する複数の制御プログラムを、複数の制御装置のうちの１つ以上に配置する場合であっても、各制御プログラムからの制御指令が互いに競合しないように複数の制御プログラムの間で動作時間が自動的に調停される。したがって、ユーザは競合を意識せずに、複数のＰＬＣの間で制御プログラムを自由に配置することが可能になる。

本開示によれば、制御システムの制御装置間における制御プログラムの配置の自由度を向上させることができる。

本実施の形態にかかるシステム１の全体構成を模式的に示す図である。 本実施の形態にかかるシステム１の全体構成を模式的に示す図である。 本実施の形態にかかるＰＬＣ１００の要部構成を示す模式図である。 本発明の実施の形態に係るフィールド装置９０の要部構成を模式的に示す図である。 本実施の形態にかかるサポート装置５００の構成を概略的に示す図である。 基本的な通信フレーム２０の一例を示し、図７は変数管理の「変数管理者」の切替えの通知３１を送信するための通信フレーム２０の一例を示す。 本実施の形態にかかる通信フレーム２０の構成の一例を模式的に示す図である。 本実施の形態にかかるストリームＩＤ２９を説明するための図である。 本実施の形態にかかる設定ツール６００の調停処理を模式的に示すフローチャートである。 本実施の形態にかかるＵＰＧスケジュール６５の一例を説明する図である。 本実施の形態にかかるＵＰＧスケジュール６５の一例を説明する図である。 本実施の形態にかかるＵＰＧスケジュール６５の一例を模式的に示す図である。 本実施の形態にかかるストリーム情報８７の一例を模式的に示す図である。 本実施の形態にかかるＵＰＧ６９の配置処理の一例を示すフローチャートである。 本実施の形態にかかるＵＰＧ６９に関する情報１５０の一例を示す図である。 図１５に示す変数１５３の制御指令に従い動作するフィールド装置９０を示す図である。 本実施の形態にかかるフィールド装置９０が備える機能を模式的に示す図である。 本実施の形態にかかるＰＬＣ１００が備える機能を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態にかかる静的固定モードを模式的に説明する図である。 本発明の実施の形態にかかる静的固定モードの処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態にかかる動的変動モードを模式的に説明する図である。 本発明の実施の形態にかかる動的変動モードのタイミングチャートである。 本実施の形態にかかる動的変動モードのための支援ツールの処理を模式的に示すフローチャートである。 本実施の形態にかかる動的変動モードにおけるＵＰＧ実行前の処理の一例を示すフローチャートである。 本実施の形態にかかる動的変動モードにおけるＵＰＧ実行開始時の処理の一例を示すフローチャートである。 本実施の形態にかかるＵＰＧ実行中の処理の一例を示すフローチャートである。 本実施の形態にかかるＵＰＧ実行中の処理の一例を示すフローチャートである。 本実施の形態にかかる動的変動モードにおける変数管理者切替えの処理例を模式的に示す図である。 本実施の形態にかかる管理者切替の通知３１とデバイスの動作の関連性を表形式で示す図である。 本実施の形態のＵＰＧスケジュールの他の例を模式的に示す図である。 本実施の形態にかかる動的変動モードの（第１ケース）に従うフィールド装置９０の処理の概要を示すフローチャートである。 本実施の形態にかかる動的変動モードの（第１ケース）に従うフィールド装置９０の処理の概要を示すフローチャートである。 本実施の形態にかかる（第２ケース）に従うフィールド装置９０の処理の概要を示すフローチャートである。 本実施の形態にかかる（第２ケース）に従うストリーム情報の一例を示す図である。 本実施の形態にかかる（第３ケース）に従うデバイスの処理を示すフローチャートである。 本実施の形態にかかる（第３ケース）に従うストリーム情報の一例を示す図である。 本実施の形態にかかる変数管理の概念を模式的に示す図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明に従う実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。

＜Ａ．適用例＞
まず、図１と図２を参照して、本発明が適用される場面の一例について説明する。図１と図２は、本実施の形態にかかるシステム１の全体構成を模式的に示す図である。図１を参照して、ＦＡに適用されるシステム１は、機器群３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，および３Ｄを備える。機器群３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，および３Ｄは、それぞれ、ネットワーク１１に接続されたＰＬＣ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃおよび１００Ｄと、各ＰＬＣに接続される１または複数のフィールド装置９０を備える。図１の機器群３Ａのフィールド装置９０は図２のロボット９００Ａのロボットコントローラ９０Ａを含み、機器群３Ｂのフィールド装置９０は図２のロボット９００Ｂのロボットコントローラ９０Ｂを含む。フィールド装置９０は、「制御対象」の一実施例である。

ＰＬＣ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃおよび１００Ｄは、例えば「制御装置」の一実施例であり、それぞれは同様の機能を備えるので、これらを区別しない場合はＰＬＣ１００と総称する。システム１は、また、ネットワーク１１にサポート装置５００を接続することができる。なお、システム１には、ＰＬＣ１００とネットワーク１１を介して通信するシステム１の管理用サーバが接続されてもよい。

各ＰＬＣ１００は、ネットワーク１１を介して１または複数のフィールド側のフィールド装置９０を接続する。フィールド装置９０の各々は、製造装置または生産ラインなど（以下、「フィールド」とも総称する。）に対して何らかの物理的な作用を与えるアクチュエータ、フィールドとの間で情報を遣り取りする入出力装置、およびロボット９００Ａおよび９００Ｂを制御するロボットコントローラ９０Ａ、９０Ｂなどを含む。なお、フィールド装置の種類は、これらに限定されない。ここでは、２台のロボット９００Ａ，９００Ｂを示したが、ロボットの台数は２台に限定されない。

システム１では、ＰＬＣ１００Ａのタイマ１０１Ａ、ＰＬＣ１００Ｂのタイマ１０１Ｂ、ＰＬＣ１００Ｃのタイマ１０１ＣおよびＰＬＣ１００Ｄのタイマ１０１Ｄは、互いに時刻同期されている。また、ＰＬＣ１００と、当該ＰＬＣ１００に接続される１または複数のフィールド装置９０は互いに時刻同期する。これにより、システム１では、全機器が互いに時刻同期する。

システム１では、また、ＰＬＣ１００間のネットワーク１１とフィールド側のネットワーク１１に統一した通信プロトコルが適用される。本実施の形態では、この統一した通信プロトコルとして、例えばＴＳＮ（Time-Sensitive Networking）が採用される。したがって、システム１の全デバイス（ＰＬＣ１００およびフィールド装置９０）間でデータを遣り取りする場合に、ＰＬＣ１００どうしの通信プロトコルとＰＬＣ１００とフィールド装置９０との間の通信プロトコルが異なるケースに比較して、通信プロトコルの変換を省略することができて、その分、高速に通信することができる。ＴＳＮの通信時間は、システム１の制御周期に比べて十分に短い。したがって、制御周期毎に、全デバイス間でデータを共有することが可能となる。

ＰＬＣ１００は、制御周期毎にフィールドとデータを遣り取りするＩＯリフレッシュ７２を実施するとともに、フィールドから収集したフィールド値に基づいてＵＰＧ（User Program)６９を実行する。ＵＰＧ６９は制御対象の制御に関する値である制御指令を算出し更新する命令を有する「制御プログラム」の一実施例である。フィールドから収集されるフィールド値は、制御対象の状態を示す状態値を含み得る。ＰＬＣ１００は、ＵＰＧ６９の命令を実行することにより、フィールド値に基いた制御演算処理を実行し、制御演算処理による算出値をフィールド装置９０に送信する。この算出値は、フィールド装置９０を制御するための「制御指令」の一実施例に相当する。「制御指令」は、制御に関する値であればよく、限定さないが、ＵＰＧ６９間で共有される値（例えば、制御対象の挙動を示す値（状態値）など）または制御対象に与えられる値（例えば、指令値、制御量など）を含む。

このように、ＰＬＣ１００は、制御周期毎に、フィールド装置９０からのフィールド値を収集し、ＵＰＧ６９の実行により算出された制御指令をフィールド装置９０に出力するＩＯリフレッシュ７２を実行する。システム１では、ＰＬＣ１００におけるＵＰＧ６９の制御演算処理およびＩＯリフレッシュ７２を、上記した時刻同期に基づく時間であってＰＬＣ１００とフィールド装置９０との間で共有される時間である、例えば制御周期内で実行することができる。

サポート装置５００は、ユーザがシステム１を運用するのを支援する支援ツールを提供する。支援ツールは、ＵＰＧ６９の実行環境またはＰＬＣ１００との通信環境等の準備の設定ツールを含む。支援ツールは、例えばＵＩ（User Interface）によりユーザに提供される。サポート装置５００は、ネットワーク１１に接続され得るが、ＰＬＣ１００に内蔵されてもよい。

図２では、例えば、ＰＬＣ１００Ａに接続されるロボット９００ＡとＰＬＣ１００Ｂに接続されたロボット９００Ｂは、連携動作して、ワーク９１２の加工に適用される。具体的には、加工工程では、ロボット９００Ａは、アームでトレイ９１１上のワーク９１２をつかみ(ピック：Pick)、ワーク９１２を保持している(サポート：Support)際に、保持されているワーク９１２は、ロボット９００Ｂのアームの先端に備えられた加工用キットで加工(Manufacture)されて、その後、ロボット９００Ａが、ワーク９１２を所定位置に置く(プレース：Place)。

このようなピック→サポート→加工→プレースの一連の工程では、各工程に対応したＵＰＧ６９が切替えながら実行されて、各ＵＰＧ６９から出力される制御指令が、対応の制御対象であるロボット９００Ａ，９００Ｂのロボットコントローラ９０Ａ，９０Ｂに与えられて、ロボットコントローラ９０Ａ，９０Ｂが制御指令に従い動作することにより当該工程が実施される。

システム１では、ＰＬＣ１００が実行するＵＰＧ６９として、「ピック」の制御指令を出力するＵＰＧ（１）、「サポート」の制御指令を出力するＵＰＧ（２）、「加工」の制御指令を出力するＵＰＧ（３）および「プレース」の制御指令を出力するＵＰＧ（４）を例示する。図２では、「ピック」、「サポート」および「プレース」の制御指令を受けるロボットコントローラ９０ＡはＰＬＣ１００Ａに接続されているので、制御指令の通信遅延（通信所要時間）を考慮した場合、通信遅延を最短にするには、ＵＰＧ（１）、ＵＰＧ（２）およびＵＰＧ（４）をＰＬＣ１００Ａに固定配置してＰＬＣ１００Ａで実行し、ＵＰＧ（３）をＰＬＣ１００Ｂに固定配置してＰＬＣ１００Ｂで実行するのが望ましい。

これに対して、本実施の形態にかかるシステム１では、上記に述べたようにネットワーク１１に統一プロトコルを適用することで、制御周期内（より特定的にはＩＯリフレッシュ７２の期間内）でデバイス間においてデータを共有することが可能となるから、ロボット９００Ａまたは９００Ｂの制御指令を出力するＵＰＧ６９の配置に関して、通信遅延を意識せずにいずれかのＰＬＣ１００に自由に配置することが可能となる。

サポート装置５００が提供する設定ツール６００は、ＰＬＣ１００間において自由にＵＰＧ６９の配置を決定するための配置ツール６３およびスケジュール生成ツール６４を含む。配置ツール６３は、同一の制御対象（ロボット９００Ａ）に制御指令を与えるための複数の制御プログラム（ＵＰＧ６９）を、複数の制御装置（ＰＬＣ１００）のうちの１つ以上に配置（ダウンロード）するよう決定することができる。

例えば、配置ツール６３は、まずＵＰＧ（１）について、各ＰＬＣ１００で実行された場合の通信遅延時間を測定し、通信遅延時間が最小であるＰＬＣ１００を、当該ＵＰＧ（１）のロード先として決定する。残りのＵＰＧ（２）、（３）および（４）のそれぞれについても、同様に、その通信遅延時間に基づきロード先のＰＬＣ１００を決定する。この決定に従い、図１では、ＵＰＧ（１）とＵＰＧ（２）はＰＬＣ１００Ａ、ＵＰＧ（３）はＰＬＣ１００Ｂ、ＵＰＧ（４）はＰＬＣ１００Ｄにそれぞれ配置される。このように、同一の制御対象に対して制御指令を与えるための複数のＵＰＧ（１）、ＵＰＧ（２）およびＵＰＧ（４）を、ＰＬＣ１００Ａに固定ではなく、その通信遅延時間に応じてＰＬＣ１００Ａと１００Ｄに配置することができる。なお、配置のための基準は、通信遅延時間に限定されない。

スケジュール生成ツール６４は、同一の制御指令を算出し更新する命令を有しているＵＰＧ６９間で制御指令の更新が互いに競合しないように複数のＵＰＧ６９の間で動作時間（実行される時間）を調停する「調停手段」の一実施例である。スケジュール生成ツール６４は、それぞれが同一の制御指令を算出し更新する命令を有しているＵＰＧ（１）〜（４）が実行される場合に各ＵＰＧによる制御指令の更新が互いに競合しないようにＵＰＧ（１）〜ＵＰＧ（４）が実行される動作時間を調停するＵＰＧスケジュール６５を生成する。生成されたＵＰＧスケジュール６５は、各ＰＬＣ１００に与えられる。

ＰＬＣ１００は、生成されたＵＰＧスケジュール６５に従い自己に配置されたＵＰＧを実行する。したがって、ＵＰＧ（１）〜（４）を自由に配置した場合であっても、上記の競合を回避しながら制御対象（ロボットコントローラ９０Ａ，９０Ｂ）に制御指令を与えることができる。本実施の形態では、「複数のＵＰＧ６９間で同一の制御指令の更新が互いに競合する」とは、複数のＵＰＧ６９が実行されることにより、複数のＵＰＧ６９により同一の制御指令が同時に更新（書込）される（または更新されようとする）ことを意味する。

このように、本実施の形態のシステム１では、上記の競合が回避されるから、ユーザが任意のＰＬＣ１００にＵＰＧ６９を自由に配置する場合であっても、各ＵＰＧ６９が実行されることで更新される制御指令を、制御指令の干渉を回避しながら制御対象に与えることが可能となる。本実施の形態では、制御指令の「干渉」は、同一の制御対象に対して同一種類の複数の制御指令が同時に与えられる場合を意味する。したがって、ユーザは、上述したＵＰＧ６９間の競合および制御指令間の干渉を意識せずにＵＰＧ６９を配置することが可能となり、ＵＰＧ６９の配置に関して高い自由度を得ることができる。

（ａ１．変数管理者の概念）
本実施の形態にかかるシステム１では、ＵＰＧ６９が任意のＰＬＣ１００に配置可能であることから、変数管理者はＰＬＣ１００ではなくＵＰＧ６９自身とする。この変数管理者の概念を説明する。

本実施の形態にかかるＵＰＧ６９は、いわゆる変数プログラムである。すなわち、ＵＰＧ６９は、当該プログラムが実行時に参照する入力データ（フィールド値）、出力データ（制御指令）、内部計算用データなどはデータ別に入力変数、出力変数、および一時変数などを用いて利用できるよう構成される。本実施の形態では、これら入力変数および出力変数を管理する変数管理者を、ＰＬＣ１００からＵＰＧ６９に変更する。本実施の形態では、「変数管理者」は、変数の値の書き換えの権限を有する主体を表す。

この変数管理者の切替えについて説明する。例えば、ロボット９００Ａのアームの現在位置（フィールド値）が設定される入力変数、およびロボット９００Ａのアームの位置を変更するための指令値（制御指令）が設定される出力変数は、当該変数を利用（宣言）しているＵＰＧ６９によって参照される。本実施の形態では、上記の「ピック」、「サポート」および「プレース」を実施するためのＵＰＧ（１）、ＵＰＧ（２）およびＵＰＧ（４）は、いずれも、ロボット９００Ａのアームを制御可能なように、ロボット９００Ａのアームの現在位置（フィールド値）が設定される入力変数、およびロボット９００Ａのアームの位置を変更するための指令値（制御指令）が設定される出力変数を利用し、これら変数を読書きする。したがって、「ピック」、「サポート」および「プレース」を実施するためにＵＰＧ（１）、ＵＰＧ（２）およびＵＰＧ（４）がＵＰＧスケジュール６５に従い順に実行される場合に、指令値（制御指令）が設定される出力変数の「変数管理者」は、ＵＰＧスケジュール６５に従いＵＰＧ（１）、ＵＰＧ（２）およびＵＰＧ（４）と順に切替る。このように変数管理者をＰＬＣ１００からＵＰＧ６９の変更したことに伴い、本実施の形態では、制御指令には、変数管理者（ＵＰＧ６９）の識別子を含める。したがって、制御対象は、自己宛の制御指令であるかを、当該制御指令の変数管理者の識別子に基き判定することが可能となる。

＜Ｂ．ＰＬＣ１００のハードウェア構成＞
図３は、本実施の形態にかかるＰＬＣ１００の要部構成を示す模式図である。図３を参照して、ＰＬＣ１００は、演算処理部１１０、通信回路１３０、ＤＭＡ（Direct Memory Access)コントローラ１４０、高精度なタイマ１６０、通信コントローラ１０７、ネットワーク１１を接続する通信ポート１３６および１３７、およびメモリカードインターフェイス１０８を含む。

演算処理部１１０は、プロセッサ１１２、記憶部１１４およびストレージ１１９を含む。説明の便宜上、ＰＬＣ１００には、１つのプロセッサ１１２のみを備えるが、複数のプロセッサが実装されてもよい。なお、各プロセッサは、複数のコアを有していてもよい。演算処理部１１０においては、プロセッサ１１２が１または複数のタスクを周期的に実行する。演算処理部１１０で複数のタスクが実行される場合には、それらの複数のタスクに対して、互いに異なる優先度が設定されてもよい。

プロセッサ１１２は、通信回路１３０の後述するバッファ１３２に格納された後述する通信フレーム２０（例えば、入力データ１３４、出力データ１３５）を記憶部１１４に転送する。記憶部１１４は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）またはＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）などを備えて構成され、プロセッサ１１２でのプログラムの実行に必要なワーク領域を提供する。

ストレージ１１９は、フラッシュメモリまたはハードディスクなどを備えて構成され、周辺処理プログラム１２０、上記の時刻同期を実施するための時刻同期プログラム１２１、ＩＯリフレッシュプログラム１２５、システムプログラム１２２、スケジューラ１２３、１または複数のＵＰＧ６９を含むＵＰＧライブラリ１７０、通信プログラム１２７およびコンフィギュレーション１２６などを格納する。ストレージ１１９は「プログラム記憶手段」の一実施例である。

システムプログラム１２２は、プロセッサ１１２においてＵＰＧ６９を実行するためのＯＳ（Operating System）および関数などのライブラリを含む。ＩＯリフレッシュプログラム１２５は、実行されるとＩＯリフレッシュ７２を実施する。ＩＯリフレッシュ７２では、通信回路１３０を介して受信する通信フレーム２０に含まれるフィールド値（入力データ）を演算処理部１１０に送信する。また、ＩＯリフレッシュプログラム１２５は、ＰＬＣ１００で算出される制御指令（出力データ）をフィールド装置９０へ送信する。このように、ＩＯリフレッシュプログラム１２５は、入力データおよび出力データの少なくともいずれかを転送するＩＯリフレッシュ７２を実現する。

ＵＰＧ６９は、制御対象の機械や設備に応じて任意に作成される「制御演算処理」のプログラムである。具体的には、ＵＰＧ６９は、制御対象の「シーケンス制御」のために、記憶部１１４の入力データ１３４に基づく制御指令の算出と更新を実施する命令を有する制御演算プログラムと、ロボット９００Ａ，９００Ｂなどの「モーション制御」のために、入力データ１３４に基づく制御指令の算出と更新を実施する命令を有するモーションプログラムとを含む。モーション制御は、制御対象となるサーボモータなどのアクチュエータに対して、位置、速度、加速度、角度などの数値を含む指令値を算出する。モーション制御により、ロボット９００Ａ，９００Ｂのアームに関連したサーボモータが制御されて、制御指令に従いアームが動作する。これらＵＰＧ６９の制御演算処理による制御指令などの算出値は、出力データ１３５として記憶部１１４に格納される。

通信プログラム１２７は、記憶部１１４の出力データ１３５を用いて通信フレーム２０を生成するとともに、通信フレーム２０を送受信するように通信回路１３０を制御する。通信プログラム１２７は、後述する管理者切替の通知３１を送信するための管理者切替プログラム１２８、およびストリーム処理を実施するためのストリーム処理プログラム１２９を含む。

周辺処理プログラム１２０は、ＵＰＧ６９により実施される制御演算処理などとは異なる処理であって、制御演算処理の周辺で実施される処理であり、例えばネットワーク１１を介して遣り取りされる通信フレーム２０のロギング処理などを含む。

スケジューラ１２３は、ＰＬＣ１００のプロセスまたはタスクなどに対して、優先度に従いリソース割当てや実行タイミングなどを管理するプログラムである。このような、プロセスまたはタスクは、周辺処理プログラム１２０、ＵＰＧ６９、ＩＯリフレッシュプログラム１２５、時刻同期プログラム１２１、通信プログラム１２７などが、プロセッサ１１２により実行されることにより生成され得るプロセスまたはタスクが含まれる。スケジューラ１２３は、時刻同期したタイマ１６０に従い、例えば予め定められた制御周期に基づく周期で各プログラムの実行タイミングを調整する。これにより、ＰＬＣ１００は、制御演算処理およびＩＯリフレッシュ７２を、他のＰＬＣ１００との間およびフィールド装置９０との間で同期した時刻に基づく周期でサイクリックに実施することができる。

コンフィギュレーション１２６は、ＰＬＣ１００でのプログラム実行に必要な各種設定値やネットワーク構成を定義する各種設定値を含む。コンフィギュレーション１２６は、例えば、サポート装置５００により生成されたＵＰＧスケジュール６５を含む。

通信コントローラ１０７は、ネットワーク１１または別の通信路を介してＵＰＧ６９またはＵＰＧスケジュール６５を受信する。メモリカードインターフェイス１０８は、メモリカード１１６を脱着可能に構成されており、メモリカード１１６に対してデータを書込み、メモリカード１１６から各種データ（ユーザプログラムまたはデータなど）を読出すことが可能になっている。ＵＰＧ６９またはＵＰＧスケジュール６５は、メモリカード１１６からストレージ１１９にロードされてもよい。

通信回路１３０は、ネットワーク１１を物理的に接続する通信ポート１３６および１３７を接続する。限定されないが、例えば通信ポート１３６は、他のＰＬＣ１００側に繋がるネットワーク１１が接続され、通信ポート１３７はフィールド装置９０側に繋がるネットワーク１１が接続される。通信回路１３０は、通信ポート１３６，１３７を介して他の装置と通信フレーム２０を遣り取りする。通信回路１３０は、ネットワーク１１を介して送受信される通信フレーム２０を一時的に格納するバッファ１３２を備える。バッファ１３２に一時的に格納される通信フレーム２０は、例えば、入力データ１３４および出力データ１３５を含む。

通信回路１３０は通信フレーム２０の送受信を例えば次のように実施する。通信回路１３０は、プロセッサ１１２の指令に従い、ＤＭＡコントローラ１４０を介した記憶部１１４からの出力データ１３５に基づく通信フレーム２０をコピーして、コピーを出力データ１３５としてバッファ１３２に格納するとともに、通信フレーム２０をネットワーク１１上に送信する。

また、通信回路１３０は、プロセッサ１１２の指令に従い、ネットワーク１１から到来（受信）する通信フレーム２０をコピーして、コピーを入力データ１３４としてバッファ１３２に格納するとともに、通信フレーム２０を演算処理部１１０へ出力する。この通信フレーム２０は、入力データとして記憶部１１４に格納される。

記憶部１１４には、送受信される通信フレーム２０のデータが、制御周期よりも長い期間に亘り蓄積されてもよく、直近の制御周期の通信フレーム２０のデータのみが蓄積されるとしてもよい。

本実施の形態において、ＰＬＣ１００による「ＩＯリフレッシュ７２」は、出力データ１３５（通信フレーム２０）の他の装置への送信、および他の装置からの入力データ１３４の受信のうちの少なくとも一方を含む。「ＩＯリフレッシュ７２」では、入力データ１３４はフィールド装置９０により収集されて転送されるフィールド値の通信フレーム２０に対応し、出力データ１３５は、ＰＬＣ１００のＵＰＧ６９の制御演算処理により算出された制御指令の通信フレーム２０に対応する。

ＤＭＡコントローラ１４０は、演算処理部１１０および通信回路１３０に接続され、演算処理部１１０と通信回路１３０との間で、データアクセスを高速化する機能を備える。これにより、ＩＯリフレッシュ処理時間の短縮と送信タイミングのジッタの低減が可能となる。

図３に示す構成においては、説明の便宜上、演算処理部１１０、通信回路１３０およびＤＭＡコントローラ１４０に区別した構成を描いているが、これに限られることなく任意の実装形態を採用できる。例えば、演算処理部１１０の全部または一部と通信回路１３０の全部または一部とを同一のチップ上に実装したＳｏＣ（System on Chip）で構成してもよい。あるいは、演算処理部１１０のプロセッサ１１２とＤＭＡコントローラ１４０の主要機能とを同一のチップ上に実装したＳｏＣを用いてもよい。これらの実装形態については、適宜選択可能である。

＜Ｃ．フィールド装置９０のハードウェア構成＞
図４は、本発明の実施の形態に係るフィールド装置９０の要部構成を模式的に示す図である。図４の構成は、ロボットコントローラ９０Ａ，９０Ｂにも適用することができる。図４を参照して、フィールド装置９０は、プロセッサ９１、メモリ９２、サーボモータなどを接続する通信Ｉ／Ｆ（Interface）９３、ネットワーク１１を接続する通信回路９４、ＰＬＣ１００のタイマ１６０と同様の構成を備えるタイマ９９、およびメモリカード９６が脱着可能に装着されるメモリカードインターフェイス９５を備える。このような機器はメモリカード９６を取り扱う機能および回路を備えないこともあり得る。したがって、フィールド装置９０は、メモリカード９６に関連した機能および回路を備えない装置も含み得る。

通信Ｉ／Ｆ９３は、プロセッサ９１からの指令に従い、制御対象からのフィールド値を受信するとともに、プロセッサ９１からの制御指令を制御対象に送信する。これにより、制御対象は、指令値，制御量に従い制御されて、その結果であるフィールド値を出力する。

通信回路９４は、ネットワーク１１を物理的に接続する通信ポート９７１および９７２を備える。通信回路９４は、通信ポート９７１，９７２を介して他の装置と通信フレーム２０を遣り取りする。限定されないが、通信ポート９７１はＰＬＣ１００側に繋がるネットワーク１１を接続し、通信ポート９７２はフィールド装置９０側に繋がるネットワーク１１を接続する。

また、通信回路９４は、ネットワーク１１を介して送受信される通信フレーム２０を一時的に格納するバッファ９４１を備える。バッファ９４１には、通信フレーム２０が例えば、入力データ９４４または出力データ９４３として一時的に格納される。

メモリ９２は、フラッシュメモリ、ハードディスク、ＤＲＡＭまたはＳＲＡＭなどを備えて構成され、プロセッサ９１でのプログラムの実行に必要なワーク領域を提供する。メモリ９２は、システムプログラム８１、フィールド装置９０に接続される制御対象（サーボモータ、ロボット）などを動作させるためのプログラムを含むアプリケーションプログラム８２、通信プログラム８３、プログラムを周期的に実行させるためのスケジューラ８４、後述するストリーム情報８７または動的ストリーム情報８７０を含む変数管理モジュール８５、出力データ９４３および入力データ９４４などを格納する。出力データ９４３および入力データ９４４は、通信フレーム２０に相当する。メモリ９２には、ＰＬＣ１００を経由してサポート装置５００から、またはメモリカードインターフェイス９５を介してメモリカード９６からプログラムまたはデータが格納され得る。

通信プログラム８３は、通信Ｉ／Ｆ９３および通信回路９４を制御するプログラムである。通信プログラム８３は、時刻同期を実施するための時刻同期プログラム８３１を含む。

通信回路９４は、プロセッサ９１の指令に従い、メモリ９２の出力データ９４３の通信フレーム２０をコピーして、コピーを出力データ９４３としてバッファ９４１に格納するとともに、当該通信フレーム２０をネットワーク１１上に送信する。また、通信回路９４は、プロセッサ９１の指令に従い、ネットワーク１１から到来する通信フレーム２０を受信し、当該通信フレーム２０をコピーし、コピーを入力データ９４４としてバッファ９４１に格納する。また、プロセッサ９１は、当該通信フレーム２０の入力データ９４４をメモリ９２に格納する。

＜Ｄ．サポート装置５００のハードウェア構成＞
図５は、本実施の形態にかかるサポート装置５００の構成を概略的に示す図である。図５を参照して、サポート装置５００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５０２とプログラムおよびデータを格納する格納部を備えて、プログラムに従って動作するコンピュータシステムである。格納部は、ＲＯＭ(Read Only Memory）５０３、ＲＡＭ（Random Access Memory）５０４およびＨＤＤ（Hard Disk Drive）５０５を含む。サポート装置５００は、さらに、通信コントローラ５０７およびＩ／Ｏ（Input/Output）インターフェイス５０８を含む。サポート装置５００は、さらに、キーボード５０９およびディスプレイ５１０を含む。キーボード５０９は、ユーザからのサポート装置５００に対する指示を含む入力を受付ける。当該入力を受付けるために、サポート装置５００は、マウス等の他のデバイスを含んでもよい。ディスプレイ５１０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）または有機ＥＬ（Electro Luminescence）を含み、サポート装置５００から出力される映像信号または画像信号に従う映像または画像を表示する。サポート装置５００は、外部の記憶媒体５０１を脱着自在に装着し、装着された記憶媒体５０１にプログラムおよび／またはデータを読み書きするＲ／Ｗ（リーダライタ）デバイス５０６を備える。

通信コントローラ５０７は、ネットワーク１１を介したサポート装置５００と外部デバイスとの通信を制御する。通信コントローラ５０７は、例えばＮＩＣ（Network Interface Card）を含んで構成される。Ｉ／Ｏインターフェイス５０８は、ＣＰＵ５０２とキーボード５０９およびディスプレイ５１０との間のデータの遣り取りを制御する。

ＨＤＤ５０５は、ＯＳを含むシステムプログラム７１、ＵＰＧ６９を生成するためのＵＰＧ生成プログラム６８、生成された１または複数のＵＰＧ６９、ＵＰＧスケジュール６５、ストリーム情報８７、ＵＰＧ６９の配置を決定する配置プログラム６２、ＵＰＧスケジュール６５を生成するためのスケジュール生成プログラム６６、ストリーム情報８７を生成するためのストリーム情報生成プログラム６７を含む。スケジュール生成プログラム６６は、ＵＰＧスケジュール６５において変数管理者の競合が有るか否かを判定する競合検出プログラム６１１を含む。この変数管理者の競合については後述する。スケジュール生成プログラム６６は起動されると、スケジュール生成ツール６４が提供される。

ＵＰＧ生成プログラム６８は、キーボード５０９から受け付けるユーザ操作に従いＵＰＧ６９を編集（生成）するエディタ、編集されたＵＰＧ６９をコンパイルするコンパイラ、ＵＰＧ６９を実行可能な形式に変換するビルダなどを含む。なお、ビルダが、コンパイルの機能を含んでもよい。

＜Ｅ．通信フレーム２０の構成＞
図６および図７は、本実施の形態にかかる通信フレーム２０の構成の一例を模式的に示す図である。図６は、基本的な通信フレーム２０の一例を示し、図７は変数管理の「変数管理者」の切替えの通知３１を送信するための通信フレーム２０の一例を示す。

（ｅ１．基本的な通信フレーム）
図６を参照して、基本的な通信フレーム２０は、プリアンブルを格納する領域２１、フレームの宛先２２を格納する領域、フレームの送信元を格納する領域２３、タグの領域２４、ネットワークのタイプを格納する領域２５、および誤り訂正のための領域２７を含み、さらに、転送されるべきデータ本体であるペイロード２６を格納する領域を含む。通信フレーム２０の宛先２２および領域２３の送信元は、各装置を一意に識別する情報、例えばＭＡＣ（Media Access Control address）を含む。図６の基本的な通信フレーム２０の場合は、ペイロード２６は、例えばフィールド値に相当する入力データ１３４，９４４または制御指令に相当する出力データ１３５，９４３を含む。

宛先２２の領域は、通信フレーム２０の転送を管理するためのストリームＩＤ（Identifier）２９を含む。図８は、本実施の形態にかかるストリームＩＤ２９を説明するための図である。本実施の形態では、ネットワーク１１上を転送される通信フレーム２０はフロー１２の単位で管理される。図８に示すように、ネットワーク１１に接続される装置は、通信フレーム２０の送信元（TALKER）または送信先（LISTENER）となり得る。各フロー１２は、TALKERの識別子とLISTENERの識別子の組で規定されるストリームＩＤが割当てられる。

本実施の形態では、ペイロード２６が制御指令である場合は、TALKERは、ペイロード２６（制御指令）の送信元となるＵＰＧ６９の識別子が割り当てられて、LISTENERには送信先装置（フィールド装置９０）のＭＡＣアドレスが割り当てられる。本実施の形態では、ペイロード２６がフィールド値である場合は、TALKERは、送信元の装置のＭＡＣアドレスが割り当てられて、LISTENERには送信先装置のＭＡＣアドレスが割り当てられる。したがって、各装置は、遣り取りする各通信フレーム２０を、そのストリームＩＤ２９に基き一意に識別することが可能となる。

（ｅ２．通信フレーム２０のペイロード）
例えば、図６の通信フレーム２０には、ペイロード２６として制御系データが格納され得る。ペイロード２６の領域は、制御系データのうちのフィールド値を格納する領域と、制御系データのうちの制御指令を格納する領域とを備える。

各フィールド装置９０は、ペイロード２６の領域を読み書きする場合、例えば、当該装置に個別に割当てられているオフセット（例えば、通信フレーム２０の先頭からのオフセット）に基づいたペイロード２６の領域内の位置を特定し、特定した位置でデータを読み書きする。具体的には、通信プログラム８３は、到来した通信フレーム２０のペイロード２６の領域の自装置のオフセットに基く位置から、指令値，制御量（入力データ９４４または出力データ１３５）を読出し、また、送信すべき通信フレーム２０のペイロード２６の領域のオフセットに基づく位置にフィールド値（出力データ９４３または入力データ１３４）を書込む。

一方、ＰＬＣ１００は各フィールド装置９０に割当てられたオフセット情報を記憶している。したがって、ＰＬＣ１００は、このオフセット情報に基き、到来する通信フレーム２０のペイロード２６の領域内から各フィールド装置９０のフィールド値（出力データ９４３または入力データ１３４）を読出し、また、このオフセット情報に基き、送信すべき通信フレーム２０のペイロード２６の領域内の各フィールド装置９０のオフセット位置に、制御指令（入力データ９４４または出力データ１３５）を書込むことができる。

これにより、ＰＬＣ１００は、通信フレーム２０のペイロード２６の領域に各フィールド装置９０の制御系データを読み書きでき、また、各フィールド装置９０は通信フレーム２０のペイロード２６の領域に自装置の制御系データを読み書きすることができる。

（ｅ３．「変数管理者」切替えの通知３１の通信フレーム）
図７を参照して、通信フレーム２０は、例えば、領域２３には通知３１の送信元（TALKER）の装置のＭＡＣアドレスが格納され、宛先２２の領域には通知３１の送信先（LISTENER）としてマルチキャストアドレス３０が格納され、ペイロード２６の領域には、「変数管理者」の切替えがあったことを示す通知３１を含むペイロードが格納される。本実施の形態では、宛先２２の領域にはマルチキャストアドレスが格納されるので、ネットワーク１１に接続されるデバイス（ＰＬＣ１００またはフィールド装置９０）は、図７の通知３１を格納した通信フレーム２０を受信して、通知３１から「変数管理者」の切替えがあったことを検出することができる。

＜Ｆ．支援ツール＞
サポート装置５００が提供する支援ツールを説明する。まず、各工程で実行されるＵＰＧ６９の生成と、ＵＰＧスケジュール６５およびストリーム情報８７を生成する処理を説明する。

（ｆ１．生成処理）
図９は、本実施の形態にかかる設定ツール６００の調停処理を模式的に示すフローチャートである。設定ツール６００は、同一の制御対象（フィールド装置９０）に対して制御指令を与えるための複数の制御プログラム（ＵＰＧ６９）を、複数のＰＬＣ１００のうちの１つ以上に配置するステップと、各制御プログラムからの制御指令が互いに干渉しないように複数の制御プログラムの間で動作時間を調停するステップ（Ｓ１〜Ｓ７）を実施する。配置するステップは、図１４で後述する。

サポート装置５００のＵＰＧ生成プログラム６８が起動されると、ＵＰＧ生成プログラム６８は、キーボード５０９を介したユーザ操作から、工程の定義を受付ける（ステップＳ１）。工程の定義として、例えば、「ピック（Pick）」、「サポート（Support）」、「置く（Place）」および「加工（Manufacture）」を受付ける。図１０と図１１は、本実施の形態にかかるＵＰＧスケジュール６５の一例を説明する図である。例えば、ステップＳ１では、図１０に示すように、工程Pick、Support、ManufactureおよびPlaceのうち、工程Pick、SupportおよびPlaceは制御対象（ロボット９００Ａ）に割り当てられて、工程Manufactureは制御対象（ロボット９００Ｂ）に割り当てられる。

スケジュール生成プログラム６６が起動されて、スケジュール生成プログラム６６は、キーボード５０９を介したユーザ操作から、ステップＳ１で定義された工程を実施するためのスケジュールを受付ける（ステップＳ３）。スケジュールは、例えばＵＰＧ６９の実行の順序（各ＵＰＧ６９が実行される時間、実行のタイミングなど）を示す。

ＵＰＧ生成プログラム６８は、キーボード５０９を介したユーザ操作から、ステップＳ１で定義された各工程に対応したＵＰＧ６９を生成する（ステップＳ５）。これにより、ＵＰＧ６９としてＵＰＧ（１）〜（４）が生成されて、ＨＤＤ５０５に格納される。

スケジュール生成プログラム６６の競合検出プログラム６１１は、ステップＳ３でユーザから受付けたスケジュールに基づき、各ＵＰＧ６９が実行される時間において、当該ＵＰＧ６９と他のＵＰＧ６９との間において変数管理者が競合しているか否かを判定する（ステップＳ７）。すなわち、調停の要否の有無が判定される。

競合検出プログラム６１１は、変数管理者が競合していると判定すると（ステップＳ７でＹＥＳ）、ディスプレイ５１０を介して当該競合を解消するようなスケジュールの設定をユーザに促す情報を表示し、ステップＳ３に戻る。ステップＳ３では、スケジュール生成プログラム６６は、ユーザから、競合を解消するようなスケジュールを受付けることができる。

競合検出プログラム６１１は、変数管理者が競合していないと判定すると（ステップＳ７でＮＯ）、スケジュール生成プログラム６６は、ステップＳ３で受付けたユーザ操作に従い、競合のないＵＰＧスケジュール６５を生成し、ストリーム情報生成プログラム６７は、図１１のストリーム情報８７を生成する（ステップＳ９）。サポート装置５００は、生成されたＵＰＧスケジュール６５およびストリーム情報８７はＨＤＤ５０５に格納するか、またはＰＬＣ１００，フィールド装置９０に転送（ダウンロード）する。

（ｆ２．変数管理者競合の検出と動作時間の調停）
本実施の形態では、同一の制御対象に与える制御指令（指令値）が設定される１の出力変数に対応の変数管理者（ＵＰＧ６９）が２つ以上ある場合に、この２つ以上のＵＰＧ６９が動作する時間が重複する（例えば、同じ時間に実行される）ことを、「変数管理者の競合」という。「変数管理者の競合」する場合、同一の制御指令を算出し更新する命令を有している複数のＵＰＧ６９が、同一の制御指令の更新を互いに競合して実施する事態が発生する。したがって、本実施の形態では、「変数管理者の競合」を回避することによって、複数のＵＰＧ６９が、同一の制御指令の更新を互いに競合して実施する事態を回避することができる。例えば、図１１のＵＰＧスケジュール６５では、破線矢印で示すＵＰＧ（４）が実行される時間は、ＵＰＧ（２）が実行される時間と重複しており、ＵＰＧ（２）とＵＰＧ（４）の間で「変数管理者の競合」が生じている。

競合検出プログラム６１１は、ＵＰＧスケジュール６５から「変数管理者の競合」の有無を検出する。具体的には、競合検出プログラム６１１は、ステップＳ５で生成された各ＵＰＧ６９から、当該ＵＰＧ６９で利用（宣言）されている出力変数名を抽出する。そして、ステップＳ５で生成されたＵＰＧ６９のうち、抽出した出力変数名のうち共通の変数名を利用（宣言）している２以上のＵＰＧ６９があるか否かを判定する。競合検出プログラム６１１は、ＵＰＧスケジュール６５において、これら２以上のＵＰＧ６９が実行される時間（工程）が同じか（重複するか）否かを判定する。競合検出プログラム６１１は、これら２以上のＵＰＧ６９が実行される時間が同じ（重複する）であると判定すると、競合検出プログラム６１１は、「変数管理者の競合」を検出する。

変数管理者が競合しているＵＰＧスケジュール６５に従って、ＵＰＧ６９が実行される場合は、同一の制御対象に対して同一の出力変数に対応した複数の制御指令が同時に与えられることになり、制御指令が互いに干渉する。この「干渉」が生じると、干渉する制御指令が与えられた制御対象は、いずれの制御指令に従い動作するべきかを判定できなくなり誤動作する可能性がある。

したがって、本実施の形態では、制御指令の「干渉」を防止するために、スケジュール生成プログラム６６によるＵＰＧスケジュール６５の生成時に、競合検出プログラム６１１が「変数管理者の競合」を検出したときは、ユーザ操作などに基き、スケジュール生成プログラム６６は「変数管理者の競合」が解消されるようにＵＰＧスケジュール６５を生成（変更）する。例えば、図１１のＵＰＧ（４）が実行される時間を、矢印１１１Ａの時間から矢印１１１Ｂの時間に変更される。このように、スケジュール生成ツール６４（スケジュール生成プログラム６６）は、各ＵＰＧスケジュール６５からの制御指令が互いに干渉しないように複数のＵＰＧスケジュール６５の動作時間を静的に決定することができる。

したがって、配置ツール６３（配置プログラム６２）によりＵＰＧ６９が任意のＰＬＣ１００に自由に配置されるとしても、スケジュール生成ツール６４は「変数管理者の競合」がないＵＰＧスケジュール６５を生成するので、ＰＬＣ１００はＵＰＧスケジュール６５に従ってＵＰＧ６９を実行することで、各ＵＰＧ６９からの制御指令が互いに干渉しないように複数のＵＰＧ６９の間で動作時間を調停しながら実行することができる。

＜Ｇ．ＵＰＧスケジュール６５とストリーム情報８７の一例＞
図１２は、本実施の形態にかかるＵＰＧスケジュール６５の一例を模式的に示す図である。図１２のＵＰＧスケジュール６５は、例えば、ＵＰＧ（１）、ＵＰＧ（２）およびＵＰＧ（４）の情報を有し、ＵＰＧ（１）、ＵＰＧ（２）およびＵＰＧ（４）は、制御指令が設定される同一の出力変数（ａ，ｂ）を利用する。図１２を参照して、ＵＰＧスケジュール６５は、各ＵＰＧ６９に対応して、当該ＵＰＧ６９が動作する順序に相当する実行の時間６５１と、ＵＰＧ６９の識別子６５２、当該ＵＰＧ６９で利用されている出力変数６５３、および出力変数６５３に設定される制御指令を転送する通信フレーム２０を識別するためのストリームＩＤ６５４を有する。ストリームＩＤ６５４は、対応のＵＰＧ毎の各出力変数に対応して定義される。また、ＵＰＧスケジュール６５は、各ＵＰＧ６９に関連付けてフラグ６５５を有する。フラグ６５５は対応のＵＰＧ６９が動作しない（実行されない）とき０にセットされて、動作（実行）中は１にセットされる。

図１２に示されるように、スケジュール生成プログラム６６は、ＵＰＧスケジュール６５において、複数のＵＰＧスケジュール６５を複数のＰＬＣ１００に分散して配置される場合に、工程の進行に応じて、複数のＵＰＧスケジュール６５のそれぞれが順番に動作するように、時間６５１の動作時間を調停している。

図１２では、ロボット９００ＡのＵＰＧ（１）、ＵＰＧ（２）およびＵＰＧ（４）のＵＰＧスケジュール６５を示したが、ロボット９００ＢのＵＰＧ（３）のＵＰＧスケジュール６５も同様の構成を有する。図１２のＵＰＧスケジュール６５に従えば、各ＰＬＣ１００は、各ＵＰＧ６９からの制御指令が互いに干渉しないように複数のＵＰＧ６９の間で動作時間を調停することができる。

ＵＰＧスケジュール６５が生成されるとき、ストリーム情報生成プログラム６７は、制御対象であるフィールド装置９０が自己宛の制御指令を識別するための識別情報に相当するストリーム情報８７を生成する。

図１３は、本実施の形態にかかるストリーム情報８７の一例を模式的に示す図である。図１３を参照して、ストリーム情報８７は、ＵＰＧスケジュール６５から抽出された情報であって、ＵＰＧスケジュール６５の出力変数６５３のそれぞれに対応して生成される。各変数に対応のストリーム情報８７は、当該変数の制御指令を算出するＵＰＧ６９毎に時間８７１とストリームＩＤ８７２からなる組を含む。各組は当該ＵＰＧ６９が動作する（実行される）時間８７１と、当該変数の通信フレーム２０のストリームＩＤ８７２を含む。時間８７１はＵＰＧスケジュール６５の時間６５１に対応し、ストリームＩＤ８７２はＵＰＧスケジュール６５のストリームＩＤ６５４に対応する。ストリーム情報８７は、制御対象（ロボット９００Ａ，９００Ｂのロボットコントローラ９０Ａ，９０Ｂ）に転送（ダウンロードなど）される。

ストリーム情報８７は、フィールド装置９０が、いつ、どのＵＰＧ６９から、どの変数を受信するべきかを判定するための情報、時間８７１、ストリームＩＤ８７２を含む。時間８７１は、フィールド装置９０に対して複数の制御指令が与えられる場合に、当該複数の制御指令が当該フィールド装置９０に与えられる順序を含む概念を示す。この順序は、これら複数の制御指令を出力する複数のＵＰＧスケジュール６５の間で調停された動作時間（時間Ｔ１−Ｔ２、時間Ｔ２-Ｔ３、時間Ｔ３-Ｔ４）に基づいている。

ストリームＩＤ８７２は、ＵＰＧ６９の識別子と制御指令の識別子を含む。制御指令の識別子は、制御指令の種類を含んでおり、この制御指令の種類は、ＵＰＧ６９が動作時に当該ＵＰＧ６９によりアクセスされる変数（より具体的には制御指令が書込みされる変数）の値を含んでいる。

フィールド装置９０は、ストリーム情報８７に示された時間８７１で受信した通信フレーム２０のストリームＩＤ２９を、時間８７１に対応のストリームＩＤ８７２と照合し、一致しない場合は、フィールド装置９０は当該通信フレーム２０（すなわち制御指令）を破棄することができる。これにより、フィールド装置９０は、ネットワーク１１上を送信される通信フレーム２０のうちから、ＵＰＧスケジュール６５に従って指定された時間において、指定されたＵＰＧ６９が算出した制御指令を有した通信フレーム２０を抽出することが可能となる。したがって、本実施の形態では、ＵＰＧ６９は任意のＰＬＣ１００に自由に配置されるが、その場合であっても、フィールド装置９０は制御指令の「干渉」による誤動作を確実に回避できる。

＜Ｈ．ＵＰＧ６９の配置＞
図１４は、本実施の形態にかかるＵＰＧ６９の配置処理の一例を示すフローチャートである。図１５は、本実施の形態にかかるＵＰＧ６９に関する情報１５０の一例を示す図である。図１５の情報１５０は、配置されるべき各ＵＰＧ６９に対応して、その識別子１５１、当該ＵＰＧ６９の実行に要する実行時間１５２、および当該ＵＰＧ６９で出力される制御指令の変数１５３を有する。情報１５０は、サポート装置５００のＨＤＤ１５０に格納される。

図１６は、図１５に示す変数１５３の制御指令に従い動作するフィールド装置９０を示す図である。図１６では、図１５のＵＰＧ６９の変数１５３のそれぞれが、いずれのフィールド装置９０に与えられる制御指令に対応する変数であるかが例示されている。図１４のフローチャートに従えば、図１０に示すように、同一の制御対象（ロボットコントローラ９０Ａ）に対して制御指令を与えるための複数の制御プログラム（ＵＰＧ（１）、ＵＰＧ（２）およびＵＰＧ（４））を、複数の制御装置（ＰＬＣ１００）のうちの１つ以上に任意に配置することができる。

図１５および図１６を参照して、図１４にフローチャートに従う処理を説明する。配置プログラム６２が起動されると配置ツール６３が動作する。配置ツール６３は、実行時間が最大の識別子１５１に対応のＵＰＧ６９（ここではＵＰＧ-ｍａｘという）を、ＨＤＤ５０５のＵＰＧ６９のうちから選択する（ステップＴ３）。

配置ツール６３は、例えば図１５の実行時間１５２の場合、（ｔ１＜ｔ２＜ｔ３）に従い、ＵＰＧ-ｍａｘとしてＵＰＧ（３）を選択する。

配置ツール６３は、各ＰＬＣ１００に、選択されたＵＰＧ-ｍａｘをダウンロードし、各ＰＬＣ１００はダウンロードされたＵＰＧ-ｍａｘを実行し、通信遅延時間を算出（計測）し、算出された通信遅延時間をサポート装置５００に送信する（ステップＴ５）。通信遅延時間を算出後に、ＰＬＣ１００はダウンロードされたＵＰＧ-ｍａｘを削除する。

例えば、通信遅延時間の算出として、各ＰＬＣ１００にＵＰＧ-ｍａｘをダウンロードした時の各変数の通信遅延時間の最大値を算出する。ここでは、ネットワーク１１を介した隣接するデバイス間の通信遅延時間は１stepとする。

ＰＬＣ１００ＡにＵＰＧ-ｍａｘをダウンロードした場合、ＵＰＧ（３）が算出する変数ａ３、ｂ３およびｃ３の通信遅延時間は、それぞれ、ａ３：３steps、ｂ３：５steps、ｃ３：６stepsであるので、６stepsが抽出される。

ＰＬＣ１００ＢにＵＰＧ-ｍａｘをダウンロードした場合、ＵＰＧ（３）が算出する変数ａ３、ｂ３およびｃ３の通信遅延時間は、それぞれ、ａ３：４steps、ｂ３：４steps、ｃ３：５stepsであるので、５stepsが抽出される。

ＰＬＣ１００ＣにＵＰＧ-ｍａｘをダウンロードした場合、ＵＰＧ（３）が算出する変数ａ３、ｂ３およびｃ３の通信遅延時間は、それぞれ、ａ３：５steps、ｂ３：３steps、ｃ３：４stepsであるので、５stepsが抽出される。

ＰＬＣ１００ＤにＵＰＧ-ｍａｘをダウンロードした場合、ＵＰＧ（３）が算出する変数ａ３、ｂ３およびｃ３の通信遅延時間は、それぞれ、ａ３：６steps、ｂ３：４steps、ｃ３：３stepsであるので、６stepsが抽出される。

配置ツール６３は、各ＰＬＣ１００から受信した通信遅延時間のうちから、最大値が最小であるＰＬＣ１００を決定する（ステップＴ７，Ｔ９）。上記の例に従えば、配置ツール６３は、ＰＬＣ１００ＢとＰＬＣ１００Ｃを抽出する。このように複数のＰＬＣ１００が抽出された場合は、配置ツール６３は、例えばメモリの空き領域の大きい方をＵＰＧ-ｍａｘのダウンロード（配置）先と決定する。配置ツール６３は、例えば、ＰＬＣ１００ＢをＵＰＧ-ｍａｘのダウンロード先と決定する。

配置ツール６３は、決定されたＰＬＣ１００にＵＰＧ-ｍａｘをダウンロードする（ステップＴ１１）。このように、ＵＰＧ６９がダウンロードされるＰＬＣ１００を決定すること、または決定されたＰＬＣ１００のＵＰＧ６９をダウンロードすることをＵＰＧ配置と呼ぶ。

配置ツール６３は、情報１５０の情報１５１が示すＵＰＧ６９のうち、ＵＰＧ配置が実施されていない、いわゆる残りのＵＰＧ６９があるか否かを判定する（ステップＴ１３）。配置ツール６３は、残りのＵＰＧ６９があると判定すると（ステップＴ１３でＹＥＳ）、ステップＴ３に戻り、残りのＵＰＧ６９についてステップＴ３以降の処理を実施する。配置ツール６３は、残りのＵＰＧ６９はないと判定すると（ステップＴ１３でＮＯ）、処理を終了する。

図１４の処理によれば、ＨＤＤ５０５のＵＰＧ６９を、最適なＰＬＣ１００にダウンロードできる。すなわち、その実行時間が長いＵＰＧ６９から順番に、その通信遅延時間が最短となるＰＬＣ１００を配置することができる。なお、本実施の形態では、通信遅延時間に基づきＵＰＧ６９のダウンロード先のＰＬＣ１００を決定したが、決定する方法は通信遅延時間に基づく方法に限定されない。

＜Ｉ．フィールド装置９０とＰＬＣ１００の機能構成＞
図１７は、本実施の形態にかかるフィールド装置９０が備える機能を模式的に示す図である。図１７の機能は、ロボットコントローラ９０Ａ，９０Ｂも同様に備える。

図１７を参照して、フィールド装置９０は、アプリケーションプログラム８２を実行するアプリ処理部９０１、スケジューラ８４に対応のスケジューリング処理部９０２、アプリケーションプログラム８２によりアクセス（読出または書込）されるデータ（制御指令またはフィールド値を含む）の変数を管理する変数管理処理部９０３、フィールド装置９０と外部機器との通信を通信プロトコルに従い通信プログラム８３を実行するための通信基本処理部９０６を含む。変数管理処理部９０３は変数管理モジュール８５に対応する。

変数管理処理部９０３は、ストリーム処理プログラム８９を実行する。変数管理処理部９０３は、ストリーム情報８７に基づき自己宛の制御指令（変数）のストリーム（通信フレーム２０）を検出して受信する受信変数／ストリーム確認処理部９０４、および測定（検出）したフィールド値のストリーム（通信フレーム２０）を生成するストリーム生成処理部９０５、およびストリーム情報登録部９１０を含む。ストリーム情報登録部９１０は、ストリーム情報８７をメモリ９２に登録（格納）する。通信プログラム８３に対応の通信基本処理部９０６は、ストリーム（通信フレーム２０）を送受信するための送信処理部９０７および受信処理部９０８、ならびに時刻同期プログラム８３１に対応の時刻同期処理部９０９を含む。

図１８は、本実施の形態にかかるＰＬＣ１００が備える機能を模式的に示す図である。図１８を参照して、ＰＬＣ１００は、ダウンロード（配置）されたＵＰＧ６９を格納するためのＵＰＧライブラリ１７０、スケジューラ１２３に対応するスケジューリング処理部１７１、変数管理処理部１７３および通信プログラム１２７に対応の通信基本処理部１７６を含む。

スケジューリング処理部１７１は、ＵＰＧ６９を含む各種アプリケーションプログラムを周期的に実行するよう実行タイミングを調整する。スケジューリング処理部１７１は、ＵＰＧスケジュール６５に従いＵＰＧライブラリ１７０のＵＰＧ６９を周期的に実行するよう実行タイミングを調整するＵＰＧスケジューリング処理部１７２を含む。ＵＰＧスケジューリング処理部１７２は、管理者切替プログラム１２８に対応の管理者切替部１８０を含む。管理者切替部１８０は、変数管理者の切替の処理を実施する。

変数管理処理部１７３は、ストリーム処理プログラム１２９を実行する。変数管理処理部１７３は、ストリーム情報８７に基づき自己宛のストリーム（通信フレーム２０）を検出して受信する受信変数／ストリーム確認処理部１７４、およびＵＰＧ６９を実行することで算出された制御指令のストリーム（通信フレーム２０）を生成するストリーム生成処理部１７５を含む。通信基本処理部１７６は、ストリーム（通信フレーム２０）を送受信するための送信処理部１７７および受信処理部１７８、および時刻同期プログラム１２１に対応の時刻同期処理部１７９を含む。

＜Ｊ．ＵＰＧが変数を管理する態様＞
本実施の形態では、システム１のＵＰＧ６９による変数管理者のモードは、（静的固定）、（静的変動）および（動的変動）のモードを含む。ユーザは、サポート装置５００を操作することにより、いずれか１つのモードを指定することができる。各モードについて説明する。

（ｊ１．静的固定モード）
静的固定のモードでは、ある１の出力変数は、１つのＵＰＧ６９により書き換えられるようＵＰＧスケジュール６５が静的に設定される。図１９は、本発明の実施の形態にかかる静的固定モードを模式的に説明する図である。図２０は、本発明の実施の形態にかかる静的固定モードの処理の一例を示すフローチャートである。ここでは、ＵＰＧ６９１は、ＰＬＣ１００Ａに接続されたロボット９００Ａのアーム位置の出力変数を、ＵＰＧスケジュール６５に従い、Pick、SupportおよびPlaceの順に制御周期に同期して算出し、算出された出力変数の値（制御指令）の通信フレーム２０を生成し、ロボットコントローラ９０Ａに送信する。また、ＵＰＧ６９２は、ＰＬＣ１００Ｂに接続されたロボット９００ＢにManufactureのアーム位置の変数に対応の制御指令をＵＰＧスケジュール６５に従い、制御周期に同期して算出し、ロボット９００Ｂのロボットコントローラ９０Ｂに送信する。図１９では、作業Ｃおよび作業Ｄのそれぞれの制御指令を算出するＵＰＧ６９は、算出した制御指令を、ＰＬＣ１００Ｃおよび１００Ｄそれぞれに接続されたロボットのロボットコントローラに与える。

本実施の形態では、ＵＰＧ生成プログラム６８が起動されて、ＵＰＧ生成プログラム６８によりＵＰＧ６９が生成される場合に、スケジュール生成プログラム６６は、指定された静的固定モードに従う処理を実施する。

図２０を参照して、ＵＰＧ生成プログラム６８により、ユーザ操作に従いＵＰＧ６９（例えば、ＵＰＧ（１）〜ＵＰＧ（４））が生成されるとともに、スケジュール生成プログラム６６によりＵＰＧスケジュール６５が、およびストリーム情報生成プログラム６７によりストリーム情報８７がそれぞれ生成される（ステップＳ１０）。このとき、競合検出プログラム６１１が起動されて、起動された競合検出プログラム６１１は、ＵＰＧスケジュール６５に基づき、変数管理者の競合があるか否かを判定する（ステップＳ１３）。

具体的には、競合検出プログラム６１１は、ロボット９００Ａのアームの位置を示す制御指令（指令値）が設定される同一出力変数の変数管理者が競合するか（ＵＰＧ（１）、ＵＰＧ（２）およびＵＰＧ（４）を含むＵＰＧ６９１が並行して複数実行される）否かを判定する（ステップＳ１３）。具体的には、競合検出プログラム６１１は、情報１５０のＵＰＧ６９１の変数１５３の全ての変数について変数管理者が競合するか否かを判定する。いずれかの出力変数について変数管理者が競合すると判定されると（ステップＳ１３でＮＯ）、ステップＳ１０に移行し、変数管理者の競合を回避するようにＵＰＧプログラム６９、ＵＰＧスケジュール６５およびストリーム情報８７が生成される。

競合検出プログラム６１１は、全ての出力変数について変数管理者の競合はないと判定すると（ステップＳ１３でＹＥＳ）、ＵＰＧ６９とＵＰＧスケジュール６５をＰＬＣ１００にダウンロードし、ストリーム情報８７をロボットコントローラ９０Ａ，９０Ｂを含むフィールド装置９０に配置（ダウンロード）する（ステップＳ１５）。

（ｊ２．静的変動モード）
静的変動モードでは、ある１つの変数は複数のＵＰＧ６９によって書き換えられる。静的変動モードに従うＵＰＧプログラム６９の作成、ユーザ操作に従いＵＰＧスケジュール６５およびストリーム情報８７を生成する方法は、図９に示された処理と同様であるので、説明は繰り返さない。

（ｊ３．動的変動モード）
上記の静的固定モードおよび静的変動モードでは、ＵＰＧスケジュール６５が生成されたときに取得されるストリーム情報８７が、各フィールド装置９０に予め設定されて（静的に設定されて）、設定されたストリーム情報８７に基きフィールド装置９０は自己宛のストリームＩＤに一致する通信フレーム２０を受信する。

これに対して、動的変動モードでは、各フィールド装置９０は静的に設定されるストリーム情報８７を有しない。具体的には、フィールド装置９０は、ＵＰＧスケジュール６５に従いＰＬＣ１００において動作中において、ＵＰＧスケジューリング処理部１７２によるＵＰＧ６９の切替え（すなわち、変数の変数管理者の動的切替え）に従って、管理者切替部１８０が出力する管理者切替の通知３１に基づき、動的ストリーム情報８７０を取得する。動的変動モードでも上記の「調停手段」が提供されて、この「調停手段」は、管理者切替部１８０を含むＵＰＧスケジューリング処理部７１を含んで構成される。

動的変動のモードでは、ある１の変数は複数のＵＰＧ６９により書換え可能である。図２１は、本発明の実施の形態にかかる動的変動モードを模式的に説明する図である。図２２は、本発明の実施の形態にかかる動的変動モードのタイミングチャートである。図２１を参照して、ＰＬＣ１００Ａに接続されたロボット９００ＡにPick、SupportおよびPlaceの例えばアーム位置の変数に対応の制御指令を出力（書換）するＵＰＧ６９として、ＵＰＧ（１）、ＵＰＧ（２）およびＵＰＧ（４）が生成される。ＰＬＣ１００Ｂに接続されたロボット９００ＢにManufactureのアーム位置の変数に対応の制御指令を出力（書換）するＵＰＧ６９として、ＵＰＧ（３）が生成される。図２２は、図２１のシステム１のために生成されたＵＰＧスケジュール６５と、ＵＰＧ６９が動作中にフィールド装置９０に送信されるストリーム情報８７の一例が模式的に示される。

図２２を参照して、動的変動モードにおいて、ＵＰＧスケジュール６５に従う変数管理者切替のスケジューリングを説明する。まず、ＵＰＧ（１）の実行（動作）が完了後、次位のＵＰＧ６９を実行するための実行指示２１１を生成する（図２２のステップ（１））。この実行指示２１１は、次位のＵＰＧ６９の識別子６５２および次位のＵＰＧ６９の実行開始時間２２１を含む。本実施の形態では「次位のＵＰＧ」とは、あるＵＰＧの実行が完了したときに、次に実行されるべきＵＰＧを示す。

ＰＬＣ１００は、次位のＵＰＧ６９が自ＰＬＣ１００内のＵＰＧライブラリ１７０にあるときは、タイマ１６０が実行開始時間２２１を計時したとき、実行指示２１１に従い次位のＵＰＧ６９を実行する（図２２のステップ（２））。

ＰＬＣ１００は、次位のＵＰＧ６９が自ＰＬＣ１００内のＵＰＧライブラリ１７０にない、すなわち次位のＵＰＧ６９が他のＰＬＣ１００が有すときは、実行指示２１１を当該他のＰＬＣ１００に、例えばマルチキャストアドレスで通知する。他のＰＬＣ１００では、受信した実行指示２１１に従い、実行開始時間２２１を計時したとき、自ＰＬＣ１００のＵＰＧライブラリ１７０内の次位のＵＰＧ６９を実行する（図２２のステップ（３））。

本実施の形態では、複数の関連するＵＰＧ６９の実行完了を待って実行されるべき次位のＵＰＧ６９は、複数の関連ＵＰＧ６９の実行が完了したときに実行される。具体的には、ＰＬＣ１００は、全ての関連ＵＰＧ６９に対応の実行指示２１１を受信した後、受信した実行指示２１１に従い、次位のＵＰＧ６９を実行する（図２２のステップ（４））。この場合、次位のＵＰＧ６９を実行開始する時間は、受信した各実行指示２１１が指定する実行開始時間２２１のうち、最も遅い時間に対応する。

ＰＬＣ１００は、実行するべきＵＰＧ６９を次位のＵＰＧ６９に切替える時に、管理者切替の通知３１をネットワーク１１上にマルチキャストで送信する。また、通知３１を送信するとき、ＰＬＣ１００は切替後の１のＵＰＧ６９（次位のＵＰＧ６９）が出力する制御指令を有した通信フレーム２０を識別するためのストリーム情報８７と、そのストリームＩＤ２９を持つストリーム（通信フレーム２０）の受信を開始する時間の情報をフィールド装置９０に送信する。フィールド装置９０（ロボットコントローラ９０Ａ，９０Ｂを含む）は通知３１を受信したときに、ＰＬＣ１００から受信するストリーム情報８７を受信し、切替後にネットワーク１１上を送信される通信フレーム２０のうちから、ストリーム情報に基き、自己宛ての制御指令を有した通信フレーム２０を選択的に受信することができる。

図２３は、本実施の形態にかかる動的変動モードのための支援ツールの処理を模式的に示すフローチャートである。図２３の処理は、図９のステップＳ９をステップＳ９ａに変更している。図２３の他の処理は図９と同様であるので説明は繰り返さない。

ステップＳ９ａでは、ステップＳ１〜ステップＳ７で生成されたＵＰＧ６９と静的に設定されたＵＰＧスケジュール６５がＰＬＣ１００にダウンロードされる（ステップＳ９ａ）。

（ｊ３−１．実行前の処理）
図２４は、本実施の形態にかかる動的変動モードにおけるＵＰＧ実行前の処理の一例を示すフローチャートである。図２４を参照して、例えばシステム１の起動時などシステム１でＵＰＧ６９が実行される前に、各ＰＬＣ１００は配置ツール６３により決定されたＵＰＧ６９とＵＰＧスケジュール６５を受信し（ステップＳ２０）、受信したＵＰＧ６９をＵＰＧライブラリ１７０に格納するとともに、ＵＰＧスケジュール６５をストレージ１１９に格納する（ステップＳ２１，Ｓ２２）。

（ｊ３−２．ＵＰＧ６９を実行開始時の処理）
図２５は、本実施の形態にかかる動的変動モードにおけるＵＰＧ実行開始時の処理の一例を示すフローチャートである。図２５を参照して、動的変動モードにおいて、ＰＬＣ１００が起動されると、ＰＬＣ１００は初期実行ＵＰＧ６９が、ＵＰＧスケジュール６５に登録されているか否かを判定する（ステップＳ２３）。具体的には、演算処理部１１０は、ＵＰＧスケジュール６５から初期実行ＵＰＧフラグをもとに最初に実行すべきＵＰＧ６９を検索する。演算処理部１１０は、検索により最初に実行すべきＵＰＧ６９がＵＰＧスケジュール６５に登録されていないと判定すると（ステップＳ２３でＮＯ）、図２５の処理を終了する。

一方、演算処理部１１０は、初期実行ＵＰＧ６９はＵＰＧスケジュール６５に登録されていると判定すると（ステップＳ２３でＹＥＳ）、初期実行ＵＰＧ６９を実行対象のＵＰＧ６９と決定し（ステップＳ２５）、ＵＰＧスケジューリング処理部１７２は当該ＵＰＧ６９の実行開始時間２２１を算出する（ステップＳ２７）。例えば、実行開始時間２２１は、（実行開始時間＝タイマ１６０が出力する現在時間＋ＵＰＧ６９の実行間隔）に基づき算出される。ここで、ＵＰＧ６９の実行間隔は、制御周期に同期した所定周期に対応する間隔である。

ＵＰＧスケジューリング処理部１７２は、ステップＳ２７で算出された実行開始時間２２１に初期実行ＵＰＧ６９を実行開始させるための実行指示２１１を生成し（ステップＳ２９）は、生成された実行指示２１１をスケジューリング処理部１７１に登録する（ステップＳ３１）。

管理者切替部１８０は、実行されるべきＵＰＧ６９の切替えがあったことを示す管理者切替えの通知３１を有する通信フレーム２０を生成し、通信基本処理部１７６を介してネットワーク１１上にマルチキャストで送信する（ステップＳ３２）。これにより、ＰＬＣ１００は初期実行ＵＰＧ６９を実行するとき、変数管理者の切替えがあったことをシステム１の全てのデバイスに通知することができる。また、ＰＬＣ１００は、制御対象であるフィールド機器９０に、特定のストリーム情報の通信フレーム２０を、実行指示２１１に含まれる実行開始時間２２１の時間から処理を開始すべきことを通知する。

スケジューリング処理部１７１は、タイマ１６０が、当該登録された実行指示２１１の実行開始時間２２１を計時したことを検出すると、初期実行ＵＰＧ６９を実行させるために、ＵＰＧライブラリ１７０の初期実行ＵＰＧ６９に実行命令を通知する（ステップＳ３３）。

（ｊ３−３．ＰＬＣ１００が内部から実行指示を受付けるケース）
図２６は、本実施の形態にかかるＵＰＧ実行中の処理の一例を示すフローチャートである。図２６を参照して、ＰＬＣ１００が、自ＰＬＣ１００のＵＰＧライブラリ１７０のＵＰＧ６９を実行して、その実行完了に伴い実行指示２１１が出力される場合を説明する。

ＰＬＣ１００がＵＰＧ６９を実行時において、ＵＰＧスケジューリング処理部１７２はスケジューリング処理部１７１からＵＰＧ６９の実行完了の通知を受信するか否かを判定する（ステップＳ３５）。スケジューリング処理部１７１は実行中のＵＰＧ６９の実行完了の通知を受信しないと判定する（ステップＳ３５でＮＯ）間は、ステップＳ３５が繰り返される。一方、スケジューリング処理部１７１は、実行完了の通知を受信したと判定すると（ステップＳ３５でＹＥＳ）、ＵＰＧスケジューリング処理部１７２は、ＵＰＧスケジュール６５を検索し、検索の結果に基づき、ＵＰＧスケジュール６５に次位のＵＰＧ６９が登録されているか否かを判定する（ステップＳ３７）。

ＵＰＧスケジューリング処理部１７２は、ＵＰＧスケジュール６５に次位のＵＰＧ６９が登録されていないと判定すると（ステップＳ３７でＮＯ）、ユーザまたは他のＰＬＣ１００に異常を通知する（ステップＳ５７）。その後、図２６の処理を終了する。一方、ＵＰＧスケジューリング処理部１７２は、ＵＰＧスケジュール６５に次位のＵＰＧ６９が登録されていると判定すると（ステップＳ３７でＹＥＳ）、次位のＵＰＧ６９を実行対象のＵＰＧ６９として決定する（ステップＳ３９）。その後、スケジューリング処理部１７１は、ステップＳ２７およびＳ２９と同様に実行開始時間２２１を算出し、算出された実行開始時間２２１を含む実行指示２１１を生成する（ステップＳ４１，Ｓ４３）。

ＵＰＧスケジューリング処理部１７２は、実行対象に決定したＵＰＧ６９（次位のＵＰＧ６９）がＵＰＧライブラリ１７０に有るか否かを判定する（ステップ４５）。具体的は、ＵＰＧスケジューリング処理部１７２は、当該ＵＰＧ６９の識別子６５２に基づきＵＰＧライブラリ１７０を検索し、検索の結果に基づき当該判定を実施する（ステップ４５）。この場合、次位のＵＰＧ６９として、ＵＰＧライブラリ１７０からＵＰＧ（２）が検索される。

ＵＰＧスケジューリング処理部１７２は、図１２のＵＰＧスケジュール６５に従い、ＵＰＧ（１）に続く次位のＵＰＧ（２）は自ＰＬＣ１００内のＵＰＧライブラリ１７０に有ると判定し（ステップＳ４５でＹＥＳ）、ステップＳ４７に移行する。一方、ＵＰＧスケジューリング処理部１７２は、次位のＵＰＧ（２）は自ＰＬＣ１００内のＵＰＧライブラリ１７０にないと判定すると（ステップＳ４５でＮＯ）、ステップＳ４９に移行する。

ＵＰＧスケジューリング処理部１７２は、次位のＵＰＧ（２）の実行指示２１１をスケジューリング処理部１７１に登録し（ステップＳ４７）、ステップＳ４９に移行する。これにより、ステップＳ３１およびＳ３２と同様に、スケジューリング処理部１７１は、登録された実行指示２１１に基づき、実行指示２１１が示す実行開始時間２２１になると、ＵＰＧライブラリ１７０の次位のＵＰＧ（２）に実行命令を通知する。

ステップＳ４９では、ＵＰＧスケジューリング処理部１７２は、ステップＳ４５の判定結果に基き、次位のＵＰＧ（２）は他のＰＬＣ１００に有るか否かを判定する（ステップＳ４９）。ＵＰＧスケジューリング処理部１７２は、次位のＵＰＧ（２）は他のＰＬＣ１００にない（すなわち、自ＰＬＣ１００のＵＰＧライブラリ１７０に有る）と判定したとき（ステップＳ４５でＮＯ、ステップＳ４９でＮＯ）、ステップＳ５５に移行する。ステップＳ５５では、管理者切替部１８０は、ステップＳ３３と同様に管理者切替の通知３１を有した通信フレーム２０を生成し、通信基本処理部１７６を介して、ネットワーク１１上にマルチキャストにより送信する。

ＵＰＧスケジューリング処理部１７２は、次位のＵＰＧ（２）は自ＰＬＣ１００内のＵＰＧライブラリ１７０にあると判定すると（ステップＳ４５でＹＥＳ、ステップＳ４９でＮＯ）、まず、ＵＰＧ（２）は他のＰＬＣ１００に有ると判定されて（ステップＳ４９でＹＥＳ）、変数管理処理部１７３は、上記の管理者切替の通知３１が送信されたとき（ステップＳ５０）、ストリーム情報８７を格納する通信フレーム２０を生成し（ステップＳ５１）、生成した通信フレーム２０をネットワーク１１上に送信する（ステップＳ５３）。

（ｊ３−４．ＰＬＣ１００が他のＰＬＣ１００から実行指示を受付けるケース）
図２７は、本実施の形態にかかるＵＰＧ実行中の処理の一例を示すフローチャートである。図２７を参照して、ＰＬＣ１００が、他のＰＬＣ１００から次位のＵＰＧ６９の実行指示２１１を受付ける場合を説明する。

通信基本処理部１７６は、ネットワーク１１を介して外部のＰＬＣ１００から実行指示２１１を受信するか否かを判定する（ステップＳ６０）。通信基本処理部１７６は、ネットワーク１１を介して実行指示２１１を受信しないと判定するときは（ステップＳ６０でＮＯ）、ステップＳ６０を繰返す。

通信基本処理部１７６は、ネットワーク１１を介して実行指示２１１を受信したと判定すると（ステップＳ６０でＹＥＳ）、ＵＰＧスケジューリング処理部１７２は、受信した実行指示２１１の識別子６５２に基きＵＰＧライブラリ１７０を検索し、検索結果に基き、次位のＵＰＧ６９がＵＰＧライブラリ１７０に登録されているかを判定する（ステップＳ６３）。

ＵＰＧスケジューリング処理部１７２は、次位のＵＰＧ６９はＵＰＧライブラリ１７０に登録されていないと判定すると（ステップＳ６３でＮＯ）、実行指示２１１をスケジューリング処理部１７１に登録（出力）しない（ステップＳ６７）、次位のＵＰＧ６９はＵＰＧライブラリ１７０に登録されていると判定すると（ステップＳ６３でＹＥＳ）、実行指示２１１をスケジューリング処理部１７１に登録する（ステップＳ６５）。

図２７の処理によれば、マルチキャストで送信された実行指示２１１を複数のＰＬＣ１００が受信した場合、実行指示２１１が示す次位のＵＰＧ６９が自己のＵＰＧライブラリ１７０にあるＰＬＣ１００においてのみ、当該実行指示２１１に従い次位のＵＰＧ６９を実行することが可能となる。

（ｊ４．実行指示と変数管理者の切替えの連動）
図２８は、本実施の形態にかかる動的変動モードにおける変数管理者切替えの処理例を模式的に示す図である。図２８では、ＰＬＣ１００Ａ、１００Ｂおよび１００ＣがＵＰＧ６９を実行可能であり、ＰＬＣ１００ＡのＵＰＧライブラリ１７０はＵＰＧ（１）とＵＰＧ（２）を有し、ＰＬＣ１００ＢのＵＰＧライブラリ１７０はＵＰＧ（４）を有し、ＰＬＣ１００ＣのＵＰＧライブラリ１７０はＵＰＧ（４）を有しない。図１２に示すようにＵＰＧスケジュール６５では、時間６５１によってＵＰＧ（１）→ＵＰＧ（２）→ＵＰＧ（４）の実行順序が指定されている。

動的変動モードにおいて、ＰＬＣ１００ＡにおいてＵＰＧ（１）は、実行完了すると完了通知２２０を出力し、ＵＰＧスケジューリング処理部１７２は当該完了通知２２０を受けると、ＵＰＧスケジュール６５のＵＰＧ（１）のフラグ６５５を「０」にセットする（ステップ（１））。

スケジューリング処理部１７１は、ＵＰＧスケジュールＵＰＧスケジュール６５に従い次位のＵＰＧ（２）を特定し、特定した次位のＵＰＧ（２）の実行指示２１１を生成する。ＵＰＧスケジューリング処理部１７２は、次位のＵＰＧ（２）がＰＬＣ１００ＡのＵＰＧライブラリ１７０にある場合は、実行指示２１１をスケジューリング処理部１７１に登録する（ステップ（２））。

スケジューリング処理部１７１は、登録された実行指示２１１が示す実行開始時間２２１になったとき、ＵＰＧライブラリ１７０の次位のＵＰＧ（２）に実行命令を出力する（ステップ（３））。

一方、次位のＵＰＧ（２）はＵＰＧライブラリ１７０にない場合は、ＵＰＧスケジューリング処理部１７２は実行指示２１１をネットワーク１１上にマルチキャストで送信する（ステップ（４））。

ＰＬＣ１００ＢおよびＰＬＣ１００Ｃは、ネットワーク１１上の実行指示２１１を受信する。ＰＬＣ１００ＢおよびＰＬＣ１００Ｃのうち、ＰＬＣ１００Ｂは、受信した実行指示２１１が有する識別子６５２に対応のＵＰＧ（２）（次位のＵＰＧ６９）を自己のＵＰＧライブラリ１７０に有ると判定する。ＰＬＣ１００Ｂは、ＰＬＣ１００Ａと同様に、受信した実行指示２１１が示す実行開始時間２２１になったとき、対応のフラグ６５５を「１」にセットして、ＵＰＧライブラリ１７０の次位のＵＰＧ（２）に実行命令を出力する（ステップ（５））。一方、ＰＬＣ１００Ｃは、ネットワーク１１を介して実行指示２１１を受信するが、実行指示２１１が有する識別子６５２に対応の次位のＵＰＧ（２）を有しないので、ＰＬＣ１００Ｃは、マルチキャストされた実行指示２１１を受信しても、当該実行指示２１１に従った動作を実施しない（ステップ（７））。

また、ＰＬＣ１００Ａの管理者切替部１８０は、ステップ（３）またはステップ（４）を実施後に、管理者切替の通知３１の通信フレーム２０を生成しマルチキャストでネットワーク１１上に送信する（ステップ（６））。

図２８の処理によれば、ＵＰＧスケジュール６５に従い、ＵＰＧスケジューリング処理部１７２が次位のＵＰＧ（２）の実行指示２１１を出力するときは、管理者切替部１８０が管理者切替の通知３１をネットワーク１１上にマルチキャストで送信する。これにより、他のデバイス（ＰＬＣ１００とフィールド装置９０）は、管理者切替えの通知３１を受信することで、他のＰＬＣ１００（図２８でＰＬＣ１００Ａ）で実行されるＵＰＧ６９が次位のＵＰＧ６９（図２８でＵＰＧ（２））に切替えられたことを検出することができる。

＜Ｋ．管理者切替の通知３１とデバイスの動作＞
図２９は、本実施の形態にかかる管理者切替の通知３１とデバイスの動作の関連性を表形式で示す図である。図２９の表は、第１ケース、第２ケースおよび第３ケースのそれぞれに対応して、通知３１の内容とデバイス（フィールド装置９０）が予め有する情報および動作（挙動）からなる組を示す。図２９を参照して、第１ケース、第２ケースおよび第３ケースの通知３１は、いずれも、次位のＵＰＧ６９の実行開始時間２９１と出力変数のデータ（制御指令）の通信に利用するストリームＩＤ２９２を有する。

図３０は、本実施の形態のＵＰＧスケジュールの他の例を模式的に示す図である。サポート装置５００のスケジュール生成プログラム６６は、ユーザ操作に従い、動的変動モードに対応した図３０のＵＰＧスケジュール６５Ａを生成する。生成されたＵＰＧスケジュール６５Ａは、各ＰＬＣ１００にダウンロードされる。

図３０を参照して、ＵＰＧスケジュール６５Ａは、各ＵＰＧ６９について情報を格納する。ＵＰＧ６９の情報は、ＵＰＧの実行順序に対応するＵＰＧ番号６６６、ＵＰＧ６９の識別子６５２、ＵＰＧスケジュール６５Ａに従い最初に実行されるべきＵＰＧ６９を指定するための初期実行フラグ６６７、前ＵＰＧ番号６６８、後ＵＰＧ番号６６９、出力変数６５３およびストリームＩＤ６５４を含む。前ＵＰＧ番号６６８および後ＵＰＧ番号６６９は、それぞれ、対応のＵＰＧ６９の前および後に実行されるＵＰＧ６９のＵＰＧ番号６６６を示す。以下に動的変動モードにおける図２９の第１ケース、第２ケースおよび第３ケースをそれぞれ説明する。

（ｋ１．第１ケース）
図３１および図３２は、それぞれ、本実施の形態にかかる動的変動モードの（第１ケース）に従うフィールド装置９０の処理の概要を示すフローチャートである。図３１は、本実施の形態にかかる（第１ケース）に従う処理の概要を示す。図３１を参照して、フィールド装置９０のストリーム情報登録部９１０は、通信基本処理部９０６を介して、管理者切替の通知３１を受信するか否かを判定する（ステップＳ７０）。

ストリーム情報登録部９１０は、通知３１を受信しないと判定する場合（ステップＳ７０でＮＯ）、ステップＳ７０の判定を繰返すが、通知３１を受信したと判定する場合（ステップＳ７０でＹＥＳ）、ステップＳ７１に移行する。

ストリーム情報登録部９１０は、受信した通知３１の実行開始時間２９１とストリームＩＤ２９２を、動的ストリーム情報８７０としてメモリ９２に格納する（ステップＳ７１）。

このように、フィールド装置９０にストリーム情報８７が静的に設定されない場合でも、フィールド装置９０は、ＵＰＧ６９が実行中に管理者切替の通知３１に受信することにより、動的ストリーム情報８７０を取得することができる。

図３２を参照して、図３１の処理により取得された動的ストリーム情報８７０に基いた処理の一例を説明する。まず、フィールド装置９０の通信基本処理部９０６は、ストリームＩＤ２９を格納した通信フレーム２０を受信するか否かを判定し（ステップＳ７３）、当該通信フレーム２０を受信していないと判定する（ステップＳ７３でＮＯ）間は、ステップＳ７３の処理を繰返す。

一方、通信基本処理部９０６は、ストリームＩＤ２９を格納した通信フレーム２０を受信したと判定すると（ステップＳ７３でＹＥＳ）、受信変数／ストリーム確認処理部９０４は、受信した通信フレーム２０のストリームＩＤ２９を動的ストリーム情報８７０のストリームＩＤ２９２と照合し、両者は一致しているか否かを判定する（ステップＳ７５）。

受信変数／ストリーム確認処理部９０４は、受信した通信フレーム２０のストリームＩＤ２９は、動的ストリーム情報８７０のストリームＩＤ２９２と不一致と判定すると（ステップＳ７５でＮＯ）、当該通信フレーム２０を破棄し（ステップＳ８３）、処理を終了する。

一方、受信変数／ストリーム確認処理部９０４は、受信した通信フレーム２０のストリームＩＤ２９は動的ストリーム情報８７０のストリームＩＤ２９２と一致すると判定すると（ステップＳ７５でＹＥＳ）、当該通信フレーム２０を処理する。

具体的には、受信変数／ストリーム確認処理部９０４は、タイマ９９が計時する現在時間は、動的ストリーム情報８７０の実行開始時間２９１以後の時間を示すか（すなわち、現在時間は実行開始時間２９１を経過しているか）を判定する（ステップＳ７７）。

受信変数／ストリーム確認処理部９０４は、現在時間は実行開始時間２９１を経過していないと判定すると（ステップＳ７７でＮＯ）、実行開示時間前の受信である旨を、通信フレーム２０を利用してＰＬＣ１００に通知する（ステップＳ８１）。

一方、受信変数／ストリーム確認処理部９０４は、現在時間は実行開始時間２９１を経過していると判定すると（ステップＳ７７でＹＥＳ）、通信フレーム２０のペイロード２６の制御指令を取得して入力データ９４４に設定する（ステップＳ７９）。これにより、プロセッサ９１は入力データ９４４の制御指令に従いサーボモータなどを動作させる。

（ｋ２．第２ケース）
図３３は、本実施の形態にかかる（第２ケース）に従うフィールド装置９０の処理の概要を示すフローチャートである。図３４は、本実施の形態にかかる（第２ケース）に従うストリーム情報の一例を示す図である。上記に述べた第１ケースでは、フィールド装置９０にはストリーム情報８７は静的に設定されなかった（すなわち、ＵＰＧ６９の実行に先立ってダウンロードされない）が、第２ケースでは、フィールド装置９０は、図３４に示すように、ストリーム情報８７のうちストリームＩＤ８７２のみが静的に設定されている。

図３３を参照して、デバイスのストリーム情報登録部９１０は、通信基本処理部９０６を介して、管理者切替の通知３１を受信するか否かを判定し（ステップＳ７０）、通知３１を受信しないと判定する場合（ステップＳ７０でＮＯ）、ステップＳ７０の判定を繰返すが、通知３１を受信したと判定する場合（ステップＳ７０でＹＥＳ）、ステップＳ７０ａに移行する。

ストリーム情報登録部９１０は、受信した通知３１が示すストリームＩＤ２９２は、静的に（予め）設定されている図３４のストリームＩＤ８７２と一致するかを判定する（ステップＳ７０ａ）。ストリーム情報登録部９１０は、不一致を判定すると（ステップＳ７０ａでＮＯ）、通知３１の送信元のＰＬＣ１００宛に異常通知を送信する（ステップＳ７０ｂ）。

一方、ストリーム情報登録部９１０は、受信した通知３１が示すストリームＩＤ２９２は図３４のストリームＩＤ８７２と一致すると判定すると（ステップＳ７０ａでＹＥＳ）、ステップＳ７１において、一致した図３４のストリームＩＤ８７２に通知３１の実行時間２９１を対応付けてメモリ９２に格納する（ステップＳ７１）。これにより動的ストリーム情報８７０（実行時間２９１およびストリームＩＤ８７２）がメモリ９２に格納される。

第２ケースのように、フィールド装置９０は、ストリームＩＤ８７２のみが静的に設定される場合であっても、ネットワーク１１を介してＰＬＣ１００から送信された管理者切替の通知３１を受信することにより、動的ストリーム情報８７０を取得することができる。

図３３の処理により取得された動的ストリーム情報８７０に基いた、フィールド装置９０における通信フレーム２０の受信処理は、図３２の処理と同様であるから説明は繰返さない。

（ｋ３．第３ケース）
図３５は、本実施の形態にかかる（第３ケース）に従うデバイスの処理を示すフローチャートである。図３６は、本実施の形態にかかる（第３ケース）に従うストリーム情報の一例を示す図である。第３ケースでは、フィールド装置９０のメモリ９２には、図３６に示す１以上のストリームＩＤ８７２と、１以上のストリームＩＤ８７２のそれぞれに対応した順番８７３が格納される。順番８７３は、対応のストリームＩＤ８７２の通信フレーム２０がネットワーク１１上を転送される相対的な順番を示す。

図３５を参照して、デバイスのストリーム情報登録部９１０は、通信基本処理部９０６を介して、管理者切替の通知３１を受信するか否かを判定し（ステップＳ７０）、通知３１を受信しないと判定する場合（ステップＳ７０でＮＯ）、ステップＳ７０の判定を繰返すが、通知３１を受信したと判定する場合（ステップＳ７０でＹＥＳ）、ステップＳ７０ａに移行する。

ストリーム情報登録部９１０は、受信した通知３１が示すストリームＩＤ２９２は図３４のストリームＩＤ８７２と一致するかを判定し（ステップＳ７０ａ）、不一致と判定すると（ステップＳ７０ａでＮＯ）、通知３１の送信元のＰＬＣ１００宛に異常通知を送信する（ステップＳ７０ｂ）。

一方、ストリーム情報登録部９１０は、受信した通知３１が示すストリームＩＤ２９２は図３４のストリームＩＤ８７２と一致すると判定すると（ステップＳ７０ａでＹＥＳ）、ステップＳ７０ｃに移行する。

ステップＳ７０ｃにおいて、ストリーム情報登録部９１０は、ＰＬＣ１００からのストリームＩＤ２９２（通知３１）を受信する順番が、図３６の順番８７３に従う順番（例えば、昇順）に整合しているかを判定する。例えば、受信した順番が、順番８７３の１→３→２などであった場合、ストリーム情報登録部９１０は、ストリームＩＤ２９２の受信順番が、図３６の順番８７３に従う順番に整合していないと判定し（ステップＳ７０ｃでＮＯ）、ステップＳ７０ｂに移行する。

一方、ストリーム情報登録部９１０は、ＰＬＣ１００からの通知３１（ストリームＩＤ２９２）の受信順番が、図３６の順番８７３に従っていると判定すると（ステップＳ７０ｃでＹＥＳ）、ステップＳ７１に移行する。ステップＳ７１では、一致した図３６のストリームＩＤ８７２に通知３１の実行時間２９１を対応付けてメモリ９２に格納する（ステップＳ７１）。これにより動的ストリーム情報８７０（実行時間２９１およびストリームＩＤ８７２）がメモリ９２に格納される。

第３ケースのように、フィールド装置９０は、ストリームＩＤ８７２のみを格納する場合であっても、その順番８７３に従い受信する通知３１に基づき動的ストリーム情報８７０を取得することができる。

図３５の処理により取得されたストリーム情報８７に基いた、デバイスにおける通信フレーム２０の受信処理は、図３２の処理と同様であるから説明は繰返さない。

＜Ｌ．変数とその管理方法＞
ＵＰＧ６９がアクセスする変数と、その管理方法を説明する。図３７は、本実施の形態にかかる変数管理の概念を模式的に示す図である。図３７を参照して、ＵＰＧ６９が実行時にアクセスする変数の管理について説明する。図３７では、第１のＰＬＣ１００のＵＰＧライブラリ１７０はＵＰＧ（１）とＵＰＧ（２）を有し、第２のＰＬＣ１００のＵＰＧライブラリ１７０はＵＰＧ（４）を有する。実行中にＵＰＧ６９がアクセス（読込/書込）する変数のデータは、変数管理処理部１７３によって入力データ１３４または出力データ１３５として管理される。変数管理処理部１７３が管理するデータの変数は、各ＵＰＧ６９のローカル変数と、複数のＵＰＧ６９がアクセス可能なグローバル変数とを含む。あるＵＰＧ６９は、他のＵＰＧ６９のローカル変数にアクセスすることはできない（禁止される）。あるＵＰＧ６９は、他のＵＰＧ６９があるグローバル変数にアクセスしていない場合、当該グローバル変数にアクセスすることができるが、他のＵＰＧ６９があるグローバル変数にアクセスしている場合に、当該グローバル変数にアクセスすることはできない（禁止（５））。図３７では、ＵＰＧ（２）は、ＵＰＧ（１）のローカル変数（１）をアクセスすることはできず（禁止（４））、同様に、ＵＰＧ（１）はＵＰＧ（２）のローカル変数（２）をアクセスすることはできない。

変数管理処理部１７３は、ＵＰＧ６９からローカル変数のアクセス要求を受付けると、受付けたアクセス要求に従いローカル変数のデータをアクセスする（ローカル変数アクセス（１））。また、変数管理処理部１７３は、ＵＰＧ６９からグローバル変数のアクセス要求を受付けると、他のＵＰＧ６９が実行中でないとき、受付けたアクセス要求に従いグローバル変数のデータをアクセスする（グローバル変数アクセス（２））。例えば、変数管理処理部１７３は、フラグ６５５に基き、他のＵＰＧ６９が実行中であるか否かを判定することができる。なお、ＵＰＧ６９からのローカル変数およびグローバル変数へのアクセス要求は、いずれもスケジューリング処理部１７２を経由せずに変数管理処理部１７３に与えられる。

変数管理処理部１７３は、ＵＰＧ（１）またはＵＰＧ（２）の実行中にグローバル変数アクセス（２）によりグローバル変数の書換え（書込み）が実施される都度、第１のＰＬＣ１００と第２のＰＬＣ１００との間でグローバル変数の同期（処理（３））を実施する。具体的には、同期処理では、第１のＰＬＣ１００の変数管理処理部１７３は、第２のＰＬＣ１００のグローバル変数の値が、第１のＰＬＣ１００のグローバル変数の書換え後の値を示すように書換えの要求を送信する。この書換えの要求は、グローバル変数は制御指令が設定される変数であるとき、ペイロード２６に書換え後のグローバル変数の値（制御指令）を有した図６の通信フレーム２０が第１のＰＬＣ１００からネットワーク１１上に送信される。第２のＰＬＣ１００の変数管理処理部１７３は、受信した通信フレーム２０のペイロード２６の値を自己のグローバル変数に書込む。これにより、ＵＰＧ（１）、ＵＰＧ（２）およびＵＰＧ（４）は、異なるＰＬＣ１００にロード（配置）されるとしても、グローバル変数の値が書換え（書込み）される都度、書換え後の同じ値を参照（読出）することができる。

＜Ｍ．コンピュータプログラム＞
配置ツール６３およびスケジュール生成ツール６４を含む設定ツール６００は、図５のサポート装置５００のＣＰＵ５０２がＨＤＤ５０５などのメモリに格納されるプログラムを実行することにより提供される構成を例示したが、これらの提供される構成の一部または全部を、専用のハードウェア回路（たとえば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）など）を用いて実装してもよい。あるいは、サポート装置５００の主要部を、汎用的なアーキテクチャに従うハードウェアを用いて実現してもよい。この場合には、仮想化技術を用いて、用途の異なる複数のＯＳ（Operating System）を並列的に実行させるとともに、各ＯＳ上で必要なアプリケーションを実行させるようにしてもよい。

また、サポート装置５００は、ＣＰＵ５０２のようなプロセッサを複数個備えてもよい。この場合は、図５に示す各部は、複数のプロセッサにより実行することが可能である。また、ＣＰＵ５０２が複数のコアを含む場合は、図５に示す各部は、ＣＰＵ５０２内の複数のコアにより実行することが可能である。

ＰＬＣ１００は、ＣＰＵに相当するプロセッサ１１２、ＨＤＤ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含んで構成されるストレージ１１９を含む。ストレージ１１９は、ＰＬＣ１００が実行するプログラムおよびデータを格納する。ＰＬＣ１００がストレージ１１９のプログラムを実行することにより提供される構成の一部または全部を、専用のハードウェア回路（たとえば、ＡＳＩＣまたはＦＰＧＡなど）を用いて実装してもよい。あるいは、ＰＬＣ１００の主要部を、汎用的なアーキテクチャに従うハードウェアを用いて実現してもよい。この場合には、仮想化技術を用いて、用途の異なる複数のＯＳを並列的に実行させるとともに、各ＯＳ上で必要なアプリケーションを実行させるようにしてもよい。

また、ＰＬＣ１００は、ＣＰＵのようなプロセッサを複数個備えてもよい。この場合は、図３に示す各プログラムは、複数のプロセッサにより実行することが可能である。また、このＣＰＵが複数のコアを含む場合は、図３に示す各プログラムは、ＣＰＵ内の複数のコアにより実行することが可能である。

また、フィールド装置９０は、ＣＰＵに相当するプロセッサ９１、ＨＤＤ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含んで構成されるメモリ９２を含む。メモリ９２は、プロセッサ９１が実行するプログラムおよびデータを格納する。プロセッサ９１がメモリ９２のプログラムを実行することにより提供される構成の一部または全部を、専用のハードウェア回路（たとえば、ＡＳＩＣまたはＦＰＧＡなど）を用いて実装してもよい。あるいは、ＰＬＣ１００の主要部を、汎用的なアーキテクチャに従うハードウェアを用いて実現してもよい。この場合には、仮想化技術を用いて、用途の異なる複数のＯＳを並列的に実行させるとともに、各ＯＳ上で必要なアプリケーションを実行させるようにしてもよい。

また、プロセッサ９１は、ＣＰＵのようなプロセッサを複数個備えてもよい。この場合は、図４に示す各プログラムは、複数のプロセッサにより実行することが可能である。また、このＣＰＵが複数のコアを含む場合は、図４に示す各プログラムは、ＣＰＵ内の複数のコアにより実行することが可能である。

サポート装置５００の記憶媒体５０１，ＰＬＣ１００のメモリカード１１６およびフィールド装置９０のメモリカード９６は、コンピュータその他装置、機械等が記録されたプログラム等の情報を読み取り可能なように、当該プログラム等の情報を、電気的、磁気的、光学的、機械的または化学的作用によって蓄積する媒体である。サポート装置５００のＣＰＵ５０２、ＰＬＣ１００のプロセッサ１１２およびフィールド装置９０のプロセッサ９１は、これら記憶媒体から、上記に述べたプログラムを取得してもよい。

＜Ｎ．付記＞
上述したような本実施の形態は、以下のような技術思想を含む。
［構成１］
ネットワーク（１１）接続される複数の制御装置（１００）を備える制御システムであって、
制御対象（９０，９０Ａ，９０Ｂ）の制御に関する値である制御指令を算出し更新する命令を有する制御プログラム（６９）を記憶するための各制御装置に備えられるプログラム記憶手段（１１９）と、
各制御装置に備えられて、当該制御装置の前記プログラム記憶手段の制御プログラムを動作させる動作手段（１１２、１１０）と、
同一の制御指令を算出し更新する命令を有している複数の制御プログラムを、前記複数の制御装置のうちの１つ以上に配置するとともに、当該複数の制御プログラム間で同一の制御指令の更新が互いに競合しないように前記複数の制御プログラムの間で動作時間を調停する調停手段（６４、６６）と、を備える、制御システム。
[構成２]
前記調停手段は、
前記複数の制御プログラム間で前記同一の制御指令の更新が互いに競合干渉しないように前記複数の制御プログラムの動作時間を静的に決定する、構成１に記載に制御システム。
[構成３]
前記調停手段は、
前記複数の制御プログラムを前記複数の制御装置に分散して配置するとともに、工程の進行に応じて、前記複数の制御プログラムそれぞれが順番に動作されるように、前記動作時間を調停する、構成１または２に記載の制御システム。
[構成４]
前記制御指令は、前記制御対象に与えられる前記制御指令を含み、前記調停手段は、さらに、
前記制御対象が自己宛の前記制御指令を識別するための識別情報（８７）を生成する、構成１から３のいずれか１に記載の制御システム。
[構成５]
前記制御対象が自己宛の前記制御指令を識別するための識別情報は、当該制御対象に対する制御指令を更新した制御プログラムの識別子（８７２）を含む、構成４に記載の制御システム。
[構成６]
前記制御対象が自己宛の前記制御指令を識別するための識別情報は、当該制御対象に対して複数の制御指令が与えられる場合に、当該複数の制御指令が当該制御対象に与えられる順序（８７１）を含む、構成５に記載の制御システム。
[構成７]
前記複数の制御指令が当該制御対象に与えられる順序は、当該複数の制御指令を更新する前記複数の制御プログラムの間で調停された動作時間（６５１）に基づく、構成６に記載の制御システム。
[構成８]
前記制御装置は、
前記動作手段によって、前記複数の制御プログラムを、調停された前記動作時間に従い切替えながら動作させるとき、１の制御プログラムへの切替えを前記制御対象に通知し、
前記通知（３１）は、切替後に前記１の制御プログラムが更新する前記制御指令を識別するための識別情報（２９２）を含む、構成３に記載の制御システム。
[構成９]
前記識別情報は、制御指令の種類を含む、構成４から８のいずれか１に記載の制御システム。
[構成１０]
前記制御に関する値は、動作時に前記制御プログラムが更新する変数の値を含む、構成１から９のいずれか１に記載の制御システム。
[構成１１]
ネットワーク（１１）接続される複数の制御装置（１００）を備える制御システムに接続可能なサポート装置（５００）であって、
各前記制御装置は、
制御対象の制御に関する値である制御指令を算出し更新する命令を有する制御プログラム（６９）を記憶するためのプログラム記憶手段（１１９）と、
当該制御装置の前記プログラム記憶手段の制御プログラムを動作させる動作手段（１１０、１１２）と、を備え、
前記サポート装置は、
同一の制御指令を算出し更新する命令を有している複数の制御プログラムを、前記複数の制御装置のうちの１つ以上に配置する配置手段（６３）と、
前記複数の制御プログラム間で前記同一の制御指令の更新が互いに競合しないように前記複数の制御プログラムの間で動作時間を調停する調停手段（６４）と、を備える、サポート装置。
[構成１２]
ネットワーク（１１）接続される複数の制御装置（１００）を備える制御システムの挙動を設定するための設定プログラム（６００）であって、
各前記制御装置は、
制御対象の制御に関する値である制御指令を算出し更新する命令を有する制御プログラム（６９）を記憶するためのプログラム記憶手段（１１９）と、
当該制御装置の前記プログラム記憶手段の制御プログラムを動作させる動作手段（１１０、１１２）と、を備え、
前記設定プログラムは、コンピュータ（５０２）に、
同一の制御指令を算出し更新する命令を有している複数の制御プログラムを、前記複数の制御装置のうちの１つ以上に配置するステップ（Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５）と、
前記複数の制御プログラム間で前記同一の制御指令の更新が互いに競合しないように前記複数の制御プログラムの間で動作時間を調停するステップ（Ｓ７）と、を実行させる、設定プログラム。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ システム、３Ａ，３Ｂ，３Ｃ 機器群、１１ ネットワーク、２０ 通信フレーム、２６ ペイロード、３０ マルチキャストアドレス、３１ 通知、６２ 配置プログラム、６３ 配置ツール、６４ スケジュール生成ツール、６５，６５Ａ ＵＰＧスケジュール、６６ スケジュール生成プログラム、６７ ストリーム情報生成プログラム、６８ ＵＰＧ生成プログラム、６９ ＵＰＧプログラム、８７ ストリーム情報、９０ フィールド装置、９０Ａ，９０Ｂ ロボットコントローラ、９１，１１２ プロセッサ、９２ メモリ、１１０ 演算処理部、１１４ 記憶部、１１９ ストレージ、１２０ 周辺処理プログラム、１２１，８３１ 時刻同期プログラム、１２５ リフレッシュプログラム、１２６ コンフィギュレーション、１２８ 管理者切替プログラム、１７０ ＵＰＧライブラリ、１７１，１７２，９０２ スケジューリング処理部、１７３，９０３ 変数管理処理部、１７４，９０４ ストリーム確認処理部、１７５，９０５ ストリーム生成処理部、１７６，９０６ 通信基本処理部、１７９，９０９ 時刻同期処理部、１８０ 管理者切替部、２１１ 実行指示、２２０ 完了通知、２２１，２９１ 実行開始時間、５００ サポート装置、８７０ 動的ストリーム情報、８７３ 順番、９００Ａ，９００Ｂ ロボット、９０１ アプリ処理部、９１０ ストリーム情報登録部、６１１ 競合検出プログラム。

Claims (12)

1. ネットワーク接続される複数の制御装置を備える制御システムであって、
   制御対象の制御に関する値である制御指令を算出し更新する命令を有する制御プログラムを記憶するための各制御装置に備えられるプログラム記憶手段と、
   各制御装置に備えられて、当該制御装置の前記プログラム記憶手段の制御プログラムを動作させる動作手段と、
   同一の制御指令を算出し更新する命令を有している複数の制御プログラムを、前記複数の制御装置のうちの１つ以上に配置するとともに、当該複数の制御プログラム間で前記同一の制御指令の更新が互いに競合しないように前記複数の制御プログラムの間で動作時間を調停する調停手段と、を備える、制御システム。
2. 前記調停手段は、
   前記複数の制御プログラム間で前記同一の制御指令の更新が互いに競合しないように前記複数の制御プログラムの動作時間を静的に決定する、請求項１に記載の制御システム。
3. 前記調停手段は、
   前記複数の制御プログラムを前記複数の制御装置に分散して配置するとともに、工程の進行に応じて、前記複数の制御プログラムそれぞれが順番に動作されるように、前記動作時間を調停する、請求項１または２に記載の制御システム。
4. 前記制御指令は、前記制御対象に与えられる前記制御指令を含み、
   前記調停手段は、さらに、
   前記制御対象が自己宛の前記制御指令を識別するための識別情報を生成する、請求項１から３のいずれか１項に記載の制御システム。
5. 前記制御対象が自己宛の前記制御指令を識別するための識別情報は、当該制御対象に対する制御指令を更新した制御プログラムの識別子を含む、請求項４に記載の制御システム。
6. 前記制御対象が自己宛の前記制御指令を識別するための識別情報は、当該制御対象に対して複数の制御指令が与えられる場合に、当該複数の制御指令が当該制御対象に与えられる順序を含む、請求項５に記載の制御システム。
7. 前記複数の制御指令が当該制御対象に与えられる順序は、当該複数の制御指令を更新する前記複数の制御プログラムの間で調停された動作時間に基づく、請求項６に記載の制御システム。
8. 前記制御装置は、
   前記動作手段によって、前記複数の制御プログラムを、調停された前記動作時間に従い切替えながら動作させるとき、１の制御プログラムへの切替えを前記制御対象に通知し、
   前記通知は、切替後に前記１の制御プログラムが更新する前記制御指令を識別するための識別情報を含む、請求項３に記載の制御システム。
9. 前記識別情報は、制御指令の種類を含む、請求項４から８のいずれか１項に記載の制御システム。
10. 前記制御に関する値は、動作時に前記制御プログラムが更新する変数の値を含む、請求項１から９のいずれか１項に記載の制御システム。
11. ネットワーク接続される複数の制御装置を備える制御システムに接続可能なサポート装置であって、
    各前記制御装置は、
    制御対象の制御に関する値である制御指令を算出し更新する命令を有する制御プログラムを記憶するためのプログラム記憶手段と、
    当該制御装置の前記プログラム記憶手段の制御プログラムを動作させる動作手段と、を備え、
    前記サポート装置は、
    同一の制御指令を算出し更新する命令を有している複数の制御プログラムを、前記複数の制御装置のうちの１つ以上に配置する配置手段と、
    前記複数の制御プログラム間で前記同一の制御指令の更新が互いに競合しないように前記複数の制御プログラムの間で動作時間を調停する調停手段と、を備える、サポート装置。
12. ネットワーク接続される複数の制御装置を備える制御システムの挙動を設定するための設定プログラムであって、
    各前記制御装置は、
    制御対象の制御に関する値である制御指令を算出し更新する命令を有する制御プログラムを記憶するためのプログラム記憶手段と、
    当該制御装置の前記プログラム記憶手段の制御プログラムを動作させる動作手段と、を備え、
    前記設定プログラムは、コンピュータに、
    同一の制御指令を算出し更新する命令を有している複数の制御プログラムを、前記複数の制御装置のうちの１つ以上に配置するステップと、
    前記複数の制御プログラム間で前記同一の制御指令の更新が互いに競合しないように前記複数の制御プログラムの間で動作時間を調停するステップと、を実行させる、設定プログラム。

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