JP2021033437A - 制御システム、制御装置およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ネットワーク構成の変更があるときは、変更後のネットワーク構成のタイマを、それらのうちの精度が高いタイマに同期させる。【解決手段】制御システムは、それぞれが対象を制御する１つ以上の制御装置がネットワークに通信可能に接続されるネットワーク構成を備え、各１つ以上の制御装置は、精度を有した時間を管理するタイマと、タイマが管理する時間を基準として、当該制御装置に対応する対象に制御指令を送信する通信手段と、ネットワーク構成が変更される場合に、変更後のネットワーク構成が有する各制御装置のタイマのうち、他のタイマよりも時間の精度が高いタイマに当該他のタイマを時刻同期させるタイマ同期手段を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の制御装置がネットワーク接続される制御システム、制御装置および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）技術が広く普及している。このような制御装置は、１または複数の機器との間でネットワークを介してデータを送受信することにより、当該１または複数の機器の動作を制御する。

制御システムの高機能化に伴って、互いに独立した制御処理を実行する複数の制御装置がネットワークを介して接続されるような構成も実現しつつある。例えば、特開２０１５−１１８５０５号公報（特許文献１）には、コントローラレベルネットワークに複数の制御装置が接続された制御システムが開示される。各制御装置はデバイスレベルネットワークを介して複数の入出力装置が接続されている。各制御装置は、複数の入出力装置から取得した入力値を、コントローラレベルネットワークを介してサーバに送信する。また、各制御装置は、一定のタクト周期の計時を繰り返すタイマを有し、タイマは制御装置間で同期化されている。

特開２０１５−１１８５０５号公報

製造現場では、生産品種の変更、生産数の増量などの様々な理由により、生産ラインの組み替えが実施される。この場合、ネットワークに接続される制御装置が追加されるなどしてネットワーク構成が変更されるが、変更後のネットワーク構成においても、タクトタイムなどを精度よく維持できるように、既存の制御装置と追加された制御装置が連携するよう各制御装置間でタイマを精度が高いタイマに同期させることが望まれる。特許文献１は、ネットワーク構成が変更された場合に制御装置間でタイマを精度が高いタイマに同期させる技術は提案しない。

本開示は、ネットワーク構成の変更があるときは、変更後のネットワーク構成のタイマを、それらのうちの精度が高いタイマに同期させることが可能な制御システム、制御装置およびプログラムを提供することである。

この開示にかかる制御システムは、それぞれが対象を制御する１つ以上の制御装置がネットワークに通信可能に接続されるネットワーク構成を備え、各１つ以上の制御装置は、精度を有した時間を管理するタイマと、タイマが管理する時間を基準として、当該制御装置に対応する対象に制御指令を送信する通信手段と、ネットワーク構成が変更される場合に、変更後のネットワーク構成が有する各制御装置のタイマのうち、他のタイマよりも時間の精度が高いタイマに当該他のタイマを時刻同期させるタイマ同期手段を有する。

この開示によれば、ネットワークの構成が変更される場合は、変更後のネットワーク構成において時間の精度が高いタイマに、他のタイマを時刻同期させることができる。これにより、制御システムでは、ネットワーク構成が変更される都度、自動的に、当該ネットワーク構成が有するタイマを、高い精度を有した時間を管理するタイマに時刻同期させることができる。

上述の開示において、ネットワーク構成に接続可能な制御装置は、稼働中の第１の制御装置と、第１の制御装置とは異なる第２の制御装置と、を有し、ネットワーク構成の変更は、稼働中の第１の制御装置が接続されるネットワーク構成に、第２の制御装置が追加されることを含む。

上述の開示によれば、稼働中の制御装置が接続されるネットワーク構成が変更される場合であっても、変更後のネットワーク構成が有するタイマを、高い精度を有した時間を管理するタイマに自動的に時刻同期させることができる。

上述の開示において、各制御装置は、自装置が有するタイマの精度を有するメッセージを互いに通信するメッセージ通信手段を、さらに有し、タイマ同期手段は、他の制御装置から受信するメッセージが有する精度と、自装置のタイマが有する精度とを比較し、比較の結果に基づき時間の精度が高いタイマを選択する。

上述の開示によれば、制御装置どうしが通信するメッセージから時間の精度が高いタイマを選択することができる。

上述の開示において、タイマ同期手段は、時間の精度が高いタイマが第２の制御装置に備えられる場合、第２の制御装置のタイマを第１の制御装置のタイマに時刻同期させ、その後、第１の制御装置のタイマを第２の制御装置のタイマに時刻同期させる。

上述の開示によれば、稼働中の第１の制御装置のタイマを、第２の制御装置が有する時間の精度が高いタイマに時刻同期させる場合は、一旦、第２の制御装置のタイマを第１の制御装置のタイマに時刻同期させて、その後に、稼働中の第１の制御装置のタイマを時間の精度が高い第２の制御装置のタイマに時刻同期させる、という多段階の時刻同期が実施される。これにより、稼働中の制御装置のタイマを、いきなり時間の精度が高いタイマに時刻同期させる場合に比較して、第１の制御装置の通信手段が、タイマが管理する時間を基準として、当該制御装置に対応する対象に制御指令を送信する場合に、基準となる時間が大きく変動することが防止されて、安定して対象を制御することができる。

上述の開示において、制御装置は、さらに、ネットワーク構成に接続されている制御装置の識別子を含むネットワーク構成情報を記憶する記憶手段を有し、第１の制御装置は、第２の制御装置の識別子をネットワーク構成情報と照合し、照合結果に基づきネットワーク構成に第２の制御装置が追加されることを検出する。

この開示によれば、制御装置は、上記の照合によって、自律的にネットワーク構成が変更されることを検出できる。

上述の開示において、第２の制御装置は、ネットワーク構成に追加されると、稼働中の第１の制御装置と連携して稼働する制御装置を含み、各制御装置は、自装置が第１の制御装置および第２の制御装置のいずれであるかを検出する。

この開示によれば、制御装置は、自装置が第１の制御装置および第２の制御装置のいずれであるかを自律的に検出するとともに、自装置は第１の制御装置であると検出した制御装置は、上記のネットワーク構成の変更を自律的に検出する。

上述の開示において、タイマ同期手段は、他のタイマの時間を所定の調整量で更新する処理をＮ回（ただし、Ｎ≧２）繰り返し、所定の調整量は、他のタイマと時間の精度が高いタイマとの間の時間のずれの大きさをＮ個に分割した各調整量を含む。

上述の開示によれば、他のタイマを時間の精度が高いタイマに時刻同期させる場合、時間のずれの大きさに基づくＮ回の調整を繰り返すことで、徐々に、他のタイマの時間を、時間の精度が高いタイマの時間に合わせることができる。これにより、稼働中の制御装置のタイマを、いきなり時間の精度が高いタイマに時刻同期させる場合に比較して、第１の制御装置の通信手段が、タイマが管理する時間を基準として、当該制御装置に対応する対象に制御指令を送信する場合に、基準となる時間が大きく変動することが防止されて、安定して対象を制御することができる。

この開示において、対象を制御する制御装置は、複数の制御装置を通信可能に接続するネットワークと通信する手段と、精度を有した時間を管理するタイマと、タイマが管理する時間を基準として、当該制御装置に対応する対象に制御指令を送信する通信手段と、ネットワークに通信可能に接続される制御装置が変更される場合に、変更後のネットワークに接続される各複数の制御装置のタイマのうち、他のタイマよりも時間の精度が高いタイマに当該他のタイマを時刻同期させるタイマ同期手段を有する。

上述の開示によれば、ネットワークの構成が変更される場合は、変更後のネットワーク構成において時間の精度が高いタイマに、他のタイマを時刻同期させることができる。これにより、制御システムでは、ネットワーク構成が変更される都度、自動的に、当該ネットワーク構成が有するタイマを、高い精度を有した時間を管理するタイマに時刻同期させることができる。

この開示において、対象を制御する制御装置に時刻同期させる方法をコンピュータに実行させるためのプログラムが提供される。制御装置は、複数の制御装置を通信可能に接続するネットワークと通信する手段と、精度を有した時間を管理するタイマと、タイマが管理する時間を基準として、当該制御装置に対応する対象に制御指令を送信する通信手段と、を備え、方法は、ネットワークに通信可能に接続される御装置が変更される場合に、変更後のネットワークに接続される各複数の制御装置のタイマのうち、他のタイマよりも時間の精度が高いタイマを検出するステップと、時間の精度が高いタイマに他のタイマを時刻同期させるステップと、を備える。

上位の開示によれば、ネットワークの構成が変更される場合は、変更後のネットワーク構成において時間の精度が高いタイマに、他のタイマを時刻同期させることができる。これにより、制御システムでは、ネットワーク構成が変更される都度、自動的に、当該ネットワーク構成が有するタイマを、高い精度を有した時間を管理するタイマに時刻同期させることができる。

本開示によれば、ネットワーク構成の変更があるときは、変更後のネットワーク構成のタイマを、それらのうちの精度が高いタイマに同期させることができる。

実施の形態に従う制御システム１の概要を模式的に示す図である。 本実施の形態に係る移動システムを構成する制御装置およびフィールド機器のハードウェア構成例を示すブロック図である。 本実施の形態にかかる移動システムが備える移動機構のハードウェア構成例を示すブロック図である。 本実施の形態にかかる生産ラインに固定設置された制御装置およびフィールド機器のハードウェア構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態にかかる処理モジュールの構成の一例を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態にかかるタイマ同期処理が適用されるシーンを模式的に示す図である。 本発明の実施の形態にかかるタイマ同期処理のフローチャートの一例を示す図である。 図７のフローチャートの変形例を示す図である。 本実施の形態にかかるネットワーク構成の変更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ネットワーク構成の変更の他の例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は、実施の形態に従う制御システム１の概要を模式的に示す図である。制御システム１のネットワークは、製造装置または生産設備などを制御する１または複数の制御装置を備えて、いわゆる産業用ネットワークまたは産業用ネットワークに準拠する要件を充足するように構成される。そのような要件の一つとして、送信元から送出したデータ（制御系データ）が宛先に到着する時刻が保証される。

本実施の形態では、このような要件を満たすために、装置間の時刻同期を、例えばＴＳＮ（Time-Sensitive Networking）のＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）１５８８、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＳ、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＳ−Ｒｅｖなどの高精度時間同期プロトコルを採用することで実現している。

図１の（Ａ）を参照して、本実施の形態の制御システム１の一例である生産ライン２Ａは、制御装置２００Ａと２００Ｂを備える。制御装置２００Ａと２００Ｂは、制御対象機器であるフィールド機器を制御する。具体的には、制御装置２００Ａと２００Ｂはそれぞれ、フィールドネットワーク２２Ａと２２Ｂを介してフィールド機器５００Ａと５００Ｂに接続され、フィールド機器５００Ａと５００Ｂを制御する。なお、制御装置２００Ａと２００Ｂの各々に接続されるフィールド機器の個数は、１に限定されず、複数であってもよい。フィールド機器５００Ａ，５００Ｂは、例えばセンサ、アクチュエータなどを含む。

制御装置２００Ａと２００Ｂの各々は、制御周期ごとに、ＩＯ（Input／Output）リフレッシュ処理、制御演算処理、モーション処理、および他の処理などを実行する。

ＩＯリフレッシュ処理とは、フィールドネットワークを介して制御装置とフィールド機器との間でデータを送受信する処理である。具体的には、フィールドネットワークを介してフィールド機器から機器の状態を示す状態値を含むフィールド値を受信するとともに、フィールド機器を制御する制御指令（指令値、制御量など）を、フィールドネットワークを介して送信する。

制御演算処理とは、制御対象に応じて任意に作成された制御演算などを含む。具体的には、制御演算処理では、ＩＯリフレッシュ処理によって受信されたフィールド値を用いて演算命令が実行されて、実行結果である制御指令が出力される。

モーション処理とは、上記のフィールド値に基づき、フィールド機器が備え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、加加速度、角度、角速度、角加速度、角加加速度などの数値を制御指令として演算する処理である。

制御装置２００Ａと２００Ｂは、接続されるフィールド機器との間で時刻同期されたタイマ２０１Ａと２０１Ｂをそれぞれ有する。制御装置２００Ａと２００Ｂは、それぞれタイマ２０１Ａと２０１Ｂの時刻に従って、上記のＩＯリフレッシュ処理、ユーザプログラム実行処理、モーション処理などを実行する。これにより、制御装置２００Ａ，２００Ｂは、それぞれ、互いに時刻同期されたタイマが管理する時間を基準として、当該制御装置に接続されたフィールド機器に制御指令を送信して、制御システム１のフィールド機器を同期させながら制御することができる。

制御装置２００Ａによって制御されるフィールド機器５００Ａと制御装置２００Ｂによって制御されるフィールド機器５００Ｂとは、生産ライン２Ａに固定設置され、生産ライン２Ａにおいて搬送されるワークに対する処理を行なう。

制御装置２００Ａと制御装置２００Ｂとは、コントローラレベルのネットワーク２３Ａに接続される。ネットワーク２３Ａには管理装置１９０Ａが接続される。ネットワーク２３Ａは、制御装置２００Ａ，２００Ｂと管理装置１９０Ａとの間でデータリンクを構築する。当該データリンクにより、管理装置１９０Ａは、制御装置２００Ａによって制御されるフィールド機器５００Ａと制御装置２００Ｂによって制御されるフィールド機器５００Ｂとの連係動作を管理できる。連係動作を実現するために、制御装置２００Ａが有するタイマ２０１Ａとフィールド機器５００Ａが有するタイマ５０１Ａは互いに時刻同期し、また、制御装置２００Ｂが有するタイマ２０１Ｂとフィールド機器５００Ｂが有するタイマ５０１Ｂが互いに時刻同期する。さらに、制御装置２００Ａと２００Ｂのタイマ２０１Ａと２０１Ｂも互いに時刻同期する。これにより、制御システム１では、全てのフィールド機器を互いに同期させながら制御することが可能となる。

制御システム１では、生産ライン２Ａの生産数の増加または段取り替えなどに伴い移動システム１０Ａが生産ライン２Ａに加わることで、制御システム１のネットワーク構成が変更され得る（図１の（Ｂ））。１または複数の制御装置がネットワーク２３Ａに通信可能に接続されるネットワーク構成が変更され得る。すなわち、ネットワーク２３Ａに接続される制御装置の変更が行なわれる。このような変更は、限定されないが、ネットワーク２３Ａに接続される制御装置の機種または台数の変更などを含む。

制御システム１のネットワーク構成が、例えば図１の（Ａ）から図１の（Ｂ）に変更されるシーンを説明する。図１の（Ｂ）では、生産ライン２Ａに追加される移動システム１０Ａは、他の生産ライン２Ｂから移動してきたものである。なお、移動システム１０Ａは生産ライン２Ｂに備えられていたものに限定されない。

生産ライン２Ｂは、制御装置２００Ｃと２００Ｄ、および移動システム１０Ａを備える。制御装置２００Ｃと２００Ｄはそれぞれ、フィールドネットワーク２２Ｃと２２Ｄを介してフィールド機器５００Ｃと５００Ｄに接続され、フィールド機器５００Ｃと５００Ｄを制御する。制御装置２００Ｃと制御装置２００Ｄとは、コントローラレベルのネットワーク２３Ｂに接続される。ネットワーク２３Ｂには管理装置１９０Ｂが接続される。ネットワーク２３Ｂに接続される管理装置１９０Ｂは、上記の管理装置１９０Ａと同様の機能を備えるので、説明は繰り返さない。

移動システム１０Ａは、制御装置１００Ａ、制御装置１００Ａにフィールドネットワーク２１Ａを介して接続されたフィールド機器４００Ａおよび移動機構３００Ａを含む。機器４００Ａは、例えば、センサ、アクチュエータなどを含むロボットアームであり、生産ライン２Ａ，２Ｂにおいてワークに何等かの処理を行なう。例えば、生産ラインの段取り替えなどに応じて、移動システム１０Ａが生産ラインのネットワークに通信可能に接続されることでネットワーク構成に追加され、または生産ラインのネットワークから切り離されることでネットワーク構成から削除される。

移動システム１０Ａは、生産ライン２Ａ，２Ｂを含む複数の生産ライン間で移動可能なシステムである。具体的には、移動機構３００Ａは、例えば自律走行ロボットによって構成されて、移動機構３００Ａが目標軌道に従って移動することにより、移動システム１０Ａが生産ライン２Ｂから生産ライン２Ａに移動して、生産ライン２Ａのネットワーク２３Ａに通信可能に接続する。これにより、生産ライン２Ａのネットワーク構成には、移動システム１０Ａが備える制御装置１００Ａおよびフィールド機器４００Ａが追加されて、生産ライン２Ａのネットワーク構成は変更される。

このようなネットワーク構成の変更があった場合、制御装置は、変更後のネットワーク構成における複数の制御装置が備えるタイマのうちから、時間の精度が他のタイマよりも高いタイマ（以下、グランドマスタと称する）を検出（または選択）し、他のタイマを検出されたグランドマスタに時刻同期させるタイマ同期処理を実施する。

本実施の形態では、タイマが有する時間の精度とは、主に、タイマが管理（計測）する時間の精度（例えば、ミリ秒、マイクロ秒など）である。時間の精度は、例えばミリ秒はマイクロ秒よりも低い。また、時間の精度は、当該タイマが安定して時間を計測できることを示す安定性の程度を含んでもよい。

これにより、制御システム１では、ネットワーク構成が変更される毎に、変更後のネットワーク構成におけるグランドマスタの選択と当該グランドマスタに基づくタイマ同期処理とが実施されて、制御システム１の互いに時刻同期するタイマの精度を高く維持することができる。

＜Ｂ．制御装置１００およびフィールド機器４００のハードウェア構成例＞
図２は、本実施の形態に係る移動システムを構成する制御装置およびフィールド機器のハードウェア構成例を示すブロック図である。図２を参照して、本実施の形態にかかる移動システム１０に備えられる制御装置１００Ａおよびフィールド機器４００Ａのハードウェア構成について説明する。図２では、移動システム１０Ａに備えられる制御装置１００Ａは、制御装置１００として示され、移動システム１０Ａに備えられるフィールド機器４００Ａは、フィールド機器４００として示され、フィールドネットワーク２１Ａはフィールドネットワーク２１として示されている。

制御装置１００は、典型的には、ＰＬＣをベースとして構成されてもよい。図２を参照して、制御装置１００は、主たるコンポーネントとして、プロセッサ１０３と、メモリ１０４と、ストレージ１０５と、無線通信インターフェイス１２０と、メモリカードインターフェイス１２８と、有線通信インターフェイス１３０と、フィールドネットワークコントローラ１４０とを含む。制御装置１００が備えるこれらのコンポーネントは、内部バス１０２を介して互いに通信可能に接続されている。

プロセッサ１０３は、ストレージ１０５に格納されているプログラムを読出して、読出されたプログラムをメモリ１０４に展開し、展開されたプログラムを実行することにより、各種処理を実現する。メモリ１０４は、主に揮発性記憶装置を含む。例えば、メモリ１０４は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）およびＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）などを含む。

ストレージ１０５は、ＯＳ（Operating System）を含むシステムプログラム１０６と、制御システム１または制御対象などに応じて設計されるアプリケーションプログラムを格納する。プロセッサ１０３は、システムプログラム１０６の制御のもとで、アプリケーションプログラムを実行する。ストレージ１０５は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）またはＳＳＤ（Solid State Drive）などの不揮発性記憶装置を含む。

アプリケーションプログラムは、スケジューラ１０７、ユーザプログラム１０８、タイマ同期プログラム１０９およびシステム同期プログラム１１２などを含む。ストレージ１０５は、さらに、プライオリティ１１３、マスタ識別子１１４およびコンフィグ情報１１５を格納する。プライオリティ１１３は、制御装置１００が有するタイマ１０１の時間の精度を示す情報である。マスタ識別子１１４は、制御装置１００が接続されるネットワーク構成におけるグランドマスタであるタイマを有した制御装置を識別する情報である。コンフィグ情報１１５は、制御装置１００が接続されるネットワーク構成を示す情報であって、例えば、当該ネットワーク構成に接続される制御装置の識別子を含む制御装置に関する情報、フィールド機器の情報などを含む。

ユーザプログラム１０８は、上述したＩＯリフレッシュ処理のためのＩＯリフレッシュプログラム４２１、制御演算処理のための制御演算プログラム４０２およびモーション処理のためのモーションプログラム４０３および他の処理のための他のプログラム４０４を含む。制御演算プログラム４０２は、例えばラダープログラムなどを含む。モーションプログラム４０３は、制御対象であるロボットの挙動を演算するためのロボットプログラムなどを含む。

他のプログラム４０４は、リフレッシュ処理、制御演算処理およびモーション処理とは異なりフィールド機器の制御とは独立した処理を実施するためのプログラムである。例えば、他のプログラム４０４は、システムサービスに関するプログラムを含む。システムサービスに関するプログラムは、管理装置１９０Ａ，１９０Ｂが備えるデータベースに生産ラインで検出されたデータを格納するためにデータを転送するためのプログラムなどを含む。さらに、管理装置１９０Ａ，１９０Ｂが備えるロギングファイルへのデータ書き込みなどの命令を生成して、ロギングファイルに送信するプログラムを含む。他のプログラムは、このように、制御周期とは独立して実行される（すなわち、周期的には実行されない）プログラムを含み得る。

タイマ同期プログラム１０９は、上記に述べたタイマ同期処理を実現するための命令コードを含む。具体的には、タイマ同期プログラム１０９は、制御装置１００が接続されるネットワーク構成からグランドマスタのタイマを選択する際にアナウンスメッセージを通信するメッセージプログラム１１０およびプライオリティ１１３を一時的に変更（書換）するプライオリティ変更プログラム１１１を含む。

無線通信インターフェイス１２０は、無線ネットワークを通じたデータの遣り取りを制御する。本実施の形態にかかる無線通信インターフェイス１２０は、制御装置２００との間でデータの遣り取りを制御する。なお、制御装置１００は、ネットワーク２３Ａのような有線を介して制御装置２００とデータを遣り取りすることもできる。

メモリカードインターフェイス１２８は、メモリカード１２９を着脱可能に構成されており、メモリカード１２９に対してデータを書込み、メモリカード１２９から各種データ（ユーザプログラムやトレースデータなど）を読出すことが可能になっている。メモリカード１２９は、小型の記憶媒体であって、例えばフラッシュメモリなどを含み、具体的にはＳＤカードなどを含む。

有線通信インターフェイス１３０は、有線ネットワークを通じたデータの遣り取りを制御する。本実施の形態の有線通信インターフェイス１３０は、移動機構３００との間でデータの遣り取りを制御する。

フィールドネットワークコントローラ１４０は、制御装置１００がフィールドネットワーク２１を介してフィールド機器４００との間でデータを遣り取りするためのインターフェイスを提供する。フィールドネットワーク２１のプロトコルとしては、マシンコントロール用ネットワークの一例であるＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）を採用してもよい。

フィールドネットワークコントローラ１４０は、主たるコンポーネントとして、送受信コントローラ１４１(図中はＴｘ／Ｒｘ ＣＴＲＬ１４１と略す）と、送受信バッファ１４２(図中はＴｘ／Ｒｘバッファ１４２と略す）と、タイマ１０１とを含む。タイマ１０１は、図１に示すタイマ１０１Ａに相当する。

送受信コントローラ１４１は、フィールドネットワーク２１上を制御周期毎に伝送されるパケットの生成および受信に関する処理を行なう。具体的には、送受信コントローラ１４１は、フィールドネットワーク２１から受信したパケットに格納されているデータを送受信バッファ１４２に書込む。送受信コントローラ１４１は、送受信バッファ１４２に書込まれた受信パケットを順次読出すとともに、当該読出したデータのうち制御装置１００での処理に必要なデータのみをプロセッサ１０３へ出力する。送受信コントローラ１４１は、プロセッサ１０３からの指令に従って、フィールド機器４００へ送信すべきデータあるいはパケットを送受信バッファ１４２へ順次書込む。送受信バッファ１４２に格納されているデータは、フィールドネットワークコントローラ１４０上をパケットが転送される周期に応じて順次送出される。

タイマ１０１は、ある精度を有した時間を管理する。具体的には、タイマ１０１は、送受信コントローラ１４１からデータの送信などを指示するタイミングの基準となるパルスを発生する。タイマ１０１としては、リアルタイムクロック、または、所定周期でカウントアップ（インクリメントまたはデクリメント）するフリーランカウンタを用いることができる。フリーランカウンタが出力するカウント値をある時点からの経過時間として扱うことで現在時刻を計算でき、これによってタイマとして動作させることができる。

したがって、送受コントローラ１４１は、このようなタイマ１０１が管理する時間を基準として、当該制御装置１００に対応する制御対象のフィールド機器４００に制御指令を送信する「通信手段」の一実施例に相当する。

フィールド機器４００は、制御装置１００による制御に従って、機械や設備などの制御対象に対する処理を行なう。典型的には、フィールド機器４００は、制御対象からのフィールド情報の収集処理や、制御対象への指令信号の出力処理などを行なう。フィールド機器４００は、主たるコンポーネントとして、フィールドネットワークコントローラ４１０と、フィールドネットワーク２１上でのデータ転送を管理するための制御ロジック４１４と、処理部４１６とを含む。

フィールドネットワークコントローラ４１０は、フィールド機器４００がフィールドネットワーク２１を介して制御装置１００との間でデータを送受信するためのインターフェイスを提供する。フィールドネットワークコントローラ４１０は、主たるコンポーネントとして、送受信コントローラ４１２（図中は、Ｔｘ／Ｒｘ ＣＴＲＬ４１２と略す）と、タイマ４０１とを含む。

送受信コントローラ４１２は、フィールドネットワーク２１上を転送される通信フレームに対するデータ書込みおよびデータ読出しを行なう。

タイマ４０１は、送受信コントローラ４１２に対する指令出力やフィールド機器４００での処理実行などのタイミングの基準となるクロックを発生する。タイマ４０１としては、リアルタイムクロックまたはフリーランカウンタが用いられる。タイマ４０１は、タイマ１０１をマスタとして、タイマ１０１と時刻同期される。

処理部４１６は、制御対象に対する処理を行なう。例えば、制御対象がサーボモータである場合、処理部４１６は、制御装置１００からの指令に基づいてサーボモータに対するコマンドを生成し、生成したコマンドに従ってサーボモータを動作させる。さらに、サーボモータの回転軸にはエンコーダが設けられており、処理部４１６は、当該エンコーダから、サーボモータの位置（回転角度）、回転速度、累積回転数などのフィールド情報を収集する。

＜Ｃ．移動機構３００のハードウェア構成例＞
次に、本実施の形態にかかる移動システム１０が備える移動機構３００のハードウェア構成について説明する。

図３は、本実施の形態にかかる移動システムが備える移動機構のハードウェア構成例を示すブロック図である。図３を参照して、移動機構３００は、主たるコンポーネントとして、プロセッサ３０３と、メモリ３０４と、ストレージ３０６と、無線通信インターフェイス３２０と、有線通信インターフェイス３３０と、センサ群３４０と、駆動装置３５０とを含む。移動機構３００が備えるこれらのコンポーネントは、内部バス４０４を介して互いに通信可能に接続されている。

プロセッサ３０３は、ストレージ３０６に格納されている各種のプログラムを読み出して実行することにより、各種処理を実現する。メモリ３０４は、ＤＲＡＭやＳＲＡＭなどの揮発性記憶装置からなる。ストレージ３０６には、自律走行を行なうための自律走行プログラム３０７が格納されている。

無線通信インターフェイス３２０は、無線ネットワークを通じたデータの遣り取りを制御する。本実施の形態の無線通信インターフェイス３２０は、制御装置２００との間でデータの遣り取りを制御する。

有線通信インターフェイス３３０は、有線ネットワークを通じたデータの遣り取りを制御する。本実施の形態の有線通信インターフェイス３３０は、制御装置１００との間でデータの遣り取りを制御する。

センサ群３４０は、移動機構３００の現在位置を特定するためのセンサ（例えば、レーザスキャナ、ＧＰＳ（Global Positioning System）センサなど）、移動機構３００の周囲の障害物を検出するためのレーザセンサ、物体との接触を検出する接触センサなどの各種のセンサを含む。

駆動装置３５０は、車輪３６０を駆動するための装置であり、モータなどのアクチュエータを含む。

＜Ｄ．制御装置２００およびフィールド機器５００のハードウェア構成例＞
次に、生産ラインに固定設置された制御装置２００およびフィールド機器５００のハードウェア構成について説明する。

図４は、本実施の形態にかかる生産ラインに固定設置された制御装置およびフィールド機器のハードウェア構成例を示すブロック図である。制御装置２００は、典型的には、ＰＬＣをベースとして構成されてもよい。制御装置２００は、フィールドネットワーク２２のデータ伝送を管理するマスタとして動作し得る。フィールド機器５００は、対応するマスタからの指令に従ってデータ伝送を行なうスレーブとして動作し得る。

図４を参照して、制御装置２００は、主たるコンポーネントとして、プロセッサ２０３と、メモリ２０４と、ストレージ２０５と、無線通信インターフェイス２２０と、メモリカードインターフェイス２２８と、上位ネットワークコントローラ２３０と、フィールドネットワークコントローラ２４０とを含む。制御装置２００が備えるこれらのコンポーネントは、内部バス２０２を介して互いに通信可能に接続されている。

メモリ２０４とストレージ２０５は、それぞれ、図２のメモリ１０４およびストレージ１０５と同様の記憶媒体を備えるので、説明は繰り返さない。

ストレージ２０５は、図２に示したストレージ１０５と同様のプログラムおよびデータを格納する。具体的には、ストレージ２０５は、ＯＳを含むシステムプログラム２０６と、制御システム１または制御対象などに応じて設計されるアプリケーションプログラムを格納する。プロセッサ２０３は、システムプログラム２０６の制御のもとで、アプリケーションプログラムを実行する。

アプリケーションプログラムは、スケジューラ２０７、ユーザプログラム２０８、タイマ同期プログラム２０９、システム同期プログラム２１２などを含む。ストレージ２０５は、さらに、プライオリティ２１３、マスタ識別子２１４およびコンフィグ情報２１５を格納する。プライオリティ２１３は、制御装置２００が有するタイマ２０１の時間の精度を示す情報である。マスタ識別子２１４は、制御装置２００が接続されるネットワーク構成におけるグランドマスタであるタイマを有した制御装置を識別する情報である。コンフィグ情報２１５は、制御装置１００が接続されるネットワーク構成を示す情報であって、例えば、当該ネットワーク構成に接続される制御装置の識別子を含む制御装置に関する情報、フィールド機器の情報などを含む。

ユーザプログラム２０８は、上述したＩＯリフレッシュ処理のためのＩＯリフレッシュプログラム４１１、制御演算処理のための制御演算プログラム４１２およびモーションプログラム４１３および他の処理のための他のプログラム４１４を含む。

制御演算プログラム４１２は、例えばワークを搬送するコンベアまたはステージの動きを制御する制御指令を出力する例えばラダープログラムなどを含む。

モーションプログラム４１３は、制御対象であるロボットの挙動を演算するためのロボットプログラムなどを含む。ロボットが備えるアームは、仮想的な軸が対応付けられ、各軸の位置からロボットの位置および姿勢などの挙動が決まる。具体的には、モーションプログラム４１３は、ロボットの挙動が目標となる挙動（以下、目標挙動ともいう）を示すように、時系列に変化する目標位置に従い、各アームの移動の速度および軌道を指示する制御指令を出力する。

他のプログラム４１４は、他のプログラム４０４と同様の処理を実施するので、説明は繰り返さない。

タイマ同期プログラム２０９は、上記に述べたタイマ同期処理を実現するための命令コードを含む。具体的には、タイマ同期プログラム２０９は、制御装置１００が接続されるネットワーク構成からグランドマスタのタイマを選択する際にアナウンスメッセージを通信するためのメッセージプログラム２１０、プライオリティ２１３を一時的に変更（書換）するプライオリティ変更プログラム２１１および制御システム１の装置間で時刻同期の処理を実施するためのシステム同期プログラム２１２を含む。

無線通信インターフェイス２２０は、無線ネットワークを通じたデータの遣り取りを制御する。本実施の形態の無線通信インターフェイス２２０は、移動システム１０に含まれる制御装置１００または移動機構３００との間でデータの遣り取りを制御する。

メモリカードインターフェイス２２８は、メモリカード２２９を着脱可能に構成されており、メモリカード２２９に対してデータを書込み、メモリカード２２９から各種データ（ユーザプログラムやトレースデータなど）を読出すことが可能になっている。メモリカード２２９は小型の記憶媒体であって、例えばフラッシュメモリなどを含み、具体的には、ＳＤカードなどを含む。

上位ネットワークコントローラ２３０は、制御装置２００がネットワーク２２を介して他の制御装置との間でデータを遣り取りするためのインターフェイスを提供する。ネットワーク２３のプロトコルとしては、汎用的なＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）上に制御用プロトコルを実装した産業用オープンネットワークであるＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰ（登録商標）を用いてもよい。

フィールドネットワークコントローラ２４０は、制御装置２００がフィールドネットワーク２２を介してフィールド機器５００との間でデータを遣り取りするためのインターフェイスを提供する。フィールドネットワーク２２のプロトコルとしては、マシンコントロール用ネットワークの一例であるＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）を採用してもよい。

フィールドネットワークコントローラ２４０は、図２に示すフィールドネットワークコントローラ１４０と同様に、主たるコンポーネントとして、送受信コントローラ２４１（図中は、Ｔｘ／Ｒｘ ＣＴＲＬ２４１と略す）と、送受信バッファ２４２（図中は、Ｔｘ／Ｒｘバッファ２４２と略す）と、ある精度を有した時間を管理するタイマ２０１とを含む。これらのコンポーネントの機能は、図２に示すフィールドネットワークコントローラ１４０の対応するコンポーネントの機能と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

したがって、送受コントローラ２４１は、このようなタイマ２０１が管理する時間を基準として、当該制御装置２００に対応する制御対象のフィールド機器５００に制御指令を送信する「通信手段」の一実施例に相当する。

フィールド機器５００は、制御装置２００による制御に従って、機械や設備などの制御対象に対する処理を行なう。典型的には、フィールド機器５００は、制御対象からのフィールド情報の収集処理や、制御対象への指令信号の出力処理などを行なう。

フィールド機器５００は、主たるコンポーネントとして、フィールドネットワークコントローラ５１０と、フィールドネットワーク２２上でのデータ転送を管理するための制御ロジック５１４と、処理部５１６とを含む。フィールドネットワークコントローラ５１０は、主たるコンポーネントとして、送受信コントローラ５１２（図中は、Ｔｘ／Ｒｘ ＣＴＲＬ５１２と略す）と、タイマ５０１とを含む。タイマ５０１は、タイマ２０１をマスタとして、タイマ２０１と時刻同期される。これらのコンポーネントの機能は、図２に示すフィールド機器４００の対応するコンポーネントの機能と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

＜Ｅ．処理モジュール構成＞
図５は、本発明の実施の形態にかかる処理モジュールの構成の一例を模式的に示す図である。図５では、主に、タイマ同期処理に関するモジュールと、それに関連するモジュールとデータが示されている。図示されるモジュールは、図２の制御装置１００および図４の制御装置２００が有するプロセッサ１０３またはプロセッサ２０３がプログラムが実行されることにより提供されるモジュールを含む。

図５を参照して、移動システム１０の制御装置１００は、タイマ同期プログラム１０９に対応のタイマ同期部１５１、システム同期プログラム１１２に対応のシステム同期部１５４を含む。タイマ同期部１５１は、「タイマ同期手段」の一実施例であって、メッセージプログラム１１０に対応するメッセージ通信部１５２およびプライオリティ変更プログラム１１１に対応するプライオリティ変更部１５３を含む。メッセージ通信部１５２は、後述するアナウンスメッセージ３７０を通信する。また、プライオリティ変更部１５３は、プライオリティ１１３を一時的に変更する。アナウンスメッセージ３７０は、アナウンスメッセージ３７０の送信元の制御装置のプライオリティ１１３と、コンフィグ情報１１５中の送信元の制御装置の識別子を含む。

制御装置２００は、タイマ同期プログラム２０９に対応のタイマ同期部２５１、システム同期プログラム２１２に対応のシステム同期部２５４を含む。タイマ同期部２５１は、「タイマ同期手段」の一実施例であって、メッセージプログラム２１０に対応するメッセージ通信部２５２およびプライオリティ変更プログラム２１１に対応するプライオリティ変更部２５３を含む。メッセージ通信部２５２は、後述するアナウンスメッセージ３８０を通信する。また、プライオリティ変更部２５３は、プライオリティ２１３を一時的に変更する。

アナウンスメッセージ３８０は、アナウンスメッセージ３８０の送信元の制御装置のプライオリティ２１３と、コンフィグ情報２１５中の送信元の制御装置の識別子を含む。

＜Ｆ．タイマ同期処理を適用するシーン＞
本実施の形態では、生産ラインのネットワーク構成に接続される１つ以上の制御装置は、作業支援系と作業継続系に分類され得る。作業継続系は、自装置が接続されるネットワーク構成が変更される場合でも作業を止めないために稼働し続ける系（制御装置）を示す。ここで、「稼働」とは、制御装置がタイマの時刻に同期した制御周期で、リフレッシュ処理、制御演算処理およびモーション処理を実施して、対象のフィールド機器を制御する状態を意味する。また、作業支援系は、作業を実施可能なように稼働中の作業継続系を支援するために作業継続系と連携して稼働する系（制御装置）を示す。

制御装置において、自装置が作業支援系か作業継続系かを識別するための方法として、例えば、制御装置は、自装置が作業支援系および作業継続系のいずれであるかを定義する変数を有し、制御装置は当該変数を参照することによって、自装置が作業支援系および作業継続系のいずれであるかを自律的に検出する。ユーザは、ユーザプログラム１０８（２０８）の設計時に当該変数を定義することができる。

または、制御装置の状態としてProgramモード(ユーザプログラム１０８（２０８）を実行していない状態)とRunモード(ユーザプログラム１０８（２０８）を実行している状態)を有し、時刻同期を実施する際に、制御装置は、自装置がProgramモードであるときは自装置は作業支援系であると検出し、Runモードであるときは自装置は作業継続系であると検出する。

このように作業継続系のネットワーク構成に作業支援系が接続される場合に、作業継続系のタイマを、いきなり作業支援系のより精度の高いタイマに同期させると、例えば作業継続系のモーションプログラム４１３によって実施されるロボットの挙動に影響を与える可能性がある。すなわち、タイマの時刻に同期した制御周期で、上記に述べた時系列に変化する目標位置に従い目標挙動を算出するので、タイマ時刻が大きく変動すると、本来の制御周期で算出されるロボットの挙動が目標挙動から大きくずれる可能性がある。そこで、本実施の形態では、ネットワーク構成が変更される場合に、このような支障を回避できるようにタイマ同期処理が実施される。

図６は、本発明の実施の形態にかかるタイマ同期処理が適用されるシーンを模式的に示す図である。図６の（Ａ）のシーンでは、移動システム１０Ａが作業継続系に移動して、作業継続系のネットワーク構成に、制御装置１００Ａが作業支援系として接続されることで、当該ネットワーク構成が変更される。作業支援系の制御装置は、作業継続系のネットワーク構成に接続されるときに、すなわち当該ネットワーク構成が変更されるときに、作業（稼働）を一旦停止（中断）する。このようにネットワーク構成が変更される場合、まず、変更後のネットワーク構成において、タイマ同期処理を実施するべきか否かが判定される。具体的には、変更後のネットワーク構成において、ベストの精度を有したタイマが作業継続系に備えられていないと判定されると、タイマ同期処理が実施される。

図６の（Ａ）では、例えば制御装置１００Ａのタイマ１０１Ａのプライオリティ１１３と、作業継続系の制御装置２００Ａ,２００Ｂのタイマ２０１Ａ，２０１Ｂのプライオリティ２１３との関係は、（プライオリティ１１３＞プライオリティ２１３）であり、プライオリティ１１３の優先度の方が高い。したがって、以下のタイマ同期処理が実施される。

図６の（Ａ）の変更後のネットワーク構成において、ベストの精度を有したベストタイマとして作業支援系のタイマ１０１Ａが選択される。

その後、図６の（Ｂ）に示されるように、作業継続系のタイマのうちベストの精度を有したタイマ（図６の（Ｂ）ではタイマ２０１Ａ）が一時的にグランドマスタとしての機能を担い、作業支援系のベストなタイマ１０１Ａは、作業継続系の一時的なグランドマスタ（タイマ２０１Ａ）に時刻同期する。

図６の（Ｂ）で時刻同期が完了すると、その後、図６の（Ｃ）に示されるように、グランドマスタを作業支援系のタイマ１０１Ａに切り換える。すなわち、作業継続系のベストのタイマ２０１Ａは、作業支援系のタイマ１０１Ａの時刻に同期する。

図６のタイマ同期処理によれば、ネットワーク構成が変更された場合に、上記に述べたタイマ同期処理が実施されることで、作業継続系のタイマを作業支援系のより精度の高いタイマの時刻に段階的に同期させることができる。これにより、上記のモーション制御に支障を生じることなく作業を継続させながら、作業継続系のタイマを作業支援系のグランドマスタ（タイマ１０１Ａ）に時刻同期させることができる。

＜Ｇ．フローチャート＞
図７は、本発明の実施の形態にかかるタイマ同期処理のフローチャートの一例を示す図である。図６のネットワーク構成が変更されるケースにおける処理の一例を示す。図７では、作業支援系がベストのタイマを備えるかの判断処理（ステップＳ１（ステップＳ１０〜Ｓ１３））、ベストのタイマを作業継続系側に設定して時刻同期する処理（ステップＳ２（ステップＳ２１〜Ｓ２５））およびベストのタイマを作業支援系側に設定して時刻同期する処理（ステップＳ３（ステップＳ３１〜Ｓ３４））が実施される。なお、図７の処理は繰り返し実行される。

まず、ステップＳ１では、作業支援系が作業継続系のネットワーク構成に接続される場合、作業支援系の移動システム１０Ａは、メッセージ通信部１５２がアナウンスメッセージ３７０を送信しながら、作業継続系に移動する。アナウンスメッセージ３７０は、送信元の制御装置１００を識別する識別情報とプライオリティ１１３を含む。タイマ同期部１５１は、制御装置１００の識別情報を、コンフィグ情報１１５から抽出する。作業継続系の制御装置２００のメッセージ通信部２１５は、アナウンスメッセージ３７０を受信すると、制御装置１００と制御装置２００の間で通信リンクを確立する通信手順を実行する。

また、制御装置２００のタイマ同期部２５１は、受信するアナウンスメッセージ３７０の制御装置１００の識別情報をコンフィグ情報２１５と照合し、照合の結果に基づき、制御装置１００は生産ライン２Ａのネットワーク構成に未登録であると判断する。これにより、タイマ同期部２１５は、ネットワーク構成の変更があること、すなわちネットワーク構成に制御装置１００が追加されることを検出できる。なお、ネットワーク構成が変更されるか否かの検出方法は、これに限定されない。

ネットワーク構成の変更が検出される場合、作業支援系の制御装置１００のメッセージ通信部１５２はアナウンスメッセージ３７０を送信し（ステップＳ１０）、また、作業継続系の制御装置２００（例えば、制御装置２００Ａ）のメッセージ通信部２５２は、アナウンスメッセージ３８０を送信する（ステップＳ１１）。アナウンスメッセージ３８０は、送信元の制御装置２００を識別する識別情報とプライオリティ２１３を含む。タイマ同期部２５１は、制御装置２００の識別情報を、コンフィグ情報２１５から抽出する。

タイマ同期部１５１は、受信するアナウンスメッセージ３８０のプライオリティ２１３を自装置のプライオリティ１１３と比較し、比較の結果に基づき、変更後のネットワーク構成において、自装置のタイマ（図７では自タイマと略す）であるタイマ１０１Ａの他にベストのタイマがあるか否かを判定する（ステップＳ１２）。具体的には、タイマ同期部１５１は、（プライオリティ１１３＜プライオリティ２１３）の条件が満たされると判定すると、すなわちプライオリティ２１３の優先度の方が高いと判定すると、タイマ１０１Ａの他にベストのタイマ（作業継続系のタイマ２０１Ａ）があることを検出し（ステップＳ１２でＹＥＳ）、ステップＳ２４に移行する。

一方、タイマ同期部１５１は、（プライオリティ１１３＜プライオリティ２１３）の条件を満たされないと判定すると、すなわち（プライオリティ１１３≧プライオリティ２１３）であってプライオリティ１１３の優先度の方が高いと判定すると、タイマ１０１Ａの他にベストのタイマがないことを検出し（ステップＳ１２でＮＯ）、ステップＳ２１に移行する。

また、タイマ同期部２５１は、受信するアナウンスメッセージ３７０のプライオリティ１１３を自装置のプライオリティ２１３と比較し、比較の結果に基づき、変更後のネットワーク構成において、タイマ２０１Ａの他にベストのタイマがあるか否かを判定する（ステップＳ１３）。具体的には、タイマ同期部２５１は、（プライオリティ２１３＞プライオリティ１１３）の条件が満たされると判定すると、すなわちプライオリティ２１３の優先度の方が高いと判定すると、タイマ２０１Ａの他にベストのタイマがないことを検出し（ステップＳ１３でＮＯ）、ステップＳ２５に移行する。

一方、タイマ同期部２５１は、（プライオリティ２１３＞プライオリティ１１３）の条件が満たされると判定すると、すなわちプライオリティ２１３の優先度の方が高いと判定すると、タイマ２０１Ａの他にベストのタイマがないことを検出し（ステップＳ１３でＹＥＳ）、ステップＳ２３に移行する。

ステップＳ２の時刻同期処理を説明する。具体的には、ステップＳ２４とステップＳ２５では、タイマ同期部１５１はタイマ１０１Ａをスレーブに設定するとともに、タイマ同期部２５１はタイマ２０１Ａをマスタに設定し、スレーブのタイマ１０１Ａはマスタのタイマ２０１Ａに時刻同期する（ステップＳ２４、Ｓ２５）。時刻同期は、タイマ１０１Ａの時間を、タイマ２０１Ａの時間に整合させることを意味する。

また、ステップＳ２１では、作業支援系の制御装置１００のタイマ同期部１５１は、タイマ１０１Ａの時間をタイマ同期部２５１から受信するタイマ２０１Ａの時間と比較し、比較の結果に基づき両者の差が閾値Ｔ以上であるか否かを判定する（ステップＳ２１）。両者の差が閾値Ｔ未満と判定されると（ステップＳ２１でＮＯ）、ステップＳ３に移行する。一方、両者の差が閾値Ｔ以上と判定されると（ステップＳ２１でＹＥＳ）、プライオリティ変更部１５３は、一時的にプライオリティ１１３を、作業支援系のベストのタイマ２０１Ａのプライオリティ２１３よりも低い値となるように変更し（ステップＳ２２）、処理を終了する。その後、ステップＳ１０では、低い値が設定されたプライオリティ１１３を有するアナウンスメッセージ３７０を送信することができる。

また、ステップＳ２３では、作業継続系の制御装置２００のタイマ同期部２５１は、タイマ２０１Ａの時間をタイマ同期部１５１から受信するタイマ１０１Ａの時間と比較し、比較の結果に基づき両者の差が閾値Ｔ以上であるか否かを判定する（ステップＳ２３）。両者の差が閾値Ｔ以上と判定されると（ステップＳ２３でＹＥＳ）、処理は終了するが、両者の差が閾値Ｔ未満と判定されると（ステップＳ２３でＮＯ）、ステップＳ３に移行する。

ステップＳ３の時刻同期処理を説明する。タイマ同期部１５１は、ステップＳ２での時刻同期処理（ステップＳ２４、Ｓ２５）が終了したか否かを判定する（ステップＳ３１）。具体的には、タイマ同期部１５１は、タイマ１０１Ａの時間とタイマ２０１Ａの時間との差が閾値Ｔ以下であるかを判定し（ステップＳ３１）、当該差が閾値Ｔよりも大きいと判定したとき（ステップＳ３１でＮＯ）、処理は終了する。

タイマ同期部１５１は、タイマ１０１Ａの時間とタイマ２０１Ａの時間との差が閾値Ｔ以下であると判定すると（ステップＳ３１でＹＥＳ）、すなわち時刻同期が終了したことが検出されると、プライオリティ変更部１５３は、プライオリティ１１３の値が変更されていた場合は、プライオリティ１１３に元の値を設定し（ステップＳ３２）、その後、処理は終了する。これにより、時刻早期が終了すると、ステップＳ２２で一時的に値が変更されていたプライオリティ１１３は、元の値に戻される。

ベストのタイマ１０１Ａと他のタイマ２０１Ａの時間の差が閾値Ｔ未満であると判定された場合（ステップＳ２１でＮＯ、ステップＳ２３でＮＯ）、タイマ１０１Ａをタイマ２０１Ａに時刻同期させる処理（ステップＳ２４、Ｓ２５）はスキップされて（実施されず）、タイマ２０１Ａをベストのタイマ１０１Ａに時刻同期させる（ステップＳ３３、Ｓ３４）。具体的には、タイマ同期部１５１はタイマ１０１Ａをマスタに設定するとともに、タイマ同期部２５１はタイマ２０１Ａをスレーブに設定し、スレーブのタイマ２０１Ａはマスタのタイマ１０１Ａに時刻同期する（ステップＳ３３、Ｓ３４）。その後、処理は終了する。

図７では、作業継続系と作業支援系との間でアナウンスメッセージ３７０，３８０を遣り取りすることによって、両者の間で通信のリンクが確立したときに、制御装置１００，２００はネットワーク構成の変更が検出されたことを自律的に検出する。なお、ネットワーク構成の変更の検出方法は、自律的に検出する方法に限定されず、他の装置からの命令に基づきネットワーク構成の変更が検出されてもよい。

（ｇ１．フローチャートの変形例）
図８は、図７のフローチャートの変形例を示す図である。図８では、図７のステップＳ２１とＳ２２の処理が省略されているが、他の処理は図７と同様でありので説明は繰り返さない。

図７ではアナウンスメッセージ３７０，３８０を通信して通信リンクを確立することで、制御装置１００と制御装置２００は、それぞれ、ネットワーク構成が変更されたことを検出した。これに対して、図８では、作業支援系の制御装置１００および作業継続系の制御装置２００は、それぞれ、例えば管理装置１９０などの外部からネットワーク構成の変更命令を受信する。この変更命令は、タイマ１０１Ａのプライオリティ１１３を下げる命令を含む。

移動システム１０Ａの制御装置１００が上記の変更命令を受信すると、受信した変更命令に従い移動システム１０Ａが作業継続系に移動し、移動する過程において、プライオリティ変更部１５３は、プライオリティ１１３を所定値に下げる。所定値は、プライオリティ２１３よりも低い値を示す。その後は、ステップＳ１の処理が実施される。

このように、移動システム１０Ａが作業継続系に移動する過程において、プライオリティ変更部１５３は、プライオリティ１１３を所定値に下げる場合には、図７のステップＳ２１とＳ２２の処理を省略することができる。

図７または図８のタイマ同期処理によれば、作業継続系のタイマ２０１Ａの時刻を、ネネットワーク構成が変更された場合の最も高い精度のタイマ１０１Ａ（グランドマスタ）の時刻に同期させる場合に、多段階で時刻同期を実施することができる。具体的には、ステップＳ２４とＳ２５で、作業継続系のタイマ２０１Ａをグランドマスタに一時的に設定して制御システム１全体の時刻を当該一時的グランドマスタの時刻に同期させる（第１段階の時刻同期）。その後に、ステップＳ３３とＳ３４で、最も高い精度を有した作業支援系のタイマ１０１Ａをグランドマスタとして、制御システム１のタイマを、当該高精度のグランドマスタに時刻同期させている（第２段階の時刻同期）。

したがって、ネットワーク構成が変更される前のタイマの時刻と、ネットワーク構成が変更後に選択された新たなグランドマスタの時刻との差が大きいとしても、このような多段階の時刻同期を経ることで、作業継続系におけるフィールド機器に対する制御に上記に述べた支障を及ぼすこと無く、制御システム１のタイマを、新たなグランドマスタに時刻同期させることができる。

（ｇ２．タイマ時刻同期の方法）
ステップＳ２４とＳ２５の時刻同期の処理では、時刻同期は徐々に実施されてもよい。具体的には、タイマ同期部１５１は、一時的にグランドマスタに設定されたタイマ２０１Ａからの時間情報とタイマ１０１Ａの時間情報とから、同期のずれ量、すなわちグランドマスタとタイマ１０１Ａとの時差を算出し、算出された差をＮ（Ｎ≧２）個の値に分割し、分割された値Ｄｉ（ｉ＝１，２，３，…Ｎ）の各値Ｄｉを周期的にタイマ１０１Ａの値に累積的に加算または減算（インクリメントまたはデクリメント）してもよい。これにより、加算がＮ回繰返されて、タイマ１０１Ａの値を、徐々に（滑らかに）変化させることができる。なお、Ｎの値または値Ｄｉは可変であってよい。例えば、Ｎの値または値Ｄｉは、差の大きさに基づき可変であってよい。

同様に、ステップＳ３３とＳ３４の時刻同期の処理でも、時刻同期は徐々に実施されてもよい。具体的には、タイマ同期部２５１は、グランドマスタに設定されたタイマ１０１Ａからの時間情報とタイマ２０１Ａの時間情報とから、グランドマスタとタイマ２０１Ａとの時差を算出し、算出された差をＮ（Ｎ≧２）個の値に分割し、分割された値Ｄｉ（ｉ＝１，２，３，…Ｎ）を時刻合わせにタイマ２０１Ａの時間を更新するための調整量として用いる。すなわち、各値Ｄｉを周期的にタイマ２０１Ａの値に累積的に加算または減算（インクリメントまたはデクリメント）して、徐々に時刻同期させてもよい。これにより、加算がＮ回繰返されて、タイマ２０１Ａの値を、徐々に（滑らかに）変化させることができる。

この時刻同期のための周期は、制御周期に同期してもよい。この場合には、Ｎ回の制御周期をかけて作業継続系のタイマ２０１Ａをグランドマスタに徐々に時刻同期させることができる。

このようなＮ回の制御周期にわたる時刻同期は、上記に述べた多段階の時刻同期と組み合わせて実施してもよい。

＜Ｈ．システム同期処理＞
上記のようにタイマ同期処理が実施されると、制御システム１の各装置が備えるタイマを、グランドマスタに時刻同期させるためにシステム同期処理が実施される。

具体的には、制御装置１００のシステム同期部１５４は、マスタ識別子１１４に基づき自身の制御装置のタイマ１０１がグランドマスタに設定されたか否かを判定する。また、制御システム１の制御装置２００のシステム同期部２５４は、マスタ識別子２１４に基づき自身の制御装置のタイマ２０１がグランドマスタに設定されたか否かを判定する。例えば制御装置１００のタイマ１０１Ａがグランドマスタに設定されたと判定される場合、システム同期部１５４は、他の制御装置２００およびフィールド機器４０１Ａとの間で時刻同期をとるために、タイマ１０１Ａを基準として、他の制御装置２００およびフィールド機器４０１Ａのタイマを調整する処理などを実施する。あるいは、他の制御装置２００のタイマ２０１Ａがグランドマスタに設定された場合、システム同期部２５４は、タイマ２０１Ａを基準として他の制御装置１００のタイマ１０１Ａおよびフィールド機器５００Ａのタイマ５０１Ａを調整する処理を実施する。

さらに、制御装置２００は、作業継続系の他の制御装置（例えば、制御装置２００Ｂ）のタイマと、そのフィールド機器（例えば、フィールド機器５００Ｂ）のタイマとを、タイマ２０１Ａに時刻同期させる。

＜Ｉ．ネットワーク構成の変更の他の例＞
図９と図１０は、それぞれ、本実施の形態にかかるネットワーク構成の変更の他の例を模式的に示す図である。図１では、移動システム１０Ａの移動に伴い、制御装置１００Ａも移動したが、図９の（Ｂ）では、制御装置１００Ａは作業継続システムのネットワーク２３Ａに予め接続されている。ただし、作業継続系において制御装置１００Ａは稼働していない。図９の（Ａ）の作業支援系の移動システム１０Ａが作業継続システムに移動する場合には、フィールド機器４０１Ａのみが移動機構３００Ａにより移動する。

移動システム１０Ａが作業継続系に移動して制御装置１００Ａに通信可能に接続すると、作業支援系の制御装置１００Ａが起動する。その後、ステップＳ１（図７）の処理が実行される。制御装置１００Ａと制御装置２００Ａは、それぞれ、ネットワーク構成が変更されたことを検出する。

図１０には、搬送ベルト６０３によって搬送されるワーク２３２に対して加工を行なう生産ラインに制御システム１を適用した例が示されている。

図１０の（Ａ）を参照して、生産ラインでは、制御装置２００Ａに接続されるフィールド機器２００ａがワーク２３２に対する加工を行なった後に、制御装置２００Ｂに接続されるフィールド機器２００ｂがワーク２３２に対して別の加工を行なう。

製造品の種別変更のため、ワーク２３２に対して追加の加工が必要になったとする。この場合、当該追加の加工を行なうためのフィールド機器２００Ｄと、当該フィールド機器２００Ｄにフィールドネットワーク２２Ｃを介して接続された制御装置１００Ａとが生産ラインに導入される（図１０の（Ｂ））。制御装置１００Ａが作業継続系のネットワーク２３Ａに接続されると、その後、ステップＳ１（図７）の処理が実行される。制御装置１００Ａと制御装置２００Ａは、それぞれ、ネットワーク構成が変更されたことを検出する。

上記の実施の形態では、ネットワーク構成の変更の一例として、ネットワーク２３Ａに制御装置が追加して接続されるケースを説明したが、ネットワーク２３Ａから制御装置が切り離されるようなネットワーク構成の変更の場合であっても、本実施の形態を適用することができる。具体的には、制御装置が切り離されることにより変更された後のネットワーク２３Ａに接続された複数の制御装置２００は、タイマ同期処理（グランドマスタの検出（選択）と、他のタイマをグランドマスタに時刻同期させる処理）を実施する。これにより、切り離された制御装置のタイマがグランドマスタであったとしても、変更後のネットワーク構成において新たなグランドマスタを用いたタイマ時刻同期処理を実施することができる。

＜Ｊ．プログラム＞
制御装置１００のプロセッサ１０３は、タイマ同期処理のプログラムを実行することにより制御装置１００内の各構成要素の制御を行う。ストレージ１０５は、このようなタイマ同期処理に関するプログラムおよびデータなどを記憶し得る。

制御装置２００のプロセッサ２０３は、タイマ同期処理のプログラムを実行することにより制御装置２００内の各構成要素の制御を行う。ストレージ２０５は、このようなタイマ同期処理に関するプログラムおよびデータなどを記憶し得る。

ストレージ１０５および２０５は、ＨＤＤまたはＳＳＤに限定されない。具体的には、ストレージ１０５および２０５は、プロセッサなどのコンピュータを含むその他装置、機械などにより、そこに記録されたプログラムなどの情報を読み取り可能なように、当該プログラムなどの情報を、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。

なお、タイマ同期処理に関するプログラムまたはデータは、ネットワーク２３Ａ，２３Ｂを含む各種通信回線を介して、または、メモリカード１２９，２２９を介してストレージ１０５，２０５にダウンロードされるとしてもよい。

＜Ｋ．利点＞
本実施の形態によれば、制御システム１のネットワーク構成が変更される場合、変更後のネットワーク構成が備えるタイマのうちからグランドマスタが検出（選択）されて、ネットワーク構成に備えられる全てのタイマは当該グランドマスタに時刻同期する。これにより、ネットワーク構成が変更されるとしても、常に、当該ネットワーク構成のタイマを時間精度の最も高いタイマ（グランドマスタ）に時刻同期させることができる。

また、本実施の形態では、制御システム１が適用される生産ラインが稼働中に、上記のネットワーク構成の変更があるとしても、稼働を継続しながら、すなわち生産ラインにおいて動的に上記のグランドマスタの検出と時刻同期とを実施することができる。この場合に、上記の多段階の時刻同期が実施されることで、稼働中の生産ラインの制御に支障を与えることなく、生産ラインの動的（稼働を継続しながら）な段取り替え（組み替え）を実施することができる。

＜Ｌ．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］
それぞれが対象を制御する１つ以上の制御装置（１００，２００）がネットワーク（２３Ａ）に通信可能に接続されるネットワーク構成を備え、
各前記１つ以上の制御装置は、
精度（１１３，２１３）を有した時間を管理するタイマ（１０１、２０１）と、
前記タイマが管理する時間を基準として、当該制御装置に対応する前記対象に制御指令を送信する通信手段（１４１，２４１）と、
前記ネットワーク構成が変更される場合に、変更後の前記ネットワーク構成が有する前記各制御装置のタイマのうち、他のタイマよりも前記時間の精度が高いタイマに当該他のタイマを時刻同期させるタイマ同期手段（１５１，２５１）を有する、制御システム（１）。
[構成２］
前記ネットワーク構成に接続可能な制御装置は、稼働中の第１の制御装置（２００）と、前記第１の制御装置とは異なる第２の制御装置（１００）と、を有し、
前記ネットワーク構成の変更は、
稼働中の前記第１の制御装置が接続される前記ネットワーク構成に、前記第２の制御装置が追加されることを含む、構成１に記載の制御システム。
[構成３］
前記各制御装置は、
自装置が有する前記タイマの精度を有するメッセージ（３７０，３８０）を互いに通信するメッセージ通信手段（１５２，２５２）を、さらに有し、
前記タイマ同期手段は、
他の制御装置から受信する前記メッセージが有する前記精度と、自装置の前記タイマが有する精度とを比較し、比較の結果に基づき前記時間の精度が高いタイマを選択する、構成２に記載の制御システム。
[構成４］
前記タイマ同期手段は、
前記時間の精度が高いタイマが前記第２の制御装置に備えられる場合、前記第２の制御装置のタイマを前記第１の制御装置のタイマに時刻同期させ、その後、前記第１の制御装置のタイマを前記第２の制御装置のタイマに時刻同期させる（Ｓ２２，Ｓ３５）、構成３に記載の制御システム。
[構成５］
前記制御装置は、さらに、
前記ネットワーク構成に接続されている制御装置の識別子を含むネットワーク構成情報（１１５，２１５）を記憶する記憶手段を有し、
前記第１の制御装置は、
前記第２の制御装置の識別子を前記ネットワーク構成情報と照合し、照合結果に基づき前記ネットワーク構成に前記第２の制御装置が追加されることを検出する、構成２から４のいずれか１に記載の制御システム。
［構成６］
前記第２の制御装置は、前記ネットワーク構成に追加されると、稼働中の前記第１の制御装置と連携して稼働する制御装置を含み、
各前記制御装置は、自装置が前記第１の制御装置および前記第２の制御装置のいずれであるかを検出する、構成２から５のいずれか１に記載の制御システム。
[構成７］
前記タイマ同期手段は、
前記他のタイマの時間を所定の調整量で更新する処理をＮ回（ただし、Ｎ≧２）繰り返し、
前記所定の調整量は、前記他のタイマと前記時間の精度が高いタイマとの間の時間のずれの大きさをＮ個に分割した各調整量を含む、構成１から６のいずれか１に記載の制御システム。
[構成８］
対象を制御する制御装置（１００、２００）であって、
複数の前記制御装置を通信可能に接続するネットワーク（２３ａ）と通信する手段と、
精度（１１３，２１３）を有した時間を管理するタイマ（１０１，２０１）と、
前記タイマが管理する時間を基準として、当該制御装置に対応する対象に制御指令を送信する通信手段（１４１，２４１）と、
前記ネットワークに通信可能に接続される前記制御装置が変更される場合に、変更後の前記ネットワークに接続される各前記複数の制御装置のタイマのうち、他のタイマよりも前記時間の精度が高いタイマに当該他のタイマを時刻同期させるタイマ同期手段（１５１，２５１）を有する、制御装置（１００，２００）。
[構成９］
対象を制御する制御装置（１００，２００）に時刻同期させる方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記制御装置は、
複数の前記制御装置を通信可能に接続するネットワークと通信する手段（２３０）と、
精度（１１３，２１３）を有した時間を管理するタイマ（１０１，２０１）と、
前記タイマが管理する時間を基準として、当該制御装置に対応する対象に制御指令を送信する通信手段（１４１，２４１）と、を備え、
前記方法は、
前記ネットワークに通信可能に接続される前記制御装置が変更される場合に、変更後の前記ネットワークに接続される各前記複数の制御装置のタイマのうち、他のタイマよりも前記時間の精度が高いタイマを検出するステップと（Ｓ１２，Ｓ１３）、
前記時間の精度が高いタイマに前記他のタイマを時刻同期させるステップ（Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ３５，Ｓ３６）と、を備える。

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 制御システム、２Ａ，２Ｂ 生産ライン、１０，１０Ａ 移動システム、２１，２１Ａ，２２，２２Ａ，２２Ｃ フィールドネットワーク、２３，２３Ａ，２３Ｂ ネットワーク、１００，１００Ａ，２００，２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ，２００Ｄ 制御装置、１０１，１０１Ａ，２０１，２０１Ａ，２０１Ｂ，４０１，５０１，５０１Ａ，５０１Ｂ タイマ、１０３，２０３，３０３ プロセッサ、１０４，２０４，３０４ メモリ、１０５，２０５，３０６ ストレージ、１０９，２０９ タイマ同期プログラム、１１０，２１０ メッセージプログラム、１１１，２１１ プライオリティ変更プログラム、１１２，２１２ システム同期プログラム、１１３，２１３ プライオリティ、１１４，２１４ マスタ識別子、１１５，２１５ コンフィグ情報、１５１，２５１ タイマ同期部、１５２，２５２ メッセージ通信部、１５３，２５３ プライオリティ変更部、１５４，２５４ システム同期部、１９０，１９０Ａ，１９０Ｂ 管理装置、２００ａ，２００ｂ，２００ｄ，４００，４００Ａ，４０１Ａ，５００，５００Ａ，５００Ｂ，５００Ｃ フィールド機器、２３０ 上位ネットワークコントローラ、３００，３００Ａ 移動機構、３７０，３８０ アナウンスメッセージ、４２１，４１１ ＩＯリフレッシュプログラム、４０２，４１２ 制御演算プログラム、４０３，４１３ モーションプログラム、４０４，４１４ 他のプログラム。

Claims (9)

1. それぞれが対象を制御する１つ以上の制御装置がネットワークに通信可能に接続されるネットワーク構成を備え、
   各前記１つ以上の制御装置は、
   精度を有した時間を管理するタイマと、
   前記タイマが管理する時間を基準として、当該制御装置に対応する前記対象に制御指令を送信する通信手段と、
   前記ネットワーク構成が変更される場合に、変更後の前記ネットワーク構成が有する前記各制御装置のタイマのうち、他のタイマよりも前記時間の精度が高いタイマに当該他のタイマを時刻同期させるタイマ同期手段を有する、制御システム。
2. 前記ネットワーク構成に接続可能な制御装置は、稼働中の第１の制御装置と、前記第１の制御装置とは異なる第２の制御装置と、を有し、
   前記ネットワーク構成の変更は、
   稼働中の前記第１の制御装置が接続される前記ネットワーク構成に、前記第２の制御装置が追加されることを含む、請求項１に記載の制御システム。
3. 前記各制御装置は、
   自装置が有する前記タイマの精度を有するメッセージを互いに通信するメッセージ通信手段を、さらに有し、
   前記タイマ同期手段は、
   他の制御装置から受信する前記メッセージが有する前記精度と、自装置の前記タイマが有する精度とを比較し、比較の結果に基づき前記時間の精度が高いタイマを選択する、請求項２に記載の制御システム。
4. 前記タイマ同期手段は、
   前記時間の精度が高いタイマが前記第２の制御装置に備えられる場合、前記第２の制御装置のタイマを前記第１の制御装置のタイマに時刻同期させ、その後、前記第１の制御装置のタイマを前記第２の制御装置のタイマに時刻同期させる、請求項３に記載の制御システム。
5. 前記制御装置は、さらに、
   前記ネットワーク構成に接続されている制御装置の識別子を含むネットワーク構成情報を記憶する記憶手段を有し、
   前記第１の制御装置は、
   前記第２の制御装置の識別子を前記ネットワーク構成情報と照合し、照合結果に基づき前記ネットワーク構成に前記第２の制御装置が追加されることを検出する、請求項２から４のいずれか１項に記載の制御システム。
6. 前記第２の制御装置は、前記ネットワーク構成に追加されると、稼働中の前記第１の制御装置と連携して稼働する制御装置を含み、
   各前記制御装置は、自装置が前記第１の制御装置および前記第２の制御装置のいずれであるかを検出する、請求項２から５のいずれか１項に記載の制御システム。
7. 前記タイマ同期手段は、
   前記他のタイマの時間を所定の調整量で更新する処理を、Ｎ回（ただし、Ｎ≧２）繰り返し、
   前記所定の調整量は、前記他のタイマと前記時間の精度が高いタイマとの間の時間のずれの大きさをＮ個に分割した各調整量を含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の制御システム。
8. 対象を制御する制御装置であって、
   複数の前記制御装置を通信可能に接続するネットワークと通信する手段と、
   精度を有した時間を管理するタイマと、
   前記タイマが管理する時間を基準として、当該制御装置に対応する対象に制御指令を送信する通信手段と、
   前記ネットワークに通信可能に接続される前記制御装置が変更される場合に、変更後の前記ネットワークに接続される各前記複数の制御装置のタイマのうち、他のタイマよりも前記時間の精度が高いタイマに当該他のタイマを時刻同期させるタイマ同期手段を有する、制御装置。
9. 対象を制御する制御装置に時刻同期させる方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
   前記制御装置は、
   複数の前記制御装置を通信可能に接続するネットワークと通信する手段と、
   精度を有した時間を管理するタイマと、
   前記タイマが管理する時間を基準として、当該制御装置に対応する対象に制御指令を送信する通信手段と、を備え、
   前記方法は、
   前記ネットワークに通信可能に接続される前記制御装置が変更される場合に、変更後の前記ネットワークに接続される各前記複数の制御装置のタイマのうち、他のタイマよりも前記時間の精度が高いタイマを検出するステップと、
   前記時間の精度が高いタイマに前記他のタイマを時刻同期させるステップと、を備える、プログラム。

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