WO2020054477A1 - 制御システムおよび制御装置 - Google Patents

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WO2020054477A1
WO2020054477A1 PCT/JP2019/034428 JP2019034428W WO2020054477A1 WO 2020054477 A1 WO2020054477 A1 WO 2020054477A1 JP 2019034428 W JP2019034428 W JP 2019034428W WO 2020054477 A1 WO2020054477 A1 WO 2020054477A1
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control
control device
devices
network
timing
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PCT/JP2019/034428
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光宏 米田
成憲 澤田
Original Assignee
オムロン株式会社
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    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • the present invention relates to a control system in which a plurality of control devices are connected to a network, and to a control device constituting the control system.
  • FA Fractory Automation
  • a control device such as a PLC (programmable controller)
  • PLC programmable controller
  • Patent Document 1 discloses a control system in which a plurality of control devices are connected to a controller level network. A plurality of input / output devices are connected to each of the plurality of control devices via a device level network. Each control device transmits the input values obtained from the plurality of input / output devices to the server via the controller level network.
  • production lines are reshuffled for various reasons, such as changing production types or increasing production numbers.
  • the plurality of control devices execute control processes independent of each other, in order to operate a plurality of devices connected to different control devices in cooperation with each other, the start timings of the processes on the control targets of the plurality of devices are synchronized. Need to be done. Therefore, it is necessary to temporarily stop all the control devices including the control device that is already operating, and to perform the setting for synchronization. As a result, the operation rate decreases.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to enable a plurality of devices connected to different control devices to operate in cooperation with each other while suppressing a decrease in an operation rate. It is to provide a control system and a control device.
  • the control system includes a first control device, one or more first devices connected to the first control device via the first network, and a second control device. And one or more second devices connected to the second control device via the second network.
  • Each of the first control device and the one or more first devices has a first timer synchronized with each other.
  • the first control device includes a first communication unit and a first scheduling unit.
  • the first communication unit transmits and receives the first data to and from one or more first devices for each first control cycle based on the time of the first timer.
  • the first scheduling means sets a first synchronization timing after one or more first devices have received the first data within a first control cycle.
  • One or more first devices start processing on the control target in synchronization with the first synchronization timing based on the time of the first timer.
  • Each of the second control device and the one or more second devices has a second timer synchronized with each other.
  • the second control device includes a second communication unit and a second scheduling unit.
  • the second communication unit transmits and receives the second data to and from one or more second devices for each second control cycle based on the time of the second timer.
  • the second scheduling means sets a second synchronization timing after one or more second devices have received the second data within the second control cycle.
  • One or more second devices start processing on the control target in synchronization with the second synchronization timing based on the time of the second timer.
  • the first control device When the first control device and the second control device are connected via a third network higher than the first network and the second network, the first control device performs the first synchronization timing.
  • An adjusting means for adjusting at least one of a time difference from the synchronization timing is further included.
  • the second control device determines the length of the control cycle, the phase of the control cycle, and the synchronization timing within the control cycle. It is not necessary to adjust the time difference between the reference timing and the reference timing. Therefore, even when the second control device is operating, the first control device is connected to the second control device via the third network, and the one or more first devices are connected to the one or more first devices.
  • the linked operation with the second device can be started. That is, it is not necessary to stop the second control device in order to start the linked operation of the one or more first devices and the one or more second devices. This makes it possible to operate a plurality of devices connected to different control devices in cooperation with each other while suppressing a decrease in the operation rate.
  • the reference timing is a first start timing at which the first communication unit starts transmitting the first data.
  • the adjusting unit when the time difference is shorter than the time from the second start timing at which the second communication unit starts transmitting the second data to the second synchronization timing, adjusts the first start timing and the second start timing.
  • the above-mentioned phase difference is adjusted so that the start timing coincides with the second start timing, and the above-mentioned time difference is adjusted to a time from the second start timing to the second synchronization timing.
  • the first synchronization timing and the second synchronization timing can be matched, and the first start timing and the second start timing can also be matched.
  • the adjusting means includes: a first time from a first start timing at which the first communication means starts transmitting the first data to a first synchronization timing; In a case where the second time from the second start timing for starting transmission of the second data to the second synchronization timing is different, the first start timing and the second start timing are different from the first time and the second time.
  • the above phase difference is adjusted so as to be shifted by the difference from the time of 2. For example, when the first time is longer than the second time, the adjusting means adjusts the phase difference so that the first start timing is earlier than the second start timing.
  • the first synchronization timing and the second synchronization timing can be matched by adjusting the phase difference between the first control cycle and the second control cycle.
  • the adjusting unit increases the length of the first control cycle by N times the length of the second control cycle. Or, it is corrected to 1 / N times.
  • N is an integer of 1 or more.
  • the first synchronization timing and the second synchronization timing can be easily matched.
  • a control device to which one or more first devices are connected via the first network includes a timer, a communication unit, and a scheduling unit.
  • the timers are synchronized with one or more first devices.
  • the communication unit transmits and receives the first data to and from one or more first devices for each first control cycle based on the time of the timer.
  • the scheduling means sets a first synchronization timing at which one or a plurality of first devices starts processing on a control target within a first control cycle.
  • the first synchronization timing is set so as to be after one or more first devices have received the first data.
  • the control device can be connected to another control device via a second network higher than the first network.
  • the other control device is connected to one or more second devices via a third network lower than the second network, and communicates with one or more second devices every second control cycle.
  • the second data is transmitted / received between them.
  • One or more second devices start processing on the control target in synchronization with the second synchronization timing after receiving the second data.
  • the control device is connected to another control device via the third network, the length of the first control cycle and the length of the second control period are adjusted so that the first synchronization timing and the second synchronization timing coincide with each other.
  • a plurality of devices connected to different control devices can be operated in cooperation with each other while suppressing a decrease in the operation rate.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing an outline of a control system according to an embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an overall configuration of a control system according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a network configuration example of a control system according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a hardware configuration example of a control device and a field device according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a software configuration of a control device according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic diagram for describing scheduling of control processing in a control device according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic diagram for describing a first specific example of an adjustment process in the control device according to the present embodiment.
  • 13 is a schematic diagram for describing a second specific example of the adjustment processing in the control device according to the present embodiment.
  • 5 is a flowchart showing an example of a flow of a connection process between a plurality of control devices according to the present embodiment.
  • 13 is a flowchart illustrating another example of the flow of a connection process between a plurality of control devices. It is a schematic diagram showing a first application example of the control system according to the present embodiment. It is a schematic diagram showing a second application example of the control system according to the present embodiment. It is a schematic diagram which shows the 3rd application example of the control system which concerns on this Embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing an outline of a control system according to the embodiment.
  • control system 1 includes control devices 100A, 100B, 100C and field devices 200a, 200b, 200c, 200d.
  • the control device 100A is connected to the field device 200a via the field network 10A.
  • the control device 100B is connected to the field devices 200b and 200c via the field network 10B.
  • the control device 100C is connected to the field device 200d via the field network 10C.
  • the number of field devices connected to each of the control devices 100A to 100C is not limited to one or two. That is, the number of field devices connected to each of control devices 100A to 100C is one or more.
  • the control devices 100A to 100C execute IO (Input / Output) refresh processing, user program execution processing, motion processing, and other processing for each control cycle TcA to TcC.
  • IO Input / Output
  • $ IO refresh processing is processing for transmitting and receiving data between the control device and the field devices.
  • the user program execution process is a process of executing a program arbitrarily created by a user.
  • Motion processing is processing in which numerical values such as position, speed, acceleration, jerk, angle, angular velocity, angular acceleration, and angular jerk are calculated as commands for an actuator such as a servo motor provided in a field device.
  • the other processes include various processes other than the IO refresh process, the user program execution process, and the motion process.
  • Each of the control device 100A and the field device 200a has a timer synchronized with each other.
  • the control device 100A transmits and receives data to and from the field device 200a at each control cycle TcA based on the time of the timer.
  • the control device 100A sets the synchronization timing t1A after the field device 200a receives the data within the control cycle TcA.
  • the field device 200a starts processing on the control target in synchronization with the synchronization timing t1A based on the timer synchronized with the control device 100A.
  • the field device 200a generates the trigger signal TRa when the time of the timer reaches the synchronization timing t1A, and starts processing on the control target in response to the generation of the trigger signal TRa.
  • Each of the control device 100B and the field devices 200b and 200c has a timer synchronized with each other.
  • the control device 100B transmits and receives data to and from the field devices 200b and 200c at every control cycle TcB based on the time of the timer.
  • the control device 100B sets the synchronization timing t1B after the data is received by the field devices 200b and 200c within the control cycle TcB.
  • the field devices 200b and 200c start processing on the control target in synchronization with the synchronization timing t1B based on the time of the timer synchronized with the control device 100B.
  • the field device 200b generates the trigger signal TRb when the time of the timer reaches the synchronization timing t1B, and starts the processing on the control target according to the generation of the trigger signal TRb.
  • the field device 200c generates the trigger signal TRc when the time of the timer reaches the synchronization timing t1B, and starts the processing for the control target according to the generation of the trigger signal TRc.
  • Each of the control device 100C and the field device 200d has a timer synchronized with each other.
  • the control device 100C transmits and receives data to and from the field device 200d at each control cycle TcC based on the time of the timer.
  • the control device 100C sets a synchronization timing t1C after the data is received by the field device 200d within the control cycle TcC.
  • the field device 200d starts processing on the control target in synchronization with the synchronization timing t1C based on the time of the timer synchronized with the control device 100C.
  • the field device 200d generates the trigger signal TRd when the time of the timer reaches the synchronization timing t1C, and starts processing on the control target in response to the generation of the trigger signal TRd.
  • the process for the control target is, for example, a process of collecting field information from the control target machine or facility, or a process of outputting a command signal to the control target machine or facility.
  • control device 100A and the control device 100B are connected in advance via a network 11 higher than the field networks 10A and 10B.
  • Various settings for matching the synchronization timing t1A and the synchronization timing t1B are performed in advance between the control device 100A and the control device 100B.
  • the length of the control cycle TcA of the control device 100A and the length of the control cycle TcB of the control device 100B are set to be the same. Further, the phases of the control cycles TcA and TcB are set such that the start timing t0A of the IO refresh processing in the control cycle TcA matches the start timing t0B of the IO refresh processing in the control cycle TcB. Further, the time difference between the start timing t0A and the synchronization timing t1A in the control cycle TcA and the time difference between the start timing t0B and the synchronization timing t1B in the control cycle TcB are set to be the same. Thus, the field devices 200a to 200c connected to the control devices 100A and 100B can start processing on the control target at the same time. As a result, the field devices 200a to 200c operate in cooperation.
  • the control device 100C controls the field device 200d independently of the control devices 100A and 100B. Therefore, as shown on the left side of FIG. 1, the synchronization timing t1C in the control cycle TcC does not coincide with the synchronization timings t1A and t1B. As a result, the field device 200d cannot operate in cooperation with the field devices 200a to 200c connected to the control devices 100A and 100B.
  • the control device 100C When the control device 100C is connected to the control devices 100A and 100B via the network 11, the control device 100C performs the following (a) so that the synchronization timing t1C in the control cycle TcC matches the synchronization timings t1A and t1B. Adjust at least one of (c) to (c). (A) the length of the control cycle TcC, (B) a phase difference of the control cycle TcC with respect to the control cycles TcA and TcB, (C) The time difference between the reference timing of the control cycle TcC (for example, the IO refresh process start timing t0C) and the synchronization timing t1C.
  • the length of the control cycle TcC is adjusted to be one time the length of the control cycles TcA and TcB. Further, the phase difference of the control cycle TcC with respect to the control cycles TcA and TcB is adjusted so that the synchronization timing t1C matches the synchronization timings t1A and t1B. As a result, the synchronization timing t1C matches the synchronization timings t1A and t1B. As a result, the field device 200d can operate in cooperation with the field devices 200a to 200c connected to the control devices 100A and 100B.
  • control devices 100A and 100B control the length of the control cycle, the phase of the control cycle, and the synchronization timing within the control cycle. There is no need to adjust the time difference between the reference and the reference timing. Therefore, even when the control devices 100A and 100B are operating, the control device 100C can be connected to the control devices 100A and 100B via the network 11, and the linked operation of the field devices 200a to 200d can be started. That is, there is no need to stop the control devices 100A and 100B in order to start the linked operation of the field devices 200a to 200d.
  • the plurality of field devices 200a to 200d connected to the different control devices 100A to 100C can be operated in cooperation with each other while suppressing a decrease in the operation rate.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the overall configuration of control system 1 according to the present embodiment.
  • networks are connected to a plurality of levels, and different functions are assigned to the networks of each level. Specifically, four levels of networks 11 to 14 are provided.
  • the network 11 is a control level network.
  • the network 11 is connected to a device / line management device 190 that is a device / line management device and a display device 195 that provides a SCADA (Supervisory Control And And Data Acquisition) function, and a plurality of control devices that are machine control devices.
  • 100A to 100C (hereinafter, may be collectively referred to as “control device 100”) can be connected.
  • control device 100 a link capable of transmitting data between connected devices is formed.
  • the network 11 establishes a data link between the controller (control device 100) and management devices (device / line management device 190 and display device 195).
  • the network 11 mainly provides transmission of information related to a control system as a main function.
  • Various field devices such as sensors and actuators are connected to the control device 100. These field devices may be directly connected via an input / output unit mounted on the control device 100, or may be connected via a field network.
  • one or a plurality of field networks 10A to 10C are configured in the control devices 100A to 100C, respectively.
  • One or a plurality of field devices 200 are connected to each of the field networks 10A to 10C (hereinafter sometimes collectively referred to as “field network 10”).
  • Each of the one or more field devices 200 exchanges information with an actuator that gives some physical action to a manufacturing apparatus, a production line, or the like (hereinafter, also collectively referred to as a “field”), and a field.
  • a field level network is further added to the control system 1 shown in FIG. 1 in addition to the four levels of the networks 11 to 14.
  • Data is transmitted and received between the control device 100 and the field device 200 via the field network 10 (IO refresh processing).
  • the transmitted / received data is updated in a very short control cycle on the order of several 100 ⁇ sec to several tens msec.
  • the network 12 is a management-level network in which the device / line management device 190, the manufacturing management device 250, and the database device 255 are connected, and a link capable of transmitting data between the devices is formed.
  • the network 12 provides exchange of management information and transmission of device / line information as main functions.
  • the network 13 is a computer-level network in which the production management device 250 and the database device 255 are connected to the production management device 300 for managing production plans and the like, and a link for transmitting data is formed between the devices.
  • the network 13 provides production management and transmission of information-related data as main functions.
  • the network 14 is an external network such as the Internet, and connects the production management device 300 to the cloud and the supply chain.
  • control system data data for actually controlling devices
  • control system data data for actually controlling devices
  • control system data data for actually controlling devices
  • the network 13 or higher level is also referred to as a “corporate network”, and data for monitoring, managing, and controlling production activities at a production line / factory (hereinafter, may be collectively referred to as “information data”). ) To provide information communication.
  • Protocols and frameworks corresponding to such required characteristics are adopted for the networks 11 to 14 and the field networks 10A to 10C.
  • EtherNet / IP registered trademark
  • EtherCAT registered trademark
  • the protocol of the network 11 (first protocol) and the protocol of the field networks 10A to 10C (second protocol) may be the same or different.
  • general-purpose Ethernet registered trademark
  • real-time properties cannot be realized, but there is no limitation on the amount of data that can be transmitted.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a network configuration example of control system 1 according to the present embodiment.
  • the control system 1 shown in FIG. 3 includes a plurality of control devices 100A to 100C and a plurality of field devices 200a to 200d.
  • the control system 1 employs a network in which at least some of the control devices are daisy-chain connected.
  • the control devices 100A to 100C operate as masters that manage data transmission in the field networks 10A to 10C, respectively.
  • the field devices 200a to 200d operate as slaves that perform data transmission according to a command from the corresponding master.
  • the control devices 100A and 100B are connected to the control level network 11 (upper network).
  • a device / line management device 190 is connected to the network 11.
  • the control device 100C is connected to the network 11 when operating the field device 200d in cooperation with the field devices 200a to 200c.
  • the control device 100C is disconnected from the network 11 when not operating the field device 200d in cooperation with the field devices 200a to 200c.
  • the control devices 100A to 100C and the network 11 may be connected by wired communication or may be connected by wireless communication.
  • a plurality of field devices including the field device 200a are sequentially connected in a daisy chain to the field network 10A connected to the control device 100A.
  • a plurality of field devices including the field devices 200b and 200c are sequentially connected in a daisy chain to the field network 10B connected to the control device 100B.
  • a plurality of field devices including the field device 200d are sequentially connected in a daisy chain to the field network 10C connected to the control device 100C.
  • the control device 100 and one or a plurality of field devices 200 can be regarded as communication devices that perform a data transmission operation.
  • the control device 100 and the one or more field devices 200 receives data from the upstream communication device connected adjacently, the control device 100 and the one or more field devices 200 To the connected downstream communication device.
  • the received data is addressed to the own device, the received data is processed by the device that has received the data without transmitting the received data to another communication device.
  • transmission / reception timing is time-synchronized between a plurality of communication devices constituting each of field networks 10A to 10C, ie, control device 100 and one or a plurality of field devices 200 ( Time synchronization (3) in the figure).
  • each of the control device 100 and the one or more field devices 200 has a timer that is time-synchronized with each other, and according to those time-synchronized timers, each transmits or receives data at the timing.
  • the timer may be a counter that is incremented or decremented synchronously.
  • the control device 100B has a timer 102B, and the field devices 200b and 200c have timers 201b and 201c, respectively.
  • the timer 102B operates as a master, and the timers 201b and 201c synchronize timing based on the master.
  • control devices 100A to 100C operate as masters for managing data transmission in the field networks 10A to 10C, respectively.
  • the field device 200 connected to each control device 100 operates as a slave that performs data transmission according to a command from the master.
  • the data transmission timing and the like between the control device 100 and the field device 200 constituting the field network 10 can be matched with each other.
  • the control device 100A further has a timer 101A that is time-synchronized with the timer 102A.
  • the control device 100B further includes a timer 101B that is time-synchronized with the timer 102B.
  • the control device 100C further has a timer 101C time-synchronized with the timer 102C (corresponding to time synchronization (2) in the figure).
  • one of the timers 101A and 101B is operated as a master of the entire control system 1.
  • a master of the entire system is also referred to as a “grand master clock”.
  • FIG. 3 has described the configuration example in which the timer 101A of the control device 100A is set as the grand master clock, but the timer of the external device may be set as the grand master clock.
  • the processor 103 realizes various processes by reading and executing the system program 107 and the user application program 108 stored in the storage 106.
  • the memory 104 includes a volatile storage device such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory) and an SRAM (Static Random Access Memory).
  • the storage 106 stores a user application program 108 designed according to a control target and the like, in addition to a system program 107 for controlling each unit of the control device 100.
  • the network controller 130 provides an interface for the control device 100 to exchange data with another device via the network 11.
  • the network controller 130 includes a transmission / reception controller 131, a transmission / reception buffer 132, and the timer 101 as main components.
  • the timer 101 corresponds to the timer 101A (see FIG. 3) in the control device 100A, corresponds to the timer 101B in the control device 100B, and corresponds to the timer 101C in the control device 100C.
  • the transmission / reception controller 131 performs processing related to generation and reception of a packet transmitted on the network 11 at a fixed period. Specifically, the transmission / reception controller 131 writes data stored in a packet received from the network 11 to the transmission / reception buffer 132. The transmission / reception controller 131 sequentially reads out the received packets written in the transmission / reception buffer 132 and outputs only data necessary for processing in the control device 100 to the processor 103 among the read out data. The transmission / reception controller 131 sequentially writes data or packets to be transmitted to another device to the transmission / reception buffer 132 in accordance with a command from the processor 103. The data stored in the transmission / reception buffer 132 is sequentially transmitted on the network controller 130 in accordance with the cycle at which the packet is transferred.
  • the field network controller 140 provides an interface for the control device 100 to transmit and receive data to and from the field device 200 via the field network 10.
  • the field network controller 140 includes a transmission / reception controller 141, a transmission / reception buffer 142, and the timer 102 as main components.
  • the transmission / reception controller 141 transmits / receives data to / from the field device 200 every control cycle Tc based on the time of the timer 102. Operations of these components are the same as those of the corresponding components of network controller 130, and thus, detailed description will not be repeated.
  • the timer 102 corresponds to the timer 102A (see FIG. 3) in the control device 100A, corresponds to the timer 102B in the control device 100B, and corresponds to the timer 102C in the control device 100C.
  • the field device 200 performs a process on a control target 500 such as a machine or equipment according to the control of the control device 100. Typically, the field device 200 performs a process of collecting field information from the control target 500, a process of outputting a command signal to the control target 500, and the like.
  • the field device 200 includes a field network controller 210 and a processing unit 216 as main components.
  • the field network controller 210 provides an interface for the field device 200 to transmit and receive data to and from the control device 100 via the field network 10.
  • the field network controller 210 includes a transmission / reception controller 212, a timer 201, and a trigger signal generation circuit 214 as main components.
  • the timer 201 generates a clock which is used as a reference for timing of command output to the transmission / reception controller 212 and execution of processing in the field device 200.
  • a real-time clock or a free-run counter is used as the timer 201.
  • the field device 200a corresponds to the timer 201a (see FIG. 3)
  • the field device 200b corresponds to the timer 201b
  • the field device 200c corresponds to the timer 201c
  • the field device 200d corresponds to the timer 201d.
  • the trigger signal generation circuit 214 generates a trigger signal TR when the time indicated by the timer 201 reaches the synchronization timing t1, and outputs the trigger signal TR to the processing unit 216.
  • the synchronization timing t1 is set when the control device 100 is started. That is, the control device 100 recognizes the configuration of the field devices 200 connected to the field network 10 at the time of startup, and sets the synchronization timing t1 in consideration of the number of connected field devices 200 and the communication delay of each field device 200. I do. Note that the synchronization timing t1 may be adjusted according to a user's instruction.
  • the synchronization timing t1 set by the control devices 100A to 100C is the synchronization timing t1A to t1C (see FIG. 1), respectively.
  • the trigger signals TR generated by the field devices 200a to 200d are trigger signals TRa to TRd (see FIG. 1), respectively.
  • the trigger signal generation circuit 214 may generate the synchronization signal Sync0 defined by EtherCAT (registered trademark) as the trigger signal TR.
  • the processing unit 216 performs a process on the control target 500.
  • the processing unit 216 starts processing the control target 500.
  • the processing unit 216 when the control target 500 is a servo motor, the processing unit 216 generates a command for the servo motor based on a command from the control device 100, and operates the servo motor according to the generated command. Further, an encoder is provided on the rotation axis of the servo motor, and the processing unit 216 collects field information such as the position (rotation angle), rotation speed, and cumulative number of rotations of the servo motor from the encoder.
  • the processing unit 216 When the control target 500 is a robot, the processing unit 216 generates a command for the robot based on a command from the control device 100, and operates the robot according to the generated command. Specifically, the processing unit 216 operates one or a plurality of servomotors of the robot. Further, an encoder is provided on the rotation axis of the servo motor, and the processing unit 216 collects field information such as the position (rotation angle), rotation speed, and cumulative number of rotations of the servo motor from the encoder.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of a software configuration of the control device according to the present embodiment.
  • scheduler 170 is executed.
  • the scheduler 170 determines an execution order, execution interruption, and the like of a plurality of processes according to a predetermined control cycle Tc. More specifically, the scheduler 170 includes a user program execution process 171, a motion process 172, a peripheral process 173 including various processes, an upper network communication process 174, a lower network communication process 176, and an upper network time synchronization process.
  • Processing resources (processor time, memory, and the like) are allocated to 178, lower network time synchronization processing 179, and adjustment processing 180 according to a predetermined priority and control cycle Tc.
  • the scheduler 170 sets a synchronization timing t1 at which the field device 200 connected via the field network 10 generates the trigger signal TR.
  • the upper network communication processing 174 includes processing relating to data related to upper network communication, for example, data creation, encoding, decoding, extraction, processing and editing.
  • An NIC (Network Interface Card) 175 is mounted on the processor 103.
  • the NIC 175 is connected to a communication port (not shown) and manages data transmission on the network 11.
  • the upper network communication processing 174 controls the network controller 130 (see FIG. 4) via the NIC 175.
  • the lower network communication processing 176 includes processing relating to data related to lower network communication.
  • An NIC 177 is mounted on the processor 103.
  • the NIC 177 is connected to a communication port (not shown) and manages data transmission on the field network 10.
  • the lower network communication processing 176 controls the field network controller 140 (see FIG. 4) via the NIC 177.
  • the upper network time synchronization process 178 includes a process related to time synchronization with another control device 100. For example, when the timer 101 (see FIG. 4) of its own control device 100 is set to the grandmaster clock, the upper network time synchronization process 178 performs its own The processing includes adjusting the timer 101 of another control device 100 with reference to the timer 101 of FIG. Alternatively, when the timer 101 of another control device 100 is set to the grand master clock, the upper network time synchronization process 178 includes a process of adjusting its own timer 101 with reference to the timer 101 of the other control device 100.
  • the lower network time synchronization process 179 includes a process related to time synchronization with the field device 200. For example, when the timer 101 of its own control device 100 is set to the grand master clock, the lower network time synchronization processing 179 performs its own timer 102 (see FIG. It includes a process for adjusting the timer 201 and the like. Alternatively, when the timer 101 of the other control device 100 is set to the grand master clock, the lower network time synchronization process 179 performs the timer of its own timer 102 and the timer of the field device 200 based on the timer 101 of the other control device 100. 201 is included.
  • the adjustment process 180 performs the following (a) so that when connected to another control device 100, the synchronization timing t1 set by the other control device 100 matches the synchronization timing t1 set by the scheduler 170. ) To (c). (A) the length of the control cycle Tc of its own control device 100, (B) a phase difference between the control cycle Tc of the control apparatus 100 and the control cycle Tc of another control apparatus 100, (C) The time difference (offset time) between the reference timing of the control cycle Tc of its own control device 100 (for example, the IO refresh process start timing t0) and the synchronization timing t1.
  • FIG. 6 is a schematic diagram for describing scheduling of control processing in the control device according to the present embodiment.
  • IO refresh processing, user program execution processing, motion processing, and other processing are executed in this order according to a predetermined control cycle Tc.
  • output data calculated by the motion processing in the immediately preceding control cycle Tc is provided to the field device 200, and input data is collected from the field device 200.
  • FIG. 7 is a schematic diagram for describing a first specific example of the adjustment processing in the control device according to the present embodiment.
  • various settings for matching the synchronization timing t1A and the synchronization timing t1B are performed in advance between the control device 100A and the control device 100B.
  • the control device 100C is connected via the network 11 to the operating control devices 100A and 100B.
  • the adjustment process 180 is invalidated in the operating control devices 100A and 100B, and the adjustment process 180 is performed in the control device 100C. It is also assumed that the timer 101A of the control device 100A is set to the grand master clock.
  • the time difference Ts between the start timing t0C and the synchronization timing t1C in the control cycle TcC is different from the time difference Tm between the start timing t0A and the synchronization timing t1A in the control cycle TcA.
  • the time difference Ts is shorter than the time difference Tm. Therefore, even if the start timing t0C is adjusted to the start timing t0A, the field device 200d connected to the control device 100C cannot operate in cooperation with the field devices 200a and 200b connected to the control device 100A or the control device 100B.
  • the synchronization timing t1C is set in advance so that all the field devices 200 connected to the control device 100C receive data at a later timing. Therefore, even if the time difference between the start timing t0C of the IO refresh processing and the synchronization timing t1C is increased, all the field devices 200 can start the processing on the control target 500 after receiving the data from the control device 100C.
  • FIG. 7 (c) shows a control processing schedule of each control device after the time difference between the start timing t0C and the synchronization timing t1C has been adjusted. As shown in FIG. 7C, by adjusting the time difference between the start timing t0C and the synchronization timing t1C, the synchronization timing t1C matches the synchronization timing t1A.
  • the synchronization timing t1C and the synchronization timing t1A coincide, and the field device 200d connected to the control device 100C can operate in cooperation with the field devices 200a and 200b connected to the control device 100A or the control device 100B.
  • the field device 200d must start processing on the control target before receiving data from the control device 100C.
  • FIG. 8C shows the control processing schedule of each control device after the phase difference of the control cycle TcC with respect to the control cycles TcA and TcB has been adjusted.
  • the synchronization timing t1C matches the synchronization timings t1A and t1B.
  • the processor 103 of the control device 100C performs the following. Adjustment processing 180 is performed. That is, the processor 103 of the control device 100C adjusts the phase difference between the control cycle TcA and the control cycle TcC such that the start timing t0C and the start timing t0A are shifted by the difference between the time difference Ts and the time difference Tm.
  • the synchronization timing t1C and the synchronization timing t1A coincide, and the field device 200d connected to the control device 100C can operate in cooperation with the field devices 200a and 200b connected to the control device 100A or the control device 100B.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an example of the flow of a connection process between a plurality of control devices according to the present embodiment.
  • control device 100C and the control devices 100A and 100B are communicatively connected to each other via the network 11 (steps S1 and S11).
  • the control device 100C stops control processing for the field device 200 connected via the field network 10C and communication with the field device 200 (step S12).
  • Each of the control devices 100A and 100B continuously executes control processing for the field device 200 connected via the field network 10 and communication with the field device 200.
  • control device 100A notifies the control device 100C of the length of the control cycle TcA via the network 11 (step S2).
  • the lengths of the control periods TcA and TcB are set in advance so as to be the same. Therefore, one of the control devices 100A and 100B (here, the control device 100A) may notify the length of its control cycle. Then, the control device 100C receives the length of the control cycle TcA (step S13).
  • control device 100C determines whether it is possible to make the length of the control cycle TcC equal to the length of the control cycle TcA (step S14). This determination is made in consideration of the time required for each processing (IO refresh processing, user program execution processing, motion processing, and other processing) executed by control device 100C.
  • the control device 100C sets the length of the control cycle TcC to N times or 1 / N of the length of the control cycle TcA. It is determined whether it is possible to match with N times (step S16).
  • N is a positive integer.
  • the length of the control cycle TcC can be made equal to N times or 1 / N times the length of the control cycle TcA (YES in step S16), in the control device 100C, the length of the control cycle TcC becomes equal to the control cycle TcA. Is adjusted to N times or 1 / N times the length of (step S17).
  • the connection processing ends.
  • the control device 100C controls the field device 200 connected via the field network 10C independently of the control devices 100A and 100B.
  • the synchronization timing t1C within the control cycle TcC is set. That is, a time difference (offset time) Ts between the reference timing of the control cycle TcC (here, the start timing t0C of the IO refresh processing) and the synchronization timing t1C is set (step S19).
  • the control device 100C sets the time difference Ts in consideration of the time required from the start of the IO refresh process until all the field devices 200 receive data. Specifically, control device 100C sets a time slightly longer than the time required from the start of the IO refresh process to the time when all the field devices 200 receive data as time difference Ts.
  • the control device 100A notifies the control device 100C via the network 11 of a time difference (offset time) Tm between the IO refresh processing start timing t0A and the synchronization timing t1A in the control cycle TcA (step S4).
  • the time difference (offset time) between the start timing t0B of the IO refresh process and the synchronization timing t1B in the control cycle TcB is the same as Tm. Therefore, one of the control devices 100A and 100B (here, the control device 100A) may notify the time difference Tm. Then, control device 100C receives time difference Tm (step S20).
  • the adjustment methods of steps S23 and S24 correspond to the adjustment method of the second specific example. As a result, the synchronization timing t1C matches the synchronization timing t1A.
  • Tm-Ts absolute value of the difference ⁇ T
  • the phase difference of the control cycle TcC is adjusted.
  • the synchronization timing t1C matches the synchronization timing t1A.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a first application example of the control system according to the present embodiment.
  • FIG. 11 shows an example in which a control system is applied to a production line 701 for processing a work W1 conveyed by a conveyor belt 601 and a production line 702 for processing a work W2 conveyed by a conveyor belt 602. It is shown.
  • the field device 200f grasps the work W2 and transports it to the next process.
  • the field device 200f is connected to the control device 100D via the field network 10D.
  • the field device 200g is connected to the control device 100E via the field network 10E.
  • the control devices 100D and 100E are connected to the network 11B, and match their synchronization timings t1 so that the field devices 200f and 200g operate in cooperation.
  • the field device 200e is a traveling robot that moves between the production line 701 and the production line 702.
  • the field devices 200d and 200e are connected to the control device 100C via the field network 10C.
  • the control device 100C makes a wireless communication connection to the network 11A.
  • an adjustment process 180 is performed such that the synchronization timing t1 of the control device 100C matches the synchronization timing t1 of the control device 100A. Accordingly, the field device 200d can operate in the production line 701 in cooperation with the field devices 200a and 200b.
  • the control device 100C makes a wireless communication connection to the network 11B. Then, in the control device 100C, an adjustment process 180 is performed such that the synchronization timing t1 of the control device 100C matches the synchronization timing t1 of the control device 100D.
  • the field device 200d can operate in the production line 702 in cooperation with the field devices 200f and 200g.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing a second application example of the control system according to the present embodiment.
  • FIG. 12 shows an example in which a control system is applied to a production line that performs processing on a work W conveyed by a conveyance belt 603.
  • the field device 200b performs another process on the work W.
  • the field device 200a is connected to the control device 100A via the field network 10A.
  • the field device 200b is connected to the control device 100B via the field network 10B.
  • the control devices 100A and 100B are connected to the network 11, and match their synchronization timings t1 so that the field devices 200a and 200b operate in cooperation.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing a third applied example of the control system according to the present embodiment.
  • FIG. 13 illustrates an example in which a control system is applied to a production line 704 that performs processing on a work W conveyed by a conveyance belt 604.
  • the field device 200b performs another process on the work W.
  • the field device 200a is connected to the control device 100A via the field network 10A.
  • the field device 200b is connected to the control device 100B via the field network 10B.
  • the control devices 100A and 100B are connected to the network 11, and match their synchronization timings t1 so that the field devices 200a and 200b operate in cooperation.
  • the field device 200d is a robot for moving the workpiece W on one of the conveyor belts 604 and 605 onto the other.
  • the field device 200j is a visual sensor for grasping the number of works W on the conveyor belt 604 and the number of works W on the conveyor belt 605.
  • the field device 200d is connected to the control device 100C via the field network 10C.
  • the field device 200j is connected to the control device 100H via the field network 10H.
  • control device 100C and field device 200d have timers 102C and 201d synchronized with each other.
  • Control device 100C includes a field network controller 140 that transmits and receives data to and from field device 200d at each control cycle TcC based on the time of timer 102C.
  • the control device 100C includes a processor 103 that sets a synchronization timing t1C after the data is received by the field device 200d within the control cycle TcC.
  • the field device 200d starts processing on the control target 500 in synchronization with the synchronization timing t1C based on the time of the timer 201d.
  • Control device 100A also includes timer 102A, field network controller 140, and processor 103.
  • the synchronization timing t1C matches the synchronization timing t1A.
  • the field device 200d can operate in cooperation with the field device 200a connected to the control device 100A.
  • the control device 100A does not need to adjust the length of the control cycle, the phase of the control cycle, and the time difference between the synchronization timing and the reference timing within the control cycle. That is, there is no need to stop the control device 100A in order to start the linked operation of the field device 200a and the field device 200d. In this way, it is possible to operate a plurality of field devices connected to different control devices in cooperation with each other while suppressing a decrease in the operation rate. Further, dynamic reshuffling of the production line can be efficiently performed.
  • Each of the first control device (100C) and the one or more first devices (200d) has a first timer (102C, 201d) synchronized with each other
  • the first control device (100C) includes: A first communication unit for transmitting and receiving first data to and from the one or more first devices (200d) in each first control cycle based on the time of the first timer (102C); 140), A first scheduling unit (103) for setting a first synchronization timing after the one or more first devices (200d) receive the first data within the first control cycle; Including The one or more first devices (200d) start processing on a control target in synchronization with the first synchronization timing based on the time
  • the first control device (100C) is connected to the first control device via a third network (11) higher than the first network (10C) and the second network (10A, 10B).
  • (100C) and the second control device (100A, 100B) are connected to each other so that the first synchronization timing and the second synchronization timing match so that the length of the first control cycle is longer.
  • the reference timing is a first start timing at which the first communication unit (140) starts transmitting the first data
  • the adjusting unit (103) is configured to determine whether the time difference is shorter than a time period from a second start timing at which the second communication unit (140) starts transmitting the second data to the second synchronization timing. Adjusting the phase difference so that the first start timing and the second start timing match, and adjusting the time difference to a time from the second start timing to the second synchronization timing. 3.
  • the control system according to Configuration 1
  • the adjusting unit (103) includes: a first time from a first start timing at which the first communication unit (140) starts transmitting the first data to the first synchronization timing; A second time from when a second communication unit (140) starts transmission of the second data to a second synchronization timing is different from the first start timing.
  • the adjusting means (103) adjusts the phase difference so that the first start timing is earlier than the second start timing when the first time is longer than the second time.
  • a control device (100C) connected to one or more first devices (200d) via a first network (10C), A timer (102C) synchronized with the one or more first devices (200d); A communication unit (140) for transmitting and receiving first data to and from the one or more first devices (200d) at every first control cycle based on the time of the timer (102C); Scheduling means (103) for setting a first synchronization timing at which the one or more first devices start processing on a control target within the first control cycle; The first synchronization timing is set to be after the one or more first devices have received the first data,
  • the control device (100C) can be connected to other control devices (100A, 100B) via a second network (11) higher than the first network (10C), The other control devices (100A, 100B) communicate with one or a plurality of second devices (200a to 200c) via a third network (10A, 10B) lower than the second network (11).
  • the one or more second devices (200a to 200c) start processing on the control target in synchronization with a second synchronization timing after receiving the second data,
  • the control device (100C) is connected to the other control devices (100A, 100B) via the third network (10A, 10B), the first synchronization timing and the second synchronization timing , The length of the first control cycle, the phase difference of the first control cycle with respect to the second control cycle, and the reference timing of the first control cycle and the first synchronization
  • a control device (100C) further comprising an adjustment unit (103) for adjusting at least one of a time difference from the timing.

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Abstract

第１の制御装置と接続される第１の機器および第２の制御装置と接続される第２の機器はそれぞれ、第１および第２の同期タイミングに同期して制御対象に対する処理を開始する。第１の制御装置は、ネットワークを介して第２の制御装置と接続されると、第１の同期タイミングと第２の同期タイミングとが一致するように、第１の制御周期の長さ、第２の制御周期に対する第１の制御周期の位相差、および第１の制御周期の基準タイミングと第１の同期タイミングとの時間差の少なくとも１つを調整する。これにより、稼働率の低下を抑制しながら、互いに異なる制御装置に接続される複数の機器を連係して動作できる。

Description

制御システムおよび制御装置
　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、およびその制御システムを構成する制御装置に関する。
　様々な生産現場において、ＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）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。複数の制御装置の各々には、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。
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、既に稼働中の制御装置に対して新たな制御装置を接続させ、当該２つの制御装置の各々に接続される機器を連係して動作させることが望まれる。
　複数の制御装置は互いに独立した制御処理を実行するため、互いに異なる制御装置に接続される複数の機器を連係して動作させるためには、当該複数の機器における制御対象に対する処理の開始タイミングを同期させる必要がある。そのため、既に稼働している制御装置を含む全ての制御装置を一旦停止させて、同期のための設定を行なう必要がある。その結果、稼働率が低下する。
　本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、稼働率の低下を抑制しながら、互いに異なる制御装置に接続される複数の機器を連係して動作させることが可能な制御システムおよび制御装置を提供することである。
　本開示の一例によれば、制御システムは、第１の制御装置と、第１のネットワークを介して第１の制御装置と接続される１または複数の第１の機器と、第２の制御装置と、第２のネットワークを介して第２の制御装置と接続される１または複数の第２の機器とを備える。第１の制御装置および１または複数の第１の機器の各々は、互いに同期した第１のタイマを有する。第１の制御装置は、第１の通信手段と第１のスケジューリング手段とを含む。第１の通信手段は、第１のタイマの時刻に基づいて、第１の制御周期ごとに１または複数の第１の機器との間で第１のデータを送受信する。第１のスケジューリング手段は、第１の制御周期内において、１または複数の第１の機器が第１のデータを受信した後の第１の同期タイミングを設定する。１または複数の第１の機器は、第１のタイマの時刻に基づいて、第１の同期タイミングに同期して制御対象に対する処理を開始する。第２の制御装置および１または複数の第２の機器の各々は、互いに同期した第２のタイマを有する。第２の制御装置は、第２の通信手段と第２のスケジューリング手段とを含む。第２の通信手段は、第２のタイマの時刻に基づいて、第２の制御周期ごとに１または複数の第２の機器との間で第２のデータを送受信する。第２のスケジューリング手段は、第２の制御周期内において、１または複数の第２の機器が第２のデータを受信した後の第２の同期タイミングを設定する。１または複数の第２の機器は、第２のタイマの時刻に基づいて、第２の同期タイミングに同期して制御対象に対する処理を開始する。第１の制御装置は、第１のネットワークおよび第２のネットワークよりも上位の第３のネットワークを介して第１の制御装置と第２の制御装置とが接続されると、第１の同期タイミングと第２の同期タイミングとが一致するように、第１の制御周期の長さ、第２の制御周期に対する第１の制御周期の位相差、および第１の制御周期の基準タイミングと第１の同期タイミングとの時間差の少なくとも１つを調整する調整手段をさらに含む。
　この開示によれば、第１の制御装置が第２の制御装置と接続されるときに、第２の制御装置は、制御周期の長さ、制御周期の位相、および、制御周期内の同期タイミングと基準タイミングとの時間差を調整しなくてもよい。そのため、第２の制御装置が稼働中であっても、第１の制御装置を第２の制御装置に第３のネットワークを介して接続させ、１または複数の第１の機器と１または複数の第２の機器との連係した動作を開始させることができる。すなわち、１または複数の第１の機器と１または複数の第２の機器との連係した動作を開始させるために、第２制御装置を停止させる必要がない。これにより、稼働率の低下を抑制しながら、互いに異なる制御装置に接続される複数の機器を連係して動作させることができる。
　上述の開示において、基準タイミングは、第１の通信手段が第１のデータの送信を開始する第１の開始タイミングである。調整手段は、第２の通信手段が第２のデータの送信を開始する第２の開始タイミングから第２の同期タイミングまでの時間よりも上記の時間差が短い場合に、第１の開始タイミングと第２の開始タイミングとが一致するように上記の位相差を調整するとともに、上記の時間差を第２の開始タイミングから第２の同期タイミングまでの時間に調整する。
　この開示によれば、第１の同期タイミングと第２の同期タイミングとを一致させるとともに、第１の開始タイミングと第２の開始タイミングとも一致させることができる。
　上述の開示において、調整手段は、第１の通信手段が第１のデータの送信を開始する第１の開始タイミングから第１の同期タイミングまでの第１の時間と、第２の通信手段が第２のデータの送信を開始する第２の開始タイミングから第２の同期タイミングまでの第２の時間とが異なる場合に、第１の開始タイミングと第２の開始タイミングとが第１の時間と第２の時間との差分だけずれるように上記の位相差を調整する。たとえば、調整手段は、第１の時間が第２の時間よりも長い場合に、第１の開始タイミングが第２の開始タイミングよりも早くなるように上記の位相差を調整する。
　この開示によれば、第２の制御周期に対する第１の制御周期の位相差を調整することにより、第１の同期タイミングと第２の同期タイミングとを一致させることができる。
　上述の開示において、調整手段は、第１の制御周期の長さと第２の制御周期の長さとが異なる場合に、第１の制御周期の長さを第２の制御周期の長さのＮ倍または１／Ｎ倍に補正する。Ｎは１以上の整数である。
　この開示によれば、第１の同期タイミングと第２の同期タイミングとを一致させやすくなる。
　本開示の一例によれば、第１のネットワークを介して１または複数の第１の機器を接続される制御装置は、タイマと、通信手段と、スケジューリング手段とを備える。タイマは、１または複数の第１の機器との間で互い同期される。通信手段は、タイマの時刻に基づいて、第１の制御周期ごとに１または複数の第１の機器との間で第１のデータを送受信する。スケジューリング手段は、第１の制御周期内において、１または複数の第１の機器が制御対象に対する処理を開始する第１の同期タイミングを設定する。第１の同期タイミングは、１または複数の第１の機器が第１のデータを受信した後になるように設定される。制御装置は、第１のネットワークよりも上位の第２のネットワークを介して他の制御装置と接続可能である。他の制御装置は、第２のネットワークよりも下位の第３のネットワークを介して１または複数の第２の機器に接続され、第２の制御周期ごとに１または複数の第２の機器との間で第２のデータを送受信する。１または複数の第２の機器は、第２のデータを受信した後の第２の同期タイミングに同期して制御対象に対する処理を開始する。制御装置は、第３のネットワークを介して他の制御装置に接続されると、第１の同期タイミングと第２の同期タイミングとが一致するように、第１の制御周期の長さ、第２の制御周期に対する第１の制御周期の位相差、および第１の制御周期の基準タイミングと第１の同期タイミングとの時間差の少なくとも１つを調整する調整手段をさらに備える。
　この開示によっても、稼働率の低下を抑制しながら、互いに異なる制御装置に接続される複数の機器を連係して動作させることができる。
　本発明によれば、稼働率の低下を抑制しながら、互いに異なる制御装置に接続される複数の機器を連係して動作させることができる。
実施の形態に従う制御システムの概要を模式的に示す図である。 本実施の形態に従う制御システムの全体構成の一例を示す模式図である。 本実施の形態に従う制御システムのネットワーク構成例を示す模式図である。 本実施の形態に係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。 本実施の形態に従う制御装置のソフトウェア構成の一例を示す模式図である。 本実施の形態に従う制御装置における制御処理のスケジューリングを説明するための模式図である。 本実施の形態に従う制御装置における調整処理の第１の具体例を説明するための模式図である。 本実施の形態に従う制御装置における調整処理の第２の具体例を説明するための模式図である。 本実施の形態に従う複数の制御装置間の接続処理の流れの一例を示すフローチャートである。 複数の制御装置間の接続処理の流れの別の例を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る制御システムの第１の応用例を示す模式図である。 本実施の形態に係る制御システムの第２の応用例を示す模式図である。 本実施の形態に係る制御システムの第３の応用例を示す模式図である。
　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。
　§１　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の概要を模式的に示す図である。
　図１に示されるように、本実施の形態に従う制御システム１は、制御装置１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃと、フィールド機器２００ａ，２００ｂ，２００ｃ，２００ｄとを備える。制御装置１００Ａは、フィールドネットワーク１０Ａを介してフィールド機器２００ａに接続される。制御装置１００Ｂは、フィールドネットワーク１０Ｂを介してフィールド機器２００ｂ，２００ｃに接続される。制御装置１００Ｃは、フィールドネットワーク１０Ｃを介してフィールド機器２００ｄに接続される。なお、制御装置１００Ａ～１００Ｃの各々に接続されるフィールド機器の個数は、１または２に限定されない。すなわち、制御装置１００Ａ～１００Ｃの各々に接続されるフィールド機器の個数は１または複数である。
　制御装置１００Ａ～１００Ｃは、それぞれ制御周期ＴｃＡ～ＴｃＣごとに、ＩＯ（Input／Output）リフレッシュ処理、ユーザプログラム実行処理、モーション処理および他の処理を実行する。
　ＩＯリフレッシュ処理とは、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。
　ユーザプログラム実行処理とは、ユーザによって任意に作成されたプログラムを実行する処理である。
　モーション処理とは、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指令として演算する処理である。
　他の処理は、ＩＯリフレッシュ処理、ユーザプログラム実行処理およびモーション処理以外の各種処理を含む。
　制御装置１００Ａおよびフィールド機器２００ａの各々は、互いに同期したタイマをそれぞれ有する。制御装置１００Ａは、当該タイマの時刻に基づいて、制御周期ＴｃＡごとにフィールド機器２００ａとの間でデータを送受信する。制御装置１００Ａは、制御周期ＴｃＡ内において、フィールド機器２００ａがデータを受信した後の同期タイミングｔ１Ａを設定する。フィールド機器２００ａは、制御装置１００Ａとの間で同期されたタイマに基づいて、同期タイミングｔ１Ａに同期して制御対象に対する処理を開始する。具体的には、フィールド機器２００ａは、タイマの時刻が同期タイミングｔ１Ａに到達したときにトリガ信号ＴＲａを生成し、トリガ信号ＴＲａの発生に応じて、制御対象に対する処理を開始する。
　制御装置１００Ｂおよびフィールド機器２００ｂ，２００ｃの各々は、互いに同期したタイマを有する。制御装置１００Ｂは、当該タイマの時刻に基づいて、制御周期ＴｃＢごとにフィールド機器２００ｂ，２００ｃとの間でデータを送受信する。制御装置１００Ｂは、制御周期ＴｃＢ内において、フィールド機器２００ｂ，２００ｃがデータを受信した後の同期タイミングｔ１Ｂを設定する。フィールド機器２００ｂ，２００ｃは、制御装置１００Ｂとの間で同期されたタイマの時刻に基づいて、同期タイミングｔ１Ｂに同期して制御対象に対する処理を開始する。具体的には、フィールド機器２００ｂは、タイマの時刻が同期タイミングｔ１Ｂに到達したときにトリガ信号ＴＲｂを生成し、トリガ信号ＴＲｂの発生に応じて、制御対象に対する処理をそれぞれ開始する。同様に、フィールド機器２００ｃは、タイマの時刻が同期タイミングｔ１Ｂに到達したときにトリガ信号ＴＲｃを生成し、トリガ信号ＴＲｃの発生に応じて、制御対象に対する処理をそれぞれ開始する。
　制御装置１００Ｃおよびフィールド機器２００ｄの各々は、互いに同期したタイマを有する。制御装置１００Ｃは、当該タイマの時刻に基づいて、制御周期ＴｃＣごとにフィールド機器２００ｄとの間でデータを送受信する。制御装置１００Ｃは、制御周期ＴｃＣ内において、フィールド機器２００ｄがデータを受信した後の同期タイミングｔ１Ｃを設定する。フィールド機器２００ｄは、制御装置１００Ｃとの間で同期されたタイマの時刻に基づいて、同期タイミングｔ１Ｃに同期して制御対象に対する処理を開始する。具体的には、フィールド機器２００ｄは、タイマの時刻が同期タイミングｔ１Ｃに到達したときにトリガ信号ＴＲｄを生成し、トリガ信号ＴＲｄの発生に応じて、制御対象に対する処理を開始する。
　制御対象に対する処理は、たとえば、制御対象の機械や設備などからのフィールド情報の収集処理、制御対象の機械や設備への指令信号の出力処理などである。
　図１に示す例では、制御装置１００Ａと制御装置１００Ｂとがフィールドネットワーク１０Ａ，１０Ｂよりも上位のネットワーク１１を介して予め接続されている。そして、制御装置１００Ａと制御装置１００Ｂとの間で、同期タイミングｔ１Ａと同期タイミングｔ１Ｂとを一致させるための各種の設定が予め行なわれている。
　具体的には、制御装置１００Ａの制御周期ＴｃＡの長さと制御装置１００Ｂの制御周期ＴｃＢの長さとが同一に設定される。さらに、制御周期ＴｃＡ内におけるＩＯリフレッシュ処理の開始タイミングｔ０Ａと制御周期ＴｃＢにおけるＩＯリフレッシュ処理の開始タイミングｔ０Ｂとが一致するように、制御周期ＴｃＡ，ＴｃＢの位相が設定される。さらに、制御周期ＴｃＡにおける開始タイミングｔ０Ａと同期タイミングｔ１Ａとの時間差と、制御周期ＴｃＢにおける開始タイミングｔ０Ｂと同期タイミングｔ１Ｂとの時間差とが同一に設定される。これにより、制御装置１００Ａ，１００Ｂに接続されるフィールド機器２００ａ～２００ｃは、同時刻に制御対象に対する処理を開始することができる。その結果、フィールド機器２００ａ～２００ｃは連係して動作する。
　制御装置１００Ｃがネットワーク１１を介して制御装置１００Ａ，１００Ｂに接続されていない場合、制御装置１００Ｃは、制御装置１００Ａ，１００Ｂと独立してフィールド機器２００ｄを制御する。そのため、図１の左側に示されるように、制御周期ＴｃＣ内の同期タイミングｔ１Ｃは、同期タイミングｔ１Ａ，ｔ１Ｂと一致しない。その結果、フィールド機器２００ｄは、制御装置１００Ａ，１００Ｂに接続されるフィールド機器２００ａ～２００ｃと連係して動作できない。
　制御装置１００Ｃがネットワーク１１を介して制御装置１００Ａ，１００Ｂに接続されると、制御装置１００Ｃは、制御周期ＴｃＣ内の同期タイミングｔ１Ｃが同期タイミングｔ１Ａ，ｔ１Ｂと一致するように、以下の（ａ）～（ｃ）の少なくとも１つを調整する。（ａ）制御周期ＴｃＣの長さ、
（ｂ）制御周期ＴｃＡ，ＴｃＢに対する制御周期ＴｃＣの位相差、
（ｃ）制御周期ＴｃＣの基準タイミング（たとえばＩＯリフレッシュ処理の開始タイミングｔ０Ｃ）と同期タイミングｔ１Ｃとの時間差。
　図１の右側に示す例では、制御周期ＴｃＣの長さが制御周期ＴｃＡ，ＴｃＢの長さの１倍になるように調整される。さらに、同期タイミングｔ１Ｃが同期タイミングｔ１Ａ，ｔ１Ｂと一致するように、制御周期ＴｃＡ，ＴｃＢに対する制御周期ＴｃＣの位相差が調整される。これにより、同期タイミングｔ１Ｃが同期タイミングｔ１Ａ，ｔ１Ｂと一致する。その結果、フィールド機器２００ｄは、制御装置１００Ａ，１００Ｂに接続されるフィールド機器２００ａ～２００ｃと連係して動作できる。
　本実施の形態によれば、制御装置１００Ｃが制御装置１００Ａ，１００Ｂと接続されるときに、制御装置１００Ａ，１００Ｂは、制御周期の長さ、制御周期の位相、および、制御周期内の同期タイミングと基準タイミングとの時間差を調整する必要がない。そのため、制御装置１００Ａ，１００Ｂが稼働中であっても、制御装置１００Ｃを制御装置１００Ａ，１００Ｂにネットワーク１１を介して接続させ、フィールド機器２００ａ～２００ｄの連係した動作を開始させることができる。すなわち、フィールド機器２００ａ～２００ｄの連係した動作を開始させるために、制御装置１００Ａ，１００Ｂを停止させる必要がない。これにより、稼働率の低下を抑制しながら、互いに異なる制御装置１００Ａ～１００Ｃに接続される複数のフィールド機器２００ａ～２００ｄを連係して動作させることができる。
　§２　構成例
　本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下の説明においては、「制御装置」の典型例として、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）を具体例として説明するが、ＰＬＣの名称に限定されることなく、本明細書に開示された技術思想は、任意の制御装置に対して適用可能である。
　＜Ａ．制御システムの全体構成＞
　まず、本実施の形態に従う制御システムの全体構成について説明する。図２は、本実施の形態に従う制御システム１の全体構成の一例を示す模式図である。
　図２を参照して、制御システム１では、ネットワークが複数レベルに接続されており、各レベルのネットワークには、それぞれ異なる機能が割り当てられる。具体的には、４つのレベルのネットワーク１１～１４が設けられている。
　ネットワーク１１は、コントロールレベルのネットワークである。ネットワーク１１には、装置／ライン管理機器である装置／ライン管理装置１９０とＳＣＡＤＡ（Supervisory　Control　And　Data　Acquisition）機能を提供する表示装置１９５とが接続されるとともに、マシン制御機器である複数の制御装置１００Ａ～１００Ｃ（以下、「制御装置１００」と総称することもある。）が接続可能である。ネットワーク１１には、接続されている装置間でデータを伝送できるリンクが形成される。ネットワーク１１は、コントローラ（制御装置１００）と管理機器（装置／ライン管理装置１９０および表示装置１９５）との間でデータリンクを構築する。ネットワーク１１は、主として、制御系に係る情報の伝送を主たる機能として提供する。
　制御装置１００には、センサ、アクチュエータといった各種のフィールド機器が接続される。これらのフィールド機器は、制御装置１００に装着される入出力ユニットを介して直接接続される場合もあるが、フィールドネットワークを介して接続されることもある。図１に示す構成例においては、制御装置１００Ａ～１００Ｃでは、１または複数のフィールドネットワーク１０Ａ～１０Ｃがそれぞれ構成されている。フィールドネットワーク１０Ａ～１０Ｃ（以下、「フィールドネットワーク１０」と総称することもある。）の各々には、１または複数のフィールド機器２００が接続される。１または複数のフィールド機器２００の各々は、製造装置や生産ラインなど（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、およびフィールドとの間で情報を遣り取りする入出力装置などを含む。したがって、図１に示す制御システム１には、ネットワーク１１～１４の４つのレベルに加えて、フィールドレベルのネットワークがさらに追加されることになる。
　フィールドネットワーク１０を介して制御装置１００とフィールド機器２００との間でデータが送受信される（ＩＯリフレッシュ処理）。送受信されるデータは、数１００μｓｅｃオーダ～数１０ｍｓｅｃオーダのごく短い制御周期で更新される。
　ネットワーク１２は、管理レベルのネットワークであり、装置／ライン管理装置１９０と、製造管理装置２５０およびデータベース装置２５５とが接続されており、装置間でデータを伝送できるリンクが形成される。ネットワーク１２は、管理情報の遣り取りおよび装置／ラインの情報の伝送を主たる機能として提供する。
　ネットワーク１３は、コンピュータレベルのネットワークであり、製造管理装置２５０およびデータベース装置２５５と生産計画などを管理する生産管理装置３００とが接続されており、装置間でデータを伝送できるリンクが形成される。ネットワーク１３は、生産管理および情報系のデータの伝送を主たる機能として提供する。
　ネットワーク１４は、インターネットなどの外部ネットワークであり、生産管理装置３００とクラウドやサプライチェーンなどとが接続される。
　図２に示す制御システム１において、ネットワーク１２およびそれ以下のレベルは、「ファクトリーネットワーク」とも称され、機器を現実に制御するためのデータ（以下、「制御系データ」と総称することもある）を遣り取りする制御系通信を提供する。一方、ネットワーク１３以上のレベルは、「コーポレートネットワーク」とも称され、生産ライン／工場での生産活動などを監視・管理・制御するためのデータ（以下、「情報系データ」と総称することもある）を遣り取りする情報系通信を提供する。
　ネットワーク１１～１４およびフィールドネットワーク１０Ａ～１０Ｃには、このような要求される特性の違いに応じたプロトコルおよびフレームワークが採用される。例えば、ファクトリーネットワークに属するネットワーク１１，１２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。また、フィールドネットワーク１０Ａ～１０Ｃ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。なお、ネットワーク１１のプロトコル（第１のプロトコル）とフィールドネットワーク１０Ａ～１０Ｃのプロトコル（第２のプロトコル）とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
　このようなマシンコントロールに適したネットワーク技術を採用することで、機器間の伝送に要する時間が保証されたリアルタイム性を提供できる。但し、１回の通信周期で伝送可能なデータ量には制限がある。
　一方、コーポレートネットワークに属するネットワーク１３，１４のプロトコルとしては、接続先の多様性を担保するために、汎用的なＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）などが用いられる。汎用的なＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）を採用することで、リアルタイム性は実現できないものの、送信可能なデータ量などの制限は存在しない。
　＜Ｂ．ネットワーク構成例＞
　次に、本実施の形態に従う制御システム１のネットワーク構成例について説明する。図３は、本実施の形態に従う制御システム１のネットワーク構成例を示す模式図である。
　図３に示す制御システム１は、複数の制御装置１００Ａ～１００Ｃと、複数のフィールド機器２００ａ～２００ｄとを含む。制御システム１は、一例として、少なくとも一部の制御装置がデイジーチェーン接続のネットワークを採用する。制御装置１００Ａ～１００Ｃは、フィールドネットワーク１０Ａ～１０Ｃ内のデータ伝送を管理するマスタとしてそれぞれ動作る。フィールド機器２００ａ～２００ｄ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する。
　制御装置１００Ａ，１００Ｂは、コントロールレベルのネットワーク１１（上位ネットワーク）に接続されている。ネットワーク１１には、例えば装置／ライン管理装置１９０が接続されている。
　制御装置１００Ｃは、フィールド機器２００ｄをフィールド機器２００ａ～２００ｃと連係して動作させる際にネットワーク１１に接続される。制御装置１００Ｃは、フィールド機器２００ｄをフィールド機器２００ａ～２００ｃと連係して動作させない場合に、ネットワーク１１から切り離される。なお、制御装置１００Ａ～１００Ｃとネットワーク１１とは、有線通信によって接続されてもよいし、無線通信によって接続されてもよい。
　制御装置１００Ａに接続されるフィールドネットワーク１０Ａには、フィールド機器２００ａを含む複数のフィールド機器がデイジーチェーンで順次接続されている。制御装置１００Ｂに接続されるフィールドネットワーク１０Ｂには、フィールド機器２００ｂ、２００ｃを含む複数のフィールド機器がデイジーチェーンで順次接続されている。制御装置１００Ｃに接続されるフィールドネットワーク１０Ｃには、フィールド機器２００ｄを含む複数のフィールド機器がデイジーチェーンで順次接続されている。
　フィールドネットワーク１０Ａ～１０Ｃの各々において、制御装置１００および１または複数のフィールド機器２００は、いずれもデータ伝送動作を行なう通信装置とみなすことができる。図３に示す例においては、制御装置１００および１または複数のフィールド機器２００の各々は、隣接して接続されている上流側の通信装置からデータを受信すると、当該データを必要に応じて、隣接して接続されている下流側の通信装置へ伝送する。なお、受信されたデータが自装置宛てである場合には、当該受信したデータは他の通信装置へ伝送されることなく、当該データを受信した装置自体で当該データが処理される。
　本実施の形態に従う制御システム１において、フィールドネットワーク１０Ａ～１０Ｃの各々を構成する複数の通信装置、すなわち制御装置１００および１または複数のフィールド機器２００の間では、送受信タイミングが時刻同期されている（図中の時刻同期（３）に相当）。具体的には、制御装置１００および１または複数のフィールド機器２００の各々は、互いに時刻同期されたタイマを有しており、それらの時刻同期されたタイマに従って、各々がデータの送信または受信のタイミングを決定する。なお、タイマは、同期してインクリメントまたはデクリメントされるカウンタであってもよい。
　図３に示す例では、制御装置１００Ａはタイマ１０２Ａを有しており、フィールド機器２００ａはタイマ２０１ａを有している。タイマ１０２Ａがマスタとして動作し、タイマ２０１ａがこのマスタを基準としてタイミングを同期させる。
　制御装置１００Ｂはタイマ１０２Ｂを有しており、フィールド機器２００ｂ，２００ｃはタイマ２０１ｂ，２０１ｃをそれぞれ有している。タイマ１０２Ｂがマスタとして動作し、タイマ２０１ｂ，２０１ｃがこのマスタを基準としてタイミングを同期させる。
　制御装置１００Ｃはタイマ１０２Ｃを有しており、フィールド機器２００ｄはタイマ２０１ｄを有している。タイマ１０２Ｃがマスタとして動作し、タイマ２０１ｄがこのマスタを基準としてタイミングを同期させる。
　すなわち、制御装置１００Ａ～１００Ｃは、フィールドネットワーク１０Ａ～１０Ｃ内のデータ伝送を管理するマスタとしてそれぞれ動作する。各制御装置１００に接続されるフィールド機器２００は、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する。マスタとスレーブとの間でタイマを互いに同期させることにより、フィールドネットワーク１０を構成する制御装置１００とフィールド機器２００との間でデータの伝送タイミングなどを互いに一致させることができる。
　図３に示す例において、制御装置１００Ａは、さらに、タイマ１０２Ａと時刻同期されたタイマ１０１Ａを有している。制御装置１００Ｂは、さらに、タイマ１０２Ｂと時刻同期されたタイマ１０１Ｂを有している。制御装置１００Ｃは、さらに、タイマ１０２Ｃと時刻同期されたタイマ１０１Ｃを有している（図中の時刻同期（２）に相当）。
　制御システム１において、タイマ１０１Ａ，１０１Ｂのいずれかを、制御システム１全体のマスタとして動作させる。以下、このようなシステム全体のマスタを「グランドマスタクロック」とも称す。
　一例として、図３では、制御装置１００Ａのタイマ１０１Ａがグランドマスタクロックに設定され、制御装置１００Ｂのタイマ１０１Ｂがこのグランドマスタクロックに時刻同期する。さらに、制御装置１００Ｃがネットワーク１１に接続されると、制御装置１００Ｃのタイマ１０１Ｃがグランドマスタクロックに時刻同期する。これにより、ネットワーク１１に接続されている複数の制御装置１００Ａ～１００Ｃの間で、互いに時刻同期させることができる（図中の時刻同期（１）に相当）。
　なお、図３には、制御装置１００Ａのタイマ１０１Ａをグランドマスタクロックとして設定する構成例について説明したが、外部装置のタイマをグランドマスタクロックとして設定してもよい。
　＜Ｃ．制御装置およびフィールド機器のハードウェア構成例＞
　次に、本実施の形態に従う制御装置１００（１００Ａ～１００Ｃ）およびフィールド機器２００（２００ａ～２００ｄ）のハードウェア構成について説明する。
　図４は、本実施の形態に係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。制御装置１００は、典型的には、ＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）をベースとして構成されてもよい。
　図４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１０６と、ネットワークコントローラ１３０と、フィールドネットワークコントローラ１４０とを含む。
　プロセッサ１０３は、ストレージ１０６に格納されているシステムプログラム１０７およびユーザアプリケーションプログラム１０８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１０４は、ＤＲＡＭ（Dynamic　Random　Access　Memory）やＳＲＡＭ（Static　Random　Access　Memory）などの揮発性記憶装置からなる。ストレージ１０６は、制御装置１００の各部を制御するためのシステムプログラム１０７に加えて、制御対象などに応じて設計されるユーザアプリケーションプログラム１０８を記憶する。
　ネットワークコントローラ１３０は、制御装置１００がネットワーク１１を介して他の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。ネットワークコントローラ１３０は、主たるコンポーネントとして、送受信コントローラ１３１と、送受信バッファ１３２と、タイマ１０１とを含む。タイマ１０１は、制御装置１００Ａではタイマ１０１Ａ（図３参照）に対応し、制御装置１００Ｂではタイマ１０１Ｂに対応し、制御装置１００Ｃではタイマ１０１Ｃに対応する。
　送受信コントローラ１３１は、ネットワーク１１上を定周期で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１３１は、ネットワーク１１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１３２に書込む。送受信コントローラ１３１は、送受信バッファ１３２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１３１は、プロセッサ１０３からの指令に従って、他の装置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１３２へ順次書込む。送受信バッファ１３２に格納されているデータは、ネットワークコントローラ１３０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、送受信コントローラ１３１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）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。
　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１０を介してフィールド機器２００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と、送受信バッファ１４２と、タイマ１０２とを含む。送受信コントローラ１４１は、タイマ１０２の時刻に基づいて、制御周期Ｔｃごとにフィールド機器２００との間でデータを送受信する。これらのコンポーネントの動作は、ネットワークコントローラ１３０の対応するコンポーネントの動作と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。なお、タイマ１０２は、制御装置１００Ａではタイマ１０２Ａ（図３参照）に対応し、制御装置１００Ｂではタイマ１０２Ｂに対応し、制御装置１００Ｃではタイマ１０２Ｃに対応する。
　フィールド機器２００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５００に対する処理を行なう。典型的には、フィールド機器２００は、制御対象５００からのフィールド情報の収集処理や、制御対象５００への指令信号の出力処理などを行なう。フィールド機器２００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２１０と、処理部２１６とを含む。
　フィールドネットワークコントローラ２１０は、フィールド機器２００がフィールドネットワーク１０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２１０は、主たるコンポーネントとして、送受信コントローラ２１２と、タイマ２０１と、トリガ信号生成回路２１４とを含む。
　送受信コントローラ２１２は、フィールドネットワーク１０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２０１は、送受信コントローラ２１２に対する指令出力やフィールド機器２００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２０１としては、リアルタイムクロックまたがフリーランカウンタが用いられる。なお、タイマ２０１は、フィールド機器２００ａではタイマ２０１ａ（図３参照）に対応し、フィールド機器２００ｂではタイマ２０１ｂに対応し、フィールド機器２００ｃではタイマ２０１ｃに対応し、フィールド機器２００ｄではタイマ２０１ｄに対応する。
　トリガ信号生成回路２１４は、タイマ２０１で示される時刻が同期タイミングｔ１に到達するとトリガ信号ＴＲを生成し、処理部２１６に出力する。同期タイミングｔ１は、制御装置１００の起動時に設定される。すなわち、制御装置１００は、起動時に、フィールドネットワーク１０に接続されたフィールド機器２００の構成を認識し、フィールド機器２００の接続台数および各フィールド機器２００の通信遅延を考慮して、同期タイミングｔ１を設定する。なお、同期タイミングｔ１は、ユーザの指示に応じて調整されてもよい。制御装置１００Ａ～１００Ｃによって設定される同期タイミングｔ１は、それぞれ同期タイミングｔ１Ａ～ｔ１Ｃ（図１参照）である。フィールド機器２００ａ～２００ｄで生成されるトリガ信号ＴＲは、それぞれトリガ信号ＴＲａ～ＴＲｄ（図１参照）である。
　フィールドネットワーク１０のプロトコルとしてＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）を用いる場合、トリガ信号生成回路２１４は、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）で規定される同期信号Ｓｙｎｃ０をトリガ信号ＴＲとして生成すればよい。
　処理部２１６は、制御対象５００に対する処理を行なう。処理部２１６は、トリガ信号生成回路２１４からトリガ信号ＴＲを受けると、制御対象５００に対する処理を開始する。
　たとえば、制御対象５００がサーボモータである場合、処理部２１６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２１６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。
　制御対象５００がロボットである場合、処理部２１６は、制御装置１００からの指令に基づいてロボットに対するコマンドを生成し、生成したコマンドに従ってロボットを動作させる。具体的には、処理部２１６は、ロボットが有する１または複数の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２１６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。
　制御対象５００がカメラである場合、処理部２１６は、カメラに撮像指示を出力し、撮像により得られた画像データを取得する。
　＜Ｄ．ソフトウェア構成＞
　次に、本実施の形態に従う制御装置１００のソフトウェア構成の一例について説明する。図５は、本実施の形態に従う制御装置のソフトウェア構成の一例を示す模式図である。
　図５を参照して、制御装置１００のプロセッサ１０３ではスケジューラ１７０が実行される。スケジューラ１７０は、予め定められた制御周期Ｔｃに従って、複数の処理の実行順序や実行中断などを決定する。より具体的には、スケジューラ１７０は、ユーザプログラム実行処理１７１と、モーション処理１７２と、各種処理を含む周辺処理１７３と、上位ネットワーク通信処理１７４と、下位ネットワーク通信処理１７６と、上位ネットワーク時刻同期処理１７８と、下位ネットワーク時刻同期処理１７９と、調整処理１８０とに対して、予め定められた優先度および制御周期Ｔｃなどに従って、処理リソース（プロセッサ時間およびメモリなど）を割り当てる。
　さらに、スケジューラ１７０は、フィールドネットワーク１０を介して接続されたフィールド機器２００がトリガ信号ＴＲを生成する同期タイミングｔ１を設定する。
　ユーザプログラム実行処理１７１は、ユーザアプリケーションプログラム１０８（図４参照）の実行に係る処理を含む。モーション処理１７２は、フィールド機器２００が備えるサーボモータなどのアクチュエータに対する指令を演算する処理である。
　上位ネットワーク通信処理１７４は、上位ネットワーク通信に関わるデータに係る処理、たとえば、データ作成、エンコーディング、デコーディング、抽出、加工編集などを含む。プロセッサ１０３にはＮＩＣ（Network　Interface　Card）１７５が実装されている。ＮＩＣ１７５は、図示しない通信ポートに接続され、ネットワーク１１上でのデータ伝送を管理する。上位ネットワーク通信処理１７４は、ＮＩＣ１７５を介して、ネットワークコントローラ１３０（図４参照）を制御する。
　同様に、下位ネットワーク通信処理１７６は、下位ネットワーク通信に関わるデータに係る処理を含む。プロセッサ１０３にはＮＩＣ１７７が実装されている。ＮＩＣ１７７は、図示しない通信ポートに接続され、フィールドネットワーク１０上でのデータ伝送を管理する。下位ネットワーク通信処理１７６は、ＮＩＣ１７７を介して、フィールドネットワークコントローラ１４０（図４参照）を制御する。
　上位ネットワーク時刻同期処理１７８は、他の制御装置１００との時刻同期に係る処理を含む。たとえば、自身の制御装置１００のタイマ１０１（図４参照）がグランドマスタクロックに設定された場合、上位ネットワーク時刻同期処理１７８は、他の制御装置１００との間で時刻同期をとるために、自身のタイマ１０１を基準として、他の制御装置１００のタイマ１０１を調整する処理などを含む。あるいは、他の制御装置１００のタイマ１０１がグランドマスタクロックに設定された場合、上位ネットワーク時刻同期処理１７８は、他の制御装置１００のタイマ１０１を基準として自身のタイマ１０１を調整する処理を含む。
　下位ネットワーク時刻同期処理１７９は、フィールド機器２００との時刻同期に係る処理を含む。たとえば、自身の制御装置１００のタイマ１０１がグランドマスタクロックに設定された場合、下位ネットワーク時刻同期処理１７９は、自身のタイマ１０１を基準として、自身のタイマ１０２（図４参照）およびフィールド機器２００のタイマ２０１を調整する処理などを含む。あるいは、他の制御装置１００のタイマ１０１がグランドマスタクロックに設定された場合、下位ネットワーク時刻同期処理１７９は、他の制御装置１００のタイマ１０１を基準として、自身のタイマ１０２およびフィールド機器２００のタイマ２０１を調整する処理を含む。
　調整処理１８０は、他の制御装置１００に接続されたときに、他の制御装置１００で設定された同期タイミングｔ１と、スケジューラ１７０が設定した同期タイミングｔ１とが一致するように、以下の（ａ）～（ｃ）の少なくとも１つを調整する処理である。
（ａ）自身の制御装置１００の制御周期Ｔｃの長さ、
（ｂ）他の制御装置１００の制御周期Ｔｃに対する自身の制御周期Ｔｃの位相差、
（ｃ）自身の制御装置１００の制御周期Ｔｃの基準タイミング（たとえばＩＯリフレッシュ処理の開始タイミングｔ０）と同期タイミングｔ１との時間差（オフセット時間）。
　＜Ｅ．制御処理のスケジューリング＞
　次に、本実施の形態に従う制御装置１００における制御処理のスケジューリングについて説明する。
　図６は、本実施の形態に従う制御装置における制御処理のスケジューリングを説明するための模式図である。図６に示す例では、予め定められた制御周期Ｔｃに従って、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、およびその他の処理がこの順で実行される。
　ＩＯリフレッシュ処理では、直前の制御周期Ｔｃにおけるモーション処理により演算された出力データがフィールド機器２００へ与えられ、フィールド機器２００から入力データが収集される。
　フィールド機器２００は、制御対象に対する処理を開始する前に、制御装置１００から新たなデータを受け取る必要がある。そのため、制御装置１００は、フィールドネットワーク１０を介して接続される全てのフィールド機器２００がデータを受け取るタイミングより同期タイミングｔ１が後になるように、制御周期Ｔｃ内において同期タイミングｔ１を設定する。すなわち、ＩＯリフレッシュ処理の開始タイミングｔ０から全てのフィールド機器２００がデータを受け取るタイミングまでの時間よりも、開始タイミングｔ０から同期タイミングｔ１までの時間が長くなるように、同期タイミングｔ１が設定される。これにより、各フィールド機器２００は、制御装置１００からデータを受け取った後の同期タイミングｔ１においてトリガ信号ＴＲを生成し、制御対象５００に対する処理を開始できる。
　＜Ｆ．調整処理の第１の具体例＞
　次に、本実施の形態に従う制御装置１００における調整処理１８０（図５参照）の第１の具体例について説明する。
　図７は、本実施の形態に従う制御装置における調整処理の第１の具体例を説明するための模式図である。図７に示す例では、制御装置１００Ａと制御装置１００Ｂとの間で、同期タイミングｔ１Ａと同期タイミングｔ１Ｂとを一致させるための各種の設定が予め行なわている。そして、制御装置１００Ｃがネットワーク１１を介して、稼働中の制御装置１００Ａ，１００Ｂと接続される。稼働中の制御装置１００Ａ，１００Ｂでは調整処理１８０が無効化され、制御装置１００Ｃにおいて調整処理１８０が行なわれる。また、制御装置１００Ａのタイマ１０１Ａがグランドマスタクロックに設定されているものとする。
　図７（ａ）には、制御装置１００Ｃがネットワーク１１に接続されていないときの、各制御装置の制御処理のスケジュールが示されている。制御装置１００Ｃと制御装置１００Ａ，１００Ｂとが接続されていないため、制御装置１００Ｃの制御処理のスケジュールは、制御装置１００Ａ，１００Ｂの制御処理のスケジュールと独立している。すなわち、制御装置１００Ｃによって設定された同期タイミングｔ１Ｃは、同期タイミングｔ１Ａ，ｔ１Ｂと一致しない。
　制御装置１００Ｃが制御装置１００Ａ，１００Ｂとネットワーク１１を介して接続されると、制御装置１００Ｃの調整処理１８０によって、制御周期ＴｃＣの長さが制御周期ＴｃＡ（＝制御周期ＴｃＢ）の長さと同じに調整される。さらに、制御装置１００Ｃのタイマ１０１Ｃは、上位ネットワーク時刻同期処理１７８（図５参照）によって、制御装置１００Ａのタイマ１０１Ａとの間で時刻同期をとるように調整される。
　図７（ｂ）には、タイマ１０１Ｃがタイマ１０１Ａと時刻同期されたときの、各制御装置の制御処理のスケジュールが示されている。制御装置１００Ｃは、制御装置１００Ａ，１００Ｂとの間で同期されたタイマの時刻に従って、制御装置１００Ａ、１００Ｂと同一のタイミングでＩＯリフレッシュ処理を開始させる。すなわち、制御装置１００ＡにおけるＩＯリフレッシュ処理の開始タイミングｔ０Ａと、制御装置１００ＣにおけるＩＯリフレッシュ処理の開始タイミングｔ０Ｃとが一致するように、制御周期ＴｃＡ，ＴｃＢに対する制御周期ＴｃＣの位相差が調整される。開始タイミングｔ０Ａ，ｔ０Ｂ，ｔ０Ｃはそれぞれ、制御装置１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃのフィールドネットワークコントローラ１４０がデータの送信を開始するタイミングである。
　しかしながら、制御周期ＴｃＣにおける開始タイミングｔ０Ｃと同期タイミングｔ１Ｃとの時間差Ｔｓは、制御周期ＴｃＡにおける開始タイミングｔ０Ａと同期タイミングｔ１Ａとの時間差Ｔｍと異なる。図７に示す例では、時間差Ｔｓは、時間差Ｔｍよりも短い。そのため、開始タイミングｔ０Ｃを開始タイミングｔ０Ａに合わせたとしても、制御装置１００Ｃに接続されるフィールド機器２００ｄは、制御装置１００Ａまたは制御装置１００Ｂに接続されるフィールド機器２００ａ，２００ｂと連係して動作できない。
　同期タイミングｔ１Ｃを同期タイミングｔ１Ａと一致させるために、制御装置１００Ｃでは、開始タイミングｔ０Ｃと同期タイミングｔ１Ｃとの時間差をＴｍまで長くする調整処理１８０が行なわれる。すなわち、開始タイミングｔ０Ｃと同期タイミングｔ１Ｃとの時間差は、差分ΔＴ（＝Ｔｍ－Ｔｓ）だけ長くなるように調整される。
　上述したように、同期タイミングｔ１Ｃは、制御装置１００Ｃに接続される全てのフィールド機器２００がデータを受け取るタイミングよも後になるように予め設定されている。そのため、ＩＯリフレッシュ処理の開始タイミングｔ０Ｃと同期タイミングｔ１Ｃとの時間差を長くしたとしても、全てのフィールド機器２００は、制御装置１００Ｃからのデータを受け取った後に、制御対象５００に対する処理を開始できる。
　図７（ｃ）には、開始タイミングｔ０Ｃと同期タイミングｔ１Ｃとの時間差が調整された後の、各制御装置の制御処理のスケジュールが示されている。図７（ｃ）に示されるように、開始タイミングｔ０Ｃと同期タイミングｔ１Ｃとの時間差が調整されることにより、同期タイミングｔ１Ｃと同期タイミングｔ１Ａとが一致する。
　このように、制御装置１００Ｃのプロセッサ１０３は、開始タイミングｔ０Ａから同期タイミングｔ１Ａまでの時間（時間差Ｔｍ）よりも開始タイミングｔ０Ｃから同期タイミングｔ１Ｃまでの時間（時間差Ｔｓ）が短い場合に、以下の調整処理１８０を行なう。すなわち、制御装置１００Ｃのプロセッサ１０３は、開始タイミングｔ０Ｃと開始タイミングｔ０Ａとが一致するように、制御周期ＴｃＡに対する制御周期ＴｃＣの位相差を調整する。さらに、制御装置１００Ｃのプロセッサ１０３は、開始タイミングｔ０Ｃと同期タイミングｔ１Ｃとの時間差を開始タイミングｔ０Ａから同期タイミングｔ１Ａまでの時間に調整する。これにより、同期タイミングｔ１Ｃと同期タイミングｔ１Ａとが一致し、制御装置１００Ｃに接続されるフィールド機器２００ｄは、制御装置１００Ａまたは制御装置１００Ｂに接続されるフィールド機器２００ａ，２００ｂと連係して動作できる。
　＜Ｇ．調整処理の第２の具体例＞
　次に、本実施の形態に従う制御装置１００における調整処理１８０（図５参照）の第２の具体例について説明する。
　図８は、本実施の形態に従う制御装置における調整処理の第２の具体例を説明するための模式図である。図８（ａ）には、図７（ａ）と同様に、制御装置１００Ｃがネットワーク１１に接続されていないときの、各制御装置の制御処理のスケジュールが示されている。
　制御装置１００Ｃが制御装置１００Ａ，１００Ｂとネットワーク１１を介して接続されると、制御装置１００Ｃの調整処理１８０によって、制御周期ＴｃＣの長さが制御周期ＴｃＡ（＝制御周期ＴｃＢ）の長さと同じに調整される。さらに、制御装置１００Ｃのタイマ１０１Ｃは、上位ネットワーク時刻同期処理１７８（図５参照）によって、制御装置１００Ａのタイマ１０１Ａとの間で時刻同期をとるように調整される。
　図８（ｂ）には、タイマ１０１Ｃがタイマ１０１Ａと時刻同期されたときの、各制御装置の制御処理のスケジュールが示されている。制御装置１００Ａ～１００Ｃは、互いに時刻同期されたタイマの時刻に従って、同一のタイミングでＩＯリフレッシュ処理を開始させる。すなわち、制御装置１００ＡにおけるＩＯリフレッシュ処理の開始タイミングｔ０Ａと、制御装置１００ＣにおけるＩＯリフレッシュ処理の開始タイミングｔ０Ｃとが一致する。しかしながら、制御周期ＴｃＣにおける開始タイミングｔ０Ｃと同期タイミングｔ１Ｃとの時間差Ｔｓは、制御周期ＴｃＡにおける開始タイミングｔ０Ａと同期タイミングｔ１Ａとの時間差Ｔｍと異なる。図８に示す例では、時間差Ｔｓは、時間差Ｔｍよりも長い。そのため、制御装置１００Ｃに接続されるフィールド機器２００ｄは、制御装置１００Ａまたは制御装置１００Ｂに接続されるフィールド機器２００ａ，２００ｂと連係して動作できない。
　時間差Ｔｓが時間差Ｔｍよりも長い場合において、第１の具体例のように開始タイミングｔ０Ｃと同期タイミングｔ１Ｃとの時間差がＴｍに調整されると、次のような問題が生じ得る。すなわち、フィールド機器２００ｄは、制御装置１００Ｃからのデータを受け取る前に、制御対象に対する処理を開始しなければならない。
　そのため第２の具体例における制御装置１００Ｃでは、同期タイミングｔ１Ｃを同期タイミングｔ１Ａ，ｔ１Ｂと一致させるために、制御周期ＴｃＡ，ＴｃＢに対する制御周期ＴｃＣの位相差を調整する調整処理１８０が行なわれる。すなわち、開始タイミングｔ０Ｃが時間差Ｔｓと時間差Ｔｍとの差分ΔＴ（＝Ｔｓ－Ｔｍ）だけ開始タイミングｔ０Ａ，ｔ０Ｂよりも早くなるように、制御周期ＴｃＡ，ＴｃＢに対する制御周期ＴｃＣの位相差が調整される。
　図８（ｃ）には、制御周期ＴｃＡ，ＴｃＢに対する制御周期ＴｃＣの位相差が調整された後の、各制御装置の制御処理のスケジュールが示されている。図８（ｃ）に示されるように、制御周期ＴｃＡ，ＴｃＢに対する制御周期ＴｃＣの位相差が調整されることにより、同期タイミングｔ１Ｃと同期タイミングｔ１Ａ，ｔ１Ｂとが一致する。
　このように、制御装置１００Ｃのプロセッサ１０３は、開始タイミングｔ０Ｃから同期タイミングｔ１Ｃまでの時間（時間差Ｔｓ）と、開始タイミングｔ０Ａから同期タイミングｔ１Ａまでの時間（時間差Ｔｍ）とが異なる場合に、以下の調整処理１８０を行なう。すなわち、制御装置１００Ｃのプロセッサ１０３は、開始タイミングｔ０Ｃと開始タイミングｔ０Ａとが時間差Ｔｓと時間差Ｔｍとの差分だけずれるように、制御周期ＴｃＡに対する制御周期ＴｃＣの位相差を調整する。これにより、同期タイミングｔ１Ｃと同期タイミングｔ１Ａとが一致し、制御装置１００Ｃに接続されるフィールド機器２００ｄは、制御装置１００Ａまたは制御装置１００Ｂに接続されるフィールド機器２００ａ，２００ｂと連係して動作できる。
　＜Ｈ．制御装置１００Ｃと制御装置１００Ａ，１００Ｂとの接続処理の流れ＞
　次に、本実施の形態に従う制御装置１００Ｃと制御装置１００Ａ，１００Ｂとの接続処理の流れについて説明する。
　図９は、本実施の形態に従う複数の制御装置間の接続処理の流れの一例を示すフローチャートである。
　まず、制御装置１００Ｃと制御装置１００Ａ，１００Ｂとは、ネットワーク１１を介して互いに通信接続する（ステップＳ１，Ｓ１１）。制御装置１００Ｃは、制御装置１００Ａ，１００Ｂと通信接続すると、フィールドネットワーク１０Ｃを介して接続されたフィールド機器２００に対する制御処理と、当該フィールド機器２００との通信とを停止する（ステップＳ１２）。なお、制御装置１００Ａ，１００Ｂの各々は、フィールドネットワーク１０を介して接続されたフィールド機器２００に対する制御処理と、当該フィールド機器２００との通信とを継続して実行する。
　次に、制御装置１００Ａは、制御周期ＴｃＡの長さをネットワーク１１を介して制御装置１００Ｃに通知する（ステップＳ２）。なお、制御周期ＴｃＡ，ＴｃＢの長さは、同一になるように予め設定されている。そのため、制御装置１００Ａ，１００Ｂのうちの一方（ここでは制御装置１００Ａ）が自身の制御周期の長さを通知すればよい。そして、制御装置１００Ｃは、制御周期ＴｃＡの長さを受信する（ステップＳ１３）。
　次に、制御装置１００Ｃにおいて、制御周期ＴｃＣの長さを制御周期ＴｃＡの長さと一致させることが可能か否かが判断される（ステップＳ１４）。当該判断は、制御装置１００Ｃで実行される各処理（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、その他の処理）に要する時間等を考慮して行なわれる。
　制御周期ＴｃＣの長さを制御周期ＴｃＡの長さと一致させることができる場合（ステップＳ１４でＹＥＳ）、制御装置１００Ｃにおいて、制御周期ＴｃＣの長さが制御周期ＴｃＡの長さに調整される（ステップＳ１５）。
　制御周期ＴｃＣの長さを制御周期ＴｃＡの長さと一致させることができない場合（ステップＳ１４でＮＯ）、制御装置１００Ｃにおいて、制御周期ＴｃＣの長さを制御周期ＴｃＡの長さのＮ倍または１／Ｎ倍と一致させることが可能か否かが判断される（ステップＳ１６）。ここで、Ｎは正の整数である。
　制御周期ＴｃＣの長さを制御周期ＴｃＡの長さのＮ倍または１／Ｎ倍と一致させることができる場合（ステップＳ１６でＹＥＳ）、制御装置１００Ｃにおいて、制御周期ＴｃＣの長さが制御周期ＴｃＡの長さのＮ倍または１／Ｎ倍に調整される（ステップＳ１７）。
　制御周期ＴｃＣの長さを制御周期ＴｃＡの長さのＮ倍または１／Ｎ倍と一致させることができない場合（ステップＳ１６でＮＯ）、接続処理は終了する。この場合、制御装置１００Ｃは、制御装置１００Ａ，１００Ｂと独立して、フィールドネットワーク１０Ｃを介して接続されたフィールド機器２００を制御する。
　ステップＳ１５またはステップＳ１７の後、制御装置１００Ａ～１００Ｃの各々は、ネットワーク１１における時刻同期プロトコルにより、タイマ１０１（図４参照）を調整する時刻同期処理を実行する（ステップＳ３，Ｓ１８）。時刻同期プロトコルとしては、ＩＥＥＥ（Institute　of　Electrical　and　Electronics　Engineers）１５８、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＳ、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＳなどの高精度時間同期プロトコルを採用することで、時刻同期を実現することができる。
　次に、制御装置１００Ｃでは、制御周期ＴｃＣ内の同期タイミングｔ１Ｃが設定される。すなわち、制御周期ＴｃＣの基準タイミング（ここでは、ＩＯリフレッシュ処理の開始タイミングｔ０Ｃ）と同期タイミングｔ１Ｃとの時間差（オフセット時間）Ｔｓが設定される（ステップＳ１９）。制御装置１００Ｃは、ＩＯリフレッシュ処理を開始してから全てのフィールド機器２００がデータを受け取るまでに要する時間を考慮して、時間差Ｔｓを設定する。具体的には、制御装置１００Ｃは、ＩＯリフレッシュ処理を開始してから全てのフィールド機器２００がデータを受け取るまでに要する時間よりもわずかに長い時間を時間差Ｔｓとして設定する。
　次に、制御装置１００Ａは、制御周期ＴｃＡにおけるＩＯリフレッシュ処理の開始タイミングｔ０Ａと同期タイミングｔ１Ａとの時間差（オフセット時間）Ｔｍをネットワーク１１を介して制御装置１００Ｃに通知する（ステップＳ４）。なお、制御周期ＴｃＢにおけるＩＯリフレッシュ処理の開始タイミングｔ０Ｂと同期タイミングｔ１Ｂとの時間差（オフセット時間）は、Ｔｍと同一である。そのため、制御装置１００Ａ，１００Ｂのうちの一方（ここでは制御装置１００Ａ）が時間差Ｔｍを通知すればよい。そして、制御装置１００Ｃは、時間差Ｔｍを受信する（ステップＳ２０）。
　制御装置１００Ｃでは、時間差Ｔｓが時間差Ｔｍよりも長いか否かが判断される（ステップＳ２１）。時間差Ｔｓが時間差Ｔｍよりも短い場合（ステップＳ２１でＮＯ）、制御装置１００Ｃでは、開始タイミングｔ０Ｃと同期タイミングｔ１Ｃとの時間差をＴｍまで長くする調整処理１８０が行なわれる（ステップＳ２２）。ステップＳ２２の調整方法は、上記の第１の具体例の調整方法に対応する。これにより、同期タイミングｔ１Ｃが同期タイミングｔ１Ａと一致する。
　一方、時間差Ｔｓが時間差Ｔｍ以上である場合（ステップＳ２１でＹＥＳ）、制御装置１００Ｃでは、時間差Ｔｓと時間差Ｔｍとの差分ΔＴ（＝Ｔｓ－Ｔｍ）が算出される（ステップＳ２３）。その後、制御装置１００Ｃでは、開始タイミングｔ０Ｃが差分ΔＴだけ開始タイミングｔ０Ａよりも早くなるように、制御周期ＴｃＡに対する制御周期ＴｃＣの位相差が調整される（ステップＳ２４）。具体的には、調整後の開始タイミングｔ０Ｃの時刻は、（調整前の開始タイミングｔ０Ｃの時刻）＋（制御周期ＴｃＣ－ΔＴ）に調整される。ステップＳ２３，Ｓ２４の調整方法は、上記の第２の具体例の調整方法に対応する。これにより、同期タイミングｔ１Ｃが同期タイミングｔ１Ａと一致する。
　ステップＳ２２またはステップＳ２４の後、制御装置１００Ｃは、フィールドネットワーク１０Ｃを介して接続されたフィールド機器２００に対する制御処理と、当該フィールド機器２００との通信処理とを開始する（ステップＳ２５）。制御装置１００Ｃは、同期タイミングｔ１Ｃを同期タイミングｔ１Ａと一致させるための調整が終了した旨をネットワーク１１を介して装置／ライン管理装置１９０に通知する（ステップＳ２６）。ステップＳ２６の後、調整処理は終了する。装置／ライン管理装置１９０は、調整が終了した旨の通知を受けて、制御装置１００Ａ～１００Ｃに接続された複数のフィールド機器２００が連係して動作するように、制御装置１００Ａ～１００Ｃを管理する処理を開始する。これにより、制御装置１００Ｃに接続されたフィールド機器２００は、制御装置１００Ａまたは制御装置１００Ｂに接続されたフィールド機器２００と連係して動作できる。
　＜Ｉ．変形例＞
　図９に示す例では、時間差（オフセット時間）Ｔｓと時間差（オフセット時間）Ｔｍとの大小関係に応じて、第１の具体例の調整方法（ステップＳ２２に対応）と、第２の具体例の調整方法（ステップＳ２３，Ｓ２４）とを切り替える。しかしながら、時間差Ｔｓと時間差Ｔｍとの大小関係にかかわらず、第２の具体例の調整方法（ステップＳ２３，Ｓ２４）が実行されてもよい。
　図１０は、複数の制御装置間の接続処理の流れの別の例を示すフローチャートである。図１０に示すフローチャートは、ステップＳ２１，Ｓ２２が省略されている点で図９に示すフローチャートと相違する。すなわち、制御装置１００Ｃは、時間差（オフセット時間）Ｔｍを制御装置１００Ａから受信すると、ステップＳ２３，Ｓ２４を実行する。
　具体的には、ステップＳ２４において、調整後の開始タイミングｔ０Ｃの時刻は、（調整前の開始タイミングｔ０Ｃの時刻）＋（制御周期ＴｃＣ－ΔＴ）に調整される。すなわち、時間差Ｔｓが時間差Ｔｍよりも長い場合には、開始タイミングｔ０Ｃが差分ΔＴ（＝Ｔｓ－Ｔｍ）だけ開始タイミングｔ０Ａ，ｔ０Ｂよりも早くなるように、制御周期ＴｃＡ，ＴｃＢに対する制御周期ＴｃＣの位相差が調整される。時間差Ｔｓが時間差Ｔｍよりも短い場合には、開始タイミングｔ０Ｃが差分ΔＴ（＝Ｔｓ－Ｔｍ）の絶対値（Ｔｍ－Ｔｓ）だけ開始タイミングｔ０Ａ，ｔ０Ｂよりも遅れるように、制御周期ＴｃＡ，ＴｃＢに対する制御周期ＴｃＣの位相差が調整される。これにより、同期タイミングｔ１Ｃが同期タイミングｔ１Ａと一致する。
　＜Ｊ．第１の応用例＞
　図１１は、本実施の形態に係る制御システムの第１の応用例を示す模式図である。図１１には、搬送ベルト６０１によって搬送されるワークＷ１に対して加工を行なう生産ライン７０１と、搬送ベルト６０２によって搬送われるワークＷ２に対して加工を行なう生産ライン７０２とに制御システムを適用した例が示されている。
　生産ライン７０１では、フィールド機器２００ａがワークＷ１に対する加工（たとえばラベルの貼り付けなど）を行なった後に、フィールド機器２００ｂがワークＷ１を把持して次工程に搬送する。フィールド機器２００ａはフィールドネットワーク１０Ａを介して制御装置１００Ａに接続される。フィールド機器２００ｂはフィールドネットワーク１０Ｂを介して制御装置１００Ｂに接続される。制御装置１００Ａ，１００Ｂは、ネットワーク１１Ａに接続されており、フィールド機器２００ａ，２００ｂが連係して動作するように互いの同期タイミングｔ１を一致させている。
　生産ライン７０２では、フィールド機器２００ｆがワークＷ２に対する加工（たとえばラベルの貼り付けなど）を行なった後に、フィールド機器２００ｇがワークＷ２を把持して次工程に搬送する。フィールド機器２００ｆはフィールドネットワーク１０Ｄを介して制御装置１００Ｄに接続される。フィールド機器２００ｇはフィールドネットワーク１０Ｅを介して制御装置１００Ｅに接続される。制御装置１００Ｄ，１００Ｅは、ネットワーク１１Ｂに接続されており、フィールド機器２００ｆ，２００ｇが連係して動作するように互いの同期タイミングｔ１を一致させている。
　フィールド機器２００ｅは、生産ライン７０１と生産ライン７０２との間を移動する走行ロボットである。
　フィールド機器２００ｄは、フィールド機器２００ｅに載置され、フィールド機器２００ｅとともに、生産ライン７０１と生産ライン７０２との間を移動する。フィールド機器２００ｄは、生産ライン７０１に到達すると、図示しないパレットに積載されたワークＷ１を把持して、搬送ベルト６０１上に載置する。フィールド機器２００ｄは、生産ライン７０２に到達すると、図示しない別のパレットに積載されたワークＷ２を把持して、搬送ベルト６０２上に載置する。
　フィールド機器２００ｄ，２００ｅは、フィールドネットワーク１０Ｃを介して制御装置１００Ｃに接続される。制御装置１００Ｃは、フィールド機器２００ｄ，２００ｅが生産ライン７０１に到達したときに、ネットワーク１１Ａに無線通信接続する。そして、制御装置１００Ｃでは、制御装置１００Ｃの同期タイミングｔ１が制御装置１００Ａの同期タイミングｔ１と一致するような調整処理１８０が実行される。これにより、フィールド機器２００ｄは、生産ライン７０１において、フィールド機器２００ａ，２００ｂと連係して動作できる。
　同様に、制御装置１００Ｃは、フィールド機器２００ｄ，２００ｅが生産ライン７０２に到達したときに、ネットワーク１１Ｂに無線通信接続する。そして、制御装置１００Ｃでは、制御装置１００Ｃの同期タイミングｔ１が制御装置１００Ｄの同期タイミングｔ１と一致するような調整処理１８０が実行される。これにより、フィールド機器２００ｄは、生産ライン７０２において、フィールド機器２００ｆ，２００ｇと連係して動作できる。
　＜Ｋ．第２の応用例＞
　図１２は、本実施の形態に係る制御システムの第２の応用例を示す模式図である。図１２には、搬送ベルト６０３によって搬送されるワークＷに対して加工を行なう生産ラインに制御システムを適用した例が示されている。
　生産ラインでは、フィールド機器２００ａがワークＷに対する加工を行なった後に、フィールド機器２００ｂがワークＷに対して別の加工を行なう。フィールド機器２００ａはフィールドネットワーク１０Ａを介して制御装置１００Ａに接続される。フィールド機器２００ｂはフィールドネットワーク１０Ｂを介して制御装置１００Ｂに接続される。制御装置１００Ａ，１００Ｂは、ネットワーク１１に接続されており、フィールド機器２００ａ，２００ｂが連係して動作するように互いの同期タイミングｔ１を一致させている。
　製造品の種別変更のため、ワークＷ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１０Ｃを介して接続された制御装置１００Ｃとが生産ラインに導入される。このとき、ネットワーク１１に新たに接続された制御装置１００Ｃにおいて、制御装置１００Ｃの同期タイミングｔ１を制御装置１００Ａの同期タイミングｔ１と一致させるための調整処理１８０が実行される。これにより、フィールド機器２００ａ，２００ｂの動作を停止させることなく、フィールド機器２００ｄは、フィールド機器２００ａ，２００ｂと連係して動作できる。
　＜Ｌ．第３の応用例＞
　図１３は、本実施の形態に係る制御システムの第３の応用例を示す模式図である。図１３には、搬送ベルト６０４によって搬送されるワークＷに対して加工を行なう生産ライン７０４に制御システムを適用した例が示されている。
　生産ライン７０４では、フィールド機器２００ａがワークＷに対する加工を行なった後に、フィールド機器２００ｂがワークＷに対して別の加工を行なう。フィールド機器２００ａはフィールドネットワーク１０Ａを介して制御装置１００Ａに接続される。フィールド機器２００ｂはフィールドネットワーク１０Ｂを介して制御装置１００Ｂに接続される。制御装置１００Ａ，１００Ｂは、ネットワーク１１に接続されており、フィールド機器２００ａ，２００ｂが連係して動作するように互いの同期タイミングｔ１を一致させている。
　生産量の増加に備えて、生産ライン７０４と同構成の生産ライン７０５が設置されている。生産ライン７０５では、搬送ベルト６０５上のワークＷに対して、フィールド機器２００ｈが加工を行なった後に、フィールド機器２００ｉが別の加工を行なう。フィールド機器２００ｈ，２００ｉは、フィールド機器２００ａ，２００ｂとそれぞれ同じ構成を有する。フィールド機器２００ｈはフィールドネットワーク１０Ｆを介して制御装置１００Ｆに接続される。フィールド機器２００ｉはフィールドネットワーク１０Ｇを介して制御装置１００Ｇに接続される。
　フィールド機器２００ｄは、搬送ベルト６０４，６０５の一方の上のワークＷを他方の上に移動させるためのロボットである。フィールド機器２００ｊは、搬送ベルト６０４上のワークＷの個数と搬送ベルト６０５上のワークＷの個数とを把握するための視覚センサである。フィールド機器２００ｄはフィールドネットワーク１０Ｃを介して制御装置１００Ｃに接続される。フィールド機器２００ｊはフィールドネットワーク１０Ｈを介して制御装置１００Ｈに接続される。
　生産数が増加されると、制御装置１００Ｃ～１００Ｈがネットワーク１１に接続される。制御装置１００Ｃ～１００Ｈの各々では、自身の同期タイミングｔ１を制御装置１００Ａの同期タイミングｔ１と一致させるための調整処理１８０が実行される。これにより、フィールド機器２００ａ，２００ｂの動作を停止させることなく、フィールド機器２００ｄ，２００ｈ～２００ｊは、フィールド機器２００ａ，２００ｂと連係して動作できる。具体的には、フィールド機器２００ｊは、撮像画像に基づいて、搬送ベルト６０４上のワークＷの個数と、搬送ベルト６０５上のワークＷの個数とを認識する。フィールド機器２００ｄは、フィールド機器２００ｊの認識結果に基づいて、搬送ベルト６０４，６０５のうちワークＷの個数が多い方から少ない方へワークＷを移動させる。これにより、生産数の増加に適切に対応できる。
　＜Ｍ．利点＞
　以上のように、本実施の形態によれば、制御装置１００Ｃおよびフィールド機器２００ｄは、互いに同期したタイマ１０２Ｃ，２０１ｄをそれぞれ有する。制御装置１００Ｃは、タイマ１０２Ｃの時刻に基づいて、制御周期ＴｃＣごとにフィールド機器２００ｄとの間でデータを送受信するフィールドネットワークコントローラ１４０を含む。制御装置１００Ｃは、制御周期ＴｃＣ内において、フィールド機器２００ｄがデータを受信した後の同期タイミングｔ１Ｃを設定するプロセッサ１０３を含む。フィールド機器２００ｄは、タイマ２０１ｄの時刻に基づいて、同期タイミングｔ１Ｃに同期して制御対象５００に対する処理を開始する。制御装置１００Ａも同様に、タイマ１０２Ａ、フィールドネットワークコントローラ１４０およびプロセッサ１０３を含む。制御装置１００Ａに接続されるフィールド機器２００ａは、タイマ１０２Ａと時刻同期されたタイマ２０１ａの時刻に基づいて、同期タイミングｔ１Ａに同期して制御対象５００に対する処理を開始する。制御装置１００Ｃのプロセッサ１０３は、ネットワーク１１を介して制御装置１００Ｃと制御装置１００Ａとが接続されると、調整処理１８０を行なう。調整処理１８０は、同期タイミングｔ１Ｃと同期タイミングｔ１Ａとが一致するように、以下の（ａ）～（ｃ）の少なくとも１つを調整する処理である。
（ａ）制御周期ＴｃＣの長さ、
（ｂ）制御周期ＴｃＡに対する制御周期ＴｃＣの位相差、
（ｃ）制御周期ＴｃＣの基準タイミング（たとえば開始タイミングｔ０Ｃ）と同期タイミングｔ１Ｃとの時間差。
　これにより、同期タイミングｔ１Ｃが同期タイミングｔ１Ａと一致する。その結果、フィールド機器２００ｄは、制御装置１００Ａに接続されるフィールド機器２００ａと連係して動作できる。このとき、制御装置１００Ａは、制御周期の長さ、制御周期の位相、および、制御周期内の同期タイミングと基準タイミングとの時間差を調整する必要がない。すなわち、フィールド機器２００ａとフィールド機器２００ｄとの連係した動作を開始させるために、制御装置１００Ａを停止させる必要がない。このように、稼働率の低下を抑制しながら、互いに異なる制御装置に接続される複数のフィールド機器を連係して動作させることができる。さらに、生産ラインの動的な組み換えが効率的にできる。
　＜Ｎ．付記＞
　以上のように、本実施の形態は以下のような開示を含む。
　（構成１）
　第１の制御装置（１００Ｃ）と、
　第１のネットワーク（１０Ｃ）を介して前記第１の制御装置（１００Ｃ）と接続される１または複数の第１の機器（２００ｄ）と、
　第２の制御装置（１００Ａ，１００Ｂ）と、
　第２のネットワーク（１０Ａ，１０Ｂ）を介して前記第２の制御装置（１００Ａ，１００Ｂ）と接続される１または複数の第２の機器（２００ａ～２００ｃ）とを備え、
　前記第１の制御装置（１００Ｃ）および前記１または複数の第１の機器（２００ｄ）の各々は、互いに同期した第１のタイマ（１０２Ｃ，２０１ｄ）を有し、
　前記第１の制御装置（１００Ｃ）は、
　前記第１のタイマ（１０２Ｃ）の時刻に基づいて、第１の制御周期ごとに前記１または複数の第１の機器（２００ｄ）との間で第１のデータを送受信する第１の通信手段（１４０）と、
　前記第１の制御周期内において、前記１または複数の第１の機器（２００ｄ）が前記第１のデータを受信した後の第１の同期タイミングを設定する第１のスケジューリング手段（１０３）とを含み、
　前記１または複数の第１の機器（２００ｄ）は、前記第１のタイマ（２０１ｄ）の時刻に基づいて、前記第１の同期タイミングに同期して制御対象に対する処理を開始し、
　前記第２の制御装置（１００Ａ，１００Ｂ）および前記１または複数の第２の機器（２００ａ～２００ｃ）の各々は、互いに同期した第２のタイマ（１０２Ａ，１０２Ｂ，２０１ａ～２０１ｃ）を有し、
　前記第２の制御装置（１００Ａ，１００Ｂ）は、
　前記第２のタイマ（１０２Ａ，１０２Ｂ）の時刻に基づいて、第２の制御周期ごとに前記１または複数の第２の機器との間で第２のデータを送受信する第２の通信手段（１４０）と、
　前記第２の制御周期内において、前記１または複数の第２の機器（２００ａ～２００ｃ）が前記第２のデータを受信した後の第２の同期タイミングを設定する第２のスケジューリング手段（１０３）とを含み、
　前記１または複数の第２の機器（２００ａ～２００ｃ）は、前記第２のタイマ（２０１ａ～２０１ｃ）の時刻に基づいて、前記第２の同期タイミングに同期して制御対象に対する処理を開始し、
　前記第１の制御装置（１００Ｃ）は、前記第１のネットワーク（１０Ｃ）および前記第２のネットワーク（１０Ａ，１０Ｂ）よりも上位の第３のネットワーク（１１）を介して前記第１の制御装置（１００Ｃ）と前記第２の制御装置（１００Ａ，１００Ｂ）とが接続されると、前記第１の同期タイミングと前記第２の同期タイミングとが一致するように、前記第１の制御周期の長さ、前記第２の制御周期に対する前記第１の制御周期の位相差、および前記第１の制御周期の基準タイミングと前記第１の同期タイミングとの時間差の少なくとも１つを調整する調整手段（１０３）をさらに含む、制御システム（１）。
　（構成２）
　前記基準タイミングは、前記第１の通信手段（１４０）が前記第１のデータの送信を開始する第１の開始タイミングであり、
　前記調整手段（１０３）は、前記第２の通信手段（１４０）が前記第２のデータの送信を開始する第２の開始タイミングから前記第２の同期タイミングまでの時間よりも前記時間差が短い場合に、前記第１の開始タイミングと前記第２の開始タイミングとが一致するように前記位相差を調整するとともに、前記時間差を前記第２の開始タイミングから前記第２の同期タイミングまでの時間に調整する、構成１に記載の制御システム。
　（構成３）
　前記調整手段（１０３）は、前記第１の通信手段（１４０）が前記第１のデータの送信を開始する第１の開始タイミングから前記第１の同期タイミングまでの第１の時間と、前記第２の通信手段（１４０）が前記第２のデータの送信を開始する第２の開始タイミングから前記第２の同期タイミングまでの第２の時間とが異なる場合に、前記第１の開始タイミングと前記第２の開始タイミングとが前記第１の時間と前記第２の時間との差分だけずれるように前記位相差を調整する、構成１に記載の制御システム。
　（構成４）
　前記調整手段（１０３）は、前記第１の時間が前記第２の時間よりも長い場合に、前記第１の開始タイミングが前記第２の開始タイミングよりも早くなるように前記位相差を調整する、構成３に記載の制御システム。
　（構成５）
　前記調整手段（１０３）は、前記第１の制御周期の長さと前記第２の制御周期の長さとが異なる場合に、前記第１の制御周期の長さを前記第２の制御周期の長さのＮ倍または１／Ｎ倍に補正し、
　Ｎは１以上の整数である、構成１から４のいずれかに記載の制御システム。
　（構成６）
　第１のネットワーク（１０Ｃ）を介して１または複数の第１の機器（２００ｄ）を接続される制御装置（１００Ｃ）であって、
　前記１または複数の第１の機器（２００ｄ）との間で互い同期されたタイマ（１０２Ｃ）と、
　前記タイマ（１０２Ｃ）の時刻に基づいて、第１の制御周期ごとに前記１または複数の第１の機器（２００ｄ）との間で第１のデータを送受信する通信手段（１４０）と、
　前記第１の制御周期内において、前記１または複数の第１の機器が制御対象に対する処理を開始する第１の同期タイミングを設定するスケジューリング手段（１０３）とを備え、
　前記第１の同期タイミングは、前記１または複数の第１の機器が前記第１のデータを受信した後になるように設定され、
　前記制御装置（１００Ｃ）は、前記第１のネットワーク（１０Ｃ）よりも上位の第２のネットワーク（１１）を介して他の制御装置（１００Ａ，１００Ｂ）と接続可能であり、
　前記他の制御装置（１００Ａ，１００Ｂ）は、前記第２のネットワーク（１１）よりも下位の第３のネットワーク（１０Ａ，１０Ｂ）を介して１または複数の第２の機器（２００ａ～２００ｃ）に接続され、第２の制御周期ごとに前記１または複数の第２の機器（２００ａ～２００ｃ）との間で第２のデータを送受信し、
　前記１または複数の第２の機器（２００ａ～２００ｃ）は、前記第２のデータを受信した後の第２の同期タイミングに同期して制御対象に対する処理を開始し、
　前記制御装置（１００Ｃ）は、前記第３のネットワーク（１０Ａ，１０Ｂ）を介して前記他の制御装置（１００Ａ，１００Ｂ）に接続されると、前記第１の同期タイミングと前記第２の同期タイミングとが一致するように、前記第１の制御周期の長さ、前記第２の制御周期に対する前記第１の制御周期の位相差、および前記第１の制御周期の基準タイミングと前記第１の同期タイミングとの時間差の少なくとも１つを調整する調整手段（１０３をさらに備える、制御装置（１００Ｃ）。
　本発明の実施の形態について説明したが、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。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、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、１０，１０Ａ～１０Ｈ　フィールドネットワーク、１１，１１Ａ，１１Ｂ，１２～１４　ネットワーク、１００，１００Ａ～１００Ｈ　制御装置、１０１，１０１Ａ～１０１Ｃ，１０２，１０２Ａ～１０２Ｃ，２０１，２０１ａ～２０１ｄ　タイマ、１０３　プロセッサ、１０４　メモリ、１０６　ストレージ、１０７　システムプログラム、１０８　ユーザアプリケーションプログラム、１３０　ネットワークコントローラ、１３１，１４１，２１２　送受信コントローラ、１３２，１４２　送受信バッファ、１４０，２１０　フィールドネットワークコントローラ、１７０　スケジューラ、１７１　ユーザプログラム実行処理、１７２　モーション処理、１７３　周辺処理、１７４　上位ネットワーク通信処理、１７６　下位ネットワーク通信処理、１７８　上位ネットワーク時刻同期処理、１７９　下位ネットワーク時刻同期処理、１８０　調整処理、１９０　装置／ライン管理装置、１９５　表示装置、２００，２００ａ～２００ｊ　フィールド機器、２１４　トリガ信号生成回路、２１６　処理部、２５０　製造管理装置、２５５　データベース装置、３００　生産管理装置、５００　制御対象、６０１～６０５　搬送ベルト、７０１，７０２，７０４，７０５　生産ライン。

Claims (6)

  1. 　第１の制御装置と、
    　第１のネットワークを介して前記第１の制御装置と接続される１または複数の第１の機器と、
    　第２の制御装置と、
    　第２のネットワークを介して前記第２の制御装置と接続される１または複数の第２の機器とを備え、
    　前記第１の制御装置および前記１または複数の第１の機器の各々は、互いに同期した第１のタイマを有し、
    　前記第１の制御装置は、
    　前記第１のタイマの時刻に基づいて、第１の制御周期ごとに前記１または複数の第１の機器との間で第１のデータを送受信する第１の通信手段と、
    　前記第１の制御周期内において、前記１または複数の第１の機器が前記第１のデータを受信した後の第１の同期タイミングを設定する第１のスケジューリング手段とを含み、
    　前記１または複数の第１の機器は、前記第１のタイマの時刻に基づいて、前記第１の同期タイミングに同期して制御対象に対する処理を開始し、
    　前記第２の制御装置および前記１または複数の第２の機器の各々は、互いに同期した第２のタイマを有し、
    　前記第２の制御装置は、
    　前記第２のタイマの時刻に基づいて、第２の制御周期ごとに前記１または複数の第２の機器との間で第２のデータを送受信する第２の通信手段と、
    　前記第２の制御周期内において、前記１または複数の第２の機器が前記第２のデータを受信した後の第２の同期タイミングを設定する第２のスケジューリング手段とを含み、
    　前記１または複数の第２の機器は、前記第２のタイマの時刻に基づいて、前記第２の同期タイミングに同期して制御対象に対する処理を開始し、
    　前記第１の制御装置は、前記第１のネットワークおよび前記第２のネットワークよりも上位の第３のネットワークを介して前記第１の制御装置と前記第２の制御装置とが接続されると、前記第１の同期タイミングと前記第２の同期タイミングとが一致するように、前記第１の制御周期の長さ、前記第２の制御周期に対する前記第１の制御周期の位相差、および前記第１の制御周期の基準タイミングと前記第１の同期タイミングとの時間差の少なくとも１つを調整する調整手段をさらに含む、制御システム。
  2. 　前記基準タイミングは、前記第１の通信手段が前記第１のデータの送信を開始する第１の開始タイミングであり、
    　前記調整手段は、前記第２の通信手段が前記第２のデータの送信を開始する第２の開始タイミングから前記第２の同期タイミングまでの時間よりも前記時間差が短い場合に、前記第１の開始タイミングと前記第２の開始タイミングとが一致するように前記位相差を調整するとともに、前記時間差を前記第２の開始タイミングから前記第２の同期タイミングまでの時間に調整する、請求項１に記載の制御システム。
  3. 　前記調整手段は、前記第１の通信手段が前記第１のデータの送信を開始する第１の開始タイミングから前記第１の同期タイミングまでの第１の時間と、前記第２の通信手段が前記第２のデータの送信を開始する第２の開始タイミングから前記第２の同期タイミングまでの第２の時間とが異なる場合に、前記第１の開始タイミングと前記第２の開始タイミングとが前記第１の時間と前記第２の時間との差分だけずれるように前記位相差を調整する、請求項１に記載の制御システム。
  4. 　前記調整手段は、前記第１の時間が前記第２の時間よりも長い場合に、前記第１の開始タイミングが前記第２の開始タイミングよりも早くなるように前記位相差を調整する、請求項３に記載の制御システム。
  5. 　前記調整手段は、前記第１の制御周期の長さと前記第２の制御周期の長さとが異なる場合に、前記第１の制御周期の長さを前記第２の制御周期の長さのＮ倍または１／Ｎ倍に補正し、
    　Ｎは１以上の整数である、請求項１から４のいずれか１項に記載の制御システム。
  6. 　第１のネットワークを介して１または複数の第１の機器を接続される制御装置であって、
    　前記１または複数の第１の機器との間で互い同期されたタイマと、
    　前記タイマの時刻に基づいて、第１の制御周期ごとに前記１または複数の第１の機器との間で第１のデータを送受信する通信手段と、
    　前記第１の制御周期内において、前記１または複数の第１の機器が制御対象に対する処理を開始する第１の同期タイミングを設定するスケジューリング手段とを備え、
    　前記第１の同期タイミングは、前記１または複数の第１の機器が前記第１のデータを受信した後になるように設定され、
    　前記制御装置は、前記第１のネットワークよりも上位の第２のネットワークを介して他の制御装置と接続可能であり、
    　前記他の制御装置は、前記第２のネットワークよりも下位の第３のネットワークを介して１または複数の第２の機器に接続され、第２の制御周期ごとに前記１または複数の第２の機器との間で第２のデータを送受信し、
    　前記１または複数の第２の機器は、前記第２のデータを受信した後の第２の同期タイミングに同期して制御対象に対する処理を開始し、
    　前記制御装置は、前記第３のネットワークを介して前記他の制御装置に接続されると、前記第１の同期タイミングと前記第２の同期タイミングとが一致するように、前記第１の制御周期の長さ、前記第２の制御周期に対する前記第１の制御周期の位相差、および前記第１の制御周期の基準タイミングと前記第１の同期タイミングとの時間差の少なくとも１つを調整する調整手段をさらに備える、制御装置。
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