WO2022190425A1 - 制御装置および制御方法 - Google Patents

Abstract

制御装置は、制御装置の動作モードの設定に関する入力を受け付ける入力部と、制御対象を制御するタスクを実行するプロセッサと、プロセッサによって実行されるタスクを管理するプログラムとを備える。動作モードは、第１のモードと、第１のモードでの動作温度よりも高温で制御装置を動作させるための第２のモードとを含む。前記入力によって第２のモードが選択された場合、プログラムは、制御周期内にプロセッサの空き時間を割り当てる。

Description

制御装置および制御方法

　本開示は、制御装置および制御方法に関し、特に、制御装置の動作の設定に関する。

　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。近年の情報通信技術（ＩＣＴ：Information　and　Communication　Technology）の発展に伴って、このようなＦＡ分野における制御装置においても、従来のシーケンスプログラムだけではなく、各種のアプリケーションプログラムが実行されるようになっている。

　たとえば特開２０２０－６１０５５号公報（特許文献１）は、制御装置のプロセッサにおいて、一定の制御周期内に高優先度のプログラムと低優先度のプログラムとを実行させること、および、高優先度プログラムの実行を妨げないように、プロセッサの空き時間に低優先度プログラムを実行することを開示する。

特開２０２０－６１０５５号公報

　上述の制御装置では、優先度の高い第１のプログラムがプロセッサによって、定周期で繰り返し実行される。さらに、第１のプログラムの実行を妨げないように、制御周期中のプロセッサの空き時間に、第２のプログラムおよび第３のプログラムをプロセッサに実行させる。演算速度および性能の向上の観点から、設定された制御周期の中で、プロセッサは、その周期を超えないぎりぎりの時間まで演算をおこなう。しかし、プロセッサおよび周辺回路は高負荷状態にあるため、制御装置の消費電力が大きい。制御装置の消費電力が大きくなるほど、制御装置から発せられる熱の量も大きくなる。

　制御装置は、ある動作周囲温度で使用可能なように設計される。また、実際に作製された装置は、その動作周囲温度まで使用可能かどうか評価される。設計および評価は、制御装置にとって厳しい条件、すなわち、制御周期の終わりの直前までプロセッサが演算を行ったという条件（最大負荷状態）で実施される。

　小型サイズ、および製造コストの抑制といった点から、制御装置の放熱の能力に余裕がない可能性がある。たとえば、設計および評価の段階で決定した動作周囲温度の上限よりも高い周囲温度のもとで制御装置を最大負荷状態で動作させた場合には、制御装置の誤動作、停止、あるいは故障の可能性が生じる。

　プロセッサの中には、高温時にクロック周波数を自動的に低下させる機能を有するものがある。クロック周波数を低下させることによってプロセッサの消費電力が下がるため、プロセッサの発熱量を下げることができる。しかし、ＰＬＣのように生産現場に用いられる制御装置では、クロック周波数を下げた場合には制御性能が低下するという問題が生じる。このため、制御装置によって制御される対象（製造装置）の動作が変化することが起こり得る。

　制御装置の使用されうる環境が多様になっている。したがって想定した使用周囲温度よりも高い温度の下で制御装置を使用する可能性も生じる。たとえば筐体を大きくすることによって、制御装置の放熱性能を高めようとすれば、制御装置の新たな設計が必要になる。サイズおよび製造コストに対する要請の点から、ハードウェアの変更は容易ではない。

　本発明の１つの目的は、より高い周囲温度で動作可能な制御装置および、その制御装置を動作させるための制御方法を提供することである。

　本開示の一例の制御装置は、制御対象を制御するための制御装置であって、制御装置の動作モードの設定に関する入力を受け付ける入力部と、制御対象を制御するタスクを実行するプロセッサと、プロセッサによって実行されるタスクを管理するプログラムとを備える。動作モードは、第１のモードと、第１のモードでの動作温度よりも高温で制御装置を動作させるための第２のモードとを含む。前記入力によって第２のモードが選択された場合、プログラムは、タスクの制御周期内にプロセッサの空き時間を割り当てる。

　この開示によれば、制御装置は、ユーザによって第２のモードが選択された際に、制御周期内にプロセッサの空き時間を割り当てる。空き時間の間には、プロセッサは演算を行わないので、プロセッサの発熱量が抑えられる。したがって第１のモードでの周囲温度よりも高い温度において制御装置を動作させることが可能となる。

　上述の開示において、前記入力によって第２のモードが選択された場合、プログラムは、制御周期から空き時間を除いた第１の残り時間内に、複数のタスクのうち実行の優先度の高い高優先タスクを割り当てる。

　上述の開示によれば、高優先タスクの実行に影響を与えることなく、制御周期内でプロセッサの空き時間を確保することができる。したがって、たとえば重要度の高いタスクの実行に影響を与えることなく、高い周囲温度において制御装置を動作させることができる。

　上述の開示において、前記入力によって第２のモードが選択された場合に、プログラムは、制御周期から空き時間および高優先タスクの実行時間を除いた第２の残り時間内に、複数のタスクのうち実行の優先度の低い低優先タスクが割り当て可能かどうかを判断する。プログラムは、第２の残り時間内に、低優先タスクが割り当て可能である場合には、第２の残り時間内に低優先タスクを割り当て、低優先タスクが第２の残り時間内に割り当てることができない場合には、第２の残り時間を空き時間に割り当てる。

　上述の開示によれば、制御周期内に高優先タスクおよび低優先タスクを実行することによって、制御対象に対する制御の性能を向上させることができる。低優先タスクが実行できない場合は、制御周期内の空き時間をより長くすることができる。したがって、プロセッサの発熱量を抑える効果を高めることができる。

　上述の開示において、前記入力によって第２のモードが選択された場合に、プログラムは、高優先タスクの実行時間の揺らぎによる高優先タスクの最大の実行時間を、第１の残り時間内に割り当てる。

　上述の開示によれば、制御周期内に空き時間を確保しつつ、高優先タスクを確実に実行することができる。

　上述の開示において、空き時間の少なくとも一部は、制御周期内の高優先タスクの終了直後に割り当てられる。

　上述の開示によれば、プロセッサが連続的に動作する時間を短くすることによって、制御周期を変えることなく、プロセッサの温度が大きく上昇することを抑えることができる。

　上述の開示において、制御装置は、制御装置の温度を測定する温度センサをさらに備える。プログラムは、温度センサの測定値に基づいて、温度が高いほど空き時間が長くなるように、空き時間を割り当てる。

　上述の開示によれば、制御装置の温度に応じて空き時間を変化させることができる。空き時間を長くすることによって、プロセッサの発熱の量を抑えることができる。したがって、制御装置の温度が大幅に上昇することを抑えることができる。

　上述の開示において、入力によって第１のモードが選択された場合に、プログラムは、制御周期内に空き時間を確保せず、かつ、複数のタスクが優先度の高い順に制御周期内で実行されるように、複数のタスクを割り当てる。

　上述の開示によれば、制御周期内に高優先タスクおよび低優先タスクを実行することによって、制御対象に対する制御の性能を向上させることができる。

　本開示の一例の制御方法は、制御対象を制御する制御装置の制御方法であって、制御装置は、制御装置の動作モードに関する入力を受け付ける入力部と、制御対象を制御するタスクを実行するプロセッサと、プロセッサによって実行されるタスクを管理するプログラムとを含む。制御方法は、制御装置の動作モードに関する入力を受け付けるステップと、入力に従って制御装置の動作条件を設定するステップとを備える。動作モードは、第１のモードと、第１のモードでの動作温度よりも高温で制御装置を動作させるための第２のモードとを含む。設定するステップは、前記入力によって第２のモードが選択された場合に、タスクの制御周期内に、プロセッサの空き時間を割り当てるステップを含む。

　この開示によれば、より高い周囲温度で制御装置を使用可能なように制御装置を設定することができる。

　本開示によれば、より高い周囲温度で制御装置を使用可能なように制御装置を動作させることができる。

本実施の形態に係る制御装置におけるデフォルトモードでのプログラムの実行スケジュールの一例を示す模式図である。 本実施の形態に係る制御装置における拡張モードでのプログラムの実行スケジュールの一例を示す模式図である。 一実施形態に係る制御装置を含む制御システムの模式図である。 本実施の形態に係る制御装置を構成する演算ユニットのハードウェア構成の一例を示す模式図である。 本実施の形態に係るシステムを構成するサポート装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。 本実施の形態に係る制御装置を構成する演算ユニットのソフトウェア構成の一例を示す模式図である。 サポート装置の表示部によって提供される、動作モードの設定のための画面の一例を示す図である。 第１の実施の形態に係る制御装置の動作モード設定処理の概略を示したフローチャートである。 デフォルトモードと拡張モードにおける、制御周期内の時間の割当ての優先度を説明した図である。 制御装置の演算ユニットがデフォルトモードにおいて実行するタスク処理の例を説明する図である。 制御装置の演算ユニットが拡張モードにおいて実行するタスク処理の例を説明する図である。 制御装置の演算ユニットが拡張モードにおいて実行するタスク処理の別の例を説明する図である。 制御装置の演算ユニットが拡張モードにおいて実行するタスク処理のさらに別の例を説明する図である。 第２の実施の形態に係る制御装置の動作モード設定処理の概略を示したフローチャートである。 制御装置によるタスクの実行時におけるプロセッサ空き時間の制御に関する処理を説明するフローチャートである。 第２の実施の形態に係る制御装置の演算ユニットが拡張モードにおいて実行するタスク処理の例を説明する図である。

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

　＜Ａ．適用例＞
　まず、図１および図２を参照して、本発明が適用される場面の一例について説明する。

　本実施の形態に係る制御装置は、任意の制御対象を制御するためのコンピュータであり、１または複数のプロセッサを有する。制御装置は、２つの動作モードを有する。第１の動作モードはデフォルト（標準）モードである。第２の動作モードは拡張モードである。

　図１は、本実施の形態に係る制御装置におけるデフォルトモードでのプログラムの実行スケジュールの一例を示す模式図である。図２は、本実施の形態に係る制御装置における拡張モードでのプログラムの実行スケジュールの一例を示す模式図である。

　図１に示すように、制御装置をデフォルトモードで動作させる場合、制御装置は、制御周期内で高優先タスク２０と、低優先タスク３０とを実行する。

　本明細書において、「タスク」は、コンピューティング資源を割当てる制御の対象となる基本単位であり、各タスクに、実行させるべき１または複数のプログラムが設定される。すなわち、いずれかのタスクに対してコンピューティング資源が割当てられ、当該タスクが実行できる状態になると、当該タスクに設定されている１または複数のプログラムの実行が開始または再開される。

　高優先タスク２０は、制御周期内に実行すべきタスクである。高優先タスク２０には、制御装置のプロセッサで繰返し実行される最も実行の優先度（以下、単に「優先度」とも称す。）の高いプログラムが設定される。高優先タスク２０は、例えば、入出力データの更新処理、および最優先で実行されるべきシーケンス演算処理などを含んでもよい。高優先タスク２０が制御周期内に必ず実行されるように、制御周期内に高優先タスク２０の処理時間が割り当てられる。

　一方、低優先タスク３０は、高優先タスク２０よりも実行の優先度が低いタスクであり、たとえば要求があった場合に実行される。低優先タスク３０には、高優先タスク２０に設定されるプログラムより優先度が低いプログラムが設定される。

　制御装置は、スケジューラプログラムに従って、これらのタスクに設定される各プログラムの実行タイミングを管理する。スケジューラプログラムによるプログラムの実行管理は、適時のタイミングおよび期間で、コンピューティング資源を各プログラムに割当てることで実現できる。

　デフォルトモードでは、スケジューラプログラムは、高優先タスク２０に設定されたプログラムの実行を妨げないように、制御周期内の高優先タスク２０を実行していない時間に、低優先タスク３０に設定されるプログラムをプロセッサに実行させる。なお、スケジューラプログラムは、予め設定された制御周期を超えないように、制御周期内に低優先タスク３０の実行時間を割り当てる。したがって、ある制御周期では、高優先タスク２０および低優先タスク３０を割り当てた状態で、さらにプロセッサの空き時間が生じることが起こり得る。また、別の制御周期では、高優先タスク２０のみが割り当てられ、残りの時間がプロセッサの空き時間となることが起こり得る。

　図２を参照して、標準的な制御装置の使用周囲温度（たとえば５５℃以下の温度）よりも高い周囲温度（たとえば６０℃）で制御装置を動作させる場合に、拡張モードが選択される。制御装置を拡張モードで動作させる場合、スケジューラプログラムは、制御周期のうちの所定の割合の時間を、プロセッサの空き時間４０に確保する。制御周期に対する空き時間４０の割合は、たとえば制御装置の開発者が、実際の装置を用いて空き時間を変えながら温度測定試験を実施することによって決定した値であってもよい。

　次にスケジューラプログラムは、制御周期のうちの空き時間４０を引いた残り時間（第１の残り時間）に高優先タスク２０の処理時間を割り当てる。続いてスケジューラプログラムは、制御周期から空き時間４０および高優先タスク２０の処理時間を引いた第２の残り時間に、低優先タスク３０を割り当てることができるかどうかを判断する。

　第２の残り時間に、低優先タスク３０を割り当てることができる場合、その制御周期では、高優先タスク２０および低優先タスク３０が割り当てられるとともに実行される。さらに、その制御周期では、予め決められた長さを持つ空き時間４０が確保される。一方、第２の残り時間に、低優先タスク３０を割り当てることができない場合は、その制御周期において、高優先タスク２０のみ実行される。すなわち、高優先タスク２０の実行時間以外の時間が、プロセッサの空き時間４０となる。したがって実際のプロセッサ空き時間は、予め確保された時間よりも長くなる。

　たとえば制御装置をデフォルトモードで動作させている状態で、高優先タスクの最大処理時間が長くなり、制御周期内に空き時間を確保できないことが起こり得る。この状態において、制御装置の周囲温度が高くなると、制御周期を長く設定しなければならない。しかし、制御周期を長くすると、高優先タスクの処理の性能が低下する。すなわち制御装置の制御性能が低下する。

　本開示の実施の形態によれば、拡張モードにおいて、制御装置は、必ず、一定時間以上の長さの空き時間４０を制御周期内に確保することができる。プロセッサは空き時間の間、演算を停止する。したがって、デフォルトモードでの動作に比べてプロセッサの消費電力を低減できる。プロセッサの消費電力を低減することによって、プロセッサの発熱量を抑えることができる。これにより、拡張モードでは、デフォルトモードよりも高い周囲温度でも制御装置を動作させることができる。特に、本開示の実施の形態によれば、制御装置の放熱性を高めるためのハードウェアの変更（たとえば筐体を大きくする）を不要としながら高い周囲温度でも制御装置を動作させることができる。

　＜Ｂ．構成例＞
　（Ｂ－１．システムの構成）
　図３は、一実施形態に係る制御装置を含む制御システムの模式図である。本実施の形態に係る制御装置は、たとえばＦＡの生産ライン１０に備えられ、制御対象を制御する。生産ライン１０は、制御装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈを含む。制御装置１Ａ～１Ｈは、たとえばＰＬＣによって実現される。

　制御装置１Ａ～１Ｈは、通信装置４に接続される。制御装置１Ａ～１Ｈは通信装置４を介して、互いの間でデータを遣り取りできる。通信装置４は、産業分野で行われる通信に必要なリアルタイム性を実現するための装置であり、たとえばIEEE　802.1.TSNに準拠したスイッチである。また、制御装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈは、互いに時刻同期する。このために制御装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈは、タイマー機能を備える。

　図３に示す生産ライン１０において、制御装置１Ａ～１Ｈのうち少なくとも１つが実施の形態に係る制御装置である。以後、実施の形態に係る制御装置として、制御装置１Ａを説明する。なお、制御装置１Ａ～１Ｈのすべてが本実施の形態に係る制御装置に該当してもよい。さらに、図３は、生産ライン１０に含まれる制御装置の数を限定することを意図していない。

　制御装置１Ａは、制御対象であるフィールド機器５に対する制御処理を実行する。制御装置１Ａは、その制御処理を実行するための機能が実装された複数の機能ユニットを備える。図１に示すように、制御装置１Ａは、演算ユニット１００Ａ、機能ユニット２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃ，２０１ＤおよびＩ／Ｏユニット３００Ａを含む。フィールド機器５の種類は特に限定されず、たとえばサーボモータ等を含みうる。

　機能ユニット２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃ，２０１Ｄの各々が実装する機能は、特に限定されるものではない。たとえば、機能ユニット２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃ，２０１Ｄは、通信ユニットを含むことができる。図１に示した例では、機能ユニット２０１Ｄは通信ユニットであり、ネットワークを介して通信装置４に接続される。

　ＡＣ－ＤＣ電源４００Ａは、交流電圧を直流電圧に変換して、その直流電圧を、制御装置１Ａに電源電圧として供給する。制御装置１Ａの電源電圧は、たとえばＤＣ２４Ｖである。

　制御装置１Ｂは、演算ユニット１００Ｂ、機能ユニット２０２ＡおよびＩ／Ｏユニット３００Ｂを含む。機能ユニット２０２Ａは、たとえば通信ユニットであり、ネットワークを介して通信装置４に接続される。制御装置１Ａと同様に、ＡＣ－ＤＣ電源４００Ｂは、電源電圧（たとえばＤＣ２４Ｖ）を制御装置１Ｂの各機能ユニットに供給する。

　サポート装置８は、制御装置１Ａ～１Ｈが対象を制御するために必要な準備を支援する装置である。具体的には、サポート装置８は、制御装置１Ａ～１Ｈの各々で実行されるタスクに関する設定環境、制御装置１Ａ～１Ｈにおけるタスクの実行状況のモニタ画面などを提供する。

　（Ｂ－２．演算ユニットのハードウェア構成）
　図４は、本実施の形態に係る制御装置１Ａを構成する演算ユニット１００Ａのハードウェア構成の一例を示す模式図である。図４を参照して、演算ユニット１００Ａは、プロセッサ１０１と、チップセット１０２と、メインメモリ１０４と、不揮発性メモリ１０６と、システムタイマ１０８と、ＰＬＣシステムバスコントローラ１２０と、フィールドネットワークコントローラ１４０と、ＵＳＢコネクタ１１０とを含む。チップセット１０２と他のコンポーネントとの間は、各種のバスを介してそれぞれ結合されている。

　プロセッサ１０１およびチップセット１０２は、典型的には、汎用的なコンピュータアーキテクチャに準じて構成される。すなわち、プロセッサ１０１は、チップセット１０２から内部クロックに従って順次供給される命令コードを解釈して実行する。チップセット１０２は、接続されている各種コンポーネントとの間で内部的なデータを遣り取りするとともに、プロセッサ１０１に必要な命令コードを生成する。さらに、チップセット１０２は、プロセッサ１０１での演算処理の実行の結果得られたデータなどをキャッシュする機能を有する。

　図４には、説明の便宜上、１つのプロセッサ１０１が描かれているが、複数のプロセッサ１０１を配置してもよいし、１つのプロセッサ１０１に複数のコアが実装されていてもよい。プロセッサ１０１の性能および構成は、要求されるコンピューティング資源に応じて決定されてもよい。

　演算ユニット１００Ａは、記憶手段として、メインメモリ１０４および不揮発性メモリ１０６を有する。メインメモリ１０４は、揮発性の記憶領域（ＲＡＭ）であり、演算ユニット１００Ａへの電源投入後にプロセッサ１０１で実行されるべき各種プログラムを保持する。また、メインメモリ１０４は、プロセッサ１０１による各種プログラムの実行時の作業用メモリとしても使用される。このようなメインメモリ１０４としては、ＤＲＡＭ（Dynamic　Random　Access　Memory）またはＳＲＡＭ（Static　Random　Access　Memory）といったデバイスが用いられる。

　不揮発性メモリ１０６は、リアルタイムＯＳ（Operating　System）、制御装置１Ａのシステムプログラム、ユーザプログラム、システム設定パラメータといったデータを不揮発的に保持する。これらのプログラムやデータは、必要に応じて、プロセッサ１０１がアクセスできるようにメインメモリ１０４にコピーされる。このような不揮発性メモリ１０６としては、フラッシュメモリのような半導体メモリを用いることができる。あるいは、不揮発性メモリ１０６として、ハードディスクドライブのような磁気記録媒体などを用いてもよい。

　システムタイマ１０８は、割り込み信号を発生させてプロセッサ１０１に提供する。典型的には、ハードウェアの仕様によって、複数の異なる周期でそれぞれ割り込み信号を発生するように構成されるが、ＯＳ（Operating　System）やＢＩＯＳ（Basic　Input　Output　System）などによって、任意の周期で割り込み信号を発生するように設定することもできる。システムタイマ１０８が発生する割り込み信号を利用して、制御周期毎の制御動作が実現される。

　演算ユニット１００Ａは、通信回路として、ＰＬＣシステムバスコントローラ１２０およびフィールドネットワークコントローラ１４０を有する。これらの通信回路は、任意の指令値といった出力データを送信するとともに、任意のセンサから得られた検出値といった入力データを受信する。

　ＰＬＣシステムバスコントローラ１２０は、ＰＬＣシステムバス（図示せず）を介したデータの遣り取りを制御する。より具体的には、ＰＬＣシステムバスコントローラ１２０は、ＤＭＡ（Dynamic　Memory　Access）制御回路１２２と、ＰＬＣシステムバス制御回路１２４と、バッファメモリ１２６とを含む。ＰＬＣシステムバスコントローラ１２０は、ＰＬＣシステムバスコネクタ１３０を介してＰＬＣシステムバスと内部的に接続される。

　バッファメモリ１２６は、ＰＬＣシステムバスを介して他のユニットへ出力されるデータ（出力データ）用の送信バッファ、および、ＰＬＣシステムバスを介して他のユニットから入力されるデータ（入力データ）用の受信バッファとして機能する。ＤＭＡ制御回路１２２は、メインメモリ１０４からバッファメモリ１２６への出力データの転送、および、バッファメモリ１２６からメインメモリ１０４への入力データの転送を行う。ＰＬＣシステムバス制御回路１２４は、ＰＬＣシステムバスに接続される他のユニットとの間で、バッファメモリ１２６の出力データを送信する処理および入力データを受信してバッファメモリ１２６に格納する処理を行う。

　フィールドネットワークコントローラ１４０は、フィールドネットワーク（図示せず）を介したデータの遣り取りを制御する。すなわち、フィールドネットワークコントローラ１４０は、用いられるフィールドネットワークの規格に従い、出力データの送信および入力データの受信を制御する。より具体的には、フィールドネットワークコントローラ１４０は、ＤＭＡ制御回路１４２と、フィールドネットワーク制御回路１４４と、バッファメモリ１４６とを含む。

　バッファメモリ１４６は、フィールドネットワークを介して他の装置などへ出力されるデータ（出力データ）用の送信バッファ、および、フィールドネットワークを介して他の装置などから入力されるデータ（入力データ）用の受信バッファとして機能する。ＤＭＡ制御回路１４２は、メインメモリ１０４からバッファメモリ１４６への出力データの転送、および、バッファメモリ１４６からメインメモリ１０４への入力データの転送を行う。フィールドネットワーク制御回路１４４は、フィールドネットワークに接続される他の装置との間で、バッファメモリ１４６の出力データを送信する処理および入力データを受信してバッファメモリ１４６に格納する処理を行う。

　ＵＳＢコネクタ１１０は、外部の装置と演算ユニット１００Ａとを接続するためのインターフェイスである。たとえば演算ユニット１００Ａは、ＵＳＢコネクタ１１０およびＵＳＢケーブルを介してサポート装置８に接続される。演算ユニット１００Ａのプロセッサ１０１で実行可能なプログラムなどは、サポート装置８から転送され、ＵＳＢコネクタ１１０を介して制御装置１Ａに取込まれる。

　温度センサ１６１は、演算ユニット１００Ａの内部の温度を検出して、温度値を出力する。温度値は、チップセット１０２を介してプロセッサ１０１へと送られる。

　（Ｂ－３．サポート装置のハードウェア構成）
　本実施の形態に係るサポート装置８は、一例として、汎用的なアーキテクチャに従うハードウェア（例えば、汎用パソコン）がプログラムを実行することによって実現される。

　図５は、本実施の形態に係るシステムを構成するサポート装置８のハードウェア構成例を示すブロック図である。図５を参照して、サポート装置８は、ＣＰＵまたはＭＰＵなどのプロセッサ８０２と、光学ドライブ８０４と、主記憶装置８０６と、二次記憶装置８０８と、ＵＳＢコントローラ８１２と、入力部８１６と、表示部８１８とを含む。これらのコンポーネントはバス８２０を介して接続される。

　プロセッサ８０２は、二次記憶装置８０８に格納された各種プログラムを読み出して、主記憶装置８０６に展開して実行することで、後述するような各種処理を実現する。プロセッサ８０２は、ユーザ入力に従って制御装置１Ａの動作条件を設定する設定部に相当する。

　二次記憶装置８０８は、例えば、ＨＤＤあるいはＳＳＤなどによって構成される。二次記憶装置８０８には、典型的には、ユーザプログラムの作成、タスクに関する設定などを行うツールである開発プログラム８２２が格納される。二次記憶装置８０８には、ＯＳおよび他の必要なプログラムが格納されてもよい。

　サポート装置８は、光学ドライブ８０４を有することができる。光学ドライブ８０４は、コンピュータ読取可能なプログラムを非一過的に格納する記録媒体８０５（例えば、ＤＶＤ（Digital　Versatile　Disc）などの光学記録媒体）から、その中に格納されたプログラムを読み出す。記録媒体８０５から読み出されたプログラムは、二次記憶装置８０８などにインストールされてもよい。

　サポート装置８で実行される各種プログラムは、ネットワーク上のサーバ装置などからダウンロードされてサポート装置８にインストールされてもよい。またサポート装置８が提供する機能は、ＯＳが提供するモジュールの一部を利用する形で実現されてもよい。

　ＵＳＢコントローラ８１２は、ＵＳＢ接続を介して制御装置１Ａとの間のデータの遣り取りを制御する。本実施の形態では、ＵＳＢコントローラ８１２は、制御装置１Ａの動作条件を制御装置１Ａに転送するための転送部を実現する。

　入力部８１６は、キーボードおよびマウスなどで構成され、ユーザ操作、ユーザ入力などを受付ける。本実施の形態では、入力部８１６は、制御装置１Ａの動作モードに関するユーザ入力を受け付けるように構成される。

　表示部８１８は、ディスプレイ、各種インジケータ、プリンタなどで構成され、プロセッサ８０２からの処理結果などを出力する。

　図５には、プロセッサ８０２がプログラムを実行することで必要な機能が提供される構成例を示したが、これらの提供される機能の一部または全部を、専用のハードウェア回路（例えば、ＡＳＩＣまたはＦＰＧＡなど）を用いて実装してもよい。

　（Ｂ－４．演算ユニットのソフトウェア構成）
　図６は、本実施の形態に係る制御装置１Ａを構成する演算ユニット１００Ａのソフトウェア構成の一例を示す模式図である。図６には、本実施の形態に係る各種機能を提供するためのソフトウェア群の一例を示す。これらのソフトウェア群に含まれる命令コードは、適切なタイミングで読み出され、演算ユニット１００Ａのプロセッサ１０１によって実行される。

　図６を参照して、演算ユニット１００Ａで実行されるソフトウェアは、リアルタイムＯＳ２００と、システムプログラム２１０と、ユーザプログラム２３４とを含む。

　リアルタイムＯＳ２００は、演算ユニット１００Ａのコンピュータアーキテクチャに応じて設計されており、プロセッサ１０１がシステムプログラム２１０およびユーザプログラム２３４を実行するための基本的な実行環境を提供する。このリアルタイムＯＳは、典型的には、制御装置のメーカあるいは専門のソフトウェア会社などによって提供される。

　システムプログラム２１０は、制御装置１Ａとしての機能を提供するためのソフトウェア群である。具体的には、システムプログラム２１０は、スケジューラプログラム２１２と、ＩＯ処理プログラム２１４（入力処理プログラム２１６および出力処理プログラム２１８を含む）と、シーケンス命令実行部２３２と、システムサービスプログラム２２０とを含む。

　ユーザプログラム２３４は、ユーザにおける制御目的に応じて作成される。すなわち、制御装置１Ａを用いて制御する制御対象に応じて、任意に作成されるプログラムである。ユーザプログラム２３４は、例えばサポート装置８において生成される。ユーザプログラム２３４は、サポート装置８から演算ユニット１００Ａへ転送されて、不揮発性メモリ１０６などに格納される。

　ユーザプログラム２３４は、シーケンス命令およびモーション命令などの命令コードからなるＩＥＣ（International　Electrotechnical　Commission：国際電気標準会議）プログラム２３６と、サーボモータなどの駆動装置を制御する制御アプリケーションの手順を表現するアプリケーションプログラム２３８とを含む。

　ＩＥＣプログラム２３６は、ＩＥＣによって規定された国際規格ＩＥＣ６１１３１－３に従って記述された１または複数の命令からなるプログラムを包含する。

　アプリケーションプログラム２３８は、目標軌跡を定義する１または複数のコマンドを含む。アプリケーションプログラム２３８は、ロボット言語やＧ言語などのインタプリタ型の言語で書かれたプログラムであってもよい。

　シーケンス命令実行部２３２は、ＩＥＣプログラム２３６を実行して指令値を出力する。シーケンス命令実行部２３２は、ＩＥＣプログラム２３６に含まれるシーケンス命令を解釈し、指定されたシーケンス演算（論理演算）を実行する。さらに、シーケンス命令実行部２３２は、ＩＥＣプログラム２３６に含まれるモーション命令に従って指令値を算出する。モーション命令は、１つのコマンドによって複数の制御周期に亘って指令値の算出を定義しており、シーケンス命令実行部２３２は、このようなモーション命令を解釈して、モーション指令値を制御周期毎に更新する。

　システムサービスプログラム２２０は、図６に個別に示したプログラム以外の、制御装置１Ａの各種機能を実現するためのプログラム群をまとめて示すものである。システムサービスプログラム２２０は、例えば、外部装置との間でファイルやデータを送受信する処理を実現するプログラム（すなわち、通信処理に係るプログラム）、異常監視処理および各種解析処理などを実現するプログラムなどであってもよい。

　本実施の形態に係る演算ユニット１００Ａにおいては、システムサービスプログラム２２０に含まれるプログラムは、少なくとも２つに優先度が区別されている。一例として、システムサービスプログラム２２０は、高優先タスク２０に設定される高優先度サービスプログラム２２２と、低優先タスクに設定される低優先度サービスプログラム２２６とを含む。高優先度サービスプログラム２２２は、低優先度サービスプログラム２２６に比較して、実行に関する優先度が高く設定されている。

　高優先度サービスプログラム２２２は、アプリケーションプログラム実行部（図示せず）を含む。アプリケーションプログラム実行部は、例えば、アプリケーションプログラム２３８をインタプリタ方式で実行して、制御対象（たとえばサーボモータ）に対する指令値を出力する。

　スケジューラプログラム２１２は、タスク毎に設置された優先度に応じて、各タスクに設定されるプログラムをプロセッサ１０１に実行させる。すなわち、スケジューラプログラム２１２は、ＩＯ処理プログラム２１４、およびシステムサービスプログラム２２０等について、各実行周期での処理開始および処理中断後の処理再開を制御する。

　具体的には、スケジューラプログラム２１２は、制御機能２１２０と、監視機能２１２２とを含む。制御機能２１２０は、各処理に対してコンピューティング資源を割当てるための制御を司る。監視機能２１２２は、システムサービスプログラム２２０に含まれる各プログラムの実行状況を監視する。監視機能２１２２は、システムサービスプログラム２２０に含まれる高優先度サービスプログラム２２２の通知機能プログラムによる通知などに基づいて、各サービスの実行状況を把握する。

　ＩＯ処理プログラム２１４は、演算ユニット１００Ａにおいて利用可能なデータ（入力データおよび出力データ）を更新する処理を司る。ＩＯ処理プログラム２１４の入力処理プログラム２１６は、ＰＬＣシステムバスコントローラ１２０および／またはフィールドネットワークコントローラ１４０によって受信された入力データを、演算ユニット１００Ａのプロセッサ１０１が使用するのに適した形式に再配置する。

　出力処理プログラム２１８は、ユーザプログラム２３４の実行によって生成された出力データを、ＰＬＣシステムバスコントローラ１２０および／またはフィールドネットワークコントローラ１４０へ転送するのに適した形式に再配置する。ＰＬＣシステムバスコントローラ１２０またはフィールドネットワークコントローラ１４０が、プロセッサ１０１からの、送信を実行するための指令を必要とする場合は、出力処理プログラム２１８がそのような指令を発行する。

　なお、プロセッサ１０１が図６に示されるプログラムを実行することで後述するような機能および処理を実現する実装形態に代えて、その一部または全部を、ＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）やＦＰＧＡ（Field-Programmable　Gate　Array）などのハードワイヤードな回路を用いて実装してもよい。

　図７は、サポート装置８の表示部８１８によって提供される、動作モードの設定のための画面の一例を示す図である。図７に示す設定画面の例では、デフォルト（Default）モードと、拡張（Extended）モードとが画面に表示される。

　デフォルトモードとは、動作周囲温度（Operating　Ambient　Temperature）が標準温度（この例では５５℃）である場合の制御装置１Ａの動作モードである。拡張モードとは、動作周囲温度が、デフォルトモードでの動作周囲温度よりも高い温度（たとえば６０℃）での制御装置１Ａの動作モードである。

　ユーザがサポート装置の入力部８１６を操作することによって、画面内に矢印の形状で表現されたカーソルが上下に移動するとともに、その矢印が指す動作モードの表示が反転される。ユーザが決定のための操作を入力部８１６に対して行うことによって、入力部８１６は、ユーザによる動作モードの入力を受け付ける。
＜Ｃ．制御装置の動作モードの設定＞
　（Ｃ－１．ツールによる設定）
　第１の実施の形態では、サポート装置８が制御周期内の空き時間を設定する。

　図８は、第１の実施の形態に係る制御装置の動作モード設定処理の概略を示したフローチャートである。サポート装置８がプログラムを実行することによって、図８に示した処理が実行される。図８を参照して、設定処理は、まず、サポート装置８において実行されるモード設定処理（ステップＳ１１）を含む。具体的には、ユーザがサポート装置８の設定画面（図７を参照）を操作することによって、動作モードが決定される。入力部８１６は、ユーザによる動作モードの入力を受け付ける。

　ステップＳ１２において、サポート装置８のプロセッサ８０２は、入力部８１６によって受け付けられた動作モードが、デフォルトモードまたは拡張モードのいずれであるかを判定する。デフォルトモードの場合、ステップＳ１３において、デフォルトモードでの制御処理のための設定が実行される。一方、拡張モードの場合、ステップＳ１４において拡張モードでの制御処理のための設定が実行される。

　デフォルトモードおよび拡張モードの設定処理（ステップＳ１３，Ｓ１４）において、ユーザは、サポート装置８によって提供されるユーザインターフェイスを用いて、制御周期の長さ、および、高優先タスクの割り当て、低優先タスクの割当て等を設定する。デフォルトモードと拡張モードとでは、制御周期内のタスクの割当てが相違する。

　図９は、デフォルトモードと拡張モードにおける、制御周期内の時間の割当ての優先度を説明した図である。デフォルトモードでは、高優先タスク（優先度：高）が制御周期内に優先的に割り当てられ、制御周期内の残りの時間に、低優先タスク（優先度：中～低）が割り当てられる。一方、拡張モードでは、プロセッサの空き時間が制御周期内に最優先で割り当てられる。次に、高優先タスク（優先度：高）の処理時間が割り当てられる。制御周期内の残りの時間に低優先タスクを割り当て可能である場合には、低優先タスクが割り当てられる。

　図８に戻り、デフォルトモードの設定の場合、ユーザは、高優先タスクの割り当て、低優先タスクの割当ておよび、制御周期の長さを設定する。このとき、サポート装置８のプロセッサ８０２は、制御周期内にプロセッサ空き時間を確保しない。さらにプロセッサ８０２は、複数のタスクが優先度の高い順に制御周期内で実行されるように、複数のタスクが割り当てられることを可能にする。したがって、デフォルトモードでは、基本的に、制御周期内にプロセッサ空き時間が発生しない。あるいは、デフォルトモードにおいてプロセッサ空き時間が発生したとしても、空き時間は極めて短い。

　一方、拡張モードの設定の場合、サポート装置８のプロセッサ８０２は、制御周期中の一定の割合（たとえば１０％）をプロセッサ空き時間として確保する。その上で、プロセッサ８０２は、制御周期内の残りの時間（第１の残り時間）内に高優先タスクの割当てが行われるように、ユーザの設定を受け付ける。

　なお、拡張モードの設定において、プロセッサ８０２は、高優先タスクの処理時間の最大の揺らぎを考慮して、処理(タスク)専有時間を計算する。すなわち、プロセッサ８０２は、高優先タスクの最大の処理時間を計算して、その計算結果を表示部８１８に表示する。ユーザは、この計算結果に基づいて、高優先タスクの割り当ておよび制御周期を決定する。制御周期に対するプロセッサ空き時間の割合は一定であるので、ユーザが設定した制御周期の長さに応じてプロセッサ空き時間が決定される。したがって、高優先タスクの実行時間が長くなった場合であっても、制御周期内にプロセッサの空き時間を確保することができる。

　さらに、拡張モードの設定では、プロセッサ８０２は、制御周期から空き時間および高優先タスクの実行時間を除いた第２の残り時間内に、低優先タスクが割り当て可能かどうかを判断する。第２の残り時間内に、低優先タスクが割り当て可能である場合には、プロセッサ８０２は、その第２の残り時間内に低優先タスクの実行時間を割り当てる。一方、第２の残り時間内に、低優先タスクが割り当てできない場合には、プロセッサ８０２は、その第２の残り時間をプロセッサ空き時間に割り当てる。したがって、制御周期内に低優先タスクを割り当てできない場合には、プロセッサ空き時間が最初に確保された時間よりも長くなる。

　ステップＳ１３またはステップＳ１４において、ユーザによる設定が終了すると、ステップＳ１５において、プログラムおよび設定内容が、サポート装置８から制御装置１Ａ（ＰＬＣ）に転送される。拡張モードでは、デフォルトモードでサポート装置８から制御装置１Ａ（ＰＬＣ）に転送される内容に加えて、制御周期内にプロセッサ空き時間があることを示す情報、および、その空き時間の長さについての情報が制御装置１Ａに送られる。

　演算ユニット１００Ａが、拡張モードの設定に関する情報を受け取った場合、演算ユニット１００Ａは、その情報に含まれる空き時間の情報に基づいて、プロセッサ１０１への割り込み要求を設定する。これにより、演算ユニット１００Ａ内部の回路（たとえばシステムタイマ１０８）は、設定されたタイミングで割り込み信号を発生させ、その割り込み信号をプロセッサ１０１に提供する。以後の説明では、割り込み信号によってプロセッサ１０１に送られる割り込み要求を「ＩＲＱ(Interrupt　ReQuest）」と称する。

　図１０は、制御装置１Ａの演算ユニットがデフォルトモードにおいて実行するタスク処理の例を説明する図である。デフォルトモードでは、設定された制御周期ごとにＩＲＱが発生する。演算ユニット１００Ａのプロセッサ１０１は、ＩＲＱに応じて処理を開始して高優先タスク２０および低優先タスク３０を実行する。デフォルトモードでは、制御周期の終わり直前までタスクが実行される。したがって、演算速度および制御性能が高められる。

　図１１は、制御装置１Ａの演算ユニットが拡張モードにおいて実行するタスク処理の例を説明する図である。拡張モードでは、制御周期の開始時に加え、空き時間の開始時に、ＩＲＱが発生する。演算ユニット１００Ａのプロセッサ１０１は、制御周期内のＩＲＱに応じて演算処理を停止する。プロセッサ１０１が演算を停止してから次の制御周期の開始までの時間が空き時間４０に相当する。演算処理を停止した後、制御周期の開始時に次のＩＲＱが発生する。プロセッサ１０１はＩＲＱに応じて、次の制御周期での演算（高優先タスク２０の実行）を開始する。

　図１２は、制御装置１Ａの演算ユニットが拡張モードにおいて実行するタスク処理の別の例を説明する図である。図１２に示すように、空き時間４０の開始に加え、空き時間４０の終了をＩＲＱによってプロセッサ１０１に通知してもよい。これにより図１２に示すように、空き時間４０を制御周期内の任意の期間に配置させることができる。たとえば図１２に示すように、空き時間４０は、高優先タスク２０と低優先タスク３０との間（言い換える高優先タスク２０の終了直後）に配置されてもよい。プロセッサ１０１が連続的に動作する時間を短くすることによって、制御周期を変えることなく、プロセッサ１０１の温度が大きく上昇することを抑えることができる。

　図１３は、制御装置１Ａの演算ユニットが拡張モードにおいて実行するタスク処理のさらに別の例を説明する図である。図１３に示すように、複数の空き時間４０が制御周期内に配置されてもよい。各々の空き時間４０の開始および終了がＩＲＱによってプロセッサ１０１に通知される。この例によれば、高優先タスク２０の終了直後にプロセッサ１０１の演算を停止させるだけでなく、低優先タスク３０終了直後にもプロセッサ１０１の演算を停止させることができる。これによって、プロセッサ１０１が連続で稼働する時間を短くすることができるので、制御周期を変えることなく、プロセッサ１０１の温度が大きく上昇することを抑えることができる。

　なお、高優先タスクを複数のタスクに分割できる場合には、その分割されたタスクの終了ごとに空き時間を割り当てても良い。

　（Ｃ－２．制御装置による設定）
　第２の実施の形態では、拡張モードが設定された場合、制御装置１Ａの演算ユニット１００Ａは、温度センサ１６１（図４を参照）の測定値に基づいて制御周期内の空き時間を決定する。

　図１４は、第２の実施の形態に係る制御装置の動作モード設定処理の概略を示したフローチャートである。たとえばプロセッサ１０１が制御装置１Ａのスケジューラプログラム２１２を実行することによって、図１４に示した処理が実行される。まず、ステップＳ２１において、演算ユニット１００Ａは、プログラムおよび設定内容の入力を受け付ける。ユーザは、サポート装置８を操作することにより、動作モードを決定するとともに、制御周期の長さ、高優先タスクの割り当て、低優先タスクの割当て等を設定する。サポート装置８から、プログラムおよび設定内容が制御装置１Ａに転送される。設定内容は、動作モードに関する情報を含む。

　ステップＳ２２において、演算ユニット１００Ａのプロセッサ１０１は、サポート装置８から転送された情報に基づいて、ユーザにより設定された動作モードが、デフォルトモードまたは拡張モードのいずれであるかを判断する。デフォルトモードの場合、ステップＳ２３において、プロセッサ１０１は、デフォルトモードでの制御処理のための設定を実行する。一方、拡張モードの場合、ステップＳ２４において、プロセッサ１０１は、拡張モードでの制御処理のための設定を実行する。

　デフォルトモードでの動作時に、プロセッサ１０１は、制御周期内にプロセッサ空き時間を確保しない。さらに複数のタスクが優先度の高い順に制御周期内で実行されるように、プロセッサ１０１は、制御周期内に複数のタスクを割り当てる。

　拡張モードでの動作時に、プロセッサ１０１は、制御周期中の一定の割合（たとえば１０％）をプロセッサ空き時間として確保する。その上で、プロセッサ１０１は、制御周期内の残りの時間（第１の残り時間）内に高優先タスクを割当てる。この場合において、プロセッサ１０１は、高優先タスクの処理時間の最大の揺らぎを考慮して高優先タスクを制御周期内に割り当てる。

　さらに、プロセッサ１０１は、制御周期から空き時間および高優先タスクの実行時間を除いた第２の残り時間内に、低優先タスクが割り当て可能かどうかを判断する。第２の残り時間内に、低優先タスクが割り当て可能である場合には、プロセッサ１０１は、その第２の残り時間内に低優先タスクの実行時間を割り当てる。一方、第２の残り時間内に、低優先タスクが割り当てできない場合には、プロセッサ１０１は、その第２の残り時間をプロセッサ空き時間に割り当てる。

　デフォルトモードにおいて実行するタスク処理、および拡張モードにおいて実行するタスク処理は、第１の実施の形態において説明された処理と基本的に同じであるので、詳細な説明は繰り返さない。第２の実施の形態では、拡張モードが選択された場合、制御周期に対するプロセッサ空き時間の割合が、温度センサ１６１によって測定された温度（すなわち制御装置１Ａの動作周囲温度）に応じて変化する。この点において第２の実施の形態は第１の実施形態と相違する。

　図１５は、制御装置１Ａによるタスクの実行時におけるプロセッサ空き時間の制御に関する処理を説明するフローチャートである。ステップＳ３１において、プロセッサ１０１は、温度センサ１６１から温度値（温度センサ値）を取得する。プロセッサ１０１は、所定の周期ごとに温度センサ１６１から測定値を取得して、その測定値の平均値を温度値として算出してもよい。

　ステップＳ３２において、プロセッサ１０１は、制御周期に対する空き時間の比率を求める。温度値から空き時間を求める方法は、特に限定されない。たとえばプロセッサ１０１は、制御周期に対する空き時間の比率を温度値から求めるための演算式を用いてもよい。

　プロセッサ１０１は、演算式および温度センサ１６１の検出値から、制御周期に対する空き時間の比率を求め、その比率と制御周期とに基づいて、空き時間を決定することができる。あるいは演算ユニット１００Ａの不揮発性メモリ１０６が、温度と、制御周期に対する空き時間の比率とを対応付けたテーブルを記憶してもよい。プロセッサ１０１は、そのテーブルと、温度センサ１６１の検出値から、制御周期に対する空き時間の比率を求め、その比率と制御周期とに基づいて、空き時間を決定することができる。演算式およびテーブルのいずれにおいても、制御周期に対する空き時間の比率は、温度が高いほど大きくなるように設定される。

　ステップＳ３３において、プロセッサ１０１は、制御周期内の空き時間を決定する。ステップＳ３４において、プロセッサ１０１は、空き時間の情報をＩＲＱに設定する。

　上記の設定に従い、プロセッサ１０１は処理を実行する。拡張モードでは、ＩＲＱの発生によって、プロセッサ１０１は、演算を停止させる。さらに、ＩＲＱによって、次の制御周期の開始時がプロセッサ１０１に通知される。プロセッサ１０１はＩＲＱに応じて、その制御周期での演算および処理を開始する。プロセッサ１０１が演算を停止する時間が空き時間である。

　図１６は、第２の実施の形態に係る制御装置１Ａの演算ユニットが拡張モードにおいて実行するタスク処理の例を説明する図である。図１６に示すように、拡張モードにおいて、プロセッサ１０１は、温度センサ１６１の測定値が高いほど制御周期内の空き時間４０を長くする。温度センサ１６１の測定値は、制御装置１Ａの動作周囲温度を表わす。一方、制御装置１Ａの動作周囲温度が低下した場合、制御装置１Ａは、空き時間４０を短くする。この場合、たとえば制御周期に対する空き時間の割合が、サポート装置８で設定された割合よりも大きく保たれる。

　第２の実施の形態では、制御周期の長さは、空き時間の長さが温度に応じて変化するものの制御周期の長さは変化しない。システムの稼働中に制御周期の長さが変わると、高優先タスクの処理性能が変化する（高くなる、あるいは低くなる）可能性がある。高優先タスクの処理性能が変化すると、制御対象（たとえば製造装置）の動作に影響が生じる可能性がある。制御周期の長さを変えないことによって高優先タスクの処理性能が変化することを防ぐことができる。

　図１６では、１つの制御周期内に高優先タスクと低優先タスクとが実行される例が示されている。しかし、温度が高くなった場合に１つの制御周期内に高優先タスクのみが実行され、制御周期内の残りの時間が空き時間であってもよい。第１の実施の形態と同様に、第２の実施の形態でも、制御周期内へ空き時間の割当てが最も優先され、次に、高優先タスクの割り当てが優先される。したがって、制御周期内にプロセッサの空き時間を確保することができる。これにより、プロセッサの発熱量が増加することを抑えることができるので、プロセッサの温度が大きく上昇することを抑えることができる。

　また、第２の実施の形態においても、ＩＲＱによって、図１２、図１３に示した空き時間の配置と同じ配置を採用することができる。制御周期内の空き時間４０の配置は特に限定されない。

　＜Ｄ．付記＞
　上述したような本実施の形態は、以下のような技術思想を含む。

　［構成１］
　制御対象を制御するための制御装置（１Ａ）であって、
　前記制御装置（１Ａ）の動作モードの設定に関する入力を受け付ける入力部（１１０）と、
　前記制御対象を制御するタスクを実行するプロセッサ（１０１）と、
　前記プロセッサ（１０１）によって実行される前記タスクを管理するプログラムとを備え、
　前記動作モードは、第１のモードと、前記第１のモードでの動作温度よりも高温で前記制御装置を動作させるための第２のモードとを含み、
　前記入力によって前記第２のモードが選択された場合、前記プログラムは、前記タスクの制御周期内に前記プロセッサ（１０１）の空き時間（４０）を割り当てる、制御装置（１Ａ）。

　［構成２］
　前記入力によって前記第２のモードが選択された場合、前記プログラムは、前記制御周期から前記空き時間（４０）を除いた第１の残り時間内に、複数のタスクのうち実行の優先度の高い高優先タスク（２０）を割り当てる、構成１に記載の制御装置（１Ａ）。

　［構成３］
　前記入力によって前記第２のモードが選択された場合に、前記プログラムは、前記制御周期から前記空き時間（４０）および前記高優先タスク（２０）の実行時間を除いた第２の残り時間内に、前記複数のタスクのうち実行の優先度の低い低優先タスク（３０）が割り当て可能かどうかを判断して、
　前記プログラムは、
　前記第２の残り時間内に、前記低優先タスク（３０）が割り当て可能である場合には、前記第２の残り時間内に前記低優先タスク（３０）を割り当て、
　前記低優先タスク（３０）が前記第２の残り時間内に割り当てることができない場合には、前記第２の残り時間を前記空き時間（４０）に割り当てる、構成２に記載の制御装置（１Ａ）。

　［構成４］
　前記入力によって前記第２のモードが選択された場合に、前記プログラムは、前記高優先タスク（２０）の実行時間の揺らぎによる前記高優先タスク（２０）の最大の実行時間を、前記第１の残り時間内に割り当てる、構成２に記載の制御装置（１Ａ）。

　［構成５］
　前記空き時間（４０）の少なくとも一部は、前記制御周期内の前記高優先タスク（２０）の終了直後に割り当てられる、構成２から構成４のいずれかに記載の制御装置（１Ａ）。

　［構成６］
　前記制御装置（１Ａ）は、
　前記制御装置（１Ａ）の温度を測定する温度センサ（１６１）をさらに備え、
　前記プログラムは、前記温度センサ（１６１）の測定値に基づいて、前記温度が高いほど前記空き時間（４０）が長くなるように、前記空き時間（４０）を割り当てる、構成１から構成５のいずれかに記載の制御装置（１Ａ）。

　［構成７］
　前記入力によって前記第１のモードが選択された場合に、前記プログラムは、前記制御周期内に前記空き時間（４０）を確保せず、かつ、複数のタスクが優先度の高い順に前記制御周期内で実行されるように、前記複数のタスクを割り当てる、構成１から構成５のいずれかに記載の制御装置（１Ａ）。

　［構成８］
　制御対象を制御する制御装置（１Ａ）の制御方法であって、前記制御装置（１Ａ）は、前記制御装置（１Ａ）の動作モードに関する入力を受け付ける入力部（１１０）と、前記制御対象を制御するタスクを実行するプロセッサ（１０１）と、前記プロセッサ（１０１）によって実行される前記タスクを管理するプログラムとを含み、
　前記制御方法は、
　前記制御装置（１Ａ）の動作モードに関する入力を受け付けるステップと、
　前記入力に従って前記制御装置（１Ａ）の動作条件を設定するステップとを備え、
　前記動作モードは、第１のモードと、前記第１のモードでの動作温度よりも高温で前記制御装置（１Ａ）を動作させるための第２のモードとを含み、
　前記設定するステップは、
　前記入力によって前記第２のモードが選択された場合に、前記タスクの制御周期内に、前記プロセッサ（１０１）の空き時間（４０）を割り当てるステップを含む、制御方法。

　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及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。

　１Ａ～１Ｈ　制御装置、４　通信装置、５　フィールド機器、８　サポート装置、１０　生産ライン、２０　高優先タスク、３０　低優先タスク、４０　空き時間、１００Ａ，１００Ｂ　演算ユニット、１０１，８０２　プロセッサ、１０２　チップセット、１０４　メインメモリ、１０６　不揮発性メモリ、１０８　システムタイマ、１１０　コネクタ、１２０　システムバスコントローラ、１２２，１４２　ＤＭＡ制御回路、１２４　システムバス制御回路、１２６，１４６　バッファメモリ、１３０　システムバスコネクタ、１４０　フィールドネットワークコントローラ、１４４　フィールドネットワーク制御回路、１６１　温度センサ、２００　リアルタイムＯＳ、２０１Ａ～２０１Ｄ，２０２Ａ　機能ユニット、２１０　システムプログラム、２１２　スケジューラプログラム、２１４　ＩＯ処理プログラム、２１６　入力処理プログラム、２１８　出力処理プログラム、２２０　システムサービスプログラム、２２２　高優先度サービスプログラム、２２６　低優先度サービスプログラム、２３２　シーケンス命令実行部、２３４　ユーザプログラム、２３６　ＩＥＣプログラム、２３８　アプリケーションプログラム、３００Ａ，３００Ｂ　Ｉ／Ｏユニット、４００Ａ，４００Ｂ　ＡＣ－ＤＣ電源、８０４　光学ドライブ、８０５　記録媒体、８０６　主記憶装置、８０８　二次記憶装置、８１２　ＵＳＢコントローラ、８１６　入力部、８１８　表示部、８２０　バス、８２２　開発プログラム、２１２０　制御機能、２１２２　監視機能、Ｓ１１～Ｓ３４　ステップ。

Claims (8)

1. 　制御対象を制御するための制御装置であって、
   　前記制御装置の動作モードの設定に関する入力を受け付ける入力部と、
   　前記制御対象を制御するタスクを実行するプロセッサと、
   　前記プロセッサによって実行される前記タスクを管理するプログラムとを備え、
   　前記動作モードは、第１のモードと、前記第１のモードでの動作温度よりも高温で前記制御装置を動作させるための第２のモードとを含み、
   　前記入力によって前記第２のモードが選択された場合、前記プログラムは、前記タスクの制御周期内に前記プロセッサの空き時間を割り当てる、制御装置。
2. 　前記入力によって前記第２のモードが選択された場合、前記プログラムは、前記制御周期から前記空き時間を除いた第１の残り時間内に、複数のタスクのうち実行の優先度の高い高優先タスクを割り当てる、請求項１に記載の制御装置。
3. 　前記入力によって前記第２のモードが選択された場合に、前記プログラムは、前記制御周期から前記空き時間および前記高優先タスクの実行時間を除いた第２の残り時間内に、前記複数のタスクのうち実行の優先度の低い低優先タスクが割り当て可能かどうかを判断して、
   　前記プログラムは、
   　前記第２の残り時間内に、前記低優先タスクが割り当て可能である場合には、前記第２の残り時間内に前記低優先タスクを割り当て、
   　前記低優先タスクが前記第２の残り時間内に割り当てることができない場合には、前記第２の残り時間を前記空き時間に割り当てる、請求項２に記載の制御装置。
4. 　前記入力によって前記第２のモードが選択された場合に、前記プログラムは、前記高優先タスクの実行時間の揺らぎによる前記高優先タスクの最大の実行時間を、前記第１の残り時間内に割り当てる、請求項２に記載の制御装置。
5. 　前記空き時間の少なくとも一部は、前記制御周期内の前記高優先タスクの終了直後に割り当てられる、請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の制御装置。
6. 　前記制御装置は、
   　前記制御装置の温度を測定する温度センサをさらに備え、
   　前記プログラムは、前記温度センサの測定値に基づいて、前記温度が高いほど前記空き時間が長くなるように、前記空き時間を割り当てる、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の制御装置。
7. 　前記入力によって前記第１のモードが選択された場合に、前記プログラムは、前記制御周期内に前記空き時間を確保せず、かつ、複数のタスクが優先度の高い順に前記制御周期内で実行されるように、前記複数のタスクを割り当てる、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の制御装置。
8. 　制御対象を制御する制御装置の制御方法であって、前記制御装置は、前記制御装置の動作モードに関する入力を受け付ける入力部と、前記制御対象を制御するタスクを実行するプロセッサと、前記プロセッサによって実行される前記タスクを管理するプログラムとを含み、
   　前記制御方法は、
   　前記制御装置の動作モードに関する入力を受け付けるステップと、
   　前記入力に従って前記制御装置の動作条件を設定するステップとを備え、
   　前記動作モードは、第１のモードと、前記第１のモードでの動作温度よりも高温で前記制御装置を動作させるための第２のモードとを含み、
   　前記設定するステップは、
   　前記入力によって前記第２のモードが選択された場合に、前記タスクの制御周期内に、前記プロセッサの空き時間を割り当てるステップを含む、制御方法。

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