WO2022196009A1 - 制御システム、ドライバ、電動機、制御装置、および制御方法 - Google Patents

制御システム、ドライバ、電動機、制御装置、および制御方法 Download PDF

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WO2022196009A1
WO2022196009A1 PCT/JP2021/047112 JP2021047112W WO2022196009A1 WO 2022196009 A1 WO2022196009 A1 WO 2022196009A1 JP 2021047112 W JP2021047112 W JP 2021047112W WO 2022196009 A1 WO2022196009 A1 WO 2022196009A1
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WO
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driver
packet
daisy chain
chain structure
electric motor
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/047112
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
隆 浅井
Original Assignee
オムロン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P5/00—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
    • H02P5/46—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors for speed regulation of two or more dynamo-electric motors in relation to one another
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]

Definitions

  • the present invention relates to control systems, drivers, electric motors, control devices, and control methods.
  • the power line and encoder signal line are wired separately between the servo driver (servo drive, simply called the driver) and the electric motor. Therefore, the load of wiring work is large. As a result, the wiring work becomes a factor of cost increase. Therefore, for example, in a servo system composed of a plurality of motors with built-in serial encoders, a communication line connecting the servo drive and the serial encoder, and a power line connecting the serial encoder and the servo drive, the power line and the communication line are common, and a daisy chain connection has been proposed (for example, Patent Document 1 below).
  • JP 2007-181340 A Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-304461
  • control system becomes more complicated, there may be a configuration in which a plurality of drivers and motors are connected to a control device such as a PLC, for example.
  • the purpose of the present invention is to simplify the signal lines and reduce the wiring work load and cost in a complex control system that includes multiple drivers.
  • the control system comprises: a plurality of control mechanisms including a driver for driving the electric motor and the electric motor having an encoder for detecting a physical quantity related to rotation of the electric motor; a control device that controls the plurality of control mechanisms, each of the drivers, the motors, and the controllers included in the plurality of control mechanisms are connected in a daisy chain structure network capable of packet transfer and power supply to each of the encoders; the control device sets a command addressed to each driver in an area corresponding to each driver of the plurality of control mechanisms in a packet and transmits the packet to the next connection destination of the daisy chain structure; Each driver of the plurality of control mechanisms acquires a command addressed to itself from the control device from the area corresponding to itself in the packet received from the transmission source of the daisy chain structure, and the next driver of the daisy chain structure.
  • Each electric motor of the plurality of control mechanisms sets the physical quantity detected by the encoder of each electric motor in the area corresponding to itself in the received packet, and sends the received packet to the next destination of the daisy chain structure. send the packet.
  • each electric motor can be handed over to the driver connected in a daisy chain structure by setting the physical quantity detected by the encoder of each electric motor in the area corresponding to itself in the packet. Therefore, there is no need for a separate communication line between the driver and the motor for transferring the physical quantity detected by the encoder of the motor.
  • the packet is looped back and forwarded at the end of the daisy chain structure network,
  • Each driver of the plurality of control mechanisms acquires the physical quantity detected in the electric motor corresponding to each driver from the area corresponding to itself in the packet that has been looped back and transferred.
  • a driver is connected in a daisy chain structure at a position closer to the control device than the corresponding electric motor. Due to this arrangement relationship, a packet makes one round trip in the daisy chain structure, thereby realizing a command from the control device to the driver and a transfer of the physical quantity from the electric motor to the driver.
  • the controller is connected to the starting point of the daisy chain structure and sends out the packet; While the sent packet reciprocates to and from the end of the daisy chain structure, each electric motor of the plurality of control mechanisms sets the physical quantity in the received packet, After the sent packet makes a round trip once between the end of the daisy chain structure, the control device re-sends the packet that made a round trip once, Each driver of the plurality of control mechanisms acquires the physical quantity detected in the electric motor corresponding to each driver from the region corresponding to itself in the resent packet.
  • the packet reciprocates twice between the ends of the daisy chain structure, thereby realizing the command from the control device to the driver and the transfer of the physical quantity from the electric motor to the driver.
  • the drivers need not be connected in the daisy chain structure closer to the controller than the corresponding motors. This increases the degree of freedom in arranging and connecting the driver and the corresponding electric motor.
  • an embodiment of the present invention can be specified as the above driver.
  • one embodiment of the present invention can be specified as the above electric motor.
  • an embodiment of the present invention can be specified as the above control device.
  • one embodiment of the present invention can be specified as a control method in a control system.
  • signal lines are simplified in a complicated control system including multiple drivers, so that wiring work load and cost can be reduced.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an application scene of a control system according to one embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a control system according to a comparative example;
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the control system of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating another arrangement of motors and drivers in the first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating the control system of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a control system using ducts to protect or shield wiring.
  • FIG. 7 is a diagram comparing the control system of the comparative example including the sensor and the control system of the first embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram exemplifying the configuration of process data included in a packet according to the first embodiment, and node processing when the packet circulates the daisy chain for the first time.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating node processing when a packet circulates the daisy chain for the second time.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating processing of the control system of the first embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram exemplifying the processing after the packet is wrapped in the reverse direction of the daisy chain.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating the configuration of process data included in a packet and processing of nodes when the packet circulates in the daisy chain according to the second embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating processing of the control system of the second embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating processing of the control system of the second embodiment.
  • this embodiment An embodiment (hereinafter also referred to as "this embodiment") according to one aspect of the present invention will be described below with reference to the drawings.
  • this embodiment described below is merely an example of the present invention in every respect.
  • various modifications and variations can be made without departing from the scope of the invention. That is, in carrying out the present invention, a specific configuration according to the present embodiment may be employed as appropriate.
  • Data appearing in the present embodiment are explained in natural language. More specifically, however, the data appearing in this embodiment are processed in computer-recognizable pseudo-language, commands, parameters, machine language, and the like. In addition, these data are saved in the form of binary data, character strings, or the like in the memory area of the main memory or secondary memory.
  • FIG. 1 illustrates a control system 100 according to this embodiment.
  • this control system 100 is, for example, a factory automation system, a collection and delivery system of a collection and delivery center of a shipping company, a shipping center of a mail order company, an articulated robot, a construction machine, or the like.
  • the control system 100 includes a plurality of motors M1 to M4, servo drivers (hereinafter simply referred to as drivers) D1 to D4 for driving the motors M1 to M4, and a control device 10.
  • the motors M1 to M4 and the drivers D1 to D4 are connected by power lines LP1 to LP4 for supplying power from the driver D1 and the like to the motor M1 and the like.
  • the motor is also called an electric motor.
  • the motor M1, etc., the driver D1, etc., and the control device 10 are connected by a communication line LC.
  • the communication line LC connects the control device 10, the driver D1, etc., and the motor N1, etc. in a daisy chain to form a network N1.
  • a daisy chain is one method of connecting nodes that constitute a network. In a daisy chain, the first node is connected to the second node, and the second node is connected to the third node. Note that the network N1 is not limited to one daisy chain, and can be branched into a plurality of routes by the branching portion BR.
  • EtherCATP registered trademark
  • the control device 10 is a master node
  • the motor M1 etc. and the driver D1 etc. are slave nodes.
  • the control system 100 can be said to be a system that controls four axes, for example.
  • the number of slave nodes is not limited to eight as in FIG. That is, the number of motors M1 and the like and the number of drivers D1 and the like may each be three or less, or each may be five or more.
  • an area where data can be input and output within a packet is determined for each node of the slave node. Then, a packet transmitted from the master node reaches the most downstream (terminal) slave node, is looped back, returns to the master node again, and while it goes around the network N1, the packets between the master node and all the slave nodes Data exchange is completed.
  • the communication line LC includes, for example, an Ethernet (registered trademark) signal line and a power line. Therefore, the communication line LC includes, for example, a data line capable of transmitting and receiving information in IEEE 802.3 standard Ethernet (registered trademark) frames, and a power line capable of supplying power from the master node to the slave node.
  • the network N1 can be said to be an example of a network with a daisy chain structure capable of packet transfer and power supply to each encoder.
  • the control device 10 is called, for example, a Programmable Logic Controller (PLC), a servo controller, or the like.
  • the control device 10 incorporates a Central Processing Unit (CPU) such as a microprocessor and a memory, and controls the equipment according to user-changeable programs.
  • CPU Central Processing Unit
  • the control device 10 has a communication interface of a communication line LS.
  • the CPU of the control device 10 performs communication through communication lines LS connected in a daisy chain.
  • the driver D1 or the like receives a target value instruction from the control device 10, supplies power to the motor M1 or the like, and controls the motor M1 or the like.
  • the target value is, for example, the rotational position, rotational speed, rotational force, etc. of the shaft of the motor M1 or the like.
  • the driver D1 and the like have a communication interface of a controller including a CPU and a communication line LS, and perform communication through the communication line LS connected by a daisy chain.
  • the motor M1 etc. have a communication device and an encoder inside.
  • the communication device has a controller including a CPU and a communication interface of a communication line LS, and performs communication through the communication line LS connected by a daisy chain.
  • the encoder detects a physical quantity related to the rotation of the motor, such as the rotational position (rotational angle), rotational speed, or rotational speed of the shaft of the motor M1 or the like.
  • the encoder receives power supply from the power line of the communication line LC, operates an optical sensor, for example, and detects the rotation of the shaft of the motor M1 or the like.
  • the communication device notifies the control device 10, the driver D1, or the like of the physical quantity (rotational position, rotation speed, rotation speed, etc.) detected by the encoder through the data line of the communication line LC.
  • the driver D1 or the like controls the motor M1 or the like based on the physical quantity detected by the encoder so that the rotational position, rotational speed, rotational force, etc. of the motor M1 approach target values.
  • a combination of the driver D1 and the like and the motor M1 and the like can be said to be an example of the control mechanism.
  • FIG. 2 illustrates a control system 500 according to a comparative example.
  • the control system 500 has a control device 50, drivers D51 and D52, and motors M51 and M51.
  • the control device 50, the driver D1, etc. are connected by the communication line LC50 to form a motion network, as in the case of FIG.
  • drivers D51 and D52 supply power to motors M51 and M52 through power lines LP51 and LP52.
  • the drivers D51 and D52 receive detected values such as rotational positions and rotational speeds of the motors M51 and M52 from encoders attached to the motors M51 and M52 via encoder lines LE51 and LE52.
  • the power line and the encoder line must be installed separately to avoid the influence of noise. Therefore, when there is a distance between the driver D51 and the like and the motor M51 and the like, the long power lines LP1 and the like and the encoder lines LE1 and the like are wired respectively. Also, the communication line LC50 for the motion network, the encoder line LE51 and the like are dedicated communication lines. Therefore, the user must prepare each dedicated cable line type.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the control system 10A of this embodiment.
  • the control system 100A includes a plurality of motors M1 and M2, drivers D1 and D2 that drive the motors M1 and the like, and a control device 10.
  • FIG. 3 as in FIG. 1, the motors M1 and M2 and the drivers D1 and D2 are connected by power lines LP1 and LP2 for supplying electric power from the driver D1 and the like to the motor M1 and the like.
  • the control system 100A can be said to be, for example, a system that controls two axes.
  • the motor M1, etc., the driver D1, etc., and the control device 10 are connected by the communication line LC.
  • the communication line LC connects the control device 10, the driver D1, etc., and the motor M1, etc. in a daisy chain to form the network N1 illustrated in FIG.
  • FIG. 3 does not illustrate the branch portion BR of FIG.
  • the daisy chain by the communication line LC can be branched into a plurality of paths at the branching portion BR.
  • the control device 10, the driver D1, etc., and the motor M1, etc. are the same as those described in FIG.
  • control system 100A power is supplied from the driver D1 or the like to the encoder attached to the motor M1 or the like through the communication line LC. Then, physical quantities such as the rotational position, number of revolutions, and rotational speed of the motor D1 detected by the encoder are notified to the control device 10 via the communication line LC. Therefore, also in the control system 100A, there is no need to wire the encoder lines LE1, LE2, etc. individually from the control device 10 to the drivers D1, D2. That is, it is sufficient if there is a daisy chain of communication lines LC.
  • FIG. 4 illustrates another arrangement of motors M1, M2 and drivers D1, D2 in this embodiment.
  • the drivers D1 and D2 are arranged near the control device 10, and the motors M1 and M2 are arranged away from the control device 10 and the drivers D1 and D2.
  • the control system 100A of FIG. becomes larger.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a control system 100B in which motors M1, M2 and drivers D1, D2 are arranged as in the comparative example of FIG.
  • FIG. 5 also illustrates a control system 500B having the same configuration as in FIG. 2 for comparison.
  • an encoder line LE1 connecting the driver 51 and the motor M51 and an encoder line LE2 connecting the driver 52 and the motor M52 are wired.
  • the control system 100B of the present embodiment if one daisy chain of the communication line LC is wired, the rotational positions detected by the encoders attached to the motors M1 and M2 are transmitted from the motors M1 and M2 to the drivers D1 and D2. , rotational speed, etc. can be fed back.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a control system 100C of this embodiment using ducts T1 and T2 that protect or shield wiring.
  • FIG. 6 also illustrates a control system 500C using ducts T51 and T52 in the same configuration as in FIG. 2 for comparison.
  • the power lines LP51, LP52 and the encoder lines LE51, LE52 are housed in different ducts T51, T52, respectively, in order to prevent noise interference.
  • the power lines LP1, LP2 and the communication line LC are housed in different ducts T1, T2, respectively.
  • FIG. 6 is an example of a control system 100C that controls two axes.
  • three encoder lines pass through the duct T51, and in the case of the control system 100C of the present embodiment, only one communication line LC passes through the duct T2. done.
  • FIG. 7 is a diagram comparing the control system 500D of the comparative example including the sensor SN51 and the like with the control system 100D of the present embodiment including the sensor SN1 and the like.
  • a control system 500D illustrated on the left side of FIG. 7 is obtained by adding sensors SN51 and SN52 to the control system 500C of FIG.
  • a control system 100D illustrated on the right side of FIG. 7 is obtained by adding sensors SN1 and SN2 to the control system 100C of FIG.
  • sensors SN1 and SN2 are respectively connected to drivers D51 and D52 by sensor lines LS51 and LS52 passing through duct T51.
  • both the sensors SN1 and SN2 need only be connected to the daisy chain of the communication line LC. Therefore, in the control system 100D, instead of the two sensor lines LS51 and LS52, a single daisy chain communication line LS may be wired. This is the same when the number of sensors LS1 and the like increases to N (integer). Further, for example, when the control panel including the control device 10, the drivers D1, D2, etc. is installed at a position distant from the motors M1, M2, etc., the effect of the present embodiment is particularly large.
  • the types and number of sensors SN1, SN2, etc. are not limited.
  • the sensors SN1, SN2, etc. have a detection unit, a controller including a CPU, and a communication interface with a daisy chain communication line LS.
  • the detection unit detects data including at least one of various physical quantities, chemical components, biological information, images, sounds, and the like.
  • Physical quantities include, for example, mechanical and electromagnetic measurements, environmental measurements, and the like.
  • Chemical constituents include, for example, molecules and other constituents contained in matter or the environment.
  • Biological information includes, for example, information obtained from the human body and living organisms, biological information obtained from the environment, and the like.
  • the controller sends the data detected by the detector from the communication interface to the next destination via the communication line LS of the daisy chain.
  • These data are set in an input/output area corresponding to the sensor SN1 and the like in the packet exchanged on the communication line LS. That is, the sensor SN1 or the like detects data including at least one of a physical quantity, a chemical component, biological information, an image, and a sound, and the detected data in the area corresponding to itself within the packet received from the transmission source of the daisy chain structure. to send received packets to the next destination in the daisy chain structure.
  • the data detected by the sensor SN1 etc. is transmitted to the drivers D1, D2 etc. or the control device 10.
  • FIG. 8 exemplifies the configuration of process data included in packets exchanged via a daisy chain by communication lines LC of the control systems 100A to 100D of this embodiment.
  • the process data is the data portion excluding packet header information, frame check sequence, and the like.
  • arrows also illustrate the processing of the control device 10 and the processing of the slave node accessed when the packet circulates the daisy chain for the first time.
  • readable and writable areas are designated in advance for each of the drivers D1, D2, . . . and the motors M1, M2, . there is Such designation may be performed, for example, so as to be identifiable by a node number within the daisy chain network. Such designation may be performed, for example, when each slave node is connected to the daisy chain. Such designation may also be performed, for example, at initialization between master and slave nodes. As shown in the figure, encoders E1, E2, etc. are attached to the motors M1, M2, etc. in this embodiment and other embodiments described below.
  • the number of slave nodes such as the driver D1 and the like and the number of the slave nodes such as the motor M1 are not limited to two (four in total).
  • the control device 10 writes a command C1 addressed to driver D1 and a command C2 addressed to driver D2 in respective areas of the packet (arrows A1 and A2), and sends the packet to the daisy chain.
  • the daisy chain is formed in the order of driver D1, motor M1, driver D2, and motor M1.
  • the control device 10, the driver D1, etc., the motor M1, etc., and the sensor SN1, etc. are provided with communication interfaces of the communication line LS, and communication is performed by these.
  • the control device 10, the driver D1, etc., the motor M1, etc. communicate with each other.
  • the control device 10 forwards the packet to the driver D1.
  • the driver D1 receives the packet and reads the command C1 addressed to the driver D1 from the process data (arrow A3).
  • the command C1 is, for example, target values such as the rotational position, rotational speed, and rotational force of the motor M1.
  • the driver D1 transfers the packet to the motor M1 and controls the motor M1 according to the command C1 read from the process data.
  • the feedback F1 addressed to the driver D1 has not been set, so the driver D1 cannot obtain the feedback F1.
  • the driver D2 when the driver D2 receives the packet, it reads the command C2 addressed to the driver D2 from the process data (arrow A5).
  • the driver D2 transfers the packet to the motor M2 and controls the motor M2 according to the command C2 read from the process data.
  • the feedback F2 addressed to the driver D2 has not been set, so the driver D2 cannot obtain the feedback F2.
  • the motor M2 receives the packet, the physical quantities such as the rotational position, rotational speed, and rotational speed detected by the encoder E2 attached to the motor M2 are written to the area of the feedback F2 addressed to the driver D2 (arrow A6). Then, the motor M2 addresses the packet to the driver D2, loops back the daisy chain, and sends the packet. After that, the packet is transferred in the reverse direction through the daisy chain and once returns to the control device 10 . In this embodiment, the slave node does not input/output to the process data area while the packet is transferred in the reverse direction in the daisy chain. Then, the control device 10 sends the packet that has been returned back to the driver D1 again.
  • arrows exemplify the processing of the slave node accessed when the packet circulates the daisy chain for the second time.
  • the control device 10 clears the commands (command C1 addressed to driver D1 and command C2 addressed to driver D2) during the first circulation (arrow A111, A12).
  • control device 10 may disallow access by drivers D1 and D2 to this area. Then, similarly to the first circulation, the control device 10 transfers the packet to the driver D1.
  • the driver D1 When the driver D1 receives the second circulated packet, it reads the feedback F1 addressed to the driver D1 from the process data (arrow A7). The driver D1 transfers the packet to the motor M1 and controls the motor M1 according to the command C1 and the feedback F1 obtained in the first round.
  • the driver D2 when the driver D2 receives the second circulated packet, it reads the feedback F2 addressed to the driver D2 from the process data (arrow A8).
  • the driver D2 transfers the packet to the motor M2 and controls the motor M2 according to the command C2 and the feedback F2 obtained in the first round.
  • the packet returned in this way is transferred in the reverse direction through the daisy chain and returned to the control device 10.
  • the control device 10 sets a new target value for the first round packet illustrated in FIG. Send out.
  • the control device 10 alternately daisy-chains the first circulating packet illustrated in FIG. 8 and the second circulating packet that was returned in the first circulating packet illustrated in FIG. Send to chain.
  • the control device 10 delivers the target values to the drivers D1 and D2 of the slave nodes.
  • the encoders E1, E2 of the motors M1, M2 also pass feedback through the controller 10 to the drivers D1, D2.
  • Process Processing of the control system 100A will be described with reference to FIGS. 9 and 10 exemplify the transmission and reception of packets of the controller 10, the drivers D1 and D2, the motors M1 and M2, and the encoders E1 and E2 attached to the motors M1 and M2, and the processing executed by these.
  • the control device 10 acting as the master node instructs the slave nodes to perform initialization (S1).
  • Initialization instructions may include, for example, notification of respective access permission areas in the process data for each slave node.
  • each slave node recognizes its own read area and write area according to the initialization instructions, and stores them in respective memories (S2 to S5). Note that, as already mentioned, such configuration may be performed when each slave node is connected to the daisy chain.
  • control device 10 sets a command in the process data (S6) and sends out the packet (S7).
  • the process of S6 is an example of setting commands addressed to each driver in areas corresponding to each driver of a plurality of control mechanisms in a packet.
  • the process of S7 is an example of transmitting the packet to the next connection destination of the daisy chain structure.
  • the driver D1 receives the packet (S8). Then, the driver D1 reads the command C1 addressed to the driver D1 from the access-permitted area in the process data (S9). The processing of S9 is an example of acquiring a command addressed to itself from the control device 10 from the area corresponding to itself in the packet received from the transmission source of the daisy chain structure.
  • driver D1 sends a packet (S10) and controls motor M1 according to command C1 (S11).
  • the processing of S10 is an example of transmitting the packet to the next connection destination in the daisy chain structure.
  • the motor M1 receives the packet (S12). Then, the motor M1 writes the physical quantity detected by the encoder E1 to the area of the feedback F1 addressed to the driver D1 (S13).
  • the processing of S13 is an example of setting the physical quantity detected by the encoder of each electric motor in the area corresponding to itself in the received packet. Motor M1 then sends out the packet (S14).
  • the process of S14 is an example of transmitting the received packet to the next destination in the daisy chain structure.
  • driver D2 receives the packet (S15). Then, the driver D2 reads the command C2 addressed to the driver D2 from the access-permitted area in the process data (S16). The process of S16 is also an example of acquiring a command addressed to itself from the control device 10 from the area corresponding to itself in the packet received from the transmission source of the daisy chain structure. Next, driver D2 sends a packet (S17) and controls motor M2 according to command C2 (S18).
  • the motor M2 receives the packet (S19). Then, the motor M2 writes the physical quantity detected by the encoder E2 to the area of the feedback F2 addressed to the driver D2 (S20).
  • the process of S20 is also an example of setting the physical quantity detected by the encoder of each electric motor in the area corresponding to itself in the received packet. Then, the motor M1 wraps the packet in the opposite direction of the daisy chain and sends it out.
  • the processing of S13 and S20 is an example of setting a physical quantity in a packet received by each electric motor of a plurality of control mechanisms while the packet travels back and forth between ends of the daisy chain structure.
  • FIG. 11 illustrates the processing after the packet is wrapped in the reverse direction of the daisy chain. That is, motor M2 sends a packet to driver D2 (S30). Each slave node then sends a packet in the opposite direction of the daisy chain (S31 to S37).
  • the processing of S30 to S37 can be said to be an example of a packet being looped back and transferred at the end of a network having a daisy chain structure. Also, it can be said that the packet made a round trip to the end of the daisy chain structure once through the processing from S7 in FIG. 10 to S37 in FIG.
  • control device 10 When the control device 10 receives the packet that has been returned (S37), it sends the received packet back to the daisy chain as feedback (S38).
  • the process of S38 is an example of retransmitting a packet that has made a round trip once.
  • the driver D1 receives the feedback packet (S39). Then, the driver D1 reads the feedback F1 addressed to the driver D1 from the access-permitted area in the process data (S40).
  • the process of S40 is an example of acquiring the physical quantity detected in the electric motor corresponding to each driver from the area corresponding to itself in the resent packet.
  • the driver D1 sends a packet to the motor M1 (S41), and controls the motor M1 according to the command C1 and the feedback F1 obtained in the first round (S42).
  • the motor M1 receives the packet (S43) and sends it to the driver D2 as it is (S44).
  • the driver D2 receives the feedback packet (S45).
  • the driver D2 reads the feedback F2 addressed to the driver D2 from the access-permitted area in the process data (S46).
  • the process of S46 is also an example of obtaining the physical quantity detected in the electric motor corresponding to each driver from the area corresponding to itself in the resent packet.
  • the driver D2 sends the packet to the motor M2 (S47), and controls the motor M2 in accordance with the command C2 and the feedback F2 acquired in the first round (S48).
  • the motor M2 receives the packet (S49) and returns it to the driver D2 (S50). After that, each slave node sends packets in the opposite direction of the daisy chain, similarly to S30 to S37.
  • the control system 100A of this embodiment has a configuration in which the control device 10, the driver D1, etc., the motor M1 (including the encoder E1), etc. are connected in a daisy chain through the communication line LC.
  • the control device 10 becomes the master node, and the driver D1, etc., the motor M1 (encoder E1), etc. become slave nodes.
  • the controller 10 transmits a command including the target value to the driver D1, etc., and the physical quantity, which is the feedback information measured by the encoder E1 in the motor M1, etc., is added to the packet. be.
  • the control system 100A of the present embodiment there is no restriction on the positional relationship in the daisy chain between the driver D1 and the like and the motor M1 and the like to be controlled. That is, the driver D1 and the like and the motor M1 and the like to be controlled can be arranged flexibly, and the degree of freedom in layout is improved.
  • FIG. 1 In the control system 100A of the first embodiment, commands from the control device 10 to the driver D1 and the like and feedback from the motor M1 and the like to the driver D1 and the like are executed while the packet makes two round trips in the daisy chain.
  • feedback is transmission of detection data from the encoder E1 or the like to the driver D1 or the like.
  • commands from the control device 10 to the driver D1 and the like and feedback from the motor M1 and the like to the driver D1 and the like are executed while the packet makes one round trip in the daisy chain.
  • FIG. 12 exemplifies the configuration of process data included in packets exchanged via a daisy chain by the communication line LC of the control system 100B.
  • FIG. 12 is also a diagram illustrating the processing of each node when a packet circulates in the daisy chain.
  • the process data includes command C1 addressed to driver D1, feedbacks F11 and F12 addressed to driver D1, command C2 addressed to driver D2, feedback F2 addressed to driver D2, .
  • FIG. 12 exemplifies the feedbacks F11 and F12 addressed to the driver D1, only one of them may be used.
  • the reason why the feedbacks F11 and F12 addressed to the driver D1 are provided is that the packet passes through the motor M1 twice while going back and forth in the daisy chain, so there are two opportunities to write the physical quantity.
  • the control device 10 writes a command C1 addressed to driver D1 and a command C2 addressed to driver D2 in respective areas of the packet (arrows A21 and A22), and sends the packet to the daisy chain. Send out.
  • the daisy chain is formed in the order of the driver D1, the motor M1, the driver D2, and the motor M1, as shown in FIG. 3 of the first embodiment.
  • the driver D1 when the driver D1 receives the packet, it reads the command C1 addressed to the driver D1 from the process data (arrow A23). The driver D1 transfers the packet to the motor M1 and controls the motor M1 according to the command C1 read from the process data. At this point, the feedback F1 addressed to the driver D1 has not yet been set as in the first embodiment (FIG. 8), so the driver D1 cannot obtain the feedback F1.
  • the encoder E1 attached to the motor M1 writes physical quantities such as the detected rotational position, rotational speed, and rotational speed to the area of the feedback F1 addressed to the driver D1 (arrow A24). Motor M1 then forwards the packet to driver D2.
  • the motor M1 transfers the packet as it is to the driver D2 without writing the physical quantity detected by the encoder LE1 to the area of the feedback F1. You may
  • the driver D2 when the driver D2 receives the packet, it reads the command C2 addressed to the driver D2 from the process data (arrow A25). The driver D2 transfers the packet to the motor M2 and controls the motor M2 according to the command C2 read from the process data. At this point, the feedback F2 addressed to the driver D2 has not been set as in the first embodiment (FIG. 8), so the driver D2 cannot obtain the feedback F2.
  • the encoder E2 attached to the motor M2 writes the detected physical quantities such as the rotational position, rotational speed, and rotational speed to the area of the feedback F2 addressed to the driver D2 (arrow A26). Motor M1 then forwards the packet to driver D2. The packet is then forwarded back up the daisy chain.
  • drivers D1 and D2 get feedback from each of motors M1 and M2 to each. That is, first, when the driver D2 receives a packet sent in the reverse direction from the motor M2, Feedback F2 addressed to driver D2 is read from the process data (arrow A27). The driver D2 forwards the packet to the motor M1 in the reverse direction, and controls the motor M2 according to the command C2 and the feedback F2 obtained in the processing of the arrow A25.
  • the motor M1 receives the packet, the data detected by the encoder E1 at this time is written to the feedback F12 addressed to the driver D1 (arrow A28).
  • the motor M1 may directly transfer the packet to the driver D1 as in the first embodiment. That is, the control system 100B may use only one of the feedbacks F11 and F12 addressed to the driver D1.
  • the driver D1 when the driver D1 receives the packet, it reads feedback F11 and F12 addressed to the driver D1 from the process data (arrows A29 and A30). The driver D1 forwards the packet to the control device 10 in the reverse direction, and controls the motor M1 in accordance with the command C1 and the feedbacks F11 and F12 obtained in the processing of the arrow A23. If the motor M1 does not execute either the process of the arrow A24 or the process of the arrow A28, the driver D1 may control the motor M1 by either one of the feedbacks F11 and F12 written by the motor M1. .
  • FIG. 13 and 14 exemplify the transmission and reception of packets of the controller 10, the drivers D1 and D2, the motors M1 and M2, and the encoders E1 and E2 attached to the motors M1 and M2, and the processing executed by these.
  • the processes from S51 to S61 are the same as the processes from S1 to S11 in FIG. 10, so the description thereof will be omitted.
  • the motor M1 receives the packet (S62). Then, the motor M1 writes the data detected by the encoder E1 to the area of the feedback F11 addressed to the driver D1 (S63). As described with reference to FIG. 12, in the control system 100B, when the driver D1 does not use the area of the feedback F11 and uses only the area of the feedback F12, the motor M1 does not write to the area of the feedback F11. , the packet may be directly transferred to the driver D2. Motor M1 then sends out the packet (S64).
  • the processing from S65 to S70 is the same as the processing from S15 to S20 in FIG. 10, so the description thereof will be omitted.
  • the motor M2 writes the data detected by the encoder E2 to the area of the feedback F2 addressed to the driver D2 (S70)
  • the motor M2 wraps the packet in the reverse direction of the daisy chain.
  • the processing of S70 is an example of a packet being looped back and transferred at the end of the network having a daisy chain structure.
  • FIG. 14 exemplifies the processing after the packet is wrapped in the reverse direction of the daisy chain in the second embodiment. That is, after the process of S70, motor M2 sends a packet to driver D2 (S80). Driver D2 then receives the packet (S81). Then, the driver D2 reads the feedback F2 addressed to the driver D2 from the access-permitted area in the process data (S82). The process of S82 is an example of acquiring the physical quantity detected in the electric motor corresponding to each driver from the area corresponding to itself in the packet that is returned and transferred. Next, the driver D2 sends the packet to the motor M1 (S83), and controls the motor M2 according to the command C2 and the feedback F2 obtained in the process of S66 (S84).
  • motor M1 receives the packet (S85). Then, the motor M1 writes the data detected by the encoder E1 to the area of the feedback F12 addressed to the driver D1 (S86). As described with reference to FIG. 12, in the control system 100B, when the driver D1 uses only the feedback F11 area without using the feedback F12 area, the motor M1 does not need to execute the process of S86. good too. Motor M1 then sends the packet to driver D1 (S87).
  • driver D1 receives the packet (S88). Then, the driver D1 reads the feedback F11 and F12 addressed to the driver D1 from the access-permitted area in the process data (S89).
  • the process of S89 is also an example of acquiring the physical quantity detected in the electric motor corresponding to each driver from the area corresponding to itself in the packet that is returned and transferred.
  • driver D1 may read only one of the feedbacks F11, F12.
  • the driver D1 sends a packet to the control device 10 (S90), and controls the motor M1 according to the command C1 and the feedbacks F11 and F12 obtained in the process of S59 (S91).
  • the control device 10 As described above, in the control system 100B of the present embodiment, as in the first embodiment, the control device 10, the driver D1, etc., and the motor M1 (encoder E1), etc. are connected in a daisy chain through the communication line LC. have a configuration. However, in this embodiment, while the packet from the control device 10 makes one round trip in the daisy chain, the following processes 1 to 3 are executed by the control device 10 and the corresponding slave node.
  • the control device 10 transmits a command including the target value to the driver D1 or the like, and the driver D1 or the like acquires the command.
  • the motor M1 etc. writes the feedback information measured by the encoder E1 etc. into the area of the packet such as the feedback F1.
  • the motor M1 or the like acquires the feedback (physical quantity detected by the encoder E1 or the like) written by the motor M1 or the like from the feedback F1 or the like area of the packet.
  • control system 100B including a plurality of motors M1 (encoders E1), etc., such as the driver D1, the driver D1, etc., controls the motor M1, etc. with better response than in the case of the control system 100A illustrated in the first embodiment. You can control it.
  • the driver D1 and the like need to be positioned closer to the control device 10 than the motor M1 and the like to be controlled. That is, in the daisy chain, the driver D1 and the like are positioned closer to the control device 10 than the motor M1 and the like to be controlled, and are connected in the daisy chain structure. As a result, it is possible to issue an instruction to the driver D1 or the like in one reciprocating packet, and feedback from the motor M1 or the like to the driver D1 or the like.
  • a plurality of control mechanisms M1 to M4, D1 to D4;
  • a control device (100) that controls the plurality of control mechanisms, each of the drivers, the motors, and the controllers included in the plurality of control mechanisms are connected by a daisy chain structure network (N1) capable of packet transfer and power supply to each of the encoders;
  • the control device (100) sets a command addressed to each driver (D1 to D4) of each of the plurality of control mechanisms in an area corresponding to each driver in the packet, and sends the packet to the next area of the daisy chain structure.
  • Each driver (D1 to D4) of the plurality of control mechanisms acquires a command addressed to itself from the control device from the area corresponding to itself in the packet received from the transmission source of the daisy chain structure, and send the received packet to the next destination in the chain structure;
  • Each of the motors (M1 to M4) of the plurality of control mechanisms sets the physical quantity detected by the encoder of each of the motors in the area corresponding to itself in the received packet, and the next step of the daisy chain structure.
  • a control system (100, 100A, 100B) for transmitting said received packet to a destination of .
  • Control device 100 100A, 100B Control system D1, D2, D3, D4 Driver E1, E2, E3, E4 Encoder LC Communication line LP1, LP2 Power line M1, M2, M3, M4 Motor SN1, SN2 Sensor

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Abstract

複数の制御機構に含まれるドライバ、電動機および制御装置はデイジーチェーン構造のネットワークで接続され、制御装置は、パケット内で複数の制御機構のそれぞれのドライバに対応する領域にそれぞれのドライバ宛の指令を設定してパケットを前記デイジーチェーン構造の次の接続先に送信し、それぞれのドライバは、デイジーチェーン構造の送信元から受信したパケット内の自身に対応する領域から制御装置から自身に宛てた指令を取得し、次の宛先に受信したパケットを送信し、それぞれの電動機は、受信したパケット内の自身に対応する領域にそれぞれの電動機が有するエンコーダによって検出された物理量を設定して、次の宛先に受信したパケットを送信する。

Description

制御システム、ドライバ、電動機、制御装置、および制御方法
　本発明は、制御システム、ドライバ、電動機、制御装置、および制御方法に関するものである。
　サーボドライバ（サーボドライブ、単にドライバともいう）と電動機間は動力線とエンコーダの信号線とが別々に配線されている。このため、配線作業の負荷が大きい。その結果として、配線作業がコスト増加の要因ともなる。そこで、例えば、シリアルエンコーダを内蔵した複数のモータと、サーボドライブとシリアルエンコーダを接続する通信線と、シリアルエンコーダとサーボドライブを接続する電源線とで構成されるサーボシステムにおいて、電源線と通信線は共通で、デイジーチェーン状に接続したものが提案されている（例えば、下記特許文献１）。
特開２００７－１８１３４０号公報 特開２００６－３０４４６１号公報
　しかしながら、制御システムが複雑化すると、例えば、ＰＬＣ等の制御装置に複数のドライバと電動機が接続される構成もあり得る。
　本発明の目的は、複数のドライバを含む複雑な制御システムにおいて、信号線を簡略化し、配線作業の負荷とコストを低減することにある。
　本発明による実施形態は以下の制御システムによって例示される。第１の側面では、この制御システムは、
　電動機を駆動するドライバと前記電動機の回転に関する物理量を検出するエンコーダを有する前記電動機とを含む複数の制御機構と、
　前記複数の制御機構を制御する制御装置と、を備え、
　前記複数の制御機構に含まれるそれぞれの前記ドライバ、それぞれの前記電動機および前記制御装置は、パケット転送とそれぞれの前記エンコーダへの電源供給とが可能なデイジーチェーン構造のネットワークで接続され、
　前記制御装置は、パケット内で前記複数の制御機構のそれぞれのドライバに対応する領域にそれぞれのドライバ宛の指令を設定して前記パケットを前記デイジーチェーン構造の次の接続先に送信し、
　前記複数の制御機構のそれぞれのドライバは、前記デイジーチェーン構造の送信元から受信したパケット内の自身に対応する領域から前記制御装置から自身に宛てた指令を取得し、前記デイジーチェーン構造の次の宛先に前記受信したパケットを送信し、
　前記複数の制御機構のそれぞれの電動機は、受信したパケット内の自身に対応する領域に前記それぞれの電動機が有するエンコーダによって検出された物理量を設定して、前記デイジーチェーン構造の次の宛先に前記受信したパケットを送信する。
　本制御システムでは、それぞれの電動機は、それぞれの電動機が有するエンコーダによって検出された物理量をパケット内の自身に対応する領域に設定することによってデイジーチェーン構造で接続されるドライバに引き渡すことができる。したがって、ドライバと電動機との間で、個別に、電動機が有するエンコーダによって検出された物理量を引き渡すための通信線が不要となる。
　第２の側面では、前記デイジーチェーン構造のネットワークの末端において前記パケットは折り返して転送され、
　前記複数の制御機構のそれぞれのドライバは、前記折り返して転送されたパケット内の自身に対応する領域から前記それぞれのドライバに対応する電動機において検出された前記物理量を取得する。
　本制御システムでは、デイジーチェーン構造のネットワークの末端において折り返して転送されるパケットによって、それぞれの電動機が有するエンコーダによって検出された物理量が上記デイジーチェーン構造で接続されるドライバに引き渡される。したがって、パケットがデイジーチェーン構造を一往復することで、制御装置からドライバへの指令と、電動機からドライバへの前記物理量の引き渡しが実行できる。
　第３の側面では、前記複数の制御機構のそれぞれにおいて、ドライバは対応する電動機よりも前記制御装置に近い位置でデイジーチェーン構造に接続される。この配置関係により、パケットがデイジーチェーン構造を一往復することで、制御装置からドライバへの指令と、電動機からドライバへの前記物理量の引き渡しが実現される。
　第４の側面では、前記制御装置は、前記デイジーチェーン構造の始点に接続され、前記パケットを送出し、
　前記送出されたパケットが前記デイジーチェーン構造の末端との間を往復する間に、前記複数の制御機構のそれぞれの電動機は、受信したパケット内に前記物理量を設定し、
　前記送出されたパケットが前記デイジーチェーン構造の末端との間を一度往復した後、前記制御装置は前記一度往復したパケットを再度送出し、
　前記複数の制御機構のそれぞれのドライバは、前記再度送出されたパケット内の自身に対応する領域から前記それぞれのドライバに対応する電動機において検出された前記物理量を取得する。
　この構成により、パケットがデイジーチェーン構造の末端との間を二度往復することで、制御装置からドライバへの指令と、電動機からドライバへの前記物理量の引き渡しが実現される。この場合には、ドライバは対応する電動機よりも制御装置に近い位置でデイジーチェーン構造に接続される必要がない。そのため、ドライバと対応する電動機との配置および接続の自由度が増加する。
　第５の側面では、本発明の一実施形態は、上記ドライバとして特定できる。
　第６の側面では、本発明の一実施形態は、上記電動機として特定できる。
　第７の側面では、本発明の一実施形態は、上記制御装置として特定できる。
　第８の側面では、本発明の一実施形態は、制御システムにおける制御方法として特定できる。
　本実施形態の少なくとも１つの側面では、複数のドライバを含む複雑な制御システムにおいて、信号線が簡略化されるので、配線作業の負荷とコストを低減することができる。
図１は一実施形態に係る制御システムの適用場面の一例を例示する図である。 図２は、比較例に係る制御システムを例示する図である。 図３は、第１の実施形態の制御システムを例示する図である。 図４は、第１の実施形態におけるモータおよびドライバの他の配置を例示する図である。 図５は、第１の実施形態の制御システムを例示する図である。 図６は、配線を保護またはシールドするダクトを用いた制御システムを例示する図である。 図７は、センサを含む比較例の制御システムと第１の実施形態の制御システムを比較する図である。 図８は、第１の実施形態のパケットに含まれるプロセスデータの構成と、第１回目にパケットがデイジーチェーンを巡回するときのノードの処理を例示する図である。 図９は、第２回目にパケットがデイジーチェーンを巡回するときのノードの処理を例示する図である。 図１０は、第１の実施形態の制御システムの処理を説明する図である。 図１１は、パケットがデイジーチェーンの逆方向に折り返されたとき以降の処理を例示する図である。 図１２は、第２の実施形態のパケットに含まれるプロセスデータの構成とパケットがデイジーチェーンを巡回するときのノードの処理を例示する図である。 図１３は、第２の実施形態の制御システムの処理を説明する図である。 図１４は、第２の実施形態の制御システムの処理を説明する図である。
　以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を図面に基づいて説明する。ただし、以下で説明する本実施形態は、あらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。つまり、本発明の実施にあたって、本実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。なお、本実施形態において登場するデータは自然言語により説明される。しかし、より具体的には、本実施形態に登場するデータは、コンピュータが認識可能な疑似言語、指令、パラメータ、マシン語等で処理される。また、これらのデータは、主記憶装置または二次記憶装置の記憶領域に、バイナリデータ、文字列等の形式で保存される。
　＜適用例＞
　まず、図１を用いて、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、本実施形態に係る制御システム１００を例示する。ただし、図１のように、この制御システム１００は、例えば、工場のオートメーションシステム、運送業者の集配センタの集配システム、通販業者の発送センタ、多関節ロボット、建設機械等である。図１のように、制御システム１００は、複数のモータＭ１乃至Ｍ４と、モータＭ１乃至Ｍ４を駆動するサーボドライバ（以下、単にドライバという）Ｄ１乃至Ｄ４と制御装置１０を有している。図１において、モータＭ１乃至Ｍ４とドライバＤ１乃至Ｄ４とは、ドライバＤ１等からモータＭ１等へ電力を供給するための動力線ＬＰ１乃至ＬＰ４で接続されている。なお、モータは電動機ともいう。
　これらのモータＭ１等、ドライバＤ１等、および制御装置１０は、通信線ＬＣで接続されている。通信線ＬＣは、制御装置１０、ドライバＤ１等、およびモータＮ１等をデイジーチェーンで接続し、ネットワークＮ１を形成する。デイジーチェーンは、ネットワークを構成するノード間の接続の仕方の１つである。デイジーチェーンでは、１番目のノードに２番目のノードが接続され、２番目のノードに３番目のノードが接続される。なお、ネットワークＮ１は、１本のデイジーチェーンとは限られず、分岐部ＢＲにより、複数の経路に分岐可能である。
　ここで、ネットワークＮ１としては、例えば、EtherCATP（登録商標）を例示できる。ネットワークＮ１では、制御装置１０がマスタノードであり、モータＭ１等、ドライバＤ１等がスレーブノードとなる。
　図１のように、制御システム１００は、例えば、４軸を制御するシステムということができる。しかし、スレーブノードの数が図１のように８個に限定される訳ではない。すなわち、モータＭ１等の数、ドライバＤ１等の数は、それぞれ３個以下であってもよいし、それぞれ５個以上であってもよい。
　ネットワークＮ１では、スレーブノードのノードごとに、パケット内でデータを入出力する可能な領域が決められている。そして、マスタノードから送信されたパケットが最下流（末端）のスレーブノードまで届いて折り返され、再びマスタノードに戻って、ネットワークＮ１を一巡する間に、マスタノードと全てのスレーブノードとの間のデータ交換が完了する。
　さらに、ネットワークＮ１では、通信線ＬＣは、例えば、Ethernet（登録商標）の信号線と電源線を含む。したがって、通信線ＬＣは、例えば、IEEE 802.3標準Ethernet（登録商標）フレームでの情報の送受信が可能なデータ線と、マスタノードからスレーブノードへの電源供給が可能な電源線を含む。ネットワークＮ１は、パケット転送とそれぞれのエンコーダへの電源供給とが可能なデイジーチェーン構造のネットワークの一例と言える。
　制御装置１０は、例えば、Programmable Logic Controller（ＰＬＣ）、サーボコントローラ等と呼ばれるものである。制御装置１０は、マイクロプロセッサ等のCentral Processing Unit（ＣＰＵ）およびメモリを内蔵し、ユーザが変更可能なプログラムによって機器を制御する。なお、制御装置１０は、通信線ＬＳの通信インターフェースを有する。制御装置１０のＣＰＵは、デイジーチェーンで接続された通信線ＬＳを通じて通信を実行する。
　ドライバＤ１等は、制御装置１０からの目標値の指示を受け、モータＭ１等に電力を供給し、モータＭ１等を制御する。目標値は、例えば、モータＭ１等の軸の回転位置、回転速度、回転力等である。なお、ドライバＤ１等は、ＣＰＵを含むコントローラと通信線ＬＳの通信インターフェースを有し、デイジーチェーンで接続された通信線ＬＳを通じて通信を実行する。
　モータＭ１等は内部に通信装置とエンコーダを有している。通信装置は、ＣＰＵを含むコントローラと通信線ＬＳの通信インターフェースを有し、デイジーチェーンで接続された通信線ＬＳを通じて通信を実行する。エンコーダは、モータＭ１等の軸の回転位置（回転角度）、回転数、または、回転速度等のモータの回転に関する物理量を検出する。エンコーダは、通信線ＬＣの電源線から電源供給を受け、例えば、光センサを動作させて、モータＭ１等の軸の回転を検出する。そして、通信装置は、通信線ＬＣのデータ線により、エンコーダで検出された物理量（回転位置、回転数、回転速度等）を制御装置１０またはドライバＤ１等に通知する。ドライバＤ１等は、エンコーダで検出された物理量を基に、モータＭ１の回転位置、回転速度、回転力等が目標値に近づくようにモータＭ１等を制御する。なお、ドライバＤ１等とモータＭ１等の組み合わせは、制御機構の一例と言える。
　＜比較例＞
　図２は、比較例に係る制御システム５００を例示する。制御システム５００は、制御装置５０と、ドライバＤ５１、Ｄ５２と、モータＭ５１、Ｍ５１とを有する。制御システム５００では、制御装置５０とドライバＤ１等は、図１の場合と同様、通信線ＬＣ５０で接続され、モーションネットワークを形成する。しかし、比較例においては、ドライバＤ５１、Ｄ５２は、モータＭ５１、Ｍ５２に動力線ＬＰ５１、ＬＰ５２により電力を供給する。また、比較例においては、ドライバＤ５１、Ｄ５２は、モータＭ５１、Ｍ５２に付属するエンコーダからエンコーダ線ＬＥ５１、ＬＥ５２を介して、モータＭ５１、Ｍ５２の回転位置、回転速度等の検出値を受け取る。
　すなわち、比較例においては、ドライバＤ５１等とモータＭ５１等の間は動力線ＬＰ１等とエンコーダ線ＬＥ１等で、別々に配線が必要である。また、ノイズの影響を避けるため動力線とエンコーダ線は分離して設置する必要がある。そのため、ドライバＤ５１等とモータＭ５１等との間に距離がある場合、長距離の動力線ＬＰ１等とエンコーダ線ＬＥ１等をそれぞれ配線することになる。また、モーションネットワーク用の通信線ＬＣ５０とエンコーダ線ＬＥ５１等はそれぞれ専用の通信線となっている。そのため、ユーザは、それぞれの専用のケーブル線種を準備しなければならない。
　＜実施形態１＞
　以下、図３から図１１を参照して、本実施形態の制御システム１００Ａ乃至１００Ｄを説明する。
　（構成）
　図３は、本実施形態の制御システム１０Ａを例示する図である。図１のように、制御システム１００Ａは、複数のモータＭ１、Ｍ２と、モータＭ１等を駆動するドライバＤ１、Ｄ２と、制御装置１０を有している。図３においても、図１と同様、モータＭ１、Ｍ２とドライバＤ１、Ｄ２とは、ドライバＤ１等からモータＭ１等へ電力を供給するための動力線ＬＰ１、ＬＰ２で接続されている。制御システム１００Ａは、例えば、２軸を制御するシステムということができる。
　また、図３においても、図１と同様、モータＭ１等、ドライバＤ１等、および制御装置１０は、通信線ＬＣで接続されている。通信線ＬＣは、制御装置１０、ドライバＤ１等、およびモータＭ１等をデイジーチェーンで接続し、図１に例示したネットワークＮ１を形成する。なお、図３では、図１の分岐部ＢＲは例示されていない。しかし、本実施形態および以下で述べる他の実施形態においても、通信線ＬＣによるデイジーチェーンは、分岐部ＢＲで複数の経路に分岐可能である。制御装置１０、ドライバＤ１等、およびモータＭ１等については、図１で述べたものと同様である。
　制御システム１００Ａにおいても、通信線ＬＣにより、ドライバＤ１等からモータＭ１等に付属するエンコーダに給電される。そして、エンコーダで検出したモータＤ１等の回転位置、回転数、回転速度等の物理量が通信線ＬＣにより制御装置１０に通知される。したがって、制御システム１００Ａにおいても、制御装置１０から個別にドライバＤ１、Ｄ２にエンコーダ線ＬＥ１、ＬＥ２等を配線する必要がない。すなわち、通信線ＬＣのデイジーチェーンがあればよい。
　図４は、本実施形態におけるモータＭ１、Ｍ２およびドライバＤ１、Ｄ２の他の配置を例示する。図４においては、制御装置１０に近い位置にドライバＤ１、Ｄ２が配置され、これら制御装置１０、ドライバＤ１、Ｄ２等から離れた位置にモータＭ１、Ｍ２が配置されることが想定されている。このように、ドライバＤ１等とモータＭ１等が距離をおいて配置される場合、比較例の図２１場合に対して、図３の制御システム１００Ａは、エンコーダ線ＬＥ１等の配線が不要となり、効果が大きくなる。
　図５は、図２の比較例と同様にモータＭ１、Ｍ２およびドライバＤ１、Ｄ２を配置した制御システム１００Ｂを例示する図である。図５では、図２と同様の構成の制御システム５００Ｂも比較のために例示されている。
　図５のように、制御システム５００Ｂでは、ドライバ５１とモータＭ５１を接続するエンコーダ線ＬＥ１、ドライバ５２とモータＭ５２を接続するエンコーダ線ＬＥ２が配線されている。一方、本実施形態の制御システム１００Ｂでは、通信線ＬＣの１系統のデイジーチェーンが配線されれば、モータＭ１、Ｍ２からドライバＤ１、Ｄ２にモータＭ１、Ｍ２に付属するエンコーダで検出された回転位置、回転速度等の物理量がフィードバック可能である。
　図６は、配線を保護またはシールドするダクトＴ１、Ｔ２を用いた本実施形態の制御システム１００Ｃを例示する図である。図６では、図２と同様の構成でダクトＴ５１、Ｔ５２を用いた制御システム５００Ｃも比較のために例示されている。
　図６のように、比較例の制御システム５００Ｃにおいて、動力線ＬＰ５１、ＬＰ５２とエンコーダ線ＬＥ５１、ＬＥ５２とは、ノイズによる干渉防止のため、それぞれ異なるダクトＴ５１、Ｔ５２に収納される。同様に、本実施形態の制御システム１００Ｃにおいて、動力線ＬＰ１、ＬＰ２と通信線ＬＣとは、それぞれ異なるダクトＴ１、Ｔ２に収納される。
　図６のように、制御システム５００Ｃの場合、２本のエンコーダ線ＬＥ５１、ＬＥ５２をダクトＴ５１に通す必要がある。一方、本実施形態の制御システム１００Ｃにおいては、ダクトＴ２を通る通信線ＬＣは１本で済む。なお、図６は、２軸を制御する制御システム１００Ｃの例である。３軸を制御する場合には、比較例の制御システム５００Ｃの場合、ダクトＴ５１に通るエンコーダ線は３本となり、本実施形態の制御システム１００Ｃの場合、ダクトＴ２を通る通信線ＬＣは１本で済む。これは、Ｎ（整数）軸を制御するシステムにおいて、Ｎ本のエンコーダ線を１本の通信線ＬＣで置き換えることができるという一般化され得る効果である。また、例えば、制御装置１０、ドライバＤ１、Ｄ２等を含む制御盤がモータＭ１、Ｍ２等から離れた位置に設置される場合に、本実施形態の効果は特に大きくなる。
　図７は、センサＳＮ５１等を含む比較例の制御システム５００ＤとセンサＳＮ１等を含む本実施形態の制御システム１００Ｄを比較する図である。図７で左側に例示された制御システム５００Ｄは、図６の制御システム５００Ｃに対して、さらにセンサＳＮ５１、ＳＮ５２が追加されたものである。一方、図７で右側に例示された制御システム１００Ｄは、図６の制御システム１００Ｃに対して、さらにセンサＳＮ１、ＳＮ２が追加されたものである。
　制御システム５００Ｄでは、センサＳＮ１、ＳＮ２は、それぞれ、ダクトＴ５１を通るセンサ線ＬＳ５１、ＬＳ５２によってドライバＤ５１、Ｄ５２に接続されている。一方、本実施形態の制御システム１００Ｄでは、センサＳＮ１、ＳＮ２は、いずれも、通信線ＬＣのデイジーチェーンに接続すれば済む。したがって、制御システム１００Ｄでは、２本のセンサ線ＬＳ５１、ＬＳ５２に代えて、１系統のデイジーチェーンの通信線ＬＳが配線されればよい。これは、センサＬＳ１等の数が、Ｎ（整数）個に増加した場合も、同様である。また、例えば、制御装置１０、ドライバＤ１、Ｄ２等を含む制御盤がモータＭ１、Ｍ２等から離れた位置に設置される場合に、本実施形態の効果は特に大きくなる。
　ここで、センサＳＮ１、ＳＮ２等の種類、および数に限定はない。センサＳＮ１、ＳＮ２等は、検出部と、ＣＰＵを含むコントローラと、デイジーチェーンの通信線ＬＳとの通信インターフェースを有する。検出部は、様々な物理量、化学成分、生体情報、画像、音等の少なくとも１つを含むデータを検出する。物理量とは、例えば、力学的またな電磁気学的な測定値、環境からの測定値等を含む。化学成分とは、例えば、物質または環境に含まれる分子その他の成分を含む。生体情報とは、例えば、人体、生物から得られる情報、環境から得られる生物情報等を含む。コントローラは、検出部で検出されたデータを通信インターフェースから、デイジーチェーンの通信線ＬＳを介して次の宛先に送出する。これらのデータは、通信線ＬＳ上で授受されるパケット内における、センサＳＮ１等に対応する入出力可能な領域に設定される。すなわち、センサＳＮ１等は、物理量、化学成分、生体情報、画像および音の少なくとも１つを含むデータを検出し、デイジーチェーン構造の送信元から受信したパケット内の自身に対応する領域に検出したデータを設定して、デイジーチェーン構造の次の宛先に受信したパケットを送信する。このようにして、センサＳＮ１等で検出されたデータがドライバＤ１、Ｄ２等、または制御装置１０に伝達される。
　（パケットのプロセスデータの構成と入出力のタイミング）
　図１、図３乃至図７のように、制御装置１０等はデイジーチェーンの始点に位置するといえる。すなわち、制御装置１０、ドライバＤ１、モータＭ１、ドライバＤ２、モータＭ２、・・・のようにデイジーチェーン構造で接続されている。以下、このデイジーチェーン構造でのパケットへのデータの入出力をパケット内のプロセスデータの構成とともに説明する。
　図８は、本実施形態の制御システム１００Ａ乃至１００Ｄの通信線ＬＣによるデイジーチェーンを介して授受されるパケットに含まれるプロセスデータの構成を例示する。プロセスデータとは、パケットのヘッダ情報およびフレームチェックシーケンス等を除外したデータ部分である。なお、図８では、プロセスデータの構成とともに、制御装置１０の処理およびパケットがデイジーチェーンを１回目に巡回するときにアクセスするスレーブノードの処理も矢印で例示されている。
　図８のように、プロセスデータは、デイジーチェーンに組み込まれたスレーブノードであるドライバＤ１、Ｄ２、・・・、およびモータＭ１、Ｍ２、・・・ごとに、読み書き可能な領域が予め指定されている。このような指定は、例えば、デイジーチェーンのネットワーク内のノード番号で識別可能なように実施すればよい。このような指定は、例えば、各スレーブノードがデイジーチェーンに接続されたときに実行されればよい。また、このような指定は、例えば、マスタノードとスレーブノードの間の初期設定で実行されるものでもよい。なお、図のように、本実施形態および以下に説明する他の実施形態において、モータＭ１、Ｍ２等には、エンコーダＥ１、Ｅ２等が付属する。そして、図８に例示されるプロセスデータは、ドライバＤ１宛て指令Ｃ１、ドライバＤ１宛てフィードバックＦ１、ドライバＤ２宛て指令Ｃ２、ドライバＤ２宛てフィードバックＦ２、・・・を含む。なお、本実施形態において、ドライバＤ１等およびモータＭ１等のスレーブノードがそれぞれ２個（合計４個）に限定される訳ではない。
　例えば、制御装置１０は、ドライバＤ１宛て指令Ｃ１およびドライバＤ２宛て指令Ｃ２をパケットのそれぞれの領域に書き込み（矢印Ａ１、Ａ２）、パケットをデイジーチェーンに送出する。本実施形態では、デイジーチェーンは、図３のように、ドライバＤ１、モータＭ１、ドライバＤ２、モータＭ１の順に形成されているとする。なお、すでに述べたように、制御装置１０、ドライバＤ１等、モータＭ１等およびセンサＳＮ１等には通信線ＬＳの通信インターフェースが設けられ、これらにより通信が実行される。ただし、本実施形態の説明では、制御装置１０、ドライバＤ１等、モータＭ１等が通信するものと説明する。制御装置１０は、パケットをドライバＤ１に転送する。
　すると、ドライバＤ１がパケットを受信し、プロセスデータから、ドライバＤ１宛て指令Ｃ１を読み出す（矢印Ａ３）。指令Ｃ１は、例えば、モータＭ１の回転位置、回転速度、回転力等の目標値である。ドライバＤ１は、パケットをモータＭ１に転送するとともに、プロセスデータから読み出した指令Ｃ１にしたがって、モータＭ１を制御する。なお、この時点では、ドライバＤ１宛てフィードバックＦ１は未設定であるので、ドライバＤ１は、フィードバックＦ１を取得できない。
　次に、モータＭ１がパケットを受信すると、モータＭ１に付属するエンコーダＥ１が検出した回転位置、回転数、回転速度等の物理量をドライバＤ１宛てフィードバックＦ１の領域に書き込む（矢印Ａ４）。そして、モータＭ１は、パケットをドライバＤ２に転送する。
　次に、ドライバＤ２がパケットを受信すると、プロセスデータから、ドライバＤ２宛て指令Ｃ２を読み出す（矢印Ａ５）。ドライバＤ２は、パケットをモータＭ２に転送するとともに、プロセスデータから読み出した指令Ｃ２にしたがって、モータＭ２を制御する。なお、この時点では、ドライバＤ２宛てフィードバックＦ２は未設定であるので、ドライバＤ２は、フィードバックＦ２を取得できない。
　さらに、モータＭ２がパケットを受信すると、モータＭ２に付属するエンコーダＥ２が検出した回転位置、回転数、回転速度等の物理量をドライバＤ２宛てフィードバックＦ２の領域に書き込む（矢印Ａ６）。そして、モータＭ２は、パケットをドライバＤ２に宛てて、デイジーチェーンを折り返して送出する。その後、パケットはデイジーチェーンを逆方向に転送され、一旦、制御装置１０に戻る。なお、本実施形態では、パケットはデイジーチェーンを逆方向に転送される間、スレーブノードは、プロセスデータの領域に入出力を実行しないものとする。そして、制御装置１０は、折り返して転送されたパケットを再度ドライバＤ１に向けて送出する。
　図９に、第２回目にパケットがデイジーチェーンを巡回するときにアクセスするスレーブノードの処理を矢印で例示する。本実施形態では、第２回目のパケットの巡回において、制御装置１０は、第１回目の巡回時の指令（ドライバＤ１宛て指令Ｃ１およびドライバＤ２宛て指令Ｃ２）をクリアすることとする（矢印Ａ１１１、Ａ１２）。ただし、制御装置１０は、第１回目のドライバＤ１宛て指令Ｃ１およびドライバＤ２宛て指令Ｃ２をクリアする代わりに、この領域へのドライバＤ１、Ｄ２によるアクセスを不許可に設定してもよい。そして、第１回目の巡回と同様、制御装置１０は、パケットをドライバＤ１に転送する。
　ドライバＤ１は、第２回目に巡回されるパケットを受信すると、プロセスデータから、ドライバＤ１宛てフィードバックＦ１を読み出す（矢印Ａ７）。ドライバＤ１は、パケットをモータＭ１に転送するとともに、第１回目の巡回で取得済みの指令Ｃ１とフィードバックＦ１にしたがって、モータＭ１を制御する。
　次に、モータＭ１がパケットを受信すると、すにで、フィードバックＦ１の領域にデータ書き込まれているので、モータＭ１は、そのままパケットをドライバＤ２に転送する。
　次に、ドライバＤ２は、第２回目に巡回されるパケットを受信すると、プロセスデータから、ドライバＤ２宛てフィードバックＦ２を読み出す（矢印Ａ８）。ドライバＤ２は、パケットをモータＭ２宛てに転送するとともに、第１回目の巡回で取得済みの指令Ｃ２とフィードバックＦ２にしたがって、モータＭ２を制御する。
　次に、モータＭ２がパケットを受信すると、すにで、フィードバックＦ２の領域にデータ書き込まれているので、モータＭ２は、そのままパケットをドライバＤ２に折り返す。
　このようにして折り返されたパケットはデイジーチェーンを逆方向に転送され、制御装置１０に戻される。すると、制御装置１０は、図８に例示した１周目のパケットに新たな目標値を設定し、フィードバックＦ１、Ｆ２の領域をクリアするか、この領域を書き込み可能に設定したパケットをデイジーチェーンに送出する。このように、制御装置１０は、図８に例示する第１回目に巡回するパケットと、図９に例示する、第１回目の巡回で折り返された、第２回目に巡回するパケットを交互にデイジーチェーンに送出する。このような手順で、制御装置１０は、目標値をスレーブノードのドライバＤ１、Ｄ２に引き渡す。また、モータＭ１、Ｍ２のエンコーダＥ１、Ｅ２は、制御装置１０を介して、フィードバックをドライバＤ１、Ｄ２に引き渡す。
　（処理）
　図９、１０により、制御システム１００Ａの処理を説明する。図９、１０では、制御装置１０、ドライバＤ１、Ｄ２、モータＭ１、Ｍ２およびモータＭ１、Ｍ２に付属するエンコーダＥ１、Ｅ２のパケットの授受と、これらによって実行される処理が例示されている。この処理では、まず、制御装置１０がマスタノードとして、初期設定をスレーブノードに指示する（Ｓ１）。初期設定の指示は、例えば、各スレーブノードに対するプロセスデータ内のそれぞれのアクセス許可領域の通知を含むものでもよい。すると、各スレーブノードは、初期設定の指示にしたがって、自身が読み出す領域と、書き込む領域を認識し、それぞれのメモリに記憶する（Ｓ２乃至Ｓ５）。なお、すでに述べたように、このような設定は各スレーブノードがデイジーチェーンに接続されたときに実行されてもよい。
　次に、制御装置１０は、プロセスデータに指令を設定し（Ｓ６）、パケットを送出する（Ｓ７）。Ｓ６の処理は、パケット内で複数の制御機構のそれぞれのドライバに対応する領域にそれぞれのドライバ宛の指令を設定することの一例である。また、Ｓ７の処理は、パケットを前記デイジーチェーン構造の次の接続先に送信することの一例である。
　すると、ドライバＤ１がパケットを受信する（Ｓ８）。そして、ドライバＤ１は、プロセスデータ内のアクセスが許可された領域からドライバＤ１宛て指令Ｃ１を読み取る（Ｓ９）。Ｓ９の処理は、デイジーチェーン構造の送信元から受信したパケット内の自身に対応する領域から制御装置１０から自身に宛てた指令を取得することの一例である。次に、ドライバＤ１は、パケットを送出する（Ｓ１０）とともに、指令Ｃ１にしたがってモータＭ１を制御する（Ｓ１１）。Ｓ１０の処理は、パケットをデイジーチェーン構造の次の接続先に送信することの一例である。
　次に、モータＭ１がパケット受信する（Ｓ１２）。そして、モータＭ１は、エンコーダＥ１が検出した物理量をドライバＤ１宛てフィードバックＦ１の領域に書き込む（Ｓ１３）。Ｓ１３の処理は、受信したパケット内の自身に対応する領域に、それぞれの電動機が有するエンコーダによって検出された物理量を設定することの一例である。そして、モータＭ１は、パケットを送出する（Ｓ１４）。Ｓ１４の処理は、デイジーチェーン構造の次の宛先に前記受信したパケットを送信することの一例である。
　次に、ドライバＤ２がパケットを受信する（Ｓ１５）。そして、ドライバＤ２は、プロセスデータ内のアクセスが許可された領域からドライバＤ２宛て指令Ｃ２を読み取る（Ｓ１６）。Ｓ１６の処理も、デイジーチェーン構造の送信元から受信したパケット内の自身に対応する領域から制御装置１０から自身に宛てた指令を取得することの一例である。次に、ドライバＤ２は、パケットを送出する（Ｓ１７）とともに、指令Ｃ２にしたがってモータＭ２を制御する（Ｓ１８）。
　すると、モータＭ２がパケット受信する（Ｓ１９）。そして、モータＭ２は、エンコーダＥ２が検出した物理量をドライバＤ２宛てフィードバックＦ２の領域に書き込む（Ｓ２０）。Ｓ２０の処理も、受信したパケット内の自身に対応する領域に、それぞれの電動機が有するエンコーダによって検出された物理量を設定することの一例である。そして、モータＭ１は、パケットをデイジーチェーンの逆方向に折り返して送出する。なお、Ｓ１３とＳ２０の処理は、パケットがデイジーチェーン構造の末端との間を往復する間に、複数の制御機構のそれぞれの電動機が受信したパケット内に物理量を設定することの一例である。
　図１１は、パケットがデイジーチェーンの逆方向に折り返されたとき以降の処理を例示する。すなわち、モータＭ２は、ドライバＤ２に向けてパケットを送出する（Ｓ３０）。すると、それぞれのスレーブノードは、デイジーチェーンの逆方向にパケットを送出する（Ｓ３１乃至Ｓ３７）。Ｓ３０乃至Ｓ３７の処理は、デイジーチェーン構造のネットワークの末端においてパケットが折り返して転送されることの一例と言える。また、図１０のＳ７から図１１のＳ３７の処理によって、パケットがデイジーチェーン構造の末端との間を一度往復したと言える。
　制御装置１０は、折り返して転送されたパケットを受信すると（Ｓ３７）、受信したパケットをフィードバックとしてデイジーチェーンに再び送出する（Ｓ３８）。Ｓ３８の処理は一度往復したパケットを再度送出することの一例である。
　そして、ドライバＤ１がフィードバックのパケットを受信する（Ｓ３９）。そして、ドライバＤ１は、プロセスデータ内のアクセスが許可された領域からドライバＤ１宛てフィードバックＦ１を読み取る（Ｓ４０）。Ｓ４０の処理は、再度送出されたパケット内の自身に対応する領域からそれぞれのドライバに対応する電動機において検出された物理量を取得することの一例である。次に、ドライバＤ１は、パケットをモータＭ１に送出する（Ｓ４１）とともに、第１回目の巡回で取得済みの指令Ｃ１とフィードバックＦ１にしたがってモータＭ１を制御する（Ｓ４２）。
　次に、モータＭ１は、パケットを受信し（Ｓ４３）、そのままドライバＤ２に送出する（Ｓ４４）。これにより、ドライバＤ２がフィードバックのパケットを受信する（Ｓ４５）。そして、ドライバＤ２は、プロセスデータ内のアクセスが許可された領域からドライバＤ２宛てフィードバックＦ２を読み取る（Ｓ４６）。Ｓ４６の処理も再度送出されたパケット内の自身に対応する領域からそれぞれのドライバに対応する電動機において検出された物理量を取得することの一例である。次に、ドライバＤ２は、パケットをモータＭ２に送出する（Ｓ４７）とともに、第１回目の巡回で取得済みの指令Ｃ２とフィードバックＦ２にしたがってモータＭ２を制御する（Ｓ４８）。
　そして、モータＭ２がパケットを受信し（Ｓ４９）、そのままドライバＤ２に折り返す（Ｓ５０）。以降、Ｓ３０乃至Ｓ３７と同様に、それぞれのスレーブノードは、デイジーチェーンの逆方向にパケットを送出する。
　（実施形態の効果）
　以上述べたように、本実施形態の制御システム１００Ａは、通信線ＬＣにより、制御装置１０、ドライバＤ１等、およびモータＭ１（エンコーダＥ１を含む）等をデイジーチェーンで接続した構成を有する。そして、制御装置１０がマスタノードとなり、ドライバＤ１等、およびモータＭ１（エンコーダＥ１）等がスレーブノードとなる。これによって、パケットがデイジーチェーンを往復する間に、制御装置１０がドライバＤ１等に目標値を含む指令を伝達し、モータＭ１等においてエンコーダＥ１で計測されたフィードバック情報である物理量がパケットに追加される。そして、次に、パケットが再びデイジーチェーンを往復する間に、ドライバＤ１等がこのフィードバック情報を取得する。このような２回のパケットの巡回（往復）により、従来のエンコーダ線ＬＥ１等が不要となる。その結果、ドライバＤ１等、モータＭ１（エンコーダＥ１）等を複数含む制御システム１００Ａにおいて、配線作業の負荷が大幅に削減される。この効果は、例えば、図４、図５の例示したように、ドライバＤ１等とモータＭ１（エンコーダＥ１）等の間の距離が大きい場合に大きなものとなる。また、この効果は、例えば、図６に例示したように、ダクトＤ１等が用いられる場合に大きなものとなる。さらに、この効果は、図７に例示したように、センサＳＮ１等が多数用いられる場合に大きなものとなる。
　なお、本実施形態では、図２乃至７のデイジーチェーンにおいて、ドライバＤ１等が制御対象のモータＭ１等よりも制御装置１０に近い側に位置する。しかしながら、ドライバＤ１等が制御対象のモータＭ１等よりも制御装置１０に遠い側に位置する場合にも、制御システム１００Ａの処理は、適用可能である。すなわち、本実施形態の制御システム１００Ａでは、パケットがデイジーチェーンを２往復する間に、制御装置１０からドライバＤ１等への指令とモータＭ１等からドライバＤ１等へのフィードバックが実行される。このため、本実施形態の制御システム１００Ａでは、ドライバＤ１等と制御対象のモータＭ１等とのデイジーチェーンでの位置関係に制限がない。すなわち、ドライバＤ１等と制御対象のモータＭ１等とが柔軟に配置可能で、レイアウトの自由度が向上する。
　＜実施形態２＞
　以下、図１２から図１４を参照して第２の実施形態の制御システム１００Ｂを説明する。上記第１の実施形態の制御システム１００Ａでは、パケットがデイジーチェーンを２往復する間に、制御装置１０からドライバＤ１等への指令とモータＭ１等からドライバＤ１等へのフィードバックが実行される。ここで、フィードバックとは、エンコーダＥ１等の検出データのドライバＤ１等への伝達である。一方、本実施形態の制御システム１００Ｂでは、パケットがデイジーチェーンを１往復する間に、制御装置１０からドライバＤ１等への指令とモータＭ１等からドライバＤ１等へのフィードバックが実行される。すなわち、マスタノードとしての制御装置１０から送出されたパケットを用いて、スレーブノード間、つまり、ドライバＤ１等とモータＭ１等との間の通信が実行される。その結果、制御システム１００Ｂでは、ドライバＤ１等とモータＭ１等との間のレスポンスが向上する。
　（パケットのプロセスデータの構成と入出力のタイミング）
　図１２は、制御システム１００Ｂの通信線ＬＣによるデイジーチェーンを介して授受されるパケットに含まれるプロセスデータの構成を例示する。図１２は、パケットがデイジーチェーンを巡回するときの各ノードの処理を例示する図でもある。プロセスデータは、ドライバＤ１宛て指令Ｃ１、ドライバＤ１宛てフィードバックＦ１１、Ｆ１２、ドライバＤ２宛て指令Ｃ２、ドライバＤ２宛てフィードバックＦ２、・・・を含む。なお、図１２は、ドライバＤ１宛てフィードバックＦ１１、Ｆ１２を例示するが、いずれか一方だけが使用されてもよい。ドライバＤ１宛てフィードバックＦ１１、Ｆ１２が設けられるのは、パケットがデイジーチェーンを往復する間に、２回モータＭ１を通過するため、物理量が書き込まれる機会が２度発生するからである。
　第１の実施形態（図８）と同様、例えば、制御装置１０は、ドライバＤ１宛て指令Ｃ１およびドライバＤ２宛て指令Ｃ２をパケットのそれぞれの領域に書き込み（矢印Ａ２１、Ａ２２）、パケットをデイジーチェーンに送出する。デイジーチェーンは、第１の実施形態の図３のように、ドライバＤ１、モータＭ１、ドライバＤ２、モータＭ１の順に形成されているとする。
　そして、ドライバＤ１がパケットを受信すると、プロセスデータから、ドライバＤ１宛て指令Ｃ１を読み出す（矢印Ａ２３）。ドライバＤ１は、パケットをモータＭ１に転送するとともに、プロセスデータから読み出した指令Ｃ１にしたがって、モータＭ１を制御する。なお、この時点では、第１の実施形態（図８）と同様、ドライバＤ１宛てフィードバックＦ１は未設定であるので、ドライバＤ１は、フィードバックＦ１を取得できない。
　次に、モータＭ１がパケットを受信すると、モータＭ１に付属するエンコーダＥ１が、検出した回転位置、回転数、回転速度等の物理量をドライバＤ１宛てフィードバックＦ１の領域に書き込む（矢印Ａ２４）。そして、モータＭ１は、パケットをドライバＤ２に転送する。なお、制御システム１００Ｂにおいて、ドライバＤ１がフィードバックＦ１２の領域のみを使用する場合には、モータＭ１は、エンコーダＬＥ１で検出された物理量をフィードバックＦ１の領域に書き込むことなく、そのままパケットをドライバＤ２に転送してもよい。
　次に、ドライバＤ２がパケットを受信すると、プロセスデータから、ドライバＤ２宛て指令Ｃ２を読み出す（矢印Ａ２５）。ドライバＤ２は、パケットをモータＭ２に転送するとともに、プロセスデータから読み出した指令Ｃ２にしたがって、モータＭ２を制御する。なお、この時点では、第１の実施形態（図８）と同様、ドライバＤ２宛てフィードバックＦ２は未設定であるので、ドライバＤ２は、フィードバックＦ２を取得できない。
　さらに、モータＭ２がパケットを受信すると、モータＭ２に付属するエンコーダＥ２が、検出した回転位置、回転数、回転速度等の物理量をドライバＤ２宛てフィードバックＦ２の領域に書き込む（矢印Ａ２６）。そして、モータＭ１は、パケットをドライバＤ２に転送する。その後、パケットはデイジーチェーンを逆方向に転送される。
　ただし、本実施の形態では、この逆方向に転送の間に、ドライバＤ１、ドライバＤ２は、それぞれへのモータＭ１、Ｍ２のそれぞれからのフィードバックを取得する。すなわち、まず、ドライバＤ２は、モータＭ２から逆方向に送出されたパケットを受け取ると、
プロセスデータから、ドライバＤ２宛てフィードバックＦ２を読み出す（矢印Ａ２７）。ドライバＤ２は、パケットをモータＭ１に逆方向に転送するとともに、矢印Ａ２５の処理で取得済みの指令Ｃ２とフィードバックＦ２にしたがって、モータＭ２を制御する。
　次に、モータＭ１がパケットを受信すると、この時点でエンコーダＥ１が検出したデータをドライバＤ１宛てフィードバックＦ１２に書き込む（矢印Ａ２８）。なお、制御システム１００Ｂにおいて、ドライバＤ１がフィードバックＦ１１の領域のみを使用する場合には、モータＭ１は、第１実施形態と同様、そのままパケットをドライバＤ１に転送してもよい。すなわち、制御システム１００Ｂは、ドライバＤ１宛てフィードバックＦ１１、Ｆ１２のいずれか一方だけを用いてもよい。
　次に、ドライバＤ１がパケットを受信すると、プロセスデータから、ドライバＤ１宛てフィードバックＦ１１、Ｆ１２を読み出す（矢印Ａ２９、Ａ３０）。ドライバＤ１は、パケットを制御装置１０に逆方向に転送するとともに、矢印Ａ２３の処理で取得済みの指令Ｃ１とフィードバックＦ１１、Ｆ１２にしたがって、モータＭ１を制御する。なお、モータＭ１が矢印Ａ２４の処理および矢印Ａ２８の処理のいずれかを実行しない場合、ドライバＤ１は、モータＭ１によって書き込まれたフィードバックＦ１１、Ｆ１２のいずれか一方により、モータＭ１を制御してもよい。
　（処理）
　図１３、図１４により、制御システム１００Ｂの処理を説明する。図１３、図１４では、制御装置１０、ドライバＤ１、Ｄ２、モータＭ１、Ｍ２およびモータＭ１、Ｍ２に付属するエンコーダＥ１、Ｅ２のパケットの授受と、これらによって実行される処理が例示されている。この処理のうち、Ｓ５１乃至Ｓ６１の処理は、図１０のＳ１乃至Ｓ１１の処理と同様であるので、その説明が省略される。
　そして、ドライバＤ１がパケットを送出すると（Ｓ６１）、モータＭ１がパケット受信する（Ｓ６２）。そして、モータＭ１は、エンコーダＥ１が検出したデータをドライバＤ１宛てフィードバックＦ１１の領域に書き込む（Ｓ６３）。なお、図１２で説明したように、制御システム１００Ｂにおいて、ドライバＤ１がフィードバックＦ１１の領域をしないで、フィードバックＦ１２の領域のみを使用する場合には、モータＭ１は、フィードバックＦ１１の領域に書き込まないで、そのままパケットをドライバＤ２に転送してもよい。そして、モータＭ１は、パケットを送出する（Ｓ６４）。
　次に、Ｓ６５乃至Ｓ７０の処理は、図１０のＳ１５乃至Ｓ２０の処理と同様であるので、その説明が省略される。モータＭ２は、エンコーダＥ２が検出したデータをドライバＤ２宛てフィードバックＦ２の領域に書き込むと（Ｓ７０）、モータＭ２は、パケットをデイジーチェーンの逆方向に折り返す。Ｓ７０の処理は、デイジーチェーン構造のネットワークの末端においてパケットが折り返して転送されることの一例である。
　図１４は、第２の実施形態において、パケットがデイジーチェーンの逆方向に折り返されたとき以降の処理を例示する。すなわち、Ｓ７０の処理の後、モータＭ２は、ドライバＤ２宛てにパケットを送出する（Ｓ８０）。すると、ドライバＤ２がパケットを受信する（Ｓ８１）。そして、ドライバＤ２は、プロセスデータ内のアクセスが許可された領域からドライバＤ２宛てフィードバックＦ２を読み取る（Ｓ８２）。Ｓ８２の処理は、折り返して転送されたパケット内の自身に対応する領域からそれぞれのドライバに対応する電動機において検出された物理量を取得することの一例である。次に、ドライバＤ２は、パケットをモータＭ１に送出する（Ｓ８３）とともに、Ｓ６６の処理で取得済みの指令Ｃ２とフィードバックＦ２にしたがってモータＭ２を制御する（Ｓ８４）。
　次に、モータＭ１は、パケットを受信する（Ｓ８５）。そして、モータＭ１は、エンコーダＥ１が検出したデータをドライバＤ１宛てフィードバックＦ１２の領域に書き込む（Ｓ８６）。なお、図１２で説明したように、制御システム１００Ｂにおいて、ドライバＤ１がフィードバックＦ１２の領域をしないで、フィードバックＦ１１の領域のみを使用する場合には、モータＭ１は、Ｓ８６の処理を実行しなくてもよい。そして、モータＭ１は、パケットをドライバＤ１宛てに送出する（Ｓ８７）。
　次に、ドライバＤ１がパケットを受信する（Ｓ８８）。そして、ドライバＤ１は、プロセスデータ内のアクセス許可された領域からドライバＤ１宛てフィードバックＦ１１、Ｆ１２を読み取る（Ｓ８９）。Ｓ８９の処理も、折り返して転送されたパケット内の自身に対応する領域からそれぞれのドライバに対応する電動機において検出された物理量を取得することの一例である。
　ただし、図１２で説明したように、制御システム１００Ｂにおいて、フィードバックＦ１１、Ｆ１２の一方だけが使用されてもよい。その場合には、ドライバＤ１は、フィードバックＦ１１、Ｆ１２の一方だけを読み取るようにしてもよい。次に、ドライバＤ１は、パケットを制御装置１０に送出する（Ｓ９０）とともに、Ｓ５９の処理で取得済みの指令Ｃ１とフィードバックＦ１１、Ｆ１２にしたがってモータＭ１を制御する（Ｓ９１）。
　（実施形態の効果）
　以上述べたように、本実施形態の制御システム１００Ｂは、第１の実施形態と同様、通信線ＬＣにより、制御装置１０、ドライバＤ１等、およびモータＭ１（エンコーダＥ１）等をデイジーチェーンで接続した構成を有する。ただし、本実施形態では、制御装置１０からのパケットがデイジーチェーンを１往復する間に、以下の処理１乃至３が制御装置１０と該当するスレーブノードで実行される。
（１）制御装置１０がドライバＤ１等に目標値を含む指令を伝達し、ドライバＤ１等が指令を取得する。
（２）モータＭ１等がエンコーダＥ１等で計測されたフィードバック情報をパケットのフィードバックＦ１等の領域に書き込む。
（３）モータＭ１等がパケットのフィードバックＦ１等の領域からモータＭ１等で書き込まれたフィードバック（エンコーダＥ１等で検出された物理量）を取得する。
　その結果、ドライバＤ１等、モータＭ１（エンコーダＥ１）等を複数含む制御システム１００Ｂにおいては、ドライバＤ１等は、第１の実施形態で例示した制御システム１００Ａの場合よりも、レスポンスよくモータＭ１等を制御できる。
　なお、本実施形態では、図２乃至図７に例示のように、デイジーチェーンにおいて、ドライバＤ１等が制御対象のモータＭ１等よりも制御装置１０に近い側に位置することが必要である。すなわち、デイジーチェーンにおいて、ドライバＤ１等が制御対象のモータＭ１等よりも制御装置１０に近い側に位置してデイジーチェーン構造に接続される。これにより、パケット１往復でのドライバＤ１等への指示と、モータＭ１等からドライバＤ１等へのフィードバックが可能となる。
　＜その他の実施形態＞
　＜付記＞
１．　電動機（Ｍ１乃至Ｍ４）を駆動するドライバ（Ｄ１乃至Ｄ４）と前記電動機の回転に関する物理量を検出するエンコーダ（Ｅ１、Ｅ２）を有する前記電動機（Ｍ１乃至Ｍ４）とを含む複数の制御機構（Ｍ１乃至Ｍ４、Ｄ１乃至Ｄ４）と、
　前記複数の制御機構を制御する制御装置（１００）と、を備え、
　前記複数の制御機構に含まれるそれぞれの前記ドライバ、それぞれの前記電動機および前記制御装置は、パケット転送とそれぞれの前記エンコーダへの電源供給とが可能なデイジーチェーン構造のネットワーク（Ｎ１）で接続され、
　前記制御装置（１００）は、パケット内で前記複数の制御機構のそれぞれのドライバ（Ｄ１乃至Ｄ４）に対応する領域にそれぞれのドライバ宛の指令を設定して前記パケットを前記デイジーチェーン構造の次の接続先に送信し、
　前記複数の制御機構のそれぞれのドライバ（Ｄ１乃至Ｄ４）は、前記デイジーチェーン構造の送信元から受信したパケット内の自身に対応する領域から前記制御装置から自身に宛てた指令を取得し、前記デイジーチェーン構造の次の宛先に前記受信したパケットを送信し、
　前記複数の制御機構のそれぞれの電動機（Ｍ１乃至Ｍ４）は、受信したパケット内の自身に対応する領域に前記それぞれの電動機が有するエンコーダによって検出された物理量を設定して、前記デイジーチェーン構造の次の宛先に前記受信したパケットを送信する、制御システム（１００、１００Ａ、１００Ｂ）。
　１０　　制御装置
　１００、１００Ａ、１００Ｂ　制御システム
　Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４　ドライバ
　Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４　エンコーダ
　ＬＣ　通信線
　ＬＰ１、ＬＰ２　電力線
　Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４　モータ
　ＳＮ１、ＳＮ２　センサ

Claims (10)

  1. 　電動機を駆動するドライバと前記電動機の回転に関する物理量を検出するエンコーダを有する前記電動機とを含む複数の制御機構と、
    　前記複数の制御機構を制御する制御装置と、を備え、
    　前記複数の制御機構に含まれるそれぞれの前記ドライバ、それぞれの前記電動機および前記制御装置は、パケット転送とそれぞれの前記エンコーダへの電源供給とが可能なデイジーチェーン構造のネットワークで接続され、
    　前記制御装置は、パケット内で前記複数の制御機構のそれぞれのドライバに対応する領域にそれぞれのドライバ宛の指令を設定して前記パケットを前記デイジーチェーン構造の次の接続先に送信し、
    　前記複数の制御機構のそれぞれのドライバは、前記デイジーチェーン構造の送信元から受信したパケット内の自身に対応する領域から前記制御装置から自身に宛てた指令を取得し、前記デイジーチェーン構造の次の宛先に前記受信したパケットを送信し、
    　前記複数の制御機構のそれぞれの電動機は、受信したパケット内の自身に対応する領域に前記それぞれの電動機が有するエンコーダによって検出された物理量を設定して、前記デイジーチェーン構造の次の宛先に前記受信したパケットを送信する、制御システム。
  2. 　前記デイジーチェーン構造のネットワークの末端において前記パケットは折り返して転送され、
    　前記複数の制御機構のそれぞれのドライバは、前記折り返して転送されたパケット内の自身に対応する領域から前記それぞれのドライバに対応する電動機において検出された前記物理量を取得する請求項１に記載の制御システム。
  3. 　前記複数の制御機構のそれぞれにおいて、ドライバは対応する電動機よりも前記制御装置に近い位置でデイジーチェーン構造に接続される請求項１または２に記載の制御システム。
  4. 　前記制御装置は、前記デイジーチェーン構造の始点に接続され、前記パケットを送出し、
    　前記送出されたパケットが前記デイジーチェーン構造の末端との間を往復する間に、前記複数の制御機構のそれぞれの電動機は、受信したパケット内に前記物理量を設定し、
    　前記送出されたパケットが前記デイジーチェーン構造の末端との間を一度往復した後、前記制御装置は前記一度往復したパケットを再度送出し、
    　前記複数の制御機構のそれぞれのドライバは、前記再度送出されたパケット内の自身に対応する領域から前記それぞれのドライバに対応する電動機において検出された前記物理量を取得する請求項１に記載の制御システム。
  5. 　前記デイジーチェーン構造のネットワークに接続される１以上のセンサをさらに備え、
    　前記１以上のセンサは、前記デイジーチェーン構造の送信元から受信したパケット内の自身に対応する領域に検出したデータを設定して、前記デイジーチェーン構造の次の宛先に前記受信したパケットを送信する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の制御システム。
  6. 　電動機を駆動するドライバと前記電動機の回転に関する物理量を検出するエンコーダを有する前記電動機とを含む複数の制御機構と、
    　前記複数の制御機構を制御する制御装置と、を備える制御システムの前記いずれかのドライバであって、
    　前記複数の制御機構に含まれるそれぞれの前記ドライバ、それぞれの前記電動機および前記制御装置は、パケット転送とそれぞれの前記エンコーダへの電源供給とが可能なデイジーチェーン構造のネットワークで接続され、
    　前記制御装置は、パケット内で前記複数の制御機構のそれぞれのドライバに対応する領域にそれぞれのドライバ宛の指令を設定して前記パケットを前記デイジーチェーン構造の次の接続先に送信し、
    　前記複数の制御機構のそれぞれの電動機は、受信したパケット内の自身に対応する領域に前記それぞれの電動機が有するエンコーダによって検出された物理量を設定して、前記デイジーチェーン構造の次の宛先に前記受信したパケットを送信する、前記ネットワーク内で、
    　前記デイジーチェーン構造の送信元から受信したパケット内の自身に対応する領域から前記制御装置から自身に宛てた指令を取得し、前記デイジーチェーン構造の次の宛先に前記受信したパケットを送信するドライバ。
  7. 　前記デイジーチェーン構造のネットワークの末端において前記パケットは折り返して転送され、
    　前記折り返して転送されたパケット内の自身に対応する領域から前記それぞれのドライバに対応する電動機において検出された前記物理量を取得する請求項６に記載のドライバ。
  8. 　電動機を駆動するドライバと前記電動機の回転に関する物理量を検出するエンコーダを有する前記電動機とを含む複数の制御機構と、
    　前記複数の制御機構を制御する制御装置と、を備える制御システムの前記いずれかの電動機であって、
    　前記複数の制御機構に含まれるそれぞれの前記ドライバ、それぞれの前記電動機および前記制御装置は、パケット転送とそれぞれの前記エンコーダへの電源供給とが可能なデイジーチェーン構造のネットワークで接続され、
    　前記制御装置は、パケット内で前記複数の制御機構のそれぞれのドライバに対応する領域にそれぞれのドライバ宛の指令を設定して前記パケットを前記デイジーチェーン構造の次の接続先に送信し、
    　前記複数の制御機構のそれぞれのドライバは、前記デイジーチェーン構造の送信元から受信したパケット内の自身に対応する領域から前記制御装置から自身に宛てた指令を取得し、前記デイジーチェーン構造の次の宛先に前記受信したパケットを送信する、デイジーチェーン構造のネットワーク内で、
    　受信したパケット内の自身に対応する領域に自身に付属するエンコーダによって検出された物理量を設定して、前記デイジーチェーン構造の次の宛先に前記受信したパケットを送信する電動機。
  9. 　電動機を駆動するドライバと前記電動機の回転に関する物理量を検出するエンコーダを有する前記電動機とを含む複数の制御機構と、
    　前記複数の制御機構を制御する制御装置と、を備える制御システムの制御装置であって、
    　前記複数の制御機構に含まれるそれぞれの前記ドライバ、それぞれの前記電動機および前記制御装置は、パケット転送とそれぞれの前記エンコーダへの電源供給とが可能なデイジーチェーン構造のネットワークで接続され、
    　前記複数の制御機構のそれぞれのドライバは、前記デイジーチェーン構造の送信元から受信したパケット内の自身に対応する領域から前記制御装置から自身に宛てた指令を取得し、前記デイジーチェーン構造の次の宛先に前記受信したパケットを送信し、
    　前記複数の制御機構のそれぞれの電動機は、受信したパケット内の自身に対応する領域に前記それぞれの電動機が有するエンコーダによって検出された物理量を設定して、前記デイジーチェーン構造の次の宛先に前記受信したパケットを送信する、デイジーチェーン構造のネットワーク内で、
    　パケット内で前記複数の制御機構のそれぞれのドライバに対応する領域にそれぞれのドライバ宛の指令を設定して前記パケットを前記デイジーチェーン構造の次の接続先に送信する制御装置。
  10. 　電動機を駆動するドライバと前記電動機の回転に関する物理量を検出するエンコーダを有する前記電動機とを含む複数の制御機構と、
    　前記複数の制御機構を制御する制御装置と、を備える制御システムの制御方法であって、
    　前記複数の制御機構に含まれるそれぞれの前記ドライバ、それぞれの前記電動機および前記制御装置は、パケット転送とそれぞれの前記エンコーダへの電源供給とが可能なデイジーチェーン構造のネットワークで接続され、
    　前記制御装置は、パケット内で前記複数の制御機構のそれぞれのドライバに対応する領域にそれぞれのドライバ宛の指令を設定して前記パケットを前記デイジーチェーン構造の次の接続先に送信し、
    　前記複数の制御機構のそれぞれのドライバは、前記デイジーチェーン構造の送信元から受信したパケット内の自身に対応する領域から前記制御装置から自身に宛てた指令を取得し、前記デイジーチェーン構造の次の宛先に前記受信したパケットを送信し、
    　前記複数の制御機構のそれぞれの電動機は、受信したパケット内の自身に対応する領域に前記それぞれの電動機が有するエンコーダによって検出された物理量を設定して、前記デイジーチェーン構造の次の宛先に受前記受信したパケットを送信する、制御方法。
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