特開 2015-229462 同期システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-229462(P2015-229462A)

(43)【公開日】2015年12月21日

(54)【発明の名称】同期システム

(51)【国際特許分類】

   B60R 16/02 20060101AFI20151124BHJP

   G05B 19/18 20060101ALI20151124BHJP

【ＦＩ】

   B60R16/02 660B

   G05B19/18 Y

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-117612(P2014-117612)

(22)【出願日】2014年6月6日

(71)【出願人】

【識別番号】000005234

【氏名又は名称】富士電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100111763

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 隆

(74)【代理人】

【識別番号】100163832

【弁理士】

【氏名又は名称】後藤 直哉

(72)【発明者】

【氏名】松本 栄治

【テーマコード（参考）】

3C269

【Ｆターム（参考）】

3C269BB11

3C269KK08

3C269MN07

3C269MN27

3C269PP20

(57)【要約】

【課題】 共通の同期信号に同期し、同期信号の周期よりも長い処理周期で周期処理を実行する複数の装置を同期化させる。
【解決手段】 複数の安全ドライブ装置における１の安全ドライブ装置３Ａはマスタ安全装置３Ａ−３を有し、他の安全ドライブ装置３Ｂ、３Ｃは、スレーブ安全装置を有する。マスタ安全装置およびスレーブ安全装置の各々は、コントローラ１が出力する同期信号φに同期し、かつ、同期信号の周期のｋ倍（ｋは２以上の整数）の処理周期で周期的に安全制御を行う。マスタ安全装置は、当該装置の処理周期を同期させている同期信号の発生タイミングを示すマルチキャスト信号ＭＣを送信する。スレーブ安全装置は、マルチキャスト信号ＭＣとともに発生する同期信号φに当該装置の処理周期を同期させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

各々、周期的な同期信号に同期し、該同期信号の周期のｋ倍（ｋは２以上の整数）の処理周期で周期的に動作するマスタ装置とスレーブ装置とを有し、
前記マスタ装置は、当該マスタ装置の処理周期の開始タイミングを示す同期指示信号を送信する送信手段を具備し、
前記スレーブ装置は、前記同期指示信号の発生タイミングの所定範囲内において発生する同期信号に当該スレーブ装置の処理周期を同期させる周期タイミング補正手段を具備することを特徴とする同期システム。

【請求項2】

前記スレーブ装置は、前記処理周期の計時を繰り返す周期タイマを具備し、
前記周期タイミング補正手段は、前記周期タイマに計時させる処理周期を制御することにより、前記スレーブ装置の処理周期を前記同期指示信号の発生タイミングの所定範囲内において発生する同期信号に同期させることを特徴とする請求項１に記載の同期システム。

【請求項3】

前記周期タイミング補正手段は、前記処理周期の制御により前記処理周期の開始タイミングを前記同期指示信号の発生タイミングの所定範囲内に移動させる第１の処理と、前記処理周期の開始タイミングが前記同期指示信号の発生タイミングの所定範囲内にある状態において、前記処理周期の制御により前記処理周期の開始タイミングを前記同期信号の発生タイミングの所定範囲内に移動させる第２の処理とを実行することを特徴とする請求項１に記載の同期システム。

【請求項4】

前記第１の処理では、前記スレーブ装置の処理周期の開始タイミングの直前の同期信号の発生タイミングにおける前記周期タイマのタイマ値である第１のタイマ値と前記同期指示信号の発生タイミングにおける前記周期タイマのタイマ値である第２のタイマ値との差分の絶対値が閾値を越えている場合に、前記周期タイマに計時させる処理周期を規定値から所定方向に所定量だけ変化させることにより、前記処理周期の開始タイミングを前記同期指示信号の発生タイミングに接近させることを特徴とする請求項３に記載の同期システム。

【請求項5】

前記第２の処理では、前記第１のタイマ値と前記第２のタイマ値との差分の絶対値が前記閾値以内になった状態において、前記第１のタイマ値に基づいて、前記周期タイマに計時させる処理周期を増減させることにより、前記処理周期の開始タイミングを前記同期信号の発生タイミングに接近させることを特徴とする請求項４に記載の同期システム。

【請求項6】

コントローラによる制御の下、各々の駆動対象の駆動制御および安全制御を行う複数の安全ドライブ装置を有する安全ドライブシステムにおいて、
前記複数の安全ドライブ装置における１の安全ドライブ装置はマスタ安全装置を有し、他の安全ドライブ装置はスレーブ安全装置を有し、
前記コントローラは、周期的な同期信号を出力し、
前記マスタ安全装置および前記スレーブ安全装置の各々は、前記同期信号に同期し、かつ、前記同期信号の周期のｋ倍（ｋは２以上の整数）の処理周期で周期的に前記安全制御を行うものであり、
前記マスタ安全装置は、当該マスタ安全装置の処理周期の開始タイミングを示す同期指示信号を送信する送信手段を具備し、
前記スレーブ安全装置は、前記同期指示信号の発生タイミングの所定範囲内において発生する同期信号に当該スレーブ安全装置の処理周期を同期させる周期タイミング補正手段を具備することを特徴とする安全ドライブシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、複数の装置が共通の同期信号に同期して周期的な処理を行う同期システムに係り、特に複数の安全装置が同期してサーボやインバータなどのドライブ装置の安全制御を行う同期システムに関する。

【背景技術】

【0002】

各々安全装置を備えた複数の安全ドライブ装置を用い、各安全ドライブ装置の安全装置にコントローラからの安全指令を与えて安全制御を行わせる安全ドライブシステムがある。また、この種の安全ドライブシステムには、更に安全性能を高めるために、複数の安全装置が互いの状態を相互にチェックして、状態が一致しない場合に安全制御を行うようにしたものがある。そして、従来技術としては、複数の安全装置間で同期を取らずに安全制御する方法が一般的である（特許文献１）。複数の安全装置間の同期を取る技術としては、上位のコントローラから同期基準信号を出力し、下位サーボ装置ではその同期基準信号を同期補正割込みとして使用し、サーボ装置内部の定周期カウンタ値を修正して同期補正する方法が提案されている（特許文献２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０−２３４４９５号公報

【特許文献2】特開２００２−１０８４１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、特許文献１に開示されているように冗長化した複数の安全装置間で同期を取らない場合、安全装置の電源投入の時間差や、安全装置間の動作クロックのばらつきにより、各安全装置間で周期的な安全処理が非同期に実行される。しかし、安全制御レベルを高めるために、各安全装置間で互いの状態の一致確認をする必要がある。この場合、安全装置間で同期していないと、ウエイト時間をおいてからでないと状態一致の確認を正しくすることができないため、非常時の安全制御が遅れる。このため、安全制御が実行されるまでの遅れ分の非安全時間が生じることになり、安全性を確保することが困難である。

【0005】

そこで、特許文献２に開示されているように、各安全装置の安全制御のための周期処理を上位のコントローラからの同期基準信号に同期させる構成を採ることが考えられる。しかし、通常、コントローラが出力する同期信号の周期は、安全ドライブ装置内のドライブ装置がモータ駆動制御などを行う周期に合わせて短くする必要がある。これに対し、安全装置の安全処理では、安全状態の複数回一致チェックやさまざまな安全状態の診断を行う。従って、安全装置による安全処理の処理周期は、同期信号の周期に比べて長くなる。このように安全処理の処理周期が同期信号の周期よりも長くなると、複数の安全装置間で処理周期の開始タイミングが不揃いとなる場合がある。

【0006】

図９は安全ドライブシステムにおける複数の安全装置の動作例を示すタイムチャートである。この例では、コントローラが出力する同期信号φに対して、２台の安全装置が各々の処理周期の開始タイミングＰ１およびＰ２を同期させている。安全装置の処理周期が同期信号φの周期よりも長い場合、各安全装置の処理周期の開始タイミングは、図示の例のように同期信号φの周期単位でずれる可能性がある。そして、各安全装置の処理周期の開始タイミングが不揃いである場合には、ウエイト時間が経過してからでないと各安全装置間で互いの状態の一致確認をすることができないため、非常時の安全制御が遅れる問題が生じる。

【0007】

以上、複数の安全装置を有する安全ドライブシステムを例に説明したが、この問題は、この種のシステムに限らず、複数の装置が共通の同期信号に同期して周期処理を繰り返す他のシステムにおいても起こり得る問題である。

【0008】

この発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、共通の同期信号に同期し、同期信号の周期よりも長い処理周期で周期処理を実行する複数の装置を同期化させる技術的手段を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

この発明は、各々、周期的な同期信号に同期し、該同期信号の周期のｋ倍（ｋは２以上の整数）の処理周期で周期的に動作するマスタ装置とスレーブ装置とを有し、前記マスタ装置は、当該マスタ装置の処理周期の開始タイミングを示す同期指示信号を送信する送信手段を具備し、前記スレーブ装置は、前記同期指示信号の発生タイミングの所定範囲内において発生する同期信号に当該スレーブ装置の処理周期を同期させる周期タイミング補正手段を具備することを特徴とする同期システムを提供する。

【発明の効果】

【0010】

この発明によれば、マスタ装置およびスレーブ装置の処理周期が同期信号の周期よりも長い場合においても、マスタ装置およびスレーブ装置の処理周期を同期信号に同期させ、かつ、マスタ装置およびスレーブ装置の処理周期を互いに同期させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】この発明による同期システムの一実施形態である安全ドライブシステムの構成を示すブロック図である。

【図2】同実施形態におけるマスタ安全装置の構成を示すブロック図である。

【図3】同実施形態におけるスレーブ安全装置の構成を示すブロック図である。

【図4】同スレーブ安全装置の周期タイミング補正手段の動作の概略を示すタイムチャートである。

【図5】同スレーブ安全装置の同期信号取得手段が実行するルーチンの処理内容を示すフローチャートである。

【図6】同スレーブ安全装置のマルチキャスト取得手段が実行するルーチンの処理内容を示すフローチャートである。

【図7】同スレーブ安全装置の周期タイミング補正手段が実行するルーチンの処理内容を示すフローチャートである。

【図8】同実施形態の動作例を示すタイムチャートである。

【図9】従来の安全ドライブシステムの各安全装置の動作例を示すタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照し、この発明の実施形態について説明する。
図１はこの発明による同期システムの一実施形態である安全ドライブシステムの構成を示すブロック図である。図１に示すように、この安全ドライブシステムは、コントローラ１と、サーボ、インバータなどの安全ドライブ装置３Ａ〜３Ｃと、安全ドライブ装置３Ａ〜３Ｃに各々接続された制御対象機器であるモータ４Ａ〜４Ｃを有する。図示の例では、３台の安全ドライブ装置が安全ドライブシステムに設けられているが、３台以外の安全ドライブ装置を設けてもよい。コントローラ１と安全ドライブ装置３Ａ〜３Ｃとの間にはネットワーク２が介在している。コントローラ１は、ネットワーク２を介して一定周期Ｔの同期信号φを安全ドライブ装置３Ａ〜３Ｃに供給する。また、コントローラ１と安全ドライブ装置３Ａ〜３Ｃの各々は、ネットワーク２を介してデータの授受を行う。

【0013】

図１に示すように、安全ドライブ装置３Ａは、通信装置３Ａ−１と、ドライブ装置３Ａ−２と、安全装置３Ａ−３を有する。

【0014】

通信装置３Ａ−１は、コントローラ１と、ネットワーク２を介して通信するための装置である。この通信装置３Ａ−１は、コントローラ１から受信した同期信号φや通信データをドライブ装置３Ａ−２または安全装置３Ａ−３に振り分ける。また、通信装置３Ａ−１は、ドライブ装置３Ａ−２または安全装置３Ａ−３から与えられた通信データをコントローラ１に送信する。

【0015】

ドライブ装置３Ａ−２は、例えばコントローラ１からネットワーク２、通信装置３Ａ−１を経由して受信したドライブ指令に基づいてモータ４Ａを制御する。ドライブ装置３Ａ−２は、モータ４Ａの制御を、コントローラ１からネットワーク２、通信装置３Ａ−１を経由して受信される同期信号φに同期して実行する。

【0016】

安全装置３Ａ−３は、例えばコントローラ１からネットワーク２、通信装置３Ａ−１を経由して受信した安全指令に基づいてモータ４Ａを安全停止させる等の安全処理を実行する。さらに詳述すると、安全装置３Ａ−３は、この安全処理をコントローラ１からネットワーク２、通信装置３Ａ−１を経由して受信される同期信号φに同期し、かつ、同期信号φの周期Ｔのｋ倍（ｋは２以上の整数）の処理周期ｋＴで繰り返す。

【0017】

以上が安全ドライブ装置３Ａの構成である。安全ドライブ装置３Ｂおよび３Ｃも、安全ドライブ装置３Ａと基本的に同様な構成を有しているが、安全ドライブ装置３Ａと安全ドライブ装置３Ｂおよび３Ｃとでは安全装置の機能が異なっている。すなわち、安全ドライブ装置３Ａの安全装置３Ａ−３はマスタ安全装置として機能するのに対し、安全ドライブ装置３Ｂおよび３Ｃの安全装置３Ｂ−３および３Ｃ−３（図示略）はスレーブ安全装置として機能する。

【0018】

図２はマスタ安全装置３Ａ−３の構成を示すブロック図である。図２に示すように、マスタ安全装置３Ａ−３は、周期タイマ３Ａ−３−１と、同期信号取得手段３Ａ−３−２と、周期タイミング補正手段３Ａ−３−３と、マルチキャスト送信手段３Ａ−３−４とを有する。

【0019】

周期タイマ３Ａ−３−１は、予め与えられた開始値からタイムアップ値までのカウントを繰り返すことによりマスタ安全装置３Ａ−３の安全処理の処理周期ｋＴの計時を繰り返すアップカウンタである。また、同期信号取得手段３Ａ−３−２は、コントローラ１からの同期信号φの受信時の周期タイマ３Ａ−３−１のタイマ値をキャプチャする。

【0020】

周期タイミング補正手段３Ａ−３−３およびマルチキャスト送信手段３Ａ−３−４は、周期タイマ３Ａ−３−１のタイマ値がタイムアップ値に到達する都度起動される手段である。

【0021】

周期タイミング補正手段３Ａ−３−３は、起動される都度、その時点において同期信号取得手段３Ａ−３−２にキャプチャされたタイマ値を確認し、タイマ値に応じて周期タイマ３Ａ−３−１のタイムアップ値を変化させ、周期処理を変える。具体的には、タイムアップ値をＴＵとした場合、タイマ値が例えばＴＵ／２〜ＴＵ−α（αは十分に小さな所定値）の間の値であればタイムアップ値ＴＵを規定値から所定値ΔＴＵだけ小さくし、タイマ値が例えばα〜ＴＵ／２の間の値であればタイムアップ値ＴＵを規定値から所定値ΔＴＵだけ大きくする。

【0022】

周期タイミング補正手段３Ａ−３−３は、このような処理をタイムアップの都度繰り返すことにより、周期タイマ３Ａ−３−１のタイマ値が開始値となるタイミングを同期信号φの受信タイミングに接近させ、マスタ安全装置３Ａ−３の処理周期を同期信号φに同期させる。

【0023】

マルチキャスト送信手段３Ａ−３−４は、起動される都度、マルチキャスト信号ＭＣを通信装置３Ａ−１を介して２のネットワークに送出する。上述したようにマルチキャスト送信手段３Ａ−３−４は、周期タイマ３Ａ−３−１のタイマ値がタイムアップ値に到達する都度起動される。従って、マルチキャスト送信手段３Ａ−３−４が送信するマルチキャスト信号ＭＣは、マスタ安全装置３Ａ−３の処理周期の開始タイミングを示す同期指示信号としての役割を果たす。

【0024】

図３はスレーブ安全装置３Ｂ−３の構成を示すブロック図である。なお、ここではスレーブ安全装置３Ｂ−３の構成を例示するが、スレーブ安全装置３Ｃ−３の構成も、このスレーブ安全装置３Ｂ−３と同様である。

【0025】

図３に示すように、スレーブ安全装置３Ｂ−３は、周期タイマ３Ｂ−３−１と、同期信号取得手段３Ｂ−３−２と、マルチキャスト取得手段３Ｂ−３−４と、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３とを有する。

【0026】

周期タイマ３Ｂ−３−１は、マスタ安全装置３Ａ−３の周期タイマ３Ａ−３−１と同様、予め与えられた開始値からタイムアップ値までのカウントを繰り返すことによりスレーブ安全装置３Ｂ−３の安全処理の処理周期ｋＴの計時を繰り返すアップカウンタである。

【0027】

同期信号取得手段３Ｂ−３−２は、コントローラ１からの同期信号φの受信時の周期タイマ３Ｂ−３−１のタイマ値Ｔ１をキャプチャする。マルチキャスト取得手段３Ｂ−３−４は、ネットワーク２から通信装置３Ｂ−１を介してマルチキャスト信号ＭＣを取得し、その時点における周期タイマ３Ｂ−３−１のタイマ値Ｔ２をキャプチャする。

【0028】

周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、周期タイマ３Ｂ−３−１がタイムアップする都度起動される手段である。この周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、起動される都度、その時点におけるタイマ値Ｔ１およびＴ２を確認し、その結果に基づいて、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を制御する。そして、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、このタイマ値Ｔ１およびＴ２に基づくタイムアップ値の制御を繰り返すことにより、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイマ値が開始値となるタイミングをマルチキャスト信号ＭＣの発生タイミングの所定範囲内において発生する同期信号φのタイミングに同期させる。

【0029】

図４はスレーブ安全装置３Ｂ−３の動作の概略を示すタイムチャートである。この例において、同期信号φの周期はＴ、マスタ安全装置３Ａ−３およびスレーブ安全装置３Ｂ−３の処理周期の長さは４Ｔとなっている。そして、マスタ安全装置３Ａ−３のマルチキャスト送信手段３Ａ−３−４は、マスタ安全装置３Ａ−３の処理周期の開始タイミングＰｍにおいて、マルチキャスト信号ＭＣをネットワーク２に送出する。

【0030】

スレーブ安全装置３Ｂ−３の周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、マルチキャスト信号ＭＣとともに発生する同期信号φにスレーブ安全装置３Ｂ−３の処理周期の開始タイミングＰｓを同期させるための同期化処理を実行する。周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、この同期化処理を２段階に分けて行う。

【0031】

まず、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、周期タイマ３Ｂ−３−１が計時する処理周期の開始タイミングＰｓをマルチキャスト信号ＭＣの発生タイミングの前後所定範囲内に接近させる第１の処理を行う。この第１の処理の内容は次の通りである。

【0032】

まず、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、周期タイマ３Ｂ−３−１がタイムアップとなって起動された時点において、タイマ値Ｔ１およびＴ２の差分の絶対値を確認する。

【0033】

ここで、周期タイマ３Ｂ−３−１が計時する処理周期の開始タイミングＰｓがマルチキャスト信号ＭＣの発生タイミングに接近しており、マルチキャスト信号ＭＣの発生タイミングから処理周期の開始タイミング（すなわち、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３の起動タイミング）までの間に同期信号φが発生しないような場合、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３の起動タイミングにおいてタイマ値Ｔ１およびＴ２は極めて接近した値になる。

【0034】

一方、周期タイマ３Ｂ−３−１が計時する処理周期の開始タイミングＰｓがマルチキャスト信号ＭＣの発生タイミングから離れており、マルチキャスト信号ＭＣの発生タイミングから処理周期の開始タイミングＰｓまでの間に例えば１〜３回に亙って同期信号φが発生しているような場合、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３の起動タイミングにおいてタイマ値Ｔ１およびＴ２間の差分は大きな値（例えばＴより大きな値）となる。

【0035】

そこで、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、第１の処理において、タイマ値Ｔ１およびＴ２の差分の絶対値を確認し、この絶対値が所定の閾値より大きい場合に、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値から所定方向に所定量だけ変化させ、周期タイマ３Ｂ−３−１が計時する処理周期の開始タイミングＰｓをマルチキャスト信号ＭＣの発生タイミングに接近させるのである。

【0036】

図４に示す例では、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３が起動された時刻ｔ１において、タイマ値Ｔ１およびＴ２の差分が閾値よりも大きかったため、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値から所定値ΔＴａだけ減少させている。このため、スレーブ安全装置の処理周期は４ＴよりもΔＴａだけ短くなり、時刻ｔ２において周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３が起動される。

【0037】

この時刻ｔ２では、タイマ値Ｔ１およびＴ２の差分の絶対値が閾値以下となっている。従って、時刻ｔ２では、周期タイマ３Ｂ−３−１の処理周期の開始タイミングＰｓがマルチキャスト信号の発生タイミングの前後所定範囲内に接近した状態になっているといえる。そこで、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、時刻ｔ２では第１の処理を実行せず、第２の処理を実行する。

【0038】

次に第２の処理について説明する。周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、この第２の処理において、タイマ値Ｔ１に基づいて、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値から所定値ΔＴｂだけ増減させ、周期タイマ３Ｂ−３−１が計時する処理周期の開始タイミングＰｓを発生する同期信号φの発生タイミングに接近させる。

【0039】

ここで、ΔＴｂはΔＴａよりも小さな値である。また、タイムアップ値を規定値から増加させるか減少させるかは、タイマ値Ｔ１に基づいて決定する。具体的には、タイムアップ値をＴＵとした場合、例えばタイマ値Ｔ１がＴＵ／２〜ＴＵ−α（αは十分に小さな所定値）の間の値であればタイムアップ値ＴＵを規定値から所定値ΔＴＵだけ小さくし、タイマ値Ｔ１が例えばα〜ＴＵ／２の間の値であればタイムアップ値ＴＵを規定値から所定値ΔＴＵだけ大きくする。

【0040】

図４に示す例では、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３が起動された時刻ｔ２において、タイマ値Ｔ１およびＴ２の差分が閾値以下であり、タイマ値Ｔ１がＴＵ／２〜ＴＵ−αの間の値となっている。このため、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値から所定値ΔＴｂだけ減少させている。この結果、スレーブ安全装置の処理周期は４ＴよりもΔＴｂだけ短くなり、時刻ｔ３において周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３が起動される。このようにして周期タイマ３Ｂ−３−１が計時する処理周期の開始タイミングＰｓがマルチキャスト信号ＭＣとともに発生する同期信号φの発生タイミングにさらに接近する。

【0041】

しかし、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３が起動される時刻ｔ３において、タイマ値Ｔ１は、依然としてＴＵ／２〜ＴＵ−αの間の値である。そこで、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値から所定値ΔＴｂだけ減少させている。

【0042】

この結果、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、時刻ｔ４において起動される。この時刻ｔ４において、タイマ値Ｔ１は、例えばＴＵ−α〜ＴＵの間の値である。そこで、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値とする。

【0043】

このように第２の処理が繰り返されることにより周期タイマ３Ｂ−３−１が計時する処理周期の開始タイミングＰｓがマルチキャスト信号ＭＣとともに発生する同期信号φの発生タイミングに同期する。
以上がスレーブ安全装置３Ｂ−３の動作の概略である。

【0044】

次に図５〜図８を参照し、本実施形態の詳細な動作を説明する。
図５はスレーブ安全装置３Ｂ−３の同期信号取得手段３Ｂ−３−２が実行するルーチンの処理内容を示すフローチャートである。図５に示すように、同期信号取得手段３Ｂ−３−２は、常時、コントローラ１からの同期信号φが受信されるか否かの判定を行っている（ステップＳ１１）。そして、同期信号φの受信を検知した場合、同期信号取得手段３Ｂ−３−２は、その時点における周期タイマ３Ｂ−３−１のタイマ値をキャプチャし、タイマ値Ｔ１として保持する（ステップＳ１２）。

【0045】

図６はスレーブ安全装置３Ｂ−３のマルチキャスト取得手段３Ｂ−３−４が実行するルーチンの処理内容を示すフローチャートである。図６に示すように、マルチキャスト取得手段３Ｂ−３−４は、常時、マスタ安全装置３Ａ−３からのマルチキャスト信号ＭＣが受信されるか否かの判定を行っている（ステップＳ２１）。そして、マルチキャスト信号ＭＣの受信を検知した場合、マルチキャスト取得手段３Ｂ−３−４は、その時点における周期タイマ３Ｂ−３−１のタイマ値をキャプチャし、タイマ値Ｔ２として保持する（ステップＳ２２）。

【0046】

図７はスレーブ安全装置３Ｂ−３の周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３が実行するルーチンの処理内容を示すフローチャートである。周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップにより起動されると、まず、タイマ値Ｔ１およびＴ２の差分の絶対値ΔＴを算出する（ステップＳ３１）。次に周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、この絶対値ΔＴが閾値Ｔ／３以下か否かを判断する（ステップＳ３２）。この判断結果が「ＮＯ」である場合、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値から所定量だけ減少させる第１の処理を実行し（ステップＳ３３）、このルーチンを終了する。

【0047】

一方、ステップＳ３２の判断結果が「ＹＥＳ」である場合、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、以下説明するように第２の処理を実行する。まず、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、タイマ値Ｔ１が同期範囲内の値か否かを判断する（ステップＳ３４）。具体的には、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値をＴＵとした場合、タイマ値Ｔ１がＴＵ−α〜ＴＵの間の値または０〜αの間の値であるか否かを判断する。

【0048】

この判断結果が「ＮＯ」である場合、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、上述したようにタイマ値Ｔ１に基づいて周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値から増加させ、または減少させる（ステップＳ３５）。そして、図７に示すルーチンを終了する。

【0049】

これに対し、ステップＳ３４の判断結果が「ＹＥＳ」である場合、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値とし（ステップＳ３６）、図７に示すルーチンを終了する。

【0050】

図８（ａ）および（ｂ）は本実施形態の動作例を示すタイムチャートである。図８（ａ）および（ｂ）にはコントローラ１が出力する同期信号φと、マスタ安全装置３Ａ−３が出力するマルチキャスト信号ＭＣと、スレーブ安全装置３Ｂ−３の周期タイマ３Ｂ−３−１のタイマ値ＴＣの波形が示されている。また、図８（ａ）および（ｂ）において、タイムアップ値の規定値は４Ｔである。

【0051】

図８（ａ）に示す例では、時刻ｔ１１において周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３が起動されたとき、タイマ値Ｔ１およびＴ２間の差分の絶対値はＴであり、閾値Ｔ／３より大きい。このため、時刻ｔ１１において周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、第１の処理を実行し、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値からΔＴａ＝Ｔ／２だけ減少させ、タイムアップ値を４Ｔ−Ｔ／２としている。この第１の処理が実行されると、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップのタイミングがマルチキャスト信号ＭＣとともに発生する同期信号φの発生タイミングに近づく。この例では、マルチキャスト信号ＭＣとともに発生する同期信号φの発生タイミングの後、後続の同期信号φが発生する前の時刻ｔ１２において、周期タイマ３Ｂ−３−１がタイムアップし、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３が起動される。

【0052】

この時刻ｔ１２では、タイマ値Ｔ１およびＴ２間の差分の絶対値は閾値Ｔ／３以下（図示の例ではほぼ０）となっている。そこで、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、第１の処理を実行せず、第２の処理を実行する。この第２の処理において、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値からΔＴｂだけ減少させ、タイムアップ値を４Ｔ−ΔＴｂとしている。

【0053】

その後、時刻ｔ１３、時刻ｔ１４においても、タイマ値Ｔ１が同期範囲内の値でないことから、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値からΔＴｂだけ減少させ、タイムアップ値を４Ｔ−ΔＴｂとしている。この処理が繰り返されることにより、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップのタイミングがマルチキャスト信号ＭＣとともに発生する同期信号φの発生タイミングに近づいてゆく。そして、タイマ値Ｔ１が同期範囲内の値になった場合、周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値４Ｔとする。

【0054】

図８（ｂ）に示す例では、時刻ｔ２１において周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３が起動されたとき、タイマ値Ｔ１およびＴ２間の差分の絶対値は２Ｔであり、閾値Ｔ／３より大きい。このため、時刻ｔ２１において周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、第１の処理を実行し、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値からΔＴａ＝Ｔ／２だけ減少させている。この第１の処理が実行されると、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップのタイミングがマルチキャスト信号ＭＣとともに発生する同期信号φの発生タイミングに近づく。

【0055】

次に時刻ｔ２２において周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップにより周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３が起動されたとき、タイマ値Ｔ１およびＴ２間の差分の絶対値はＴとなっており、依然として閾値Ｔ／３より大きい。このため、時刻ｔ２２において周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、第１の処理を実行し、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値からΔＴａ＝Ｔ／２だけ減少させている。

【0056】

次に時刻ｔ２３において周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップにより周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３が起動されたとき、タイマ値Ｔ１およびＴ２間の差分は依然としてＴとなっており、閾値Ｔ／３より大きい。このため、時刻ｔ２３において周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、第１の処理を実行し、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値からΔＴａ＝Ｔ／２だけ減少させている。

【0057】

次に時刻ｔ２４において周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップにより周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３が起動されたとき、タイマ値Ｔ１およびＴ２間の差分の絶対値は閾値以下（図示の例ではほぼ０）となっている。このため、時刻ｔ２３において周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、第１の処理を実行せず、第２の処理を実行し、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値からΔＴｂだけ減少させている。

【0058】

その後、時刻ｔ２５において周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップにより周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３が起動されたときも、第２の処理が実行される。

【0059】

このようにして周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップのタイミングがマルチキャスト信号ＭＣとともに発生する同期信号φの発生タイミングに近づいてゆく。

【0060】

以上のように、本実施形態によれば、コントローラ１からの同期信号φの周期Ｔよりもマスタ安全装置およびスレーブ安全装置の処理周期が長い場合であっても、マスタ安全装置の処理周期を同期信号φに同期させ、かつ、スレーブ安全装置の処理周期をマスタ安全装置の処理周期に同期させることができる。従って、例えば故障発生時に複数の安全ドライブ装置を、ほとんど時間ロス無く、同時に安全停止させることや、順番に停止させることが可能になり、安全性を高めることができる。

【0061】

また、本実施形態においてスレーブ安全装置の周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、第１の処理により、処理周期の開始タイミングをマルチキャスト信号ＭＣの発生タイミングの前後所定範囲内に移動させた状態において、第２の処理により処理周期の開始タイミングを同期信号に同期させる制御を行う。このように本実施形態では、最終的に処理周期の開始タイミングを同期信号に同期させるため、処理周期の開始タイミングのジッタを少なくし、処理周期の同期化制御を安定化させることができる。さらに詳述すると、マスタ安全装置は、当該マスタ安全装置の処理周期を可変制御することにより処理周期を同期信号に同期させているため、この処理周期の開始タイミングにジッタが生じる。このため、マスタ安全装置の処理周期の開始タイミングを示すマルチキャスト信号の発生タイミングにもジッタが生じる。従って、仮にスレーブ安全装置の処理周期をマルチキャスト信号ＭＣに同期させたとすると、スレーブ装置の処理周期の開始タイミングに大きなジッタが生じ、処理周期の同期化制御が不安定になる可能性がある。しかしながら、本実施形態では、上述のように最終的には第２の処理によりスレーブ安全装置の処理周期の開始タイミングを同期信号に同期させる。従って、スレーブ安全装置の処理周期の開始タイミングのジッタを少なくし、同期化制御を安定化させることができる。

【0062】

また、本実施形態においてスレーブ安全装置の周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、起動される都度、常にタイマ値Ｔ１およびＴ２の差分の絶対値を確認し、絶対値が閾値よりも大きい場合に、処理周期の開始タイミングをマルチキャスト信号ＭＣの発生タイミングの前後所定範囲内に移動させる第１の処理を行う。従って、例えば同期信号が一時的にスレーブ安全装置に届かなくなって同期外れが発生し、スレーブ安全装置の処理周期の開始タイミングがマルチキャスト信号の発生タイミングから大きく離れたとしても、同期信号の供給再開後、直ちに第１の処理により処理周期の開始タイミングをマルチキャスト信号ＭＣの発生タイミングの前後所定範囲内に移動させることができる。従って、本実施形態によれば、スレーブ安全装置を同期外れから迅速に復帰させることができる。

【0063】

＜他の実施形態＞
以上、この発明の一実施形態を説明したが、この発明には他にも実施形態が考えられる。例えば次の通りである。

【0064】

（１）上記実施形態における周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、タイマ値Ｔ１およびＴ２の差分の絶対値が閾値より大きい場合に、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値からΔＴａだけ減少させた。しかし、このようにする代わりに、タイマ値Ｔ１およびＴ２の差分の絶対値が閾値より大きい場合に、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値からΔＴａだけ増加させてもよい。すなわち、タイマ値Ｔ１およびＴ２の差分の絶対値が閾値より大きい期間は、規定値からの変化の方向を固定し、常に一定方向に変化させれば、マルチキャスト信号ＭＣとともに発生する同期信号φの発生タイミングから所定範囲内に周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップのタイミングを接近させることが可能である。

【0065】

（２）上記実施形態における周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、タイマ値Ｔ１およびＴ２の差分の絶対値が閾値より大きい場合に、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値からΔＴａだけ減少させた。しかし、このようにする代わりに、タイマ値Ｔ２とタイムアップ値ＴＵとの差分の絶対値が閾値より大きい場合（すなわち、マルチキャスト信号の発生タイミングから処理周期の開始タイミングまでの時間差が所定値より大きい場合）に、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値ＴＵを規定値から所定方向に所定量だけ変化させてもよい。

【0066】

（３）上記実施形態における周期タイミング補正手段３Ｂ−３−３は、タイマ値Ｔ１およびＴ２の差分の絶対値が閾値以下であり、かつ、タイマ値Ｔ１が同期範囲内でない場合に、常に周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値から所定量だけ増減した。しかし、そのようにする代わりに、周期タイマ３Ｂ−３−１のタイムアップ値を規定値から所定量だけ増減した後は、一旦、タイムアップ値を規定値に戻し、その後、依然としてタイマ値Ｔ１が同期範囲内でない場合には、タイムアップ値を規定値から所定量だけ増減するようにしてもよい。この態様によれば、タイマ値Ｔ１およびＴ２の差分の絶対値が閾値以下になった後の処理周期の変動を少なくし、スレーブ安全装置の動作をより安定化することができる。

【符号の説明】

【0067】

１……コントローラ、２……ネットワーク、３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，……安全ドライブ装置、４Ａ，４Ｂ，４Ｃ……モータ、３Ａ−１……通信装置、３Ａ−２……ドライブ装置、３Ａ−３……マスタ安全装置、３Ｂ−３……スレーブ安全装置、３Ａ−３−１，３Ｂ−３−１……周期タイマ、３Ａ−３−２，３Ｂ−３−２……同期信号取得手段、３Ａ−３−３，３Ｂ−３−３……周期タイミング補正手段、３Ａ−３−４……マルチキャスト送信手段、３Ｂ−３−４……マルチキャスト取得手段。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】