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(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】P2024109258
(43)【公開日】2024-08-14
(54)【発明の名称】制御装置、制御システム、方法およびプログラム
(51)【国際特許分類】
H04L 7/00 20060101AFI20240806BHJP
G05B 19/042 20060101ALI20240806BHJP
G05B 19/05 20060101ALI20240806BHJP
【ＦＩ】
H04L7/00 990
G05B19/042
G05B19/05 J
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023013969
(22)【出願日】2023-02-01
(71)【出願人】
【識別番号】000002945
【氏名又は名称】オムロン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001195
【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】新實 太雅
(72)【発明者】
【氏名】米田 光宏
【テーマコード（参考）】
5H220
5K047
【Ｆターム（参考）】
5H220AA06
5H220BB09
5H220BB18
5H220CC07
5H220CX01
5H220EE12
5H220HH01
5H220HH04
5H220HH05
5H220JJ12
5H220JJ22
5H220JJ26
5H220JJ29
5H220JJ34
5H220JJ35
5H220JJ36
5H220JJ38
5H220KK01
5H220LL01
5K047AA18
(57)【要約】
【課題】時刻同期を精度良く速やかに完了させる。
【解決手段】時刻同期処理部は、基準時刻とタイマが計測した時刻との間の時刻差を算出し、時刻差の許容範囲を示す第１閾値以上である第２閾値を取得する。時刻同期処理部は、タイマの時刻を、基準時刻を示すように第１補正量で補正する第１補正処理、または、第１補正量よりも小さい第２補正量で補正する第２補正処理の一方を実施する。時刻同期処理部は、時刻差が第２閾値以上であるとき第１補正処理を、時刻差が前記第２閾値未満であるとき第２補正処理を、それぞれ実施する。
【選択図】図１
【解決手段】時刻同期処理部は、基準時刻とタイマが計測した時刻との間の時刻差を算出し、時刻差の許容範囲を示す第１閾値以上である第２閾値を取得する。時刻同期処理部は、タイマの時刻を、基準時刻を示すように第１補正量で補正する第１補正処理、または、第１補正量よりも小さい第２補正量で補正する第２補正処理の一方を実施する。時刻同期処理部は、時刻差が第２閾値以上であるとき第１補正処理を、時刻差が前記第２閾値未満であるとき第２補正処理を、それぞれ実施する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ＦＡ（ファクトリオートメーション）の制御装置であって、
ネットワークを接続するコネクタと、
タイマと、
対象の制御に関連する処理を実施する制御処理部と、
時刻同期の処理を実施する時刻同期処理部と、を備え、
前記時刻同期処理部は、
基準時刻と前記タイマが計測した時刻との間の時刻差を算出する時刻差算出部と、
前記時刻差の許容範囲を示す第１閾値以上である第２閾値を取得する閾値取得部と、
前記タイマの時刻を、前記基準時刻を示すように第１補正量で補正する第１補正処理または当該タイマの時刻を、前記基準時刻を示すように前記第１補正量よりも小さい第２補正量で補正する第２補正処理の一方を実施する補正部と、を含み、
前記補正部は、
前記時刻差が前記第２閾値以上であるとき前記第１補正処理を実施し、前記時刻差が前記第２閾値未満であるとき前記第２補正処理を実施する、制御装置。
ネットワークを接続するコネクタと、
タイマと、
対象の制御に関連する処理を実施する制御処理部と、
時刻同期の処理を実施する時刻同期処理部と、を備え、
前記時刻同期処理部は、
基準時刻と前記タイマが計測した時刻との間の時刻差を算出する時刻差算出部と、
前記時刻差の許容範囲を示す第１閾値以上である第２閾値を取得する閾値取得部と、
前記タイマの時刻を、前記基準時刻を示すように第１補正量で補正する第１補正処理または当該タイマの時刻を、前記基準時刻を示すように前記第１補正量よりも小さい第２補正量で補正する第２補正処理の一方を実施する補正部と、を含み、
前記補正部は、
前記時刻差が前記第２閾値以上であるとき前記第１補正処理を実施し、前記時刻差が前記第２閾値未満であるとき前記第２補正処理を実施する、制御装置。
【請求項2】
前記タイマの時刻は、当該タイマが有するクロックに基づいた時刻を示し、
前記基準時刻は、前記ネットワークに接続されるマスタ装置のクロックに基づいた時刻を示し、
前記時刻差算出部は、前記タイマのクロックの周波数と前記マスタ装置のクロックの周波数の差に基づき前記時刻差を算出する、請求項１に記載の制御装置。
前記基準時刻は、前記ネットワークに接続されるマスタ装置のクロックに基づいた時刻を示し、
前記時刻差算出部は、前記タイマのクロックの周波数と前記マスタ装置のクロックの周波数の差に基づき前記時刻差を算出する、請求項１に記載の制御装置。
【請求項3】
前記制御装置は、前記ネットワークに接続されたマスタ装置から配信されるメッセージを受信する通信部を、さらに備え、
前記マスタ装置からの配信メッセージは、当該マスタ装置のマスタクロックに基づく当該メッセージの送信時刻を含み、
前記時刻差算出部は、
前記マスタ装置から受信した前記配信メッセージの前記送信時刻と前記ネットワークの伝搬遅延時間とに基づき前記基準時刻を算出し、
前記タイマが計測した前記配信メッセージの受信時刻と算出された前記基準時刻との差に基づき前記時刻差を算出する、請求項１に記載の制御装置。
前記マスタ装置からの配信メッセージは、当該マスタ装置のマスタクロックに基づく当該メッセージの送信時刻を含み、
前記時刻差算出部は、
前記マスタ装置から受信した前記配信メッセージの前記送信時刻と前記ネットワークの伝搬遅延時間とに基づき前記基準時刻を算出し、
前記タイマが計測した前記配信メッセージの受信時刻と算出された前記基準時刻との差に基づき前記時刻差を算出する、請求項１に記載の制御装置。
【請求項4】
前記時刻同期処理部は、
前記時刻差が前記第１閾値以下であることの同期条件が満たされるか否かを判定し、
前記補正部は、前記同期条件が満たされたことの判定に応じて、前記時刻差が前記第２閾値以上であるとき前記第１補正処理を実施し、前記時刻差が前記第２閾値未満であるとき前記第２補正処理を実施する、請求項１～３のいずれか１項に記載の制御装置。
前記時刻差が前記第１閾値以下であることの同期条件が満たされるか否かを判定し、
前記補正部は、前記同期条件が満たされたことの判定に応じて、前記時刻差が前記第２閾値以上であるとき前記第１補正処理を実施し、前記時刻差が前記第２閾値未満であるとき前記第２補正処理を実施する、請求項１～３のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項5】
前記閾値取得部は、
前記時刻差を用いた算出式に従い前記第２閾値を算出する、請求項１～３のいずれか１項に記載の制御装置。
前記時刻差を用いた算出式に従い前記第２閾値を算出する、請求項１～３のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項6】
前記閾値取得部は、
前記第１閾値と予め定められた値の間の大きさの関係および前記第１閾値を用いた算出式に従い、前記第２閾値を算出する、請求項１～３のいずれか１項に記載の制御装置。
前記第１閾値と予め定められた値の間の大きさの関係および前記第１閾値を用いた算出式に従い、前記第２閾値を算出する、請求項１～３のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項7】
前記第１補正処理は、
前記タイマの時刻を前記第１補正量で補正する処理を、Ｍ回（ただし、Ｍ≧２）繰り返し、
前記第１補正量は、前記時刻差の値をＭ個に分割した値に基づく補正量を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の制御装置。
前記タイマの時刻を前記第１補正量で補正する処理を、Ｍ回（ただし、Ｍ≧２）繰り返し、
前記第１補正量は、前記時刻差の値をＭ個に分割した値に基づく補正量を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項8】
前記第２補正処理は、
前記タイマの時刻を前記第２補正量で補正する処理を、Ｎ回（ただし、Ｎ≧２）繰り返し、
前記第２補正量は、前記時刻差の値をＮ個に分割した値に基づく補正量を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の制御装置。
前記タイマの時刻を前記第２補正量で補正する処理を、Ｎ回（ただし、Ｎ≧２）繰り返し、
前記第２補正量は、前記時刻差の値をＮ個に分割した値に基づく補正量を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項9】
前記時刻同期処理部は、前記時刻差が前記第１閾値以下であることの同期条件が満たされるか否かを判定し、
前記対象の制御に関連する処理は、前記同期条件が満たされと判定されたときに実施される第１処理と、当該同期条件が満たされと判定されたことに応じて実施される処理であって前記第１処理とは異なる第２処理を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の制御装置。
前記対象の制御に関連する処理は、前記同期条件が満たされと判定されたときに実施される第１処理と、当該同期条件が満たされと判定されたことに応じて実施される処理であって前記第１処理とは異なる第２処理を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項10】
前記第１処理は、前記対象の制御に関連した観測値と観測されたタイミングを示す前記タイマの時刻を有するデータの収集処理を含む、請求項９に記載の制御装置。
【請求項11】
ＦＡ（ファクトリオートメーション）の制御システムであって、請求項１～３のいずれか１項に記載の複数の制御装置を備える制御システム。
【請求項12】
ＦＡ（ファクトリオートメーション）の制御装置が実施する方法であって、
前記制御装置は、ネットワークを接続するコネクタと、タイマとを備え、
前記方法は、
対象の制御に関連する処理を実施すること、および
時刻同期の処理を実施すること、を備え、
前記時刻同期の処理を実施することは、
基準時刻と前記タイマが計測した時刻との間の時刻差を算出すること、
前記時刻差の許容範囲を示す第１閾値以上である第２閾値を取得すること、
前記タイマの時刻を、前記基準時刻を示すように第１補正量で補正する第１補正処理または当該タイマの時刻を、前記基準時刻を示すように前記第１補正量よりも小さい第２補正量で補正する第２補正処理の一方を実施すること、を含み、
前記一方を実施することは、
前記時刻差が前記第２閾値以上であるとき前記第１補正処理を実施し、前記時刻差が前記第２閾値未満であるとき前記第２補正処理を実施することを含む、方法。
前記制御装置は、ネットワークを接続するコネクタと、タイマとを備え、
前記方法は、
対象の制御に関連する処理を実施すること、および
時刻同期の処理を実施すること、を備え、
前記時刻同期の処理を実施することは、
基準時刻と前記タイマが計測した時刻との間の時刻差を算出すること、
前記時刻差の許容範囲を示す第１閾値以上である第２閾値を取得すること、
前記タイマの時刻を、前記基準時刻を示すように第１補正量で補正する第１補正処理または当該タイマの時刻を、前記基準時刻を示すように前記第１補正量よりも小さい第２補正量で補正する第２補正処理の一方を実施すること、を含み、
前記一方を実施することは、
前記時刻差が前記第２閾値以上であるとき前記第１補正処理を実施し、前記時刻差が前記第２閾値未満であるとき前記第２補正処理を実施することを含む、方法。
【請求項13】
ＦＡ（ファクトリオートメーション）の制御装置のプロセッサに方法を実施させるためのプログラムであって、
前記制御装置は、ネットワークを接続するコネクタと、タイマを備え、
前記方法は、
対象の制御に関連する処理を実施すること、および
時刻同期の処理を実施すること、を備え、
前記時刻同期の処理を実施することは、
基準時刻と前記タイマが計測した時刻との間の時刻差を算出すること、
前記時刻差の許容範囲を示す第１閾値以上である第２閾値を取得すること、
前記タイマの時刻を、前記基準時刻を示すように第１補正量で補正する第１補正処理または当該タイマの時刻を、前記基準時刻を示すように前記第１補正量よりも小さい第２補正量で補正する第２補正処理の一方を実施すること、を含み、
前記一方を実施することは、
前記時刻差が前記第２閾値以上であるとき前記第１補正処理を実施し、前記時刻差が前記第２閾値未満であるとき前記第２補正処理を実施することを含む、プログラム。
前記制御装置は、ネットワークを接続するコネクタと、タイマを備え、
前記方法は、
対象の制御に関連する処理を実施すること、および
時刻同期の処理を実施すること、を備え、
前記時刻同期の処理を実施することは、
基準時刻と前記タイマが計測した時刻との間の時刻差を算出すること、
前記時刻差の許容範囲を示す第１閾値以上である第２閾値を取得すること、
前記タイマの時刻を、前記基準時刻を示すように第１補正量で補正する第１補正処理または当該タイマの時刻を、前記基準時刻を示すように前記第１補正量よりも小さい第２補正量で補正する第２補正処理の一方を実施すること、を含み、
前記一方を実施することは、
前記時刻差が前記第２閾値以上であるとき前記第１補正処理を実施し、前記時刻差が前記第２閾値未満であるとき前記第２補正処理を実施することを含む、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ＦＡ（Factory Automation）の制御システムの時刻同期に関する。
【背景技術】
【0002】
様々な生産現場において、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）等の制御装置を用いた制御システムが普及している。制御システムとしては、１台の制御装置が周辺装置を制御するシステムに加えて、複数台の制御装置が互いにデータを遣り取りして協働で周辺装置を制御する分散制御システムが提案されている。分散制御システムでは、高精度に協働するために、複数の制御装置が互いに時刻同期することが望まれる。
【0003】
例えば、特許文献１（特開２０１９－１４６０６０号公報）は時刻同期の構成を開示する。この構成では、ネットワークに接続された複数の通信装置はそれぞれ、他の通信装置の時刻と自装置の時刻との差分を時刻調整値として、自装置の時刻を補正する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１９－１４６０６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ＦＡの制御システムでは、時刻同期完了を判断するための許容範囲を示す閾値が設定されて、上記に述べた時刻の差分は当該閾値と比較されて、比較の結果に基づき時刻同期の完了が判断される。したがって、設定される閾値によって時刻同期の完了に長時間を要する、または、精度良く時刻同期できない等のケースがあった。
【0006】
それゆえに、本開示の目的は、時刻同期を精度良く速やかに完了させることが可能な技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示に係るＦＡ（ファクトリオートメーション）の制御装置は、ネットワークを接続するコネクタと、タイマと、対象の制御に関連する処理を実施する制御処理部と、時刻同期の処理を実施する時刻同期処理部と、を備える。
【0008】
時刻同期処理部は、基準時刻とタイマが計測した時刻との間の時刻差を算出する時刻差算出部と、時刻差の許容範囲を示す第１閾値以上である第２閾値を取得する閾値取得部と、タイマの時刻を、基準時刻を示すように第１補正量で補正する第１補正処理または当該タイマの時刻を、基準時刻を示すように第１補正量よりも小さい第２補正量で補正する第２補正処理の一方を実施する補正部と、を含む。
【0009】
補正部は、時刻差が第２閾値以上であるとき第１補正処理を実施し、時刻差が前記第２閾値未満であるとき第２補正処理を実施する。
【0010】
上述の制御装置によれば、時刻差の許容範囲を示し第１閾値とは異なる第２閾値と時刻差との両者の値の大きさの関係に基づき、第１補正と第２補正を切替える。この場合、補正部は、時刻差が第２閾値以上であり許容範囲から比較的離れていれば、大きい方の第１補正量で補正処理を実施して、時刻差を速やかに小さくして時刻同期を完了させることができる。対照的に、時刻差が第２閾値未満であり許容範囲に近ければ、小さい方の第２補正量で補正処理を実施して、時刻差を徐々に許容範囲に収束させて、精度良く時刻同期を完了させることができる。
【0011】
上述の制御装置のタイマの時刻は、当該タイマが有するクロックに基づいた時刻を示し、基準時刻は、ネットワークに接続されるマスタ装置のクロックに基づいた時刻を示し、時刻差算出部は、タイマのクロックの周波数とマスタ装置のクロックの周波数の差に基づき時刻差を算出する。
【0012】
上述の制御装置によれば、時刻同期処理に用いる時刻差は、制御装置のタイマのクロックの周波数と基準時刻を提供するマスタ装置のクロックの周波数の差に基づき算出される。
【0013】
上述の制御装置は、ネットワークに接続されたマスタ装置から配信されるメッセージを受信する通信部を、さらに備え、マスタ装置からの配信メッセージは、当該マスタ装置のマスタクロックに基づく当該メッセージの送信時刻を含む。時刻差算出部は、マスタ装置から受信した配信メッセージの送信時刻とネットワークの伝搬遅延時間とに基づき基準時刻を算出し、タイマが計測した配信メッセージの受信時刻と算出された基準時刻との差に基づき時刻差を算出する。
【0014】
上述の制御装置によれば、マスタ装置からの配信メッセージに含まれる基準時刻を用いて時刻差を算出できる。
【0015】
上述の制御装置の時刻同期処理部は、時刻差が第１閾値以下であることの同期条件が満たされるか否かを判定し、補正部は、同期条件が満たされたことの判定に応じて、時刻差が第２閾値以上であるとき第１補正処理を実施し、時刻差が第２閾値未満であるとき第２補正処理を実施する。
【0016】
上述の制御装置によれば、上記に述べた補正処理の切替を、同期条件が満たされて同期完了と判定された場合においても実施して、時刻同期した状態を維持することができる。
【0017】
上述の制御装置の閾値取得部は、時刻差を用いた算出式に従い第２閾値を算出する。これにより、第２閾値を、時刻差を用いて算出することができる。
【0018】
上述の制御装置の閾値取得部は、第１閾値と予め定められた値の間の大きさの関係および第１閾値を用いた算出式に従い、第２閾値を算出する。これにより、第２閾値を、第１閾値と所定値の大きさの関係および当該第１閾値を用いて算出できる。
【0019】
上述の制御装置の第１補正処理は、タイマの時刻を第１補正量で補正する処理を、Ｍ回（ただし、Ｍ≧２）繰り返し、第１補正量は、時刻差の値をＭ個に分割した値に基づく補正量を含む。
【0020】
上述の制御装置によれば、第１補正処理では、時刻差を分割し、分割された各値を用いて補正を繰り返すことで、時刻同期させることができる。
【0021】
上述の制御装置の第２補正処理は、タイマの時刻を第２補正量で補正する処理を、Ｎ回（ただし、Ｎ≧２）繰り返し、第２補正量は、時刻差の値をＮ個に分割した値に基づく補正量を含む。
【0022】
上述の制御装置によれば、第２補正処理では、時刻差を分割し、分割された各値を用いて補正を繰り返すことで、時刻同期させることができる。
【0023】
上述の制御装置の時刻同期処理部は、時刻差が第１閾値以下であることの同期条件が満たされるか否かを判定し、対象の制御に関連する処理は、同期条件が満たされと判定されたときに実施される第１処理と、当該同期条件が満たされと判定されたことに応じて実施される処理であって第１処理とは異なる第２処理を含む。
【0024】
上述の制御装置によれば、時刻同期が完了したか否かで実施される制御関連処理を異ならせることができる。
【0025】
上述の制御装置の第１処理は、対象の制御に関連した観測値と観測されたタイミングを示すタイマの時刻を有するデータの収集処理を含む。
【0026】
上述の制御装置によれば、同期条件が満たされて時刻同期した場合に第１処理が実行されることで、時刻同期したタイマが計測する観測時刻に従い観測値を収集できる。
【0027】
この開示の他の局面では、ＦＡ（ファクトリオートメーション）の制御システムであって、上記に述べた制御装置を複数備える制御システムが提供される。
【0028】
この開示の他の局面では、ＦＡ（ファクトリオートメーション）の制御装置が実施する方法が提供される。制御装置は、ネットワークを接続するコネクタと、タイマとを備える。方法は、対象の制御に関連する処理を実施すること、および、時刻同期の処理を実施すること、を備え、時刻同期の処理を実施することは、基準時刻とタイマが計測した時刻との間の時刻差を算出すること、時刻差の許容範囲を示す第１閾値以上である第２閾値を取得すること、タイマの時刻を、基準時刻を示すように第１補正量で補正する第１補正処理または当該タイマの時刻を、基準時刻を示すように第１補正量よりも小さい第２補正量で補正する第２補正処理の一方を実施すること、を含み、このような一方を実施することは、時刻差が第２閾値以上であるとき第１補正処理を実施し、時刻差が第２閾値未満であるとき第２補正処理を実施することを含む。
【0029】
この開示の他の局面では、ＦＡ（ファクトリオートメーション）の制御装置のプロセッサに方法を実施させるためのプログラムが提供される。制御装置は、ネットワークを接続するコネクタと、タイマを備える。方法は、対象の制御に関連する処理を実施すること、および時刻同期の処理を実施すること、を備え、時刻同期の処理を実施することは、基準時刻とタイマが計測した時刻との間の時刻差を算出すること、時刻差の許容範囲を示す第１閾値以上である第２閾値を取得すること、タイマの時刻を、基準時刻を示すように第１補正量で補正する第１補正処理または当該タイマの時刻を、基準時刻を示すように第１補正量よりも小さい第２補正量で補正する第２補正処理の一方を実施すること、を含み、一方を実施することは、時刻差が第２閾値以上であるとき第１補正処理を実施し、時刻差が第２閾値未満であるとき第２補正処理を実施することを含む。
【0030】
上記のプログラムは、当該プログラムがコンピュータによって実行されると、コンピュータに上記の方法を実行させる命令を備えている。
【発明の効果】
【0031】
本開示によれば、時刻同期を精度良く速やかに完了させることできる。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】本実施の形態に係る制御システム１の全体構成の一例を模式的に示す図である。
【図2】本実施の形態に係る制御装置２のハードウェア構成例を示すブロック図である。
【図3】本実施の形態に係るサポート装置５００のハードウェア構成例を示すブロック図である。
【図4】本実施の形態に係る制御装置２のソフトウェア構成例を示すブロック図である。
【図5】本実施の形態に係る同期モジュール５６０の構成を模式的に示す図である。
【図6】本実施の形態に係るアプリケーション設計の概略処理フローチャートである。
【図8】本実施の形態に係る通信シーケンスの一例を示す図である。
【図9】本実施の形態に係る時刻同期処理のフローチャートである。
【図10】本実施の形態に係る第２閾値の取得を説明する図である。
【図11】本実施の形態に係る第２閾値の取得を説明する図である。
【図12】本実施の形態に係る第２閾値の取得を説明する図である。
【図13】本実施の形態に係る第２閾値の取得を説明する図である。
【図14】本実施の形態に係る時刻同期処理の他のフローチャートである。
【図15】本実施の形態に係る第２閾値が可変に設定されることによる利点を説明するグラフである。
【図16】本実施の形態に係る第２閾値が可変に設定されることによる利点を説明するグラフである。
【図17】本実施の形態に係る第２閾値が可変に設定されることによる利点を説明するグラフである。
【図18】本実施の形態に係る第２閾値が可変に設定されることによる利点を説明するグラフである。
【図19】本実施の形態に係る第２閾値が可変に設定されることによる利点を説明するグラフである。
【図20】本実施の形態に係る第２閾値が可変に設定されることによる利点を説明するグラフである。
【図21】本実施の形態に係る通信シーケンスの一例を示す図である。
【図22】本実施の形態に係る時刻差と第２閾値の関係を模式的に示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0033】
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。
【0034】
＜Ａ．適用例＞
まず、本発明が適用される場面の一例について説明する。本実施の形態では、「制御装置」の典型例として、ＰＬＣを説明するが、ＰＬＣの名称に限定されることなく、本明細書に開示された技術思想は、任意の制御装置に対して適用可能である。
まず、本発明が適用される場面の一例について説明する。本実施の形態では、「制御装置」の典型例として、ＰＬＣを説明するが、ＰＬＣの名称に限定されることなく、本明細書に開示された技術思想は、任意の制御装置に対して適用可能である。
【0035】
また、本実施の形態では、制御装置は時間を管理する管理タイマを有する。制御装置は、管理タイマを、基準時刻を管理する基準タイマに合わせるための「時刻同期処理」を実行する。管理タイマの時刻は、管理タイマのクロックに基づいて時刻を示し、基準タイマの時刻は、基準タイマのクロックに基づいた時刻を示す。
【0036】
図１は、本実施の形態に係る制御システム１の全体構成の一例を模式的に示す図である。
【0037】
図１を参照して、制御システム１は生産ラインのＦＡを実現する。より具体的には、制御システム１では、ネットワークが複数レベルに接続されており、各レベルのネットワークには、それぞれ異なる機能が割り当てられる。具体的には、限定されないが、例えば４つのレベルのネットワーク１１～１４が設けられている。
【0038】
コントロールレベルのネットワーク１１は、複数の制御装置２Ａ、２Ｂおよび２Ｃと、装置／ライン管理装置１９０よびＳＣＡＤＡ（Supervisory Control And Data Acquisition）機能を提供する表示装置２８０とが接続されて、ネットワーク１１では装置間でデータを遣り取りできるデータリンクが形成される。制御装置２Ａ、２Ｂおよび２Ｃを区別しない場合は「制御装置２」と称する。ネットワーク１１は、主に、時刻同期および制御系に係る情報を伝送する。
【0039】
制御装置２は、フィールドレベルのネットワーク１１０を介して１または複数のフィールド機器９０を接続する。これらのフィールド機器９０は、制御装置２に直接接続されてもよい。１または複数のフィールド機器９０の各々は、製造装置または生産ラインなど（以下、「フィールド」とも総称する。）に対して何らかの物理的な作用を与えるアクチュエータ、およびフィールドとの間で情報を遣り取りする入出力装置などを含む。
【0040】
ネットワーク１１０を介して、制御装置２とフィールド機器９０との間で遣り取りされるデータは、数１００μｓｅｃオーダ～数１０ｍｓｅｃオーダのごく短い周期で更新されることになる。なお、このような遣り取りされるデータの更新処理は、入出力リフレッシュ処理とも称される。
【0041】
管理レベルのネットワーク１２には、装置およびラインを管理する装置／ライン管理装置１９０、製造計画等を管理する製造管理装置３８０および３９０が接続される。装置／ライン管理装置１９０、製造管理装置３８０および３９０は、ネットワーク１２を介して、製造計画等の管理情報の遣り取り、および装置またはラインの情報を遣り取りする。
【0042】
コンピュータレベルのネットワーク１３には、製造管理装置３８０および３９０、ならびに時系列ＤＢ（データベースの略）４５０を管理する製造実行システム（ＭＥＳ：Manufacturing Execution System）４００が接続される。製造管理装置３８０および３９０、ならびに製造実行システム４００は、ネットワーク１３を介して、生産管理および情報系のデータを遣り取りする。
【0043】
製造実行システム４００は、ネットワーク１３を介して収集するフィールド機器９０からの入力値である観測値を、観測された順番に従う時系列のデータとして時系列ＤＢ４５０に格納する。具体的には、本実施の形態では、制御装置２は、指定された観測値と管理タイマの時刻のデータを含むフレームを生成し、ネットワーク１１，１２および１３を介して製造実行システム４００に転送する。
【0044】
インターネットなどの外部ネットワークを含むネットワーク１４には、製造実行システム４００とクラウド上の外部装置などが接続される。製造実行システム４００は、クラウド上の装置とデータを遣り取りすることにより、時系列ＤＢ４５０のデータをクラウド上の装置に転送する。
【0045】
図１に示す制御システム１において、ネットワーク１１～１４およびネットワーク１１０には、このような要求される特性の違いに応じたプロトコルおよびフレームワークが採用される。例えば、ファクトリーネットワークに属するネットワーク１１および１２のプロトコルとしては、汎用的なＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）上に制御用プロトコルを実装した産業用オープンネットワークであるＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰ（登録商標）を用いてもよい。また、ネットワーク１１０のプロトコルとしては、マシンコントロール用ネットワークの一例であるＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）を採用してもよい。なお、ネットワーク１１のプロトコルとネットワーク１１０には、同じまたは異なるプロトコルが適用される。このようなマシンコントロールに適したネットワーク技術を採用することで、機器間の伝送に要する時間が保証されたリアルタイム性を提供できる。
【0046】
対照的に、コーポレートネットワークに属するネットワーク１３および１４は、接続先の多様性を担保するために、汎用的なＥｔｈｅｒｎｅｔ等のプロトコルが適用される。汎用的なＥｔｈｅｒｎｅｔが採用されることで、送信可能なデータ量等の制限を排除できる。
【0047】
制御装置２または装置／ライン管理装置１９０は、サポート装置５００が接続され得る。サポート装置５００は、制御装置２が制御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。
【0048】
制御システム１は、制御装置２Ａ、２Ｂおよび２Ｃが、それぞれ、異なる工程３Ａ、３Ｂおよび３Ｃに備えられる分散型システム３００を備える。限定されないが、例えば、工程３Ａは、ワーク（部品、部材）を整列させながら搬送するパーツフィーダの工程を示し、工程３Ｂは、工程３Ａで整列されたワークをロボットのＰｉｃｋ Ａｎｄ Ｐｌａｃｅ動作によって移動させる工程を示し、工程３Ｃは移動後のワークを組立てる工程を示す。分散型システム３００では、各工程の制御装置２に接続されるフィールド機器９０の動作は、前後工程の制御装置２に接続されるフィールド機器９０の動作とは異なる。分散型システム３００における要求タクトタイムを満たすために、ある工程における動作は当該工程の前後工程の動作と同期して実施される。
【0049】
制御装置２は、当該制御装置２に接続されるフィールド機器９０のシーケンス制御を実現するためのシーケンスプログラムおよびモーション制御を実現するためのモーションプログラムなどを含む制御に関するプログラムを、同期した時刻に基づく予め定められた周期（これを、制御周期ともいう）毎に実行することで、フィールド機器９０のリアルタイム制御を実現する。
【0050】
本開示において、「時刻」は、時の流れにおけるある一点を示すものを意図し、例えば、時分秒などの単位を用いて規定される。「タイマ」は、制御装置２および関連する装置内でタイミングを制御するための値を計測するために、基本的には、ハードウェアクロックが発生するクロックに基づき時刻を計測する。より具体的には、タイマは、クロック周波数に基づく予め定められた単位時間毎に所定値ずつインクリメントまたはデクリメントされるカウンタを含んで構成され得る。カウンタは、例えば整数値を表す予め定められたビット長を有する。基準タイマと制御装置２の管理タイマとの間の時刻の差（誤差または変位）に基づき「同期精度」を示すことができる。したがって、時刻の差（誤差または変位）が小さいほど「同期精度」は高く、時刻の差（誤差または変位）が大きいほど「同期精度」は低い。ユーザは、制御システム１において所望の同期精度を実現できるように、許容できる時刻差の範囲を「許容範囲」として設定することができる。以下では、このような許容範囲は「第１閾値」として示される。
【0051】
図１において時刻同期を実現する構成は、例えば、ネットワーク１１が産業用ネットワークのプロトコルであるＴＳＮ（Time-Sensitive Networking）に従うデータ通信を実施するケースと、ネットワーク１１がＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標：Ethernet for Control Automation Technology）に従うデータ通信を実施するケースとを含み得る。なお、ネットワーク１１に適用される規格は、これらに限定されず、例えばＩＥＥＥ１５８８であってもよい。
【0052】
図１を参照して、「基準タイマ」となるマスタは、基準タイマが計測する基準時刻のデータを含む時刻配信メッセージ２１をネットワーク１１に送信する。基準タイマは、制御装置２Ａ，２Ｂおよび２Ｃのいずれかが有するタイマまたはネットワーク１１上の他の装置（例えば、装置／ライン管理装置１９０）のタイマであってよく、これらタイマのうち最も高い精度のタイマに相当する。本実施の形態では、例えば、装置／ライン管理装置１９０はマスタとして動作する。
【0053】
サポート装置５００は、後述するサポートプログラム５９０を実行することにより、同期プログラムを設計するための支援ツールを提供する。ユーザは、制御システム１（または分散型システム３００）の設計時に、支援ツールを操作して後述する同期アプリケーション１７７を設計する。同期アプリケーション１７７は、時刻同期処理を実施するためのプログラムと設定された第１閾値の情報とを含む。制御装置２は、サポート装置５００から転送された同期アプリケーション１７７を実行することにより時刻同期処理を実現する。ユーザは、第１閾値を、支援ツールを操作して設定する、なお、第１閾値の設定方法は、ユーザ操作に限定されず、例えば仕様において制御システムに要求される同期精度に基づき算出されてもよい。
【0054】
時刻同期処理では、制御装置２は、時刻差の予め定められた許容範囲を示す第１閾値に基づき、当該第１閾値以上の第２閾値を取得する（ステップＳＴ１）。制御装置２は、ネットワーク１１を介して受信した時刻配信メッセージ２１が有する時刻情報をもとに基準時刻を推定（算出）し、推定された基準時刻と管理タイマが計測した時刻との間の時刻差を算出する（ステップＳＴ２）。このような基準時刻の推定と時刻差の算出の詳細は後述する。制御装置２は、管理タイマの時刻を、基準時刻を示すように第１補正量で補正する第１補正処理または当該管理タイマの時刻を、当該基準時刻を示すように第１補正量よりも小さい第２補正量で補正する第２補正処理の一方を実施する（ステップＳＴ３）。この補正では、制御装置２は、算出される時刻差が上記の第２閾値より大きいときは第２補正処理ではなく第１補正処理を実施し、算出される時刻差が上記の第２閾値以下であるときは第１補正処理ではなく第２補正処理を実施する。
【0055】
第２補正処理は、第１補正処理で用いる第１補正量より小さい第２補正量を用いて管理タイマの時刻を徐々に変化させて基準時刻に精度良く近づける補正処理である。対照的に第１補正処理は、第２補正量より大きい第１補正量を用いて管理タイマの時刻を速やかに変化させて基準時刻に近づける補正処理である。
【0056】
制御装置２は、このように、時刻同期完了を判断するための第１閾値によらずに、時刻差と第２閾値の間の値の大きさの関係に応じて、管理タイマの時刻を徐々に変化させて基準時刻に精度良く近づける第２補正処理または管理タイマの時刻を速やかに変化させて基準時刻に近づける第１補正処理を切替えて実施するから、時刻同期を精度良く速やかに完了させることができる。
【0057】
なお、本実施の形態では、時刻差の補正は、時刻差の値を加減する「調整」の概念を表す。その場合、第１補正量または第２補正量は、加減量を表す調整量の概念を表す。
【0058】
以下、本実施の形態のより具体的な応用例について説明する。
＜Ｂ．構成と時刻同期処理＞
分散型システム３００を構成する機器の構成を説明する。図２は、本実施の形態に係る制御装置２のハードウェア構成例を示すブロック図である。図３は、本実施の形態に係るサポート装置５００のハードウェア構成例を示すブロック図である。
＜Ｂ．構成と時刻同期処理＞
分散型システム３００を構成する機器の構成を説明する。図２は、本実施の形態に係る制御装置２のハードウェア構成例を示すブロック図である。図３は、本実施の形態に係るサポート装置５００のハードウェア構成例を示すブロック図である。
【0059】
（ｂ１．制御装置２の構成）
図２を参照して、制御装置２は、プロセッサ１０２と、チップセット１０４と、二次記憶装置１０６と、主記憶装置１０８と、上位ネットワークコントローラ１０５と、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）コントローラ１０７と、メモリカードインターフェイス１０９と、フィールドネットワークコントローラ１１８と、カウンタ１２６と、ＲＴＣ（Real Time Clock）１２８とを含む。
図２を参照して、制御装置２は、プロセッサ１０２と、チップセット１０４と、二次記憶装置１０６と、主記憶装置１０８と、上位ネットワークコントローラ１０５と、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）コントローラ１０７と、メモリカードインターフェイス１０９と、フィールドネットワークコントローラ１１８と、カウンタ１２６と、ＲＴＣ（Real Time Clock）１２８とを含む。
【0060】
プロセッサ１０２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Microprocessor unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などで構成され、二次記憶装置１０６に格納された各種プログラムを読出して、主記憶装置１０８に展開して実行することで、制御対象に応じた制御、および、後述するような各種処理を実現する。二次記憶装置１０６は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）およびＳＳＤ（Solid State Drive）などの不揮発性記憶装置などで構成される。主記憶装置１０８は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）およびＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）などの揮発性記憶装置などで構成される。
【0061】
チップセット１０４は、プロセッサ１０２と各デバイスを制御することで、制御装置２全体としての処理を実現する。
【0062】
二次記憶装置１０６には、時刻配信メッセージ２１を配信する周期を示す通信周期データ２００が格納される。二次記憶装置１０６には、制御対象の製造装置または設備に応じて作成されるＵＰＧ（ユーザプログラムの略）２０１が格納される。主記憶装置１０８には、時刻同期の完了または未完了を示すフラグ４０が格納される。フラグ４０は例えば「０」が初期値として設定されて、時刻同期完了が判定されると「１」が設定される。
【0063】
上位ネットワークコントローラ１０５は、ネットワーク１１を接続するコネクタと、タイマ１０３を有するＮＩＣ（Network Interface Card）等の回路を含む。上位ネットワークコントローラ１０５は、上位のネットワーク１１を介して、製造実行システム４００またはクラウド上の装置（図１参照）などとの間のデータを遣り取りする。ＵＳＢコントローラ１０７は、ＵＳＢ接続を介してサポート装置５００との間のデータの遣り取りを制御する。
【0064】
メモリカードインターフェイス１０９は、メモリカード１１６を着脱可能に構成されており、メモリカード１１６に対してデータを書込み、メモリカード１１６から各種データ（ユーザプログラムまたはトレースデータなど）を読出すことが可能になっている。
【0065】
カウンタ１２６は、制御装置２における各種処理の実行タイミングを管理するための時刻基準として用いられる。カウンタ１２６は、「管理タイマ」または「基準タイマ」となり得るクロックを構成する。カウンタ１２６は、クロックを有し、クロックに基づいて時刻を提供する。典型的には、カウンタ１２６は、クロックを発生し、クロックの周期毎にカウンタ値をインクリメントまたはデクリメントする。カウンタ１２６のカウント値は、タイマが計測する時刻を表す。カウンタ１２６は、例えばプロセッサ１０２を駆動するシステムバス上に配置された、ハードウェアタイマーである高精度イベントタイマー（ＨＰＥＴ：High Precision Event Timer）などを用いて実装してもよいし、あるいは、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などの専用回路を用いて実装してもよい。制御装置２は、タイマ１０３、１１９、９１Ａおよび９１Ｂを、カウンタ１２６に同期させる。
【0066】
ＲＴＣ１２８は、計時機能を有する一種のカウンタであり、現在時刻をプロセッサ１０２などへ提供する。
【0067】
フィールドネットワークコントローラ１１８は、ネットワーク１１０を介したフィールド機器９０を含む他のデバイスとの間のデータの遣り取りを制御する。フィールドネットワークコントローラ１１８は、ネットワーク１１０を接続するコネクタと、他のデバイスとの間でタイミングを管理するための時刻基準として用いられるタイマ１１９を有する。図４では、フィールド機器９０のタイマ９１はタイマ９１Ａ、９１Ｂ…で示される。
【0068】
タイマ１１９ならびにフィールド機器９０などのデバイスが有するカウンタ（タイマ９１Ａ，９１Ｂ）については、上述のカウンタ１２６と同様の構成を採用できる。タイマ１１９は、カウンタ１２６と同期する。
【0069】
フィールドネットワークコントローラ１１８は、ネットワーク１１０を介した定周期通信を行うための通信マスタとして機能し、フィールドバスに接続されている各デバイスが有するカウンタが示すカウンタ値とタイマ１１９が示すカウンタ値との差分を逐次監視して、必要に応じて、カウンタ値にずれが発生するデバイスに対して補正を指示するための同期信号を出力する。このように、フィールドネットワークコントローラ１１８は、デバイスのカウンタが示すカウンタ値をタイマ１１９が示すカウンタ値と一致させるための指令をデバイスへ与える同期管理機能を有する。
【0070】
図２には、プロセッサ１０２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（Application specific Integrated Circuit）またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）など）を用いて実装してもよい。あるいは、制御装置２の主要部を、汎用的なアーキテクチャに従うハードウェア（例えば、汎用パソコンをベースとした産業用パソコン）を用いて実現してもよい。この場合には、仮想化技術を用いて、用途の異なる複数のＯＳ（Operating System）を並列的に実行させるとともに、各ＯＳ上で必要なアプリケーションを実行させるようにしてもよい。
【0071】
本実施の形態に係る制御システム１においては、制御装置２およびサポート装置５００が別体として構成されているが、これらの機能の全部または一部を単一の装置に集約するような構成を採用してもよい。
【0072】
（ｂ２．サポート装置５００の構成）
図３を参照してサポート装置５００は、コンピュータなどの情報処理装置に相当する。サポート装置５００は、携帯型および据え置き型の情報処理装置を含む。サポート装置５００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５０１、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性の記憶装置で構成されるメモリ５０２、タイマ５０３、ＨＤＤなどの不揮発性に記憶装置で構成されるハードディスク５０４、入力インターフェイス５０５、表示コントローラ５０６、通信インターフェイス５０７、データリーダ／ライタ５０８を含む。これらの各部は、バス５０９を介して互いにデータ通信が可能なように接続されている。
図３を参照してサポート装置５００は、コンピュータなどの情報処理装置に相当する。サポート装置５００は、携帯型および据え置き型の情報処理装置を含む。サポート装置５００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５０１、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性の記憶装置で構成されるメモリ５０２、タイマ５０３、ＨＤＤなどの不揮発性に記憶装置で構成されるハードディスク５０４、入力インターフェイス５０５、表示コントローラ５０６、通信インターフェイス５０７、データリーダ／ライタ５０８を含む。これらの各部は、バス５０９を介して互いにデータ通信が可能なように接続されている。
【0073】
入力インターフェイス５０５は、ＣＰＵ５０１とキーボード５１０、マウス（図示せず）、タッチパネル（図示せず）などの入力装置との間のデータ伝送を仲介する。表示コントローラ５０６は、ディスプレイ５１１と接続され、ＣＰＵ５０１における処理の結果などを表示する。通信インターフェイス５０７は、ＵＳＢを介して制御装置２または装置／ライン管理装置１９０と通信する。データリーダ／ライタ５０８は、ＣＰＵ５０１と外部の記憶媒体であるメモリカード５１２との間のデータ伝送を仲介する。
【0074】
なお、図２のメモリカード１１６と図３のメモリカード５１２は、揮発性記憶媒体または不揮発性記憶媒体を含み、例えば、ＣＦ（Compact Flash：登録商標）、ＳＤ（Secure Digital）などの汎用的な半導体記憶デバイス、またはフレキシブルディスク（Flexible Disk）などの磁気記憶媒体、またはＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）などの光学記憶媒体を含む。
【0075】
ハードディスク５０４は、サポートプログラム５９０、転送プログラム５９５およびＧＵＩ（Graphical User Interface）プログラム５５０を含む各種プログラムおよびデータを格納する。実行されると転送プログラム５９５は、サポート装置５００において設計されたＵＰＧ２０１およびデータを、制御装置２に転送する。ＧＵＩプログラム５５０は、サポートプログラム５９０または転送プログラム５９５が実行されることで提供されるツールを、ユーザが操作するためのインターフェイスを提供する。
【0076】
（ｂ３．制御装置２のソフトウェア構成例）
次に、本実施の形態に係る制御システム１を構成する制御装置２のソフトウェア構成例について説明する。
次に、本実施の形態に係る制御システム１を構成する制御装置２のソフトウェア構成例について説明する。
【0077】
図４は、本実施の形態に係る制御装置２のソフトウェア構成例を示すブロック図である。図４を参照して、制御装置２は、実行エンジン１５０と、時系列データベース１８０と、上位接続プログラム１９２と、ゲートウェイプログラム１９４とを含む。
【0078】
実行エンジン１５０は、各種プログラムの実行環境下において各種プログラムを実行する１種のプログラムを構成する。典型的には、この実行環境は、制御装置２のプロセッサ１０２が、二次記憶装置１０６に格納されているシステムプログラムを読出して主記憶装置１０８に展開して実行することで提供される。
【0079】
より具体的には、実行エンジン１５０は、フィールド機器９０の制御に関連する制御関連処理を実現するための制御プログラム１５２と、変数管理プログラム１６０と、プログラムの実行順序を管理するスケジューラプログラム１７０と、入力プログラム１７２と、出力プログラム１７４とを含む。実行エンジン１５０は、さらに、時刻同期処理を実現するための同期アプリケーション１７７を含む。制御装置２は、制御に関するサービス処理を含む各種処理を実現するためのゲートウェイプログラム１９４および上位接続プログラム１９２を含む。
【0080】
制御プログラム１５２は、典型的には、データベース書込みプログラム１５６と、シリアライズ通信プログラム１５８と接続される。制御プログラム１５２は、実行されると、制御演算処理を実施する主たる部分に相当し、制御プログラム１５２は制御装置２の制御対象の製造装置または設備などに応じて任意に構成することができる。
【0081】
データベース書込みプログラム１５６は、制御プログラム１５２内に規定された命令によって呼び出され、時系列データベース１８０に対して指定されたデータを書込む。シリアライズ通信プログラム１５８は、データベース書込みプログラム１５６から時系列データベース１８０に対して書込まれるデータに対してシリアライズ処理を行う。ゲートウェイプログラム１９４は、クラウド上の装置と通信する。例えば、クラウド上のＩｏＴサービスを提供する装置に対して、時系列データベース１８０の時系列データ１８２を提供する。データベース書込みプログラム１５６と、シリアライズ通信プログラム１５８と、ゲートウェイプログラム１９４とは、オプショナルな構成であってもよい。
【0082】
変数管理プログラム１６０は、実行エンジン１５０で利用可能な値を変数の形で管理する。より具体的には、変数管理プログラム１６０は、制御装置２の状態などを示すシステム変数と、制御装置２と接続されるフィールド機器９０等の各種デバイスが保持する値を示すデバイス変数と、制御装置２で実行される制御プログラム１５２が保持する値を示すユーザ変数とを管理する。
【0083】
入力プログラム１７２は、制御装置２と接続されるアクチュエータ、センサなどのデバイスを含むフィールド機器９０からの入力データを取得する機能を提供する。出力プログラム１７４は、制御装置２において実行される制御プログラム１５２によって算出される指令値（出力データ）を、ネットワーク１１０を介して接続される対象のデバイスであるフィールド機器９０へ出力する。本実施の形態では、時刻同期処理のために同期アプリケーション１７７は、制御装置２の管理タイマの時刻を補正する補正プログラム１７８等の各種情報を含む。
【0084】
スケジューラプログラム１７０は、実行されるとスケジューラを提供する。スケジューラは、制御装置２のプロセスまたはタスクなどに対して、プロセッサ１０２を含むリソース割当てと実行タイミングなどを、プロセスまたはタスクに割当てられた実行の優先度に従い管理する。このような、プロセスまたはタスクは、制御プログラム１５２および変数管理プログラム１６０、入力プログラム１７２、出力プログラム１７４、および同期アプリケーション１７７等が制御装置２により実行されることにより生成され得るプロセスまたはタスクが含まれる。
【0085】
時系列データベース１８０は、典型的には、主記憶装置１０８または二次記憶装置１０６に配置され、データを格納する機能とともに、外部からの要求（クエリ）に応答して、指定されたデータを応答する検索機能を搭載する。時系列データベース１８０は、データベース書込みプログラム１５６により書込まれる時系列データ１８２を格納する。すなわち、時系列データベース１８０は、入力データ、出力データ、制御プログラム１５２による制御演算において算出される演算データ、製造データ、イベントデータの少なくとも一部を時系列に格納する。
【0086】
上位接続プログラム１９２は、製造実行システム４００などの上位のネットワーク１３に接続された外部装置との間でデータを遣り取りする。本実施の形態に係る制御装置２においては、制御装置２から製造実行システム４００に対して入力データと演算データが出力されるとともに、製造実行システム４００から製造情報を受信することができる。
【0087】
本実施の形態では、製造実行システム４００は図１の時系列ＤＢ４５０を有する。この場合には、上位接続プログラム１９２に代えて、あるいは、上位接続プログラム１９２の一部として、データベース接続プログラム１９３（図中ではデータベースを“ＤＢ”と示す）が設けられ得る。データベース接続プログラム１９３が実行されることにより、制御装置２内の時系列データベース１８０の時系列データ１８２は、製造実行システム４００に転送されて、時系列ＤＢ４５０に格納され得る。
【0088】
変数管理プログラム１６０は、入力プログラム１７２がフィールドから取得する入力データ（状態値）および上位接続プログラム１９２が製造実行システム４００から取得する製造データを変数として管理する。制御プログラム１５２は、変数管理プログラム１６０により管理されるシステム変数、デバイス変数、ユーザ変数を参照しつつ、予め指定された制御演算を実行し、その実行結果（出力データ）を変数管理プログラム１６０に出力する。制御システム１または制御装置２は、このような状態値または出力データを、フィールドの「観測値」として収集することができる。
【0089】
（ｂ４．同期モジュールの構成）
図５は、本実施の形態に係る同期モジュール５６０の構成を模式的に示す図である。図５に示す同期モジュール５６０は、図５の同期アプリケーション１７７が実行されることによって提供される。図５を参照して、同期モジュール５６０は、閾値取得モジュール５２１、補正モジュール５２２、時刻差算出モジュール５２３を含む。同期モジュール５６０において、これらモジュールは単一のモジュールで構成されてもよい。
図５は、本実施の形態に係る同期モジュール５６０の構成を模式的に示す図である。図５に示す同期モジュール５６０は、図５の同期アプリケーション１７７が実行されることによって提供される。図５を参照して、同期モジュール５６０は、閾値取得モジュール５２１、補正モジュール５２２、時刻差算出モジュール５２３を含む。同期モジュール５６０において、これらモジュールは単一のモジュールで構成されてもよい。
【0090】
閾値取得モジュール５２１は、時刻差の予め定められた許容範囲を示す第１閾値に基づき、当該第１閾値以上の値を示す第２閾値を取得する。時刻差算出モジュール５２３は、基準時刻と管理タイマの時刻との間の時刻差を算出する。補正モジュール５２２は、カウンタ１２６の時刻を、基準時刻を示すように第１補正量で補正する第１補正処理またはカウンタ１２６の時刻を、当該基準時刻を示すように第１補正量よりも小さい第２補正量で補正する第２補正処理の一方を実施する。より具体的には、補正モジュール５２２は、算出された時刻差と第２閾値とを比較し、その比較の結果に基づき、時刻差が第２閾値より大きいと判断したときは上記の第１補正処理を実施し、時刻差が前記第２閾値以下であると判断したときは上記の第２補正処理を実施する。
【0091】
＜Ｃ．時刻同期のアプリケーション＞
図６は、本実施の形態に係るアプリケーション設計の概略処理フローチャートである。図７は、図６のアプリケーション設計の環境を模式的に示す図である。サポート装置５００は、サポートプログラム５９０を実行することにより図６のアプリケーション設計を支援する処理を実行するとともに、ＧＵＩプログラム５５０を実行することにより図７のＵＩ画面５１をディスプレイ５１１に表示させる。図７のＵＩ画面５１は、ユーザ操作を受付可能に構成されるオブジェクトを表示するウインドウ５１Ａ、５１Ｂおよび５１Ｃを含む。ウインドウ５１Ａは、制御装置２において同期アプリケーション１７７を起動して時刻同期処理を実行するか否かを、有効または無効で指定するユーザ操作を受付けるボタン５１Ｄを含む。図７のボタン５１Ｄは、例えば「有効」が指定されたことを示す。
図６は、本実施の形態に係るアプリケーション設計の概略処理フローチャートである。図７は、図６のアプリケーション設計の環境を模式的に示す図である。サポート装置５００は、サポートプログラム５９０を実行することにより図６のアプリケーション設計を支援する処理を実行するとともに、ＧＵＩプログラム５５０を実行することにより図７のＵＩ画面５１をディスプレイ５１１に表示させる。図７のＵＩ画面５１は、ユーザ操作を受付可能に構成されるオブジェクトを表示するウインドウ５１Ａ、５１Ｂおよび５１Ｃを含む。ウインドウ５１Ａは、制御装置２において同期アプリケーション１７７を起動して時刻同期処理を実行するか否かを、有効または無効で指定するユーザ操作を受付けるボタン５１Ｄを含む。図７のボタン５１Ｄは、例えば「有効」が指定されたことを示す。
【0092】
ウインドウ５１Ｂは、制御装置２の第１閾値を設定するためのユーザ操作を受付けるテキストボックス５１Ｅを含む。テキストボックス５１Ｅには、例えば５００μｓ（マイクロ秒）が設定される。ウインドウ５１Ｃは制御プログラム１５２をエディットするユーザ操作を受け付ける領域である。ウインドウ５１Ｃのプログラムは、時刻同期が完了したか否かをフラグ４０に基づき判断し、判断結果に基づき処理Ａと処理Ｂの一方を実行する制御構造を示す。このような制御構造を表すプログラムを、以下では「制御構造プログラム５１Ｆ」と呼ぶ。サポート装置５００の転送プログラム５９５が実行されると、ＵＩ画面５１で設定された情報は制御装置２に転送される。
【0093】
本実施の形態では、制御プログラム１５２は、予め定められたプログラミング言語の仕様に従い設計される。プログラミング言語は、典型的には、国際規格ＩＥＣ６１１３１－３に規定された、ＬＤ（ラダーダイアグラム：Ladder Diagram）、ＩＬ（インストラクションリスト：Instruction List）、ＳＴ（ストラクチャードテキスト：Structured Text）、ＦＢＤ（ファンクションブロックダイアグラム：Function Block Diagram）、ＳＦＣ（シーケンシャルファンクションチャート：Sequential Function Chart）等の任意の言語を用いて記述することができる。
【0094】
図６を参照して、サポート装置５００は、ウインドウ５１Ａおよび５１Ｂにおけるユーザ操作に基づき、時刻同期処理の有効または無効の設定と、第１閾値の設定を受け付ける（ステップＳ１）。サポート装置５００は、ウインドウ５１Ｃのユーザ操作に基づく制御構造プログラム５１Ｆを受け付ける（ステップＳ２）。サポート装置５００は、ステップＳ１で受け付けた情報と制御構造プログラム５１Ｆを制御装置２に転送する（ステップＳ３）。制御装置２では、サポート装置５００から転送された制御構造プログラム５１Ｆは、スケジューラプログラム１７０によって管理されるスケジュールに従って制御周期に同期して実行される。
【0095】
制御装置２は、サポート装置５００から受信した情報に基づき、時刻同期処理の実行が「有効」に設定されたことを判定すると、ステップＳ４以降の時刻同期処理を開始する（ステップＳ４）。制御装置２は時刻同期処理によって時刻同期が完了したときフラグ４０を「１」にセットする。フラグ４０は、時刻同期が完了しないときは「０」を示す。
【0096】
制御装置２は、時刻同期処理に並行して制御構造プログラム５１Ｆを実行する。制御構造プログラム５１Ｆの実行において、制御装置２は、フラグ４０に基づき時刻同期は完了していないと判断する間は処理Ａではなく処理Ｂを実施し（ステップＳ５）、フラグ４０に基づき時刻同期が完了したと判断すると（ステップＳ６）、処理Ｂではなく処理Ａを実施する（ステップＳ７）。処理Ａと処理Ｂの詳細は後述する。
【0097】
＜Ｄ．時刻差の取得＞
本実施の形態では、制御装置２のスケジューラは、タスクまたはプロセスの実行の優先度を管理する。より具体的には、制御構造プログラム５１Ｆの処理を含む制御関連処理のプロセスまたはタスクは最も高い優先度が割り当てられて、時刻同期処理とサービス処理のプロセスまたはタスクは低い優先度が割り当てられる。スケジューラは、制御周期において、プロセッサ１０２を、制御関連処理に最優先で割当て、制御関連処理の実行が終了すると、余りの「余裕時間」において、プロセッサ１０２を、優先度の低い処理に割当てる。これにより、各制御装置２では制御関連処理を制御周期内で実行することが保証されるとともに、ネットワーク１１には、制御装置２間で遣り取りされるデータが優先して伝送されて、データの到達時間を保証できる。本実施の形態では制御周期の「余裕時間」には主に時刻同期処理が実行される。
本実施の形態では、制御装置２のスケジューラは、タスクまたはプロセスの実行の優先度を管理する。より具体的には、制御構造プログラム５１Ｆの処理を含む制御関連処理のプロセスまたはタスクは最も高い優先度が割り当てられて、時刻同期処理とサービス処理のプロセスまたはタスクは低い優先度が割り当てられる。スケジューラは、制御周期において、プロセッサ１０２を、制御関連処理に最優先で割当て、制御関連処理の実行が終了すると、余りの「余裕時間」において、プロセッサ１０２を、優先度の低い処理に割当てる。これにより、各制御装置２では制御関連処理を制御周期内で実行することが保証されるとともに、ネットワーク１１には、制御装置２間で遣り取りされるデータが優先して伝送されて、データの到達時間を保証できる。本実施の形態では制御周期の「余裕時間」には主に時刻同期処理が実行される。
【0098】
（ｄ１．時刻差の取得の通信シーケンス）
制御システム１では、時刻同期のために、例えばＩＥＥＥ１５８８、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＳ，ＩＥＥＥ８０２．１ＡＳ－Ｒｅｖなどの高精度時刻同期プロトコルを採用することができる。高精度時刻同期プロトコルとして、例えば、ＩＥＥＥ１５８８には、ｇＰＴＰ（generalized Precision Time Protocol）が規定されている。ｇＰＴＰは、基準タイマであるマスタと、基準タイマに同期するタイマであるスレーブとを含む通信システムに適用され得る。ｇＰＴＰでは、マスタとスレーブとの間で定期的に時刻配信メッセージ２１を有したフレームを遣り取りし、その過程で得られた時刻差等の情報に基づいて、スレーブの時刻をマスタの基準時刻に合わせる補正が行なわれる。本実施の形態では、制御装置２は、時刻の補正を、基準タイマのクロック周波数と管理タイマのクロック周波数との差である周波数差に基づき算出される時刻差（以下、周波数ベース時刻差という）と、時刻配信メッセージ２１が示す基準時刻のタイムスタンプに基づき算出される時刻差（以下、メッセージベース時刻差という）との両方のうちの一方を用いて実施することができる。
制御システム１では、時刻同期のために、例えばＩＥＥＥ１５８８、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＳ，ＩＥＥＥ８０２．１ＡＳ－Ｒｅｖなどの高精度時刻同期プロトコルを採用することができる。高精度時刻同期プロトコルとして、例えば、ＩＥＥＥ１５８８には、ｇＰＴＰ（generalized Precision Time Protocol）が規定されている。ｇＰＴＰは、基準タイマであるマスタと、基準タイマに同期するタイマであるスレーブとを含む通信システムに適用され得る。ｇＰＴＰでは、マスタとスレーブとの間で定期的に時刻配信メッセージ２１を有したフレームを遣り取りし、その過程で得られた時刻差等の情報に基づいて、スレーブの時刻をマスタの基準時刻に合わせる補正が行なわれる。本実施の形態では、制御装置２は、時刻の補正を、基準タイマのクロック周波数と管理タイマのクロック周波数との差である周波数差に基づき算出される時刻差（以下、周波数ベース時刻差という）と、時刻配信メッセージ２１が示す基準時刻のタイムスタンプに基づき算出される時刻差（以下、メッセージベース時刻差という）との両方のうちの一方を用いて実施することができる。
【0099】
周波数ベース時刻差を、図８を参照し説明する。図８は本実施の形態に係る通信シーケンスの一例を示す図である。図８は、例えばｇＰＴＰに従う通信シーケンスを示す。この通信シーケンスでは、マスタＭとスレーブＳとが連係することにより、マスタとスレーブとの間の時刻同期のための通信が実現される。説明を簡単にするために、マスタＭは、中継器を介さずにスレーブＳと通信する。
【0100】
図８では、スレーブＳ（制御装置２）は、ネットワークに接続されたマスタ装置から周期的に配信されるメッセージ（Sync）を受信する。メッセージ（Sync）は、当該マスタ装置のクロックに基づく当該メッセージの送信時刻を含む。スレーブＳは、時刻差算出モジュール５２３として、(ｉ）周期的に配信される各メッセージ（Sync）について、（ｉ－１）管理タイマが計測する時刻であって当該メッセージ（Sync）を受信したときを示す第１時刻を算出し、（ｉ－２）メッセージ（Sync）が有する送信時刻とネットワークの伝搬遅延時間とに基づき、マスタ装置のクロックが計測する時刻であって、前記マスタ装置が前記配信メッセージを送信したときを示す第２時刻を算出し、（ｉｉ）メッセージ（Sync）と当該メッセージの配信から１周期後に配信されたメッセージ（Sync）とについて、（ｉｉ－１）両メッセージの間の第１時刻の差と、当該両メッセージの間の第２時刻の差とから、マスタ装置のクロックの周波数と管理タイマのクロックの周波数との間の差を算出し、（ｉｉ－２）算出された周波数の差と上記の周期とに基づき周波数ベース時刻差を算出する。
【0101】
より具体的には、スレーブＳは、少なくとも２回、マスタＭから時刻配信のメッセージ(Sync)を受信する。スレーブＳは各メッセージ(Sync)について、Sync受信時刻とSync推定受信時刻を保存（格納）する。Sync受信時刻は、管理タイマが計測した時刻であってメッセージ(Sync)をスレーブＳが受信した時刻を示し、Sync推定受信時刻は、マスタＭの基準タイマが計測したと推定される時刻であって、メッセージ(Sync)をスレーブＳが受信した時刻を示す。スレーブＳは、Sync推定受信時刻をｇＰＴＰスタックに従って算出する。この算出は、後述する図２１に示すようにメッセージのタイムスタンプとネットワーク上のメッセージの伝搬遅延時間とに基づき算出される。
【0102】
スレーブＳはSync受信周期も算出する。スレーブＳは、次のメッセージ（Sync）受信までのマスタＭとの時刻差を算出する。例えば、時刻差算出モジュール５２３は、（時刻差＝周波数差×Sync受信周期）の演算式に従って時刻差を算出（推定）する。
【0103】
スレーブＳは周波数差を、演算式（（Tref_ｄ－Tlocal_d）／（Tlocal_d））に従い算出する。Tref_dは（Tref－Trev_prev）に従い算出されて、Tlocal_dは（Tlocal-Tlocal_prev）に従って算出される。ここで、Trefは２回目のメッセージ(Sync)をスレーブＳが受信したときの推定される基準時刻を示し、Tlocalは２回目のメッセージ(Sync)をスレーブＳが受信したときのスレーブＳの管理タイマが計測する時刻を示す。また、Tref_prevは１回目のメッセージ(Sync)をスレーブＳが受信したときの推定される基準時刻を示し、Tlocal_prevは１回目のメッセージ(Sync)をスレーブＳが受信したときのスレーブＳの管理タイマが計測する時刻を示す。
【0104】
図８に示す算出によれば、例えば、スレーブＳの管理時刻が２０秒進んだ時にマスタＭの時間軸において２５秒進んだ場合、周波数差は０．２５と算出される。次にスレーブＳの管理時刻が２０秒進むとき、当該管理時刻とマスタＭの基準時刻の間の時刻差は、スレーブＳの管理時刻では０．２５×２０秒＝５秒と算出される。このように、周波数ベース時刻差は、時刻配信メッセージ２１の通信周期で基準タイマと管理タイマ間のクロック周波数差が１つの原因となって生じる時刻差を示す。
【0105】
次に、メッセージベース時刻差を、図２１を参照し説明する。図２１は、本実施の形態に係る通信シーケンスの一例を示す図である。図２１はｇＰＴＰの通信シーケンスを示す。この通信シーケンスにおいても、説明を簡単にするために、マスタＭは、中継器を介さずにスレーブＳと通信する。
【0106】
図２１では、スレーブＳ（制御装置２）は、ネットワークに接続されたマスタＭから配信されるメッセージを受信する。このような配信メッセージは、マスタＭが有するクロックに基づく当該メッセージの送信時刻を含む。スレーブＳは、時刻差算出モジュール５２３として、マスタＭから受信したメッセージの送信時刻とネットワークのメッセージ伝搬遅延時間とに基づき基準時刻を算出し、そして、管理タイマが計測した当該メッセージの受信時刻と上記の算出された基準時刻との差に基づきメッセージベース時刻差を算出する。
【0107】
より具体的には、スレーブＳは、マスタＭと遣り取りするｇＰＴＰの時刻配信メッセージ２１により取得したタイムスタンプ（時刻）に基づき、メッセージベース時刻差を算出（推定）する。まず、マスタＭはメッセージ（Sync）とメッセージ（FollowUp）をスレーブＳに転送する。メッセージ（FollowUp）は、マスタＭの基準タイマで計測されたメッセージ（Sync）の送信時刻t1を示す。スレーブＳは、メッセージ（フレーム）の伝搬遅延時間を取得するために、時刻t3においてメッセージ（Pdelay_Req）をマスタＭに送信し、その後、マスタＭからメッセージ（Pdelay_Req）に対する応答のメッセージ（Pdelay_Resp）を受信し、続いて、メッセージ（Pdelay_Resp_FollowUp）を受信する。メッセージ（Pdelay_Resp）は、マスタＭがメッセージ（Pdelay_Req）を受信した時の基準タイマで計測された時刻t4を示し、メッセージ（Pdelay_Resp_FollowUp）は、マスタＭがメッセージ（Pdelay_Resp）を送信した時の基準タイマで計測された時刻t5を示す。スレーブＳは、メッセージを受信した時刻t2と時刻t6およびマスタＭから受信した各メッセージが示すタイムスタンプに基づき、上記の伝搬遅延時間tdを（td＝((t6-t3)-(t5-t4))/2）によって算出する。スレーブＳは、スレーブＳの管理タイマがメッセージ（Sync）を受信した時の、マスタＭの基準タイマが計測した時刻、すなわち基準時刻（t1+td）を推定し、時刻差を（t2-（t1+td))に従い算出（推定）する。図２１の通信シーケンスを実施することで、スレーブＳは、マスタＭの基準時刻を推定し、推定された基準時刻からメッセージベース時刻差を推定できる。
【0108】
本実施の形態では、「時刻同期処理」は、図８または図２１の通信シーケンスを実施して基準時刻および時刻差を推定する処理を含む。時刻同期処理は通信周期に同期して実施される。「通信周期」は、マスタＭとスレーブＳとの間で、同期メッセージ（メッセージ（sync））を、ネットワーク１１を介して伝送するための周期を示す。より具体的には、通信周期は、マスタＭがメッセージ(Sync)をスレーブＳに送信する周期またはスレーブＳがマスタＭからメッセージ(Sync)を受信する周期を示す。各制御装置２のスケジューラは、このような通信周期に同期して、プロセッサ１０２を通信シーケンスに従う処理に割当てる。
【0109】
本実施の形態に係る時刻同期のプロトコルはｇＰＴＰまたはＰＴＰに限定されず、有線または無線通信の他のプロトコルを適用できる。例えば、ＮＴＰ（Network Time Protocol）またはＳＮＴＰ（Simple Network Time Protocol）、ＧＰＳ（Global Positioning System）または同期イーサネット（登録商標）のプロトコル、ＣＳ-ＮＭＳ（Clock-sampling mutual network synchronization）、ＲＢＳ（Reference Broadcast Synchronization）およびＲＢＩＳ（Reference Broadcast Infrastructure Synchronization）のプロトコルを適用することもできる。
【0110】
＜Ｅ．補正処理＞
本実施の形態では、制御装置２は管理時刻を基準時刻に合わせるような補正として、第１補正処理に相当する位相補正または第２補正処理に相当する周波数補正を実施する。このような補正処理で扱う時刻差は、周波数ベース時刻差またはメッセージベース時刻差であって正または負の値を示す。
本実施の形態では、制御装置２は管理時刻を基準時刻に合わせるような補正として、第１補正処理に相当する位相補正または第２補正処理に相当する周波数補正を実施する。このような補正処理で扱う時刻差は、周波数ベース時刻差またはメッセージベース時刻差であって正または負の値を示す。
【0111】
（ｅ１．位相補正と周波数補正）
上記に述べた検出される時刻差を、時刻差Ｄとして補正処理を説明する。位相補正では、時刻差Ｄを第１補正量として扱い、制御装置２は管理タイマの時刻に当該時刻差を加算することにより、管理タイマを速やかに基準タイマに合わせる。これに対して、周波数補正では、制御装置２は管理タイマを構成するカウンタの１回あたりの増加値を上記の時刻差Ｄの大きさに基づく第２補正量で調整することで、徐々に時刻差を小さくして、管理タイマを基準タイマに合わせる。例えば、時刻差Ｄに基づきＰＩＤ（Proportional-Integral-Differential）制御の算出式に従って増加値を算出する。
上記に述べた検出される時刻差を、時刻差Ｄとして補正処理を説明する。位相補正では、時刻差Ｄを第１補正量として扱い、制御装置２は管理タイマの時刻に当該時刻差を加算することにより、管理タイマを速やかに基準タイマに合わせる。これに対して、周波数補正では、制御装置２は管理タイマを構成するカウンタの１回あたりの増加値を上記の時刻差Ｄの大きさに基づく第２補正量で調整することで、徐々に時刻差を小さくして、管理タイマを基準タイマに合わせる。例えば、時刻差Ｄに基づきＰＩＤ（Proportional-Integral-Differential）制御の算出式に従って増加値を算出する。
【0112】
または例えば、制御装置２は、時刻差ＤをＮ（Ｎ≧２）個の値に分割し、分割された値Ｄｉ（ｉ＝１，２，３，…Ｎ）の各値Ｄｉを周期的に管理タイマが計測する時刻の値に第２補正量に相当する値を加算または減算（インクリメントまたはデクリメント）してもよい。これにより、加算または減算がＮ回繰返されて、管理タイマの時刻を、徐々に（滑らかに）変化させることができる。
【0113】
また、第１補正処理で用いる第１補正量は時刻差Ｄに限定されない。例えば、制御装置２は、時刻差ＤをＭ（Ｍ＞Ｎ≧２）個の値に分割し、分割された値Ｄｊ（ｊ＝１，２，３，…Ｍ）の各値Ｄｊを周期的に管理タイマが計測する時刻の値に加算または減算（インクリメントまたはデクリメント）してもよい。これにより、第１補正処理では、第２補正量よりも大きい第１補正量である値の加算または減算がＭ回繰返されて、管理タイマの時刻を変化させることができる。
【0114】
なお、ＮおよびＭの値または値ＤｉおよびＤｊは可変であってよい。例えば、これらの値は時刻差Ｄの大きさに基づき可変であってよい。この値ＤｉまたはＤｊを用いた加算または減算の周期は、制御周期に同期してもよい。この場合には、制御システム１を、Ｎ回またはＭ回の制御周期をかけて徐々に時刻同期の完了状態に移行させることができる。本実施の形態では、第２補正量は第１補正量よりも小さい値とすることで、第１補正処理によって制御システム１を時刻同期完了の状態に速やかに収束させることが可能となり、第２補正処理によって制御システム１を時刻同期完了の状態に徐々に近づけることで精度良く収束させることが可能となる。
【0115】
＜Ｆ．時刻同期処理のフローチャート＞
制御装置２が実施する時刻同期処理について、位相補正または周波数補正が実施されるケースを説明する。図９は、本実施の形態に係る時刻同期処理のフローチャートである。図９を参照して、制御装置２は、起動すると、サポート装置５００から受信した情報に基づき、時刻同期処理が有効かを判定し（ステップＳ１０）、有効でないと判定すると（ステップＳ１０でＮＯ）処理を終了するが、有効と判定すると（ステップＳ１０でＹＥＳ）、ステップＳ１１に移行する。
制御装置２が実施する時刻同期処理について、位相補正または周波数補正が実施されるケースを説明する。図９は、本実施の形態に係る時刻同期処理のフローチャートである。図９を参照して、制御装置２は、起動すると、サポート装置５００から受信した情報に基づき、時刻同期処理が有効かを判定し（ステップＳ１０）、有効でないと判定すると（ステップＳ１０でＮＯ）処理を終了するが、有効と判定すると（ステップＳ１０でＹＥＳ）、ステップＳ１１に移行する。
【0116】
制御装置２は、サポート装置５００から受信した情報から第１閾値を取得し（ステップＳ１１）、時刻差を算出する（ステップＳ１３）。より具体的には、制御装置２は、時刻配信メッセージ２１を２回以上受信するかを判定し（ステップＳ１２）、２回以上受信していないと判定すると（ステップＳ１２でＮＯ）、ステップＳ１２を繰り返すが、時刻配信メッセージ２１を２回以上受信したと判定すると（ステップＳ１２でＹＥＳ）、制御装置２は、時刻差を算出する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３では、例えば周波数ベース時刻差が算出される。制御装置２は、第１閾値以上の値を示す第２閾値を取得し設定する（ステップＳ１４、Ｓ１５）。第２閾値の取得の詳細は後述する。
【0117】
制御装置２は、時刻補正を開始するために補正モジュール５２２を起動する（ステップＳ１６）。
【0118】
制御装置２は、時刻配信メッセージ２１を受信するかを判定する（ステップＳ１７）。時刻配信メッセージ２１を受信しないと判定される（ステップＳ１７でＮＯ）間は、ステップＳ１７を繰り返すが、時刻配信メッセージ２１を受信したと判定すると（ステップＳ１７でＹＥＳ）、時刻差を算出する（ステップＳ１８）。ステップＳ１８では、例えば周波数ベース時刻差とメッセージベース時刻差が算出される。
【0119】
制御装置２は、ステップＳ１８で算出された周波数ベース時刻差と第１閾値とを比較し、比較の結果に基づき、周波数ベース時刻差が第１閾値以下であるとの条件が一定期間継続して満たされるかを判定する（ステップＳ１９）。ステップＳ１８とＳ１９では、制御装置２は、管理タイマが周期的に出力する時刻のそれぞれについて、周波数ベース時刻差を算出し、このように算出された各時刻差について上記の条件が満たされる期間が一定期間継続するか否かを判定する。
【0120】
上記の条件が満たされる状態が一定期間継続したと判定されると（ステップＳ１９でＹＥＳ）、制御装置２は時刻同期が完了したことを示すようフラグ４０に「１」を設定し（ステップＳ２０）、ステップＳ２１に移行する。一方、上記の条件が満たされる状態が一定期間継続しないと判定されると（ステップＳ１９でＮＯ）、制御装置２はステップＳ２０の処理を実行せずに、ステップＳ２１に移行する。
【0121】
ステップＳ２１では、制御装置２はステップＳ１８とＳ１９において算出された複数の周波数ベース時刻差の代表となる時刻差を第２閾値と比較し、比較結果に基づき、当該代表の時刻差が第２閾値以上かを判定する（ステップＳ２１）。この代表の時刻差は、ステップＳ１８とＳ１９において算出された複数の周波数ベース時刻差の平均値、最頻値、中央値、最新値等を含む。
【0122】
制御装置２は、代表の時刻差は第２閾値以上であるか否かを判定し、判定結果に基づき、ステップＳ１８とステップＳ１９で算出されたメッセージベース時刻差を用いて補正処理を実施する。より具体的には、制御装置２は、代表の時刻差は第２閾値以上であると判定すると（ステップＳ２１でＹＥＳ）位相補正処理を実施し（ステップＳ２２）、代表の時刻差は第２閾値以上でない、すなわち第２閾値未満であると判定すると（ステップＳ２１でＮＯ）周波数補正処理を実施する（ステップＳ２３）。その後、ステップＳ１７に戻る。
【0123】
図９の処理では、制御装置２は時刻同期が完了したと判定した場合（ステップＳ１９でＹＥＳ）、常に時刻差は第２閾値以下を示すと判定し（ステップＳ２１でＮＯ）周波数補正（ステップＳ２３）を実施する。このように、制御装置２において時刻同期が完了した状態では（ステップＳ１９でＹＥＳ）、補正処理が実施されるとしても周波数補正が実施されて位相補正処理は実施されないので、管理タイマの「時刻の後戻り」が生じることはない。本実施の形態では、管理タイマの時刻が基準時刻より進んでいる場合に、管理タイマの時刻に時刻差を加算する位相補正処理を実施すると、管理タイマの時刻の変動量が大きいために管理タイマの時刻が過去の時刻に戻ることがある。このようなケースを「時刻の後戻り」という。周波数補正処理では、時刻差を徐々に小さくするよう管理タイマの時刻を補正するので「時刻の後戻り」を生じさせることなく、管理タイマを精度良く時刻同期の完了状態に収束させることができ、その後は、時刻同期が完了した状態を維持することが可能となる。
【0124】
【0125】
まず、閾値取得モジュール５２１は、例えば、周波数ベース時刻差を用いた算出式に従い第２閾値を算出する第１算出モジュールを含む。第１算出モジュールによって、図９のステップＳ１４では、制御装置２は、ステップＳ１３で算出された周波数ベース時刻差を用いて第２閾値を取得する。より具体的には、制御装置２は、第２閾値を（第２閾値＝時刻差×Ａ）の式に従い算出する。ただし、係数Ａは（Ａ＞１）の条件を満たす。例えば、Ａ＝１の場合に算出される第２閾値はステップＳ２１の条件が満たされて位相補正を繰り返すことになることを回避するために（Ａ＞１）の条件が要求される。また、第２閾値が極端な値となることを防止するために（第２閾値≦上限値Ｘ）の条件を満たすことが要求される。また、「時刻の後戻り」を防止するために（第２閾値≧第１閾値）の条件を満たすことが要求される。値Ａと値Ｘは、実験等に基づき設定される。
【0126】
図１４は、本実施の形態に係る時刻同期処理の他のフローチャートである。図１４では、図９のフローチャートからステップＳ１２およびＳ１３の処理が省略されているが、他の処理は図９と同じであるから説明は繰り返さない。図１４のステップＳ１４では、制御装置２は、ユーザが設定した第１閾値に基づき第２閾値を取得する。
【0127】
閾値取得モジュール５２１は、第１閾値と予め定められた値の間の大きさの関係を取得し、この関係および第１閾値を用いた算出式に従い、第２閾値を算出する第２算出モジュール含む。例えば、制御装置２は、第１閾値が予め定められた値未満であるとの関係性が取得された場合と、第１閾値が当該予め定められた値以上であるとの関係性が取得された場合とで、第２閾値を異ならせる。例えば、図１２のウインドウ５１Ｂにおいて第１閾値は設定される。制御装置２は、図１３に示すように、第１閾値が１ｍｓ（ミリ秒）未満であるときは第２閾値に１ｍｓを設定し、第１閾値が１ｍｓ以下である場合は第２閾値に（第１閾値×２）の値を設定する。この設定方法であれば、第２閾値が第１閾値よりも小さくなりすぎることで位相補正が繰り返し実施されるようなケースを回避できる。また、第２閾値が極端な値となることを防止するために（第２閾値≦上限値Ｘ）の条件を満たすことが要求される。
【0128】
他の方法として、第１算出モジュールまたは第２算出モジュールの算出に代えて、閾値取得モジュール５２１はＬＵＴ（look Up table）を利用して第２閾値を取得するよう構成されてもよい。より具体的には、制御装置２は、図１０のＵＩ画面のウインドウ５１Ｂの複数の値のうちからユーザが選択した値を第１閾値として取得し、制御装置２は、当該第１閾値に基づき図１１のテーブル４４から第２閾値を検索する。テーブル４４は制御装置２に予め格納される。テーブル４４は、第１閾値と第２閾値の組を表す複数のレコードが登録される。第１閾値と第２閾値の組合わせは実験等により取得される。例えば、ウインドウ５１Ｂにおいて第１閾値が選択された場合に、図１１では、テーブル４４からレコードＲ１の第２閾値が検索される。なお、テーブル４４の第２閾値は、少なくとも第１閾値以上であるとの条件、および、上記に述べた上限値Ｘの条件を満たす。
【0129】
図２２は、本実施の形態に係る時刻差と第２閾値の関係を模式的に示すグラフである。このグラフの縦軸は、時刻差の値がとられ、横軸は経過時間がとられる。図２２で説明される時刻差は、周波数ベース時刻差またはメッセージベース時刻差を示す。時刻差Ｄ３は、ステップＳ１４で第２閾値を算出（推定）するために取得された時刻差を示す。図２２では、一点鎖線で示す第２閾値と、グラフ２２１および２２２とが示される。一点鎖線で示す第２閾値は、制御装置２がステップＳ１４で（第２閾値＝時刻差Ｄ３×Ａ、ただしＡ＝５）に従い算出（推定）した値を示す。グラフ２２１は、ステップＳ１４で第２閾値を算出（推定）するために取得した時刻差Ｄ３をベースにした場合の第２閾値の変化、すなわち（Ｄ３×Ａ（ただし、Ａの値を１，２，３，４，５と変化させた場合））の式で算出される値の変化を表す。また、グラフ２２２は、制御装置２が当該周期ＳＹに同期してステップＳ１８で算出（推定）する時刻差の変化を表す。
【0130】
図２２では、位相補正が実施された直後の時刻Ｔ１では、時刻差は０（ゼロ）であって、制御装置２の管理タイマは基準タイマに同期した状態である。この状態では、時刻差Ｄ３は、第２閾値より小さいはずなので、制御装置２は、当該位相補正の直後から、数回分の周期ＳＹの長さに相当する期間ＴＴの間は周波数補正を実施する。すなわち、位相補正を実施直後の時刻差が０（ゼロ）の状態から次の位相補正を実施するまでの間（期間ＴＴ）は、複数回の周波数補正の実施が可能となる。このような周波数補正が実施されることで、グラフ２２２が示す時刻差が大きくなるスピードは時間が経過するに従いゆるやかになる。期間ＴＴの経過後において、制御装置２は、時刻差が一点鎖線で示す第２閾値を超えたとことを判定し、当該判定に応じて位相補正を実施する。
【0131】
また、図２２のケースとは異なり第２閾値は（第２閾値＝時刻差Ｄ３×Ａ、ただしＡ＝１）に設定されるケースを想定すると、当該ケースでは、時刻Ｔ１で位相補正が実施された直後にメッセージ（Sync）を受信した時の時刻Ｔ２で時刻差が第２閾値を超える可能性がある。そのため、制御装置２は時刻Ｔ２で位相補正を実施する。このようなケースでは、位相補正が繰返し実施されることになるため、「時刻の後戻り」を生じさせる可能性が高く、時刻差が収束しない可能性がある。
【0132】
＜Ｇ．具体的なケース＞
本実施の形態では、制御装置２は、周波数ベース時刻差に基づき第２閾値を設定する。この場合、制御装置２は、周波数ベース時刻差の大きさに応じて第２閾値を変更して、位相補正と周波数補正を切替るための第２閾値を、第１閾値または周波数ベース時刻差の大きさに応じて変更することができる。
本実施の形態では、制御装置２は、周波数ベース時刻差に基づき第２閾値を設定する。この場合、制御装置２は、周波数ベース時刻差の大きさに応じて第２閾値を変更して、位相補正と周波数補正を切替るための第２閾値を、第１閾値または周波数ベース時刻差の大きさに応じて変更することができる。
【0133】
図１５～図２０は本実施の形態に係る第２閾値が可変に設定されることによる利点を説明するグラフである。図１５、図１６および図１７は、本実施の形態とは異なり第２閾値を固定としたケースを示す。これらケースでは、第２閾値が固定値であるため、第２閾値の大きさ、または、第１閾値と第２閾値の値の大きさの関係が要因となって、時刻同期の完了までに時間を要する。図１５では、第２閾値は第１閾値に比べて大きすぎるために、位相補正が実施された後もメッセージベース時刻差は大きい状態のままであるが、そのような状態で周波数補正が開始されるので、時刻同期の完了までに長時間を要する。図１６では、第２閾値が小さすぎるために、メッセージベース時刻差が小さい状態でも位相補正のみが繰り返し実施され、その結果、時刻同期の完了までに長時間を要する。図１７では、第２閾値は（第２閾値＜第１閾値）の関係性を有するために、時刻同期が完了した後の時刻同期中においても位相補正が実施される。その結果、「時刻の後戻り」が生じる可能性が高い。
【0134】
これに対して図１８、図１９および図２０は、第２閾値を固定ではなく周波数時刻差の大きさに応じて変更するケースを示す。図１８は、図１５のケースにおいて第２閾値を周波数ベース時刻差に基づき設定する場合を示す。より具体的には、図１８では、第１閾値に比べて第２閾値に大きすぎない値が設定されるので、位相補正と周波数補正とを組み合わせて実施可能となり、図１５のケースに比べて時刻同期の完了までに要する時間を短くできる。図１９は、図１６のケースにおいて第２閾値を周波数ベース時刻差に基づき設定する場合を示す。より具体的には、図１９では、第１閾値に比べて第２閾値は大きすぎず、且つ小さすぎない値が設定されるので、位相補正と周波数補正とを組み合わせて実施可能となり、図１５または図１６のケースに比べて時刻同期の完了までに要する時間を短くできる。図２０は、図１７のケースにおいて第２閾値を周波数ベース時刻差に基づき設定する場合を示す。より具体的には、図２０では、第２閾値は（第１閾値＝第２閾値）の関係を有するよう設定されるので、図１７で示したような「時刻の後戻り」を防止できる。
【0135】
＜Ｈ．制御構造プログラムの処理例＞
制御構造プログラム５１Ｆが実行されると、制御装置２は制御関連処理を実施する。例えば、この制御関連処理は、制御装置２は時系列ＤＢ４５０に格納するために、製造実行システム４００にクエリを発行する処理を含む。このクエリは、時系列にデータを格納するためにデータベース操作言語（ＳＱＬ：Structured Query Language）に従っている。データには、制御装置２が収集した観測値および各観測値に対応付けられるタイムスタンプとして管理時刻が含まれる。各制御装置２において時刻同期が完了した場合、各制御装置２からのタイムスタンプは互いに同期した時刻を示す。したがって、製造実行システム４００は時系列ＤＢ４５０において、タイムスタンプに基づき、観測されたタイミングを一致させて各制御装置２からの観測値の時系列データを集約（すなわち、統合）することができる。このように集約されたデータを用いれば、観測値の解析が容易になる。
制御構造プログラム５１Ｆが実行されると、制御装置２は制御関連処理を実施する。例えば、この制御関連処理は、制御装置２は時系列ＤＢ４５０に格納するために、製造実行システム４００にクエリを発行する処理を含む。このクエリは、時系列にデータを格納するためにデータベース操作言語（ＳＱＬ：Structured Query Language）に従っている。データには、制御装置２が収集した観測値および各観測値に対応付けられるタイムスタンプとして管理時刻が含まれる。各制御装置２において時刻同期が完了した場合、各制御装置２からのタイムスタンプは互いに同期した時刻を示す。したがって、製造実行システム４００は時系列ＤＢ４５０において、タイムスタンプに基づき、観測されたタイミングを一致させて各制御装置２からの観測値の時系列データを集約（すなわち、統合）することができる。このように集約されたデータを用いれば、観測値の解析が容易になる。
【0136】
これに対して、制御装置２において時刻同期が完了していない場合、各制御装置２のタイムスタンプの時刻は同期していないので、製造実行システム４００は時系列ＤＢ４５０において観測値の時系列データを集約したとしても、集約されたデータを観測時刻に基づき解析することはできない。
【0137】
制御構造プログラム５１Ｆの処理Ａは時刻同期が完了したときに実施される処理を含む。より具体的には、処理Ａでは、制御装置２は管理タイマが出力する時刻のタイムスタンプと観測値を有した時系列データを生成し、製造実行システム４００に送信する。処理Ｂは、時刻同期が完了していないときに実施される処理を含む。より具体的には、処理Ｂでは、制御装置２は処理Ａを実行しない。または、処理Ｂでは、制御装置２はタイムスタンプと観測値と「時刻同期未完了」の識別子を有した時系列データを生成し、製造実行システム４００に送信する。
【0138】
このように、時刻同期処理において設定されるフラグ４０を、制御構造プログラム５１Ｆの実行時に制御装置２が参照することで、上記のように時刻同期が未完了であるときに実施する制御関連処理を、時刻同期が完了したときに実施する制御関連処理とは異ならせることができる。なお、フラグ４０に基づき実行される処理Ａと処理Ｂは、上記に述べた製造実行システム４００への観測値の転送に限定されない。
【0139】
上記に述べた時刻同期処理では、第２閾値は周波数ベース時刻差に基づき設定されたが第２閾値はメッセージベース時刻差に基づき設定されてもよい。また、上記に述べた時刻補正処理に用いる補正量はメッセージベース時刻差に基づき設定されるが、補正量は周波数ベース時刻差に基づき設定されてもよい。なお、このような設定の仕方は、ｇＰＴＰの時刻補正を、周波数ベース時刻差を用いた時刻補正に限定するものではない。
【0140】
＜Ｉ．プログラム＞
制御装置２のプロセッサ１０２は、二次記憶装置１０６のプログラムを実行することにより、上記に述べた時刻同期の処理および制御関連処理または方法を実現する。
制御装置２のプロセッサ１０２は、二次記憶装置１０６のプログラムを実行することにより、上記に述べた時刻同期の処理および制御関連処理または方法を実現する。
【0141】
これら処理を実現するために実行されるプログラムおよびデータは、外部装置から二次記憶装置１０６にダウンロードされてもよい。より具体的には、メモリカード１１６から、メモリカードインターフェイス１０９を介してダウンロードされる、または、ネットワークに接続される外部装置から上位ネットワークコントローラ１０５を介してダウンロードされる。
【0142】
サポート装置５００のＣＰＵ５０１は、ユーザに対し支援ツールを提供する。ハードディスク５０４には支援ツールを実現するためのプログラムおよびデータなどを記憶し得る。支援ツールを実現するためのプログラムおよびデータは、通信インターフェイス５０７および各種通信回線を介してハードディスク５０４にダウンロードされてもよい。または、メモリカード５１２を介してハードディスク５０４にダウンロードされるとしてもよい。
【0143】
メモリカード１１６またはメモリカード５１２は、コンピュータその他装置、機械等が記録されたプログラム等の情報を読み取り可能なように、当該プログラム等の情報を、電気的、磁気的、光学的、機械的または化学的作用によって蓄積する媒体である。
【0144】
＜Ｊ．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］
ＦＡ（ファクトリオートメーション）の制御装置（２）であって、
ネットワーク（１１）を接続するコネクタ（１０５）と、
タイマ（１２６）と、
対象の制御に関連する処理を実施する制御処理部（１５２）と、
時刻同期の処理を実施する時刻同期処理部（５６０）と、を備え、
前記時刻同期処理部は、
基準時刻と前記タイマが計測した時刻との間の時刻差を算出する時刻差算出部（５２３）と、
前記時刻差の許容範囲を示す第１閾値以上である第２閾値を取得する閾値取得部（５２１）と、
前記タイマの時刻を、前記基準時刻を示すように第１補正量で補正する第１補正処理（Ｓ２２）または当該タイマの時刻を、前記基準時刻を示すように前記第１補正量よりも小さい第２補正量で補正する第２補正処理（Ｓ２３）の一方を実施する補正部（５２２）と、を含み、
前記補正部は、
前記時刻差が前記第２閾値以上であるとき前記第１補正処理を実施し、前記時刻差が前記第２閾値未満であるとき前記第２補正処理を実施する、制御装置。
［構成２］
前記タイマの時刻は、当該タイマが有するクロックに基づいた時刻を示し、
前記基準時刻は、前記ネットワークに接続されるマスタ装置のクロックに基づいた時刻を示し、
前記時刻差算出部は、前記タイマのクロックの周波数と前記マスタ装置のクロックの周波数の差に基づき前記時刻差を算出する、構成１に記載の制御装置。
［構成３］
前記制御装置は、前記ネットワークに接続されたマスタ装置から配信されるメッセージ（２１）を受信する通信部を、さらに備え、
前記マスタ装置からの配信メッセージは、当該マスタ装置のマスタクロックに基づく当該メッセージの送信時刻を含み、
前記時刻差算出部は、
前記マスタ装置から受信した前記配信メッセージの前記送信時刻と前記ネットワークの伝搬遅延時間とに基づき前記基準時刻を算出し、
前記タイマが計測した前記配信メッセージの受信時刻と算出された前記基準時刻との差に基づき前記時刻差を算出する、構成１または２に記載の制御装置。
［構成４］
前記時刻同期処理部は、
前記時刻差が前記第１閾値以下であることの同期条件が満たされるか否かを判定し、
前記補正部は、前記同期条件が満たされたことの判定に応じて、前記時刻差が前記第２閾値以上であるとき前記第１補正処理を実施し、前記時刻差が前記第２閾値未満であるとき前記第２補正処理を実施する、構成１から３のいずれか１に記載の制御装置。
［構成５］
前記閾値取得部は、
前記時刻差を用いた算出式に従い前記第２閾値を算出する、構成１から４のいずれか１に記載の制御装置。
［構成６］
前記閾値取得部は、
前記第１閾値と予め定められた値の間の大きさの関係および前記第１閾値を用いた算出式に従い、前記第２閾値を算出する、構成１～５のいずれか１に記載の制御装置。
［構成７］
前記第１補正処理は、
前記タイマの時刻を前記第１補正量で補正する処理を、Ｍ回（ただし、Ｍ≧２）繰り返し、
前記第１補正量は、前記時刻差の値をＭ個に分割した値に基づく補正量を含む、構成１～６のいずれか１に記載の制御装置。
［構成８］
前記第２補正処理は、
前記タイマの時刻を前記第２補正量で補正する処理を、Ｎ回（ただし、Ｎ≧２）繰り返し、
前記第２補正量は、前記時刻差の値をＮ個に分割した値に基づく補正量を含む、構成１～７のいずれか１に記載の制御装置。
［構成９］
前記時刻同期処理部は、前記時刻差が前記第１閾値以下であることの同期条件が満たされるか否かを判定し、
前記対象の制御に関連する処理は、前記同期条件が満たされと判定されたときに実施される第１処理と、当該同期条件が満たされと判定されたことに応じて実施される処理であって前記第１処理とは異なる第２処理を含む、構成１～８のいずれか１に記載の制御装置。
［構成１０］
前記第１処理は、前記対象の制御に関連した観測値と観測されたタイミングを示す前記タイマの時刻を有するデータの収集処理を含む、構成９に記載の制御装置。
［構成１１］
ＦＡ（ファクトリオートメーション）の制御システムであって、構成１～１０のいずれか１に記載の複数の制御装置を備える制御システム。
［構成１２］
ＦＡ（ファクトリオートメーション）の制御装置（２）が実施する方法であって、
前記制御装置は、ネットワーク（１１）を接続するコネクタ（１０５）と、タイマ（１２６）とを備え、
前記方法は、
対象の制御に関連する処理を実施すること、および
時刻同期の処理を実施すること、を備え、
前記時刻同期の処理を実施することは、
基準時刻と前記タイマが計測した時刻との間の時刻差を算出すること、
前記時刻差の許容範囲を示す第１閾値以上である第２閾値を取得すること、
前記タイマの時刻を、前記基準時刻を示すように第１補正量で補正する第１補正処理または当該タイマの時刻を、前記基準時刻を示すように前記第１補正量よりも小さい第２補正量で補正する第２補正処理の一方を実施すること、を含み、
前記一方を実施することは、
前記時刻差が前記第２閾値以上であるとき前記第１補正処理を実施し、前記時刻差が前記第２閾値未満であるとき前記第２補正処理を実施することを含む、方法。
［構成１３］
ＦＡ（ファクトリオートメーション）の制御装置（２）のプロセッサ（１０２）に方法を実施させるためのプログラム（１７７）であって、
前記制御装置は、ネットワーク（１１）を接続するコネクタ（１０５）と、タイマ（１２６）を備え、
前記方法は、
対象の制御に関連する処理を実施すること、および
時刻同期の処理を実施すること、を備え、
前記時刻同期の処理を実施することは、
基準時刻と前記タイマが計測した時刻との間の時刻差を算出すること、
前記時刻差の許容範囲を示す第１閾値以上である第２閾値を取得すること、
前記タイマの時刻を、前記基準時刻を示すように第１補正量で補正する第１補正処理または当該タイマの時刻を、前記基準時刻を示すように前記第１補正量よりも小さい第２補正量で補正する第２補正処理の一方を実施すること、を含み、
前記一方を実施することは、
前記時刻差が前記第２閾値以上であるとき前記第１補正処理を実施し、前記時刻差が前記第２閾値未満であるとき前記第２補正処理を実施することを含む、プログラム。
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］
ＦＡ（ファクトリオートメーション）の制御装置（２）であって、
ネットワーク（１１）を接続するコネクタ（１０５）と、
タイマ（１２６）と、
対象の制御に関連する処理を実施する制御処理部（１５２）と、
時刻同期の処理を実施する時刻同期処理部（５６０）と、を備え、
前記時刻同期処理部は、
基準時刻と前記タイマが計測した時刻との間の時刻差を算出する時刻差算出部（５２３）と、
前記時刻差の許容範囲を示す第１閾値以上である第２閾値を取得する閾値取得部（５２１）と、
前記タイマの時刻を、前記基準時刻を示すように第１補正量で補正する第１補正処理（Ｓ２２）または当該タイマの時刻を、前記基準時刻を示すように前記第１補正量よりも小さい第２補正量で補正する第２補正処理（Ｓ２３）の一方を実施する補正部（５２２）と、を含み、
前記補正部は、
前記時刻差が前記第２閾値以上であるとき前記第１補正処理を実施し、前記時刻差が前記第２閾値未満であるとき前記第２補正処理を実施する、制御装置。
［構成２］
前記タイマの時刻は、当該タイマが有するクロックに基づいた時刻を示し、
前記基準時刻は、前記ネットワークに接続されるマスタ装置のクロックに基づいた時刻を示し、
前記時刻差算出部は、前記タイマのクロックの周波数と前記マスタ装置のクロックの周波数の差に基づき前記時刻差を算出する、構成１に記載の制御装置。
［構成３］
前記制御装置は、前記ネットワークに接続されたマスタ装置から配信されるメッセージ（２１）を受信する通信部を、さらに備え、
前記マスタ装置からの配信メッセージは、当該マスタ装置のマスタクロックに基づく当該メッセージの送信時刻を含み、
前記時刻差算出部は、
前記マスタ装置から受信した前記配信メッセージの前記送信時刻と前記ネットワークの伝搬遅延時間とに基づき前記基準時刻を算出し、
前記タイマが計測した前記配信メッセージの受信時刻と算出された前記基準時刻との差に基づき前記時刻差を算出する、構成１または２に記載の制御装置。
［構成４］
前記時刻同期処理部は、
前記時刻差が前記第１閾値以下であることの同期条件が満たされるか否かを判定し、
前記補正部は、前記同期条件が満たされたことの判定に応じて、前記時刻差が前記第２閾値以上であるとき前記第１補正処理を実施し、前記時刻差が前記第２閾値未満であるとき前記第２補正処理を実施する、構成１から３のいずれか１に記載の制御装置。
［構成５］
前記閾値取得部は、
前記時刻差を用いた算出式に従い前記第２閾値を算出する、構成１から４のいずれか１に記載の制御装置。
［構成６］
前記閾値取得部は、
前記第１閾値と予め定められた値の間の大きさの関係および前記第１閾値を用いた算出式に従い、前記第２閾値を算出する、構成１～５のいずれか１に記載の制御装置。
［構成７］
前記第１補正処理は、
前記タイマの時刻を前記第１補正量で補正する処理を、Ｍ回（ただし、Ｍ≧２）繰り返し、
前記第１補正量は、前記時刻差の値をＭ個に分割した値に基づく補正量を含む、構成１～６のいずれか１に記載の制御装置。
［構成８］
前記第２補正処理は、
前記タイマの時刻を前記第２補正量で補正する処理を、Ｎ回（ただし、Ｎ≧２）繰り返し、
前記第２補正量は、前記時刻差の値をＮ個に分割した値に基づく補正量を含む、構成１～７のいずれか１に記載の制御装置。
［構成９］
前記時刻同期処理部は、前記時刻差が前記第１閾値以下であることの同期条件が満たされるか否かを判定し、
前記対象の制御に関連する処理は、前記同期条件が満たされと判定されたときに実施される第１処理と、当該同期条件が満たされと判定されたことに応じて実施される処理であって前記第１処理とは異なる第２処理を含む、構成１～８のいずれか１に記載の制御装置。
［構成１０］
前記第１処理は、前記対象の制御に関連した観測値と観測されたタイミングを示す前記タイマの時刻を有するデータの収集処理を含む、構成９に記載の制御装置。
［構成１１］
ＦＡ（ファクトリオートメーション）の制御システムであって、構成１～１０のいずれか１に記載の複数の制御装置を備える制御システム。
［構成１２］
ＦＡ（ファクトリオートメーション）の制御装置（２）が実施する方法であって、
前記制御装置は、ネットワーク（１１）を接続するコネクタ（１０５）と、タイマ（１２６）とを備え、
前記方法は、
対象の制御に関連する処理を実施すること、および
時刻同期の処理を実施すること、を備え、
前記時刻同期の処理を実施することは、
基準時刻と前記タイマが計測した時刻との間の時刻差を算出すること、
前記時刻差の許容範囲を示す第１閾値以上である第２閾値を取得すること、
前記タイマの時刻を、前記基準時刻を示すように第１補正量で補正する第１補正処理または当該タイマの時刻を、前記基準時刻を示すように前記第１補正量よりも小さい第２補正量で補正する第２補正処理の一方を実施すること、を含み、
前記一方を実施することは、
前記時刻差が前記第２閾値以上であるとき前記第１補正処理を実施し、前記時刻差が前記第２閾値未満であるとき前記第２補正処理を実施することを含む、方法。
［構成１３］
ＦＡ（ファクトリオートメーション）の制御装置（２）のプロセッサ（１０２）に方法を実施させるためのプログラム（１７７）であって、
前記制御装置は、ネットワーク（１１）を接続するコネクタ（１０５）と、タイマ（１２６）を備え、
前記方法は、
対象の制御に関連する処理を実施すること、および
時刻同期の処理を実施すること、を備え、
前記時刻同期の処理を実施することは、
基準時刻と前記タイマが計測した時刻との間の時刻差を算出すること、
前記時刻差の許容範囲を示す第１閾値以上である第２閾値を取得すること、
前記タイマの時刻を、前記基準時刻を示すように第１補正量で補正する第１補正処理または当該タイマの時刻を、前記基準時刻を示すように前記第１補正量よりも小さい第２補正量で補正する第２補正処理の一方を実施すること、を含み、
前記一方を実施することは、
前記時刻差が前記第２閾値以上であるとき前記第１補正処理を実施し、前記時刻差が前記第２閾値未満であるとき前記第２補正処理を実施することを含む、プログラム。
【0145】
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0146】
１ 制御システム ２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ 制御装置、３Ａ，３Ｂ，３Ｃ 工程、１１，１２，１３，１４，１１０ ネットワーク、２１ 時刻配信メッセージ、４０ フラグ、４４ テーブル、５１ 画面、５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ ウインドウ、５１Ｄ ボタン、５１Ｅ テキストボックス、５１Ｆ 制御構造プログラム、９０ フィールド機器、９１，９１Ａ，９１Ｂ，１０３，１１９，５０３ タイマ、１０２ プロセッサ、１０４ チップセット、１０５ 上位ネットワークコントローラ、１０６ 二次記憶装置、１０７ コントローラ、１０８ 主記憶装置、１０９ メモリカードインターフェイス、１１６，５１２ メモリカード、１１８ フィールドネットワークコントローラ、１２６ カウンタ、１５０ 実行エンジン、１５２ 制御プログラム、１５６ データベース書込みプログラム、１５８ シリアライズ通信プログラム、１６０ 変数管理プログラム、１７０ スケジューラプログラム、１７２ 入力プログラム、１７４ 出力プログラム、１７７ 同期アプリケーション、１７８ 補正プログラム、１８０ 時系列データベース、１８２ 時系列データ、１９０ ライン管理装置、１９２ 上位接続プログラム、１９３ データベース接続プログラム、１９４ ゲートウェイプログラム、２００ 通信周期データ、２８０ 表示装置、３００ 分散型システム、３８０ 製造管理装置、４００ 製造実行システム、５００ サポート装置、５０２ メモリ、５０４ ハードディスク、５０５ 入力インターフェイス、５０６ 表示コントローラ、５０７ 通信インターフェイス、５１０ キーボード、５１１ ディスプレイ、５２１ 閾値取得モジュール、５２２ 補正モジュール、５２３ 時刻差算出モジュール、５６０ 同期モジュール、５９０ サポートプログラム、５９５ 転送プログラム。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】