特許 7229957 生産システム、通信方法、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-17

(45)【発行日】2023-02-28

(54)【発明の名称】生産システム、通信方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04L 12/28 20060101AFI20230220BHJP

【ＦＩ】

H04L12/28 400

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2020026175

(22)【出願日】2020-02-19

(65)【公開番号】P2021132279

(43)【公開日】2021-09-09

【審査請求日】2020-02-20

【審判番号】

【審判請求日】2022-02-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000006622

【氏名又は名称】株式会社安川電機

(74)【代理人】

【識別番号】110000154

【氏名又は名称】弁理士法人はるか国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉良 俊信

(72)【発明者】

【氏名】松村 勇

(72)【発明者】

【氏名】吉浦 泰史

(72)【発明者】

【氏名】正垣 隆章

(72)【発明者】

【氏名】新見 宏隆

【合議体】

【審判長】稲葉 和生

【審判官】石井 則之

【審判官】富澤 哲生

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１４０６０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０６２４６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１３９６３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０６３２３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

H04L 12/28

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１産業装置と、
前記第１産業装置と定周期で通信する第２産業装置と、
を有し、
前記第２産業装置は、複数の周期の各々における定周期領域を利用して、前記第１産業装置に、制御用の第１データを１のフレームの第１データ領域に含み、かつ、自身に関する第２データの一部を前記１のフレームの第２データ領域に含む前記１のフレームを送信することによって、前記第２データを前記複数の周期に分けて送信する送信部を有し、
１周期内には、前記定周期領域と、非定周期領域と、があり、
前記送信部は、各周期における前記定周期領域と前記非定周期領域との両方を利用して、前記第１産業装置に前記第２データを送信する、
生産システム。

【請求項2】

前記定周期領域と前記非定周期領域との各々に分けられたデータ部分には、識別情報が付与されており、
前記第１産業装置は、前記識別情報に基づいて、前記定周期領域と前記非定周期領域との各々を利用して受信した前記データ部分を結合する結合部を有する、
請求項１に記載の生産システム。

【請求項3】

前記第１産業装置と前記第２産業装置との間では、１周期内において少なくとも１回、前記定周期領域の一部を利用して、前記第１データが送受信される、
請求項１又は２に記載の生産システム。

【請求項4】

前記送信部は、１周期で送信を完了できるデータに対応する第１データ領域と、１周期では送信を完了できないデータに対応する第２データ領域と、を含むデータを送信する、
請求項１～３の何れかに記載の生産システム。

【請求項5】

前記生産システムは、複数の前記第２産業装置を有し、
前記第１産業装置は、１周期内において、前記複数の第２産業装置の各々と順番に通信し、
前記複数の第２産業装置の各々の前記送信部は、自身の順番が訪れた場合に、自身に対応する前記定周期領域を利用して、前記第１データと前記第２データとを送信する、
請求項１～４の何れかに記載の生産システム。

【請求項6】

前記第２産業装置は、複数の種類の前記第２データを取得可能であり、
前記第１産業装置は、前記複数の種類のうちの少なくとも１つを指定する種類指定部を有し、
前記送信部は、前記第１産業装置に、指定された前記少なくとも１つの種類の第２データを複数の周期に分けて送信する、
請求項１～５の何れかに記載の生産システム。

【請求項7】

前記定周期領域は、前記第２データの一部を格納可能な複数の領域を有し、
前記第１産業装置は、前記複数の領域のうちの少なくとも１つを指定する領域指定部を有し、
前記送信部は、指定された前記少なくとも１つの領域を利用して、前記第１産業装置に前記第２データを送信する、
請求項１～６の何れかに記載の生産システム。

【請求項8】

前記第２データは、前記第２産業装置により生成されたトレースデータ、前記第２産業装置により解析された解析データ、又は前記第２産業装置に接続された機器に関する機器データである、
請求項１～７の何れかに記載の生産システム。

【請求項9】

前記第１産業装置は、指令を送信するマスタ機器であり、
前記第２産業装置は、前記指令に応じて動作するスレーブ機器である、
請求項１～８の何れかに記載の生産システム。

【請求項10】

第１産業装置と、前記第１産業装置と定周期で通信する第２産業装置と、の間における通信方法であって、
前記第２産業装置が、複数の周期の各々における定周期領域を利用して、前記第１産業装置に、制御用の第１データを１のフレームの第１データ領域に含み、かつ、自身に関する第２データの一部を前記１のフレームの第２データ領域に含む前記１のフレームを送信することによって、前記第２データを前記複数の周期に分けて送信し、
１周期内には、前記定周期領域と、非定周期領域と、があり、
前記第２産業装置は、各周期における前記定周期領域と前記非定周期領域との両方を利用して、前記第１産業装置に前記第２データを送信する、
通信方法。

【請求項11】

第１産業装置と定周期で通信する第２産業装置を、
複数の周期の各々における定周期領域を利用して、前記第１産業装置に、制御用の第１データを１のフレームの第１データ領域に含み、かつ、自身に関する第２データの一部を前記１のフレームの第２データ領域に含む前記１のフレームを送信することによって、前記第２データを前記複数の周期に分けて送信する送信部、
として機能させ、
１周期内には、前記定周期領域と、非定周期領域と、があり、
前記送信部は、各周期における前記定周期領域と前記非定周期領域との両方を利用して、前記第１産業装置に前記第２データを送信する、
プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、生産システム、通信方法、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、第１産業装置と第２産業装置との間で、所定の送信周期で定期送信データの授受を行うようにした生産システムにおいて、第２産業装置が、定期送信データの授受が行われていない空き時間に、定期送信する必要のない非定期送信データの授受を行うようにすることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００４－２４２０３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示の目的の１つは、例えば、データの送信に要する時間を保証することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一側面に係る生産システムは、第１産業装置と、前記第１産業装置と定周期で通信する第２産業装置と、を有し、前記第２産業装置は、複数の周期の各々における定周期領域を利用して、前記第１産業装置に、自身に関するデータを前記複数の周期に分けて送信する送信部を有する。

【0006】

本開示の一側面に係る通信方法は、第１産業装置と、前記第１産業装置と定周期で通信する第２産業装置と、の間における通信方法であって、前記第２産業装置が、複数の周期の各々における定周期領域を利用して、前記第１産業装置に、自身に関するデータを前記複数の周期に分けて送信する。

【0007】

本開示の一側面に係るプログラムは、第１産業装置と定周期で通信する第２産業装置を、複数の周期の各々における定周期領域を利用して、前記第１産業装置に、自身に関するデータを前記複数の周期に分けて送信する送信部、として機能させる。

【0008】

本開示の一側面によれば、前記第１産業装置と前記第２産業装置との間では、１周期内において少なくとも１回、前記定周期領域の一部を利用して、制御用のデータが送受信される。

【0009】

本開示の一側面によれば、前記定周期領域は、１周期で送信を完了できるデータに対応する第１領域と、１周期では送信を完了できないデータに対応する第２領域と、を含み、前記送信部は、前記定周期領域のうち、前記第２領域を利用する。

【0010】

本開示の一側面によれば、前記生産システムは、複数の前記第２産業装置を有し、前記第１産業装置は、１周期内において、前記複数の第２産業装置の各々と順番に通信し、前記複数の第２産業装置の各々の前記送信部は、自身の順番が訪れた場合に、自身に対応する前記定周期領域を利用して、自身に関するデータの一部を送信する。

【0011】

本開示の一側面によれば、前記第２産業装置は、複数の種類の前記データを取得可能であり、前記第１産業装置は、前記複数の種類のうちの少なくとも１つを指定する種類指定部を有し、前記送信部は、前記第１産業装置に、指定された前記少なくとも１つの種類のデータを複数の周期に分けて送信する。

【0012】

本開示の一側面によれば、前記定周期領域は、前記データの一部を格納可能な複数の領域を有し、前記第１産業装置は、前記複数の領域のうちの少なくとも１つを指定する領域指定部を有し、前記送信部は、指定された前記少なくとも１つの領域を利用して、前記第１産業装置に前記データを送信する。

【0013】

本開示の一側面によれば、１周期内には、前記定周期領域と、非定周期領域と、があり、前記送信部は、各周期における前記定周期領域と前記非定周期領域との両方を利用して、前記第１産業装置に前記データを送信する。

【0014】

本開示の一側面によれば、前記定周期領域と前記非定周期領域との各々に分けられたデータ部分には、識別情報が付与されており、前記第１産業装置は、前記識別情報に基づいて、前記定周期領域と前記非定周期領域との各々を利用して受信した前記データ部分を結合する結合部を有する。

【0015】

本開示の一側面によれば、前記データは、前記第２産業装置により生成されたトレースデータ、前記第２産業装置により解析された解析データ、又は前記第２産業装置に接続された機器に関する機器データである。

【0016】

本開示の一側面によれば、前記第１産業装置は、指令を送信するマスタ機器であり、前記第２産業装置は、前記指令に応じて動作するスレーブ機器である。

【発明の効果】

【0017】

本開示によれば、例えば、データの送信に要する時間を保証することである。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施形態に係る生産システムの全体構成の一例を示す図である。

【図2】１周期内における通信手順を示す図である。

【図3】生産システムで実現される機能を示す機能ブロック図である。

【図4】定周期通信の通信フェーズで送受信されるデータのデータフォーマットを示す図である。

【図5】トレースデータ及び一次解析データの内容を示す図である。

【図6】送信対象データの全体構成を示す図である。

【図7】生産システムで送信対象データが送受信される様子を示すフロー図である。

【図8】変形例（２）の機能ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

発明者達の見地によれば、第１産業装置と第２産業装置とが定周期で通信する生産システムでは、定周期通信用の通信領域を利用して制御用のデータが送受信され、非定周期通信用の通信領域を利用して他のデータが送受信されていた。しかしながら、非定周期通信用の通信領域は、ある特定の産業装置専用というわけではなく、どの産業装置が何の目的で利用するか決まっておらず、比較的低速なこともあり、当該他のデータの送信に要する時間を保証することができなかった。そこで発明者達は、例えば、データの送信に要する時間を保証するために鋭意研究開発を行った結果、新規かつ独創的な生産システム等に想到した。以降、本実施形態に係る生産システム等を詳細に説明する。

【0020】

［１．生産システムの全体構成］
図１は、実施形態に係る生産システムの全体構成の一例を示す図である。図１に示すように、生産システム１は、データ収集装置１０、コントローラ２０、モータ制御装置３０－１～３０－ｎ、モータ４０－１～４０－ｎ、及びセンサ５０－１～５０－ｎを含む。ｎは自然数であり、図１の場合、ｎは４以上の任意の整数である。

【0021】

本実施形態では、モータ制御装置３０－１～３０－ｎ、モータ４０－１～４０－ｎ、及びセンサ５０－１～５０－ｎの各々を特に区別する必要のないときは、単にモータ制御装置３０、モータ４０、及びセンサ５０と記載する。同様に、ＣＰＵ３１－１～３１－ｎ、記憶部３２－１～３２－ｎ、及び通信部３３－１～３３－ｎの各々を特に区別する必要のないときは、単にＣＰＵ３１、記憶部３２、及び通信部３３と記載する。

【0022】

データ収集装置１０は、データを収集するコンピュータである。データ収集装置１０は、ＣＰＵ１１、記憶部１２、及び通信部１３を含む。ＣＰＵ１１は、少なくとも１つのプロセッサを含む。記憶部１２は、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びハードディスクを含み、各種プログラムやデータを記憶する。ＣＰＵ１１は、これらプログラムやデータに基づいて各種処理を実行する。通信部１３は、有線通信又は無線通信用の通信インタフェースを含み、他の装置との通信を行う。

【0023】

コントローラ２０は、モータ制御装置３０を制御する装置である。コントローラ２０は、第１産業装置の一例である。このため、本実施形態でコントローラ２０と記載した箇所は、第１産業装置と読み替えることができる。産業装置は、人間が行う作業の補助又は代行をする機器及びその周辺機器の総称である。例えば、コントローラ２０以外にも、後述するモータ制御装置３０も産業装置に相当する。他にも例えば、ロボットコントローラ、産業用ロボット、インバータ、コンバータ、工作機械、又はＰＬＣ等は、産業装置に相当する。

【0024】

本実施形態では、コントローラ２０が４台以上のモータ制御装置３０を制御する場合を説明するが、コントローラ２０が制御するモータ制御装置３０の台数は、任意の数であってよく、例えば、３台以下であってもよい。また例えば、コントローラ２０には、モータ制御装置３０だけでなく、センサ類又は入出力機器などが接続されていてもよい。また例えば、生産システム１には、複数台のコントローラ２０が含まれていてもよい。例えば、コントローラ２０は、ＣＰＵ２１、記憶部２２、及び通信部２３を含む。ＣＰＵ２１、記憶部２２、及び通信部２３の各々の物理的構成は、ＣＰＵ１１、記憶部１２、及び通信部１３と同様である。

【0025】

モータ制御装置３０は、モータ４０を制御する装置である。モータ制御装置３０は、第２産業装置の一例である。このため、本実施形態でモータ制御装置３０と記載した箇所は、第２産業装置と読み替えることができる。本実施形態の生産システム１は、複数の第２産業装置を有する場合を説明するが、第２産業装置は、１台だけであってもよい。

【0026】

例えば、第２産業装置は、第１産業装置と定周期で通信する産業装置である。産業装置の意味は先述した通りである。第２産業装置は、第１産業装置と常に定周期で通信しなければならないわけではなく、第１産業装置と非定周期で通信してもよい。第１産業装置と第２産業装置とは、定周期の通信が可能であればよい。本実施形態では、第１産業装置は、第２産業装置からデータを受信する側の装置（データの送信先の装置）であり、第２産業装置は、データを送信する側の装置（データの送信元の装置）である。第２産業装置は、データを生成する装置、又は、動作の解析対象の装置ということもできる。

【0027】

本実施形態では、第１産業装置が指令を送信するマスタ機器であり、第２産業装置が指令に応じて動作するスレーブ機器である場合を説明するが、第１産業装置がスレーブ機器であり、第２産業装置がマスタ機器であってもよい。更に、第１産業装置と第２産業装置は、マスタとスレーブの関係になくてもよい。別の言い方をすれば、第１作業機器と第２産業装置との間には、主従関係又は上下関係が存在しなくてもよい。

【0028】

マスタ機器とは、スレーブ機器を制御する機器である。別の言い方をすれば、マスタ機器は、スレーブ機器からデータを取得する機器である。スレーブ機器とは、マスタ機器により制御される機器である。別の言い方をすれば、スレーブ機器は、マスタ機器に対して自身の動作状態を送信する機器である。本実施形態では、モータ制御装置３０は、コントローラ２０からの指令に基づいて動作するので、コントローラ２０がマスタ機器に相当し、モータ制御装置３０がスレーブ機器に相当する。

【0029】

モータ制御装置３０は、サーボアンプ又はサーボパック（登録商標）と呼ばれることもある。本実施形態では、モータ制御装置３０が１つのモータ４０を制御する場合を説明するが、モータ制御装置３０は、複数のモータ４０を制御してもよい。更に、モータ制御装置３０には、モータ４０、及びセンサ５０だけでなく、入出力機器などの他の機器が接続されていてもよい。

【0030】

図１に示すように、モータ制御装置３０－１～３０－ｎの各々は、所定の接続順で直列的に接続されている。接続順とは、コントローラ２０から数えた順番である。接続順は、階層ということもできる。モータ制御装置３０－ｋ（ｋは１以上ｎ以下の整数）の接続順はｋ番目となる。直列的に接続とは、モータ制御装置３０の上位及び下位の少なくとも一方に、少なくとも１台の他のモータ制御装置３０が接続されていることである。いわゆるマルチドロップ接続、カスケード接続、又はデイジーチェーン接続と呼ばれる接続形態は、直列的な接続の一例である。

【0031】

なお、本実施形態では直列的なモータ制御装置３０－１～３０－ｎの各々が直列的な接続をされているものを一例としているが、これに限らず、リング接続、スター接続など、趣旨を逸脱しない範囲でネットワークトポロジーを形成して適用可能である。例えば、モータ制御装置３０は、ＣＰＵ３１、記憶部３２、及び通信部３３を含む。ＣＰＵ３１、記憶部３２、及び通信部３３の各々の物理的構成は、ＣＰＵ１１、記憶部１２、及び通信部１３と同様である。

【0032】

モータ制御装置３０は、コントローラ２０から受信した指令に基づいて、電力線で接続されたモータ４０に対する電流を制御する。モータ４０は、回転式であってもよいしリニア式であってもよい。センサ５０は、物理量を検出可能なセンサであり、例えば、モータエンコーダ、トルクセンサ、温度センサ、力センサ、ビジョンセンサ、モーションセンサ、ジャイロセンサ、又は加速度センサなどである。図１では、１台のモータ制御装置３０あたり１個のセンサ５０を示しているが、１台のモータ制御装置に対し、複数個のセンサ５０が接続されていてもよい。

【0033】

なお、データ収集装置１０、コントローラ２０、及びモータ制御装置３０の各々に記憶されるものとして説明するプログラム及びデータは、ネットワークを介して供給されるようにしてもよい。また、データ収集装置１０、コントローラ２０、及びモータ制御装置３０の各々のハードウェア構成は、上記の例に限られず、種々のハードウェアを適用可能である。例えば、コンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体を読み取る読取部（例えば、光ディスクドライブやメモリカードスロット）や外部機器と直接的に接続するための入出力部（例えば、ＵＳＢ端子）が含まれていてもよい。この場合、情報記憶媒体に記憶されたプログラムやデータが読取部又は入出力部を介して供給されるようにしてもよい。また例えば、ＡＳＩＣ又はＦＰＧＡと呼ばれる集積回路が含まれていてもよい。

【0034】

［２．生産システムの概要］
生産システム１では、コントローラ２０とモータ制御装置３０との間で定周期通信が行われる。定周期通信とは、周期的（定期的）に行われる通信である。別の言い方をすれば、定周期通信は、１周期内の通信手順が予め定められており、一定の周期ごとに、当該通信手順で行われる通信である。本実施形態では、コントローラ２０とモータ制御装置３０とを接続する産業用のネットワーク（いわゆるフィールドネットワークを含む）において、定周期通信が行われる。

【0035】

図２は、１周期内における通信手順を示す図である。図２に示すように、定周期通信では、１周期の時間Ｔが予め定められている。１周期の時間Ｔは、任意の長さであってよく、例えば、数十μｓ～数百μｓ程度であってもよいし、それ以上又はそれ以下であってもよい。１周期の時間Ｔは、モータ制御装置３０の台数（いわゆる軸数）に応じて定めればよく、例えば、台数が多いほど時間Ｔは長くなる。例えば、コントローラ２０は、記憶部２２に記憶された時間をカウントアップし、各周期の開始時点が訪れたか否か（時間Ｔが経過したか否か）を判定する。

【0036】

図２の例では、１周期内において、同期、定周期通信、定周期通信のリトライ、非定周期通信の順番に通信フェーズが訪れる。同期の通信フェーズでは、コントローラ２０とモータ制御装置３０との間で同期（図１では「ＳＹＮＣ」）が取られる。同期により、コントローラ２０が管理する時間と、モータ制御装置３０が管理する時間と、の整合が取られる。例えば、コントローラ２０とモータ制御装置３０の各々は、タイマによって時間を管理する。

【0037】

定周期通信の通信フェーズでは、定周期通信が行われる。例えば、コントローラ２０からモータ制御装置３０に対し、指令が送信される。指令は、コントローラ２０からモータ制御装置３０への出力ということもできる。モータ制御装置３０は、コントローラ２０からの指令を受信して実行し、コントローラ２０に対し、応答を送信する。応答は、モータ制御装置３０からコントローラ２０への入力ということもできる。コントローラ２０は、指令を送信してから応答を受信するまでの間は、原則として、モータ制御装置３０から他のデータを受信しない。このため、本実施形態の定周期通信の通信フェーズは、同期通信の通信フェーズということもできる。例えば、定周期通信の通信フェーズにおける指令は、同期タスクとして処理される。

【0038】

コントローラ２０は、モータ制御装置３０－１～３０－ｎの各々と順番に通信する。例えば、定周期通信の通信フェーズが訪れると、コントローラ２０は、接続順が１番目のモータ制御装置３０－１に対し、指令（図１では「ＣＭＤ＃１」）を送信する。モータ制御装置３０－１は、指令を受信して実行し、コントローラ２０に対し、応答（図１では「ＲＳＰ＃１」）を送信する。

【0039】

次に、コントローラ２０は、接続順が２番目のモータ制御装置３０－２に対し、指令（図１では「ＣＭＤ＃２」）を送信する。コントローラ２０とモータ制御装置３０－２との間には、モータ制御装置３０－１が配置されているので、モータ制御装置３０－１は、コントローラ２０から受信した指令を、モータ制御装置３０－２に転送する。モータ制御装置３０－２は、転送された指令を受信して実行し、コントローラ２０に対し、応答（図１では「ＲＳＰ＃２」）を送信する。モータ制御装置３０－１は、モータ制御装置３０－２から受信した応答を、コントローラ２０に転送する。

【0040】

以降同様にして、接続順が上位のモータ制御装置３０から順番にコントローラ２０との通信が行われる。コントローラ２０と通信対象のモータ制御装置３０との間に配置された他のモータ制御装置３０は、通信対象のモータ制御装置３０に対する指令と、コントローラ２０に対する応答を転送すればよい。なお、本実施形態では、モータ制御装置３０－１～３０－ｎの通信順とこれらの接続順とが一致する場合を説明するが、通信順と接続順は異なってもよい。例えば、モータ制御装置３０－２が最初にコントローラ２０と通信してもよい。

【0041】

リトライの通信フェーズでは、定周期通信の通信フェーズにおいて失敗した通信のリトライが行われる。図２の例では、コントローラ２０と、モータ制御装置３０－１，３０－ｍ（ｍは２以上ｎ以下の整数）と、の通信が失敗してリトライが行われた場合を示しているが、失敗した通信が存在しなければ、リトライは行われない。

【0042】

非定周期通信の通信フェーズでは、非定周期通信が行われる。非定周期通信とは、定周期通信ではない通信であり、周期的（定期的）には行われない通信である。非定周期通信は、メッセージ通信と呼ばれることもある。例えば、非定周期通信は、定周期通信の通信フェーズではない空き時間に行われる。例えば、非定周期通信は、定周期通信よりも低速であり、一度に送信されるデータのサイズが定周期通信よりも大きい。非定周期通信では、一度に数百バイト程度のサイズのデータが非定周期に読み書きされる。例えば、非定周期通信では、コントローラ２０は、全てのモータ制御装置３０と通信するのではなく、一部のモータ制御装置３０と通信する。このため、非定周期通信では、コントローラ２０と通信しないモータ制御装置３０も存在する。

【0043】

図２の例では、コントローラ２０は、非定周期通信における通信相手のモータ制御装置３０を指定し、当該モータ制御装置３０に対し、指令（例えば、図１の１回目の非定周期通信では「ＭＳＧ＃ｎ」）を送信する。通信相手のモータ制御装置３０は、指令を受信して実行し、コントローラ２０に対し、応答（例えば、図１の１回目の非定周期通信では「ＡＣＫｏｒＭＳＧ＃ｎ」）を送信する。モータ制御装置３０－２～３０－ｎの何れかが通信相手になる場合には、定周期通信と同様の転送が行われるようにすればよい。

【0044】

なお、非定周期通信において、コントローラ２０は、特定のモータ制御装置３０ではなく、モータ制御装置３０全体と同報通信をしてもよい。また、図２の例では、非定周期通信の通信フェーズが２つ存在する場合を示しているが、非定周期通信の通信フェーズは、１つだけであってもよいし、３つ以上であってもよい。特に非定周期通信をする必要がない周期については、非定周期通信の通信フェーズがなくてもよい。また、他の通信フェーズについても同様に、同じ通信フェーズが複数存在してもよい。

【0045】

図２に示すように、ある周期が終了すると、次の周期が開始する。次の周期が開始すると、同期、定周期通信、定周期通信のリトライ、非定周期通信の順番に通信フェーズが訪れる。以降、コントローラ２０とモータ制御装置３０との間で、周期的な通信が繰り返される。

【0046】

コントローラ２０からモータ制御装置３０には、モータ４０の制御用の指令以外にも、トレース開始の指令も送信される。例えば、モータ制御装置３０は、コントローラ２０からトレース開始の指令を受信すると、所定のトリガ条件が満たされた場合にトレースを開始し、トレースデータを生成する。本実施形態では、モータ制御装置３０は、トレースデータを生成するだけではなく、トレースデータの一次解析も行って一次解析データを生成する。

【0047】

モータ制御装置３０は、コントローラ２０に対し、トレースデータ及び一次解析データを１つにまとめたデータ（以降、送信対象データと記載する。）を送信する。この点、全てのモータ制御装置３０の送信対象データを、非定周期通信の通信領域を利用して送信しようとすると時間がかかり、その時間も保証されないことがある。

【0048】

例えば、送信対象データのデータサイズを８キロバイト（即ち、８＊１０２４＝８１９２バイト）とし、非定周期通信における最大のメッセージサイズを５１２バイトとすると、１台のモータ制御装置３０の送信対象データを送信するのに、１６回かかる。非定周期通信が１回あたり１０ｍｓであったとすると、１台のモータ制御装置３０の送信対象データを送信するのに１６０ｍｓかかる。３０台のモータ制御装置３０が接続されていた場合（ｎの値が３０であった場合）には、全てのモータ制御装置３０の送信対象データを送信するのに４．８秒かかる。非定周期通信は、他の目的でも利用されるため、４．８秒以上かかることもある。このため、非定周期通信を利用すると、送信対象データを送信する時間がかかる。更に、送信対象データを送信する時間が保証されず、送信対象データをタイムリーに読み出すことができない。

【0049】

そこで、本実施形態では、モータ制御装置３０は、定周期通信の通信領域を利用して送信対象データを送信するようにしている。例えば、送信対象データのデータサイズを８キロバイトとし、定周期通信における通信領域のうちの４バイトを利用したとすると、１台のモータ制御装置３０の送信対象データを送信するのに、２０４８回かかる。各周期の時間Ｔが１２５μｓであったとすると、１台のモータ制御装置３０の送信対象データを送信するのに２５６ｍｓかかる。

【0050】

定周期通信で送受信される個々のデータのサイズは小さいが、定周期通信では、コントローラ２０は、全てのモータ制御装置３０がコントローラ２０と通信する。このため、３０台のモータ制御装置３０が接続されていたとしても（ｎの値が３０であったとしても）、全てのモータ制御装置３０の送信対象データを送信するのに２５６ｍｓで済む。即ち、同じデータサイズの送信対象データだったとしても、非定周期通信の通信領域を利用する場合よりも短い時間で済む。更に、定周期通信は、コントローラ２０が全てのモータ制御装置３０と通信し、個々のモータ制御装置３０専用の通信領域が確保されている。このため、送信対象データを送信する時間が保証され、送信対象データをタイムリーに読み出すことができる。

【0051】

以上のように、本実施形態では、モータ制御装置３０の送信対象データを、定周期通信の通信領域を利用して送信することによって、データの送信に要する時間を短縮し、かつ、その時間を保証するようにしている。以降、生産システム１の詳細を説明する。

【0052】

［３．生産システムで実現される機能］
図３は、生産システム１で実現される機能を示す機能ブロック図である。ここでは、コントローラ２０及びモータ制御装置３０の各々において実現される機能について説明する。

【0053】

［３－１．コントローラにおいて実現される機能］
図３に示すように、コントローラ２０では、データ記憶部２００、動作制御部２０１、種類指定部２０２、領域指定部２０３、送信部２０４、及び受信部２０５が実現される。データ記憶部２００は、記憶部２２を主として実現され、動作制御部２０１、種類指定部２０２、領域指定部２０３、送信部２０４、及び受信部２０５は、ＣＰＵ２１を主として実現される。

【0054】

［データ記憶部］
データ記憶部２００は、モータ制御装置３０を制御するために必要なデータを記憶する。例えば、データ記憶部２００は、モータ制御装置３０に対する指令内容（モータ制御装置３０の動作内容）が記述された制御プログラムと、モータ制御装置３０に記憶されるパラメータと、を記憶する。

【0055】

また例えば、データ記憶部２００は、定周期通信をするために必要なデータを記憶する。このデータは、各周期の時間Ｔ、現在の時間を示すタイマなどの情報、及び１周期内における各通信フェーズで送受信されるデータフォーマットの情報などである。図２を参照して説明した通信手順が制御プログラムに記述されている場合、制御プログラムも定周期通信をするために必要なデータの一例である。なお、通信手順は、他のプログラムに記述されていてもよい。

【0056】

図４は、定周期通信の通信フェーズで送受信されるデータのデータフォーマットを示す図である。図４では、コントローラ２０が送信する指令のデータフォーマットと、モータ制御装置３０が送信する応答のデータフォーマットと、の各々を示している。本実施形態では、指令のデータサイズと、応答のデータサイズと、が同じである場合を説明するが、これらのデータサイズは異なってもよい。

【0057】

以降、図４に示すデータフォーマットにより規定される３２バイトのデータ領域を、定周期領域と記載する。指令の３２バイトのデータ領域は定周期領域の一例であり、応答の３２バイトのデータ領域も定周期領域の一例である。定周期領域は、定周期通信用の通信領域である。例えば、通信領域は、送受信されるデータの単位（データ領域）である。いわゆるパケット又はフレームは、通信領域の一例である。本実施形態では、定周期領域のデータサイズが固定されているものとするが、定周期領域のデータサイズは可変であってもよい。なお、通信領域は、データの単位ではなく、通信が行われる期間（データが送受信される期間）を意味してもよい。例えば、図２に示す定周期通信の通信フェーズの期間を定周期領域と呼んでもよい。

【0058】

本実施形態では、モータ制御装置３０ごとに定周期領域が定められている。図２の例であれば、定周期通信の通信フェーズにおいて、各モータ制御装置３０がコントローラ２０と１回ずつ通信し、図４に示す３２バイトのデータを送受信する。このため、１周期内には、モータ制御装置３０用の定周期領域が１つずつ存在する。

【0059】

図４に示すように、指令のデータフォーマットは、３２バイトの定周期領域が１０個に区切られており、個々の領域に指令の内容が格納される。例えば、指令の内容は、データ記憶部２００に記憶された制御プログラムに記述されている。指令の内容は、モータ制御装置３０の動作に関する任意の内容であってよく、例えば、モータ４０の方向及び速度に関する内容、モータ４０を動作させずに待機するか否か、又は、モータ制御装置３０が取得すべきデータの種類などである。

【0060】

図４のデータ格納例では、最初の１バイト（図４では０バイト目）に指令１が格納され、次の１バイト（図４では１バイト目）に指令２が格納される。その次の２バイト（図４では２バイト目～３バイト目）に指令３が格納され、それ以降は、４バイトずつに区切られたデータ領域に指令４～１０が格納される。なお、指令の定周期領域は、任意の目的で利用可能なデータ領域（後述する未指定領域に相当する領域）が存在してもよい。

【0061】

また例えば、応答のデータフォーマットは、３２バイトの定周期領域が１０個に区切られており、個々の領域に応答の内容が格納される。応答の内容は、コントローラ２０が送信した指令に応じた内容となる。例えば、応答の内容は、センサ５０が検出した物理量、センサ５０により撮影された画像データ若しくは動画データ、又はモータ制御装置３０の内部情報などである。

【0062】

例えば、物理量は、モータエンコーダにより検出されるモータ４０の位置情報（例えば、回転数又は回転角）、トルクセンサにより検出されるトルク値、又は温度センサにより検出される温度情報である。また例えば、画像データ又は動画データは、カメラ（ビジョンセンサ）により撮影された画像のデータである。画像データ又は動画データには、ワークの状態、モータ制御装置３０の状態、又はモータ制御装置３０の周辺機器（例えば、他のモータ制御装置３０又は搬送機器など）が示される。また例えば、モータ制御装置３０の内部情報は、ＣＰＵ３１の負荷率、記憶部３２の使用状況、又は通信部３３の使用状況である。

【0063】

図４のデータ格納例では、最初の１バイト（図４では０バイト目）に応答１が格納され、次の１バイト（図４では１バイト目）に応答２が格納される。その次の２バイト（図４では３バイト目～４バイト目）に応答３が格納され、それ以降は、４バイトずつに区切られたデータ領域に応答４～７が格納される。これら応答１～７は、一度に送信が可能な内容である。例えば、応答１～７の各々は、上記説明した物理量や内部情報などの瞬時値である。瞬時値は、時系列的な変化ではなく、ある一時点における値である。図４の２０バイト目以降（応答８～１０）は、指令に対して設ける応答領域であるが、サーボ制御の設定に応じて物理量や内部情報を適宜指定可能な未指定の領域となっている。以降、応答８～１０を区別しないときは、未指定領域と記載する。

【0064】

未指定領域は、任意の種類のデータを格納可能な領域である。別の言い方をすれば、未指定領域は、用途が固定されておらず、格納されるデータの種類が動的に変わる領域である。例えば、未指定領域には、コントローラ２０が指定した種類のデータが格納される。コントローラ２０がトルク値を指定すると、未指定領域には、トルクセンサにより検出されたトルク値が格納される。また例えば、コントローラ２０が画像データを指定すると、未指定領域には、カメラにより生成された画像データが格納される。個々の未指定領域には収まりきらないデータ（４バイトよりも大きいデータ）が指定されることもあるので、この場合には、データが４バイトずつ細切れに分割され、個々のデータが未指定領域に格納される。

【0065】

以上の通り、定周期通信の通信フェーズでは、定周期領域を利用してデータが送受信される。一方、本実施形態では、非定周期通信の通信フェーズにおいて送受信されるデータを格納するためのデータ領域を、非定周期領域と記載する。非定周期領域は、非定周期通信用の通信領域である。本実施形態では、非定周期領域のデータサイズが可変であるものとするが、非定周期領域のデータサイズは固定されていてもよい。なお、通信領域がデータの単位ではなく、通信が行われる期間を意味する場合、図２に示す非定周期通信の通信フェーズの期間を非定周期領域と呼んでもよい。

【0066】

例えば、特定のモータ制御装置３０だけがコントローラ２０と非定周期通信をする場合、このモータ制御装置３０にだけ非定周期領域が存在することになる。図２の例における１回目の非定周期通信の通信フェーズであれば、コントローラ２０とモータ制御装置３０－ｎとが通信するので、モータ制御装置３０－ｎの非定周期領域だけが存在することになる。図２の例では、１周期内には、定周期領域と、非定周期領域と、が存在しているが、非定周期領域が存在しない周期があってもよい。

【0067】

なお、データ記憶部２００が記憶するデータは、上記の例に限られない。例えば、データ記憶部２００は、コントローラ２０の制御対象となるモータ制御装置３０に関する基本情報（例えば、装置名及びＩＰアドレス）を記憶してもよい。また例えば、データ記憶部２００は、モータ制御装置３０から受信したトレースデータ及び一次解析データを記憶してもよい。また例えば、データ記憶部２００は、コントローラ２０に直接的に接続されたセンサにより検出された物理量を記憶してもよい。

【0068】

［動作制御部］
動作制御部２０１は、データ記憶部２００に記憶された制御プログラムを実行し、モータ制御装置３０を制御する。例えば、制御プログラムには、モータ制御装置３０に対する指令の内容が時系列的に記述されており、動作制御部２０１は、モータ制御装置３０に対し、制御プログラムに記述された指令の内容を特定する。動作制御部２０１は、特定した指定の内容を含むデータ（図４の３２バイトのデータ）を生成する。このデータは、後述する送信部２０４により送信される。なお、図４では省略しているが、このデータには、ヘッダ部が存在し、送信先のモータ制御装置３０のＩＰアドレス等の対象を識別するためのアドレス情報が格納されているものとする。

【0069】

[種類指定部]
本実施形態では、モータ制御装置３０が複数の種類のデータを取得可能であり、種類指定部２０２は、当該複数の種類のうちの少なくとも１つを指定する。データの種類とは、データが示す内容である。例えば、モータ制御装置３０が、モータエンコーダにより検出された位置情報、トルクセンサにより検出されたトルク値、及び温度センサにより検出された温度情報を取得可能なのであれば、データの種類は３種類となる。これらのデータは、応答となりうるデータであり、例えば、未指定領域に格納されるデータである。種類指定部２０２により指定される種類は、コントローラ２０の取得対象となる種類である。どの種類が指定されるかは、制御プログラムに定められていてもよいし、他のプログラムに定められていてもよい。

【0070】

例えば、モータ制御装置３０で発生したアラームに応じた種類のデータが取得される場合には、種類指定部２０２は、発生したアラームに応じたデータの種類を指定する。この場合、アラームコードと、取得すべきデータの種類と、の関係がデータ記憶部２００に記憶されているものとする。この関係は、任意のデータ形式で定義されてよく、例えば、テーブル形式又は数式形式であってもよいし、プログラムコードの一部として記述されていてもよい。種類指定部２０２は、モータ制御装置３０から発生したアラームのアラームコードを受信した場合に、この関係を参照し、アラームコードに応じたデータの種類を指定する。

【0071】

[領域指定部]
本実施形態では、定周期領域は、送信対象データの一部を格納可能な複数の領域を有し、領域指定部２０３は、複数の領域のうちの少なくとも１つを指定する。送信対象データの一部とは、送信対象データを複数に分割した個々のデータである。送信対象データの一部を格納可能な領域とは、定周期領域の一部の領域である。これら複数の領域の各々は、データサイズが同じであってもよいし、異なっていてもよい。本実施形態では、図４に示すデータフォーマットにおける未指定領域が、送信対象データの一部を格納可能な領域に相当する。このため、本実施形態で未指定領域と記載した箇所は、送信対象データの一部を格納可能な領域と読み替えることができる。なお、領域指定部２０３が指定する領域は、未指定領域以外の他の名称で呼ばれる領域であってもよい。例えば、領域指定部２０３は、定周期領域のうちの何バイト目から何バイト目までを利用するかを指定する。

【0072】

［送信部］
送信部２０４は、モータ制御装置３０に対し、任意のデータを送信する。例えば、送信部２０４は、モータ制御装置３０に対し、動作制御部２０１によって生成された指令の内容を示すデータを送信する。送信部２０４は、モータ制御装置３０に対し、種類指定部２０２により指定された種類の識別情報を含むデータを送信する。送信部２０４は、モータ制御装置３０に対し、領域指定部２０３により指定された領域の識別情報を含むデータを送信する。定周期通信の通信フェーズでは、送信部２０４は、定周期領域にデータを格納し、モータ制御装置３０に送信する。非定周期通信の通信フェーズでは、送信部２０４は、非定周期領域にデータを格納し、モータ制御装置３０に送信する。

【0073】

［受信部］
受信部２０５は、モータ制御装置３０から、任意のデータを受信する。例えば、受信部２０５は、モータ制御装置３０から、後述する動作制御部３０１によって生成された応答の内容を示すデータを送信する。受信部２０５は、モータ制御装置３０から、種類指定部２０２により指定された種類のデータを受信する。受信部２０５は、モータ制御装置３０から、領域指定部２０３により指定された領域に格納された送信対象データを受信する。定周期通信の通信フェーズでは、受信部２０５は、モータ制御装置３０から、定周期領域に格納されたデータを受信する。非定周期通信の通信フェーズでは、受信部２０５は、モータ制御装置３０から、非定周期領域に格納されたデータを受信する。

【0074】

［３－２．モータ制御装置において実現される機能］
図３に示すように、モータ制御装置３０では、データ記憶部３００、動作制御部３０１、送信部３０２、及び受信部３０３が実現される。データ記憶部３００は、記憶部３２を主として実現される。動作制御部３０１、送信部３０２、及び受信部３０３は、ＣＰＵ３１を主として実現される。

【0075】

［データ記憶部］
データ記憶部３００は、モータ４０を制御するために必要なデータを記憶する。例えば、データ記憶部３００は、モータ４０の制御プログラムと、コントローラ２０から受信したパラメータと、を記憶する。この制御プログラムには、指令の内容と、モータ制御装置３０が行うべき動作の内容（例えば、モータ４０に対する出力）と、の関係が記述されている。また例えば、データ記憶部３００は、定周期通信を行うために必要なデータとして、現在の時間を示すタイマなどの情報と、１周期内における各通信フェーズで送受信されるデータフォーマットの情報と、を記憶する。また例えば、データ記憶部３００は、トレースデータ及び一次解析データを含む送信対象データを記憶する。トレースデータ及び一次解析データが生成中である場合には、データ記憶部３００は、これらの生成途中のデータを記憶する。

【0076】

図５は、トレースデータ及び一次解析データの内容を示す図である。図５では、トレースデータの内容を破線で示し、一次解析データの内容を実線で示している。例えば、トレースデータには、センサ５０により検出されたモータ４０の状態を示す物理量が時系列的に示されている。図５のグラフの横軸は時間軸であり、縦軸は物理量を示す。また例えば、一次解析データには、トレースデータに含まれる物理量に所定の演算が施された演算結果が示されている。図５の例では、一次解析されたデータが示されている。例えば、解析値についての閾値（図５では点線）が設定されている場合、閾値以上になった時間が一次解析データに含まれていてもよい。なお、一次解析データは、時系列的な情報ではなくてもよい。

【0077】

図６は、送信対象データの全体構成を示す図である。図６に示すように、送信対象データは、ヘッダ部、トレースデータ、及び一次解析データを含む。トレースデータと一次解析データの順序は入れ替えてもよい。送信対象データは、所定のデータ長ごとに分割され、分割された個々のデータごとに送信される。例えば、図４に示すデータフォーマットのうちの「応答８」を利用して送信対象データを送信する場合、「応答８」は４バイトなので、送信対象データは、４バイトずつ送信される。

【0078】

なお、データ記憶部３００が記憶するデータは、上記の例に限られない。例えば、データ記憶部３００は、コントローラ２０に関する基本情報（例えば、装置名及びＩＰアドレス）を記憶してもよい。また例えば、データ記憶部３００は、生成中のトレースデータ及び一次解析データを記憶してもよいし、完成した送信対象データを記憶してもよい。送信が完了した送信対象データは、データ記憶部３００から消去されてもよいし、データ記憶部３００に残ってもよい。

【0079】

［動作制御部］
動作制御部３０１は、コントローラ２０からの指令に基づいて、モータ４０の動作を制御する。動作制御部３０１は、制御プログラムに基づいて、指令に応じた動作を行う。例えば、動作制御部３０１は、指令に応じた方向及び速度で回転又は移動するように、モータ４０に対する電流を制御する。動作制御部３０１は、センサ５０により検出された物理量を含む応答を生成する。動作制御部３０１は、センサ５０により検出された物理量を時系列的に格納したトレースデータを生成する。動作制御部３０１は、トレースデータに対して所定の演算処理を施し、一次解析データを生成する。動作制御部３０１は、トレースデータ及び一次解析データに対し、ヘッダ部を付与して送信対象データを生成する。ヘッダ部には、トレースデータ、一次解析データのサイズやコントローラ２０のＩＰアドレスなどの情報が含まれる。

【0080】

［送信部］
送信部３０２は、コントローラ２０に対し、任意のデータを送信する。送信部３０２は、複数の周期の各々における定周期領域を利用して、コントローラ２０に、自身に関するデータを複数の周期に分けて送信する。定周期領域を利用するとは、定周期領域の一部又は全部にデータを格納することである。定周期領域がデータ領域ではなく期間を意味する場合には、定周期領域のうちの一部又は全部の期間においてデータを送信することは、定周期領域を利用することに相当する。自身とは、送信部３０２を含むモータ制御装置３０である。図６に示す送信対象データは、自身に関するデータの一例である。このため、本実施形態で送信対象データと記載した箇所は、自身に関するデータと読み替えることができる。

【0081】

なお、自身に関するデータは、送信対象データに限られず、モータ制御装置３０が生成可能又は取得可能なデータであればよい。例えば、自身に関するデータは、モータ制御装置３０により生成されたトレースデータ、モータ制御装置３０により解析された解析データ、又はモータ制御装置３０に接続された機器に関する機器データである。トレースデータと一次解析データのペアが送信対象データに相当するのではなく、これらの一方だけが送信対象データに相当してもよい。機器データは、機器に関する任意の情報であればよく、例えば、機器の名称、型番、シリアル番号、機器の設定情報（ファームウェア又はパラメータなど）である。モータ制御装置３０に記憶されたプログラム及びパラメータ、モータ制御装置３０の名称、型番、又はシリアル番号が自身に関するデータに相当してもよい。

【0082】

複数の周期に分けて送信するとは、複数の周期を利用して送信対象データを送信することである。別の言い方をすれば、複数の周期にまたがって送信対象データを送信することは、複数の周期に分けて送信することに相当する。送信部３０２は、ある周期において、送信対象データの一部分を送信し、他の周期において、送信対象データの残りの部分を送信する。例えば、送信部３０２は、送信対象データを複数に分割し、各周期において、分割された個々のデータを送信する。

【0083】

送信部３０２は、データを格納する領域のデータサイズに基づいて、送信対象データを分割する。例えば、図４に示すデータフォーマットのうちの「応答８」を利用して送信対象データを送信する場合、「応答８」は４バイトなので、送信部３０２は、送信対象データを４バイトずつに分割する。この場合、送信部３０２は、１周期で１つの分割データを送信する。

【0084】

送信部３０２は、定周期領域のうちの複数の領域を利用して、送信対象データを送信してもよい。例えば、図４に示すデータフォーマットのうちの「応答８」及び「応答９」を利用して送信対象データを送信する場合、「応答８」及び「応答９」はそれぞれ４バイトなので、送信部３０２は、送信対象データを４バイトずつに分割する。この点は、「応答８」だけを利用して送信対象データを送信する場合と同じであるが、１周期で２つの分割データが送信されるので、送信部３０２は、１周期で２つの分割データを送信する。

【0085】

なお、「応答８」及び「応答９」は連続しているので、送信部３０２は、送信対象データを８バイトずつに分割してもよい。また、送信部３０２は、３つ以上の領域を利用して、送信対象データを送信してもよいし、連続しない複数の領域（例えば、「応答８」と「応答１０」）を利用して、送信対象データを送信してもよい。

【0086】

送信部３０２は、送信対象データの生成が完了した後の任意のタイミングで、定周期領域を利用して、送信対象データを送信する。例えば、送信対象データの生成が完了した後に、コントローラ２０とモータ制御装置３０との間でハンドシェイクが実行され、送信部３０２は、ハンドシェイクの実行後に、定周期領域を利用して、送信対象データを送信する。送信対象データは、他のタイミングで送信されてもよく、例えば、コントローラ２０から所定の指令を受信したタイミング、又は、所定の時間が訪れたタイミングで送信されてもよい。

【0087】

本実施形態では、コントローラ２０とモータ制御装置３０との間では、１周期内において少なくとも１回、定周期領域の一部を利用して、制御用のデータが送受信される。制御用のデータとは、モータ制御装置３０の制御に直接的に係るデータである。例えば、モータ４０の方向及び速度に関する指令は、制御用のデータの一例である。図２の通信手順であれば、１周期内において、１台のモータ制御装置３０あたり１回ずつ定周期領域を利用して、制御用のデータが送受信される。なお、ここでの送受信とは、コントローラ２０が制御用のデータを送信し、モータ制御装置３０がそれを受信することである。コントローラ２０とモータ制御装置３０との間では、制御用のデータの送受信と、トレースデータ及び一次解析データを含む送信対象データの送受信と、が並行して行われることになる。

【0088】

本実施形態では、定周期領域は、１周期で送信を完了できるデータに対応する第１領域と、１周期では送信を完了できないデータに対応する第２領域と、を含み、送信部３０２は、定周期領域のうち、第２領域を利用する。

【0089】

第１領域は、送信されるデータ全体のサイズと同じサイズ又はそれ以上のサイズのデータ領域である。別の言い方をすれば、第１領域は、１度で全ての内容を送信可能なデータを格納するためのデータ領域である。図４のデータ格納例であれば、応答１～応答７の各々が格納される領域は、第１領域の一例である。定周期領域がデータ領域ではなく、期間を意味する場合、第１領域は、データ全体の送信に要する時間以上の長さの期間である。

【0090】

第２領域は、送信対象データ全体のサイズよりも小さいサイズのデータ領域である。別の言い方をすれば、第２領域は、分割された個々のデータを格納するためのデータ領域である。図４のデータ格納例であれば、応答８～１０の各々は、第２領域の一例である。先述した通り、応答８～１０の各々は、任意の用途で利用可能であり、送信対象データ以外のデータについても利用可能である。例えば、１周期で送信を完了できるデータが第２領域に格納されてもよい。定周期領域がデータ領域ではなく、期間を意味する場合、第２領域は、データ全体の送信に要する時間未満の長さの期間である。

【0091】

本実施形態では、コントローラ２０は、１周期内において、複数のモータ制御装置３０の各々と順番に通信し、複数のモータ制御装置３０の各々の送信部３０２は、自身の順番が訪れた場合に、自身に対応する定周期領域を利用して、自身に関するデータの一部を送信する。先述した通り、モータ制御装置３０との通信順は、制御プログラム等のプログラムに記述されているものとする。自身に対応する定周期領域とは、送信部３０２を含むモータ制御装置３０が定周期通信でデータを送信する際に利用する定周期領域である。

【0092】

本実施形態では、種類指定部２０２により、送信対象データに含まれるデータの種類が指定されるので、送信部３０２は、コントローラ２０に、指定された少なくとも１つの種類のデータを複数の周期に分けて送信する。種類指定部２０２により指定されなかった種類のデータについては、コントローラ２０に送信されない。

【0093】

また、本実施形態では、領域指定部２０３により、送信対象データが分割された個々のデータが格納される領域が指定されるので、送信部３０２は、指定された少なくとも１つの領域を利用して、コントローラ２０にデータを送信する。領域指定部２０３により指定されなかった領域は、送信対象データの送信で利用されない。

【0094】

［受信部］
受信部３０３は、コントローラ２０から、任意のデータを受信する。例えば、受信部３０３は、コントローラ２０から、動作制御部２０１によって生成された指令の内容を示すデータを送信する。受信部３０３は、コントローラ２０から、種類指定部２０２により指定された種類の識別情報を含むデータを受信する。受信部３０３は、コントローラ２０から、領域指定部２０３により指定された領域の識別情報を含むデータを受信する。定周期通信の通信フェーズでは、受信部３０３は、コントローラ２０から、定周期領域に格納されたデータを受信する。非定周期通信の通信フェーズでは、受信部３０３は、コントローラ２０から、非定周期領域に格納されたデータを受信する。

【0095】

［４．生産システムで実行される処理］
図７は、生産システム１で送信対象データが送受信される様子を示すフロー図である。図７に示す処理は、ＣＰＵ２１，３１がそれぞれ記憶部２２，３２に記憶されたプログラムに従って動作することによって実行される。以降説明する処理は、図３に示す機能ブロックにより実行される処理の一例である。なお、図７では、１台のモータ制御装置３０だけを示しているが、複数のモータ制御装置３０の各々で同様の処理が実行される。また、図７では、モータ制御装置３０がモータ４０を制御する処理については省略する。

【0096】

図７に示すように、まず、コントローラ２０は、モータ制御装置３０に対し、トレース開始の指令を送信する（Ｓ１）。トレース開始の指令は、予め定められた形式のデータであり、例えば、トレース対象となるデータの種類の識別情報が含まれる。Ｓ１においては、コントローラ２０は、制御プログラムを実行してトレース対象となるデータの種類を決定し、当該決定された種類の識別情報を含む指令を送信する。なお、トレース開始のトリガやトレース時間などの条件が設定される場合には、Ｓ１において送信される指令にこれらの条件が含まれているものとする。これらの条件は、記憶部２２に記憶されているものとする。

【0097】

モータ制御装置３０は、トレース開始の指令を受信すると、所定のトリガを検出したか否かを判定する（Ｓ２）。トリガは、トレース開始の条件である。任意のトリガを設定可能であり、例えば、アラームが発生すること、センサ５０により検出された物理量が所定値になること、又は現在の時間が所定の時間になることである。トリガは、予め定められていてもよいし、Ｓ１において送信される指令に含まれていてもよい。Ｓ２においては、モータ制御装置３０は、センサ５０の検出信号又は記憶部３２に記憶されたタイマに基づいて、トリガを検出したか否かを判定する。

【0098】

トリガが検出された場合（Ｓ２；Ｙ）、モータ制御装置３０は、センサ５０の検出信号に基づいて、トレース開始の指令に含まれる種類のデータをトレースする（Ｓ３）。Ｓ３においては、モータ制御装置３０は、センサ５０により検出された物理量を、時系列的にトレースデータに格納する。例えば、モータ制御装置３０は、センサ５０により検出された物理量を、現在の時間と関連付けてトレースデータに格納する。

【0099】

モータ制御装置３０は、トレースを完了したか否かを判定する（Ｓ４）。トレース完了の条件は、任意の条件であってよく、例えば、トレース開始から一定時間が経過すること、アラームが停止すること、センサ５０により検出された物理量が所定値になること、又はトレースデータのサイズが所定値になることである。Ｓ４においては、モータ制御装置３０は、記憶部３２に記憶されたタイマ、センサ５０の検出信号、又はトレースデータのサイズに基づいて、トレースが完了したか否かを判定する。

【0100】

トレースが完了したと判定されない場合（Ｓ４；Ｎ）、Ｓ３の処理に戻り、トレースが継続される。一方、トレースが完了したと判定された場合（Ｓ４；Ｙ）、モータ制御装置３０は、トレースデータの一次解析を実行する（Ｓ５）。一次解析は、トレースデータに応じた解析が行われるようにすればよい。一時解析のためのプログラムは、記憶部３２に予め記憶されているものとする。Ｓ５においては、モータ制御装置３０は、当該プログラムを実行し、トレースデータの一次解析を実行する。モータ制御装置３０は、一時解析の実行結果に基づいて、一時解析データを生成して記憶部３２に記録する。モータ制御装置３０は、トレースデータと一時解析データにヘッダ部を付与し、送信対象データを生成する。

【0101】

モータ制御装置３０は、コントローラ２０に対し、ハンドシェイクを要求する（Ｓ６）。ハンドシェイクの要求は、予め定められた形式のデータが送信されることによって行われる。コントローラ２０は、ハンドシェイクの要求を受信すると、モータ制御装置３０とハンドシェイクをしてデータの受信準備をする（Ｓ７）。Ｓ７においては、モータ制御装置３０は、通信プロトコルに定められた手順に沿ってハンドシェイクを実行すればよい。

【0102】

モータ制御装置３０は、コントローラ２０に対し、送信対象データの送信を開始する（Ｓ８）。例えば、ハンドシェイクが完了すると、コントローラ２０は、モータ制御装置３０に対し、送信対象データを要求する旨の指令を送信する。この指令には、送信対象データの送信で利用する領域の指定が行われてもよい。モータ制御装置３０は、指定された領域のバイト数ごとに送信対象データを分割する。モータ制御装置３０は、定周期通信領域のうち、コントローラ２０により指定された領域に、分割したデータ部分を格納する。モータ制御装置３０は、定周期通信領域のうち、他の部分に制御用のデータを格納する。

【0103】

モータ制御装置３０は、送信対象データの送信が完了したか否かを判定する（Ｓ９）。Ｓ９においては、モータ制御装置３０は、送信対象データの最後のデータ部分までの送信が完了したか否かを判定する。

【0104】

送信対象データの送信が完了したと判定されない場合（Ｓ９；Ｎ）、モータ制御装置３０は、送信対象データの送信を継続し（Ｓ１０）、Ｓ９の処理に戻る。Ｓ１０においては、周期が訪れるたびに、コントローラ２０は、モータ制御装置３０に対して指令を送信し、モータ制御装置３０は、指令に対する応答として、送信対象データが分割された個々のデータを、定周期領域のうちの指定された領域に格納して送信する。以降、送信対象データの送信が完了するまで、定周期通信領域を利用したデータ送信が継続される。

【0105】

一方、送信対象データの送信が完了したと判定された場合（Ｓ９；Ｙ）、モータ制御装置３０は、所定の完了処理を実行し、コントローラ２０に対し、データ送信の完了通知を送信する（Ｓ１１）。完了処理は、予め定められた形式のデータが送信されることによって行われる。例えば、送信対象データの末尾であることを示す文字列が送信されることによってなされる。

【0106】

コントローラ２０は、完了通知を受信すると、それまでに受信したデータに基づいてファイルを作成し（Ｓ１２）、本処理は終了する。Ｓ１２においては、コントローラ２０は、モータ制御装置３０から受信した個々のデータを１つにまとめて、ファイルとして記憶部２２に記録する。コントローラ２０は、データ収集装置１０に対し、記憶部２２に記録されたファイルを送信してもよい。データ収集装置１０は、ファイルを受信して記憶部１２に記録する。データ収集装置１０は、記憶部１２に記録されたファイルを解析してもよいし、ファイルに含まれる一次解析データに基づいて、コントローラ２０に対して制御内容の修正や障害復旧を指示してもよい。

【0107】

本実施形態の生産システム１によれば、複数の周期の各々における定周期領域を利用して、コントローラ２０に、送信対象データを複数の周期に分けて送信することにより、送信対象データの送信に要する時間を保証できる。例えば、非定周期領域を利用して送信対象データを送信することも可能であるが、非定周期領域は、他の産業装置の通信で利用されたり、他のデータの送信に利用されたりすることがあるので、送信対象データの送信に要する時間が不安定になることがある。この点、定周期領域は、モータ制御装置３０のために用意された専用の通信領域なので、送信対象データの送信に要する時間を安定させることができる。その結果、送信対象データの送信に要する時間を短くすることもできる。

【0108】

また、コントローラ２０とモータ制御装置３０との間では、各周期に少なくとも１回、定周期領域の一部を利用して、制御用のデータが送受信されることにより、制御用のデータを送受信しつつ、送信対象データも送信し、定周期領域を有効活用できる。例えば、定周期領域の全てを送信対象データの送信で利用すると、制御用のデータを送信できなくなり、動作に支障が出る可能性があるが、各周期に少なくとも１回は制御用のデータを送信し、動作に支障が出ることを防止できる。

【0109】

また、生産システム１は、モータ制御装置３０は、定周期領域のうちの未指定領域を利用して、送信対象データを複数の周期に分けて送信することにより、データの送信に要する時間を保証しつつ、未指定領域以外の他の領域を利用して他のデータを送信することもできる。例えば、定周期領域の全てを未指定領域として利用すると、即時性が求められるデータを送信できなくなり、動作に支障が出る可能性があるが、他の領域を利用してこのようなデータを送信し、動作に支障が出ることを防止できる。

【0110】

また、生産システム１は、複数のモータ制御装置３０の各々が、自身の通信順が訪れた場合に、自身に対応する定周期領域を利用して、自身の送信対象データを送信することにより、生産システム１が複数のモータ制御装置３０を有する場合であったとしても、データを送信する時間を保証できる。１周期内には、個々のモータ制御装置３０に割り当てられた定周期領域が存在するので、複数のモータ制御装置３０の各々に関するデータを送信できる。

【0111】

また、生産システム１は、モータ制御装置３０が、コントローラ２０により指定された種類のデータを複数の周期に分けて送信することにより、所望の種類のデータをコントローラ２０に取得させることができる。例えば、コントローラ２０がデータに基づいてモータ制御装置３０の制御をしたり動作解析をしたりする場合には、所望の種類のデータを取得することにより、制御や動作解析の精度を向上させることができる。

【0112】

また、生産システム１は、モータ制御装置３０が、コントローラ２０により指定された領域を利用してデータを送信することにより、所望の領域を利用してデータを送信することができる。例えば、複数の領域が指定された場合には、効率よくデータを送信し、データの送信に要する時間を短縮できる。また例えば、一部の領域だけが指定された場合には、他の領域をデータ以外のデータの送信で利用することができる。

【0113】

また、生産システム１は、送信対象データとして、トレースデータ、一次解析データ、又は機器データが送信されるので、これらのデータの送信に要する時間を保証できる。

【0114】

また、生産システム１は、コントローラ２０がマスタ機器に相当し、モータ制御装置３０がスレーブ機器に相当するので、スレーブ機器からマスタ機器に送信されるデータの送信に要する時間を保証できる。

【0115】

［５．変形例］
なお、本開示は、以上に説明した実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更可能である。

【0116】

（１）例えば、実施形態では、定周期領域だけを利用して送信対象データが送信される場合を説明したが、送信部３０２は、各周期における定周期領域と非定周期領域との両方を利用して、コントローラ２０に送信対象データを送信してもよい。この場合も、送信部３０２は、複数の周期の各々を利用して、送信対象データを送信する。例えば、送信部３０２は、１周期内において、送信対象データのうちのあるデータ部分を定周期領域で送信し、他のデータ部分を非定周期領域で送信する。

【0117】

なお、送信部３０２は、全ての周期において定周期領域と非定周期領域の両方を利用しなければならないわけではなく、これらの何れかが利用されない周期が存在してもよい。例えば、非定周期領域は、種々の用途で利用されるので、送信部３０２は、送信対象データの送信よりも優先度が高いデータで非定周期領域が利用される場合には、そのデータが送信される期間は、定周期領域だけを利用して送信対象データを送信してもよい。

【0118】

変形例（１）によれば、各周期における定周期領域と非定周期領域との両方を利用してデータを送信することにより、効率よくデータを送信し、データの送信に要する時間を短縮できる。

【0119】

（２）また例えば、変形例（１）のように、定周期領域と非定周期領域との両方を利用する場合、定周期領域と非定周期領域との各々に分けられたデータ部分には、識別情報が付与されている。識別情報は、送信対象データを識別可能な情報であればよく、例えば、送信対象データの名称などの文字列によって示される。コントローラ２０は、識別情報に基づいて、どの送信対象データの分割データなのかを特定し、分割データを結合してもよい。識別情報は、コントローラ２０により生成されてもよいし、モータ制御装置３０により生成されてもよい。

【0120】

図８は、変形例（２）の機能ブロック図である。図８に示すように、変形例（２）では、コントローラ２０で結合部２０６が実現される。結合部２０６は、ＣＰＵ２１を主として実現される。結合部２０６は、コントローラ２０は、識別情報に基づいて、定周期領域と非定周期領域との各々を利用して受信したデータ部分を結合する。送信対象データを構成する個々のデータ部分は、複数の周期に分けて送信されるので、結合部２０６は、個々のデータ部分に付与された識別情報に基づいて、これらのデータ部分が同じ送信対象データの一部であると判定し、１つのファイルとしてまとめる。

【0121】

変形例（２）によれば、コントローラ２０が、送信対象データの識別情報に基づいて、定周期領域と非定周期領域との各々を利用して受信したデータを結合することにより、分割して受信したデータを１つにまとめることができる。

【0122】

（３）また例えば、上記変形例を組み合わせてもよい。

【0123】

また例えば、モータ制御装置３０がコントローラ２０に送信するデータが、複数の周期に分けられて送信される場合を説明したが、コントローラ２０がモータ制御装置３０に送信するデータが、複数の周期に分けられて送信されてもよい。例えば、コントローラ２０が、非定周期通信ではなく、複数の周期の各々における定周期通信を利用して、パラメータなどのデータをモータ制御装置３０に送信してもよい。即ち、スレーブ機器からマスタ機器にデータが送信される場面だけではなく、マスタ機器からスレーブ機器にデータが送信される場面についても、実施形態で説明した流れと同様にして、データが複数の周期に分けられて送信されてもよい。

【0124】

また例えば、コントローラ２０とモータ制御装置３０との間で、定周期通信が利用されて、送信対象データが複数の周期に分けられて送信される場合を説明したが、他の産業装置間で同様の通信が行われてもよい。モータ制御装置３０とセンサ５０との間で定周期通信が行われる場合、センサ５０により生成された送信対象データが、複数の周期に分けられてモータ制御装置３０に送信されてもよい。他にも例えば、セルと呼ばれる単位を管理するセルコントローラとロボットコントローラとの間の通信に、上記と同様の通信を利用してもよいし、ＰＬＣと被制御装置との間の通信に、上記と同様の通信を利用してもよい。また例えば、産業用のネットワークを例に挙げたが、定周期通信が可能なネットワークであればよく、他のネットワークで上記と同様の通信が行われてもよい。

【0125】

また、以上説明した実施形態は具体例として示したものであり、本明細書にて開示される発明をこれら具体例の構成やデータ格納例そのものに限定するものではない。当業者はこれら開示された実施形態に種々の変形、例えば、物理的構成の形状や数、データ構造、処理の実行順を変更したりしてもよい。本明細書にて開示される発明の技術的範囲は、そのようになされた変形をも含むものと理解すべきである。

【符号の説明】

【0126】

１ 生産システム、１０ データ収集装置、１１，２１，３１ ＣＰＵ、１２，２２，３２ 記憶部、１３，２３，３３ 通信部、２０ コントローラ、３０ モータ制御装置、４０ モータ、５０ センサ、２００ データ記憶部、２０１ 動作制御部、２０２ 種類指定部、２０３ 領域指定部、２０４ 送信部、２０５ 受信部、２０６ 結合部、３００ データ記憶部、３０１ 動作制御部、３０２ 送信部、３０３ 受信部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】