(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】2023-12-18
(45)【発行日】2023-12-26
(54)【発明の名称】制御システム、制御システムの通信制御方法、および制御装置
(51)【国際特許分類】
G05B 19/05 20060101AFI20231219BHJP
H04L 7/00 20060101ALI20231219BHJP
【ＦＩ】
G05B19/05 J
H04L7/00 990
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2019200175
(22)【出願日】2019-11-01
(65)【公開番号】P2021072056
(43)【公開日】2021-05-06
【審査請求日】2022-09-07
(73)【特許権者】
【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】植田 貴雅
【審査官】西井 香織
(56)【参考文献】
【文献】特開２００９－１５３３１１（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１１／０４３３４１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１９－１４６０６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－０２３６５４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１５２４８８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０５Ｂ １９／０５
Ｈ０４Ｌ ７／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
通信マスタと、前記通信マスタとネットワーク接続される１または複数の通信スレーブとを備え、
前記通信マスタおよび前記１または複数の通信スレーブの各々は、同期カウンタを有しており、
前記通信マスタは、前記通信マスタが有している同期カウンタのカウンタ値を示す第１の情報のネットワークを介した前記１または複数の通信スレーブへの送信を繰り返す手段を含み、
前記１または複数の通信スレーブの各々は、前記通信マスタからの前記第１の情報を受信すると、当該受信した第１の情報に基づいて各自の同期カウンタのカウンタ値を更新する手段を含み、
前記通信マスタは、前記１または複数の通信スレーブ毎に送信した前記第１の情報の総数を管理するとともに、通信スレーブ毎の前記第１の情報の送信数に基づいて、通信スレーブ毎の前記通信マスタに対する同期精度を推定する手段を含み、
前記推定する手段は、前記第１の情報の送信数が多いほど、同期精度が高いと評価する、制御システム。
【請求項2】
前記通信マスタは、ユーザプログラムを実行可能な制御装置であり、前記ユーザプログラムにおいて、通信スレーブ毎に推定された同期精度が参照可能になっている、請求項１に記載の制御システム。
【請求項3】
通信スレーブ毎に推定された同期精度は、構造体変数として参照可能になっている、請求項２に記載の制御システム。
【請求項4】
前記ユーザプログラムにおいて、予め定められた複数の通信スレーブ全体における同期精度が参照可能になっている、請求項２に記載の制御システム。
【請求項5】
前記予め定められた複数の通信スレーブ全体における同期精度は、ファンクションブロック命令から出力される、請求項４に記載の制御システム。
【請求項6】
前記通信マスタは、予め定められた送信数に対する前記第１の情報の送信数に基づいて、対応する通信スレーブの同期精度を決定する、請求項１～５のいずれか１項に記載の制御システム。
【請求項7】
前記通信マスタは、任意の通信スレーブが前記ネットワークに新たに接続されると、当該通信スレーブについての前記第１の情報の送信数をリセットする、請求項１～６のいずれか１項に記載の制御システム。
【請求項8】
前記１または複数の通信スレーブの各々は、前記通信マスタから受信した第１の情報と、予め取得された伝搬遅延時間とに基づいて、同期カウンタのカウンタ値を更新する、請求項１～７のいずれか１項に記載の制御システム。
【請求項9】
通信マスタと前記通信マスタとネットワーク接続される１または複数の通信スレーブとを備える制御システムの通信制御方法であって、前記通信マスタおよび前記１または複数の通信スレーブの各々は、同期カウンタを有しており、前記通信制御方法は、前記通信マスタが、前記通信マスタが有している同期カウンタのカウンタ値を示す第１の情報のネットワークを介した前記１または複数の通信スレーブへの送信を繰り返すステップと、
前記１または複数の通信スレーブの各々が、前記通信マスタからの前記第１の情報を受信すると、当該受信した第１の情報に基づいて各自の同期カウンタのカウンタ値を更新するステップと、
前記通信マスタが、前記１または複数の通信スレーブ毎に送信した前記第１の情報の総数を管理するステップと、
前記通信マスタが、通信スレーブ毎の前記第１の情報の送信数に基づいて、通信スレーブ毎の前記通信マスタに対する同期精度を推定するステップとを備え、
前記推定するステップにおいて、前記第１の情報の送信数が多いほど、同期精度が高いと評価される、制御システムの通信制御方法。
【請求項10】
１または複数の通信スレーブとネットワーク接続される通信マスタとして機能する制御装置であって、同期カウンタと、
前記制御装置が有している同期カウンタのカウンタ値を示す第１の情報のネットワークを介した前記１または複数の通信スレーブへの送信を繰り返す手段とを備え、前記１または複数の通信スレーブの各々は、前記第１の情報を受信すると、当該受信した第１の情報に基づいて各自の同期カウンタのカウンタ値を更新し、
前記１または複数の通信スレーブ毎に送信した前記第１の情報の総数を管理するとともに、通信スレーブ毎の前記第１の情報の送信数に基づいて、通信スレーブ毎の前記通信マスタに対する同期精度を推定する手段を備え、
前記推定する手段は、前記第１の情報の送信数が多いほど、同期精度が高いと評価する、制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ネットワーク接続された複数のデバイス間で同期可能な制御システム、その制御システムの通信制御方法、およびその制御システムを構成する制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
様々な生産現場において、ＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）などの制御装置を用いたＦＡ（Factory Automation）技術が広く普及している。近年の情報通信技術（ＩＣＴ：Information and Communication Technology）の発展に伴って、このようなＦＡ分野における制御装置もますます高性能化および高機能化している。
【0003】
このような制御装置には、１または複数のＩＯ（Input/Output）装置がネットワーク接続されることもある。制御性能を高めるために、ネットワーク接続されるＩＯ装置の間では同期した制御を可能にする構成が提供される。
【0004】
例えば、特開２０１８－０６０４８２号公報（特許文献１）は、通信スレーブ回路の送受信コントローラが通信マスタ回路の送受信コントローラと同期したカウンタを有しており、この同期したカウンタに従って、ローカルネットワーク上でのフレーム転送のタイミングなどを管理する構成を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１８－０６０４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特開２０１８－０６０４８２号公報（特許文献１）に開示されるような構成においては、通信マスタとして機能する装置から同期を確立するための情報（例えば、現在の通信マスタのカウンタ値など）を送信し、送信される情報に基づいて通信スレーブとして機能する装置がカウンタなどを適宜調整する。そのため、ネットワークに接続されてから所定の精度で同期を確立できるためには、多数の情報を受信する必要があり、所定の時間が必要になる。
【0007】
このような同期を確立する過程において、通信マスタは、各通信スレーブがどの程度の精度で同期されているのかを確認できない。そのため、通信マスタは、いずれのタイミングで通信スレーブが高精度な制御を実現できるようになるのかを知ることができない。
【0008】
本発明は、上述したような要求を満たすことができる制御システムなどを提供することを一つの目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の一例に従う制御システムは、通信マスタと、通信マスタとネットワーク接続される１または複数の通信スレーブとを含む。通信マスタおよび１または複数の通信スレーブの各々は、同期カウンタを有している。通信マスタは、通信マスタが有している同期カウンタのカウンタ値を示す第１の情報のネットワークを介した１または複数の通信スレーブへの送信を繰り返す手段を含む。１または複数の通信スレーブの各々は、通信マスタからの第１の情報を受信すると、当該受信した第１の情報に基づいて各自の同期カウンタのカウンタ値を更新する手段を含む。通信マスタは、１または複数の通信スレーブ毎に送信した第１の情報の総数を管理するとともに、通信スレーブ毎の第１の情報の送信数に基づいて、通信スレーブ毎の通信マスタに対する同期精度を推定する手段を含む。
【0010】
この構成によれば、通信マスタから送信される第１の情報の送信数に基づいて、通信スレーブ毎の通信マスタに対する同期精度を推定できるので、推定された同期精度に基づいて制御処理の実行可否などを適切に決定できる。
【0011】
通信マスタは、ユーザプログラムを実行可能な制御装置であってもよい。ユーザプログラムにおいて、通信スレーブ毎に推定された同期精度が参照可能になっていてもよい。この構成によれば、ユーザプログラムにおいて通信スレーブ毎に推定された同期精度が参照可能であるので、同期精度に応じて、ユーザプログラムの実行可否などを適切に制御できる。
【0012】
通信スレーブ毎に推定された同期精度は、構造体変数として参照可能になっていてもよい。この構成によれば、構造体変数のメンバを指定することで、対象の通信スレーブの同期精度を容易に参照できる。
【0013】
ユーザプログラムにおいて、予め定められた複数の通信スレーブ全体における同期精度が参照可能になっていてもよい。この構成によれば、同期制御の対象となる複数の通信スレーブ全体の同期精度の状況を容易に行うことができる。
【0014】
予め定められた複数の通信スレーブ全体における同期精度は、ファンクションブロック命令から出力されてもよい。この構成によれば、予め定められた複数の通信スレーブをまとめて制御するようなファンクションブロック命令に対応付けて、対象の複数の通信スレーブについての同期精度を容易に取得できる。
【0015】
通信マスタは、予め定められた送信数に対する第１の情報の送信数に基づいて、対応する通信スレーブの同期精度を決定してもよい。この構成によれば、予め定められた評価基準となる送信数に基づいて、同期精度を数値的に評価できる。
【0016】
通信マスタは、任意の通信スレーブがネットワークに新たに接続されると、当該通信スレーブについての第１の情報の送信数をリセットするようにしてもよい。この構成によれば、通信スレーブがネットワークに接続されるたびに同期カウンタの更新を行う処理を反映して、同期精度を決定できる。
【0017】
１または複数の通信スレーブの各々は、通信マスタから受信した第１の情報と、予め取得された伝搬遅延時間とに基づいて、同期カウンタのカウンタ値を更新するようにしてもよい。この構成によれば、ネットワークに発生する伝搬遅延時間を考慮して、各通信スレーブにおける同期カウンタのカウンタ値の更新を実現できる。
【0018】
本発明の別の一例に従えば、通信マスタと通信マスタとネットワーク接続される１または複数の通信スレーブとを備える制御システムの通信制御方法が提供される。通信マスタおよび１または複数の通信スレーブの各々は、同期カウンタを有している。通信制御方法は、通信マスタが、通信マスタが有している同期カウンタのカウンタ値を示す第１の情報のネットワークを介した１または複数の通信スレーブへの送信を繰り返すステップと、１または複数の通信スレーブの各々が、通信マスタからの第１の情報を受信すると、当該受信した第１の情報に基づいて各自の同期カウンタのカウンタ値を更新するステップと、通信マスタが、１または複数の通信スレーブ毎に送信した第１の情報の総数を管理するステップと、通信マスタが、通信スレーブ毎の第１の情報の送信数に基づいて、通信スレーブ毎の通信マスタに対する同期精度を推定するステップとを含む。
【0019】
本発明のさらに別の一例に従えば、１または複数の通信スレーブとネットワーク接続される通信マスタとして機能する制御装置が提供される。制御装置は、同期カウンタと、制御装置が有している同期カウンタのカウンタ値を示す第１の情報のネットワークを介した１または複数の通信スレーブへの送信を繰り返す手段とを含む。１または複数の通信スレーブの各々は、第１の情報を受信すると、当該受信した第１の情報に基づいて各自の同期カウンタのカウンタ値を更新する。制御装置は、１または複数の通信スレーブ毎に送信した第１の情報の総数を管理するとともに、通信スレーブ毎の第１の情報の送信数に基づいて、通信スレーブ毎の通信マスタに対する同期精度を推定する手段を含む。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、通信マスタおよび１または複数の通信スレーブからなる制御システムにおける同期精度を適切に管理できる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本実施の形態に係る制御システムの全体構成例を示す模式図である。
【図2】本実施の形態に係る制御システムを構成する制御装置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制御システムを構成するリモートＩＯ装置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システムを構成するサーボドライバのハード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制御システムにおける同期確立のための処理手順を示すシーケンス図である。
【図6】本実施の形態に係る制御システムにおける同期確立のための通信スレーブにおける処理手順を示すフローチャートである。
【図7】本実施の形態に係る制御システムにおける同期補正フレームの数と同期誤差との関係の一例を示す図である。
【図8】本実施の形態に係る制御システムにおける通信マスタによる各通信スレーブの同期精度を管理する処理を説明するための図である。
【図9】本実施の形態に係る制御システムにおける通信マスタによる各通信スレーブの同期精度を管理するための機能構成例を示す模式図である。
【図10】本実施の形態に係る制御システムにおける通信マスタによる各通信スレーブの同期精度を管理に関する処理手順を示すフローチャートである。
【図11】本実施の形態に係る制御システムで利用可能なサポート装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。
【図12】本実施の形態に従う制御システムを構成する制御装置が提供するシステム変数を利用したユーザプログラムの一例を示す図である。
【図13】本実施の形態に従う制御システムで利用可能なサポート装置において軸設定を行う設定画面例を示す模式図である。
【図14】本実施の形態に従う制御システムで利用可能な軸グループで制御を行うためのファンクションブロック命令の一例を示す図である。
【図15】本実施の形態に従う制御システムにおいて提供される状態表示画面の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
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り返さない。
【0023】
＜Ａ．適用例＞
まず、図１を参照して、本発明が適用される場面の一例について説明する。
まず、図１を参照して、本発明が適用される場面の一例について説明する。
【0024】
図１は、本実施の形態に係る制御システム１の全体構成例を示す模式図である。図１を参照して、制御システム１は、主たるコンポーネントとして、通信マスタとして機能する制御装置１００と、制御装置１００とフィールドネットワーク２を介してネットワーク接続される１または複数の通信スレーブとを含む。通信スレーブの一例として、図１には、リモートＩＯ装置２００と、サーボドライバ３００と、セーフティＩＯ装置４００とを示す。サーボドライバ３００の各々は、制御対象としてサーボモータ３５０に接続されている。
【0025】
本明細書において、「フィールドネットワーク」は、接続される装置（ノード）の間で同期を確立できる通信媒体（有線および無線のいずれをも含む）を総称するものである。「フィールドネットワーク」は、「フィールドバス」とも称される。フィールドネットワーク２としては、典型的には、ネットワーク内のノード間のデータ到着時間が保証される産業装置用のプロトコルが採用されてもよい。このようなノード間のデータ到着時間が保証されるプロトコルとしては、例えば、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）などを採用できる。あるいは、ＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰ（登録商標）、ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ（登録商標）、ＣｏｍｐｏＮｅｔ（登録商標）などを採用してもよい。以下の説明においては、一例として、フィールドネットワーク２としてＥｔｈｅｒＣＡＴを採用した場合について説明する。
【0026】
本明細書において、「通信マスタ」または「マスタ」は、対象となるフィールドネットワークにおけるデータ伝送を管理する主体または機能を総称する用語である。通信マスタまたはマスタと対になる用語として、「通信スレーブ」または「スレーブ」との用語を用いる。本明細書において、通信スレーブまたはスレーブは、対象となるフィールドネットワークに配置されるとともに、通信マスタまたはマスタの管理下において、データ伝送を行う主体または機能を総称する用語である。
【0027】
なお、通信マスタおよび通信スレーブとしては、機能や種類などについて何ら限定されるものではなく、任意の装置を用いることができる。
【0028】
本明細書において、「機能ユニット」は、制御装置１００および／またはリモートＩＯ装置２００の一部を構成し、特定の機能を提供する装置を総称する用語である。典型的には、機能ユニットは、制御対象との間で各種の信号を遣り取りするためのＩＯユニット、ＰＩＤ（Proportional Integral Derivative）制御を司る特殊ユニット、モーション制御を司る特殊ユニットなどを含む。
【0029】
典型的には、ＩＯユニットは、例えば、制御対象からのデジタル信号（ＯＮ／ＯＦＦの２値）を受け取るＤＩ（Digital Input）機能、制御対象に対してデジタル信号を出力するＤＯ（Digital Output）機能、制御対象からのアナログ信号を受け取るＡＩ（Analog Input）機能、制御対象に対してアナログ信号を出力するＡＯ（Analog Output）機能のうち１または複数の機能を有している。
【0030】
図１に示すように、通信マスタ（制御装置１００）および１または複数の通信スレーブ（リモートＩＯ装置２００、サーボドライバ３００、セーフティＩＯ装置４００など）の各々は、同期制御を実現するための同期カウンタ１２１，２２１，３２１，４２１を有している。
【0031】
通信マスタ（制御装置１００）は、通信マスタ（制御装置１００）が有している同期カウンタ１２１のカウンタ値を示す第１の情報をフィールドネットワーク２を介して、１または複数の通信スレーブへ繰り返し送信する。典型的には、第１の情報は、通信マスタ（制御装置１００）の同期カウンタ１２１に保持されているタイムスタンプ（通常は、予め定められた基準時刻からの経過時間）を含む制御フレーム（以下、「同期補正フレーム１７２」とも称す。）として具現化されてもよい。
【0032】
１または複数の通信スレーブの各々は、通信マスタからの第１の情報（同期補正フレーム１７２）を受信すると、当該受信した第１の情報に基づいて各自の同期カウンタ１２１，２２１，３２１，４２１のカウンタ値を更新する。このように、同期補正フレーム１７２は、通信マスタの同期カウンタ１２１および各通信スレーブの同期カウンタ２２１，３２１，４２１との間で、カウンタ値を一致させるために用いられる。
【0033】
各通信スレーブは、受信した同期補正フレーム１７２に基づいて、同期カウンタ２２１，３２１，４２１のカウンタ値を補正するため、受信した同期補正フレーム１７２の総数が多いほど、同期精度は高くなる。逆に言えば、受信した同期補正フレーム１７２の総数が少なければ、十分な同期精度を確保できないことを意味する。
【0034】
そこで、通信マスタ（制御装置１００）は、１または複数の通信スレーブ毎に送信した第１の情報（同期補正フレーム１７２）の総数を管理するとともに、通信スレーブ毎の第１の情報（同期補正フレーム１７２）の送信数に基づいて、通信スレーブ毎の通信マスタに対する同期精度を推定する。一例として、通信マスタ（制御装置１００）は、通信スレーブ毎に送信した同期補正フレーム１７２の総数、および、同期精度を管理するための同期精度管理テーブル１５０を有しており、同期精度管理テーブル１５０の値を逐次更新するとともに、制御システム１における同期精度の管理を実現できる。
【0035】
＜Ｂ．ハードウェア構成例＞
次に、本実施の形態に係る制御システム１を構成する主たるコンポーネントのハード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を構成する主たるコンポーネントのハードウェア構成例について説明する。
【0036】
（ｂ１：制御装置１００）
図２は、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１００のハードウェア構成例を示すブロック図である。図２を参照して、制御装置１００は、処理ユニット１０１および機能ユニット１０３などを含む。処理ユニット１０１は、プロセッサ１０２と、チップセット１０４と、メモリ１０６と、ストレージ１０８と、ネットワークコントローラ１１０と、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）コントローラ１１２と、メモリカードインターフェイス１１４と、内部バスコントローラ１１８と、フィールドネットワークコントローラ１２０とを含む。
図２は、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１００のハードウェア構成例を示すブロック図である。図２を参照して、制御装置１００は、処理ユニット１０１および機能ユニット１０３などを含む。処理ユニット１０１は、プロセッサ１０２と、チップセット１０４と、メモリ１０６と、ストレージ１０８と、ネットワークコントローラ１１０と、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）コントローラ１１２と、メモリカードインターフェイス１１４と、内部バスコントローラ１１８と、フィールドネットワークコントローラ１２０とを含む。
【0037】
プロセッサ１０２は、制御演算などを実行する演算処理部に相当し、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵなどで構成される。具体的には、プロセッサ１０２は、ストレージ１０８に格納されたプログラム（一例として、システムプログラム１０８２およびユーザプログラム１０８１）を読み出して、メモリ１０６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。すなわち、制御装置１００は、任意に作成されるユーザプログラム１０８１を実行可能になっている。
【0038】
ストレージ１０８は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）などの不揮発性記憶装置などで構成される。メモリ１０６は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）などの揮発性記憶装置などで構成される。
【0039】
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１００全体としての処理を実現する。
【0040】
ストレージ１０８には、基本的な機能を実現するためのシステムプログラム１０８２に加えて、設備や機械などの制御対象に応じて作成されるユーザプログラム１０８１が格納される。
【0041】
ネットワークコントローラ１１０は、図示しない上位ネットワークを介して、ゲートウェイやデータベースサーバといった任意の情報処理装置との間でデータを遣り取りする。ＵＳＢコントローラ１１２は、ＵＳＢ接続を介して、サポート装置との間でデータを遣り取りする。
【0042】
メモリカードインターフェイス１１４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に対するデータの書き込み、および／または、メモリカード１１６からの各種データ（ユーザプログラム１０８１やトレースデータなど）の読み出しが可能になっている。
【0043】
内部バスコントローラ１１８は、内部バス４を介して１または複数の機能ユニット１０３と処理ユニット１０１とを電気的に接続するための通信インターフェイスに相当する。内部バスコントローラ１１８は、内部バスを介した同期制御を行うための通信マスタとして機能する。
【0044】
フィールドネットワークコントローラ１２０は、フィールドネットワーク２を介して１または複数の通信スレーブとして機能する装置と処理ユニット１０１とを電気的に接続するための通信インターフェイスに相当する。フィールドネットワークコントローラ１２０は、フィールドネットワーク２を介した同期制御を行うための通信マスタとして機能する。
【0045】
内部バスコントローラ１１８は、同期制御を実現するための同期カウンタ１１９を有しており、フィールドネットワークコントローラ１２０は、同期制御を実現するための同期カウンタ１２１を有している。同期カウンタ１１９および同期カウンタ１２１には、通信マスタが保持しているタイムスタンプ（通常は、予め定められた基準時刻からの経過時間）が格納される。同期カウンタ１１９および同期カウンタ１２１は、同期制御を実現するための各種タイミングの決定に用いられる時刻として用いられる。同期カウンタ１１９および同期カウンタ１２１は、例えば、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）やＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などの専用回路を用いて実装してもよい。
【0046】
上述の図２には、プロセッサ１０２がプログラムを実行することで、制御装置１００を実現するために必要な機能が提供される構成例を示したが、これらの提供される機能の一部または全部を、専用のハードウェア回路（例えば、ＡＳＩＣまたはＦＰＧＡなど）を用いて実装してもよい。あるいは、制御装置１００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。
【0047】
さらに、制御装置１００に表示装置やサポート装置などの機能を統合した構成を採用してもよい。
【0048】
（ｂ２：リモートＩＯ装置２００）
図３は、本実施の形態に係る制御システム１を構成するリモートＩＯ装置２００のハードウェア構成例を示すブロック図である。図３を参照して、リモートＩＯ装置２００は、カプラユニット２０１および機能ユニット２０３などを含む。カプラユニット２０１は、フィールドネットワークコントローラ２２０と、メインコントローラ２１０と、内部バスコントローラ２１８とを含む。
図３は、本実施の形態に係る制御システム１を構成するリモートＩＯ装置２００のハードウェア構成例を示すブロック図である。図３を参照して、リモートＩＯ装置２００は、カプラユニット２０１および機能ユニット２０３などを含む。カプラユニット２０１は、フィールドネットワークコントローラ２２０と、メインコントローラ２１０と、内部バスコントローラ２１８とを含む。
【0049】
フィールドネットワークコントローラ２２０は、フィールドネットワーク２を介してリモートＩＯ装置２００と制御装置１００とを電気的に接続するための通信インターフェイスに相当する。フィールドネットワークコントローラ２２０は、フィールドネットワーク２を介した同期制御に参加するための通信スレーブとして機能する。フィールドネットワークコントローラ２２０は、同期制御を実現するための同期カウンタ２２１を有している。フィールドネットワークコントローラ２２０は、通信マスタとして機能する制御装置１００からの同期確立用のフレームに基づいて、同期カウンタ２２１に格納される値を更新する。同期カウンタ２２１は、上述の同期カウンタ１１９または同期カウンタ１２１と同様の構成を採用してもよい。
【0050】
メインコントローラ２１０は、プロセッサ２１２と、メモリ２１４と、ファームウェア２１６とを含む。プロセッサ２１２は、制御演算などを実行する演算処理部に相当し、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵなどで構成される。具体的には、プロセッサ２１２は、ストレージに格納されたファームウェア２１６を読み出して、メモリ２１４に展開して実行することで、フィールドネットワークコントローラ２２０と内部バスコントローラ２１８との間のデータ転送、および、機能ユニット２０３とフィールドデバイスとの間の信号の遣り取りなどを実現する。
【0051】
内部バスコントローラ２１８は、内部バス６を介して１または複数の機能ユニット２０３とカプラユニット２０１とを電気的に接続するための通信インターフェイスに相当する。内部バスコントローラ２１８は、内部バス６を介した同期制御を行うための通信マスタとして機能する。内部バスコントローラ２１８は、同期制御を実現するための同期カウンタ２１９を有している。同期カウンタ２１９は、上述の同期カウンタ１１９または同期カウンタ１２１と同様の構成を採用してもよい。
【0052】
（ｂ３：サーボドライバ３００）
図４は、本実施の形態に係る制御システム１を構成するサーボドライバ３００のハードウェア構成例を示すブロック図である。図４を参照して、サーボドライバ３００は、フィールドネットワークコントローラ３２０と、メインコントローラ３１０と、ドライブ回路３３０とを含む。
図４は、本実施の形態に係る制御システム１を構成するサーボドライバ３００のハードウェア構成例を示すブロック図である。図４を参照して、サーボドライバ３００は、フィールドネットワークコントローラ３２０と、メインコントローラ３１０と、ドライブ回路３３０とを含む。
【0053】
フィールドネットワークコントローラ３２０は、フィールドネットワーク２を介してサーボドライバ３００と制御装置１００とを電気的に接続するための通信インターフェイスに相当する。フィールドネットワークコントローラ３２０は、フィールドネットワーク２を介した同期制御に参加するための通信スレーブとして機能する。フィールドネットワークコントローラ３２０は、同期制御を実現するための同期カウンタ３２１を有している。フィールドネットワークコントローラ３２０は、通信マスタとして機能する制御装置１００からの同期確立用のフレームに基づいて、同期カウンタ３２１に格納される値を更新する。同期カウンタ３２１は、上述の同期カウンタ１１９または同期カウンタ１２１と同様の構成を採用してもよい。
【0054】
メインコントローラ３１０は、プロセッサ３１２と、メモリ３１４と、ファームウェア３１６とを含む。プロセッサ３１２は、制御演算などを実行する演算処理部に相当し、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵなどで構成される。具体的には、プロセッサ３１２は、ストレージに格納されたファームウェア３１６を読み出して、メモリ３１４に展開して実行することで、フィールドネットワークコントローラ３２０と内部バスコントローラ３１８との間のデータ転送、および、ドライブ回路３３０の制御などを実現する。
【0055】
ドライブ回路３３０は、メインコントローラ３１０からの内部指令に従って、電気的に接続されているサーボモータ３５０を駆動するとともに、サーボモータ３５０の状態値などをメインコントローラ３１０へ応答する。
【0056】
（ｂ４：セーフティＩＯ装置４００）
セーフティＩＯ装置４００は、セーフティ制御に用いられる入力信号の取得、および／または、出力信号の生成などを担当する。基本的な構成は、リモートＩＯ装置２００に類似しており、ここでは詳細な説明は行わない。
セーフティＩＯ装置４００は、セーフティ制御に用いられる入力信号の取得、および／または、出力信号の生成などを担当する。基本的な構成は、リモートＩＯ装置２００に類似しており、ここでは詳細な説明は行わない。
【0057】
セーフティＩＯ装置４００についても、同期制御を実現するための同期カウンタを有しており、通信マスタとして機能する制御装置１００からの同期確立用のフレームに基づいて、同期カウンタに格納される値を更新する。
【0058】
＜Ｃ．同期確立＞
次に、本実施の形態に従う制御システム１における通信マスタと１または複数の通信スレーブとの間での同期確立を含む通信制御方法について説明する。
次に、本実施の形態に従う制御システム１における通信マスタと１または複数の通信スレーブとの間での同期確立を含む通信制御方法について説明する。
【0059】
図５は、本実施の形態に係る制御システム１における同期確立のための処理手順を示すシーケンス図である。図５を参照して、同期確立のための処理手順としては、典型的には、伝搬遅延時間測定処理（図５中の＊１）および同期カウンタ更新処理（図５中の＊２）を含む。基本的には、同期カウンタ更新処理は、繰り返し実行される。
【0060】
伝搬遅延時間測定処理においては、通信マスタと各通信スレーブとの間の伝搬遅延時間が測定される。ここで、伝搬遅延時間は、任意のフレームが通信マスタから通信スレーブまで伝搬されるのに要する時間を意味する。後述するように、伝搬遅延時間を考慮して、通信マスタと各通信スレーブとの間で同期カウンタの値を一致させるための処理（同期カウンタ更新処理）が実行される。
【0061】
より具体的には、通信マスタは、伝搬遅延時間を測定するための制御フレーム（以下、「遅延時間測定フレーム１７０」とも称す。）を接続されているそれぞれの通信スレーブへ送信する（シーケンスＳＱ１）。
【0062】
各通信スレーブは、通信マスタからの遅延時間測定フレーム１７０を受信すると、その受信した遅延時間測定フレーム１７０を通信マスタへ返信する（シーケンスＳＱ２～ＳＱ６）。通信マスタは、各通信スレーブから返信された遅延時間測定フレーム１７０を受信すると、先に遅延時間測定フレーム１７０を送信したタイミングからの経過時間ΔＴ１～ΔＴ５を測定する。
【0063】
経過時間ΔＴ１～ΔＴ５は、通信マスタと各通信スレーブとの間で遅延時間測定フレーム１７０が往復に要した時間を意味する。経過時間ΔＴ１～ΔＴ５の半分の時間に基づいて、通信マスタと各通信スレーブとの間の伝搬遅延時間Ｔｄ１～Ｔｄ５を決定できる。通信マスタは、各通信スレーブに対して対応する伝搬遅延時間Ｔｄ１～Ｔｄ５を通知する（シーケンスＳＱ１１～ＳＱ１５）。
【0064】
各通信スレーブは、通信マスタから通知された伝搬遅延時間を格納し、伝搬遅延時間測定処理は完了する。
【0065】
なお、説明の便宜上、経過時間および伝搬遅延時間の測定および算出などを簡略化して説明している。実際には、フレームの受信処理、解析処理、送信処理などの時間が必要であるため、このような時間も考慮した上で、伝搬遅延時間が決定されてもよい。
【0066】
また、通信スレーブがフィールドネットワークに新たに追加された場合には、通信マスタと当該新たに追加された通信スレーブの間で、伝搬遅延時間測定処理が実行されてもよい。
【0067】
なお、伝搬遅延時間の測定または決定に係る処理は公知であるので、ここでは、これ以上の詳細な説明は行わない。
【0068】
伝搬遅延時間測定処理に続いて、同期カウンタ更新処理が実行される。同期カウンタ更新処理において、通信マスタは、通信マスタの同期カウンタおよび各通信スレーブの同期カウンタとの間で、カウンタ値を一致させるための制御フレーム（同期補正フレーム１７２）をフィールドネットワーク２上に繰り返し送出する（シーケンスＳＱ２０）。
【0069】
すなわち、通信マスタは、通信マスタが有している同期カウンタ１２１のカウンタ値を示す第１の情報（同期補正フレーム１７２）のフィールドネットワーク２を介した１または複数の通信スレーブへの送信を繰り返す。
【0070】
同期補正フレーム１７２には、通信マスタが当該同期補正フレーム１７２を送出するタイミングにおける、通信マスタの同期カウンタのカウンタ値（すなわち、通信マスタの現在時刻を示すタイムスタンプ）が格納される。各通信スレーブは、通信マスタからの同期補正フレーム１７２を受信すると、当該受信した同期補正フレーム１７２に格納されるカウンタ値（通信マスタのタイムスタンプ）と予め取得している伝搬遅延時間とに基づいて、通信マスタの同期カウンタのカウンタ値と当該通信スレーブの同期カウンタのカウンタ値との間の誤差（以下、「同期誤差」とも称す。）を算出する。そして、各通信スレーブは、算出した同期誤差に基づいて、各通信スレーブの同期カウンタのカウンタ値を補正する（シーケンスＳＱ２１～ＳＱ２５）。すなわち、各通信スレーブは、通信マスタからの同期補正フレーム１７２（第１の情報）を受信すると、当該受信した同期補正フレーム１７２に基づいて各自の同期カウンタのカウンタ値を更新する機能を有している。
【0071】
このような同期補正フレーム１７２の送信および各通信スレーブにおける同期カウンタのカウンタ値の補正は、所定周期あるいは所定イベント毎に繰り返し実行される。
【0072】
図６は、本実施の形態に係る制御システム１における同期確立のための通信スレーブにおける処理手順を示すフローチャートである。図６に示す各ステップは、通信スレーブがフィールドネットワーク２に接続すると、通信スレーブのメインコントローラ（図３のメインコントローラ２１０および図４のメインコントローラ３１０など）によって実行される。
【0073】
図６を参照して、通信スレーブは、フィールドネットワークに接続すると、通信マスタからの遅延時間測定フレーム１７０の受信を待つ。すなわち、通信スレーブは、通信マスタから遅延時間測定フレーム１７０を受信したか否かを判断する（ステップＳ１００）。通信マスタから遅延時間測定フレーム１７０を受信すると（ステップＳ１００においてＹＥＳ）、通信スレーブは、受信した遅延時間測定フレーム１７０を通信マスタへ返信する（ステップＳ１０２）。
【0074】
なお、通信マスタから遅延時間測定フレーム１７０を受信していなければ（ステップＳ１００においてＮＯ）、ステップＳ１００の処理が繰り返される。
【0075】
続いて、通信スレーブは、通信マスタからの伝搬遅延時間の通知を待つ。すなわち、通信スレーブは、通信マスタから伝搬遅延時間の通知を受けたか否かを判断する（ステップＳ１０４）。通信マスタから伝搬遅延時間の通知を受けると（ステップＳ１０４においてＹＥＳ）、通信スレーブは、通信スレーブから通知された伝搬遅延時間を格納する（ステップＳ１０６）。なお、通信マスタから伝搬遅延時間の通知を受けていなければ（ステップＳ１０４においてＮＯ）、ステップＳ１０４の処理が繰り返される。
【0076】
以上の手順によって、伝搬遅延時間測定処理が完了し、同期カウンタ更新処理が開始される。
【0077】
同期カウンタ更新処理において、通信スレーブは、同期補正フレーム１７２に基づいて、同期カウンタのカウンタ値を補正する。すなわち、通信スレーブは、通信マスタから同期補正フレーム１７２を受信したか否かを判断する（ステップＳ１１０）。通信マスタから同期補正フレーム１７２を受信すると（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、通信スレーブは、受信した同期補正フレーム１７２に格納されているカウンタ値（通信マスタのタイムスタンプ）を取得し（ステップＳ１１２）、取得したカウンタ値およびステップＳ１０６において格納した伝搬遅延時間に基づいて、通信マスタの同期カウンタのカウンタ値と当該通信スレーブの同期カウンタのカウンタ値との間の誤差（同期誤差）を算出する（ステップＳ１１４）。このように、１または複数の通信スレーブの各々は、通信マスタからの同期補正フレーム１７２（第１の情報）を受信すると、当該受信した同期補正フレーム１７２に基づいて各自の同期カウンタのカウンタ値を更新する処理を実行する。このとき、通信マスタから受信した同期補正フレーム１７２（第１の情報）と、予め取得された伝搬遅延時間とに基づいて、同期カウンタのカウンタ値を更新する。
【0078】
なお、通信マスタから同期補正フレーム１７２を受信していなければ（ステップＳ１１０においてＮＯ）、ステップＳ１１０の処理が繰り返される。
【0079】
そして、通信スレーブは、ステップＳ１１４において算出した同期誤差が予め定められた許容範囲を超えているか否かを判断する（ステップＳ１１６）。同期誤差が予め定められた許容範囲を超えていれば（ステップＳ１１６においてＹＥＳ）、通信スレーブは、算出した同期誤差に応じて、同期カウンタのカウンタ値を補正する（ステップＳ１１８）。そして、ステップＳ１１０以下の処理が繰り返される。なお、同期誤差が予め定められた許容範囲内であれば（ステップＳ１１６においてＮＯ）、ステップＳ１１８の処理はスキップされて、ステップＳ１１０以下の処理が繰り返される。
【0080】
以上のような処理手順によって、通信スレーブにおける同期確立の処理が実行される。
【0081】
図５および図６を参照して説明したように、各通信スレーブは、受信した同期補正フレーム１７２に基づいて、同期カウンタのカウンタ値を補正するため、受信した同期補正フレーム１７２の総数が多いほど、同期精度は高くなる。逆に言えば、受信した同期補正フレーム１７２の総数が少なければ、十分な同期精度を確保できないことを意味する。
【0082】
図７は、本実施の形態に係る制御システム１における同期補正フレーム１７２の数と同期誤差との関係の一例を示す図である。図７を参照して、各通信スレーブにおける同期補正フレーム１７２の受信数が大きくなるほど、同期誤差は小さくなる。同期誤差が予め定められた許容誤差の範囲内であれば、許容同期精度が確保されていると判断できる。
【0083】
すなわち、通信マスタが各通信スレーブにおける同期誤差の大きさを取得できなくても、通信マスタから各通信スレーブに送信された同期補正フレーム１７２の総数を管理することで、各通信スレーブにおける同期精度を推定できる。
【0084】
本実施の形態に従う制御システム１においては、通信マスタから各通信スレーブへ送信された同期補正フレーム１７２の総数を管理することで、各通信スレーブにおける同期精度の把握および制御を実現する。
【0085】
＜Ｄ．同期精度の管理＞
本実施の形態に従う制御システム１においては、通信マスタが、送信した同期補正フレーム１７２の数に基づいて、各通信スレーブにおける同期精度を管理する。
本実施の形態に従う制御システム１においては、通信マスタが、送信した同期補正フレーム１７２の数に基づいて、各通信スレーブにおける同期精度を管理する。
【0086】
【0087】
図８に示す同期精度管理テーブル１５０は、各通信スレーブについて、通信スレーブ識別情報１５０１と、同期補正フレーム送信数１５０２と、同期精度１５０３とを含む。
【0088】
通信スレーブ識別情報１５０１としては、例えば、各通信スレーブのフィールドネットワーク２における識別情報（典型的には、ノードアドレス）などが用いられる。同期補正フレーム送信数１５０２には、各通信スレーブがフィールドネットワーク２に接続されてから、通信マスタから送信された同期補正フレーム１７２の総数が格納される。同期補正フレーム１７２の総数は、各通信スレーブがフィールドネットワーク２に接続されてからの通信マスタからの送信数を意味し、通信スレーブがフィールドネットワーク２に新たに接続されたタイミングがゼロとなる。同期精度１５０３には、各通信スレーブの同期補正フレーム送信数１５０２に格納される同期補正フレーム１７２の総数に基づいて、推定された同期精度を示す値（例えば、「高」、「中」、「低」など）が格納される。
【0089】
通信マスタは、予め定められた送信数に対する同期補正フレーム１７２の送信数に基づいて、対応する通信スレーブの同期精度を決定してもよい。例えば、対応する同期補正フレーム１７２の総数を予め定められた評価基準と比較することで、同期精度１５０３に格納される推定値を決定してもよい。
【0090】
なお、同期精度１５０３には、図８に示すような段階的な推定値だけではなく、具体的な数値（例えば、０～１００％の範囲の値など）を採用してもよい。この場合には、必要な同期精度を確保するのに必要な同期補正フレーム送信数１５０２の受信数に対する、実際に受信されている同期補正フレーム送信数１５０２の到達率という形で評価できる。
【0091】
図９は、本実施の形態に係る制御システム１における通信マスタによる各通信スレーブの同期精度を管理するための機能構成例を示す模式図である。図９に示す機能構成は、典型的には、通信マスタとして機能する制御装置１００のプロセッサ１０２がシステムプログラム１０８２を実行することによって実現されてもよいし、全部または一部の機能構成は、フィールドネットワークコントローラ１２０に実装されてもよい。
【0092】
図９を参照して、制御装置１００は、同期精度の管理に係る機能構成として、送受信モジュール１６０と、ネットワーク状態監視モジュール１５８と、伝搬遅延時間測定モジュール１５６と、同期カウンタ更新モジュール１５４と、同期精度管理モジュール１５２とを含む。
【0093】
送受信モジュール１６０は、フィールドネットワーク２へのフレームの送信およびフィールドネットワーク２を介したフレームの受信に係る処理を担当する。
【0094】
ネットワーク状態監視モジュール１５８は、フィールドネットワーク２に接続されている通信スレーブを特定するとともに、フィールドネットワーク２からの通信スレーブの離脱などを含めた接続状態を管理する。
【0095】
伝搬遅延時間測定モジュール１５６は、各通信スレーブへの遅延時間測定フレーム１７０の送信および各通信スレーブから応答された遅延時間測定フレーム１７０の受信などの、伝搬遅延時間測定処理を担当する。
【0096】
同期カウンタ更新モジュール１５４は、同期カウンタ１２１を参照した同期補正フレーム１７２の生成および送信などの、同期カウンタ更新処理を担当する。より具体的には、同期カウンタ更新モジュール１５４は、通信マスタが有している同期カウンタ１２１のカウンタ値を示す同期補正フレーム１７２（第１の情報）のフィールドネットワーク２を介した１または複数の通信スレーブへの送信を繰り返す。
【0097】
同期精度管理モジュール１５２は、ネットワーク状態監視モジュール１５８により管理されるフィールドネットワーク２における各通信スレーブの接続状態に基づいて、同期カウンタ更新モジュール１５４からの指令によって送信された同期補正フレーム１７２の総数を通信スレーブ毎に管理する。同期精度管理モジュール１５２は、通信スレーブ毎の同期補正フレーム１７２の総数を同期精度管理テーブル１５０に格納する。また、同期精度管理モジュール１５２は、同期精度管理テーブル１５０に格納した通信スレーブ毎の同期補正フレーム１７２の総数に基づいて、通信スレーブ毎の同期精度を決定あるいは更新する。さらに、同期精度管理モジュール１５２は、決定した通信スレーブ毎の同期精度に基づいて、後述するようなユーザプログラムで参照可能なシステム変数の値を更新するようにしてもよい。
【0098】
このように、同期精度管理モジュール１５２は、１または複数の通信スレーブ毎に送信した同期補正フレーム１７２（第１の情報）の総数を管理するとともに、通信スレーブ毎の同期補正フレーム１７２（第１の情報）の送信数に基づいて、通信スレーブ毎の通信マスタに対する同期精度を推定する。
【0099】
次に、通信マスタにおける同期精度の管理に関する処理手順について説明する。
【0100】
図１０は、本実施の形態に係る制御システム１における通信マスタによる各通信スレーブの同期精度を管理に関する処理手順を示すフローチャートである。図１０に示す各ステップは、典型的には、通信マスタとして機能する制御装置１００のプロセッサ１０２がシステムプログラム１０８２を実行することによって実現されてもよいし、フィールドネットワークコントローラ１２０が全部または一部の処理を実行してもよい。
【0101】
図１０を参照して、通信マスタは、伝搬遅延時間を測定していない通信スレーブが存在するか否かを判断する（ステップＳ２００）。伝搬遅延時間を測定していない通信スレーブは、例えば、通信マスタは、フィールドネットワーク２に新たに接続された通信スレーブなどを検知すると、その新たなに接続された通信スレーブを、伝搬遅延時間を測定していない通信スレーブと決定する。
【0102】
伝搬遅延時間を測定していない通信スレーブが存在すれば（ステップＳ２００においてＹＥＳ）、通信マスタは、遅延時間測定フレーム１７０をフィールドネットワーク２上に送出する（ステップＳ２０２）。そして、通信マスタは、送出した遅延時間測定フレーム１７０がいずれかの通信スレーブから返信されるのを待つ。すなわち、通信マスタは、いずれかの通信スレーブからの遅延時間測定フレーム１７０を受信したか否かを判断する（ステップＳ２０４）。
【0103】
いずれかの通信スレーブからの遅延時間測定フレーム１７０を受信すれば（ステップＳ２０４においてＹＥＳ）、通信マスタは、受信した遅延時間測定フレーム１７０を送出してからの経過時間を測定し（ステップＳ２０６）、測定した経過時間に基づいて、対象の通信スレーブについての伝搬遅延時間を決定する（ステップＳ２０８）。そして、通信マスタは、決定した伝搬遅延時間を対象の通信スレーブへ通知する（ステップＳ２１０）。
【0104】
なお、ステップＳ２０６～Ｓ２１０の処理は、通信スレーブから返信された遅延時間測定フレーム１７０の数だけ繰り返し実行される。
【0105】
一方、いずれの通信スレーブからも遅延時間測定フレーム１７０を受信していなければ（ステップＳ２０４においてＮＯ）、ステップＳ２０４の処理が繰り返される。
【0106】
伝搬遅延時間を測定していない通信スレーブが存在していなければ（ステップＳ２００においてＮＯ）、ステップＳ２０２～Ｓ２１０の処理はスキップされる。
【0107】
続いて、通信マスタは、同期補正フレーム１７２の送出タイミングが到来したか否かを判断する（ステップＳ２１２）。同期補正フレーム１７２の送出タイミングが到来していなければ（ステップＳ２１２においてＮＯ）、ステップＳ２１２の処理が繰り返される。
【0108】
同期補正フレーム１７２の送出タイミングが到来していれば（ステップＳ２１２においてＹＥＳ）、通信スレーブは、同期補正フレーム１７２をフィールドネットワーク２上に送出する（ステップＳ２１４）。そして、通信マスタは、同期精度管理テーブル１５０（図８参照）の各通信スレーブについて、同期補正フレーム送信数１５０２、および、同期精度１５０３の値を更新する（ステップＳ２１６）。このように、通信マスタは、１または複数の通信スレーブ毎に送信した同期補正フレーム１７２（第１の情報）の総数を管理する処理を実行するとともに、通信スレーブ毎の同期補正フレーム１７２（第１の情報）の送信数に基づいて、通信スレーブ毎の通信マスタに対する同期精度を推定する処理を実行する。
【0109】
さらに、通信マスタは、更新後の同期精度管理テーブル１５０の内容に基づいて、ユーザプログラムで参照可能なシステム変数の値を更新する（ステップＳ２１８）。
【0110】
続いて、通信マスタは、フィールドネットワーク２における通信スレーブの接続状態が変化したか否かを判断する（ステップＳ２２０）。すなわち、フィールドネットワーク２に新たな通信スレーブが接続された、あるいは、フィールドネットワーク２からいずれかの通信スレーブが離脱した、といった接続状態の変化の有無が判断される。
【0111】
フィールドネットワーク２における通信スレーブの接続状態が変化していれば（ステップＳ２２０においてＹＥＳ）、通信マスタは、同期精度管理テーブル１５０において、フィールドネットワーク２に新たな接続された通信スレーブに対応するエントリを追加するとともに、フィールドネットワーク２から離脱した通信スレーブのエントリを削除する（ステップＳ２２２）。なお、新たに追加されたエントリの同期補正フレーム送信数１５０２はゼロに初期設定される。すなわち、通信マスタは、任意の通信スレーブがフィールドネットワーク２に新たに接続されると、当該通信スレーブについての同期補正フレーム１７２（第１の情報）の送信数をリセットする。
【0112】
一方、フィールドネットワーク２における通信スレーブの接続状態が変化していなければ（ステップＳ２２０においてＮＯ）、ステップＳ２２２の処理はスキップされる。
【0113】
そして、ステップＳ２１２以下の処理が繰り返される。
【0114】
以上のような通信マスタの処理によって、各通信スレーブの同期精度が管理される。
【0115】
＜Ｅ．アプリケーション例＞
上述したような同期精度の管理機能を利用したいくつかのアプリケーション例について説明する。
上述したような同期精度の管理機能を利用したいくつかのアプリケーション例について説明する。
【0116】
（ｅ１：サポート装置５００）
まず、本実施の形態に従う制御システム１において利用可能なサポート装置５００のハードウェア構成例を示す模式図である。
まず、本実施の形態に従う制御システム１において利用可能なサポート装置５００のハードウェア構成例を示す模式図である。
【0117】
図１１は、本実施の形態に係る制御システム１で利用可能なサポート装置５００のハードウェア構成例を示すブロック図である。サポート装置５００は、一例として、汎用的なアーキテクチャに従うハードウェア（例えば、汎用パソコン）を用いて実現される。
【0118】
図１１を参照して、サポート装置５００は、プロセッサ５０２と、メモリ５０４と、入力部５０６と、出力部５０８と、ストレージ５１０と、光学ドライブ５１２と、ＵＳＢコントローラ５２０とを含む。これらのコンポーネントは、プロセッサバス５１８を介して接続されている。
【0119】
プロセッサ５０２は、ＣＰＵやＧＰＵなどで構成され、ストレージ５１０に格納されたプログラム（一例として、ＯＳ５１０２およびサポートプログラム５１０４）を読出して、メモリ５０４に展開して実行することで、後述するような各種処理を実現する。
【0120】
メモリ５０４は、例えば、ＤＲＡＭやＳＲＡＭなどの揮発性記憶装置などで構成される。ストレージ５１０は、例えば、ＨＤＤやＳＳＤなどの不揮発性記憶装置などで構成される。
【0121】
ストレージ５１０には、基本的な機能を実現するためのＯＳ５１０２、サポート装置５００としての機能を提供するためのサポートプログラム５１０４、および開発環境においてユーザにより作成されるプロジェクトデータ５１０６が格納される。
【0122】
サポート装置５００は、制御システム１を構成するユニットおよびデバイスについての設定、ならびに、制御システム１で実行されるプログラムの作成が統合的に可能な開発環境を提供する。プロジェクトデータ５１０６は、このような統合的な開発環境によって生成されるデータを含む。典型的には、プロジェクトデータ５１０６は、制御装置１００で実行されるユーザプログラム５１０８と、制御システム１の各種設定値を規定する設定情報５１１０とを含む。ユーザプログラム５１０８は、オブジェクトコードに変換された上で、制御装置１００に送信および格納される。
【0123】
入力部５０６は、キーボードやマウスなどで構成され、ユーザ操作を受付ける。出力部５０８は、ディスプレイ、各種インジケータ、プリンタなどで構成され、プロセッサ５０２からの処理結果などを出力する。
【0124】
ＵＳＢコントローラ５２０は、ＵＳＢ接続を介して、制御装置１００などとの間のデータを遣り取りする。
【0125】
サポート装置５００は、光学ドライブ５１２を有しており、コンピュータ読取可能なプログラムを非一過的に格納する記憶媒体５１４（例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光学記憶媒体）から、その中に格納されたプログラムが読取られてストレージ５１０などにインストールされる。
【0126】
サポート装置５００で実行されるサポートプログラム５１０４などは、コンピュータ読取可能な記憶媒体５１４を介してインストールされてもよいが、ネットワーク上のサーバ装置などからダウンロードする形でインストールするようにしてもよい。また、サポート装置５００が提供する機能は、ＯＳが提供するモジュールの一部を利用する形で実現される場合もある。
【0127】
なお、制御システム１が稼動中において、サポート装置５００は、制御装置１００から取り外されていてもよい。
【0128】
図１１には、１または複数のプロセッサがプログラムを実行することで必要な機能が提供される構成例を示したが、これらの提供される機能の一部または全部を、専用のハードウェア回路（例えば、ＡＳＩＣまたはＦＰＧＡなど）を用いて実装してもよい。
【0129】
（ｅ２：同期精度を示すシステム変数）
上述したように、通信マスタとして機能する制御装置１００は、各通信スレーブにおける同期精度を推定できる。そのため、制御装置１００により推定される各通信スレーブにおける同期精度をユーザプログラムで参照できるようにすれば、高精度な制御が要求されるアプリケーションを確実に実現できる。
上述したように、通信マスタとして機能する制御装置１００は、各通信スレーブにおける同期精度を推定できる。そのため、制御装置１００により推定される各通信スレーブにおける同期精度をユーザプログラムで参照できるようにすれば、高精度な制御が要求されるアプリケーションを確実に実現できる。
【0130】
一例として、通信マスタとして機能する制御装置１００は、各通信スレーブにおける同期精度を示すシステム変数を提供するようにしてもよい。すなわち、通信マスタは、ユーザプログラムを実行可能な制御装置１００であり、ユーザプログラムにおいて、通信スレーブ毎に推定された同期精度が参照可能になっている。
【0131】
図１２は、本実施の形態に従う制御システム１を構成する制御装置１００が提供するシステム変数を利用したユーザプログラムの一例を示す図である。図１２に示すユーザプログラムは、サポート装置５００が提供する開発環境において作成が可能である。
【0132】
図１２には、各通信スレーブにおける同期精度を示す構造体変数Ｓｙｎｃ＿Ａｃｃｕｒａｃｙ［］（［］内にはノードアドレスなどをインデックスとして指定する）が利用可能な例を示す。構造体変数Ｓｙｎｃ＿Ａｃｃｕｒａｃｙ［］の各メンバは、対応する通信スレーブにおいて十分な同期精度が確保できると「ＴＲＵＥ」になり、それ以外の状態では「ＦＡＬＳＥ」を示す。この例では、通信スレーブ毎に推定された同期精度は、構造体変数として参照可能になっている。
【0133】
図１２に示すユーザプログラム５１０８においては、変数名Ｄｒｉｖｅ００１＿Ａｃｔｉｖａｔｅのコイル５３０を有効化する条件として、変数名Ｔｒｉｇｇｅｒの接点５３１と、構造体変数Ｓｙｎｃ＿Ａｃｃｕｒａｃｙ［］のインデックス「０００」のメンバ５４０（Ｓｙｎｃ＿Ａｃｃｕｒａｃｙ［０００］）と、構造体変数Ｓｙｎｃ＿Ａｃｃｕｒａｃｙ［］のインデックス「００１」のメンバ５４１（Ｓｙｎｃ＿Ａｃｃｕｒａｃｙ［００１］）と、構造体変数Ｓｙｎｃ＿Ａｃｃｕｒａｃｙ［］のインデックス「００２」のメンバ５４２（Ｓｙｎｃ＿Ａｃｃｕｒａｃｙ［００２］）との論理積（ＡＮＤ）が規定されている。
【0134】
また、変数名Ｄｒｉｖｅ００１＿Ａｃｔｉｖａｔｅの接点５３２が自己保持回路に用いられている。
【0135】
図１２に示すユーザプログラム５１０８においては、ノードアドレスが「０００」、「００１」、「００２」のすべての通信スレーブにおける同期精度が十分に高い場合に限って、変数名Ｔｒｉｇｇｅｒが「ＴＲＵＥ」に駆動されると、変数名Ｄｒｉｖｅ００１＿Ａｃｔｉｖａｔｅが「ＴＲＵＥ」に遷移する。すなわち、ノードアドレスが「０００」、「００１」、「００２」の通信スレーブのすべてにおいて十分な同期精度が確保できることを起動条件として定義できる。
【0136】
図１２に示すような構造体変数に限らず、通信スレーブ毎に同期精度を示す個別のシステム変数を割り当ててもよい。例えば、ノードアドレスが「０００」の通信スレーブについては、変数名Ｓｙｎｃ＿Ａｃｃｕｒａｃｙ＿０００などのシステム変数を利用可能にしてもよい。
【0137】
また、制御システム１が複数のフィールドネットワーク２を有している場合には、フィールドネットワーク２毎に、各通信スレーブにおける同期精度を示す構造体変数を用意してもよい。この場合には、例えば、構造体変数Ｓｙｎｃ＿Ａｃｃｕｒａｃｙ＿００１＿［］というように、構造体変数の変数名の一部に対象のフィールドネットワーク２を特定する情報を含めてもよい。あるいは、構造体変数Ｓｙｎｃ＿Ａｃｃｕｒａｃｙ［］［］というように、対象のフィールドネットワーク２を特定する識別情報および対象の通信スレーブを特定する識別情報からなる２次元のインデックスを採用してもよい。
【0138】
なお、上述したようなシステム変数の値は、上述の図１０に示す処理手順のステップＳ２１８において逐次更新される。
【0139】
（ｅ３：任意のグループでの同期精度の管理）
上述したような同一のフィールドネットワーク２に接続された通信スレーブのグループだけではなく、ユーザが任意に設定したグループに属する複数の通信スレーブについて、同期精度を管理したい場合もある。例えば、単一の軸グループに複数のサーボドライバを割り当てるような設定が可能であり、このような軸グループについては、全体として同期精度を管理したいというニーズがある。
上述したような同一のフィールドネットワーク２に接続された通信スレーブのグループだけではなく、ユーザが任意に設定したグループに属する複数の通信スレーブについて、同期精度を管理したい場合もある。例えば、単一の軸グループに複数のサーボドライバを割り当てるような設定が可能であり、このような軸グループについては、全体として同期精度を管理したいというニーズがある。
【0140】
図１３は、本実施の形態に従う制御システム１で利用可能なサポート装置５００において軸設定を行う設定画面例５６０を示す模式図である。図１３を参照して、ユーザは、設定画面例５６０において、各軸グループを識別するための軸グループ番号５６１を入力するとともに、各軸グループに属するサーボドライバ（通信スレーブ）などを示すメンバ設定５６２を入力する。
【0141】
メンバ設定５６２により指定された複数のサーボドライバ（通信スレーブ）は、共通の軸グループのメンバとして動作する。そのため、対象の軸グループで制御を行う場合には、メンバのすべてが十分な同期精度を確保しておく必要がある。
【0142】
このような軸グループでの制御を実現するための命令（一例として、ファンクションブロック形式の命令）において、このような同期精度を確保するためのインターフェイスを用意にしてもよい。
【0143】
図１４は、本実施の形態に従う制御システム１で利用可能な軸グループで制御を行うためのファンクションブロック命令の一例を示す図である。図１４に示すファンクションブロック命令は、サポート装置５００が提供する開発環境において作成が可能である。
【0144】
図１４を参照して、ファンクションブロック命令５５０は、軸グループ設定５５１に入力された軸グループの各メンバに対して、制御指令を一括して出力するための命令である。図１４に示すファンクションブロック命令５５０は、同期精度確保モード５５２を有効化または無効化を選択的に設定可能になっている。同期精度確保モード５５２は、対象の軸グループのすべてのメンバ（通信スレーブ）における同期精度が十分に確保されていることを条件として、制御指令を出力することを許容するか否かを切り替えるものである。すなわち、同期精度確保モード５５２に「ＴＲＵＥ」が設定されている場合には、対象の軸グループのすべてのメンバ（通信スレーブ）における同期精度が十分に確保されていなければ、制御指令は出力されず、一方、同期精度確保モード５５２に「ＦＡＬＳＥ」が設定されている場合には、対象の軸グループの一部または全部のメンバ（通信スレーブ）における同期精度が十分に確保されていなくても制御指令の出力は許容される。
【0145】
同期精度ステータス出力５５３には、対象の軸グループに属するメンバ（通信スレーブ）の同期精度の状態が出力される。出力される同期精度の状態は、軸グループ全体の状態を意味し、いずれかのメンバ（通信スレーブ）における同期精度が十分に確保されていなければ、軸グループ全体としても、同期精度が十分に確保されていないと決定される。そのため、同期精度ステータス出力５５３から出力される状態値をモニタあるいは条件として用いることで、高精度な制御が要求される処理などを確実に実現できる。
【0146】
このように、ユーザプログラムにおいて、予め定められた複数の通信スレーブ全体（例えば、上述したような複数のメンバからなる軸グループ）における同期精度が参照可能になっている。そして、予め定められた複数の通信スレーブ全体における同期精度は、ファンクションブロック命令から出力されるようにしてもよい。
【0147】
（ｅ４：状態表示画面例）
上述したようなユーザプログラムでの参照に加えて、同期精度の状態を視覚化してもよい。
上述したようなユーザプログラムでの参照に加えて、同期精度の状態を視覚化してもよい。
【0148】
図１５は、本実施の形態に従う制御システム１において提供される状態表示画面の一例を示す模式図である。図１５に示す状態表示画面６００は、サポート装置５００上に表示されてもよいし、図示しない表示装置（ＨＭＩ：Human Machine Interface）上に表示されてもよい。いずれの場合においても、通信マスタである制御装置１００が管理する同期精度の状態に応じた表示を行うようにすればよい。
【0149】
図１５に示す状態表示画面６００においては、制御システム１の全体構成を示すネットワーク構成６０２が示されており、十分な同期精度が確保されている通信スレーブについては、強調表示６０４がなされている。強調表示６０４は、十分な同期精度が確保されていない通信スレーブとは異なる表示態様の一例であり、色や明るさを異ならせてもよいし、点滅やサイズの変動などの表示態様を動的に異ならせてもよい。
【0150】
図１５に示すような状態表示画面６００をユーザに提示することで、ユーザは、制御動作を開始してよいのか否かを一見して把握することもできる。
【0151】
なお、図１５に示すような状態表示画面６００に限られず、リスト形式や他の表示形態で同期精度の状態を視覚化してもよい。
【0152】
上述したように、１または複数の通信スレーブにおいて十分な同期精度が確保されているか否かの情報については、制御の実行可否の条件として用いることもできるし、ユーザへ提示するようなこともできる。これらの情報を用いることで、以下に例示するような各種の運用が可能となる。
【0153】
（ｅ５：運用例）
上述したような同期精度に注意が必要な関係としては、例えば、同期制御したい複数の通信スレーブのグループや連係制御したい複数の通信スレーブのグループなどが想定される。同期制御したいグループとしては、例えば、単一の機構を構成するデバイス群（例えば、図１３に示すような軸グループ）などが挙げられる。あるいは、何らかの機構を駆動する装置とその装置を制御するＩＯ装置との組み合わせが挙げられる。
上述したような同期精度に注意が必要な関係としては、例えば、同期制御したい複数の通信スレーブのグループや連係制御したい複数の通信スレーブのグループなどが想定される。同期制御したいグループとしては、例えば、単一の機構を構成するデバイス群（例えば、図１３に示すような軸グループ）などが挙げられる。あるいは、何らかの機構を駆動する装置とその装置を制御するＩＯ装置との組み合わせが挙げられる。
【0154】
あるいは、複数の処理からなる一連の作業をグループとして捉えることもできる。例えば、処理Ａが完了した後に処理Ｂが実行されるような場合には、処理Ａと処理Ｂとを同一のグループとみなすことができる。この場合には、処理Ａおよび処理Ｂに関与する通信スレーブのいずれについても十分な同期精度が確保されていることを、制御の実行を開始する条件としてもよい。
【0155】
上述したようなシステム変数やファンクションブロック命令などを用いることで、このようなグループについて、高精度な同期制御ができる状態（すなわち、グループ全体について十分な同期精度が確保されている状態）、および、高精度な同期制御ができない状態（すなわち、グループ全体について十分な同期精度が確保されていない状態）のいずれであるかを明示的に把握できる。このような同期制御の可否に関する情報を用いることで、グループに対する制御の実行可否を適切に決定できる。
【0156】
制御対象に応じて、グループ全体について十分な同期精度が確保されている状態に限って、制御の実行許可するようにしてもよいし、グループ全体について十分な同期精度が確保されていなくても、制御の実行を開始するようにしてもよい。グループに含まれる個々の通信スレーブの状態や同期ずれによる装置の破損の可能性などを考慮して、適宜決定されてもよい。
【0157】
なお、グループ全体について十分な同期精度が確保されている状態に限って、制御の実行許可する場合には、グループ全体について十分な同期精度が確保されている状態であるか否かをユーザへ提示できるようにすることが好ましい。このような情報をユーザへ提示することで、制御が実行されない場合にその理由を容易に把握できる。
【0158】
また、生産対象物に応じて機構の一部が変更される場合がある（段取り替え）。例えば、ロボット先端のツールハンドの種類を変更（例えば、チャック機構とバキューム機構とを交換など）するような場合が想定される。このような機構の変更は、物理的に付け替えられることもあれば、回転機構などにより切り替えられることもある。なお、段取り替えの後には、各種微調整が必要な場合もある。このような段取り替えに関する処理において、必要に応じて十分な同期精度が確保できていることを制御の実行を開始する条件としてもよい。
【0159】
なお、複数の制御装置１００が単一の機構を制御する場合もある。この場合には、当該単一の機構の制御に係る通信スレーブにおける同期精度を示す情報を互いに遣り取りすることで、当該単一の機構に同期制御の実行を保証するようにしてもよい。
【0160】
＜Ｆ．その他＞
上述の説明においては、主として、通信プロトコルとしてＥｔｈｅｒＣＡＴを用いたフィールドネットワークを例示したが、通信プロトコルとしては、ＥｔｈｅｒＣＡＴに限られることなく、通信マスタと各通信スレーブとの間で同期カウンタのカウンタ値を互いに一致させるための制御フレーム（同期補正フレーム）を繰り返し送出する構成を採用した任意のシステムに適用可能である。
上述の説明においては、主として、通信プロトコルとしてＥｔｈｅｒＣＡＴを用いたフィールドネットワークを例示したが、通信プロトコルとしては、ＥｔｈｅｒＣＡＴに限られることなく、通信マスタと各通信スレーブとの間で同期カウンタのカウンタ値を互いに一致させるための制御フレーム（同期補正フレーム）を繰り返し送出する構成を採用した任意のシステムに適用可能である。
【0161】
また、フィールドネットワークとしては、有線に限らず、無線であってもよいし、有線と無線との混合であってもよい。
【0162】
上述の説明においては、制御装置１００とフィールドネットワーク２を介してネットワーク接続されるすべての通信スレーブが同期制御を実現するための同期カウンタを有している構成について例示したが、フィールドネットワーク２には、同期制御を実現しない通信スレーブ、あるいは、同期制御を実現できない通信スレーブが接続されていてもよい。すなわち、フィールドネットワーク２には、非同期制御を実行する通信スレーブが接続されていてもよい。
【0163】
例えば、フィールドネットワーク２に接続される通信スレーブのうち一部の通信スレーブは、同期カウンタを有しているが、同期カウントを有効化しない、あるいは、同期カウンタの更新は行うが、制御には使用しないといった実装形態を採用してもよい。このような実装形態においては、ユーザが任意の通信スレーブに対して、同期制御および非同期制御のいずれかを明示的に設定できるようにしてもよい。
【0164】
さらに、フィールドネットワーク２に接続される通信スレーブのうち一部の通信スレーブは、同期カウンタ自体を有していない（同期カウンタを内蔵していない）ものであってもよい。このような実装形態においては、同期制御を実行できないので、非同期制御が実行されることになる。
【0165】
＜Ｇ．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］
通信マスタ（１００）と、
前記通信マスタとネットワーク接続される１または複数の通信スレーブ（２００，３００，４００）とを備え、
前記通信マスタおよび前記１または複数の通信スレーブの各々は、同期カウンタ（１２１，２２１，３２１，４２１）を有しており、
前記通信マスタは、前記通信マスタが有している同期カウンタのカウンタ値を示す第１の情報（１７２）のネットワーク（２）を介した前記１または複数の通信スレーブへの送信を繰り返す手段（１５４）を含み、
前記１または複数の通信スレーブの各々は、前記通信マスタからの前記第１の情報を受信すると、当該受信した第１の情報に基づいて各自の同期カウンタのカウンタ値を更新する手段（ＳＱ２１～ＳＱ２５；Ｓ１１８）を含み、
前記通信マスタは、前記１または複数の通信スレーブ毎に送信した前記第１の情報の総数を管理するとともに、通信スレーブ毎の前記第１の情報の送信数に基づいて、通信スレーブ毎の前記通信マスタに対する同期精度を推定する手段（１５２）を含む、制御システム。
［構成２］
前記通信マスタは、ユーザプログラム（１０８１）を実行可能な制御装置であり、
前記ユーザプログラムにおいて、通信スレーブ毎に推定された同期精度が参照可能になっている、構成１に記載の制御システム。
［構成３］
通信スレーブ毎に推定された同期精度は、構造体変数（５４０，５４１，５４２）として参照可能になっている、構成２に記載の制御システム。
［構成４］
前記ユーザプログラムにおいて、予め定められた複数の通信スレーブ全体における同期精度が参照可能になっている、構成２に記載の制御システム。
［構成５］
前記予め定められた複数の通信スレーブ全体における同期精度（５５３）は、ファンクションブロック命令（５５０）から出力される、構成４に記載の制御システム。
［構成６］
前記通信マスタは、予め定められた送信数に対する前記第１の情報の送信数に基づいて、対応する通信スレーブの同期精度を決定する、構成１～５のいずれか１項に記載の制御システム。
［構成７］
前記通信マスタは、任意の通信スレーブが前記ネットワークに新たに接続されると、当該通信スレーブについての前記第１の情報の送信数をリセットする、構成１～６のいずれか１項に記載の制御システム。
［構成８］
前記１または複数の通信スレーブの各々は、前記通信マスタから受信した第１の情報（１７２）と、予め取得された伝搬遅延時間（Ｔｄ１～Ｔｄ５）とに基づいて、同期カウンタのカウンタ値を更新する、構成１～７のいずれか１項に記載の制御システム。
［構成９］
通信マスタ（１００）と前記通信マスタとネットワーク接続される１または複数の通信スレーブ（２００，３００，４００）とを備える制御システム（１）の通信制御方法であって、前記通信マスタおよび前記１または複数の通信スレーブの各々は、同期カウンタ（１２１，２２１，３２１，４２１）を有しており、前記通信制御方法は、
前記通信マスタが、前記通信マスタが有している同期カウンタのカウンタ値を示す第１の情報のネットワークを介した前記１または複数の通信スレーブへの送信を繰り返すステップ（Ｓ２１２，Ｓ２１４）と、
前記１または複数の通信スレーブの各々が、前記通信マスタからの前記第１の情報を受信すると、当該受信した第１の情報に基づいて各自の同期カウンタのカウンタ値を更新するステップ（Ｓ１１８）と、
前記通信マスタが、前記１または複数の通信スレーブ毎に送信した前記第１の情報の総数を管理するステップ（Ｓ２１６，Ｓ２１８，Ｓ２２２）と、
前記通信マスタが、通信スレーブ毎の前記第１の情報の送信数に基づいて、通信スレーブ毎の前記通信マスタに対する同期精度を推定するステップ（Ｓ２１６）とを備える、制御システムの通信制御方法。
［構成１０］
１または複数の通信スレーブ（２００，３００，４００）とネットワーク接続される通信マスタとして機能する制御装置（１００）であって、
同期カウンタ（１２１）と、
前記制御装置が有している同期カウンタのカウンタ値を示す第１の情報（１７２）のネットワーク（２）を介した前記１または複数の通信スレーブへの送信を繰り返す手段（１５４）とを備え、前記１または複数の通信スレーブの各々は、前記第１の情報を受信すると、当該受信した第１の情報に基づいて各自の同期カウンタ（１２１，２２１，３２１，４２１）のカウンタ値を更新し、
前記１または複数の通信スレーブ毎に送信した前記第１の情報の総数を管理するとともに、通信スレーブ毎の前記第１の情報の送信数に基づいて、通信スレーブ毎の前記通信マスタに対する同期精度を推定する手段（１５２）とを備える、制御装置。
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］
通信マスタ（１００）と、
前記通信マスタとネットワーク接続される１または複数の通信スレーブ（２００，３００，４００）とを備え、
前記通信マスタおよび前記１または複数の通信スレーブの各々は、同期カウンタ（１２１，２２１，３２１，４２１）を有しており、
前記通信マスタは、前記通信マスタが有している同期カウンタのカウンタ値を示す第１の情報（１７２）のネットワーク（２）を介した前記１または複数の通信スレーブへの送信を繰り返す手段（１５４）を含み、
前記１または複数の通信スレーブの各々は、前記通信マスタからの前記第１の情報を受信すると、当該受信した第１の情報に基づいて各自の同期カウンタのカウンタ値を更新する手段（ＳＱ２１～ＳＱ２５；Ｓ１１８）を含み、
前記通信マスタは、前記１または複数の通信スレーブ毎に送信した前記第１の情報の総数を管理するとともに、通信スレーブ毎の前記第１の情報の送信数に基づいて、通信スレーブ毎の前記通信マスタに対する同期精度を推定する手段（１５２）を含む、制御システム。
［構成２］
前記通信マスタは、ユーザプログラム（１０８１）を実行可能な制御装置であり、
前記ユーザプログラムにおいて、通信スレーブ毎に推定された同期精度が参照可能になっている、構成１に記載の制御システム。
［構成３］
通信スレーブ毎に推定された同期精度は、構造体変数（５４０，５４１，５４２）として参照可能になっている、構成２に記載の制御システム。
［構成４］
前記ユーザプログラムにおいて、予め定められた複数の通信スレーブ全体における同期精度が参照可能になっている、構成２に記載の制御システム。
［構成５］
前記予め定められた複数の通信スレーブ全体における同期精度（５５３）は、ファンクションブロック命令（５５０）から出力される、構成４に記載の制御システム。
［構成６］
前記通信マスタは、予め定められた送信数に対する前記第１の情報の送信数に基づいて、対応する通信スレーブの同期精度を決定する、構成１～５のいずれか１項に記載の制御システム。
［構成７］
前記通信マスタは、任意の通信スレーブが前記ネットワークに新たに接続されると、当該通信スレーブについての前記第１の情報の送信数をリセットする、構成１～６のいずれか１項に記載の制御システム。
［構成８］
前記１または複数の通信スレーブの各々は、前記通信マスタから受信した第１の情報（１７２）と、予め取得された伝搬遅延時間（Ｔｄ１～Ｔｄ５）とに基づいて、同期カウンタのカウンタ値を更新する、構成１～７のいずれか１項に記載の制御システム。
［構成９］
通信マスタ（１００）と前記通信マスタとネットワーク接続される１または複数の通信スレーブ（２００，３００，４００）とを備える制御システム（１）の通信制御方法であって、前記通信マスタおよび前記１または複数の通信スレーブの各々は、同期カウンタ（１２１，２２１，３２１，４２１）を有しており、前記通信制御方法は、
前記通信マスタが、前記通信マスタが有している同期カウンタのカウンタ値を示す第１の情報のネットワークを介した前記１または複数の通信スレーブへの送信を繰り返すステップ（Ｓ２１２，Ｓ２１４）と、
前記１または複数の通信スレーブの各々が、前記通信マスタからの前記第１の情報を受信すると、当該受信した第１の情報に基づいて各自の同期カウンタのカウンタ値を更新するステップ（Ｓ１１８）と、
前記通信マスタが、前記１または複数の通信スレーブ毎に送信した前記第１の情報の総数を管理するステップ（Ｓ２１６，Ｓ２１８，Ｓ２２２）と、
前記通信マスタが、通信スレーブ毎の前記第１の情報の送信数に基づいて、通信スレーブ毎の前記通信マスタに対する同期精度を推定するステップ（Ｓ２１６）とを備える、制御システムの通信制御方法。
［構成１０］
１または複数の通信スレーブ（２００，３００，４００）とネットワーク接続される通信マスタとして機能する制御装置（１００）であって、
同期カウンタ（１２１）と、
前記制御装置が有している同期カウンタのカウンタ値を示す第１の情報（１７２）のネットワーク（２）を介した前記１または複数の通信スレーブへの送信を繰り返す手段（１５４）とを備え、前記１または複数の通信スレーブの各々は、前記第１の情報を受信すると、当該受信した第１の情報に基づいて各自の同期カウンタ（１２１，２２１，３２１，４２１）のカウンタ値を更新し、
前記１または複数の通信スレーブ毎に送信した前記第１の情報の総数を管理するとともに、通信スレーブ毎の前記第１の情報の送信数に基づいて、通信スレーブ毎の前記通信マスタに対する同期精度を推定する手段（１５２）とを備える、制御装置。
【0166】
＜Ｈ．利点＞
本実施の形態に係る制御システムは、通信マスタが各通信スレーブに対して送信した同期補正フレーム１７２の数を通信スレーブ毎に管理することで、各通信スレーブが通信マスタに対する同期精度を推定できる。このように推定される通信スレーブ毎の同期精度を利用することで、高精度な同期制御が要求されるような場合であっても、それを確実に実現できる。また、通信マスタは、各通信スレーブにおける同期精度の状況を直接的に取得できなくても、間接的に同期精度を推定することで、ネットワーク負荷を増大させることなく、必要な同期制御を実現できる。
本実施の形態に係る制御システムは、通信マスタが各通信スレーブに対して送信した同期補正フレーム１７２の数を通信スレーブ毎に管理することで、各通信スレーブが通信マスタに対する同期精度を推定できる。このように推定される通信スレーブ毎の同期精度を利用することで、高精度な同期制御が要求されるような場合であっても、それを確実に実現できる。また、通信マスタは、各通信スレーブにおける同期精度の状況を直接的に取得できなくても、間接的に同期精度を推定することで、ネットワーク負荷を増大させることなく、必要な同期制御を実現できる。
【0167】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、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すべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0168】
１ 制御システム、２ フィールドネットワーク、４，６ 内部バス、１００ 制御装置、１０１ 処理ユニット、１０２，２１２，３１２，５０２ プロセッサ、１０３，２０３ 機能ユニット、１０４ チップセット、１０６，２１４，３１４，５０４ メモリ、１０８，５１０ ストレージ、１１０ ネットワークコントローラ、１１２，５２０ ＵＳＢコントローラ、１１４ メモリカードインターフェイス、１１６ メモリカード、１１８，２１８，３１８ 内部バスコントローラ、１１９，１２１，２１９，２２１，３２１，４２１ 同期カウンタ、１２０，２２０，３２０ フィールドネットワークコントローラ、１５０ 同期精度管理テーブル、１５２ 同期精度管理モジュール、１５４ 同期カウンタ更新モジュール、１５６ 伝搬遅延時間測定モジュール、１５８ ネットワーク状態監視モジュール、１６０ 送受信モジュール、１７０ 遅延時間測定フレーム、１７２ 同期補正フレーム、２００ リモートＩＯ装置、２０１ カプラユニット、２１０，３１０ メインコントローラ、２１６，３１６ ファームウェア、３００ サーボドライバ、３３０ ドライブ回路、３５０ サーボモータ、４００ セーフティＩＯ装置、５００ サポート装置、５０６ 入力部、５０８ 出力部、５１２ 光学ドライブ、５１４ 記憶媒体、５１８ プロセッサバス、５３０ コイル、５３１，５３２ 接点、５４０，５４１，５４２ メンバ、５５０ ファンクションブロック命令、５５１ 軸グループ設定、５５２ 同期精度確保モード、５５３ 同期精度ステータス出力、５６０ 設定画面例、５６１ 軸グループ番号、５６２ メンバ設定、６００ 状態表示画面、６０２ ネットワーク構成、６０４ 強調表示、１０８１，５１０８ ユーザプログラム、１０８２ システムプログラム、１５０１ 通信スレーブ識別情報、１５０２ 同期補正フレーム送信数、１５０３ 同期精度、５１０４ サポートプログラム、５１０６ プロジェクトデータ、５１１０ 設定情報、Ｔｄ１～Ｔｄ５ 伝搬遅延時間。
【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】