控制系統(tǒng)、主可編程控制器、從可編程控制器以及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及分別控制被控制設(shè)備的多個(gè)可編程控制器彼此以能夠通信的方式被連接的控制系統(tǒng)、主可編程控制器、從可編程控制器以及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在大規(guī)模的控制系統(tǒng)中，根據(jù)系統(tǒng)的構(gòu)建和維護(hù)的容易性的觀(guān)點(diǎn)，采用控制器的層級(jí)結(jié)構(gòu)，層級(jí)間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接。例如，在控制系統(tǒng)中，多個(gè)可編程控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)連接到I個(gè)管理裝置，與各個(gè)可編程控制器連接有I個(gè)或多個(gè)被控制設(shè)備。并且，可編程控制器從上位的管理裝置接受控制指令，分析該控制指令，并控制下位的被控制設(shè)備。
[0003]在這種控制系統(tǒng)中，當(dāng)可編程控制器從管理裝置接到控制指令后，在可編程控制器與被控制設(shè)備的封閉范圍內(nèi)進(jìn)行控制處理。并且，可編程控制器僅將其控制結(jié)果發(fā)送給管理裝置。因此，在管理裝置中，在可編程控制器內(nèi)部的各個(gè)時(shí)機(jī)收集控制結(jié)果。
[0004]并且，也可以在處于同一管理裝置下的可編程控制器之間建立通信，對(duì)控制結(jié)果進(jìn)行收發(fā)。例如公知有如下技術(shù):在可編程控制器之間進(jìn)行收發(fā)控制數(shù)據(jù)的調(diào)度，根據(jù)該調(diào)度對(duì)設(shè)置在可編程控制器之間的開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換(例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0007]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2012-108696號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明要解決的課題
[0009]通過(guò)使用上述的技術(shù)，不僅是管理裝置，在可編程控制器之間也可以交換信息。但是，由于控制系統(tǒng)中的多個(gè)可編程控制器根據(jù)管理裝置的控制指令，在彼此獨(dú)立的時(shí)機(jī)進(jìn)行工作，因此成為如下?tīng)顟B(tài):雖然可編程控制器與被控制設(shè)備之間取得了同步，但是在可編程控制器之間未取得同步。
[0010]例如，在管理裝置從多個(gè)可編程控制器收集信息的情況下，生成信息的時(shí)機(jī)按照每個(gè)可編程控制器而不同，因此，信息的前后關(guān)系不明確，難以進(jìn)行嚴(yán)格的控制。
[0011]并且，在多個(gè)可編程控制器彼此之間，不明確其他可編程控制器的信息與自己的信息中的哪個(gè)是先生成的，而且不明確生成時(shí)機(jī)有何種程度的差異，無(wú)法簡(jiǎn)單地使用其他可編程控制器的信息。
[0012]此外，當(dāng)通過(guò)被控制設(shè)備的配置變更，將被控制設(shè)備移植到其他可編程控制器時(shí)，必須變更訪(fǎng)問(wèn)目的地的地址和控制指令的內(nèi)容等。并且，由于與被控制設(shè)備相關(guān)的信息未必在與配置變更前相同的時(shí)機(jī)生成，因此，必須有意地設(shè)計(jì)與哪個(gè)可編程控制器連接，產(chǎn)生哪種程度的延遲。此外，需要再次確認(rèn)不會(huì)因該設(shè)計(jì)變更而產(chǎn)生問(wèn)題。
[0013]因此，即使是功能實(shí)質(zhì)相同的控制系統(tǒng)，也會(huì)由于終端用戶(hù)的被控制設(shè)備的配置和運(yùn)用上的需求，導(dǎo)致無(wú)法通用已構(gòu)建的應(yīng)用程序，不得不分別應(yīng)對(duì)被控制設(shè)備的移植。
[0014]因此，本發(fā)明是鑒于這樣的課題而完成的，其目的在于，提供一種能夠提高移植性且實(shí)現(xiàn)控制精度和穩(wěn)定性的提高的控制系統(tǒng)、主可編程控制器、從可編程控制器以及控制方法。
[0015]用于解決課題的手段
[0016]為了解決上述課題，本發(fā)明的控制系統(tǒng)具有多個(gè)控制單元，所述控制單元組合了被控制設(shè)備以及根據(jù)程序來(lái)控制被控制設(shè)備的可編程控制器，其中，可編程控制器各自具有:通信部，其與其他可編程控制器以及被控制設(shè)備之間建立通信；以及公共存儲(chǔ)器，其用于經(jīng)由通信部而與其他可編程控制器共享數(shù)據(jù)，在可編程控制器中存在作為主機(jī)發(fā)揮功能的主可編程控制器以及作為子機(jī)發(fā)揮功能的從可編程控制器，主可編程控制器還具有延遲時(shí)間計(jì)測(cè)部，所述延遲時(shí)間計(jì)測(cè)部向從可編程控制器發(fā)送用于計(jì)測(cè)主可編程控制器與從可編程控制器之間的傳送延遲時(shí)間的傳送延遲時(shí)間請(qǐng)求幀，當(dāng)接收到作為針對(duì)傳送延遲時(shí)間請(qǐng)求幀的響應(yīng)的接收完成幀時(shí)，根據(jù)發(fā)送傳送延遲時(shí)間請(qǐng)求幀時(shí)的時(shí)刻與接收到接收完成幀時(shí)的時(shí)刻之間的差值來(lái)計(jì)算傳送延遲時(shí)間，并向從可編程控制器發(fā)送包含傳送延遲時(shí)間的傳送延遲時(shí)間通知幀，從可編程控制器還具有:延遲時(shí)間接收部，其在接收到傳送延遲時(shí)間請(qǐng)求幀時(shí)，向主可編程控制器發(fā)送接收完成幀，在接收到傳送延遲時(shí)間通知幀時(shí)，取得傳送延遲時(shí)間通知幀中包含的傳送延遲時(shí)間；以及同步校正部，其根據(jù)傳送延遲時(shí)間，使得從可編程控制器同步于主可編程控制器。
[0017]此外，為了解決上述課題，本發(fā)明的主可編程控制器根據(jù)程序來(lái)控制被控制設(shè)備，作為主機(jī)發(fā)揮功能，其特征在于，所述主可編程控制器具有:通信部，其與作為子機(jī)發(fā)揮功能的從可編程控制器以及被控制設(shè)備建立通信；公共存儲(chǔ)器，其用于經(jīng)由通信部而與從可編程控制器共享數(shù)據(jù)；以及延遲時(shí)間計(jì)測(cè)部，其向從可編程控制器發(fā)送用于計(jì)測(cè)主可編程控制器與從可編程控制器之間的傳送延遲時(shí)間的傳送延遲時(shí)間請(qǐng)求幀，當(dāng)接收到作為針對(duì)傳送延遲時(shí)間請(qǐng)求幀的響應(yīng)的接收完成幀時(shí)，根據(jù)發(fā)送傳送延遲時(shí)間請(qǐng)求幀時(shí)的時(shí)刻與接收到接收完成幀時(shí)的時(shí)刻之間的差值來(lái)計(jì)算傳送延遲時(shí)間，并向從可編程控制器發(fā)送包含傳送延遲時(shí)間的傳送延遲時(shí)間通知幀。
[0018]此外，為了解決上述課題，本發(fā)明的從可編程控制器根據(jù)程序來(lái)控制被控制設(shè)備，作為子機(jī)發(fā)揮功能，其特征在于，所述從可編程控制器具有:通信部，其與包括作為主機(jī)發(fā)揮功能的主可編程控制器在內(nèi)的其他可編程控制器以及被控制設(shè)備建立通信；公共存儲(chǔ)器，其用于經(jīng)由通信部而與其他可編程控制器共享數(shù)據(jù)；延遲時(shí)間接收部，其在接收到用于計(jì)測(cè)主可編程控制器與從可編程控制器之間的傳送延遲時(shí)間的傳送延遲時(shí)間請(qǐng)求幀時(shí)，向主可編程控制器發(fā)送作為針對(duì)傳送延遲時(shí)間請(qǐng)求幀的響應(yīng)的接收完成幀，在接收到包含傳送延遲時(shí)間的傳送延遲時(shí)間通知幀時(shí)，取得傳送延遲時(shí)間通知幀中包含的傳送延遲時(shí)間；以及同步校正部，其根據(jù)傳送延遲時(shí)間，使得從可編程控制器同步于主可編程控制器。
[0019]此外，為了解決上述課題，本發(fā)明的控制方法使用多個(gè)控制單元進(jìn)行控制，所述控制單元組合了被控制設(shè)備與根據(jù)程序來(lái)控制被控制設(shè)備的可編程控制器，其特征在于，可編程控制器與其他可編程控制器以及被控制設(shè)備建立通信，使用公共存儲(chǔ)器經(jīng)由通信部與其他可編程控制器共享數(shù)據(jù)，可編程控制器中的、作為主機(jī)發(fā)揮功能的主可編程控制器向作為子機(jī)發(fā)揮功能的從可編程控制器發(fā)送傳送延遲時(shí)間請(qǐng)求幀，所述傳送延遲時(shí)間請(qǐng)求幀用于計(jì)測(cè)主可編程控制器與從可編程控制器之間的傳送延遲時(shí)間，從可編程控制器在接收到傳送延遲時(shí)間請(qǐng)求幀時(shí)，向主可編程控制器發(fā)送作為針對(duì)傳送延遲時(shí)間請(qǐng)求幀的響應(yīng)的接收完成幀，主可編程控制器在接收到接收完成幀時(shí)，根據(jù)發(fā)送傳送延遲時(shí)間請(qǐng)求幀時(shí)的時(shí)刻與接收到該接收完成幀時(shí)的時(shí)刻之間的差值來(lái)計(jì)算傳送延遲時(shí)間，并向從可編程控制器發(fā)送包含傳送延遲時(shí)間的傳送延遲時(shí)間通知幀，從可編程控制器在接收到傳送延遲時(shí)間通知幀時(shí)，取得傳送延遲時(shí)間通知幀中包含的傳送延遲時(shí)間，并根據(jù)傳送延遲時(shí)間，使得從可編程控制器同步于主可編程控制器。
[0020]發(fā)明效果
[0021]根據(jù)本發(fā)明，能夠提尚控制系統(tǒng)的移植性，實(shí)現(xiàn)控制精度和穩(wěn)定性的提尚。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是示出了構(gòu)成控制系統(tǒng)的各裝置的概略關(guān)系的說(shuō)明圖。
[0023]圖2是示出了控制系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
[0024]圖3是示出CPU模塊的硬件結(jié)構(gòu)的一例的圖。
[0025]圖4是用于說(shuō)明CPU模塊的各功能部的功能框圖。
[0026]圖5是用于說(shuō)明同步校正處理例的時(shí)序圖。
[0027]圖6是同步校正處理的概略順序的例子的圖。
[0028]圖7是用于說(shuō)明CPU模塊中的數(shù)據(jù)的收發(fā)的時(shí)序圖。
[0029]圖8是用于說(shuō)明被控制設(shè)備的配置變更的說(shuō)明圖。
[0030]圖9是公共存儲(chǔ)器內(nèi)的存儲(chǔ)器映射的說(shuō)明圖。
[0031]圖10是示出公共存儲(chǔ)器的應(yīng)用例的說(shuō)明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面一邊參照附圖，一邊詳細(xì)地對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。該實(shí)施方式所示的尺寸、材料、其他具體的數(shù)值等僅是為了易于理解發(fā)明的例示而已，除了特別說(shuō)明的情況以外，并不對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限定。另外，在本說(shuō)明書(shū)和附圖中，通過(guò)對(duì)具有實(shí)質(zhì)上相同的功能、結(jié)構(gòu)的要素附加相同的符號(hào)而省略重復(fù)說(shuō)明，并且與本發(fā)明沒(méi)有直接關(guān)系的要素省略圖示。
[0033]在應(yīng)用于大規(guī)模工廠(chǎng)等的控制系統(tǒng)中，由于該系統(tǒng)整體的處理復(fù)雜性和物理上的配置關(guān)系，由多個(gè)控制單元(也稱(chēng)為配置)進(jìn)行控制應(yīng)用的分割控制。這里，控制單元主要表示可編程控制器和被可編程控制器控制的被控制設(shè)備的組合。在控制系統(tǒng)中，準(zhǔn)備了多個(gè)這種控制單元，與負(fù)責(zé)該控制系統(tǒng)整體的控制的管理裝置連接。下面，對(duì)構(gòu)成控制系統(tǒng)的各裝置進(jìn)行說(shuō)明。
[0034](控制系統(tǒng)100)
[0035]圖1是示出了構(gòu)成控制系統(tǒng)100的各裝置的概略關(guān)系的說(shuō)明圖，圖2是示出了控制系統(tǒng)100的概略結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖?？刂葡到y(tǒng)100構(gòu)成為包含管理裝置110、多個(gè)可編程控制器120以及多個(gè)被控制設(shè)備130。并且，管理裝置110與多個(gè)可編程控制器120通過(guò)作為控制級(jí)網(wǎng)絡(luò)的、例如千兆(G)級(jí)等的以太網(wǎng)(Ethernet，注冊(cè)商標(biāo))的網(wǎng)絡(luò)配線(xiàn)140而彼此連接。此外，多個(gè)可編程控制器120與多個(gè)被控制設(shè)備130分別通過(guò)作為設(shè)備級(jí)網(wǎng)絡(luò)的例如專(zhuān)用的連接配線(xiàn)142以可通信的方式連接。
[0036]管理裝置110統(tǒng)一控制多個(gè)可編程控制器120，使得控制系統(tǒng)100整體按照應(yīng)用程序中設(shè)定的步驟流程進(jìn)行工作。例如，管理裝置I1從各