信息处理装置、信息处理程序及信息处理方法
阅读：1007发布：2020-06-02
专利汇可以提供信息处理装置、信息处理程序及信息处理方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及信息处理装置、信息处理程序及信息处理方法，旨在提供在控制系统中能同时解决功能单元间的输入定时及输出定时的同步与在网络上传送的数据 帧 的通信周期的缩短这样彼此对立的课题的手段。信息处理装置遵照预先准备的多个模式当中选择出的模式，来计算针对包含于从属装置的各功能单元的参数。多个模式包括第1模式和第2模式，第1模式用于在包含于从属装置的全部的功能单元之间使获取来自控制对象的状态值的定时以及更新针对控制对象的输出值的定时这两者均同步，第2模式用于在包含于从属装置的特定的功能单元之间使获取来自控制对象的状态值的定时以及更新针对控制对象的输出值的定时这两者均同步。，下面是信息处理装置、信息处理程序及信息处理方法专利的具体信息内容。
1.一种信息处理装置，用于对控制系统设定参数，该控制系统具备主控装置以及经由网络与所述主控装置连接的1个或多个从属装置，所述从属装置包含与控制对象之间交换信号的1个或多个功能单元，
所述信息处理装置具备：
计算单元，其遵照预先准备的多个模式当中选择出的模式，来计算针对包含于所述从属装置的各功能单元的参数，以及
设定单元，其对所述控制系统设定计算出的参数；
所述多个模式包括第1模式和第2模式，
第1模式用于在包含于所述从属装置的全部的功能单元之间使获取来自所述控制对象的状态值的定时以及更新针对控制对象的输出值的定时这两者均同步，第2模式用于在包含于所述从属装置的特定的功能单元之间使获取来自所述控制对象的状态值的定时以及更新针对控制对象的输出值的定时这两者均同步。
2.根据权利要求1所述的信息处理装置，其中，
在所述第2模式下，在所述特定的功能单元以外的包含于所述从属装置的功能单元之间，使获取来自所述控制对象的状态值的定时以及更新针对控制对象的输出值的定时之中的任一者同步。
3.根据权利要求1所述的信息处理装置，其中，
在所述第2模式下，
在所述特定的功能单元之间使获取来自所述控制对象的状态值的定时以及更新针对控制对象的输出值的定时这两者均同步，而且，
在所述特定的功能单元以外的包含于所述从属装置的功能单元之间，与所述特定的功能单元相独立地，使获取来自所述控制对象的状态值的定时以及更新针对控制对象的输出值的定时这两者均同步。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的信息处理装置，其中，
所述信息处理装置还具备受理如下操作的单元，该操作用于在包含于所述从属装置的功能单元当中选择与所述特定的功能单元相符的功能单元。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的信息处理装置，其中，
所述主控装置包含与控制对象之间交换信号的1个或多个功能单元，
所述计算单元还遵照所述多个模式当中选择出的模式，来计算针对包含于所述主控装置的各功能单元的参数，
所述多个模式还包括：
用于在包含于所述主控装置的全部的功能单元之间使获取来自所述控制对象的状态值的定时以及更新针对控制对象的输出值的定时这两者均同步的模式，以及用于在包含于所述主控装置的特定的功能单元之间使获取来自所述控制对象的状态值的定时以及更新针对控制对象的输出值的定时这两者均同步的模式。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的信息处理装置，其中，
所述信息处理装置还具备如下单元，即，
确定作为使获取来自所述控制对象的状态值的定时以及更新针对控制对象的输出值的定时这两者均同步的对象的功能单元的单元；
获取第1预计时间的单元，该第1预计时间是针对在所述网络上以给定的通信周期进行传送的数据帧，从由所述主控装置送出所述数据帧起至所述从属装置对该数据帧的接收完成为止所需的时间；
获取第2预计时间的单元，该第2预计时间是从在所述从属装置中对所述数据帧的接收完成起至接收到的该数据帧中所含的数据向全部的作为对象的功能单元的传输完成为止所需的时间；
获取第3预计时间的单元，该第3预计时间是至成为能在所述从属装置中将由全部的所述作为对象的功能单元从所述控制对象获取到的状态值经由所述网络进行送出的状态为止所需的时间；以及
决定单元，其针对各个所述作为对象的功能单元，基于所述第1预计时间至第3预计时间，来分别决定用于开始获取来自所述控制对象的状态值的通信周期内的定时以及用于将接收到的所述数据帧中所含的数据对所述控制对象进行输出的通信周期内的定时。
7.一种信息处理程序，使计算机执行用于对控制系统设定参数的处理，该控制系统具备主控装置以及经由网络与所述主控装置连接的1个或多个从属装置，所述从属装置包含与控制对象之间进行信号交换的1个或多个功能单元，
所述信息处理程序使所述计算机执行如下步骤，即，
遵照预先准备的多个模式当中选择出的模式来计算针对包含于所述从属装置的各功能单元的参数的步骤，以及
对所述控制系统设定计算出的参数的步骤；
所述多个模式包括第1模式和第2模式，
第1模式用于在包含于所述从属装置的全部的功能单元之间使获取来自所述控制对象的状态值的定时以及更新针对控制对象的输出值的定时这两者均同步，第2模式用于在包含于所述从属装置的特定的功能单元之间使获取来自所述控制对象的状态值的定时以及更新针对控制对象的输出值的定时这两者均同步。
8.一种信息处理方法，用于对控制系统设定参数，该控制系统具备主控装置以及经由网络与所述主控装置连接的1个或多个从属装置，所述从属装置包含与控制对象之间进行信号交换的1个或多个功能单元，
所述信息处理方法包含如下步骤，即，
遵照预先准备的多个模式当中选择出的模式来计算针对包含于所述从属装置的各功能单元的参数的步骤，以及
对所述控制系统设定计算出的参数的步骤；
所述多个模式包括第1模式和第2模式，
第1模式用于在包含于所述从属装置的全部的功能单元之间使获取来自所述控制对象的状态值的定时以及更新针对控制对象的输出值的定时这两者均同步，第2模式用于在包含于所述从属装置的特定的功能单元之间使获取来自所述控制对象的状态值的定时以及更新针对控制对象的输出值的定时这两者均同步。
信息处理装置、信息处理程序及信息处理方法
技术领域
[0001] 本发明涉及用于对控制系统设定参数的信息处理装置、信息处理程序以及信息处理方法，该控制系统用于控制机器或设备等的动作。
背景技术
[0002] 众多生产现场所使用的机器或设备典型地由包含控制装置的控制系统进行控制，该控制装置由可编程控制器(Programmable Logic Controller；以下也称为“PLC”。)等所组成。在这样的控制系统中，PLC包含：CPU(Central Processing Unit；中央处理器)单元以及负责从外部的开关或传感器进行信号输入和/或向外部的继电器或致动器进行信号输出的IO(Input Output；输入输出)单元等功能单元。PLC有时还通过网络与1个或多个远程IO终端连接。这样的各远程IO终端包含通信耦合器以及1个或多个功能单元。
[0003] 这样的PLC与1个或多个远程IO终端之间的通信中，PLC作为对通信整体进行管理的主控方发挥功能，有时还使用轮询方式来予以实现。例如，在JP特开2007-312043号公报(专利文献1)中，作为在远程IO系统中的主控/从属间通信，公开了作为一般方式的广播方式和轮询方式这两种通信方式。广播方式是主控站以全部的从属站为对象来同时进行发送的通信方式，轮询方式是确定作为主控站的发送对象的从属站的地址等识别信息并指定作为对象的从属站来进行发送的通信方式。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1：JP特开2007-312043号公报
[0007] 例如，在对同一控制对象进行某种控制的情况下，优选在从该控制对象获取的多个状态值之间取同步。即，优选在同一定时从控制对象获取各状态值，并基于这些获取到的状态值来计算针对控制对象的输出值等。
[0008] 在经网络连接的远程IO终端之间会发生传送延迟等，因此在从不同的远程IO终端分别获取到的状态值之间取同步不容易。例如，在顺次传输数据帧并与各远程IO终端之间交换数据的通信方式中，数据帧的到达定时在远程IO终端间是不同的。故而，需要根据各到达定时，按每个远程IO终端来调整状态值的获取(输入更新)的定时以及输出值的更新(输出更新)的定时。
[0009] 为此，在远程IO终端间调整定时，但是在功能单元之间响应性也是不同的。故而，在与远程IO终端连接的全部的功能单元之间使状态值的获取(输入更新)的定时以及输出值的更新(输出更新)的定时同步的情况下(对齐)，需要配合响应性最低的功能单元。其结果，产生不能缩短数据帧的通信周期这样的课题。
发明内容
[0010] 本发明考虑上述那样的点而提出，其目的在于，提供一种手段，在具备主控装置以及经由网络而连接的1个或多个从属装置的控制系统中能同时解决功能单元间的输入定时以及输出定时的同步与网络上传送的数据帧的通信周期的缩短这样彼此对立的课题。
[0011] 遵照本发明的一局面，提供一种信息处理装置，用于对控制系统设定参数，该控制系统具备主控装置以及经由网络与主控装置连接的1个或多个从属装置。从属装置包含与控制对象之间交换信号的1个或多个功能单元。信息处理装置具备：计算单元，其遵照预先准备的多个模式当中选择出的模式，来计算针对包含于从属装置的各功能单元的参数；以及设定单元，其对控制系统设定计算出的参数。多个模式包括第1模式和第2模式，第1模式用于在包含于从属装置的全部的功能单元之间使获取来自控制对象的状态值的定时以及更新针对控制对象的输出值的定时这两者均同步，第2模式用于在包含于从属装置的特定的功能单元之间使获取来自控制对象的状态值的定时以及更新针对控制对象的输出值的定时这两者均同步。
[0012] 优选地，在第2模式下，在特定的功能单元以外的包含于从属装置的功能单元之间，使获取来自控制对象的状态值的定时以及更新针对控制对象的输出值的定时之中的任一者同步。
[0013] 或者优选地，在第2模式下，在特定的功能单元之间使获取来自控制对象的状态值的定时以及更新针对控制对象的输出值的定时这两者均同步，而且，在特定的功能单元以外的包含于从属装置的功能单元之间，与特定的功能单元相独立地，使获取来自控制对象的状态值的定时以及更新针对控制对象的输出值的定时这两者均同步。
[0014] 优选地，信息处理装置还具备受理如下操作的单元，该操作用于在包含于从属装置的功能单元当中选择与特定的功能单元相符的功能单元。
[0015] 优选地，主控装置包含与控制对象之间交换信号的1个或多个功能单元。计算单元还遵照多个模式当中选择出的模式，来计算针对包含于主控装置的各功能单元的参数。多个模式还包括：用于在包含于主控装置的全部的功能单元之间使获取来自控制对象的状态值的定时以及更新针对控制对象的输出值的定时这两者均同步的模式、以及用于在包含于主控装置的特定的功能单元之间使获取来自控制对象的状态值的定时以及更新针对控制对象的输出值的定时这两者均同步的模式。
[0016] 优选地，信息处理装置还具备：确定作为使获取来自控制对象的状态值的定时以及更新针对控制对象的输出值的定时这两者均同步的对象的功能单元的单元；获取第1预计时间的单元，该第1预计时间是针对在网络上以给定的通信周期进行传送的数据帧，从由主控装置送出数据帧起至从属装置对该数据帧的接收完成为止所需的时间；获取第2预计时间的单元，该第2预计时间是从在从属装置中对数据帧的接收完成起至接收到的该数据帧中所含的数据向全部的作为对象的功能单元的传输完成为止所需的时间；获取第3预计时间的单元，该第3预计时间是至成为能在从属装置中将由全部的作为对象的功能单元从控制对象获取到的状态值经由网络进行送出的状态为止所需的时间；以及决定单元，其针对各个作为对象的功能单元，基于第1预计时间至第3预计时间，来分别决定用于开始获取来自控制对象的状态值的通信周期内的定时以及用于将接收到的数据帧中所含的数据对控制对象进行输出的通信周期内的定时。
[0017] 遵照本发明的另一局面，提供一种信息处理程序，使计算机执行用于对控制系统设定参数的处理，该控制系统具备主控装置以及经由网络与主控装置连接的1个或多个从属装置。从属装置包含与控制对象之间进行信号交换的1个或多个功能单元。信息处理程序使计算机执行如下步骤，即，遵照预先准备的多个模式当中选择出的模式来计算针对包含于从属装置的各功能单元的参数的步骤；以及对控制系统设定计算出的参数的步骤。多个模式包括第1模式和第2模式，第1模式用于在包含于从属装置的全部的功能单元之间使获取来自控制对象的状态值的定时以及更新针对控制对象的输出值的定时这两者均同步，第2模式用于在包含于从属装置的特定的功能单元之间使获取来自控制对象的状态值的定时以及更新针对控制对象的输出值的定时这两者均同步。
[0018] 遵照本发明的又一局面，提供一种信息处理方法，用于对控制系统设定参数，该控制系统具备主控装置以及经由网络与主控装置连接的1个或多个从属装置。从属装置包含与控制对象之间进行信号交换的1个或多个功能单元。信息处理方法包含如下步骤，即，遵照预先准备的多个模式当中选择出的模式来计算针对包含于从属装置的各功能单元的参数的步骤；以及对控制系统设定计算出的参数的步骤。多个模式包括第1模式和第2模式，第1模式用于在包含于从属装置的全部的功能单元之间使获取来自控制对象的状态值的定时以及更新针对控制对象的输出值的定时这两者均同步，第2模式用于在包含于从属装置的特定的功能单元之间使获取来自控制对象的状态值的定时以及更新针对控制对象的输出值的定时这两者均同步。
[0019] 根据本发明，在具备主控装置以及经由网络而连接的1个或多个从属装置的控制系统中能同时解决功能单元间的输入定时以及输出定时的同步与网络上传送的数据帧的通信周期的缩短这样彼此对立的课题。附图说明
[0020] 图1是表示本实施方式所涉及的控制系统的构成例的示意图。
[0021] 图2是表示本实施方式所涉及的远程IO终端的连接构成的示意图。
[0023] 图4是表示本实施方式所涉及的远程IO终端的功能单元的硬件构成的示意图。
[0024] 图5是表示本实施方式所涉及的与PLC连接的支持装置的硬件构成的示意图。
[0025] 图6是用于说明本实施方式所涉及的控制系统中的时刻同步功能的示意图。
[0026] 图7是在本实施方式所涉及的控制系统中设定有输入输出同步模式的情况下的时序图。
[0027] 图8是说明在本实施方式所涉及的控制系统中的输入输出同步模式下的课题的时序图。
[0028] 图9是在本实施方式所涉及的控制系统中部分地设定有输入输出同步模式的情况下的时序图。
[0029] 图10是在本实施方式所涉及的控制系统中部分地设定有输入输出同步模式的情况下的另一时序图。
[0030] 图11是在本实施方式所涉及的控制系统中设定有不同的输入输出同步模式的情况下的时序图。
[0031] 图12是用于说明本实施方式所涉及的控制系统中的输入更新所需的时间的图。
[0032] 图13是用于说明本实施方式所涉及的控制系统中的输出更新所需的时间的图。
[0033] 图14是表示本实施方式所涉及的构成控制系统的支持装置中所存放的设备简档的数据结构的一例的图。
[0034] 图15是表示本实施方式所涉及的控制系统中的输入输出同步模式的选择性的设定方法的一例的示意图。
[0036] 图17是表示本实施方式所涉及的由支持装置提供的用户接口画面的一例的图。
[0037] 图18是表示本实施方式所涉及的由支持装置提供的用户接口画面的另一例的图。
[0038] 图19是表示本实施方式所涉及的设定针对控制系统的参数的处理过程的流程图。
[0039] 附图标记的说明
[0040] 1 PLC，2 现场网络，3 远程IO终端，6 检测开关，7 继电器，10 CPU单元，11、31 内部总线，12 电源单元，20 功能单元，30 通信耦合器，40 支持装置，41 CPU，43 RAM，44 硬盘，45键盘，46 鼠标，47 显示器，48 CD-ROM驱动装置，52 CD-ROM，54 连接线缆，100、200 处理器，101 非易失性存储器，102、209系统程序，104、442 构成信息，110 现场网络控制部，112、210a、220a 接收部，114、210b、220b 发送部，120 现场网络通信控制器，122 存储器控制器，124、207 存储器，126、164、203 接收缓冲器，128、166、204 发送缓冲器，130 内部总线控制部，132 内部总线通信控制器，142 发送电路，144 接收电路，160 存储部，162、202 公共存储器，206 IO模块，208 设定信息，212、222 DES，214、224转发控制器，216、226 SER，230 接收处理部，232 解码部，234 CRC校验部，240 发送处理部，242 CRC生成部，244 编码部，250 总线，311 下行链路，312 上行链路，441 工具程序，443 设备简档，SYS 控制系统。
具体实施方式
[0041] 参照附图来详细说明本发明的实施方式。此外，针对图中的相同或相当部分赋予同一附图标记并省略其说明。
[0042] ＜A.控制系统的构成例＞
[0043] 首先，说明本实施方式所涉及的控制系统的构成例。图1是表示本实施方式所涉及的控制系统SYS的构成例的示意图。参照图1，控制系统SYS包含：PLC1、以及经由作为上级通信网络的现场网络2而与PLC1连接的1个或多个远程IO终端3。支持装置40经由连接线缆54等与PLC1连接。
[0044] PLC1包含执行主要运算处理的CPU单元10以及1个以上的功能单元20。这些功能单元20构成为能经由内部总线11来彼此交换数据。通过电源单元12对功能单元20提供适当的电压的电源。这样的功能单元20包含IO单元、特殊单元。
[0045] IO单元是与一般的输入输出处理有关的单元，负责有效/无效(ON/OFF)这样的经2值化的数据的输入输出。IO单元收集是检测开关6等的传感器检测到某对象物的状态(ON)还是未检测到任何对象物的状态(OFF)之中的哪一者这样的信息。另外，IO单元对继电器7或致动器这样的输出目的地，输出用于激活的指令(启用)以及用于去激活的指令(禁用)的任一者。
[0047] 现场网络2传送与CPU单元10进行交换的各种数据。作为现场网络2，能使用各种的产业用的Ethernet(注册商标)。作为产业用的Ethernet(注册商标)，例如有EtherCAT(注册商标)、PROFINET(注册商标)、MECHATROLINK(注册商标)-III、Powerlink、SERCOS(注册商标)-III、CIPMotion等。进而，可以使用产业用的Ethernet(注册商标)以外的现场网络。例如可以使用DeviceNet、CompoNet(注册商标)等。
[0048] 在本实施方式中，作为一例，通过在现场网络2上顺次传输数据帧，从而在PLC1与远程IO终端3之间，或者，在远程IO终端3间交换数据。在以下的说明中，为了与在内部总线上传播的数据帧加以区分，将现场网络2上的数据帧也称为“上级数据帧”。
[0049] 在图1所示的控制系统SYS的现场网络2中，进而还连接有1个以上的远程IO终端3。远程IO终端3用于将要安装于PLC1的功能单元20扩展性地配置于与PLC1的配置位置不同的位置。更具体而言，远程IO终端3包含用于进行现场网络2中的数据传送所涉及的处理的通信耦合器30以及1个以上的功能单元20。即，远程IO终端3包含与控制对象之间交换信号的1个或多个功能单元20。这些功能单元20构成为能经由内部总线31来相互交换数据。
[0050] 通信耦合器30不仅控制功能单元20的动作，还控制与CPU单元10之间的数据传送。通信耦合器30经由现场网络2与PLC1的CPU单元10连接。
[0051] 在远程IO终端3中，通信耦合器30自主地管理与所安装的功能单元20(IO单元、特殊单元)之间的经由内部总线31的数据传送。
[0052] 在以下的说明中，PLC1(更具体而言，CPU单元10)自主地管理经由现场网络2的数据传送，因此着眼于该功能，将它们也记载为“主控装置”，将除此以外的远程IO终端3(更具体而言，通信耦合器30)也记载为“从属装置”。即，控制系统SYS包含主控装置(PLC1)以及经由网络与主控装置连接的1个或多个从属装置(远程IO终端3)。此外，作为从属装置，还能包含除与远程IO终端3连接以外还与现场网络2直接连接的伺服驱动器等。进而，在现场网络2连接多个PLC1的情况下，还有某一个PLC1成为主控装置而剩余的PLC1成为从属装置的情况。进而，或者可以是与PLC1以及远程IO终端3均不同的控制主体成为主控装置。
[0053] 即，“主控装置”以及“从属装置”这样的用语是着眼于现场网络2上的数据传送的控制功能的表现，关于各装置与控制对象之间交换怎样的信息，并不特别限制。
[0054] ＜B.远程IO终端3的硬件构成例＞
[0055] 接下来，说明本实施方式所涉及的构成控制系统SYS的一部分的远程IO终端3的硬件构成。
[0056] (b1.连接构成)
[0057] 图2是表示本实施方式所涉及的远程IO终端3的连接构成的示意图。参照图2，在远程IO终端3中，1个以上的功能单元20-1，20-2，20-3，…能经由作为通信线路的内部总线31(下行链路311以及上行链路312)与通信耦合器30相互进行数据传送。
[0058] 作为一例，在下行链路311以及上行链路312中采用了串行通信，将对象数据以在时间序列上排列为一列的形式进行传播。更具体而言，在下行链路311中，从通信耦合器30向功能单元20，经由下行链路311单向地发送数据。另一方面，在上行链路312中，从任一功能单元20向通信耦合器30，经由上行链路312单向地发送数据。
[0059] 各功能单元20接收到在下行链路311或上行链路312上传播的数据帧时，根据该数据帧来解码数据并执行需要的处理。然后，各功能单元20在再次生成数据帧的基础上，向下一级的功能单元20进行再次发送(forward；转发)。在以下的说明中，为了与在现场网络2上传播的数据帧(上级数据帧)加以区分，也将包含要从功能单元20输出的状态值在内的数据帧称为“内部总线OUT帧”，并将包含由功能单元20获取到的状态值在内的数据帧称为“内部总线IN帧”。基本上，将“内部总线OUT帧”在下行链路311上传播，将“内部总线IN帧”在上行链路312上传播。另外，也有将“内部总线OUT帧”以及“内部总线IN帧”总称为“内部总线帧”的情况。
[0060] 为了实现这样的数据帧(内部总线帧)的顺次传输，各功能单元20针对下行链路311，包含接收部(以下也记为“RX”。)210a以及发送部(以下也记为“TX”。)210b，针对上行链路312，包含接收部220a以及发送部220b。接收部210a以及220a经由作为通信线路的内部总线31从其他功能单元20接收内部总线帧中所含的数据。发送部210b以及220b经由作为通信线路的内部总线31向其他功能单元20发送包含数据的内部总线帧。
[0062] 通信耦合器30包含作为运算主体的处理器100、现场网络控制部110、接收部112、发送部114以及内部总线控制部130。即，通信耦合器30不仅与内部总线31(下行链路311以及上行链路312)连接，而且还经由接收部112以及发送部114与现场网络2连接。现场网络控制部110管理经由现场网络2的数据传送，内部总线控制部130管理经由内部总线31的数据传送。
[0063] (b2.通信耦合器30的构成)
[0064] 图3是表示本实施方式所涉及的构成远程IO终端3的通信耦合器30的硬件构成的示意图。参照图3，远程IO终端3的通信耦合器30包含：处理器100、非易失性存储器101、现场网络控制部110、接收部112、发送部114以及内部总线控制部130。
[0065] 接收部112从PLC1接收经由现场网络2而发送的上级数据帧并解码成数据后，向现场网络控制部110进行输出。发送部114根据从现场网络控制部110输出的数据来再次生成上级数据帧并经由现场网络2进行再次发送(转发)。
[0066] 现场网络控制部110与接收部112以及发送部114协同动作，经由现场网络2，按每个预先规定的传送周期来收发上级数据帧。更具体而言，现场网络控制部110包含：现场网络通信控制器120、存储器控制器122、FIFO(FirstIn First Out；先入先出)存储器124、接收缓冲器126以及发送缓冲器128。
[0067] 现场网络通信控制器120对从PLC1经由现场网络2而发送的命令等进行解释，执行为了实现经由现场网络2的通信而需要的处理。另外，现场网络通信控制器120进行顺次存放至FIFO存储器124的上级数据帧来的数据拷贝、以及针对上级数据帧的数据写入的处理。
[0068] 存储器控制器122是实现DMA(Direct Memory Access；直接内存访问)等的功能的控制电路，控制对FIFO存储器124、接收缓冲器126以及发送缓冲器128等进行的数据的写入/读出。
[0069] FIFO存储器124临时存放经由现场网络2而接收到的上级数据帧，并依照存放的顺序来顺次输出上级数据帧。接收缓冲器126从顺次存放于FIFO存储器124的上级数据帧中所含的数据当中，提取并临时存放表示要从安装于本装置的功能单元20的输出部输出的状态值的数据。发送缓冲器128临时存放表示由功能单元20的输入部检测到的状态值的进程数据，该进程数据被写入至在FIFO存储器124中顺次存放的上级数据帧的给定区域。
[0070] 处理器100对现场网络控制部110以及内部总线控制部130发出指示，并控制现场网络控制部110与内部总线控制部130之间的数据传输等。
[0071] 非易失性存储器101存放系统程序102以及构成信息104。构成信息104包含功能单元20的设定信息。
[0072] 内部总线控制部130经由内部总线31(下行链路311以及上行链路312)与功能单元20之间收发内部总线帧(数据)。
[0073] 更具体而言，内部总线控制部130包含内部总线通信控制器132、发送电路142、接收电路144以及存储部160。
[0074] 内部总线通信控制器132自主地管理经由内部总线31的数据传送。发送电路142遵照来自内部总线通信控制器132的指示，生成在内部总线31的下行链路上传送的内部总线帧来进行发送。接收电路144接收在内部总线31的上行链路上传送的内部总线帧，并向内部总线通信控制器132输出。
[0075] 存储部160相当于对在内部总线31上传播的内部总线帧(数据)进行存放的缓冲存储器。更具体而言，存储部160包含公共存储器162、接收缓冲器164以及发送缓冲器166。公共存储器162临时存放在现场网络控制部110与内部总线控制部130之间所交换的内部总线帧。接收缓冲器164临时存放经由内部总线31而从功能单元20接收到的内部总线帧。发送缓冲器166临时存放由现场网络控制部110接收到的上级数据帧中所含的数据。
[0076] (b3.功能单元20的构成)
[0077] 图4是表示本实施方式所涉及的远程IO终端3的功能单元20的硬件构成的示意图。在图4中，作为功能单元20的一例，示出IO单元。参照图4，远程IO终端3的各功能单元20包含：解串行变换器(de-serializer：以下也称为“DES”。)212、222；串行变换器(SER：serializer：以下也称为“SER”。)216、226；以及转发控制器214、224。进而，各功能单元20包含经由总线250而相互连接的接收处理部230、发送处理部240、处理器200、公共存储器202、IO模块206以及存储器207。
[0078] DES212、转发控制器214以及SER216对应于针对图2所示的下行链路311的接收部210a以及发送部210b。这些部分执行在下行链路311上传送的内部总线帧的收发所涉及的处理。同样，DES222、转发控制器224以及SER226对应于针对图2所示的上行链路312的接收部220a以及发送部220b。这些部分执行在上行链路312上传送的内部总线帧的收发所涉及的处理。
[0079] 接收处理部230包含解码部232和CRC校验部234。解码部232遵照给定的算法将接收到的数据帧解码成数据。CRC校验部234基于附加在数据帧的末尾的帧校验序列(Frame Check Sequence：FCS)等来进行检错(例如，CRC(Cyclic Redundancy Check；循环冗余校验)码)。
[0080] 发送处理部240与转发控制器214以及224连接，遵照来自处理器200等的指示，进行向下一级的功能单元20再次发送(转发)的内部总线帧的生成以及定时控制等。另外，发送处理部240与处理器200等协同动作，生成要向下一级的功能单元20发送的数据。更具体而言，发送处理部240包含CRC生成部242和编码部244。CRC生成部242对来自处理器200等的数据计算错误控制码(CRC)，并附加至存放该数据的内部总线帧。编码部244对来自CRC生成部242的数据进行编码，并向对应的转发控制器214或224进行输出。
[0081] 处理器200是自主地控制功能单元20的运算主体。更具体而言，处理器200将经由接收处理部230而接收到的数据帧存放至公共存储器202，或者从公共存储器202读出给定的数据并输出至发送处理部240，以生成内部总线帧。
[0082] 公共存储器202包含：用于临时存放经由接收处理部230而接收到的内部总线帧的接收缓冲器203、以及用于临时存放要向发送处理部240发送的内部总线帧的发送缓冲器204。另外，公共存储器202包含用于存放各种数据的区域。
[0083] IO模块206接收来自外部的开关、传感器的输入信号，并将其值写入至公共存储器202，和/或，遵照写入至公共存储器202的对应的区域的值来将其信号向外部的继电器、致动器输出。
[0084] 存储器207存放系统程序209以及设定信息208。典型地，系统程序209存放于存储器207的非易失性区域，设定信息208存放于存储器207的易失性区域。
[0085] ＜C.PLC1的硬件构成例＞
[0086] 本实施方式所涉及的构成控制系统SYS的一部分的PLC1的CPU单元10按每个PLC控制周期来执行系统公共处理、IO更新处理以及用户程序。用户程序典型地包括时序程序以及运动程序。时序程序也称为梯形程序，是根据1个或多个输入信号的组合来决定1个或多个输出值的值的逻辑的集合。运动程序是连续地控制位置或速度等的程序。关于PLC1的其他的硬件构成，与上述远程IO终端3的硬件构成同样，因此省略详细的说明。
[0087] ＜D.支持装置40＞
[0088] 接下来，说明本实施方式所涉及的与PLC1连接的支持装置40。支持装置40相当于用于对控制系统SYS设定参数的信息处理装置。
[0089] 图5是表示本实施方式所涉及的与PLC1连接的支持装置40的硬件构成的示意图。支持装置40典型地由通用的计算机构成。
[0090] 参照图5，支持装置40包含：CPU41，其执行包含OS(Operating System；操作系统)的各种程序；ROM(Read Only Memory；只读存储器)52，其存放BIOS(Basic Input Output System；基本输入输出系统)和各种数据；存储器RAM43，其提供用于存放CPU41中的程序的执行所需的数据的作业区域；以及硬盘(HDD)44，其以非易失性的方式存放CPU41中执行的程序等。硬盘44存放有工具程序441、构成信息442以及设备简档443。
[0091] 支持装置40还包含受理来自用户的操作的键盘45及鼠标46、以及用于向用户呈示信息的显示器47。进而，支持装置40包含用于与PLC1(CPU单元10)等进行通信的通信接口(IF)49。
[0092] 如后所述，作为支持装置40所执行的信息处理程序的一例的工具程序441被存放于CD-ROM(Compact Disk-Read Only Memory)52进行流通。存放于该CD-ROM52的程序由CD-ROM驱动装置48读取，并被存放至硬盘44等。或者可以构成为从上级的主计算机等通过网络来下载程序。
[0093] ＜E.控制系统SYS中的输入输出同步模式＞
[0094] 接下来，说明本实施方式所涉及的控制系统SYS中的处理的同步方法。控制系统SYS为了在PLC1(主控装置)与1个或多个远程IO终端3(从属装置)之间使各种处理同步，具有基于DC(分布时钟)方式的时刻同步功能，来作为其中一个同步方法。
[0095] 图6是用于说明本实施方式所涉及的控制系统SYS中的时刻同步功能的示意图。参照图6，PLC1以及远程IO终端3-1、3-2、3-3、3-4分别具有时钟。该时钟成为用于规定各装置中的处理的执行定时等的基准。更具体而言，PLC1以及远程IO终端3-1～3-4各具有定时器，该定时器周期性地生成作为同步的基准的时刻信息(参考时钟)来作为时钟。作为主控装置的PLC1的时钟成为基准，作为从属装置的各远程IO终端3与该PLC1的时钟同步。更具体而言，远程IO终端3-1～3-4各自基于在现场网络2上周期性地传播的上级数据帧，校正在各自拥有的定时器中产生的时间性的偏差。由此，在与PLC1的时钟发生的参考时钟相同的定时，在远程IO终端3-1～3-4的各自的内部将产生参考时钟。
[0096] 因此，在PLC1以及远程IO终端3-1～3-4之间，能实质性利用公共的时刻。
[0097] 图6A中示出通过DC方式来在装置间进行了同步化的状态。参照图6A，远程IO终端3-1～3-4在公共的时间轴上所指定的定时，分别执行预先指定的处理。但存在上级数据帧的传送延迟。故而，例如，在远程IO终端3-1中能开始利用上级数据帧中所含的数据的处理的定时(时刻T1)与在远程IO终端3-2中能开始利用上级数据帧中所含的数据的处理的定时(时刻T2)之间，可能会产生时间差TD1。在其他远程IO终端3之间也同样。
[0098] 传送延迟，即时间差(TD1～TD4)只是很短的时间，若是一般的控制对象，则不成问题。然而，针对多轴控制这样的优选使多个致动器同步动作的控制对象，在远程IO终端3之间(或者，安装于不同的远程IO终端3的功能单元20之间)，使来自控制对象的状态值的获取(输入更新)的定时与针对控制对象的输出值的更新(输出更新)的定时同步(对齐)将变得重要。
[0099] 针对这样的需求，在本实施方式所涉及的控制系统SYS中，具有以下说明的“输入输出同步”的功能。
[0100] 图6B示出在装置间取得“输入输出同步”的状态。如图6B所示，在远程IO终端3-1～3-4之间调整了处理的开始定时，均是从时刻T4起一起开始处理。为了实现这样的输入输出同步，在远程IO终端3-1～3-4的每一个中，以某时刻为基准，设定在各功能单元
20中开始需要的处理的定时(相位/开始延迟时间)。通过遵照该设定的定时由各功能单元20触发需要的处理，结果在远程IO终端3之间，输入更新以及输出更新的定时在现实时间同步。
20中开始需要的处理的定时(相位/开始延迟时间)。通过遵照该设定的定时由各功能单元20触发需要的处理，结果在远程IO终端3之间，输入更新以及输出更新的定时在现实时间同步。
[0101] 此外，如图6所示，由于在主控装置以及1个或多个从属装置之间能利用公共的时刻，因此在与现场网络2连接的PLC1以及1个或多个远程IO终端3的全部或一部分之间，能进行输入输出同步。以下，为了方便说明，以远程IO终端3中的输入输出同步模式的设定方法等为主进行例示，但在PLC1(包含作为主控装置发挥功能的情况以及作为从属装置发挥功能的情况这两者)中也能进行同样的输入输出同步模式的设定。换言之，CPU单元10包含通信耦合器30的功能，能进行与通信耦合器30可执行的处理实质上等效的处理。
[0102] 以下，详细说明输入输出同步模式所涉及的定时的设定。图7是在本实施方式所涉及的控制系统SYS中设定有输入输出同步模式的情况下的时序图。图7中示出由作为主控装置的PLC1、作为从属装置的2个远程IO终端#1、#2组成的控制系统SYS的例子。
[0103] 参照图7的标号501的部分，PLC1以预先规定的PLC控制周期来反复执行用户程序(图7的(3)的部分)。用户程序典型地包括时序程序以及运动程序。此外，也有不能在1次PLC控制周期内完全执行全部的程序的情况，在此情况下，有时跨多次的PLC控制周期来将某程序执行1次。在PLC1中，在用户程序的执行之前，先执行从控制对象获取状态值的处理(输入更新)(图7的(2)的部分)。另外，在PLC1中，在用户程序的执行后，执行用于反映通过该执行而计算出的结果(输出值)的处理(输出更新)(图7的(1)的部分)。
典型地，将从在先的输出更新的开始起至下一输出更新的开始为止的期间作为PLC控制周期进行计算。
典型地，将从在先的输出更新的开始起至下一输出更新的开始为止的期间作为PLC控制周期进行计算。
[0104] 若PLC1中的输出更新完成，则对经由内部总线11与CPU单元10连接的1个或多个功能单元20的输出值进行更新。对应地，开始经由现场网络2而执行的包含通过输出更新所计算出的结果(输出值)在内的上级数据帧的送出。
[0105] 参照图7的标号502以及标号503的部分，从PLC1送出的上级数据帧经由现场网络2向通信耦合器30顺次传输(图7的(4)的部分)。从上级数据帧的排头到达远程IO终端#1的通信耦合器30起至同一上级数据帧的排头到达远程IO终端#2的通信耦合器30为止的时间相当于“传送延迟”。即，远程IO终端#1的上级数据帧(图7的(4)的部分)与远程IO终端#2的上级数据帧(图7的(4)的部分)之间的时间轴上的偏差相当于“传送延迟”。
[0106] 另外，PLC1中的控制周期(PLC控制周期)与送出上级数据帧的周期(通信周期)一致。
[0107] 在远程IO终端#1、#2的每一者中，若通过通信耦合器30执行的上级数据帧的接收完成，则上级数据帧中所含的面向安装于远程IO终端#1、#2的功能单元20的数据(内部总线OUT帧)将经由内部总线31向各功能单元20传送(图7的(5)的部分)。
[0108] 各功能单元20遵照经由内部总线31而传送的内部总线OUT帧，来更新(输出更新)针对控制对象的输出值(图7的(6)的部分)。其后，各功能单元20获取(输入更新)来自控制对象的状态值(图7的(7)的部分)。接着，包含由各功能单元20获取到的状态值在内的数据(内部总线IN帧)经由内部总线31而被传送至通信耦合器30(图7的(8)的部分)。进而，通信耦合器30在将接收到的内部总线IN帧的内容反映于上级数据帧的基础上，向下一级的通信耦合器30进行传输(图7的(4)的部分)。
[0109] 如此，远程IO终端3(通信耦合器30)从已到达的上级数据帧获取表示输出值的数据，并将获取到的输出值给至各功能单元20。对应地，远程IO终端3(通信耦合器30)获取来自功能单元20的状态值，并对在现场网络2内顺次传送的上级数据帧附加表示该获取到的状态值的数据。即，PLC1(CPU单元10)与远程IO终端3(通信耦合器30)之间的经由现场网络2的数据更新处理、以及通信耦合器30与功能单元20之间的经由内部总线31的数据更新处理将被并行地执行。
[0110] 在本实施方式所涉及的控制系统SYS中，使功能单元20更新输出值(若严格表述，则为输出值的更新完成)的定时在功能单元20之间一致。将更新该输出值的定时也称为“OUT数据输出同步定时”。在该OUT数据输出同步定时，需要对全部的功能单元给出要输出的数据(OUT数据)。故而，考虑各功能单元20的输出处理所需的时间等来决定开始输出更新的定时。
[0111] 另外，在本实施方式所涉及的控制系统SYS中，使从控制对象获取状态值的(输入更新)定时在功能单元20之间一致。将获取该状态值的定时也称为“IN数据锁存同步定时”。“IN数据锁存”是指，在某定时获取输入至功能单元20的信号的值。远程IO终端3需要在下一传送周期的上级数据帧到达之前，获取(输入更新)来自控制对象的状态值。上级数据帧被顺次传输，因此对应于各远程IO终端3在现场网络2内的安装位置，上级数据帧到达的定时是不同的。故而，考虑功能单元20的输入处理所需的时间以及发生于上级数据帧的传送延迟等来决定IN数据锁存同步定时。
[0112] 通过设定上述那样的输入输出同步模式，即使在不同的远程IO终端3之间，也能使功能单元20彼此的输入更新以及输出更新的定时相互同步，因此例如能更高精度地实现多轴控制等。
[0113] 此时，在远程IO终端#1以及#2中，对输出更新以及输入更新进行重复的周期(#1控制周期以及#2控制周期)均与PLC控制周期一致。但在设定有输入输出同步模式的情况下，至基于从控制对象获取到的状态值(输入值)而决定的输出值实际在功能单元20中反映为止的时间(输入输出响应时间)比PLC控制周期更长。
[0114] ＜F.控制系统SYS中的输入输出同步模式的课题＞
[0115] 接下来，说明在上述输入输出同步模式下的课题。图8是说明在本实施方式所涉及的控制系统SYS中的输入输出同步模式下的课题的时序图。
[0116] 在图8所示的时序图中，示出远程IO终端#2的功能单元#2-2的输出更新所需的时间比其他功能单元更长的情况。在此情况下，在远程IO终端#2中由全部的功能单元执行的输出更新(图8的(6)的部分)完成的定时比在远程IO终端#1中由各功能单元开始输入更新(图8的(7)的部分)的定时更靠后。在该状态下，远程IO终端#1的IN数据锁存同步定时与远程IO终端#2的IN数据锁存同步定时不一致，输入同步成为不可能的状态。在远程IO终端#2中，在各功能单元执行输入更新，其后，执行了输出更新的情况下的处理整体所需的时间(#2控制周期)比PLC控制周期更长。即，成为周期溢出(cycle over)，不能称为适当的参数设定。
[0117] 在此情况下，还能通过加长PLC控制周期(即，上级数据帧的通信周期)，来与远程IO终端#2的功能单元#2-2的输出更新相适应。即，在设定了本实施方式所涉及的输入输出同步模式的情况下，在安装于作为对象的远程IO终端3的多个功能单元20之间，一边调整PLC控制周期，一边分别设定IN数据锁存同步定时以及OUT数据输出同步定时，以与输入更新所需的最长的时间以及输出更新所需的最长的时间均相适应。
[0118] 然而，由于加长PLC控制周期，因此输入输出响应时间将变长，结果控制系统整体上的响应性能会下降。故而，期望能同时解决在功能单元20之间的输入输出同步模式(输入更新的定时与输出更新的定时之间的同步)与在现场网络2上传送的上级数据帧的通信周期的缩短这样彼此对立的课题的手段。
[0119] ＜G.控制系统SYS中的选择性的模式＞
[0120] 为了解决上述那样的课题，在本实施方式所涉及的控制系统SYS中，能够除了在全部的功能单元20之间实现输入输出同步模式的设定之外，还进行仅在一部分的功能单元20之间实现输入输出同步模式的设定。即，构成控制系统SYS的多个功能单元20当中，在特定的功能单元20之间实现输入输出同步模式，而且针对剩余的功能单元20，在与该输入输出同步模式不同的定时执行输出更新以及输入更新。
[0121] (g1：输入优先模式)
[0122] 图9是在本实施方式所涉及的控制系统SYS中部分地设定有输入输出同步模式的情况下的时序图。图9中示出远程IO终端#1的功能单元#1-3以及远程IO终端#2的功能单元#2-3的输入更新所需的时间比其他功能单元更长的情况。
[0123] 在图9所示的例子中，在功能单元#1-1、#1-2、#2-2之间设定有输入输出同步模式。这些功能单元#1-1、#1-2、#2-2在IN数据锁存同步定时一起开始输入更新，而且在OUT数据输出同步定时一起完成输出更新。
[0124] 另一方面，针对剩余的功能单元#1-3、#2-1、#2-3，在输入优先模式下设定有输出更新以及输入更新的定时。输入优先模式是使输入更新优先来缩短远程IO终端的控制周期的方式。输入优先模式是基于如下思想的模式：优选在尽量趋近用户程序中所使用的定时的定时，获取来自控制对象的状态值。如图9所示，针对设定有输入优先模式的功能单元#1-3、#2-1、#2-3，设定为在下一上级数据帧到达之前刚完成输入更新。若输入更新完成，则立刻开始输出更新。
[0125] 下一上级数据帧到达的定时按每个远程IO终端3而不同，因此在安装于同一远程IO终端3的功能单元20之间，从控制对象获取(输入更新)状态值的定时变得一致。将该定时记为“IN数据锁存同步定时(输入优先)”。即，针对被设定为输入优先模式的功能单元20，主要基于上级数据帧的通信周期来设定输出更新以及输入更新的定时。
[0126] 但在输入更新所需的时间较之于PLC控制周期相对更长的情况下，基于以某PLC控制周期收集到的状态值而计算出的输出值将在下一PLC控制周期反映至功能单元20(参照功能单元#1-3)。
[0127] (g2：输出优先模式)
[0128] 图10是在本实施方式所涉及的控制系统SYS中部分地设定有输入输出同步模式的情况下的另一时序图。图10中示出远程IO终端#1的功能单元#1-3以及远程IO终端#2的功能单元#2-3的输入更新所需的时间比其他功能单元更长的情况。
[0129] 在图10所示的例子中，在功能单元#1-1、#1-2、#2-2之间设定有输入输出同步模式。这些功能单元#1-1、#1-2、#2-2在IN数据锁存同步定时一起开始输入更新，并在OUT数据输出同步定时一起完成输出更新。
[0130] 另一方面，针对剩余的功能单元#1-3、#2-1、#2-3，在输出优先模式下设定有输出更新以及输入更新的定时。输出优先模式是以成为基准的时刻信息(以下，记为“系统时间同步定时”或“Sync0”。)为起点来开始输出更新的方式。如图10所示，针对设定有输出优先模式的功能单元#1-3、#2-1、#2-3，以系统时间同步定时(Sync0)为起点，开始输出更新，在输出更新完成时，立刻开始输入更新。
[0131] 系统时间同步定时(Sync0)在PLC1以及远程IO终端3之间被公共化，因此在设定有输出优先模式的功能单元20之间，输出更新的开始定时将彼此一致。即，针对被设定为输出优先模式的功能单元20，主要基于数据帧的通信周期，根据在该通信周期内设定的系统时间同步定时(Sync0)来设定输出更新以及输入更新的定时。
[0132] 但在输入更新所需的时间之差比PLC控制周期更大的情况下，有时同一上级数据帧所含的状态值(输入值)在功能单元20之间偏差控制周期那么多(参照功能单元#2-1以及功能单元#2-3)。
[0133] (g3：多个输入输出优先模式)
[0134] 图11是在本实施方式所涉及的控制系统SYS中设定有不同的输入输出同步模式的情况下的时序图。在图11所示的例子中，针对功能单元#1-1、#1-2、#2-2设定有第1输入输出同步模式，并针对剩余的功能单元#1-3、#2-1、#2-3设定有第2输入输出同步模式。功能单元#1-1、#1-2、#2-2在IN数据锁存同步定时1，一起开始输入更新，并在OUT数据输出同步定时1，一起完成输出更新。同样，功能单元#1-3、#2-1、#2-3在IN数据锁存同步定时2，一起开始输入更新，并在OUT数据输出同步定时2，一起完成输出更新。
[0135] 针对第1输入输出同步模式，按每个PLC控制周期(即，上级数据帧的通信周期)，生成IN数据锁存同步定时1以及OUT数据输出同步定时1。相对于此，针对第2输入输出同步模式，并不限于在1次的PLC控制周期内生成IN数据锁存同步定时1以及OUT数据输出同步定时1。但在设定有第2输入输出同步模式的功能单元20之间，输入更新以及输出更新均取得同步。
[0136] (g4：小结)
[0137] 如上所述，在本实施方式所涉及的控制系统SYS中，能进行在远程IO终端3(从属装置)中所含的全部的功能单元20之间使获取来自控制对象的状态值的定时(IN数据锁存同步定时)以及更新针对控制对象的输出值的定时(OUT数据输出同步定时)这两者均同步的模式(即，对全部的功能单元20设定输入输出同步模式的情况)的设定。
[0138] 此外，能进行在远程IO终端3(从属装置)中所含的特定的功能单元20之间使获取来自控制对象的状态值的定时(IN数据锁存同步定时)以及更新针对控制对象的输出值的定时(OUT数据输出同步定时)这两者均同步的模式(即，对一部分的功能单元20设定输入输出同步模式的情况)的设定。在此情况下，设定用于在远程IO终端3(从属装置)所含的功能单元20当中特定的功能单元以外的功能单元20(也就是，未设定输入输出同步模式的功能单元20)之间使获取来自控制对象的状态值的定时以及更新针对控制对象的输出值的定时之中的任一者同步的模式(输入优先模式或输出优先模式)。
[0139] 进而，在本实施方式所涉及的控制系统SYS中，还能进行在PLC1(主控装置或从属装置)中所含的全部的功能单元20之间使获取来自控制对象的状态值的定时(IN数据锁存同步定时)以及更新针对控制对象的输出值的定时(OUT数据输出同步定时)这两者均同步的模式(即，对全部的功能单元20设定输入输出同步模式的情况)的设定。
[0140] 此外，还能进行在PLC1(主控装置或从属装置)中所含的特定的功能单元20之间使获取来自控制对象的状态值的定时(IN数据锁存同步定时)以及更新针对控制对象的输出值的定时(OUT数据输出同步定时)这两者均同步的模式(即，对一部分的功能单元20设定输入输出同步模式的情况)的设定。在此情况下，设定用于在PLC1(主控装置或从属装置)所含的功能单元20当中特定的功能单元以外的功能单元20(也就是，未设定输入输出同步模式的功能单元20)之间使获取来自控制对象的状态值的定时以及更新针对控制对象的输出值的定时之中的任一者同步的模式(输入优先模式或输出优先模式)。
[0141] 或者，如图11所示，还有设定彼此不同的2种输入输出同步模式的情况。也就是，在PLC1(主控装置或从属装置)或者远程IO终端3(从属装置)中所含的特定的功能单元20之间，使获取来自控制对象的状态值的定时(IN数据锁存同步定时1)以及更新针对控制对象的输出值的定时(OUT数据输出同步定时1)这两者同步，而且在该特定的功能单元20以外的远程IO终端3(从属装置)中所含的功能单元20之间，与该特定的功能单元相独立地，使获取来自控制对象的状态值的定时(IN数据锁存同步定时2)以及更新针对控制对象的输出值的定时(OUT数据输出同步定时2)这两者同步。
[0142] ＜H.支持装置执行的定时设定＞
[0143] 上述图7～图11的时序图所示那样的针对功能单元20的状态值的获取(输入更新)的定时以及输出值的更新(输出更新)的定时是由本实施方式所涉及的支持装置40计算以及设定的。以下，说明安装于支持装置40的各种参数的计算以及设定的处理。
[0144] 在本实施方式所涉及的控制系统SYS中，针对设定输入输出同步模式的功能单元20，分别决定OUT数据输出同步定时以及IN数据锁存同步定时。作为一般的设计手法，根据控制对象、处理内容以及上级数据帧来预先设计PLC控制周期。即，在PLC控制周期以及上级数据帧的通信周期这样的给定的条件下，决定各定时。
[0145] 另外，针对设定有输入优先模式或输出优先模式的功能单元20，分别决定OUT数据输出同步定时或IN数据锁存同步定时。
[0146] 如此，支持装置40具有遵照预先准备的多个模式当中选择出的模式来计算针对PLC1(主控装置或从属装置)或远程IO终端3(从属装置)中所含的各功能单元20的参数的功能以及对控制系统SYS设定计算出的参数的功能。
[0147] 以下，说明输入更新以及输出更新所需的时间，并说明支持装置40中的设定操作等。
[0148] (h1.输入更新)
[0149] 图12是用于说明本实施方式所涉及的控制系统SYS中的输入更新所需的时间的图。图12A示意性地示出远程IO终端3的通信耦合器30中的输入更新所需的时间，图12B示意性地示出安装于通信耦合器30的功能单元20中的输入更新所需的时间。
[0150] 如图12A所示，作为通信耦合器30中的输入更新所需的时间，考虑从IN数据锁存同步定时起开始的IN数据锁存处理时间。IN数据锁存处理时间相当于连接于内部总线31的功能单元20的输入响应延迟时间的最大值与IN数据传输时间的合计值。
[0151] 功能单元20的输入响应延迟时间包括：IO模块206(参照图4)中的信号变换处理、换算处理所需的时间、以及从IO模块206向发送处理部240(参照图4)进行数据拷贝所需的时间等。还有在PLC1或远程IO终端3中安装有多个功能单元20的情况，在这样的情况下，功能单元20的输入响应延迟时间当中其值最长的将成为制约，因此考虑其最大值。
[0152] IN数据传输时间包括：通信耦合器30的内部总线控制部130(图3)经由内部总线31进行内部总线帧的接收所需的时间、接收到的内部总线帧中所含的IN数据向现场网络控制部110(图3)进行数据拷贝所需的时间等。
[0153] 如图12B所示，作为功能单元20中的输入处理所需的时间，考虑从IN数据锁存同步定时起开始的输入响应延迟时间。该输入响应延迟时间与参照图12A进行的说明同样。
[0154] 但严格来讲，至各功能单元20能开始输入处理的状态为止，存在硬件延迟时间。作为该硬件延迟时间，有构成功能单元20的处理器等的运算周期的偏差等。另外，还存在将输入的信号变换成数字信号的处理中发生的输入变换延迟时间等。这些参数基本上是功能单元20固有的，因此如后所述，使用在设备简档443等中预先存放的值。
[0155] (h2.输出更新)
[0156] 图13是用于说明本实施方式所涉及的控制系统SYS中的输出更新所需的时间的图。图13A示意性地示出远程IO终端3的通信耦合器30中的输出更新所需的时间，图13B示意性地示出安装于通信耦合器30的功能单元20中的输出更新所需的时间。
[0157] 如图13A所示，作为通信耦合器30中的输出更新所需的时间，考虑OUT数据传输时间。该OUT数据传输时间包括：通信耦合器30的现场网络控制部110(图3)经由现场网络2进行上级数据帧的接收所需的时间、将接收到的上级数据帧中所含的OUT数据向内部总线控制部130(图3)进行数据拷贝所需的时间等。
[0158] 功能单元20的输出响应延迟时间包括OUT数据传输时间以及硬件延迟时间。OUT数据传输时间包括：从接收处理部230(图4)向IO模块206进行数据拷贝所需的时间、以及IO模块206(图4)中的信号变换处理、换算处理所需的时间等。硬件延迟时间包括：构成功能单元20的处理器等的运算周期的偏差、在将所输入的信号变换成数字信号的处理中发生的输入变换延迟时间等。这些参数基本上是功能单元20固有的，因此如后所述，使用在设备简档443等中预先存放的值。
[0159] 还有在PLC1或远程IO终端3中各自安装有多个功能单元20的情况，在这样的情况下，功能单元20的输出响应延迟时间当中其值最长的将成为制约，因此考虑其最大值。
[0160] 如图13B所示，作为功能单元20中的输出更新所需的时间，考虑在OUT数据锁存同步定时之前存在的输出响应延迟时间。该输出响应延迟时间与参照图13A所进行的说明同样。
[0161] (h3.数据结构)
[0162] 上述图12以及图13所示的各参数的一部分是功能单元20固有的，因此从预先准备的设备简档443读出这些参数的值。以下，说明支持装置40中所存放的设备简档443的数据结构。
[0163] 图14是表示本实施方式所涉及的构成控制系统SYS的支持装置40中所存放的设备简档443的数据结构的一例的图。参照图14，设备简档443按功能单元进行准备，包含用于确定对应的功能单元的信息(例如，形式名、制品名称、单元版本、供应商、注释、URL)。而且，各设备简档443包含对应的功能单元所固有的参数(例如，输入响应延迟时间、输入变换延迟时间、输出响应延迟时间)等。即，参照设备简档443来获取为了自动计算与输入输出同步模式等有关的参数所需的预计时间。
[0164] 用户在设计控制系统SYS时，操作支持装置40来设定构成PLC1的单元的信息，也就是，设定CPU单元10、功能单元20、电源单元12的种类、数量以及位置等。同样，用户操作支持装置40来设定与现场网络2连接的从属装置的构成，并针对各从属装置的构成也进行设定。例如，针对远程IO终端3，设定通信耦合器30或功能单元20的种类、数量以及位置等。
[0165] 这样的控制系统SYS的设计所涉及的信息作为构成信息442而被存放在支持装置40中。这些构成信息442根据需要，从支持装置40向CPU单元10、通信耦合器30进行传输。即，根据构成信息442来生成通信耦合器30、CPU单元10的非易失性存储器101中所存放的构成信息104(图3)。
[0166] 另外，上述图12以及图13所示的各参数的一部分取决于PLC1以及通信耦合器30中所安装的功能单元20的数量或位置等，因此在自动计算参数时，除了存放于设备简档
443的参数之外，还参照构成信息442。也就是，用于自动计算参数的预计时间是基于由构成信息104定义的控制系统SYS的设计值来决定的。此时，这些预计时间将采用由构成信息442定义的控制系统SYS中的最大值。
443的参数之外，还参照构成信息442。也就是，用于自动计算参数的预计时间是基于由构成信息104定义的控制系统SYS的设计值来决定的。此时，这些预计时间将采用由构成信息442定义的控制系统SYS中的最大值。
[0167] (h4.用户接口：其1)
[0168] 为了选择上述那样的成为输入输出同步模式的对象的功能单元20，提供以下那样的用户接口。即，支持装置40具有受理如下操作的功能，该操作用于在包含于PLC1(主控装置或从属装置)或远程IO终端3(从属装置)的功能单元20当中选择与特定的功能单元20相符的功能单元。
[0169] 首先，说明在使用支持装置40对多个功能单元20选择性地设定输入输出同步模式的情况下的用户接口。支持装置40提供用于设计控制系统SYS中所含的PLC1(主控装置或从属装置)以及远程IO终端3(从属装置)的用户接口。
[0170] 图15是表示本实施方式所涉及的控制系统SYS中的输入输出同步模式的选择性的设定方法的一例的示意图。图16是表示与图15所示的设定方法对应的用户接口画面的一例的图。
[0171] 如图15A所示，作为一例，针对控制系统SYS中所含的各功能单元20，分别预先规定了输入输出同步模式以及输入优先模式/输出优先模式的设定可否。各设定可否的属性是根据各功能单元20的特性来规定的。例如，针对输入处理所涉及的时间较长的功能单元(例如，编码器输入单元、模拟输入单元等)、以及输出处理所涉及的时间较长的功能单元(例如，脉冲输出单元、伺服控制单元等)，构成为能设定输入输出同步模式，还能设定输入优先模式/输出优先模式。相对于此，数字输入单元、数字输出单元这样的输入输出处理较高速的功能单元构成为仅能设定输入输出同步模式。
[0172] 支持装置40提供图16所示那样的用户接口画面610。用户从构成控制系统SYS的主控装置以及从属装置的一览当中选择作为对象的装置(标号611)。并将选择出的装置的属性信息进行一览显示(标号612)。若在一览显示的属性信息当中选择“I/O定时”(在图16的日语画面中对应“I/Oタイミング”)的项目(标号613)，则能选择“输入输出同步”(在图16的日语画面中对应“入出力同期”)以及“任务周期优先”(在图16的日语画面中对应“タスク周期優先”)的任一者。
[0173] 在此，若选择“输入输出同步”，则安装于作为对象的装置(主控装置或任一从属装置)的全部功能单元20被设定为“输入输出同步模式”(参照图15B)。
[0174] 另一方面，若选择“任务周期优先”，则针对安装于作为对象的装置(主控装置或任一从属装置)的功能单元20当中能设定“输入优先模式/输出优先模式”的功能单元20，设定“输入优先模式”或“输出优先模式”。针对其他的功能单元20，设定“输入输出同步模式”(参照图15C)。
[0175] 根据图15B或图15C所示的设定模式，支持装置40分别计算针对作为对象的功能单元20的系统时间同步定时、OUT数据输出同步定时(或者，输出更新的定时)以及IN数据锁存同步定时(或者，输入更新的定时)。
[0176] (h5.用户接口：其2)
[0177] 图17是表示由本实施方式所涉及的支持装置40提供的用户接口画面的一例的图。图17所示的用户接口画面620用于设计PLC1以及远程IO终端3的单元构成。在图17所示的用户接口画面620被显示的状态下，用户通过操作鼠标或键盘等来选择安装于PLC1或远程IO终端3的功能单元20，并以期望的顺序进行陈列(layout)(标号622)。在图17所示的用户接口画面620中，还能设定各功能单元20的参数(标号626)。图17所示的用户接口画面620上由用户设定的构成信息(配置信息)作为构成信息442被存放至作为保持单元的硬盘44。
[0178] 在图17所示的用户接口画面620中，能在安装于(或者，将要安装于)PLC1或远程IO终端3的功能单元20当中任意地选择作为输入输出同步模式(在图17的日语画面中对应“入出力同期”)的对象的功能单元20。作为一例，在用户接口画面620中，与所安装的1个或多个功能单元20的陈列相对应地显示复选框(标号624)。用户在复选框中打勾，从而对应的功能单元20成为输入输出同步模式的对象。此外，针对未被打勾的功能单元20，设定输入输出同步模式以外的模式。
[0179] 此外，可以在设定了某种模式后，使经陈列显示的各功能单元20的颜色根据所设定的模式进行变化。通过如此使显示形态变化，用户一见就能掌握对各功能单元20设定了哪种模式。
[0180] (h6.用户接口：其3)
[0181] 图18是表示由本实施方式所涉及的支持装置40提供的用户接口画面的另一例的图。在图18所示的用户接口画面630中，能对安装于(或者，将要安装于)PLC1或远程IO终端3的各功能单元20，任意地选择要设定哪种模式。作为一例，在用户接口画面630中，与所安装的1个或多个功能单元20的陈列相对应地显示单选按钮群(标号632)。单选按钮的各集合包含输入输出同步模式1(在图18的日语画面中对应“入出力同期1”)、输入输出同步模式2(在图18的日语画面中对应“入出力同期2”)、输入优先模式(在图18的日语画面中对应“入力優先”)、输出优先模式(在图18的日语画面中对应“出力優先”)这4种模式。通过由用户选择表示目标模式的单选按钮，从而对应的功能单元20被设定为选择出的模式。此外，输入输出同步模式1和输入输出同步模式2是在参照上述的图11所说明的设定多个输入输出同步模式的情况下使用的。
[0182] 此外，可以在设定了某种模式后，使经陈列显示的各功能单元20的颜色根据所设定的模式进行变化。通过如此使显示形态变化，用户一见就能掌握对各功能单元20设定了哪种模式。
[0183] (h7：控制系统中的各定时的计算)
[0184] 支持装置40通过提供上述那样的用户接口画面等，来确定作为想要使获取来自控制对象的状态值的定时以及更新针对控制对象的输出值的定时这两者同步的对象的(即，作为设定输入输出同步模式的对象)功能单元20。然后，通过进行以下那样的处理，来针对作为输入输出同步模式的对象的功能单元20，计算各自的定时。
[0185] 更具体而言，支持装置40针对在现场网络2上以给定的通信周期传送的上级数据帧，获取从由PLC1(主控装置)送出上级数据帧起至该上级数据帧被远程IO终端3(从属装置)的接收完成为止所需的第1预计时间(图7～图11的(4)的部分的时间长度)。
[0186] 另外，支持装置40获取从在远程IO终端3(从属装置)中接收完上级数据帧起至该接收到的上级数据帧中所含的数据向全部的作为对象的功能单元20的传输完成为止所需的第2预计时间(图7～图11的(5)的部分的时间长度)。
[0187] 另外，支持装置40获取至能在远程IO终端3(从属装置)中将由全部的作为对象的功能单元20从控制对象获取到的状态值经由现场网络2进行送出的状态为止所需的第3预计时间(图7～图11的(7)以及(8)的部分的合计的时间长度的最大值)。
[0188] 然后，支持装置40针对各个作为对象的功能单元20，基于上述那样的预计时间，来分别计算开始获取来自控制对象的状态值的通信周期内的定时(IN数据锁存同步定时)、以及将接收到的数据帧中所含的数据对控制对象进行输出的通信周期内的定时(OUT数据输出同步定时)。
[0189] 同样，支持装置40针对设定有输入优先模式或输出优先模式的功能单元20，适当使用上述那样的预计时间来分别计算定时。
[0190] ＜I.处理过程＞
[0191] 接下来，使用支持装置40来说明本实施方式所涉及的设定针对控制系统SYS的参数的处理过程。图19是表示本实施方式所涉及的设定针对控制系统SYS的参数的处理过程的流程图。图19所示的处理过程典型地通过由支持装置40的CPU41执行工具程序441(图5)来予以实现。还可以将需要的参数的计算处理不安装于支持装置40，而安装于PLC1的CPU单元10或与支持装置40不同的信息处理装置等。
[0192] 参照图19，若用户指示工具程序441的执行，则支持装置40将用于设计控制系统SYS的用户接口画面显示于显示器47上(步骤S100)。然后，支持装置40从用户受理与控制系统SYS有关的设计值(步骤S102)。该设计值包括控制系统SYS的整体所涉及的参数以及各单元所涉及的参数等。
[0193] 对应地，支持装置40从用户受理针对构成控制系统SYS的功能单元20的同步模式的设定(步骤S104)。更具体而言，如参照上述的图16～图18所说明的那样，支持装置40受理作为设定输入输出同步模式的对象的1个或多个功能单元20的指定、输入输出同步模式以外的模式(输入优先模式/输出优先模式)的指定等。
[0194] 至用户指示与控制系统SYS有关的设计值的设定结束为止(步骤S106中“否”)，重复步骤S102以及S104的处理。
[0195] 若用户指示与控制系统SYS有关的设计值的设定结束(步骤S106中“是”)，则支持装置40以用户输入的设计值来生成/更新构成信息442(步骤S108)。
[0196] 接着，若被指示参数的自动计算(步骤S110中“是”)，则支持装置40参照构成信息442以及设备简档443，开始参数的计算处理。具体而言，支持装置40从构成信息442之中读出(1)CPU单元10的PLC控制周期、(2)从属装置的有效/无效设定、(3)上级数据帧的通信周期等的信息(步骤S112)。接着，支持装置40参照构成信息442来确定控制系统SYS中所含的各功能单元20，并针对各功能单元20，从设备简档443之中读出(a)输入响应延迟时间、(b)输入变换延迟时间、(c)输出响应延迟时间等的信息(均参照图14)(步骤S114)。
[0197] 接着，支持装置40针对控制系统SYS中所含的各通信耦合器30，从设备简档443之中读出所安装的各功能单元20的输入响应延迟时间，并根据安装于各通信耦合器30的功能单元20的输入响应延迟时间的最大值来决定从属装置中的输入响应延迟时间(步骤S116)。
[0198] 接着，支持装置40从构成信息442当中读出控制系统SYS的现场网络2有关的参数及从属装置有关的参数、以及通信耦合器30的构成所涉及的参数及各通信耦合器30中所含的功能单元20所涉及的参数(步骤S118)。
[0199] 最终，支持装置40分别计算系统时间同步定时、OUT数据输出同步定时、IN数据锁存同步定时(步骤S120)。另外，针对设定有输入优先模式或输出优先模式的功能单元20，计算OUT数据输出同步定时或者IN数据锁存同步定时。该计算出的各值作为同步参数被存放至构成信息442等。
[0200] 即，支持装置40在步骤S112～S120中，遵照预先准备的多个模式当中选择出的模式，来计算针对包含于PLC1(主控装置或从属装置)或远程IO终端3(从属装置)的各功能单元20的参数。
[0201] 最终，支持装置40将计算出的各种参数向控制系统SYS内的PLC1传输(步骤S122)，并从PLC1向1个或多个远程IO终端3传输需要的参数。通过这样的一系列的过程，从而在控制系统SYS中，特定的功能单元20以输入输出同步模式进行动作，而其他功能单元20以指定的模式(输入优先模式/输出优先模式)或默认设定的模式进行动作。如此，支持装置40对控制系统SYS设定计算出的参数。
[0202] ＜J.优点＞
[0203] 根据本实施方式，能根据控制对象等来选择性地指定想要使输入更新以及输出更新这两者同步的功能单元20。针对除此以外的功能单元20，能根据状况来设定输入优先模式或输出优先模式。由此，能同时解决功能单元20间的输入定时以及输出定时的同步与在现场网络2上所传送的上级数据帧的通信周期的缩短这样相互对立的课题。
[0204] 另外，根据本实施方式，无论在设定了哪种模式的情况下，均适当计算需要的参数，因此即使是没有专业知识的用户，也能以更少的工序来使控制系统SYS动作。
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