控制系统、主可编程控制器、从可编程控制器以及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及分别控制被控制设备的多个可编程控制器彼此以能够通信的方式被连接的控制系统、主可编程控制器、从可编程控制器以及控制方法。
【背景技术】
[0002]在大规模的控制系统中，根据系统的构建和维护的容易性的观点，采用控制器的层级结构，层级间通过网络连接。例如，在控制系统中，多个可编程控制器经由网络连接到I个管理装置，与各个可编程控制器连接有I个或多个被控制设备。并且，可编程控制器从上位的管理装置接受控制指令，分析该控制指令，并控制下位的被控制设备。
[0003]在这种控制系统中，当可编程控制器从管理装置接到控制指令后，在可编程控制器与被控制设备的封闭范围内进行控制处理。并且，可编程控制器仅将其控制结果发送给管理装置。因此，在管理装置中，在可编程控制器内部的各个时机收集控制结果。
[0004]并且，也可以在处于同一管理装置下的可编程控制器之间建立通信，对控制结果进行收发。例如公知有如下技术:在可编程控制器之间进行收发控制数据的调度，根据该调度对设置在可编程控制器之间的开关进行切换(例如，专利文献I)。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2012-108696号公报
【发明内容】
[0008]发明要解决的课题
[0009]通过使用上述的技术，不仅是管理装置，在可编程控制器之间也可以交换信息。但是，由于控制系统中的多个可编程控制器根据管理装置的控制指令，在彼此独立的时机进行工作，因此成为如下状态:虽然可编程控制器与被控制设备之间取得了同步，但是在可编程控制器之间未取得同步。
[0010]例如，在管理装置从多个可编程控制器收集信息的情况下，生成信息的时机按照每个可编程控制器而不同，因此，信息的前后关系不明确，难以进行严格的控制。
[0011]并且，在多个可编程控制器彼此之间，不明确其他可编程控制器的信息与自己的信息中的哪个是先生成的，而且不明确生成时机有何种程度的差异，无法简单地使用其他可编程控制器的信息。
[0012]此外，当通过被控制设备的配置变更，将被控制设备移植到其他可编程控制器时，必须变更访问目的地的地址和控制指令的内容等。并且，由于与被控制设备相关的信息未必在与配置变更前相同的时机生成，因此，必须有意地设计与哪个可编程控制器连接，产生哪种程度的延迟。此外，需要再次确认不会因该设计变更而产生问题。
[0013]因此，即使是功能实质相同的控制系统，也会由于终端用户的被控制设备的配置和运用上的需求，导致无法通用已构建的应用程序，不得不分别应对被控制设备的移植。
[0014]因此，本发明是鉴于这样的课题而完成的，其目的在于，提供一种能够提高移植性且实现控制精度和稳定性的提高的控制系统、主可编程控制器、从可编程控制器以及控制方法。
[0015]用于解决课题的手段
[0016]为了解决上述课题，本发明的控制系统具有多个控制单元，所述控制单元组合了被控制设备以及根据程序来控制被控制设备的可编程控制器，其中，可编程控制器各自具有:通信部，其与其他可编程控制器以及被控制设备之间建立通信；以及公共存储器，其用于经由通信部而与其他可编程控制器共享数据，在可编程控制器中存在作为主机发挥功能的主可编程控制器以及作为子机发挥功能的从可编程控制器，主可编程控制器还具有延迟时间计测部，所述延迟时间计测部向从可编程控制器发送用于计测主可编程控制器与从可编程控制器之间的传送延迟时间的传送延迟时间请求帧，当接收到作为针对传送延迟时间请求帧的响应的接收完成帧时，根据发送传送延迟时间请求帧时的时刻与接收到接收完成帧时的时刻之间的差值来计算传送延迟时间，并向从可编程控制器发送包含传送延迟时间的传送延迟时间通知帧，从可编程控制器还具有:延迟时间接收部，其在接收到传送延迟时间请求帧时，向主可编程控制器发送接收完成帧，在接收到传送延迟时间通知帧时，取得传送延迟时间通知帧中包含的传送延迟时间；以及同步校正部，其根据传送延迟时间，使得从可编程控制器同步于主可编程控制器。
[0017]此外，为了解决上述课题，本发明的主可编程控制器根据程序来控制被控制设备，作为主机发挥功能，其特征在于，所述主可编程控制器具有:通信部，其与作为子机发挥功能的从可编程控制器以及被控制设备建立通信；公共存储器，其用于经由通信部而与从可编程控制器共享数据；以及延迟时间计测部，其向从可编程控制器发送用于计测主可编程控制器与从可编程控制器之间的传送延迟时间的传送延迟时间请求帧，当接收到作为针对传送延迟时间请求帧的响应的接收完成帧时，根据发送传送延迟时间请求帧时的时刻与接收到接收完成帧时的时刻之间的差值来计算传送延迟时间，并向从可编程控制器发送包含传送延迟时间的传送延迟时间通知帧。
[0018]此外，为了解决上述课题，本发明的从可编程控制器根据程序来控制被控制设备，作为子机发挥功能，其特征在于，所述从可编程控制器具有:通信部，其与包括作为主机发挥功能的主可编程控制器在内的其他可编程控制器以及被控制设备建立通信；公共存储器，其用于经由通信部而与其他可编程控制器共享数据；延迟时间接收部，其在接收到用于计测主可编程控制器与从可编程控制器之间的传送延迟时间的传送延迟时间请求帧时，向主可编程控制器发送作为针对传送延迟时间请求帧的响应的接收完成帧，在接收到包含传送延迟时间的传送延迟时间通知帧时，取得传送延迟时间通知帧中包含的传送延迟时间；以及同步校正部，其根据传送延迟时间，使得从可编程控制器同步于主可编程控制器。
[0019]此外，为了解决上述课题，本发明的控制方法使用多个控制单元进行控制，所述控制单元组合了被控制设备与根据程序来控制被控制设备的可编程控制器，其特征在于，可编程控制器与其他可编程控制器以及被控制设备建立通信，使用公共存储器经由通信部与其他可编程控制器共享数据，可编程控制器中的、作为主机发挥功能的主可编程控制器向作为子机发挥功能的从可编程控制器发送传送延迟时间请求帧，所述传送延迟时间请求帧用于计测主可编程控制器与从可编程控制器之间的传送延迟时间，从可编程控制器在接收到传送延迟时间请求帧时，向主可编程控制器发送作为针对传送延迟时间请求帧的响应的接收完成帧，主可编程控制器在接收到接收完成帧时，根据发送传送延迟时间请求帧时的时刻与接收到该接收完成帧时的时刻之间的差值来计算传送延迟时间，并向从可编程控制器发送包含传送延迟时间的传送延迟时间通知帧，从可编程控制器在接收到传送延迟时间通知帧时，取得传送延迟时间通知帧中包含的传送延迟时间，并根据传送延迟时间，使得从可编程控制器同步于主可编程控制器。
[0020]发明效果
[0021]根据本发明，能够提尚控制系统的移植性，实现控制精度和稳定性的提尚。
【附图说明】
[0022]图1是示出了构成控制系统的各装置的概略关系的说明图。
[0023]图2是示出了控制系统的概略结构的说明图。
[0024]图3是示出CPU模块的硬件结构的一例的图。
[0025]图4是用于说明CPU模块的各功能部的功能框图。
[0026]图5是用于说明同步校正处理例的时序图。
[0027]图6是同步校正处理的概略顺序的例子的图。
[0028]图7是用于说明CPU模块中的数据的收发的时序图。
[0029]图8是用于说明被控制设备的配置变更的说明图。
[0030]图9是公共存储器内的存储器映射的说明图。
[0031]图10是示出公共存储器的应用例的说明图。
【具体实施方式】
[0032]下面一边参照附图，一边详细地对本发明的优选实施方式进行说明。该实施方式所示的尺寸、材料、其他具体的数值等仅是为了易于理解发明的例示而已，除了特别说明的情况以外，并不对本发明进行限定。另外，在本说明书和附图中，通过对具有实质上相同的功能、结构的要素附加相同的符号而省略重复说明，并且与本发明没有直接关系的要素省略图示。
[0033]在应用于大规模工厂等的控制系统中，由于该系统整体的处理复杂性和物理上的配置关系，由多个控制单元(也称为配置)进行控制应用的分割控制。这里，控制单元主要表示可编程控制器和被可编程控制器控制的被控制设备的组合。在控制系统中，准备了多个这种控制单元，与负责该控制系统整体的控制的管理装置连接。下面，对构成控制系统的各装置进行说明。
[0034](控制系统100)
[0035]图1是示出了构成控制系统100的各装置的概略关系的说明图，图2是示出了控制系统100的概略结构的说明图。控制系统100构成为包含管理装置110、多个可编程控制器120以及多个被控制设备130。并且，管理装置110与多个可编程控制器120通过作为控制级网络的、例如千兆(G)级等的以太网(Ethernet，注册商标)的网络配线140而彼此连接。此外，多个可编程控制器120与多个被控制设备130分别通过作为设备级网络的例如专用的连接配线142以可通信的方式连接。
[0036]管理装置110统一控制多个可编程控制器120，使得控制系统100整体按照应用程序中设定的步骤流程进行工作。例如，管理装置I1从各