CN110096032A - 控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种控制系统，其从控制装置向接收装置发布信息，该控制系统具有：读取请求发送单元，其针对所述控制装置发送信息的读取请求；信息生成单元，其根据读取请求，生成信息；信息发送单元，其针对所述接收装置发送生成的信息；以及发布周期计算单元，其根据所述读取请求的产生间隔来计算发布周期，所述信息发送单元根据所述发布周期计算单元计算出的发布周期来发送信息。

Description

控制系统

技术领域

本发明涉及控制系统，特别是涉及在最佳的定时发布数据的控制系统。

背景技术

已知有如下信息处理系统(以下，称为控制系统)：其用于对以包括数值控制装置、机器人控制器、PLC(Programmable Logic Controller“可编程控制器”)等的控制装置(以下，简单称为控制装置)的状态等为首的各种信息(以下，简单称为信息)进行显示或监视。在典型的控制系统中，与控制装置连接的个人电脑等信息处理装置(以下，称为接收装置)从控制装置读出信息。控制装置与接收装置例如通过网络通信而连接。

图1表示控制系统的一个方式。接收装置针对控制装置请求信息的读出(读取请求)。控制装置根据读取请求，发送所需的信息(应答)。这样将以读取请求为契机每次进行信息发布处理的控制系统称为“请求-应答类型”。

图2表示控制系统的其他方式。接收装置针对控制装置指定发布周期来进行读取请求。控制装置以在读取请求中指定的发布周期来发送所需的信息。发送的信息存储于接收装置侧的缓冲器。接收装置在任意定时读出存储于缓冲器的信息。这样将作为周期动作而进行信息发送处理的控制系统称为“发布类型”。另外在本说明书中，将控制系统实现的周期的信息发送称为“发布”，将控制装置等控制系统的结构要素进行的各信息发送称为“发送”。

作为与上述“发布类型”的信息发送处理相关联的技术，存在日本特开2005-250543号公报和日本特开2007-249903号公报。

在日本特开2005-250543号公报中记载有如下系统：在因网络的混杂等使顺畅的数据更新变得困难的情况下，以不存在视觉的违和感的方式调整数据更新周期等，通畅地进行数据更新(显示)。在日本特开2007-249903号公报中记载有如下系统：不被监视器侧计算机(相当于接收装置)的负载状况左右而不中断地取得连续的运转数据。

在包括进行上述“发布类型”的信息发送处理的控制装置的控制系统中，关于发布周期的决定存在以下那样的课题。

在通过接收装置而进行动作的软件有意没有设置周期的信息读取时，接收装置应该针对控制装置指定的发布周期不明。因此，以往技术员需要对通过接收装置进行动作的软件的动作进行调查等，求出适当的发布周期。该作业需要技术员极大的劳动力，此外，由于结果还被技术员的能力所左右因此不确定性高。而且，如果求出的发布周期长于所需以上，则接收装置侧的软件可能无法发挥原有的性能。另一方面，如果求出的发布周期短于所需以上，则用于执行信息生成处理或信息发送处理的负载高于所需以上，存在对控制装置的动作造成恶劣影响的危险性。因此，希望提供如下功能：通过接收装置与控制装置双方自动决定适当的发布周期。

另外，专利文献1和2的记载主要都是根据接收装置侧的状态来调整发布周期的技术相关的记载，对于根据控制装置侧的状态来调整发布周期的方法没有特别公开。

发明内容

本发明是为了解决这样的问题点而完成的，其目的在于提供一种以最佳的定时发布数据的控制系统。

本发明的一个实施方式有关的控制系统从控制装置向接收装置发布信息，其特征在于，所述控制系统具有：读取请求发送单元，其针对所述控制装置发送所述信息的读取请求；信息生成单元，其根据所述读取请求，生成所述信息；信息发送单元，其针对所述接收装置发送生成的所述信息；以及发布周期计算单元，其根据所述读取请求的产生间隔来计算发布周期，所述信息发送单元根据所述发布周期计算单元计算出的所述发布周期来发送所述信息。

本发明的一个实施方式有关的控制系统的特征在于，所述接收装置具有：所述发布周期计算单元；缓冲器，其用于接收根据所述发布周期发送的所述信息；和读取单元，其从所述缓冲器读出所述信息，所述发布周期计算单元在基于所述读取单元的所述信息的读出间隔满足规定条件时，停止根据所述发布周期的所述信息的发送。

本发明的一个实施方式有关的控制系统的特征在于，所述控制装置具有：所述发布周期计算单元；和状态取得单元，其取得所述控制装置的状态，所述发布周期计算单元根据所述状态来计算所述发布周期。

本发明的一个实施方式有关的控制系统的特征在于，所述信息生成单元将根据所述读取请求的产生间隔而计算出的所述发布周期与根据所述控制装置的所述状态计算出的所述发布周期进行比较，根据更长的所述发布周期来发送所述信息。

根据本发明，能够提供一种在最佳的定时发布数据的控制系统。

附图说明

通过参照附图的以下实施例的说明可以明确本发明的所述和其他目的以及特征。这些图中：

图1是表示以往的“请求-应答类型”的控制系统的结构的图。

图2是表示以往的“发布类型”的控制系统的结构的图。

图3是表示控制系统1的硬件结构的图。

图4是表示实施例1的控制系统1的功能结构的框图。

图5是表示实施例1的控制系统1的动作的流程图。

图6是表示实施例2的控制系统1的功能结构的框图。

图7是表示实施例2的控制系统1的动作的流程图。

图8是表示实施例3的控制系统1的功能结构的框图。

图9是表示实施例3的控制系统1的动作的流程图。

图10是表示实施例4的控制系统1的功能结构的框图。

图11是表示实施例4的控制系统1的动作的流程图。

图12是表示实施例5的控制系统1的功能结构的框图。

图13是表示实施例5的控制系统1的动作的流程图。

图14是表示实施例6的控制系统1的功能结构的框图。

图15是表示实施例6的控制系统1的动作的流程图。

具体实施方式

首先，使用附图对本发明的实施方式有关的控制系统1的硬件结构进行说明。

图3是本发明的实施方式有关的控制系统1的主要部分的概略硬件结构图。控制系统1包括控制装置10和接收装置20。控制装置10与接收装置20通过通信网络30连接。

控制装置10具备的CPU111是整体控制控制装置10的处理器。CPU111经由总线120读出存储于非易失性存储器114的程序，按照程序来控制控制装置10整体。

非易失性存储器114构成为如下存储器：例如通过未图示的电池而被备份等，即使断开控制装置10的电源也可保持存储状态。存储于非易失性存储器114的程序、数据可以在利用时在易失性存储器113中被展开。易失性存储器113中除了从非易失性存储器114展开的程序、数据之外，还存储有临时的计算数据或显示数据、经由显示器/MDI单元170输入的数据等。

显示器/MDI单元170是具有显示器或键盘等的数据输入输出装置。从显示器/MDI单元170的键盘输入的指令或数据经由接口118而转发给CPU111。此外，从CPU111输出的显示数据经由接口118显示于显示器/MDI单元170的显示器。

接口115是用于连接控制装置10与接收装置20的通信接口。接口115对通信网络30输出发送数据。此外，从通信网络30取得接收数据。

接收装置20具有的CPU211是整体控制接收装置20的处理器。CPU211经由总线220读出存储于非易失性存储器214的程序，按照程序来控制接收装置20整体。

非易失性存储器214构成为如下存储器：例如通过未图示的电池而被备份等，即使断开接收装置20的电源也可保持存储状态。存储于非易失性存储器214的程序、数据可以在利用时在易失性存储器213中被展开。易失性存储器213中除了从非易失性存储器214展开的程序、数据之外，还存储有临时的计算数据或显示数据、经由输入输出装置270输入的数据等。

输入输出装置270中例如包括显示器或键盘等。从输入输出装置270的键盘输入的指令或数据经由接口218而传输到CPU211。此外，从CPU211输出的显示数据经由接口218显示于输入输出装置270的显示器。

接口215是用于连接控制装置10与接收装置20的通信接口。接口215对通信网络30输出发送数据。此外，从通信网络30取得接收数据。

接下来，使用附图对控制系统1的实施例进行说明。

<实施例1>

作为实施例1，针对在执行了多次的“请求-应答类型”的信息发送的情况下，能够自动转移到“发布类型”的信息发送的控制系统1进行说明。

图4是表示实施例1有关的控制系统1的功能结构的框图。控制系统1包括控制装置10和接收装置20。

控制装置10具有：读取请求接收单元1100，其接收读取请求；发布周期计算单元1200，其自动计算发布周期；信息生成单元1300，其根据读取请求生成信息；以及信息发送单元1400，其以发布周期计算单元1200计算出的发布周期来发送信息。

接收装置20具有：读取请求发送单元2100，其生成读取请求并发送给控制装置10；信息接收单元2500，其接收发送的信息；缓冲器2200，其暂时存储接收到的信息；以及读取单元2300，其从缓冲器2200读出信息。

使用图5的流程图对实施例1有关的控制系统1的动作进行说明。

步骤S101：接收装置20的读取请求发送单元2100生成读取请求，经由通信网络30发送给控制装置10。这里读取请求不包含发布周期的指定。即，发送“请求-应答类型”的读取请求。

步骤S102：控制装置10的读取请求接收单元1100接收通过步骤S101发送的读取请求。信息生成单元1300作为针对该读取请求的应答，生成所请求的信息。所谓该信息典型来说是与控制装置的状态等相关的信息，但是该生成过程是公知技术因此省略详细的说明。信息发送单元1400经由通信网络30针对接收装置20的信息接收单元2500发送生成的信息。即，这里进行“请求-应答类型”的信息发送。

步骤S103：发布周期计算单元1200在读取请求接收单元1100接收读取请求时，计算前次的读取请求的接收时刻与本次的读取请求的接收时刻之间的间隔t。这里如果是间隔t≤阈值T，将累积请求次数n(初始值是0)加1。另一方面，如果是间隔t＞阈值T，将累积请求次数n初始化(返回到初始值0)。

在成为累积请求次数n≥阈值N的情况下，发布周期计算单元1200通过下式(1)来计算发布周期，将计算出的发布周期通知给信息生成单元1300。此外，从发布周期计算单元1200或信息生成单元1300对信息发送单元1400通知发布周期。

发布周期＝(从n＝1到N的N次的间隔t的积算值)/N···(1)

步骤S104：信息生成单元1300例如以通过步骤S103通知的发布周期，生成通过步骤S102接收到的读取请求相关的信息。另外信息生成单元1300可以按照其他任意的周期来生成信息。信息发送单元1400经由通信网络30对接收装置20的信息接收单元2500以通过步骤S103通知的发布周期来发送生成的信息。

步骤S105：接收装置20的信息接收单元2500将发送的信息存储于缓冲器2200。读取单元2300在任意的定时读出存储于缓冲器2200的信息。

根据实施例1，控制装置10在以时间T以内的间隔接收到N次以上“请求-应答类型”的读取请求时，接收装置20可以看作是进行周期的读取请求的装置，能够自动计算发布周期而转移到“发布类型”的信息发送。

<实施例2>

实施例2是实施例1的变形例。图6是表示实施例2有关的控制系统1的功能结构的框图。与实施例1的不同点在于：控制装置10不具有发布周期计算单元1200，取而代之的是接收装置20具有发布周期计算单元2400。其他结构要素与实施例1一样。

使用图7的流程图，对实施例2有关的控制系统1的动作进行说明。

步骤S201：接收装置20的读取请求发送单元2100生成读取请求，经由通信网络30发送给控制装置10的读取请求接收单元1100。这里读取请求不包含发布周期的指定。即，发送“请求-应答类型”的读取请求。

步骤S202：控制装置10的读取请求接收单元1100接收通过步骤S201发送的读取请求。信息生成单元1300作为针对该读取请求的应答，生成所请求的信息。信息发送单元1400经由通信网络30将生成的信息发送给接收装置20的信息接收单元2500。即，这里进行“请求-应答类型”的信息发送。

步骤S203：接收装置20的发布周期计算单元2400在读取请求发送单元2100发送读取请求时，计算前次的读取请求的发送时刻与本次的读取请求的发送时刻之间的间隔t。这里如果是间隔t≤阈值T，则将累积请求次数n(初始值是0)加1。另一方面，如果是间隔t＞阈值T，则使累积请求次数n初始化(返回到初始值0)。

在成为累积请求次数n≥阈值N的情况下，发布周期计算单元2400通过式子(1)来计算发布周期，将计算出的发布周期经由通信网络30发送给控制装置10的信息生成单元1300。此外，从发布周期计算单元2400或控制装置10的信息生成单元1300对信息发送单元1400通知发布周期。

步骤S204：信息生成单元1300例如以通过步骤S203通知的发布周期，生成通过步骤S202接收到的读取请求相关的信息。另外信息生成单元1300可以根据其他任意的周期来生成信息。信息发送单元1400经由通信网络30对接收装置20的信息接收单元2500以通过步骤S203通知的发布周期来发送生成的信息。

步骤S205：接收装置20的信息接收单元2500接收通过步骤S204发送的信息并存储于缓冲器2200。读取单元2300在任意定时读出存储于缓冲器2200的信息。

根据实施例2，接收装置20在以时间T以内的间隔接收到N次以上“请求-应答类型”的读取请求时自动计算发布周期。控制装置10能够接收该发布周期并转移到“发布类型”。

<实施例3>

作为实施例3，对可以通过规定条件从“发布类型”转移到“请求-应答类型”的控制系统1进行说明。

图8是表示实施例3有关的控制系统1的功能结构的框图。实施例3的特征点在于：接收装置20具有发布周期计算单元2400。另外，在控制装置10中也可以具有发布周期计算单元1200。

使用图9的流程图，对实施例3有关的控制系统1的动作进行说明。

步骤S301：控制装置10根据规定的发布周期，重复执行信息生成单元1300进行的信息生成与信息发送单元1400进行的信息发送。即，进行“发布类型”的信息发送。发布周期可以是接收装置20预先指定的发布周期，也可以是通过实施例1或2的方法由发布周期计算单元1200或2400计算出的发布周期。

接收装置20的读取单元2300在任意的时刻读出存储于缓冲器2200的信息。

步骤S302：接收装置20的发布周期计算单元2400在读取单元2300读出存储于缓冲器2200的信息时，计算前次的读取时刻与本次的读取时刻之间的间隔t2。这里如果是间隔t2＜阈值T2，则返回到步骤S301，继续“发布类型”涉及的信息的接收。另一方面，如果是间隔t2≥阈值T2，则向步骤S303转移。

步骤S303：发布周期计算单元2400经由通信网络30对控制装置10的信息生成单元1300发送应该结束“发布类型”涉及的信息发送的主旨的通知。与之对应地，信息生成单元1300结束周期性的信息生成。此外，信息发送单元1400结束周期性的信息发送。

根据实施例3，接收装置20在“发布类型”涉及的信息发送过程中，当接收装置20涉及的读取间隔为时间T2以上时，换言之读取间隔稀疏时，能够判断为周期性的读取结束，转移到“请求-应答类型”。

另外，在通过实施例3的方法而转移到“请求-应答类型”的信息发送之后，能够通过实施例1或2的方法再次从“请求-应答类型”转移到“发布类型”的信息发送。

<实施例4>

作为实施例4，针对能够考虑控制装置10的状态来自动计算发布周期的控制系统1进行说明。

图10是表示实施例4有关的控制系统1的功能结构的框图。与实施例1的不同点在于：控制装置10具有状态取得单元1500。其他结构要素与实施例1一样。

使用图11的流程图，对实施例4有关的控制系统1的动作进行说明。

步骤S401：控制装置10的状态取得单元1500取得表示控制装置10的状态的信息(以下，称为状态信息)。在状态信息中，例如能够包含：CPU使用率、控制装置10中的各功能的状态(如果是数值控制装置的情况，运转模式(非运转、手动运转、自动运转等)、执行中的功能(简单的切削进给、5轴加工功能、预读程序块数等)、自动运转的程序块长等)、网络的混杂度、连接的客户数、发布中的信息数、在连接的接收装置20中是否执行控制装置10的实时控制等。由于状态信息的取得方法公知，因此这里省略详细说明。

步骤S402：控制装置10的发布周期计算单元1200根据通过步骤S401取得的状态信息来计算发布周期。发布周期计算单元1200将预先设定的发布周期的初始值、由接收装置20预先指定的发布周期、或者通过实施例1的方法由发布周期计算单元1200计算出的发布周期等作为基准发布周期，根据状态信息将基准发布周期调整得长或短。发布周期计算单元1200将调整后的发布周期发生给信息生成单元1300。此外，从发布周期计算单元1200或信息生成单元1300向信息发送单元1400通知发布周期。

作为原则，发布周期计算单元1200以避免控制装置10的负载不必要地大幅上升的方式使基准发布周期最佳化。这是因为没有对控制装置10的加工品质或加工时间造成恶劣影响。并且，接收装置20进行重视信息的实时性的实时控制等时，能够以抑制发布的迟滞即信息的生成与发送的迟滞的方式使基准发布周期最佳化。

例如，CPU使用率或网络的混杂度越高，发布周期计算单元1200越是将发布周期调整得长。此外，例如在数值控制装置的情况下，已知CPU负载因运转模式而不同(典型来说，以非运转时＜手动运转时＜自动运转时的顺序，CPU负载升高)，因此，在CPU负载高的运转模式中将发布周期调整得更长。此外，例如在数值控制装置的情况下，自动运转的程序块长度越短，越是将发布周期调整得长。并且，连接的客户数或发布中的信息数越多，越是将发布周期调整得长。

发布周期计算单元1200可以设置发布周期的最小值来进行钳制。即，可以进行限制使发布周期不比最小值短。这里最小值可以根据运转模式(非运转、手动运转、自动运转等)、执行中的功能(简单的切削进给、5轴加工功能、预读程序块数等)等来进行预先设定。

另一方面，优选发布周期计算单元1200在接收装置20执行重视信息的实时性的处理，典型来说执行实时控制等时，将发布周期调整得短。

步骤S403：信息生成单元1300例如以通过步骤S402通知的发布周期来生成信息。另外，信息生成单元1300可以根据其他任意的周期来生成信息。信息发送单元1400经由通信网络30针对接收装置20的信息接收单元2500，以通过步骤S402通知的发布周期来发送生成的信息。

步骤S404：接收装置20的信息接收单元2500接收通过步骤S403发送的信息并存储于缓冲器2200。读取单元2300在任意的时刻读出存储于缓冲器2200的信息。

根据实施例4，控制装置10可以根据控制装置10的状态，使信息的发布周期最佳化。

<实施例5>

作为实施例5，说明通过实施例1和实施例4的方法来分别计算发布周期，且采用某一较长的发布周期作为最终的发布周期的控制系统1。

图12是表示实施例5有关的控制系统1的功能结构的框图。结构要素与实施例4一样。

使用图13的流程图，对实施例5有关的控制系统1的动作进行说明。

步骤S501：通过实施例1所示的方法，由控制装置10的发布周期计算单元1200来计算发布周期。即，在以时间T以内的间隔接收到N次以上“请求-应答类型”的读取请求时，按照式子(1)来计算发布周期。

步骤S502：通过实施例4所示的方法，发布周期计算单元1200计算发布周期。即，根据状态取得单元1500取得的状态信息，调整规定的基准发布周期来计算最佳的发布周期。优选，独立且并列地执行步骤S502和步骤S501。

步骤S503：发布周期计算单元1200将通过步骤S501计算出的发布周期与通过步骤S502计算出的发布周期进行比较，将某一较长的发布周期选择为最终的发布周期。发布周期计算单元1200将选择出的发布周期发送给信息生成单元1300。此外，从发布周期计算单元1200或信息生成单元1300对信息发送单元1400通知发布周期。信息生成单元1300以通知的发布周期来生成信息。另外，信息生成单元1300可以按照任意的周期来生成信息。此外，信息发送单元1400以通知的发布周期，经由通信网络30针对接收装置20的信息接收单元2500来发送信息。

步骤S504：接收装置20的信息接收单元2500接收通过步骤S503发送的信息存储于缓冲器2200。读取单元2300在任意的定时读出存储于缓冲器2200的信息。

根据实施例5，能够以与接收装置20侧的读取请求的间隔相适应并且考虑了控制装置10的状态的最佳的发布周期来发送信息。

<实施例6>

实施例6是实施例5的变形例。图14是表示实施例6有关的控制系统1的功能结构的框图。与实施例5的不同点在于：接收装置20具有发布周期计算单元2400。其他结构要素与实施例5一样。

使用图15的流程图，对实施例16有关的控制系统1的动作进行说明。

步骤S601：通过实施例2所示的方法，接收装置20的发布周期计算单元2400计算发布周期。即，在以时间T以内的间隔发送了N次以上“请求-应答类型”的读取请求时，按照式子(1)来计算发布周期。此外，经由通信网络30对控制装置10的发布周期计算单元1200发送计算出的发布周期。

步骤S602：通过实施例4所示的方法，控制装置10的发布周期计算单元1200计算发布周期。即，根据状态取得单元1500取得的状态信息，调整规定的基准发布周期来计算最佳的发布周期。优选，独立且并列执行步骤S602和步骤S601。

步骤S603：发布周期计算单元1200将通过步骤S601计算出的发布周期、与通过步骤S602计算出的发布周期进行比较，将某一较长的发布周期选择为最终的发布周期。发布周期计算单元1200将选择出的发布周期发送给信息生成单元1300。此外，从发布周期计算单元1200或信息生成单元1300对信息发送单元1400通知发布周期。信息生成单元1300以通知的发布周期来生成信息。另外，信息生成单元1300可以根据任意的周期来生成信息。此外，信息发送单元1400以通知的发布周期，经由通信网络30针对接收装置20的信息接收单元2500发送信息。

步骤S604：接收装置20的信息接收单元2500接收通过步骤S603发送的信息并存储于缓冲器2200。读取单元2300在任意的定时读出存储于缓冲器2200的信息。

根据实施例6，能够以与接收装置20侧的读取请求的间隔相适应且考虑了控制装置10的状态的、最佳的周期来发送信息。

根据本实施方式，可以不在读取侧即接收装置20侧明确地指定发布周期，能够自动决定最佳的发布周期，进行周期性的信息发布。此外，能够根据控制装置10的状态来调整发布周期，因此能够防止高负载作用于控制装置10或网络，或施加不必要的负载，从而能够维持稳定的动作。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明并不只限定于上述的实施方式或实施例，可以通过增加适当的变更以各种方式来实施。例如，在上述实施方式中根据式子(1)计算出发布周期，但是式子(1)终归是示例，本发明并不限定于此。能够采用根据读取请求的产生间隔可以计算发布周期的其他计算式。

此外，在上述实施方式中，根据读取请求的产生间隔与连续次数来决定是否向“发布类型”的转移，但是本发明并非限定于此，可以通过其他任意的契机而向“发布类型”转移。

此外，在上述实施方式中主要示出了信息生成单元1300和信息发送单元1400双方按照从发布周期计算单元1200或2400通知的发布周期来进行信息的生成和发送的示例。但是，本发明并不限定于此，信息生成单元1300可以按照与从发布周期计算单元1200或2400通知的发布周期不同的任意周期或定时来进行信息的生成。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明并不限定于上述的实施方式的示例，可以通过增加适当的变更以其他方式来实施。

Claims (4)

1.一种控制系统，其从控制装置向接收装置发布信息，其特征在于，

所述控制系统具有：

读取信息发送单元，其针对所述控制装置发送所述信息的读取请求；

信息生成单元，其根据所述读取请求，生成所述信息；

信息发送单元，其针对所述接收装置发送生成的所述信息；以及

发布周期计算单元，其根据所述读取请求的产生间隔来计算发布周期，

所述信息发送单元根据所述发布周期计算单元计算出的所述发布周期来发送所述信息。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，

所述接收装置具有：

所述发布周期计算单元；

缓冲器，其用于接收根据所述发布周期发送的所述信息；以及

读取单元，其从所述缓冲器读出所述信息，

所述发布周期计算单元在基于所述读取单元的所述信息的读出间隔满足规定的条件时，停止根据所述发布周期的所述信息的发送。

3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，

所述控制装置具有：

所述发布周期计算单元；以及

状态取得单元，其取得所述控制装置的状态，

所述发布周期计算单元根据所述状态来计算所述发布周期。

4.根据权利要求1或3所述的控制系统，其特征在于，

所述信息生成单元将根据所述读取请求的产生间隔而计算出的所述发布周期与根据所述控制装置的所述状态计算出的所述发布周期进行比较，根据更长的所述发布周期来发送所述信息。