CN112198839B - Plc装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种PLC装置，在CNC因不能响应的定时或总线的负荷等而无法响应的情况下，优先执行优先级高的命令。PLC装置具备：特殊命令控制部，其针对对控制工业机械的控制装置进行预定的处理的特殊命令设定表示执行上述预定的处理的优先程度的优先级，并将设定了所述优先级的所述特殊命令发送给所述控制装置；命令存储判定部，其根据所述控制装置的动作状态，判定是否将所述特殊命令进行排队；以及命令存储部，其根据所述命令存储判定部的判定结果，依次存储接收到的所述特殊命令。

Description

PLC装置
技术领域
本发明涉及PLC装置。
背景技术
在机床中，通过CNC(计算机数值控制：Computerized Numerical Control)和PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)，有时根据刀具的移动量、移动速度等的数值控制进行复杂形状的加工等。在该情况下，PLC有时在序列控制中想要写入机床中的XYZ各轴的状态等数据。
在这一点，在PLC中已知经由CNC间的窗口写入各种数据的WINDW命令等特殊命令。例如参照非专利文献1。
图1是表示对梯形图程序中的2个WINDW(A)、WINDW(B)进行编码后的网络号的一例的图。另外，WINDW(A)和WINDW(B)表示用于写入刀具偏移量、工件原点偏移量等相互不同的数据的命令。
在图1中，例如在对优先级低的WINDW(A)编码后的网络号中，作为1比特的值的地址R0000.0的触点是A触点。在地址R0000.0的触点为“1”时，执行所述网络号的梯级(rung)。“ACT”表示地址R0000.0的触点是功能命令的启动条件。
具有“SUB52”的功能命令的编号的要素表示是WINDW的特殊命令。WINDW的“R0500”表示存储数据的存储区域的起始地址。
作为1比特的值的地址R10000.0的要素也被称为写入线圈，在功能命令完成的情况下成为值“1”。
另外，对于将优先级高的WINDW(B)编码后的网络号也是同样的。
在图1的梯形图程序中，在优先级低的WINDW(A)的处理完成之后，执行优先级高的WINDW(B)的处理。
即，如图2A所示，PLC在CNC为通常状态的情况下，在期望的定时将WINDW(A)和WINDW(B)的特殊命令分别依次经由接口发送到CNC，对CNC写入刀具偏移量等数据。另外，在图2A、图2B中横轴表示时间。
然而，对PLC与CNC的通信进行中继的接口大多在嵌入式OS(Operating System：操作系统)环境中，有时对相同命令的多个执行进行排他。另外，PLC根据各种加工状况而存在想要优先执行基于WINDW的控制的定时，但一旦执行特殊命令，则执行权被占用，直到结束为止。
如图2B所示，PLC在轴更换等CNC不能响应的定时或由于总线的负荷等而无法响应的情况下，有时不太重要的优先级低的WINDW(A)中的执行时间较长，原本优先执行的优先级高的WINDW(B)无法执行。
即，PLC将优先级低的WINDW(A)发送到CNC，当接口在时刻ta从CNC接收到表示无法响应的通知的情况下，无法执行WINDW(A)，直到CNC变为能够响应的时刻tb之后的时刻tc为止。在这种情况下，在更后面的时刻执行原本优先执行的优先级高的WINDW(B)。
因此，在CNC因不能响应的定时或总线的负荷等而无法响应的情况下，期望优先执行优先级高的命令。
非专利文献1：“WINDRとWINDWでCNC情報を読むとき”(https：//www.pmcladder.info/pmc/19)
发明内容
本公开的PLC装置的一个方式具备：特殊命令控制部，其针对对控制工业机械的控制装置进行预定的处理的特殊命令设定表示执行所述预定的处理的优先程度的优先级，将设定了所述优先级的所述特殊命令发送到所述控制装置；命令存储判定部，其根据所述控制装置的动作状态，判断是否将所述特殊命令进行排队；以及命令存储部，其基于所述命令存储判定部的判定结果，依次存储接收到的所述特殊命令。
根据一个方式，在CNC因不能响应的定时或总线的负荷等而无法响应的情况下，能够优先执行优先级高的命令。
附图说明
图1是表示对梯形图程序中的2个WINDW进行编码后的网络号的一例的图。
图2A是表示对CNC为通常状态下的PLC与CNC的通信进行说明的一例的图。
图2B是表示对CNC因不能响应的定时或总线的负荷等而无法响应的情况下的PLC与CNC的通信进行说明的一例的图。
图3是表示一个实施方式的数值控制系统的结构的一例的图。
图4是表示WINDW的控制数据所包含的数据的一例的图。
图5是表示对CNC因不能响应的定时或总线的负荷等而无法响应的情况下的数值控制系统的通信处理进行说明的一例的图。
符号说明
10PLC、103特殊命令控制部、20接口、203命令存储判定部、204命令存储部、205代理执行部、30CNC。
具体实施方式
<一个实施方式>
首先，说明本实施方式的概要。在本实施方式中，PLC向接口发送设定了使CNC执行的优先级的特殊命令(WINDW)。
接口在CNC因不能响应的定时或总线的负荷等而无法响应的情况下(例如“忙碌状态”)，将接收到的特殊命令进行排队。在CNC能够响应的情况下，接口将排队的WINDW中优先级较高的WINDW依次通知给CNC并使其执行。
由此，根据本实施方式，能够解决上述的“即使在CNC因不能响应的定时或总线的负荷等而无法响应的情况下，也能够优先执行优先级高的命令”这样的课题。
以上是本实施方式的概略。
接着，使用附图对本实施方式的结构进行详细说明。
图3是表示本实施方式的数值控制系统的结构的一例的图。如图3所示，数值控制系统具有PLC10、接口20以及CNC30。另外，接口20也可以组装于PLC10或CNC30。
PLC10、接口20以及CNC30也可以经由总线相互连接。另外，PLC10、接口20以及CNC30也可以经由有线或无线，或者经由LAN(Local Area Network：局域网)、因特网等未图示的网络相互连接。
<PLC10>
PLC10是执行梯形图程序等序列控制程序，按照梯形图程序进行各种控制、运算处理、信号的输入输出处理等的本领域技术人员公知的PLC装置。
如图3所示，PLC10具备通信部101、梯形图控制部102以及特殊命令控制部103。
通信部101控制与接口20之间的通信。
梯形图控制部102解释梯形图程序，并按照解释控制例如输入输出信号。
特殊命令控制部103例如基于来自梯形图控制部102的指示，针对作为预定处理对后述的CNC30执行各种数据的写入处理的WINDW的特殊命令，将表示执行所述特殊命令的优先程度的优先级设定为自变量。特殊命令控制部103将设定了优先级的特殊命令发送给接口20。
另外，优先级被预先设定为随着成为小数值而优先级升高，随着成为大数值而优先级降低。但是，优先级也可以设定为随着成为大数值而优先级升高，随着成为小数值而优先级降低。
另外，优先级也可以在梯形图程序整体中唯一。
图4是表示在WINDW的控制数据中包括的数据的一例的图。
如图4所示，WINDW的控制数据包括“功能代码”、“完成代码”、“数据长度(数据区域的字节长度)”、“数据编号”、“数据属性”以及“数据区域”。
在“功能代码”中设定与要写入后述的CNC30的数据的种类对应的代码。数据的种类包括CNC信息、轴信息、刀具寿命管理功能以及刀具管理功能。
在此，CNC信息包括刀具偏移量、工件原点偏移量、自定义宏变量等的写入。另外，在轴信息中包含向数字伺服进行的扭矩限制数据、相对坐标的预设、三维误差校正数据等的写入。另外，在刀具寿命管理功能中包括刀具寿命管理功能数据的刀具寿命、刀具寿命计数器、刀具编号等的写入、刀具寿命管理功能数据的刀具组的登记等。另外，在刀具管理功能中包括刀具库管理表的刀具管理数据编号的更换、刀具管理数据的新登记、刀具管理数据的写入、刀具管理数据的删除等。
例如，在CNC信息的“刀具偏移量”的写入中预先设定有功能代码“14”，在“工件原点偏移量”的写入中预先设定有功能代码“16”。
在“完成代码”中设定表示正常结束的“0”、表示错误(功能代码的错误)的“1”、表示错误(数据块长度的错误)的“2”等。
在“数据长度(数据区域的字节长度)”中，例如也可以设定写入后述的CNC30的数据的数据长度。
在“数据属性”中，例如设定轴编号。例如，在“数据属性”中设定了“0”的情况下，表示未指定轴。另外，在“数据属性”中设定了“1”至“n”中的任一值k的情况下，表示第k个轴被指定(n表示1以上的整数，k表示1至n的整数)。另外，在“数据属性”中设定了“-1”的情况下，表示指定了全部轴。
在“数据区域”中例如存储有写入后述的CNC30的数据。
<接口20>
例如，接口20是PCIe(外围部件互连：注册商标)等本领域技术人员公知的接口。接口20对PLC10与CNC30之间的通信进行中继。
如图3所示，接口20具备通信部201、能否通信判断部202、命令存储判定部203、命令存储部204以及代理执行部205。
通信部201控制与PLC10之间的通信以及与CNC30之间的通信。
能否通信判断部202例如基于后述的CNC30的能否响应判定部302的表示CNC30因不能响应的定时或总线的负荷等而无法响应的通知，来判断是否能够与CNC30进行通信。能否通信判断部202将判定结果输出到命令存储判定部203以及代理执行部205。
命令存储判定部203基于能否通信判断部202的判定结果，判定是否将从PLC10接收到的WINDW的命令进行排队。
更具体而言，由于CNC30因不能响应的定时或总线的负荷等而无法响应，因此通过能否通信判断部202判定为不能与CNC30进行通信的情况下，命令存储判定部203判定为将从PLC10接收到的WINDW的命令进行排队。在该情况下，命令存储判定部203将接收到的WINDW的命令存储于后述的命令存储部204。
命令存储部204例如是RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等，依次存储从命令存储判定部203接收到的WINDW的命令。
代理执行部205例如在由能否通信判断部202判定为CNC30能够执行命令以及响应的情况下，从命令存储部204所存储的WINDW中优先级高的WINDW的指令起，依次通知给CNC30并使其执行。
<CNC30>
CNC30是本领域技术人员公知的数值控制装置，控制未图示的机床的动作。另外，在本实施方式中，未图示的机床能够广泛应用于全体工业机械。工业机械例如包括机床、工业用机器人、服务用机器人、锻压机械以及注射成形机等各种机械。另外，在未图示的机床为机器人的情况下，CNC30包括机器人控制装置等。
如图3所示，CNC30具备通信部301以及能否响应判定部302。
为了实现图3的功能块的动作，CNC30具备CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)等未图示的运算处理装置。另外，CNC30具备存储了各种控制用程序的ROM(ReadOnly Memory：只读存储器)、HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)等未图示的辅助存储装置、用于存储运算处理装置执行程序时临时所需的数据的RAM等未图示的主存储装置。
然后，在CNC30中，运算处理装置从辅助存储装置读入OS、应用软件，使读入的OS、应用软件在主存储装置中展开，同时进行基于这些OS、应用软件的运算处理。基于该运算结果，CNC30控制各硬件。由此实现基于图3的功能块的处理。即，CNC30能够通过硬件与软件协作来实现。
通信部301例如根据CNC 30因不能响应的定时或总线的负荷等而无法响应的情况，控制与接口20之间的通信。
能否响应判定部302通过轴更换等重大处理来判定CNC 30是否因不能响应的定时或总线的负荷等而无法响应。能否响应判定部302在判定为CNC因不能响应的定时或总线的负荷等而无法响应，并从接口20接收到WINDW的指令的情况下，向接口20发送表示CNC无法响应的通知。
<数值控制系统的忙碌状态下的通信处理>
接着，对CNC30因不能响应的定时或总线的负荷等而无法响应的情况下的本实施方式的数值控制系统的通信处理所涉及的动作进行说明。
图5是表示对CNC30因不能响应的定时或总线的负荷等而无法响应的情况下的数值控制系统的通信处理进行说明的一例的图。图5的上段表示PLC10、接口20和CNC30之间的通信的时间序列。图5的下段表示时刻t4、t6、t8、t10、t13、t16的接口20的命令存储部204的状态。
在时刻t1，PLC10的特殊命令控制部103向接口20发送设定了优先级“5”的WINDW(以下，也称为“WINDW(5)”)。
在时刻t2，接口20的能否通信判断部202未从CNC30的能否响应判定部302接受表示CNC 30因不能响应的定时或总线的负荷等而无法响应的通知，因此判断为能够与CNC30进行通信。然后，通信部201将从PLC10接收到的WINDW(5)的指令通知给CNC 20。
在时刻t3，CNC30的能否响应判定部302针对从接口20通知的指令，向接口20发送表示CNC 30因不能响应的定时或总线的负荷等而无法响应的通知。
接口20的能否通信判断部202接收到表示CNC30因不能响应的定时或总线的负荷等而无法响应的通知，因此判断为不能与CNC30进行通信。
在时刻t4，接口20的命令存储判定部203根据能否通信判断部202的判断结果，判定为将WINDW(5)排队，将WINDW(5)存储于命令存储部204。
在时刻t5，PLC10的特殊命令控制部103向接口20发送设定了优先级“10”的WINDW(以下，也称为“WINDW(10)”)。
在时刻t6，接口20的能否通信判断部202没有从CNC30的能否响应判定部302接受表示CNC30能够响应的通知，因此判断为不能与CNC30进行通信。命令存储确定部203基于能否通信判断部202的判断结果，判定为将WINDW(10)进行排队，并且将WINDW(10)存储在命令存储部204中。
在时刻t7，PLC10的特殊命令控制部103向接口20发送设定了优先级“1”的WINDW(以下，也称为“WINDW(1)”)。
在时刻t8，接口20的能否通信判断部202没有从CNC30的能否响应判定部302接受表示CNC30变为能够响应的通知，因此判断为不能与CNC30进行通信。命令存储确定部203基于能否通信判断部202的判断结果，判定为将WINDW(1)进行排队，并且将WINDW(1)存储在命令存储部204中。
在时刻t9，CNC30的能否响应判定部302在CNC30变为能够响应的情况下，向接口20发送表示CNC30能够响应的通知。
接口20的能否通信判断部202接收到表示CNC30能够响应的通知，由此判断为能够与CNC30进行通信。
在时刻t10，接口20的代理执行部205读出在命令存储部204中存储的WINDW中优先级最高的WINDW(1)，将基于WINDW(1)的指令通知给CNC30。
然后，CNC30执行从接口20通知的WINDW(1)的指令。
在时刻t11，CNC30的通信部301向接口20发送表示WINDW(1)的指令的执行已完成的通知。
在时刻t12，接口20的通信部201向PLC10发送表示WINDW(1)的执行已完成的通知。
在时刻t13，接口20的代理执行部205读出在命令存储部204中存储的WINDW中优先级最高的WINDW(5)，将基于WINDW(5)的指令通知给CNC30。
然后，CNC30执行从接口20通知的WINDW(5)的指令。
在时刻t14，CNC30的通信部301向接口20发送表示WINDW(5)的指令的执行已完成的通知。
在时刻t15，接口20的通信部201向PLC10发送表示WINDW(5)的执行已完成的通知。
在时刻t16，接口20的代理执行部205读出在命令存储部204中存储的WINDW中优先级最高的WINDW(10)，将基于WINDW(1)的指令通知给CNC30。
然后，CNC30执行从接口20通知的WINDW(10)的指令。
在时刻t17，CNC30的通信部301向接口20发送表示WINDW(10)的指令的执行已完成的通知。
在时刻t18，接口20的通信部201向PLC10发送表示WINDW(10)的执行已完成的通知。
根据以上内容，一实施方式的PLC10将设定了执行处理的优先级的WINDW的特殊命令发送给接口20。在CNC 30因不能响应的定时或总线的负荷等而无法响应的情况下，接口20将从PLC10接收到的WINDW排队。在CNC30变为能够响应的情况下，接口20从排队的WINDW中优先级高的WINDW起依次使CNC 30执行。由此，PLC10能够在检测到CNC30因不能响应的定时或总线的负荷等而无法响应的阶段，优先执行优先级高的命令。
另外，PLC10能够构筑考虑了CNC30侧的状况或周边设备的重要性的、更容易控制的程序。
以上，对一个实施方式进行了说明，但PLC10并不限定于上述的实施方式，包括能够实现目的的范围内的变形、改良等。
<变形例1>
在上述的实施方式中，接口20设为与PLC10及CNC30独立的装置，但也可以组装于PLC10或CNC30。
另外，PLC10和CNC30也可以不经由接口20而直接进行通信。该情况下，PLC10可以至少具有命令存储判定部203以及命令存储部204。
此外，一个实施方式的PLC10、接口20以及CNC30所包含的各功能能够通过硬件、软件或者它们的组合来分别实现。在此，由软件实现意味着由计算机读取并执行程序来实现。
程序能够使用各种类型的非瞬态计算机可读介质(Non-transitory computerreadable medium)来保存，并提供给计算机。非瞬态计算机可读介质包括各种类型的有形记录介质。非瞬态计算机可读介质的例子包括磁记录介质(例如软盘、磁带、硬盘驱动器)、光磁记录介质(例如光磁盘)、CD-ROM(Read Only Memory：只读存储器)、CD-R、CD-R/W、半导体存储器(例如掩模ROM、PROM(Programmable ROM)，EPROM(Erasable PROM)、闪速ROM、RAM)。另外，程序也可以通过各种类型的瞬态计算机可读介质(Transitory computerreadable medium)提供给计算机。瞬态计算机可读介质的例子包括电信号、光信号以及电磁波。瞬态计算机可读介质可以通过电线以及光纤等有线通信路径或者无线通信路径将程序提供至计算机。
此外，在本说明书中，按照描述在记录介质中记录的程序的步骤的顺序以时间顺序进行的处理，当然也不必以时间顺序处理，也包括并行执行或单独执行的处理。
换言之，本公开的PLC装置能够采取具有如下结构的各种各样的实施方式。
(1)本公开的PLC装置(PLC10)具备：针对对控制工业机械的控制装置(CNC30)进行预定的处理的特殊命令(WINDW)，设定表示执行预定的处理的优先程度的优先级，并向控制装置发送设定了优先级的特殊命令的特殊命令控制部103；根据控制装置的动作状态来判断是否将特殊命令进行排队的命令存储判定部203；根据命令存储判定部203的判断结果，依次存储接收到的特殊命令的命令存储部204。
根据该PLC装置，即使在CNC30因不能响应的定时或总线的负荷等而无法响应的情况下，也能够优先执行优先级高的命令。
(2)经由接口20进行与控制装置的通信，接口20也可以具备：命令存储判定部203、命令存储部204和代理执行部205，该代理执行部205在控制装置变为能够响应的情况下，从命令存储部204中存储的特殊命令中优先级最高的特殊命令起，依次使控制装置执行。
由此，能够在PLC10与接口20之间、以及接口20与CNC30之间进行高效的通信。
(3)优先级也可以针对每个特殊命令是唯一的。
由此，能够将与优先级相应的一个WINDW的指令通知给CNC30。

Claims (3)

1.一种PLC装置，其特征在于，具备：
梯形图控制部，其解释梯形图程序，按照所述解释控制输入输出信号；
特殊命令控制部，其基于所述梯形图控制部的指示，针对对控制工业机械的控制装置进行预定的处理的特殊命令设定表示执行所述预定的处理的优先程度的优先级，将设定了所述优先级的所述特殊命令发送到所述控制装置；
命令存储判定部，其根据表示由于所述控制装置不能响应而不能与所述控制装置进行通信的所述控制装置的动作状态，判断是否将所述特殊命令进行排队；以及
命令存储部，其基于所述命令存储判定部的判定结果，依次存储接收到的所述特殊命令。
2.根据权利要求1所述的PLC装置，其特征在于，
经由接口进行与上述控制装置的通信，
所述接口具备：
所述命令存储判定部；
所述命令存储部；以及
代理执行部，其在所述控制装置变为能够响应的情况下，使所述控制装置从所述命令存储部所存储的所述特殊命令中的所述优先级最高的特殊命令起，依次执行所述特殊命令。
3.根据权利要求1或2所述的PLC装置，其特征在于，
所述优先级针对每个所述特殊命令是唯一的。
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