JP2000090057A

JP2000090057A - グループオブジェクト及び制御システム

Info

Publication number: JP2000090057A
Application number: JP10257707A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Naganuma; 武史長沼
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1998-09-11
Filing date: 1998-09-11
Publication date: 2000-03-31
Also published as: US6470223B1; EP0986006A3; EP0986006A2

Abstract

(57)【要約】【課題】保守・管理が容易でネットワークの変更が簡
単にできる協調動作する制御システムを提供すること【解決手段】ネットワークに接続された複数のデバイ
ス１０を協調制御する協調制御システムであり、同一の
協調制御する複数のデバイスをグループ化するととも
に、そのグループを構成する各デバイスを管理するグル
ープオブジェクト２０を設ける。複数のデバイスは、グ
ループオブジェクトとの間で送受信を行い、前記グルー
プオブジェクトからの命令にしたがって動作することに
より協調制御する。従って、各デバイスはグループを構
成する他のデバイスの情報を知らなくても協調動作でき
るので、他のデバイスのが追加されたり削除されてもそ
れに基づいて残りのデバイスのシステムを変更する必要
はないため、保守管理が容易となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、グループオブジェ
クト及び制御システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ネットワークにＰＬＣ等の複数のデバイ
ス（制御デバイス）を接続し、それぞれが連携をとりな
がら協調動作をし、所望の処理を実行していくことが多
々ある。

【０００３】一例を示すと、図１（ａ）に示すように、
複数のデバイス１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄが、分散オブジ
ェクト指向技術を用いて構築されたネットワークにより
相互に接続されている。それら第１〜第４デバイス１ａ
〜１ｄには、プログラム間のインターフェース仕様であ
るオブジェクトリクエストブローカ（ＯＲＢ）２と、他
のデバイスとメッセージの送受信を行ったり、実装され
たデバイスが所定の動作をするための動作命令（制御命
令）を発したりする制御オブジェクト３が組み込まれて
いる。

【０００４】そして、複数のデバイス１ａ〜１ｄにて、
同期制御・排他制御・シーケンシャル制御などの協調動
作を行う場合には、協調制御の対象のデバイスの実アド
レスを指定し、双方に協調制御用の通信プログラムをイ
ンストールする。つまり、例えば４つのデバイス１ａ〜
１ｄが協調動作をする場合に、第１デバイス１ａを基準
に見ると、第１デバイス１ａの制御オブジェクト３は、
第２，第３，第４デバイス１ｂ，１ｃ，１ｄの制御オブ
ジェクト３との間でそれぞれ双方向通信するようにセッ
トすることになる。

【０００５】これにより、第１デバイス１ａの制御オブ
ジェクト３は、第２〜第４デバイス１ｂ〜１ｄの制御オ
ブジェクト３と直接通信しあうことにより、相手の状態
を把握することができ、各種の協調動作をすることがで
きるようになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、各種の
要因により、一旦ネットワークを組んだ後、ネットワー
クの構成を変更することが多々ある。すなわち、デバイ
スを削除したり、新たに追加したりすることなどがあ
る。この場合に、以下に示す問題が生じる。

【０００７】一例として、同図（ｂ）に示すように、第
４デバイス１ｄをネットワークから外し、第１〜第３デ
バイス１ａ〜１ｃによって協調動作をするように変更す
ることを考える。まず、第１デバイス１ａは、第４デバ
イス１ｄとの間で双方通信可能な協調制御用の通信プロ
グラムをインストールし、その第１デバイス１ａの制御
オブジェクト３は、第４デバイス１ｄ側から情報を受
け、それに基づいて各種の制御をするようになってい
る。

【０００８】従って、第４デバイス１ｄの消去にともな
い、第１デバイス１ａの制御オブジェクト３では、第４
デバイスに関連する通信プログラムその他の制御プログ
ラムを変更しなければならない。そして、この処理を関
連するすべてのデバイス（図示の場合には第２，第３デ
バイス）についても同様に行わなければならない。ま
た、新たにデバイスを追加する場合も同様である。この
ように、協調動作に関連するデバイス（制御オブジェク
ト）に対してプログラムの変更をしなければならないの
で、保守／管理に多大なコストを要するという問題を有
している。

【０００９】そして、図示の例では４つのデバイスが互
いに協調動作をする例を示しているが、実際にはさらに
数多くのデバイスが協調動作をすることもあるので、数
が増えるにつれて上記問題は顕著となる。

【００１０】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、上記した問題を解決
し、保守・管理が容易で、ネットワークの変更が簡単に
でき、また、ネットワークが大型化してもリアルタイム
な協調制御ができるグループオブジェクト及び制御シス
テムを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明に係る制御システムでは、ネットワークに
接続された複数のデバイスを協調制御する協調制御シス
テムであって、同一の協調制御させ複数のデバイスをグ
ループ化するとともに、そのグループを構成する各デバ
イスを管理するグループオブジェクトを設け、前記複数
のデバイスは、前記グループオブジェクトとの間で送受
信を行い、前記グループオブジェクトからの命令にした
がって動作するように構成した（請求項４）。

【００１２】同一の協調制御を実行するデバイスをグル
ープオブジェクト（一種の管理装置として機能する）に
接続する。つまり、グループオブジェクトは、たとえネ
ットワークに多数のデバイスが接続されている場合であ
っても、同一の協調制御をするデバイスのみ管理すれば
よいので、負荷がさほど大きくならず、リアルタイムで
迅速な処理が可能となる。

【００１３】また、デバイスにとっても管理装置として
のグループオブジェクトに対し所定の要求等を発行し、
そのグループオブジェクトからの命令にしたがって動作
するので、同一のグループに属する他のデバイスの状態
は直接知らなくても協調制御ができる。これにより、ネ
ットワーク構築後に新たに協調制御するグループを構成
するデバイスの変更がある場合でも、既存のデバイスに
組み込んだ通信プログラム等は変更不要である。よっ
て、システム変更に迅速かつ簡単に対応できる。

【００１４】また、上記協調制御を行うためのグループ
オブジェクト（管理装置）の具体的な構成としては、例
えば、ネットワークに接続された複数のデバイスを制御
するグループオブジェクトであって、前記複数のデバイ
スの中で同期制御するデバイスに対して送受信を行う機
能と、前記デバイスから送られてくるイベント要求（実
施の形態では、「イベント待ち要求」）を記憶するイベ
ントリスト記憶部と、前記イベントリスト記憶部に格納
された前記イベント要求の中で、処理させようとするイ
ベントと同一のイベントを要求しているデバイス（実施
の形態では、イベントフラグに登録されたイベントパタ
ーンと一致するイベントパターンをイベント待ち要求し
たデバイス）に対してイベント許可のメッセージを発行
する手段を備えて構成することができる（請求項１）。

【００１５】グループオブジェクトは、現在動作させよ
うとするイベント情報をイベントフラグとして保持す
る。従って、デバイスがあるイベント動作をしたいとい
う場合には、イベント要求がグループオブジェクトに対
して送られてくるので、それをイベントリスト記憶部に
格納しておく。そして、例えば新たなイベントフラグの
登録／更新がされると、イベントリストの中からそのイ
ベントフラグと一致するイベント要求を送ってきたデバ
イスを検出し、そのデバイスに対してイベント許可のメ
ッセージを発行する。これを受けた各デバイスはそのイ
ベントを実行するので、同一のイベントが一斉に処理さ
れることになり同期制御が行われる。

【００１６】また、ネットワークに接続された複数のデ
バイスを制御するグループオブジェクトであって、前記
複数のデバイスの中で排他制御するデバイスに対して送
受信を行う機能と、現在の動作可能なデバイス数を記憶
する記憶部（実施の形態では、「セマフォカウン
タ」）、前記デバイスから送られてくる動作許可要求
（実施の形態では、「セマフォ取得要求」）を受け付け
た際に、前記記憶部に記憶されたデバイス数から許可す
るか否かの応答メッセージを発行する手段と、前記記憶
部の記憶内容を更新する更新手段とを備えて構成しても
よい（請求項２）。

【００１７】記憶部にはその時の動作可能なデバイス数
が記憶されている。従って、デバイスはある動作をした
いという場合には、動作許可要求がグループオブジェク
トに対して送られてくるので、グループオブジェクト
は、その記憶部に格納されたデバイス数からその要求の
あったデバイスが現在動作可能か否かを判断し、可能な
場合は許可の応答メッセージを発行する。また、設定さ
れた最大の動作可能数だけすでにデバイスが稼動してい
る場合には、記憶部をみることによりグループオブジェ
クトはそれ以上動作するデバイスを増やすことができな
いので、動作不許可の応答メッセージを発行する。これ
により、排他制御が行える。なお、請求項２における
「動作許可要求を受け付けた際」とは、受け付けた時点
に判断する場合はもちろんのこと、実施の形態で示した
ように、受け付けた後一定時間（セマフォ待ち時間）の
間に判断する場合も含む。つまり、動作許可要求を受け
付けた行為に基づいて許可／不許可を決定するすべてを
含む。

【００１８】さらには、ネットワークに接続された複数
のデバイスを制御するグループオブジェクトであって、
前記複数のデバイスの中でシーケンシャル制御するデバ
イスに対して送受信を行う機能と、シーケンシャル処理
する順番を記憶したシーケンシャルリスト記憶部と、シ
ーケンシャル制御の起動要求を受け付けた際に前記シー
ケンシャルリスト記憶部に記憶されたリストに基づいて
前記各デバイスに対して処理実行要求を発行する手段を
備えて構成してもよい（請求項３）。

【００１９】グループオブジェクトは、シーケンシャル
リストに基づいてどの順番でデバイスを動作していけば
よいかがわかるので、起動要求を受け付けると、そのリ
ストに基づいて一番先に動作しなければならないデバイ
スに対して処理実行要求を発行する。そして、そのデバ
イスの処理実行終了後に次のデバイスに対して処理実行
要求を発行する。このようにしてリストに記載された順
番で、各デバイスに対して処理実行要求を出力するの
で、シーケンシャル制御ができる。なお、次の処理実行
要求を発行するタイミングは、実施の形態では、デバイ
スが発行する処理実行終了要求の受け付けを待って行う
ようにしたが、本発明はこれに限ることはなく、例えば
あらかじめ各デバイスの動作時間がわかっている場合、
処理実行要求を発行してから次の処理実行要求を発行す
るまでの待ち時間に関する情報も保有しておき、その保
有時間経過後に次の処理実行要求を発行するほか各種の
制御が可能である。

【００２０】

【発明の実施の形態】図２は、本発明が適用される複数
のデバイスによりネットワークが構築されている例を示
している。同図に示すように、複数のデバイス１０ａ，
１０ｂ，…が有線／無線の通信回線１１を介して接続さ
れネットワークを構築している。図示の例では１２個の
デバイスを接続しているが、この数は限定されない。そ
して、図では３つの通信回線１１を平行に記載している
が、この例では３本の通信回線１１は図外で接続され、
１つのネットワークを構築している。

【００２１】そして、各デバイス１０（特に個々のデバ
イスを区別する必要がなく、各デバイスで共通の説明を
する場合には、その符号を「１０」で代表する）には、
オブジェクトリクエストブローカ（ＯＲＢ）１２及び制
御プロジェクト１３を内蔵している。そして、制御オブ
ジェクト１３により通信回線１１に接続され、情報の送
受を行うようになっている。

【００２２】また、各デバイス１０のうち、第１〜第４
デバイス１０ａ〜１０ｄは、その４つのデバイスでもっ
て協調動作（制御）のうち同期制御を実行し、第５〜第
８デバイス１０ｅ〜１０ｈは、その４つのデバイスでも
って協調動作（制御）のうち排他制御を実行し、第９〜
第１２デバイス１０ｉ〜１０ｌは、その４つのデバイス
でもって協調動作（制御）のうちシーケンシャル制御を
実行するようになっているものとする。もちろん、実際
のネットワークにおいては、このように３つの制御がす
べて混在するとは限らず、その中の１または２の制御が
存在する場合もあれば、同一種類の制御が複数組存在す
る場合もある。

【００２３】上記構成において、本発明では、協調制御
の種類に応じてグループ化する。このグループは、他の
グループと独立して制御オブジェクト１３間の協調動作
が実現されるので、グループ単位で各種の管理を行うよ
うにした。すなわち、図３に示すように、協調制御を実
現するための基本機能を備えたグループオブジェクト２
０を設け、各デバイス１０内の制御オブジェクト１３
は、グループオブジェクト２０との間でデータの送受を
行い、そのグループオブジェクト２０からの指示にした
がって動作するようにしている。

【００２４】これにより、協調制御を行う各デバイス１
０は、グループオブジェクト２０との間でのみ協調制御
用の通信プログラムをインストールすれば足りる。よっ
て、一旦ネットワークを構築後に、新たなデバイスが通
過されたり、削除されたりしても、制御オブジェクトに
は影響が与えられないので、システム変更に対する対応
が容易に行える。

【００２５】さらに、上記したグループオブジェクト２
０は、実際のシステムではネットワーク内のいずれかの
デバイス上に組み込まれるので、例えばクライアントサ
ーバーのように、複数のクライアントを一括管理するた
めのサーバーマシンのように管理用の装置として別途独
立した装置は不要となる。

【００２６】そして、デバイス１０の具体的な内部構造
としては、図４に示すようになる。この例では、グルー
プオブジェクト２０が組み込まれたデバイス１０の例を
示しているが、グループオブジェクト２０が存在しない
通常のデバイス１０は、図示の状態からグループオブジ
ェクト２０を取り除いたものとなる。

【００２７】同図に示すように、デバイス本来の機能と
しては、制御オブジェクト１３が、オブジェクトリクエ
ストブローカ１２から受信したメッセージにしたがっ
て、デバイスドライバ１４に対してメッセージ（制御命
令）を送る。そして、デバイスドライバ１４は、制御オ
ブジェクト１３に対するインターフェースを持ってお
り、制御オブジェクト１３から送られたメッセージ（制
御命令）を受信し、その受信したメッセージに応じて実
デバイス１５を制御する（動作させる）。そして、この
実デバイス１５が実際の稼動部である。

【００２８】また、オブジェクトリクエストブローカ１
２は、指定されたオブジェクトＩＤ（ｏｉｄ）を持つオ
ブジェクトをシステム内から探し出し、そのオブジェク
トに対してメッセージを送信したり、受信したメッセー
ジを、自システム内の対応するｏｉｄを持つオブジェク
トへ伝達する機能も持つ。そして、上記した各処理部１
２〜１５の基本的な動作・機能については、従来と同様
であるのでその詳細な説明を省略する。

【００２９】次に、本発明の要部となる制御オブジェク
ト１３とグループオブジェクト２０の機能及び両オブジ
ェクト１３，２０間でのデータの送受について詳述す
る。以下の説明では、各協調制御の種類に分けて説明す
る。

【００３０】＊同期制御同期制御は、各デバイスが同時に（同期して）動作する
という協調動作をさせるもので、図５に示すようなシス
テム構成となる。すなわち、まず、第１〜第４デバイス
１０ａ〜１０ｄとグループオブジェクト２１との間で通
信回線１１を介してメッセージの送受が行われる。

【００３１】グループオブジェクト２１は、現在実行中
のイベントフラグを格納するイベントフラグ格納部２１
ａと、グループを構成する各デバイス１０ａ〜１０ｄよ
り送られてきたイベント待ち要求（イベントパターンと
自己のオブジェクトＩＤ）を登録するイベントリスト記
憶部２１ｂを有している。

【００３２】概略の処理機能を説明すると、各制御オブ
ジェクト１３は、イベント待ち要求を発行してグループ
オブジェクト２１に登録（イベントリストに格納）して
おき、グループオブジェクト２１は、イベントフラグ記
憶部２１ａに格納された現在のイベントフラグと、イベ
ントリスト中のイベントパターンとが一致したものを探
し、その一致したｏｉｄを持つ制御オブジェクトに対し
てイベント発生メッセージを発行する。そして、そのイ
ベント発生メッセージを受けた制御オブジェクト１３
が、デバイスの動作を開始させる。

【００３３】これにより、同期制御する各デバイス１０
ａ〜１０ｄの制御オブジェクト１３から発せられるイベ
ント待ち要求におけるイベントパターンを同一にしてお
けば、イベントフラグが登録したイベントパターンと同
一になると、いっせいに各デバイス（制御オブジェクト
１３）１０ａ〜１０ｄに対してイベント発生メッセージ
が発せられるので、それを受けた各デバイスが同期して
一斉に動作を開始する。これにより、同期制御が可能と
なる。

【００３４】そして、上記の概略の処理機能を実現する
とともに、さらに安定して動作させるための各オブジェ
クトの機能は以下のようになる。すなわち、同期制御を
行うグループオブジェクト２１と各デバイス１０ａ〜１
０ｄ内の制御オブジェクト１３との間では、図５中丸数
字で示す順番でメッセージの送受を行い処理を実行す
る。そして、この同期制御を実行するための制御オブジ
ェクト１３の機能は、図６に示すようなフローチャート
を実施するようになっており、また、グループオブジェ
クト２１の機能は、図７〜図９に示すフローチャートを
実施するようになっている。

【００３５】制御オブジェクト１３の機能は、図６に示
すように、まず、グループオブジェクト２１に対してイ
ベント待ち要求を発行する（ＳＴ１）。このイベント待
ち要求は、上記したように、イベントパターン（ｗｅｆ
ｐ）と自己のオブジェクトＩＤ（ｏｉｄ）である。図５
に示した例では、イベントパターンは、８ビットで構成
され、具体的には「０００００００１」となっている。
さらに、第１〜第４デバイス１０ａ〜１０ｄの各制御オ
ブジェクト１３のオブジェクトＩＤは、それぞれ順にＣ
Ｄ１，ＣＤ２，ＣＤ３，ＣＤ４となっている。

【００３６】このようにイベント待ち要求を発行したな
らば、実行を一時停止し、グループオブジェクト２１か
ら発行されるイベント発生メッセージの待ち受け状態と
なる（ＳＴ２，ＳＴ３）。そして、イベント発生メッセ
ージが発行されならば、ステップ４に進み、グループオ
ブジェクト２１に対してイベント受信メッセージを発行
し（ＳＴ４）、その後実行再開、つまり、要求したイベ
ントを実行し、実デバイス１５を稼動させる。

【００３７】なお、この処理フローには記載しないが、
制御オブジェクト１３は、グループオブジェクト２１に
対し、イベント登録要求を発行する機能も持っている。
このイベント登録要求は、登録イベントパターン（ｎｅ
ｆｐ）を送信するもので、この登録イベントパターンと
同一のイベントパターンを登録した制御オブジェクトに
対し動作開始命令を発生することになる。つまり、この
登録イベントパターンの登録を待って、同期して各デバ
イスが動作開始することになる。

【００３８】一方、グループオブジェクト２１の処理機
能は、制御オブジェクト１３からイベント待ち要求を受
け付けた場合（図７に示す）と、イベント登録要求があ
った場合（図８，図９に示す）の２つの処理がある。

【００３９】まず、前者の機能の説明をすると、図７に
示すように、管理下にある各制御オブジェクト１３から
送られてきたイベント待ち要求（ｗｅｆｐ，ｏｉｄ）を
受け付ける（ＳＴ１１）。そして、受け取ったイベント
待ち要求の構成要素の１つであるイベントパターンｗｅ
ｆｐと、イベントフラグ記憶部２１ａに格納された現在
のイベントフラグパターンｃｅｆｐとを比較し、一致し
ているか否かを判断する（ＳＴ１２）。

【００４０】そして、一致している場合には、その対と
なるｏｉｄからイベント待ち要求を発した制御オブジェ
クト１３を認識し、その制御オブジェクトに対してイベ
ント発生メッセージを発行する（ＳＴ１３）。一方、一
致していない場合には、受け付けたイベント待ち要求
（ｗｅｆｐ，ｏｉｄ）を、イベントリストへ登録する
（ＳＴ１４）。

【００４１】一方、イベント登録要求時の処理は、まず
図８に示すように、イベント登録要求を受け付ける（Ｓ
Ｔ２１）。また、タイマ値ＳＴ（ユーザーが事前に設定
しておく）で同期タイマを起動する（ＳＴ２２）。そし
て、受け付けたイベント登録要求にイベントフラグを書
き換える（ＳＴ２３）。

【００４２】さらに、イベントリストを読み込み（ＳＴ
２４）、登録されたイベント登録要求（ｎｅｆｐ）と、
イベント待ち要求（ｗｅｆｐ）が等しいか否かを判断し
（ＳＴ２５）、等しい（一致した）場合には、該当する
ｏｉｄを持つ制御プログラムに対してイベント発生メッ
セージを発行する（ＳＴ２６）。そして、係る処理をイ
ベントリスト記憶部に格納されたすべについて実行す
る。つまり、イベントリストの先頭から順に処理してい
くとすると、イベントリストの最後であるか否かを判断
し、最後でない場合にはステップ２４に戻る（ＳＴ２
７）。

【００４３】そして、イベントリストの最後までイベン
ト発生メッセージの受付処理を行う（ＳＴ２８）。この
受付処理は、ステップ２２で起動した同期タイマがタイ
ムアップするまで行われる（ＳＴ２９）。そして、タイ
ムアウトになると、ステップ３０に進み、ステップ２６
で発行したイベント発生メッセージを送信した相手のす
べてからイベント受信メッセージが帰ってきたか否かを
判断し（ＳＴ３０）、Ｙｅｓであれば正常終了する。ま
た、１つでもイベント受信メッセージが送信されてこな
い場合には、例外処理（ＳＴ３１）を実行する。ここで
いう例外処理としては、例えば、各制御オブジェクトに
対して停止命令を出力することになる。

【００４４】また、上記の各処理と、図５中の丸数字の
処理との相関は、の処理は、イベント待ち要求である
ので、主としてステップ１の処理である。そして、この
処理を受けてグループオブジェクト２１では、図７に示
す処理を実行する。また、の処理は、イベント登録要
求の発行である。図示の例では、このイベント登録要求
は第１デバイス１０ａからのみ発行されるようになって
いるが、このように１つのデバイスに固定してもよい
し、複数のデバイスが係るイベント登録要求を発行可能
としてもよい。さらに、の処理はイベント発生メッセ
ージの発行であり、図７のステップ１２〜１４の場合
と、図８のステップ２５，２６の場合がある。さらにま
た、の処理は、主として図９に示すステップ２８以降
の処理に対応する。

【００４５】＊排他制御排他制御は、同期制御とは逆に各デバイスが予め定めた
数より多くのデバイスが同時に動作しないようにして協
調動作をさせるもので、図１０に示すようなシステム構
成となる。すなわち、第５〜第８デバイス１０ｅ〜１０
ｈとグループオブジェクト２２との間で通信回線１１を
介してメッセージの送受が行われる。

【００４６】そして、本形態では、グループオブジェク
ト２２内にセマフォカウンタ２２ａを設け、同時に実行
可能な制御オブジェクトの数を示している。つまり、セ
マフォカウンタ２２ａには０以上の整数値をカウンタに
設置できる。

【００４７】このセマフォカウンタ２２ａに登録する初
期値は、同時に動作可能なデバイスの数である。従っ
て、セマフォカウンタ２２ａの初期値として１を登録し
ておけば、グループ内の１つのデバイスのみ稼動できる
ようになる。また、セマフォカウンタ２２ａのカウンタ
値は、稼動するデバイス（制御オブジェクト）が増加す
るにつれてカウンタ値を減算し、カウンタ値が０になっ
たならば、それ以上のデバイスの追加は抑制されている
ので、その旨応答メッセージを出力したりすることがで
きる。もちろん、稼動中のデバイスが停止した場合には
カウンタ値は増加する。

【００４８】さらに、グループオブジェクト２２には、
セマフォリスト記憶部２２ｂも備えており、制御オブジ
ェクト１３から自分が稼動したいとしてセマフォ取得要
求を受けたときに、セマフォカウンタ２２ａのカウント
値が０で稼動できない場合、その制御オブジェクト１３
のオブジェクトＩＤ（ｏｉｄ）を制御オブジェクトから
伝えられた所定時間だけ登録しておく。そして所定時間
経過しても稼動可能にならない場合（カウンタ値が０の
まま）には、不許可メッセージ（Ｆａｌｓｅ）を発行す
るようにしている。

【００４９】そして、排他制御の概略の処理機能を説明
すると、各デバイス１０ｅ〜１０ｈの制御オブジェクト
１３は、自分が稼動したい場合にはグループオブジェク
ト２２に対しセマフォ取得要求を発行し、これを受けた
グループオブジェクト２２は、セマフォカウンタ２２ａ
のカウンタ値をサーチし、稼動が可能（０でない）か否
かの判断をし、可能な場合には許可メッセージ（Ｔｒｕ
ｅ）をすぐに制御オブジェクトに返送し、セマフォカウ
ンタ２２のカウンタ値を１デクリメントする。稼動でき
ない場合には要求のあった制御オブジェクトのオブジェ
クトＩＤをセマフォリスト記憶部２２ｂに登録し、所定
時間待つ。この待ち時間の間にカウンタ値が０でなくな
った場合には、許可メッセージが出力され、待ち時間経
過しても０のままの場合には不許可メッセージ（Ｆａｌ
ｓｅ）を返送し、セマフォリストから削除する。

【００５０】さらに、稼動の許可を受けた制御オブジェ
クトは所定の動作を実行し、それが終了したならば、終
了通知としてセマフォ返却要求をグループオブジェクト
に返す。これを受けて、グループオブジェクト２２は、
セマフォカウンタ２２ａのカウンタ値を１インクリメン
トする。

【００５１】そして、上記の概略の処理機能を実現する
とともに、さらに安定して動作させるための各オブジェ
クトの機能は以下のようになる。制御オブジェクト１３
の機能は、図１１に示すように、まず、グループオブジ
ェクト２２に対してセマフォ取得要求を発行する（ＳＴ
４１）。このセマフォ取得要求は、上記したように、セ
マフォ待ち時間（ｗｔ）と自己のオブジェクトＩＤ（ｏ
ｉｄ）である。このセマフォ待ち時間は、セマフォ要求
を発行したときにすでに同時動作可能な数だけ他のデバ
イスが稼動しておりすぐには稼動できない（許可命令が
発行できない）場合における許容待ち時間である。ま
た、第５〜第８デバイス１０ｅ〜１０ｈの各制御オブジ
ェクト１３のオブジェクトＩＤは、それぞれ順にＣＤ
５，ＣＤ６，ＣＤ７，ＣＤ８となっている。

【００５２】このようにセマフォ要求を発行したなら
ば、実行を一時停止し、グループオブジェクト２２から
発行される応答メッセージの待ち受け状態となる（ＳＴ
４２，ＳＴ４３）。そして、応答メッセージを受け取っ
たならば、その内容がＴｒｕｅ（稼動許可）か否かを判
断し（ＳＴ４４）、ＹＥＳであれば所定の排他処理を実
行する（ＳＴ４５）。そして、排他処理が終了したなら
ば、グループオブジェクト２１に対して、セマフォ返却
要求を発行し処理を終了する（ＳＴ４６）。一方、グル
ープオブジェクト２２からの応答メッセージがＦａｌｓ
ｅの場合には、ステップ４４の分岐判断はＮＯとなるの
でそのまま処理を終了する。

【００５３】一方、グループオブジェクト２２の処理機
能は制御オブジェクト１３からセマフォ取得要求を受け
付けた場合（図１２に示す）と、セマフォ返却要求があ
った場合（図１３に示す）の２つの処理がある。

【００５４】まず、前者の機能の説明をすると、図１２
に示すように、管理下にある各制御オブジェクト１３か
ら送られてきたセマフォ取得要求（ｗｔ，ｏｉｄ）を受
け付ける（ＳＴ５１）。これを受けて、セマフォカウン
タ２２ａのカウンタ値ｓｐｃを見に行き、０であるか否
かを判断する（ＳＴ５２）。

【００５５】そして、ｓｐｃ＝０の場合には、上記の分
岐判断がＹＥＳとなるのでステップ５３に進み、受け取
ったセマフォ要求の中のオブジェクトＩＤ（ｏｉｄ）を
セマフォリスト記憶部２２ｂに登録するとともに、受け
取ったタイマ値ｗｔでタイマを起動する（ＳＴ５３，Ｓ
Ｔ５４）。

【００５６】タイマ終了後（登録したセマフォ待ち時間
経過後）にセマフォリストを読み込み、ステップ５１で
受け付けたセマフォ要求した制御オブジェクトのｏｉｄ
が存在するか否かを判断する（ＳＴ５５，ＳＴ５６）。
そして、ｏｉｄが残っていた場合には、当該セマフォ待
ち時間の間に稼動許可の応答メッセージが出なかったこ
とを意味するので、そのｏｉｄの制御オブジェクトに対
し不許可の応答メッセージ（Ｆａｌｓｅ）を発行し（Ｓ
Ｔ５７）、セマフォリスト記憶部２２ｂのリストから当
該ｏｉｄを削除して処理を終了する（ＳＴ５８）。

【００５７】一方、ステップ５２の判断でＮＯ、つま
り、セマフォ取得要求を受けた際にセマフォカウンタ２
２ａのカウンタ値が１以上である場合には、動作可能で
あるので、そのカウンタ値を１デクリメントする（ＳＴ
５９）とともに、そのｏｉｄの制御オブジェクトに対し
許可の応答メッセージ（Ｔｒｕｅ）を発行して処理を終
了する（ＳＴ６０）。

【００５８】一方、セマフォ返却要求時の処理は、まず
図１３に示すように、セマフォ返却要求を受け付ける
（ＳＴ６１）。すると、稼動可能なデバイスの数が１増
えるので、セマフォカウンタ２２ａのカウンタ値を１イ
ンクリメントする（ＳＴ６２）。次いで、セマフォリス
ト記憶部２２ｂに格納されたリストを読み込み、セマフ
ォ待ちのオブジェクトがあるか否かを判断する（ＳＴ６
３，ＳＴ６４）。そして、オブジェクトがない場合には
そのまま処理を終了するが、制御オブジェクトが存在す
る場合には、ステップ６５に進み、カウンタ値を１デク
リメントするとともにそのリストの中の先頭の制御オブ
ジェクトに対して許可の応答メッセージ（Ｔｒｕｅ）を
発行する（ＳＴ６６）。その後、当該応答メッセージを
発行したｏｉｄをセマフォリストから削除して処理を終
了する（ＳＴ６７）。

【００５９】また、上記の各処理と、図１０中の丸数字
の処理との相関は、の処理は、排他制御管理下にある
すべてのデバイスが停止している場合に発行されたセマ
フォ取得要求であるので、主としてステップ４１の処理
である。そして、この処理を受けてグループオブジェク
ト２２では、図１２に示す処理を実行する。すると、図
１０に示すようにセマフォカウンタ２２ａのカウンタ値
が１であるので、図１２のステップ５２からステップ５
９に進み、グループオブジェクト２２から第６デバイス
１２ｆの制御オブジェクト１３に対して許可の応答メッ
セージ（Ｔｒｕｅ）が発行される（これがである）。
これを受けて第６デバイス１０ｆは所定の処理を実行す
る。

【００６０】この実行中に、第７デバイス１０ｇの制御
デバイスからのセマフォ取得要求が発行されると、上
記の応答メッセージを発行する際にカウンタ値が１デ
クリメントされたため現在のカウンタ値は０であるの
で、図１２のステップ５２からステップ５３に進み、そ
のＩＤ（ＣＤ７）をセマフォリストに登録する。そし
て、こので送られたタイマ値でタイマを起動し、タイ
ムアウトしてもカウンタ値が０のままである（第６デバ
イスからセマフォ返却要求が発行されない）場合には、
不許可の応答メッセージ（Ｔａｌｓｅ）が発行される
（）。

【００６１】一方、タイマ値内に第６デバイス１０ｆか
らセマフォ返却要求がグループオブジェクト２２に対し
て発行されると、カウンタ値が１インクリメントされる
のでセマフォリストに登録されたｏｉｄ（ＣＤ７）の制
御オブジェクト１３に対して許可通知の応答メッセージ
を発行する（）。このように、本形態ではとが択
一的に出力されるようになっているが、セマフォ取得要
求時のセマフォカウンタのカウンタ値が０である場合に
は、まず、仮の不許可の応答メッセージ（セマフォリス
トに登録し待ち状態であることを知らせるメッセージ）
を発行し、その後（セマフォ待ち時間経過後までの間）
に最終的な許可／不許可の応答メッセージを発行するよ
うにしてもよい。

【００６２】＊シーケンシャル制御シーケンシャル制御は、各デバイスがあらかじめ決めら
れた順番で動作していくもので、図１４に示すようなシ
ステム構成となる。すなわち、第９〜第１２デバイス１
０ｉ〜１０ｌとグループオブジェクト２３との間で通信
回線１１を介してメッセージの送受が行われる。

【００６３】そして、本形態では、グループオブジェク
ト２３内にシーケンシャルリスト記憶部２３ａを設け、
そこに制御番号（ｃｎ：シーケンシャル制御時に稼動す
る順番）とその制御オブジェクトのＩＤ（ｏｉｄ）を関
連付けて登録する。この登録はユーザーが行う。さら
に、現在実行中のオブジェクト（ｃｏｉｄ）を特定する
情報（実行中のｏｉｄ）を保持する機能も有している。

【００６４】そして、シーケンシャル制御の概略の処理
機能を説明すると、グループオブジェクトがシーケンシ
ャル制御の起動要求を受けると、シーケンシャルリスト
を読み込み制御番号のもっとも小さい制御オブジェクト
のＩＤ（ｏｉｄ）を検出し、そのｏｉｄを持つ制御オブ
ジェクトに対してシーケンシャル処理実行要求を発行す
る。この要求を受けた制御オブジェクト１３は所定の処
理を実行終了後、グループオブジェクトに対してシーケ
ンシャル処理終了メッセージを発行する。そして、その
終了メッセージを受けたグループオブジェクトは、次に
小さい制御番号を持つ制御オブジェクトに対してシーケ
ンシャル処理実行要求を発行する。この次に小さい制御
番号は、現在実行中のオブジェクト（ｃｏｉｄ）につい
ての情報は保持しているので、終了メッセージを受けた
ならば、そのｃｏｉｄからシーケンシャルリストをサー
チして該当する制御番号のｏｉｄを検出することができ
る。以下、最後まで繰り返し順に実行することにより、
シーケンシャル制御を実行することになる。

【００６５】そして、上記の概略の処理機能を実現する
とともに、さらに安定して動作させるための各オブジェ
クトの機能は以下のようになる。制御オブジェクト１３
の機能は、図１５に示すように、まず、グループオブジ
ェクトからの待ち受け状態となり（ＳＴ７１）、シーケ
ンシャル処理実行要求を受けつけたならば（ＳＴ７
２）、シーケンシャル処理を実行する（ＳＴ７３）。そ
して自己が行うべき処理が終了したならば、グループオ
ブジェクトに対してシーケンシャル処理終了メッセージ
を発行し、一連の処理を終了する（ＳＴ７４）。

【００６６】一方、グループオブジェクト２３の機能
は、図１６に示すように、シーケンシャルリスト記憶部
２３ａに格納されたリストを読み込み（ＳＴ８１）、制
御番号ｃｎが最小ｏｉｄを取得し、ｃｏｉｄ＝ｏｉｄと
セットする（ＳＴ８２）。そして、そのｃｏｉｄ（ステ
ップ８２で取得したｏｉｄ）で特定される制御オブジェ
クトに対し、シーケンシャル処理実行要求を発行する
（ＳＴ８３）。

【００６７】この発行後は、発行先の制御オブジェクト
からのメッセージの待ち受け状態になり、当該制御オブ
ジェクトからシーケンシャル処理終了メッセージを受け
付けた（ＳＴ８４）ならば、ｃｏｉｄから現在実行中、
つまり終了メッセージを受けた制御オブジェクトがシー
ケンシャルリストの最後か否かを判断する（ＳＴ８
６）。そして、最後であればそのまま終了し、最後でな
い場合には、現在のｃｏｉｄの次に小さい制御番号ｃｎ
を持つｏｉｄを取得し、ｃｏｉｄをこの取得したｏｉｄ
に書き換える（ＳＴ８５）。この後ステップ８３に戻る
ことにより、書き換えた次のｏｉｄに対してシーケンシ
ャル処理実行要求が発行可能となる。

【００６８】これにより、図１４中に示すように、シー
ケンシャルリストに制御番号の若い順にＣＤ９，ＣＤ１
１，ＣＤ１２，ＣＤ１０と登録されているとすると、グ
ループオブジェクト２３と各デバイスの制御オブジェク
トとの間で丸数字に記載する順番でシーケンシャルに各
デバイスが動作することになる。

【００６９】図１７〜図１９は、上記した各協調制御を
具体的な装置に適用した実施例を示している。いずれも
自動化生産ライン上での制御である。図１７は、同期制
御の実施例を示しており、ベルトコンベア１０上を複数
種の製品３１が搬送され、その搬送されてきた各製品３
１を画像認識システムを用いて検出するものである。グ
ループオブジェクト２１で管理される４つのデバイス１
０ａ〜１０ｄのうち、第１デバイス１０ａは位置センサ
３２を構成し、残りの３つのデバイス１０ｂから１０ｄ
が画像カメラを構成している。そして、位置センサ３２
が製品３１が所定位置にきたことを検出したならば、３
つの画像カメラ３３にて３方向からその製品３１を撮像
し、得られた３枚の画像データから製品の形状等を認識
するようになっている。

【００７０】係る場合において、グループオブジェクト
２１は、８ビットのカレントイベントパターンとして
「００００００００」を保持する。そして、第２〜第４
デバイス１０ｂ〜１０ｄは、グループオブジェクト２１
に対してイベント待ち要求として待ちイベントパターン
「０００００００１」を発行する。この要求にともない
グループオブジェクト２１は、イベントパターン同士を
比較するが、この場合には不一致であるのでオブジェク
トＩＤ（ＣＤ２，ＣＤ３，ＣＤ４）とイベントパターン
を対にして格納する。

【００７１】この状態で位置センサが３２が製品３１を
検出すると、第１デバイス１０ａはイベント発生メッセ
ージをグループオブジェクト２１に対して行う。この時
のイベントパターンは「０００００００１」となる。こ
れを受けてグループオブジェクト２１は、イベントパタ
ーンを更新するとともに、イベントリスト内に格納され
たイベントパターンと比較する。そして、一致するすべ
てのデバイスに対してイベント発生メッセージを発行す
る。これを受けて各デバイスは一斉に同期をとって撮像
処理を実行する。

【００７２】図１８は、排他制御の実施例を示してお
り、この例では、位置センサ３２を備えたデバイス１０
ｆと、ベルトコンベア３０を回転駆動させる駆動モータ
に対する制御器３４の２つでグループを構成し、グルー
プオブジェクト２２により管理される。そして、このグ
ループオブジェクト２２におけるセマフォカウンタの初
期値は１としている。つまり、ベルトコンベアが回転し
ているときは位置センサは作動せず、位置センサが作動
しているとはベルトコンベアが回転しないように排他制
御される。

【００７３】制御器３４を備えたデバイス２０ｅは、グ
ループオブジェクト２２に対してセマフォ取得要求を発
行し、許可する応答メッセージを受け取ったならば単位
時間（例えば１０ｍｓ）だけモータを回転駆動してベル
トコンベア３０を動作させた後、グループオブジェクト
２２に対してセマフォ返却要求を発行する。その後再度
セマフォ取得要求を発行する。上記処理を繰り返すこと
により、グループを構成する位置センサ３２を備えたデ
バイス１０ｆ側からセマフォ取得要求がない限り、デバ
イス１０ｅからのセマフォ取得要求とセマフォ返却要求
にしたがってセマフォカウンタのカウント値が０と１を
交互に繰り返しながら、ベルトコンベア３０は回転しつ
づける。

【００７４】この時、位置センサ３２からセンシング信
号が発行された際に、デバイス１０ｆはグループオブジ
ェクト２２に対してセマフォ取得要求を発行する。この
時、デバイス１０ｅが稼動中の場合には、カウンタ値が
０となるので、デバイス２０ｆの制御オブジェクトのＩ
Ｄがセマフォ待ちリストに登録される。この時のセマフ
ォ待ち時間を上記した単位時間より長く設定しておけ
ば、必ずリストに登録されている間、つまりセマフォ待
ち時間が経過する前にデバイス１０ｅからセマフォ返却
要求が発行されるので、それを待ってグループオブジェ
クトはデバイス１０ｆに対して許可通知の応答メッセー
ジを発行する。これにより、位置センサからセマフォ返
却要求が発行されるまではデバイス１０ｅは停止状態と
なるので、ベルトコンベア３０は一時停止する。

【００７５】そして、位置センサ３２を備えたデバイス
１０ｆは、一連の同期センシングの終了を待ってセマフ
ォ返却要求を発行するようにしている。このようにする
と、画像カメラ３３による撮像は、停止した製品３１に
対して処理ができて、ぶれなどなく撮像でき高精度な認
識を簡単に行えることができ、また、センシング処理が
終了後は遅滞なくベルトコンベア３０の回転に移行でき
る。

【００７６】図１９は、シーケンシャル制御の実施例を
示しており、この例では、位置センサ３２で製品３１を
検出したならば、所定の順番で組み立てロボット３５が
製品３１に対して所定の処理を行うようになっている。
この例では、３つのデバイス１０ｉ〜１０ｋがグループ
オブジェクト２３で管理されてシーケンシャル制御され
るグループを構成する。そして、位置センサ３２から、
シーケンシャル処理実行要求を受けると、グループオブ
ジェクトは、シーケンシャルリストにしたがって、ま
ず、ＣＤ９の第９デバイス１０ｊに対してシーケンシャ
ル実行要求を発行する。これを受けて、第９デバイスは
所定の処理を実行後、シーケンシャル処理終了通知を発
行する。すると、グループオブジェクト２３は、次に制
御番号の小さい第８デバイス１０ｉに対してシーケンシ
ャル実行要求を発行する。そして、第８デバイス１０ｉ
の処理実行後には、第１０デバイス１０ｋに対してシー
ケンシャル実行要求を発行する。なお、この第１０デバ
イス１０ｋがリストの最後であるので、グループオブジ
ェクト２３は、第１０デバイス１０ｋから処理終了通知
を受けると、位置センサ３２に対してシーケンシャル処
理終了通知を発行するようになっている。

【００７７】なお、上記した説明では、各協調制御に対
する実施例として自動生産ラインに適用した例を示した
が、本発明はこれに限ることはなく各種の分野に適用で
きるのは言うまでもない。

【００７８】

【発明の効果】以上のように、本発明に係るグループオ
ブジェクト及び制御システムでは、グループオブジェク
トは、たとえネットワークに多数のデバイスが接続され
ている場合であっても、同一の協調制御をするデバイス
のみ管理すればよいので、負荷がさほど大きくならず、
リアルタイムで迅速な処理が可能となる。

【００７９】また、デバイスにとってもグループオブジ
ェクトに対し所定の要求等を発行し、そのグループオブ
ジェクトからの命令にしたがって動作するので、同一の
グループに属する他のデバイスの状態は直接知らなくて
も協調制御ができる。これにより、ネットワーク構築後
に新たに協調制御するグループを構成するデバイスの変
更がある場合でも、既存のデバイスに組み込んだ通信プ
ログラム等は変更不要である。よって、システム変更に
迅速かつ簡単に対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例を示す図である。

【図２】本発明に係るグループオブジェクトが実装され
るネットワークの一例を示す図である。

【図３】グループオブジェクトとデバイスの関係の一例
を示す図である。

【図４】デバイスの内部構造の一例を示す図である。

【図５】同期制御を実施するためのグループオブジェク
トとそれに管理されるデバイスの一例を示す図である。

【図６】図５に示すデバイスに実装される制御オブジェ
クトの機能を示すフローチャートである。

【図７】図５に示すグループオブジェクトの機能を示す
フローチャート（その１）である。

【図８】図５に示すグループオブジェクトの機能を示す
フローチャート（その２）である。

【図９】図５に示すグループオブジェクトの機能を示す
フローチャート（その３）である。

【図１０】排他制御を実施するためのグループオブジェ
クトとそれに管理されるデバイスの一例を示す図であ
る。

【図１１】図１０に示すデバイスに実装される制御オブ
ジェクトの機能を示すフローチャートである。

【図１２】図１０に示すグループオブジェクトの機能を
示すフローチャート（その１）である。

【図１３】図１０に示すグループオブジェクトの機能を
示すフローチャート（その２）である。

【図１４】シーケンシャル制御を実施するためのグルー
プオブジェクトとそれに管理されるデバイスの一例を示
す図である。

【図１５】図１４に示すデバイスに実装される制御オブ
ジェクトの機能を示すフローチャートである。

【図１６】図１４に示すグループオブジェクトの機能を
示すフローチャートである。

【図１７】本発明を同期制御に適用した一実施例を示す
図である。

【図１８】本発明を排他制御に適用した一実施例を示す
図である。

【図１９】本発明をシーケンシャル制御に適用した一実
施例を示す図である。

【符号の説明】

１０デバイス１０ａ〜１０ｌ第１〜第１２デバイス１１通信回線１２オブジェクトリクエストブローカ１３制御オブジェクト２０グループオブジェクト２１グループオブジェクト（同期制御用）２１ａイベントフラグ記憶部２１ｂイベントリスト記憶部２２グループオブジェクト（排他制御用）２２ａセマフォカウンタ２２ｂセマフォリスト記憶部２３グループオブジェクト（シーケンシャル制御用）２３ａシーケンシャルリスト記憶部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ネットワークに接続された複数のデバイ
スを制御するグループオブジェクトであって、前記複数のデバイスの中で同期制御するデバイスに対し
て送受信を行う機能と、前記デバイスから送られてくるイベント要求を記憶する
イベントリスト記憶部と、前記イベントリスト記憶部に格納された前記イベント要
求の中で、処理させようとするイベントと同一のイベン
トを要求しているデバイスに対してイベント許可のメッ
セージを発行する手段を備えたことを特徴とするグルー
プオブジェクト。
【請求項２】ネットワークに接続された複数のデバイ
スを制御するグループオブジェクトであって、前記複数のデバイスの中で排他制御するデバイスに対し
て送受信を行う機能と、現在の動作可能なデバイス数を記憶する記憶部と、前記デバイスから送られてくる動作許可要求を受け付け
た際に、前記記憶部に記憶されたデバイス数から許可す
るか否かの応答メッセージを発行する手段と、前記記憶部の記憶内容を更新する更新手段とを備えたこ
とを特徴とするグループオブジェクト。
【請求項３】ネットワークに接続された複数のデバイ
スを制御するグループオブジェクトであって、前記複数のデバイスの中でシーケンシャル制御するデバ
イスに対して送受信を行う機能と、シーケンシャル処理する順番を記憶したシーケンシャル
リスト記憶部と、シーケンシャル制御の起動要求を受け付けた際に前記シ
ーケンシャルリスト記憶部に記憶されたリストに基づい
て前記各デバイスに対して処理実行要求を発行する手段
とを備えたグループオブジェクト。
【請求項４】ネットワークに接続された複数のデバイ
スを協調制御する協調制御システムであって、同一の協調制御する複数のデバイスをグループ化すると
ともに、そのグループを構成する各デバイスを管理する
グループオブジェクトを設け、前記複数のデバイスは、前記グループオブジェクトとの
間で送受信を行い、前記グループオブジェクトからの命
令にしたがって動作するようにした協調制御システム。