JP2002517030A - プロセス用機器を制御するためのプラント - Google Patents

プロセス用機器を制御するためのプラント

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JP2002517030A JP2000551297A JP2000551297A JP2002517030A JP 2002517030 A JP2002517030 A JP 2002517030A JP 2000551297 A JP2000551297 A JP 2000551297A JP 2000551297 A JP2000551297 A JP 2000551297A JP 2002517030 A JP2002517030 A JP 2002517030A
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ビヨルン・アンダーソン
ヘンリク・リエゴード
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アーべーべー・アクチボラゲット
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Abstract

(57)【要約】 或るプロセスを実行するようになっている機器(4)を制御するためのプラント内に、上位装置(l)が存在し、プログラム用ユニット(3)に対する第1インターフェイス(2)およびプロセス用機器(4)とその装置との間の第2インターフェイス(5)を有する。上記装置は、上記二つのインターフェイスの間の情報を伝送するための要素(6)を有する。上記プロセス用機器のプロセスを既述し定義するための重要なデータを格納するようになっているメモリ要素(9)が、上記プロセス用機器自体に配置されている。上記装置(1)は、上記プロセス用機器の上記メモリ要素内の上記データのフォーマットに適合した、一般的プロセス応用プロトコルを利用することによって第2インターフェイス(5)を通した上記プロセス用機器と上記装置との間の通信のための構成ファイルおよびテキストファイルをそれぞれ有する規則データベース(8)およびテキストデータベース(7)を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (発明が属する技術分野) 本発明は或るプロセスを実行するようになっている機器を制御するためのプラ
ントに関する。このプラントは、上記プロセス用機器よりも上位で、上記プロセ
ス用の制御パラメータを設定するために上記プロセス用機器へコマンドを入力す
るようになっているプログラム用ユニットに対する第1インターフェイスおよび
上記プロセス用機器に対する第2インターフェイスを有する装置と、上記二つの
インターフェイスの間の情報、それによって上記プログラム用ユニットと上記プ
ロセス用機器との間の情報を伝送するための上記装置における要素と、上記プロ
セス用機器の上記プロセスを記載しかつ定義するために要求される重要なデータ
を格納するようになっているメモリ要素とを備えるだけでなく、上記データに基
づく上記コマンドの決定を可能にするために、上記プログラム用ユニットを通し
て上記データへアクセスすることを可能にするようになっている手段をも備える
【0002】 (背景技術) そのようなプラントは全てのタイプのプロセス用機器を制御するために用いら
れるかも知れない。しかし、本発明をいかなる限定もなく明らかにするため及び
問題を設定するために、溶接ロボットの溶接機の形態にあるプロセス用機器が以
下に記載される。
【0003】 実際問題として殆どの場合、上記プログラム用ユニットは、上記設定のために
上記プロセス用機器にコマンドを入力するのに滅多に用いられることはない。よ
り正確には、上記プログラム用ユニットの設定は、上記プロセス用機器を据え付
けるときのみになされ、その後は、最初に設定された制御パラメータにしたがっ
て操作者による起動及び停止ボタンの操作によって制御がなされる。しかしなが
ら、幾つかの場合には、溶接継目上の異なった要求を有する溶接対象物が異なっ
た材料その他から製造されるとき、変更があれば、溶接用ワイヤの供給速度、ガ
ス混合物の組成およびガス供給速度のような複数の制御パラメータが設定される
ことがある。
【0004】 上記上位装置は通常マスター装置と呼ばれ、冒頭に定義されたタイプのプラン
トでは、上記プロセス用機器の上記プロセスを記載しかつ定義するための重要な
データを格納するようになっている公知のメモリ要素が、上記上位装置内に配置
される。したがって、これらのプラントで、上記プロセス用機器のパラメータ、
各パラメータのフォーマットおよびどのような範囲でパラメータが設定されるか
などについての詳細な知識を有するのは、上記上位装置である。そのようなプラ
ントで上記プロセス用機器が交換された場合、その新たなプロセス用機器は幾分
異なる設定パラメータを有し、これらは異なった方式でフォーマットされる。こ
のプロセス用機器についての全ての詳細な知識が上記上位装置内に格納されるべ
きである。この結果、全体のシステムは、特にそれが多くの異なったタイプのプ
ロセス用機器と「話す」場合は、コード化されにくい。
【0005】 さらに、このタイプのプラントには、各プロセス用機器のところに公知のコン
ピュータが配置され、同時に上記上位装置に接続されたプログラム用ユニットが
存在している。そして、プロセスの所望の制御のための全体を把握するために、
操作者が複数の異なったコンピュータと上記プログラム用ユニットとの間を行き
来する必要がある。このことは比較的まわりくどい。
【0006】 (発明の開示) (発明が解決しようとする技術的課題) 本発明の目的は、冒頭に定義されたタイプのプラントであって、そのような公
知のプラントの不便さを大幅に改善できるものを提供することにある。
【0007】
【0008】 (その解決方法および従来技術より有効な効果) この目的は、本発明に従って、そのようなプラントのメモリ要素は正に上記プ
ロセス用機器内に配置されることによって、上記上位装置は、上記プロセス用機
器の上記メモリ要素内の上記データのフォーマットに適合した、一般的プロセス
応用プロトコルを利用することによって第2インターフェイスを通した上記プロ
セス用機器と上記装置との間の通信のための構成ファイルおよびテキストファイ
ルをそれぞれ有する規則データベースおよびテキストデータベースを備えること
によって、さらに、上記規則データベースおよびテキストデータベースは、伝送
用要素に接続されるとともに、上記伝送用要素によって上記応用プロトコルに従
って上記プロセス用機器から送られたデータを翻訳して、上記プログラム用ユニ
ットへ伝送することによって、達成される。
【0009】 すなわち、本発明は主に、上記プロセスについての詳細な知識を有するのは周
辺機器自体であるという思想に基づいており、このことは、規則データベース内
へ一時的に格納される以外の方法では輸出されない。したがって、上記上位装置
は、上記プロセス用機器に付随したテキストファイルおよび構成ファイルを通す
以外の方法では上記プロセス用機器の上記プロセスについて何も知る必要がない
。もし例えば上記プロセス用機器が変更されねばならないならば、上記上位装置
のテキストデータベースおよび規則データベースへそれぞれこれらのファイルを
入力することが必要になるだけである。上記プロセス用機器から送られるデータ
が翻訳されて、上記伝送用要素を通して上記上位装置の上記プログラム用ユニッ
トへ送られるようにするためである。これにより、そのデータは上記プロセス用
機器によって利用される。
【0010】 この方法では、上位機器は、標準化された規則データベースを通す以外の方法
では上記プロセス用機器について何も知らないという事実のお蔭で、プロセス用
機器の多くの異なった送出部へ上記第2インターフェイスの説明を送り出すこと
が可能になる。これらは、規則データベース内でのそれらのパラメータおよびそ
れらのパラメータと換算計数との間の結合その他を記述する。その結果、実際に
、いかなるプロセス用機器も上記上位機器とともに駆動され得る。したがって、
多くの異なったプロセスのためのプロセス用機器を制御するのに同一の第2イン
ターフェイスを使用することが可能になる。
【0011】 本発明の別の好ましい実施形態では、上記規則データベースおよびテキストデ
ータベースは、上記上位装置に対する上記プロセス用機器の最初の据え付け接続
時に、データ格納媒体を通してこれらのデータベースへ入力することによって、
問題のプロセス用機器のために特定された上記構成ファイルおよびテキストファ
イルを受けるようになっていることを特徴とする。上記上位装置の規則データベ
ースおよびテキストデータベースへ上記応用プロトコルを通して上記プロセス用
機器と上記上位装置との間の通信用に設計された上記構成ファイルおよびテキス
トファイルを入力することによって、上記プロセス用機器の制御パラメータが上
記上位装置の上記プログラム用ユニットを通して設定される。ただし、問題のプ
ロセスについての全ての詳細な知識は上記プロセス用機器に残る。この方法で、
上記上位装置は様々なタイプの新たなプロセス用機器に対して容易に整合される
【0012】 本発明の別の好ましい実施形態では、上記プラントは、共通に第2インターフ
ェイスを通して上位装置に接続された複数のプロセス用機器を備える。複数のプ
ロセス用機器を制御するために一つの単独の上位装置を用いることには、何の問
題もない。それらのプロセス用機器は全て上記上位装置の上記プログラム用ユニ
ットへアクセスできる。それは、各プロセス用機器に属するテキストファイルお
よび構成ファイルのみが上記上位装置の上記テキストデータベースおよび規則デ
ータベースへそれぞれ供給されるべきであり、異なったプロセス用機器の制御パ
ラメータに関する他の全ての情報は上記プロセス用機器に保持されるからである
【0013】 本発明の別の好ましい実施形態では、最後に述べた実施形態のさらなる発展を
構成し、上記プロセス用機器は少なくとも二つの異なったタイプのものであり、
上記規則データベースおよびテキストデータベースは各タイプのプロセス用機器
のための特定の構成ファイルおよびテキストファイルを有する。これにより、プ
ロセス用機器を制御するためにいかなる詳細な知識の要求もなく一つの単独の上
位装置を使用できる、という上述の利点が得られる。
【0014】 本発明の別の好ましい実施形態では、上記上位装置は、上記プロセス用機器に
よって実行されるべきプロセスの制御を達成するために、上記伝送用要素と双方
向通信するようにこの伝送用要素に接続されたプロセス制御要素を備える。この
プロセス制御要素は、例えば起動ボタンを押した後の真のプロセスを制御するよ
うに設計されている。上記プロセス制御要素がしたがってこれを行う上記パラメ
ータは、上記プログラム用ユニットを利用することによって、また例えば溶接用
の異なった位置へロボットアームを移動させることによって、設定される。プラ
ントの据え付け時またはプラントへの新たなプロセス条件の採用のときに、これ
らの位置の整合を格納する。
【0015】 本発明の別の好ましい実施形態では、上記伝送用要素は、上記プロセス用機器
から受けた、上記プロセス中の誤りのような特定の出来事についての情報を、上
記上位装置に含まれ、かつそのような出来事を記し、表示するようになっている
要素へ送るようになっている。これにより、上記上位装置において、操作者によ
る解析または後の評価のために、上記プロセス用機器の出来事についての情報は
格納され、可視化される。
【0016】 本発明の利点だけでなくさらなる利点が以下の既述および従属請求項から明ら
かになる。
【0017】 (発明を実施するための最良の形態) 添付図面に関して、以下に、本発明の好ましい実施形態の詳細な説明が一例と
して続く。
【0018】 本発明の好ましい実施形態に従う、或るプロセスを実行するようになっている
機器を制御するためのプラントが、図1に、箱の形態でかなり概略的に描かれて
いる。以下に、これを溶接用ロボットの場合について説明する。ただし、当然な
がら、上記プロセス用機器は他のいかなるタイプのものであっても良い。このプ
ラントは、日常会話では上記ロボットのマスター装置と呼ばれる上位装置1を有
している。この上位装置1は、プログラム用ユニット3に対する第1インターフ
ェイス2、いわゆる機械と人との間のMMI(マン・マシン・インターフェイス
)を有している。この第1インターフェイス2は、上記プロセス用の制御パラメ
ータを設定するためにプロセス用機器へコマンドを入力するようになっている。
このプロセス用機器は符号4で表され、この例では溶接ロボット用の溶接機器で
ある。上位装置1は、二重矢印によって示された、上記プロセス用機器4に対す
る第2インターフェイスを有している。
【0019】 また、上記上位装置には、上記二つのインターフェイス2,5の間の情報、そ
れによって上記プログラム用ユニットと上記プロセス用機器との間の情報を伝送
するための要素6、いわゆるメッセージ翻訳機が設けられている。上記プロセス
用機器からメッセージ翻訳機6へ送られたデータを理解できるようにするため、
およびそのデータを上記プログラム用ユニット3の操作者に理解可能な態様で表
示するために、上記上位装置はテキストデータベース7および規則データベース
8を備えている。
【0020】 上記プロセス用機器の上記プロセスを記載しかつ定義するために要求される全
ての重要なデータは、上記プロセス用機器4のメモリ要素9内に格納される。プ
ラントを据え付けるとき、すなわち上記プロセス用機器をマスター装置1へ接続
するとき、フロッピーディスク10のようなデータ格納媒体を通して、問題のプ
ロセス用機器に特有のテキストファイルが上記テキストデータベースへ入力され
、また、上記プロセス用機器に特有の構成ファイルが上記規則データベースへ入
力される。次に、マスター装置1が上記プロセス用機器についていかなる詳細な
知識を持つことも要求せず、一般的プロセス応用プロトコルを利用することによ
って、これらのファイルは第2インターフェイス5を通して上記プロセス用機器
と上記マスター装置との間の通信を可能にする。ただし、その詳細な知識は上記
プロセス用機器のメモリ要素9内に格納されている。このようにして、上記プロ
セス用機器はマスター装置1のプログラム用ユニット3へアクセスする。操作者
は上記プログラム用ユニット3を通して上記プロセス用機器およびその異なった
制御パラメータと通信することができる。このことは、正に据え付けのとき、お
よびその後いつでも、例えば、電圧、ワイヤ供給速度、ガス混合物などの他の溶
接用パラメータを要求する新たな溶接対象物のせいで、何らかの制御パラメータ
が修正されるべきであれば、行われる。溶接ロボットはむしろ、溶接工程を開始
するために起動ボタンを押すことによって活性化され、停止ボタンが押されるま
で所定のプロセスが繰り返される。
【0021】 また、上記上位装置は、上記プロセス用機器によって実行されるべきプロセス
の制御を達成するために、上記伝送用要素6と双方向通信するためにその伝送用
要素6と接続されたプロセス制御要素11を有している。例えば、パラメータ設
定に従って、溶接ロボットがその電極ともに所定の動きで所定の位置に移動し、
かつそこで溶接を実行するのを保証するためである。これにより、上記プロセス
制御要素は、ロボットアームのような可動部分の動きを有する外部機器4からの
処置の順序をシンクロナイズさせる。この結果、これらの可動部分が例えば電圧
またはワイヤ供給速度の上昇のようなデータ変換が起こるべき移動経路内の点に
来たとき、プロセス制御要素12は移動経路と順序を互いに一致させる。
【0022】 また、上記上位装置は、プロセス中の誤りのような特定の出来事について、そ
の出来事を記して表示するために、伝送用要素6を通して上記プロセス用機器か
ら受けた情報を受けるようになっている要素12を有している。
【0023】 上記プログラム用ユニットを通してパラメータを設定するとき、メモリ要素9
内に格納された一組のパラメータは、活性化された一組のパラメータのためにそ
こからデータ領域へ集められる。その結果、上記一組のパラメータの異なるパラ
メータが修正され、それから将来のプロセスに使用され、多分新たな一組のパラ
メータとしてメモリ要素内に格納される。上記テキストデータベースおよび規則
データベースによってメッセージ翻訳機6を通して、上記プロセス用機器と上記
プログラム用ユニットとの間の通信を通して、上記プラントが次回使用されると
き、上記プラントはその新たな一組のパラメータを有していなければならない。
そのとき、メモリ要素9に格納された一組のパラメータは、上記プロセスで使用
するのが可能なパラメータを含むことが重要である。
【0024】 特定の機器用の一組のパラメータのうちのパラメータを対話式に設定するため
に必要とされるテキストは、上記テキストファイルを通して上記テキストデータ
ベース内に格納される。特定のプロセス用機器の特性は、規則データベース8に
格納された構成ファイルを通したものであり、それは例えば以下のプロパティ(
属性)を記述する。 上記一組のパラメータ内にどのパラメータが存在するか? そのパラメータnはどのフォーマットを有するか?1バイト、2バイト、符号付
き、浮動小数点数、或る量の変数からの選択? 一組のパラメータが対話式に設定されるとき、テキストデータベースからのどの
テキストがパラメータn用に用いられるか? テキストデータベースからのどのテキストがパラメータnの次元を持つか? どの変数が非数字パラメータn用に利用できるか? テキストデータベースからのどのテキストを通して或る誤りが報告されるか? その誤りはどのように取り扱われるか? マスタ装置1の実行は止められるか?
【0025】 以下に、溶接ロボットの場合に付属される構成ファイルおよびテキストファイ
ルがどのように見えるかを示す。
【表1】
【0026】 GPAP PARは、一般的プロセス応用プロトコル(General Process Appl
ication Protocol)のためのパラメータを意味している。
【0027】 また、以下に、一組のパラメータのうちの与えられたパラメータ、ここでは電
圧が設定されるとき、上記プログラム用ユニット3のデータイメージがどのよう
に見えるかを示している。許容された間隔は最大及び最小値によって示されてい
る。
【表2】
【0028】 以下に、一組のパラメータのうちのパラメータの対話式設定で、上記プログラ
ム用ユニット3において提供される可能なデータイメージを示す。例えば、先の
イメージ中の図に従って、電圧が抽出され、修正される。
【表3】
【0029】 本発明に従って、プラント内で「プロセスを負う」のはプロセス用機器4自体
であることが注目されるかもしれない。上位装置1、つまりロボットのマスター
装置は、実際には、操作者によるプログラム用ユニット3の操作を通して、今私
が正にデータを編集したいことを知っているだけである。上位装置1はプロセス
用機器4に私はパラメータ組Xを編集したいということを告げ、上記プロセス用
機器はその瞬間から対話窓を駆動する。このことが、どの質問に対する答えを望
んでいるかということを知ることだからである。それから、操作者が入力を満た
したとき、プロセス用機器4は制御を落としてスレーブに戻る。プロセス用機器
4はそれ自身の主導では何もしないからである。
【0030】 既に述べたように、いかなるプロセス用機器もマスター装置1へ容易に接続さ
れる。このプロセス用機器がメモリ要素に格納されるのが要求されるデータをそ
こに有しており、かつ上記第2インターフェイス5を通した通信のために作製さ
れているという条件下で、テキストデータベース7および規則データベース8へ
それらに特有のテキストファイルおよび構成ファイルを入力することによって、
である。
【0031】 当然ながら、本発明は上述の好ましい実施形態によってはいかなるようにも限
定されない。請求項で規定されたような本発明の思想を離れることなく、その修
正が可能であることは、当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に従うプラントの全体構成を示す概略ブロック図である。
【符号の説明】
1 上位装置(マスター装置) 2 第1インターフェイス 3 プログラム用ユニット 4 プロセス用機器 5 第2インターフェイス 6 伝送用要素 7 テキストデータベース 8 規則データベース 9 メモリ要素
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ,BA ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CU, CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GD,G E,GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS ,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK, LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,M N,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU ,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM, TR,TT,UA,UG,US,UZ,VN,YU,Z A,ZW

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 或るプロセスを実行するようになっている機器(4)を制御
    するためのプラントであって、上記プロセス用機器よりも上位で、上記プロセス
    用の制御パラメータを設定するために上記プロセス用機器へコマンドを入力する
    ようになっているプログラム用ユニット(3)に対する第1インターフェイス(
    2)および上記プロセス用機器に対する第2インターフェイス(5)を有する装
    置(1)と、上記二つのインターフェイスの間の情報、それによって上記プログ
    ラム用ユニットと上記プロセス用機器との間の情報を伝送するための上記装置に
    おける要素と、上記プロセス用機器の上記プロセスを記載しかつ定義するために
    要求される重要なデータを格納するようになっているメモリ要素(9)とを備え
    るだけでなく、上記データに基づく上記コマンドの決定を可能にするために、上
    記プログラム用ユニットを通して上記データへアクセスすることを可能にするよ
    うになっている手段をも備えたプラントにおいて、 上記メモリ要素(9)は正に上記プロセス用機器(4)内に配置され、 上記上位装置は、上記プロセス用機器の上記メモリ要素内の上記データのフォ
    ーマットに適合した、一般的プロセス応用プロトコルを利用することによって第
    2インターフェイス(5)を通した上記プロセス用機器と上記装置との間の通信
    のための構成ファイルおよびテキストファイルをそれぞれ有する規則データベー
    ス(8)およびテキストデータベース(7)を備え、 上記規則データベースおよびテキストデータベースは、上記伝送用要素(6)
    に接続されるとともに、上記伝送用要素によって上記応用プロトコルに従って上
    記プロセス用機器から送られたデータを翻訳して、上記プログラム用ユニット(
    3)へ伝送することを特徴とするプラント。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のプラントにおいて、 上記規則データベース(8)およびテキストデータベース(7)は、上記上位
    装置に対する上記プロセス用機器の最初の据え付け接続時に、データ格納媒体(
    10)を通してこれらのデータベースへ入力することによって、問題のプロセス
    用機器のために特定された上記構成ファイルおよびテキストファイルを受けるよ
    うになっていることを特徴とするプラント。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載のプラントにおいて、 上記データ格納媒体はフロッピーディスク(10)であることを特徴とするプ
    ラント。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれか一つに記載のプラントにおいて、 このプラントは、共通に第2インターフェイス(5)を通して上記上位装置(
    1)に接続された複数のプロセス用機器を備えたことを特徴とするプラント。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載のプラントにおいて、 上記プロセス用機器は少なくとも二つの異なったタイプのものであり、 上記規則データベース(8)およびテキストデータベース(7)は各タイプの
    プロセス用機器のための特定の構成ファイルおよびテキストファイルを有するこ
    とを特徴とするプラント。
  6. 【請求項6】 請求項1乃至5のいずれか一つに記載のプラントにおいて、 上記上位装置(1)は、上記プロセス用機器(4)によって実行されるべきプ
    ロセスの制御を達成するために、上記伝送用要素(6)と双方向通信するように
    この伝送用要素に接続されたプロセス制御用要素(11)を備えたことを特徴と
    するプラント。
  7. 【請求項7】 請求項1乃至6のいずれか一つに記載のプラントにおいて、 上記伝送用要素(6)は、上記プロセス用機器(4)から受けた、上記プロセ
    ス中の誤りのような特定の出来事についての情報を、上記上位装置に含まれ、か
    つそのような出来事を記し、表示するようになっている要素(12)へ送るよう
    になっていることを特徴とするプラント。
  8. 【請求項8】 請求項1乃至7のいずれか一つに記載のプラントにおいて、 上記第1インターフェイス(2)は伝統的なマン・マシン・インターフェイス
    であることを特徴とするプラント。
  9. 【請求項9】 請求項1乃至8のいずれか一つに記載のプラントにおいて、 上記上位装置(1)は、上記プロセスを実行するように設計されたいわゆるマ
    スター装置であることを特徴とするプラント。
  10. 【請求項10】 請求項9に記載のプラントにおいて、 上記プロセス用機器(4)は溶接ロボット上の溶接機器であることを特徴とす
    るプラント。
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