JP2008071141A - Controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、産業用制御装置に関するものである。 The present invention relates to an industrial control device.
産業用機械やロボット制御システムとして、パソコン(PC)を使用した制御装置が幅広く利用されている。図4に従来の制御装置の概略構成図を示す。同図において、1はPC、2、3は専用の制御機能を有する制御ボード、4は前記制御ボード類を具備したユニット、5はPCと制御ボート相互間を通信する拡張バス、6、7はドライバーを示し、該ドライバーは、制御対象に応じて適宜使用される。 Control devices using personal computers (PCs) are widely used as industrial machines and robot control systems. FIG. 4 shows a schematic configuration diagram of a conventional control device. In the figure, 1 is a PC, 2 is a control board having a dedicated control function, 4 is a unit equipped with the control boards, 5 is an expansion bus for communicating between the PC and the control boat, and 6 and 7 are A driver is shown, and the driver is appropriately used according to a control target.
図4の概略動作につき説明する。ここで、PC1は、ユニット4に対して概念的にホストユニットと位置づける。任意の制御目的を達成すべくPC1から各制御ボートへ適宜制御コマンドが発行され、各制御ボードは、これらの制御コマンドを実行し、ドライバーを経由して、図示はしていないが、各最終アクチェータ等を駆動することにより、所要の制御動作を実行する。 The general operation of FIG. 4 will be described. Here, the PC 1 is conceptually positioned as a host unit with respect to the unit 4. Control commands are appropriately issued from the PC 1 to each control boat to achieve an arbitrary control purpose, and each control board executes these control commands, and via a driver, although not shown, each final actuator Etc. are driven to execute a required control operation.
また、これら制御動作の中には、最終アクチェータの動作状態や異常等に関する情報が、各制御ボードからPC1へアンサーバックされるモードも含まれる。 In addition, these control operations include a mode in which information regarding the operation state, abnormality, etc. of the final actuator is unanswered from each control board to the PC 1.
なお、PC1と各制御ボード間の通信は、拡張バスによって実行される。(特許文献1)
一般には、これらの制御システムを安価に構築するために、パソコンとしては、市販のPCが使用されることが多い。ところが、これらのPCはOSを含めたアプリケーション制御等の多くの処理を実行する必要があるため、多大な時間がかかり、前述の制御ボードからのアンサーバックを認識するのに要する時間等も含め、応答時間は50ms程度またはそれ以上になる場合があり、高応答速度が得られない原因となっていた。 In general, in order to construct these control systems at low cost, a commercially available PC is often used as the personal computer. However, since these PCs need to execute many processes such as application control including the OS, it takes a lot of time, including the time required to recognize the answer back from the control board, The response time may be about 50 ms or more, which is a cause that a high response speed cannot be obtained.
また、これらの制御システムにおける一連の動作には、上記アンサーバックを認識する動作が多数回含まれるため、この時間が積算される結果となり、タクトタイム短縮上のネックにもなっていた。 In addition, since a series of operations in these control systems includes the operation of recognizing the answer back many times, this time is accumulated, which has been a bottleneck in reducing the tact time.
さらに、制御対象が増加して、前述の制御ボードが多数接続されればされるほど、応答時間の低下は顕著に現われる結果となる。 Furthermore, as the number of control objects increases and the number of the control boards is increased, the response time decreases more significantly.
一方、配線に関しても、所定位置のPCから各端末のドライバーへ配線するため、配線数および配線長が増加し、作業工数や作業ミスの増大、コストアップの要因となる課題があった。 On the other hand, since wiring is performed from a PC at a predetermined position to the driver of each terminal, the number of wirings and the wiring length increase, and there are problems that increase work man-hours and mistakes and increase costs.
この課題を回避するために、省配線化を実現するための各種インターフエイスが実用化されているが、PCによって制御処理を実行することには変わりがないため、これらのシステムにおいても、前記の処理時間短縮の改善には無関係であった。 In order to avoid this problem, various interfaces for realizing wiring saving have been put into practical use. However, since there is no change in executing control processing by a PC, the above-described system is also used in these systems. It was irrelevant to the improvement of processing time reduction.
本発明は、上述した従来の制御装置の課題に鑑みて創案されたもので、ユニット内に、制御コマンドの実行、および種々のステータスチェックを実行するための専用OSを有するCPUを搭載した第一の制御ボードと、ユニット内部バスに接続される、専用の各種制御機能を特化した制御ボード類とを複数枚具備し、該ユニット内の第一の制御ボードとPC間とをIEEE1394シリアルバスにて接続したものである。 The present invention was devised in view of the problems of the conventional control device described above, and is a first in which a CPU having a dedicated OS for executing control commands and executing various status checks is mounted in the unit. And a plurality of control boards specialized for various control functions connected to the internal bus of the unit, and the first control board in the unit and the PC are connected to the IEEE 1394 serial bus. Connected.
また、複数のユニット内の第一の制御ボード間を、相互にIEEE1394シリアルバスにて接続したものである。 The first control boards in the plurality of units are connected to each other via an IEEE 1394 serial bus.
本発明によれば、制御コマンドの実行、および種々のステータスチェックを実行するための専用OSを有するCPUを搭載した制御ボードを設けたことにより、制御ボード内のCPUは、PC内のCPUと比較すると、処理機能を限定できるため、その処理時間を格段に短縮でき、従来の制御システムに比べ50倍前後の高応答速度が実現できる。 According to the present invention, by providing a control board equipped with a CPU having a dedicated OS for executing control commands and executing various status checks, the CPU in the control board is compared with the CPU in the PC. Then, since the processing function can be limited, the processing time can be remarkably shortened, and a high response speed about 50 times that of the conventional control system can be realized.
また、本発明によるユニットは、制御システム内の各端末に設置しておけばよく、PCと各ユニット間を、IEEE1394シリアルバスによって相互接続するため、配線長および配線本数を大幅に低減できる。 The unit according to the present invention may be installed at each terminal in the control system. Since the PC and each unit are interconnected by the IEEE1394 serial bus, the wiring length and the number of wirings can be greatly reduced.
パソコン等から成るホストユニットと、制御コマンドの実行、および種々のステータスチェックを実行するための専用OSを有するCPUを搭載した第一の制御ボードと、ユニット内部バスに接続される、専用の各種制御機能を特化した制御ボード類とを複数枚具備し、該ユニット内の第一の制御ボードと前記ホストユニット間とをIEEE1394シリアルバスにて接続する。 A host unit consisting of a personal computer, etc., a first control board equipped with a CPU having a dedicated OS for executing control commands and executing various status checks, and various dedicated controls connected to the unit internal bus A plurality of control boards specialized in function are provided, and the first control board in the unit and the host unit are connected by an IEEE 1394 serial bus.
複数のユニット内の第一の制御ボード間を、相互にIEEE1394シリアルバスにて接続する。 The first control boards in the plurality of units are mutually connected by an IEEE 1394 serial bus.
本発明による制御装置の概略構成図を図1に示す。同図において、図4と同一番号のものは同一物を示し、11は第一の制御ボード、21、31は専用の制御機能を有する制御ボード類であり、第一の制御ボード11に制御コマンドの実行、および種々のステータスチェックを実行するための専用OSを有するCPUを搭載している。41は前記制御ボード類を具備したユニット、51はPCと制御ボート相互間を通信するIEEE1394シリアルバス、61はユニット内部バスを示す。 A schematic configuration diagram of a control apparatus according to the present invention is shown in FIG. 4, the same reference numerals as those in FIG. 4 denote the same thing, 11 is a first control board, 21 and 31 are control boards having a dedicated control function, and control commands are assigned to the first control board 11. And a CPU having a dedicated OS for executing various status checks. Reference numeral 41 denotes a unit including the control boards, 51 denotes an IEEE 1394 serial bus for communicating between the PC and the control boat, and 61 denotes a unit internal bus.
本発明による制御装置の概略動作につき説明する。第一の制御ボード11内のCPUは、PC1、および複数ユニットの場合には他ユニットからの制御コマンドを受信し、各種専用制御ボートをコントロールして実行し、返信する機能を有する。 The general operation of the control device according to the present invention will be described. The CPU in the first control board 11 has a function of receiving control commands from the PC 1 and, in the case of a plurality of units, other units, controlling various dedicated control boats, executing them, and sending them back.
制御ボード11内の専用CPUの処理時間は、PC内のCPUと比較すると、処理機能を限定できることによって格段に短くなり、従来の制御システムに比べ高応答速度が実現でき、制御の高機能化も併せて実現できる。 Compared with the CPU in the PC, the processing time of the dedicated CPU in the control board 11 is remarkably shortened by limiting the processing functions, can achieve a higher response speed than the conventional control system, and increase the functionality of the control. It can also be realized.
本発明による制御装置の他の概略構成例を図2に示す。同図は、ユニットを2台接続した場合を示しており、動作については上記と同様であるので省略する。IEEE1394シリアルバスの有する相互通信機能を利用したことにより、PC1を介することなくユニット間通信が可能であり、高応答速度を実現できる。 FIG. 2 shows another schematic configuration example of the control device according to the present invention. This figure shows a case where two units are connected, and the operation is the same as described above, and will be omitted. By utilizing the intercommunication function of the IEEE 1394 serial bus, inter-unit communication is possible without using the PC 1, and a high response speed can be realized.
本発明による制御装置のもう一つの概略構成例を図3に示す。同図は、ユニットを2台接続し、ホストユニットを設けない場合を示している。制御ボード11内には、CPUを搭載しているので、このCPUへ制御プログラムを適宜ダウンロードすることにより、PC1を設けなくても制御動作を実行できる。 FIG. 3 shows another schematic configuration example of the control device according to the present invention. This figure shows a case where two units are connected and no host unit is provided. Since the control board 11 is equipped with a CPU, the control operation can be executed without installing the PC 1 by appropriately downloading a control program to the CPU.
以上述べたごとく、本発明によれば、従来の制御装置に比して、高応答速度化、高機能化、かつ低コスト化とを併せ持った制御装置が実現でき、産業用機械やロボット制御システムをはじめ広範囲の分野への適応が可能である。 As described above, according to the present invention, it is possible to realize a control device that has higher response speed, higher functionality, and lower cost than conventional control devices. And can be applied to a wide range of fields.
1 パソコン(PC) 2 制御ボード 3 制御ボード 4 ユニット 5 拡張バス 6 ドライバー 7 ドライバー 11 第一の制御ボード 21 制御ボード 31 制御ボード 41 ユニット 51 IEEE1394シリアルバス61 ユニット内部バス DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Personal computer (PC) 2 Control board 3 Control board 4 Unit 5 Expansion bus 6 Driver 7 Driver 11 First control board 21 Control board 31 Control board 41 Unit 51 IEEE1394 serial bus 61 Unit internal bus
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JP2009258790A (en) * | 2008-04-11 | 2009-11-05 | Nst:Kk | Control device and control method of the same |
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JPH0895624A (en) * | 1994-09-26 | 1996-04-12 | Smc Corp | Actuator controller |
JP2006088330A (en) * | 2005-12-02 | 2006-04-06 | Toshiba Corp | Robot controller |
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