JP2019049947A - 制御装置および制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、図1を参照して、本発明が適用される場面の一例について説明する。図1は、本実施の形態に係る制御装置100の適用場面の一例を示す模式図である。本実施の形態に係る制御装置100は、任意の制御対象(例えば、製造装置や設備)を制御する。
次に、本実施の形態に係る制御装置を含む制御システム1の全体構成例について説明する。図2は、本実施の形態に係る制御システム1の全体構成例を示す模式図である。図2には、本実施の形態に係る制御装置100を中心とした制御システム1を示す。
次に、本実施の形態に係る制御装置100のハードウェア構成例について説明する。
次に、本実施の形態に係る制御装置100の機能構成例について説明する。
次に、NCプログラム実行部150のインタプリタ152がNCプログラム32を解釈して生成される中間コードの一例について説明する。
次に、本実施の形態に係る制御装置100におけるプログラムの実行動作例について説明する。
次に、本実施の形態に係る制御装置100における応用例の一つとして、NCプログラム32に従って算出される指令値に対して、動的な補正を行う処理例について説明する。
図8は、本実施の形態に係る制御装置100を含む制御システム1Aの全体構成例を示す模式図である。図8を参照して、制御装置100は、フィールドネットワーク2を介して、リモートI/O装置510と、CNC加工装置540と、視覚センサ550と接続されている。これらの装置は、フィールドデバイス500の一例である。
図9は、図8に示す制御システム1Aにおける制御構造の要部を示す模式図である。図9を参照して、NC指令値演算部158は、制御周期毎に指令値を出力するとともに、視覚センサ550は、制御周期毎に補正量を出力する。なお、視覚センサ550自身が補正量を算出するのではなく、制御装置100において実行される演算処理によって補正量を算出するようにしてもよい。
なお、上述の説明においては、視覚センサ550が出力する補正量を加算する処理について例示したが、これに限られることなく、任意の補正量を用いて、任意の補正処理を適用できる。
図9に示す制御構造については、IECプログラム実行部140において実行されるIECプログラム30と、NCプログラム実行部150のNC指令値演算部158で実行される付加処理との組み合わせによって実現してもよいし、IECプログラム30にまとめて記述してもよい。一例として、IECプログラム30にまとめて記述する場合について説明する。
図11は、図8に示す制御システム1Aの制御装置100において実行される処理手順を示すフローチャートである。図11には、高優先タスクおよび低優先タスクの実行をそれぞれ示す。
本実施の形態によれば、逐次解釈されるNCプログラム32に従って指令値を生成する処理において、制御装置100の制御周期毎に取得される補正量を用いて、NCプログラム32に従って算出される指令値を補正することができる。
次に、本実施の形態に係る制御装置100における応用例の別の一つとして、IECプログラム30およびNCプログラム32に従って算出される指令値ならびに各種の入出力データを収集する処理例について説明する。
図12は、本実施の形態に係る制御装置100を含む制御システム1Bの全体構成例を示す模式図である。図12を参照して、制御装置100は、フィールドネットワーク2を介して、リモートI/O装置510と、サーボドライバ520およびサーボモータ522と、CNC加工装置540と接続されている。これらの装置は、フィールドデバイス500の一例である。
図13は、図12に示す制御システム1Bにおける制御構造の要部を示す模式図である。図14を参照して、シーケンス演算部182およびモーション演算部184の各々は、入力データおよび出力データ(指令値)の少なくとも一方を制御周期毎に出力する。また、NC指令値演算部186は、算出した指令値を制御周期毎に出力する。
図13に示す制御構造については、IECプログラム実行部140において実行されるIECプログラム30と、NCプログラム実行部150のNC指令値演算部158で実行される付加処理との組み合わせによって実現してもよいし、IECプログラム30にまとめて記述してもよい。一例として、IECプログラム30にまとめて記述する場合について説明する。
図15は、図12に示す制御システム1Bの制御装置100において実行される処理手順を示すフローチャートである。図15には、高優先タスクおよび低優先タスクの実行をそれぞれ示す。図15に示す処理のうち、図11に示す処理と実質的に同一の処理については、図11と同じステップ番号を付与している。
本実施の形態によれば、制御周期毎に更新される入力データおよび制御周期毎に算出される指令値を含む出力データのうち1または複数を制御周期毎に同期して収集できる。また、このように収集されるデータを上位のサーバ装置などへ送信することもできる。なお、データの送信は、より低い優先度が設定されたタスクによって実行される。
上述の説明においては、IECプログラム30とNCプログラム32とを実行する制御装置100について説明したが、インタプリタ方式で記述されたプログラムであれば、どのようなプログラムについても同様に適用できる。
上述したような本実施の形態は、以下のような技術思想を含む。
[構成1]
制御対象を制御するための制御装置(100)であって、
制御周期毎に入力データおよび出力データを更新するデータ更新部(50;162)と、
第1のプログラム(62;30)の全体を制御周期毎にスキャンして指令値(62)を更新する第1のプログラム実行部(54;140)と、
逐次解釈される第2のプログラム(64;32)に従って制御周期毎に指令値(64)を更新する第2のプログラム実行部(56;150)とを備え、
前記第2のプログラム実行部は、
前記第2のプログラムの少なくとも一部を解釈して中間コードを生成するインタプリタ(58;152)と、
前記インタプリタにより生成される中間コードに従って制御周期毎に指令値(64)を算出する指令値演算部(54;140)とを含み、
前記指令値演算部(54;140)は、他の処理での利用が可能な態様で、制御周期毎に指令値を出力する、制御装置。
[構成2]
前記指令値演算部が制御周期毎に算出する指令値を前記第1のプログラム実行部から参照するための共有メモリ(52;160)をさらに備える、構成1に記載の制御装置。
[構成3]
前記指令値演算部が制御周期毎に算出する指令値と、前記データ更新部により更新されるデータとに基づく演算処理を実行する実行部(140;150;600)をさらに備える、構成1または2に記載の制御装置。
[構成4]
前記演算処理は、前記指令値演算部が制御周期毎に算出する指令値に対する数値処理を含む、構成3に記載の制御装置。
[構成5]
前記データ更新部により更新されるデータおよび前記第1のプログラム実行部により更新される指令値の少なくとも一方と、前記指令値演算部が制御周期毎に算出する指令値とをデータセットとして生成する生成部(140;150;650)をさらに備える、構成1〜4のいずれか1項に記載の制御装置。
[構成6]
制御周期毎に生成されるデータセットを外部出力する出力部(164)をさらに備える、構成5に記載の制御装置。
[構成7]
前記中間コードは、前記指令値演算部が制御周期毎に指令値を更新するための関数を含む、構成1〜6のいずれか1項に記載の制御装置。
[構成8]
前記中間コードは、時間と指令値との関係を規定する関数を含む、構成7に記載の制御装置。
[構成9]
前記インタプリタは、生成した中間コードをバッファに逐次キューイングし、
前記指令値演算部は、前記バッファにキューイングされた順に中間コードを読出すように構成されている、構成1〜8のいずれか1項に記載の制御装置。
[構成10]
前記データ更新部、前記第1のプログラム実行部、および前記指令値演算部は、高優先タスクとして実行され、
前記インタプリタは、低優先タスクとして実行される、構成1〜9のいずれか1項に記載の制御装置。
[構成11]
制御装置による制御方法であって、
制御周期毎に入力データおよび出力データを更新するステップ(S102)と、
第1のプログラムの全体を制御周期毎にスキャンして指令値を更新するステップ(S104)と、
逐次解釈される第2のプログラムの少なくとも一部を解釈して中間コードを生成するステップ(S208,S210)と、
前記生成される中間コードに従って制御周期毎に指令値を算出するステップ(S110)とを備え、
前記中間コードに従う指令値を算出するステップは、他の処理での利用が可能な態様で、制御周期毎に指令値を出力する、制御方法。
Claims (11)
- 制御対象を制御するための制御装置であって、
制御周期毎に入力データおよび出力データを更新するデータ更新部と、
第1のプログラムの全体を制御周期毎にスキャンして指令値を更新する第1のプログラム実行部と、
逐次解釈される第2のプログラムに従って制御周期毎に指令値を更新する第2のプログラム実行部とを備え、
前記第2のプログラム実行部は、
前記第2のプログラムの少なくとも一部を解釈して中間コードを生成するインタプリタと、
前記インタプリタにより生成される中間コードに従って制御周期毎に指令値を算出する指令値演算部とを含み、
前記指令値演算部は、他の処理での利用が可能な態様で、制御周期毎に指令値を出力する、制御装置。 - 前記指令値演算部が制御周期毎に算出する指令値を前記第1のプログラム実行部から参照するための共有メモリをさらに備える、請求項1に記載の制御装置。
- 前記指令値演算部が制御周期毎に算出する指令値と、前記データ更新部により更新されるデータとに基づく演算処理を実行する実行部をさらに備える、請求項1または2に記載の制御装置。
- 前記演算処理は、前記指令値演算部が制御周期毎に算出する指令値に対する数値処理を含む、請求項3に記載の制御装置。
- 前記データ更新部により更新されるデータおよび前記第1のプログラム実行部により更新される指令値の少なくとも一方と、前記指令値演算部が制御周期毎に算出する指令値とをデータセットとして生成する生成部をさらに備える、請求項1〜4のいずれか1項に記載の制御装置。
- 制御周期毎に生成されるデータセットを外部出力する出力部をさらに備える、請求項5に記載の制御装置。
- 前記中間コードは、前記指令値演算部が制御周期毎に指令値を更新するための関数を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の制御装置。
- 前記中間コードは、時間と指令値との関係を規定する関数を含む、請求項7に記載の制御装置。
- 前記インタプリタは、生成した中間コードをバッファに逐次キューイングし、
前記指令値演算部は、前記バッファにキューイングされた順に中間コードを読出すように構成されている、請求項1〜8のいずれか1項に記載の制御装置。 - 前記データ更新部、前記第1のプログラム実行部、および前記指令値演算部は、高優先タスクとして実行され、
前記インタプリタは、低優先タスクとして実行される、請求項1〜9のいずれか1項に記載の制御装置。 - 制御装置による制御方法であって、
制御周期毎に入力データおよび出力データを更新するステップと、
第1のプログラムの全体を制御周期毎にスキャンして指令値を更新するステップと、
逐次解釈される第2のプログラムの少なくとも一部を解釈して中間コードを生成するステップと、
前記生成される中間コードに従って制御周期毎に指令値を算出するステップとを備え、
前記中間コードに従う指令値を算出するステップは、他の処理での利用が可能な態様で、制御周期毎に指令値を出力する、制御方法。
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