JP2019120998A - 制御システムおよび制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各種の制約によってデータ収集機能を実装できない制御ユニットが存在する場合であっても、当該制御ユニットに係るデータ収集を実現する。【解決手段】第１の制御ユニットは、第２の制御ユニットからの要求に従って、入出力ユニットに入力された信号に対応する入力データを第２の制御ユニットへ伝送する処理、および／または、入出力ユニットから出力すべき信号を規定する出力データを第２の制御ユニットから入出力ユニットへ伝送する処理、を実行するデータ伝送中継手段と、データ伝送中継手段により伝送されるデータを保持する記憶手段と、記憶手段に保持されるデータに基づいて予め定められたトリガ条件が成立したか否かを判断するとともに、トリガ条件が成立したと判断されると、予め定められた出力設定に従って記憶手段に保持される任意のデータの値を出力する監視処理手段とを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、各々がプログラムを実行する複数の制御ユニットを含む制御システム、および、その制御システムに向けられた制御装置に関する。

制御装置により制御される制御対象に何らかの異常といったイベントが発生した場合に、そのイベントが発生した要因や状況を解析したいというニーズがある。このようなニーズに対して、例えば、特開２０１５−１７６３７０号公報（特許文献１）は、イベントの発生時において、そのイベントの要因の発生時における制御装置の状態を容易に知ることができる技術を開示する。

ところで、多くの製造現場で使用される設備や機械を安全に使用するためには、国際規格に従うセーフティコンポーネントを使用しなければならばない。セーフティコンポーネントは、ロボットなどの自動的に動く装置によって人の安全が脅かされることの防止を目的としている。セーフティコンポーネントは、セーフティプログラムを実行するセーフティ制御装置をはじめとして、人の存在や進入を検知する検知機器、非常時の操作を受付ける入力機器、実際に設備や機械を停止させる出力機器などを含む。

特開２０１５−１７６３７０号公報

セーフティプログラムの実行中においても、何らかのイベントが発生した場合には、そのイベントの要因の発生時におけるセーフティ制御装置の状態を記録したいというニーズが存在する。

一方で、セーフティ制御装置は、セーフティプログラムを国際規格に従って確実に実行することが要求されており、どのような状況であっても、セーフティ制御装置の状態を記録するための処理がセーフティプログラムの実行に影響を与えないようにしなければならない。このような制約があるため、セーフティ制御装置での状態記録処理（すなわち、データロギング処理）を容易に実装できないという課題があった。

また、例えば、複数の制御ユニットの各々が制御プログラムを実行する環境において、各制御ユニットに状態記録処理（データロギング処理）を実装するだけのリソースが残っていないような状況も想定される。

本発明は、上述したような課題を解決するための制御システムなどを提供することを一つの目的としている。

本開示の一例に従う制御システムは、第１の制御プログラムを実行する第１の制御ユニットと、第２の制御プログラムを実行する第２の制御ユニットと、フィールドからの信号の入力、および／または、フィールドへの信号の出力を司る入出力ユニットとを含む。第１の制御ユニットは、第２の制御ユニットからの要求に従って、入出力ユニットに入力された信号に対応する入力データを第２の制御ユニットへ伝送する処理、および／または、入出力ユニットから出力すべき信号を規定する出力データを第２の制御ユニットから入出力ユニットへ伝送する処理、を実行するデータ伝送中継手段と、データ伝送中継手段により伝送されるデータを保持する記憶手段と、記憶手段に保持されるデータに基づいて予め定められたトリガ条件が成立したか否かを判断するとともに、トリガ条件が成立したと判断されると、予め定められた出力設定に従って記憶手段に保持される任意のデータの値を出力する監視処理手段とを含む。

この開示によれば、各種の制約によってデータ収集機能を実装できない制御ユニットが存在する場合であっても、当該制御ユニットに係るデータ収集を実現できる。

上述の開示において、第１の制御ユニットは、着脱可能な記録媒体を受付けるインターフェイスをさらに含んでいてもよい。監視処理手段は、データの値を着脱可能な記録媒体に書込むようにしてもよい。

この開示によれば、出力されるデータの値を着脱可能な記録媒体に書込むので、異常要因の解析といった２次的な利用を容易化できる。

上述の開示において、監視処理手段は、着脱可能な記録媒体から、トリガ条件および出力設定を読込むようにしてもよい。

この開示によれば、着脱可能な記録媒体にトリガ条件および出力設定を格納した上で、第１の制御ユニットに装着すれば、監視処理手段での処理を有効化できる。そのため、専門知識の乏しい保全員などであっても、データロギング処理を簡単に利用できる。いわば、「プログラムレス」でデータロギング処理を実現できる。

上述の開示において、監視処理手段は、ユーザ操作に応答して、トリガ条件が成立したか否かの判断を有効化するようにしてもよい。

この開示によれば、必要な場面でのみデータロギング処理を有効化できるので、不要な監視およびデータ出力などを回避できる。

上述の開示において、第２の制御ユニットは、第２の制御ユニットに対するユーザ操作に応答して、トリガ条件が成立したか否かの判断を有効化するための指令を、第１の制御ユニットへ送信するようにしてもよい。

この開示によれば、ユーザが第２の制御ユニットを操作することで、第２の制御ユニットが取り扱うデータのデータロギング処理を有効化させることができるので、データロギング処理の対象と操作対象とが一致することになる。これによって、誤操作の可能性を低減できる。

上述の開示において、監視処理手段は、トリガ条件が成立したと判断されたタイミングを含む所定期間に亘る時系列値を出力するようにしてもよい。

この開示によれば、何らかのトリガ条件が成立した場合に、その直前からの時間的な状態変化を知ることができるので、発生した異常などの要因を容易に推定できる。

上述の開示において、制御システムは、トリガ条件および出力設定を生成するためのユーザインターフェイス画面を提供する設定受付手段をさらに含んでいてもよい。

この開示によれば、トリガ条件および出力設定の設定操作を容易化できる。
上述の開示において、設定受付手段は、第１の制御ユニットの記憶手段に保持されていないデータがトリガ条件または出力設定として指定されると、メッセージを出力するようにしてもよい。

この開示によれば、第１の制御ユニットを介して伝送されるデータ以外は出力できない構成を前提とした、ユーザの操作支援を実現できる。

上述の開示において、トリガ条件および出力設定は、第２の制御ユニットにおいて利用可能な変数を用いて定義されていてもよい。第１の制御ユニットは、トリガ条件および出力設定の定義に用いられる変数と記憶手段に保持されるデータとの対応関係を示すメモリマッピング情報を有してもよい。メモリマッピング情報は、第２の制御プログラムが生成される際に、同時に生成されるようにしてもよい。

この開示によれば、第１の制御ユニットが参照するメモリマッピング情報と第２の制御ユニットが実行するセーフティプログラムとの間の整合性を維持できる。

上述の開示において、第１の制御ユニットは、標準制御プログラムに従って制御対象を制御する標準制御ユニットである。第２の制御ユニットは、セーフティプログラムを実行するセーフティ制御ユニットである。入出力ユニットは、セーフティコンポーネントからの信号の入力、および／または、セーフティコンポーネントへの信号の出力を司るセーフティ入出力ユニットを含む。

この開示によれば、セーフティプログラムを実行するセーフティ制御ユニットは、トリガ条件が成立した場合のデータの値を出力する処理に関与せず、標準制御ユニットが単独でデータの値を出力できる。そのため、セーフティ制御ユニットでのセーフティプログラムの実行に影響を与えることなく、データロギング処理を提供できる。

本実施の形態によれば、第１の制御プログラムに従って制御対象を制御する制御装置が提供される。制御装置は、第２の制御プログラムを実行する第２の制御ユニットと通信可能に接続されるとともに、フィールドからの信号の入力、および／または、フィールドへの信号の出力を司る入出力ユニットと通信可能に接続されている。制御装置は、第２の制御ユニットからの要求に従って、入出力ユニットに入力された信号に対応する入力データを第２の制御ユニットへ伝送する処理、および／または、入出力ユニットから出力すべき信号を規定する出力データを第２の制御ユニットから入出力ユニットへ伝送する処理、を実行するデータ伝送中継手段と、データ伝送中継手段により伝送されるデータを保持する記憶手段と、記憶手段に保持されるデータに基づいて予め定められたトリガ条件が成立したか否かを判断するとともに、トリガ条件が成立したと判断されると、予め定められた出力設定に従って記憶手段に保持される任意のデータの値を出力する監視処理手段とを含む。

この開示によれば、セーフティプログラムを実行する制御装置は、トリガ条件が成立した場合のデータの値を出力する処理に関与せず、標準制御ユニットが単独でデータの値を出力できる。そのため、セーフティ制御ユニットでのセーフティプログラムの実行に影響を与えることなく、データロギング処理を提供できる。

本発明によれば、各種の制約によってデータ収集機能を実装できない制御ユニットが存在する場合であっても、当該制御ユニットに係るデータ収集を実現できる。

本実施の形態に係る制御システムの全体構成例を示す模式図である。 本実施の形態に係る制御システムを含む全体システムの構成例を示す模式図である。 本実施の形態に係る制御システムを構成する標準制御ユニットのハードウェア構成例を示す模式図である。 本実施の形態に係る制御システムを構成するセーフティ制御ユニットのハードウェア構成例を示す模式図である。 本実施の形態に係る制御システムに接続されるサポート装置のハードウェア構成例を示す模式図である。 本実施の形態に係る制御システムのセーフティ制御ユニットにおける入出力データのデータ伝送を説明するための模式図である。 本実施の形態に係る制御システムにおいて実行されるデータロギング処理を説明するための模式図である。 本実施の形態に係る制御システムにおいて実行されるデータロギング処理に用いられるメモリマッピング情報の一例を示す模式図である。 本実施の形態に係る制御システムにおいて実行されるデータロギング処理のためのロギング設定を生成するユーザインターフェイス画面の一例を示す模式図である。 本実施の形態に係るサポート装置が提供する処理を説明するための模式図である。 本実施の形態に係る制御システムが提供するデータロギング処理の使用例を説明する模式図である。 本実施の形態に係る制御システムにおける処理手順の一例を示すフローチャートである。

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。

＜Ａ．適用例＞
まず、本発明が適用される場面の一例について説明する。本実施の形態に係る制御システムは、第１の制御プログラムを実行する第１の制御ユニットと、第２の制御プログラムを実行する第２の制御ユニットと、入出力ユニットとを含む。

一例として、第１の制御ユニットとして、標準制御プログラムに従って制御対象を制御する標準制御ユニットを採用し、第２の制御ユニットとして、セーフティプログラムを実行するセーフティ制御ユニットを採用することができる。この場合、入出力ユニットとしては、セーフティコンポーネントからの信号の入力、および／または、セーフティコンポーネントへの信号の出力を司るセーフティ入出力ユニットを採用してもよい。

あるいは、第１の制御ユニットおよび第２の制御ユニットとして、いずれも標準制御ユニットを採用してもよい。典型的には、第１の制御ユニットは、第１の制御プログラムを実行し、第２の制御ユニットは、第２の制御プログラムを実行することで、それぞれ制御対象を制御するようにしてもよい。この場合、第１の制御ユニットは、第２の制御ユニットに比較して、より多くの演算リソースを有していることが想定されている。さらにあるいは、第１の制御ユニットおよび第２の制御ユニットとして、いずれもセーフティ制御ユニットを採用してもよい。

すなわち、状態記録処理（データロギング処理）を実装するにあたって、第２の制御ユニットに比較して、第１の制御ユニットの制約が少ない環境を想定する。

以下の説明においては、典型例として、第１の制御ユニットとして、標準制御ユニットを想定し、第２の制御ユニットとして、セーフティ制御ユニットを想定する。

図１は、本実施の形態に係る制御システム２の全体構成例を示す模式図である。図１を参照して、制御装置の一例である標準制御ユニット１００と、セーフティ制御ユニット２００と、１または複数のセーフティ入出力ユニット（以下、「セーフティＩＯユニット」とも称する。）２５０とを含む。

標準制御ユニット１００は、標準制御プログラム１０６２に従って制御対象を制御する。制御対象としては、任意の設備や装置を含む。

セーフティ制御ユニット２００は、標準制御ユニット１００と通信可能に接続されている。典型的には、標準制御ユニット１００とセーフティ制御ユニット２００との間は、内部バスを介して接続されている。セーフティ制御ユニット２００は、セーフティプログラム２０６２を実行する。

本明細書において、標準制御プログラム１０６２に従って実行される「標準制御」は、典型的には、予め定められた要求仕様に沿って、制御対象を制御するための指令を順次生成する処理を総称する。また、本明細書において、セーフティプログラム２０６２に従って実行される「セーフティ制御」は、何らかの不具合によって、制御対象によって人の安全が脅かされることを防止するための指令を生成する処理を総称する用語である。セーフティ制御においては、例えば、制御対象自体の挙動が本来とは異なっている場合だけではなく、制御システム２が適切に制御を実行できない状態などであると判断された場合にも、制御対象を停止させるような処理を含む。

セーフティＩＯユニット２５０は、セーフティコンポーネントからの信号の入力、および／または、セーフティコンポーネントへの信号の出力を司る。セーフティコンポーネントは、セーフティリレーや各種セーフティーセンサなどを含む。図１には、セーフティＩＯユニット２５０がセーフティ制御ユニット２００と共通の伝送経路上に配置されている例を示すが、これに限らず、別の伝送経路を介して標準制御ユニット１００と接続されていてもよい。

標準制御ユニット１００は、セーフティ制御ユニット２００およびセーフティＩＯユニット２５０の伝送経路に関連付けられたデータ伝送中継部２０を有している。データ伝送中継部２０は、セーフティ制御ユニット２００からの要求に従って、セーフティＩＯユニット２５０に入力された信号に対応する入力データをセーフティ制御ユニット２００へ伝送する処理、および／または、セーフティＩＯユニット２５０から出力すべき信号を規定する出力データをセーフティ制御ユニット２００からセーフティＩＯユニット２５０へ伝送する処理、を実行する。

標準制御ユニット１００は、データ伝送中継部２０により伝送されるデータを保持する記憶部の一例であるＩＯデータメモリ１２４を有している。標準制御ユニット１００は、ＩＯデータメモリ１２４に関連付けられた監視処理部１６０を有している。監視処理部１６０は、ＩＯデータメモリ１２４に保持されるデータに基づいて予め定められたトリガ条件１６２２が成立したか否かを判断する。そして、監視処理部１６０は、トリガ条件１６２２が成立したと判断されると、予め定められた出力設定１６２４に従ってＩＯデータメモリ１２４に保持される任意のデータの値を出力する。すなわち、監視処理部１６０は、データロギング処理を実行する。

なお、トリガ条件１６２２および出力設定１６２４は、ロギング設定１６２としてまとめてもよい。

図１に示すような構成を採用することで、セーフティ制御ユニット２００におけるセーフティプログラム２０６２の実行への影響を与えることなく、データロギング処理を実現できる。これによって、セーフティ制御において何らかの不具合が発生した場合であっても、その要因などの解明または推定を支援できる。

＜Ｂ．全体システム１の構成例＞
次に、本実施の形態に係る制御システム２を含む全体システム１の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２を含む全体システム１の構成例を示す模式図である。図２を参照して、全体システム１は、制御システム２と、制御システム２とフィールドネットワーク４を介して接続される１または複数のフィールドデバイスと、制御システム２と上位ネットワーク６を介して接続される操作表示装置４００と、サーバ装置５００とを含む。

本明細書において、「フィールドデバイス」は、フィールドネットワーク４を介してネットワーク接続可能な装置を総称する用語である。フィールド装置としては、図１に示すセーフティＩＯユニット１０に加えて、ＩＯ装置、ロボットコントローラ、温度コントローラ、流量コントローラといった各種装置を含み得る。

制御システム２は、標準制御およびセーフティ制御をそれぞれ実行可能に構成されている。より具体的には、制御システム２は、標準制御を司る標準制御ユニット１００と、電源ユニット１５０と、セーフティ制御を司るセーフティ制御ユニット２００と、１または複数のセーフティＩＯユニット２５０とを含む。これらのユニットは、内部バス１２（図３参照）を介してデータ通信可能に接続されている。図２には、ＩＯユニットとして、セーフティＩＯユニット２５０のみを例示するが、これに限らず、標準制御に用いられる通常のＩＯユニットや通信ユニットが装着されてもよい。

標準制御ユニット１００は、制御対象に応じて任意に作成された標準制御プログラムを実行して、制御対象に対する制御を実現する。標準制御ユニット１００は、標準ＩＯユニットを利用することで、各種センサやスイッチなどのフィールドデバイスとの間で信号を遣り取りする。セーフティ制御ユニット２００は、予め定められた安全基準に従って作成されたセーフティプログラムを実行して、セーフティ制御を実現する。

セーフティ制御ユニット２００は、内部バス１２を介して接続された１または複数のセーフティＩＯユニット２５０、および／または、フィールドネットワーク４を介して接続されたセーフティＩＯユニット１０を利用することで、セーフティコンポーネントなどのフィールドデバイスとの間で信号を遣り取りする。

フィールドネットワーク４としては、典型的には、ネットワークノード間のデータ到着時間が保証されるプロトコルが採用されることが好ましい。このようなネットワークノード間のデータ到着時間が保証されるプロトコルとしては、例えば、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）などを採用できる。あるいは、ＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰ（登録商標）、ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ（登録商標）、ＣｏｍｐｏＮｅｔ（登録商標）などを採用してもよい。以下の説明においては、一例として、フィールドネットワーク４としてＥｔｈｅｒＣＡＴを採用した場合について説明する。

本明細書において、「フィールドネットワーク」は、産業装置用のデータ伝送を実現するための通信媒体を総称するものであり、「フィールドバス」を包含する概念である。

制御システム２の標準制御ユニット１００および／またはセーフティ制御ユニット２００には、サポート装置３００が接続可能になっている。

制御システム２の標準制御ユニット１００は、フィールドネットワーク４を介して、１または複数のセーフティＩＯユニット１０と接続される。標準制御ユニット１００は、フィールドネットワーク４において通信マスタとして機能し、セーフティＩＯユニット１０の各々がスレーブとして機能する。標準制御ユニット１００は、フィールドネットワーク４を介して、セーフティＩＯユニット１０で収集されたデータ（以下、「入力データ」とも称す。）を取得するとともに、セーフティＩＯユニット１０に対する指令（以下、「出力データ」とも称す。）を送信する。

操作表示装置４００は、ＨＭＩ（Human Machine Interface）装置として機能し、制御システム２が保持する状態値などを表示するとともに、ユーザ操作を受付けて、制御システム２へ出力する。

サーバ装置５００は、制御システム２からの情報を収集するデータベースや、制御システム２に対してレシピなどの各種設定を与える操業管理システムなどからなる。

＜Ｃ．ハードウェア構成例＞
次に、本実施の形態に係る全体システム１を構成する主たる装置のハードウェア構成例について説明する。

（ｃ１：標準制御ユニット１００）
図３は、本実施の形態に係る制御システム２を構成する標準制御ユニット１００のハードウェア構成例を示す模式図である。図３を参照して、標準制御ユニット１００は、プロセッサ１０２と、メインメモリ１０４と、ストレージ１０６と、上位ネットワークコントローラ１０８と、フィールドネットワークコントローラ１１０，１１２と、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）コントローラ１１４と、メモリカードインターフェイス１１６と、内部バスコントローラ１２０とを含む。これらのコンポーネントは、プロセッサバス１３０を介して接続されている。

プロセッサ１０２は、制御演算などを実行する演算処理部に相当し、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などで構成される。具体的には、プロセッサ１０２は、ストレージ１０６に格納されたプログラム（一例として、システムプログラム１０６０および標準制御プログラム１０６２）を読出して、メインメモリ１０４に展開して実行することで、制御対象に応じた制御、および、後述するような各種処理を実現する。

メインメモリ１０４は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）などの揮発性記憶装置などで構成される。ストレージ１０６は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）などの不揮発性記憶装置などで構成される。

ストレージ１０６には、基本的な機能を実現するためのシステムプログラム１０６０に加えて、設備や機械などの制御対象に応じて作成される標準制御プログラム１０６２が格納される。ストレージ１０６には、さらに、メモリマッピング情報１６４が格納されてもよい。メモリマッピング情報１６４の詳細については、後述する。

上位ネットワークコントローラ１０８は、上位ネットワーク６を介して、操作表示装置４００やサーバ装置５００（図２参照）といった任意の情報処理装置との間でデータを遣り取りする。

フィールドネットワークコントローラ１１０，１１２は、フィールドネットワーク４を介して、フィールドデバイスとの間でデータを遣り取りする。フィールドネットワークコントローラ１１０，１１２は、フィールドネットワーク４を介した定周期通信を行うための通信マスタとして機能する。図３には、フィールドネットワークコントローラ１１０，１１２を図示するが、単一のフィールドネットワークコントローラであってもよい。

ＵＳＢコントローラ１１４は、ＵＳＢ接続を介して、サポート装置３００などとの間でデータを遣り取りする。

メモリカードインターフェイス１１６は、着脱可能な記録媒体の一例であるメモリカード１１８を受付ける。メモリカードインターフェイス１１６は、メモリカード１１８に対してデータを書込み、メモリカード１１８から各種データ（ログやトレースデータなど）を読出すことが可能になっている。

内部バスコントローラ１２０は、内部バス１２を介して、１または複数の機能ユニット（セーフティＩＯユニット２５０を含む）との間でデータを遣り取りする。内部バスコントローラ１２０は、標準制御ユニット１００と機能ユニットとを電気的に接続するための通信インターフェイスに相当する。

本明細書において、「機能ユニット」は、標準制御ユニット１００などに接続されて、制御対象との間で各種の信号を遣り取りするための装置を総称する用語である。機能ユニットは、ＩＯユニットと、通信ユニットと、ＰＩＤ制御やモーション制御といった特殊機能を実装したコントローラユニットとを含み得る。ＩＯユニットは、例えば、制御対象からのデジタル入力信号を受取るＤＩ（Digital Input）機能、制御対象に対してデジタル出力信号を送出するＤＯ（Digital Output）機能、制御対象からのアナログ入力信号を受取るＡＩ（Analog Input）機能、制御対象に対してアナログ出力信号を送出するＡＯ（Analog Output）機能のうち１または複数の機能を有している。

内部バスコントローラ１２０は、内部バス１２を介した定周期通信を行うための通信マスタとして機能する。より具体的には、内部バスコントローラ１２０は、マスタコントローラ１２２と、ＩＯデータメモリ１２４と、送信回路（ＴＸ）１２６と、受信回路（ＲＸ）１２８とを含む。

ＩＯデータメモリ１２４は、内部バス１２を介して機能ユニットと遣り取りするデータ（入力データおよび出力データ）を一時的に保持するメモリであり、各機能ユニットに対応付けてアドレスが予め規定されている。送信回路１２６は、出力データを含む通信フレームを生成して内部バス１２上に送出する。受信回路１２８は、内部バス１２上を伝送する通信フレームを受信して入力データに復調する。内部バスコントローラ１２０は、データ伝送中継部２０（図１）としての機能を提供する。

マスタコントローラ１２２は、内部バス１２上のデータ伝送タイミングなどに従って、ＩＯデータメモリ１２４、送信回路１２６、および、受信回路１２８を制御する。マスタコントローラ１２２は、内部バス１２上のデータ伝送などを管理する通信マスタとしての制御を提供する。

図３には、プロセッサ１０２がプログラムを実行することで必要な機能が提供される構成例を示したが、これらの提供される機能の一部または全部を、専用のハードウェア回路（例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）など）を用いて実装してもよい。あるいは、標準制御ユニット１００の主要部を、汎用的なアーキテクチャに従うハードウェア（例えば、汎用パソコンをベースとした産業用パソコン）を用いて実現してもよい。この場合には、仮想化技術を用いて、用途の異なる複数のＯＳ（Operating System）を並列的に実行させるとともに、各ＯＳ上で必要なアプリケーションを実行させるようにしてもよい。さらに、標準制御ユニット１００に表示装置やサポート装置などの機能を統合した構成を採用してもよい。

（ｃ２：電源ユニット１５０）
電源ユニット１５０は、制御システム２を構成する、標準制御ユニット１００、セーフティ制御ユニット２００、およびセーフティＩＯユニット２５０に対して電源を供給するとともに、セーフティＩＯユニット２５０に接続される各種デバイス（センサやリレーなど）にも電力を供給する。電源ユニット１５０のハードウェア構成については、公知であるので、さらなる詳細な説明は行わない。

（ｃ３：セーフティ制御ユニット２００）
図４は、本実施の形態に係る制御システム２を構成するセーフティ制御ユニット２００のハードウェア構成例を示す模式図である。図４を参照して、セーフティ制御ユニット２００は、プロセッサ２０２と、メインメモリ２０４と、ストレージ２０６と、内部バスコントローラ２２０とを含む。これらのコンポーネントは、プロセッサバス２３０を介して接続されている。

内部バスコントローラ２２０は、通信スレーブとして機能し、機能ユニットと同様の通信インターフェイスを提供する。すなわち、内部バスコントローラ２２０は、内部バス１２を介して、標準制御ユニット１００および機能ユニットとの間でデータを遣り取りする。

内部バス１２上において、機能ユニットおよびセーフティ制御ユニット２００は、デイジーチェーン接続されている。すなわち、内部バスコントローラ２２０は、内部バス１２上で上流側に存在する装置から通信フレームを受信すると、当該通信フレームの全部または一部のデータを内部にコピーするとともに、下流側に存在する装置に転送する。同様に、内部バスコントローラ２２０は、内部バス１２上で下流側に存在する装置から通信フレームを受信すると、当該通信フレームの全部または一部のデータを内部にコピーするとともに、上流側に存在する装置に転送する。このような通信フレームの順次転送によって、標準制御ユニット１００と機能ユニットおよびセーフティ制御ユニット２００との間でデータ伝送が実現される。

より具体的には、内部バスコントローラ２２０は、スレーブコントローラ２２２と、バッファメモリ２２４と、送信回路（ＴＸ）２２５，２２６と、受信回路（ＲＸ）２２７，２２８とを含む。

バッファメモリ２２４は、内部バス１２を伝送する通信フレームを一時的に保持する。
受信回路２２７は、内部バス１２上を伝送する通信フレームを受信すると、その全部または一部をバッファメモリ２２４に格納する。送信回路２２６は、受信回路２２７により受信された通信フレームを下流側の内部バス１２へ送出する。

同様に、受信回路２２８は、内部バス１２上を伝送する通信フレームを受信すると、その全部または一部をバッファメモリ２２４に格納する。送信回路２２５は、受信回路１２８により受信された通信フレームを下流側の内部バス１２へ送出する。

スレーブコントローラ２２２は、内部バス１２上の通信フレームの順次転送を実現するために、送信回路２２５，２２６、受信回路２２７，２２８、および、バッファメモリ２２４を制御する。

プロセッサ２０２は、制御演算などを実行する演算処理部に相当し、ＣＰＵやＧＰＵなどで構成される。具体的には、プロセッサ２０２は、ストレージ２０６に格納されたプログラム（一例として、システムプログラム２０６０およびセーフティプログラム２０６２）を読出して、メインメモリ２０４に展開して実行することで、制御対象に応じた制御、および、後述するような各種処理を実現する。

メインメモリ２０４は、ＤＲＡＭやＳＲＡＭなどの揮発性記憶装置などで構成される。ストレージ２０６は、例えば、ＨＤＤやＳＳＤなどの不揮発性記憶装置などで構成される。

ストレージ２０６には、基本的な機能を実現するためのシステムプログラム２０６０に加えて、対象のセーフティコンポーネントに応じて作成されるセーフティプログラム２０６２が格納される。

図４には、プロセッサ２０２がプログラムを実行することで必要な機能が提供される構成例を示したが、これらの提供される機能の一部または全部を、専用のハードウェア回路（例えば、ＡＳＩＣまたはＦＰＧＡなど）を用いて実装してもよい。あるいは、セーフティ制御ユニット２００の主要部を、汎用的なアーキテクチャに従うハードウェア（例えば、汎用パソコンをベースとした産業用パソコン）を用いて実現してもよい。

（ｃ４：セーフティＩＯユニット２５０）
セーフティＩＯユニット２５０は、標準制御ユニット１００と内部バス１２を介して接続される機能ユニットの一例であり、セーフティコンポーネントからの信号入力および／またはセーフティコンポーネントへの信号出力を行う。セーフティＩＯユニット２５０は、標準ＩＯユニットに比較して、フィードバック信号などのセーフティを実現するために必要な信号の入出力および管理機能が実装されている。セーフティＩＯユニット２５０のハードウェア構成については、公知であるので、さらなる詳細な説明は行わない。

（ｃ５：サポート装置３００）
図５は、本実施の形態に係る制御システム２に接続されるサポート装置３００のハードウェア構成例を示す模式図である。サポート装置３００は、一例として、汎用的なアーキテクチャに従うハードウェア（例えば、汎用パソコン）を用いてプログラムを実行することで実現される。

図５を参照して、サポート装置３００は、プロセッサ３０２と、メインメモリ３０４と、ストレージ３０６と、入力部３０８と、表示部３１０と、光学ドライブ３１２と、ＵＳＢコントローラ３１６とを含む。これらのコンポーネントは、プロセッサバス３１８を介して接続されている。

プロセッサ３０２は、ＣＰＵなどで構成され、ストレージ３０６に格納されたプログラム（一例として、ＯＳ３０６０およびサポートプログラム３０６２）を読出して、メインメモリ３０４に展開して実行することで、後述するような各種処理を実現する。

メインメモリ３０４は、ＤＲＡＭやＳＲＡＭなどの揮発性記憶装置などで構成される。ストレージ３０６は、例えば、ＨＤＤやＳＳＤなどの不揮発性記憶装置などで構成される。

ストレージ３０６には、基本的な機能を実現するためのＯＳ３０６０に加えて、サポート装置３００としての機能を提供するためのサポートプログラム３０６２が格納される。

入力部３０８は、キーボードやマウスなどで構成され、ユーザ操作を受付ける。表示部３１０は、ディスプレイ、各種インジケータ、プリンタなどで構成され、プロセッサ３０２からの処理結果などを出力する。

ＵＳＢコントローラ３１６は、ＵＳＢ接続を介して、制御システム２の標準制御ユニット１００などとの間のデータの遣り取りを制御する。

サポート装置３００は、光学ドライブ３１２を有しており、コンピュータ読取可能なプログラムを非一過的に格納する記録媒体３１４（例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光学記録媒体）から、その中に格納されたプログラムが読取られてストレージ３０６などにインストールされる。

サポート装置３００で実行されるプログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体３１４を介してインストールされてもよいが、ネットワーク上のサーバ装置などからダウンロードする形でインストールするようにしてもよい。また、本実施の形態に係るサポート装置３００が提供する機能は、ＯＳが提供するモジュールの一部を利用する形で実現される場合もある。

図５には、プロセッサ３０２がプログラムを実行することで、サポート装置３００として必要な機能が提供される構成例を示したが、これらの提供される機能の一部または全部を、専用のハードウェア回路（例えば、ＡＳＩＣまたはＦＰＧＡなど）を用いて実装してもよい。

（ｃ６：操作表示装置４００）
本実施の形態に係る全体システム１を構成する操作表示装置４００としては、専用機として実装されたハードウェア構成を採用してもよいし、汎用的なアーキテクチャに従うハードウェア構成（例えば、汎用パソコンをベースとした産業用パソコン）を採用してもよい。

汎用パソコンをベースとした産業用パソコンで操作表示装置４００を実現する場合には、上述の図５に示すようなサポート装置３００と同様のハードウェア構成が採用される。但し、図５に示す構成例のうち、サポートプログラム３０６２に代えて、ＨＭＩ処理を実現するためのアプリケーションプログラムがインストールされる。

（ｃ７：サーバ装置５００）
本実施の形態に係る全体システム１を構成するサーバ装置５００は、一例として、汎用的なファイルサーバまたはデータベースサーバを用いて実現できる。このような装置のハードウェア構成については、公知であるので、さらなる詳細な説明は行わない。

＜Ｄ．入出力データのデータ伝送＞
次に、本実施の形態に係る制御システム２のセーフティ制御ユニット２００における入出力データのデータ伝送について説明する。図６は、本実施の形態に係る制御システム２のセーフティ制御ユニット２００における入出力データのデータ伝送を説明するための模式図である。

図６を参照して、セーフティ制御ユニット２００は、内部バス１２を介して接続されている１または複数のセーフティＩＯユニット２５０との間で入力データおよび出力データを遣り取りする。セーフティ制御ユニット２００は、内部バス１２上のデータ伝送に関して通信マスタではなく、データ送受信のタイミングを自身で制御できない。そこで、内部バス１２の通信マスタである標準制御ユニット１００を介する形で、セーフティ制御ユニット２００と１または複数のセーフティＩＯユニット２５０との間で、入力データおよび出力データが遣り取りされる。

例えば、セーフティ制御ユニット２００が特定のセーフティＩＯユニット２５０により保持されている入力データを収集する場合には、セーフティ制御ユニット２００は、入力データ要求６０２を標準制御ユニット１００（内部バスコントローラ１２０）へ送信する。すると、標準制御ユニット１００の内部バスコントローラ１２０は、対象のセーフティＩＯユニット２５０に対して入力データ送信要求６０４を送信する。入力データ送信要求６０４を受信したセーフティＩＯユニット２５０は、指定された入力データ６０６を標準制御ユニット１００の内部バスコントローラ１２０へ送信する。

標準制御ユニット１００の内部バスコントローラ１２０は、セーフティＩＯユニット２５０からの入力データ６０６をＩＯデータメモリ１２４に一旦格納するとともに、その格納したデータの一部または全部を入力データ６０８としてセーフティ制御ユニット２００へ送信する。このような一連の送受信処理によって、セーフティＩＯユニット２５０が保持している入力データがセーフティ制御ユニット２００へ伝送される。

逆に、セーフティ制御ユニット２００から特定のセーフティＩＯユニット２５０へ出力データを送信収集する場合には、上述の逆の経路で出力データが伝送される。すなわち、セーフティ制御ユニット２００は、特定のセーフティＩＯユニット２５０へ向けられた出力データを標準制御ユニット１００の内部バスコントローラ１２０へ送信する。標準制御ユニット１００の内部バスコントローラ１２０は、セーフティ制御ユニット２００からの出力データをＩＯデータメモリ１２４に一旦格納するとともに、その格納したデータの一部または全部を出力データとして対象のセーフティＩＯユニット２５０へ送信する。これによって、セーフティ制御ユニット２００から特定のセーフティＩＯユニット２５０へ出力データが伝送される。

また、セーフティ制御ユニット２００は、フィールドネットワーク４を介してリモート接続される１または複数のセーフティＩＯユニット１０との間でも入力データおよび出力データを遣り取りする。この場合にも、フィールドネットワーク４の通信マスタである標準制御ユニット１００を介する形で、セーフティ制御ユニット２００と１または複数のセーフティＩＯユニット１０との間で、入力データおよび出力データが遣り取りされる。

例えば、セーフティ制御ユニット２００が特定のセーフティＩＯユニット１０により保持されている入力データを収集する場合には、セーフティ制御ユニット２００は、入力データ要求６１２を標準制御ユニット１００（内部バスコントローラ１２０）へ送信する。

入力データ要求６１２を受けて、標準制御ユニット１００のフィールドネットワークコントローラ１１０は、対象のセーフティＩＯユニット１０に対して入力データ送信要求６１４を送信する。入力データ送信要求６１４を受信したセーフティＩＯユニット１０は、指定された入力データ６１６を標準制御ユニット１００のフィールドネットワークコントローラ１１０へ送信する。

標準制御ユニット１００のフィールドネットワークコントローラ１１０は、セーフティＩＯユニット１０からの入力データ６１６を受信すると、内部バスコントローラ１２０へ内部転送する。内部バスコントローラ１２０は、転送された入力データ６１６をＩＯデータメモリ１２４に一旦格納するとともに、その格納したデータの一部または全部を入力データ６１８としてセーフティ制御ユニット２００へ送信する。このような一連の送受信処理によって、セーフティＩＯユニット１０が保持している入力データがセーフティ制御ユニット２００へ伝送される。

逆に、セーフティ制御ユニット２００から特定のセーフティＩＯユニット１０へ出力データを送信収集する場合には、上述の逆の経路で出力データが伝送される。すなわち、セーフティ制御ユニット２００は、特定のセーフティＩＯユニット１０へ向けられた出力データを標準制御ユニット１００の内部バスコントローラ１２０へ送信する。標準制御ユニット１００の内部バスコントローラ１２０は、セーフティ制御ユニット２００からの出力データをＩＯデータメモリ１２４に一旦格納するとともに、その格納したデータの一部または全部を出力データとして、フィールドネットワークコントローラ１１０へ内部転送する。フィールドネットワークコントローラ１１０は、転送された出力データを対象のセーフティＩＯユニット１０へ送信する。これによって、セーフティ制御ユニット２００から特定のセーフティＩＯユニット１０へ出力データが伝送される。

＜Ｅ．データロギング処理＞
次に、本実施の形態に係る制御システム２において実行されるデータロギング処理について説明する。

図７は、本実施の形態に係る制御システム２において実行されるデータロギング処理を説明するための模式図である。図７を参照して、標準制御ユニット１００は、データロング処理を実現するための監視処理部１６０を有している。監視処理部１６０は、典型的には、プロセッサ１０２がシステムプログラム１０６０を実行することで実現される。監視処理部１６０は、標準制御ユニット１００において実行されるタスクの一部として登録されていてもよい。

監視処理部１６０は、予め定められた周期毎にＩＯデータメモリ１２４の値を監視する。図６を参照して説明したように、ＩＯデータメモリ１２４には、セーフティ制御ユニット２００と、セーフティＩＯユニット２５０またはセーフティＩＯユニット１０との間で遣り取りされる入力データおよび／または出力データが格納される。監視処理部１６０は、ＩＯデータメモリ１２４に格納される入力データおよび／または出力データの値、あるいは、その値の変化が、ロギング設定１６２に規定されたいずれかのトリガ条件１６２２に合致するか否かを判断する。そして、いずれかのトリガ条件１６２２に合致すると判断された場合には、当該合致すると判断されたトリガ条件１６２２に対応付けられた出力設定１６２４に従う対象データのデータロギング処理を開始する。そして、データロギング処理によって収集されたロギングデータ１６６をデータ出力する。

典型的には、収集されたロギングデータ１６６はメモリカード１１８に書込まれる。すなわち、監視処理部１６０は、データの値を着脱可能な記録媒体の一例であるメモリカード１１８に書込むようにしてもよい。

あるいは、収集されたロギングデータ１６６は、標準制御ユニット１００内のストレージ１０６に書込まれてもよいし、フィールドネットワーク４または上位ネットワーク６を介して、別の装置へ送信されてもよい。例えば、上位ネットワーク６を介して制御システム２に接続されているサーバ装置５００へロギングデータ１６６を送信するようにしてもよい。

ロギング設定１６２およびメモリマッピング情報１６４は、メモリカード１１８自体に格納されていてもよい。この場合には、これらの情報が予め格納されたメモリカード１１８を標準制御ユニット１００に装着するだけで、データロギング処理の準備が整えるようにできる。すなわち、監視処理部１６０は、着脱可能な記録媒体の一例であるメモリカード１１８から、ロギング設定１６２（トリガ条件１６２２および出力設定１６２４）を読込むようにしてもよい。

監視処理部１６０は、予め用意されるメモリマッピング情報１６４を参照して、ＩＯデータメモリ１２４に格納されるデータがいずれの変数を意味するのかを知ることができる。ロギング設定１６２に規定されるトリガ条件１６２２は、１または複数の変数を用いて規定することができ、そのような変数がＩＯデータメモリ１２４のいずれの領域に格納されるデータに対応するのかを示す情報として、メモリマッピング情報１６４が用意される。

＜Ｆ．メモリマッピング情報１６４＞
次に、図７に示すメモリマッピング情報１６４について説明する。

図８は、本実施の形態に係る制御システム２において実行されるデータロギング処理に用いられるメモリマッピング情報１６４の一例を示す模式図である。図８を参照して、メモリマッピング情報１６４においては、典型的には、変数名コラム１６４２と、アドレスコラム１６４４とが対応付けられている。

変数名コラム１６４２には、ロギング設定１６２のトリガ条件１６２２または出力設定１６２４として指定され得る１または複数の変数の名前（変数名）が格納され、アドレスコラム１６４４には、各変数が配置されるＩＯデータメモリ１２４のアドレスが格納される。

なお、メモリマッピング情報１６４のデータ構造としては、図８に示すものに限られず、任意のデータ構造（例えば、各変数のデータ型やコメントなどをさらに含む構造など）を採用してもよい。

監視処理部１６０は、メモリマッピング情報１６４を参照することで、トリガ条件１６２２として指定される変数、および／または、出力設定１６２４として指定される変数が配置されるアドレスを特定できる。このように、ロギング設定１６２（トリガ条件１６２２および出力設定１６２４）は、セーフティ制御ユニット２００において利用可能な変数を用いて定義されてもよい。この場合、標準制御ユニット１００は、ロギング設定１６２（トリガ条件１６２２および出力設定１６２４）の定義に用いられる変数とＩＯデータメモリ１２４に保持されるデータとの対応関係を示すメモリマッピング情報１６４を参照することになる。メモリマッピング情報１６４は、セーフティプログラム２０６２が生成される際に同時に生成されることで、セーフティ制御ユニット２００と標準制御ユニット１００との間の不整合を防止できる。

＜Ｇ．ロギング設定１６２＞
次に、図７に示すロギング設定１６２について説明する。

図９は、本実施の形態に係る制御システム２において実行されるデータロギング処理のためのロギング設定１６２を生成するユーザインターフェイス画面７００の一例を示す模式図である。図９には、ロギング設定１６２を生成するためのユーザインターフェイス画面７００の一例を示す。ユーザインターフェイス画面７００は、例えば、サポート装置３００により提供されてもよい。この場合には、サポート装置３００が、ロギング設定１６２（トリガ条件１６２２および出力設定１６２４）を生成するためのユーザインターフェイス画面７００を提供する設定受付機能を提供する。但し、サポート装置３００に限らず、セーフティ制御ユニット２００自体がユーザインターフェイス画面７００を提供するようにしてもよい。

ユーザインターフェイス画面７００は、生成ボタン７０２と、入力プルダウン７０４と、入力フィールド７０６を含む。生成ボタン７０２は、ユーザインターフェイス画面７００に対して入力された情報に基づいて、ロギング設定１６２をファイルとして出力するための指示を受付ける。入力プルダウン７０４は、生成されるロギング設定１６２に付与されるデータロギング番号を受付ける。入力フィールド７０６は、生成されるロギング設定１６２に付与されるデータロギングＩＤを受付ける。データロギング番号およびデータロギングＩＤは、ユーザによって任意に設定可能である。

ユーザインターフェイス画面７００は、さらに、トリガ条件設定部７１０と、入力フィールド７１６と、スライダー７１８とを含む。

トリガ条件設定部７１０は、ユーザによるトリガ条件の設定を受付ける。具体的には、トリガ条件設定部７１０は、変数指定部７１２と、状態指定部７１４とを含む。ユーザは、データロギングのトリガ条件１６２２とすべき変数の名前（変数名）を変数指定部７１２に入力するとともに、当該入力した変数がどのような状態においてトリガ条件１６２２が成立したとするのかの指定を状態指定部７１４に入力する。

図９に示す例においては、変数「ＳＲ１」を対象として、その値が「Ｆａｌｓｅ」に変化（ＴｒｕｅからＦａｌｓｅへの立下り）がトリガ条件１６２２として設定されている。

入力フィールド７１６は、トリガ条件１６２２が成立した後にデータロギングを行うにあたってのサンプリング周期（出力設定１６２４の一部）を受付ける。図９に示す例においては、サンプリング周期として「５ｍｓ」が設定されている。

スライダー７１８は、トリガ条件１６２２が成立したタイミングを基準として、どの程度前の期間からのデータを収集するのかの設定（出力設定１６２４の一部）を受付ける。図９に示す例においては、トリガ条件１６２２が成立したタイミングの直前「１０．０００ｓ」からトリガ条件１６２２が成立したタイミングに引き続く「５．０００ｓ」の間のデータをロギングすることが設定されている。

通常、何らかのイベントが発生した場合には、そのイベントの発生直前の状態を確認したいことが多いので、このような事前トリガ比率の設定が有効である。この場合、監視処理部１６０は、トリガ条件１６２２が成立したと判断されたタイミングを含む所定期間に亘る時系列値を出力する。

ユーザインターフェイス画面７００は、さらに、出力設定１６２４を設定するための対象データ設定部７２０を含む。対象データ設定部７２０は、変数名コラム７２２と、データ型コラム７２４と、コメントコラム７２６とを含む。

変数名コラム７２２には、対象データとして設定される変数を特定するための変数名が設定または表示される。データ型コラム７２４には、対応する変数のデータ型（例えば、ブール型セーフティ変数（ＳＡＦＥＢＯＯＬ）、ブール型変数（ＢＯＯＬ）など）が設定される。なお、データ型コラム７２４に設定されるデータ型については、予め設定されている変数定義などを参照することで、自動的に設定されるようにしてもよい。

コメントコラム７２６には、対象データとして設定される変数に付与されているコメントが設定または表示される。コメントコラム７２６に対してユーザが任意のコメントを設定できるようにしてもよいし、変数定義などを参照することで、予め設定されているコメントをコメントコラム７２６に表示するようにしてもよい。

例えば、セーフティプログラムを作成する画面の一覧表示される変数を対象データ設定部７２０にコピーアンドペーストすることで、同じ変数をデータロギング処理の対象データと設定できるようにしてもよい。

ロギング設定１６２には、図９に示すユーザインターフェイス画面７００を介して入力される設定が格納される。ユーザインターフェイス画面７００の入力プルダウン７０４に設定される番号毎にデータロギングの設定が可能である。単一の標準制御ユニット１００において、複数のロギング設定１６２を並列的に実行させてもよいし、ユーザが選択した特定のロギング設定１６２のみを実行させるようにしてもよい。

上述したように、本実施の形態に係る制御システム２においては、標準制御ユニット１００がデータロギング処理を実行するので、標準制御ユニット１００によりアクセス可能な変数（すなわち、セーフティ制御ユニット２００で使用される入力データおよび／または出力データ）のみが、トリガ条件１６２２および出力設定１６２４となり得る。そのため、ロギング設定１６２を生成する段階において、ユーザインターフェイス画面７００において設定される変数がデータロギング処理において有効なものであるか否かが判断されてもよい。そして、設定された変数が有効なものではない（すなわち、標準制御ユニット１００から対応するデータにアクセスできない）場合には、その旨を示すメッセージとともに、エラーを出力してもよい。

すなわち、ユーザインターフェイス画面７００を提供するサポート装置３００などは、標準制御ユニット１００のＩＯデータメモリ１２４に保持されていないデータがロギング設定１６２（トリガ条件１６２２または出力設定１６２４）として指定されると、メッセージを出力するようにしてもよい。

ユーザインターフェイス画面７００は、さらに、インポートボタン７３２およびエクスポートボタン７３４を含む。インポートボタン７３２が押下されることで、何らかの方法で作成済のロギング設定１６２を読込む処理が実行される。エクスポートボタン７３４は、ユーザインターフェイス画面７００において設定される情報を任意の形式で外部出力する処理が実行される。

このようなデータロギング処理に係るロギング設定１６２をユーザインターフェイス画面７００にインポートする機能を採用することで、例えば、セーフティプログラムで利用される変数は同一であっても、制御システム２に装着される機能ユニットの構成が変化して、標準制御ユニット１００のＩＯデータメモリ１２４上のデータマッピングが変化した場合であっても、ロギング設定１６２の再生成を可能にできる。

なお、ロギング設定１６２には、データロギング処理が実行できる状態であることを監視条件として組込んでもよい。例えば、セーフティ制御ユニット２００のステータスを示すフラグ（すなわち、データロギング処理が実行できる状態であることを示すフラグ）を、データロギング処理を開始できるトリガ条件１６２２として規定したロギング設定１６２を自動的に生成するようにしてもよい。このようなトリガ条件１６２２を組み入れることで、標準制御ユニット１００は正常に動作しているものの、セーフティ制御ユニット２００側の問題で適切にデータロギング処理が実行できないような場合に、ムダにデータロギング処理を実行しなくても済む。

＜Ｈ．サポート装置３００が提供する処理＞
次に、本実施の形態に係るサポート装置３００が提供する処理について説明する。

図１０は、本実施の形態に係るサポート装置３００が提供する処理を説明するための模式図である。図１０を参照して、サポート装置３００には、セーフティ制御ユニット２００によるセーフティ制御を実現するためのプロジェクトファイル３５０が格納されているとする。サポート装置３００は、プロジェクトファイル３５０をビルド（コンパイルの一種）することで、オブジェクト形式のセーフティプログラム２０６２を生成するとともに、メモリマッピング情報１６４を生成する。

本実施の形態に係る制御システム２においては、標準制御ユニット１００のＩＯデータメモリ１２４に格納されるデータがデータロギング処理の対象となる。そのため、セーフティ制御ユニット２００で利用可能な変数と、標準制御ユニット１００がアクセス可能なＩＯデータメモリ１２４上のデータとの対応関係を規定する必要がある。すなわち、セーフティ制御ユニット２００の変数から、データロギング処理を実行する標準制御ユニット１００で認識可能なＩＯデータメモリ１２４上のデータへのパスを規定する必要があり、メモリマッピング情報１６４は、このような各変数についてのデータへのパスを規定することになる。

また、図９に示すようなユーザインターフェイス画面７００を介して、データロギングが設定されている場合には、ロギング設定１６２を生成する。

サポート装置３００により生成されるセーフティプログラム２０６２は、セーフティ制御ユニット２００へ転送（ダウンロード）されるとともに、サポート装置３００により生成されるメモリマッピング情報１６４は、標準制御ユニット１００へ転送（ダウンロード）される。

また、生成されるロギング設定１６２は、メモリカード１１８などに格納されるようにしてもよい。メモリカード１１８にロギング設定１６２を格納することで、メモリカード１１８を媒介としてロギング設定１６２を標準制御ユニット１００へ与えることができる。

＜Ｉ．使用例＞
次に、本実施の形態に係る制御システム２が提供するデータロギング処理の使用例について説明する。

図１１は、本実施の形態に係る制御システム２が提供するデータロギング処理の使用例を説明する模式図である。図１１には、製造現場において保守を担当する保全員と、製造現場とは異なる場所にいる装置設計者とが連係して異常要因を推定するような使用例を示す。

図１１を参照して、まず、装置設計者は、解析対象とする１または複数のイベントを推定するとともに、各イベントに応じたロギング設定を生成して保全員に送付する（工程（１））。保全員は、装置設計者から受信したロギング設定１６２をメモリカード１１８に格納する（工程（２））。続いて、保全員は、ロギング設定１６２を格納したメモリカード１１８を標準制御ユニット１００に装着し、設定を有効化する（工程（３））。

設定が有効化された状態において、何らかの異常イベントが発生し、トリガ条件１６２２が成立すると、標準制御ユニット１００は、ロギングデータ１６６を出力する（工程（４））。典型的には、出力されたロギングデータ１６６はメモリカード１１８に書込まれる。

保全員は、ロギングデータ１６６が書込まれたメモリカード１１８を標準制御ユニット１００から取り外し、取り外したメモリカード１１８からロギングデータ１６６を取得し（工程（５））、装置設計者へ送付する（工程（６））。すなわち、保全員から装置設計者に対して、ロギングデータ１６６に対する解析が依頼される。

装置設計者は、保全員から送付されたロギングデータ１６６を解析して、異常要因を推定する（工程（７））。推定した異常要因の内容に基づいて、装置設計者から保全員に対して、装置の改善などについての助言が与えられる。

このような一連のデータロギング処理が提供されることで、保全員では要因を特定することができない異常などが発生した場合であっても、より高い専門知識を有している装置設計者によるデータ解析によって、異常要因の推定または特定の可能性を高めることができる。

また、本実施の形態に係る制御システム２によれば、保全員は、装置設計者から送付されるロギング設定１６２をメモリカード１１８に格納して、標準制御ユニット１００に装着すればよいので、より簡単にデータロギング処理を実現できる。このような「プログラムレス」な構成を採用することで、専門知識の乏しい保全員であっても、何らかの異常イベントが発生したときに必要なロギングデータ１６６を確実に収集でき、その結果、発生した異常イベントの要因を特定できる可能性を高めることができる。

＜Ｊ．有効化操作＞
次に、上述の図１１に示す設定を有効化する操作の一例について説明する。

上述したように、ロギング設定１６２を格納したメモリカード１１８を標準制御ユニット１００に装着した後、ユーザは、ロギング設定１６２を有効化して、データロング処理のトリガ条件１６２２が成立したか否かの監視を開始させる。すなわち、監視処理部１６０は、ユーザ操作に応答して、トリガ条件１６２２が成立したか否かの判断を有効化するようにしてもよい。

このような有効化操作としては、（１）標準制御ユニット１００にある任意のサービススイッチを押下する方法や、（２）標準制御ユニット１００ではなくセーフティ制御ユニット２００にある任意のサービススイッチを押下する方法などが考えられる。

セーフティ制御ユニット２００にある任意のサービススイッチを押下する方法を採用した場合には、セーフティ制御ユニット２００から標準制御ユニット１００に対して、ロギング設定１６２の有効化を指示するための内部コマンドが発行されることになる。すなわち、セーフティ制御ユニット２００は、セーフティ制御ユニット２００に対するユーザ操作に応答して、トリガ条件１６２２が成立したか否かの判断を有効化するための指令を、標準制御ユニット１００へ送信する。

また、有効化操作として、（３）ロギング設定１６２を格納したメモリカード１１８が標準制御ユニット１００に装着されたことを開始イベントとしてもよいし、（４）ロギング設定１６２を格納したメモリカード１１８を標準制御ユニット１００に装着した後、標準制御ユニット１００を再起動することを開始イベントとしてもよい。（３）の方法を採用した場合には、ロギング設定１６２を格納したメモリカード１１８を標準制御ユニット１００に装着するだけでよいので、最も手間が少なくて済む。

さらに、有効化操作として、（５）標準制御ユニット１００またはセーフティ制御ユニット２００が管理する内部変数を操作することを開始イベントとしてもよい。より具体的には、例えば、ユーザが操作表示装置４００またはサポート装置３００などを介して、システム変数などの内部変数の値を変更することで、ロギング設定１６２を有効化するようにしてもよい。内部変数を利用する方法を採用することで、外部装置からの操作性を向上させることができる。

なお、ロギング設定１６２が有効化されている状態を外部へ表示または通知できるようにしてもよい。このような外部への表示または通知の方法として、標準制御ユニット１００またはセーフティ制御ユニット２００の表面に配置された任意のランプやインジケータを所定の表示態様にしてもよい。例えば、図２に示す構成例においては、セーフティ制御ユニット２００の表面に配置された７セグメントＬＥＤを用いて、データロギング処理の監視中であるか否かを表示するようにしてもよい。

さらに、標準制御ユニット１００またはセーフティ制御ユニット２００が管理する内部変数（例えば、システム変数）を用いて、ロギング設定１６２が有効化されている状態を外部へ通知するようにしてもよい。このような内部変数を用いることで、操作表示装置４００のユーザインターフェイス画面上に、データロギング処理の監視中であるか否かを通知するためのオブジェクトを表示できる。

なお、ロギング設定１６２は、メモリカード１１８を介して標準制御ユニット１００に与える構成に限らず、サポート装置３００から標準制御ユニット１００へのデータ転送、あるいは、サーバ装置５００から標準制御ユニット１００へのダウンロードなどの方法を用いることができる。このような場合においても、上述と同様の有効化設定方法を採用できる。

＜Ｋ．処理手順＞
次に、本実施の形態に係る制御システム２における処理手順について説明する。

図１２は、本実施の形態に係る制御システム２における処理手順の一例を示すフローチャートである。図１２（Ａ）には、サポート装置３００における処理手順の一例を示し、図１２（Ｂ）には、標準制御ユニット１００における処理手順の一例を示す。

図１２（Ａ）を参照して、サポート装置３００は、ロギング設定１６２の生成が指示されると（ステップＳ１００においてＹＥＳ）、セーフティ制御ユニット２００において利用可能な変数を取得するとともに（ステップＳ１０２）、取得した変数のうち入出力データを示すものを抽出する（ステップＳ１０４）。すなわち、サポート装置３００は、セーフティ制御ユニット２００において利用可能な変数のうち、標準制御ユニット１００がデータ伝送に関わっているデータを抽出する。この抽出される変数は、標準制御ユニット１００のＩＯデータメモリ１２４に保持されるデータを示すものであり、データロギング処理の対象データの候補となり得る。

続いて、サポート装置３００は、ユーザからのトリガ条件１６２２および出力設定１６２４の設定などを含むデータロギング処理に係る設定を受付ける（ステップＳ１０６）。サポート装置３００は、ユーザからの生成指示に応答して、受付けた設定内容を反映したロギング設定１６２のファイルを生成する（ステップＳ１０８）。そして、サポート装置３００は、生成したロギング設定１６２のファイルをメモリカード１１８へ書込む（ステップＳ１１０）。そして、処理は終了する。

図１２（Ｂ）を参照して、標準制御ユニット１００は、ロギング設定１６２を格納したメモリカード１１８が装着されると（ステップＳ２００においてＹＥＳ）、メモリカード１１８から格納されているロギング設定１６２を読出す（ステップＳ２０２）。そして、標準制御ユニット１００は、ユーザからの有効化操作を受けると（ステップＳ２０４においてＹＥＳ）、予め保持しているメモリマッピング情報１６４を参照して、読出したロギング設定１６２に従うトリガ条件１６２２の成立を周期的に監視する状態（有効化状態）に遷移する（ステップＳ２０６）。

標準制御ユニット１００は、セーフティ制御ユニット２００からの指令または要求に従って、セーフティ制御ユニット２００とセーフティＩＯユニットとの間のデータ伝送を仲介する（ステップＳ２０８）。

続いて、標準制御ユニット１００は、データロギング処理が有効化状態であるか否かを判断する（ステップＳ２１０）。データロギング処理が有効化状態でなければ（すなわち、データロギング処理が無効化状態であれば）（ステップＳ２１０においてＮＯ）、ステップＳ２１２およびＳ２１４の処理はスキップされる。

一方、データロギング処理が有効化状態であれば（ステップＳ２１０においてＹＥＳ）、標準制御ユニット１００は、入力データおよび／または出力データのデータ伝送に利用されるＩＯデータメモリ１２４に格納されるデータを参照して、ロギング設定１６２に規定されるいずれかのトリガ条件１６２２が成立したか否かを判断する（ステップＳ２１２）。ロギング設定１６２に規定されるいずれかのトリガ条件１６２２が成立していれば（ステップＳ２１２においてＹＥＳ）、標準制御ユニット１００は、当該成立したトリガ条件１６２２に対応付けられている出力設定１６２４として指定されている対象データの時系列データをロギングデータとしてメモリカード１１８へ出力する（ステップＳ２１４）。

続いて、ロギング設定１６２に規定されるいずれかのトリガ条件１６２２が成立していなければ（ステップＳ２１２においてＮＯ）、または、ステップＳ２１４の実行後、標準制御ユニット１００は、ユーザからの無効化設定を受けたか否かを判断する（ステップＳ２１６）。ユーザからの無効化設定を受けていなければ（ステップＳ２１６においてＮＯ）、ステップＳ２０８以下の処理が繰返される。

ユーザからの無効化設定を受けていれば（ステップＳ２１６においてＹＥＳ）、標準制御ユニット１００は、読出したロギング設定１６２に従うデータロギング処理について無効化状態に遷移する（ステップＳ２１８）。そして、ステップＳ２０８以下の処理が繰返される。

＜Ｌ．変形例＞
上述の説明においては、主として、標準制御ユニット１００とセーフティ制御ユニット２００を組み合わせた制御システム２について例示したが、これに限らず、複数の標準制御ユニット１００を組み合わせた制御システム、および、複数のセーフティ制御ユニット２００を組み合わせた制御システムに対しても、本件発明の技術思想を適用できることは自明である。さらに、標準制御ユニットおよびセーフティ制御ユニットに限らず、任意の制御ユニットの組み合わせが可能である。

＜Ｍ．付記＞
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］
第１の制御プログラム（１０６２）を実行する第１の制御ユニット（１００）と、
第２の制御プログラム（２０６２）を実行する第２の制御ユニット（２００）と、
フィールドからの信号の入力、および／または、フィールドへの信号の出力を司る入出力ユニット（１０；２５０）とを備え、
前記第１の制御ユニットは、
前記第２の制御ユニットからの要求に従って、前記入出力ユニットに入力された信号に対応する入力データを前記第２の制御ユニットへ伝送する処理、および／または、前記入出力ユニットから出力すべき信号を規定する出力データを前記第２の制御ユニットから前記入出力ユニットへ伝送する処理、を実行するデータ伝送中継手段（２０；１２０）と、
前記データ伝送中継手段により伝送されるデータを保持する記憶手段（１２４）と、
前記記憶手段に保持されるデータに基づいて予め定められたトリガ条件（１６２２）が成立したか否かを判断するとともに、前記トリガ条件が成立したと判断されると、予め定められた出力設定（１６２４）に従って前記記憶手段に保持される任意のデータの値を出力する監視処理手段（１６０）とを含む、制御システム。
［構成２］
前記第１の制御ユニットは、着脱可能な記録媒体（１１８）を受付けるインターフェイス（１１６）をさらに含み、
前記監視処理手段は、前記データの値を前記着脱可能な記録媒体に書込む、構成１に記載の制御システム。
［構成３］
前記監視処理手段は、前記着脱可能な記録媒体から、前記トリガ条件および前記出力設定を読込む、構成２に記載の制御システム。
［構成４］
前記監視処理手段は、ユーザ操作に応答して、前記トリガ条件が成立したか否かの判断を有効化する、構成１〜３のいずれか１項に記載の制御システム。
［構成５］
前記第２の制御ユニットは、前記第２の制御ユニットに対するユーザ操作に応答して、前記トリガ条件が成立したか否かの判断を有効化するための指令を、前記第１の制御ユニットへ送信する、構成４に記載の制御システム。
［構成６］
前記監視処理手段は、前記トリガ条件が成立したと判断されたタイミングを含む所定期間に亘る時系列値を出力する、構成１〜５のいずれか１項に記載の制御システム。
［構成７］
前記トリガ条件および前記出力設定を生成するためのユーザインターフェイス画面（７００）を提供する設定受付手段（３００）をさらに備える、構成１〜６のいずれか１項に記載の制御システム。
［構成８］
前記設定受付手段は、前記第１の制御ユニットの前記記憶手段に保持されていないデータが前記トリガ条件または前記出力設定として指定されると、メッセージを出力する、構成７に記載の制御システム。
［構成９］
前記トリガ条件および前記出力設定は、前記第２の制御ユニットにおいて利用可能な変数を用いて定義されており、
前記第１の制御ユニットは、前記トリガ条件および前記出力設定の定義に用いられる変数と前記記憶手段に保持されるデータとの対応関係を示すメモリマッピング情報（１６４）を有しており、
前記メモリマッピング情報は、前記第２の制御プログラムが生成される際に、同時に生成される、構成１〜８のいずれか１項に記載の制御システム。
［構成１０］
前記第１の制御ユニットは、標準制御プログラムに従って制御対象を制御する標準制御ユニットであり、
前記第２の制御ユニットは、セーフティプログラムを実行するセーフティ制御ユニットであり、
前記入出力ユニットは、セーフティコンポーネントからの信号の入力、および／または、セーフティコンポーネントへの信号の出力を司るセーフティ入出力ユニットを含む、構成１〜９のいずれか１項に記載の制御システム。
［構成１１］
第１の制御プログラム（１０６２）に従って制御対象を制御する制御装置（１００）であって、第２の制御プログラム（２０６２）を実行する第２の制御ユニット（２００）と通信可能に接続されるとともに、フィールドからの信号の入力、および／または、フィールドへの信号の出力を司る入出力ユニット（１０；２５０）と通信可能に接続されており、
前記第２の制御ユニットからの要求に従って、前記入出力ユニットに入力された信号に対応する入力データを前記第２の制御ユニットへ伝送する処理、および／または、前記入出力ユニットから出力すべき信号を規定する出力データを前記第２の制御ユニットから前記入出力ユニットへ伝送する処理、を実行するデータ伝送中継手段（２０；１２０）と、
前記データ伝送中継手段により伝送されるデータを保持する記憶手段（１２４）と、
前記記憶手段に保持されるデータに基づいて予め定められたトリガ条件が成立したか否かを判断するとともに、前記トリガ条件が成立したと判断されると、予め定められた出力設定に従って前記記憶手段に保持される任意のデータの値を出力する監視処理手段（１６０）とを備える、制御装置。

＜Ｎ．利点＞
本実施の形態に係る制御システムにおいては、セーフティ制御ユニット２００が利用する入力データおよび出力データ（ＩＯデータ）は、標準制御ユニット１００を介して、セーフティＩＯユニット１０，２５０と遣り取りされる。このようなデータ伝送の構成を利用して、セーフティ制御ユニット２００でのセーフティプログラム２０６２の実行を妨げることなく、標準制御ユニット１００において、トリガ条件に従う監視およびトリガ条件の成立時におけるトレースデータの出力を実現できる。これによって、セーフティ制御に課せられる要求を満足しつつ、何らかの異常が発生した場合の要因究明を容易化できる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 全体システム、２ 制御システム、４ フィールドネットワーク、６ 上位ネットワーク、１０，２５０ セーフティＩＯユニット、１２ 内部バス、２０ データ伝送中継部、１００ 標準制御ユニット、１０２，２０２，３０２ プロセッサ、１０４，２０４，３０４ メインメモリ、１０６，２０６，３０６ ストレージ、１０８ 上位ネットワークコントローラ、１１０，１１２ フィールドネットワークコントローラ、１１４，３１６ ＵＳＢコントローラ、１１６ メモリカードインターフェイス、１１８ メモリカード、１２０，２２０ 内部バスコントローラ、１２２ マスタコントローラ、１２４ ＩＯデータメモリ、１２６，２２５，２２６ 送信回路（ＴＸ）、１２８，２２７，２２８ 受信回路（ＲＸ）、１３０，２３０，３１８ プロセッサバス、１５０ 電源ユニット、１６０ 監視処理部、１６２ ロギング設定、１６４ メモリマッピング情報、１６６ ロギングデータ、２００ セーフティ制御ユニット、２２２ スレーブコントローラ、２２４ バッファメモリ、３００ サポート装置、３０８ 入力部、３１０ 表示部、３１２ 光学ドライブ、３１４ 記録媒体、３５０ プロジェクトファイル、４００ 操作表示装置、５００ サーバ装置、６０２，６１２ 入力データ要求、６０４，６１４ 入力データ送信要求、６０６，６０８，６１６，６１８ 入力データ、７００ ユーザインターフェイス画面、７０２ 生成ボタン、７０４ 入力プルダウン、７０６，７１６ 入力フィールド、７１０ トリガ条件設定部、７１２ 変数指定部、７１４ 状態指定部、７１８ スライダー、７２０ 対象データ設定部、７２２，１６４２ 変数名コラム、７２４ データ型コラム、７２６ コメントコラム、７３２ インポートボタン、７３４ エクスポートボタン、１０６０，２０６０ システムプログラム、１０６２ 標準制御プログラム、１６２２ トリガ条件、１６２４ 出力設定、１６４４ アドレスコラム、２０６２ セーフティプログラム、３０６０ ＯＳ、３０６２ サポートプログラム。

Claims (11)

1. 第１の制御プログラムを実行する第１の制御ユニットと、
   第２の制御プログラムを実行する第２の制御ユニットと、
   フィールドからの信号の入力、および／または、フィールドへの信号の出力を司る入出力ユニットとを備え、
   前記第１の制御ユニットは、
   前記第２の制御ユニットからの要求に従って、前記入出力ユニットに入力された信号に対応する入力データを前記第２の制御ユニットへ伝送する処理、および／または、前記入出力ユニットから出力すべき信号を規定する出力データを前記第２の制御ユニットから前記入出力ユニットへ伝送する処理、を実行するデータ伝送中継手段と、
   前記データ伝送中継手段により伝送されるデータを保持する記憶手段と、
   前記記憶手段に保持されるデータに基づいて予め定められたトリガ条件が成立したか否かを判断するとともに、前記トリガ条件が成立したと判断されると、予め定められた出力設定に従って前記記憶手段に保持される任意のデータの値を出力する監視処理手段とを含む、制御システム。
2. 前記第１の制御ユニットは、着脱可能な記録媒体を受付けるインターフェイスをさらに含み、
   前記監視処理手段は、前記データの値を前記着脱可能な記録媒体に書込む、請求項１に記載の制御システム。
3. 前記監視処理手段は、前記着脱可能な記録媒体から、前記トリガ条件および前記出力設定を読込む、請求項２に記載の制御システム。
4. 前記監視処理手段は、ユーザ操作に応答して、前記トリガ条件が成立したか否かの判断を有効化する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の制御システム。
5. 前記第２の制御ユニットは、前記第２の制御ユニットに対するユーザ操作に応答して、前記トリガ条件が成立したか否かの判断を有効化するための指令を、前記第１の制御ユニットへ送信する、請求項４に記載の制御システム。
6. 前記監視処理手段は、前記トリガ条件が成立したと判断されたタイミングを含む所定期間に亘る時系列値を出力する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の制御システム。
7. 前記トリガ条件および前記出力設定を生成するためのユーザインターフェイス画面を提供する設定受付手段をさらに備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の制御システム。
8. 前記設定受付手段は、前記第１の制御ユニットの前記記憶手段に保持されていないデータが前記トリガ条件または前記出力設定として指定されると、メッセージを出力する、請求項７に記載の制御システム。
9. 前記トリガ条件および前記出力設定は、前記第２の制御ユニットにおいて利用可能な変数を用いて定義されており、
   前記第１の制御ユニットは、前記トリガ条件および前記出力設定の定義に用いられる変数と前記記憶手段に保持されるデータとの対応関係を示すメモリマッピング情報を有しており、
   前記メモリマッピング情報は、前記第２の制御プログラムが生成される際に、同時に生成される、請求項１〜８のいずれか１項に記載の制御システム。
10. 前記第１の制御ユニットは、標準制御プログラムに従って制御対象を制御する標準制御ユニットであり、
    前記第２の制御ユニットは、セーフティプログラムを実行するセーフティ制御ユニットであり、
    前記入出力ユニットは、セーフティコンポーネントからの信号の入力、および／または、セーフティコンポーネントへの信号の出力を司るセーフティ入出力ユニットを含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の制御システム。
11. 第１の制御プログラムに従って制御対象を制御する制御装置であって、第２の制御プログラムを実行する第２の制御ユニットと通信可能に接続されるとともに、フィールドからの信号の入力、および／または、フィールドへの信号の出力を司る入出力ユニットと通信可能に接続されており、
    前記第２の制御ユニットからの要求に従って、前記入出力ユニットに入力された信号に対応する入力データを前記第２の制御ユニットへ伝送する処理、および／または、前記入出力ユニットから出力すべき信号を規定する出力データを前記第２の制御ユニットから前記入出力ユニットへ伝送する処理、を実行するデータ伝送中継手段と、
    前記データ伝送中継手段により伝送されるデータを保持する記憶手段と、
    前記記憶手段に保持されるデータに基づいて予め定められたトリガ条件が成立したか否かを判断するとともに、前記トリガ条件が成立したと判断されると、予め定められた出力設定に従って前記記憶手段に保持される任意のデータの値を出力する監視処理手段とを備える、制御装置。

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