JP2020149459A - 制御システム、サポート装置、およびサポートプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、FAシステム10aを中心とした制御システム1aの適用場面を示す模式図である。制御システム1aは、FAシステム10aに含まれる各装置間の通信環境の設定を支援する機能を提供する。
以下、上記適用例に示した制御システムを実現する構成例について説明する。
<制御システム1の全体構成>
図2は、実施の形態1に係る制御システム1の概略を示す図である。制御システム1は、サポート装置300と、コントローラ100と、HMI200とを含む。
図3は、PubSub通信の概要を説明するための図である。以下の説明では、データを配信する側を「パブリッシャー」と称し、パブリッシャーが配信したデータを購読する側を「サブスクライバー」と称する。実施の形態1に係る制御システム1において、コントローラ100は、データを配信するパブリッシャーに相当する。一方、HMI200は、コントローラ100が配信したデータを購読するサブスクライバーに相当する。
図6は、アプリケーションの開発から、開発したアプリケーションを導入するまでの一連の流れの一例を示す図である。なお、図6においては、制御プログラムは予め設計されているものとして説明する。また、図6に示す各ステップは、サポート装置300が実行するものとする。図6を参照して、通信設定400が生成されるタイミングについて説明する。
「アプリケーションの生成」は、HMI200に表示する内容の設計と、設計内容を実現するためのアプリケーションの作成と、当該アプリケーションにおいて利用するプロセスデータの指定とを含む。アプリケーションを作成し、当該アプリケーションにおいて利用するプロセスデータを指定するまでの流れは、多種多様である。たとえば、アプリケーションの作成過程で利用するプロセスデータを指定してもよく、また、アプリケーションの全体を作成したあとに各変数に対してプロセスデータを指定するようにしてもよい。
サポート装置300は、アプリケーションで利用されるプロセスデータ52の各々を1または複数のグループに割り当てる。たとえば、サポート装置300は、複数のプロセスデータ52の各々から予め定められた要素を抽出し、抽出した要素に基づいてプロセスデータ52をグループ化する。
サポート装置300は、プロセスデータ52の割り当て結果に従って、各グループに含まれる1または複数のプロセスデータ52が1のデータセット50に格納されるように通信設定400を生成する。通信設定400は、たとえば、HMI200とコントローラ100との間の通信プロトコル、またはコントローラ100を含むネットワークの構成に基づいて生成される。
サポート装置300は、Step1で生成されたアプリケーション220およびサブスクリプション64をHMI200に、Step3で生成された通信設定400をコントローラ100に各々インストールする。なお、通信設定400およびサブスクリプション64は、インストール可能な形式で生成される必要はなく、たとえば、レポート形式で出力されてもよい。
図7は、サポート装置300が備える機能構成を示すブロック図である。サポート装置300は、入力部320と、表示部340と、開発手段360と、グループ化手段20と、生成手段40とを備える。
図8〜図10を参照して、制御システム1に含まれる装置のハードウェア構成について順に説明する。図8は、サポート装置300のハードウェア構成の一例を示す模式図である。図9は、HMI200のハードウェア構成の一例を示す模式図である。図10は、コントローラ100のハードウェア構成の一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)を用いて実現される。サポート装置300は、据え置き型でもよいし、コントローラ100が配置される製造現場では可搬性に優れたノート型のパーソナルコンピュータの形態で提供されてもよい。図8を参照して、サポート装置300は、プロセッサ310と、入力部320と、表示部340と、揮発性メモリ350と、不揮発性メモリ370と、光学ドライブ392と、USB(Universal Serial Bus)コントローラ394とを含む。これらのコンポーネントは、プロセッサバス396を介して接続されている。
サポート装置300は、光学ドライブ392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392A(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不揮発性メモリ370などにインストールされる。
HMI200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)を用いて実現される。HMI200は、据え置き型でもよいし、コントローラ100が配置される製造現場では可搬性に優れたノート型のパーソナルコンピュータの形態で提供されてもよい。図9を参照して、HMI200は、プロセッサ210と、タッチパネル240と、揮発性メモリ250と、不揮発性メモリ270と、通信IF292と、USBコントローラ294とを備える。これらのコンポーネントは、プロセッサバス296を介して接続されている。
図10を参照して、コントローラ100は、主たるコンポーネントとして、プロセッサ110と、チップセット196と、不揮発性メモリ170と、揮発性メモリ150と、制御系ネットワークIF191と、情報系ネットワークIF192と、USBコントローラ193と、メモリカードIF194と、内部バスコントローラ195とを含む。
実施の形態1において、HMI200は、一のコントローラ100と通信可能に接続されているものとした。また、1または複数のアプリケーション220に利用されるプロセスデータ52は、一のコントローラ100から送信されるものとした。その上で、グループ化手段20は、第1グループ化手段22と、第2グループ化手段24とを備えるものとして説明した。
実施の形態1において、通信設定400を生成するための環境は、アプリケーション220を生成するための環境と同じ、サポート装置300によって実現されるものとした。なお、通信設定400を生成するための環境は、アプリケーション220を生成するための環境とは別に設けても良い。具体的には、通信設定400を生成するための環境は、通信設定400を生成するための専用の設定機器によって実現されてもよい。
図13は、実施の形態2に係る制御システム1cの概略を示す図である。図13を参照して、実施の形態2において、制御システム1cは、コントローラ100と、HMI200と、設定機器600とを含む。実施の形態1に係る制御システム1と、実施の形態2の制御システム1cとを比較すると、制御システム1cは、サポート装置300に代えて設定機器600を備える点で制御システム1と異なる。なお、HMI200には、既にアプリケーション220およびサブスクリプション64がインストールされているものとする。また、コントローラ100には、既に制御プログラム120がインストールされているものとする。
図14は、設定機器600のハードウェア構成の一例を示す模式図である。設定機器600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)を用いて実現される。設定機器600は、据え置き型でもよいし、コントローラ100が配置される製造現場では可搬性に優れたノート型のパーソナルコンピュータの形態で提供されてもよい。
実施の形態2に係る制御システム1cは、サブスクリプション64が既にHMI200にインストールされているものとして説明した。なお、設定機器600は、サブスクリプション64を生成する機能を有していても良い。すなわち、設定機器600は、HMI200からアプリケーション220およびマッピング情報222をエクスポートして、これらの情報に基づいてサブスクリプション64と通信設定400とを生成し、各々をHMI200とコントローラ100とにインストールするようにしてもよい。なお、設定機器600は、アプリケーション220およびマッピング情報222から、通信設定400を生成する機能のみを有していても良い。
実施の形態1および実施の形態2においては、HMI200とコントローラ100との通信を開始する前に、通信設定400を生成するものとした。なお、通信設定400は、HMI200とコントローラ100との通信を開始した後、サブスクライバーであるHMI200から購読要求がされるときに設定されるものであってもよい。実施の形態3は、HMI200から購読要求がされるときに通信設定400が設定される例を示す。
図15は、実施の形態3に係る制御システム1dの概略を示す図である。図15を参照して、制御システム1dは、コントローラ100dと、HMI200と、中継装置700とを備える。実施の形態1に係る制御システム1と、実施の形態3の制御システム1dとを比較すると、制御システム1dは、コントローラ100に代えてコントローラ100dを備える点、および、サポート装置300に代えて中継装置700を備える点で制御システム1と異なる。なお、HMI200には、既にアプリケーション220およびサブスクリプション64がインストールされているものとする。また、コントローラ100dには、既に制御プログラム120がインストールされているものとする。
図16は、中継装置700とコントローラ100dとの通信が開始してから、通信設定400がコントローラ100dに送られるまでの流れを示すシーケンス図である。なお、以下では「ステップ」を単に「S」と示す。
中継装置700は、HMI200から購読要求がされると(S128)、HMI200にデータセットを送信するための処理(S150)を開始する。
図17は、中継装置700のハードウェア構成の一例を示す模式図である。図17を参照して、中継装置700は、プロセッサ710と、揮発性メモリ750と、不揮発性メモリ770と、通信IF792とを含む。これらのコンポーネントは、プロセッサバス696を介して接続されている。
なお、実施の形態3において、サブスクリプション64が予めHMI200にインストールされている例を示した。なお、HMI200は、実行対象のアプリケーション220に利用するプロセスデータ52を特定できればよく、サブスクリプション64による管理に限定されるものではない。
上記実施の形態1〜3において、情報系ネットワーク2は、OPC UAに従ったネットワークであるとした。なお、情報系ネットワーク2が、EtherNET/IP(登録商標)に従ったネットワークであったとしても、HMIとコントローラとの間のデータリンクが必要である。データリンクを設定することをコネクションを貼るともいう。実施の形態4においては、情報系ネットワーク2の変わりにEtherNET/IP(登録商標)に従ったネットワークを利用した場合の通信設定について説明する。
図18は、実施の形態4に係る制御システム1eの概略を示す図である。図18を参照して、制御システム1eは、コントローラ100eと、複数のHMI200e−1,200e−3,200e−3(以下、総じてHMI200eとも称する)と、設定機器600eとを含む。
図19および図20を参照して、コントローラ100eが生成するデータセット50のデータ構造および、HMI200eがデータセット50を解釈するために参照するコネクション情報480について説明する。
なお、コネクションを貼る方法は、設定機器600eを利用した方法に限られない。上記実施の形態1および3に示すように、サポート装置や中継装置を利用してHMIとコントローラとの間のコネクションを貼っても良い。
上記実施の形態1〜4においては、HMIがサブスクライバーの機能を有し、コントローラがパブリッシャーの機能を有しているものとして説明した。上記実施の形態1〜4に示した各制御システムは、予め定められたHMIの通信設定に従ってHMIからコントローラに向けて情報を配信する構成を備えていてもよい。この場合においても、上記実施の形態1〜4と同様に、HMIが配信する情報を生成するための通信設定が制御プログラムに応じて生成されてもよい。
以上のように、上記の実施の形態1〜3よび変形例は以下のような開示を含む。
制御対象(500)を制御するための制御プログラム(120)を実行するとともに、当該制御プログラムにおいて参照または更新される複数のプロセスデータ(52)を管理する制御装置(100,100a,100d,100e,100f)を備え、前記制御装置は、予め定められた通信設定(400)に従って、前記複数のプロセスデータの少なくとも一部を格納した1または複数種類のデータセット(50)を送信するように構成されており、
前記制御装置から送信される前記1または複数種類のデータセットを利用することで、前記複数のプロセスデータのうち指定された1または複数のプロセスデータを利用する1または複数のアプリケーション(220)を実行する情報処理装置(200,200a,200b,200e,200f)と、
前記1または複数のアプリケーションにおいて利用することが指定されている前記1または複数のプロセスデータの各々を1または複数のグループに割り当てるグループ化手段(20,20a,20b,20c,20d,20e,20f)と、
前記グループ化手段の割り当て結果に従って、前記グループ化手段がグループ化した前記1または複数のグループの各々について、当該グループに割り当てられた1または複数のプロセスデータが一のデータセットに格納されて送信されるように、前記制御装置のための前記通信設定を生成する生成手段(40,40a,40b,40c,40d,40e,20f)とを備える、制御システム。
前記通信設定は、各データセットに格納されるべき1または複数のプロセスデータを特定するための情報(420)を含む、構成1に記載の制御システム。
前記通信設定は、各データセットにおける1または複数のプロセスデータの格納順序を特定するための情報(460)を含む、構成1または2に記載の制御システム。
前記1または複数のアプリケーションの開発環境を提供するサポート装置(300)をさらに備え、
前記サポート装置は、前記グループ化手段(20,20b)および前記生成手段(40,40b)を含む、構成1〜構成3のうちいずれかに記載の制御システム。
前記制御装置と前記情報処理装置との間の通信を中継する中継装置(700)をさらに備え、
前記中継装置は、前記グループ化手段(20d)および前記生成手段(40d)を含む、構成1〜構成3のうちいずれかに記載の制御システム。
前記情報処理装置(200f)は、
前記1または複数のアプリケーションにおいて参照または更新される複数のアプリケーションデータ(2052)を管理し、
予め定められた情報処理装置の通信設定(800)に従って、前記複数のアプリケーションデータの少なくとも一部を格納した1または複数種類のアプリケーションデータセット(2050)を送信し、
前記制御装置(100f)は、前記アプリケーションデータセットを利用することで、前記複数のアプリケーションデータのうち指定された1または複数のアプリケーションデータを利用して前記制御プログラムを実行可能であり、
前記グループ化手段(20f)は、前記制御プログラムにおいて利用することが指定されている前記1または複数のアプリケーションデータの各々を1または複数の制御プログラムグループに割り当て、
前記生成手段(40f)は、前記グループ化手段の割り当て結果に従って、前記グループ化手段がグループ化した前記1または複数の制御プログラムグループの各々について、当該グループに割り当てられた1または複数のアプリケーションデータが一のアプリケーションデータセットに格納されて送信されるように、前記情報処理装置の通信設定を生成する、構成1〜構成5のうちいずれかに記載の制御システム。
制御対象(500)を制御するための制御プログラム(120)を実行するとともに、当該制御プログラムにおいて参照または更新される複数のプロセスデータ(52)を管理する制御装置(100,100e)と、前記複数のプロセスデータのうち指定された1または複数のプロセスデータを利用する1または複数のアプリケーション(220)を実行する情報処理装置(200,200b,200e)との間の通信環境の設定を支援するサポート装置(300,600,600e)であって、
前記制御装置は、予め定められた通信設定(400)に従って、前記複数のプロセスデータの少なくとも一部を格納した1または複数種類のデータセット(50)を送信するように構成されており、
前記情報処理装置は、前記制御装置から送信される前記1または複数種類のデータセットを利用することで、前記1または複数のアプリケーションを実行するように構成されており、
前記1または複数のアプリケーションにおいて利用することが指定されている前記1または複数のプロセスデータの各々を1または複数のグループに割り当てるグループ化手段(20,20b,20c,20e)と、
前記グループ化手段の割り当て結果に従って、前記グループ化手段がグループ化した前記1または複数のグループの各々について、当該グループに割り当てられた1または複数のプロセスデータが一のデータセットに格納されて送信されるように、前記制御装置のための前記通信設定を生成する生成手段(40,40b,40c,40e)とを備える、サポート装置。
制御対象を制御するための制御プログラムを実行するとともに、当該制御プログラムにおいて参照または更新される複数のプロセスデータを管理する制御装置と、前記複数のプロセスデータのうち指定された1または複数のプロセスデータを利用する1または複数のアプリケーションを実行する情報処理装置との間の通信環境の設定を支援するサポートプログラム(378,678,778)であって、
前記制御装置は、予め定められた通信設定(400)に従って、前記複数のプロセスデータの少なくとも一部を格納した1または複数種類のデータセット(50)を送信するように構成されており、
前記情報処理装置は、前記制御装置から送信される前記1または複数種類のデータセットを利用することで、前記1または複数のアプリケーションを実行するように構成されており、
前記サポートプログラムは、コンピュータ(300,600,600e,700)に、
前記1または複数のアプリケーションにおいて利用することが指定されている前記1または複数のプロセスデータの各々を1または複数のグループに割り当てるグループ化ステップ(Step2)と、
前記グループ化ステップにおいて割り当てられた結果に従って、前記グループ化ステップにおいてグループ化された前記1または複数のグループの各々について、当該グループに割り当てられた1または複数のプロセスデータが一のデータセットに格納されて送信されるように、前記制御装置のための前記通信設定を生成する生成ステップ(Step3)とを実行させる、サポートプログラム。
Claims (8)
- 制御対象を制御するための制御プログラムを実行するとともに、当該制御プログラムにおいて参照または更新される複数のプロセスデータを管理する制御装置を備え、前記制御装置は、予め定められた通信設定に従って、前記複数のプロセスデータの少なくとも一部を格納した1または複数種類のデータセットを送信するように構成されており、
前記制御装置から送信される前記1または複数種類のデータセットを利用することで、前記複数のプロセスデータのうち指定された1または複数のプロセスデータを利用する1または複数のアプリケーションを実行する情報処理装置と、
前記1または複数のアプリケーションにおいて利用することが指定されている前記1または複数のプロセスデータの各々を1または複数のグループに割り当てるグループ化手段と、
前記グループ化手段の割り当て結果に従って、前記グループ化手段がグループ化した前記1または複数のグループの各々について、当該グループに割り当てられた1または複数のプロセスデータが一のデータセットに格納されて送信されるように、前記制御装置のための前記通信設定を生成する生成手段とを備える、制御システム。 - 前記通信設定は、各データセットに格納されるべき1または複数のプロセスデータを特定するための情報を含む、請求項1に記載の制御システム。
- 前記通信設定は、各データセットにおける1または複数のプロセスデータの格納順序を特定するための情報を含む、請求項1または2に記載の制御システム。
- 前記1または複数のアプリケーションの開発環境を提供するサポート装置をさらに備え、
前記サポート装置は、前記グループ化手段および前記生成手段を含む、請求項1〜請求項3のうちいずれかに記載の制御システム。 - 前記制御装置と前記情報処理装置との間の通信を中継する中継装置をさらに備え、
前記中継装置は、前記グループ化手段および前記生成手段を含む、請求項1〜請求項3のうちいずれかに記載の制御システム。 - 前記情報処理装置は、
前記1または複数のアプリケーションにおいて参照または更新される複数のアプリケーションデータを管理し、
予め定められた情報処理装置の通信設定に従って、前記複数のアプリケーションデータの少なくとも一部を格納した1または複数種類のアプリケーションデータセットを送信し、
前記制御装置は、前記アプリケーションデータセットを利用することで、前記複数のアプリケーションデータのうち指定された1または複数のアプリケーションデータを利用して前記制御プログラムを実行可能であり、
前記グループ化手段は、前記制御プログラムにおいて利用することが指定されている前記1または複数のアプリケーションデータの各々を1または複数の制御プログラムグループに割り当て、
前記生成手段は、前記グループ化手段の割り当て結果に従って、前記グループ化手段がグループ化した前記1または複数の制御プログラムグループの各々について、当該制御プログラムグループに割り当てられた1または複数のアプリケーションデータが一のアプリケーションデータセットに格納されて送信されるように、前記情報処理装置の通信設定を生成する、請求項1〜請求項5のうちいずれかに記載の制御システム。 - 制御対象を制御するための制御プログラムを実行するとともに、当該制御プログラムにおいて参照または更新される複数のプロセスデータを管理する制御装置と、前記複数のプロセスデータのうち指定された1または複数のプロセスデータを利用する1または複数のアプリケーションを実行する情報処理装置との間の通信環境の設定を支援するサポート装置であって、
前記制御装置は、予め定められた通信設定に従って、前記複数のプロセスデータの少なくとも一部を格納した1または複数種類のデータセットを送信するように構成されており、
前記情報処理装置は、前記制御装置から送信される前記1または複数種類のデータセットを利用することで、前記1または複数のアプリケーションを実行するように構成されており、
前記1または複数のアプリケーションにおいて利用することが指定されている前記1または複数のプロセスデータの各々を1または複数のグループに割り当てるグループ化手段と、
前記グループ化手段の割り当て結果に従って、前記グループ化手段がグループ化した前記1または複数のグループの各々について、当該グループに割り当てられた1または複数のプロセスデータが一のデータセットに格納されて送信されるように、前記制御装置のための前記通信設定を生成する生成手段とを備える、サポート装置。 - 制御対象を制御するための制御プログラムを実行するとともに、当該制御プログラムにおいて参照または更新される複数のプロセスデータを管理する制御装置と、前記複数のプロセスデータのうち指定された1または複数のプロセスデータを利用する1または複数のアプリケーションを実行する情報処理装置との間の通信環境の設定を支援するサポートプログラムであって、
前記制御装置は、予め定められた通信設定に従って、前記複数のプロセスデータの少なくとも一部を格納した1または複数種類のデータセットを送信するように構成されており、
前記情報処理装置は、前記制御装置から送信される前記1または複数種類のデータセットを利用することで、前記1または複数のアプリケーションを実行するように構成されており、
前記サポートプログラムは、コンピュータに、
前記1または複数のアプリケーションにおいて利用することが指定されている前記1または複数のプロセスデータの各々を1または複数のグループに割り当てるグループ化ステップと、
前記グループ化ステップにおいて割り当てられた結果に従って、前記グループ化ステップにおいてグループ化された前記1または複数のグループの各々について、当該グループに割り当てられた1または複数のプロセスデータが一のデータセットに格納されて送信されるように、前記制御装置のための前記通信設定を生成する生成ステップとを実行させる、サポートプログラム。
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