JP2022029899A - 制御システム、制御装置およびプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
まず、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FA(Factory Automation:ファクトリオートメーション)の生産ライン60Aに備えられる制御システム10Aの構成を模式的に示す図である。生産ライン60Aは、例えば、製品の一例であるワーク24の検査工程に備えられる。生産ライン60Aは、ワーク24の搬送装置を構成するベルト23を有したベルトコンベアと、ベルト23の搬送路に関連した設置されたセンサ300Aと、サーボモータ300Bと、画像センサ300Cと、回転数を計測するセンサの一例であるエンコーダ300Dを備える。ベルトコンベアは、さらに、サーボモータ300Bにより駆動されるローラを有し、ベルト23は当該ローラの回転に連動して移動する。サーボモータ300Bは、ワーク24の搬送装置であるベルト23を制御量に従い駆動する機器の一実施例である。より具体的には、サーボモータ300Bは、指令11が示す制御量(回転の角度、方向、速度など)に従って回転し、当該回転に連動してローラが回転することでベルト23は移動し、ベルト23の上面である搬送面に載せられたワーク24は連続的に移動する。エンコーダ300Dは、ベルトコンベアのローラの回転量を検出することにより、ベルト23の移動量に応じた検出値12を出力する。検出値12は、ベルト23の移動量に応じたパルス信号に基づいている。
本実施の形態に係るサポート装置100は、制御処理リスト50Aを各PLC200に提供する。図1を参照して、制御システム10Aのネットワーク構成に接続されるサポート装置100は、例えば汎用のコンピュータを用いて構成されて、ユーザが制御システム10Aを運用するのを支援する支援ツールを、例えばUI(User Interface)ベースで提供する。サポート装置100は、開発支援プログラム50を実行する。開発支援プログラム50が実行されることにより、サポート装置100は、上記の支援ツールの1つとして、ユーザが制御処理リスト50Aを作成し、作成された制御処理リスト50AをPLC200にダウンロードなどで転送するのを支援するツールを提供する。なお、サポート装置100が提供する支援ツールは、これに限定されず、制御プログラムの実行環境またはPLC200との通信環境等の準備の設定ツールなどを含み得る。制御システム10Aにおいては、PLC200とサポート装置100は別体として構成されているが、これらの機能の全部または一部を単一の装置に集約するような構成を採用してもよい。サポート装置100は、ネットワーク400に接続されてもよく、または、PLC200に内蔵されてもよく、または、ポータブル端末として提供されてもよい。
図2は、PLC200のハードウェア構成の一例を示す模式図である。図2を参照して、PLC200は、タイマ201と、CPU(Central Processing Unit)またはMPU(Micro-Processing Unit)などを含む制御装置202と、チップセット204と、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主メモリ206と、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記憶装置208と、内部バスコントローラ222と、フィールドバスコントローラ224と、通信インターフェイス238と、メモリカードインターフェイス239とを含む。
図3は、本実施の形態に係るPLCが有する制御処理リスト50Aに従う処理を実現するため機能構成を示す図である。図3では、当該機能構成として、制御装置202がプログラムを実行することにより実現されるモジュールの構成が示される。より具体的には、制御装置202が処理実行プログラム215を実行することで実現される処理実行部250およびIOリフレッシュプログラム216を実行することで実現される入出力処理部251を含む。入出力処理部251は、制御周期毎に内部バスコントローラ222またはフィールドバスコントローラ224を介してフィールド機器300との間でデータ(状態値、制御指令)を遣り取りする。本実施の形態では、PLC200の稼働時は、記憶装置208から読出された制御処理リスト50Aは主メモリ206に展開される。処理実行部250は、制御周期毎に、入出力処理部251を介して入力するフィールド機器300からのデータ(検出値10,12の状態値)を用いて制御処理リスト50Aのプログラムを実行し、実行結果に基づくデータ(指令11,撮像指令13の制御指令)を出力する。入出力処理部251は、処理実行部250から出力された制御指令をフィールド機器300に送信する。
図4と図5は、本実施の形態にかかる処理の一例を示すフローチャートである。図4と図5は処理実行プログラム215が実行されることにより実現される処理実行部250を用いた処理を示す。図4を参照して、PLC200は、処理実行部250を用いて、まず、変数nの値0を設定して初期化する(ステップS1)。変数nは、制御処理リスト50Aの先頭から、それが有する制御処理502が実行されたレコードをカウントするために用いられる。
図6は、本実施の形態に係るFAの生産ライン60Bに備えられる制御システム10Bの構成を模式的に示す図である。制御システム10Bは、図1の制御システム10Aの変形例を示す。図6を参照して、生産ライン60Bは、例えばワーク24を箱611に箱詰めする工程に備えられる。生産ライン60Bは、図1に示す検査工程における画像センサ300Cに代えて、ロボット310を制御するロボットコントローラ300Eを備える。ロボット310は、ワーク24を扱うために、図示しないロボットサーボモータが回転することで駆動される複数の関節を有している。各関節が駆動されることで、当該関節に繋がるアームが動作するとともにハンドが開閉する。生産ライン60Bの他の構成は、図1に示したもの同様であるから説明を繰り返さない。
図7および図8は、本実施の形態に係る制御システムの利点を説明する図である。例えば、ワークの検査工程でコンベア用PLCと検査用PLCとにより協調動作を実現するシーンにおいて、図8は制御処理リスト500を利用しない従来の協調動作の処理手順を模式的に示し、図7の制御処理リスト500を用いた図1における協調動作の処理手順を模式的に示す。
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]
FA(ファクトリオートメーション)の生産ライン(60A、60B)に設けられる制御システム(10A、10B)であって、
前記制御システムは、
それぞれが対象(300A、300B、300C、300D)を制御する複数の制御装置(200A、200B)を、備え、
各前記複数の制御装置は、
他の制御装置のタイマ(201A)と互い時刻同期されるタイマ(201B)と、
前記他の制御装置と連係して実行される制御に関連した1つ以上の処理(502)それぞれについて、当該処理を実行する予め定められた時期(501)を含む情報が関連付けられたリスト(50A、50B)に従って当該処理を実行する処理実行手段(250A、250B)と、を有し、
各制御装置の前記処理実行手段は、
前記リストの前記予め定められた時期に達したと判断したとき、前記リストにおいて当該予め定められた時期に関連付けられた処理を実行する、制御システム。
[構成2]
前記予め定められた時期は、予め定められた時刻と時間の少なくとも一方を含み、
前記各制御装置の前記処理実行手段は、
当該制御装置の前記タイマの時刻に基づき、前記予め定められた時刻と時間の少なくとも一方に達したと判断したとき、前記リストにおいて当該予め定められた時刻と時間の少なくとも一方に関連付けられた処理を実行する、構成1に記載の制御システム。
[構成3]
前記予め定められた時期は、前記生産ラインにおいて予め定められた種類のイベント(40)が検出されたときを含み、
前記各制御装置の前記処理実行手段は、
前記予め定められた種類のイベントを検出したとき、前記リストにおいて当該予め定められた種類のイベントの検出に関連付けられた処理を実行する、構成1または2に記載の制御システム。
[構成4]
前記リストの処理は第1の処理と、当該第1の処理が実行終了すると、その後に実行される第2の処理とを含み、
前記予め定められた時期は、前記第1の処理が実行終了したときを含み、
前記各制御装置の前記処理実行手段は、
前記第1の処理が実行終了したと判断したとき、その後に、第2の処理を実行する、構成1から3のいずれか1に記載の制御システム。
[構成5]
前記リストにおける前記1つ以上の処理それぞれに対応の情報は、当該処理の処理手順(503)を含む、構成1から4のいずれか1に記載の制御システム。
[構成6]
前記リストにおける前記1つ以上の処理それぞれに対応の情報は、当該処理を実行する制御装置の識別子(504)を含む、構成1から5のいずれか1に記載の制御システム。
[構成7]
前記対象は、前記生産ラインに関連して設置された装置を駆動する機器を含む、構成1から6のいずれか1に記載の制御システム。
[構成8]
前記リストにおける前記1つ以上の処理の少なくとも1つは、前記装置を駆動するための制御量を決定する処理を含む、構成7に記載の制御システム。
[構成9]
前記生産ラインに関連して設置された装置は、ワーク(24)の搬送装置(23)を含み、
前記機器は、前記搬送装置を前記制御量に従い駆動する機器(300B)を含む、構成8に記載の制御システム。
[構成10]
前記リストの処理は第1の処理と、当該第1の処理が実行終了すると、その後に実行される第2の処理とを含み、
前記第1の処理は、前記搬送装置を駆動するための制御量を決定する処理を含み、
前記搬送装置を駆動するための制御量は、
前記ワークを前記生産ライン上の前記第2の処理に関連した位置に、前記第2の処理に対応の前記予め定められた時期までに搬送するよう、前記搬送装置を駆動するための制御量を含む、構成9に記載の制御システム。
[構成11]
前記生産ラインに関連して設置された装置は、撮像視野を有した撮像部(302C)を含み、
前記機器は、前記撮像部を撮像指令(13)に従い駆動する機器(301C)を含み、
前記第2の処理は、前記撮像部を駆動する機器を介して当該撮像部に前記撮像指令を出力する処理を含み、
前記第2の処理に関連した位置は、前記撮像視野に基づく位置を含む、構成10に記載の制御システム。
[構成12]
前記生産ラインに関連して設置された装置は、ワーク(24)を扱うロボット(310)を含み、
前記機器は、前記ロボットを、当該ロボットを駆動するための前記制御量に従い駆動する機器(300E)を含み、
前記第2の処理は、前記ロボットを駆動する機器に前記制御量に対応の制御指令(14)を出力する処理を含み、
前記第2の処理に関連した位置は、前記ロボットがワークを扱うための予め定められたエリアに基づく位置を含む、構成10または11に記載の制御システム。
[構成13]
FA(ファクトリオートメーション)の生産ライン(60A、60B)に設けられて、対象(300A、300B、300C、300D)を制御する制御装置(200A、200B)であって、
前記生産ラインに設けられる他の制御装置のタイマ(201A)と互い時刻同期されるタイマ(201B)と、
前記他の制御装置と連係して実行される制御に関連した1つ以上の処理(502)それぞれについて、当該処理を実行する予め定められた時期(501)を含む情報が関連付けられたリスト(50A、50B)に従って当該処理を実行する処理実行手段(250A、250B)と、を有し、
前記処理実行手段は、
前記リストの前記予め定められた時期に達したと判断したとき、前記リストにおいて当該予め定められた時期に関連付けられた処理を実行する、制御装置。
[構成14]
FA(ファクトリオートメーション)の生産ライン(60A、60B)に設けられる制御装置(200A、200B)が対象(300A、300B、300C、300D)を制御する方法をコンピュータ(202)に実行させるプログラム(215)であって、
前記制御装置は、
前記生産ラインに設けられる他の前記制御装置のタイマ(201A)と互い時刻同期されるタイマ(201B)を備え、
前記方法は、
前記制御装置が他の制御装置と連係して実行する制御に関連した1つ以上の処理(502)それぞれについて、当該処理を実行する予め定められた時期(501)を含む情報が関連付けられたリスト(50A、50B)に従って当該処理を実行するステップを備え、
前記処理を実行するステップは、
前記リストの前記予め定められた時期に達したと判断したとき、前記リストにおいて当該予め定められた時期に関連付けられた処理を実行するステップを有する、プログラム。
Claims (14)
- FA(ファクトリオートメーション)の生産ラインに設けられる制御システムであって、
前記制御システムは、
それぞれが対象を制御する複数の制御装置を、備え、
各前記複数の制御装置は、
他の制御装置のタイマと互い時刻同期されるタイマと、
前記他の制御装置と連係して実行される制御に関連した1つ以上の処理それぞれについて、当該処理を実行する予め定められた時期を含む情報が関連付けられたリストに従って当該処理を実行する処理実行手段と、を有し、
各制御装置の前記処理実行手段は、
前記リストの前記予め定められた時期に達したと判断したとき、前記リストにおいて当該予め定められた時期に関連付けられた処理を実行する、制御システム。 - 前記予め定められた時期は、予め定められた時刻と時間の少なくとも一方を含み、
前記各制御装置の前記処理実行手段は、
当該制御装置の前記タイマが時刻に基づき、前記予め定められた時刻と時間の少なくとも一方に達したと判断したとき、前記リストにおいて当該予め定められた時刻と時間の少なくとも一方に関連付けられた処理を実行する、請求項1に記載の制御システム。 - 前記予め定められた時期は、前記生産ラインにおいて予め定められた種類のイベントが検出されたときを含み、
前記各制御装置の前記処理実行手段は、
前記予め定められた種類のイベントを検出したとき、前記リストにおいて当該予め定められた種類のイベントの検出に関連付けられた処理を実行する、請求項1または2に記載の制御システム。 - 前記リストの処理は第1の処理と、当該第1の処理が実行終了すると、その後に実行される第2の処理とを含み、
前記予め定められた時期は、前記第1の処理が実行終了したときを含み、
前記各制御装置の前記処理実行手段は、
前記第1の処理が実行終了したと判断したとき、その後に、第2の処理を実行する、請求項1から3のいずれか1項に記載の制御システム。 - 前記リストにおける前記1つ以上の処理それぞれに対応の情報は、当該処理の処理手順を含む、請求項1から4のいずれか1項に記載の制御システム。
- 前記リストにおける前記1つ以上の処理それぞれに対応の情報は、当該処理を実行する制御装置の識別子を含む、請求項1から5のいずれか1項に記載の制御システム。
- 前記対象は、前記生産ラインに関連して設置された装置を駆動する機器を含む、請求項1から6のいずれか1項に記載の制御システム。
- 前記リストにおける前記1つ以上の処理の少なくとも1つは、前記装置を駆動するための制御量を決定する処理を含む、請求項7に記載の制御システム。
- 前記生産ラインに関連して設置された装置は、ワークの搬送装置を含み、
前記機器は、前記搬送装置を前記制御量に従い駆動する機器を含む、請求項8に記載の制御システム。 - 前記リストの処理は第1の処理と、当該第1の処理が実行終了すると、その後に実行される第2の処理とを含み、
前記第1の処理は、前記搬送装置を駆動するための制御量を決定する処理を含み、
前記搬送装置を駆動するための制御量は、
前記ワークを前記生産ライン上の前記第2の処理に関連した位置に、前記第2の処理に対応の前記予め定められた時期までに搬送するよう、前記搬送装置を駆動するための制御量を含む、請求項9に記載の制御システム。 - 前記生産ラインに関連して設置された装置は、撮像視野を有した撮像部を含み、
前記機器は、前記撮像部を撮像指令に従い駆動する機器を含み、
前記第2の処理は、前記撮像部を駆動する機器を介して当該撮像部に前記撮像指令を出力する処理を含み、
前記第2の処理に関連した位置は、前記撮像視野に基づく位置を含む、請求項10に記載の制御システム。 - 前記生産ラインに関連して設置された装置は、ワークを扱うロボットを含み、
前記機器は、前記ロボットを、当該ロボットを駆動するための前記制御量に従い駆動する機器を含み、
前記第2の処理は、前記ロボットを駆動する機器に前記制御量に対応の制御指令を出力する処理を含み、
前記第2の処理に関連した位置は、前記ロボットがワークを扱うための予め定められたエリアに基づく位置を含む、請求項10または11に記載の制御システム。 - FA(ファクトリオートメーション)の生産ラインに設けられて、対象を制御する制御装置であって、
前記生産ラインに設けられる他の制御装置のタイマと互い時刻同期されるタイマと、
前記他の制御装置と連係して実行される制御に関連した1つ以上の処理それぞれについて、当該処理を実行する予め定められた時期を含む情報が関連付けられたリストに従って当該処理を実行する処理実行手段と、を有し、
前記処理実行手段は、
前記リストの前記予め定められた時期に達したと判断したとき、前記リストにおいて当該予め定められた時期に関連付けられた処理を実行する、制御装置。 - FA(ファクトリオートメーション)の生産ラインに設けられる制御装置が対象を制御する方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記制御装置は、
前記生産ラインに設けられる他の前記制御装置のタイマと互い時刻同期されるタイマを備え、
前記方法は、
前記制御装置が他の制御装置と連係して実行する制御に関連した1つ以上の処理それぞれについて、当該処理を実行する予め定められた時期を含む情報が関連付けられたリストに従って当該処理を実行するステップを備え、
前記処理を実行するステップは、
前記リストの前記予め定められた時期に達したと判断したとき、前記リストにおいて当該予め定められた時期に関連付けられた処理を実行するステップを有する、プログラム。
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