JP2024018790A - コントロールシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】制御周期において情報プログラムの動作が必要であっても、制御プログラムのスキャン処理の量の増加を抑える。【解決手段】制御プログラムと情報プログラムを有するコントロールシステムが、管理プログラムと、情報プログラムのパラメータセットとを有する。制御プログラムは、スキャン処理（制御対象装置を制御する処理でありリアルタイム性を有する処理）を制御周期内に行うプログラムである。制御プログラムは、制御周期において、起動対象の情報プログラムに関連付けられた符号を表す信号である制御指令を送信する。管理プログラムは、制御指令を受信し、当該受信した制御指令が表す符号に対応した起動対象の情報プログラムを特定し、当該起動対象の情報プログラムのパラメータセットを読み出し、当該読み出されたパラメータセットを関連付けた起動信号を生成し、当該生成された起動信号を、起動対象の情報プログラムへ出力する。【選択図】図２

Description

本発明は、概して、コントロール技術に関する。

例えば、特許文献１に開示のコントロールシステムが知られている。このコントロールシステムは、コントロール装置を有し、コントロール装置において、制御プログラムと情報プログラムが実行される。

特開２０１８－８４９９４号公報

コントロールシステムにおいて、コントロール装置は、産業用のコントロール装置でよく、コントロール装置の制御対象装置は、例えば、産業用モータやコンプレッサのような産業機器でよい。コントロール装置における制御プログラムは、そのような制御対象装置を制御する。具体的には、例えば、制御プログラムは、当該制御プログラムについて定められた制御周期毎に、制御対象装置を制御する処理でありリアルタイム性を有する処理であるスキャン処理を当該制御周期内に行う。情報プログラムは、当該情報プログラムについて定められた情報処理を行う。

コントロール装置は、シーケンス制御装置、モーション制御装置、又はプログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）と呼ばれてよい。コントロール装置における制御プログラムは、典型的には、ラダー・ロジック（ＬＤ言語）、シーケンシャル・ファンクション・チャート（ＳＦＣ言語）、ファンクション・ブロック（ＦＢＤ言語）、ストラクチャード・テキスト（ＳＴ言語）、インストラクション・リスト（ＩＬ言語）のような制御特有のプログラミング言語で制御内容が記述される。

一つ又は複数の情報プログラムのうちの少なくとも一つの情報プログラムを制御周期内に動作させるような制御プログラムを記述することができる。

しかし、情報プログラムを動作させるためには、当該情報プログラムの起動信号を生成し当該起動信号を当該情報プログラムへ出力する必要がある。また、出力される起動信号には、典型的には、起動対象の情報プログラムが使用するパラメータセット（一つ以上のパラメータ）が関連付けられていなければならず、起動信号のためのパラメータセットを制御プログラムが読み出す必要がある。これらの理由から、スキャン処理の量が増加し、故に、制御周期が長くなり、また、制御プログラムの記述量が増加する。

一つ又は複数の制御対象装置を制御するコントロールシステムが、一つ又は複数の演算装置を備える。一つ又は複数の演算装置が、制御プログラムと、一つ又は複数の情報プログラムと、管理プログラムと、一つ又は複数の情報プログラムの各々のパラメータセットとを有する。一つ又は複数の情報プログラムの各々について、パラメータセットは、当該情報プログラムに必要な一つ以上のパラメータである。制御プログラムは、当該制御プログラムについて定められた制御周期毎に、制御対象装置を制御する処理でありリアルタイム性を有する処理であるスキャン処理を当該制御周期内に行うプログラムである。一つ又は複数の情報プログラムの各々について、当該情報プログラムは、当該情報プログラムについて定められた情報処理を行うプログラムである。制御プログラムは、制御周期において、一つ又は複数の情報プログラムのうちの起動対象の情報プログラムに関連付けられた符号を表す信号である制御指令を送信する。管理プログラムは、制御指令を受信し、当該受信した制御指令が表す符号に対応した起動対象の情報プログラムを特定する。管理プログラムは、当該起動対象の情報プログラムのパラメータセットを読み出し、当該読み出されたパラメータセットを関連付けた起動信号を生成し、当該生成された起動信号を、起動対象の情報プログラムへ出力する。

本発明によれば、制御周期において情報プログラムの動作が必要であっても、制御プログラムのスキャン処理の量の増加を抑えることができる。

第１の実施形態に係るコントロールシステムを含むシステムの物理構成の一例を示す。 第１の実施形態に係るコントロールシステムの論理構成の一例を示す。 第２の実施形態に係るコントロールシステムの論理構成の一例を示す。 第３の実施形態に係るコントロールシステムの論理構成の一例を示す。

以下の説明では、「インターフェース装置」は、一つ以上のインターフェースデバイスでよい。当該一つ以上のインターフェースデバイスは、下記のうちの少なくとも一つでよい。
・一つ以上のＩ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）インターフェースデバイスであるＩ／Ｏインターフェース装置。Ｉ／Ｏインターフェースデバイスは、Ｉ／Ｏデバイスと遠隔の表示用計算機とのうちの少なくとも一つに対するインターフェースデバイスである。表示用計算機に対するＩ／Ｏインターフェースデバイスは、通信インターフェースデバイスでよい。少なくとも一つのＩ／Ｏデバイスは、ユーザインターフェースデバイス、例えば、キーボード及びポインティングデバイスのような入力デバイスと、表示デバイスのような出力デバイスとのうちのいずれでもよい。
・一つ以上の通信インターフェースデバイスである通信インターフェース装置。一つ以上の通信インターフェースデバイスは、一つ以上の同種の通信インターフェースデバイス（例えば一つ以上のＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄ））であってもよいし二つ以上の異種の通信インターフェースデバイス（例えばＮＩＣとＨＢＡ（Ｈｏｓｔ Ｂｕｓ Ａｄａｐｔｅｒ））であってもよい。

また、以下の説明では、「メモリ」は、一つ以上のメモリデバイスであり、典型的には主記憶デバイスでよい。メモリにおける少なくとも一つのメモリデバイスは、揮発性メモリデバイスであってもよいし不揮発性メモリデバイスであってもよい。

また、以下の説明では、「永続記憶装置」は、一つ以上の永続記憶デバイスである。永続記憶デバイスは、典型的には、不揮発性の記憶デバイス（例えば補助記憶デバイス）であり、具体的には、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）又はＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）である。

また、以下の説明では、「記憶装置」は、メモリと永続記憶装置の少なくともメモリでよい。

また、以下の説明では、「プロセッサ」は、一つ以上のプロセッサモジュールである。少なくとも一つのプロセッサモジュールは、典型的には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）のようなマイクロプロセッサデバイスであるが、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）のような他種のプロセッサデバイスでもよい。少なくとも一つのプロセッサデバイスは、シングルコアでもよいしマルチコアでもよい。少なくとも一つのプロセッサモジュールは、プロセッサコアでもよい。

また、以下の説明では、プログラムを主語として処理を説明する場合があるが、プログラムは、プロセッサによって実行されることで、定められた処理を、適宜に記憶装置及び／又はインターフェース装置等を用いながら行うため、処理の主語が、プロセッサ（或いは、そのプロセッサを有するコントローラのようなデバイス）とされてもよい。プログラムは、プログラムソースから計算機のような装置にインストールされてもよい。プログラムソースは、例えば、プログラム配布サーバ又は計算機が読み取り可能な（例えば非一時的な）記録媒体であってもよい。また、以下の説明において、二つ以上のプログラムが一つのプログラムとして実現されてもよいし、一つのプログラムが二つ以上のプログラムとして実現されてもよい。

また、以下の説明では、機能（例えば「ｙｙｙ」部と表現された機能）を主語として処理を説明する場合があるが、機能は、一つ以上のコンピュータプログラムがプロセッサによって実行されることで実現されてよい。プログラムがプロセッサによって実行されることで機能が実現される場合、定められた処理が、適宜に記憶装置及び／又はインターフェース装置等を用いながら行われるため、機能はプロセッサの少なくとも一部とされてもよい。機能を主語として説明された処理は、プロセッサあるいはそのプロセッサを有する装置が行う処理としてもよい。各機能の説明は一例であり、複数の機能が一つの機能にまとめられたり、一つの機能が複数の機能に分割されたりしてもよい。

また、以下の説明では、同種の要素を区別しないで説明する場合には、参照符号のうちの共通部分を使用し、同種の要素を区別して説明する場合には、参照符号を使用することがある。
［第１の実施形態］

図１は、第１の実施形態に係るコントロールシステムを含むシステムの物理構成の一例を示す。

コントロールシステム１０９が、制御対象装置１２がある工場１０に設置される。制御対象装置１２は、例えば、産業用モータやコンプレッサのような産業機器である。工場１０は、制御対象装置１２のある現場の一例である。

管理システム１０１及びコントロールシステム１０９が、通信ネットワーク１０８（例えば、インターネット又はＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ））に接続されている。コントロールシステム１０９は、例えば、工場１０内の通信ネットワーク１９（例えば、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ））に接続されている。コントロールシステム１０９が、通信ネットワーク１９及び１０８経由で管理システム１０１と通信できる。通信ネットワーク１０８及び１９は、情報プログラムが行う情報通信処理（制御プログラムがスキャン処理において制御対象装置１２に制御データを送信する処理とは異なる通信処理）の際に使用される通信ネットワークである。

コントロールシステム１０９及び一つ以上のＩ／Ｏモジュール１１９（Ｉ／Ｏポートの一例）が通信ネットワーク１１８（例えば、イーサネット（登録商標））に接続されている。通信ネットワーク１１８は、制御プログラムが行う制御処理において制御データを制御対象装置１２に送信するために使用される通信ネットワークである。

通信ネットワーク１９、１０８及び１１８は、それぞれ異なるネットワークでもよいし、通信ネットワーク１９、１０８及び１１８のうちの二つ以上の通信ネットワークが同一のネットワークでもよい。

一つ以上のＩ／Ｏモジュール１１９に一つ以上の周辺機器１２０が接続されている。周辺機器１２０は、センサやメディアドライブ（例えば、ＨＤＤやＳＳＤ）のような機器でよい。Ｉ／Ｏモジュール１１９は、周辺機器１２０が必要に応じて着脱可能に装着されるバススロットとして機能する。制御対象装置１２は、周辺機器１２０経由又は非経由でＩ／Ｏモジュール１１９に接続される。制御対象装置１２とＩ／Ｏモジュール１１９は、１：１、１：多、多：１及び多：多のいずれでもよい。また、一部のＩ／Ｏモジュール１１９は、通信ネットワーク１１８に加えて通信ネットワーク１０８に接続されてもよい、すなわち、当該一部のＩ／Ｏモジュール１１９は、制御プログラムと情報プログラムに共有のデバイスであってもよい。また、少なくとも一つのＩ／Ｏモジュール１１９は、少なくとも一つの演算装置４０のネットワークＩ／Ｆ装置及びＩ／Ｏ制御装置の少なくとも一部でもよい。

管理システム１０１は、コントロールシステム１０９の上位システムの一例である。管理システム１０１は、ＥＰＲＯＭ２０１、ＣＰＵ２０２、メインメモリ２０３、周辺制御装置２０５、不揮発性記憶装置２０６及びネットワークＩ／Ｆ装置２０７を備える。管理システム１０１は、ネットワークＩ／Ｆ装置２０７を介して通信ネットワーク１０８に接続されている。

コントロールシステム１０９は、一つ又は複数の演算装置４０を備える。各演算装置４０が、インターフェース装置、記憶装置及びそれらに接続されたプロセッサを備える。全ての演算装置４０は、ハードウェア構成が同じでも異なっていてもよい。いずれの演算装置４０も、制御プログラムの配置先にも情報プログラムの配置先にもなり得てよい。本実施形態では、演算装置４０Ｍは、メインの演算装置であり、制御プログラムの配置先であり、且つ、情報プログラムの配置先となり得る演算装置である。演算装置４０Ｅ１及び４０Ｅ２の各々が、増設された演算装置であり、制御プログラムの配置先となり得ず、情報プログラムの配置先となり得る演算装置である。演算装置４０Ｅは、減設されてもよい。言い換えれば、演算装置４０Ｍ単体が、コントロールシステム１０９になることがあってもよい。以下、演算装置４０Ｍを「コントロール装置４０Ｍ」と言い、演算装置４０Ｅを「拡張装置４０Ｅ」と言うことがある。

拡張装置４０Ｅが有るか否か、拡張装置４０Ｅがいずれの種類の通信媒体に接続されるか、及び、制御プログラムと通信する情報プログラムがいずれの演算装置４０に配置されるかによって、コントロールシステム１０９のシステム構成が異なる。つまり、システム構成は、拡張装置４０Ｅの有無、コントロール装置４０Ｍ及び拡張装置４０Ｅの各々が接続される通信媒体の種類、及び、各アプリの配置先の演算装置４０に依存する。図１の例では、拡張装置４０Ｅ１は、通信ネットワーク１１８に接続される。拡張装置４０Ｅ２は、ＰＩＯバス２８（バスの一例）に接続される（「ＰＩＯ」は、Ｐｒｏｇｒａｍｍｅｄ Ｉ／Ｏの略である）。ＰＩＯバス２８は、ベースボードにプリントされたバスでよく、ベースボードにコントロール装置４０Ｍと拡張装置４０Ｅ２が接続されていることで、コントロール装置４０Ｍで実行される制御プログラムと拡張装置４０Ｅ２で実行される情報プログラムがＰＩＯバス２８経由でデータを通信（共有）してよい。

コントロール装置４０Ｍを例に取り演算装置４０のハードウェア構成を説明すると、例えば次の通りである。すなわち、コントロール装置４０Ｍは、メモリ１６９（例えば、ＥＰＲＯＭ２０８及びメインメモリ２１０）、周辺制御装置２１２、Ｉ／Ｏ制御装置２１４、不揮発性記憶装置２１５、ネットワークＩ／Ｆ装置２１３、及び、それらに接続されたＣＰＵ２０９を備えている。Ｉ／Ｏ制御装置２１４及びネットワークＩ／Ｆ装置２１３が、インターフェース装置の一例である。メモリ１６９及び不揮発性記憶装置２１５が、記憶装置の一例である。ＣＰＵ２０９がプロセッサの一例である。

周辺制御装置２１２は、ネットワークＩ／Ｆ装置２１３、Ｉ／Ｏ制御装置２１４、不揮発性記憶装置２１５及びバス２１１に接続されている。このバス２１１には、その他にもメモリ１６９及びＣＰＵ２０９が接続されている。周辺制御装置２１２を通じて、装置２１３、２１５及び２１４が制御される。

ＥＰＲＯＭ２０８には、予め制御プログラム及び情報プログラムの少なくとも一つが格納されていてもよいし、プログラム配布サーバ（図示せず）のようなプログラムソースからダウンロードされたプログラムが格納されてもよい。コントロールシステム１０９に搭載される制御プログラムと情報プログラムはそれぞれひとつずつだけでなく、コントロールシステム１０９が使用できるリソースをプログラムごとに設定することにより、複数の制御プログラム及び／又は複数の情報プログラムを搭載することができる。

ＣＰＵ２０９は、ＥＰＲＯＭ２０８に格納されている制御プログラム（及び情報プログラム）をメインメモリ２１０に読み出して実行し、制御プログラム（及び情報プログラム）の動作を制御する。例えば、ＣＰＵ２０９は、制御プログラムを実行することで、周辺制御装置２１２、Ｉ／Ｏ制御装置２１４及び複数のＩ／Ｏモジュール１１９を介して複数の周辺機器１２０を制御する。周辺機器１２０は、Ｉ／Ｏモジュール１１９に１：１で対応付けられていてよい。また、ＣＰＵ２０９は、シングルコアとマルチコアのいずれでもよい。一つのコアが、一つ以上の制御プログラムと一つ以上の情報プログラムとのうちの少なくとも一つのアプリを実行してよい。典型的には、一つのコアは、一つの制御プログラム、一つの制御プログラムと一つ以上の情報プログラム、又は、一つ以上の情報プログラムを実行してよい。

設定端末２９が、通信ネットワーク１９を介して（又は通信ネットワーク１９を介さずに）、コントロールシステム１０９（例えば、コントロール装置４０Ｍ）に接続されている。設定端末２９は、例えば、入力デバイス、表示デバイス、インターフェース装置、記憶装置及びそれらに接続されたプロセッサを有する計算機（例えば、デスクトップ型、ラップトップ型又はタブレット型のパーソナルコンピュータ、或いは、スマートフォン）である。設定端末２９は、コントロールシステム１０９に対する指示や設定を行ってよい。設定端末２９は、管理システム１０１の一部であってもよい。

以上のように、各演算装置４０が、インターフェース装置、記憶装置及びそれらに接続されたプロセッサを備える。コントロール装置４０Ｍは、第１の演算装置の一例である。拡張装置４０Ｅは、第２の演算装置の一例である。コントロール装置４０Ｍのインターフェース装置と拡張装置４０Ｅのインターフェース装置が互いに通信可能に接続されており、それらのインターフェース装置を通じて、信号が送受信される。

図２は、コントロールシステム１０９の論理構成の一例を示す。

制御プログラム３１７は、コントロール装置４０ＭのＣＰＵにより実行される。コントロール装置４０Ｍは、シーケンス制御装置、モーション制御装置、又はプログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）と呼ばれてよい。制御プログラム３１７は、典型的には、ラダー・ロジック（ＬＤ言語）、シーケンシャル・ファンクション・チャート（ＳＦＣ言語）、ファンクション・ブロック（ＦＢＤ言語）、ストラクチャード・テキスト（ＳＴ言語）、インストラクション・リスト（ＩＬ言語）のような制御特有のプログラミング言語で制御内容が記述される。制御プログラム３１７は、例えば、シーケンス制御を行うプログラムでよい。制御プログラム３１７は、当該制御プログラム３１７について定められた制御周期毎に、制御対象装置１２を制御する処理でありリアルタイム性を有する処理であるスキャン処理を当該制御周期内に行うプログラムである。

情報プログラム３１２は、拡張装置４０ＥのＣＰＵにより実行される。情報プログラム３１２は、当該情報プログラム３１２について定められた情報処理を行うプログラムである。情報プログラム３１２は、起動信号（呼出し信号）により起動し、動作する（定められた情報処理を実行する）。拡張装置４０Ｅは、複数（又は一つ）の情報プログラム３１２を有する。

コントロールシステム１０９において、制御プログラム３１７は、制御周期において、起動対象の情報プログラム３１２があれば当該情報プログラム３１２を指定した信号を出力する必要はあるが、情報プログラム３１２に必要なパラメータセットを読み出したり、当該パラメータセットを関連付けた起動信号（情報プログラム３１２の起動信号）を生成したりする必要が無い。このため、制御周期において情報プログラム３１２の動作が必要であっても、制御プログラム３１７のスキャン処理の量の増加を抑えることができる。

具体的には、制御プログラム３１７は、制御周期において、複数（又は一つ）の情報プログラム３１２のうちの起動対象の情報プログラム３１２に関連付けられた符号を指定した制御指令を送信するようになっている。例えば、制御プログラム３１７は、情報プログラム３１２Ａが起動対象の情報プログラムであれば、符号“１００”を指定した制御信号を送信し、情報プログラム３１２Ｂが起動対象の情報プログラムであれば符号“１０１”を指定した制御信号を送信するようになっている。制御プログラム３１７は、図示しないテーブルを参照して、起動対象の情報プログラムの符号を特定してもよいし、情報プログラム毎の符号が制御プログラム３１７に記述されていてもよい。

情報プログラム３１２が、制御プログラム３１７が実行されるコントロール装置４０Ｍではなく、制御プログラム３１７が実行されない拡張装置４０Ｅで実行されるようになっており、当該拡張装置４０Ｅに、管理プログラム３１１が備えられる。管理プログラム３１１は、（ａ）制御指令を制御プログラム３１７から受信し、（ｂ）当該受信した制御指令に関連付けられている符号に対応した情報プログラム３１２を特定し、（ｃ）当該特定された情報プログラム３１２のパラメータセットを読み出し、（ｄ）当該読み出されたパラメータセットを関連付けた起動信号を生成し、（ｅ）当該生成された起動信号を、（ｂ）で特定された情報プログラム３１２へ出力する。

情報プログラム３１２は、アプリケーションプログラムとそのアプリケーションプログラムのコンテナ（プログラムの実行環境の一例）とで構成されていてよい。情報プログラム３１２の起動信号は、パラメータセットが関連付けられたコンテナ起動用の信号でよく、管理プログラム３１１は、コンテナ起動用のプログラム（例えばスクリプト）でよい。管理プログラム３１１がコンテナを起動するので、一例として下記が不要になることが期待される。
・ユーザ定義の専用ネットワークの事前に作成すること。
・コンテナポートをコンテナホストのＩＰアドレス上に公開すること。
・制御プログラム３１７が、情報プログラム３１２へのパラメータセットの他に、コンテナポート番号を送付すること。

管理プログラム３１１は、Ｉ／Ｆ部（インターフェース部）３１６、読出し部３１５、生成部３１４及び管理部３０１といった機能を有する。

Ｉ／Ｆ部３１６は、制御指令を制御プログラム３１７から受信し、受信した制御指令に関連付けられている符号に対応した情報プログラム３１２を、ルックアップテーブル３０９から特定する。ルックアップテーブル３０９は、拡張装置４０Ｅの記憶装置（メモリ１６９又は不揮発性記憶装置２１５）に格納される。ルックアップテーブル３０９は、起動され得る情報プログラム３１２毎に（言い換えれば、制御指令に関連付けられ得る符号毎に）、符号と、その符号に対応した情報プログラム３１２のＩＤ（識別データ）とを表す。情報プログラム３１２のＩＤは、生成される起動信号の要素となるデータ（例えば、情報プログラム３１２の名前）でもよいし、読出し対象のパラメータセットをパラメータセット群３１３から特定するために用いられるキーとしてのデータでもよい。なお、管理プログラム３１１は、ルックアップテーブル３０９を用いる方法以外の方法により、制御指令に関連付けられている符号に対応した情報プログラム３１２を特定してよい（例えば、符号を用いた所定の演算を管理プログラム３１１が行うことにより得られた値が、情報プログラム３１２のＩＤでよい）。また、情報プログラム３１２の「符号」は、制御プログラム３１７から送信される制御指令（信号）でよく、情報プログラム３１２の「ＩＤ」は、情報プログラム３１２の名称でよい。例えば、符号が“０ｘ０１００”であり、この符号に対応する情報プログラム３１２が、情報プログラム３１２Ａであるとし、そのＩＤ（名前）が、“Ｉｎｆｏ．Ａ”であるとする。管理プログラム３１１が、符号“０ｘ０１００”を表す制御指令（信号）を受信した場合、ルックアップテーブル３０９から、符号“０ｘ０１００”に対応するＩＤ“Ｉｎｆｏ．Ａ”を特定し、情報プログラム３１２Ａの起動信号に、特定されたＩＤ“Ｉｎｆｏ．Ａ”、及び、情報プログラム３１２Ａについて取得されたパラメータセットを含める。

読出し部３１５は、特定された情報プログラム３１２のＩＤに対応したパラメータセットをパラメータセット群３１３から読み出す。パラメータセットは、一つ以上のパラメータである。パラメータセット群３１３は、一つ以上のパラメータセットであり、例えば、情報プログラム３１２毎の設定ファイルでよい。設定ファイルに、パラメータセットが記述されていてよい。設定ファイルの特定に、特定された情報プログラム３１２のＩＤがキーとして用いられてよい。パラメータセット群３１３は、管理プログラム３１１（例えば管理部３０１）経由又は非経由で拡張装置４０Ｅの記憶装置に格納される。

生成部３１４は、読み出されたパラメータセットを関連付けた起動信号を生成する。起動信号の生成では、特定された情報プログラム３１２のＩＤが使用されてよい。生成部３１４は、当該生成された起動信号を、当該特定された情報プログラム３１２へ出力する。図２が示す例では、特定された情報プログラムは、情報プログラム３１２Ａであるため、起動信号が、情報プログラム３１２Ａに出力される。当該起動信号に応答して、情報プログラム３１２Ａが起動し、動作する。この動作において、情報プログラム３１２に記述された情報処理が実行される。

管理部３０１は必ずしも無くてもよい。管理部３０１は、情報プログラム３１２のインストール、アンインストール及びアップデートを行ってよい。例えば、下記が管理部３０１により行われてよい。なお、情報プログラム３１２のソースは、いずれの装置でもよく、例えば、可搬型の記憶媒体でもよいし、図１に示した管理システム１０１（例えばサーバ）でもよいし、コントロール装置４０Ｍでもよい。
・管理部３０１が、拡張装置４０Ｅに追加起動対象の情報プログラム３１２Ｔのインストール指令を受け付ける。当該指令に応答して、管理部３０１は、情報プログラム３１２Ｔを拡張装置４０Ｅにインストールする。情報プログラム３１２Ｔの追加に伴い、管理部３０１は、情報プログラム３１２Ｔのパラメータセットを受け付け、当該パラメータセットをパラメータセット群３１３に追加する。また、情報プログラム３１２Ｔの追加に伴い、管理部３０１は、情報プログラム３１２Ｔの符号及びＩＤを受け付け、当該符号及びＩＤをルックアップテーブル３０９に追加する。
・管理部３０１が、情報プログラム３１２Ｔのアップデート指令を受け付ける。当該指令に応答して、管理部３０１は、情報プログラム３１２Ｔをアップデートする。また、当該アップデートに伴いパラメータセットの構成が変わる場合、管理部３０１は、パラメータセット群３１３のうち、情報プログラム３１２Ｔに対応したパラメータセットもアップデートする（例えば、パラメータセットを差し替える）。
・管理部３０１が、拡張装置４０Ｅに削除起動対象の情報プログラム３１２Ｔのアンインストール指令を受け付ける。当該指令に応答して、管理部３０１は、情報プログラム３１２Ｔを拡張装置４０Ｅからアンインストールする。情報プログラム３１２Ｔの削除に伴い、管理部３０１は、情報プログラム３１２Ｔのパラメータセットをパラメータセット群３１３から削除する。また、情報プログラム３１２Ｔの削除に伴い、管理部３０１は、情報プログラム３１２Ｔの符号及びＩＤをルックアップテーブル３０９から削除してよい。

このように、情報プログラム３１２の追加や削除が可能であるが、本実施形態では、情報プログラム３１２が追加、更新又は削除されても、制御プログラム３１７の変更は実質的に不要である。このため、コントロールシステム１０９の機能の拡張や変更等が容易である。

制御プログラム３１７と情報プログラム３１２がコントロール装置４０Ｍのような同一のプラットフォーム（同一のＣＰＵ（及びメモリ））において実行されてもよいが、本実施形態では、情報プログラム３１２が、コントロール装置４０Ｍ（制御プログラム３１７のプラットフォーム）とは別の演算装置である拡張装置４０Ｅ（別のプラットフォーム）で実行される。また、管理プログラム３１１は、情報プログラム３１２が実行される装置と同じ装置（情報プログラム３１２を有する装置）において実行される。本実施形態では、情報プログラム３１２が拡張装置４０Ｅで実行されるため管理プログラム３１１も拡張装置４０Ｅで実行される。これにより、コントロール装置４０Ｍの制約が少なくなり、故に、コントロールシステム１０９における装置の入れ替えが容易となる。また、制御プログラム３１７が使用可能なリソース量をより多く確保することが期待できる。
［第２の実施形態］

第２の実施形態を説明する。その際、第１の実施形態との相違点を主に説明し、第１の実施形態との共通点については説明を省略又は簡略する。

図３は、第２の実施形態に係るコントロールシステムの論理構成の一例を示す。

複数（又は一つ）の演算装置４０のうちの少なくとも一つの演算装置４０に出力装置３２０が接続されている。出力装置３２０は、表示装置（例えば液晶ディスプレイ）でもよいが、本実施形態では、一つ以上のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）３１３である。ＬＥＤ３１３が情報プログラム３１２に対応していてよい。例えば、情報プログラム３１２毎に、一又は複数色のＬＥＤが備えられてよい。

管理プログラム３１１の生成部３１４が、下記のうちの少なくとも一つを知らしめるための出力を出力装置３２０に実行させる。
（ａ）いずれかの情報プログラム３１２が動作しているか。
（ｂ）いずれの情報プログラム３１２が起動されたか。
（ｃ）起動された情報プログラムが正常に動作しているか。

例えば、（ａ）は、少なくとも一つのＬＥＤ３１３を点灯させることでよい。（ｂ）は、起動された情報プログラム３１２に対応のＬＥＤ３１３を点灯させることでよい。（ｃ）は、起動された情報プログラム３１２が正常動作していれば第１の色のＬＥＤ３１３を点灯させ、起動された情報プログラム３１２に異常があれば第２の色のＬＥＤ３１３を点灯させることでよい。

これにより、コントロールシステム１０９における情報プログラム３１２の状態をユーザに知らしめることができる。また、拡張装置４０Ｅがフリーズして動作していない場合などにユーザが容易にそのような状態を知ることができる。
［第３の実施形態］

第３の実施形態を説明する。その際、第１及び第２の実施形態との相違点を主に説明し、第１及び第２の実施形態との共通点については説明を省略又は簡略する。

図４は、第３の実施形態に係るコントロールシステムの論理構成の一例を示す。

管理プログラム３１１のＩ／Ｆ部３１６が、起動された情報プログラム３１２Ｂの処理結果を当該情報プログラム３１２Ｂから受け付け、当該処理結果を、制御プログラム３１７に通知する。当該処理結果を受けた制御プログラム３１７は、当該処理結果に応じて、制御対象装置１２を制御する。このように、情報プログラム３１２の処理結果を管理プログラム３１１を通じて制御プログラム３１７に伝えることができ、以って、当該処理結果を基に制御プログラム３１７により制御を行うことができる。

制御プログラム３１７の他に情報プログラムがコントロール装置４０Ｍにある場合、処理結果の通知先は、制御プログラム３１７でもよいし、制御プログラム３１７に代えて、コントロール装置４０Ｍにおける情報プログラムでもよい。コントロール装置４０Ｍにおける情報プログラムが処理結果を受けた場合、コントロール装置４０Ｍにおける共有メモリ（制御プログラム３１７と情報プログラムがやり取りする情報が格納される共有メモリ）を通じて（又は別の媒体を通じて）、処理結果を制御プログラム３１７が受けてもよい。また、ＬＥＤ３１３の表示態様から、情報プログラムやその他の動作が正常であるかユーザが判断することができる。

なお、図４では、コントロールシステム１０９は、検査対象の検査を行うようになっており、拡張装置４０Ｅが、検査装置として機能する。様々な物又はサービスを「検査対象」とすることができ、「検査対象」のデータは、例えば、画像データ、センサデータ（例えば、振動データや電流データ）、又は、音データである。本実施形態では、検査対象は、物の一例としての製品であり、「検査対象のデータ」は、製品の画像データ、特に、製品の外観の画像データであり、このため、検査装置は、外観検査装置である。カメラ４０１及びセンサ４０２がある。カメラ４０１は、製品を撮影する。センサ４０２は、コンベアを流れ所定の位置を通過する製品を検出する。

すなわち、例えば、情報プログラム３１２Ａが、カメラ４０１により撮影をさせるプログラムであり、情報プログラム３１２Ｃが、検査のための機械学習モデル（例えば深層学習モデルの一例であるニューラルネットワーク）の学習を行うプログラムであり、情報プログラム３１２Ｂが、学習済の機械学習モデルを用いて推論（すなわち、製品の外観検査）を行うプログラムである。ルックアップテーブル３０９には、情報プログラム３１２Ｂに対応の符号として“１００”が記録されており、情報プログラム３１２Ｃに対応の符号として“１０１”が記録されており、情報プログラム３１２Ａに対応の符号として“１０２”が記録されている。また、例えば、パラメータセット群３１３において、情報プログラム３１２Ｃ（学習を実行させるプログラム）のパラメータセットは、学習画像枚数、機械学習モデルのＩＤ、及びエポック数を含んでいてよい。本実施形態では、下記の制御が行われてよい。

制御プログラム３１７が、外観検査の開始前に、符号“１０１”を関連付けた制御指令を管理プログラム３１１に送信する。管理プログラム３１１が、符号“１０１”に対応した情報プログラム３１２Ｃを特定し、当該情報プログラム３１２のパラメータセットを読み出す。管理プログラム３１１が、当該パラメータセットを関連付けた起動信号（情報プログラム３１２Ｃの起動信号）を生成し、当該起動信号を情報プログラム３１２Ｃへ出力することで、情報プログラム３１２Ｃを起動させる。起動した情報プログラム３１２Ｃが、学習部として、起動信号に関連付けられているパラメータセットの少なくとも一部のパラメータを用いて、機械学習モデルの学習を行う。

学習後、制御周期毎の制御が行われる。すなわち、制御周期毎に、下記の（ｘ）及び（ｙ）が行われる。
（ｘ）制御プログラム３１７が、センサ４０２により製品が検出された場合、符号“１０２”を関連付けた制御指令を管理プログラム３１１に送信する。管理プログラム３１１が、符号“１０２”に対応した情報プログラム３１２Ａを特定し、当該情報プログラム３１２Ａのパラメータセットを読み出し、当該パラメータセットを関連付けた起動信号（情報プログラム３１２Ａの起動信号）を生成して出力する。これにより、情報プログラム３１２Ａが、カメラ４０１により製品を撮影させ、撮影された製品の画像データを取得する。
（ｙ）次に、制御プログラム３１７が、符号“１００”を関連付けた制御指令を管理プログラム３１１に送信する。管理プログラム３１１が、符号“１００”に対応した情報プログラム３１２Ｂを特定し、当該情報プログラム３１２Ｂのパラメータセットを読み出し、当該パラメータセットを関連付けた起動信号（情報プログラム３１２Ｂの起動信号）を生成して出力する。これにより、情報プログラム３１２Ｂが、学習済の機械学習モデルを用いて、（ｘ）において取得された画像データが表す製品の外観検査を行う。情報プログラム３１２Ｂが、当該外観検査の結果を管理プログラム３１１に返し、管理プログラム３１１が、その結果を制御プログラム３１７に送信する。制御プログラム３１７は、当該結果が異常を意味する結果であれば（つまり、製品が異常品であれば）、製品をコンベアから除外する除外装置（制御対象装置の一例）に、製品をコンベアから除外させる。

以上、幾つかの実施形態を説明したが、これらは本発明の説明のための例示であって、本発明の範囲をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、他の種々の形態でも実施することが可能である。例えば、第３の実施形態において、学習後の推論では、推論のプログラムが、撮像の機能も有していて、撮像と推論が同時に実行されるようになっていてよい。推論のプログラムは、情報プログラムの一例でもよいし、情報プログラムとして分類されないプログラムでもよい。

１０９…コントロールシステム

Claims (6)

1. 一つ又は複数の制御対象装置を制御するコントロールシステムであって、
   一つ又は複数の演算装置を備え、
   前記一つ又は複数の演算装置が、制御プログラムと、一つ又は複数の情報プログラムと、管理プログラムと、前記一つ又は複数の情報プログラムの各々のパラメータセットとを有し、
   前記一つ又は複数の情報プログラムの各々について、パラメータセットは、当該情報プログラムに必要な一つ以上のパラメータであり、
   前記制御プログラムは、当該制御プログラムについて定められた制御周期毎に、制御対象装置を制御する処理でありリアルタイム性を有する処理であるスキャン処理を当該制御周期内に行うプログラムであり、
   前記一つ又は複数の情報プログラムの各々について、当該情報プログラムは、当該情報プログラムについて定められた情報処理を行うプログラムであり、
   前記制御プログラムは、前記制御周期において、前記一つ又は複数の情報プログラムのうちの起動対象の情報プログラムに関連付けられた符号を表す信号である制御指令を送信し、
   前記管理プログラムは、
   前記制御指令を受信し、
   当該受信した制御指令が表す符号に対応した前記起動対象の情報プログラムを特定し、
   当該起動対象の情報プログラムのパラメータセットを読み出し、
   当該読み出されたパラメータセットを関連付けた起動信号を生成し、
   当該生成された起動信号を、前記起動対象の情報プログラムへ出力する、
   コントロールシステム。
2. 前記複数の演算装置が、第１の演算装置と第２の演算装置とを含み、
   前記第１の演算装置が、前記制御プログラムを有し、
   前記第２の演算装置が、前記一つ又は複数の情報プログラム、前記管理プログラム、及び、前記一つ又は複数の情報プログラムの各々のパラメータセットを有する、
   請求項１に記載のコントロールシステム。
3. 前記一つ又は複数の演算装置のうちの少なくとも一つの演算装置に接続された出力装置を有し、
   前記管理プログラムが、下記のうちの少なくとも一つを知らしめるための出力を前記出力装置に実行させる、
   ・いずれかの情報プログラムが動作しているか、
   ・いずれの情報プログラムが起動されたか、
   ・起動された情報プログラムが正常に動作しているか、
   請求項１に記載のコントロールシステム。
4. 前記管理プログラムが、
   起動された情報プログラムの処理結果を当該情報プログラムから受け付け、
   当該処理結果を、前記制御プログラム、又は、前記制御プログラムを有する演算装置における情報プログラムに通知する、
   請求項１に記載のコントロールシステム。
5. 記憶装置及びそれに接続されたプロセッサを有し、
   前記プロセッサが、管理プログラムを実行し、
   前記記憶装置に、一つ又は複数の情報プログラムの各々のパラメータセットが格納され、
   前記一つ又は複数の情報プログラムの各々について、パラメータセットは、当該情報プログラムの起動に必要な一つ以上のパラメータであり、
   前記一つ又は複数の情報プログラムの各々について、当該情報プログラムは、当該情報プログラムについて定められた情報処理を行うプログラムであり、
   前記管理プログラムは、
   制御指令を制御プログラムから受信し、
   当該受信した制御指令が表す符号に対応した情報プログラムを特定し、
   当該特定された情報プログラムのパラメータセットを読み出し、
   当該読み出されたパラメータセットを関連付けた起動信号を生成し、
   当該生成された起動信号を、前記特定された情報プログラムへ出力し、
   前記制御プログラムは、当該制御プログラムについて定められた制御周期毎に、制御対象装置を制御する処理でありリアルタイム性を有する処理であるスキャン処理を当該制御周期内に行うプログラムであり、前記制御周期において、前記一つ又は複数の情報プログラムのうちの起動対象の情報プログラムに関連付けられた符号を表す信号である制御指令を送信するようになっている、
   演算装置。
6. 制御指令を制御プログラムから受信し、
   当該受信した制御指令が表す符号に対応した情報プログラムを特定し、
   当該特定された情報プログラムのパラメータセットを読み出し、
   当該読み出されたパラメータセットを関連付けた起動信号を生成し、
   当該生成された起動信号を、前記特定された情報プログラムへ出力する、
   ことをコンピュータに実行させ、
   前記制御プログラムは、当該制御プログラムについて定められた制御周期毎に、制御対象装置を制御する処理でありリアルタイム性を有する処理であるスキャン処理を当該制御周期内に行うプログラムであり、前記制御周期において、一つ又は複数の情報プログラムのうちの起動対象の情報プログラムに関連付けられた符号を表す信号である制御指令を送信するようになっており、
   前記一つ又は複数の情報プログラムの各々について、パラメータセットは、当該情報プログラムの起動に必要な一つ以上のパラメータであり、
   前記一つ又は複数の情報プログラムの各々について、当該情報プログラムは、当該情報プログラムについて定められた情報処理を行うプログラムである、
   コンピュータプログラム。

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