JP6969300B2 - 制御システム、排他制御方法、対象装置 - Google Patents

制御システム、排他制御方法、対象装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6969300B2
JP6969300B2 JP2017212834A JP2017212834A JP6969300B2 JP 6969300 B2 JP6969300 B2 JP 6969300B2 JP 2017212834 A JP2017212834 A JP 2017212834A JP 2017212834 A JP2017212834 A JP 2017212834A JP 6969300 B2 JP6969300 B2 JP 6969300B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
control
plc
development
terminal
maintenance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017212834A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019086901A (ja
Inventor
亮介 阿部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omron Corp filed Critical Omron Corp
Priority to JP2017212834A priority Critical patent/JP6969300B2/ja
Priority to EP18872515.4A priority patent/EP3705957A4/en
Priority to CN201880054538.7A priority patent/CN111033398A/zh
Priority to PCT/JP2018/040717 priority patent/WO2019088226A1/ja
Priority to US16/645,517 priority patent/US11460823B2/en
Publication of JP2019086901A publication Critical patent/JP2019086901A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6969300B2 publication Critical patent/JP6969300B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/04Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/05Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts
    • G05B19/058Safety, monitoring
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/04Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/05Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/04Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/05Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts
    • G05B19/056Programming the PLC
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/10Plc systems
    • G05B2219/12Plc mp multi processor system
    • G05B2219/1215Master slave system
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/20Pc systems
    • G05B2219/22Pc multi processor system
    • G05B2219/2238Several masters at same time

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Programmable Controllers (AREA)

Description

本発明は、制御システムにおける排他制御のための技術に関する。
FA(Factory Automation)においては、PLC(Programmable Logic Controller)などの制御装置とドライバ・センサ・I/Oなどの被制御装置とで構成される制御システムによって、工場内の生産設備の自動制御が実現されている。制御装置と被制御装置とのあいだは専用バスまたは産業用ネットワークにより接続される。産業用ネットワークとしては、イーサネット(登録商標)の技術を転用した産業用イーサネットの普及が進んでおり、ETG(EtherCAT Technology Group)が推進するEtherCAT(登録商標)もその一つである。
この種の産業用ネットワークでは、通信のリアルタイム性と信頼性を担保するために、マスタ/スレーブ方式が採用されることが一般的である。マスタ/スレーブ方式では、マスタとなる1台の制御装置が制御指令を送出し、マスタに接続された被制御装置(スレーブとなる)はマスタから受け取った制御指令にしたがって動作する。特許文献1には、マスタ/スレーブ方式の産業用イーサネットが開示されている。
特開2015−176319号公報
マスタ/スレーブ方式の通信では、制御指令を生成・送出するのが1台のマスタに限られる。したがって、スレーブが複数台のマスタから別々に制御指令を受け取るという状況は、本来的には、発生しないはずである。
しかしながら、例えば、制御プログラムの開発過程や試運転・メンテナンスの際などに、一時的に、ネットワーク上に2台以上の制御装置を接続するケースが想定される。また、誤って、2台以上の制御装置をネットワークに接続してしまうことも起きないとは限らない。もし、ネットワーク上に複数台の制御装置が存在し、かつ、それらが同じスレーブに対し個別に制御指令を送出してしまうと、スレーブの誤動作や故障を招くおそれがある。
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであって、制御対象である対象装置に制御指令を送出可能な制御装置が複数接続されている制御システムにおいて、対象装置に対する排他的な制御を簡易に実現するための技術を提供することを目的とする。
本発明の第一側面は、制御対象である対象装置と、前記対象装置に対しネットワークを介して接続された複数の制御装置と、を有する制御システムであって、前記対象装置は、前記複数の制御装置のいずれかから制御権の発行要求を受信するたびに新規の制御権を発行し、前記発行要求の送信元の制御装置に対し前記新規の制御権の情報を返信する制御権発行部と、発行済みの制御権のうちの一つのみが有効となり、他は無効となるように、制御権を管理する制御権管理部と、前記複数の制御装置のいずれかから制御権の情報が付さ
れた制御開始要求を受信した場合に、前記制御開始要求に付された制御権が有効か否かを確認し、制御権が有効な場合は前記制御開始要求の送信元の制御装置による占有的な制御を可能化し、制御権が無効な場合には前記制御開始要求の送信元の制御装置による制御を拒否する排他制御部と、を有することを特徴とする制御システムを提供する。
この構成では、対象装置が、制御装置に対し「制御権」を発行し、かつ、常に一つの制御権のみが有効な状態となるよう発行済み制御権の管理を行う。そして、対象装置は、有効な制御権をもつ制御装置から制御開始要求を受けた場合に、当該制御装置による占有的な制御を可能化する。したがって、ネットワーク上に複数の制御装置が存在し、それらが個別かつランダムに(つまり、制御装置同士が何ら調整することなく)対象装置に対し、制御権の発行要求や制御開始要求を送出したとしても、有効な制御権をもつ一つの制御装置だけが対象装置を制御可能という状態が保証される。よって、対象装置に対する排他的な制御を実現することができる。また、本発明の方法は、制御装置側(制御指令を送出する側)が他の制御装置の有無をチェックしたり他の制御装置との調整を図ったりする必要がなく、また、制御装置の台数やネットワークトポロジに関係なく適用可能であることから、対象装置に対する排他的な制御をきわめて簡易に実現できるという利点もある。
前記対象装置の前記制御権管理部は、発行済みの制御権のうち最新の制御権のみが有効となり、前記最新の制御権の以前に発行した制御権は無効となるように、制御権を管理するとよい。
この構成によれば、新たな制御権を発行するたびにそれ以外の制御権を無効化する、というきわめてシンプルなロジックで、制御権の有効/無効の管理を実現することができる。
前記対象装置の前記制御権発行部は、いずれかの制御装置による占有的な制御を可能化した場合に、当該制御装置による占有的な制御が終了するまでは新規の制御権の発行を行わないとよい。また、いずれかの制御装置による占有的な制御を可能化した場合に、当該制御装置による占有的な制御が行われる間は、当該制御装置から前記対象装置に送られるメッセージに、当該制御装置に発行した制御権の情報が付されるとよい。これにより、当該制御装置による制御の最中に、他の制御装置による割り込みや輻輳が発生することを防止できる。
前記対象装置は、アクチュエータを駆動するドライバであり、前記制御装置は、前記ドライバに制御指令を送るPLCまたはコンピュータであるとよい。万が一、アクチュエータを駆動するドライバに対し、複数の制御装置から個別に制御指令が与えられると、アクチュエータの誤動作や過負荷が生じ、アクチュエータの故障や生産設備の故障を招くおそれがある。それゆえ、この種の対象装置に対して本発明による排他制御を適用することは、非常に効果が大きい。アクチュエータは、モータ、リニアガイドなどを含み、ドライバは、インバータ、サーボドライバなどを含む。
前記ネットワークは産業用ネットワークであるとよい。産業用ネットワーク(フィールドネットワークともいう)は産業用イーサネットを含み、産業用イーサネットはEtherCATを含む。なお、複数の制御装置と対象装置のネットワーク構成やトポロジは任意である。
本発明の第二側面は、制御対象である対象装置と、前記対象装置に対しネットワークを介して接続された複数の制御装置と、を有する制御システムにおける排他制御方法であって、前記対象装置が、前記複数の制御装置のいずれかから制御権の発行要求を受信するたびに新規の制御権を発行し、前記発行要求の送信元の制御装置に対し前記新規の制御権の
情報を返信し、前記対象装置が、発行済みの制御権のうちの一つのみが有効となり、他は無効となるように、制御権を管理し、前記対象装置が、前記複数の制御装置のいずれかから制御権の情報が付された制御開始要求を受信した場合に、前記制御開始要求に付された制御権が有効か否かを確認し、制御権が有効な場合は前記制御開始要求の送信元の制御装置による占有的な制御を可能化し、制御権が無効な場合には前記制御開始要求の送信元の制御装置による制御を拒否することを特徴とする排他制御方法を提供する。
本発明の第三側面は、制御装置からの制御指令にしたがい動作する対象装置であって、ネットワークを介して複数の制御装置が接続されており、前記複数の制御装置のいずれかから制御権の発行要求を受信するたびに新規の制御権を発行し、前記発行要求の送信元の制御装置に対し前記新規の制御権の情報を返信する制御権発行部と、発行済みの制御権のうちの一つのみが有効となり、他は無効となるように、制御権を管理する制御権管理部と、前記複数の制御装置のいずれかから制御権の情報が付された制御開始要求を受信した場合に、前記制御開始要求に付された制御権が有効か否かを確認し、制御権が有効な場合は前記制御開始要求の送信元の制御装置による占有的な制御を可能化し、制御権が無効な場合には前記制御開始要求の送信元の制御装置による制御を拒否する排他制御部と、を有することを特徴とする対象装置を提供する。
なお、本発明は、上記構成の少なくとも一部を有する対象装置または制御システムとして捉えることができる。また、本発明は、上記処理の少なくとも一部を含む、制御システムにおける排他制御方法または対象装置における排他制御方法として捉えることができる。また、本発明は、排他制御方法を対象装置が備えるプロセッサに実行させるためのプログラム、又は、そのようなプログラムを非一時的に記録したコンピュータ読取可能な記録媒体として捉えることもできる。上記構成及び処理の各々は技術的な矛盾が生じない限り互いに組み合わせて本発明を構成することができる。
本発明によれば、制御対象である対象装置に制御指令を送出可能な制御装置が複数接続されている制御システムにおいて、対象装置に対する排他的な制御を簡易に実現することができる。
図1は制御システムの構成例を示す図である。 図2A〜図2Cは図1の構成に制御装置を追加した図である。 図3は対象装置の排他制御に関する構成を示すブロック図である。 図4は制御権の発行処理を示すフローチャートである。 図5は排他処理を示すフローチャートである。 図6は複数の制御装置が存在する場合の排他制御の例を示す図。
本発明は、制御対象である対象装置に対して制御指令を送出可能な制御装置が複数接続されている場合に、複数の制御装置のうちの一つだけが対象装置を占有的に制御できるようにした排他制御に関する。本発明は、一つの制御装置による制御が担保されるべき制御システムに対し好ましく適用できる。そのような制御システムの一例として、FAの生産設備を制御するための制御システムが挙げられる。そこで以下、本発明の好ましい実施形態として、PLCとアクチュエータのドライバとを含む制御システムにおける排他制御の例を説明する。ただし、以下の実施形態は本発明の好ましい適用例の一つにすぎず、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
(システム構成)
図1は、本実施形態の制御システムの物理的な構成を示している。この制御システム1は、制御装置としてのPLC10と、対象装置としてのドライバ11を有している。PLC10とドライバ11のあいだは、産業用ネットワークの一つであるEtherCATにより接続され、PLC10がマスタ、ドライバ11がスレーブとなるマスタ/スレーブ通信により制御指令が送られる。このドライバ11は、モータ12を駆動するための装置であり、具体的にはインバータまたはサーボドライバである。
なお、図1では、説明の便宜のため、対象装置を一つだけ示したが、PLC10に対しては複数の対象装置を接続することができる。その場合、後述する排他制御は対象装置ごとに実行することができる。対象装置としては、ドライバの他にも、例えば、I/Oユニット、スイッチ、センサ、リレー、バルブなどが該当する。PLC10と対象装置のあいだの接続はEtherCAT以外のネットワークでもよいし、有線でなく無線のネットワークでもよい。
本稼働時には、マスタであるPLC10が制御指令を含むフレーム(データ通信の単位となるデータブロック)を一定の時間間隔でネットワークに送出する。このフレームは、ネットワークに接続されたすべてのスレーブを順に経由した後、マスタであるPLC10にループバックされる。各スレーブは、フレームを受信した時に、フレームに含まれる自分への制御指令を取り出し、その制御指令に応じた処理を実行する。このような仕組みにより、マスタからの制御指令に基づくリアルタイム制御が実現される。
(例外的な構成)
このようなマスタ/スレーブ通信は、図1に示すように、ネットワーク上に存在するマスタが一つだけであることが前提となっている。しかしながら、例外的に、スレーブに対し制御指令を送出可能な制御装置(つまり、マスタになり得る装置)がネットワークに複数台接続されるケースがあり得る。例えば、システムの開発者・保守者などが、PLC10に組み込む制御プログラムの開発やデバッグを行う過程や、システムを試運転したりメンテナンスを行う際に、テスト用のPLCや開発保守用の端末を一時的にネットワークに接続することがある。開発保守用の端末は、パーソナルコンピュータ(ノートパソコンなど)、タブレット端末、スマートフォンなどの汎用コンピュータに、開発保守用のアプリケーションプログラムをインストールしたものであり、例えば、PLCの制御プログラムの更新、スレーブに対する制御指令の送出、スレーブの試運転・パラメータの更新などの機能を有するものである。また、上記のようなケース以外にも、システムの開発者・保守者などが、誤って、2台以上の制御装置をネットワークに接続してしまうこともあり得る。
図2Aは、図1の制御システムに対し、テスト用のPLC20を追加した例である。ハブ21を介して2台のPLC10、20がドライバ11に接続されている。この例では、2台のPLC10、20がいずれもマスタになり得る。図2Bは、図1の制御システムに対し、開発保守用の端末22を追加した例である。この例では、PLC10と端末22がいずれもマスタになり得る。図2Cは、図2BのPLC10に開発保守用の端末23を接続した例である。この場合、端末23がPLC10と協働して一つのマスタとして動作する。したがってこの例では、端末22と端末23がいずれもマスタになり得る。なお、図2A〜図2Cは、ネットワーク上に複数のマスタが存在する構成の一例を示すものにすぎず、これらの以外の構成もあり得る。もちろん、3台以上のマスタが存在する構成もあり得る。
図2A〜図2Cのようにネットワーク上に複数のマスタが存在する場合に、各マスタからドライバ11に対し個別に制御指令が送出されると、ドライバ11やモータ12の誤動作や故障を招くおそれがある。このような問題を解消するため、ドライバ11は、単一の
マスタからの制御しか受け付けないようにする排他制御を実施する。以下、ドライバ11などの対象装置が有する排他制御に関わる構成を説明する。
(排他制御に関わる構成)
図3は、本実施形態の対象装置が備える排他制御に関わる構成を模式的に示すブロック図である。図3に示すように、対象装置は、制御権発行部30と制御権管理部31と排他制御部32を有する。制御権発行部30は、制御装置(マスタ)に対し制御権を発行するモジュールである。制御権管理部31は、発行した制御権の有効/無効を管理するモジュールである。排他制御部32は、制御権を用いた排他制御を実行するモジュールである。これらのモジュールの詳しい機能および動作については後述する。
対象装置は、CPU(プロセッサ)、メモリ、ストレージデバイスなどを有する制御回路を有している。本実施形態では、CPUがストレージデバイスに格納されているプログラムをメモリにロードし、実行することにより、図3に示す各モジュールが実現されている。ただし、図3に示すモジュールの全部または一部をASICやFPGAなどの回路(ハードウエア)で構成しても構わない。
図4は制御権発行部30および制御権管理部31による制御権の発行処理を示すフローチャートである。本実施形態では、制御装置(マスタ)が対象装置(スレーブ)の占有的な制御を望む場合、制御装置がまず当該対象装置に対する「制御権の発行要求」を記述したフレームを生成し、ネットワークへと送出する。
対象装置の制御権発行部30は、ネットワークを介していずれかの制御装置(マスタ)から「制御権の発行要求」を受信すると(ステップS40)、新規の制御権を発行する(ステップS41)。
「制御権」は、対象装置(スレーブ)に対して占有的な制御の開始を要求できる権利である。制御権の重複が生じないよう、制御権にはユニークな識別子(以下、制御権IDと呼ぶ)が与えられる。例えば、制御権発行部30は、制御権IDとしてシリアル番号を付し、制御権を発行するたびにシリアル番号をインクリメントしてもよい。あるいは、制御権発行部30は、発行日時のタイムスタンプを制御権IDとして用いてもよい。本実施形態では、一例として、0x0001〜0xFFFFの2バイトの制御権IDを用いる。
制御権管理部31は、ステップS41で新規発行された制御権の制御権IDを、有効な制御権の情報として、メモリに記録する(ステップS42)。以後、ステップS42でメモリに記録された最新の制御権IDのみが「有効な制御権」となり、他の制御権IDはすべて「無効な制御権」として取り扱われる。このような仕組みにより、発行済みの制御権のうちの一つのみが有効となり、他は無効となるように、制御権の管理が行われる。
制御権発行部30は、ステップS41で新規発行された制御権の制御権IDを、制御権の発行要求の送信元の制御装置(マスタ)に対し返信する(ステップS43)。マスタ/スレーブ通信の場合は、ステップS40で受信したフレームの該当領域に制御権IDを書き込むことで、制御権IDをマスタに通知することができる。
以上で、制御権の発行処理が完了する。図4に示した制御権の発行処理は、対象装置が制御装置から「制御権の発行要求」を受信するたびに実行される。なお、ステップS42とS43の処理の順番は逆でもよいし、2つの処理を並列に処理してもよい。
図5は排他制御部32による排他処理を示すフローチャートである。図4の処理により制御権を獲得した制御装置(マスタ)は、対象装置(スレーブ)に対し「制御開始要求」
を発することができる。具体的には、制御装置が当該対象装置に対する制御開始要求を記述したフレームを生成し、ネットワークへと送出する。このとき、制御開始要求には、対象装置から獲得した制御権IDを付す。つまり、制御権IDは、制御開始要求の正当性を表す証明書の役割も有する。また、制御開始要求には、占有期間(例えば、制御の開始時刻と終了時刻など)を付してもよい。
対象装置の排他制御部32は、ネットワークを介していずれかの制御装置(マスタ)から「制御開始要求」を受信すると(ステップS50)、制御開始要求に付された制御権IDを取得する(ステップS51)。排他制御部32は、この制御権IDとメモリに記憶されている有効な制御権IDとを比較することにより、制御開始要求に付された制御権IDの有効性を判定する(ステップS52)。
制御権が有効な場合は、排他制御部32は、対象装置を制御可能モードに切り替える(ステップS53)とともに、制御権発行部30による新規の制御権の発行を行わない発行禁止モードに切り替える(ステップS54)。そして、排他制御部32は、制御可能状態となった旨を、制御開始要求の送信元の制御装置(マスタ)に対し返信する(ステップS55)。これにより、制御装置による対象装置の占有的な制御が可能化される。なお、発行禁止モードは、制御装置による占有的な制御が終了したら解除される。
一方、制御開始要求に付された制御権が無効であった場合には、排他制御部32は、制御権が無効である旨を、制御開始要求の送信元の制御装置(マスタ)に対し返信する(ステップS56)。これにより、制御装置による対象装置の占有的な制御が拒否される。制御装置が制御権を獲得してから制御開始要求を送信するまでの間に、他の制御装置から制御権の発行要求が出た場合には、他の制御装置に制御権が移るため、ステップS56のような状況が起こる。
(排他制御の具体例)
図2Bと図6を参照して、複数の制御装置が同じ対象装置を制御しようとした場合に実行される排他制御の例を説明する。
保守者が端末22を操作し、ドライバ11の試運転を実行しようとすると、端末22からドライバ11に対し「制御権の発行要求」が送られる(ステップS60)。ドライバ11は、端末22に対し新規の制御権を発行するとともに、発行済みの制御権は無効にする(ステップS61、S62)。
その後つづいて、PLC10からもドライバ11に対し「制御権の発行要求」が送られると(ステップS63)、ドライバ11は、PLC10に対し新規の制御権を発行するとともに、発行済みの制御権は無効にする(ステップS64、S65)。これにより、制御権が端末22からPLC10に移ることとなる。
その後、端末22からドライバ11に対し「制御開始要求」が送られたとしても(ステップS66)、制御権が無効であるため、制御の開始は拒否される(ステップS67)。その場合、端末22は、例えば「他のマスタと競合したため対象装置の試運転は実行できません。」などのエラーメッセージを表示するとよい。このような通知をみることで、保守者は、マスタが2台以上ある事実を知ることができるとともに、試運転失敗の原因を知ることができる。
その後、PLC10からドライバ11に対し「制御開始要求」が送られると(ステップ68)、ドライバ11が制御可能モード・発行禁止モードに遷移し(ステップS69)、制御可能状態である旨をPLC10に通知する(ステップS70)。これ以降、PLC1
0による占有的な制御が実行される(不図示)。PLC10による占有的な制御が行われる間、PLC10からドライバ11に送る全てのメッセージに制御権IDを付すようにしてもよい。これにより、ドライバ11は、占有的な制御が可能化された制御装置(この例ではPLC10)からのメッセージであることを常にチェックできるので、別の制御装置からの制御指令等を確実に排除することができる。
(本実施形態の利点)
以上述べた構成によれば、ネットワーク上に複数の制御装置が存在し、それらが個別かつランダムに(つまり、制御装置同士が何ら調整することなく)対象装置に対し、制御権の発行要求や制御開始要求を送出したとしても、有効な制御権をもつ一つの制御装置だけが対象装置を制御可能という状態が保証される。よって、対象装置に対する排他的な制御を実現することができる。また、本実施形態の方法は、制御装置側(制御指令を送出する側)が他の制御装置の有無をチェックしたり他の制御装置との調整を図ったりする必要がなく、また、制御装置の台数やネットワークトポロジに関係なく適用可能であることから、対象装置に対する排他的な制御をきわめて簡易に実現できるという利点もある。
また、新たな制御権を発行するたびにそれ以外の制御権を無効化する、というきわめてシンプルなロジックで、制御権の有効/無効の管理を実現することができる。また、この構成によれば、制御装置が制御権を獲得した後、何らかの事情で制御権の行使(制御開始要求の送信)を行わなかったとしても、(制御権の発行要求が他の制御装置からなされれば)自動的に制御権が無効化される。すなわち、行使されないまま古くなった制御権が自動的にタイムアウトする仕組みが実現される。したがって、ある一つの制御装置に制御権が与えられた状態のままになる(他の制御装置からの要求は排除される)という状況の発生を防止することができる。さらに、最も直近に制御権を獲得した制御装置が優先的に制御権を行使できる、という点で制御装置間での公平性を担保できる。
なお、上記実施形態の説明は、本発明を例示的に説明するものに過ぎない。本発明は上記の具体的な形態には限定されることはなく、その技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態ではFAの制御システムを例示したが、本発明は制御装置と対象装置を含むあらゆる制御システムに適用可能である。また、たとえFAの制御システムの場合であっても、EtherCAT以外のネットワークにも本発明を適用可能であるし、制御装置と対象装置のあいだの通信方式はマスタ/スレーブ方式でなくてもよい。
制御権管理部31は、制御権が有効である期間に制限(有効時間)を設定してもよい。例えば、制御権管理部31は、ある制御装置に対し制御権を発行した後、所定の有効時間内に当該制御装置から制御開始要求を受信しなかった場合には、(他の制御装置からの制御権発行要求の有無に関係なく)当該制御装置の制御権を無効化してもよい。また、排他制御部32が、制御可能モード・発行禁止モードに制約時間を設定してもよい。例えば、排他制御部32は、対象装置が制御可能モード・発行禁止モードに切り替わった後、所定の制約時間内に制御装置から何らのアクションも受信しなかった場合には、当該制御装置の制御権を無効化し、制御可能モード・発行禁止モードから自動的に抜けてもよい。このような有効時間や制約時間を設定することにより、ある一つの制御装置に制御権が与えられた状態のままになる(他の制御装置からの要求は排除される)デッドロック状態の発生をより確実に防止することができる。
1:制御システム
10:PLC
11:ドライバ
12:モータ
20:PLC
21:ハブ
22:端末
23:端末
30:制御権発行部
31:制御権管理部
32:排他制御部

Claims (8)

  1. 制御対象である対象装置と、前記対象装置に対しネットワークを介して接続されたPLCと、開発保守用の端末と、を有する制御システムであって、
    前記対象装置は、
    前記PLCまたは前記開発保守用の端末のいずれかから制御権の発行要求を受信するたびに新規の制御権を発行し、前記発行要求の送信元の前記PLCまたは前記開発保守用の端末に対し前記新規の制御権の情報を返信する制御権発行部と、
    発行済みの制御権のうちの一つのみが有効となり、他は無効となるように、制御権を管理する制御権管理部と、
    前記PLCまたは前記開発保守用の端末のいずれかから制御権の情報が付された制御開始要求を受信した場合に、前記制御開始要求に付された制御権が有効か否かを確認し、制御権が有効な場合は前記制御開始要求の送信元の前記PLCまたは前記開発保守用の端末による占有的な制御を可能化し、制御権が無効な場合には前記制御開始要求の送信元の前記PLCまたは前記開発保守用の端末による制御を拒否する排他制御部と、を有することを特徴とする制御システム。
  2. 前記対象装置の前記制御権管理部は、発行済みの制御権のうち最新の制御権のみが有効となり、前記最新の制御権の以前に発行した制御権は無効となるように、制御権を管理することを特徴とする請求項1に記載の制御システム。
  3. 前記対象装置の前記制御権発行部は、前記PLCまたは前記開発保守用の端末のいずれかによる占有的な制御を可能化した場合に、前記PLCまたは前記開発保守用の端末による占有的な制御が終了するまでは新規の制御権の発行を行わない
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の制御システム。
  4. 前記PLCまたは前記開発保守用の端末による占有的な制御を可能化した場合に、前記PLCまたは前記開発保守用の端末による占有的な制御が行われる間は、前記PLCまたは前記開発保守用の端末から前記対象装置に送られるメッセージに、前記PLCまたは前記開発保守用の端末に発行した制御権の情報が付されることを特徴とする請求項1〜3のうちのいずれかに記載の制御システム。
  5. 前記対象装置は、アクチュエータを駆動するドライバである
    ことを特徴とする請求項1〜4のうちのいずれかに記載の制御システム。
  6. 前記ネットワークは産業用ネットワークである
    ことを特徴とする請求項1〜5のうちのいずれかに記載の制御システム。
  7. 制御対象である対象装置と、前記対象装置に対しネットワークを介して接続されたPLCと、開発保守用の端末と、を有する制御システムにおける排他制御方法であって、
    前記対象装置が、前記PLCまたは前記開発保守用の端末のいずれかから制御権の発行要求を受信するたびに新規の制御権を発行し、前記発行要求の送信元の前記PLCまたは前記開発保守用の端末に対し前記新規の制御権の情報を返信し、
    前記対象装置が、発行済みの制御権のうちの一つのみが有効となり、他は無効となるように、制御権を管理し、
    前記対象装置が、前記PLCまたは前記開発保守用の端末のいずれかから制御権の情報が付された制御開始要求を受信した場合に、前記制御開始要求に付された制御権が有効か否かを確認し、制御権が有効な場合は前記制御開始要求の送信元の前記PLCまたは前記開発保守用の端末による占有的な制御を可能化し、
    制御権が無効な場合には前記制御開始要求の送信元の前記PLCまたは前記開発保守用の端末による制御を拒否する
    ことを特徴とする排他制御方法。
  8. PLCまたは開発保守用の端末からの制御指令にしたがい動作する対象装置であって、
    ネットワークを介して前記PLCまたは前記開発保守用の端末が接続されており、
    前記PLCまたは前記開発保守用の端末のいずれかから制御権の発行要求を受信するたびに新規の制御権を発行し、前記発行要求の送信元の前記PLCまたは前記開発保守用の端末に対し前記新規の制御権の情報を返信する制御権発行部と、
    発行済みの制御権のうちの一つのみが有効となり、他は無効となるように、制御権を管理する制御権管理部と、
    前記PLCまたは前記開発保守用の端末のいずれかから制御権の情報が付された制御開始要求を受信した場合に、前記制御開始要求に付された制御権が有効か否かを確認し、制御権が有効な場合は前記制御開始要求の送信元の前記PLCまたは前記開発保守用の端末による占有的な制御を可能化し、制御権が無効な場合には前記制御開始要求の送信元の前記PLCまたは前記開発保守用の端末による制御を拒否する排他制御部と、を有する
    ことを特徴とする対象装置。
JP2017212834A 2017-11-02 2017-11-02 制御システム、排他制御方法、対象装置 Active JP6969300B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017212834A JP6969300B2 (ja) 2017-11-02 2017-11-02 制御システム、排他制御方法、対象装置
EP18872515.4A EP3705957A4 (en) 2017-11-02 2018-11-01 CONTROL SYSTEM, MUTUAL EXCLUSION PROCEDURE AND SUBJECT DEVICE
CN201880054538.7A CN111033398A (zh) 2017-11-02 2018-11-01 控制系统、排他控制方法、对象装置
PCT/JP2018/040717 WO2019088226A1 (ja) 2017-11-02 2018-11-01 制御システム、排他制御方法、対象装置
US16/645,517 US11460823B2 (en) 2017-11-02 2018-11-01 Control system, mutual exclusion method, and subject device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017212834A JP6969300B2 (ja) 2017-11-02 2017-11-02 制御システム、排他制御方法、対象装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019086901A JP2019086901A (ja) 2019-06-06
JP6969300B2 true JP6969300B2 (ja) 2021-11-24

Family

ID=66331914

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017212834A Active JP6969300B2 (ja) 2017-11-02 2017-11-02 制御システム、排他制御方法、対象装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11460823B2 (ja)
EP (1) EP3705957A4 (ja)
JP (1) JP6969300B2 (ja)
CN (1) CN111033398A (ja)
WO (1) WO2019088226A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022154330A (ja) * 2021-03-30 2022-10-13 株式会社アマダ 工作機械

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1132449A (ja) * 1997-07-08 1999-02-02 Toshiba Corp 分散形監視制御システム
WO2006093180A1 (ja) * 2005-03-01 2006-09-08 Pioneer Corporation 制御装置及び制御方法、ネットワークシステム及び制御装置用プログラム並びに情報記録媒体
US20070086049A1 (en) 2005-10-19 2007-04-19 Lee Joong-Mok Image forming system and method using authentication information, image forming apparatus, authentication information providing device and method of using image forming apparatus
KR100739743B1 (ko) * 2005-10-19 2007-07-13 삼성전자주식회사 홈 네트워크에서 디바이스를 독점적으로 제어하기 위한방법 및 장치
EP2068498B1 (en) * 2006-09-25 2017-12-13 Hewlett-Packard Enterprise Development LP Method and network device for communicating between different components
CN101964127B (zh) * 2006-11-10 2013-11-06 迪布尔特有限公司 感测编码记录的方法、感测编码记录上的磁性标记的方法
JP6349805B2 (ja) * 2014-03-14 2018-07-04 オムロン株式会社 通信ユニット、コントローラ、制御システム、制御方法、およびプログラム
US20170170983A1 (en) * 2014-04-28 2017-06-15 Omron Corporation Design assistance device, design assistance method, and design assistance program
JP6443365B2 (ja) * 2016-03-10 2018-12-26 オムロン株式会社 モータ制御装置、制御方法、情報処理プログラム、および記録媒体

Also Published As

Publication number Publication date
CN111033398A (zh) 2020-04-17
JP2019086901A (ja) 2019-06-06
US11460823B2 (en) 2022-10-04
EP3705957A1 (en) 2020-09-09
WO2019088226A1 (ja) 2019-05-09
EP3705957A4 (en) 2021-07-21
US20200278654A1 (en) 2020-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20130131837A1 (en) Prioritized Controller Arbitration
JP6626240B2 (ja) コントローラ
CN107864230B (zh) 基于拓扑的互联网协议(ip)寻址
CN107864231B (zh) 使用工业控制程序的因特网协议寻址方法和系统
EP2913725B1 (en) Configuration-enabled motor drive safety
US10313201B2 (en) Modular control device of an industrial automation system, and method for configuring the modular control device
US20170147018A1 (en) Automatic master-slave system and approach
JP6996257B2 (ja) 制御装置、制御方法、およびプログラム
JP2005129026A (ja) プログラマブルコントローラおよび通信ユニットならびにコントローラシステムおよびデータ処理方法ならびに変数解決方法およびデータ受渡方法
JP6969300B2 (ja) 制御システム、排他制御方法、対象装置
JP6460137B2 (ja) 制御装置、制御方法、およびプログラム
US20130116804A1 (en) Method for automatically transferring a configuration of an automation device during replacement of an automation device
US20160357194A1 (en) Method of controlling inverters
JP5619330B1 (ja) 安全制御システム及び安全制御機器
JP5730397B2 (ja) プログラム作成装置及びプログラマブルロジックコントローラ
KR101990400B1 (ko) 빌딩 자동화 시스템, 그에 포함된 게이트웨이 및 게이트웨이의 동작방법
US11496564B2 (en) Device state synchronization method and common capability component
JP2006319381A (ja) 緊急メッセージ送信方法
JP4107110B2 (ja) フィールドバスシステム及び接続確認方法並びにマスタ
US20190149510A1 (en) Method, Addressing Device, Computer Program Product, Industrial System and Facility for Safely Issuing Addresses to Modules in a Network
KR100736487B1 (ko) 홈 네트워크 시스템에서의 슬레이브 디바이스 번지변경방법
US12079151B2 (en) Method, communication system and system for secure communication between a master and a slave of a bus system
JP2014154998A (ja) 通信システム、及び通信ノード並びに通信方法
KR102042737B1 (ko) 감시 시스템, 디바이스 및 엔지니어링 툴
JP2020057065A (ja) 制御システム、サポート装置、サポートプログラム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200305

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210119

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210322

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210928

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211011

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6969300

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150