JP7132461B1 - 制御装置 - Google Patents

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Abstract

データを収集する処理の負荷を低減することができる制御装置を提供すること。制御装置は、制御装置内に保持されるデータを一制御周期分格納する一次データ保持部と、一次データ保持部への参照、制御装置から収集するデータを特定するデータＩＤ、及びデータＩＤを要求したユーザ一覧を格納する要求ユーザリストを含む設定チャンネルを格納する収集設定保持部と、制御装置から収集したデータを格納する収集チャンネルを有し、各収集チャンネルが、データを追加した順にデータを読み出すキュー構造を有する、データ保持部と、収集設定保持部から設定チャンネルを読み出し、設定チャンネルにおけるデータＩＤに対応するデータを一次データ保持部から読み出し、一次データ保持部から読み出したデータをデータ保持部における任意のチャンネルに書き込むデータ収集処理を実行するデータ収集演算部と、を備える。

Description

本発明は、制御装置に関する。
近年、コンピュータの演算能力の向上により、Ｄｅｅｐ Ｌｅａｒｎｉｎｇに代表される機械学習による特徴抽出が容易になっている。このような機械学習による特徴抽出を利用することによって、工場の中の生産設備から得られるセンサ値や制御値等を解析して、得られた解析結果から効率的な生産設備の制御及び運用を行いたいという需要が高まっている。
機械学習における特徴抽出において、解析のための入力データの精度は、より正しい解析結果を得るために重要であり、また、データとデータの間に相関を有することが重要である。
生産設備において、工作機械等の産業用機械を直接的に制御する制御装置からデータを収集することは、最も効率的な手法である（例えば、特許文献１参照）。また、プログラムによって制御される制御装置では、センサ値と制御値とは、時間軸において因果関係があることは自明である。そのため、センサ値や制御値、制御装置内の状態値等を時間軸に対して高い精度でデータ収集することが重要である。
特開２０１９－１０９６９７号公報
生産ラインでは、このようなデータ収集を複数のユーザ（例えば、機械メーカ、生産現場を担当する部署、工場全体のライン設計を担当する部署等）が行うことを望む場合がある。
例えば、工作機械において、Ｘ軸の座標や、ある時刻の実行プログラム等の情報（データ）は、どのユーザであっても収集することを望んでいる。従来、同一のデータであっても、データの要求先が異なる場合、制御装置は、要求先ごとに、同一のデータを複数回収集していた。そのため、制御装置のデータ収集処理に負荷が掛かっていた。
そこで、複数のユーザから同一のデータを要求された場合に、データを収集する処理の負荷を低減することが求められている。
本開示の一態様に係る制御装置は、産業用機械内に設けられ、データを収集する制御装置であって、前記制御装置内に保持されるデータを一制御周期分格納する一次データ保持部と、前記一次データ保持部への参照、前記産業用機械から収集するデータを特定するデータＩＤ、及び前記データＩＤを要求したユーザ一覧を格納する要求ユーザリストを含む収集設定を格納する収集設定保持部と、前記制御装置から収集したデータを格納する収集チャンネルを有し、各収集チャンネルが、データを追加した順にデータを読み出すキュー構造を有する、データ保持部と、前記収集設定保持部から前記収集設定を読み出し、前記収集設定における前記データＩＤに対応するデータを前記一次データ保持部から読み出し、前記一次データ保持部から読み出したデータを前記データ保持部における任意のチャンネルに書き込むデータ収集処理を実行するデータ収集演算部と、を備える制御装置。
本発明によれば、データを収集する処理の負荷を低減することができ、負荷の高い制御プログラムの実行や、より多くのデータ収集を行うことができるようになる。
本実施形態に係る制御装置及び産業用機械の概要を示す図である。 収集設定保持部に格納される収集設定としての設定チャンネルの一例を示す図である。 データ保持部に格納されるチャンネルリストの一例を示す図である。 本実施形態に係る制御装置の各構成部による処理に関するタイミングチャートを示す図である。 制御周期割り込み時の処理の流れについて示すフローチャートである。 収集タスク処理の流れについて示すフローチャートである。
以下、本発明の実施形態の一例について説明する。図１は、本実施形態に係る制御装置１０及び産業用機械１の概要を示す図である。
制御装置１０は、産業用機械１内に設けられ、産業用機械１内の任意のデータを収集する。具体的には、制御装置１０は、制御装置１０と接続されたセンサから出力されるデータや、制御装置１０内部の任意の制御情報を収集する。
制御装置１０は、例えば、ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、数値制御装置、ロボットコントローラ等であってもよい。制御装置１０は、例えば、産業用機械１内のセンサ、サーボモータ、スピンドルモータ等と接続される。
産業用機械１は、例えば、工作機械、プレス機、圧入器、ダイカストマシン、射出成型機、切断機、ロボット、搬送機、計測器、試験装置、印刷機、食品機械、包装機、溶接機、洗浄機、塗装機、組立装置、実装機、木工機械、シーリング装置等のような、数値制御によって制御可能な産業用機械を含む。
また、制御装置１０は、制御部１１と、記憶部１２と、を備える。
制御部１１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサである。制御部１１は、データ収集演算部１１１と、制御演算部１１２と、設定受付演算部１１３と、データ処理演算部１１４と、タイミング通知部１１５と、を有する。
なお、制御部１１は、実際には、それぞれ、データ収集演算部１１１、制御演算部１１２、設定受付演算部１１３及びデータ処理演算部１１４を１つ以上有するが、本明細書では、説明の便宜上、１つの構成要素として説明する。
記憶部１２は、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、ハードディスクドライブ、ＳＳＤ（ソリッドステートドライブ）、等で構成され、各種のデータを記憶する。また、記憶部１２は、一次データ保持部１２１と、収集設定保持部１２２と、データ保持部１２３と、を有する。なお、記憶部１２は、実際には、それぞれ、一次データ保持部１２１、収集設定保持部１２２及びデータ保持部１２３を１つ以上有するが、本明細書では、説明の便宜上、１つの構成要素として説明する。
データ収集演算部１１１は、収集設定保持部１２２から設定チャンネルを読み出し、設定チャンネルにおけるデータＩＤに対応するデータを一次データ保持部１２１から読み出し、一次データ保持部１２１から読み出したデータをデータ保持部１２３における任意のチャンネルに書き込む。また、データ収集演算部１１１は、データ保持部１２３に格納されるデータの抜けを判定可能である。
また、データ収集演算部１１１は、タイミング通知部１１５により処理タイミングを通知されると、任意時間経過後に、設定受付演算部１１３が要求受信処理を実行中であるか否かを判定する。
データ収集演算部１１１は、要求受信処理を実行中でない場合、データ収集処理を実行し、要求受信処理を実行中である場合、要求受信処理が完了するまで待機した後、データ収集処理を実行する。これにより、制御装置１０は、データ収集処理を適切なタイミングで実行することができる。
制御演算部１１２は、タイミング通知部１１５により処理タイミングを通知されると、任意時間経過後に、予め決められた制御値の現在の値を一次データ保持部１２１に書き込む処理を行う。又は、制御演算部１１２は、収集設定保持部１２２内のデータＩＤが設定されているチャンネルから、データＩＤに対応するデータを、一次データ保持部１２１に書き込む処理を行い、前回の設定した値と異なる任意の値を、一次データ保持部１２１の更新シーケンス番号に書き込む。
また、制御演算部１１２は、タイミング通知部１１５から処理タイミングを通知されると、データ収集演算部１１１と同時に処理を実行する。
設定受付演算部１１３は、タイミング通知部１１５により処理タイミングを通知されると、任意時間経過後に、データＩＤ及びユーザＩＤを含む収集設定要求をユーザからネットワーク等より受信する要求受信処理を実行する。
設定受付演算部１１３は、データＩＤが収集設定保持部１２２内のいずれかのチャンネルに登録されていない場合、収集設定保持部１２２内のいずれのデータＩＤも登録されていない未登録チャンネルにデータＩＤ及びユーザＩＤを書き込み、かつ未登録チャンネルに参照すべき一次データ保持部１２１への参照を記録する。
設定受付演算部１１３は、データＩＤが収集設定保持部１２２内のいずれかのチャンネルに登録されている場合、当該チャンネルの設定チャンネルリストにユーザＩＤを追加する。
データ処理演算部１１４は、データ保持部１２３からデータを読み出し、読み出したデータをネットワーク経由で送信する又は読み出したデータの解析演算を行う。
タイミング通知部１１５は、制御周期毎に、周回カウント値を予め設定されたインクリメント値分インクリメントし、制御装置１０において、データ収集演算部１１１、制御演算部１１２、設定受付演算部１１３及びデータ処理演算部１１４に対して処理を実行するための処理タイミングを通知する。
一次データ保持部１２１は、制御用のセンサ値、フィードバック値、フィードバック値から制御のために演算した指令値等の制御装置１０が内部で保持するデータを１制御周期分格納する。
収集設定保持部１２２は、一次データ保持部１２１への参照、収集されるデータを特定するデータＩＤ、及びデータＩＤを要求したユーザ一覧を格納する要求ユーザリストを含む設定チャンネルを収集設定として格納する。
データ保持部１２３は、収集されるデータを格納する収集チャンネルを有し、各収集チャンネルが、チャンクを追加した順に読み出せるキュー構造機能を有するチャンクリストを有する。また、データ保持部１２３は、更新シーケンス番号を保持する。なお、本実施形態において、チャンクとは、一種類のデータを一定時間サンプリングした結果を格納するデータ管理単位を示す。チャンクは、キュー構造機能を有するデータ保持エリアとキュー構造機能を有する抜け情報保持エリアを有している。
図２は、収集設定保持部１２２に格納される収集設定としての設定チャンネルの一例を示す図である。収集設定保持部１２２は、図２に示すような設定チャンネルのリストを収集設定として格納する。
設定チャンネルのリストにおける各チャンネルは、データを保持する一次データ保持部１２１への参照、収集されるデータを特定するデータＩＤ、データＩＤを要求したユーザ一覧を格納する要求ユーザリスト、並びに要求シーケンス番号を格納する要求シーケンスリストを有する。
図３は、データ保持部１２３に格納されるチャンネルリストの一例を示す図である。データ保持部１２３は、図３に示すようなチャンネルリストを格納する。チャンネルリストにおける各チャンネルは、チャンクリスト、データＩＤ及び最後に読み取った要求シーケンス番号を格納する。チャンクリストは、キュー構造の機能を有しており、データ保持エリア及び抜け情報保持エリアをそれぞれ有するチャンクを先入れ先出し（ＦＩＦＯ）の順序で書き込み、読み出しができる。また、また任意の位置のチャンクを参照することもできる。
図４は、本実施形態に係る制御装置１０の各構成部による処理に関するタイミングチャートを示す図である。図４に示すタイミングチャートは、設定受付演算部１１３、データ処理演算部１１４、収集設定保持部１２２、データ保持部１２３及びデータ収集演算部１１１によって実行される各処理のタイミングを示している。
図４に示すように、設定受付演算部１１３は、制御周期割り込み（制御周期ｎの先頭タイミング）を受け付けると、メッセージ受付区間において、ユーザが要求した収集設定要求を受信し、収集設定要求に基づく収集設定を収集設定保持部１２２に書き込む。
データ収集演算部１１１は、制御周期割り込み（制御周期ｎの先頭タイミング）を受け付けると、メッセージ受付区間が終了するまで待機し、その後、収集設定保持部１２２から設定チャンネルを読み出す。データ収集演算部１１１は、設定チャンネルにおけるデータＩＤに対応するデータを一次データ保持部１２１から読み出し、一次データ保持部１２１から読み出したデータをデータ保持部１２３における任意のチャンネル内の最後尾のチャンクデータの最後尾に追記する。この時、チャンネルリストとチャンク内のデータ保持エリアのどちらもキュー構造を有していることから、最後尾にデータを追記することは簡単である（図４におけるデータ収集参照）。
すなわち、データ保持部１２３の書き込み期間は、データ収集演算部１１１によるデータ収集の期間と一致する。
また、データ処理演算部１１４は、データ収集演算部１１１によるデータ収集が開始されると、収集中のデータではなく収集済みのデータをネットワーク経由で転送を開始する（図４におけるデータ転送区間）。
その後、データ収集演算部１１１は、制御周期割り込み（制御周期ｎ＋ｘの先頭タイミング）を受け付けると、一定期間待機した後、設定チャンネルにおけるデータＩＤに対応するデータを一次データ保持部１２１から読み出し、一次データ保持部１２１から読み出したデータをデータ保持部１２３における任意のチャンネル内の最後尾のチャンクデータの最後尾に追記する。この時、チャンネルリストとチャンク内のデータ保持エリアのどちらもキュー構造を有していることから、最後尾にデータを追記することは簡単である（図４におけるデータ収集参照）。
その後、設定受付演算部１１３は、制御周期割り込み（制御周期ｎ＋ｘ＋１の先頭タイミング）を受け付けると、メッセージ受付区間において、ユーザが要求した収集設定要求を受信し、収集設定要求に基づく収集設定を収集設定保持部１２２に書き込む。
データ収集演算部１１１は、制御周期割り込み（制御周期ｎの先頭タイミング）を受け付けると、メッセージ受付区間が終了するまで待機し、その後、収集設定保持部１２２から設定チャンネルを読み出す。データ収集演算部１１１は、設定チャンネルにおけるデータＩＤに対応するデータを一次データ保持部１２１から読み出し、一次データ保持部１２１から読み出したデータをデータ保持部１２３における任意のチャンネル内の最後尾のチャンクデータの最後尾に追記する。この時、チャンネルリストとチャンク内のデータ保持エリアのどちらもキュー構造を有していることから、最後尾にデータを追記することは簡単である（図４におけるデータ収集参照）。
また、データ処理演算部１１４は、データ収集演算部１１１によるデータ収集が開始されると、収集中のデータではなく収集済みのデータをネットワーク経由で転送を開始する（図４におけるデータ転送区間）。
なお、設定受付演算部１１３は、メッセージ受付区間の後に、設定複製区間を設けてもよい。例えば、制御装置１０においてデータ処理演算部１１４が２つ存在する場合、設定受付演算部１１３は、設定複製区間において、２つのデータ処理演算部１１４のそれぞれのために収集設定を複製する。これにより、制御装置１０は、データ処理演算部１１４が２つ存在する場合であっても、データ収集のための収集設定を適切に行うことができる。
更に、データ収集演算部１１１、制御演算部１１２、設定受付演算部１１３、データ処理演算部１１４及びタイミング通知部１１５は、以下のような処理を行うことができる。
設定受付演算部１１３は、収集設定要求におけるデータＩＤが収集設定保持部１２２内のいずれかのチャンネルに登録されている場合、当該チャンネルの要求ユーザリストにユーザのユーザ情報を記録する。
設定受付演算部１１３は、制御装置１０からデータを削除するための削除要求におけるデータＩＤが、既に収集設定保持部１２２内のいずれかのチャンネルに登録されている場合、当該チャンネルの要求ユーザリストからデータの削除を要求したユーザのユーザ情報を削除する。その後、設定受付演算部１１３は、要求ユーザリストが空である場合、当該チャンネルのデータＩＤを削除する。
また、制御装置１０は、一次データ保持部１２１、収集設定保持部１２２及びデータ保持部１２３を、それぞれ１以上有していてもよい。これにより、制御装置１０は、より多くのデータを収集できたり、又はより多くのユーザに対応することができる。
データ収集演算部１１１は、その内部に収集カウント値を有する。データ収集演算部１１１は、データ収集処理の実行前に、収集カウント値を、予め設定されたインクリメント値でインクリメントする。
データ収集演算部１１１は、タイミング通知部１１５から通知された周回カウント値を読み取り、収集カウント値と周回カウント値とが一致するか否かを判定する。そして、データ収集演算部１１１は、収集カウント値と周回カウント値とが一致しない場合、データ保持部１２３における任意のチャンネルの最後尾のチャンクの抜け情報保持エリアに抜け情報保持エリアのキュー機能を利用して抜けであることを最後尾に追記し、データ保持エリアには、データ保持エリアのキュー機能を利用してダミーデータを追記し、データ収集処理を実行しない。チャンクを保持するチャンネルリストがキュー構造を有しており、また抜け情報保持エリアもキュー構造を有しているため簡単に追記ができる。
ここで、収集カウント値は、データ収集演算部１１１が、タイミング通知部１１５からタイミング通知を受けて、データを収集した回数を示す。周回カウント値は、タイミング通知部１１５が一定周期(制御周期)毎にインクリメントする値を示す。
収集カウント値と周回カウント値とが一致しないことは、データ収集演算部１１１が一回のデータ収集処理で制御周期を超えたことを意味する。この場合、制御装置１０は、制御周期毎にデータを集めて時系列の相関を保ちたいにもかかわらずできない状態になる。
このような場合に、制御装置１０は、データ保持部１２３のチャンクにおける抜け情報に『抜け』であることを示す情報を有することによって、その制御周期において収集されたデータが時系列的な相関が弱いことを記録する。
収集カウント値と周回カウント値との関係は、周回カウント値＝Ｎ×（収集カウント値）として表される。なお、Ｎは、制御周期毎に互いがどれだけの値でインクリメントされるかによって決定される係数を示す。
一方、データ収集演算部１１１は、収集カウント値と周回カウント値とが一致する場合、データ保持部１２３のチャンクにおける抜け情報保持エリアに抜け情報保持エリアのキュー機能を利用して正常であることを追記し、データ収集処理を実行する。データ収集演算部１１１は、データ収集処理の実行後、再度、収集カウント値及び周回カウント値を読み取り、収集カウント値と周回カウント値とが一致しているか否かを（再度）判定する。
データ収集演算部１１１は、収集カウント値と周回カウント値とが一致しない場合、データ保持部１２３における任意のチャンネルの最後尾のチャンクの抜け情報保持エリアの最後尾のデータを『抜け』と書き換える。チャンクを保持するチャンネルリストがキュー構造を有しており、また抜け情報保持エリアもキュー構造を有しているため簡単に追記ができる。
例えば、データ収集演算部１１１によるデータ収集処理に開始時間がずれ、データ収集処理の終了が、次の制御周期の開始よりも延びた場合、データ収集処理は、データを収集すべきタイミングで行われず、収集されたデータは、信頼できない。上記のように、再度、収集カウント値及び周回カウント値を読み取り、収集カウント値と周回カウント値とが一致しているか否かを判定することによって、制御装置１０は、データが抜けているか又は正常であるかを適切に判断することができる。
データ処理演算部１１４は、タイミング通知部１１５から処理タイミングを通知されると、任意時間経過後に、データ保持部１２３の任意のチャンネルのチャンクリストの先頭のチャンク内のデータ保持エリアのデータと抜け情報保持エリアのデータを、キュー機能を利用して先頭より順次読み出し、読み出されたデータを、ネットワーク経由で送信する、前処理演算をする又は解析演算を行う。チャンク内のデータ保持エリアのデータと抜け情報保持エリアのデータを読み切ったら、次のチャンクを先頭チャンクに設定し同じことを任意回繰り返す。この時、チャンクリスト、データ保持エリア、抜け情報保持エリアはキュー構造を有しているため、先頭データを読み出すことは容易である。
収集設定保持部１２２は、要求シーケンス番号のデータを先入れ先出しできるキュー構造を有している。また任意の位置の要求シーケンス番号を参照する機能を有する。要求シーケンス番号は、任意の値である。
一次データ保持部１２１は、ユーザからの要求に対応するデータを保持する、又は、一次データ保持部１２１は、ユーザからの要求に対応するデータ、要求シーケンス番号及び更新シーケンス番号を保持する。要求シーケンス番号及び更新シーケンス番号は、任意の値である。
ここで、要求シーケンス番号は、収集設定要求時に、制御演算部１１２が受け付けたデータを特定するための値である。
収集設定保持部１２２の１つのチャンネルは、１つの一次データ保持部１２１への参照を有している。しかし、一次データ保持部１２１の要求シーケンス番号と、収集設定保持部１２２の１つチャンネル内で有している要求シーケンス番号が一致しない場合、データ収集演算部１１１は、データ保持部１２３の対応するチャンネルにデータを格納しない。
一次データ保持部１２１に保持可能なデータの数は限られているため、ある時間まではチャンネルｎに対してデータを書き込んでいたが、別の時間からチャンネルｍに対してデータを書き出すときに、データ収集演算部１１１は、要求シーケンス番号を参照して、データをチャンネルｎに格納するべきか、チャンネルｍに格納するべきかを判別する。
ここで、更新シーケンス番号は、制御演算部１１２の制御周期毎のデータ更新を確認するための番号を示す。更新シーケンス番号は、制御演算部１１２の制御周期毎のデータ更新後に書かれる値であり、制御演算部１１２とデータ収集演算部１１１とは、同時に動作している。そのため、本来であれば、制御演算部１１２が一次データ保持部１２１のデータ更新を終えた後に、データ収集演算部１１１は、一次データ保持部１２１のデータを読み出そうとする。
しかし、制御演算部１１２は、同じ制御周期内であっても、実行している制御によってデータ更新が遅れる場合がある。このような場合に、制御演算部１１２及びデータ収集演算部１１１は、データ収集演算部１１１にまだデータが更新されていないことを通知するために、更新シーケンス番号を、必ず前の制御周期と異なる値とする。通常、制御演算部１１２及びデータ収集演算部１１１は、更新シーケンス番号を１ずつインクリメントすることによって、更新シーケンス番号を前の制御周期と異なる値とすることができる。
データ収集演算部１１１が、前回の制御周期で読み取った更新シーケンス番号と同じ更新シーケンス番号を読み取った場合、データ収集演算部１１１は、その制御周期において、データ保持部１２３のチャンクにおける抜け情報に『抜け』であることを書き込む、又は同じ制御周期内で一定期間待機した後にデータ収集を行うように制御する。
図５は、制御周期割り込み時の処理の流れについて示すフローチャートである。図６は、収集タスク処理の流れについて示すフローチャートである。
図５のステップＳ１において、タイミング通知部１１５は、一定の制御周期毎に制御周期割り込みを発生させ、タイミング通知部１１５は、データ収集演算部１１１、制御演算部１１２、設定受付演算部１１３及びデータ処理演算部１１４に対して、処理タイミングを通知する。
ステップＳ２において、タイミング通知部１１５は、周回カウント値を更新する。
ステップＳ３において、データ収集演算部１１１は、データ収集タスクを起動する。なお、収集タスクが既に起動しており、動作中である場合、データ収集演算部１１１は、データ収集タスクを起動しない。
図６のステップＳ１１において、データ収集演算部１１１は、図５のステップＳ３においてデータ収集タスクが起動すると、収集カウント値を更新する。
ステップＳ１２において、データ収集演算部１１１は、スキップチェックや、データ収集処理等を実行する。
ステップＳ１３において、データ収集演算部１１１は、タイミング通知部１１５から通知された周回カウント値を読み取り、収集カウント値と周回カウント値とが一致するか否かを判定する。ステップＳ１３において収集カウント値と周回カウント値とが一致する場合（ＹＥＳ）、処理はステップＳ１５へ移る。ステップＳ１３において収集カウント値と周回カウント値とが一致しない場合（ＮＯ）、処理はステップＳ１４へ移る。
ステップＳ１４において、収集カウント値と周回カウント値とが一致しない場合であるため、データ収集演算部１１１は、抜け情報保持エリアの最後尾に抜けを書き込み、データ保持エリアの最後尾にダミーデータを書き込む。
ステップＳ１５において、収集カウント値と周回カウント値とが一致する場合であるため、データ収集演算部１１１は、抜け情報保持エリアの最後尾に「正常」であることを書き込み、データ保持エリアの最後尾に一時データ保持部より読み取ったデータを追記する。
制御演算部１１２は、タイミング通知部１１５から処理タイミングを通知されると、任意時間経過後に、予め決められた制御値の現在の値を一次データ保持部１２１に書き込む処理を行う。
または、制御演算部１１２は、設定受付演算部１１３の要求受信処理が完了するまで待機した後、収集設定保持部１２２内のデータＩＤが設定されているチャンネルから、要求シーケンスリストの最後に書き込まれた有効な要求シーケンス番号及びデータＩＤを読み出す。
そして、制御演算部１１２は、読み出した要求シーケンス番号及びデータＩＤに対応するデータを一次データ保持部１２１に書き込む処理を行う。更に、制御演算部１１２は、前回の設定した値と異なる任意の値を一次データ保持部１２１更新シーケンス番号に書き込む。また、制御演算部１１２は、上記の書き込み処理において、要求シーケンス番号、データ及び更新シーケンス番号の順に書き込む。
データ収集演算部１１１は、タイミング通知部１１５から処理タイミングを通知されると、任意時間経過後に、データを収集する収集処理を行う。
データ収集演算部１１１は、収集処理において、設定受付演算部１１３が要求受信処理を実行していないことを確認した後、又は設定受付演算部１１３の要求受信処理が完了するまで待機した後、収集設定保持部１２２のチャンネルにおけるデータＩＤに対応するデータを、一次データ保持部１２１から要求シーケンス番号、データ及び更新シーケンス番号の順に読み出す。
そして、データ収集演算部１１１は、要求シーケンス番号が収集設定保持部１２２の要求シーケンスリストに存在しない場合、収集処理を終了する。また、データ収集演算部１１１は、要求シーケンス番号が収集設定保持部１２２の要求シーケンスリストに存在する場合、その要求シーケンス番号より前に登録した要求シーケンス番号をデータ保持部１２３から削除する。
また、データ収集演算部１１１は、一次データ保持部１２１から更新シーケンス番号を読み出し、読み出した更新シーケンス番号と、データ保持部の前記更新シーケンス番号とが一致しない場合、データ保持部１２３の抜け情報保持エリアに抜け情報保持エリアのキュー機能を利用して正常であることを書き込み、一次データ保持部１２１から読み出した更新シーケンス番号を、データ保持部１２３の任意のチャンネルにキュー機能を利用して追記する。
また、設定受付演算部１１３は、収集設定要求において受け付けたデータＩＤが、既に収集設定保持部１２２に登録されている場合、当該収集設定保持部１２２の要求シーケンスリストに新たな要求シーケンス番号を書き込む。
制御装置１０は、上記のような処理を実行することによって、データ保持部１２３に格納されるデータの抜けを確認することができるため、データの復元性を向上させることができる。また、制御装置１０は、データの復元性を向上させることによって、高精度のデータセットを作成することが可能となる。
以上説明したように、制御装置１０は、産業用機械１内に設けられ、データを収集する。制御装置１０は、制御装置１０内に保持されるデータを一制御周期分格納する一次データ保持部１２１と、一次データ保持部１２１への参照、制御装置１０から収集するデータを特定するデータＩＤ、及びデータＩＤを要求したユーザ一覧を格納する要求ユーザリストを含む収集設定としての設定チャンネルを格納する収集設定保持部１２２と、収集したデータを格納する収集チャンネルを有し、各収集チャンネルが、データを追加した順にデータを読み出すキュー構造を有する、データ保持部１２３と、収集設定保持部１２２から設定チャンネルを読み出し、設定チャンネルにおけるデータＩＤに対応するデータを一次データ保持部１２１から読み出し、一次データ保持部１２１から読み出したデータをデータ保持部１２３における任意のチャンネルに書き込むデータ収集処理を実行するデータ収集演算部１１１と、を備える。
これにより、制御装置１０は、一次データ保持部１２１への参照、データＩＤ、及びユーザ一覧を格納する要求ユーザリストを有することによって、複数のユーザから同一のデータを要求された場合に、データを収集する収集処理を一度で済ませることができる。したがって、制御装置１０は、複数のユーザから同一のデータを要求された場合に、データを収集する処理の負荷を低減することができる。これにより、制御装置１０は、負荷の高い制御プログラムを実行することや、より多くのデータ収集を行うことができる。また、データ収集演算部１１１は、制御周期ごとにデータを収集することができるため、制御装置１０は、収集したデータから高精度なデータセットを作成することができる。
また、制御装置１０は、予め決められた制御値の現在の値を一次データ保持部１２１に書き込む処理を行う、又は要求受信処理が完了した後、収集設定保持部１２２内のチャンネルにおけるデータＩＤに対応するデータを一次データ保持部１２１に書き込む処理を行う制御演算部１１２を更に備え、制御演算部１１２は、データ収集演算部１１１と同時に処理を実行する。これにより、制御装置１０は、データ収集演算部１１１と制御演算部１１２とが同時に処理を実行することができるため、データを収集する収集処理の負荷を低減することができる。
また、制御装置１０は、タイミング通知部１１５により処理タイミングを通知されると、任意時間経過後に、データＩＤ及びユーザＩＤを含む収集設定要求をユーザから受信する要求受信処理を実行する設定受付演算部１１３を更に備える。これにより、制御装置１０は、ユーザの収集設定要求に基づいて、データを収集することができる。
また、制御装置１０は、データ保持部１２３からデータを読み出し、読みだしたデータをネットワーク経由で送信する又は読みだしたデータの解析演算を行うデータ処理演算部１１４を更に備える。これにより、制御装置１０は、収集したデータをネットワーク経由で送信する、収集したデータを解析しやすくする前処理をする、又は収集したデータの解析演算を行うことができるため、例えば、収集したデータから効果的に機械学習を行うことができる。
また、制御装置１０は、制御周期毎に、周回カウント値を予め設定されたインクリメント値分インクリメントし、制御装置１０において、データ収集演算部１１１、制御演算部１１２、設定受付演算部１１３及びデータ処理演算部１１４に対して、処理を実行するための処理タイミングを通知するタイミング通知部１１５を更に備える。これにより、制御装置１０は、通知された処理タイミングに基づいてデータを収集する処理を実行することができる。
また、制御装置１０は、一次データ保持部１２１、収集設定保持部１２２及びデータ保持部１２３を、それぞれ１以上有する。これにより、制御装置１０は、一次データ保持部１２１、収集設定保持部１２２及びデータ保持部１２３によって構成される記憶部１２の効率を向上させることができる。
また、データ収集演算部１１１は、収集カウント値及び周回カウント値を用いて、データ保持部１２３に格納されるデータの抜けを判定可能である。これにより、制御装置１０は、データ保持部１２３に格納されるデータの抜けを確認することができるため、データの復元性を向上させることができる。また、制御装置１０は、データの復元性を向上させることによって、高精度のデータセットを作成することが可能となる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記の制御装置１０は、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。また、上記の制御装置１０により行なわれる制御方法も、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、コンピュータがプログラムを読み込んで実行することにより実現されることを意味する。
プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ ＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ））を含む。
また、上述した各実施形態は、本発明の好適な実施形態ではあるが、上記各実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。
１ 産業用機械
１０ 制御装置
１１ 制御部
１２ 記憶部
１１１ データ収集演算部
１１２ 制御演算部
１１３ 設定受付演算部
１１４ データ処理演算部
１１５ タイミング通知部
１２１ 一次データ保持部
１２２ 収集設定保持部
１２３ データ保持部

Claims (14)

  1. 産業用機械内に設けられ、データを収集する制御装置であって、
    前記制御装置内に保持されるデータを一制御周期分格納する一次データ保持部と、
    前記一次データ保持部への参照、前記制御装置から収集するデータを特定するデータＩＤ、及び前記データＩＤを要求したユーザ一覧を格納する要求ユーザリストを含む収集設定を格納する収集設定保持部と、
    前記制御装置から収集したデータを格納する収集チャンネルを有し、各収集チャンネルが、データを追加した順にデータを読み出すキュー構造を有する、データ保持部と、
    前記収集設定保持部から前記収集設定を読み出し、前記収集設定における前記データＩＤに対応するデータを前記一次データ保持部から読み出し、前記一次データ保持部から読み出したデータを前記データ保持部における任意のチャンネルに書き込むデータ収集処理を実行するデータ収集演算部と、
    を備える制御装置。
  2. 制御周期毎に、周回カウント値を予め設定されたインクリメント値分インクリメントし、前記制御装置において、処理を実行するための処理タイミングを通知するタイミング通知部を更に備える請求項１に記載の制御装置。
  3. 前記タイミング通知部により前記処理タイミングを通知されると、任意時間経過後に、データＩＤ及びユーザＩＤを含む収集設定要求をユーザから受信する要求受信処理を実行し、
    前記データＩＤが前記収集設定保持部内のいずれかのチャンネルに登録されていない場合、前記収集設定保持部内のいずれのデータＩＤも登録されていない未登録チャンネルに前記データＩＤ及び前記ユーザＩＤを書き込み、かつ前記未登録チャンネルに参照すべき前記一次データ保持部への参照を記録し、
    前記データＩＤが前記収集設定保持部内のいずれかのチャンネルに登録されている場合、当該チャンネルの設定チャンネルリストに前記ユーザＩＤを追加する設定受付演算部を更に備える請求項２に記載の制御装置。
  4. 前記データ保持部からデータを読み出し、読みだしたデータをネットワーク経由で送信する又は読みだしたデータの解析演算を行うデータ処理演算部を更に備える請求項３に記載の制御装置。
  5. 前記データ収集演算部は、
    前記タイミング通知部により前記処理タイミングを通知されると、任意時間経過後に、前記設定受付演算部が前記要求受信処理を実行中であるか否かを判定し、
    前記要求受信処理を実行中でない場合、前記データ収集処理を実行し、
    前記要求受信処理を実行中である場合、前記要求受信処理が完了するまで待機した後、前記データ収集処理を実行する、請求項３に記載の制御装置。
  6. 前記タイミング通知部により前記処理タイミングを通知されると、任意時間経過後に、予め決められた制御値の現在の値を前記一次データ保持部に書き込む処理を行う、又は、
    前記要求受信処理が完了した後、前記収集設定保持部内のチャンネルにおける前記データＩＤに対応するデータを前記一次データ保持部に書き込む処理を行う制御演算部を更に備え、
    前記制御演算部は、前記データ収集演算部と同時に処理を実行する、請求項３に記載の制御装置。
  7. 前記設定受付演算部は、
    前記収集設定要求における前記データＩＤが前記収集設定保持部内のいずれかのチャンネルに登録されている場合、当該チャンネルの要求ユーザリストに前記ユーザのユーザ情報を記録し、
    前記制御装置からデータを削除するための削除要求における前記データＩＤが前記収集設定保持部内のいずれかのチャンネルに登録されている場合、当該チャンネルの要求ユーザリストから前記ユーザの前記ユーザ情報を削除し、前記要求ユーザリストが空である場合、当該チャンネルの前記データＩＤを削除する、請求項３に記載の制御装置。
  8. 前記制御装置は、前記一次データ保持部、前記収集設定保持部及び前記データ保持部を、それぞれ１以上有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の制御装置。
  9. 前記データ収集演算部は、
    前記制御装置からデータを収集した回数を示す収集カウント値を有し、
    前記データ収集処理の実行前に、前記収集カウント値を、予め設定されたインクリメント値でインクリメントし、
    前記タイミング通知部から前記周回カウント値を読み取り、
    前記収集カウント値と前記周回カウント値とが一致しない場合、前記データ保持部のチャンク内の抜け情報保持エリアに前記抜け情報保持エリアのキュー機能を利用して抜けであることを追記し、データ保持エリアには前記データ保持エリアのキュー機能を利用してダミーデータを追記し、前記データ収集処理を実行せず、
    前記収集カウント値と前記周回カウント値とが一致する場合、前記データ保持部のチャンクにおける前記抜け情報保持エリアに前記抜け情報保持エリアのキュー機能を利用して正常であることを追記し、前記データ収集処理を実行する、請求項５に記載の制御装置。
  10. 前記データ収集演算部は、
    前記データ収集処理の実行後、再度、前記収集カウント値及び前記周回カウント値を読み取り、
    前記収集カウント値と前記周回カウント値とが一致しない場合、前記データ保持部のチャンクにおける前記抜け情報保持エリアの最後尾のデータを抜けと書き換える、請求項９に記載の制御装置。
  11. 前記データ処理演算部は、前記タイミング通知部により前記処理タイミングを通知されると、任意時間経過後に、前記データ保持部のチャンクにおけるデータ保持エリア及び抜け情報保持エリアのキュー機能を利用して先頭より順次読み出し、読み出されたデータを、前記ネットワーク経由で送信する又は前記解析演算を行う、請求項４に記載の制御装置。
  12. 前記収集設定保持部は、任意の値である要求シーケンス番号のデータを先入れ先出し可能なキュー構造を有する要求シーケンスリストを設定可能であり、
    前記一次データ保持部は、前記要求シーケンス番号を保持し、
    前記制御演算部は、前記タイミング通知部から前記処理タイミングを通知されると、任意時間経過後に、予め決められた制御値の現在の値を前記一次データ保持部に書き込む処理を行う、又は前記収集設定保持部内のデータＩＤが設定されているチャンネルから、要求シーケンスリストの最後に書き込まれた要求シーケンス番号及びデータＩＤを読み出し、読み出した前記要求シーケンス番号及び前記データＩＤに対応するデータを、前記一次データ保持部に書き込む処理を行う、
    請求項６に記載の制御装置。
  13. 前記データ収集演算部は、
    前記タイミング通知部から前記処理タイミングを通知されると、任意時間経過後に、データを収集する収集処理を行い、
    前記収集処理において、前記設定受付演算部が要求受信処理を実行していないことを確認した後、又は前記設定受付演算部の前記要求受信処理が完了するまで待機した後、前記収集設定保持部のチャンネルにおけるデータＩＤに対応するデータを、前記一次データ保持部から要求シーケンス番号、データ及び更新シーケンス番号の順に読み出し、
    前記要求シーケンス番号が前記収集設定保持部の要求シーケンスリストに存在しない場合、前記収集処理を終了し、
    前記要求シーケンス番号が前記収集設定保持部の前記要求シーケンスリストに存在する場合、当該要求シーケンス番号より前に登録した要求シーケンス番号を前記データ保持部から削除する、請求項１２に記載の制御装置。
  14. 前記一次データ保持部は、更新シーケンス番号を保持し、前記更新シーケンス番号は、前記制御演算部の制御周期毎のデータ更新を確認するための番号を示し、
    前記データ保持部は、前記更新シーケンス番号を保持し、
    前記制御演算部は、前記タイミング通知部から前記処理タイミングを通知されると、任意時間経過後に、予め決められた制御値の現在の値を前記一次データ保持部に書き込む処理を行う、又は前記収集設定保持部内のデータＩＤが設定されているチャンネルから、前記データＩＤに対応するデータを、前記一次データ保持部に書き込む処理を行い、前回の設定した値と異なる任意の値を、前記一次データ保持部の前記更新シーケンス番号に書き込み、
    前記データ収集演算部は、
    前記タイミング通知部から前記処理タイミングを通知されると、任意時間経過後に、データを収集する収集処理を行い、
    前記収集処理において、前記設定受付演算部が要求受信処理を実行していないことを確認した後、又は前記設定受付演算部の前記要求受信処理が完了するまで待機した後、前記収集設定保持部のチャンネルにおけるデータＩＤに対応するデータを、前記一次データ保持部からデータ及び更新シーケンス番号を読み出し、前記一次データ保持部から読み出した前記更新シーケンス番号と、前記データ保持部の前記更新シーケンス番号とが一致する場合、前記データ保持部のチャンクにおける抜け情報保持エリアに前記抜け情報保持エリアのキュー機能を利用して抜けであることを書き込み、
    前記一次データ保持部から読み出した前記更新シーケンス番号と、前記データ保持部の前記更新シーケンス番号とが一致しない場合、前記データ保持部の前記抜け情報保持エリアに前記抜け情報保持エリアのキュー機能を利用して正常であることを書き込み、
    前記一次データ保持部から読み出した前記更新シーケンス番号を、前記データ保持部の任意のチャンネルにキュー機能を利用して追記する、
    請求項１２又は１３に記載の制御装置。
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