JP7325658B2 - プログラム実行装置、及び、通信方法 - Google Patents

Description

本開示は、プログラム実行装置、及び、通信方法に関する。

事前に序列付けられた手順を機械に実行させるＰＬＣ（Programmable Logic Controller）を制御するプログラムには、ＩＥＣ６１１３１－３で定義されたＬＤ、ＦＢＤ、ＳＴ、ＩＬ、ＳＦＣを含む５言語が存在している。その中でもＦＢＤでは、入力パラメータと、出力パラメータと、入力パラメータに基づく演算結果を出力パラメータに出力するファンクションとを有するブロックが、ＦＢ（ファンクションブロック）としてグラフィカルに定義される。任意の機能を組み合わせて複数の処理が部品化されたファンクションブロックは、１コマンドのように表示される。

このようなプログラムに対して様々な技術が提案されている。例えば、特許文献１の技術では、ラダーロジックを解くことを含むコントローラ走査を実行する手段と、制御機能に関係するデータを収集するウェブサーバとが備えられ、ウェブサーバは、遠隔地のコンピュータからデータのリクエストに回答する機能を有する。

特表２００４－５１１８４５号公報

特許文献１の技術では、コントローラが、コントローラ内のデータを収集する機能を有するが、外部のウェブサーバからデータを収集する機能を有していない。このため、ウェブサーバと通信するための機能を、コントローラに追加する必要があった。また、コントローラが、ラダープログラム及びＦＢを実行してウェブサーバのサービスを利用する場合、スキャン周期と非同期で、ウェブサーバとデータをやり取りするためには、ＦＢの処理内でサービスの呼び出しと完了通知の待機とを行う必要がある。この結果、コントローラがウェブサーバのサービスを利用する場合には、コントローラの負荷が大きくなってしまうという問題があった。

そこで、本開示は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、ラダープログラム及びＦＢを含むプログラムの実行時間を一定に保つことが可能な技術を提供することを目的とする。

本開示に係るプログラム実行装置は、サービスを提供するサービス実行装置と通信可能なプログラマブルコントローラを備え、前記プログラマブルコントローラは、ラダープログラム及びファンクションブロックを含むプログラムを定期的に実行するスキャン処理部と、前記スキャン処理部の実行と交互に、前記スキャン処理部の実行結果に基づいて、入出力機器とデータをやり取りするためのデータ処理を行うリフレッシュ処理部と、前記スキャン処理部及び前記リフレッシュ処理部とは非同期で、前記サービス実行装置へコマンドを送信する送信機能と、前記スキャン処理部及び前記リフレッシュ処理部とは非同期で、前記サービス実行装置からデータを受信データとして受信し、かつ、当該受信データをデバイスにセットするためにメモリ領域に格納する受信機能とを有する非同期外部通信処理部と含み、前記サービス実行装置と、前記プログラマブルコントローラと通信可能であり、前記プログラマブルコントローラで用いられる前記プログラムを生成するプログラム生成装置とをさらに備え、前記ファンクションブロック及び前記送信機能で用いられる送信パラメータは、前記サービス実行装置にアクセスするためのアクセス先を含み、前記プログラマブルコントローラは、前記サービス実行装置からの受信データの受信履歴に基づいて前記アクセス先を学習する。

本開示によれば、スキャン処理及びリフレッシュ処理とは非同期で、サービス実行装置へコマンドを送信する送信機能と、スキャン処理及びリフレッシュ処理とは非同期で、サービス実行装置からデータを受信データとして受信し、かつ、当該受信データをデバイスにセットするためにメモリ領域に格納する受信機能とを有する。これにより、ラダープログラム及びＦＢを含むプログラムの実行時間を一定に保つことができる。

本開示の目的、特徴、局面及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

実施の形態１に係るプログラム実行装置の全体構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係るプログラム生成装置でのオフライン処理の手順を示すフローチャートである。 実施の形態１に係るラダープログラム及びＦＢを含むプログラムの一例を示す図である。 実施の形態１に係る非同期送信ＦＢパラメータの一例を示す図である。 実施の形態１に係る非同期受信ＦＢパラメータの一例を示す図である。 実施の形態１に係るプログラマブルコントローラでのオンライン処理の手順を示すフローチャートである。 実施の形態１に係るプログラマブルコントローラでのオンライン処理を示すタイミングチャートである。 実施の形態１に係る外部通信処理を示すフローチャートである。 実施の形態２に係るラダープログラム及びＦＢを含むプログラムの一例を示す図である。 実施の形態２に係る非同期送信ＦＢパラメータの一例を示す図である。 実施の形態２に係る非同期受信ＦＢパラメータの一例を示す図である。 実施の形態２に係るプログラマブルコントローラでのオンライン処理の手順を示すフローチャートである。 実施の形態２に係るプログラマブルコントローラでのオンライン処理を示すタイミングチャートである。 実施の形態３に係るプログラム生成装置で生成されるユーザ定義プログラムの一例を示す図である。 実施の形態３に係る外部通信処理を示すフローチャートである。 実施の形態４に係るプログラム生成装置で生成されるユーザ定義プログラムの一例を示す図である。 実施の形態４に係る非同期受信ＦＢの一例を示す図である。 実施の形態４に係る非同期受信ＦＢパラメータの一例を示す図である。 実施の形態５に係る非同期受信ＦＢパラメータの一例を示す図である。 実施の形態５に係る外部通信処理を示すフローチャートである。 実施の形態６に係る非同期受信ＦＢパラメータの一例を示す図である。 実施の形態６に係る外部通信処理を示すフローチャートである。 実施の形態７に係る外部通信処理を示すフローチャートである。 実施の形態７に係るプログラマブルコントローラでのオンライン処理の手順を示すフローチャートである。 その他の変形例に係るプログラマブルコントローラのハードウェア構成を示すブロック図である。 その他の変形例に係るプログラマブルコントローラのハードウェア構成を示すブロック図である。

＜実施の形態１＞
図１は、本実施の形態１に係るプログラム実行装置の全体構成を示すブロック図である。なお、後述される他の実施の形態に係るプログラム実行装置の全体構成も図１のプログラム実行装置の全体構成と同様である。

図１のプログラム実行装置は、プログラマブルコントローラ１と、プログラム生成装置５１と、サービスを提供するサービス実行装置６１とを備えており、入出力機器４１と通信可能に接続されている。

プログラマブルコントローラ１は、サービス実行装置６１と通信可能であり、サービス実行装置６１のサービスを利用しながら、入出力機器４１とデータをやり取りする。プログラマブルコントローラ１は、スキャン処理部１１と、リフレッシュ処理部１２と、非同期外部通信処理部１３と、入出力制御部１４、メモリ１５と、通信機能部１６とを備える。プロセッサ２がメモリ１５などに格納された各種プログラムを実行することにより、スキャン処理部１１、リフレッシュ処理部１２、及び、非同期外部通信処理部１３が実現される。

スキャン処理部１１は、ラダープログラム及びＦＢ（ファンクションブロック）を含むプログラムを定期的に実行する。以下の説明では、スキャン処理部１１によって行われる処理を「スキャン処理」と記すこともある。

リフレッシュ処理部１２は、スキャン処理部１１の実行と交互に、スキャン処理部１１の実行結果に基づいて、入出力機器４１とデータをやり取りするためのデータ処理を行う。このデータ処理は、例えば、メモリ１５とデータをやり取りする処理を含んでもよい。以下の説明では、リフレッシュ処理部１２によって行われる処理を「リフレッシュ処理」と記すこともある。

非同期外部通信処理部１３は、送信機能１３ａと受信機能１３ｂとを有する。

送信機能１３ａは、スキャン処理部１１及びリフレッシュ処理部１２とは非同期で、サービス実行装置６１へのリクエストに基づいてサービス実行装置６１へコマンドを送信する。リクエストは、例えばリフレッシュ処理部１２から取得される。以下では、リクエストとコマンドとは実質的に同じであり、両者を区別せずに説明する。

受信機能１３ｂは、スキャン処理部１１及びリフレッシュ処理部１２とは非同期で、サービス実行装置６１からデータを受信データとして受信し、かつ、当該受信データをデバイスにセットするためにメモリ１５などに指定されたメモリ領域に格納する。このデバイスには、例えば完了通知のデバイス、入出力機器４１などが含まれる。

以下の説明では、非同期外部通信処理部１３によって行われる処理を「外部通信処理」と記すこともある。

入出力制御部１４は、リフレッシュ処理部１２の処理結果に基づいて入出力機器４１へデータをセットしたり、入出力機器４１とデータをやり取りしたりする。メモリ１５には、プログラムと、サービス実行装置６１から取得したデータとが格納される。通信機能部１６は、プログラム生成装置５１と、サービス実行装置６１と通信する。

プログラム生成装置５１は、プログラム生成機能部５２と通信機能部５３とを備える。プログラム生成機能部５２は、ラダープログラム及びＦＢを含むプログラムを生成する。通信機能部５３は、プログラム生成機能部５２で生成されたプログラムをプログラマブルコントローラ１へ送信する。以上のように構成されたプログラム生成装置５１は、プログラマブルコントローラ１と通信可能であり、プログラマブルコントローラ１で用いられるラダープログラム及びＦＢを含むプログラムを生成する。

サービス実行装置６１は、例えば外部のサーバであり、通信機能部６２とサービス処理実行部６３とを備える。通信機能部６２は、プログラマブルコントローラ１からのリクエスト（コマンド）を受信し、サービス処理実行部６３で生成されたデータをプログラマブルコントローラ１に送信する。サービス処理実行部６３は、通信機能部６２で受信されたコマンドに応じてデータを生成する。以上のように構成されたサービス実行装置６１は、プログラマブルコントローラ１からのリクエスト（コマンド）に応じてプログラマブルコントローラ１にデータを送信するサービスを提供する。以下の説明では、サービス実行装置６１が提供するサービスを「外部サービス」と記すこともある。

本実施の形態１に係るプログラム実行装置は、ラダープログラム及びＦＢを含むプログラムの実行前に行うオフライン処理と、当該プログラムの実行中のオンライン処理とからなる２つのフェーズを有する。

図２は、本実施の形態１に係るプログラム生成装置５１がラダープログラム及びＦＢを含むプログラムを生成するオフライン処理の手順を示すフローチャートである。

ステップＳ１にて、プログラム生成機能部５２は、エンジニアリングツールを用いて、ラダープログラム及びＦＢを含むプログラムを記述する。

図３は、本実施の形態１に係るラダープログラム及びＦＢを含むプログラムの一例を示す図であり、具体的には、ラダープログラム及びＦＢを含み、実行時間を一定に保つプログラムの一例を示す図である。図３のプログラムは、入出力の値が真のときに後段のブロックの処理を実行できる入力接点（Ｘ０、Ｘ１、Ｘ２）と、ＦＢの実行結果を保持するデバイス値（Ｍ０、Ｍ１、Ｍ２、Ｄ１０）と、送信機能１３ａに関連する非同期送信ＦＢ（Ｓｅｎｄ ＦＢ）と、受信機能１３ｂに関連する非同期受信ＦＢ（Ｒｅｃｖ ＦＢ）とから構成される。

図３の非同期送信ＦＢは、「ｅｎａｂｌｅ」、「ｔｒｉｇｇｅｒ」、「ＵＲＬ」、及び、「開始フラグ」の４つの入力と、「ｅｎｏｕｔ」の１つの出力とを有する。「ｅｎａｂｌｅ」の値が真のときに、非同期送信ＦＢが実行可能状態に許可される。「ｔｒｉｇｇｅｒ」の値が真のときに、非同期送信ＦＢが実行される。「ＵＲＬ」は、プログラマブルコントローラ１がサービス実行装置６１にアクセスするためのアクセス先（アクセスポイント）を示す。「開始フラグ」は、非同期外部通信処理部１３の送信機能１３ａの起動の有無を示すフラグであり、このフラグには、送信機能１３ａの起動を示す真（＝１）及び停止を示す偽（＝０）が選択的にセットされる。「開始フラグ」には任意のデバイスが割り当てられる。「ｅｎｏｕｔ」は実行完了時に真となる。

図３の非同期受信ＦＢは、「ｅｎａｂｌｅ」、及び、「完了フラグ」の２つの入力と、「ｅｎｏｕｔ」、「ｒｅａｄｙ」、及び、「ｄａｔａ」の３つの出力とを有する。「ｅｎａｂｌｅ」の値が真のときに、非同期受信ＦＢが実行可能状態に許可される。「完了フラグ」は、サービス実行装置６１からのレスポンス（回答）の有無を示すフラグであり、このフラグには、レスポンスありを示す真（＝１）及びレスポンスなしを示す偽（＝０）が選択的にセットされる。「完了フラグ」には、任意のデバイスが割り当てられる。「ｅｎｏｕｔ」は実行完了時に真となる。「ｒｅａｄｙ」は、サービス実行装置６１からのレスポンスがあった場合に真となる。「ｄａｔａ」には、サービス実行装置６１からの受信データがセットされる。

図２のステップＳ１のプログラムの記述が完了すると、ステップＳ２にて、プログラム生成機能部５２は、当該プログラムをプログラマブルコントローラ１が実行するための機械語に変換する。このとき、プログラム生成機能部５２は、非同期送信ＦＢから「ＵＲＬ」と「開始フラグ」とを取得して非同期送信ＦＢパラメータとして保存し、非同期受信ＦＢから「完了フラグ」と「ｄａｔａ」とを取得して非同期受信ＦＢパラメータとして保存する。

図４は、本実施の形態１に係る非同期送信ＦＢパラメータの一例を示す図である。非同期送信ＦＢパラメータは、非同期送信ＦＢ及び送信機能１３ａで用いられる送信パラメータである。図４の非同期送信ＦＢパラメータは、「ＵＲＬ」のパラメータと、「開始フラグ」のパラメータ（Ｍ１０）とを含む。

図５は、本実施の形態１に係る非同期受信ＦＢパラメータの一例を示す図である。非同期受信ＦＢパラメータは、非同期受信ＦＢ及び受信機能１３ｂで用いられる受信パラメータである。図５の非同期受信ＦＢパラメータは、「完了フラグ」のパラメータ（Ｍ１１）と、「ｄａｔａ」のパラメータ（Ｄ１０）とを含む。

図２のステップＳ２の機械語への変換が完了すると、ステップＳ３にて、プログラム生成機能部５２は、機械語に変換したプログラムと、非同期送信ＦＢパラメータと、非同期受信ＦＢパラメータとを、プログラマブルコントローラ１へ送信するダウンロードを行う。

図６は、本実施の形態１に係るプログラマブルコントローラ１がラダープログラム及びＦＢを含むプログラムを実行するオンライン処理の手順を示すフローチャートである。図７は、本実施の形態１に係るプログラマブルコントローラ１がラダープログラム及びＦＢを含むプログラムを実行するオンライン処理を示すタイミングチャートである。

＜スキャン処理及びリフレッシュ処理＞
図６及び図７に示すように、プログラマブルコントローラ１は、スキャン処理とリフレッシュ処理とを交互に繰り返して行う。

スキャン処理では、スキャン処理部１１が、プログラム生成装置５１で生成された機械語に基づいて、図３のようなラダープログラム及びＦＢを含むプログラムを実行する。

スキャン処理では、「ｔｒｉｇｇｅｒ」が真である（「ｔｒｉｇｇｅｒ」＝１）場合、非同期送信ＦＢが実行され、「開始フラグ」に関する非同期送信ＦＢパラメータが真になる（Ｍ１０＝１）。

スキャン処理では、「完了フラグ」に関する非同期受信ＦＢパラメータが真である（Ｍ１１＝１）場合、非同期受信ＦＢが実行され、「ｒｅａｄｙ」が真にセットされ（「ｒｅａｄｙ」＝１）、「ｄａｔａ」が受信データにセットされる（「ｄａｔａ」＝受信データ）。図示しないが、これらがセットされた後には、「完了フラグ」に関する非同期受信ＦＢパラメータが偽になる（Ｍ１１＝０）。

リフレッシュ処理では、リフレッシュ処理部１２が入出力制御部１４と協働して、スキャン処理部１１の実行結果を入出力機器４１に出力し、入出力機器４１からセンサなどで検出された値を取得する。

＜外部通信処理＞
図６及び図７に示すように、プログラマブルコントローラ１は、スキャン処理及びリフレッシュ処理と非同期で、スキャン処理及びリフレッシュ処理と並列に外部通信処理を行う。

外部通信処理では、非同期外部通信処理部１３が、送信機能１３ａ及び受信機能１３ｂを用いてサービス実行装置６１とデータのやり取りを行う。なお、送信機能１３ａは、スキャン処理部１１と非同期であるが、スキャン処理部１１で実行される非同期送信ＦＢで用いられる図４の非同期送信ＦＢパラメータを、スキャン処理部１１と共用する。同様に、受信機能１３ｂは、スキャン処理部１１と非同期であるが、スキャン処理部１１で実行される非同期受信ＦＢで用いられる図５の非同期受信ＦＢパラメータを、スキャン処理部１１と共用する。

図７のように、非同期外部通信処理部１３は、「開始フラグ」に関する非同期送信ＦＢパラメータが真になった（Ｍ１０＝１）場合に、サービス実行装置６１へリクエストを送信機能１３ａによって送信する。図示しないが、このリクエストの送信と並行して、非同期外部通信処理部１３は、「開始フラグ」に関する非同期送信ＦＢパラメータを偽にする（Ｍ１０＝０）。

また、非同期外部通信処理部１３は、サービス実行装置６１からのレスポンスを受信機能１３ｂによって受信した場合に、デバイス値である「ｄａｔａ」に関する非同期受信ＦＢパラメータへ、サービス実行装置６１からの受信データをセットする（Ｄ１０＝受信データ）。またこの場合に、非同期外部通信処理部１３は、「完了フラグ」に関する非同期受信ＦＢパラメータを真にする（Ｍ１１＝１）。

なお図７の例では、スキャン処理及びリフレッシュ処理はスレッド［０］に割り当てられ、外部通信処理はスレッド［１］に割り当てられる。スレッド［０］とスレッド［１］とは、同一プロセッサ上で論理的に並列に実行されてもよいし、マルチコアプロセッサ上で物理的に並列に実行されてもよい。

図８は、本実施の形態１に係る非同期外部通信処理部１３が行う外部通信処理を示すフローチャートである。なお、図８の外部通信処理は、図６の外部通信処理実行に対応している。

ステップＳ１１にて、非同期外部通信処理部１３は、「開始フラグ」に関する非同期送信ＦＢパラメータを参照して、デバイスの「開始フラグ」のをチェックし、「開始フラグ」が真であるか否かを判定する。「開始フラグ」が真であると判定された場合には処理がステップＳ１２に進み、「開始フラグ」が偽であると判定された場合にはステップＳ１１の処理が再度行われる。

ステップＳ１２にて、非同期外部通信処理部１３の送信機能１３ａは、「ＵＲＬ」に関する非同期送信ＦＢパラメータを参照し、当該パラメータに基づいてサービス実行装置６１にアクセスし、データをリクエストする。また、非同期外部通信処理部１３は、「開始フラグ」に関する非同期送信ＦＢパラメータを偽にする。

ステップＳ１３にて、非同期外部通信処理部１３は、受信機能１３ｂがサービス実行装置６１からのレスポンスを受信したか否かを判定する。レスポンスを受信したと判定された場合には処理がステップＳ１４に進み、レスポンスを受信しなかったと判定された場合にはステップＳ１３の処理が再度行われる。なお、レスポンス待ちには、ポーリングが用いられてもよいし、スレッドを待ち状態へ遷移させ、サービス実行装置６１からのレスポンスをトリガにした起動を行うことが用いられてもよい。

ステップＳ１４にて、非同期外部通信処理部１３の受信機能１３ｂは、完了通知のデバイスの「完了フラグ」に関する非同期受信ＦＢパラメータへ真をセットする。また、非同期外部通信処理部１３の受信機能１３ｂは、完了通知のデバイスの「ｄａｔａ」に関する非同期受信ＦＢパラメータへ、サービス実行装置６１からの受信データをセットする。その後、処理がステップＳ１１に戻る。

ステップＳ１４の後には、図７に示すように、「完了フラグ」に関する非同期受信ＦＢパラメータが真であることに基づいて、次のスキャン処理で非同期受信ＦＢが実行される。これにより、「ｒｅａｄｙ」が真にセットされ（「ｒｅａｄｙ」＝１）、「ｄａｔａ」が受信データにセットされる（「ｄａｔａ」＝受信データ）。

＜実施の形態１のまとめ＞
以上のような本実施の形態１では、送信機能１３ａは、スキャン処理部１１及びリフレッシュ処理部１２とは非同期で、サービス実行装置６１へコマンドを送信する。そして、受信機能１３ｂは、スキャン処理部１１及びリフレッシュ処理部１２とは非同期で、サービス実行装置６１から受信データを受信し、かつ、当該受信データをデバイスにセットするためにメモリ領域に格納する。このような構成によれば、サービス実行装置６１へのアクセスからレスポンスまでの時間が一定でなくても、ラダープログラム及びＦＢを含むプログラムの実行時間を一定に保つことができる。このため、プログラマブルコントローラ１の負荷を低減することができる。

＜実施の形態２＞
図９は、本実施の形態２に係るラダープログラム及びＦＢを含むプログラムの一例を示す図である。図９のプログラムは、複数の非同期送信ＦＢ（第１及び第２非同期送信ＦＢ）と、複数の非同期受信ＦＢ（第１及び第２非同期受信ＦＢ）とを含む。

第１及び第２非同期送信ＦＢのそれぞれは、実施の形態１に係る非同期送信ＦＢ（図３）に「関連ＩＤ」の入力が追加されたＦＢと概ね同じである。同様に、第１及び第２非同期受信ＦＢのそれぞれは、実施の形態１に係る非同期受信ＦＢ（図３）に「関連ＩＤ」の入力が追加されたＦＢと概ね同じである。

図１０は、本実施の形態２に係る非同期送信ＦＢパラメータの一例を示す図であり、図１１は、本実施の形態２に係る非同期受信ＦＢパラメータの一例を示す図である。図１０及び図１１に示すように、本実施の形態２では、非同期送信ＦＢパラメータと非同期受信ＦＢパラメータとのそれぞれは、非同期送信ＦＢパラメータと非同期受信ＦＢパラメータとを互いに関連付ける「関連ＩＤ」を含む。

第１非同期送信ＦＢで用いられる、図１０の上側の第１非同期送信ＦＢパラメータと、第１非同期受信ＦＢで用いられる、図１１の上側の第１非同期受信ＦＢパラメータとは、「関連ＩＤ」のパラメータである「１２３」によって互いに関連付けられている。同様に、第２非同期送信ＦＢで用いられる、図１０の下側の第２非同期送信ＦＢパラメータと、第２非同期受信ＦＢで用いられる、図１１の下側の第２非同期受信ＦＢパラメータとは、「関連ＩＤ」のパラメータである「１２１」によって互いに関連付けられている。

このような構成によれば、送信機能１３ａが、一の非同期送信ＦＢについてリクエストの送信を行った後に、受信機能１３ｂが、当該一の非同期送信ＦＢと「関連ＩＤ」で関連付けられた一の非同期受信ＦＢについてレスポンスの受信を行うことができる。

図１２は、本実施の形態２に係るプログラマブルコントローラ１がラダープログラム及びＦＢを含むプログラムを実行するオンライン処理の手順を示すフローチャートである。なお、図１２では、非同期外部通信処理部１３が第１非同期送信ＦＢパラメータ及び第１非同期受信ＦＢパラメータを用いる外部通信処理が、第１外部通信処理と記されている。非同期外部通信処理部１３が第２非同期送信ＦＢパラメータ及び第２非同期受信ＦＢパラメータを用いる外部通信処理が、第２外部通信処理と記されている。

図１３は、本実施の形態２に係るプログラマブルコントローラ１がラダープログラム及びＦＢを含むプログラムを実行するオンライン処理を示すタイミングチャートである。なお、図１３では、送信機能１３ａが第１非同期送信ＦＢパラメータを用いて送信を行うタイミングが、第１送信機能と記され、受信機能１３ｂが第１非同期受信ＦＢパラメータを用いて受信を行うタイミングが、第１受信機能と記されている。同様に、送信機能１３ａが第２非同期送信ＦＢパラメータを用いて送信を行うタイミングが、第２送信機能と記され、受信機能１３ｂが第２非同期受信ＦＢパラメータを用いて受信を行うタイミングが、第２受信機能と記されている。

図１２及び図１３に示すように、外部通信処理を行うスレッドは、非同期送信ＦＢパラメータの組の数だけ用いられる。図１０のように非同期送信ＦＢパラメータの組が２つである場合、１組の非同期送信ＦＢパラメータを用いる１つの外部通信処理はスレッド［１］に割り当てられ、別の組の非同期送信ＦＢパラメータを用いる別の外部通信処理はスレッド［２］に割り当てられる。スレッド［０］～スレッド［２］は、同一プロセッサ上で論理的に並列に実行されてもよいし、マルチコアプロセッサ上で物理的に並列に実行されてもよい。

第１非同期受信ＦＢの「ｔｒｉｇｇｅｒ」が真である場合、スキャン処理で第１非同期送信ＦＢが実行され、「開始フラグ」に関する第１非同期送信ＦＢパラメータが真になる（Ｍ１０＝１）。第２非同期受信ＦＢの「ｔｒｉｇｇｅｒ」が真である場合、スキャン処理で第２非同期送信ＦＢが実行され、「開始フラグ」に関する第２非同期送信ＦＢパラメータが真になる（Ｍ２０＝１）。

非同期外部通信処理部１３は、「開始フラグ」に関する第１非同期送信ＦＢパラメータが真になった（Ｍ１０＝１）場合に、サービス実行装置６１へ第１リクエストを送信機能１３ａによって送信する。この第１リクエストの送信と並行して、非同期外部通信処理部１３は、「開始フラグ」に関する第１非同期送信ＦＢパラメータを偽にする（Ｍ１０＝０）。

また、非同期外部通信処理部１３は、第１非同期受信ＦＢパラメータと「関連ＩＤ」によって関連付けられた「ＵＲＬ」に関する第１非同期送信ＦＢパラメータを読み出し、当該第１非同期送信ＦＢパラメータが示すサービス実行装置６１から第１レスポンスを受信機能１３ｂによって受信したかを判定する。第１レスポンスを受信したと判定された場合、非同期外部通信処理部１３は、デバイス値である「ｄａｔａ」に関する第１非同期受信ＦＢパラメータへ、サービス実行装置６１からの受信データをセットする（Ｄ１０＝受信データ）。またこの場合に、非同期外部通信処理部１３は、「完了フラグ」に関する第１非同期受信ＦＢパラメータを真にする（Ｍ１１＝１）。

第２非同期送信ＦＢパラメータ及び第２非同期受信ＦＢパラメータについても第１非同期送信ＦＢパラメータ及び第１非同期受信ＦＢパラメータと同様の処理が行われる。

すなわち、非同期外部通信処理部１３は、「開始フラグ」に関する第２非同期送信ＦＢパラメータが真になった（Ｍ２０＝１）場合に、サービス実行装置６１へ第２リクエストを送信機能１３ａによって送信する。この第２リクエストの送信と並行して、非同期外部通信処理部１３は、「開始フラグ」に関する第２非同期送信ＦＢパラメータを偽にする（Ｍ２０＝０）。

また、非同期外部通信処理部１３は、第２非同期受信ＦＢパラメータと「関連ＩＤ」によって関連付けられた「ＵＲＬ」に関する第２非同期送信ＦＢパラメータを読み出し、当該第２非同期送信ＦＢパラメータが示すサービス実行装置６１から第２レスポンスを受信機能１３ｂによって受信したかを判定する。第２レスポンスを受信したと判定された場合、非同期外部通信処理部１３は、デバイス値である「ｄａｔａ」に関する第２非同期受信ＦＢパラメータへ、サービス実行装置６１からの受信データをセットする（Ｄ２０＝受信データ）。またこの場合に、非同期外部通信処理部１３は、「完了フラグ」に関する第２非同期受信ＦＢパラメータを真にする（Ｍ２１＝１）。

以上のような本実施の形態２に係るプログラム実行装置によれば、１つのプログラムに複数の非同期送信ＦＢ及び複数の非同期受信ＦＢが含まれる場合であっても、非同期送信ＦＢ及び非同期受信ＦＢの組ごとに処理を行うことができる。このため、１つのサービス実行装置６１から複数種類のデータを取得したり、複数のサービス実行装置６１からデータを取得したりすることができる。

＜実施の形態３＞
図１４は、本実施の形態３に係るプログラム生成装置５１で生成されるユーザ定義プログラムの一例を示す図である。ユーザ定義プログラムは、非同期外部通信処理部１３の処理、つまり外部通信処理を規定する。図１４のユーザ定義プログラムでは、「開始フラグ」が真であるときに、非同期外部通信処理部１３が以下のように外部通信処理を実行することが規定されている。

最初に、送信機能１３ａは、サービス実行装置６１へｓｂｕｆ内のデータを１０２４バイトで送信する。次に、受信機能１３ｂは、サービス実行装置６１からのレスポンスを待ち、レスポンスがあれば１０２４バイトのデータをｒｂｕｆへセットし、「完了フラグ」へ真をセットする。

ユーザ定義プログラムは、図２のステップＳ３のダウンロードによってプログラマブルコントローラ１へ送信され、プログラマブルコントローラ１は、当該ユーザ定義プログラムをメモリ１５へロードする。

図１５は、本実施の形態３に係る非同期外部通信処理部１３が行う外部通信処理を示すフローチャートである。この図１５のフローチャートは、図６の外部通信処理実行の前に、ユーザ定義プログラム実行が追加されている。このユーザ定義プログラム実行は、システム起動時に実行される。この処理が行われると、ユーザ定義プログラムが実行され、外部通信処理のスレッドが生成される。その後、外部通信処理実行において図８の外部通信処理が行われる。

以上のような本実施の形態３に係るプログラム実行装置によれば、ユーザ定義プログラムを変更することによって、外部通信処理を変更することができる。

＜実施の形態４＞
図１６は、本実施の形態４に係るプログラム生成装置５１で生成されるユーザ定義プログラムの一例を示す図である。図１６のユーザ定義プログラムは、図１４のユーザ定義プログラムと概ね同じであるが、非同期外部通信処理部１３が受信データを複数のデバイスに対応させて分割し、複数の受信データをセットすることが規定されている。

具体的には図１６において、６行目では受信バッファの先頭から３２バイトの受信データをパラメータ（Ｄ１０）へセットすること、７行目では受信バッファの３３バイト目から３２バイトの受信データをパラメータ（Ｄ１００）へセットすること、８行目では受信バッファの６５バイト目から１２８バイトの受信データをパラメータ（Ｄ２００）へセットすることが規定されている。つまり図１６では、３つのデバイスに対応させて分割された３つの受信データのパラメータ（Ｄ１０，Ｄ１００，Ｄ２００）が規定されている。

図１７は、本実施の形態４に係る非同期受信ＦＢの一例を示す図である。図１７の非同期受信ＦＢは、図３の非同期受信ＦＢの「ｄａｔａ」の代わりに、分割された３つの受信データがそれぞれセットされる「ｄａｔａ１」、「ｄａｔａ２」、「ｄａｔａ３」の出力を有する。

図１８は、本実施の形態４に係る非同期受信ＦＢパラメータの一例を示す図である。図１８の非同期受信ＦＢパラメータは、図５の非同期受信ＦＢパラメータの「ｄａｔａ」の代わりに、「ｄａｔａ１」、「ｄａｔａ２」、「ｄａｔａ３」のパラメータ（Ｄ１０，Ｄ１００，Ｄ２００）を含む。

以上のような本実施の形態４に係るプログラム実行装置によれば、サービス実行装置６１からの受信データを、複数のデバイスに対応させて分割してセットすることができる。これにより、データサイズの低減化、ラダープログラムからのデータの低減化、及び、それに伴うデータアクセス時間の短縮化が期待できる。

＜実施の形態５＞
図１９は、本実施の形態５に係る非同期受信ＦＢパラメータの一例を示す図である。図１９の非同期受信ＦＢパラメータは、実施の形態１で説明した図５の非同期受信ＦＢパラメータに、受信機能１３ｂでの受信データの通信エラーの有無を示す「エラーフラグ」が追加されており、通信エラーの有無がデバイスにセットされる。

図２０は、本実施の形態５に係る外部通信処理のフローチャートである。図２０のフローチャートは、実施の形態１で説明した図８のフローチャートにステップＳ２１及びステップＳ２２を追加したフローチャートと同様である。このため、以下ではステップＳ２１及びステップＳ２２について主に説明する。

ステップＳ１３にて、レスポンスを受信したと判定された場合には処理がステップＳ２１に進み、レスポンスを受信しなかったと判定された場合にはステップＳ１３の処理が再度行われる。

ステップＳ２１にて、非同期外部通信処理部１３は、サービス実行装置６１からレスポンスとともに受信されるべき受信データを待つ機能において、戻り値または受信ステータスにエラーがあるか否か、つまり通信エラーがあるか否かを判定する。通信エラーがあると判定された場合には処理がステップＳ２２に進み、受信通信エラーがないと判定された場合には処理がステップＳ１４に進む。

ステップＳ２２にて、「エラーフラグ」に関する非同期受信ＦＢパラメータを真にセットする。その後、処理がステップＳ１１に戻る。

以上のような本実施の形態５に係るプログラム実行装置によれば、ラダープログラム及びＦＢを含むプログラムを実行するスキャン処理部１１は、次のスキャン処理で受信データの通信エラーを検知することができる。したがって、エラーへの対応処理が可能となる。

＜実施の形態６＞
図２１は、本実施の形態６に係る非同期受信ＦＢパラメータの一例を示す図である。図２１の非同期受信ＦＢパラメータは、実施の形態５で説明した図１９の非同期受信ＦＢパラメータに、送信機能１３ａによるコマンドの送信開始から、受信機能１３ｂによる受信データの受信までの時間の閾値を示す「タイムアウト時間」が追加されている。なお、タイムアウト時間は数値でセットされる。

図２２は、本実施の形態６に係る外部通信処理のフローチャートである。図２２のフローチャートは、実施の形態５で説明した図２０のフローチャートにステップＳ２６、ステップＳ２７及びステップＳ２８を追加したフローチャートと同様である。このため、以下ではステップＳ２６～ステップＳ２８について主に説明する。

ステップＳ１１にて、「開始フラグ」が真であると判定された場合には処理がステップＳ２６に進み、「開始フラグ」が偽であると判定された場合にはステップＳ１１の処理が再度行われる。

ステップＳ２６にて、非同期外部通信処理部１３は、その時点の時刻を開始時刻として取得する。その後、処理がステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２後のステップＳ２７にて、非同期外部通信処理部１３は、その時点の時刻を現在時刻として取得する。

ステップＳ２８にて、非同期外部通信処理部１３は、開始時刻と現在時刻との差が、タイムアウト時間以下であるか否かを判定する。差がタイムアウト時間以下であると判定された場合には処理がステップＳ１３に進み、差がタイムアウト時間よりも大きいと判定された場合には処理がステップＳ２２に進む。

ステップＳ１３にて、レスポンスを受信したと判定された場合には処理がステップＳ２１に進み、レスポンスを受信しなかったと判定された場合には処理がステップＳ２７に戻る。

以上のような本実施の形態６に係るプログラム実行装置によれば、ラダープログラム及びＦＢを含むプログラムを実行するスキャン処理部１１は、次のスキャン処理で受信データの受信におけるタイムアウトを検知することができる。したがって、エラーへの対応処理が可能となる。

＜実施の形態７＞
図２３は、本実施の形態７に係る外部通信処理のフローチャートである。実施の形態１の外部通信処理（図８）のステップＳ１４では、非同期外部通信処理部１３は、非同期受信ＦＢパラメータの完了通知のデバイスについて「完了フラグ」及び「ｄａｔａ」に関する非同期受信ＦＢパラメータをセットした。つまりステップＳ１４にて、非同期外部通信処理部１３は、スキャン処理で読み書きされる領域について「完了フラグ」及び「ｄａｔａ」に関する非同期受信ＦＢパラメータをセットした。これに対して、図２３のステップＳ１４では、非同期外部通信処理部１３は、スキャン処理で読み書きされない一時的なデバイスに「完了フラグ」及び「ｄａｔａ」に関する非同期受信ＦＢパラメータをセットする。

図２４は、本実施の形態７に係るプログラマブルコントローラ１がラダープログラム及びＦＢを含むプログラムを実行するオンライン処理の手順を示すフローチャートである。実施の形態１に係る図６のオンライン処理では、外部通信処理によってデバイスにセットされた「完了フラグ」及び「ｄａｔａ」を用いてスキャン処理が行われた。これに対して、図２４のオンライン処理では、フレッシュ処理実行前に、外部通信処理部によって一次的なデバイスにセットされた一時的なデバイス値である「完了フラグ」及び「ｄａｔａ」が、スキャン処理で読み書きされるデバイスにセットされる。つまり、プログラマブルコントローラ１は、非同期外部通信処理部１３によって一時的なデバイスにセットされた受信データを、スキャン処理部１１で読み書きされるデバイスに、スキャン処理部１１の実行が行われる期間以外の期間にセットする。

以上のような本実施の形態６に係るプログラム実行装置によれば、スキャン処理の途中に「完了フラグ」及び「ｄａｔａ」が更新される可能性を低減することができる。これにより、スキャン処理で使用される「完了フラグ」及び「ｄａｔａ」の原子性を高めることができる。

＜変形例＞
プログラマブルコントローラ１は、サービス実行装置６１からの受信データの受信履歴に基づいてアクセス先である「ＵＲＬ」をバックグランドで学習してもよい。例えば、プログラマブルコントローラ１は、サービス実行装置６１からの受信データの受信時期や受信頻度などの受信履歴に基づいて「ＵＲＬ」を学習してもよい。また例えば、学習には、ＡＩ（artificial intelligence）学習が用いられてもよい。

＜その他の変形例＞
上述した図１のスキャン処理部１１、リフレッシュ処理部１２、及び、非同期外部通信処理部１３を、以下「スキャン処理部１１等」と記す。スキャン処理部１１等は、図２５に示す処理回路８１により実現される。すなわち、処理回路８１は、ラダープログラム及びファンクションブロックを含むプログラムを定期的に実行するスキャン処理部１１と、スキャン処理部の実行と交互に、スキャン処理部の実行結果に基づいて、入出力機器とデータをやり取りするためのデータ処理を行うリフレッシュ処理部１２と、スキャン処理部及びリフレッシュ処理部とは非同期で、サービス実行装置へコマンドを送信する送信機能１３ａと、スキャン処理部及びリフレッシュ処理部とは非同期で、サービス実行装置からデータを受信データとして受信し、かつ、当該受信データをデバイスにセットするためにメモリ領域に格納する受信機能１３ｂとを有する非同期外部通信処理部１３と、を備える。処理回路８１には、専用のハードウェアが適用されてもよいし、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサが適用されてもよい。プロセッサには、例えば、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）などが該当する。

処理回路８１が専用のハードウェアである場合、処理回路８１は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。スキャン処理部１１等の各部の機能それぞれは、処理回路を分散させた回路で実現されてもよいし、各部の機能をまとめて一つの処理回路で実現されてもよい。

処理回路８１がプロセッサである場合、スキャン処理部１１等の機能は、ソフトウェア等との組み合わせにより実現される。なお、ソフトウェア等には、例えば、ソフトウェア、ファームウェア、または、ソフトウェア及びファームウェアが該当する。ソフトウェア等はプログラムとして記述され、メモリに格納される。図２６に示すように、処理回路８１に適用されるプロセッサ８２は、メモリ８３に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、プログラマブルコントローラ１は、処理回路８１により実行されるときに、ラダープログラム及びファンクションブロックを含むプログラムを定期的に実行するスキャン処理と、スキャン処理の実行結果に基づいてデータ処理を行うリフレッシュ処理とを交互に行うステップと、スキャン処理及びリフレッシュ処理とは非同期で、サービス実行装置へコマンドを送信する送信機能と、スキャン処理及びリフレッシュ処理とは非同期で、サービス実行装置からデータを受信データとして受信し、かつ、当該受信データをデバイスにセットするためにメモリ領域に格納する受信機能とを有する外部通信処理を行うステップと、が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ８３を備える。換言すれば、このプログラムは、スキャン処理部１１等の手順や方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここで、メモリ８３は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、そのドライブ装置等、または、今後使用されるあらゆる記憶媒体であってもよい。

以上、スキャン処理部１１等の各機能が、ハードウェア及びソフトウェア等のいずれか一方で実現される構成について説明した。しかしこれに限ったものではなく、スキャン処理部１１等の一部を専用のハードウェアで実現し、別の一部をソフトウェア等で実現する構成であってもよい。例えば、スキャン処理部１１については専用のハードウェアとしての処理回路８１、及び、インターフェースなどでその機能を実現し、それ以外についてはプロセッサ８２としての処理回路８１がメモリ８３に格納されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現することが可能である。

以上のように、処理回路８１は、ハードウェア、ソフトウェア等、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。また、以上で説明したプログラマブルコントローラ１の各機能あるいは各構成要素は、各機器に分散して配置されてもよいし、いずれかの機器に集中して配置されてもよい。

なお、各実施の形態及び各変形例を自由に組み合わせたり、各実施の形態及び各変形例を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

上記した説明は、すべての局面において、例示であって、限定的なものではない。例示されていない無数の変形例が、想定され得るものと解される。

１ プログラマブルコントローラ、１１ スキャン処理部、１２ リフレッシュ処理部、１３ 非同期外部通信処理部、１３ａ 送信機能、１３ｂ 受信機能、４１ 入出力機器、５１ プログラム生成装置、６１ サービス実行装置。

Claims (9)

1. サービスを提供するサービス実行装置と通信可能なプログラマブルコントローラを備え、
   前記プログラマブルコントローラは、
   ラダープログラム及びファンクションブロックを含むプログラムを定期的に実行するスキャン処理部と、
   前記スキャン処理部の実行と交互に、前記スキャン処理部の実行結果に基づいて、入出力機器とデータをやり取りするためのデータ処理を行うリフレッシュ処理部と、
   前記スキャン処理部及び前記リフレッシュ処理部とは非同期で、前記サービス実行装置へコマンドを送信する送信機能と、前記スキャン処理部及び前記リフレッシュ処理部とは非同期で、前記サービス実行装置からデータを受信データとして受信し、かつ、当該受信データをデバイスにセットするためにメモリ領域に格納する受信機能とを有する非同期外部通信処理部と
   を含み、
   前記サービス実行装置と、
   前記プログラマブルコントローラと通信可能であり、前記プログラマブルコントローラで用いられる前記プログラムを生成するプログラム生成装置と
   をさらに備え、
   前記ファンクションブロック及び前記送信機能で用いられる送信パラメータは、前記サービス実行装置にアクセスするためのアクセス先を含み、
   前記プログラマブルコントローラは、
   前記サービス実行装置からの受信データの受信履歴に基づいて前記アクセス先を学習する、プログラム実行装置。
2. 請求項１に記載のプログラム実行装置であって、
   前記ファンクションブロック及び前記送信機能で用いられる送信パラメータは、前記送信機能の起動の有無を示す開始フラグをさらに含み、
   前記ファンクションブロック及び前記受信機能で用いられる受信パラメータは、前記サービス実行装置からのレスポンスの有無を示す完了フラグと、前記受信データとを含む、プログラム実行装置。
3. 請求項１に記載のプログラム実行装置であって、
   前記ファンクションブロック及び前記送信機能で用いられる送信パラメータと、前記ファンクションブロック及び前記受信機能で用いられる受信パラメータとのそれぞれは、前記送信パラメータと前記受信パラメータとを互いに関連付ける関連ＩＤを含む、プログラム実行装置。
4. 請求項１に記載のプログラム実行装置であって、
   前記プログラム生成装置は、
   前記非同期外部通信処理部の処理を規定する定義プログラムを生成する、プログラム実行装置。
5. 請求項１に記載のプログラム実行装置であって、
   前記ファンクションブロック及び前記受信機能で用いられる受信パラメータは、複数の前記受信データを含む、プログラム実行装置。
6. 請求項１に記載のプログラム実行装置であって、
   前記ファンクションブロック及び前記受信機能で用いられる受信パラメータは、前記受信機能での前記受信データの通信エラーの有無を示すエラーフラグを含む、プログラム実行装置。
7. 請求項１に記載のプログラム実行装置であって、
   前記ファンクションブロック及び前記受信機能で用いられる受信パラメータは、前記送信機能による前記コマンドの送信から、前記受信機能による前記受信データの受信までの時間の閾値を示すタイムアウト時間を含む、プログラム実行装置。
8. 請求項１に記載のプログラム実行装置であって、
   前記プログラマブルコントローラは、
   前記スキャン処理部で読み書きされない一時的なデバイスにセットされた前記受信データを、前記スキャン処理部で読み書きされるデバイスに、前記スキャン処理部の実行が行われる期間以外の期間にセットする、プログラム実行装置。
9. サービスを提供するサービス実行装置と通信可能なプログラマブルコントローラと、前記サービス実行装置と、プログラム生成装置とを備えるプログラム実行装置の通信方法であって、
   ラダープログラム及びファンクションブロックを含むプログラムを定期的に実行するスキャン処理と、前記スキャン処理の実行結果に基づいてデータ処理を行うリフレッシュ処理とを交互に行い、
   前記スキャン処理及び前記リフレッシュ処理とは非同期で、前記サービス実行装置へコマンドを送信する送信機能と、前記スキャン処理及び前記リフレッシュ処理とは非同期で、前記サービス実行装置からデータを受信データとして受信し、かつ、当該受信データをデバイスにセットするためにメモリ領域に格納する受信機能とを有する外部通信処理を行い、
   前記プログラム生成装置は、前記プログラマブルコントローラで用いられる前記プログラムを生成し、
   前記ファンクションブロック及び前記送信機能で用いられる送信パラメータは、前記サービス実行装置にアクセスするためのアクセス先を含み、
   前記サービス実行装置からの受信データの受信履歴に基づいて前記アクセス先を学習する、通信方法。

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