JP7396063B2 - データ処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の制御対象を制御するための制御装置における、バックアップ等のデータ処理方法に関する。

様々な生産現場において、ＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）などの制御装置を用いたＦＡ（Factory Automation）技術が広く普及している。このような制御装置は、直接的に制御対象を制御するだけではなく、他の装置に制御指令を与えることで、間接的に制御対象を制御する場合もある。また、これまで複数の専用装置を用いて実現されていた制御システムを、より少ない数の制御装置に統合したいというニーズも生じている。例えば、特許文献１に示す技術では、ＰＬＣのＣＰＵユニットにおいて、モーション演算プログラムおよびユーザプログラムが同期して実行される。

また、特許文献２では、実行形式の異なる複数種類のプログラムに従う制御演算を単一の制御装置で実現する技術が開示されている。当該技術では、例えば、制御周期毎にプログラム全体が実行される形式のプログラムと、一部の解釈により生成される中間コードに従って逐次実行される形式のプログラムとに関して、それぞれの指令値演算を行い、制御周期毎に各指令値を併せて出力する構成が採用されている。

特開２０１２－１９４６６２号公報 特開２０１９－３６０４３号公報

複数の制御対象を制御するために、実行形式の異なる複数種類のプログラムに従う制御演算が異なる制御装置で行われる場合、各制御装置における制御環境、すなわち制御演算のためのプログラム、及び当該プログラムで制御対象を駆動制御する際に使用される制御パラメータ（例えば、制御対象を構成するモータのサーボ制御パラメータ等）をバックアップする必要性が生じてくる。例えば、当該制御環境を、他の制御装置にも適用するためにそのバックアップを行う場合がある。従来においては、このような制御環境のバックアップは、制御対象とその制御装置との組合せごとに行われるため、複数の制御対象を制御するシステムにおけるバックアップの作業は煩雑なものとなる。また、複数の制御対象を制御するために、実行形式の異なる複数種類のプログラムに従う制御演算が単一の制御装置で行われる場合であっても同様にバックアップの必要性は生じ得るが、これまで十分な検討が為されていない。

更に、バックアップを行った後に、そのバックアップされた制御環境の情報（ファイル）を、改めて制御装置に適用する（インストールする）場合、制御対象とその制御装置との組合せごとに行われていると、ユーザはインストールすべき制御対象と制御装置の組合せが適切になるように注意を払う必要があり、ユーザによるインストール作業の負荷は小さくはない。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、複数の制御対象を制御するための、実行形式の異なる複数種類のプログラムに従う制御演算が単一の制御装置で行われる場合であっても、ユーザによる制御環境の管理負荷を軽減し得る技術を提供することを
目的とする。

本発明においては、上記課題を解決するために、複数の制御対象を制御するための、実行形式の異なる複数種類のプログラムを実行する単一の制御装置に関し、複数の制御対象のための制御プログラムとそれらに関連するデータを１つのバックファイルアップとしてバックアップし、その後、当該１つのバックアップファイルに従って、他の制御装置へのインストールを行う構成を採用した。当該構成の採用により、制御環境のバックアップファイルは１つに生成されるため、ユーザの管理負荷が大きく軽減される。

具体的に、本発明は、実行毎に全体が実行される第１の実行形式に従ったプログラムと、逐次実行される第２の実行形式に従ったプログラムと、を有する制御装置におけるデータ処理方法であって、前記制御装置は、予め定められた制御周期毎に前記第１の実行形式に従ったプログラムを実行して第１の制御対象を制御するための第１の指令値を演算可能に構成された第１処理部と、前記第２の実行形式に従ったプログラムを実行してインタプリタにより該プログラムの少なくとも一部が解釈されて生成される中間コードに従って前記制御周期毎に第２の制御対象を制御するための第２の指令値を演算可能に構成された第２処理部と、を備える。そして、前記データ処理方法は、前記第１の実行形式に従ったプログラム及びそれに関連する所定の第１データと、前記第２の実行形式に従ったプログラム及びそれに関連する所定の第２データと、を抽出し、これらから１つのバックアップファイルを生成するステップと、前記制御装置の前記第１処理部に相当する第３処理部と前記第２処理部に相当する第４処理部とを有するように構成された、該制御装置とは異なる別の制御装置に対して、前記１つのバックアップファイルに従って、前記第３処理部に対応するプログラム及びそれに関連するデータと、前記第４処理部に対応するプログラム及びそれに関連するデータをインストールするステップと、を含む。なお、生成するステップで生成された前記１つのバックアップファイルは、前記制御装置に対して取り外し可能な記憶装置に一度、記憶されてもよい。

上記の制御装置は、実行形式の種類が異なるプログラムである、第１の実行形式に従ったプログラムと第２の実行形式に従ったプログラムを有している。前者の実行形式は、その実行毎にプログラム全体が実行される形式であり、後者の実行形式は逐次実行の形式である。このように異なる実行形式のプログラムが利用可能となることで、ユーザは、制御対象の制御に適したプログラムを適宜選択でき制御装置の利便性が高められる。

そして、第１処理部が、制御周期毎に第１の実行形式に従ったプログラムを実行しそれに基づく第１の指令値を演算する。また、第２処理部は、インタプリタの解釈を経て生成される中間コードに従って制御周期毎に第２の実行形式に従ったプログラムに基づく第２の指令値を演算するように構成される。そして、第１の指令値と第２の指令値とが出力されることで、異なる実行形式のプログラムに基づいた各指令値を同期して出力することができる。

このように構成される制御装置では、上記の通り利便性の高い制御対象の制御が実現される一方で、異なる種類のプログラムや、そのプログラムによって制御対象を制御するために必要な関連データ（上記の第１データ、第２データ等）が単一の制御装置に内在している。このことは、これらのプログラムや関連データによって、当該制御装置の制御環境が形成されていることを意味する。そこで、このような制御装置の制御環境のバックアップのためのデータ処理方法としては、当該制御環境全体を１つのバックアップファイルとして生成するのが好ましい。このようにすることで、ユーザは、制御装置におけるプログラム同士の相関や各プログラムに関連するデータとの組合せ等を管理する必要が無くなる。

そして、上記のように１つのバックアップファイルが生成されると、当該１つのバックアップファイルに従って、別の制御装置への制御環境に関する情報のインストールが可能となる。１つのバックアップファイルには、バックアップ元の制御装置における制御対象を制御するためのプログラムと関連データが含まれている。そのため、別の制御装置が、バックアップ元の制御装置と同じように第１処理部に相当する構成である第３処理部と、第２処理部に相当する構成である第４処理部を備えていれば、バックアップ元の制御装置と同様の制御環境、もしくはバックアップ元の制御装置の制御環境を利用した新たな制御環境を、当該別の制御装置に形成することが可能となる。

このように上記のデータ処理方法によれば、ユーザは、バックアップ元の制御装置におけるプログラム同士の相関や各プログラムに関連するデータとの組合せ等を管理することなく、容易に別の制御装置に新たな制御環境を形成することが可能となり、以て、ユーザの作業負荷が軽減される。

ここで、上記のデータ処理方法において、前記第３処理部に対応するプログラム及びそれに関連するデータは、前記第１処理部に対応する前記第１の実行形式に従ったプログラムと同じプログラム及び前記所定の第１データと同じデータであってもよい。また、前記第４処理部に対応するプログラム及びそれに関連するデータは、前記第２処理部に対応する前記第２の実行形式に従ったプログラムと同じプログラム及び前記所定の第２データと同じデータであってもよい。この場合、本願のデータ処理方法によれば、別の制御装置には、バックアップ元の制御装置と同等の制御環境が形成されることになる。

また、上記のデータ処理方法において、前記インストールするステップでは、前記別の制御装置に対して、記憶装置に記憶された前記１つのバックアップファイルに従って、前記第３処理部に対応するプログラム及びそれに関連するデータとして、前記第１処理部に対応する前記第１の実行形式に従ったプログラムと前記所定の第１データの一部が変更された、又は、新たなプログラム及び／又は新たなデータが追加されたプログラム及びデータがインストールされてもよい。また、前記インストールするステップでは、前記別の制御装置に対して、前記記憶装置に記憶された前記１つのバックアップファイルに従って、前記第４処理部に対応するプログラム及びそれに関連するデータとして、前記第２処理部に対応する前記第２の実行形式に従ったプログラムと前記所定の第２データの一部が変更された、又は、新たなプログラム及び／又は新たなデータが追加されたプログラム及びデータがインストールされてもよい。この場合、本願のデータ処理方法によれば、別の制御装置には、バックアップ元の制御装置の制御環境を利用した新たな制御環境、例えば、バックアップ元の制御装置の制御環境の一部を変更した制御環境や、バックアップ元の制御装置の制御環境に新たなデータやプログラムを追加した制御環境等が形成されることになる。

また、上述までのデータ処理方法において、前記インストールするステップでは、前記別の制御装置、前記第３処理部による制御対象、及び前記第４処理部による制御対象の相関に基づいて、前記第３処理部に対応するプログラム及びそれに関連するデータのインストール順と、前記第４処理部に対応するプログラム及びそれに関連するデータのインストール順とが調整されてもよい。別の制御装置にプログラムおよび関連データをインストールする際に、当該別の制御装置とその複数の制御対象との相関、すなわち両者の依存関係によっては、プログラムや関連データのインストール順が適切でないと、インストールに際してエラーが発生し円滑な作業が阻害され得る。そこで、インストールするステップにおいては上記のようにインストール順が調整されることで、良好なインストール作業が実現される。

複数の制御対象を制御するための、実行形式の異なる複数種類のプログラムに従う制御演算が単一の制御装置で行われる場合であっても、ユーザによる制御環境の管理負荷を軽減し得る。

統合コントローラを含む制御システムの概略構成を示す図である。 統合コントローラの機能をイメージ化した機能ブロック図である。 統合コントローラで制御周期に従って実行される処理の流れを示す図である。 統合コントローラで実行される、制御環境データのバックアップ及びインストールの概略を説明する図である。 統合コントローラで実行される、制御環境データのバックアップ及びインストールの流れを示すフローチャートである。

＜適用例＞
実施形態に係る制御装置の適用例について、図１及び図２に基づいて説明する。図１は、当該制御装置１００が適用される制御システム１の概略構成図であり、図２は、制御装置１００に形成される機能部をイメージ化した図である。

制御装置１００は、各種の設備や装置などの制御対象を制御する産業用コントローラに相当する。制御装置１００は、後述するような制御演算を実行する一種のコンピュータである。制御装置１００は、フィールドネットワーク２を介して各種のフィールド機器と接続されてもよい。フィールド機器は、製造装置や生産ラインなど（以下、「フィールド」とも総称する。）に対して何らかの物理的な作用を与えるアクチュエータ、および、フィールドとの間で情報をやり取りする入出力装置などを含み、図１においては、フィールド機器として、ロボット２１０や、サーボドライバ２２０及びモータ２２２が例示されている。サーボドライバ２２０は、制御装置１００からの指令値（例えば、位置指令や速度指令など）に従って、モータ２２２を駆動する。また、ロボット２１０としては、パラレルロボット、スカラロボット、多関節ロボットが例示できる。このように制御装置１００は、ロボット２１０やサーボドライバ２２０及びモータ２２２を統合的に制御し得るように構成された統合コントローラであり、その詳細については後述する。

制御装置１００は、フィールドネットワーク２などを介して、１または複数のフィールド機器との間でデータをやり取りする。一般的に「フィールドネットワーク」は、「フィールドバス」とも称されるが、説明の簡素化のため、本願においては、「フィールドネットワーク」と総称する。制御装置１００は、各種のフィールド機器において収集または生成されたデータ（以下、「入力データ」とも称す。）を収集する処理（入力処理）、フィールド機器に対する指令などのデータ（以下、「出力データ」とも称す。）を生成する処理（演算処理）、生成した出力データを対象のフィールド機器へ送信する処理（出力処理）等を行う。

ここで、フィールドネットワーク２は、データの到達時間が保証される、定周期通信を行うバスまたはネットワークを採用することが好ましい。このような定周期通信を行うバスまたはネットワークとしては、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）等が知られている。そして、フィールドネットワーク２を介して、制御装置１００とフィールド機器との間でやり取りされるデータは、数１００μｓｅｃオーダ～数１０ｍｓｅｃオーダのごく短い周期で更新されることになる。なお、このようなやり取りされるデータの更新処理は、入出力リフレッシュ処理とも称される。

また、制御装置１００は、上位ネットワーク６を介して、他の装置にも接続されている。上位ネットワーク６には、一般的なネットワークプロトコルであるイーサネット（登録商標）やＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰ（登録商標）が採用されてもよい。より具体的には、上位ネットワーク６には、１または複数のサーバ装置１０が接続されてもよい。サーバ装置１０としては、データベースシステム、製造実行システム（ＭＥＳ：Manufacturing Execution System）などが想定される。製造実行システムは、制御対象の製造装置や設備からの情報を取得して、生産全体を監視および管理するものであり、オーダ情報、品質情報、出荷情報などを扱うこともできる。これに限らず、情報系サービスを提供する装置を上位ネットワーク６に接続するようにしてもよい。

ここで、図２に基づいて、制御装置１００の構成について説明する。制御装置１００は、上記の通り所定の制御演算を実行する一種のコンピュータであり、当該制御演算に必要なプロセッサやメモリを備えている。当該プロセッサは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などで構成される。プロセッサとしては、複数のコアを有する構成を採用してもよいし、当該プロセッサを複数配置してもよい。当該メモリとしては、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）などの揮発性記憶装置や、ＨＤ
Ｄ（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。そして、プロセッサは、メモリに格納された各種プログラムを読出して実行することで、制御対象に応じた制御、および、後述するような各種処理を実現する。メモリには、基本的な機能を実現するためのシステムプログラムに加えて、制御対象の製造装置や設備に応じて作成されるユーザプログラム（ＩＥＣプログラム５１およびアプリケーションプログラム５２）が格納される。

なお、本願におけるＩＥＣプログラム５１とは、実行毎に全体がスキャンされて、実行毎に１または複数の指令値が演算されるプログラムであり、典型的には、国際電気標準会議（International Electrotechnical Commission：ＩＥＣ）によって規定された国際規
格ＩＥＣ６１１３１－３に従って記述された１または複数の命令からなるプログラムを包含する。ＩＥＣプログラム５１には、シーケンス制御およびモーション制御の命令が含まれる。このようなＩＥＣプログラム５１は、制御周期毎にすべてのプログラムが実行（スキャン）される実行形式に対応するものであり、即時性および高速性が要求される制御に好適である。一方で、本願におけるアプリケーションプログラム５２は、ロボットを用いて特定の加工や動作を行うための制御プログラムであり、ロボットによる制御アプリケーションを実現するための１または複数の命令からなるプログラムを包含し、ＩＥＣプログラム５１とは区別される。ロボット制御に関するアプリケーションプログラム５２は、一例として、ロボット言語を用いて記述され、１行ずつ逐次実行されるインタプリタ方式が採用される。

そして、図２に示すように、制御装置１００は、制御アプリケーション処理部３０と、ＩＥＣプログラム処理部４０と、上位ネットワークインターフェイス２０と、下位ネットワークインターフェイス６０と、共有メモリ５０と、データ処理部７０とを有する。下位ネットワークインターフェイス６０は、ＩＥＣプログラム処理部４０および制御アプリケーション処理部３０と、フィールドネットワーク２を介して接続されているフィールド機器との間のデータのやり取りを仲介する。上位ネットワークインターフェイス２０は、ＩＥＣプログラム処理部４０および制御アプリケーション処理部３０と、上位ネットワーク６を介して接続されているサーバ装置１０との間のデータのやり取りを仲介する。例えば、制御装置１００は、上位ネットワーク６を介して接続されているサーバ装置１０から、生産の開始／終了といった指示を受ける。サーバ装置１０は、制御アプリケーションを動作させるためのアプリケーションプログラムおよびレシピ情報（生産に適したパラメータ
などの情報）などを制御装置１００に送信することもある。

ＩＥＣプログラム処理部４０は、モーション処理部４２とパラメータ保持部４５とを有し、予め定められた制御周期毎にＩＥＣプログラム５１を実行（スキャン）して１または複数の指令値を演算する。すなわち、ＩＥＣプログラム処理部４０は、モーション処理部４２とパラメータ保持部４５の作用によって、ＩＥＣプログラム５１に従って制御周期毎に指令値を演算する。なお、本願では、モータ２２２を含んで構成される所定の装置を制御するためにＩＥＣプログラム５１の実行が行われるものとする。

パラメータ保持部４５は、所定の装置を構成するモータ２２２の制御に必要な制御パラメータ（例えば、サーボ制御に必要なゲイン等のサーボパラメータ）を保持しており、当該制御パラメータは、モーション処理部４２での指令値の演算処理に供される。そして、モーション処理部４２は、ＩＥＣプログラム５１に含まれるモーション命令に従って、制御周期毎に指令値を演算する機能を提供する。すなわち、ＩＥＣプログラム５１に含まれるモーション命令は、複数の制御周期に亘る挙動を指示する命令（例えば、モータ２２２で構成される所定の装置の出力が何らかの軌道を描くための命令）を含む。このようなモーション命令が実行されると、実行されたモーション命令の指示内容に従って、モーション処理部４２が制御周期毎に指令値を演算する。すなわち、モーション処理部４２は、上記の所定の装置に対して制御周期毎に指令値を出力することで、モーション命令により指示された挙動を実現する。

次に、制御アプリケーション処理部３０は、アプリケーションプログラム５２およびレシピ情報などに基づいて、制御アプリケーションを制御するための指令値を演算する。なお、本願では、ロボット２１０を制御するためにアプリケーションプログラム５２が制御アプリケーション処理部３０によって実行されるものとする。制御アプリケーション処理部３０は、ＩＥＣプログラム処理部４０による指令値の演算および出力と同期して、制御アプリケーション用の指令値を演算および出力する。すなわち、制御アプリケーション処理部３０は、ＩＥＣプログラム処理部４０による演算処理と同期して、ロボット２１０を制御するための指令値の演算処理を実行する。なお、このＩＥＣプログラム処理部４０と制御アプリケーション処理部３０の同期処理については、後述する。ＩＥＣプログラム処理部４０による指令値の演算処理と同期した指令値の演算を実現するために、制御アプリケーション処理部３０は、モーション処理部３２と、バッファ３３と、インタプリタ３４と、パラメータ保持部３５とを含む。

インタプリタ３４は、逐次アプリケーションプログラム５２の少なくとも一部を解釈して中間コードを生成するとともに、生成した中間コードを格納するバッファ３３を有する。本願における中間コードは、制御周期毎に指令値を演算するための命令を包含する概念であり、１または複数の命令、あるいは、１または複数の関数を含んでもよい。また、パラメータ保持部３５は、ロボット２１０を構成するアクチュエータの制御に必要な制御パラメータ（例えば、サーボ制御に必要なゲイン等のサーボパラメータ）を保持しており、当該制御パラメータは、モーション処理部３２での指令値の演算処理に供される。そして、モーション処理部３２は、インタプリタ３４が事前に生成しバッファ３３に格納されている中間コードに従って、制御周期毎に指令値を演算する。一般的に、アプリケーションプログラム５２に記述される命令（コード）は、逐次実行されるために、指令値の演算周期を保証できないが、本願開示では、このように中間コードを利用することで、モーション処理部３２は、制御周期毎に指令値を演算できるようになる。中間コードにおいて記述される命令には、各制御アプリケーションに応じた座標系が用いられてもよい。

制御装置１００が備える共有メモリ５０には、ＩＥＣプログラム処理部４０による処理結果の一部または全部が格納され、制御アプリケーション処理部３０は、ＩＥＣプログラ
ム処理部４０の共有メモリ５０に格納されたデータを参照することができる。また、制御アプリケーション処理部３０から共有メモリ５０へのデータ書込みも可能であってもよく、このように制御アプリケーション処理部３０から書込まれたデータは、モーション処理部４２から参照可能とされる。

次に、制御装置１００が備えるデータ処理部７０は、制御装置１００における制御環境に関するデータ、すなわち、制御アプリケーション処理部３０に対応するアプリケーションプログラム５２及び当該プログラムに従って制御されるロボット２１０用の制御パラメータ（パラメータ保持部３５が保持しているパラメータ）と、ＩＥＣプログラム処理部４０に対応するＩＥＣプログラム５１及び当該プログラムに従って制御される所定の装置用の制御パラメータ（パラメータ保持部４５が保持しているパラメータ）とを少なくとも含むデータ（以下、「制御環境データ」という）のバックアップやインストールに関連するデータ処理を行う機能部である。すなわち、データ処理部７０は、バックアップについては、制御装置１００で行われる実行形式の異なるプログラムとそれに関連するデータ（上記の制御パラメータ）を纏めてバックアップを行うためのデータ処理を行う。また、インストールについては、データ処理部７０は、そのように纏められた制御環境データに従って、制御装置１００内に上記プログラムやそれに関連するデータをインストールするためのデータ処理を行う。なお、制御環境データには上述のプログラムやデータ以外のデータ等が含まれていてもよい。

＜プログラムの同期実行＞
制御装置１００においては、ＩＥＣプログラム５１とアプリケーションプログラム５２の同期実行が実現される。制御アプリケーション処理部３０のインタプリタ３４は、制御周期より長い周期、例えば、制御周期の２倍分の周期毎にアプリケーションプログラム５２を逐次実行する。ただし、ＩＥＣプログラム処理部４０のモーション処理部４２および制御アプリケーション処理部３０のモーション処理部３２は、いずれも同一の制御周期毎に指令値を演算する。したがって、制御装置１００からの指令値の出力は、いずれも予め定められた制御周期で同期して行われる。このように、ＩＥＣプログラム処理部４０および制御アプリケーション処理部３０は、アクチュエータの動きを連続的に制御するためのモーション処理部をそれぞれ有しており、これらのモーション処理部が同期して指令値を演算することで、ＩＥＣプログラム５１に従う制御およびアプリケーションプログラム５２に従う制御の両方を制御周期と同期させて実行することができ、これによって制御周期単位での精密な制御が実現される。

次に、制御装置１００におけるＩＥＣプログラム５１およびアプリケーションプログラム５２の実行タイミングの詳細について、図３に基づいて説明する。図３は、制御装置１００におけるプログラムの実行タイミングの一例を示す図である。なお、制御装置１００においては、プロセッサのリソースを考慮して、優先度が高い高優先度タスク（図３中の上段の処理）と優先度が低い低優先度タスク（図３中の下段の処理）が設定されている。具体的には、下位ネットワークインターフェイス６０、ＩＥＣプログラム処理部４０とそのモーション処理部４２の実行、および制御アプリケーション処理部３０のモーション処理部３２の実行は、高優先度タスクとして設定され、制御アプリケーション処理部３０のインタプリタ３４の実行は低優先度タスクとして設定されている。

すなわち、下位ネットワークインターフェイス６０に関連する入出力リフレッシュ処理Ｂ６０、ＩＥＣプログラム５１の実行処理Ｂ４０、ＩＥＣプログラム５１に従ってモーション処理部４２によって行われる指令値の演算処理Ｂ４２、アプリケーションプログラム５２に従ってモーション処理部３２によって行われる指令値の演算処理Ｂ３２は、高優先度タスクとして実行される。一方、アプリケーションプログラム５２を逐次解釈する処理Ｂ３４は、低優先度タスクとして実行される。

ここで、高優先度タスクは、予め定められた制御周期Ｔ１毎に繰返し実行される。低優先度タスクは、各制御周期内で高優先度タスクが実行されていない期間に都度実行される。すなわち、制御周期毎に、高優先度タスクの実行時間が割当てられ、高優先度タスクの実行時間以外の時間において、低優先度タスクが実行される。

まず、高優先度タスクについて説明すると、各制御周期が到来すると、入出力リフレッシュ処理Ｂ６０が実行された後、ＩＥＣプログラム処理部４０によりＩＥＣプログラム５１の全体が実行（スキャン）されて、シーケンス制御についての１または複数の指令値が演算される（実行処理Ｂ４０）。併せて、モーション処理部４２によりＩＥＣプログラム５１に含まれるモーション命令に関するモーション処理が実行されて、モーション命令についての１または複数の指令値が演算される（実行処理Ｂ４２）。さらに、制御アプリケーション処理部３０のモーション処理部３２により、バッファ３３に格納されている中間コードに従ってロボット２１０の制御用のモーション指令が準備される（実行処理Ｂ３２）。以下、同様の処理が制御周期毎に繰返される。なお、モーション処理部３２がバッファ３３から中間コードを読み出すタイミングは、各制御周期でなくともよい。これは、読み出された中間コードは、複数の制御周期Ｔ１にわたって指令値を演算できるだけの命令を含む場合、その複数の制御周期Ｔ１においては中間コードの読み出しを一度で行える。

このように、ある制御周期における高優先度タスクの実行が完了すると、モータ２２２等に関するシーケンス制御についての指令値及びそのモーション制御についての指令値と、ロボット２１０に関する制御アプリケーションについての指令値のセットが用意される。これらの指令値は、基本的には、次の制御周期が到来すると、フィールド側に反映される。すなわち、ＩＥＣプログラム処理部４０および制御アプリケーション処理部３０は、同一の制御周期で入力データに応じた指令値を演算するので、入力に同期した出力を実現できる。

一方、低優先度タスクについては、制御アプリケーション処理部３０のインタプリタ３４は、アプリケーションプログラム５２を逐次実行する。すなわち、インタプリタ３４は、アプリケーションプログラム５２の読込みおよび解析を低優先度で実行する。インタプリタ３４がアプリケーションプログラム５２を解析処理して生成された中間コードは、バッファ３３の容量を考慮しながら、逐次、バッファ３３に格納される。バッファ３３に格納された中間コードは、制御アプリケーション処理部３０のモーション処理部３２により順次参照されて、演算処理Ｂ３２での指令値の生成に用いられる。このとき、インタプリタ３４は、高優先度タスクの演算周期である制御周期の整数倍分の中間コードを事前に余分に生成しておくことで、モーション処理部３２による処理に影響を与えることなく、制御アプリケーションに対する指令値を制御周期毎に演算できる。

また、インタプリタ３４は、予め定められた制御アプリケーション同期周期（制御周期の整数倍）が到来する前に、アプリケーションプログラム５２の解釈を一時停止する。その一時停止したタイミングで、ＩＥＣプログラム処理部４０と制御アプリケーション処理部３０との間でデータ同期を行うことで、双方に整合性をもつデータを共有する。このように、インタプリタ３４は、同期周期毎に、ＩＥＣプログラム処理部４０との間で共有するデータを更新する。共有データの更新に併せて、フィールド側から取得される入力データおよび出力データについても更新（データ同期）するようにしてもよい。これにより、制御アプリケーション処理部３０側でも、ＩＥＣプログラム処理部４０で取得されたデータを利用してロボット２１０の制御が可能となる。制御アプリケーション同期周期は、制御周期の整数倍に設定されれば、どのような長さであってもよい。制御アプリケーションにおいて要求される制御の精度などに応じて、適宜設定される。

＜制御環境データのバックアップ及びインストール＞
このように制御装置１００は、異なる実行形式のプログラムを実行することで複数の制御対象に所望の動作を実現させるように統合コントローラとして構成されている。ここで、一の統合コントローラである制御装置１００で形成された制御環境と同じ環境、もしくは、当該制御環境に基づいた新たな環境を他の統合コントローラである制御装置１０１～１０３にも形成させるための技術について、図４及び図５に基づいて説明する。図４は、制御環境のバックアップ及びインストールを、制御装置１００等に電気的に脱着可能なメモリ装置２００を用いて行う場合の概略を説明する図である。なお、図４に示す制御装置１０１～１０３の何れも、図２に示す制御装置１００と同じ機能部（制御アプリケーション処理部３０、ＩＥＣプログラム処理部４０、データ処理部７０等）を有しており、それぞれの制御対象についても、制御装置１００と同じようにロボット２１０と、モータ２２２を含む所定の装置の組合せ（図１を参照）となっているものとする。そして、図５は、制御環境データのバックアップ及びインストールの流れを示すフローチャートである。

ここで、図４に示すメモリ装置２００の記憶領域には、バックアップ指示ファイル２０１、バックアップファイル２０２、インストール指示ファイル２０３が格納されているが、この格納状態は、制御装置１００の制御環境データを格納した直後の格納状態（すなわち、後述のステップＳ１０５の処理が行われた後の格納状態）である。したがって、制御装置１００の制御環境データを格納する前の状態では、メモリ装置２００の記憶領域にはバックアップ指示ファイル２０１のみが格納されている。

ここで、バックアップ指示ファイル２０１、バックアップファイル２０２、インストール指示ファイル２０３について説明する。バックアップ指示ファイル２０１は、バックアップ元となる制御装置（本願開示の例では制御装置１００）で形成されている制御環境のうちどの部分、もしくはその全部をバックアップするのかを指示する指令を含んでいる。当該指示は、バックアップ元となる制御装置内のデータ処理部７０により処理され、バックアップファイル２０２が生成されることになる。バックアップファイル２０２は、１つのファイルである。すなわち、本願開示においては、バックアップを指示された制御環境データは複数のファイルに分割されるのではなく、その全てが１つのファイルに纏められてバックアップファイルとして生成される。

そして、インストール指示ファイル２０３は、インストール先となる制御装置（本願開示の例では制御装置１０１～１０３）におけるインストールの具体的な態様を指示する指令を含んでいる。当該指示は、インストール先となる制御装置内のデータ処理部７０により処理される。上記の通り、バックアップファイル２０２内の制御環境データには、実行形式に応じた制御プログラム（アプリケーションプログラム５２やＩＥＣプログラム５１等）や、それらに関連した制御パラメータ等のデータが要素（以下、「データ要素」という）として含まれている。ここで、制御装置１０１～１０３においてインストール処理を行うときに、インストール先の制御装置と、それにより制御される制御対象（例えば、所定の装置やロボット等）との制御的な相関によって、各データ要素をインストールする順序を特定の順序とする必要がある場合がある。その特定の順序を外れた順序で各データ要素がインストールされると、最終的に制御装置として良好な制御環境が形成されないことになる。そこで、インストール指示ファイル２０３には、このような各データ要素のインストール順序を指定する指令等が、インストールの具体的な態様を指示する指令として含まれている。

続いて、制御装置１００の制御環境データのバックアップ、及び制御装置１０１～１０３へのインストールの処理の流れについて、図５に基づいて説明する。先ず、Ｓ１０１では、メモリ装置２００が、バックアップ元となる制御装置１００に電気的に接続される。具体的には、制御装置１００の所定のスロットにメモリ装置２００が挿入されると、制御
装置１００のデータ処理部７０がその挿入を検知する。その検知後、データ処理部７０によって、メモリ装置２００内に格納されているバックアップ指示ファイル２０１が読み込まれる（Ｓ１０２の処理）。データ処理部７０は、バックアップ指示ファイル２０１に含まれるバックアップ対象を指示する指令に従って、そのバックアップ対象となる、制御環境データに関するデータ要素を特定する。

そして、Ｓ１０３において、データ処理部７０は、特定されたデータ要素を全て含む１つのバックアップファイル２０２を生成する。本願開示では、制御装置１００に形成された制御環境に関連する全てのデータ要素、すなわち、アプリケーションプログラム５２とそれに関連する、パラメータ保持部３５に保持されている制御パラメータのデータ、及び、ＩＥＣプログラム５１とそれに関連する、パラメータ保持部４５に保持されている制御パラメータのデータの全てを含めて１つのバックアップファイル２０２が作成されるものとする。更に、併せてＳ１０４において、データ処理部７０が、１つのバックアップファイル２０２に含まれるデータ要素のインストール順に関する指令を含めて、インストール指示ファイル２０３を生成する。本願開示では、一例として、当該指令は、アプリケーションプログラム５２及びＩＥＣプログラム５１、ＩＥＣプログラム５１に関連する制御パラメータのデータ、アプリケーションプログラム５２に関連する制御パラメータのデータの順で、インストール順を指示しているものとする。

Ｓ１０３でバックアップファイル２０２の生成が終了し、Ｓ１０４でインストール指示ファイルの生成が終了すると、生成されたこれらのファイルがメモリ装置２００に格納される（Ｓ１０５の処理）。Ｓ１０５の処理が終了した格納状態が、上記の通り、図４に示されている。ファイルの格納が終了すると、メモリ装置２００が制御装置１００のスロットから取り出される。

続いて、Ｓ１０６では、上記のメモリ装置２００が、インストール先の制御装置１０１～１０３のそれぞれに電気的に接続される。接続の形態は、制御装置１００の場合と同様である。代表的に制御装置１０１について説明する。制御装置１０１のデータ処理部７０がメモリ装置２００の接続を検知すると、当該データ処理部７０が、メモリ装置２００内に格納されているインストール指示ファイル２０３を読み込む（Ｓ１０７の処理）。そして、制御装置１０１のデータ処理部７０は、インストール指示ファイル２０３に含まれるインストール順序を指示する指令に従って、バックアップファイル２０２に含まれるデータ要素のインストール順序を調整し制御装置１０１内へのインストール処理を進めていく。具体的には、制御装置１０１のデータ処理部７０は、バックアップファイル２０２に含まれる各プログラムを、制御装置１０１の制御アプリケーション処理部３０とＩＥＣプログラム処理部４０に対応するようにインストールし、更に、バックアップファイル２０２に含まれる各制御パラメータのデータを、制御装置１０１のパラメータ保持部３５、４５に対応するようにインストールする。

また、他の制御装置１０２、１０３についても、前の制御装置でのインストール処理の終了後にそれらにメモリ装置２００が電気的に接続されることで、制御装置１０１と同じようにインストール処理が順次行われていく。

このように本願開示の制御環境データのバックアップ及びインストールの方法（データ処理方法）によると、統合コントローラとして構成されている制御装置１００内の制御環境を、容易に他の制御装置内に形成することができる。このとき、制御装置１００内の複数のプログラムやデータが、１つのバックアップファイルとして纏められることで、ユーザの管理負荷が軽減され、インストール作業も容易なものとなる。

＜変形例＞
上記の開示では、制御装置１０１～１０３の制御対象（ロボット２１０と所定の装置の組合せ）は、制御装置１００の制御対象（ロボット２１０と所定の装置の組合せ）と同一とした。そこで、変形例としては、そのような形態に代えて、例えば、制御装置１０２の制御対象は、制御装置１００の制御対象であるロボット２１０の数が一台多く、また、制御装置１０３の制御対象は、制御装置１００の制御対象である所定の装置の数が一台少ないものとする。このような場合でも、制御装置１０２のデータ処理部７０や制御装置１０３のデータ処理部７０が、それぞれの制御対象であるロボットや所定の装置の種類と数を識別しておくことで、メモリ装置２００に格納されている１つのバックアップファイルに従って、各制御対象の具体的な態様に応じたインストール作業を実施することができる。

すなわち、制御装置１０２のデータ処理部７０は、制御装置１００の場合より増加して接続されているロボット２１０が、他のロボット２１０と種類が同じであると判断できれば、その他のロボット２１０に関連するアプリケーションプログラム５２や制御パラメータ等のデータに基づいて、増加分のロボット２１０に関連するプログラムや制御パラメータ等のデータをインストールすることができる。また、制御装置１０３のデータ処理部７０は、制御装置１００の場合より接続されている所定の装置の数が少ないため、その減少分に応じて、所定の装置に関連するプログラムや制御パラメータ等のデータをインストールすることができる。

＜付記１＞
実行毎に全体が実行される第１の実行形式に従ったプログラム（５１）と、逐次実行される第２の実行形式に従ったプログラム（５２）と、を有する制御装置（１００）におけるデータ処理方法であって、
前記制御装置（１００）は、
予め定められた制御周期毎に前記第１の実行形式に従ったプログラム（５１）を実行して第１の制御対象（２２２）を制御するための第１の指令値を演算可能に構成された第１処理部（４０）と、
前記第２の実行形式に従ったプログラム（５２）を実行してインタプリタ（３４）により該プログラムの少なくとも一部が解釈されて生成される中間コードに従って前記制御周期毎に第２の制御対象（２１０）を制御するための第２の指令値を演算可能に構成された第２処理部（３０）と、
を備え、
前記データ処理方法は、
前記第１の実行形式に従ったプログラム（５１）及びそれに関連する所定の第１データと、前記第２の実行形式に従ったプログラム（５２）及びそれに関連する所定の第２データと、を抽出し、これらから１つのバックアップファイル（２０２）を生成するステップ（Ｓ１０３）と、
前記制御装置の前記第１処理部に相当する第３処理部と前記第２処理部に相当する第４処理部とを有するように構成された、該制御装置とは異なる別の制御装置（１０１－１０３）に対して、前記１つのバックアップファイル（２０２）に従って、前記第３処理部に対応するプログラム及びそれに関連するデータと、前記第４処理部に対応するプログラム及びそれに関連するデータをインストールするステップ（Ｓ１０７）と、
を含む、データ処理方法。

２: フィールドネットワーク
６: 上位ネットワーク
１０： サーバ装置
３０： 制御アプリケーション処理部
４０： ＩＥＣプログラム処理部
５１： ＩＥＣプログラム
５２： アプリケーションプログラム
７０： データ処理部
１００： 制御装置
２１０: ロボット
２２０: サーボドライバ
２２２: モータ

Claims (4)

1. 実行毎に全体が実行される第１の実行形式に従ったプログラムと、逐次実行される第２の実行形式に従ったプログラムと、を有する制御装置におけるデータ処理方法であって、
   前記制御装置は、
   予め定められた制御周期毎に前記第１の実行形式に従ったプログラムを実行して第１の制御対象を制御するための第１の指令値を演算可能に構成された第１処理部と、
   前記第２の実行形式に従ったプログラムを実行してインタプリタにより該プログラムの少なくとも一部が解釈されて生成される中間コードに従って前記制御周期毎に第２の制御対象を制御するための第２の指令値を演算可能に構成された第２処理部と、
   を備え、
   前記データ処理方法は、
   前記第１の実行形式に従ったプログラム及びそれによって前記第１の制御対象を制御するために必要な所定の第１データと、前記第２の実行形式に従ったプログラム及びそれによって前記第２の制御対象を制御するために必要な所定の第２データと、を抽出し、これらから１つのバックアップファイルを生成するステップと、
   前記制御装置の前記第１処理部に相当する第３処理部と前記第２処理部に相当する第４処理部とを有するように構成された、該制御装置とは異なる別の制御装置に対して、前記１つのバックアップファイルに従って、前記第３処理部に対応するプログラム及びそれによって該第３処理部による制御対象を制御するために必要なデータと、前記第４処理部に対応するプログラム及びそれによって該第４処理部による制御対象を制御するために必要なデータをインストールするステップと、
   を含む、データ処理方法。
2. 前記第３処理部に対応するプログラム及びそれによって該第３処理部による制御対象を制御するために必要なデータは、前記第１処理部に対応する前記第１の実行形式に従ったプログラムと同じプログラム及び前記所定の第１データと同じデータであり、
   前記第４処理部に対応するプログラム及びそれによって該第４処理部による制御対象を制御するために必要なデータは、前記第２処理部に対応する前記第２の実行形式に従ったプログラムと同じプログラム及び前記所定の第２データと同じデータである、
   請求項１に記載のデータ処理方法。
3. 前記インストールするステップでは、
   前記別の制御装置に対して、記憶装置に記憶された前記１つのバックアップファイルに従って、前記第３処理部に対応するプログラム及びそれによって該第３処理部による制御対象を制御するために必要なデータとして、前記第１処理部に対応する前記第１の実行形式に従ったプログラムと前記所定の第１データの一部が変更された、又は、新たなプログラム及び／又は新たなデータが追加されたプログラム及びデータがインストールされ、
   及び／又は、
   前記別の制御装置に対して、前記記憶装置に記憶された前記１つのバックアップファイルに従って、前記第４処理部に対応するプログラム及びそれによって該第４処理部による制御対象を制御するために必要なデータとして、前記第２処理部に対応する前記第２の実行形式に従ったプログラムと前記所定の第２データの一部が変更された、又は、新たなプログラム及び／又は新たなデータが追加されたプログラム及びデータがインストールされる、
   請求項１に記載のデータ処理方法。
4. 前記インストールするステップでは、前記別の制御装置、前記第３処理部による制御対象、及び前記第４処理部による制御対象の相関に基づいて、前記第３処理部に対応するプログラム及びそれによって該第３処理部による制御対象を制御するために必要なデータのインストール順と、前記第４処理部に対応するプログラム及びそれによって該第４処理部による制御対象を制御するために必要なデータのインストール順とが調整される、
   請求項１から請求項３の何れか１項に記載のデータ処理方法。

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