KR102294177B1

KR102294177B1 - 컨트롤 장치

Info

Publication number: KR102294177B1
Application number: KR1020197038393A
Authority: KR
Inventors: 미쯔히로 이마이; 후미유끼 다무라; 요시노리 모찌즈끼
Original assignee: 가부시키가이샤 히다치 산키시스템
Priority date: 2017-11-16
Filing date: 2018-08-23
Publication date: 2021-08-27
Also published as: CN110770703A; EP3712767B1; WO2019097800A1; KR20200012930A; EP3712767A1; US11194739B2; JPWO2019097800A1; CN110770703B; JP7048638B2; US20210117344A1; EP3712767A4

Abstract

1 이상의 제어 대상 장치에 접속된 1 이상의 I/O 포트 중 적어도 하나의 I/O 포트에 액세스함으로써 당해 I/O 포트에 접속된 제어 대상 장치의 동작을 제어하는 컨트롤 장치가, 복수의 프로그램을 실행하는 프로세서부와, 1 이상의 I/O 포트에 관한 정보를 저장하고 복수의 프로그램의 각각이 액세스 가능한 1 이상의 공유 영역의 기초가 되는 기억부를 구비한다. 복수의 프로그램은, 1 이상의 제어 프로그램 외에, 1 이상의 정보 프로그램을 포함한다. 1 이상의 제어 프로그램의 각각은, I/O 포트에 접속된 당해 제어 대상 장치의 제어 정보를 출력하는 스캔 처리를 행하는 프로그램이다. 1 이상의 정보 프로그램의 각각은, 스캔 동작과 상이한 정보 처리를 행하는 프로그램이다.

Description

컨트롤 장치

본 발명은 대체로, 컨트롤 장치에 관한 것이다.

특허문헌 1(일본 특허 공개 제2004-362327호 공보)에는, 「플랜트의 감시 제어 설비에 있어서의 감시용 퍼스널 컴퓨터와 제어용 프로그래머블 로직 컨트롤러를 네트워크로 접속한 분산형 감시 제어 시스템에 있어서, 감시용 범용 퍼스널 컴퓨터에 제어용 범용 프로그래머블 로직 컨트롤러의 정보 관리 파일을 마련하고, 상기 제어용 범용 프로그래머블 로직 컨트롤러에, 이 제어용 범용 프로그래머블 로직 컨트롤러의 정보 자동 소출 툴을 마련하여, 상기 범용 퍼스널 컴퓨터에 입력된 정보와 상기 범용 제어용 프로그래머블 로직 컨트롤러의 프로세스 정보를 범용 소프트웨어로 통합 관리하는 것을 특징으로 하는 분산형 감시 제어 시스템.」이 개시되어 있다(청구항 1 참조).

특허문헌 2(일본 특허 공개 제2006-178818호 공보)에는, 「리얼타임 OS와, 메모리와, 래더 언어 프로그램을 모션 제어 주기에 동기시켜 실행하는 실행 수단과, 상기 래더 언어 프로그램과 C 언어 프로그램의 양쪽이 동작하는 마이크로프로세서를 구비한 모션 컨트롤러에 있어서, 엔지니어링 툴의 프로젝트 설정 파일에 따라서 로드된 상기 C 언어 프로그램이 태스크형 프로젝트이면 상기 리얼타임 OS의 태스크로서 동작시키고, 상기 C 언어 프로그램이 함수형 프로젝트이면 다른 태스크로부터 함수로서 콜 가능한 상태에서 상기 메모리에 저장하는 것을 특징으로 하는 모션 컨트롤러.」가 개시되어 있다(청구항 1 참조).

일본 특허 공개 제2004-362327호 공보 일본 특허 공개 제2006-178818호 공보

특허문헌 1에는, 「그러나, 종래의 분산형 감시 제어 시스템(41)은, 오퍼레이터 시스템(50a 내지 50n), 디지털 제어 장치(60a 내지 60n), 전송로(52a 내지 52n), 기간 전송로(42), 전송로(61a 내지 61n) 등이 분산형 감시 제어 시스템 메이커마다의 전용 기기이며, 고가이면서 또한, 타메이커 제품과 호환성이 없기 때문에, 확장성이 떨어지고, 또한, 근년의 퍼스널 컴퓨터 등 범용 기기의 성능 향상에 수반하여, 능력적으로도 전용 기기를 능가하는 것도 있음에도 불구, 범용 기기가 사용되고 있지 않다.」고 기재되어 있다(0004 단락 참조).

분산형 감시 제어 시스템 메이커마다의 전용 기기는 프로그래머블 로직 컨트롤러이며, 이와 같은 장치 구성으로 하는 배경에는, 프로그래머블 로직 컨트롤러는 I/O 유닛 등의 제어를 행하는 것이며, 공장 내의 생산이나 반송 등에 사용되는 장치에 접속되기 때문에, 제어에 지연이 발생하면 공장 내의 장치 등의 동작이 불안정해지거나, 예기치 않은 동작이 발생하거나 하는 경우가 있다. 그 때문에, 종래의 프로그래머블 로직 컨트롤러는, 복잡한 처리를 행하게 하지 않도록 되어 있었다. 특허문헌 1에 개시되는 발명도 마찬가지로 복잡한 처리를 행하게 하지 않도록 하고, 감시용 범용 퍼스널 컴퓨터에 제어용 범용 프로그래머블 로직 컨트롤러의 정보 관리 파일을 마련함으로써, 프로그래머블 로직 컨트롤러의 제어에 영향을 주지 않도록 하는 것이 개시되어 있다.

따라서, 특허문헌 1은 프로그래머블 로직 컨트롤러 내에서, 정보 처리를 행하는 것은 고려되어 있지 않다.

특허문헌 2의 과제의 란에는, 「래더 언어 애플리케이션 프로그램과 C 언어 애플리케이션 프로그램이 상이한 마이크로프로세서 상에서 동작하기 때문에, 래더 언어 애플리케이션으로부터 C 언어 애플리케이션 프로그램을 함수로서 콜할 수 없다는 문제도 있었다.」고 기재되어 있다.

즉, 특허문헌 2는, 동일한 마이크로프로세서 상에서, 래더 언어 애플리케이션 프로그램이 C 언어 애플리케이션 프로그램을 함수로서 콜하는 것을 목적으로 하고 있다.

특허문헌 2에는, 모션 컨트롤러와 엔지니어링 툴을 포함하고, 모션 컨트롤러에 있어서 래더 언어 태스크와 C 언어 태스크가 공존하여 동작하고, 엔지니어링 툴은, C 언어의 프로그램과 설정 파일을 모션 컨트롤러에 다운로드하는 시스템의 발명이 기재되어 있다.

또한, 모션 컨트롤러에 래더 언어 태스크와 C 언어 태스크가 공존하고, 래더 언어 태스크와 C 언어 프로그램의 태스크는, 리얼타임 OS(Operating System) 상에서 동작하는 것이 기재되어 있다.

C 언어 프로그램이 태스크형 프로젝트이면, 리얼타임 OS의 태스크로서 동작하고, 함수형 프로젝트이면 다른 태스크로부터 함수로서 콜 가능한 상태에서 모션 컨트롤러의 메모리에 저장된다.

즉, 함수형 프로젝트이면, 다른 태스크, 예를 들어 래더 언어 태스크는, 함수형 프로젝트의 프로젝트 명칭을 인수로서 입력하여 C 언어 함수 호출용 펑션·블록을 실행한다.

즉, 래더 언어 태스크가 C 언어의 함수형 프로젝트를 호출하여, 모션 컨트롤러에 접속된 공작 기계 등을 수치 제어하게 된다.

C 언어 태스크는, 태스크형 프로젝트의 프로젝트 명칭과 태스크의 기상이나 중단 등 조작의 종별을 인수로서 입력하여 태스크 조작용 API를 콜한다. 태스크 조작용 API는, 프로젝트 명칭을 태스크 명칭으로서 취급하여 태스크 조작의 종별에 대응한 리얼타임 OS가 제공하는 기능을 콜하여 다른 태스크형 프로젝트의 태스크 조작을 간접적으로 실현하는 것이 기재되어 있다.

또한, 태스크형 프로젝트로서 로드된 C 언어 프로그램에 대해서는, 래더 언어 프로그램의 실행 타이밍에, 태스크형 프로젝트로서 로드된 C 언어 프로그램의 실행 제어가 가능한 것이 기재되어 있다.

즉, 태스크형 프로젝트로서 로드된 C 언어 프로그램은, 모션 제어에 동기한 동작을 행하는 용도, 고도의 수치 계산과 같이 처리에 시간이 걸리는 용도에 사용할 수 있다고 되어 있다.

즉, 모션 컨트롤러에 접속된 공작 기계 등을 제어하기 위해 래더 언어 프로그램의 실행 타이밍에, 태스크형 프로젝트로서 로드된 C 언어 프로그램의 실행 제어를 행하기 위해 이용되고 있다.

따라서, 함수형과 태스크형 중 어느 경우라도, 래더 언어의 일부를 C 언어로서 기술 혹은 래더 언어 프로그램의 실행 타이밍에 C 언어 프로그램의 실행 제어를 한다. 즉, 특허문헌 2에 기재된 C 언어 프로그램에 대해서는, 모션 컨트롤러에 접속된 공작 기계 등을 제어하기 위해 사용되는 기술적 사상이 개시되어 있다.

따라서, 특허문헌 2에는, C 언어 프로그램을 장치에 접속된 공작 기계 등의 하드웨어를 제어하는 것 이외의 목적에 이용하는 것은 고려되어 있지 않다.

본 발명은 이상의 점을 고려하여 이루어진 것이며, 컨트롤 장치에 있어서 탑재된 프로그램을 유연하게 변경하는 것이 가능한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일례를 들면, 1 이상의 제어 대상 장치에 접속된 1 이상의 I/O 포트의 적어도 하나의 I/O 포트에 액세스함으로써 당해 I/O 포트에 접속된 제어 대상 장치의 동작을 제어하는 컨트롤 장치가, 복수의 프로그램을 실행하는 프로세서부와, 1 이상의 I/O 포트에 관한 정보를 저장하고 복수의 프로그램의 각각이 액세스 가능한 1 이상의 공유 영역의 기초가 되는 기억부를 구비한다. 복수의 프로그램은, 1 이상의 제어 프로그램 외에, 1 이상의 정보 프로그램을 포함한다. 1 이상의 제어 프로그램의 각각은, I/O 포트에 접속된 당해 제어 대상 장치의 제어 정보를 출력하는 스캔 처리를 행하는 프로그램이다. 1 이상의 정보 프로그램의 각각은, 스캔 동작과 상이한 정보 처리를 행하는 프로그램이다.

본 발명에 따르면, 컨트롤 장치에 탑재된 프로그램을 유연하게 변경하는 것이 가능하다.

도 1은 제1 실시 형태에 의한 컨트롤 시스템의 하드웨어 구성예를 도시하는 블록도이다.
도 2는 제1 실시 형태에 의한 컨트롤 시스템의 기능적인 개략 구성을 도시하는 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시한 실행 관리 정보 테이블의 테이블 구성예를 도시하는 도면이다.
도 4는 컨트롤 장치가 프로그램 배포 장치로부터 원하는 프로그램을 다운로드하는 프로그램 다운로드 처리의 일례를 설명하는 흐름도이다.
도 5는 프로그램 실행 처리의 일례를 설명하는 흐름도이다.
도 6은 실행 관리 정보 테이블의 테이블 구성예를 도시하는 도면이다.
도 7은 실행 관리 정보 테이블의 테이블 구성예를 도시하는 도면이다.
도 8은 제어 프로그램과 정보 프로그램이 공존하는 플랫폼의 다른 일례를 도시한다.

이하, 도면에 대하여, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다.

특별히 필요한 때 이외는 동일 또는 마찬가지의 부분의 설명을 원칙적으로 반복하지 않는다. 소정의 도면에 기재된 부호에 대하여 다른 도면에서 설명을 하는 경우라도 동일 또는 마찬가지의 부분의 설명은 생략한다.

이하의 실시 형태에서는 편의상 그 필요가 있을 때는, 복수의 섹션 또는 실시 형태로 분할하여 설명하지만, 특별히 명시한 경우를 제외하고, 그것들은 서로 무관계한 것은 아니고, 한쪽은 다른 쪽의 일부 또는 전부의 변형예, 상세, 보충 설명 등의 관계에 있다.

이하의 실시 형태에 있어서, 요소의 수 등(개수, 수치, 양, 범위 등을 포함함)에 언급하는 경우, 특별히 명시한 경우 및 원리적으로 명백하게 특정한 수에 한정되는 경우 등을 제외하고, 그 특정한 수에 한정되는 것은 아니고, 특정한 수 이상이어도 이하여도 되는 것으로 한다.

이하의 실시 형태에 있어서, 「인터페이스부」는, 1 이상의 인터페이스를 포함한다. 1 이상의 인터페이스는, 1 이상의 동종의 인터페이스 장치여도 되고 2 이상의 이종의 인터페이스 장치여도 된다.

이하의 실시 형태에 있어서, 「기억부」는, 1 이상의 메모리를 포함한다. 기억부에 관하여 적어도 하나의 메모리는, 휘발성 메모리여도 된다. 기억부는, 주로, 프로세서부에 의한 처리 시에 사용된다. 기억부는, 메모리 외에, 1 이상의 불휘발성 기억 장치(예를 들어, HDD(Hard Disk Drive) 또는 SSD(Solid State Drive))를 포함해도 된다.

이하의 실시 형태에 있어서, 「프로세서부」는, 1 이상의 프로세서를 포함한다. 적어도 하나의 프로세서는, 전형적으로는, CPU(Central Processing Unit)와 같은 마이크로프로세서이지만, GPU(Graphics Processing Unit)와 같은 타종의 프로세서여도 된다. 1 이상의 프로세서의 각각은, 싱글 코어여도 되고 멀티 코어여도 된다. 프로세서는, 처리의 일부 또는 전부를 행하는 하드웨어 회로를 포함해도 된다.

이하의 실시 형태에 있어서, 「kkk부」(인터페이스부, 기억부 및 프로세서부를 제외함)의 표현으로 기능을 설명하는 경우가 있지만, 기능은, 1 이상의 컴퓨터 프로그램(후술하는 제어 프로그램 및 정보 프로그램을 제외함)이 프로세서부에 의해 실행됨으로써 실현되어도 되고, 1 이상의 하드웨어 회로(예를 들어 FPGA(Field-Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit))에 의해 실현되어도 된다. 프로그램이 프로세서부에 의해 실행됨으로써 기능이 실현되는 경우, 정해진 처리가, 적절하게 기억부 및/또는 인터페이스부 등을 사용하면서 행해지기 때문에, 기능은 프로세서부의 적어도 일부로 되어도 된다. 기능을 주어로 하여 설명된 처리는, 프로세서부 혹은 그 프로세서부를 갖는 장치가 행하는 처리로 해도 된다. 프로그램은, 프로그램 소스로부터 인스톨되어도 된다. 프로그램 소스는, 예를 들어 프로그램 배포 계산기 또는 계산기가 판독 가능한 기록 매체(예를 들어 비일시적인 기록 매체)여도 된다. 각 기능의 설명은 일례이며, 복수의 기능이 1개의 기능에 통합되거나, 1개의 기능이 복수의 기능으로 분할되거나 해도 된다.

또한, 이하의 설명에서는, 「xxx 테이블」이라는 표현으로, 입력에 대하여 출력이 얻어지는 정보를 설명하는 경우가 있지만, 당해 정보는, 어떤 구조의 데이터여도 되고, 입력에 대한 출력을 발생하는 뉴럴 네트워크와 같은 학습 모델이어도 된다. 따라서, 「xxx 테이블」을 「xxx 정보」라 할 수 있다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 각 테이블의 구성은 일례이며, 1개의 테이블은, 2 이상의 테이블로 분할되어도 되고, 2 이상의 테이블의 전부 또는 일부가 1개의 테이블이어도 된다.

이하의 실시 형태에 있어서, 그 구성 요소(요소 스텝 등도 포함함)는, 특별히 명시한 경우 및 원리적으로 명백하게 필수라고 생각되는 경우 등을 제외하고, 반드시 필수의 것은 아님은 물론이다.

컨트롤 장치는, 시퀀스 제어 장치, 모션 제어 장치 또는 프로그래머블·로직·컨트롤러(PLC)라고도 부르고 있다. 컨트롤 장치에 있어서, 래더·로직(LD 언어), 시퀀셜·펑션·차트(SFC 언어), 펑션·블록(FBD 언어), 스트럭쳐드·텍스트(ST 언어), 인스트럭션·리스트(IL 언어)와 같은 제어 장치 특유의 프로그래밍 언어, 혹은 C 언어와 같은 정보 통신 분야에서 사용되는 범용적인 프로그래밍 언어를 사용하여 기술되고, 시퀀스 제어나 모션 제어로 대표되는 제어 처리를 실행하는 프로그램을 「제어 프로그램」이라 칭한다. 제어 프로그램은, I/O 모듈 등을 통해 실제로 모터 등을 포함하는 주변 기기를 조작하여, 생산 시스템 등을 적절하게 동작시킬 필요가 있다. 그 때문에, 제어 프로그램은, 처리를 설정된 시간 내에 확실하게 실행할 것(리얼타임성)이 요구된다.

제어 프로그램은, 제어 내용이 기술된 명령에 따라 제어 대상 장치(예를 들어, 장치 부품과 같은 하드웨어 모듈, 1 이상의 하드웨어 모듈을 구비한 장치, 또는, 복수의 장치를 구비한 시스템)를 제어한다. 예를 들어, 「I/O 모듈 등을 통해 실제로 모터 등을 포함하는 주변 기기를 조작하여, 생산 시스템을 적절하게 동작시킨다」라는 제어에서는, 「생산 시스템」, 또는, 「생산 시스템을 구성하는 적어도 하나의 장치」가, 「제어 대상 장치」이다. 제어 대상 장치는, 전형적으로는, 컨트롤 장치에 있어서의 I/O 제어 장치(인터페이스부의 일례) 경유로 접속된 장치이다. 제어 대상 장치는, 제어 프로그램으로부터 직접적으로(예를 들어, 컨트롤 장치에 접속된 I/O 모듈이나 주변 기기를 통하지 않고) 제어되어도 되고, 제어 프로그램으로부터 간접적으로(예를 들어, 컨트롤 장치에 접속된 I/O 모듈이나 주변 기기를 통해) 제어되어도 된다.

제어 대상 장치를 제어하는 언어는, 래더 언어 등의 제어 특유의 프로그래밍 언어에 한하지 않고, C 언어 등의 범용 프로그래밍 언어로 기술되는 경우도 있기 때문에, 제어 대상 장치(전형적으로는 하드웨어)를 제어하는 프로그램을 「제어 프로그램」이라 칭한다.

래더 언어 등으로 기술된 제어 프로그램은, 래더 언어 등에 있어서 지정된 컨트롤 장치 등에 접속된 제어 대상의 상태를 읽어들이거나 또는 기입을 행하여, 지정된 제어 대상의 장치의 상태를 취득 또한 갱신하는 스캔 동작을 행한다.

이 스캔 동작은 소정 간격으로 행할 필요가 있고, 이 소정 간격을 스캔 타임이라 칭한다. 스캔 타임은, 제어 프로그램의 연산 시간에 관한 것이며, 제어에 관한 연산 주기 또는 제어에 관한 연산을 반복하여 소정 간격으로 행하기 때문에 사이클 타임이라고도 불린다.

컨트롤 장치에 접속되는 장치는, 예를 들어 공장 내의 생산이나 반송 등에 사용되는 장치에 접속되기 때문에, 스캔이 지연되면 공장 내의 장치 등의 동작이 불안정해지거나, 예기치 않은 동작이 발생하거나 하는 경우가 있기 때문에, 소정의 스캔 타임 내에 스캔을 행할 필요가 있다.

스캔 타임은 컨트롤 장치가 제어하는 제어 대상의 장치의 수나 종류가 증가됨에 따라서 길어지기 때문에, 스캔 타임 내에서 제어 대상의 장치를 스캔하는 것이 중요하다.

컨트롤 장치에, I/O(Input/Output) 포트가 내장 또는 접속된다. I/O 포트는, I/O 모듈 또는 I/O 유닛 등이 갖는 경우가 있다. 이하, I/O 포트 그 자체, 또는, I/O 포트를 갖는 장치(I/O 모듈 또는 I/O 유닛 등)를, 「I/O 포트」라 총칭하는 경우가 있다.

I/O 포트는, 제어 대상 장치, 예를 들어 생산 설비에 있어서의 벨트 컨베이어, 리미트 스위치, 액추에이터(예를 들어 모터)에 접속되어, 제어 대상 장치의 동작에 관한 제어에 사용되는 것이다. I/O 포트는, 디지털 또는 아날로그의 I/O 포트이다. 예를 들어, 아날로그 I/O 포트는, 컨트롤 장치의 제어 대상 장치의 전압, 전류, 온도 등의 정보의 판독 기입에 사용된다.

제어 프로그램에 기초하여 컨트롤 장치로부터 송신되는 제어 정보를 유선 또는 무선에 의한 통신 수단에 의해 접속되는 인버터 유닛이나 CNC(Computerized Numerical Control)는 인버터나 CNC 자체가 액추에이터의 모션 제어를 행하기 때문에, 리얼타임성이 요구된다.

또한, 제어 대상 장치의 제어란, 제어 대상 장치가 접속되어 있는 상태의 I/O 포트의 동작을 제어하는 것을 말한다. 즉, 제어 프로그램이란, 제어 대상 장치가 접속된 I/O 포트의 제어를 행하는 프로그램, 바꿔 말하면, 제어 대상 장치가 접속된 I/O 포트에 당해 제어 대상 장치의 제어 정보를 출력하는(구체적으로는, 예를 들어 당해 제어 정보의 출력을 포함하는 스캔 동작을 행하는) 프로그램이다.

이와 같은 컨트롤 장치에 있어서, 제어 대상 장치의 제어에 더하여, 정보 처리(예를 들어, 복잡한 산술 연산이나 SCADA, MES, 클라우드 시스템과의 정보의 송수신과 같은 정보 통신 처리)를 행하는 것을 검토한다. 이와 같은 정보 처리는, 상술한 제어 특유의 언어로 프로그래밍하는 것이 곤란한 경우가 있어, C 언어 또는 Java(등록 상표) 언어 등의 정보 처리 분야에서 사용되는 프로그래밍 언어를 사용하여 기술하는 경우가 있다. 이와 같은 정보 처리를 실행하는 프로그램을 「정보 프로그램」이라 칭한다.

제어 프로그램과 정보 프로그램의 차이의 일례에 대하여 설명한다.

상기한 바와 같이 제어 프로그램은, 컨트롤 장치의 I/O 포트의 제어에 관계된 프로그램이며, 정보 프로그램은, 정보 처리(예를 들어, 상술한 바와 같이, 산술 연산이나, 클라우드와의 통신)를 행하는 프로그램이다.

제어 프로그램은 래더나 ST 언어 등으로 기술되어, java(등록 상표)나 python 등으로 대표되는 범용 언어에 비해 리얼타임성이 높다. 정보 프로그램은 java(등록 상표)나 python 등으로 대표되는 언어로 기술되어, 래더 등보다도 정보 통신 처리에 적합하다.

C 언어 등의 리얼타임성이 높고, 하드웨어의 제어에도 적합하며, 또한 정보 통신 처리에도 적합한 언어는 제어 프로그램과 정보 프로그램 중 어느 것에도 이용 가능한 경우가 있다.

또한, 정보 프로그램은, 앞서 설명한 제어 프로그램 이외의 프로그램(단, 예를 들어 후술하는 태스크 관리부(110), 제어 프로그램 실행부(111), 정보 프로그램 실행부(112) 및 I/O 제어부(117)를 실현하기 위한 1 이상의 프로그램을 제외함)이다. 제어 대상 장치가 I/O 포트를 통해 컨트롤 장치에 접속되지만, 정보 프로그램은, 제어 대상 장치에 접속되는 아날로그나 디지털 I/O 포트(단, 정보 프로그램과의 공유가 허용되어 있는 I/O 포트를 제외함)에 액세스하지 않는 프로그램이다. 다르게 말하면, 제어 프로그램은, 제어 대상 장치에 접속되는 아날로그나 디지털의 I/O 포트에 제어 대상 장치의 제어 정보를 송신하는 것을 포함하는 스캔 동작을 행하는 프로그램이지만. 한편, 정보 프로그램은, 스캔 동작을 포함하지 않는(스캔 동작과는 상이한) 정보 처리를 행하는 프로그램(즉, 스캔 동작을 행하는 일이 없는 프로그램)이다.

제어 프로그램과 정보 프로그램을 탑재하는 이하의 실시 형태에 관한 컨트롤 장치는, 제어 프로그램 외에 정보 프로그램을 실행해도, 제어 프로그램을 정지시키지 않고, 또는, 제어 프로그램의 스캔 동작을 지연시키거나, 제어 프로그램의 예기치 않은 동작을 행하게 하거나 하지 않고, 정보 프로그램의 추가, 삭제, 갱신(재기입) 또는 교체와 같은 프로그램 변경을 행하는 것을 실현하는 것이다.

정보 프로그램이 컨트롤 장치에 접속되는 제어 대상의 장치 또는 설비에 접속되는 아날로그나 디지털 입출력 등의 모듈 또는 유닛의 I/O 포트에 액세스하는 경우에는, 컨트롤 장치는 당해 정보 프로그램을 제어 프로그램으로서 취급하는 것이 바람직하다.

[제1 실시 형태]

제1 실시 형태에 대하여 도 1 등을 사용하여 설명한다.

도 1은 제1 실시 형태에 의한 컨트롤 시스템의 하드웨어 구성예를 도시하는 블록도이다.

프로그램 배포 장치(101), 컨트롤 장치(109), 1 이상의 관리 유저 계산기(151M) 및 1 이상의 일반 유저 계산기(151G)가 정보 네트워크(108)에 접속되어 있다. 또한, 컨트롤 장치(109) 및 1 이상의 I/O 모듈(119)(I/O 포트의 일례)이 제어 네트워크(118)에 접속되어 있다. 정보 네트워크(108)는, 정보 프로그램이 행하는 정보 통신 처리(즉, 제어 정보의 송신과는 상이한 통신 처리) 시에 사용되는 통신 네트워크이다. 제어 네트워크(118)는, 제어 프로그램이 행하는 제어 정보 송신 시에 사용되는 통신 네트워크이다. 정보 네트워크(108) 및 제어 네트워크(118)는, 이종의 네트워크여도 되고, 동종의 네트워크(예를 들어 모두 LAN(Local Area Network))여도 된다. 또한, 정보 네트워크(108)의 적어도 일부와 제어 네트워크(118)의 적어도 일부가 일체여도 된다.

관리 유저 계산기(151M)는, 적어도 관리 유저가 조작하는 계산기이다. 일반 유저 계산기(151G)는, 적어도 일반 유저가 조작하는 계산기이다. 어느 계산기도, 프로그램 배포 장치(101) 및 컨트롤 장치(109) 중 적어도 하나에 대한 입출력 콘솔로서 기능한다. 구체적으로는, 예를 들어 어느 계산기도, 키보드 및 포인팅 디바이스와 같은 입력 디바이스와, 표시 디바이스와 같은 출력 디바이스를 갖는다. 「관리 유저」는, 제어 프로그램을 기술하는 유저(예를 들어, 자동 기계나 생산 설비와 같은 제어 대상에 관하여 깊은 지식을 갖는 기술자)이며, 「일반 유저」는, 정보 프로그램을 기술하는 유저(예를 들어, 제어 대상에 관하여 깊은 지식을 갖지 않는 일반적인 시스템 엔지니어)이다. 컨트롤 장치(109)가, 관리 유저 계산기(151M) 및 일반 유저 계산기(151G) 중 적어도 하나로부터 제어 프로그램 및 정보 프로그램 중 적어도 하나에 관한 기술(파라미터군의 설정을 포함함)을 접수해도 되고, 컨트롤 장치(109) 대신에 또는 더하여, 프로그램 배포 장치(101)가, 당해 기술을 접수해도 된다. 이하, 관리 유저 및 일반 유저를 「유저」라 총칭하는 경우가 있다. 유저는, 관리 유저 및 일반 유저 중 어느 것 대신에, 시스템 관리자(예를 들어, 프로그램 배포 장치(101)와 컨트롤 장치(109)로 구성된 시스템인 컨트롤 시스템의 관리자)와 같은 별종의 유저여도 된다.

1 이상의 I/O 모듈(119)에 1 이상의 주변 기기(120)가 접속되어 있다. 주변 기기(120)는, 센서 및 드라이브 등 중 적어도 하나의 기기이다. I/O 모듈(119)은, 주변 기기(120)가 필요에 따라서 착탈 가능하게 장착되는 버스 슬롯으로서 기능한다. 제어 대상 장치는, 주변 기기(120) 경유 또는 비경유로 I/O 모듈(119)에 접속된다. 제어 대상 장치와 I/O 모듈(119)은, 1:1, 1:다, 다:1 및 다:다 중 어느 것이어도 된다. 또한, 일부의 I/O 모듈(119)은, 제어 네트워크(118)에 더하여 정보 네트워크(108)에 접속되어도 되는, 즉, 당해 일부의 I/O 모듈(119)은, 제어 프로그램과 정보 프로그램에 공유의 디바이스여도 된다.

프로그램 배포 장치(101)는, 제어 프로그램 및 정보 프로그램을 관리하고 있다. 프로그램 배포 장치(101)는 EPROM(201), CPU(202), 메인 메모리(203), 주변 제어 장치(205), 불휘발성 기억 장치(206) 및 네트워크 인터페이스(도시한 네트워크 I/F에 상당)(207)를 구비한다. 프로그램 배포 장치(101)는, 네트워크 인터페이스(207)를 통해 정보 네트워크(108)에 접속되어 있다.

프로그램 배포 장치(101)는, 주변 제어 장치(205)의 제어에 의해 정보 네트워크(108)를 경유하여 컨트롤 장치(109)에 대하여 제어 프로그램을 제공하거나 정보 프로그램을 제공하거나 한다. 이 프로그램 배포 장치(101)에서는, CPU(202)의 제어에 의해, 불휘발성 기억 장치(206)에 미리 저장되어 있는 제어 프로그램 및 정보 프로그램을 요구에 따라서 제공한다.

주변 제어 장치(205)는, 버스(204)를 통해 EPROM(201), CPU(202) 및 메인 메모리(203)에 접속되어 있다. CPU(202)는, EPROM(201)에 미리 저장되어 있는 관리 프로그램을 메인 메모리(203) 상에 판독하여 실행하고, 이 관리 프로그램에 의해 상기 제어 프로그램 및 정보 프로그램을 관리하고 있다.

이 관리 프로그램은, 요구에 따라서 축차적으로, 상술한 제어 프로그램 및 정보 프로그램 중 적어도 한쪽의 프로그램을 제공한다. 이 관리 프로그램이 CPU(202)에 의해 실행됨으로써, 후술하는 프로그램 배포부(102) 및 실행 관리 데이터 생성부(103)가 실현된다.

한편, 컨트롤 장치(109)는, EPROM(208), CPU(209), 메인 메모리(210), 주변 제어 장치(212), I/O 제어 장치(214), 불휘발성 기억 장치(215) 및 네트워크 인터페이스(도시한 네트워크 I/F에 상당)(213)를 구비하고 있다. I/O 제어 장치(214) 및 네트워크 I/F(213)가, 인터페이스부의 일례이다. EPROM(208), 메인 메모리(210) 및 불휘발성 기억 장치(215)가 기억부의 일례이다. CPU(209) 및 주변 제어 장치(212)가 프로세서부의 일례이다. 컨트롤 장치(109)에서는, 프로그램 배포 장치(101)로부터 제공되는 제어 프로그램 및 정보 프로그램이 동일한 플랫폼 상에서 공존하면서 동작한다.

주변 제어 장치(212)는, 네트워크 I/F(213), I/O 제어 장치(214), 불휘발성 기억 장치(215) 및 버스(211)에 접속되어 있다. 이 버스(211)에는, 그 밖에도 EPROM(208), CPU(209) 및 메인 메모리(210)가 접속되어 있다.

EPROM(208)에는, 초기 상태에서 미리 컨트롤 장치(109)에 준비되어 있는 제어 프로그램 및 정보 프로그램이 저장되어 있다. CPU(209)는, 복수의 코어를 구비하고 있어, 각 코어를 독립시켜 동작시킬 수 있다.

컨트롤 장치(109)에 탑재되는 제어 프로그램과 정보 프로그램은 각각 하나씩뿐만 아니라, 컨트롤 장치(109)가 사용할 수 있는 리소스를 프로그램마다 설정함으로써, 복수의 제어 프로그램 및/또는 복수의 정보 프로그램을 탑재할 수 있다.

CPU(209)는, EPROM(208)에 미리 저장되어 있는 제어 프로그램 및 정보 프로그램을 메인 메모리(210)에 판독하여 실행하고, 이들 제어 프로그램 및 정보 프로그램의 동작을 제어한다.

즉, 이들 제어 프로그램 및 정보 프로그램이 판독되어 실행되면, 후술하는 도 2의 제어 프로그램(114) 및 정보 프로그램(115)이 된다.

제어 프로그램(114)과 정보 프로그램(115)은 상이한 역할을 갖는다.

제어 프로그램(114)은, 컨트롤 장치(109)의 I/O 모듈(119)에 액세스하여, 제어 대상 장치를 제어한다. 또한, 제어 프로그램(114)은, 읽어들인 결과를 기초로 연산을 행하고, 제어 대상 장치의 제어를 위해, 당해 연산 결과에 기초하는 액세스를, I/O 제어 장치(214)에 대해 행해도 된다. 제어 프로그램(114)은, 제어 대상 장치의 제어를 위해, 당해 제어 대상 장치가 접속된 네트워크 I/F(213)에 대한 액세스를 행해도 된다. 즉, I/O 모듈(119) 대신에 또는 더하여, I/O 제어 장치(214) 및 네트워크 I/F(213) 중 적어도 하나도, 「I/O 포트」의 일례가 될 수 있다. 즉, 제어 프로그램(114)은, 제어 대상 장치의 제어를 위해(제어 대상 장치의 제어 정보의 송신을 위해), 당해 제어 대상 장치가 접속된 I/O 포트에 대한 액세스를 행하는, 바꾸어 말하면, 당해 I/O 포트를 제어하는 명령을 송신한다.

한편, 정보 프로그램(115)은, I/O 제어 장치(214) 등의 정보를 취득하여, 연산하고, 연산한 결과를, 네트워크 I/F(213)를 통해, 컨트롤 장치(109)에 접속되어 있는 다른 장치 또는 설비에 송신한다. 이 단락에서 말하는 「다른 장치 또는 설비」는, 컨트롤 장치(109)에 접속되어 있지만 제어 프로그램(114)의 제어 대상 장치와는 상이한 장치 또는 설비이다.

컨트롤 장치(109)는, 제어 프로그램(114)과 정보 프로그램(115)의 양자가 액세스할 수 있는 공유 영역(도시 생략)을 가질 수 있다. 이 공유 영역은, 메인 메모리(210) 및 불휘발성 기억 장치(215)에 확보되어도 된다. 공유 영역은, 예를 들어 공유 디렉토리와 같은 논리적인 기억 영역이어도 되고, 물리 어드레스(예를 들어 메모리 어드레스)로 지정된 물리적인 기억 영역이어도 된다. 예를 들어, 제어 프로그램(114)이, 정보 프로그램(115)에 보여도 되는 데이터의 값을 공유 영역에 판독 기입하는 태스크를 생성하고, 당해 태스크가 실행됨으로써, 정보 프로그램으로부터, 당해 공유 영역 내의 데이터의 값에 액세스 가능하게 되어도 된다. 「보여도 되는 데이터의 값」이란, 광의로는, 1 이상의 정보 프로그램(115)과 공유하는 정보인 공유 정보이다. 공유 정보는, 예를 들어 I/O 포트의 상태를 나타내는(또는, I/O 포트에 관하여 타종의 정보를 포함한) 포트 정보나, 제어 프로그램의 내부 변수 등에 관한 제어 프로그램 정보를 들 수 있다. 공유 영역은, 예를 들어 후술하는 태스크 관리부(110)에 의해 마련되어도 되고, 동일한 공유 영역에 액세스하는 제어 프로그램(114) 및 정보 프로그램(115) 중 적어도 하나에 의해 마련되어도 된다.

이와 같이, 정보 프로그램(115)이, 제어 프로그램(114)의 제어 대상 장치가 접속된 I/O 포트에 직접 액세스하는 것을 방지할 수 있기 때문에 안전성이 향상된다. 바꿔 말하면, 정보 프로그램(115)이, 제어 프로그램(114)의 제어 대상 장치가 접속된 I/O 포트에 직접 액세스하는 것 대신에, 공유 영역 내의 공유 정보를 참조함으로써, I/O 포트의 상태, 또는, 제어 프로그램(114)의 상태를 알 수 있다.

또한, 정보 프로그램(115)은, 네트워크 I/F(213)를 통해 접속되어 있지만 제어 프로그램(114)의 제어 대상 장치가 아닌 설비 또는 장치로부터 정보를 수신해도 된다. 정보 프로그램(115)은, 이 수신한 정보 등을 연산하여, 네트워크 I/F(213)를 통해 다른 장치 또는 설비와 통신할 수 있다.

CPU(209)는, 주변 제어 장치(212)를 제어하여 네트워크 I/F(213)를 통해 프로그램 배포 장치(101)로부터의 제어 프로그램 및 정보 프로그램의 다운로드를 제어한다.

CPU(209)는, 주변 제어 장치(212)를 제어하여 I/O 제어 장치(214) 및 복수의 I/O 모듈(119)을 통해 복수의 주변 기기(120)를 제어한다. 주변 기기(120)는, I/O 모듈(119)에 1:1로 대응지어져 있고, CPU는, 예를 들어 I/O 모듈(119)과 1:1의 디지털 I/O 레지스터를 관리하고, 레지스터 조작으로 차례대로 I/O 모듈(119)의 조작이 가능하게 되어 있다.

도 2는 제1 실시 형태에 의한 컨트롤 시스템의 기능적인 개략 구성예를 도시하는 블록도이다.

프로그램 배포 장치(101)는, 프로그램 관리 데이터베이스(도시한 프로그램 관리 DB에 상당)(104), 프로그램 배포부(102) 및 실행 관리 정보 생성부(103)를 구비하고 있다. 프로그램 관리 DB(104)는, 메인 메모리(203) 및 불휘발성 기억 장치(206)의 적어도 일부에 기초한다. 이들 프로그램 배포부(102) 및 실행 관리 생성부(103)는, 이미 설명한 관리 프로그램이 CPU(202)에 실행됨으로써 실현된다.

프로그램 관리 데이터베이스(104)는, 제어 프로그램(105) 및 정보 프로그램(106)을 관리한다. 실행 관리 정보 생성부(103)는, 제어 프로그램(105) 및 정보 프로그램(106) 중 적어도 한쪽의 프로그램이 컨트롤 장치(109)에 있어서 실행될 때의 파라미터를 나타내는 실행 관리 정보를 생성한다. 이 실행 관리 정보는, 예를 들어 제어 프로그램(105) 및 정보 프로그램(106)의 각 태스크의 우선도, 및, 제어 프로그램(105) 및 정보 프로그램(106)마다 사용 가능한 상한 기억 용량과 같은 1 이상의 파라미터이다.

프로그램 배포부(102)는, 요구에 따라서 상기 적어도 한쪽의 프로그램을 제공할 때 아울러 상기 적어도 한쪽의 프로그램에 대응하는 파라미터값을 나타내는 실행 관리 정보를 제공한다.

컨트롤 장치(109)는, 시퀀스 제어 장치, 모션 제어 장치, 또는 프로그래머블·로직·컨트롤러(PLC)라고도 불리는 경우가 있다. 래더·로직(LD 언어), 시퀀셜·펑션·차트(SFC 언어), 펑션·블록(FBD 언어), 스트럭쳐드·텍스트(ST 언어), 인스트럭션·리스트(IL 언어)와 같은 제어 특유의 프로그래밍 언어로 제어 내용이 기술된다. 또한, 경우에 따라 C 언어 등의 범용 언어를 사용하여 래더 언어 등의 일부 또는 전부를 기술할 수 있다.

이와 같은 컨트롤 장치(109)에 접속되는 제어 대상을 제어하는 제어 프로그램(114)은, 래더 언어를 대표로 하는 제어 특유의 프로그래밍 언어를 사용하는 것이 유효하다. 래더의 표시가 가능하여, 제어 대상의 상태의 감시 등에 유효하다.

한편, 정보 프로그램(115)은, 이와 같은 컨트롤 장치(109)에 있어서의 정보 처리(예를 들어, 복잡한 산술 연산이나, SCADA, MES, 클라우드 시스템과의 정보의 송수신과 같은 정보 통신 처리)에 유효하다.

이와 같은 정보 처리는, 제어 특유의 언어로 프로그래밍하는 것이 곤란한 경우가 있어, 소위 C 언어 또는 Java(등록 상표) 언어 등의 정보 통신 분야에서 사용되는 프로그래밍 언어를 사용하여 기술하는 경우가 있다.

프로그램 관리 데이터베이스(104)는, 상술한 제어 내용을 실행하는 기능을 갖는 제어 프로그램(105), 및, 상술한 정보 처리를 실행하는 기능을 갖는 정보 프로그램(106)을 관리하고 있다.

컨트롤 장치(109)는, 태스크 관리부(110), 제어 프로그램 실행부(111), 정보 프로그램 실행부(112), 실행 관리 정보 테이블(113) 및 I/O 제어부(117)를 구비하고 있다.

제어 프로그램 실행부(111)는, 예를 들어 런타임 라이브러리이며, 제어 프로그램(114)으로부터의 호출에 따라서 제어 프로그램(114)과 함께 동작한다. 정보 프로그램 실행부(112)는, 예를 들어 소위 라이브러리이며, 정보 프로그램(115)으로부터의 호출에 따라서 정보 프로그램(115)과 함께 동작한다.

또한, 제어 프로그램(114)은, 프로그램 배포 장치(101)로부터 컨트롤 장치(109)에 배포된 제어 프로그램(105)(또는 당해 제어 프로그램(105)의 실행에 수반하여 생성된 1 이상의 태스크)에 상당하고, 정보 프로그램(115)은, 프로그램 배포 장치(101)로부터 컨트롤 장치(109)에 배포된 정보 프로그램(106)(또는 당해 정보 프로그램(106)의 실행에 수반하여 생성된 1 이상의 태스크)에 상당한다.

실행 관리 정보 테이블(113)은, 프로그램 배포 장치(101)로부터 제공된 상기 적어도 한쪽의 프로그램과 함께 수취한 상기 실행 관리 정보가 보존된다.

한편, 태스크 관리부(110)는, 주로 2개의 기능, 구체적으로는, 프로그램 수신 기능 및 프로그램 실행 관리 기능을 갖는다. 프로그램 수신 기능은, 요구에 따라서 프로그램 배포 장치(101)로부터 제공되는 상기 적어도 한쪽의 프로그램을 수신하는 기능이다. 한편, 프로그램 실행 관리 기능은, 상기 적어도 한쪽의 프로그램을 실행할 때, 실행 관리 정보 테이블(113)에 보존된 실행 관리 정보에 기초하여 상기 적어도 한쪽의 프로그램의 실행을 제어하는 기능이다.

I/O 제어부(117)는, 제어 프로그램(114)으로부터의 제어 정보를 당해 제어 정보의 송신처에 전송한다.

상술한 바와 같이 컨트롤 장치(109)는, 제어 프로그램(114) 및 정보 프로그램(115)의 각 태스크가 사용하는 소정의 기억 용량의 기억 영역을 갖는 메인 메모리(210)를 구비한다.

여기서, 프로그램 배포 장치(101)에서는, 실행 관리 정보 생성부(103)가, 실행 관리 정보로서 적어도, 제어 프로그램(105) 및 정보 프로그램(106)의 각 태스크의 우선도, 및, 제어 프로그램(105) 및 정보 프로그램(106)의 각 태스크에 의해 사용 가능한 메인 메모리(210)의 상한 기억 용량 중 적어도 한쪽의 파라미터값을 나타내는 실행 관리 정보를 생성한다.

도 3은 도 2에 도시한 실행 관리 정보 테이블(113)의 테이블 구성예를 도시한다.

실행 관리 정보 테이블(113)은, 제어 프로그램(114) 및 정보 프로그램(115)의 각각에 대하여, 엔트리를 갖는다. 각 엔트리는, 예를 들어 프로그램명(301), 프로그램 종별(302), 태스크 우선도(303), 실행 주기(304), 메모리 상한(305), CPU 코어 번호(306) 및 이용 디바이스(307)를 갖는다. 등의 정보를 저장한다.

프로그램명(301)은, 각 프로그램의 명칭을 나타내고 있다. 프로그램 종별(302)은, 각 프로그램이 제어 프로그램(114)인지 정보 프로그램(115)인지라는 프로그램의 종별을 나타내고 있다.

또한, 상술한 프로그램명(301)의 선두 3문자에 있어서도, 제어 프로그램(114)인지 정보 프로그램(115)인지를 식별 가능하고, 「CTL」은 제어 프로그램(114)을 나타내고 있고, 「ICT」는 정보 프로그램(115)을 나타내고 있다. 이하, 제어 프로그램(114) 및 정보 프로그램(115)의 각각을, 프로그램명으로 표현하는 경우가 있다.

태스크 우선도(303)는, 실행 중인 제어 프로그램(114) 및 정보 프로그램(115)에 대응하는 태스크의 우선도를 나타내고 있다. 태스크 우선도(303)에서는, 예를 들어 「0(우선도:고)」부터 「20(우선도:저)」까지의 사이에서 우선도가 설정 가능하다. 즉, 태스크 우선도(303)로서의 값이 작을수록 우선도가 높다.

실행 주기(304)는, 대상 프로그램에 있어서의 정상 처리가 실행되는 주기를 나타내고 있다. 「실행 주기」란 스캔 타임이다. 도시한 예에 의하면, CTL001의 스캔 타임이 10msec이고, CTL002의 스캔 타임은 1msec이다. 스캔 동작은, 제어 프로그램(114) 및 정보 프로그램(115) 중 제어 프로그램(114)에 특유의 동작이기 때문에, 실행 주기(304)는, 제어 프로그램(114)에 대하여 유효한 값이지만, 정보 프로그램(115)에 대해서는 무효한 값이다. 실행 주기(304)(스캔 타임)는, 엔지니어링 툴에서 시뮬레이션에 의해 특정된 값, 또는, 실제로 컨트롤 장치(109)에서 제어 프로그램(114)을 실행함으로써 특정된 스캔 타임이어도 된다.

메모리 상한(305)은, 각 프로그램이 메인 메모리(203)의 기억 영역에 있어서 사용 가능한 기억 용량을 나타내고 있다.

CPU 코어 번호(306)는, 컨트롤 장치(109)의 CPU(209)에 탑재되어 있는 복수의 코어 중 프로그램에 할당하는 코어의 번호를 나타내고 있다.

이용 디바이스(307)는, 대상 프로그램이 이용 가능한 디바이스인 이용 디바이스, 구체적으로는, 대상 프로그램이 이용 가능한 I/O 모듈(119)(I/O 모듈(119)에 접속되어 있는 이용 가능한 주변 기기(120))를 나타내고 있다.

전유 디바이스(308)는, 대상 프로그램에 대응한 이용 디바이스(307)가 나타내는 1 이상의 이용 디바이스(I/O 모듈(119)) 중 대상 프로그램에 전유되는 디바이스인 전유 디바이스(즉, 대상 프로그램이 다른 제어 프로그램(114) 또는 정보 프로그램(115)과 공유 불가의 I/O 모듈(119))를 나타낸다.

도시한 예에 의하면, 예를 들어 하기의 것을 말할 수 있다.

CTL001은, 제어 프로그램이다. CTL001에 대하여, 예를 들어 다음과 같다. 즉, 태스크 우선도는, CTL002보다도 낮게 설정되어 있다. 또한, 메모리 상한은 16MB이며, 사용하는 CPU 코어의 번호는 0이다. 이용 디바이스는 DI1과 DO1(컨트롤 장치의 디지털 입력1과 디지털 출력1)이다.

DI1과 DO1을, 다른 프로그램이 사용하지 않도록 CTL001이 전유하여 이용하도록 설정되어 있다. 컨트롤 장치에 있어서, 전유 디바이스(전유 디바이스(308)로서 설정된 디바이스)가 복수의 프로그램에서 공유되지 않기 때문에, 전유 디바이스(여기서는 DI1과 DO1)에 관계되는 제어가 불안정해지는 것을 방지할 수 있다.

또한, CTL002는, 이용 디바이스가 eth1, eth2, 시리얼1인 제어 프로그램, 구체적으로는, Ethernet(등록 상표)의 포트를 2개, RS-232C의 포트를 1개 이용하는 제어 프로그램이다. 또한, CTL001보다도 CTL002쪽이 리얼타임성이 높기 때문에, 태스크 우선도는, CTL001보다도 높다.

CTL002는, eth2가 예를 들어 모션 제어에 이용되는 디바이스인 경우를 나타낸다. 모션 제어는 리얼타임성이 높고 다른 처리도 우선되기 때문에, 4개의 프로그램 중에서 가장 우선도가 높게 설정되어 있다.

또한, CTL002가 사용하는 CPU 코어의 번호는 1이며, CTL001과 ICT001과 ICT006이 사용하는 CPU 코어의 번호가 0이기 때문에, CTL002는, 번호가 1인 CPU 코어를 전유한다.

CTL002는, 태스크 우선도(303)에 규정되는 우선도뿐만 아니라, CPU(209)가 갖는 복수의 코어 중 번호 1의 코어를 전유하는 관점에서도, 우선도가 높음을 알 수 있다. 이와 같은 설정을 행함으로써, CTL002를 제어 프로그램 중에서도 우선도를 높은 상태로 할 수 있다.

다음에, 메모리 상한(305)에 대하여 설명한다.

메모리 상한이 설정되지 않는 경우에는, 실제로 연산을 행할 때 각 프로그램이 제한없이 메모리를 확보, 사용하는 것이 가능해진다. 그러나, 예를 들어 대량으로 메모리를 사용하는 프로그램을 추가한 경우, 당해 프로그램의 추가에 수반하여 시스템 전체의 메모리를 다 써 버리는 경우가 일어날 수 있다. 이와 같은 경우, 컨트롤 장치 또는 OS가 다운됨으로써 제어 프로그램의 동작이 정지하거나, OS에 의한 강제적인 메모리 개방 기능의 발동에 의해 제어 프로그램의 처리가 저해되어 스캔 타임 내에 스캔 동작을 완료할 수 없게 된다거나 하는 경우가 있다.

따라서, 본 실시 형태에서는, 메모리 상한(305)의 합계값을 컨트롤 장치의 시스템 전체에서 이용할 수 있는 값 이하로 함으로써 컨트롤 장치 등의 다운을 방지할 수 있다.

또한, 시스템 전체에서 이용할 수 있는 값은, 컨트롤 장치에 탑재된 메모리로부터 OS 등에서 사용된 부분을 제외한 값인 것이 바람직하다. OS 등의 영역에 제어 또는 정보 프로그램의 처리가 영향을 주지 않도록 하기 위해서이다.

또한, 프로그램마다 메모리 상한(305)의 값을 설정함으로써, 만약 어떤 프로그램에 상정 이상의 메모리를 사용해 버리는 문제가 있었던 경우에는, 당해 프로그램만이 정지되어 다른 프로그램에 영향을 주는 것을 방지할 수 있다.

다음에 태스크 우선도(303)에 대하여 설명한다.

태스크 우선도는, 각 프로그램이 실행시키는 경우의 우선도이다. 각 프로그램에 태스크 우선도를 설정함으로써, OS의 스케줄러 등에 프로그램에 대한 CPU 할당의 우선 순위를 인식시킬 수 있다.

복수의 프로그램을, 명시적으로 태스크 우선도를 설정하지 않고 실행하면 미리 OS의 스케줄러가 갖는 룰에 따라서 CPU 할당과 같은 리소스 할당이 행해진다. 예를 들어, 복수의 프로그램에 평등하게 CPU의 할당이 행해지는 스케줄링이 행해진다.

이와 같은 스케줄링은 제어 프로그램과 같은 스캔 타임 내에 확실하게 처리를 종료하는 것이 중요한 프로그램인 경우, 다른 프로그램의 동작에 의해 스캔 타임 내에 처리를 종료할 수 없게 되는 등 제어 프로그램의 동작에 영향을 미치는 경우가 있다.

예를 들어, 제1 프로그램의 처리 실행(CPU 할당) 중에, 타이머 인터럽트 등에 의해 제1 프로그램보다도 상대적으로 태스크 우선도가 높은 제2 태스크의 처리 개시 요구가 발행되면, 제1 프로그램의 처리가 중단되고 제2 프로그램의 처리가 개시된다. 그 후 제2 프로그램이 Sleep 등에 의해 CPU의 할당을 종료하면 제1 프로그램의 처리가 재개된다.

또한, 예를 들어 제1 프로그램의 처리 실행(CPU 할당) 중에, 타이머 인터럽트 등에 의해 제1 프로그램보다도 상대적으로 태스크 우선도가 낮은 제2 태스크의 처리 개시 요구가 발행되면, 제1 프로그램이 Sleep 등에 의해 CPU의 할당을 종료할 때까지 제2 프로그램의 처리 개시가 대기된다.

따라서, 태스크 우선도(303)를 설정함으로써, 보다 우선도가 높은 프로그램의 처리를 우선하여 행할 수 있다.

이에 의해, 유저가 보다 중요성이 높다고 판단한 프로그램을 우선하여 처리시킬 수 있다. 정보 프로그램을 컨트롤 장치에서 처리하여, 정보 프로그램이 복잡한 계산을 행하는 경우라도, 제어 프로그램에 영향을 주지 않도록 할 수 있다.

ICT001과 ICT002는, 실행 주기(304)인 스캔 타임이 설정되어 있지 않지만, 제어 프로그램에 비해 정보 프로그램의 태스크 우선도가 낮기 때문에, 제어 프로그램의 계산에 CPU 코어를 이용하지 않는 시간(예를 들어, 비어 있는 시간)에 정보 프로그램의 처리를 행할 수 있다. 이에 의해, 제어 프로그램의 처리에 영향을 주지 않고 정보 프로그램을 처리할 수 있다.

ICT001과 ICT002는, 이용 디바이스가 eth1이며, eth1은 전유 설정되어 있지 않다. 그 때문에, eth1의 포트에 대해서는, ICT001과 ICT002가 공유하여 이용 가능하다.

ICT001과 ICT006이 eth1을 동시에 사용하고자 한 경우에는, 태스크 우선도(303)가 높은 ICT001이 먼저 eth1을 사용한다. ICT001이 eth1의 사용을 종료하였을 때, 태스크 우선도(303)가 높은 ICT006이 eth1을 사용하는 것이 가능해진다. 이와 같이, 프로그램 각각이 태스크 우선도에 따른 처리가 가능해진다.

도 4는 컨트롤 장치(109)가 프로그램 배포 장치(101)로부터 원하는 프로그램을 다운로드하는 프로그램 다운로드 처리의 일례를 설명하는 흐름도이다.

먼저, 프로그램 배포 장치(101)에서는, 도시하지 않은 조작 화면을 사용한 유저의 조작에 따라서, 다운로드해야 할 프로그램이 선택된다(스텝 S401). 이에 의해, 프로그램 배포부(102)는, 대응하는 특정 프로그램을 프로그램 관리 데이터베이스(104)에 있어서 특정한다.

다음에 프로그램 배포 장치(101)에서는, 조작 화면에 있어서 유저의 조작에 따라서 상기 특정 프로그램에 대하여 실행 관리 정보가 설정된다(스텝 S402). 이 실행 관리 정보에는, 예를 들어 도 3에 도시한 바와 같이 태스크 우선도(303)가 포함되어 있다.

이에 의해, 실행 관리 정보 생성부(103)는, 유저의 입력 내용에 따라서 상기 특정 프로그램의 동작 양태에 관한 파라미터로서, 예를 들어 각 프로그램의 각 태스크가 실행될 때의 우선도, 및, 각 태스크가 사용 가능한 메인 메모리(210) 내의 상한 기억 용량 중 적어도 한쪽의 파라미터를 설정할 수 있다.

이하, 일례로서 주로 우선도를 들어 설명한다. 이상까지가, 프로그램 배포 장치(101)에 있어서의 처리를 나타내고 있고, 이것 이후는 컨트롤 장치(109)에 있어서의 처리를 나타내고 있다.

프로그램 배포 장치(101)는, 컨트롤 장치(109)의 요구에 따라서, 상기 특정 프로그램 및 이것에 대응지어진 실행 관리 정보를 컨트롤 장치(109)에 다운로드한다(스텝 S403).

다음에 컨트롤 장치(109)에서는, 태스크 관리부(110)가, 상기 다운로드된 상기 특정 프로그램을 수신한다(이미 설명한 프로그램 수신 기능에 상당). 태스크 관리부(110)는, 수신이 완료되면, 상기 특정 프로그램이 제어 프로그램인 경우에는 제어 프로그램(114)으로서 메인 메모리(210)에 보존한다(스텝 S404).

다음에 컨트롤 장치(109)에서는, 태스크 관리부(110)가, 상기 특정 프로그램과 함께 다운로드한 실행 관리 정보를 실행 관리 정보 테이블(113)에 추기한다(이미 설명한 프로그램 실행 관리 기능에 상당)(스텝 S405).

도 5는 프로그램 실행 처리의 일례를 설명하는 흐름도이다. 이 프로그램 실행 처리는, 컨트롤 장치(109)에 있어서 상기 특정 프로그램이 실행되는 경우의 처리 내용을 나타내고 있다.

태스크 관리부(110)는, 어떤 소정의 프로그램을 새롭게 실행하려고 하였을 때, 실행 관리 정보 테이블(113)로부터 당해 소정의 프로그램에 대응하는 실행 관리 정보를 판독한다(스텝 S501).

당해 소정의 프로그램에 대응하는 실행 관리 정보로서는, 실행 관리 정보 테이블(113)에 있어서의 우선도(303)에 있어서 관리되고 있는 당해 소정의 프로그램의 각 태스크가 실행될 때에 있어서의 우선도를 포함한다.

다음에 태스크 관리부(110)는, 당해 판독된 실행 관리 정보에 기초하여 당해 소정의 프로그램의 파라미터로서, 예를 들어 당해 소정의 프로그램(제어 프로그램(105) 및 정보 프로그램(106) 중 적어도 한쪽의 프로그램)의 각 태스크의 우선도를 설정하거나, 각 태스크가 사용 가능한 메인 메모리(210)의 상한 기억 용량을 설정 또는 특정하거나 한다(스텝 S502).

태스크 관리부(110)는, 이와 같은 우선도를 소정의 커맨드를 사용하여 설정한다. 한편, 태스크 관리부(110)는, 상술한 상한 기억 용량을 설정한다.

이상과 같은 실시 형태에 따르면, 동일 플랫폼(즉 컨트롤 장치(109))에 공존하는 제어 프로그램(114) 및 정보 프로그램(115)이 당해 플랫폼 상에서 각각 대응하는 파라미터에 따라서 동작하게 된다. 태스크 관리부(110)가, 제어 프로그램(114) 및 정보 프로그램(115)을, 당해 프로그램(114 및 115)의 각각의 태스크 우선도 등의 파라미터값을 기초로 제어 프로그램 실행부(111) 및 정보 프로그램 실행부(112)를 제어함으로써, 당해 프로그램(114 및 115)의 각각의 실행을 제어한다(스텝 S503).

이 경우에는, 정보 프로그램(115)인 ICT001과 ICT002가 소정의 리소스로 동작한다. 또한, 제어 프로그램(114)인 CTL001과 CTL002가 소정의 리소스로 ICT001과 ICT002보다도 높은 우선도로 동작한다.

실행 관리 정보 테이블(113)을 적절히 변경함으로써, 제어 프로그램(114) 및 정보 프로그램(115)은, 서로, 예를 들어 태스크의 추가, 갱신 또는 삭제와 같은 기능 변경 시에, 다른 프로그램이 동작한 상태 그대로, 일부의 제어 프로그램(114) 또는 정보 프로그램(115)을 변경할 수 있다.

또한, 정보 프로그램(115)은, 소정의 리소스가 확보된 경우이며, 다른 프로그램과의 영향이 없는 경우에는 재컴파일이나 재다운로드를 필요로 하지 않고 실행 관리 정보 테이블(113)을 변경해도 동작시킬 수 있다.

이 때문에, 제어 프로그램(114) 및 정보 프로그램(115)의 각 태스크의 추가, 갱신 및 삭제 중 어느 기능적인 변경도 행하기 쉬워지기 때문에, 컨트롤 장치(109)는 유연한 기능 변경을 가능하게 한다.

[제2 실시 형태]

제2 실시 형태에 대하여 도 3 등을 사용하여 설명한다. 그때, 제1 실시 형태와 상이한 점을 중심으로 하여 설명하고, 제1 실시 형태와 공통되는 점에 대해서는 설명을 생략 또는 간략한다.

제2 실시 형태에서는, 상술한 조작 화면(도시하지 않음)에, 도 3에 도시한 실행 관리 정보 테이블(113)에 기초하여, 상술한 각 프로그램이 사용 가능한 메인 메모리(210)의 상한 기억 용량에 따라서 도출되는 나머지 리소스, 예를 들어 각 프로그램이 사용 가능한 메인 메모리(210)의 잔류 용량이 표시된다.

프로그램 배포 장치(101)에서는, 상술한 조작 화면에 있어서 소정의 조작에 따라서, 예를 들어 나머지 리소스 등이 선택되면, 당해 나머지 리소스를 포함하는 파라미터값을 나타내는 실행 관리 정보를, 선택된 프로그램과 함께 컨트롤 장치(109)에 다운로드한다.

컨트롤 장치(109)에서는, 태스크 관리부(110)가 당해 선택된 프로그램과 함께 상기 실행 관리 정보를 수취하고, 이 실행 관리 정보를 실행 관리 정보 테이블(113)에 등록한다.

당해 선택된 프로그램이 제어 프로그램(114)이면, 제어 프로그램 실행부(111)가, 상기 실행 관리 정보에 기초하는 나머지 리소스를 파라미터값으로 하여, 당해 선택된 프로그램인 제어 프로그램(114)을 실행한다.

한편, 당해 선택된 프로그램이 정보 프로그램(115)이면, 정보 프로그램 실행부(112)가, 상기 실행 관리 정보에 기초하는 나머지 리소스를 파라미터값으로 하여, 당해 선택된 프로그램인 정보 프로그램(115)을 실행한다.

이상과 같은 구성으로 하면, 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있음과 함께, 또한, 그와 같은 각 태스크가 사용 가능한 메인 메모리(210)의 나머지 리소스에 접한 유저가 적절한 정보에 기초하여 다운로드 설정을 행할 수 있음과 함께, 상술한 선택된 프로그램이 기존의 프로그램에 영향을 주지 않도록 할 수 있다.

[몇 가지의 변형예]

다음에, 변형예에 대하여 설명한다. 상술한 제1 및 제2 실시 형태 중 적어도 하나에서는, 다음과 같은 변형예 중 적어도 하나를 채용할 수 있다.

제1 변형예로서는, 예를 들어 하이퍼바이저 등을 이용하여 OS층으로부터 나누도록 해도 된다.

제2 변형예로서는, 각종 프로그램의 처리를 시퀀셜하게 행하는 것 대신에, 처리 결과에 모순이 발생하지 않는 한, 처리의 순서를 교체하거나 또는 병행 동작하도록 구성해도 된다.

제3 변형예로서는, 도 6 및 도 7에 도시한 예가 있다. 즉, 제어 프로그램의 동작 중에 정보 프로그램이 변경된다. 구체적으로는, 예를 들어 도 6에 도시한 바와 같이, CTL007과 ITL008에 대하여 CPU 코어 번호(306)가 공통되어 있다. 이것은, 제어 프로그램인 CTL007의 동작 중에, 정보 프로그램인 ITL008의 실행을 위해 동일 코어가 사용될 수 있는 것, 즉, 태스크 우선도(303)나 이용 디바이스(307)가 다르지만 CTL007의 처리가 ITL008의 영향을 받을 수 있음을 나타내고 있다.

ITL008은, 정보 프로그램이기 때문에, 제어 프로그램의 실행 중에 변경 가능한 프로그램이다. 컨트롤 장치(109)가 갖는 ITL008을 삭제한 후에, ITL009를 컨트롤 장치(109)에 전송한다. 전송은 프로그램 배포 장치(101) 등에 의해 행해진다. 이에 의해, ITL008을 ITL009로 변경할 수 있다.

[상기 설명의 개념의 일례]

상기 설명의 개념의 일례를 설명하면, 예를 들어 다음과 같다. 물리적으로(직접적뿐만 아니라, 네트워크를 통해 간접적으로 접속되는 경우도 포함함) 접속된 하드웨어의 I/O 포트에 액세스함으로써 제어 대상 장치의 동작을 제어하는 컨트롤 장치이며, I/O 포트의 정보를 읽어들여 제어 프로그램과 정보 프로그램이 액세스 가능한 공유 영역에 저장하는 저장 수단과, 제어 프로그램은, I/O 포트 또는 저장된 I/O 포트의 정보를 취득하고, I/O 포트에 당해 I/O 포트에 접속된 장치의 제어 정보를 출력하고, 정보 프로그램은, 저장된 I/O 포트의 정보를 취득하고, 취득한 I/O 포트의 정보를 연산함으로써 처리 정보를 특정하는 것을 특징으로 하는 컨트롤 장치이다.

[총괄, 및, 보다 구체적인 실시 형태의 일례]

이하의 설명은, 지금까지의 설명의 총괄과, 보다 구체적인 실시 형태의 일례를 포함한다. 바꿔 말하면, 이하의 설명은, 지금까지의 설명의 중복 부분과, 지금까지의 설명에 없는 사항 중 어느 것을 포함해도 된다.

제어 대상 장치의 제어에 필요한 정보(예를 들어, 센서에 의한 측정값)를 취득하기 위한 통신을 제어 프로그램에 의한 제어의 일부로 하는 것(즉, 통신에 대하여 제어 프로그램에 기술되어 있는 것)이 생각되지만, 통신과 같은 정보 처리는 제어 프로그램에 의한 제어와는 분리해 두는 것이 바람직하다고 생각된다. 그와 같이 생각되는 하나의 이유는, 컨트롤 장치의 제어 대상 장치는, 일반적으로, 공작 기계, 자동 조립 장치 또는 자동 반송 장치와 같은 자동 기계나 생산 설비이기 때문에, 높은 안정성, 즉 리얼타임성이 요구되기 때문이다.

따라서, 제어 프로그램에 더하여, 통신과 같은 정보 처리에 대하여 기술된 프로그램인 정보 프로그램을 준비해 두는 것이 생각된다. 리얼타임성을 유지하기 위해 제어 프로그램을 우선하기 위해, 정보 프로그램을 컨트롤 장치와는 다른 장치에서 실행하는 것이 생각되지만, 자원 절약의 관점에서, 제어 프로그램과 정보 프로그램의 양쪽을 컨트롤 장치와 같은 동일 플랫폼 상에서 실행하는 것이 생각된다. 이 경우, 제어 프로그램과 정보 프로그램이 컨트롤 장치 내에 적절하게 공존할 것이 요구된다.

그러나, 상술한 특허문헌 1 및 2는, 이미 설명한 이유로부터, 제어 프로그램과 정보 프로그램의 적절한 공존을 위한 기술을 개시도 시사도 하고 있지 않다.

동일한 플랫폼 상에서, 1 이상의 제어 프로그램(114)과 1 이상의 정보 프로그램(115)을 포함한 복수의 프로그램이 실행된다. 「동일한 플랫폼」이란, 상술한 설명에 의하면 컨트롤 장치(109)이다.

1 이상의 제어 프로그램의 각각은, 당해 제어 프로그램에 있어서의 제어 대상 장치의 제어를 위한 스캔 동작을 행하는 프로그램이다. 한편, 1 이상의 정보 프로그램의 각각은, 스캔 동작과 상이한(예를 들어 스캔 동작을 포함하지 않는) 정보 처리를 행하는 프로그램이다.

하기에 예시하는 적어도 하나에 의해, 정보 프로그램을 유연하게 변경하는 것이 가능하다.

·복수의 프로그램(114 및 115)의 각각에 대하여, 당해 프로그램의 동작 범위를 규정한 복수의 파라미터값이 설정된다. 제어 프로그램(114)의 실행과 정보 프로그램(115)의 실행이, 당해 제어 프로그램(114)과 당해 정보 프로그램(115)의 각각에 대한 복수의 파라미터값에 기초하여 행해진다. 정보 프로그램(115)의 복수의 파라미터값을, 어느 제어 프로그램(114)의 실행에 악영향이 생기지 않도록 조정 가능하다.

·1 이상의 공유 영역이 마련된다. 1 이상의 공유 영역의 각각에 대하여, 다음의 것을 말할 수 있다. 즉, 당해 공유 영역은, 1 이상의 제어 프로그램(114)의 적어도 하나의 제어 프로그램(114)과 1 이상의 정보 프로그램(115)의 적어도 하나의 정보 프로그램(115)이 액세스 가능한 기억 영역이다. 당해 기억 영역에는, 예를 들어 당해 제어 프로그램(114)에 의해 액세스되는 I/O 포트에 관한 정보와 당해 제어 프로그램(114)에 관한 정보(예를 들어 내부 변수) 중 적어도 한쪽을 포함한 공유 정보가 저장된다. 당해 공유 영역에 저장된 공유 정보를 기초로, 당해 공유 영역에 액세스 가능한 정보 프로그램(115)이, 정보 처리를 행할 수 있다. 바꿔 말하면, 제어 프로그램(114)의 실행 결과에 기초하는 공유 정보를 기초로 정보 프로그램(115)이 실행되기 때문에, 정보 프로그램(115)의 실행이 제어 프로그램(114)에 악영향을 주지 않을 것이 기대된다. 그러므로, 제어 프로그램(114)에 악영향을 주지 않고 정보 프로그램(115)을 변경하는 것을 기대할 수 있다.

예를 들어, 복수의 프로그램(114 및 115)의 각각에 대하여 동작의 범위를 규정한 복수의 파라미터값을 포함하는 실행 관리 테이블(113)이 준비된다. 이에 의해, 정보 프로그램(115)의 실행(동작)에 의해 제어 프로그램(114)의 실행에 악영향이 생기는 것을 방지할 수 있다. 당해 복수의 프로그램(114 및 115)의 각각에 대하여, 복수의 파라미터값은, 하기,

·태스크 우선도(303)(당해 프로그램의 우선도의 일례),

·메모리 상한(305)(1종류 이상의 계산 리소스에 대응한 1 이상의 리소스 상한의 일례),

·이용 디바이스(307) 및 전유 디바이스(308)(당해 프로그램이 이용 가능한 1 이상의 I/O 포트 중 어느 I/O 포트가 당해 프로그램에 전유의 I/O 포트이며 어느 I/O 포트가 당해 프로그램을 포함하는 2 이상의 프로그램에서 공유 가능한 I/O 포트인지를 나타내는 전유/공유 디바이스의 일례),

중 적어도 하나를 포함한다.

태스크 우선도(303)와 같은 프로그램 우선도라는 파라미터값이 있음으로써, 제어 프로그램(114)에 요구되는 리얼타임성의 유지를 우선한 처리가 가능하다. 예를 들어, 계산 리소스의 절약의 관점에서, CPU 코어, 메모리 영역 및 I/O 포트와 같은 적어도 하나의 계산 리소스를 공유 디바이스로 하는 것, 구체적으로는, 제어 프로그램(114)과 정보 프로그램(115)이 공유하는 것이 생각된다. 태스크 우선도(303)의 설정에 의해, 제어 프로그램(114)과 정보 프로그램(115)이 계산 리소스를 공유해도, 제어 프로그램(114)의 리얼타임성을 손상시키지 않도록 정보 프로그램(115)을 실행할 수 있다.

메모리 상한(305)과 같은 리소스 상한이 있음으로써도, 제어 프로그램(114)에 요구되는 리얼타임성의 유지를 우선한 처리가 가능하다. 예를 들어, 정보 프로그램(115)이 재한없이 메모리양을 사용한 후에 정지한 경우에는 메모리양 해방의 처리가 행해지게 되지만, 이 처리는, 제어 프로그램(114)보다도 우선하여 행해지는 것이 생각된다. 메모리양을 해방하지 않는 경우에는 제어 프로그램(114)이 적절한 처리를 행할 수 없을 것이 생각되기 때문이다. 그러나, 그렇게 되면, 제어 프로그램(114)에 요구되는 리얼타임성이 손상되어 버린다. 이와 같은 것을 피하기 위해, 리소스 상한은 유용하다.

제어 프로그램(114) 및 정보 프로그램(115)의 각각에 대하여, 전유/공유 디바이스라는 설정은, 2 이상의 파라미터값의 조합의 설정이어도 된다. 전유 디바이스가 설정됨으로써, 안정된 성능, 예를 들어 리얼타임성의 유지를 기대할 수 있다. 공유 디바이스가 설정됨으로써, 계산 리소스를 절약하면서 유연한 처리를 기대할 수 있다.

또한, 상술한 설명에서는, 제어 프로그램(114)과 정보 프로그램(115)이 공존하는 플랫폼은, 물리적인 컴퓨터로서의 컨트롤 장치(109)이지만, 도 8에 예시한 바와 같이, 다른 예로서, 동일한 OS(952)를 채용할 수 있다. 즉, 제어 프로그램(114)과 정보 프로그램(115)의 OS는 공통되어 있다. 여기에서도, 복수의 프로그램(114 및 115)의 각각에 대하여, 당해 프로그램의 동작의 범위를 규정한 복수의 파라미터값을 포함한 실행 관리 테이블(113)이 설정된다.

제어에 관해서는, 일반적으로, 높은 리얼타임성이 요구되고, 정보 처리에 관해서는, 일반적으로, 높은 스루풋이 요구된다. 그리고, OS로서도, 일반적으로, 제어용 OS로서의 전용 OS(리얼타임 OS)와, 정보 처리용 OS로서의 범용 OS가 있다.

일반적으로, 제어 프로그램은 전용 OS가 탑재된 계산기에서 실행되고, 또한, 전용 OS가 탑재된 계산기로부터 정보계의 계산에 필요한 정보를 수신한 범용 OS가 탑재된 계산기가 실행되고 있다. 여기서, 만약, 요즘의 범용 계산기 분야의 기술을 고려하면 제어 프로그램은 전용 OS 상에서 실행되고, 정보 프로그램은 범용 OS 상에서 실행됨으로써 본원 발명과 유사한 구성으로 할 수 있다고 생각된다. 이 때문에, 동일한 계산기에 제어 프로그램과 정보 프로그램을 공존시키는 경우, 통상, 계산기에 있어서의 계산 리소스 집합(물리적인 계산 리소스의 집합으로서의 하드웨어)을 에뮬레이트하는 가상 머신 기술을 채용하게 된다. 구체적으로는, 예를 들어 하이퍼바이저가, 제어 프로그램용으로, 게스트 OS로서 전용 OS를 탑재한 가상 머신을 생성하고, 정보 프로그램용으로, 게스트 OS로서 범용 OS를 탑재한 가상 머신을 생성하고, 제어 프로그램과 정보 프로그램이, OS가 상이한 각각의 가상 머신에서 실행되는 것이 생각된다.

그러나, 가상 머신 기술에서는, 가상 머신에 있어서의 게스트 OS 외에, 가상 머신의 베이스가 되는 호스트 OS가 존재한다. 결과로서, 관리 대상이 많고, 관리가 번잡해지는 것이 생각된다.

또한, 계산기에 기기가 접속되어도, 당해 계산기에 있어서의 모든 제어 프로그램이나 정보 프로그램이 용이하게 당해 기기를 인식할 수 있는 것은 아니다. 가상 머신별로, 게스트 OS를 통해, 당해 기기를 인식하기 위한 처리가 필요해진다. 바꿔 말하면, 제어 프로그램과 정보 프로그램이 디바이스를 공유하는 것이 곤란하다.

본원의 발명자의 고찰에 의하면, 범용 OS의 계통이기는 하지만 필요로 되는 리얼타임성을 제공할 수 있는 리얼타임 기능을 가진 OS(이하, 편의상, 「리얼타임 범용 OS」라 칭함)가 제공되고 있다.

이 때문에, 리얼타임 범용 OS를, 도 8에 예시한 바와 같이, 제어 프로그램(114) 및 정보 프로그램(115)이 공존하는 OS(952)로서 채용하는 것이 생각된다.

그러나, 제어 프로그램(114) 및 정보 프로그램(115)이 리얼타임 범용 OS 상에 공존하게 되면, 제어 프로그램(114)의 리얼타임성의 저하가 우려된다. 구체적으로는, 예를 들어 리얼타임 범용 OS는, 스케줄러를 갖고, 당해 스케줄러에 인터럽트가 발생하도록 되어 있다. 스케줄러는, 실행해야 할 리얼타임 태스크(제어 프로그램(114)에 대응한 태스크)가 있으면, 태스크 우선도(303)에 따라 당해 리얼타임 태스크로 제어를 넘겨주고, 실행해야 할 리얼타임 태스크가 없으면, 통상 태스크(예를 들어 정보 프로그램(115)에 대응한 태스크)로 제어를 넘겨주도록 되어 있다. 실행해야 할 리얼타임 태스크가 있어도, 통상 태스크에 대하여 소정의 처리까지 종료되지 않으면, 당해 통상 태스크는 정지되지 않는다. 이 때문에, 리얼타임 태스크의 개시가 지연되고, 결과적으로, 리얼타임성이 손상될 우려가 있다.

따라서, 제어 프로그램(114) 및 정보 프로그램(115)의 동일 플랫폼으로서 OS(952)를 채용하고, 또한, 당해 환경에 있어서, 상술한 고안 중 적어도 하나, 예를 들어 하기를 채용함으로써, 리얼타임성이 유지된다.

·상술한 실행 관리 테이블(113)이 설정된다. 즉, 제어 프로그램(114) 및 정보 프로그램(115)의 각각에 대하여 리얼타임성의 유지를 목적으로 결정된 파라미터값이 설정된다.

파라미터값의 설치로서, 구체적으로는, 예를 들어 도 3에 예시한 파라미터값(303 내지 308)의 조합에 의해, 제어 프로그램(114) 및 정보 프로그램(115)이 동일 OS(952) 상에 공존해도, 리얼타임성의 유지가 도모된다. 예를 들어, 통상 태스크에 대하여 소정의 처리까지 종료되지 않으면 당해 통상 태스크는 정지되지 않는 것을 고려하여 파라미터값(303 내지 308)을 결정하는 것이 행해진다.

도 8의 컨트롤 장치(909)에 대해서는, 예를 들어 이하와 같다.

컨트롤 장치(909)의 물리 리소스 집합(951) 상에서, OS(952)가 실행된다. OS(952) 상에서의 프로그램 실행 환경으로서, 컨테이너형 가상화에 따르는 컨테이너(953)가 채용된다. 즉, 프로그램이, 컨테이너(953)에 설정되고, OS(952) 상에서, 컨테이너(953)의 단위로 실행된다. 컨테이너(953)로서는, 예를 들어 제어 컨테이너(953A)와 정보 컨테이너(953B)의 2종류의 컨테이너가 있다.

제어 컨테이너(953A)는, 제어 프로그램(114)이 저장되어 실행되는 컨테이너이다. 제어 프로그램(114)은, 예를 들어 소프트웨어 PLC계 런타임(961) 상에서 실행되어도 된다. 제어 프로그램(114)은, 제어계 통신을 행해도 된다. 또한, 제어계 통신은 시리얼 또는 패럴렐의 유선 통신이어도, 무선 통신이어도 된다.

정보 컨테이너(953B)는, 정보 프로그램(115)이 저장되어 실행되는 컨테이너이다. 적어도 하나의 정보 프로그램(115)은, 정보계 통신을 행할 수 있다.

컨트롤 장치(909)에서 실행되는 프로그램으로서, 상술한 프로그램(114 및 115)에 더하여, 다른 프로그램, 예를 들어 Web 서버 프로그램(956) 및 실행 제어 프로그램(957)이 있다. Web 서버 프로그램(956) 및 실행 제어 프로그램(957)은, 모두, 컨테이너(953)의 외부에서 실행되는 호스트 프로그램의 일례이다. 실행 제어 프로그램(957)은, 컨테이너(953)의 생성 또는 삭제 등을 행하는 컨테이너 엔진이어도 된다. Web 서버 프로그램(956) 및 실행 제어 프로그램(957)이 실행됨으로써 상술한 태스크 관리부(110)가 실현되어도 된다.

Web 서버 프로그램(956)은, Web 서버로서 기능하기 위한 프로그램이다. Web 서버 프로그램(956)이, 관리 유저 계산기(151M) 및 일반 유저 계산기(151G)의 각각(클라이언트)과 통신한다. Web 서버 프로그램(956)이, 1 이상의 정보 프로그램(115) 중 적어도 하나가 저장되는 컨테이너에 대하여, 파라미터값의 설정을 접수하는 유저 인터페이스 프로그램의 일례이다.

실행 제어 프로그램(957)은, 컨테이너(953)에 있어서의 프로그램에 관하여 설정되어 있은 복수의 파라미터값을 기초로, 컨테이너(953)(정확하게는, 컨테이너(953)에 있어서의 프로그램)의 실행을 제어한다.

이상, 본 발명자에 의해 이루어진 발명을 발명의 실시 형태에 기초하여 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 발명의 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능한 것은 물론이다.

또한, 본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 다양한 변형예가 포함된다. 예를 들어, 상기한 실시 형태는 본 발명을 이해하기 쉽게 설명하기 위해 상세하게 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것은 아니다.

또한, 어떤 실시 형태의 구성의 일부를 다른 실시 형태의 구성으로 치환하는 것이 가능하고, 또한, 어떤 실시 형태의 구성에 다른 실시 형태의 구성을 추가하는 것도 가능하다.

101 : 프로그램 배포 장치
102 : 프로그램 배포부
103 : 실행 관리 정보 생성부
104 : 프로그램 관리 데이터베이스
105 : 제어 프로그램
106 : 정보 프로그램
109 : 컨트롤 장치
110 : 태스크 관리부
113 : 실행 관리 정보 테이블
114 : 제어 프로그램
115 : 정보 프로그램

Claims

1 이상의 제어 대상 장치에 접속된 1 이상의 I/O 포트의 적어도 하나의 I/O 포트에 액세스함으로써 당해 I/O 포트에 접속된 제어 대상 장치의 동작을 제어하는 컨트롤 장치이며,
복수의 프로그램을 실행하는 프로세서부와,
상기 1 이상의 I/O 포트에 관한 정보를 저장하고 상기 복수의 프로그램의 각각이 액세스 가능한 1 이상의 공유 영역의 기초(base)가 되는 기억부
를 구비하고,
상기 복수의 프로그램은, 1 이상의 제어 프로그램 외에, 1 이상의 정보 프로그램을 포함하고,
상기 1 이상의 제어 프로그램의 각각은, 상기 프로세서부의 코어에 실행됨으로써, 당해 제어 프로그램에 있어서의 제어 대상 장치의 제어를 위해 액세스되는 I/O 포트에 접속된 당해 제어 대상 장치의 제어 정보를 출력하는 스캔 동작을 소정 간격의 주기로 행하는 프로그램이며,
상기 1 이상의 정보 프로그램의 각각은, 상기 프로세서부의 코어에 실행됨으로써, 상기 스캔 동작과 상이한 정보 처리를 행하는 프로그램이며,
상기 프로세서부의 코어가, 제어 프로그램을 정보 프로그램보다 우선하여 실행하고, 제어 프로그램을 실행하지 않는 비어 있는 시간에 정보 프로그램을 실행하는 것을 특징으로 하는 컨트롤 장치.

제1항에 있어서,
상기 스캔 동작과 상이한 정보 처리는, 당해 스캔 동작을 포함하지 않는 정보 처리인 것을 특징으로 하는 컨트롤 장치.

제2항에 있어서,
상기 스캔 동작은, 상기 제어 프로그램에 있어서의 제어 대상 장치의 제어를 위해 액세스되는 I/O 포트에 상기 I/O 포트에 접속된 당해 제어 대상 장치의 제어 정보를 출력하는 것을 특징으로 하는 컨트롤 장치.

제3항에 있어서,
상기 기억부는, 실행 관리 정보를 저장하고,
상기 실행 관리 정보는, 상기 복수의 프로그램의 각각에 대하여, 당해 프로그램의 동작의 범위를 규정한 복수의 파라미터값을 포함하고,
상기 복수의 프로그램의 각각에 대하여, 상기 복수의 파라미터값은, 하기,
당해 프로그램의 우선도,
1종류 이상의 계산 리소스에 대응한 1 이상의 리소스 상한,
당해 프로그램이 이용 가능한 1 이상의 I/O 포트 중 어느 I/O 포트가 당해 프로그램에 전유의 I/O 포트이며 어느 I/O 포트가 당해 프로그램을 포함하는 2 이상의 프로그램에서 공유 가능한 I/O 포트인지를 나타내는 전유/공유 디바이스,
중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨트롤 장치.

제3항에 있어서,
상기 복수의 프로그램의 각각에 대하여, 당해 프로그램의 동작의 범위를 규정한 복수의 파라미터값이 설정되고,
상기 복수의 프로그램의 각각에 대하여, 상기 복수의 파라미터값은, 당해 프로그램이 이용 가능한 1 이상의 I/O 포트 중 어느 I/O 포트가 당해 프로그램에 전유의 I/O 포트이며 어느 I/O 포트가 당해 프로그램을 포함하는 2 이상의 프로그램에서 공유 가능한 I/O 포트인지를 나타내는 전유/공유 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨트롤 장치.

컨트롤 장치의 프로세서부가, 1 이상의 제어 대상 장치에 접속된 1 이상의 I/O 포트에 관한 정보를 저장하고 1 이상의 제어 프로그램과 1 이상의 정보 프로그램을 포함한 복수의 프로그램의 각각이 액세스 가능한 1 이상의 공유 영역을 관리하고,
상기 1 이상의 제어 프로그램의 각각은, 상기 프로세서부의 코어에 실행됨으로써, 당해 제어 프로그램에 있어서의 제어 대상 장치의 제어를 위해 액세스되는 I/O 포트에 접속된 당해 제어 대상 장치의 제어 정보를 출력하는 스캔 동작을 소정 간격의 주기로 행하는 프로그램이며,
상기 1 이상의 정보 프로그램의 각각은, 상기 프로세서부의 코어에 실행됨으로써, 상기 스캔 동작과 상이한 정보 처리를 행하는 프로그램이며,
상기 프로세서부의 코어가, 제어 프로그램을 정보 프로그램보다 우선하여 실행하고, 제어 프로그램을 실행하지 않는 비어 있는 시간에 정보 프로그램을 실행하는 것을 특징으로 하는 컨트롤 방법.

제6항에 있어서,
상기 스캔 동작과 상이한 정보 처리는, 당해 스캔 동작을 포함하지 않는 정보 처리인 것을 특징으로 하는 컨트롤 방법.

제7항에 있어서,
상기 스캔 동작은, 상기 제어 프로그램에 있어서의 제어 대상 장치의 제어를 위해 액세스되는 I/O 포트에 상기 I/O 포트에 접속된 당해 제어 대상 장치의 제어 정보를 출력하는 것을 특징으로 하는 컨트롤 방법.

제8항에 있어서,
상기 컨트롤 장치는, 실행 관리 정보를 저장하고,
상기 실행 관리 정보는, 상기 복수의 프로그램의 각각에 대하여, 당해 프로그램의 동작의 범위를 규정한 복수의 파라미터값을 포함하고,
상기 복수의 프로그램의 각각에 대하여, 상기 복수의 파라미터값은, 하기,
당해 프로그램의 우선도,
1종류 이상의 계산 리소스에 대응한 1 이상의 리소스 상한,
당해 프로그램이 이용 가능한 1 이상의 I/O 포트 중 어느 I/O 포트가 당해 프로그램에 전유의 I/O 포트이며 어느 I/O 포트가 당해 프로그램을 포함하는 2 이상의 프로그램에서 공유 가능한 I/O 포트인지를 나타내는 전유/공유 디바이스,
중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨트롤 방법.

제8항에 있어서,
상기 복수의 프로그램의 각각에 대하여, 당해 프로그램의 동작의 범위를 규정한 복수의 파라미터값이 설정되고,
상기 복수의 프로그램의 각각에 대하여, 상기 복수의 파라미터값은, 당해 프로그램이 이용 가능한 1 이상의 I/O 포트 중 어느 I/O 포트가 당해 프로그램에 전유의 I/O 포트이며 어느 I/O 포트가 당해 프로그램을 포함하는 2 이상의 프로그램에서 공유 가능한 I/O 포트인지를 나타내는 전유/공유 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨트롤 방법.