(57)【要約】【課題】上位コンピュータとこの上位コンピュータに接続された複数（多数）のシーケンサとで構成される制御システムにおいて、規模が大きくなっても常に上位コンピュータとシーケンサとの間の通信ラインを確保して信頼性と安全性を確保すると共に、通信のパフォーマンスを向上したシステム通信制御方法及び制御システムを提供する。【解決手段】システム全体を制御する上位コンピュータと、前記上位コンピュータに接続された複数のシーケンサとの間のシステム通信制御方法において、前記上位コンピュータと前記シーケンサとの間の通信を通常時通信及び非常時通信に分けると共に、通常時は、前記各シーケンサの通常時メモリ情報を前記通常時通信によって前記上位コンピュータに送信して保持して通常時処理を実行し、非常時は、前記各シーケンサの非常時メモリ情報を前記非常時通信によって前記上位コンピュータに送信して非常時処理を実行する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
システム全体を制御する上位コンピュータと、前記上位コンピュータに接続された複数のシーケンサとの間のシステム通信制御方法において、前記上位コンピュータと前記シーケンサとの間の通信を通常時通信及び非常時通信に分けると共に、通常時は、前記各シーケンサの通常時メモリ情報を前記通常時通信によって前記上位コンピュータに送信して保持して通常時処理を実行し、非常時は、前記各シーケンサの非常時メモリ情報を前記非常時通信によって前記上位コンピュータに送信して非常時処理を実行することを特徴とするシステム通信制御方法。
【請求項２】
前記通常時通信を通常時通信プログラムによって行い、前記非常時通信を非常時通信プログラムによって行う請求項１に記載のシステム通信制御方法。
【請求項３】
前記通常時通信及び前記非常時通信を前記上位コンピュータに内蔵されたバッファメモリと、前記各シーケンサに内蔵されたバッファメモリとで行うようになっている請求項１又は２に記載のシステム通信制御方法。
【請求項４】
前記バッファメモリが通常時通信用及び非常時通信用に分けて使用されるようになっている請求項３に記載のシステム通信制御方法。
【請求項５】
システム全体を統括的に制御する上位コンピュータと、前記上位コンピュータに接続された複数のシーケンサと、通常時通信プログラムによって送信された前記各シーケンサの通常時メモリ情報を保持する前記上位コンピュータ内の第１メモリと、非常時通信プログラムによって送信された前記各シーケンサの非常時メモリ情報を保持する前記上位コンピュータ内の第２メモリとを具備したことを特徴とする制御システム。
【請求項６】
前記上位コンピュータと前記各シーケンサとの間がＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）で接続されている請求項５に記載の制御システム。
【請求項７】
前記各シーケンサが前記上位コンピュータに送信するための通常時情報を保持する第３メモリと、非常時情報を保持する第４メモリとを具備している請求項５又は６に記載の制御システム。
【請求項８】
前記第１メモリ乃至第４メモリがバッファメモリである請求項７に記載の制御システム。
【請求項９】
前記シーケンサがＮＣ装置若しくはロボットである請求項５乃至８のいずれかに記載の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上位コンピュータ（メインパソコン等）と上位コンピュータにオンライン接続された複数のシーケンサ（ＮＣコントローラ等）で成る制御システム並びに上位コンピュータと複数のシーケンサとの間のシステム通信制御方法に関し、特に上位コンピュータと複数のシーケンサとの間をＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）等の高速通信回線で接続してバッファ並列同期手法によって通信を行うシステム通信制御方法及び制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
全体の統括的な制御を行う上位コンピュータと、この上位コンピュータにオンラインで接続された複数のシーケンサとで成る制御システムについて、先ず従来技術を説明する。
【０００３】
図４は一般的なＮＣマシン制御装置を示しており、ホストコンピュータ１はダウンロードすべきデータのファイル手段２を有し、ホストコンピュータ１にはＣＡＤ、ＣＡＭ機能を有する上位コンピュータ３が通信回線４により接続されており、通信回線４を介して上位のデータをホストコンピュータ１にダウンロードする。通信回線５は、ホストコンピュータ１側の通信ポート１１とＮＣコントローラ６側の通信ポート６１とを結合しており、第１通信機能の通信回線５１では、シーケンス制御のためのステータス信号の情報交換が行われ、第２通信機能の通信回線５２では、加工プログラムのダウンロード／アップロード並びに工具補正データのダウンロードの情報交換が行われる。ＮＣコントローラ６において、通信インターフェイス機能６２は通信ポート６１を介して第１通信機能及び第２通信機能のデータを受信する。
【０００４】
第２通信機能で扱う情報についての処理を説明すると、フロッピーディスクドライブ機能６３はＮＣコントローラ６側でデータをフロッピーディスク７より受信し、データバッファ機能６４は通信インターフェイス６２からのダウンロードデータ又はフロッピーディスクからのデータをバッファする。データ変換機能６５はバッファされたデータをＮＣマシン駆動用の８ビットパラレルのデータに変換し、変換されたデータはダウンロード機能６６、通信ポート６７、通信回線８を介してＮＣデータ８としてＮＣマシン９に供給されて所定の加工作業が実行される。
【０００５】
次に、第１通信機能で扱う情報についての処理を説明すると、インターフェイス機能６８はＮＣマシン９から入力されるステータス信号Ｄｉ、ＮＣコントローラ６からＮＣマシン９に供給されるステータス信号Ｄｏのインターフェイス機能である。ステータス信号Ｄｉとしては、ＮＣ準備完了、リモート運転完了、ＮＣマシン稼動、ＮＣマシン稼動完了等である。ステータス信号Ｄｏとしては、ＮＣマシン起動の他、オプションの接点出力（一時休止、シングルブロック）等である。これらステータス信号の処理は、一時休止、シングルブロック等はＮＣコントローラ６側でローカルに処理されるが、その他のステータス信号の処理はシーケンサ６９で管理され、通信インターフェイス６２、第１通信機能の通信回線５１を介してホストコンピュータ１側に伝送され、又はホストコンピュータ１側から指令されてＮＣマシン９との情報交換を実行してシーケンスの進行が管理される。
【０００６】
ステータス信号は、第１通信機能によりシーケンサ側とホストコンピュータ１側で１対１の取り合いで実現される。しかし、工場の近代的なトータル制御システムの環境下では、ＮＣマシン９とホストコンピュータ１との間で扱うステータス信号の情報量が機能の増加により従来の数倍にも増え、ハード的な変更や仕様変更に対してこれを信号の１対１の取合いで実現しようとした場合、情報量の増加に柔軟に対応できない。
【０００７】
ステータス信号の情報交換を第２通信機能で行う場合、この通信機能は、現行のＮＣマシンでは通信レベルが低く、情報量が多い場合は処理速度が極めて遅くなり使用が困難であったり、またＮＣマシンによっては、ユーザに解放されているアプリケーションソフトに対するプロトコルが準備されていない等により使用できない場合が多い。従って、第２通信機能により、この問題を解決することは困難である。
【０００８】
そのため、実公平７−１６１６２号公報（特許文献１）では、第１通信機能を改善することにより、上記問題を解消したＮＣマシン制御装置を提案している。即ち、ＮＣマシン９と情報交換を行い、これの稼働管理をするシーケンサ６９と、このシーケンサ６９と情報交換を行い、これの稼働管理をするメインＰＣ１とからなるＮＣマシン制御装置において、このシーケンサ６９及びホストコンピュータ１に、これらの間で交換されるステータス信号情報を、上位８ビットの中の１ビットをオンライン指令又は要求用に、２ビットをデータセット要求とアクノレッジ用に、５ビットをデータ区分用に割り付け、下位８ビットをデータ用に割り付けて伝送する第１通信機能と、同様に、これらの間で交換されるプログラム並びにこれに関連するデータ情報を伝送する第２通信機能とを設けている。また、ステータス信号を上位８ビットの中のＭＯＤＥ用２ビットを用いて“００、０１、１０、１１”の４個のＭＯＤＥを、ＣＯＤＥ用３ビットを用いて“０００”〜“１１１”までの８個のＣＯＤＥを表わすようにコード化し、受信側でこれをデコードすることにより、ハード的な信号線本数を必要最小限に抑えることを可能にしている。
【特許文献１】実公平７−１６１６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上記従来装置では、ホストコンピュータ１側から個別にシーケンサのデータバッファをアクセスするため、アクセス回数が増加して通信パフォーマンスが好ましいものではなかった。そのアクセス回数を減少させ、通信パフォーマンスを向上させるためには、通常の制御プログラムに通信処理ルーチンを組み込む必要があった。また、通信速度が遅く、制御プログラムで通信を行うために処理が煩雑になり、通信頻度及び負荷の調整が困難であるといった問題がある。
【００１０】
また、通信速度を速くするために通信ラインとしてＥｔｈｅｒｎｅｔを使用し、メインＰＣ（パソコン）を上位コンピュータとし、この上位コンピュータとなるメインＰＣにシーケンサが接続された制御システムの構成例を図５に示して説明する。
【００１１】
上位コンピュータとなるメインＰＣ２０には、Ｅｔｈｅｒｎｅｔの通信ライン２１で補助コンピュータとして機能するサブＰＣ２２及び各種データを測定して取得する測定器２３が接続され、Ｉ／Ｏライン２１Ａでキーボードや表示手段等の本体ハードウェア２４が接続されている。また、メインＰＣ２０には通信ライン２１及びＩ／Ｏライン２１Ｂでシーケンサ３０が接続されており、シーケンサ３０には制御の対象となるロボット３１及び３２が接続されると共に、ロボット３１及び３２の作業エリアを形成する外部テーブル３１Ａ及び３２Ａが接続されている。シーケンサ３０には更に入力手段としてのメインタッチパネル３３及びサブタッチパネル３４が接続され、光ラインケーブル等の通信ライン３５を介して他装置に接続されている。図５では、メインＰＣ２０に１つのシーケンサ３０を接続した例を示しているが、実際には多数のシーケンサが接続されている。
【００１２】
このような構成において、シーケンサ３０は、メインＰＣ２０からの命令（制御プログラム）に従ってメモリ（図示せず）から必要な情報を読出して処理してロボット３１及び３２を制御し、制御結果等の情報をメモリに格納する。シーケンサ３０のメモリに格納された情報は、適宜メインＰＣ２０に送信され全体の統括的な制御に利用される。そして、メインＰＣ２０は、シーケンサ３０から送信された情報や測定器２３で測定されたデータ等に基づいてシーケンサ３０に指令を送信し、シーケンサ３０はこの指令に従ってロボット３１及び３２を制御するような動作を繰返すことになる。
【００１３】
ここにおいて、メインＰＣ２０とシーケンサ３０との間の通信は、制御のための指令や制御結果等の情報もシーケンサ３０に内蔵されているメモリの内容に基づいて実行され、つまり重要な情報も重要度の小さい情報も同一レベルに判断され、制御システムの規模が大きくなるに従ってメインＰＣ２０とシーケンサ３０との間の通信頻度が高くなる。このため、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ等の高速度通信ラインを用いても通信を円滑に行うことができず、緊急を要する非常時処理等において問題が生じている。上位コンピュータによって制御される下位のシーケンサの数が多くなるに従って、システムの信頼性や安全性の面からもその通信の確保は重要な問題となる。
【００１４】
本発明は上述のような事情からなされたものであり、本発明の目的は、上位コンピュータとこの上位コンピュータにオンライン接続された複数（多数）のシーケンサとで構成される制御システムにおいて、規模が大きくなっても常に上位コンピュータとシーケンサとの間の通信ラインを確保して信頼性と安全性を確保すると共に、通信のパフォーマンスを向上したシステム通信制御方法及び制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、システム全体を制御する上位コンピュータと、前記上位コンピュータに接続された複数のシーケンサとの間のシステム通信制御方法に関し、本発明の上記目的は、前記上位コンピュータと前記シーケンサとの間の通信を通常時通信及び非常時通信に分けると共に、通常時は、前記各シーケンサの通常時メモリ情報を前記通常時通信によって前記上位コンピュータに送信して保持して通常時処理を実行し、非常時は、前記各シーケンサの非常時メモリ情報を前記非常時通信によって前記上位コンピュータに送信して非常時処理を実行することにより達成される。
【００１６】
本発明の上記目的は、前記通常時通信を通常時通信プログラムによって行い、前記非常時通信を非常時通信プログラムによって行うことにより、或いは前記通常時通信及び前記非常時通信を前記上位コンピュータに内蔵されたバッファメモリと、前記各シーケンサに内蔵されたバッファメモリとで行うことにより、或いは前記バッファメモリを通常時通信用及び非常時通信用に分けて使用することによって、より効果的に達成される。
【００１７】
また、本発明は制御システムに関し、本発明の上記目的は、システム全体を統括的に制御する上位コンピュータと、前記上位コンピュータに接続された複数のシーケンサと、通常時通信プログラムによって送信された前記各シーケンサの通常時メモリ情報を保持する前記上位コンピュータ内の第１メモリと、非常時通信プログラムによって送信された前記各シーケンサの非常時メモリ情報を保持する前記上位コンピュータ内の第２メモリとを設けることにより達成される。
【００１８】
本発明の上記目的は、前記上位コンピュータと前記各シーケンサとの間がＥｔｈｅｒｎｅｔで接続することにより、或いは前記各シーケンサが前記上位コンピュータに送信するための通常時情報を保持する第３メモリと、非常時情報を保持する第４メモリとを具備することにより、或いは前記第１メモリ乃至第４メモリをバッファメモリとすることにより、或いは前記シーケンサがＮＣ装置若しくはロボットであることにより、より効果的に達成される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るシステム通信制御方法及び制御システムによれば、通常時処理と非常時処理を通信で分けて行うため、いつ非常時となっても確実に非常時処理を実行することができる。上位コンピュータとシーケンサとの間の通信は通信専用のプログラムで実行されるため、制御プログラムは通信処理を全く意識しなくても良く、容易に分かりやすいプログラムを作成することが可能である。
【００２０】
また、通信専用プログラムで通常時処理と非常時処理の通信を分けて行うため、通信頻度及び負荷の調整を容易に行うことが可能になり、通信のパフォーマンスを一層向上させることができる。
【００２１】
更に、通信専用プログラムが１転送単位で並列に処理を行うようになっているので、シーケンサからの応答待ち時間を最小にすることが可能となり、通信パフォーマンスが大幅に向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明では、全体の制御を統括的に行うメインＰＣ等の上位コンピュータと、この上位コンピュータに制御される複数のシーケンサとの間をＥｔｈｅｒｎｅｔ等の高速通信ラインでオンライン接続し、シーケンサの通常時メモリ情報を通常時通信プログラムによるデータ同期で上位コンピュータの第１バッファメモリに格納すると共に、上位コンピュータはそのバッファメモリの情報を利用して通常時の制御を実行する。また、上位コンピュータは非常時通信プログラムを具備しており、非常時が検知された場合には非常時通信プログラムを起動させ、シーケンサの非常時メモリ情報を上位コンピュータの第２バッファメモリに転送して格納し、上位コンピュータは第２バッファメモリの非常時情報に基づいて非常時処理を実行する。
【００２３】
通常時処理と非常時処理を通信で分けて行うため、いつどのシーケンサが異常等の非常時となっても、通常時処理とは別に非常時処理を確実に実行することができる。このため、上位コンピュータの負荷負担を軽減することが可能となる。
【００２４】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は本発明の一実施例を、メモリ及びプログラムを主として示すブロック構成図であり、上位コンピュータ１００にはＥｈｅｒｎｅｔによるオンラインで２つのシーケンサ２００及び２１０が接続されており、シーケンサ２００は通信用の２つのバッファメモリ２０１及び２０２を有し、シーケンサ２１０は２つの通信用のバッファメモリ２１１及び２１２を有している。本実施例では上位コンピュータ１００に２つのシーケンサ２００，２１０が接続されているが、その接続数は任意である。
【００２６】
また、上位コンピュータ１００は制御用のプログラム１０１及び１０２をＲＯＭ等に格納すると共に、緊急処理用の非常時プログラム１０３をＲＯＭ等に格納している。上位コンピュータ１００は、シーケンサ２００及び２１０から転送された情報を格納するためのバッファメモリ１１１及び２１１を具備すると共に、シーケンサ２００及び２１０との間で通常時通信を行う通常時通信プログラム１１０及び非常時通信を行う非常時通信プログラム１２０を具備している。
【００２７】
このような構成において、その動作例を図２及び図３のフローチャートを参照して説明する。
【００２８】
上位コンピュータ１００はシーケンサ２００に対して制御プログラムに従って制御指令を送信すると共に（ステップＳ１００）、シーケンサ２１０に対しても制御プログラムに従って制御指令を送信する（ステップＳ１０１）。これにより、シーケンサ２００は所定のシーケンス動作を実行し（ステップＳ２００）、シーケンサ２１０は所定のシーケンス動作を実行する（ステップＳ２１０）。
【００２９】
その後、上位コンピュータ１００は通常時通信のためにプログラム１０１，１０２からプログラムを読込み（ステップＳ１０２）、通常時通信のためのバッファメモリ１１１に保持し（ステップＳ１０３）、通常時通信プログラム１１０を起動する（ステップＳ１０４）。そして、上位コンピュータ１００はシーケンサ２００及び２１０に対してメモリ情報送信依頼を行うため（ステップＳ１０５）、先ずシーケンサ２００に対して送信指令を送り（ステップＳ１０６）、送信指令を受信したシーケンサ２００は通常時処理に必要な情報をバッファメモリ２０１に格納し（ステップＳ２０１）、通常時通信プログラム１１０を介して上位コンピュータ１００に送信して（ステップＳ２０２）バッファメモリ１１１に格納する（ステップＳ１０７）。上位コンピュータ１００は同様にシーケンサ２１０に対して送信指令を送り（ステップＳ１０８）、送信指令を受信したシーケンサ２１０は通常時処理に必要な情報をバッファメモリ２１１に格納し（ステップＳ２１１）、通常時通信プログラム１１０を介して上位コンピュータ１００に送信して（ステップＳ２１２）バッファメモリ１１１に格納する（ステップＳ１０９）。
【００３０】
このような通常時通信で、シーケンサ２００及び２１０から通常時処理用の情報が上位コンピュータ１００に送信され、バッファメモリ１１１に格納された情報に基づいて上位コンピュータ１００は通常の制御や処理を行うと共に、シーケンサ２００及び２１０を統括制御する。この場合、通信専用プログラム自体も１転送単位で、並列に処理を行う。上位コンピュータ１００のバッファメモリ１１１には常に、シーケンサ２００及び２１０の動作情報を格納しているバッファメモリ２０１及び２１１と同一の情報が同期的に送信されて格納されるので、上位コンピュータ１００は制御プログラムに基づいて一々シーケンサ２００及び２１０から情報を送信してもらう必要がない。上位コンピュータ１００及びシーケンサ２００、２１０は、非常時が検知されるまで上記動作を繰返す（ステップＳ１２０）。
【００３１】
上記ステップＳ１２０で非常時が検知された場合には、非常時用プログラム１０３を読込み（ステップＳ１２１）、非常時通信プログラム１２０に対して非常信号Ｅ１を送って非常時通信プログラム１２０を起動する（ステップＳ１２３）。そして、上位コンピュータ１００はシーケンサ２００及び２１０に対して非常時のメモリ情報送信依頼を行うため（ステップＳ１２４）、先ずシーケンサ２００に対して送信指令を送り（ステップＳ１２５）、送信指令を受信したシーケンサ２００は非常時処理に必要な情報（例えばアラーム、エンドリミット等）をバッファメモリ２０２に格納し（ステップＳ２０３）、非常時通信プログラム１２０を介して上位コンピュータ１００に送信して（ステップＳ２０４）バッファメモリ１２１に格納する（ステップＳ１２６）。上位コンピュータ１００は同様にシーケンサ２１０に対して送信指令を送り（ステップＳ１２７）、送信指令を受信したシーケンサ２１０は非常時処理に必要な情報をバッファメモリ２１２に格納し（ステップＳ２１３）、非常時通信プログラム１２０を介して上位コンピュータ１００に送信して（ステップＳ２１４）バッファメモリ１２１に格納する（ステップＳ１２８）。
【００３２】
このようにしてシーケンサ２００及び２１０から上位コンピュータ１００に非常時処理に必要な情報が送られてバッファメモリ１２１に格納されると、上位コンピュータ１００はバッファメモリ１２１の情報及び非常時プログラム１０３に基づいて非常時の処理を並列的に実行すると共に（ステップＳ１３０）、シーケンサ２００に対して非常時処理を指令し（ステップＳ１３１）、これに基づいてシーケンサ２００は非常時処理を並列的に実行し（ステップＳ２０５）、その処理結果を上位コンピュータ１００に通知する（ステップＳ２０６）。同様にシーケンサ２１０に対して非常時処理を指令し（ステップＳ１３２）、これに基づいてシーケンサ２１０は非常時処理を実行し（ステップＳ２１５）、その処理結果を上位コンピュータ１００に通知する（ステップＳ２１６）。
【００３３】
上位コンピュータ１００は、シーケンサ２００及び２１０からの処理結果を指令応答Ｅ２としてプログラム１０３に送って非常時処理が終了したか否かを判定し（ステップＳ１３３）、終了していない場合には上記ステップＳ１３０にリターンし、終了した場合には所定動作にリターンする。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施例を示すブロック構成図である。
【図２】本発明の動作例を示すフローチャートの一部である。
【図３】本発明の動作例を示すフローチャートの一部である。
【図４】従来のＮＣマシン制御装置の例を示すブロック構成図である。
【図５】一般的な上位コンピュータと下位のシーケンサとの制御系を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
【００３５】
１                メインＰＣ
２                ファイル手段
３                上位コンピュータ
５                通信回線
６                ＮＣコントローラ
９                ＮＣマシン
２０              メインＰＣ
２１              通信ライン
２２              サブＰＣ
２３              測定器
３０              シーケンサ
１００            上位コンピュータ
１０１〜１０３    プログラム
１１０            常時通信プログラム
１１１，１２１    バッファメモリ
１２０            非常時通信プログラム
２００，２１０    シーケンサ
２０１，２０２    バッファメモリ
２１１，２１２    バッファメモリ
【図１】
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【図２】
2006268553.tif 000004
【図３】
2006268553.tif 000005
【図４】
2006268553.tif 000006
【図５】
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