(57)【要約】複数のセンサのサンプリング時刻を任意に、かつ、正確に調整可能とし、複数のセンサ情報を１つの離散データとなるように合成するための調整工数を削減可能な分散型制御装置を実現する。時刻管理部（１１３）は端末通信部（１２０）のセンサ情報を合成できるか否かを判定し、各端末通信部（１２０）に設定されるサンプリング周期の算出を行う。求めたサンプリング周期より各センサ情報のサンプリングが重ならないように端末通信部（１２０）毎に時刻を割り当てる。時刻管理手段（１１３）は、算出したサンプリング周期Ｔｃｘ’、サンプリング指令時刻ｔｓｘ、センサ情報通信時刻ｔｃｏｍｘを中央通信部（１１０）に転送し、通信ネットワーク（１４０）を介して全ての端末通信部１２０に設定する。
2014136230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象物を検出し、周期的に検出信号を出力する複数のセンサと、
上記複数のセンサのそれぞれに接続され、各センサに上記制御対象物を検出させるためのサンプリング指令信号を供給し、上記センサからの検出信号を入力する複数の端末通信部と、
上記複数の端末通信部を接続する通信ネットワークと、
上記通信ネットワークに接続され、上記複数のセンサのそれぞれの信号応答時間から検出信号の出力周期を算出し、算出した複数のセンサの検出信号の出力周期からなる合成信号を算出し、算出した合成信号をサンプリングすることができる検出周期を算出し、上記通信ネットワーク及び複数の上記端末通信部を介して、上記算出した検出周期により上記複数のセンサから出力された検出信号をサンプリングし、サンプリングした上記検出信号に基づいて上記制御対象物を制御する信号を出力する中央通信部と、
を備えることを特徴とする分散型制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の分散型制御装置において、
上記中央通信部は、上記複数のセンサのそれぞれの信号応答時間を格納する応答時間格納部と、上記複数のセンサのそれぞれの信号応答時間を検出する時刻管理部と、サンプリングした上記検出信号に基づいて上記制御対象物を制御する信号を出力する制御支援ソフトウェア実行部とを有することを特徴とする分散型制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の分散型制御装置において、
上記複数の端末通信部のそれぞれは、上記通信ネットワークに接続され、情報の送受を行う端末通信制御部と、上記複数のセンサの信号応答時間を計測する応答時間計測部と、上記センサへのサンプリング指令を行う時刻を調整するサンプリング指令時刻調整部と、上記センサにサンプリング指令を供給するサンプリング指令部と、上記センサからの検出信号を入力するセンサ信号入力部と、上記センサからの検出信号を所定のデータに変換するセンサ信号処理部と、このセンサ信号処理部から出力されるデータを所定の時刻に上記端末通信制御部に転送する通信時刻調整部と、を有することを特徴とする分散型制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の分散型制御装置において、
上記複数の端末通信部のそれぞれは、上記センサのそれぞれの信号応答時間として、上記センサへの信号出力指令の命令実行から、上記センサからの検出信号の入力完了までの時間を第１の応答時間として計測し、上記中央通信部は、目標サンプリング周期を設定し、この目標サンプリング周期の２のべき乗であり、かつ、上記各端末通信部の上記第１の応答時間より大である周期を、上記合成信号をサンプリングすることができる検出周期に設定することを特徴とする分散型制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の分散型制御装置において、
上記中央通信部は、上記複数のセンサのサンプリング時刻が、互いに重ならないようにサンプリング時刻を設定することを特徴とする分散型制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載の分散型制御装置において、
上記端末通信部は、上記センサへの信号出力指令の命令実行から、上記センサへの信号出力指令が完了するまでの時間を第２の応答時間とし、上記センサへの信号出力指令の命令実行から、上記センサから検出信号の入力開始までの時間を第３の応答時間とし、
上記中央通信部は、上記合成信号をサンプリングすることができる検出周期を、上記端末通信部の上記第２の応答時間及び上記第３の応答時間によって補正することを特徴とする分散型制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の分散型制御装置において、
上記端末通信部は、上記センサからの信号の出力指令の命令実行から、上記センサから入力されたセンサ信号情報の変換処理完了までの時間を第４の応答時間とし、
上記中央通信部は、合成信号を生成する際に用いられる全ての端末通信部より、第４の応答時間の最大値を求め、これを基に上記端末通信部におけるセンサからの検出信号情報の転送時刻の設定値を求めることを特徴とする分散型制御装置。
【請求項８】
請求項７に記載の分散型制御装置において、
上記中央通信部は、上記複数のセンサからの検出情報を格納するセンサ情報格納部と、このセンサ情報格納部に格納されたセンサからの検出情報を一つの離散データとして合成するセンサ情報合成部とを有し、
上記中央通信部は、上記各端末通信部から転送されるセンサからの検出情報のうち、合成信号の生成に用いられる複数のセンサからの検出情報を、上記センサ情報格納部に格納し、上記センサ情報合成部により、上記センサ情報格納部に格納されたセンサからの検出情報を、上記端末通信部に転送することを特徴とする分散型制御装置。
【請求項９】
請求項８に記載の分散型制御装置において、
上記中央通信部の制御支援ソフトウェア実行部に設定値を入力するための表示入力部を備えることを特徴とする分散型制御装置。
【請求項１０】
制御対象物を検出し、周期的に検出信号を出力する複数のセンサのそれぞれに接続され、各センサに上記制御対象物を検出させるためのサンプリング指令信号を供給し、上記センサからの検出信号を入力する複数の端末通信部と、通信ネットワークにより、上記通信ネットワークに中央通信部が接続され、
上記複数のセンサのそれぞれの信号応答時間から検出信号の出力周期を算出し、
算出した複数のセンサの検出信号の出力周期からなる合成信号を算出し、
算出した合成信号をサンプリングすることができる検出周期を算出し、
上記通信ネットワーク及び複数の上記端末通信部を介して、上記算出した検出周期により上記複数のセンサから出力された検出信号をサンプリングし、
サンプリングした上記検出信号に基づいて上記制御対象物を制御する信号を出力することを特徴とする分散型制御装置における制御方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の分散型制御装置における制御方法において、
上記複数の端末通信部のそれぞれは、上記センサのそれぞれの信号応答時間として、上記センサへの信号出力指令の命令実行から、上記センサからの検出信号の入力完了までの時間を第１の応答時間として計測し、上記中央通信部は、目標サンプリング周期を設定し、この目標サンプリング周期の２のべき乗であり、かつ、上記各端末通信部の上記第１の応答時間より大である周期を、上記合成信号をサンプリングすることができる検出周期に設定することを特徴とする分散型制御装置における制御方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の分散型制御装置における制御方法において、
上記中央通信部は、上記複数のセンサのサンプリング時刻が、互いに重ならないようにサンプリング時刻を設定することを特徴とする分散型制御装置における制御方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の分散型制御装置における制御方法において、
上記端末通信部は、上記センサへの信号出力指令の命令実行から、上記センサへの信号出力指令が完了するまでの時間を第２の応答時間とし、上記センサへの信号出力指令の命令実行から、上記センサから検出信号の入力開始までの時間を第３の応答時間とし、
上記中央通信部は、上記合成信号をサンプリングすることができる検出周期を、上記端末通信部の上記第２の応答時間及び上記第３の応答時間によって補正することを特徴とする分散型制御装置の制御方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の分散型制御装置における制御方法において、
上記端末通信部は、上記センサからの信号の出力指令の命令実行から、上記センサから入力されたセンサ信号情報の変換処理完了までの時間を第４の応答時間とし、
上記中央通信部は、合成信号を生成する際に用いられる全ての端末通信部より、第４の応答時間の最大値を求め、これを基に上記端末通信部におけるセンサからの検出信号情報の転送時刻の設定値を求めることを特徴とする分散型制御装置における制御方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の分散型制御装置における制御方法において、
上記中央通信部は、上記複数のセンサからの検出情報を格納するセンサ情報格納部と、このセンサ情報格納部に格納されたセンサからの検出情報を一つの離散データとして合成するセンサ情報合成部とを有し、
上記中央通信部は、上記各端末通信部から転送されるセンサからの検出情報のうち、合成信号の生成に用いられる複数のセンサからの検出情報を、上記センサ情報格納部に格納し、上記センサ情報合成部により、上記センサ情報格納部に格納されたセンサからの検出情報を、上記端末通信部に転送することを特徴とする分散型制御装置における制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業機械などに組み込まれる入出力制御機器を通信ネットワークによって接続し、これらを制御する分散型制御装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＦＡ（Factory Automation）システムにおける省配線化を目的として、通信ネットワークを介して入出力制御機器を接続する制御システムが採用されている。特に、産業機械の分野では、制御システムの実装スペースに制限があるため、省配線化が要求されており、産業機械の駆動系を構成する各軸のモータを駆動するドライバや、周辺装置に含まれるセンサやスイッチを通信ネットワークにより接続し、これらを制御する分散型制御装置が用いられている。【０００３】
このような分散型制御装置は、全体のシーケンスを統括する中央通信装置と、中央通信手段からの指令に従ってセンサやアクチュエータなどの入出力制御機器を制御する複数の端末通信装置によって構成されることが一般的である。【０００４】
さらに、分散型制御装置は、中央通信装置と複数の端末通信装置によってマルチドロップやデイジーチェーンなどのトポロジによる通信ネットワークが構成される。【０００５】
分散型制御装置は、中央通信装置と端末通信装置が、通信ネットワークを介して入出力制御機器の指令情報やセンサ情報を送受信することによって、中央通信装置より全ての入出力制御機器を一括して制御できる。【０００６】
一方、産業機械の分野では、機械自身の生産性能の向上に伴って、性能の高い入出力制御機器の適用が求められている。そのため、入出力制御機器の１つであるセンサは、高分解能、かつ、高サンプリングレートに動作可能な機器の適用が要求されている。【０００７】
このような高性能なセンサは、それ自身のサイズが大きい場合が多く、実装スペースの制約が大きい産業機械では適用が困難な場合が多い。また、このような高性能なセンサは、装置の要求性能に対して、十分な性能を持つ機器が開発されていない場合も多く、技術面、またはコスト面において産業装置への適用を困難にしている。【０００８】
このような問題を解消するために、分散型制御装置では、サンプリング性能は低いが小型なセンサを複数用いて１つの物理量を計測し、その後、それらの複数のセンサ情報を１つの離散データとなるように合成することにより、見掛け上、高性能なセンサを用いた場合と同等か、それ以上のサンプリング性能とすることが考えられる。【０００９】
これを実現するためのシステムとして、例えば、特許文献１に記載された技術がある。特許文献１に記載されたシステムは、ある環境内に空間分散された非同期センサにタイミング信号を送り、これを非同期センサにより出力される非同期信号と結合し、結合した信号を信号プロセッサによって受信し、再生されたタイミング信号に非同期信号を時間合わせすることで、見掛け上、高性能センサを用いた場合と同等としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−１４１７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に記載のシステムは、各センサのサンプリング時刻を任意に調整することが難しく、正確なサンプリングが困難である。これは、複数のセンサの性能にばらつきがあるためである。例えば、使用可能であるが、長期間使用しているセンサと、最新型のセンサとが混在している場合には、互いに性能が異なる場合がある。同一の性能のセンサを複数購入することも考えられるが、現存の使用可能なセンサを破棄等することになり、省資源の観点から望ましくなく、コストもかかるものとなってしまう。【００１２】
望ましくは、全体システムの変更や、近く耐用年数が経過するセンサ毎に、個々のセンサを新たなものに交換することが望ましい。【００１３】
このため、特許文献１に記載の技術は、複数のセンサの性能が互いに異なる場合は適用困難である。【００１４】
また、特許文献１に記載のシステムは、複数のセンサ情報を合成し、正確なサンプリング周期による１つの離散データを生成するためには、システムの調整や合成可能なセンサの選定等が必要であり、そのための多くの工数が必要となってしまうという問題がある。【００１５】
本発明の目的は、複数のセンサのサンプリング時刻を任意に、かつ、正確に調整可能とし、複数のセンサ情報を１つの離散データとなるように合成するための調整工数を削減可能な分散型制御装置及び制御方法を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明は次のように構成される。【００１７】
本発明の分散型制御装置は、制御対象物を検出し、周期的に検出信号を出力する複数のセンサと、上記複数のセンサのそれぞれに接続され、各センサに上記制御対象物を検出させるためのサンプリング指令信号を供給し、上記センサからの検出信号を入力する複数の端末通信部と、上記複数の端末通信部を接続する通信ネットワークに接続され、上記複数のセンサのそれぞれの信号応答時間から検出信号の出力周期を算出し、算出した複数のセンサの検出信号の出力周期からなる合成信号を算出し、算出した合成信号をサンプリングすることができる検出周期を算出し、上記通信ネットワーク及び複数の上記端末通信部を介して、上記算出した検出周期により上記複数のセンサから出力された検出信号をサンプリングし、サンプリングした上記検出信号に基づいて上記制御対象物を制御する信号を出力する中央通信部と、を備える。【００１８】
また、本発明の分散型制御装置における制御方法は、複数のセンサのそれぞれの信号応答時間から検出信号の出力周期を算出し、算出した複数のセンサの検出信号の出力周期からなる合成信号を算出し、算出した合成信号をサンプリングすることができる検出周期を算出し、上記通信ネットワーク及び複数の上記端末通信部を介して、上記算出した検出周期により上記複数のセンサから出力された検出信号をサンプリングし、サンプリングした上記検出信号に基づいて上記制御対象物を制御する信号を出力する。
【発明の効果】
【００１９】
複数のセンサのサンプリング時刻を任意に、かつ、正確に調整可能とし、複数のセンサ情報を１つの離散データとなるように合成するための調整工数を削減可能な分散型制御装置及び制御方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例１が適用された分散型制御装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施例１に係る分散型制御装置の一例を示す図であり、部品実装装置に実装した例を示す図である。
【図３】本発明の実施例１による端末通信部の未調整時のサンプリング動作を示す図である。
【図４】本発明の実施例１に係るセンサの応答性能計測の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施例１に係る端末通信手段に着目したときのセンサの応答時間と計測時刻を示した図である。
【図６】本発明の実施例１における各端末通信部のサンプリング設定値の算出の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施例１におけるサンプリング設定値と動作時刻を示す図である。
【図８】本発明の実施例１における複数のセンサ情報の合成結果を示す図である。
【図９】本発明の実施例１における設定確認画面の例を示す図である。
【図１０】本発明の実施例２による分散型制御装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１は、本発明の実施例１が適用された分散型制御装置の概略構成図である。【００２３】
図１において、分散型制御装置は、応答時間格納部１１２と、時刻管理部１１３と、センサ情報格納部１１４と、センサ情報合成部１１５と、制御支援ソフトウェア実行部１１６と、中央通信部１１１とを有する中央通信部１１０を備えている。【００２４】
また、分散型制御装置は、端末通信部１２０を備え、この端末通信部１２０は、端末通信制御部１２１と、センサ制御部１２２とを有している。そして、センサ制御部１２２は、応答時間計測部１２３と、サンプリング指令時刻調整部１２４と、サンプリング指令部１２５と、センサ信号入力部１２６と、センサ信号処理部１２７と、通信時刻調整部１２８とを有する。【００２５】
さらに、分散型制御装置は、中央通信部１１０と接続されるキーボード・ディスプレイなどの表示入力部１００と、端末通信部１２０と接続されるセンサ１３０と、中央通信部１１０と複数の端末通信部１２０とを通信路によって接続するネットワーク１４０とを備える。【００２６】
中央通信部１１０の制御支援ソフトウェア実行部１１６は、表示入力部１００と、応答時間格納部１１２と、時刻管理部１１３と、センサ情報格納部１１４と、センサ情報合成部１１５と接続される。また、中央通信部１１０の中央通信制御部１１１は、ネットワーク１４０と、応答時間格納部１１２と、時刻管理部１１３と、センサ情報格納部１１４と、センサ情報合成部１１５が接続される。【００２７】
端末通信部１２０の端末通信制御部１２１は、ネットワーク１４０と、センサ制御部１１２とに接続される。また、センサ制御部１２２のサンプリング指令時刻調整部１２４は、端末通信制御部１２１と、応答時間計測部１２３と、サンプリング指令時刻調整部１２４とに接続される。また、センサ制御部１２２のサンプリング指令部１２５は、センサ１３０と、応答時間計測部１２３と、サンプリング指令時刻調整部１２４とに接続される。【００２８】
また、センサ制御部１２２のセンサ信号入力部１２６は、センサ１３０と、応答時間計測部１２３と、センサ信号処理部１２７とに接続される。また、センサ制御部１２２のセンサ信号処理部１２７は、端末通信制御部１２１と、応答時間計測部１２３と、センサ信号入力部１２６と、通信時刻調整部１２８に接続される。さらに、通信時刻調整部１２８は、端末通信制御部１２１と、センサ信号処理部１２７に接続される。【００２９】
次に、本発明の実施例１における中央通信部１１０の動作を説明する。【００３０】
中央通信制御部１１１は、端末通信部１２０からネットワーク１４０を介して転送されるセンサ１３０の応答時間を応答時間格納部１１２に格納する。また、中央通信制御部１１１は、端末通信部１２０からネットワーク１４０を介して転送されるセンサ１３０のセンサ情報をセンサ情報格納部１１４に格納する。【００３１】
さらに、中央通信制御部１１１は、時刻管理部１１３により転送される各端末通信部１２０のサンプリング指令を実行する時刻であるサンプリング指令時刻と、時刻管理部１１３により転送される各端末通信部１２０のセンサ情報を通信する時刻であるセンサ情報通信時刻と、センサ情報合成部１１５により転送される複数のセンサ情報の合成結果であるセンサ合成情報とをそれぞれネットワーク１４０を介して、対象の端末通信部１２０に転送する。【００３２】
時刻管理部１１３は、応答時間格納部１１２に格納された各センサ１３０の応答時間と、制御支援ソフトウェア実行部１１６より設定される設定値とを基にサンプリング指令時刻を算出し、中央通信制御部１１１に転送する。【００３３】
さらに、時刻管理部１１３は、センサ情報格納部１１４に格納されたセンサ情報と制御支援ソフトウェア実行部１１６により設定される設定値を基にセンサ情報通信時刻を算出し、中央通信制御部１１１に転送する。【００３４】
センサ情報合成部１１５は、制御支援ソフトウェア実行部１１６より設定される設定値を基に、センサ情報格納部１１４に格納された複数のセンサ情報を１つの離散データになるように合成し、中央通信部１１１に転送する。【００３５】
そして、制御支援ソフトウェア実行部１１６は、表示入力部１００から入力される設定値を、時刻管理部１１３と、センサ情報合成部１１５に転送する。【００３６】
さらに、制御支援ソフトウェア実行部１１６は、応答時間格納部１１２と、センサ情報格納部１１４と、センサ情報合成部１１５とに格納された情報を読み出し、読み出した情報を表示入力部１００より出力させる。【００３７】
次に、本発明の実施例１における端末通信部１２０の動作を説明する。【００３８】
端末通信制御部１２１は、中央通信部１１０からネットワーク１４０を介して転送される各種データを受信し、センサ制御部１２２から転送される各種データを、ネットワーク１４０を介して中央通信部１１０に転送する。【００３９】
また、端末通信制御部１２１は、中央通信部１１０から転送されるサンプリング指令時刻を受信し、サンプリング指令時刻調整部１２４に転送する。さらに、端末通信制御部１２１は、中央通信部１１０から転送されるセンサ情報通信時刻を受信し、通信時刻調整部１２８に転送する。さらに、端末通信制御部１２１は、センサ制御部１２２から転送されるセンサの応答時間やセンサ情報を中央通信部１１０に転送する。センサ制御部１２２は、サンプリング指令部１２５によりセンサ１３０にサンプリング指令信号を出力し、センサ信号入力部１２６によりセンサ１３０からのセンサ信号を入力する。また、センサ制御部１２２は、応答時間計測部１２３によりセンサの応答時間を計測し、その計測時間を端末通信制御部１２１に転送する。【００４０】
さらに、センサ制御部１２２は、センサ信号処理部１２７によりセンサ信号の処理を行い、その処理結果であるセンサ情報を、通信時刻調整部１２８を介して端末通信制御部１２１に転送する。【００４１】
サンプリング指令時刻調整部１２４は、端末通信制御部１２１から転送されるサンプリング指令時刻に従って、サンプリング指令の実行指示をサンプリング指令部１２５に転送する。サンプリング指令部１２５は、サンプリング指令時刻調整部１２４より転送される実行指示に応じて、センサ１３０にサンプリング指令信号を出力する。【００４２】
また、センサ信号入力部１２６は、センサ１３０から出力されるセンサ信号の入力処理を行い、入力したセンサ信号の情報をセンサ信号処理部１２７に転送する。そして、センサ信号処理部１２７は、センサ信号入力部１２６からり転送されたセンサ信号の情報のデータ量を削減し、取扱いの容易な物理量（所定のデータ）に変換し（例えば、圧縮データ）、その変換後のセンサ情報を通信時刻調整部１２８に転送する。【００４３】
通信時刻調整部１２８は、端末通信制御部１２１から転送されるセンサ情報通信時刻に従って、センサ信号処理部１２７から転送されるセンサ情報を端末通信制御部１２１に転送する。また、応答時間計測部１２３は、サンプリング指令時刻調整部１２４と、サンプリング指令部１２５と、センサ信号入力部１２６と、センサ信号処理部１２７とから処理開始や完了を通知する信号が入力され、その入力信号に基づいて時間をカウントアップすることによってセンサの応答時間を計測する。また、応答時間計測部１２３は、計測したセンサの応答時間を端末通信制御部１２１に転送する。【００４４】
図２は、本発明の実施例１に係る分散型制御装置の一例を示す図であり、部品実装装置に実装した例を示す図である。【００４５】
部品実装装置における本体２００は、真空吸引によって部品の吸装着を行う部品実装部２１０と、Ｘ軸アクチュエータ２０１と、Ｙ軸アクチュエータ２０２と、表示入力部１００と、中央通信手段１１０と、ネットワーク１４０とを備える。【００４６】
部品実装装置の部品実装部２１０は、Ｘ軸アクチュエータ２０１と、Ｙ軸アクチュエータ２０２の動作により、ＸＹ平面上を移動することで、部品の実装を行う。【００４７】
また、部品実装装置の部品実装部２１０は、Ｚ軸アクチュエータ（図示しない）によってＺ軸方向にも移動する。【００４８】
本発明の実施例１における部品実装部２１０は、その先端部２１３にＺ軸方向に駆動する部品実装ノズル２１１と、部品実装ノズル２１１の駆動の方向（Ｚ軸方向）に対して直交するＸＹ平面上に、部品実装ノズル２１１を取り囲むように実装される複数のセンサ１３０ａ〜１３０ｄと、センサ１３０ａ〜１３０ｄが接続される複数の端末通信部１２０ａ〜１２０ｄと、中央通信部１１０と端末通信手段１２０ａ〜１２０ｄが接続されるネットワーク１４０とを備える。【００４９】
上記構成により、本発明の実施例１における分散型制御装置は、センサ１３０ａ〜１３０ｄによって、部品２２０を把持する部品実装ノズル２１１のノズル先端２１２の位置を計測する。【００５０】
また、本発明の実施例１では、センサ１３０ａはＣＣＤカメラであり、センサ１３０ｃ、１３０ｄはＣＭＯＳカメラである。また、センサ１３０ｂはラインセンサである。これらのセンサ１３０ａ〜１３０ｄは、それぞれが異なるサンプリング性能を有する。また、これらのセンサ１３０ａ〜１３０ｄは、部品実装ノズル２１１の全可動域において、ノズル先端２１２の位置を検出することができる。【００５１】
なお、センサ１３０ａ〜１３０ｄは、部品実装ノズル２１１のノズル先端２１２の位置をセンシング可能であればよく、他のセンサ機器（例えば、レーザ測長器等）を用いてもてよい。【００５２】
さらに、これらのセンサ１３０ａ〜１３０ｄは、部品実装ノズル２１１のノズル先端２１２を、部品実装ノズル２１１の全可動域においてセンシング可能であることが望ましいが、用途に応じて（例えば、部品実装中のセンシング等）部品実装ノズル２１１の可動域の一部（例えば、部品実装高さの近傍の可動域のみ等）や実装部品２２０の位置をセンシングしてもよい。【００５３】
また、図２には図示されていないが、本発明の実施例１の分散型制御装置は、部品実装ノズル２１１をＺ軸方向に駆動するための駆動軸を制御する。すなわち、本発明の実施例１の分散型制御装置は、計測された部品実装ノズル２１１の高さをフィードバックして、部品実装ノズル２１１の駆動軸を制御する。つまり、中央通信部１１０の制御支援ソフトウェア実行部１１６が、計測された部品実装ノズル２１１の高さをフィードバックして、部品実装ノズル２１１の駆動軸を制御する。【００５４】
このような部品実装装置では、装置の性能向上のために、部品実装ノズル２１１の駆動軸の制御性能の向上が必要となる。したがって、本発明の実施例１における分散型制御装置は、部品実装部２１０の限られた実装スペースにおいて、その制御に用いられる部品実装ノズル２１１の高さを正確、かつ、リアルタイムに計測するために、図２のような複数のセンサを用いて１つの物理量（高さ）を計測できる実装構成となる。【００５５】
図３は、本発明の実施例１による端末通信部１２０ａ〜１２０ｄの未調整時のサンプリング動作を示す図である。【００５６】
図３において、端末通信部１２０ａ〜１２０ｄに関するパラメータには、各記号末尾にｘ（ｘ＝１、２、・・・、４）を付記する。例えば、端末通信部１２０ａに対応するパラメータはｘ＝１、端末通信部１２０ｂに対応するパラメータはｘ＝２とする。さらに、図３のＴｃｒは複数のセンサ情報を１つの離散データとして合成した際の離散データのサンプリング周波数の目標値（目標サンプリング周期）を示し、図３のＴｃｘ（Ｔｃ１、Ｔｃ２、Ｔｃ３）は、各端末通信手段１２０ａ〜１２０ｄのサンプリング周期を示す。目標サンプリング周期Ｔｃｒは、分散型制御装置が要求する検出精度から決定されるものである。【００５７】
本発明の実施例１における端末通信部１２０ａ〜１２０ｂのサンプリング時刻未調整時の動作は、図３からも明らかであるが、各端末通信部１２０ａ〜１２０ｄに接続されるセンサ１３０ａ〜１３０ｄがそれぞれ独立した時刻と、それぞれ異なった周期によってサンプリングが実行されるため、中央通信部１１０によって収集される各端末通信手段１２０ａ〜１２０ｄのセンサ情報を１つの離散データとして合成しても、サンプリング時刻が定周期にならず、正確な連続データが得られない。【００５８】
そこで、本発明の実施例１では、分散型制御装置のセンサ１３０ａ〜１３０ｄの応答時間を計測し、それを基に各端末通信手段１２０ａ〜１２０ｄのサンプリングの周期と時刻、さらに、センサ情報の通信時刻を後述の方法により調整する。【００５９】
図４は、本発明の実施例１に係るセンサ１３０ａ〜１３０ｄの応答性能計測の処理手順を示すフローチャートである。また、図５は、本発明の実施例１に係る端末通信手段１２０ａに着目したときのセンサ１３０ａの応答時間と計測時刻を示した図である。以下、図４、図５を参照しながらセンサの応答性能計測の処理について説明する。【００６０】
まず、端末通信部１２０（１２０ａ）の応答時間計測部１２３は、サンプリング指令時刻調整部１２４により、サンプリング指令の出力をサンプリング指令部１２５に指示する信号であるサンプリング指令開始信号が入力された否かを判断する（ステップＳ４０１）。サンプリング指令開始信号が入力されない場合は、ステップＳ４０１の処理を繰り返す。【００６１】
応答時間計測部１２３は、サンプリング指令開始信号が入力されたことを判断すると、応答時間計測のためのカウントアップを開始する（ステップＳ４０２）。以後、動作クロックなどに同期して常にカウントアップを実行する。また、このときの時刻をｔ０（図５の時刻５００）とする。【００６２】
次に、応答時間計測部１２３は、サンプリング指令部１２５より、サンプリング指令の出力完了を通知するサンプリング指令出力完了信号が入力されたか否かを判断する（ステップＳ４０３）。サンプリング指令出力完了信号が入力されたことを判断すると、そのときの時刻をｔａ（図５の時刻５０１）とし、応答時間Ｔｓａｘ（＝ｔａ−ｔ０）（図５の５１０）を自身のカウント値より算出し、それを保存する（ステップＳ４０４）。応答時間計測部１２３は、サンプリング指令開始信号が入力されない場合、ステップＳ４０３の処理を繰り返す。【００６３】
次に、応答時間計測部１２３は、センサ信号入力部１２６より、センサ信号の入力開始を通知するセンサ信号入力開始信号が入力されたか否かを判断する（ステップＳ４０５）。センサ信号入力開始信号が入力された場合、そのときの時刻をｔｂ（図５の５０３）とし、応答時間Ｔｓｂx（＝ｔｂ−ｔ０）（図５の５１１）と、応答時間ΔＴｓｂｘ（＝ｔｂ−ｔａ）（図５の５１２）を自身のカウント値より算出し、それを保存する（ステップＳ４０６）。応答時間計測部１２３は、センサ信号入力開始信号が入力されない場合、ステップＳ４０５の処理を繰り返す。【００６４】
次に、応答時間計測部１２３は、センサ信号入力部１２６から、センサ信号の入力完了を通知するセンサ信号入力完了信号が入力されたか否かを判断する（ステップＳ４０７）。応答時間計測部１２３は、センサ信号入力完了信号が入力されたと判断すると、そのときの時刻をｔｃ（図５の５０４）とし、センサ信号応答時間Ｔｓx（＝ｔｃ−ｔ０）（図５の５１３）を自身のカウント値より算出し、それを保存する（ステップＳ４０８）。応答時間計測部１２３は、センサ信号入力完了信号が入力されない場合は、ステップＳ４０７の処理を繰り返す。【００６５】
次に、応答時間計測部１２３は、センサ信号変換処理部１２７から、センサ信号の変換処理（例えば、画像センサからの入力画像より高さ情報を検出し、画像データを高さデータに変換する処理）の完了を通知するセンサ信号変換処理完了信号が入力されたか否かを判断する（ステップＳ４０９）。応答時間計測部１２３は、センサ信号変換処理完了信号が入力されたと判断すると、そのときの時刻をｔｄ（図５の５０５）とし、センサ情報応答時間Ｔｄx（＝ｔｄ−ｔ０）（図５の５１４）を自身のカウント値より算出し、それを保存する（ステップＳ４１０）。応答時間計測部１２３は、センサ信号入力完了信号が入力されない場合は、ステップＳ４０９の処理を繰り返す。【００６６】
最後に、応答時間計測部１２３は、ここまでに計測・保存された応答時間Ｔｓａｘ（５１０）、Ｔｓｂx（５１１）、ΔＴｓｂx（５１２）、Ｔｓx（５１３）、Ｔｄx（５１４）を端末通信制御部１２１に転送し（ステップＳ４１１）、処理を終了する。【００６７】
なお、この応答時間計測部１２３の処理は、並列処理によって、センサ１３０のサンプリングの応答時間計測中に、次のサンプリングが開始された場合、その応答時間の計測を行ってもよい。【００６８】
また、ステップＳ４１１の端末通信制御部１２１への応答時間の転送は、応答時間算出の都度行ってもよい。【００６９】
本発明の実施例１における分散型制御装置は、端末通信部１２０の応答時間計測部１２３によって計測された応答時間を用いて、図５に示すサンプリング周期Ｔｃｘと、サンプリング指令時刻ｔｓｘ（図５の５２０）（図５の場合、ｔｓ１＝ｔ０）と、センサ情報通信時刻ｔｃｏｍ１（図５の５２１）（図５の場合、ｔｃｏｍ１＝ｔｄ）を調整する。【００７０】
ここで、カメラなどの一般的なセンサ１３０ａでは、サンプリング周期Ｔｃ１を、センサ信号応答時間Ｔｓ１より小さくならない範囲（Ｔｃ１≧Ｔｓ１）で調整可能である。【００７１】
また、本発明の実施例１では、センサ１３０ａがサンプリングを実行した時刻を、応答時間ΔＴｓｂ１の半分の時間として算出する。また、センサ情報応答時間Ｔｄ１は、図５のように次のサンプリングの処理が同時刻に重なる場合、端末通信部１２０のセンサ信号処理部１２７によって、それぞれが並列に処理される必要がある。【００７２】
図６は、本発明の実施例１における各端末通信部１２０のサンプリング設定値の算出の処理手順を示すフローチャートである。また、図７は、本発明の実施例１におけるサンプリング設定値と動作時刻を示す図である。以下、図６、図７を参照しながら説明する。【００７３】
まず、中央通信部１１０の時刻管理部１１３は、制御支援ソフトウェア実行部１１６により後述の方法で設定される複数の端末通信部１２０における全ての応答時間が応答時間格納部１１２に格納されたか否かを判断する（ステップＳ６０１）。時刻管理部１１３は、全ての応答時間が応答時間格納部１１２に格納されたことを判断すると、端末通信部１２０のセンサ情報を合成できるか否かを判定する（ステップＳ６０２）。時刻管理部１１３は、全ての応答時間が応答時間格納部１１２に格納されていない場合は、ステップＳ６０１の処理を繰り返す。【００７４】
次に、ステップＳ６０２の処理の詳細を説明する。【００７５】
ステップＳ６０２の処理では、端末通信部１２０のセンサ情報を合成した後の性能が要求性能を満たすかを判定するための性能判定を行う。以下に本発明の実施例１における、性能判定の実施方法について説明する。【００７６】
性能判定は、以下に示す数１、数２の数式をステップに分けて演算する。すなわち、演算のステップ数をｋとすると、ステップ０（ｋ＝０）から１ステップごと（ｋ＝ｋ＋１）に数１、数２の数式を演算する。ここで、端末通信部１２０のサンプリング周期のうち、数１の条件が未成立のものは集合Ａに、各ステップｋで数１の条件が成立したものは集合Ｂｋに属するものとする。この演算を全ての端末通信部１２０において数１の条件が成立する、または、数２の条件が成立するまで実行する。この演算終了後、数２の条件が成立する場合は、要求性能を満たす端末通信部１２０のセンサ情報の組み合わせが存在し、数２の条件が成立しない場合は、要求性能を満たす端末通信部１２０のセンサ情報の組み合わせが存在しないと判定される。【００７７】
【数１】
2014136230.tif 000003
【００７８】
【数２】
2014136230.tif 000004
【００７９】
ここで、数１は、サンプリング周期の目標値Ｔｃｒより短期間のＴｃｘ（各端末通信部のサンプリング周期）があるか否かの判定を行い、無ければ、Ｔｃｒの２倍、４倍、・・・より短期間のＴｃｘがあるか否かの判定を行うことを意味する。【００８０】
また、数２は、数１の条件を満足するサンプリング周期を２ｉで割ったものの合計が１以上か否かの判定であり、各端通信部のサンプリング周期を割り付けできるか否かの判定を行うことを意味する。【００８１】
以上のステップＳ６０２の処理の結果、時刻管理部１１３は、要求性能を満たす組み合わせが存在する否かを判定し（ステップＳ６０３）、要求性能を満たす組み合わせが存在する場合、各端末通信部１２０に設定されるサンプリング周期の算出を行う（ステップＳ６０４）。【００８２】
ステップＳ６０２の処理の結果、要求性能を満たす組み合わせが存在しない場合は、時刻管理部１１３は、各端末通信部１２０の各自に設定されたサンプリング時刻を用いたサンプリング動作を中止させるためのサンプリング調整無効情報を全ての端末通信部１２０に送信し（ステップＳ６１０）、処理を終了する。【００８３】
ステップＳ６０４においては、時刻管理部１１３は、端末通信部１２０のセンサ情報の合成時に正確なサンプリング性能を満たすために必要となる各端末通信部１２０のサンプリング周期を算出する。【００８４】
ここで、このときの端末通信部１２０のサンプリング周期をＴｃｘ’とする。ステップＳ６０４の処理は、ステップＳ６０２と同様に数１の数式を１ステップごとに演算し、数１の条件が成立した時に、数３の数式によってその端末通信部のサンプリング周期Ｔｃｘ’を算出する（図７の７００ａ〜７００ｄ）。【００８５】
【数３】
2014136230.tif 000005
【００８６】
次に、時刻管理部１１３は、ステップＳ６０５において各端末通信部１２０に設定されるセンサ情報のサンプリング指令時刻を算出する。サンプリング指令時刻の算出方法は、例えば、まず、ステップＳ６０４で求めたサンプリング周期より、各センサ情報のサンプリングが重ならないように端末通信部１２０毎に時刻（ｔｒｘと定義する）を割り当てる。ここで、各ｔｒｘは、周期Ｔｃｒの整数倍となる。【００８７】
次に、応答時間格納部１１２に格納される応答時間Ｔｓａｘ、Ｔｓｂｘと算出されたｔｒｘを用いて、数４の数式を計算することにより、各端末通信部１２０のサンプリング指令時刻ｔｓｘを算出する（図７の７１０ａ〜７１０ｄ）。【００８８】
【数４】
2014136230.tif 000006
【００８９】
次に、時刻管理部１１３は、ステップＳ６０６において、各端末通信部１２０に設定されるセンサ情報の通信時刻を算出する。ここで、全ての端末通信部１２０の応答時間Ｔｄｘのうち最も大きい値のもの（これをＴｄと定義する）を、数５により求める（図７の７２０）。このとき、センサ情報の通信時刻ｔｃｏｍｘは、Ｔｄにより規定され、数６の式により求められる（図７の７２１ａ〜７２１ｄ）。【００９０】
【数５】
2014136230.tif 000007
【００９１】
【数６】
2014136230.tif 000008
【００９２】
次に、時刻管理手段１１３は、ステップＳ６０７の処理によって、ステップＳ６０４、Ｓ６０５、Ｓ６０６により算出されたサンプリング周期Ｔｃｘ’、サンプリング指令時刻ｔｓｘ、センサ情報通信時刻ｔｃｏｍｘを中央通信部１１０に転送し、通信ネットワーク１４０を介して全ての端末通信部１２０に設定する。これにより、各端末通信部１２０は、サンプリング周期Ｔｃｘ’、サンプリング指令時刻ｔｓｘ、センサ情報通信時刻ｔｃｏｍｘセンサの制御の性能が調整され、各センサ１３０ａ〜１３０ｄの情報を目標サンプリング周期Ｔｃｒ間隔の離散データに正確に合成できる（図７の７３０〜７３８）。【００９３】
なお、後述する図８の７３０〜７３８は、１周期分のみであるが、図８には１周期分より先の時刻の合成結果も表記している。【００９４】
次に、時刻管理部１１３は、設計支援ソフトウェア実行部１１６により、本処理によるサンプリング動作の終了が設定されたか否かを判断する（ステップＳ６０８）。サンプリング動作の終了が設定された場合は、各端末通信部１２０の各自に設定されたサンプリング時刻を用いたサンプリング動作を中止させるためのサンプリング調整無効情報を全ての端末通信部１２０に送信し（ステップＳ６１０）、処理を終了する。この場合、制御支援ソフトウェア実行部１１６は、表示入力部１００に、「センサの性能を向上する」、「センサの数を増加する」等のコメントを表示させるように構成することができる。【００９５】
ステップＳ６０８において、設計支援ソフトウェア実行部１１６より、本処理よるサンプリング動作の終了が設定されない場合は、応答性能格納部１１２に格納される応答時間を確認し、大きな変化があるか否かを判断する（ステップＳ６０９）。大きな変化がない場合は、ステップＳ６０８に処理を戻す。【００９６】
ステップＳ６０９において、応答性能格納部１１２に格納される応答時間に大きな変化（例えば、サンプリング周期Ｔｃｘ’がＴｃｒ／４以上ずれる）があった場合は、ステップＳ６０２に処理を戻し、設定値の再計算を実行する。【００９７】
本発明の実施例１における分散型制御装置は、各端末通信部１２０ａ〜１２０ｄによるセンサの応答時間の計測結果に基づいて、各端末通信武１２０ａ〜１２０ｄのサンプリング周期Ｔｃｘ’、サンプリング指令時刻ｔｓｘとセンサ情報通信時刻ｔｃｏｍｘを算出し、図７に示すように、それぞれ設定される。【００９８】
このとき、各端末通信部１２０ａ〜１２０ｄは、図７に示すように、設定されたサンプリング指令時刻ｔｓｘよりサンプリング動作を開始し、以後、サンプリング周期Ｔｃｘ’毎にサンプリングを実行する。【００９９】
また、各端末通信部１２０ａ〜１２０ｄは、図７に示すように、設定されたセンサ情報通信時刻ｔｓｘよりセンサ情報の通信を開始し、以後、サンプリング周期Ｔｃｘ’毎にセンサ情報の通信を実行する。【０１００】
図８は、本発明の実施例１における複数のセンサ情報の合成結果を示す図である。図８に示すように、各センサ１３０ａ〜１３０ｄの信号周期は、互いに異なるが、周期Ｔｃｒで、センサ１３０ａ〜１３０ｄのうちのいずれかの信号がサンプリングされており、見掛け上、一つセンサからの信号を周期Ｔｃｒでサンプリングしたと同様となっている。【０１０１】
なお、中央通信部１１０のセンサ情報格納部１１４には、各端末通信部１２０ａ〜１２０ｄのセンサ情報（ノズル先端２１２の位置）が先入れ先出し方式（ＦＩＦＯ）で格納される。【０１０２】
また、中央通信部１１０のセンサ情報合成部１１５は、センサ情報格納部１１４に格納されるセンサ情報を制御支援ソフトウェア実行部１１６により設定される目標サンプリング周期Ｔｃｒごとに読み出し、中央通信制御部１１１、または制御支援ソフトウェア実行部１１６に出力する。【０１０３】
上述した本発明の実施例１による分散型制御装置は、図８に示すとおり、サンプリング周期が互いに異なる４つのセンサ情報（ノズル先端２１２の位置）を目標サンプリング周期Ｔｃｒ間隔で合成することができる（図７の７３０〜７３８）。【０１０４】
なお、中央通信部１１０のセンサ情報合成部１１５は、センサ１３０ａ〜１３０ｄの分解能や取り付け位置などに応じて、センサ情報格納部１１４の各センサ情報を読み出し後に補正してもよい。【０１０５】
さらに、端末通信部１２０のセンサ信号処理部１２７は、センサ１３０ａ〜１３０ｄの分解能や取り付け位置などに応じて、補正した後に端末通信制御部１２１を介して、中央通信部１１０に転送してもよい。【０１０６】
図９は、本発明の実施例１における設定確認画面の例を示す図である。【０１０７】
図９に示した設定確認画面９００は、中央通信部１１０の制御支援ソフトウェア実行部１１６により、表示入力部１００に表示される画面である。【０１０８】
図９において、ユーザは、表示入力部１００に表示されている設定確認画面９００を介して、目標サンプリング周期Ｔｃｒの設定や、センサ情報の合成を行う端末通信部１２０を設定する。図９に示す設定確認画面は、ＧＵＩを用いた制御支援ソフトウェア（図示せず）における表示画面の一例である。【０１０９】
サンプリング性能の設定確認画面９００は、目標サンプリング周期設定部９１０と、ネットワーク表示部９１１と、サンプリング設定値演算実行部９１２と、センサ応答時間表示部９２０と、サンプリング時刻設定表示部９２１と、センサ情報合成結果表示部９２２を有している。【０１１０】
目標サンプリング周期設定部９１０は、目標サンプリング周期と、センサ情報の合成を行う端末通部１２０を設定することができる（図９の網掛部分はセンサ情報の合成が設定された端末通信部１２０を示す）。【０１１１】
また、ネットワーク表示部９１１は、分散型制御装置のネットワーク構成を表示する。また、サンプリング設定値演算実行部９１２は、ユーザからの操作を受け付けると、設定部９１０に設定された目標サンプリング周期Ｔｃｒとセンサ情報の合成を行う端末通信部１２０の情報を中央通信部１１０に転送し、サンプリング時刻の設定処理を開始させる。【０１１２】
また、センサ応答時間表示部９２０は、各端末通信部１２０で計測されたセンサの応答時間を表示する。サンプリング時刻設定表示部９２１は、各端末通信部１２０に設定されるサンプリング時刻の設定値を表示する。さらに、センサ情報合成結果表示部９２２は、各端末通信部１２０のセンサ情報を合成した結果をリアルタイムに表示する。【０１１３】
以上のように、本発明の実施例１によれば、信号出力応答時間が互いに異なる複数のセンサについて、これら複数のセンサからの出力信号の合成出力信号が一定のサンプリング周期とすることが可能か否かを判断し、可能である場合は、その一定サンプリング周期Ｔｃｒを算出する。そして、算出したサンプリング周期で複数のセンサから出力信号を合成して、見掛け上、一つの高性能センサからの出力信号をサンプリングしたと同等とすることが可能となる。【０１１４】
したがって、本発明の実施例１によれば、複数のセンサのサンプリング時刻を任意に、かつ、正確に調整可能とし、複数のセンサ情報を１つの離散データとなるように合成するための調整工数を削減可能な分散型制御装置及び制御方法を実現することができる。
【実施例２】
【０１１５】
図１０は、本発明の実施例２による分散型制御装置を示す図である。【０１１６】
実施例２の分散型制御装置は、図２に示した部品実装装置２００の部品実装部２１０において、部品実装ノズル２１１の高さ方向に複数のセンサ１３０ａ〜１３０ｄ（互いに信号出力周期が異なる）を並べ、各センサ１３０ａ〜１３０ｄを通信ネットワーク１４０に接続される複数の端末通信部１２０ａ〜１２０ｄに接続することによって構成される。実施例２のその他の構成、動作は、図２に示した実施例２と同等となっている。【０１１７】
このような構成においても、分散型制御装置は、複数のセンサ１３０ａ〜１３０ｄにより、部品実装ノズル２１１と、部品２２０の高さを計測できるため、部品実装部２１０の限られた搭載スペースにおいて、ノズル先端２１２の位置を正確、かつ、リアルタイムに計測することができる。【０１１８】
したがって、実施例２においても、実施例１と同様に、複数のセンサのサンプリング時刻を任意に、かつ、正確に調整可能とし、複数のセンサ情報を１つの離散データとなるように合成するための調整工数を削減可能な分散型制御装置及び制御方法を実現することができる。【０１１９】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を有するものに限定されるものではない。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。【０１２０】
また、各実施例において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんどすべての構成が相互に接続されていると考えてよい。【０１２１】
また、本発明は、複数のセンサを用いるものであれば、高さ、位置の検出のみならず、例えば、ノイズ等の音を検出する装置についも適用可能である。
【符号の説明】
【０１２２】
１００・・・表示入力部、１１０・・・中央通信部、１１１・・・中央通信制御部、１１２・・・応答時間格納部、１１３・・・時刻管理部、１１４・・・センサ情報格納部、１１５・・・センサ情報合成部、１１６・・・制御支援ソフトウェア実行部、１２０、１２０ａ〜１２０ｄ・・・端末通信部、１２１・・・端末通信制御部、１２２・・センサ制御部、１２３・・・応答時間測定部、１２４・・・サンプリング指令時刻調整部、１２５・・・サンプリング指令部、１２６・・・センサ信号入力部、１２７・・・センサ信号処理部、１２８・・・通信時刻調整部、１３０、１３０ａ〜１３０ｄセンサ、１４０・・・通信ネットワーク、２００・・・本体、２０１・・・Ｘ軸アクチュエータ、２０２・・・Ｙ軸アクチュエータ、２１０・・・部品実装部、２１１・・・部品実装ノズル、２１２・・・ノズル先端、２１３・・・部品実装部の先端部、２２０・・・部品、９００・・・設定確認画面、９１０・・・目標サンプリング周期設定部、９１１・・・ネットワーク表示部、９１２・・・サンプリング設定値演算実行部、９２０・・・センサ応答時間表示部、９２１・・・サンプリング時刻設定表示部、９２２・・・センサ情報合成結果表示部
【図１】
2014136230.tif 000009
【図２】
2014136230.tif 000010
【図３】
2014136230.tif 000011
【図４】
2014136230.tif 000012
【図５】
2014136230.tif 000013
【図６】
2014136230.tif 000014
【図７】
2014136230.tif 000015
【図８】
2014136230.tif 000016
【図９】
2014136230.tif 000017
【図１０】
2014136230.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成28年4月11日(2016.4.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象物の物理量を検出し、周期的に検出信号を出力する複数のセンサと、
上記複数のセンサのそれぞれに接続され、各センサに上記制御対象物の物理量を検出させるためのサンプリング指令信号を供給し、上記センサからの検出信号を入力する複数の端末通信部と、
上記複数の端末通信部を接続する通信ネットワークと、
上記通信ネットワークに接続され、上記複数のセンサのそれぞれの信号応答時間から検出信号の出力周期を算出し、算出した複数のセンサの検出信号の出力周期からなる合成信号を算出し、算出した合成信号をサンプリングすることができる検出周期を算出し、上記通信ネットワーク及び複数の上記端末通信部を介して、上記算出した検出周期により上記複数のセンサから出力された検出信号をサンプリングし、サンプリングした上記検出信号に基づいて上記制御対象物を制御する信号を出力する中央通信部と、
を備えることを特徴とする分散型制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の分散型制御装置において、
上記中央通信部は、上記複数のセンサのそれぞれの信号応答時間を格納する応答時間格納部と、上記複数のセンサのそれぞれの信号応答時間を検出する時刻管理部と、サンプリングした上記検出信号に基づいて上記制御対象物を制御する信号を出力する制御支援ソフトウェア実行部とを有することを特徴とする分散型制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の分散型制御装置において、
上記複数の端末通信部のそれぞれは、上記通信ネットワークに接続され、情報の送受を行う端末通信制御部と、上記複数のセンサの信号応答時間を計測する応答時間計測部と、上記センサへのサンプリング指令を行う時刻を調整するサンプリング指令時刻調整部と、上記センサにサンプリング指令を供給するサンプリング指令部と、上記センサからの検出信号を入力するセンサ信号入力部と、上記センサからの検出信号を所定のデータに変換するセンサ信号処理部と、このセンサ信号処理部から出力されるデータを所定の時刻に上記端末通信制御部に転送する通信時刻調整部と、を有することを特徴とする分散型制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の分散型制御装置において、
上記複数の端末通信部のそれぞれは、上記センサのそれぞれの信号応答時間として、上記センサへの信号出力指令の命令実行から、上記センサからの検出信号の入力完了までの時間を第１の応答時間として計測し、上記中央通信部は、目標サンプリング周期を設定し、この目標サンプリング周期の２のべき乗であり、かつ、上記各端末通信部の上記第１の応答時間より大である周期を、上記合成信号をサンプリングすることができる検出周期に設定することを特徴とする分散型制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の分散型制御装置において、
上記中央通信部は、上記複数のセンサのサンプリング時刻が、互いに重ならないようにサンプリング時刻を設定することを特徴とする分散型制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載の分散型制御装置において、
上記端末通信部は、上記センサへの信号出力指令の命令実行から、上記センサへの信号出力指令が完了するまでの時間を第２の応答時間とし、上記センサへの信号出力指令の命令実行から、上記センサから検出信号の入力開始までの時間を第３の応答時間とし、
上記中央通信部は、上記合成信号をサンプリングするサンプリング指令時刻を、上記サンプリング時刻、上記端末通信部の上記第２の応答時間及び上記第３の応答時間を用いて算出することを特徴とする分散型制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の分散型制御装置において、
上記端末通信部は、上記センサからの信号の出力指令の命令実行から、上記センサから入力されたセンサ信号情報の変換処理完了までの時間を第４の応答時間とし、
上記中央通信部は、合成信号を生成する際に用いられる全ての端末通信部より、第４の応答時間の最大値を求め、これを基に上記端末通信部におけるセンサからの検出信号情報の転送時刻の設定値を求めることを特徴とする分散型制御装置。
【請求項８】
請求項７に記載の分散型制御装置において、
上記中央通信部は、上記複数のセンサからのセンサ情報を格納するセンサ情報格納部と、このセンサ情報格納部に格納されたセンサからのセンサ情報を一つの離散データとして合成するセンサ情報合成部とを有し、
上記中央通信部は、上記各端末通信部から転送されるセンサからのセンサ情報のうち、合成信号の生成に用いられる複数のセンサからのセンサ情報を、上記センサ情報格納部に格納し、上記センサ情報合成部により合成されたセンサ情報を、上記端末通信部に転送することを特徴とする分散型制御装置。
【請求項９】
請求項８に記載の分散型制御装置において、
上記中央通信部の制御支援ソフトウェア実行部に設定値を入力するための表示入力部を備えることを特徴とする分散型制御装置。
【請求項１０】
制御対象物の物理量を検出し、周期的に検出信号を出力する複数のセンサのそれぞれに接続され、各センサに上記制御対象物の物理量を検出させるためのサンプリング指令信号を供給し、上記センサからの検出信号を入力する複数の端末通信部と、通信ネットワークにより、上記通信ネットワークに中央通信部が接続され、
上記複数のセンサのそれぞれの信号応答時間から検出信号の出力周期を算出し、
算出した複数のセンサの検出信号の出力周期からなる合成信号を算出し、
算出した合成信号をサンプリングすることができる検出周期を算出し、
上記通信ネットワーク及び複数の上記端末通信部を介して、上記算出した検出周期により上記複数のセンサから出力された検出信号をサンプリングし、
サンプリングした上記検出信号に基づいて上記制御対象物を制御する信号を出力することを特徴とする分散型制御装置における制御方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の分散型制御装置における制御方法において、
上記複数の端末通信部のそれぞれは、上記センサのそれぞれの信号応答時間として、上記センサへの信号出力指令の命令実行から、上記センサからの検出信号の入力完了までの時間を第１の応答時間として計測し、上記中央通信部は、目標サンプリング周期を設定し、この目標サンプリング周期の２のべき乗であり、かつ、上記各端末通信部の上記第１の応答時間より大である周期を、上記合成信号をサンプリングすることができる検出周期に設定することを特徴とする分散型制御装置における制御方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の分散型制御装置における制御方法において、
上記中央通信部は、上記複数のセンサのサンプリング時刻が、互いに重ならないようにサンプリング時刻を設定することを特徴とする分散型制御装置における制御方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の分散型制御装置における制御方法において、
上記端末通信部は、上記センサへの信号出力指令の命令実行から、上記センサへの信号出力指令が完了するまでの時間を第２の応答時間とし、上記センサへの信号出力指令の命令実行から、上記センサから検出信号の入力開始までの時間を第３の応答時間とし、
上記中央通信部は、上記合成信号をサンプリングするサンプリング指令時刻を、上記サンプリング時刻、上記端末通信部の上記第２の応答時間及び上記第３の応答時間を用いて算出することを特徴とする分散型制御装置の制御方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の分散型制御装置における制御方法において、
上記端末通信部は、上記センサからの信号の出力指令の命令実行から、上記センサから入力されたセンサ信号情報の変換処理完了までの時間を第４の応答時間とし、
上記中央通信部は、合成信号を生成する際に用いられる全ての端末通信部より、第４の応答時間の最大値を求め、これを基に上記端末通信部におけるセンサからの検出信号情報の転送時刻の設定値を求めることを特徴とする分散型制御装置における制御方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の分散型制御装置における制御方法において、
上記中央通信部は、上記複数のセンサからのセンサ情報を格納するセンサ情報格納部と、このセンサ情報格納部に格納されたセンサからのセンサ情報を一つの離散データとして合成するセンサ情報合成部とを有し、
上記中央通信部は、上記各端末通信部から転送されるセンサからのセンサ情報のうち、合成信号の生成に用いられる複数のセンサからのセンサ情報を、上記センサ情報格納部に格納し、上記センサ情報合成部により合成されたセンサ情報を、上記端末通信部に転送することを特徴とする分散型制御装置における制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
時刻管理部１１３は、応答時間格納部１１２に格納された各センサ１３０の応答時間と、制御支援ソフトウェア実行部１１６より設定される目標サンプリング周期とを基にサンプリング指令時刻を算出し、中央通信制御部１１１に転送する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
さらに、時刻管理部１１３は、センサ情報格納部１１４に格納されたセンサ情報と制御支援ソフトウェア実行部１１６により設定される目標サンプリング周期を基にセンサ情報通信時刻を算出し、中央通信制御部１１１に転送する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
センサ情報合成部１１５は、制御支援ソフトウェア実行部１１６より設定される目標サンプリング周期を基に、センサ情報格納部１１４に格納された複数のセンサ情報を１つの離散データになるように合成し、中央通信部１１１に転送する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
そして、制御支援ソフトウェア実行部１１６は、ユーザにより表示入力部１００から入力される目標サンプリング周期を、時刻管理部１１３と、センサ情報合成部１１５に転送する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
また、センサ信号入力部１２６は、センサ１３０から出力されるセンサ信号の入力処理を行い、入力したセンサ信号の情報をセンサ信号処理部１２７に転送する。そして、センサ信号処理部１２７は、センサ信号入力部１２６から転送されたセンサ信号の情報のデータ量を削減し、取扱いの容易な物理量（所定のデータ）に変換し（例えば、圧縮データ）、その変換後のセンサ情報を通信時刻調整部１２８に転送する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
図３において、端末通信部１２０ａ〜１２０ｄに関するパラメータには、各記号末尾にｘ（ｘ＝１、２、・・・、４）を付記する。例えば、端末通信部１２０ａに対応するパラメータはｘ＝１、端末通信部１２０ｂに対応するパラメータはｘ＝２とする。さらに、図３のＴｃｒは複数のセンサ情報を１つの離散データとして合成した際の離散データのサンプリング周波数の目標値（目標サンプリング周期）を示し、図３のＴｃｘ（Ｔｃ１、Ｔｃ２、Ｔｃ３、Ｔｃ４）は、各端末通信手段１２０ａ〜１２０ｄのサンプリング周期を示す。目標サンプリング周期Ｔｃｒは、分散型制御装置が要求する検出精度から決定されるものである。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９７】
本発明の実施例１における分散型制御装置は、各端末通信部１２０ａ〜１２０ｄによるセンサの応答時間の計測結果に基づいて、各端末通信部１２０ａ〜１２０ｄのサンプリング周期Ｔｃｘ’、サンプリング指令時刻ｔｓｘとセンサ情報通信時刻ｔｃｏｍｘを算出し、図７に示すように、それぞれ設定される。
【国際調査報告】
2014136230.tif 000019
2014136230.tif 000020