JP6060626B2 - 携帯端末リンケージ装置、携帯端末リンケージ装置と通信する制御システムおよび携帯端末装置 - Google Patents

Description

この発明は、携帯端末リンケージ装置と、携帯端末リンケージ装置と通信する制御システムおよび携帯端末装置に関する。

例えば、現在の製造ラインは多くの機械設備で構成され、各個別機械設備または複数機械設備は制御システムにより自動運転されている。

この制御システムは、制御ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）、個別機械を現場で手動操作する操作表示用品、集中運転室で運転状態を表示／操作する操業端末、所定の生産スケジュールに応じて最終製品仕様を自動で設定しかつ生産された製品毎の品質データを収集蓄積する生産管理コンピュータ・システム／ヒストリカルデータサーバにより構成される。

特開２００２−３２３３４号公報 特開２００７−１１５００９号公報 特表２００７−５３６６３９号公報 特開３８０８７９４号公報

現在の携帯電話に代表される通信機能を備えた携帯端末は、そのソフトウェアおよび通信機能によりＷＥＢサイトに代表されるサービスへアクセスして表示内容／操作機能を動的に変更することが可能であるが、瞬時の操作が要求される製造現場の操作表示用品の代替として適用することは困難がある。

製造ラインの制御データを現在および過去にさかのぼり遠隔で閲覧できるようになれば、例えば製造ラインから離れた事務所で製造ラインの生産性や品質の改善やライントラブル解析を検討する際に大いに役立つ。従来は、制御システムメーカが提供する専用携帯端末を製造現場内にはられた有線／無線通信設備で接続して生産データ閲覧を実現した例、または、インターネット用の閲覧ソフトを搭載した一般携帯端末を製造ライン工場のＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）または一般のＷＡＮ（広域エリアネットワーク）によるインターネットサービスを経由して製造ラインに設置されたサーバに接続し、サーバで生成されるＨＴＭＬ形式のファイルおよび画像データを携帯端末で画面表示して実現する例がある。例えば特許文献１には、ＷＥＢサーバとなるコンピュータを備え、ＨＴＭＬ形式のファイルを携帯端末に送信することが開示されている。

しかしながら、インターネットによる携帯端末接続には、製造ライン側にＷＥＢサーバとなるコンピュータやＬＡＮ／ＷＡＮを構築し接続する機器が必要である。また、ＷＥＢサーバ管理や携帯端末表示用のＨＴＭＬプログラム開発なども必要である。導入には製造ライン制御システムの高い技術だけでなくＷＥＢ関連の高い技術も必要となる。大きな設備投資と情報機器に対する高い技術レベルが要求されるため、特に中小規模の製造ラインでは適用が進まない。中小規模の製造ラインでの適用を進めるには、ＷＥＢサーバとなるコンピュータの導入やＨＴＭＬプログラム開発を無くすことが望まれる。

本発明は、プログラム開発が不要な単純な機能定義方法によって、製造ラインの制御データを取得し、かつ一般通信回線により接続する遠隔の携帯端末に制御データを表示閲覧できるようにすること、携帯端末の表示構成をこれもプログラム開発が不要な方法によって容易に変更できるようにすることを技術的課題としている。本発明は、これらの技術的課題を解決するための携帯端末リンケージ装置、携帯端末リンケージ装置と通信する制御システムおよび携帯端末装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、上記の目的を達成するため、製造ラインの機械設備を制御する制御システムに接続する内部ネットワークと、外部の携帯端末装置に接続する一般通信回線との間に設けられる携帯端末リンケージ装置であって、
制御システムが有する制御データのデータ構造体を定義する制御データ構造体定義情報の群である制御データ構造体定義群情報と、制御データのデータ構造体それぞれの名称を列挙する制御データ構造体名称リスト情報（以下、制御データリストとも記す。）と、を記憶する記憶手段と、
携帯端末装置から送信される接続要求に応答して、制御データ構造体名称リスト情報を携帯端末装置に送信する名称リスト情報送信手段と、
携帯端末装置から送信されるデータ構造体の名称情報を受信し、制御データ構造体定義群情報から当該名称情報に対応する制御データ構造体定義情報を取得するデータ構造体定義情報取得手段と、
取得した制御データ構造体定義情報に関する実際の制御データを内部ネットワーク経由で取得する制御実データ取得手段と、
取得した制御データ構造体定義情報と実際の制御データとを携帯端末装置に送信する制御実データ送信手段とを備え、
制御データ構造体定義群情報と制御データ構造体名称リスト情報は、制御システムの制御プログラムの内容から抽出され自動生成されたテキストファイルに記載された情報であることを特徴とする。

ここで、「制御データ」とは、生産／制御機能に関するデータである。例えば、図５に示すように、運転状況、生産実績、ルーパ張力などを単位とするデータ構造体で定義される。「実際の制御データ」には、制御システムの制御ＰＬＣの現在／過去の制御データのみならず、製造ラインの生産データも含まれる。また、「一般通信回線」とは、一般アナログ／デジタル通信回線でありインターネットを含む。

より詳細には、「内部ネットワーク」には、現在の制御データを出力する制御ＰＬＣの他、過去の制御データを定期連続的に収集し生産された製品毎または時系列毎にデータを蓄積するヒストリカルデータサーバが接続される。携帯端末装置から所定の制御データの現在値について閲覧要求がある場合には、携帯端末リンケージ装置は制御ＰＬＣから出力される現在の制御データを内部ネットワーク経由で取得する。また、日時指定／製品Ｎｏ．指定など過去の制御データについて閲覧要求がある場合には、携帯端末リンケージ装置はヒストリカルデータサーバに問い合わせて、過去の制御データを内部ネットワーク経由で取得する。

第２の発明は、製造ラインの機械設備を制御する制御システムであって、
制御システムの制御プログラムの内容から制御データ構造体名称リスト情報とデータ構造体定義群情報とをそのまま抜き出したテキストファイルを自動生成する自動生成手段と、テキストファイルを第１の発明における携帯端末リンケージ装置に送信するファイル送信手段と、を備えることを特徴とする。

上述した「制御プログラムの内容」とは、制御機能に応じた制御ＰＬＣプログラムの設計情報（プログラム定義情報）やソースコードである。この制御プログラムの内容から制御データ構造体名称リスト情報とデータ構造体定義群情報とをそのまま抜き出して各テキストファイルを自動生成する。自動生成された各テキストファイルは、特別な付加情報（例えば、ＨＴＭＬタグなど）を含まないため、製造ライン制御システム以外の特別な知識を必要とすることなく、一般のテキストエディタで容易に編集可能である。各テキストファイルを変更・送信することで携帯端末リンケージ装置に記憶される制御データ構造体名称リスト情報とデータ構造体定義群情報が更新され、携帯端末装置の表示情報を変更することができる。

第３の発明は、一般通信回線を介して第１の発明の携帯端末リンケージ装置と通信する携帯端末装置であって、
携帯端末リンケージ装置から送信される制御データ構造体名称リスト情報を受信して画面に表示する名称リスト情報表示手段と、
表示した制御データ構造体名称リスト情報からユーザが選択したデータ構造体の名称情報を送信するデータ構造体名称情報送信手段と、
携帯端末リンケージ装置から送信されるデータ構造体定義情報と実際の制御データとを受信して画面に表示する制御実データ表示手段と、を備えることを特徴とする。

好ましくは、制御データ構造体名称リスト情報は、携帯端末装置の使用者であるユーザが選択可能なリスト形式で画面に表示され、ユーザは閲覧したい制御データの名称（データ構造体の名称）を選択することができる。携帯端末装置は、データ構造体定義情報とこれに対応する制御実データとを受信すると、数値データおよび工学単位文字付きで画面に表示する。

このように、本発明によれば、大掛かりなＷＥＢサーバコンピュータの導入、ＬＡＮ／ＷＡＮ接続を構築することなく、またＨＴＭＬプログラム開発にもよらずに、単純なテキストファイル定義情報を構築すること、携帯電話機に代表される一般携帯端末から制御データを閲覧することができるという効果を特にこれまで導入が難しかった中小製造ラインに適用することができるようになる。

本発明に係る製造ライン制御システムと携帯端末の概略構成図である。 携帯端末に表示される制御データリストの例を示す図である。 携帯端末に表示される制御データの例を示す図である。 携帯端末リンケージ装置に備える制御データリストのテキストファイルおよび制御データ構造体定義群テキストファイルの例を示す図である。 機械設備、制御機能、制御データおよび実制御データの例を示す図である。 携帯端末からの要求に応じて制御データが携帯端末の画面に表示される処理の流れを示すシーケンス図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

実施の形態．
図１は本発明に係る製造ライン制御システムと携帯端末の概略構成図である。図２および図３は携帯端末の表示例である、図４は携帯端末リンケージ装置に備える制御データリストのテキストファイルおよび制御データ構造体定義群テキストファイルの例である。図５は機械設備、制御機能、制御データおよび制御実データの例を示す説明図である。図６は携帯端末からの要求に応じて制御データが携帯端末の画面に表示される処理の流れを示すシーケンス図である。

図１は本発明を適用した例であり、製造工場１で生産活動を担う機械設備群２はあらかじめプログラムされた制御ＰＬＣ３で自動運転されている、ＰＬＣプログラミングツール４で制御ＰＬＣ３のプログラム開発／変更／モニタを行う。この例では、制御／情報ネットワーク６によりヒストリカルデータサーバ５が制御ＰＬＣ３に接続され制御システムを構成している。携帯端末リンケージ装置７は同じく制御／情報ネットワーク６に接続され、ＮＩＣ（ネットワークコントローラ）および対応する通信ソフトウェアにより制御ＰＬＣ３およびヒストリカルデータサーバ５と通信する。

携帯端末リンケージ装置７の記憶部１２には、機械設備２に関してあらかじめ作成された、制御データリストテキストファイル１９および制御データ構造体定義群テキストファイル２０が記憶されている。図４に示すとおり、制御データリストテキストファイル１９は制御データ構造体定義群テキストファイル２０で記述されたデータ構造体の名称一覧表である。制御データ構造体定義群テキストファイル２０は、各データ構造体のメンバ項目を、そのデータ型、メンバ名、工学単位文字、制御システム内の変数名またはデータアドレスについて表す。ＰＬＣプログラミングツール４は、制御ＰＬＣプログラムの内容（設計情報（プログラム定義情報）やソースコード）に応じて、これら制御データリストテキストファイル１９および制御データ構造体定義群テキストファイル２０を自動生成する。制御ＰＬＣ３のプログラム開発を行うＰＬＣプログラミングツール４は、図５に示すように、制御機能に応じた制御ＰＬＣのプログラム、制御機能に応じたデータ構造体定義情報を有している。そのため、特別な加工を要せずにテキストファイル１９、２０を自動生成することが可能である。図４には、自動生成されたテキストファイルの一例が示されている。自動生成されたテキストファイル１９、２０は、携帯端末リンケージ装置７の記憶部１２にファイルコピーされる。

以下、図６に示すシーケンス図を用い、制御データが携帯端末１１の画面に表示されるまでの処理の流れについて説明する。携帯端末リンケージ装置７には、アナログ固定電話回線またはデジタル携帯電話機が別のＮＩＣ（ネットワークコントローラ）および対応する通信ソフトウェアにより接続されている。遠隔にある携帯電話機等の携帯端末１１からのコールを一般通信回線１０経由で受信する。遠隔に居るデータ閲覧者は携帯端末１１を操作してデータ閲覧用ソフトウェアを起動し、携帯端末リンケージ装置７に接続を要求する。携帯端末リンケージソフトウェア８は、携帯端末１１からの接続要求を受信すると、回線を接続し、あらかじめ記憶部１２に記憶されている制御データリストテキストファイル１９を携帯端末１１に送信する。

携帯端末１１は受信した制御データリストテキストファイル１９を、図２に示す例のように選択可能なプルダウンリスト形式で表示する。データ閲覧者はこのプルダウンリストから閲覧したい制御データを選択して、図３に示すデータ閲覧ボタン１５、１６または１７を操作する。携帯端末１１は、携帯端末リンケージ装置７に対してデータ閲覧要求を送信する。データ閲覧要求には、選択された制御データ名称（データ構造体の名称）と選択されたデータ閲覧ボタンの状態値が含まれる。

携帯端末リンケージソフトウェア８は、携帯端末１１から受信したデータ閲覧要求に含まれる選択された制御データ名称を用いて、制御データ構造体定義群テキストファイル２０の内容をサーチし、制御データの名称に対応する制御データ構造体定義を取得する。

さらに、携帯端末１１から受信したデータ閲覧要求に含まれる閲覧ボタン１５、１６または１７の状態値が、データ閲覧ボタン１５の操作による“現在値”である場合には、携帯端末リンケージソフトウェア８は、制御ＰＬＣ３から、取得した制御データ構造体定義で指定された制御実データを制御／情報ネットワーク６経由で読み込む。その後、携帯端末リンケージソフトウェア８は、携帯端末１１に制御データ構造体定義情報および読み込んだ制御実データのファイルを送信する。携帯端末１１は、制御データ構造体定義および制御実データを受信し、図３に示す制御実データ表示部１８に表示する。

また、データ閲覧要求に含まれるデータ閲覧ボタンの状態値がデータ閲覧ボタン１６の操作による“日時で検索”である場合には、携帯端末リンケージソフトウェア８は、ヒストリカルデータサーバ５にデータ要求を行う。ヒストリカルデータサーバ５は、蓄積された製品単位（一例としてコイル単位）の品質データから該当する日時に生産された製品Ｎｏ．を検索する。さらに、これらの製品Ｎｏ．が含まれ、かつ閲覧要求された制御データ名称に対応する制御実データを携帯端末リンケージソフトウェア８に返送する。また、データ閲覧要求に含まれるデータ閲覧ボタンの状態値がデータ閲覧ボタン１７の操作による“コイルＮｏ．で検索”である場合には、携帯端末リンケージソフトウェア８は、ヒストリカルデータサーバ５にデータ要求を行う。ヒストリカルデータサーバ５は、蓄積された製品単位（一例としてコイル単位）の品質データから該当する製品Ｎｏ．を検索する。さらに、この製品Ｎｏ．が含まれ、かつ閲覧要求された制御データ名称に対応する制御実データを携帯端末リンケージソフトウェア８に返送する。携帯端末リンケージソフトウェア８は、携帯端末１１に制御データ構造体定義およびヒストリカルデータサーバ５から読み出した制御実データのファイルを送信する。携帯端末１１は、受信した制御データ構造体定義および制御実データを受信し、図３に示す制御実データ表示部１８に表示する。

データ閲覧処理が終了すると携帯端末１１は、携帯端末リンケージ装置７との通信を終了し、接続中の回線を切断する。

１ 製造工場
２ 機械設備
３ 制御ＰＬＣ
４ ＰＬＣプログラミングツール
５ ヒストリカルデータサーバ
６ 制御／情報ネットワーク
７ 携帯端末リンケージ装置
８ 携帯端末リンケージソフトウェア
９ アナログ固定電話回線／デジタル携帯電話機
１０ 一般通信回線
１１ 携帯端末
１２ 記憶部
１４ 制御データリストのプルダウンリスト表示／選択部
１５ データ閲覧ボタン（現在値）
１６ データ閲覧ボタン（日時で検索）
１７ データ閲覧ボタン（コイルＮＯ．で検索）
１８ 制御実データ表示部
１９ 制御データリストテキストファイル
２０ 制御データ構造体定義群テキストファイル

Claims (3)

1. 製造ラインの機械設備を制御する制御システムに接続する内部ネットワークと、外部の携帯端末装置に接続する一般通信回線との間に設けられる携帯端末リンケージ装置において、
   前記制御システムが有する制御データのデータ構造体を定義する制御データ構造体定義情報の群である制御データ構造体定義群情報と、制御データのデータ構造体それぞれの名称を列挙する制御データ構造体名称リスト情報と、を記憶する記憶手段と、
   前記携帯端末装置から送信される接続要求に応答して、前記制御データ構造体名称リスト情報を前記携帯端末装置に送信する名称リスト情報送信手段と、
   前記携帯端末装置から送信されるデータ構造体の名称情報を受信し、前記制御データ構造体定義群情報から当該名称情報に対応する制御データ構造体定義情報を取得するデータ構造体定義情報取得手段と、
   取得した制御データ構造体定義情報に関する実際の制御データを前記内部ネットワーク経由で取得する制御実データ取得手段と、
   取得した制御データ構造体定義情報と実際の制御データとを前記携帯端末装置に送信する制御実データ送信手段とを備え、
   前記制御データ構造体定義群情報と前記制御データ構造体名称リスト情報は、前記制御システムの制御プログラムの内容から抽出され自動生成されたテキストファイルに記載された情報であること、
   を特徴とする携帯端末リンケージ装置。
2. 製造ラインの機械設備を制御する制御システムにおいて、
   前記制御システムの制御プログラムの内容から前記制御データ構造体名称リスト情報と前記制御データ構造体定義群情報とをそのまま抜き出したテキストファイルを自動生成する自動生成手段と、
   前記テキストファイルを前記請求項１記載の携帯端末リンケージ装置に送信するファイル送信手段と、
   を備えることを特徴とする制御システム。
3. 前記テキストファイルを編集可能なテキストファイル編集手段、を更に備えることを特徴とする請求項２記載の制御システム。

Images