JP7229957B2 - 生産システム、通信方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
図1は、実施形態に係る生産システムの全体構成の一例を示す図である。図1に示すように、生産システム1は、データ収集装置10、コントローラ20、モータ制御装置30-1~30-n、モータ40-1~40-n、及びセンサ50-1~50-nを含む。nは自然数であり、図1の場合、nは4以上の任意の整数である。
生産システム1では、コントローラ20とモータ制御装置30との間で定周期通信が行われる。定周期通信とは、周期的(定期的)に行われる通信である。別の言い方をすれば、定周期通信は、1周期内の通信手順が予め定められており、一定の周期ごとに、当該通信手順で行われる通信である。本実施形態では、コントローラ20とモータ制御装置30とを接続する産業用のネットワーク(いわゆるフィールドネットワークを含む)において、定周期通信が行われる。
図3は、生産システム1で実現される機能を示す機能ブロック図である。ここでは、コントローラ20及びモータ制御装置30の各々において実現される機能について説明する。
図3に示すように、コントローラ20では、データ記憶部200、動作制御部201、種類指定部202、領域指定部203、送信部204、及び受信部205が実現される。データ記憶部200は、記憶部22を主として実現され、動作制御部201、種類指定部202、領域指定部203、送信部204、及び受信部205は、CPU21を主として実現される。
データ記憶部200は、モータ制御装置30を制御するために必要なデータを記憶する。例えば、データ記憶部200は、モータ制御装置30に対する指令内容(モータ制御装置30の動作内容)が記述された制御プログラムと、モータ制御装置30に記憶されるパラメータと、を記憶する。
動作制御部201は、データ記憶部200に記憶された制御プログラムを実行し、モータ制御装置30を制御する。例えば、制御プログラムには、モータ制御装置30に対する指令の内容が時系列的に記述されており、動作制御部201は、モータ制御装置30に対し、制御プログラムに記述された指令の内容を特定する。動作制御部201は、特定した指定の内容を含むデータ(図4の32バイトのデータ)を生成する。このデータは、後述する送信部204により送信される。なお、図4では省略しているが、このデータには、ヘッダ部が存在し、送信先のモータ制御装置30のIPアドレス等の対象を識別するためのアドレス情報が格納されているものとする。
本実施形態では、モータ制御装置30が複数の種類のデータを取得可能であり、種類指定部202は、当該複数の種類のうちの少なくとも1つを指定する。データの種類とは、データが示す内容である。例えば、モータ制御装置30が、モータエンコーダにより検出された位置情報、トルクセンサにより検出されたトルク値、及び温度センサにより検出された温度情報を取得可能なのであれば、データの種類は3種類となる。これらのデータは、応答となりうるデータであり、例えば、未指定領域に格納されるデータである。種類指定部202により指定される種類は、コントローラ20の取得対象となる種類である。どの種類が指定されるかは、制御プログラムに定められていてもよいし、他のプログラムに定められていてもよい。
本実施形態では、定周期領域は、送信対象データの一部を格納可能な複数の領域を有し、領域指定部203は、複数の領域のうちの少なくとも1つを指定する。送信対象データの一部とは、送信対象データを複数に分割した個々のデータである。送信対象データの一部を格納可能な領域とは、定周期領域の一部の領域である。これら複数の領域の各々は、データサイズが同じであってもよいし、異なっていてもよい。本実施形態では、図4に示すデータフォーマットにおける未指定領域が、送信対象データの一部を格納可能な領域に相当する。このため、本実施形態で未指定領域と記載した箇所は、送信対象データの一部を格納可能な領域と読み替えることができる。なお、領域指定部203が指定する領域は、未指定領域以外の他の名称で呼ばれる領域であってもよい。例えば、領域指定部203は、定周期領域のうちの何バイト目から何バイト目までを利用するかを指定する。
送信部204は、モータ制御装置30に対し、任意のデータを送信する。例えば、送信部204は、モータ制御装置30に対し、動作制御部201によって生成された指令の内容を示すデータを送信する。送信部204は、モータ制御装置30に対し、種類指定部202により指定された種類の識別情報を含むデータを送信する。送信部204は、モータ制御装置30に対し、領域指定部203により指定された領域の識別情報を含むデータを送信する。定周期通信の通信フェーズでは、送信部204は、定周期領域にデータを格納し、モータ制御装置30に送信する。非定周期通信の通信フェーズでは、送信部204は、非定周期領域にデータを格納し、モータ制御装置30に送信する。
受信部205は、モータ制御装置30から、任意のデータを受信する。例えば、受信部205は、モータ制御装置30から、後述する動作制御部301によって生成された応答の内容を示すデータを送信する。受信部205は、モータ制御装置30から、種類指定部202により指定された種類のデータを受信する。受信部205は、モータ制御装置30から、領域指定部203により指定された領域に格納された送信対象データを受信する。定周期通信の通信フェーズでは、受信部205は、モータ制御装置30から、定周期領域に格納されたデータを受信する。非定周期通信の通信フェーズでは、受信部205は、モータ制御装置30から、非定周期領域に格納されたデータを受信する。
図3に示すように、モータ制御装置30では、データ記憶部300、動作制御部301、送信部302、及び受信部303が実現される。データ記憶部300は、記憶部32を主として実現される。動作制御部301、送信部302、及び受信部303は、CPU31を主として実現される。
データ記憶部300は、モータ40を制御するために必要なデータを記憶する。例えば、データ記憶部300は、モータ40の制御プログラムと、コントローラ20から受信したパラメータと、を記憶する。この制御プログラムには、指令の内容と、モータ制御装置30が行うべき動作の内容(例えば、モータ40に対する出力)と、の関係が記述されている。また例えば、データ記憶部300は、定周期通信を行うために必要なデータとして、現在の時間を示すタイマなどの情報と、1周期内における各通信フェーズで送受信されるデータフォーマットの情報と、を記憶する。また例えば、データ記憶部300は、トレースデータ及び一次解析データを含む送信対象データを記憶する。トレースデータ及び一次解析データが生成中である場合には、データ記憶部300は、これらの生成途中のデータを記憶する。
動作制御部301は、コントローラ20からの指令に基づいて、モータ40の動作を制御する。動作制御部301は、制御プログラムに基づいて、指令に応じた動作を行う。例えば、動作制御部301は、指令に応じた方向及び速度で回転又は移動するように、モータ40に対する電流を制御する。動作制御部301は、センサ50により検出された物理量を含む応答を生成する。動作制御部301は、センサ50により検出された物理量を時系列的に格納したトレースデータを生成する。動作制御部301は、トレースデータに対して所定の演算処理を施し、一次解析データを生成する。動作制御部301は、トレースデータ及び一次解析データに対し、ヘッダ部を付与して送信対象データを生成する。ヘッダ部には、トレースデータ、一次解析データのサイズやコントローラ20のIPアドレスなどの情報が含まれる。
送信部302は、コントローラ20に対し、任意のデータを送信する。送信部302は、複数の周期の各々における定周期領域を利用して、コントローラ20に、自身に関するデータを複数の周期に分けて送信する。定周期領域を利用するとは、定周期領域の一部又は全部にデータを格納することである。定周期領域がデータ領域ではなく期間を意味する場合には、定周期領域のうちの一部又は全部の期間においてデータを送信することは、定周期領域を利用することに相当する。自身とは、送信部302を含むモータ制御装置30である。図6に示す送信対象データは、自身に関するデータの一例である。このため、本実施形態で送信対象データと記載した箇所は、自身に関するデータと読み替えることができる。
受信部303は、コントローラ20から、任意のデータを受信する。例えば、受信部303は、コントローラ20から、動作制御部201によって生成された指令の内容を示すデータを送信する。受信部303は、コントローラ20から、種類指定部202により指定された種類の識別情報を含むデータを受信する。受信部303は、コントローラ20から、領域指定部203により指定された領域の識別情報を含むデータを受信する。定周期通信の通信フェーズでは、受信部303は、コントローラ20から、定周期領域に格納されたデータを受信する。非定周期通信の通信フェーズでは、受信部303は、コントローラ20から、非定周期領域に格納されたデータを受信する。
図7は、生産システム1で送信対象データが送受信される様子を示すフロー図である。図7に示す処理は、CPU21,31がそれぞれ記憶部22,32に記憶されたプログラムに従って動作することによって実行される。以降説明する処理は、図3に示す機能ブロックにより実行される処理の一例である。なお、図7では、1台のモータ制御装置30だけを示しているが、複数のモータ制御装置30の各々で同様の処理が実行される。また、図7では、モータ制御装置30がモータ40を制御する処理については省略する。
なお、本開示は、以上に説明した実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更可能である。
Claims (11)
- 第1産業装置と、
前記第1産業装置と定周期で通信する第2産業装置と、
を有し、
前記第2産業装置は、複数の周期の各々における定周期領域を利用して、前記第1産業装置に、制御用の第1データを1のフレームの第1データ領域に含み、かつ、自身に関する第2データの一部を前記1のフレームの第2データ領域に含む前記1のフレームを送信することによって、前記第2データを前記複数の周期に分けて送信する送信部を有し、
1周期内には、前記定周期領域と、非定周期領域と、があり、
前記送信部は、各周期における前記定周期領域と前記非定周期領域との両方を利用して、前記第1産業装置に前記第2データを送信する、
生産システム。 - 前記定周期領域と前記非定周期領域との各々に分けられたデータ部分には、識別情報が付与されており、
前記第1産業装置は、前記識別情報に基づいて、前記定周期領域と前記非定周期領域との各々を利用して受信した前記データ部分を結合する結合部を有する、
請求項1に記載の生産システム。 - 前記第1産業装置と前記第2産業装置との間では、1周期内において少なくとも1回、前記定周期領域の一部を利用して、前記第1データが送受信される、
請求項1又は2に記載の生産システム。 - 前記送信部は、1周期で送信を完了できるデータに対応する第1データ領域と、1周期では送信を完了できないデータに対応する第2データ領域と、を含むデータを送信する、
請求項1~3の何れかに記載の生産システム。 - 前記生産システムは、複数の前記第2産業装置を有し、
前記第1産業装置は、1周期内において、前記複数の第2産業装置の各々と順番に通信し、
前記複数の第2産業装置の各々の前記送信部は、自身の順番が訪れた場合に、自身に対応する前記定周期領域を利用して、前記第1データと前記第2データとを送信する、
請求項1~4の何れかに記載の生産システム。 - 前記第2産業装置は、複数の種類の前記第2データを取得可能であり、
前記第1産業装置は、前記複数の種類のうちの少なくとも1つを指定する種類指定部を有し、
前記送信部は、前記第1産業装置に、指定された前記少なくとも1つの種類の第2データを複数の周期に分けて送信する、
請求項1~5の何れかに記載の生産システム。 - 前記定周期領域は、前記第2データの一部を格納可能な複数の領域を有し、
前記第1産業装置は、前記複数の領域のうちの少なくとも1つを指定する領域指定部を有し、
前記送信部は、指定された前記少なくとも1つの領域を利用して、前記第1産業装置に前記第2データを送信する、
請求項1~6の何れかに記載の生産システム。 - 前記第2データは、前記第2産業装置により生成されたトレースデータ、前記第2産業装置により解析された解析データ、又は前記第2産業装置に接続された機器に関する機器データである、
請求項1~7の何れかに記載の生産システム。 - 前記第1産業装置は、指令を送信するマスタ機器であり、
前記第2産業装置は、前記指令に応じて動作するスレーブ機器である、
請求項1~8の何れかに記載の生産システム。 - 第1産業装置と、前記第1産業装置と定周期で通信する第2産業装置と、の間における通信方法であって、
前記第2産業装置が、複数の周期の各々における定周期領域を利用して、前記第1産業装置に、制御用の第1データを1のフレームの第1データ領域に含み、かつ、自身に関する第2データの一部を前記1のフレームの第2データ領域に含む前記1のフレームを送信することによって、前記第2データを前記複数の周期に分けて送信し、
1周期内には、前記定周期領域と、非定周期領域と、があり、
前記第2産業装置は、各周期における前記定周期領域と前記非定周期領域との両方を利用して、前記第1産業装置に前記第2データを送信する、
通信方法。 - 第1産業装置と定周期で通信する第2産業装置を、
複数の周期の各々における定周期領域を利用して、前記第1産業装置に、制御用の第1データを1のフレームの第1データ領域に含み、かつ、自身に関する第2データの一部を前記1のフレームの第2データ領域に含む前記1のフレームを送信することによって、前記第2データを前記複数の周期に分けて送信する送信部、
として機能させ、
1周期内には、前記定周期領域と、非定周期領域と、があり、
前記送信部は、各周期における前記定周期領域と前記非定周期領域との両方を利用して、前記第1産業装置に前記第2データを送信する、
プログラム。
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