JP7400104B2 - シミュレーション装置、制御システム、シミュレーション方法及びプログラム - Google Patents
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Description
図1に示すマシンシステム1は、複数のマシン3を協調して動作させるシステムである。マシンシステム1の具体例としては、ワークを生産するように、複数のマシン3を協調して動作させる生産システムが挙げられるが、複数のマシン3の動作目的は必ずしもワークの生産に限られない。
制御システム4は、実制御システム5と、シミュレーション装置100とを備える。実制御システム5は、複数のマシン3を制御する。実制御システム5は、複数のマシン3をそれぞれ制御する複数のコントローラ7と、複数のコントローラ7と通信可能なコントローラ6とを有してもよい。一例として、図1には、コンベヤ3Aを制御するコントローラ7Aと、ロボット3Bを制御するコントローラ7Bと、ロボット3Cを制御するコントローラ7Cと、コントローラ7A,7B,7Cと通信可能なコントローラ6とが示されている。
記憶領域の数=仮想遅延時間/通信基準時間+1・・・(1)
信号波形TS,RSは、「OFF」又は「ON」の2値で情報を表す通信信号を例示している。信号波形TS,RSが低い値となっていることは、通信信号が「OFF」であることを表し、信号波形TS,RSが高い値となっていることは、通信信号が「ON」であることを表す。
続いて、シミュレーション方法の一例として、シミュレーション装置100が実行するシミュレーション手順を例示する。この手順は、第1マシンに対する第1コントローラによる制御を第1シミュレータによりシミュレーションすることと、第2マシンに対する第2コントローラによる制御を第2シミュレータによりシミュレーションすることと、第1コントローラによる制御の進行と、第2コントローラによる制御の進行との関係に基づいて、第1シミュレータによるシミュレーションの進行と、第2シミュレータによるシミュレーションの進行とをコントロールすることと、を含む。
続いて、シミュレーション結果に基づき行われる仮想遅延時間の調節手順を例示する。図14に示すように、データ収集装置200はまずステップS51,S52を実行する。ステップS51では、乖離評価部203が、実制御システム5による制御が完了し、リアルデータ記憶部201にリアルデータが蓄積されるのを待機する。ステップS52では、乖離評価部203が、バーチャルデータとリアルデータとの乖離を評価する。
続いて、データ収集装置200による異常検知手順を例示する。図15に示すように、データ収集装置200は、まずステップS61,S62,S63を実行する。ステップS61では、乖離評価部203が、実制御システム5による制御が完了し、リアルデータ記憶部201にリアルデータが蓄積されるのを待機する。ステップS62では、乖離評価部203が、バーチャルデータとリアルデータとの乖離を評価する。ステップS63では、乖離評価部203による乖離度の評価結果が、上記異常検知レベルを超えているか否かを、異常検知部204が確認する。
以上に説明したように、シミュレーション装置100は、第1マシンに対する第1コントローラによる制御をシミュレーションする第1シミュレータと、第2マシンに対する第2コントローラによる制御をシミュレーションする第2シミュレータと、第1コントローラによる制御の進行と、第2コントローラによる制御の進行との関係に対応するように、第1シミュレータによるシミュレーションの進行と、第2シミュレータによるシミュレーションの進行とをコントロールするシミュレーションマネジャ110と、を備える。
Claims (26)
- 第1マシンに対する第1コントローラによる制御であって、第1制御周期で第1セグメント処理を繰り返すことを含む制御をシミュレーションする第1シミュレータと、
第2マシンに対する第2コントローラによる制御であって、前記第1制御周期とは異なる第2制御周期で第2セグメント処理を繰り返すことを含む制御をシミュレーションする第2シミュレータと、
前記第1制御周期と前記第2制御周期とに基づいて、前記第1コントローラによる前記第1セグメント処理の実行タイミングと、前記第2コントローラによる前記第2セグメント処理の実行タイミングとの関係に対応するように、前記第1シミュレータによる前記第1セグメント処理の実行タイミングと、前記第2シミュレータによる前記第2セグメント処理の実行タイミングとをコントロールするシミュレーションマネジャと、
を備える、シミュレーション装置。 - 前記シミュレーションマネジャは、
シミュレーションサイクル数をカウントするカウンタと、
前記第1制御周期及び前記第2制御周期と、前記シミュレーションサイクル数とに基づいて、前記第1シミュレータ及び前記第2シミュレータの少なくとも一つを選択する選択部と、
前記選択部が選択した少なくとも一つのシミュレータのそれぞれに、セグメント処理を実行させる実行部とを有する、請求項1記載のシミュレーション装置。 - 前記選択部は、
前記第1セグメント処理が前回実行されてからカウントされたシミュレーションサイクル数が、前記第1制御周期に対応するシミュレーションサイクル数となった場合に、前記第1シミュレータを選択し、
前記第2セグメント処理が前回実行されてからカウントされたシミュレーションサイクル数が、前記第2制御周期に対応するシミュレーションサイクル数となった場合に、前記第2シミュレータを選択する、請求項2記載のシミュレーション装置。 - 前記第1制御周期に対応するシミュレーションサイクル数及び前記第2制御周期に対応するシミュレーションサイクル数がいずれも1以上である、請求項3記載のシミュレーション装置。
- 前記第1シミュレータによるシミュレーション結果と、前記第2シミュレータによるシミュレーション結果とに基づいて、前記第1マシンの動作及び前記第2マシンの動作をシミュレーションする動作シミュレーション部を更に備える、請求項1~4のいずれか一項記載のシミュレーション装置。
- 前記動作シミュレーション部は、前記第1シミュレータによるシミュレーション結果と、前記第2シミュレータによるシミュレーション結果との両方が更新された後に、前記第1マシンの動作及び前記第2マシンの動作をシミュレーションする、請求項5記載のシミュレーション装置。
- 前記第2シミュレータは、前記第1シミュレータによる前記第1マシンの動作のシミュレーション結果に対して、前記第2マシンの動作のシミュレーション結果を協調させるように、前記第2マシンに対する前記第2コントローラによる制御をシミュレーションする、請求項1~6のいずれか一項記載のシミュレーション装置。
- 前記シミュレーション装置は、
前記第1コントローラと前記第2コントローラとの間で直接的又は間接的に行われる通信を再現するように、前記第1シミュレータと前記第2シミュレータとの間における通信データの受け渡しを行う通信シミュレータを更に備える、請求項1~7のいずれか一項記載のシミュレーション装置。 - 前記通信シミュレータは、送信側のシミュレータが生成した通信データを、予め定められた仮想遅延時間に基づいたタイミングで、受信側のシミュレータに取得させる、請求項8記載のシミュレーション装置。
- 前記通信シミュレータは、
通信サイクル数をカウントする通信カウンタと、
前記送信側のシミュレータが生成した通信データを通信バッファに格納する通信データ格納部と、
前記通信バッファに通信データが格納されてからカウントされた通信サイクル数が、前記仮想遅延時間に対応する通信サイクル数となった場合に、前記通信バッファに格納された通信データを読み出して受信側のシミュレータに取得させる通信データ読出部と、を有する請求項9記載のシミュレーション装置。 - 前記通信バッファは、データ転送方向の上流から下流に並ぶ複数の記憶領域を含み、
前記通信データ格納部は、前記送信側のシミュレータが生成した通信データを前記通信バッファの最上流の記憶領域に格納し、
前記通信シミュレータは、前記通信サイクル数がカウントされる度に、前記通信データを前記通信バッファにおいて一つ下流の記憶領域に転送する通信データ転送部を更に有し、
前記通信データ読出部は、前記通信データ転送部により最下流の記憶領域まで転送された前記通信データを読み出して前記受信側のシミュレータに取得させる、請求項10記載のシミュレーション装置。 - 前記通信バッファは、前記仮想遅延時間に対応する数の前記複数の記憶領域を含む、請求項11記載のシミュレーション装置。
- 前記通信シミュレータは、複数の送信側のシミュレータと、複数の受信側のシミュレータとをそれぞれ対応付ける複数の通信定義に基づいて、送信側のシミュレータから通信データを取得することと、受信側のシミュレータに通信データを取得させることと、を前記複数の通信定義ごとに実行する、請求項8記載のシミュレーション装置。
- 前記複数の通信定義のそれぞれは、送信側のシミュレータから受信側のシミュレータへの仮想遅延時間を含み、
前記通信シミュレータは、前記複数の通信定義ごとに、前記送信側のシミュレータが生成した通信データを、前記仮想遅延時間に基づいたタイミングで前記受信側のシミュレータに取得させる、請求項13記載のシミュレーション装置。 - 前記仮想遅延時間に対応するサイズの通信バッファを前記複数の通信定義ごとに割り当てる通信バッファ割当部を更に備え、
前記通信シミュレータは、
通信サイクル数をカウントする通信カウンタと、
前記複数の通信定義ごとに、前記送信側のシミュレータが生成した通信データを前記通信バッファに格納する通信データ格納部と、
前記複数の通信定義ごとに、前記通信バッファに前記通信データが格納されてからカウントされた通信サイクル数が、前記仮想遅延時間に対応する通信サイクル数となった場合に、前記通信バッファに格納された前記通信データを読み出して前記受信側のシミュレータに取得させる通信データ読出部と、を有する、請求項14記載のシミュレーション装置。 - 指定された再生速度に応じて前記第1シミュレータによるシミュレーションの進行速度及び前記第2シミュレータによるシミュレーションの進行速度を変更する進行速度調節部を更に備える、請求項1~15のいずれか一項記載のシミュレーション装置。
- 停止指令に応じて、前記第1シミュレータによるシミュレーション及び前記第2シミュレータによるシミュレーションを中断する中断部を更に備える、請求項1~16のいずれか一項記載のシミュレーション装置。
- 前記シミュレーションマネジャは、個別シミュレーションの指示を受けた場合に、前記第1シミュレータ及び前記第2シミュレータから一つの個別実行シミュレータを選択し、他のシミュレータによるシミュレーションの進行に無関係に、前記個別実行シミュレータによるシミュレーションを実行させる、請求項1~17のいずれか一項記載のシミュレーション装置。
- 第1マシンに対する第1コントローラによる制御をシミュレーションする第1シミュレータと、
第2マシンに対する第2コントローラによる制御をシミュレーションする第2シミュレータと、
前記第1コントローラによる制御の進行と、前記第2コントローラによる制御の進行との関係に対応するように、前記第1シミュレータによるシミュレーションの進行と、前記第2シミュレータによるシミュレーションの進行とをコントロールするシミュレーションマネジャと、
前記第1コントローラと前記第2コントローラとの間で直接的又は間接的に行われる通信を再現するように、前記第1シミュレータと前記第2シミュレータとの間における通信データの受け渡しを行う通信シミュレータと、
を備え、
前記通信シミュレータは、
通信サイクル数をカウントする通信カウンタと、
送信側のシミュレータが生成した通信データを通信バッファに格納する通信データ格納部と、
前記通信バッファに通信データが格納されてからカウントされた通信サイクル数が、予め定められた仮想遅延時間に対応する通信サイクル数となった場合に、前記通信バッファに格納された通信データを読み出して受信側のシミュレータに取得させる通信データ読出部と、を有するシミュレーション装置。 - 請求項9~12のいずれか一項記載のシミュレーション装置と、
前記第1コントローラと、前記第2コントローラとを含む実制御システムと、
前記仮想遅延時間を、前記第1コントローラと前記第2コントローラとの間の通信遅延時間に対応させる仮想遅延設定部と、を備える、制御システム。 - 前記第1コントローラによる前記第1マシンの制御の進行と、前記第2コントローラによる前記第2マシンの制御の進行と、前記第1シミュレータによるシミュレーションの進行と、前記第2シミュレータによるシミュレーションの進行との比較に基づいて、前記実制御システムの異常を検知する異常検知部を更に備える、請求項20記載の制御システム。
- 請求項1~19のいずれか一項記載のシミュレーション装置と、
前記第1コントローラと、前記第2コントローラとを含む実制御システムと、
前記第1コントローラによる前記第1マシンの制御の進行と、前記第2コントローラによる前記第2マシンの制御の進行と、前記第1シミュレータによるシミュレーションの進行と、前記第2シミュレータによるシミュレーションの進行とを対比する比較画像を生成する比較画像生成部と、を備える、制御システム。 - 第1マシンに対する第1コントローラによる制御であって、第1制御周期で第1セグメント処理を繰り返すことを含む制御を第1シミュレータによりシミュレーションすることと、
第2マシンに対する第2コントローラによる制御であって、前記第1制御周期とは異なる第2制御周期で第2セグメント処理を繰り返すことを含む制御を第2シミュレータによりシミュレーションすることと、
前記第1制御周期と前記第2制御周期とに基づいて、前記第1コントローラによる前記第1セグメント処理の実行タイミングと、前記第2コントローラによる前記第2セグメント処理の実行タイミングとの関係に対応するように、前記第1シミュレータによる前記第1セグメント処理の実行タイミングと、前記第2シミュレータによる前記第2セグメント処理の実行タイミングとをコントロールすることと、を含む、シミュレーション方法。 - 第1マシンに対する第1コントローラによる制御を第1シミュレータによりシミュレーションすることと、
第2マシンに対する第2コントローラによる制御を第2シミュレータによりシミュレーションすることと、
前記第1コントローラによる制御の進行と、前記第2コントローラによる制御の進行との関係に対応するように、前記第1シミュレータによるシミュレーションの進行と、前記第2シミュレータによるシミュレーションの進行とをコントロールすることと、
前記第1コントローラと前記第2コントローラとの間で直接的又は間接的に行われる通信を再現するように、前記第1シミュレータと前記第2シミュレータとの間における通信データの受け渡しを行うことと、
を含み、
通信データの受け渡しを行うことは、
通信サイクル数をカウントすることと、
送信側のシミュレータが生成した通信データを通信バッファに格納することと、
前記通信バッファに通信データが格納されてからカウントされた通信サイクル数が、予め定められた仮想遅延時間に対応する通信サイクル数となった場合に、前記通信バッファに格納された通信データを読み出して受信側のシミュレータに取得させることと、を含む、シミュレーション方法。 - 第1マシンに対する第1コントローラによる制御であって、第1制御周期で第1セグメント処理を繰り返すことを含む制御をシミュレーションする第1シミュレータと、
第2マシンに対する第2コントローラによる制御であって、前記第1制御周期とは異なる第2制御周期で第2セグメント処理を繰り返すことを含む制御をシミュレーションする第2シミュレータと、
前記第1制御周期と前記第2制御周期とに基づいて、前記第1コントローラによる前記第1セグメント処理の実行タイミングと、前記第2コントローラによる前記第2セグメント処理の実行タイミングとの関係に対応するように、前記第1シミュレータによる前記第1セグメント処理の実行タイミングと、前記第2シミュレータによる前記第2セグメント処理の実行タイミングとをコントロールするシミュレーションマネジャと、を装置に構成させるプログラム。 - 第1マシンに対する第1コントローラによる制御をシミュレーションする第1シミュレータと、
第2マシンに対する第2コントローラによる制御をシミュレーションする第2シミュレータと、
前記第1コントローラによる制御の進行と、前記第2コントローラによる制御の進行との関係に対応するように、前記第1シミュレータによるシミュレーションの進行と、前記第2シミュレータによるシミュレーションの進行とをコントロールするシミュレーションマネジャと、
前記第1コントローラと前記第2コントローラとの間で直接的又は間接的に行われる通信を再現するように、前記第1シミュレータと前記第2シミュレータとの間における通信データの受け渡しを行う通信シミュレータと、
を装置に構成させ、
通信サイクル数をカウントする通信カウンタと、
送信側のシミュレータが生成した通信データを通信バッファに格納する通信データ格納部と、
前記通信バッファに通信データが格納されてからカウントされた通信サイクル数が、予め定められた仮想遅延時間に対応する通信サイクル数となった場合に、前記通信バッファに格納された通信データを読み出して受信側のシミュレータに取得させる通信データ読出部と、
を前記通信シミュレータに構成させるプログラム。
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