JPWO2014136230A1 - Distributed control apparatus and control method - Google Patents
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Abstract
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。A distributed control device that can adjust sampling times of a plurality of sensors arbitrarily and accurately and can reduce adjustment man-hours for combining a plurality of pieces of sensor information into one discrete data is realized. The time management unit (113) determines whether or not the sensor information of the terminal communication unit (120) can be synthesized, and calculates the sampling period set in each terminal communication unit (120). A time is assigned to each terminal communication unit (120) so that the sampling of each sensor information does not overlap from the obtained sampling period. The time management means (113) transfers the calculated sampling cycle Tcx ′, sampling command time tsx, and sensor information communication time tcomx to the central communication unit (110), and all the terminal communication units 120 via the communication network (140). Set to.
Description
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。 The present invention relates to a distributed control apparatus and a control method for connecting input / output control devices incorporated in an industrial machine or the like via a communication network and controlling them.
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。 In recent years, a control system that connects input / output control devices via a communication network has been adopted for the purpose of reducing wiring in an FA (Factory Automation) system. In particular, in the field of industrial machinery, there is a restriction on the mounting space of the control system, so wiring reduction is required, and it is included in drivers and peripheral devices that drive the motors of each axis constituting the drive system of industrial machinery. A distributed control device is used in which sensors and switches are connected via a communication network and controlled.
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。 Such a distributed control device may be composed of a central communication device that controls the entire sequence and a plurality of terminal communication devices that control input / output control devices such as sensors and actuators in accordance with commands from the central communication means. It is common.
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。 Further, in the distributed control device, a communication network based on a topology such as multidrop or daisy chain is configured by the central communication device and a plurality of terminal communication devices.
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。 In the distributed control device, the central communication device and the terminal communication device send and receive all the input / output control devices from the central communication device by sending and receiving command information and sensor information of the input / output control devices via the communication network Can be controlled.
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。 On the other hand, in the field of industrial machinery, application of high-performance input / output control devices is required as the production performance of the machine itself improves. Therefore, a sensor that is one of the input / output control devices is required to be applied with a device that can operate at a high resolution and a high sampling rate.
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。 Such high-performance sensors are often large in size themselves, and are often difficult to apply to industrial machines with large restrictions on mounting space. In addition, there are many cases where such a high-performance sensor has not been developed as a device having sufficient performance with respect to the required performance of the device, which makes it difficult to apply to industrial devices in terms of technology or cost. Yes.
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。 In order to solve such a problem, in the distributed control apparatus, a single physical quantity is measured using a plurality of small sensors with low sampling performance, and then the plurality of sensor information becomes one discrete data. By synthesizing in this way, it can be considered that the sampling performance is equivalent to or higher than that when using a high-performance sensor.
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。
As a system for realizing this, for example, there is a technique described in
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。
However, in the system described in
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。 Desirably, it is desirable to replace each sensor with a new one for each change of the entire system or for each sensor whose service life is near.
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。
For this reason, the technique described in
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。
In addition, the system described in
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。 An object of the present invention is to provide a distributed control capable of adjusting the sampling times of a plurality of sensors arbitrarily and accurately and reducing the adjustment man-hours for synthesizing a plurality of pieces of sensor information into one discrete data. It is to realize an apparatus and a control method.
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。 In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
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。 The distributed control device of the present invention detects a control object, and is connected to each of a plurality of sensors that periodically output detection signals and the plurality of sensors, and causes each sensor to detect the control object. Are connected to a plurality of terminal communication units that input the detection signals from the sensors and a communication network that connects the plurality of terminal communication units, and from each signal response time of the plurality of sensors Calculating a detection signal output cycle, calculating a composite signal composed of the calculated detection signal output cycles of a plurality of sensors, calculating a detection cycle capable of sampling the calculated composite signal, and calculating the communication network and a plurality of The detection signals output from the plurality of sensors are sampled and sampled through the terminal communication unit at the calculated detection period. And a central communication unit for outputting a signal for controlling the controlled object based on the detection signal.
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。 Further, the control method in the distributed control device of the present invention calculates the output period of the detection signal from the signal response times of the plurality of sensors, and calculates the composite signal composed of the calculated output periods of the detection signals of the plurality of sensors. And calculating a detection cycle in which the calculated combined signal can be sampled, and sampling the detection signals output from the plurality of sensors according to the calculated detection cycle via the communication network and the plurality of terminal communication units. Then, a signal for controlling the control object is output based on the sampled detection signal.
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。 A distributed control device and a control method capable of adjusting the sampling times of a plurality of sensors arbitrarily and accurately and reducing the number of adjustment steps for synthesizing a plurality of sensor information into one discrete data are realized. can do.
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。 Next, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
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。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a distributed control apparatus to which the first embodiment of the present invention is applied.
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。
In FIG. 1, the distributed control device includes a response time storage unit 112, a time management unit 113, a sensor information storage unit 114, a sensor information synthesis unit 115, a control support
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。
The distributed control device includes a
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。
Further, the distributed control device includes a
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。
The control support
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。
The terminal
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。
The sensor
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。
Next, the operation of the
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。
The central
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。
Further, the central
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。
The time management unit 113 calculates the sampling command time based on the response time of each
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。
Further, the time management unit 113 calculates the sensor information communication time based on the sensor information stored in the sensor information storage unit 114 and the setting value set by the control support
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。
The sensor information synthesis unit 115 synthesizes a plurality of sensor information stored in the sensor information storage unit 114 based on the set value set by the control support
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。
Then, the control support
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。
Further, the control support
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。
Next, the operation of the
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。
The terminal
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。
In addition, the terminal
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。
Further, the
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。
The sampling command time adjustment unit 124 transfers a sampling command execution instruction to the
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。
In addition, the sensor
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。
The communication time adjustment unit 128 transfers the sensor information transferred from the sensor
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。 FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the distributed control apparatus according to the first embodiment of the present invention, and is a diagram illustrating an example of mounting on a component mounting apparatus.
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
With the above configuration, the distributed control device according to the first exemplary embodiment of the present invention measures the position of the
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。
In
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。
The
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。
Furthermore, it is desirable that these
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。
Although not illustrated in FIG. 2, the distributed control apparatus according to the first embodiment of the present invention controls a drive shaft for driving the
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。
In such a component mounting apparatus, it is necessary to improve the control performance of the drive shaft of the
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。 FIG. 3 is a diagram illustrating a sampling operation when the terminal communication units 120a to 120d are not adjusted according to the first embodiment of the present invention.
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。In FIG. 3, x (x = 1, 2,..., 4) is appended to the end of each symbol in the parameters related to the terminal communication units 120a to 120d. For example, the parameter corresponding to the terminal communication unit 120a is x = 1, and the parameter corresponding to the
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。
The operation when the sampling times of the terminal communication units 120a to 120b are not adjusted in the first embodiment of the present invention is clear from FIG. 3, but the
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。
Therefore, in the first embodiment of the present invention, the response times of the
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。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a processing procedure of response performance measurement of the
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。
First, the response time measurement unit 123 of the terminal communication unit 120 (120a) determines whether the sampling command start signal, which is a signal for instructing the
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。
When the response time measuring unit 123 determines that the sampling command start signal has been input, the response time measuring unit 123 starts counting up for measuring the response time (step S402). Thereafter, the count-up is always performed in synchronization with the operation clock. The time at this time is assumed to be t0 (
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。Next, the response time measurement unit 123 determines whether or not a sampling command output completion signal for notifying completion of output of the sampling command is input from the sampling command unit 125 (step S403). When it is determined that the sampling command output completion signal has been input, the time at that time is ta (time 501 in FIG. 5), and the response time Tsa x (= ta−t0) (510 in FIG. 5) is its own count value. Is calculated and stored (step S404). The response time measuring unit 123 repeats the process of step S403 when the sampling command start signal is not input.
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。Next, the response time measurement unit 123 determines whether or not a sensor signal input start signal notifying the start of sensor signal input is input from the sensor signal input unit 126 (step S405). When a sensor signal input start signal is input, the time at that time is tb (503 in FIG. 5), the response time Tsb x (= tb−t0) (511 in FIG. 5), and the response time ΔTsb x (= tb). -Ta) (512 in FIG. 5) is calculated from its own count value and stored (step S406). When the sensor signal input start signal is not input, the response time measurement unit 123 repeats the process of step S405.
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。Next, the response time measuring unit 123 determines whether or not a sensor signal input completion signal for notifying completion of sensor signal input is input from the sensor signal input unit 126 (step S407). When the response time measurement unit 123 determines that the sensor signal input completion signal has been input, the time at that time is set to tc (504 in FIG. 5), and the sensor signal response time Ts x (= tc−t0) (513 in FIG. 5). ) Is calculated from its own count value and stored (step S408). When the sensor signal input completion signal is not input, the response time measurement unit 123 repeats the process of step S407.
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。Next, the response time measurement unit 123 detects sensor information conversion processing from the sensor signal conversion processing unit 127 (for example, processing for detecting height information from an input image from the image sensor and converting the image data into height data). ) Is determined whether or not a sensor signal conversion process completion signal for notifying completion is input (step S409). When the response time measuring unit 123 determines that the sensor signal conversion processing completion signal has been input, the time at that time is set to td (505 in FIG. 5), and the sensor information response time Td x (= td−t0) (in FIG. 5). 514) is calculated from its own count value and stored (step S410). When the sensor signal input completion signal is not input, the response time measurement unit 123 repeats the process of step S409.
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。Finally, the response time measurement unit 123 calculates the response times Tsa x (510), Tsb x (511), ΔTsb x (512), Ts x (513), and Td x (514) measured and stored so far. It transfers to the terminal communication control part 121 (step S411), and complete | finishes a process.
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。
The processing of the response time measurement unit 123 may measure the response time when the next sampling is started during the response time measurement of the sampling of the
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。
Further, the transfer of the response time to the terminal
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。The distributed control apparatus according to the first embodiment of the present invention uses the response time measured by the response time measurement unit 123 of the
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。Here, in
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。In Example 1 of the present invention, the time at which the
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。
FIG. 6 is a flowchart illustrating a processing procedure for calculating the sampling setting value of each
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。
First, the time management unit 113 of the
次に、ステップＳ６０２の処理の詳細を説明する。 Next, details of the processing in step S602 will be described.
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。
In the process of step S602, performance determination is performed to determine whether the performance after combining the sensor information of the
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。The performance determination is performed by dividing the following
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。Here,
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。
Further, Equation 2 is a determination as to whether or not the sum of the sampling cycles satisfying the condition of
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）。
As a result of the processing in step S602, the time management unit 113 determines whether there is a combination that satisfies the required performance (step S603). If there is a combination that satisfies the required performance, the time management unit 113 sets the combination in each
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。
If there is no combination that satisfies the required performance as a result of the processing in step S602, the time management unit 113 disables the sampling adjustment for stopping the sampling operation using the sampling time set for each
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。
In step S <b> 604, the time management unit 113 calculates the sampling period of each
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）。Here, the sampling period of the
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。Next, the time management unit 113 calculates a sampling command time of sensor information set in each
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）。Next, by using the response times Tsa x and Tsb x stored in the response time storage unit 112 and the calculated tr x , the mathematical expression 4 is calculated, whereby the sampling command time ts x of each
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）。Next, the time management unit 113 calculates the communication time of the sensor information set in each
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）。Next, the time management unit 113 transfers the sampling period Tc x ′, the sampling command time ts x , and the sensor information communication time tcom x calculated in steps S604, S605, and S606 to the
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。 In addition, although 730-738 of FIG. 8 mentioned later is only for 1 period, the synthetic | combination result of the time ahead of 1 period is also described in FIG.
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。
Next, the time management unit 113 determines whether or not the design support
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。
In step S608, when the end of the sampling operation by this process is not set by the design support
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。In step S609, if there is a significant change in the response time stored in the response performance storage unit 112 (for example, the sampling cycle Tc x 'deviates by Tcr / 4 or more), the process returns to step S602, and the setting value is re-established. Perform the calculation.
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。The distributed control apparatus according to the first embodiment of the present invention uses the sampling period Tc x ′ and the sampling command time ts of each terminal communication unit 120a to 120d based on the measurement result of the response time of the sensor by each terminal communication unit 120a to 120d. x and sensor information communication time tcom x are calculated and set as shown in FIG.
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。At this time, as shown in FIG. 7, each of the terminal communication units 120a to 120d starts a sampling operation from the set sampling command time ts x , and thereafter performs sampling at every sampling cycle Tc x ′.
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。Moreover, each terminal communication part 120a-120d starts communication of sensor information from the set sensor information communication time ts x , as shown in FIG. 7, and thereafter communicates sensor information for each sampling period Tc x '. Run.
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。
FIG. 8 is a diagram illustrating a synthesis result of a plurality of pieces of sensor information according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, the signal periods of the
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。
The sensor information storage unit 114 of the
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。
Further, the sensor information synthesis unit 115 of the
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）。 The above-described distributed control apparatus according to the first embodiment of the present invention can synthesize four pieces of sensor information (positions of the nozzle tip 212) having different sampling periods at target sampling period Tcr intervals as shown in FIG. 730-738 in FIG.
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。
In addition, the sensor information synthesis unit 115 of the
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。
Further, the sensor
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。 FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a setting confirmation screen according to the first embodiment of the present invention.
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。
A
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。
In FIG. 9, the user sets the
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。
The sampling performance
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）。
The target sampling
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。
The
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。
The sensor response
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。 As described above, according to the first embodiment of the present invention, for a plurality of sensors having different signal output response times, is it possible to set the combined output signal of the output signals from the plurality of sensors to a constant sampling period? If it is possible, the fixed sampling period Tcr is calculated. Then, it is possible to synthesize output signals from a plurality of sensors at the calculated sampling period and to make it apparently equivalent to sampling the output signals from one high-performance sensor.
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。 Therefore, according to the first embodiment of the present invention, it is possible to arbitrarily and accurately adjust the sampling times of a plurality of sensors, and to adjust the man-hours for synthesizing a plurality of sensor information so as to become one discrete data. A decentralized control device and a control method that can be reduced can be realized.
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。 FIG. 10 is a diagram illustrating a distributed control apparatus according to the second embodiment of the present invention.
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。
The distributed control apparatus according to the second embodiment includes a plurality of
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。
Even in such a configuration, since the distributed control device can measure the height of the
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。 Therefore, also in the second embodiment, as in the first embodiment, the sampling times of the plurality of sensors can be arbitrarily and accurately adjusted, and the plurality of sensor information is combined into one discrete data. A distributed control device and a control method that can reduce the adjustment man-hour can be realized.
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。 In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
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。 Further, in each embodiment, the control lines and information lines indicate what is considered necessary for the explanation, and not all the control lines and information lines on the product are necessarily shown. In practice, it can be considered that almost all configurations are connected to each other.
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。 Further, the present invention can be applied not only to the detection of height and position but also to an apparatus for detecting sound such as noise as long as a plurality of sensors are used.
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
DESCRIPTION OF
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。
The time management unit 113 calculates the sampling command time based on the response time of each
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。
Further, the time management unit 113 calculates the sensor information communication time based on the sensor information stored in the sensor information storage unit 114 and the target sampling period set by the control support
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。
Based on the target sampling period set by the control support
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。
Then, the control support
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。
In addition, the sensor
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 、Ｔｃ ４ ）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。
In FIG. 3, x (x = 1, 2,..., 4) is appended to the end of each symbol in the parameters related to the terminal communication units 120a to 120d. For example, the parameter corresponding to the terminal communication unit 120a is x = 1, and the parameter corresponding to the
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。 The distributed control apparatus according to the first embodiment of the present invention uses the sampling period Tc x ′ and the sampling command time ts of each terminal communication unit 120a to 120d based on the measurement result of the response time of the sensor by each terminal communication unit 120a to 120d. x and sensor information communication time tcom x are calculated and set as shown in FIG.
Claims (15)
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。A plurality of sensors that detect a control object and periodically output detection signals;
A plurality of terminal communication units connected to each of the plurality of sensors, supplying a sampling command signal for causing each sensor to detect the control object, and inputting a detection signal from the sensor;
A communication network connecting the plurality of terminal communication units;
Connected to the communication network, calculates the output cycle of the detection signal from the signal response time of each of the plurality of sensors, calculates a combined signal composed of the calculated output periods of the detection signals of the plurality of sensors, and calculates the combined signal The detection period that can be sampled is calculated, the detection signals output from the plurality of sensors are sampled by the calculated detection period via the communication network and the plurality of terminal communication units, and the sampled detection is performed. A central communication unit that outputs a signal for controlling the control object based on the signal;
A distributed control apparatus comprising:
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。The distributed control device according to claim 1,
The central communication unit is based on a response time storage unit that stores signal response times of the plurality of sensors, a time management unit that detects signal response times of the plurality of sensors, and the sampled detection signals. And a control support software execution unit that outputs a signal for controlling the control object.
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。The distributed control device according to claim 2,
Each of the plurality of terminal communication units is connected to the communication network and transmits / receives information, a terminal communication control unit that measures signal response times of the plurality of sensors, and sampling to the sensors A sampling command time adjusting unit that adjusts the time for commanding, a sampling command unit that supplies a sampling command to the sensor, a sensor signal input unit that inputs a detection signal from the sensor, and a detection signal from the sensor A distributed control comprising: a sensor signal processing unit that converts the data into a terminal data; and a communication time adjustment unit that transfers data output from the sensor signal processing unit to the terminal communication control unit at a predetermined time. apparatus.
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。The distributed control device according to claim 3,
Each of the plurality of terminal communication units has, as each signal response time of the sensor, a time from execution of a signal output command to the sensor to completion of input of a detection signal from the sensor as a first response time. The central communication unit sets a target sampling cycle, and is a power of 2 of the target sampling cycle, and a cycle that is larger than the first response time of each terminal communication unit, A decentralized control apparatus, characterized in that a synthetic signal is set to a detection cycle capable of sampling.
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。The distributed control device according to claim 4,
The distributed control device, wherein the central communication unit sets sampling times so that sampling times of the plurality of sensors do not overlap each other.
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。The distributed control device according to claim 5, wherein
The terminal communication unit uses the time from the execution of the signal output command to the sensor to the completion of the signal output command to the sensor as a second response time, and from the execution of the signal output command to the sensor. The time from the sensor to the start of detection signal input is the third response time,
The distributed control device, wherein the central communication unit corrects a detection cycle in which the combined signal can be sampled by the second response time and the third response time of the terminal communication unit.
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。The distributed control device according to claim 6,
The terminal communication unit has a fourth response time as a time from execution of a command to output a signal from the sensor to completion of conversion processing of sensor signal information input from the sensor,
The central communication unit obtains the maximum value of the fourth response time from all the terminal communication units used when generating the composite signal, and transfers the detection signal information from the sensor in the terminal communication unit based on this value. A distributed control apparatus characterized by obtaining a set value of time.
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。The distributed control device according to claim 7,
The central communication unit includes a sensor information storage unit that stores detection information from the plurality of sensors, and a sensor information combination unit that combines detection information from the sensors stored in the sensor information storage unit as one discrete data; Have
The central communication unit stores detection information from a plurality of sensors used for generating a composite signal among the detection information from the sensors transferred from the terminal communication units, in the sensor information storage unit, and stores the sensor information in the sensor information storage unit. A distributed control device, wherein the information combining unit transfers detection information from the sensor stored in the sensor information storage unit to the terminal communication unit.
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。The distributed control device according to claim 8, wherein
A distributed control device comprising a display input unit for inputting a set value to the control support software execution unit of the central communication unit.
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。Connected to each of a plurality of sensors that detect a control object and periodically output a detection signal, supply a sampling command signal for causing each sensor to detect the control object, and detect a detection signal from the sensor. A central communication unit is connected to the communication network by a plurality of terminal communication units to be input and a communication network,
Calculate the output cycle of the detection signal from the signal response time of each of the plurality of sensors,
Calculate a composite signal consisting of the output periods of the detection signals of the calculated sensors,
Calculate the detection cycle that can sample the calculated composite signal,
Sampling detection signals output from the plurality of sensors according to the calculated detection cycle via the communication network and the plurality of terminal communication units,
A control method in a distributed control apparatus, wherein a signal for controlling the control object is output based on the sampled detection signal.
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。In the control method in the distributed control device according to claim 10,
Each of the plurality of terminal communication units has, as each signal response time of the sensor, a time from execution of a signal output command to the sensor to completion of input of a detection signal from the sensor as a first response time. The central communication unit sets a target sampling cycle, and is a power of 2 of the target sampling cycle, and a cycle that is larger than the first response time of each terminal communication unit, A control method in a distributed control apparatus, characterized in that a detection period capable of sampling a synthesized signal is set.
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。In the control method in the distributed control device according to claim 11,
The control method in the distributed control device, wherein the central communication unit sets the sampling time so that the sampling times of the plurality of sensors do not overlap each other.
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。In the control method in the distributed control device according to claim 12,
The terminal communication unit uses the time from the execution of the signal output command to the sensor to the completion of the signal output command to the sensor as a second response time, and from the execution of the signal output command to the sensor. The time from the sensor to the start of detection signal input is the third response time,
The central communication unit corrects a detection cycle in which the composite signal can be sampled by the second response time and the third response time of the terminal communication unit. Control method.
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。In the control method in the distributed control device according to claim 13,
The terminal communication unit has a fourth response time as a time from execution of a command to output a signal from the sensor to completion of conversion processing of sensor signal information input from the sensor,
The central communication unit obtains the maximum value of the fourth response time from all the terminal communication units used when generating the composite signal, and transfers the detection signal information from the sensor in the terminal communication unit based on this value. A control method in a distributed control apparatus, characterized in that a set value of time is obtained.
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。In the control method in the distributed control device according to claim 14,
The central communication unit includes a sensor information storage unit that stores detection information from the plurality of sensors, and a sensor information combination unit that combines detection information from the sensors stored in the sensor information storage unit as one discrete data; Have
The central communication unit stores detection information from a plurality of sensors used for generating a composite signal among the detection information from the sensors transferred from the terminal communication units, in the sensor information storage unit, and stores the sensor information in the sensor information storage unit. A control method in a distributed control device, characterized in that, by an information synthesis unit, detection information from a sensor stored in the sensor information storage unit is transferred to the terminal communication unit.
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