KR20160035446A - 공장 자동화 시스템의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공장 자동화 시스템(이하 FA 시스템이라고 부른다)에 관한 것이며, 예를 들면, 프로그래머블 컨트롤러(이하 PC라고 부른다), 수치제어 장치(이하 NC라고 부른다), 서보 컨트롤러(이하 SC라고 부른다) 및 로봇 컨트롤러(이하 RC라고 부른다) 등의 제어장치를 제어하는 퍼스널 컴퓨터(이하 PC라고 부른다) 등의 중앙 제어장치, 그 제어 방법 및 그 프로그램을 기록한 기록 매체에 관한 것이다.

Description

공장 자동화 시스템의 제어방법{Control method of factory automation system, recording medium recording a program therefor and central processor of factory automation system}

이 발명, 공장 자동화 시스템(이하 FA 시스템이라고 부른다)에 관한 것 이며, 예를 들면, 프로그래머블 컨트롤러(이하 PC라고 부른다), 수치제어 장치(이하 NC라고 부른다), 서보 컨트롤러(이하 SC라고 부른다) 및 로봇 컨트롤러(이하 RC라고 부른다) 등의 제어장치를 제어하는 퍼스널 컴퓨터(이하 PC라고 부른다) 등의 중앙 제어장치, 그 제어 방법 및 그 프로그램을 기록 한 기록 매체에 관한 것이다.

최근, 데이터 처리 및 머신 인터페이스의 충실로부터 프로그램 논리 컨트롤러(이하, PLC라고 한다) 시스템, NC 시스템, SC 시스템 및 RC 시스템( 각 시스템의 조합도 포함한다)에 PC(모듈 타입의 것을 포함한다)를 접속 해 사용할 기회가 급증하고 있다. 이들을 연결시킨 시스템으로서는, 예를 들면 시스템의 모니터링이나 입출력 인터페이스(표시기 등)로서 사용하는 시스템이 있다.

종래, 이와 같은 애플리케이션 프로그램을 개발하는 경우, PLC, NC, SC, RC의 각각의 시스템에 미리 제공된 라이브러리를 이용하고 개발을 실시한다.

종래의 액세스 방식은 다음 같은 문제점이 있었다.

종래의 FA 시스템에 있어서는, 데이터의 송수신을 가능하게하기 위하여 채널 번호를 이용하고 있어 이 채널 번호에 의해 송수신처를 새로 바꾸기 위해서 1개의 송수신 기능을 갖추고 있다. 즉, 1개의 송수신 기능이 사용자 프로그램의 송수신 모두를 관리하고 있다. 그리고, 이 송수신 기능에 보내지는 명령은, 시퀀셜에 처리되기 위해, 시간이 걸리는 명령과 고속으로 처리 할 수 있는 명령이 혼재한 경우에, 본래 고속으로 처리 할 수 있는 명령이 시간이 걸리는 명령의 종료를 기다리지 않으면 안되어, 처리 스피드가 오르지 않는 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것이며, 복수의 명령을 효율적으로 실행할 수 있는 FA 시스템의 제어 방법, 그 프로그램을 기록 한 기록 매체 및 중앙 제어장치를 얻는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명에 따른 공장 자동화 시스템의 제어 방법에 있어서는, 복수의 제어장치를 이용한 공장 자동화 시스템을 제어하는 중앙 제어장치가 상기 복수의 제어장치 중의 제1 제어장치 및 제2 제어장치를 제어하는 공장 자동화 시스템의 제어 방법으로서, 기존의 인터페이스 수단에 가세해 새로운 인터페이스 수단을 생성함으로써, 복수의 인터페이스 수단을 기동하는 생성 스텝과 상기 중앙 제어장치에 설치되어 상기 복수의 제어장치의 제어 순서를 갖는 제어 수단이 상기 제 1의 제어장치를 제어하는 제1 명령을 상기 복수의 인터페이스 수단 중 어느 하나의 인터페이스 수단에 송신하는 제1 송신 스텝과 상기 복수의 인터페이스 수단 중 상기 제 1의 명령이 송신되지 않았던 한편의 인터페이스 수단에, 상기 제어 수단이 상기 제 2의 제어장치를 제어하는 제2 명령을 송신하는 제2 송신 스텝과 상기 제 1및 제2 송신 스텝의 후에 실행되어 상기 한편의 인터페이스 수단이 상기 제 1의 명령을 실행해, 이 실행과 병렬에, 상기 한편의 인터페이스 수단이 상기 제 2의 명령을 실행하는 병렬 실행 스텝과 이 병렬 실행 스텝의 후에 실행되상기 제 1의 명령에 대한 처리 결과를 상기 한편의 인터페이스 수단이 상기 제어 수단에 송신하는 제3의 송신 스텝과 상기 병렬 실행 스텝의 후에 실행되어 상기 제 2의 명령에 대한 처리 결과를 상기 한편의 인터페이스 수단이 상기 제어 수단에 송신하는 제4의 송신 스텝과 이 제4의 송신 스텝의 후에 실행되어 상기 한편의 인터페이스 수단이 점유 하고 있던 리소스를 개방해, 상기 한편의 인터페이스 수단을 종료시키는 종료 스텝을 구비한 것이다.

또, 상기 종료 스텝의 후에 실행되어 상기 제어 수단이 상기 제 3의 송신 스텝으로 송신된 처리 결과를 수신해, 수신한 처리 결과를 처리하는 스텝을 구비한 것이다.

이 발명의 프로그램을 기록한 기록 매체에 있어서는, 애플리케이션 프로그램으로부터 라이브러리에 대해, 제어장치의 제어가 요구되어 상기 라이브러리에 미리 갖출 수 있었던 제어 처리가 불려 갔을 경우에, 상기 라이브러리가 새롭게 스레드를 생성함으로써, 상기 라이브러리에 대해 복수의 스레드를 할당 생성 스텝과 상기 라이브러리가 상기 제어장치의 처리에 대응하는 상기 제어장치로부터의 처리 결과를 받기 전에, 상기 라이브러리가 상기 복수의 스레드 중의 한편의 스레드를 이용하여 상기 애플리케이션 프로그램에 실행권을 돌려주는 리턴 스텝과 이 리턴 스텝에 의해 실행을 재개한 애플리케이션 프로그램과 병렬에 상기 라이브러리가 상기 복수의 스레드 중 소정의 스레드를 이용하여 상기 제어장치의 처리를 실행해, 상기 제어장치를 제어하는 제1 제어 스텝과 상기 리턴 스텝의 후에 실행되어 상기 제어장치의 처리 결과를 상기 한편의 스레드를 이용하여 실행되고 있던 라이브러리로부터 상기 한편의 스레드를 이용하여 실행되고 있던 상기 애플리케이션 프로그램에 송신하는 스텝을 컴퓨터에 실행시키는 것이다.

본 발명에 따른 공장 자동화 시스템의 제어 방법에 있어서는, 복수의 제어장치를 이용한 공장 자동화 시스템을 제어하는 중앙 제어장치가 상기 복수의 제어장치 중의 제1 제어장치 및 제2 제어장치를 제어하는 공장 자동화 시스템의 제어 방법으로서, 기존의 인터페이스 수단에 가세해 새로운 인터페이스 수단을 생성함으로써, 복수의 인터페이스 수단을 기동하는 생성 스텝과 상기 중앙 제어장치에 설치되어 상기 복수의 제어장치의 제어 순서를 갖는 제어 수단이 상기 제 1의 제어장치를 제어하는 제1 명령을 상기 복수의 인터페이스 수단 중 어느 하나의 인터페이스 수단에 송신하는 제1 송신 스텝과 상기 복수의 인터페이스 수단 중 상기 제 1의 명령이 송신되지 않았던 한편의 인터페이스 수단에, 상기 제어 수단이 상기 제 2의 제어장치를 제어하는 제2 명령을 송신하는 제2 송신 스텝과 상기 제 1및 제2 송신 스텝의 후에 실행되어 상기 한편의 인터페이스 수단이 상기 제 1의 명령을 실행해, 이 실행과 병렬에, 상기 한편의 인터페이스 수단이 상기 제 2의 명령을 실행하는 병렬 실행 스텝과 이 병렬 실행 스텝의 후에 실행되상기 제 1의 명령에 대한 처리 결과를 상기 한편의 인터페이스 수단이 상기 제어 수단에 송신하는 제3의 송신 스텝과 상기 병렬 실행 스텝의 후에 실행되어 상기 제 2의 명령에 대한 처리 결과를 상기 한편의 인터페이스 수단이 상기 제어 수단에 송신하는 제4의 송신 스텝과 이 제4의 송신 스텝의 후에 실행되어 상기 한편의 인터페이스 수단이 점유 하고 있던 리소스를 개방해, 상기 한편의 인터페이스 수단을 종료시키는 종료 스텝을 갖추었기 때문에, 고속으로 처리를 실행할 수 있다.

또, 상기 종료 스텝의 후에 실행되어 상기 제어 수단이 상기 제 3의 송신 스텝으로 송신된 처리 결과를 수신해, 수신한 처리 결과를 처리하는 스텝을 갖추었기 때문에, 한편의 인터페이스 수단이 점유 하고 있던 리소스가 개방되어 제3의 송신 스텝으로 수신한 처리 결과를 보다 고속으로 실행할 수 있다.

또, 상기 리턴 스텝의 후에 실행되어 상기 한편의 스레드를 이용하고, 상기 애플리케이션 프로그램이 상기 라이브러리에 대해 다른 제어장치의 제어를 요구하는 요구 스텝과 상기 라이브러리가 상기 요구 스텝의 요구를 받고, 상기 다른 제어장치의 제어를 상기 제 1의 제어 스텝과 병렬로 실행하는 제2 제어 스텝과 상기 송신 스텝의 후에 실행되어 상기 다른 스레드를 이용하여 실행되고 있던 상기 라이브러리가 상기 한편의 스레드를 종료시키는 종료 스텝을 컴퓨터에 실행시키기 위해, 불필요하게 점유 되고 있는 리소스를 개방해, 보다 고속으로 처리를 실행할 수 있다.

또, 공장 자동화 시스템의 중앙 처리장치에 있어서는, 복수의 제어장치 각각 대하고, 병렬로 명령을 발행해, 상기 복수의 제어장치를 제어하는 제어 수단과 이 제어 수단과 상기 복수의 제어장치를 접속 하는 복수의 인터페이스 수단과 상기 제어 수단이 상기 복수의 제어장치에 대해 병렬로 발행하는 명령수에 따라 상기 복수의 인터페이스 수단의 수를 동적으로 증감시키는 인터페이스 컨트롤 수단을 갖추었기 때문에, 처리를 고속으로 실행할 수 있다.

또, 상기 인터페이스 컨트롤 수단은, 명령의 종류에 따라 상기 인터페이스 수단을 증가 시키는 것과 동시에, 상기 인터페이스 수단을 증가 시키는 명령보다 처리 시간의 짧은 종류의 명령에 대해서는, 상기 인터페이스 수단을 증가 시키지 않고 기존의 인터페이스 수단에 상기 처리 시간의 짧은 종류의 명령을 실행시키기 위해, 인터페이스 수단이 리소스를 많이 점유 하는 것을 억제해, 고속으로 처리를 실행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 공장 자동화 시스템의 하드웨어를 나타내는 기능 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 공장 자동화 시스템의 소프트웨어 구성을 나타내는 기능 블록도이다.

도 1은 이 실시의 형태의 FA 시스템의 하드웨어를 나타내는 기능 블록도이다. 도 1에 있어서, 1~4는 각각 제어장치를 나타내고 있으며 1은 PC 시스템, 2는 NC 시스템, 3은 SC 시스템, 4는 RC 시스템이다. 20은 제어장치 1~4를 제어하는 중앙 제어장치이며, 예를 들면, 일반적으로 보급되어 있는 퍼스널 컴퓨터(이하 PC라고 한다)이다. 이 PC 20는 프로세서(이하, CPU라고 한다) 및 범용 메모리를 가지고, 애플리케이션 프로그램을 실행하는 실행부 22 및 공유 메모리 21을 갖추고 있다.

PC 20와 PC 시스템 1 사이의 명령 및 데이터 전송은 도시한 바와 같이 공유 메모리 21을 통하여 행해진다. 공유 메모리 21은, 실행부 22의 CPU 및 PC 시스템 3의 CPU의 양측에서 읽고 쓰기를 할 수 있는 듀얼 포트 RAM 소자, 혹은, 통상의 RAM 소자에 외부 회로를 부가해 동일한 효과를 얻을 수 있도록 한 것이다. PC 20으로 PC 시스템 1과는 이 공유 메모리 21을 통하여 서로 액세스 하기 위하여 양자의 하드웨어가 상위하고 있어도 용이하게 액세스 할 수 있고 예를 들면 서로 동기를 잡을 필요도 없고, 병행해 처리를 진행시킬 수 있다. 그 때문에, 시스템으로서의 퍼포먼스를 향상시킬 수 있다.

PC 20-NC 시스템 2간, PC 20-SC 시스템 3간, PC 20-RC 시스템 4간의 명령 및 데이터 전송도 도시한 바와 같이 공유 메모리 21을 통하여 행해진다.

도 2는 이 실시의 형태의 FA 시스템의 소프트웨어 구성을 나타내는 기능 블록도이다. 도 2에 있어서, 도 1과 동일한 부호는 동일 또는 상당한 부분을 나타내고 있다. PC 디바이스 드라이버 5는 공유 메모리 21을 통해 PC 시스템 1로 데이터 교환(읽기/쓰기)을 실시하는 베이직 드라이버이며, PC 시스템 1의 하드웨어 자원에 액세스하고, PC 시스템 1을 직접 드라이브 한다. 같이 NC 디바이스 드라이버 6은 NC 시스템 2로 데이터 교환을 실시하는 드라이버, SC 디바이스 드라이버 7은 SC 시스템 3으로 데이터 교환을 실시하는 드라이버, RC 디바이스 드라이버 8은 RC 시스템 4로 데이터 교환을 실시하는 드라이버이다. 13은 각 제어장치 1~4를 구동하는 애플리케이션 프로그램, 30은 애플리케이션 프로그램 13으로 각 디바이스 드라이버 5~8 사이의 데이터 통신이나, 애플리케이션 프로그램 13으로부터의 명령을 받아 제어장치를 제어하는 인터페이스 프로그램이다. 예를 들면, 이 인터페이스 프로그램은 애플리케이션 프로그램 13에 의해 사용되는 다이나믹/링크/라이브러리로서 사용자에 제공될 수 있다. 덧붙여 이 실시의 형태에 있어서 애플리케이션 프로그램 13은 제어 수단이며, 인터페이스 프로그램 30은 인터페이스 수단과 인터페이스 컨트롤 수단을 포함하고 있다.

이 인터페이스 프로그램 30은, PC통신 오브젝트 31, NC통신 오브젝트 32, SC통신 오브젝트 33, RC통신 오브젝트 34, PC 컨트롤러 인터페이스 오브젝트 35 및 모션 컨트롤러 인터페이스 오브젝트 36을 갖추고 있다.

PC통신 오브젝트 31은 PC 디바이스 드라이버 5를 통하여 PC 시스템 1을 액세스 하는 오브젝트이며, 그 역할은 PC 디바이스 드라이버 5를 통한 PC 시스템 1과의 통신회선의 접속 및 그 절단 및 통신회선 접속 후의 PC 시스템 1과의 데이터 교환이다. 이들 회선의 접속이나 절단, 데이터 교환의 명령은, 인터페이스 프로그램 30의 각 오브젝트가, 오브젝트의 메시징을 이용하여 실시한다. PC통신 오브젝트 31은 복수의 PC명령을 가지고 있어 예를 들면, 이들의 PC명령의 명령 에어리어에는, PC 컨트롤러 I/F 오브젝트 35로부터 PC조작 명령을 받았을 때에 명령 메세지를 작성해, PC 디바이스 드라이버 5에 송신하는 처리를 실시하는 프로그램이 기재되어 있다. 여기서, 각 오브젝트 31~36은, 각각 다양한 데이터를 기억하는 데이터 에어리어와 프로그램을 기억하는 명령 에어리어를 갖추고 있다.

또, NC통신 오브젝트 32는 NC 디바이스 드라이버 6을 통하여 NC 시스템 2로 액세스하기 위한 오브젝트이다. NC통신 오브젝트 32의 역할은, PC 20-NC 시스템 2간의 통신회선의 접속, 절단 및 NC 시스템 2와의 데이터 교환 이며, NC 디바이스 드라이버 6을 통하여 이들의 동작을 실행한다. 또, NC통신 오브젝트 32에의 명령은, 오브젝트의 메시징에 의해 행해진다.

또, SC통신 오브젝트 33은 SC 디바이스 드라이버 7을 통하여 SC 시스템 3으로 액세스하기 위한 오브젝트이다.SC통신 오브젝트 33의 역할은, PC 20-SC 시스템 3간의 통신회선의 접속, 절단 및 SC 시스템 3과의 데이터 교환 이며, SC 디바이스 드라이버 7을 통하여 이들의 동작을 실행한다. 여기에서도 같이 SC통신 오브젝트 33은 SC 독자적인 기능에 대응한 명령 외에, PC명령 1~PC명령 n를 구비한다.

이와 같이 RC통신 오브젝트 34는 RC 디바이스 드라이버 8을 통하여 RC 시스템 4로 액세스하기 위한 오브젝트이다. RC통신 오브젝트 34의 역할은 PC 20-RC 시스템 4간의 통신회선의 접속, 절단 및 RC 시스템 4와의 데이터 교환 이며, RC 디바이스 드라이버 8을 통하여 이들의 동작을 실행한다. 여기에서 같이 RC통신 오브젝트 34는 RC 독자적인 기능에 대응한 명령 외에, PC명령 1~명령 n를 구비한다.

이 실시의 형태에서는, 개개의 제어장치 1~4가 가지는 복수의 기능이 크게 나누어 2로 분류되고 있다. 예를 들면, PC 시스템 1에서는, PC기능을 가지며, NC 시스템 2, SC 시스템 3및 RC 시스템 4에서는, 크게 나누어 2개의 기능, PC기능과 모션 기능을 가지고 있다. 모션 기능이란 1개 또는 복수의 서보 모터를 제어하는 기능 이며, 구체적으로는 모션 기능으로부터 계승한 각각의 시스템 고유의 기능 즉 NC 시스템 2에서는 NC기능 이며 SC 시스템 3에서는 SC기능 이며 RC 시스템 4에서는 RC기능이다.

이들의 기능을 오브젝트 지향 기술을 이용하여 오브젝트화한 것이 컨트롤러 인터페이스 오브젝트(이하, 컨트롤러 I/F 오브젝트라고 한다)이다. 35는 PC통신 오브젝트 31, NC통신 오브젝트 32, SC통신 오브젝트 33 및 RC통신 오브젝트 34로 접속 가능하게 설치되어 애플리케이션 프로그램 13으로부터 PC기능에 관한 명령을 받고 받은 명령을 각 통신 오브젝트 31~34용으로 변환하고, 실행시키는 PC 컨트롤러 I/F 오브젝트이다. PC 컨트롤러 I/F 오브젝트 35는 메모리 맵에 나타내도록 접속 하는 통신 오브젝트 31~34의 포인터를 데이터 에어리어에 기억할 수 있고 또한, 명령 에어리어에는, 접속 때에 실행되는 어태치, 디태치의 프로그램, 각 통신 오브젝트 31~34의 PC명령을 사용해 PC기능을 제어하는 PC조작 명령을 복수 기억하고 있다.

36은 NC통신 오브젝트 32, SC통신 오브젝트 33 및 RC통신 오브젝트 34로 접속 가능하게 설치되어 애플리케이션 프로그램 13으로부터 모션 기능에 관한 명령을 받고 받은 명령을 각 통신 오브젝트 32~34용으로 변환으로 하고, 실행시키는 모션 컨트롤러 I/F 오브젝트이다. 덧붙여 여기서 도 2의 각 디바이스 드라이버 5~8 및 인터페이스 프로그램 30의 각 오브젝트 31~36은, PC 20의 실행부 22에 의해 실행된다. 모션 컨트롤러 I/F 오브젝트 36도 PC 컨트롤러 I/F 오브젝트 35와 같이 접속 하는 통신 오브젝트 31~34의 포인터를 데이터 에어리어에 기억할 수 있고 또한 명령 에어리어에는 접속 때에 실행되는 어태치, 디태치의 프로그램, 각 통신 오브젝트 31~34의 모션 기능을 제어하는 명령을 복수 기억하고 있다.

이 실시의 형태의 하나의 특징은, 복수의 제어장치에 대한 처리가 병렬로 실행되어 처리 시간이 긴 처리가 혼재해도 다른 처리를 고속으로 실행할 수 있는 점에 있다. 즉, PC 디바이스 드라이버 5로 실행되는 스텝들의 긴 처리와 NC 디바이스 드라이버 6으로 실행되는 스텝들의 짧은 처리가 병렬로 실행되어 애플리케이션 프로그램 13은 짧은 처리의 결과를 먼저 받고, 그 처리 결과에 근거하는 처리 스텝을 실행할 수 있다.

즉, 나중에 발생 한 NC 시스템 2에 대한 처리를 먼저 실행할 수 있어 전체적으로 PC 20은 복수의 처리를 고속으로 종료할 수 있다.

1 PC 시스템, 2 NC 시스템, 3 SC 시스템, 4 RC 시스템, 5 PC 디바이스 드라이버, 6 NC 디바이스 드라이버, 7 SC 디바이스 드라이버, 8 RC 디바이스 드라이버, 13 애플리케이션 프로그램, 30 인터페이스 프로그램, 31 PC통신 오브젝트, 32 NC통신 오브젝트, 33 SC통신 오브젝트, 34 RC통신 오브젝트, 35 PC 컨트롤러 인터페이스 오브젝트, 36 모션 컨트롤러 인터페이스 오브젝트.

Claims (2)

1. 복수의 제어장치를 이용한 공장 자동화 시스템을 제어하는 중앙 제어장치가 상기 복수의 제어장치 중의 제1 제어장치 및 제2 제어장치를 제어하는 공장 자동화 시스템의 제어 방법으로서,
   기존의 인터페이스 수단에 가세해 새로운 인터페이스 수단을 생성함으로써, 복수의 인터페이스 수단을 기동하는 생성 스텝과
   상기 중앙 제어장치에 설치되어 상기 복수의 제어장치의 제어 순서를 갖는 제어 수단이 상기 제 1의 제어장치를 제어하는 제1 명령을 상기 복수의 인터페이스 수단 중 어느 하나의 인터페이스 수단에 송신하는 제1 송신 스텝과
   상기 복수의 인터페이스 수단 중 상기 제 1의 명령이 송신되지 않았던 한편의 인터페이스 수단에, 상기 제어 수단이 상기 제 2의 제어장치를 제어하는 제2 명령을 송신하는 제2 송신 스텝과
   상기 제 1및 제2 송신 스텝의 후에 실행되어 상기 한편의 인터페이스 수단이 상기 제 1의 명령을 실행해, 이 실행과 병렬에, 상기 한편의 인터페이스 수단이 상기 제 2의 명령을 실행하는 병렬 실행 스텝과
   이 병렬 실행 스텝의 후에 실행되어 상기 제 1의 명령에 대한 처리 결과를 상기 한편의 인터페이스 수단이 상기 제어 수단에 송신하는 제3의 송신 스텝과
   상기 병렬 실행 스텝의 후에 실행되어 상기 제 2의 명령에 대한 처리 결과를 상기 한편의 인터페이스 수단이 상기 제어 수단에 송신하는 제4의 송신 스텝과
   이 제4의 송신 스텝의 후에 실행되어 상기 한편의 인터페이스 수단이 점유 하고 있던 리소스를 개방해, 상기 한편의 인터페이스 수단을 종료시키는 종료 스텝을 구비한 것을 특징으로 하는 공장자동화 시스템의 제어방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 종료 스텝의 후에 실행되어 상기 제어 수단이 상기 제 3의 송신 스텝으로 송신된 처리 결과를 수신해, 수신한 처리 결과를 처리하는 스텝을 구비한 것을 특징으로 하는 공장자동화 시스템의 제어방법.

Images