特開 2023-151731 制御システム、制御方法、および制御プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023151731

(43)【公開日】2023-10-16

(54)【発明の名称】制御システム、制御方法、および制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/05 20060101AFI20231005BHJP

【ＦＩ】

G05B19/05 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022061504

(22)【出願日】2022-04-01

(71)【出願人】

【識別番号】000002945

【氏名又は名称】オムロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 宏史

【テーマコード（参考）】

5H220

【Ｆターム（参考）】

5H220BB12

5H220CC06

5H220CX01

5H220DD04

5H220JJ12

5H220JJ16

5H220JJ26

5H220JJ41

5H220JJ57

(57)【要約】

【課題】非周期実行型の制御プログラムによって制御される移動機構を含む複数の制御対象を周期実行型の制御プログラムによって制御する構成に要する設計コストを低減する。
【解決手段】周期実行型の第１制御プログラムＰｇ１の各制御周期において、制御手段１１０は、非周期実行型の第２制御プログラムの実行対象命令が中断条件を満たす場合、実行対象命令を実行せずに第２制御プログラムＰｇ２の処理を中断して第２制御プログラムＰｇ２から第１制御プログラムＰｇ１に制御を返し、当該制御周期の次の制御周期において実行対象命令の次の命令から第２制御プログラムＰｇ２の処理を再開する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

移動機構を含む複数の制御対象を制御する制御システムであって、
前記複数の制御対象を制御するための周期実行型の第１制御プログラム、および前記移動機構を制御するための非周期実行型の第２制御プログラムが保存された、記憶手段と、
予め定められた制御周期で前記第１制御プログラムを繰り返し実行して前記複数の制御対象を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記第１制御プログラムから前記第２制御プログラムを呼び出すことによって前記移動機構を制御し、
前記第２制御プログラムは、複数の命令を含み、
前記第１制御プログラムの各制御周期において、前記制御手段は、前記複数の命令のうちの実行対象命令が中断条件を満たす場合、前記実行対象命令を実行せずに前記第２制御プログラムの処理を中断して前記第２制御プログラムから前記第１制御プログラムに制御を返し、当該制御周期の次の制御周期において前記実行対象命令の次の命令から前記第２制御プログラムの処理を再開する、制御システム。

【請求項2】

前記中断条件は、前記実行対象命令が前記移動機構を動作させる命令であって前記移動機構が動作している可能性があるという第１条件、または前記実行対象命令が特定条件の成立まで待機処理を行う命令という第２条件が成立する場合に成立する、請求項１に記載の制御システム。

【請求項3】

前記複数の命令のうち前記中断条件が成立する命令に中断命令を付加するプログラム解析手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記第２制御プログラムの実行時に前記実行対象命令に前記中断命令が付加されている場合、前記中断条件が成立していると判定する、請求項１または２に記載の制御システム。

【請求項4】

前記第１条件は、前記実行対象命令が前記移動機構を動作させる命令であって前記移動機構が動作しているという条件である、請求項２に記載の制御システム。

【請求項5】

前記制御手段は、前記第１制御プログラムを実行する第１実行エンジンと、前記第２制御プログラムを実行する、コルーチンとして形成された第２実行エンジンとを含み、
前記第１制御プログラムは、シーケンスプログラムであり、前記第２制御プログラムをファンクションブロックとして含み、
前記制御手段は、前記第１実行エンジンを介して前記第１制御プログラムを実行し、
前記第１実行エンジンは、前記ファンクションブロックを介して前記第２実行エンジンを実行する、請求項１または２に記載の制御システム。

【請求項6】

前記制御手段は、共有メモリを介して互いにデータ交換を行う第１スレッドおよび第２スレッドを起動し、前記第１スレッドは前記第１制御プログラムから前記共有メモリへのアクセスを制御し、前記第２スレッドは前記第２制御プログラムから前記共有メモリへのアクセスを制御する、請求項１または２に記載の制御システム。

【請求項7】

移動機構を含む複数の制御対象を制御する方法であって、
予め定められた制御周期で、前記複数の制御対象を制御するための周期実行型の第１制御プログラムを繰り返し実行して前記複数の制御対象を制御するステップと、
前記第１制御プログラムから、前記移動機構を制御するための非同期実行型の第２制御プログラムを呼び出すことによって前記移動機構を制御するステップと、
前記第１制御プログラムの各制御周期において、前記第２制御プログラムに含まれる複数の命令のうちの実行対象命令が中断条件を満たす場合、前記実行対象命令を実行せずに前記第２制御プログラムの処理を中断して前記第２制御プログラムから前記第１制御プログラムに制御を返すステップと、
当該制御周期の次の制御周期において前記実行対象命令の次の命令から前記第２制御プログラムの処理を再開するステップとを含む、方法。

【請求項8】

移動機構を含む複数の制御対象を制御するプログラムであって、
前記プログラムは、プロセッサによって実行されることによって、
予め定められた制御周期で、前記複数の制御対象を制御するための周期実行型の第１制御プログラムを繰り返し実行して前記複数の制御対象を制御し、
前記第１制御プログラムから、前記移動機構を制御するための非同期実行型の第２制御プログラムを呼び出すことによって前記移動機構を制御し、
前記第１制御プログラムの各制御周期において、前記第２制御プログラムに含まれる複数の命令のうちの実行対象命令が中断条件を満たす場合、前記実行対象命令を実行せずに前記第２制御プログラムの処理を中断して前記第２制御プログラムから前記第１制御プログラムに制御を返し、
当該制御周期の次の制御周期において前記実行対象命令の次の命令から前記第２制御プログラムの処理を再開する、プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、周期実行型のプログラムから非周期実行型のプログラムを呼び出すための技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、周期実行型のプログラムから非周期実行型のプログラムを呼び出すための技術が知られている。たとえば、特開２０１９－１３９３６５号公報（特許文献１）には、一定のタスク周期毎に周期実行されるタスクに含まれるアプリケーションプログラムを予め定められたタスク周期内に収まるように実行させるための環境を提供する方法が開示されている。当該方法は、アプリケーションプログラムのソースコードに、当該アプリケーションプログラムをタスク周期内において予め設定された時間だけ実行させた後に中断させ、次のタスク周期において当該アプリケーションプログラムの実行を再開するための命令を付加することによって、アプリケーションプログラムの実行モジュールを生成する。当該方法によれば、予め定められたタスク周期内に実行が完了しないアプリケーションプログラムを周期実行されるタスクとして登録した場合であっても、各タスク周期内では、予め設定された時間だけ実行させた後に中断させつつ、複数のタスク周期に亘って１回実行するような実行形態を提供することができる。アプリケーションプログラムのソースを手作業で変更する必要がなく、このような複数のタスク周期に亘る実行を実現できるため、任意のアプリケーションプログラムを制御装置上で実行させることができ、制御装置をより高機能化させることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－１３９３６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

様々な製造現場において、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）などのコントローラが導入されている。当該コントローラは、一種のコンピュータであり、製造装置または製造設備等の複数の制御対象に応じて設計された制御プログラムを実行して当該複数の制御対象を制御する。コントローラの制御プログラムは、周期実行型のプログラミング言語で記述される場合が多い。

【0005】

一方、製造現場において使用されるロボットあるいはサーボ等の移動機構の動作は、当該動作以外の外部環境と協調して動作する必要がある。外部環境の変化に要する時間を予め決定することはできないため、当該移動機構を制御するためのプログラミング言語は、非周期実行型である場合が多い。

【0006】

周期実行型の制御プログラムおよび非周期実行型の制御プログラムを用いて複数の制御対象を制御する構成を両者の並列処理として設計すると、多くの複雑な処理を実装する必要が生じ、再現性の低い不具合が生じ易くなる。その結果、当該構成の設計に要するコストが増加し易い。

【0007】

また、コントローラの制御プログラムから移動機構の制御プログラムを呼び出す構成において、移動機構の制御プログラムにおける中断ポイントを判定するには外部環境の変化に要する時間を考慮する必要がある。しかし、特許文献１に開示された方法においては、外部環境との協調のために移動機構の制御プログラムにおいて行われる処理について考慮されていない。

【0008】

本開示は上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、非周期実行型の制御プログラムによって制御される移動機構を含む複数の制御対象を周期実行型の制御プログラムによって制御する構成に要する設計コストを低減することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本開示の一局面に係る制御システムは、移動機構を含む複数の制御対象を制御する。制御システムは、記憶手段と、制御手段とを備える。記憶手段には、複数の制御対象を制御するための周期実行型の第１制御プログラム、および移動機構を制御するための非周期実行型の第２制御プログラムが保存されている。制御手段は、予め定められた制御周期で第１制御プログラムを繰り返し実行して複数の制御対象を制御する。制御手段は、第１制御プログラムから第２制御プログラムを呼び出すことによって移動機構を制御する。第２制御プログラムは、複数の命令を含む。第１制御プログラムの各制御周期において、制御手段は、複数の命令のうちの実行対象命令が中断条件を満たす場合、実行対象命令を実行せずに第２制御プログラムの処理を中断して第２制御プログラムから第１制御プログラムに制御を返し、当該制御周期の次の制御周期において実行対象命令の次の命令から第２制御プログラムの処理を再開する。

【0010】

この開示においては、第１制御プログラムを介して第２制御プログラムが自動的に実行されるとともに、周期実行型の第１制御プログラムの実行に適合するように、非周期実行型の第２制御プログラムの中断ポイントが自動的に判定される。この開示によれば、並列処理の実現に必要な複雑な処理を実装する必要がないため、再現性の低い不具合が生じ難い。その結果、移動機構を含む複数の制御対象を制御する制御システムの設計コストを低減することができる。

【0011】

上記の開示において、中断条件は、実行対象命令が移動機構を動作させる命令であって移動機構が動作している可能性があるという第１条件、または実行対象命令が特定条件の成立まで待機処理を行う命令という第２条件が成立する場合に成立してもよい。

【0012】

この開示によれば、中断の必要性が高いタイミングにおいて適切に第２制御プログラムの実行を中断することができる。

【0013】

上記の開示において、制御システムは、複数の命令のうち中断条件が成立する命令に中断命令を付加するプログラム解析手段をさらに備えてもよい。制御手段は、第２制御プログラムの実行時に実行対象命令に中断命令が付加されている場合、中断条件が成立していると判定してもよい。

【0014】

この開示によれば、第２制御プログラムの実行を中断させるか否かの判定を実行対象の命令に中断命令が付加されているか否かによって行うことができるため、既存の並列処理実装フレームワークをそのまま使用することができる。

【0015】

上記の開示において、第１条件は、実行対象命令が移動機構を動作させる命令であって移動機構が動作しているという条件であってもよい。

【0016】

この開示によれば、中断条件の成否が動的に判定されるため、移動機構の動作に不要な中断が生じない。その結果、移動機構の動作が滑らかに行われやすくなるため、移動機構の動作を効率的に行うことができる。

【0017】

上記の開示において、制御手段は、第１実行エンジンと、第２実行エンジンとを含んでもよい。第１実行エンジンは、第１制御プログラムを実行してもよい。第２実行エンジンは、第２制御プログラムを実行する、コルーチンとして形成されてもよい。第１制御プログラムは、シーケンスプログラムであり、第２制御プログラムをファンクションブロックとして含んでもよい。制御手段は、第１実行エンジンを介して第１制御プログラムを実行してもよい。第１実行エンジンは、ファンクションブロックを介して第２実行エンジンを実行してもよい。

【0018】

この開示によれば、第２制御プログラムを第１実行エンジンから呼出可能なファンクションブロックとして形成するとともに、第２実行エンジンから第２制御プログラムをコルーチンとして呼び出すことによって、ユーザは、制御システムの第１制御プログラムおよび第２制御プログラムを用いた複数の制御対象２００の制御を、既存の実装フレームワークの知見に基づいて直感的に実装することができる。その結果、制御システムの設計コストをさらに低減することができる。

【0019】

上記の開示において、制御手段は、共有メモリを介して互いにデータ交換を行う第１スレッドおよび第２スレッドを起動してもよい。第１スレッドは、第１制御プログラムから共有メモリへのアクセスを制御してもよい。第２スレッドは、第２制御プログラムから共有メモリへのアクセスを制御してもよい。

【0020】

この開示によれば、共有メモリを介する第１実行エンジンと第２実行エンジンとの間でのデータ交換を行うスレッドと、移動機構の実質的な制御を行うスレッドが分離されているため、第２制御プログラムの実行時間が第１制御プログラムの制御周期を超過するというサイクルタイムオーバーを防止することができる。

【0021】

本開示の他の局面に係る方法は、移動機構を含む複数の制御対象を制御する。当該方法は、予め定められた制御周期で、複数の制御対象を制御するための周期実行型の第１制御プログラムを繰り返し実行して複数の制御対象を制御するステップと、第１制御プログラムから、移動機構を制御するための非同期実行型の第２制御プログラムを呼び出すことによって移動機構を制御するステップと、第１制御プログラムの各制御周期において、第２制御プログラムに含まれる複数の命令のうちの実行対象命令が中断条件を満たす場合、実行対象命令を実行せずに第２制御プログラムの処理を中断して第２制御プログラムから第１制御プログラムに制御を返すステップと、当該制御周期の次の制御周期において実行対象命令の次の命令から第２制御プログラムの処理を再開するステップとを含む。

【0022】

この開示においては、第１制御プログラムを介して第２制御プログラムが自動的に実行されるとともに、周期実行型の第１制御プログラムの実行に適合するように、非周期実行型の第２制御プログラムの中断ポイントが自動的に判定される。この開示によれば、並列処理の実現に必要な複雑な処理を実装する必要がないため、再現性の低い不具合が生じ難い。その結果、移動機構を含む複数の制御対象を制御する方法の設計コストを低減することができる。

【0023】

本開示の他の局面に係るプログラムは、移動機構を含む複数の制御対象を制御する。当該プログラムは、プロセッサによって実行されることによって、予め定められた制御周期で、複数の制御対象を制御するための周期実行型の第１制御プログラムを繰り返し実行して複数の制御対象を制御し、第１制御プログラムから、移動機構を制御するための非同期実行型の第２制御プログラムを呼び出すことによって移動機構を制御し、第１制御プログラムの各制御周期において、第２制御プログラムに含まれる複数の命令のうちの実行対象命令が中断条件を満たす場合、実行対象命令を実行せずに第２制御プログラムの処理を中断して第２制御プログラムから第１制御プログラムに制御を返し、当該制御周期の次の制御周期において実行対象命令の次の命令から第２制御プログラムの処理を再開する。

【0024】

この開示においては、第１制御プログラムを介して第２制御プログラムが自動的に実行されるとともに、周期実行型の第１制御プログラムの実行に適合するように、非周期実行型の第２制御プログラムの中断ポイントが自動的に判定される。この開示によれば、並列処理の実現に必要な複雑な処理を実装する必要がないため、再現性の低い不具合が生じ難い。その結果、移動機構を含む複数の制御対象を制御するプログラムの設計コストを低減することができる。

【発明の効果】

【0025】

本開示に係る制御システム、方法、およびプログラムによれば、非周期実行型の制御プログラムによって制御される移動機構を含む複数の制御対象を周期実行型の制御プログラムによって制御する構成に要する設計コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】実施の形態１に係る制御システムの機能構成を示すブロック図である。

【図2】図１の第１制御プログラムおよび第２制御プログラムの各々の一例を示す図である。

【図3】図２の第１制御プログラムを実行する第１実行エンジンがファンクションブロックとして形成された第２制御プログラムを実行する場合の処理の流れを示すフローチャートである。

【図4】実施の形態２に係る制御システムの機能構成を示すブロック図である。

【図5】図４のプログラム解析手段によって中断命令が付加された第２制御プログラムの一例を示す図である。

【図6】実施の形態３に係る制御システムの機能構成を示すブロック図である。

【図7】図６の第１制御プログラムＰｇを実行する第１実行エンジンがファンクションブロックとして形成された第２制御プログラムを実行する場合の処理の流れを示すフローチャートである。

【図8】実施の形態４に係る制御システムのネットワーク構成例を示す模式図である。

【図9】図８の制御装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。

【図10】図８のサポート装置のハードウェア構成例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則として繰り返さない。

【0028】

［実施の形態１］
＜適用例＞
図１は、実施の形態１に係る制御システム１の機能構成を示すブロック図である。図１に示されるように、制御システム１は、制御手段１１０と、記憶手段１２０と、複数の制御対象２００とを備える。複数の制御対象２００は、制御対象２１０と、移動機構２２０とを含む。制御システム１は、複数の制御対象２００を制御する。制御システム１は、たとえばＰＬＣを含む。

【0029】

記憶手段１２０には、複数の制御対象２００を制御するための周期実行型の第１制御プログラムＰｇ１、および移動機構２２０を制御するための非周期実行型の第２制御プログラムＰｇ２が保存されている。なお、周期実行型とは、制御プログラムの先頭行から最終行までが予め定められた周期ごとに繰り返し実行される実行形態をいう。すなわち、周期実行型の制御プログラムにおいては、プログラムの実行周期が保証されている。非周期実行型とは、プログラムの各行が逐次的に実行される実行形態をいう。非周期実行型の制御プログラムにおいては、実行を開始してから終了するまでの時間が保証されない。

【0030】

制御手段１１０は、予め定められた制御周期で第１制御プログラムＰｇ１を繰り返し実行して複数の制御対象２００を制御する。制御手段１１０は、第１実行エンジンＥｇ１と、第２実行エンジンＥｇ２とを含む。第１実行エンジンＥｇ１は、第１制御プログラムＰｇ１を実行する。第２実行エンジンＥｇ２は、第２制御プログラムＰｇ２を実行する。制御手段１１０は、第１制御プログラムＰｇ１から第２制御プログラムＰｇ２を呼び出すことによって移動機構２２０を制御する。具体的には、制御手段１１０は、第１実行エンジンＥｇ１を介して第１制御プログラムＰｇ１を実行する。第１実行エンジンＥｇ１は、第２実行エンジンを介して第２制御プログラムＰｇ２を実行する。

【0031】

制御システム１は、周期実行型の第１制御プログラムＰｇ１および非周期実行型の第２制御プログラムＰｇ２を用いて複数の制御対象２００を制御する。制御システム１による複数の制御対象２００の制御を両者の並列処理として設計すると、多くの複雑な処理を実装する必要が生じ、再現性の低い不具合が生じ易くなる。その結果、当該制御の設計（実装およびテストを含む）に要するコスト（設計コスト）が増加し易い。そこで、制御システム１においては、第１制御プログラムＰｇ１の各制御周期において、制御手段１１０は、第２制御プログラムＰｇ２に含まれる複数の命令のうちの実行対象命令が中断条件を満たすか否かを自動的に判定する。実行対象命令が中断条件を満たす場合、制御手段１１０は、当該実行対象命令を実行せずに第２制御プログラムＰｇ２の処理を中断して第２制御プログラムＰｇ２から第１制御プログラムＰｇ１に制御を返し、当該制御周期の次の制御周期において当該実行対象命令の次の命令から第２制御プログラムＰｇ２の処理を再開する。制御システム１によれば、第１制御プログラムＰｇ１を介して第２制御プログラムＰｇ２が自動的に実行されるとともに、周期実行型の第１制御プログラムＰｇ１の実行に適合するように、非周期実行型の第２制御プログラムＰｇ２の中断ポイントが自動的に判定される。制御システム１によれば、並列処理の実現に必要な複雑な処理を実装する必要がないため、再現性の低い不具合が生じ難い。その結果、制御システム１の設計コストを低減することができる。

【0032】

図２は、図１の第１制御プログラムＰｇ１および第２制御プログラムＰｇ２の各々の一例を示す図である。図２に示されるように、第１制御プログラムＰｇ１は、複数のシーケンス命令群５２と、第２制御プログラムＰｇ２を実行するためのファンクションブロック５４とを含む。ファンクションブロック５４は、第２実行エンジンＥｇ２に第２制御プログラムＰｇ２を実行させるための、第１実行エンジンＥｇ１から実行可能なラッパー関数として形成されている。第１制御プログラムＰｇ１は、典型的には、国際電気標準会議（International Electrotechnical Commission：ＩＥＣ）によって規定された国際規格ＩＥＣ６１１３１－３に従って記述された１または複数の命令を含むシーケンスプログラムである。第１制御プログラムＰｇ１は、予め定められた制御周期毎に繰返し周実行される。すなわち、ある制御周期において、第１制御プログラムＰｇ１の先頭から最終までが順次実行され、次の制御周期においても、第１制御プログラムＰｇ１の先頭から最終までが順次実行される。このような第１制御プログラムＰｇ１の先頭から最終までの順次実行が予め定められた制御周期毎に繰返されることを「周期実行」と称す。なお、制御周期は、制御手段１１０において周期実行できる最小の周期の整数倍として規定されてもよい。

【0033】

第２制御プログラムＰｇ２は、複数の命令Ｃｍ１，Ｃｍ２，Ｃｍ３，Ｃｍ４，Ｃｍ５，Ｃｍ６，Ｃｍ７，Ｃｍ８を含む。複数の命令Ｃｍ１～Ｃｍ８は、この順に逐次実行される。第２制御プログラムＰｇ２は、たとえば、ロボットを制御するためのロボットプログラム、あるいはサーボを制御するためのモーションプログラムである。第２制御プログラムＰｇ２は、所定のプログラミング言語（たとえば、Ｖ＋言語などのロボット制御用プログラミング言語、あるいはＧコードなどのＮＣ（Numerical Control）制御に係るプログラミング言語）で記述されてもよい。

【0034】

第２制御プログラムＰｇ２の開始後、命令Ｃｍ１が実行される前に、変数ＤｏｎｅにＦＡＬＳＥが代入される。命令Ｃｍ１は、ＡＴＴＡＣＨ命令であり、移動機構２２０が第２制御プログラムＰｇ２によって利用可能になるという条件（特定条件）が成立するまで待機する待機命令である。命令Ｃｍ２，Ｃｍ３の各々は、変数への代入命令である。命令Ｃｍ４は、ＭＯＶＥ命令であり、引数に指定された位置まで移動機構２２０を移動させる動作命令である。命令Ｃｍ５は、ＡＰＰＲＯ命令であり、ピック動作を行う位置の上まで移動機構２２０を移動させる動作命令である。命令Ｃｍ６は、ＷＡＩＴ命令であり、引数に与えられたフラグが真になるという条件（特定条件）が成立するまで待機する待機命令である。命令Ｃｍ７は、ＭＯＶＥＳ命令であり、移動機構２２０を引数に指定された位置まで下降させる動作命令である。命令Ｃｍ８は、ＢＲＥＡＫ命令であり、移動機構２２０が停止するという条件（特定条件）が成立するまで待機するという待機命令である。命令Ｃｍ８が実行された後、変数ＤｏｎｅにＴＲＵＥが代人される。

【0035】

図３は、図２の第１制御プログラムＰｇ１を実行する第１実行エンジンＥｇ１がファンクションブロック５４として形成された第２制御プログラムＰｇ２を実行する場合の処理の流れを示すフローチャートである。図３に示されるように、第１実行エンジンＥｇ１は、Ｓ１０１においてファンクションブロック５４を実行して第２実行エンジンＥｇ２を呼び出す。第２実行エンジンＥｇ２は、シングルスレッドを起動して処理を行う。第２実行エンジンＥｇ２は、Ｓ２０１において第２制御プログラムＰｇ２の実行状態を、初期状態または中断条件の成立に応じて退避された状態に復元して、処理をＳ２０２に進める。第２実行エンジンＥｇ２は、Ｓ２０２において実行対象命令が中断条件を満たすか否かを判定する。中断条件は、たとえば、実行対象命令が移動機構２２０の動作させる動作命令であって移動機構２２０が動作しているという第１条件、または実行対象命令が特定条件の成立まで待機処理を行う待機命令であるという第２条件が成立する場合に成立する。中断条件をこのように構成することにより、中断の必要性が高いタイミングにおいて適切に第２制御プログラムの実行を中断することができる。なお、中断条件は、実行対象命令が算術演算命令あるいは分岐命令である場合には成立しない。

【0036】

図２も合わせて参照して、待機命令である命令Ｃｍ１，Ｃｍ６，Ｃｍ８の各々は待機命令であるため、当該命令が実行可能命令である場合、Ｓ２０２の中断条件は成立する。命令Ｃｍ２，Ｃｍ３の各々は、算術演算命令であるためＳ２０２の中断条件は成立しない。命令Ｃｍ４，Ｃｍ５，Ｃｍ７の各々は動作命令であるため、当該命令が実行対象命令である場合、移動機構２２０が動作しているときＳ２０２の中断条件は成立し、移動機構２２０が停止しているときＳ２０２の中断条件は成立しない。

【0037】

中断条件が成立しない場合（Ｓ２０２においてＮＯ）、第２実行エンジンＥｇ２は、Ｓ２０３において実行対象命令を実行して処理をＳ２０４に進める。第２実行エンジンＥｇ２は、Ｓ２０４において、実行済みの命令の次の命令を実行対象に設定して処理をＳ２０２に戻す。中断条件が成立する場合（Ｓ２０２においてＹＥＳ）、第２実行エンジンＥｇ２は、第２制御プログラムＰｇ２の実行を中断し、Ｓ２０５において実行状態を退避して、制御を第１実行エンジンＥｇ１に返す。

【0038】

第２実行エンジンＥｇ２から制御を取得した第１実行エンジンＥｇ１は、Ｓ１０２においてファンクションブロック５４の実行を完了する。

【0039】

制御システム１においては、Ｓ２０２の中断条件の成否が動的に判定されるため、移動機構２２０の動作に不要な中断が生じない。その結果、移動機構２２０の動作が滑らかに行われやすくなるため、移動機構２２０の動作を効率的に行うことができる。

【0040】

Ｓ２０１において行われる自動的な実行状態の復元、およびＳ２０５において行われる自動的な実行状態の自動的な退避は、たとえば、第２実行エンジンＥｇ２が第２制御プログラムＰｇ２をコルーチンとして呼び出すことによって実現することができる。コルーチンの実現方法としては、たとえば、スタックを使わないようコンパイルするスタックレスな方法、または実行時にスタック切り替えを行うスタックフルな方法を挙げることができる。

【0041】

第２制御プログラムＰｇ２を第１実行エンジンＥｇ１から呼出可能なファンクションブロックとして形成するとともに、第２実行エンジンＥｇ２から第２制御プログラムＰｇ２をコルーチンとして呼び出すことによって、ユーザは、制御システム１の第１制御プログラムＰｇ１および第２制御プログラムＰｇ２を用いた複数の制御対象２００の制御を、既存の実装フレームワークの知見に基づいて直感的に実装することができる。その結果、制御システム１の設計コストをさらに低減することができる。

【0042】

以上、実施の形態１に係る制御システム、方法、およびプログラムによれば、非周期実行型の制御プログラムによって制御される移動機構を含む複数の制御対象を周期実行型の制御プログラムによって制御する構成に要する設計コストを低減することができる。

【0043】

［実施の形態２］
実施の形態１においては、第２制御プログラムの中断条件の成否が動的に判定される構成について説明した。実施の形態２においては、当該中断条件が第２制御プログラムの実行前に静的に判定される構成について説明する。

【0044】

図４は、実施の形態２に係る制御システム２の機能構成を示すブロック図である。制御システム２の構成は、図１の制御システム１にプログラム解析手段１３０が追加されているとともに、第２実行エンジンＥｇ２がＥｇ２Ａに置き換えられた構成である。これら以外は制御システム１と同様の構成であるため、同様の構成についての説明を繰り返さない。

【0045】

図４に示されるように、プログラム解析手段１３０は、第２制御プログラムＰｇ２に含まれる複数の命令のうち中断条件が成立する命令に中断命令を付加する。第２実行エンジンＥｇ２Ａは、プログラム解析手段１３０によって中断命令が付加された第２制御プログラムＰｇ２を実行する。第２実行エンジンＥｇ２Ａは、実行対象命令に中断命令が付加されている場合、図３のＳ２０２において当該実行対象命令が中断条件を満たすと判定する。なお、制御システム２における中断条件は、たとえば、実施の形態１の第１条件が、実行対象命令が移動機構２２０を動作させる動作命令であって移動機構２２０が動作している可能性があるという条件に置き換えられた条件である。

【0046】

図５は、図４のプログラム解析手段１３０によって中断命令Ｃｍｓが付加された第２制御プログラムＰｇ２の一例を示す図である。図５に示されるように、中断命令Ｃｍｓの一例であるＹｉｅｌｄ命令が命令Ｃｍ１，Ｃｍ５～Ｃｍ８に付されている。待機命令であるＣｍ１，Ｃｍ６，Ｃｍ８の各々は中断条件を満たす。ＡＴＴＡＣＨ命令である命令Ｃｍ１の実行完了直後は、移動機構２２０の停止が保証されているため、動作命令Ｃｍ４が実行対象となる場合、移動機構２２０が動作している可能性はない。一方、動作命令Ｃｍ５の直前の命令Ｃｍ４は動作命令であるため、動作命令Ｃｍ５が実行対象となる場合、移動機構２２０は動作している可能性がある。また、動作命令Ｃｍ５の直後の待機命令Ｃｍ６の完了後も動作命令Ｃｍ５に対応する移動機構２２０の動作が継続している可能性があるため、動作命令Ｃｍ７が実行対象となる場合、移動機構２２０は動作している可能性がある。このように動作命令Ｃｍ５，Ｃｍ７の各々が実行対象となる場合、移動機構２２０が動作している可能性があるため、中断条件が成立する。なお、ＢＲＥＡＫ命令である命令Ｃｍ８の直後もＡＴＴＡＣＨ命令と同様に移動機構２２０の停止が保証されているため、ＢＲＥＡＫ命令の次に実行される命令に関して中断条件は成立しない。

【0047】

実施の形態１と２とを比較すると、実施の形態２においては、待機命令Ｃｍ６の直後の動作命令Ｃｍ７に中断命令が付加されるため、第２制御プログラムＰｇ２の実行は動作命令Ｃｍ７において必ず中断される。しかし、第２制御プログラムＰｇ２の実行を中断させるか否かの判定を実行対象の命令に中断命令が付加されているか否かによって行うことができるため、既存の並列処理実装フレームワークをそのまま使用することができる。一方、実施の形態１においては、動作命令Ｃｍ７において第２制御プログラムＰｇ２の実行が中断されるか否かは、第２制御プログラムＰｇ２の実行時における待機命令Ｃｍ６の実行時間の長さに依存する。待機命令Ｃｍ６の実行時間の長さが比較的短い場合、待機命令Ｃｍ６の前後の動作命令Ｃｍ５，Ｃｍ７による移動機構２２０の経路（軌道）を連続にして加減速時間を短縮することができる。ユーザは、制御システムに必要とされる要件、仕様、およびコストに応じて、実施の形態１，２のいずれかを適宜選択することができる。

【0048】

以上、実施の形態２に係る制御システム、方法、およびプログラムによれば、非周期実行型の制御プログラムによって制御される移動機構を含む複数の制御対象を周期実行型の制御プログラムによって制御する構成に要する設計コストを低減することができる。

【0049】

［実施の形態３］
実施の形態１，２においては、非周期実行型の第２制御プログラム用の第２エンジンの実行がシングルスレッドによって行われる構成について説明した。実施の形態３においては、第２実行エンジンの実行がマルチスレッドによって行われる構成について説明する。

【0050】

図６は、実施の形態３に係る制御システム３の機能構成を示すブロック図である。制御システム３の構成は、図１の第１実行エンジンＥｇ１，第２実行エンジンＥｇ２，第２制御プログラムＰｇ２が第１実行エンジンＥｇ１Ｂ，第２実行エンジンＥｇ２Ｂ，第２制御プログラムＰｇ２Ｂにそれぞれ置き換えられた構成である。これら以外は制御システム１と同様の構成であるため、同様の構成についての説明を繰り返さない。

【0051】

図６に示されるように、第２実行エンジンＥｇ２Ｂは、共有メモリＭｓｈ（たとえばグローバル変数）を介して互いにデータ交換を行う第１スレッドＴｈｒ１および第２スレッドＴｈｒ２を起動する。第１スレッドＴｈｒ１は、第１制御プログラムＰｇ１から共有メモリＭｓｈ（たとえばグローバル変数）へのアクセスを制御する。第２スレッドＴｈｒ２は、第２制御プログラムＰｇ２から共有メモリＭｓｈへのアクセスを制御する。

【0052】

図７は、図６の第１制御プログラムＰｇ１を実行する第１実行エンジンＥｇ１Ｂがファンクションブロックとして形成された第２制御プログラムＰｇ２Ｂを実行する場合の処理の流れを示すフローチャートである。図７に示されるフローチャートは、図３に示されるフローチャートからＳ２０１，Ｓ２０５が除かれているとともに、Ｓ２３１，Ｓ２３５，Ｓ２３６が追加されたフローチャートである。これら以外の処理は図３の処理と同様であるため、同様の処理についての説明を繰り返さない。

【0053】

図７に示されるように、第１実行エンジンＥｇ１は、Ｓ１０１を実行して第２実行エンジンＥｇ２Ｂを呼び出す。第２実行エンジンＥｇ２Ｂは、フロントエンド処理を行う第１スレッドＴｈｒ１と、バックエンド処理を行う第２スレッドＴｈｒ２とを起動して処理を行う。第１スレッドＴｈｒ１は、第１実行エンジンＥｇ１と第２実行エンジンＥｇ２Ｂとの間のインターフェイスとして機能する。第２スレッドＴｈｒ２は、第２制御プログラムＰｇ２Ｂを実行して、移動機構２２０に対する実質的な制御を行なう。

【0054】

第１スレッドＴｈｒ１は、Ｓ２３１において、共有メモリＭｓｈを介したデータ交換（通信）が必要か否かを判定する。データ交換とは、共有メモリＭｓｈのデータの更新あるいは当該データの参照である。データ交換が必要である場合（Ｓ２３１においてＹＥＳ）、第２実行エンジンＥｇ２は、Ｓ２３１において共有メモリＭｓｈおいて指定されたデータの変更あるいは読み出しを行って、制御を第１実行エンジンＥｇ１に返す。データ交換が不要である場合（Ｓ２３１においてＮＯ）、第２実行エンジンＥｇ２は、制御を第１実行エンジンＥｇ１に返す。なお、Ｓ２３６においては、第１スレッドＴｈｒ１と第２スレッドＴｈｒ２との間で共有メモリＭｓｈへのアクセスが競合することを防止するため、排他制御が行われる。すなわち、両スレッドの一方が共有メモリＭｓｈへアクセスしている間は、他方のスレッドの共有メモリＭｓｈへのアクセスは禁止される。

【0055】

第２スレッドＴｈｒ２は、実施の形態１と同様にＳ２０２～Ｓ２０３を行う。第２スレッドＴｈｒ２は、Ｓ２３５においてデータ交換が必要であるか否かを判定する。データ交換が必要ではない場合（Ｓ２３５においてＮＯ）、第２スレッドＴｈｒ２は、処理をＳ２０２に戻す。データ交換が必要である場合（Ｓ２３５においてＹＥＳ）、第２スレッドＴｈｒ２は、Ｓ２３６においてデータ交換を行って処理をＳ２０２に戻す。

【0056】

制御システム３によれば、共有メモリＭｓｈを介する第１実行エンジンＥｇ１と第２実行エンジンＥｇ２との間でのデータ交換を行うスレッドと、移動機構２２０の実質的な制御を行うスレッドが分離されているため、第２制御プログラムＰｇ２の実行時間が第１制御プログラムＰｇ１の制御周期を超過するというサイクルタイムオーバーを防止することができる。

【0057】

以上、実施の形態３に係る制御システム、方法、およびプログラムによれば、非周期実行型の制御プログラムによって制御される移動機構を含む複数の制御対象を周期実行型の制御プログラムによって制御する構成に要する設計コストを低減することができる。

【0058】

［実施の形態４］
図８は、実施の形態４に係る制御システム４のネットワーク構成例を示す模式図である。図８に示されるように、制御システム４は、複数のデバイスが互いに通信可能に構成されたデバイス群を含む。典型的には、デバイスは、ユーザプログラムを実行する処理主体である制御装置１００と、制御装置１００に接続される周辺装置とを含み得る。

【0059】

制御装置１００は、各種の設備または装置などの制御対象を制御する産業用コントローラに相当する。制御装置１００は、制御演算を実行する一種のコンピュータであり、典型的には、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）を含む。制御装置１００は、フィールドネットワーク２０を介してフィールドデバイス２００Ｄ（複数の制御対象）に接続されている。制御装置１００は、フィールドネットワーク２０を介して、少なくとも１つのフィールドデバイス２００Ｄとの間でデータを遣り取りする。

【0060】

制御装置１００において実行される制御演算は、フィールドデバイス２００Ｄにおいて収集または生成されたデータを収集する処理、フィールドデバイス２００Ｄに対する指令値などのデータを生成する処理、および生成した出力データを対象のフィールドデバイス２００Ｄへ送信する処理などを含む。

【0061】

フィールドネットワーク２０は、定周期通信を行うバスまたはネットワークを採用することが好ましい。このような定周期通信を行うバスまたはネットワークとしては、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）、ＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰ（登録商標）、ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ（登録商標）、またはＣｏｍｐｏＮｅｔ（登録商標）などが知られている。データの到達時間が保証される点において、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）が好ましい。

【0062】

フィールドネットワーク２０には、任意のフィールドデバイス２００Ｄを接続することができる。フィールドデバイス２００Ｄは、フィールド側にあるロボットまたはコンベアなどに対して何らかの物理的な作用を与えるアクチュエータ、および、フィールドとの間で情報を遣り取りする入出力装置などを含む。

【0063】

制御システム４においてフィールドデバイス２００Ｄは、ロボットコントローラ２２２＿１，サーボドライバ２２２＿２と、ロボットコントローラ２２２＿１，サーボドライバ２２２＿２にそれぞれ接続されたアームロボット２２０＿１（移動機構），サーボモータ２２０＿２（移動機構）とを含む。

【0064】

ロボットコントローラ２２２＿１，サーボドライバ２２２＿２は、制御装置１００からの指令値に従って、アームロボット２２０＿１，サーボモータ２２０＿２をそれぞれ制御する。

【0065】

制御装置１００は、上位ネットワーク１２を介して、他の装置にも接続されている。上位ネットワーク１２は、ゲートウェイ７００を介して、外部ネットワークであるインターネット９００に接続されている。上位ネットワーク１２には、一般的なネットワークプロトコルであるイーサネット（登録商標）、あるいはＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰ（登録商標）が採用されてもよい。より具体的には、上位ネットワーク１２には、少なくとも１つのサーバ装置６００および少なくとも１つの表示装置５００が接続されてもよい。

【0066】

サーバ装置６００としては、データベースシステム、または製造実行システム（ＭＥＳ：Manufacturing Execution System）などが想定される。製造実行システムは、制御対象の製造装置または設備からの情報を取得して、生産全体を監視および管理するものであり、オーダ情報、品質情報、あるいは出荷情報などを扱うこともできる。これらに限らず、情報系サービスを提供する装置を上位ネットワーク１２に接続するようにしてもよい。情報系サービスとしては、制御対象の製造装置または設備からの情報を取得して、マクロ的またはミクロ的な分析などを行う処理が想定される。たとえば、情報系サービスとしては、制御対象の製造装置または設備からの情報に含まれる何らかの特徴的な傾向を抽出するデータマイニング、あるいは制御対象の設備または機械からの情報に基づく機械学習を行うための機械学習ツールなどが想定される。

【0067】

表示装置５００は、ユーザからの操作を受けて、制御装置１００に対してユーザ操作に応じたコマンドなどを出力するとともに、制御装置１００での演算結果などをグラフィカルに表示する。

【0068】

制御装置１００には、サポート装置４００が接続可能になっている。サポート装置４００は、上位ネットワーク１２またはインターネット９００を介して制御装置１００に接続されてもよい。サポート装置４００は、制御装置１００が制御対象を制御するために必要な準備を支援する装置である。具体的には、サポート装置４００は、制御装置１００で実行されるプログラムの開発環境（プログラム作成編集ツール、パーサ、およびコンパイラなど）、制御装置１００および制御装置１００に接続される各種デバイスの構成情報（コンフィギュレーション）を設定するための設定環境、生成したプログラムを制御装置１００へ出力する機能、および制御装置１００上で実行されるプログラムなどをオンラインで修正および変更を行う機能などを提供する。

【0069】

制御システム４においては、制御装置１００、サポート装置４００、および表示装置５００がそれぞれ別体として構成されているが、これらの機能の全部または一部を単一の装置に集約するような構成が採用されてもよい。

【0070】

制御装置１００は、一の生産現場のみで使用される場合に限らず、他の生産現場においても使用される。また、一の生産現場内においても複数の異なるラインで使用される場合もある。

【0071】

図９は、図８の制御装置１００のハードウェア構成例を示すブロック図である。図９に示されるように、制御装置１００は、プロセッサ１１０Ｄと、メインメモリ１０４と、ストレージ１２０Ｄと、メモリカードインターフェイス１１２と、上位ネットワークコントローラ１０６と、フィールドネットワークコントローラ１０８と、ローカルバスコントローラ１１６と、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）インターフェイスを提供するＵＳＢコントローラ１７０とを含む。これらのコンポーネントは、プロセッサバス１１８を介して接続されている。

【0072】

プロセッサ１１０Ｄは、制御演算を実行する演算処理部に相当し、ＣＰＵ（Central Processing Unit）および／またはＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などで構成される。具体的には、プロセッサ１１０Ｄは、ストレージ１２０Ｄ（記憶手段）に格納されたプログラムを読み出して、メインメモリ１０４に展開して実行することで、制御対象に対する制御演算を実現する。プロセッサ１１０Ｄは、デュアルコアであり、マルチタスク処理により複数のタスクを並行して実行する。当該マルチタスク処理においては、予め設定された制御周期（たとえば、１ｍｓ）の制御サイクルが処理全体の共通サイクルとして採用されている。すなわち、プロセッサ１１０Ｄは、複数のタスクの各々を周期的に実行する。なお、プロセッサ１１０Ｄは、シングルコアであり、時分割により複数のタスクを並行して実行してもよい。また、プロセッサ１１０Ｄのコア数は、３以上であってもよい。

【0073】

メインメモリ１０４は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）および／またはＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）などの揮発性記憶装置などで構成される。ストレージ１２０Ｄは、たとえば、ＳＳＤ（Solid State Drive）および／またはＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの不揮発性記憶装置などで構成される。

【0074】

ストレージ１２０Ｄには、システムプログラムＰｓｃと、ユーザプログラムＰｕ１，Ｐｕ２，Ｐｕ３とが保存されている。「ユーザプログラム」は、「システムプログラム」と区別する意味で用いられる用語である。「ユーザプログラム」は、制御対象に応じて任意に作成される命令の組合せであり、制御装置の設計者が任意に作成および修正可能である。これに対して、「システムプログラム」は、「ユーザプログラム」を実行するための実行環境、あるいは制御装置に含まれるハードウェアの制御を実現するためのプログラムである。基本的には、「システムプログラム」は予め制御装置にインストールされている。

【0075】

システムプログラムＰｓｃは、制御装置１００を統合的に制御して、制御装置１００の各機能を実現するためのプログラムを含む。ユーザプログラムＰｕ１（第１制御プログラム）は、たとえばラダー言語等のシーケンスプログラム言語）で記述されている。ユーザプログラムＰｕ２（第２制御プログラム）は、たとえばロボット言語で記述されている。ユーザプログラムＰｕ３（第２制御プログラム）は、たとえばモーション言語で記述されている。プロセッサ１１０Ｄ（制御手段）は、ユーザプログラムＰｕ１を介してユーザプログラムＰｕ２，Ｐｕ３を呼び出す。

【0076】

メモリカードインターフェイス１１２は、着脱可能な記憶媒体の一例であるメモリカード１１４を受け付ける。メモリカードインターフェイス１１２は、メモリカード１１４に対して任意のデータの読み書きが可能になっている。

【0077】

上位ネットワークコントローラ１０６は、上位ネットワーク１２（たとえばローカルエリアネットワーク）を介して、上位ネットワーク１２に接続された任意の情報処理装置との間でデータを遣り取りする。

【0078】

フィールドネットワークコントローラ１０８は、フィールドネットワーク２０を介して、アームロボット２２０＿１，サーボモータ２２０＿２等の任意のデバイスとの間でデータを遣り取りする。

【0079】

ローカルバスコントローラ１１６は、ローカルバス１２２を介して、制御装置１００を構成する任意の機能ユニット１８０との間でデータを遣り取りする。機能ユニット１８０は、たとえば、アナログ信号の入力および／または出力を担当するアナログＩ／Ｏユニット、デジタル信号の入力および／または出力を担当するデジタルＩ／Ｏユニット、ならびにエンコーダなどからのパルスを受け付けるカウンタユニットなどからなる。

【0080】

ＵＳＢコントローラ１７０は、ＵＳＢ接続を介して、任意の情報処理装置との間でデータを遣り取りする。ＵＳＢコントローラ１７０には、たとえばサポート装置４００が接続される。

【0081】

図１０は、図８のサポート装置４００のハードウェア構成例を示す模式図である。サポート装置４００は、一例として、汎用的なアーキテクチャに従うコンピュータがプログラムを実行することで実現される。

【0082】

図１０に示されるように、サポート装置４００は、プロセッサ４３０と、揮発性メモリ４０４と、不揮発性メモリ４０６と、ストレージ（Hard Disk Drive）４０８と、ディスプレイ４５０と、キーボード４１０と、マウス４１２と、メモリカードインターフェイス４１４と、外部装置インターフェイス４１８とを備える。これらのコンポーネントは、プロセッサバス４２０を介して相互に通信可能に接続されている。

【0083】

プロセッサ４３０は、ＣＰＵおよびＧＰＵなどで構成され、不揮発性メモリ４０６およびストレージ４０８に格納されたプログラム（一例として、サポートプログラムＰｓｐ）を読み出して、揮発性メモリ４０４に展開して実行することで、各種処理を実現する。すなわち、サポートプログラムＰｓｐを実行するプロセッサ４３０（プログラム解析手段）は、ユーザプログラムＰｕ２，Ｐｕ３の各々を解析して、当該プログラムに中断命令を付加してもよい。ストレージ４０８は、たとえば、ＳＳＤおよび／またはＨＤＤなどの不揮発性記憶装置などで構成される。

【0084】

サポート装置４００においては、プロセッサ４３０が所定のプログラムを実行することで、サポート装置４００として必要な機能が提供される。当該機能の一部または全部が、専用のハードウェア回路（たとえば、ＡＳＩＣまたはＦＰＧＡなど）を用いて実装されてもよい。

【0085】

揮発性メモリ４０４は、ＤＲＡＭおよびＳＲＡＭなど、各種の揮発性記憶装置によって構成される。不揮発性メモリ４０６は、ＳＳＤなど、各種の不揮発性記憶装置によって構成される。

【0086】

不揮発性メモリ４０６およびストレージ４０８には、基本的な機能を実現するためのＯＳ（Operating System）に加えて、サポート装置４００としての機能を提供するためのサポートプログラムＰｓｐが格納されている。なお、サポート装置４００においては、ストレージ４０８にサポートプログラムＰｓｐが格納されている。サポートプログラムＰｓｐには、コンピュータをサポート装置４００として機能させるための命令が規定されている。

【0087】

ディスプレイ４５０は、プロセッサ４３０からの処理結果などを出力する。キーボード４１０およびマウス４１２は、ユーザプログラムなどの各種のプログラムを作成したり、制御対象に応じた設定値などをユーザが入力したりするときに、ユーザ操作を受け付ける。

【0088】

メモリカードインターフェイス４１４は、メモリカード１１５が着脱可能に構成されており、メモリカード１１５に対して各種データ（ユーザプログラムなど）を書き込み、メモリカード１１５から各種データを読み出すことが可能になっている。

【0089】

外部装置インターフェイス４１８は、ネットワークを介して、制御装置１００などの任意の外部装置などとの間でデータを遣り取りする。

【0090】

なお、図示は省略するが、サポート装置４００は、光学ドライブを備えていてもよく、コンピュータが読み取り可能なプログラムを非一過的に格納するＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光学記録媒体から、その中に格納されたプログラム（サポートプログラムなど）が読み取られて不揮発性メモリ４０６またはストレージ４０８などにインストールされる。

【0091】

サポート装置４００において実行されるサポートプログラムＰｓｐなどは、コンピュータ読取可能なＤＶＤを介してインストールされてもよいが、ネットワーク上のサーバ装置６００などからダウンロードする形でインストールされるようにしてもよい。また、サポート装置４００が提供する機能は、ＯＳが提供するモジュールの一部を利用する形で実現される場合もある。

【0092】

以上、実施の形態４に係る制御システム、方法、およびプログラムによれば、非周期実行型の制御プログラムによって制御される移動機構を含む複数の制御対象を周期実行型の制御プログラムによって制御する構成に要する設計コストを低減することができる。

【0093】

＜付記＞
上記したような本実施の形態は、以下のような技術思想を含む。

【0094】

［構成１］
移動機構（２２０）を含む複数の制御対象（２００）を制御する制御システム（１～４）であって、
前記複数の制御対象（２００）を制御するための周期実行型の第１制御プログラム（Ｐｇ１）、および前記移動機構（２２０）を制御するための非周期実行型の第２制御プログラム（Ｐｇ２）が保存された、記憶手段（１２０）と、
予め定められた制御周期で前記第１制御プログラム（Ｐｇ１）を繰り返し実行して前記複数の制御対象（２００）を制御する制御手段（１１０）とを備え、
前記制御手段（１１０）は、前記第１制御プログラム（Ｐｇ１）から前記第２制御プログラム（Ｐｇ２）を呼び出すことによって前記移動機構（２２０）を制御し、
前記第２制御プログラム（Ｐｇ２）は、複数の命令（Ｃｍ１～Ｃｍ８）を含み、
前記第１制御プログラム（Ｐｇ１）の各制御周期において、前記制御手段（１１０）は、前記複数の命令（Ｃｍ１～Ｃｍ８）のうちの実行対象命令が中断条件を満たす場合、前記実行対象命令を実行せずに前記第２制御プログラム（Ｐｇ２）の処理を中断して前記第２制御プログラム（Ｐｇ２）から前記第１制御プログラム（Ｐｇ１）に制御を返し、当該制御周期の次の制御周期において前記実行対象命令の次の命令から前記第２制御プログラム（Ｐｇ２）の処理を再開する、制御システム（１～４）。

【0095】

［構成２］
前記中断条件は、前記実行対象命令が前記移動機構（２２０）を動作させる命令であって前記移動機構（２２０）が動作している可能性があるという第１条件、または前記実行対象命令が特定条件の成立まで待機処理を行う命令という第２条件が成立する場合に成立する、構成１に記載の制御システム（１～４）。

【0096】

［構成３］
前記複数の命令（Ｃｍ１～Ｃｍ８）のうち前記中断条件が成立する命令に中断命令を付加するプログラム解析手段（１３０）をさらに備え、
前記制御手段（１１０）は、前記第２制御プログラム（Ｐｇ２）の実行時に前記実行対象命令に前記中断命令が付加されている場合、前記中断条件が成立していると判定する、構成１または２に記載の制御システム（２）。

【0097】

［構成４］
前記第１条件は、前記実行対象命令が前記移動機構（２２０）を動作させる命令であって前記移動機構（２２０）が動作しているという条件である、構成２に記載の制御システム（１，３，４）。

【0098】

［構成５］
前記制御手段（１１０）は、前記第１制御プログラム（Ｐｇ１）を実行する第１実行エンジン（Ｅｇ１）と、前記第２制御プログラム（Ｐｇ２）を実行する、コルーチンとして形成された第２実行エンジン（Ｅｇ２）とを含み、
前記第１制御プログラム（Ｐｇ１）は、シーケンスプログラムであり、前記第２制御プログラム（Ｐｇ２）をファンクションブロック（５４）として含み、
前記制御手段（１１０）は、前記第１実行エンジン（Ｅｇ１）を介して前記第１制御プログラム（Ｐｇ１）を実行し、
前記第１実行エンジン（Ｅｇ１）は、前記ファンクションブロック（５４）を介して前記第２実行エンジン（Ｅｇ２）を実行する、構成１～４のいずれか１項に記載の制御システム（１～４）。

【0099】

［構成６］
前記制御手段（１１０）は、共有メモリ（Ｍｓｈ）を介して互いにデータ交換を行う第１スレッド（Ｔｈｒ１）および第２スレッド（Ｔｈｒ２）を起動し、前記第１スレッド（Ｔｈｒ１）は前記第１制御プログラム（Ｐｇ１）から前記共有メモリ（Ｍｓｈ）へのアクセスを制御し、前記第２スレッド（Ｔｈｒ２）は前記第２制御プログラム（Ｐｇ２Ｂ）から前記共有メモリ（Ｍｓｈ）へのアクセスを制御する、構成１～５のいずれか１項に記載の制御システム（３）。

【0100】

［構成７］
移動機構（２２０）を含む複数の制御対象（２００）を制御する方法であって、
予め定められた制御周期で、前記複数の制御対象（２００）を制御するための周期実行型の第１制御プログラム（Ｐｇ１）を繰り返し実行して前記複数の制御対象（２００）を制御するステップと、
前記第１制御プログラム（Ｐｇ１）から、前記移動機構（２２０）を制御するための非同期実行型の第２制御プログラム（Ｐｇ２）を呼び出すことによって前記移動機構（２２０）を制御するステップと、
前記第１制御プログラム（Ｐｇ１）の各制御周期において、前記第２制御プログラム（Ｐｇ２）に含まれる複数の命令（Ｃｍ１～Ｃｍ８）のうちの実行対象命令が中断条件を満たす場合、前記実行対象命令を実行せずに前記第２制御プログラム（Ｐｇ２）の処理を中断して前記第２制御プログラム（Ｐｇ２）から前記第１制御プログラム（Ｐｇ１）に制御を返すステップと、
当該制御周期の次の制御周期において前記実行対象命令の次の命令から前記第２制御プログラム（Ｐｇ２）の処理を再開するステップとを含む、方法。

【0101】

［構成８］
移動機構（２２０）を含む複数の制御対象（２００）を制御するプログラムであって、
前記プログラムは、プロセッサによって実行されることによって、
予め定められた制御周期で、前記複数の制御対象（２００）を制御するための周期実行型の第１制御プログラム（Ｐｇ１）を繰り返し実行して前記複数の制御対象（２００）を制御し、
前記第１制御プログラム（Ｐｇ１）から、前記移動機構（２２０）を制御するための非同期実行型の第２制御プログラム（Ｐｇ２）を呼び出すことによって前記移動機構（２２０）を制御し、
前記第１制御プログラム（Ｐｇ１）の各制御周期において、前記第２制御プログラム（Ｐｇ２）に含まれる複数の命令（Ｃｍ１～Ｃｍ８）のうちの実行対象命令が中断条件を満たす場合、前記実行対象命令を実行せずに前記第２制御プログラム（Ｐｇ２）の処理を中断して前記第２制御プログラム（Ｐｇ２）から前記第１制御プログラム（Ｐｇ１）に制御を返し、
当該制御周期の次の制御周期において前記実行対象命令の次の命令から前記第２制御プログラム（Ｐｇ２）の処理を再開する、プログラム。

【0102】

今回開示された各実施の形態は、矛盾しない範囲で適宜組み合わされて実施されることも予定されている。今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0103】

１～４ 制御システム、１２ 上位ネットワーク、２０ フィールドネットワーク、５２ シーケンス命令群、５４ ファンクションブロック、１００ 制御装置、１０４ メインメモリ、１０６ 上位ネットワークコントローラ、１０８ フィールドネットワークコントローラ、１１０ 制御手段、１１０Ｄ，４３０ プロセッサ、１１２，４１４ メモリカードインターフェイス、１１４，１１５ メモリカード、１１６ ローカルバスコントローラ、１１８，４２０ プロセッサバス、１２０ 記憶手段、１２０Ｄ，４０８ ストレージ、１２２ ローカルバス、１３０ プログラム解析手段、１７０ コントローラ、１８０ 機能ユニット、２００，２１０ 制御対象、２００Ｄ フィールドデバイス、２２０ 移動機構、２２０＿１ アームロボット、２２０＿２ サーボモータ、２２２＿１ ロボットコントローラ、２２２＿２ サーボドライバ、４００ サポート装置、４０４ 揮発性メモリ、４０６ 不揮発性メモリ、４１０ キーボード、４１２ マウス、４１８ 外部装置インターフェイス、４５０ ディスプレイ、５００ 表示装置、６００ サーバ装置、７００ ゲートウェイ、９００ インターネット、Ｃｍ１～Ｃｍ８ 命令、Ｃｍｓ 中断命令、Ｅｇ１，Ｅｇ１Ｂ 第１実行エンジン、Ｅｇ２Ａ，Ｅｇ２Ｂ，Ｅｇ２ 第２実行エンジン、Ｍｓｈ 共有メモリ、Ｐｇ１ 第１制御プログラム、Ｐｇ２Ｂ，Ｐｇ２ 第２制御プログラム、Ｐｓｃ システムプログラム、Ｐｓｐ サポートプログラム、Ｐｕ１～Ｐｕ３ ユーザプログラム、Ｔｈｒ１ 第１スレッド、Ｔｈｒ２ 第２スレッド。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】