特許 7593154 制御装置、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】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-25

(45)【発行日】2024-12-03

(54)【発明の名称】制御装置、制御方法および制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/042 20060101AFI20241126BHJP

   G05B 19/05 20060101ALI20241126BHJP

【ＦＩ】

G05B19/042

G05B19/05 A

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021015577

(22)【出願日】2021-02-03

(65)【公開番号】P2022118822

(43)【公開日】2022-08-16

【審査請求日】2023-12-12

(73)【特許権者】

【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】仲野 征彦

(72)【発明者】

【氏名】若年 哲司

【審査官】大古 健一

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－３２１９５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２５９０１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１７７８０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０９８５６４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３４１２４１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｂ １９／０４ －１９／０５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

制御対象を制御するための制御装置であって、
シーケンス命令を含む第１ユーザプログラムを所定周期毎に実行する第１プログラム実行部と、
所定のプログラミング言語で記述された第２ユーザプログラムを逐次解釈して実行する第２プログラム実行部とを備え、各所定周期において、前記第１ユーザプログラムが実行されていない期間において、前記第２ユーザプログラムが実行され、
複数のステートを有するステートマシーンの遷移に応じて、前記第１ユーザプログラムとして規定された第１ユーザ定義処理、および、前記第２ユーザプログラムとして規定された第２ユーザ定義処理、の実行を管理する実行管理部とを備え、
前記実行管理部は、
予め定められた１または複数のイベントの発生に応じて、前記ステートマシーンを遷移させ、
前記ステートマシーンに遷移が生じると、当該遷移に対応付けられた実行すべきユーザ定義処理を決定する、制御装置。

【請求項2】

前記ステートマシーンに生じ得る遷移の各々に対応付けて、任意のユーザ定義処理が設定可能になっている、請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

前記ステートマシーンに生じ得る遷移の各々に対応付けられるユーザ定義処理は、ユーザインターフェイス画面を介して設定される、請求項２に記載の制御装置。

【請求項4】

前記実行管理部は、予め定められた実行形態に従ってユーザ定義処理を実行させる、請求項１～３のいずれか１項に記載の制御装置。

【請求項5】

前記実行形態は、対応するステートに遷移するときに一度だけ実行される第１実行形態と、対応するステートに存在する期間において実行され続ける第２実行形態と、対応するステートから別のステートに遷移するときに一度だけ実行される第３実行形態とのうち少なくとも１つを含む候補から選択される、請求項４に記載の制御装置。

【請求項6】

前記実行管理部は、前記ステートマシーンを遷移させる条件が成立した場合であっても、対応するユーザ定義処理の実行完了を待って遷移させる、請求項１～５のいずれか１項に記載の制御装置。

【請求項7】

前記ステートマシーンは、前記制御対象に対する制御権の獲得および解放に応じて遷移するステートを含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の制御装置。

【請求項8】

前記ステートマシーンは、前記制御対象の動作状態に対応するステートマシーンに関連付けて規定される、請求項１～７のいずれか１項に記載の制御装置。

【請求項9】

制御対象を制御するための制御装置で実行される制御方法であって、
複数のステートを有するステートマシーンを管理するステップと、
前記ステートマシーンの遷移に応じて、シーケンス命令を含む第１ユーザプログラムとして規定された第１ユーザ定義処理、および、所定のプログラミング言語で記述された第２ユーザプログラムとして規定された第２ユーザ定義処理、の実行を管理するステップと、
前記第１ユーザ定義処理を所定周期毎に実行するステップと、
前記第２ユーザ定義処理を逐次解釈して実行するステップとを備え、各所定周期において、前記第１ユーザプログラムが実行されていない期間において、前記第２ユーザプログラムが実行され、
前記ステートマシーンを管理するステップは、予め定められた１または複数のイベントの発生に応じて、前記ステートマシーンを遷移させるステップを含み、
前記実行を管理するステップは、前記ステートマシーンに遷移が生じると、当該遷移に対応付けられた実行すべきユーザ定義処理を決定するステップを含む、制御方法。

【請求項10】

制御プログラムであって、制御対象を制御するための制御装置に、
複数のステートを有するステートマシーンを管理するステップと、
前記ステートマシーンの遷移に応じて、シーケンス命令を含む第１ユーザプログラムとして規定された第１ユーザ定義処理、および、所定のプログラミング言語で記述された第２ユーザプログラムとして規定された第２ユーザ定義処理、の実行を管理するステップと、
前記第１ユーザ定義処理を所定周期毎に実行するステップと、
前記第２ユーザ定義処理を逐次解釈して実行するステップとを実行させ、各所定周期において、前記第１ユーザプログラムが実行されていない期間において、前記第２ユーザプログラムが実行され、
前記ステートマシーンを管理するステップは、予め定められた１または複数のイベントの発生に応じて、前記ステートマシーンを遷移させるステップを含み、
前記実行を管理するステップは、前記ステートマシーンに遷移が生じると、当該遷移に対応付けられた実行すべきユーザ定義処理を決定するステップを含む、制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制御装置、制御方法および制御プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

様々な生産現場において、ＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）などの制御装置を用いたＦＡ（Factory Automation）技術が広く普及している。近年のＩＣＴ（Information and Communication Technology）の進歩に伴って、制御装置は、従来のシーケンス制御だけではなく、ロボットや工作機械などを制御することも可能になっている。

【0003】

例えば、特開２０１９－０３６０４３号公報（特許文献１）は、実行形式の異なる複数種類のプログラムに従う制御演算を単一の制御装置で実現する構成を開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１９－０３６０４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述したような実行形式の異なる複数種類のプログラムを共通の制御対象に対して実行する場合には、プログラム間で実行する処理内容を適宜分担できるように設計する必要がある。このような実行形式の異なる複数種類のプログラムのプログラミングを容易化する技術を提供することを一つの目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のある局面に従えば、制御対象を制御するための制御装置が提供される。制御装置は、シーケンス命令を含む第１ユーザプログラムを所定周期毎に実行する第１プログラム実行部と、所定のプログラミング言語で記述された第２ユーザプログラムを逐次解釈して実行する第２プログラム実行部と、複数のステートを有するステートマシーンの遷移に応じて、第１ユーザプログラムとして規定された第１ユーザ定義処理、および、第２ユーザプログラムとして規定された第２ユーザ定義処理、の実行を管理する実行管理部とを含む。実行管理部は、予め定められた１または複数のイベントの発生に応じて、ステートマシーンを遷移させ、ステートマシーンに遷移が生じると、当該遷移に対応付けられた実行すべきユーザ定義処理を決定する。

【0007】

この構成によれば、実行管理部が第１プログラム実行部および第２プログラム実行部においてそれぞれ実行されるユーザ定義処理を決定するので、第１ユーザプログラムおよび第２ユーザプログラム自体にインターロックなどの複雑な処理を記述する手間を低減できる。これによって、実行形式の異なる複数種類のプログラムのプログラミングを容易化できる。

【0008】

ステートマシーンに生じ得る遷移の各々に対応付けて、任意のユーザ定義処理が設定可能になっていてもよい。この構成によれば、制御対象に応じた任意の処理を、プログラムを変更等しなくても容易に設定できる。

【0009】

ステートマシーンに生じ得る遷移の各々に対応付けられるユーザ定義処理は、ユーザインターフェイス画面を介して設定されてもよい。この構成によれば、遷移に対応付けられるユーザ定義処理を容易に設定できる。

【0010】

実行管理部は、予め定められた実行形態に従ってユーザ定義処理を実行させてもよい。実行形態は、対応するステートに遷移するときに一度だけ実行される第１実行形態と、対応するステートに存在する期間において実行され続ける第２実行形態と、対応するステートから別のステートに遷移するときに一度だけ実行される第３実行形態とのうち少なくとも１つを含む候補から選択されてもよい。この構成によれば、制御対象に応じたユーザ定義処理の実行形態を設定できる。

【0011】

実行管理部は、ステートマシーンを遷移させる条件が成立した場合であっても、対応するユーザ定義処理の実行完了を待って遷移させてもよい。この構成によれば、所定周期に亘って実行されるユーザ定義処理が存在しても、当該ユーザ定義処理の影響を新たなステートに与える可能性を低減できる。

【0012】

ステートマシーンは、制御対象に対する制御権の獲得および解放に応じて遷移するステートを含んでいてもよい。この構成によれば、制御対象に対する制御権の獲得および解放に関するプログラミングの手間を削減できる。

【0013】

ステートマシーンは、制御対象の動作状態に対応するステートマシーンに関連付けて規定されてもよい。この構成によれば、制御対象の動作状態に応じて、必要なユーザ定義処理を設定できる。

【0014】

本発明の別の局面に従えば、制御対象を制御するための制御装置で実行される制御方法が提供される。制御方法は、複数のステートを有するステートマシーンを管理するステップと、ステートマシーンの遷移に応じて、シーケンス命令を含む第１ユーザプログラムとして規定された第１ユーザ定義処理、および、所定のプログラミング言語で記述された第２ユーザプログラムとして規定された第２ユーザ定義処理、の実行を管理するステップと、第１ユーザ定義処理を所定周期毎に実行するステップと、第２ユーザ定義処理を逐次解釈して実行するステップとを含む。ステートマシーンを管理するステップは、予め定められた１または複数のイベントの発生に応じて、ステートマシーンを遷移させるステップを含む。実行を管理するステップは、ステートマシーンに遷移が生じると、当該遷移に対応付けられた実行すべきユーザ定義処理を決定するステップを含む。

【0015】

本発明のさらに別の局面に従う制御プログラムは、制御対象を制御するための制御装置に、複数のステートを有するステートマシーンを管理するステップと、ステートマシーンの遷移に応じて、シーケンス命令を含む第１ユーザプログラムとして規定された第１ユーザ定義処理、および、所定のプログラミング言語で記述された第２ユーザプログラムとして規定された第２ユーザ定義処理、の実行を管理するステップと、第１ユーザ定義処理を所定周期毎に実行するステップと、第２ユーザ定義処理を逐次解釈して実行するステップとを実行させる。ステートマシーンを管理するステップは、予め定められた１または複数のイベントの発生に応じて、ステートマシーンを遷移させるステップを含む。実行を管理するステップは、ステートマシーンに遷移が生じると、当該遷移に対応付けられた実行すべきユーザ定義処理を決定するステップを含む。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、実行形式の異なる複数種類のプログラムのプログラミングを容易化できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本実施の形態に係る制御システムのシステム構成例を示す模式図である。

【図2】本実施の形態に係る制御装置の適用例を示す図である。

【図3】本実施の形態に係る制御システムを構成する制御装置のハードウェア構成例を示す模式図である。

【図4】本実施の形態に係る制御システムを構成する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。

【図5】本実施の形態に係る制御装置におけるプログラム実行環境に関する構成を示す模式図である。

【図6】本実施の形態に係る制御装置において共通処理をＩＥＣプログラムに実装した場合の処理手順の一例を説明するための図である。

【図7】本実施の形態に係る制御装置におけるユーザプログラムの実行管理の概要を説明するための図である。

【図8】本実施の形態に係る制御装置におけるユーザプログラムの実行管理を行うためのステートマシーンの一例を示す模式図である。

【図9】本実施の形態に係る制御装置におけるユーザ定義処理設定を定義するユーザインターフェイス画面の一例を示す模式図である。

【図10】本実施の形態に係る制御装置におけるユーザプログラムの実行管理に係る処理手順を示すフローチャートである。

【図11】本実施の形態に係る制御装置におけるユーザプログラムの実行に係る処理順序の一例を示すタイムチャートである。

【図12】本実施の形態に係る制御装置におけるユーザプログラムの実行に係る処理順序の一例を示すタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明の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、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。

【0019】

＜Ａ．適用例＞
まず、本実施の形態に係る制御システム１のシステム構成例について説明する。

【0020】

図１は、本実施の形態に係る制御システム１のシステム構成例を示す模式図である。図１を参照して、制御システム１は、制御対象を制御するための制御装置１００と、フィールドネットワーク１０を介して制御装置１００とネットワーク接続された、ロボットコントローラ２５０と、サーボコントローラ３５０とを含む。

【0021】

制御装置１００は、フィールドネットワーク１０に接続されたデバイスとの間で周期的にデータをやり取りして、後述するような処理を実行する。制御装置１００は、典型的には、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）により実現されてもよい。

【0022】

制御装置１００には、ティーチングペンダント４００が接続される。ティーチングペンダント４００は、オペレータがロボット２００の位置を手動で操作して、ティーチングするために用いられる。

【0023】

ロボットコントローラ２５０は、ロボット２００の制御を担当する。より具体的には、ロボットコントローラ２５０は、ロボット２００との間のインターフェイスとして機能し、制御装置１００からの指令に従って、ロボット２００を駆動するための指令を出力するとともに、ロボット２００の状態情報を取得して制御装置１００へ出力する。

【0024】

ロボット２００は、例えば、垂直多関節ロボット、水平多関節（スカラ）ロボット、パラレルリンクロボット、直交ロボットなどの任意のロボットを採用できる。

【0025】

サーボコントローラ３５０は、サーボモータ３００の制御を担当する。より具体的には、サーボコントローラ３５０は、制御装置１００からの指令に従って、サーボモータ３００を回転駆動させるとともに、サーボモータ３００の状態情報を取得して制御装置１００へ出力する。

【0026】

サーボモータ３００は、任意の機構あるいはロボットと機械的に結合されており、回転により機構あるいはロボットを駆動する。サーボモータ３００は、サーボモータとの名称に限定されず、誘導型モータ、同期型モータ、永久磁石型モータ、リラクタンスモータのいずれを採用してもよいし、回転型だけではなく、リニアモータを採用してもよい。

【0027】

フィールドネットワーク１０には、産業用ネットワーク用のプロトコルである、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）やＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰなどを用いることができる。プロトコルとしてＥｔｈｅｒＣＡＴを採用した場合には、制御装置１００とフィールドネットワーク１０に接続されたデバイスとの間で、例えば、数百μ秒～数ｍ秒の定周期でデータを更新できる。

【0028】

制御装置１００は、上位ネットワーク２０を介して、表示装置６００およびサーバ装置７００に接続されてもよい。上位ネットワーク２０には、産業用ネットワーク用のプロトコルであるやＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰなどを用いることができる。

【0029】

制御装置１００には、制御装置１００で実行されるユーザプログラム（後述する、ＩＥＣプログラム１５０およびアプリケーションプログラム１６０）のインストールや各種設定を行うためのサポート装置５００が接続されてもよい。

【0030】

図２は、本実施の形態に係る制御装置１００の適用例を示す図である。図２を参照して、制御装置１００は、ＩＥＣプログラム１５０を所定周期毎に実行するＩＥＣプログラム実行部１３０と、アプリケーションプログラム１６０を逐次解釈して実行するアプリケーションプログラム実行部１３４とを含む。

【0031】

ＩＥＣプログラム１５０は、１または複数のユーザ定義処理１５２を含む。また、アプリケーションプログラム１６０についても、１または複数のユーザ定義処理１６２を含む。

【0032】

制御装置１００は、ＩＥＣプログラム１５０（ユーザ定義処理１５２）およびアプリケーションプログラム１６０（ユーザ定義処理１６２）を選択して、ＩＥＣプログラム実行部１３０およびアプリケーションプログラム実行部１３４で実行させる実行管理部１３２を含む。

【0033】

実行管理部１３２は、複数のステートを含むステートマシーン１８０を有している。実行管理部１３２は、予め定められた１または複数のイベントの発生に応じて、ステートマシーン１８０を遷移させるとともに、ステートマシーン１８０遷移が生じると、当該遷移に対応付けられた実行すべきユーザ定義処理１５２，１６２を決定する。

【0034】

このように、実行管理部１３２がＩＥＣプログラム実行部１３０およびアプリケーションプログラム実行部１３４においてそれぞれ実行されるユーザ定義処理（プログラム）を選択するので、ＩＥＣプログラム１５０およびアプリケーションプログラム１６０自体にインターロックなどの複雑な処理を記述する手間を低減できる。これによって、実行形式の異なる複数種類のプログラムのプログラミングを容易化できる。

【0035】

＜Ｂ．ハードウェア構成例＞
次に、図１に示す制御システム１を構成する主要装置のハードウェア構成例について説明する。

【0036】

（ｂ１：制御装置１００）
図３は、本実施の形態に係る制御システム１を構成する制御装置１００のハードウェア構成例を示す模式図である。図３を参照して、制御装置１００は、プロセッサ１０２と、メインメモリ１０４と、ストレージ１１０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１２０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。

【0037】

プロセッサ１０２は、制御演算を実行する演算処理部に相当し、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などで構成される。具体的には、プロセッサ１０２は、ストレージ１１０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。

【0038】

メインメモリ１０４は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）や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１１０は、例えば、ＳＳＤ（Solid State Drive）やＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの不揮発性記憶装置などで構成される。

【0039】

ストレージ１１０には、基本的な機能を実現するためのシステムプログラム１１１、および、制御対象に応じて作成されたユーザプログラム（ＩＥＣプログラム１５０およびアプリケーションプログラム１６０）などが格納される。

【0040】

ＩＥＣプログラム１５０は、制御システム１におけるロボット２００の制御以外の主たる制御を実現するための命令を含む。ＩＥＣプログラム１５０は、典型的には、シーケンス命令およびモーション命令を含み得る。ＩＥＣプログラム１５０は、国際電気標準会議（ＩＥＣ：International Electrotechnical Commission）が定めるＩＥＣ６１１３１－３で規定されるいずれかの言語で記述されてもよい。但し、ＩＥＣプログラム１５０は、ＩＥＣ６１１３１－３で規定される言語以外のメーカ独自言語で記述されるプログラムを含んでいてもよい。

【0041】

アプリケーションプログラム１６０は、ロボット２００の動作を制御するための命令を含む。アプリケーションプログラム１６０は、所定のプログラミング言語（例えば、Ｖ＋言語などのロボット制御用プログラミング言語やＧコードなどのＮＣ制御に係るプログラミング言語）で記述された命令を含んでいてもよい。なお、アプリケーションプログラム１６０は、ロボット２００の動作を制御する用途に限られず、例えば、ＮＣ制御される工作機械や任意の機構を制御する用途にも用いることができる。説明の便宜上、以下では、主として、アプリケーションプログラム１６０がロボット２００を制御する場合について例示する。

【0042】

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。

【0043】

上位ネットワークコントローラ１０６は、上位ネットワーク２０を介して、任意の情報処理装置（図１に示される表示装置６００およびサーバ装置７００など）との間でデータをやり取りする。

【0044】

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１０を介して、それぞれのデバイスとの間でデータをやり取りする。図１に示すシステム構成例において、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１０の通信マスタとして機能してもよい。

【0045】

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に含まれる任意の機能ユニット１２４との間でデータをやり取りする。機能ユニット１２４は、例えば、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、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。

【0046】

ＵＳＢコントローラ１２０は、ＵＳＢ接続を介して、任意の情報処理装置（サポート装置５００など）との間でデータをやり取りする。

【0047】

（ｂ２：ロボットコントローラ２５０）
ロボットコントローラ２５０は、主たるコンポーネントとして、制御装置１００との間でデータをやり取りするネットワークコントローラと、ロボット２００を駆動するために必要な演算処理を実行する処理回路と、ロボット２００との間でデータをやり取りするインターフェイス回路とを含む。

【0048】

（ｂ３：サーボコントローラ３５０）
サーボコントローラ３５０は、主たるコンポーネントとして、制御装置１００との間でデータをやり取りするネットワークコントローラと、サーボモータ３００を駆動するために必要な演算処理を実行する処理回路と、サーボモータ３００へ供給する電力を生成するためのドライブ回路とを含む。

【0049】

（ｂ４：ティーチングペンダント４００）
ティーチングペンダント４００主たるコンポーネントとして、制御装置１００との間でデータをやり取りするインターフェイスと、ロボット２００に対する操作を受け付ける入力部と、各種情報を表示する表示部とを含む。

【0050】

（ｂ５：サポート装置５００）
本実施の形態に係る制御システム１を構成するサポート装置５００は、一例として、汎用パソコンを用いて実現されてもよい。

【0051】

図４は、本実施の形態に係る制御システム１を構成するサポート装置５００のハードウェア構成例を示す模式図である。図４を参照して、サポート装置５００は、ＣＰＵやＭＰＵなどのプロセッサ５０２と、メインメモリ５０４と、入力部５０６と、表示部５０８と、ストレージ５１０と、ネットワークコントローラ５１６と、ＵＳＢコントローラ５１８と、光学ドライブ５２０とを含む。これらのコンポーネントはバス５２４を介して接続される。

【0052】

プロセッサ５０２は、ストレージ５１０に格納された各種プログラムを読み出して、メインメモリ５０４に展開して実行することで、制御装置１００で実行されるユーザプログラム（ＩＥＣプログラム１５０およびアプリケーションプログラム１６０）の開発などの処理を提供する。

【0053】

ストレージ５１０は、例えば、ＳＳＤやＨＤＤなどの不揮発性記憶装置などで構成される。ストレージ５１０には、典型的には、ＯＳ５１２と、制御装置１００において実行されるユーザプログラムの作成、作成したユーザプログラムのデバッグ、システム構成の定義、各種パラメータの設定などを行うための開発プログラム５１４とが格納される。ストレージ５１０には、図４に示すプログラム以外の必要なプログラムが格納されてもよい。

【0054】

入力部５０６は、キーボードやマウスなどで構成され、ユーザ操作を受け付ける。表示部５０８は、ディスプレイ、各種インジケータ、プリンタなどで構成され、プロセッサ５０２からの処理結果などを出力する。

【0055】

ネットワークコントローラ５１６は、任意のネットワークを介した他の装置との間のデータのやり取りを制御する。ＵＳＢコントローラ５１８は、ＵＳＢ接続を介して制御装置１００との間のデータのやり取りを制御する。

【0056】

サポート装置５００は、光学ドライブ５２０を有しており、コンピュータ読取可能なプログラムを非一過的に格納する記録媒体５２２（例えば、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が読取られてストレージ５１０などにインストールされる。

【0057】

サポート装置５００で実行される各種プログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体５２２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などからダウンロードする形でインストールするようにしてもよい。また、本実施の形態に係るサポート装置５００が提供する機能は、ＯＳ５１２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。

【0058】

（ｂ６：表示装置６００）
本実施の形態に係る制御システム１を構成する表示装置６００は、一例として、汎用パソコンを用いて実現されてもよい。表示装置６００の基本的なハードウェア構成例は、周知であるので、ここでは詳細な説明は行わない。

【0059】

（ｂ７：サーバ装置７００）
本実施の形態に係る制御システム１を構成するサーバ装置７００は、一例として汎用パソコンを用いて実現されてもよい。サーバ装置７００の基本的なハードウェア構成例は、周知であるので、ここでは詳細な説明は行わない。

【0060】

（ｂ８：その他の形態）
図３および図４には、１または複数のプロセッサがプログラムを実行することで必要な機能が提供される構成例を示したが、これらの提供される機能の一部または全部を、専用のハードウェア回路（例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）など）を用いて実装してもよい。

【0061】

＜Ｃ．ＩＥＣプログラムおよびアプリケーションプログラムの実行＞
次に、本実施の形態に係る制御装置１００におけるユーザプログラム（ＩＥＣプログラム１５０およびアプリケーションプログラム１６０）の実行について説明する。

【0062】

図５は、本実施の形態に係る制御装置１００におけるプログラム実行環境に関する構成を示す模式図である。図５を参照して、制御装置１００は、ＩＥＣプログラム実行部１３０と、アプリケーションプログラム実行部１３４と、データ管理部１４２と、実行管理部１３２とを含む。

【0063】

ＩＥＣプログラム実行部１３０は、シーケンス命令を含むユーザプログラムであるＩＥＣプログラム１５０を所定周期毎に実行する。なお、ＩＥＣプログラム１５０は、シーケンス命令に加えて、モーション命令を含む。

【0064】

アプリケーションプログラム実行部１３４は、所定のプログラミング言語で記述されたユーザプログラムであるアプリケーションプログラム１６０を逐次解釈して実行する。アプリケーションプログラム１６０は、典型的には、ロボット２００を制御するための命令を含む。アプリケーションプログラム実行部１３４は、インタプリタ１３６と、キャッシュ１３８と、コマンド生成部１４０とを含む。

【0065】

インタプリタ１３６は、アプリケーションプログラム１６０を逐次解釈して中間コードを生成する。生成された中間コードは、キャッシュ１３８にキューイング（エンキュー）される。コマンド生成部１４０は、キャッシュ１３８にキューイングされた中間コードを都度参照して指令を対象のロボット２００に送信する。

【0066】

データ管理部１４２は、プログラム実行に必要なデータを保持する。データ管理部１４２が保持するデータは、予め定められた周期でリフレッシュ（更新）される。データ管理部１４２は、入出力データを保持するためのＩＯデータ領域１４４と、制御装置１００の内部で使用されるワーキングデータを保持するための内部データ領域１４６および共有領域１４８とを含む。共有領域１４８には、ＩＥＣプログラム実行部１３０およびアプリケーションプログラム実行部１３４が共通に参照可能なデータが格納される。データ管理部１４２は、データを変数の形で管理するようにしてもよい。

【0067】

実行管理部１３２は、ＩＥＣプログラム実行部１３０およびアプリケーションプログラム実行部１３４におけるユーザプログラムの実行を管理する。実行管理部１３２の詳細については、後述する。

【0068】

＜Ｄ．課題＞
次に、図５に示すユーザプログラムの実行において生じ得る課題について説明する。

【0069】

本実施の形態に係る制御装置１００は、ＩＥＣプログラム１５０およびアプリケーションプログラム１６０を並列的に実行することができる。それぞれのユーザプログラムは、例えば、以下のように役割を分担させることができる。

【0070】

すなわち、アプリケーションプログラム１６０は、ロボット２００に組立や加工などの予め定められた動作を実現するようにプログラミングし、ＩＥＣプログラム１５０には、ロボット２００の動作に関連する周辺装置、センサおよびアクチュエータなどと連動させた動作を実現するようにプログラミングしてもよい。

【0071】

一方で、ＩＥＣプログラム１５０およびアプリケーションプログラム１６０は、実行形式が異なるため、異常発生時の振る舞い（例えば、停止動作や退避動作など）、タスク完了時の振る舞い（例えば、待機位置への移動など）、信号検出時の振る舞いといった、システムやロボットとしての共通処理についても、実行形式に応じてそれぞれプログラミングする必要がある。

【0072】

そこで、共通処理を一方のプログラムにまとめて実装することで、それぞれのプログラムに共通処理を記述しなければならないという手間を削減できるが、プログラム自体が複雑化するという別の課題が生じ得る。

【0073】

図６は、本実施の形態に係る制御装置１００において共通処理をＩＥＣプログラム１５０に実装した場合の処理手順の一例を説明するための図である。

【0074】

図６を参照して、共通処理を実行すべきイベントが発生すると、アプリケーションプログラム１６０では、対象のロボット２００に対する制御権を解放する処理が実行される（ステップＳ１）。

【0075】

続いて、制御権を解放したことがＩＥＣプログラム１５０に通知される（ステップＳ２）。アプリケーションプログラム１６０では、ＩＥＣプログラム１５０での処理の完了待ちとなる（ステップＳ３）。

【0076】

ＩＥＣプログラム１５０では、アプリケーションプログラム１６０からの通知に応答して、制御権を獲得する処理が実行される（ステップＳ４）。そして、ＩＥＣプログラム１５０では、共通処理が実行される（ステップＳ５）。共通処理の実行後、制御権が解放され（ステップＳ６）、制御権を解放したことがアプリケーションプログラム１６０に通知される（ステップＳ７）。

【0077】

すると、アプリケーションプログラム１６０では、制御権を獲得する処理が実行され（ステップＳ８）、処理が再開される（ステップＳ９）。

【0078】

図６に示すように、共通処理を一方のプログラムにまとめて実装すると、制御対象のロボット２００に対する制御権の獲得および解放、プログラム間のインターロック、タイミング調整などが必要となり、プログラム自体が複雑化し、再利用性も低下する。

【0079】

＜Ｅ．解決手段＞
次に、上述したような課題を解決するための構成について説明する。

【0080】

図７は、本実施の形態に係る制御装置１００におけるユーザプログラムの実行管理の概要を説明するための図である。図７を参照して、実行管理部１３２は、ステートマシーン１８０を有しており、ステートマシーン１８０の遷移に応じて、ＩＥＣプログラム１５０として規定されたユーザ定義処理１５２、および、アプリケーションプログラム１６０として規定されたユーザ定義処理１６２の実行を管理する。実行管理部１３２には、ステートマシーン１８０の遷移と、実行されるユーザ定義処理との対応関係を規定したユーザ定義処理設定１３３が与えられる。

【0081】

ユーザ定義処理１５２は、ＩＥＣプログラム１５０に含まれる複数のプログラムの一つとして規定されてもよいし、ＩＥＣプログラム１５０に含まれるプログラムの一部として規定されてもよい。同様に、ユーザ定義処理１６２は、アプリケーションプログラム１６０に含まれる複数のプログラムの一つとして規定されてもよいし、アプリケーションプログラム１６０に含まれるプログラムの一部として規定されてもよい。

【0082】

＜Ｆ．ステートマシーン１８０＞
次に、ユーザプログラムの実行管理を行うためのステートマシーン１８０の一例について説明する。

【0083】

図８は、本実施の形態に係る制御装置１００におけるユーザプログラムの実行管理を行うためのステートマシーン１８０の一例を示す模式図である。

【0084】

図８に示すステートマシーン１８０は、動作管理ステートとプログラム実行管理ステートとを含む。動作管理ステートは、制御対象（例えば、ロボット２００を含むシステム全体）の動作状態に対応するステートマシーンに相当する。

【0085】

より具体的には、動作管理ステートは、動作中ステート１８２と、減速停止中ステート１８３と、停止中ステート１８４と、無効ステート１８５と、エラー減速停止中ステート１８６と、ティーチングペンダント制御中ステート１８７とを含む。

【0086】

動作中ステート１８２、減速停止中ステート１８３および停止中ステート１８４は、制御装置１００が制御権を獲得した状態（制御権獲得済ステート１８１）で生じる。

【0087】

ここで、制御対象（例えば、ロボット２００）に対する制御権とは、制御対象に対してコマンドを送信する権利を意味する。制御システム１においては、制御装置１００およびティーチングペンダント４００のいずれもからロボット２００を制御できる。すなわち、ユーザがティーチングペンダント４００を操作してロボット２００を制御する場合には、ユーザ操作に応じた指令値あるいはコマンドが優先される。また、制御装置１００においても、ＩＥＣプログラム１５０およびアプリケーションプログラム１６０のいずれもからロボット２００を制御できる。そのため、ロボット２００を制御する単一の主体を排他的に決定するために、制御権を用いた管理が行われる。

【0088】

動作中ステート１８２は、ロボット２００が動作している状態を意味し、減速停止中ステート１８３は、ロボット２００が停止状態に向けて減速している状態を意味し、停止中ステート１８４は、ロボット２００が停止している状態を意味する。アプリケーションプログラム１６０に記述された命令によって、ロボット２００が制御されることで、これらのいずれかの状態となる。

【0089】

無効ステート１８５は、制御権をやり取りする過程を意味し、制御装置１００が制御権を獲得あるいは解放する過程、ならびに、ティーチングペンダント４００が制御権を獲得あるいは解放する過程において生じる。また、電源投入直後などの初期状態も無効ステート１８５に相当する。

【0090】

エラー減速停止中ステート１８６は、何らかの異常が発生し、ロボット２００が停止状態に向けて減速している状態を意味する。

【0091】

ティーチングペンダント制御中ステート１８７は、ユーザがティーチングペンダント４００を操作し、ロボット２００を制御している状態を意味する。

【0092】

このような動作管理ステートに関連付けて、以下のようなプログラム実行管理ステートが規定される。

【0093】

より具体的には、ステートマシーン１８０は、プログラム実行管理ステートとして、制御権獲得ステート１９１と、制御権解放ステート１９２と、制御権獲得（ＴＰ）ステート１９３と、制御権解放（ＴＰ）ステート１９４と、異常解除ステート１９５とを含む。なお、「ＴＰ」は、ティーチングペンダントを意味する。

【0094】

制御装置１００の実行管理部１３２は、予め定められた１または複数のイベントの発生に応じて、ステートマシーン１８０のプログラム実行管理ステートを遷移させる。

【0095】

制御権獲得ステート１９１および制御権獲得（ＴＰ）ステート１９３は、無効ステート１８５に含まれ、制御装置１００およびティーチングペンダント４００がそれぞれ制御権を獲得する過程で生じる。より具体的には、ＩＥＣプログラム１５０またはアプリケーションプログラム１６０に含まれる制御権を獲得するための命令の実行が完了することで、制御権獲得ステート１９１へ遷移する。また、ユーザがティーチングペンダント４００のモードを「Ａｕｔｏ」から「Ｍａｎｕａｌ」に変更することで、制御権獲得（ＴＰ）ステート１９３へ遷移する。

【0096】

制御権獲得ステート１９１において、予め設定されたユーザ定義処理の実行が完了すると、停止中ステート１８４へ遷移する。また、制御権獲得（ＴＰ）ステート１９３において、予め設定されたユーザ定義処理の実行が完了すると、ティーチングペンダント制御中ステート１８７へ遷移する。

【0097】

制御権解放ステート１９２は、停止中ステート１８４に含まれ、制御装置１００が制御権を解放する過程で生じる。より具体的には、ＩＥＣプログラム１５０またはアプリケーションプログラム１６０に含まれる制御権を解放するための命令の実行が完了することで、制御権解放ステート１９２へ遷移する。制御権解放ステート１９２において、予め設定されたユーザ定義処理の実行が完了すると、無効ステート１８５へ遷移する。

【0098】

制御権解放（ＴＰ）ステート１９４は、ティーチングペンダント制御中ステート１８７に含まれ、ティーチングペンダント４００が制御権を解放する過程で生じる。より具体的には、ユーザがティーチングペンダント４００のモードを「Ｍａｎｕａｌ」から「Ａｕｔｏ」に変更することで、制御権解放（ＴＰ）ステート１９４へ遷移する。制御権解放（ＴＰ）ステート１９４において、予め設定されたユーザ定義処理の実行が完了すると、無効ステート１８５へ遷移する。

【0099】

このように、ステートマシーン１８０は、プログラム実行管理ステートとして、制御対象に対する制御権の獲得および解放に応じて遷移するステートを含む。

【0100】

異常解除ステート１９５は、エラー減速停止中ステート１８６に含まれ、発生した異常が解除される過程で生じる。より具体的には、発生した異常の解除が完了することで、異常解除ステート１９５へ遷移する。異常解除ステート１９５において、予め設定されたユーザ定義処理の実行が完了すると、無効ステート１８５へ遷移する。

【0101】

図８に示すように、プログラム実行管理ステート（制御権獲得ステート１９１、制御権解放ステート１９２、制御権獲得（ＴＰ）ステート１９３、制御権解放（ＴＰ）ステート１９４、異常解除ステート１９５）については、ステートマシーン１８０を遷移させる条件が成立した場合であっても、対応するユーザ定義処理の実行完了後を待って遷移させる。

【0102】

動作管理ステートとしては、図８に示すステートに限られず、さらに別のステートを追加してもよいし、一部のステートを省略してもよい。また、プログラム実行管理ステートについても、図８に示されるステートに限られず、任意のステートを定義できる。また、遷移を生じる条件についても、図８に示す条件に限られず、任意の条件を追加ないし設定することができる。なお、遷移の条件とされるユーザ定義処理が設定されていなければ、ユーザ定義処理の実行の完了を待つことなく、遷移が生じるようにしてもよい。

【0103】

制御装置１００においては、ステートマシーン１８０に生じ得る遷移（プログラム実行管理ステートの遷移）の各々に対応付けて、任意のユーザ定義処理が設定可能になっている。ユーザ定義処理は、ＩＥＣプログラム１５０およびアプリケーションプログラム１６０のいずれをも含めることができる。なお、ユーザ定義処理の設定内容は、ユーザ定義処理設定１３３に定義される。

【0104】

制御装置１００の実行管理部１３２は、ユーザ定義処理設定１３３を参照して、ステートマシーン１８０に遷移が生じると、当該遷移に対応付けられた実行すべきユーザ定義処理を決定する。

【0105】

また、制御装置１００の実行管理部１３２は、予め定められた実行形態に従ってユーザ定義処理を実行させる。ユーザ定義処理の実行形態としては、例えば、（１）ｅｎｔｒｙ、（２）ｄｏ、（３）ｅｘｉｔの３種類の候補から選択できるようになっていてもよい。より具体的には、（１）ｅｎｔｒｙは、対応するステートに遷移するときに一度だけ実行される実行形態である。（２）ｄｏは、対応するステートに存在する期間において実行され続ける実行形態である。（３）ｅｘｉｔは、対応するステートから別のステートに遷移するときに一度だけ実行される実行形態である。

【0106】

なお、ユーザ定義処理の実行形態の候補としては、上述の（１）～（３）の少なくとも１つを含むようにすればよい。すなわち、上述の（１）～（３）のすべてをユーザ定義処理の実行形態の候補に含める必要はない。

【0107】

このように、本実施の形態に係る制御装置１００は、制御権の獲得および解放、ならびに、異常発生などのイベント発生時に、任意のユーザ定義処理を実行することができる。

【0108】

図９は、本実施の形態に係る制御装置１００におけるユーザ定義処理設定１３３を定義するユーザインターフェイス画面５５０の一例を示す模式図である。図９に示すユーザインターフェイス画面５５０は、典型的には、サポート装置５００のプロセッサ５０２が開発プログラム５１４を実行することで、サポート装置５００の表示部５０８などに出力される。

【0109】

図９を参照して、ユーザインターフェイス画面５５０は、プログラム実行設定テーブル５６０を含む。

【0110】

プログラム実行設定テーブル５６０は、ステート列５７１と、実行形態列５７２と、ＩＥＣプログラム列５７３と、アプリケーションプログラム列５７４とを含む。

【0111】

ステート列５７１は、制御権獲得ステート１９１、制御権解放ステート１９２、制御権獲得（ＴＰ）ステート１９３、制御権解放（ＴＰ）ステート１９４、および、異常解除ステート１９５にそれぞれ対応する制御権獲得行５６１、制御権解放行５６２、制御権獲得（ＴＰ）行５６３、制御権解放（ＴＰ）行５６４、および、異常解除行５６５を含む。

【0112】

実行形態列５７２は、各ステートに対応付けて、ｅｎｔｒｙ行５６６、ｄｏ行５６７、ｅｘｉｔ行５６８の３種類の実行形態が定義されている。

【0113】

ユーザは、所望のステートおよび実行形態に対応付けて、ＩＥＣプログラム列５７３および／またはアプリケーションプログラム列５７４にユーザ定義処理を実現するためのプログラムを設定する。

【0114】

図９に示す例では、制御権獲得行５６１のｅｎｔｒｙ行５６６に対応付けて、ＩＥＣプログラム１５０として「ｐｒｏｇｒａｍ１」、および、アプリケーションプログラム１６０として「ｐｒｏｇｒａｍ１００」がそれぞれ設定されている。また、制御権獲得行５６１のｄｏ行５６７に対応付けて、ＩＥＣプログラム１５０として「ｐｒｏｇｒａｍ２」が設定されている。

【0115】

上述の設定例においては、制御権獲得ステート１９１への遷移が生じると、「ｐｒｏｇｒａｍ１」および「ｐｒｏｇｒａｍ１００」が一度だけ実行されるとともに、制御権獲得ステート１９１に存在する期間において、「ｐｒｏｇｒａｍ２」が毎周期実行されることになる。

【0116】

図９のプログラム実行設定テーブル５６０に対する設定内容がユーザ定義処理設定１３３として格納される。このように、ステートマシーン１８０に生じ得る遷移の各々に対応付けられるユーザ定義処理は、ユーザインターフェイス画面５５０を介して設定される。

【0117】

なお、図９には、ステートマシーン１８０の遷移に応じて実行されるユーザ定義処理を例示したが、通常、ステートマシーン１８０の遷移に依存することなく、定常的あるいは予め定められた条件が成立したときに実行される任意のユーザプログラム（ＩＥＣプログラム１５０およびアプリケーションプログラム１６０）も存在する。すなわち、図９に示されるユーザ定義処理は、通常のユーザプログラムの実行処理に加えて、実行されることが想定されている。

【0118】

＜Ｇ．処理手順＞
次に、本実施の形態に係る制御装置１００におけるユーザプログラムの実行管理に係る処理手順について説明する。

【0119】

図１０は、本実施の形態に係る制御装置１００におけるユーザプログラムの実行管理に係る処理手順を示すフローチャートである。図１０に示す各ステップは、典型的には、制御装置１００のプロセッサ１０２がシステムプログラム１１１を実行することで実現される。

【0120】

図１０を参照して、新たな制御周期が到来すると（ステップＳ１００においてＹＥＳ）、制御装置１００は、前回の制御周期において計算された指令値を出力し（ステップＳ１０２）、今回の制御周期において用いる入力値を取得する（ステップＳ１０４）。

【0121】

制御装置１００は、ステートマシーン１８０の遷移を生じ得るイベントが発生したか否かを判断する（ステップＳ１０６）。

【0122】

ステートマシーン１８０の遷移を生じ得るイベントが発生すると（ステップＳ１０６においてＹＥＳ）、制御装置１００は、現在のステートの「ｅｘｉｔ」に対応付けて、アプリケーションプログラム１６０のユーザ定義処理が設定されているか否かを判断する（ステップＳ１０８）。

【0123】

現在のステートの「ｅｘｉｔ」に対応付けて、アプリケーションプログラム１６０のユーザ定義処理が設定されていれば（ステップＳ１０８においてＹＥＳ）、制御装置１００は、設定されているユーザ定義処理（アプリケーションプログラム１６０）を起動する（ステップＳ１１０）。

【0124】

現在のステートの「ｅｘｉｔ」に対応付けて、アプリケーションプログラム１６０のユーザ定義処理が設定されていなければ（ステップＳ１０８においてＮＯ）、ステップＳ１１０の処理はスキップされる。

【0125】

続いて、制御装置１００は、現在のステートの「ｅｘｉｔ」に対応付けて、ＩＥＣプログラム１５０のユーザ定義処理が設定されているか否かを判断する（ステップＳ１１２）。

【0126】

現在のステートの「ｅｘｉｔ」に対応付けて、ＩＥＣプログラム１５０のユーザ定義処理が設定されていれば（ステップＳ１１２においてＹＥＳ）、制御装置１００は、設定されているユーザ定義処理（ＩＥＣプログラム１５０）を実行する（ステップＳ１１４）。

【0127】

現在のステートの「ｅｘｉｔ」に対応付けて、ＩＥＣプログラム１５０のユーザ定義処理が設定されていなければ（ステップＳ１１２においてＮＯ）、ステップＳ１１４の処理はスキップされる。

【0128】

一方、ステートマシーン１８０の遷移を生じ得るイベントが発生していなければ（ステップＳ１０６においてＮＯ）、あるいは、ステップＳ１１４の後、制御装置１００は、「ｅｘｉｔ」に対応付けられたユーザ定義処理が実行中であるか否かを判断する（ステップＳ１１６）。「ｅｘｉｔ」に対応付けられたユーザ定義処理が実行中であれば（ステップＳ１１６においてＹＥＳ）、制御装置１００は、「ｅｘｉｔ」に対応付けられたユーザ定義処理が実行完了したか否かを判断する（ステップＳ１１８）。「ｅｘｉｔ」に対応付けられたユーザ定義処理が実行完了していなければ（ステップＳ１１８においてＮＯ）、制御装置１００は、次の制御周期の到来を待つ。

【0129】

「ｅｘｉｔ」に対応付けられたユーザ定義処理が実行完了していれば（ステップＳ１１８においてＹＥＳ）、制御装置１００は、ステートマシーン１８０を新たなステートへ遷移させる（ステップＳ１２０）。なお、「ｅｘｉｔ」に対応付けられたユーザ定義処理が存在しない場合においても、ステップＳ１２０の処理は実行される。このように、制御装置１００は、複数のステートを有するステートマシーン１８０を管理する処理を実行する。

【0130】

一方、「ｅｘｉｔ」に対応付けられたユーザ定義処理が実行中でなければ（ステップＳ１１６においてＮＯ）、ステップＳ１１８およびＳ１２０の処理はスキップされる。

【0131】

続いて、制御装置１００は、ステートマシーン１８０に新たなステートへの遷移が生じたか否かを判断する（ステップＳ１２２）。

【0132】

ステートマシーン１８０に新たなステートへの遷移が生じていれば（ステップＳ１２２においてＹＥＳ）、制御装置１００は、新たなステートの「ｅｎｔｒｙ」に対応付けて、アプリケーションプログラム１６０のユーザ定義処理が設定されているか否かを判断する（ステップＳ１２４）。

【0133】

新たなステートの「ｅｎｔｒｙ」に対応付けて、アプリケーションプログラム１６０のユーザ定義処理が設定されていれば（ステップＳ１２４においてＹＥＳ）、制御装置１００は、設定されているユーザ定義処理（アプリケーションプログラム１６０）を起動する（ステップＳ１２６）。

【0134】

新たなステートの「ｅｎｔｒｙ」に対応付けて、アプリケーションプログラム１６０のユーザ定義処理が設定されていなければ（ステップＳ１２４においてＮＯ）、ステップＳ１２６の処理はスキップされる。

【0135】

続いて、制御装置１００は、新たなステートの「ｅｎｔｒｙ」に対応付けて、ＩＥＣプログラム１５０のユーザ定義処理が設定されているか否かを判断する（ステップＳ１２８）。

【0136】

新たなステートの「ｅｎｔｒｙ」に対応付けて、ＩＥＣプログラム１５０のユーザ定義処理が設定されていれば（ステップＳ１２８においてＹＥＳ）、制御装置１００は、設定されているユーザ定義処理（ＩＥＣプログラム１５０）を実行する（ステップＳ１３０）。

【0137】

新たなステートの「ｅｎｔｒｙ」に対応付けて、ＩＥＣプログラム１５０のユーザ定義処理が設定されていなければ（ステップＳ１２８においてＮＯ）、ステップＳ１３０の処理はスキップされる。

【0138】

そして、制御装置１００は、次の制御周期の到来を待つ。
一方、ステートマシーン１８０に新たなステートへの遷移が生じていなければ（ステップＳ１２２においてＮＯ）、制御装置１００は、現在のステートの「ｄｏ」に対応付けて、アプリケーションプログラム１６０のユーザ定義処理が設定されているか否かを判断する（ステップＳ１３２）。

【0139】

現在のステートの「ｄｏ」に対応付けて、アプリケーションプログラム１６０のユーザ定義処理が設定されていれば（ステップＳ１３２においてＹＥＳ）、制御装置１００は、設定されているユーザ定義処理（アプリケーションプログラム１６０）を起動する（ステップＳ１３４）。

【0140】

現在のステートの「ｄｏ」に対応付けて、アプリケーションプログラム１６０のユーザ定義処理が設定されていなければ（ステップＳ１３２においてＮＯ）、ステップＳ１３４の処理はスキップされる。

【0141】

続いて、制御装置１００は、現在のステートの「ｄｏ」に対応付けて、ＩＥＣプログラム１５０のユーザ定義処理が設定されているか否かを判断する（ステップＳ１３６）。

【0142】

現在のステートの「ｄｏ」に対応付けて、ＩＥＣプログラム１５０のユーザ定義処理が設定されていれば（ステップＳ１３６においてＹＥＳ）、制御装置１００は、設定されているユーザ定義処理（ＩＥＣプログラム１５０）を実行する（ステップＳ１３８）。

【0143】

現在のステートの「ｄｏ」に対応付けて、ＩＥＣプログラム１５０のユーザ定義処理が設定されていなければ（ステップＳ１３６においてＮＯ）、ステップＳ１３８の処理はスキップされる。

【0144】

そして、制御装置１００は、次の制御周期の到来を待つ。
以上のような処理手順によって、ステートに応じた任意のユーザ定義処理の実行管理を実現できる。すなわち、制御装置１００は、ステートマシーン１８０の遷移に応じて、ＩＥＣプログラム１５０として規定されたユーザ定義処理、および、アプリケーションプログラム１６０として規定されたユーザ定義処理、の実行を管理する（ステップＳ１０６，Ｓ１０８，Ｓ１１２，Ｓ１１６，Ｓ１２４，Ｓ１２８，Ｓ１３２，Ｓ１３６）。

【0145】

そして、制御装置１００は、ＩＥＣプログラム１５０として規定されたユーザ定義処理を所定周期毎に実行する（Ｓ１１４，Ｓ１３０，Ｓ１３８）とともに、アプリケーションプログラム１６０として規定されたユーザ定義処理を逐次解釈して実行する（Ｓ１１０，Ｓ１２６，Ｓ１３４）。

【0146】

次に、上述したようなユーザ定義処理の実行に係る処理順序などについて説明する。
図１１および図１２は、本実施の形態に係る制御装置１００におけるユーザプログラムの実行に係る処理順序の一例を示すタイムチャートである。図１１には、「ｅｎｔｒｙ」に対応付けてユーザ定義処理を実行する例を示し、図１２には、「ｄｏ」に対応付けてユーザ定義処理を実行する例を示す。

【0147】

図１１を参照して、制御装置１００は、定周期実行タスク１７０が制御周期Ｔ１毎に繰り返し実行される。定周期実行タスク１７０は、高優先タスクとして設定されている。定周期実行タスク１７０は、入出力リフレッシュ処理１７１と、アプリケーション入力処理１７２と、遷移監視処理１７３と、ＩＥＣプログラム実行処理１７４と、アプリケーション出力処理１７５とを含む。

【0148】

入出力リフレッシュ処理１７１は、前回の制御周期において計算された指令値を出力する処理、および、今回の制御周期において用いる入力値を取得する処理を含む。

【0149】

アプリケーション入力処理１７２は、アプリケーションプログラム１６０の実行に必要な入力値を取得する処理を含む。

【0150】

遷移監視処理１７３は、ステートマシーン１８０に含まれるいずれかの遷移を生じさせるイベントの発生有無を監視する。

【0151】

ＩＥＣプログラム実行処理１７４は、ＩＥＣプログラム１５０を実行する処理を含む。
アプリケーション出力処理１７５は、アプリケーションプログラム１６０の実行によって指令値を計算する処理を含む。なお、アプリケーション出力処理１７５は、主として、アプリケーションプログラム１６０を逐次解釈して生成される中間コードに従う演算処理を含む。

【0152】

定周期実行タスク１７０と並列的に、アプリケーションプログラム１６０が実行される。アプリケーションプログラム１６０は、制御周期Ｔ１より長い時間をかけて、逐次実行される。そのため、アプリケーションプログラム１６０の実行処理は、定周期実行タスク１７０の実行中などに一次的に中断されることもある。

【0153】

アプリケーションプログラム１６０は、１または複数のプログラムが並列的に実行されてもよい。例えば、ロボット２００に基本動作を実行させるためのアプリケーションプログラム１７７と、異常発生時の振る舞いを規定するアプリケーションプログラム１７８とを想定する。

【0154】

図１１に示す例において、時刻ｔ２から始まる制御周期Ｔ１において、遷移監視処理１７３で遷移を生じさせるイベントが検出されると、「ｅｎｔｒｙ」に対応付けられたユーザ定義処理１７６（ＩＥＣプログラム１５０）が実行される。この場合、ユーザ定義処理１７６の実行時間だけ、ＩＥＣプログラム実行処理１７４に要する時間が伸びることになる。

【0155】

また、「ｅｎｔｒｙ」に対応付けられたアプリケーションプログラム１７８が起動される。なお、起動されたアプリケーションプログラム１７８の実行完了までに、複数の制御周期Ｔ１の時間を要することがある。この場合には、アプリケーションプログラム１７８の実行が完了したことをもって、新たなステートへ遷移される。

【0156】

図１２に示す例において、時刻ｔ２から始まる制御周期Ｔ１において、遷移監視処理１７３で遷移を生じさせるイベントが検出されると、新たなステートへの遷移が生じ得る。

【0157】

すると、「ｄｏ」に対応付けられたユーザ定義処理１７６（ＩＥＣプログラム１５０）が制御周期Ｔ１毎に繰り返し実行される。この場合、ユーザ定義処理１７６の実行時間だけ、ＩＥＣプログラム実行処理１７４に要する時間が伸びることになる。

【0158】

また、「ｄｏ」に対応付けられたアプリケーションプログラム１７８が起動される。起動されたアプリケーションプログラム１７８の実行完了までに、複数の制御周期Ｔ１の時間を要することがあるが、条件が満たされる限り、実行完了後に再度起動されるようにしてもよい。

【0159】

＜Ｈ．付記＞
上述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。

【0160】

［構成１］
制御対象を制御するための制御装置（１００）であって、
シーケンス命令を含む第１ユーザプログラム（１５０）を所定周期毎に実行する第１プログラム実行部（１３０）と、
所定のプログラミング言語で記述された第２ユーザプログラム（１６０）を逐次解釈して実行する第２プログラム実行部（１３４）と、
複数のステートを有するステートマシーン（１８０）の遷移に応じて、前記第１ユーザプログラムとして規定された第１ユーザ定義処理（１５２）、および、前記第２ユーザプログラムとして規定された第２ユーザ定義処理（１６２）、の実行を管理する実行管理部（１３２）とを備え、
前記実行管理部は、
予め定められた１または複数のイベントの発生に応じて、前記ステートマシーンを遷移させ、
前記ステートマシーンに遷移が生じると、当該遷移に対応付けられた実行すべきユーザ定義処理を決定する、制御装置。

【0161】

［構成２］
前記ステートマシーンに生じ得る遷移の各々に対応付けて、任意のユーザ定義処理が設定可能になっている（１３３）、構成１に記載の制御装置。

【0162】

［構成３］
前記ステートマシーンに生じ得る遷移の各々に対応付けられるユーザ定義処理は、ユーザインターフェイス画面（５５０）を介して設定される、構成２に記載の制御装置。

【0163】

［構成４］
前記実行管理部は、予め定められた実行形態に従ってユーザ定義処理を実行させる、構成１～３のいずれか１項に記載の制御装置。

【0164】

［構成５］
前記実行形態は、対応するステートに遷移するときに一度だけ実行される第１実行形態と、対応するステートに存在する期間において実行され続ける第２実行形態と、対応するステートから別のステートに遷移するときに一度だけ実行される第３実行形態とのうち少なくとも１つを含む候補から選択される、構成４に記載の制御装置。

【0165】

［構成６］
前記実行管理部は、前記ステートマシーンを遷移させる条件が成立した場合であっても、対応するユーザ定義処理の実行完了を待って遷移させる、構成１～５のいずれか１項に記載の制御装置。

【0166】

［構成７］
前記ステートマシーンは、前記制御対象に対する制御権の獲得および解放に応じて遷移するステート（１９１，１９２，１９３，１９４）を含む、構成１～６のいずれか１項に記載の制御装置。

【0167】

［構成８］
前記ステートマシーンは、前記制御対象の動作状態に対応するステートマシーン（１８２，１８３，１８４，１８５，１８６，１８７）に関連付けて規定される、構成１～７のいずれか１項に記載の制御装置。

【0168】

［構成９］
制御対象を制御するための制御装置（１００）で実行される制御方法であって、
複数のステートを有するステートマシーンを管理するステップ（Ｓ１２０）と、
前記ステートマシーンの遷移に応じて、シーケンス命令を含む第１ユーザプログラムとして規定された第１ユーザ定義処理、および、所定のプログラミング言語で記述された第２ユーザプログラムとして規定された第２ユーザ定義処理、の実行を管理するステップ（Ｓ１０６，Ｓ１０８，Ｓ１１２，Ｓ１１６，Ｓ１２４，Ｓ１２８，Ｓ１３２，Ｓ１３６）と、
前記第１ユーザ定義処理を所定周期毎に実行するステップ（Ｓ１１４，Ｓ１３０，Ｓ１３８）と、
前記第２ユーザ定義処理を逐次解釈して実行するステップ（Ｓ１１０，Ｓ１２６，Ｓ１３４）とを備え、
前記ステートマシーンを管理するステップは、予め定められた１または複数のイベントの発生に応じて、前記ステートマシーンを遷移させるステップを含み、
前記実行を管理するステップは、前記ステートマシーンに遷移が生じると、当該遷移に対応付けられた実行すべきユーザ定義処理を決定するステップを含む、制御方法。

【0169】

［構成１０］
制御プログラム（１１１）であって、制御対象を制御するための制御装置（１００）に、
複数のステートを有するステートマシーンを管理するステップ（Ｓ１２０）と、
前記ステートマシーンの遷移に応じて、シーケンス命令を含む第１ユーザプログラムとして規定された第１ユーザ定義処理、および、所定のプログラミング言語で記述された第２ユーザプログラムとして規定された第２ユーザ定義処理、の実行を管理するステップ（Ｓ１０６，Ｓ１０８，Ｓ１１２，Ｓ１１６，Ｓ１２４，Ｓ１２８，Ｓ１３２，Ｓ１３６）と、
前記第１ユーザ定義処理を所定周期毎に実行するステップ（Ｓ１１４，Ｓ１３０，Ｓ１３８）と、
前記第２ユーザ定義処理を逐次解釈して実行するステップ（Ｓ１１０，Ｓ１２６，Ｓ１３４）とを実行させ、
前記ステートマシーンを管理するステップは、予め定められた１または複数のイベントの発生に応じて、前記ステートマシーンを遷移させるステップを含み、
前記実行を管理するステップは、前記ステートマシーンに遷移が生じると、当該遷移に対応付けられた実行すべきユーザ定義処理を決定するステップを含む、制御プログラム。

【0170】

＜Ｉ．利点＞
本実施の形態に係る制御システム１において、ステートマシーンを用いて制御装置１００の状態を管理するとともに、ステートマシーンに何らかの遷移が生じると、当該遷移に対応付けられた任意のユーザ定義処理を実行できるので、プログラム間のインターロックなどの処理を実装する必要性を低減でき、これによって、プログラミングを容易化できる。

【0171】

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、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】

【0172】

１ 制御システム、１０ フィールドネットワーク、２０ 上位ネットワーク、１００ 制御装置、１０２，５０２ プロセッサ、１０４，５０４ 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、１１０，５１０ ストレージ、１１１ システムプログラム、１１２ メモリカードインターフェイス、１１４ メモリカード、１１６ ローカルバスコントローラ、１１８ プロセッサバス、１２０，５１８ ＵＳＢコントローラ、１２２ ローカルバス、１２４ 機能ユニット、１３０ ＩＥＣプログラム実行部、１３２ 実行管理部、１３３ ユーザ定義処理設定、１３４ アプリケーションプログラム実行部、１３６ インタプリタ、１３８ キャッシュ、１４０ コマンド生成部、１４２ データ管理部、１４４ データ領域、１４６ 内部データ領域、１４８ 共有領域、１５０ ＩＥＣプログラム、１５２，１６２，１７６ ユーザ定義処理、１６０，１７７，１７８ アプリケーションプログラム、１７０ 定周期実行タスク、１７１ 入出力リフレッシュ処理、１７２ アプリケーション入力処理、１７３ 遷移監視処理、１７４ ＩＥＣプログラム実行処理、１７５ アプリケーション出力処理、１８０ ステートマシーン、１８１ 制御権獲得済ステート、１８２ 動作中ステート、１８３ 減速停止中ステート、１８４ 停止中ステート、１８５ 無効ステート、１８６ エラー減速停止中ステート、１８７ ティーチングペンダント制御中ステート、１９１ 制御権獲得ステート、１９２ 制御権解放ステート、１９３ 制御権獲得（ＴＰ）ステート、１９４ 制御権解放（ＴＰ）ステート、１９５ 異常解除ステート、２００ ロボット、２５０ ロボットコントローラ、３００ サーボモータ、３５０ サーボコントローラ、４００ ティーチングペンダント、５００ サポート装置、５０６ 入力部、５０８ 表示部、５１２ ＯＳ、５１４ 開発プログラム、５１６ ネットワークコントローラ、５２０ 光学ドライブ、５２２ 記録媒体、５２４ バス、５５０ ユーザインターフェイス画面、５６０ プログラム実行設定テーブル、５６１ 制御権獲得行、５６２ 制御権解放行、５６３ 制御権獲得（ＴＰ）行、５６４ 制御権解放（ＴＰ）行、５６５ 異常解除行、５６６ ｅｎｔｒｙ行、５６７ ｄｏ行、５６８ ｅｘｉｔ行、５７１ ステート列、５７２ 実行形態列、５７３ ＩＥＣプログラム列、５７４ アプリケーションプログラム列、６００ 表示装置、７００ サーバ装置、Ｔ１ 制御周期。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】