JP6480967B2 - 伝送制御システム - Google Patents

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Description

本発明は、機械における計測データをホストへ伝送する伝送制御システムに関する。
従来、工作機械又は産業機械等の様々な機械を対象としたＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）のシステムが構築されている。機械をネットワークに組み込み、管理サーバへ各種データを伝送する場合、接続される機械の台数が増加するほど通信量が増加するため、通信網における通信帯域の制約により、伝送可能なデータ量が制限される。
特許文献１には、負荷機器の状態を一定周期で参照して、変化があった負荷機器の状態のみをホストコンピュータに通知するシステムが提案されている。
特開平０８−０７０４８９号公報
ところで、複数の機械が接続されるシステムにおいては、各機械から、それぞれ様々な種類の測定データが収集される。したがって、例えば特許文献１のように、状態変化があった場合に、この状態を機械毎に一括して通知する手法では、伝送データの中に重要度の低い測定データ又は組み合わせが含まれる場合も多く、通信網の利用効率に課題があった。
本発明は、機械の測定データを伝送する際に、通信帯域を効率的に利用できる伝送制御システムを提供することを目的とする。
（１） 本発明に係る伝送制御システム（例えば、後述の伝送制御システム１）は、機械（例えば、後述の機械２）の運転を制御し、運転情報を取得する数値制御部（例えば、後述の数値制御部１０１）と、前記機械に設けられたセンサにより測定された挙動情報を取得する挙動取得部（例えば、後述のＡ／Ｄ変換部１０２）と、前記運転情報及び前記挙動情報の種類及び組み合わせに基づいて、予め設定された条件に従って伝送の優先度を決定する優先度決定部（例えば、後述の優先度決定部２０１）と、通信帯域の利用状況、及び前記優先度に基づいて、前記運転情報及び前記挙動情報を伝送するための通信帯域の割り当てを制御する帯域制御部（例えば、後述の帯域制御部２０２）と、を備える。
（２） （１）に記載の伝送制御システムにおいて、前記優先度決定部は、前記運転情報及び前記挙動情報のサンプリング周期に基づいて、前記優先度を決定してもよい。
（３） （１）又は（２）に記載の伝送制御システムは、前記運転情報及び前記挙動情報の履歴を記憶する記憶部（例えば、後述の記憶部１０４）を備え、前記優先度決定部は、前記履歴における前記運転情報及び前記挙動情報の変動状況に応じて、前記優先度を調整してもよい。
（４） （１）から（３）のいずれかに記載の伝送制御システムは、前記機械のそれぞれに対して、通信帯域が割り当てられなかった前記運転情報又は前記挙動情報を一時的に保持する一時保持部（例えば、後述の記憶部１０４）を備えてもよい。
本発明によれば、機械の測定データを伝送する際に、通信帯域を効率的に利用できる。
実施形態に係る伝送制御システムの構成を示す図である。 実施形態に係る伝送制御装置における処理手順を示すフローチャートである。
以下、本発明の実施形態の一例について説明する。
図１は、本実施形態に係る伝送制御システム１の構成を示す図である。
伝送制御システム１は、電動機２２で駆動される機構を有する少なくとも１台の機械２から収集した各種の測定データを、ネットワークに接続された管理サーバ３へ伝送するための装置群である。
伝送制御システム１は、機械制御装置１０と、伝送制御装置２０とを備える。
機械制御装置１０は、数値制御部１０１と、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部１０２（挙動取得部）と、一時保持部１０３と、記憶部１０４とを備える。
伝送制御装置２０は、優先度決定部２０１と、帯域制御部２０２とを備える。
数値制御部１０１は、速度又は位置等の指令値を駆動部２１に出力することにより機械２の運転を制御する。駆動部２１は、この指令値に基づいて、電動機２２に電力を供給して駆動する。
また、数値制御部１０１は、指令値及び電動機２２からのフィードバックを含む運転情報を取得し、一時保持部１０３に提供する。
Ａ／Ｄ変換部１０２は、機械２に設けられた各種のセンサ２３により測定された挙動情報を取得し、一時保持部１０３に提供する。挙動情報には、例えば、温度、トルク、電流等、機械２の機構毎に様々な種類の測定データが含まれる。
一時保持部１０３は、数値制御部１０１から提供された運転情報、及びＡ／Ｄ変換部１０２から提供された挙動情報を保持し、伝送制御装置２０の制御に従って、通信網へ送信する。
一時保持部１０３は、機械２のそれぞれに対して、伝送制御装置２０により通信帯域が割り当てられなかった運転情報又は挙動情報を、伝送が可能になるまで一時的に保持する。
記憶部１０４は、取得した運転情報及び挙動情報の履歴データを記憶する。履歴データは、伝送制御装置２０に提供され、伝送されるべきデータの優先度が決定される。
優先度決定部２０１は、運転情報及び挙動情報の種類及び組み合わせに基づいて、予め設定された条件に従って伝送の優先度を決定し、帯域制御部２０２へ通知する。
条件としては、例えば、機械の種類及び運転パターン等に基づいて、優先して監視すべき機構の測定データが予め設定されてよい。
さらに、優先度決定部２０１は、運転情報及び挙動情報のサンプリング周期に基づいて、優先度を決定する。例えば、機械２の稼働時間及び温度といった変化の遅いデータよりも、電流及び位置といったリアルタイムのデータが通常は優先される。
また、優先度決定部２０１は、機械制御装置１０から取得した履歴データにおける運転情報及び挙動情報の変動状況に応じて、優先度を動的に調整する。例えば、上述のように、通常は優先度が低い温度の変動（量又は周期）が大きい場合、優先度決定部２０１は、温度が正常でないと判断して、伝送の優先度を高く設定する。
帯域制御部２０２は、通信帯域の利用状況、及び優先度に基づいて、運転情報及び挙動情報を伝送するための通信帯域の割り当てを制御する。
帯域制御部２０２は、例えば、通信網へ転送する測定データのパケット速度、又は処理頻度を変更してもよい。帯域制御部２０２は、通信帯域の空き状況を監視しつつ、測定データの転送スケジュールを決定し、優先度の高い測定データから順次、管理サーバ３へ伝送する。
図２は、本実施形態に係る伝送制御装置２０における処理手順を示すフローチャートである。
本処理は、測定データの収集が行われている間、継続的に繰り返し実行される。
ステップＳ１において、優先度決定部２０１は、一時保持部１０３から、保持されている測定データの種別を取得する。優先度決定部２０１は、さらに、記憶部１０４から履歴データを取得する。
ステップＳ２において、優先度決定部２０１は、ステップＳ１で取得した測定データの種別、履歴データに基づく機械２の運転パターン、及び別途受信又は記憶される機構構成等を、予め設定された条件と照合し、測定データ毎の優先度を決定する。
ステップＳ３において、帯域制御部２０２は、通信網の利用状況を監視し、通信帯域に余裕があるか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合、処理はステップＳ４に移り、判定がＮＯの場合、処理は終了する。
ステップＳ４において、帯域制御部２０２は、通信帯域に余裕があるため、ステップＳ２で決定された優先度の高い測定データから順次、通信帯域を割り当て、一時保持部１０３から管理サーバ３へ転送する。
本実施形態によれば、伝送制御システム１は、複数の機械２から収集した運転情報及び挙動情報の種類及び組み合わせに基づいて、予め設定された条件に従って各測定データの伝送の優先度を決定し、帯域の割り当てを制御する。
したがって、伝送制御システム１は、機械２の機構及び運転パターンに応じて、それぞれの機械２で優先される測定データを適切に決定できるので、機械の測定データを伝送する際に、通信帯域を効率的に利用でき、かつ、監視すべき測定データを安定して伝送できる。
伝送制御システム１は、各測定データのサンプリング周期に基づいて優先度を決定するので、電流又は位置等、短時間のうちに大きく変動するため高速にサンプリングすべき測定データが優先的に伝送される。
したがって、伝送制御システム１は、監視すべき測定データを適時に安定して伝送できる。
さらに、伝送制御システム１は、運転情報及び挙動情報の履歴データを記憶し、この履歴データの変動状況に応じて優先度を調整するので、通常と異なる測定データを優先的に伝送でき、予防保全に役立つ高付加価値情報を適切に伝送できる。
また、伝送制御システム１は、各機械２に対応して一時保持部１０３を備えることにより、通信帯域に余裕がなく伝送が保留された測定データの欠損を防ぐことができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限るものではない。また、本実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
本実施形態における伝送制御システム１が備える装置の構成は一例であり、各機能部は、適宜に統合又は分散されてよい。
例えば、伝送制御装置２０が一時保持部１０３及び記憶部１０４を備えてもよい。これにより、複数の機械制御装置１０と伝送制御装置２０との間における通信制御の簡略化が期待できる。また、複数の機械制御装置１０と伝送制御装置２０とが統合された情報処理装置が設けられてもよい。
本実施形態の数値制御部１０１は、ＣＮＣ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ）には限られず、ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）等でもよい。
伝送制御システム１による伝送制御方法は、ソフトウェアにより実現される。ソフトウェアによって実現される場合には、このソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。また、これらのプログラムは、リムーバブルメディアに記録されてユーザに配布されてもよいし、ネットワークを介してユーザのコンピュータにダウンロードされることにより配布されてもよい。
１ 伝送制御システム
２ 機械
３ 管理サーバ
１０ 機械制御装置
２０ 伝送制御装置
２１ 駆動部
２２ 電動機
２３ センサ
１０１ 数値制御部
１０２ Ａ／Ｄ変換部（挙動取得部）
１０３ 一時保持部
１０４ 記憶部
２０１ 優先度決定部
２０２ 帯域制御部

Claims (4)

  1. 機械の運転を制御し、運転情報を取得する数値制御部と、
    前記機械に設けられたセンサにより測定された挙動情報を取得する挙動取得部と、
    前記運転情報及び前記挙動情報の種類及び組み合わせにより識別される前記機械の種類及び運転パターンに基づいて、予め設定された条件に従って伝送の優先度を決定する優先度決定部と、
    通信帯域の利用状況、及び前記優先度に基づいて、前記運転情報及び前記挙動情報を伝送するための通信帯域の割り当てを制御する帯域制御部と、を備える伝送制御システム。
  2. 前記優先度決定部は、前記運転情報及び前記挙動情報のサンプリング周期に基づいて、前記優先度を決定する請求項１に記載の伝送制御システム。
  3. 前記運転情報及び前記挙動情報の履歴を記憶する記憶部を備え、
    前記優先度決定部は、前記履歴における前記運転情報及び前記挙動情報の変動状況に応じて、前記優先度を調整する請求項１又は請求項２に記載の伝送制御システム。
  4. 前記機械のそれぞれに対して、通信帯域が割り当てられなかった前記運転情報又は前記挙動情報を一時的に保持する一時保持部を備える請求項１から請求項３のいずれかに記載の伝送制御システム。
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