DE112016007339T5

DE112016007339T5 - Simulationsvorrichtung

Info

Publication number: DE112016007339T5
Application number: DE112016007339.9T
Authority: DE
Inventors: Masamitsu Hattori; Isei KAKU; Tomoya Shimizu
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-10-14
Filing date: 2016-10-14
Publication date: 2019-07-04
Also published as: JP6184651B1; TWI661358B; US20190204816A1; US11467569B2; TW201820133A; WO2018070041A1; CN109844659B; KR102198204B1; CN109844659A; JPWO2018070041A1; KR20190046984A

Abstract

Eine Simulationsvorrichtung (10) umfasst eine erste Simulationseinheit (2) zum Simulieren des von einer programmierbaren Steuerung gemäß einem ersten Programm ausgeführten Ablaufs, eine zweite Simulationseinheit (4) zum Simulieren des von einer Bewegungssteuerung gemäß einem zweiten Programm ausgeführten Ablaufs und eine Einheit für gemeinsam genutzte Daten (5), in die und aus der die erste Simulationseinheit (2) und die zweite Simulationseinheit (4) Daten schreiben und lesen können.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Simulationsvorrichtung, die die Funktionen einer programmierbaren Steuerung und einer Bewegungssteuerung simuliert.
Hintergrund
Bei einem Anwendersystem, bei dem es sich um ein Fabrikautomationssystem (FA-System) handelt, bei dem mehrere FA-Vorrichtungen miteinander verbunden sind, werden Abläufe überprüft, indem die von den FA-Vorrichtungen ausgeführten Vorgänge unter Verwendung von Entwicklereinstellwerkzeugen simuliert werden. Ein Entwicklereinstellwerkzeug ist ein durch Ausführen von Software implementiertes Einstellwerkzeug, das einem Anwender eine Anwenderoberfläche zur Verfügung stellt, den Anwender bei der Erstellung von Anwenderprogrammen unterstützt und einen Simulator startet, der den Betrieb einer FA-Vorrichtung simuliert.
Wenn ein Anwendersystem programmierbare Steuerungen und Bewegungssteuerungen aufweist, führen in einer wie vorstehend beschriebenen, konventionellen Simulationsumgebung Simulatoren, die jeweils einer entsprechenden Steuerung von mehreren Steuerungen zugeordnet sind, jeweils ein entsprechendes Anwenderprogramm aus. Dadurch kann überprüft werden, ob Prozesse wie das Einstellen der Ausführungsbedingungen eines jeweiligen Anwenderprogramms, das Einstellen des Beginns oder Endes einer Ausführung, die Datenverarbeitung und das Berechnen der veränderten Position einer Welle erfolgreich ausgeführt werden oder nicht.
In der oben beschriebenen konventionellen Simulationsumgebung können zwischen der programmierbaren Steuerung und der Bewegungssteuerung jedoch keine Daten ausgetauscht werden und in die Simulation können keine externen Eingabe-/Ausgabedaten miteinbezogen werden; daher kann nicht überprüft werden, zu welchem Zeitpunkt die Bewegung einer Welle gestartet werden soll, wie sich externe Eingabe-/Ausgabedaten nach Beendigung eines Vorgangs ändern und dergleichen. Aus diesem Grund muss das Anwenderprogramm, wie insbesondere aus Patentdokument 1 hervorgeht, während seiner Ausführung nach dem Start der programmierbaren Steuerung und der Bewegungssteuerung vor Ort angepasst werden. Daher besteht ein Problem in Bezug auf den für die Inbetriebnahme eines Anwendersystems erforderlichen Aufwands.
Liste der Zitate
Patentliteratur
Patentdokument 1: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2004-259112
Kurzbeschreibung
Technische Problemstellung
Zur Lösung des Problems, tauschen die Simulatoren während des Prozesses zur Simulation der von den FA-Vorrichtungen, wie beispielsweise einer programmierbaren Steuerung und einer Bewegungssteuerung, ausgeführten Vorgänge vorzugsweise Daten aus und verwenden diese zur Durchführung entsprechender Simulationen, sodass eine Funktion zur Verknüpfung der Simulatoren erforderlich ist.
Die vorliegende Erfindung entstand angesichts des oben Ausgeführten, wobei eine Aufgabe der Erfindung in der Angabe einer Simulationsvorrichtung besteht, die ein Zusammenwirken der Simulatoren für eine programmierbare Steuerung und eine Bewegungssteuerung ermöglicht.
Lösung der Problemstellung
Um die oben dargelegten Probleme zu lösen und die Aufgabe zu erfüllen, umfasst eine Simulationsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine erste Simulationseinheit zum Simulieren eines von einer programmierbaren Steuerung gemäß einem ersten Programm ausgeführten Ablaufs und eine zweite Simulationseinheit zum Simulieren eines von einer Bewegungssteuerung gemäß einem zweiten Programm ausgeführten Ablaufs. Eine Simulationsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ferner eine Einheit für gemeinsam genutzte Daten auf, in die die erste Simulationseinheit und die zweite Simulationseinheit Daten schreiben können und aus der sie Daten lesen können.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Eine Simulationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht, dass Simulatoren für eine programmierbare Steuerung und ein Simulator für eine Bewegungssteuerung zusammenwirken können.
Figurenliste

1 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer Konfiguration eines Anwendersystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer funktionellen Konfiguration einer Simulationsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
3 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung einer Hardwarekonfiguration zur Implementierung von Funktionen der Simulationsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform mit Hilfe eines Computers.
4 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Ablaufs an der Simulationsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
5 zeigt ein weiteres Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Ablaufs an der Simulationsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
6 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines synchronen Betriebs der Simulationsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
7 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer Konfiguration eines Anwendersystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer funktionellen Konfiguration einer Simulationsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform.
9 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung des Ablaufs an der Simulationsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform.
10 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung des Ablaufs an einer Simulationsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
11 zeigt eine schematische Darstellung der Anzeigebilder an einer Anzeigevorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform.
12 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines alternativen Ablaufs an der Simulationsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform.
13 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer funktionellen Konfiguration einer Simulationsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform.

Beschreibung von Ausführungsformen
Eine Simulationsvorrichtung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren ausführlich beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt ist.
Erste Ausführungsform
1 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer Konfiguration eines Anwendersystems 100 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Anwendersystem 100 umfasst einen Servomotor 101, der eine nicht dargestellte Positionierungssteuerungsvorrichtung antreibt, einen Servoverstärker 102, der den Servomotor 101 ansteuert, eine Bewegungssteuerung 103, die den Servoverstärker 102 ansteuert, und eine programmierbare Steuerung 104, die die Bewegungssteuerung 103 ansteuert.
Die programmierbare Steuerung 104 wird einem Programm für die programmierbare Steuerung entsprechend betrieben, bei dem es sich um ein von einem Anwender erstelltes erstes Programm handelt. Bei einem Programm für eine programmierbare Steuerung handelt es sich um ein Programm, das bei seiner Ausführung bewirkt, dass die programmierbare Steuerung 104 die Bewegungssteuerung 103 steuert. Ein Kontaktplanprogramm stellt ein konkretes Beispiel für ein Programm für eine programmierbare Steuerung dar.
Die Bewegungssteuerung 103 wird einem Programm für die Bewegungssteuerung entsprechend betrieben, bei dem es sich um ein von einem Anwender erstelltes zweites Programm handelt. Das Programm für die Bewegungssteuerung ist ein Servosteuerungsprogramm, das bei Ausführung bewirkt, dass die Bewegungssteuerung 103 den Servoverstärker 102 steuert.
Die programmierbare Steuerung 104 gibt eine Prozessstartanweisung aus, um die Bewegungssteuerung 103 anzuweisen, die Positionierung dem Programm für die programmierbaren Steuerung gemäß zu starten. Die Bewegungssteuerung 103 führt die Positionierungsberechnung dem Programm für die Bewegungssteuerung gemäß aus und gibt an den Servoverstärker 102 anschließend eine Positionsanweisung aus.
2 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer funktionellen Konfiguration einer Simulationsvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform. Bei der Simulationsvorrichtung 10 handelt es sich um eine Vorrichtung, die den Betrieb des Anwendersystems 100 simuliert. Die Simulationsvorrichtung 10 umfasst ein Entwicklereinstellwerkzeug 1 für die programmierbare Steuerung 104, bei dem es sich um eine erste Einstellungseinheit handelt, einen Simulator 2, bei dem es sich um eine erste Simulationseinheit für die programmierbare Steuerung 104 handelt, ein Entwicklereinstellwerkzeug 3 für die Bewegungssteuerung 103, bei dem es sich um eine zweite Einstellungseinheit handelt, einen Simulator 4 für die Bewegungssteuerung 103, bei dem es sich um eine zweite Simulationseinheit handelt, eine Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 und eine Verknüpfungsfunktionsverarbeitungseinheit 6.
Das Entwicklereinstellwerkzeug 1 ist eine durch Ausführung einer Software implementierte Funktionseinheit, die dem Anwender eine Anwenderschnittstelle zur Verfügung stellt, den Anwender bei der Erstellung eines Programms für eine programmierbare Steuerung unterstützt und den Simulator 2 für die programmierbare Steuerung 104 in Reaktion auf einen Auslöser, wie beispielsweise eine Anweisung des Anwenders, startet.
Das Entwicklereinstellwerkzeug 3 ist eine durch Ausführung einer Software implementierte Funktionseinheit, die dem Anwender eine Anwenderschnittstelle zur Verfügung stellt, den Anwender bei der Erstellung eines Programms für die Bewegungssteuerung unterstützt und den Simulator 4 für die Bewegungssteuerung 103 in Reaktion auf einen Auslöser, wie beispielsweise eine Anweisung des Anwenders, startet.
Der Simulator 2 simuliert den von der programmierbaren Steuerung 104 ausgeführten Prozess gemäß dem Programm für die programmierbare Steuerung, das von dem Anwender unter Verwendung des Entwicklereinstellwerkzeugs 1 erstellt wurde, und den vom Anwender für die Simulation festgelegten Parametern.
Der Simulator 4 simuliert den von der Bewegungssteuerung 103 ausgeführten Prozess gemäß dem Programm für die Bewegungssteuerung, das von dem Anwender unter Verwendung des Entwicklereinstellwerkzeugs 3 erstellt wurde, und den vom Anwender für die Simulation festgelegten Parametern.
Die Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 reserviert einen Speicherbereich, in den der Simulator 2 und der Simulator 4 Daten schreiben können und aus dem der Simulator 2 und der Simulator 4 Daten lesen können. Die Verknüpfungsfunktionsverarbeitungseinheit 6 passt die Verknüpfungsfunktion des Simulators 2 und des Simulators 4 an und nimmt eine Steuerung vor, wie beispielsweise die Reservierung des Speicherbereichs in der Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5.
3 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung einer Hardwarekonfiguration für die Implementierung der Funktionen der Simulationsvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform durch einen Computer. Bei einer Implementierung der Funktionen der Simulationsvorrichtung 10 mit Hilfe eines Computer werden die Funktionen der Simulationsvorrichtung 10 durch eine Zentraleinheit (CPU) 201, einen Speicher 202, eine Speichervorrichtung 203, eine Anzeigevorrichtung 204 und eine Eingabevorrichtung 205 implementiert, die in 3 dargestellt sind. Einige der Funktionen der Entwicklereinstellwerkzeuge 1 und 3, der Simulatoren 2 und 4, der Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 und der Verknüpfungsfunktionsverarbeitungseinheit 6 werden mit Hilfe von Software implementiert. Die in Form von Programmen vorliegende Software ist in der Speichervorrichtung 203 abgelegt. Die CPU 201 implementiert einige der Funktionen der Entwicklereinstellwerkzeuge 1 und 3, der Simulatoren 2 und 4, der Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 und der Verknüpfungsfunktionsverarbeitungseinheit 6, indem sie Simulationsprogramme, bei denen es sich um in der Speichervorrichtung 203 gespeicherte Software handelt, in den Speicher 202 einliest und die Programme anschließend ausführt. Konkret umfasst die Simulationsvorrichtung 10 die Speichervorrichtung 203 zum Speichern von Simulationsprogrammen, die, wenn einige der Funktionen der jeweiligen Einheiten von einem Computer implementiert werden, zur Ausführung von Schritten führen, die einige der Funktionen der Entwicklereinstellwerkzeuge 1 und 3, der Simulatoren 2 und 4, der Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 und der Verknüpfungsfunktionsverarbeitungseinheit 6 auszuführen. Anders ausgedrückt veranlassen die Simulationsprogramme einen Computer, ein Simulationsverfahren auszuführen, das durch einige der Funktionen der Entwicklereinstellwerkzeuge 1 und 3, der Simulatoren 2 und 4, der Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 und der Verknüpfungsfunktionsverarbeitungseinheit 6 implementiert wird. Es wird darauf hingewiesen, dass der Speicherbereich der Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 durch den Speicher 202 implementiert wird. Darüber hinaus ist die Speichervorrichtung 203 in der Lage, das Programm für die programmierbare Steuerung und das vom Anwender erstellte Programm für die Bewegungssteuerung zu speichern. Der Speicher 202 ist ein flüchtiger Speicherbereich, wie beispielsweise ein Direktzugriffsspeicher (RAM). Die Speichervorrichtung 203 ist ein flüchtiger oder nichtflüchtiger Halbleiterspeicher, wie beispielsweise ein Festwertspeicher (ROM), ein Flash-Speicher, ein löschbarer programmierbarer Festwertspeicher (EPROM) oder ein elektrisch löschbarer programmierbarer Festwertspeicher (EEPROM), eine Magnetplatte, eine Diskette, eine optische Disk, eine Kompaktdisk, eine Minidisk oder eine Digital Versatile Disk (DVD). Beispiele für die Anzeigevorrichtung 204 sind ein Monitor und eine Anzeige. Beispiele für die Eingabevorrichtung 205 sind eine Tastatur, eine Maus und ein Touchpanel.
Nachfolgend wird eine Konfiguration der Simulationsvorrichtung 10 unter Bezugnahme auf 2 ausführlich beschrieben.
Das Entwicklereinstellwerkzeug 1 umfasst eine Einstellungsbearbeitungsanzeigeeinheit 11, die an der Anzeigevorrichtung 204 ein Einstellungseingabenanzeigebild anzeigt, eine Ausführungsergebnisanzeigeeinheit 12, die an der Anzeigevorrichtung 204 ein Ausgabenanzeigebild anzeigt, und eine Kommunikationsschnittstelle 13, die Daten zum/vom Simulator 2 sendet/empfängt. Ein Anwender kann über das an der Einstellungsbearbeitungsanzeigeeinheit 11 angezeigte Einstellungseingabenanzeigebild ein Programm für eine programmierbare Steuerung erstellen. Der Anwender kann über das Einstellungseingabenanzeigebild weitere Parameter für die Simulation der programmierbaren Steuerung 104 festlegen. Beispiele für Parameter umfassen simulationsbezogene Werte wie beispielsweise eine Größe und ein Zeitraum einer Datenübertagung zwischen der programmierbaren Steuerung 104 und der Bewegungssteuerung 103. Die Ausführungsergebnisanzeigeeinheit 12 umfasst eine Fehlerinformationsanzeigeeinheit 121, die an dem Ausgabenanzeigebild Fehlerinformationen anzeigt, wenn der Simulator 2 das Programm für die programmierbare Steuerung ausgeführt hat, und eine Ausführungsdatenanzeigeeinheit 122, die an dem Ausgabenanzeigebild die vom Simulator 2 als Ergebnis der Ausführung des Programms für die programmierbaren Steuerung ausgegebenen Daten anzeigt.
Der Simulator 2 umfasst eine Einstelldatenspeichereinheit 21, in der die Parameter gespeichert sind, die von dem Anwender mit Hilfe des von der Einstellungsbearbeitungsanzeigeeinheit 11 dargestellten Einstellungseingabenanzeigebildes festgelegt wurden, und das Programm für die programmierbare Steuerung, das vom Anwender erstellt wurde. Der Simulator 2 umfasst ferner eine Steuerungsberechnungsverarbeitungseinheit 22, die das Programm für die programmierbare Steuerung ausführt. Der Simulator 2 umfasst ferner eine Datenverwaltungseinheit 23, die Daten speichert, wie beispielsweise Einstellwerte zum Steuern der programmierbaren Steuerung 104, die von der Steuerungsberechnungsverarbeitungseinheit 22 berechnet wurden. Der Simulator 2 umfasst ferner eine Kommunikationsschnittstelle 25, die Daten an die/von der Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 sendet/empfängt.
Das Entwicklereinstellwerkzeug 3 umfasst eine Einstellungsbearbeitungsanzeigeeinheit 31, die an der Anzeigevorrichtung 204 ein Einstellungseingabenanzeigebild anzeigt, eine Ausführungsergebnisanzeigeeinheit 32, die an der Anzeigevorrichtung 204 ein Ausgabenanzeigebild anzeigt, und eine Kommunikationsschnittstelle 33, die Daten zum/vom Simulator 4 sendet/empfängt. Der Anwender kann über das von der Einstellungsbearbeitungsanzeigeeinheit 31 angezeigte Einstellungseingabenanzeigebild ein Programm für die Bewegungssteuerung erstellen. Der Anwender kann über das Einstellungseingabenanzeigebild ferner weitere Parameter für die Simulation der Bewegungssteuerung 103 festlegen. Die Ausführungsergebnisanzeigeeinheit 32 umfasst eine Fehlerinformationsanzeigeeinheit 321, die an dem Ausgabenanzeigebild Fehlerinformationen anzeigt, wenn der Simulator 4 das Programm für die Bewegungssteuerung ausgeführt hat, und eine Ausführungsdatenanzeigeeinheit 322, die an dem Ausgabenanzeigebild die vom Simulator 4 als Ergebnis der Ausführung des Programm für die Bewegungssteuerung ausgegebenen Daten anzeigt.
Der Simulator 4 umfasst eine Einstelldatenspeichereinheit 41, in der von dem Anwender mit Hilfe des von der Einstellbearbeitungsanzeige 31 angezeigten Einstellungseingabenanzeigebildes festgelegten Parameter gespeichert sind, und das von dem Anwender erstellte Programm für die Bewegungssteuerung. Der Simulator 4 umfasst ferner eine Steuerungsberechnungsverarbeitungseinheit 42, die das Programm für die Bewegungssteuerung ausführt. Der Simulator 4 umfasst ferner eine Datenverwaltungseinheit 43, die Daten speichert, wie beispielsweise Einstellwerte zum Steuern der Bewegungssteuerung 103, die von der Steuerungsberechnungsverarbeitungseinheit 42 berechnet wurden. Der Simulator 4 umfasst ferner eine Kommunikationsschnittstelle 45, die Daten an die/von der Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 sendet/empfängt.
Die Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 umfasst eine Kommunikationsschnittstelle 51, die Daten zum/vom Simulator 2 und zum/vom Simulator 4 sendet/empfängt, eine Datenspeichereinheit 52 zum Speichern von Daten des Simulators 2 der programmierbaren Steuerung 104 und eine Datenspeichereinheit 53 zum Speichern von Daten des Simulators 4 der Bewegungssteuerung 103.
Der Speicher 202 von 3 reserviert Speicherbereiche, um die Einstelldatenspeichereinheit 21 und die Datenverwaltungseinheit 23 des Simulators 2, die Einstelldatenspeichereinheit 41 und die Datenverwaltungseinheit 43 des Simulators 4 sowie die Datenspeichereinheiten 52 und 53 der Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 zu implementieren. Die Funktionen der anderen Komponenten der Simulatoren 2 und 4 und der Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5, die Funktionen der Entwicklereinstellwerkzeuge 1 und 3 und die Funktionen der Verknüpfungsfunktionsverarbeitungseinheit 6 werden von der CPU 201 implementiert, die die in der Speichervorrichtung 203 von 3 gespeicherten Simulationsprogramme in den Speicher 202 einliest und die Simulationsprogramme anschließend ausführt.
4 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung des Ablaufs an der Simulationsvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform. 5 zeigt ein weiteres Flussdiagramm, das den Ablauf an der Simulationsvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht. Das Hauptaugenmerk von 4 ist auf die Durchführung der Datenübertragung von dem Simulator 2 zu dem Simulator 4 gerichtet und das von 5 auf die Durchführung der Datenübertragung von dem Simulator 4 zu dem Simulator 2. Nach dem Starten des Simulators 2 und des Simulators 4 können die Datenübertragung von dem Simulator 2 zu dem Simulator 4 und die Datenübertragung von dem Simulator 4 zu dem Simulator 2 abwechselnd erfolgen; der Einfachheit halber wird im Folgenden jedoch jede Datenübertragung separat beschrieben.
Zunächst wird der Ablauf der Datenübertragung von dem Simulator 2 zu dem Simulator 4 unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
Als Erstes wird an der Anzeigevorrichtung 204 das Einstellungseingabenanzeigebild durch die Einstellungsbearbeitungsanzeigeeinheit 11 angezeigt (Schritt S101). Der Anwender stellt die Parameter für die Simulation der programmierbaren Steuerung 104 über das von der Einstellungsbearbeitungsanzeigeeinheit 11 angezeigte Einstellungseingabenanzeigebild ein und erstellt anschließend ein Programm für eine programmierbare Steuerung. Anschließend startet das Entwicklereinstellwerkzeug 1 den Simulator 2 gemäß einer Anweisung des Anwenders (Schritt S102). Es wird darauf hingewiesen, dass Schritt S102 vor Schritt S101 durchgeführt werden kann.
Nach dem Start des Simulators 2 wird das für die programmierbare Steuerung erstellte Programm vom Entwicklereinstellwerkzeug 1 über die Kommunikationsschnittstelle 13 an den Simulator 2 übertragen (Schritt S103). Das übertragene Programm für die programmierbare Steuerung wird in die Einstelldatenspeichereinheit 21 geschrieben. Anschließend führt die Steuerungsberechnungsverarbeitungseinheit 22 das Programm für die programmierbare Steuerung aus, um die programmierbare Steuerung 104 zu simulieren (Schritt S104). Die Verarbeitung erfolgt durch die programmierbare Steuerung 104 mit einer Verarbeitungsdauer von etwa mehreren ms. Die Steuerungsberechnungsverarbeitungseinheit 22 berechnet Daten wie Einstellwerte zur Steuerung der programmierbaren Steuerung 104, indem sie eine Simulation in Verarbeitungseinheiten vornimmt, die der Verarbeitungsdauer entsprechen, (Schritt S105) und schreibt die berechneten Daten in die Datenverwaltungseinheit 23, um die Daten zu aktualisieren. Die in Schritt S105 berechneten Daten umfassen Daten wie eine Positionieradresse und eine Positioniergeschwindigkeit, die vom Simulator 4 verwendet werden sollen. Der Simulator 2 überträgt die für jede der oben genannten Verarbeitungseinheiten berechneten und in die Datenverwaltungseinheit 23 geschriebenen Daten über die Kommunikationsschnittstelle 25 an die Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 (Schritt S106).
Die an die Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 übertragenen Daten werden über die Kommunikationsschnittstelle 51 in der Datenspeichereinheit 52 gespeichert. Anschließend bezieht der Simulator 4 die in der Datenspeichereinheit 52 gespeicherten Daten über die Kommunikationsschnittstelle 45 (Schritt S107) und schreibt die bezogenen Daten anschließend in die Datenverwaltungseinheit 43. Die Steuerungsberechnungsverarbeitungseinheit 42 führt das Programm für die Bewegungssteuerung aus, indem sie die in die Datenverwaltungseinheit 43 geschriebenen Daten zum Simulieren der Bewegungssteuerung verwendet, (Schritt S108).
Es wird darauf hingewiesen, dass die Bereiche der Datenspeichereinheit 52 und der Datenspeichereinheit 53 der Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 mit Hilfe der Verknüpfungsfunktionsverarbeitungseinheit 6 im Speicher 202 reserviert werden können, wenn entweder der Simulator 2 oder der Simulator 4 gestartet werden, oder sie können mit Hilfe der Verknüpfungsfunktionsverarbeitungseinheit 6 im Speicher 202 reserviert werden, wenn sowohl der Simulator 2 als auch der Simulator 4 gestartet werden. Die Bereiche der Datenspeichereinheit 52 und der Datenspeichereinheit 53 müssen jedoch spätestens dann im Speicher 202 reserviert werden, wenn sowohl der Simulator 2 als auch der Simulator 4 gestartet werden. Obwohl der Simulator 4 bei der obigen Beschreibung zum Zeitpunkt von Schritt S107 bereits gestartet ist, ist sein Startzeitpunkt, sofern der Zeitpunkt vor Schritt S107 liegt, nicht darauf beschränkt, auch wenn dies aus dem Flussdiagramm von 4 so nicht hervorgeht.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Verknüpfungsfunktionsverarbeitungseinheit 6 die Speicherbereiche der Datenspeichereinheit 52 und der Datenspeichereinheit 53 auf eine Benachrichtigung hin, dass der Simulator 2 von dem Entwicklereinstellwerkzeug 1 gestartet wurde, oder auf eine Benachrichtigung hin, dass der Simulator 4 von dem Entwicklereinstellwerkzeug 3 gestartet wurde, im Speicher 202 reservieren kann, oder dass diese aufgrund des Startzustands des Simulators 2 oder des Simulators 4 reserviert werden können.
Als Nächstes wird der Ablauf der Datenübertragung vom Simulator 4 zum Simulator 2 unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
Als Erstes wird an der Anzeigevorrichtung 204 das Einstellungseingabenanzeigebild durch die Einstellungsbearbeitungsanzeigeeinheit 31 angezeigt (Schritt S201). Der Anwender stellt die Parameter für die Simulation der Bewegungssteuerung 103 über das von der Einstellungsbearbeitungsanzeigeeinheit 31 angezeigte Einstellungseingabenanzeigebild ein und erstellt anschließend ein Programm für die Bewegungssteuerung. Anschließend startet das Entwicklereinstellwerkzeug 3 den Simulator 4 gemäß einer Anweisung des Anwenders (Schritt S202). Es wird darauf hingewiesen, dass Schritt S202 vor Schritt S201 erfolgen werden kann.
Nach dem Start des Simulators 4 wird das für die Bewegungssteuerung erstellte Programm vom Entwicklereinstellwerkzeug 3 über die Kommunikationsschnittstelle 33 an den Simulator 4 übertragen (Schritt S203). Das übertragene Programm für die Bewegungssteuerung wird in die Einstelldatenspeichereinheit 41 geschrieben. Die Steuerungsberechnungsverarbeitungseinheit 42 führt anschließend das Programm für die Bewegungssteuerung aus, um die Bewegungssteuerung 103 zu simulieren, bei der Anweisungspositionen für die jeweiligen Achsen berechnet werden (Schritt S204). Die Bewegungssteuerung 103 und die programmierbare Steuerung 104 führen die Verarbeitung mit voneinander verschiedenen Verarbeitungsdauern durch. Die Steuerungsberechnungsverarbeitungseinheit 42 berechnet Daten auf Basis von Einstellwerten für die Steuerung der Bewegungssteuerung 103, indem sie eine Simulation in Verarbeitungseinheiten vornimmt, die der Verarbeitungsdauer der Bewegungssteuerung 103 entsprechen, (Schritt S205) und schreibt die berechneten Daten dann in die Datenverwaltungseinheit 43, um die Daten zu aktualisieren. Die in Schritt S205 berechneten Daten umfassen Daten wie die aktuelle Position zur Positionierung und eine Vollzugsmeldung für die Positionierung zur Verwendung durch den Simulator 2. Der Simulator 4 überträgt die für jede der oben genannten Verarbeitungseinheiten berechneten und in die Datenverwaltungseinheit 43 geschriebenen Daten über die Kommunikationsschnittstelle 45 an die Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 (Schritt S206).
Die an die Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 übertragenen Daten werden über die Kommunikationsschnittstelle 51 in der Datenspeichereinheit 53 gespeichert. Anschließend bezieht der Simulator 2 die in der Datenspeichereinheit 53 gespeicherten Daten über die Kommunikationsschnittstelle 25 (Schritt S207) und schreibt die bezogenen Daten anschließend in die Datenverwaltungseinheit 23. Die Steuerungsberechnungsverarbeitungseinheit 22 führt das Programm für die programmierbare Steuerung aus, indem sie die in die Datenverwaltungseinheit 23 geschriebenen Daten zum Simulieren der programmierbaren Steuerung 104 verwendet (Schritt S208).
Es wird darauf hingewiesen, dass die Bereiche der Datenspeichereinheit 52 und der Datenspeichereinheit 53 der Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 durch die Verknüpfungsfunktionsverarbeitungseinheit 6 im Speicher 202 reserviert werden können, wenn entweder der Simulator 2 oder der Simulator 4 gestartet wird, oder im Speicher 202 durch die Verknüpfungsfunktionsverarbeitungseinheit 6 reserviert werden können, wenn sowohl der Simulator 2 als auch der Simulator 4 gestartet werden. Die Bereiche der Datenspeichereinheit 52 und der Datenspeichereinheit 53 müssen jedoch spätestens dann im Speicher 202 reserviert werden, wenn sowohl der Simulator 2 als auch der Simulator 4 gestartet werden. Obwohl der Simulator 2 bei der obigen Beschreibung zum Zeitpunkt von Schritt S207 bereits gestartet ist, ist sein Startzeitpunkt, sofern der Zeitpunkt wie oben beschrieben vor Schritt S207 liegt, nicht darauf beschränkt, auch wenn dies aus dem Flussdiagramm von 5 so nicht hervorgeht.
6 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung des Synchronbetriebs der Simulationsvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform. Der Synchronbetrieb ist ein Betrieb, der bei jeder Verarbeitungseinheit für die Synchronisation des Sendens und Empfangens von Daten zwischen dem Simulator 2 für die programmierbare Steuerung 104 und dem Simulator 4 für die Bewegungssteuerung 103 in ähnlicher Weise wie bei realen Steuerungen erforderlich ist.
Zunächst starten sowohl der Simulator 2 als auch der Simulator 4 als Reaktion auf einen Auslöser, wie z.B. eine Anweisung des Anwenders (Schritt S301). Wenn bestimmt wurde, dass sowohl der Simulator 2 als auch der Simulator 4 gestartet wurden, sendet die Verknüpfungsfunktionsverarbeitungseinheit 6 eine Reset-Anforderung an den Simulator 2 und den Simulator 4 (Schritt S302). Der Simulator 2 und der Simulator 4, die die Reset-Anforderung erhalten haben, berechnen jeweils Daten durch Ausführen einer Simulation in der Verarbeitungsdauer entsprechenden Verarbeitungseinheiten und übertragen die Daten, bei denen es sich um Berechnungsergebnisse handelt, zu jeder von der Verknüpfungsfunktionsverarbeitungseinheit 6 bezogenen vorgegebenen Synchronisationszeit an die Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5. Die Synchronisationszeit ist die Zeit zum Bestimmen des Zeitpunkts, an dem der Simulator 2 und der Simulator 4 Berechnungsergebnisse an die Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 synchron übertragen, und ist somit für den Simulator 2 und den Simulator 4 gleich. Daher hat die Synchronisationszeit einen Wert, der größer oder gleich der Summe der Verarbeitungsdauern der Simulationen ist, die vom Simulator 2 zwischen dem Zeitpunkt, zu dem der Simulator 2 ein Berechnungsergebnis an die Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 überträgt, und dem Zeitpunkt, zu dem der Simulator 2 ein nächstfolgendes Berechnungsergebnis an die Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 überträgt, fortlaufend ausgeführt werden. Darüber hinaus hat die Synchronisationszeit einen Wert, der größer oder gleich der Summe der Verarbeitungsdauern der Simulationen ist, die vom Simulator 4 zwischen dem Zeitpunkt, zu dem der Simulator 4 ein Berechnungsergebnis an die Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 überträgt, und dem Zeitpunkt, zu dem der Simulator 4 ein nächstfolgendes Berechnungsergebnis an die Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 überträgt, fortlaufend ausgeführt werden. Zudem können der Simulator 2 und der Simulator 4 bei der Übertragung eines Berechnungsergebnisses an die Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 jeweils Zeitdaten anhängen. Bei einem Verfahren zum Übertragen eines Berechnungsergebnisses, an das Zeitdaten angehängt sind, an die Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 können der Simulator 2 und der Simulator 4 jeweils Zeitdaten von Daten, die bei der letzten Verarbeitungsdauer innerhalb jeder Synchronisationszeit berechnet wurden, an die berechneten Daten anhängen und die Daten zu jeder Synchronisationszeit übertragen, oder der Simulator 2 und der Simulator 4 können jeweils an Daten, die zu jeder Verarbeitungsdauer innerhalb jeder Synchronisationszeit berechnet wurden, Zeitdaten anhängen und die Daten zu jeder Synchronisationszeit zusammen übertragen. Ein konkretes Beispiel für die Zeitdaten ist eine natürliche Zahl, die angibt, welche Nummer die Verarbeitungseinheit, für die ein Simulationsergebnis erhalten wurde, ab Beginn aufweist. Darüber hinaus können als Zeitdaten die Echtzeit, die für die Verarbeitung durch eine reale Steuerung benötigt wird, verwendet werden. Die Zeitdaten sind jedoch nicht darauf beschränkt. Der Simulator 2 und der Simulator 4 empfangen die Zeitdaten von der Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 zusammen mit den Daten, bei denen es sich um Berechnungsergebnisse handelt, wodurch es dem Simulator 2 und dem Simulator 4 ermöglicht wird, zu jeder Synchronisationszeit eine zueinander synchronisierte Simulation auszuführen (Schritt S303).
Wie vorstehend beschrieben wurde, ermöglicht die Simulationsvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform, dass zwischen dem Simulator 2 und dem Simulator 4 über die Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 Daten ausgetauscht werden, bei denen es sich um während der Simulationen berechnete Ergebnisse handelt, wodurch ein Zusammenwirken der Simulatoren erreicht wird. Insbesondere kann der Betrieb des Simulators 4 auf Basis des Berechnungsergebnisses des Simulators 2 gestartet oder unterbrochen werden, und umgekehrt kann der Betrieb des Simulators 2 auf Basis des Berechnungsergebnisses des Simulators 4 gestartet oder unterbrochen werden.
Wenn der Simulator 2 und der Simulator 4 an die Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 Daten übertragen, werden an die Daten zudem Zeitdaten angehängt. Dies ermöglicht, dass zu jeder Synchronisationszeit eine Synchronisation der Simulationen erfolgt, wodurch die Simulationen im Anwendersystem 100 mit einer Zeitsteuerung ermöglicht wird, die der in einer realen Umgebung nahekommt.
Somit ermöglicht die Simulationsvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform Simulationen, die dem Betrieb eines tatsächlichen Anwendersystems 100 nahekommen, wodurch die Genauigkeit der Fehlerbeseitigung des Programms für die programmierbare Steuerung und des Programms für die Bewegungssteuerung verbessert und der für die Erstellung des Programms für die programmierbare Steuerung und des Programms für die Bewegungssteuerung erforderliche Aufwand erheblich reduziert wird. Dies reduziert auch den Aufwand für die Inbetriebnahme des Anwendersystems vor Ort.
Zweite Ausführungsform
7 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer Konfiguration eines Anwendersystems 200 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Anwendersystem 200 umfasst neben den in 1 dargestellten Komponenten des Anwendersystems 100 eine Eingabeeinheit 105 und eine Ausgabeeinheit 106. Die Eingabeeinheit 105 und die Ausgabeeinheit 106 sind mit der programmierbaren Steuerung 104 verbunden. Die Eingabeeinheit 105 gibt in die programmierbare Steuerung 104 ein Eingabesignal ein. Die programmierbare Steuerung 104 gibt an die Ausgabeeinheit 106 ein Ausgabesignal aus.
Die Eingabeeinheit 105 weist eine Bedientaste 107, die zum Starten des Betriebs des Anwendersystems 200 gedrückt wird, und eine Stopptaste 108 auf, die zum Stoppen des Anwendersystems 200 gedrückt wird. Die Ausgabeeinheit 106 umfasst eine Normalzustandslampe 109, die eingeschaltet ist, wenn sich das Anwendersystem 200 in einem Normalzustand befindet, und eine Anomaliezustandslampe 110, die eingeschaltet ist, wenn sich das Anwendersystem 200 in einem Anomaliezustand befindet.
8 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer funktionellen Konfiguration einer Simulationsvorrichtung 20 gemäß der zweiten Ausführungsform. Die Simulationsvorrichtung 20 ist eine Vorrichtung, die den Betrieb des Anwendersystems 200 simuliert. Die Simulationsvorrichtung 20 umfasst ein Entwicklereinstellwerkzeug 1 für die programmierbare Steuerung 104, bei dem es sich um eine erste Einstelleinheit handelt, einen Simulator 2-1 für die programmierbare Steuerung 104, der eine erste Simulationseinheit ist, ein Entwicklereinstellwerkzeug 3 für die Bewegungssteuerung 103, das eine zweite Einstelleinheit ist, einen Simulator 4-1 für die Bewegungssteuerung 103, der eine zweite Simulationseinheit ist, die Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 und die Verknüpfungsfunktionsverarbeitungseinheit 6. Komponenten, die die gleichen Funktionen wie bei der Simulationsvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform haben, sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in 2 versehen, und deren Beschreibung wird nicht wiederholt. Die Hardwarekonfiguration zur Implementierung der Funktionen der Simulationsvorrichtung 20 gemäß der zweiten Ausführungsform mit Hilfe eines Computers ist die gleiche wie in 3.
Der Simulator 2-1 umfasst neben den Komponenten des Simulators 2 eine Simulationseinheit für externe Eingabe-/Ausgabedaten 24. Die Simulationseinheit für externe Eingabe-/Ausgabedaten 24 erzeugt ein Simulationssignal, das externe Eingabe-/Ausgabedaten für eine mit der programmierbaren Steuerung 104 verbundene externe Einheit durch Ausführen eines vom Anwender erstellten Programms zur Simulation von externen Eingabe-/Ausgabedaten simuliert und das erzeugte Simulationssignal ausgibt. Konkret gibt die Simulationseinheit für externe Eingabe-/Ausgabedaten 24 ein Simulationseingabesignal aus, das ein Eingabesignal der Eingabeeinheit 105 simuliert, und gibt ferner ein Simulationsausgabesignal aus, das ein Ausgabesignal an die Ausgabeeinheit 106 simuliert.
Der Simulator 4-1 umfasst neben den Komponenten des Simulators 4 eine Simulationseinheit für externe Eingabe-/Ausgabedaten 44. Die Simulationseinheit für externe Eingabe-/Ausgabedaten 44 simuliert externe Eingabe-/Ausgabedaten für eine mit der Bewegungssteuerung 103 verbundene externe Einheit, indem sie ein anwenderdefiniertes Programm zur Simulation von externen Eingabe-/Ausgabedaten ausführt, das sich von dem oben beschriebenen Programm unterscheidet, und gibt das Simulationsergebnis aus. Wenn eine externe Einheit, wie beispielsweise eine Sensoreinheit, die in 7 nicht dargestellt ist, mit der Bewegungssteuerung 103 verbunden ist, erzeugt die Simulationseinheit für externe Eingabe-/Ausgabedaten 44 ein Simulationssignal, das ein Sensorsignal, bei dem es sich um externe Eingabe-/Ausgabedaten handelt, simuliert und gibt das erzeugte Simulationssignal aus.
9 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung der Funktionsweise der Simulationsvorrichtung 20 gemäß der zweiten Ausführungsform. Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 9 ein Fall beschrieben, bei dem die Simulationsvorrichtung 20 während der Simulation des Anwendersystems 200 externe Eingabe-/Ausgabedaten für eine mit der programmierbaren Steuerung 104 verbundene externe Einheit simuliert.
Es wird davon ausgegangen, dass sowohl der Simulator 2-1 als auch der Simulator 4-1 gestartet wurden. Zunächst führt die Steuerungsberechnungsverarbeitungseinheit 22 das Programm für die programmierbare Steuerung aus, um die programmierbare Steuerung 104 zu simulieren (Schritt S401). Wenn die Simulation durchgeführt wird, werden die von der Steuerungsberechnungsverarbeitungseinheit 22 berechneten Daten in die Datenverwaltungseinheit 23 geschrieben. Die Simulationseinheit für externe Eingabe-/Ausgabedaten 24 überwacht die in die Datenverwaltungseinheit 23 geschriebenen und aktualisierten Daten. Wenn die in die Datenverwaltungseinheit 23 als Ergebnis der Simulation der programmierbaren Steuerung 104 geschriebenen und aktualisierten Daten zu Daten werden, die einem Eingabesignal von der Eingabeeinheit 105 entsprechen, das den Start des Betriebs anzeigt (Schritt S402), führt die Simulationseinheit für externe Eingabe-/Ausgabedaten 24 das Programm zur Simulation der externen Eingabe-/Ausgabedaten aus, um ein Simulationseingabesignal zu erzeugen, das das Eingabesignal der Eingabeeinheit 105 simuliert, das den Start des Betriebs anzeigt, und gibt das Simulationseingabesignal aus (Schritt S403). In einem realen System entspricht Schritt S403 der Ausgabe eines Eingabesignals, das den Start des Betriebs der programmierbaren Steuerung 104 durch die Eingabeeinheit 105 anzeigt, wenn die Bedientaste 107 der Eingabeeinheit 105 gedrückt wird. Danach überträgt der Simulator 2-1 das von der Simulationseinheit für externe Eingabe-/Ausgabedaten 24 ausgegebene Simulationseingabesignal über die Kommunikationsschnittstelle 25 an die Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 (Schritt S404).
Das an die Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 übertragene Simulationseingabesignal wird über die Kommunikationsschnittstelle 51 in der Datenspeichereinheit 52 gespeichert. Anschließend bezieht der Simulator 4-1 das in der Datenspeichereinheit 52 gespeicherte Simulationseingabesignal über die Kommunikationsschnittstelle 45 (Schritt S405). Bei einem realen System entspricht der Bezug des Simulationseingabesignals durch den Simulator 4-1 in Schritt S405 dem Erhalt einer Betriebsstartanweisung der programmierbaren Steuerung 104 an der Bewegungssteuerung 103.
Die Steuerungsberechnungsverarbeitungseinheit 42 simuliert dann die Bewegungssteuerung 103, indem sie das Programm für die Bewegungssteuerung gemäß dem von dem Simulator 4-1 bezogenen Simulationseingabesignal ausführt (Schritt S406). Im realen System entspricht diese Simulation beispielsweise einem Vorgang an der Bewegungssteuerung 103, der an den Servoverstärker 102 eine Positionsanweisung zum Bewegen einer Welle ausgibt, die sich auf die von der programmierbaren Steuerung 104 erhaltene Betriebsstartanweisung bezieht. Wenn die Welle an die bei der Simulation in Schritt S406 festgelegte Position bewegt wurde, schreibt die Steuerungsberechnungsverarbeitungseinheit 42 in die Datenverwaltungseinheit 43 ein Bewegungsvollzugssignal. Der Simulator 4-1 überträgt das in die Datenverwaltungseinheit 43 geschriebene Bewegungsvollzugssignal über die Kommunikationsschnittstelle 45 an die Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 (Schritt S407).
Das an die Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 übertragene Bewegungsvollzugssignal wird über die Kommunikationsschnittstelle 51 in der Datenspeichereinheit 53 gespeichert. Anschließend bezieht der Simulator 2-1 das in der Datenspeichereinheit 53 gespeicherte Bewegungsvollzugssignal über die Kommunikationsschnittstelle 25 (Schritt S408). Die Simulationseinheit für externe Eingabe-/Ausgabedaten 24 führt das Programm zur Simulation der externen Eingabe-/Ausgabedaten aus, um ein Simulationsausgabesignal zu erzeugen, das ein Ausgabesignal der programmierbaren Steuerung 104 an die Ausgabeeinheit 106 simuliert, das anzeigt, dass die Bewegung normal abgeschlossen ist, und gibt dann das erzeugte Simulationsausgabesignal aus (Schritt S409). Bei einem realen System entspricht Schritt S409 der Ausgabe eines Ausgabesignals der programmierbaren Steuerung 104 an die Ausgabeeinheit 106, das anzeigt, dass eine Bewegung normal abgeschlossen ist. Es wird darauf hingewiesen, dass nach dem Empfangen des Ausgabesignals, das anzeigt, dass die Bewegung normal abgeschlossen ist, die Ausgabeeinheit 106 die Normalzustandslampe 109 einschaltet.
Oben wurde ein Fall beschrieben, bei dem die Simulationseinheit für externe Eingabe-/Ausgabedaten 24 während der Simulation des Anwendersystems 200 die externen Eingabe-/Ausgabedaten für eine mit der programmierbaren Steuerung 104 verbundene externe Einheit simuliert. Wenn eine externe Einheit, wie beispielsweise eine Sensoreinheit, mit der Bewegungssteuerung 103 verbunden ist, kann die Simulationseinheit für externe Eingabe-/Ausgabedaten 44 ein Simulationssignal erzeugen und ausgeben, das externe Eingabe-/Ausgabedaten, wie beispielsweise ein Sensorsignal, simuliert, sodass die programmierbare Steuerung 104 simuliert, indem das Simulationssignal über die Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 verwendet wird.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Simulationseinheit für externe Eingabe-/Ausgabedaten 44 nicht erforderlich ist, wenn nur externe Eingabe-/Ausgabedaten für eine mit der programmierbaren Steuerung 104 verbundene externe Einheit simuliert werden, und die Simulationseinheit für externe Eingabe-/Ausgabedaten 24 nicht erforderlich ist, wenn nur externe Eingabe-/Ausgabedaten für eine mit der Bewegungssteuerung 103 verbundene externe Einheit simuliert werden. Somit muss die Simulationsvorrichtung 20 nicht unbedingt sowohl die Simulationseinheit für externe Eingabe-/Ausgabedaten 24 als auch die Simulationseinheit für externe Eingabe-/Ausgabedaten 44 umfassen.
Wie vorstehend beschrieben wurde, erzeugt die Simulationsvorrichtung 20 gemäß der zweiten Ausführungsform ein Simulationssignal, das externe Eingabe-/Ausgabedaten für eine mit der programmierbaren Steuerung 104 oder der Bewegungssteuerung 103 verbundene externe Einheit simuliert, wobei das Simulationssignal über die Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 von zwei Simulatoren verwendet werden kann, wodurch eine Simulation möglich ist, die dem Betrieb des realen Anwendersystems 200 nahe kommt.
Dritte Ausführungsform
Eine funktionelle Konfiguration der Simulationsvorrichtung 10 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 2 dargestellt. In einer Umgebung, in der der Simulator 2 und der Simulator 4 über die Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 der Simulationsvorrichtung 10 verbunden sind, werden auf der Anzeigevorrichtung 204, wenn bei einem der Simulatoren ein Fehler auftritt, ein Einstellungseingabenanzeigebild für das Anwenderprogramm oder die Parameter des anderen Simulators, der die Ursache des Fehlers ist, angezeigt.
Konkret wird an der Anzeigevorrichtung 204, wenn bei der vom Simulator 4 durchgeführten Simulation der Bewegungssteuerung 103 ein Fehler auftritt, das Einstellungseingabenanzeigebild für das Programm für die programmierbare Steuerung oder das Einstellungseingabenanzeigebild für die Parameter der Simulation der programmierbaren Steuerung 104, die die Ursache des Fehlers ist, angezeigt. Der Betrieb der Simulationsvorrichtung 10 bei diesem Prozess wird anhand der 2, 10 und 11 erläutert. 10 zeigt ein Flussdiagramm, das die Funktionsweise der Simulationsvorrichtung 10 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. 11 zeigt eine schematische Darstellung von Anzeigebildern der Anzeigevorrichtung 204 gemäß der dritten Ausführungsform.
Es wird davon ausgegangen, dass sowohl der Simulator 2 als auch der Simulator 4 gestartet wurden. Zunächst tritt als Ergebnis der Simulation der Bewegungssteuerung 103 durch den Simulator 4 ein Fehler auf (Schritt S501). Dabei wird davon ausgegangen, dass die Fehlerursache die Einstellung der Parameter, auf denen die Simulation der programmierbaren Steuerung 104 basiert, oder das Programm für die programmierbare Steuerung ist.
Der Simulator 4 benachrichtigt das Entwicklereinstellwerkzeug 3 über Fehlerinformationen, bei denen es sich um Informationen über den Fehler handelt, und die Ausführungsergebnisanzeigeeinheit 32, die die Fehlerinformationen über die Kommunikationsschnittstelle 33 empfangen hat, zeigt an der Anzeigevorrichtung 204 ein wie in 11 dargestelltes Ausgabenanzeigebild 901 an, das die Fehlerinformationen wiedergibt (Schritt S502). Der Ausgabenanzeigebild 901 zeigt einen Fehlercode zur Identifizierung des Fehlers an, der während der Simulation der Bewegungssteuerung 103 aufgetreten ist.
Es wird darauf hingewiesen, dass, wenn ein Fehlercode in einer Weise ausgewählt wird, dass der Anwender mit der Eingabevorrichtung 205 wie beispielsweise einer Maus auf das Ausgabenanzeigebild 901 klickt (Schritt S503), das Entwicklereinstellwerkzeug 3 die Auswahl empfängt und den Simulator 4 veranlasst, den Fehlercode an die Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 zu übertragen (Schritt S504). Der übertragene Fehlercode wird in der Datenspeichereinheit 53 gespeichert. Der Simulator 2 bezieht anschließend den in der Datenspeichereinheit 53 gespeicherten Fehlercode (Schritt S505) und sendet den bezogenen Fehlercode an das Entwicklereinstellwerkzeug 1.
Es wird darauf hingewiesen, dass das Entwicklereinstellwerkzeug 1 im Speicher 202 eine Korrespondenzbeziehung zwischen einem Fehlercode und einem Identifikator des Einstellungseingabenanzeigebildes für die Parameter zur Simulation der programmierbaren Steuerung 104, die die Ursache für den durch den Fehlercode identifizierten Fehler ist, oder einem Identifikator des Einstellungseingabenanzeigebildes für das Programm für die programmierbare Steuerung, die die Ursache für den durch den Fehlercode identifizierten Fehler ist, in Form einer Tabelle oder dergleichen speichert. Daher zeigt die Einstellungsbearbeitungsanzeigeeinheit 11 des Entwicklereinstellwerkzeugs 1, wie in 11 dargestellt ist, auf der Anzeigevorrichtung 204 das Einstellungseingabenanzeigebild 902 für die Parameter zur Simulation der programmierbaren Steuerung 104 oder das Programm für die programmierbare Steuerung, die die Ursache für das Auftreten von Fehlern sind, auf Basis des bezogenen Fehlercodes und der Korrespondenzbeziehung an (Schritt S506).
Ebenso können auf der Anzeigevorrichtung 204 bei Auftreten eines Fehlers während der vom Simulator 2 durchgeführten Simulation der programmierbaren Steuerung 104 das Einstellungseingabenanzeigebild für das Programm für die Bewegungssteuerung oder das Einstellungseingabenanzeigebild für die Parameter zur Simulation der Bewegungssteuerung 103, die die Ursache des Fehlers ist, angezeigt werden. Der Betrieb der Simulationsvorrichtung 10 in diesem Prozess wird anhand der 2 und 12 erläutert. 12 zeigt ein Flussdiagramm, das einen alternativen Betrieb der Simulationsvorrichtung 10 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Es wird davon ausgegangen, dass sowohl der Simulator 2 als auch der Simulator 4 gestartet wurden. Zunächst tritt als Ergebnis der Simulation der programmierbaren Steuerung 104 durch den Simulator 2 ein Fehler auf (Schritt S601). Dabei wird davon ausgegangen, dass die Fehlerursache die Einstellung der Parameter, auf denen die Simulation der Bewegungssteuerung 103 basiert, oder das Programm für die Bewegungssteuerung ist.
Der Simulator 2 benachrichtigt das Entwicklereinstellwerkzeug 1 über Fehlerinformationen, die Informationen über Fehler sind, und die Ausführungsergebnisanzeigeeinheit 12, die die Fehlerinformationen über die Kommunikationsschnittstelle 13 empfangen hat, und zeigt auf der Anzeigevorrichtung 204 ein Ausgabenanzeigebild mit den Fehlerinformationen an (Schritt S602). Das auf der Anzeigevorrichtung 204 angezeigte Ausgabenanzeigebild zeigt einen Fehlercode zur Identifizierung des Fehlers an, der während der Simulation der programmierbaren Steuerung 104 aufgetreten ist.
Es wird darauf hingewiesen, dass, wenn ein Fehlercode in einer Weise ausgewählt wird, dass der Anwender mit der Eingabevorrichtung 205 wie beispielsweise einer Maus auf das Ausgabenanzeigebild klickt (Schritt S603), das Entwicklereinstellwerkzeug 1 die Auswahl empfängt und den Simulator 2 veranlasst, den Fehlercode an die Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 zu übertragen (Schritt S604). Der übertragene Fehlercode wird in der Datenspeichereinheit 52 gespeichert. Der Simulator 4 bezieht dann den in der Datenspeichereinheit 52 gespeicherten Fehlercode (Schritt S605) und sendet den bezogenen Fehlercode an das Entwicklereinstellwerkzeug 3.
Es wird darauf hingewiesen, dass das Entwicklereinstellwerkzeug 3 im Speicher 202 eine Korrespondenzbeziehung zwischen einem Fehlercode und einem Identifikator des Einstellungseingabenanzeigebildes für die Parameter zur Simulation der Bewegungssteuerung 103, die die Ursache des durch den Fehlercode identifizierten Fehlers sind, oder einem Identifikator des Einstellungseingabenanzeigebildes für das Programm für die Bewegungssteuerung, das die Ursache des durch den Fehlercode identifizierten Fehlers ist, in Form einer Tabelle oder dergleichen speichert. Somit zeigt die Einstellungsbearbeitungsanzeigeeinheit 31 des Entwicklereinstellwerkzeugs 3 auf der Anzeigevorrichtung 204 das Einstellungseingabenanzeigebild für die Parameter zur Simulation der Bewegungssteuerung 103 oder das Programm für die Bewegungssteuerung, die die Ursache für das Auftreten von Fehlern sind, auf Basis des bezogenen Fehlercodes und der Korrespondenzbeziehung an (Schritt S606).
Es wird darauf hingewiesen, dass die Simulationsvorrichtung 10 gemäß der dritten Ausführungsform sowohl den unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 10 erläuterten Ablauf als auch den unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 12 erläuterten Ablauf oder nur einen der Abläufe ausführen kann.
Wie vorstehend beschrieben wurde, kann der Anwender mit der Simulationsvorrichtung 10 gemäß der dritten Ausführungsform, wenn ein Fehler in einem der Simulatoren auftritt, die Ursache des Auftretens des Fehlers identifizieren, wobei das Einstellungseingabenanzeigebild für ein Anwenderprogramm oder für Parameter des anderen Simulators, der die Ursache des Fehlers darstellt, einfach dargestellt wird, wodurch die zur Programmkorrektur erforderliche Zeit und der zur Programmkorrektur erforderliche Aufwand reduziert werden und eine schnelle Beseitigung der Fehlerursache ermöglicht wird.
Es wird darauf hingewiesen, dass das bei der dritten Ausführungsform erläuterte Anzeigen des Einstellungseingabenanzeigebildes für das Anwenderprogramm oder die Parameter des anderen Simulators, der die Fehlerquelle bildet, an der Anzeigevorrichtung 204, wenn in einem der Simulatoren ein Fehler auftritt, selbstverständlich auf die Simulationsvorrichtung 20 von 8 anwendbar ist.
Vierte Ausführungsform
Bei der Beschreibung der ersten bis dritten Ausführungsform simuliert die Simulationsvorrichtung 10 bzw. die Simulationsvorrichtung 20 den Betrieb des in den 1 bzw. 7 dargestellten Anwendersystems, das eine programmierbare Steuerung 104 und eine Bewegungssteuerung 103 aufweist. Die Konfiguration des zu simulierenden Anwendersystems ist jedoch nicht auf die obige Beschreibung beschränkt. Insbesondere kann ein Anwendersystem mehrere programmierbare Steuerungen und mehrere Bewegungssteuerungen enthalten. Auch eine Simulationsvorrichtung, die den Betrieb eines solchen Anwendersystems simuliert, ist mit der Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 und der Verknüpfungsfunktionsverarbeitungseinheit 6 ausgestattet.
13 zeigt ein Blockschaltbild, das eine funktionelle Konfiguration einer Simulationsvorrichtung 30 gemäß einer vierten Ausführungsform darstellt. Die Simulationsvorrichtung 30 simuliert ein Anwendersystem mit einer programmierbaren Steuerung und zwei Bewegungssteuerungen. Die Simulationsvorrichtung 30 umfasst ein Entwicklereinstellwerkzeug 1 für die programmierbare Steuerung, bei dem es sich um eine erste Einstellungseinheit handelt, einen Simulator 2 für die programmierbare Steuerung, der eine erste Simulationseinheit ist, ein Entwicklereinstellwerkzeug 3 für die erste Bewegungssteuerung, das eine zweite Einstellungseinheit ist, einen Simulator 4 für die erste Bewegungssteuerung, der eine zweite Simulationseinheit ist, ein Entwicklereinstellwerkzeug 7 für die zweite Bewegungssteuerung, das eine dritte Einstellungseinheit ist, einen Simulator 8 für die zweite Bewegungssteuerung, der eine dritte Simulationseinheit ist, die Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 und die Verknüpfungsfunktionsverarbeitungseinheit 6. Da die Simulationsvorrichtung 30 auch mit der Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 und der Verknüpfungsfunktionsverarbeitungseinheit 6 ausgestattet ist, werden ähnliche Wirkungen wie bei der ersten bis dritten Ausführungsform hervorgebracht.
Daten des Simulators 2, des Simulators 4 und des Simulators 8 können in einen Speicherbereich der Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 geschrieben werden, und der Simulator 2, der Simulator 4 und der Simulator 8 können Daten aus dem Speicherbereich der Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 lesen. Die Verknüpfungsfunktionsverarbeitungseinheit 6 passt eine Verknüpfungsfunktion des Simulators 2, des Simulators 4 und des Simulators 8 an und führt eine Steuerung wie beispielsweise die Reservierung des Speicherbereichs in der Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 aus.
Wenn das Entwicklereinstellwerkzeug 7 ein Einstellwerkzeug für eine computergestützte Konstruktion (CAD) der Maschinenkonfiguration des Anwendersystems ist und der Simulator 8 ein Simulator für eine CAD ist, kann die Simulation der CAD mit den Simulationen der programmierbaren Steuerung und der Bewegungssteuerungen verknüpft werden. Auch in diesem Fall werden durch die Bereitstellung der Einheit für gemeinsam genutzte Daten 5 und der Verknüpfungsfunktionsverarbeitungseinheit 6 ähnliche Wirkungen wie bei der ersten bis dritten Ausführungsform hervorgebracht.
Die in den obigen Ausführungsformen dargestellten Konfigurationen sind Beispiele für einen Aspekt der vorliegenden Erfindung, und sie können mit anderen bekannten Technologien kombiniert oder teilweise weggelassen oder geändert werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Bezugszeichenliste

1, 3, 7: Entwicklereinstellwerkzeug;
2, 4, 2-1, 4-1, 8: Simulator;
5: Einheit für gemeinsam genutzte Daten;
6: Verknüpfungsfunktionsverarbeitungseinheit;
10,20,30: Simulationsvorrichtung;
11,31: Einstellungsbearbeitungsanzeigeeinheit;
12,32: Ausführungsergebnisanzeigeeinheit;
13, 25, 33, 45, 51: Kommunikationsschnittstelle;
21, 41: Einstelldatenspeichereinheit;
22,42: Steuerungsberechnungsverarbeitungseinheit;
23, 43: Datenverwaltungseinheit;
24, 44: Simulationseinheit für externe Eingabe-/Ausgabedaten;
52,53: Datenspeichereinheit;
100,200: Anwendersystem;
101: Servomotor;
102: Servoverstärker;
103: Bewegungssteuerung;
104: programmierbare Steuerung;
105: Eingabeeinheit;
106: Ausgabeeinheit;
107: Bedientaste;
108: Stopptaste;
109: Normalzustandslampe;
110: Anomaliezustandslampe;
201: CPU;
202: Speicher;
203: Speichervorrichtung;
204: Anzeigevorrichtung;
205: Eingabevorrichtung;
901: Ausgabenanzeigebild;
902: Einstellungseingabenanzeigebild.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2004259112 [0005]

Claims

Simulationsvorrichtung, die aufweist: eine erste Simulationseinheit zum Simulieren eines Ablaufs, der von einer programmierbaren Steuerung einem ersten Programm gemäß ausgeführt wird, eine zweite Simulationseinheit zum Simulieren eines Ablaufs, der von einer Bewegungssteuerung einem zweiten Programm gemäß ausgeführt wird, und eine Einheit für gemeinsam genutzte Daten, in die und aus der die erste Simulationseinheit und die zweite Simulationseinheit Daten schreiben und lesen können.
Simulationsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Simulationseinheit und die zweite Simulationseinheit zu jeder Synchronisationszeit ein Berechnungsergebnis an die Einheit für gemeinsam genutzte Daten übertragen.
Simulationsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die erste Simulationseinheit und die zweite Simulationseinheit an das Berechnungsergebnis Zeitdaten anhängen und das Berechnungsergebnis an die Einheit für gemeinsam genutzte Daten zusammen mit den Zeitdaten übertragen.
Simulationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Simulationseinheit eine Simulationseinheit für externe Eingabe-/Ausgabedaten umfasst, um ein Simulationssignal zu erzeugen, das externe Eingabe-/Ausgabedaten für eine mit der programmierbaren Steuerung verbundene externe Einheit simuliert.
Simulationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die zweite Simulationseinheit eine Simulationseinheit für externe Eingabe-/Ausgabedaten umfasst, um ein Simulationssignal zu erzeugen, das externe Eingabe-/Ausgabedaten für eine mit der Bewegungssteuerung verbundene externe Einheit simuliert.
Simulationsvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner aufweist: eine erste Einstellungseinheit zur Unterstützung bei einer Erstellung des ersten Programms und zum Starten der ersten Simulationseinheit, und eine zweite Einstellungseinheit zur Unterstützung bei einer Erstellung des zweiten Programms und zum Starten der zweiten Simulationseinheit.
Simulationsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die zweite Einstellungseinheit, wenn während einer von der zweiten Simulationseinheit ausgeführten Simulation eines Betriebs der Bewegungssteuerung ein Fehler auftritt, der durch einen Parameter für die Simulation des Betriebs der programmierbaren Steuerung oder durch das erste Programm verursacht wird, an einer Anzeigevorrichtung einen Fehlercode anzeigt, der den Fehler identifiziert, und wenn die zweite Einstellungseinheit den Fehlercode empfängt, die erste Einstellungseinheit, die den Fehlercode über die Einheit für gemeinsam genutzte Daten bezieht, an der Anzeigevorrichtung anschließend ein Einstellungseingabenanzeigebild für die Parameter oder für das erste Programm, die mit dem Fehlercode verknüpft sind, anzeigt.
Simulationsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die erste Einstellungseinheit, wenn während einer von der ersten Simulationseinheit ausgeführten Simulation eines Betriebs der programmierbaren Steuerung ein Fehler auftritt, der durch einen Parameter für die Simulation des Betriebs der Bewegungssteuerung oder durch das zweite Programm verursacht wird, an einer Anzeigevorrichtung einen Fehlercode anzeigt, der den Fehler identifiziert, und wenn die erste Einstellungseinheit den Fehlercode empfängt, die zweite Einstellungseinheit, die den Fehlercode über die Einheit für gemeinsam genutzte Daten bezieht, an der Anzeigevorrichtung anschließend ein Einstellungseingabenanzeigebild für die Parameter oder für das zweite Programm, die mit dem Fehlercode verknüpft sind, anzeigt.