JP2014049047A - Monitoring system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、機械装置の監視システムに関する。 The present invention relates to a monitoring system for a mechanical device.
産業用機器などの機械装置の制御用のプログラムの開発では、ブロック線図やラダー言語やシーケンシャル・ファンクション・チャートなどの制御内容の図的な表現が可能な言語が使用されることが多い。さらに本出願人は特許文献1において、プログラム開発効率の向上を目指し、図的なプログラミング言語を使用した編集技術を提案している。
In the development of programs for controlling machine devices such as industrial equipment, languages that can graphically represent control content such as block diagrams, ladder languages, and sequential function charts are often used. Furthermore, the present applicant has proposed an editing technique using a graphical programming language in
また、特許文献2には、火力・原子力等の大規模プラントにおいて、様々な変数の関係をニューラルネットで示した上で図的に評価する技術が開示されている。特許文献2に記載の技術は、ニューラルネットにおけるリンクの重み係数値の変化をリンクの太さ・色・線種等で図的に評価し、プラントの状態変化を表示する手段を有する。
制御用のプログラムの開発の過程で、実機によるテストの結果、制御の不具合等によりある内部変数の値が異常な値を示すことがある。また、プログラム内部や外部のバグにより、想定外の動作が生じることもある。これらの場合、一般的にはプログラムの内部変数を一つ一つ登録し、時間軸でのグラフ表示を行うことによって値の変化を追う必要がある。したがって、現象の特定に時間がかかる。 In the process of developing a control program, the value of an internal variable may show an abnormal value due to a control failure or the like as a result of a test using an actual machine. Also, unexpected behavior may occur due to bugs inside or outside the program. In these cases, it is generally necessary to register the internal variables of the program one by one and follow the change in value by displaying a graph on the time axis. Therefore, it takes time to identify the phenomenon.
特許文献2に記載の技術では、プラントの運転履歴のデータから情報が抽出され、抽出された情報に基づき状態変化が図的に表示される。この技術を使用してプラントの運転状態を解析しようとする場合、まず比較的長期間プラントを動作させて履歴データを蓄積する必要がある。したがって、特許文献2に記載の技術は上記課題の解決に資するものではない。
In the technique described in
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、機械装置の制御内容を表す制御データを使用して機械装置を制御するときの制御状態をより容易に把握できる技術の提供にある。 The present invention has been made in view of these problems, and its purpose is to provide a technique that can more easily grasp the control state when controlling the mechanical device using control data representing the control content of the mechanical device. is there.
本発明のある態様は監視システムに関する。この監視システムは、機械装置を制御する装置制御部と、装置制御部における制御内容を表す制御データを、制御内容を構成する処理単位に対応する図形要素を使用してディスプレイに表示させる表示制御部と、制御内容が少なくとも2つの内部変数に基づいて別の内部変数を演算する処理を含む場合、装置制御部が機械装置を制御しているときの少なくとも2つの内部変数について、そのそれぞれが別の内部変数に寄与する度合いの比較結果を取得する比較結果取得部と、を備える。表示制御部は、装置制御部が機械装置を制御しているときに、比較結果に基づいて少なくとも2つの内部変数に対応する図形要素の表示態様を変更する。 One embodiment of the present invention relates to a monitoring system. This monitoring system includes a device control unit that controls a mechanical device, and a display control unit that displays control data representing control content in the device control unit on a display using graphic elements corresponding to processing units constituting the control content. When the control content includes a process of calculating another internal variable based on at least two internal variables, each of the at least two internal variables when the device control unit controls the mechanical device is different. A comparison result acquisition unit that acquires a comparison result of the degree of contribution to the internal variable. The display control unit changes the display mode of the graphic elements corresponding to at least two internal variables based on the comparison result when the device control unit is controlling the mechanical device.
この態様によると、装置制御部が機械装置を制御しているときに、内部変数に関する比較結果に基づいた図形要素の表示が実現される。 According to this aspect, when the device control unit controls the mechanical device, display of the graphic element based on the comparison result regarding the internal variable is realized.
本発明の別の態様は、監視システムである。この監視システムは、機械装置を制御する装置制御部と、装置制御部における制御内容を表す制御データを、制御内容を構成する処理単位に対応する図形要素を使用してディスプレイに表示させる表示制御部と、を備える。表示制御部は、装置制御部が機械装置を制御しているときの制御内容に含まれる内部変数が予め設定された範囲から外れる場合、装置制御部が機械装置を制御しているときに、内部変数に対応する図形要素を強調してディスプレイに表示させる。 Another aspect of the present invention is a monitoring system. This monitoring system includes a device control unit that controls a mechanical device, and a display control unit that displays control data representing control content in the device control unit on a display using graphic elements corresponding to processing units constituting the control content. And comprising. When the internal control included in the control content when the device control unit is controlling the mechanical device is out of the preset range, the display control unit is controlled when the device control unit is controlling the mechanical device. The graphic element corresponding to the variable is highlighted and displayed on the display.
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を装置、方法、システム、コンピュータプログラム、コンピュータプログラムを格納した記録媒体などの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above-described constituent elements, or those obtained by replacing the constituent elements and expressions of the present invention with each other between apparatuses, methods, systems, computer programs, recording media storing computer programs, and the like are also included in the present invention. It is effective as an embodiment of
本発明によれば、機械装置の制御内容を表す制御データを使用して機械装置を制御するときの制御状態をより容易に把握できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the control state when controlling a mechanical apparatus using the control data showing the control content of a mechanical apparatus can be grasped | ascertained more easily.
以下、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。 Hereinafter, the same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated description is appropriately omitted.
図1は、実施の形態に係る監視システム2を説明するための模式図である。監視システム2はホストコンピュータ10とターゲットCPUボード100とを備える。
ホストコンピュータ10はターゲットCPUボード100から送られてくるデータを確認するためのPC(Personal Computer)であり、ターゲットCPUボード100とイーサネット(Ethernet、登録商標)ケーブルやRS232ケーブルなどの通信ケーブル4を介して接続される。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a
The
ターゲットCPU(central processing unit)ボード100は制御用のソースプログラムを保持しており、そのソースプログラムによって表される制御内容を実行することにより産業用機器などの機械装置102を制御する。ターゲットCPUボード100は例えばマイコンボードである。ターゲットCPUボード100は例えば機械装置102の操作量を演算して機械装置102に送信し、機械装置102からの応答を受信する。またターゲットCPUボード100は、機械装置102を制御しているときすなわちリアルタイムで、ソースプログラムに含まれる内部変数についての比較演算を実行する。ターゲットCPUボード100は、通信ケーブル4を介して比較演算の結果をホストコンピュータ10に送信する。
A target CPU (central processing unit)
なお、本実施の形態では監視システム2はホストコンピュータ10とターゲットCPUボード100とを含み機械装置102を含まない場合について説明するが、他の実施の形態では、監視システムはホストコンピュータとターゲットCPUボードと機械装置とを含んでもよい。その場合、ターゲットCPUボードは機械装置の一部であってもよく、例えば産業用機器の組み込みシステムを構成してもよい。
In the present embodiment, the case where the
ユーザはホストコンピュータ10を使用して所望の制御内容を表す制御データを生成し、生成された制御データをホストコンピュータ10に保持させてもよい。ホストコンピュータ10は制御データの編集に際し、制御データを、処理単位に対応する図形要素を使用してディスプレイに表示させる。ホストコンピュータ10は制御データを、C言語などのテキストベースのプログラミング言語で記述されたソースプログラムに変換すなわちコンパイルする。
The user may use the
ホストコンピュータ10によって生成されたソースプログラムはそのまま、もしくはさらに機械語へ翻訳された後、ターゲットCPUボード100に実装され、様々な産業用機器の制御に利用される。
The source program generated by the
制御データは、ディスプレイにおける図形を用いた表示に適合した形式を有していてもよい。例えば制御データは、サーボ制御やフィードバック制御などのループを含む制御を好適に表せるブロック線図に対応するデータであってもよい。あるいはまた、制御データは、組み込みシステムのシーケンス制御を記述するのに好適なラダー図やシーケンシャル・ファンクション・チャートや特許文献1に記載される表現に対応するデータであってもよい。
The control data may have a format suitable for display using graphics on the display. For example, the control data may be data corresponding to a block diagram that can suitably represent control including loops such as servo control and feedback control. Alternatively, the control data may be data corresponding to a ladder diagram, a sequential function chart, or an expression described in
処理単位は、制御内容を構成する処理の単位であってもよく、特に処理の流れにおけるひとつの処理またはひとまとまりの処理であってもよい。例えば処理単位は、条件とそれに対する応答という処理の流れにおいては、条件や応答であってもよい。例えば処理単位は、入力とそれに対する出力という処理の流れにおいては、入力や出力であってもよい。例えば処理単位は、シーケンス制御の場合はシーケンスのステップであってもよく、ブロック線図の場合はブロックに対応する処理であってもよい。
あるいはまた、処理単位は制御データの内部変数であってもよく、または内部変数間の加算処理や減算処理であってもよい。
以下、制御データがブロック線図に対応するデータである場合について説明する。
The processing unit may be a unit of processing constituting the control content, and may be a single processing or a group of processing in the processing flow. For example, the processing unit may be a condition or a response in the processing flow of a condition and a response to the condition. For example, the processing unit may be input or output in the processing flow of input and output for the input. For example, the processing unit may be a sequence step in the case of sequence control, or may be a process corresponding to a block in the case of a block diagram.
Alternatively, the processing unit may be an internal variable of control data, or may be an addition process or a subtraction process between internal variables.
Hereinafter, a case where the control data is data corresponding to the block diagram will be described.
実施の形態に係る監視システム2は、ターゲットCPUボード100による機械装置102の制御中にリアルタイムで、内部変数の大まかな状態をホストコンピュータ10のディスプレイに表示させる。特に、実施の形態に係る監視システム2は、制御データの特性や問題箇所を視覚的に判断できるようにするために、以下の2種類の表示をリアルタイムで行う。
(1)合流点について、支配的な入力と出力との関係を強調する。ブロック線図におけるアークの合流点において、少なくとも2つの入力値または中間値の和または差が1つの出力値または中間値となるので、この合流点の周りで値の大小を評価し、結果を図示する。
(2)予め設定したしきい値を超えているアークを強調する。機械装置102を動作させる前に、ホストコンピュータ10を使用して各アークに上下のしきい値を設定する。機械装置102の動作中に任意のアークに対応する内部変数が設定されたしきい値を上回ったまたは下回った場合、アークの色、アークの太さまたはアークの線種を変更することにより強調する。
The
(1) Emphasize the relationship between dominant input and output at the junction. Since the sum or difference of at least two input values or intermediate values becomes one output value or intermediate value at the arc confluence in the block diagram, the magnitude of the value is evaluated around this confluence and the result is illustrated. To do.
(2) Emphasize arcs that exceed a preset threshold. Prior to operating the
これにより、ユーザは、機械装置102の大まかな制御状態をリアルタイムで監視することができる。ユーザは、機械装置102に予期せぬ振る舞いが生じ始めるとそれが比較的大きくなる前に適切に対処することができる。
Thereby, the user can monitor the rough control state of the
図2は、図1のホストコンピュータ10の機能および構成を示すブロック図である。ここに示す各ブロックは、ハードウエア的には、コンピュータのCPUをはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウエア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウエア、ソフトウエアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、本明細書に触れた当業者には理解されるところである。
FIG. 2 is a block diagram showing functions and configuration of the
ホストコンピュータ10は、マウスやキーボードなどの入力装置12およびディスプレイ14と接続される。ホストコンピュータ10は不図示のインターネットなどのネットワークと接続されていてもよい。
ホストコンピュータ10は、制御データ編集部40と、コンパイル部44と、表示制御部42と、比較条件設定部50と、比較結果受信部52と、制御データ保持部16と、を備える。
The
The
制御データ編集部40は、入力装置12および表示制御部42と協働して、インタラクティブな制御データの編集を可能とする。制御データ編集部40は、ユーザから入力装置12を介して入力される入力情報に基づいて制御データを編集し、編集された制御データを制御データ保持部16に登録する。制御データの編集は、新たに制御データを生成することと、既存の制御データを例えば制御データ保持部16から呼び出して変更することと、を含む。制御データ編集部40においては、例えばMathWorks社が提供するMATLAB/Simulinkに使用されているブロック線図編集技術と同様のブロック線図編集技術が使用されてもよい。
あるいはまた、制御データ編集部40は、外部記憶装置やネットワーク(いずれも不図示)などから制御データを取得してもよい。
The control
Alternatively, the control
コンパイル部44は、ユーザからの要求に基づき、制御データ保持部16によって保持される制御データをソースプログラムに変換する。ソースプログラムは、ターゲットCPUボード100で実行可能な形式を有していてもよい。ブロック線図に対応する制御データをソースプログラムに変換する技術は公知である。
The compiling
表示制御部42は、ユーザからの要求に基づき、制御データ保持部16によって保持される制御データを、ブロックやアークなどの図形要素を使用してディスプレイ14に表示させる。
The
図3は、表示制御部42がディスプレイ14に表示させる例示的なブロック線図130を示す代表画面図である。図3に示されるブロック線図130は、サーボモータを位置指令(第1アーク132)・速度指令(第2アーク134)を用いたPD(Proportional Differential)制御で制御することを想定している。したがって、ブロック線図130に対応する制御データの内部変数は、入力として位置指令、速度指令およびサーボモータの位置応答(第3アーク136)を含み、出力としてサーボモータへの指令値(第4アーク138)を含む。
FIG. 3 is a representative screen diagram illustrating an exemplary block diagram 130 that the
ブロック線図130は、微分動作ブロック152と、位置比例動作ブロック154と、速度比例動作ブロック156と、位置指令値に対応し第1合流点158に入る第1アーク132と、速度指令値に対応し第2合流点160に入る第2アーク134と、位置応答値に対応し微分動作ブロック152に入る第3アーク136と、サーボモータへの指令値に対応し第3合流点162を始点とする第4アーク138と、第3アーク136から分岐点164で分かれて第1合流点158に入る第5アーク140と、位置比例動作ブロック154を始点とし第3合流点162に入る第6アーク142と、微分動作ブロック152を始点とし第2合流点160に入る第7アーク144と、速度比例動作ブロック156を始点とし第3合流点162に入る第8アーク146と、第2合流点160を始点とし速度比例動作ブロック156に入る第9アーク148と、第1合流点158を始点とし位置比例動作ブロック154に入る第10アーク150と、を有する。
The block diagram 130 shows a
第5アーク140、第6アーク142、第7アーク144、第8アーク146、第9アーク148、第10アーク150はそれぞれ制御データの第5内部変数、第6内部変数、第7内部変数、第8内部変数、第9内部変数、第10内部変数に対応する。第5内部変数は位置応答値と同じ値を有する。
The
第1合流点158は、第1アーク132に対応する位置指令値から第5アーク140に対応する第5内部変数を減算して第10アーク150に対応する第10内部変数を得る減算処理に対応する。第2合流点160は、第2アーク134に対応する速度指令値から第7アーク144に対応する第7内部変数を減算して第9アーク148に対応する第9内部変数を得る減算処理に対応する。第3合流点162は、第6アーク142に対応する第6内部変数と第8アーク146に対応する第8内部変数とを加算して第4アーク138に対応する指令値を得る加算処理に対応する。
The
図2に戻り、比較条件設定部50は、制御データの内部変数の比較に関する比較条件を設定する。比較条件設定部50は、比較条件の入力を受け付けるための画面をディスプレイ14に表示させ、ユーザがその画面に対応して入力装置12を介して入力した比較条件を取得する。比較条件は、内部変数の比較を実行する合流点である比較対象合流点を特定する比較対象合流点IDと、内部変数の比較を実行するアークである比較対象アークを特定する比較対象アークIDと、比較対象アークIDに関連する上限値および下限値と、を含む。比較条件設定部50は、取得された比較条件を、通信ケーブル4を介してターゲットCPUボード100に送信する。
Returning to FIG. 2, the comparison
比較結果受信部52は、比較対象合流点への入力となっている2つのアークに対応する2つの内部変数の間での、その合流点からの出力となっているアークに対応する内部変数への寄与の度合いの第1比較結果を、ターゲットCPUボード100から通信ケーブル4を介して受信する。この第1比較結果は、ターゲットCPUボード100が機械装置102を制御しているときにターゲットCPUボード100によってリアルタイムに演算される。
The comparison
第1比較結果は、比較対象合流点への入力となっている2つのアークに対応する2つの内部変数の絶対値または中間値の大小関係であってもよい。この場合、入力の内部変数の絶対値が大きいほど、その入力の内部変数が出力の内部変数に寄与する度合いは大きく、逆の場合も同様である。 The first comparison result may be a magnitude relationship between absolute values or intermediate values of two internal variables corresponding to two arcs that are input to the comparison target merge point. In this case, the greater the absolute value of the input internal variable, the greater the degree to which the input internal variable contributes to the output internal variable, and vice versa.
例えば比較対象合流点IDによって第3合流点162が特定される場合、第1比較結果は第6アーク142に対応する第6内部変数と第8アーク146に対応する第8内部変数との大小関係を含む。この大小関係は、第6内部変数が第8内部変数よりも非常に大きい場合は1、そうでない場合は0となる第1ビットと、第8内部変数が第6内部変数よりも非常に大きい場合は1、そうでない場合は0となる第2ビットと、からなる2ビットによって表されてもよい。
For example, when the
比較結果受信部52は、比較対象アークに対応する内部変数と比較対象アークに関連する上限値または下限値との第2比較結果を、ターゲットCPUボード100から通信ケーブル4を介して受信する。この第2比較結果は、ターゲットCPUボード100が機械装置102を制御しているときにターゲットCPUボード100によってリアルタイムに演算される。
The comparison
第2比較結果は、内部変数と上限値または下限値との大小関係であってもよい。例えば、比較対象アークIDによって第8アーク146が特定される場合、第2比較結果は第8内部変数と上限値または下限値との大小関係を含む。この大小関係は、第8内部変数が下限値から上限値までの範囲に入っている場合は0、そうでない場合は1となる1ビットによって表されてもよい。または、この大小関係は、第8内部変数が下限値を下回る場合は1、そうでない場合は0となる第1ビットと、第8内部変数が上限値を上回る場合は1、そうでない場合は0となる第2ビットと、からなる2ビットによって表されてもよい。
The second comparison result may be a magnitude relationship between the internal variable and the upper limit value or the lower limit value. For example, when the
表示制御部42は、比較結果受信部52によって受信された第1比較結果に基づいて比較対象合流点への入力となっている2つのアークの表示態様をリアルタイムで変更する。表示制御部42は、ターゲットCPUボード100が機械装置102を制御しているときに、比較対象合流点への入力となっている2つのアークのうち、対応する内部変数の絶対値または中間値がより大きい方のアークを強調してディスプレイ14に表示させる。例えば、表示制御部42は、より大きい方のアークの色やアークの太さやアークの線種を変更することにより強調する。
Based on the first comparison result received by the comparison
図4(a)〜(c)は、2入力1出力の合流点180について、内部変数間の比較による強調表示の態様を示す模式図である。図4(a)は一方の入力アーク182に対応する内部変数X1が、他方の入力アーク186に対応する内部変数X2よりも非常に大きい場合の合流点180周りの表示を示す。一方の入力アーク182は他方の入力アーク186よりも太い矢印によって表され、出力アーク190は一方の入力アーク182と同等の矢印で表される。
FIGS. 4A to 4C are schematic diagrams showing highlighting modes by comparison between internal variables for a
図4(b)は他方の入力アーク188に対応する内部変数X2が、一方の入力アーク184に対応する内部変数X1よりも非常に大きい場合の合流点180周りの表示を示す。他方の入力アーク188は一方の入力アーク184よりも太い矢印によって表され、出力アーク190は他方の入力アーク188と同等の矢印で表される。
FIG. 4B shows a display around the
図4(c)は内部変数X1と内部変数X2との大小関係がX1>>X2でもX1<<X2でもない場合、例えば内部変数X1と内部変数X2とが拮抗する場合の合流点180周りの表示を示す。この場合、合流点180については支配的な入出力関係を見出さないことを示すために、内部変数X1に対応する一方の入力アーク184、内部変数X2に対応する他方の入力アーク186、内部変数Yに対応する出力アーク192はいずれも同等の矢印で表される。すなわち、強調表示は行われない。内部変数X1に対応する一方の入力アーク184はX1<<X2(図4(b))のときのものと同一であり、内部変数X2に対応する他方の入力アーク186はX1>>X2(図(a))のときのものと同一である。
FIG. 4C shows a case where the magnitude relationship between the internal variable X1 and the internal variable X2 is neither X1 >> X2 nor X1 << X2, for example, around the
支配的な入力・出力が常時切り替わる等により、強調状態とそうでない状態とが頻度高く切り替わるような状況も容易に想定される。これに対応するため、表示制御部42は、例えば図4(a)の状態と図4(c)の状態とが所定の上限頻度よりも高い頻度で切り替わる場合、強調対象のアークすなわち内部変数X1に対応するアークおよび内部変数Yに対応するアークをそのような切り替わりが継続する間常時(すなわち中断無く)強調表示する。図4(b)の状態と図4(c)の状態とが上限頻度よりも高い頻度で切り替わる場合も同様である。図4(a)の状態と図4(b)の状態とが高頻度で切り替わる場合は統計的手法により常時強調表示する方のアークを選択してもよい。
A situation in which the emphasized state and the state that is not so frequently are easily switched because the dominant input / output is constantly switched or the like is easily assumed. To cope with this, for example, when the state of FIG. 4A and the state of FIG. 4C are switched at a frequency higher than a predetermined upper limit frequency, the
図5は、第1合流点158、第2合流点160および第3合流点162が比較対象合流点として指定された場合のブロック線図131を示す代表画面図である。図5に示されるブロック線図131は図3に示されるブロック線図130に対応する。図5に示されるブロック線図131を見ると、第1合流点158については、第5内部変数よりも位置指令値の方が支配的であるため、位置指令値に対応する第1アーク166および第10内部変数に対応する第10アーク168は太い矢印で示される。第2合流点160については、速度指令値よりも第7内部変数の方が支配的であるため、第7内部変数に対応する第7アーク170および第9内部変数に対応する第9アーク172は太い矢印で示される。第3合流点162については、第6内部変数よりも第8内部変数の方が支配的であるため、第8内部変数に対応する第8アーク174およびサーボモータへの指令値に対応する第4アーク176は太い矢印で示される。
このように、本実施の形態によると、ある時点での支配的な入力と出力との関係が視覚的に表現される。
FIG. 5 is a representative screen diagram showing a block diagram 131 when the first joining
Thus, according to the present embodiment, the relationship between dominant input and output at a certain point in time is visually expressed.
表示制御部42は、比較結果受信部52によって受信された第2比較結果に基づいて比較対象アークの表示態様をリアルタイムで変更する。表示制御部42は、比較対象アークに対応する内部変数が比較対象アークに関連する上限値および下限値によって設定される範囲を外れる場合、そのアークを強調してディスプレイ14に表示させる。内部変数が上限値および下限値によって設定される範囲を外れる場合は、例えば内部変数が上限値を上回る場合や、内部変数が下限値を下回る場合である。
なお、表示制御部42は、内部変数が上限値を上回る場合と内部変数が下限値を下回る場合とで、強調表示方法を分けてもよい。
The
Note that the
上限値や下限値付近で内部変数の値が上下する等により、強調状態とそうでない状態とが頻度高く切り替わるような状況も容易に想定される。これに対応するため、表示制御部42は、例えば内部変数と上限値との大小関係が上限頻度よりも高い頻度で切り替わる場合、内部変数が一回上限値を上回ると後は強調対象のアークをそのような切り替わりが継続する間常時(すなわち中断無く)強調表示する。内部変数と下限値との大小関係が上限頻度よりも高い頻度で切り替わる場合も同様である。
A situation in which the emphasized state and the state that is not so frequently are easily switched due to, for example, the value of the internal variable increasing or decreasing near the upper limit value or the lower limit value is easily assumed. To cope with this, for example, when the magnitude relationship between the internal variable and the upper limit value is switched at a frequency higher than the upper limit frequency, if the internal variable exceeds the upper limit value once, the
図6は、第8アーク178が比較対象アークとして指定された場合のブロック線図133を示す代表画面図である。図6に示されるブロック線図133は図3に示されるブロック線図130に対応する。図6に示されるブロック線図133を見ると、第8内部変数が第8内部変数に対して設定された範囲を外れているので、第8内部変数に対応する第8アーク178は太い矢印で示される。これにより、ユーザは、速度比例動作ブロック156の出力に異常が表れていることをリアルタイムで確認できる。
このように、本実施の形態では、ある時点での異常値を示している箇所が視覚的に表現される。
FIG. 6 is a representative screen diagram showing a block diagram 133 when the
As described above, in the present embodiment, a portion showing an abnormal value at a certain time point is visually expressed.
図7は、図1のターゲットCPUボード100の機能および構成を示すブロック図である。ここに示す各ブロックは、ハードウエア的には、コンピュータのCPUをはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウエア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウエア、ソフトウエアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、本明細書に触れた当業者には理解されるところである。
FIG. 7 is a block diagram showing the function and configuration of the
ターゲットCPUボード100は、機械装置102の制御用のソースプログラムの実行だけでなく、比較対象合流点への入力となっている2つのアークに対応する2つの内部変数の絶対値または中間値の大小評価および比較対象アークに対応する内部変数のしきい値評価も行う。この場合、ターゲットCPUボード100からホストコンピュータ10へ送信される第1比較結果および第2比較結果は、強調すべき箇所を定義した値すなわちビットのみでよいこととなる。
The
ターゲットCPUボード100は、操作量演算部110と、応答取得部112と、比較処理部114と、比較結果送信部116と、を含む。
操作量演算部110は、機械装置102の操作量を演算して機械装置102に送信する。例えば操作量演算部110は図3に示されるブロック線図130で表現される制御内容を実行することでサーボモータへの指令値を演算し、サーボモータにその指令値を送信する。
The
The operation
応答取得部112は、機械装置102からの応答を受信する。例えば応答取得部112は、図3に示されるブロック線図130に関して、サーボモータから位置応答値を受信する。
The
比較処理部114は、ターゲットCPUボード100が機械装置102を制御しているときに、比較対象合流点への入力となっている2つのアークに対応する2つの内部変数を比較する。比較処理部114は、2つの内部変数の間の大小関係が、一方の内部変数が他方の内部変数よりも非常に大きい、その逆、およびそれらのいずれでもない、の3つのうちのいずれであるかを示す第1比較結果を生成する。
When the
比較処理部114は、ターゲットCPUボード100が機械装置102を制御しているときに、比較対象アークに対応する内部変数と比較対象アークに関連して設定された範囲とを比較する。比較処理部114は、内部変数と範囲との関係が、内部変数が範囲の下限値を下回っている、内部変数が範囲の上限値を上回っている、および内部変数が範囲内にある、の3つのうちのいずれであるかを示す第2比較結果を生成する。
When the
比較結果送信部116は、比較処理部114によって生成された第1比較結果および第2比較結果を、通信ケーブル4を介してホストコンピュータ10に送信する。
The comparison
上述の実施の形態において、保持部の例は、ハードディスクや半導体メモリである。また、本明細書の記載に基づき、各部を、図示しないCPUや、インストールされたアプリケーションプログラムのモジュールや、システムプログラムのモジュールや、ハードディスクから読み出したデータの内容を一時的に記憶する半導体メモリなどにより実現できることは本明細書に触れた当業者には理解されるところである。 In the embodiment described above, examples of the holding unit are a hard disk and a semiconductor memory. Further, based on the description of the present specification, each unit is configured by a CPU (not shown), a module of an installed application program, a module of a system program, a semiconductor memory that temporarily stores the content of data read from the hard disk, or the like. It will be understood by those skilled in the art who have touched this specification that it can be realized.
以上の構成による監視システム2の動作を説明する。ここでは、新規に生成された制御用のソースプログラムの実機でのデバッグ作業に監視システム2を使用する状況が想定される。ユーザはホストコンピュータ10とターゲットCPUボード100とを通信ケーブル4により接続し、生成したソースプログラムをターゲットCPUボード100にダウンロードする。ユーザはホストコンピュータ10を使用して所望の比較条件を設定する。ターゲットCPUボード100はユーザの指示により機械装置102の制御を開始する。機械装置102が制御されている間、ターゲットCPUボード100は制御データの内部変数についての比較処理を行い、比較結果をリアルタイムで通信ケーブル4を介してホストコンピュータ10に送信する。ホストコンピュータ10は、受信した比較結果に基づき、ブロック線図において合流点周りの支配的な入出力関係、および、設定範囲を逸脱した内部変数に対応するアークをリアルタイムで強調表示する。ユーザは、表示内容を見ることで、機械装置102が所望の通りに動作しているかを確認する。
The operation of the
本実施の形態に係る監視システム2によると、ユーザは、合流点周りの支配的な入出力関係や設定範囲を逸脱した内部変数に対応するアークを、リアルタイムで容易に確認できる。したがって、ユーザの想定とディスプレイ14における表示結果の相違から、ソースプログラムの動作やソースプログラムの外部からの入力に問題がないかどうかをリアルタイムで判定することができる。
According to the
また、ユーザは、例えば機械装置102に予期せぬ事態が発生しそうなときに、そのような事態が発生する前に適切な処理、例えば制御の一時中断等を行うことができる。その結果、そのような事態の発生を未然に防ぐことができる。
In addition, for example, when an unexpected situation is likely to occur in the
特に、機械装置102をしばらく動作させた後でその動作状態のログを解析する場合では、予期せぬ事態が実際に発生してしまってから、その原因を探ることとなる。これに対して本実施の形態に係る監視システム2は、そのような予期せぬ事態の発生を未然に防ぐことができる点で、ログ解析の場合より優れている。
In particular, in the case of analyzing the log of the operation state after operating the
また、本実施の形態に係る監視システム2では、ソースプログラム内の各内部変数をデータを集録するためのツールに登録しなくても、ソースプログラムの動作を視覚的に捉えることができる。したがって、ソースプログラムの実機でのデバッグ作業や機械装置102の動作監視や機械装置102のメンテナンス等のリアルタイム性が要求される状況により好適に適用されうる監視システム2を提供することができる。
Further, in the
機械装置102を制御するプログラムの開発の現場においては、機械装置102を仮想的なマシンで置き換えた上で動作を確認するシミュレーションの段階では予定通り動作するのに、実際にそのプログラムをターゲットCPUボード100にインストールして機械装置102を制御させてみると、予定通りには動作しない、という状況が比較的頻繁に発生する。そこで、本実施の形態に係る監視システム2は、ターゲットCPUボード100が機械装置102を制御しているときに、内部変数に係る比較処理を実行し、かつ、その比較結果に基づく強調表示を実行する。したがって、ユーザはシミュレーション段階では現れなかった問題をより素早く突き止めることができる。
In the field of development of a program for controlling the
制御状態のリアルタイム表示を行う場合、通信ケーブルを介した通信の速度がボトルネックとなることが多い。そこで、本実施の形態に係る監視システム2では、ホストコンピュータ10は、各内部変数の生のデータを直接取り込む代わりに比較結果を受信することにより、強調表示を実現する。したがって、通信ケーブル4を介したデータ通信量を低減することができるので、制御状態のリアルタイム表示により適した監視システム2を提供できる。
When real-time display of the control state is performed, the speed of communication via the communication cable often becomes a bottleneck. Therefore, in the
ホストコンピュータ10において各内部変数の生のデータを解析する方が解析の精度すなわちユーザに提供できる情報量は多い。しかしながら本発明者は、実機で動作させたときのソースプログラムの振る舞いをおおまかに、例えば定性的に見る場合には、解析の精度はそれほど必要なく、むしろリアルタイム性を高めた方が有益であることを独自に見出した。そこで本実施の形態に係る監視システム2では、解析の精度をある程度犠牲にし、その分リアルタイム性を高めている。これにより、全体として、ソースプログラムの振る舞いを大まかに見るという目的について最適なまたは最適に近い監視システム2が提供される。
If the
以上、実施の形態に係る監視システム2の構成と動作について説明した。この実施の形態は例示であり、その各構成要素や各処理の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
The configuration and operation of the
実施の形態では、主に2入力1出力の合流点に関する強調表示について説明したが、これに限られず、例えば3つ以上の入力を有する合流点に本実施の形態の技術的思想を適用してもよい。 In the embodiment, the highlighting related to the merge point of two inputs and one output has been mainly described. However, the present invention is not limited to this. For example, the technical idea of the present embodiment is applied to a merge point having three or more inputs. Also good.
実施の形態において、ホストコンピュータ10は、ディスプレイ14の表示結果をファイルに保存し、後で確認する機能を有していてもよい。
In the embodiment, the
実施の形態では、ホストコンピュータ10は通信ケーブル4を介して第1比較結果および第2比較結果をターゲットCPUボード100から受け取る場合について説明したが、これに限られず、ホストコンピュータ10は通信ケーブル4を介して各内部変数の値を受け取り、ホストコンピュータ10において比較処理を行ってもよい。
In the embodiment, the case where the
実施の形態では、ホストコンピュータ10によって制御データの編集機能と制御状態のリアルタイム表示機能とが実現される場合について説明したが、これに限られず、例えばそのそれぞれの機能を別々のコンピュータによって実現してもよい。
In the embodiment, the case where the
2 監視システム、 4 通信ケーブル、 10 ホストコンピュータ、 100 ターゲットCPUボード、 102 機械装置。 2 monitoring system, 4 communication cable, 10 host computer, 100 target CPU board, 102 mechanical device.
Claims (7)
前記装置制御部における制御内容を表す制御データを、前記制御内容を構成する処理単位に対応する図形要素を使用してディスプレイに表示させる表示制御部と、
前記制御内容が少なくとも2つの内部変数に基づいて別の内部変数を演算する処理を含む場合、前記装置制御部が前記機械装置を制御しているときの前記少なくとも2つの内部変数について、そのそれぞれが前記別の内部変数に寄与する度合いの比較結果を取得する比較結果取得部と、を備え、
前記表示制御部は、前記装置制御部が前記機械装置を制御しているときに、比較結果に基づいて前記少なくとも2つの内部変数に対応する図形要素の表示態様を変更することを特徴とする監視システム。 A device control unit for controlling the mechanical device;
A display control unit for displaying control data representing control content in the device control unit on a display using a graphic element corresponding to a processing unit constituting the control content;
When the control content includes processing for calculating another internal variable based on at least two internal variables, each of the at least two internal variables when the device control unit is controlling the mechanical device, A comparison result acquisition unit that acquires a comparison result of the degree of contribution to the other internal variable,
The display control unit changes a display mode of graphic elements corresponding to the at least two internal variables based on a comparison result when the device control unit is controlling the mechanical device. system.
前記制御内容が少なくとも2つの内部変数に基づいて別の内部変数を演算する処理を含む場合、前記制御装置が前記機械装置を制御しているときの前記少なくとも2つの内部変数について、そのそれぞれが前記別の内部変数に寄与する度合いの比較結果を取得する機能と、
前記制御装置が前記機械装置を制御しているときに、比較結果に基づいて前記少なくとも2つの内部変数に対応する図形要素の表示態様を変更する機能と、をコンピュータに実現させることを特徴とするコンピュータプログラム。 A function for displaying control data representing control contents in a control device for controlling a mechanical device on a display using a graphic element corresponding to a processing unit constituting the control contents;
When the control content includes a process of calculating another internal variable based on at least two internal variables, each of the at least two internal variables when the control device is controlling the mechanical device is the A function to obtain a comparison result of the degree of contribution to another internal variable;
When the control device is controlling the mechanical device, the computer realizes a function of changing a display mode of a graphic element corresponding to the at least two internal variables based on a comparison result. Computer program.
前記装置制御部における制御内容を表す制御データを、前記制御内容を構成する処理単位に対応する図形要素を使用してディスプレイに表示させる表示制御部と、を備え、
前記表示制御部は、前記装置制御部が前記機械装置を制御しているときの前記制御内容に含まれる内部変数が予め設定された範囲から外れる場合、前記装置制御部が前記機械装置を制御しているときに、前記内部変数に対応する図形要素を強調して前記ディスプレイに表示させることを特徴とする監視システム。 A device control unit for controlling the mechanical device;
A display control unit that displays control data representing the control content in the device control unit on a display using a graphic element corresponding to a processing unit constituting the control content;
The display control unit controls the mechanical device when the internal variable included in the control content when the device control unit is controlling the mechanical device is out of a preset range. And a graphic element corresponding to the internal variable is highlighted and displayed on the display.
前記制御装置が前記機械装置を制御しているときの前記制御内容に含まれる内部変数が予め設定された範囲から外れる場合、前記制御装置が前記機械装置を制御しているときに、前記内部変数に対応する図形要素を強調して前記ディスプレイに表示させる機能と、をコンピュータに実現させることを特徴とするコンピュータプログラム。 A function for displaying control data representing control contents in a control device for controlling a mechanical device on a display using a graphic element corresponding to a processing unit constituting the control contents;
When an internal variable included in the control content when the control device is controlling the mechanical device is out of a preset range, the internal variable is controlled when the control device is controlling the mechanical device. A computer program for causing a computer to realize a function of emphasizing a graphic element corresponding to an item and displaying the same on the display.
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