CN104204975A - 定序程序调试辅助装置 - Google Patents

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Abstract

实施方式的定序程序调试辅助装置(50)具有设计工具(100)和执行控制部(12)，其中，设计工具(100)具有：结构编辑部(1)，其接受由用户从可编程逻辑控制器中选择的无效化单元；变量保持部(2)，其保持在定序程序上由单元所使用的变量；程序编辑部(3)，其能够对定序程序进行编辑；存储部(4)，其存储定序程序；变换部(5)，其将定序程序变换为能够由执行部(11)执行的执行代码；检索部(6)，其从变量保持部取得无效化单元所使用的变量，并对所取得的变量在定序程序中被使用的位置进行检索；以及无效化设定部(7)，其将与该位置对应的执行代码的区间设为不执行的无效化区间而写入至无效化区间设定文件，执行控制部(12)基于无效化区间设定文件，以不执行无效化区间的方式对执行部进行控制。

Description

定序程序调试辅助装置
技术领域
本发明涉及定序程序调试辅助装置。
背景技术
在对可编程逻辑控制器(PLC)系统进行定序程序调试作业中的动作确认时等，在不希望执行系统内的与特定单元相关的动作程序的情况下，在现有的设计工具中，需要进行如下述的一系列的操作。
(1)针对对象单元，检索在程序内使用的变量一览。(2)确定使用检索出的变量的程序的场所(多个)。(3)不执行所确定的程序。具体而言，进行将程序备份且删除、注释排除(comment out)等编辑操作。(4)编译程序(生成执行代码)。(5)将编译的执行代码写入可编程逻辑控制器(PLC)。(6)重新启动可编程逻辑控制器(PLC)。
例如，在专利文献1中，公开有使特定步骤的执行无效化的技术。
专利文献1：日本特开2008-59421号公报
发明内容
如上所述，根据现有技术，存在定序程序调试作业的工时增多的问题。
本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于得到一种定序程序调试辅助装置，该定序程序调试辅助装置不执行与特定单元相关联的程序，并且能够大幅地削减进行动作确认的定序程序调试作业的工时。
为了解决上述课题并实现目的，本发明的特征在于，具有设计工具和执行控制部，其中，所述设计工具具有：单元结构显示编辑部，其接受由用户从构成可编程逻辑控制器的单元中选择的无效化单元；单元变量保持部，其针对每个所述单元，保持在所述可编程逻辑控制器执行的定序程序上由所述单元使用的变量；程序显示编辑部，其能够由用户对所述定序程序进行编辑；程序存储部，其存储所述定序程序；程序变换部，其将所述定序程序变换为能够由所述可编程逻辑控制器的程序执行部执行的执行代码；变量使用位置检索部，其从所述单元变量保持部中取得所述无效化单元所使用的变量，并对所取得的所述变量在所述定序程序中被使用的位置进行检索；以及执行无效化设定部，其将与所述位置对应的所述执行代码的区间设为不执行的无效化区间而写入至无效化区间设定文件，所述执行控制部基于所述无效化区间设定文件，以不执行所述无效化区间的方式对所述程序执行部进行控制。
本发明涉及的定序程序调试辅助装置实现大幅地消减定序程序调试作业的工时的效果。
附图说明
图1是表示在现有的设计工具中，在不希望执行与特定单元相关的动作程序的情况下需要的操作的图。
图2是表示实施方式1涉及的定序程序调试辅助装置的基本结构的图。
图3是表示实施方式1涉及的单元结构显示编辑部的图像的图。
图4是表示在程序显示编辑部(梯形图编辑器)上显示出梯形图程序的图像的图。
图5是表示实施方式1中的定序程序调试辅助装置的动作处理流程的图。
图6是表示梯形图程序的基本结构的情况的图。
图7是表示实施方式1涉及的用户的操作和定序程序调试辅助装置的动作的情况的图。
图8是表示针对每个单元种类的变量的种类的一览即单元变量种类一览的图。
图9是表示PLC系统内的单元名和该变量名一览即单元使用变量名一览的图。
图10是表示选择的单元所使用的变量在定序程序中被使用的位置的图。
图11是表示定序程序(梯形图程序)与执行代码的执行区间的对应的图。
图12是表示无效化区间设定文件的内容的图。
图13是表示实施方式2涉及的定序程序调试辅助装置的基本结构的图。
图14表示实施方式2中的定序程序调试辅助装置的动作处理流程的图。
具体实施方式
在对可编程逻辑控制器(PLC)系统进行定序程序调试作业中的动作确认时等，在不希望执行系统内的与特定单元相关的动作程序的情况下，在现有设计工具中，需要进行如图1所示的以下的一系列的操作。
首先，在图1的(1)中，针对对象单元，对在程序内使用的变量一览进行检索。而且，在(2)中，确定使用检索出的变量的程序的场所(多个)。而且，在(3)中，以不执行所确定的程序的方式进行编辑。具体而言，进行将程序备份且删除、注释排除等等编辑操作。而且，在(4)中，编译程序(生成执行代码)。而且，在(5)中，将编译的执行代码写入可编程逻辑控制器(PLC)。最后，在(6)中，重新启动(重新开始)可编程逻辑控制器(PLC)。
如上所述，在现有的设计工具中，存在调试作业的工时增多的问题。
以下，基于附图，详细地说明本发明的实施方式涉及的定序程序调试辅助装置50。此外，本发明并不受该实施方式的限定。
实施方式1
在图2中示出本发明的实施方式1涉及的定序程序调试辅助装置50的基本结构。作为实现定序程序调试辅助装置50的基本结构，能够想到由安装有设计工具软件的计算机等即设计工具100和执行利用设计工具100制作的程序的可编程逻辑控制器(PLC)的CPU200(硬件)构成的结构。CPU200是可编程逻辑控制器(PLC)主体(未图示整体)的一部分。
以下，说明各结构要素的概要。设计工具100是对在PLC系统中动作的程序进行编辑的工具，例如，利用安装有设计工具软件的计算机等实现。设计工具100具有以下所示的各处理部。
单元结构显示编辑部1：
是能够设定在PLC系统中的使用的单元结构的编辑器，在图3中示出图像。在单元结构显示编辑部1中能够作为结构要素设定的单元存在输入输出单元、AD变换单元、定位单元等。单元结构显示编辑部1能够接受用户从构成PLC系统的单元中选择的无效化单元。
单元变量保持部2：
将单元和用于操作该单元的变量一览的对应例如作为数据库(DB)而保持。例如，如图3所示，“X0、X1、X2、X3”这样的名称变量与“输入单元1”对应等的信息作为数据库保持在单元变量保持部2中。单元变量保持部2包含在安装有设计工具软件的计算机的存储区域或存储装置等中。
程序显示编辑部3：
是能够对由CPU200执行的程序代码进行编辑的编辑器。在PLC系统中大多使用梯形图语言，因此，在图4中示出对梯形图语言的程序显示编辑部3的图像。
程序存储部4：
存储由程序显示编辑部3制作的程序代码。例如，用梯形图语言制作的程序代码的基本结构要素是电路符号和变量。电路符号表示触点或线圈这样的PLC系统中的处理。程序存储部4包含在安装有设计工具软件的计算机的存储区域或存储装置等中。
程序变换部5：
具体而言，是编译器，利用该编译器将保持在程序存储部4中的程序代码变换为能够由CPU200执行的执行代码。执行代码是由CPU200执行的处理排列而成的，例如，表现为由命令和其操作对象构成的指令的列。对指令列的各指令赋予相当于执行顺序的编号(以下称为“步骤编号”)。
变量使用位置检索部6：
对变量和程序进行指定，并对变量在程序中被使用的位置的一览进行查找、输出。例如，在保持在程序存储部4中的梯形图程序(通过梯形图语言编写的程序)中的第5个电路符号中使用了变量“X0”的情况下，查找“X0”的使用位置，结果输出“第5个”。
执行无效化设定部7：
在执行代码之中设定不执行的区间(无效化区间)，并写入至无效化区间设定文件。作为无效化区间的指定方法，例如，存在指定对象执行代码中的开始步骤编号和结束步骤编号的方法。
PLC通信部8：
提供将执行代码和无效化区间设定文件写入至CPU200中的功能。
接着，说明CPU200的各处理部。CPU200是执行执行代码的硬件，具有程序执行部11及执行控制部12。
程序执行部11：
执行执行代码的处理的CPU200的中核(核心)部分的硬件。
执行控制部12：
读取无效化区间设定文件的内容，按照其内容，对程序执行部11的执行进行控制。例如，能够进行“不执行从执行代码的步骤编号5号至步骤编号10号为止”这样的内容的执行控制。执行控制部12的功能作为在CPU200上动作的OS或固件的功能而实现。
在利用具有上述结构的定序程序调试辅助装置50而对PLC系统进行程序调试时，实现“不执行与特定单元相关联的程序”功能。寻求如下述的功能，即，在由于故障等特定单元从PLC系统被排除的情况下，如果希望调查此时的动作等，能够由用户将使用该特定单元的程序的执行无效化而进行调查。作为为了上述功能的前提，需要进行以下说明的(单元变量的一览登录)、(梯形图程序的制作)、(执行代码的写入)处理。
(单元变量的一览登录)
在构成PLC系统时，需要确定电源、CPU、输入输出等的单元结构。将制作单元结构的操作的图像以图3的例子进行说明。单元结构是在单元结构显示编辑部1中反复进行从部件一览中将单元拖放的动作而制作。
此时，将用于对选择、配置的单元进行操作的变量一览预先登录在单元变量保持部2中。为了对选择单元进行操作而准备的变量的种类的一览即[单元变量种类一览](图8)，作为与单元对应的信息而预先保持在单元变量保持部2的数据库等中。图8的“单元种类”是指产品名。在制作单元结构时，进行下述处理，即，将选择出的单元的“单元变量种类一览”读取出，对这些赋予具体的变量名，将该变量名一览与单元名的对应即[单元使用变量名一览](图9)记录在单元变量保持部2中。图9的“单元名”是指，PLC系统内的单元的名称。图9示出在图3的单元结构显示编辑部1中进行了“从部件一览中选择“Q04型输入单元”，并追加至单元结构中的操作”时的数据的生成图像。如果从部件一览中选择“Q04型输入单元”，则以图8的第1行为基础，包含用于对该单元进行操作的变量名一览的图9的内容被追加记录至单元变量保持部2。
(梯形图程序的制作)
作为程序显示编辑部3的具体例，使用梯形图编辑器制作梯形图程序。在图4中示出在程序显示编辑部3(梯形图编辑器)中显示出梯形图程序的图像，在图6中示出梯形图程序的基本结构的情况。使用图6说明梯形图程序的基本结构。为了简化说明，梯形图程序的结构要素即电路要素，在这里设为仅是触点(a触点)和线圈。本实施方式对使用了其他电路符号(命令)的梯形图程序也有效。
说明梯形图程序的概略。如图6所示，梯形图程序是将“电路块”按执行顺序排列而成的。电路块由一个“条件部”和一个“动作部”构成。“条件部”是触点串联连接或并联连接而成为整块的电路。“动作部”是线圈串联连接而成为整块的电路。对“电路块”赋予“步骤编号”。“步骤编号”是在程序整体中用于确定“电路块”的标识符，并且表示PLC系统中的执行顺序。
一个“电路块”内的动作设为在其“条件部”导通时，执行“动作部”。由此，在梯形图程序的调试作业中，在不希望执行特定的“电路块”时，在现有技术中采用了将始终断开(非导通)的触点与“条件部”串联连接等方法。
将触点及线圈称为电路要素。电路要素由电路符号和变量构成。电路符号是表示触点及线圈的类型的符号，在执行代码中相当于命令。
变量表示出成为电路符号(命令)的处理对象的数据。在这里可以使用在上述的[单元使用变量名一览]中登录的变量名。图6的用○包围的电路要素就是使用了与图9的“输入单元”对应的变量名的位置。
制作的梯形图程序是能够对“电路块”进行检索的数据结构，存储在程序存储部4中，该“电路块”使用用于操作各单元的变量。
此外，在本实施方式中，将梯形图程序作为例子进行了说明，但使用ST(Structured Text)、FBD(Function Block Diagram)等其他编程语言，也能够实现本实施方式涉及的定序程序调试辅助装置，可实现同样的效果。
(执行代码的写入)
制成的梯形图程序通过程序变换部5(编译器)变换成由CPU200可执行的执行代码。执行代码通过PLC通信部8写入至CPU200而成为可执行状态。
以上述为前提，通过定序程序调试辅助装置50对PLC系统进行程序调试时，实现“不执行与特定单元相关联的程序”的功能。将实现该功能时的用户的操作和定序程序调试辅助装置50的动作，使用示出处理流程的图5及示出处理的情况的图7而在下面进行说明。
(使用单元的程序的执行无效化操作)
首先，在图5的步骤S101中，由用户将使用特定单元的程序的执行无效化。此时的操作图像，如图7的“(1)从单元结构图中选择单元，利用菜单使执行无效化”所示。具体而言，用户在单元结构显示编辑部1的单元结构图上选择单元，执行菜单的“将使用电路的无效化”。该操作也可以利用按键或工具栏按钮进行。接收到所选择的单元的标识符(单元名)的单元结构显示编辑部1将该单元的标识符(单元名)向变量使用位置检索部6通知。
(与单元对应的变量一览的取得)
获知单元的标识符(单元名)的变量使用位置检索部6从单元变量保持部2取得由该单元使用的单元变量的一览(步骤S102)。具体而言，如果例如被通知的单元名为“输入单元1”，则以该单元名为关键词，从在上述(单元变量的一览登录)中登录的图9中，取得使用变量名一览。因此，在该例子中，取得“X0、X1、X2、X3”这4个变量。
(变量使用位置一览的检索)
变量使用位置检索部6针对在上述(与单元对应的变量一览的取得)中取得的4个变量，检索在程序中所使用的位置的一览(步骤S103)。此外，为了缩短调试作业时间，也可以由用户从此时取得的4个变量之中选择进行无效化的变量。即，也可以附加如下述的选项，即，仅针对由用户从4个变量之中选择的变量，检索在程序中所使用的位置的一览。例如是下述选项，即，能够由用户指定，使用与输入设备对应的变量(不进行无效化)，但不使用与输出设备对应的变量(进行无效化)等。在没有附加这种选项的情况下，变量使用位置检索部6针对上述取得的全部4个变量，逐一地检索图6的梯形图程序中的使用位置。其结果，在图6的梯形图程序的例子中，检索出图10所示的3位置的变量，并判明了其使用位置即电路块。检索而得到的变量在图6中用○包围而示出。此外，在本实施方式中，针对梯形图程序是一个的情况进行了说明，但本方式对将多个程序作为对象的情况也有效。
(使用位置的执行无效化设定)
执行无效化设定部7针对在图6的梯形图程序中使用在上述(变量使用位置一览的检索)中发现的变量的3位置，将与其位置对应的执行代码的区间设定为不执行的区间、即无效化区间，写入至无效化区间设定文件(步骤S104)。例如，以图11所示的[梯形图程序与执行区间的对应]这样的结构，记录作为对象的梯形图程序的执行代码。从这里取得(变量使用位置一览的检索)的检索结果即3个电路块的开始步骤编号、结束步骤编号，转写至图12所示的[无效化区间设定]，从而能够实现向无效化区间设定文件写入。
此外，在本实施方式中，说明了对最初没有记载任何设定的无效化区间设定文件写入根据(变量使用位置一览的检索)中的检索结果制作出的无效化区间，但在向无效化区间设定文件中已写入有设定的无效化区间追加新的无效化区间的情况或置换无效化区间的情况下，本方式也有效。
(无效化区间设定的向CPU的写入指示)
用户进行将在上述(使用位置的执行无效化设定)中制作出的无效化区间设定文件写入至CPU200的操作。该操作能够通过与现有技术的“PC写入”或“RUN中写入”等操作同等的操作实现。具体而言，在接收到用户的指示(步骤S105)的设计工具100中，PLC通信部8将无效化区间设定文件写入至(转发)CPU200(步骤S106)。此外，即使用户不向设计工具100发出指示，即，省略步骤S105，也能够实现该操作。具体而言，也可以在(使用位置的执行无效化设定)中更新了无效化区间设定文件时，设计工具100(PLC通信部8)自动地进行向CPU200的写入处理(步骤S106)。该处理的情况，在图7的“(2)将无效化区间设定文件写入至PLC”中示出。
(执行中程序的执行控制)
在上述(无效化区间设定的向CPU的写入指示)接收到无效化区间设定文件(被写入)的CPU200按照其内容，由执行控制部12对执行中的执行代码的执行进行控制(步骤S107)。由此，实现与在上述(使用单元的程序的执行无效化操作)中选择的单元相关联的位置的程序的不执行。具体而言，执行控制部12在由无效化区间的开始步骤编号指定出的步骤编号处停止执行代码的执行(现有的断点功能)，然后跳过至该无效化区间的结束步骤编号为止的执行，从下一个步骤编号开始继续执行。
此外，在执行控制部12进行上述控制的情况下，能够指定程序不执行期间的PLC系统的休眠时间，从而能够对在进行了无效化时的执行速度进行调整。例如，在希望尽快执行的情况下，可以指定为休眠时间＝0，但在希望与实际的速度匹配的情况下，可以根据不执行的步骤数推定休眠时间而使得在该期间PLC系统休眠。由此，还能够缩短执行时间，使调试时间高效化，并且，如果根据不执行的步骤数推定休眠时间而使PLC系统休眠，则还能够对最慢的情况的执行状态等进行模拟。即，能够一边模拟各种环境一边进行调试。
如上述说明，在本发明的实施方式涉及的定序程序调试辅助装置50中，为了不执行定序程序中的与特定单元相关联的动作程序，自动执行以下3点。
(1)取得与对象单元相关联的变量的一览。
(2)取得与使用变量的定序程序中的位置(区间)相关的信息。
(3)不变更定序程序及与其对应的执行代码，将使上述(2)中取得的位置(区间)的执行无效化的设定写入文件中。
由此，用户仅进行下两个动作就能够实现与特定单元相关联的动作程序的不执行，即，(1)在菜单画面等中选择作为对象的单元，指示执行无效化，(2)指示将设定有无效化区间的文件写入至PLC(在使定序程序调试辅助装置自动执行的情况下可以省略)。
其结果，由于将与单元相关的部分汇总而执行无效化，因此，与手动进行无效化时的程序修正作业时间相比，能够飞跃地缩短工时。另外，通过由定序程序调试辅助装置50对与单元相关联的信息进行管理，从而能够减少由人进行的判断或操作的错误，因此，与手动进行的注释排除作业相比，能够减少作业次数。而且，本实施方式的执行无效化的设定，能够通过跳过已有的执行代码的特定位置的功能而实现，因此，不会对执行代码施加变更。因此，不需要如现有技术的PLC的重新启动。由此，实现下述效果：缩短调试作业的时间，即，缩短包含调试作业的用于制作定序程序的作业时间而实现高效化。
实施方式2
另外，在实施方式1中设为，在(使用单元的程序的执行无效化操作)中，由用户在单元结构图上手动选择希望无效化的单元，但在PLC的实机系统中存在没有安装的单元的情况下，也可以省略该操作。
在本实施方式中，如图13所示，定序程序调试辅助装置50具备自动识别部20，该自动识别部20具有能够自动识别没有安装在可编程逻辑控制器(PLC)上的单元(未连接单元)的功能。如图13所示，自动识别部20可以仅设置在CPU200(硬件)侧，向设计工具100(软件)通知识别结果，也可以由CPU200及设计工具100共同承担。在图14中示出包含定序程序调试辅助装置50的动作的本实施方式的动作流程。
首先，在图14的步骤S201中，通过USB连接、或网络连接等，将设计工具100与PLC(的CPU200)连接。于是，定序程序调试辅助装置50基于PLC的连接状况，如上所述地自动识别PLC的系统结构。由此，识别虽然配置在图7所示的单元结构显示编辑部1的单元结构图上，但未与PLC的实机连接的未连接单元(步骤S202)。然后，被通知了未连接单元的标识符(单元名)、即自动识别结果的变量使用位置检索部6，从单元变量保持部2中取得使用未连接单元的单元变量的一览(步骤S203)。
即，在实施方式2中，作为未连接单元而自动识别出的单元作为实施方式1中的由用户选择的单元而对待。因此，之后的步骤S204～S208与图5的步骤S103～S107相同。此外，在本实施方式中，在未连接单元已连接的情况下，在单元结构显示编辑部1的单元结构图上示出的PLC系统的定序程序(例如梯形图程序)预先通过程序变换部5变换为执行代码并写入至CPU200而成为可执行状态。而且，如果与实施方式1同样地省略步骤S206，则在存在没有安装在PLC的实机系统上的单元的情况下，能够实质上全自动地制作与该PLC对应的定序程序的执行代码。
另外，在上述实施方式1及2中，说明了首先以单元为单位而选择无效化的变量的情况，但也可以并不是一开始就选择单元，而是基于交叉引用结果(检索结果)等，一开始就指定变量，并且能自动切换使用该变量的程序(执行代码)的注释排除。另外，在制作定序程序时，例如也能够通过组合与C语言的宏相同的机制(例如，如“制作#ifdef DEBUG无效化区间设定文件”等的机制)，从而编写仅在调试时使执行无效化设定部7动作而执行无效化区间设定文件的制作的程序。由此，通过上述实施方式的注释排除动作而能够灵活地定制希望切换执行代码的执行/不执行的部分，因此，能够进一步高效化调试作业。
而且，本发明申请并不限定于上述实施方式，在实施阶段在不脱离其主旨的范围内能够进行多种变形。另外，在上述实施方式中包含有多个阶段的发明，可以在公开的多个技术特征中通过适当的组合而提取多种发明。例如，即使从在实施方式中示出的所有技术特征中删除几个技术特征，能够解决发明内容栏中记述的课题，能够实现在发明的效果栏中记述的效果的情况下，也可以将删除了该技术特征的结构作为发明提取。而且，也可以跨不同的实施方式而适当地组合结构要素。
工业实用性
如上所述，本发明涉及的定序程序调试辅助装置对PLC系统的定序程序调试作业有效，特别地，适用于使用了设计工具的定序程序调试作业。
标号的说明
1 单元结构显示编辑部
2 单元变量保持部
3 程序显示编辑部
4 程序存储部
5 程序变换部
6 变量使用位置检索部
7 执行无效化设定部
8 PLC通信部
11 程序执行部
12 执行控制部
20 自动识别部
50 定序程序调试辅助装置
100 设计工具
200 CPU
S101～S107、S201～S208 步骤

Claims (3)

1.一种定序程序调试辅助装置，其特征在于，
具有设计工具和执行控制部，其中，
所述设计工具具有：
单元结构显示编辑部，其接受由用户从构成可编程逻辑控制器的单元中选择的无效化单元；
单元变量保持部，其针对每个所述单元，保持在所述可编程逻辑控制器执行的定序程序上由所述单元使用的变量；
程序显示编辑部，其能够由用户对所述定序程序进行编辑；
程序存储部，其存储所述定序程序；
程序变换部，其将所述定序程序变换为能够由所述可编程逻辑控制器的程序执行部执行的执行代码；
变量使用位置检索部，其从所述单元变量保持部中取得所述无效化单元所使用的变量，并对所取得的所述变量在所述定序程序中被使用的位置进行检索；以及
执行无效化设定部，其将与所述位置对应的所述执行代码的区间设为不执行的无效化区间而写入至无效化区间设定文件，
所述执行控制部基于所述无效化区间设定文件，以不执行所述无效化区间的方式对所述程序执行部进行控制。
2.根据权利要求1所述的定序程序调试辅助装置，其特征在于，
还具有自动识别部，该自动识别部将没有与所述可编程逻辑控制器连接的单元作为未连接单元进行识别，
所述变量使用位置检索部将由所述自动识别部识别出的所述未连接单元设为所述无效化单元。
3.根据权利要求1所述的定序程序调试辅助装置，其特征在于，
所述变量使用位置检索部针对由用户从所取得的所述变量中选择的变量，检索在所述定序程序中被使用的位置。
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