CN109643095A - 程序验证系统、控制装置及程序验证方法 - Google Patents

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Abstract

在程序验证系统(10)中，具有：PLC(15)，其使用用于对装置(14)进行控制的控制程序计算与控制输入数据对应的控制输出数据，向输入输出装置(16)输出；以及比对部(13)，其通过将测试样板所包含的测试输出数据和由PLC(15)计算出的控制输出数据进行比对，从而进行控制程序的动作验证，该测试样板是满足装置的动作规格的测试输入数据与测试输出数据的组合且示出随时间的变化，PLC(15)具有控制部(18)，在进行控制程序的动作验证时，如果在控制程序中存在对控制输入数据进行参照的命令，则该控制部(18)生成PLC(15)内的第1时间信息，并且从测试样板内提取与第1时间信息对应的测试输入数据，使用提取出的测试输入数据及控制程序计算输出数据。

Description

程序验证系统、控制装置及程序验证方法
技术领域
本发明涉及对装置的控制所用的控制程序进行验证的程序验证系统、控制装置及程序验证方法。
背景技术
可编程逻辑控制器(PLC：Programmable Logic Controller)这样的控制装置保存有各种数据，使用所保存的数据，运行用于对装置进行控制的控制程序。由此，PLC以特定的周期对安装有PLC的装置或设备进行控制。
上述控制程序是基于安装有PLC的装置的动作规格而设计的，使用装置或设备这样的实机进行动作验证。专利文献1中记载的动作验证装置从作为控制程序的机器人动作用程序中检测出具有与作为PLC的定序器之间的控制信号的输入或输出的功能的程序部分。并且，专利文献1中记载的动作验证装置通过将检测出的程序部分逐次输入至定序器，从而使定序器的内部状态变化，基于该变化进行定序器的动作验证。
专利文献1：日本特开平10－97307号公报
发明内容
然而，在上述作为现有技术的专利文献1中，在动作验证时没有考虑时间的信息，因此无法高精度地使装置动作。因此，在上述作为现有技术的专利文献1中存在无法进行控制程序的准确的动作验证这样的问题。
本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到能够进行控制程序的准确的动作验证的程序验证系统。
为了解决上述课题而实现目的，本发明为程序验证系统，其具有：控制装置，其被输入来自进行数据的输入输出的输入输出装置的控制输入数据，并且使用用于对装置进行控制的控制程序计算与控制输入数据对应的控制输出数据，向输入输出装置输出；以及比对部，其通过将测试样板所包含的测试输出数据和由控制装置计算出的控制输出数据进行比对，从而进行控制程序的动作验证，该测试样板是满足装置的动作规格的测试输入数据与测试输出数据的组合且示出随时间的变化。另外，在本发明的程序验证系统中，控制装置具有：存储部，其对测试样板进行存储；以及控制部，在进行控制程序的动作验证时，如果在控制程序中存在对控制输入数据进行参照的命令，则控制部取得控制装置内的时间的信息即第1时间信息，并且从测试样板内提取与第1时间信息对应的测试输入数据，使用提取出的测试输入数据及控制程序计算控制输出数据。
发明的效果
本发明涉及的程序验证系统实现能够进行控制程序的准确的动作验证这样的效果。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式涉及的程序验证系统的结构的图。
图2是表示实施方式涉及的PLC所具有的存储部的结构的图。
图3是表示实施方式涉及的装置的动作规格例的图。
图4是表示实施方式涉及的测试样板(test pattern)的一个例子的图。
图5是表示实施方式涉及的PLC的动作处理步骤的流程图。
图6是用于对使用了实机的动作验证与实施方式涉及的动作验证的不同点进行说明的图。
图7是表示实施方式涉及的PLC所具有的控制部的硬件结构例的图。
具体实施方式
下面，基于附图对本发明的实施方式涉及的程序验证系统、控制装置及程序验证方法进行详细说明。此外，本发明并不限定于本实施方式。
实施方式
图1是表示本发明的实施方式涉及的程序验证系统的结构的图。程序验证系统10具有机床或半导体制造装置这样的装置14和验证装置11，该验证装置11对装置14的控制所用的控制程序进行验证。
装置14具有PLC 15和输入输出装置16，该PLC 15是对装置14进行控制的控制装置，该输入输出装置16与PLC 15之间进行数据的输入输出。PLC 15具有对各种信息进行存储的存储部17和使用存储部17内的信息对装置14进行控制的控制部18。另外，PLC 15具有通信接口(IF：InterFace)部31和通信IF部32，该通信接口部31与验证装置11之间进行数据通信，该通信IF部32与输入输出装置16之间进行数据通信。
作为第1通信部的通信IF部31根据来自控制部18的指示与验证装置11之间执行数据通信。通信IF部31接收从验证装置11发送来的测试样板，将该测试样板发送给存储部17。测试样板为用于验证控制程序的数据。测试样板满足装置14的动作规格，是后述的输入数据与后述的输出数据的组合，示出了能够在由装置14的动作规格规定的范围内发生的输入数据及输出数据的随时间的变化。即，测试样板示出了基于安装PLC 15的装置14或配置PLC15的设备的动作规格而定义的输入数据及输出数据的随时间的变化。具体而言，测试样板是将作为测试输入数据的输入数据、作为测试输出数据的输出数据和作为时间的信息的后述的时间信息T2进行关联而成的。
输入数据的一个例子为输入输出装置16向PLC 15输入的数据。输出数据为由PLC15内的控制程序计算的数据，通过PLC 15向输入输出装置16输出。作为程序验证系统10所使用的输入数据，存在两种输入数据。两种输入数据中的包含于测试样板的输入数据为用于验证控制程序的测试输入数据。另外，两种输入数据中的从输入输出装置16输入的输入数据为用于控制输入输出装置16的控制输入数据。另外，作为程序验证系统10所使用的输出数据，存在两种输出数据。两种输出数据中的包含于测试样板的输出数据为用于验证控制程序的测试输出数据。另外，两种输出数据中的由控制部18计算的输出数据为控制输出数据。在程序验证系统10执行后述的动态解析的情况下，将由控制部18计算出的控制输出数据用于与测试输出数据的比对。另外，在程序验证系统10不执行后述的动态解析的情况下，将由控制部18计算出的控制输出数据用于控制输入输出装置16。
通信IF部31将控制部18所使用的输入数据与控制部18使用控制程序计算出的输出数据的组合发送给验证装置11。作为第2通信部的通信IF部32根据来自控制部18的指示与输入输出装置16之间执行数据通信。通信IF部32接收从输入输出装置16发送来的输入数据，将该输入数据发送给存储部17。另外，通信IF部32将由控制部18计算出且储存于存储部17的输出数据发送给输入输出装置16。
存储部17对输入数据、输出数据、控制程序、测试样板和表示控制部18的动作设定的动作设定参数进行存储。控制程序的一个例子为梯形图程序这样的定序程序。表示控制部18的动作设定的动作设定参数的例子是指定了是否执行控制程序的动态解析的参数、或者指定了动作验证时的输入数据的取得方法的参数。作为动作验证时的输入数据的取得方法，存在下述方法，即，从测试样板取得全部输入数据的方法，以及从测试样板取得输入数据的一部分，从输入输出装置16取得剩余部分的方法。
控制部18对通信IF部31、32及存储部17进行控制。另外，控制部18具有生成时间信息的时间信息生成部19，该时间信息为由PLC 15管理的时间的信息。时间信息生成部19具有时钟功能，使用时钟功能生成时间信息。此外，时间信息生成部19也可以配置于控制部18的外部。
在以下的说明中，将由时间信息生成部19生成的PLC 15内的时间信息称为时间信息T1。另外，在以下的说明中，将测试样板内的时间的信息称为时间信息T2。作为第1时间信息的时间信息T1既可以是从PLC 15的电源被接通起的经过时间，也可以是由时钟测量的时刻或日期时间的信息。作为第2时间信息的时间信息T2为与时间信息T1对应的时间的信息。因此，在时间信息T1是从PLC 15的电源被接通起的经过时间的情况下，时间信息T2是表示该经过时间的信息，在时间信息T1是由时钟测量的时刻或日期时间的情况下，时间信息T2是表示时刻或日期时间的信息。
控制部18通过执行控制程序，从而对输出至输入输出装置16的输出数据进行计算。控制部18通过将输入数据应用于控制程序，从而对输出数据进行计算。换言之，控制部18使用控制程序，对与输入数据对应的输出数据进行计算。控制部18通过参照储存于存储部17的输入数据或输入输出装置16的输入数据来执行控制程序，从而对输出数据进行计算。控制部18将输入数据与使用控制程序而计算出的输出数据的组合存储于存储部17。
在对输入输出装置16的通常动作进行控制时，控制部18对与从输入输出装置16发送来的输入数据对应的输出数据进行计算。换言之，在对通常动作进行控制时，控制部18基于控制输入数据对与控制输入数据对应的控制输出数据进行计算。另外，在确认控制程序的动作时，控制部18基于由时间信息生成部19生成的时间信息T1从测试样板内提取输入数据。具体而言，控制部18从测试样板内提取与时间信息T1相同的时间信息T2，从测试样板内提取与提取出的时间信息T2相关联的输入数据。在确认控制程序的动作时，控制部18对与从测试样板内提取出的输入数据对应的输出数据进行计算。换言之，在确认控制程序的动作时，控制部18基于测试输入数据对与测试输入数据对应的控制输出数据进行计算。
输入输出装置16是进行数据的输入及输出的装置，与PLC 15连接。输入输出装置16包含向PLC 15发送输入数据的输入装置和从PLC 15接收输出数据的输出装置。
输入装置的例子为输入按钮或传感器。在输入装置为输入按钮的情况下，如果输入按钮被用户按下，则将表示被按下这一情况的输入数据发送给PLC 15。另外，在输入装置为传感器的情况下，传感器将检测到的温度或位置这样的信息即输入数据发送给PLC 15。
输出装置的例子为开闭阀或LED(Light Emitting Diode)。在输出装置为开闭阀的情况下，开闭阀从PLC 15接收用于将阀设为打开状态的输出数据或者用于将阀设为关闭状态的输出数据。另外，在输出装置为LED的情况下，LED从PLC 15接收用于将LED点亮的输出数据或者用于将LED熄灭的输出数据。
PLC 15如果通过输入装置而被输入了输入数据，则使用控制程序对与来自输入装置的输入数据对应的输出数据进行计算，将计算出的输出数据输出至输出装置。由PLC 15发送给输出装置的输出数据是由控制程序得到的输出数据的计算结果。
验证装置11具有生成测试样板的测试样板生成部12和将控制程序的动作和测试样板进行比对的比对部13。测试样板生成部12基于装置14的动作规格生成测试样板。测试样板生成部12将生成的测试样板发送给PLC 15及比对部13。
测试样板生成部12既可以将生成的测试样板全部发送给PLC 15，也可以将生成的测试样板中的输入数据及时间信息T2的部分发送给PLC 15。即，PLC 15所使用的是测试样板内的输入数据，因此，测试样板生成部12也可以将去除了输出数据部分的测试样板发送给PLC 15。测试样板生成部12将生成的测试样板全部发送给比对部13。
比对部13从PLC 15接收从测试样板提取出的输入数据和与提取出的输入数据对应的输出数据的组合。比对部13将PLC 15的输出数据和装置14的动作规格进行比对。此时，比对部13将第1组合和第2组合进行比对，该第1组合是从PLC 15接收到的输入数据及输出数据的组合，该第2组合是测试样板内的输入数据及输出数据的组合。具体而言，比对部13从测试样板内提取与和第1组合相关联的时间信息T1相同的时间信息T2，从测试样板内提取与提取出的时间信息T2对应的第2组合。然后，比对部13将接收到的第1组合和提取出的第2组合进行比较。比对部13基于该比较结果对控制程序的动作进行验证。在接收到的第1组合和提取出的第2组合相同的情况下，比对部13判定为控制程序是根据装置14的动作规格创建的。测试样板内的输入数据及输出数据满足装置14的动作规格。因此，实施方式的比对部13通过将从PLC 15接收到的输出数据和测试样板内的输出数据进行比对，从而对控制程序的动作进行验证。在该情况下，比对部13从测试样板提取与从PLC 15接收到的输入数据对应的输出数据，将提取出的输出数据和从PLC 15接收到的输出数据进行比较。另一方面，在接收到的第1组合和提取出的第2组合不同的情况下，比对部13判定为控制程序不是根据装置14的动作规格创建的。在从PLC 15接收到的输出数据和测试样板内的输出数据不同的情况下，实施方式的比对部13判定为控制程序不是根据装置14的动作规格创建的。
此外，PLC 15也可以配置于装置14的外部。另外，验证装置11也可以配置在装置14内。在该情况下，测试样板生成部12也可以配置于装置14的外部。另外，验证装置11也可以配置在PLC 15内。换言之，PLC 15也可以执行PLC 15的输入输出数据与装置14的动作规格的比对即动作验证。在该情况下，测试样板生成部12也可以配置于PLC 15的外部。
接下来，对存储部17的结构进行说明。图2是表示实施方式涉及的PLC所具有的存储部的结构的图。存储部17具有对测试样板进行储存的测试样板储存区域21和对动作设定参数进行储存的参数储存区域22。另外，存储部17具有对输入数据进行储存的输入数据储存区域23和对输出数据进行储存的输出数据储存区域24。另外，存储部17具有对控制程序进行储存的控制程序储存区域25。
作为第1存储部的测试样板储存区域21是对从验证装置11发送来的测试样板进行储存的区域。参数储存区域22是对由装置14的用户设定的动作设定参数进行储存的区域。
作为第2存储部的输入数据储存区域23是对用于执行控制程序的输入数据进行储存的区域。在程序验证系统10对控制程序的动作进行验证时，控制部18将从测试样板提取出的输入数据储存于输入数据储存区域23。换言之，在对控制程序的动作进行验证时，控制部18将输入数据的一部分或全部的值改写为测试样板内的输入数据。在该情况下，控制部18将包含于测试样板的时间信息T2和由时间信息生成部19生成的时间信息T1进行比对，从测试样板提取用于对输入数据储存区域23内的输入数据进行改写的输入数据的值。另一方面，在PLC 15使用输入输出装置16执行通常动作时，控制部18将通过输入输出装置16输入到PLC 15的输入数据储存于输入数据储存区域23。这样，在程序验证系统10对控制程序的动作进行验证时，输入数据储存区域23对作为测试输入数据的输入数据进行储存，在执行通常动作时，输入数据储存区域23对作为控制输入数据的输入数据进行储存。
作为第3存储部的输出数据储存区域24为对输出数据进行储存的区域。控制部18如果对与储存于输入数据储存区域23的输入数据对应的输出数据进行计算，则将计算出的输出数据储存于输出数据储存区域24。在储存于输入数据储存区域23的输入数据为测试样板的输入数据的情况下，控制部18将与测试样板的输入数据对应的输出数据储存于输出数据储存区域24。另一方面，在储存于输入数据储存区域23的输入数据为来自输入输出装置16的输入数据的情况下，控制部18将与来自输入输出装置16的输入数据对应的输出数据储存于输出数据储存区域24。输入数据储存区域23及输出数据储存区域24的一个例子为寄存器。这样，无论在程序验证系统10对控制程序的动作进行验证时还是在执行通常动作时，输出数据储存区域24都对使用输入数据而计算出的控制输出数据即输出数据进行储存。
控制程序储存区域25为对从未图示的程序创建装置这样的外部装置发送来的控制程序进行储存的区域。此外，存储部17也可以由多个存储装置构成。在以下的说明中，有时将输入数据及输出数据称为输入输出数据。
接下来，对装置14的动作规格例进行说明。图3是表示实施方式涉及的装置的动作规格例的图。在图3中，示出了装置14的动作规格中记载的输入输出数据的时序图。图3所示的横轴为时间，纵轴为输入数据X0、X1及输出数据Y0、Y1。
装置14的动作规格包含输入输出数据的更新和控制程序的执行。并且，装置14的动作规格下的控制程序包含两个命令。PLC 15所使用的控制程序是根据该装置14的动作规格而创建的。这里的动作规格所包含的命令的第1例是如果在更新输入输出数据时获取的输入数据X0为导通(ON)，则将输出数据Y0设为导通的命令。另外，这里的动作规格所包含的命令的第2例是在执行了控制程序的命令时，如果输入输出装置16的输入数据X1为导通，则将输出数据Y1设为导通的命令。在PLC 15所使用的控制程序中包含上述的第1例及第2例的命令。由此，能够通过控制程序实现装置14的动作规格。
如果执行控制程序，则由于输入数据X0在时间t1处导通，因此输出数据Y0变为导通。另外，如果执行控制程序，则由于输入数据X1在时间t1处截止(OFF)，因此输出数据Y1保持截止。并且，如果在时间t2处输入数据X1变为导通，则输出数据Y1变为导通。
PLC 15的控制部18在从时间t0起至时间t1将来自输入输出装置16的输入数据X0储存于存储部17，将储存于存储部17的输出数据向输入输出装置16发送。由此，控制部18在从时间t0起至时间t1进行输入输出数据的更新。另外，控制部18在从时间t1起至时间t3参照存储部17内的输入输出数据来执行控制程序，将作为执行结果的输出数据逐次储存于存储部17。
图4是表示实施方式涉及的测试样板的一个例子的图。在图4中，示出了与图3所示的动作规格对应的测试样板101。测试样板101是将输入输出数据的值及时间信息作为要素的信息。验证装置11的测试样板生成部12基于图3所示的动作规格生成测试样板101。
测试样板101的一个例子为将输入输出数据和时间信息T2进行了关联的信息表。在测试样板101中，向参数提供了输入数据及时间信息T2。由此，测试样板101是由输入数据的随时间的变化定义的。
如图3所示，输入数据X0在从时间t0起直至时间t 3为止保持导通。因此，测试样板101的输入数据X0在时间t0、时间t1、时间t2、及时间t3这四者处均设定为导通。
另外，如图3所示，输入数据X1在从时间t0起直至时间t2的紧前处为截止，在时间t2处变为导通，直至时间t3为止保持为导通。因此，测试样板101的输入数据X1在时间t0及时间t1处设定为截止，在时间t2及时间t3处设定为导通。
在执行控制程序的动作验证时，实施方式的控制部18将由时间信息生成部19生成的时间信息T1和测试样板101内的时间信息T2进行比对，确定所参照的输入数据X0、X1的值。具体而言，控制部18从测试样板101内提取与时间信息T1相对应的时间信息T2或者与时间信息T1最接近的时间信息T2。并且，控制部18将与提取出的时间信息T2对应的输入数据X0、X1的值从测试样板101内提取出而储存于输入数据储存区域23。
图5是表示实施方式涉及的PLC的动作处理步骤的流程图。在这里，对根据输入数据X0、X1的值确定输出数据Y0、Y1的值的控制程序储存于PLC 15的情况下的PLC 15的动作例进行说明。
在程序验证系统10实施控制程序的动作验证即动态解析时，执行控制程序的动态解析的指示被用户输入给PLC 15。PLC 15的控制部18如果接收了该指示，则将表示执行控制程序的动态解析的动作设定参数储存于参数储存区域22。另一方面，在程序验证系统10执行控制程序的通常动作时，执行控制程序的通常动作的指示被用户输入给PLC 15。PLC15的控制部18如果接收了该指示，则将表示执行控制程序的通常动作的动作设定参数储存于参数储存区域22。
如果测试样板101从验证装置11的测试样板生成部12发送到PLC 15，则在步骤S10中，控制部18将测试样板101储存于存储部17的测试样板储存区域21。此外，PLC 15先执行测试样板101的储存处理和动作设定参数的储存处理中的任一者均可。
在步骤S20中，如果PLC 15开始动作，则在步骤S30中，控制部18判断是否进行控制程序的动态解析。具体而言，控制部18参照储存于参数储存区域22的动作设定参数，基于动作设定参数判定是否执行动态解析。
在执行动态解析的情况下，即在步骤S30中为Yes的情况下，控制部18进行输入输出数据的更新和控制程序的执行。在更新输入输出数据时，在步骤S40中，控制部18从测试样板101中确定所参照的输入数据X0。然后，在步骤S50中，控制部18将确定出的输入数据X0储存于存储部17的测试样板储存区域21。换言之，控制部18将储存于存储部17的输入数据的值改写为测试样板101内的输入数据X0的值。具体而言，控制部18将由时间信息生成部19生成的时间信息T1和测试样板101内的时间信息T2进行比对，确定应用于控制程序的输入数据X0。此时，控制部18从测试样板101内提取与时间信息T1相同的时间信息T2，从测试样板101内提取与提取出的时间信息T2相关联的输入数据X0。然后，控制部18将提取出的输入数据X0确定为储存于存储部17的输入数据X0。
在对输入数据X0进行了储存之后，在步骤S60中，控制部18将在存储部17的输出数据储存区域24储存的输出数据发送给验证装置11的比对部13。这里的控制部18将作为执行结果的输出数据发送给比对部13，该执行结果是通过控制程序的命令中的、与即将执行的命令相比的前一个命令的执行而获得的。在该情况下，控制部18将储存于存储部17的输出数据与储存于存储部17的在前一个命令中使用的输入数据相关联，将输出数据及输入数据发送给比对部13。即，控制部18将输出数据和用于计算输出数据的输入数据进行关联而发送给比对部13。具体而言，控制部18发送输入数据储存区域23内的前一个输入数据与输出数据储存区域24内的最新的输出数据的组。上述的步骤S40至S60的处理为执行动态解析时的输入输出数据的更新处理。
此外，在进行动态解析的情况下的输入输出数据的更新处理中，控制部18既可以从测试样板101提取全部输入数据，也可以从测试样板101提取输入数据的一部分，从输入输出装置16取得其他输入数据。从测试样板101提取哪个输入数据是通过由用户作出的动作设定参数的设定确定的。
在执行输入输出数据的更新之后，控制部18执行在存储部17的控制程序储存区域25储存的控制程序。控制程序包含多个命令而构成，控制部18依次读入和执行控制程序内的命令。作为控制程序内的命令，存在对储存于存储部17的输入数据X0进行参照的命令和对输入输出装置16的输入数据X1进行参照的命令。在进行动态解析的情况下，控制部18将由时间信息生成部19生成的时间信息T1和测试样板101进行比对，确定及读入所参照的输入数据X0、X1。
在读入输入数据X0之后，控制部18执行控制程序内的命令，将通过执行而得到的输出数据储存于存储部17的输出数据储存区域24。在这里，说明由控制部18对与图3中示出的动作规格对应的控制程序进行动态解析的情况。
在步骤S70中，如果控制部18从控制程序读入对存储部17内的输入数据X0进行参照的命令，则控制部18读入在存储部17的输入数据储存区域23储存的输入数据X0。控制部18参照读入的输入数据X0，执行控制程序。由此，控制程序对与输入数据X0对应的输出数据Y0进行计算。
这里的控制部18在步骤S80中判定输入数据X0是否为导通。在输入数据X0为导通的情况下，即，在步骤S80中为Yes的情况下，在步骤S90中，控制部18使用控制程序将输出数据Y0定为导通。另一方面，在输入数据X0为截止的情况下，即，在步骤S80中为No的情况下，在步骤S100中，控制部18使用控制程序将输出数据Y0定为截止。这样，控制部18通过执行控制程序，从而对与输入数据X0对应的输出数据Y0进行计算。然后，在步骤S110中，控制部18将作为执行结果的输出数据Y0的值储存于存储部17的输出数据储存区域24。
另外，在步骤S120中，如果控制部18从控制程序读入对输入输出装置16内的输入数据X1进行参照的命令，则控制部18通过从测试样板101内提取与由时间信息生成部19生成的时间信息T1相同的时间信息T2，从而取得时间信息T2。即，如果存在对输入数据X1进行参照的命令，则控制部18在该定时(timing)取得时间信息T1，并且取得与时间信息T1对应的时间信息T2。然后，在步骤S130中，控制部18基于时间信息T2从测试样板101中确定所参照的输入数据X1。然后，控制部18读入在测试样板101中登记的输入数据X1。这样，在实施方式中，控制部18在进行动态解析的情况下，如果存在对输入输出装置16内的输入数据X1进行参照的命令，则读入在测试样板101中登记的输入数据X1。然后，控制部18参照读入的输入数据X1，执行控制程序。由此，控制程序对与输入数据X1对应的输出数据Y1进行计算。
这里的控制部18在步骤S140中判定输入数据X1是否为导通。在输入数据X1为导通的情况下，即，在步骤S140中为Yes的情况下，在步骤S150中，控制部18使用控制程序将输出数据Y1定为导通。另一方面，在输入数据X1为截止的情况下，即，在步骤S140中为No的情况下，在步骤S160中，控制部18使用控制程序将输出数据Y1定为截止。这样，控制部18通过执行控制程序，从而对与输入数据X1对应的输出数据Y1进行计算。
然后，在步骤S170中，控制部18将作为执行结果的输出数据Y1的值储存于存储部17的输出数据储存区域24。上述的步骤S70至S170的处理为执行动态解析时的控制程序的执行处理。
在步骤S180中，控制部18基于来自用户的指示，判定是否停止PLC 15的动作。如果没有由用户将动作停止的指示输入至PLC 15，则控制部18不停止PLC 15的动作。在不停止PLC 15的动作的情况下，即，在步骤S180中为No的情况下，控制部18返回步骤S30，判断是否进行控制程序的动态解析。控制部18在执行动态解析的情况下，即在步骤S30中为Yes的情况下，执行从步骤S40至S180的处理。
在步骤S180中，控制部18重复从步骤S30至S170的处理，直至判定为停止PLC 15的动作为止。并且，在步骤S180中，在控制部18判定为停止PLC 15的动作的情况下，即，在步骤S180中为Yes的情况下，控制部18停止PLC 15的动作。这样，在完成控制程序的执行之后，控制部18重复进行输入输出数据的更新和控制程序的执行，直至接收动作停止的指示为止。
在不执行动态解析的情况下，即在步骤S30中为No的情况下，控制部18与执行动态解析的情况同样地，进行输入输出数据的更新和控制程序的执行。在不执行动态解析的情况下，控制部18对输入输出装置16执行通常的控制动作。在该情况下，在步骤S190中，控制部18将从输入输出装置16读取出的输入数据X0储存于存储部17的输入数据储存区域23。
控制部18在对输入数据X0进行了储存之后，在步骤S200中，将在存储部17的输出数据储存区域24储存的输出数据发送给输入输出装置16。这里的控制部18将作为执行结果的输出数据发送给输入输出装置16，该执行结果是通过控制程序的命令中的、与即将执行的命令相比的前一个命令的执行而获得的。上述的步骤S190至S200的处理为执行通常动作的情况下的输入输出数据的更新处理。
控制部18在执行输入输出数据的更新之后，执行在存储部17的控制程序储存区域25储存的控制程序。控制部18在从输入输出装置16读入输入数据X0之后，执行控制程序内的命令，将通过执行而得到的输出数据储存于存储部17的输出数据储存区域24。在这里，对控制部18执行与图3中示出的动作规格对应的控制程序的情况进行说明。此外，在以下的说明中，针对执行通常动作的情况下的处理中的、与执行动态解析的情况相同的处理，有时省略其说明。
控制部18在使用控制程序执行通常动作的情况下，执行与步骤S70至S110相同的处理即步骤S210至S250的处理。然后，在步骤S260中，如果控制部18从控制程序读入对输入输出装置16内的输入数据X1进行参照的命令，则在步骤S270中，控制部18参照输入输出装置16内的输入数据X1。然后，控制部18执行与步骤S140至S170相同的处理即步骤S280至S310的处理。
然后，在步骤S180中，控制部18基于来自用户的指示，判定是否停止PLC 15的动作。如果没有由用户将动作停止的指示输入至PLC 15，则控制部18不停止PLC 15的动作。在不停止PLC 15的动作的情况下，即，在步骤S180中为No的情况下，控制部18返回步骤S30，判断是否进行控制程序的动态解析。在不执行动态解析的情况下，即在步骤S30中为No的情况下，控制部18执行从步骤S190至S310及步骤S180的处理。
在步骤S180中，控制部18重复从步骤S190至S310及步骤S180的处理，直至判定为停止PLC 15的动作为止。并且，在步骤S180中，在控制部18判定为停止PLC 15的动作的情况下，即在步骤S180中为Yes的情况下，控制部18停止PLC 15的动作。这样，在完成控制程序的执行之后，控制部18重复进行输入输出数据的更新和控制程序的执行，直至接收动作停止的指示为止。
此外，控制部18在执行动态解析时，既可以逐次执行向比对部13的输入输出数据的发送，也可以在存储部17中储存输入输出数据之后以一定周期发送输入输出数据。
比对部13通过将从PLC 15发送来的输入数据X0、X1、输出数据Y0、Y1与装置14的动作规格进行比对，从而验证控制程序是否是根据动作规格设计的。在该情况下，比对部13既可以将从PLC 15发送来的输入输出数据和图3中示出的装置14的动作规格进行比对，也可以将从PLC 15发送来的输入输出数据和图4中示出的测试样板101进行比对。
在这里，对使用装置14或设备这样的实机进行控制程序的动作验证的情况与由程序验证系统10进行的控制程序的动作验证的不同点进行说明。
图6是用于对使用了实机的动作验证与实施方式涉及的动作验证的不同点进行说明的图。在图6中，示出了使用了装置14这样的实机的对比例的验证处理和由程序验证系统10进行的验证处理。此外，在这里，为了便于说明，将实施方式涉及的PLC称为PLC 15，将进行使用了实机的动作验证的PLC称为对比例的PLC。另外，将对比例的PLC所具有的存储部称为对比例的存储部。该对比例的存储部与PLC 15所具有的存储部17相对应。
由PLC 15及对比例的PLC进行的装置14的控制包含更新输入输出数据的工序和执行控制程序的工序这两个工序。另外，PLC 15及对比例的PLC用于对装置14进行控制的控制程序具有包含多个命令的命令组。
PLC 15及对比例的PLC在从时间t0起直至时间t1为止的期间执行对输入输出数据进行更新的处理。另外，PLC 15及对比例的PLC在从时间t1起直至时间t3为止的期间执行控制程序。在该情况下，PLC 15及对比例的PLC在从时间t1起直至时间t2为止的期间尝试执行对存储部17的输入数据X0进行参照的命令，在从时间t2起直至时间t3为止的期间尝试执行对输入输出装置16的输入数据X1进行参照的命令。
并且，由输入输出装置16保存的输入数据X1随着时间而变化。另一方面，储存于存储部17的输入数据X1在输入输出数据的更新处理的定时变化，在执行控制程序时不变化。因此，在输入输出数据的更新处理时，如果存储部17及对比例的存储部对输入数据X1的“0”进行储存，则在执行控制程序时由存储部17及对比例的存储部储存的输入数据X1也保持“0”不变。
相对于上述输入数据X1，实施方式的PLC 15使用从时间t0起直至时间t3为止的时间信息执行动作验证，与此相对，对比例的PLC使用时间t0的时间信息执行动作验证。
在实施方式中，针对存在对输入输出装置16的输入数据X1进行参照的命令的定时，测试样板生成部12将与由输入输出装置16保存的输入数据X1相同的输入数据X1设定于测试样板101。即，设定于测试样板101的输入数据X1与由输入输出装置16保存的输入数据X1同样地，随着时间而变化。因此，在从时间t2起直至时间t3为止的期间的输入输出装置16的输入数据X1为“1”的情况下，从时间t2起直至时间t3为止的期间的测试样板101的输入数据X1也为“1”。另一方面，对比例的PLC只能够参照对比例的存储部内的输入数据X1。以下，对由实施方式的PLC 15执行的处理P1至P3和由对比例的PLC执行的处理P11至P13进行说明。处理P1、P11为从时间t0起直至时间t1为止的处理，处理P2、P12为从时间t1起直至时间t2为止的处理，处理P3、P13为从时间t2起直至时间t3为止的处理。
(处理P1)
在对输入输出数据进行更新的工序中，实施方式的PLC 15使用时间信息生成部19取得时间信息T2。然后，PLC 15通过基于时间信息T2参照测试样板101，从而提取与时间信息T2对应的输入数据X0。然后，PLC 15将从测试样板101提取出的输入数据X0储存于存储部17。
(处理P2)
另外，如果在执行控制程序的工序中存在对存储部17的输入数据X0进行参照的命令，则PLC 15参照存储部17内的输入数据X0，根据该输入数据X0执行命令。
(处理P3)
另外，如果在执行控制程序的工序中存在对输入输出装置16的输入数据X1进行参照的命令，则PLC 15使用时间信息生成部19取得时间信息T2。然后，PLC 15通过基于时间信息T2参照测试样板101，从而提取与时间信息T2对应的输入数据X1。然后，PLC 15根据从测试样板101提取出的输入数据X1执行命令。由此，完成处理P3的处理。
测试样板101内的输入数据X1与由输入输出装置16保存的输入数据X1为相同的值，因此，PLC 15能够执行与使用了输入输出装置16的动作时相同的动作。这样，由于在存储部17中储存有测试样板101，因此PLC 15能够参照时间t2的正确的输入数据。另外，PLC15从存储部17内的测试样板101读取输入数据X1，将该输入数据X1储存于存储部17内，因此在动作验证时，不需要PLC 15与验证装置11之间的通信时间。
(处理P11)
在对输入输出数据进行更新的工序中，对比例的PLC取得时间t0的时间信息。然后，对比例的PLC通过基于时间t0的时间信息参照测试样板，从而提取与时间t0的时间信息对应的输入数据X0。并且，对比例的PLC将从测试样板提取出的输入数据X0储存于对比例的存储部。在该情况下，对比例的PLC所参照的测试样板与时间t0的时间信息相对应。对比例的PLC所使用的测试样板内的时间t0处的输入数据X0和实施方式涉及的PLC 15所使用的测试样板101内的时间t0处的输入数据X0相同。因此，PLC 15及对比例的PLC能够在处理P1和处理P11中获得相同的验证结果。
(处理P12)
另外，如果在执行控制程序的工序中存在对对比例的存储部的输入数据X0进行参照的命令，则对比例的PLC参照对比例的存储部内的输入数据X0，根据该输入数据X0执行命令。在该情况下，在时间t1起直至时间t3为止的期间，没有对存储部17及对比例的存储部的输入数据进行更新。因此，对比例的PLC所使用的测试样板内的时间t1处的输入数据X0和实施方式涉及的PLC 15所使用的测试样板101内的时间t1处的输入数据X0相同。因此，PLC 15及对比例的PLC能够在处理P2和处理P12中获得相同的验证结果。
(处理P13)
如上所述，在作为输入输出数据的更新处理的时间t0处，如果对比例的PLC将输入数据X1的“0”储存于对比例的存储部，则在执行控制程序时由对比例的存储部储存的输入数据X1保持“0”不变。因此，即使在执行控制程序的工序中存在对输入输出装置16的输入数据X1进行参照的命令，对比例的PLC也只能取得对比例的存储部的输入数据X0。因此，对比例的PLC无法使用输入输出装置16的实际的输入数据即输入数据X1。即，在对比例的PLC执行对输入输出装置16的输入数据X1进行参照这样的命令的情况下，对比例的PLC仅具有与验证装置11通信的时间t0的输入数据X0，因此无法参照正确的输入数据X1。这样，对比例的PLC保持着在存储部储存有时间t0的时刻处的输入数据X0、X1的状态，因此即使在时间t2的时刻处进行验证，也只能使用时间t0的时刻处的输入数据X0、X1。因此，对比例的PLC无法以与实机相同的精度进行动作验证。此外，输入输出装置16未进行动作，因此对比例的PLC无法从输入输出装置16读取输入数据X1。
另外，当验证装置11在动作验证时将验证用数据即输入数据X1发送给对比例的PLC的情况下，在验证装置11与对比例的PLC之间发生通信处理。因此，对比例的PLC在动作验证时无法在与实际的动作相同的定时进行动作。其结果，验证装置11无法正确地验证对比例的PLC所使用的输入输出数据。
另外，当计算机通过模拟进行控制程序的动作验证的情况下，用于构建模拟中使用的虚拟环境的工时增加，并且由于不是进行实时验证，因此验证需要较长时间。另外，当计算机通过模拟进行控制程序的动作验证的情况下，与前述的使用了实机的动作验证同样地，无法确认输入输出数据是否在与实机相同的定时发生转变。
另一方面，PLC 15在存储部17内储存有作为动作验证用数据的测试样板101，参照测试样板101内的输入数据X0、X1，对PLC 15动作之后能够得到的输出数据Y0、Y1进行计算。并且，验证装置11将装置14的动作规格和计算出的输出数据Y0、Y1进行比对。换言之，验证装置11将测试样板101内的输出数据和计算出的输出数据Y0、Y1进行比对。由此，能够验证输入数据X0、X1及输出数据Y0、Y1是否在与实际的装置14相同的定时发生转变。
在这里，对控制部18的硬件结构进行说明。图7是表示实施方式涉及的PLC所具有的控制部的硬件结构例的图。控制部18能够由图7所示的控制电路300、即处理器301及存储器302实现。处理器301的例子为CPU(Central Processing Unit，也称为中央处理装置、处理装置、运算装置、微处理器、微型计算机、处理器、DSP)或系统LSI(Large ScaleIntegration)。存储器302的例子为RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)或闪存存储器。
控制部18通过由处理器301读取、执行在存储器302中存储的用于执行控制部18的动作的程序来实现。另外，也可以说该程序使计算机执行控制部18的步骤或方法。存储器302也用作处理器301执行各种处理时的临时存储器。
这样，处理器301所执行的程序是具有计算机可读且非易失性(non-transitory)的记录介质的计算机程序产品，包含可由计算机执行的、用于进行数据处理的多个命令。处理器301所执行的程序使计算机通过多个命令执行数据处理。
另外，也可以由专用的硬件实现控制部18。另外，关于控制部18的功能，也可以是通过专用的硬件实现一部分，通过软件或固件实现一部分。
此外，验证装置11的测试样板生成部12及比对部13也与控制部18同样地，能够由图7所示的控制电路300、即处理器301及存储器302实现。
这样，在实施方式中，PLC 15存储有包含时间信息T2的测试样板101，基于生成的时间信息T1，从测试样板101提取输入数据X0、X1。然后，PLC 15使用控制程序及提取出的输入数据X0、X1计算输出数据Y0、Y1。然后，验证装置11将测试样板101内的与输入数据X0、X1对应的输出数据和由PLC 15计算出的输出数据进行比对。由此，程序验证系统10能够执行输入输出数据是否在与实际的装置14相同的定时发生转变的验证。因此，程序验证系统10能够容易地进行控制程序的准确的动作验证。
另外，PLC 15将测试样板101储存于PLC 15内的存储部17，因此能够高速地改写PLC 15内的输入输出数据的值。另外，PLC 15将测试样板101储存于PLC 15内的存储部17，因此在动作验证时，不需要从验证装置11接收输入数据X0、X1。由此，程序验证系统10能够以短时间且较少工时执行控制程序的动作验证。因此，能够缩短对装置14或包含PLC 15的设备进行开发时的筹建时间。
以上的实施方式所示的结构表示的是本发明的内容的一个例子，也能够与其他公知的技术进行组合，还能够在不脱离本发明的主旨的范围将结构的一部分省略、变更。
标号的说明
10程序验证系统，11验证装置，12测试样板生成部，13比对部，14装置，15 PLC，16输入输出装置，17存储部，18控制部，19时间信息生成部，21测试样板储存区域，22参数储存区域，23输入数据储存区域，24输出数据储存区域，25控制程序储存区域，31、32通信IF部，101测试样板。

Claims (8)

1.一种程序验证系统，其特征在于，具有：
控制装置，其被输入来自进行数据的输入输出的输入输出装置的控制输入数据，并且使用用于对装置进行控制的控制程序计算与所述控制输入数据对应的控制输出数据，向所述输入输出装置输出；以及
比对部，其通过将测试样板所包含的测试输出数据和由所述控制装置计算出的所述控制输出数据进行比对，从而进行所述控制程序的动作验证，所述测试样板是满足所述装置的动作规格的测试输入数据与所述测试输出数据的组合且示出随时间的变化，
所述控制装置具有：
存储部，其对所述测试样板进行存储；以及
控制部，在进行所述控制程序的动作验证时，如果在所述控制程序中存在对所述控制输入数据进行参照的命令，则所述控制部取得所述控制装置内的时间的信息即第1时间信息，并且从所述测试样板内提取与所述第1时间信息对应的所述测试输入数据，使用提取出的所述测试输入数据及所述控制程序计算所述控制输出数据。
2.根据权利要求1所述的程序验证系统，其特征在于，
还具有生成所述测试样板而发送给所述控制装置的测试样板生成部。
3.根据权利要求1或2所述的程序验证系统，其特征在于，
所述存储部包含：
第1存储部，其对所述测试样板进行存储；
第2存储部，其对来自所述输入输出装置的所述控制输入数据进行存储；以及
第3存储部，其对向所述输入输出装置输出的所述控制输出数据进行存储，
在进行所述控制程序的动作验证时，如果在所述控制程序中存在对从所述输入输出装置输入的所述控制输入数据进行参照的命令，则所述控制部基于所述第1时间信息从所述测试样板内提取所述测试输入数据而储存于所述第2存储部，且使用提取出的所述测试输入数据及所述控制程序计算所述控制输出数据而储存于所述第3存储部，且将所述第2存储部内的所述测试输入数据及所述第3存储部内的所述控制输出数据发送给所述比对部，
所述比对部使用与来自所述控制部的所述测试输入数据对应的所述测试输出数据进行所述动作验证。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的程序验证系统，其特征在于，
所述控制装置还具有生成所述第1时间信息的时间信息生成部，
所述测试样板是将所述测试输入数据、所述测试输出数据、与所述第1时间信息对应的时间的信息即第2时间信息进行关联而成的，
所述比对部基于所述第1时间信息及所述第2时间信息，将由所述控制装置计算出的所述控制输出数据和所述测试样板内的所述测试输出数据进行比对。
5.根据权利要求2所述的程序验证系统，其特征在于，
所述测试样板生成部基于所述装置的动作规格而生成所述测试样板。
6.一种控制装置，其特征在于，具有：
第1通信部，其被输入来自进行数据的输入输出的输入输出装置的控制输入数据；
控制部，其使用用于对装置进行控制的控制程序计算与所述控制输入数据对应的控制输出数据；
第2通信部，其将所述控制输出数据向所述输入输出装置输出；以及
存储部，其对测试样板进行存储，该测试样板是满足所述装置的动作规格的测试输入数据与测试输出数据的组合且示出随时间的变化，
在进行所述控制程序的动作验证时，所述控制部生成本装置内的时间的信息即第1时间信息，并且从所述测试样板内提取与所述第1时间信息对应的所述测试输入数据，使用提取出的所述测试输入数据及所述控制程序计算所述控制输出数据。
7.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，
还具有比对部，该比对部通过将由所述控制部计算出的所述控制输出数据和所述测试样板进行比对而进行所述控制程序的动作验证，
所述比对部将由所述控制装置计算出的所述控制输出数据和所述测试样板内的所述测试输出数据进行比对。
8.一种程序验证方法，其特征在于，包含下述步骤：
存储步骤，控制装置对测试样板进行存储，该控制装置被输入来自进行数据的输入输出的输入输出装置的控制输入数据，并且使用用于对装置进行控制的控制程序计算与所述控制输入数据对应的控制输出数据而向所述输入输出装置输出，该测试样板是满足所述装置的动作规格的测试输入数据与测试输出数据的组合且示出随时间的变化；
计算步骤，在进行所述控制程序的动作验证时，所述控制装置生成所述控制装置内的时间的信息即第1时间信息，并且从所述测试样板内提取与所述第1时间信息对应的所述测试输入数据，使用提取出的所述测试输入数据及所述控制程序计算所述控制输出数据；以及
验证步骤，进行所述控制程序的动作验证的验证装置通过将由所述控制装置计算出的所述控制输出数据和所述测试样板内的所述测试输出数据进行比对来进行所述控制程序的动作验证。
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