JP2003067016A - プログラマブルコントローラ用実習教材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 様々な実習課題に対応でき、動作確認が容易
なパ−ソナルコンピュ−タを用いたプログラマブルコン
トローラ用実習教材を提供する。 【解決手段】 制御動作作成機能プログラム１によって
作成されたシーケンスプログラム２を仮想プログラマブ
ルコントローラ機能プログラム３で稼動させ、仮想操作
盤機能プログラム４から得られる操作スイッチ入力と仮
想マシン機能プログラム５から得られるセンサスイッチ
入力によって動作させる。仮想プログラマブルコントロ
ーラの制御出力で仮想操作盤の表示を行ったり、仮想マ
シンの負荷を駆動したりする。操作スイッチ入力はマウ
ス等の操作により、センサスイッチ入力は仮想マシンの
負荷駆動に連動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、プログラマブル
コントローラがシーケンスプログラムによってどのよう
な動作をするのかをシミュレーションすることによっ
て、シーケンスプログラム作成を実習する教材に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】第１の従来技術として、特開平８−２３
４６５４号公報に開示される「シーケンス制御回路実習
装置」が存在する。この装置は、プログラマブルコント
ロ−ラ又はリレー群によってシーケンス制御回路実習を
行うもので、当該リレー群やプログラマブルコントロー
ラ本体に加え、操作スイッチ、リミットスイッチ等の入
力機器、モータや表示灯等の出力機器、パワーを必要と
するモータ等を駆動するパワーリレー群、これらを動作
させるのに必要な電源回路をパネル上に配置したもの
で、全てハードウェア機器によって構成された教材であ
る。上記の構成機器は全て電線で配線されており、入力
機器から出力された信号はプログラマブルコントローラ
の入力インターフェースに取り込まれる。この取り込ま
れた信号の状態はプログラマブルコントローラ内部の演
算処理回路で演算され、その演算結果が出力インターフ
ェースに出力される。そして、出力された信号は出力機
器に伝えられ、信号の状態に応じて回転や、点灯等の動
作を行う。入力機器より入力された信号に応じて出力機
器がどのように動作するかを確認し、その動作が予定し
ていたものと合致しているか否かで結果の確認を行う。
また、出力機器の動作を実際のワークの動作に代替させ
て確認を行う。

【０００３】第２の従来技術として、特開２０００−１
０４６１号公報に開示される「論理回路教育システム」
が存在する。このシステムは、パーソナルコンピュータ
と回路トレーニング装置を併用したものである。回路ト
レーニング装置は、プログラミングできるシミュレーシ
ョン回路とそのシミュレーション回路に必要な信号を送
り込む制御回路、また、制御回路から発生される信号と
同等の動きをする信号を手動で入力できるようにした押
しボタンスイッチなどの入力機器、シミュレーションし
た結果を表示する７セグメント表示機器など全てハード
ウェアで構成されており、回路トレーニング装置の一部
である制御回路にパーソナルコンピュ−タが接続されて
いる。パーソナルコンピュ−タには任意の制御パターン
データが格納されており、接続されている制御回路にこ
れらのデータが送り込まれる。送り込まれたデータによ
って制御回路は信号を発生しシミュレーション回路に送
られシミュレーションが実行され、実行された結果は制
御回路を経由してパーソナルコンピュータに送り返され
ＣＲＴ画面上に表示される。ＣＲＴや表示機器に表示さ
れた結果によってシミュレーションされた設計回路の動
作が理解でき、その設計回路の良否を判断する。

【０００４】第３の従来技術として、特開平７−１３４
６０４号公報に開示される「シーケンスコントローラの
検査方法と検査装置」が存在する。これは、押しボタン
スイッチ、センサ、アクチュエータ、ランプ等を組み合
わせた被制御機械と、実機のプログラマブルコントロー
ラと、そのプログラマブルコントローラに通信ケーブル
で接続されたパーソナルコンピュータで構成された、プ
ログラマブルコントローラのプログラムをデバッグする
検査装置である。パーソナルコンピュータにはプログラ
マブルコントローラを動作させるための複数パターンの
テーブル形式データが格納されており、このデータをプ
ログラマブルコントローラに通信ケーブルで伝送する。
プログラマブルコントローラはこの伝送されたデータに
基づいて動作する。この時、プログラマブルコントロー
ラは被制御機械のスイッチやセンサの状態を読取り、そ
れをもとに演算し、アクチュエータを実際に動作させ、
その動作が正しいか誤っているかによってプログラマブ
ルコントローラのプログラムをデバッグするようにした
ものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述の第１の従来技術
は、全ての構成機器がハードウェアであるため、実習課
題の追加やバージョンアップを行おうとした場合、課題
に合った構成機器の追加、変更が必要となり、配線のし
直しによる作業の手間や、追加される機器を取付けるス
ペースが必要になる等の問題が発生し、実習装置が大
型、高価になる。すなわち、実習テーマがハードウェア
によって制限され、自由な実習の設定ができないという
問題が発生する。また、実際のシステムに代替した機器
での動作確認となるため、完全な実習にはならない。

【０００６】第２の従来技術では、制御回路を動作させ
るためのデータをパーソナルコンピュータ等が有してい
るだけで、主体部分がハ−ドウエアで構成されている。
従って、第１の従来技術と同じようにシステムの変更や
追加が必要になった場合には、配線作業の手間、取り付
けスペースの問題が発生し、大型、高価になるという問
題がある。

【０００７】第３の従来技術は、プログラマブルコント
ロ−ラの動作確認手段の部分が本発明と共通した技術分
野のものであるが、学習教材を目的としたものではない
ため複雑な操作を必要としている。また、入力機器のセ
ンサや出力機器のアクチュエータ部分がハードウェアで
構成されているのと、実機のプログラマブルコントロ−
ラも必要となり第１の従来技術と同様の問題がある。

【０００８】以上のとおり、シーケンス制御の実習教材
として全体をハードウェアで構成したものはもとより、
一部にパーソナルコンピュ−タを用いたものであって
も、主要部のハードウェア依存度が高く、実習課題に対
する自由度が低いという問題点や、装置が大型、高価に
なる問題点がある。特に、プログラマブルコントロ−ラ
を用いたシーケンス制御の実習教材としては、複雑なシ
ーケンスプログラムが正しく作成されたかどうかを動作
確認して見る必要があるが、様々な実習課題に対応で
き、かつ、簡単で自由度の高い動作確認手段というのが
無く、限定された実習課題にしか適用できないことか
ら、幅広く普及するのが困難となっているのが実状であ
る。

【０００９】この発明は、上記の問題点を解消するため
になされたもので、従来技術ではハードウェア構成であ
った全ての要素をソフトウェアで構成したもので、複雑
なシーケンスプログラムをパソコン等の上で手軽に動作
確認できると共に、安価で、かつメンテナンスやバージ
ョンアップも容易にでき、様々な実習課題に適用できる
自由度の高い実習教材を提供することを目的とする。

【００１０】この発明の更なる目的は、受講者が独学で
きる完成度（レベル）の高い実習課題を提供すると共
に、講師が独自の実習課題を作成して受講者に提供でき
る自由度の高い実習教材を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、対象
機材としてのプログラマブルコントローラに対する仮想
プログラマブルコントローラ機能プログラムをパーソナ
ルコンピュータ等の計算機上で動作させ、画像表示され
た操作スイッチをマウス等で操作させて操作入力信号を
得ると共に、画像表示された負荷駆動機器の動作に応動
して画像表示されたセンサスイッチが連動動作するよう
に仮想操作盤機能プログラムと仮想マシン機能プログラ
ムを共に動作させるアプリケーションプログラムによっ
て構成されている。これは、上記計算機を唯一のハード
ウェアとして使用して、プログラマブルコントローラ、
操作盤、仮想マシンを全てパーソナルコンピュータ上で
動作させることによって、自由度の高い実習教材を得る
手段を提供したものである。

【００１２】請求項２の発明は、上記アプリケーション
プログラムは入力割付手段を包含し、この入力割付手段
は各種操作スイッチやセンサスイッチに関し、動作／不
動作が識別表示されるシンボルが準備されていて、プロ
グラマブルコントローラの入力番号に対応して適切なシ
ンボルを選択利用できるようになっている。これは、動
作確認がしやすいスイッチシンボルを独学受講者やユー
ザ側講師が手軽に利用できるようにして、自由に課題が
作成できる手段を提供したものである。

【００１３】請求項３の発明は、上記アプリケーション
プログラムは出力割付手段を包含し、この出力割付手段
は各種負荷駆動機器や警報機器、表示機器に関し、動作
／不動作、点灯／非点灯等が識別表示されるシンボルが
準備されていて、プログラマブルコントローラの出力番
号に対応して適切なシンボルを選択利用できるようにな
っている。これは、動作確認がしやすい出力機器シンボ
ルを、独学受講者やユーザ側講師が手軽に利用できるよ
うにして、自由に課題が作成できる手段を提供したもの
である。

【００１４】請求項４の発明は、上記仮想操作盤と仮想
マシンの入出力は選択された既成実習課題に応じて既に
上記仮想プログラマブルコントローラの入出力に割付配
分されていて、受講者側での入出力割付操作が不要とな
っている。これは、独学受講者が学習する場合、ユーザ
側講師が大勢の受講者に対して講座を行う場合などに、
手間をかけずに既成実習課題を提供するための手段とな
っている。

【００１５】請求項５の発明は、上記仮想マシン機能プ
ログラムは、所定速度又は可変一定速度で仮想マシン内
のワークの移動動作表示を行う速度設定手段を包含して
いる。これは、上記既成実習課題に対応した仮想マシン
画像が、よりリアルなものとして動作確認を容易にする
と共に、受講者のレベルに応じた動作確認時間を確保す
る手段を提供したものである。

【００１６】請求項６の発明は、上記仮想マシン機能プ
ログラムは、仮想マシン内のワ−クの移動動作に伴って
このワークが画面内の所定位置に到達した時に、該当位
置に表示されたセンサスイッチが動作する座標位置連動
手段を包含している。これは、上記既成実習課題に対応
した仮想マシン画像が、よりリアルなものとして動作確
認を容易にすると共に、タイマに依存しない連動手段を
提供したものである。

【００１７】請求項７の発明は、上記仮想マシン機能プ
ログラムは、適用された実習課題に関する負荷の適正な
動作順序と実際の動作順序を比較する動作判定手段を備
え、適正順序によってどこまで動作が進行したかが把握
できるよう構成されている。これは、受講者の学習到達
レベルを判断するための情報を得る手段を提供したもの
である。

【００１８】請求項８の発明は、上記アプリケーション
プログラムは実習課題に対応した回答シーケンスプログ
ラムを包含し、回答シーケンスプログラムの適用手段を
用いて上記仮想マシンの動作確認が行えるようになって
いる。これは、上記既成実習課題による適正なマシン動
作を目視確認しておくことにより、受講者自らが作成し
たシーケンスプログラムによるマシン動作との相違を解
り易くするための手段を提供したものである。

【００１９】請求項９の発明は、上記入出力割付手段は
上記アプリケーションプログラムの中で既に割付済みで
ある場合と自由実習を目的としてユーザ側で割付する場
合の割付選択手段を包含して構成されている。これは、
実習教材の適用範囲を拡大するための手段を提供したも
のである。

【００２０】請求項１０から１２の発明は、ターゲット
とするプログラマブルコントローラの外形画面表示手段
を備えている。また、上記外形画面表示手段は、仮想プ
ログラマブルコントローラの入出力に応動する入出力動
作の表示灯を備えている。更に、上記アプリケーション
プログラムは仮想実機機能プログラムを包含し、この機
能プログラムはターゲットとするプログラマブルコント
ローラに対する運転／停止スイッチの操作やプログラム
ツール接続用コネクタに対するケーブルの接続操作、シ
ーケンスプログラムの転送操作等を上記パーソナルコン
ピュータに接続されたマウス等の入力装置の操作で実行
する模擬実機運転操作手段を備えている。これは、ハー
ドウェアを持たない実習教材において、受講者に対して
実機イメージを提供するための手段を提供したものであ
る。

【００２１】請求項１３の発明は、実習教材としてのパ
ーソナルコンピュータ以外のパーソナルコンピュータ又
は専用プログラムツールで作成されたシーケンスプログ
ラムを、フロッピィディスク等の保存媒体を介して実習
教材としてのパーソナルコンピュータ上の仮想プログラ
マブルコントローラに転送する転送書込み手段を備えて
いる。これは、実習教材以外の外部ツールを併用して少
ない台数の実習教材を有効活用する手段を提供したもの
である。

【００２２】請求項１４の発明は、ユーザによって作成
された入出力割付データに関する割付保存手段を有して
いる。これは、ユーザ側教師によって作成された自由課
題を手軽に再利用できる手段を提供したものである。

【００２３】

【発明の実施の形態】実施の形態１． （１）実施の形態１の構成の説明 図１はこの発明の実施の形態１によるプログラマブルコ
ントローラ用実習教材を示す機能ブロック図である。図
１において、１は実習課題に対応したシーケンスプログ
ラムを作成するための制御動作作成機能プログラムであ
り、この制御動作作成機能プログラム１は対象機材とな
るプログラマブルコントロ−ラに対応するシーケンスプ
ログラム作成用ツールとして既に市販されているパ−ソ
ナルコンピュ−タ用アプリケーションソフトウエアとほ
ぼ同じ機能を持ち合わせたものとなっている。２は上記
制御動作作成機能プログラム１を用いて作成されたシー
ケンスプログラム。３は対象となる後述のプログラマブ
ルコントロ−ラ３０と等価な動作を行う仮想プログラマ
ブルコントローラ機能プログラム。４は後述の操作盤４
０と等価な動作を行う仮想操作盤機能プログラムであ
り、この仮想操作盤機能プログラム４は上記仮想プログ
ラマブルコントローラ機能プログラム３によって生成さ
れた制御出力によって表示、警報を行うと共に、スイッ
チ操作手段４ａによって操作入力信号を生成して、仮想
プログラマブルコントローラ機能プログラム３に操作入
力を供給するようになっている。

【００２４】５は後述のマシン５０と等価な動作を行う
仮想マシン機能プログラムであり、この仮想マシン機能
プログラム５は上記仮想プログラマブルコントローラ機
能プログラム３によって生成された制御出力によって負
荷駆動を行い、連動手段５ａによってセンサ応答信号を
生成して上記仮想プログラマブルコントローラ機能プロ
グラム３にセンサ入力を供給するようになっている。な
お、上記仮想プログラマブルコントローラ機能プログラ
ム３は後述する割付選択手段、入出力割付選択手段３ａ
によって上記仮想操作盤や仮想マシンの入出力を上記仮
想プログラマブルコントローラの入出力に割付するよう
になっている。６は図５で詳述する外形画面表示手段６
ａや模擬実機運転操作手段６ｂによって構成された仮想
実機機能プログラムである。

【００２５】なお、２ａは回答プログラム適用手段であ
り、この手段を用いると各実習課題に対して予め準備さ
れている正解シーケンス制御プログラムを上記仮想プロ
グラマブルコントローラ機能プログラム３に供給するこ
とができるようになっている。また、５ｂは上記仮想マ
シン機能プログラム５において、仮想マシン内の各動作
順序を観察し、正しい動作順序に従って動作が進行した
かを検出する動作判定手段であり、この判定手段５ｂは
受講者がどの実習まで完了し、それによってどこまで理
解したかを判断するための情報として用いることができ
るものである。

【００２６】次に、図１で示した実習教材を実機で構成
した場合の対応ブロック図を示す図２について説明す
る。図２において、１０はマウス１４や図示しないフロ
ッピィディスク読書き装置等を備えた市販のパ−ソナル
コンピュ−タであり、このパ−ソナルコンピュ−タ１０
には現在市販されているシーケンスプログラム作成アプ
リケーション１０ａがインストールされている。

【００２７】上記パーソナルコンピュータ１０には、対
象機材としてのプログラマブルコントロ−ラ３０が接続
される。このプログラマブルコントロ−ラ３０は、中央
演算処理機能を有し下記の要素とバス接続されるマイク
ロプロセッサ３１と、不揮発メモリにより構成されるシ
ステムメモリ３２と、演算処理用ＲＡＭメモリ３３と、
制御情報が格納されるデバイスメモリ３４と、上記パ−
ソナルコンピュ−タ１０とシリアル接続されるシリアル
インターフェース３５と、入力端子３６ａからの入力信
号を上記マイクロプロセッサ３１に接続する入力インタ
ーフェース３６と、上記マイクロプロセッサ３１が発生
する制御出力を出力端子３７ａに供給する出力インター
フェース３７と、上記マイクロプロセッサ３１にバス接
続されるプログラムメモリ２０を備えている。

【００２８】上記プログラマブルコントローラ３０は、
入力端子３６ａに供給された入力信号とプログラムメモ
リ２０に格納されたシーケンスプログラムに応じて動作
した制御出力を出力端子３７ａに供給するものであり、
上記パ−ソナルコンピュ−タ１０で作成されたシーケン
スプログラムは、予めシリアルインターフェース３５、
マイクロプロセッサ３１を介してプログラムメモリ２０
に格納されるようになっている。

【００２９】操作盤４０は、押しボタンスイッチ４１や
ロータリスイッチ４２等の操作スイッチと、表示機器で
あるパイロットランプ４３や警報機器であるブザー４４
等により構成されており、上記操作スイッチは上記プロ
グラマブルコントロ−ラ３０の入力端子３６ａに接続さ
れ、警報機器、表示機器は出力端子３７ａに接続されて
いる。

【００３０】マシン５０は、モータ５１や電磁弁５２等
の負荷駆動機器と、リミットスイッチ５３、光電スイッ
チ５４、エンコーダ５５等のセンサスイッチと、ワーク
５６、５７等によって構成されており、上記負荷駆動機
器は上記プログラマブルコントロ−ラ３０の出力端子３
７ａに接続され、センサスイッチは入力端子３６ａに接
続されている。なお、上記入力端子３６ａは例えばＸ０
０、Ｘ０１、Ｘ０２、Ｘ０３・・・等の連続番号、出力
端子３７ａは例えばＹ００、Ｙ０１、Ｙ０２、Ｙ０３・
・・等の連続番号を有し、各操作スイッチやセンサスイ
ッチをどの入力端子に割り付けるのか、あるいは各警報
機器、表示機器や負荷駆動機器をどの出力端子に割り付
けるのかについては、後述の配線を行うことによって決
定されるようになっている。

【００３１】（２）実施の形態１の作用、動作の説明 図１の様に構成されたこの発明の実施の形態１であるプ
ログラマブルコントローラ用実習教材についてその作
用、動作を説明する。図３は図１のプログラマブルコン
トローラ用実習教材の動作説明用のフローチャートであ
る。図３において、１００はアプリケーションプログラ
ムの動作開始工程。１０１は実習課題の中から実行した
い課題番号を選択する課題項目選択手段となる工程。１
０２は工程１０１で選択した課題データを読込む工程。
１０３は工程１０１で選択された実習課題に対応して予
め準備されている仮想マシン画面と仮想操作盤画面を表
示し、合わせて、仮想プログラマブルコントローラと制
御動作作成機能プログラムを表示する工程。

【００３２】１０４は当該工程に続いて予め準備された
正解回答シーケンスプログラムを適用するかどうかの回
答適用手段である選択工程。１０５は工程１０４の結果
がＮＯである時に作用し、回答シーケンスプログラムを
作成する工程。１０６は工程１０５で作成されたシーケ
ンスプログラムを仮想プログラマブルコントローラに転
送する工程。

【００３３】１０７は工程１０１で選択された課題に応
じて、仮想プログラマブルコントローラが仮想マシン機
能プログラムと仮想操作盤機能プログラムに対し、入出
力の割付を自動割付、自由割付のどちらかに選択させる
入出力割付選択手段の工程。１０８は工程１０７に続い
て作用し、自動割付か自由割付かを判断する手段である
工程。１０９は工程１０８の結果がＮＯである時に作用
し自由割付手段を行う工程。

【００３４】１１０は工程１０３で表示された仮想マシ
ン画面と仮想操作盤画面に作用し、マウス等のパ−ソナ
ルコンピュ−タ１０に付属する入力装置（以下マウスと
言う）によって仮想操作盤画面内のスイッチシンボルを
クリックする等によって仮想操作盤のスイッチに操作入
力を供給する工程。１１１は仮想プログラマブルコント
ローラの制御出力によって仮想操作盤の警報動作や表示
動作が行われる工程であり、仮想マシンの負荷駆動機器
が動画動作をする工程。１１２は工程１１１に続いて作
用し、図５（ｂ）において後述する座標位置連動手段と
なる工程であり、工程によってセンサスイッチが連動動
作するようになっている。１１３は工程１１２に続いて
作用し、工程１０１で選択された課題に応じて予め指定
されている負荷駆動機器の正常な動作順序と、工程１０
５で作成されたシーケンスプログラムに基づく負荷駆動
機器の実際の動作順序を対比して、何ステップまで動作
が一致していたかを判定する動作判定手段となる工程で
ある。

【００３５】１１４は工程１１３に続いて作用し、引続
いて工程１１０で操作盤のスイッチを操作するのか、操
作終了メッセージを選択して次の工程１１５へ以降する
のかを決定する選択工程。１１５は工程１１４に続いて
作用し、引続いて工程１０３で課題を再開する操作を行
うのか、課題終了メッセージを選択して次の工程１１６
へ以降するのかを決定する選択工程。１１６は工程１１
５に続いて作用し、引続いて工程１０１で違う課題を選
択する操作を行うのか、終了メッセージを選択して終了
工程１１７へ移行するのかを決定する選択工程である。

【００３６】図４は、図１のプログラマブルコントロー
ラ用実習教材の動作説明用フローチャートである。図４
において、１２０は下記工程１２１〜１２４によって構
成された入出力割付手段となる工程ブロックであり、こ
の工程ブロックは図３の工程１０８が自由割付を選択し
た時に作用するようになっている。１２１は仮想操作盤
内の操作スイッチの入力番号を割り付ける工程であり、
画面表示に従って、例えば「Ｘ００」、「スタート」、
「シンボル番号１」等を入力すると、入力番号は「Ｘ０
０」、入力名称は「スタート」、シンボル番号は「１」
が選択されたことになる。引続いて、多数の操作スイッ
チについて同様の割付操作を行うが、上記シンボルは図
５で説明する通り様々のものが準備されていて、シンボ
ル図上をマウスでクリックすることによりシンボル番号
が決定するよう構成されている。

【００３７】１２２は上記工程１２１に続いて作用し、
仮想操作盤内の警報機器や表示機器の出力番号を割り付
ける工程であり、画面表示に従って、例えば「Ｙ０
０」、「自動運転」、「シンボル番号１０」等を入力す
ると、出力番号は「Ｙ００」、出力名称は「自動運
転」、シンボル番号は「１０」が選択されたことにな
る。引続いて、多数の警報機器や表示機器について同様
の割付操作を行うが、上記シンボルは、図５で説明する
通り様々のものが準備されていて、シンボル図上をマウ
スでクリックすることによりシンボル番号が決定するよ
う構成されている。

【００３８】１２３は上記工程１２２に続いて作用し、
仮想マシン内の負荷駆動機器の出力番号を割り付ける工
程であり、画面表示に従って、例えば「Ｙ１０」、「モ
ータ正転」、「シンボル番号３０」等を入力すると、出
力番号は「Ｙ１０」、出力名称は「モータ正転」、シン
ボル番号は「３０」が選択されたことになる。

【００３９】１２４は上記工程１２３に続いて作用し、
仮想マシン内のセンサスイッチの入力番号を割り付ける
工程であり、画面表示に従って、例えば「Ｘ１０」、
「正転限界」、「２」、「シンボル番号２０」等を入力
すると、入力番号はＸ１０、入力名称は正転限界、応答
時間は出力Ｙ１０が動作してから２秒後、シンボル番号
は２０が選択されたことになる。

【００４０】引続いて多数の負荷駆動機器やセンサスイ
ッチについて同様の割付操作を行うが、上記シンボルは
図５で説明する通り様々のものが準備されていて、シン
ボル図上をマウスでクリックすることによりシンボル番
号が決定するよう構成されている。但し、センサスイッ
チを持たない負荷機器の場合には工程１２４による入力
番号の割付処理を省略する。

【００４１】１２５は上記工程１２４に続いて作用し、
上記工程ブロック１２０で選択した多数の入出力シンボ
ルを機械動作の流れに沿って解り易く工夫して画面上に
配列し、仮想操作盤画面や仮想マシン画面を作画する工
程である。１２６はこの工程に続いて作用し、上記工程
１２５で作成された画面データをフロッピィディスク等
の保存媒体に格納し、これを再利用することができるよ
うにするための工程である。

【００４２】図５（ａ）は図１のプログラマブルコント
ローラ用実習教材の表示シンボルの例を示す図であり、
詳しくは図４の工程ブロック１２０において選択使用さ
れる入出力シンボルの例を示したもので、各シンボルに
は図示しないシンボル番号が付与されている。１４０は
瞬時接触、常開形の押しボタンスイッチのシンボルであ
り、このシンボル上をマウスでシングルクリックすると
１秒間程度の所定時間だけ１４０ａのようにスイッチが
閉路し、色調も変化して表示されるようになっている。
１４１はロータリスイッチのシンボルであり、このシン
ボル上をマウスでシングルクリックすると１４１ａによ
うに切換わって表示されるようになっている。１４２は
パイロットランプのシンボルであり、このパイロットラ
ンプが駆動されると１４２ａのように点灯表示される。

【００４３】１５０はモータを左へ回転させるコンタク
タのシンボルの非駆動状態、１５１はモータを右へ回転
させるコンタクタのシンボルの駆動状態である。１５２
は常開リミットスイッチのシンボルの非導通状態、１５
３は常開リミットスイッチのシンボルの導通状態を示し
ており、各シンボルは動作／不動作に応じて図柄が変化
したり色調が変化するようになっている。１５４はエア
シリンダ用電磁弁のシンボルの駆動状態、１５４ａは電
磁弁１５４が駆動されている時のエアシリンダの動作方
向表示シンボル、１５４ｂは電磁弁１５４が非駆動であ
る時のエアシリンダの動作方向表示シンボルである。１
５５は電磁弁１５４が駆動された時に閉路表示されるス
イッチのシンボル、１５６は電磁弁１５４が非駆動の時
に閉路表示されるスイッチのシンボルであり、ここでは
上下方向のものを示したが、左右方向動作のシンボルや
左右一対あるいは上下一対の電磁弁を備えた形式のもの
などが準備されている。

【００４４】図５（ｂ）は図３の工程１１２で説明した
座標位置連動手段の説明図であり、パーソナルコンピュ
ータ１０の表示画面１５９上に、例えばテーブルで左右
送りされるワーク１５７があって、画面の左右にはリミ
ットスイッチ１５８ａと１５８ｂが配置されている。ワ
ーク１５７が例えば右に移動してリミットスイッチ１５
８ｂの位置に到達すると、リミットスイッチ１５８ｂは
閉路する。

【００４５】図６は図１のプログラマブルコントローラ
用実習教材の実機イメージの一例を示す図である。図６
において、３０ａは前記プログラマブルコントロ−ラ３
０の正面外観図であり、外観図はパ−ソナルコンピュ−
タ１０画面上で表示されるものである。３６ａは入力端
子、３７ａは出力端子、３８はＲＵＮ端子に接続される
運転／停止スイッチ、３８ａは当該運転/停止スイッチ
をマウスでクリックした時の閉路状態図、３９ａは各入
力に対応して閉路時に点灯表示される入力表示灯、３９
ｂは各出力に対応して駆動時に点灯表示される出力表示
灯、３９ｃはプログラマブルコントロ−ラ３０の運転中
に点灯表示されるＲＵＮ状態表示灯である。

【００４６】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、プログラマブ
ルコントロ−ラ、操作盤、仮想マシンを全てパーソナル
コンピュータ等の計算機上で動作させるようになってい
る。従って、上記機能プログラムのバージョンアップや
追加が発生しても、ハードウェアで構成されている実習
教材のような配線のし直しの手間や追加用スペースの確
保という問題が発生しない。例えば、プログラマブルコ
ントロ−ラ機能プログラムのバージョンアップのみで、
手軽に新形プログラマブルコントローラ対応の実習教材
を提供することができる効果がある。また、プログラマ
ブルコントローラのバージョンアップが無い場合であっ
ても、手軽に実習課題の改定、補充ができる効果があ
る。しかも、マウス等の入力装置による入力操作とセン
サスイッチの連動動作によって仮想マシンは自動動作
し、仮想マシン画像によって手軽に動作確認が行える効
果がある。

【００４７】請求項２の発明によれば、各種操作スイッ
チやセンサスイッチに関し、動作／不動作が識別表示さ
れるシンボルが準備されていて、プログラマブルコント
ローラの入力番号に対応して適切なシンボルを選択利用
できるようになっている。従って、動作確認がしやすい
スイッチシンボルを利用して、ユーザ側講師が手軽に自
製の実習課題を作成し、個性的な実習教材に作り替える
ことができる効果がある。

【００４８】請求項３の発明によれば、各種負荷駆動機
器や警報機器や表示機器に関し、動作／不動作、点灯／
非点灯等が識別表示されるシンボルが準備されていて、
プログラマブルコントローラの出力番号に対応して適切
なシンボルを選択利用できるようになっている。従っ
て、動作確認がしやすい出力機器のシンボルを利用し
て、ユーザ側講師が手軽に自製の実習課題を作成し、個
性的な実習教材に作り替えることができる効果がある。

【００４９】請求項４の発明によれば、仮想操作盤と仮
想マシンの入出力は選択された既成実習課題に応じて既
に仮想プログラマブルコントローラの入出力に割付配分
されていて、受講者側での入出力割付操作が不要となっ
ている。従って、レディメイドの実習教材として即時に
利用できる効果がある。

【００５０】請求項５の発明によれば、所定速度又は可
変一定速度で仮想マシン内のワークの移動動作表示を行
うことができる。従って、リアルな仮想マシン画像によ
って動作確認を容易にすると共に、受講者の能力レベル
に応じた速度で動作するようにして理解を深めることが
できる効果がある。

【００５１】請求項６の発明によれば、仮想マシン内の
ワ−クの移動動作に伴って該ワークが画面内の所定位置
に到達した時に、該当位置に表示されたセンサスイッチ
が動作するようになっている。従って、タイマ設定によ
る連動手段に比べ、ワークの移動速度を変更した場合に
タイマ時間を変更するなどの複雑な処理が不要となる効
果がある。

【００５２】請求項７の発明によれば、動作判定手段を
備え、適正順序によってどこまで動作が進行したかが把
握できるよう構成されている。従って、受講者の学習到
達レベルを自他で判断できるほか、到達レベルの判定デ
ータを保存しておくことにより、実習課題の改善に役立
てることもできるものである。

【００５３】請求項８の発明によれば、回答シーケンス
プログラムの適用手段を用いて上記仮想マシンの動作確
認が行えるようになっている。従って、上記既成実習課
題による適正なマシン動作を目視確認しておくことによ
り、受講者自らが作成したシーケンスプログラムによる
マシン動作との相違を解り易くすると共に、実習教材そ
のものが正しく動作していることを事前確認しておくこ
とができる効果がある。

【００５４】請求項９の発明によれば、割付選択手段に
よって既成実習課題を用いたり、自作実習課題を用いた
りすることができるよう構成されている。従って、実習
教材の既成実習課題をマスターした後でも自作実習課題
が利用でき、また、専門講師の智恵を活かした実習教材
に衣更えすることもできる効果がある。

【００５５】請求項１０の発明によれば、ターゲットと
するプログラマブルコントローラの外形画面表示手段を
備えている。また、請求項１１の発明によれば、上記外
形画面表示手段は、仮想プログラマブルコントローラの
入出力に応動する入出力動作の表示灯を備えている。更
に、請求項１２の発明によれば、ターゲットとするプロ
グラマブルコントローラに対する運転／停止スイッチの
操作やプログラムツール接続用コネクタに対するケーブ
ルの接続操作、シーケンスプログラムの転送操作等を上
記パーソナルコンピュータに付属接続されたマウス等の
入力装置の操作で実行する模擬実機運転操作手段を備え
ている。従って、この実習教材によって学習した受講者
が、実機を扱う時のイメージギャップを埋める効果があ
る。

【００５６】請求項１３の発明によれば、実習教材とし
てのパーソナルコンピュータ以外のパーソナルコンピュ
ータ又は専用プログラムツールで作成されたシーケンス
プログラムを利用できるようになっている。従って、対
象とするプログラマブルコントローラに関する市販のシ
ーケンスプログラム作成ツールが複数台あって、複数の
受講者が当該ツールを用いて実習課題に対するシーケン
スプログラムを作成した後に、これを上記実習教材の仮
想プログラマブルコントローラに転送するようにすれ
ば、少ない台数の実習教材であっても能率良く多人数の
受講者に対する教育を行うことができる効果がある。

【００５７】請求項１４の発明によれば、ユーザによっ
て作成された入出力割付データに関する割付保存手段を
有している。従って、ユーザ側講師によって作成された
自由課題をユーザ側で編集、選択して、受講者の希望に
沿った実習課題として手軽に再利用できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１によるプログラマブ
ルコントローラ用実習教材を示す機能ブロック図であ
る。

【図２】 図１のプログラマブルコントローラ用実習教
材を実機で構成した場合の対応ブロック図である。

【図３】 図１のプログラマブルコントローラ用実習教
材の動作説明用のフローチャートである。

【図４】 図１のプログラマブルコントローラ用実習教
材の動作説明用フローチャートである。

【図５】 図１のプログラマブルコントローラ用実習教
材の表示シンボルの例、及び座標位置連動手段の説明図
である。

【図６】 図１のプログラマブルコントローラ用実習教
材の実機イメージの一例を示す図である。

【符号の説明】

１ 制御動作作成機能プログラム、２ シーケンス制御
プログラム、２ａ 回答プログラム適用手段、２ｂ 保
存手段、２ｃ 転送手段、３ 仮想プログラマブルコン
トローラ機能プログラム、３ａ 入出力割付選択手段、
４ 仮想操作盤機能プログラム、４ａ スイッチ操作手
段、４ｂ 表示機器、警報機器表示手段、５ 仮想マシ
ン機能プログラム、５ａ 連動手段、５ｂ 動作判定手
段、６仮想実機機能プログラム、６ａ 外形画面表示手
段、６ｂ 模擬実機操作手段、１０ パ−ソナルコンピ
ュ−タ、１０ａ シーケンスプログラム作成アプリケー
ション、１４ マウス（入力装置）、２０ プログラム
メモリ、３０ プログラマブルコントロ−ラ、３８ 運
転/停止スイッチ、３９ａ 入力表示灯、３９ｂ出力表
示灯、３９ｃ ＲＵＮ状態表示灯、４０ 操作盤、４１
押しボタンスイッチ、４２ ロータリスイッチ、４３
パイロットランプ、４４ ブザー、５０ マシン、５
１ モータ、５２ 電磁弁、５３ リミットスイッチ、
５４ 光電スイッチ、５５ センサスイッチ、５６、５
７ ワーク、１２０ 入出力割付手段、１２４ 連動手
段、１２６ 画面データ保存手段、１４０ 押しボタン
スイッチのシンボル、１４１ ロータリスイッチのシン
ボル、１４２ パイロットランプのシンボル、１５０
モータを左へ回転させるコンタクタのシンボル、１５１
モータを右へ回転させるコンタクタのシンボル、１５
２、１５３ 常開リミットスイッチのシンボル、１５４
エアシリンダ用電磁弁のシンボル、１５７ワーク。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三村 敏 兵庫県神戸市兵庫区浜山通６丁目１番２号 三菱電機コントロールソフトウエア株式 会社内 (72)発明者 末次 伸浩 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 松島 正弘 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 三 菱電機エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 5H219 AA39 BB07 CC03 CC10 EE05 HH02 HH10 5H220 AA10 BB01 BB05 BB12 CC10 CX09 EE01 FF03 GG04 GG12 GG15 GG22 GG29 JJ07 JJ12 JJ26 JJ27 KK06 LL04 LL09

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シーケンスプログラムをプログラムメモ
   リ上に、入力信号情報に応じた出力信号情報を発生する
   ための所定のシステムプログラムをシステムメモリ上に
   それぞれ格納したプログラマブルコントローラを対象機
   材とするプログラマブルコントローラ用実習教材であっ
   て、 上記システムプログラムと等価な動作を行う仮想プログ
   ラマブルコントローラ機能プログラムと、 各種センサスイッチ、駆動出力機器の画像表示を行うた
   めの仮想マシン機能プログラムと、 各種操作スイッチ、警報機器、表示機器の画像表示を行
   うための仮想操作盤機能プログラムと、 上記仮想プログラマブルコントローラの仮想プログラム
   メモリに格納されるシーケンスプログラムを作成又は転
   送する制御動作作成機能プログラムよりなるアプリケー
   ションプログラムを備えた計算機によって構成され、 上記アプリケーションプログラムは、上記仮想操作画面
   上の操作スイッチの操作を上記計算機に接続された入力
   装置の操作で代行するスイッチ操作手段と、上記駆動出
   力機器の動作に連動して上記センサスイッチを作動させ
   る連動手段を包含して、提示された実習課題に基づいて
   上記計算機上で対象機材とするプログラマブルコントロ
   ーラのシーケンスプログラムの作成と作成されたシーケ
   ンスプログラムの動作確認が行えることを特徴とするプ
   ログラマブルコントローラ用実習教材。
2. 【請求項２】 上記アプリケーションプログラムは入力
   割付手段を包含し、この入力割付手段は各種操作スイッ
   チやセンサスイッチに関し、動作／不動作が識別表示さ
   れるシンボルが準備されていて、プログラマブルコント
   ローラの入力番号に対応して適切なシンボルを選択利用
   するものであることを特徴とする請求項１に記載のプロ
   グラマブルコントローラ用実習教材。
3. 【請求項３】 上記アプリケーションプログラムは出力
   割付手段を包含し、この出力割付手段は各種負荷駆動機
   器や警報機器、表示機器に関し、動作／不動作、点灯／
   非点灯等が識別表示されるシンボルが準備されていて、
   プログラマブルコントローラの出力番号に対応して適切
   なシンボルを選択利用するものであることを特徴とする
   請求項１に記載のプログラマブルコントローラ用実習教
   材。
4. 【請求項４】 上記仮想操作盤と仮想マシンの入出力は
   項目選択手段によって選択された既成実習課題に応じて
   既に上記仮想プログラマブルコントローラの入出力に割
   付配分されていて、受講者側での入出力割付操作が不要
   となっていることを特徴とする請求項１に記載のプログ
   ラマブルコントローラ用実習教材。
5. 【請求項５】 上記仮想マシン機能プログラムは、所定
   速度又は可変一定速度で仮想マシン内のワークの移動動
   作表示を行う速度設定手段を包含したものであることを
   特徴とする請求項４に記載のプログラマブルコントロー
   ラ用実習教材。
6. 【請求項６】 上記仮想マシン機能プログラムは、仮想
   マシン内のワークの移動動作に伴ってワークが画面内の
   所定位置に到達した時に、当該位置に表示されたセンサ
   スイッチが動作する座標位置連動手段を包含したもので
   あることを特徴とする請求項４に記載のプログラマブル
   コントローラ用実習教材。
7. 【請求項７】 上記仮想マシン機能プログラムは、適用
   された実習課題に関する負荷の適正な動作順序と実際の
   動作順序を比較する動作判定手段を備え、適正順序によ
   ってどこまで動作が進行したかが把握できることを特徴
   とする請求項４に記載のプログラマブルコントローラ用
   実習教材。
8. 【請求項８】 上記アプリケーションプログラムは、実
   習課題に対応した回答シーケンスプログラムを包含し、
   回答適用手段により回答シーケンスプログラムを活用し
   て上記仮想マシンの動作確認が行えるものであることを
   特徴とする請求項４に記載のプログラマブルコントロー
   ラ用実習教材。
9. 【請求項９】 上記アプリケーションプログラムは、既
   成実習課題の中で既に割付済みである場合とユーザ側で
   自由割付する場合の割付選択手段を包含していることを
   特徴とする請求項１に記載のプログラマブルコントロー
   ラ用実習教材。
10. 【請求項１０】 上記アプリケーションプログラムは、
    仮想実機機能プログラムを包含し、この機能プログラム
    はターゲットとするプログラマブルコントローラの外形
    画面表示手段を備えていることを特徴とする請求項１に
    記載のプログラマブルコントローラ用実習教材。
11. 【請求項１１】 上記外形画面表示手段は、仮想プログ
    ラマブルコントローラの入出力に応動する入出力動作の
    表示灯を備えていることを特徴とする請求項１０に記載
    のプログラマブルコントローラ用実習教材。
12. 【請求項１２】 上記アプリケーションプログラムは仮
    想実機機能プログラムを包含し、この機能プログラムは
    ターゲットとするプログラマブルコントローラに対する
    運転／停止スイッチの操作やプログラムツール接続用コ
    ネクタに対するケーブルの接続操作、シーケンスプログ
    ラムの転送操作等を上記計算機に接続された入力装置の
    操作で実行する模擬実機運転操作手段を備えていること
    を特徴とする請求項１に記載のプログラマブルコントロ
    ーラ用実習教材。
13. 【請求項１３】 上記制御動作作成機能プログラムは、
    実習教材としての計算機以外の計算機又は専用プログラ
    ムツールで作成されたシーケンスプログラムを、保存媒
    体を介して実習教材としての計算機上の仮想プログラマ
    ブルコントローラに転送する転送書込み手段を包含して
    いることを特徴とする請求項１に記載のプログラマブル
    コントローラ用実習教材。
14. 【請求項１４】 上記アプリケーションプログラムは、
    ユーザによって作成された入出力割付データに関する割
    付保存手段を有し、この保存手段によって保存された入
    出力割付データが再利用できることを特徴とする請求項
    １に記載のプログラマブルコントローラ用実習教材。