JP2003108220A

JP2003108220A - 制御プログラム開発支援方法及び装置

Info

Publication number: JP2003108220A
Application number: JP2001304406A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Hitomi; 繁人見
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2003-04-11

Abstract

(57)【要約】【課題】シミュレーションで作成したモデルをその後
の工程（制御設計、調整）で生かすことができる制御プ
ログラム開発支援装置を提供すること【解決手段】設計対象のシステムをＵＭＬを用いてモ
デリングしたＵＭＬデータを作成するＵＭＬエディタ部
１１と、設計対象のシステムを構成する複数の実機毎の
状態遷移モデルを生成する状態遷移エディタ部１２と、
ＵＭＬデータと状態遷移モデルに基づいて、シミュレー
タ３１を動作させるための異なる言語のプログラムを生
成する複数の言語変換部１３ａ，１３ｂを含むコード生
成部１３と、コード生成部で生成されたプログラムに基
づいてシミュレーションするシミュレーション部３０と
を備える。シミュレーション部は、複数のプログラムに
対応してそれぞれ動作する複数のシミュレータ３１と、
それら各シミュレータ間を接続するシミュレータ連動部
３２を有する。

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、制御プログラム
開発支援方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【発明の背景】ある生産工場を立ち上げる場合、その工
場に設置，使用する生産ラインの設計→各装置（制御プ
ログラムを含む）の開発→立ち上げを順次実行するよう
になる。製造業においては、係る生産ラインの設計／開
発／立ち上げの期間が長期化すると利益の機会損失が大
きくなるので、いかに早く立ち上げまで完了するかが大
きな課題となっている。

【０００３】立ち上げ完了までの時間がかかる原因の一
つとして、上流工程での設計の作りこみ不足に加え、ロ
ボットやそれを制御するＰＬＣ等の実際に生産工場を構
成する実機（特に装置／システムのメカ部分）が揃わな
いと、システム全体はもちろんのこと単体でのデバッグ
ができないことがあげられる。

【０００４】一方、最近では、３Ｄシミュレータの導入
によりデジタルファクトリの実現が期待されている。す
なわち、シミュレーションをすることにより実機が製造
できない場合でも、プログラムのチェックをすることが
できる。しかしながら、現在のシミュレーションでは、
例えば、ロボットやＰＬＣ単体での動作確認はできるも
のの、生産ライン（システム）全体についてシミュレー
ションをするのは煩雑であった。よって、部分的に３Ｄ
シミュレータを利用することになる。

【０００５】更に、従来の生産工場を立ち上げるまでの
システムの一例としては、例えば、ロボットについて、
仮想設備を作成するとともに３Ｄシミュレータで当該ロ
ボットの動作をシミュレーションし、タクトタイムなど
を検証する。そして、正常に動作することが確認できる
と、ロボット動作をスクリプト記述し、そのスクリプト
よりロボット言語に変換し、実機にダウンロードするこ
とができる。

【０００６】一方、当該ロボットの動作を制御するため
のＰＬＣの制御プログラムは、シミュレーション結果を
考慮して、別途ラダープログラムを開発する。つまり、
ロボット用のプログラム開発とは別工程で、ラダープロ
グラムを作成し、実機（ＰＬＣ）にダウンロードする。

【０００７】次いで、制御プログラムがダウンロードさ
れた各実機を用いて実際に動作させ、生産ラインが正常
に動作するか否かの検証を行い、必要に応じて調整を図
る。つまり、上記の例でいうと、ＰＬＣ用のプログラム
開発は、ロボットのシミュレーション結果を考慮したも
のの、実際に制御対象となるロボットを含めた仮想設備
上でのシミュレーションをしていないため、制御プログ
ラムが正しく動作するか否かが実機で実際に動作させて
確認しないと不明となる。

【０００８】なお、ＰＬＣの動作をシミュレーションす
るためのＰＬＣシミュレータは存在するものの、ロボッ
ト用のシミュレータと同期・協調動作をさせることがで
きない。

【０００９】このように、シミュレーションで作成した
モデルをその後の工程（プログラムの制御設計，調整）
で生かすことができない。また、制御プログラムは、ロ
ボットのシミュレーション結果を見ながら、手動で制御
プログラムの開発をすることになり、作業が煩雑である
ばかりでなく、不具合を生じる可能性が高くなる。

【００１０】さらに、シミュレーションをするために
は、膨大な量のモデル動作プログラムを作成しなければ
ならず、その作成が煩雑であるばかりでなく、係るモデ
ル動作プロクラムの作成に時間がかかると言う問題があ
る。

【００１１】この発明は、シミュレーションで作成した
モデルをその後の工程（制御設計、調整）で生かすこと
ができ、短時間で質の良いシステム設計，開発をするこ
とができる制御プログラム開発支援方法及び装置を提供
することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明による制御プロ
グラム開発支援方法は、制御プログラム開発支援装置に
おける方法であって、設計対象のシステムをＵＭＬを用
いてモデリングして得られたＵＭＬデータに基づき、状
態遷移データを作成するとともに、状態遷移データ記憶
手段に格納し、次いで、前記ＵＭＬデータ並びに前記状
態遷移データに基づいて前記システムを構成する複数種
の機器に対応するシミュレータ用のプログラムを生成
し、その生成したプログラムに基づいて複数のシミュレ
ータを連動させながら動作させ、前記プログラムを検証
する処理を含むようにした。

【００１３】また、制御プログラム開発支援装置におけ
る方法であって、設計対象のシステムをＵＭＬを用いて
モデリングして得られたＵＭＬデータに基づき、状態遷
移データを作成するとともに、状態遷移データ記憶手段
に格納し、次いで、少なくとも前記ＵＭＬデータ並びに
前記状態遷移データに基づいて前記システムを構成する
コントローラ並びにそのコントローラの操作対象に対応
するシミュレータ用のプログラムを生成し、その生成し
たプログラムに基づいてコントローラ用のシミュレータ
と、前記操作対象用のシミュレータを連動させながら動
作させ、前記プログラムを検証する処理を含むようにす
ることもできる。

【００１４】また、上記方法を実施するために適した制
御プログラム開発支援装置としては、設計対象のシステ
ムをＵＭＬを用いてモデリングしたＵＭＬデータを作成
するＵＭＬデータ作成手段と、前記設計対象のシステム
を構成する複数の機器毎の状態遷移モデルを生成する状
態遷移モデル生成手段と、前記ＵＭＬデータと前記状態
遷移モデルに基づいて、シミュレータを動作させるため
の異なる言語のプログラムを生成する複数の言語変換手
段を含むコード生成手段と、前記コード生成手段で生成
された前記プログラムに基づいてシミュレーションする
シミュレーション手段とを備え、前記シミュレーション
手段は、前記複数のプログラムに対応してそれぞれ動作
する複数のシミュレータと、それら各シミュレータ間を
接続するシミュレータ連動手段を有するものとした。な
お、特許請求の範囲では、係る発明については従属項を
設けていないが、以下に示す請求項２に記載の発明と同
様に、請求項３から８に示す各請求項を従属させること
ができる。

【００１５】更に別の構成としては、設計対象のシステ
ムをＵＭＬを用いてモデリングしたＵＭＬデータを作成
するＵＭＬデータ作成手段と、前記設計対象のシステム
を構成する複数の機器毎の状態遷移モデルを生成する状
態遷移モデル生成手段と、前記ＵＭＬデータと前記状態
遷移モデルに基づいて、シミュレータを動作させるため
の異なる言語のプログラムを生成する複数の言語変換手
段を含むコード生成手段と、前記コード生成手段で生成
された前記プログラムに基づいてシミュレーションする
シミュレーション手段とを備え、前記複数の言語変換手
段は、少なくとも前記システムを構成するコントローラ
に対応するコントローラ用のシミュレータのためのプロ
グラムを生成するものと、そのコントローラの操作対象
用のシミュレータのためのプログラムを生成するものを
含み、前記シミュレーション手段は、前記複数のプログ
ラムに対応してそれぞれ動作する前記コントローラ用の
シミュレータと前記操作対象用のシミュレータと、それ
ら各シミュレータ間を接続するシミュレータ連動手段を
有するように構成するとよい。

【００１６】そして、前記シミュレータで動作させるた
めのプログラムに基づく制御プログラムを、そのシミュ
レータに対応する実際の機器にダウンロードする手段を
備えるとよい。ここで、シミュレータ用のプログラムと
制御プログラムは同一の場合も有れば適宜変換して生成
される場合もある。実際の機器は、例えば、コントロー
ラやそのコントローラの操作対象等、各種装置がある。

【００１７】ここで、ＵＭＬとは、ＵｎｉｆｉｅｄＭ
ｏｄｅｌｉｎｇＬａｎｇｕａｇｅのことを意味し、統
一モデリング言語の一つである。この発明によれば、設
計対象のシステム、つまり、システム全体やそのシステ
ムを構築する各機器（実機）の構成・動作等をＵＭＬを
用いて統一的に設計を行うことができる。そして、ＵＭ
Ｌを用いてシステム構成を記述することで、全体設計の
見通しがよくなる。

【００１８】また、モデリング，シミュレーションなど
の各工程で、それよりも前（上位）工程で作成したデー
タを使いながら、各工程で処理を行うようにしているの
で、プログラム等の設計開発に無駄が無い。

【００１９】しかも、モデリング，シミュレーションな
どの各工程で、それよりも前（上位）工程で作成したデ
ータを使うことから、各段階でデバッグなどを行い、あ
る程度品質が保障されると、下位工程におけるデータ・
プログラムの品質を維持することができる。

【００２０】状態遷移モデルを作成するため、設計の抜
け、漏れ防止ができる。つまり、状態遷移モデルでシス
テムの振る舞いを記述することで、設計モデルがその後
の工程（制御設計，調整）で生かされる。

【００２１】さらに、シミュレータ連動手段により、個
々のシミュレータ同士の動作を連動させることができ、
実機のない設計段階で、システム全体の動作をシミュレ
ーションによって検証することができる。

【００２２】システムの一例としては、コントローラ
（実施の形態ではＰＬＣ）とそのコントローラの操作対
象（実施の形態ではロボット）があり、上記した発明に
よれば、それらの実機の動作を制御するプログラムがそ
れぞれ異なるプログラム言語で構成されるが、複数の言
語変換手段により、それぞれ対応するプログラムが生成
される。そして、シミュレーション手段では、複数のシ
ミュレータが連動するので、コントローラ用のシミュレ
ータと、操作対象用のシミュレータが連動、つまり、操
作対象用のシミュレータからの出力をコントローラ用の
シミュレータが取得し、所定の演算処理を実行したり、
その実行結果を操作対象用のシミュレータに渡し、その
動作を制御するといった、実機と同様の環境でのシミュ
レーションを実行することができる。

【００２３】前記状態遷移モデル生成手段は、前記ＵＭ
Ｌモデルに基づいて状態遷移データを生成するモデル変
換手段と、生成した状態遷移モデルが正しく記述されて
いるかどうかを確認するモデル記述確認手段と、生成し
た状態遷移モデルの遷移状況を出力し、設計した状態遷
移モデルの動作をチェックするための状態遷移確認手段
の内の少なくとも１つを備えるようにするとよい。

【００２４】モデル変換手段を実装した場合には、ＵＭ
Ｌデータ（実施の形態では、状態遷移図）に基づいて状
態遷移モデル（実施の形態では状態遷移表）を自動的に
生成することができるので、処理が容易となる。また、
状態モデル記述確認手段を実装した場合には、作成した
状態遷移モデルの記述に漏れ，抜けがないかを自動的に
チェックできるので、入力情報不足その他の記述ミスを
含む状態遷移モデルに基づいて以後の処理をしてしまう
おそれが可及的になくなる。さらに、状態遷移確認手段
を設けた場合には、作成した状態遷移モデルが実際にど
のように状態遷移をしていくかの確認ができる。

【００２５】なお、状態遷移確認手段において、状態遷
移させるために与えるトリガとしては、例えば、自己発
生させても良いし、その状態遷移確認手段へ与えるイベ
ントを擬似的に発生する擬似イベント発生手段を備え、
そこから与えるようにすることができる。

【００２６】さらに、言語変換手段で生成された前記コ
ントローラ用のシミュレータのためのプログラムを記憶
するコントローラ用言語プログラム記憶手段と、前記操
作対象用のシミュレータのためのプログラムを記憶する
操作対象用言語プログラム記憶手段を備えるとよい。こ
のようにすると、一旦言語変換手段で変換して生成した
プログラムを記憶保持できるので、後で利用することが
できる。また、エディタなどの編集機能を付加すること
により、生成したプログラムを修正することができ、よ
りよいプログラムにすることができる。

【００２７】さらにまた、外部データベースから取得し
た情報を編集してプログラムを作成し、前記コントロー
ラ用言語プログラム記憶手段に格納する編集手段を備え
ると良い。編集手段は、実施の形態では、ラダーエディ
タ４４に対応する。係る構成にすると、既存のプログラ
ム，ソフトを利用することができるので、より迅速かつ
容易に目的とするプログラムを生成することができる。

【００２８】また、個々の装置内の状態を収集する状態
監視手段と、それらの状態を変更するイベント発生を監
視するイベント検知手段を設け、得られた状態，イベン
ト発生状況を状態遷移モデル生成手段に通知するように
するとよい。このようにすると、実際のシミュレーショ
ンを行いながら、状態遷移モデル生成手段でのデバッグ
もできる。

【００２９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施の形態を
示している。図に示すように、本実施の形態では、ま
ず、統一モデリング言語の一つであるＵＭＬ（Ｕｎｉｆ
ｉｅｄＭｏｄｅｌｉｎｇＬａｎｇｕａｇｅ）を用い
て、生産工場全体のシステムのモデリングを行う（上流
設計）。すなわち、後述するようにユースケース図，ク
ラス図，状態遷移図などによってシステム全体を表現す
る。このとき、各オブジェクト単位、つまり、ロボット
やそれを制御するＰＬＣなどの各機器（システム構成要
素）ごとに状態遷移図等も作成する。また、本形態で
は、ナレッジデータベースに格納された既に作成した過
去のデータを取得し、再利用することもできる。

【００３０】次いで、システム全体や各オブジェクトの
状態がどのように遷移していくかを規定した状態遷移表
などの状態遷移モデルを作成・編集するとともに、擬似
的にイベントを発生させ、作成したモデル，状態遷移の
デバッグを行い、想定したとおりに動作するかのチェッ
クを行い、必要に応じて修正を行う（中流設計）。この
ように、ＵＭＬによるモデリングに伴い、各種の動作を
検証し、所望の品質のものを作成する。

【００３１】次いで、各オブジェクトごとに、動作プロ
グラムを自動生成する。つまり、各オブジェクト（実
機）に対応するシミュレータのためのプログラム，スク
リプトを生成し、生成したプログラム等を対応するそれ
ぞれのシミュレータへダウンロードする（下流設計実
装）。

【００３２】そして、そのダウンロードしたプログラム
等に基づき、シミュレータを仮想ターゲット上で動作さ
せ、事前検証を行う。このとき、ＰＬＣシミュレータや
３Ｄシミュレータなどの各シミュレータ同士を後述する
仮想Ｉ／Ｏで接続し、互いに連係して動作させることに
より、システム全体の動作の事前検証を行うことができ
る。

【００３３】この事前検証で正常に動作することが確認
できたならば、そのシミュレータを動作させたプログラ
ムを実機にダウンロードする。このとき、必要に応じて
プログラム言語の変換処理を行う。そして、実機でのモ
ニタリングやデバッグトレースを行い、不具合が見つか
った場合には、その不具合の内容に応じて所定の階層
（上流設計，中流設計，下流設計）まで戻り、実行す
る。最終的に所望の動作確認が採れるまで、上記処理を
実行する。このように、上流で作成したデータを下流で
利用していくことにより、一貫した開発環境下で設計が
行えるとともに、上位階層で得られた品質は、原則とし
て下位の階層でも保証される。よって、開発を簡易かつ
迅速に行うことができる。また、実機がない状態でもシ
ステム全体の検証をすることができる。さらに、個々の
実機に対応するシミュレータが有れば、各シミュレータ
同士は仮想Ｉ／Ｏにより連携させることができるので、
システム全体（仮想工場）のモデル動作プログラムは不
要となり、実際のシステム稼働時に必要な各実機の制御
プログラムの開発に労力を掛けることができる。よっ
て、効率よく短時間で開発が完了する。

【００３４】次に、上記した概要を実施するために適し
た制御プログラム開発支援装置１の具体的な実施の形態
を説明する。図３に示すように、上流設計，中流設計の
ための各種のモデリングを作成，編集し、オブジェクト
毎のプログラム言語を作成する設計データ編集部１０
と、その設計データ編集部１０で作成された各オブジェ
クト毎のプログラムを格納するプログラム記憶部２０
と、そのプログラム記憶部２０に格納されたプログラム
を読み出し、シミュレーションを行うシミュレーション
部３０を備えている。更に、設計データ編集部１０で作
成・編集するデータを格納するＵＭＬデータ記憶部２
１，状態遷移データ記憶部２２並びタグデータベース２
３を備えている。

【００３５】設計データ編集部１０は、上流設計を支援
するＵＭＬエディタ部１１と、中流設計（ビヘイビアの
設計）を支援する状態遷移エディタ部１２と、それらＵ
ＭＬエディタ部１１，状態遷移エディタ部１２で作成し
た情報に基づいて複数種類のプログラミング言語からな
るプログラム（ソースコード）を自動生成するコード生
成部１３を備えている。

【００３６】ＵＭＬデータ記憶部２１は、ＵＭＬ標準の
設計データを編集する手段であり、ユーザ操作によりＵ
ＭＬデータを生成する。そして、生成したＵＭＬデータ
は、ＵＭＬデータ記憶部２１に格納する。ここで、ＵＭ
Ｌデータとは、機能モデルを特定するユースケース図，
静的モデルを特定するクラス図，動的モデルを特定する
状態遷移図並びに状態遷移表などがある。この他、アク
ティビティ図，コラボレーション図（相互作用図）など
もある。これら各ＵＭＬデータを具体例を挙げて説明す
ると以下の通りである。

【００３７】まず、設計対象である生産ラインの一例を
説明する。図４に示すように、上流側搬送装置５０上を
搬送されるワーク５１が所定位置（搬出位置）に来たと
きに、ワーク供給用ロボット５２が動作し、係るワーク
５１をピックアップするとともに次段の検査台５３の上
に移し替える。そして、検査カメラ５４で検査を完了し
たワーク５１を、ワーク排出用ロボット５５でピックア
ップし、次段の下流側搬送装置５６上に移し替える。こ
の移し替えられたワーク５１は、下流側搬送装置５６に
て搬送される。なお、各装置の動作は、所定位置に設置
されたセンサ５７によりワーク５１を検出した時に出力
される検知信号をトリガとして動作する。そして、この
２つのロボットの動作を制御コントローラであるＰＬＣ
により制御・管理するようなシステムを設計する場合を
想定する。このシステムを動作させるために各種命令を
与える操作部その他のマンマシンインタフェース部とし
ては、図５に示す操作パネルのようなものがある。

【００３８】ユースケース図は、システムが提供する機
能を表現するために使用されるもので、システムが提供
する機能を示すユースケースと、そのシステムを利用す
る外部環境であるアクターを用いて記載される。本実施
の形態の場合、生産工場の生産ラインを設計するもので
あるので、システムは係る生産ライン（全体或いは一
部）となる。もちろん、システムとしては、ラインのよ
うな一連のものではなく、半導体製造装置，検査装置，
塗装工程設備などもある。要は、産業用コントローラと
操作対象（ロボット、搬送機などの動くもの）とを含む
制御システム，設備機械，生産システムである。

【００３９】なお、コントローラとしては、現状のラダ
ープログラム対応のプログラマブルコントローラ（ＰＬ
Ｃ）はもちろんのこと、Ｃ言語対応コントローラ，ソフ
トＰＬＣ（ソフトウェアＰＬＣ，パソコンＰＬＣ），汎
用言語対応コントローラ等各種のものがある。そして、
本実施の形態では、一般的なＰＬＣを用いたため、プロ
グラム言語もラダー言語を用いているが、対象となるコ
ントローラに応じて適宜変更されるのは言うまでもな
い。

【００４０】係る図４，図５に示す生産ライン、より具
体的には２つのロボット５２，５５からなるシステムの
動作をユースケース図で表現すると、図６のようにな
る。上流側搬送装置５０と下流側搬送装置５６はそれぞ
れ前工程と後工程になる。

【００４１】図において、アクターＡは、システムのユ
ーザが果たす役割を表すもので、アクター名（図の場合
は「操作者」，「前工程」，「後工程」）を併記して表
記する。このアクターＡは、システムと情報交換をした
り、システムから受動的に情報を受け取るものである。
「操作者」のように人間の場合も有れば、「前工程」，
「後工程」のようにハードウェア，外部システムの場合
もある。

【００４２】また、各機能を示すユースケースは、楕円
形のアイコンで示されており、ユースケース名を併記す
る。このユースケースは、ユーザがシステムを利用して
遂行する単位業務の一つをそれぞれ抽象化したもので、
アクターとシステムの間の対話をモデル化したものであ
る。ユースケースは、アクターによって開始され、シス
テム内のある機能が実行されるようになる。そして、全
てのユースケースを集めると、システムがどのように使
われるか（どのように動作するか）が理解できるように
表現する。

【００４３】一方、クラス図は、システムを構成する装
置（部品・機能）の構成を示すもので、図４，図５に示
すシステムのクラス図は、図７に示すようになる。図７
に示すように、各四角のブロックが、クラスアイコンと
称されるもので、このクラスアイコンの集合によりクラ
ス図が表記される。なお、クラスアイコンは、３つの四
角で構成され、上側の欄が「名前コンパートメント」で
あり、クラスの名前やクラスの種別が表示される。簡略
形では、この名前コンパートメントのみを表記する場合
もある。また、中間の欄は「属性コンパートメント」で
属性のリストが表示され、下側の欄は「オペレーション
コンパートメント」でオペレーションのリストが表示さ
れる。

【００４４】また、状態遷移図は、オブジェクト，シス
テムのライフ・サイクルを記述するもので、イベント
(メッセージ，時間，エラー，状態変化)がオブジェクト
の状態にどのように影響を与えるかを示す図である。換
言すると、システム内のオブジェクトが取りうるすべて
の状態と、状態の変化を引き起こすイベントを表現した
図である。与えられたクラスの状態空間、１つの状態か
ら他の状態へ移る際に発生するイベント及び状態の変化
によって生じるアクションを表すために使われる。ステ
ートチャート図と称されることもある。状態遷移表は、
係る状態の変化を表形式で示したものである。

【００４５】具体的な一例を示すと、図８から図１１に
示すように表記される。つまり、システム全体の状態遷
移図（図８）と状態遷移表（図９）と、各オブジェクト
毎の状態遷移図（図１０）と状態遷移表（図１１）を作
成する。図の例では、オブジェクトとしてロボットを記
載したが、ＰＬＣについてももちろん作成される。ま
た、ワーク供給用ロボット５２とワーク排出用ロボット
５５が異なる動作をする場合には、それぞれについて作
成される。なお、状態遷移図と状態遷移表は、同一の内
容を特定するための表現形式が異なるだけであるので、
例えば状態遷移図から自動的に状態遷移表を作成するこ
ともできる。逆も同様である。

【００４６】ＵＭＬエディタ部１１は、上記した各ＵＭ
Ｌデータを作成するためのエディタであり、操作者（設
計者）がこのエディタを使用して作成する。なお、本実
施の形態では、状態遷移表は状態遷移エディタ部１２で
作成するようになっている。また、全てのＵＭＬデータ
を新規に作成しても良いし、過去に作成したデータ等を
利用してもよい。

【００４７】この外部データを利用するためには、例え
ば図１２に示すように、外データ保持手段たるナレッジ
データベース４０に対しアクセスし、必要なデータを取
得することにより実現できる。すなわち、制御プログラ
ム開発支援装置１には、設計データダウンロード部４１
を設ける。この設計データダウンロード部４１は、設計
データ編集部１０（ＵＭＬエディタ部１１）の要求によ
り、インターネット４２を介してＷｅｂサーバ部４３に
接続し、ナレッジデータベース４０内に格納されている
設計テンプレート記憶部４０ａに格納された設計テンプ
レートを取得し、設計データ編集部１０（ＵＭＬエディ
タ部１１）にリストを渡す。

【００４８】具体的には、図１３に示すフローチャート
を実施する機能を有する。すなわち、まず設計データ編
集部１０からの要求を待ち（ＳＴ１）、要求を受けたな
らば、そのコマンド種別がデータ要求なのかリスト要求
なのかを判断する（ＳＴ２）。

【００４９】そして、コマンド種別がデータ要求の場合
には、インターネット４２を介してサーバ、つまりナレ
ッジデータベース４０に対して設計データを要求する
（ＳＴ３）。この要求の後、インターネット４２経由で
返信されてきた所望の設計データを受信したならば（Ｓ
Ｔ４）、その受信した設計データを設計データ編集部１
０が読み込み可能なデータ形式に変換する（ＳＴ５）。
そして、その変換したデータを記憶媒体に保存するとと
もに、設計データ編集部に通知する（ＳＴ６，ＳＴ
７）。

【００５０】また、受信したコマンド種別がリスト要求
の場合には、インターネット４２を介してサーバ（ナレ
ッジデータベース４０）に対してリストを要求し（ＳＴ
８）、サーバから返信されてきたリストを受信したなら
ば（ＳＴ９）、ブラウザ上に表示したり、或いは、設計
データ編集部１０にリストを渡す処理を実行する（ＳＴ
１０）。

【００５１】一方、Ｗｅｂサーバ部４３は、設計データ
ダウンロード部４１からの要求により、ナレッジデータ
ベース４０内に格納されている設計テンプレート，既存
ソフト部品のリストを作成し、返送する。

【００５２】具体的には、図１４に示すフローチャート
を実施する機能を有する。すなわち、まずクライアント
（設計データダウンロード部４１）からの要求を待ち
（ＳＴ１１）、要求を受けたならば、そのコマンド種別
がデータ要求なのかリスト要求なのかを判断する（ＳＴ
１２）。

【００５３】そして、コマンド種別がデータ要求の場合
には、設計テンプレート記憶部４０ａにアクセスし、指
定された設計データを検索する（ＳＴ１３）。そして、
該当するデータを取得したならば、当該設計データをイ
ンターネット４２を介してクライアント（設計データダ
ウンロード部４１）に対し返送する（ＳＴ１４）。

【００５４】また、受信したコマンド種別がリスト要求
の場合には、設計テンプレート記憶部４０ａに格納され
ている設計データのリストを抽出し、当該リストをイン
ターネット４２を介してクライアント（設計データダウ
ンロード部４１）に対し返送する（ＳＴ１５）。

【００５５】なお、後述するように、ナレッジデータベ
ース４０には、状態遷移モデルテンプレートを記憶する
状態遷移モデルテンプレート記憶部４０ｂ並びに既存ソ
フト部品を記憶する既存ソフト部品記憶部４０ｃを備え
ており状態遷移モデルテンプレートは状態遷移エディタ
部１２に与えられ、既存ソフト部品はラダーエディタ４
４に与えるようになっている。

【００５６】なお、ナレッジデータベース４０に格納さ
れる設計テンプレートは、手直しや情報の追加を前提と
した設計パターン集，デザインパターンや、アーキテク
チャパターンなどの設計パターン集，クラスライブラリ
などの再利用可能なソースコードなどがある。また、状
態遷移モデルテンプレートは、すでに動作確認済みの状
態遷移データがある。更に、既存ソフト部品は、動作検
証済みのソフトウェアであり、その内部を修正すること
なくそのまま再利用できるソースコード、または実行可
能バイナリなどがある。

【００５７】状態遷移エディタ部１２は、図１５に示す
ように、モデル編集部１２ａ，モデル変換部１２ｂ，モ
デル記述確認部１２ｃ，状態遷移確認部１２ｄ並びに擬
似イベント生成部１２ｅを備えている。

【００５８】モデル編集部１２ａは、状態遷移モデルで
ある状態遷移表を作成、編集するものである。そして、
ユーザが作成したモデル（状態遷移表）は状態遷移デー
タ記憶部２２に格納される。モデル変換部１２ｂは、状
態遷移モデル（状態遷移表）を自動的に作成するもの
で、ＵＭＬデータ記憶部２１に格納された状態遷移図
（図８，図１０参照）を読み出し、状態遷移表に変換す
るものである。そして、変換して生成された状態遷移表
（図９，図１１参照）は、状態遷移データ記憶部２２に
格納される。

【００５９】モデル記述確認部１２ｃは、状態遷移モデ
ル（状態遷移表）に、設計漏れ，記述ミスがないかをチ
ェックするものである。すなわち、モデル編集部１２ａ
やモデル変換部１２ｂで作成した状態遷移表を取得し、
状態遷移表のセル内に空欄があるか否かをチェックす
る。そして、空欄があった場合には、それを指摘する。
指摘の仕方は、例えばモニタにチェックした状態遷移表
を出力表示するとともに、空欄箇所を所定の色で表示す
ることなどにより行える。なお、状態遷移表の取得は、
例えば、各部から直接受け取るようにしても良いし、状
態遷移データ記憶部２２に記憶されたデータを読み出す
ようにしてもよい。

【００６０】状態遷移確認部１２ｄは、状態遷移表上
で、現在の状態とイベントを認識し、該当するセルの色
を変化させるなどして、現在の状態をモニタに出力表示
する。また、擬似イベント生成部１２ｅより受け取った
イベントにより、セル内に記述されている次の状態へ遷
移させ、その状況を状態遷移状況を表示する機能も持
つ。これにより、色の変化を追うことにより、ユーザは
状態遷移がどのように行われるかを確認でき、係る遷移
が正しいか否かを容易に確認できる。また、状態遷移状
況は、ログを記録してそのリストを表示してもよい。

【００６１】擬似イベント生成部１２ｅは、受信した事
象を状態遷移確認部１２ｄが認識できる方法に変換し、
その状態遷移確認部１２ｄに通知するものである。この
通知に従って、状態遷移確認部１２ｄが、状態を遷移さ
せていく。また、上記した事象は、マウスやキーボード
などの入力装置４５からユーザが手動により与えたり、
デバッグトレース部４６のイベント検知部４６ａから自
動的に与えたりする。なお、イベント検知部４６ａの機
能は後述する。

【００６２】上記の各処理部１２ａから１２ｅを適宜実
行し、システム全体並びに各モジュール毎の状態遷移モ
デルの検証が行われ、正常に動作することが確認された
ならば、係る状態遷移データがコード生成部１３にて所
望の言語に変換される。このコード生成部１３は、図１
６に示すように、各プログラム言語に変換するための複
数の言語変換部１３ａ，１３ｂ，…と、連動データ生成
部１３ｃとを備えている。そして、具体的には、図１７
から図２０に示すフローチャートを実施する機能を有す
る。

【００６３】コード生成部１３は、ＵＭＬデータ，状態
遷移データより、設計モデルの振る舞いを実現する言語
（ソースコード）を生成する機能を有する。さらに、複
数のシミュレータ間での協調動作を実現（シミュレーシ
ョン）するために、連動データ生成部１３ｃの準備した
データを参照して、必要な連携処理を生成する。

【００６４】すなわち、まず状態遷移データ記憶部２２
に格納された状態遷移モデル等をクラス毎に順次読み出
し、読み出した処理対象の状態遷移モデルの言語を確認
する（ＳＴ２０からＳＴ２２）。次いで、確認した言語
に対応する言語変換処理を実行する（ＳＴ２３）。言語
変換部は、例えば、ＰＬＣの制御プログラム等を生成す
るためのラダー言語変換部，ロボットの動作プログラム
等を生成するためのスクリプト変換部の他、Ｃ言語変換
部，Ｊａｖａ（登録商標）変換部など各種のものが用意
される。

【００６５】ここで言語変換部の１つであるラダー言語
変換部１３ａの機能としては、例えば図１８から図２０
に示すフローチャートを実施するようになっている。す
なわち、状態の数だけ繰り返し実行する（ＳＴ３０，Ｓ
Ｔ３１）。そして、現在処理中の状態が親状態であるか
否かを判断し（ＳＴ３２）、親状態の場合には排他回路
を生成し（ＳＴ３３）、ステップ３０に戻り次の状態の
処理（ラダー回路生成）に移行する。一方、ステップ３
２の分岐判断でＮｏ、つまり、処理対象の状態が親状態
でない場合には現在の状態判定回路を排他回路にＡＮＤ
接続する（ＳＴ３４）。そして、イベント解析処理（Ｓ
Ｔ３５）を実行後、ステップ３０に戻り次の状態の処理
（ラダー回路生成）に移行する。

【００６６】また、このイベント解析処理は、図１９に
示すように、イベント発生時の判定回路を状態判定回路
にＡＮＤ接続し（ＳＴ４０）、イベントの数だけ順次ラ
ダー回路を生成する（ＳＴ４１，ＳＴ４２）。そして、
アクションが無い場合にはステップ４１に戻り次のイベ
ントの処理をする（ＳＴ４３）。また、アクションがあ
った場合には、アクションの呼び出し回路を生成し（Ｓ
Ｔ４４）、状態遷移回路を生成する（ＳＴ４５）。具体
的には、現状態をＯＦＦにし次状態をＯＮにする。な
お、各状態は自己保持回路、もしくはキープリレーとし
て次の状態遷移が発生するまえに記憶するようにする。
その後、ステップ４１に戻る。このようにして全てのイ
ベントについて生成すると、処理を終了する。

【００６７】上記処理を実行することにより、例えば図
９に示すシステム全体の状態遷移表に基づき、図２１に
示すシステム全体の状態を制御するラダー回路が自動生
成できる。

【００６８】なお、このラダー回路を実際にサイクリッ
クに処理する場合は、図２２に示すように、入力（Ｉ
Ｎ）リフレッシュ処理を実行後、ラダー回路を実行し、
その後、出力（ＯＵＴ）リフレッシュ処理を実行する。
上記処理を動作終了するまで繰り返しサイクリックに実
行する。なお、「ユーザ作成のアクション回路」は、実
際には、図２１に示すラダー回路の実行中に呼び出され
るものである。

【００６９】さらに、図１８に示すように、全ての状態
についてのラダー回路を生成したならば（ステップ３１
でＮｏ）、ステップ３６に進み、「タグ→Ｉ／Ｏ置換処
理」を実行する。この置換処理は、具体的には、図２０
に示すフローチャートを実行する。つまり、生成したラ
ダー回路中に存在するタグを順次検出し、各タグに対し
て連動データ生成処理を実行する（ＳＴ５０からＳＴ５
２）。

【００７０】この連動データ生成処理は、タグデータベ
ース２３の情報より、複数のシミュレータが参照するこ
とが可能な仮想Ｉ／Ｏ（共有メモリ）上のＩ／Ｏアドレ
ス等に変換したり、タグデータベース２３の情報より、
仮想／実通信路で使用する通信相手先や通知する事象が
保持されているＩ／Ｏアドレスに変換する処理を実行す
るものである。

【００７１】そして、実際には、図２３に示すフローチ
ャートを実行する連動データ生成部１３ｃが起動され、
処理される。すなわち、タグデータベース２３をアクセ
スし、タグ名をキーに検索する（ＳＴ６０）。ここで、
タグデータベース２３は、イベントとＩ／Ｏ（データメ
モリも含む）などの対応を記録したデータベースであ
り、例えば、図２４に示すようなコントローラ情報や、
図２５に示すようなタグ定義が、テーブル形式で格納さ
れている。さらに、図示省略するが、状態とＩ／Ｏ（デ
ータメモリも含む）などの対応も記録されている。

【００７２】そこで、係るタグデータベース２３内に記
憶されたデータの中に、ステップ６０で検出したタグ名
が存在するか否かを判断し（ＳＴ６１）、存在した場合
にはＩ／Ｏアドレス（メモリアドレス）が未定義である
か否かを判断する（ＳＴ６２）。そして、未定義の場合
には、定義済みのＩ／Ｏアドレスを検索して空きＩ／Ｏ
アドレスを検出し、その空きＩ／Ｏアドレスを該当タグ
のＩ／Ｏアドレスとして自動的に割り当てる（ＳＴ６
３）。

【００７３】次いで、そのようにして割り当てたＩ／Ｏ
アドレス或いは定義済みのＩ／Ｏアドレスを取得すると
ともに（ＳＴ６４）、該当タグのコントローラ名を取得
する（ＳＴ６５）。コントローラ名が存在しない場合
（ステップ６６でＮｏ）にはそのまま終了し、存在する
場合にはステップ６７に進み、タグデータベース２３に
格納されたコントローラ情報（図２４参照）から、その
コントローラ名のネットワークアドレスを取得する（Ｓ
Ｔ６７）。

【００７４】そして、このようにして取得したアドレス
情報に基づき、生成したラダー回路中のタグをＩ／Ｏア
ドレスに置き換える（図２０のステップ５３）。これに
より、後述するシミュレーション部で実行するラダー言
語のプログラム並びに各シミュレータ同士を連携する仮
想Ｉ／Ｏ（図１，図２参照）を形成することができる。
そして、この生成されたラダー言語は、対応するプログ
ラム記憶部２０であるラダー記憶部２０ａに格納され
る。

【００７５】なお、上記した説明はＰＬＣ用のラダープ
ログラムを自動生成するラダー言語変換部１３ａについ
て説明したが、本実施の形態では、ロボット５２，５５
を動作させるためのロボット言語（スクリプト）を自動
生成するためのスクリプト変換部１３ｂも備えている。
このスクリプト変換部１３ｂは、状態遷移表をロボット
言語（スクリプト言語）に変換する機能をもつ。このス
クリプト変換部１３ｂの後段で、３Ｄシミュレータ用の
動作スクリプトをシミュレーション動作させるプログラ
ムを生成する（図示せず）。そして、このスクリプト変
換部１３ｂで生成されたプログラムも、対応するプログ
ラム記憶部２０であるスクリプト記憶部２０ｂに格納さ
れる。もちろん、これ以外の言語変換部も必要に応じて
組み込まれる。

【００７６】また、上記コード生成部１３により自動生
成され、所定のプログラム記憶部に格納された各プログ
ラム言語は、編集可能となっている。すなわち、本実施
の形態では、図１６に示すように、ラダー記憶部２０ａ
にはラダー回路を作成，編集並びにＰＬＣへのダウンロ
ードが行えるプログラミングツールであるラダーエディ
タ４４を連携する。また、スクリプト記憶部２０ｂに
は、市販のテキストエディタ、もしくは３Ｄシミュレー
タ付属のエディタなどで構成されるテキストエディタ４
７を連携させる。そして、各エディタを操作して、自動
生成されたプログラムを読み出すとともに、所定の編集
を行った後、各記憶部に格納することによりプログラム
の修正・更新処理が行えるようになっている。これによ
り、自動生成により不具合が生じた場合にも対応でき
る。

【００７７】一方、シミュレーション部３０は、上記し
たプログラム記憶部２０に格納された各プログラムを読
み出し、仮想工場でのシミュレーションを行うもので、
以下のように構成されている。すなわち、図３，図２６
に示すように、各実機（オブジェクト）に対応するシミ
ュレータ３１と、それらシミュレータ３１を連携するシ
ミュレータ連動部３２により構成されている。シミュレ
ータは、本実施の形態では、ＰＬＣシミュレータ３１ａ
と３Ｄシミュレータ３１ｂを実装している。もちろん、
対応する実機に応じて適宜のシミュレータを用意する。

【００７８】ＰＬＣシミュレータ３１ａは、実ＰＬＣの
ラダー実行機能と通信機能をパソコン上でシミュレーシ
ョンできるアプリケーションであり、３Ｄシミュレータ
３１ｂは３次元のデータを表示することができ、その動
作をスクリプトで定義できるシミュレータである。いず
れも既存のアプリケーションソフトが提供されているの
で、係る公知のものを適用することができる。

【００７９】また、シミュレータ連動部３２は、今まで
単独（独立）にしか動作しなかった複数のシミュレーシ
ョンを連携させるためのもので、仮想Ｉ／Ｏ３２ａや、
プロセス間通信を行う仮想通信路３２ｂを備えている。
また、実機との連動をするための実通信路３２ｃを設け
ると良い（図３参照）。

【００８０】仮想Ｉ／Ｏ３２ａは、共有メモリなどによ
り実現され、複数のシミュレータが読み書きできる。ま
たは、通常の実機における実Ｉ／Ｏのように結線された
同士のみがＯＮ／ＯＦＦやアナログ信号を交換できるよ
うになっている。そして、ＰＬＣのデータリンク通信
（サイクリックデータ通信）機能にマッピングすること
により、パソコン内外（シミュレータ間，シミュレータ
と実機間）でＩ／Ｏ情報の送受が可能となる。この仮想
Ｉ／Ｏ３２ａにおける実際のアドレスの割り当ては、上
記した連動データ生成部１３ｃで生成したＩ／Ｏアドレ
スを使用する。これにより、例えば図２７に示すように
割り当てられる。データメモリは、各機器の状態や、各
機器から発生するイベントはそれぞれ１ビットで表現さ
れている（図２８参照）。

【００８１】また、仮想通信路３２ｂは、プロセス間通
信などをベースに実現され、シミュレータ間のデータの
やりとりを実際の通信のように通信パケットの送受信で
行える仕組みである。つまり、データを送信する側で
は、ネットワークアドレスにより、配送先を特定し通信
パケットを配送する。このネットワークアドレスも、連
動データ生成部１３ｃにてタグデータベース２３から抽
出され、各言語のプログラムに変換する際に組み込まれ
ている。

【００８２】なお、配送先がパソコンのシミュレータで
はなく、実ネットワークで接続されている外部の実機で
ある場合は、仮想通信路より実通信路３２ｃであるネッ
トワークドライバにデータを送信することにより通信す
ることが可能となる。

【００８３】そして、このシミュレーション部３０にお
ける動作は、図２９に示すように、ＰＬＣシミュレータ
３１ａ側とロボット用の３Ｄシミュレータは、互いに仮
想Ｉ／Ｏ３２ａに対してアクセスし、通常の実機での動
作と同様に、まず、Ｉ／Ｏ入力をし、それに基づきラダ
ー回路やロボットスクリプト等のプログラムを実行し、
その実行結果に基づくＩ／Ｏ出力を行う操作をサイクリ
ックに繰り返し実行する。このように、共有メモリ（仮
想Ｉ／Ｏ３２ａ）に対するデータの読み書きを相互に行
うことにより２つのシミュレータ３１ａ，３１ｂは連動
動作をすることができる。

【００８４】更に本形態では、シミュレーション部３０
におけるシミュレーション動作を監視し、状態遷移エデ
ィタ部１２に通知をするデバッグトレース部４６を設け
ている。このデバッグトレース部４６は、イベント検知
部４６ａと状態監視部４６ｂを備えている。

【００８５】イベント検知部４６ａは、タグデータベー
ス２３で定義されたタグについて、そのタグが格納され
ている仮想Ｉ／Ｏ、もしくは実機内のデータメモリを一
定周期間隔でチェックし、変化のあった場合イベントと
みなして、擬似イベント生成部１２ｅに通知する。ま
た、タグデータベース２３で定義されたタグについて、
そのタグ名、もしくはアドレス情報を仮想通信路３２ｂ
より受信した場合に、イベントとみなして、擬似イベン
ト生成部１２ｅに通知する機能も有している。そして、
具体的には、図３０，図３１に示すフローチャートを実
行するようになっている。

【００８６】すなわち、まず所定の初期化処理をした
後、タイマの設定、つまり監視する間隔を設定する（Ｓ
Ｔ７０，ＳＴ７１）。これにより、タイマは一定周期間
隔毎にタイムアップに伴う検知信号を出力する。

【００８７】係るタイマからの検知信号並びに通信イベ
ントの受信を待つ（ＳＴ７２）。そして、受信したなら
ば、それがタイマからの検知信号か否かを判断し（ＳＴ
７３）、タイマでない、つまり通信イベントを受信した
場合には、ステップ７４に進み、受信パケットからタグ
名を取り出し（ＳＴ７４）、その取り出したタグ名を擬
似イベント生成部１２ｅに対して通知する（ＳＴ７
５）。その後、ステップ７２に戻り次の受信を待つ。

【００８８】一方、タイマからの検知信号の場合には、
各コントローラ（シミュレータ）に対し、順次イベント
変化検知処理を行う（ＳＴ７６からＳＴ７８）。そし
て、シミュレーション処理が終了するまで、上記した処
理を繰り返し実行する（ＳＴ７９）。

【００８９】ここで、イベント検知処理は、図３１に示
すように、タグデータベース２３に格納されたコントロ
ーラ情報から各コントローラ（シミュレータ）内のイベ
ント格納領域開始アドレスとサイズを取得する（ＳＴ８
０）。

【００９０】次いで、取得したアドレス情報に基づき、
イベント格納領域内のデータを取得する（ＳＴ８１）。
そして、各タグごとに以下の処理を繰り返し実行する
（ＳＴ８２，ＳＴ８３）。つまり、その取得したデータ
を前回値と比較し、変化があったか否かを判断する（Ｓ
Ｔ８４，ＳＴ８５）。変化がない場合（ステップ８５で
Ｎｏ）には、ステップ８２に戻り次のタグの処理移行
し、変化があった場合（ＳＴ８５でＹｅｓ）には、擬似
イベント生成部１２ｅに対し処理中のタグ名を通知する
（ＳＴ８６）。その後、ステップ８２に戻り次のタグの
処理に移行する。このようにして全てのタグに対して処
理が終了したならば（ＳＴ８３でＹｅｓ）、ステップ８
７に飛び、今回のイベント格納領域内のデータを前回値
として記憶保持し、次の判定に備える。

【００９１】また、状態監視部４６ｂは、状態遷移確認
部１２ｄからの要求に従い、所望のタグ名で特定される
シミュレータ等の状態を、状態遷移確認部１２ｄに通知
する機能を持つ。

【００９２】具体的には、図３２に示すフローチャート
を実行する。すなわち、状態遷移確認部１２ｄからの要
求を待ち（ＳＴ９０）、要求を受けた場合には、その内
容を判断し（ＳＴ９１）、終了命令でない場合には、指
定されたコントローラ（シミュレータ）の状態格納領域
開始アドレスとサイズをタグデータベース２３から取得
し（ＳＴ９５）、取得したアドレス情報に基づき、イベ
ント格納領域内のデータを取得し（ＳＴ９３）、その取
得したデータ、つまり、該当するコントローラの状態を
状態遷移確認部１２ｄに通知する（ＳＴ９４）。

【００９３】更に本実施の形態では、外部デバッグスタ
ブ６２を設けている。この外部デバッグスタブ６２は、
ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃや、Ｃ＋＋などでユーザが記
述したアプリケーションで、主にイベントを発生させる
ためのボタンや、データを表示させたりする表示部分を
用意するものである。この外部デバッグスタブ６２を操
作することにより、シミュレータ連動部３２，イベント
検知部４６ａ，擬似イベントを介して状態遷移確認部１
２ｄにイベントを送ることができるようになっている。

【００９４】そして、上記したようにシミュレーション
部３０を動作させて、システム全体が正常に動作するか
の事前検証を行い、問題がない場合には、実機にダウン
ロードする。すなわち、ＰＬＣの場合には、ＰＬＣシミ
ュレータ３１ａと同一のプログラムで実機のＰＬＣが動
作するので、ラダー記憶部２０ａに格納されたプログラ
ムをラダーエディタ４４を用いて実通信部（ネットワー
ク）４８を介して実ＰＬＣ６０にダウンロードする。

【００９５】また、ロボットの場合には、シミュレータ
に用いたプログラム言語（スクリプト）をそのまま使用
することはできないので、ロボット言語変換部４９ａに
てスクリプト記憶部２０ｂに格納されたプログラムを読
み出し、ロボット言語に変換し、ロボット言語記憶部４
９ｂに格納する。なお、このロボット言語変換部４９ａ
の機能は、従来公知のものを利用できるので、その詳細
な説明を省略する。そして、この変換されたロボット言
語のプログラムを、実通信部４８を介して実ロボット６
１（ワーク供給用ロボット５２，ワーク排出用ロボット
５５）にダウンロードする。

【００９６】次に、上記した制御プログラム開発支援装
置１を用いた設計開発の手順の一例を説明する。まず、
ＵＭＬエディタ部１１を用いてＵＭＬによるシステム設
計（上流設計）を行う（ＳＴ１００，ＳＴ１０１）。次
に、設計したＵＭＬデータに基づき、状態遷移エディタ
部１２（モデル編集部１２ａ，モデル変換部１２ｂ等）
を用いて状態遷移モデルの設計をし、モデル記述確認部
１２ｃを用いて記述内容のチェックをする（ＳＴ１０
２，ＳＴ１０３）。所望のデータが得られるまで、修正
処理をする。そして、状態遷移もドルの記述チェックが
ＯＫとなると（ＳＴ１０４でＹｅｓ）、状態遷移確認部
１２ｄ，擬似イベント生成部１２ｅ等を稼働させて状態
遷移動作をモニタ上等で確認する（ＳＴ１０５）。

【００９７】問題が生じた場合には、その問題を解消す
べく所定の修正処理を実行する。そして、問題が全て解
消されると、コード生成部１３を稼働させ、タグ定義，
未定義タグのＩ／Ｏアドレスの自動割付をするととも
に、各オブジェクトのプログラムを自動生成する（ＳＴ
１０７からＳＴ１０９）。更に、必要に応じて、ラダー
エディタ４４やテキストエディタ４７を用いてプログラ
ムに処理の詳細を追記したり、修正をしたりする（ＳＴ
１１０）。

【００９８】このようにして生成した各プログラムを、
対応するそれぞれのシミュレータにダウンロードさせ
（ＳＴ１１１）、シミュレーションを実行する（ＳＴ１
１２）。このとき、タグ（仮想Ｉ／Ｏ）を介して複数の
シミュレータを連係動作させる。

【００９９】そして、動作検証をし（ＳＴ１１３）、不
具合が生じた場合には、不具合の内容に応じて所定の処
理ステップまで戻り、修正を行う。このようにデバッグ
を適宜行い、動作確認が採れたならば（ＳＴ１１４でＹ
ｅｓ）、各実機に依存した情報の追加を行うとともに、
必要に応じて実行可能な形式に変換後、各実機にプログ
ラムをダウンロードする（ＳＴ１１５からＳＴ１１
７）。

【０１００】次いで、各実機の連係動作をトレース実行
し、問題はないかの確認をする（ＳＴ１１８，ＳＴ１１
９）。そして、問題が生じた場合には、ステップ１１０
に戻り、再度シミュレータによる動作検証（デバッグを
含む）を行う。また、問題がなければシステムを本格稼
働させる（ＳＴ１２０）。

【０１０１】本形態によれば、上流設計にて作成したデ
ータを下流工程まで流用していくので、それまでに検証
して得られた品質は保証される。また、データを利用し
ていくので、無駄な２重の開発作業が不要となり、設計
に要する期間が短縮できる。さらに、設計モデルを各オ
ブジェクト単位で形成していることから、シミュレータ
毎のソースコードを自動生成することができることから
も、開発が簡易となり短時間で行える。また、仮想Ｉ／
Ｏなどのシミュレータ相互を連携する仕組みを提供して
いるので、生産ライン（システム全体）のモデル動作プ
ログラムを作成すること無く、簡単な構成でシステム全
体のシミュレーションを行うことができる。また、この
ことから結合デバッグ環境が充実し、実機のない設計
（デバッグ）段階でシミュレーション検証することがで
きる。

【０１０２】更に、ＵＭＬつまりオブジェクト指向分析
・設計の導入をしたため、見通しのよい設計ができ、ク
ラスの再利用性が向上し、環境開発メンバー間の相互レ
ビューが可能となる。また、状態遷移表を利用した設計
をすることで、設計の抜け防止、漏れ防止をすることが
できる。

【０１０３】

【発明の効果】以上のように、この発明では、ＵＭＬで
モデリングし、そのモデリングしたデータに基づいてそ
れ以降の設計を行うようにしたため、シミュレーション
で作成したモデルをその後の工程（制御設計、調整）で
生かすことができ、短時間で質の良いシステム設計，開
発をすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の概略を説明する図であ
る。

【図２】本発明の一実施の形態の概略を説明する図であ
る。

【図３】本発明に係る制御プログラム開発支援装置の好
適な一実施の形態を示すブロック図である。

【図４】設計対象のシステムの一例を示す図である。

【図５】操作パネルの一例を示す図である。

【図６】ユースケース図を説明する図で、図４に示した
システムを表現したユースケース図の一例である。

【図７】クラス図を説明する図で、図４に示したシステ
ムを表現したクラス図の一例である。

【図８】図４に示したシステムを表現した状態遷移図の
一例である。

【図９】図４に示したシステムを表現した状態遷移表の
一例である。

【図１０】図４に示したシステムにおけるロボットを表
現した状態遷移図の一例である。

【図１１】図４に示したシステムにおけるロボットを表
現した状態遷移表の一例である。

【図１２】外部データ（ナレッジデータベース）との接
続形態を説明する図である。

【図１３】設計データダウンロード部の機能を示すフロ
ーチャートである。

【図１４】Ｗｅｂサーバ部の機能を示すフローチャート
である。

【図１５】本発明に係る制御プログラム開発支援装置の
好適な一実施の形態を示すブロック図で、特に、状態遷
移エディタ部の内部構造を示した図である。

【図１６】本発明に係る制御プログラム開発支援装置の
好適な一実施の形態を示すブロック図で、特に、コート
生成部の内部構造を示した図である。

【図１７】コード生成部の機能を示すフローチャートで
ある。

【図１８】コード生成部内のラダー言語変換部の機能を
示すフローチャートの一部である。

【図１９】コード生成部内のラダー言語変換部の機能を
示すフローチャートの一部である。

【図２０】コード生成部内のラダー言語変換部の機能を
示すフローチャートの一部である。

【図２１】ラダー言語変換部で生成されるラダー回路の
一例を示す図である。

【図２２】ラダープログラムの実行手順を説明するフロ
ーチャートである。

【図２３】連動データ生成部の機能を示すフローチャー
トの一部である。

【図２４】タグデータベースの内部データ構造の一例を
示す図である。

【図２５】タグデータベースの内部データ構造の一例を
示す図である。

【図２６】本発明に係る制御プログラム開発支援装置の
好適な一実施の形態を示すブロック図で、特に、シミュ
レーション部の内部構造を示した図である。

【図２７】仮想Ｉ／Ｏのデータ構造の一例を示す図であ
る。

【図２８】仮想Ｉ／Ｏのデータ構造の一例を示す図であ
る。

【図２９】シミュレーション部の動作を説明する図であ
る。

【図３０】イベント検知部の機能を示すフローチャート
である。

【図３１】イベント検知部の機能を示すフローチャート
である。

【図３２】状態検知部の機能を示すフローチャートであ
る。

【図３３】本発明の一実施の形態における開発手順の一
例を示すフローチャートの一部である。

【図３４】本発明の一実施の形態における開発手順の一
例を示すフローチャートの一部である。

【図３５】本発明の一実施の形態における開発手順の一
例を示すフローチャートの一部である。

【符号の説明】

１制御プログラム開発支援装置１０設計データ編集部１１ＵＭＬエディタ部１２状態遷移エディタ部１２ａモデル編集部１２ｂモデル変換部１２ｃモデル記述確認部１２ｄ状態遷移確認部１２ｅ擬似イベント生成部１３コード生成部１３ａラダー言語変換部１３ｂスクリプト変換部１３ｃ連動データ生成部２０プログラム記憶部２０ａラダー記憶部２０ｂスクリプト記憶部２１ＵＭＬデータ記憶部２２状態遷移データ記憶部２３タグデータベース３０シミュレーション部３１シミュレータ３１ａＰＬＣシミュレータ３１ｂ３Ｄシミュレータ３２シミュレータ連動部３２ａ仮想Ｉ／Ｏ３２ｂ仮想通信路３２ｃ実通信路４０ナレッジデータベース４０ａ設計テンプレート記憶部４０ｂ状態遷移モデルテンプレート記憶部４０ｃ既存ソフト部品記憶部４１設計データダウンロード部４２インターネット４３Ｗｅｂサーバ部４４ラダーエディタ４５入力装置４６デバッグトレース部４６ａイベント検知部４６ｂ状態監視部４７テキストエディタ４８実通信部４９ａロボット言語変換部４９ｂロボット言語記憶部５０上流側搬送装置５１ワーク５２ワーク供給用ロボット５３検査台５４検査カメラ５５ワーク排出用ロボット５６下流側搬送装置５７センサ６０実ＰＬＣ６１実ロボット６２外部デバッグスタブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3C100 AA43 BB12 BB13 CC08 5B042 GB06 HH07 JJ17 5B076 BB06 5H220 AA04 BB07 BB11 CC08 CC09 CX01 CX09 DD04 EE06 GG04 HH01 HH03 JJ02 JJ03 JJ12 JJ26 JJ51 JJ59 LL06 5H223 AA05 CC08 CC09 DD03 DD05 DD09 EE04 FF05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】制御プログラム開発支援装置における方
法であって、設計対象のシステムをＵＭＬを用いてモデリングして得
られたＵＭＬデータに基づき、状態遷移データを作成す
るとともに、状態遷移データ記憶手段に格納し、次いで、少なくとも前記ＵＭＬデータ並びに前記状態遷
移データに基づいて、前記システムを構成するコントロ
ーラに対応するシミュレータ用のプログラム並びにその
コントローラの操作対象に対応するシミュレータ用のプ
ログラムを生成し、その生成したプログラムに基づいてコントローラ用のシ
ミュレータと、前記操作対象用のシミュレータを連動さ
せながら動作させ、前記プログラムを検証する処理を含
む制御プログラム開発支援方法。
【請求項２】設計対象のシステムをＵＭＬを用いてモ
デリングしたＵＭＬデータを作成するＵＭＬデータ作成
手段と、前記設計対象のシステムを構成する複数の機器毎の状態
遷移モデルを生成する状態遷移モデル生成手段と、前記ＵＭＬデータと前記状態遷移モデルに基づいて、シ
ミュレータを動作させるための異なる言語のプログラム
を生成する複数の言語変換手段を含むコード生成手段
と、前記コード生成手段で生成された前記プログラムに基づ
いてシミュレーションするシミュレーション手段とを備
え、前記複数の言語変換手段は、少なくとも前記システムを
構成するコントローラに対応するコントローラ用のシミ
ュレータのためのプログラムを生成するものと、そのコ
ントローラの操作対象用のシミュレータのためのプログ
ラムを生成するものを含み、前記シミュレーション手段は、前記複数のプログラムに
対応してそれぞれ動作する前記コントローラ用のシミュ
レータと前記操作対象用のシミュレータと、それら各シ
ミュレータ間を接続するシミュレータ連動手段を有する
ことを特徴とする制御プログラム開発支援装置。
【請求項３】前記状態遷移モデル生成手段は、前記ＵＭＬモデルに基づいて状態遷移データを生成する
モデル変換手段と、生成した状態遷移モデルが正しく記述されているかどう
かを確認するモデル記述確認手段と、生成した状態遷移モデルの遷移状況を出力し、設計した
状態遷移モデルの動作をチェックするための状態遷移確
認手段の内の少なくとも１つを備えていることを特徴と
する請求項２に記載の制御プログラム開発支援装置。
【請求項４】生成した状態遷移モデルの遷移状況を出
力し、設計した状態遷移モデルの動作をチェックするた
めの状態遷移確認手段と、その状態遷移確認手段に与えるイベントを擬似的に発生
する擬似イベント発生手段を備えたことを特徴とする請
求項２に記載の制御プログラム開発支援装置。
【請求項５】個々の装置内の状態を収集する状態監視
手段と、それらの状態を変更するイベント発生を監視す
るイベント検知手段を設け、得られた状態，イベント発生状況を前記状態遷移モデル
生成手段に通知するようにしたことを特徴とする請求項
２から４の何れか１項に記載の制御プログラム開発支援
装置。
【請求項６】前記言語変換手段で生成された前記コン
トローラ用のシミュレータのためのプログラムを記憶す
るコントローラ用言語プログラム記憶手段と、前記操作
対象用のシミュレータのためのプログラムを記憶する操
作対象用言語プログラム記憶手段を備えたことを特徴と
する請求項２から５の何れか１項に記載の制御プログラ
ム開発支援装置。
【請求項７】外部データベースから取得した情報を編
集してプログラムを作成し、前記コントローラ用言語プ
ログラム記憶手段に格納する編集手段を備えたことを特
徴とする請求項２から６の何れか１項に記載の制御プロ
グラム開発支援装置。
【請求項８】前記シミュレータで動作させるためのプ
ログラムに基づく制御プログラムを、そのシミュレータ
に対応する実際の機器にダウンロードする手段を備えた
ことを特徴とする請求項２から７の何れか１項に記載の
制御プログラム開発支援装置。
【請求項９】制御プログラム開発支援装置における方
法であって、設計対象のシステムをＵＭＬを用いてモデリングして得
られたＵＭＬデータに基づき、状態遷移データを作成す
るとともに、状態遷移データ記憶手段に格納し、次いで、前記ＵＭＬデータ並びに前記状態遷移データに
基づいて前記システムを構成する複数種の機器に対応す
るシミュレータ用のプログラムをそれぞれ生成し、その生成した各プログラムに基づいて複数のシミュレー
タを連動させながら動作させ、前記プログラムを検証す
る処理を含む制御プログラム開発支援方法。
【請求項１０】設計対象のシステムをＵＭＬを用いて
モデリングしたＵＭＬデータを作成するＵＭＬデータ作
成手段と、前記設計対象のシステムを構成する複数の機器毎の状態
遷移モデルを生成する状態遷移モデル生成手段と、前記ＵＭＬデータと前記状態遷移モデルに基づいて、シ
ミュレータを動作させるための異なる言語のプログラム
を生成する複数の言語変換手段を含むコード生成手段
と、前記コード生成手段で生成された前記プログラムに基づ
いてシミュレーションするシミュレーション手段とを備
え、前記シミュレーション手段は、前記複数のプログラムに
対応してそれぞれ動作する複数のシミュレータと、それ
ら各シミュレータ間を接続するシミュレータ連動手段を
有することを特徴とする制御プログラム開発支援装置。