JP2008158865A - プログラム作成支援システム - Google Patents

Abstract

【課題】分析装置や計測装置等の制御等を行う制御プログラムを作成する際には、文法上のミスが無いことに加え、プログラムが各処理命令に与えられた制約条件を満たしている必要があり、完成までに手間が掛かってしまうことが多かった。
【解決手段】各処理命令をアイコンとして表し、実行アイコン配置欄に配置されたアイコンの配列順に沿って処理命令を実行するようにする。各アイコンは処理の内容及び制約条件を反映させた形状を有するように設計しておく。ユーザがあるアイコンを配置する命令を入力すると、ＣＰＵはそのアイコン配置希望位置が制約条件を満たすかどうかを判定し、可と判定した場合にのみアイコンを配置表示させる。本発明のシステムは分析装置等の制御プログラムの作成のみならず、種々のプログラムの作成を支援することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、プログラムの作成を支援するためのシステムに関する。詳細には、種々のプログラムの作成を、ユーザが視覚的に行うことが出来るように支援するためのシステム及びそのシステムに利用されるプログラムに関する。

例えば計測装置、分析装置、工業プラント等に使用される制御装置などでは、各種の測定や制御、解析を行うために、複数の処理のプログラム（「マクロプログラム」や「マクロ」と呼ばれるものを含む）をユーザが作成することがある。処理手順が記述されたプログラムを実行することにより、手作業で行わねばならない一連の手順を自動化させることができるため、省力化が図れるとともに、人為的ミスの発生も抑制できる。

プログラムの適用分野は多岐に亘るが、プログラム作成機能に関する従来技術の一例として特許文献１に記載の技術がある。これによると、サンプル番号や分析順序、各サンプル毎の分析条件等を定義した分析ファイルが予め分析者によって作成され、該分析ファイルに従って各部を制御することにより、所望の手順及び条件での分析を実行することが可能な液体クロマトグラフにおいて、パージ動作を自動で行うためのマクロ作成機能を更に付与することによって全自動分析化を図る技術が開示されている。

特開2006-258732号公報

プログラムを作成する場合、ある処理は別の処理の後でないと実施できないとか、ある処理は必ず対になる他の処理と組み合わせて実施しなければならない、といった各種の制約条件が前提として定められている場合がある。特に、計測装置、分析装置、工業プラント等を制御するために作成される制御プログラムにはその制御処理に対して種々の制限が課されるのが普通である。

しかし、このように制約条件が設けられている場合であっても、従来は、処理手順を記述したプログラムをまず全て作成し、その後、その手順が各種の制約条件に違反していないかどうかをチェックしなければならなかった。そして、このチェックにおいて制約条件に対する違反が検出されると、ユーザは手作業でエラーを修正しなければならず、手間が掛かってしまっていた。
また、各処理の制約条件はシステム毎、環境毎に異なるのが通常であるので、プログラミングに習熟したユーザであっても、システムや環境が異なればプログラムの完成までに時間と労力が掛かることが少なくなかった。

本発明は以上のような問題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、個々の処理に各種の制約条件が設定されている場合に、その制約条件を満たしつつ、且つ容易にプログラムを作成することが可能なプログラム作成支援システムを提供することにある。

上記のようにして成された本発明に係るプログラム作成支援システムは、
プログラムの作成を支援するためのシステムであって、
a)アイコンの種類を特定するアイコン指定及び実行アイコン配置欄におけるアイコン配置希望位置を含むアイコン配置命令と、処理実行命令とを入力するための入力部と、
b)複数の処理命令と、各処理命令の制約条件と、各処理命令毎に処理の内容及び制約条件の一部又は全てを反映させた形状を有するアイコンと、が互いに関連づけられて保存されているアイコン定義部と、
c)使用可能な処理命令に対応するアイコンを一覧表示させる使用可アイコン表示部と、
d)アイコン配置命令の入力を受けて、前記アイコン定義部を参照することにより該アイコンをアイコン配置希望位置に配置することの可否を判定し、可と判定した場合には該アイコンを実行アイコン配置欄の該アイコン配置希望位置に表示するアイコン配置部と、
e)処理実行命令の入力を受けて、前記アイコン定義部を参照しつつ、前記実行アイコン配置欄に配置されているアイコンの順序に沿って処理命令を実行する処理実行部と、
を備えることを特徴とする。

上記プログラム作成支援システムは、好適には、
f)前記入力部から入力されたパラメータ変更命令を受けて、前記アイコン定義部に含まれる制約条件を満たす範囲内で、該パラメータ変更命令において指定されたアイコンの処理命令に係るパラメータを変更するパラメータ変更部
を更に備えるのがよい。
パラメータはメモリやアイコン定義部の所定領域に保存される。

本発明に係るプログラム作成支援システムによれば、一つの処理命令が一つのアイコンとして表示され、アイコンの配列順序に沿って処理命令が実行される。
アイコン定義部に予め保存されているアイコンの形状は各処理命令毎に処理の内容及び制約条件の一部又は全てを反映するように描かれているため、ユーザはアイコンがどの処理命令を表しているのかを、また、どのような制約条件が設けられているかをアイコンの形状より視覚的に理解できるから、ユーザは制約条件に違反するようなアイコンの配置を行いにくくなる。
アイコンを配置する場合には、ユーザが選択して配置希望位置を指定したアイコンがその希望位置に配置可能か否かをアイコン配置部が判断し、可能と判定された場合にのみそのアイコンが実行アイコン配置部に配置される。
このように、本発明に係るプログラム作成支援システムによればアイコンを配置してゆくだけでプログラムをミス無く設計することができるため、ユーザがプログラミングに不慣れであっても、目的とするプログラムを簡単に、短時間で作成することができる。

また、使用可アイコン表示部により現在使用可能な処理命令に対応したアイコンのみが表示されるから、ユーザは実行可能な処理命令だけを選択することができ、予め定められている制約条件のうち、実行可能回数が定められている条件等に違反することが無くなる。

本発明に係るプログラム作成支援システムがパラメータ変更部を備えた構成では、例えば分岐先やループの回数といった各種のパラメータを、ユーザが簡単に設定したり変更したりすることができるようになる。

図１に、本発明の一実施形態によるプログラム作成支援システム１の全体構成を示す。本実施形態において、プログラム作成支援システム１は、サーボパルサ（引張−圧縮疲労試験機）に接続された制御装置であるものとし、本プログラム作成支援システムによって作成されたプログラムによってサーボパルサの動作を制御するものとする。

図１に示すように、プログラム作成支援システム１はＣＰＵ２、メモリ３、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等から成る表示部４、キーボードやマウス等の入力デバイスから成る入力部５、ハードディスクやフラッシュメモリ等の大容量記憶装置から成る記憶部６が互いに接続されて構成されている。記憶部６には、図示せぬＯＳ（Operating System）のほか、プログラム作成支援システム用プログラム７（以下「プログラム作成支援プログラム」と略称する）、アイコン定義部８が含まれる。このプログラム作成支援プログラム７は、図示せぬＣＤ−ＲＯＭドライブやＤＶＤ−ＲＯＭドライブ、データ通信ネットワーク回線等を介して外部の記憶媒体よりインストールされたものである。

図１に描かれているように、本実施形態におけるプログラム作成支援システム１（制御装置）の実体はコンピュータである。即ち、本発明のプログラム作成支援システムは、いかなる形態のコンピュータにも実装することが可能である。

本発明に係るプログラム作成支援システムにおいて、使用可アイコン表示部、アイコン配置部、パラメータ変更部、処理実行部は、ＣＰＵ２がプログラム作成支援プログラム７を実行することによりソフトウェア的に実現される構成である。

アイコン定義部８には、複数の処理命令と、各処理命令の制約条件と、各処理命令毎に処理の内容及び制約条件を反映させた形状を有するアイコンと、が互いに関連づけられて保存されている。
処理命令とは、例えば「ホールド制御」、「サイン波制御」、「結果出力」、「ループ」といった、ユーザにとって意味を持つ命令（一乃至数行に亘って記載された実行コードそのものや、実行コードと対応付けられたキーワード等）のことである。
処理命令の制約条件とは、例えば、「ある所定の処理の前に実行されなければならない」とか、逆に「ある所定の処理の後に実行されなければならない」とか、「一つのプログラム中に２回までしか使用できない」とか、「飛び先が自分自身であってはいけない」等といった、処理命令毎に予め定められている制約条件のことである。制約条件が設けられていない処理命令もある。

本実施形態では、「任意波形採取」、「ピーク時警告」、「ループ」、「条件分岐処理」、「無条件ジャンプ処理」の処理命令について、以下の制約条件が設定されているものとする。
(1)「任意波形採取」処理命令は、２回以上実行してはならない
(2)「ピーク時警告」処理命令の前に「ピーク値監視開始」処理命令が存在していること
(3)ループにて、ループ開始処理とループ終了処理の数が一致していること
(4)ループは２階層まで
(5)条件分岐処理は飛び先に処理命令が存在していること
(6)条件分岐処理は飛び先の処理命令が自身ではないこと
(7)条件分岐処理は飛び先の処理命令がループ間の処理ではないこと
(8)無条件ジャンプ処理は飛び先に処理命令が存在していること
(9)無条件ジャンプ処理は飛び先の処理命令が自身ではないこと
(10)無条件ジャンプ処理は飛び先の処理命令がループ間の処理ではないこと

アイコンは処理命令を表現するための画像であり、各処理命令毎に予め作成されて保存されている。アイコンの形状は限定されるものではないが、対応する処理命令の内容を反映しているように設計されている必要がある。すなわち、ユーザが見たときに何の処理命令を表しているかが直ぐに理解できるように設計されている必要がある。また、アイコンは制約条件の一部又は全て（ただし、制約条件が設けられていない処理命令に関するアイコンは除く）を反映するように設計されている。
図２に、本実施形態で使用されるアイコンの例を幾つか示す。

図２（Ａ）：結果を出力する処理命令に対応したアイコン。単独の処理であるため、単に「結果出力」の文字列のみが表示されている。
図２（Ｂ）及び（Ｃ）：上記制約条件の(2)を満たすように、（Ｂ）「ピーク値監視開始」に対応する処理命令の後には、必ず（Ｃ）「ピーク時警告」に対応する処理命令が組み合わされて実行されなければならないことが示されている。
（Ｃ）のアイコンには、伸縮可能な蛇腹で接続された台座が設けられており、この台座上には任意のアイコンを配置することが可能である。また、両者が組み合わされる必要があることを明確とするために、（Ｃ）のアイコンの下部は（Ｂ）のアイコンの台座の形状に合致するように描かれている。

図２（Ｄ）：ループ開始処理とループ終了処理とが一体的に描かれていることによって上記制約条件の(3)が常に満たされるように構成された、ループ処理を表すアイコン。このアイコン内には一又は複数個の他のアイコンを配置することができ、内部に配置されたアイコンに対応する処理命令が所定の回数繰り返して実行される。本アイコンは、図２（Ｄ）に示されているように、ループ開始処理を示すアイコンの左側とループ終了処理を示すアイコンの右側とから構成されており、両部分は蛇腹が描かれた台座によって接続されている。この蛇腹によって、両部分間に他のアイコンを含めて配置するために両部分間の距離が伸縮自在であることが示されている。ループ処理対象となるアイコンが両部分間に配置されたときは、蛇腹や台座が伸長するようにこのアイコンが再描画される。
本例ではアイコンの左側にはループの回数を指定するための矢印が描かれており、この矢印をマウスポインタ等でクリックしたり直接数字を入力したりすることにより、ユーザが任意の回数を設定することが可能である。ループ回数の指定は、パラメータ変更命令として入力される。また、図２（Ｄ）のアイコンに覆いとなる屋根が描かれている。台座も覆いとして見えるので、これによって、ループ処理の内部に含まれる処理命令は、例えば図２（Ｅ）や（Ｆ）に示されているような飛び先が指定される処理命令の飛び先にはなれないことが視覚的に表現されている。

図２（Ｅ）：２階層のループを表すアイコン。前記（Ｄ）のアイコンと（Ｅ）の二種類のアイコンを用意しておき、ユーザがどちらかしか選択できないようにすることによって、上記制約条件の(4)「ループは２階層まで」を満たすことができる。
図２（Ｆ）：条件分岐処理を表すアイコン。図２（Ｆ）では「X≦Y」という条件が満たされた場合に、矢印の先に設定されたアイコンの処理命令にジャンプする。このジャンプ先（飛び先）や分岐条件の設定や変更は、パラメータ変更命令として入力部より入力される。矢印には蛇腹が含めて描かれており、飛び先が任意に設定可能であることが視覚的に表現されている。ユーザが矢印の対象先（飛び先）を変更した場合には、蛇腹や矢印が伸縮するように再描画される。
上記制約条件(7)は、ループ処理を表すアイコンに覆いである屋根が描かれていることによって満たされる。
図２（Ｇ）：無条件にジャンプする処理命令に対応したアイコン。分岐条件が設定されないという点以外は上記（Ｆ）のアイコン同様に、伸縮可能に描かれた矢印の先によって飛び先が指定される。
なお、図２（Ｆ）のアイコンはアイコン下部に矢印開始位置が、図２（Ｇ）のアイコンはアイコン上部に矢印開始位置が描かれているが、アイコンに設けられる矢印の開始位置は何ら限定されるものではない。

以下、ＣＰＵ２が本発明に係るプログラム作成支援プログラム７を実行することにより行われるプログラム作成処理について説明する。
プログラム作成支援プログラム７の実行命令がユーザによって又は自動的に与えられると、まずＣＰＵ２は、現在使用可能な処理命令に対応する各種のアイコンを表示部４上の所定領域に設定された「使用可アイコン表示欄」に表示させる（図３：アイコンを使用可アイコン表示欄に配置する動作を示す画面表示例）。ここで「使用可能な処理命令」とは、アイコン定義部８に登録されている処理命令のうち、制約条件に照らした際に現在使用することができる処理命令のことである。
則ち、本実施例では「任意波形採取」処理は２回以上実行してはならないという制約条件(1)が設けられている。この制約条件を表現するために、ＣＰＵ２は図３に示すように「任意波形採取」アイコンは一つしか存在しないように表示する。他方、処理回数に制限が設けられていない処理命令に係るアイコンは、図３に示すように、複数個のアイコンが背後に存在しているように描かれる。このようなアイコンの表示方法により、ユーザは処理命令の使用可能回数を視覚的に知ることができる。「任意波形採取」のアイコンが使用された場合には、ＣＰＵ２は使用可アイコン表示欄からそのアイコンを削除したり、グレー表示させたりする（図４参照）。これにより、ユーザはその処理命令を追加することができないことを視覚的に知ることができる。

プログラムを作成する際には、まずユーザはマウス等を操作することより使用可アイコン表示欄に表示されている、現在使用可能なアイコンの中から任意のアイコンを特定して選択し、そのアイコンを表示部４に設けられている「実行アイコン配置欄」の任意の位置（これをアイコン配置希望位置と呼ぶ）にドロップする。複数のアイコンは一般的には実行順に一つの列を形成する。
この入力（アイコン配置命令）を受けるとＣＰＵ２はアイコン定義部８を参照し、関連した処理命令に関する制約条件を照らし合わせることにより、そのアイコンをアイコン配置希望位置に配置可能かどうかを判定する。図３に示されている例では、「ホールド制御」という、制約条件が設定されておらず単独配置が可能なアイコンを他の処理命令から独立した位置に配置しようとしている。よってＣＰＵ２はこのアイコン「ホールド制御」の配置を許可し、実行アイコン配置欄の配置希望位置に「ホールド制御」のアイコンを表示する。

通常、ユーザは処理命令の実行順にアイコンを配置してゆくが、既に配置されているアイコンの手前に割り込ませるようにして新しいアイコンを配置してももちろん構わない。
また、既に配置されているアイコンの順番を変更したり、削除したりすることも可能である。

以下に幾つかのアイコンを配置する処理について具体的に説明する。
ループ処理を表すアイコンの内側には、ループ処理の対象となる一又は複数のアイコンが含められる必要がある。図３に示されているようなループ処理構成を作成するためには、まずユーザはマウスを操作することにより使用可アイコン表示欄に表示されているループ処理のアイコンを実行アイコン配置部の所望の位置（アイコン配置希望位置）にドラッグアンドドロップする。これにより、ＣＰＵ２はそのアイコンをアイコン配置希望位置に表示する。次に、ユーザが「台形波制御」アイコンをループ処理アイコンの内部にドラッグアンドドロップする。この操作に基づき、ループ処理を表すアイコンの台座が伸びるように再描画され、その台座上に「台形波制御」アイコンが配置される。同様にして、「ホールド制御」アイコンも配置される。
また、ユーザがマウスを操作することによってループ開始側のボタンを押すことにより、ループ回数を「３」と設定（パラメータ変更命令）する。これにより、ＣＰＵ２はループ回数のパラメータを３に設定する。

また、「無条件ジャンプ」アイコンを配置する場合には、「無条件ジャンプ」アイコンに付与された矢印をユーザがマウス操作によって所望のアイコン上にドラッグすることにより、飛び先が設定される。飛び先が設定されると、ＣＰＵ２はそれをパラメータとしてメモリ３やアイコン定義部８の所定領域に記憶して設定する。ただし、ループ処理を表すアイコン上に飛び先となる矢印の先が指定されると、これは上記制約条件(10)に反するため、ＣＰＵ２はその操作を無効とする。このとき例えば「ループ内には設定出来ません」等の所定のメッセージを表示してもよい。上記制約条件(5)「飛び先に処理命令が存在していること」を満たすためには、無条件ジャンプアイコンをアイコン配置希望位置に配置表示した後、飛び先を設定するように促すようにしてもよい。
「条件分岐処理」アイコンの飛び先を設定する際も、これと同様の処理が行われる。ただし、条件分岐処理アイコンに関しては、分岐の条件をユーザが入力（パラメータ変更命令）するとＣＰＵ２はその条件をパラメータとして設定する。

図４は、上記のような操作が繰り返されることにより複数のアイコンが実行アイコン配置欄に配列された状態の表示例である。この状態でユーザが「実行」ボタンを押下すると処理実行命令が生成される。ＣＰＵ２は処理実行命令を受けると、アイコン定義部８の処理命令を参照しつつ、実行アイコン配置欄に配置されているアイコンの順序や設定されているパラメータに基づきプログラムを作成し、そのプログラムを実行する。
なお、プログラムが生成されるタイミングは特に限定されない。例えばアイコンが配置される都度、又は種々のパラメータが設定される都度、プログラムが部分的に生成されるように構成されていてもよい。
また、ＣＰＵ２が処理実行命令を受けたときには、ＣＰＵ２は実行アイコン配置欄に配列されているアイコンやそのパラメータが制約条件を満たしているかどうかを確認し、違反を検知した際にはエラーを示すメッセージを表示するのが好ましい。例えば「無条件ジャンプ」アイコンや「条件分岐処理」アイコンの飛び先が設定されていない場合には、上記制約条件(5)又は(8)に違反しているので、ＣＰＵ２は「飛び先が設定されていません」等のメッセージを表示し、処理を中断するのが良い。

以上、本発明に係るプログラム作成支援システムについて例を挙げつつ説明を行ったが、上記の記載は例に過ぎないことは明らかであり、本発明の精神内において自由に改良や変更を行っても良いことは言うまでもない。

計測装置（サーボパルサ）の制御を行うプログラムの作成を支援するためのシステムについて説明した上記例のように、本発明に係るプログラム作成支援システムは種々の計測装置、分析装置、工業プラント等を制御するプログラムを作成するためのシステムとするのが好適である（こういった制御プログラムでは処理に制限が課されていることが多いためである）。しかし、本発明に係るプログラム作成支援システムによって作成するプログラムは、こういった制御プログラムに限定されることはなく、様々なプログラムの作成を支援するために利用できる。
従って、既に取得されたデータを基に解析を行うためのプログラムを作成するために本発明のプログラム作成支援システムを用いるという利用形態も当然考えられる。
また、アイコン定義部に予め保存されているアイコンは、プログラムの対象がどのようなものであるかに関わりなく、各種の制御命令や制約条件を視覚的に表現するように自由に設計することができる。

本発明に係るプログラム作成支援システムの構成例。 アイコンの形状例。 アイコンを使用可アイコン表示欄に配置する動作を示す画面表示例。 アイコンが実行アイコン配置欄に配列された状態の画面表示例。

符号の説明

１…プログラム作成支援システム
２…ＣＰＵ
３…メモリ
４…表示部
５…入力部
６…記憶部
７…プログラム作成支援システム用プログラム
８…アイコン定義部

Claims (7)

1. プログラムの作成を支援するためのシステムであって、
   a)アイコンの種類を特定するアイコン指定及び実行アイコン配置欄におけるアイコン配置希望位置を含むアイコン配置命令と、処理実行命令とを入力するための入力部と、
   b)複数の処理命令と、各処理命令の制約条件と、各処理命令毎に処理の内容及び制約条件の一部又は全てを反映させた形状を有するアイコンと、が互いに関連づけられて保存されているアイコン定義部と、
   c)使用可能な処理命令に対応するアイコンを一覧表示させる使用可アイコン表示部と、
   d)アイコン配置命令の入力を受けて、前記アイコン定義部を参照することにより該アイコンをアイコン配置希望位置に配置することの可否を判定し、可と判定した場合には該アイコンを実行アイコン配置欄の該アイコン配置希望位置に表示するアイコン配置部と、
   e)処理実行命令の入力を受けて、前記アイコン定義部を参照しつつ、前記実行アイコン配置欄に配置されているアイコンの順序に沿って処理命令を実行する処理実行部と、
   を備えることを特徴とするプログラム作成支援システム。
2. f)前記入力部から入力されたパラメータ変更命令を受けて、前記アイコン定義部に含まれる制約条件を満たす範囲内で、該パラメータ変更命令において指定されたアイコンの処理命令に係るパラメータを変更するパラメータ変更部
   を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のプログラム作成支援システム。
3. 前記アイコンの形状が、該アイコンに対応する処理命令が他の処理命令と組み合わせるものである場合、組み合わせる処理命令に対応するアイコンの形状と合致するように描かれていることを特徴とする請求項１又は２に記載のプログラム作成支援システム。
4. 前記アイコンの形状が、該アイコンに対応する処理命令がループ処理である場合、ループ開始処理を示す部分とループ終了処理を示す部分とから成り、両部分間に他のアイコンを含むために両部分間の距離が伸縮可能に描かれていることを特徴とする請求項１又は２に記載のプログラム作成支援システム。
5. 請求項４に記載のアイコンに対応するループ処理に、ループ間の処理命令は他の処理命令からの飛び先にはなれないという制約条件が含められている場合、該アイコンのループ開始処理を示す部分とループ終了処理を示す部分の間に覆いが描かれていることを特徴とするプログラム作成支援システム。
6. 前記アイコンの形状が、該アイコンに対応する処理命令が他のアイコンへの飛び先を含むものである場合、伸縮可能な矢印を有するように描かれていることを特徴とする請求項１又は２に記載のプログラム作成支援システム。
7. プログラム作成支援システムに利用するためのプログラムであって、
   複数の処理命令と、各処理命令の制約条件と、各処理命令毎に制約条件を反映させた形状を有するアイコンと、が互いに関連づけられて保存されているアイコン定義部を備えたコンピュータを、
   使用可能な処理命令に対応するアイコンを一覧表示させる使用可アイコン表示部と、
   アイコン配置命令の入力を受けて、前記アイコン定義部を参照することにより該アイコンをアイコン配置希望位置に配置することの可否を判定し、可と判定した場合には該アイコンを実行アイコン配置欄の該アイコン配置希望位置に表示するアイコン配置部と、
   処理実行命令の入力を受けて、前記アイコン定義部を参照しつつ、前記実行アイコン配置欄に配置されているアイコンの順序に沿って処理命令を実行する処理実行部と、
   して機能させることを特徴とするプログラム作成支援システム用プログラム。

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