JP2008293186A - Method and apparatus for automatically generating steel plant control program - Google Patents

Method and apparatus for automatically generating steel plant control program Download PDF

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博文 松井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and apparatus for automatically generating a steel plant control program that maintain the consistency between specifications and automatically generated source code and implement reduced man-hour requirements and improved maintainability, by using the specifications described in UML and an object-oriented language. <P>SOLUTION: The automatic generation method for generating a steel plant control program from function specifications described in UML, standard components for standard processings of steel plant control and project-specific components for applied-project-specific processings comprises steps of automatically interpreting the basic structure of the program, according to structure diagrams and behavior diagrams in UML described in the function specifications; combining the standard components and project-specific components; and generating a complete program, from the result of combining the standard components and project-specific components. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、オブジェクト指向を用いた鉄鋼プラントなどのプロセス制御ラインにおける制御プログラムのソースコードを自動生成するための制御プログラムの自動生成方法およびその装置に関するものである。   The present invention relates to a method and apparatus for automatically generating a control program for automatically generating a source code of a control program in a process control line such as a steel plant using object orientation.

従来のプロセス制御プログラム自動生成装置においては、仕様書のトラッキング基本情報およびトラッキング動作情報を解析し、トラッキング機能標準部品からプログラムの自動生成をしている（例えば、特許文献１参照）。   A conventional process control program automatic generation apparatus analyzes tracking basic information and tracking operation information of a specification, and automatically generates a program from a tracking function standard part (see, for example, Patent Document 1).

特開２００４−１９９２６５号公報JP 2004-199265 A

従来の制御プログラム自動作成装置で自動作成されたソースコードは関数レベルのものが多く、それをユーザーが作成したプログラムから呼び出す形で使われている。このため、ユーザーが自由に関数を作成することが出来るため仕様書とソースコードの整合性を取ることは困難であった。   Many of the source codes automatically created by the conventional automatic control program creation device are at the function level and are used by calling them from a program created by the user. For this reason, since the user can freely create a function, it is difficult to ensure consistency between the specification and the source code.

この発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、ＵＭＬ（Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ Ｌａｎｇｕａｇｅ）で記述した仕様書とオブジェクト指向言語を用いることによって、仕様書からソースコードの自動生成まで一貫性を保ち、工数の削減、保守性の向上を実現した鉄鋼プラント制御プログラムの自動生成方法及びその装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and by using a specification written in UML (Unified Modeling Language) and an object-oriented language, it is consistent from the specification to automatic generation of source code. An object of the present invention is to obtain a method and apparatus for automatically generating a steel plant control program that can reduce man-hours and improve maintainability.

また、この発明はオブジェクト指向に基づいたソースコードの部品化により、ソースコードの自動生成時に部品を適用することで、ブログラムの自動生成率を高めると共に、プログラム改修時の調整容易化を実現した鉄鋼プラント制御プログラムの自動生成装置を得ることを目的とする。   In addition, according to the present invention, by applying source code parts based on object orientation, the parts are applied when the source code is automatically generated, thereby improving the automatic program generation rate and facilitating the adjustment at the time of program modification. An object is to obtain an automatic generator for a steel plant control program.

また、この発明は大規模な処理を実現するために、仕様書に記述した機能の集まりから、トラッキング等をトリガーに発生するイベントを介在としたタスクの集まりに分割し、分散・並列化した独立して動く一連のタスクのソースコードに生成することができる自動生成装置を得ることを目的とする。   In addition, in order to realize large-scale processing, the present invention divides the function collection described in the specification into a task collection that uses an event that is triggered by tracking, etc., and is distributed and parallelized independently. An object of the present invention is to obtain an automatic generation apparatus that can generate a source code of a series of tasks that move in the same manner.

この発明に係る鉄鋼プラント制御プログラム自動生成方法においては、鉄鋼プラント制御プログラムを設計するためにＵＭＬ（Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ Ｌａｎｇｕａｇｅ）で記述した機能仕様書および該機能仕様書と鉄鋼プラントを制御する上での標準的な処理を部品化した標準部品と適用プロジェクト特有の処理を部品化したプロジェクト固有部品を用いて鉄鋼プラント制御プログラムを生成するための自動生成方法であって、機能仕様書に記述されたＵＭＬの構造図と振る舞い図からプログラムの基本構造を自動的に解釈するステップと、標準部品とプロジェクト固有部品を結合するステップと、標準部品とプロジェクト固有部品を結合する処理結果に基づいて完成形プログラムを生成するステップとを備えたものである。   In the steel plant control program automatic generation method according to the present invention, a functional specification written in UML (Unified Modeling Language) for designing a steel plant control program, and a standard for controlling the functional specification and the steel plant. Automatic generation method for generating a steel plant control program using standard parts with standardized processing and project-specific parts with processing specific to the application project. Generates a complete program based on the result of automatically interpreting the basic structure of the program from the structure diagram and the behavior diagram, combining the standard part and the project-specific part, and combining the standard part and the project-specific part. And a step to perform.

また、この発明に係る鉄鋼プラント制御プログラム自動生成装置においては、鉄鋼プラント制御プログラムを設計するためにＵＭＬ（Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ Ｌａｎｇｕａｇｅ）で記述した機能仕様書および該仕様書と鉄鋼プラントを制御する上での標準的な処理を部品化した標準部品と適用プロジェクト特有の処理を部品化したプロジェクト固有部品を用いて鉄鋼プラント制御プログラムを生成するためのものであって、ＵＭＬで記述された機能仕様情報を入力する入力機能と、読み込まれた該機能仕様書のＵＭＬの構造図と振る舞い図を自動的に解釈しオブジェクト指向言語のソースコードを自動生成する完成形プログラム生成機能とを備えたものである。   Moreover, in the steel plant control program automatic generation apparatus according to the present invention, a functional specification written in UML (Unified Modeling Language) and a specification for controlling the steel plant are designed to design a steel plant control program. The function specification information described in UML is input to generate a steel plant control program using standard parts that are standardized parts and project-specific parts that are part of the process specific to the application project. And a completed program generation function that automatically interprets the UML structure diagram and behavior diagram of the read function specification and automatically generates an object-oriented language source code.

この発明によれば、構造図と振る舞い図とからなる入力データを入力する入力処理機能、入力データを解析してプログラムのソースコードを生成するソースコード自動生成機能とを備えたので、システム開発の効率化と保守性の向上を実現した制御プログラム自動生成装置が得られる効果がある。   According to the present invention, the system has an input processing function for inputting input data composed of a structure diagram and a behavior diagram, and a source code automatic generation function for analyzing the input data and generating a source code of the program. There is an effect that an automatic control program generation device that realizes efficiency improvement and maintainability improvement can be obtained.

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１における鉄鋼プラント制御プログラム自動生成装置を図面に基づいて説明する。
図１はこの発明の実施の形態１における鉄鋼プラント制御プログラム自動生成装置の構成を示すブロック図、図２は２次記憶装置に含まれる機能仕様情報の構成を示す説明図、図３は主記憶装置内の情報解析処理部を示すブロック図、図４はこの発明の実施の形態１における鉄鋼プラント制御プログラム自動生成装置の動作を説明するためのフローチャート、図５はこの発明の実施の形態１における鉄鋼プラント制御プログラム自動生成装置を用いて機能仕様書から完成形ソースコードを生成する処理の流れを示す図である。 Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, the steel plant control program automatic generation device in Embodiment 1 of this invention is explained based on a drawing.
1 is a block diagram showing the configuration of an automatic steel plant control program generating apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of functional specification information included in a secondary storage device, and FIG. 3 is a main memory. 4 is a block diagram showing an information analysis processing unit in the apparatus, FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the steel plant control program automatic generation apparatus in Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 5 is in Embodiment 1 of the present invention. It is a figure which shows the flow of the process which produces | generates a completion type source code from a functional specification using the steel plant control program automatic generation apparatus.

図１に示すように、この発明の鉄鋼プラント制御プログラム自動生成装置は、情報解析処理部２を含む主記憶装置１と、ＣＲＴ３と、ＣＰＵ４と、キーボード５と、２次記憶装置６とから構成されている。上記２次記憶装置６は、機能仕様情報７と、標準部品８と、プロジェクト固有部品９と、自動生成ソースコード１０とを含んでいる。   As shown in FIG. 1, the steel plant control program automatic generation device of the present invention comprises a main storage device 1 including an information analysis processing unit 2, a CRT 3, a CPU 4, a keyboard 5, and a secondary storage device 6. Has been. The secondary storage device 6 includes functional specification information 7, standard parts 8, project specific parts 9, and automatically generated source code 10.

図２は２次記憶装置６に含まれる機能仕様情報７の構成を示す説明図である。機能仕様情報７は、ＵＭＬ（Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ Ｌａｎｇｕａｇｅ）で記述されたクラス図２０Ａ、オブジェクト図２０Ｂ、コンポーネント図２０Ｃなどで構成された構造図２０と、シーケンス図２１Ａ、アクティビティ図２１Ｂ、ステートマシン図２１Ｃなどで構成された振る舞い図２１から構成されている。   FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of the functional specification information 7 included in the secondary storage device 6. The functional specification information 7 includes a structure diagram 20 composed of a class diagram 20A, an object diagram 20B, a component diagram 20C, etc. described in UML (Unified Modeling Language), a sequence diagram 21A, an activity diagram 21B, a state machine diagram 21C, etc. It is comprised from the behavior figure comprised by (21).

図３は主記憶装置１内の情報解析処理部２を示すブロック図である。情報解析処理部２は、入力処理機能４０と、入力データ整合性チェック機能４１と、標準部品結合機能４２と、プロジェクト固有部品結合機能４３と、ソースコード自動生成機能４４とから構成されている。   FIG. 3 is a block diagram showing the information analysis processing unit 2 in the main storage device 1. The information analysis processing unit 2 includes an input processing function 40, an input data consistency check function 41, a standard part combination function 42, a project specific part combination function 43, and a source code automatic generation function 44.

入力処理機能４０は機能仕様情報７内の構造図２０と振る舞い図２１の入力処理を行う。
入力データ整合性チェック機能４１は入力データの整合性チェックを行う。
標準部品結合機能４２は構造図２０と振る舞い図２１に基づいて該当する標準部品８の結合処理を行う。
プロジェクト固有部品結合機能４３は構造図２０と振る舞い図２１に基づいて標準部品８が適用されないプロジェクト固有の処理についてプロジェクト固有部品９の結合処理を行う。
ソースコード自動生成機能４４は標準部品結合機能４２とプロジェクト固有部品結合機能４３の処理結果に基づいてソースコードを生成する。 The input processing function 40 performs the input processing of the structure diagram 20 and the behavior diagram 21 in the function specification information 7.
The input data consistency check function 41 performs input data consistency check.
The standard part combination function 42 performs a process of combining the corresponding standard parts 8 based on the structure diagram 20 and the behavior diagram 21.
Based on the structure diagram 20 and the behavior diagram 21, the project-specific component combination function 43 performs the combination processing of the project-specific component 9 on the project-specific processing to which the standard component 8 is not applied.
The source code automatic generation function 44 generates source code based on the processing results of the standard part combination function 42 and the project specific part combination function 43.

次に、図４、図５のフローチャートに基づき、この発明である制御プログラム自動生成装置の動作について説明する。
まず、図１においてキーボード５から、あらかじめ機能仕様情報７内の構造図２０と振る舞い図２１とプロジェクト固有部品９を入力する。その後、キーボード５から、ボタン押下操作によりプログラム自動生成指示を行う。
図２の構造図２０はプログラムがどのようなクラスやオブジェクトで構成されているのかを定義する。
振る舞い図２１は構造図２０で定義したオブジェクト間でどのようなタイミングでどのようなメッセージが相互作用しているかを定義する。 Next, the operation of the control program automatic generation apparatus according to the present invention will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
First, in FIG. 1, the structure diagram 20, the behavior diagram 21, and the project specific component 9 in the functional specification information 7 are input in advance from the keyboard 5. Thereafter, an automatic program generation instruction is issued from the keyboard 5 by a button pressing operation.
The structure diagram 20 in FIG. 2 defines what class or object the program is composed of.
The behavior diagram 21 defines what kind of message is interacting at what timing between the objects defined in the structure diagram 20.

情報解析処理部２は、ユーザーからのプログラム自動生成指示を受けて、図４に示す処理を実行する。
振る舞い図２１は構造図２０で定義したオブジェクト間で、トラッキングなどのトリガーによりイベントが発生したときに、どのような処理を実行させていくかを定義する。
まず、入力処理工程５０において、ユーザーが入力した機能仕様情報７を２次記憶装置６から取り込む入力処理機能４０を実行する。次に、入力情報チェック工程５１において、入力データ整合性チェック機能４１で構造図２０と振る舞い図２１の内容をチェックする。もし、入力データに誤りがあれば、データ異常有り工程５２において、ＣＲＴ３にエラーを出力し（エラー出力工程５３）、自動生成装置を停止、終了する。 The information analysis processing unit 2 receives the program automatic generation instruction from the user and executes the processing shown in FIG.
The behavior diagram 21 defines what kind of processing is to be executed when an event occurs between the objects defined in the structure diagram 20 by a trigger such as tracking.
First, in the input processing step 50, the input processing function 40 for fetching the functional specification information 7 input by the user from the secondary storage device 6 is executed. Next, in the input information check step 51, the contents of the structure diagram 20 and the behavior diagram 21 are checked by the input data consistency check function 41. If there is an error in the input data, an error is output to the CRT 3 (error output step 53) in the data abnormality presence step 52, and the automatic generation device is stopped and terminated.

入力データが正常であれば、標準部品結合工程５４において、標準部品結合機能４２により２次記憶装置６にある標準部品８から必要なコードを取り込む。
次に、プロジェクト固有部品結合工程５５において、プロジェクト固有部品結合機能４３により２次記憶装置６にあるプロジェクト固有部品９から必要なコードを取り込む。
次に、ソースコード自動生成工程５６において、ソースコード自動生成機能４４は標準部品結合機能４２とプロジェクト固有部品結合機能４３の処理結果に基づいて、図５に示すようにイベント毎に分割されたタスクのソースコードを生成して２次記憶装置６に格納する。 If the input data is normal, the standard part combining step 54 takes in the necessary code from the standard part 8 in the secondary storage device 6 by the standard part combining function 42.
Next, in the project specific part combining step 55, necessary code is fetched from the project specific part 9 in the secondary storage device 6 by the project specific part combining function 43.
Next, in the source code automatic generation step 56, the source code automatic generation function 44 performs tasks divided for each event as shown in FIG. 5 based on the processing results of the standard part combination function 42 and the project specific part combination function 43. Are generated and stored in the secondary storage device 6.

図５はこの発明である制御プログラム自動生成装置を用いて各機能仕様者から完成形ソースコードを生成する処理の流れを示す図である。
各機能仕様書のトラッキング機能仕様書６０は、ＵＭＬ構造図６１とＵＭＬ振る舞い図６２からなる例を示している。また、自動生成装置７０は、入力データ整合性チェック機能４１、標準部品結合機能４２、プロジェクト固有部品結合機能４３からなり、標準部品結合機能４２は、標準部品ソースコードが熱間圧延プロセスライン用部品７１を含む例を示し、プロジェクト固有部品結合機能４３は、固有部品ソースコードが特定プロジェクト用部品７２を含む例を示している。また、完成形ソースコード８０は、タスク１〜タスク３がトラッキングソースコード８１を含む例を示している。 FIG. 5 is a diagram showing a flow of processing for generating a complete source code from each functional specification person using the control program automatic generation apparatus according to the present invention.
The tracking function specification 60 of each function specification shows an example composed of a UML structure diagram 61 and a UML behavior diagram 62. The automatic generation apparatus 70 includes an input data consistency check function 41, a standard part joining function 42, and a project specific part joining function 43. The standard part joining function 42 has a standard part source code as a hot rolling process line part. 71, the project specific part combination function 43 shows an example in which the specific part source code includes the specific project part 72. The completed source code 80 shows an example in which the tasks 1 to 3 include the tracking source code 81.

この発明である制御プログラム自動生成装置は、ＵＭＬ（Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ Ｌａｎｇｕａｇｅ）で作成された機能仕様書に記述されているソフトウェアの構造を定義した構造図と、トラッキング等をトリガーに発生するイベントの流れを記述した振る舞い図を入力情報として取り込み、入力情報を解析して標準部品とプロジェクト固有部品からの結合を行うことにより、大きな処理をイベントを介在とした複数の小さな処理に対応するタスクに分割し、分散／並列化した一連の独立して動くタスクの集まりとしたソースコードを自動生成するものである。   The control program automatic generation apparatus according to the present invention includes a structure diagram that defines a software structure described in a functional specification written in UML (Unified Modeling Language), and a flow of events that are triggered by tracking and the like. By importing the described behavior diagram as input information, analyzing the input information and combining standard parts and project-specific parts, the large process is divided into tasks corresponding to multiple small processes with events, It automatically generates source code as a collection of a series of tasks that are distributed / parallelized and independently operated.

この発明の実施の形態１における鉄鋼プラント制御プログラム自動生成装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the steel plant control program automatic generation apparatus in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１における鉄鋼プラント制御プログラム自動生成装置の２次記憶装置に含まれる機能仕様情報の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the functional specification information contained in the secondary storage device of the steel plant control program automatic generation apparatus in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１における鉄鋼プラント制御プログラム自動生成装置の主記憶装置内の情報解析処理部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the information analysis process part in the main memory unit of the steel plant control program automatic generation apparatus in Embodiment 1 of this invention. ここの発明の実施の形態１における鉄鋼プラント制御プログラム自動生成装置の動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating operation | movement of the steel plant control program automatic generation apparatus in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１における鉄鋼プラント制御プログラム自動生成装置を用いて機能仕様書から完成形ソースコードを生成する処理の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the process which produces | generates a completion type source code from a functional specification using the steel plant control program automatic generation apparatus in Embodiment 1 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ 主記憶装置
２ 情報解析処理部
３ ＣＲＴ
４ ＣＰＵ
５ キーボード
６ ２次記憶装置
７ 機能仕様情報
８ 標準部品
９ プロジェクト固有部品
１０ 自動生成ソースコード
２０ 構造図
２１ 振る舞い図
４０ 入力処理機能
４１ 入力データ整合性チェック機能
４２ 標準部品結合機能
４３ プロジェクト固有部品結合機能
４４ ソースコード自動生成機能
５０ 入力処理工程
５１ 入力情報チェック工程
５２ データ異常有り工程
５３ エラー出力工程
５４ 標準部品結合工程
５５ プロジェクト固有部品結合工程
５６ ソースコード自動生成工程
６０ トラッキング機能仕様書
６１ ＵＭＬ構造図
６２ ＵＭＬ振る舞い図
７０ 自動生成装置
７１ 熱間圧延プロセスライン用部品
７２ 特定プロジェクト用部品
８０ 完成形ソースコード
８１ トラッキングソースコード 1 Main storage device 2 Information analysis processing unit 3 CRT
4 CPU
5 Keyboard 6 Secondary storage device 7 Functional specification information 8 Standard part 9 Project specific part 10 Automatic generation source code 20 Structure diagram 21 Behavioral diagram 40 Input processing function 41 Input data consistency check function 42 Standard part combination function 43 Project specific part combination Function 44 Automatic source code generation function 50 Input processing process 51 Input information check process 52 Data abnormality process 53 Error output process 54 Standard part combination process 55 Project specific part combination process 56 Source code automatic generation process 60 Tracking function specification 61 UML structure Fig. 62 UML behavior diagram 70 Automatic generator 71 Parts for hot rolling process line 72 Parts for specific project 80 Completed source code 81 Tracking source code

Claims (4)

鉄鋼プラント制御プログラムを設計するためにＵＭＬ（Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ Ｌａｎｇｕａｇｅ）で記述した機能仕様書および該機能仕様書と鉄鋼プラントを制御する上での標準的な処理を部品化した標準部品と適用プロジェクト特有の処理を部品化したプロジェクト固有部品を用いて鉄鋼プラント制御プログラムを生成するための自動生成方法であって、
前記機能仕様書に記述されたＵＭＬの構造図と振る舞い図からプログラムの基本構造を自動的に解釈するステップと、前記標準部品とプロジェクト固有部品を結合するステップと、前記標準部品とプロジェクト固有部品を結合する処理結果に基づいて完成形プログラムを生成するステップと、を備えたことを特徴とする鉄鋼プラント制御プログラムの自動生成方法。 A functional specification described in UML (Unified Modeling Language) to design a steel plant control program, and a standard part obtained by converting the functional specification and a standard process for controlling a steel plant into parts and application project specific An automatic generation method for generating a steel plant control program using project-specific parts obtained by converting a process into parts,
A step of automatically interpreting a basic structure of a program from a UML structure diagram and a behavior diagram described in the functional specification, a step of combining the standard part and the project specific part, and the standard part and the project specific part. An automatic generation method for a steel plant control program, comprising: generating a complete program based on processing results to be combined. 鉄鋼プラント制御プログラムを設計するためにＵＭＬ（Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ Ｌａｎｇｕａｇｅ）で記述した機能仕様書および該仕様書と鉄鋼プラントを制御する上での標準的な処理を部品化した標準部品と適用プロジェクト特有の処理を部品化したプロジェクト固有部品を用いて鉄鋼プラント制御プログラムを生成するための自動生成装置であって、
前記ＵＭＬで記述された機能仕様情報を入力する入力機能と、読み込まれた該機能仕様書のＵＭＬの構造図と振る舞い図を自動的に解釈しオブジェクト指向言語のソースコードを自動生成する完成形プログラム生成機能とを備えたことを特徴とする鉄鋼プラントプログラムの自動生成装置。 Functional parts written in UML (Unified Modeling Language) to design a steel plant control program and standard parts and standardized processes for controlling the steel plant and standard parts and processing specific to the application project An automatic generation device for generating a steel plant control program using project-specific parts obtained by converting
An input function for inputting functional specification information described in the UML, and a complete program for automatically generating source code of an object-oriented language by automatically interpreting the UML structure diagram and behavior diagram of the read functional specification An automatic generation device for a steel plant program characterized by comprising a generation function. オブジェクト指向に基づいて部品化された各種鉄鋼プラントプロセスライン用標準部品を結合する機能を備えたことを特徴とする請求項２記載の鉄鋼プラント制御プログラムの自動生成装置。   The automatic generation apparatus for a steel plant control program according to claim 2, comprising a function of combining standard parts for various steel plant process lines that are made into parts based on object orientation. プロジェクト固有部品を結合する機能を備えたことを特徴とする請求項３記載の鉄鋼プラント制御プログラムの自動生成装置。   The automatic generation device for a steel plant control program according to claim 3, further comprising a function of combining project specific parts.
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