JP2009259072A - シーケンスプログラム作成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明では、運転フローを流用することでシーケンスプログラムの作成を効率良く行うシーケンスプログラム作成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、対象機器を動作させるシーケンスプログラムを自動で作成するシーケンスプログラム作成装置である。そして、本発明では、共通のインターフェースを有する工程オブジェクトでシーケンスプログラムを分割し、工程オブジェクトを、トリガ回路と、事前条件回路と、工程回路と、開始信号と、実行中信号と、終了信号と、例外回路とを用いる運転フローとして記述する。さらに、記憶手段に記憶された当該運動フローに対して、運転フロー編集手段111と、信号割付手段113と、運転フロー解析手段112と、中間コード生成手段132と、実行命令生成手段131とで処理を行う。
【選択図】図1
【解決手段】本発明は、対象機器を動作させるシーケンスプログラムを自動で作成するシーケンスプログラム作成装置である。そして、本発明では、共通のインターフェースを有する工程オブジェクトでシーケンスプログラムを分割し、工程オブジェクトを、トリガ回路と、事前条件回路と、工程回路と、開始信号と、実行中信号と、終了信号と、例外回路とを用いる運転フローとして記述する。さらに、記憶手段に記憶された当該運動フローに対して、運転フロー編集手段111と、信号割付手段113と、運転フロー解析手段112と、中間コード生成手段132と、実行命令生成手段131とで処理を行う。
【選択図】図1
Description
本発明は、シーケンスプログラム作成装置に係る発明であって、特に、対象機器を動作させるシーケンスプログラムを自動で作成するシーケンスプログラム作成装置に関するものである。
この発明は、ラダー言語などによりポンプやモータ、機械を使って連続動作させるようなプログラム(こうした性質をもつプログラムをシーケンスプログラムと呼ぶ)を作る場合に係るものである。
電磁弁などの機械をPLC(Programmable Logic Controller)を使って動かすためにシーケンスプログラムを製作する必要がある。従来、当該シーケンスプログラムを生成するには、まずプログラミング知識のないシステムエンジニアが機械の動作をフローチャートと、論理和,論理積,否定といった簡単な論理演算とを組み合わせて記述した運転フローと呼ばれる図面を作成する。この図面をもとにプログラマがシステムエンジニアと打ち合わせを行いながらソフトウエアの設計を行い、シーケンスプログラムを製作する。
このシーケンスプログラムを自動生成するシーケンスプログラム作成装置は、特許文献1に開示されている。特許文献1では、運転フローを構成する要素(処理要素)を前後の要素の接続関係からステップ処理、トランジション処理の2つに分類している。また、特許文献1では、処理要素から呼び出される定型の部品化処理や、タイマやカウンタに対応する範囲指定処理を運転フローから抽出する。そして、特許文献1では、それぞれの処理には予め対応するプログラムが定義されているので、これらのプログラムを組み合わせて1つのシーケンスプログラムを作成していた。
しかし、特許文献1では、対象となる機器のモデル化が行われていなかったため、運転フローの記載基準が決められておらず、同じ機器であっても設計者によって、運転フローの記載が異なっていた。そのため、新規に機器のシーケンスプログラムを作る場合、機器の構成や処理が違いにより前回設計した運転フローを流用することが難しく、シーケンスプログラムの作成効率が良くない問題があった。
また、特許文献1では、運転フローに記載する全ての信号にアドレスを割り付ける必要あるので作業コストがかかる問題があった。
そこで、本発明では、運転フローを流用することでシーケンスプログラムの作成を効率良く行うシーケンスプログラム作成装置を提供することを目的とする。
本発明に係る解決手段は、対象機器を動作させるシーケンスプログラムを自動で作成するシーケンスプログラム作成装置であって、共通のインターフェースを有する工程オブジェクトでシーケンスプログラムを分割し、工程オブジェクトを、処理を開始するトリガ回路と、処理を開始する前に設定されている事前条件回路と、処理が実行される工程回路と、処理が開始したときに出力される開始信号と、処理が実行されている間出力され続ける実行中信号と、処理が完了したときに出力される終了信号と、例外が発生したとき実行される例外回路とを用いる運転フローとして記述し、運転フローを編集する運転フロー編集手段と、運転フロー編集手段により生成された運転フローを記憶する記憶手段と、運転フローを構成する工程要素、論理演算要素、及び信号要素にシーケンスプログラムの実行装置のメモリアドレスを割り付け、記憶手段に記憶する信号割付手段と、運転フローを構成する要素間の接続情報と、工程要素同士の依存情報を生成し、記憶手段に記憶する運転フロー解析手段と、記憶手段に記憶された要素間の接続情報を予め定義されたパターンにあてはめ、当該パターンに対応するプログラムを用いて機器に依存しない中間言語で中間コードを生成する中間コード生成手段と、生成された中間コードを、信号割付手段で割り付けたメモリアドレスに基づき機器に応じた実行命令に変換する実行命令生成手段とを備える。
本発明に記載のシーケンスプログラム作成装置は、共通のインターフェースを有する工程オブジェクトでシーケンスプログラムを分割し、工程オブジェクトを、トリガ回路と、事前条件回路と、工程回路と、開始信号と、実行中信号と、終了信号と例外回路とを用いて運転フローとして記述し、当該運転フローを運転フロー編集手段と、記憶手段と、信号割付手段と、運転フロー解析手段と、中間コード生成手段と、実行命令生成手段とで処理を行うので運転フローを流用してシーケンスプログラムを効率良く作成することができる。
(実施の形態)
図1に、本実施の形態に係るシーケンスプログラム作成装置の構成を示すブロック図を示す。図1に示すシーケンスプログラム作成装置10は、対象機器を動作させるためにPLC22上で実行されるシーケンスプログラムを生成する。シーケンスプログラム作成装置10には、入力装置としてキーボード1とマウス2とが接続され、且つ運転フロー等を表示できる表示装置3も接続されている。さらに、図1には、シーケンスプログラム作成装置10が作成したシーケンスプログラムをPLC22に転送するローダ21が図示されている。
図1に、本実施の形態に係るシーケンスプログラム作成装置の構成を示すブロック図を示す。図1に示すシーケンスプログラム作成装置10は、対象機器を動作させるためにPLC22上で実行されるシーケンスプログラムを生成する。シーケンスプログラム作成装置10には、入力装置としてキーボード1とマウス2とが接続され、且つ運転フロー等を表示できる表示装置3も接続されている。さらに、図1には、シーケンスプログラム作成装置10が作成したシーケンスプログラムをPLC22に転送するローダ21が図示されている。
次に、図1に示すシーケンスプログラム作成装置10の構成を説明する。まず、シーケンスプログラム作成装置10は、運転フローの編集等を行うエンジニアリングツール11と、エンジニアリングツール11で生成した運転フロー等に基づき、PLC22で実行可能な形式のシーケンスプログラムにコンパイルするコンパイラ13とを備える。さらに、シーケンスプログラム作成装置10は、エンジニアリングツール11で編集した情報を管理するエンジニアリングデータベース12と、再利用可能なプログラムを管理するプログラム部品データベース14とを備えている。なお、エンジニアリングツール11、及びコンパイラ13は、コンピュータのプロセッサで実行されるプログラムモジュールであり、シーケンスプログラム作成装置10と一体として構成されている。
さらに、エンジニアリングツール11は、運転フロー編集手段111と、運転フロー解析手段112と、信号割付手段113とを備えている。また、コンパイラ13は、実行命令生成手段131と、中間コード生成手段132とを備えている。
また、図1に示すシーケンスプログラム作成装置10では、エンジニアリングデータベース12及びプログラム部品データベース14を装置内のメモリ等の記憶手段により構成している。しかし、本発明に係るシーケンスプログラム作成装置10は、これに限られず、外部の記憶装置等にエンジニアリングデータベース12及びプログラム部品データベース14を格納しても良い。また、エンジニアリングデータベース12及びプログラム部品データベース14は、同一の記憶装置に格納しても良い。
次に、エンジニアリングデータベース12は、要素管理テーブル121と、工程管理テーブル122と、信号割付テーブル123とを備えている。要素管理テーブル121には、工程オブジェクトを識別する工程名と、要素を識別するための要素IDと、要素の種別と、要素の接続元の全ての要素について要素ID及び要素種別のリストと、要素の接続先の全ての要素について要素ID及び要素種別のリストとが格納される。
工程管理テーブル122には、工程オブジェクトを識別する工程名と、トリガ回路を識別する回路IDと、事前条件の回路IDと、工程回路の回路IDと、例外回路の回路IDとが格納される。信号割付テーブル123には、要素IDと、割り付けられたPLCを識別するPLCのネットワーク番号と、割り付けられたPLCのメモリアドレスとが格納される。
一方、プログラム部品データベース14は、単独部品テーブル141を備えている。この単独部品テーブル141には、プログラムを識別するプログラムIDと、対応する機種名と、プログラムの名称とが格納される。
次に、本実施の形態に係るシーケンスプログラム作成装置10の動作について説明する。本実施の形態では説明を簡単にするために、動作させる対象機器を図2に示すように接点(例えばスイッチ)X10をON/OFFすることで、I/Oに接続したコイル(例えばランプ)Y10をON/OFFさせる構成とする。まず、ユーザは、キーボード1又はマウス2を操作して、エンジニアリングツール11に対し、図2に示す対象機器を制御するために必要な運転フローの要素と要素間の接続情報とを入力(結線)する。
運転フロー編集手段111は、入力された情報に基づき、図3に示すような運転フローを生成し、ディスプレー3に表示させる。そして、運転フロー解析手段112は、入力された情報を解析して、運転フローに使われている要素の種類と、その接続関係とを要素管理テーブル121に格納する。また、運転フロー解析手段112は、運転フロー編集手段111で編集されている運転フローの回路を構成する工程要素と、その工程要素を通じて呼び出される工程要素との依存関係とを要素管理テーブル121や工程管理テーブル122に格納する。
次に、信号割付手段113は、ユーザのキーボード1又はマウス2の操作に基づき、運転フローの要素にPLC22でのメモリアドレスを割り付けられ、割り付けられた結果が信号割付テーブル123に格納される。
次に、コンパイラ13は、中間コード生成手段132により要素管理テーブル121と工程管理テーブル122とを参照して、中間言語によるソースプログラムを生成する。さらに、コンパイラ13は、実行命令生成手段131によりソースプログラムをPLC22での命令形式に合わせた実行命令を生成する。
以上の動作をフローチャートとして表したのが図4である。図4に示すフローチャートでは、まずステップST401でシステム名を入力し、ステップST402で工程名を入力する。そして、ステップST403では、運転フロー編集手段111が、入力された情報に基づき運転フローを生成し、ステップST403では、運転フロー解析手段112が、入力された情報に基づき要素管理テーブル121を更新する。ステップST405では、全ての入力が終わったか否かを判断し、全ての入力が終わっていればステップST406に進み、終わっていなければステップST403以降の処理を繰り返し行う。
次に、ステップST406では、信号割付手段113が、ユーザのキーボード1又はマウス2の操作に基づき、運転フローの要素にPLC22でのメモリアドレスを割り付ける。ステップST407では、全ての工程に対して信号割付までの処理が終わったか否かを判断し、全ての工程について終わっていればステップST408に進み、終わっていなければステップST402以降の処理を繰り返し行う。
次に、ステップST408では、コンパイラ13が、中間コード生成手段132により要素管理テーブル121と工程管理テーブル122とを参照して、中間言語によるソースプログラムを生成する。さらに、ステップST408では、コンパイラ13が、実行命令生成手段131によりソースプログラムをPLC22での命令形式に合わせた実行命令を生成する。その後、ステップST410では、生成した実行命令をPLC22にローダ21を介してロードする。
さらに、運転フロー編集手段111について詳しく説明する。処理する工程毎に運転フローが記載されるが、図3に示す運転フローは処理する工程の1つを図示している。そして、図3に示す運転フローは、処理開始のためトリガをつくるトリガ回路、トリガが発生した後で処理を実行する前に必ず成立しておかなければならない条件を設定する事前条件(回路)、実際の処理を示す工程回路、例外が発生した場合に実行される例外回路の4つに分けることができる。また、図3に示す運転フローには、工程回路が実行される前に1度だけ発生する開始イベント、工程回路が実行されている間発生し続ける実行中イベント、工程回路の実行が終了したときに1度だけ発生する終了イベントの3つのイベントがある。回路及びイベントを合わせたものを、本発明では図3に示した1つの運転フローを工程オブジェクトとも呼ぶ。なお、図3に示す運転フローを、後述する等価なリレー回路で表示したものを図5に示す。
各回路は、図6に示すように信号要素、論理演算子要素、工程要素で構成される。信号要素には入力型と出力型があり、論理演算要素には論理和、論理積、否定がある。工程要素は他の工程オブジェクトをブロック化したもので、工程内の処理をトリガを通じて呼び出したり、工程で発生したイベントを現在編集中の工程オブジェクトのトリガ回路や事前条件に利用したりすることができる。信号要素は、信号の意味する名前(要素名)をもつことができる。工程のもつ属性を名前に使うには、例えば[工程名].トリガや[工程名].完了など”.”(ドット)で工程名と属性名を連結した形で記述すればよい。
次に、図7に示すフローチャートを用いて、運転フロー編集手段111の処理の流れ説明する。まず、ステップST501では、編集する回路をトリガ回路、事前条件回路、工程回路、例外回路の中から選択する。ステップST502aでは、信号要素(入力型,出力型)、論理演算要素(AND,OR,NOT)、工程要素の中から入力する要素を選択する。ステップST502bでは、ステップST502aで選択した工程要素が、複合型か単独型かを判断する。
ステップST503は、ステップST502bで複合型を選択した場合の処理である。複合型の工程要素は、すでに入力された運転フローに相当する工程を呼び出すこと構成を備えている構成要素である。そして、すでに入力された運転フローは、工程管理テーブル122に登録されているので、ステップST503では、登録されている工程名のリストを工程管理テーブル122から取得し、当該リストの中から工程名を選択する。
ステップST504では、ステップST502bで単独型を選択した場合の処理である。単独型の工程要素は、処理毎に用意される標準化されたプログラムを呼び出すことである。当該プログラムは、予めPLC22用のプログラミングツールで作成されたものであり、単独部品テーブル141に予め登録されている。そのため、ステップST504では、単独部品テーブル141からプログラム名のリストを取得し、当該リストの中からプログラムを選択する。
ステップST505では、入力された要素間を結線情報に基づき結線し、当該結線される毎に運転フロー解析手段112を呼び出して要素管理テーブル121の情報を更新する。ステップST506では、ステップST502aからステップST505までの処理を編集している回路の全ての要素について入力が完了するまで繰り返す。そして、ステップST507では、ステップST501からステップST506までの処理を編集している工程の全ての回路について処理が完了するまで繰り返す。
次に、図8に示すフローチャートを用いて、運転フロー解析手段112の処理の流れ説明する。まず、ステップST601では、編集中の運転フローに対応する工程名を要素管理テーブル121と工程管理テーブル122とに登録する。ステップST602では、入力された要素の要素IDと要素種別とを要素管理テーブル121に登録する。ステップST603では、現在解析中である入力された要素に対する接続元の要素を全て抽出する。
次に、ステップST604では、ステップST603で抽出された要素を1つ取り出し、要素IDと要素種別とを要素管理テーブル121の接続元リストに登録する。ステップST605では、要素が工程要素で、且つ複合型であるか否かについて判断する。ステップST606では、ステップST605において要素が工程要素で、且つ複合型であると判断された場合の処理であり、現在選択している工程要素における工程管理テーブル122の呼び出し先工程に、接続先である入力された工程要素の要素名を登録する。ステップST607では、ステップST603で抽出された要素全てについてステップST604の処理を繰り返し行う。
次に、ステップST608では、現在解析中である入力された要素に対する接続先の要素を全て抽出する。ステップST609では、ステップST608で抽出された要素を1つ取り出し、要素IDと要素種別とを要素管理テーブル121の接続先リストに登録する。ステップST610では、ST608で抽出された要素全てに対してステップST609の処理を繰り返し行う。
次に、信号割付の処理について説明する。信号割付の処理では、運転フロー編集手段111で作図された運転フロー中の信号要素に、PLC22でのメモリアドレスを割り当てる。
より具体的に、図9に示すフローチャートを用いて、信号割付の処理の流れ説明する。まず、ステップST701では、エンジニアリングデータベース12の工程管理テーブル122に登録された全ての運転フローの中から、信号割付を行う運転フローを選択し、当該情報を取得する。ステップST702では、ステップST701で取得した運転フローから編集する回路を選択する。ステップST703では、ステップST702で選択した回路の中で信号割付処理を行う要素を選択する。ステップST704では、割り付ける信号(PLC22のメモリアドレス)をPLC22の機種に応じて適宜選択する。ステップST705では、ステップST703で選択した要素に対して、ステップST704で選択した信号を割り付ける。このとき、割り付けた結果は、信号割付テーブル123に登録される。
次に、中間コード作成手段132での動作について説明する。まず、ユーザは、中間コードを作成するシステムと工程とを選択する。次に、中間コード作成手段132が、選択した工程について中間コードのソースコードを生成する。なお、中間コード作成手段132は、選択したシステムに含まれる全ての工程についてソースコードを生成することもできる。
運転フローを構成する回路は、単純な要素で構成されるので、図10に示すような対応するリレー回路に変換することができる。また、図3に示した運転フローである工程オブジェクトを、図10に示す等価のリレー回路で変換した結果が図5である。図5のように、各回路をリレー回路に変換して組み合わせることで1つのリレー回路を生成することができる。このようにして生成したリレー回路に対してソースコードを生成するには、リレー回路の産業分野における標準であるIEC61131−3のプログラミング言語のIL(Instruction List)やST(Structured Text)などの中間コードを用いて生成し保持しておく。中間コードであるIEC61131−3のようなPLC22の機種に依存しないコードを採用する。
次に、中間コード作成手段132で生成されたソースコードを対象となるPLC22にロードして実行する必要がある。しかし、上述したように生成されたソースコードPLC22の機種に依存しないコードであるため、選択されたPLC22に合わせて実行命令を生成してロードする必要があり、当該実行命令を生成する手段として実行命令生成手段131を備えている。
具体的に、実行命令生成手段131では、中間コード作成手段132で生成されたソースコードを読み込み、PLC22で動作する実行命令(機械語)に変換する。変換する手順は、ソースコードの言語や生成する実行命令の種別によって変わるが、図10に示すようなリレー回路はほぼ実行命令と等価であるので、容易に変換をすることができる。
また、実行命令生成手段131は、運転フロー編集手段111において、工程オブジェクト間で連携が必要となる信号(例えば、処理開始のためトリガとなるトリガ信号、工程回路が実行される前に1度だけ発生する開始イベント(開始信号)、工程回路が実行されている間発生し続ける実行中イベント(実行中信号)、工程回路の実行が終了したときに1度だけ発生する終了イベント(終了信号)など)を共通信号として定義した場合、実行命令を生成するときに使用されていない信号を共通信号として自動的に割り付ける。これにより、本実施の形態に係るシーケンスプログラム作成装置におけるリソースを有効に利用することができる。
さらに、従来技術では故障や停電・復電などの例外処理を定常の運転フローに含めるには、複雑な運転フローが必要となりメンテナンスが難しかったが、本実施の形態に係るシーケンスプログラム作成装置では、運転フロー編集手段111において故障や停電・復電などの例外を定義し、その例外に対する処理を定常回路とは別に例外回路に記載することで実現することができる。そのため、本実施の形態に係るシーケンスプログラム作成装置では、例外処理を定常処理と分離して回路構成を簡素化できる。さらに、本実施の形態に係るシーケンスプログラム作成装置では、運転フローを工程オブジェクト毎に分けることで、工程オブジェクト毎に編集が行え、理解しやすくなるという効果もある。
また、従来技術ではシステムが大規模になったり、制御方法が複雑になったりすると、どの運転フローを修正したらよいかがわかりにくい、また修正した場合の試験も全てやり直す必要があったため、メンテナンスにコストがかかる問題を有していた。しかし、本実施の形態に係るシーケンスプログラム作成装置は、運転フロー編集手段111が運転フローを編集中に、運転フローを構成する工程要素間の呼び出し関係を管理する工程管理テーブル122をさらに備える。
工程管理テーブル122は、運転フローを編集中に工程要素間の呼び出し関係を管理できるように情報を保持しているので、どの工程要素がどの工程要素に依存しているかを管理できる。そのため、1つの修正によりどの回路が影響を受けるかを予測することができ、試験を行う際に依存する回路だけ試験することができメンテナンスコストが削減できる効果もある。
1 キーボード、2 マウス、3 ディスプレー、10 シーケンスプログラム作成装置、11 エンジニアリングツール、12 エンジニアリングデータベース、13 コンパイラ、14 プログラム部品データベース、21 ローダ、22 PLC、111 運転フロー編集手段、112 運転フロー解析手段、113 信号割付手段、121 要素管理テーブル、122 工程管理テーブル、123 信号割付テーブル、131 実行命令生成手段、132 中間コード生成手段、141 単独部品テーブル。
Claims (4)
- 対象機器を動作させるシーケンスプログラムを自動で作成するシーケンスプログラム作成装置であって、
共通のインターフェースを有する工程オブジェクトで前記シーケンスプログラムを分割し、前記工程オブジェクトを、処理を開始するトリガ回路と、処理を開始する前に設定されている事前条件回路と、処理が実行される工程回路と、処理が開始したときに出力される開始信号と、処理が実行されている間出力され続ける実行中信号と、処理が完了したときに出力される終了信号と、例外が発生したとき実行される例外回路とを用いる運転フローとして記述し、前記運転フローを編集する運転フロー編集手段と、
前記運転フロー編集手段により生成された前記運転フローを記憶する記憶手段と、
前記運転フローを構成する工程要素、論理演算要素、及び信号要素に前記シーケンスプログラムの実行装置のメモリアドレスを割り付け、前記記憶手段に記憶する信号割付手段と、
前記運転フローを構成する要素間の接続情報と、前記工程要素同士の依存情報を生成し、前記記憶手段に記憶する運転フロー解析手段と、
前記記憶手段に記憶された前記要素間の接続情報を予め定義されたパターンにあてはめ、当該パターンに対応するプログラムを用いて前記機器に依存しない中間言語で中間コードを生成する中間コード生成手段と、
生成された前記中間コードを、前記信号割付手段で割り付けた前記メモリアドレスに基づき前記機器に応じた実行命令に変換する実行命令生成手段とを備えるシーケンスプログラム作成装置。 - 請求項1に記載のシーケンスプログラム作成装置であって、
前記運転フロー編集手段は、前記機器の通常動作以外の動作を前記例外回路で処理するように記述することを特徴とするシーケンスプログラム作成装置。 - 請求項1又は請求項2に記載のシーケンスプログラム作成装置であって、
前記運転フロー編集手段は、前記工程オブジェクト間で連携が必要となる信号を共通信号として定義し、
前記実行命令生成手段は、実行命令を生成するときに使用されていない信号を前記共通信号として自動的に割り付けることを特徴とするシーケンスプログラム作成装置。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか1つに記載のシーケンスプログラム作成装置であって、
前記運転フロー編集手段が前記運転フローを編集中に、前記運転フローを構成する工程要素間の呼び出し関係を管理する工程管理テーブルをさらに備えることを特徴とするシーケンスプログラム作成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008108569A JP2009259072A (ja) | 2008-04-18 | 2008-04-18 | シーケンスプログラム作成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11841691B2 (en) | 2020-03-23 | 2023-12-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Information processing device, information processing method, recording medium, and method of manufacturing product |
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2008
- 2008-04-18 JP JP2008108569A patent/JP2009259072A/ja active Pending
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