JP2022182160A - 制御システム、システムプログラムおよびデバッグ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ファンクションブロックを含むユーザプログラムをより効率的にデバッグするための手段を提供する。
【解決手段】制御システムは、ファンクションブロックを含むユーザプログラムを実行する演算処理部と、ユーザプログラムが参照するデータを保持するデータ保持部と、ユーザ操作に応じて、演算処理部が実行するユーザプログラムが参照するデータの値を変更するための指示を発行する指示発行部と、ファンクションブロックに関連付けられた入出力変数の値の変更が指示されると、当該ファンクションブロックの過去の実行状態を参照することで、入出力変数に対応付けられたデータ保持部のアドレスを特定するアドレス特定部と、データ保持部の特定されたアドレスに保持されている値を指示された値に変更する変更部とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、制御システム、システムプログラムおよびデバッグ方法に関する。

ＦＡ（Factory Automation）分野においては、各種設備や各種機械を制御するための制御装置として、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）が多く使用されている。

通常、ＰＬＣで実行されるユーザプログラム（制御ロジックを記述したプログラム）は、開発支援装置において開発される。そして、開発支援装置からＰＬＣに対してユーザプログラムが送信される。さらに、開発支援装置を操作して、ＰＬＣで実行されるユーザプログラムに対してデバッグなどが可能になっている。

また、ＰＬＣで実行されるユーザプログラムは、国際電気標準会議（ＩＥＣ：International Electrotechnical Commission）が定めるＩＥＣ６１１３１－３で規定されるいずれかの言語で記述されることが一般的である。ＩＥＣ６１１３１－３においては、ＰＯＵ（プログラム構成ユニット）として、メインプログラム、ファンクションブロック、ファンクションが規定されている。また、ＩＥＣ６１１３１－３においては、ＰＯＵで利用できる変数についても規定されている。

ファンクションブロックに関して、特開２００９－１０４２２７号公報（特許文献１）は、呼び出し階層上位のプログラム部分だけ、或いは中間のファンクションブロックだけを抽出して任意の単位で部品化でき、再利用の利便性を向上させる方法などを開示する。

特開２００９－１０４２２７号公報

上述したようなファンクションブロックを含むユーザプログラムのデバッグをより効率的に行うための方法が要望されている。

本発明は、ファンクションブロックを含むユーザプログラムをより効率的にデバッグするための手段を提供することを目的とする。

ある実施の形態に係る制御システムは、ファンクションブロックを含むユーザプログラムを実行する演算処理部と、ユーザプログラムが参照するデータを保持するデータ保持部と、ユーザ操作に応じて、演算処理部が実行するユーザプログラムが参照するデータの値を変更するための指示を発行する指示発行部と、ファンクションブロックに関連付けられた入出力変数の値の変更が指示されると、当該ファンクションブロックの過去の実行状態を参照することで、入出力変数に対応付けられたデータ保持部のアドレスを特定するアドレス特定部と、データ保持部の特定されたアドレスに保持されている値を指示された値に変更する変更部とを含む。

この構成によれば、ファンクションブロックの過去の実行状態を参照することで、入出力変数に対応付けられたデータ保持部のアドレスを特定するので、入出力変数に実値が格納されていなくても、入出力変数が示す値を変更できる。入出力変数を任意の値に変更する手段を提供することで、ファンクションブロックを含むユーザプログラムをより効率的にデバッグできる。

アドレス特定部は、ファンクションブロックの前回実行時の情報を収集することで、アドレスを特定するようにしてもよい。この構成によれば、ファンクションブロックの実行において実際に利用されたアドレスを特定できる。

アドレス特定部は、ユーザプログラムが実行完了している状態において、アドレスを特定するようにしてもよい。この構成によれば、ユーザプログラムが実行中においては、入出力変数が変更される可能性があるので、ユーザプログラムが実行完了している状態を維持することで、確実に入出力変数を変更できる。

制御システムは、プログラマブルロジックコントローラと、開発支援装置とを含み、アドレス特定部は、プログラマブルロジックコントローラに実装されてもよい。この構成によれば、ユーザプログラムの実行状態を容易に取得できるので、入出力変数に対応付けられたデータ保持部のアドレスを容易に特定できる。

制御システムは、プログラマブルロジックコントローラと、開発支援装置とを含み、アドレス特定部は、開発支援装置に実装されてもよい。この構成によれば、開発支援装置が入出力変数に対応付けられたデータ保持部のアドレスを特定するので、プログラマブルロジックコントローラの負荷の上昇を抑制できる。

別の実施の形態によれば、ファンクションブロックを含むユーザプログラムを実行する実行環境を提供するシステムプログラムが提供される。システムプログラムは、コンピュータに、ユーザプログラムが参照するデータの値を変更するための指示を受け付けるステップと、ファンクションブロックに関連付けられた入出力変数の値の変更が指示されると、当該ファンクションブロックの過去の実行状態を参照することで、入出力変数に対応付けられたアドレスを特定するステップと、特定されたアドレスに保持されている値を指示された値に変更するステップとを実行させる。

さらに別の実施の形態によれば、ファンクションブロックを含むユーザプログラムをデバッグするデバッグ方法が提供される。デバッグ方法は、ユーザプログラムが参照するデータの値を変更するための指示を受け付けるステップと、ファンクションブロックに関連付けられた入出力変数の値の変更が指示されると、当該ファンクションブロックの過去の実行状態を参照することで、入出力変数に対応付けられたアドレスを特定するステップと、特定されたアドレスに保持されている値を指示された値に変更するステップとを含む。

本発明によれば、ファンクションブロックを含むユーザプログラムをより効率的にデバッグできるようになる。

本実施の形態に係る開発支援装置の主たる機能を示す模式図である。 本実施の形態に係る制御システムのシステム構成を概略する模式図である。 本実施の形態に係る制御システムを構成するＰＬＣのハードウェア構成例を示す模式図である。 本実施の形態に係る制御システムを構成する開発支援装置のハードウェア構成例を示す模式図である。 本実施の形態に係る開発支援装置が提供するオンラインデバッグの一例を説明するための図である。 本実施の形態に係る開発支援装置が提供するファンクションブロックに対するデバッグの一例を説明するための図である。 図６に示すオンラインデバッグに係る処理手順を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る開発支援装置が提供するファンクションブロックに対するデバッグの別の一例を説明するための図である。 図８に示すオンラインデバッグに係る処理手順を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る開発支援装置が提供するオンラインデバッグに係るユーザインターフェイス画面の一例を示す模式図である。

本技術の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜Ａ．適用例＞
まず、本発明が適用される場面の一例について説明する。図１は、本実施の形態に係る制御システム１の概要を示す模式図である。図１を参照して、制御システム１は、ファンクションブロック１５０を含むユーザプログラム１１４を実行する演算処理部５０を有している。演算処理部５０は、典型的には、ＰＬＣのプロセッサ１０２によって実現されてもよい。制御システム１は、演算処理部５０に関連付けて、ユーザプログラム１１４が参照するデータを保持するデータ保持部１４０を有している。データ保持部１４０は、典型的には、ＰＬＣのメインメモリ１０４によって実現されてもよい。

指示発行部２６０は、ユーザ操作に応じて、演算処理部５０が実行するユーザプログラム１１４が参照するデータの値を変更するための指示を発行する。典型的には、指示発行部２６０は、ＰＬＣに接続される開発支援装置に実装されてもよい。

アドレス特定モジュール１７０は、ファンクションブロック１５０に関連付けられた入出力変数１５６の値の変更が指示されると、ファンクションブロック１５０の過去の実行状態を参照することで、入出力変数１５６に対応付けられたデータ保持部１４０のアドレスを特定する。変更モジュール１８０は、データ保持部１４０の特定されたアドレスに保持されている値を指示された値に変更する。

このような構成を採用することで、ファンクションブロック１５０に関連付けられた入出力変数の値を任意に変更することで、ファンクションブロック１５０およびファンクションブロック１５０を含むユーザプログラム１１４の挙動を異ならせて、必要なデバッグを容易に行うことができる。

＜Ｂ．制御システム構成＞
次に、本実施の形態に係る開発支援装置を含む制御システム１の構成について説明する。

（ｂ１：全体構成）
図２は、本実施の形態に係る制御システム１のシステム構成を概略する模式図である。図２を参照して、制御システム１は、ＰＬＣ１００と、ＰＬＣ１００に接続される開発支援装置２００とを含む。

ＰＬＣ１００は、ユーザプログラムを実行することで、フィールドネットワーク１０に接続されたデバイスからデータの収集、収集したデータを利用した制御演算の実行、制御演算の実行結果の一部または全部のフィールドネットワーク１０に接続されたデバイスへの出力、などの制御演算を実行する。

図２に示す例では、ＰＬＣ１００は、フィールドネットワーク１０を介して、リモートＩ／Ｏデバイス１２、ロボットコントローラ２０およびモータドライバ３０と接続されている。

フィールドネットワーク１０には、産業用ネットワーク用のプロトコルである、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）やＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰなどを用いることができる。

リモートＩ／Ｏデバイス１２は、センサやアクチュエータなどのフィールドデバイス１４が接続されており、センサなどにより計測されたデータをＰＬＣ１００へ送信し、ＰＬＣ１００から受信したデータをアクチュエータなどを介して出力する。ロボットコントローラ２０は、ロボット２２を制御する。モータドライバ３０は、モータ３２を制御する。

ＰＬＣ１００は、上位ネットワーク１６を介して、ＨＭＩ３００およびサーバ装置４００に接続されてもよい。上位ネットワーク１６には、産業用ネットワーク用のプロトコルであるやＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰなどを用いることができる。

（ｂ２：ＰＬＣ１００）
図３は、本実施の形態に係る制御システム１を構成するＰＬＣ１００のハードウェア構成例を示す模式図である。図３を参照して、ＰＬＣ１００は、プロセッサ１０２と、メインメモリ１０４と、ストレージ１１０と、メモリカードインターフェイス１２０と、上位ネットワークコントローラ１０６と、フィールドネットワークコントローラ１０８と、ローカルバスコントローラ１１６と、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）インターフェイスを提供するＵＳＢコントローラ１２４とを含む。これらのコンポーネントは、プロセッサバス１１８を介して接続されている。

プロセッサ１０２は、ユーザプログラムを実行する演算処理部に相当し、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などで構成される。具体的には、プロセッサ１０２は、ストレージ１１０に格納されたシステムプログラム１１２およびユーザプログラム１１４を読み出して、メインメモリ１０４に展開して実行することで、制御対象に対する制御演算を実現する。

メインメモリ１０４は、ユーザプログラム１１４が参照するデータ保持部１４０に相当し、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）などの揮発性記憶装置などで構成される。

ストレージ１１０は、例えば、ＳＳＤ（Solid State Drive）やＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの不揮発性記憶装置などで構成される。ストレージ１１０には、基本的な機能を実現するためのシステムプログラム１１２、および、制御対象に応じて作成されたユーザプログラム１１４などが格納される。

システムプログラム１１２は、ユーザプログラム１１４を実行する実行環境を提供するための命令を含む。

ユーザプログラム１１４は、制御演算を実現するための命令が記述されたものであり、典型的には、シーケンス命令およびモーション命令を含み得る。ユーザプログラム１１４は、ＩＥＣ６１１３１－３で規定されるいずれかの言語で記述されてもよい。但し、ユーザプログラム１１４は、ＩＥＣ６１１３１－３で規定される言語以外のメーカ独自言語で記述されるプログラムを含んでいてもよい。

メモリカードインターフェイス１２０は、着脱可能な記憶媒体の一例であるメモリカード１２２を受け付ける。メモリカードインターフェイス１２０は、メモリカード１２２に対して任意のデータの読み書きが可能になっている。

上位ネットワークコントローラ１０６は、上位ネットワーク１６を介して、任意の情報処理装置（図２に示されるＨＭＩ３００およびサーバ装置４００など）との間でデータをやり取りする。

フィールドネットワークコントローラ１０８は、フィールドネットワーク１０を介して、それぞれのデバイスとの間でデータをやり取りする。

ローカルバスコントローラ１１６は、ローカルバス１２６を介して、ＰＬＣ１００に含まれる任意の機能ユニット１３０との間でデータをやり取りする。機能ユニット１３０は、例えば、アナログ信号の入力および／または出力を担当するアナログＩ／Ｏユニット、デジタル信号の入力および／または出力を担当するデジタルＩ／Ｏユニット、エンコーダなどからのパルスを受け付けるカウンタユニットなどからなる。

ＵＳＢコントローラ１２４は、ＵＳＢ接続を介して、任意の情報処理装置（開発支援装置２００など）との間でデータをやり取りする。

（ｂ２：開発支援装置２００）
図４は、本実施の形態に係る制御システム１を構成する開発支援装置２００のハードウェア構成例を示す模式図である。図４を参照して、開発支援装置２００は、ＣＰＵやＭＰＵなどのプロセッサ２０２と、メインメモリ２０４と、ストレージ２１０と、ネットワークコントローラ２２０と、ＵＳＢコントローラ２２４と、入力部２２６と、表示部２２８とを含む。これらのコンポーネントは、バス２０８を介して接続される。

プロセッサ２０２は、ストレージ２１０に格納された各種プログラムを読み出して、メインメモリ２０４に展開して実行することで、開発支援装置２００で必要な処理を実現する。

ストレージ２１０は、例えば、ＨＤＤやＳＳＤなどで構成される。ストレージ２１０には、典型的には、ＯＳ２１２と、開発プログラム２１４とが格納される。開発プログラム２１４は、ユーザプログラム１１４の作成や編集、ソースコードのユーザプログラム１１４から実行形式のユーザプログラム１１４の生成、後述するようなデバッグなどの処理を実現する。なお、ストレージ２１０には、図４に示すプログラム以外の必要なプログラムが格納されてもよい。

ネットワークコントローラ２２０は、任意のネットワークを介して、任意の情報処理装置との間でデータをやり取りする。

ＵＳＢコントローラ２２４は、ＵＳＢ接続を介して、任意の情報処理装置との間でデータをやり取りする。

入力部２２６は、マウス、キーボード、タッチパネルなどで構成され、ユーザからの指示を受け付ける。表示部２２８は、ディスプレイ、各種インジケータなどで構成され、プロセッサ２０２からの処理結果などを出力する。

開発支援装置２００は、光学ドライブ２０６を有していてもよい。光学ドライブ２０６は、コンピュータ読取可能なプログラムを非一過的に格納する記録媒体２０７（例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光学記録媒体）からプログラムを読み取って、ストレージ２１０などに格納する。

開発支援装置２００で実行される各種プログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体２０７を介してインストールされてもよいが、ネットワーク上の任意のサーバからダウンロードする形でインストールするようにしてもよい。

図３および図４には、１または複数のプロセッサがプログラムを実行することで必要な機能が提供される構成例を示したが、これらの提供される機能の一部または全部を、専用のハードウェア回路（例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）など）を用いて実装してもよい。

開発支援装置２００は、単一の情報処理装置として実現してもよいし、必要な機能の一部または全部を複数のプロセッサリソースを用いて実現してもよい。

＜Ｃ．オンラインデバッグ＞
次に、本実施の形態に係る開発支援装置２００が提供するオンラインデバッグについて説明する。

図５は、本実施の形態に係る開発支援装置２００が提供するオンラインデバッグの一例を説明するための図である。図５を参照して、ＰＬＣ１００においては、ユーザプログラム１１４が実行されている。ユーザプログラム１１４は、ＰＯＵとして、メインプログラム１１４２と、ファンクションブロック１１４６と、ファンクション１１４８とを含み得る。

ＰＬＣ１００の実行環境は、データ保持部１４０を有している。データ保持部１４０は、典型的には、メインメモリ１０４が提供する。ユーザプログラム１１４は、データ保持部１４０に保持されているデータ（値）を参照して、記述された命令を実行するとともに、命令の実行により算出されたデータ（値）をデータ保持部１４０に格納する。

なお、ユーザプログラム１１４のソースコードにおいては、変数を用いて命令が記述されており、ソースコードから実行形式（あるいは、オブジェクト形式）のプログラムを生成する際に、各変数が格納されるアドレスなどが適宜割り当てられる。

開発支援装置２００からのオンラインデバッグは、メインプログラム１１４２、ファンクションブロック１１４６およびファンクション１１４８のうち、いずれかに対する記述を変更する操作を含む。記述を変更することで、ユーザプログラム１１４の実行時の挙動および実行結果などを変化させることができる。

また、開発支援装置２００からのオンラインデバッグは、データ保持部１４０に格納されているデータの値を変更する操作を含む。データ保持部１４０に格納されているデータの値を変更することで、ユーザプログラム１１４の実行や実行結果などを変化させることができる。

このように、ユーザは、開発支援装置２００を操作することで、ＰＬＣ１００で実行されるユーザプログラム１１４に対するデバッグを行うことができる。

＜Ｄ．ファンクションブロックに対するデバッグ＞
次に、ユーザプログラム１１４に含まれるファンクションブロックに対するデバッグについて説明する。

ファンクションブロックは、入出力変数を有するブロックであり、メインプログラム１１４２から読み出されてインスタンス化されることで実行される。入出力変数としては、入力変数、出力変数、入出力変数、外部変数、グローバル変数などを含む。

入力変数は、ファンクションブロックに渡される値である。ファンクションブロックは、入力変数の値を変更できない。出力変数は、ファンクションブロックから出力される値である。ファンクションブロックは、出力変数の値を変更可能である。入出力変数は、入力変数および出力変数を併せたような変数である。ファンクションブロックは、入出力変数の値を変更できる。

本実施の形態に係る開発支援装置２００は、ユーザ操作に応じて、ＰＬＣ１００で実行されるユーザプログラム１１４に含まれるファンクションブロックの入出力変数の値を変更できる。入出力変数は、入力変数とは異なり、ファンクションブロック自体が値を変更できるようになっている。そのため、開発支援装置２００からの指令によって、ファンクションブロックの入出力変数の値を変更できるように、以下のような処理を採用する。

（ｄ１：参照渡し）
まず、ファンクションブロックに入出力変数を参照渡しする場合の構成例について説明する。

図６は、本実施の形態に係る開発支援装置２００が提供するファンクションブロックに対するデバッグの一例を説明するための図である。図６を参照して、ＰＬＣ１００でユーザプログラム１１４が実行されることで、インスタンス化されたファンクションブロック１５０が生成される。

ファンクションブロック１５０には、入力変数１５２および入出力変数１５６が入力値として与えられる。また、ファンクションブロック１５０からは、実行結果として、入出力変数１５６および出力変数１６０が出力される。

入力変数１５２は、値渡しであり、入力変数１５２に設定された値（実引数）がファンクションブロック１５０の入力内部パラメータ１５４にコピーされる。出力変数１６０についても値渡しであり、ファンクションブロック１５０の実行により算出された出力内部パラメータ１６２の値が出力変数１６０にコピーされる。

これに対して、入出力変数１５６は、参照渡しであり、入出力変数１５６に設定されたアドレス（仮引数）が入出力内部パラメータ１５８にコピーされる。入出力内部パラメータ１５８には、指定されたアドレス（図６に示す例では、アドレスＡ）により特定されたデータ保持部１４０上の値が参照される。また、ファンクションブロック１５０の実行により入出力内部パラメータ１５８の値が変更されると、変更後の入出力内部パラメータ１５８の値は、データ保持部１４０上の指定されたアドレス（図６に示す例では、アドレスＡ）に書き込まれる。

すなわち、入力変数１５２のように値渡しで値が入力される場合には、開発支援装置２００から入力変数１５２の値をそのまま変更すればよい。一方、入出力変数１５６のように参照渡しで値が入力される場合には、入出力変数１５６の値（すなわち、アドレス）ではなく、入出力変数１５６の値（アドレス）によって特定される値を変更する必要がある。

そこで、本実施の形態に係る制御システム１は、ファンクションブロック１５０の過去の実行状態を参照することで、ファンクションブロック１５０の入出力変数１５６に設定された値（アドレス）を取得するアドレス特定モジュール１７０を有している。

アドレス特定モジュール１７０は、ファンクションブロック１５０に関連付けられた入出力変数１５６の値の変更が指示されると、ファンクションブロック１５０の過去の実行状態を参照することで、入出力変数１５６に対応付けられたデータ保持部１４０のアドレスを特定する。より具体的には、アドレス特定モジュール１７０は、ファンクションブロック１５０の前回実行時の情報を収集することで、入出力変数１５６に設定されたアドレス（仮引数）を特定するアドレス特定モジュール１７０を有している。

そして、開発支援装置２００から入出力変数１５６の値を変更する指示を受けると、ＰＬＣ１００は、アドレス特定モジュール１７０により特定されたアドレスにより指定されたデータ保持部１４０上の値を変更する。すなわち、ＰＬＣ１００は、データ保持部１４０の特定されたアドレスに保持されている値を指示された値に変更する。

図７は、図６に示すオンラインデバッグに係る処理手順を示すフローチャートである。図７に示す各ステップは、典型的には、ＰＬＣ１００のプロセッサ１０２がシステムプログラム１１２を実行することで実現される。

図７を参照して、ＰＬＣ１００は、ユーザプログラム１１４が参照するデータの値を変更するための指示を受け付ける。より具体的には、ＰＬＣ１００は、開発支援装置２００からファンクションブロック１５０に含まれる入出力変数１５６の値の変更指示を受けたか否かを判断する（ステップＳ１００）。ファンクションブロック１５０の入出力変数１５６の値の変更指示を受けていなければ（ステップＳ１００においてＮＯ）、ステップＳ１００の処理が繰り返される。

ファンクションブロック１５０の入出力変数１５６の値の変更指示を受ければ（ステップＳ１００においてＹＥＳ）、ＰＬＣ１００は、現在実行中のユーザプログラム１１４の実行完了を待つ（ステップＳ１０２）。そして、ＰＬＣ１００は、実行完了したユーザプログラム１１４の実行状態を参照することで、対象のファンクションブロック１５０の入出力変数１５６に設定されたアドレスを特定する（ステップＳ１０４）。すなわち、ＰＬＣ１００は、ユーザプログラム１１４が実行完了している状態において、アドレスを特定する。

このように、ＰＬＣ１００は、ファンクションブロックに関連付けられた入出力変数１５６の値の変更が指示されると、当該ファンクションブロックの過去の実行状態を参照することで、入出力変数１５６に対応付けられたアドレスを特定する。

さらに、ＰＬＣ１００は、特定されたアドレスにより指定されたデータ保持部１４０上の値を指示された値に変更する（ステップＳ１０６）。このように、ＰＬＣ１００は、特定されたアドレスに保持されている値を指示された値に変更する。すると、次の実行周期が到来すると、ユーザプログラム１１４が再度実行される。

以上のような処理手順によって、ファンクションブロック１５０を含むユーザプログラム１１４をデバッグする処理の実行が完了する。

このように、本実施の形態に係る制御システム１は、ファンクションブロック１５０の入出力変数１５６に任意の値を書き込み場合には、ファンクションブロック１５０が前回実行された際に指定されたアドレス（仮引数）を特定して、当該特定されたアドレスに対応する領域に当該任意の値を書き込む。これによって、参照渡しの形で実装されたファンクションブロックの入出力変数を任意に値に変更することができる。

上述の説明においては、アドレス特定モジュール１７０がＰＬＣ１００に実装される形態について説明した。但し、開発支援装置２００がアドレス特定モジュール１７０に相当する機能を有していてもよい。すなわち、アドレス特定モジュール１７０は、開発支援装置２００に実装されてもよい。この場合には、開発支援装置２００がＰＬＣ１００からファンクションブロック１５０の前回実行時の情報を収集することで、入出力変数１５６に設定されたアドレス（仮引数）を特定する。

さらに、特定されたアドレスにより指定されたデータ保持部１４０上の値の変更についても、ＰＬＣ１００が実行主体になってもよいし、開発支援装置２００が実行主体になってもよい。

（ｄ２：値渡し）
まず、ファンクションブロックに入出力変数を値渡しする場合の構成例について説明する。

図８は、本実施の形態に係る開発支援装置２００が提供するファンクションブロックに対するデバッグの別の一例を説明するための図である。図８を参照して、ＰＬＣ１００でユーザプログラム１１４が実行されることで、インスタンス化されたファンクションブロック１５０が生成される。

ファンクションブロック１５０には、入力変数１５２および入出力変数１５６が入力値として与えられる。また、ファンクションブロック１５０からは、実行結果として、入出力変数１５６および出力変数１６０が出力される。

入力変数１５２は、値渡しであり、入力変数１５２に設定された値（実引数）がファンクションブロック１５０の入力内部パラメータ１５４にコピーされる。出力変数１６０についても値渡しであり、ファンクションブロック１５０の実行により算出された出力内部パラメータ１６２の値が出力変数１６０にコピーされる。

入出力変数１５６についても参照渡しである。入出力変数１５６の値は、ファンクションブロック１５０の外部から変更されるとともに、ファンクションブロック１５０自身が変更する。そのため、ファンクションブロック１５０は、入出力変数１５６を入力変数として受け付けるための入出力内部パラメータ１５８Ａと、入出力変数１５６を出力変数として出力するための入出力内部パラメータ１５８Ｂとを有している。

入出力変数１５６に設定された値（実値）がファンクションブロック１５０の入出力内部パラメータ１５８Ａにコピーされる。ファンクションブロック１５０は、入出力内部パラメータ１５８Ａの値を参照して演算を実行し、実行結果を入出力内部パラメータ１５８Ｂに反映する。さらに、入出力内部パラメータ１５８Ｂの値が入出力変数１５６にコピーされる。

ファンクションブロック１５０が入出力変数１５６の値を変更するため、入出力変数１５６の値が変更対象に設定されていない環境もある。このような場合には、開発支援装置２００からファンクションブロック１５０の入出力内部パラメータ１５８Ａの値を変更することになる。しかしながら、ファンクションブロック１５０が実行されるたびに、入出力内部パラメータ１５８Ａには入出力変数１５６に設定された値がコピーされることになる。そのため、入出力内部パラメータ１５８Ａを実質的に変更することにはならない。

そのため、本実施の形態に係る制御システム１は、入出力内部パラメータ１５８Ａの値を変更する指示に応答して、ファンクションブロック１５０に渡される入出力変数１５６の値を変更する処理を実行する。

より具体的には、ユーザから入出力内部パラメータ１５８Ａの値を変更する指示が与えられると（ステップＳ２）、メインプログラム１１４２に記述されたファンクションブロック１５０を呼び出すためのコールツリーを参照することで、対応する入出力変数１５６を特定する（ステップＳ４）。そして、制御システム１は、特定された入出力変数１５６の値を指示された値に変更する（ステップＳ６）。

このように、制御システム１は、ファンクションブロック１５０の入出力内部パラメータ１５８Ａへ値を書き込む処理をファンクションブロック１５０の入出力内部パラメータ１５８Ａにリダイレクトする。

なお、ステップＳ４の処理は、ＰＬＣ１００および開発支援装置２００のいずれが実行するようにしてもよい。

図９は、図８に示すオンラインデバッグに係る処理手順を示すフローチャートである。図９に示す各ステップは、典型的には、ＰＬＣ１００のプロセッサ１０２がシステムプログラム１１２を実行することで実現される。

図９を参照して、ＰＬＣ１００は、開発支援装置２００からファンクションブロック１５０の入出力内部パラメータ１５８Ａの値の変更指示を受けたか否かを判断する（ステップＳ２００）。ファンクションブロック１５０の入出力内部パラメータ１５８Ａの値の変更指示を受けていなければ（ステップＳ２００においてＮＯ）、ステップＳ２００の処理が繰り返される。

ファンクションブロック１５０の入出力内部パラメータ１５８Ａの値の変更指示を受ければ（ステップＳ２００においてＹＥＳ）、ＰＬＣ１００は、現在実行中のユーザプログラム１１４の実行完了を待つ（ステップＳ２０２）。

ＰＬＣ１００は、メインプログラム１１４２に記述されたファンクションブロック１５０を呼び出すためのコールツリーを参照することで、対象の入出力内部パラメータ１５８Ａに対応する入出力変数１５６を特定する（ステップＳ２０４）。さらに、ＰＬＣ１００は、特定された入出力変数１５６の値を指示された値に変更する（ステップＳ２０６）。すると、次の実行周期が到来すると、ユーザプログラム１１４が再度実行される。

このように、本実施の形態に係る制御システム１は、ファンクションブロック１５０の入出力内部パラメータ１５８Ａに任意の値を書き込み場合には、ファンクションブロック１５０を呼び出すためのコールツリーを参照することで、対象の入出力内部パラメータ１５８Ａに対応する入出力変数１５６を特定し、当該特定した入出力変数１５６に当該任意の値を書き込む。これによって、値渡しの形で実装されたファンクションブロックの入出力変数を任意に値に変更することができる。

上述したように、入出力内部パラメータ１５８Ａに対応する入出力変数１５６を特定する処理は、ＰＬＣ１００および開発支援装置２００のいずれに実装されてもよい。

さらに、特定されたアドレスにより指定されたデータ保持部１４０上の値の変更についても、ＰＬＣ１００が実行主体になってもよいし、開発支援装置２００が実行主体になってもよい。

＜Ｅ．ユーザインターフェイス＞
次に、開発支援装置２００が提供するオンラインデバッグに係るユーザインターフェイス画面の一例について説明する。

図１０は、本実施の形態に係る開発支援装置２００が提供するオンラインデバッグに係るユーザインターフェイス画面の一例を示す模式図である。図１０を参照して、開発支援装置２００が提供するユーザインターフェイス画面２５０は、変更対象の変数を示す対象変数欄２５２と、対象の変数の現在値を示す現在値欄２５４と、対象の変数の変更を希望する値を示す変更指示値欄２５６とを含む。

ユーザは、対象変数欄２５２で任意の変数を選択あるいは登録するとともに、現在値欄２５４に表示される現在値を参照して、希望する新たな値を変更指示値欄２５６に入力する。すると、開発支援装置２００からＰＬＣ１００に対して、対象変数欄２５２に選択された変数の値を変更指示値欄２５６に入力された値に変更する旨の指示が与えられる。

このように、開発支援装置２００は、ユーザ操作に応じて、ＰＬＣ１００が実行するユーザプログラム１１４が参照するデータの値を変更するための指示を発行する指示発行部を有している。

ユーザは、図１０に示すようなユーザインターフェイス画面を利用して、ＰＬＣ１００で実行されるユーザプログラム１１４に対するオンラインデバッグを行うことができる。

＜Ｆ．付記＞
上述したような本実施の形態は、以下のような技術思想を含む。
［構成１］
ファンクションブロック（１５０）を含むユーザプログラム（１１４）を実行する演算処理部（５０：１０２）と、
前記ユーザプログラムが参照するデータを保持するデータ保持部（１４０：１０４）と、
ユーザ操作に応じて、前記演算処理部が実行するユーザプログラムが参照するデータの値を変更するための指示を発行する指示発行部（２６０：２００）と、
前記ファンクションブロックに関連付けられた入出力変数の値の変更が指示されると、当該ファンクションブロックの過去の実行状態を参照することで、前記入出力変数に対応付けられた前記データ保持部のアドレスを特定するアドレス特定部（１７０）と、
前記データ保持部の前記特定されたアドレスに保持されている値を指示された値に変更する変更部（１８０）とを備える、制御システム。
［構成２］
前記アドレス特定部は、前記ファンクションブロックの前回実行時の情報を収集することで、前記アドレスを特定する、構成１に記載の制御システム。
［構成３］
前記アドレス特定部は、前記ユーザプログラムが実行完了している状態において、前記アドレスを特定する、構成１または２に記載の制御システム。
［構成４］
前記制御システムは、プログラマブルロジックコントローラ（１００）と、開発支援装置（２００）とを含み、
前記アドレス特定部は、前記プログラマブルロジックコントローラに実装される、構成１～３のいずれか１項に記載の制御システム。
［構成５］
前記制御システムは、プログラマブルロジックコントローラ（１００）と、開発支援装置（２００）とを含み、
前記アドレス特定部は、前記開発支援装置に実装される、構成１～３のいずれか１項に記載の制御システム。
［構成６］
ファンクションブロック（１５０）を含むユーザプログラム（１１４）を実行する実行環境を提供するシステムプログラム（１１２）であって、コンピュータ（１００）に、
前記ユーザプログラムが参照するデータの値を変更するための指示を受け付けるステップ（Ｓ１００）と、
前記ファンクションブロックに関連付けられた入出力変数の値の変更が指示されると、当該ファンクションブロックの過去の実行状態を参照することで、前記入出力変数に対応付けられたアドレスを特定するステップ（Ｓ１０２，Ｓ１０４）と、
前記特定されたアドレスに保持されている値を指示された値に変更するステップ（Ｓ１０６）とを実行させる、システムプログラム。
［構成７］
ファンクションブロック（１５０）を含むユーザプログラム（１１４）をデバッグするデバッグ方法であって、
前記ユーザプログラムが参照するデータの値を変更するための指示を受け付けるステップ（Ｓ１００）と、
前記ファンクションブロックに関連付けられた入出力変数の値の変更が指示されると、当該ファンクションブロックの過去の実行状態を参照することで、前記入出力変数に対応付けられたアドレスを特定するステップ（Ｓ１０２，Ｓ１０４）と、
前記特定されたアドレスに保持されている値を指示された値に変更するステップ（Ｓ１０６）とを備える、デバッグ方法。

＜Ｇ．利点＞
本実施の形態に係る制御システムは、ファンクションブロックの過去の実行状態を参照することで、入出力変数に対応付けられたデータ保持部のアドレスを特定するので、入出力変数に実値が格納されていなくても、入出力変数が示す値を変更できる。入出力変数を任意の値に変更する手段を提供することで、ファンクションブロックを含むユーザプログラムをより効率的にデバッグできる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 制御システム、１０ フィールドネットワーク、１２ デバイス、１４ フィールドデバイス、１６ 上位ネットワーク、２０ ロボットコントローラ、２２ ロボット、３０ モータドライバ、３２ モータ、５０ 演算処理部、１００ ＰＬＣ、１０２，２０２ プロセッサ、１０４，２０４ メインメモリ、１０６ 上位ネットワークコントローラ、１０８ フィールドネットワークコントローラ、１１０，２１０ ストレージ、１１２ システムプログラム、１１４ ユーザプログラム、１１６ ローカルバスコントローラ、１１８ プロセッサバス、１２０ メモリカードインターフェイス、１２２ メモリカード、１２４，２２４ ＵＳＢコントローラ、１２６ ローカルバス、１３０ 機能ユニット、１４０ データ保持部、１５０，１１４６ ファンクションブロック、１５２ 入力変数、１５４ 入力内部パラメータ、１５６ 入出力変数、１５８，１５８Ａ，１５８Ｂ 入出力内部パラメータ、１６０ 出力変数、１６２ 出力内部パラメータ、１７０ アドレス特定モジュール、１８０ 変更モジュール、２００ 開発支援装置、２０６ 光学ドライブ、２０７ 記録媒体、２０８ バス、２１２ ＯＳ、２１４ 開発プログラム、２２０ ネットワークコントローラ、２２６ 入力部、２２８ 表示部、２５０ ユーザインターフェイス画面、２５２ 対象変数欄、２５４ 現在値欄、２５６ 変更指示値欄、２６０ 指示発行部、３００ ＨＭＩ、４００ サーバ装置、１１４２ メインプログラム、１１４８ ファンクション。

Claims (7)

1. ファンクションブロックを含むユーザプログラムを実行する演算処理部と、
   前記ユーザプログラムが参照するデータを保持するデータ保持部と、
   ユーザ操作に応じて、前記演算処理部が実行するユーザプログラムが参照するデータの値を変更するための指示を発行する指示発行部と、
   前記ファンクションブロックに関連付けられた入出力変数の値の変更が指示されると、当該ファンクションブロックの過去の実行状態を参照することで、前記入出力変数に対応付けられた前記データ保持部のアドレスを特定するアドレス特定部と、
   前記データ保持部の前記特定されたアドレスに保持されている値を指示された値に変更する変更部とを備える、制御システム。
2. 前記アドレス特定部は、前記ファンクションブロックの前回実行時の情報を収集することで、前記アドレスを特定する、請求項１に記載の制御システム。
3. 前記アドレス特定部は、前記ユーザプログラムが実行完了している状態において、前記アドレスを特定する、請求項１または２に記載の制御システム。
4. 前記制御システムは、プログラマブルロジックコントローラと、開発支援装置とを含み、
   前記アドレス特定部は、前記プログラマブルロジックコントローラに実装される、請求項１～３のいずれか１項に記載の制御システム。
5. 前記制御システムは、プログラマブルロジックコントローラと、開発支援装置とを含み、
   前記アドレス特定部は、前記開発支援装置に実装される、請求項１～３のいずれか１項に記載の制御システム。
6. ファンクションブロックを含むユーザプログラムを実行する実行環境を提供するシステムプログラムであって、コンピュータに、
   前記ユーザプログラムが参照するデータの値を変更するための指示を受け付けるステップと、
   前記ファンクションブロックに関連付けられた入出力変数の値の変更が指示されると、当該ファンクションブロックの過去の実行状態を参照することで、前記入出力変数に対応付けられたアドレスを特定するステップと、
   前記特定されたアドレスに保持されている値を指示された値に変更するステップとを実行させる、システムプログラム。
7. ファンクションブロックを含むユーザプログラムをデバッグするデバッグ方法であって、
   前記ユーザプログラムが参照するデータの値を変更するための指示を受け付けるステップと、
   前記ファンクションブロックに関連付けられた入出力変数の値の変更が指示されると、当該ファンクションブロックの過去の実行状態を参照することで、前記入出力変数に対応付けられたアドレスを特定するステップと、
   前記特定されたアドレスに保持されている値を指示された値に変更するステップとを備える、デバッグ方法。

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