JP2533370B2 - 制御プログラム作成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は制御プログラム作成方法に関し、一層詳細に
は、例えば、工作機械等の制御対象に対して動作指令を
行うプログラマブルコントローラの制御プログラムを、
アクチュエータの動作パターンを記述するアクチュエー
タプログラムと、アクチュエータのステップ動作を記述
するステッププログラムと、インタロック等の論理条件
を記述する論理プログラムとに分離して作成することに
よりプログラム作成効率の向上を図った制御プログラム
作成方法に関する。

［発明の背景］ 一般に、工作機械あるいは作業ロボット等の装置では
人員の削減、作業効率の向上等を達成するため、その動
作手順を制御プログラムによって設定している。この場
合、前記制御プログラムはプラグラマブルコントローラ
によって順次実行され、前記装置に対する指令信号の出
力と前記装置からの検知信号の入力を行う。すなわち、
前記装置は前記指令信号に基づき作動し、所定の動作を
行った後にリミットスイッチ等からの検知信号を前記プ
ログラマブルコントローラに出力する。一方、プログラ
マブルコントローラは制御プログラムを実行し、前記検
知信号に基づき前記装置に対して所定の動作指令を行
う。

ところで、このような制御プログラムを作成する場
合、通常、システム設計者が作成する設備仕様とタイム
チャートに基づき制御設計者がリレーシンボル等を用い
たラダー図を作成した後、プログラマブルコントローラ
のプログラミング装置を使用する等でラダー図の内容を
プログラマブルコントローラへ入力する。この場合、当
該ラダー図の作成作業にはシーケンス制御に関し専門的
知識が要求される。また、最近の装置は益々高機能化
し、通常、制御自体は勿論のこと、操作ミスによる事故
や突発事故防止のための安全対策等の制御が複雑化して
いるため、熟練者であってもラダー図の作成作業に相当
な時間と労力が要求される。

従って、制御プログラムの変更、修正の頻度も必然的
に増大し、それによってプログラムエラーが多発すると
共に制御機能低下の惹起する不都合が指摘されている。
さらに、従来、このような変更、修正等を行う際にはプ
ログラミング装置によりプログラマブルコントローラ内
のラダープログラムを直接変更していた。従って、ラダ
ー図への反映漏れが生じ、ラダー図とプログラマブルコ
ントローラ内のラダープログラムとが一致していない場
合が、多々あった。また、ラダー図ではプログラムの全
体把握が非常に難しく、適切なプログラム変更が困難と
なる場合も生じる。このような問題からトラブルの発生
する事態があった。

［発明の目的］ 本発明は前記の不都合を克服するためになされたもの
であって、アクチュエータの動作パターンを記述するア
クチュエータプログラムと、アクチュエータのステップ
動作を記述するステッププログラムと、インタロック等
の論理条件を記述する論理プログラムとに分離して制御
プログラムを作成することで、プログラム作成効率およ
び精度の向上を図ると共に、プログラムの解析を容易に
することの出来るプログラマブルコントローラの制御プ
ログラム作成方法を提供することを目的とする。

［目的を達成するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明は、予め設定し
た基本動作パターンに対して、制御対象を構成する各ア
クチュエータおよび各状態検出器の入出力アドレスを設
定することによりアクチュエータプログラムを作成する
工程と、 前記各アクチュエータのステップ動作を、前記入出力ア
ドレスに関連させ、ステップ歩進条件、インタロック条
件等の論理条件名とともにタイムチャートとして設定す
ることによりステッププログラムを作成する工程と、 前記インタロック条件に係る論理条件を設定することに
より論理プログラムを作成する工程と、 からなり、前記各工程によって得られた各プログラムに
より制御プログラムを構成することを特徴とする。

［実施態様］ 次に、本発明に係る制御プログラム作成方法について
好適な一実施態様を挙げ、添付の図面を参照しながら以
下詳細に説明する。

第１図は本実施態様に係る制御プログラム作成方法の
概略フローチャートを示す。この作成方法は大きく三つ
の工程に分けられる。すなわち、制御対象の仕様、要件
に従い当該制御対象を構成するアクチュエータの基本動
作パターンに基づいてアクチュエータプログラムを作成
する工程（STP I）と、前記アクチュエータのステップ
動作を設定することでステッププログラムを作成する工
程（STP II）と、インタロック等の論理条件を設定する
ことで論理プログラムを作成する工程（STP III）とか
らなる。

第２図は本実施態様に係る制御プログラム作成方法を
実施する装置のブロック図である。同図において、参照
符号10は制御プログラム作成装置を示し、本体部12と会
話入出力手段14と記憶手段16および18とを備える。

本体部12は演算部20と記憶部22とを含み、前記演算部
20は会話入出力手段14および記憶手段16、18の入出力制
御を行う。記憶部22は演算部20の動作制御を行うシステ
ムプログラム24を有すると共に、第１図に示すSTP I乃
至IIIにおいて作成されたアクチュエータプログラム2
6、ステッププログラム28および論理プログラム30を保
持する。会話入出力手段14は図形処理機能を備えたCRT
ディスプレイ32と、キーボード34と、CRTディスプレイ3
2におけるカーソル制御、機能選択等を行うマウス36と
を備える。この場合、会話入出力手段14は演算部20を用
いてアクチュエータプログラム26、ステッププログラム
28および論理プログラム30を作成し、あるいはこれらを
修正し、これにはこれらのプログラム26、28および30の
動作状態を監視する機能を有する。記憶手段16は工作機
械等の制御対象を構成する各アクチュエータの基本動作
パターンを予めラダー等で定義したアクチュエータパタ
ーン38、各アクチュエータのステップ動作の基本パター
ンであるステップパターン40等を保持する。なお、これ
らのパターン38、40は必要に応じ演算部20において作成
することも可能である。記憶手段18はアクチュエータプ
ログラム26、ステッププログラム28および論理プログラ
ム30より作成された制御プログラム42を保持する。

本実施態様に係る制御プログラム作成装置10は基本的
には以上のように構成されるものであり、次にこの制御
プログラム作成装置10を用いた制御プログラム作成方法
について説明する。

第３図は当該制御プログラム作成装置10におけるプロ
グラム作成手順を模式的に示したものである。そこで、
同図および第４図のフローチャートに基づき、先ず、ア
クチュエータプログラム26の作成方法について説明す
る。

制御設計者はキーボード34からアクチュエータプログ
ラム作成モードを選択し、システム設計者によって設定
された制御対象の仕様、要件に従ってアクチュエータプ
ログラム26を作成するためのデータを入力する。

この場合、アクチュエータプログラム26を作成するに
先立って、アクチュエータの基本動作パターンであるア
クチュエータパターン38（第５図参照）と定義パラメー
タ39a、39b（第６図Ａ、Ｂ参照）とを設定しておく（ST
P1A、2A）。ここで、アクチュエータパターン38という
のは、所定のアクチュエータの基本動作パターンを各接
点、コイル、レジスタ等にMST−ON等の機能を表すラベ
ルを付した状態でラダープログラムとして設定したもの
であり、各アクチュエータにパターンファイル名を付し
て記憶手段16に格納しておく。なお、当該制御対象に用
いられるアクチュエータに対してアクチュエータパター
ン38が予め設定されていない場合、制御設計者はシステ
ムプログラム24のラダーエディタ44を用いて会話入出力
手段14により所望のアクチュエータパターン38を作成
し、記憶手段16に格納する。

一方、定義パラメータ39a、39bというのは前記アクチ
ュエータパターン38と後述するアプリケーションパラメ
ータとの関係を定義するパラメータであり、第６図Ａお
よびＢに示すように設定され記憶部16に格納される。こ
こで、例えば、定義パラメータ39aは各アクチュエータ
パターン38に共通する定義パラメータ39aであり、パタ
ーンファイル名COMMONとして記憶手段に格納される。ま
た、定義パラメータ39bはパターンファイル名がACT2−
２で特定されるアクチュエータパターン38に係るもので
ある。なお、第６図ＡおよびＢにおいて、「タイプ」は
データが定数ＣかアドレスＡか文字列Ｔかを示す。ま
た、「変換後ラベル」はアクチュエータパターン38に使
用されているラベル名を変更した際のラベル名を示す。
「ラベル変換関数」は後述するアプリケーションパラメ
ータ設定時において同一のアクチュエータパターン38を
使用する際にラベル名を所定の法則に従って変換して自
動設定するための関数を示す。さらに、「数値変換関
数」はラベルを所定の法則に従って数値に変換し割り付
けるための関数を示す。なお、アクチュエータパターン
38に対して定義パラメータ39a、39bが予め設定されてい
ない場合には、システムプログラム24のテキストエディ
タ46を用いて作成することが出来る。

次に、制御設計者はシステムプログラム24のテキスト
エディタ46に基づきアプリケーションパラメータを入力
する（STP3A）。すなわち、制御設計者は会話入出力手
段14を用いて制御対象を構成する各ユニットに必要なア
クチュエータに対応するアクチュエータパターン38を選
択し、後述するシーケンスコントローラの入出力アドレ
スを設定する。第７図はこのようにしてアプリケーショ
ンパラメータが入力されCRTディスプレイ32に表示され
たアクチュエータリスト48を示す。ここで、このアクチ
ュエータリスト48は制御対象を構成する第２のユニッ
ト、例えば、治具ユニット（TT−M/C）の動作パターン
の規定されたアクチュエータ群と入出力アドレスとの関
係を示している。この場合、治具ユニットはパターンフ
ァイル名がACT2−２で示されるアクチュエータパターン
38（第５図参照）からなる二つのアクチュエータを備え
ており、各アクチュエータの接点、コイル、レジスタ等
には入出力アドレス1001、1002等が設定される。

以上のようにして設定されたアクチュエータパターン
38（第５図）と定義パラメータ39a、39b（第６図Ａ、
Ｂ）とアプリケーションパラメータ（第７図）を用い
て、システムプログラム24のアクチュエータラダー生成
プログラム50に基づきアクチュエータプログラム26が作
成される（STP4A）。第８図はこのようにして作成され
たアクチュエータプログラム26の中、第６図Ａ、Ｂの定
義パラメータ39a、39bと第７図のアプリケーションパラ
メータとを用いて得られたパターンファイル名がACT2−
２のアクチュエータプログラム26を示したものである。
この場合、アクチュエータプログラム26を構成する接点
およびコイルにはアプリケーションパラメータとして設
定したラベル名（上段）と、定義パラメータ39a、39bで
決定されるアドレス（下段）が割り付けられる。なお、
定義パラメータ39a、39bではラベル変換関数を設定して
いないため、ラベル名とアドレスとは同じになる。第８
図に示すようにして作成されたアクチュエータプログラ
ム26は、次いで、ラダーコンパイラ52によってオブジェ
クトプログラムに変換された後（STP5A）、インタフェ
ース54を介してシーケンスコントローラ56に転送され
る。なお、シーケンスコントローラ56にはアクチュエー
タプログラム26を通信によって直接ロードすることが出
来るが、フロッピィディスクFDを介してプログラミング
パネル58からロードすることも可能である。

次に、第９図に示すフローチャートに基づきステップ
プログラム28の作成方法について説明する。

この場合、ステッププログラム28を作成するに先立っ
て、ステップパターン40とセンシングピットパターン41
（第10図参照）とを設定しておく（STP1B）。ここで、
ステップパターン40とは制御プログラムのステップを歩
進させるための動作回路をラダープログラムとして設定
したものである。例えば、シーケンスコントローラのス
テップレジスタおよびインタロックレジスタの内容をワ
ークレジスタへ転送する転送ラダー、後述するセンシン
グビットの状態とインタロック条件とを比較する条件比
較ラダー、ステップ歩進のためのステップアップラダ
ー、ステップレジスタの内容が目的のステップとなった
時、指令信号を出力する外部指令出力ラダー、インタロ
ック信号がオンになった時、ステップ指令出力のワーク
レジスタの値にインタロック指令データを書き込むイン
タロックラダー、指令データの入ったワークレジスタの
内容を指令コイルに出力する指令出力ラダーがある。ま
た、センシングビットパターン41とは制御対象からの入
力条件がセットされるアドレスを内部レジスタの連続し
たアドレスに置き換えるプログラムであり、例えば、第
10図に示すように、不連続なアドレスに設定される入出
力条件信号が連続なアドレスのセンシングビットに割り
付けられる。なお、これらのステップパターン40および
センシングビットパターン41は記憶手段16に格納されて
いるが、アクチュエータパターン38の場合と同様に、ラ
ダーエディタ44を用いて設定することも可能である。

そこで、制御設計者は会話入出力手段14を用いてステ
ッププログラム作成モードを選択した後、システムプロ
グラム24のステップエディタ59を用いてキーボード34よ
り第11図に示すステップデータ60を入力する（STP2
B）。すなわち、制御設計者は制御対象の各ユニット毎
にアクチュエータプログラム26の作成時において設定し
たアクチュエータパターン38のパターンファイル名（例
えば、ACT2−２）、アクチュエータの名称、アクチュエ
ータの動作状態を検知するためのLS等のラベル名、前記
アクチュエータを駆動するためのソレノイド等のラベル
名、各アクチュエータのタイムチャート、ステップ歩進
条件、インタロック条件等をグラフィック機能を用いて
第11図に示すように入力していく。

次に、制御プログラム作成装置10の演算部20はシステ
ムプログラム24のステップラダー生成プログラム62に基
づき、先ず、作動パターンテーブルを作成する（STP3
B）。この場合、作動パターンテーブルは第11図に示す
ようにして入力されたステップデータ60を、第12図Ａ乃
至Ｄに示すように、ステップ歩進条件テーブル62a、ス
テップ指令出力テーブル62b、インタロック入力条件テ
ーブル62c、インタロック指令出力テーブル62dおよび外
部出力テーブル（図示せず）として整理したものであ
る。この場合、ステップ歩進条件テーブル62aはステッ
プデータ60におけるアクチュエータの状態が変化する時
のデータを各ラベル毎に整理したものである。また、ス
テップ指令出力テーブル62bはアクチュエータに対して
動作指令を行うためのデータを整理したものである。イ
ンタロック入力条件テーブル62cは後述する論理プログ
ラム30で設定されるインタロック入力条件を整理したも
のである。インタロック指令出力テーブル62dは前記論
理プログラム30に対してインタロック指令を出力するデ
ータを整理したものである。さらに、外部指令出力テー
ブルはアクチュエータの状態を外部に出力するデータを
整理したものであり、第11図のステップデータ60では矢
印で示すSTO216がこれに相当する。

次に、以上のようにして設定された作動パターンテー
ブルのデータに基づきステップ1Bにおいて設定したセン
シングビットパターン41からなるセンシングラダーおよ
び条件レジスタを作成する。この場合、前記センシング
ラダーはステップデータ60が第11図の場合において第10
図に示すように設定される（STP4B）。また、作動パタ
ーンテーブルの内容は予め設定されたステップパターン
40の内部レジスタに設定され、これによってステッププ
ログラム28が完成する（STP5B）。

このようにして作成されたステッププログラム28はア
クチュエータプログラム26の場合と同様に、ラダーコン
パイラ52によってオブジェクトプログラムに変換された
後（STP6B）、インタフェース54を介してシーケンスコ
ントローラ56に転送される（第３図参照）。

次に、第13図に示すフローチャートに基づき論理プロ
グラム30の作成方法について説明する。この場合、制御
設計者は会話入出力手段14を用いて論理プログラム作成
モードを選択する。

そこで、制御設計者は、先ず、第14図に示すように、
ステッププログラム28の作成時において入力したリミッ
トスイッチ等のラベル名とアドレスおよびその内容を示
すコメントとの関係を表すI/Oテーブル66を作成する（S
TP1C）。次に、キーボード34から論理チャートエディタ
69を用いて、第15図に示すように、インタロック等の論
理条件を示す論理チャート68を入力する（STP2C）。こ
こで、論理チャート68を構成する各ブロック70はコメン
トエリア72a、ラベルエリア72b、アドレスエリア72cお
よびラベルで示されるリミットスイッチ等のON/OFFの状
態を示す状態エリア72dから構成される。また、論理チ
ャート68の最上段にはメッセージエリアが設けられる。
さらに、ブロック70の表示されるエリアはコイル出力部
74aと条件設定部74bとから構成される。そして、各ブロ
ック70は画面の上から下に直列に接続される論理積と、
画面の左から右に並列に接続される論理和との組み合わ
せによって表される。なお、各ブロック70を入力する
際、ラベルエリア72bのデータとアドレスエリア72cとの
データとの組み合わせはステップ1Cにおいて設定したI/
Oテーブル66によって決定されるため、入力作業として
はラベルまたはアドレスのいずれか一方のみを入力すれ
ばよい。

次いで、前記のようにして入力された論理チャート68
はシステムプログラム24における論理チャート変換プロ
グラム76によって論理プログラム30に変換される（STP3
C）。この論理プログラム30はラダーコンパイラ52によ
ってオブジェクトプログラムに変換された後（STP4
C）、前述したアクチュエータプログラム26およびステ
ッププログラム28の場合と同様にインタフェース54を介
してシーケンスコントローラ56に転送される。

以上のようにしてシーケンスコントローラ56にはオブ
ジェクトプログラムからなる所望の制御プログラム42が
格納されることになる。なお、アクチュエータプログラ
ム26、ステッププログラム28および論理プログラム30は
上述したように、個々にシーケンスコントローラ56に通
信で転送する代わりに、これらをまとめて一度にシーケ
ンスコントローラ56に転送することも可能である。ま
た、上記３工程（アクチュエータプログラム26の作成、
ステッププログラム28の作成および論理プログラム30の
作成の各工程）では、システムプログラム24を用いて一
旦ソースプログラムを作成してからこれをオブジェクト
に交換しているが、直接オブジェクトを作成することも
可能である。

そこで、シーケンスコントローラ56は前記制御プログ
ラム42に基づいて作業ロボット等の制御対象を駆動制御
する。ここで、制御対象の駆動状態はシーケンスコント
ローラ56およびインタフェース54を介して制御プログラ
ム作成装置10のモニタコントローラ78によりリアルタイ
ムでモニタされる。従って、作業者はCRTディスプレイ3
2において制御対象の動作状態を常時監視することが出
来る。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、制御プログラムをア
クチュエータの動作パターンを記述するアクチュエータ
プログラムと、アクチュエータのステップ動作を記述す
るステッププログラムと、インタロック等の論理条件を
記述する論理プログラムとに分離して作成し、これらの
三つのプログラムからなる制御プログラムに従って制御
対象を駆動制御するようにしている。この場合、前記制
御プログラムは個々に機能分化して作成されるため、各
作成レベルにおける作成効率は極めて高い。従って、シ
ーケンス制御が複雑となる場合であっても、極めて質の
高い制御を行うことが出来る。また、プログラムが機能
分化されているため、デバッグ作業等も容易であり、制
御プログラムの改良、変更、修正も極めて容易となる。
さらに、各プログラムの作成は制御対象の動作仕様書に
沿った状態で行われるため、プログラムの変更等を行っ
た際、その変更個所等が仕様書の変更等に直接反映され
ることになる。この結果、これらのプログラムをリスト
として出力しておけば、常に最新の仕様書としての機能
を得ることも出来る。

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明し
たが、本発明はこの実施態様に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良
並びに設計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る制御プログラム作成方法の概略フ
ローチャート、 第２図は本発明に係る制御プログラム作成方法の一実施
態様が適用される装置の構成ブロック図、 第３図は一実施態様である制御プログラム作成方法の作
成手順説明図、 第４図は一実施態様である制御プログラム作成方法にお
けるアクチュエータプログラムの作成フローチャート、 第５図はアクチュエータプログラムを作成するためのア
クチュエータパターンの説明図、 第６図ＡおよびＢはアクチュエータプログラムを作成す
るための定義パラメータの説明図、 第７図はアクチュエータプログラムの作成の際得られる
アクチュエータリストの説明図、 第８図は一実施態様である制御プログラム作成方法によ
って得られたアクチュエータプログラムの説明図、 第９図は一実施態様である制御プログラム作成方法にお
けるステッププログラムの作成フローチャート、 第10図はステッププログラムを作成するためのセンシン
グビットラダーの説明図、 第11図はステッププログラムを作成するためのステップ
データの説明図、 第12図Ａ乃至Ｄはステッププログラムを作成するための
作動パターンテーブルの説明図、 第13図は一実施態様である制御プログラム作成方法にお
ける論理プログラムの作成フローチャート、 第14図は論理プログラムを作成するためのI/Oテーブル
の説明図、 第15図は論理プログラムを作成するための論理チャート
の説明図である。 10……制御プログラム作成装置 12……本体部、14……会話入出力手段 16、18……記憶手段、20……演算部 22……記憶部 24……システムプログラム 26……アクチュエータプログラム 28……ステッププログラム、30……論理プログラム 38……アクチュエータパターン 39a、39b……定義パラメータ 40……ステップパターン 41……センシングビットパターン 42……制御プログラム 48……アクチュエータリスト 60……ステップデータ 62a……ステップ歩進条件テーブル 62b……ステップ指令出力テーブル 66……I/Oテーブル、68……論理チャート

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】予め設定した基本動作パターンに対して、
   制御対象を構成する各アクチュエータおよび各状態検出
   器の入出力アドレスを設定することによりアクチュエー
   タプログラムを作成する工程と、 前記各アクチュエータのステップ動作を、前記入出力ア
   ドレスに関連させ、ステップ歩進条件、インタロック条
   件等の論理条件名とともにタイムチャートとして設定す
   ることによりステッププログラムを作成する工程と、 前記インタロック条件に係る論理条件を設定することに
   より論理プログラムを作成する工程と、 からなり、前記各工程によって得られた各プログラムに
   より制御プログラムを構成することを特徴とする制御プ
   ログラム作成方法。