JP2595082B2 - プログラマブルコントローラの動作状態監視装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、プログラマブルコントローラの動作状態
を監視して、その状態をCRTディスプレイ等の表示部に
表示させるようにしたプログラマブルコントローラの動
作状態監視装置に係り、特にプログラマブルコントロー
ラの動作状態をオンライントレース表示して監視するこ
とが可能なプログラマブルコントローラの動作状態監視
装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、プログラマブルコントローラの動作状態を監視
する装置として、プログラムローダが知られている。こ
のプログラムローダは、プログラマブルコントローラの
サポート機器として、プログラムの作成・編集・書込み
等のプログラム開発機能を有する外、そのプログラムを
プログラマブルコントローラに実行させて動作を確認す
るデバッグ機能と、そのプログラムを機器に組込みプロ
グラマブルコントローラの実際の動作状態をリレー、接
点などのラダーダイヤグラムの形式で表示装置に表示さ
せる所謂オンライントレース機能とを有している。

そして、プログラマブルコントローラの状態監視装置
としては、一般に第４図に示す構成を有している。

すなわち、プログラマブルコントローラ１は、ローダ
インタフェース２を介してプログラムローダ３に接続さ
れている。ここで、プログラマブルコントローラ１は、
中央演算処理装置４、命令・演算データを格納するプロ
グラム記憶部５及び外部の制御対象との入出力部６を備
えており、これらが共通バス７を介して互いに接続され
た構成を有し、プログラム記憶部５に格納されたプログ
ラムの中央演算処理装置４で共通バス７を介して読取り
解読することにより、共通バス７を通じて入出力部６と
の間で、入出力部６に接続される外部の制御対象の動作
に関するデータの授受を行うなどの動作を繰り返し実行
する。ここで、共通バス７は、プログラム記憶部５から
プログラムデータを取出すためのアドレスバスと、その
プログラムの命令コード及び中央処理装置４による演算
結果（入出力部６に接続された制御対象に対する指令デ
ータ等）を伝送するデータバスとで構成されている。

ローダインタフェース２は、PC1の共通バス７及びプ
ログラムローダ３間に接続されており、共通バス４に流
れているアドレス及び命令コード、演算結果等の情報を
取込みプログラムローダ３に転送する。

プログラムローダ３は、ローダインタフェース２から
転送されたデータを第５図に示すラダーダイヤグラムな
どの図形表示情報を形成するローダ制御部８と、このロ
ーダ制御部８から出力される図形表示情報を表示するCR
Tディスプレイ９とを備えている。なお、第５図のラダ
ーダイヤグラムにおいて、接点部、コイル部の動作状態
は、例えばオフ状態のときにハーフトーンで、オン状態
のときにフルトーンで表示される。

そして、オンライントレース機能は、PC1の共通バス
７に流れるアドレス、命令コード、演算結果等の情報を
PC1の動作に合わせてプログラムローダ３へ繰り返し転
送して、そのCRTディスプレイ９に表示させることでPC
の実際の動作状態の監視を行う。ここで、CRTディスプ
レイ９にオンライントレース表示を行うには、中央処
理装置４の実行プログラムにおける任意のアドレス、
入出力部６に接続された制御対象のリレー、接点等の入
出力番号（リレーに対して付した識別番号）、ある特
定の命令などを条件として指定し、PC1がその条件が満
足する処理を実行した時点を中心として、その前後にお
けるPCの動作状態をCRTディスプレイ９の一画面に亘っ
て表示する。

また、一般に、第５図のラダーダイヤグラム等のプロ
グラミングを含む全体の処理構造は、抽象化してPADチ
ャート図の形式で記述すると第６図に示すようになる。
この第６図の記述のように通常のプログラミングへの展
開方法は、処理を大きな項目毎に分割して記述し、その
詳細を関連ある処理毎に一つのまとまりとした単位の、
全体の処理を階層化してプログラムの処理構造を把握し
易くしている。そして、第６図のPADチャート図を同図
の処理名で記述してPCのオブジェクトに変換したときの
並びは第７図に示すようになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来のプログラマブルコントロー
ラの動作状態監視装置にあっては、第７図のチャート図
をオンライントレース表示すると第８図に示すようにな
り、ループ処理では、実行順にその内容が繰り返し表示
され、階層化した処理構造もその詳細処理がトレース表
示されてしまうと共に、プログラム中で使用しているサ
ブルーチンのトレース表示例を示す第９図では、トレー
ス表示の条件としてサブルーチンの名称或いはアドレス
等では、どのプログラムが呼び出されたときの動作トレ
ースであるかを認識することができない。すなわち、プ
ログラミングへの展開で階層毎に大別した処理が、実際
の実行では、その詳細処理までもトレースされてしまう
ことになり、プログラムの階層毎の動作確認ができない
と共に、サブルーチン等の関連処理単位毎のトレース表
示もそのプログラム処理との帰属が不明確となる。

したがって、デバッグ或いは動作監視する上での不備
があり、またトレース表示する上でもループ処理等の繰
り返し表示で、処理の直視性が悪いなどの未解決の課題
があった。

そこで、この発明は、上記従来例の未解決の課題に着
目してなされたものであり、プログラマブルコントロー
ラの命令実行順にオンライントレース表示するときに、
プログラム内の階層毎の表示と繰り返し処理等の表示と
を抑制することにより、プログラム処理構造通りの直視
性の良いトレース表示を行うことができるプログラマブ
ルコントローラの動作状態監視装置を提供することを目
的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、この発明は、命令・演算
データを格納するメモリを有するプログラマブルコント
ローラの動作状態をデータとして読取って一時記憶する
バッファを有するインタフェース部と、該インタフェー
ス部のバッファから出力された読取データを表示する表
示装置とを有するプログラマブルコントローラの動作状
態監視装置において、前記プログラマブルコントローラ
でメモリに記憶されている命令を順次実行するときの命
令のアドレス及び特定命令の実行の何れか１つ又は複数
を指定情報として指定する指定情報設定手段と、該指定
情報設定手段の指定情報とプログラマブルコントローラ
の実行状態の情報との一致を検出する指定情報一致検出
手段と、前記プログラマブルコントローラで実行されて
いるプログラムの階層を計数する階層計数手段と、該階
層計数手段の計数結果と予め設定したプログラム設定階
層数との一致を検出する階層数一致検出手段と、該指定
情報一致検出手段の一致検出信号に基づいて前記バッフ
ァの取込アドレスを記憶するアドレス記憶部と、前記指
定情報一致検出手段及び階層数一致検出手段の検出信号
に基づいて前記バッファに対して読込許可を与える読込
許可制御手段とを備えたことを特徴としている。

〔作用〕

この発明においては、プログラマブルコントローラの
実行によって処理されるループ命令、サブルーチン等の
階層を階層計数手段で計数し、その計数結果と、予め設
定した階層数との一致を階層数一致検出手段で検出し、
その検出結果に基づい読込許可制御手段でバッファに対
する読込を許可するので、トレース表示不要な処理階層
を抑制することができると共に、繰り返し処理等の表示
を抑制することができ、処理階層毎の実行命令のバッフ
ァリングが可能となりプログラム処理構造通りのトレー
ス表示を行うことができる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図であ
る。

図中、１はプログラマブルコントローラであって、こ
れにローダインタフェース２を介してプログラムローダ
３が接続される。

プログラマブルコントローラ（以下、PCと称する）１
は、前述した従来例と同様に、中央演算処理装置４、命
令・演算データを格納するプログラム記憶部５及び外部
の制御対象との入出力部６を備えており、これらが共通
バス７を介して互いに接続された構成を有し、プログラ
ム記憶部５に格納されたプログラムを中央演算処理装置
４で共通バス７を介して読取り解読することにより、共
通バス７を通じて入出力部６との間で、入出力部６に接
続される外部の制御対象の動作に関するデータの授受を
行うなどの動作を繰り返し実行する。ここで、共通バス
７は、プログラム記憶部５からプログラムデータを取出
すためのアドレスバスと、そのプログラムの命令コード
及び中央処理装置４による演算結果（入出力部６に接続
された制御対象に対する指令データ等）を伝送するデー
タバスとで構成されている。

ローダインタフェース２は、PC1の共通バス７及びプ
ログラムローダ３間に接続されており、トレースデータ
の収集を行う。すなわち、ローダインタフェース２は、
共通バス７に接続されたトレースバッファ10と、一方の
入力側が共通バス７に接続され、他方の入力側がプログ
ラムローダ３からの動作状態監視を指定するアドレスデ
ータ、特定の命令データ及び特定のデータの何れか一つ
が指定情報として入力され、この指定情報と共通バス７
内の伝送データとを比較して両者が一致したときに一致
検出信号を出力するアドレス比較部11、命令比較部12及
びデータ比較部13と、PC1の中央処理装置４の動作によ
り共通バス７に送出されるアドレス、命令、データなど
の出力を順次トレースバッファ10に格納するための取込
制御部14と、この取込制御部14に対して取込許可信号を
発する取込許可制御部15と、各比較部11〜13からの一致
検出信号がOR回路16を介して入力されたときに、取込制
御部14でトレースバッファ10に格納する場合の基準とな
るアドレスを記憶する取込アドレス記憶部17とを備えて
いる。

ここで、取込制御部14は、プログラムローダ３からの
取込要求が図示しない経路を介して入力されると、取込
許可制御部15からの取込許可信号が例えば論理値“1"で
あるときに、トレースバッファ10に、共通バス７の出力
データをその容量の半分くらい取込んだところでトレー
スバッファ10のデータの収集即ち格納を停止させる。こ
の処理は、任意のある条件（アドレス、命令等の一致条
件）を指定し、この条件が成立する時点の前後にわたる
データをトレースバッファ10に取込んで格納するための
方策となるもので、トレースバッファ10の取込アドレス
記憶部16に記憶されたアドレスを中心にその前後のデー
タが格納される。

取込許可制御部15は、第２図に示すように、共通バス
７に接続されたループ処理等の反復命令、処理階層の移
行を行うサブルーチンコール命令及び選択命令の判別を
行う命令判断部21と、この命令判断部21で判別された信
号が入力される階層カウンタ22と、プログラムローダ３
のキーボード31から入力されるプログラム階層番号を記
憶するプログラム階層レジスタ23と、階層カウンタ22の
カウント内容とプログラム階層レジスタ23の記憶内容と
を比較し、両者が一致したときに取込許可信号を出力す
る階層比較器24とを備えている。ここで命令判断部21
は、プログラムの始まりを示すものして記述されるPROG
命令が入力されたときに、階層カウンタ22に対してクリ
ア信号を出力する。

また、プログラムローダ３は、ローダインタフェース
２のトレースバッファ10に格納されている命令等のデー
タを例えばラダーダイヤグラム等のプログラム記述に表
示変換するための表示変換部31と、この表示変換部31か
らの表示データを表示するCRTディスプレイ32と、動作
状態の監視条件を設定するキーボード33と、これら表示
変換部31、CRTディスプレイ32及びキーボード33を制御
するローダ制御部34とを備えている。

次に、上記実施例の動作を第３図のPADチャート図を
伴って説明する。今、PC1のプログラム記憶部５に、第
３図に示すような階層構造のプログラムが格納されてい
るものとする。この第３図において、階層“0"〜“2"の
ように細部処理への移行を階層番号で表し、またその処
理の命令位置をプログラムカウンタC1〜C3で示し、第１
図のアドレス比較部11によってトレース表示の表示条件
とすることができる。すなわち、処理階層“0"では、PR
OG命令、ループ処理、選択、サブルーチンコール
及びPROGENDが記述されており、処理階層“1"ではルー
プ処理に対する処理，、選択に対する処理，
及び新たな選択，、並びにサブルーチンコール
に対するサブルーチン処理が記述されており、処理階
層“2"では処理階層“1"における選択，に対する処
理，，が記述されており、後述するようにトレー
ス階層が指定されたときの表示範囲が破線枠で示されて
いる。

そして、PC1の動作状態を監視するには、先ずプログ
ラムローダ３のキーボード33から動作状態を監視するた
めのトレース階層番号と、所望のアドレス，命令，デー
タの何れか一つ又は複数でなる指定情報を入力し、トレ
ース階層番号をローダインタフェース２の取込許可制御
部15に送出すると共に、指定情報をローダインタフェー
ス２の対応するアドレス比較部11,命令比較部12及びデ
ータ比較部13に送出する。

その後、PC1を動作状態として、中央処理装置４によ
ってプログラム記憶部５に格納されたプログラムデータ
を順次読み出しながら、命令に対応する処理を実行す
る。

このように、中央処理装置４でプログラムの実行が開
始されると、共通バス７にプログラムのアドレス、命
令、入出力部６との間で授受されるデータが流れること
になり、これらのデータがローダインタフェース２のト
レースバッファ10、アドレス比較部11、命令比較部12、
データ比較部13及び取込制御部14に入力される。このと
き、アドレス比較部11にプログラムローダ３のキーボー
ド33から所望の監視プログラムに対応するアドレスが格
納され、且つプログラムローダ３のキーボード33からト
レース階層番号“0"を指定し、これが取込許可制御部15
のプログラム階層レジスタ23に格納されているものとす
ると、取込許可制御部15において、PC1で実行するプロ
グラムの最初に記述されているPROG命令が命令判断部21
に入力されたときに、この命令判断部21からクリア信号
が階層カウンタ22に出力されてこの階層カウンタ22が
“0"にクリアされる。このため、下層カウンタ22のカウ
ント内容とプログラム階層レジスタ23に記憶内容とが一
致するので、階層比較器24から例えば論理値“1"の取込
許可信号が出力され、これが取込制御部14に供給される
ので、トレースバッファ10の所定アドレス位置にPROG命
令が格納される。その後、PC1でループ処理が開始さ
れると、その開始時点で命令判断部21からインクリメン
ト信号が出力されて階層カウンタ22のカウント内容が
“1"に変更され、これによって階層比較器24の取込許可
信号が論理値“0"となり、取込制御部14でのトレースバ
ッファ10に対するデータの取込みを中断させる。その
後、ループ処理が終了すると、命令判断部21からデク
リメント信号が出力されて、階層カウンタ22のカウント
内容が“0"にカウントダウンされ、これによって取込許
可制御部14で次の処理即ち選択に対する取込許可信号
を取込制御部14に送出し、この取込制御部14で、トレー
スバッファ10に選択の開始状態を取込み、同時に取込
許可制御部15の階層カウンタ22が“1"にカウントアップ
し、取込制御部14によるトレースバッファ10の取込制御
が中断され、その後選択における処理，が終了し
て、選択，が実行されると、階層カウンタ22がさら
にカウントアップしてカウント内容が“2"となり、取込
制御の中断状態が継続される。そして、選択，の処
理が終了すると、階層カウンタ22のカウント内容が“1"
にカウントダウンし、さらに選択の処理が終了したと
きに、階層カウンタ22のカウント内容が“0"にカウント
ダウンして、次のサブルーチンコール命令をトレース
バッファ10に取込み、サブルーチン処理が開始される
と、階層カウンタ22が“1"にカウントアップされてトレ
ースバッファ10への取込みを中断し、このサブルーチン
処理が終了した時点で、階層カウンタ22が“0"にカウ
ントダウンされ、プログラムの最後に記述されたPROGEN
D命令をトレースバッファ10に取込む。

このように、トレースバッファ10に取込まれたデータ
は、順次ローダプログラム３のローダ制御部34によって
取込アドレス記憶部17に格納されている取込アドレスを
中心とする前後のデータが表示変換部31に読出され、こ
の表示変換部31でラダーダイヤグラム等のプログラム記
述に変換されて、CRTディスプレイ32に表示され、第３
図の処理階層“0"に対応するトレース表示が行われる。

同様に、プログラムローダ３で、処理階層“1"を指定
すると、ローダインタフェース２の階層カウンタ22のカ
ウント内容が“1"となっているときのデータをトレース
バッファ10に取込むことになり、第３図の処理階層“1"
に対応する表示がCRTディスプレイ32に表示される。こ
こで、CRTディスプレイ32での１画面での表示領域には
限界があるので、表示データ量に応じて例えばループ処
理の詳細を表す処理，、選択命令の詳細を表す
処理，、選択，及び選択，が１つの画面に
グループ表示され、サブルーチン処理は他の画面にト
レース表示される。

さらに、処理階層“2"を指定することにより、選択
における選択処理，の詳細を表す処理，，に
対応したトレース表示がCRTディスプレイ32に表示され
る。

したがって、処理階層“0"を選択したときには、各処
理の詳細処理に対応するトレース表示は行われず、ルー
プ処理における繰り返し処理等の表示を抑制することが
でき、また処理階層“1"のサブルーチン処理をトレー
ス表示している状態で、このサブルーチン処理が帰属
するプログラムを確認したいときには、キーボード33で
処理階層“0"を入力し、これを取込許可制御部15のプロ
グラム階層レジスタ23に格納することにより、PC1の次
の繰り返し処理時に、指定アドレスに対応したプログラ
ムの実行時に、処理階層“0"のトレース表示を得ること
ができ、呼出元プログラムとの帰属関係を確実に把握す
ることができる。

このように、処理階層の判断結果をトレースバッファ
10に対するデータ取込許可とすることで、指定階層毎の
トレース表示と繰り返し処理等の表示の抑制を行うこと
ができ、しかもサブルーチン等の表示も処理階層を指定
することで、呼出元プログラムとの帰属関係を明確に把
握することができる。

さらに、プログラムカウンタC1〜C3を選択することに
より、ループ処理命令、選択命令等の命令のみのトレー
ス表示や特定の入出力データのみのトレース表示を行う
ことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、PCの実際の
動作状態をプログラムローダ等の動作監視装置でトレー
ス表示する場合に、監視プログラムのアドレス、命令コ
ード、入出力番号等の何れか１つ又は複数の指定情報と
して設定すると共に、前記指定情報の範囲内で反復命
令、選択命令、サブルーチンコール命令等の処理階層を
設定することにより、監視プログラム内の階層を選別し
てトレース表示することが可能となって、繰り返し処理
等の表示を抑制することができるので、プログラム処理
構造通りの直視の良い動作状態監視を行うことができる
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は取込許可制御部の具体的構成を示すブロック図、第３
図は処理階層毎のトレース表示例を示す説明図、第４図
は従来例を示すブロック図、第５図はラダーダイヤグラ
ムの表示例を示す説明図、第６図はプログラマブルコン
トローラに格納されるプログラムの構造を示すPADチャ
ート図、第７図は第３図のプログラム構造をオブジェク
ト化した説明図、第８図は第４図のオブジェクトを実際
にプログラマブルコントローラで動作させたときのトレ
ース表示例を示す説明図、第９図はサブルーチン処理時
のトレース表示を示す説明図である。 図中、１はプログラマブルコントローラ、２はローダイ
ンタフェース、３はプログラムローダ、４は中央演算処
理装置、５はプログラム記憶部、６は入出力部、７は共
通バス、10はトレースバッファ、11はアドレス比較部、
12は命令比較部、13はデータ比較部、14は取込制御部、
15は取込許可制御部、21は命令判断部、22は階層カウン
タ、23はプログラム階層レジスタ、24は階層比較器、31
は表示変換部、32はCRTディスプレイ、33はキーボー
ド、34はローダ制御部である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】命令・演算データを格納するメモリを有す
   るプログラマブルコントローラの動作状態をデータとし
   て読取って一時記憶するバッファを有するインタフェー
   ス部と、該インタフェース部のバッファから出力された
   読取データを表示する表示装置とを有するプログラマブ
   ルコントローラの動作状態監視装置において、前記プロ
   グラマブルコントローラでメモリに記憶されている命令
   を順次実行するときの命令のアドレス及び特定命令の実
   行の何れか１つ又は複数を指定情報として指定する指定
   情報設定手段と、該指定情報設定手段の指定情報とプロ
   グラマブルコントローラの実行状態の情報との一致を検
   出する指定情報一致検出手段と、前記プログラマブルコ
   ントローラで実行されているプログラムの階層を計数す
   る階層計数手段と、該階層計数手段の計数結果と予め設
   定したプログラム設定階層数との一致を検出する階層数
   一致検出手段と、該指定情報一致検出手段の一致検出信
   号に基づいて前記バッファの取込アドレスを記憶するア
   ドレス記憶部と、前記指定情報一致検出手段及び階層数
   一致検出手段の検出信号に基づいて前記バッファに対し
   て読込許可を与える読込許可制御手段とを備えたことを
   特徴とするプログラマブルコントローラの動作状態監視
   装置。