JP3018912B2

JP3018912B2 - 検証支援システム

Info

Publication number: JP3018912B2
Application number: JP6190344A
Authority: JP
Inventors: 直樹佐野; 容子滝鼻
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1994-08-12
Filing date: 1994-08-12
Publication date: 2000-03-13
Anticipated expiration: 2015-03-13
Also published as: JPH0854907A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プログラマブル・ロジ
ック・コントローラ（以下、ＰＬＣとする）が実行する
シーケンスプログラムの検証を汎用のエンジニアリング
・ワークステーション（以下、ＥＷＳとする）上で実行
する検証支援システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＰＬＣはシーケンス制御システムに用い
られる代表的なコントローラの１つである。図１７はシ
ーケンス制御システムの基本的構成を示した図である。
図１７で、１は入力部、２は演算制御部、３は出力部、
４は操作表示部である。入力部１は、外部からの情報を
取り込む。外部からの情報としては、リミットスイッ
チ、押釦スイッチ、リレー接点を介して与えられる情報
や、アナログ入力等がある。演算制御部２は、シーケン
スプログラムと情報を記憶するメモリ部２１と、シーケ
ンスプログラムを実行するＣＰＵ部２２とからなる。出
力部３は、演算結果を外部へ出力する。出力された演算
結果は、モータ、ランプ、ソレノイドに与えられたり、
アナログ出力となったりする。操作表示部４は、演算制
御部２へのシーケンスプログラムの入力等を行う。

【０００３】近年、ＰＬＣに本来のシーケンス制御処理
に加え、プロセス制御処理、情報処理、データ処理等も
要求されつつある。これに従って、ＰＬＣは大規模化か
つ複雑化する傾向にあり、その設計作業の効率化がます
ます望まれている。とりわけ、ＰＬＣが大規模化、複雑
化するのに伴って、一般にシーケンスプログラムもステ
ップ数が多く複雑になるため、シーケンスプログラムの
検証効率を改善することはＰＬＣ全体の設計作業の効率
改善に大きく寄与する。

【０００４】図１８は従来におけるシーケンスプログラ
ムの設計作業の基本的な工程を示した図である。工程の
説明における（Ａ１）〜（Ａ８）は図１８のフローチャ
ートのＡ１〜Ａ８の処理にそれぞれ対応する。（Ａ１）最初に、制御対象となるシステムの仕様を検討
する。（Ａ２）次に、入出力機器を何番の入出力ユニットに接
続するかの割付を決める。（Ａ３）その後、タイムチャート等をもとにして例えば
ラダー図を用いてシーケンス回路の設計を行い、制御手
順を具体的に表現する。（Ａ４）シーケンス回路の設計と同時にまたはその後で
内部メモリ、タイマ、カウンタ等の割付を行う。（Ａ５）シーケンス回路が出来上がると、プログラムツ
ールを用いて回路エントリを行い、シーケンス回路をニ
ーモニック（ＰＬＣの機械語）に変換する。回路エント
リの方法としては、ラダー図のシンボルをそのままＣＲ
Ｔ画面上に描く方法と、ＡＮＤ，ＯＲ等の命令語をロジ
ック・シンボルとして直接コーディングする方法とがあ
る。（Ａ６）シーケンスプログラムの作成が終わると、プロ
グラムツールを用いて机上でデバックを行う。（Ａ７）デバック後のプログラムをＰＬＣのメモリ部へ
格納する。（Ａ８）試運転により、作成したシーケンスプログラム
のデバックを行う。正常に動作しない場合は、必要に応
じてシーケンスプログラムの修正または変更を行う。

【０００５】しかし、上述したようにソフトウェアとハ
ードウェアを結合し、実システムを構築した後に試運転
を行いながら本格的にシーケンスプログラムの検証を行
う従来のやりかたでは次の問題点があった。実システムを構築した後にシーケンスプログラムの検
証を行うため、シーケンスプログラムに修正や変更を行
う必要が生じたときは修正や変更が面倒になり、作業効
率が悪い。特に、ＰＬＣの制御が大がかりで複雑な場合
には、シーケンスプログラムの検証を終了するまでに繰
り返して修正や変更が生じやすいため、検証に多大な時
間がかかる。システムの仕様を検討する段階で、ハードウェアによ
る制御とソフトウェアによる制御の役割分担をＰＬＣの
パフォーマンスを含めて定量的に見積もることが難し
い。プログラムの作成が完了し、試運転を開始する段階
になって初めて不都合があることがわかった場合には、
シーケンスプログラムの大幅な変更や修正が避けられ
ず、設計のやり直しをしなければ対応できないこともあ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した問題
点を解決するためになされたものであり、実システムを
構築する前に仮想的なシステムでシーケンスプログラム
の検証を行うことにより、シーケンスプログラムの修正
と変更を効率良く行うことができ、しかもハードウェア
による制御とソフトウェアによる制御の役割分担を定量
的に見積もることができる検証支援システムを実現する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は次のとおりの構
成になった検証支援システムである。（１）ＣＰＵを有する処理制御部、この処理制御部に接
続するキーボード及びマウス、表示を行うＣＲＴ表示装
置及び各種データを格納するディスクより構成され、シ
ーケンス制御システムのＰＬＣを動作させるシーケンス
プログラムを検証対象とし、前記シーケンスプログラム
をハードウェア記述言語で記述されたＰＬＣシーケンス
プログラムに変換する変換手段と、前記ディスクに格納
され、前記変換手段で変換したＰＬＣシーケンスプログ
ラムが書き込まれたＰＬＣシーケンスプログラム用ファ
イルと、前記ディスクに格納され、ハードウェア記述言
語で記述されたファイルになっていて、前記ＰＬＣの機
能を模擬的に実行する実行モデルと、前記ディスクに格
納され、ハードウェア記述言語で記述されたファイルに
なっていて、前記シーケンス制御システムの制御対象の
機能を模擬的に実行する制御対象モデルと、前記ディス
クに格納され、ハードウェア記述言語で記述され、前記
ＰＬＣシーケンスプログラムの検証を行うテストプログ
ラムが書き込まれたテストプログラム用ファイルと、検
証開始時に、前記ディスクから実行モデル、制御対象モ
デル、ＰＬＣシーケンスプログラム用ファイル及びテス
トプログラム用ファイルを入力ファイルとして取り込
み、前記実行モデル、制御対象モデル及びＰＬＣシーケ
ンスプログラム用ファイルから仮想的なシーケンス制御
システムを構成し、前記実行モデルとＰＬＣシーケンス
プログラム用ファイルからなるＰＬＣモデルをＰＬＣシ
ーケンスプログラムで動作させ、ＰＬＣシーケンスプロ
グラムをテストプログラムにより検証するシミュレーシ
ョンを実行する汎用シミュレータと、シミュレーション
の結果を前記ＣＲＴ表示装置の所定の表示領域に表示さ
せる表示制御手段と、前記所定の表示領域上でデバック
を行うデバック手段と、を具備したことを特徴とする検
証支援システム。（２）前記テストプログラム用ファイルには、前記制御
対象モデルを前記ＰＬＣモデルから切り離した状態で検
証を行う第１のテストプログラムと、制御対象モデルを
ＰＬＣモデルに接続した状態で検証を行う第２のテスト
プログラムとが書き込まれていることを特徴とする
（１）記載の検証支援システム。（３）検証の結果、前記ＰＬＣシーケンスプログラムに
修正または変更を行った場合に、修正または変更を行っ
た後のＰＬＣシーケンスプログラムをシーケンスプログ
ラムに逆変換する逆変換手段を具備したことを特徴とす
る（１）記載の検証支援システム。

【０００８】

【作用】このような本発明では、汎用シミュレータは、
検証開始時に、ディスクから実行モデル、制御対象モデ
ル、ＰＬＣシーケンスプログラム用ファイル及びテスト
プログラム用ファイルを入力ファイルとして取り込む。
そして、制御対象モデル及びＰＬＣシーケンスプログラ
ム用ファイルから仮想的なシーケンス制御システムを構
成する。実行モデルとＰＬＣシーケンスプログラム用フ
ァイルからなるＰＬＣモデルをＰＬＣシーケンスプログ
ラムで動作させる。そして、ＰＬＣシーケンスプログラ
ムをテストプログラムにより検証するシミュレーション
を実行する。シミュレーションの結果はＣＲＴ表示装置
の所定の表示領域に表示される。この表示領域上でデバ
ックが行われる。テストプログラム用ファイルには、第
１のテストプログラムと第２のテストプログラムが格納
されている。第１のテストプログラムにより制御対象モ
デルを前記ＰＬＣモデルから切り離した状態で検証を行
う。第２のテストプログラムにより制御対象モデルをＰ
ＬＣモデルに接続した状態で検証を行う。検証の結果、
ＰＬＣシーケンスプログラムに修正または変更を行った
場合は、修正または変更を行った後のＰＬＣシーケンス
プログラムをシーケンスプログラムに逆変換する。

【０００９】

【実施例】以下、図面を用いて本発明を説明する。図１
は本発明の概念図である。図１に示す環境はＥＷＳ上に
提供される。図１で、５はＥＷＳで、仮想システム５１
とテストベンチ５２が搭載されている。仮想システム５
１は、シーケンス制御システムを模擬した仮想的なシス
テムで、ＰＬＣモデル５１１と制御対象モデル５１２と
からなる。ＰＬＣモデル５１１は、ＰＬＣの機能を模擬
的に実行する実行モデル５１３と、ＰＬＣシーケンスプ
ログラムが書き込まれたＰＬＣシーケンスプログラム用
ファイル５１４とからなる。ＰＬＣシーケンスプログラ
ムについては後述する。制御対象モデル５１２は、シー
ケンス制御システムによって制御される制御対象の機能
を模擬的に実行する。テストベンチ５２は、仮想システ
ム５１を検証するためのテストプログラムが書き込まれ
たテストプログラム用ファイル５２１と、デバックを行
うためのマンマシンインタフェース５２２とからなる。
６０はシーケンスプログラムをＰＬＣシーケンスプログ
ラムに変換する変換手段である。シーケンスプログラム
は実物のＰＬＣを動作させるためのプログラムで、ＰＬ
ＣシーケンスプログラムはＰＬＣモデル５１１を動作さ
せるためのプログラムである。ＰＬＣモデル５１１は、
図１７の入力部１、演算制御部２、出力部３からなる部
分に対応する。図１では、ＥＷＳ内に作った仮想システ
ムに対してテストプログラムにより検証を行うことを概
念的に示している。

【００１０】図２は本発明にかかる検証支援システムを
実現するためのハードウェアの構成例を示した図であ
る。このハードウェアの構成例はコンピュータシステム
に設置されるＥＷＳに相当し、ＣＲＴ表示装置７０、キ
ーボード８０、マウス９０、ディスク１００及び処理制
御部１１０から構成される。ＣＲＴ表示装置７０は、図
形、波形、文字等を表示し、キーボード８０は文字、記
号等を入力するためのものである。マウス９０はメニュ
ー、エリア等を指定するためのものである。ディスク１
００には、以下に示す情報等が格納される。シーケンス回路（例えばラダー図）エントリ用ソフト
ウェアシーケンス回路からニーモニックへの変換用ソフトウ
ェアニーモニックからシーケンス回路への逆変換用ソフト
ウェアニーモニックからハードウェア記述言語（以下、ＨＤ
Ｌとする）で記述されたＰＬＣシーケンスプログラムへ
の変換用ソフトウェアＨＤＬで記述されたＰＬＣシーケンスプログラムから
ニーモニックへの逆変換用ソフトウェア汎用シミュレータ用ソフトウェアＨＤＬで記述された実行モデルとＰＬＣシーケンスプ
ログラム用ファイルからなるＰＬＣモデルＨＤＬで記述された制御対象モデルＨＤＬで記述されたテストプログラム処理制御部１１０は、ＣＰＵ１１１を有し、テストプロ
グラムによるシミュレーションを主として実行し、シミ
ュレーションの結果をディスク１００に格納またはＣＲ
Ｔ表示装置７０に表示する。処理制御部１１０には表示
制御手段１１２及びデバック手段１１３が設けられてい
る。表示制御手段１１２は、シミュレーションの結果を
ＣＲＴ表示装置７０の所定の表示領域に表示させる。デ
バック手段１１３は、ＣＲＴ表示装置７０の所定の表示
領域でデバックを行う。

【００１１】図３は図２に示したＥＷＳの機能ブロック
図である。図３で図１と同一のものは同一符号を付け
る。図３で、１２０は検証支援システムである。検証支
援システム１２０は、仮想システム５１、テストプログ
ラム用ファイル５２１、汎用シミュレータ１２１から構
成される。仮想システム５１は、ＰＬＣモデル５１１と
制御対象モデル５１２とからなる。ＰＬＣモデル５１１
は、実行モデル５１３とＰＬＣシーケンスプログラム用
ファイル５１４とからなる。実行モデル５１３は、実物
のＰＬＣ内にあるＣＰＵの機能及び動作タイミング等を
ＨＤＬで記述したファイルである。ＰＬＣシーケンスプ
ログラム用ファイル５１４に格納されたＰＬＣシーケン
スプログラムは以下の命令をＨＤＬで記述したファイル
である。ロード、アンド、オア等の基本命令データ比較、論理算術命令等の応用命令

【００１２】ユーザがシーケンス回路として作成したラ
ダー図は、ディスク１００に格納されたシーケンス回路
からニーモニックへの変換用ソフトウェアにより、一旦
ニーモニックへ変換される。シーケンス回路からニーモ
ニックへの変換用ソフトウェアは、既存のソフトウェア
で従来からユーザに提供されている。さらに、ディスク
１００に格納されたニーモニックからＨＤＬで記述され
たＰＬＣシーケンスプログラムへの変換用ソフトウェア
により、最終的にＰＬＣシーケンスプログラムに変換さ
れる。ＰＬＣシーケンスプログラムでＰＬＣモデル５１
１を動作させた状態でＰＬＣシーケンスプログラムの検
証を行い、検証の結果、修正または変更を施したＰＬＣ
シーケンスプログラムは、ディスク１００に格納された
ＰＬＣシーケンスプログラムからニーモニックへの逆変
換用ソフトウェアにより、ニーモニックに逆変換され
る。さらに、ニーモニックは、ディスク１００に格納さ
れたニーモニックからシーケンス回路への逆変換用ソフ
トウェアにより、シーケンス回路、例えばラダー図に逆
変換される。ニーモニックからシーケンス回路への逆変
換用ソフトウェアは、既存のソフトウェアで従来からユ
ーザに提供されている。１３０はＰＬＣシーケンスプロ
グラムとニーモニックとの間の変換と逆変換を行う変換
／逆変換手段、１４０はニーモニックとシーケンス回路
（ラダー図）との間の変換と逆変換を行う変換／逆変換
手段である。

【００１３】制御対象モデル５１２は、仮想システム５
１によって制御される制御対象の機能及び動作タイミン
グ等をＨＤＬで記述したファイルである。テストプログ
ラム用ファイル５２１に格納されたテストプログラム
は、ＰＬＣシーケンスプログラムの検証を行うためのプ
ログラムで、ＨＤＬで記述されたファイルをなしてい
る。テストプログラムは、制御対象モデル５１２をＰＬ
Ｃモデル５１１から切り離した状態で検証を行う第１の
テストプログラムと、制御対象モデル５１２をＰＬＣモ
デル５１１に接続した状態で検証を行う第２のテストプ
ログラムとからなる。

【００１４】汎用シミュレータ１２１は、シミュレーシ
ョンの実行時に、ＰＬＣモデル５１１、制御対象モデル
５１２、テストプログラム用ファイル５２１を取り込
み、ＰＬＣモデル５１１と制御対象モデル５１２とから
仮想的なシーケンス制御システム５１を構成する。ＰＬ
Ｃモデル５１１をＰＬＣシーケンスプログラムで動作さ
せる。そして、ＰＬＣシーケンスプログラムをテストプ
ログラムにより検証するシミュレーションを実行する。
ＰＬＣモデル５１１、制御対象モデル５１２、テストプ
ログラム用ファイル５２１及び汎用シミュレータ１２１
は、図２のディスク１００に格納されている。ＰＬＣモ
デル５１１、制御対象モデル５１２及びテストプログラ
ムを記述するＨＤＬとしては、例えば、ＶＨＤＬを用い
る。

【００１５】ＨＤＬは、本来はＶＬＳＩ（超ＬＳＩ）を
設計するための言語として開発されたものであるが、現
在はシミュレーション言語、モデリング言語、プログラ
ミング言語、論理合成言語としても広く用いられてい
る。現在、ＩＥＥＥ（米国電気電子技術者協会）で標準
化されたＨＤＬとしてＩＥＥＥ−１０７６のＶＨＤＬ、
ＩＥＥＥ−１３６４のＶｅｒｉｌｏｇ−ＨＤＬがある。

【００１６】従来は、実システムを構築した後にシーケ
ンスプログラムの検証を行っていた。これに対し、本発
明では、ファイルとして記述したＰＬＣモデルと制御対
象モデルによって実システムに対応した仮想的なシステ
ムを構築している。そして、シーケンスプログラムの検
証用ファイルとしてテストプログラムを汎用シミュレー
タに取り込み、ＥＷＳ上でテストプログラムによりシー
ケンスプログラムを検証するシミュレーションを実行す
る。これによって、実システムを構築する前にシーケン
スプログラムを検証する。

【００１７】本発明にかかるシステムの動作を説明す
る。図４に示す塗装機をシーケンス制御する例を挙げて
本発明の動作を説明する。図４で、Ｐは塗装機、Ｗはワ
ーク、ＳＷは起動スイッチ、Ｍはコンベア駆動用モー
タ、Ｓは出口センサである。塗装工程は次の手順で行わ
れる。起動スイッチＳＷを押すと、コンベア駆動用モー
タＭが回転してワークＷが搬送される。搬送され始めて
から３秒後（ワークＷが塗装機Ｐに到着するまでの時
間）に塗装機Ｐが駆動する。塗装時間は６秒である。ワ
ークＷが塗装機Ｐから出てきて出口センサＳに検知され
た時点でコンベア駆動用モータＭと塗装機Ｐを停止させ
る。

【００１８】図５は本発明にかかるシステムの動作手順
を示したフローチャートである。動作の説明における
（Ｂ１）〜（Ｂ２０）は図５のフローチャートのＢ１〜
Ｂ２０の処理にそれぞれ対応する。（Ｂ１）まず初めに、ＰＬＣの実行モデル、制御対象モ
デルのファイルを準備し、ディスク１００に格納する。（Ｂ２）図６は上述した塗装工程における入出力のタイ
ムチャートである。図６に示す塗装工程のタイムチャー
トを参照しながら、入出力及びタイマ等の割り付けを行
い、ラダー図を作成する。図７は入出力とタイマの割り
付けを示した図、図８は作成したラダー図である。図
６、図７及び図８の入出力に割り付けられた５桁コード
は、図４の構成要素に付けられた５桁コードに対応す
る。すなわち、入力（０００００）と（００００１）
は、起動スイッチＳＷと出口センサＳによる入力に対応
し、出力（００１００）と（００１０１）は、コンベア
駆動用モータＭと塗装機Ｐによる出力に対応する。作成
したラダー図のエントリを行い、シーケンスプログラム
を得る。図９にニーモニックによるシーケンスプログラ
ムの一例を示す。ここではアドレス０から７までの８個
の命令からなる。（Ｂ３）次に、図９のニーモニックのシーケンスプログ
ラムからＨＤＬで記述されたＰＬＣシーケンスプログラ
ムに変換する。図１０に変換されたＰＬＣシーケンスプ
ログラムの一例を示す。図９のアドレス０から７までの
各命令は、図１０のＴＬＤ（０，０）からＴＥＮＤ
（７）までのＨＤＬで記述された命令にそれぞれ変換さ
れる。（Ｂ４）続いて、変換されたシーケンスプログラムの検
証を行うためのテストプログラムを作成する。テストプ
ログラムは制御対象モデルをＰＬＣモデルから切り離し
た場合と接続した場合の２通りについて作成されてい
る。制御対象モデルを切り離した状態でのテストプログ
ラムによる検証環境を図１１に示す。図１１に示す検証
環境では、テストプログラムは、主としてＰＬＣモデル
単体としてのＰＬＣシーケンスプログラムの検証を行
う。具体的には、ここでのテストプログラムでは起動ス
イッチ（０００００）、制御対象モデルからの出力セン
サ（００００１）の状態等の外部条件をＰＬＣモデルに
入力し、コンベア駆動（００１００）、塗装機の起動出
力（００１０１）等のＰＬＣモデルからの制御出力、並
びに、ＰＬＣモデル内のタイマ状態（ＴＩＭ０００）等
の内部状態を必要に応じてそれぞれの期待値と照合比較
する。ここでは、テストプログラムが制御対象モデルの
機能も簡易的に担っている。制御対象モデルを切り離し
た状態でのテストプロマグラムの一例を図１３に示す。
ここでは、テストプログラムはｃｈｋ１□からｃｈｋ５
□まで（□は１，２，…）の検証項目毎の５つのサブテ
ストプログラムより構成されている。制御対象モデルを
接続した状態でのテストプログラムによる検証環境を図
１２に示す。図１２に示す検証環境では、テストプログ
ラムは制御対象モデルを含めた仮想システム全体として
のＰＬＣシーケンスプログラムの検証を行う。具体的に
は、ここでのテストプログラムでは、起動スイッチ（０
００００）等の外部条件をＰＬＣモデルに入力し、制御
対象モデルからの出力センサ（００００１）の状態等の
出力結果を期待値とそれぞれ比較照合する。制御対象モ
デルを接続した状態でのテストプログラムの一例を図１
４に示す。ここでは、テストプログラムはｃｈｋ１１か
らｃｈｋ４１までの検証項目毎の４つのサブテストプロ
グラムより構成されている。（Ｂ５）シミュレーションを開始する。（Ｂ６）シミュレーションが起動されると、処理制御部
１１０は、ＰＬＣモデル、制御対象モデル、及び、制御
対象モデルをＰＬＣモデルから切り離した場合のテスト
プログラムと接続した場合のテストプログラムをそれぞ
れディスク１００から読み出し、汎用シミュレータ１２
１に入力する。ここまでの準備作業によりＰＬＣシーケ
ンスプログラムの検証作業が開始可能な状態になる。（Ｂ７）ここで、制御対象モデルをＰＬＣモデルから切
り離した場合と接続した場合に分けて検証を実行する。（Ｂ８）まず先に、制御対象モデルをＰＬＣモデルから
切り離した状態でＰＬＣシーケンスプログラムの検証を
実行する。（Ｂ９）処理演算部１００は、ＣＲＴ画面上にシミュレ
ーション結果として、図１５に示すような信号波形画
面、変数画面、テストプログラム画面、ＰＬＣシーケン
スプログラム画面、コマンド画面等のデバック画面の表
示を行う。信号波形画面は、テストプログラム及びＰＬ
Ｃモデル内の任意箇所の信号波形のタイムチャートの表
示を行う。変数画面は、テストプログラム及びＰＬＣモ
デル内の任意箇所の変数の状態値の表示及び変更を行
う。テストプログラム画面は、現在実行中のテストプロ
グラムの表示並びにブレークポイントの設定と解除を行
う。ＰＬＣシーケンスプログラム画面は、現在実行中の
ＰＬＣシーケンスプログラムの表示並びにブレークポイ
ントの設定と解除を行う。図１５の矢印「→」は現在実
行中のテストプログラムコード及びＰＬＣシーケンスプ
ログラムコードである。コマンド画面はシミュレーショ
ンの起動と停止、テストプログラムにおけるメッセージ
表示の他、テストプログラム及びＰＬＣシーケンスプロ
グラムにおけるブレークポイントの設定と解除、変数の
表示と変更等のために用いられる。図１５に示すデバッ
ク画面の表示は、処理演算部１００の表示制御手段１０
２が行う。検証並びにデバックはこれらのデバック画面
を用いて行われる。（Ｂ１０）検証は主として前述した図１３に示すような
テストプログラムにより行う。テストプログラムを実行
し、ＰＬＣモデルからの制御出力値及び内部状態値と、
期待値との比較照合が行われる。その結果、両者の値が
一致していれば正常のメッセージをコマンド画面に表示
し、次のサブテストプログラムを実行する。一方、両者
の値が不一致であればエラーのメッセージと実際の値及
び期待値をそれぞれ対比してコマンド画面に表示し、シ
ミュレーションを一旦停止させる。図１５に正常の場合
とエラーが発生した場合におけるメッセージの表示例を
示す。エラーが発生した場合には、信号波形表示機能、
変数の表示と変更機能、ＰＬＣシーケンスプログラムコ
ードでのブレークポイントの設定機能等を利用してエラ
ーの解析とエラー原因の究明を行う。変数の表示と変更
は、図１５に示す変数画面から行う他、コマンド画面に
コマンドとともに該当変数名を入力することによっても
行うことができる。例えば、図１５の「ＲＶ（ＴＩＭＥ
Ｒ（０００））」によりタイマ０００の状態値を読むこ
とができ、ＳＶ（ＴＩＭＥＲ（０００、”ＯＦＦ”）に
よりタイマ０００の状態値をＯＮからＯＦＦに強制的に
変更できる。ＰＬＣシーケンスプログラムコードでのブ
レークポイントの設定は図１５に示すＰＬＣシーケンス
プログラム画面の該当行Ｓ１５をマウスでクリックする
ことにより行う。マウスでクリックされた該当行には
「＊」印が付けられる。あるいは、キーボードを使って
該当行に対応するライン番号をコマンドと共にコマンド
画面に入力することによってもブレークポイントを設定
できる。図１５のＢＰ（Ｓ１５）がキーボードからの設
定である。これらデバックに関するものはデバック手段
１１３が行う。（Ｂ１１）〜（Ｂ１２）エラー原因を究明した結果、Ｐ
ＬＣシーケンスプログラムに修正または変更が発生した
場合には、ＰＬＣシーケンスプログラムを修正または変
更し、シミュレーションを再び実行する。ＰＬＣシーケ
ンスプログラム以外に修正または変更がある場合は、該
当箇所を直した後、シミュレーションを再び実行する。
修正または変更がなくなり検証作業が完了するまで上記
の処理（Ｂ１１）〜（Ｂ１２）を繰り返して実行する。（Ｂ１３）〜（Ｂ１８）次に、制御対象モデルをＰＬＣ
モデルから切り離した場合と同様な処理により、制御対
象モデルをＰＬＣモデルに接続した状態でＰＬＣシーケ
ンスプログラムの検証を実行する。（Ｂ１９）修正または変更がなくなり検証作業が完了し
た時点で、修正または変更済みのＰＬＣシーケンスプロ
グラムを逆変換し、実物のＰＬＣにおいて動作するシー
ケンスプログラムのニーモニックを生成する。（Ｂ２０）得られたニーモニックを逆変換し、ラダー図
を生成する。以上によりシーケンスプログラムの検証を
終了する。

【００１９】このように、本発明にかかる検証支援シス
テムは１つのＥＷＳ上で動作し、汎用シミュレータ１２
１がＰＬＣモデル、制御対象モデル、テストプログラム
を入力ファイルの一部として取り込み、テストプログラ
ムの実行結果及び各種デバック機能をＣＲＴ表示装置７
０の画面上に表示することにより、シーケンスプログラ
ムの検証とデバックを行う。

【００２０】なお、実施例ではＰＬＣシーケンスプログ
ラムに修正または変更があった場合に、検証とデバック
の時間を短縮するためにＨＤＬで記述されたＰＬＣシー
ケンスプログラムを直接修正または変更した上で再度シ
ミュレーションを実行している。しかし、これに限らず
元のラダー図を修正または変更し、修正または変更した
ラダー図からニーモニックを生成し、このニーモニック
を再度変換することによりＰＬＣシーケンスプログラム
を生成し直した上でシミュレーションを再度実行しても
よい。

【００２１】また、実施例では１つの制御対象につきＰ
ＬＣ１個を使用するいわゆる単独制御システムを例とし
て、その構成と動作説明を行ったが、図１６に示すよう
な連携動作をする複数の制御対象＃１，＃２に対してそ
れぞれ１個ずつＰＬＣ＃１，＃２を分散して制御を行う
いわゆる分散制御システムに適用してもよい。分散制御
システムでは、分散した制御対象毎に単独運転ができる
等の利点がある一方、分散した制御対象間を連携動作さ
せるために制御信号や情報のやりとりを同期をとって行
う必要があるため、単独制御シスムの場合と比較してそ
のシーケンスプログラムの検証には一般に長い時間がか
かる。しかし、本発明では１つのＥＷＳ上にＰＬＣモデ
ルと制御対象モデルよりなる複数の仮想システムとそれ
ぞれに対応する複数のテストプログラムを用意し、シミ
ュレーションを実行することにより、タイミングを含め
た総合的な検証を効率よく行うことができる。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、ＰＬＣによる実システ
ムを構築する前に、ＰＬＣモデルと制御対象モデルをＨ
ＤＬで記述したファイルによって仮想システムを構築
し、制御対象モデルをＰＬＣモデルから切り離した状態
でのテストプログラムと接続した状態でのテストプログ
ラムを用意し、デバック機能を備えた汎用シミュレータ
を用いてシーケンスプログラムの検証を行っている。こ
れによって、次の効果が得られる。制御対象モデルをＰＬＣモデルから切り離した状態で
のテストプログラムによりＰＬＣ単体としてのシーケン
スプログラムの検証をその検証項目毎に効率よく行うこ
とができる。また、制御対象モデルをＰＬＣモデルと接
続した状態でのテストプログラムによりシーケンス制御
システム全体としてのシーケンスプログラムの検証を効
率よく行うことができる。シーケンスプログラムにエラーがあった場合に、デバ
ック機能によりそのエラー箇所の特定をすばやく行うこ
とができる。シーケンスプログラムの修正または変更が
発生した場合に、元のシーケンスプログラムまで戻って
直すことなく、ＨＤＬで記述されたＰＬＣシーケンスプ
ログラムを直すだけで、デバックを先に進めておき、検
証が終了した段階で修正または変更済みのＰＬＣシーケ
ンスプログラムから実物のＰＬＣ上でも動作するシーケ
ンスプログラムを一括して得るようにしているため、検
証時間を短縮できる。シーケンスプログラムの修正また
は変更に誤りの可能性がある場合にも、テストプログラ
ムを実行するだけで誤りの有無が簡単に判明する。制御対象に対して、ＰＬＣ周辺の入出力機器側でのハ
ードウェアを主に実現するのか、ＰＬＣのシーケンスプ
ログラムでソフトウェアとして主に実現するのかのトレ
ードオフを実システムを作る前に十分に検討できるた
め、最適な役割分担を行うことができる。ＰＬＣシステム全体のパフォーマンスをシミュレーシ
ョンにより実システムを作る前に効率よく正確に見積も
ることができる。

【００２３】以上説明したように本発明によれば、シー
ケンスプログラムの修正と変更を効率良く行うことがで
き、しかもハードウェアによる制御とソフトウェアによ
る制御の役割分担を定量的に見積もることができる検証
支援システムを実現することができる。これによって、
ＰＬＣによるシーケンス制御システムの設計効率の向上
に寄与するところが極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概念図である。

【図２】本発明にかかる検証支援システムを実現するた
めのハードウェアの構成例を示した図である。

【図３】図２に示したＥＷＳの機能ブロック図である。

【図４】本発明にかかる検証支援システムの制御対象と
なる塗装機の構成図である。

【図５】本発明にかかる検証支援システムの動作手順を
示したフローチャートである。

【図６】図４に示す塗装機の塗装工程における入出力の
タイムチャートである。

【図７】図４に示す塗装機の入出力とタイマの割り付け
を示した図である。

【図８】図４に示す塗装機の塗装工程におけるラダー図
である。

【図９】ニーモニックによるシーケンスプログラムの一
例を示した図である。

【図１０】ＰＬＣシーケンスプログラムの一例を示した
図である。

【図１１】制御対象モデルをＰＬＣモデルから切り離し
た状態での検証環境を示した図である。

【図１２】制御対象モデルをＰＬＣモデルと接続した状
態での検証環境を示した図である。

【図１３】制御対象モデルをＰＬＣモデルから切り離し
た状態でのテストプロマグラムの一例を示した図であ
る。

【図１４】制御対象モデルをＰＬＣモデルと接続した状
態でのテストプロマグラムの一例を示した図である。

【図１５】シミュレーション結果の画面例を示した図で
ある。

【図１６】本発明にかかる検証支援システムの他の適用
例を示した図である。

【図１７】シーケンス制御システムの基本的構成を示し
た図である。

【図１８】従来におけるシーケンスプログラムの設計作
業の基本的工程を示した図である。

【符号の説明】

５ＥＷＳ５１仮想システム５１１ＰＬＣモデル５１２制御対象モデル５１３実行モデル５１４ＰＬＣシーケンスプログラム用ファイル５２１テストプログラム用ファイル６０変換手段７０ＣＲＴ表示装置８０キーボード９０マウス１００ディスク１１０処理制御部１１１ＣＰＵ１１２表示制御手段１１３デバック手段１２０検証支援システム１３０，１４０変換／逆変換手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05B 19/048 G05B 23/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ＣＰＵを有する処理制御部、この処理制御
部に接続するキーボード及びマウス、表示を行うＣＲＴ
表示装置及び各種データを格納するディスクより構成さ
れ、シーケンス制御システムのＰＬＣを動作させるシー
ケンスプログラムを検証対象とし、前記シーケンスプログラムをハードウェア記述言語で記
述されたＰＬＣシーケンスプログラムに変換する変換手
段と、前記ディスクに格納され、前記変換手段で変換したＰＬ
Ｃシーケンスプログラムが書き込まれたＰＬＣシーケン
スプログラム用ファイルと、前記ディスクに格納され、ハードウェア記述言語で記述
されたファイルになっていて、前記ＰＬＣの機能を模擬
的に実行する実行モデルと、前記ディスクに格納され、ハードウェア記述言語で記述
されたファイルになっていて、前記シーケンス制御シス
テムの制御対象の機能を模擬的に実行する制御対象モデ
ルと、前記ディスクに格納され、ハードウェア記述言語で記述
され、前記ＰＬＣシーケンスプログラムの検証を行うテ
ストプログラムが書き込まれたテストプログラム用ファ
イルと、検証開始時に、前記ディスクから実行モデル、制御対象
モデル、ＰＬＣシーケンスプログラム用ファイル及びテ
ストプログラム用ファイルを入力ファイルとして取り込
み、前記実行モデル、制御対象モデル及びＰＬＣシーケ
ンスプログラム用ファイルから仮想的なシーケンス制御
システムを構成し、前記実行モデルとＰＬＣシーケンス
プログラム用ファイルからなるＰＬＣモデルをＰＬＣシ
ーケンスプログラムで動作させ、ＰＬＣシーケンスプロ
グラムをテストプログラムにより検証するシミュレーシ
ョンを実行する汎用シミュレータと、シミュレーションの結果を前記ＣＲＴ表示装置の所定の
表示領域に表示させる表示制御手段と、前記所定の表示領域上でデバックを行うデバック手段
と、を具備したことを特徴とする検証支援システム。
【請求項２】前記テストプログラム用ファイルには、前
記制御対象モデルを前記ＰＬＣモデルから切り離した状
態で検証を行う第１のテストプログラムと、制御対象モ
デルをＰＬＣモデルに接続した状態で検証を行う第２の
テストプログラムとが書き込まれていることを特徴とす
る（１）記載の検証支援システム。
【請求項３】検証の結果、前記ＰＬＣシーケンスプロ
グラムに修正または変更を行った場合に、修正または変
更を行った後のＰＬＣシーケンスプログラムをシーケン
スプログラムに逆変換する逆変換手段を具備したことを
特徴とする請求項１記載の検証支援システム。