JP3100817B2

JP3100817B2 - 制御プログラム設計支援装置

Info

Publication number: JP3100817B2
Application number: JP05310888A
Authority: JP
Inventors: 田中　　誠; 欣也荻野; 哲男山崎
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1993-12-10
Filing date: 1993-12-10
Publication date: 2000-10-23
Anticipated expiration: 2015-10-23
Also published as: US5787282A; JPH07160191A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ポンプや弁などの機
械等を制御するための制御プログラムを作成する制御プ
ログラム設計支援装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２６は従来の制御プログラム設計支援
装置を示す構成図であり、図において、１はプログラム
部品の編集指令を入力する入力装置、２は入力装置１に
より入力された編集指令をプログラム情報管理装置４に
送信する入力装置インターフェース、３はＳＦＣ（シー
ケンスフローチャート）の各モジュールレベルのプログ
ラム部品を記憶する記憶装置、４は入力装置１により入
力された編集指令にしたがって記憶装置３に記憶されて
いるプログラム部品の結合等を行い、制御プログラムを
作成するプログラム情報管理装置、５は表示装置インタ
ーフェース、６は表示装置である。

【０００３】また、７はプログラム情報管理装置４によ
り作成された制御プログラムを実行形式のプログラムに
変換する実行型プログラム変換装置、８は実行型プログ
ラム変換装置７により変換された実行形式のプログラム
を実行するプログラマブルコントローラ（プログラム実
行手段）、９はプログラマブルコントローラ８により制
御される制御対象である。

【０００４】次に動作について説明する。まず、プログ
ラム設計者は、入力装置１を操作することによって、記
憶装置３に記憶されているプログラム部品のメニューを
表示装置６に表示させる。ここで、プログラム設計者は
必要とするプログラム部品を入力装置１によって選択す
るとともに、選択した各プログラム部品の結合関係等を
指示する。これにより、プログラム情報管理装置４が入
力装置１の指示にしたがって選択されたプログラム部品
を記憶装置３から読み出して結合処理等を行い、制御プ
ログラムを作成する。

【０００５】そして、作成された制御プログラムは、実
行型プログラム変換装置７が実行形式に変換し、プログ
ラムコントローラ８が実行形式のプログラムを実行して
制御対象９を制御する。

【０００６】このように、本装置では、ＳＦＣの各モジ
ュールレベルのプログラム部品を結合等してプログラム
を作成するものであるが、ＳＦＣのモジュールは状態と
して完全に終了しなければモジュールを独立分離するこ
とができないという特徴を有しているので、例えば図２
７のように、ポンプＡの起動・停止が完全に終了してか
らポンプＢの起動・停止が行われるような場合には、ポ
ンプＡの起動・停止とポンプＢの起動・停止をそれぞれ
１つのモジュール（モジュールＡ、モジュールＢ）とし
て扱うことができ、モジュールＡ，Ｂのプログラム部品
を結合すれば制御プログラムを作成することができる。

【０００７】ところが、例えば図２８のように、ポンプ
Ａの起動・停止が完全に終了する前に、ポンプＢが起動
され、ポンプＡ，Ｂの起動・停止条件が相互に作用しあ
っているような場合、図２７のように、ポンプの起動・
停止を１つのモジュールとすることができず、ポンプ
Ａ，Ｂの起動、停止をそれぞれ１つのモジュールとして
扱わなければならない。従って、図２８の場合、４つの
モジュールのプログラム部品を結合しなければ制御プロ
グラムを作成することができず、モジュールの再利用性
が低下する。

【０００８】なお、上記従来例の他に、ＳＦＣを用いて
制御プログラムを作成するものとして、特開平５−２２
４７０６号公報に示すものがある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の制御プログラム
設計支援装置は以上のように構成されているので、例え
ば２つの制御対象の制御条件が相互に関わり合っている
ような場合、当該制御対象固有の制御内容がプログラム
部品として登録されていても（例えば、図２７のモジュ
ールＡ，Ｂ）当該制御対象固有の制御内容を１つのモジ
ュールとして扱うことができず、モジュール（プログラ
ム部品）の再利用性が低下し、プログラムの作成が複雑
になるなどの問題点があった。

【００１０】請求項１の発明は上記のような問題点を解
消するためになされたもので、２つの制御対象の制御条
件が相互に関わり合っているような場合でも、当該制御
対象固有の制御内容を１つのモジュールとして扱うこと
ができる制御プログラム設計支援装置を得ることを目的
とする。それと同時に更に、作成されたプログラムの制
御ロジックを検証することができる制御プログラム設計
支援装置を得ることを目的とする。

【００１１】請求項２の発明は、作成されたプログラム
の制御ロジックの検証結果をタイムチャートで表現する
ことができる制御プログラム設計支援装置を得ることを
目的とする。

【００１２】請求項３の発明は、作成されたプログラム
の制御ロジックの検証結果を複時間軸座標平面上の点で
表現することができる制御プログラム設計支援装置を得
ることを目的とする。

【００１３】請求項４の発明は、制御対象の動作状態の
変化を確認することができる制御プログラム設計支援装
置を得ることを目的とする。

【００１４】請求項５の発明は、２つの制御対象の制御
条件が相互に関わり合っているような場合でも、当該制
御対象固有の制御内容を１つのモジュールとして扱うこ
とができる制御プログラム設計支援装置を得ることを目
的とする。また、それと同時に、登録されていない新た
なプログラム部品を作成することができる制御プログラ
ム設計支援装置を得ることを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る制
御プログラム設計支援装置は、選択手段により選択され
た検索情報に基づいて各制御対象を制御する制御内容を
実現するプログラム部品を検索するとともに、各制御対
象ごとに他の制御対象の制御に影響を与えることのない
当該制御対象固有の制御内容を実現するプログラム部品
を検索する一方、その検索された各プログラム部品を階
層的に結合するようにし、更に、プログラム部品結合手
段により結合されたプログラム部品に基づいて該プログ
ラム部品が実現する制御内容の論理を認識することによ
りその論理を構成する論理演算子の論理的な接続関係を
認識し、その論理的な接続関係に基づいて各論理演算子
の動作時間を評価するようにしたものである。

【００１６】請求項２の発明に係る制御プログラム設計
支援装置は、タイミング評価手段の評価結果をタイムチ
ャートを用いて表示するようにしたものである。

【００１７】請求項３の発明に係る制御プログラム設計
支援装置は、タイミング評価手段の評価結果を、動作開
始時刻と動作終了時刻を表す２つの時間軸からなる複時
間軸座標平面上の点として表示するようにしたものであ
る。

【００１８】請求項４の発明に係る制御プログラム設計
支援装置は、タイミング評価手段の評価結果に基づいて
各制御対象に係る動作の開始及び停止の時刻を認識し、
その時刻にしたがって各制御対象の状態の遷移を表示す
るようにしたものである。

【００１９】請求項５の発明に係る制御プログラム設計
支援装置は、選択手段により選択された検索情報に基づ
いて各制御対象を制御する制御内容を実現するプログラ
ム部品を検索するとともに、各制御対象ごとに他の制御
対象の制御に影響を与えることのない当該制御対象固有
の制御内容を実現するプログラム部品を検索する一方、
その検索された各プログラム部品を階層的に結合するよ
うにし、更に、複時間軸座標平面入力手段により入力さ
れた複時間軸座標平面上の点に基づいてプログラム部品
を作成するようにしたものである。

【００２０】

【作用】請求項１の発明における制御プログラム設計支
援装置は、各制御対象を制御する制御内容を実現するプ
ログラム部品と別個に各制御対象ごとに、他の制御対象
の制御に影響を与えることのない当該制御対象固有の制
御内容を実現するプログラム部品を検索するプログラム
部品管理手段と、検索された各プログラム部品を階層的
に結合するプログラム部品結合手段とを設けたことによ
り、プログラム部品の再利用性が高くなり、プログラム
の作成等が容易になる。また、それと同時に、プログラ
ム部品結合手段により結合されたプログラム部品に基づ
いて該プログラム部品が実現する制御内容の論理を認識
することによりその論理を構成する論理演算子の論理的
な接続関係を認識し、その論理的な接続関係に基づいて
各論理演算子の動作時間を評価するタイミング評価手段
を設けたことにより、作成されたプログラムの制御ロジ
ックを検証できるようになる。

【００２１】請求項２の発明における制御プログラム設
計支援装置は、タイミング評価手段の評価結果をタイム
チャートを用いて表示するタイムチャート表示手段を設
けたことにより、作成されたプログラムの制御ロジック
の検証結果をタイムチャートで表現できるようになる。

【００２２】請求項３の発明における制御プログラム設
計支援装置は、タイミング評価手段の評価結果を、動作
開始時刻と動作終了時刻を表す２つの時間軸からなる複
時間軸座標平面上の点として表示する複時間軸座標平面
表示手段を設けたことにより、作成されたプログラムの
制御ロジックの検証結果を複時間軸座標平面上の点で表
示できるようになる。

【００２３】請求項４の発明における制御プログラム設
計支援装置は、タイミング評価手段の評価結果に基づい
て各制御対象における動作の開始及び停止の時刻を認識
し、その時刻にしたがって各制御対象の動作状態を表示
する動作状態表示手段を設けたことにより、制御対象の
動作状態の変化をデバッグすることができるようにな
る。

【００２４】請求項５の発明における制御プログラム設
計支援装置は、各制御対象を制御する制御内容を実現す
るプログラム部品と別個に各制御対象ごとに、他の制御
対象の制御に影響を与えることのない当該制御対象固有
の制御内容を実現するプログラム部品を検索するプログ
ラム部品管理手段と、検索された各プログラム部品を階
層的に結合するプログラム部品結合手段とを設けたこと
により、プログラム部品の再利用性が高くなり、プログ
ラムの作成等が容易になる。また、それと同時に、複時
間軸座標平面入力手段により入力された複時間軸座標平
面上の点に基づいてプログラム部品を作成するプログラ
ム作成手段を設けたことにより、登録されていない新た
なプログラム部品を作成することができるようになる。

【００２５】

【実施例】実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明する。図１
はこの発明の一実施例による制御プログラム設計支援装
置を示す構成図であり、図において、従来のものと同一
符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
１１はプログラム情報管理装置１５を直接的に操作する
コマンドを入力するコマンド入力装置、１２はプログラ
ム情報管理装置１５を直接的に操作するコマンドを入力
するのではなく、要求仕様レベルの情報（例えば、”優
先制御”、”スイッチの種類”）を入力する情報入力装
置である。なお、コマンド入力装置１１及び情報入力装
置１２から選択手段が構成され、当該選択手段は、少な
くとも１つ以上の制御対象９を選択するとともに、各制
御対象９を制御する制御内容を特定するための検索情報
を選択する。

【００２６】１３はプログラム部品を記憶する記憶装
置、１４はコマンド入力装置１１または情報入力装置１
２により選択された検索情報に基づいて各制御対象を制
御する制御内容を実現するプログラム部品を記憶装置１
３から検索するとともに、各制御対象９ごとに他の制御
対象９の制御に影響を与えることのない当該制御対象固
有の制御内容を実現するプログラム部品を記憶装置１３
から検索するプログラム部品管理装置（プログラム部品
管理手段）、１５はプログラム部品管理装置１４により
検索された各プログラム部品を階層的に結合するプログ
ラム情報管理装置（プログラム部品結合手段）、１６は
プログラム情報管理装置１５により結合されたプログラ
ム部品を実行レベルのテキストプログラムに変換するプ
ログラム変換装置（プログラム変換手段）である。

【００２７】１７はプログラム部品管理装置１４により
検索されたプログラム部品の制御内容を論理図として表
示するとともに、その制御内容の修正要求を受け付け、
修正要求があればその修正要求にしたがってその制御内
容を修正する編集装置（編集手段）、１８は設計情報を
記憶する記憶装置である。

【００２８】１９はタイミング評価装置２０に対して評
価条件を入力するタイムチャート入力装置、２０はプロ
グラム情報管理装置１５によって結合されたプログラム
部品にもとづいて該プログラム部品が実現する制御内容
の論理を認識することによりその論理を構成する論理演
算子等の論理的な接続関係を認識し、その論理的な接続
関係に基づいて各論理演算子等の出力信号についての動
作時間を評価するタイミング評価装置（タイミング評価
手段）、２１はタイミング評価装置２０の評価結果をタ
イムチャートを用いて表示するタイムチャート表示装置
（タイムチャート表示手段）２１である。

【００２９】２２は制御対象９の開始時刻と停止時刻を
複時間軸座標平面上の点として入力する複時間軸座標平
面入力装置（複時間軸座標平面入力手段）、２３はタイ
ミング評価装置２０の評価結果を、動作開始時刻と動作
終了時刻を表す２つの時間軸からなる複時間軸座標平面
上の点として表示する複時間軸座標平面表示装置（複時
間軸座標平面表示手段）、２４は複時間軸座標平面入力
装置２２により入力された複時間軸座標平面上の点に基
づいてプログラム部品を作成するプログラム部品作成装
置（プログラム部品作成手段）である。

【００３０】２５はタイミング評価装置２０の評価結果
に基づいて各制御対象における動作の開始及び停止の時
刻を認識する動作状態認識装置、２６は動作状態認識装
置２５が認識した時刻にしたがって各制御対象の動作状
態の遷移を表示する動作状態表示装置であり、動作状態
認識装置２５及び動作状態表示装置２６から動作状態表
示手段が構成されている。

【００３１】次に動作について説明する。因に、図２は
この発明の一実施例による制御プログラム設計支援装置
の動作を示すフローチャートである。まず、当該設計支
援装置（以下、制御プログラム設計支援装置を設計支援
装置という）を起動すると（ステップＳＴ１）、表示装
置６を介して、新規のプログラム設計を行うのか、ある
いは、途中まで行って中断していたプログラム設計を再
開するのかを尋ねてくるが（ステップＳＴ２）、この例
では、プログラム設計者は新規のプログラム設計を行う
旨を情報入力装置１２から入力したとする。

【００３２】これにより、当該設計支援装置が、プログ
ラム設計の対象である制御対象９を選択するように促し
てくるので、情報入力装置１２によって制御対象９を選
択する（ステップＳＴ３）。即ち、情報入力装置１２
に、図３のようなメニュー画面が表示されるので、制御
対象９を示すシンボルをクリックすることにより選択す
る。以下、この実施例では、ポンプ２台と弁２台を選択
したものとして説明する。なお、制御対象９を選択する
と、表示装置６には、選択した制御対象９（ポンプ２台
と弁２台）が図４のように表示される。因に、図４に
は、上からポンプ、弁、ポンプ、弁の順番で表示されて
いるが、この順番は、上記メニュー画面で選択した順番
に対応している。また、制御対象９のシンボルの左横に
ある３５は選択した制御対象９についてデフォルトで用
意されていたプログラム部品モジュールを示すものであ
り、図４では結合関係を設定する前の初期状態として、
ポンプ３１、弁３２、ポンプ３３、弁３４が１つのモジ
ュールの下に構成されていることを示している。

【００３３】このように、制御対象９の選択を終了する
と、当該設計支援装置は、次の作業項目を選択するよう
に促してくるので（ステップＳＴ５）、ここではプログ
ラム設計者が上記結合関係の設定（モジュールの操作）
を選択したとする（ステップＳＴ７）。選択した制御対
象９の結合関係の設定は、図４の画面の”編集”という
コマンドを操作することによって設定することができ
る。即ち、図示はしないが、当該”編集”コマンドを操
作すると、デフォルトでシステムが用意したプログラム
部品モジュール３５を任意に区分することができるの
で、その区分によってモジュールの構成を設定する。因
に、図５の例では、デフォルトでシステムが用意したプ
ログラム部品モジュール３５のかわりに、３つの階層的
に結合したデフォルトで指定されたプログラム部品モジ
ュールで再構成されており、この場合、デフォルトで用
意されたプログラム部品モジュール３５ｂ，３５ｃはポ
ンプ３１と弁３２及びポンプ３３と弁３４をそれぞれ１
つの制御対象（モジュール）として扱う旨の設定であ
り、また、デフォルト３５ａはさらにデフォルト３５
ｂ，３５ｃをそれぞれ１つの制御対象として扱う旨の設
定である。従って、この例では、モジュール構成が３層
の階層からなされていることになる。なお、各階層のモ
ジュールは、それぞれが制御内容を示すものである一
方、上位のモジュールから下位のモジュールを見ると、
下位のモジュールは制御の対象と見ることができる。

【００３４】これにより、モジュールの操作を終了する
が、図６はこのモジュールの操作を具体的に示したフロ
ーチャートであるので、図６の内容を簡単に説明する。
即ち、操作の対象となるモジュール等を指定した後（ス
テップＳＴ２２）、操作内容を指定する（ステップＳＴ
２３）。操作内容としては下記に示すものがある（ステ
ップＳＴ２５〜３１）。

【００３５】・削除・・・・・指定されたモジュール
を、階層的に結合されたプログラム部品から削除する操
作・接続・・・・・任意のモジュールの内側インターフェ
ースと、任意のモジュールの外側インターフェースの接
続を行う操作（内側インターフェース及び外側インター
フェースについては後述する）・切断・・・・・内側インターフェースと外側インター
フェースによって接続されているモジュール間を切断す
る操作・コピー・・・・指定されたモジュールを一時的に所定
の領域に複写する操作・ペースト・・・上記所定の領域に記憶されているモジ
ュールを作業領域に複写する操作・グループ化・・同じ階層にある複数のモジュールを１
つのモジュールで表すためにその複数のモジュールの上
位に共通のモジュールを挿入する操作（例えば、デフォ
ルト３５ｂとデフォルト３５ｃの上位にデフォルト３５
ａを作成する操作）・解除・・・・・指定したモジュールを削除し、その下
位にあるモジュールを上位のモジュールに接続する操作

【００３６】このように、操作モジュールの操作を終了
すると、当該設計支援装置は、次の作業項目を選択する
ように促してくるので（ステップＳＴ５）、ここでは各
層のモジュールの制御内容を特定するため、プログラム
設計者がプログラム部品の検索を選択したとする（ステ
ップＳＴ８）。因に、図８はプログラム部品の検索の動
作を示すフローチャートである。

【００３７】まず、この例のモジュール構成は、図５に
示すようになっているので、順次制御内容を特定するモ
ジュールの３５ａ〜３５ｃを選択し、各モジュールのプ
ログラム部品を検索するのであるが、例えば、３５ａの
モジュールのプログラム部品を検索する場合、３５ａを
クリックすることにより、制御内容を特定する属性設定
ウインド３６ａ〜３６ｄが順次表示されるので（属性設
定ウインド３６ａ〜３６ｄのうち、属性設定ウインド３
６ａが最上位の属性設定ウインドであり、上位の属性設
定ウインドの属性設定終了後に、１つ下位の属性設定ウ
インドが順次表示されるようになっている）、属性を順
次選択して制御内容を特定する。

【００３８】このように属性の設定によって制御内容が
特定されるが、この設定した属性がプログラム部品を選
択するための検索情報となる（ステップＳＴ４２）。な
お、この例では、”部品検索キー情報指定”、”主動作
設計”、”並列動作”、”選択動作”を選択しているの
で、ポンプ３１と弁３２及びポンプ３３と弁３４をそれ
ぞれ１つの制御対象としたとき、２つの制御対象を並列
接続し、かつ、一方の制御対象を予備機として選択的に
使用することを制御内容としている（図７の論理回路４
４を参照）。そして、プログラム部品管理装置１４が上
記検索情報に基づいて、記憶装置１３に記憶されている
プログラム部品の内からモジュール３５ａのプログラム
部品を検索する（ステップＳＴ４３）。

【００３９】また、デフォルトに指定された３５ｂ，３
５ｃのモジュールの制御内容の特定も、デフォルトに指
定された３５ａの場合と同様に、デフォルトに指定され
た３５ｂまたは３５ｃをクリックすることにより、属性
設定ウインドを表示して（図示せず）、順次属性を選択
し、制御内容を特定する。この例では、ポンプ３１の出
力側に弁３２を配置し、運転開始の際はポンプ３１を運
転した後、弁３２の開動作するように設定し、一方、運
転停止の際は弁３２を閉じた後、ポンプ３１を停止する
ように設定したものとする（図７の論理回路４３を参
照）。なお、ポンプ３３と弁３４の制御内容についても
同様である。そして、プログラム部品管理装置１４が上
記検索情報に基づいて、記憶装置１３に記憶されている
プログラム部品の内からモジュール３５ｂ，３５ｃのプ
ログラム部品を検索する（ステップＳＴ４３）。

【００４０】なお、ポンプ３１，３３及び弁３２，３４
の固有の制御内容（例えば、ポンプであれば、ポンプ独
自の制御内容であって、ポンプの制御内容は弁の開閉状
態を条件とせず、また、ポンプの制御によって弁の制御
に影響を与えないレベルの論理回路で記述されている
（図７の４２参照））についても、プログラム部品とし
て記憶装置１３に記憶されているので、各制御対象の名
称に基づいて、当該制御対象固有の制御内容を実現する
プログラム部品を検索する。なお、この例では、ポンプ
３１とポンプ３３及び弁３２と弁３４はそれぞれ同じ制
御内容であるとする。

【００４１】そして、このように、プログラム部品の検
索が終了すると、検索された各プログラム部品をプログ
ラム情報管理装置１５が図５のモジュール構成に基づい
て階層的に結合し、制御プログラムのプログラム部品を
完成させる。具体的には、図７の論理回路４４において
矢印で示されている部分に論理回路４３が挿入され、さ
らに、論理回路４３において矢印で示されている部分に
論理回路４１と論理回路４２が挿入されるようにプログ
ラム部品を完成させる。

【００４２】なお、図７の論理回路（モジュール）の構
成はすべて図９に示すような構成になっている。即ち、
５１ａ〜５１ｄはモジュール５０の外側インターフェー
ス、５１ｅ〜５１ｈはモジュール５０の内側インターフ
ェース、５２はモジュール５０の制御対象である１つ下
位のモジュール（図９が図７の論理回路４４を示すとす
れば、図７の論理回路４３が該当）、５３ａ〜５３ｄは
モジュール５２の外側インターフェース、５４はモジュ
ール５０の制御内容が記載されるエリアであり、当該制
御内容によってモジュール５０の内側インターフェース
５１ｅ〜５１ｈとモジュール５２の外側インターフェー
ス５３ａ〜５３ｄが接続され、その結果、モジュール５
０とモジュール５２が階層的に結合される。また、５５
はモジュール５０の運転条件を記載するエリアである。

【００４３】このように、プログラム部品の結合が終了
すると、当該設計支援装置は、次の作業項目を選択する
ように促してくるので（ステップＳＴ５）、ここでは階
層的に結合されたプログラム部品に基づいて、該プログ
ラム部品が実現する制御内容を構成する制御対象の動作
時間を評価するため、プログラム設計者がタイミングの
評価を選択したとする（ステップＳＴ１３）。因に、図
１０はタイミング評価の動作を示すフローチャートであ
る。

【００４４】まず、タイミング評価を行うに際し、評価
するプログラムの範囲、即ちどのプログラム部品につい
てタイミング評価を行うのかを設定したのち（ステップ
ＳＴ５２）、タイミング評価に必要な評価条件（例え
ば、評価対象のプログラム部品の起動時間及び停止時間
などの条件）を複時間軸座標平面入力装置２２ないしタ
イムチャート入力装置１９から入力する（ステップＳＴ
５３）

【００４５】次に、タイミング評価装置２０が実際にタ
イミング評価を行うが（ステップＳＴ５４）、当該タイ
ミング評価は、評価対象のプログラム部品に基づいて該
プログラム部品が実現する制御内容の論理（例えば、図
７のような論理）を認識することによりその論理を構成
する論理演算子及び制御対象の論理的な接続関係を認識
し、その論理的な接続関係に基づいて各論理演算子の演
算結果の動作時間及び制御対象の動作時間を評価する。

【００４６】即ち、図７にも記載してあるように、プロ
グラム部品の制御内容はＡＮＤ演算子（図１１参照）や
ＯＲ演算子（図１２参照）やＮＯＴ演算子（図２９参
照）や制御対象の組み合わせからなるので（注、ＸＯＲ
演算子等もＡＮＤ演算子とＯＲ演算子で表現することが
できる）、タイミング評価装置２０は各論理演算子やモ
ジュール内の制御対象における端子の信号状態を各論理
演算子の論理やモジュール内の制御対象に設定された出
力端子の信号の、信号命令に対する遅れ時間に基づいて
認識することにより、各論理演算子及びモジュール内の
制御対象の動作時間を評価する。

【００４７】一方、プログラム設計者は、タイミング評
価装置２０が各論理演算子における端子の信号状態を複
時間軸座標平面表示装置２３の複時間軸座標平面ないし
タイムチャート表示装置２１に表示するので（ステップ
ＳＴ５５）、論理演算子の出力及び制御対象の動作時間
を評価することができる。ここで、複時間軸座標平面と
は、動作開始時刻を横軸にとり、動作停止時刻を縦軸に
とる平面であり、この複時間軸座標平面は、時間的に途
切れのない１つの事象を平面上の１つの点で表現し、各
点の位置関係により複数の事象間の時間的包含関係を表
現することができるという特徴を有している。例えば、
制御内容が図１３に示すように、２つのＡＮＤ演算子６
１，６２とＯＲ演算子６３から構成されている場合、Ａ
ＮＤ演算子６１の入力端子６１ａ，６１ｂ及びＡＮＤ演
算子６２の入力端子６２ａ，６２ｂの信号状態が下記の
ように決定されていれば、ＡＮＤ演算子６１，６２及び
ＯＲ演算子６３における端子の信号状態は図１４に示す
ように決定されるので、ＡＮＤ演算子６１，６２及びＯ
Ｒ演算子６３の動作時間を評価することができる。・入力端子６１ａ・・・時刻３から時刻１０までＯＮ・入力端子６１ｂ・・・時刻５から時刻１３までＯＮ・入力端子６２ａ・・・時刻４から時刻１１までＯＮ・入力端子６２ｂ・・・時刻７から時刻１２までＯＮ

【００４８】即ち、ＡＮＤ演算子６１は、当然のことな
がら、入力端子６１ａ，６１ｂの双方がＯＮ状態にある
とき出力端子６１ｃをＯＮ状態にするので、タイミング
評価装置２０は、入力端子６１ａ，６１ｂの信号状態か
ら、時刻５から時刻１０まで出力端子６１ｃはＯＮ状態
にあることを認識することができる。ＡＮＤ演算子６２
も同様である。また、ＯＲ演算子については、入力端子
６１ｃ，６２ｃのうちの少なくとも一方がＯＮ状態にあ
るとき端子６４をＯＮ状態にするので、タイミング評価
装置２０は、入力端子６１ｃ，６２ｃの信号状態から、
時刻５から時刻１１まで端子６４はＯＮ状態にあること
を認識することができる。なお、ＡＮＤ演算子６１であ
れば出力端子６１ｃ、ＡＮＤ演算子６２であれば出力端
子６２ｃ、ＯＲ演算子６３であれば端子６４がそれぞれ
演算子の演算結果の動作時間となるので、出力端子６１
ｃ、出力端子６２ｃおよび端子６４の信号状態を見れ
ば、各論理演算子の演算結果の動作時間を評価すること
ができる。

【００４９】このように、最も上流側の論理演算子にお
ける入力端子の信号状態、即ち、評価対象のプログラム
部品の起動時間等が決定されれば、各論理演算子の動作
時間を評価することができ、又、さらにここで制御対象
についても入力信号に対して一定の時間遅れを持つ出力
信号を出す構成要素として（例えば、図２１の７２ａに
対する出力７２ｃ、７２ｂのように）扱うことができ
る。なお、複時間軸座標平面に表示した内容（各論理演
算子の端子の信号状態）と同じ内容のものをタイムチャ
ートで表すと図１５のように示すことができ、このタイ
ムチャートはタイムチャート表示装置２１に表示され
る。従って、プログラム設計者はタイムチャート表示装
置２１からも各論理演算子の演算結果の動作時間を評価
することができる。

【００５０】このように、タイミングの評価が終了する
と、当該設計支援装置は、また次の作業項目を選択する
ように促してくるので（ステップＳＴ５）、ここでは時
間の経過にともなって各制御対象９の動作状態の変化を
表示すべく、プログラム設計者が動作順序の出力を選択
したとする（ステップＳＴ１６）。因に、図１６は動作
順序の出力の動作を示すフローチャートである。

【００５１】まず、コマンド入力装置１１または情報入
力装置１２によって動作順序の出力を行う制御対象等を
設定する（ステップＳＴ６２）。これにより、動作状態
認識装置２５が、タイミング評価装置２０の評価結果に
基づいて、指定した各制御対象９の動作開始時刻及び動
作停止時刻を認識する（ステップＳＴ６３）。そして、
動作状態認識装置２５は指定した各制御対象９の動作開
始時刻及び動作停止時刻を、各イベントの起こる時刻に
よりソートし、各イベントの動作順序を決定する（ステ
ップＳＴ６４）。そして、動作状態認識装置２５はソー
トした時刻に従って当該時刻に発生するイベントの内容
（イベントの発生する制御対象の名称、制御対象の動作
状態（動作開始または動作停止）等）を動作状態表示装
置２６に表示する（ステップＳＴ６５）。

【００５２】このように、動作順序の出力が終了する
と、当該設計支援装置は、また次の作業項目を選択する
ように促してくるので（ステップＳＴ５）、ここではプ
ログラム設計者がプログラム部品の編集を選択したとす
る（ステップＳＴ１０）。因に、図１７はプログラム部
品の編集の動作を示すフローチャートである。

【００５３】まず、編集装置１７によってプログラム部
品の編集を行うモジュールを選択すると（ステップＳＴ
７２）、編集装置１７は選択されたモジュールのプログ
ラム部品に記述された論理回路図を認識するとともに、
エディタを起動してその論理回路図を表示する。これに
より、プログラム設計者が、そのエディタを用いてその
論理回路を編集することになる（ステップＳＴ７３）。

【００５４】このように、プログラム部品の編集が終了
すると、当該設計支援装置は、また次の作業項目を選択
するように促してくるので（ステップＳＴ５）、ここで
はプログラム設計者が基本動作プログラム部品の作成を
選択したとする（ステップＳＴ１７）。因に、図１８は
基本動作プログラム部品の作成の動作を示すフローチャ
ートである。

【００５５】まず、制御対象の動作開始時刻と動作停止
時刻を複時間軸座標平面上の点として複時間軸座標平面
入力装置２２から入力するが（ステップＳＴ８２）、例
えば、図１９のように、２つのモジュール７２，７３を
制御対象とするモジュール７１を基本動作プログラム部
品として作成する場合を例にとって説明する（図２０
に、作成しようとする基本動作プログラム部品の論理回
路を示す）。

【００５６】２つの制御対象の動作７２ａ，７２ｃ，７
３ａ〜７３ｃと７１ｅからの信号を複時間軸座標平面上
の点として表現すると、図２１のようになる。従って、
かかる複時間軸座標平面上の各点の位置関係から論理回
路の接続関係として図２０が得られる。図２０の場合、
モジュール７１の内部インターフェース７１ｅがＡＮＤ
演算子７４の一方の入力端子に接続され、モジュール７
２の外部インターフェース７２ｂがＡＮＤ演算子７４の
もう一方の入力端子に接続されている。また、モジュー
ル７１の内部インターフェース７１ｅがＯＲ演算子７５
の一方の入力端子に接続され、モジュール７３の外部イ
ンターフェース７３ｃがＯＲ演算子７５のもう一方の入
力端子に接続されている。その理由は下記の通りであ
る。

【００５７】即ち、仮に、モジュール７１の内部インタ
ーフェース７１ｅ及びモジュール７２の外部インターフ
ェース７２ｂの信号状態を図２１のように設定し、か
つ、モジュール７３の外部インターフェース７３ａの信
号状態を図２１のように設定し、また、モジュール７３
の外部インターフェース７３ｃの信号状態を図２１のよ
うに設定し、モジュール７２の外部インターフェース７
２ａの信号状態を図２１のように設定した場合、７２ｂ
と７２ｅについて２点の包含する領域（着目した複時間
軸座標平面上のある点について同じ開始時刻の事象の集
合である直線と、同じ停止時刻の事象の集合である直線
と、開始時刻が停止時刻と等しい事象の集合である直線
とで囲まれた領域）の重なりを表す頂点に７３ａが当た
っていることから、７２ｂと７１ｅの出力についてはＡ
ＮＤが選択されることがわかる。同様に７２ａについて
は、７１ｅと７３ｃについて、逆に包含する位置にある
ことから、ＯＲの演算子が選択される。このように複時
間軸座標平面上での各点の位置関係を各演算子の特徴的
な位置関係と比較することにより、設定された動作を実
現する演算子が選択される（図２１をタイムチャートで
表現すると図２２のようになる）。従って、図２１のよ
うに、各モジュールのインターフェースを設定すれば、
図２０に示すような論理回路を得ることができる（ステ
ップＳＴ８３〜８６）。

【００５８】そして、このように論理回路が得られる
と、プログラム部品作成装置２４がその論理回路の論理
に基づいてその論理を実現するプログラム部品を作成す
る。

【００５９】このように、基本動作プログラム部品の作
成が終了すると、当該設計支援装置は、また次の作業項
目を選択するように促してくるので（ステップＳＴ
５）、ここではプログラム設計者がプログラム部品の登
録を選択したとする（ステップＳＴ９）。因に、図２３
はプログラム部品の登録の動作を示すフローチャートで
ある。

【００６０】プログラム部品の結合、プログラム部品の
編集及び基本動作プログラム部品の作成については先で
説明した通りであるが、当該設計支援装置ではこれらの
プログラム部品のうち、まだ記憶装置１３に登録されて
いないプログラム部品を登録することができ、コマンド
入力装置１１または情報入力装置１２によって登録する
プログラム部品が指定されると、プログラム部品管理装
置１４がそのプログラム部品を記憶装置１３に登録す
る。従って、当該設計支援装置におけるプログラム部品
の再利用性が向上することになる。

【００６１】このように、プログラム部品の登録が終了
すると、当該設計支援装置は、また次の作業項目を選択
するように促してくるので（ステップＳＴ５）、ここで
はプログラム設計者が実行形式に変換されたプログラム
部品の出力を選択したとする（ステップＳＴ１４）。因
に、図２４はプログラム部品をテキストプログラムに変
換して出力する動作を示すフローチャートである。

【００６２】まず、プログラム部品のテキストプログラ
ムへの変換は、プログラム情報管理装置１５によって結
合されたプログラム部品が実現する論理回路における各
論理演算子の実行順序を決定するものであるが、換言す
ると、各端子の実行型プログラムにおけるメモリテーブ
ルの情報を、結合されたプログラム部品の各モジュール
の端子に対応させるものである。ここで、メモリテーブ
ルとは、各モジュールの端子に対応する実行機械上のア
ドレスを記述したテーブルをいう。

【００６３】そして、プログラム部品のテキストプログ
ラムへの変換は、プログラム変換装置１７が下記の手順
で行う。即ち、まず、モジュールの出力側（下位モジュ
ールからの出力）において、論理回路のテキストプログ
ラムの展開が終了していないもののうち、最下位のモジ
ュールから順次選択してテキストプログラムの展開を行
う（ステップＳＴ１０３〜１０５）。出力側がすべて終
了すると今度は、モジュールの入力側において、論理回
路のテキストプログラムの展開が終了していないものの
うち、最上位のモジュールから順次選択してテキストプ
ログラムの展開を行う（ステップＳＴ１０６〜１０
９）。そして、テキストプログラムの展開が終了する
と、プログラム変換装置１６がその実行形式のテキスト
プログラムをプログラムコントローラ８に出力し、プロ
グラムコントローラ８がその実行形式のテキストプログ
ラムにしたがって制御対象９を制御する。

【００６４】なお、当該設計支援装置の作業項目とし
て、上述したものの他、プログラム設計者が途中まで設
計したプログラム部品の設計内容を登録する機能（ステ
ップＳＴ１１）やその登録したプログラム部品の読み出
し機能（ステップＳＴ１２）があり、また、コマンド入
力装置１１から直接的に当該設計支援装置を操作するの
は難しいので、図２５に示すように、情報入力装置１２
から要求仕様レベルの情報を用いて当該設計支援装置を
操作できるようにすべく、要求仕様レベルの操作を可能
にするコマンド生成機能（ステップＳＴ１５）を有して
いる。

【００６５】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、各制御対象を制御する制御内容を実現するプログラ
ム部品と別個に各制御対象ごとに、他の制御対象の制御
に影響を与えることのない当該制御対象固有の制御内容
を実現するプログラム部品を検索する一方、検索された
各プログラム部品を階層的に結合するように構成したの
で、プログラム部品の再利用性が高くなり、その結果、
プログラムの作成等が容易になる効果がある。また、そ
れと同時に、プログラム部品結合手段により結合された
プログラム部品に基づいて該プログラム部品が実現する
制御内容の論理を認識することによりその論理を構成す
る論理演算子の論理的な接続関係を認識し、その論理的
な接続関係に基づいて各論理演算子の動作時間を評価す
るように構成したので、作成されたプログラムの制御ロ
ジックを検証できる効果がある。

【００６６】請求項２の発明によれば、タイミング評価
手段の評価結果をタイムチャートを用いて表示するよう
に構成したので、作成されたプログラムの制御ロジック
の検証結果を容易に認識できる効果がある。

【００６７】請求項３の発明によれば、タイミング評価
手段の評価結果を、動作開始時刻と動作終了時刻を表す
２つの時間軸からなる複時間軸座標平面上の点として表
示するように構成したので、作成されたプログラムの制
御ロジックの検証結果を容易に認識できる効果がある。

【００６８】請求項４の発明によれば、タイミング評価
手段の評価結果に基づいて各制御対象における動作の開
始及び停止の時刻を認識し、その時刻にしたがって各制
御対象の動作状態を表示するように構成したので、制御
対象の動作状態の変化をデバッグすることができる効果
がある。

【００６９】請求項５の発明によれば、各制御対象を制
御する制御内容を実現するプログラム部品と別個に各制
御対象ごとに、他の制御対象の制御に影響を与えること
のない当該制御対象固有の制御内容を実現するプログラ
ム部品を検索する一方、検索された各プログラム部品を
階層的に結合するように構成したので、プログラム部品
の再利用性が高くなり、その結果、プログラムの作成等
が容易になる効果がある。また、それと同時に、複時間
軸座標平面入力手段により入力された複時間軸座標平面
上の点に基づいてプログラム部品を作成するように構成
したので、登録されていない新たなプログラム部品を作
成することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による制御プログラム設計
支援装置を示す構成図である。

【図２】この発明の一実施例による制御プログラム設計
支援装置の動作を示すフローチャートである。

【図３】制御対象を選択するメニュー画面を示す画面図
である。

【図４】選択された制御対象のモジュール構成を示す画
面図である。

【図５】各制御対象の属性を設定するメニュー画面を示
す画面図である。

【図６】モジュールの操作を示すフローチャートであ
る。

【図７】各モジュールの論理回路を示す論理回路図であ
る。

【図８】プログラム部品の検索の動作を示すフローチャ
ートである。

【図９】モジュールの基本構成を示す構成図である。

【図１０】タイミング評価の動作を示すフローチャート
である。

【図１１】ＡＮＤ演算子を示す論理回路図である。

【図１２】ＯＲ演算子を示す論理回路図である。

【図１３】制御内容を示す論理回路図である。

【図１４】図１３の制御内容を示す複時間軸座標平面図
である。

【図１５】図１３の制御内容を示すタイムチャートであ
る。

【図１６】動作順序の出力の動作を示すフローチャート
である。

【図１７】プログラム部品の編集の動作を示すフローチ
ャートである。

【図１８】基本動作プログラム部品の作成の動作を示す
フローチャートである。

【図１９】基本動作プログラム部品の作成対象となる制
御対象の構成を示す構成図である。

【図２０】作成しようとする基本動作プログラム部品の
論理回路を示す論理回路図である。

【図２１】図２０の制御内容を示す複時間軸座標平面図
である。

【図２２】図２０の制御内容を示すタイムチャートであ
る。

【図２３】プログラム部品の登録の動作を示すフローチ
ャートである。

【図２４】プログラム部品をテキストプログラムに変換
して出力する動作を示すフローチャートである。

【図２５】要求仕様レベルの操作を示す画面図である。

【図２６】従来の制御プログラム設計支援装置を示す構
成図である。

【図２７】制御プログラムのモジュール構成を示す構成
図である。

【図２８】制御プログラムのモジュール構成を示す構成
図である。

【図２９】ＮＯＴ演算子を示す論理回路図である。

【符号の説明】

８プログラマブルコントローラ（プログラム実行手
段）１１コマンド入力装置（選択手段）１２情報入力装置（選択手段）１４プログラム部品管理装置（プログラム部品管理手
段）１５プログラム情報管理装置（プログラム部品結合手
段）１６プログラム変換装置（プログラム変換手段）１７編集装置（編集手段）２０タイミング評価装置（タイミング評価手段）２１タイムチャート表示装置（タイムチャート表示手
段）２２複時間軸座標平面入力装置（複時間軸座標平面入
力手段）２３複時間軸座標平面表示装置（複時間軸座標平面表
示手段）２４プログラム部品作成装置（プログラム部品作成手
段）２５動作状態認識装置（動作状態表示手段）２６動作状態表示装置（動作状態表示手段）

フロントページの続き (56)参考文献特開平１−94432（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−298630（ＪＰ，Ａ) 特開平５−241617（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05B 19/04 - 19/05

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１つ以上の制御対象を選択す
るとともに、各制御対象を制御する制御内容を特定する
ための検索情報を選択する選択手段と、上記選択手段により選択された検索情報に基づいて上記
制御内容を実現するプログラム部品を検索するととも
に、各制御対象ごとに他の制御対象の制御に影響を与え
ることのない当該制御対象固有の制御内容を実現するプ
ログラム部品を検索するプログラム部品管理手段と、上記プログラム部品管理手段により検索された各プログ
ラム部品を階層的に結合するプログラム部品結合手段
と、上記プログラム部品結合手段により結合されたプログラ
ム部品を実行レベルのテキストプログラムに変換するプ
ログラム変換手段とを備えた制御プログラム設計支援装
置であって、上記プログラム部品結合手段により結合されたプログラ
ム部品に基づいて該プログラム部品が実現する制御内容
の論理を認識することによりその論理を構成する論理演
算子の論理的な接続関係を認識し、その論理的な接続関
係に基づいて各論理演算子の動作時間を評価するタイミ
ング評価手段を設けた制御プログラム設計支援装置。
【請求項２】上記タイミング評価手段の評価結果をタ
イムチャートを用いて表示するタイムチャート表示手段
を設けたことを特徴とする請求項１記載の制御プログラ
ム設計支援装置。
【請求項３】上記タイミング評価手段の評価結果を、
動作開始時刻と動作終了時刻を表す２つの時間軸からな
る複時間軸座標平面上の点として表示する複時間軸座標
平面表示手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の
制御プログラム設計支援装置。
【請求項４】上記タイミング評価手段の評価結果に基
づいて各制御対象における動作の開始及び停止の時刻を
認識し、その時刻にしたがって各制御対象の動作状態を
表示する動作状態表示手段を設けたことを特徴とする請
求項１記載の制御プログラム設計支援装置。
【請求項５】少なくとも１つ以上の制御対象を選択す
るとともに、各制御対象を制御する制御内容を特定する
ための検索情報を選択する選択手段と、上記選択手段により選択された検索情報に基づいて上記
制御内容を実現するプログラム部品を検索するととも
に、各制御対象ごとに他の制御対象の制御に影響を与え
ることのない当該制御対象固有の制御内容を実現するプ
ログラム部品を検索するプログラム部品管理手段と、上記プログラム部品管理手段により検索された各プログ
ラム部品を階層的に結合するプログラム部品結合手段
と、上記プログラム部品結合手段により結合されたプログラ
ム部品を実行レベルのテキストプログラムに変換するプ
ログラム変換手段と、上記制御対象の開始時刻と停止時刻を上記複時間軸座標
平面上の点として入力する複時間軸座標平面入力手段
と、上記複時間軸座標平面入力手段により入力された複
時間軸座標平面上の点に基づいてプログラム部品を作成
するプログラム部品作成手段とを設けた制御プログラム
設計支援装置。