JP4908219B2 - 設定可能ｐｌｃ及びｓｃａｄａベース制御システム、及び方法 - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は、一般に、製造プロセスを制御及び監視するシステムに関し、より詳細には、最小限のソフトウェア修正で設定可能なシステムに関する。

発明の背景
現在の製造監視制御システムは、監視及び制御される処理システムに対するオブジェクト又は構成要素の追加を許容するが、そのようなオブジェクト又は構成要素の追加は、固定された論理的構成及び／又は入出力（ＩＯ）構成の範囲内でなされる。与えられた固定の構成の範囲外で運転するためには、ユーザは、監視制御システムのソフトウェアを修正しなければならない。そのためには、典型的に、熟練のソフトウェア技術者が要求され、必要とされるコーディングは、通常、非常に複雑で時間がかかり、デバッグが難しい。従って、従来技術の課題を克服するために、別個の属性及び論理を有する様々なツール及び装置を設定する際に、ユーザがオブジェクトを容易に定義することを許容する、柔軟な製造プロセス監視制御システムの開発に対する長年のニーズが存在する。また、ユーザに対して一切のプログラム技術を要求せずに、ユーザが製造プロセス内の任意の所望の場所に入出力（Ｉ／Ｏ）を容易に割り当てること、システム設定を容易に更新する能力を有すること、及び、コンピュータ化された制御システムへの最小限の手動処理により監視制御機能を達成することを許容するシステムに対するニーズが存在する。

固体素子又は集積回路素子のような電子デバイスの製造は、最新技術のシステムでは自動配布ネットワークを通じてシステムに供給される化学物質の利用に依存する。そのような処理システムは、また、典型的に、ポンプ、混合器、広範な配管、バルブボックスなどを含み、それらは全て、安全と、様々な化学物質の関連する利用場所への時宜にあった供給とのための、制御機構及びシステムを必要とする。現在利用されている制御システムは、典型的に、カスタマイズされた又は少なくとも部分的にカスタマイズされたソフトウェアを利用してプログラムされた、商業的に利用可能な又は独自の制御ハードウェア・システムに依存する。これらの既知のシステムは、化学物質システムの任意の変化に対応するためにソフトウェアが修正されることを要し、典型的に、高度に熟練したソフトウェア技術者によるサービスを必要とする。その結果、そのようなシステムは柔軟性が限られ、システムに変更を設けるために膨大な時間を必要とするため、ダウンタイムによるコストと、追加人員への依存を増大させる。

発明の概要
従来技術の課題を考慮し、本発明は、工業プロセスの制御監視を実行するコンピュータ化された設定可能制御設定可能制御システム（ＣＣＳ）であって、一切のソフトウェア又はプログラミングの修正を必要としないシステム設定手段を利用した迅速な開発及び修正を可能とするシステム（ＣＣＳ）を提供する。本発明を、電子デバイスの製造又は組み立てと関連する化学物質システムにおいて、化学物質の供給と、ツール、バルブボックス、及び他の装置の動作との制御監視における利用について説明するが、本発明はそれに限定されるものではなく、他の製造環境での利用に適用可能であることに注意されたい。

本発明は、関連する化学物質システム又は製造プロセスのダウンタイムを実質的に除去しながら、製造システムを容易に設定し、ツール及びバルブボックスを追加又は削除し、化学物質の配布を修正し、利用地点を削除又は追加することを可能とする手段を含む。本発明の１つの実施の形態において、設定可能制御システム（ＣＣＳ）は、３つの構成要素を備えるソフトウェア・アプリケーションを含む。第１のソフトウェア構成要素は設定ツールであり、第２の構成要素はＣＣＳ管理制御及びデータ収集（ＳＣＡＤＡ）アプリケーションであり、第３の構成要素はＣＣＳ ＰＬＣ（プログラム可能論理コントローラ）アプリケーションである。

設定ツール構成要素は、好ましい実施の形態において、化学物質システムのような製造システム又は処理システムの物理的構成及び論理的構成をユーザが定義することを可能とする、フォーム・ベースのグラフィカル・ユーザ・インターフェース（ＧＵＩ）を含む。

ＳＣＡＤＡソフトウェア構成要素は、設定ツールから化学物質監視システム（ＣＭＳ）及びプログラム可能論理コンピュータ（ＰＬＣ）アプリケーションへと設定ファイルをダウンロードする手段を提供する。ＳＣＡＤＡアプリケーションは、また、変化を配備し、設定ツールによって定義されたシステムに基づいてアニメーション及び警告を自動生成する。

第３のソフトウェア構成要素は、入出力（ＩＯ）を割り当てることにより、及び設定ツールにより定義されたシステムに基づいて論理を割り当てることにより、設定ファイルを用いて製造システム又は処理システムのオブジェクト及び論理を定義するＣＣＳ ＰＬＣアプリケーションである。

例えば化学物質処理システムにおいて利用される場合の本発明の様々な実施の形態は、一切のソフトウェア修正を必要とせずに、ユーザがツールを容易に追加又は削除し、バルブボックスを追加又は削除し、ＩＯコントローラを追加又は削除し、装置コントローラを追加又は削除し、化学物質の配布を変更し、制御信号を修正することなどを可能とする「プラグ・アンド・プレイ」手段を提供する。

以下において、本発明の様々な実施の形態を、同様のアイテムが同一の参照符号で指示される図面を参照して説明する。

発明の詳細な説明
本発明は、製造処理システムのユーザが、システム・ソフトウェアを変更することなくシステムを設定及び再設定することを可能とする設定可能制御システム（ＣＣＳ）を提供する。本発明の様々な実施の形態の動作を、典型的には固体素子即ち半導体の製造者によって利用される化学物質処理システムであって、ソフトウェアの変更を一切要求することなく、ユーザが関連する化学物質供給ネットワークの所望の変更に応じて、関連する処理システムにおいて構成要素を迅速に追加、修正、削除し、制御信号を変更することを可能とする化学物質処理システムに関連して説明する。典型的に、本発明の様々な実施の形態は、化学物質処理システムの運転のダウンタイムを必要とせずに、制御システムにそのような変更がなされることを可能とする。

図１を参照して、本発明の１つの実施の形態において、本発明の設定可能制御システム（ＣＣＳ）は、化学物質監視サーバ１（ＣＭＳサーバ）と、プログラム可能ロジック・コントローラ８（ＰＬＣ）とを含む。ＣＭＳサーバ１は、典型的に、データベース及びグラフィカル・ユーザ・インターフェース・ソフトウェア・プログラム、並びに管理制御及びデータ収集（ＳＣＡＤＡ）アプリケーション１１ソフトウェア・プログラムをロードされたパーソナル・コンピュータである。ユーザは、コンピュータ・モニタ（図示せず）に画面イメージとして表示されるフォーム・ベースのグラフィカル・ユーザ・インターフェース（ＧＵＩ）に設定情報を入力し、データは設定ツール２に入力される。設定ツール２は、データテーブルを含むデータベースファイル４に、設定データベースを自動生成する。ＣＣＳは、また、ＰＬＣアプリケーション９を通じてプログラムされるプログラム可能論理コントローラ（ＰＬＣ）８を含む。設定データベース４は、ＳＣＡＤＡアプリケーション１１及びＰＬＣアプリケーション９のそれぞれに対するデータベースを含むことに注意されたい。ＣＭＳサーバ１は、変更を配備し、設定ツール２を通して定義された処理システムに基づいてアニメーション及び警告を自動生成する。ＰＬＣアプリケーション９は、設定ツール２により、確立された設定データフェイル４を介して定義された処理システムに基づいて、ＩＯ及び論理を割り当てる。

設定ツール２への情報入力の後で、画面イメージを利用するために、ユーザは、ＳＣＡＤＡソフトウェア・プログラムを開き、ＳＣＡＤＡアプリケーション１１ソフトウェアのメインページから配備ツールを開く。配備ツール３のためのユーザ・インターフェースを提供する画面イメージを利用して、ユーザは、ＳＣＡＤＡ設定データベース５及びＰＬＣデータアレイ或いはデータベース１０の更新へと進むことができる。図２に更に示す通り、カスタマイズされたスクリプトを有するダウンロード・アプリケーション７が、配備ツール３からＰＬＣデータアレイ１０へのデータベースのダウンロードに利用される。

配備ツール３は、設定ツール２を介してユーザによってなされた任意の変更について、ＳＣＡＤＡ設定データベース５を更新する。ＳＣＡＤＡアプリケーション１１は、更新されたＳＣＡＤＡ設定データベース５に基づいてＳＣＡＤＡディスプレイ・ソフトウェア６を更新することにより、自動的に応答する。配備ツール３は、また、上記の通り、データベース４からＰＬＣ８へＰＬＣ設定データをダウンロードする。本発明の好ましい実施の形態において、ＰＬＣ８は、Allen-Bradley Control Logix Processorによって提供される。ＰＬＣデータアレイ１０の設定情報を、ＰＬＣ８が読み取り可能なアレイフォーマットに変換するために、Rockwell Automation RSLinxのような標準的なドライバが利用される。

ＳＣＡＤＡアプリケーション１１、ダウンロード・アプリケーション７及びＰＬＣアプリケーション９は、同一のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）にロードされなくともよいことに注意されたい。いずれにせよ、ＣＭＳサーバ１を提供するパーソナルコンピュータは、また、プログラム可能なヒューマン・マシン・インターフェース（ＨＭＩ）又はマン・マシン・インターフェース（ＭＭＩ）を表す。また、本発明において、先に述べた通り、設定データベース４及びＧＵＩプログラムが、ＳＣＡＤＡアプリケーション１１及びＰＬＣアプリケーション９の両方のデータベース作成に利用されることに注意することが重要である。ＰＬＣデータアレイ１０の構造は、ＲＳＬｉｎｘが、配備ツール３からＰＬＣ８へ効率的にデータをダウンロードすることを可能とする。

以下に示す通り、グラフィカル・ユーザ・インターフェースの利用は、ユーザが、例えば複数の相互に接続された装置、ツール、コントローラなどからなる製造加工システムの物理的及び論理的な構成を定義することを可能とする。例示のため、本発明の利用法を、典型的には半導体デバイスの形成において利用される化学物質処理システムと関連付けて説明する。そのような化学物質システムは、典型的に、化学物質配布モジュール、混合モジュール、収集モジュール、バルブボックス、プログラム可能論理コントローラ、フィールドＩＯパネル、加工ツール、様々な化学物質を供給から利用地点へと運搬及び配送する配管、インターフェース・パネル、コンピュータ・ディスプレイ、様々な化学物質製品を保持するタンクなどを含む。設定ツール２は、本発明によって提供される所望の機能を提供するために、様々なソフトウェア開発環境、及びウェブベース言語を含む様々な言語でプログラムされ得る。好ましい実施の形態において、設定ツール２は、マイクロソフト社によって提供されるMicrosoft Access（登録商標）ベースのソフトウェア・アプリケーションである。

設定ツール２によって作成される設定データベース４は、好ましい実施の形態において、この例では化学物質システムである関連する製造処理システムの設定を記載する、Microsoft Access（登録商標）ベースのソフトウェアである。設定データベースファイル４は、例示的なシステムについて以下に示される変数であって、ＳＣＡＤＡアプリケーション１１及びプログラム可能論理コントローラ（ＰＬＣ）アプリケーション９によって読み取られる変数を含む。設定データベースファイル４は、また、拡張可能マークアップ言語（ＸＭＬ）のような、コンピュータ・ネットワークを介して通信するための他のソフトウェアによって提供されても良い。

配備ツール３は、上記の通り設定ファイル４からデータをダウンロードするためのＳＣＡＤＡソフトウェア・アプリケーションである。好ましい実施の形態において、配備ツール３は、ゼネラル・エレクトリック社によって提供されるCimplicityソフトウェアに基づく。好ましい実施の形態においては、ＳＣＡＤＡアプリケーション１１も、ゼネラル・エレクトリック社のCimplicityベースのアプリケーションである。

ＣＭＳサーバ１は、関連システムの状態を監視するようプログラムされ、関連する処理システムのユーザ又は操作者に対して主要なヒューマン／マシン・インターフェースを提供する。ＳＣＡＤＡアプリケーション１１は、本発明とともに利用するために適用可能な任意の製造処理システムのために開発され得る。

ＰＬＣアプリケーション９は、本例では化学物質システムである関連システムのオブジェクト及び論理を定義するために設定ファイル４からデータを受信するソフトウェア・アプリケーションである。好ましい実施の形態において、１つ又は複数の関連するAllen-Bradleyプログラム可能論理コントローラ８をプログラムするために（Allen-Bradley社によって提供される）Allen-Bradleyソフトウェアが利用される。

図２を参照して、化学物質処理システム又はネットワーク１３における利用のために、本発明の様々な実施の形態が示される。本発明の様々な実施の形態は、上記の通り、化学物質処理システムにおける利用について説明されるが、本発明はそのように限定されるものではなく、化学物質処理システム以外においても利用され得ることに注意されたい。図示される通り、化学物質処理システムは、ＣＣＳ設定ツール２、ＣＭＳサーバ１、単一の又は冗長化されたＰＬＣ８（ＰＬＣ８Ａ及び８Ｂにより冗長化されたものとして示される）、及び、本発明の先に説明した他の構成要素を含む。また、ＳＣＡＤＡアプリケーション・プログラム１１は、ＣＭＳサーバ１をプログラムするために利用される。ＰＬＣアプリケーション９は、ＰＬＣ８のために利用される。

化学物質処理システムの例としての構成要素は、また、化学物質配布モジュール１２、ＩＯコントローラ１４、ツール１８、及びバルブボックス１６を含む。ネットワーク設計は、例えば、既存システムの動作を中断することなしに調剤器及び混合器の追加を可能とすることにより、実質的にダウンタイムを除去する。データ集積装置としても知られる冗長化されたＰＬＣコントローラ８は、配布システムを制御する。コントローラ１４は、本例において化学製品を処理ツール１８まで安全に配送するために必要とされる信号及び論理を管理するために連帯して動作可能である。ＳＣＡＤＡアプリケーション１１は、監視のみを提供し、化学製品の配送の制御とは関連しない。

図３に示す通り、典型的な従来の化学物質処理システム、並びに非化学物質処理システムは、システムを初期設定するため、及び、その後にシステムに変更を加えるために、熟練したソフトウェア技術者によって提供されなければならない時間がかかるコーディングを必要とする。画面イメージ２６、２８及び３０は、システムを構成及び変更するために必要とされる。画面２８は、典型的に扱われなければならない膨大なコーディングを示す。

本発明の様々な実施の形態の利用を通じて、従来技術において必要とされる時間のかかるコーディングは、実質的に取り除かれる。図２の化学物質システム１３及び他の製造システムについて、本発明のＣＣＳシステムは使用前に初期化されなければならない。

本発明を利用する利点を説明する。図４を参照して、化学物質システム１３を初期化し、後に変更するために、ユーザは、ＣＭＳサーバ１のディスプレイ又はモニタを操作して、例えば図４に示されるメイン選択画面３２を稼動させる。ユーザは、まず、「オブジェクト」に対するプルダウン・スクリーンに取り掛かり、本例では、オブジェクト・メニューから「部屋」を選択する。この選択に続いて、ユーザは、「アクション」エントリに対するプルダウンメニューを利用して、本例では「追加」を選択してから、「次へ」を選択又は押下する。すると、ユーザに対し、図５に示した部屋追加画面イメージ３４が表示される。ユーザは、所望の部屋名を入力して、終了を押す。

システムの初期設定を続けて、ユーザは、次に、図４のメイン選択画面３２を自動的に表示される。メイン選択画面３２が表示されると、ユーザは、「オブジェクト」に対するプルダウンメニューを利用して、所望の化学物質システムを選択する。これに続いて、ユーザは、「アクション」に対するプルダウンメニューに取り掛かり、追加を選択してから、「次へ」を選択する。本ＣＣＳは、ユーザに対し、「化学物質システム−追加」のための画面イメージ３６（図６参照）を提示することによって応答する。ユーザは、所望の化学物質名及び化学物質部屋を入力し、「終了」を押す（押すと表記される場合は常に、この動作が、通常関連するコンピュータ・マウスを用いて達成されることに注意されたい）。

本発明に係るＣＣＳは、ユーザを自動的に画面３２のメイン選択画面（図４）に戻す。本例において、ユーザは、オブジェクトのプルダウンメニューからＦＩＯＰ（フィールドＩＯパネル）を選択し、アクション・プルダウンから追加を選択して、次へを押す。すると、ＣＣＳは、ユーザに、フィールドＩＯパネル−追加の画面イメージ３８（図７参照）を提示することによって応答する。ユーザはＦＩＯＰ名を入力し、プルダウンメニューからＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）を選択し、プルダウンメニューを用いて「ノード」を選択する。これらの選択を行ってから、ユーザは終了を押下する。次に、ユーザは、図４のメイン選択画面３２に自動的に戻される。ユーザは、オブジェクトのプルダウンメニューから所望のＣＤＭ（化学物質配布モジュール）を選択し、アクションに対するプルダウンメニューから追加を選択して、次へを押す。

ＣＣＳは、図８に示すＣＤＭ−追加の画面イメージ４０を提供し、該画面により、ユーザは、関連するプルダウンメニューから化学物質、所望の種別のＣＤＭ１２（化学物質配布モジュール）及びＩＰアドレスを選択して、選択したＣＤＭ１２の名前を入力し、終了を押す。それに応答して、ＣＣＳは、ユーザが所望の種別の信号、適用可能なＦＩＯＰ、適切なスロット及び地点を選択することを可能とするプルダウンメニューを表示する。ユーザは、また、プルダウンメニューを利用して、新しく追加されたＣＤＭ１２に対する供給情報及びトグル情報を選択しなければならない。この選択をしてから、ユーザは終了を押し、ＣＣＳは、ユーザが予備のＩＯを選択して終了を押すことを可能とするＩＯ割り当て画面表示を表示することによって応答する。

ＣＣＳは、表示を自動的にメイン選択画面３２（図４参照）に戻すことによって応答する。ユーザは、次に、オブジェクトのプルダウンからバルブボックスを選択し、アクション・メニューをプルダウンして追加を選択して、次へを押す。ＣＣＳは、バルブボックス−追加の画面イメージ４２（図９参照）を表示することによって応答する。ユーザは、次に、全ての情報を提供するために、空白のデータ欄に入力するか、適用可能な場合には関連するプルダウンメニューを利用することによってデータを入力し、次へを押す。ＣＣＳは、ツール−追加の画面イメージ４４（図１０参照）を表示することによって応答する。ユーザは、次に、適切なデータ欄にツール名を入力し、データ欄の関連するプルダウンメニューからツール種別を選択し、オプションとして、ツールの場所を入力しなければならない。ユーザは、また、適切な矢印キーを押して、化学物質を、関連するツールボックスに対する「化学物質」に移動させ、次へを押さなければならない。

ユーザは、次に、ＩＯ選択画面（図示せず）の画面イメージを提示され、画面に向かって予備のＩＯを選択し、終了を押す。ＣＣＳは、図４のメイン選択画面３２を表示することによって応答する。該画面により、ユーザは、適切なプルダウンメニューを使ってオブジェクトからバルブボックスを選択し、アクションから追加を選択して、次へを押す。

図１１に示すように、ユーザは、次に、ユーザがツールへの供給を行うバルブボックスを選択することを可能とする画面イメージ４６を提示される。該選択は、関連するプルダウンメニューを利用して空白欄を埋めることによってなされる。ＣＣＳは、ユーザが次へを押したことに応答して、ユーザがＦＩＯＰ及びツール準備完了信号のためのモジュールを選択することを可能とする新しい画面イメージ（図示せず）を提供する。

これにより、例としての化学物質システムの初期設定が完了する。
例としての化学物質システムの設定に続いて、ユーザは、何らかの処理フロー経路、又は設定の他の側面を変更したいと望むかもしれない。図１２のフロー図は、ユーザが例としての化学物質システムにおいて容易に所望の変更を行うことを可能とするステップ５０〜６２を示す。ステップ５０〜６２は、図示する通り、ユーザに対し非常に少ない要求をする。例えば、例としての化学物質システムにおける変更を行うために、ユーザは、本例において図４のメインメニュー３２に向かって、「ツール追加１：フォーム」に対する画面イメージ７０（図１３参照）を引き出し、適切なツール名を入力してから、プルダウンメニューを使ってツール種別を挿入し、オプションで、ツール場所を含める。上記の通り、ユーザは、矢印のうちの適切なものを押して、表示されたツールに対する化学物質を選択する。この後、ユーザは次へを押す。ＣＣＳは、「ツール追加２：フォーム」の画面イメージ７２（図１４参照）を提示することによって応答する。ユーザは、次に、表示されたデータ欄の様々なブルダウンメニューに向かって必要とされるＩＯを割り当ててから、終了を押す。ＣＣＳは、図１５に示される「配備ツール．ＣＬＭ」に対する画面イメージ７４を稼動させることによって応答する。ユーザは、コンピュータ・マウスを用いて所望のトグルボタンを押して、先に行われた変化を配備すればよい。

本ヒューマン／マシン・インターフェースは、図４〜１５に関連して上記で部分的に説明された。この化学物質処理システムの例において、プルダウンメニューと関連付けられたメイン選択画面、及び適切なプルダウンメニュー及びデータ入力のためのデータ欄を含む関連する他の画面イメージの例示的な利用は、ユーザが関連する製造処理システムを容易に設定及び制御することを可能にするために利用される。例えば、例としての化学物質システムにおいて、例示された画面イメージは、本発明において、多くの異なる機能を促進するために開発され得る。これらの機能には、ツールの追加又は削除、化学物質のツールへの追加又はツールからの削除、ツールの名称変更、バルブボックスの追加又は削除、ＦＩＯＰ（フィールドＩＯパネル）の追加又は削除、ツール種別の追加又は削除、バルブボックス種別の追加又は削除、補助信号の追加又は削除、ＦＭＳ（工場監視システム）の追加又は削除、ＣＤＭ（化学物質配布モジュール）の追加又は削除などが含まれる。これにより、ユーザは、本発明の利用を通じて、ソフトウェア修正の必要なしに、製造処理システムを迅速に設定又は再設定することが可能である。

化学物質処理システムにおける利用のための例示された設定ツール２は、ユーザがシステム・オブジェクトを追加、編集及び削除することを可能とする。これらのオブジェクトは、化学物質室、調剤又は混合システム、バルブボックス、利用地点及び補助信号を含み得る。また、設定ツール２は、ユーザが、柔軟性を提供し、構築コスト及びハードウェアコストを制限するために、システムＩＯ信号を制御システムの任意の位置に配置するＩＯＡｎｙｗｈｅｒｅシステムを使って信号位置を設定することを可能とする。また、設定ツール２は、ユーザが、例えばバルブボックスが特定の数の漏出センサーを有することを定義するように、各システム構成要素に必要とされる信号を設定することを可能とする。また、設定ツール２は、ユーザに、例えばツール及び供給バルブを作動させるために必要とされる信号のような、システム動作論理を設定する能力を与える。また、設定ツール２は、ユーザが、例えばバルブボックスの漏れがあった場合の分離又は停止プロトコルのような、処理システムの特定の要求に基づく安全論理を設定することを可能とする。

図１６〜２０は、本例ではツールを削除するために設定制御システムを変更するプロセスを示す。図１６は、ＰＣ上のＳＣＡＤＡ配布状況画面を示す。図１６のＣＤＭは、当初４つのツール（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３及びＴ４）がＣＤＭに接続されることを示す。

ユーザは、製造プロセスからツールを除去することにより製造装置を修正することを決定した場合、図１７の設定ツールのメイン選択画面から始めなければならない。ユーザは、プルダウンメニューを用いてツール及び削除を選択してから、「次へ」を選択して図１８に示されるように続く。

次に現れる画面は、図１８に示すツール−削除画面である。ユーザは、プルダウンメニューを用いて削除するツールを選択する。本例では、ユーザはツール４（Ｔ４）を設定制御システムから削除するよう選択する。ユーザは、終了を押して、設定データベースへの更新を実行する。

次に、ユーザは、ＳＣＡＤＡアプリケーションから配備ツールにアクセスする。配備ツール画面（図１９）において、ユーザは、ＰＬＣ８Ａ、８Ｂに新しいデータをダウンロードし、図２に示すように、ＣＭＳサーバ１のＳＣＡＤＡ表示及びデータベースを更新する。最適な実施の形態において、図２に示すように、２つの冗長化されたＰＬＣ８Ａ、８Ｂが存在する。そのため、ユーザは、ＰＬＣ８Ｂが製造プロセスを制御している間に、ＰＬＣ８に新しいデータをダウンロードすることができる。ＰＬＣ８Ａが更新されると、ユーザは、制御をＰＬＣ８Ａに切り替えて、ＰＬＣ８Ｂを更新する。ユーザは、また、図１９に示す対応するボタンを押すことにより、ＳＣＡＤＡ表示及びデータベースを更新する。

図２０は、更新されたＳＣＡＤＡ配布のＳＣＡＤＡ画面を示す。予期された通りにＴ４が削除され、接続はＣＤＭに対する予備になる。
要点をまとめると、図１及び２を更に参照することでわかるように、ＣＣＳは複数の構成要素で構成される。それらの部品は組み合わされて、例示された化学物質配布システム１３のユーザが設定可能なマン・マシン・インターフェース及びプロセス制御を作成する。また、図２に示すように、本例ではＰＬＣ８と、ＣＭＳサーバ１に含まれるＰＣとの間にイーサネット（登録商標）通信が提供されることが必要である。本システムの基本概念は、化学物質配布システムの制御設定を作成し、該設定を設定データベース４に記憶することである。データベースに記憶される情報は、非常に構造化された独自のフォーマットで配置される。データベース４は、ＰＬＣデータアレイ１０及びＳＣＡＤＡデータベース５に分けられる。

ＰＬＣデータアレイ１０は、ＰＬＣ８に配列されたメモリアレイと合致する方法で配列されたテーブルを含む。ＣＣＳが設定されると、これらのデータベース・テーブルには、入出力地点、及び／又は、この特定の論理テーブルが利用可能化される論理、及び、該論理が実行されるべき回数を示す指数が投入される。タイマーの事前設定のような他の情報もまた、ＰＬＣ８のメモリアレイに合致するテーブルに記憶される。ＰＬＣアプリケーション・ソフトウェア９は、設定可能制御システムの最大のビルド（分散された入出力点の最大数）、及び制御されるべきオブジェクトの最大のビルド（利用地点、バルブボックス漏出点）について設計される。ＰＬＣ８制御システムの可能性のある入出力地点のそれぞれに一意の番号を割り当てることにより、ＰＬＣデータアレイ１０は、ＰＬＣアプリケーション・ソフトウェア９の論理アレイと一致するようになる。ＰＬＣ８に論理を更新するために、ＲＳＬｉｎｘ及びＤＤＥコマンドを利用するダウンロードツール７は、情報を個々のＰＬＣデータベースアレイ１０からＰＬＣアプリケーション・プログラム９に１つずつ移動させ、ＰＬＣアプリケーション・プログラムの論理アレイに、データベース１０に記憶された情報を入れる。ダウンロードツール７は、論理アレイを例えばオフラインのＰＬＣ８Ａにロードし、論理がアクティブになると、システムの分散Ｉ／Ｏの制御は、アクティブなＰＬＣ８ＡからバックアップのＰＬＣ８Ｂへと切り替えられて、上記の通り、新しい制御ロジックへと引き継がれる。アクティブだったＰＬＣ８Ａはバックアップになり、ダウンロードツール７を介して、このＰＬＣ８Ａに情報がロードされる。

設定ダウンロードアレイ即ちＣＤＡは、メインビットアレイに格納された実際の入力、出力及び内部変数の参照位置を含む、２次元のdouble integer型配列「ＤＩＮＴ‘Ｓ」である。ＣＤＡは、参照位置を利用して、メインビットアレイの入力又は出力又は内部ビットの状態を調べ、低い「０」又は高い「１」である該状態を利用して論理を実行する。設定ダウンロードアレイは、２次元だが、所望の結果を決定するために実行されるべき論理に依存する可変長を有する。ＣＤＡ設計は、第１次元のインデックスと、第２次元のインデックスとを有する２次元のＤＩＮＴアレイである。第１のインデックスは、Ｆｏｒ／Ｎｅｘｔループ命令のインデックスとして、データ集積論理で利用される。第２次元のインデックスは、メインビットアレイからの入力又は出力又は内部ビットの参照位置を含む。第１の次元は「インデックス」と呼ばれ、第２の次元は係数として知られる。
設定ダウンロードアレイの例

Ｔｅｍｐ０：Ｔｅｍｐ０は、設定ダウンロードアレイの係数０を参照する、データ集積ＰＬＣ８の論理内で利用されるローカル変数の名前である。Ｔｅｍｐ＃は、ＣＤＡに対して０〜１５０の範囲をとる。ＣＤＡ例のＴｅｍｐ行は、各列に、又は論理で利用される各係数に対して、Ｔｅｍｐ番号を有する。係数０〜１５０は、実世界の入力又は出力の位置を含む。

非選択は、設定ツールが係数に記憶するＭＡビットアレイの参照位置であって、論理の係数が選択又は要求又は使用されない位置である。係数の参照位置が０である場合、ＭＡビットアレイの位置０における状態は常に０である。係数位置が１である場合、ＭＡビットアレイの位置１における状態は常に１である。７９００の係数値は、調べられることが無い「トラッシュ出力」の参照位置である。ＣＤＡの各種別に対して論理が異なるため、非選択行は、オプションを「選択しない」ために利用されるべき係数値を示す。０又は１又は７９００をＣＤＡに配置することは、設定ツールソフトウェアによって決定される。

同様に、ＳＣＡＤＡアプリケーション・ソフトウェア１１は、また、ＳＣＡＤＡアプリケーションの設定データを入れられた、予め定義されたデータベーステーブルを利用する。ＳＣＡＤＡアプリケーション・ソフトウェア１１及び設定ツールアプリケーション・ソフトウェア及び設定データベース４は、全てパーソナルコンピュータ９（図示せず）にあるため、ＳＣＡＤＡアプリケーション１１は、データベース４に直接アクセスして、処理動作を見るためのオブジェクト及びアニメーションを作成する。ダウンロードツールは、ＳＣＡＤＡタグ・データベースを更新するだけでよい。

ＳＣＡＤＡアプリケーション１１は、予め最大数のオブジェクトを入力された、リンクされた一連の閲覧可能な画面を中心とする。ＳＣＡＤＡ画面上のオブジェクトは、設定ツールソフトウェアによって活動させられるまで、オフ状態に留まる。オブジェクトの動作可能化及びオブジェクトタグの作成は、設定ツールデータベース４から導かれる。リンクされた画面が開くたびに、ＳＣＡＤＡアプリケーション・ソフトウェア１１は、設定データベース４からアニメーション・データを収集し、コンピュータ・モニタ（図示せず）の画面上のオブジェクトを作動させる。ＳＣＡＤＡタグは、ＰＬＣ８にあるＩ／Ｏ点のアドレスのセットである。ＳＣＡＤＡソフトウェアは、ＲＳＬｉｎｘ又は他の通信ＯＰＣドライバを利用して、ＰＬＣと通信し、ＳＣＡＤＡタグの状況を決定する。アニメーションは、タグ状態に基づいて発生する。例えば、ユーザがバルブボックスの漏出Ｉ／Ｏ点を定義した場合である。設定データベースを利用するＳＣＡＤＡアプリケーションは、バルブボックスが発生すべき画面上の位置に基づいて、Ｉ／Ｏ点アドレスを含むタグを作成し、バルブボックス漏出点に対するＳＣＡＤＡオブジェクトを描画するために該タグを割り当て、ＲＳＬｉｎｘを介してタグ状態（オン又はオフ）を通信し、それに応じてオブジェクトを描画する。これは、画面に関連付けられた全てのオブジェクトについてなされる。

上記の通り、本発明に係る設定制御システムは、プログラマがソフトウェアを変更することを必要とせずに、ユーザが製造処理システムを容易に設定及び変更することを可能とする。ＣＣＳは、関連する製造処理システムにおいて、ユーザがオブジェクトを容易に追加、削除、名称変更、閲覧又は作成することを可能とする。本発明の効果は、ユーザに、ユーザの製造処理のための「プラグ・アンド・プレイ」環境を提供することである。

本発明の様々な実施の形態が示され、説明されたが、それらは限定を意味するものではない。当業者は、これらの実施の形態の特定の修正を認識することが可能であり、それらの修正は、添付の特許請求の範囲の趣旨及び範囲に含まれることが意図される。

図１は、本発明の１つの実施の形態を示す概略的なブロック図である。 図２は、本発明を含む製造処理システムの例を示す概略的なブロック図である。 図３は、処理システム又は製造システムを設定又は変更するために従来技術システムにおいて必要とされる典型的な画面イメージの例である。 図４は、本発明の利用の一例として化学物質処理システムの初期設定を行うための、本 図５は、本発明の利用の一例として化学物質処理システムの初期設定を行うための、本発明の様々な実施の形態の画面イメージを示す。 図６は、本発明の利用の一例として化学物質処理システムの初期設定を行うための、本発明の様々な実施の形態の画面イメージを示す。 図７は、本発明の利用の一例として化学物質処理システムの初期設定を行うための、本発明の様々な実施の形態の画面イメージを示す。 図８は、本発明の利用の一例として化学物質処理システムの初期設定を行うための、本発明の様々な実施の形態の画面イメージを示す。 図９は、本発明の利用の一例として化学物質処理システムの初期設定を行うための、本発明の様々な実施の形態の画面イメージを示す。 図１０は、本発明の利用の一例として化学物質処理システムの初期設定を行うための、本発明の様々な実施の形態の画面イメージを示す。 図１１は、本発明の利用の一例として化学物質処理システムの初期設定を行うための、本発明の様々な実施の形態の画面イメージを示す。 図１２は、本発明の実施の形態として、例示的な化学物質システムの設定を変更する方法のフローチャートを示す。 図１３は、例示的な化学物質処理システムを設定する際に、ユーザが本発明を実現して、容易にツールを追加し、化学物質を選択する例を示す画面イメージである。 図１４は、例示的な化学物質処理システムを設定する際に、ユーザが本発明を実現して、容易にツールを追加し、化学物質を選択する例を示す画面イメージである。 図１５は、例示的な化学物質処理システムを設定する際に、ユーザが本発明を実現して、容易にツールを追加し、化学物質を選択する例を示す画面イメージである。 図１６は、ユーザが本発明を用いて容易にツールを削除する例を示す画面イメージである。 図１７は、ユーザが本発明を用いて容易にツールを削除する例を示す画面イメージである。 図１８は、ユーザが本発明を用いて容易にツールを削除する例を示す画面イメージである。 図１９は、ユーザが本発明を用いて容易にツールを削除する例を示す画面イメージである。 図２０は、ユーザが本発明を用いて容易にツールを削除する例を示す画面イメージである。

Claims (20)

1. プログラミング・ツールを利用せずに、関連する処理システムを迅速に設定又は再設定する能力をユーザに与える、製造処理システムのための設定可能制御システム（ＣＣＳ）であって、
   関連する処理システムに対する物理的構成及び論理的構成をユーザが迅速に定義することを可能とする設定ツール手段であって、該設定ツールが、所与の時間においてユーザにより設定された処理システム設定に対する設定データベースファイルを生成する手段を含む設定ツール手段と、
   前記設定データベースファイルに格納された設定データを自動的に受信する管理制御及びデータ収集手段（ＳＣＡＤＡ）であって、ユーザにより設定された処理システム設定に基づいて、ＳＣＡＤＡ設定データベースを設定し、マン・マシン・インターフェース（ＭＭＩ）を自動的に生成し、ユーザによってなされた処理システム設定に対する変更に基づいて、任意の所与の時間にＳＣＡＤＡ設定データベースを更新し、ＭＭＩを自動的に変更するよう動作する管理制御及びデータ収集手段（ＳＣＡＤＡ）と、
   前記設定データベースファイルからのデータを自動的に処理して、任意の所与の時間に所望のシステム設定に基づいて入出力（ＩＯ）及び論理を割り当てるプログラム可能論理コントローラ手段と、
   を備える設定可能制御システム。
2. 請求項１記載の設定可能制御システムであって、前記設定ツール手段が、
   関連する処理システムを設定及び変更するユーザの能力を促進するプルダウンメニューを備える画面イメージを提供する、フォーム・ベースのグラフィカル・ユーザ・インターフェース（ＧＵＩ）ソフトウェア
   を含む設定可能制御システム。
3. 請求項２記載の設定可能制御システムであって、前記ＳＣＡＤＡ手段が、
   前記設定ツールにより定義されたシステムに基づいて、表示のための描画及び警告を自動的に生成する配備ツール
   を含む設定可能制御システム。
4. 請求項３記載の設定可能制御システムであって、前記ＳＣＡＤＡ手段が、更に、
   関連する製造処理システムの状態を監視する監視手段
   を含む設定可能制御システム。
5. 請求項２記載の設定可能制御システムであって、前記プログラム可能論理コントローラ手段が、関連する製造処理システムのアップタイムを最大化するために冗長化されたプログラム可能論理コントローラを含む設定可能制御システム。
6. 請求項１記載の設定可能制御システムであって、前記設定ツール手段が、ユーザがシステム・オブジェクトを追加、編集及び削除することを可能とする手段を備える設定可能制御システム。
7. 請求項１記載の設定可能制御システムであって、前記設定ツール手段が、
   前記制御システムの所望の位置にＩＯ信号を配置するために、ユーザが信号位置を設定することを可能とする手段
   を含む設定可能制御システム。
8. 請求項１記載の設定可能制御システムであって、前記設定ツール手段が、
   ユーザが各オブジェクトの動作のために必要とされる信号を設定することを可能とする手段
   を含む設定可能制御システム。
9. 請求項１記載の設定可能制御システムであって、前記設定ツール手段が、
   ユーザがシステム動作論理を設定することを可能とする手段
   を含む設定可能制御システム。
10. 請求項１記載の設定可能制御システムであって、前記設定ツール手段が、
    ユーザが安全論理を設定することを可能とする手段
    を含む設定可能制御システム。
11. 請求項１記載の設定可能制御システムであって、前記設定ツール手段が、
    ユーザがシステム・オブジェクトを追加、編集及び削除することを可能とする手段と、
    前記制御システムの所望の位置にＩＯ信号を配置するために、ユーザが信号位置を設定することを可能とする手段と、
    ユーザが各オブジェクトの動作のために必要とされる信号を設定することを可能とする手段と、
    ユーザがシステム動作論理を設定することを可能とする手段と、
    ユーザが安全論理を設定することを可能とする手段と、
    を備える設定可能制御システム。
12. 請求項３記載の設定可能制御システムであって、前記配備ツールが、ゼネラル・エレクトリック社のＣｉｍｐｌｉｃｉｔｙベースのＳＣＡＤＡソフトウェア・アプリケーションからなる設定可能制御システム。
13. 請求項４記載の設定可能制御システムであって、前記監視手段が、ゼネラル・エレクトリック社のＣｉｍｐｌｉｃｉｔｙベースのＳＣＡＤＡソフトウェア・アプリケーションからなる設定可能制御システム。
14. 請求項１記載の設定可能制御システムであって、前記プログラム可能論理コントローラ手段が、Ａｌｌｅｎ−Ｂｒａｄｌｅｙベースのソフトウェア・アプリケーションを含む設定可能制御システム。
15. ユーザが、ソフトウェアまたはプログラミングの修正をすることなく、製造処理システムを迅速に設定及び／又は変更することを可能とする設定可能制御システム（ＣＣＳ）を提供する方法であって、
    ユーザが処理システムを初期設定することを可能とする、メニューによって起動される複数の画面イメージを含むグラフィカル・ユーザ・インターフェースを提供するステップと、
    設定ツールにおいて、前記複数の画面イメージのうちの選択された画面イメージを介してユーザによって入力された初期化データを受信するステップと、
    前記設定ツールを自動的に作動させて、前記処理システムに対する前記ユーザから受信された設定を含むデータベースファイルを生成するステップと、
    前記データファイルからのデータを、管理制御及びデータ収集アプリケーション（ＳＣＡＤＡ）に自動的に転送するステップと、
    前記ＳＣＡＤＡを自動的に作動させて、変更を行い、設定データによって定義された前記処理システムに基づいて描画及び警告を生成するステップと、
    前記データファイルからのデータをプログラム可能論理コントローラ（ＰＬＣ）アプリケーションに自動的に転送するステップであって、該プログラム可能論理コントローラ（ＰＬＣ）アプリケーションが、前記設定データに基づく論理を利用可能化するために、入出力ＩＯ信号を構成要素に自動的に割り当てることによって前記データに応答するステップと、
    を備える方法。
16. 請求項１５記載の方法であって、更に、
    前記グラフィカル・ユーザ・インターフェースを介して、ユーザが前記処理システムの設定を変更することを可能とする、メニューによって起動される複数の画面イメージを提供するステップと、
    前記設定ツールにおいて、前記処理システムの前記設定を変更するために前記ユーザによって入力されたデータを受信するステップと、
    前記設定ツールを自動的に作動させて、データベースファイルを前記処理システムに対する新しい設定へと変更するステップと、
    前記データファイルからのデータを前記ＳＣＡＤＡに自動的に転送するステップと、
    前記ＳＣＡＤＡを自動的に動作させて、前記変更を行い、前記新しい設定データに基づいて描画及び警告を生成するステップと、
    前記修正された設定データを前記データファイルから前記ＰＬＣアプリケーションへと自動的に転送するステップであって、該ＰＬＣアプリケーションが、前記修正された設定データに基づく論理を動作可能化するために、入出力Ｉ／Ｏ信号を構成要素に自動的に割り当てることによって応答するステップと、
    を備える方法。
17. 請求項１５記載の方法であって、グラフィカル・ユーザ・インターフェースを提供する前記ステップが、更に、
    ユーザがシステム・オブジェクトを追加、編集及び削除することを可能とするステップ
    を備える方法。
18. 請求項１５記載の方法であって、グラフィカル・ユーザ・インターフェースを提供する前記ステップが、更に、
    前記制御システムの所望の位置にＩＯ信号を配置するために、ユーザが信号位置を設定することを可能とするステップ
    を備える方法。
19. 請求項１５記載の方法であって、グラフィカル・ユーザ・インターフェースを提供する前記ステップが、更に、
    ユーザが各オブジェクトの動作のために必要とされる信号を設定することを可能とするステップ
    を備える方法。
20. 請求項１５記載の方法であって、グラフィカル・ユーザ・インターフェースを提供する前記ステップが、更に、
    ユーザがシステム動作論理を設定することを可能とするステップと、
    ユーザが安全論理を設定することを可能とするステップと、
    を備える方法。

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