JP4994517B1 - エンジニアリング装置 - Google Patents

Abstract

ＦＡシステムの設計を行うエンジニアリング装置であって、表示機器と制御機器などの接続形態を表現するシステム構成データを作成するためのシステム構成データ作成手段（１０１）と、制御部品と画面部品とラベル情報とをセットで保持する部品保持手段（１０２）と、制御機器に制御部品を割り付け、表示機器に画面部品を割り付ける部品割付手段（１０３）と、制御部品を制御機器プログラムの作成・編集に使用可能な状態とするとともに画面部品を表示機器画面データの作成・編集に使用可能な状態にする部品反映手段（１０４）と、表示機器から制御機器を監視・操作するための機器接続情報を自動的に生成する機器接続情報生成手段（１０５）と、ラベル情報に対応する実デバイス情報を編集するラベルデバイス情報編集手段（１０６）と、機器接続情報と実デバイス情報を制御部品と画面部品に関連付けて、制御機器および表示機器で使用可能な状態とする部品解決手段（１０７）と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、プログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）や表示器（ＨＭＩ）等のＦＡ（Ｆａｃｔｏｒｙ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）機器で構成されるシステムの設計を行うエンジニアリング装置に関するものである。

近年、ＦＡ機器で構成されるシステムが複雑・大規模化しており、それらのシステムに使用するＰＬＣやモーションコントローラのプログラミング量が増えてきている。そうした場合の工数削減の手法として、特定の処理を予めファンクションブロックなどの部品にして簡単に使用できるようにする技術がある。

また、ＦＡ機器で構成されるシステムにはマンマシンインターフェースが備えられることが多く、その大半でＨＭＩが使用される。ＨＭＩに対しても予め特定の処理に特化した画面を部品化して簡単に使用できるようにする技術がある。

さて、ＦＡ機器においては、制御部分を担うＰＬＣと、制御対象とのマンマシンインターフェースを担うＨＭＩとをセットにしてシステム構築される場合が多く、そのようなシステムにおいて、上述した部品化技術を使用することで開発の効率化を図っている。

また、予めラダープログラムとＨＭＩ画面とを変数名で関連付けておくことでプログラム作成やＨＭＩ画面作成の効率化を図る技術が、例えば特許文献１に開示されている。この技術を使用することで、ラダーロジックの処理とその処理に関連する画面データをセットで使用することができるようになり、ユーザの工数削減が図れる。

特開２００１−０７５７９０号公報

しかしながら、上記従来の技術によるシステムで実際に機器を使用する場合には、ラダープログラムやＨＭＩ画面部品をＰＬＣやＨＭＩに書込みするだけで動作させることが難しく、ＰＬＣとＨＭＩ間のネットワークの種類や機器を識別するためのＩＰアドレスや局番等、通信するために必要な情報（以降、機器接続情報と表現する）をユーザが別途設定する必要があるという問題があった。

また、例えばシステム構成の変更などにより局番などを変更する場合、関連する機器の機器接続情報にこの変更を反映するために、再度関係するエンジニアリングツールを起動して機器接続情報の設定を変更する必要があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＰＬＣやＨＭＩ画面データの部品をセットで使用する際、機器接続情報もあわせて解決して、ユーザの手間を軽減することができるエンジニアリング装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ＦＡシステムの設計を行うエンジニアリング装置であって、エンジニアリング対象のＦＡシステムの表示機器と制御機器およびそれらの接続形態を表現するシステム構成データを作成するためのシステム構成データ作成手段と、制御部品と画面部品とラベル情報とをセットで保持する部品保持手段と、システム構成データ内に表現される制御機器に制御部品を割り付け、システム構成データ内に表現される表示機器に画面部品を割り付ける部品割付手段と、制御部品を制御機器プログラムの作成・編集に使用可能な状態とするとともに画面部品を表示機器画面データの作成・編集に使用可能な状態にする部品反映手段と、画面部品を割り付けられた表示機器から制御部品を割り付けられた制御機器を監視・操作するための機器接続情報を、システム構成データに基づいて自動的に生成する機器接続情報生成手段と、制御部品および画面部品で使用されるラベル情報に対応する実デバイス情報を編集するラベルデバイス情報編集手段と、機器接続情報と実デバイス情報を、制御機器プログラムおよび表示機器画面データ上で制御部品と画面部品に関連付けて、制御機器および表示機器で使用可能な状態とする部品解決手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、ＰＬＣとＨＭＩなど複数の機器をセットで扱うシステムにおいて、プログラムや画面データ等の作成の手間だけでなく、あわせて機器間の接続情報も自動で解決するためユーザの手間が低減できる。

図１は、本発明の実施の形態１にかかるエンジニアリング装置の概略構成を示すブロック図である。 図２は、部品保持手段が保持する制御部品と画面部品とラベル情報との関係について示す図である。 図３は、システム構成データ作成手段によって作成されるシステム構成データの例を示す図である。 図４は、部品保持手段が保持する部品の例を示す図である。 図５は、部品割付手段の表示例および操作例を示す図である。 図６は、図５で示した部品割り付けに対応する機器接続情報を示す図である。 図７は、ラベルデバイス情報編集手段によって生成されるラベルの実デバイス情報の例を示す図である。 図８は、エンジニアリング装置の処理の流れを示すフローチャートである。

以下に、本発明の実施の形態にかかるエンジニアリング装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかるエンジニアリング装置の概略構成を示すブロック図である。エンジニアリング装置１００は、システム構成データ作成手段１０１、部品保持手段１０２、部品割付手段１０３、部品反映手段１０４、機器接続情報生成手段１０５、ラベルデバイス情報編集手段１０６、および部品解決手段１０７を備える。

システム構成データ作成手段１０１は、エンジニアリング対象の制御システムの機器構成と接続形態を表現するシステム構成データを作成する。部品保持手段１０２は、制御部品と画面部品とラベル情報とをセットで保持する。部品割付手段１０３は、制御部品と画面部品をシステム構成データ内に表現されるＰＬＣとＨＭＩにそれぞれ割り付けることを可能とする。

部品反映手段１０４は、制御部品をＰＬＣプログラムの作成・編集に使用可能な状態とするとともに、画面部品をＨＭＩ画面データの作成・編集に使用可能な状態にする。機器接続情報生成手段１０５は、部品を割り付けられたＨＭＩからＰＬＣを監視・操作するための機器接続情報を生成する。

ラベルデバイス情報編集手段１０６は、制御部品および画面部品で使用されるラベルの実デバイス情報を編集する。部品解決手段１０７は、機器接続情報とラベルの実デバイス情報をＰＬＣプログラムおよびＨＭＩ画面データ上で制御部品と画面部品に関連付けてＰＬＣおよびＨＭＩで使用可能な状態とする。

なお、エンジニアリング装置１００を構成するシステム構成データ作成手段１０１や、部品割付手段１０３や、部品反映手段１０４や、機器接続情報生成手段１０５や、ラベルデバイス情報編集手段１０６や、部品解決手段１０７は、ＣＰＵなどの演算装置によって構成される。また、部品保持手段１０２は、ＲＯＭ，ＲＡＭなどの記憶装置によって構成される。

図２は、部品保持手段１０２が保持する制御部品と画面部品とラベル情報との関係について示す図である。制御部品１１はＰＬＣを制御するためのＰＬＣプログラムの一部分として使用することのできるプログラム部品である。制御部品１１は、制御対象のデバイスを指定する方法の一部として、実デバイスではなくラベル名を使用している。

画面部品１２は、ＨＭＩにおいてＰＬＣを監視・操作するためのＨＭＩ画面データの一部分として使用することのできるプログラム部品である。画面部品１２は、監視・操作対象のデバイスを指定する方法の一部として、実デバイスではなくラベル名を使用している。

ラベル情報１３は、制御部品１１と画面部品１２の少なくとも一方で使用されるラベルの名前とデータ型の対応付けを管理する情報である。制御部品１１と画面部品１２の組合せに対して１個以上のラベル情報が紐付けられて部品保持手段１０２により保持される。以下、制御部品１１と画面部品１２とラベル情報１３の組合せを部品と呼ぶ。

なお、ここではＰＬＣ用の制御部品とＨＭＩ用の画面部品について記載するが、これらに限定されるものではない。例えば制御部品はモーションコントローラ用のものであってもよく、その場合にはＰＬＣをモーションコントローラに読み替えることで実現される。また、モーションコントローラ以外や画面部品についても同様に他の構成に置き換えることができる。

次に、エンジニアリング装置１００の動作について、例を交えながら説明する。図３は、システム構成データ作成手段１０１によって作成されるシステム構成データの例を示す図である。ここで例示するシステム構成データで表現される制御システムは、２台のＨＭＩと３台のＰＬＣと２つの制御ネットワークとで構成されている。

図４は、部品保持手段１０２が保持する部品の例を示す図である。名称が“部品Ａ”という部品が、制御部品“制御部品Ａ”と画面部品“画面部品Ａ”とラベル情報から構成されている。

制御部品Ａは、ラダー言語で記述されたファンクションブロックであり、ラベル“目標値ＵＰ”がＯＮになるとラベル“目標値”の値を１加算し、ラベル“目標値ＤＯＷＮ”がＯＮになるとラベル“目標値”の値を１減算する機能を実現している。

画面部品Ａは、現在値／目標値を示す数値表示部と目標値をＵＰ／ＤＯＷＮさせるためのボタンとから構成される。画面部品Ａは、現在値の数値表示部にはラベル“現在値”の値を表示し、目標値の数値表示部にはラベル“目標値”の値を表示する。また、画面部品Ａは、目標値をＵＰさせるためのボタンを押下するとラベル“目標値ＵＰ”がＯＮになり、目標値をＤＯＷＮさせるためのボタンを押下するとラベル“目標値ＤＯＷＮ”がＯＮになる設定が行われている。

ラベル情報には、制御部品Ａおよび画面部品Ａで使用されている４種類のラベルに対し、データ型の定義が行われている。またラベル“現在値”のように、制御部品Ａと画面部品Ａのいずれか一方でしか使用しないラベル情報も存在する。

次に、図面を用いて動作の流れについて説明する。図８は、エンジニアリング装置の処理の流れを示すフローチャートである。

図５は、部品割付手段１０３の表示例および操作例を示す図である。エンジニアリング装置１００が備える表示装置１０８の画面内に、システム構成データを表示するためのシステム構成データ表示画面１０８ａと、部品保持手段１０２が保持する部品を表示するための部品表示画面１０８ｂとが表示されている。

まず、ユーザは、部品表示画面１０８ｂから制御部品を選択して、システム構成データ上のＰＬＣにドラッグ＆ドロップして割り付ける（ステップＳ１）。次に、制御部品に対応した画面部品を部品表示画面１０８ｂから選択して、システム構成データ上のＨＭＩにドラッグ＆ドロップして割り付ける（ステップＳ２）。なお、制御部品と画面部品とのどちらを先に割り付けても構わない。制御部品と画面部品の両方の割り付けが行われていない場合には（ステップＳ３，Ｎｏ）、ステップＳ１の処理に戻る。

ステップＳ１とステップＳ３に示す２つの操作により、部品とシステム構成データとの割り付けが実現される。なお、図５に示す例では、“制御部品Ａ”を“ＰＬＣ＿３”に割り付け、“画面部品Ａ”を“ＨＭＩ＿１”に割り付けていることを模式的に示している。なお、ここではドラッグ＆ドロップ操作のケースについて記載したが、制御部品とＰＬＣや画面部品とＨＭＩとの関連付けは、ドラッグ＆ドロップ操作に限るものではない。

部品割付手段１０３によりユーザが部品の割り付けを行い、制御部品と画面部品の両方の割り付けが行われると（ステップＳ３，Ｙｅｓ）、ラベルデバイス情報編集手段１０６によってラベル識別名の生成が行われる（ステップＳ４）。

ここで、ラベル識別名は、部品名、同一部品の識別情報、ラベル名の組合せ（実際に図７ではどのようになっているかを示したい。）により決定される。例えば、図７に示す例では、部品名が「部品Ａ」、同一部品の識別情報が「＿１」と決定され、ラベル名が「現在値」，「目標値」，「目標値ＵＰ」，「目標値ＤＯＷＮ」と決定された状態を示している。

なお、ラベル識別名は、同一部品の識別情報は同一部品を複数箇所で使用する場合に使用する情報として一意となるように自動的に生成される。なおこのラベル識別名は前述の命名ルールのまま変更できないようにする必要はなく、生成後にユーザがラベル識別名やその一部を変更可能としてもよい。

次に、部品反映手段１０４によって、ＰＬＣプログラムおよびＨＭＩ画面データの作成・編集時に制御部品および画面部品がそれぞれ使用可能とされる（ステップＳ５，Ｓ６）。例えば、ＰＬＣプログラムとしてのラダーの編集や作成に制御部品を用いることができたり、画面部品の配置の編集などができたりするようになる。

なお、ＰＬＣプログラムは、部品が割り付けられたＰＬＣに対応するＰＬＣプログラムであり、図５の例では、“ＰＬＣ＿３”に対応するＰＬＣプログラムの作成・編集時に“制御部品Ａ”が使用可能となる。同様に“ＨＭＩ＿１”に対応するＨＭＩ画面データの作成・編集時に“画面部品Ａ”が使用可能となる。

ただし、この時点では制御部品でのデバイス指定にラベルが使用されているが、ラベルで使用する実デバイスが決定されていないので、制御部品を使用したＰＬＣプログラムをＰＬＣで使用することはできない。

同様に、画面部品でのデバイス指定にもラベルが使用されているが、ラベルで使用する実デバイスおよび監視・操作先のＰＬＣを特定する情報が決定されていないので、画面部品を使用したＨＭＩ画面データをＨＭＩで使用することはできない。

そこで、機器接続情報生成手段１０５によって、画面部品を割り付けたＨＭＩから制御部品を割り付けたＰＬＣを監視・操作するための機器接続情報、すなわちどのような経路でＨＭＩからＰＬＣを監視・操作できるかを示す情報が生成される（ステップＳ７）。

図６は、図５で示した部品割り付けに対応する機器接続情報を示す図である。図６では、監視・操作を行うＨＭＩ“ＨＭＩ＿１”から監視・操作の相手となるＰＬＣ“ＰＬＣ＿３”に到達するためには、“ネットワークＸ”と“ＰＬＣ＿１”と“ネットワークＹ”を経由することを示している。

すなわち、機器接続情報生成手段１０５は、ユーザによるステップＳ１，Ｓ２の操作に基づいて、ＨＭＩが「ＨＭＩ＿１」であること、および相手ＰＬＣが「ＰＬＣ＿３」であることを認識する。そして、システム構成データから、「ＨＭＩ＿１」と「ＰＬＣ＿３」との間に、中継ネットワークとして「ネットワークＸ」，「ネットワークＹ」が介在すること、および中継ＰＬＣとして「ＰＬＣ＿１」が介在することを自動的に認識し、これらの情報を各項目に割り振ることで、図６に示す機器接続情報を自動的に生成する。

なお、図６では、２つのネットワークを中継するケースについて示しているが、中継するネットワークの数に制限はない。また、機器接続情報生成手段１０５は、上述した機器接続情報を、部品割付手段１０３をユーザが使用した直後となるタイミングで自動的に生成してもよいし、部品割付手段１０３の使用とは関係なくユーザから指示された任意のタイミングで自動的に生成してもよいし、どちらのタイミングでも実行されてもよい。

また、ユーザがシステム構成データを変更した場合に、システム構成データの変更に追随して機器接続情報生成手段１０５が機器接続情報を自動的に更新するように構成してもよいし、ユーザが機器接続情報の再生成を指示した場合に、機器接続情報生成手段１０５が機器接続情報を更新するように構成してもよい。

次に、ラベルデバイス情報編集手段１０６により割り付けられた部品に対応するラベルに実デバイスを割り当てられるようになり、ラベルの実デバイス情報が生成される（ステップＳ８）。実デバイスの割り当てはユーザが指定してもよいし、ラベルデバイス情報編集手段１０６が自動的に設定しても良い。

図７は、ラベルデバイス情報編集手段１０６によって生成されるラベルの実デバイス情報の例を示す図である。部品Ａで使用されている４つのラベル“現在値”、“目標値”、“目標値ＵＰ”、“目標値ＤＯＷＮ”のそれぞれに対して、データ型に対応した実デバイスのアドレスが割り当てられている。

ステップＳ７とステップＳ８の後、部品解決手段１０７によって、機器接続情報とラベルの実デバイス情報とを、ＰＬＣプログラムおよびＨＭＩ画面データ上で制御部品と画面部品が関連付けられる。これにより、ＰＬＣプログラムおよびＨＭＩ画面データの作成・編集時に機器接続情報と実デバイス情報が使用可能とされる（ステップＳ９）。

これにより、ＰＬＣプログラムで使用する制御部品でのデバイス指定でラベルが使用されている箇所に、ラベルの実デバイス情報を適用することでＰＬＣプログラムをＰＬＣで使用可能な状態にすることが可能となる。同様に、ＨＭＩ画面データで使用する画面部品でのデバイス指定でラベルが使用されている箇所にラベルの実デバイス情報と機器接続情報を適用することでＨＭＩ画面データをＨＭＩで使用可能な状態にすることが可能となる。例えば、画面部品の「現在値」に対応するラベルの箇所に、指定したデバイスの現在値が表示され、「目標値」に対応するラベルの箇所に、指定したデバイスの目標値が表示されるようになる。

また、一度機器に対して機器接続情報を設定した後に機器接続情報に関係するシステム構成の変更が発生した場合に（ステップＳ１０，Ｙｅｓ）、システム構成データ作成手段１０１により機器接続情報の変更を行うと（ステップＳ１１）、前述のステップＳ７からの流れに従い、関係する機器接続情報の更新処理などが行われる。

以上のように、実施の形態１によれば、制御部品をＰＬＣに割り付け、画面部品をＨＭＩに割り付けるだけで、ＨＭＩからＰＬＣを監視・操作するための機器接続情報が、ユーザの手をほとんど煩わせずに自動的に生成されるため、部品を使ったプログラミングを行うユーザの設定作業の手間を削減することができる。

また、システム構成データに変更があった場合にも、その変更に合わせて機器接続情報が自動的に生成されるので、ユーザの設定作業の手間を削減することができる。

なお、この例では制御部品と画面部品間の例について示したが、これは制御部品間であってもよく、その場合は画面部品を制御部品に読み替えることで実現される。また、この例では関連する部品が１：１の例について示したが、これは１：１の組合せ以外であってもよい。その場合は部品に含まれる制御部品や画面部品が複数あると読み替えることで実現される。

以上のように、本発明にかかるエンジニアリング装置は、ＰＬＣやＨＭＩ等のＦＡ機器で構成されるシステムの設計に有用である。

１１ 制御部品
１２ 画面部品
１３ ラベル情報
１００ エンジニアリング装置
１０１ システム構成データ作成手段
１０２ 部品保持手段
１０３ 部品割付手段
１０４ 部品反映手段
１０５ 機器接続情報生成手段
１０６ ラベルデバイス情報編集手段
１０７ 部品解決手段
１０８ 表示装置
１０８ａ システム構成データ表示画面
１０８ｂ 部品表示画面

Claims (4)

1. ＦＡシステムの設計を行うためのエンジニアリング装置であって、
   エンジニアリング対象のＦＡシステムの表示機器と制御機器およびそれらの接続形態を表現するシステム構成データを作成するためのシステム構成データ作成手段と、
   制御部品と画面部品とラベル情報とをラベル名で関連付けてセットで保持する部品保持手段と、
   システム構成データ内に表現される前記制御機器への前記制御部品の割り付けおよび、システム構成データ内に表現される前記表示機器への前記画面部品の割り付けを行う部品割付手段と、
   前記セット内の前記制御部品と前記画面部品のすべての割り付けが行われると、前記制御部品を制御機器プログラムの作成・編集に使用可能な状態とするとともに前記画面部品を表示機器画面データの作成・編集に使用可能な状態にする部品反映手段と、
   前記画面部品を割り付けられた前記表示機器から前記制御部品を割り付けられた前記制御機器を監視・操作するための機器接続情報を、前記システム構成データに基づいて自動的に生成する機器接続情報生成手段と、
   前記制御部品および前記画面部品で使用されるラベル情報に対応する実デバイス情報を編集するラベルデバイス情報編集手段と、
   前記機器接続情報と前記ラベル情報に対応する実デバイス情報を、前記制御機器プログラムおよび前記表示機器画面データ上で制御部品と画面部品に関連付けて、前記制御機器および前記表示機器で使用可能な状態とする部品解決手段と、を備えることを特徴とするエンジニアリング装置。
2. 前記部品保持手段には、複数の制御部品がセットで保持され、
   前記部品割付手段は、前記制御機器への前記複数の制御部品の割り付けを行うことを特徴とする請求項１に記載のエンジニアリング装置。
3. 前記部品保持手段には、前記制御部品および前記画面部品の少なくとも一方が複数含まれたセットで保持され、
   前記部品割付手段は、前記制御部品と前記画面部品との組合せを１：１の組合せに限定せず、前記制御機器へ割り付ける前記制御部品および前記表示機器へ割り付ける前記画面部品の少なくとも一方を複数とすることを特徴とする請求項１に記載のエンジニアリング装置。
4. ＦＡシステムの設計を行うためのエンジニアリング装置であって、
   エンジニアリング対象のＦＡシステムの複数の制御機器およびそれらの接続形態を表現するシステム構成データを作成するためのシステム構成データ作成手段と、
   複数の制御部品とラベル情報とをラベル名で関連付けてセットで保持する部品保持手段と、
   システム構成データ内に表現される複数の前記制御機器への前記制御部品の割り付けを行う部品割付手段と、
   前記セット内の前記制御部品のすべての割り付けが行われると、前記制御部品を制御機器プログラムの作成・編集に使用可能な状態とする部品反映手段と、
   前記制御部品を割り付けられた前記制御機器同士の間の機器接続情報を、前記システム構成データに基づいて自動的に生成する機器接続情報生成手段と、
   前記制御部品で使用されるラベル情報に対応する実デバイス情報を編集するラベルデバイス情報編集手段と、
   前記機器接続情報と前記ラベル情報に対応する実デバイス情報を、前記制御機器プログラム上で制御部品と関連付けて、前記制御機器で使用可能な状態とする部品解決手段と、を備えることを特徴とするエンジニアリング装置。

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