JP5277126B2 - プログラム作成支援装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、プログラマブルコントローラに実装される制御プログラムのプログラム作成支援装置及び方法に関する。

従来、プラントエンジニアリング業務では、プラント内に配置されたプラント機器を制御するために、プログラマブルコントローラを使用する。オペレータの指示に基づいて、プラント機器の操作指令信号は入力信号としてプログラマブルコントローラに入力される。プラント機器を制御する制御信号はプログラマブルコントローラからの出力信号としてプラント機器に出力される。入力信号及び出力信号は、プログラマブルコントローラに実装される入出力カードに割付情報として割り付けられる。割付情報は、展開接続図といわれるドキュメントに記載される。また、ネットワーク等の伝送路を通してプログラマブルコントローラ及びプラント機器の間で入出力される信号については、伝送リスト等のドキュメントに記載される。これらのドキュメントには、各信号の用途を示す信号コメントと共に、プログラマブルコントローラがこれらの信号を認識できるように予め定められた規則に従って割り付けられたプラント機器のアドレス情報も記載されている。入出力信号の信号コメント及びアドレス情報は、制御対象プラントを構成するプラント機器の種類、プラント内におけるプラント機器の配置、プラントが生産する製品、プラント機器を制御するプログラマブルコントローラの違いにより、制御対象プラント毎に異なる。そこで、プログラマブルコントローラに実装する制御プログラムを作成するプログラマは、展開接続図及び伝送リスト等のドキュメントを参照することにより、制御プログラム内で使用する入出力信号の信号コメント及びアドレス情報を把握した上で制御プログラムを作成する必要がある。

このように、制御プログラムの作成は、プログラマに対して高度なスキルを要求するため、文法的な誤りをはじめ、機器が目標とする仕様通りに動作しないなどのバグを含む。制御対象プラント機器が多い場合は、制御プログラムの大きさも膨大となり、プログラムの修正を行うのも非常に困難である。

そこで、制御プログラムの実行状況、実行結果を必要に応じて出力し、プログラムバグの存在する箇所の特定を容易にするプログラマブルコントローラのデバッグツールが提案されている、（例えば、特許文献１参照）。しかし、複雑な修正を必要とする場合には、修正作業に膨大な時間的な負担が強いられる。また、大規模プラントでは、作成する制御プログラムの量が多くなるため、複数のプログラマが分担して作成作業を実施する。この場合、複数の制御プログラムそれぞれにおいてプログラマブルコントローラの入出力信号の整合性が取れるように予め規定する必要があるという問題がある。さらに、新たな制御プログラム作成時において、過去に作成された制御プログラムを流用する場合、流用元制御プログラムで使用されている入出力信号の信号コメント及びアドレス情報は、流用元制御プログラムが制御対象としたプラント機器等のものであるため、プログラマは流用元制御プログラムの信号コメント及びアドレス情報等を、新たな制御プログラムが制御対象とするプラント機器等の信号コメント及びアドレス情報等に手作業で置き換えなければならないという問題もある。またさらに、制御プログラムが含む、信号の用途を明示するために入出力信号へ付与される信号コメントは、プラント内に配置されたプラント機器の呼称が記載される。プラント機器の呼称は、オペレータの習慣等によって各プラント毎で異なる場合が多い。制御プログラムのメインテナンスのためには、プログラマブルコントローラが制御対象とするプラント機器の配置されたプラントで適用されているプラント機器の呼称を使用して制御プログラムは作成されなければならないという問題もある。

特開平８−８３１０８号公報

上記問題点を鑑み、本発明は、プログラマブルコントローラが制御対象とするプラント機器に対する実在の入出力信号を認識せずに制御プログラムの作成を促すプログラム作成支援装置及び方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明のプログラム生成支援装置は、複数のプラント機器を制御するプログラマブルコントローラに実装された制御プログラムをデバックするプログラム作成支援装置であって、前記制御プログラムから、前記ブログラマブルコントローラと各プラント機器とで入出力される各信号の用途情報および該当する機器の称呼情報を含む信号コメントと、予め割り付けられた該当するプラント機器のアドレス情報とを含む入出力信号を、仮想入出力信号として取得する仮想信号取得部と、前記プログラマブルコントローラで前記プラント機器と送受信された信号であり、前記信号コメントおよび該当するプラント機器のアドレス情報を含む実入出力信号を取得する実入出力信号取得部と、前記仮想信号取得部で取得された仮想入出力信号の信号コメントに含まれる用途情報および該当する機器の称呼情報と、前記実入出力信号取得部で取得された実入出力信号の信号コメントに含まれる用途情報および該当する機器の称呼情報との関連性から、前記仮入出力信号と前記実入出力信号とが整合するか否かを検証処理する検証部と、前記検証部における検証処理の結果、対応する実入出力信号がない仮想入出力信号があるときには当該仮想入出力信号を削除し、対応する仮想入出力信号がない実入出力信号があるときには、当該実入出力信号に対応する信号コメントおよびプラント機器のアドレス情報を含む仮想入出力信号を生成することで仮想入出力信号を修正する修正部と、前記修正部で修正された仮想入出力信号に基づいて、前記制御プログラムの入出力信号を変換する変換部とを備えることを特徴とする。

また本発明のプログラム生成支援方法は、複数のプラント機器を制御するプログラマブルコントローラに実装された制御プログラムをデバックするプログラム作成支援装置が、前記制御プログラムから、前記ブログラマブルコントローラと各プラント機器とで入出力される各信号の用途情報および該当する機器の称呼情報を含む信号コメントと、予め割り付けられた該当するプラント機器のアドレス情報とを含む入出力信号を、仮想入出力信号として取得する仮想信号取得ステップと、前記プログラマブルコントローラで前記プラント機器と送受信された信号であり、前記信号コメントおよび該当するプラント機器のアドレス情報を含む実入出力信号を取得する実入出力信号取得ステップと、前記仮想信号取得ステップで取得された仮想入出力信号の信号コメントに含まれる用途情報および該当する機器の称呼情報と、前記実入出力信号取得ステップで取得された実入出力信号の信号コメントに含まれる用途情報および該当する機器の称呼情報との関連性から、前記仮入出力信号と前記実入出力信号とが整合するか否かを検証処理する検証ステップと、前記検証ステップにおける検証処理の結果、対応する実入出力信号がない仮想入出力信号があるときには当該仮想入出力信号を削除し、対応する仮想入出力信号がない実入出力信号があるときには、当該実入出力信号に対応する信号コメントおよびプラント機器のアドレス情報を含む仮想入出力信号を生成することで仮想入出力信号を修正する修正ステップと、前記修正ステップで修正された仮想入出力信号に基づいて、前記制御プログラムの入出力信号を変換する変換ステップとを有することを特徴とする。

本発明によれば、プログラマブルコントローラが制御対象とするプラント機器に対する実在の入出力信号を認識せずに制御プログラムの作成を促すプログラム作成支援装置及び方法を提供することができる。

本発明の実施の形態に係るプログラム作成支援装置のブロック図である。 本発明の実施の形態に係るプログラム作成支援装置のシステム構成図である。 本発明の実施の形態に係る仮想入出力信号による制御プログラムである。 本発明の実施の形態に係る仮想入出力信号及び実入出力信号の修正前の整合情報である。 本発明の実施の形態に係る仮想入出力信号及び実入出力信号の修正後の整合情報である。 本発明の実施の形態に係る仮想入出力信号及び実入出力信号の修正前の整合情報である。 本発明の実施の形態に係るプログラム作成支援装置による修正後の制御プログラムである。 本発明の実施の形態に係るプログラム作成支援装置による変換後の制御プログラムである。 本発明の実施の形態に係る制御プログラムのデバッグ方法を示すフローチャートである。

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、装置やシステムの構成等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な構成は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの構成の異なる部分が含まれていることは勿論である。

また、以下に示す本発明の実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

（実施の形態）
＜プログラム作成支援装置の構成＞
本発明の実施の形態に係るプログラム作成支援装置は、図１に示すように、制御プログラムが含む、仮想的に想定したプラント機器を制御する入出力信号である仮想入出力信号において、複数の仮想入出力信号を取得する仮想信号取得部１０と、プラント機器を制御する入出力信号である実入出力信号において、複数のプラント機器にそれぞれ対応した複数の実入出力信号を取得する実信号取得部２０と、複数の仮想入出力信号と複数の実入出力信号との整合性を検証する整合部３０と、仮想入出力信号と実入出力信号との間で不整合が生じた際、整合するように仮想入出力信号を修正し、修正した仮想入出力信号に対応するように制御プログラムを修正する修正部４０と、仮想入出力信号と実入出力信号との間で整合が完了後、仮想入出力信号と実入出力信号との対応関係を示す整合情報を検出する検出部５０と、整合情報に基づいて、制御プログラムが含む仮想入出力信号を実入力信号に変換する変換部６０とを備える。

また、プログラム作成支援装置１００は、図２に示すように、第１のプラント機器２００、第２のプラント機器２０１、第３のプラント機器２０２、・・・、第ｎのプラント機器２０３を制御するプログラマブルコントローラ３００に実装された制御プログラムをデバッグする。

図１に示す仮想信号取得部１０は、プログラマブルコントローラ３００に実装される図３に示す制御プログラムの中で定義された入出力信号である仮想入出力信号を取得する。仮想入出力信号は、制御プログラムで試験的に定義されたアドレス情報及び信号コメントを含む。図３に示す制御プログラムが含む仮想入出力信号は、Ｉ−１ＤＯＷＮＭＡＮ，Ｉ−２ＤＯＷＮＭＡＮ，Ｉ−３ＤＯＷＮＭＡＮ，Ｉ−４ＤＯＷＮＭＡＮ，Ｏ−５ＤＯＷＮＭＯＤＥ，Ｏ−ＤＯＷＮＭＡＮである。

実信号取得部２０は、プログラマブルコントローラ３００が第１のプラント機器２００〜第ｎのプラント機器２０３と送受信する入出力信号である実入力信号を取得する。実入出力信号は、第１のプラント機器２００〜第ｎのプラント機器２０３それぞれが有するアドレス情報及び信号コメントを取得する。実信号取得部２０は、プログラマブルコントローラ３００に実装される入出力カードの種類及び枚数、入出力カードへの電源線の結線情報、入出力カードのアドレス及び割り付けられる信号名称等から第１のプラント機器２００〜第ｎのプラント機器２０３それぞれの実入力信号のアドレス情報及び信号コメントを取得する。図４に示すように、実入出力信号は、ＲＩ３８０，ＲＩ３８１，ＲＩ３８２，ＲＩ３８３，ＲＩ３８４，ＲＯ１９Ｃ，ＲＯ８２０である。，
整合部３０は、図４に示すように、仮想入出力信号と実入出力信号との整合性を検証する。整合部３０は、仮想入力信号及び実入出力信号が有するそれぞれの信号コメントの関連性に基づいて検証を実行する。図４に示すように、仮想入力信号Ｉ−１ＤＯＷＮＭＡＮの信号コメントＮｏ．１ＳＴＤ手動圧下命令に関連する実入力信号の信号コメントはＦ１ 手動圧力下指令であるため、仮想入力信号Ｉ−１ＤＯＷＮＭＡＮに対応する実入力信号はＲＩ３８０であることがわかる。同様にして、仮想入出力信号に対応する実入出力信号が検出され、それぞれの信号間の整合が検証される。図４に示す仮想入出力信号及び実入出力信号の整合状況から、実入力信号ＲＩ３８４に対応する仮想入力信号が欠落していることがわかる。

修正部４０は、整合部３０による仮想入出力信号及び実入出力信号の整合性検証の結果、不整合が発生した場合、不整合情報を特定し、両信号が整合するよう仮想入出力信号及び制御プログラムを修正する。すなわち、修正部４０は、仮想入出力信号が有するアドレス情報である入力情報及び出力情報、さらに対応する信号コメントを生成及び削除する。図４に示すように、整合部３０が仮想入出力信号と実入出力信号との整合性を検証した結果、実入力信号に対する仮想入力信号が欠落している場合、修正部４０は、図５に示すように、対応する仮想入力信号を生成する。すなわち、ＲＩ３８４に対応する入力情報としてＩ−５ＤＯＷＮＭＡＮを、Ｆ５ 手動圧力下指令に対応する信号コメントとしてＮｏ．５ＳＴＤ手動圧下命令を生成する。これによって、仮想入出力信号及び実入出力信号が整合する。また、図６に示すように、仮想入力信号の入力情報Ｉ−６ＤＯＷＮＭＡＮに対応する実入力信号が検出されない場合、修正部４０は、入力情報Ｉ−６ＤＯＷＮＭＡＮ及び信号コメントＮｏ．６ＳＴＤ手動圧下命令を含む仮想入力信号を削除する。図５に示すように、これによって、仮想入出力信号及び実入出力信号が整合する。つぎに、図７に示すように、仮想入出力信号及び実入出力信号が整合した結果、修正部４０はプログラマブルコントローラ３００に実装される制御プログラムを修正する。

検出部５０は、修正部４０によって整合性のある仮想入出力信号及び実入出力信号の整合情報を検出する。整合情報は、仮想入出力信号及び実入出力信号との対応関係を示す情報であり、例えば図５のような形式で形成することができる。

変換部６０は、図５に示す整合情報を用いて、図８に示すように、制御プログラムが含む仮想入出力信号を実入出力信号に変換する。

＜プログラム作成支援装置によるプログラム作成支援方法＞
つぎに、本発明の実施の形態に係るプログラム作成支援装置が、制御プログラムの作成を支援する方法について図９のフローチャートを参照しながら説明する。

（イ）ステップＳ１０１において、仮想信号取得部１０は、制御プログラムから仮想入出力信号を取得する。ステップＳ１０２において、実信号取得部２０は、プラント機器から実入出力信号を取得する。

（ロ）ステップＳ１０３において、整合部３０は、仮想入出力信号と実入出力信号の整合性を検証する。ステップＳ１０４において、整合部３０による検証の結果、仮想入出力信号及び実入出力信号が整合であった場合、ステップＳ１０５において、検出部５０は、仮想入出力信号及び実入出力信号の整合情報を検出する。

（ハ）ステップＳ１０６において、変換部６０は、整合情報を用いて制御プログラムの仮想入出力信号を実入出力信号に変換する。ステップＳ１０４において、仮想入出力信号及び実入出力信号が不整合であった場合、修正部４０は、ステップＳ１０７において、不整合である情報を特定し、ステップＳ１０８において、修正部４０は、仮想入出力信号及び制御プログラムを修正し、ステップＳ１０３に移行する。

以上説明したように、本発明の実施の形態に係るプログラム作成支援装置は、プログラマが実在するプラント機器のために用意された入出力信号である実入出力信号が含むアドレス情報及び信号コメントを認識することなくプログラムを作成することを可能とする。これによって、プログラマによる制御プログラム作成作業の効率は向上する。

また、プログラム作成支援装置は、制御プログラム内で制御対象として定義されていない実入出力信号を制御対象として新たに定義することで、漏れのない制御をすることが可能となる。

さらに、プログラム作成支援装置は、大規模プラント等、複数のプログラマにより制御プログラムを分担して作成する場合、実入出力信号の使用漏れを防止することができ、制御プログラムの品質向上に貢献することができる。

さらにまた、過去の制御プログラムあるいはテンプレート的に予め準備されている標準制御プログラムを流用して新たな制御プログラムを作成する際、流用元の制御プログラムとは異なった入出力信号を用いて作成しても、プログラム作成支援装置は、それぞれの制御プログラムで使用されている入出力信号を全て自動的に実入出力信号に変換するため、制御プログラムの作成効率が向上し、プログラマの負担を軽減することができる。

（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は本発明の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

１０…仮想信号取得部
２０…実信号取得部
３０…整合部
４０…修正部
５０…検出部
６０…変換部
１００…プログラム作成支援装置

Claims (2)

1. 複数のプラント機器を制御するプログラマブルコントローラに実装された制御プログラムをデバックするプログラム作成支援装置であって、
   前記制御プログラムから、前記ブログラマブルコントローラと各プラント機器とで入出力される各信号の用途情報および該当する機器の称呼情報を含む信号コメントと、予め割り付けられた該当するプラント機器のアドレス情報とを含む入出力信号を、仮想入出力信号として取得する仮想信号取得部と、
   前記プログラマブルコントローラで前記プラント機器と送受信された信号であり、前記信号コメントおよび該当するプラント機器のアドレス情報を含む実入出力信号を取得する実入出力信号取得部と、
   前記仮想信号取得部で取得された仮想入出力信号の信号コメントに含まれる用途情報および該当する機器の称呼情報と、前記実入出力信号取得部で取得された実入出力信号の信号コメントに含まれる用途情報および該当する機器の称呼情報との関連性から、前記仮入出力信号と前記実入出力信号とが整合するか否かを検証処理する検証部と、
   前記検証部における検証処理の結果、対応する実入出力信号がない仮想入出力信号があるときには当該仮想入出力信号を削除し、対応する仮想入出力信号がない実入出力信号があるときには、当該実入出力信号に対応する信号コメントおよびプラント機器のアドレス情報を含む仮想入出力信号を生成することで仮想入出力信号を修正する修正部と、
   前記修正部で修正された仮想入出力信号に基づいて、前記制御プログラムの入出力信号を変換する変換部と、
   を備えることを特徴とするプログラム生成支援装置。
2. 複数のプラント機器を制御するプログラマブルコントローラに実装された制御プログラムをデバックするプログラム作成支援装置が、
   前記制御プログラムから、前記ブログラマブルコントローラと各プラント機器とで入出力される各信号の用途情報および該当する機器の称呼情報を含む信号コメントと、予め割り付けられた該当するプラント機器のアドレス情報とを含む入出力信号を、仮想入出力信号として取得する仮想信号取得ステップと、
   前記プログラマブルコントローラで前記プラント機器と送受信された信号であり、前記信号コメントおよび該当するプラント機器のアドレス情報を含む実入出力信号を取得する実入出力信号取得ステップと、
   前記仮想信号取得ステップで取得された仮想入出力信号の信号コメントに含まれる用途情報および該当する機器の称呼情報と、前記実入出力信号取得ステップで取得された実入出力信号の信号コメントに含まれる用途情報および該当する機器の称呼情報との関連性から、前記仮入出力信号と前記実入出力信号とが整合するか否かを検証処理する検証ステップと、
   前記検証ステップにおける検証処理の結果、対応する実入出力信号がない仮想入出力信号があるときには当該仮想入出力信号を削除し、対応する仮想入出力信号がない実入出力信号があるときには、当該実入出力信号に対応する信号コメントおよびプラント機器のアドレス情報を含む仮想入出力信号を生成することで仮想入出力信号を修正する修正ステップと、
   前記修正ステップで修正された仮想入出力信号に基づいて、前記制御プログラムの入出力信号を変換する変換ステップと、
   を有することを特徴とするプログラム生成支援方法。

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