JP5517444B2 - メモリにプログラム可能な制御のプログラミング方法および／または診断方法 - Google Patents

Description

本発明は、メモリにプログラム可能な制御（ＳＰＳ）のプログラミング方法および診断方法に関する。この種の制御はオートメーションで使用される。これにより機械および施設で方法ステップフローを制御し、この施設の個々の駆動部を制御することができる。正確に言えば本発明は、メモリにプログラム可能な制御を含むオートメーション機器のエンジニアリングの枠内で使用される。この種の制御をプログラミングする際には、所定のエラー探索モード（デバグモード）を使用することが公知である。このエラー探索モードでは、入出力がいわゆるオンライン状態指示によって数値として、しかし機能構成素子の論理機能には関係なく表示される。これによりここでは数値の表示だけが可能であり、機能性の表示ないしは総体的表示は行われない。

この種のＳＰＳ制御をプログラミングするために、従来技術ではＳＰＳプログラミングシステムが使用される。メモリにプログラム可能な制御のプログラミングは、しばしばＩＥＣ６１１３１−３によるプログラミング言語によって実行される（例えばＳＴ：構造化テキスト、ＦＵＰ：機能プラン、ＫＯＰ：コンタクトプラン等）。ここで従来技術でも、ＳＰＳプログラミングは非常にフレキシブルであり、したがって実質的に任意のフローを制御することができる。

従来技術から公知のＳＰＳプログラミングシステムは、通常のインタフェースを有し、これによりＳＰＳプログラムおよびＳＰＳ機能構成素子（ＦＢ）を種々の言語で、ないしは言語方言で作成することができる。ここでは、この機能構成素子をインスタンシエーションするのが通例である。このことは、各ＦＢの使用の際に変数を個別に専用に宣言し、定義しなければならないことを意味する。

上に述べたように、作成されたプログラムないし機能構成素子を診断するためにデバグモードが使用される。このデバグモードによって、プログラミングインタフェースのコンテクストでＳＰＳ変数の状態を視覚化することができる。このことは状態表示によって行われる。しかしこの状態表示は、使用されるプログラミング言語によって見た目が異なる。

ＳＰＳプログラムおよびＦＢを、宣言部と実行部に分けることも通例である。このとき宣言部ではＳＰＳ変数とＦＢインスタンスがインスタンシエーションされ、実行部では機能性がプログラミングされる。ここで概念「インスタンシエーション」とは、それぞれの変数およびインスタンスを定義または作成することであると理解されたい。

プログラミングシステムでの前記のデバグモードの枠内で、ＳＰＳ変数の値を読出し、変更し、フォースすることができる。ここで「フォース」とは、変数を提示可能な値に持続的に変換することである。さらに前記の状態表示によりＦＢのコンテクストに、ＦＢの外には呼び出すことのできないＦＢ内部値を表示することができる。このようにして例えばＦＢの内部状態を表示することができる。

さらに後での診断目的のためにいわゆるウォッチ窓を含めることが公知である。このウォッチ窓では、テーブル状に任意にプロットすることのできる変数を群分けしてみることができる。ここではこの表示すべき変数の選択を、検索可能なリストにより容易にすることもできる。この場合、それぞれの変数の名前は正確に既知である必要はなく、正確に入力する必要もない。

さらに、プログラミングされた機能構成素子（ＦＢ）について、ユーザインタフェース（ＨＭＩ）のコンテクストに特別の診断ダイアローグを作成することも従来技術から公知である。このダイアローグは、ＳＰＳ変数を表示し、入出力する手段を提供する。しかしここでは変数のフォースは不可能であり、読み出しないしは書き込みが可能なだけである。このダイアローグも従来技術では、ＦＢに対して自動的に作成される関連性を備えていない。すなわち、ダイアローグはこのＦＢから、グラフィック診断システムの別のコンテクストでは離れてしまい、したがって機能構成素子オブジェクトの構成部分ではない。

さらに、ＳＰＳプログラミングシステムで、変数に「プライベート」特性を設けることが公知である。この変数はＳＰＳ−ＦＢ内部でだけ使用され、外部からは不可視である。ユーザインタフェース（ＨＭＩ）でも、ＦＢのこれらの変数は表示することはできず、ＦＢの呼び出し限界に存在するデータを表示することができるだけである。これら表示することのできるデータは、外部から読み出すことのできる内部変数、呼び出し変数、および戻し値である。基準データ形式、すなわちポインタ変数およびＳＰＳのＶＡＲ＿ＩＮ＿ＯＵＴデータ形式も、現在ではプログラミングインタフェースにより表示されない。

したがって従来技術における公知のＳＰＳプログラミングシステムには、ＦＢインスタンスを相応のグラフィックダイアローグへリンクし、これにより複数のＳＰＳ変数の機能関連性をグラフィック支援して表示する手段がないという欠点がある。可能であるのは、ＦＢインスタンスおよびＳＰＳ変数をＳＰＳプログラミングシステムのコンテクストにテキスト（状態）表示することだけである。

さらに上記の状態表示をＳＰＳプログラミングシステムで使用するためには、それぞれのプログラミングシステムの使用について深い知識が必要である。例えばフォース・ダイアローグの使用および上記ウォッチ窓適用についての知識が必要である。

グラフィック指向の表示にもＳＰＳ変数をフォースする手段は存在せず、基準データ形式、例えばポインタまたはＶＡＲ＿ＩＮ＿ＯＵＴにアクセスする手段もない。前記の内部変数（「プライベート」）にアクセスする手段もない。

ＦＢをオンラインサポートにリンクすることは、従来技術ではＦＢ自体のヘルプに基づいてだけ可能である。すなわちオンラインサポートの呼び出しは、ユーザをＦＢのヘルプに導くだけである。さらにＦＢの入出力を記述するための直接的ジャンプは存在しない。

したがって本発明の基礎とする課題は、メモリにプログラム可能な制御をプログラミングおよび診断するに際してユーザフレンドリー性を高めることである。さらに、制御のパラメータおよび変数をユーザに表示する改善された手段を提供することである。さらに、プログラミングに関して特別の知識を備えていないユーザであっても診断を行うことができる手段を提供することである。

このことは本発明により、請求項１の方法によって解決される。この方法の有利な変形は従属請求項の対象である。

本発明の、メモリにプログラム可能な制御を、メモリにプログラム可能な少なくとも１つの機能構成素子によりプログラミングする方法および／または診断する方法では、プログラミングのために所定のプログラミングシステムが使用され、このプログラミングシステムの枠内で変数が設定され、プログラミングのために情報交換フローが使用される。

本発明によればプログラミングまたは診断の結果が、少なくともプログラミングモード中に表示装置を介して出力され、情報交換フローが機能構成素子に割り当てられ、このメモリにプログラム可能な機能構成素子の所定の情報交換フローとして使用される。

情報交換フローとはとりわけダイアローグであり、このダイアローグは個々のダイアローグであっても、またはいわゆるダイアローグシーケンスであっても良い。すなわち、順次連続して経過する複数のダイアローグの関連性、および例えばツリー構造で構築されたダイアローグのようなダイアローグ構造である。したがってダイアローグは同等の情報交換を記述し、この情報交換はリアルタイムで機器と人間との間で実行することができる。

したがって本発明では、グラフィックなダイアローグまたテーブル状のダイアローグを、相応する機能構成素子または機能構成素子インスタンスにリンクすることが提案される。したがってダイアローグはそれぞれの機能構成素子オブジェクトの一部であり、この機能構成素子（ＦＢ）の特性としてすでに存在している。

有利な方法では、情報交換フローを作成されたプログラムから、メモリにプログラム可能な制御に対して呼び出すことができる。正確に言えば、ダイアローグは有利にはＳＰＳプログラミングシステムのコンテクストに、ＦＢのコンテクストメニューを介して呼び出すことができる。このことは例えばコンテクストメニューを介して、または実行部にあり、ＦＢ呼び出しを備える所定のＳＴプログラム行をダブルクリックすることにより、または宣言部にある機能構成素子の宣言行をダブルクリックすることにより行われる。さらにＦＢないしはプログラム個所をダブルクリックすることも可能である。

有利な方法では、メモリにプログラム可能な複数の機能モジュールのディレクトリが使用され、情報交換フローはこのディレクトリを介して呼び出し、ダウンロードされる。これによりダイアローグは、ＦＢインスタンスの検索可能なリストに呼び出される。ここでこのダイアローグは、ＳＰＳプログラムのコンテクストには含まれず、インスタンシエーションされたすべてのＦＢが含まれる別個のリストに含まれる。

さらに情報交換フローによって少なくとも１つの変数が所定の値に設定される。この有利な方法では、上記のフォースの手段がダイアローグの枠内で得られる。このようにして、メモリにプログラム可能な制御のプログラミングは格段に簡単になる。

別の有利な方法では、少なくとも１つの情報交換フローが画像エレメントを含む。これにより有利には、ユーザに本来のダイアローグの枠内で画像エレメントを出力することができ、この画像エレメントは例えば診断すべき機械ないしは診断すべき機能性の一部を表示する。このようにして特に有利には、例えば所定の限界値を機械系列にセットすることによる機械への所定の介入がどのように作用するかをユーザは理解することができる。同時に画像エレメントの他に、ユーザによりセットされる所定の値についての情報を出力することができる。したがってユーザは、速度目標値が変化した際に加速度補償がトルク限界値を、ウェブ幅、材料密度係数、および目下の巻枠直径に依存してどのように変化させるかについて情報通知される。

このようにして特別の熟練ユーザでなくても、機械ないしは機能性の診断を簡単に行うことができる。ここでは、例えば純粋にテーブル状の表示の他に、論理構造化された表示も追加することが提案される。前記のグラフィック画像エレメントによって、調整すべきパラメータないしは観察すべきパラメータをただ表示するだけでなく、構造的事実関係を表示し、これにより機能関連性をグラフィックにより簡単に処理することができる。

さらにパラメータベースのシステムでは、多数のパラメータを診断目的でテーブル状に表示することができる。ここでは情報を論理的に群分けすることができる。

別の有利な方法では、情報交換フローがＳＰＳプログラムの実行部または宣言部を介して呼び出される。

ダイアローグをＦＢと結合することによって、ダイアローグをコンテクストに呼び出すことができる。このことは、コンテクストメニューを介して相応のダイアローグを、ＦＢのコンテクストと共に呼び出すことができることを意味する。ここではこの呼び出しを、ＳＰＳプログラムの実行部を介して行うことも可能である。例えばＦＢの呼び出しを含む所定のプログラム行を、マウスで右クリックすることができる。このことは例えばＳＴ（構造化テキスト）またはＡＷＬ（指示リスト）のようなテキストプログラミング言語でも可能である。他のテキスト言語でも同様の適用が可能である。

さらにプログラムシステムのＦＢで、マウスクリックまたはダブルクリックすることもできる。このことはグラフィック指向のプログラミング言語、例えばＫＯＰ（コンタクトプラン）またはＦＵＰ（機能プラン）またはＡＳ（シーケンス言語）に対して有利である。他のグラフィック指向の言語でもこのことは同様に可能である。さらに、グラフィック指向のプログラミング言語で、ＦＢの切り替え面を直接クリックすることもできる。

その他に、呼び出しをＳＰＳプログラムの宣言部を介して行うこともできる。このことはＦＢの相応の宣言行を、マウスで右クリックまたはダブルクリックすることにより行われる。

その他に、特別のメニュー（例えばプルダウンメニュー）を作成することもできる。このメニューは、ＦＢのコンテクスト、またはプログラムシステムのメニューラインに現れる。このときコンテクストは、宣言部および／または実行部でのカーソル位置によって設定される。

有利にはこの手段で、コードは明瞭である。すなわちデバッグ時にも、対象となる個所でダイアローグを直接開くことができる。このことは、同じＦＢに複数のインスタンスが存在する場合に有利である。ＳＰＳプログラムをクリックすることにより、所望のＦＢインスタンスが同時に参照される。

別の有利な方法では、情報交換フローが、すべてのＦＢインスタンスの検索可能なリストとして呼び出し可能である。このことは、インスタンシエーションされた各ＦＢに対して、選択することのできるリストレジスタが備わっていることを意味する。これによりダイアローグを、ＦＢインスタンスの検索可能なリストに呼び出すことができる。呼び出しはここでも、ＦＢインスタンスのリストボックスまたはツリー構造表示でのマウスクリックにより行うことができる。このリストは、情報交換フローを含むＦＢにだけ制限することもできる。このようにしてダイアローグの明快性が向上する。これによりここでも、情報交換フローがプログラムコンテクスト内にだけ呼び出されるのではなく、固有のユーザメニューを備える別個のリストにも呼び出される。

別の有利な方法では、少なくとも１つの情報交換フローによって機能構成素子の内部状態が指示される。

別の有利な方法では、アクセス変更器による変数の指示が、ＦＢの内部状態を表示するためと、基準データ形式を指示するために可能である。これは例えばＶＡＲ＿ＩＮ＿ＯＵＴまたはポインタとすることができる。

ＨＭＩに基づく従来技術の解決手段、すなわちダイアローグがユーザインタフェースの枠内で可能であるという従来の解決手段では、アクセス変更器"プライベート"による内部状態の表示および基準データ形式の表示は不可能である。この場合、興味対象となるすべての内部状態を、ＦＢ構成素子出力端に付加的に印加しなければならないこととなる。しかしこのことは面倒であり、意図しない表示を引き起こし、これによりＳＰＳプログラムのパフォーマンスを低下させることがある。

内部状態の表示は、とりわけＰＢのデバッグ時に役に立つ。ＦＢは内部状態を、しばしばいわゆる状態マシン（ステートマシン）の形態で含んでいる。ここで状態マシンは、状態移行に対する状態および所定の規則を有している（ステートマシン）。内部状態を表示することにより、このステートマシンはプログラマにとって透明であり、プログラマはプログラムフローをより良好に追うことができる。基準データ形式の表示は、ＦＢの興味対象となるすべてのデータの表示に役に立つ。そうでないと、ＦＢデータの表示だけに強く制限されてしまう。

別の有利な方法では、情報交換フローに関するヘルプ指示が可能である。これによりダイアローグで、例えばオンラインサポートへのリンクを張ることができる。従来技術でＳＰＳプログラミングシステムは通常、ヘルプシステムを呼び出す手段を有する。例えばＦＢコンテクストでＦ１キーをクリックすることで、このＦＢに対する所期のヘルプを呼び出すことが公知である。ここに提案されたダイアローグ支援された表示によって、このことを格段に細分化して行うことができる。それぞれの情報交換フローにおいてヘルプシステムの呼び出しの際に、ヘルプへの精緻で粒状のジャンプが可能である。例えば複数のヘルプページ（例えば情報交換フローでのコンテクストに応じて、アクティブカーソル位置について２０のページ）を有する複雑なＦＢで、正しいヘルプページを直接呼び出すことができる。

さらにＳＰＳ変数の他に、さらに別のデータオブジェクトを情報交換フローで表示すると有利である。このことは例えば、モーションカーソルシステムで、ＳＰＳ変数の他にさらに別のデータオブジェクトが存在する場合に有利である。例えばパラメータベースのシステムで、ＦＢ固有のデータを表示するために、別のシステム固有のパラメータを表示することができる。この種の別のパラメータに対する例は、そのＦＢが実行するダイアローグでのタスクサイクル時間である。このようにしてＦＢのリアルタイム特性を視覚化することができる。システムパラメータを情報交換フローで表示し、システム時間を共に表示することも可能である。

さらなる利点および実施形態は、添付図面から明らかとなる。

図１は、有利な情報交換フローに対する概略図である。情報交換フロー１０内には画像エレメント１２が設けられており、この画像エレメントは軸に対する駆動部を示している。さらにこのダイアローグないしは情報交換フロー内には入力窓１３，１４，１５が設けられている。これらの入力窓を介して、画像エレメント１２により表示された機械部分の特性を調整することができる。この画像エレメント１２により、行われた変更が表示される。この画像エレメント１２は、入力フィールドでのデータに依存してその外見をダイナミックに変化することができる（例えば駆動部を表示／非表示）。システムの個々のパラメータも可視化され、例えば二重矢印Ｐ１によってウェブ幅が表示され、二重矢印Ｐ２によりローラ直径が表示される。左下の入力フィールド１５では例えばトルクを設定することができ、別の情報窓１６を介してユーザに、それぞれ実行された変更に関する情報が出力される。

この入出力窓は、画像エレメント１２に表示された機械部分ないし機能性の制御に対して責任のあるＦＢとともにダイアローグを表示する。

図２は、パラメータのフォースに関連する図である。ここでもダイアローグ１０でクリックすることにより所定の変数を呼び出し、この変数を別の窓１８に表示することができる。この窓１８内で引き続き、変数を所定の値に設定し（参照符合２４）、またはフォースを終了し（参照番号２６）、または変数を新たに書き込む（参照番号２２）ことができる。相応の値は、入力窓２８を介して入力することができる。

図３は、本発明の印刷機を例示する概略図である。この印刷機は複数のユニット、ここではダンサローラを備える繰出しドラム、引っ張り制御器、印刷機構、乾燥機、そして巻付けドラムを有する。これら個々の部分も複数の駆動部を有することができ、これらの駆動部はそれぞれ機能構成素子により制御される。本発明により、この印刷機の個々の部分を個別に診断し、それらのパラメータを調整することができる。

本発明の手段により、例えばオンラインサポートに細かくリンクすることができ、ＳＰＳデータをモーションシステムデータにリンクすることができる。

ダイアローグをＦＢにリンクすることによって、このダイアローグはオブジェクト指向のＦＢ構造の一部となる。より正確には、オブジェクトＦＢは本来のＦＢＳ機能構成素子からなり、付加的に少なくとも１つのダイアローグを含む。言い替えると、ダイアローグは機能構成素子と共に提供される。このことは、ダイアローグを独立してインストールする必要はなく、機能構成素子がインストールされると直ちに存在することを意味する。

本出願において開示したすべての特徴は、それらが個々にまたはそれらの組み合わせとして従来技術に対し新規なものであれば、本発明の本質的なものであるとして請求するものである。

図１は、情報交換フローのグラフィック表示の外観図である。 図２は、パラメータのフォースを例示する図である。 図３は、印刷機に対するブロック回路図である。

符号の説明

１０ 情報交換フロー
１２ 画像エレメント
１３，１４，１５，１８ 入力窓
１６ 出力窓
２２ 変数を書き込むための入力エレメント
２４ 変数をフォースするための入力エレメント
２６ 変数のフォースを終了するための入力エレメント
２８ 入力窓

Claims (8)

1. メモリにプログラム可能な少なくとも１つの機能モジュールを有するメモリにプログラム可能なコントローラをプログラミングおよび／または診断する方法であって、
   プログラミングのために所定のプログラミングシステムが使用され、このプログラミングシステムにより変数が設定され、プログラミングのために情報交換フロー（１０）が使用され、
   プログラミングの結果が、少なくともプログラミングモード中に表示装置を介して出力される方法において、
   グラフィックまたはテーブルで事前定義された前記情報交換フロー（１０）を、対応する前記機能モジュールにリンクすることにより、当該メモリにプログラム可能な機能モジュールが情報交換フロー（１０）を使用できるようにし、
   前記情報交換フロー（１０）は、前記メモリにプログラム可能な機能モジュールのコンテクストメニューまたはディレクトリから呼び出し可能である、
   ことを特徴とする方法。
2. 請求項１記載の方法において、
   メモリにプログラム可能な複数の機能モジュールのディレクトリが設けられ、
   前記情報交換フロー（１０）は前記ディレクトリを介してダウンロードされる、ことを特徴とする方法。
3. 請求項１または２記載の方法において、
   前記情報交換フロー（１０）によって、少なくとも１つの変数が所定の値に設定される、ことを特徴とする方法。
4. 請求項１から３までのいずれか一項記載の方法において、
   前記情報交換フロー（１０）は画像エレメント（１２）を有する、ことを特徴とする方法。
5. 請求項１から４までのいずれか一項記載の方法において、
   前記情報交換フロー（１０）は、ＳＰＳプログラムの実行部または宣言部を介して呼び出される、ことを特徴とする方法。
6. 請求項１から５までのいずれか一項記載の方法において、
   少なくとも１つの情報交換フロー（１０）によって、前記機能モジュールの内部状態が表示される、ことを特徴とする方法。
7. 請求項１から６までのいずれか一項記載の方法において、
   前記情報交換フロー（１０）を介してヘルプ指示が呼び出される、ことを特徴とする方法。
8. 請求項４記載の方法において、
   前記情報交換フロー（１０）はさらにユーザによりセットされる所定の値についての情報を有し、
   前記画像エレメント（１２）は、診断すべき機械の一部を実際の機械に即して表示する、ことを特徴とする方法。

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