JP5558646B2 - シーケンスプログラム設計支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）システム向けのシーケンスプログラムの作成とシーケンサパラメータの設定を効率化するためのシーケンスプログラム設計支援装置に関する。

プログラマブルロジックコントローラ用の従来のエンジニアリングツールにおいては、シーケンスプログラム編集画面およびユニットのパラメータ設定画面を表示するためには、ツールのメニューやプロジェクト一覧（ナビゲーションウインドウ）から選択していた。即ち、プログラムの編集およびパラメータを設定する度に、プログラム編集画面またはパラメータ設定画面からメニューまたはナビゲーションウインドウにマウス（ポインタ）を移動して、表示する対象を選択するため、プログラムの編集およびパラメータを設定する作業効率を低下させていた。

このような問題に対して、たとえば、特許文献１においては、プラントの設備運転状況や計測値を表示するプラント監視制御装置に関して、画面上の任意の場所をマウスで指定し、スクロールホイール（マウスホイール）を回転させて、拡大（ズームイン操作）、縮小（ズームアウト操作）指示を出すだけで、その場所を中心として画面を拡大又は縮小し、この拡大、縮小率が設定値を超えた場合には、詳細図又は概略図に切り替えて、ユーザが必要とする情報を含む最適な画面をユーザに提供する技術が示されている。

特開２０１０−２３１２９１号公報

しかしながら、上記従来の技術によればユーザが実施したい作業に応じた作業画面の切り替えに際しては、上記段落［０００２］で示したとおりの操作でマウス（ポインタ）を大幅に移動させる必要があり作業効率を低下させるという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高い作業効率を有するシーケンスプログラム設計支援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、プログラマブルロジックコントローラのシーケンスプログラム設計における作業に対応する作業画面を表示する画面表示部と、前記シーケンスプログラム設計における作業フェイズの設定操作、操作量を伴うズームイン操作、および操作量を伴うズームアウト操作を受け付ける入力手段と、前記入力手段が受け付けた前記作業フェイズおよび現在の前記作業を記憶する作業状態記憶部と、前記作業フェイズ毎に規定された作業の半順序関係を当該作業に対応する作業画面と共に記憶する作業モデル記憶部と、前記入力手段が前記操作量が第１閾値以上である前記ズームイン操作を受け付けた場合は、前記半順序関係において現在の前記作業の次の作業に対応する作業画面を前記画面表示部に表示すると共に前記作業状態記憶部に当該次の作業を記憶させ、前記入力手段が前記操作量が第２閾値以上である前記ズームアウト操作を受け付けた場合は、前記半順序関係において現在の前記作業の前の作業に対応する作業画面を前記画面表示部に表示すると共に前記作業状態記憶部に当該前の作業を記憶させる表示制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明にかかるシーケンスプログラム設計支援装置は、シーケンサシステム構築の作業時間を短縮できるという効果を奏する。

図１は、従来のエンジニアリングツールにおいて、プログラム編集画面およびユニットのパラメータ設定画面を表示する方法を示す図である。 図２は、「ユニット構成」の画面から作業状況により選択される画面が異なる様子を示す図である。 図３は、従来の「ユニット構成」の画面において「パラメータ設定」あるいは「プログラム作成」の画面を選択する様子を示す図である。 図４は、本発明の実施の形態にかかるシーケンスプログラム設計支援装置（エンジニアリングツール）の基本的な構成を示す図である。 図５は、画面表示部上でのユーザ動作も含めたシーケンスプログラム設計支援装置の動作のイメージを示した図である。 図６は、作業モデル記憶部が記憶するＰＬＣシステムの構築のための作業モデルを示す図である。 図７は、図６を階層構造にして表現した図である。 図８は、実施の形態にかかるシーケンスプログラム設計支援装置が地図表示アプリケーションソフトウェアに組み込まれた場合の概念図である。

プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）システム向けのシーケンサエンジニアリングツールは、プログラマブルロジックコントローラによる制御シーケンスを定めるシーケンスプログラムの編集とパラメータを設定するソフトウェアである。このようなエンジニアリングツールはパソコンなどにインストールされた状態でシーケンスプログラム設計支援装置として機能する。シーケンスプログラムの編集およびパラメータの設定は、上記ソフトウェアがインストールされたパソコンなどのモニタ上にプログラム編集画面およびパラメータ設定画面を表示して行う。

従来のエンジニアリングツールにおいては、プログラム編集画面およびユニットのパラメータ設定画面を表示するためには、ツールのメニューやプロジェクト一覧（ナビゲーションウインドウ）から選択していた。即ち、図１に示すようにプログラムの編集およびパラメータを設定する度に、プログラム編集画面またはパラメータ設定画面からメニューまたはナビゲーションウインドウに移動して、表示する対象を選択するため、プログラムの編集およびパラメータを設定する作業効率を低下させていた。

たとえば、図２に示すように、「（１）ユニット構成」の画面からは、ユニットを選択して、そのユニットの「（２）パラメータ設定」を行うか、あるいは「（３）プログラム作成」を行うかは、作業状況（作業フェイズ）により異なる。従来は、このような作業状況に応じて画面を切り替えるには、たとえば図３に具体的な操作を示すようにプロジェクト一覧までマウス（ポインタ）を移動して、その中から、ユニットの「（２）パラメータ設定」画面を選ぶか、ユニットに関連する「（３）プログラム作成」画面を選ぶ操作が必要であった。

以下に、本発明の実施の形態にかかるシーケンスプログラム設計支援装置１０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．
図４は、本発明の実施の形態にかかるシーケンスプログラム設計支援装置（エンジニアリングツール）１０の基本的な構成を示す図である。上述したように、シーケンスプログラム設計支援装置１０は、エンジニアリングツールソフトウェアがインストールされたパソコンなどからなる構成を考えることができる。

以下に、シーケンスプログラム設計支援装置１０の各構成要素の概要を説明する。

入力部１：
エンジニアリングツールの画面上でマウス操作、キー入力を認識する部分であり、作業フェイズの切替え操作、マウスホイールによるズームイン・ズームアウト操作を受け付ける。作業フェイズ切替え操作では、以下で説明する作業モデル記憶部５に設定されている作業フェイズ名の一覧（システム設計フェイズ、プログラミングフェイズ）を読出し、メニューなどで表示することで、ユーザに選択を促す。

入力処理部２：
入力部１の入力に応じた処理を行う。具体的には、以下の動作を行う。
（１）作業フェイズ切替え操作が行われたときは、選択された作業フェイズを以下で説明する作業状態記憶部６に記憶させる。
（２）ズームイン・ズームアウト操作が行われたときは、その操作種別（ズームイン・ズームアウト）および操作量（マウスホイールの回転数）を表示制御部３に伝える。

表示制御部３：
入力処理部２の説明の（２）で指定された操作により、次に表示する画面を決定する。具体的には以下のように動作する。
（１）操作量が画面切替えの閾値に満たない場合は、現在画面の拡大・縮小表示を行う。
（２）操作量が画面切替えの閾値に達した（閾値以上の）場合は、後述する作業状態記憶部６に選択されている作業フェイズと現在の作業画面から、後述する作業モデル記憶部５の情報に基づいて次の作業画面を決定して、その画面を以下で説明する画面表示部４に伝える。操作量が画面切替えの閾値以上の場合であっても次に表示される画面は、操作種別（ズームイン・ズームアウト）により異なる。

画面表示部４：
表示制御部３により決定された画面を表示する、シーケンスプログラム設計支援装置１０（エンジニアリングツール）を構成するパソコンなどのモニタである。

作業モデル記憶部５：
エンジニアリングツール上で行う作業フェイズ別に、（１）作業フェイズを実施するための作業の流れ（順序）と、（２）各作業で使用する作業画面を登録しておく。具体的な例を後に示す。

作業状態記憶部６：
シーケンスプログラム設計支援装置１０上で、（１）現在選択されている作業フェイズと、（２）現在表示している作業名と、を記憶する。

データ記憶部７：
現在の作業画面で表示しているデータ（ユニット構成、作成中のプログラムやパラメータ）を記憶しておく。画面切替えが発生したときは、画面に表示するデータをここから読み出す。

以下、実施の形態にかかるシーケンスプログラム設計支援装置１０の具体的な動作について説明する。

プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）システムの構築には、電源、ＣＰＵ、入出力などのユニット構成を決め、使用するユニットのパラメータを設定し、ユニットを使った制御プログラムを作成する必要がある。シーケンスプログラム設計支援装置１０の動作の前提として、作業モデル記憶部５に図６に示すようなＰＬＣシステムの構築のための作業モデルをあらかじめ設定しておく。この設定は、エンジニアリングツール出荷時にツール内に登録（記憶）しておく。

図６の例では、作業フェイズ名としては、（作業フェイズが選択されていない）初期状態のほかに、システム設計フェイズ、プログラミングフェイズがある。システム設計フェイズには実質的には２つの作業（名）があり、最初に（０）初期状態（このときの作業画面は「ユニット構成図」）、次に（１）パラメータ設定（このときの作業画面は「パラメータ設定画面」）を行い、最後に（２）自動リフレッシュ設定（このときの作業画面は「自動リフレッシュ設定画面」）を行うことになっている。プログラミングフェイズには実質的には２つの作業（名）があり、最初に（０）初期状態（このときの作業画面は「ユニット構成図」）、次に（１）ＰＯＵプログラム作成（このときの作業画面は「プログラムエディタ」）を行い、最後に（２）ＦＢプログラム作成（このときの作業画面は「プログラムエディタ」）を行うことになっている。

図７に、図６を階層構造にして表現したものを示す。システム設計フェイズにおいては、（システム設計フェイズの）「（０）初期状態」、「（１）パラメータ設定」、「（２）自動リフレッシュ設定」、の順に作業順序が規定されている。（システム設計フェイズの）「（０）初期状態」の次の作業は「（１）パラメータ設定」であり、「（１）パラメータ設定」の次の作業は「（２）自動リフレッシュ設定」である。「（２）自動リフレッシュ設定」の前の作業は「（１）パラメータ設定」であり、「（１）パラメータ設定」の前の作業は（システム設計フェイズの）「（０）初期状態」である。プログラミングフェイズも同様である。

以下、画面表示部４上でのユーザ動作も含めたシーケンスプログラム設計支援装置１０の動作のイメージを示した図５を用いて、シーケンスプログラム設計支援装置１０の動作を説明する。

（１）ユニット構成の作成
ユーザがシーケンスプログラム設計支援装置１０（エンジニアリングツール）を起動すると、画面表示部４に「ユニット構成図」を表示する。ユーザは、このユニット構成図上で、使用するユニットを配置して、電源、ＣＰＵ、入出力などのユニット構成を作成する。このとき作業フェイズは選択されておらず「初期状態」になっている。

（２）作業フェイズ選択
次に、ユーザは、配置したユニットのパラメータを設定するために、作業フェイズ「システム設計」を選択する。このとき、ツールは、入力部１で選択された「システム設計」フェイズを、入力処理部２を介して作業状態記憶部６に登録する。このとき、作業状態記憶部６において、作業フェイズは「システム設計」、作業名は「初期状態」と記憶される。このときの画面表示部４の表示は「ユニット構成図」のままである。

（３）ユニット上でズームイン操作
ユーザは、ユニット構成図のパラメータ設定を行いたいユニット上で、マウスホイールのズームイン操作を実施する。このときツールの入力処理部２は、入力部１から対象ユニットとズームイン操作についての情報を受け取る。入力処理部２で、マウスホイールの操作量が一定の閾値である第１閾値以上であると判断したときは、作業状態記憶部６へ次の作業画面を問い合わせる。作業状態記憶部６は、設定されている作業フェイズ「システム設定」と作業名「初期状態」をキーにして、作業モデル記憶部５に登録されている作業モデル設定（図６および図７）を参照して、作業フェイズ「システム設定」の次の作業名「（１）パラメータ設定」と対応する作業画面「パラメータ設定画面」を入力処理部２へ返答する。ここで作業状態記憶部６は次の作業名「（１）パラメータ設定」を記憶する。

返答を受け取った入力処理部２は、入力部１から受け取った対象ユニットと作業画面「パラメータ設定画面」を表示制御部３へ伝える。表示制御部３は、受け取った対象ユニットのパラメータデータをデータ記憶部７から読出し、それらをユニットに対応する「パラメータ設定画面」に表示するように画面表示部４に指示する。

（４）ユニットのパラメータ設定
ユーザは、上記「（３）ユニット上でズームイン操作」で表示された「パラメータ設定画面」上で、従来と同様に対象ユニットのパラメータ設定作業を実施する。作業結果である設定されたパラメータはデータ記憶部７に記憶される。

（５）パラメータ設定画面上でのズームアウト操作
ユーザは、「パラメータ設定画面」上でマウスホイールのズームアウト操作を実施する。入力処理部２は、入力部１からズームアウト操作と現在の対象ユニットについての情報を受け取り、マウスホイールの操作量が一定の閾値である第２閾値以上であれば、作業状態記憶部６および作業モデル記憶部５の情報に基づいて前作業の画面を取得する。なお、第２閾値は第１閾値と同じでもよいが、同じでなくてもかまわない。このとき、作業状態記憶部６に設定されている作業名「（１）パラメータ設定」の前作業は、作業モデル記憶部５の図６に示すように（作業フェイズ「システム設計フェイズ」の）「（０）初期状態」であるため、対応する作業画面である「ユニット構成図」を作業モデル記憶部５が入力処理部２に返す。ここで作業状態記憶部６は前の作業名（作業フェイズ「システム設計フェイズ」の）「（０）初期状態」を記憶する。

返答を受け取った入力処理部２は、「ユニット構成図」と対象ユニットを表示制御部３へ伝える。表示制御部３は、画面表示部４に「ユニット構成図」の表示と、対象ユニットへのフォーカス設定を指示する。

（６）作業フェイズ切替え
ユーザは、「（２）作業フェイズ選択」と同様の操作で作業フェイズを「プログラミング」フェイズに切り替える。このときツールは、「（２）作業フェイズ選択」と同様に、作業状態記憶部６の作業フェイズに「プログラミングフェイズ」を、作業名に（作業フェイズ「プログラミングフェイズ」の）「（０）初期状態」を設定する。このときの画面表示部４の表示は「ユニット構成図」のままである。

（７）ユニット上でズームイン操作
ユーザは、「（３）ユニット上でズームイン操作」と同様の操作で、プログラムを作成したいユニット上でズームイン操作を実施する。マウスホイールの操作量が一定の閾値以上であると判断したときは、「（３）ユニット上でズームイン操作」と同様に、画面表示部４の表示は、「ユニット構成図」から「（１）ＰＯＵプログラム作成」の作業画面である「プログラムエディタ」（図５のプログラム作成画面）となる。即ち、対象ユニット（マウス（ポインタ）で示してズームイン操作を実施したユニット）に関連付けられたプログラムのプログラムエディタが開かれる。なお、ユニットとプログラムの関連付けは、別作業で実施され、データ記憶部７に登録されているものとする。

（８）ユニットを使うプログラムを編集
ユーザは、従来と同様のエディタでプログラム編集を行い、制御用プログラムを完成させる。その後、ズームアウト操作をした場合は、「ユニット構成図」の表示に戻る。そして、別のユニットを選び、再度ズームイン操作を行えば、そのユニットに関する「プログラムエディタ」（プログラム作成画面）へ表示を切り替えることができる。このようにして、大幅なマウス移動をすることなく作業フェイズにあわせた画面切替えが可能となる。

以上において、「（２）作業フェイズ選択」「（６）作業フェイズ切替え」などは、画面切替え時に毎回実行する必要はなく、ツールを開くとき（作業開始時）などに一度設定して置けばよい。この際、作業フェイズをユーザが視認できるように、画面内、たとえばステータスバーに作業フェイズを表示しておくことも考えられる。

このように、ユーザは、上記（２）〜（８）の作業を繰り返し行うことにより、ＰＬＣシステム用のシーケンスプログラムを完成させることができる。本実施の形態のシーケンスプログラム設計支援装置１０においては、パラメータ設定画面、プログラムエディタを開くときに、画面上部のメニューや左側のプロジェクト一覧へ移動し、作業対象を選択する操作を行わずに、ユニット構成図上から操作ができるため、従来のツールに比べて少ない作業量でシーケンスプログラムの設計を実施することが可能となる。

即ち、各種作業画面の表示切替操作を少ない操作で実行できるため、作業工数を短縮できる。また、エンジニアリングツール内部で作業フェイズと作業対象に関連する画面を管理して表示するため、人による判断や操作の間違いを少なくでき、作業効率を向上できるという効果がある。その結果、本方式による機能を使えば、シーケンサシステム構築の作業時間を短縮できる効果がある。

さらに、本実施の形態にかかるシーケンスプログラム設計支援装置（エンジニアリングツール）１０の拡張として、地図表示アプリケーションソフトウェアと連動させることも考えられる。そのアイディアの概念図を図８に示す。

図８では、「システム設計」や「プログラミング」のような作業モデル設定を拡張することにより、地図表示アプリケーションソフトウェアにおける「地図表示」あるいは「航空写真」などの画面からのズームイン操作で、階層的段階を経て、図５の「（１）ユニット構成の作成」まで到達するようにすることが可能である。例えば、「地図表示」画面からの状態選択およびズームイン操作で、「装置の配置設計」時には「工場内の平面図」画面にて工場の敷地を表示したり、あるいは、装置間のネットワーク構成である「ネットワーク構成図」画面から別ツールを用いた「表示器画面設定」画面での作業などへと切り替えることが、上記したのと同様のやり方で実施可能となる。すなわち、ＰＬＣシステムが設置されている工場など上位概念に本実施の形態にかかるシーケンスプログラム設計支援装置およびその技術手法を適用する。ズームアウト操作すると、ＰＬＣシステムが設置される場所・建屋・工場内地図あるは世界地図などの地図（設備のある工場や、工場がある自治体、国など）を表示することができる。

そして、「ネットワーク構成図」画面において特定のＰＬＣシステムを選択してズームイン操作することにより、図５の「（１）ユニット構成の作成」における「初期状態」の画面が表示される。後の操作は説明した通りである。これにより、「地図表示」画面から拡大作業でＰＬＣシステムまで階層的な表示レベルを降下した上で効率的に当該ＰＬＣシステムのシーケンスプログラムの設計をすることが可能となる。

また、ズームイン操作、ズームアウト操作で表示対象となる全設定画面（作業フェイズと作業モデル表の画面一覧）を階層表示してもよい。これにより、階層を指定して設定画面を表示できることにより、設定画面へ行くまでのズームイン操作数を減らすことができる。さらに、ズームイン操作、ズームアウト操作をＷｅｂなど外部ツールに適応するようにすれば、顧客との電話対応などのサポートを円滑に行える。ユーザ相談時の状況把握時間の短縮が可能となる。さらに、Ｗｅｂなど外部ツールに公開した場合に、プログラムなどの情報の漏洩を防ぐために、ズームイン操作、ズームアウト操作で対象となる全設定画面に対して階層的にセキュリティを設定可能としてもよい。

また、上記説明においては、マウスおよびマウスホイールを例として説明したが、入力手段はこれに限定されるわけではない。例えば、タブレット端末など、キーボード・マウス入力が使えないデバイス上においても、連続的な操作量の入力と選択操作が可能であれば、実施の形態にかかるシーケンスプログラム設計支援装置を実現することが可能であり、単一操作で簡単に表示切替えができるという効果が得られる。

さらに、本願発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上記実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出されうる。例えば、実施の形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出されうる。更に、異なる実施の形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

以上のように、本発明にかかるシーケンスプログラム設計支援装置は、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）システム向けのシーケンスプログラムの作成に有用であり、特に、シーケンスプログラム設計の作業効率向上に適している。

１ 入力部
２ 入力処理部
３ 表示制御部
４ 画面表示部
５ 作業モデル記憶部
６ 作業状態記憶部
７ データ記憶部
１０ シーケンスプログラム設計支援装置

Claims (6)

1. プログラマブルロジックコントローラのシーケンスプログラム設計における作業に対応する作業画面を表示する画面表示部と、
   前記シーケンスプログラム設計における作業フェイズの設定操作、操作量を伴うズームイン操作、および操作量を伴うズームアウト操作を受け付ける入力手段と、
   前記入力手段が受け付けた前記作業フェイズおよび現在の前記作業を記憶する作業状態記憶部と、
   前記作業フェイズ毎に規定された作業の半順序関係を当該作業に対応する作業画面と共に記憶する作業モデル記憶部と、
   前記入力手段が前記操作量が第１閾値以上である前記ズームイン操作を受け付けた場合は、前記半順序関係において現在の前記作業の次の作業に対応する作業画面を前記画面表示部に表示すると共に前記作業状態記憶部に当該次の作業を記憶させ、前記入力手段が前記操作量が第２閾値以上である前記ズームアウト操作を受け付けた場合は、前記半順序関係において現在の前記作業の前の作業に対応する作業画面を前記画面表示部に表示すると共に前記作業状態記憶部に当該前の作業を記憶させる表示制御部と、
   を備える
   ことを特徴とするシーケンスプログラム設計支援装置。
2. 前記入力手段はマウスであり、前記操作量はマウスホイールの回転数である
   ことを特徴とする請求項１に記載のシーケンスプログラム設計支援装置。
3. 第１閾値と第２閾値は同じである
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のシーケンスプログラム設計支援装置。
4. 前記半順序関係の最初の作業は「初期状態」であって、それに対応する作業画面は前記プログラマブルロジックコントローラのユニット構成図である
   ことを特徴とする請求項１、２または３に記載のシーケンスプログラム設計支援装置。
5. 前記画面表示部は、前記作業フェイズが設定されていない場合は、前記プログラマブルロジックコントローラのユニット構成図を表示する
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のシーケンスプログラム設計支援装置。
6. 地図表示アプリケーションソフトウェアと連動して、地図表示の画面から拡大作業で前記プログラマブルロジックコントローラまで階層的な表示レベルを降下すると前記作業フェイズが設定されていない状態で、前記画面表示部は、前記プログラマブルロジックコントローラのユニット構成図を表示する
   ことを特徴とする請求項５に記載のシーケンスプログラム設計支援装置。