JP6289322B2 - Ｉ／ｏ制御機能付プログラマブル表示器、制御システム - Google Patents

Description

本発明は、Ｉ／Ｏ制御機能を備えるプログラマブル表示器に関する。

従来より、プログラマブル表示器は、一般的に、ＰＬＣ本体や外部の接続機器の状態を表示等する画面（ＨＭＩ用画面；操作表示画面）を表示する。この様な画面は、画面データ等と呼ばれるデータに基づいて、表示させる。ユーザは、この表示を見て外部の接続機器の状態を把握したり、この操作表示画面上でスイッチ、ボタン等を操作する。プログラマブル表示器は、例えば定周期でＰＬＣ本体や温調装置等のメモリにアクセスしてデータ（各種センサ測定データ等）を取得して、このデータをメーター、グラフ、数値表示等の各種アイテムに表示する処理を行っている。また、プログラマブル表示器は、上記ユーザによって操作されたスイッチ、ボタン等に応じた処理を実行する。この様な機能は、ここではＨＭＩ（Human Machine Interface）機能と呼ぶものとする。例えば、特許文献１には、「ＨＭＩ（Human Machine Interface）機器としてのプログラマブル表示器」などの記載がある。

また、上記ＨＭＩ機能だけでなく、Ｉ／Ｏ制御機能も備えたプログラマブル表示器がある。上記特許文献１の発明は、この様なＩ／Ｏ制御機能付プログラマブル表示器を前提とした発明である。特許文献１には、ＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）の機能を有するプログラマブル表示器１が、開示されている。このＰＬＣ機能が、上記Ｉ／Ｏ制御機能の一例と見做してよい。但し、Ｉ／Ｏ制御機能は、この例に限らない。Ｉ／Ｏ制御機能は、例えばＰＬＣ機能全てではなく、ＰＬＣ機能の一部だけであっても構わない。

特許文献１のプログラマブル表示器１は、ＰＬＣ機能を備えて入出力機器４を直接制御するように構成されている。この表示器１は、制御機能プログラムに従って、ユーザプログラムで定められた手順で、入出力機器４の動作を制御する。尚、上記制御機能プログラムは、シーケンス制御の基本機能を実現する為のプログラムである。制御機能プログラムとユーザプログラムは、表示器のＰＬＣ機能を利用する際に用いられる。尚、特許文献１には、上記画面データに関する開示もある。

特許文献１の発明は、Ｉ／Ｏユニットの動作を監視するＩ／Ｏドライバに関わらず、Ｉ／ＯユニットにおけるＩ／Ｏアドレスと変数との割り付けに関する割付情報を共有化するものである。

特許文献１の技術では、ドライバ指定部３２ｂで、Ｉ／Ｏユニット１９に対応するＩ／Ｏドライバと、Ｉ／Ｏユニット１９のユニット番号とを指定する。Ｉ／Ｏアドレスには、このユニット番号が含まれる。また、データタイプ指定部３２ｃでＩ／Ｏアドレスに対応する入出力端子に接続される入出力機器４のデータタイプを指定する。そして、割付部３２ｅで上記のＩ／Ｏアドレスと変数とを割り付ける。Ｉ／Ｏユニット１９の交換に伴い、同様にＩ／Ｏドライバおよびデータタイプを指定すると、そのＩ／Ｏユニット１９が交換前と同種であり、かつデータタイプが一致するとき、前のＩ／Ｏユニット１９の割付情報に基づいて、割付部３２ｅが新たなＩ／Ｏアドレスと前の変数とを自動的に割り付ける。

上述したように、上記Ｉ／Ｏ制御機能付プログラマブル表示器とは、ＨＭＩ機能とＩ／Ｏ制御機能を備えたプログラマブル表示器である。ＨＭＩ機能は、既存の一般的なプログラマブル表示器の機能と見做してよい。Ｉ／Ｏ制御機能とは、例えばＰＬＣ本体の機能と見做してよい。つまり、Ｉ／Ｏ制御機能とは、例えば、Ｉ／Ｏ制御用の各命令をシーケンスプログラムに従い実行する機能である。尚、上記ＨＭＩ機能は、このＩ／Ｏ制御機能をユーザが操作する為の画面を、表示等する機能も更に備えるものであってもよい。

この様なＩ／Ｏ制御機能付プログラマブル表示器について、以下、図７、図８を参照して更に説明する。
図７（ａ）に、既存のプログラマブル表示器に係わるシステム構成を示す。

図７（ａ）に示すプログラマブル表示器１００は、既存の一般的なプログラマブル表示器であり、すなわち上記ＨＭＩ機能を有するが上記Ｉ／Ｏ制御機能は有していないプログラマブル表示器である。この様なプログラマブル表示器１００は、通常、ＰＬＣ１１０（プログラマブルコントローラ本体）に接続して運用される。ＰＬＣ１１０は、既存の一般的なプログラマブルコントローラであり、上記ＰＬＣ機能を有するものであり、以って上記Ｉ／Ｏ制御機能を有するものと見做してよい。

尚、図７（ａ）においては省略しているが、ＰＬＣ１１０には不図示の例えば各種制御対象機器やＩ／Ｏモジュール等が、接続されている。ＰＬＣ１１０は、上記Ｉ／Ｏ制御機能によって、これら各種制御対象機器等を制御する。

また、プログラマブル表示器１００は、上記ＨＭＩ機能によって、例えば定期的にＰＬＣ１１０との通信を行って、ＰＬＣ１１０や各種制御対象機器等の現在の状態を示す各種データを取得して、この取得データに基づいて上記操作表示画面等を表示する。尚、ここでは操作表示画面の具体例は特に示さない。

図７（ｂ）に示すＩ／Ｏ制御付プログラマブル表示器１２０は、例えば、上記プログラマブル表示器１００とＰＬＣ１１０とを一体化したものと見做してよい。つまり、プログラマブル表示器１００にＰＬＣ１１０の機能を追加したものと見做してよい。

Ｉ／Ｏ制御付プログラマブル表示器１２０は、通信ライン１０３を介して、各種接続機器１０１に接続している。この各種接続機器１０１は、上記ＰＬＣ１１０による各種制御対象機器や、温調装置等であるが、この例に限らない。Ｉ／Ｏ制御付プログラマブル表示器１２０は、上記Ｉ／Ｏ制御機能によって各種接続機器１０１を制御する。また、Ｉ／Ｏ制御付プログラマブル表示器１２０は、上記ＨＭＩ機能によって、各種接続機器１０１の状態等を上記操作表示画面上に表示する。尚、上記操作表示画面は、上記画面データを用いて表示される。

また、上記画面データやＩ／Ｏ制御機能のプログラムは、作画エディタ装置１３０で開発者等によって任意に作成されて、通信ライン１０２を介してＩ／Ｏ制御付プログラマブル表示器１２０にダウンロードされる。作画エディタ装置１３０は、作画エディタ１３１、ＩＯ制御エディタ１３２等の機能を有する。作画エディタ１３１は、開発者が任意の上記画面データ等を作成するのを支援する。ＩＯ制御エディタ１３２は、開発者が任意の上記制御機能プログラムやユーザプログラム等を作成するのを支援する。尚、図７（ａ）には示していないが、この様なエディタ１３１、１３２は、図７（ａ）に示す既存のプログラマブルコントローラシステムにおいても、存在していた。

尚、プログラマブル表示器が、ＰＬＣ等のＩ／Ｏ制御機器を制御する際には、シリアル通信(RS-232C、RS-485、RS-422)等を介して、プログラマブル表示器から各制御機器固有の通信コマンドを使用して通信していた。

図８に、上記Ｉ／Ｏ制御付プログラマブル表示器１２０のハードウェア構成やプログラム構成の一例を示す。
Ｉ／Ｏ制御付プログラマブル表示器１２０は、Ｈ／Ｗ１４０（ハードウェア）構成としては、例えばタッチパネル１４１、ＬＣＤ１４２、メモリ１４３、マイコン１４４等の一般的な構成を有する。

また、Ｉ／Ｏ制御付プログラマブル表示器１２０は、プログラムとしては、例えばＯＳ１５１、ＩＯ制御プログラム１５２、ＨＭＩ処理プログラム１５３等を有する。ＩＯ制御プログラム１５２によって、上記Ｉ／Ｏ制御機能が実現される。ＨＭＩ処理プログラム１５３によって、上記ＨＭＩ機能が実現される。ＨＭＩ機能としては、例えば、描画処理部１５３ａ、タッチスイッチ１５３ｂ、通信処理部１５３ｃ等がある。描画処理部１５３ａによって、例えば上記操作表示画面が表示される。タッチスイッチ１５３ｂは、例えば、上記スイッチ、ボタン等に対するユーザ操作を検出する。通信処理部１５３ｃは、例えば、上記接続機器１０１との通信を行って状態データ等を取得する。

ここで、一般的に、プログラマブル表示器は、ＣＰＵ（上記マイコン１４４等）は１つだけ備えている。
この為、上記Ｉ／Ｏ制御機能も備えたプログラマブル表示器の場合、例えば図９（ａ）に示すように、１つのＣＰＵでＨＭＩ機能とＩ／Ｏ制御機能を交互に切り替えて処理実行することになる。これは、例えば、上記ＩＯ制御プログラム１５２とＨＭＩ処理プログラム１５３とを、交互に切替えて実行するものである。これについて、図９（ｂ）、（ｃ）に示す一例を用いて説明する。

まず、図９（ｂ）には、ＨＭＩ機能を単独で動作させる場合のＣＰＵの処理イメージを示す。この例では、ＨＭＩ機能は、図示の（１）→（２）→（３）→（４）→（５）を１つのサイクルとして、このサイクルの処理を繰り返し実行するものである。

一方、図９（ｃ）には、ＨＭＩ機能とＩ／Ｏ制御機能の両方を動作させる場合のＣＰＵの処理イメージを示す。ここでは、上記ＨＭＩ機能の各処理（（１）、（２）、・・・、（５））を実行する毎に、Ｉ／Ｏ制御機能の処理を同じ時間分、実行する例を示す。つまり、ＨＭＩ機能の処理とＩ／Ｏ制御機能の処理とを１対１の割合で実行される例を示す。その為に、ユーザ等が予め１対１に設定している。

尚、この割合（ここでは１対１）は、ここでは、予め設定された基準時間（図示の例では１ｍｓ）を分割する割合を意味する。この基準時間は、処理周期と言い換えてもよい。つまり、この例では１ｍｓ周期で処理実行される。基本的には、各周期毎に必ず、ＨＭＩ機能の処理とＩ／Ｏ制御機能の処理の両方が実行されるようにしている。これは、例えば、当然のことながらＨＭＩ機能の処理を実行中はＩ／Ｏ制御機能の処理は実行されないのであるから、ＨＭＩ機能の処理時間が長いと、Ｉ／Ｏ制御に支障が出るからである。

そして、上記例のように１対１の場合には、この基準時間（１ｍｓ）は半々で使用することになるので、図示のように、ＨＭＩ機能の処理とＩ／Ｏ制御機能の処理は、それぞれ、０．５ｍｓずつ実行されることになる。

特開2003-85119号公報

上記図９（ｃ）の例の場合、当然、ＨＭＩ機能の１サイクル分の処理時間は、上記図９（ｂ）に示す単独動作の場合に比べて２倍掛かることになる。勿論、ＨＭＩ機能単独動作に比べて処理時間が掛かること自体は、避けられないことである。しかしながら、十分な性能（パフォーマンス）を引き出す為には、予め決められた比率(１対１等)ではなく、例えば、画面の内容や、Ｉ／Ｏ制御のシーケンス数等に応じて、切り替え割合（比率）を決定することが望ましい。プログラマブル表示器であるが故に、ＨＭＩ用画面、Ｉ／Ｏ制御のシーケンスの内容／用途は、様々である。

本発明の課題は、ＨＭＩ機能とＩ／Ｏ制御機能の内容に応じて、ＨＭＩ機能とＩ／Ｏ制御機能との処理時間の比率を決定し、適切な比率で各機能の切り替え動作を行うことができるＩ／Ｏ制御機能プログラマブル表示器等を、提供することである。

本発明のＩ／Ｏ制御機能付プログラマブル表示器は、ＨＭＩ機能とＩ／Ｏ制御機能を有するプログラマブル表示器であって、下記の各手段を有する。
・予め切替割合定義情報が記憶された切替割合定義記憶手段；
・前記ＨＭＩ機能を動作させて各画面毎にサイクルタイム値を求めるサイクルタイム取得手段；
・前記Ｉ／Ｏ制御機能を動作させて該Ｉ／Ｏ制御機能に係わるスキャンタイム値を求めるスキャンタイム取得手段；
・前記各画面毎に、前記求めたサイクルタイム値とスキャンタイム値と、前記切替割合定義情報とに基づいて、その画面に対応する“ＨＭＩ機能とＩ／Ｏ制御機能の処理時間の割合”を決定する切替割合決定手段。

本発明のＩ／Ｏ制御機能プログラマブル表示器等によれば、ＨＭＩ機能とＩ／Ｏ制御機能の内容に応じて、ＨＭＩ機能とＩ／Ｏ制御機能との処理時間の比率を決定し、適切な比率で各機能の切り替え動作を行うことができる。

本例のＩ／Ｏ制御機能付プログラマブル表示器の機能構成図である。 プログラマブル表示器の処理割合決定処理のフローチャート図である。 切替割合定義情報の一例を示す図である。 切替割合例の表示例である。 作画エディタ装置の処理を含む処理フローチャート図である。 Ｉ／Ｏ制御機能付プログラマブル表示器のハードウェア構成例である。 既存のプログラマブル表示器に関して、（ａ）は一般的な構成、（ｂ）は一体型の構成を示す図である。 既存のＩ／Ｏ制御付プログラマブル表示器のハードウェア構成やプログラム構成の一例を示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は、既存のＩ／Ｏ制御付プログラマブル表示器の動作例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本例のＩ／Ｏ制御機能付プログラマブル表示器の機能構成図である。
まず、前提として、本例のＩ／Ｏ制御機能付プログラマブル表示器１０は、上記背景技術で説明したように、上記ＨＭＩ機能だけでなく上記Ｉ／Ｏ制御機能も備えるプログラマブル表示器である。つまり、図示のＨＭＩ機能１５、Ｉ／Ｏ制御機能１６を有する。

尚、ＨＭＩ機能、Ｉ／Ｏ制御機能については、背景技術で説明済みであり、ここでの説明は省略するが、例えば一例としては、ＨＭＩ機能１５はプログラマブル表示器本来の機能であり、Ｉ／Ｏ制御機能１６はＰＬＣの機能と見做しても良い。Ｉ／Ｏ制御機能１６は、例えば不図示のＩ／Ｏ制御用シーケンスプログラムを不図示のＣＰＵ等が実行することで、実現される。ＨＭＩ機能１５は、例えば不図示の画面データ等に基づいて不図示の上述した操作表示画面等を表示する機能である。操作表示画面の表示処理については、既に背景技術で説明済みであり、ここでの説明は省略する。

また、特に図示しないが、図示のＩ／Ｏ制御機能付プログラマブル表示器１０は、不図示の制御対象機器（例えば上記図７に示す接続機器１０１など）に接続している。
図示のＩ／Ｏ制御機能付プログラマブル表示器１０は、切替割合定義記憶部１１、サイクルタイム取得部１２、スキャンタイム取得部１３、切替割合決定部１４の各種処理機能部を有する。

尚、Ｉ／Ｏ制御機能付プログラマブル表示器１０は、ここでは図示しないＣＰＵ／ＭＰＵ等の演算プロセッサ、メモリ等の記憶部等を備えている。記憶部には予め所定のアプリケーションプログラムが記憶されている。上記演算プロセッサがこのアプリケーションプログラムを実行することで、上記各種処理機能部１２，１３，１４等が実現され、また、例えば、後述する図２等の処理が実現される。

切替割合定義記憶部１１には、予め切替割合定義情報が記憶されている。この切替割合定義情報の一例を図３に示し、後に説明するが、サイクルタイムとスキャンタイムとの様々な組み合わせに応じた切替割合が、登録されている。従来では、この切替割合は、例えば１対１等に固定されていた。切替割合定義情報は、例えば開発者等が任意に決めて設定・入力した情報である。

サイクルタイム取得部１２は、ＨＭＩ機能１５のみを動作させて各ＨＭＩ画面（操作表示画面）毎にサイクルタイムを求める。これは、例えば、上記図９（ｂ）に示すように動作させて、図示の（１）→（２）→（３）→（４）→（５）の１つのサイクルの処理を実行完了するのに掛かる時間を、実測するものである。

尚、従来より、プログラマブル表示器において任意のＨＭＩ画面を表示中には、この画面上の各アイテム（グラフ、メーター、数値表示など）の表示データを更新する処理を繰り返している。この表示データ更新の為に、例えば、上記接続機器１０１との通信を行って、接続機器１０１側の各種データを収集する処理も行われる。この更新処理１回分に掛かる時間が、上記サイクルタイムと見做して構わない。これより、各ＨＭＩ画面毎に、サイクルタイムは異なることになる。基本的には、画面上のアイテムの数が多いと、サイクルタイムが長くなる傾向となるが、これに限らない。

尚、この様なサイクルタイムの実測自体は、従来から行われている既存技術である。
また、尚、図１では省略して示しているが、Ｉ／Ｏ制御機能付プログラマブル表示器１０は、例えば上記接続機器１０１等のような各種制御対象機器と、不図示の通信線等を介して接続している。

スキャンタイム取得部１３は、Ｉ／Ｏ制御機能１６のみを動作させて（Ｉ／Ｏ制御用シーケンスプログラムのみを動作させて）、当該シーケンスプログラムのスキャンタイムを求める。つまり、Ｉ／Ｏ制御機能１６の１回分の処理時間を求める。これも、実測することにより求める。例えば、ラダー図プログラムの場合、このラダー図プログラムの先頭から最後までを実行するのに掛かる時間を、実測することで、上記スキャンタイムを求める。

尚、この様なスキャンタイムの実測自体は、既存技術である。
尚、上記「ＨＭＩ機能１５のみを動作させて」とは、ＨＭＩ機能１５とＩ／Ｏ制御機能１６のみを想定した説明であり、ＨＭＩ機能１５以外の処理機能が全く動作していないことを意味するものではない。その意味で、「ＨＭＩ機能１５のみを動作させて」は、「Ｉ／Ｏ制御機能１６は停止させて」を意味するものと考えてよい。同様にして、上記「Ｉ／Ｏ制御機能１６のみを動作させて」は、「ＨＭＩ機能１５は停止させて」を意味するものと考えてよい。

切替割合決定部１４は、上記サイクルタイム取得部１２で求められた各操作表示画面毎のサイクルタイムと、スキャンタイム取得部１３で求められたスキャンタイムと、上記切替割合定義情報とに基づいて、各ＨＭＩ画面（スクリーン）毎に、上記“ＨＭＩ機能と上記Ｉ／Ｏ制御機能の処理時間の割合”（比率；上記基準周期を何対何に分割するか）を求める。

手動調整部１７は、切替割合決定部１４によって求められた上記“ＨＭＩ機能と上記Ｉ／Ｏ制御機能の処理時間の割合（比率）”をベースにして、この比率をユーザ等により手動で任意に調整させる。つまり、自動的に決定された比率に対して手作業で微調整を行うことができるようにする。尚、手動調整部１７は、必ずしも必要ないものである。

図２は、プログラマブル表示器１０の処理割合決定処理のフローチャート図である。
プログラマブル表示器１０の表示画面上には、様々なボタン等が表示されており、ユーザが所定のボタン（コンフィグレーションＳＷと呼ぶものとする）を操作すると（ステップＳ１１）、通常モードから、例えば図２のステップＳ１２以降の処理割合決定処理が実行されるモード（コンフィグレーションモードと呼ぶものとする）へと移行する。

コンフィグレーションモードでは、まず最初に、上記Ｉ／Ｏ制御用シーケンスプログラムのみを動作させる状態にする（ステップＳ１２）。換言すれば、ＨＭＩ機能１５を停止状態にする。そして、当該シーケンスプログラムのスキャンタイムを取得する（ステップＳ１３）。これは、上記の通り、例えばプログラムの最初から最後まで実行させて、この実行に掛かる時間を実測するものであるが、この例に限らない。尚、この処理は、上記スキャンタイム取得部１３の処理であると見做して構わない。

スキャンタイムを取得したら、各ＨＭＩ画面毎のサイクルタイムを取得する為の所定モード（ＲＵＮモードと呼ぶものとする）に切替える（ステップＳ１４）。尚、このＲＵＮモードでは、Ｉ／Ｏ制御用シーケンスプログラムは実行停止する。

尚、Ｒｕｎモードに切り替えてサイクルタイムを取得する理由は、プログラマブル表示器のＨＭＩ画面（スクリーン）は、スクリーン毎に画面構成も異なり、通信処理時間や描画処理時間等を含むトータルの処理時間（サイクルタイム）は、各スクリーン毎に実際に動作させないと分からない為である。

尚、通常、プログラマブル表示器には、ユーザー等が任意に作成した複数種類のＨＭＩ画面データが予め登録されており、通常モードではユーザはその都度所定の操作を行うことで所望のＨＭＩ画面を表示させることができる。

上記ＲＵＮモードでは、上記登録されている複数のＨＭＩ画面を順次、所定時間分表示させて（例えば１０秒毎に順次切替える）、そのときに表示中のＨＭＩ画面に関するサイクルタイムを、実測する（ステップＳ１５）。そして、例えば各ＨＭＩ画面の識別番号等に対応付けて、そのＨＭＩ画面に関するサイクルタイム実測値を記憶する。尚、この処理は、上記サイクルタイム取得部１２の処理であると見做して構わない。

そして、上記登録されているＨＭＩ画面全てについて、サイクルタイムを実測・記憶する（ステップＳ１６）。
そして、ステップＳ１３で求めたスキャンタイムと、ステップＳ１５で求めた各ＨＭＩ画面毎のサイクルタイムと、上記予め記憶されている切替割合定義情報とに基づいて、各ＨＭＩ画面毎に対応する上記「ＨＭＩ機能とＩ／Ｏ制御機能の処理時間の割合（切替割合；比率）」を求める（ステップＳ１７）。

ここで、図３に、切替割合定義情報の一例を示す。
切替割合定義情報は、基本的に、様々なスキャンタイムとサイクルタイムの値の組み合わせに応じた割合（比率）が、登録されているものである。これは、例えば開発者等が任意に決めて設定・登録したものであってよい。

図示の例の切替割合定義テーブルは、横方向にスキャンタイム値の各範囲を示し、縦方向にサイクルタイム値の各範囲を示す。上記ステップＳ１７の処理では、ステップＳ１３で求めたスキャンタイムが該当する範囲を認識すると共に、ステップＳ１５で求めた各サイクルタイムが該当する範囲を認識する。ここで、仮に、スキャンタイムは２．７ミリ秒（msec）であったものとする。また、仮に、ＨＭＩ画面として画面αと画面βがあり、画面αのサイクルタイムは２２０ミリ秒（msec）であり、画面βのサイクルタイムは７６０ミリ秒（msec）であったものとする。

この例の場合、図３の例では、まず、求めたスキャンタイムが該当する範囲は、図示の‘２〜３’の範囲である。また、画面αのサイクルタイム（２２０ミリ秒）が該当する範囲は図示の‘２０１〜３００’の範囲であり、画面βのサイクルタイム（７６０ミリ秒）が該当する範囲は図示の‘７０１〜８００’の範囲であることになる。

よって、この例の場合、図３より、画面αに関しては上記割合（比率）は“１：１”（１対１）となり、画面βに関しては上記割合（比率）は“３：２”（３対２）となる。
上記ステップＳ１７において、例えばこの様にして各ＨＭＩ画面毎に対応する上記「ＨＭＩ機能とＩ／Ｏ制御機能の処理時間の割合」を求めたら、この割合を各ＨＭＩ画面の識別番号等に対応付けて所定の記憶領域に記憶したうえで、上記コンフィグレーションモードを終了し、通常モードに戻る。

その後は、通常通り、ユーザの指示に応じたＨＭＩ画面を表示させると、現在表示中のＨＭＩ画面に対応する割合を、上記記憶領域から取得して、この割合に基づいて、ＨＭＩ機能１５とＩ／Ｏ制御機能１６とを交互に切り替え制御することになる（ステップＳ１８）。

例えば、上記画面αを表示中は、上記のように割合は“１：１”であるので、上述した基準周期を“１：１”に分割することになり、基準周期が仮に１ｍｓ（ミリ秒）であるとするならば、ＨＭＩ機能もＩ／Ｏ制御機能も０．５ｍｓ（ミリ秒）ずつ交互に動作させることになる。また、上記画面βを表示中には、各基準周期毎に、ＨＭＩ機能を０．６ｍｓ（ミリ秒）動作させ、Ｉ／Ｏ制御機能は０．４ｍｓ（ミリ秒）動作させることになる。

この様に、本手法では、自動的に、各操作表示画面毎に、その内容（実際の処理時間等）に応じた適切な割合を決定することができ、この割合によってＨＭＩ機能１５とＩ／Ｏ制御機能１６とを交互に切り替え動作させることができる。

但し、これが最適な割合である保証はない。この為、ユーザが、上記自動的に決定された割合によるプログラマブル表示器の動作を確認して、手作業で所望の微調整を行えるようにすることが望ましい。以下、この様な手作業の微調整を行えるようにする追加実施例について説明する。

追加実施例の機能は、上記の通り、上記自動的に決定された割合によるＨＭＩ機能１５とＩ／Ｏ制御機能１６の動作パフォーマンスが、ユーザが期待したものではない場合等に、実際に目視による確認で微調整を行う場合に使用する。

用途により各ＨＭＩ画面の通信処理数、アイテム表示数、Ｉ／Ｏ制御のシーケンス数は異なる為、これに合わせ切り替え割合を手動で決定する。この決定方法の一例を以下に示す。
I)ＨＭＩ機能：通信及び表示処理にかかる一連の処理時間(サイクルタイム)
II)Ｉ／Ｏ制御機能：シーケンスプログラムのステップ数、あるいはスキャンタイム
尚、上記サイクルタイムやスキャンタイムは、例えば、上述した実測値を表示等する。また、上記ステップ数は、予め開発者等が数えて登録しておき、これをディスプレイ等に表示する。

ユーザが、表示される上記I)、II)からの情報に基づいて、「処理均等 or ＨＭＩ処理重視 or Ｉ／Ｏ制御重視」を判断して、切り替え割合を決定して設定する。この様な表示や設定入力受付を行うのが、例えば上記手動調整部１７であるが、この例に限らない。プログラマブル表示器１０が、この割合に応じて処理切り替えを行い、両者の処理をそれぞれ実行して最適なパフォーマンスを引き出す。

上記サイクルタイムやスキャンタイムは、上記の通り、自動的に求められている。これを表示してもよいし、これらに基づいて上記切替割合決定部１４によって自動的に決定された上記切り替え割合を、表示するようにしてもよい。特に上記のように微調整する場合、自動的に決定された切り替え割合をベースにして、このベースから多少変えるようにしてもよい。

ここで、上記切り替え割合を決定する際に、例えば予め登録された図４に示す切替割合例を表示する等して、ユーザがこれを参考にして決定するようにしてもよい。上記微調整の例の場合であれば、例えば、自動的に決定された切り替え割合が“１：３”であったならば、図４に示す例では、その前後すなわち“１：２”または“１：４”へと微調整するようにしてもよい。

更に、この様にユーザ等が任意に決定した切り替え割合を、設定・入力できる画面（切替テーブル登録画面）を、用意してもよい。この様な機能は、例えば、プログラマブル表示器１０に備えさせてもよいし（上記手動調整部１７）、図６の作画エディタ装置２０等に備えさせてもよい（図示の手動設定部２１）。

尚、作画エディタ装置とは、例えばプログラマブル表示器の上記各ＨＭＩ画面を、ユーザー等が任意に作成できるように支援する支援機能等を有する既存の構成である。従来より、作画エディタ装置とプログラマブル表示器とは、通信線により接続されており、作画エディタで作成されたＨＭＩ画面データは、通信線を介してプログラマブル表示器にダウンロードされる。

本手法では、この様な既存の作画エディタ装置に、例えば上記図４の情報を表示したり、不図示の切替テーブル登録画面を表示して任意のデータを入力させる機能（手動設定部２１）を、追加する。また、手動設定部２１は、上記のようにプログラマブル表示器１０側で実測されたサイクルタイムやスキャンタイムを、当該プログラマブル表示器１０から取得して表示する機能等も、更に備えていてもよい。

図６には、この様な追加機能（手動設定部２１）も有する作画エディタ装置２０も、示している。
図６に示すように、作画エディタ装置２０は、本例のＩ／Ｏ制御機能付プログラマブル表示器１０と、通信線３を介して接続している。そして、作画エディタ装置２０は、通信線３を介して、上記実測されたサイクルタイム値やスキャンタイム値をＩ／Ｏ制御機能付プログラマブル表示器１０から取得する。あるいは、作画エディタ装置２０は、通信線を介して、後述する切替テーブルをプログラマブル表示器１０へダウンロードする。
図５に、この様な作画エディタ装置２０の処理を含む処理フローチャート図を示す。

上記不図示の切替テーブル登録画面上で、ユーザは、例えば下記の内容の切替テーブルを、任意に入力することができる（ステップＳ２１）。
・スクリーン名 ；ＨＭＩ機能 ：Ｉ／Ｏ制御機能
・スクリーンα ； １ ： １
・スクリーンβ ； ２ ： １
・スクリーンγ ； １ ： ３
作画エディタ装置２０は、例えばこの例のように設定された切替テーブルを、プログラマブル表示器１０へダウンロードする（ステップＳ２２）。

尚、上記ステップＳ２１、Ｓ２２の処理は、例えば上記手動設定部２１が実行する。
プログラマブル表示器１０は、この切替テーブルを記憶する。そして、切替テーブルの定義に従って、各スクリーン毎に、ＨＭＩ機能とＩ／Ｏ制御機能とを切り替え動作させる（ステップＳ２３）。上記の例では、例えばスクリーンγを表示中には、「１対３」の割合でＨＭＩ機能とＩ／Ｏ制御機能とを切り替え動作させることになる。これは、図４に示すように、Ｉ／Ｏ制御処理優先の設定と言うことができる。

Ｉ／Ｏ制御付きプログラマブル表示器を利用する上で、本技術により用途に応じた最適なパフォーマンスで利用が可能となる。
最後に、図６に、Ｉ／Ｏ制御機能付プログラマブル表示器１０のハードウェア構成例を示す。

図示のプログラマブル表示器１０は、制御部３０と、タッチパネル３８、ディスプレイ３９、上記通信インタフェース４０等を有する。
制御部３０は、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２（フラッシュメモリ等）、ＲＡＭ３３、通信コントローラ３４、グラフィックコントローラ３５、タッチパネルコントローラ３６等より成り、これらがバス３７に接続されている。

ＣＰＵ３１は、制御部３０全体を制御する中央処理装置（演算プロセッサ）である。ＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３２に格納されているプログラムを実行することで、所定の演算動作（処理）を行う。例えば上記図１の各種処理機能部の処理や、図２のフローチャート図の処理を実行する。

また、ＲＯＭ３２には、上記画面データや図３のテーブル等も格納されている。画面データは、例えばスイッチ、ランプ等の各アイテム毎に、そのアイテムの画像や表示位置座標や大きさ等の表示に係わるデータや、メモリアクセスに係わるデータ等を有する。

また、上記ＣＰＵ３１の処理によって、例えば上記画面データ等に基づく表示データが、例えばＲＡＭ３３（あるいは不図示のビデオＲＡＭ）上に展開（描画）される。この描画に基づいてグラフィックコントローラ３５が、ディスプレイ３９上に上述した操作表示画面等を表示する。

ディスプレイ３９は、例えば液晶パネル等より成り、この液晶パネル上に重ねるようにしてタッチパネル３８が設けられる。ディスプレイ３９上には、基本的には、複数のアイテム画像が所定位置に配置されて成る上記操作表示画面が表示される。

また、通信コントローラ３４は、通信インタフェース４０を介して、不図示の制御対象機器や作画エディタ装置２０との通信（データ送受信等）を行う。
オペレータ等によるタッチパネル３８上での押圧操作（タッチ）位置の検知結果は、タッチパネルコントローラ３６を介してＣＰＵ３１等に取り込まれて解析される。例えば各アイテムの上記表示位置座標や大きさのデータ等に基づいて、解析することになる。例えば、上記スイッチの画像の表示位置をオペレータ等がタッチすると、タッチパネルコントローラ３６は、この表示位置座標等をＣＰＵ３１に通知する。

また、図６には、上記の通り、作画エディタ装置２０も示す。
尚、本発明は、ＨＭＩ機能とＩ／Ｏ制御機能を有するプログラマブル表示器である上記Ｉ／Ｏ制御機能付プログラマブル表示器１０と、上記作画エディタ装置２０とを有する制御システムとして構成することもできる。

以上の説明ではＩ／Ｏ制御機能としてプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）の機能を例に説明したが、それに限ることはなく、例えばＤＣＳ（Distributed Control System：分散型制御システム或いは分散型制御装置）の機能であってもよい。一般的なＦＡ（Factory Automation）システムではＩ／Ｏ制御機能としてＰＬＣが用いられることが多く、さらに高信頼性を要求されるプラント設備ではＩ／Ｏ制御機能としてＤＣＳが用いられることが多い。本発明のＩ／Ｏ制御機能はＰＬＣの機能であってもよく、ＤＣＳの機能であってもよい。

１０ Ｉ／Ｏ制御機能付プログラマブル表示器
１１ 切替割合定義記憶部
１２ サイクルタイム取得部
１３ スキャンタイム取得部
１４ 切替割合決定部
３０ 制御部
３１ ＣＰＵ
３２ ＲＯＭ
３３ ＲＡＭ
３４ 通信コントローラ
３５ グラフィックコントローラ
３６ タッチパネルコントローラ
３７ バス
３８ タッチパネル
３９ ディスプレイ
４０ 通信インタフェース

Claims (8)

1. ＨＭＩ機能とＩ／Ｏ制御機能を有するプログラマブル表示器であって、
   ＨＭＩ機能に係わる複数の異なるサイクルタイム値とＩ／Ｏ制御機能に係わる複数の異なるスキャンタイム値との組み合わせに応じた“ＨＭＩ機能とＩ／Ｏ制御機能の処理時間の切替割合”を表す切替割合定義情報が予め記憶された切替割合定義記憶手段と、
   前記ＨＭＩ機能を動作させて各画面毎にサイクルタイム値を求めるサイクルタイム取得手段と、
   前記Ｉ／Ｏ制御機能を動作させて該Ｉ／Ｏ制御機能に係わるスキャンタイム値を求めるスキャンタイム取得手段と、
   前記各画面毎に、前記求めたサイクルタイム値とスキャンタイム値と、前記切替割合定義情報とに基づいて、その画面に対応する“ＨＭＩ機能とＩ／Ｏ制御機能の処理時間の切替割合”を決定する切替割合決定手段と、
   を有することを特徴とするＩ／Ｏ制御機能付プログラマブル表示器。
2. 表示中の画面に対応する前記“ＨＭＩ機能とＩ／Ｏ制御機能の処理時間の切替割合”を用いて、ＨＭＩ機能とＩ／Ｏ制御機能とを交互に切り替え動作させる動作制御手段を更に有することを特徴とする請求項１記載のＩ／Ｏ制御機能付プログラマブル表示器。
3. 前記サイクルタイム取得手段は、前記サイクルタイム値を実測値で求め、
   前記スキャンタイム取得手段は、前記スキャンタイム値を実測値で求めることを特徴とする請求項１記載のＩ／Ｏ制御機能付プログラマブル表示器。
4. 前記切替割合決定手段により決定された前記“ＨＭＩ機能とＩ／Ｏ制御機能の処理時間の切替割合”を、任意に調整させる手動調整手段を更に有することを特徴とする請求項１記載のＩ／Ｏ制御機能付プログラマブル表示器。
5. 接続されている任意の制御対象機器との通信を行う通信手段を更に有し、
   前記ＨＭＩ機能は、１以上の前記画面を表示して、前記通信手段を介して、そのときに表示中の該画面に応じた前記制御対象機器のデータを取得して該表示中の画面上に表示する機能を有し、
   前記Ｉ／Ｏ制御機能は、前記通信手段を介して、前記各制御対象機器を制御する機能を有することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のＩ／Ｏ制御機能付プログラマブル表示器。
6. 前記ＨＭＩ機能は、プログラマブル表示器本来の機能であり、前記Ｉ／Ｏ制御機能はプログラマブルコントローラの機能であることを特徴とする請求項５記載のＩ／Ｏ制御機能付プログラマブル表示器。
7. ＨＭＩ機能とＩ／Ｏ制御機能を有するプログラマブル表示器であるＩ／Ｏ制御機能付プログラマブル表示器と、作画エディタ装置とを有する制御システムであって、
   前記Ｉ／Ｏ制御機能付プログラマブル表示器は、
   ＨＭＩ機能に係わる複数の異なるサイクルタイム値とＩ／Ｏ制御機能に係わる複数の異なるスキャンタイム値との組み合わせに応じた“ＨＭＩ機能とＩ／Ｏ制御機能の処理時間の切替割合”を表す切替割合定義情報が予め記憶された切替割合定義記憶手段と、
   前記ＨＭＩ機能を動作させて各画面毎にサイクルタイム値を求めるサイクルタイム取得手段と、
   前記Ｉ／Ｏ制御機能を動作させて該Ｉ／Ｏ制御機能に係わるスキャンタイム値を求めるスキャンタイム取得手段と、
   前記各ＨＭＩ画面毎に、前記求めたサイクルタイム値とスキャンタイム値と、前記切替割合定義情報とに基づいて、その画面に対応する“ＨＭＩ機能とＩ／Ｏ制御機能の処理時間の切替割合”を決定する切替割合決定手段とを有し、
   前記作画エディタ装置は、
   前記切替割合決定手段により決定された前記“ＨＭＩ機能とＩ／Ｏ制御機能の処理時間の切替割合”を、任意に調整させる手動調整手段と、
   該調整後の“ＨＭＩ機能とＩ／Ｏ制御機能の処理時間の切替割合”を前記Ｉ／Ｏ制御機能付プログラマブル表示器に転送する転送手段と、
   を有することを特徴とする制御システム。
8. 前記Ｉ／Ｏ制御機能付プログラマブル表示器は、
   表示中の画面に対応する前記調整後の“ＨＭＩ機能とＩ／Ｏ制御機能の処理時間の切替割合”を用いて、ＨＭＩ機能とＩ／Ｏ制御機能とを交互に切り替え動作させる動作制御手段を更に有することを特徴とする請求項７記載の制御システム。

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