JP7221465B1 - 制御システム、プログラマブルロジックコントローラ、可視化方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

少なくとも１つのプログラムを実行するＰＬＣ（１００）と、プログラムを作成するためのプログラミング支援装置（２００）と、を含む制御システム（１）において、エンド処理実行時間計測部（１０２）は、一つのスキャンの中でプログラムが実行された後に実行されるエンド処理の実行時間を計測する。また、表示部（２０３）は、エンド処理の実行時間をプログラミング支援装置（２００）の画面に表示する。

Description

本開示は、制御システム、プログラマブルロジックコントローラ、可視化方法及びプログラムに関する。

プログラマブルロジックコントローラ（Programmable Logic Controller：ＰＬＣ）においてプログラムが実行された際のパフォーマンスの可視化を目的として、プログラムの実行時間を表示する技術が知られている。例えば、特許文献１には、ＰＬＣにおいて実行されるサブルーチンの実行時間を、プログラミングコンソールにモニタ出力する技術が開示されている。

特開平７－１２１２１２号公報

一般的に、ＰＬＣは、プログラムの実行が終了する度に、ＰＬＣの動作をチェックする処理、デバイスデータを収集するロギング処理等の処理が含まれるエンド処理を実行する。そして、ＰＬＣは、プログラム実行処理及びエンド処理を含む処理を一つのスキャンとして、スキャンを繰り返し実行する。上記の特許文献１のような技術では、エンド処理の実行時間は計測されておらず、エンド処理の実行時間が確認できないため、エンド処理にトラブルがあった場合に原因の調査が困難になるという問題がある。

本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、プログラムの実行が終了する度に実行されるエンド処理の実行時間を確認することが可能な制御システム、プログラマブルロジックコントローラ、可視化方法及びプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本開示に係る制御システムは、
少なくとも１つのプログラムを実行するプログラマブルロジックコントローラと、前記プログラムを作成するためのプログラミング支援装置と、を含む制御システムにおいて、
前記プログラムの実行が終了する度に実行されるエンド処理の実行時間を計測するエンド処理実行時間計測手段と、
前記エンド処理の実行時間を前記プログラミング支援装置の画面に表示する表示手段と、を備え、
前記プログラマブルロジックコントローラは、
複数のプログラムを、複数のコアを含むマルチコアプロセッサにより実行し、
前記複数のコアのそれぞれにおいて実行されるプログラムの実行時間を計測するプログラム実行時間計測手段と、
前記複数のコアのそれぞれにおいて実行される前記エンド処理の実行の開始タイミングを一致させるために生じる待ち時間を算出する演算手段と、を備え、
前記エンド処理実行時間計測手段は、前記複数のコアのそれぞれにおいて実行される前記エンド処理の実行時間を計測し、
前記表示手段は、前記複数のコアのそれぞれについて、前記プログラムの実行時間と、前記待ち時間と、前記エンド処理の実行時間と、を前記画面に表示する。

本開示によれば、プログラムの実行が終了する度に実行されるエンド処理の実行時間を確認することが可能な制御システム、プログラマブルロジックコントローラ、可視化方法及びプログラムを提供することができる。

実施形態に係る制御システムの機能構成を示す図 実施形態に係るＰＬＣのハードウェア構成を示すブロック図 実施形態に係るプログラミング支援装置のハードウェア構成を示すブロック図 実施形態に係るモニタ情報が格納された記憶部の領域を説明するための図 実施形態に係る画面に表示されるモニタ情報の例を示す図 実施形態に係る画面に表示されるモニタ情報の例を示す図 実施形態に係る計測処理を示すフローチャート 実施形態に係るＰＬＣとプログラミング支援装置との間で実行される処理を示すシーケンス図 変形例に係る画面に表示されるモニタ情報の例を示す図

（実施形態）
実施形態に係る制御システム１は、ＰＬＣに接続された、図示しないＦＡ（Factory Automation）機器を制御するためのシステムである。制御システム１は、図１に示すように、ＰＬＣ１００と、プログラミング支援装置２００と、を含む。ＰＬＣ１００は、図示しないネットワークケーブル又は無線によりプログラミング支援装置２００と通信可能に接続される。

ＰＬＣ１００は、ＦＡ機器を制御するための装置であり、ユーザが作成したプログラムを実行する。本実施形態のＰＬＣ１００は、複数のプロセッサコアを含むマルチコアプロセッサを有し、プログラムをマルチコアプロセッサにより実行する。以下、マルチコアプロセッサに含まれるプロセッサコアを、単に「コア」という。

プログラミング支援装置２００は、ＰＬＣ１００で実行されるプログラムを作成するための装置である。プログラミング支援装置２００には、プログラミングツールがインストールされている。プログラミングツールは、ＰＬＣ１００で実行するプログラムを作成するためのアプリケーションである。ユーザは、プログラミングツールを用いて、ＰＬＣ１００で実行されるプログラムを作成する。また、プログラミングツールは、プログラムが実行された際のＰＬＣ１００のパフォーマンスを可視化する機能を有し、ユーザは、プログラミングツールを用いて、ＰＬＣ１００のパフォーマンスを確認する。ＰＬＣ１００のパフォーマンスを示す指標には、後述するスキャンタイムが含まれる。

ＰＬＣ１００は、ユーザが作成プログラムを実行した後に、エンド処理を実行する。エンド処理とは、プログラムの実行が終了する度に実行される処理であり、様々な処理が含まれる。エンド処理の内容は、プログラムの作成に伴い自動的に設定されるもの、プログラムを作成したユーザによりプログラミング支援装置２００において設定されるもの等がある。エンド処理は、例えば、ＰＬＣ１００の動作をチェックする処理、ＰＬＣのデバイスデータを収集するロギング処理、外部機器からのデータの読み出し及び書き込み処理、ウォッチドックタイマのリセット処理等である。

複数のコアのそれぞれにおいてプログラムが実行される場合、それぞれのコアにおいて実行されるエンド処理の実行の開始タイミングを一致させる必要がある。したがって、プログラムの実行時間が一番長いコアとエンド処理の開始タイミングを合わせるため、その他のコアは、プログラムの実行時間が一番長いコアのプログラムの実行が終了するまで待機するための待機処理を実行する。なお、プログラムの実行時間が一番長いコアは、待機処理は行われない。

ＰＬＣ１００のプロセッサコアは、プログラムの処理と、待機処理と、エンド処理を一つのスキャンとして、スキャンを繰り返し実行する。一つのスキャンの実行に要する時間を「スキャンタイム」という。スキャンタイムは、プログラムの実行時間と、待機処理の実行時間と、エンド処理の実行時間との和により求められる。以下、この待機処理の実行時間を、「待ち時間」という。本実施形態の制御システム１は、スキャンタイム及びスキャンタイムの内訳を可視化することを可能にする。

図２に、ＰＬＣ１００のハードウェア構成を示す。

ＰＬＣ１００は、種々の処理を実行するマルチコアプロセッサ１１と、マルチコアプロセッサ１１の作業領域として用いられる主記憶部１２と、マルチコアプロセッサ１１の処理に用いられる種々のデータを記憶する補助記憶部１３と、プログラミング支援装置２００を含む外部の装置と通信するための第１通信部１４と、ＦＡ機器と通信するための第２通信部１５と、を有する。主記憶部１２、補助記憶部１３、第１通信部１４、及び第２通信部１５はいずれも、バス１６を介してマルチコアプロセッサ１１に接続される。

マルチコアプロセッサ１１は、複数のコアを有するＣＰＵ（Central Processing Unit）である。マルチコアプロセッサ１１は、補助記憶部１３に記憶されるプログラムを実行することにより、ＰＬＣ１００の種々の機能を実現する。

主記憶部１２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。主記憶部１２には、補助記憶部１３からプログラムがロードされる。そして、主記憶部１２は、マルチコアプロセッサ１１の作業領域として用いられる。

補助記憶部１３は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）に代表される不揮発性メモリを含む。補助記憶部１３は、プログラムの他に、マルチコアプロセッサ１１の処理に用いられる種々のデータを記憶する。補助記憶部１３は、マルチコアプロセッサ１１の指示に従って、マルチコアプロセッサ１１によって利用されるデータをマルチコアプロセッサ１１に供給し、マルチコアプロセッサ１１から供給されたデータを記憶する。

第１通信部１４は、プログラミング支援装置２００を含む外部の装置と通信するためのネットワークインタフェース回路を含む。第１通信部１４は、外部の装置から信号を受信して、この信号により示されるデータをマルチコアプロセッサ１１へ出力する。また、第１通信部１４は、マルチコアプロセッサ１１から出力されたデータを示す信号を外部の装置へ送信する。

第２通信部１５は、ＰＬＣ１００が制御するＦＡ機器と通信するためのネットワークインタフェース回路を含む。第２通信部１５は、ＦＡ機器から信号を受信して、この信号により示されるデータをマルチコアプロセッサ１１へ出力する。また、第２通信部１５は、マルチコアプロセッサ１１から出力されたデータを示す信号をＦＡ機器へ送信する。

図３に、プログラミング支援装置２００のハードウェア構成を示す。

プログラミング支援装置２００は、種々の処理を実行するプロセッサ２１と、プロセッサ２１の作業領域として用いられる主記憶部２２と、プロセッサ２１の処理に用いられる種々のデータを記憶する補助記憶部２３と、ＰＬＣ１００を含む外部の装置と通信するための通信部２４と、入力された情報を取得する入力部２５と、種々の情報を提示する出力部２６と、を有する。主記憶部２２、補助記憶部２３、通信部２４、入力部２５及び出力部２６はいずれも、バス２７を介してプロセッサ２１に接続される。

プロセッサ２１は、ＣＰＵを含む。プロセッサ２１は、補助記憶部２３に記憶されるプログラムを実行することにより、プログラミング支援装置２００の種々の機能を実現する。

主記憶部２２は、ＲＡＭを含む。主記憶部２２には、補助記憶部２３からプログラムがロードされる。そして、主記憶部２２は、プロセッサ２１の作業領域として用いられる。

補助記憶部２３は、ＥＥＰＲＯＭに代表される不揮発性メモリを含む。補助記憶部２３は、プログラムの他に、プロセッサ２１の処理に用いられる種々のデータを記憶する。補助記憶部２３は、プロセッサ２１の指示に従って、プロセッサ２１によって利用されるデータをプロセッサ２１に供給し、プロセッサ２１から供給されたデータを記憶する。

通信部２４は、ＰＬＣ１００を含む外部の装置と通信するためのネットワークインタフェース回路を含む。通信部２４は、外部の装置から信号を受信して、この信号により示されるデータをプロセッサ２１へ出力する。また、通信部２４は、プロセッサ２１から出力されたデータを示す信号を外部の装置へ送信する。

入力部２５は、入力キー、ポインティングデバイス等の入力デバイスを含む。入力部２５は、プログラミング支援装置２００のユーザによって入力された情報を取得して、取得した情報をプロセッサ２１に通知する。

出力部２６は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、スピーカ等の出力デバイスを含む。出力部２６は、入力部２５を構成するポインティングデバイスと一体的に形成されたタッチスクリーンを構成してもよい。出力部２６は、プロセッサ２１の指示に従って、種々の情報をユーザに提示する。

次に、ＰＬＣ１００及びプログラミング支援装置２００の機能について説明する。以下では、マルチコアプロセッサ１１は、“Ｃｏｒｅ１”、“Ｃｏｒｅ２”、“Ｃｏｒｅ３”及び“Ｃｏｒｅ４”の４つのコアを有し、ユーザにより作成されたプログラムを、“ＰＲＧ１”、“ＰＲＧ２”及び“ＰＲＧ３”とし、“ＰＲＧ１”及び“ＰＲＧ２”は“Ｃｏｒｅ１”により実行され、“ＰＲＧ３”は“Ｃｏｒｅ２”により実行されるものとする。また、“Ｃｏｒｅ１”は、“ＰＲＧ１”及び“ＰＲＧ２”の実行の後に、“ＦＵＮＣ１”及び“ＦＵＮＣ２”のエンド処理を実行し、“Ｃｏｒｅ２”は“ＰＲＧ３”の実行の後に“ＦＵＮＣ３”のエンド処理を実行するものとする。

まず、図１のＰＬＣ１００の機能について説明する。ＰＬＣ１００は、機能的には、プログラムの実行時間を計測するプログラム実行時間計測部１０１と、エンド処理の実行時間を計測するエンド処理実行時間計測部１０２と、待ち時間を算出する演算部１０３と、後述するモニタ情報が格納される記憶部１０４と、モニタ情報のサイズの情報を含むサイズ情報応答をプログラミング支援装置２００に送信するサイズ情報応答部１０５と、モニタ情報を含むモニタ情報応答をプログラミング支援装置２００に送信するモニタ情報応答部１０６と、を備える。

プログラム実行時間計測部１０１は、複数のコアのそれぞれにおいて実行されるプログラムの実行時間を計測する。プログラム実行時間計測部１０１は、マルチコアプロセッサ１１により実現される。なお、プログラム実行時間計測部１０１は、プログラム実行時間計測手段の一例である。

例えば、プログラム実行時間計測部１０１は、“Ｃｏｒｅ１”により実行される“ＰＲＧ１”及び“ＰＲＧ２”の実行時間を、それぞれ“３．０００［ｍｓ］”及び“７．０００［ｍｓ］”と計測し、“Ｃｏｒｅ２”により実行される“ＰＲＧ３”の実行時間を、“４．６００［ｍｓ］”と計測する。

エンド処理実行時間計測部１０２は、複数のコアのそれぞれにおいて実行されるエンド処理の実行時間を計測する。エンド処理実行時間計測部１０２は、マルチコアプロセッサ１１により実現される。なお、エンド処理実行時間計測部１０２は、エンド処理実行時間計測手段の一例である。

例えば、エンド処理実行時間計測部１０２は、“Ｃｏｒｅ１”により実行される“ＦＵＮＣ１”及び“ＦＵＮＣ２”の実行時間を、それぞれ“５．０００［ｍｓ］”及び“３．０００［ｍｓ］”と計測し、“Ｃｏｒｅ２”により実行される“ＦＵＮＣ３”の実行時間を、“８．０００［ｍｓ］”と計測する。

演算部１０３は、複数のコアのそれぞれにおいて実行されるエンド処理の実行の開始タイミングを一致させるために生じる待ち時間を算出する。また、演算部１０３は、プログラムの実行時間の情報、エンド処理の実行時間の情報、及び、待ち時間の情報を、記憶部１０４に格納する。演算部１０３は、マルチコアプロセッサ１１により実現される。なお、演算部１０３は、演算手段の一例である。

例えば、演算部１０３は、各コアのプログラムの実行時間を比較し、最も長いプログラムの実行時間が計測されたコアのプログラムの実行時間からその他のコアのプログラムの実行時間を減算することにより、待ち時間を算出する。この際、一つのコアにおいて複数のプログラムの実行時間が計測された場合には、それらのプログラムの実行時間の和を用いて、各コアのプログラム実行時間の比較を行う。“Ｃｏｒｅ１”については、複数のプログラムの実行時間が計測されているので、演算部１０３は、プログラムの実行時間の和“１０．０００［ｍｓ］（＝３．０００［ｍｓ］＋７．０００［ｍｓ］）”を求め、“Ｃｏｒｅ２”のプログラムの実行時間“４．６００［ｍｓ］”と比較する。そして、演算部１０３は、“Ｃｏｒｅ１”のプログラムの実行時間の和“１０．０００［ｍｓ］”から“４．６００［ｍｓ］”を減算した“５．４００［ｍｓ］”を“Ｃｏｒｅ２”の待ち時間として算出する。

そして、演算部１０３は、“Ｃｏｒｅ１”について、“ＰＲＧ１”及び“ＰＲＧ２”の実行時間“３．０００［ｍｓ］”及び“７．０００［ｍｓ］”、“ＦＵＮＣ１”及び“ＦＵＮＣ２”の実行時間“５．０００［ｍｓ］”及び“３．０００［ｍｓ］”、“Ｃｏｒｅ２”について、“ＰＲＧ３”の実行時間“４．６００［ｍｓ］”、“ＦＵＮＣ３”の実行時間“８．０００［ｍｓ］”、待ち時間“５．４００［ｍｓ］”を、記憶部１０４に格納する。

また、演算部１０３は、各コアのプログラム実行時間、エンド処理実行時間及び待ち時間の統計情報を算出し、統計情報を記憶部１０４に格納する。統計情報とは、例えば、最大値、最小値、移動平均等である。また、演算部１０３は、各コアにおけるプログラムの累計実行回数を計測し、プログラムの累計実行回数の情報を記憶部１０４に格納する。

記憶部１０４には、プログラムの実行時間の情報と、エンド処理の実行時間の情報と、待ち時間の情報と、プログラムの累計実行回数の情報と、が含まれるモニタ情報が格納される。モニタ情報は、プログラミング支援装置２００の画面に表示させる情報である。記憶部１０４は、補助記憶部１３により実現される。なお、記憶部１０４は、記憶手段の一例である。

図４に、モニタ情報が格納された記憶部１０４の領域の模式図を示す。記憶部１０４は、モニタ情報の含まれる複数の項目の情報を格納するための領域を持っており、演算部１０３は、計測された実行時間、算出された待ち時間等の項目の情報と、それぞれの項目に対応する、領域に格納された情報とを比較して、モニタ情報の更新を行う。図４のモニタ情報には、複数のコアのそれぞれについて、プログラムの実行時間、プログラムの累計実行回数、待ち時間、及び、エンド処理の実行時間の情報が含まれる。また、プログラムの実行時間、プログラムの累計実行回数、及び、エンド処理の実行時間については、それぞれ、直近の値を示す現在値と、統計情報とが含まれる。

サイズ情報応答部１０５は、プログラミング支援装置２００から送信されるサイズ情報要求に応じて、記憶部１０４に格納されたモニタ情報のサイズを求め、求めたサイズを示すサイズ情報が含まれるサイズ情報応答を、プログラミング支援装置２００に送信する。サイズ情報応答部１０５は、マルチコアプロセッサ１１及び第１通信部１４により実現される。なお、サイズ情報応答部１０５は、サイズ情報応答手段の一例である。

サイズ情報要求とは、プログラミング支援装置２００から送信される要求であって、モニタ情報のサイズ情報を取得するための要求である。モニタ情報のサイズ情報とは、図４に示す記憶部１０４の領域において、空き領域を除くモニタ情報のサイズを示す情報である。

例えば、サイズ情報応答部１０５は、サイズ情報要求を受信すると、図４に示す記憶部１０４の領域において、１行目～１０行目、１４行目～２０行目、２４行目～３３行目のモニタ情報のサイズを算出し、算出したサイズを示すサイズ情報を含むサイズ情報応答を、プログラミング支援装置２００に送信する。以下、求められたサイズを、“Ｘ［ｂｙｔｅ］”とする。

モニタ情報応答部１０６は、プログラミング支援装置２００から送信されるモニタ情報要求に応じて、記憶部１０４に格納されたモニタ情報が含まれるモニタ情報応答を、プログラミング支援装置２００に送信する。ここで、モニタ情報応答部１０６は、モニタ情報要求において指定されたサイズ分のモニタ情報を、モニタ情報応答に含めることにより、モニタ情報を分割してプログラミング支援装置２００に送信する。モニタ情報応答部１０６は、マルチコアプロセッサ１１及び第１通信部１４により実現される。なお、モニタ情報応答部１０６は、モニタ情報応答手段の一例である。

モニタ情報要求とは、プログラミング支援装置２００から送信される要求であって、モニタ情報を取得するための要求である。モニタ情報要求には、モニタ情報応答に含めるモニタ情報のサイズが指定されている。

例えば、モニタ情報応答部１０６は、“０．６Ｘ［ｂｙｔｅ］”のサイズが指定されたモニタ情報要求を受信すると、記憶部１０４に格納された“Ｘ［ｂｙｔｅ］”のモニタ情報のうち“０．６Ｘ［ｂｙｔｅ］”分のモニタ情報を特定する。例えば、モニタ情報応答部１０６は、サイズが“０．６Ｘ［ｂｙｔｅ］”分のモニタ情報を、図４に示す記憶部１０４の領域において１行目～１０行目、１４行目～２０行目の情報と特定する。そして、モニタ情報応答部１０６は、特定した情報を含むモニタ情報応答を、プログラミング支援装置２００に送信する。また、モニタ情報応答部１０６は、次に“０．４Ｘ［ｂｙｔｅ］”のサイズが指定されたモニタ情報要求を受信すると、記憶部１０４に格納されたモニタ情報のうち、プログラミング支援装置２００に未送信の情報をモニタ情報応答に含めて送信する。すなわち、モニタ情報応答部１０６は、図４に示す記憶部１０４の領域において２４行目～３３行目の情報が含まれるモニタ情報応答をプログラミング支援装置２００に送信する。

次に、図１のプログラミング支援装置２００の機能について説明する。プログラミング支援装置２００は、機能的には、モニタ情報のサイズ情報を取得するサイズ情報取得部２０１と、モニタ情報を取得するモニタ情報取得部２０２と、モニタ情報を画面に表示する表示部２０３と、を備える。

図５に、プログラミング支援装置２００がモニタ情報を取得した後に、画面にモニタ情報を表示した様子を示す。ウィンドウ３００は、プログラミング支援装置２００にインストールされたプログラミングツールの機能により画面に表示される。

図５のウィンドウ３００には、モニタ情報の表示を開始するためのボタン３０１と、モニタ情報の表示を終了するためのボタン３０２と、各コアにおけるスキャンタイムの内訳を示すための棒グラフ３０３と、各コアにおけるスキャンタイムの値を示したテーブル３０４と、テーブル３０９又はテーブル３１０において現在値を表示させるためのラジオボタン３０５と、テーブル３０９又はテーブル３１０において最大値を表示させるためのラジオボタン３０６と、プログラムの実行時間のテーブル３０９を表示させるためのボタン３０７と、エンド処理の実行時間のテーブル３１０を表示させるためのボタン３０８と、プログラムの実行時間のテーブル３０９と、が含まれる。図５のウィンドウ３００において、ボタン３０８が選択されると、図６に示すように、プログラムの実行時間のテーブル３０９に代わり、エンド処理の実行時間のテーブル３１０が表示される。

棒グラフ３０３は、全体のスキャンタイムに対する、プログラム実行時間、待ち時間、エンド処理の実行時間の割合を示している。テーブル３０４は、各コアにおける、プログラム実行時間、待ち時間、エンド処理の実行時間及びスキャンタイムを示している。図５のプログラムの実行時間のテーブル３０９は、各コアで実行されたプログラム毎の実行時間及び累計実行回数を示している。また、図６のエンド処理の実行時間のテーブル３１０は、各コアで実行されたエンド処理毎の実行時間、及び、各コアにおけるエンド処理の合計実行時間を示している。

サイズ情報取得部２０１は、画面に表示するモニタ情報のサイズ情報を取得するためのサイズ情報要求を、ＰＬＣ１００に送信する。サイズ情報取得部２０１は、プロセッサ２１、通信部２４及び入力部２５により実現される。なお、サイズ情報取得部２０１は、サイズ情報取得手段の一例である。

例えば、ユーザが、ボタン３０１を選択すると、サイズ情報取得部２０１は、ウィンドウ３００に表示すべきモニタ情報のサイズ情報を取得するためのサイズ情報要求を、ＰＬＣ１００に送信する。そして、サイズ情報取得部２０１は、サイズ情報応答部１０５から送信されたサイズ情報を含むサイズ情報応答を受信する。

モニタ情報取得部２０２は、サイズ情報応答部１０５から送信されたサイズ情報応答に含まれるサイズ情報が示すサイズと、一つのモニタ情報応答に含めることができる情報のサイズと、を比較して、ＰＬＣ１００に送信するモニタ情報要求の送信回数を求める。そして、モニタ情報取得部２０２は、画面に表示するモニタ情報を取得するためのモニタ情報要求であって、モニタ情報応答に含めるモニタ情報のサイズを指定したモニタ情報要求を、送信回数だけ送信する。モニタ情報取得部２０２は、プロセッサ２１及び通信部２４により実現される。なお、モニタ情報取得部２０２は、モニタ情報取得手段の一例である。

一つのモニタ情報応答に含めることができる情報のサイズとは、例えば、プログラミング支援装置２００とＰＬＣ１００との通信において、一つのパケットに含めることができる情報のサイズである。以下、一つのモニタ情報応答に含めることができる情報のサイズを“０．６Ｘ［ｂｙｔｅ］”とする。モニタ情報取得部２０２は、サイズ情報応答に含まれるサイズ情報が示すサイズが“Ｘ［ｂｙｔｅ］”の場合、画面に表示するモニタ情報を取得するためには、２パケットが必要と判断し、モニタ情報要求の送信回数を２回と求める。モニタ情報取得部２０２は、２回のモニタ情報要求をＰＬＣ１００に送信して、モニタ情報を取得する。

モニタ情報取得部２０２は、まず１回目の“０．６Ｘ［ｂｙｔｅ］”のサイズを指定したモニタ情報要求を、ＰＬＣ１００に送信する。モニタ情報取得部２０２は、“０．６Ｘ［ｂｙｔｅ］”分のモニタ情報が含まれたモニタ情報応答を、モニタ情報応答部１０６より受信する。１回目のモニタ情報要求に対するモニタ情報応答には、図４に示す記憶部１０４の領域において１行目～１０行目、１４行目～２０行目の情報が含まれる。モニタ情報取得部２０２は、１回目のモニタ情報要求に対するモニタ情報応答を受信すると、“０．４Ｘ［ｂｙｔｅ］”のサイズを指定した２回目のモニタ情報要求を、ＰＬＣ１００に送信する。そして、モニタ情報取得部２０２は、残りのモニタ情報が含まれたモニタ情報応答を、モニタ情報応答部１０６より受信する。２回目のモニタ情報要求に対するモニタ情報応答には、図４に示す記憶部１０４の領域において２４行目～３３行目の情報が含まれる。このようにして、モニタ情報取得部２０２は、図４に示す記憶部１０４の領域の１行目～１０行目、１４行目～２０行目、２４行目～３３行目のモニタ情報を取得する。

表示部２０３は、複数のコアのそれぞれについて、プログラムの実行時間と、待ち時間と、エンド処理の実行時間と、をプログラミング支援装置２００の画面に表示する。表示部２０３は、プロセッサ２１及び出力部２６により実現される。なお、表示部２０３は、表示手段の一例である。

例えば、表示部２０３は、モニタ情報取得部２０２により取得されたモニタ情報に基づいて、図５のウィンドウ３００に示すように、プログラムの実行時間、待ち時間、エンド処理の実行時間等を表示する。

次に、本実施形態に係るスキャンタイムの可視化方法について、図７及び図８を用いて説明する。

図７は、本実施形態に係るＰＬＣ１００が実行する計測処理を示すフローチャートである。図７の計測処理は、例えば、ユーザからプログラムの実行の操作を受け付けると実行される処理である。

プログラム実行時間計測部１０１は、複数のコアのそれぞれにおいて実行されるプログラムの実行時間を計測する（ステップＳ１０１）。

例えば、プログラム実行時間計測部１０１は、“Ｃｏｒｅ１”により実行される“ＰＲＧ１”及び“ＰＲＧ２”の実行時間と、“Ｃｏｒｅ２”により実行される“ＰＲＧ３”の実行時間を計測する。

プログラム実行時間計測部１０１は、各コアのプログラムの実行が終了したか否かを判断する（ステップＳ１０２）。プログラム実行時間計測部１０１が、各コアのプログラムの実行が終了したと判断すると（ステップＳ１０２；ＹＥＳ）、エンド処理実行時間計測部１０２は、複数のコアのそれぞれにおいて実行されるエンド処理の実行時間を計測する（ステップＳ１０３）。一方、プログラム実行時間計測部１０１は、各コアのプログラムの実行が終了していないと判断すると（ステップＳ１０２；ＮＯ）、そのまま待機する。

例えば、“Ｃｏｒｅ１”により“ＰＲＧ１”及び“ＰＲＧ２”の実行が終了し、“Ｃｏｒｅ２”により“ＰＲＧ３”の実行が終了したとすると、エンド処理実行時間計測部１０２は、“Ｃｏｒｅ１”により実行される“ＦＵＮＣ１”及び“ＦＵＮＣ２”の実行時間、“Ｃｏｒｅ２”により実行される“ＦＵＮＣ３”の実行時間を計測する。一方、“Ｃｏｒｅ１”又は“Ｃｏｒｅ２”によるプログラムの実行が終了していない場合は、そのまま待機する。

エンド処理実行時間計測部１０２は、各コアのエンド処理の実行が終了したか否かを判断する（ステップＳ１０４）。エンド処理実行時間計測部１０２は、各コアのエンド処理の実行が終了したと判断すると（ステップＳ１０４；ＹＥＳ）、演算部１０３は、各コアについて待ち時間を算出する（ステップＳ１０５）。一方、エンド処理実行時間計測部１０２は、各コアのエンド処理の実行が終了していないと判断すると（ステップＳ１０４；ＮＯ）、そのまま待機する。

例えば、“Ｃｏｒｅ１”により“ＦＵＮＣ１”及び“ＦＵＮＣ２”の実行が終了し、“Ｃｏｒｅ２”により“ＦＵＮＣ３”の実行が終了したとすると、演算部１０３は、“Ｃｏｒｅ２”の待ち時間を“５．４００［ｍｓ］”と算出する。一方、“Ｃｏｒｅ１”又は“Ｃｏｒｅ２”によるエンド処理の実行が終了していない場合は、そのまま待機する。

演算部１０３は、プログラムの実行時間の情報、エンド処理の実行時間の情報、及び、待ち時間の情報を、記憶部１０４に格納する（ステップＳ１０６）。

例えば、演算部１０３は、 “Ｃｏｒｅ１”について、“ＰＲＧ１”及び“ＰＲＧ２”の実行時間“３．０００［ｍｓ］”及び“７．０００［ｍｓ］”、“ＦＵＮＣ１”及び“ＦＵＮＣ２”の実行時間“５．０００［ｍｓ］”及び“３．０００［ｍｓ］”、“Ｃｏｒｅ２”について、“ＰＲＧ３”の実行時間“４．６００［ｍｓ］”、“ＦＵＮＣ３”の実行時間“８．０００［ｍｓ］”、待ち時間“５．４００［ｍｓ］”を、記憶部１０４に格納する。

図８は、本実施形態に係るＰＬＣ１００とプログラミング支援装置２００との間で実行される処理を示すシーケンス図である。

プログラミング支援装置２００のサイズ情報取得部２０１は、画面に表示するモニタ情報のサイズ情報を取得するためのサイズ情報要求を、ＰＬＣ１００に送信する（ステップＳ２０１）。

例えば、ユーザが、ボタン３０１を選択すると、サイズ情報取得部２０１は、ウィンドウ３００に表示するモニタ情報のサイズ情報を取得するためのサイズ情報要求を、ＰＬＣ１００に送信する。

ＰＬＣ１００のサイズ情報応答部１０５は、サイズ情報取得部２０１からサイズ情報要求を受信すると、記憶部１０４に格納されたモニタ情報のサイズを算出する（ステップＳ２０２）。そして、サイズ情報応答部１０５は、算出されたサイズを示すサイズ情報が含まれるサイズ情報応答を、プログラミング支援装置２００に送信する（ステップＳ２０３）。

例えば、サイズ情報応答部１０５は、サイズ情報要求を受信すると、図４に示す記憶部１０４の領域において、１行目～１０行目、１４行目～２０行目、２４行目～３３行目のモニタ情報のサイズを“Ｘ［ｂｙｔｅ］”と算出する。そして、サイズ情報応答部１０５は、算出したサイズを示すサイズ情報を含むサイズ情報応答を、プログラミング支援装置２００に送信する。

プログラミング支援装置２００のモニタ情報取得部２０２は、サイズ情報応答部１０５からサイズ情報応答を受信すると、サイズ情報応答に含まれるサイズ情報が示すサイズと、一つのモニタ情報応答に含めることができる情報のサイズと、を比較して、ＰＬＣ１００に送信するモニタ情報要求の送信回数ｎ（ｎは１以上の自然数）を求める（ステップＳ２０４）。そして、モニタ情報取得部２０２は、画面に表示するモニタ情報を取得するためのモニタ情報要求であって、モニタ情報応答に含めるモニタ情報のサイズを指定したモニタ情報要求を、ＰＬＣ１００に送信する（ステップＳ２０５）。

ＰＬＣ１００のモニタ情報応答部１０６は、モニタ情報取得部２０２からモニタ情報要求を受信すると、指定されたサイズ分のモニタ情報が含まれるモニタ情報応答を、プログラミング支援装置２００に送信する（ステップＳ２０６）。ここで、ステップＳ２０５及びステップＳ２０６は、送信回数ｎだけ繰り返す。

例えば、一つのパケットに含めることができる情報のサイズを“０．６Ｘ［ｂｙｔｅ］”、サイズ情報応答に含まれるサイズ情報が示すサイズが“Ｘ［ｂｙｔｅ］”の場合、モニタ情報取得部２０２は、画面に表示するモニタ情報を取得するために、モニタ情報要求の送信回数を２回と求める。そして、モニタ情報取得部２０２は、“０．６Ｘ［ｂｙｔｅ］”のサイズを指定した１回目のモニタ情報要求をＰＬＣ１００に送信する。モニタ情報応答部１０６は、１回目のモニタ情報要求を受信すると、１回目のモニタ情報要求において指定されたサイズ分のモニタ情報を含めた１回目のモニタ情報応答を、プログラミング支援装置２００に送信する。モニタ情報取得部２０２は、１回目のモニタ情報応答を受信すると、次に、“０．４Ｘ［ｂｙｔｅ］”のサイズを指定した２回目のモニタ情報要求をＰＬＣ１００に送信する。そして、モニタ情報応答部１０６は、２回目のモニタ情報要求を受信すると、２回目のモニタ情報要求において指定されたサイズ分のモニタ情報を含めた２回目のモニタ情報応答を、プログラミング支援装置２００に送信する。そして、モニタ情報取得部２０２は、２回目のモニタ情報応答を受信する。

プログラミング支援装置２００の表示部２０３は、モニタ情報取得部２０２がｎ回のモニタ情報応答を受信すると、受信したモニタ情報応答に含まれるモニタ情報を画面に表示する（ステップＳ２０７）。

例えば、表示部２０３は、モニタ情報取得部２０２により取得されたモニタ情報に基づいて、図５のウィンドウ３００に示すように、プログラムの実行時間、待ち時間、エンド処理の実行時間等を表示する。

本実施形態によれば、プログラムの実行が終了する度に実行されるエンド処理の実行時間を可視化することができる。これにより、エンド処理にトラブルがあった場合に原因の調査を容易に行うことができる。

また、本実施形態によれば、コア毎のプログラムの実行時間、待ち時間、エンド処理の実行時間を計測し、それらの時間を可視化することができる。これにより、ユーザは、プログラム及びエンド処理の各コアへの割り当てを最適化し、容易に負荷分散することができる。また、ユーザは、スキャンタイムの短縮の検討、及び、ユーザが作成したプログラム実行時のトラブルの原因の調査を容易に行うことができる。

また、本実施形態によれば、プログラミング支援装置は、画面に表示するモニタ情報のサイズを指定し、指定されたサイズ分のモニタ情報が、ＰＬＣから送信される。これにより、プログラミング支援装置とＰＬＣとの通信において、画面に表示するモニタ情報以外の不要な情報の送受信が行われないので、通信負荷を最小限に抑えることができる。

また、制御システムの稼働中にプログラムを書き込むことにより、ＰＬＣで実行するプログラムの数が変化すると、ＰＬＣから取得するモニタ情報のサイズが１パケットの最大サイズに収まらない事態が発生することがある。本実施形態によれば、プログラミング支援装置は、モニタ情報の取得前に、モニタ情報のサイズ情報を把握し、１パケットにモニタ情報が収まらない場合は、複数のパケットによりモニタ情報を取得する。これにより、実行するプログラム数が変化する場合に、モニタ情報の取得を柔軟に行うことができる。

（変形例）
以上、本開示の実施形態を説明したが、本開示を実施するにあたっては、種々の形態による変形及び応用が可能である。

上記実施形態において、プログラム実行時間計測部１０１は、プログラムに含まれる割込みプログラムの実行時間をさらに計測してもよい。そして、表示部２０３は、割込みプログラムの実行時間を画面に表示してもよい。この場合、記憶部１０４には、割込みプログラムの実行時間の情報、及び、割込みプログラム実行回数の情報がさらに記憶され、モニタ情報には、割込みプログラムの実行時間の情報、及び、割込みプログラム実行回数の情報が含まれる。

例えば、“Ｃｏｒｅ２”により実行される“ＰＲＧ３”には、“割込みプログラムＡ”が含まれ、“ＰＲＧ３”において２回実行されるものとする。この場合、プログラム実行時間計測部１０１は、“割込みプログラムＡ”の実行時間を計測する。そして、表示部２０３は、図９のテーブル３０９に示すように、“割込みプログラムＡ”の実行時間“１．０００［ｍｓ］”及び累計実行回数“２［回］”の情報を表示する。

このような構成により、ユーザが割込みプログラムを設計する際に、割込みプログラムがどの程度スキャンタイムに影響を与えるかを確認することができるため、割込みプログラムの設計を容易に行うことができる。また、割込みプログラムの設計が原因でスキャンタイムが増大した場合に、ユーザは、原因の特定を容易に行うことができる。

また、上記実施形態において、モニタ情報は、プログラミング支援装置２００の画面に表示されるものとしたが、これに限らない。モニタ情報は、ＰＬＣ１００に接続された他の装置の画面に表示されてもよいし、ＰＬＣ１００の画面に表示してもよい。

また、上記実施形態に係るＰＬＣ１００及びプログラミング支援装置２００の動作を規定する動作プログラムを既存のパーソナルコンピュータ又は情報端末装置に適用することで、当該パーソナルコンピュータ又は情報端末装置を実施形態に係るＰＬＣ１００及びプログラミング支援装置２００として機能させることも可能である。

また、このようなプログラムの配布方法は任意であり、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disk Read-Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、メモリカード等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布してもよいし、インターネットのような通信ネットワークを介して配布してもよい。

本開示は、本開示の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本開示を説明するためのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。つまり、本開示の範囲は、実施形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の開示の意義の範囲内で施される様々な変形が、本開示の範囲内とみなされる。

本開示によれば、プログラムの実行が終了する度に実行されるエンド処理の実行時間を確認することが可能な制御システム、プログラマブルロジックコントローラ、可視化方法及びプログラムを提供することができる。

１ 制御システム、１１ マルチコアプロセッサ、１２，２２ 主記憶部、１３，２３ 補助記憶部、１４ 第１通信部、１５ 第２通信部、１６，２７ バス、２１ プロセッサ、２４ 通信部、２５ 入力部、２６ 出力部、１００ ＰＬＣ、１０１ プログラム実行時間計測部、１０２ エンド処理実行時間計測部、１０３ 演算部、１０４ 記憶部、１０５ サイズ情報応答部、１０６ モニタ情報応答部、２００ プログラミング支援装置、２０１ サイズ情報取得部、２０２ モニタ情報取得部、２０３ 表示部、３００ ウィンドウ、３０１，３０２，３０７，３０８ ボタン、３０３ 棒グラフ、３０４，３０９，３１０ テーブル、３０５，３０６ ラジオボタン。

Claims (7)

1. 少なくとも１つのプログラムを実行するプログラマブルロジックコントローラと、前記プログラムを作成するためのプログラミング支援装置と、を含む制御システムにおいて、
   前記プログラムの実行が終了する度に実行されるエンド処理の実行時間を計測するエンド処理実行時間計測手段と、
   前記エンド処理の実行時間を前記プログラミング支援装置の画面に表示する表示手段と、を備え、
   前記プログラマブルロジックコントローラは、
   複数のプログラムを、複数のコアを含むマルチコアプロセッサにより実行し、
   前記複数のコアのそれぞれにおいて実行されるプログラムの実行時間を計測するプログラム実行時間計測手段と、
   前記複数のコアのそれぞれにおいて実行される前記エンド処理の実行の開始タイミングを一致させるために生じる待ち時間を算出する演算手段と、を備え、
   前記エンド処理実行時間計測手段は、前記複数のコアのそれぞれにおいて実行される前記エンド処理の実行時間を計測し、
   前記表示手段は、前記複数のコアのそれぞれについて、前記プログラムの実行時間と、前記待ち時間と、前記エンド処理の実行時間と、を前記画面に表示する、
   制御システム。
2. 前記エンド処理の内容は、前記プログラムを作成したユーザにより、前記プログラミング支援装置において設定される、
   請求項１に記載の制御システム。
3. 前記プログラム実行時間計測手段は、前記プログラムに含まれる割込みプログラムの実行時間をさらに計測し、
   前記表示手段は、前記割込みプログラムの実行時間を前記画面に表示する、
   請求項１に記載の制御システム。
4. 前記プログラマブルロジックコントローラは、
   前記プログラムの実行時間の情報と、前記エンド処理の実行時間の情報と、前記待ち時間の情報と、が含まれるモニタ情報を、記憶手段に格納し、
   前記プログラミング支援装置は、
   前記画面に表示するモニタ情報のサイズを示すサイズ情報を取得するためのサイズ情報要求を、前記プログラマブルロジックコントローラに送信するサイズ情報取得手段と、
   前記画面に表示するモニタ情報を取得するためのモニタ情報要求を、前記プログラマブルロジックコントローラに送信するモニタ情報取得手段と、を備え、
   前記プログラマブルロジックコントローラは、
   前記サイズ情報要求に応じて、前記記憶手段に格納されたモニタ情報のサイズを求め、求めたサイズを示すサイズ情報が含まれるサイズ情報応答を、前記プログラミング支援装置に送信するサイズ情報応答手段と、
   前記モニタ情報要求に応じて、前記記憶手段に格納されたモニタ情報が含まれるモニタ情報応答を、前記プログラミング支援装置に送信するモニタ情報応答手段と、を備え、
   前記モニタ情報取得手段は、前記サイズ情報応答手段から送信されたサイズ情報応答に含まれるサイズ情報が示すサイズと、一つのモニタ情報応答に含めることができる情報のサイズと、を比較して、前記プログラマブルロジックコントローラに送信するモニタ情報要求の送信回数を求め、前記モニタ情報応答に含めるモニタ情報のサイズを指定した前記モニタ情報要求を、前記送信回数だけ送信し、
   前記モニタ情報応答手段は、前記モニタ情報要求において指定されたサイズ分のモニタ情報を前記モニタ情報応答に含めることにより、前記モニタ情報を分割して前記プログラミング支援装置に送信し、
   前記表示手段は、前記モニタ情報応答に含まれるモニタ情報を前記画面に表示する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の制御システム。
5. 複数のプログラムを、複数のコアを含むマルチコアプロセッサにより実行するプログラマブルロジックコントローラであって、
   前記複数のコアのそれぞれにおいて実行されるプログラムの実行時間を計測するプログラム実行時間計測手段と、
   前記複数のコアのそれぞれにおいて実行される、前記プログラムの実行が終了する度に実行されるエンド処理の実行時間を計測するエンド処理実行時間計測手段と、
   前記複数のコアのそれぞれにおいて実行される前記エンド処理の実行の開始タイミングを一致させるために生じる待ち時間を算出する演算手段と、
   前記プログラムの実行時間の情報と、前記エンド処理の実行時間の情報と、前記待ち時間の情報と、が含まれるモニタ情報を格納する記憶手段と、
   画面に表示するモニタ情報を取得するためのモニタ情報要求に応じて、前記記憶手段に格納されたモニタ情報が含まれるモニタ情報応答を送信するモニタ情報応答手段と、を備える、
   プログラマブルロジックコントローラ。
6. 少なくとも１つのプログラムを実行するプログラマブルロジックコントローラと、前記プログラムを作成するためのプログラミング支援装置と、を含む制御システムにおいて実行される可視化方法であって、
   前記プログラマブルロジックコントローラは、
   複数のプログラムを、複数のコアを含むマルチコアプロセッサにより実行し、
   プログラム実行時間計測手段は、前記複数のコアのそれぞれにおいて実行されるプログラムの実行時間を計測し、
   演算手段は、前記複数のコアのそれぞれにおいて実行される、前記プログラムの実行が終了する度に実行されるエンド処理の実行の開始タイミングを一致させるために生じる待ち時間を算出し、
   エンド処理実行時間計測手段が、前記複数のコアのそれぞれにおいて実行される前記エンド処理の実行時間を計測し、
   表示手段が、前記複数のコアのそれぞれについて、前記プログラムの実行時間と、前記待ち時間と、前記エンド処理の実行時間と、を前記プログラミング支援装置の画面に表示する、
   可視化方法。
7. 複数のプログラムを、複数のコアを含むマルチコアプロセッサにより実行するコンピュータを、
   前記複数のコアのそれぞれにおいて実行されるプログラムの実行時間を計測するプログラム実行時間計測手段、
   前記複数のコアのそれぞれにおいて実行される、前記プログラムの実行が終了する度に実行されるエンド処理の実行時間を計測するエンド処理実行時間計測手段、
   前記複数のコアのそれぞれにおいて実行される前記エンド処理の実行の開始タイミングを一致させるために生じる待ち時間を算出する演算手段、
   前記プログラムの実行時間の情報と、前記エンド処理の実行時間の情報と、前記待ち時間の情報と、が含まれるモニタ情報を格納する記憶手段、
   画面に表示するモニタ情報を取得するためのモニタ情報要求に応じて、前記記憶手段に格納されたモニタ情報が含まれるモニタ情報応答を送信するモニタ情報応答手段、
   として機能させるプログラム。

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