JP7340494B2

JP7340494B2 - 制御コントローラのプログラム作成装置並びに方法

Info

Publication number: JP7340494B2
Application number: JP2020114796A
Authority: JP
Inventors: 秀太朗畑
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2020-07-02
Filing date: 2020-07-02
Publication date: 2023-09-07
Anticipated expiration: 2040-07-02
Also published as: JP2022012742A; WO2022004095A1

Description

本発明は、例えば、上下水道プラント等の監視制御を行うプラント監視制御システムに備わる制御コントローラにおいて実行されるプログラム作成装置並びに方法に関する。

プラント監視制御システムに用いられる計算機としては、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）をはじめとした制御コントローラがある。

制御コントローラにおけるアプリケーションソフトウェアは、国際規格であるＩＥＣ６１１３１－３に準拠したプログラミング言語が広く採用されており、その１つに、信号やデータの流れを描くグラフィック言語としてＦＢＤ（ファンクションブロックダイアグラム）がある。

ＦＢＤでは、四則演算や論理演算、比例積分微分演算ＰＩＤをはじめとするサブルーチンなどをファンクションブロックとして組み合わせ、必要に応じてファンクションブロック同士を結線し、信号やデータの流れを定義する。また、ＦＢＤの作成は、計装フロー図などの上流設計図書をもとに、実行順序を意識して作成していく。フィードバック制御を作成する場合、信号やデータの流れを可視化できるＦＢＤが用いられる場合が多い。

本技術分野の背景技術としては、特許文献１が知られている。特許文献１では、実行順序を意識してＦＢＤを作成する過程について、担当者の能力に左右されることから、均一な品質が保てないことを問題点として挙げ、上流設計図書に記載された計装フロー図と同様な図となるようにＦＢＤにてファンクションブロックを配置、結線すれば、深さ優先探索を用いて実行順序の自動付番を可能とする手段を提案している。

特許第３１７７１０５号

図１は、従来のプログラム作成方法における３つの回路を定義したＦＢＤシートを示す図である。図１に示すように、あるＦＢＤシートにおいて、ファンクションブロックＢ（Ｂ１（Ｂ１：Ｂ１ａ～Ｂ１ｃ）、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５）を配置して、信号線６を接続して回路を定義したとする。これらファンクションブロックＢ（Ｂ１（Ｂ１：Ｂ１ａ～Ｂ１ｃ）、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５）の処理機能がＦＡ（ＦＡ１、ＦＡ２、ＦＡ３）、ＦＢ、ＦＣ、ＦＤ、ＦＥである。このうち、ファンクションブロックＢ１ａ～Ｂ１ｃは、同一機能ＦＡ（ＦＡ１、ＦＡ２、ＦＡ３）として例えば比例積分演算機能のファンクションブロックである。

図２は、図１の結線の場合における、各制御周期内での処理順序を表しており、当該制御周期の初期段階で設定されたデータを用いて、Ｂ１ａ→Ｂ２、Ｂ３→Ｂ１ｂ→Ｂ４、Ｂ１ｃ→Ｂ５の順序での処理機能が実行されることになる。

これに対し、各制御周期内での処理順序をファンクションブロックＢ１ａのみ、１実行周期ずれたデータを用いた演算となるようにフィードバック記述としたい場合がある。この処理に関して、特許文献１に示す実行順序の自動付番手段では、みなし結線１０のような破線に示す結合関係があることを前提に深さ優先探索処理が実行されるため、図３のデータフロー図に示すような実行順序となり、フィードバック記述にはならない。図３の実行順序ではＢ３→Ｂ１ｂ→Ｂ１ａ→Ｂ２→Ｂ４→Ｂ１ｃ→Ｂ５の順序での処理機能が実行される。

また、仮に自動付番後に実行順序を任意に変更できたとしても、担当者の手作業が介入するために、他のファンクションブロックＢ（Ｂ１（Ｂ１：Ｂ１ａ～Ｂ１ｃ）、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５）の実行順序の変更ミスなどを引き起こす恐れがあることから、ソフトウェアとして均一な品質を保つことは困難である。

加えて、特許文献１では、実行順序を自動決定する手段はプログラム作成装置ではなく制御装置にあるため、ＦＢＤの作成中に各ファンクションブロックの実行順序を視覚的に認識することができず、自動決定した実行順序が、担当者が想定していた実行順序と異なった場合に、修正箇所を見つけることが容易ではない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、同一のＦＢＤシート内において同一機能のファンクションブロックを複数個配置した場合においても、任意のファンクションブロックにおいてフィードバック演算を実現できる実行順序の自動付番が可能であり、また、実行順序の自動付番をプログラム作成装置にて実施することで、視覚的に各ファンクションブロックの実行順序を認識可能とするプログラム作成装置を提供することを目的とする。

以上のことから本発明においては、「ＦＢＤシート上で複数のファンクションブロックの間を信号線により結線してプログラムを作成するプログラム作成装置であって、ＦＢＤシートにファンクションブロックが新たに定義された際に、少なくともファンクションブロックのＦＢＤシート上の座標と、フィードバック記述有無を含む使用ファンクションブロック情報を形成するファンクションブロック情報抽出処理部と、ファンクションブロックに信号線が新たに接続された際に、使用ファンクションブロック情報に、入力端子接続有無フラグと、出力端子接続有無フラグを追加する信号線情報抽出処理部と、使用ファンクションブロック情報に含まれる座標を用いて、複数のファンクションブロックの実行順序を仮番号として定める仮番号付与処理部と、同一機能のファンクションブロックが複数ある場合に、信号線が接続された関係とみなし、使用ファンクションブロック情報内の入力端子接続有無フラグと出力端子接続有無フラグを接続ありと修正し、ファンクションブロックの結合関係をマトリクステーブルとして作成し、使用ファンクションブロック情報内のフィードバック記述有無をもとに、マトリクステーブルを修正する結合関係抽出処理部と、
修正されたマトリクステーブルを参照して深さ優先探索を行い、深さ優先探索の結果から実行順序を決定し、使用ファンクションブロック情報に前記実行順序を追加し、実行順序をＦＢＤシート上に表示する実行順序決定処理部を含むことを特徴とするプログラム作成装置」としたものである。

本発明においては、「ＦＢＤシート上で複数のファンクションブロックの間を信号線により結線してプログラムを作成するプログラム作成方法であって、ＦＢＤシートにファンクションブロックが新たに定義された際に、少なくともファンクションブロックのＦＢＤシート上の座標と、フィードバック記述有無を含む使用ファンクションブロック情報を形成するファンクションブロック情報抽出処理と、ファンクションブロックに信号線が新たに接続された際に、使用ファンクションブロック情報に、入力端子接続有無フラグと、出力端子接続有無フラグを追加する信号線情報抽出処理と、使用ファンクションブロック情報に含まれる座標を用いて、複数のファンクションブロックの実行順序を仮番号として定める仮番号付与処理部と、同一機能のファンクションブロックが複数ある場合に、信号線が接続された関係とみなし、使用ファンクションブロック情報内の入力端子接続有無フラグと出力端子接続有無フラグを接続ありと修正し、ファンクションブロックの結合関係をマトリクステーブルとして作成し、使用ファンクションブロック情報内のフィードバック記述有無をもとに、マトリクステーブルを修正する結合関係抽出処理と、修正されたマトリクステーブルを参照して深さ優先探索を行い、深さ優先探索の結果から実行順序を決定し、使用ファンクションブロック情報に前記実行順序を追加し、実行順序をＦＢＤシート上に表示する実行順序決定処理を実行することを特徴とするプログラム作成方法」としたものである。

本発明によれば、担当者が個々のファンクションブロックに対して設定したフィードバック演算要否の属性情報を踏まえた結合関係を抽出することで、各ファンクションブロックに対してフィードバック演算を考慮したうえで、深さ優先探索による実行順序の自動付番が可能となる。

従来のプログラム作成方法における３つの回路を定義したＦＢＤシートを示す図。図１の結線の場合における、各制御周期内での処理順序を示す図。図１の結線の場合における、従来のプログラム作成方法による実行順序の自動付番結果を示すデータフロー図。本発明の実施例に係るプログラム作成装置と制御コントローラが接続された構成例を示す図。使用ファンクションブロック情報格納部の構成例を示す図。結合関係情報格納部の構成例を示す図。ファンクションブロック情報抽出処理フローを示す図。信号線情報抽出処理フローを示す図。仮番号付与処理フローを示す図。座標比較方法の考え方を示す図。結合関係抽出処理フローを示す図。結合関係抽出処理部のマトリクステーブルを示す図。実行順序決定処理部における処理フローを示す図。結合関係抽出処理後のマトリクステーブルを示す図。深さ優先探索結果を示す図。実行順序決定結果を示す図。ＦＢＤシート上のファンクションブロックへの実行順序表示を示す図。

本発明の実施例について図面を参照して説明する。本発明の実施例に係るプログラム作成装置を図４～図１２により説明する。

図４は本実施例のプログラム作成装置がプログラムのロード対象となる制御コントローラと接続された構成例を示す図である。プログラム作成装置５０は、制御コントローラ５１が外部機器５２に対してシーケンス制御やフィードバック制御を実施するために必要な、アプリケーションソフトウェアを作成するラップトップＰＣ（ＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｐｕｔｅｒ）やデスクトップＰＣ、産業用ＰＣなどの計算機装置である。

プログラム作成装置５０は、演算装置６２が記憶装置６０を参照して演算を実行し、入出力装置６１を介して制御コントローラ５１を含む外部端末とデータの授受を行う。

記憶装置６０には、ファンクションブロックライブラリ９１に格納されたファンクションブロックを使用して回路を定義し、コンパイラによりオブジェクトコードへ変換された後に制御コントローラ５１へローディングする複数のＦＢＤシートを格納するＦＢＤシート格納部９０を備える。

このＦＢＤシート格納部９０に格納されたＦＢＤシートに対する処理として、記憶装置６０内にファンクションブロック情報抽出処理部８０と、仮番号付与処理部８１と、結合関係抽出処理部８２と、実行順序決定処理部８３を備える。

ファンクションブロック情報抽出処理部８０は、ＦＢＤシート格納部９０に格納されたＦＢＤシートに定義したファンクションブロック単位に、使用ファンクションブロック情報格納部９２へ抽出した情報を格納する。

信号線情報抽出処理部８１は、ＦＢＤシート格納部９０に格納されたＦＢＤシートに定義したファンクションブロック単位に、信号線が接続された場合に使用ファンクションブロック情報格納部９２へ接続情報を格納する。

仮番号付与処理部８２は、信号線情報抽出処理部８１の実行完了後に実行され、使用ファンクションブロック情報格納部９２に格納された情報をもとに、仮番号を決定し、使用ファンクションブロック情報格納部９２に対して決定した仮番号情報を格納する。

結合関係抽出処理部８３は、仮番号付与処理部８２の実行完了後に実行され、ＦＢＤシート格納部９０に格納されたＦＢＤシートと使用ファンクションブロック情報格納部９２に格納された情報をもとに結合関係を抽出し、結合関係情報格納部９３へ抽出した情報を格納する。

実行順序決定処理部８４は、結合関係抽出処理部８３の実行完了後に実行され、使用ファンクションブロック情報格納部９２および結合関係情報格納部９３に格納された情報をもとに各ファンクションブロックの実行順序を決定し、使用ファンクションブロック情報格納部９２へ決定した実行順序情報を格納する。

図５は、図４で示した使用ファンクションブロック情報格納部９２の構成例を示す。使用ファンクションブロック情報格納部９２は、ｎ個の使用ファンクションブロック情報１００（１００－１、１００－２、１００－３、・・・１００ｎ）を格納している。各使用ファンクションブロック情報１００は、ファンクションブロックＩＤ１１０と、定義Ｎｏ．１１１と、ｘ座標１１２と、ｙ座標１１３と、入力端子接続有無フラグ１１４と、出力端子接続有無フラグ１１５と、実行順序設定フラグ１１６と、実行順序１１７と、フィードバック記述フラグ１１８を１つの使用ファンクションブロック情報として備えている。これにより、当該ファンクションブロックにおける処理機能、配置される座標、入出力端子および他との接続関係、実行順序などをファンクションブロックごとに定義することができる。なお実行順序１１７と、フィードバック記述フラグ１１８は、最後に設定され、フィードバック記述フラグ１１８ユーザ設定情報である。

図６は、図４で示した結合関係情報格納部９３の構成例を示す。結合関係情報格納部９３は、使用ファンクションブロック１００－１から使用ファンクションブロック情報１００－３のｎ個の結合関係をフラグで示すマトリクステーブル１３０を備える。これにより、使用ファンクションブロック１００は、その入出力端子を介して他のどの使用ファンクションブロック１００と結合関係にあるのかが一覧できる。

図７は、図４で示したファンクションブロック情報抽出処理部８０における処理フローを示す。当該処理フローは、ＦＢＤシート格納部９０に格納されたＦＢＤシートの編集中は常に実行されるものである。この処理では、ＦＢＤシートの編集中に新たなファンクションブロックがある場合に、このファンクションブロックに新たな情報（ＩＤ、座標、フィードバック）を付与して、使用ファンクションブロック情報１００を生成し、使用ファンクションブロック情報格納部９２に格納する機能である。

図７の最初の処理ステップＳ２００では、編集中のＦＢＤシートにおいて、新たにファンクションブロックを定義したタイミングか否かを判定する処理を行う。新たにファンクションブロックを定義したタイミングの場合、処理ステップＳ２０１へ移行する。新たにファンクションブロックを定義したタイミングではない場合、自身の処理ステップＳ２００へ戻る。

処理ステップＳ２０１では、使用ファンクションブロック情報格納部９２に、新たな使用ファンクションブロック情報を追加し処理ステップＳ２０２へ移行する。例えば、当該ＦＢＤシートにおいて、２つ目に定義されたファンクションブロックの場合、使用ファンクションブロック情報１００－２を作成する。

処理ステップＳ２０２では、処理ステップＳ２０１にて作成したファンクションブロック情報１００－２に対し、ファンクションブロックライブラリ９１より、当該ファンクションブロックのＩＤを抽出し、ファンクションブロックＩＤ（図５の１１０）へ格納し処理ステップＳ２０３へ移行する。

処理ステップＳ２０３では、処理ステップＳ２０１にて作成したファンクションブロック情報１００－２に対し、定義された順番を昇順に格納し処理ステップＳ２０４へ移行する。例えば、使用ファンクションブロック情報１００－１の場合は、１を格納し、使用ファンクションブロック情報１００－ｎの場合は、ｎを格納する。

処理ステップＳ２０４では、ＦＢＤシートにおいて当該ファンクションブロックが定義された座標（ｘ座標およびｙ座標）を抽出し、図５の使用ファンクションブロック情報内のｘ座標１１２とｙ座標１１３にそれぞれ格納し処理ステップＳ２０５へ移行する。なお、ファンクションブロックの大きさは、種類により変わることから、ファンクションブロックライブラリ９１においてファンクションブロックごとに抽出される位置をあらかじめ定義しているものとする。

処理ステップＳ２０５では、使用ファンクションブロック格納部９２の使用ファンクションブロック情報１００－１から使用ファンクションブロック１００－ｎにおいて、当該ファンクションブロックの情報が格納された使用ファンクションブロック情報に対し、フィードバック記述フラグ１１８を登録し、処理ステップＳ２０６へ移行する。フィードバック記述は、例えば担当者がＦＢＤシート上にファンクションブロックを定義する際に、ファンクションブロックに対する付加情報として設定できるものであり、フィードバック記述有りの場合はＯＮ、無しの場合はＯＦＦのようにフラグを登録する。

処理ステップＳ２０６では、ＦＢＤシート格納部９０に格納されたＦＢＤシートの編集が終了したか否かを判定する処理を行う。編集が終了した場合は、当該処理を終了する。編集が終了していない場合は、処理ステップＳ２００へ移行する。

図８は、図４で示した信号線情報抽出処理部８１における処理フローを示す。当該処理フローは、ＦＢＤシート格納部９０に格納されたＦＢＤシートの編集中は常に実行されるものである。図７の処理が完了した状態では、ＦＢＤシート上にファンクションブロックのみが記述され、他のファンクションブロックとの接続関係が定義されていないことから、信号線情報抽出処理部８１における処理では接続関係を定義していく。

図８の処理ステップＳ２２０では、編集中のＦＢＤシートにおいて、定義されたファンクションブロックに対して新たに信号線が接続されたタイミングが否かを判定する処理を行う。ファンクションブロックに新たに信号線が接続されたタイミングの場合、処理ステップＳ２２１へ移行する。新たに信号線が接続されたタイミングではない場合、処理ステップＳ２２５へ移行する。

処理ステップＳ２２１では、当該ファンクションブロックの入力端子に信号線が接続されたか否かを判定する処理を行う。当該ファンクションブロックの入力端子に信号線が接続された場合は処理ステップＳ２２２へ移行する。当該ファンクションブロックの入力端子に信号線が接続されていない場合は処理ステップＳ２２３へ移行する。

処理ステップＳ２２２では、使用ファンクションブロック格納部９２の使用ファンクションブロック情報１００－１から使用ファンクションブロック１００－ｎにおいて、当該ファンクションブロックの情報が格納された使用ファンクションブロック情報に対し、図５の入力端子接続有無フラグ１１４をＯＦＦからＯＮへ変更し、処理ステップＳ２２３へ移行する。

処理ステップＳ２２３では、当該ファンクションブロックの出力端子に信号線が接続されたか否かを判定する処理を行う。当該ファンクションブロックの出力端子に信号線が接続された場合は処理ステップＳ２２４へ移行する。当該ファンクションブロックの出力端子に信号線が接続されていない場合は処理ステップＳ２２５へ移行する。

処理ステップＳ２２４では、使用ファンクションブロック格納部９２の使用ファンクションブロック情報１００－１から使用ファンクションブロック１００－ｎにおいて、当該ファンクションブロックの情報が格納された使用ファンクションブロック情報に対し、図５の出力端子接続有無フラグ１１５をＯＦＦからＯＮへ変更し、処理ステップＳ２２５へ移行する。

処理ステップＳ２２５では、編集中のＦＢＤシートにおいて、定義されたファンクションブロックに対して既に接続されていた信号線が削除されたタイミングか否かを判定する処理を行う。ファンクションブロックに対して既に接続されていた信号線が削除されたタイミングの場合、処理ステップＳ２２６へ移行する。ファンクションブロックに対して既に接続されていた信号線が削除されたタイミングではない場合、処理ステップＳ２２０へ移行する。

処理ステップＳ２２６では、当該ファンクションブロックの入力端子に接続された信号線が削除されたか否かの判定を行う。当該ファンクションブロックの入力端子に接続された信号線が削除された場合は処理ステップＳ２２７へ移行する。当該ファンクションブロックの入力端子に接続された信号線が削除されていない場合は処理ステップＳ２２８へ移行する。

処理ステップＳ２２７では、使用ファンクションブロック格納部９２の使用ファンクションブロック情報１００－１から使用ファンクションブロック１００－ｎにおいて、当該ファンクションブロックの情報が格納された使用ファンクションブロック情報に対し、図５の入力端子接続有無フラグ１１４をＯＮからＯＦＦへ変更し、処理ステップＳ２２８へ移行する。

処理ステップＳ２２８では、当該ファンクションブロックの出力端子に接続された信号線が削除されたか否かの判定を行う。ファンクションブロックに対して既に接続されていた信号線が削除されたタイミングの場合、処理ステップＳ２２９へ移行する。ファンクションブロックに対して既に接続されていた信号線が削除されたタイミングではない場合、処理ステップＳ２３０へ移行する。

処理ステップＳ２２９では、使用ファンクションブロック格納部９２の使用ファンクションブロック情報１００－１から使用ファンクションブロック１００－ｎにおいて、当該ファンクションブロックの情報が格納された使用ファンクションブロック情報に対し、図５の出力端子接続有無フラグ１１５をＯＮからＯＦＦへ変更し、処理ステップＳ２３０へ移行する。

処理ステップＳ２３０では、ＦＢＤシート格納部９０に格納されたＦＢＤシートの編集が終了したか否かを判定する処理を行う。編集が終了した場合は、当該処理を終了する。編集が終了していない場合は、処理ステップＳ２２０へ移行する。

図９は、図４で示した仮番号付与処理部８２における処理フローを示している。図９の処理フローの最初の処理ステップＳ２５０では、使用ファンクションブロック情報格納部９２に格納された使用ファンクションブロック情報１００－１から昇順に、ｘ座標１１２とｙ座標１１３を抽出する。

処理ステップＳ２５１では、処理ステップＳ２５０にて取得したｘ座標１１２とｙ座標１１３をもとに、他の使用ファンクションブロック情報に格納されたｘ座標１１２とｙ座標１１３と比較し、使用ファンクションブロック情報１００－１～使用ファンクションブロック情報１００－ｎに格納された情報をソートする。これは例えば、図１のファンクションブロックＢ２に着目した時、Ｂ２の座標と近くにある他のファンクションブロックＢ１ａ、Ｂ３、Ｂ１ｂ、Ｂ４の座標との間の位置関係を判定することを意味する。

座標比較には、いくつかの手法があるが数式比較で実施する座標比較方法では、（ｙ座標―ｎｘ）を計算し、この式により算出した結果をｘ座標１１２の降順優先として比較し、計算結果が同値の場合はｘ座標１１２の昇順優先とする。

図を用いた座標比較方法では、図１０のように判断する。図１０の座標平面上において、ファンクションブロックＢ２の中心座標点２６１を起点に、点線で示す斜線の比較線２６２を展開し、比較線２６２上に他のファンクションブロック２６０の座標点２６１が重なった場合は、ｘ座標１１２を昇順優先とし仮番号を決定する。比較線２６２の傾きは、上記した計算式（ｙ座標―ｎｘ）におけるパラメータｎを調節することで可変となり、ｎ＝１では水平な比較線２６２となる。

決定した仮番号にもとづき、使用ファンクションブロック情報格納部９２に格納された使用ファンクションブロック情報１００－１から使用ファンクションブロック情報１０―ｎを仮番号の昇順にソートする。ソートの完了後、当該処理を終了する。

図１０の配置関係の場合、最初にｎ＝１の水平の比較線２６２を展開してファンクションブロックＢ１ａを検知し、ｘ座標１１２を昇順優先とした仮番号により、ファンクションブロックＢ１ａを１とし、自己であるＢ２を２とする。次に、比較線２６２の傾きを大きくしながら展開する結果としてファンクションブロックＢ３を検知し、ｘ座標１１２を昇順優先とした仮番号により、ファンクションブロックＢ３を３とし、Ｂ３と同列のＢ１ｂ、Ｂ４について順次ｘ座標１１２を昇順優先とした仮番号により４、５とする。同様にして、Ｂ１ｃを６、Ｂ５を７とする。これにより、図２の順番関係が確認された。

図１１は、図４で示した結合関係抽出処理部８３における処理フローの一例を示す。図１１の処理フローの最初の処理ステップＳ３００では、みなし結線処理を行う。みなし結線処理では、まず仮番号付与処理部８２により仮番号の昇順にソートされた使用ファンクションブロック情報格納部９２の使用ファンクションブロック情報において、入力端子接続有無フラグ１１４がＯＦＦである使用ファンクションブロック情報を確認する。

次に、入力端子接続有無フラグ１１４がＯＦＦである使用ファンクションブロック情報がある場合に、同一機能の他使用ファンクションブロックの出力端子と信号線で接続されているものとみなし、当該使用ファンクションブロック情報の入力端子接続有無フラグ１１４をＯＦＦからＯＮに変更し、処理ステップＳ３０１へ移行する。

みなし結線処理について図１の例では、同一機能のファンクションブロックとしてファンクションブロックＢ１ａ、ファンクションブロックＢ１ｂ、ファンクションブロックＢ１ｃが存在しており、入力端子に信号線の接続がないファンクションブロックＢ１ａおよびファンクションブロックＢ１ｃの入力端子と、（入力端子に信号線の接続がある同一機能の）ファンクションブロックＢ１ｂの出力端子との間に、信号線（図３のみなし結線１０）があると仮定する。具体的には、使用ファンクションブロック情報格納部９２の使用ファンクションブロック情報１００－１から使用ファンクションブロック情報１００－ｎにおける、ファンクションブロックＢ１ａおよびファンクションブロックＢ１ｃに該当する使用ファンクションブロック情報の入力端子接続有無フラグ１１４をＯＦＦからＯＮに変更するものである。

処理ステップＳ３０１では、使用ファンクションブロック情報格納部９２の使用ファンクションブロック情報１００－１から使用ファンクションブロック情報１００－ｎにおける入力端子接続有無フラグ１１４を昇順にすべて探索し、入力端子接続有無フラグ１１４がＯＮである使用ファンクションブロック情報について、ＦＢＤシートにて当該ファンクションブロックの入力端子と信号線で接続された出力端子を有するファンクションブロックを探索し、該当する使用ファンクションブロック情報のＮｏ．（１００－１～１００－ｎ）を抽出し、処理ステップＳ３０２へ移行する。

処理ステップＳ３０２では、処理ステップＳ３０１にて抽出した使用ファンクションブロック情報のＮｏ．（１００－１～１００－ｎ）をもとに、結合関係情報格納部９３のマトリクステーブル１３０における該当箇所のフラグ処理を行い、処理ステップＳ３０３へ移行する。

当該処理は、例えば図１に示すようなファンクションブロックが定義されており、同一機能のファンクションブロックＢ１ａ、ファンクションブロックＢ１ｂ、ファンクションブロックＢ１ｃが存在し、ファンクションブロックＢ１ａのみフィードバック記述フラグがＯＮになっていた場合において、当該処理によるマトリクステーブル１３０は図１２の結合関係情報格納部９３のマトリクステーブル１３０に示すような結果となる。このマトリクス１３０の表記によれば、１が異なるファンクションブロックの入出力端子間に接続ありを表しており、実際の接続関係（４組）以外にみなし結線（２組）を含む、合計６組の接続関係が記述されていることがわかる。

処理ステップＳ３０３では、まず使用ファンクションブロック情報格納部９２の使用ファンクションブロック情報において、フィードバック記述フラグ１１８がＯＮである使用ファンクションブロック情報があることを確認する。

フィードバック記述フラグ１１８がＯＮである使用ファンクションブロック情報がある場合には、当該使用ファンクションブロックの結合関係を結合関係情報格納部９３のマトリクステーブル１３０を参照し、フラグがＯＮである使用ファンクションブロック情報を探索し、同一機能の他ファンクションブロックと接続されていた場合は、マトリクステーブル１３０の該当箇所のフラグをＯＮからＯＦＦに修正し、処理を終了する。

当該処理は、例えば図１に示すようなファンクションブロックが定義されており、同一機能のファンクションブロックＢ１ａ、ファンクションブロックＢ１ｂ、ファンクションブロックＢ１ｃが存在し、ファンクションブロックＢ１ａのみフィードバック記述フラグがＯＮになっていた場合において、当該処理ステップＳ３０３の処理によるマトリクステーブル１３０は図１４に示すような結果となり、図１２のマトリクステーブル１３０に示す結果と比べると、（１）と記載された箇所が当該処理によりＯＦＦとなっていることがわかる。

図１３は、図４で示した実行順序決定処理部８４における処理フローを示す。図１３の最初の処理ステップＳ３５０では、使用ファンクションブロック情報格納部９２の使用ファンクションブロック情報１００－１から使用ファンクションブロック情報１００－ｎの実行順序設定フラグ１１６を初期化（ＯＦＦ）し、処理ステップＳ３５１へ移行する。

処理ステップＳ３５１では、結合関係情報格納部９３のマトリクステーブル１３０において、行単位かつ降順に使用ファンクションブロック情報格納部９２の実行順序設定フラグ１１６がＯＦＦとなっている使用ファンクションブロックを探索し、処理ステップＳ３５２へ移行する。

処理ステップＳ３５２では、処理ステップＳ３５１の探索処理において、すべてフラグがＯＦＦ、つまり入力端子に信号線の接続がない使用ファンクションブロックか否かを判定する処理を行う。すべてフラグがＯＦＦである使用ファンクションブロックの場合は処理ステップＳ３５３へ移行する。フラグが１か所でもＯＮである使用ファンクションブロックの場合は処理ステップＳ３５１へ移行し、すべてフラグがＯＦＦである使用ファンクションブロックの場合を抽出する。

処理ステップＳ３５３では、該当使用ファンクションブロックを開始点とし、深さ優先探索処理を行い、処理ステップＳ３５４へ移行する。当該処理におけるアルゴリズムは以下の３組とする。

アルゴリズム１：該当使用ファンクションブロックを開始点とし、結合関係情報格納部９３のマトリクステーブル１３０において深さ優先探索処理を行い、列をキーとして使用ファンクションブロックのフラグを抽出し、すべてのフラグがＯＦＦである使用ファンクションブロックまで探索後、探索した使用ファンクションブロックの順序を逆順に拾い上げていく。

アルゴリズム２：深さ優先探索中にすでに拾い上げられた使用ファンクションブロックが検出された場合は、その開始点となるファンクションブロックのみを拾い上げの対象とする。

アルゴリズム３：深さ優先探索中に信号線の分岐により、複数の使用ファンクションブロックが存在した場合は、使用ファンクションブロック情報Ｎｏ．をキーとして昇順に優先探索する。つまり、結合関係情報格納部９３のマトリクステーブル１３０において、列をキーとして当該使用ファンクションブロックのフラグを抽出し、フラグがＯＮとなっている使用ファンクションブロックＮｏ．を昇順に優先して探索を進める。

処理ステップＳ３５５では、探索により拾い上げた使用ファンクションブロックについて、使用ファンクションブロック情報格納部９２における使用ファンクションブロック情報１００－１から使用ファンクションブロック情報１００－ｎにおいて、当該使用ファンクションブロックの情報が格納された使用ファンクションブロック情報に対し、実行順序設定フラグ１１６をＯＦＦからＯＮへ変更し、処理ステップＳ３５５へ移行する。

処理ステップＳ３５５では、結合関係情報格納部９３のマトリクステーブル１３０において、使用ファンクションブロックをすべて探索したか否か、つまり、使用ファンクションブロック情報格納部９２において使用ファンクションブロック情報１００－１から使用ファンクションブロック情報１００－ｎのすべての実行順序設定フラグ１１６がすべてＯＮとなったか否かを判定する処理を行う。すべて探索した場合、処理ステップＳ３５６へ移行する。すべて探索できていない場合、処理ステップＳ３５１へ移行する。

処理ステップＳ３５６では、処理ステップＳ３５５にて拾い上げられた順序を、使用ファンクションブロック情報格納部９２の使用ファンクションブロック情報１００－１から使用ファンクションブロック情報１００－ｎの実行順序１１７に格納し、処理を終了する。

当該処理による深さ優先探索結果、および実行順序決定結果は、図１５の深さ優先探索結果、図１６の実行順序決定結果に示すようである。ただし当該処理は、例えば図１に示すようなファンクションブロックが定義されており、同一機能のファンクションブロックＢ１ａ、ファンクションブロックＢ１ｂ、ファンクションブロックＢ１ｃが存在し、ファンクションブロックＢ１ａのみフィードバック記述フラグがＯＮになっていた場合を前提としている。

なお図１５の深さ優先探索結果は、ブロック名ではなく、処理機能の一巡の順番で表記しており、かっこを付して示す記述は拾い上げ多機能であることを表している。またグループごとに記述している。図１６の実行順序は、ファンクションブロック名とその処理機能で記述されている。

当該処理により、図２のデータフロー図に示すような担当者が想定する実行順序と同一の自動付番結果を得ることができる。また、プログラム作成装置５０に当該処理を設けることで、図１７のＦＢＤシート上のファンクションブロックへの実行順序表示に示すように、各ファンクションブロックに対して、使用ファンクションブロック情報格納部９２の使用ファンクションブロック情報１００－１から使用ファンクションブロック情報１００－ｎにおける実行順序１１７をもとに、実行順序２００を表示することが可能となる。

Ｂ１ａ：処理機能ＦＡ１のファンクションブロック
Ｂ１ｂ：処理機能ＦＡ２のファンクションブロック
Ｂ１ｃ：処理機能ＦＡ３のファンクションブロック
Ｂ２：処理機能ＦＢのファンクションブロック
Ｂ３：処理機能ＦＣのファンクションブロック
Ｂ４：処理機能ＦＤのファンクションブロック
Ｂ５：処理機能ＦＥのファンクションブロック
６：信号線
１０：みなし結線
５０：プログラム作成装置
５１：制御コントローラ
５２：外部機器
６０：記憶装置
６１：出力装置
６２：入力装置
６３：演算装置
６４：通信装置
８０：ファンクションブロック情報抽出処理部
８１：信号線情報抽出処理部
８２：仮番号付与処理部
８３：結語関係抽出処理部
８４：実行順序決定処理部
９０：ＦＢＤシート格納部
９１：ファンクションブロックライブラリ
９２：使用ファンクションブロック情報格納部
９３：結合関係情報格納部
１００：使用ファンクションブロック情報１
１０１：使用ファンクションブロック情報２
１０２：使用ファンクションブロック情報３
１０３：使用ファンクションブロック情報ｎ
１１０：ファンクションブロックＩＤ
１１１：定義Ｎｏ．
１１２：ｘ座標
１１３：ｙ座標
１１４：入力端子接続有無フラグ
１１５：出力端子接続有無フラグ
１１６：実行順序設定フラグ
１１７：実行順序
１１８：フィードバック記述フラグ
１５０：マトリクステーブル
２００：実行順序

Claims

ＦＢＤシート上で複数のファンクションブロックの間を信号線により結線してプログラムを作成するプログラム作成装置であって、
ＦＢＤシートにファンクションブロックが新たに定義された際に、少なくともファンクションブロックのＦＢＤシート上の座標と、フィードバック記述有無を含む使用ファンクションブロック情報を形成するファンクションブロック情報抽出処理部と、
前記ファンクションブロックに信号線が新たに接続された際に、前記使用ファンクションブロック情報に、入力端子接続有無フラグと、出力端子接続有無フラグを追加する信号線情報抽出処理部と、
同一機能の前記ファンクションブロックが複数ある場合に、入力端子に信号線の接続がない同一機能の前記ファンクションブロックの入力端子と、入力端子に信号線の接続がある同一機能の前記ファンクションブロックの出力端子との間は前記信号線が接続された関係とみなし、前記使用ファンクションブロック情報内の前記入力端子接続有無フラグと前記出力端子接続有無フラグを接続ありと修正し、前記ファンクションブロックの結合関係をマトリクステーブルとして作成し、前記使用ファンクションブロック情報内の前記フィードバック記述有無をもとに、前記マトリクステーブルを修正する結合関係抽出処理部と、
修正された前記マトリクステーブルを参照して深さ優先探索を行い、前記深さ優先探索の結果から実行順序を決定し、前記使用ファンクションブロック情報に前記実行順序を追加し、前記実行順序を前記ＦＢＤシート上に表示する実行順序決定処理部を含むことを特徴とするプログラム作成装置。
請求項１に記載のプログラム作成装置であって、
前記ファンクションブロックの機能毎に一意となるファンクションブロックＩＤと、前記使用ファンクションブロック情報における前記座標を抽出するための位置情報を含み、
前記ＦＢＤシートに定義する前記ファンクションブロックについて、前記ＦＢＤシートに定義するために必要な情報を機能毎に登録したファンクションライブラリを備えることを特徴とするプログラム作成装置。
請求項１または請求項２に記載のプログラム作成装置であって、
前記使用ファンクションブロック情報に含まれる前記座標を用いて、複数のファンクションブロックの実行順序を仮番号として定める仮番号付与処理部を備えるとともに、前記使用ファンクションブロック情報の前記座標は、２次元座標としてｘ座標とｙ座標を備え、
前記仮番号付与処理部は、すべての前記使用ファンクションブロック情報の前記ｙ座標から係数を乗じた前記ｘ座標を除算した結果に対して降順にソートし、仮番号とする処理と、前記結果が同値となった前記使用ファンクションブロック情報が複数存在した場合は、前記ｘ座標を昇順に優先してソートし、仮番号とすることを特徴とするプログラム作成装置。
請求項２に記載のプログラム作成装置であって、
前記結合関係抽出処理部は、前記使用ファンクションブロック情報の前記フィードバック記述有無をもとに、前記マトリクステーブルを修正する処理において、前記ファンクションブロックの前記入力端子接続有無フラグがＯＦＦ、かつ、前記フィードバック記述有無が有りの場合には、前記入力端子接続有無フラグがＯＮ、かつ、前記ファンクションブロックＩＤが同一の他の前記ファンクションブロックと結合関係がないものとみなし、前記マトリクステーブルの該当箇所を変更することを特徴とするプログラム作成装置。
計算機を用いて、ＦＢＤシート上で複数のファンクションブロックの間を信号線により結線してプログラムを作成するプログラム作成方法であって、
前記計算機の演算部は、ＦＢＤシートにファンクションブロックが新たに定義された際に、少なくともファンクションブロックのＦＢＤシート上の座標と、フィードバック記述有無を含む使用ファンクションブロック情報を形成するファンクションブロック情報抽出処理と、
前記ファンクションブロックに信号線が新たに接続された際に、前記使用ファンクションブロック情報に、入力端子接続有無フラグと、出力端子接続有無フラグを追加する信号線情報抽出処理と、
同一機能の前記ファンクションブロックが複数ある場合に、入力端子に信号線の接続がない同一機能の前記ファンクションブロックの入力端子と、入力端子に信号線の接続がある同一機能の前記ファンクションブロックの出力端子との間は前記信号線が接続された関係とみなし、前記使用ファンクションブロック情報内の前記入力端子接続有無フラグと前記出力端子接続有無フラグを接続ありと修正し、前記ファンクションブロックの結合関係をマトリクステーブルとして作成し、前記使用ファンクションブロック情報内の前記フィードバック記述有無をもとに、前記マトリクステーブルを修正する結合関係抽出処理と、
修正された前記マトリクステーブルを参照して深さ優先探索を行い、前記深さ優先探索の結果から実行順序を決定し、前記使用ファンクションブロック情報に前記実行順序を追加し、前記実行順序を前記ＦＢＤシート上に表示する実行順序決定処理を実行することを特徴とするプログラム作成方法。