JPH01245305A - 制御実行プログラム生成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、設計者によって与えられた入力情報から、プ
ログラマブルコントローラの制御実行プログラムを自動
生成する制御実行プログラム生成装置に関する。

（従来の技術） 各種プラント等の制御対象を制御するのに用いられるプ
ログラマブルコントローラにあっては、同じ制御対象と
異った方法で制御することがある。

たとえばある制御対象を、ある状態においては動作Ａ、
動作Ｂの順序で動かし、他の状態においては、動作Ｂ、
動作Ａの順序で動かすというように制御の順序が異なる
ことがある。また制御対象に与える動作の順序は同じで
もある動作から次の動作に遷移するタイミングが異なっ
たり、動作の設定速度が興なる場合もある。このため、
従来はこれらの動作を規定する複数の制御実行プログラ
ムを設計者が個々に作成し、プログラマブルコントロー
ラに入力させるようにしていた。

しかしながら、一般に、各種制御対象の動作が遷移する
場合には、その成立条件、動作の停止条件等、細かな制
約条件が課されており、これらを全て把握しながらプロ
グラムを記述するのは、設計者にとって大きな負担とな
るという問題がある。

このなめ、上述のように、複数の制御プログラムを設計
者が個々に作成する作業は、プログラムの生成効率が悪
く、しかもプログラムの入力ミスも生じ易いという欠点
を有していた。

（発明が解決しようとする課Ｕ） このように、従来は、プログラマブルコントローラの動
作を規定する複数の制御実行プログラムを細かな制約条
件を加味しながら設計者が個々に作成していたので、プ
ログラムの生成効率が悪く、しかもプログラムの入力ミ
スも生じ易いという問題があった。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、入力情報として制御対象の目標
動作の概略を指定するだけで、目標動作量の遷移条件を
自動的に生成し、目的とする個々の制御実行プログラム
を自動的に生成可能な制御実行１０グラム生成装置を捷
供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、制御対象の各動作の成立条件、停止条件、制
約等の制約関係情報を制御対象やシステムの状態と関係
づけて記述してなる対象知識を記憶した対象知識記憶手
段と、前記制御対象の目標動作の概略情報を入力する入
力手段と、この入力手段を介して入力された前記目標動
作の概略情報から対応する動作についての対象知識を前
記対象知識記憶手段から検索し、これら対象知識に基づ
いて目標動作量の遷移条件を決定し、目的とする制御実
行プログラムを生成するプログラム生成制御手段とを具
備したことを特徴としている。

（作用） 本発明によれば、入力手段を介して目標動作の概略が与
えられると、プログラム生成制御手段は、上記目標動作
に関係する対象知識を検索し、この知識に基づいて目標
動作量の遷移条件を決定し、目的とする制御実行プログ
ラムを生成する。

従って、例えば同じ制御対象を異った方法で制御するよ
うな場合、本発明によれば目標動作の概略情報を変更す
るだけで良く、複数のプログラムを個々に作成し、入力
する従来の方法に比べて大幅に手間が省け、さらに入力
ミスを削減できプログラムの品質が向上する。また制御
対象の構成や取り得る動作が変更になったような場合は
、変更箇所についてのみ対象知識記憶部の内容を書き替
えれば良いので、制御実行プログラム生成装置自体の保
守、拡張ら容易である。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の一実施例について説明す
る。

第１図は本実施例に係る制御実行プログラム生成装置を
用いたシステムの構成図である。同図において、１はプ
ログラム生成制御手段となるＣＰＵ　（中央処理装置）
、２はこのＣＰＵＩで作成されたプログラムを記憶する
プログラム記憶装置、３は予め制御対象１２の目標動作
の成立条件、停止条件、制約等の制約関係情報を制御対
象１２やシステムの状態と関係づけて記述した対象知識
を記憶する対象知識記憶部！である。これらＣＰＵ１及
び再記憶装置２．３は、バス９を介して接続されている
。又、このバス９には、表示装置インタフェース４を介
して表示装置５が接続されている０表示装置５は、生成
されたプログラムを表示するなど設計者に情報を提示す
る。又、バス９には、入力装置インタフェース６を介し
て入力装置７が接続されている。この入力装置７は、設
計者が対象の目標動作の概略など設計に必要な入力情報
を入力するために用いられる。さらにバス９には、プロ
グラマブルコントローラインタフェース８が接続されて
いる。これらの各要素が制御実行プログラム生成装置１
０を構成する。この制御実行プログラム生成装置１０で
生成された制御実行プログラムは、プログラマブルコン
トローラインタフェース８を介して出力される。外部の
プログラマブルコントローラ９にプログラマブルコント
ローラ１１は、入力された制御実行プログラムに従って
制御対象１２を制御する。

第２図は、対象知識記憶装置３に記憶されている制御対
象の動作と成立条件、停止条件、制約との関係を表現す
る対象知識の一記述例である。知識表現に用いられてい
る主な要素は、図中に円で示したオブジェクト２１と図
中に矢印で示したオブジェクト間の関係２２である。オ
ブジェクト２１は制御対象、制御対象の動作、制御対象
の状態、システムの状態などを表すものである。オブジ
ェクト間の関係２２は、矢印の始点のオブジェクトが矢
印の終点のオブジェクトに対して持つ関係を表すもので
ある。例えば今、徐冷カバーが前進、ｔＩｋ退、開閉動
作を行うとした場合、同図においてオブジェクト“開”
の持つ関係は次のようなものである。■閉は、徐冷カバ
ーの取り得る動作であり、さらに閉の取り得る動作は高
速間と低速閉とに分けられる。■閉の成立条件は徐冷カ
バーの電源ＯＮ、非常停止でない（図中の（ｎｏＢは否
定を表す）、自動運転モード選択である。■閉の停止条
件は閉眼である。すなわち、閉動作は閉眼にて停止する
。■閉の制約は２６°以下の条件では前進限であること
である。すなわち、２６°以下では前進限でなければ閉
動作をしてはならない。

■閉動作は２６°以下でないときは高速運転をするが、
２６°以下では低速運転をする。

徐冷カバーの閉動作の制卸実行プログラムは、このよう
な関係で記述される成立条件、停止条件、制約を出力信
号の入力条件として参照しなければならない、これらの
知識は対象知識記憶装置３に、例えば、第３図に示すよ
うに、フレーム形式で記述されている。

なお、第４図は対象知識のうち動作と状態遷移関係を記
述した部分である。この図において、“次”とは、次の
取り得る状態を規定する意味である。

第５図は設計者が入力装置７を用いて入力する入力情報
の一記述例である。設計者は、プログラム開始３１、制
御対象の目標動作の概略３２゜３３及びプログラム終了
３４を記述するだけで良い、制御対象の目標動作の概略
３２．３４の記述は、制御対象と目標動作とを“←”を
はさんで記述すれば良い、実行順序は上から下に遷移す
る。

第６図は、第５図の入力情報を第２図〜第４図の対象知
識を用いて展開した、プログラムの生成過程の中間表現
である。プログラム開始３１、制御対象の目標動作３２
，３３、プログラム終了の記述３４に加えて、遷移条件
３５が付加されている。また、３６は条件分岐である。

このような中間表現を生成するＣＰＵＩにおける処理を
第７図〜第９図を用いて説明する。以下の処理は入力情
報の一つの目標動作について施す処理であるが、この処
理を入力情報に指定された全ての目標動作に対し、実行
する第７図においてまず、目標動作に対応する対象知識
に記述された動作オブジェクトを検索する（ステップＡ
）、たとえば第５図の「徐冷カバー←閉」を目標動作と
すると、動作オブジェクトは「閉」である、検索された
動作オブジェクトが制約関係をもつならくステップＢ）
制約関係処理を実行する（ステップＣ）。制約関係処理
の概要を第８図に示す。第８図においてまず、制約関係
が成立するための条件があるか検査しくステップＧ）、
なければ、制約関係にあるオブジェクトの内容を目標動
作の遷移条件とする（ステップＮ）０条件があれば、条
件の否定を目標動作の遷移条件とする（ステップＨ）、
たとえば、第２図において「閉」の制約関係は「２６°
以下の条件のとき前進限」である。

従って、条件の否定のｒｎｏｔ２６°以下」が「徐冷カ
バー←閉」の遷移条件として決定され、第６図に示す「
徐冷カバー←ｎｏｔ２６°以下」が決定される６次に条
件づけされている制約オブジェクトを取り出す（ステッ
プＩ）、この例の場合は「前進限」である、取り出され
た制約オブジェクトが状態オブジェクトであるか検査し
くステップＪ）、状態オブジェクト以外ならば制約関係
を成立条件関係に変更して（ステップＯ）処理を後に廻
す、制約オブジェクトが状態オブジェクトなら、状態オ
ブジェクトと停止関係にある動作オブジェクトを取り出
す（ステップＫ）、この例では状態オブジェクト「前進
限」と停止関係にある。すなわち停止条件として「前進
限Ｊをもつ動作オブジェクト「前進」が取り出される。

ここで取り出されな動作オブジェクトに対応する目標動
作を決定し、先の条件をこの目標動作の遷移条件とする
（ステップＬ）、この例では「２６°以下」がｒ前進」
の遷移条件となり、第６図の「徐冷カバー−前進」の遷
移条件」の「徐冷カバー−２６゜以下」に展開される。

最後に、今処理対象となった条件を条件分岐として中間
表現に生成する（ステップＭ）、この例では、第６図に
「徐冷カバー−ｎｏｔ２６°以下」と［徐冷カバー−２
６゛以下」に分岐する条件分岐が生成されている０以上
に示した制約関係処理を終了すると、目標動作の遷移条
件が決定される。　次に、動作オブジェクトの停止条件
であるオブジェクトを収り出しくステップＤ）、この内
容を目標動作から次の目標動作に遷移するための遷移条
件とする（ステップＥ）。

たとえば「閉」の停止条件は「閉眼Ｊであるから、第６
図の「徐冷カバー←閉眼」に展開される６以上の処理で
目標動作から次の目標動作に遷移するための遷移条件が
決定される。

さらに、この例に見るように「閉」が「高速間」と「低
速間」の２つの動作から構成される場合がある。このよ
うに目標動作をいくつかの動作に詳細化できる場合には
、目標動作詳細化処理を実行する（ステップＦ）、目漂
動伴＃細化処理の概要を第９図に示す、同図において、
まず目標動作が詳細化可能であるか検査を行なう（ステ
ップＰ）。

この例では「閉」が構成される動作があるか検査するこ
とで成される。詳細化可能ならば動作オブジェクトの下
位動作オブジェクトを収り出す（ステップＱ）、この取
り出した動作オブジェクトを用いて目標動作の詳細化を
行なう０次に、目標動作を詳細化した下位動作オブジェ
クトの実行順序を決定する（ステップＲ）が、このとき
、対象知識に記述された、動作と状態遷移の関係知識を
用いる。この処理について第３図を用いて説明する。

第４図は徐冷カバーの状態「開眼Ｊ　ｒｎｏｔ　２６”
以下」　「２６°以下」　「閉眼」が遷移する順序を表
現したもので、動作「閉」が成立している条件の下で有
効になる次関係から状態が「開眼」−ｒｎｏｔ２６°以
下」→「２６゛以下」　「閉眼」と遷移することを表し
ている。また、第２図に示すように「高速間」　「低速
間」は各々制約としてｒｎＯｔ２６°以下」　「２６°
以下」を持つ、このことと、状態がｒｎｏｔ２６°以下
」→「２６°以下」と遷移することから動作を「高速間
」→「低速間」の順序で実行すれば良いことが決定でき
る。

このようにして詳細化された目標動作の実行順序が決ま
ると第１番めの目標動作を決定する訳であるが（たとえ
ば目標動作が詳細化されて二つになっても一方は実行さ
れない場合も考えられる。）、詳細化される前の目標動
作（この例では「閉」）の遷移条件を包含する制約をも
つ詳細化された目標動作（この例では「高速間」）を第
１番めの目標動作として設定する（ステップＳ）、最後
に、詳細化された各目標動作の遷移条件を制約関係処理
を実行することにより決定する（ステップＴ）。

このようにして、第６図の目標動作「徐冷カバー間表現
に展開される。

Ｉｋ後にＣＰＵＩは、以上の中間表現をプログラムに変
換する。このとき、第２図の対象知識の動作オブジェク
トの成立条件を参照して目標動作のための制御実行プロ
グラムの出力信号の入力条件を決定する。

以上説明したように、この実施例では対象知識（第２図
〜第４図）に、制御対象の動作の成立条件、停止条件、
制約あるいは動作と状態遷移の関係を対象知識として記
述し、記憶させておくことによりＣＰＵＩは、目標動作
の概略が入力されたら、上記対象知識を用いて遷移条件
を具体化し、目標動作を詳細化して、上記目標動作の概
略を、プログラム生成過程の中間表現に展開する。

尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではない
、ここでは説明の都合上、設計者の入力情報を制御対象
の目標動作の指定に止めたが、実際には対象知識に記述
できない設計者の意図を反映した遷移条件などもあり、
入力情報に遷移条件の情報が入力されることもある。ま
た、徐冷カバーに限らず一般的に機械は高速→低速→停
止で運転されなければならないというような常識知識も
あり、そのような常識知識を付加することも考えられる
。要するに本発明はその要管を逸脱しない範囲で種々変
形して実施することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、設計者が入力情報
として目標動作の概略を与えるだけで、遷移条件を自動
的に生成し、制御実行プログラムを生成することができ
る。また、対象知識は制御対象毎に記述しであるもので
、制御の意図とは独立である。従って類似した制御対象
を異った方法で制御する場合に、対象知識は何度も参照
できるので、入力情報の目標動作の概略を変更するだけ
で複数のプログラムを自動的に生成でき、設計者の労力
を大幅に軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第９図は本発明の一実施例に係る制御実行プロ
グラム生成装置を説明するための図で、第１図は同装置
のブロック構成図、第２図は対象知識の表現形式を示す
図、第３図は対象知識の記憶形態を示す図、第４図は対
象知識の動作と状態遷移関係を示す図、第５図は設計者
が入力する入力情報を示す図、第６図は入力情報からプ
ログラムを生成する過程で展開される中間表現図、第７
図は一つの目標動作について中間表現に展開する処理の
流れを示す図、第８図は目標動作の制約関係から、目標
動作の遷移条件を決定する処理の流れを示す図、第９図
は一つの目標動作が詳細化できる場合の詳細化の処理の
流れを示す図である。 １・・・ＣＰＵ、２・・・プログラム記憶装！、３・・
・対象知識記憶装置、４・・・表示装置インタフェース
、５・・・表示装！、６・・・入力装置インタフェース
、７・・・入力装置、８・・・プログラマブルコントロ
ーラインタフェース、９・・・バス、１０・・・制御実
行プログラム生成装置、１１・・・プログラマブルコン
トローラ、１２・・・制御対象、２１・・・オブジェク
ト、２２・・・オブジェクト間の関係、３１・・・プロ
グラム開始、３２．３３・・・目標動作、３４・・・プ
ログラム終了、３５・・・遷移条件、３６・・・条件分
岐。 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 弔９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 制御対象の各動作の成立条件、停止条件、制約等の制約
   関係情報を制御対象やシステムの状態と関係づけて記述
   してなる対象知識を記憶した対象知識記憶手段と、前記
   制御対象の目標動作の概略情報を入力する入力手段と、
   この入力手段を介して入力された前記目標動作の概略情
   報から対応する動作についての対象知識を前記対象知識
   記憶手段から検索し、これら対象知識に基づいて目標動
   作間の遷移条件を生成して具体化し、目的とする制御実
   行プログラムを生成するプログラム生成制御手段とを具
   備したことを特徴とする制御実行プログラム生成装置。