JPH0635683A - プログラム自動生成方法及びその装置並びにデータ入力方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機器間にまたがる複雑な制約を持つ制御対象
物の制御仕様となる制御情報の入力を支援する。 【構成】 制御情報の入力対象となる制御対象物の状態
量及びその状態値を表示し（１０２）、それらの中の状
態値を指定して制御情報を入力させ（１０３）、指定さ
れた状態値の組合せの実現性の可否を判定し（１０
４）、実現性の可否の判断結果を表示し（１０６）、実
現不可能な組合せの場合には制御対象物の機器の優先度
を用い制約を解消する処理を行い（１０８）、制約の解
消方法を表示する（１０９）。これにより、制御対象物
の実現不可能な状態値の組み合わせの入力を排除するこ
とができ、設計者の負担軽減及び入力後の検証作業の省
略ができ、作業の効率化，高信頼化が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は入力された複数のデータ
の組み合せに基づいて計算機が処理を行う制御装置のデ
ータ入力方法等に係り、特に、入力データの不備により
計算機の処理が不可能あるいは無駄になるのを回避する
のに好適なデータ入力方法及びその装置等に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば特開平１−２４５３０５号公報記
載の制御プログラム自動生成装置では、入力装置から制
御対象物の目標動作の概略が与えられると、自動生成装
置はこの目標動作に関係する知識を格納したデータベー
スを検索し、検索した知識を用いて目標動作間の遷移条
件等を決定し、制御実行用の制御プログラムを自動生成
するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】入力装置から制御対象
物の目標動作を入力する場合、制御対象物の動作等を規
定する制御仕様等の情報を計算機に入力する必要があ
る。従来は、この制御情報の入力については配慮がされ
ていなく、物理的に取り得ないデータの入力まで許容し
ていた。例えば、制御対象物のある機器の移動距離デー
タと、ある部材の配置位置データとを入力する場合、そ
の部材がその場所に配置されていると機器がその部材に
ぶつかって移動距離データ通りに移動することができな
いということが生じるデータであっても、そのデータの
入力を許容している。つまり、従来は、入力データが、
その組み合せ上、物理的に取り得ないデータであること
を事前に知ることができず、計算機が制御プログラムの
自動生成処理を実行し処理不能となって初めて入力デー
タの不備を発見することが多い。斯かる場合には、再度
データの入力し直しをする必要が生じる。従って、制御
仕様の入力についてもある程度の熟練が必要となり、非
熟練者がプログラム自動生成装置を扱うと効率が悪くな
るという問題がある。

【０００４】ある制御情報を入力したときそれが入力禁
止の情報であることが事前に判っていれば、警報音を発
するなどしてオペレータに報知することができる。例え
ばワードプロセッサ専用機等では、ある操作の次に別の
操作指令を入力したときその操作指令が実行不可能また
は実行すると危険であるとき等には、警報音を発するも
のが多い。ワードプロセッサ専用機等の装置では、ある
状況下で実行不可能な操作或いは実行するとデータ全て
を消失させてしまう虞がある操作は、固定的に判ってい
るため、このような警報音を出力することは容易であ
る。しかし、例えばプラントの制御プログラムを作るた
めに制御仕様を入力する場合、あるプラントでは許容さ
れるデータの組み合せが、別のプラントではその大きさ
等の制約で許容されないということが往々にしてあり、
一概に入力不可のデータの組み合せを固定的に決めてし
まうことができないという問題がある。

【０００５】本発明の目的は、個々の制御対象毎に取り
得ないデータの組み合せの入力を禁止することのできる
データ入力方法及びその装置等を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、制御対象物
の複数の状態量がとりうる状態値の組合せが入力された
ときに、この組合せが実現可能か不可能かを制御対象物
の制約条件に基づいて判定し、実現不可能な状態の組合
せの場合には判定結果を表示することで、達成される。

【０００７】

【作用】制御情報の入力対象となる制御対象物の機器等
により操作される状態量がとりうる状態値が入力された
とき、状態値の組み合わせのうち実現が不可能であるも
のか否かを判定することにより、現実には実現不可能な
制御仕様の入力が排除可能となる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図５は、本発明の一実施例に係る制御情報入力
装置に入力する制御仕様に係る制御対象物の説明図であ
り、左側が制御対象物の側面図，右側がその正面図であ
る。コイルカーは、コイル状の材料６０（以下「コイ
ル」と呼ぶ）を輸送する前後方向（側面図の矢印方向）
に移動可能な台車２２と、上下方向（正面図の矢印方
向）に移動可能なリフタ２３とで構成される。このコイ
ルカーは、コイルの一時保管場所であるスキッド６１か
らコイル６０を取り出し移動してリール６２まで運ぶ。
コイル６０は、このリール６２で加工が施される。

【０００９】コイルカーは、本実施例では、台車２２を
操作することにより、その状態量「台車位置」２４が、
「スキッド位置」２７，「位置Ａ」２８及び「リール位
置」２９の３つの状態値を取りうるようになっている。
また、コイルカーは、リフタ２３を操作することによ
り、その状態量「リフタ高さ」２６が、「上昇端」３
５，「運搬高さ」３４，「挿入高さ」３３，「下降端」
３２の４つの状態値を取りうるようになっている。さら
に、コイルカーの台車２２とリフタ２３をある状態にお
いてあらかじめ定められた操作をすることにより、コイ
ルカー上の運搬物を示す状態量「運搬物」２５は、「コ
イル（あり）」３０，「なし」３１の２つの状態値を取
りうるようになっている。

【００１０】この図５に示す制御対象物は、圧延機で圧
延する鋼板を巻いたものつまりコイル６０をスキッド６
１から圧延加工のためにリール６２まで運搬する機器に
関するものであり、その制御プログラムを計算機に自動
生成させる場合、この制御対象物の制御仕様を入力装置
から計算機に入力する必要がある。

【００１１】図２は、本発明の一実施例に係るプログラ
ム自動生成装置の構成図である。本実施例に係るプログ
ラム自動生成装置は、制御ロジック入力装置１７と、デ
ータバス１３を介して接続される制御対象物の制御実行
プログラム生成装置１６からなり、制御実行プログラム
生成装置１６は、制御ロジック入力装置１７からデータ
バス１３を介して入力された制御ロジックに従って、制
御対象物の制御実行プログラムを生成する。

【００１２】制御ロジック入力装置１７は、制御ロジッ
クの入力の制御手段となる演算部１と、処理の過程にお
ける中間情報を保持する中間データ記憶部２と、演算部
１で実行される処理の手順を保持する処理手順記憶部３
と、利用者に対し制御対象物の「状態量」，「状態
値」，「実現不可能状態の組合せ」，「制約解消方法」
などの情報をグラフ，線図などの形式で提示する表示装
置４と、演算部１で処理されたデータを表示装置４で表
示するための表示装置インターフェース５と、利用者が
目的とする状態の指定により制御ロジックなどを入力す
る入力装置６と、入力装置７で入力された情報を演算部
で処理可能なデータの変換する入力装置インターフェー
ス７と、記憶装置９〜１１と、これらの記憶装置９〜１
１との間でのデータ授受の制御を行う外部装置入力イン
ターフェース８とを備える。

【００１３】制御対象物機器構成情報記憶装置９は、制
御ロジックの入出対象となる制御対象物の機器構成情報
とレイアウト情報を含む情報を保持するものである。記
憶装置１０は制約判定情報を記憶しており、状態間制約
条件記憶装置１１は、制御ロジックの入出対象となる制
御対象物の状態量のうち実現が不可能な状態の組み合わ
せを保持している。また、図２における矢印を伴った実
線は、データのバス１２，１３，１４，１５を示してお
り、各部分はこれらのバス１２，１３，１４，１５によ
り互いにデータの通信をおこなうことができる。

【００１４】図３は、図５に示す制御対象物の機器構
成，状態量，状態値及びそれらの関係を表現する一記述
例であり、概念ネットワークを用いて表現したものあ
る。図３には、矩形や楕円等の中に示されたオブジェク
ト（例えば２１）と、線分（例えば４０）により表現さ
れたオブジェクト間の関係が示されている。図３に示さ
れたオブジェクトは、「制御対象物」，「機器」，「状
態量」，「状態値」及び「高さ」である。例えば、「リ
フタ」２３は、「コイルカー」２１の「機器」であるこ
とを示し、「リフタ高さ」２６は「コイルカー」２１の
「状態量」であることを示す。また、別の例では、「５
０００」３９は状態値「上昇端」の「高さ」を示す座標
を表している。

【００１５】図４は、制御対象物のレイアウトに関する
情報をフレーム形式で表現した一記述例である。フレー
ム５０には、制御対象物であるコイルカーに関係する構
造物の位置を示す座標が記述されている。

【００１６】図６は、図２に示す制約判定情報記憶装置
１０に保持されている制御対象物を構成する物体の物理
的位置関係等の制約により実現が不可能となる状態の条
件の一記述例である。図中には、スキッド位置制約判定
情報８０が示されている。

【００１７】以下、この図６に示すスキッド位置制約判
定情報８０を、制御対象物であるコイルカーを、図５を
用いて説明する。ここで、図６のスキッド位置制約判定
情報８０の例は、状態量「運搬物」２５の状態値が「コ
イル（あり）」３０で、状態量「台車位置」２４の状態
値が「スキッド位置」２７の場合に、状態量「リフタ高
さ」２６の状態値の高さがスキッド６１の高さより下に
ある場合には、それらの状態値の組合せは、運搬中のコ
イル６０がスキッド６１にぶつかってしまうので、物理
的干渉により存在しないことを示している。

【００１８】ここで、記述８０の中で、「＝＊」は「等
しいオブジェクトが存在するとき“真”となるオペレー
タ」で、第１番目の条件文は、オブジェクト「コイルカ
ー」の状態量オブジェクト「台車位置」の状態値オブジ
ェクトに「スキッド位置」が存在すれば真となることを
表している。また、第３番目の条件文は、オブジェクト
「コイルカー」の状態量オブジェクト「リフタ位置」の
状態値オブジェクトで、その「高さ」のオブジェクトの
値が制御対象物のレイアウト情報の「スキッド高さ」オ
ブジェクトの値よりも小さいときに“真”となることを
表している。

【００１９】図７は、図２に示す状態間制約条件記憶装
置１１に保持されている制御対象物の状態値間の制約説
明のため制約判定表の形で示した一記述例である。図中
にはコイルカー２１が持つ状態量である「台車位置」２
４，「運搬物」２５，及び「リフタ高さ」２６の状態値
の組合せの実現の可否が表の形式で記述されている。例
えば、状態量「リフタ高さ」２６の状態値が「挿入高
さ」３３で、状態量「運搬物」２５の状態値が「コイル
（あり）」３０で、状態量「台車位置」２４の状態値が
「スキッド位置」２７の場合には、これらの状態値間の
組合せが実現不可能であることを示す「×」７０が印さ
れている。

【００２０】図８は、本実施例の制御ロジック入力の全
体処理の概要を示すフローチャートである。本実施例の
処理は、「状態間制約条件作成」１００処理と「制御ロ
ジック入力」２００処理により構成される。以下では、
第１番目の処理である「状態間制約条件作成」１００処
理の手順を詳細に示した図９を用いて説明する。

【００２１】図９において、「状態間制約条件作成」処
理の第１ステップ１０１では、制御ロジックの入力対象
となる制御対象物機器構成情報を制御対象物機器構成情
報記憶装置９より外部装置入力インターフェース８を介
して中間データ記憶部２に読み込む。次のステップ１０
２では、制約判定情報記憶装置１０に記憶されている制
約判定情報を外部装置入力インターフェース８を介して
中間データ記憶部２に読み込む。

【００２２】次のステップ１０３では、中間データ記憶
部２に読み込まれた制御対象物機器構成情報の状態量と
状態値のオブジェクトとから、図７に示す制約判定表７
０の制御対象物の状態量と状態値が含まれるデータを演
算部１で生成し、中間データ記憶部２に記憶する。次の
ステップ１０４では、中間データ記憶部２に読み込まれ
た制約判定情報の内から、例えば図６の「スキッド位置
制約判定情報」８０のような一つの判定情報を取り出
し、更に、中間データ記憶部２に記憶される図３に示し
たような制御対象物の機器構成情報を参照し、制約判定
に該当する状態値の組合せを検索する。この場合では、
「スキッド位置」２７でかつ「コイル」でかつ「挿入位
置」または「下降端」の状態値の組合せが該当する。ス
テップ１０５では、該当する状態値の組合せの有無を判
定し、該当する組合せが存在する場合には、ステップ１
０６で、制約判定表７０の該当する状態値の組合せに、
実現不可能であることを示す「×」をセットする。

【００２３】ステップ１０７では、制約判定条件で制約
判定を行っていないものの有無を判定し、全ての制約判
定条件について判定が完了するまでステップ１０４〜１
０６を繰り返す。全ての制約判定条件について判定が完
了すると、ステップ１０８に進み、中間データ記憶部２
に記憶されている制約判定表で、全ての状態値の組合せ
について実現の可否についての情報を持つものを、外部
装置入力インターフェース８を介して、状態間制約条件
記憶装置１１に出力する。

【００２４】次に、図８に示す制御ロジックの入力処理
２００の処理手順の詳細を、図１のフローチャート及び
図１１〜図１４の表示例を用いて説明する。先ずステッ
プ２０１では、状態間制約条件記憶装置１１に記憶され
る制御ロジックの入力する制御対象物の制約判定表７０
（図７）を外部装置入力インターフェースを介して中間
データ記憶部２に読み込む。ステップ２０２では、制約
判定表７０の「状態量」及び「状態値」オブジェクトを
表示装置インターフェース５を介して表示装置５に、図
１２の表示例７３に示すように、表示する。ステップ２
０３では、利用者が表示装置５に表示された状態量につ
いて状態値を一つづつ選択し入力装置６から入力するこ
とにより制御ロジック決定する。ステップ２０４では、
入力装置６から入力装置インターフェース７を介して演
算部１に読み込まれた入力情報から、制約判定表７０の
情報を参照し制約判定を実行する。

【００２５】図１２の表示例は、状態量「運搬物」の状
態値として「コイル」７４が、そして、状態量「リフタ
高さ」の状態値として「挿入高さ」７５が、例えばマウ
スカーソルを合わせてピックすることで指定された状態
を示し、選択された矩形枠内が色変え表示されている。
この指定状態の組み合せ、つまり、「リフタ高さ」が
「挿入高さ」で、「運搬物」が「コイル」のときは、
「台車位置」が「スキッド位置」である状態値の組合せ
は実現が不可能である。このことは、制約判定表７０か
ら検索される。

【００２６】そこで、ステップ２０５では実現不可能状
態の有無を判定し、実現不可能状態が存在する場合に
は、ステップ２０６以下の処理を実行する。ステップ２
０６では、実現不可能状態を表示装置インターフェース
５を介して表示装置５に表示する。図１３の表示例７６
は、状態量「台車位置」の状態値「スキッド位置」を実
現不可能状態として表示装置５に表示した例である。つ
まり、図１２の状態を選択した場合、直ちに、図１３に
示す様に、取り得ない組み合せ「スキッド位置」の色変
え表示が行われ、指定禁止状態にする（色変え表示は必
ずしも必要でなく、指定禁止にし、この「スキッド位
置」のマウス等による指定がされたとき警報音等を発し
て指定禁止を報知することでもよい。）。

【００２７】ステップ２０７では、実現不可能な状態値
の組合せを解消する方法の問い合わせが、入力装置６か
らなされているかを判定し、問い合わせがある場合に
は、ステップ２０８で制約判定表７０を参照し、制約解
消方法を検索する。この検索は、制御対象物の状態量付
与された優先度に基づき、優先度の低い状態量の状態値
の変更により達成される実現可能な状態値の組合せを検
索する。

【００２８】ステップ２０９で制約解消方法を表示装置
インターフェース５を介して表示装置５に表示する。図
１０の表示例７８は、状態量「台車位置」の状態値「ス
キッド位置」が実現不可能状態である場合に、これを解
消するには優先度の一番低い状態量「リフタ高さ」の状
態値を「運搬高さ」または「上昇端」とすれば良いこと
を該当箇所の色変え表示で示した例である。ステップ２
１０では、制御対象物の全ての状態量について状態値の
指定が完了したかどうかを判定し、完了した場合には、
ステップ２１１で、入力された制御ロジックを外部装置
入力インターフェースを介して制御実行プログラム生成
装置に出力する。

【００２９】制御実行プログラム生成装置は、制御情報
入力装置から得たデータに基づいて図５に示すコイル制
御装置の制御プログラムを公知の方法により自動生成す
る。この場合、制御情報入力装置から得たデータには矛
盾はないため、プログラム自動生成処理が途中で不可能
になることはなく、効率的なプログラムの生成が可能と
なる。

【００３０】なお、以上の説明では、制御対象物の機器
構成情報は概念ネットワークを用いた形式で表現した
が、実際は、制御対象物の機器構成を判別することがで
きれば、どのような形式で表現してもよい。また、制御
対象物の状態間制約判定条件は、制約判定表の形で表現
したが、状態量間の制約が判定できればどのような形式
で表現してもよい。また、表示装置の表示も、状態値の
組合せが実現不可能であることが分かれば、どのような
形式で表現しても良い。

【００３１】本実施例によれば、制御情報の入力を行う
際に表示装置に制御対象物が持つ状態量の状態値を全て
表示することにより、入力を行う利用者が制御対象物の
構成あるいは制御方法などを容易に理解できるという効
果がある。また、実現不可能な制御対象物の状態値の組
合せをあらかじめ表示することにより、利用者が実現不
可能な制御情報を入力することを未然に防ぐとともに、
入力された制御ロジックをシミュレーションなどの方法
による検証を不要とし作業の効率化を図ることが可能で
ある。更に、実現不可能な制御対象物の状態値の組合せ
を解消する方法を表示することにより、利用者が容易に
目的とする制御情報を入力することが可能となる。更に
また、制御対象物の機器構成情報と一般的な制約判定情
報とを分けて持つことにより、制御対象物によらず状態
間の制約判定が可能となる。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、制御対象毎に取り得な
い複数のデータの組み合せをデータ入力に従って判定す
るので、オペレータは効率的にデータ入力ができ、ま
た、入力したデータに基づいて処理装置が以後の処理を
するときその処理がデータ不備により不可能になること
がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る制御情報入力処理手順
を示すフローチャートである。

【図２】本発明の一実施例に係るプログラム自動生成装
置のブロック構成図である。

【図３】図２における制御対象物機器構成情報記憶装置
に保持される制御対象物の機器構成情報を示す図であ
る。

【図４】図２における制御対象物機器構成情報記憶装置
に保持される制御対象物のレイアウトを示すデータ構成
図である。

【図５】制御対象物概略を示す図である。

【図６】図２における制約判定情報記憶装置に保持され
る制約判定情報を示すデータ構成図である。

【図７】図２における状態間制約条件記憶装置に保持さ
れる制約判定表の構成図である。

【図８】本発明の一実施例に係る入力データ処理の全体
の概略手順を示すフローチャートである。

【図９】図８に示す状態間制約条件作成処理手順の詳細
を示すフローチャートである。

【図１０】図２の表示装置に表示する画面図である。

【図１１】作成処理過程における制約判定表の構成図で
ある。

【図１２】図２の表示装置に表示する画面図である。

【図１３】図２の表示装置に表示する画面図である。

【符号の説明】

１…演算部、２…中間データ記憶部、３…処理手順記憶
部、４…表示装置、５…表示装置インターフェース、６
…入力装置、７…入力装置インターフェース、８…外部
装置入力インターフェース、９…制御対象部機器構成情
報記憶装置、１０…制約判定情報記憶装置、１１…状態
間制約条件記憶装置、１２〜１５…データバス、１６…
制御実行プログラム生成装置、１７…制御情報入力装
置、２１〜３９…オブジェクト、４０…オブジェクト間
の関係、５０…レイアウト情報、６０…コイル、６１…
スキッド、６２…リール、７０…制約判定表、７２、７
３、７６…表示例、８０…スキッド位置制約判定情報。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 裕 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御対象物の複数の状態量がとりうる状
   態値の組合せが入力されたときに、この組合せが実現可
   能か不可能かを制御対象物の制約条件に基づいて判定
   し、実現不可能な状態の組合せの場合には判定結果を表
   示することを特徴とするデータ入力方法。
2. 【請求項２】 制御対象物の複数の状態量の各々がとり
   うる状態値のデータが入力されるデータ入力方法におい
   て、データが入力されたとき制御対象物の制約条件に基
   づき次回入力されるデータのうち入力済みデータとの組
   み合せが有り得ないデータの入力を禁止することを特徴
   とするデータ入力方法。
3. 【請求項３】 制御対象物の複数の状態量の各々がとり
   うる状態値のデータが入力されるデータ入力方法におい
   て、データが入力されたとき制御対象物の制約条件に基
   づき次回入力可能となるデータのうち入力済みデータと
   の組み合せが有り得ないデータを表示することを特徴と
   するデータ入力方法。
4. 【請求項４】 請求項１において、実現不可能な状態の
   組合せが生じた場合に、制約解消の判定を行い、一つ以
   上の状態を変更することにより実現が可能な状態の組合
   せが何であるかを求めて表示することを特徴とするデー
   タ入力方法。
5. 【請求項５】 請求項４において、制御対象物の機器に
   より操作される状態の優先度の情報を制約解消の判定で
   用いることを特徴とするデータ入力方法。
6. 【請求項６】 制御対象物の複数の状態量がとりうる状
   態値の組合せが入力されたときに、この組合せが実現可
   能か不可能かを制御対象物の制約条件に基づいて判定す
   る手段と、実現不可能な状態の組合せの場合には判定結
   果を表示する手段とを備えることを特徴とするデータ入
   力装置。
7. 【請求項７】 制御対象物の複数の状態量の各々がとり
   うる状態値のデータが入力されるデータ入力装置におい
   て、データが入力されたとき制御対象物の制約条件に基
   づき次回入力されるデータのうち入力済みデータとの組
   み合せが有り得ないデータの入力を禁止する手段を備え
   ることを特徴とするデータ入力装置。
8. 【請求項８】 制御対象物の複数の状態量の各々がとり
   うる状態値のデータが入力されるデータ入力装置におい
   て、データが入力されたとき制御対象物の制約条件に基
   づき次回入力可能となるデータのうち入力済みデータと
   の組み合せが有り得ないデータを表示する手段を備える
   ことを特徴とするデータ入力装置。
9. 【請求項９】 請求項６において、実現不可能な状態の
   組合せが生じた場合に制約解消の判定を行い一つ以上の
   状態を変更することにより実現が可能な状態の組合せが
   何であるかを求めて表示する制約解消手段を備えること
   を特徴とするデータ入力装置。
10. 【請求項１０】 請求項９において、制御対象物の機器
    により操作される状態の優先度の情報を制約解消の判定
    で用いることを特徴とするデータ入力装置。
11. 【請求項１１】 制御対象物の制御仕様を入力として、
    制御対象物の制御装置の制御実行プログラムを自動生成
    するプログラム自動生成方法において、請求項１乃至請
    求項５のいずれかのデータ入力方法で入力された制御対
    象物の制御仕様の入力データ基づいてプログラムを自動
    生成することを特徴とするプログラム自動生成方法。
12. 【請求項１２】 制御対象物の制御仕様を入力として、
    制御対象物の制御装置の制御実行プログラムを自動生成
    するプログラム自動生成装置において、請求項６乃至請
    求項１０のいずれかのデータ入力装置と、該データ入力
    装置から入力された制御対象物の制御仕様の入力データ
    基づいてプログラムを自動生成する手段とを備えること
    を特徴とするプログラム自動生成装置。