JPH08500920A - プログラミング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明はプログラム記憶式状態制御用のプログラミング装置に関する。制御課題を自動化装置に対する制御プログラムに変換するため、プログラミング装置が設けられている。制御課題のすべての機能はプログラムされ、または表示形式“指示リスト”、“機能プラン”または“コンタクトプラン”により記述される。これらの公知のプログラミング装置によっては、プログラム記憶式状態制御に対する制御プログラムを高いプログラミング費用をかけなければ作成することは不可能である。プログラム記憶式状態制御のプログラミングを簡単化するプログラミング装置が提案される。本発明はプログラム記憶式状態制御用のプログラミング装置に応用される。

Description

【発明の詳細な説明】 プログラミング装置 本発明はプログラム記憶式状態制御用のプログラミング装置に関する。 ドイツ特許出願公開第3743438号明細書から、ディジタルプロセス入力量の瞬 時状態および入力ベクトル内容に応じて後続状態への移行および出力段における 新しい制御データの授受を行なわせる装置が公知である。 先願のドイツ特許出願第Ｐ4226456.1号明細書には、多くのプロセッサに対し て瞬時状態から後続状態への移行を可能にするプログラム記憶式状態制御装置が 記載されている。この状態制御装置または公知の装置により入カデータの変化へ の反応時間は、制御作動の間に制御プログラムの個々の指示をフォン ー ノイマ ン ーマシンによる処理に相応して次々と読出し、これらを解釈し、また最後に相 応の演算を実行する従来のプログラム記憶式状態制御に比較して著しく短縮され る。 文献「ＳＩＭＡＴＩＣ Ｓ５ - １５５Ｕによる自動化」ハンス・ベルガー著 、１９８９年から、制御課題を自動化装置に対する制御装置プログラムに変換す るために用いられているプログラミング装置が知られている。制御課題のすべて の機能はプログラムされるか、または表示形式“指示リスト”、“機能プラン” または“コンタクトプラン”により記述される。プログラミング装置はプログラ ムされた機能を表示形式に無関係に相応のマシンコードに変換する。このコード はユーザーによりプログラムされたすべての制御機能を含んでおり、またコード が自動化装置に伝達された後で自動化装置により読まれて解釈される。この公知 のプログラミング装置によっては、プログラム記憶式状態制御に対する制御プロ グラムは高いプログラミング費用をかけなければ作成することはできない。 本発明の課題は、プログラム記憶式状態制御装置における制御プログラムのプ ログラミングを簡単化するプログラミング装置を提供することにある。 この課題は、ソフトウェア・ツールにより作成された制御課題を指示装置上に 表示可能な作用時間ダイアグラムの形態で格納しているメモリを有するプログラ ム記憶式状態制御装置用のプログラミング装置であって、作用時間ダイアグラム が制御すべき技術的プロセスの入力および出力信号を２進および／またはアナロ グ信号の形態で記述し、また制御および状態コードを作成するためのソフトウェ ア・ツールを有する制御プログラムにより制御課題を解くため瞬時状態から出発 して、 −入力信号のレベル移行が生ずる時点ｔｉ（ｉ＝０，１…）を探し出し、 −時点ｔｉ＋Δｔａ（Δｔａは第１の予め定め得る時間スパン）で、それぞれ求 められたレベル移行を有する入力信号のレベル値を探し出し、 −時点ｔｉ−Δｔｂ（Δｔｂは第２の予め定め得る時間スパン）で残りの入力信 号のレベル値を探し出し、 −時点ｔｉ＋Δｔａで出力信号のレベル値を探し出し、 −入力信号の求められたレベル値から入力ベクトルを作成し、 −出力信号の求められたレベル値から制御データベクトルを作成し、 −時点ｔｉ＋Δｔａで入力上ベクトルを後続状態に対応付ける 工程により爾後処理されることにより解決される。 特に有利なことは複雑な制御プログラムも非常に簡単にプログラムされ得るこ とである。プログラマは、制御すべき技術的プロセスの入力および出力信号を２ 進および／またはアナログ信号の形態で記述するぞれ自体は公知の作用時間ダイ アグラムを作成する。作用時間ダイアグラムがアナログの入力および出力信号を 有するならば、レベル移行を特色つけるしきい値が確定されなければならない。 この作用時間ダイアグラムから状態制御のための制御プログラムの相応の入力、 制御および状態コードが作成される。プログラム言語の知識または制御課題に対 する自動化技術で通常の表示形式は必要でない。 本発明の他の有利な実施態様は従属請求項に記載されている。 本発明の実施例を示す図面により本発明の実施態様および利点を一層詳細に説 明する。 図１はプログラム記憶式状態制御装置により制御される設備の概要図、 図２は図１中に示されている入力および出力信号を作用時間ダイアグラムの形 態で示す図、 図３はプログラム記憶式状態制御用の制御プログラムである。 図１中で符号９を付されているのは、反応器１を入力信号Ｅ０．０、Ｅ０．１ およびＥ０．２に基づいて制御するプログラム記憶式状態制御装置である。その 際に入力信号Ｅ０．０は反応器サイクルがキー４により開始されることを示し、 またセンサ２、３により発生される入力信号Ｅ０．１、Ｅ０．２は反応器が充満 状態または空状態であることを示す。出力信号Ａ０．０は警報ランプ８に供給さ れ、また反応器サイクルの開始を指示する。出力信号Ａ０．１、Ａ０．３は弁５ 、６に反応器の液体の供給および排出のために与えられ、また出力信号Ａ０．２ は加熱器７により反応器の加熱を行う。 いま制御課題は、反応器サイクルをキー４により開始すべきこと、また警報ラ ンプ８により指示すべきことを指令するものとする。開始過程の６００ミリ秒後 に空の反応器１の供給弁５が開く必要があり、排出弁６は充満過程の間閉じられ ていなければならない。さらに制御課題は、反応器が充満状態である場合には供 給弁５が閉じられなければならないこと、また反応器１内の液体に５分間熱エネ ルギーを加熱器７を介して供給すべきであることを指令するものとする。続いて 、液体が熱供給に反応する３分間の反応時間が定められている。この３分間が経 過すると、反応器は空にされるべきである。そのために供給弁５は閉じられた状 態にとどまり、また排出弁６は開かれる。反応器１が空であれば、３０秒の回復 時間の後に警報ランプ８が遮断され、またそれによって、反応器サイクルが終了 し新しいサイクルが開始されることが指示される。 このように定型化されたこの制御課題を、プログラマーはここには示されてい ないプログラミング装置により作用時間ダイアグラムに変換する。指示装置およ びメモリを設けられているプログラミング装置はそのために、メモリに格納され ておりまた指示装置上に作用時間ダイアグラムをグラフィック表示するための指 示および命令を含んでいるソフトウェア・ツールを有する。 定型化された制御課題を解くため、図１中の２進形式の入力および出力信号Ｅ ０．０…、Ａ０．０…により図２中に示されている作用時間ダイアグラムが作成 される。追加的に別の出力量として、状態制御装置９のタイムスイッチの設定の 規範に従って状態Ｚ０…Ｚ６の継続時間を表す機能コードＦ０…Ｆ６が示されて いる。これらは、課題のなかに記述されている定めに相応して供給弁５の開放お よび警報ランプ８の遮断を顧慮して加熱および反応時間ならびに遅延時間を制御 する内部の２進入力信号Ｔ１、Ｔ２を形成する。状態Ｚ０…Ｚ６は状態“休止” 、“開始”、“充満”、“加熱”、“反応”、“空”および“終了”を意味する 。制御課題を解くためのプログラム記憶式状態制御装置９に対する制御プログラ ムを作成するためには、作用時間ダイアグラムをソフトウェア・ツールにより爾 後処理することが必要である。 爾後処理の仕方を説明するため先ず図３を参照する。この図面は、同じく指示 装置上に表示可能な、後でまた示されるように図２による作用時間ダイアグラム から発生される制御テーブルの形態で制御プログラムを示す。図２および図３中 に示されている同一の信号は同一の符号を付されている。見易くするため制御テ ーブルはブロックｌａ…ｌｇにわけられており、それらのうち各ブロックは状態 Ｚ０…Ｚ６に対応付けられており、またメモリの相応する範囲内に格納されてい る。ｅ_ijは入力信号Ｅ０．０…Ｔ１、Ｔ２の２進値から形成される入力ベクトル 内容を意味し、Ｓ_ijは出力信号Ａ０．０…の２進値および機能コードＦ…Ｆ６か ら形成される制御データベクトル内容を意味し、その際にｉ＝０，１…６、ｊ＝ ０，１である。さらに文字Ｘは入力信号Ｅ０．０のこの文字に対応付けられてい る２進値が重要でないことを意味する。すなわちこの入力信号の２進値に無関係 に相応の入力および制御データベクトルが形成される。制御データベクトル内容 の文字Ｘは、出力信号Ａ０．０…の２進値が相応の入力ベクトル内容の際に不変 にとどまることを意味する。 ソフトウェア・ツールにより制御プログラムを作成するための作用時間ダイア グラム（図２）の爾後処理を以下に一層詳細に説明する。入力信号Ｅ０．０…Ｔ １、Ｔ２はｔ０以降の時点で走査され、またこれらの信号のレベル移行が探し出 され、その際に、休止状態が開始状態とみなされるならば、一般性は制限されな い。示されている例では入力信号Ｅ０．０…における最初のレベル移行は時点ｔ １で生ずる。時点ｔ１で開始キー４（図１）が操作され、それによって状態制御 装置９の内部のタイミング回路が始動される。なぜならば、制御課題の設定に相 応して供給弁５は６００ミリ秒後に始めて開かれるからである。この開始過程は 時点ｔ１で警報ランプ８により指示される（Ａ０．０＝１）。信号Ｔ１の開始は キー４の操作に関係しており、それによって入力信号Ｅ０．０が発生される。従 って、レリーズするエッジとして入力信号Ｅ０．０のエッジ（レベル移行）が有 意義である。ソフトウェア・ツールはこの信号Ｅ０．０の２進値（レベル値）を 時点ｔ１＋Δｔａで、また入力信号Ｅ０．１、Ｅ０．２、Ｔ１およびＴ２の２進 値（レベル値）を時点ｔ１−Δｔｂで探し出し、またこれらの値から入力ベクト ル ｅ₀₁＝（Ｅ０．０、Ｅ０．１、Ｅ０．２、Ｔ１、Ｔ２）＝（１０１００） を形成する（図３、ブロック１ａを参照）。時間スパンΔｔａおよびΔｔｂは、 ２進値がレベル移行の直前または直後に考察されるように選ばれている。時間ス パンΔｔａおよびΔｔｂは等しい大きさに選ばれていてよく、以下ではこのこと が仮定されており、また符号Δｔにより表されている。時点ｔ１＋Δｔで制御デ ータベクトルが出力信号Ａ０．０…の２進値および機能“タイムスイッチ信号Ｔ １開始”の機能コードＦ１から形成され、また Ｓ₀₁＝（Ａ０．０、Ａ０．１、Ａ０．２、Ａ０．３、Ｆ１）＝（１０００Ｆ１） が得られる。 状態制御装置９の瞬時状態Ｚ０（“休止”）での入力ベクトル内容ｅ₀₁に時点 ｔ１＋△ｔでの後続状態Ｚ１（“開始”）が対応付けられており、それによって これが制御課題の処理の間に入力ベクトル内容ｅ₀₁の生起の際に瞬時状態Ｚ０か ら後続状態Ｚ１に移行し、また制御データが制御データベクトル内容に相応して 反応器１に与えられる。それに対して入力信号レベルの他の組み合わせは状態制 御装置９が瞬時状態Ｚ０にとどまらせ、このことは制御テーブルにおいてブロッ ク１ａ中に入力信号レベルＥ０．０…、Ｔ１、Ｔ２のすべてのその他の組み合わ せに対して有効な入力ベクトル内容ｅ₀₀により記述されている。この場合、反応 器１に与えられる制御データベクトルＳ₀₀の制御データは不変にとどまり、また 瞬時状態Ｚ０に対応付けられている、機能をレリーズしない機能コードＦ０は能 動状態にとどまる。 別のレベル移行は現在の瞬時状態（状態Ｚ１）で時点ｔ２で入力信号Ｔ１にお いて生ずる。レベルは“１”から“０”へ切換わり、このことはタイミング回路 の６００ミリ秒が経過したことを指示する。 時点ｔ２＋Δｔでの信号Ｔ１の２進値は０であり、この時点での出力信号Ａ０ ．０…の２進値は１、１、０、０であり、また時点ｔ２−Δｔでの残りの入力信 号Ｅ０．０、Ｅ０．１、Ｅ０. ２およびＴ２の２進値はｘ、０、１および０であ り、それによって下記の入力ベクトルおよび制御データベクトル内容 ｅ₁₁＝（ｘ０１００） および Ｓ₁₁＝（１１００Ｆ２） がいまの例で再び機能をレリーズしない機能コードＦ２の顧慮のもとに生ずる。 瞬時状態Ｚ１での入力ベクトル内容ｅ₁₁は後続状態Ｚ２に対応付けられている 。瞬時状態Ｚ１でのその他の入力信号Ｅ０．０…Ｔ１、Ｔ２は状態切換および制 御データの変化を生じさせず、それによって状態制御装置９は瞬時状態Ｚ１にと どまる。 これまでに説明した仕方に相応して作用時間ダイアグラムはソフトウェア・ツ ールにより、入力信号Ｅ０．１、Ｔ１、Ｔ２およびＥ０．２が重要なレベル移行 を有する時点ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ６およびｔ７で処理される。ブロック１ｃな いし１ｇ（図３）中に示されているように、入力および制御データベクトル内容 ｅ_ij，Ｓ_ij ｉ＝２…６；ｊ＝０，１ が生ずる。その際に入力ベクトルｅ_ijに相応の後続状態Ｚ３…Ｚ６、Ｚ０が対応 付けられている。 説明を完全にするため、時点ｔ２´、ｔ５′およびｔ６′での入力信号Ｅ０． ２、Ｅ０．１およびＥ０．０の重要でないレベル移行も示されている。時点ｔ２ ′およびｔ５′でこれまでに説明した処理工程に相応してＥ０．１＝０（反応器 が空状態でない）およびＥ０．２＝０（反応器が充満状態でない）の入力信号の 組み合わせが生ずる。充満過程に関して一義的でないこの組み合わせはソフトウ ェア・ツールにより認識され、それによってこのレベル移行は別の評価に対して 顧慮されずにとどまる。時点ｔ６′で入力組み合わせＥ０．０＝０およびＴ１＝ １が生じ、このことは、タイミング回路の３０秒の設定された時間がまだ経過し ていないので、この状態終了から休止状態に切換えられないことを指示する。重 要でないレベル移行が相応の評価によりソフトウェア・ツールにより処理されな く てよいように、重要なレベル移行がマークされることは有利である。このことは 図２中に（入力信号中に黒い帯により記入されている）レリーズするエッジによ りマークされたレベル移行により示されている。 図３に示されている制御テーブルは、このテーブルの設定に相応して制御課題 を先願のドイツ特許出願第P4226456.1号およびドイツ特許出願公開第3743438号 明細書に相応して解くプログラム記憶式状態制御装置に伝達される。伝達は、制 御テーブルがプログラミング装置のメモリから読出され、ディスクまたはメモリ モジュールに書込まれ、またそこから状態制御装置のユーザーメモリに伝達され ることにより行われる。伝達はもちろんプログラミング装置と状態制御装置との 間の接続を介してオンラインでも行われる。ソフトウェア・ツールが、設定され た制御テーブルからも対応する作用時間ダイアグラムが発生されるように構成さ れていることは有利である。なぜならば、作用時間ダイアグラムのすべての情報 が反転可能に一義的に制御テーブル内に写像され得るからである。 図示の実施例ではプログラマーは作用時間ダイアグラムをプログラミング装置 により作成する。実際の入力および出力信号を既に進行しているプロセスの測定 量として記録し、また作用時間ダイアグラムに示すことがもちろん可能である。 この場合、時間スパンΔｔａ、ΔｔｂおよびΔｔの選定の際に減衰振動過程が顧 慮されなければならない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ソフトウェア・ツールにより作成された制御課題を指示装置上に表示可能な 作用時間ダイアグラムの形態で格納しているメモリを有するプログラム記憶式状 態制御装置（９）用のプログラミング装置において、作用時間ダイアグラムが制 御すべき技術的プロセスの入力および出力信号（Ｅ０．０…，Ａ０. ０…）を２ 進および／またはアナログ信号の形態で記述し、また制御および状態コードを作 成するためのソフトウェア・ツールを有する制御プログラムにより制御課題を解 くため瞬時状態（Ｚ０、Ｚ１…）から出発して、 −入力信号（Ｅ０．０…）のレベル移行が生ずる時点ｔｉ（ｉ＝０，１…）を探 し出し、 −時点ｔｉ＋Δｔａ（Δｔａは第１の予め定め得る時間スパン）で、それぞれ求 められたレベル移行を有する入力信号（Ｅ０．０…）のレベル値を探し出し、 −時点ｔｉ−Δｔｂ（Δｔｂは第２の予め定め得る時間スパン）で残りの入力信 号（Ｅ０．１…）のレベル値を探し出し、 −時点ｔｉ＋Δｔａで出力信号（Ａ０．０…）のレベル値を探し出し、 −入力信号（Ｅ０．０…）の求められたレベル値から入力ベクトル（ｅ₀₀，ｅ₀₁ …）を作成し、 −出力信号（Ａ０．０…）の求められたレベル値から制御デ一タベクトル（Ｓ_{00 ,} Ｓ₀₁…）を作成し、 −時点ｔｉ＋Δｔａで入力ベクトル（ｅ₀₀，ｅ₀₁…）を後続状態（Ｚ０，Ｚ１… ）に対応付ける 工程により爾後処理されることを特徴とするプログラム記憶式状態制御装置用の プログラミング装置。 ２．時間スパン（Δｔａ，Δｔｂ）が等しいことを特徴とする請求項１記載のプ ログラミング装置。 ３．重要なレベル移行が作用時間ダイアグラムにマークされていることを特徴と する請求項１または２記載のプログラミング装置。 ４．制御プログラムが作用時間ダイアグラムに戻されることを特徴とする請求項 １ないし３の１つに記載のプログラミング装置。