JPS5942884B2 - シ−ケンス制御プログラムのデバツギング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はシーケンス制御プログラムのデバッギング装置
に関するものである。

シーケンス制御プログラムのデバツギング法の一つとし
てランプ・スイッチ法がある。

これは複数のスイッチによりその開閉状態を条件入力信
号としてシーケンス制御装置に与え、そのときのシーケ
ンス制御装置の操作出力信号をランプの点減によつて表
示させ、条件入力信号と操作出力信号との対応を目で確
認しプログラムの良否を判定するものである。この方法
は簡便な方法であるが、入出力点数が多くなると信号を
個々に確認するのに大変な労力を要し、間違いも出やす
くなる。また出力信号が瞬時形接点出力（単発のパルス
）の場合は目では確認できないことが多い。またこの方
法ではシーケンス制御プログラムをダイナミックな状態
で試験することができない。シーケンス制御プログラム
をダイナミックに試験する方法として、インナー ・シ
ミュレータ法がある。

これは計算機の内部にシーケンス制御の対象となるプロ
セスを模擬したプログラム（インナー ・シミュレータ
）を設け、それにシーケンス制御プログラムから操作出
力信号を与えてそこからシーケンス制御プログラムに操
作出力に対応した条件入力信号を返えすようにしたもの
である。この方法によれば入出力点数の如何にかかわら
ず容易にシーケンス制御プログラムのダイナミックなデ
バツギングが行えるが、インナ＝ ・シミュレータの作
り方が問題である。すなわちプロセスには種々雑多な入
出力機器が設けられているので、逐一それらを模擬する
プログラムを作ることは容易でない。また一部の入出力
装置を簡便に模擬するために、シーケンス制御プログラ
ムの一部を変形して操作出力信号を直ちに条件入力信号
として返えすということもあるが、変形に伴なつて新た
な不都合を生じるおそれがある。またインナー ・シミ
ュレータ法は信号が実際に入出力回路を通らないので、
完全なデバツギングは行えない。信号を入出力回路に通
してデバツギングを行ラためには、シーケンス制御装置
の入力回路と出力回路を適切に編集された信号線で接続
し、操作出力信号が適切に編集されて次のステップの条
件入力信号となつて入力回路に帰つてくるようにする方
法があるが、この場合信号の編集（マーシヤリング）は
きわめて煩雑な作業となる。

入力回路に帰つてくる信号には種々の入出力機器の動作
特性が反映されていなければならないが、信号線による
接続だけでは不可能な場合が多い。ところで、シミユレ
ーシヨン・プログラムは、操作信号が与えられたときに
それに応じて実際のプロセスが発生するのと同等な接点
信号（アンサ一）を生じるものであればよいという点に
着眼して、本発明ではシミユレーシヨン・プログラムに
シーケンス・プログラムを用いた。

さらに、本発明では、シーケンス・プログラムとして後
述するデイシジヨン・テーブル形のシーケンスを用いた
。本発明の目的はこのようなことからシーケンス制御プ
ログラムを入出力点数の如何にかかわらず容易にダイナ
ミツク状態でデバツギングでき、シミユレーシヨン・プ
ログラムの作成が容易で、入出力回路に実際に信号を流
してデバツギングが行え、しかもマーシヤリングがきわ
めて容易なデバツギング装置を提供することにある。本
発明は、デイシジヨン・テーブル形のシーケンス・テー
ブルに書かれたシミユレーシヨン・プログラムをデバッ
ギング用計算機に入れ、この計算機とシーケンス制御装
置を入出力回路を通じて接続することによつて閉ループ
を構成し、この閉ループで信号を伝送してデバツギング
を行なうようにしたものである。

以下図面によつて本発明を説明する。

第１図は本発明が適用されるプロセス制御装置の概念的
構成図である。第１図において、１は計算機制御装置、
２はオペレータ操作装置、３は制御対象のプロセスであ
る。計算機制御装置１は計算機と各種インタフエイスか
らなり、制御対象のプロセス３とは計装配線４を通じて
信号の授受を行う。オペレータ操作装置２は床下配線さ
れたデータ伝送線によつて計算機に連結され、カラーＣ
ＲＴ２ｌとキーボード２２，２３を通じてオペレータと
計算機とのコミユニケーシヨンが行え、ロード／セーブ
装置２４（例えばフレキシブル・デイスク・ドライブ）
によつて計算機制御装置１にプログラムのロード／セー
ブが行えるようになつている。計算機制御装置１は制御
の規模に応じて複数台設けられ、オペレータ操作装置２
の下に従属する。フこのプロセス制御装置をシーケンス
制御機能に着目して概念的に示したものが第２図である
。

第２図において、１００はシーケンス制御装置である。
このシーケンス制御装置１００は実際は計算機とその周
辺からなるものであるが、ここでは、機能的に表現して
ある。シーケンス制御装置１００において、１１１は主
記憶装置内に設けられたシーケンス・テーブルで、これ
にシーケンス制御に関する各種の情報が書込まれており
、計算機はこのテーブルの情報を利用してシーケンス制
御を遂行する。シーケンス・テーブル１１１はシーケン
ス制御プログラムを記憶するもので、その詳細な構成に
ついては後述するが、概説すれば、シーケンス・テーブ
ル１１１は上下左右に四分されて、左上欄には操作開始
信号が書込まれ、左下欄には操作信号が書込まれている
。操作開始信号とはシーケンスの遷移条件となる入力信
号であり、操作信号とは制御対象に与えられる出力信号
である。右土欄にはシーケンスの操作開始条件が書込ま
れ、右下欄には操作指令が書込まれる。操作開始条件と
操作指令とは同じ縦列に属するもの同志が対になつてい
て、制御対象から与えられる入力信号が操作開始条件に
一致したとき、それと対をなす操作指令で指定された操
作信号が制御対象に出力されるようになつている。この
ような動作は計算機のプログラムによつて行われる。シ
ーケンスの次の遷移先はステツプ・カウンタ１１２によ
つて指定できるようになつている。ステツプ・カウンタ
１１２はシーケンス・テーブル１１１から操作開始条件
といつしよに読出された情報によつて制御される。ただ
し、このステツプ・カウンタ１１２は概念上のもので、
実際は計算機のプログラムによつて実現される。１１３
，１１３′は内部スィッチ、１１４は内部プリセツト・
カウンタ、１１５は内部タイマ、１１６はクロツクパル
ス発生器である。

これらはシーケンス・テーブル１１１の操作開始条件と
照合される入力信号を発生するもので、必要な個数だけ
設けられ、識別番号が付けられている。２はオペレータ
ズ・コンソール、４はメツセージ印字装置、３４は接点
入力装置、３５はパルス入力装置、３６は接点出力装置
、３７はアナログ人力装置、３８はアナログ出力装置、
１９０はフイードバツク制御装置である。

フイードバツク制御装置１９０において、１９１は制御
ユニツト、１９２はスイツチ・ユニツト、１９３，１９
３′は手動操作ユニツトである。オペレータズ・コンソ
ール２は内部スイツチ１１３の操作と内部プリセツト・
カウンタ１１４および内部タイマ１１５の設定値の操作
ができる。メツセージ印字装置４はシーケンス・テーブ
ル１１１の出力信号によつて操作され所定のメツセージ
を印字する。接点入力装置３４は制御対象の状態に応じ
た接点信号をシーケンス・テーブル１１１に入力する。
パルス入力装置３５は制御対象の状態に応じたパルス信
号を内部プリセツト・カウンタ１１３に入力する。接点
出力装置３６はシーケンス・テーブル１１１から与えら
れる操作信号に対応した接点信号を制御対象に出力する
。アナログ入力装置３７はプロセスの状態に応じたアナ
ログ信号をフィードバック制御装置１９０に入力し、ア
ナログ出力装置３８はフイードバツク制御装置１９０か
ら与えられたアナログ出力信号に応動してプロセスを操
作する。フイードバツク制御装置１９０の制御ユニツト
１９１は警報信号等をシーケンス・テーブル１１１に入
力信号として与える。シーケンス・テーブル１１１から
スイツチ・ユニツト１９２には操作信号が与えられ、手
動操作器１９３，１９３！を切換える。フイードバツク
制御装置１９０はシーケンス制御装置に支配されて、バ
ツチ制御等を行う。接点入力装置３４、パルス入力装置
３５、接点出力装置３６、アナログ入力装置３７、アナ
ログ出力装置３８、およびフイードバツク制御装置１９
０は必要な個数だけ設けられ、それぞれ識別番号が付け
られている。シーケンス・テーブル１１１を作るための
シーケンス記入用紙の欄構成を第３図に示す。

このシーケンス記入用紙の欄構成はシーケンス・テーブ
ル１１１の構成と共通である。第３図において、Ａはテ
ーブル番号記入欄、Ｂはタイトル記入欄、Ｃ，Ｍは続き
のテーブルの番号記人欄、Ｄはステツプ番号記人欄、Ｅ
，Ｆは操作開始信号欄、Ｇは操作開始条件欄、Ｈ，Ｉは
操作信号風 Ｊは操作指令欄、Ｋ，Ｌはステツプ番号指
定欄である。操作開始信号欄ＥＦにおいて、Ｅ欄には１
つのシーケンス制御におけるすべての操作開始信号につ
いて、それらのタグナンバーまたはタグナンバーと付加
条件の組合わせが記入され、Ｆ欄にはそれら信号の説明
文が記入される。操作開始条件欄Ｇには操作開始信号の
組合わせによる操作開始条件が記入される。操作信号欄
Ｈ，Ｉにおいて、Ｈ欄には１つのシーケンス制御におけ
るすべての操作信号について、それらのタグナンバーま
たはタグナンバーと付加条件の組合わせが記入され、欄
にはそれら信号の説明文が記入される。操作指令欄Ｊに
は操作開始条件成立時に出力すべき操作信号の組合わせ
が記入される。操作開始条件も操作指令も縦の１列でそ
れぞれ１つの条件と指令を構成し、これらは同じ列のも
の同志が対をなしている。そして、操作開始条件に一致
する入力信号があつたときに、この対の操作指令に基づ
く操作出力が出力されるようになつている。Ｇ欄および
Ｊ欄の記入は、例えば２値信号の「１］を「Ｙ」（Ｙｅ
ｓ）と記入し、「０」を「Ｘ］（ＮＯ）と記入し、「無
視」（ＤＯｎ′ＴＣａｒｅ）を空欄またはＺ印で記入す
る。このような記人はリレー・ロジツク式シーケンス制
御装置、ピンボード式シーケンス制御装置、または計算
機のいずれに慣れた者、あるいはどれにも慣れていない
者でさえも容易に行うことができる。１枚の記入用紙に
は操作開始信号と操作信号はともに３２個まで記人でき
る。

信号の数がそれ以上になつた場合は、それぞれ別な用紙
に記入することができる。操作開始信号を別な用紙に記
入したときは、その用紙のテーブル番号をＣ欄に記入し
、操作信号だけまたは操作開始信号と操作信号をともに
別な用紙に記入したときは、その用紙のテーブル番号を
Ｍ欄に記入する。これらは別々なシーケンス・テーブル
を計算機において一体化して使用できるようにするため
の配慮である。また操作開始条件と操作指令の対が３２
対以上になつたときは、別な用紙を使い、そのテーブル
番号をＣ欄に記入するようになつている。ステツプ番号
欄Ｄにはシーケンス・ステツプの識別番号が記入され、
ステツプ指定欄Ｋ，Ｌには次のシーケンス・ステツプを
指定する識別番号が記入される。これらを利用すれば、
同一ステツプ中に複数通りの操作開始条件や操作指令の
対を定め、入力信号に応じて次のステツプを複数通りに
分岐させることができる。ステツプ指定欄Ｋ，Ｌのうち
Ｋは入力信号が操作開始条件に一致したとき（ＴＨＥＮ
）の遷移先を示し、Ｌは不一致のとき（ＥＬＳＥ）の遷
移先を示す。シーケンスが単純な場合はこれらの欄は必
ずしも使用しなくてもよい〜 このように記入されたシーケンス記入用紙はコンパイリ
ングされて計算機に与えられ、それによつて主記憶装置
の中には、シーケンス記入用紙の内容と同一な第２図の
ようなシーケンス・テーブル１１１が形成される。

計算機はこのシーケンス・テーブル１１１を用いて、入
力信号を操作開始条件と照合し、その結果に応じた操作
指令で指定された出力を発生しながらシーケンス制御を
遂行する。シーケンス・テーブルは計算機のソフトウエ
アの分野でよく用いられるデイシジヨン・テーブルとよ
く似た構造をもつているので、比較的簡単なプログラム
で取扱うことができる。このようなシーケンス制御装置
は次のような特徴をもつ。

（１）シーケンス制御内容の記述はテーブル方式である
から、どの方式のシーケンス制御装置の専門家、あるい
は非専門家にとつても理解と記述が容易である。

またシーケンス・テーブルはそのままシーケンス制御の
仕様書として使用できる。したがつて逆にいえばシーケ
ンス制御の仕様書を書けば、それでシーケンス制御装置
の設計が事実上完了したことになる。（２）シーケンス
制御内容は思考の順に記述してよい（３）シーケンス制
御の規模の拡張が容易であり、工程の追加、削除、変更
等も簡単にできるので融通性に富む。

さて、このようなシーケンス制御装置におけるプログラ
ムのデバツギングについて説明すれば次のとおりである
。

デバツギングは２台の同種のシーケンス制御装置を用い
て行うのが好都合である。そのときの構成を第４図に示
す。第１図と同様の部分には同一の記号を付す。２つの
シーケンス制御装置１，１′がデータ伝送線５を通じて
オペレータ操作装置２に接続される。

このような接続は計算機制御装置の稼動状態における通
常の接続と同じである。したがつてユーザーに納入され
た状態でもシーケンス制御プログラムのデバツギングが
行える。シーケンス制御プログラムは設計段階で製作さ
れたものがそのままで満足できる場合は少なく、実際に
プロセスを制御してみた結果に基づいて修正されること
が多いので、ユーザーに納入された状態でもデバツギン
グが行えるのは大きな利点である。勿論このような接続
はメーカーの調整所で行つてもよい。シーケンス制御装
置１，１′において、ＦＣＡはデータ通信アダプタ、１
１１，１１１′はシーケンス・テーブル、ＳＴＩはステ
ータス入力回路、ＳＴＯはステータス出力回路である。

ステータス入力回路ＳＴには外部から与えられた接点信
号がセツトされ、これが計算機によつて読取られシーケ
ンス・テーブル１１１，１１１′の操作開始条件と照合
される。ステータス出力回路ＳＴＯにはシーケンス・テ
ーブル１１１，１１Ｖから出力された操作信号がセツト
され、外部に出力される。シーケンス制薗装置１とｖは
それぞれステータス出力回路ＳＴＯの出力信号が互いに
相手のステータス入力回路ＳＴＩに与えられるように接
続される。ぃまシーケンス制御装置１にデバツギングす
べきプログラムがあり、シーケンス制御装置Ｖにシミユ
レーシヨン・プログラムがあるとする。ユーザーに納入
された状態でデバツギングを行うときは、シミユレーシ
ヨン・プログラムが入れられるシーケンス制御装置１′
はステータス入出力回路ＳＴ，ＳＴＯの信号端子数が不
足する場合がある。その場合はデータ伝送線５につなが
る同種の他のシーケンス制御装置をも利用する。シミュ
レーシヨン・プログラムは、シーケンス制御装置１から
操作信号が与えられたときそれに応じて実際のプロセス
が発生するのと同等な接点信号（アンサ一）を生じるも
のであればよい点に着眼して、本発明ではシミユレーシ
ヨン・プログラムにシーケンス・プログラムを用いた。

さらに、本発明では、シーケンス・プログラムとしてデ
イシジヨン・テーブル形のシーケンス・テーブルを用い
た。これによつて、シーケンス制御装置１の種々の操作
信号とそれらに応じてプロセスが生じる筈のアンサ一と
の対をシーケンス・テーブルに書き込めば、ダイナミツ
ク・デバツギング用のシミユレーシヨン・プログラムが
でき上がる。その際シーケンス制御装置１の操作信号を
シーケンス制御装置１′では操作開始条件信号とし、シ
ーケンス制御装置１の操作開始条件信号をシーケンス制
御装置１′から操作信号として出力する。このようにす
ることにより、シーケンス制御装置１においてはその操
作出力信号がシーケンス制御装置Ｖを経由して条件入力
信号として返えされることになる。

操作出力信号と条件入力信号の対応はシーケンス制御装
置１′のシーケンス・テーブル１１１！によつて規定さ
れるので、信号のマーシヤリングはシーケンス・テーブ
ル１１１′上でなされ、実際に信号線を編集することは
必要でない。またプロセスの種々の入出力機器もシーケ
ンス制御装置Ｖ内の内部スイツチ、内部プリセツト・カ
ウンタ、内部タイマ、およびステータス出力回路ＳＴＯ
の信号保持機能等を利用することにより、容易に模擬す
ることができる。またシーケンス制御装置１の入出力信
号は実際にステータス入出力回路ＳＴＩ，ＳＴＯを通る
ので、それらを含めたデバツギングが行える。デバツギ
ングを行うには、シーケンス制御装置１の操作出力に対
してアンサ一を自動的に返えし、シーケンス制御プログ
ラムを連続的に走らせる場合（即時処理）と、逐一オペ
レータの指示に従つてアンサ一を返えしシーケンス制御
プログラムを１ステツプずつ進める場合（ステツプ処理
）と２通りある。

即時処理はシーケンス制御プログラムの全体的流れを確
認するのに適し、ステツプ処理はプログラムの１ステツ
プ毎の細かな作用を確認するのに適する。このため両処
理はデバツギングの目的に応じて使いわけられる。ステ
ツプ処理はまたわざとアンサ一を止めておいて、シーケ
ンス制御プログラムの異常チエツク機能が働くかどうか
を調べるのにも使われる。シーケンス・テーブル１１Ｖ
に書かれるシミユレーシヨン・プログラムは、内部スイ
ツチを利用することにより、即時処理でもステツプ処理
でも随意に切換えるようにすることができる。

すなわち、内部スイツチの１つの接点をモード指定接点
、もう１つの接点をステップ接点として、どちらもオペ
レータが操作できるようにしておき、モード指定接点が
［０」のとき即時モード、「１」のときステツプモード
とし、ステツプ接点が「Ｏ」のときアンサ一禁止、「１
」のときアンサ一出力とする。そして、シーケンス・テ
ーブル上即時モードで出力する各アンサ一には、モード
指定接点「０」を含む条件入力信号を組合わせ、ステツ
プモードで出力する各アンサ一にはステツプ接点を「旧
にする操作信号を含ませるとともに、モード指定接点「
１」、ステツプ接点「１」を含む条件入力信号を組合わ
せる。このようにすると、オペレータがモード指定接点
を「０」にしたときはシーケンス・テーブル１１１′か
ら即時モード用のアンサ一が次々に出力され、モード指
定接点を「１」にしたときは、オペレータがステツプ接
点を［１」にするたびにステツプモード用のアンサ一が
出力される。シーケンス制御装置１，Ｖに対するシーケ
ンス制御プログラムおよびシミユレーシヨン・プログラ
ムのロードとセーブはオペレータ操作装置２のロード／
セーブ装置２４によりデータ伝送線５を通じて行なわれ
る。

そしてシーケンス制御プログラムのデバツギングは、オ
ペレータ操作装置２からの指令に従つて実行される。シ
ーケンスの進行状況はカラーＣＲＴ２ｌに映し出され、
オペレータによる状況把握を容易にしている。制御回路
ＤＦＣはプログラムのロード／セーブ、ＣＲＴ表示デー
タの通信制御等を行う。カラーＣＲＴ２ｌに映し出され
る画面の一例゛を第５図に示す。

第５図は制御対象のプロセスの概要を示すものであつて
、シーケンス制御プログラムに応動するシミユレーシヨ
ン・プログラムのアンサ一に従つて、バルブの開閉やモ
ータのオンオフ、物質の移動などを各映像の色変化で表
示する。オペレータは予めわかつている正規のシーケン
スと画面に現われたシーケンスとを比較し、シーケンス
制御プログラムの良否を判断する。良否の判断は直感的
に即座に行える。このような本発明の効果をまとめれば
次のとおりである。

（１）グラフイツク・デイスプレイを利用することによ
り、シーケンス制御プログラムのダイナミツク・デバツ
ギングが行える。

（２）シーケンス・テーブルを巧みに利用しているので
、ダイナミツク・デバツギング用のシミユレーシヨン・
プログラムの作成がきわめて容易である。

（３）入出力回路に実際に信号を流すので、入出力回路
をも含めたデバツギングが行える。

（４）その際信号のマーシャリングはシミユレーシヨン
・プログラムのシーケンス・テーブル上でなされるので
、きわめて容易に行える。

（５）したがつてデバツギングに要する労力、時間、人
員等を大幅に削減することができる。

（６）デバツギングはメーカーの調整所、ユーザーの稼
動現場のどちらにおいても容易に行える。

なお、以上の説明においては、同種の２台のシーケンス
制御装置を用いてデバツギングを行う場合について述べ
たが、シミユレーシヨン側が計算機を内蔵しシーケンス
・テーブルを処理できるものでさえあれば、デバツギン
グされる側のシーケンス制御装置の形式は問わない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用されるプロセス制御装置の概念図
、第２図は第１図の装置をシーケンス制御機能に着目し
て書直した概念図、第３図はシーケンス・テーブルの構
成図、第４図はデバツギング時の接続図、第５図はＣＲ
Ｔ画面の一例である。 １・・・・・・計算機制御装置、２・・・・・・オペレ
ータ操作装置、２１・・・・・・カラーＣＲＴ、２２，
２３・・・・・・キーボード、２４・・・・・・ロード
／セーブ装置、３・・・・・・プロセス １００・・・
・・・シーケンス制御装置、１１１・・・・・・シーケ
ンス・テーブル、ＳＴＩ・・・・・・ステータス入力回
路、ＳＴＯ・・・・・・ステータス出力回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ デバッギングされるシーケンス制御プログラムを実
   行する機器、この機器の出力回路から出力される操作出
   力信号を入力としそれに対応したアンサー信号を前記機
   器の入力回路に返すシミュレーション装置であつて、機
   器の操作出力信号とそれに対するアンサーとの対がシー
   ケンスの各ステップごとに登録されたデシジヨン・テー
   ブル形のシーケンス・テーブルをシミュレーション・プ
   ログラムとして記憶している計算機を含むシミュレーシ
   ョン装置、および、このシミュレーション装置のアンサ
   ーに基づきシーケンス制御対象のプロセスの状態を模擬
   して表示するグラフィック表示装置を具備したシーケン
   ス制御プログラムのデバッギング装置。