WO2022138442A1 - ラダープログラム解析装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、オペレータが手作業せずに、簡便にラダープログラムの実行パスを測定することを目的とする。　本発明は、ラダープログラム回路の各パスを解析するパス解析部と、解析した各パスの接点の組み合わせを取得する接点組み合わせ取得部と、組み合わせ毎の条件値の演算結果に基づいてパスを出力するパス出力部とを備える、解析装置である。

Description

ラダープログラム解析装置

　本発明は、ラダープログラム解析装置に関する。

　ソフトウェア開発では、信頼性向上及び機能安全等の認証におけるテスト実施証明のため、カバレッジを記録することが求められている。なお、「カバレッジ」とは、コード網羅率とも呼ばれる、ソフトウェアテストで用いられる尺度の１つであり、プログラムのソースコードがテストされた割合を意味する。

　カバレッジの向上を目的として、プログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ：Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｌｏｇｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を動作させるＰＬＣプログラムを、汎用プログラミング言語で記述された汎用言語プログラムに変換する変換部と、汎用言語プログラムに対する試験を行う技術が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２０１８－１３３０３４号公報

　ＰＬＣで使用されるラダー言語では、１つのコイル出力に対する入力回路が分岐又は合流しており、複数あるルートの中で、どのルートが検証済みかを記録するには、別ファイルでの管理が必要であり、カバレッジの記録が大変であった。

　また、コイルがＯＮする条件が１スキャンだけしか成立しない場合などにおいては、目視では確認できず、トレースなどの別機能でログを取りながらカバレッジを記録する必要があった。

　簡便なカバレッジの記録のため、オペレータが手作業せずに、ラダープログラムの実行パスを測定することのできる技術が求められている。

　本開示の一態様は、ラダープログラム回路の各パスを解析するパス解析部と、解析した各パスの接点の組み合わせを取得する接点組み合わせ取得部と、前記組み合わせ毎の条件値の演算結果に基づいてパスを出力するパス出力部とを備える、解析装置である。

　一態様によれば、オペレータが手作業せずに、ラダープログラムの実行パスを測定することができる。

一態様に係る解析装置の機能について説明する機能ブロック図である。 一態様に係る解析装置の動作を示すフローチャートである。 一態様に係る解析装置が解析対象とするラダープログラムのうち、論理演算する範囲の例を示す図である。 図３に示す範囲に含まれる各パスにおける接点の組み合わせの例を示す表である。 図４に示す各パスに対する論理演算の結果の例を示す表である。 図５に示された論理演算の結果をラダープログラムにおいて示す図の例である。 図３に示す各パス毎の第１の論理演算の結果の例を示す表である。 図３に示す各パス毎の第２の論理演算の結果の例を示す表である。 図７に示す第１の論理演算の結果と図８に示す第２の論理演算の結果との差分を示す表である。 図９に示される差分をラダープログラムにおいて示す図の例である。 一態様に係る解析装置の機能について説明する機能ブロック図である。 一態様に係る解析装置の動作を示すフローチャートである。 一態様に係る演算の実行履歴を示す表である。 一態様に係る解析装置の機能について説明する機能ブロック図である。 一態様に係る解析装置の動作を示すフローチャートである。 ラダープログラムを構成する各パスにダミーの出力コイルを設置した例である。 図１６に示す各パス毎の出力結果の例を示す表である。 図１７に示される出力結果をラダープログラムにおいて示す図の例である。

〔１　第１実施形態〕
　以下、本発明の第１実施形態について図１～図１０を参照することにより説明する。図１は、本実施形態に係る解析装置１の機能について説明する機能ブロック図である。図２は、解析装置１の動作を示すフローチャートである。図３は、解析装置１が解析対象とするラダープログラムのうち、論理演算する範囲の例を示す図である。図４は、図３に示す論理演算する範囲に含まれる各パスにおける接点の組み合わせの例を示す表である。図５は、図４に示す各パスに対する論理演算の結果の例を示す表である。図６は、図５に示された論理演算の結果をラダープログラムにおいて示す図の例である。図７は、図３に示す各パス毎の第１の論理演算の結果の例を示す表である。図８は、図３に示す各パス毎の第２の論理演算の結果の例を示す表である。図９は、図７に示す第１の論理演算の結果と図８に示す第２の論理演算の結果との差分を示す表である。図１０は、図９に示される差分をラダープログラムにおいて示す図の例である。

〔１．１　第１実施形態の構成〕
　図１に示すように、本実施形態に係る解析装置１は、制御部１１と、記憶部１２と、表示装置１３とを備える。

　制御部１１は、解析装置１の全体を制御する部分であり、各種プログラムを、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ又はハードディスク（ＨＤＤ）等の記憶領域から適宜読み出して実行することにより、本実施形態における各種機能を実現している。制御部１１は、ＣＰＵであってよい。制御部１１は、プログラム取得部１１１、範囲設定部１１２、開始・終了条件設定部１１３、パス解析部１１４、リスト生成部１１５、論理演算部１１６、パス出力部１１７を備える。制御部１１は、ラダープログラムの実行及び解析を行う。

　プログラム取得部１１１は、後述の記憶部１２から解析装置１の解析対象となるラダープログラムを取得する。

　範囲設定部１１２は、後述の論理演算部１１６による論理演算の対象となるパスの範囲を設定する。範囲設定部１１２により、ラダープログラムを構成する全ての回路ではなく、一部の回路に限定して、論理演算をすることが可能となる。

　開始・終了条件設定部１１３は、論理演算の開始条件及び終了条件を設定する。開始・終了条件設定部１１３は、例えば、ラダープログラム中の“Ｘ０．０”がＯＮになったことや、解析装置１において、ラダープログラムの解析の開始を指示する開始ボタンが押されたことを開始条件としてもよい。また、開始・終了条件設定部１１３は、例えば、ラダープログラム中の“Ｘ０．０”がＯＦＦになったことや、解析装置１において、ラダープログラムの解析の終了を指示する終了ボタンが押されたことを終了条件としてもよい。

　パス解析部１１４は、ラダープログラム回路の各パスを解析する。より詳細には、パス解析部１１４は、ラダープログラム回路に含まれる全てのパスを洗い出す（顕在化させる）。

　リスト生成部１１５は、パス解析部１１４によって解析されたパスをリスト化する。

　論理演算部１１６は、リスト生成部１１５によって生成されたリストの項目それぞれに含まれる接点の組み合わせ各々の条件値を用いて論理演算する。なお、以降では、リスト生成部１１５と論理演算部１１６とを「接点組み合わせ取得部」と総称することがある。

　パス出力部１１７は、論理演算部１１６による演算結果に基づいてパスを出力する。例えば、パス出力部１１７は、論理演算部１１６による演算結果が真であったパスのみを出力してもよい。あるいは、パス出力部１１７は、論理演算部１１６による演算結果が偽であったパスのみを出力してもよい。また、これらの出力先は、後述の記憶部１２でもよく、表示装置１３であってもよい。

　パス出力部１１７は、差分比較部１１８と比較結果出力部１１９とを備える。
　差分比較部１１８は、論理演算部１１６によって、所定のパスが複数回論理演算された場合、これら複数回の演算結果を比較する。
　比較結果出力部１１９は、差分比較部１１８による比較結果を、比較結果に含まれる各々の演算結果が対応するパスと共に出力する。

　記憶部１２は、プログラム取得部１１１によって取得されるラダープログラムや、パス出力部１１７によって出力されるパスや、パス出力部１１７に含まれる比較結果出力部１１９によって出力される比較結果等を記憶する記憶装置である。

　表示装置１３は、プログラム取得部１１１によって取得されるラダープログラムや、パス出力部１１７によって出力されるパスや、パス出力部１１７に含まれる比較結果出力部１１９によって出力される比較結果等を表示する表示装置であり、例えば液晶モニタによって実現される。

〔１．２　第１実施形態の動作〕
　以下、図２のフローチャートと、図３～図１０に例示される図を参照することにより、本実施形態に係る解析装置１の動作について説明する。

　ステップＳ１１において、プログラム取得部１１１は、記憶部１２からラダープログラムを取得する。

　ステップＳ１２において、範囲設定部１１２は、論理演算する範囲を設定する。図３は、論理演算する範囲を設定する例を示す。図３の例においては、“Ｒ１１１１．０”及び“Ｆ００８９．５”を含むパスと、“ＤＤＤＤ”を含むパスと、“Ｘ００１０．６”及び“ＥＥＥＥ”を含むパスを含む範囲が設定される。

　ステップＳ１３において、開始・終了条件設定部１１３が、論理演算の開始条件と終了条件とを設定する。

　ステップＳ１４において、パス解析部１１４が、論理演算する範囲に含まれるラダープログラムのパスを解析する。

　ステップＳ１５において、リスト生成部１１５が、解析した各パスをリスト化する。図４は、リスト生成部１１５が生成したリストの例である。

　ステップＳ１６において開始条件が成立した場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）には、処理はステップＳ１７に進行する。開始条件が成立していない場合（Ｓ１６：ＮＯ）には、処理はステップＳ１６に戻る。

　ステップＳ１７において、論理演算部１１６が、リストの各項目に含まれる接点の組み合わせに対応する条件値を論理演算する。図５は、論理演算の結果の例を示す。

　ステップＳ１８において、パス出力部１１７は、演算結果が真となったパスを出力する。ここでは例として、パス出力部１１７は、演算結果が真となったパスを表示装置１３に出力するものとするがこれには限定されない。パス出力部１１７は、演算結果が真となったパスの代わりに、演算結果が偽となったパスを出力してもよい。なお、出力先は、表示装置１３ではなく、記憶部１２であってもよい。

　ステップＳ１９において、終了条件が成立した場合（Ｓ１９：ＹＥＳ）には、処理はステップＳ２０に進行する。終了条件が成立していない場合（Ｓ１９：ＮＯ）には、処理はステップＳ１７に戻る。

　ステップＳ２０において、表示装置１３は、パス出力部１１７による出力内容を表示する。図６は、その表示例であり、図５で演算結果が真となったパスＮｏ．２のパスが強調表示される（図６では、そのパスが太線で示される。）。

　なお、解析装置１は、単に演算結果が真となったパスを出力するだけではなく、差分比較部１１８による比較結果を、比較結果に含まれる各々の演算結果が対応するパスと共に出力してもよい。以下、図７～図９を参照することにより、比較結果に含まれる演算結果を、当該比較結果が対応するパスと共に出力する例を示す。

　図７は、第１の演算結果の例を示す表である。図７の表においては、パスＮｏ．１の演算結果が“ＦＡＬＳＥ”、パスＮｏ．２の演算結果が“ＴＲＵＥ”、パスＮｏ．３の演算結果が“ＦＡＬＳＥ”となっている。

　図８は、第２の演算結果の例を示す表である。図８の表においては、パスＮｏ．１の演算結果が“ＦＡＬＳＥ”、パスＮｏ．２の演算結果が“ＦＡＬＳＥ”、パスＮｏ．３の演算結果が“ＦＡＬＳＥ”となっている。図７の表と比較すると、パスＮｏ．２の演算結果が“ＴＲＵＥ”から“ＦＡＬＳＥ”に変化している。

　図９は、第１の演算結果と第２の演算結果との比較結果を示す表である。上記のように、パスＮｏ．２の演算結果が、第１の演算結果では“ＴＲＵＥ”となっており、第２の演算結果では“ＦＡＬＳＥ”となっている。図９では、演算結果が異なるパスＮｏ．２の列が太線で囲まれる。

　図１０は、比較結果出力部１１９によって比較結果が表示装置１３に出力された結果、表示装置１３が表示するラダープログラムの例を示す。図１０に示す例においては、パスＮｏ．２のパスが強調表示される（図１０では、そのパスが太線で示される。）。なお、表示装置１３は、図１０に示すラダープログラムの代わりに、図９の表を表示してもよい。

〔２　第２実施形態〕
　以下、本発明の第２実施形態について図１１～図１３を参照することにより説明する。図１１は、本実施形態に係る解析装置１Ａの機能について説明する機能ブロック図である。図１２は、解析装置１Ａの動作を示すフローチャートである。図１３は、演算の実行履歴を示す表である。なお、以下では説明の簡略化のため、主として、第２実施形態に係る解析装置１Ａが、第１実施形態に係る解析装置１と異なる構成要素や動作について記載し、同一の構成要素や動作については、省略することがある。

〔２．１　第２実施形態の構成〕
　図１１を参照すると、解析装置１Ａが備える制御部１１Ａは、解析装置１が備える制御部１１に比較して、実行履歴出力部１２０を更に備える点で異なる。なお、図１１では、説明の簡略化のため、解析装置１の制御部１１が備える範囲設定部１１２、開始・終了条件設定部１１３、差分比較部１１８、比較結果出力部１１９を記載していないが、これらのうち１以上を備える構成としてもよい。

　実行履歴出力部１２０は、論理演算を複数回実行した際、論理演算の結果に変化のあったパスを、パス毎の実行履歴と共に出力する。出力先は、記憶部１２であってもよく表示装置１３であってもよい。

〔２．２　第２実施形態の動作〕
　以下、図１２のフローチャートと、図１３に例示される表を参照することにより、本実施形態に係る解析装置１Ａの動作について説明する。

　ステップＳ３１において、プログラム取得部１１１は、記憶部１２からラダープログラムを取得する。

　ステップＳ３２において、パス解析部１１４が、ラダープログラムのパスを解析する。

　ステップＳ３３において、リスト生成部１１５が、解析した各パスをリスト化する。

　ステップＳ３４において論理演算を開始する場合（Ｓ３４：ＹＥＳ）には、処理はステップＳ３５に進行する。論理演算をまだ開始しない場合（Ｓ３４：ＮＯ）には、処理はステップＳ３４に戻る。

　ステップＳ３５において、論理演算部１１６が、リストの各項目に含まれる接点の組み合わせに対応する条件値を論理演算する。

　ステップＳ３６において、パス出力部１１７は、パスを演算結果と共に出力する。ここでは、パス出力部１１７が、パスを演算結果と共に、実行履歴出力部１２０に出力するものとする。

　ステップＳ３７において、論理演算を終了する場合（Ｓ３７：ＹＥＳ）には、処理はステップＳ３８に進行する。論理演算をまだ終了しない場合（Ｓ３７：ＮＯ）には、処理はステップＳ３５に戻る。

　ステップＳ３８において、実行履歴出力部１２０は、論理演算の結果に変化のあったパスを、パス毎の実行履歴と共に出力する。ここでは、実行履歴出力部１２０は、表示装置１３に出力するものとするが、これには限定されず、記憶部１２に出力してもよい。

　ステップＳ３９において、表示装置１３は、実行履歴出力部１２０から出力された内容を表示する。図１３はその表示例である。パスＮｏ．１のパスは、第１回目の論理演算時の演算結果が“ＴＲＵＥ”となっており、第２回目の論理演算時の演算結果が“ＦＡＬＳＥ”となっており、第３回目の論理演算時の演算結果が“ＦＡＬＳＥ”となっている。すなわち、パスＮｏ．１のパスは、演算結果が変化しているため、強調表示されている（図１３では、その列が太線で囲われる）。

〔３　第３実施形態〕
　以下、本発明の第３実施形態について図１４～図１８を参照することにより説明する。図１４は、本実施形態に係る解析装置１Ｂの機能について説明する機能ブロック図である。図１５は、解析装置１Ｂの動作を示すフローチャートである。図１６は、ラダープログラムを構成する各パスにダミーの出力コイルを設置した例である。図１７は、図３に示す各パス毎の出力結果の例を示す表である。図１８は、図１７に示される出力結果をラダープログラムにおいて示す図の例である。なお、以下では説明の簡略化のため、主として、第３実施形態に係る解析装置１Ｂが、第１実施形態に係る解析装置１と異なる構成要素や動作について記載し、同一の構成要素や動作については、省略することがある。

〔３．１　第３実施形態の構成〕
　図１４を参照すると、解析装置１Ｂが備える制御部１１Ｂは、解析装置１が備える制御部１１に比較して、論理演算部１１６を備えず、その代わりに、コイル・命令設置部１２１を備える。

　コイル・命令設置部１２１は、パス解析部１１４によって解析された各パス毎に、各パスへダミーの出力コイル又は命令を設置する。なお、本実施形態におけるコイル・命令設置部１２１は「接点組み合わせ取得部」の一部又は全部を構成する。

　パス出力部１１７Ａは、コイル・命令設置部１２１によって設置されたダミーの出力コイル又は命令からの出力結果に基づいてパスを出力する。

　開始・終了条件設定部１１３は、出力コイル又は命令の出力の開始条件及び終了条件を設定する。

　ラダープログラムを実行するラダープログラム実行部１２２は、コイル・命令設置部１２１によって設置された出力コイル又は命令を実行する。詳細には、ラダープログラム実行部１２２は、開始条件が成立した際に出力コイル又は命令の出力を開始し、終了条件が成立した際に出力コイル又は命令の出力を終了する。なお、ラダープログラム実行部は、第１実施形態の制御部１１及び第２実施形態の制御部１１Ａにも、機能構成として備えられている。

　範囲設定部１１２は、出力コイル又は命令の出力の対象となるパスの範囲を設定する。パス解析部１１４は、設定された範囲内の各パスを解析する。

　第３実施形態は、第２実施形態における実行履歴出力部１２０と同様に、出力コイル又は命令の出力を複数回実行した際、出力コイル又は命令の出力の結果に変化のあったパスを、パス毎の実行履歴と共に出力する実行履歴出力部（図示せず）を更に備えていてもよい。

〔３．２　第３実施形態の動作〕
　以下、図１５のフローチャートと、図１６～図１８の図を参照することにより、本実施形態に係る解析装置１Ｂの動作について説明する。

　ステップＳ５１において、プログラム取得部１１１は、記憶部１２からラダープログラムを取得する。

　ステップＳ５２において、パス解析部１１４が、ラダープログラムのパスを解析する。

　ステップＳ５３において、コイル・命令設置部１２１が、解析した各パスへ、ダミーの出力コイル又は命令を設置する。図１６は、出力コイルＤ１～Ｄ３の設置例である。

　ステップＳ５４において、ラダープログラム実行部１２２がラダープログラムの実行を開始する場合（Ｓ５４：ＹＥＳ）には、処理はステップＳ５５に進行する。ラダープログラム実行部１２２がラダープログラムの実行をまだ開始しない場合（Ｓ５４：ＮＯ）には、処理はステップＳ５４に戻る。

　ステップＳ５５において、パス出力部１１７Ａが、出力コイル又は命令からの出力結果を取得する。図１７は、出力結果の例を示す表である。

　ステップＳ５６において、パス出力部１１７Ａは、出力コイル又は命令からの出力結果が真となったパスを出力する。このステップＳ５６において、パス出力部１１７Ａは、出力結果が真となったパスの代わりに、出力結果が偽となったパスを出力してもよい。なお、パス出力部１１７Ａは、表示装置１３に対して出力するものとするが、これには限定されず、出力先は記憶部１２であってもよい。

　ステップＳ５７において、ラダープログラム実行部１２２がラダープログラムの実行を終了する場合（Ｓ５７：ＹＥＳ）には、処理はステップＳ５８に進行する。ラダープログラム実行部１２２がラダープログラムの実行をまだ終了しない場合（Ｓ５７：ＮＯ）には、処理はステップＳ５５に戻る。

　ステップＳ５８において、表示装置１３は、パス出力部１１７Ａから出力された内容を表示する。図１８は、その表示例であり、図１７で出力結果がＯＮとなったパスＮｏ．２のパスが強調表示される（図１８では、そのパスが太線で示される。）。

　〔４　効果〕
　本発明に係る解析装置は、ラダープログラム回路の各パスを解析するパス解析部１１４と、解析した各パスの接点の組み合わせを取得する接点組み合わせ取得部と、組み合わせ毎の条件値の演算結果に基づいてパスを出力するパス出力部１１７とを備える。

　これにより、オペレータが手作業をせずに、ラダープログラムの実行パスを測定することができる。

　また、本発明に係る解析装置は、論理演算を複数回実行した際、論理演算の結果に変化のあったパスを、パス毎の実行履歴と共に出力する実行履歴出力部１２０を備えることにより、トレースなどの機能を使わずに、ラダープログラムの実行履歴を確認することができる。

　１　解析装置
　１１　制御部
　１２　記憶部
　１３　表示装置
　１１１　プログラム取得部
　１１２　範囲設定部
　１１３　開始・終了条件設定部
　１１４　パス解析部
　１１５　リスト生成部
　１１６　論理演算部
　１１７，１１７Ａ　パス出力部
　１１８　差分比較部
　１１９　比較結果出力部
　１２０　実行履歴出力部
　１２１　コイル・命令設置部
　１２２　ラダープログラム実行部

Claims (12)

1. 　ラダープログラム回路の各パスを解析するパス解析部と、
   　解析した各パスの接点の組み合わせを取得する接点組み合わせ取得部と、
   　前記組み合わせ毎の条件値の演算結果に基づいてパスを出力するパス出力部とを備える、解析装置。
2. 　前記接点組み合わせ取得部は、取得された接点の組み合わせ毎の条件値について論理演算を行う論理演算部を備える、請求項１に記載の解析装置。
3. 　前記接点組み合わせ取得部は、取得された接点の組み合わせ毎に、各パスへ出力コイル又は命令を設置するコイル・命令設置部を備え、
   　前記パス出力部は、設置された出力コイル又は命令の出力に基づいて、パスを出力する、請求項１に記載の解析装置。
4. 　前記論理演算の開始条件及び終了条件を設定する開始・終了条件設定部を更に備え、
   　前記論理演算部は、前記開始条件が成立した際に前記論理演算を開始し、前記終了条件が成立した際に前記論理演算を終了する、請求項２に記載の解析装置。
5. 　前記論理演算の対象となるパスの範囲を設定する範囲設定部を更に備え、
   　前記パス解析部は、設定された範囲内の各パスを解析する、請求項２又は請求項４に記載の解析装置。
6. 　前記パス出力部は、
   　　前記論理演算を複数回実行した際、前記論理演算部による複数の演算結果を比較する差分比較部と、
   　前記差分比較部による比較結果を出力する比較結果出力部とを備える、請求項２、請求項４又は請求項５に記載の解析装置。
7. 　前記論理演算を複数回実行した際、前記論理演算の結果に変化のあったパスを、パス毎の実行履歴と共に出力する実行履歴出力部を更に備える、請求項２、請求項４、請求項５又は請求項６に記載の解析装置。
8. 　前記出力コイル又は命令の出力の開始条件及び終了条件を設定する開始・終了条件設定部と、
   　ラダープログラムを実行するラダープログラム実行部と、を更に備え、
   　前記ラダープログラム実行部は、前記開始条件が成立した際に前記出力コイル又は命令の出力を開始し、前記終了条件が成立した際に前記出力コイル又は命令の出力を終了する、請求項３に記載の解析装置。
9. 　前記出力コイル又は命令の出力の対象となるパスの範囲を設定する範囲設定部を更に備え、
   　前記パス解析部は、設定された範囲内の各パスを解析する、請求項３又は請求項８に記載の解析装置。
10. 　前記パス出力部は、
    　前記出力コイル又は命令の出力を複数回実行した際、前記出力コイル又は命令の出力結果を比較する差分比較部と、
    　前記差分比較部による比較結果を出力する比較結果出力部とを備える、請求項３、請求項８又は請求項９に記載の解析装置。
11. 　前記出力コイル又は命令の出力を複数回実行した際、前記出力コイル又は命令の出力の結果に変化のあったパスを、パス毎の実行履歴と共に出力する実行履歴出力部を更に備える、請求項３、請求項８、請求項９又は請求項１０に記載の解析装置。
12. 　前記パス出力部による出力結果を表示する表示装置を更に備える、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の解析装置。

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