JP7589645B2 - CONTROL SYSTEM, SYSTEM PROGRAM, AND DEBUG METHOD - Google Patents
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Description
本発明は、制御システム、システムプログラムおよびデバッグ方法に関する。 The present invention relates to a control system, a system program, and a debugging method.
ＦＡ（Factory Automation）分野においては、各種設備や各種機械を制御するための制御装置として、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）が多く使用されている。 In the field of factory automation (FA), programmable logic controllers (PLCs) are widely used as control devices for controlling various types of equipment and machinery.
通常、ＰＬＣで実行されるユーザプログラム（制御ロジックを記述したプログラム）は、開発支援装置において開発される。そして、開発支援装置からＰＬＣに対してユーザプログラムが送信される。さらに、開発支援装置を操作して、ＰＬＣで実行されるユーザプログラムに対してデバッグなどが可能になっている。 Typically, user programs (programs that describe control logic) that are executed by PLCs are developed on a development support device. The development support device then transmits the user programs to the PLC. Furthermore, the development support device can be used to debug user programs executed by the PLC.
また、ＰＬＣで実行されるユーザプログラムは、国際電気標準会議（ＩＥＣ：International Electrotechnical Commission）が定めるＩＥＣ６１１３１－３で規定されるいずれかの言語で記述されることが一般的である。ＩＥＣ６１１３１－３においては、ＰＯＵ（プログラム構成ユニット）として、メインプログラム、ファンクションブロック、ファンクションが規定されている。また、ＩＥＣ６１１３１－３においては、ＰＯＵで利用できる変数についても規定されている。 Furthermore, user programs executed by PLCs are generally written in one of the languages specified in IEC 61131-3, established by the International Electrotechnical Commission (IEC). IEC 61131-3 specifies main programs, function blocks, and functions as POUs (program unit). IEC 61131-3 also specifies variables that can be used in POUs.
ファンクションブロックに関して、特開２００９－１０４２２７号公報（特許文献１）は、呼び出し階層上位のプログラム部分だけ、或いは中間のファンクションブロックだけを抽出して任意の単位で部品化でき、再利用の利便性を向上させる方法などを開示する。 Regarding function blocks, Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 2009-104227 (Patent Document 1) discloses a method for extracting only the program parts at the top of the calling hierarchy, or only the intermediate function blocks, and modularizing them in any unit, thereby improving the convenience of reuse.
上述したようなファンクションブロックを含むユーザプログラムのデバッグをより効率的に行うための方法が要望されている。 There is a demand for a more efficient method of debugging user programs that include function blocks such as those described above.
本発明は、ファンクションブロックを含むユーザプログラムをより効率的にデバッグするための手段を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a means for more efficiently debugging user programs that include function blocks.
ある実施の形態に係る制御システムは、ファンクションブロックを含むユーザプログラムを実行する演算処理部と、ユーザプログラムが参照するデータを保持するデータ保持部と、ユーザ操作に応じて、演算処理部が実行するユーザプログラムが参照するデータの値を変更するための指示を発行する指示発行部と、ファンクションブロックに関連付けられた入出力変数の値の変更が指示されると、当該ファンクションブロックの過去の実行状態を参照することで、入出力変数に対応付けられたデータ保持部のアドレスを特定するアドレス特定部と、データ保持部の特定されたアドレスに保持されている値を指示された値に変更する変更部とを含む。 A control system according to one embodiment includes a computation processing unit that executes a user program including a function block, a data holding unit that holds data referenced by the user program, an instruction issuing unit that issues an instruction to change the value of the data referenced by the user program executed by the computation processing unit in response to a user operation, an address specifying unit that, when an instruction to change the value of an input/output variable associated with a function block is received, specifies the address of the data holding unit associated with the input/output variable by referring to a past execution state of the function block, and a modification unit that changes the value stored in the specified address of the data holding unit to the specified value.
この構成によれば、ファンクションブロックの過去の実行状態を参照することで、入出力変数に対応付けられたデータ保持部のアドレスを特定するので、入出力変数に実値が格納されていなくても、入出力変数が示す値を変更できる。入出力変数を任意の値に変更する手段を提供することで、ファンクションブロックを含むユーザプログラムをより効率的にデバッグできる。 According to this configuration, the address of the data storage unit associated with the input/output variable is identified by referencing the past execution state of the function block, so the value indicated by the input/output variable can be changed even if an actual value is not stored in the input/output variable. By providing a means to change the input/output variable to an arbitrary value, user programs that include function blocks can be debugged more efficiently.
アドレス特定部は、ファンクションブロックの前回実行時の情報を収集することで、アドレスを特定するようにしてもよい。この構成によれば、ファンクションブロックの実行において実際に利用されたアドレスを特定できる。 The address identification unit may identify the address by collecting information from the previous execution of the function block. With this configuration, it is possible to identify the address that was actually used in the execution of the function block.
アドレス特定部は、ユーザプログラムが実行完了している状態において、アドレスを特定するようにしてもよい。この構成によれば、ユーザプログラムが実行中においては、入出力変数が変更される可能性があるので、ユーザプログラムが実行完了している状態を維持することで、確実に入出力変数を変更できる。 The address identification unit may identify the address when the user program has completed execution. With this configuration, since there is a possibility that the input/output variables may be changed while the user program is running, by maintaining the user program in a state where it has completed execution, the input/output variables can be reliably changed.
制御システムは、プログラマブルロジックコントローラと、開発支援装置とを含み、アドレス特定部は、プログラマブルロジックコントローラに実装されてもよい。この構成によれば、ユーザプログラムの実行状態を容易に取得できるので、入出力変数に対応付けられたデータ保持部のアドレスを容易に特定できる。 The control system may include a programmable logic controller and a development support device, and the address identification unit may be implemented in the programmable logic controller. With this configuration, the execution state of the user program can be easily acquired, and the address of the data storage unit associated with the input/output variable can be easily identified.
制御システムは、プログラマブルロジックコントローラと、開発支援装置とを含み、アドレス特定部は、開発支援装置に実装されてもよい。この構成によれば、開発支援装置が入出力変数に対応付けられたデータ保持部のアドレスを特定するので、プログラマブルロジックコントローラの負荷の上昇を抑制できる。 The control system may include a programmable logic controller and a development support device, and the address specification unit may be implemented in the development support device. With this configuration, the development support device specifies the address of the data storage unit associated with the input/output variable, thereby suppressing an increase in the load on the programmable logic controller.
別の実施の形態によれば、ファンクションブロックを含むユーザプログラムを実行する実行環境を提供するシステムプログラムが提供される。システムプログラムは、コンピュータに、ユーザプログラムが参照するデータの値を変更するための指示を受け付けるステップと、ファンクションブロックに関連付けられた入出力変数の値の変更が指示されると、当該ファンクションブロックの過去の実行状態を参照することで、入出力変数に対応付けられたアドレスを特定するステップと、特定されたアドレスに保持されている値を指示された値に変更するステップとを実行させる。 According to another embodiment, a system program is provided that provides an execution environment for executing a user program that includes a function block. The system program causes a computer to execute the steps of: receiving an instruction to change the value of data referenced by the user program; when an instruction to change the value of an input/output variable associated with a function block is received, identifying an address associated with the input/output variable by referring to the past execution state of the function block; and changing the value held at the identified address to the instructed value.
さらに別の実施の形態によれば、ファンクションブロックを含むユーザプログラムをデバッグするデバッグ方法が提供される。デバッグ方法は、ユーザプログラムが参照するデータの値を変更するための指示を受け付けるステップと、ファンクションブロックに関連付けられた入出力変数の値の変更が指示されると、当該ファンクションブロックの過去の実行状態を参照することで、入出力変数に対応付けられたアドレスを特定するステップと、特定されたアドレスに保持されている値を指示された値に変更するステップとを含む。 According to yet another embodiment, a debugging method for debugging a user program including a function block is provided. The debugging method includes a step of receiving an instruction to change the value of data referenced by the user program, and when an instruction to change the value of an input/output variable associated with a function block is received, a step of identifying an address associated with the input/output variable by referring to a past execution state of the function block, and a step of changing the value held at the identified address to the instructed value.
本発明によれば、ファンクションブロックを含むユーザプログラムをより効率的にデバッグできるようになる。 The present invention makes it possible to more efficiently debug user programs that include function blocks.
本技術の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。 The embodiment of the present technology will be described in detail with reference to the drawings. Note that the same or equivalent parts in the drawings will be given the same reference numerals and their description will not be repeated.
＜Ａ．適用例＞
まず、本発明が適用される場面の一例について説明する。図１は、本実施の形態に係る制御システム１の概要を示す模式図である。図１を参照して、制御システム１は、ファンクションブロック１５０を含むユーザプログラム１１４を実行する演算処理部５０を有している。演算処理部５０は、典型的には、ＰＬＣのプロセッサ１０２によって実現されてもよい。制御システム１は、演算処理部５０に関連付けて、ユーザプログラム１１４が参照するデータを保持するデータ保持部１４０を有している。データ保持部１４０は、典型的には、ＰＬＣのメインメモリ１０４によって実現されてもよい。
<A. Application Examples>
First, an example of a situation in which the present invention is applied will be described. Fig. 1 is a schematic diagram showing an overview of a
指示発行部２６０は、ユーザ操作に応じて、演算処理部５０が実行するユーザプログラム１１４が参照するデータの値を変更するための指示を発行する。典型的には、指示発行部２６０は、ＰＬＣに接続される開発支援装置に実装されてもよい。
The instruction issuing
アドレス特定モジュール１７０は、ファンクションブロック１５０に関連付けられた入出力変数１５６の値の変更が指示されると、ファンクションブロック１５０の過去の実行状態を参照することで、入出力変数１５６に対応付けられたデータ保持部１４０のアドレスを特定する。変更モジュール１８０は、データ保持部１４０の特定されたアドレスに保持されている値を指示された値に変更する。
When the
このような構成を採用することで、ファンクションブロック１５０に関連付けられた入出力変数の値を任意に変更することで、ファンクションブロック１５０およびファンクションブロック１５０を含むユーザプログラム１１４の挙動を異ならせて、必要なデバッグを容易に行うことができる。
By adopting such a configuration, the values of the input/output variables associated with the
＜Ｂ．制御システム構成＞
次に、本実施の形態に係る開発支援装置を含む制御システム１の構成について説明する。
<B. Control System Configuration>
Next, a configuration of a
（ｂ１：全体構成）
図２は、本実施の形態に係る制御システム１のシステム構成を概略する模式図である。図２を参照して、制御システム１は、ＰＬＣ１００と、ＰＬＣ１００に接続される開発支援装置２００とを含む。
(b1: Overall configuration)
2 is a schematic diagram illustrating a system configuration of a
ＰＬＣ１００は、ユーザプログラムを実行することで、フィールドネットワーク１０に接続されたデバイスからデータの収集、収集したデータを利用した制御演算の実行、制御演算の実行結果の一部または全部のフィールドネットワーク１０に接続されたデバイスへの出力、などの制御演算を実行する。
By executing a user program, the PLC 100 performs control operations such as collecting data from devices connected to the
図２に示す例では、ＰＬＣ１００は、フィールドネットワーク１０を介して、リモートＩ／Ｏデバイス１２、ロボットコントローラ２０およびモータドライバ３０と接続されている。
In the example shown in FIG. 2, the
フィールドネットワーク１０には、産業用ネットワーク用のプロトコルである、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）やＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰなどを用いることができる。
The
リモートＩ／Ｏデバイス１２は、センサやアクチュエータなどのフィールドデバイス１４が接続されており、センサなどにより計測されたデータをＰＬＣ１００へ送信し、ＰＬＣ１００から受信したデータをアクチュエータなどを介して出力する。ロボットコントローラ２０は、ロボット２２を制御する。モータドライバ３０は、モータ３２を制御する。
The remote I/
ＰＬＣ１００は、上位ネットワーク１６を介して、ＨＭＩ３００およびサーバ装置４００に接続されてもよい。上位ネットワーク１６には、産業用ネットワーク用のプロトコルであるやＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰなどを用いることができる。
The
（ｂ２：ＰＬＣ１００）
図３は、本実施の形態に係る制御システム１を構成するＰＬＣ１００のハードウェア構成例を示す模式図である。図３を参照して、ＰＬＣ１００は、プロセッサ１０２と、メインメモリ１０４と、ストレージ１１０と、メモリカードインターフェイス１２０と、上位ネットワークコントローラ１０６と、フィールドネットワークコントローラ１０８と、ローカルバスコントローラ１１６と、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）インターフェイスを提供するＵＳＢコントローラ１２４とを含む。これらのコンポーネントは、プロセッサバス１１８を介して接続されている。
(b2:PLC100)
3 is a schematic diagram showing an example of a hardware configuration of the
プロセッサ１０２は、ユーザプログラムを実行する演算処理部に相当し、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などで構成される。具体的には、プロセッサ１０２は、ストレージ１１０に格納されたシステムプログラム１１２およびユーザプログラム１１４を読み出して、メインメモリ１０４に展開して実行することで、制御対象に対する制御演算を実現する。
The
メインメモリ１０４は、ユーザプログラム１１４が参照するデータ保持部１４０に相当し、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）などの揮発性記憶装置などで構成される。
The
ストレージ１１０は、例えば、ＳＳＤ（Solid State Drive）やＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの不揮発性記憶装置などで構成される。ストレージ１１０には、基本的な機能を実現するためのシステムプログラム１１２、および、制御対象に応じて作成されたユーザプログラム１１４などが格納される。
システムプログラム１１２は、ユーザプログラム１１４を実行する実行環境を提供するための命令を含む。
The
ユーザプログラム１１４は、制御演算を実現するための命令が記述されたものであり、典型的には、シーケンス命令およびモーション命令を含み得る。ユーザプログラム１１４は、ＩＥＣ６１１３１－３で規定されるいずれかの言語で記述されてもよい。但し、ユーザプログラム１１４は、ＩＥＣ６１１３１－３で規定される言語以外のメーカ独自言語で記述されるプログラムを含んでいてもよい。
The
メモリカードインターフェイス１２０は、着脱可能な記憶媒体の一例であるメモリカード１２２を受け付ける。メモリカードインターフェイス１２０は、メモリカード１２２に対して任意のデータの読み書きが可能になっている。
The
上位ネットワークコントローラ１０６は、上位ネットワーク１６を介して、任意の情報処理装置（図２に示されるＨＭＩ３００およびサーバ装置４００など）との間でデータをやり取りする。
The
フィールドネットワークコントローラ１０８は、フィールドネットワーク１０を介して、それぞれのデバイスとの間でデータをやり取りする。
The
ローカルバスコントローラ１１６は、ローカルバス１２６を介して、ＰＬＣ１００に含まれる任意の機能ユニット１３０との間でデータをやり取りする。機能ユニット１３０は、例えば、アナログ信号の入力および／または出力を担当するアナログＩ／Ｏユニット、デジタル信号の入力および／または出力を担当するデジタルＩ／Ｏユニット、エンコーダなどからのパルスを受け付けるカウンタユニットなどからなる。
The
ＵＳＢコントローラ１２４は、ＵＳＢ接続を介して、任意の情報処理装置（開発支援装置２００など）との間でデータをやり取りする。
The
（ｂ２：開発支援装置２００）
図４は、本実施の形態に係る制御システム１を構成する開発支援装置２００のハードウェア構成例を示す模式図である。図４を参照して、開発支援装置２００は、ＣＰＵやＭＰＵなどのプロセッサ２０２と、メインメモリ２０４と、ストレージ２１０と、ネットワークコントローラ２２０と、ＵＳＢコントローラ２２４と、入力部２２６と、表示部２２８とを含む。これらのコンポーネントは、バス２０８を介して接続される。
(b2: development support device 200)
Fig. 4 is a schematic diagram showing an example of a hardware configuration of a
プロセッサ２０２は、ストレージ２１０に格納された各種プログラムを読み出して、メインメモリ２０４に展開して実行することで、開発支援装置２００で必要な処理を実現する。
The
ストレージ２１０は、例えば、ＨＤＤやＳＳＤなどで構成される。ストレージ２１０には、典型的には、ＯＳ２１２と、開発プログラム２１４とが格納される。開発プログラム２１４は、ユーザプログラム１１４の作成や編集、ソースコードのユーザプログラム１１４から実行形式のユーザプログラム１１４の生成、後述するようなデバッグなどの処理を実現する。なお、ストレージ２１０には、図４に示すプログラム以外の必要なプログラムが格納されてもよい。
The
ネットワークコントローラ２２０は、任意のネットワークを介して、任意の情報処理装置との間でデータをやり取りする。
The
ＵＳＢコントローラ２２４は、ＵＳＢ接続を介して、任意の情報処理装置との間でデータをやり取りする。
The
入力部２２６は、マウス、キーボード、タッチパネルなどで構成され、ユーザからの指示を受け付ける。表示部２２８は、ディスプレイ、各種インジケータなどで構成され、プロセッサ２０２からの処理結果などを出力する。
The
開発支援装置２００は、光学ドライブ２０６を有していてもよい。光学ドライブ２０６は、コンピュータ読取可能なプログラムを非一過的に格納する記録媒体２０７（例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光学記録媒体）からプログラムを読み取って、ストレージ２１０などに格納する。
The
開発支援装置２００で実行される各種プログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体２０７を介してインストールされてもよいが、ネットワーク上の任意のサーバからダウンロードする形でインストールするようにしてもよい。
The various programs executed by the
図３および図４には、１または複数のプロセッサがプログラムを実行することで必要な機能が提供される構成例を示したが、これらの提供される機能の一部または全部を、専用のハードウェア回路（例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）など）を用いて実装してもよい。 Figures 3 and 4 show configuration examples in which the required functions are provided by one or more processors executing a program, but some or all of these provided functions may be implemented using dedicated hardware circuits (e.g., an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or an FPGA (Field-Programmable Gate Array)).
開発支援装置２００は、単一の情報処理装置として実現してもよいし、必要な機能の一部または全部を複数のプロセッサリソースを用いて実現してもよい。
The
＜Ｃ．オンラインデバッグ＞
次に、本実施の形態に係る開発支援装置２００が提供するオンラインデバッグについて説明する。
C. Online Debugging
Next, the online debugging provided by the
図５は、本実施の形態に係る開発支援装置２００が提供するオンラインデバッグの一例を説明するための図である。図５を参照して、ＰＬＣ１００においては、ユーザプログラム１１４が実行されている。ユーザプログラム１１４は、ＰＯＵとして、メインプログラム１１４２と、ファンクションブロック１１４６と、ファンクション１１４８とを含み得る。
Figure 5 is a diagram for explaining an example of online debugging provided by the
ＰＬＣ１００の実行環境は、データ保持部１４０を有している。データ保持部１４０は、典型的には、メインメモリ１０４が提供する。ユーザプログラム１１４は、データ保持部１４０に保持されているデータ（値）を参照して、記述された命令を実行するとともに、命令の実行により算出されたデータ（値）をデータ保持部１４０に格納する。
The execution environment of the
なお、ユーザプログラム１１４のソースコードにおいては、変数を用いて命令が記述されており、ソースコードから実行形式（あるいは、オブジェクト形式）のプログラムを生成する際に、各変数が格納されるアドレスなどが適宜割り当てられる。
In the source code of the
開発支援装置２００からのオンラインデバッグは、メインプログラム１１４２、ファンクションブロック１１４６およびファンクション１１４８のうち、いずれかに対する記述を変更する操作を含む。記述を変更することで、ユーザプログラム１１４の実行時の挙動および実行結果などを変化させることができる。
Online debugging from the
また、開発支援装置２００からのオンラインデバッグは、データ保持部１４０に格納されているデータの値を変更する操作を含む。データ保持部１４０に格納されているデータの値を変更することで、ユーザプログラム１１４の実行や実行結果などを変化させることができる。
In addition, online debugging from the
このように、ユーザは、開発支援装置２００を操作することで、ＰＬＣ１００で実行されるユーザプログラム１１４に対するデバッグを行うことができる。
In this way, the user can debug the
＜Ｄ．ファンクションブロックに対するデバッグ＞
次に、ユーザプログラム１１４に含まれるファンクションブロックに対するデバッグについて説明する。
<D. Debugging Function Blocks>
Next, debugging of function blocks included in the
ファンクションブロックは、入出力変数を有するブロックであり、メインプログラム１１４２から読み出されてインスタンス化されることで実行される。入出力変数としては、入力変数、出力変数、入出力変数、外部変数、グローバル変数などを含む。
A function block is a block that has input and output variables, and is executed by being read from the
入力変数は、ファンクションブロックに渡される値である。ファンクションブロックは、入力変数の値を変更できない。出力変数は、ファンクションブロックから出力される値である。ファンクションブロックは、出力変数の値を変更可能である。入出力変数は、入力変数および出力変数を併せたような変数である。ファンクションブロックは、入出力変数の値を変更できる。 An input variable is a value that is passed to a function block. A function block cannot change the value of an input variable. An output variable is a value that is output from a function block. A function block can change the value of an output variable. An input/output variable is a variable that combines an input variable and an output variable. A function block can change the value of an input/output variable.
本実施の形態に係る開発支援装置２００は、ユーザ操作に応じて、ＰＬＣ１００で実行されるユーザプログラム１１４に含まれるファンクションブロックの入出力変数の値を変更できる。入出力変数は、入力変数とは異なり、ファンクションブロック自体が値を変更できるようになっている。そのため、開発支援装置２００からの指令によって、ファンクションブロックの入出力変数の値を変更できるように、以下のような処理を採用する。
The
（ｄ１：参照渡し）
まず、ファンクションブロックに入出力変数を参照渡しする場合の構成例について説明する。
(d1: pass by reference)
First, a configuration example in which an input/output variable is passed to a function block by reference will be described.
図６は、本実施の形態に係る開発支援装置２００が提供するファンクションブロックに対するデバッグの一例を説明するための図である。図６を参照して、ＰＬＣ１００でユーザプログラム１１４が実行されることで、インスタンス化されたファンクションブロック１５０が生成される。
Figure 6 is a diagram for explaining an example of debugging a function block provided by the
ファンクションブロック１５０には、入力変数１５２および入出力変数１５６が入力値として与えられる。また、ファンクションブロック１５０からは、実行結果として、入出力変数１５６および出力変数１６０が出力される。
The
入力変数１５２は、値渡しであり、入力変数１５２に設定された値（実引数）がファンクションブロック１５０の入力内部パラメータ１５４にコピーされる。出力変数１６０についても値渡しであり、ファンクションブロック１５０の実行により算出された出力内部パラメータ１６２の値が出力変数１６０にコピーされる。
The
これに対して、入出力変数１５６は、参照渡しであり、入出力変数１５６に設定されたアドレス（仮引数）が入出力内部パラメータ１５８にコピーされる。入出力内部パラメータ１５８には、指定されたアドレス（図６に示す例では、アドレスＡ）により特定されたデータ保持部１４０上の値が参照される。また、ファンクションブロック１５０の実行により入出力内部パラメータ１５８の値が変更されると、変更後の入出力内部パラメータ１５８の値は、データ保持部１４０上の指定されたアドレス（図６に示す例では、アドレスＡ）に書き込まれる。
In contrast, input/
すなわち、入力変数１５２のように値渡しで値が入力される場合には、開発支援装置２００から入力変数１５２の値をそのまま変更すればよい。一方、入出力変数１５６のように参照渡しで値が入力される場合には、入出力変数１５６の値（すなわち、アドレス）ではなく、入出力変数１５６の値（アドレス）によって特定される値を変更する必要がある。
In other words, when a value is input by value, such as
そこで、本実施の形態に係る制御システム１は、ファンクションブロック１５０の過去の実行状態を参照することで、ファンクションブロック１５０の入出力変数１５６に設定された値（アドレス）を取得するアドレス特定モジュール１７０を有している。
Therefore, the
アドレス特定モジュール１７０は、ファンクションブロック１５０に関連付けられた入出力変数１５６の値の変更が指示されると、ファンクションブロック１５０の過去の実行状態を参照することで、入出力変数１５６に対応付けられたデータ保持部１４０のアドレスを特定する。より具体的には、アドレス特定モジュール１７０は、ファンクションブロック１５０の前回実行時の情報を収集することで、入出力変数１５６に設定されたアドレス（仮引数）を特定するアドレス特定モジュール１７０を有している。
When an instruction to change the value of the input/
そして、開発支援装置２００から入出力変数１５６の値を変更する指示を受けると、ＰＬＣ１００は、アドレス特定モジュール１７０により特定されたアドレスにより指定されたデータ保持部１４０上の値を変更する。すなわち、ＰＬＣ１００は、データ保持部１４０の特定されたアドレスに保持されている値を指示された値に変更する。
Then, when the
図７は、図６に示すオンラインデバッグに係る処理手順を示すフローチャートである。図７に示す各ステップは、典型的には、ＰＬＣ１００のプロセッサ１０２がシステムプログラム１１２を実行することで実現される。
Figure 7 is a flowchart showing the processing procedure for the online debugging shown in Figure 6. Each step shown in Figure 7 is typically realized by the
図７を参照して、ＰＬＣ１００は、ユーザプログラム１１４が参照するデータの値を変更するための指示を受け付ける。より具体的には、ＰＬＣ１００は、開発支援装置２００からファンクションブロック１５０に含まれる入出力変数１５６の値の変更指示を受けたか否かを判断する（ステップＳ１００）。ファンクションブロック１５０の入出力変数１５６の値の変更指示を受けていなければ（ステップＳ１００においてＮＯ）、ステップＳ１００の処理が繰り返される。
Referring to FIG. 7, the
ファンクションブロック１５０の入出力変数１５６の値の変更指示を受ければ（ステップＳ１００においてＹＥＳ）、ＰＬＣ１００は、現在実行中のユーザプログラム１１４の実行完了を待つ（ステップＳ１０２）。そして、ＰＬＣ１００は、実行完了したユーザプログラム１１４の実行状態を参照することで、対象のファンクションブロック１５０の入出力変数１５６に設定されたアドレスを特定する（ステップＳ１０４）。すなわち、ＰＬＣ１００は、ユーザプログラム１１４が実行完了している状態において、アドレスを特定する。
When an instruction to change the value of the input/
このように、ＰＬＣ１００は、ファンクションブロックに関連付けられた入出力変数１５６の値の変更が指示されると、当該ファンクションブロックの過去の実行状態を参照することで、入出力変数１５６に対応付けられたアドレスを特定する。
In this way, when the
さらに、ＰＬＣ１００は、特定されたアドレスにより指定されたデータ保持部１４０上の値を指示された値に変更する（ステップＳ１０６）。このように、ＰＬＣ１００は、特定されたアドレスに保持されている値を指示された値に変更する。すると、次の実行周期が到来すると、ユーザプログラム１１４が再度実行される。
Furthermore, the
以上のような処理手順によって、ファンクションブロック１５０を含むユーザプログラム１１４をデバッグする処理の実行が完了する。
The above processing steps complete the process of debugging the
このように、本実施の形態に係る制御システム１は、ファンクションブロック１５０の入出力変数１５６に任意の値を書き込み場合には、ファンクションブロック１５０が前回実行された際に指定されたアドレス（仮引数）を特定して、当該特定されたアドレスに対応する領域に当該任意の値を書き込む。これによって、参照渡しの形で実装されたファンクションブロックの入出力変数を任意に値に変更することができる。
In this way, when writing an arbitrary value to the input/
上述の説明においては、アドレス特定モジュール１７０がＰＬＣ１００に実装される形態について説明した。但し、開発支援装置２００がアドレス特定モジュール１７０に相当する機能を有していてもよい。すなわち、アドレス特定モジュール１７０は、開発支援装置２００に実装されてもよい。この場合には、開発支援装置２００がＰＬＣ１００からファンクションブロック１５０の前回実行時の情報を収集することで、入出力変数１５６に設定されたアドレス（仮引数）を特定する。
In the above description, the
さらに、特定されたアドレスにより指定されたデータ保持部１４０上の値の変更についても、ＰＬＣ１００が実行主体になってもよいし、開発支援装置２００が実行主体になってもよい。
Furthermore, the
（ｄ２：値渡し）
まず、ファンクションブロックに入出力変数を値渡しする場合の構成例について説明する。
(d2: pass by value)
First, a configuration example in which input/output variables are passed to a function block by value will be described.
図８は、本実施の形態に係る開発支援装置２００が提供するファンクションブロックに対するデバッグの別の一例を説明するための図である。図８を参照して、ＰＬＣ１００でユーザプログラム１１４が実行されることで、インスタンス化されたファンクションブロック１５０が生成される。
Figure 8 is a diagram for explaining another example of debugging a function block provided by the
ファンクションブロック１５０には、入力変数１５２および入出力変数１５６が入力値として与えられる。また、ファンクションブロック１５０からは、実行結果として、入出力変数１５６および出力変数１６０が出力される。
The
入力変数１５２は、値渡しであり、入力変数１５２に設定された値（実引数）がファンクションブロック１５０の入力内部パラメータ１５４にコピーされる。出力変数１６０についても値渡しであり、ファンクションブロック１５０の実行により算出された出力内部パラメータ１６２の値が出力変数１６０にコピーされる。
The
入出力変数１５６についても参照渡しである。入出力変数１５６の値は、ファンクションブロック１５０の外部から変更されるとともに、ファンクションブロック１５０自身が変更する。そのため、ファンクションブロック１５０は、入出力変数１５６を入力変数として受け付けるための入出力内部パラメータ１５８Ａと、入出力変数１５６を出力変数として出力するための入出力内部パラメータ１５８Ｂとを有している。
The input/
入出力変数１５６に設定された値（実値）がファンクションブロック１５０の入出力内部パラメータ１５８Ａにコピーされる。ファンクションブロック１５０は、入出力内部パラメータ１５８Ａの値を参照して演算を実行し、実行結果を入出力内部パラメータ１５８Ｂに反映する。さらに、入出力内部パラメータ１５８Ｂの値が入出力変数１５６にコピーされる。
The value (actual value) set in the input/
ファンクションブロック１５０が入出力変数１５６の値を変更するため、入出力変数１５６の値が変更対象に設定されていない環境もある。このような場合には、開発支援装置２００からファンクションブロック１５０の入出力内部パラメータ１５８Ａの値を変更することになる。しかしながら、ファンクションブロック１５０が実行されるたびに、入出力内部パラメータ１５８Ａには入出力変数１５６に設定された値がコピーされることになる。そのため、入出力内部パラメータ１５８Ａを実質的に変更することにはならない。
Because the function block 150 changes the value of the input/
そのため、本実施の形態に係る制御システム１は、入出力内部パラメータ１５８Ａの値を変更する指示に応答して、ファンクションブロック１５０に渡される入出力変数１５６の値を変更する処理を実行する。
Therefore, the
より具体的には、ユーザから入出力内部パラメータ１５８Ａの値を変更する指示が与えられると（ステップＳ２）、メインプログラム１１４２に記述されたファンクションブロック１５０を呼び出すためのコールツリーを参照することで、対応する入出力変数１５６を特定する（ステップＳ４）。そして、制御システム１は、特定された入出力変数１５６の値を指示された値に変更する（ステップＳ６）。
More specifically, when a user gives an instruction to change the value of the input/output
このように、制御システム１は、ファンクションブロック１５０の入出力内部パラメータ１５８Ａへ値を書き込む処理をファンクションブロック１５０の入出力内部パラメータ１５８Ａにリダイレクトする。
In this way, the
なお、ステップＳ４の処理は、ＰＬＣ１００および開発支援装置２００のいずれが実行するようにしてもよい。
The processing of step S4 may be performed by either the
図９は、図８に示すオンラインデバッグに係る処理手順を示すフローチャートである。図９に示す各ステップは、典型的には、ＰＬＣ１００のプロセッサ１０２がシステムプログラム１１２を実行することで実現される。
Figure 9 is a flowchart showing the processing procedure for the online debugging shown in Figure 8. Each step shown in Figure 9 is typically realized by the
図９を参照して、ＰＬＣ１００は、開発支援装置２００からファンクションブロック１５０の入出力内部パラメータ１５８Ａの値の変更指示を受けたか否かを判断する（ステップＳ２００）。ファンクションブロック１５０の入出力内部パラメータ１５８Ａの値の変更指示を受けていなければ（ステップＳ２００においてＮＯ）、ステップＳ２００の処理が繰り返される。
Referring to FIG. 9, the
ファンクションブロック１５０の入出力内部パラメータ１５８Ａの値の変更指示を受ければ（ステップＳ２００においてＹＥＳ）、ＰＬＣ１００は、現在実行中のユーザプログラム１１４の実行完了を待つ（ステップＳ２０２）。
If an instruction to change the value of the input/output
ＰＬＣ１００は、メインプログラム１１４２に記述されたファンクションブロック１５０を呼び出すためのコールツリーを参照することで、対象の入出力内部パラメータ１５８Ａに対応する入出力変数１５６を特定する（ステップＳ２０４）。さらに、ＰＬＣ１００は、特定された入出力変数１５６の値を指示された値に変更する（ステップＳ２０６）。すると、次の実行周期が到来すると、ユーザプログラム１１４が再度実行される。
The
このように、本実施の形態に係る制御システム１は、ファンクションブロック１５０の入出力内部パラメータ１５８Ａに任意の値を書き込み場合には、ファンクションブロック１５０を呼び出すためのコールツリーを参照することで、対象の入出力内部パラメータ１５８Ａに対応する入出力変数１５６を特定し、当該特定した入出力変数１５６に当該任意の値を書き込む。これによって、値渡しの形で実装されたファンクションブロックの入出力変数を任意に値に変更することができる。
In this way, when writing an arbitrary value to an input/output
上述したように、入出力内部パラメータ１５８Ａに対応する入出力変数１５６を特定する処理は、ＰＬＣ１００および開発支援装置２００のいずれに実装されてもよい。
As described above, the process of identifying the input/
さらに、特定されたアドレスにより指定されたデータ保持部１４０上の値の変更についても、ＰＬＣ１００が実行主体になってもよいし、開発支援装置２００が実行主体になってもよい。
Furthermore, the
＜Ｅ．ユーザインターフェイス＞
次に、開発支援装置２００が提供するオンラインデバッグに係るユーザインターフェイス画面の一例について説明する。
E. User Interface
Next, an example of a user interface screen related to online debugging provided by the
図１０は、本実施の形態に係る開発支援装置２００が提供するオンラインデバッグに係るユーザインターフェイス画面の一例を示す模式図である。図１０を参照して、開発支援装置２００が提供するユーザインターフェイス画面２５０は、変更対象の変数を示す対象変数欄２５２と、対象の変数の現在値を示す現在値欄２５４と、対象の変数の変更を希望する値を示す変更指示値欄２５６とを含む。
Figure 10 is a schematic diagram showing an example of a user interface screen related to online debugging provided by the
ユーザは、対象変数欄２５２で任意の変数を選択あるいは登録するとともに、現在値欄２５４に表示される現在値を参照して、希望する新たな値を変更指示値欄２５６に入力する。すると、開発支援装置２００からＰＬＣ１００に対して、対象変数欄２５２に選択された変数の値を変更指示値欄２５６に入力された値に変更する旨の指示が与えられる。
The user selects or registers an arbitrary variable in the target
このように、開発支援装置２００は、ユーザ操作に応じて、ＰＬＣ１００が実行するユーザプログラム１１４が参照するデータの値を変更するための指示を発行する指示発行部を有している。
In this way, the
ユーザは、図１０に示すようなユーザインターフェイス画面を利用して、ＰＬＣ１００で実行されるユーザプログラム１１４に対するオンラインデバッグを行うことができる。
The user can use a user interface screen such as that shown in FIG. 10 to perform online debugging of the
＜Ｆ．付記＞
上述したような本実施の形態は、以下のような技術思想を含む。
［構成１］
ファンクションブロック（１５０）を含むユーザプログラム（１１４）を実行する演算処理部（５０：１０２）と、
前記ユーザプログラムが参照するデータを保持するデータ保持部（１４０：１０４）と、
ユーザ操作に応じて、前記演算処理部が実行するユーザプログラムが参照するデータの値を変更するための指示を発行する指示発行部（２６０：２００）と、
前記ファンクションブロックに関連付けられた入出力変数の値の変更が指示されると、当該ファンクションブロックの過去の実行状態を参照することで、前記入出力変数に対応付けられた前記データ保持部のアドレスを特定するアドレス特定部（１７０）と、
前記データ保持部の前記特定されたアドレスに保持されている値を指示された値に変更する変更部（１８０）とを備える、制御システム。
［構成２］
前記アドレス特定部は、前記ファンクションブロックの前回実行時の情報を収集することで、前記アドレスを特定する、構成１に記載の制御システム。
［構成３］
前記アドレス特定部は、前記ユーザプログラムが実行完了している状態において、前記アドレスを特定する、構成１または２に記載の制御システム。
［構成４］
前記制御システムは、プログラマブルロジックコントローラ（１００）と、開発支援装置（２００）とを含み、
前記アドレス特定部は、前記プログラマブルロジックコントローラに実装される、構成１～３のいずれか１項に記載の制御システム。
［構成５］
前記制御システムは、プログラマブルロジックコントローラ（１００）と、開発支援装置（２００）とを含み、
前記アドレス特定部は、前記開発支援装置に実装される、構成１～３のいずれか１項に記載の制御システム。
［構成６］
ファンクションブロック（１５０）を含むユーザプログラム（１１４）を実行する実行環境を提供するシステムプログラム（１１２）であって、コンピュータ（１００）に、
前記ユーザプログラムが参照するデータの値を変更するための指示を受け付けるステップ（Ｓ１００）と、
前記ファンクションブロックに関連付けられた入出力変数の値の変更が指示されると、当該ファンクションブロックの過去の実行状態を参照することで、前記入出力変数に対応付けられたアドレスを特定するステップ（Ｓ１０２，Ｓ１０４）と、
前記特定されたアドレスに保持されている値を指示された値に変更するステップ（Ｓ１０６）とを実行させる、システムプログラム。
［構成７］
ファンクションブロック（１５０）を含むユーザプログラム（１１４）をデバッグするデバッグ方法であって、
前記ユーザプログラムが参照するデータの値を変更するための指示を受け付けるステップ（Ｓ１００）と、
前記ファンクションブロックに関連付けられた入出力変数の値の変更が指示されると、当該ファンクションブロックの過去の実行状態を参照することで、前記入出力変数に対応付けられたアドレスを特定するステップ（Ｓ１０２，Ｓ１０４）と、
前記特定されたアドレスに保持されている値を指示された値に変更するステップ（Ｓ１０６）とを備える、デバッグ方法。
<F. Notes>
The present embodiment as described above includes the following technical idea.
[Configuration 1]
A processing unit (50:102) that executes a user program (114) including a function block (150);
A data storage unit (140:104) for storing data referenced by the user program;
an instruction issuing unit (260:200) that issues an instruction to change a value of data referenced by a user program executed by the arithmetic processing unit in response to a user operation;
an address specification unit (170) that specifies an address of the data storage unit associated with the input/output variable by referring to a past execution state of the function block when a change in the value of the input/output variable associated with the function block is instructed;
and a change unit (180) that changes the value stored in the specified address of the data storage unit to a specified value.
[Configuration 2]
2. The control system according to
[Configuration 3]
3. The control system according to
[Configuration 4]
The control system includes a programmable logic controller (100) and a development support device (200);
The control system according to any one of
[Configuration 5]
The control system includes a programmable logic controller (100) and a development support device (200);
The control system according to any one of
[Configuration 6]
A system program (112) that provides an execution environment for executing a user program (114) including a function block (150), the system program (112) being provided to a computer (100):
A step (S100) of receiving an instruction to change a value of data referenced by the user program;
When a change in the value of an input/output variable associated with the function block is instructed, a step of identifying an address associated with the input/output variable by referring to a past execution state of the function block (S102, S104);
and changing the value held at the specified address to a specified value (S106).
[Configuration 7]
A method for debugging a user program (114) including a function block (150), comprising the steps of:
A step (S100) of receiving an instruction to change a value of data referenced by the user program;
When a change in the value of an input/output variable associated with the function block is instructed, a step of identifying an address associated with the input/output variable by referring to a past execution state of the function block (S102, S104);
and changing the value held at the specified address to a specified value (S106).
＜Ｇ．利点＞
本実施の形態に係る制御システムは、ファンクションブロックの過去の実行状態を参照することで、入出力変数に対応付けられたデータ保持部のアドレスを特定するので、入出力変数に実値が格納されていなくても、入出力変数が示す値を変更できる。入出力変数を任意の値に変更する手段を提供することで、ファンクションブロックを含むユーザプログラムをより効率的にデバッグできる。
G. Advantages
The control system according to the present embodiment identifies the address of a data storage unit associated with an input/output variable by referring to the past execution state of the function block, so that the value indicated by the input/output variable can be changed even if an actual value is not stored in the input/output variable. By providing a means for changing the input/output variable to an arbitrary value, user programs including function blocks can be debugged more efficiently.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed herein should be considered to be illustrative and not restrictive in all respects. The scope of the present invention is indicated by the claims, not by the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope of the claims.
１ 制御システム、１０ フィールドネットワーク、１２ デバイス、１４ フィールドデバイス、１６ 上位ネットワーク、２０ ロボットコントローラ、２２ ロボット、３０ モータドライバ、３２ モータ、５０ 演算処理部、１００ ＰＬＣ、１０２，２０２ プロセッサ、１０４，２０４ メインメモリ、１０６ 上位ネットワークコントローラ、１０８ フィールドネットワークコントローラ、１１０，２１０ ストレージ、１１２ システムプログラム、１１４ ユーザプログラム、１１６ ローカルバスコントローラ、１１８ プロセッサバス、１２０ メモリカードインターフェイス、１２２ メモリカード、１２４，２２４ ＵＳＢコントローラ、１２６ ローカルバス、１３０ 機能ユニット、１４０ データ保持部、１５０，１１４６ ファンクションブロック、１５２ 入力変数、１５４ 入力内部パラメータ、１５６ 入出力変数、１５８，１５８Ａ，１５８Ｂ 入出力内部パラメータ、１６０ 出力変数、１６２ 出力内部パラメータ、１７０ アドレス特定モジュール、１８０ 変更モジュール、２００ 開発支援装置、２０６ 光学ドライブ、２０７ 記録媒体、２０８ バス、２１２ ＯＳ、２１４ 開発プログラム、２２０ ネットワークコントローラ、２２６ 入力部、２２８ 表示部、２５０ ユーザインターフェイス画面、２５２ 対象変数欄、２５４ 現在値欄、２５６ 変更指示値欄、２６０ 指示発行部、３００ ＨＭＩ、４００ サーバ装置、１１４２ メインプログラム、１１４８ ファンクション。 1 Control system, 10 Field network, 12 Device, 14 Field device, 16 Upper network, 20 Robot controller, 22 Robot, 30 Motor driver, 32 Motor, 50 Arithmetic processing unit, 100 PLC, 102, 202 Processor, 104, 204 Main memory, 106 Upper network controller, 108 Field network controller, 110, 210 Storage, 112 System program, 114 User program, 116 Local bus controller, 118 Processor bus, 120 Memory card interface, 122 Memory card, 124, 224 USB controller, 126 Local bus, 130 Functional unit, 140 Data storage unit, 150, 1146 Function block, 152 Input variable, 154 Input internal parameter, 156 Input/output variable, 158, 158A, 158B Input/output internal parameter, 160 Output variable, 162 Output internal parameters, 170 Address identification module, 180 Change module, 200 Development support device, 206 Optical drive, 207 Recording medium, 208 Bus, 212 OS, 214 Development program, 220 Network controller, 226 Input section, 228 Display section, 250 User interface screen, 252 Target variable column, 254 Current value column, 256 Change instruction value column, 260 Instruction issuing section, 300 HMI, 400 Server device, 1142 Main program, 1148 Function.
Claims (7)
前記ユーザプログラムが参照するデータを保持するデータ保持部と、
ユーザ操作に応じて、前記演算処理部が実行するユーザプログラムが参照するデータの値を変更するための指示を発行する指示発行部と、
前記ファンクションブロックに関連付けられた入出力変数の値の変更が指示されると、当該ファンクションブロックの過去の実行状態を参照することで、前記入出力変数に対応付けられた前記データ保持部のアドレスを特定するアドレス特定部と、
前記データ保持部の前記特定されたアドレスに保持されている値を指示された値に変更する変更部とを備える、制御システム。 a processing unit that executes a user program including a function block;
a data storage unit for storing data referenced by the user program;
an instruction issuing unit that issues an instruction to change a value of data referenced by a user program executed by the arithmetic processing unit in response to a user operation;
an address specification unit that specifies an address of the data storage unit associated with the input/output variable by referring to a past execution state of the function block when a change in a value of the input/output variable associated with the function block is instructed;
a change unit that changes the value held in the specified address of the data holding unit to a specified value.
前記アドレス特定部は、前記プログラマブルロジックコントローラに実装される、請求項１～３のいずれか１項に記載の制御システム。 The control system includes a programmable logic controller and a development support device.
4. The control system according to claim 1, wherein the address specification unit is implemented in the programmable logic controller.
前記アドレス特定部は、前記開発支援装置に実装される、請求項１～３のいずれか１項に記載の制御システム。 The control system includes a programmable logic controller and a development support device.
4. The control system according to claim 1, wherein the address specification unit is implemented in the development support device.
前記ユーザプログラムが参照するデータの値を変更するための指示を受け付けるステップと、
前記ファンクションブロックに関連付けられた入出力変数の値の変更が指示されると、当該ファンクションブロックの過去の実行状態を参照することで、前記入出力変数に対応付けられたアドレスを特定するステップと、
前記特定されたアドレスに保持されている値を指示された値に変更するステップとを実行させる、システムプログラム。 A system program for providing an execution environment for executing a user program including a function block, the system program comprising:
receiving an instruction to change a value of data referenced by the user program;
when a change in a value of an input/output variable associated with the function block is instructed, identifying an address associated with the input/output variable by referring to a past execution state of the function block;
and changing the value held at the specified address to a specified value.
前記ユーザプログラムが参照するデータの値を変更するための指示を受け付けるステップと、
前記ファンクションブロックに関連付けられた入出力変数の値の変更が指示されると、当該ファンクションブロックの過去の実行状態を参照することで、前記入出力変数に対応付けられたアドレスを特定するステップと、
前記特定されたアドレスに保持されている値を指示された値に変更するステップとを備える、デバッグ方法。 A debugging method for debugging a user program including a function block, comprising the steps of:
receiving an instruction to change a value of data referenced by the user program;
when a change in a value of an input/output variable associated with the function block is instructed, identifying an address associated with the input/output variable by referring to a past execution state of the function block;
and changing the value held at the specified address to a designated value.
Priority Applications (2)
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