JP7622483B2 - 開発支援装置、開発支援方法および開発支援プログラム - Google Patents

Description

本開示は、制御対象を制御する制御装置用の制御プログラムの開発を支援するための技術に関する。

様々な製造現場において、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）等の制御装置が導入されている。この様な制御装置は、一種のコンピュータであり、製造装置や製造設備等の制御対象に応じて設計された制御プログラムが実行されることで、当該制御対象を制御することができる。一般的に、この様な制御プログラムは、コントローラとは別に用意された開発支援装置を用いて作成される。

この様な制御プログラムは、一般的に、予め宣言された変数を用いて記述される。例えば、特開２００５－３５２６１２号公報（特許文献１）には、変数の検索性を高めることで制御プログラムの開発効率を高めることができるプログラム開発支援装置が開示される。特許文献１のプログラム開発支援装置では、所定の命令に対するオペランドを入力した場合に、キーワード（文字列）の指定に応じて、当該文字列を含む変数名の変数のみを一覧表示する絞り込みを行うことによって、変数の検索性が高められる。

特開２００５－３５２６１２号公報

上記の制御プログラムのソースプログラムでは、変数を宣言するための定義リストが設けられており、当該定義リスト中で宣言された変数がソースコード内で使用可能となる。

一方で、当該制御プログラムの変更又は編集の際に、ソースコード内で削除された変数についても、定義リスト内に残されている場合には、制御プログラムの実行時に当該変数に対応するメモリ領域が確保される。このため、制御装置のメモリ領域を適切に確保する観点からは、不要な変数については定義リストから削除することが好ましい。

一方で、制御プログラムの実行時には、制御装置及び制御対象の間でネットワークが構築されて制御対象が制御されるため、必要な変数を削除してしまうと制御対象側で不都合が生じることも懸念される。

本開示は上述のような問題点を解決するためになされたものであって、ある局面における目的は、制御プログラム内で使用されていない不要な変数を生じさせないことが可能な開発支援装置を提供することである。他の局面における目的は、制御プログラム内で使用されていない不要な変数を生じさせないことが可能な開発支援方法を提供することである。さらなる他の局面における目的は、制御プログラム内で使用されていない不要な変数を生じさせないことが可能な開発支援プログラムを提供することである。

本開示の一例によれば、制御対象を制御する制御装置用の制御プログラムの開発を支援するための開発支援装置が提供される。開発支援装置は、エディタと、ビルダとを備える。エディタは、ユーザ操作に従って、制御プログラムのソースコードを生成および編集する。ビルダは、ソースコードおよび、当該ソースコードに含まれる命令要素が参照する変数を定義した変数宣言から、制御プログラムの実行コードを生成する。ビルダは、ソースコードに含まれる命令要素が参照する変数を抽出するとともに、抽出した変数のデータ型を推論することで、変数宣言を生成する変数宣言生成部を含む。

本開示によれば、ユーザ操作に従って記述されたソースコードのビルド時、当該ソースコードに含まれる命令要素が参照する変数について、当該変数を定義した変数宣言が生成される。これによると、生成された変数宣言では、ソースコード内で使用される変数のみが宣言され、ソースコード内で使用されない変数については宣言されない。その結果、変数宣言内に、ソースコードに含まれる命令要素から参照されない不要な変数を生じさせないことができる。

上述の開示において、開発支援装置は、ユーザと対話するインターフェイスをさらに備える。変数宣言生成部は、データ型を推論できない第１の変数をインターフェイスを介してユーザに通知する。変数宣言生成部は、インターフェイスを介した第１の変数のデータ型についてのユーザ入力に従って変数宣言を更新する。

この開示によれば、ソースコードに含まれる命令要素が参照する変数のうち、データ型を推論できない変数については、インターフェイスを用いてユーザ入力を求めることによって変数宣言を完成させることができる。そのため、制御装置では、変数宣言内のすべての変数の各々に対して、そのデータ型に従ったメモリ領域を確保することができる。

上述の開示において、変数宣言生成部はさらに、インターフェイスを介した第２の変数についてのユーザ入力に応じて第２の変数を変数宣言に追加する。

この開示によれば、ソースコードに含まれる命令要素が参照する変数以外の変数についてのユーザ入力を受け付けることができるため、例えば、命令要素からは参照されないものの、制御装置における制御プログラムの実行時に制御対象で使用される変数を宣言することができる。よって、制御装置では、当該変数を格納するためのメモリ領域を確保することができる。

上述の開示において、第２の変数は、制御プログラムの実行中に制御対象が使用する変数を含む。

この開示によれば、ネットワークを介して制御対象からアクセスされる変数を変数定義リストに含めることができるため、制御対象側に不都合が生じることを抑制することができる。

上述の開示において、変数宣言生成部は、命令要素の処理内容に基づいて、当該命令要素が参照する変数のデータ型を推論する。

この開示によれば、ソースコード内で使用される変数を宣言するための変数宣言を適切に生成することができる。

本開示の他の例によれば、制御対象を制御する制御装置用の制御プログラムの開発を支援するための開発支援方法が提供される。開発支援方法は、ユーザ操作に従って、前記制御プログラムのソースコードを生成および編集するステップと、前記ソースコードおよび、前記ソースコードに含まれる命令要素が参照する変数を定義した変数宣言から前記制御プログラムの実行コードを生成するステップとを備える。前記実行コードを生成するステップは、前記ソースコードに含まれる命令要素が参照する変数を抽出するステップと、抽出した変数のデータ型を推論することで、前記変数宣言を生成するステップとを含む。

本開示のさらに他の例によれば、制御対象を制御する制御装置用の制御プログラムの開発を支援するための開発支援プログラムが提供される。開発支援プログラムは、コンピュータに、ユーザ操作に従って、前記制御プログラムのソースコードを生成および編集するステップと、前記ソースコードおよび、前記ソースコードに含まれる命令要素が参照する変数を定義した変数宣言から前記制御プログラムの実行コードを生成するステップとを実行させる。実行コードを生成するステップは、前記ソースコードに含まれる命令要素が参照する変数を抽出するステップと、抽出した変数のデータ型を推論することで、前記変数宣言を生成するステップとを含む。

本開示によれば、ユーザ操作に従って記述されたソースコードのビルド時、当該ソースコードに含まれる命令要素が参照する変数について、当該変数を定義した変数宣言が生成される。これによると、生成された変数宣言では、ソースコード内で使用される変数のみが宣言され、ソースコード内で使用されない変数については宣言されない。その結果、変数宣言内に、ソースコードに含まれる命令要素から参照されない不要な変数を生じさせないことができる。

本開示によれば、制御対象を制御する制御装置用の制御プログラム内に使用されていない不要な変数を生じさせないことができる。

実施の形態に係る開発支援装置が適用されるＦＡシステムの構成の一例を示す概略図である。 開発支援装置のハードウェア構成の一例を示す模式図である。 開発支援装置の機能構成の一例を示す図である。 開発支援装置における制御プログラムの開発環境の一例を概略的に示す図である。 開発支援装置における制御プログラム開発の概略処理の一例を示すフローチャートである。 図５に示したビルド処理の一例を示すフローチャートである。 ソースコードの第１例を説明する概念図である。 ソースコードの第２例を説明する概念図である。 ソースコードの第３例を説明する概念図である。 ソースコードの第４例を説明する概念図である。 表示部における変数定義リストの表示例を示す図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明に従う各実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品及び構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称及び機能も同じである。従って、これらについての詳細な説明は原則的には繰り返さない。

＜Ａ．適用例＞
図１は、本実施の形態に係る開発支援装置が適用されるＦＡ（Factory Automation）システム１０の構成の一例を示す概略図である。まず、図１を参照して、ＦＡシステム１０のシステム構成について説明する。

ＦＡシステム１０は、１つ以上の開発支援装置１００と、１つ以上の制御装置（コントローラ）２００と、制御装置２００によって制御される外部機器３００とを備える。

開発支援装置１００は、例えば、ノート型またはデスクトップ型のＰＣ（Personal Computer）、タブレット端末、スマートフォン、または、その他の情報処理装置である。

開発支援装置１００には、開発支援プログラム５０がインストールされている。開発支援プログラム５０は、制御装置２００用の制御プログラム２１０の開発を支援するためのアプリケーションである。開発支援プログラム５０は、たとえば、オムロン社製の「Ｓｙｓｍａｃ Ｓｔｕｄｉｏ」である。ユーザは、開発支援プログラム５０上で制御装置２００用の制御プログラムを設計し、設計した制御プログラム２１０をコントローラにダウンロードすることができる。あるいは、開発支援装置１００は、制御装置２００からデータ等をアップロードすることも可能である。

制御装置２００および外部機器３００は、開発支援装置１００が接続可能なネットワークＮＷ１に接続されている。ネットワークＮＷ１には、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）等が採用される。制御装置２００は、例えば、ＰＬＣによって構成される。

制御装置２００および外部機器３００は、ネットワークＮＷ２に接続されている。ネットワークＮＷ２には、データの到達時間が保証される、定周期通信を行うフィールドネットワークを採用することが好ましい。このような定周期通信を行うフィールドネットワークとしては、ＯＰＣ ＵＡ（登録商標）等が知られている。

外部機器３００は、生産工程を自動化するための種々の産業用機器、各種センサ類、および、ＨＭＩ（Human Machine Interface）機器等によって構成される。外部機器３００は、ネットワークＮＷ１またはＮＭＷ２に接続されるデバイス３００Ａ～３００Ｃと、機器３０１Ａ～３０１Ｃとを含む。機器３０１Ａ～３０１Ｃは、デバイス３００Ａ～３００ＣによってネットワークＮＷ１，ＮＷ２を介して制御装置２００と通信接続される。これにより、制御装置２００で実行される制御プログラムによって、機器３０１Ａ～３０１Ｃを制御することができる。即ち、外部機器３００は、制御プログラムによって制御される「制御対象」に対応する。

図１の例では、機器３０１Ａと接続されるデバイス３００Ａは、ＯＰＣＵＡが適用されたネットワークＮＷ２と接続されるものとする。又、機器３０１Ｂと接続されるデバイス３００Ｂ、および、機器３０１Ｃと接続されるデバイス３００Ｃは、ＥｔｈｅｒＮＥＴが適用されたネットワークＮＷ１と接続されるものとする。

＜Ｂ．開発支援装置のハードウェア構成＞
図２を参照して、開発支援装置１００のハードウェア構成について説明する。図２は、開発支援装置１００のハードウェア構成の一例を示す模式図である。

開発支援装置１００は、一例として、汎用的なコンピュータアーキテクチャに準じて構成されるコンピュータからなる。開発支援装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro-Processing Unit）などのプロセッサ１０２と、主メモリ１０４と、通信インターフェイス１１１と、Ｉ／Ｏ（Input／Output）インターフェイス１１４と、表示インターフェイス１１７と、不揮発性の記憶装置１２０とを含む。これらのコンポーネントは、内部バス１２５を介して互いに通信可能に接続されている。

プロセッサ１０２は、記憶装置１２０に格納されている開発支援プログラム５０を主メモリ１０４に展開して実行することで、制御プログラム２１０（図１参照）の開発ツールを起動する。記憶装置１２０は、開発支援プログラム５０の他にも、各種のデータおよびプログラム６０を格納する。制御プログラム２１０のソースプログラムは、主メモリ１０４または記憶装置１２０に記憶される。

通信インターフェイス１１１は、他の通信機器との間でネットワークを介してデータを遣り取りする。当該他の通信機器は、例えば、図１に示された制御装置２００および外部機器３００、および、図示しないサーバ等を含む。開発支援装置１００は、通信インターフェイス１１１を介して、当該他の通信機器から、開発支援プログラム５０などの各種プログラムをダウンロード可能なように構成されてもよい。

Ｉ／Ｏインターフェイス１１４は、操作部１１５に接続され、操作部１１５からのユーザ操作を示す信号を取り込む。操作部１１５は、典型的には、キーボード、マウス、タッチパネル、タッチパッドなどからなり、ユーザからの操作を受け付ける。操作部１１５は、開発支援装置１００と一体的に構成されてもよいし、開発支援装置１００とは別に構成されてもよい。

表示インターフェイス１１７は、表示部１１８と接続され、プロセッサ１０２などからの指令に従って、表示部１１８に対して、画像を表示するための画像信号を送出する。表示部１１８は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等によって構成され、ユーザに対して各種情報を提示する。表示部１１８は、開発支援装置１００と一体的に構成されてもよいし、開発支援装置１００とは別に構成されてもよい。

なお、図２には、ＣＰＵ等のプロセッサ１０２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。この場合には、仮想化技術を用いて、用途の異なる複数のＯＳを並列的に実行させるとともに、各ＯＳ上で必要なアプリケーションを実行させるようにしてもよい。また、上述の説明においては、開発支援装置１００がすべての処理を実行する形態について例示したが、これに限らず、複数の装置が連携して上述したような機能を提供するようにしてもよい。さらに、一部または全部の機能をサーバ上のいわゆるクラウドと称される計算リソースを利用して実現してもよい。

＜Ｃ．開発支援装置の機能構成＞
次に、図３を参照して、開発支援装置１００の機能構成について説明する。図３は、開発支援装置１００の機能構成の一例を示す図である。

開発支援装置１００には、ＯＳ２４０、プログラミングアプリケーション２５０およびネットワーク設定アプリケーション２８０が実装される。開発支援装置１００では、ＯＳ２４０が実行され、プログラミングアプリケーション２５０およびネットワーク設定アプリケーション２８０を実行可能な環境が提供される。本実施の形態に係る開発支援装置１００を実現するための開発支援プログラムは、少なくともプログラミングアプリケーション２５０を含む。

プログラミングアプリケーション２５０は、エディタ２５２と、ビルダ２５４と、デバッガ２５６と、ＧＵＩ（Graphical User Interface）モジュール２５８と、シミュレータ２６０と、データ格納部２７０とを含む。プログラミングアプリケーション２５０に含まれるそれぞれのモジュールは、典型的には、ＣＤ－ＲＯＭに格納された状態で流通して、開発支援装置１００にインストールされる。データ格納部２７０は、記憶装置１２０を含んで構成される。

エディタ２５２は、予め定められたプログラミング言語の仕様に従いソースコードを作成するための入力および編集といった機能を提供する。ソースコードは、典型的には、ＩＥＣ６１１３１－３に規定された、ＬＤ（ラダーダイアグラム：Ladder Diagram）、ＩＬ（インストラクションリスト：Instruction List）、ＳＴ（ストラクチャードテキスト：Structured Text）、ＦＢＤ（ファンクションブロックダイアグラム：Function Block Diagram）、ＳＦＣ（シーケンシャルファンクションチャート：Sequential Function Chart）等の任意の言語にて記述することができる。

ソースコードは、いずれの言語でも「変数」を用いて記述される。「変数」とは、制御プログラム２１０において扱われるデータに与えられた識別子である。典型的には、「変数」は、制御装置２００や制御装置２００の制御対象の状態を表すデータである。言い換えると、「変数」とは、制御装置２００や制御対象の状態に連動して値が変化するデータのことをいう。「変数」の概念は、１つの値を表すデータ、配列として表されるデータ、構造体として表されるデータ、制御プログラム２１０に規定されうる種々のデータを含み得る。

エディタ２５２は、ユーザによる操作部１１５の操作内容を受け付けて、受け付けた操作内容に従ってソースコードを生成する機能と、生成したソースコードを保存する機能とを提供する。また、エディタ２５２は、ユーザ操作に従って、ソースコードを編集する機能を提供する。エディタ２５２によるソースコードの生成または編集時、エディタ２５２は、ＧＵＩモジュール２５８を介して編集作業を支援するための情報を表示部１１８に表示させる。

ビルダ２５４は、予め定められたプログラミング言語の仕様に従い、ソースコードをビルドして、制御装置２００で実行可能な形式の実行コード（制御プログラム２１０）を作成する機能を提供する。

デバッガ２５６は、ソースコードに対してデバッグを行うための機能を提供する。このデバッグの内容としては、ソースコードのうちユーザが指摘した範囲を部分的に実行する、ソースコードの実行中における変数値の時間的な変化を追跡する、といった動作を含む。デバッガ２５６は、デバッグを支援するための情報をＧＵＩモジュール２５８を介して表示部１１８に表示させる。

シミュレータ２６０は、開発支援装置１００内に、制御装置２００（ＰＬＣ）でのプログラムの実行をシミュレーションする環境を構築する。

データ格納部２７０は、プログラミングアプリケーション２５０の各部により利用（読み書き）される各種情報を格納する。データ格納部２７０に格納される内容については後述する。

ネットワーク設定アプリケーション２８０は、コンフィグレータ２５７と、データ格納部２９９とを含む。ネットワーク設定アプリケーション２８０に含まれるモジュールは、典型的には、ＣＤ－ＲＯＭに格納された状態で流通して、開発支援装置１００にインストールされる。

コンフィグレータ２５７は、ＦＡシステム１０のネットワーク構成を示すネットワーク情報２９３を取得し、取得したネットワーク情報２９３をデータ格納部２９９に格納する。ネットワーク情報２９３は、ネットワークに接続される各制御装置２００（ＰＬＣ）から受信する（ダウンロードされる）コンフィグ情報を含む。なお、ネットワーク情報２９３が有するコンフィグ情報は、実機の制御装置２００から受信する情報、または実機の情報ではない論理的（仮想的）な情報を含む。論理的な情報は、ユーザが操作部１１５を操作することによりエディタ２５２を介して入力する情報を含み得る。

＜Ｄ．制御プログラムの開発環境＞
次に、図４を参照して、開発支援装置１００における制御プログラムの開発環境を説明する。図４は、開発支援装置１００における制御プログラムの開発環境の一例を概略的に示す図である。

図４では、説明のために、プログラミングアプリケーション２５０のうち、エディタ２５２およびビルダ２５４が示されて他の部分の図示は省略されている。また、図４では、エディタ２５２およびビルダ２５４に関連づけて、データ格納部２７０、ＧＵＩモジュール２５８および転送モジュール２１１が示される。

図４では、データ格納部２７０のデータのうち、エディタ２５２およびビルダ２５４と関連する、ソースコード２７１、変数定義リスト２７２および実行コード２７３が示されている。

ソースコード２７１は、制御装置２００で実行される処理を、変数を用いて記述した命令部を含む。命令部は、変数を用いて記述された命令要素を含む。「命令要素」とは、ソースコード２７１の命令部を記述する要素を総称するものであり、例えば、演算子、ファンクションブロック、ファンクション、オペランドを含む。ソースコード２７１は、複数の命令要素を互いに繋いだ回路態様で表示可能なプログラミング言語で記述することができる。以下では、典型例としてＬＤで記述されたソースコードを対象とする。

変数定義リスト２７２は、ソースコード２７１に含まれる命令要素が参照する変数を定義した変数宣言である。変数定義リスト２７２は、変数ごとに、少なくとも、変数名と、当該変数のデータ型とを宣言することで作成される。

転送モジュール２１１は、実行コード２７３を制御装置２００（ＰＬＣ）に転送（ダウンロードまたはアップロード）するように、通信インターフェイス１１１を制御する。

ＧＵＩモジュール２５８は、ビルダ２５４とユーザとの対話を実現するように、表示インターフェイス１１７およびＩ／Ｏインターフェイス１１４を制御する。ＧＵＩモジュール２５８は、ユーザと対話するための「インターフェイス」の一実施例に対応する。

図４を参照して、エディタ２５２は、操作部１１５を介して受け付けるユーザ操作に従って記述されるソースプログラムを編集（エディット）することにより、ソースプログラムを予め定められたプログラム言語のソースコード２７１に変換する。エディタ２５２は、生成されたソースコード２７１をデータ格納部２７０に格納する。

ビルダ２５４は、予め定められたプログラム言語用のコンパイラおよびリンカーを含む。コンパイラは、ソースコード２７１を複数のファイルに分割し、ファイル単位でコンパイルすることにより、複数のオブジェクトファイルを作成する。リンカーは、作成された複数のオブジェクトファイルを結合することにより、実行コード２７３を生成する。実行コード２７３は、制御装置２００のプロセッサにより実行可能なコードからなり、データ格納部２７０に格納されるソースコード２７１および変数定義リスト２７２を用いて生成される。具体的には、ビルダ２５４は、解析部２１２、変数宣言生成部２１５および実行コード生成部２１６を含む。これらの部は、ソースコード２７１をビルドし、制御装置２００で実行することが可能な実行コード２７３を生成する。

開発支援装置１００は、実行コード２７３を転送モジュール２１１により制御装置２００（ＰＬＣ）に転送する。制御装置２００では、制御プログラム２１０用に、変数定義リスト２７２で宣言された変数を格納するためのメモリ領域が確保される。このとき、各変数について、そのデータ型に従った容量を有するメモリ領域が確保される。

外部機器３００（デバイス３００Ａ～３００Ｃ）は、ネットワークＮＷ１またはＮＷ２によるデータ通信により、メモリ領域の変数にアクセス可能である。制御装置２００内部のプロセッサによって実行コード２７３が実行されることにより、複数の制御装置２００間でのデータの遣り取り、および、制御対象である外部機器３００の制御が実施される。

＜Ｅ．制御プログラム開発の処理＞
図５は、開発支援装置１００における制御プログラム開発の概略処理の一例を示すフローチャートである。

図５を参照して、開発支援装置１００では、ソースコード２７１を生成または編集する場合に、まず、エディタ２５２が起動される。エディタ２５２は、ソースコード２７１のエディット（編集）処理を実行する（ステップＳ１）。具体的には、エディタ２５２は、操作部１１５を介して受け付けるユーザ操作に従ってソースコード２７１を生成する。エディタ２５２は、ソースコード２７１を表示部１１８に表示する。

次に、ソースコード２７１をビルドする場合、開発支援装置１００は、ビルダ２５４を起動する。ビルダ２５４は、ソースコード２７１をビルドし、実行コード２７３を生成する（ステップＳ２）。ビルド処理については、図６で後述する。

実行コード２７３を制御装置２００に転送する場合、転送モジュール２１１は、実行コード２７３を制御装置２００に転送するように通信インターフェイス１１１を制御する（ステップＳ３）。

＜ビルド処理＞
図６は、図５に示したビルド処理（Ｓ２）の一例を示すフローチャートである。

図６を参照して、ビルダ２５４は、エディット処理（Ｓ１）により編集されたソースコード２７１をビルドする。ビルド処理において、解析部２１２は、ソースコード２７１を解析し、ビルドに適したデータ構造に変換する（ステップＳ２１）。このデータ構造として、例えばＡＳＴ（abstract syntax tree、抽象構文木）が用いられる。具体的には、解析部２１２は、最初に、字句解析処理として、ソースコード２７１を走査しながら解析し、解析結果に基づき変数などの識別子を含むトークンに分類し、分類されたトークンからなるトークン列を生成する。次に、解析部２１２は、構文解析処理として、生成されたトークン列を解析し、解析結果に基づきＡＳＴを生成する。さらに解析部２１２は、意味解析処理として、ＡＳＴに基づき、ソースコード２７１をプログラム言語の記述仕様に適合するようにデータの型または命令コードからなる式の型を決定する。

変数宣言生成部２１５は、ソースコード２７１に含まれる命令要素が参照する変数を定義した変数宣言である変数定義リスト２７２を生成する。具体的には、変数宣言生成部２１５は、最初に、ソースコード２７１に含まれる命令要素が参照する変数を抽出する（ステップＳ２２）。次に、変数宣言生成部２１５は、抽出した変数のデータ型を推論する（ステップＳ２３）。変数宣言生成部２１５は、推論したデータ型を用いて各変数を定義することにより、変数定義リスト２７２を生成する（ステップＳ２４）。

＜変数宣言生成処理＞
以下では、図７から図１０を参照して、変数宣言生成部２１５における変数のデータ型の推論処理（図６のＳ２３）および変数定義リスト２７２の生成処理（図６のＳ２４）について説明する。

図７には、ソースコード２７１の第１例を説明する概念図が示される。図７には、制御プログラムの一例であるラダープログラムによって記述されるラダー回路と、当該ラダー回路に基づいて生成された変数定義リスト２７２が示される。

図７に示すように、ラダープログラムは、入力側母線４２１と出力側母線４２２との間に回路要素と接続線とを用いた論理回路を梯子状に描いたラダー回路４２０により表現される。回路要素は「命令要素」の一実施例に対応する。

図７の例では、ラダー回路４２０は、変数ａの値に応じてオン／オフされる接点４２５と、オン／オフ結果を変数ｂとして出力するコイル４２６とを含む。ラダー回路４２０は、接点４２５およびコイル４２６といった回路要素を互いに接続線４２３で繋ぐことで記述される。例えば、変数ｂは他のラダー回路（図示せず）の接点を開閉する変数としてさらに用いられる。あるいは、変数ａは、他のラダー回路（図示せず）のコイルの出力値である。このようなラダー回路の階層的な組合せによって、制御装置２００が外部機器３００を制御するための処理を記述することができる。

変数宣言生成部２１５は、ラダー回路４２０に含まれる回路要素（命令要素）が参照する変数を抽出する。図７に示す第１例では、接点４２５が参照する変数ａと、コイル４２６が参照する変数ｂとが抽出される。

変数宣言生成部２１５は、抽出した変数ａおよび変数ｂの各々のデータ型を推論する。変数のデータ型は、当該変数を参照する回路要素にて実行される処理の内容に基づいて推論することができる。図７の例では、変数ａを入力とする接点４２５は、変数ａの値に応じてオン／オフされることから、変数ａのデータ型は「ＢＯＯＬ」と推論することができる。変数ｂを出力するコイル４２６はオン／オフ結果を出力することから、変数ｂのデータ型は「ＢＯＯＬ」と推論することができる。

変数宣言生成部２１５は、推論した結果に基づいて、変数ａおよび変数ｂの各々について、変数名およびデータ型を宣言した変数定義リスト２７２を生成する。

図８には、ソースコード２７１の第２例を説明する概念図が示される。図８には、図７と同様に、ラダー回路の一例と、当該ラダー回路に基づいて生成された変数定義リスト２７２が示される。

図８の例では、ラダー回路４２０は、変数ａの値に応じてオン／オフされる接点４２５と、オン／オフ結果を変数ｂとして出力するコイル４２６と、ファンクション４２７とを含む。ファンクションとは、制御プログラム２１０を構成するＰＯＵ（Program Organization Unit）と呼ばれる基本的な構成要素である。ファンクションは、同一入力に対して常に同じ値を出力する要素である。ファンクション４２７は、その入力部に関連付けられている変数の値に基づいて、ファンクション４２７に規定されている処理を実行する。当該実行結果は、ファンクション４２７の出力に関連付けられている変数に反映される。

変数宣言生成部２１５は、ラダー回路４２０に含まれる回路要素（命令要素）が参照する変数を抽出する。図８に示す第２例では、接点４２５が参照する変数ａと、コイル４２６が参照する変数ｂと、ファンクション４２７が参照する変数ａおよび変数ｃとが抽出される。

変数宣言生成部２１５は、抽出した変数ａ、変数ｂおよび変数ｃの各々のデータ型を推論する。変数ａおよび変数ｂはそれぞれ、図７に示した方法によって、データ型が「ＢＯＯＬ」であると推論することができる。変数ｃについては、ファンクション４２７に規定されている処理内容に基づいて推論することができる。

具体的には、図８の例では、ファンクション４２７は、データ転送命令である「ＭＯＶＥ」ファンクションを規定した命令要素である。「ＭＯＶＥ」ファンクションは、入力部（Ｉｎ）が受け付けた変数（入力引数）の値を、出力部（Ｏｕｔ）に関連付けられた変数（出力引数）に転送する処理を実行するように規定されている。

「ＭＯＶＥ」ファンクションの入力引数のデータ型は「ＡＮＹ」であるため、どのようなデータ型の変数も入力部（Ｉｎ）に入力することができる。言い換えると、「ＭＯＶＥ」ファンクション単体では、入力部（Ｉｎ）に入力される変数のデータ型を推論することができない。ただし、図８の例では、入力引数となる変数ａが他の回路要素（接点４２５）でも参照されているため、当該他の回路要素で得られた推論結果に基づいて、変数ａのデータ型を推論することができる。

「ＭＯＶＥ」ファンクションでは、通常、入力引数と出力引数との間で、変数のデータ型が一致している。したがって、入力引数である変数ａのデータ型が「ＢＯＯＬ」と推論された場合には、出力引数である変数ｃのデータ型も「ＢＯＯＬ」であると推論することができる。

変数宣言生成部２１５は、推論した結果に基づいて、変数ａおよび変数ｂの各々について、変数名およびデータ型を宣言した変数定義リスト２７２を生成する。

なお、図８の例とは反対に、「ＭＯＶＥ」ファンクションにおいて、出力引数となる変数のデータ型が推論された場合においても、入力引数となる変数のデータ型も推論することができる。ただし、入力引数および出力引数のうちの一方の変数のデータ型が推論できない場合には、他方の変数のデータ型も推論することができない。

図９には、ソースコード２７１の第３例を説明する概念図が示される。図９には、図７と同様に、ラダー回路の一例と、当該ラダー回路に基づいて生成された変数定義リスト２７２が示される。

図９の例では、ラダー回路４２０は、ファンクション４２８を含む。変数宣言生成部２１５は、ファンクション４２８が参照する変数ｄおよび変数ｅを抽出しし、抽出した変数ｄおよび変数ｅの各々のデータ型を推論する。

図９の例では、ファンクション４２８は、データ型の変換命令である「ＩＮＴ＿ＴＯ＿ＢＣＤ＿ＢＹＴＥ」ファンクションを規定した命令要素である。ファンクション４２８のシンボル「ＩＮＴ＿ＴＯ＿ＢＣＤ＿ＢＹＴＥ」において、「ＴＯ」の左側は入力引数となる変数のデータ型を規定し、「ＴＯ」の右側は出力引数となる変数のデータ型を規定している。即ち、「ＩＮＴ＿ＴＯ＿ＢＣＤ＿ＢＹＴＥ」ファンクションは、整数型（ＩＮＴ）のデータを、バイト型（ＢＹＴＥ）のＢＣＤ（２進化１０進表示：binary coded decimal notation）データに変換するための命令を規定している。

したがって、変数宣言生成部２１５は、入力引数となる変数ｄのデータ型は「ＩＮＴ」であると推論するとともに、出力引数となる変数ｅのデータ型は「ＢＹＴＥ」であると推論することができる。変数宣言生成部２１５は、推論した結果に基づいて、変数ｄおよび変数ｅの各々について、変数名およびデータ型を宣言した変数定義リスト２７２を生成する。

図１０には、ソースコード２７１の第４例を説明する概念図が示される。図１０には、図７と同様に、ラダー回路の一例と、当該ラダー回路に基づいて生成された変数定義リスト２７２が示される。

図１０の例では、ラダー回路４２０は、ファンクション４２９を含む。変数宣言生成部２１５は、ファンクション４２９が参照する変数「ＤＩＮＴ＃３０」、変数ｆおよび変数ｇを抽出し、抽出した変数「ＤＩＮＴ＃３０」、変数ｆおよび変数ｇの各々のデータ型を推論する。

図１０の例では、ファンクション４２９は、算術演算（図１０では乗算「＊」）の実行命令を規定した命令要素である。ファンクション４２９は、２つの入力部（Ｉｎ１，Ｉｎ２）と、１つの出力部（Ｏｕｔ）とを有しており、２つの入力引数を乗算し、その乗算結果である出力引数を出力するように規定されている。

算術演算では、複数の入力引数について、変数のデータ型を混在させないことが一般的である。また、複数の入力引数と、これらの演算結果である出力引数とは、変数のデータ型が同じである。したがって、算術演算ファンクションにおいては、複数の入力引数および出力引数のうちのいずれか１つの引数について変数のデータ型が既知であれば（もしくは推論できれば）、残りの引数についても変数のデータ型を推論することができる。

図１０の例では、第１の入力部（Ｉｎ１）に入力される変数「ＤＩＮＴ＃３０」は、「ＤＩＮＴ」（倍精度整数）型の変数である。したがって、変数宣言生成部２１５は、第２の入力部（Ｉｎ２）に入力される変数ｆも「ＤＩＮＴ」型の変数であると推論することができる。変数宣言生成部２１５はさらに、出力部（Ｏｕｔ）から出力される変数ｇも「ＤＩＮＴ」型の変数であると推論することができる。

変数宣言生成部２１５は、推論した結果に基づいて、変数ｆおよび変数ｇの各々について、変数名およびデータ型を宣言した変数定義リスト２７２を生成する。

図６のフローチャートに戻って、変数のデータ型の推論結果に基づいて変数定義リスト２７２を生成すると、変数宣言生成部２１５は、変数定義リスト２７２が完成したか否かを判定する（Ｓ２５）。ステップＳ２５では、変数宣言生成部２１５は、ソースコード２７１に記述されている複数の変数の全てについて、データ型が宣言されているか否かを判定する。全ての変数についてデータ型が宣言されている場合、Ｓ２５ではＹＥＳ判定とされる。

一方、ソースコード２７１に記述されている複数の変数の一部について、データ型が宣言されていない場合には、Ｓ２５ではＮＯ判定とされる。例えば、図８で述べたように、「ＭＯＶＥ」ファンクションにおいて、入力引数および出力引数のうちの一方の変数のデータ型が推論できない場合には、他方の変数のデータ型も推論することができない。このような場合、変数定義リスト２７２内にデータ型が宣言されていない変数が含まれるため、Ｓ２５ではＮＯ判定とされる。

ソースコード２７１に記述されている複数の変数の全てについてデータ型が宣言されていない場合（Ｓ２５のＮＯ判定時）には、変数宣言生成部２１５は、ステップＳ２４で生成した変数定義リスト２７２を、表示部１１８を介してユーザに提示する（Ｓ２６）。変数宣言生成部２１５は、以下に説明するように、ＧＵＩモジュール２５８を用いてユーザと対話することにより、ユーザ操作に従って変数定義リスト２７２を完成させる。

＜ユーザとの対話＞
図１１は、表示部１１８における変数定義リスト２７２の表示例を示す図である。図１１の例では、変数定義リスト２７２は、変数ごとに少なくとも変数名およびデータ型を表したテーブル形式で表示されている。なお、変数定義リスト２７２は他の形式で表示されてもよい。

変数定義リスト２７２には、ソースコード２７１に記述されている複数の変数の各々について、図６のステップＳ２３の処理において推論されたデータ型が記入されている。ただし、データ型を推論できなかった変数については、データ型の記入欄が空欄となっている。なお、該当する記入欄を空欄とすることに代えて、当該記入欄を他の記入欄よりも目立つ態様で示すようにしてもよい。

図１１の例では、変数ｈのデータ型が推論できないため、変数ｈのデータ型の記入欄が空欄となっている。この場合、ＧＵＩモジュール２５８は、表示部１１８を用いて、変数ｈのデータ型が不明である旨をユーザに通知するとともに、変数ｆのデータ型の入力をユーザに求める。ＧＵＩモジュール２５８は、例えば、「変数ｈのデータ型が不明です。データ型を入力してください。」というメッセージ５００を表示部１１８に表示する（図６のＳ２７）。

ＧＵＩモジュール２５８は、表示部１１８にメッセージ５００を表示した状態で、所定時間の間、当該メッセージに応答したユーザ入力を受け付ける待機状態となる（Ｓ２８）。所定時間内にＧＵＩモジュール２５８がユーザ入力を受け付けた場合（Ｓ２９のＹＥＳ判定時）には、変数宣言生成部２１５は、ユーザ入力に従って変数定義リスト２７２を書き換えることにより、変数定義リスト２７２を更新する（Ｓ３０）。例えば、図１１の変数定義リスト２７２内の空欄に対して、変数ｈのデータ型を指定するユーザ入力がなされた場合には、変数定義リスト２７２は、指定された変数ｈのデータ型を含めた内容に更新される。

ユーザ入力に従って変数定義リスト２７２を更新すると、ステップＳ２５に戻って、変数宣言生成部２１５は、変数定義リスト２７２が完成したか否かを判定する。上述したように、変数宣言生成部２１５は、ソースコード２７１に記述されている複数の変数の全てについて、データ型が宣言されているか否かを判定する。全ての変数についてデータ型が宣言されている場合、Ｓ２５ではＹＥＳ判定とされる。

変数定義リスト２７２が完成していると判定されると（Ｓ２５のＹＥＳ判定時）、変数宣言生成部２１５は、変数定義リスト２７２をデータ格納部２７０に格納する（Ｓ３１）。

実行コード生成部２１６は、データ格納部２７０に格納されているソースコード２７１および変数定義リスト２７２に基づいて、実行コード２７３を生成する（Ｓ３２）。Ｓ３２では、実行コード生成部２１６は、解析部２１２における意味解析により得られた式のデータ型の情報と、変数定義リスト２７２とに基づいて、ソースコード２７１を実行コード２７３に変換する。実行コード生成部２１６は、生成された実行コード２７３をデータ格納部２７０に格納する。その後、図５の処理に戻る。

以上説明したように、本実施の形態では、ユーザ操作に従って記述されたソースコード２７１のビルド処理（Ｓ２）において、ソースコード２７１に含まれる命令要素が参照する変数について、当該変数を定義した変数定義リスト２７２が生成される。これによると、生成された変数定義リスト２７２では、ソースコード２７１内で使用される変数のみが宣言されることになる。すなわち、ソースコード２７１内で使用されない変数については、変数定義リスト２７２では宣言されない。その結果、変数定義リスト２７２内に、ソースコード２７１に含まれる命令要素から参照されない変数（以下、「不使用変数」とも称する）を生じさせないことができる。

ここで、エディット処理（Ｓ１）において、ユーザ操作に従ってソースコード２７１内の一部の命令要素が削除されたケースを想定する。このケースでは、当該命令要素が参照する変数（例えば「変数Ａ」と表記する）が、ソースコード２７１内において不使用変数となる場合がある。一方、変数Ａが定義リスト２７２内で宣言されていれば、ソースコード２７１と変数定義リスト２７２とから構成されるソースプログラムをビルドすると、制御装置２００のメモリ領域には、変数Ａ（不使用変数）を格納するための領域が確保されることになる。

本実施の形態によれば、上記のケースにおいて、ソースコード２７１のビルド時に生成される変数定義リスト２７２は、不使用変数となった変数Ａが除去された内容に更新されている。よって、ソースコード２７１の編集によって不要となった変数が変数定義リスト２７２内に蓄積されることを防ぐことができる。

なお、ソースコード２７１内で使用される変数のうち、データ型を推論できない変数については、ＧＵＩモジュール２５８を用いてユーザ入力を求めることによって変数定義リスト２７２を完成させることができる。そのため、制御装置２００では、変数定義リスト２７２で宣言されたすべての変数の各々に対して、そのデータ型に従ったメモリ領域を確保することができる。

＜変形例＞
上述した実施の形態では、ＧＵＩモジュール２５８が、ソースコード２７１に含まれる命令要素が参照する変数のうち、そのデータ型を推論できない変数について、データ型についてのユーザ入力を受け付ける構成について説明したが、ＧＵＩモジュール２５８はさらに、命令要素が参照する変数以外の変数についてのユーザ入力を受け付ける構成とすることができる。

上記構成によると、ソースコード２７１内の命令要素からは参照されないものの、制御装置２００における制御プログラム２１０の実行時に外部機器３００（制御対象）で使用される変数を宣言することができる。よって、制御装置２００では、当該変数を格納するためのメモリ領域を確保することができる。

このような変数には、ネットワークＮＷ１，ＮＷ２を介して外部機器３００からアクセスされる変数を含めることができる。例えば、ネットワークＮＷ２によって制御装置２００と接続されるデバイス３００Ａでは、制御プログラム２１０の実行時において、当該ネットワークの定周期通信によって定期的に読み出す変数が定められている。デバイス３００Ａは、定周期通信によって当該変数にアクセスして、当該変数の値を制御装置２００から取得する。当該変数の値は、機器３０１Ａにおいて、状態量のモニタ等のために使用される。

また、ネットワークＮＷ１によって制御装置２００と接続されるデバイス３００Ｂでは、制御装置２００から読み出す変数と、デバイス３００Ｂ内での変数との対応関係（リンク）を規定するデータリンク設定が作成されている。デバイス３００Ｂは、データリンク設定にしたがって、制御装置２００の変数にアクセスして、当該変数の値を取得する。取得した変数の値は、機器３０１Ｂにおいて、上述と同様に使用することができる。

＜付記＞
上述したような本実施の形態および変形例は、以下のような技術思想を含む。

［構成１］
制御対象（３００）を制御する制御装置（２００）用の制御プログラム（２１０）の開発を支援するための開発支援装置（１００）であって、
ユーザ操作に従って、前記制御プログラムのソースコード（２７１）を生成および編集するエディタ（２５２）と、
前記ソースコードおよび、前記ソースコードに含まれる命令要素が参照する変数を定義した変数宣言（２７２）から前記制御プログラムの実行コード（２７３）を生成するビルダ（２５４）とを備え、
前記ビルダは、前記ソースコードに含まれる命令要素が参照する変数を抽出するとともに、抽出した変数のデータ型を推論することで、前記変数宣言を生成する変数宣言生成部（２１５）を含む、開発支援装置。

［構成２］
前記ユーザと対話するインターフェイス（２５８）をさらに備え、
前記変数宣言生成部（２１５）は、データ型を推論できない第１の変数を前記インターフェイスを介して前記ユーザに通知するとともに、前記インターフェイスを介した前記第１の変数のデータ型についてのユーザ入力に従って前記変数宣言を更新する、構成１に記載の開発支援装置。

［構成３］
前記変数宣言生成部（２１５）はさらに、前記インターフェイス（２５８）を介した第２の変数についてのユーザ入力に応じて前記第２の変数を前記変数宣言に追加する、構成２に記載の開発支援装置。

［構成４］
前記第２の変数は、前記制御プログラム（２１０）の実行中に前記制御対象（３００）が使用する変数を含む、構成３に記載の開発支援装置。

［構成５］
前記変数宣言生成部（２１５）は、前記命令要素の処理内容に基づいて、前記命令要素が参照する変数のデータ型を推論する、構成１から４のいずれか１項に記載の開発支援装置。

［構成６］
制御対象（３００）を制御する制御装置（２００）用の制御プログラム（２１０）の開発を支援するための開発支援方法であって、
ユーザ操作に従って、前記制御プログラムのソースコード（２７１）を生成および編集するステップと、
前記ソースコードおよび、前記ソースコードに含まれる命令要素が参照する変数を定義した変数宣言（２７２）から前記制御プログラムの実行コード（２７３）を生成するステップとを備え、
前記実行コードを生成するステップは、
前記ソースコードに含まれる命令要素が参照する変数を抽出するステップと、
抽出した変数のデータ型を推論することで、前記変数宣言を生成するステップとを含む、開発支援方法。

［構成７］
制御対象（３００）を制御する制御装置（２００）用の制御プログラム（２１０）の開発を支援するための開発支援プログラムであって、
前記開発支援プログラムは、コンピュータに、
ユーザ操作に従って、前記制御プログラムのソースコード（２７１）を生成および編集するステップと、
前記ソースコードおよび、前記ソースコードに含まれる命令要素が参照する変数を定義した変数宣言（２７２）から前記制御プログラムの実行コード（２７３）を生成するステップとを実行させ、
前記実行コードを生成するステップは、
前記ソースコードに含まれる命令要素が参照する変数を抽出するステップと、
抽出した変数のデータ型を推論することで、前記変数宣言を生成するステップとを含む、開発支援プログラム。

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て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。

１０ ＦＡシステム、５０ 開発支援プログラム、６０ 各種データ・プログラム、１００ 開発支援装置、１０２ プロセッサ、１０４ 主メモリ、１１１ 通信インターフェイス、１１４ Ｉ／Ｏインターフェイス、１１５ 操作部、１１７ 表示インターフェイス、１１８ 表示部、１２０ 記憶装置、２００ 制御装置、２１０ 制御プログラム、２１２ 解析部、２１５ 変数宣言生成部、２１６ 実行コード生成部、２５０ プログラミングアプリケーション、２５２ エディタ、２５４ ビルダ、２５６ デバッガ、２５７ コンフィグレータ、２５８ ＧＵＩモジュール、２６０ シミュレータ、２７０，２９９ データ格納部、２７１ ソースコード、２７２ 変数定義リスト、２７３ 実行コード、２９３ コンフィグ情報、２８０ ネットワーク設定アプリケーション、３００ 外部機器、３００Ａ～３００Ｃ デバイス、３０１Ａ～３０１Ｃ 機器、４２０ ラダー回路、４２１ 入力側母線、４２２ 出力側母線、４２３ 接続線、４２５ 接点、４２６ コイル、４２７～４２９ ファンクション、ａ～ｉ 変数、ＮＷ１，ＮＷ２ ネットワーク。

Claims (7)

1. 制御対象を制御する制御装置用の制御プログラムの開発を支援するための開発支援装置であって、
   ユーザ操作に従って、前記制御プログラムのソースコードを生成および編集するエディタと、
   前記ソースコードおよび、前記ソースコードに含まれる命令要素が参照する変数を定義した変数宣言から、前記制御プログラムの実行コードを生成するビルダとを備え、
   前記ビルダは、前記ソースコードに含まれる前記命令要素が参照する前記変数を抽出するとともに、抽出した前記変数のデータ型を推論することで、前記変数宣言を生成する変数宣言生成部を含む、開発支援装置。
2. ユーザと対話するインターフェイスをさらに備え、
   前記変数宣言生成部は、データ型を推論できない第１の変数を前記インターフェイスを介して前記ユーザに通知するとともに、前記インターフェイスを介した前記第１の変数のデータ型についてのユーザ入力に従って前記変数宣言を更新する、請求項１に記載の開発支援装置。
3. 前記変数宣言生成部はさらに、前記インターフェイスを介した第２の変数についてのユーザ入力に応じて前記第２の変数を前記変数宣言に追加する、請求項２に記載の開発支援装置。
4. 前記第２の変数は、前記制御プログラムの実行中に前記制御対象が使用する変数を含む、請求項３に記載の開発支援装置。
5. 前記変数宣言生成部は、前記命令要素の処理内容に基づいて、前記命令要素が参照する変数のデータ型を推論する、請求項１から４のいずれか１項に記載の開発支援装置。
6. 制御対象を制御する制御装置用の制御プログラムの開発を支援するための開発支援方法であって、
   ユーザ操作に従って、前記制御プログラムのソースコードを生成および編集するステップと、
   前記ソースコードおよび、前記ソースコードに含まれる命令要素が参照する変数を定義した変数宣言から前記制御プログラムの実行コードを生成するステップとを備え、
   前記実行コードを生成するステップは、
   前記ソースコードに含まれる前記命令要素が参照する前記変数を抽出するステップと、
   抽出した前記変数のデータ型を推論することで、前記変数宣言を生成するステップとを含む、開発支援方法。
7. 制御対象を制御する制御装置用の制御プログラムの開発を支援するための開発支援プログラムであって、
   前記開発支援プログラムは、コンピュータに、
   ユーザ操作に従って、前記制御プログラムのソースコードを生成および編集するステップと、
   前記ソースコードおよび、前記ソースコードに含まれる命令要素が参照する変数を定義した変数宣言から前記制御プログラムの実行コードを生成するステップとを実行させ、
   前記実行コードを生成するステップは、
   前記ソースコードに含まれる前記命令要素が参照する前記変数を抽出するステップと、
   抽出した前記変数のデータ型を推論することで、前記変数宣言を生成するステップとを含む、開発支援プログラム。

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