JP2021082031A

JP2021082031A - プログラム作成支援装置

Info

Publication number: JP2021082031A
Application number: JP2019209186A
Authority: JP
Inventors: 政嗣川中; Masatsugu Kawanaka
Original assignee: Keyence Corp
Current assignee: Keyence Corp
Priority date: 2019-11-19
Filing date: 2019-11-19
Publication date: 2021-05-27

Abstract

【課題】本発明は、簡略した手順で生成プログラムを作成しつつ、安全性の基準を満たすことを保証する仕組みを提供する。【解決手段】安全コントローラで実行される安全プログラムの作成を支援するプログラム作成支援装置は、動作確認が行われた安全プログラムを構成する、入力機器からの安全入力信号を割り付けるための入力ブロックと、安全機能を実現する機能ブロックと、安全出力信号を出力する出力ブロックとのうち、前記入力ブロック及び前記出力ブロックの少なくとも一方をダミーブロックに置き換えた未完成の安全プログラムを記憶する記憶装置を備える。さらに、本プログラム作成支援装置は、記憶装置に記憶されている未完成の安全プログラムを取得し、取得した未完成の安全プログラムを編集可能に提供し、提供した未完成の安全プログラムをユーザ入力に従って編集して、完成した安全プログラムを作成する。【選択図】図１２

Description

本発明は、安全システムで動作する安全プログラムの作成を支援するプログラム作成支援装置に関する。

製品（ワーク）を生産する製品工場においては多数の産業機械が稼働している。安全システムは、産業機械から人間の安全を確保するために欠かせないシステムである。安全システムは、一般に、産業機械の稼働エリア内に人間が侵入すると、産業機械を緊急停止させる。

安全システムで動作するコンピュータプログラムは安全プログラムと呼ばれている。安全プログラムは人間の安全を守るものであるから、より正確に設計されなければならない。安全プログラムを作成する作業が複雑であると、バグなどを招きやすい。したがって、安全プログラムをユーザが簡単に作成できるようなプログラムの作成環境を提供することが望ましい。たとえば、複数のファンクションブロックを任意に配置して、いくつかのファンクションブロックを結線することで安全プログラムを作成するファンクション・ブロック・ダイアグラム（ＦＢＤ）が知られている（特許文献１）。

特開２００８−２８２３４１号公報

しかし、上記ＦＢＤを用いた安全プログラムの作成であっても専門的な知識が必要であり、正確な設計を行うことができる設計者は限られてしまう。たとえば、安全プログラムはその安全用途（アプリケーション）に適した種々の入力ブロック、ファンクションブロック及び出力ブロックを選択して、それらを好適に配置して構築されなければならない。このように、安全プログラムの作成は特定の開発者（ユーザ）に依存するため、安全システムを構築する上でそれらの開発者の負担が増大してしまう。そこで、安全プログラムについて十分に精通していないユーザであっても簡単にプログラム可能な仕組みが提供されれば、対応可能なユーザが広がり、特定のユーザに対する負担を軽減することができ、システムの構築を容易にすることができる。一方で、安全性の基準を満たすためには一定のルールを満足するように安全プログラムを設計する必要がある。

そこで、本発明は、簡略した手順で生成プログラムを作成しつつ、安全性の基準を満たすことを保証する仕組みを提供することを目的とする。

本発明は、たとえば、安全コントローラで実行される安全プログラムの作成を支援するプログラム作成支援装置であって、動作確認が行われた安全プログラムを構成する、入力機器からの安全入力信号を割り付けるための入力ブロックと、安全機能を実現する機能ブロックとのうち、前記入力ブロックをダミーブロックに置き換えた未完成の安全プログラムを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されている前記未完成の安全プログラムを取得する取得手段と、前記取得手段によって取得した前記未完成の安全プログラムを編集可能に提供する提供手段と、前記提供手段によって提供された前記未完成の安全プログラムをユーザ入力に従って編集して、完成した安全プログラムを作成する作成手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、簡略した手順で生成プログラムを作成しつつ、安全性の基準を満たすことを保証することができる。

安全コントローラシステムを説明する図メインモジュールと拡張モジュールを説明する図プログラム作成支援装置を説明する図ユーザーインターフェースを説明する図ユーザーインターフェースを説明する図ユーザーインターフェースを説明する図ユーザーインターフェースを説明する図ユーザーインターフェースを説明する図ユーザーインターフェースを説明する図ユーザーインターフェースを説明する図ユーザーインターフェースを説明する図安全プログラム作成時のフローチャートを説明する図安全プログラム作成時のフローチャートを説明する図ＣＰＵの機能を説明する図

以下、添付図面を参照して実施形態が詳しく説明される。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一または同様の構成には同一の参照番号が付され、重複した説明は省略される。とりわけ、小文字のアルファベットは複数の同種の構成要素を区別するために付与されており、複数の構成要素に共通した説明が記載されるときには、小文字のアルファベットが省略されることがある。

＜安全コントローラシステム＞
図１はシステムの全体を示している。この例で、安全コントローラシステム１は、メインモジュール（メインコントローラ）３、拡張モジュール４ａ、４ｂを有している。メインモジュール３は、ユーザが安全プログラムを作成することを支援する作成支援装置として機能するＰＣ２から転送されてきた安全プログラムを実行する。メインモジュール３は、表示装置５ａ、操作部６ａ、通信コネクタ７ａ、ＩＯコネクタ１０ａなどを有している。ＰＣ２も表示装置５ｂ、および操作部６ｂを有している。通信コネクタ７ａは、ＵＳＢや有線ＬＡＮのためのコネクタであってもよい。ＰＣ２からの通信ケーブルは通信コネクタ７ａに接続されている。有線ＬＡＮは産業用のイーサネット（登録商標）であってもよい。ＬＡＮはローカルエリアネットワークの略称である。ＩＯコネクタ１０ａの入力端子には、緊急停止スイッチやライトカーテンなどの安全入力機器１１ａが接続される。ＩＯコネクタ１０ａの出力端子には、ロボットアームなどの産業機器が動力源として接続される。メインモジュール３は、安全入力機器１１ａから入力される入力値に対して安全プログラムにしたがった演算処理を実行して出力値を求め動力源１２へ出力する。たとえば、安全入力機器１１ａの一種である緊急停止スイッチが押し下げられると、メインモジュール３は、出力値をＯＮ（安全）からＯＦＦ（安全ではない）に変更する。これにより、動力源１２が停止する。メインモジュール３に設けられたＩＯコネクタ１０ａだけではすべての安全入力機器および動力源を接続できない場合がある。このような場合には、拡張モジュール４ａ、４ｂがメインモジュール３に接続される。拡張モジュール４ａ、４ｂはそれぞれＩＯコネクタ１０ｂ、１０ｃを有しており、安全入力機器１１ｂおよび動力源１２などを接続できる。拡張モジュール４ａ、４ｂとメインモジュール３は相互に通信することで、入力信号および出力信号を受け渡す。つまり、メインモジュール３は、自己に接続された安全入力機器１１ａおよび拡張モジュール４ａ、４ｂに接続された安全入力機器１１ａから取得した入力信号に安全プログラムを適用することで出力信号を生成する。さらに、メインモジュール３は、安全プログラムに従って生成した出力信号を、自己に接続された動力源１２に出力したり、拡張モジュール４ａ、４ｂに接続された動力源１２に出力したりする。

＜メインモジュールと拡張モジュールのハードウエア＞
図２が示すように、メインモジュール３のコントローラ２０ａは二つのＭＣＵ２３ａ、２４ａとメモリ２５ａとを有している。コントローラ２０ａはＰＣ２から受信した安全プログラムをメモリ２５ａに記憶する。信頼性を高めるためにＭＣＵ（マイクロコントローラユニット）は二重化されている。ＭＣＵ２３ａ、２４ａはそれぞれメモリ２５ａに保持されている安全プログラムを実行する。ＭＣＵ２３ａ、２４ａは安全入力ＩＦ２１ａを介して安全入力機器１１の入力信号およびバスＩＦ２６ａを介して拡張モジュール４から入力された入力信号に基づき出力信号を生成して安全出力ＩＦ２２ａおよび拡張モジュール４に出力する。たとえば、ＭＣＵ２３ａ、２４ａがともにＯＮ信号を出力していれば、安全出力ＩＦ２２ａはＯＮ信号を出力する。ＭＣＵ２３ａ、２４ａのうちの一方または両方がＯＦＦ信号を出力していれば、安全出力ＩＦ２２ａはＯＦＦ信号を出力する。このようにコントローラ２０ａは、バスＩＦ２６ａを介して拡張モジュール４と通信して入力信号を受信したり、出力信号を送信したりする。

拡張モジュール４のコントローラ２０ｂは二つのＭＣＵ２３ｂ、２４ｂとメモリ２５ｂとを有している。信頼性を高めるためにＭＣＵ（マイクロコントローラユニット）は二重化されている。ＭＣＵ２３ｂ、２４ｂはそれぞれメモリ２５ｂに保持されている制御プログラムを実行する。コントローラ２０ｂは安全入力ＩＦ２１ｂを介して安全入力機器１１の入力信号を受信すると、バスＩＦ２６ｂを介してメインモジュール３に送信する。コントローラ２０ｂはバスＩＦ２６ｂを介してメインモジュール３から出力信号を受信すると、安全出力ＩＦ２２ｂを介して動力源１２などに出力する。

＜ＰＣのハードウエア＞
図３が示すように、ＰＣ２は、ＣＰＵ１３、表示装置５ｂ、操作部６ｂ、記憶装置１５および通信ＩＦ２７ｂを備えている。表示装置５ｂ、操作部６ｂ、記憶装置１５および通信ＩＦ２７ｂは、それぞれＣＰＵ１３に対して電気的に接続されている。記憶装置１５はＲＡＭやＲＯＭ、ＨＤＤ、ＳＳＤを含み、さらに着脱可能なメモリカードを含んでもよい。ＣＰＵは中央演算処理装置の略称である。ＲＯＭはリードオンリーメモリの略称である。ＲＡＭはランダムアクセスメモリの略称である。ＨＤＤはハードディスクドライブの略称である。ＳＳＤはソリッドステートドライブの略称である。

記憶装置１５は、編集プログラム１６、およびカスタムレシピ情報１７を記憶する。これらの情報は、後に更新することができる。ＰＣ２のユーザは記憶装置１５に記憶されている編集プログラム１６をＣＰＵ１３に実行させて、操作部６ｂを通じて安全プログラムや設定情報などを編集し、メインモジュール３に転送する。設定情報は、メインモジュール３に接続されている拡張モジュール４の識別情報と、ＩＯコネクタ１０ａ〜１０ｃに設けられた各入力端子と各出力端子に接続されている安全入力機器１１および動力源１２の識別情報（端子割り当て情報）などを含む。カスタムレシピ情報１７は、プログラム作成支援装置であるＰＣ２に予め格納されているプリセットレシピ１７ａと、ユーザが作成した安全プログラムの一部である登録レシピ１７ｂとがファイル形式で含まれる。

ここでレシピとは、安全基準を満たすように作成され、かつ、動作確認が行われた安全プログラムの一部を含むプログラム情報であり、未完成の安全プログラムを示す。当該未完成の安全プログラムは、各ブロックの配置関係と、それらのブロック間における入出力の結線情報とが含まれ、入出力ブロックについてはダミーブロックに置き換えられたものである。従って、ユーザはレシピ情報に基づいて、ダミーブロックの部分に任意の入出力機器を割り付けることにより、安全プログラムを簡略した手順で完成させることができる。また、各レシピ情報には固有値であるＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）値が付与されている。なお、本発明においては上記ＣＲＣ値に限定する意図はなく、レシピファイルから求まる固有の検出符号であればどのような符号でもよい。このＣＲＣ値は各レシピのブロックの配置関係及び結線情報に基づく接続状態を維持している限り当該プログラムに含まれるものである。一方、上記配置関係や接続状態が変更されると、対応するＣＲＣ値は削除される。このＣＲＣ値で安全基準を満たすプログラムの提供を保証することができる。即ち、レシピに従って完成された安全プログラムはＣＲＣ値をそのまま含むものであり、これが安全基準を満たすことを保証する。これらのレシピ情報の詳細については後述する。

＜ユーザーインターフェース（ＵＩ）＞
図４はＣＰＵ１３が編集プログラム１６にしたがって表示装置５ｂに表示するＵＩ３０を示している。編集ボタン３１は安全プログラムの編集を指示するためのボタンである。編集ボタン３１が選択された状態のＵＩ３０では、入力機器からの安全入力信号を割り付けるための入力ブロックと、安全機能を実現する機能ブロック（ファンクションブロックとも称する。）と、安全出力信号を出力する出力ブロックとをユーザが自由に配置及び結線することができる。

シミュレーションボタン３２は安全プログラムのシミュレーションを指示するボタンである。リスト部３３は、ユーザにより選択可能なファンクションブロック３４の一覧を選択可能に表示する表示領域である。プログラム作成エリア３５は、入力タイプのファンクションブロックが配置される入力配置エリア３６と、演算タイプおよび出力タイプのファンクションブロックが配置されるブロック配置エリア３７とを有している。ユーザは、リスト部３３から任意のファンクションブロック３４を選択して、入力配置エリア３６またはブロック配置エリア３７にドラッグアンドドロップする。入力配置エリア３６およびブロック配置エリア３７はスクロール表示可能となっており、より多くのファンクションブロックを配置可能となっている。

レシピ読込ボタン３８ａは、記憶装置１５に記憶されたプリセットレシピ１７ａや、登録レシピ１７ｂを読み込んで、当該レシピ情報に従って各ブロックの配置や、ブロック間の入出力の結線を行った状態でユーザに提供し、編集を行うためのボタンである。カスタムレシピは、たとえば動作確認が行われた安全プログラムの入出力ブロックをダミーブロックへ置き換えた未完成の安全プログラムとして記憶されている。従って、ユーザは、カスタムレシピを読み込んで、ダミーブロックの位置に入出力機器を割り付ける（ダミーブロックを入出力機器で置き換える）ことにより、安全プログラムを容易に完成させることができる。編集方法の詳細については後述する。一方、ユーザは、安全プログラムを作成して動作確認したプログラムを登録レシピ１７ｂとして登録することができる。登録される際には、入出力ブロックがダミーブロックへ置き換えられた状態で記憶装置１５に記憶される。なお、本実施形態では、カスタムレシピ情報１７がＰＣ２の記憶装置１５に記憶されている例について説明するが、ＰＣ２に通信可能に接続された外部の装置やデータベース等に記憶されてもよい。

レシピ登録・管理ボタン３８ｂは、新たに作成した安全プログラムを登録レシピとして登録したり、記憶装置１５に記憶された登録レシピ１７ｂの管理を行うための画面へ遷移するためのボタンである。ここでの管理では、たとえば登録したレシピの編集、削除、外部装置との連携により、外部に記憶されたレシピのインポートや外部へエクスポートなどの処理を行うことができる。

（プログラムの編集）
図５は安全プログラムの作成例を示している。入力配置エリア３６には、メインモジュール３と拡張モジュール４に接続された安全入力機器１１に対応する入力ブロックが配置される。図５では、入力配置エリア３６には、非常停止スイッチに対応した入力ブロックと、リセットスイッチに対応した入力ブロックと、ライトカーテンＸに対応した入力ブロックと、ドアスイッチに対応した入力ブロックが、リスト部３３からドラッグアンドドロップされて配置されている。

ブロック配置エリア３７には、二つのＡＮＤブロックと、リセットブロックと、出力ブロックとが配置されている。出力ブロックは、ＩＯコネクタ１０ａ〜１０ｃにおけるいずれかの出力端子に対応している。各ファンクションブロックを表すアイコンには、入力端子や出力端子が含まれている。ユーザは、あるファンクションブロックの出力端子と、他のファンクションブロックの入力端子との間に接続線４０で結線することで、安全プログラムを完成させる。

この事例では、非常停止ボタンが押されていない場合、リセットブロックはＯＮ（安全）を出力する。また、左側のＡＮＤブロックは、ライトカーテンがＯＮであり、かつ、ドアスイッチがＯＮである場合に、ＯＮを出力する。右側のＡＮＤブロックには、リセットブロックの出力端子と、左側のＡＮＤブロックの出力端子とが接続されている。よって、右側のＡＮＤブロックの二つの入力端子にいずれもＯＮが入力されている場合に、右側のＡＮＤブロックはＯＮを出力ブロックに出力する。非常停止ボタンが押されると、リセットブロックにＯＦＦ（安全でない）が入力される。その結果、右側のＡＮＤブロックの出力がＯＮからＯＦＦに切り替わり、出力ブロックにＯＦＦが伝搬する。リセットブロックは、リセットスイッチが押されない限り、ＯＦＦ出力を維持する。リセットブロックは、リセットスイッチが押されると、出力をＯＮに復帰させる。

ＣＰＵ１３は、安全プログラムを構成しているファンクションブロックの種別情報およびプログラム部品と、各ファンクションブロックの接続関係を示す接続情報とを含む設定情報を作成し、記憶装置１５に格納する。この場合、設定情報内に安全プログラムが含まれていることになる。あるいは、ＣＰＵ１３は、接続情報に従ってプログラム部品をリンクして安全プログラムを作成してもよい。ユーザによる転送指示が入力されると、ＣＰＵ１３は設定情報と安全プログラムをメインモジュール３に送信して書き込む。設定情報は安全プログラムの一部であってもよい。

このようにユーザは、任意のファンクションブロックを組み合わせることで安全プログラムを作成できるようになる。なお、シミュレーションボタン３２が押されると、ＣＰＵ１３はシミュレーションＵＩを表示装置５ｂに表示する。

＜結線チェックが成功している場合（プログラム完成）＞
図６はシミュレーション画面３９を含むＵＩ３０を示している。シミュレーションボタン３２が押されると、ＣＰＵ１３は、ＵＩ３０内にシミュレーション画面３９を表示する。シミュレーション画面３９はＵＩ３０とは異なる独立したウインドウに表示されてもよい。ユーザが入力タイプのファンクションブロックにタッチまたはクリックすることで、入力タイプのファンクションブロックの出力が反転する（ＯＮ→ＯＦＦまたはＯＦＦ→ＯＮ）。このような反転処理はトグルと呼ばれてもよい。なお、ＣＰＵ１３は、ＯＮを出力しているファンクションブロックとＯＦＦを出力しているファンクションブロックとを区別できるように表示してもよい。図６では、リセットスイッチに対応するブロックがユーザにタッチされたことでＯＦＦになったため、強調表示されている。なお、ＣＰＵ１３は、ＯＮを出力しているファンクションブロックをライトグリーン（またはライトブルー）で着色し、ＯＦＦを出力しているファンクションブロックをライトピンク（オレンジ）などで着色してもよい。また、ＣＰＵ１３は、ＯＮを出力している出力端子とＯＮが入力されている入力端子とをそれぞれ濃いグリーン（濃いブルー）に着色してもよい。ＣＰＵ１３は、ＯＦＦを出力している出力端子とＯＦＦが入力されている入力端子とをそれぞれレッド（濃いオレンジ）に着色してもよい。ＣＰＵ１３は、各ファンクションブロックごとに、入力信号に対する出力信号を演算して求める。ユーザは任意の入力ブロックをタッチまたはクリックすることで、安全プログラムの全体の挙動を確認することができる。

＜結線チェックが失敗した場合（プログラム未完成）＞
ＣＰＵ１３は、シミュレーションボタン３２が押されると、ブロック配置エリア３７に配置された複数のファンクションブロックについて結線チェックを実行してもよい。ファンクションブロックの種類に応じて、結線されることが必須の端子と、結線されなくてもよい任意の端子とが存在する。ＣＰＵ１３は、すべてのファンクションブロックについて、結線されることが必須の端子に接続線４０が接続されていることを確認する。結線されることが必須の端子に接続線４０が接続されていなければ、ＣＰＵ１３は結線チェックが失敗したと判定する。この場合、ＣＰＵ１３は安全プログラムの全体を通したシミュレーションを実行できないため、個別のシミュレーションに進む。

＜レシピの読み込み＞
（読込画面）
図７は、たとえば図４のＵＩ３０である編集画面を表示中にレシピ読込ボタン３８ａが操作された際に遷移する読込画面７０である。読込画面７０は、ＣＰＵ１３によって表示制御され、ＰＣ２の表示装置５ｂに表示される。読込画面７０は、プリセットレシピのリスト７１、登録レシピのリスト７２、表示領域７３〜７５、開くボタン７６、及びキャンセルボタン７７を含んで構成される。

プリセットレシピのリスト７１は、予め記憶装置１５に記憶されている、１以上のプリセットレシピを表示するものであり、リスト上で項目が選択されると、表示領域７３〜７５が選択されたレシピの情報に切り替わる。なお、プリセットレシピは、外部からインポートして記憶装置１５に記憶されてもよい。同様に、登録レシピのリスト７２は、ユーザによって登録されたり、外部からインポートされた１以上の登録レシピを表示するものであり、リスト上で項目が選択されると、表示領域７３〜７５が選択されたレシピの情報に切り替わる。

上述したように表示領域７３〜７５には、リスト７１、７２から選択されたレシピの詳細情報が表示される。表示領域７３には、選択されたレシピの回路構成（プレビュー画面）が表示される。７３ａは入力ブロックを示し、７３ｂは機能ブロックを示し、７３ｃは出力ブロックを示す。なお、レシピは入出力ブロックがダミーブロックに置き換えられている。なお、ダミーブロックの数については、後にユーザ入力によって増減されてもよい。表示領域７４には、選択されたレシピのメモが表示される。メモには、たとえばレシピについての安全機能の説明やプロジェクト情報などを記載することができる。ＰＣ２は、レシピに含まれる情報に従って表示領域７４にメモ情報を表示する。表示領域７５には、各レシピのレシピファイルに付与されたＣＲＣ値が表示される。

当該ＣＲＣ値は、レシピ毎に固有の値であり、レシピのプログラム情報から求められる。プログラム情報としては、各ブロックの種類、配置位置、結線情報、及び設定パラメータなど種々の情報が含まれるが、ＣＲＣ値を計算するための情報としては上記情報の少なくとも１つの情報が用いられる。たとえば、ＣＲＣ値は、これらの情報のうちプログラム制御に影響を与える情報を用いて計算されてもよい。プログラム制御に影響を与える情報としては、機能ブロックの設定情報、種類、設定パラメータや結線情報などである。一方、プログラム制御に影響を与えない情報としては、機能ブロックの名称やプログラムの回路構成図に配置された各ブロックの配置座標などである。これらのＣＲＣ値は、レシピの登録時に計算され、設計者（ユーザ）によって開かれたレシピがレシピ登録時と同じ構成内容であることを保証する。これらの構成内容、つまり、上記プログラム制御に影響を与える情報が編集（変更）されると、ＣＲＣ値は削除される。一方で、上記プログラム制御に影響を与えない情報が変更された場合には、ＣＲＣ値は削除されてもよいし、削除されなくともよい。つまり、作成された安全プログラムにＣＲＣ値が含まれるということは、当該安全プログラムが所定の安全基準を満たすレシピを用いて作成されたことを意味し、制限された編集範囲内（ダミーブロックの割り付け）で作成され安全基準を満たすことを保証するものである。

レシピが選択された状態で開くボタン７６が操作されると、当該レシピに従って編集可能なレシピ編集画面８０に遷移する。レシピ編集画面８０については図８を用いて後述する。一方、キャンセルボタン７７が操作されると、読込画面７０に遷移する前の画面、例えばＵＩ３０の編集画面（図４）に戻る。

（レシピ編集画面）
図８は、たとえば図７の読込画面７０を介してレシピが開かれた際に遷移するレシピ編集画面８０を示す。レシピ編集画面８０は、ＣＰＵ１３によって表示制御され、ＰＣ２の表示装置５ｂに表示される。レシピ編集画面８０は、図５に示す編集画面と比較して、入出力機器のリスト８１と、編集制限解除ボタン８９と、を含んで構成される。表示領域８３は、読み込んだレシピの編集領域である。レシピを読み込んだタイミングにおいて、表示領域８３には、ダミーブロックである入力ブロック８３ａと、機能ブロック群８３ｂと、ダミーブロックである出力ブロック８３ｃと、レシピのＣＲＣ値８３ｄとを含んで構成される。入力ブロック８３ａ及び出力ブロック８３ｃには、リスト８１からそれぞれ安全入力機器又は安全出力機器が選択されて割り付けられる。操作方法としては、たとえばリスト８１上の項目をドラッグして所定のダミーブロックへドロップすることにより安全入力機器又は安全出力機器のメインモジュール等の入力端子への割付が行われる。

レシピ編集画面では、図４及び図５を用いて説明した編集画面とは異なり、編集の制限が設けられる。ここで、編集の制限とは、各ブロックの配置関係や接続状態、ブロックの属性を変更する編集を禁止することを示す。ブロックの属性とは、たとえば入力端子数の増減や機能ブロックに対する結線可能な入力機器の種類、機能ブロックの機能設定、タイムアウトなどの時間設定、オプション機能の使用の有無などである。これらの編集を許可すると、安全基準を満たさなくなる虞があり、それを防止するためにこのような編集の制限を設けている。また、所定のダミーブロックに割り付けることが可能な入力機器又は出力機器を、ブロックごとに制限してもよい。これにより、推奨されない入出力機器がダミーブロックへ割り付けられることを制限することができる。

図９は、編集の制限の一例を示している。レシピ編集画面８０等の操作はＰＣ２に接続された種々の入力デバイスによって行うことができるが、ここではＰＣ２に接続されうるポインティングデバイス、たとえばマウスを用いた場合における編集制限の制御について説明する。９１は、マウスで操作されるポインタ（カーソル）を示す。ポインタ９１が編集禁止のブロック、図９の例では機能ブロックの１つであるＡＮＤ回路に重畳すると、当該ブロックに編集禁止を示すマーク（アイコン）９２が表示され、図４及び図５に示すＵＩ３０では操作可能であったブロックの再配置等の処理が制限される。また、編集禁止の結線上にポインタ９１が重畳すると、編集を禁止するメッセージ９３が表示され、当該接続線を編集することが禁止される。なお、機能ブロックについては全ての機能ブロックを編集禁止にしてもよいし、一部の機能ブロックのみを編集禁止にしてもよい。一部の機能ブロックのみを編集禁止にする場合には、機能ブロックごとに、置換可能か、又は属性変更可能かどうかの値（編集禁止情報）を保持するようにしてもよい。この場合、ポインタ９１が機能ブロックに重畳すると、上記値が参照され、編集禁止であれば上述のようなマーク９２やメッセージ９３を表示するようにしてもよい。上記編集禁止情報としては、例えば、“０”が編集禁止を示し、“１”が編集可能を示してもよい。或いは、“０”が全ての編集禁止（例えば、置換不可、属性変更不可）、“１”が属性変更のみ可能、“２”が置換可能、属性変更可能を示してもよい。これらの値は、編集禁止の内容に応じて任意に割り当てることができる。

一方で、レシピを利用してさらに複雑なプログラムを設計したい場合やレシピ自体を改良したい場合などのユースケースが想定されるため、本実施形態によれば、編集の制限を解除可能にレシピを提供する。本実施形態に係るカスタムレシピの編集においては、その編集の制限を編集制限解除ボタン８９を操作することにより解除することができる。編集制限解除ボタン８９が操作されると、図１０に示す画面に遷移する。編集の制限が解除されるとＣＲＣ値が削除されるため、図１０に示す画面においてはＣＲＣ値８３ｄの表示が削除される。なお、編集制限を解除するためには、一定の制限を設けてもよい。例えば、編集制限解除ボタン８９が操作されると、所定のパスワードの入力を要求し、当該パスワードを用いた認証が成功すると、制限を解除するようにしてもよい。さらにログインユーザの権限を参照し、編集制限の解除を許可するか否かを判断してもよい。また、編集制限解除ボタン８９が操作されたタイミングでポップアップで警告画面を表示するようにしてもよい。このように、本実施形態によれば、編集の制限を解除可能にレシピを提供してユーザビリティを向上させつつ、安全基準を満たすことを保証するＣＲＣ値をプログラムから削除することにより、安全基準を満たさない可能性を警告することができる。

＜レシピの登録＞
（登録・管理画面）
図１１は、たとえば図４のＵＩ３０である編集画面を表示中にレシピ登録・管理ボタン３８ｂが操作された際に遷移するレシピの登録・管理画面１１０を示す。レシピの登録・管理画面１１０は、ＣＰＵ１３によって表示制御され、ＰＣ２の表示装置５ｂに表示される。レシピの登録・管理画面１１０には、登録レシピのリスト１１１、表示領域１１２、１１５、インポートボタン１１３、エクスポートボタン１１４、登録ボタン１１６、編集ボタン１１７、削除ボタン１１８、及び閉じるボタン１１９を含んで構成される。

登録レシピのリスト１１１には、登録されているレシピのリストが選択可能に表示される。表示領域１１２、１１５には、選択された登録レシピの各種情報が表示される。表示領域１１２には、当該登録レシピの回路構成が表示され、さらにはメモ情報も表示される。表示領域１１５には、選択されたレシピのＣＲＣ値が表示される。なお、図１１の例では、登録レシピのリスト１１１からマニュアルリセット回路改というレシピが選択され、当該レシピに関する情報が表示領域１１２、１１５に表示されている状態を示す。登録・管理画面１１０に遷移した直後には、遷移前の画面で編集中であった回路構成が有れば表示領域１１２に表示される。この回路については、動作確認が終了していれば、登録ボタン１１６を操作することにより登録レシピとして登録することができる。登録ボタン１１６が操作されると、ポップアップ画面等が表示され、登録するレシピの名称等をユーザ入力により設定することができる。登録する際には、そのファイルデータからＣＲＣ値が計算され付与される。

登録レシピのリスト１１１が選択された状態で編集ボタン１１７が操作されると、当該レシピを編集可能なレシピ編集画面８０に遷移する。レシピ編集画面８０で編集した安全プログラムは、レシピ登録・管理ボタン３８ｂを操作することにより、新たなレシピとして登録することが可能である。登録レシピのリスト１１１が選択された状態で削除ボタン１１８が操作されると、選択したレシピが記憶装置１５から削除される。

インポートボタン１１３が操作されると、不図示の所定の画面へ遷移し、ネットワーク等を介して接続された外部装置が保持するレシピファイルを取得することができる。エクスポートボタン１１４が操作されると、不図示の所定の画面へ遷移し、記憶装置１５に記憶されている１以上のレシピを選択して、ネットワークを介して接続された外部装置に選択したレシピファイルを送信することができる。閉じるボタン１１９が操作されると、レシピの登録・管理画面１１０に遷移する前の画面へ戻る。

＜フローチャート＞
図１２は安全プログラムを作成する際のプログラム作成支援装置であるＰＣ２の処理手順を示すフローチャートである。以下で説明する処理は、ＣＰＵ１３が編集プログラム１６を実行することにより実現される。ここでは、図４や図５に示すＵＩ３０の編集画面が表示装置５ｂに表示されている際に、レシピ読込ボタン３８ａが操作された際の処理について説明する。

Ｓ１でＣＰＵ１３は図７に示すレシピの読込画面７０を表示装置５ｂに表示する。続いて、Ｓ２でＣＰＵ１３は図７を用いて説明した手順でユーザ入力に従ってレシピを選択する。レシピが選択されて開かれると、Ｓ３でＣＰＵ１３は選択されたレシピを編集可能なレシピ編集画面８０を表示装置５ｂに表示する。

Ｓ４でＣＰＵ１３はユーザによって編集制限解除ボタン８９が操作されたか否かを判定する。なお、ここでは、説明を容易にするため、このタイミングで編集制限解除ボタン８９が操作されたか否かを判定する処理を説明するが、本発明はこれに限らず、レシピ編集画面８０が表示されている間は常に当該判定が行われるものである。操作されていると判定された場合はＳ８に進み、操作されていないと判定された場合はＳ５に進む。Ｓ８でＣＰＵ１３は開かれているレシピのＣＲＣ値を削除して図４や図５に示す編集画面へ遷移し、その後は通常の編集処理を実行する。なお、ＣＲＣ値を削除する際にその旨の表示などユーザに対して警告を行ってもよい。さらに当該警告でユーザの承認を受け付け可能とし、承認を受け付けた段階で編集制限を解除するようにしてもよい。

一方、Ｓ５でＣＰＵ１３はユーザ入力に従って開かれたレシピのダミーブロックを、入出力機器で置き換える。ここで、プログラムの編集中において、図９を参照して説明したように、編集禁止の機能ブロック等に所定の操作（ポインティングデバイスによる操作など）が行われると、ＣＰＵ１３は、マーク９２やメッセージ９３などの警告を表示するように制御する。なお、一部の機能ブロックのみ編集禁止が行われている場合には、表示中の何れかの機能ブロックに対して所定の操作が行われると、ＣＰＵ１３は、当該機能ブロックに紐付けて予め保持されている編集禁止情報を参照し、上記警告を表示するか否かを判断してもよい。次に、Ｓ６でＣＰＵ１３はシミュレーションボタン３２が操作されたことに従って編集中の安全プログラムの動作確認を行う。動作確認が完了すると、Ｓ７でＣＰＵ１３は安全プログラムを完成させ、処理を終了する。なお、作成された安全プログラムはメインコントローラであるメインモジュール３に転送されて実行される。

図１３は安全プログラムを作成する際のプログラム作成支援装置であるＰＣ２の処理手順を示すフローチャートである。以下で説明する処理は、ＣＰＵ１３が編集プログラム１６を実行することにより実現される。ここでは、図４や図５に示すＵＩ３０の編集画面が表示装置５ｂに表示されている際に、レシピの登録・管理ボタン３８ｂが操作された際の処理について説明する。

Ｓ２１でＣＰＵ１３は図１１に示すレシピの登録・管理画面１１０を表示装置５ｂに表示する。ここで、ＣＰＵ１３は、ＵＩ３０の編集画面においてレシピの登録・管理ボタン３８ｂが操作された際に、編集中の安全プログラム（回路構成）があれば表示領域１１２に表示する。なお、登録レシピとして登録するための条件として動作確認が正常に終了していることを条件としてもよい。この場合、ＣＰＵ１３は動作確認が完了している編集中の安全プログラムがある場合には登録・管理画面１１０の表示領域１１２に表示し、安全プログラムの編集中であっても動作確認が正常に終了していなければ表示領域１１２に表示しない。これらの条件の設定はユーザ入力により行うことができ、所定の管理者権限を有するユーザのみが条件を変更できるように制御してもよい。さらに、ＣＰＵ１３は登録レシピのリスト１１１に記憶装置１５に記憶されている登録レシピ１７ｂをリスト表示する。

次に、Ｓ２２でＣＰＵ１３はリスト１１１の何れかが選択された状態でユーザ操作を受け付けると、登録ボタン１１６が操作されたか否かを判定する。登録ボタン１１６が操作されていればＳ２３に進み、そうでなければＳ２６に進む。Ｓ２３でＣＰＵ１３は登録情報を受け付けるための画面、たとえば不図示のポップアップ画面を表示し、登録に必要な情報を受け付ける。登録に必要な情報には種々の情報が含まれてよいが、たとえば登録するレシピのファイル名や当該安全プログラムのメモ、プロジェクト情報などである。登録情報を受け付けると、Ｓ２４でＣＰＵ１３は登録レシピのレシピファイルの内容、特に上述したプログラム制御に影響を与える情報からＣＲＣ値を算出する。Ｓ２５でＣＰＵ１３は算出したＣＲＣ値を含むレシピファイルを記憶装置１５の登録レシピ１７ｂに登録し、処理を終了する。

一方、Ｓ２２で登録ボタン１１６の操作でないと判定すると、Ｓ２６でＣＰＵ１３は編集ボタン１１７が操作されたか否かを判定する。編集ボタン１１７が操作された場合は図５に示すＵＩ３０の通常の編集画面へ遷移し、処理を終了する。また、編集ボタン１１７が操作されていない場合はＳ２７に進み、ＣＰＵ１３はその他の処理、たとえば登録リストの管理制御を行い、処理を終了する。その他の処理には、例えば、インポートボタン１１３、エクスポートボタン１１４、削除ボタン１１８、又は閉じるボタン１１９が操作された場合の処理が該当する。各ボタンが操作された際の処理は図１１を用いて既に説明しているため詳細な説明は省略する。

＜ＣＰＵの機能＞
図１４はＣＰＵ１３が編集プログラム１６を実行することで実現される様々な機能を示している。機能構成として、ＣＰＵ１３は、編集部１４０１、プログラム生成部１４０８、表示制御部１４０９、プログラムチェック部１４１２、結果出力部１４１３、および転送部１４１５を含む。編集部１４０１は、割り付け部１４０２、結線受付部１４０３、レシピ読込部１４０４、レシピ登録・管理部１４０５、及びＣＲＣ値算出部１４０６を含む。

編集部１４０１は図４乃至図１１を用いて説明した各種画面を通じた安全プログラムの編集に関わる制御を行う。割り付け部１４０２は、編集画面上でリスト表示された各ブロック（入出力ブロックや論理ブロックなど）をブロック配置エリア３７へのユーザのドラッグアンドドロップ操作に従って各ブロックの配置を行う。カスタムレシピの編集においては、割り付け部１４０２はユーザが選択した入出力機器をダミーブロックと置き換える。結線受付部１４０３は、ユーザによりタッチされたあるファンクションブロックの出力端子から、ユーザによりタッチされた他のファンクションブロックの入力端子まで接続線４０を結線する。結線受付部１４０３は、接続線４０が接続している二つの端子を示す結線情報を安全プログラム１４３０の一部として記憶装置１５に格納する。レシピ読込部１４０４は、レシピの読込画面７０を通じて、記憶装置１５等に格納されているカスタムレシピを編集可能に読み込む。レシピ登録・管理部１４０５は、レシピの登録・管理画面１１０を通じて、編集した安全プログラムを登録レシピとして登録する制御を行ったり、登録レシピのリストの管理制御を行う。ＣＲＣ値算出部１４０６は、レシピを登録する際に当該レシピファイルの内容からＣＲＣ値を算出し、当該登録レシピに付与する。

表示制御部１４０９は、各種画面を表示装置５ｂに表示する制御を行う。当該画面に対して入力されたユーザ操作については対応する機能部へ伝達する。たとえば読込画面７０を介して入力されたユーザ操作はレシピ読込部１４０４へ伝達する。プログラム生成部１４０８は、新たに編集された安全プログラムやカスタムレシピに従って編集された安全プログラムの生成を行う。プログラムチェック部１４１２は、編集されたプログラムの動作をチェックする。具体的には、配置された各ブロックのチェックや、ブロック間の入出力における結線チェックが行われる。なお、カスタムレシピを編集した場合には、既に機能ブロック群の配置関係や接続状態の動作確認は終了しているため、ダミーブロックに対する入出力機器の割り付けチェックなどのみが行われてもよい。結果出力部１４１３は、全体シミュレーションまたは部分シミュレーションの実行画面を表示する（図６など）。転送部１４１５は、完成した安全プログラム１４３０をメインモジュール３に転送する。

記憶装置１５には、編集プログラム１６、ＦＢ部品群１４２０、安全プログラム１４３０、及びカスタムレシピ情報１７が少なくとも格納されている。編集プログラム１６は、上述のように、ＣＰＵ１３により実行されると各機能部の動作を実現する。ＦＢ部品群１４２０は、ファンクションブロックを配置する際のリスト表示に使用される機能ブロックの情報が含まれる。安全プログラム１４３０には、編集して、完成した安全プログラムや関連する情報が含まれる。カスタムレシピ情報１７には、プリセットレシピ１７ａおよび登録レシピ１７ｂが含まれる。

＜まとめ＞
ＰＣ２は、安全コントローラで実行される安全プログラムの作成を支援するプログラム作成支援装置として機能する。安全コントローラシステム１やメインモジュール３は安全コントローラの一例である。記憶装置１５は、動作確認が行われた安全プログラムを構成する、入力機器からの安全入力信号を割り付けるための入力ブロックと、安全機能を実現する機能ブロックとのうち、前記入力ブロックをダミーブロックに置き換えた未完成の安全プログラムを記憶する。レシピ読込部１４０４は、記憶装置１５に記憶されている未完成の安全プログラム（カスタムレシピ情報１７）を取得し、取得した未完成の安全プログラムを編集可能に提供する（図８乃至図１０）。編集部１４０１及びプログラム生成部１４０８は、未完成の安全プログラムをユーザ入力に従って編集して、完成した安全プログラムを作成する。このように、本実施形態によれば、既に動作確認が行われた安全プログラムの入出力ブロックの少なくとも１つをダミーブロックとした未完成の安全プログラムをレシピとして提供し、ユーザ入力に従ってダミーブロックへ入出力ブロックを割り付けて完成した安全プログラムを容易に作成することができる。これにより、本実施形態によれば、簡略した手順で生成プログラムを作成しつつ、安全性の基準を満たすことを保証する仕組みを提供することができる。

編集部１４０１及びプログラム生成部１４０８は、さらに、ユーザ入力に従って、入力ブロック、および機能ブロックを配置し、ブロック間の入出力における接続関係を編集して新たな安全プログラムを作成する。レシピ登録・管理部１４０５は作成した新たな安全プログラムを未完成の安全プログラムとして、作成した新たな安全プログラムのＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）値を紐づけて記憶装置１５に記憶させる。このように、本プログラム作成支援装置は、レシピに対してＣＲＣ値を付与して登録し、安全性の基準を満たすことをより好適に保証するものである。

編集部１４０１は、レシピとして読み込んだ未完成の安全プログラムに対する所定の編集を制限してもよい。編集の制限とは、各ブロックの配置関係や接続状態を変更する編集を禁止することを示す。これにより、動作確認が完了している未完成の安全プログラムの回路構成の維持し、安全基準を容易に保証することができる。また、編集部１４０１は、未完成の安全プログラムに対して、所定の編集が行われると、当該未完成の安全プログラムに紐づけられたＣＲＣ値を削除してもよい。これにより、完成した安全プログラムにＣＲＣ値が付与されているか否かを判断するだけで、レシピを利用して作成された安全プログラムの安全基準を容易に判断することができる。また、これらのＣＲＣ値は編集画面において表示され、削除されたタイミングで当該表示についても削除するように制御してもよい（図８、図１０）。

レシピ編集画面では、提供した未完成の安全プログラムのうち編集不可能なブロックについては、編集画面においてその旨を表示してもよい。例えば、編集画面におけるその旨の表示は、ポインティングデバイスによって操作可能なポインタが対応する編集不可能なブロックに重畳すると表示されてもよい（図９）。これにより、編集不可能なブロックをユーザに好適に通知することができ、ユーザフレンドリな操作体系を実現することができる。

発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。

Claims

安全コントローラで実行される安全プログラムの作成を支援するプログラム作成支援装置であって、
動作確認が行われた安全プログラムを構成する、入力機器からの安全入力信号を割り付けるための入力ブロックと、安全機能を実現する機能ブロックのうち、前記入力ブロックをダミーブロックに置き換えた未完成の安全プログラムを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されている前記未完成の安全プログラムを取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得した前記未完成の安全プログラムを編集可能に提供する提供手段と、
前記提供手段によって提供された前記未完成の安全プログラムをユーザ入力に従って編集して、完成した安全プログラムを作成する作成手段と
を備えることを特徴とするプログラム作成支援装置。
前記作成手段は、さらに、ユーザ入力に従って、入力ブロック、および機能ブロックを配置し、ブロック間の入出力における接続関係を編集して新たな安全プログラムを作成し、前記作成した新たな安全プログラムを前記未完成の安全プログラムとして、該作成した新たな安全プログラムのＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）値を紐づけて前記記憶手段に記憶させることを特徴とする請求項１に記載のプログラム作成支援装置。
前記作成手段は、前記未完成の安全プログラムに対する所定の編集を制限することを特徴とする請求項２に記載のプログラム作成支援装置。
前記作成手段は、前記未完成の安全プログラムに対して、前記所定の編集が行われると、該未完成の安全プログラムに紐づけられたＣＲＣ値を削除することを特徴とする請求項３に記載のプログラム作成支援装置。
前記提供手段は、前記未完成の安全プログラムを編集可能な編集画面を用いて提供し、前記編集画面には前記ＣＲＣ値の表示が含まれることを特徴とする請求項４に記載のプログラム作成支援装置。
前記提供手段は、前記未完成の安全プログラムに対して、前記所定の編集が行われる際に、前記編集画面において、該未完成の安全プログラムに紐づけられた前記ＣＲＣ値を削除する旨の警告を表示することを特徴とする請求項５に記載のプログラム作成支援装置。
前記提供手段は、前記ＣＲＣ値が削除されると、前記編集画面からＣＲＣ値の表示を削除することを特徴とする請求項５又は６に記載のプログラム作成支援装置。
前記所定の編集とは、前記未完成の安全プログラムに含まれる各ブロックの変更、各ブロックの接続関係の変更、各ブロックの属性の変更の少なくとも１つであることを特徴とする請求項３乃至７の何れか１項に記載のプログラム作成支援装置。
前記作成手段は、ユーザ入力に従って選択された入力機器を前記未完成の安全プログラムのダミーブロックと置き換えることにより安全プログラムを作成することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載のプログラム作成支援装置。
前記作成手段は、前記未完成の安全プログラムのダミーブロックへ割り付けることが可能な入力機器を、ブロックごとに制限することを特徴とする請求項９に記載のプログラム作成支援装置。
前記提供手段は、提供した前記未完成の安全プログラムのうち編集不可能なブロックについては、前記編集画面においてその旨を表示することを特徴とする請求項５乃至７の何れか１項に記載のプログラム作成支援装置。
前記編集画面におけるその旨の表示は、ポインティングデバイスによって操作可能なポインタが対応する編集不可能なブロックに重畳すると表示されることを特徴とする請求項１１に記載のプログラム作成支援装置。
前記未完成の安全プログラムには、入力ブロック、および機能ブロックの配置関係と、ブロック間の入出力の結線情報とが含まれることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載のプログラム作成支援装置。
前記未完成の安全プログラムに含まれる入力ブロックのダミーブロックの数が、ユーザ入力によって増減されることを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載のプログラム作成支援装置。
前記取得手段は、前記未完成の安全プログラムを取得する際に、１以上の前記未完成の安全プログラムについてのプレビュー画面を提供することを特徴とする請求項１乃至１４の何れか１項に記載のプログラム作成支援装置。
前記取得手段は、前記未完成の安全プログラムを前記記憶手段に代えて、外部装置から取得することを特徴とする請求項１乃至１５の何れか１項に記載のプログラム作成支援装置。