JP7392370B2 - 制御システム、サポート装置およびサポートプログラム - Google Patents

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Description

本発明は、制御システム、サポート装置およびサポートプログラムに関する。
ＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）やセーフティコントローラなどの制御装置では、ユーザプログラムにより規定される制御ロジックに従って、１または複数の入力信号から１または複数の出力信号の値がサイクリックに決定される。
例えば、特開２０１７－１６７６５３号公報（特許文献１）および特開２０１８－１５１８６６号公報（特許文献２）は、１または複数の入力信号と１または複数の出力信号との関係を、解析および評価するような技術を開示する。
特開２０１７－１６７６５３号公報 特開２０１８－１５１８６６号公報
上述の特許文献１および特許文献２に開示される技術は、典型的には、サポート装置と称される情報処理装置で実行される。設備の稼動中においては、制御装置にはサポート装置が接続されていないことも多い。
設備の稼動中において意図しないシステム停止が発生したときに、その原因を究明するためにサポート装置を接続するのは手間であり、原因究明が遅れることになる。このような意図しないシステム停止は、例えば、ライトカーテンの投受光範囲に異物（虫や加工中の金属片など）が入って異常と誤判断されることや、機器の故障などによって生じ得る。
そのため、意図しないシステム停止が発生した場合の原因究明を迅速化できるソリューションが要望されている。
本発明の一実施形態に従う制御システムは、コントローラで実行されるユーザプログラムを開発するためのサポート装置と、コントローラが保持する情報を参照して監視操作画面を提供する表示装置とを含む。サポート装置は、ユーザプログラムにおいて定義される出力信号と１または複数の入力信号との関係を抽出して入出力対応情報を生成する生成手段と、入出力対応情報または入出力対応情報を反映した画面データを表示装置へ送信する送信手段とを含む。表示装置は、入出力対応情報または入出力対応情報を反映した画面データに基づいて、コントローラが保持する入力信号および出力信号の値を参照して、指定された出力信号および対応付けられる１または複数の入力信号の現在値を示す監視操作画面を提供する。
この構成によれば、サポート装置をコントローラに接続することなく、表示装置から提供される監視操作画面を参照することで、意図しないシステム停止が発生した場合の原因究明を行うための情報を容易かつ迅速に取得できる。
入出力対応情報は、入力信号および出力信号の各値を参照するためのアドレスと、出力信号に関連付けられる１または複数の入力信号を特定するための情報とを含ようにしてもよい。この構成によれば、表示装置は、各出力信号に対応付けられる入力信号を一意に特定できるとともに、入力信号および出力信号の各値を取得する先を一意に特定できる。
表示装置は、入出力対応情報に基づいて、監視操作画面を生成する画面生成手段を含んでいてもよい。この構成によれば、入出力対応情報を表示装置に送信することで監視操作画面が生成されるので、監視操作画面の作成に係る手間を低減できる。
送信手段は、表示装置において任意の監視操作画面を提供するための画面データに加えて、入出力対応情報を送信するようにしてもよい。この構成によれば、画面データを表示装置に送信する手続きに併せて入出力対応情報が表示装置に送信されるので、操作者の手間を増加させることがない。
入出力対応情報を反映した画面データは、入出力対応情報に基づいて生成された、任意の指定された出力信号に対応付けられる１または複数の入力信号の現在値を示すように構成されていてもよい。この構成によれば、入出力対応情報に基づいて生成された画面データが表示装置に送信されるので、監視操作画面を生成する処理を省略できるので、表示に係る処理を高速化できる。
コントローラは、セーフティコントローラを含み、入出力対応情報は、セーフティコントローラで実行されるユーザプログラムとの同一性を示すセーフティ署名を含んでいてもよい。この構成によれば、セーフティコントローラに要求される要件を満たすことができる。
生成手段は、ユーザプログラムに含まれる出力信号の各々について、当該ユーザプログラムをさかのぼることで、当該出力信号の値を決定する１または複数の入力信号を特定するようにしてもよい。この構成によれば、ユーザプログラムに含まれる、出力信号と１または複数の入力信号との対応関係を容易に特定できる。
通信スレーブとして機能するコントローラは、通信マスタとして機能するコントローラを介してデータを遣り取りしており、表示装置は、通信マスタとして機能するコントローラを介して、通信スレーブとして機能するコントローラが保持する入力信号および出力信号の値を参照するようにしてもよい。この構成によれば、通信マスタおよび通信スレーブからなる制御システムにおいても、監視操作画面を提供できる。
本発明の別の一実施形態に従えば、コントローラで実行されるユーザプログラムを開発するためのサポート装置が提供される。コントローラには、当該コントローラが保持する情報を参照して監視操作画面を提供する表示装置が接続されている。サポート装置は、ユーザプログラムにおいて定義される出力信号と１または複数の入力信号との関係を抽出して入出力対応情報を生成する生成手段と、入出力対応情報または入出力対応情報を反映した画面データを表示装置へ送信する送信手段とを含む。表示装置は、入出力対応情報または入出力対応情報を反映した画面データに基づいて、コントローラが保持する入力信号および出力信号の値を参照して、指定された出力信号および対応付けられる１または複数の入力信号の現在値を示す監視操作画面を提供する。
本発明のさらに別の一実施形態に従えば、コントローラで実行されるユーザプログラムを開発するためのサポートプログラムが提供される。コントローラには、当該コントローラが保持する情報を参照して監視操作画面を提供する表示装置が接続されている。サポートプログラムは、コンピュータに、ユーザプログラムにおいて定義される出力信号と１または複数の入力信号との関係を抽出して入出力対応情報を生成するステップと、入出力対応情報または入出力対応情報を反映した画面データを表示装置へ送信するステップとを実行させる。表示装置は、入出力対応情報または入出力対応情報を反映した画面データに基づいて、コントローラが保持する入力信号および出力信号の値を参照して、指定された出力信号および対応付けられる１または複数の入力信号の現在値を示す監視操作画面を提供する。
本発明によれば、意図しないシステム停止が発生した場合の原因究明を迅速化できるソリューションを実現できる。
本発明が適用される場面の一例を示す模式図である。 本実施の形態に係る制御システムの構成例を示す模式図である。 本実施の形態に係る制御システムを構成する標準コントローラのハードウェア構成例を示す模式図である。 本実施の形態に係る制御システムを構成するセーフティコントローラのハードウェア構成例を示す模式図である。 本実施の形態に係る制御システムを構成するセーフティスレーブカプラのハードウェア構成例を示す模式図である。 本実施の形態に係る制御システムを構成するセーフティドライバおよびサーボモータのハードウェア構成例を示す模式図である。 本実施の形態に係る制御システムを構成する表示装置のハードウェア構成例を示す模式図である。 本実施の形態に係る制御システムを構成するサポート装置のハードウェア構成例を示す模式図である。 制御システムにおいて生じ得る課題について説明するための図である。 本実施の形態に係る制御システムにおける解決手段を概略する模式図である。 本実施の形態に係る制御システムが解析対象とするプログラムの一例を示す図である。 本実施の形態に係る制御システムの表示装置が提供するモニタ画面例を示す図である。 本実施の形態に係る制御システムの表示装置が提供するモニタ画面例を示す図である。 本実施の形態に係る制御システムにおいて用いられる入出力対応情報の一例を示す図である。 本実施の形態に係る制御システムにおけるデータ転送の処理を説明するための模式図である。 本実施の形態に係る制御システムにおける入出力対応情報の生成に係る処理手順を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る制御システムにおける入出力対応情報の転送に係る処理手順を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る制御システムにおける入出力対応情報を利用したモニタ画面の提供に係る処理手順を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る制御システムにおける機能分担の一例を示す図である。 本実施の形態の変形例に係る制御システムの構成例を示す模式図である。
本発明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。
＜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、本発明が適用される場面の一例を示す模式図である。図１を参照して、制御システム１は、コントローラの一例として、標準コントローラ１００およびセーフティコントローラ２００を含む。標準コントローラ１００およびセーフティコントローラ２００では、ユーザプログラムが実行される。
本明細書において「ユーザプログラム」は、コントローラで実行される制御演算（制御ロジック）を規定する命令群であり、制御対象に応じて任意に作成される。以下の説明においては、標準コントローラ１００で実行されるユーザプログラムを標準制御プログラムと称し、セーフティコントローラ２００で実行されるユーザプログラムをセーフティプログラムとも称す。制御システム１は、これらのユーザプログラムを開発するためのサポート装置６００を含む。
制御システム１は、コントローラが保持する情報を参照して監視操作画面を提供する表示装置５００をさらに含む。
本明細書において「監視操作画面」は、ユーザに対してコントローラが保持する情報を含む制御対象の状態などを提示するとともに、ユーザ操作を受け付けることが可能なユーザインターフェイスを意味する。
本適用例において、サポート装置６００は、ユーザプログラムにおいて定義される出力信号と１または複数の入力信号との関係を抽出して入出力対応情報５７０を生成する生成処理を実行する。また、サポート装置６００は、入出力対応情報５７０または入出力対応情報５７０を反映した画面データを表示装置５００へ送信する送信処理を実行する。
表示装置５００は、入出力対応情報５７０または入出力対応情報５７０を反映した画面データに基づいて、コントローラ（標準コントローラ１００および／またはセーフティコントローラ２００）が保持する入力信号および出力信号の値を参照して、指定された出力信号および対応付けられる１または複数の入力信号の現在値を示す監視操作画面を提供する。
このような構成を採用することで、意図しないシステム停止が発生した場合でも、サポート装置６００を用いることなく、表示装置５００に提示される監視操作画面を参照することで、そのシステム停止の原因（例えば、いずれかの入力信号の値が正常ではないなど）を容易かつ迅速に特定できる。
本明細書において、「入力信号」は、コントローラと直接的またはネットワーク経由で接続された入力ユニットに制御対象などから入力される信号を包含する。入力信号としては、例えば、光電センサなどにより検出されるＯＮ／ＯＦＦ信号（デジタル入力）、温度センサなどにより検出される物理信号（アナログ入力）、ならびに、パルスエンコーダなどが発生するパルス信号（パルス入力）などが挙げられる。以下の実施の形態においては、変数プログラミング環境でユーザプログラムを開発する場合を前提として説明するので、入力信号の各値を示す「入力変数」を「入力信号」と実質的に等価なものとして扱う。
本明細書において、「出力信号」は、コントローラと直接的またはネットワーク経由で接続された出力ユニットから出力される信号を包含する。出力信号としては、例えば、リレーなどを駆動するためのＯＮ／ＯＦＦ（デジタル出力）、サーボモータの回転速度などを指示する速度指令（アナログ出力）、ならびに、ステッピングモータの移動量などを指示する変位指令（パルス出力）などが挙げられる。以下の実施の形態においては、変数プログラミング環境でユーザプログラムを開発する場合を前提として説明するので、出力の各値を示す「出力変数」を「出力信号」と実質的に等価なものとして扱う。
＜Ｂ．制御システム１＞
次に、本実施の形態に係る制御システム１の構成例について説明する。図２は、本実施の形態に係る制御システム１の構成例を示す模式図である。
図２を参照して、制御システム１は、主として、標準コントローラ１００、ならびに、標準コントローラ１００とフィールドネットワーク２を介して接続されるセーフティコントローラ２００、セーフティスレーブカプラ３００、および１または複数のセーフティドライバ４００を含む。
フィールドネットワーク２のプロトコルの一例として、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）を採用してもよい。
標準コントローラ１００は、予め作成された標準制御プログラムに従って、任意の制御対象に対する標準制御を実行する。セーフティコントローラ２００は、標準コントローラ１００とは独立して、任意の制御対象に対するセーフティ制御を実行する。
本明細書において、「標準制御」は、予め定められた要求仕様に沿って、制御対象を制御するための処理の総称である。一方、「セーフティ制御」は、設備や機械などによって人の安全が脅かされることを防止するための処理を総称する。「セーフティ制御」は、ＩＥＣ ６１５０８などに規定されたセーフティ機能を実現するための要件を満たすように設計される。
セーフティスレーブカプラ３００は、任意のセーフティデバイス３５０からの入力信号を受付けてセーフティコントローラ２００への提供、および／または、セーフティコントローラ２００から任意のセーフティデバイス３５０への指令の出力が可能になっている。なお、セーフティデバイス３５０はセーフティコントローラ２００と直接接続されることもある。
セーフティドライバ４００は、電気的に接続されたサーボモータ４５０を駆動する。セーフティドライバ４００は、サーボモータ４５０の駆動に関するセーフティ機能も有している。
標準コントローラ１００には、表示装置５００および／またはサポート装置６００が接続可能になっている。
表示装置５００は、ＨＭＩ（Human Machine Interface）やＰＴ（Programmable Terminal）とも称され、コントローラ（標準コントローラ１００および／またはセーフティコントローラ２００）が保持する情報を参照して監視操作画面を提供するとともに、ユーザ操作に対応する指示を標準コントローラ１００へ送出する。
サポート装置６００は、コントローラ（標準コントローラ１００および／またはセーフティコントローラ２００）で実行されるユーザプログラム（標準制御プログラム１１０４および／またはセーフティプログラム２１０４）を開発する環境を提供する。サポート装置６００は、標準コントローラ１００および／またはセーフティコントローラ２００で実行されるプログラムの作成や変更などに加えて、制御システム１の動作に必要な各種設定をするためのサポート機能を提供してもよい。
＜Ｃ．制御システム１に含まれるデバイスの構成例＞
次に制御システム１に含まれるデバイスの構成例について説明する。
（ｃ１：標準コントローラ１００）
図３は、本実施の形態に係る制御システム１を構成する標準コントローラ１００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、標準コントローラ１００は、プロセッサ１０２と、メインメモリ１０４と、ストレージ１１０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、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）コントローラ１２０と、メモリカードインターフェイス１１２と、ローカルバスコントローラ１１６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。
プロセッサ１０２は、主として、標準制御に係る制御演算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に格納されたプログラム（一例として、システムプログラム１１０２および標準制御プログラム１１０４）を読出して、メインメモリ１０４に展開して実行することで、制御対象に応じた制御演算、および、後述するような各種処理を実現する。
メインメモリ１０４は、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。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１１０２、制御対象に応じて作成された標準制御プログラム１１０４、および標準コントローラ１００での処理を規定するための設定情報１１０６が格納される。
上位ネットワークコントローラ１０６は、上位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遣り取りする。
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２を介して任意のデバイスとの間でデータを遣り取りする。図２に示す構成において、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２の通信マスタとして機能する。
ＵＳＢコントローラ１２０は、ＵＳＢ接続を介して、サポート装置６００などとの間でデータを遣り取りする。
メモリカードインターフェイス１１２は、着脱可能な記憶媒体の一例であるメモリカード１１４を受付ける。メモリカードインターフェイス１１２は、メモリカード１１４に対して任意のデータの読み書きが可能になっている。
ローカルバスコントローラ１１６は、ローカルバスを介して、標準コントローラ１００に接続される任意のユニットとの間でデータを遣り取りする。
（ｃ２：セーフティコントローラ２００）
図４は、本実施の形態に係る制御システム１を構成するセーフティコントローラ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、セーフティコントローラ２００は、プロセッサ２０２と、メインメモリ２０４と、ストレージ２１０と、フィールドネットワークコントローラ２０８と、ＵＳＢコントローラ２２０と、セーフティローカルバスコントローラ２１６とを含む。これらのコンポーネントは、プロセッサバス２１８を介して接続されている。
プロセッサ２０２は、主として、セーフティ制御に係る制御演算を実行する演算処理部に相当し、ＣＰＵやＧＰＵなどで構成される。
メインメモリ２０４およびは、ＤＲＡＭやＳＲＡＭなどの揮発性記憶装置などで構成される。ストレージ２１０は、例えば、ＳＳＤやＨＤＤなどの不揮発性記憶装置などで構成される。
ストレージ２１０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２１０２、要求されるセーフティ機能に応じた作成されたセーフティプログラム２１０４、およびセーフティコントローラ２００での処理を規定するための設定情報２１０６が格納される。
フィールドネットワークコントローラ２０８は、フィールドネットワーク２を介して、任意のデバイスとの間でデータを遣り取りする。図２に示す構成において、フィールドネットワークコントローラ２０８は、フィールドネットワーク２の通信スレーブとして機能する。
ＵＳＢコントローラ２２０は、ＵＳＢ接続を介して、サポート装置６００などの情報処理装置との間でデータを遣り取りする。
セーフティローカルバスコントローラ２１６は、セーフティローカルバスを介して、セーフティコントローラ２００に接続される任意のセーフティＩＯユニット２３０との間でデータを遣り取りする。
（ｃ３：セーフティスレーブカプラ３００）
図５は、本実施の形態に係る制御システム１を構成するセーフティスレーブカプラ３００のハードウェア構成例を示す模式図である。図５を参照して、セーフティスレーブカプラ３００は、プロセッサ３０２と、メインメモリ３０４と、ストレージ３１０と、フィールドネットワークコントローラ３０８と、セーフティローカルバスコントローラ３１６とを含む。これらのコンポーネントは、プロセッサバス３１８を介して接続されている。
プロセッサ３０２は、主として、セーフティスレーブカプラ３００を動作させるための制御演算を実行する演算処理部に相当し、ＣＰＵやＧＰＵなどで構成される。
メインメモリ３０４およびは、ＤＲＡＭやＳＲＡＭなどの揮発性記憶装置などで構成される。ストレージ３１０は、例えば、ＳＳＤやＨＤＤなどの不揮発性記憶装置などで構成される。
ストレージ３１０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３１０２およびセーフティスレーブカプラ３００での処理を規定するための設定情報３１０６が格納される。
フィールドネットワークコントローラ３０８は、フィールドネットワーク２を介して、任意のデバイスとの間でデータを遣り取りする。図２に示す構成において、フィールドネットワークコントローラ３０８は、フィールドネットワーク２の通信スレーブとして機能する。
セーフティローカルバスコントローラ３１６は、セーフティローカルバスを介して、セーフティスレーブカプラ３００に接続される任意のセーフティＩＯユニット３３０との間でデータを遣り取りする。
（ｃ４：セーフティドライバ４００およびサーボモータ４５０）
図６は、本実施の形態に係る制御システム１を構成するセーフティドライバ４００およびサーボモータ４５０のハードウェア構成例を示す模式図である。図６を参照して、セーフティドライバ４００は、フィールドネットワークコントローラ４０２と、制御部４１０と、ドライブ回路４３０と、フィードバック受信回路４３２とを含む。
制御部４１０は、セーフティドライバ４００を動作させるために必要な演算処理を実行する。一例として、制御部４１０は、プロセッサ４１２，４１４と、メインメモリ４１６と、ストレージ４２０とを含む。プロセッサ４１２は、サーボモータ４５０を駆動するための制御演算を主として実行し、プロセッサ４１４は、サーボモータ４５０に係るセーフティ機能を提供するための制御演算を主として実行する。プロセッサ４１２，４１４は、いずれもＣＰＵなどで構成される。図６の構成に限らず、単一のプロセッサで実現する構成を採用してもよい。
メインメモリ４１６は、ＤＲＡＭやＳＲＡＭなどの揮発性記憶装置などで構成される。ストレージ４２０は、例えば、ＳＳＤやＨＤＤなどの不揮発性記憶装置などで構成される。
ストレージ４２０には、サーボ制御を実現するためのサーボ制御プログラム４２０２、モーションセーフティ機能を実現するためのモーションセーフティプログラム４２０４、およびセーフティドライバ４００での処理を規定するための設定情報４２０６が格納される。
ドライブ回路４３０は、コンバータ回路およびインバータ回路などを含み、制御部４１０からの指令に従って、指定された電圧・電流・位相の電力を生成して、サーボモータ４５０へ供給する。
フィードバック受信回路４３２は、サーボモータ４５０からのフィードバック信号を受信して、その受信結果を制御部４１０へ出力する。
サーボモータ４５０は、典型的には、三相交流モータ４５２および三相交流モータ４５２の回転軸に取付けられたエンコーダ４５４を含む。
（ｃ５：表示装置５００）
図７は、本実施の形態に係る制御システム１を構成する表示装置５００のハードウェア構成例を示す模式図である。表示装置５００は、一例として、汎用的なアーキテクチャに従うハードウェア（例えば、汎用パソコン）を用いて実現される。
図７を参照して、表示装置５００は、プロセッサ５０２と、メインメモリ５０４と、入力部５０６と、表示部５０８と、ストレージ５１０と、メモリカードインターフェイス５１２と、通信コントローラ５２０とを含む。これらのコンポーネントは、プロセッサバス５１８を介して接続されている。
プロセッサ５０２は、ＣＰＵやＧＰＵなどで構成され、ストレージ５１０に格納されたプログラム（一例として、ＯＳ（Operating System）５１０２および画面生成プログラム５１０４）を読出して、メインメモリ５０４に展開して実行することで、表示や監視に係る処理を実現する。さらに、ストレージ５１０には、画面データ５１０６および入出力対応情報５７０（詳細は後述する）も格納される。
メインメモリ５０４は、ＤＲＡＭやＳＲＡＭなどの揮発性記憶装置などで構成される。ストレージ５１０は、例えば、ＨＤＤやＳＳＤなどの不揮発性記憶装置などで構成される。
ストレージ５１０には、基本的な機能を実現するためのＯＳ５１０２、および、表示装置５００としての機能を提供するための画面データ５１０６が格納される。
入力部５０６は、典型的には、タッチパネルなどで構成され、ユーザ操作を受付ける。入力部５０６としては、キーボードやマウスなどを採用してもよい。表示部５０８は、ディスプレイや各種インジケータなどで構成され、プロセッサ５０２からの処理結果などを出力する。
メモリカードインターフェイス５１２は、着脱可能な記憶媒体の一例であるメモリカード５１４を受付ける。メモリカードインターフェイス５１２は、メモリカード５１４に対して任意のデータの読み書きが可能になっている。
通信コントローラ５２０は、任意のローカル通信を介して、標準コントローラ１００などとの間のデータを遣り取りする。
（ｃ６：サポート装置６００）
図８は、本実施の形態に係る制御システム１を構成するサポート装置６００のハードウェア構成例を示す模式図である。サポート装置６００は、一例として、汎用的なアーキテクチャに従うハードウェア（例えば、汎用パソコン）を用いて実現される。
図８を参照して、サポート装置６００は、プロセッサ６０２と、メインメモリ６０４と、入力部６０６と、出力部６０８と、ストレージ６１０と、光学ドライブ６１２と、ＵＳＢコントローラ６２０とを含む。これらのコンポーネントは、プロセッサバス６１８を介して接続されている。
プロセッサ６０２は、ＣＰＵやＧＰＵなどで構成され、ストレージ６１０に格納されたプログラム（一例として、ＯＳ６１０２およびサポートプログラム６１０４）を読出して、メインメモリ６０４に展開して実行することで、後述するような各種処理を実現する。
メインメモリ６０４は、ＤＲＡＭやＳＲＡＭなどの揮発性記憶装置などで構成される。ストレージ６１０は、例えば、ＨＤＤやＳＳＤなどの不揮発性記憶装置などで構成される。
ストレージ６１０には、基本的な機能を実現するためのＯＳ６１０２、サポート装置６００としての機能を提供するためのサポートプログラム６１０４、および開発環境においてユーザにより作成されるプロジェクトデータ６１０６が格納される。
サポート装置６００は、制御システム１に含まれる各デバイスに対する設定および各デバイスで実行されるプログラムの作成が統合的に可能な開発環境を提供する。プロジェクトデータ６１０６は、このような統合的な開発環境によって生成されるデータを含む。典型的には、プロジェクトデータ６１０６は、標準制御ソースプログラム６１０８と、標準コントローラ設定情報６１１０と、セーフティソースプログラム６１１２と、セーフティコントローラ設定情報６１１４と、セーフティドライバ設定情報６１１６とを含む。
標準制御ソースプログラム６１０８は、オブジェクトコードに変換された上で、標準コントローラ１００へ送信され、標準制御プログラム１１０４（図３参照）として格納される。同様に、標準コントローラ設定情報６１１０についても標準コントローラ１００へ送信され、設定情報１１０６（図３参照）として格納される。
セーフティソースプログラム６１１２は、オブジェクトコードに変換された上で、セーフティコントローラ２００へ送信され、セーフティプログラム２１０４（図３参照）として格納される。同様に、セーフティコントローラ設定情報６１１４についてもセーフティコントローラ２００へ送信され、設定情報２１０６（図４参照）として格納される。
セーフティドライバ設定情報６１１６は、セーフティドライバ４００へ送信され、設定情報３２０６（図５参照）として格納される。
入力部６０６は、キーボードやマウスなどで構成され、ユーザ操作を受付ける。出力部６０８は、ディスプレイ、各種インジケータ、プリンタなどで構成され、プロセッサ６０２からの処理結果などを出力する。
ＵＳＢコントローラ６２０は、ＵＳＢ接続を介して、標準コントローラ１００などとの間のデータを遣り取りする。
サポート装置６００は、光学ドライブ６１２を有しており、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憶媒体６１４（例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光学記憶媒体）から、その中に格納されたプログラムが読取られてストレージ６１０などにインストールされる。
サポート装置６００で実行されるサポートプログラム６１０４などは、コンピュータ読取可能な記憶媒体６１４を介してインストールされてもよいが、ネットワーク上のサーバ装置など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。また、本実施の形態に係るサポート装置６００が提供する機能は、ＯＳが提供するモジュールの一部を利用する形で実現される場合もある。
なお、制御システム１が稼動中において、サポート装置６００は、標準コントローラ１００から取り外されていてもよい。
（ｃ７：その他の形態）
図３～８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。
また、標準コントローラ１００、セーフティコントローラ２００、セーフティスレーブカプラ３００の主要部を、汎用的なアーキテクチャに従うハードウェア（例えば、汎用パソコンをベースとした産業用パソコン）を用いて実現してもよい。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。さらに、標準コントローラ１００に表示装置５００やサポート装置６００などの機能を統合した構成を採用してもよい。
＜Ｄ．課題＞
次に、制御システム１において生じ得る課題について説明する。
図９は、制御システム１において生じ得る課題について説明するための図である。図９を参照して、制御システム１においては、標準コントローラ１００が標準制御を実行し、セーフティコントローラ２００がセーフティ制御を実行する。
セーフティコントローラ２００は、セーフティスレーブカプラ３００およびセーフティドライバ４００との間で、セーフティＩＯデータを遣り取りする。
フィールドネットワーク２のプロトコルとして、ＥｔｈｅｒＣＡＴを採用した場合には、フィールドネットワーク２に接続されたデバイス間は、フィールドネットワーク２をサイクリック伝送する通信フレームを介してデータを共有する。セーフティＩＯデータを含む通信フレームは、通信マスタである標準コントローラ１００を介して、ある通信スレーブから別の通信スレーブへ中継される。このような通信フレームの中継によって、セーフティコントローラ２００とセーフティスレーブカプラ３００およびセーフティドライバ４００との間で、セーフティＩＯデータを遣り取りできる。
より具体的には、ＦＳｏＥ（FailSafe over EtherCAT）と称されるプロトコルを用いて、セーフティコントローラ２００とセーフティスレーブカプラ３００およびセーフティドライバ４００との間で、論理コネクションを形成できる。
すなわち、通信スレーブとして機能するコントローラ（セーフティコントローラ２００）は、通信マスタとして機能するコントローラ（標準コントローラ１００）を介してデータを遣り取りする。
例えば、セーフティコントローラ２００で実行されるセーフティ制御により、いずれかの制御対象（例えば、任意の生産設備）が停止したとする（セーフティ動作）。
このような制御対象が停止した原因を特定する場合には、サポート装置６００をセーフティコントローラ２００に接続して、サポート装置６００で実行されるセーフティプログラム２１０４の読み出し、および、セーフティコントローラ２００が管理するプロセス値（変数値）を確認しながら、停止原因となったセーフティＩＯ（あるいはセーフティデバイス３５０）を特定して、必要な処置を行う。
より具体的な手順としては、ユーザ（保守員）は、サポート装置６００をセーフティコントローラ２００に接続し、サポート装置６００を操作してセーフティプログラム２１０４を読み出して（プログラムアップロード）、セーフティコントローラ２００が管理するプロセス値（変数値）のモニタリング（変数モニタリング）を開始する。セーフティプログラム２１０４およびプロセス値のモニタ結果から、セーフティ出力をＦａｌｓｅにしているセーフティ入力を特定する。そして、ユーザは、特定されたセーフティ入力に対応するセーフティデバイス３５０を操作して、セーフティ入力を復旧するための処置を行う。
一方で、サポート装置６００をセーフティコントローラ２００に接続して、原因を特定する操作は、比較的時間を要するので、生産設備の機会損失につながり得る。そのため、原因の特定をより迅速に行えるようにできる仕組みの導入が要望されている。
＜Ｅ．解決手段＞
次に、制御システム１において生じ得る上述したような課題に対する解決手段について説明する。
本実施の形態に係る制御システム１は、表示装置５００において、標準コントローラ１００が実行する標準制御、および／または、セーフティコントローラ２００が実行するセーフティ制御における制御状態を容易に提示できる仕組みを提供する。サポート装置６００は、ユーザプログラム（標準制御プログラム１１０４および／またはセーフティプログラム２１０４）において定義される出力信号と１または複数の入力信号との関係を抽出して入出力対応情報５７０を生成する。
より具体的には、サポート装置６００は、標準コントローラ１００で実行される標準制御プログラム１１０４、および／または、セーフティコントローラ２００で実行されるセーフティプログラム２１０４の開発環境において、標準制御プログラム１１０４および／またはセーフティプログラム２１０４の演算ロジックに基づいて、入出力対応情報５７０を生成する。そして、サポート装置６００は、生成した入出力対応情報５７０または入出力対応情報５７０を反映した画面データを表示装置５００へ送信する。
表示装置５００は、入出力対応情報５７０または入出力対応情報５７０を反映した画面データに基づいて、コントローラ（標準コントローラ１００および／またはセーフティコントローラ２００）が保持する入力信号および出力信号の値を参照して、指定された出力信号および対応付けられる１または複数の入力信号の現在値を示す監視操作画面を提供する。より具体的には、表示装置５００は、提供された入出力対応情報５７０を参照して、標準コントローラ１００が実行する標準制御、および／または、セーフティコントローラ２００が実行するセーフティ制御における制御状態を確認できる画面を提供する。
図１０は、本実施の形態に係る制御システム１における解決手段を概略する模式図である。図１０を参照して、サポート装置６００は、プロジェクトデータ６１０６に含まれる標準制御ソースプログラム６１０８および／またはセーフティソースプログラム６１１２を解析して、モニタ対象のプログラムに含まれる演算ロジックに基づいて、入出力対応情報５７０を生成する。
サポート装置６００は、生成された入出力対応情報５７０に基づいて、制御状態を確認できる画面を提供する。
＜Ｆ．処理例および画面例＞
次に、本実施の形態に係る制御システム１における処理例および画面例について説明する。
図１１は、本実施の形態に係る制御システム１が解析対象とするプログラムの一例を示す図である。図１１には、セーフティソースプログラム６１１２（セーフティプログラム２１０４）の一例を示す。図１１に示すセーフティソースプログラム６１１２には、４つの入力変数６４１，６４２，６４３，６４４、および、３つの出力変数６５１，６５２，６５３を入出力とする演算ロジックが規定されている。
より具体的には、「ＳａｆｅｔｙＲｅｌａｙ１」（安全リレー１の意味）の出力信号を示す出力変数６５１は、「ＥＳＯＰ１」（非常停止スイッチ１の意味）の入力信号を示す入力変数６４１と、「ＥＳＯＰ２」（非常停止スイッチ２の意味）の入力信号を示す入力変数６４２と、「ＳＬＣ１」（ライトカーテン１の意味）の入力信号を示す入力変数６４３と、「ＦｒｏｍＳｔｄ１」（標準ＰＬＣからの入力１の意味）の入力信号を示す入力変数６４４との論理積（ＡＮＤゲート６３１）として算出される。
また、「ＳａｆｅｔｙＲｅｌａｙ２」（安全リレー２の意味）の出力信号を示す出力変数６５２は、入力変数６４１と、入力変数６４２と、入力変数６４３との論理積（ＡＮＤゲート６３２）として算出される。
また、「ＴｏＳｔｄ１」（標準ＰＬＣへの出力１の意味）の出力信号を示す出力変数６５３は、入力変数６４１と、入力変数６４２との論理積（ＡＮＤゲート６３３）として算出される。
図１１に示すような演算ロジックに基づいて、入出力対応情報５７０が決定される。
図１２および図１３は、本実施の形態に係る制御システム１の表示装置５００が提供するモニタ画面例を示す図である。
図１２および図１３に示すモニタ画面５３０は、モニタ対象のプログラムに含まれる出力変数の一例を示す出力変数リスト５４０と、モニタ対象のプログラムに含まれる入力変数の一覧を示す入力変数リスト５５０とを含む。
出力変数リスト５４０は、図１１に示す出力変数６５１，６５２，６５３にそれぞれ対応する出力変数エントリ５４１，５４２，５４３を含む。入力変数リスト５５０は、図１１に示す入力変数６４１，６４２，６４３，６４４にそれぞれ対応する入力変数エントリ５５１，５５２，５５３，５５４を含む。
モニタ画面５３０は、モニタ対象になっているプログラムあるいはコントローラを示す対象メッセージ５３２を含む。ユーザは、対象メッセージ５３２の内容を参照することで、モニタ対象となっているプログラムあるいはコントローラを特定できる。
標準制御プログラム１１０４および／またはセーフティプログラム２１０４が表示装置５００に提供されている場合には、それらのプログラムの内容を表示するための表示ボタン５６０が用意されてもよい。
図１２および図１３においては、出力変数６５１および出力変数６５２がいずれもＦａｌｓｅになっている例を示す。
まず、出力変数６５１がＦａｌｓｅになっている原因を特定するために、図１２に示すように、ユーザは、出力変数６５１に対応する出力変数エントリ５４１を選択する。すると、入力変数リスト５５０には、出力変数６５１の値を決定付ける入力変数６４１，６４２，６４３，６４４に対応する入力変数エントリ５５１，５５２，５５３，５５４が表示される。
ユーザは、入力変数リスト５５０の入力変数エントリ５５３の内容および他とは異なる表示態様を参照することで、入力変数６４３がＦａｌｓｅになっていることを知る。すなわち、出力変数６５１がＦａｌｓｅになったのは、入力変数６４３がＦａｌｓｅになったことが原因であることを知る。
次に、出力変数６５２がＦａｌｓｅになっている原因を特定するために、図１３に示すように、ユーザは、出力変数６５２に対応する出力変数エントリ５４２を選択する。すると、入力変数リスト５５０には、出力変数６５１の値を決定付ける入力変数６４１，６４２，６４３に対応する入力変数エントリ５５１，５５２，５５３が表示される。
ユーザは、入力変数リスト５５０の入力変数エントリ５５３の内容および他とは異なる表示態様を参照することで、入力変数６４３がＦａｌｓｅになっていることを知る。すなわち、出力変数６５２がＦａｌｓｅになったのは、入力変数６４３がＦａｌｓｅになったことが原因であることを知る。
このように、本実施の形態に係る制御システム１においては、いずれかの制御対象が停止したような場合であっても、サポート装置６００を標準コントローラ１００および／またはセーフティコントローラ２００に接続するまでもなく、表示装置５００上で、その原因の特定を行うことができる。
このように、本実施の形態に係る制御システム１においては、サポート装置６００は、画面データ５１０６を表示装置５００へ転送する際などに、プロジェクトデータ６１０６に含まれる標準制御ソースプログラム６１０８および／またはセーフティソースプログラム６１１２を解析することで生成された入出力対応情報５７０も転送する。表示装置５００は、入出力対応情報５７０に基づいて、いずれかの制御対象が停止したような場合に、その原因を容易に特定できる。
より具体的には、ユーザ（保守員）は、サポート装置６００を操作して、表示装置５００への画面データ５１０６の転送時に、標準制御ソースプログラム６１０８および／またはセーフティソースプログラム６１１２を解析することで生成された入出力対応情報５７０も転送する。これにより、表示装置５００は、標準コントローラ１００および／またはセーフティコントローラ２００が管理するプロセス値（変数値）についての情報を提供できるようになる。
その後、何らかの問題が発生すると、ユーザ（保守員または設備オペレータ）は、表示装置５００を操作して、入出力対応情報５７０に基づいて生成されたモニタ画面５３０を表示させる。表示装置５００は、ユーザ操作に応じて、入出力対応情報５７０に含まれる定義に従って、モニタ対象となる各変数の値を対象のコントローラあるいはデバイスから取得する。
表示装置５００は、予め設定された通信コマンドを使用して、モニタ対象となる各変数の値をコントローラやデバイスから取得する。そして、ユーザは、表示装置５００に表示された出力変数と入力変数との関係から、出力信号がＦａｌｓｅとなった原因の入力変数を特定する。最終的に、ユーザは、特定した入力変数に割り当てられている機器などに必要な処置を行って、入力信号を復旧する。
＜Ｇ．入出力対応情報５７０＞
次に、本実施の形態に係る制御システム１において用いられる入出力対応情報５７０の一例について説明する。
図１４は、本実施の形態に係る制御システム１において用いられる入出力対応情報５７０の一例を示す図である。図１４を参照して、入出力対応情報５７０は、入力変数定義部５７４と、出力変数定義部５７５と、関連付定義部５７６とを含む。さらに、入出力対応情報５７０は、セーフティ署名５７１と、対象ノード情報５７２と、対象ユニット情報５７３とを含む。
セーフティ署名５７１は、セーフティコントローラ２００をモニタ対象とする場合に有効化されるようにしてもよい。セーフティ署名５７１は、セーフティコントローラ２００で実行されるセーフティプログラム２１０４に改ざんがないことを担保するための情報であり、セーフティコントローラ２００で実行されるユーザプログラム（セーフティプログラム２１０４）との同一性を示す。セーフティプログラム２１０４の生成時に予め付与されるセーフティ署名と同じものをセーフティ署名５７１としてもよい。あるいは、セーフティプログラム２１０４から所定の計算式に従って算出される値（例えば、ＣＲＣ値）をセーフティ署名５７１としてもよい。
対象ノード情報５７２および対象ユニット情報５７３は、モニタ対象とするコントローラを制御システム１において特定するための情報である。これらの情報は、参照アドレスの一部を構成してもよい。対象ノード情報５７２は、モニタ対象とするコントローラが配置されているフィールドネットワーク２上の位置（ノードアドレス）を特定する。対象ユニット情報５７３は、モニタ対象とするコントローラを特定するための補助情報であり、対象ノード情報５７２により指定されたデバイス（複数のユニットで構成される）のうち、モニタ対象のユニットの位置（ユニットアドレス）を特定する。
図１４に示す例においては、ノードアドレス「４」の位置にあるデバイスのユニットアドレス「１」にあるユニットがモニタ対象であることが規定されている。
入力変数定義部５７４は、数定義５７４０を含む。入力変数定義部５７４は、さらに、各変数について、変数名５７４１と、データ型５７４２と、コメント５７４３と、データ位置５７４４と、オフセット５７４５と、データ長５７４６とを含む。これらの要素は、コンマで区切られて入力変数毎に定義される。
数定義５７４０は、「ＮｕｍＩｎｐｕｔ」で始まり、入出力対応情報５７０に含まれる入力変数の数を規定する。図１４に示す例では、入力変数が４個であることを示す。
変数名５７４１は、「ＥＳＴＯＰ１」などの入力変数の変数名を示す。
データ型５７４２は、「ＳＡＦＥＢＯＯＬ」（セーフティブール型）などの入力変数のデータ型を示す。
コメント５７４３は、「非常停止スイッチ１」などの変数のコメントを示す。
データ位置５７４４は、「Ｌｏｃａｔｉｏｎ＝／／Ｕｎｉｔ＃１／０ｘ７０００：０１」などの参照アドレスを示す。データ位置５７４４は、例えば、対象のコントローラのメモリアドレスなどであってもよい。
オフセット５７４５は、入力変数にアクセスするための補助情報であり、データ位置５７４４からのオフセットを示す。データ位置５７４４に通信プロトコルのフレームなどが含まれている場合に、オフセット５７４５を指定することで、不要なデータを除外できる。
データ長５７４６は、入力変数として読み出すデータの長さを示す。データ長５７４６は、例えば、ビット数やバイト数を指定する。データ位置５７４４およびオフセット５７４５で規定される始点から、データ長５７４６で規定される長さのデータが読み出される。
出力変数定義部５７５は、数定義５７５０を含む。出力変数定義部５７５は、さらに、各変数について、変数名５７５１と、データ型５７５２と、コメント５７５３と、データ位置５７５４と、オフセット５７５５と、データ長７５６とを含む。これらの要素は、コンマで区切られて出力変数毎に定義される。
数定義５７５０は、「ＮｕｍＯｕｔｐｕｔ」で始まり、入出力対応情報５７０に含まれる出力変数の数を規定する。図１４に示す例では、出力変数が３個であることを示す。
変数名５７５１は、「ＳａｆｅＲｅｌａｙ１」などの出力変数の変数名を示す。
データ型５７５２は、「ＳＡＦＥＢＯＯＬ」（セーフティブール型）などの出力変数のデータ型を示す。
コメント５７５３は、「セーフティリレー１」などの変数のコメントを示す。
データ位置５７５４は、「Ｌｏｃａｔｉｏｎ＝／／Ｕｎｉｔ＃１／０ｘ６０００：０２」などの参照アドレスを示す。データ位置５７５４は、例えば、対象のコントローラのメモリアドレスなどであってもよい。
オフセット５７５５は、出力変数にアクセスするための補助情報であり、データ位置５７５４からのオフセットを示す。データ位置５７５４に通信プロトコルのフレームなどが含まれている場合に、オフセット５７５５を指定することで、フレーム内の特定の位置にデータを書き込むことができる。
データ長５７５６は、出力変数として書き込むデータの長さを示す。データ長５７５６は、例えば、ビット数やバイト数を指定する。データ位置５７５４およびオフセット５７５５で規定される始点から、データ長５７５６で規定される長さのデータが書き込まれる。
関連付定義部５７６は、「ＩＯＭａｔｒｉｘ」で始まり、各出力変数に関連付けられる１または複数の入力変数が規定される。より具体的には、関連付定義部５７６は、各変数について、出力変数名５７６１と、入力変数数５７６２と、１または複数の入力変数名５７６３とを含む。これらの要素は、コンマで区切られて出力変数毎に定義される。
出力変数名５７６１は、対象の出力信号の変数名を規定する。
入力変数数５７６２は、対象の出力変数に関連付けられる入力変数の数を規定する。入力変数数５７６２は、対象の出力変数の値を決定する論理積（ＡＮＤ）に入力される入力変数の数を規定する。
入力変数名５７６３は、対象の出力変数に関連付けられる入力変数の変数名が規定される。入力変数名５７６３に規定される入力変数名は、入力変数定義部５７４に規定される１または複数の入力変数から選択されることになる。
図１４に示す入出力対応情報５７０のデータ構造は一例であり、本明細書に明示的または黙示的に記載された機能を実現できれば、どのようなデータ構造を採用してもよい。
上述したように、入出力対応情報５７０は、入力信号および出力信号の各値を参照するためのアドレス（データ位置５７４４およびデータ位置５７５４）と、出力信号に関連付けられる１または複数の入力信号を特定するための情報（関連付定義部５７６）とを含む。
＜Ｈ．データ転送＞
次に、本実施の形態に係る制御システム１におけるデータ転送の処理について説明する。図１５は、本実施の形態に係る制御システム１におけるデータ転送の処理を説明するための模式図である。図１５を参照して、例えば、フィールドネットワーク２のプロトコルとして、ＥｔｈｅｒＣＡＴを採用した場合には、フィールドネットワーク２上を通信フレーム８がサイクリックに巡回転送される。
例えば、セーフティデバイス３５０からセーフティスレーブカプラ３００に入力された入力信号を示す入力データは、セーフティデバイス３５０に到着した通信フレーム８に書き込まれる（データ書き込み）。入力データが書き込まれた通信フレーム８は、標準コントローラ１００へ転送され、さらにセーフティコントローラ２００へ転送される。セーフティコントローラ２００は、到着した通信フレーム８に含まれる入力データを読み込み、セーフティ制御を実行する。
このように、標準コントローラ１００（フィールドネットワーク２の通信マスタ）を介して通信フレーム８が転送されるため、標準コントローラ１００は、セーフティスレーブカプラ３００とセーフティコントローラ２００との間で遣り取りされるデータを参照することができる（参照可能）。
標準コントローラ１００に接続された表示装置５００からは、標準コントローラ１００が管理するプロセス値だけではなく、セーフティスレーブカプラ３００とセーフティコントローラ２００との間で遣り取りされるプロセス値も参照（アクセス）できる。なお、ＦＳｏＥにおいては、複数の通信フレーム８を用いて、コマンド・レスポンス方式でデータを遣り取りすることもできる。このような場合であっても、標準コントローラ１００で遣り取りされるデータを参照することができる。
このように、表示装置５００は、通信マスタとして機能するコントローラ（標準コントローラ１００）を介して、通信スレーブとして機能するコントローラ（セーフティコントローラ２００）が保持する入力信号および出力信号の値を参照できる。
＜Ｉ．処理手順＞
次に、本実施の形態に係る制御システム１における処理手順について説明する。
（ｈ１：入出力対応情報５７０の生成）
図１６は、本実施の形態に係る制御システム１における入出力対応情報５７０の生成に係る処理手順を示すフローチャートである。図１６の各ステップは、典型的には、サポート装置６００のプロセッサ６０２がサポートプログラム６１０４を実行することで実現される。
図１６を参照して、サポート装置６００は、ユーザから対象のプログラム（標準制御ソースプログラム６１０８および／またはセーフティソースプログラム６１１２）の選択を受付ける（ステップＳ１００）。サポート装置６００は、選択された対象のプログラムがセーフティプログラムであるか否かを判断する（ステップＳ１０２）。選択された対象のプログラムがセーフティプログラムであれば（ステップＳ１０２においてＹＥＳ）、サポート装置６００は、選択されたセーフティプログラムが妥当性確認済であるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。選択されたセーフティプログラムが妥当性確認済でなければ（ステップＳ１０４においてＮＯ）、以降の処理は中止される。
選択された対象のプログラムがセーフティプログラムでなければ（ステップＳ１０２においてＮＯ）、あるいは、選択されたセーフティプログラムが妥当性確認済であれば（ステップＳ１０４においてＹＥＳ）、サポート装置６００は、対象のプログラムにおいて出力変数としてマッピングされている変数を抽出する（ステップＳ１０６）とともに、対象のプログラムにおいて入力変数としてマッピングされている変数を抽出する（ステップＳ１０８）。
サポート装置６００は、ステップＳ１０６において抽出された出力変数のうち１つを対象の出力変数として選択する（ステップＳ１１０）。サポート装置６００は、対象のプログラムにおいて、対象の出力変数の値を最終的に決定している箇所を特定し（ステップＳ１１２）、当該特定した箇所から対象のプログラムをさかのぼって、対象の出力変数の値に関連するすべての入力変数を抽出する（ステップＳ１１４）。そして、サポート装置６００は、ステップＳ１１４において抽出したすべての入力変数を対象の出力変数に関連付ける（ステップＳ１１６）。
続いて、サポート装置６００は、ステップＳ１０６において抽出された出力変数のすべてについて処理が完了したか否かを判断する（ステップＳ１１８）。抽出された出力変数のうち処理が完了していないものが存在していれば（ステップＳ１１８においてＮＯ）、サポート装置６００は、抽出された出力変数のうち処理が完了していない１つの出力変数を対象の出力変数として選択する（ステップＳ１２０）。そして、サポート装置６００は、ステップＳ１１２以下の処理を繰り返す。
ステップＳ１０６において抽出された出力変数のすべてについて処理が完了していれば（ステップＳ１１８においてＹＥＳ）、サポート装置６００は、各出力変数と当該出力変数に関連付けられた入力変数との一覧を入出力対応情報５７０として出力する（ステップＳ１２２）。そして、入出力対応情報５７０を生成する処理は終了する。
上述したように、サポート装置６００は、ユーザプログラム（セーフティプログラム）に含まれる出力信号の各々についてユーザプログラムをさかのぼることで、当該出力信号の値を決定する１または複数の入力信号を特定する。
（ｈ２：入出力対応情報５７０の転送）
図１７は、本実施の形態に係る制御システム１における入出力対応情報５７０の転送に係る処理手順を示すフローチャートである。図１７の各ステップは、典型的には、サポート装置６００のプロセッサ６０２がサポートプログラム６１０４を実行することで実現される。
図１７を参照して、サポート装置６００は、ユーザから転送対象の画面データ５１０６の選択を受付ける（ステップＳ２００）。サポート装置６００は、選択された転送対象の画面データ５１０６に加えて、入出力対応情報５７０が生成されているか否かを判断する（ステップＳ２０２）。
入出力対応情報５７０が生成されていなければ（ステップＳ２０２においてＮＯ）、サポート装置６００は、転送対象の画面データ５１０６のみをサポート装置６００へ転送する（ステップＳ２０４）。そして、処理は終了する。
入出力対応情報５７０が生成されていれば（ステップＳ２０２においてＹＥＳ）、サポート装置６００は、標準コントローラ１００の設定を示す標準コントローラ設定情報６１１０、および／または、セーフティコントローラ２００の設定を示すセーフティコントローラ設定情報６１１４を参照して、入出力対応情報５７０に含まれる入力変数および出力変数を取得するための参照先アドレスを決定し（ステップＳ２０６）、入出力対応情報５７０に組み入れる（ステップＳ２０８）。
そして、サポート装置６００は、転送先の表示装置５００に入出力対応情報５７０が既に存在しているか否かを判断する（ステップＳ２１０）。転送先の表示装置５００に入出力対応情報５７０が既に存在していれば（ステップＳ２１０においてＹＥＳ）、サポート装置６００は、転送先の表示装置５００の入出力対応情報５７０を削除する（ステップＳ２１２）。
転送先の表示装置５００に入出力対応情報５７０が既に存在していなければ（ステップＳ２１０においてＮＯ）、あるいは、入出力対応情報５７０の削除（ステップＳ２１２）に続いて、サポート装置６００は、転送対象の画面データ５１０６および入出力対応情報５７０を表示装置５００へ転送する（ステップＳ２１４）。このように、サポート装置６００は、表示装置５００において任意の監視操作画面を提供するための画面データ５１０６に加えて、入出力対応情報５７０を表示装置５００へ送信する。そして、処理は終了する。
（ｈ３：入出力対応情報５７０を利用したモニタ画面）
図１８は、本実施の形態に係る制御システム１における入出力対応情報５７０を利用したモニタ画面の提供に係る処理手順を示すフローチャートである。表示装置５００は、入出力対応情報５７０に基づいて監視操作画面を生成する。図１８の各ステップは、典型的には、表示装置５００のプロセッサ５０２が画面生成プログラム５１０４を実行することで実現される。
図１８を参照して、表示装置５００は、モニタ画面（図１２および図１３など参照）の表示開始が指示されると（ステップＳ３００においてＹＥＳ）、入出力対応情報５７０が転送済であるか否かを判断する（ステップＳ３０２）。入出力対応情報５７０が転送済でなければ（ステップＳ３０２においてＮＯ）、処理は終了する。
入出力対応情報５７０が転送済であれば（ステップＳ３０２においてＹＥＳ）、表示装置５００は、入出力対応情報５７０を読み込んで（ステップＳ３０４）、読み込んだ入出力対応情報５７０にセーフティ署名が含まれているか否かを判断する（ステップＳ３０６）。
読み込んだ入出力対応情報５７０にセーフティ署名が含まれていれば（ステップＳ３０６においてＹＥＳ）、表示装置５００は、対象のセーフティコントローラ２００からセーフティ署名を取得し（ステップＳ３０８）、取得したセーフティ署名が入出力対応情報５７０のセーフティ署名と一致するか否かを判断する（ステップＳ３１０）。取得したセーフティ署名が入出力対応情報５７０のセーフティ署名と一致しなければ（ステップＳ３１０においてＮＯ）、処理は終了する。
取得したセーフティ署名が入出力対応情報５７０のセーフティ署名と一致すれば（ステップＳ３１０においてＹＥＳ）、表示装置５００は、読み込んだ入出力対応情報５７０に基づいて、各出力変数に関連付けられる１または複数の入力変数のリストを内部的に生成する（ステップＳ３１２）。
そして、表示装置５００は、生成したリストに従って、対応する参照アドレスに基づいて、出力変数および入力変数の値をそれぞれ取得し（ステップＳ３１４）、選択された出力変数についてのモニタ画面を生成および表示する（ステップＳ３１６）。このように、入出力対応情報５７０を反映した画面データは、入出力対応情報５７０に基づいて生成された、任意の指定された出力信号に対応付けられる１または複数の入力信号の現在値を示すように構成される。
表示装置５００は、モニタ画面の表示終了が指示されたか否かを判断する（ステップＳ３１８）。モニタ画面の表示終了が指示されなければ（ステップＳ３１８においてＮＯ）、ステップＳ３１４以下の処理が繰り返し実行される。
モニタ画面の表示終了が指示されると（ステップＳ３１８においてＹＥＳ）、表示装置５００は、処理を終了する。
＜Ｊ．変形例＞
（ｊ１：機能分担）
上述の説明においては、サポート装置６００が入出力対応情報５７０を生成し、生成された入出力対応情報５７０の格納および入出力対応情報５７０を利用したモニタ画面の生成は、表示装置５００で行われる例を示したが、これに限らず、各機能を適宜実装してもよい。
すなわち、（１）入出力対応情報５７０を生成する機能、（２）生成された入出力対応情報５７０を格納する機能、（３）入出力対応情報５７０を利用してモニタ画面を生成する機能、は、制御システム１内の任意のデバイスに配置できる。
なお、（２）生成された入出力対応情報５７０を格納する機能と、（３）入出力対応情報５７０を利用してモニタ画面を生成する機能とを結合して、入出力対応情報５７０に含まれる変数値の関連付けの情報を含むモニタ画面を生成してもよい。この場合には、（２）生成された入出力対応情報５７０を格納する機能の機能は、（３）入出力対応情報５７０を利用してモニタ画面を生成する機能に吸収されることになる。
図１９は、本実施の形態に係る制御システム１における機能分担の一例を示す図である。図１９には、Ｎｏ．１～８の８つの機能分担例を示す。
Ｎｏ．１の機能分担例は、上述した実施の形態に対応するものである。表示装置５００は、入出力対応情報５７０に基づいてモニタ画面５３０を生成する。
Ｎｏ．２の機能分担例は、入出力対応情報５７０を表示装置５００ではなく、セーフティコントローラ２００に格納する形態である。表示装置５００は、セーフティコントローラ２００から入出力対応情報５７０を読み出し、読み出した入出力対応情報５７０に基づいてモニタ画面５３０を生成する。
Ｎｏ．３の機能分担例は、Ｎｏ．２の機能分担例に類似するものであり、入出力対応情報５７０を表示装置５００ではなく、標準コントローラ１００に格納する形態である。表示装置５００は、標準コントローラ１００から入出力対応情報５７０を読み出し、読み出した入出力対応情報５７０に基づいてモニタ画面５３０を生成する。
Ｎｏ．４の機能分担例は、標準コントローラ１００および表示装置５００を一体化した統合コントローラを用いた実装したものである。この機能分担例においては、統合コントローラが入出力対応情報５７０の格納およびモニタ画面５３０の生成を担当する。
Ｎｏ．５～７の機能分担例は、（２）生成された入出力対応情報５７０を格納する機能の機能を（３）入出力対応情報５７０を利用してモニタ画面を生成する機能に吸収した構成に相当する。
より具体的には、Ｎｏ．５の機能分担例においては、サポート装置６００が入出力対応情報５７０を生成するとともに、入出力対応情報５７０を反映した画面データが生成する。表示装置５００は、入出力対応情報５７０を反映した画面データに基づいてモニタ画面５３０を提供する。
また、Ｎｏ．６の機能分担例においては、サポート装置６００が入出力対応情報５７０を生成するとともに、入出力対応情報５７０を反映した画面データが生成する。統合コントローラは、入出力対応情報５７０を反映した画面データに基づいてモニタ画面５３０を提供する。
また、Ｎｏ．７の機能分担例においては、表示装置５００自身が入出力対応情報５７０を生成するとともに、入出力対応情報５７０を反映した画面データが生成する。統合コントローラは、入出力対応情報５７０を反映した画面データに基づいてモニタ画面５３０を提供する。
Ｎｏ．８の機能分担例においては、セーフティコントローラ２００が、入出力対応情報５７０を生成するとともに、生成した入出力対応情報５７０を格納する。表示装置５００は、セーフティコントローラ２００から入出力対応情報５７０を読み出し、読み出した入出力対応情報５７０に基づいてモニタ画面５３０を生成する。
なお、図１９に示す機能分担例は一例であり、実現される制御システムに応じて、どのような機能分担を採用してもよい。
（ｊ２：フィールドネットワークの追加）
図２には、フィールドネットワーク２を有する制御システム１を示すが、このような制御システム１の構成において、フィールドネットワークが追加された構成においても、上述したようなモニタ画面を提供できる。
図２０は、本実施の形態の変形例に係る制御システム１Ａの構成例を示す模式図である。図２０を参照して、制御システム１Ａは、フィールドネットワーク２に加えて、フィールドネットワーク４を有している。標準コントローラ１００は、フィールドネットワーク２を介して、１または複数のセーフティＩＯターミナル７００およびロボット８００とデータ通信可能になっている。
フィールドネットワーク４において採用されるプロトコルは、フィールドネットワーク２において採用されるプロトコルとは同一であってもよいし、異なっていてもよい。異なるプロトコルとしては、例えば、ＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰなどを採用してもよい。
このように、本実施の形態に係るモニタ画面は、任意の制御システムの構成において実現可能である。
＜Ｋ．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］
制御システム（１）であって、
コントローラ（１００，２００）で実行されるユーザプログラムを開発するためのサポート装置（６００）と、
前記コントローラが保持する情報を参照して監視操作画面を提供する表示装置（５００）とを備え、
前記サポート装置は、
前記ユーザプログラムにおいて定義される出力信号と１または複数の入力信号との関係を抽出して入出力対応情報（５７０）を生成する生成手段（Ｓ１００～Ｓ１２２）と、
前記入出力対応情報または前記入出力対応情報を反映した画面データを前記表示装置へ送信する送信手段（Ｓ２００～Ｓ２１４）とを備え、
前記表示装置は、前記入出力対応情報または前記入出力対応情報を反映した画面データに基づいて、前記コントローラが保持する入力信号および出力信号の値を参照して、指定された出力信号および対応付けられる１または複数の入力信号の現在値を示す監視操作画面を提供する（Ｓ３００～Ｓ３１８）、制御システム。
［構成２］
前記入出力対応情報は、前記入力信号および前記出力信号の各値を参照するためのアドレス（５７４４，５７５４）と、前記出力信号に関連付けられる１または複数の入力信号を特定するための情報（５７６）とを含む、構成１に記載の制御システム。
［構成３］
前記表示装置は、前記入出力対応情報に基づいて、前記監視操作画面を生成する画面生成手段（Ｓ３１６）を備える、構成１または２に記載の制御システム。
［構成４］
前記送信手段は、前記表示装置において任意の監視操作画面を提供するための画面データに加えて、前記入出力対応情報を送信する（Ｓ２１４）、構成１～３のいずれか１項に記載の制御システム。
［構成５］
前記入出力対応情報を反映した画面データは、前記入出力対応情報に基づいて生成された、任意の指定された出力信号に対応付けられる１または複数の入力信号の現在値を示すように構成されている、構成１～４のいずれか１項に記載の制御システム。
［構成６］
前記コントローラは、セーフティコントローラ（２００）を含み、
前記入出力対応情報は、前記セーフティコントローラで実行されるユーザプログラムとの同一性を示すセーフティ署名（５７１）を含む、構成１～５のいずれか１項に記載の制御システム。
［構成７］
前記生成手段は、前記ユーザプログラムに含まれる出力信号の各々について、当該ユーザプログラムをさかのぼることで、当該出力信号の値を決定する１または複数の入力信号を特定する、構成１～６のいずれか１項に記載の制御システム。
［構成８］
通信スレーブとして機能するコントローラ（２００）は、通信マスタとして機能するコントローラ（１００）を介してデータを遣り取りしており、
前記表示装置は、前記通信マスタとして機能するコントローラを介して、前記通信スレーブとして機能するコントローラが保持する入力信号および出力信号の値を参照する、構成１～７のいずれか１項に記載の制御システム。
［構成９］
コントローラ（１００，２００）で実行されるユーザプログラムを開発するためのサポート装置（６００）であって、前記コントローラには、当該コントローラが保持する情報を参照して監視操作画面を提供する表示装置（５００）が接続されており、
前記サポート装置は、
前記ユーザプログラムにおいて定義される出力信号と１または複数の入力信号との関係を抽出して入出力対応情報（５７０）を生成する生成手段（Ｓ１００～Ｓ１２２）と、
前記入出力対応情報または前記入出力対応情報を反映した画面データを前記表示装置へ送信する送信手段（Ｓ２００～Ｓ２１４）とを備え、
前記表示装置は、前記入出力対応情報または前記入出力対応情報を反映した画面データに基づいて、前記コントローラが保持する入力信号および出力信号の値を参照して、指定された出力信号および対応付けられる１または複数の入力信号の現在値を示す監視操作画面を提供する（Ｓ３００～Ｓ３１８）、サポート装置。
［構成１０］
コントローラ（１００，２００）で実行されるユーザプログラムを開発するためのサポートプログラム（６１０４）であって、前記コントローラには、当該コントローラが保持する情報を参照して監視操作画面を提供する表示装置（５００）が接続されており、
前記サポートプログラムは、コンピュータに、
前記ユーザプログラムにおいて定義される出力信号と１または複数の入力信号との関係を抽出して入出力対応情報（５７０）を生成するステップ（Ｓ１００～Ｓ１２２）と、
前記入出力対応情報または前記入出力対応情報を反映した画面データを前記表示装置へ送信するステップ（Ｓ２００～Ｓ２１４）とを実行させ、
前記表示装置は、前記入出力対応情報または前記入出力対応情報を反映した画面データに基づいて、前記コントローラが保持する入力信号および出力信号の値を参照して、指定された出力信号および対応付けられる１または複数の入力信号の現在値を示す監視操作画面を提供する（Ｓ３００～Ｓ３１８）、サポートプログラム。
＜Ｌ．利点＞
本実施の形態に係る制御システム１によれば、例えば、安全機能により生産設備の装置など停止した場合に、停止した出力信号に関連付けられている入力信号の一覧、および、それらの現在値を表示装置上に提示できる。このような提示される情報を参照することで、設備停止の原因となった入力信号を容易に特定できる。基本的には、表示装置のみで原因究明ができるので、サポート装置などをコントローラに接続する必要がなく、迅速な復旧を実現できる。
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。
１，１Ａ 制御システム、２，４ フィールドネットワーク、８ 通信フレーム、１００ 標準コントローラ、１０２，２０２，３０２，４１２，４１４，５０２，６０２ プロセッサ、１０４，２０４，３０４，４１６，５０４，６０４ メインメモリ、１０６ 上位ネットワークコントローラ、１０８，２０８，３０８，４０２ フィールドネットワークコントローラ、１１０，２１０，３１０，４２０，５１０，６１０ ストレージ、１１２，５１２ メモリカードインターフェイス、１１４，５１４ メモリカード、１１６ ローカルバスコントローラ、１１８，２１８，３１８，５１８，６１８ プロセッサバス、１２０，２２０，６２０ コントローラ、２００ セーフティコントローラ、２１６，３１６ セーフティローカルバスコントローラ、２３０，３３０ ユニット、３００ セーフティスレーブカプラ、３５０ セーフティデバイス、４００ セーフティドライバ、４１０ 制御部、４３０ ドライブ回路、４３２ フィードバック受信回路、４５０ サーボモータ、４５２ 三相交流モータ、４５４ エンコーダ、５００ 表示装置、５０６，６０６ 入力部、５０８ 表示部、５２０ 通信コントローラ、５３０ モニタ画面、５３２ 対象メッセージ、５４０ 出力変数リスト、５４１，５４２，５４３ 出力変数エントリ、５５０ 入力変数リスト、５５１，５５２，５５３，５５４ 入力変数エントリ、５６０ 表示ボタン、５７０ 入出力対応情報、５７１ セーフティ署名、５７２ 対象ノード情報、５７３ 対象ユニット情報、５７４ 入力変数定義部、５７５ 出力変数定義部、５７６ 関連付定義部、６００ サポート装置、６０８ 出力部、６１２ 光学ドライブ、６１４ 記憶媒体、６３１，６３２，６３３ ゲート、６４１，６４２，６４３，６４４ 入力変数、６５１，６５２，６５３ 出力変数、７００ ターミナル、７５６，５７４６，５７５６ データ長、８００ ロボット、１１０２，２１０２，３１０２ システムプログラム、１１０４ 標準制御プログラム、１１０６，２１０６，３１０６，３２０６，４２０６ 設定情報、２１０４ セーフティプログラム、４２０２ サーボ制御プログラム、４２０４ モーションセーフティプログラム、５１０４ 画面生成プログラム、５１０６ 画面データ、５７４０，５７５０ 数定義、５７４１，５７５１ 変数名、５７４２，５７５２ データ型、５７４３，５７５３ コメント、５７４４，５７５４ データ位置、５７４５，５７５５ オフセット、５７６１ 出力変数名、５７６２ 入力変数数、５７６３ 入力変数名、６１０４ サポートプログラム、６１０６ プロジェクトデータ、６１０８ 標準制御ソースプログラム、６１１０ 標準コントローラ設定情報、６１１２ セーフティソースプログラム、６１１４ セーフティコントローラ設定情報、６１１６ セーフティドライバ設定情報。

Claims (9)

  1. 制御システムであって、
    コントローラで実行されるユーザプログラムを開発するためのサポート装置と、
    前記コントローラが保持する情報を参照して監視操作画面を提供する表示装置とを備え、
    前記コントローラは、セーフティコントローラを含み、
    前記サポート装置は、
    前記ユーザプログラムにおいて定義される出力信号と１または複数の入力信号との関係を抽出して入出力対応情報を生成する生成手段と、
    前記入出力対応情報または前記入出力対応情報を反映した画面データを前記表示装置へ送信する送信手段とを備え、
    前記表示装置は、前記入出力対応情報または前記入出力対応情報を反映した画面データに基づいて、前記コントローラが保持する入力信号および出力信号の値を前記コントローラから取得して、指定された出力信号および対応付けられる１または複数の入力信号の現在値を示す監視操作画面を提供し、
    前記入出力対応情報は、前記セーフティコントローラで実行されるユーザプログラムとの同一性を示すセーフティ署名を含む、制御システム。
  2. 前記入出力対応情報は、前記入力信号および前記出力信号の各値を参照するためのアドレスと、前記出力信号に関連付けられる１または複数の入力信号を特定するための情報とを含む、請求項１に記載の制御システム。
  3. 前記表示装置は、前記入出力対応情報に基づいて、前記監視操作画面を生成する画面生成手段を備える、請求項１または２に記載の制御システム。
  4. 前記送信手段は、前記表示装置において任意の監視操作画面を提供するための画面データに加えて、前記入出力対応情報を送信する、請求項１～３のいずれか１項に記載の制御システム。
  5. 前記送信手段が前記入出力対応情報を反映した画面データを前記表示装置へ送信する場合に、前記入出力対応情報を反映した画面データは、前記入出力対応情報に基づいて生成された、任意の指定された出力信号に対応付けられる１または複数の入力信号の現在値を示すように構成されている、請求項１～４のいずれか１項に記載の制御システム。
  6. 前記生成手段は、前記ユーザプログラムに含まれる出力信号の各々について、当該ユーザプログラムをさかのぼることで、当該出力信号の値を決定する１または複数の入力信号を特定する、請求項１～５のいずれか１項に記載の制御システム。
  7. 通信スレーブとして機能するコントローラは、通信マスタとして機能するコントローラを介してデータを遣り取りしており、
    前記表示装置は、前記通信マスタとして機能するコントローラを介して、前記通信スレーブとして機能するコントローラが保持する入力信号および出力信号の値を参照する、請求項１～６のいずれか１項に記載の制御システム。
  8. コントローラで実行されるユーザプログラムを開発するためのサポート装置であって、前記コントローラには、当該コントローラが保持する情報を参照して監視操作画面を提供する表示装置が接続されており、前記コントローラは、セーフティコントローラを含み、
    前記サポート装置は、
    前記ユーザプログラムにおいて定義される出力信号と１または複数の入力信号との関係を抽出して入出力対応情報を生成する生成手段と、
    前記入出力対応情報または前記入出力対応情報を反映した画面データを前記表示装置へ送信する送信手段とを備え、
    前記表示装置は、前記入出力対応情報または前記入出力対応情報を反映した画面データに基づいて、前記コントローラが保持する入力信号および出力信号の値を前記コントローラから取得して、指定された出力信号および対応付けられる１または複数の入力信号の現在値を示す監視操作画面を提供し、
    前記入出力対応情報は、前記セーフティコントローラで実行されるユーザプログラムとの同一性を示すセーフティ署名を含む、サポート装置。
  9. コントローラで実行されるユーザプログラムを開発するためのサポートプログラムであって、前記コントローラには、当該コントローラが保持する情報を参照して監視操作画面を提供する表示装置が接続されており、前記コントローラは、セーフティコントローラを含み、
    前記サポートプログラムは、コンピュータに、
    前記ユーザプログラムにおいて定義される出力信号と１または複数の入力信号との関係を抽出して入出力対応情報を生成するステップと、
    前記入出力対応情報または前記入出力対応情報を反映した画面データを前記表示装置へ送信するステップとを実行させ、
    前記表示装置は、前記入出力対応情報または前記入出力対応情報を反映した画面データに基づいて、前記コントローラが保持する入力信号および出力信号の値を前記コントローラから取得して、指定された出力信号および対応付けられる１または複数の入力信号の現在値を示す監視操作画面を提供し、
    前記入出力対応情報は、前記セーフティコントローラで実行されるユーザプログラムとの同一性を示すセーフティ署名を含む、サポートプログラム。
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