CN1734381A - 控制系统设定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种控制系统设定装置，联合控制系统中的网络的设定和PLC或可编程显示器等的编程工作从而提高编程工作的效率。控制系统设定装置使用包含按每个装置的机种准备的、可用于指定对该机种的程序部件的程序部件信息的简档数据，基于网络结构信息，在网络中从与编程对象的装置有关联的装置的简档数据中提取程序部件信息，基于提取了的程序部件信息，显示在编程对象的装置中可利用的程序部件，使操作者选择使用的程序部件，并用选择的程序部件编制程序。

Description

控制系统设定装置
技术领域
本发明涉及与包含由网络连接的多个装置(部件)的控制系统连接，从而进行控制系统的设定的控制系统设定装置。
背景技术
作为工厂自动化(FA)领域中的控制装置，使用可编程控制器(PLC)。多数情况下，PLC由多个组件构成。即，PLC通过适当组合以下各种组件而构成：电源供给源的电源组件；统率PLC整体的控制的CPU组件；取入来自FA的生产装置或设备装置的适当位置安装的开关或传感器等输入装置的信号的输入组件；对致动器等输出装置输出控制输出的输出组件；以及用于连接到网络的通信组件等。而且，输入装置或输出装置与输入组件或输出组件不限于直接连接，例如也有连接到IO终端等从动装置(slave)，并从该从动装置经由网络连接到PLC的情况。
PLC的CPU组件中的控制如下进行将由输入组件等取得了的输入信号读取到CPU组件的I/O存储器(IN更新)，基于预先注册的由梯形图(ラダ一)语言组成的用户程序进行逻辑运算(执行运算)，将其运算执行结果写入I/O存储器并发送到输出组件等(OUT更新)，之后，循环地反复进行所谓周边处理。用户程序通常使用PLC用的编程工具生成，并被下载到CPU组件中。
在制作PLC用的用户程序时，有时使用组合了多个命令的程序部件(功能块)。在该情况下，PLC用的程序部件由PLC用的编程工具管理。使用功能块的PLC用编程工具的例子记载于专利文献1中。
另一方面，通过监视IO存储器的内容等的PLC的动作状况，当然除了监视PLC自身的状况，还监视由PLC控制的控制系统整体的动作状况，将数据写入IO存储器从而进行PLC中的参数等的设定或更新。这样的监视或设定可以使用可编程显示器来进行。可编程显示器通过图形显示的功能部件在该显示画面中显示监视的内容，并从功能部件上的触摸板输入设定内容等。而且，监视或设定不仅对PLC可以进行，而且也可以对其它的装置进行。为了可以使可编程显示器动作，需要预先将显示画面内容编程。换言之，需要将使用什么样的功能部件，将该功能部件与哪个装置的IO存储器联合等编程，使用可编程显示器用的编程工具进行这样的编程。
将可编程显示器的显示画面内容编程所需的功能部件由可编程显示器用的编程工具管理。可编程显示器用的编程工具的例子记载在专利文献2中。
而且，为了进行网络的设定而使用网络设定用工具。网络设定用工具的例子记载在专利文献3中。
【专利文献1】国际公开第2002/079886号分册
【专利文献2】(日本)特开2001-75616号公报
【专利文献3】特开2001-53763号公报
以往，使用网络设定用工具进行网络的设定时，进行指定连接到网络的装置的工作，与该工作相独立进行PLC或可编程显示器的编程时，需要使用该用途的工具来进行识别通过与连接到网络的装置的关联可利用的功能块或功能部件的工作。因此，编程工作的效率低。
发明内容
本发明的目的在于使网络的设定和PLC或可编程显示器等的编程工作进行协同，从而提高编程工作的效率。
本发明的控制系统设定装置是用于与包含由网络连接的多个装置的控制系统连接从而进行控制系统的设定、包括存储装置以及显示装置的计算机，可访问记载装置的特性的装置的简档数据(profile data)以及在装置中执行的程序的编程中可以使用的程序部件。
这里，程序部件的一个例子是在可编程控制器中执行的程序的编程中可以使用的功能块，程序部件的其它例子是在可编程显示器中执行的程序的编程中可使用的HMI功能部件。
装置的简档数据按每个装置的机种来准备。至少用于一部分机种的简档数据包含对可用于该机种的装置的程序部件进行指定的程序部件信息。
控制系统设定装置的存储装置存储支持至少在一部分机种的装置中执行的程序的制作的控制系统设定程序。作为这里所说的执行程序的装置，至少PLC的CPU组件以及可编程显示器可以对应。
控制系统设定程序输入作为网络中的装置的连接关系的信息的网络结构信息，基于网络结构信息从在网络中与编程对象的装置有关联的装置的简档数据中提取程序部件信息，基于提取的程序部件信息，在控制系统设定装置的显示装置中显示在编程对象的装置中可利用的程序部件，使操作者选择使用的程序部件，并用选择的程序部件编制程序。
根据该控制系统设定装置，由于可以利用网络结构信息和简档数据中的程序部件信息来指定在编程对象装置中可利用的程序部件，所以不消耗识别可利用的程序部件的时间，编程变得容易。
控制系统设定程序也可以包含用于支持程序的制作的装置编程工具，所述程序在用于执行与网络关联的设定的网络工具和装置中执行。
准备网络工具，以在控制系统设定装置的显示装置中显示网络结构信息，使操作者选择作为编程对象的装置，从在网络中选择了的装置相关联的装置的简档数据中提取程序部件信息，并可以由支持被选择装置的编程的装置编程工具利用提取出的程序部件信息。
装置编程工具基于由网络工具准备的程序部件信息，在所述显示装置中显示在编程对象的装置中可利用的程序部件，使操作者选择使用的程序部件，并用选择的程序部件编制程序。
根据包括这样的控制系统设定程序的控制系统设定装置，由于分为网络工具和装置编程工具，所以很容易将其中一个或各个工具准备多个种类从而可自由地组合，如果可以这样组合，则维持可以指定可利用的程序部件的特征，同时容易地应对多种类的控制系统。
根据该控制系统设定装置，由于可以利用网络结构信息和简档数据中的程序部件信息来指定在编程对象的装置中可利用的程序部件，所以不消耗识别可利用的程序部件的时间，编程变得容易。
附图说明
图1是表示控制系统的一例的图。
图2是表示作为本发明的优选的一个实施方式的控制系统设定装置的软件结构的图。
图3是表示CPS的数据结构的一例的图。
图4是表示网络工具的使用顺序以及动作的流程图。
图5是表示PLC编程工具的使用顺序以及动作的流程图。
图6是表示HMI编程工具的使用顺序以及动作的流程图。
图7是制作网络结构图的显示画面的一例(简图)。
图8是制作网络结构图的显示画面的一例(简图)。
图9是根据网络结构图的显示画面说明工作存储器和网络结构图的关系的图(简图)。
图10是表示PLC编程工具的显示画面的图(简图)。
图11是表示HMI编程工具的显示画面的图。
具体实施方式
图1表示包含由网络连接的多个装置的控制系统的一例。主管生产线的控制的可编程控制器(可编程逻辑控制器，PLC)1由电源组件、CPU组件、通信组件、IO组件、高性能组件等多个组件构成。为方便起见，将它们称作组件，但组件或由多个组件构成的PLC也包含于装置(部件)的概念中。PLC1上经由以太网(注册商标)等信息系统的网络4连接控制系统设定装置2以及可编程显示器(人机接口，HMI)3。可编程显示器也称作可编程终端(PT)。而且，PLC1上也连接各种部件(装置)5。部件5有温度调节器和照相机和各种开关以及传感器等输入装置、继电器和电机(马达)等输出装置、用于连接这些输入输出装置的IO终端等各种装置。这些部件5、构成PLC1的高性能组件等由CPU组件中执行的用户程序控制，同时通过来自可编程显示器3的访问来进行数据收集或设定变更。
控制系统设定装置2通过在个人计算机中安装控制系统设定程序来实现。控制系统设定装置2包括制作以及编辑下载到PLC1的CPU组件的程序的功能，和制作以及编辑可编程显示器3用的程序的功能。控制系统设定程序被存储在CD-ROM6这样的存储媒体中，或者通过经由因特网从服务器下载来提供。
图2表示控制系统设定装置2的软件结构。控制系统设定装置2包括：通用OS10；作为通用OS10和各工具之间的桥梁的中间部件11；在中间部件11上执行的网络工具12、PLC编程工具13以及HMI编程工具14；功能块库15；HMI功能部件库16；以及CPS库17。功能块库15是作为PLC编程工具13利用的PLC用程序部件的功能块(FB)的库。HMI功能部件库16是作为HMI编程工具14利用的可编程显示器用的程序部件的HMI功能部件(欧姆龙株式会社制品名称SAP：Smart Active Parts)的库。CPS库17是构成PLC1的组件，或控制系统中包含的记载部件5的特性的简档数据(欧姆龙株式会社制品名称CPS：Components Profile Sheets)的库。
网络工具12包括：起动关联程序的起动装置部12a、集中文件处理部12b、印刷处理部12c、XML执行部12d、CPS解读部12e、网络结构图制作工具12f、PLC组件结构工具12g。网络结构图制作工具12f制作以及编辑关于网络以及连接到网络的装置的数据。PLC组件结构工具12g制作以及编辑关于PLC1的组件结构的数据。网络工具12管理功能块库15、HMI功能部件库16以及CPS库17，并调用PLC编程工具13或HMI编程工具14，在这些工具之间共有数据。
PLC编程工具13适当使用功能块库15中存储的功能块，同时进行用户程序的制作以及编辑。HMI编程工具14适当使用HMI功能部件库16中存储的HMI功能部件，同时制作以及编辑可编程显示器用的程序。
图3表示CPS的结构。CPS·VER信息中注册CPS的版本号。在网络信息中注册该部件可连接的网络名。在系列信息和型式信息中注册该部件的系列名和型式名。系列名是部件所属的组的名称。型式名指定部件的机种。在连接信息中注册连接位置制约条件、连接信息、连接台数制约条件。连接位置制约条件例如在构成PLC的组件的情况下，在有该组件可连接的位置(例如，仅可以连接底座的第一端(0号))的情况下，存储该位置。连接台数制约条件例如是可安装在同一底座的个数，或可连接到同一网络上的个数等。动作模式信息中记载了运转模式和停止模式等该部件可以采取的模式。参数信息中首先记载该部件保有的参数的数目，接着注册参数位置信息以外的具体的参数。在省略了图示的显示方式信息中，定义记录的值以BCD原样输出，或例如将“0/1”变换为“正常/异常”而输出等显示方式。而且，作为追加信息，注册在有可与该部件关联使用的功能块的情况下指定它的FB库信息(FB程序部件信息)，和在有可与该部件关联使用的HMI功能部件信息的情况下指定它的SAP库信息(SAP程序部件信息)。
CPS以XML(eXtensible Markup Language)的形式定义上述各项目。由此，可以利用CPS而不依赖于构成用户的控制系统设定装置2的计算机的OS，同时在提供者(制造商)侧也可以对CPS组装任意的数据项目。另外，作为CPS的提供方法，有通过将存储了CPS的CD-ROM等记录媒体与装置捆绑，提供给购入该装置的用户，或在因特网上的服务器中预先存储CPS，使用户经由因特网下载，或在装置内的存储媒体中预先存储CPS，经由装置连接的网络上传的方法。也可以不在控制系统设定装置2中设置CPS库17，在每次使用要使用的CPS时，从因特网下载。这对于功能块库15以及HMI功能部件库16也同样。
网络工具12的CPS解读部12e检查CPS中的追加信息中的FB库信息和SAP库信息的有无，在其中一个存在的情况下，提取这些库信息(库名以及属性信息)。集中文件处理部12b将提取的库信息注册到功能块库15或HMI功能部件库16中，并将取得了的CPS注册到CPS库17中。此时，CPS中存储的FB库信息和SAP库信息也可以在删除的基础上存储到CPS库17中，也可以不删除而存储。而且，在取得了CPS时，不进行FB库信息和SAP库信息的有无的确认而将CPS注册到CPS库17中，利用CPS时等根据需要提取FB库信息和SAP库信息也可以。XML执行部12d根据需要执行CPS的XML记载中记载为可执行的部分。
图4是表示网络工具12的使用顺序以及动作的流程图。控制系统设定装置2的用户通过预先将图2所示的软件结构安装到计算机中，从而构成控制系统设定装置2(S11)。将图2所示的各工具以及各库总称为集中开发环境工具。该安装只要最初进行一次就可以。接着，起动PLC组件结构工具12g，并制作PLC的组件结构(S12)。这通过显示CPS库17中存储的装置的一览表，并依次选择(例如，牵引(drag)和降落(drop)方式)相应的PLC的组件来制作。用户判断关于构筑控制系统所需的装置的CPS、FB以及SAP是否存储于库中(S13)，在没有存在的情况下，从因特网上的服务器下载必要的CPS、FB以及SAP(S14)。或者，也可以从制造商处得到存储了关于对应的组件的信息的CD-ROM等记录媒体。
用户接着起动网络结构图制作工具12f，并制作网络结构图。如图7、图8所示，控制系统设定装置2的显示画面中，在下栏中设定显示装置的列表的显示区域，在右上栏中设定制作网络结构图的网络结构图制作区域，在左上栏中设定将在网络结构图制作区域中制作的网络的结构(连接关系)进行树状显示的区域。用户从列表显示区域中选择装置，即PLC、可编程显示器或其它的部件，然后追加到网络结构图中(S15)。图7表示从列表显示区域中的列表中选择一个PLC，通过牵引和降落表示网络结构图制作区域中配置的状态。图8表示将连接到现场总线(field bus)(下一级网络)的部件增加到网络结构图中的状态的画面。
选择网络结构图的制作所伴随的装置时，网络工具12从CPS库17中存储的该装置所对应的CPS或功能块库15以及HMI功能部件库16读取对应的FB库信息以及SAP库信息(S16)。读取的FB库信息以及SAP库信息被注册在起动装置部12a的各工作存储器12h中(S17)。具体来说，可以注册库名，并以该库名为关键词从库中读取对应的程序部件。
此时，FB库信息对于网络结构图上关联的PLC的每一个被分组，并与该PLC建立关联并存储在工作存储器12h中。在图9中，以工作X1、工作X2、工作X3表示这样存储的FB库信息的组。SAP库信息中，网络结构图上可编程显示器3关联的范围的信息被分组，并与该可编程显示器建立关联并存储在工作存储器12h中。图9中，以工作Y1、工作Y2表示这样存储的SAP库信息的组。
进行从S15到S17的处理，直到网络结构图的制作结束(S18)。如果网络结构图的制作结束了，则由于S18的分支判断为“是”，所以使用了网络结构图制作工具12f的一系列处理结束。
图5是表示PLC编程工具13的使用顺序以及动作的流程图。在开始PLC的编程时，用户起动PLC编程工具13(S21)。该起动可以由用户直接进行，也可以通过单击网络结构图上的PLC来选择，从而识别它的网络工具12起动PLC编程工具13。不论如何，起动了的PLC编程工具13被提供关于进行哪个PLC的编程的信息。
PLC编程工具13参照工作存储器12h取得与作为编程对象的PLC建立了关联的FB库信息(S22)。它们是关于用户的网络结构中在实际编程中可利用的功能块的信息。PLC编程工具列表显示可利用的功能块的名称(S23)。由于用户可以利用显示的所有功能块，所以可以不花费搜索可利用的功能块的时间，而从显示的功能块中适当选择必要的功能块，同时进行程序的制作以及编辑。
图10表示PLC编程工具13的显示画面。在显示画面的左侧的区域中，以树状显示可使用的功能块的一览(图中圆框内)，从中选择适当的功能块，在右侧准备的描绘梯形图语言程序的程序制作区域中，可以通过牵引和降落，将功能块使用于编程。
图6是表示HMI编程工具14的使用顺序以及动作的流程图。开始可编程显示器的编程时，用户起动HMI编程工具14(S31)。该起动可由用户直接进行，也可以通过单击网络结构图上的可编程显示器来选择，从而识别它的网络工具12起动HMI编程工具14。不论如何，起动了的HMI编程工具14被提供关于进行哪个可编程显示器的编程的信息。
HMI编程工具14参照工作存储器12h取得作为编程对象的与可编程显示器建立了关联的SAP库信息(S32)。这是关于在用户在网络结构中在实际编程中可利用的HMI功能部件的信息。HMI编程工具列表显示可利用的HMI功能部件的名称(S33)。由于用户可以利用显示了的所有HMI功能部件，所以可以不花费搜索可利用的HMI功能部件的时间，而从显示了的HMI功能部件中适当选择必要的功能部件，同时进行程序的制作以及编辑。
图11表示HMI编程工具14的显示画面。当前显示了的画面中，以树状显示可使用的HMI功能部件的一览(图中圆框内)，从中参照预览显示了的HMI功能部件的图像，同时选择适当的功能部件，在背后显示了的设定可编程显示器的显示画面的程序制作区域中，可以通过牵引和降落，将HMI功能部件使用于编程。

Claims (7)

1.一种控制系统设定装置，是用于与包含由网络连接的多个装置的控制系统连接而进行控制系统的设定、包括存储装置以及显示装置的计算机，可访问记载装置的特性的装置的简档数据以及在装置中执行的程序的编程中可以使用的程序部件，其中，
所述装置的简档数据按每个装置的机种来准备，
至少用于一部分机种的简档数据包含对可用于该机种的装置的程序部件进行指定的程序部件信息，
所述存储装置存储支持至少在一部分的机种的装置中执行的程序的制作的控制系统设定程序，
控制系统设定程序输入作为网络中的装置的连接关系的信息的网络结构信息，基于网络结构信息从在网络中与编程对象的装置有关联的装置的简档数据中提取程序部件信息，基于提取的程序部件信息，在所述显示装置中显示在编程对象的装置中可利用的程序部件，使操作者选择使用的程序部件，并用选择的程序部件编制程序。
2.如权利要求1所述的控制系统设定装置，其中，
所述控制系统设定程序包含用于支持程序的制作的装置编程工具，所述程序在用于进行与网络关联的设定的网络工具和装置中被执行，
准备网络工具，以在所述控制系统设定装置的显示装置中显示所述网络结构信息，使操作者选择作为编程对象的装置，从在网络中选择的装置相关联的装置的简档数据中提取程序部件信息，并可以由支持被选择装置的编程的装置编程工具利用提取出的程序部件信息，
装置编程工具基于由网络工具准备了的程序部件信息，将可在编程对象的装置中利用的程序部件显示在所述显示装置中，使操作者选择使用的程序部件，并用选择的程序部件编制程序。
3.如权利要求1所述的控制系统设定装置，其中，
所述程序部件是可使用于在可编程控制器中执行的程序的编程中的功能块。
4.如权利要求1所述的控制系统设定装置，其中，
所述程序部件是可使用于在可编程显示器中执行的程序的编程中的HMI功能部件。
5.一种控制系统设定程序，在控制系统设定装置中执行，所述控制系统设定装置是用于与包含由网络连接的多个装置的控制系统连接而进行控制系统的设定、包括显示装置的计算机，可访问按每个装置的机种准备、记载装置的特性、并包含对可用于装置的程序部件进行指定的程序部件信息的装置的简档数据，以及在装置中执行的程序的编程中可以使用的程序部件，其中，
至少支持一部分的机种的装置中执行的程序的制作，
输入作为网络中的装置的连接关系的信息的网络结构信息，基于网络结构信息从在网络中与编程对象的装置有关联的装置的简档数据中提取程序部件信息，基于提取的程序部件信息，在所述显示装置中显示在编程对象的装置中可利用的程序部件，使操作者选择使用的程序部件，并用选择的程序部件编制程序。
6.一种计算机可读取的存储媒体，是存储了控制系统设定程序的计算机可读取的存储媒体，
所述控制系统设定程序在控制系统设定装置中执行，所述控制系统设定装置是用于与包含由网络连接的多个装置的控制系统连接而进行控制系统的设定、包括显示装置的计算机，设为可访问对每个装置的机种准备、记载装置的特性、并包含对可用于装置的程序部件进行指定的程序部件信息的装置的简档数据，以及在装置中执行的程序的编程中可以使用的程序部件，其中，
至少支持一部分机种的装置中执行的程序的编制，
输入作为网络中的装置的连接关系的信息的网络结构信息，基于网络结构信息从在网络中与编程对象的装置有关联的装置的简档数据中提取程序部件信息，基于提取的程序部件信息，在所述显示装置中显示在编程对象的装置中可利用的程序部件，使操作者选择使用的程序部件，并用选择的程序部件编制程序。
7.一种控制系统设定方法，用于控制系统设定装置，所述控制系统设定装置是用于与包含由网络连接的多个装置的控制系统连接而进行控制系统的设定、包括显示装置的计算机，可访问按每个装置的机种准备、记载装置的特性、并包含对可用于装置的程序部件进行指定的程序部件信息的装置的简档数据，以及在装置中执行的程序的编程中可以使用的程序部件，其中，
至少支持一部分机种的装置中执行的程序的制作，
输入作为网络中的装置的连接关系的信息的网络结构信息，基于网络结构信息从在网络中与编程对象的装置有关联的装置的简档数据中提取程序部件信息，基于提取的程序部件信息，在所述显示装置中显示在编程对象的装置中可利用的程序部件，使操作者选择使用的程序部件，并用选择的程序部件编制程序。
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