JPH11272310A - プログラマブルコントローラのエミュレーション装置 - Google Patents

プログラマブルコントローラのエミュレーション装置

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JPH11272310A
JPH11272310A JP7433498A JP7433498A JPH11272310A JP H11272310 A JPH11272310 A JP H11272310A JP 7433498 A JP7433498 A JP 7433498A JP 7433498 A JP7433498 A JP 7433498A JP H11272310 A JPH11272310 A JP H11272310A
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JP
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program
virtual
programmable controller
sequence program
emulation
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JP7433498A
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Takayuki Nihei
貴行 二瓶
Takahiro Ogawa
隆裕 小川
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 汎用計算機上で実際のシステムが不要でPC
のシーケンスプログラムの動作確認、修正ができるエミ
ュレーション装置を得るものである。 【解決手段】 1台または通信手段にて接続される複数
台のプログラマブルコントローラおけるシーケンスプロ
グラム及びデバイス値を取り込み、汎用計算機上で上記
プログラマブルコントローラの動作を擬似的に実行する
プログラマブルコントローラのエミュレーション装置に
おいて、アプリケーションプログラムからの要求に応
じ、接続されるプログラマブルコントローラ実機あるい
は仮想プログラマブルコントローラとの接続を制御する
ドライバを予め有している中から抽出し、該ドライバを
用いて上記アプリケーションプログラムと接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プログラマブルコ
ントローラ(以下、PCと称す)の動作、PCのシーケ
ンスプログラムをパーソナルコンピュータ(以下、パソ
コンと称す)上でエミュレーションし、PC実機の無い
場所での、PCの動作、シーケンスプログラムの動作確
認、修正を行うことのできる装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図7は、従来のPCのシーケンスプログ
ラムの動作確認、修正を行うときに用いられるシステム
構成図である。図において、101はPCのシーケンス
プログラムを編集するための編集用コンピュータ、10
2a、102b、102cは接続されるモータ、クレー
ン等の稼動装置103a、103b、103cをそれぞ
れ制御するPC、、104は各PC102が接続される
PC間通信手段、109はシーケンスプログラム編集用
コンピュータ101とシーケンスプログラムを編集する
PC102の通信路である。
【0003】そして、このようにPC、稼動装置からな
るシステムを実際に構築し、システム全体の実際の動作
を見ながら、シーケンスプログラムの修正をPCに接続
したシーケンスプログラム編集用コンピュータで行う必
要がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のシーケンスプロ
グラムの編集に関しては、実際にPCシステムを構築し
た後に、実際のシステムを動作させながらしかシーケン
スプログラムの動作確認、修正が行えないため、PCシ
ステム構築の作業工程が能率良く進まなかった。また、
動作確認のためには、シーケンスプログラムのプログラ
マが現場に出向き稼動装置の動作をみながら確認しなけ
ればならず、作業性が悪いと共に、実際のPCシステム
および稼動装置を使用し試験するため、シーケンスプロ
グラムの不具合によるシステムの誤動作が発生してしま
う恐れがあった。
【0005】また、プログラミングを行うためのシーケ
ンスプログラムは、稼動装置の入出力を制御することを
主目的として開発された言語であるため、文字列操作、
算術演算、数値変換を容易に行うことはできないばかり
か、作業者にとってわかりやすい表示ではないため、シ
ーケンスプログラムにより、文字列操作、算術演算、数
値変換を行い、デバッグ時にPCのメモリの数値を人間
にわかりやすい数値、文字に置き換え表示する必要があ
り、この部分の試験プログラム作成に、多くの工数がか
かってしまう。
【0006】また、プログラムするためにはメモリ操作
を扱うシーケンスプログラムのコーディングを行う必要
があり、このシーケンスプログラミングは、パーソナル
コンピュータ上で使用できるC言語、BASICなどの
言語(以下、高級言語と略す)を用いたプログラミング
に比べると、多大な量のコーディングが必要である。
【0007】本発明は、上述した課題を解決するために
なされたものであり、パソコン上で仮想的にPCの実
機、シーケンス動作、メモリ状態をエミュレーションす
ることにより、実際のシステムが不要でPCのシーケン
スプログラムの動作確認、修正ができるエミュレーショ
ン装置を得るものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明にかかるプログラ
マブルコントローラのエミュレーション装置は、1台ま
たは通信手段にて接続される複数台のプログラマブルコ
ントローラおけるシーケンスプログラム及びデバイス値
を取り込み、汎用計算機上で上記プログラマブルコント
ローラの動作を擬似的に実行するプログラマブルコント
ローラのエミュレーション装置において、アプリケーシ
ョンプログラムからの要求に応じ、接続されるプログラ
マブルコントローラ実機あるいは仮想プログラマブルコ
ントローラとの接続を制御するドライバを予め有してい
る中から抽出し、該ドライバを用いて上記アプリケーシ
ョンプログラムと接続するものである。
【0009】また、プログラマブルコントローラの制御
を行うためのシーケンスプログラムを、汎用計算機上で
実行可能な言語に変換するものである。
【0010】さらに、予め汎用プログラム言語でかかれ
たプログラムを、汎用計算機上で実行可能な言語に変換
されたシーケンスプログラムに組込み、プログラマブル
コントローラの動作を擬似的に実行するものである。
【0011】また、通信手段にて接続される複数台のプ
ログラマブルコントローラを、汎用計算機の各タスクに
応じて仮想プログラマブルコントローラを求め、これら
仮想プログラマブルコントローラ同士を通信させ擬似的
に実行するものである。
【0012】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1は、PCに接
続されるパソコンの機能構成を示した機能構成図であ
り、図において、1はパソコン本体、2は内部にシーケ
ンスプログラム21を有し接続される稼動装置を制御す
るPC、5はPC2にアクセスし、シーケンスプログラ
ムの編集、モニタ等を行うPCアクセスアプリケーショ
ンプログラム、6はPCアクセスアプリケーションプロ
グラム5からのPCアクセス命令51に基づき、接続先
を実機のPC2あるいはパソコン上に設けられた仮想P
C7の何れかに接続するドライバ手段である。なお、ド
ライバ手段6は、PCアクセスアプリケーションプログ
ラム5からPCへのアクセスを制御するドライバ部を有
し、PCアクセスアプリケーションプログラム5とは切
り離した位置においている。
【0013】図2は、ドライバ手段6の機能構成を示し
た機能構成図であり、図において、61はシーケンスプ
ログラムをパソコン1で実行可能な言語(以下、中間コ
ードと略す)に変換するためのプログラム変換手段、6
2は文字列操作、算術演算、数値変換を行うライブラリ
である高級言語プログラムであり、シーケンスプログラ
ムでは容易に扱うことのできないこれらの操作のプログ
ラムの代わりに使用するものである。63は高級言語プ
ログラム62を中間コードに変換するプログラム変換手
段、64はシーケンスプログラムの中間コードと高級言
語プログラムの中間コードをマージするマージ手段、6
5は変換した中間コードを実行する実行手段である。
【0014】図3は、仮想PC内部のブロック構成を示
したブロック図であり、ラダーロジックテストツール7
1、共有メモリ72、特殊ユニットエミュレータ手段7
3を有する。図に示されるように、ラダーロジックテス
トツール71は、PCアクセスアプリケーションプログ
ラム5から仮想PC7に対するメモリ読み出し要求、書
き込み要求のコマンドを処理するコマンド処理部71
1、PCアクセスアプリケーションからの要求とは関係
なく一定時間で動作し、所定の時間でシーケンスプログ
ラムの内容に沿いシーケンサ内部メモリの比較、更新、
変更、特殊ユニットへのコマンドの送信を行うといった
PC単体で動作している状況をエミュレートするシーケ
ンスプログラム実行部712から構成される。また、共
有メモリ72内には、パラメータ設定値、内部メモリに
相当するデータがパラメータデータ721及びメモリデ
ータ722に格納されている。また、特殊ユニットエミ
ュレータ手段73は、実機の特殊ユニットと同様に、P
CのCPUによる制御で動作するのではなく、その特殊
ユニット単体でデータを解析し独自に動作する特殊ユニ
ットコマンド処理部731を有している。
【0015】次に、図を用いて動作について説明する。
本実施の形態における仮想PC7は、シーケンスプログ
ラム実行部712により、PCアクセスアプリケーショ
ンからの要求とは関係なく一定時間で所定のシーケンス
プログラムに基づき動作し、PC単体で動作している状
況をエミュレートしている。そして、シーケンスプログ
ラムの動作は、コマンド処理部711からのコマンドに
基づく指示を受け、実行、停止を行い、動作状態を変更
する。また、PCアクセスアプリケーションプログラム
から仮想PCのメモリ読み出し要求があった場合は、コ
マンド処理部711で、メモリ読み出し要求が処理さ
れ、共有メモリ72中の該当個所のメモリ内容を読み出
し、PCアクセスアプリケーションプログラムに値を返
す。書き込み要求の場合は、この共有メモリ72の内容
を書き込む値により書きかえる。同様に、PCパラメー
タ読み出し要求があった場合は、共有メモリ中の該当す
るパラメータデータをPCアクセスアプリケーションに
返す。
【0016】さらに、特殊ユニットエミュレータ手段7
3も、PCエミュレーション部分とは基本的に独立して
エミュレート動作を行っている。仮想のPCのエミュレ
ーション部分から、入力信号(例:X10デバイスO
N)が入った場合に、特殊エミュレータが実行すべき内
容の実行を行い、かえすべき信号(例:Y10デバイス
ON)をPCエミュレーション部分に返す。このとき、
実機でY10のデバイスをONするのに時間がかかる処
理である場合、(例えばY10をONするまでに100
ms時間が必要)、その時間分のディレイをこの特殊ユ
ニットエミュレータ部分でエミュレーションし値を返
す。このとき、従来の単一プロセスのプログラムで実装
した場合は、この特殊ユニットの100msのディレイ
時間により、PCエミュレーション部の動作全体を止め
てしまうため、PCエミュレーション部分のエミュレー
ションを阻害し、実機の動作とは違ったものになってし
まっていたが、マルチプロセスでPCエミュレーション
部と特殊ユニットエミュレーション部が独立動作を行っ
ているため、実機のタイミングの厳密なエミュレーショ
ンが可能となっている。
【0017】PCアクセスアプリケーションプログラム
5からPC2あるいは仮想PC7に対するアクセスは、
PCアクセスアプリケーションプログラム5とは切り離
されたドライブ部がドライバ手段6に設けられている。
そのため、PCアクセスアプリケーションプログラム5
からの一元的な要求に応じ、ドライバ手段6が切替の設
定に応じてドライバ部を呼び出してアクセス先をに応じ
た処理(実通信を行う場合のデータアクセス経路は、5
1→6→53→2→54→6→55の順、仮想通信を行
う場合のデータアクセス経路は、51→6→52→7→
56→6→55の順)を行う。
【0018】実機PC2と仮想PC7を切替えてアクセ
スしようとしても、PCアクセスアプリケーションプロ
グラム5自体のドライバ部の再作成(再コンパイル)が
必要ではなく、上位アプリケーションの変更を一切加え
ること無く、実機PC2と仮想PC7へのアクセスを切
り替えることができ、どのような上位アプリケーション
を使用した場合でも、実機PC2、仮想PC7の切り替
えを行い、エミュレーションを行うことが可能である。
ここで、仮想PC7は、PCアクセスアプリケーション
プログラムからのデータアクセス要求に、PC2実機と
同様の返答を返すものである。
【0019】また、図2に示されるごとく、ドライバ手
段6は、読み出した各社各シリーズのPC2のシーケン
スプログラム21を、プログラム変換手段61によりパ
ソコンで実行可能な言語に変換する。プログラム変換手
段61にて中間コードに変換されたプログラムを、変換
プログラム実行手段65にて実行することにより、シー
ケンスプログラムの言語仕様の違うシーケンスプログラ
ムを同一のパソコン上でエミュレートすることが可能と
なる。
【0020】一方、ドライバ手段6上のプログラム変換
手段63は文字列操作、算術演算、数値変換の制御をが
記述された高級言語プログラム62から、シーケンスプ
ログラムの中間コードに変換し、マージ手段64にてシ
ーケンスプログラムの中間コードと、プログラム変換手
段63で生成した中間コードをマージしたのち変換プロ
グラム実行手段65において該中間コードのプログラム
を実行する。そのため、シーケンスプログラムでは容易
に扱うことのできないこれら操作のプログラムを使用で
きると共に、デバッグ時にPCのメモリの数値を人間に
わかりやすい数値、文字に置き換え表示する必要もな
く、試験プログラム作成を省略することができ、工数う
を削減できる。
【0021】さらにまた、本発明では、特殊ユニットエ
ミュレータを、実機の機種毎に用意し、PCのCPUと
は独立してエミュレーションすることにより、より実機
PCに近いエミュレートを可能とし、将来的に、特殊ユ
ニットの種類が増えた場合には、この特殊ユニットエミ
ュレータを追加作成することで、PC全体のエミュレー
トに対応することができる。PCエミュレーション部分
とのI/Fは、実機のPCのI/Fを仮想的に実装して
いるため、実機のPCで追加可能な特殊ユニットは本エ
ミュレータでエミュレーション可能である。なお、本エ
ミュレータの仮想PCの設定を行うときに、仮想PCの
構成を定義し、特殊ユニットの付加状態を設定する。こ
のときに、エミュレータ内部では、使用する仮想PCの
CPU部分と、特殊ユニット部分の、内部プログラムを
関連動作するように対応づけし、別プロセスで連携動作
させる。別プロセス間の相互通信は、OSのプロセスの
扱いにより、完全な別メモリ空間となっていたため、容
易ではなかったが、OS上の共有メモリの使用により、
簡単な相互通信の実装が可能になっている。
【0022】実施の形態2.図4は、仮想PCを複数起
動させたときのシステム構成図の一実施例を示す図であ
る。図において、7a、7b、7cはパソコン1a上で
エミュレートされる複数台の仮想PC、8aは各仮想P
C間でデータの送受信を行うネットワークである仮想P
C間通信手段、7d、7eはパソコン1b上でエミュレ
ートされる複数台の仮想PC、8bは仮想PC間通信手
段、8cはパソコン1a、1b上の仮想PC同士を接続
する仮想PC間通信手段である。
【0023】図5は、図4に対応する仮想PC間通信の
実機を示す構成図であり、2a、2b、2c、2d、2
eは複数台のPC、4a、4b、4cはPC間通信手
段、9はPCモニタリング用コンピュータである。
【0024】パソコン1a上において、仮想PC7aと
仮想PC7bは、パソコン1aのマルチタスクの処理と
してそれぞれ単体で、ラダープログラム全体の1スキャ
ン(シーケンスプログラム全体を実行する時間)毎に、
PCネットワークで送受信されたデータの処理を行うと
いったPCのエミュレーション(仮想PC7aは、仮想
PC7a内のラダープログラム、仮想PC7bは仮想P
C7bのラダープログラムの記述に従って他のPCとは
独立して動作)を行っている。
【0025】例えば、仮想PC7aのラダープログラム
が、PCネットワーク上の共有デバイスW10を調べ、
W10の値が0から1になったときに、ある処理Aを実
行するラダープログラムが入っている状態についての動
作を述べる。仮想PC7aでは、W10の値を変化させ
る装置が存在しないため、単体でのエミュレーション実
行時には、この処理Aのトレースを行うことができな
い。ここで、仮想PC7bが、一定時間でW10を0か
ら10に変化させるラダープログラムを持ち、これによ
り仮想PC7aの動作を制御するものであるとする。仮
想PCネットワーク8aでネットワーク通信を行ってい
るため、仮想PC7bの動作により、W10の値が変化
し、仮想PC7aの処理Aが仮想PC7bで設定したあ
る一定時間で行われることとなる。これをエミュレート
し、従来通りのラダープログラムの処理だけでなくPC
ネットワーク間でのPC間の相互影響についてのエミュ
レートを可能としている。
【0026】また、パーソナルコンピュータ1aの1台
上のみでのエミュレーションの他に、パーソナルコンピ
ュータ1bを使用した2台のパーソナルコンピュータ上
でのエミュレーションも可能である。これは、仮想PC
ネットワーク8cのような仮想PCネットワーク通信を
Ethernetなどのパーソナルコンピュータ間の通
信路を使用してエミュレーション装置間で行う機能を実
装したためである。このにより、1台のパーソナルコン
ピュータでは処理の複雑さから、時間的に処理しきれな
い量のエミュレーション量になった場合に、エミュレー
ションするパーソナルコンピュータを分散させ、負荷を
軽くすることを可能としている。図4に示した例は、2
台のパーソナルコンピュータを例としているが、エミュ
レーションの負荷によっては1台のコンピュータで実行
することも可能であるし、5台のパーソナルコンピュー
タに処理を分散し、仮想PC1台を1台のコンピュータ
に担当させた状態にすることも可能である。
【0027】本実施の形態では、各仮想PCがマルチプ
ロセスで独自動作しているため、より実機PCに近い形
でのエミュレーションを実行可能となった。また、通信
により、各々のPCが影響を及ぼし、PCの内部メモリ
の状態が変化する状況において、図5の場合、PCモニ
タリング用コンピュータを用い、PC1台ずつ内部デー
タの確認をする必要があったが、図4の実施例の場合、
仮想PCをパソコンが動作させているため、PCとパソ
コンの物理的結線の必要なく、容易に任意の仮想PC内
の内部メモリのモニタリングを行うことができる。
【0028】実施の形態3.図6は、仮想PC7に複数
のPCアクセスアプリケーションプログラム5a、5b
がアクセスする状態を示す一実施例のブロック図であ
る。仮想PCは7プログラム内で実行するエミュレータ
というわけではなく、パソコン上で独自プロセスとして
生成しており、メモリとしてパソコン上の共有メモリを
使用する。このことで、別プロセスのPCアクセスアプ
リケーションプログラムA、Bからの要求に対し、PC
実機と同じ振る舞いで、データ矛盾なく応答することが
できる。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、実際のPCシステムを
構築することなく、シーケンスプログラムの作成、動作
シミュレート、修正を汎用計算機上で行うことができ
る。そのため、PCのシステム構築が不要となるためシ
ーケンスプログラム動作のための環境をつくる手間が省
け、PCおよびPCを用いたシステムのシーケンスプロ
グラムの作成、動作試験のコストが低減される。
【0030】また、汎用計算機上では、PCの種類、性
能毎の差違によらず、一様にシーケンスプログラムのエ
ミュレートが可能となる。
【0031】さらに、高級言語で作成したプログラムを
シーケンスプログラムに組み込み逐次実行することによ
り、シーケンスプログラムで文字列操作、算術演算、数
値変換ルーチンを組み込む手間を省き、プログラム作業
性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 PCに接続されるパソコンの機能構成図であ
る。
【図2】 ドライバ手段6の機能構成を示した機能構成
図である。
【図3】 仮想PC内部のブロック構成を示したブロッ
ク図である。
【図4】 仮想PCを複数起動させたときのシステム構
成図である。
【図5】 実機のPC間通信の構成を示す構成図であ
る。
【図6】 仮想PCに複数のPCアクセスアプリケーシ
ョンプログラムがアクセスする状態を示すブロック図で
ある。
【図7】 従来のPCのシーケンスプログラムの動作確
認、修正を行うときに用いられるシステム構成図であ
る。
【符号の説明】
1 パソコン、2 PC、5 PCアクセスアプリケー
ションプログラム、6ドライバ手段、7 仮想PC、6
1 プログラム変換手段、62 高級言語プログラム、
63 プログラム変換手段、64 マージ手段、65
変換プログラム実行手段、71 ラダーロジックテスト
ツール、72 共有メモリ、73 特殊ユニットエミュ
レーション手段。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1台または通信手段にて接続される複数
    台のプログラマブルコントローラおけるシーケンスプロ
    グラム及びデバイス値を取り込み、汎用計算機上で上記
    プログラマブルコントローラの動作を擬似的に実行する
    プログラマブルコントローラのエミュレーション装置に
    おいて、 アプリケーションプログラムからの要求に応じ、接続さ
    れるプログラマブルコントローラ実機あるいは仮想プロ
    グラマブルコントローラとの接続を制御するドライバを
    予め有している中から抽出し、該ドライバを用いて上記
    アプリケーションプログラムと接続することを特徴とす
    るプログラマブルコントローラのエミュレーション装
    置。
  2. 【請求項2】 プログラマブルコントローラの制御を行
    うためのシーケンスプログラムを、汎用計算機上で実行
    可能な言語に変換することを特徴とした請求項1に記載
    のシーケンスプログラムのエミュレーション装置。
  3. 【請求項3】 予め汎用プログラム言語でかかれたプロ
    グラムを、汎用計算機上で実行可能な言語に変換された
    シーケンスプログラムに組込み、プログラマブルコント
    ローラの動作を擬似的に実行することを特徴とする請求
    項2に記載のプログラマブルコントローラのエミュレー
    ション装置。
  4. 【請求項4】 通信手段にて接続される複数台のプログ
    ラマブルコントローラを、汎用計算機の各タスクに応じ
    て仮想プログラマブルコントローラを求め、これら仮想
    プログラマブルコントローラ同士を通信させ擬似的に実
    行することを特徴とする請求項1乃至3何れかに記載の
    プログラマブルコントローラのエミュレーション装置。
JP7433498A 1998-03-23 1998-03-23 プログラマブルコントローラのエミュレーション装置 Pending JPH11272310A (ja)

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