JP2003044106A - Ｓｆｃ変換プログラム、制御プログラムの作成方法及びプログラマブルロジックコントローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】記述が複雑なＳＦＣプログラムにおいても、そ
の処理時間を短縮し、制御装置の応答性を向上すると共
に、そのプログラムの実行が制御装置の機種等ハードウ
ェアに依存しないようにする。 【解決手段】各ステップとトランジションの接続関係を
表す情報１０１ａと、各ステップのアクションを示す情
報１０１ｂと、各トランジションの情報１０１ｃを有し
たＳＦＣプログラムのソースコードから、それぞれのス
テップについて、その出力におけるトランジションの条
件が成立しているかどうかを判定し、次のステップのア
クションを実行させるステップ遷移関数１０６ａを生成
する機能と、条件が成立しているステップに対応したス
テップ遷移関数１０６ａを呼び出すメイン関数１０６ｄ
を生成する機能と、を実現させるＳＦＣ変換プログラ
ム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、制御装置の順序制
御、条件制御だけでなく、位置決め、画像処理、通信、
プロセス制御などの種々の制御プログラムが記述された
ＳＦＣ（シーケンシャル・ファンクション・チャート）
プログラムを、制御装置において実行可能なプログラム
に変換するＳＦＣ変換プログラム及びそれを用いたプロ
グラマブルロジックコントローラに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、プログラマブルロジックコントロ
ーラ（ＰＬＣ）などの制御装置において、ＳＦＣという
言語を使用したプログラム（以下、ＳＦＣプログラム）
を用いる方法が普及しつつある。ＳＦＣプログラムは、
ＰＬＣの実行順序を示す処理構造を記述するための共通
要素として定義されたものであり、ＩＥＣ６１１３１−
３として規格化されている。通常、ＳＦＣプログラム
は、制御装置とは別に用意されたプログラミング装置を
用いて編集され、この編集作業が完了した後、制御装置
の中で実行可能な形式に変換される。また、ＳＦＣプロ
グラムを実行する際に、ＳＦＣの各ステップとトランジ
ションの接続関係を表すデータをテーブル形式のオブジ
ェクト群とし、これに基づいてＳＦＣの遷移をＰＬＣの
内部プログラムで実行することが知られ、例えば特開平
８−５４９１１号公報に記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、ＳＦＣプログラムにおける順序制御の記述が複雑に
なった場合、すなわち、ステップとトランジションの接
続関係が複雑になった場合、ＰＬＣの内部プログラムが
テーブル形式のデータを解釈する処理の負荷が増大し、
ＰＬＣの応答性が低下する。また、オブジェクト群は、
各ステップのアクションと各トランジションの条件をそ
れぞれコンパイルしたものであり、これらはＰＬＣの内
部プログラムによるステップとトランジションの接続関
係を示すテーブル形式のデータ解釈に基づいて呼び出さ
れる。つまり、テーブル形式のデータとオブジェクト群
にはそのものには、ＳＦＣの遷移を実行するためのテー
ブルを解釈する処理が含まれていない。したがって、そ
のままの形では他の実行環境、例えば、異なった機種の
制御装置、あるいは汎用の計算機において実行すること
ができず、制御装置ごとにテーブルを解釈する処理を変
更せざるを得ない。本発明の目的は、記述が複雑なＳＦ
Ｃプログラムにおいても、その処理時間を短縮し、制御
装置の応答性を向上すると共に、そのプログラムの実行
が制御装置の機種等ハードウェアに依存しないようにす
るＳＦＣ変換プログラム及びそれを用いたプログラマブ
ルロジックコントローラを提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、制御装置に対する制御処理の実行順序が記述
されたＳＦＣプログラムを制御装置において実行可能な
プログラムに変換するＳＦＣ変換プログラムであって、
各ステップとトランジションの接続関係を表す情報と、
各ステップのアクションを示す情報と、各トランジショ
ンの条件を示す情報を有したＳＦＣプログラムのソース
コードから、それぞれのステップについて、その出力に
おけるトランジションの条件が成立しているかどうかを
判定し、条件が成立していればそのステップを不活性状
態、次のステップを活性状態にし、次のステップのアク
ションを実行させるステップ遷移関数を生成する機能
と、活性状態にあるステップに対応したステップ遷移関
数を呼び出すメイン関数を生成する機能と、初期ステッ
プを活性状態にし、そのアクションを実行させる初期化
関数を生成する機能と、を実現させるものである。

【０００５】これにより、メイン関数から活性状態にあ
るステップに対応したステップ遷移関数を呼び出すこと
で、ＳＦＣプログラムの遷移を実行するためのテーブル
を解釈する処理が制御装置の実行形式プログラムとして
生成されるので、一連のＳＦＣプログラムの内容を実行
するための全ての情報及び処理が実行形式プログラムと
なる。よって、記述が複雑なＳＦＣプログラムにおいて
も、その処理時間を短縮し、制御装置の応答性を向上す
ると共に、そのプログラムの実行が制御装置の機種等ハ
ードウェアに依存しないようにすることができる。

【０００６】また、上記のものにおいて、各ステップと
トランジションの接続関係を表す情報は、初期ステップ
の番号を格納したテーブルと、各ステップの出力となる
トランジションの番号を格納したテーブルと、各トラン
ジションの入力となるステップと出力となるステップの
番号を格納したトランジションテーブルを備えたことが
望ましい。

【０００７】さらに、上記のものにおいて、メイン関数
はＳＦＣプログラムにおける並行プロセスを複数のスレ
ッドとして管理し、スレッドのそれぞれで活性状態にあ
るステップに対応したステップ遷移関数を呼び出すこと
が望ましい。さらに、上記のものにおいて、ステップ遷
移関数はＳＦＣプログラムにおける並列分岐の際にスレ
ッドを増加させ、メイン関数はＳＦＣプログラムにおけ
る並列結合の際にスレッドを減少させることが望まし
い。また、本発明は、制御装置に対する制御処理の実行
順序が記述された制御プログラムの作成方法であって、
各ステップとトランジションの接続関係を表す情報と、
各ステップのアクションを示す情報と、各トランジショ
ンの情報を有したＳＦＣプログラムのソースコードを作
成し、作成されたソースコードからそれぞれのステップ
について、その出力におけるトランジションの条件が成
立しているかどうかを判定し、前記条件が成立していれ
ばそのステップを不活性状態、次のステップを活性状態
にし、次のステップのアクションを実行させるステップ
遷移関数を生成し、初期ステップを活性状態にし、それ
以降、活性状態にあるステップに対応した前記ステップ
遷移関数を順次制御装置において実行させるプログラム
に変換するものである。さらに、上記のものにおいて、
各ステップとトランジションの接続関係を表す情報は、
初期ステップの番号を格納したテーブルと、各ステップ
の出力となるトランジションの番号を格納したテーブル
と、各トランジションの入力となるステップと出力とな
るステップの番号を格納したトランジションテーブル
と、活性状態にあるステップに対応したステップ遷移関
数を呼び出すメイン関数と、を制御装置において実行可
能なプログラムに変換することが望ましい。さらに、上
記のものにおいて、ステップ遷移関数はＣ言語で記述さ
れ、実行させるプログラムは制御装置に搭載されるマイ
クロプロセッサに対応したＣクロスコンパイラで機械語
に変換されることが望ましい。また、本発明は、各ステ
ップとトランジションの接続関係を表す情報と、各ステ
ップのアクションを示す情報と、各トランジションの条
件を示す情報を有したＳＦＣプログラムを実行するプロ
グラマブルロジックコントローラにおいて、それぞれの
ステップについて、その出力におけるトランジションの
条件が成立しているかどうかを判定し、条件が成立して
いればそのステップを不活性状態、次のステップを活性
状態にし、次のステップのアクションを実行させるステ
ップ遷移関数に基づいて、制御処理されるものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。図１は、一実施の形態に
よる制御プログラムの作成装置の処理手順を示し、ＳＦ
Ｃプログラム１０１を、その実行環境となる制御装置の
ハードウェアに依存しない形式（例えばＣ言語）で記述
した汎用言語ソースコード１０６に変換し、制御装置の
ハードウェアに対応した機械語プログラム１０８に変換
する。これにより、ＳＦＣプログラム１０１の内容を任
意の実行環境において実行可能となり、制御装置におけ
る全ての実行形式プログラムが機械語プログラム１０８
となるため、その処理時間を短縮し、制御装置の応答性
を向上できる。

【０００９】ＳＦＣプログラム１０１のソースコード
は、ＳＦＣのステップとトランジションの接続関係を表
すＳＦＣ構造情報１０１ａと、各ステップのアクション
示すステップ処理情報１０１ｂと、各トランジションの
条件を記述したトランジション条件情報１０１ｃとを有
している。

【００１０】汎用言語ソースコード１０６は、ステップ
遷移関数１０６ａと、ステップ遷移関数ポインタテーブ
ル１０６ｂと、初期化関数１０６ｃと、メイン関数１０
６ｄと、さらにハードウェア依存情報１０６ｅとに区別
される。ステップ遷移関数１０６ａは、ＳＦＣプログラ
ム１０１における活性状態にある任意のステップの出力
となるトランジションの条件が成立しているかどうかを
判定し、この条件が成立していれば、このステップを不
活性状態にして、トランジションの出力となる次のステ
ップを活性状態にし、そのアクションを実行する処理を
記述し、ＳＦＣプログラム１０１の各ステップに対して
１個ずつ生成される。ステップ遷移関数ポインタテーブ
ル１０６ｂは、ステップ遷移関数１０６ｂの各々のエン
トリアドレスをステップ番号に対応させて格納する。初
期化関数１０６ｃは、ＳＦＣプログラム１０１の初期ス
テップを活性状態にし、初期ステップのアクションの実
行する処理を記述する。メイン関数１０６ｄは、活性状
態にあるステップに対応したステップ遷移関数１０６ａ
のエントリアドレスをステップ遷移関数ポインタテーブ
ル１０６ｂから読み出し、このステップ遷移関数１０６
ａを実行する処理を記述する。ハードウェア依存情報１
０６ｅは、ＳＦＣプログラム１０１を変換して得られる
機械語プログラム１０８の実行環境となる制御装置のハ
ードウェアに依存した情報（メモリマップ、Ｉ／Ｏマッ
プなど）である。

【００１１】ＳＦＣプログラム１０１から汎用言語ソー
スコード１０６への変換は、以下のように行われる。ス
テップ遷移関数生成手段１０２により、ＳＦＣ構造情報
１０１ａとステップ処理情報１０１ｂとトランジション
条件情報１０１ｃから、それぞれのステップについて、
その出力におけるトランジションの条件が成立している
かどうかを判定し、前記条件が成立していればそのステ
ップを不活性状態、次のステップを活性状態にし、次の
ステップのアクションを記述したステップ遷移関数１０
６ａがＳＦＣプログラム１０１の各ステップに対して１
個ずつ生成される。ステップ遷移関数ポインタテーブル
生成手段１０３により、ＳＦＣ構造情報１０１ａ、ある
いは生成されたステップ遷移関数１０６ａからステップ
遷移関数ポインタテーブル１０６ｂが生成される。初期
化関数生成手段１０４により、ＳＦＣ構造情報１０１ａ
とステップ処理情報１０１ｂから、初期ステップを活性
状態にし、そのアクションを実行する処理を記述した初
期化関数１０６ｃが生成される。メイン関数生成処理１
０５により、活性状態にあるステップに対応したステッ
プ遷移関数を呼び出すメイン関数１０６ｄが生成され
る。なお、ハードウェア依存情報１０６ｅは、制御装置
のハードウェアの仕様に応じて別途作成し、例えば、Ｃ
言語またはアセンブリ言語によるソースコードとして用
意すれば良い。

【００１２】汎用言語ソースコード１０６は、機械語変
換手段１０７により、機械語プログラム１０８に変換さ
れる。例えば、汎用言語としてＣ言語を用いた場合、ハ
ードウェアに搭載されるマイクロプロセッサに対応した
Ｃ（クロス）コンパイラ及びリンカが機械語変換手段１
０７となる。図１に示した制御プログラムの作成装置に
おいて、ＳＦＣプログラム１０１を汎用言語ソースコー
ド１０６に変換するための手段、すなわち、ステップ遷
移関数生成手段１０２と、ステップ遷移関数ポインタテ
ーブル生成手段１０３と、初期化関数生成手段１０４
と、メイン関数生成手段１０５を具体例により説明す
る。

【００１３】図２は、ＳＦＣプログラム１０１の記述例
を示し、ステップ２０１（図中、長方形）とトランジシ
ョン２０２（図中、太い横線）とリンク２０３（図中、
細い線または二重線）を要素として表現される。ステッ
プ２０１のそれぞれにはステップ番号が割り当てられ、
これをＳｎ（ｎは番号）と記す。同様に、トランジショ
ン２０２のそれぞれにはトランジション番号が割り当て
られ、これをトランジション２０２の横にＴｎ（ｎは番
号）と記す。最初のステップとなる初期ステップ２０４
は、二重長方形で表現される。リンク２０３は上から下
への接続を示し、それ以外への接続は矢印を付ける。

【００１４】ステップ２０１は制御中のシステムの状態
として活性と不活性の２種類を表す。ステップ２０１が
活性状態であれば、そのステップ２０１において定義さ
れたアクション（図示せず）が実行される。アクション
は制御処理の内容を示し、ＳＦＣ以外のプログラミング
言語、例えば、ＩＥＣ６１１３１−３で定義されたテキ
スト型言語ＩＬ（命令リスト）やＳＴ（構造化テキス
ト）、あるいは図式言語ＬＤ（ラダー図）やＦＢＤ（フ
ァンクション・ブロック・ダイヤグラム）などを用いて
記述される。トランジション２０２はステップ２０１の
活性状態を遷移させるための条件を示し、トランジショ
ン２０２の入力となるステップ２０１が活性状態で、か
つトランジション２０２の条件が成立すれば、トランジ
ション２０２の出力となる次のステップが活性状態と
し、前のステップ２０１は不活性状態とする。例えば、
図２では、トランジションＴ３はステップＳ２からステ
ップＳ４へ活性状態を遷移させる条件となっている。

【００１５】また、ＳＦＣでは、トランジション２０２
の条件により複数の処理から一つを選んで実行する処
理、いわゆる選択分岐の処理を表現できる。選択分岐で
は、分岐先にあるトランジションのうち、最初に条件が
成立したトランジションが有効となり、その出力となる
ステップが活性状態になる。複数のトランジションにお
いて条件が成立した場合、最も左側に位置するトランジ
ションが有効となる。例えば、図２の選択分岐２０５で
は、初期ステップＳ１が活性状態のとき、トランジショ
ンＴ１の条件が成立すればステップＳ２が活性状態にな
り、トランジションＴ２の条件が成立すればステップＳ
３が活性状態になる。

【００１６】さらに、ＳＦＣでは、複数の処理を同時に
並行して実行する処理、いわゆる並列分岐を表現でき、
分岐したリンクを二重線で記す。並列分岐では、分岐し
た先の全てのステップが同時に活性状態になり、次に続
く複数の処理が並行して実行される。例えば、図２の並
列分岐２０６では、ステップＳ３が活性状態で、かつト
ランジションＴ４の条件が成立すれば、ステップＳ５と
ステップＳ６がともに活性状態になり、それぞれのステ
ップに続く処理が並行して実行される。並行処理が終了
する際には、並列結合を用い、そのリンクは並列分岐の
表記に合わせて二重線で記す。図２の並列結合２０７で
は、ステップＳ８とステップＳ９がともに活性状態で、
かつトランジションＴ９の条件が成立すれば、ステップ
Ｓ１０が活性状態になる。

【００１７】さらに、図２で示したようなＳＦＣプログ
ラム１０１全体を複数個作成し、これらを並行して実行
することもある。この場合、ＳＦＣプログラム１０１の
それぞれの初期ステップから実行が開始される。

【００１８】ＳＦＣプログラム１０１における並列プロ
セス、すなわち並列分岐により生じる並列プロセスのそ
れぞれを異なったスレッドとして扱う。１個のＳＦＣプ
ログラム１０１は、初期ステップから実行を開始する時
点では、１個のスレッドとして扱われ、並列分岐により
増えたプロセスは別のスレッドとして扱われる。そし
て、並列結合により完了したプロセスのスレッドは消滅
する。例えば、図２では、並列分岐２０６の前までは１
個のスレッドであり、並列分岐２０６の後はステップＳ
５、Ｓ８と続くスレッドと、ステップＳ６、Ｓ９と続く
スレッドの２個のスレッドになり、並列結合２０７の後
は再び１個のスレッドとなる。各スレッドにおいて活性
状態となるステップは１個だけとなるため、プログラム
実行時にスレッド毎のステップ遷移の管理が容易とな
る。

【００１９】図３は、図２に示したＳＦＣプログラム１
０１のステップとトランジションの接続関係を表すＳＦ
Ｃ構造情報１０１ａを示し、図３に示すような初期ステ
ップテーブル３０１、ステップテーブル３０２、トラン
ジションテーブル３０３の３種類のデータから構成され
る。初期ステップテーブル３０１には、ＳＦＣプログラ
ムの初期ステップのステップ番号が格納され、ＳＦＣプ
ログラム１０１が複数個ある場合には、それぞれの初期
ステップのステップ番号が、この初期ステップテーブル
３０１に格納される。ステップテーブル３０２には、Ｓ
ＦＣプログラム１０１に含まれる各ステップの出力とな
るトランジション（以下、次トランジション）のトラン
ジション番号が格納される。次に選択分岐があるステッ
プの場合、すなわち次トランジションが複数個あるステ
ップの場合、ステップテーブル３０２の各要素に複数の
トランジション番号が格納される。例えば、図３では、
初期ステップＳ１の次トランジションとして、Ｔ１とＴ
２が格納されている。トランジションテーブル３０３に
は、ＳＦＣプログラム１０１に含まれる各トランジショ
ンの入力となるステップ（以下、前ステップ）と出力と
なるステップ（以下、次ステップ）のステップ番号が格
納される。トランジションの前後で並列分岐、並列結合
がある場合、すなわち前ステップ、次ステップがそれぞ
れ複数個ある場合、トランジションテーブル３０３の各
要素に複数のステップ番号が格納される。例えば、図３
では、トランジションＴ４の次ステップとしてＳ５とＳ
６、トランジションＴ９の前ステップとしてＳ８とＳ９
が格納されている。ステップテーブル３０２の内容は、
トランジションテーブル３０３から生成することが可能
であり、これをＳＦＣ構造情報１０１ａとして持たせて
おくことは冗長であるが、後述するステップ遷移関数生
成手段１０２の処理において有利となる。また、ＳＦＣ
構造情報１０１ａが上記と異なる形式の場合でも、この
ような形式から上記の形式の情報を生成することができ
る。

【００２０】図３に示したＳＦＣ構造情報１０１ａは、
図２に示したＳＦＣプログラム１０１をＳＦＣプログラ
ム編集手段（図示せず）を用いて編集した際に自動的に
生成される。ＳＦＣプログラム編集手段では、図２に示
したような図形形式でＳＦＣプログラム１０１を編集で
きるようになっており、図３に示したようなＳＦＣ構造
情報１０１ａの構成をユーザに意識させることはない。
同様に、図１に示したステップ処理情報１０１ｂとトラ
ンジション条件情報１０１ｃも、ＳＦＣプログラム１０
１を編集時に自動的に生成され、ステップ処理情報１０
１ｂには、各ステップのアクションが格納され、ステッ
プ番号に対応してアクションの記述を参照できる。同様
に、トランジション条件情報１０１ｃには、各トランジ
ションの条件が格納され、トランジション番号に対応し
て条件を参照できる。以上のＳＦＣ構造情報１０１ａ、
ステップ処理情報１０１ｂ、トランジション条件情報１
０１ｃがＳＦＣプログラム１０１のソースコードとな
り、ＳＦＣプログラム１０１を制御装置で実行するため
には、これらの情報を用いて実行形式プログラムを生成
する必要がある。以下、ステップ遷移関数１０６ａ、ス
テップ遷移関数ポインタテーブル１０６ｂ、初期化関数
１０６ｃ、メイン関数１０６ｄを生成する手順を説明す
る。

【００２１】図４は、ステップ遷移関数生成手段１０２
の概略処理を示すフローチャート、図５、図６、図７
は、その処理によって生成されたステップ遷移関数１０
６ａの例である。ステップ遷移関数生成手段１０２は、
ステップテーブル３０２からＳＦＣ中のステップ番号の
一つ（Ｓｉとする）を取得し、このステップＳｉに対応
したステップ遷移関数１０６ａの最初の部分（戻り値の
型、関数名、引数の定義など）を生成する（処理４０
１）。ステップテーブル３０２からステップＳｉの次と
なるトランジション番号の一つ（Ｔｊとする）を取得
し、トランジションテーブル３０３からトランジション
Ｔｊの前ステップのステップ番号を全て取得する（処理
４０２）。前ステップ中、ステップＳｉ以外のステップ
が活性状態（図中、ＡＣＴＩＶＥ）であることを示す条
件式を生成する（処理４０３）。トランジションＴｊの
前に並列結合がある場合、ステップＳｉ以外に前ステッ
プが存在し、処理４０３が必要となる。トランジション
Ｔｊの条件を表す条件式を生成し（処理４０４）、上記
のステップに関する条件式とＡＮＤ結合し、ｉｆ文の条
件部を生成する（処理４０５）。ｉｆ文の実行部とし
て、トランジションＴｊの前ステップの全てを不活性状
態（図中、ＩＮＡＣＴＩＶＥ）にする文を生成する（処
理４０６）。トランジションテーブル３０３からトラン
ジションＴｊの次ステップのステップ番号を全て取得し
（処理４０７）、次ステップのステップ番号の一つ（Ｓ
ｋとする）を取得し、ステップＳｋを活性状態にする文
を生成し（処理４０８）、ステップＳｋのアクションを
実行する文を生成する（処理４０９）。スレッドの現在
のステップをステップＳｋに更新する文を生成する（処
理４１０）。トランジションＴｊの次ステップがステッ
プＳｋの他にあるかどうかをチェックし、他に次ステッ
プがあれば（処理４１１でＹＥＳ）、トランジションＴ
ｊの後に並列分岐が存在するので、この分岐で増えるプ
ロセスのために未使用のスレッド番号を一つ取得し（処
理４１２）、処理４０８に戻って、処理４０８から処理
４１１を繰り返す。トランジションＴｊの次ステップが
ステップＳｋの他になければ（処理４１１でＮＯ）、ス
テップＳｉの次トランジションがトランジションＴｊの
他にあるかどうかをチェックし、他に次トランジション
があれば（処理４１３でＹＥＳ）、ｅｌｓｅ文を生成し
（処理４１４）、処理４０２に戻って、処理４０２から
処理４１３を繰り返す。ステップＳｉの次トランジショ
ンが他になければ（処理４１３でＮＯ）、ステップＳｉ
に対応したステップ遷移関数１０６ａの最後の部分を生
成する（処理４１５）。ＳＦＣ中のステップがステップ
Ｓｉの他にあるかどうかをチェックし、他にステップが
あれば（処理４１６でＹＥＳ）、処理４０１に戻り、以
上の処理を繰り返す。ＳＦＣ中のステップが他になけれ
ば（処理４１６でＮＯ）、ステップ遷移関数の生成を終
了する。

【００２２】図５は、図２に示したステップＳ１に対応
するステップ遷移関数１０６ａ（図中、ｓｔｅｐ１（）
と記す）を、図４の処理により生成した例である。（ス
テップ遷移関数１０６ａの表記はＣ言語による） ステップ遷移関数１０６ａの関数名（ｓｔｅｐ１）は、
ステップ番号（Ｓ１）に対応した名称となる。この関数
には、ステップＳ１の後にトランジションＴ１とＴ２に
よる選択分岐があるため、二通りのステップ遷移に関す
る処理がトランジションＴ１の条件（ｃｏｎｄｉｔｉｏ
ｎ＿Ｔ１）をチェックするｉｆ文と、トランジションＴ
２の条件（ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ＿Ｔ２）をチェックする
ｅｌｓｅｉｆ文として記述されている。トランジション
Ｔ１の条件が成立すれば、ステップＳ１を不活性状態、
次のステップＳ２を活性状態にし、さらにステップＳ２
のアクション（ａｃｔｉｏｎ＿Ｓ２）を実行し、スレッ
ドの現在の（活性状態の）ステップをＳ２とする。トラ
ンジションＴ１の条件が成立せず、トランジションＴ２
の条件が成立すれば、前のステップＳ１を不活性状態、
次のステップＳ３を活性状態にし、さらにステップＳ３
のアクション（ａｃｔｉｏｎ＿Ｓ３と記す）を実行し、
最後にスレッドの現在の（活性状態の）ステップをＳ３
とする。

【００２３】図６は、図２に示したステップＳ３に対応
するステップ遷移関数１０６ａ（図中、ｓｔｅｐ３（）
と記す）を生成した例である。ステップＳ３の出力とな
るトランジションＴ４の後には並列分岐があるため、ト
ランジションＴ４の条件をチェックするｉｆ文の実行部
では、ステップＳ３を不活性状態にした後、次のステッ
プＳ５を活性状態にして、そのアクションを実行し、ス
レッドの現在のステップをＳ５とする。次のステップＳ
６を活性状態にして、そのアクションを実行し、未使用
のスレッド番号をＧｅｔＦｒｅｅＴｈＮｏ（）と記す関
数によって探して、そのスレッドの現在のステップをＳ
６とする。

【００２４】図７は、図２に示したステップＳ８に対応
するステップ遷移関数１０６ａ（ｓｔｅｐ８（））を生
成した例である。ステップＳ８はトランジションＴ９へ
の入力となる並列結合のステップであり、ステップＳ９
が活性状態であることと、トランジションＴ９の条件が
ｉｆ文の条件となる。ｉｆ文の実行部では、ステップＳ
８とＳ９を不活性状態、次のステップＳ１０を活性状態
にし、さらにステップＳ１０のアクションを実行し、最
後にスレッドの現在のステップをＳ１０とする処理が記
述されている。並列結合によりスレッドが消滅し、スレ
ッド数が減ることになるが、スレッド数の管理はメイン
関数１０６ｄの中で行う。

【００２５】図８は、ステップのアクションの表記例８
０１と、このアクションのＣ言語への変換例８０２を示
す。表記例８０１はアクションを先に述べたＳＴ(構造
化テキスト)で表したものであり、”ＡＣＴＩＯＮ Ａ
ＣＴＩＯＮ＿Ｓ１”と”ＥＮＤ＿ＡＣＴＩＯＮ”で囲ま
れた部分がその内容となる。外部入力ＩＸ１と内部出力
ＭＸ２のＡＮＤをとった結果を外部出力ＱＸ４に出力す
る処理が記述されている。変換例８０２は、このＳＴ表
記と等価なＣ言語表記に変換した例であり、図４の説明
で述べたアクションを実行する文（図６に示したａｃｔ
ｉｏｎ＿Ｓ２など）に相当する。

【００２６】図９は、トランジションの条件の表記例９
０１と、この条件のＣ言語への変換例９０２を示す。表
記例９０１は条件をＳＴで表したものであり、”ＴＲＡ
ＮＳＩＴＩＯＮ Ｔ１”と”ＥＮＤ＿ＴＲＡＮＳＩＴＩ
ＯＮ”で囲まれた部分がその内容となる。外部入力ＩＸ
２がＯＮ、かつ外部出力ＱＸ３がＯＮという条件が記述
されている。変換例９０２は、このＳＴ表記を等価なＣ
言語表記に変換した例であり、図４の説明で述べたトラ
ンジションの条件式（図６に示したｃｏｎｄｉｔｉｏｎ
＿Ｔ１など）に相当する。

【００２７】図８及び図９では、ステップのアクション
及びトランジションの条件をＳＴで表記した例を示した
が、これらを他の言語、例えば、ＩＬやＬＤなどで記述
した場合でも、同様にしてＣ言語表記に変換すれば良
い。

【００２８】図１０は、図６に示した未使用のスレッド
を探す関数（ＧｅｔＦｒｅｅＴｈＮｏ（））の概略処理
を示すフローチャートである。仮のスレッド番号ｉを０
（処理１００１）とし、スレッド番号ｉを現在のスレッ
ド数と比較し、ｉの方が小さければ（処理１００２でＹ
ＥＳ）、スレッドｉの現在のステップ番号を取得する。
ステップ番号が０であれば（処理１００４でＹＥＳ）、
ｉを未使用のスレッド番号とする（処理１００５）。ｉ
が現在のスレッド数と等しければ（処理１００２でＮ
Ｏ）、現在のスレッド数を１増やし（処理１００３）、
ｉを未使用のスレッド番号とする（処理１００５）。ス
レッドｉの現在のステップ番号が０でなければ（処理１
００４でＮＯ）、ｉに１を加算し（処理１００６）、処
理１００２に戻って、以上の処理を未使用のスレッド番
号が見つかるまで繰り返す。未使用のスレッド番号が見
つかれば、これを関数の戻り値として（処理１００
５）、処理を終了する。

【００２９】図１１は、ステップ遷移関数ポインタテー
ブル生成手段１０３の概略処理を示すフローチャート、
図１２は、その処理によって生成されたステップ遷移関
数ポインタテーブル１０６ｂの例である。ステップ遷移
関数ポインタテーブル１０６ｂは、ステップ遷移関数１
０６ａのそれぞれのエントリアドレスをステップ番号に
対応させて格納した１次元配列であるため、関数のポイ
ンタ配列を宣言し（処理１１０１）、仮のステップ番号
ｉを０とする（処理１１０２）。ステップｉがＳＦＣ中
に存在するかどうかチェックし、存在すれば（処理１１
０３でＹＥＳ）、配列要素の初期値として、ステップｉ
に対応したステップ遷移関数１０６ａのエントリアドレ
ス、すなわちステップ遷移関数１０６ａの関数名を代入
する（処理１１０４）。ステップｉが存在しなければ
（処理１１０３でＮＯ）、配列要素の初期値としてＮＵ
ＬＬを代入する（処理１１０５）。 ｉに１を加算し
（処理１１０６）、ｉが予め決められたステップ番号の
上限値以下であれば（処理１１０７でＮＯ）、処理１１
０３に戻り、以上の処理を繰り返す。ｉがステップ番号
の上限値よりも大きければ（処理１１０７でＹＥＳ）、
処理を終了する。図１２は、ステップ遷移関数ポインタ
テーブル１０６ｂのＣ言語表記例であり、ｉ番目の要素
としては、ステップｉがＳＦＣ中に存在すれば、ステッ
プｉに対応したステップ遷移関数１０６ａの関数名（例
えば、図５に示したステップ１に対応したｓｔｅｐ１）
が格納され、ステップｉが存在しなければ、ＮＵＬＬが
格納される。

【００３０】図１３は、初期化関数生成手段１０４の概
略処理を示すフローチャート、図１４は、その処理によ
って生成された初期化関数１０６ｃの例である。初期化
関数１０６ｃの最初の部分（関数の型、関数名、引数の
定義など）を生成し（処理１３０１）、全てのステップ
を不活性状態にする文を生成し（処理１３０２）、さら
に全てのスレッドの現在ステップ番号を０とする文を生
成する（処理１３０３）。以下、各スレッドの初期化を
行う。仮のスレッド番号ｉを０（処理１３０４）とし、
ＳＦＣ構造情報１０１ａの初期ステップテーブル３０１
から初期ステップの一つ（Ｓｎとする）を取得し（処理
１３０５）、ステップＳｎを活性状態にする文を生成
（処理１３０６）する。さらに、そのアクションを実行
する文を生成して（処理１３０７）、スレッドｉの現在
のステップ番号をＳｎにする文を生成する（処理１３０
８）。ｉに１を加算し（処理１３０９）、初期ステップ
がＳｎの他にあるどうかをチェックし、他にあれば（処
理１３１０でＹＥＳ）、処理１３０５に戻って、次のス
レッドｉの初期化を同様に行う。初期ステップがＳｎの
他になければ（処理１３１０でＮＯ）、現在のスレッド
数をｉ個とする文を生成し（処理１３１１）、関数の終
わりの部分を生成して（処理１３１２）、処理を終了す
る。図１４は、初期化関数１０６ｃ（図中、ＳｃａｎＩ
ｎｉｔ（））のＣ言語表記の例であり、初期ステップが
Ｓ１一つだけの場合、すなわちプログラム実行開始時の
スレッド数（図中、ＴｈＣｎｔ）が１個の場合の処理を
示す。

【００３１】図１５は、メイン関数生成手段１０５によ
り生成されるメイン関数１０６ｄの例、図１６は、図１
５に示したメイン関数１０６ｄの処理概略を示すフロー
チャートである。図１５に示したメイン関数１０６ｄ
（図中、ＳｃａｎＭａｉｎ（））は常に同じソースコー
ドとなり、メイン関数生成手段１０５では、予め用意さ
れたメイン関数１０６ｄのソースコードをコピーするだ
けである。メイン関数１０６ｄでは、仮のスレッド番号
ｉを０（処理１６０１）とし、ｉを現在のスレッド数を
比較し、ｉの方が小さければ（処理１６０２でＹＥ
Ｓ）、スレッドｉの現在のステップ番号（Ｓｎとする）
を取得し（処理１６０３）、ステップＳｎが活性状態か
どうかをチェックする。スレッドＳｎが活性状態であれ
ば（処理１６０４でＹＥＳ）、ステップＳｎのステップ
遷移関数１０６ａのエントリアドレスをステップ遷移関
数ポインタテーブル１０６ｂから取得し（処理１６０
５）、ステップＳｎのステップ遷移関数１０６ａを呼び
出す（処理１６０６）。ステップＳｎが活性状態でなけ
れば（処理１６０４でＮＯ）、スレッドｉの現在のステ
ップ番号を０とし（処理１６０７）、ｉが現在のスレッ
ド番号の最大値（スレッド数から１減らした値）と等し
ければ（処理１６０８でＹＥＳ）、現在のステップ数を
１減らす（処理１６０９）。ｉに１加算し（処理１６１
０）、処理１６０２に戻り、以上の処理を現在のスレッ
ド数と同じ回数だけ繰り返し、ｉが現在のスレッド数に
到達すれば（処理１０６でＮＯ）、処理を終了する。メ
イン関数１０６ｄでは、ＳＦＣプログラム１０１の各ス
レッドの処理を一巡して終了するようになっており、こ
の関数を繰り返して実行することにより、ＳＦＣプログ
ラム１０１の処理を進めていく。一巡の処理をスキャン
処理、１回のスキャン処理を実行するのに要する時間を
スキャンタイムと呼ぶ。スキャンタイムが短ければ、制
御装置の応答性が高いことになる。生成された汎用言語
ソースコード１０６を、制御装置のハードウェアに応じ
た機械語変換手段１０７により機械語プログラム１０８
に変換すれば、プログラムの実行効率が良いため、スキ
ャンタイムは短くなり、制御装置の応答性も高くなる。

【００３２】以上のように、ＳＦＣプログラム１０１を
汎用言語ソースコード１０６に変換し、さらにこれを機
械語プログラム１０８に変換することにより、ＳＦＣプ
ログラム１０１の内容を任意の実行環境において実行す
ることが可能となり、処理時間を短縮し、制御装置の応
答性を向上することが可能となる。

【００３３】本実施例では、汎用言語ソースコード１０
６を記述するためにＣ言語を用いた例を示したが、別の
汎用言語（例えば、Ｃ＋＋など）を用いて同様の制御プ
ログラムの作成装置及びその方法を実現しても良い。ま
た、ＳＦＣプログラム１０１におけるステップ２０１の
アクション及びトランジション２０２の条件を、ＩＥＣ
６１１３１−３で定義された言語により記述した例を示
したが、これらを別の言語（例えば、Ｃ言語など）によ
り記述しても良い。さらに、制御プログラムをＳＦＣ以
外のグラフ手法、例えば、ペトリネットあるいは状態遷
移図を用いて記述した場合でも、上記説明と同様に行え
ば良い。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、ＳＦＣプログラムの内
容を実行するために必要な全ての情報及び処理を汎用言
語ソースコードに変換し、実行環境となる制御装置のハ
ードウェアに応じた機械語プログラムに変換することが
できるので、記述が複雑なＳＦＣプログラムにおいて
も、その処理時間を短縮し、制御装置の応答性を向上す
ると共に、そのプログラムの実行が制御装置の機種等ハ
ードウェアに依存しないようにするができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による一実施の形態である制御プログラ
ムの作成の処理手順を示すブロック図。

【図２】ＳＦＣプログラムの一例を示すシーケンシャル
・ファンクション・チャート図。

【図３】図２に示したＳＦＣプログラムのＳＦＣ構造情
報をテーブルで示した図。

【図４】一実施の形態によるステップ遷移関数生成手段
のフローチャート。

【図５】一実施の形態により、図２に示したステップＳ
１に対応したステップ遷移関数を生成した例を示すＣ言
語による表記。

【図６】一実施の形態により、図２に示したステップＳ
３に対応したステップ遷移関数を生成した例を示すＣ言
語による表記。

【図７】一実施の形態により、図２に示したステップＳ
８に対応したステップ遷移関数を生成した例を示すＣ言
語による表記。

【図８】ＳＦＣプログラムの一例によるステップにおけ
るアクションのＳＴ表記と、そのＣ言語への変換例を示
す表記。

【図９】ＳＦＣプログラムの一例によるトランジション
の条件のＳＴ表記と、この条件のＣ言語への変換例を示
す表記。

【図１０】一実施の形態により、図６に示した未使用の
スレッドを探す関数のフローチャート。

【図１１】一実施の形態により、ステップ遷移関数ポイ
ンタテーブル生成手段のフローチャート。

【図１２】一実施の形態によるステップ遷移関数ポイン
タテーブルのＣ言語による表記。

【図１３】一実施の形態による初期化関数生成手段のフ
ローチャート。

【図１４】一実施の形態による初期化関数を示すＣ言語
による表記。

【図１５】一実施の形態によるメイン関数を示すＣ言語
による表記。

【図１６】一実施の形態によるメイン関数のフローチャ
ート。

【符号の説明】 １０１…ＳＦＣプログラム、１０１ａ…ＳＦＣ構造情
報、１０１ｂ…ステップ処理情報、１０１ｃ…トランジ
ション条件情報、１０６…汎用言語ソースコード、１０
６ａ…ステップ遷移関数、１０６ｂ…ステップ遷移関数
ポインタテーブル、１０６ｃ…初期化関数、１０６ｄ…
メイン関数、１０６ｅ…ハードウェア依存情報、１０７
…機械語変換手段、１０８…機械語プログラム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松下 鶴正 千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号 株式会社日立製作所産業機器グループ内 Ｆターム(参考） 5H220 BB12 CX02 DD01 DD07 JJ24 JJ57

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】制御装置に対する制御処理の実行順序が記
   述されたＳＦＣプログラムを前記制御装置において実行
   可能なプログラムに変換するＳＦＣ変換プログラムであ
   って、各ステップとトランジションの接続関係を表す情
   報と、各ステップのアクションを示す情報と、各トラン
   ジションの条件を示す情報を有した前記ＳＦＣプログラ
   ムのソースコードから、それぞれのステップについて、
   その出力におけるトランジションの条件が成立している
   かどうかを判定し、前記条件が成立していればそのステ
   ップを不活性状態、次のステップを活性状態にし、次の
   ステップのアクションを実行させるステップ遷移関数を
   生成する機能と、活性状態にあるステップに対応した前
   記ステップ遷移関数を呼び出すメイン関数を生成する機
   能と、初期ステップを活性状態にし、そのアクションを
   実行させる初期化関数を生成する機能と、を実現させる
   ためのＳＦＣ変換プログラム。
2. 【請求項２】請求項１に記載のものにおいて、各ステッ
   プとトランジションの接続関係を表す情報は、初期ステ
   ップの番号を格納したテーブルと、各ステップの出力と
   なるトランジションの番号を格納したテーブルと、各ト
   ランジションの入力となるステップと出力となるステッ
   プの番号を格納したトランジションテーブルを備えたこ
   とを特徴とするＳＦＣ変換プログラム。
3. 【請求項３】請求項１に記載のものにおいて、前記メイ
   ン関数は前記ＳＦＣプログラムにおける並行プロセスを
   複数のスレッドとして管理し、前記スレッドのそれぞれ
   で活性状態にあるステップに対応した前記ステップ遷移
   関数を呼び出すことを特徴とするＳＦＣ変換プログラ
   ム。
4. 【請求項４】請求項１に記載のものにおいて、前記ステ
   ップ遷移関数は前記ＳＦＣプログラムにおける並列分岐
   の際にスレッドを増加させ、前記メイン関数は前記ＳＦ
   Ｃプログラムにおける並列結合の際にスレッドを減少さ
   せることを特徴とするＳＦＣ変換プログラム。
5. 【請求項５】制御装置に対する制御処理の実行順序が記
   述された制御プログラムの作成方法であって、各ステッ
   プとトランジションの接続関係を表す情報と、各ステッ
   プのアクションを示す情報と、各トランジションの情報
   を有したＳＦＣプログラムのソースコードを作成し、作
   成されたソースコードからそれぞれのステップについ
   て、その出力におけるトランジションの条件が成立して
   いるかどうかを判定し、前記条件が成立していればその
   ステップを不活性状態、次のステップを活性状態にし、
   次のステップのアクションを実行させるステップ遷移関
   数を生成し、初期ステップを活性状態にし、それ以降、
   活性状態にあるステップに対応した前記ステップ遷移関
   数を順次前記制御装置において実行させるプログラムに
   変換することを特徴とする制御プログラムの作成方法。
6. 【請求項６】請求項５に記載のものにおいて、各ステッ
   プとトランジションの接続関係を表す情報は、初期ステ
   ップの番号を格納したテーブルと、各ステップの出力と
   なるトランジションの番号を格納したテーブルと、各ト
   ランジションの入力となるステップと出力となるステッ
   プの番号を格納したトランジションテーブルと、活性状
   態にあるステップに対応した前記ステップ遷移関数を呼
   び出すメイン関数と、を前記制御装置において実行させ
   るプログラムに変換することを特徴とする制御プログラ
   ムの作成方法。
7. 【請求項７】請求項５に記載のものにおいて、前記ステ
   ップ遷移関数はＣ言語で記述され、前記実行させるプロ
   グラムは前記制御装置に搭載されるマイクロプロセッサ
   に対応したＣクロスコンパイラで機械語に変換されるこ
   とを特徴とする制御プログラムの作成方法。
8. 【請求項８】各ステップとトランジションの接続関係を
   表す情報と、各ステップのアクションを示す情報と、各
   トランジションの条件を示す情報を有したＳＦＣプログ
   ラムを実行するプログラマブルロジックコントローラに
   おいて、それぞれのステップについて、その出力におけ
   るトランジションの条件が成立しているかどうかを判定
   し、前記条件が成立していればそのステップを不活性状
   態、次のステップを活性状態にし、次のステップのアク
   ションを実行させるステップ遷移関数に基づいて、制御
   処理されることを特徴とするプログラマブルロジックコ
   ントローラ。