特表 2024-522559 オートメーションシステムのための制御プログラムを生成するための方法およびプログラミングツール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-06-21

(54)【発明の名称】オートメーションシステムのための制御プログラムを生成するための方法およびプログラミングツール

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/05 20060101AFI20240614BHJP

   G06F 8/34 20180101ALI20240614BHJP

【ＦＩ】

G05B19/05 A

G06F8/34

【審査請求】有

【予備審査請求】有

(21)【出願番号】P 2023574639

(86)(22)【出願日】2022-06-03

(85)【翻訳文提出日】2024-02-05

(86)【国際出願番号】 EP2022065195

(87)【国際公開番号】W WO2022254009

(87)【国際公開日】2022-12-08

(31)【優先権主張番号】102021114449.3

(32)【優先日】2021-06-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】505344063

【氏名又は名称】ベックホフ オートメーション ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】ドレーゼン，ラルフ

【テーマコード（参考）】

5B376

5H220

【Ｆターム（参考）】

5B376BC33

5B376BC44

5B376BC45

5B376FA11

5B376GA13

5H220AA06

5H220BB12

5H220CC06

5H220CX01

5H220CX02

5H220DD04

5H220JJ12

5H220JJ16

5H220JJ41

(57)【要約】

本出願は、オートメーションシステムを制御するための制御プログラムを生成する方法に関する。この方法は、ダイアグラム生成ステップにおいて、プログラマブルロジックコントローラのためのグラフィカルプログラミング言語であるラダーダイアグラムＬＤに従って、制御プログラムのグラフィカルダイアグラムを生成するステップを含む。この方法は、グラフ生成ステップにおいて、グラフィカルダイアグラムの表現としてデータフローグラフを生成するステップを含む。そこでは、グラフィカルダイアグラムの要素がノードとして表され、グラフィカルダイアグラムの要素間の接続線がデータフローグラフのエッジとして表される。この方法は、プログラム生成ステップにおいて、前記データフローグラフに基づいて、プログラマブルロジックコントローラによって実行可能な前記制御プログラムのバージョンを生成するステップを含む。本出願は、さらに、この方法を実行するためのプログラミングツールに関する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

オートメーションシステムを制御するための制御プログラムを生成するための方法であって：
ダイアグラム生成ステップにおいて、プログラマブルロジックコントローラのためのグラフィカルプログラミング言語であるラダーダイアグラムＬＤに従って、前記制御プログラムのグラフィカルダイアグラムを生成するステップ；
グラフ生成ステップにおいて、前記グラフィカルダイアグラムの表現としてデータフローグラフを生成するステップであって、前記グラフィカルダイアグラムの要素が前記データフローグラフのノードとして表され、前記グラフィカルダイアグラムの要素間の接続線が前記データフローグラフのエッジとして表される、ステップと
プログラム生成ステップにおいて、前記データフローグラフに基づいて、プログラマブルロジックコントローラによって実行可能な前記制御プログラムのバージョンを生成するステップを含む方法。

【請求項2】

前記ダイアグラム生成ステップは：
受信ステップにおいて、前記グラフィカルプログラミング言語であるラダーダイアグラムＬＤによる、グラフィカルプログラミング要求を受信するステップであって、前記グラフィカルプログラミング要求は前記グラフィカルダイアグラムの要素および／または接続線を追加および／または削除および／または再配置するステップを含み、
前記グラフ生成ステップは：
プログラミングステップにおいて、前記プログラミング要求に従って、前記データフローグラフのノードおよび／またはエッジを追加および／または削除および／または再配置することによって、前記データフローグラフを修正するステップを含み、
前記グラフ生成ステップは：
グラフィカルプログラミングステップにおいて、前記データフローグラフに対する前記修正に基づき、および前記グラフィカルプログラミング要求に従って、前記グラフィカルダイアグラム内の要素および／または接続線を追加および／または削除および／または再配置するステップを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記ダイアグラム生成ステップは：
読み込みステップにおいて、前記グラフィカルプログラミング言語であるラダーダイアグラムＬＤでプログラムされた制御プログラムを読み込むステップを含み、
前記グラフ生成ステップは：
第２のグラフ生成ステップにおいて、前記読み込まれた制御プログラムの情報に基づいてデータフローグラフを生成するステップを含み：
前記ダイアグラム生成ステップは：
表示ステップにおいて、前記データフローグラフの前記情報に基づいて前記グラフィカルダイアグラムを生成する、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記グラフィカルプログラミングステップおよび／または前記表示ステップは：
第１の配置ステップにおいて、前記データフローグラフの前記ノードを前記グラフィカルダイアグラムの要素に変換し、前記要素を２次元配列に配置するステップ；および
第２の配置ステップにおいて、前記データフローグラフの前記エッジを前記グラフィカルダイアグラムの要素間の接続線に変換し、前記グラフィカルダイアグラムの前記要素間の前記接続線を配置するステップを含み、各接続線は専ら水平成分及び／又は垂直成分を含み、専ら２つの要素を接続する、請求項２に記載の方法。

【請求項5】

前記２次元配列は複数のプロットユニットを有するマトリクス配列として具現化され、各要素はプロットユニットに配置され、前記接続線はプロットユニット間の分離線に少なくとも部分的に沿って配置される、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記データフローグラフは、非巡回グラフとして具現化され、開始ノードおよび終了ノードを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記グラフィカルプログラミングステップおよび／または前記表示ステップは：
ソーティングステップにおいて、前記データフローグラフの前記ノードと前記それぞれのグラフィカルダイアグラムの対応する要素とを、トポロジカルにソーティングするステップを含み、前記トポロジカルにソーティングするステップにおいて、前記データフローグラフの前記ノードと前記グラフィカルダイアグラムの対応する要素との順序が決定され、前記順序は前記開始ノードからの各ノードの距離に対応し；および
前記第１の配置ステップにおいて、トポロジカルソーティングの前記順序に従って前記グラフィカルダイアグラムの前記要素を配置するステップと、を含む、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記グラフィカルプログラミングステップおよび／または前記表示ステップは、
最適化ステップにおいて、最適化アルゴリズムを用いて、前記グラフィッカルダイアグラムの前記要素および／または前記接続線の前記配置を最適化するステップを含み、
前記最適化ステップは、前記接続線の長さを最小化すること、および／または、要素の距離を最小化すること、および／または複数の接続線が交差するのを回避することを含む、請求項２に記載の方法。

【請求項9】

前記データフローグラフのエッジが有向エッジとして具現化され、前記データフローグラフの２つのノード間のエッジの方向が、前記ノードによって表される前記グラフィカルダイアグラムの前記要素間の電流の流れを表す、請求項１に記載の方法。

【請求項10】

前記グラフィカルダイアグラムの要素は、電圧レール及び／又は接点及び／又はコイル及び／又は機能ブロックインスタンス及び／又は機能ブロック及び／又は前記プログラミング言語であるラダーダイアグラムＬＤによって定義された更なる要素を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項11】

記憶ステップにおいて、前記データフローグラフをテキスト表現で記憶すること、および／または実行ファイルに前記制御プログラムの実行可能バージョンを記憶するステップを、更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項12】

オートメーションシステムを制御するための制御プログラムを生成するためのプログラミングツールであって、前記プログラミングツールは、グラフィカルエディタユニットおよび変換ユニットを備え、請求項１に記載の方法を実行するように構成されている、プログラミングツール。

【請求項13】

制御プログラムを実行することによってオートメーションシステムを制御する方法であって、
前記制御プログラムは、請求項１に記載のオートメーションシステムを制御する制御プログラムを生成する方法により生成されることを特徴とする方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、オートメーションシステムを制御するための制御プログラムを生成するための方法、およびこの方法を実行するためのプログラミングツールに関する。

【0002】

［関連出願の相互参照］
本特許出願は、ドイツ特許出願ＤＥ１０２０２１１１４４４９．３の優先権を主張し、その開示内容は参照により本明細書に組み込まれる。

【背景技術】

【0003】

プログラマブル・ロジック・コントローラＰＬＣ用の制御プログラムをプログラミングするための５つのプログラミング言語が、ＩＥＣ６１１３１－３規格で定義されている。５つの定義されたプログラミング言語の中には、テキストベースのプログラミング言語とグラフィカルプログラミング言語の両方がある。プログラマブルロジックコントローラをプログラミングするためのグラフィカルプログラミング言語の１つは、ラダーダイアグラムＬＤである。ラダーダイアグラムＬＤというプログラミング言語は、ユーザが、プログラマブルロジックコントローラの制御プログラムをプログラミングするためのグラフィカルダイアグラムを作成することを可能にする。グラフィカルダイアグラムは、リレー回路の回路図に基づいている。それに基づいて、グラフィカルダイアグラムの要素は、電圧レール、接点、および（リレー）コイルと呼ばれる。グラフィック要素の要素間の接続線は、要素間の電流の流れを表す。

【0004】

グラフィカルダイアグラムを制御プログラムとして解釈する際に、個々の要素は、制御プログラムの変数に関連付けられる。要素はアクティブ化されても非アクティブ化されてもよく、それぞれの変数には対応する値１または０が割り当てられる。

【0005】

グラフィカルダイアグラムを対応して実行可能な制御プログラムに変換するために、グラフィカルダイアグラムは、通常、まず、グラフィカルダイアグラムの情報を表示するのに適したテキストベースの表現に変換される。この目的のために、従来技術のグラフィカルダイアグラムは、階層的に構造化され、階層的に順序付けられたユニットに分割される。これらのユニットは、例えば、個々の要素、直列に配置された要素のグループ、または並列に配置された要素のグループから構成され得る。

【0006】

しかしながら、そのような階層構造化は、対応する階層構造において明白な方法で表現され得る排他的なグラフィカルダイアグラムが可能であるため、グラフィカルダイアグラムの生成に対する強い制限を構成する。

【0007】

その結果、ＩＥＣ６１１３１－３規格の要件を満たすすべてのグラフィカルダイアグラムが現行の技術水準で実際に生成されるわけではなく、あるいは階層構造の要件を満たすために拡張され、複雑化されなければならない。特に、基礎をなす階層構造は、既存のグラフィカルダイアグラムの変更に対する障害である。なぜなら、グラフィカルダイアグラムの小さな変更であっても、基礎をなす階層構造における深刻な構造的変更を必要とする可能性があり、これは所望の変更を考慮し、階層構造の要件も満たすために、複雑な変更をもたらし、場合によってはグラフィカルダイアグラムの完全な再構成をもたらす可能性があるからである。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

オートメーションシステムを制御するための制御プログラムを生成するための改良された方法と、この方法を実行するためのプログラミングツールと、オートメーションシステムを制御するための方法とが提供される。

【課題を解決するための手段】

【0009】

〔実施例〕
オートメーションシステムを制御するための制御プログラムを生成する方法が提供され、この方法は：
グラフィカルダイアグラム生成ステップにおいて、プログラマブルロジックコントローラのためのグラフィカルプログラミング言語であるラダーダイアグラムＬＤに従って制御プログラムのグラフィカルダイアグラムを生成するステップ；
グラフ生成ステップにおいて、グラフィカルダイアグラムの要素がノードとして表され、グラフィカルダイアグラムの要素間の接続線がデータフローグラフのエッジとして表される、グラフ生成ステップにおいてグラフィカルダイアグラムの表現としてデータフローグラフを生成するステップ；および
プログラム生成ステップにおいて、データフローグラフに基づいて、プログラマブルロジックコントローラによって実行可能な制御プログラムのバージョンを生成するステップを含む。

【0010】

これにより、オートメーションシステムを制御するための制御プログラムを生成するための改善された方法が提供され得るという技術的利点が達成され得る。この方法は、プログラマブルロジックコントローラＰＬＣのためのプログラミングプログラムのために定義されたグラフィカルプログラミング言語であるラダーダイアグラムＬＤを使用する制御プログラムのプログラミングに基づく。この目的のために、本出願による方法は、データフローグラフの形態で、グラフィカルプログラミング言語であるラダーダイアグラムＬＤに従って作成されたグラフィカルダイアグラムの表現を提供する。対応するデータフローグラフによるグラフィカルダイアグラムの表現は、データフローグラフのノードがデータフローグラフによって表されるグラフィカルダイアグラムの対応する要素に対応し、データフローグラフのエッジがグラフィカルダイアグラムの接続線に対応し、制御プログラムのグラフィカルプログラミングのためのグラフィカルダイアグラムの生成における柔軟性を高めることを可能にする。この文脈において、対応するデータフローグラフによるグラフィカルダイアグラムの表現は、対応する階層構造によって従来技術から知られているグラフィカルダイアグラムの表現を置き換える役割を果たす。

【0011】

データフローグラフの形態の柔軟な表現は、ラダーダイアグラムＬＤプログラミング言語の要件を満たすが、従来技術では階層表現によって現在表現することができないグラフィカルダイアグラムを生成するために使用することができる。さらに、データフローグラフによる表現は従来技術において生成され得るが、同一の機能性を有するグラフィカルダイアグラムと比較して複雑さが単純化されたグラフィカルダイアグラムを生成するために使用され得る。例えば、より少ない要素を有し、より少ない接続線に関連するグラフィカルダイアグラムを単純化することによって、一方では、グラフィカルプログラムおよびグラフィカルダイアグラムの生成を単純化することができ、その結果、より速いプログラムを提供することができる。一方、複雑でないグラフィカルダイアグラムは読みやすく、より明確であり、したがって理解しやすい。さらに、グラフィカルダイアグラムの複雑さを低減することによって、グラフィカルダイアグラムによって表される制御プログラムの複雑さも簡略化され得る。そのような制御プログラムは、次に、制御プログラムを実行するための計算容量を低減することができる。このようにして、対応する制御プログラムを実行することによって、より少ない計算能力を必要とするオートメーションシステムまたはプログラマブルロジックコントローラのより速い制御を達成することができる。

【0012】

アプリケーションの意味におけるグラフィカルダイアグラムは、グラフィカルプログラミング動作によって生成されるグラフィカル表現であり、グラフィカルプログラミング言語であるラダーダイアグラムＬＤの定義によれば、オートメーションシステムまたはプログラマブルロジックコントローラの制御プログラムの表現を提供する。

【0013】

本出願の目的のために、データフローグラフは、対応するグラフィカルダイアグラムの情報のグラフベースの表現である。データフローグラフは、複数のノードと、ノードを互いに接続するエッジとを備え、ノードは要素の表現であり、エッジはそれぞれのグラフィカルダイアグラムの接続線の表現である。本出願によれば、データフローグラフは、それぞれのグラフィカルダイアグラムの完全な情報に加えて、グラフィカルダイアグラム内のデータフローがデータフローグラフによって表されるように具現化される。

【0014】

本出願の目的のために、制御プログラムの実行可能なバージョンは、例えば、実行される制御プログラムのバイナリバージョンであってもよい。

【0015】

一実施形態によれば、ダイアグラム生成ステップは：
受信ステップにおいて、グラフィカルプログラミング言語であるラダーダイアグラムＬＤに従ってグラフィカルプログラミング要求を受信するステップであって、グラフィカルプログラミング要求は、グラフィカルダイアグラムの要素および／または接続線を、追加および／または削除および／または再配置する、ステップを含み、グラフ生成ステップは：
プログラミングステップにおけるプログラミング要求に従って、データフローグラフのノードおよび／またはエッジを追加および／または削除および／または再配置することによって、データフローグラフを修正するステップであって、グラフ生成ステップは：
データフローグラフに対する修正に基づいて、およびグラフィカルプログラミングステップにおけるグラフィカルプログラミング要求に従って、グラフィカルダイアグラム内の要素および／または接続線を追加および／または削除および／または再配置するステップを含む。

【0016】

これの技術的利点は、グラフィカルプログラミング言語であるラダーダイアグラムＬＤに従った簡略化された効率的なプログラミングを可能にすることである。この目的のために、グラフィカルプログラミング言語であるラダーダイアグラムＬＤに従って制御プログラムを作成するために利用可能なグラフィカルプログラミング要求に基づいて、グラフィカルダイアグラムおよび対応するデータフローグラフの両方がそれに応じて修正される。

【0017】

この文脈において、修正することは、新しいデータフローグラフの作成、またはそれぞれ対応するグラフィカルダイアグラムの作成、および既存のデータフローグラフまたは対応するグラフィカルダイアグラムの修正の両方を含む。グラフィカルプログラミング要求を実行することによって、生成または修正されるべきグラフィカルダイアグラムと、グラフィカルダイアグラムを表すデータフローグラフとの両方が生成または修正される。データフローグラフは、グラフィカルダイアグラムの基礎をなすグラフィカルダイアグラムの情報の表現を記述する。この文脈におけるグラフィカルダイアグラムの基礎をなすデータフローグラフの構造は、グラフィカルダイアグラムの修正及び／又は生成可能性を決定する。したがって、その情報が対応するデータフローグラフにおいて表され得るグラフィカルダイアグラムのみが生成または修正され得る。

【0018】

上述のように、データフローグラフの形態のグラフィカルダイアグラムの表現は、従来技術と比較して複雑さが低減されたグラフィカルダイアグラムを生成するために、したがって、低減された計算容量で実行され得る制御プログラムを生成するために使用され得る。

【0019】

一実施形態によれば、ダイアグラム生成ステップは：
読み込みステップにおいて、グラフィカルプログラミング言語であるラダーダイアグラムＬＤでプログラムされた制御プログラムを読み出すステップ；
第２のグラフ生成ステップにおいて、読み込み制御プログラムの情報に基づいて、データフローグラフを生成するステップを含み、
表示ステップにおいて、データフローグラフの情報に基づいてグラフィカルダイアグラムを生成する。

【0020】

その結果、グラフィカルプログラミング言語であるラダーダイアグラムＬＤに従って、プログラムされる既存の制御プログラムの正確な修正が提供されるという技術的利点が達成され得る。既存の制御プログラムが最初に読み込まれ、読み込まれた制御プログラムの情報に基づいて、対応するデータフローグラフおよびそれによって表されるグラフィカルダイアグラムが生成される。これは、新しい制御プログラムが生成されてもよく、既存の制御プログラムが修正されてもよいので、柔軟性を高める。既に存在する制御プログラムのグラフィカルダイアグラムを、本出願によるデータフローグラフで表現することにより、既存の制御プログラムを、柔軟性を高めて変更または修正することができる。この文脈におけるデータフローグラフによる表現は、元の表現を階層構造によって置き換える。したがって、制御プログラムの変更は、従来技術において知られているグラフィカルダイアグラムの表現の階層構造に基づく制限によって制限されない。

【0021】

一実施形態によれば、グラフィカルプログラミングステップおよび／または表示ステップは：
第１の配置ステップにおいて、データフローグラフのノードをグラフィカルダイアグラムの要素に変換し、要素を２次元配列に配置するステップ；
第２の配置ステップにおいて、データフローグラフのエッジをグラフィカルダイアグラムの要素間の接続線に変換し、グラフィカルダイアグラムの要素間の接続線を配置し、各接続線は専ら水平及び／又は垂直成分を有し、専ら２つの要素を接続する。

【0022】

これにより、データフローグラフの形式での表現に基づいて、グラフィカルプログラミング言語であるラダーダイアグラムＬＤの要件に従うグラフィカルダイアグラムの形式でプログラムされる制御プログラムの明確な表現が可能であるという技術的利点が達成され得る。この目的のために、データフローグラフのノードは、それぞれのグラフィカルダイアグラムの要素に変換され、２次元配列に配置される。結果として、グラフィカルダイアグラムの明確な表現が達成され得る。

【0023】

さらに、データフローグラフのエッジは、グラフィカルダイアグラムのそれぞれの要素間の対応する接続線に変換され、２次元配列に配置されたグラフィカルダイアグラムの要素間の接続線は、専ら水平成分または垂直成分を含む。その結果、接続線は、上述の規格で定義されたグラフィカルプログラミング言語であるラダーダイアグラムＬＤの要件を満たす。データフローグラフのノードおよびエッジを対応するグラフィカルダイアグラムの要素および接続線に明確に変換することにより、最小数の必要な要素および接続線に制限される、可能な限り最低限の複雑さを有するグラフィカルダイアグラムを提供することが可能になる。このようにして、最も効率的な制御プログラムを達成することができ、これは、最小限の計算能力を用いて実行することができる。

【0024】

一実施形態によれば、２次元配列は、複数のプロットユニットを有するマトリクス配列として具現化され、各要素はプロットユニットに配置され、接続線はプロットユニット間の分割線に少なくとも部分的に沿って配置される。

【0025】

これは、グラフィカルダイアグラムの要素及び接続線が明確に表示され得るという技術的利点を達成する。その結果、明瞭で読みやすいグラフィカルダイアグラムを実現することができる。

【0026】

一実施形態によれば、データフローグラフは、非巡回グラフとして具現化され、開始ノードおよび終了ノードを備える。

【0027】

これは、生成されたデータフローグラフと対応するグラフィカルダイアグラムとの間の明確な割り当てが達成され得るという技術的利点を達成する。非巡回形式でデータフローグラフを具体化することによって、開始ノードおよび終了ノードを識別することができ、その結果、データフローグラフのノードの順序を決定することができる。開始ノードおよび終了ノードは対応するグラフィカルダイアグラムの表現のために、それぞれ、グラフィカルダイアグラムの左および右の電圧レールとして識別されてもよく、その結果、データフローグラフの個々のノードおよび関連するグラフィカルダイアグラムのそれぞれの要素の明白な割り当てが可能である。これにより、各データフローグラフについて、関連するデータフローグラフと同一の情報内容を有する、関連するグラフィカルダイアグラムを一義的に決定することができる。これは、制御プログラムの明確なグラフィカルプログラミングを可能にする。

【0028】

一実施形態によれば、グラフィカルプログラミングステップおよび／または表示ステップは：
ソーティングステップにおいて、データフローグラフのノードとそれぞれのグラフィカルダイアグラムの対応する要素とを、トポロジー的にソートするステップであって、前記的にソートするステップにおいて、前記データフローグラフのノードと前記グラフィカルダイアグラムの対応する要素との順序が決定され、前記順序は、前記開始ノードからの各ノードの距離に対応する、ステップ；および
配置ステップにおいて、トポロジカルソーティングの順序に従ってグラフィカルダイアグラムの要素を配置するステップを含む。

【0029】

これにより、明確に配置され、したがって、容易に読み取れるグラフィカルダイアグラムが可能になるという技術的利点が達成され得る。データフローグラフのノードのトポロジカルソートによって、データフローグラフの開始ノードまでのそれぞれのノードの距離に応じてノードの順序が達成され、トポロジカルソートにおいて生成されたそれぞれの要素の順序に従って関連するグラフィカルダイアグラムの要素を配置することによって、左右の電圧レールとグラフィカルダイアグラムのそれぞれの要素との間の最小の可能な距離が可能になる、可能な限り明瞭なグラフィカルダイアグラムを生成することができる。これによって達成される明確さの結果として、制御プログラムの単純化されたグラフィカルプログラミングが達成され得る。単純化されたグラフィカルプログラミングのために、制御プログラムを作成するのに必要な時間が最小化され得る。加えて、生成されたグラフィカルダイアグラムの明確さは、グラフィカルプログラミングによって生成された制御プログラムの品質に寄与し、これはまた、より明確で、したがってより効率的な形態で具現化され得、その結果、対応する制御プログラムの実行に必要とされる計算容量が低減され得る。

【0030】

一実施形態によれば、グラフィカルプログラミングステップおよび／または表示ステップは：
最適化ステップにおいて、最適化アルゴリズムの助けを借りて、グラフィッカルダイアグラムの要素の配置および／または接続線を最適化するステップを含み、最適化は、接続線の長さを最小化すること、および／または要素間の距離を最小化すること、および／または複数の接続線の交点を回避することを含む。

【0031】

これは、グラフィカルダイアグラムの明瞭さがさらに最適化され得るという技術的利点を達成し得る。これはまた、グラフィカルプログラミングをさらに容易にし、これに関連して、制御プログラムを作成するのに必要な時間を短縮し、生成される制御プログラムの効率を高めることにも寄与する。

【0032】

一実施形態によれば、データフローグラフのエッジは有向エッジとして具現化され、データフローグラフの２つのノード間のエッジの方向は、ノードによって表されるグラフィカルダイアグラムの要素間の電流の流れを表す。

【0033】

これは、データフローグラフと対応するグラフィカルダイアグラムとの間の明確な割り当てが可能であるという技術的利点を達成することができる。これは、グラフィカルプログラミング言語であるラダーダイアグラムＬＤのグラフィカルダイアグラムと、それぞれの場合に表現として機能するデータフローグラフとに基づいて、制御プログラムの正確なグラフィカルプログラミングを可能にする。データフローグラフの有向エッジは、データフローグラフの開始ノードから開始して、データフローグラフの終了ノードの方向にデータフローを明確に解釈することを可能にし、これは、左電圧レールから開始して、右電圧レールの方向に向かうグラフィカルダイアグラム内の電流の流れに対応する。

【0034】

一実施形態に従って、グラフィカルダイアグラムの要素は、電圧レールおよび／または接点、および／またはコイルおよび／または機能ブロックインスタンスおよび／または機能ブロック、および／またはプログラミング言語であるラダーダイアグラムＬＤに従って定義されるさらなる要素を含む。

【0035】

これは、データフローグラフに基づいて、グラフィカルプログラミング言語であるラダーダイアグラムＬＤの要件を満たす明確なグラフィカルダイアグラムを生成することができるという技術的利点を達成することができる。これは、オートメーションシステムを制御するための制御プログラムの正確なグラフィカルプログラミングを可能にする。

【0036】

一実施形態によれば、方法は：
記憶ステップにおいて、データフローグラフをテキスト表現に記憶すること、および／または実行ファイルに制御プログラムの実行可能バージョンを記憶することステップを含む。

【0037】

これは、制御プログラムを生成するための効率的な方法を提供するという技術的利点を達成することができる。データフローグラフをテキスト表現で記憶することによって、対応するデータフローグラフは、プログラムされた制御プログラムを修正するために、後の時点で再び読み込まれ得る。制御プログラムの実行可能なバージョンを記憶することによって、対応する制御プログラムは、後で任意のデータ処理ユニット上で実行され得る。

【0038】

第２の態様によれば、オートメーションシステムを制御するための制御プログラムを生成するためのプログラミングツールが提供され、プログラミングツールは、グラフィカルエディタユニットと変換ユニットとを備え、前述の実施形態のいずれかによる方法を実行するように構成される。

【0039】

これにより、改善されたプログラミングツールが提供され得るという技術的利点が達成され得、改善されたプログラミングツールは、上述の技術的利点を有する制御プログラムを生成するための本出願に従った方法を実行するように構成される。

【0040】

第３の態様によれば、制御プログラムを実行することによってオートメーションシステムを制御するための方法が提供され、制御プログラムは、前述の実施形態のいずれかによるオートメーションシステムを制御するための制御プログラムを生成するための方法によって生成される。

【0041】

これにより、オートメーションシステムを制御するための改善された方法が提供され得るという技術的利点が達成され得、上記の技術的利点を有する制御プログラムを実行することによって制御が実行される
［図面の簡単な説明］

【0042】

本出願は、添付の図面を参照してより詳細に説明される：
［図１］プログラミング言語ラダーダイアグラムＬＤおよびデータフローグラフによるグラフィカルダイアグラムの模式図；
［図２］プログラミング言語ラダーダイアグラムＬＤおよびさらなるデータフローグラフによるさらなるグラフィカルダイアグラムのさらなる模式図；
［図３］プログラミング言語ラダーダイアグラムＬＤおよびさらなるデータフローグラフによるさらなるグラフィカルダイアグラムのさらなる模式図；
［図４］プログラミング言語ラダーダイアグラムＬＤおよびさらなるデータフローグラフによるさらなるグラフィカルダイアグラムのさらなる模式図；
［図５］プログラミング言語ラダーダイアグラムＬＤおよび別のデータフローグラフによるさらなるグラフィカルダイアグラムのさらなる模式図；
［図６］実施形態によるオートメーションシステムを制御するための制御プログラムを生成するための方法の模式図；
［図７］実施形態によるオートメーションシステムを制御するための制御プログラムを生成するための方法のフローチャート；
［図８］さらなる実施形態によるオートメーションシステムを制御するための制御プログラムを生成するための方法のさらなるフローチャート；
［図９］さらなる実施形態によるオートメーションシステムを制御するための制御プログラムを生成するための方法のさらなるフローチャート；
［図１０］別の実施形態によるオートメーションシステムを制御するための制御プログラムを生成するための方法の別のフローチャート
［図１１］一実施形態によるプログラミングツールの模式図。

【0043】

〔詳細な説明〕
図１は、プログラミング言語ラダーダイアグラムＬＤおよびデータフローグラフ３００に従った、グラフィカルダイアグラム２００の模式図を示す。

【0044】

以下の図１～５では、オートメーションシステムを制御するための制御プログラムを生成するための本出願による方法の特性および利点が、様々なグラフィカルな例を用いて説明される。この目的のために、特に、対応するデータフローグラフ３００内のグラフィカルプログラミング言語であるラダーダイアグラムＬＤに従って作成されたグラフィカルダイアグラム２００の描写または表現が説明または提示される。さらに、先行技術において知られているグラフィカルダイアグラム２００の階層構造化と比較した、対応するデータフローグラフ３００におけるグラフィカルダイアグラム２００の表現の利点が説明される。

【0045】

なお、以下の図１～図５に示すグラフは、説明のためのものに過ぎず、グラフィカルプログラミング言語であるラダーダイアグラムＬＤに従ってプログラムされたオートメーションシステムの制御プログラムの実際の例を示すものではない。グラフィカルダイアグラム２００およびデータフローグラフ３００で使用される記号は、グラフィカルプログラミング言語であるラダーダイアグラムＬＤの通常の命名法に対応する。グラフィカルダイアグラム２００の個々の要素、又はグラフィカルダイアグラム内のそれらの機能もしくは効果、又はそれらによって表される制御プログラムの詳細な説明は省略される。これに関連して、上述の標準ＩＥＣ６１１３１－３、または最新技術で知られているグラフィカルプログラミング言語であるラダーダイアグラムＬＤの説明が参照される。

【0046】

図１のグラフィック描写Ａは、グラフィカルプログラミング言語であるラダーダイアグラムＬＤに従って作成された例示的なグラフィカルダイアグラム２００を示す。グラフィカルプログラミング言語であるラダーダイアグラムＬＤの要件に従って、グラフィカルダイアグラム２００は、直線接続線２０３によって相互接続された複数の要素２０１を含む。この文脈では、ダイアグラム２００は、左電圧レールＬと右電圧レールＲとを備え、これらの間に、第１の接点Ｅ１、第２の接点Ｅ２、第３の接点Ｅ３、および第１のコイルＡ１が対応する接続線２０３を介して互いに接続されて配置される。図示のダイアグラム２００では、第２および第３の接点Ｅ２、Ｅ３は並列に配置され、この配置は第１の接点Ｅ１および第１のコイルＡ１と直列に配置される。グラフィカルダイアグラム２００の要素２０１は、それぞれ、入力および出力を含み、接続線２０３を介した２つの要素２０１間の接続は、接続線２０３を要素２０１のうちの１つの出力から他の要素２０１の入力に配置することによって確立される。これに対する例外は、左および右の電圧線Ｌ、Ｒである。左の電圧線Ｌを指し示す接続線２０３および右の電圧線Ｒを指し示す接続線２０３は存在しない。接続線２０３は共通のセグメントを有することができ、重なり合うことができ、グラフィカルダイアグラム２００内で左から右に常に走るという特性を有する。

【0047】

グラフィカルダイアグラム２００の要素２０１は、本文脈では、制御プログラムの変数に関連付けられ、この変数は値１または０と仮定することができる。個々の要素２０１をそれぞれの値１または０に割り当てることは、対応する要素の切り替え、例えば、スイッチまたはリレーコイルの切り替えに対応する。接点は、値１がスイッチを閉じることに対応し、値０がスイッチを開くことに対応するブール入力をさらに説明する。ダイアグラム内の電流の流れは、閉スイッチに対応し、スイッチの左側の値１に対応する。

【0048】

図１のグラフィック描写Ｂはグラフィック描写Ａに示されるグラフィカルダイアグラム２００を示す。さらに、グラフィック描写Ｂは、従来技術から知られているダイアグラム２００の階層構造を示す。階層構造に続いて、ダイアグラム２００の要素、特に第１～第３の接点Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３および第１のコイルＡ１は、第１の配列ＳＥＱ１および第１の代替ＡＬＴ１をもたらすように構造化される。

【0049】

本出願の目的のために、配列ＳＥＱは、グラフィカルダイアグラム２００内の要素の配列または要素のグループであり、順次、またはダイアグラム内の電流の流れに関連して左から右に配置される。本出願の目的のために、代替的なＡＬＴは、電流の流れに対して並列または並列に配置された要素のシーケンスまたは要素のグループである。

【0050】

図示の階層構造では、第１の配列ＳＥＱ１は、第１の接点Ｅ１と、第１の代替ＡＬＴ１と、第１のコイルＡ１とを含む。一方、第１の代替ＡＬＴ１は、２つの並列な第２および第３の接点Ｅ２、Ｅ３を備える。図示の階層構造によれば、情報は、以下のように表されてもよい。

【0051】

構造１
ＳＥＱ１
接点Ｅ１
ＡＬＴ１
接点Ｅ２
接点Ｅ３
コイルＡ１
図１のグラフィック描写Ｃにおいて、本出願に従って構造化されたグラフィカルダイアグラム２００の表現が、対応するデータフローグラフ３００に示されている。データフローグラフ３００は、複数のノード３０１を備え、その各々は複数のエッジ３０３によって相互接続される。エッジ３０３は、有向エッジとして具現化され、矢印によって表される方向を含む。個々のノード３０１間のグラフィカルダイアグラム２００の電流の流れは、有向エッジ３０３の方向によって表され得る。ノード３０１はそれぞれ要素２０１に対応し、エッジ３０３は、グラフィカルダイアグラム２００の接続線２０３を表す。グラフィカルダイアグラム２００と同様に、データフローグラフ３００のエッジ３０３は、ノード３０１の出力からさらなるノード３０１の入力を指す。有向エッジ３０３の方向によって、データフローグラフ３００内のデータフローが表され、データフローは、グラフィカルダイアグラム２００内の電流の流れに対応する。したがって、データフローグラフ３００のエッジ３０３は、１つの要素２０１の出力からそれぞれの他の要素２０１の入力までのグラフィカルダイアグラム２００において現在の直接的なフローが提供されるグラフィカルダイアグラム２００の要素２０１の表現であるノード３０１間でのみ作成される。グラフィカルダイアグラム２００内の２つの要素２０１間の電流の流れは、常に左から右にあるので、データフローグラフ３００の有向エッジ３０３も左から右の方向を有することができる。

【0052】

この文脈において、データフローグラフ３００は、開始ノード３０５及び終了ノード３０７を含む。データフローグラフ３００のノード３０１は、トポロジー順にさらに配置されてもよく、データフローグラフ３００は、開始ノード３０５および終了ノード３０７に加えて、第１のノード３０８、第２のノード３０９、第３のノード３１０、および第４のノード３１１を含む。したがって、データフローグラフ３００は、一意に識別可能な開始ノード３０５および終了ノード３０７を有する非巡回グラフに対応し、開始ノード３０５は開始ノード３０５から離れるように向けられたエッジ３０３にのみ接続され、一方、終了ノード３０７は終了ノード３０７に向けられたエッジ３０３にのみ接続されることを特徴とする。複数の終了ノード３０７を有するデータフローグラフ３００も考えられる。ただし、この場合、各終了ノード３０７は、終了ノードとして一意に識別可能である。図示のデータフローグラフでは、開始ノード３０５は左電圧レールＬに対応し、終了ノード３０７は右電圧レールＲに対応する。第１のノード３０８は第１の接点Ｅ１に対応し、第２のノード３０９は第２の接点Ｅ２に対応し、第３のノード３１０は第３の接点Ｅ３に対応し、第４のノード３１１は第１のコイルＡ１に対応する。個々のノード３０１のトポロジカルソーティングは、この文脈では、開始ノード３０５までの個々のノードの距離に基づく。開始ノード３０５までのノードの距離は、この文脈では、それぞれのノードと開始ノード３０５との間の少なくとも１つのエッジを介して接続に配置されたノード３０１の数によって定義され得る。帰納的に、距離０が開始ノード３０５に割り当てられてもよく、一方、距離は、値１と、直前に配置されたノードの最大距離との合計として、各さらなるノードに割り当てられてもよい。トポロジー的順序もまた、エッジ３０３上で定義／与えられ、データフローグラフ３００は、第１のエッジ３１３、第２のエッジ３１４、第３のエッジ３１５、第４のエッジ３１６、第５のエッジ３１７、および第６のエッジ３１８を含む。

【0053】

図示の実施形態では、データフローグラフ３００内のノード３０１の配置が、グラフィカルダイアグラム２００内の要素２０１の配置に対応し、グラフィカルダイアグラムＣのデータフローグラフ３００はグラフィカルダイアグラムＡのグラフィカルダイアグラム２００の一意の表現であり、図示のグラフィカルダイアグラム２００と同一の情報コンテンツを含む。データフローグラフ３００は、示されたものとは異なる構成で示され得る。グラフの、またはグラフのノードおよびエッジのトポロジー的順序が保存されている場合、すべての可能な構成は等価であり、同じグラフィカルダイアグラム２００を表す。

【0054】

データフローグラフ３００の情報コンテンツのテキスト表現は、以下のように示され得る：
構造２
ノード３０５：Ｌ
ノード３０７：Ｒ
ノード３０８：Ｅ１
ノード３０９：Ｅ２
ノード３１０：Ｅ３
ノード３１１：Ａ１
エッジ３１３：ノード３０５、ノード３０８
エッジ３１４：ノード３０８、ノード３０９
エッジ３１５：ノード３０８、ノード３１０
エッジ３１６：ノード３１０、ノード３１１
エッジ３１７：ノード３０９、ノード３１１
エッジ３１８：ノード３１１、ノード３０７
エッジは、この文脈では、それぞれのエッジによって接続され順序付けられたたノードのペアによって定義される。エッジの順序付けられたペア内のノードの順序は、有向エッジの方向を表す。

【0055】

図示のテキストベースの表現では、データフローグラフ３００の情報全体が表されている。データフローグラフ３００の情報内容は、関連するグラフ２００の情報内容に対応し、データフローグラフ３００は、グラフィック描写Ａにおけるグラフ２００の一意の表現である。

【0056】

図２は、プログラミング言語ラダーダイアグラムＬＤおよびさらなるデータフローグラフ３００による更なるグラフィカルダイアグラム２００の更なる概略図を示す。

【0057】

図２は、従来技術から知られている階層構造に従って表現することができない、または複雑さを増してしか表現することができないグラフィカルダイアグラム２００の例を示す。一方、図２のグラフィック描写Ａに示されるグラフィカルダイアグラム２００は、データフローグラフ３００の助けを借りて、本出願による描写によって表され得る。

【0058】

グラフィック描写Ａに示されるグラフィカルダイアグラム２００は、第１～第３の接点Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３と、左電圧レールＬと右電圧レールＲとの間にそれぞれ接続された第１および第２のコイルＡ１、Ａ２とを含む。第１および第３の接点Ｅ１、Ｅ３はそれぞれ、左右の電圧レールＬ、Ｒ間の電流フローに対して第１および第２のコイルＡ１、Ａ２の上流に配置され、第２の接点Ｅ２は電流フローに対して第１および第３の接点Ｅ１、Ｅ３に隣接して配置される。図示のダイアグラムでは、第２の接点Ｅ２は、それぞれの接続線２０３によって第１のコイルＡ１および第２のコイルＡ２の両方にさらに接続されている。

【0059】

グラフィック描写Ｂは、図１の従来技術の手順に類似するグラフィック描写Ａのグラフィックダイアグラム２００の階層構造を示す。しかし、図１の構造に類似する配列ＳＥＱおよび代替ＡＬＴへの階層構造化は、図示されるグラフィカルダイアグラムにおいて失敗する。なぜなら、第２の接点Ｅ２が、第１のコイルＡ１および第２のコイルＡ２の両方に接続しており、第２の接点Ｅ２の配列または代替への明確な割り当てが見られないため、明確な構造化は不可能であるからである。

【0060】

ダイアグラムＢでは、例示的な階層構造が示されており、図示のグラフィカルダイアグラム２００は、第１の配列ＳＥＱ１と、第２の配列ＳＥＱ２と、第１の代替ＡＬＴ１とに構造化される。第１の配列ＳＥＱ１は、第１の代替ＡＬＴ１、したがって、第１および第２の接点Ｅ１、Ｅ２、さらにコイルＡ１を含む。第２配列ＳＥＱ２は、第３接点Ｅ３及び第２コイルＡ２を含む。しかしながら、第２の接点Ｅ２と第２のコイルＡ２との間のマークされた接続線２０３に起因して、提案された構造化は、第２の接点Ｅ２もまた、第２のコイルＡ２を備える第２の配列ＳＥＱ２の一部でなければならないので、完全ではない。しかしながら、図示のダイアグラム２００では、第２の接点Ｅ２は１回しか発生しないので、２つの異なる配列または代替への第２の接点Ｅ２の二重割り当ては不可能である。

【0061】

グラフィック描写Ｃは、グラフィック描写Ａのダイアグラム２００に対する代替的なグラフィック描写２００を示す。上述のように、従来技術から知られている階層構造はグラフィック描写Ａに示されるダイアグラム２００の表現に失敗する。このことを回避するために、グラフィック描写Ｃはダイアグラム２００の情報内容を含み、したがって、グラフィック描写Ａのダイアグラム２００に対する機能的代替を表すダイアグラム２００の代替的な配置を示す。グラフィック描写Ｃのダイアグラム２００は、第１のインスタンスおよび第２のインスタンスにおいて第２の接点Ｅ２を示す。グラフィカルＣのダイアグラム２００では、グラフィカルＡおよびＢの図とは対照的に、第２の接点Ｅ２は第１のインスタンスおよび第２のインスタンスで示されている。

【0062】

第２の接点Ｅ２の二重配置により、第２の接点Ｅ２１の第１のインスタンスは第１のコイルＡ１に接続され、第２の接点Ｅ２の第２のインスタンスは第２のコイルＡ２に接続される。さらに、第２の接点Ｅ２の第１のインスタンスは第１の接点Ｅ１と並列に配置され、第２の接点Ｅ２の第２のインスタンスは第３の接点Ｅ３と並列に配置される。結果として、グラフィック描写Ｃのダイアグラム２００の代替的な構造化は、グラフィック描写Ａのダイアグラム２００に類似して対応する。

【0063】

これは、明確な階層構造化を可能にする。この目的のために、図示のダイアグラム２００は、第１の配列ＳＥＱ１および第２の配列ＳＥＱ２を備える第１の代替ＡＬＴ１に構造化される。第１の配列ＳＥＱ１は、互いに並列に配置された第１および第２の接点Ｅ１、Ｅ２と、第１のコイルＡ１とを備える第２の代替ＡＬＴ２を備える。第２の配列ＳＥＱ２は、互いに並列に配置された第２および第３の接点Ｅ２、Ｅ３と、第２のコイルＡ２とを備える第３の代替ＡＬＴ３を備える。

【0064】

したがって、ダイアグラム２００の示された代替構造化によって、シーケンスおよび代替からなる明白な階層構造が決定され得る。さらに、ダイアグラム２００の代替的な構造化はグラフィック描写Ａのグラフィカルダイアグラム２００の情報コンテンツと、グラフィック描写ＡおよびＣの２つのダイアグラムの対応する制御プログラムとを表し、それぞれが同一の動作モードを有する。しかしながら、グラフィック描写Ｃのダイアグラム２００の代替構造化の欠点は、第２の接点Ｅ２の二重インスタンス化である。これにより、グラフィカルダイアグラム２００はグラフィック描写Ａの構造化よりも複雑になり、追加の要素２０１を含む。これは、単一の要素の代わりに複雑なサブダイアグラムを増加しなければならない場合に特に問題となる。これはグラフィック描写Ｃのグラフィカルダイアグラム２００に基づいて、それぞれの制御プログラムの複雑さを増加させることができ、それによって、それぞれの制御プログラムの実行のための計算努力も、追加の要素２０１のために増加する可能性がある。追加の要素２０１は、階層構造化の達成のために排他的に必要とされるが、グラフィカルダイアグラムへのいかなる追加の情報的寄与も提供しない。

【0065】

一方、グラフィック描写Ｄは、本出願によるデータフローグラフ３００を、グラフィック描写Ａのグラフィックダイアグラム２００の表現として示す。図１のデータフローグラフと同様に、データフローグラフ３００は、開始ノードＬと終了ノードＲとの間のエッジ３０３を介して互いに接続されたノード３０１を備える。ノードは、グラフィック描写Ａのグラフィックダイアグラム２００の要素に対応する。したがって、示されるデータフローグラフは、第１～第３の接点Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、ならびに第１および第２のコイルＡ１、Ａ２を備える。ノードはグラフィック描写Ａのグラフィカルダイアグラム２００の要素に対応する。示されるデータフローグラフがしたがって、第１～第３の接点Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、ならびに第１および第２のコイルＡ１、Ａ２を含み、グラフィック描写Ｄに見られるように、第２の接点Ｅ２の二重化は必要ではない。グラフィカルダイアグラムＡのグラフィカルダイアグラム２００を参照すると、第１～第３の接点Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３はそれぞれ、左電圧レールＬを表す開始ノード３０５に接続される。第１および第３の接点Ｅ１、Ｅ３はそれぞれ、右電圧レールＲを表す終了ノード３０７に接続される第１および第２のコイルＡ１、Ａ２に接続される。第２の接点Ｅ２は、図示の有向エッジ３０３を介して、それぞれ、第１のコイルＡ１および第２のコイルＡ２に接続される。グラフィック描写Ｄに見られるように、グラフィック描写Ｃのダイアグラム２００の代替的な構造化において必要とされたように、追加のノードを追加する必要はない。データフローグラフ３００におけるダイアグラム２００の表現は、したがって、ダイアグラム２００の簡略化された表現を可能にし、データフローグラフ３００の情報内容は、第１のグラフィック描写Ａのグラフィックダイアグラム２００の情報内容に似ている。データフローグラフ３００によって表される制御プログラムは第２の接点Ｅ２の重複による冗長性を省くことができるので、グラフィック描写Ｃのグラフィックダイアグラム２００によって表される制御プログラムと比較して、簡略化される。データフローグラフ３００の情報コンテンツのテキスト表現は、図１に示される例に従って実行され得る。

【0066】

図示のデータフローグラフ３００では、グラフィカルダイアグラム２００の要素２０１および接続線２０３が、対応するノード３０１および有向エッジ３０３によって表され、結果として達成される柔軟性も示す。データフローグラフ３００による表現のために、例えば、階層構造の場合に問題となるように、使用される表現の制限のために制限されることなく、グラフィカルダイアグラム２００内の変更が容易に可能である。例えば、要素２０１を削除または追加すること、または要素２０１間の接続を変更することによって、グラフィカルダイアグラム２００において変更が行われる場合、これらの変更は、それぞれのデータフローグラフ３００において制限なしに適用され得る。データフローグラフ３００の有向エッジ３０３は、順序付けられたペアとして定義されるので、任意の新しいノード３０１および／またはエッジ３０３が追加され得るか、または既存のノード３０１および／またはエッジ３０３が削除され得、ノード３０１およびエッジ３０３は変更によって影響を受けず、通常、ノード３０１の追加または削除はエッジ３０３の対応する追加または削除を伴う。これにより、特定の表現によって課される制約なしに、グラフィカルダイアグラム２００に変更を加えることができる。しかしながら、データフローグラフ３００のサイクル自由度は、調整中常に維持されなければならない。

【0067】

以下の構造１、２は、グラフィック描写Ｃのグラフィクダイアグラム２００（構造１）およびグラフィック描写Ｄのデータフローグラフ３００（構造２）をテキスト表現で説明する。

【0068】

構造１
Ａｌｔ１
ＳＥＱ１
ＡＬＴ２
接点Ｅ１
接点Ｅ２
コイルＡ１
ＳＥＱ２
ＡＬＴ３
接点Ｅ２
接点Ｅ３
コイルＡ２
構造２
ノード３０５：Ｌ
ノード３０７：Ｒ
ノード３０８：Ｅ１
ノード３０９：Ｅ２
ノード３１０：Ｅ３
ノード３１１：Ａ１
ノード３１２：Ａ２
エッジ３１３：ノード３０５、ノード３０８
エッジ３１４：ノード３０５、ノード３０９
エッジ３１５：ノード３０５、ノード３１０
エッジ３１６：ノード３０８、ノード３１１
エッジ３１７：ノード３０９、ノード３１１
エッジ３１８：ノード３０９、ノード３１２
エッジ３１９：ノード３１０、ノード３１２
エッジ３２０：ノード３１１、ノード３０７
エッジ３２１：ノード３１２、ノード３０７
図３は、プログラミング言語ラダーダイアグラムＬＤおよびさらなるデータフローグラフ３００によるさらなるグラフィカルダイアグラム２００のさらなる概略図を示す。

【0069】

図３はグラフィカルプログラミング言語であるラダーダイアグラムＬＤの要件に従った有効な図であるが、従来技術で知られている階層構造に従って、グラフィック描写Ａに示された形態で表すことができない、グラフィカルダイアグラム２００のさらなる例を示す。

【0070】

グラフィック描写Ａのダイアグラム２００は、第１の接点Ｅ１、第１のコイルＡ１および第２のコイルＡ２、ならびに機能ブロックＣＡＬＣの第１の機能ブロックインスタンスＦＢ１への呼び出しを含む。第１の機能ブロックインスタンスＦＢ１は、第１の入力Ａを介して受信された信号を処理し、それに応じて第１の出力Ｘを介して対応する機能結果を出力する、任意の機能ブロックＣＡＬＣのタイプであり得る。図示のダイアグラム２００では、第１の機能ブロックインスタンスＦＢ１への呼び出しは、第１の出力Ｘを介して、第１のコイルＡ１および第２のコイルＡ２の両方に接続される。第１の接点Ｅ１は、第１の機能ブロックインスタンスＦＢ１からの呼び出しの第１の入力Ａおよび第２のコイルＡ２に接続される。

【0071】

図１および図２に関してと同様に、ダイアグラムＢはグラフィック描写Ａのダイアグラム２００の失敗した階層構造化を示す。図２のダイアグラムの上記の問題に関しても同様に、図３のダイアグラムにおいても、第１の機能ブロックインスタンスＦＢ１の呼出しと第１のコイルＡ１およびコイルＡ２との接続、ならびに第１の機能ブロックインスタンスＦＢ１の呼出および２のコイルＡ２と第１の接点Ｅ１の接続の両方が、先行技術から知られている階層構造化による配列および代替への明確な構造化のための問題を提起する。図示の構造では、ダイアグラム２００が第１の配列ＳＥＱ１、第２の配列ＳＥＱ２、および第１の代替ＡＬＴ１に構造化され、第１の配列ＳＥＱ１は第１の接点Ｅ１と第１の代替ＡＬＴ１とを備え、代替ＡＬＴ１は第２の配列ＳＥＱ２と第２のコイルＡ２とを備え、第２の配列ＳＥＱ２は第１の機能ブロックインスタンスＦＢ１の呼出しと第１のコイルＡ１とを備える。しかしながら、第１の機能ブロックＦＢ１と第２のコイルＡ２との間に示されている接続線２０３では、特に第１の機能ブロックインスタンスＦＢ１の呼び出しの、配列または代替への明確な割り当ては不可能である。

【0072】

同様に、図２の例に関して、グラフィック描写Ａのダイアグラム２００に対する代替構造がグラフィック描写Ｃに示される。グラフィク描写Ｃのダイアグラム２００はグラフィック描写Ａのダイアグラム２００と同じ情報コンテンツを表す。ここで、グラフィック描写Ｃのダイアグラム２００はグラフィック描写Ａのダイアグラム２００と同じ情報コンテンツを表し、したがって、グラフィック描写ＡおよびＣのそれぞれの異なるダイアグラム２００に基づく制御プログラムの動作は明らかに同じである。これに関連して、機能ブロックＣＡＬＣは、副作用がないとみなされるべきである。同様に、図２の例に関して、グラフィカルＣのダイアグラム２００の代替構造において、第１の機能ブロックＦＢ１の前述のあいまいな割り当ては、代替構造における第１の機能ブロックＦＢ１がダイアグラム２００において２回配置されるという事実によって解決される。

【0073】

グラフィック描写Ｃのグラフィカルダイアグラム２００の代替構造において第１の機能ブロックインスタンスＦＢ１の呼び出しを２回配列することは、制御プログラムに追加の機能ブロックインスタンスを追加することと混同されるべきではない。代わりに、グラフィカルダイアグラム２００において、第１の機能ブロックインスタンスＦＢ１の呼び出しを２回配置することは、関連する制御プログラム内の機能ブロックインスタンスＦＢ１上で機能ブロックＣＡＬＣの挙動を２回実行することとして理解されるべきである。

【0074】

グラフィック描写Ｃに示されるダイアグラム２００では、それぞれの場合における第１の機能ブロックインスタンスＦＢ１の呼び出しは、第１の接点Ｅ１に２回、第１のコイルＡ１および第２のコイルＡ２の両方に１回接続される。ここで、第１の機能ブロックインスタンスＦＢ１の２つの呼び出しは、電流の流れに関して、第１および第２のコイルＡ１、Ａ２と同様に互いに隣り合って配置される。また、第１接点Ｅ１は、第２コイルＡ２に接続されている。したがって、示される図は、必要な変更を加えて、グラフィック描写Ａのダイアグラム２００に対応するように見え、したがって、同じ制御プログラムの代替的な構造化を単に表すように見える。図示のダイアグラム２００では、第１の機能ブロックインスタンスＦＢ１の呼び出しの２回の配置が、配列および代替への明確な階層構造化を可能にする。したがって、図は、第１の接点Ｅ１および第１の代替ＡＬＴ１を備える第１の配列ＳＥＱ１に構成され得る。第１の代替ＡＬＴ１は、更に、互いに対して並列に配置された２つの配列ＳＥＱ２、ＳＥＱ３を備え、この文脈における第２の配列ＳＥＱ２は第１の機能ブロックインスタンスＦＢ１への呼び出しおよび第１のコイルＡ１を備え、第３の配列ＳＥＱ３は第２の代替ＡＬＴ２および第２のコイルＡ２を備える。第２の代替ＡＬＴ２は第１の機能ブロックインスタンスＦＢ１の複製された呼び出しと、第１の機能ブロックインスタンスＦＢ１の複製された呼び出しと並列して配置された第４の配列ＳＥＱ４とを再び含み、第１の機能ブロックインスタンスＦＢ１の複製された呼び出しと並行して配置された接続線をさらに含む。第１の機能ブロックインスタンスＦＢ１の呼び出しの二重配置により、第１の機能ブロックインスタンスＦＢ１の呼び出しの機能ブロックＣＡＬＣは、関連する制御プログラムが実行されるときに２回実行される。これは第１の機能ブロックＦＢ１の複製に基づく計算労力の増加をもたらす可能性があり、これは階層構造化を可能にするために排他的に必要とされたが、制御プログラムのためのいかなる情報的付加価値も表さない。また、行動の実行に副作用がある、すなわち制御プログラムの状態が変更した場合に、制御プログラムの行動が実際にずれることがある。たとえば、動作が制御プログラムのグローバル変数Ｘをインクリメントする場合、その値は、Ｂ）およびＣ）の実行後に異なる。副作用を持つ共通機能ブロックは、エッジ検出のためのＩＥＣ６１１３１－３のＲ＿ＴＲＩＧおよびＦ＿ＴＲＩＧである。したがって、これらのＦＢのインスタンスの呼び出しを複製することは、プログラムの動作を間接的に変化させる。

【0075】

グラフィック描写Ｄは、対応するデータフローグラフ３００における、本出願によるグラフィカルダイアグラム２００の表現を示す。データフローグラフ３００は、グラフィック描写Ａにおけるダイアグラム２００のすべての要素を備え、第１の機能ブロックＦＢ１の二重実行を回避することができる。この目的のために、第１の接点Ｅ１は第１の機能ブロックＦＢ１の第１の入力Ａの両方に、有向エッジを介して接続される。別の有向エッジを介して、第１の接点Ｅ１は、第２のコイルＡ２にさらに接続される。第１の機能ブロックＦＢ１は、有向エッジを介して第１の出力Ｘを介して第１のコイルＡ１に接続され、さらに有向エッジを介して第２のコイルＡ２に接続される。これは、グラフィック描写Ｃの構造において必要とされたように、第１の機能ブロックＦＢ１の機能ブロックＣＡＬＣの複数の実行の必要性を排除する。したがって、有向エッジ３０３は明確性を保証するためにグラフに追加のノード３０１を挿入する必要なしに、個々のノード３０１を互いに明確に割り当てることを可能にする。これは制御プログラムの複雑さを低減し、場合によっては、制御プログラムを実行するために必要とされる計算努力を低減することができる。さらに、副作用の影響を受ける機能ブロックＣＡＬＣの場合、動作は、Ａ）とＤ）の間で逸脱しない。

【0076】

以下の構造１、２は、グラフィック描写Ｃのグラフィカルダイアグラム２００（構造１）およびグラフィック描写Ｄのデータフローグラフ３００（構造２）をテキスト表現で説明する。

【0077】

構造１
ＳＥＱ１
接点Ｅ１
ＡＬＴ１
ＳＥＱ２
ＡＬＴ２
機能ブロックＦＢ１
ＳＥＱ４
コイルＡ１
ＳＥＱ３
機能ブロックＦＢ１
コイルＡ２
構造２
ノード３０５：Ｌ
ノード３０７：Ｒ
ノード３０８：Ｅ１
ノード３０９：ＦＢ１
ノード３１０：Ａ１
ノード３１１：Ａ２
エッジ３１３：ノード３０５、ノード３０８
エッジ３１４：ノード３０８、ノード３０９
エッジ３１５：ノード３０８、ノード３１１
エッジ３１６：ノード３０９、ノード３１０
エッジ３１７：ノード３０９、ノード３１１
エッジ３１８：ノード３１１、ノード３０７
エッジ３１９：ノード３１０、ノード３０７

【0078】

図４は、プログラミング言語ラダーダイアグラムＬＤおよびさらなるデータフローグラフ３００によるさらなるグラフィカルダイアグラム２００のさらなる概略図を示す。

【0079】

図４に示されるグラフィカルダイアグラムの例は、グラフィカルプログラミング言語であるラダーダイアグラムＬＤの規則に従って許容されるが、図２および３の例と同様に、従来技術の構造化規則に従って、表示することはできない。グラフィック描写Ａに示されるダイアグラム２００は、左および右の電圧レールＬ、Ｒに加えて、第１～第３の接点Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、第１～第３のコイルＡ１、Ａ２、Ａ３、および実行されるべき機能ブロックＣＡＬＣを有する第１の機能ブロックインスタンスＦＢ１への呼び出しを含む。第１～第３の接点Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３は、それぞれ電流フローに対して並列に配置され、第１の機能ブロックインスタンスＦＢ１への呼び出しの第１の入力Ａ、第２の入力Ｂ、または第３の入力Ｃにそれぞれ接続される。第１～第３のコイルＡ１、Ａ２、Ａ３も互いに隣接して配置され、第１のコイルＡ１は第１の機能ブロックインスタンスＦＢ１への呼び出しの第１の出力Ｘに接続され、第３のコイルＡ３は第１の機能ブロックインスタンスＦＢ１への呼び出しの第２の出力Ｙに接続される。第２のコイルＡ２は、第１の機能ブロックインスタンスＦＢ１への呼び出しの第１の出力Ｘおよび第２の出力Ｙの両方に接続される。図２および図３に関して示される例と同様に、第１の機能ブロックインスタンスＦＢ１の呼び出しの第１および第２の出力Ｘ、Ｙへの第２のコイルＡ２の二重接続により、グラフィック描写Ａのダイアグラム２００は、階層構造に従って、シーケンスおよび代替に一意に構造化することができない。さらに、第１の機能ブロックＦＢ１の複数の入力および出力は、対応する階層構造におけるダイアグラム２００の明白な表現を妨げる。

【0080】

図２及び図３に示された例とは異なり、図４には代替的な表現は示されていない。このような代替的な表現は、図４に示されたグラフィカルダイアグラム２００には多数の修正なしでは不可能である。プログラミング言語ラダーダイアグラムＬＤの規則に従う許容可能なグラフィカルダイアグラムでグラフィック描写Ａに示されるグラフィカルダイアグラム２００は修正なしに階層構造、例えば、第１の機能ブロックＦＢ１の入力Ａ、Ｂ、Ｃにおける追加のブール演算子で表され得る。

【0081】

しかしながら、データフローグラフとしての表現は、図形描写Ｂに示されるように、容易に可能である。

【0082】

図１～図３の例からの逸脱において、以下は、代替のグラフィカルダイアグラム２００および対応する階層構造のさらなる説明を含まない。代わりに、グラフィック描写Ｂは、グラフィック描写Ａのグラフィカルダイアグラム２００のためのアプリケーションによるデータフローグラフ３００を示す。

【0083】

データフローグラフ３００は、この目的のために、追加の要素またはノードを挿入する必要なく、グラフィック描写Ａのダイアグラム２００を明確に表すのに適している。したがって、データフローグラフ３００はグラフィック描写Ａのダイアグラム２００の要素のみを含み、すべての要素は、データフローグラフ３００に排他的にリストされる。

【0084】

第１～第３の接点Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３は、それぞれ、開始ノード３０５に接続され、第１の機能ブロックインスタンスＦＢ１への呼び出しの第１～第３の端末Ａ、Ｂ、Ｃに接続される。第１～第３のコイルＡ１、Ａ２、Ａ３はそれぞれ単に終了ノード３０７に接続され、第１のコイルＡ１は第１の出力Ｘに接続され、第３のコイルＡ３は第１の機能ブロックＦＢ１の第２の出力Ｙに接続される。一方、第２のコイルＡ２は、第１の機能ブロックインスタンスＦＢ１への呼び出しの第１および第２の出力Ｘ、Ｙの両方に接続される。これは、グラフ２００の完全な情報内容がデータフローグラフ３００によって明確に表されている、グラフィック描写Ａのグラフ２００の、従来技術と比較した簡略化された表現を提供する。

【0085】

図５は、プログラミング言語ラダーダイアグラムＬＤおよびさらなるデータフローグラフ３００によるさらなるグラフィカルダイアグラム２００のさらなる概略図を示す。

【0086】

図５はグラフィカルプログラミング言語であるラダーダイアグラムＬＤの規則に従って許容されるが、従来技術の構造化規則に従って明確に表すことができない、グラフィカルダイアグラム２００のさらなる例を示す。

【0087】

グラフィック描写Ａのダイアグラム２００は第、１～第３の接点Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、第１の機能ブロックインスタンスＦＢ１への呼び出し、第２の機能ブロックインスタンスＦＢ２への呼び出し、ならびに第１および第２のコイルＡ１、Ａ２を含む。第１～第３の接点Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３は、電流の流れに関して互いに隣接して配置され、第１の機能ブロックインスタンスＦＢ１の呼び出しの第１～第３の端末Ａ、Ｂ、Ｃにそれぞれ単純に接続される。第１～第２のコイルＡ１、Ａ２は、それぞれ並んで配置され、第２の機能ブロックインスタンスＦＢ２の呼び出しの第１～第２の出力Ｘ、Ｙに接続される。第１および第２の機能ブロックインスタンスＦＢ１、ＦＢ２への呼び出しは、第１の機能ブロックインスタンスＦＢ１への呼び出しの第１の出力Ｘを第２の機能ブロックインスタンスＦＢ２の呼び出しへの第２の入力Ｂに接続し、第１の機能ブロックインスタンスＦＢ１の呼び出しから第２の機能ブロックインスタンスＦＢ２への呼び出しへの第２の出力Ｙを第２の機能ブロックインスタンスＦＢ２への呼び出しの第１の入力Ａに接続することによって、それぞれ互いに接続される。さらに、第３の接点Ｅ３は、第２の機能ブロックインスタンスＦＢ２への呼び出しの第３の入力Ｃに接続される。また、第１および第２の機能ブロックインスタンスＦＢ１、ＦＢ２の呼び出しが相互に交差接続されているため、従来技術の階層構造化の規則に従う配列および代替形態へのダイアグラム２００の構造化は、明らかに不可能である。上記の例に続いて、第１および／または第２の機能ブロックインスタンスＦＢ１、ＦＢ２への呼び出しの複数の構成が実行されるという点で、ダイアグラム２００の代替構造がこの目的のために作成されなければならない。しかし、第２の機能ブロックインスタンスＦＢ２への各呼び出しはポートＡ、Ｂ、およびＣの値を必要とするので、補助変数は階層構造化のために導入されなければならない。そのため、ラダーダイアグラムＬＤ言語のグラフィカルな手段では、このような接続を表現できないため、ダイアグラムが読みにくくなる。言及された要素の二重の配置は、グラフィカルダイアグラムおよび対応する制御プログラムの複雑さを増加させる。さらに、機能ブロックインスタンスＦＢ１、ＦＢ２への呼び出しの多重配置は、それぞれの制御プログラムの実行中に機能ブロックインスタンスＦＢ１、ＦＢ２の機能ブロックＣＡＬＣの多重実行を引き起こす。その結果、制御プログラムの実行中に、追加の計算ステップが達成されなければならず、これは、グラフィカルダイアグラムの表現のための制限的な階層構造化のみに起因し、したがって、制御プログラムの実行に必要な計算容量を不必要に増加させる。

【0088】

代替的に、本出願によるデータフローグラフ３００によるグラフィカルダイアグラム２００の表現は、グラフィック描写Ｂに示される。ここで、データフローグラフ３００はグラフィック描写Ａのグラフィカルダイアグラム２００の要素のみを含み、要素の追加または複数の表現は必要ではない。データフローグラフ３００の個々のノード３０１を個々の有向エッジ３０３と接続することによって、個々のノードの任意の接続を実施することができる。とりわけ、第１および第２の機能ブロックインスタンスＦＢ１、ＦＢ２の交差接続は、第１の機能ブロックインスタンスＦＢ１への呼び出しの第１および第２の出力Ｘ、Ｙと、第２の機能ブロックインスタンスＦＢ２への呼び出しの対応する第１および第２の入力Ａ、Ｂとの間にそれぞれ延在する対応する有向エッジ３０３によって容易に実装され得る。さらに、第３の接点Ｅ３は、第１の機能ブロックインスタンスＦＢ１の呼び出しの第３の入力Ｃと、第２の機能ブロックインスタンスＦＢ２の呼び出しの第３の入力Ｃとの両方の２つの別個の有向エッジを介して容易に接続され得る。したがって、本出願によるデータフローグラフは、従来技術の階層構造化の対象ではないので、上に示された従来技術の例で必要とされる要素の複数の実行は必要ではない。図１に関して示された例による明確なテキスト表現は、個々のノードのトポロジー的ソーティングと、それぞれのエッジ３０３によって接続されたノード３０１の順序付けられたペアとしてのエッジ３０３の明確な割り当てとを実行することによって行われ得る。

【0089】

図６は、一実施形態によるオートメーションシステムを制御するための制御プログラムを生成するための方法の模式図を示す。

【0090】

図６は、オートメーションシステムを制御するための制御プログラムを生成するための、本出願による方法の実行のグラフ描写を示す。図６は本出願による方法によれば、データフローグラフに基づいて、関連するグラフィカルダイアグラムの対応する同義表現が、様々な方法ステップを実行することによってＬＤに従ってどのように行われるかを、様々なグラフィック描写Ａ～Ｅを用いて示す。以下の説明では、図１～図５に導入された命名法がグラフィカルダイアグラムおよびデータフローグラフの両方に関して使用され、以下ではそれ以上の説明は行わない。

【0091】

図１～図５の例と同様に、本出願による方法のグラフによる説明は、本出願の限定としての役割を果たすことを意図しない任意の例に対してもなされる。すでに上述したように、本出願によるデータフローグラフによる本出願によるグラフィカルダイアグラムの表現は、従来技術から知られている制限を受けるものではない。したがって、図６のグラフィック描写Ａの例示的なグラフィカルダイアグラム２００に基づいて、以下に説明される本出願による方法に従って制御プログラムを生成するための手段は、グラフィカルプログラミング言語であるラダーダイアグラムＬＤの規則に従って許容される任意のグラフィカルダイアグラムに適用され得る。

【0092】

図示の例では、グラフィック描写Ａのグラフィカルダイアグラム２００が、第１～第３の接点Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３と、左右の電圧レールＬ、Ｒの間にそれぞれ配置された第１および第２のコイルＡ１、Ａ２とを含む。第１の接点Ｅ１および第１のコイルＡ１は電流の流れに対して一方が他方の後ろに配置され、第２の接点Ｅ２、第３の接点Ｅ３および第２のコイルＡ２は電流の流れに対して一方が他方の後ろに配置される。さらなる接続線２０３を用いて、第２の接点Ｅ２は、第１のコイルＡ１にさらに接続される。以下の実施形態では、ダイアグラムＡに示されるダイアグラム２が本出願による方法を実施することによって得られるグラフィカルダイアグラムを表す。これは、例えば、グラフィカルプログラミングプロセス中の対応するグラフィカル入力要求に基づいて実行することができる。あるいは、所望のグラフィカルダイアグラム２００が、既存のグラフィカルダイアグラムを読み込み、以下の実施形態で実行される適切な変換ステップを実行することによって生成されてもよい。

【0093】

制御プログラムを生成するために、データフローグラフ３００が最初に、グラフィカルプログラミング要求または既存の制御プログラムの読み込みテキスト情報のいずれかに基づいて作成される。図１～図５の実施形態によれば、データフローグラフ３００は開始ノード３０５と、終了ノード３０７と、それらの間に配置された複数のノード３０１とを備え、それらの各々はそれぞれのエッジ３０３によって相互接続される。ここに示されるデータフローグラフ３００は、所望のグラフィカルダイアグラム２００を表すために必要とされるすべての要素を備え、第１～第３の接点Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３と、第１および第２のコイルＡ１、Ａ２とを備える。この場合、第１接点Ｅ１は第１コイルＡ１に直列に接続され、第２接点Ｅ２は第３接点Ｅ３に直列に接続され、第２接点Ｅ２は第２コイルＡ２に直列に接続され、第２接点Ｅ２は第１コイルＡ１にさらに接続される。

【0094】

データフローグラフ３００の生成は、所望のグラフィカルダイアグラム２００の様々な要素の追加または削除が実行されるグラフィカルプログラミング要求に従って実行され得る。この目的のために、データフローグラフ３００のノード３０１およびエッジ３０３は、それぞれ、グラフィカルダイアグラム２００の各要素２０１および各接続線２０３に割り当てられ得る。この場合、エッジ３０３はそれぞれ、ノード３０３の出力から別のノード３０３の入力まで延び、それぞれ、開始ノード３０５から開始する方向に、終了ノード３０７の方向に向けられる。エッジ３０３はグラフィカルダイアグラム２００において、対応する接続線が対応する要素２０１の出力からさらなる要素２０１の入力まで走り、したがって、直流電流が右電圧バーＲの方向に２つの要素２０１の間を走ることができる正確な時間に作成される。この文脈において、対応するグラフィカルプログラミング要求は、それに応じてノード３０１および／またはエッジ３０３を削除または追加することによって、データフローグラフ３００の対応する修正に直接変換され得る。代替的に、データフローグラフ３００は図１に与えられた例によるテキスト表現に基づいて生成されてもよい。この目的のために、例えば、配列および代替への階層構造化が実行される従来技術によるテキスト表現は、個々の要素がノードとして表され、接続線がデータフローグラフの有向エッジとして表される、対応するテキスト表現に変換されてもよい。データフローグラフ３００のテキスト表現はまた、ノード３０３およびエッジ３０３を作成することによって、対応するデータフローグラフに直接変換され得る。

【0095】

さらなる方法ステップによれば、データフローグラフ３００のノードの深さ決定を伴うトポロジカルソーティングが実行されてもよく、データフローグラフまたはデータフローグラフ３００のノード３０１はグラフィック描写Ｃに示されるように、２次元配列４００に配列されてもよく、各ノード３０１は２次元配列４００の対応するプロットユニット４０１に配列され、配列４００はグリッド形状であってもよい。これにより、距離ｉを有するノードは、ｊ＞＝ｉのｊ番目の列に配置される。この文脈において、ノード３０１の深さは、両方への対応する接続を介して開始ノード３０５とそれぞれのノード３０１との間に配置されるいくつかのノード３０１を記述する。データフローグラフ３００のノードの順序が決定されるトポロジカルソーティングは、それぞれ、データフローグラフの開始ノード３０５からの各ノード３０１の距離に基づく。データフローグラフ３００を各ノード３０１のために、またはその上でトポロジー的にソートすることによって、開始ノード３０５から終了ノード３０７までの経路であって、経路の有向エッジ３０３のいずれもが開始ノード３０５の方向に向けられていない、またはその方向に横断されていない経路が見出され得る。

【0096】

さらなる方法ステップでは、グラフィック描写Ｃのデータフローグラフ３００がその後、対応するグラフィカルダイアグラム２００に変換され、これはグラフィック描写Ｄに示される。この文脈では、データフローグラフ３００のすべてのノード３０１がグラフィカルダイアグラム２００の対応する要素２０１に変換され、ここで、グリッドとして具現化される配列４００と、それ内のノード３０１の位置とが引き継がれる。さらに、データフローグラフ３００の有向エッジ３０３はグラフィカルダイアグラム２００の対応する接続線２０３に変換され、接続線２０３は水平成分または垂直成分のみを有する。接続線２０３は、対応するノード３０１がデータフローグラフ３００の有向エッジ３０３によって接続される要素２０１を接続するように配置される。この文脈において、グラフィカルダイアグラムの個々の要素２０１は、各場合において、２次元配列４００の個々のプロットユニット４０１に配置される。水平成分または垂直成分からなる接続線２０３は、２次元配列４００の分割線４０３上にさらに配置され、それによって隣接するプロットユニット４０１は互いに分離される。

【0097】

図示の実施形態では、各接続線２０３が、それぞれの水平開始成分２０９と、第１の垂直成分２１１と、水平中心成分２１３と、第２の垂直成分２１５と、水平入力成分２１７とを含む。グラフィック描写Ｄでは、明確にするために、対応する構成要素には第３の接点Ｅ３と第２のコイルＡ２との間の接続線についてのみ、対応する参照番号が付されている。この文脈において、水平開始成分２０９は、第３の接点Ｅ３の出力に接続され、一方、水平入力コンポーネント２１７は、第２のコイルＡ２の入力に接続される。第１および第２の垂直成分２１１、２１５はそれぞれ、２次元配列４００の垂直分割線４０３上に配置される。水平中心成分２１３は、再度、２次元配列４００の水平分割線４０３上に配置される。

【0098】

図示の実施形態では、２次元配列４００が複数の水平分離線４０３を含み、その各々は２次元配列４００の中央領域に配置され、プロットユニット４０１の２つの重ね合わされた行を分離する。図示の実施形態では、２次元配列４００が８本の接続線２０３の各々に対して１本の水平分離線４０３が設けられるように、８本の水平分離線４０３を備える。８本の異なる接続線２０３の水平中心成分２１３は、水平分割線４０３上に個別に配置されてもよい。さらに、２次元配列４００は、異なる接続線２０３の第１および第２の垂直成分２１１、２１５が、垂直分離線４０３上に排他的に配置され得るように、複数の垂直分離線４０３を備える。

【0099】

グラフィック描写Ｄの代替として、対応して異なる構造の２次元配列４００が、異なる構造のグラフィカルダイアグラム２００または異なる構造のデータフローグラフ３００のために生成され得る。例えば、これらは、プロットユニット４０１の複数の重ね合わされた行を含むことができ、異なる数の垂直及び水平分割線４０３を含むことができる。

【0100】

代替として、ノード３０１は２つのノード３０１の間にエッジ３０３があるとき、先行ノード３０１の出口が後続ノード３０１の入口の左にあるという条件で、他の方法に従って配置され得る。

【0101】

さらなる方法ステップでは、続いて、グラフィック描写Ｄの配置４００に基づいて最適化が実行され、要素２０１間の距離および／または接続線２０３の長さが最小化され、および／または接続線２０３の交差が回避される。グラフィック描写Ｅは、最適化から得られるグラフィックダイアグラム２００を示す。グラフィック描写Ｄのグラフィックダイアグラム２００と比較して、特に、接続線２０３の長さが低減される。それぞれの場合において、１つの要素２０１の入力から、プロットユニット４０１の同じ行内に配置された他の要素２０１の出力までの要素２０１を接続する接続線２０３は、第１および第２の垂直成分２１１、２１５をゼロに低減することによって、最適化の過程で、直線水平接続線２０３に低減される。同様に、左側の電圧レールＬと第２の接点Ｅ２との間の接続線については第２の垂直成分２１５がゼロに低減され、一方、第２のコイルＡ２と右側の電圧レールＲとの間の接続線２０３については第１の垂直成分２１１がゼロに低減されている。したがって、このようにして最適化されたグラフィカルダイアグラム２００は、明確に表され、それぞれ水平成分２０５および垂直成分２０７のみを有する接続線２０３のみを有する。このように生成されたグラフィカルダイアグラム２００は、グラフィック描写Ａの所望のダイアグラム２００に対応し、グラフィック描写Ｂのデータフローグラフ３００によって明確に表される。

【0102】

図７は、一実施形態による、オートメーションシステムを制御するための制御プログラムを生成するための方法１００のフローチャートを示す。

【0103】

オートメーションシステムを制御するための制御プログラムを生成するための本出願による方法１００は、上に示された用途によるグラフィカルプログラミング言語であるラダーダイアグラムＬＤおよびデータフローグラフ３００に従って、グラフィカルダイアグラム２００の例に適用可能である。

【0104】

オートメーションシステムを制御するための制御プログラムを生成するために、制御プログラムのグラフィカルダイアグラム２００が、プログラマブルロジックコントローラＰＬＣのためのグラフィカルプログラミング言語ラダーロジックＬＤに従ってダイアグラム生成ステップ１０１において最初に生成される。グラフィカルダイアグラム２００は複数の要素２０１を含み、その各々は、接続線２０３によって相互接続される。本明細書の要素２０１は、少なくとも左電圧レールＬおよび右電圧レールＲと、左および右電圧レールＬ、Ｒの間に配置された複数の要素２０１とを備える。電圧レールＬ、Ｒの間に配置された要素２０１は、この文脈において、接点、コイル、機能ブロックインスタンスへの呼び出し、機能、またはグラフィカルプログラミング言語であるラダーダイアグラムＬＤのためのガイドラインにおいて定義された他の要素を備え得る。上記の例によれば、接続線２０３は、水平成分２０５および垂直成分２０７のみから構成されてもよい。

【0105】

グラフ生成ステップ１０３では、データフローグラフ３００が、生成される制御プログラムのグラフィカルダイアグラム２００の表現としてさらに生成される。データフローグラフ３００は、有向エッジ３０３によって相互接続された複数のノード３０１を含む。データフローグラフ３００は、少なくとも開始ノード３０５および終了ノード３０７を含み、開始ノード３０５はグラフィカルダイアグラム２００の左電圧レールＬを表し、終了ノード３０７は、グラフィカルダイアグラム２００の右電圧レールＲを表す。複数のノード３０１が、開始ノード３０５と終了ノード３０７との間に配置され、それぞれが、グラフィカルダイアグラム２００の要素２０１を表す。図１に関して説明した例によれば、有向エッジ３０３は、それぞれの有向エッジ３０３によって接続された２つのノード３０１の順序付けられた対として定義され、グラフィカルダイアグラム２００の接続線２０３に対応する。したがって、データフローグラフ３００の２つのノード３０１の間のエッジ３０３は、グラフィカルダイアグラム２００が、２つのノード３０１によって表される要素２０１の間に、一方の要素２０１の出力と他方の要素２０１の入力との間に延在する接続線２０３を備え、接続線２０３が２つの要素２０１の間の左右方向の直流の電流を表すときに挿入されるべきである。この文脈において、順序付けられたペアのエントリの順序は、それぞれのエッジ３０３の方向を指定する。ダイアグラム生成ステップ１０１およびグラフ生成ステップ１０３は、時間的に順番に実行されてもよいし、時間的に同時に実行されてもよい。同時に、グラフィカルダイアグラム２００の作成中に、対応する表現がデータフローグラフとして作成されると理解されるべきである。グラフィカルダイアグラム２００の要素又は接続線を、データフローグラフ３００の対応するノード３０１及びエッジ３０３に変換することは、時間的には、明らかに、プログラム中にグラフィカルダイアグラム２００の作成後に行われる。

【0106】

データフローグラフ３００は、非巡回グラフとして形成され得、開始ノード３０５と終了ノード３０７とを含み得る。ここで、データフローグラフ３００のエッジ３０３は、有向エッジとして具現化され、ノード３０１の順序付けられたペアとして表され得、順序付けられたペアにリストされたノード３０１の順序は、それぞれのエッジ３０３の方向を定義する。

【0107】

プログラム生成ステップ１０５では、続いて、データフローグラフ３００に基づいて、プログラマブルロジックコントローラを制御するための対応する制御プログラムが生成される。

【0108】

上記の例に示すように、データフローグラフ３００は、関連するグラフィカルダイアグラム２００の一意の表現であり、グラフィカルダイアグラム２００の同一の情報コンテンツを含む。グラフィカルダイアグラム２００およびデータフローグラフ３００の両方のテキスト表現は、例えば、図１に示される実施形態に従って達成され得る。グラフィカルダイアグラム２００の要素２０１またはデータフローグラフ３００のノード３０１が制御プログラムの変数に対応し得、したがって、値１または０を仮定し得る。

【0109】

図８は、さらなる実施形態による、オートメーションシステムを制御するための制御プログラムを生成するための方法１００のさらなるフローチャートを示す。

【0110】

図８に示されるアプリケーションによる方法１００の実施形態は、図７の実施形態に基づいており、そこに示される全ての方法ステップを含む。これらが以下の実施形態において変更されない限り、新たな詳細な説明は省略される。

【0111】

図示の実施形態では、ダイアグラム生成ステップ１０１は、受信ステップ１０７において、グラフィカルプログラミング言語であるラダーダイアグラムＬＤに従ってグラフィカルプログラミング要求を受信することを含む。グラフィカルプログラミング要求は、ユーザのプログラム動作を記述し、グラフィカルダイアグラム２００の要素２０１および／または接続線２０３を追加および／または削除および／または再配置することを含み得る。ここでの再配置は、グラフィカルダイアグラム２００の要素２０１間の接続の再配置を説明する。

【0112】

グラフィカルプログラミングプロセスによれば、プログラムされるべき制御プログラムの所望のグラフィカルダイアグラム２００は、したがって、例えば、要素２０１および／または接続線２０３を追加および／または削除および／または再配置することによって、グラフィカルプログラミング言語であるラダーダイアグラムＬＤのための従来技術において知られているグラフィカルプログラミングツールに従って、対応するグラフィカルエディタ内で、ユーザによって作成され得る。

【0113】

図示の実施形態では、グラフ生成ステップ１０３は、プログラミングステップ１０９を含む。プログラミングステップ１０９において、対応するデータフローグラフ３００は、行われたプログラミング要求に従って、データフローグラフ３００のノード３０１および／またはエッジ３０３を追加および／または削除および／または再配置することによって修正される。この文脈におけるノード３０１の再構成は、データフローグラフ３００内のさらなるノード３０１との少なくとも１つのノード３０１の接続の再設計を説明する。したがって、再構成されたデータフローグラフは、元のデータフローグラフ３００において接続されていなかった２つのノード３０１間の少なくとも１つのエッジ３０３を備え、および／または元のデータフローグラフ３００内の２つのノード３０１間の接続を表す少なくとも１つのエッジ３０３だけ低減される。

【0114】

グラフィカルプログラミングツール内の対応する要素２０１および／または接続線２０３を削除、追加、または再配置する各実行されたプログラミング要求は、それぞれのグラフィカルダイアグラム２００を表すデータフローグラフ３００に対応する修正を行う。したがって、グラフィカルプログラミングツールによってグラフィカルダイアグラム２００の要素２０１または接続線２０３が削除されると、データフローグラフ３００内の要素２０１または接続線２０３を表すノード３０１またはエッジ３０３の対応する削除が実行される。要素が追加または配置されると、データフローグラフ３００はそれに応じて調整される。

【0115】

したがって、データフローグラフ３００は、グラフィカルプログラミングツール内のグラフィカルプログラミングプロセスと同時に作成または修正されてもよく、グラフィカルプログラミングツール内のグラフィカルプログラミングプロセスによって、それぞれのグラフィカルダイアグラム２００がグラフィカルダイアグラム２００の追加の表現として、例えば、グラフィカルプログラミングツールの下位レベルにおいて、作成または修正される。この文脈では、グラフィカルプログラミングプロセスによってグラフィカルダイアグラム２００において実行される修正は、データフローグラフ３００の基礎をなす規則によって最小限に制約されるだけであり、したがって、プログラミング言語ラダーダイアグラムＬＤに関して定義された規則に従う限り、ほとんど制約なしにグラフィカルダイアグラム２００に修正を行うことができる。データフローグラフによる表現によって課される唯一の重要な制限は、グラフのサイクル自由度であり、これは常に保証されなければならない。

【0116】

したがって、データフローグラフ３００によるグラフィカルダイアグラム２００の表現は、従来技術で知られている階層構造と比較して、ほとんど限定されず、結果として、図２～図５の例によって示されるように、高い柔軟性を有する。

【0117】

図示の実施形態では、ダイアグラム生成ステップ１０１は、グラフプログラミングステップ１１１をさらに含む。グラフプログラミングステップ１１１では、グラフ２００の要素２０１および／または接続線２０３がデータフローグラフ３００に対する修正に基づいて、グラフプログラミング要求に従って、グラフ２００内で追加および／または削除および／または再配置される。

【0118】

したがって、グラフィカルプログラミングプロセスでは、グラフィカルプログラミング要求が、グラフィカルプログラミングツール内で、所望の修正を行うことによって、最初に作成される。これらのグラフィカルプログラミング要求に基づいて、グラフィカルプログラミング要求がデータフローグラフ３００の構造要件に適合する場合、それぞれのグラフィカルダイアグラム２００の表現として機能するデータフローグラフ３００に修正が加えられる。データフローグラフ３００の構造要件に従って実行可能な所望の修正は、その後、グラフィカルダイアグラム２００内で実行され、その結果、生成されるグラフィカルダイアグラム２００のターゲット化されたグラフィカルプログラミング要求に基づく所望の修正が可能になる。

【0119】

上述のように、対応するデータフローグラフ３００によるグラフィカルダイアグラム２００の表現は、グラフィカルダイアグラム２００の生成においてより少ない制限を課し、したがって、グラフィカルダイアグラム２００は、グラフィカルダイアグラム２００の表現として、本出願による方法１００および本出願によるデータフローグラフ３００によって生成することができ、現在の技術水準および階層構造化に従って、その中で優勢なグラフィカルダイアグラム２００の表現として実現することができない。さらに、データフローグラフ３００の単純な構造により、この目的のために、グラフィカルダイアグラム２００を実質的に変更する必要なく、既存のグラフィカルダイアグラム２００内で任意の種類の修正を実行することができる。さらに、データフローグラフによる表現は、関連するグラフィカルダイアグラム２００を簡略化することができる。例えば、グラフィカルダイアグラム２００への変更が、左右の電圧レールＬ、Ｒの間の連続的な電流の流れを可能にしない要素をもたらした場合、これらの要素は例えば、データフローグラフに変換されたときに、入力または出力のいずれかを介してさらなる要素に接続されるだけであるため、これらの要素は、グラフィカルダイアグラム２００ならびにデータフローグラフに余分な要素またはノードが含まれないように削除され得る。一方、グラフィカルダイアグラム２００への変更の結果として、要素がグラフィカルダイアグラム２００から削除される場合、データフローグラフ３００のノード３０１への直接接続を有さない不要なエッジ３０３も、データフローグラフ３００において自動的に削除される。これは、同様に、要素２０１間の直接的な接続を表さない全ての接続線を削除することによって、対応するグラフィカルダイアグラム２００を簡略化する。

【0120】

図９は、さらなる実施形態による、オートメーションシステムを制御するための制御プログラムを生成するための方法１００の別のフローチャートを示す。

【0121】

図９の方法１００の実施形態は、図８の実施形態に基づいており、そこに記載された全ての方法ステップを含む。これらが以下の実施形態において変更されない限り、新たな詳細な説明は省略される。

【0122】

図示の実施形態では、ダイアグラム生成ステップ１０１が読み込みステップ１１３をさらに含む。読み込みステップ１１３では、グラフィカルプログラミング言語であるラダーダイアグラムＬＤにプログラムされた制御プログラムが読み込まれる。制御プログラムは、この文脈において、例えば、図１に示されるグラフィカルダイアグラム２００又はデータフローグラフ３００のテキスト表現で表されてもよい。

【0123】

グラフ生成ステップ１０３は、第２のグラフ生成ステップ１１５をさらに含む。第２グラフ生成ステップ１１５では、読み込みステップ１１３で読み出された制御プログラムからの情報に基づいて、対応するデータフローグラフ３００が生成される。

【0124】

ダイアグラム生成ステップ１０１は、表示ステップ１１７をさらに含む。表示ステップ１１７では、第２のグラフ生成ステップ１１５で生成されたデータフローグラフ３００に基づいて、対応するグラフィカルダイアグラム２００が生成される。

【0125】

したがって、対応する既存の制御プログラムを読み取ることによって、対応するデータフローグラフ３００が、読み込まれた制御プログラムの情報に基づいて生成され得、対応するグラフィカルダイアグラム２００が生成されたデータフローグラフ３００の情報に基づいて生成され、対応するグラフィカルプログラミングツールに表示され得る。

【0126】

図１０は、さらなる実施形態による、オートメーションシステムを制御するための制御プログラムを生成するための方法１００のさらなるフローチャートを示す。

【0127】

図１０に示される実施形態は、図９の実施形態に基づいており、そこに示される全ての方法ステップを含む。これらが以下の実施形態において変更されない限り、新たな詳細な説明は省略される。

【0128】

図示の実施形態では、グラフィカルプログラミングステップ１１１および表示ステップ１１７がは、複数の方法ステップ１１９～１２５を備え、その助けを借りて、グラフ生成ステップ１０３で生成されたデータフローグラフ３００に基づく対応するグラフィカルダイアグラム２００の生成が説明される。

【0129】

ソーティングステップ１２３では、生成されたデータフローグラフ３００のノード３０１と、それぞれのグラフィカルダイアグラム２００の対応する要素２０１とが、深度決定を含みトポロジー的に最初にソートされる。データフローグラフ３００のノード３０１およびグラフィカルダイアグラム２００の対応する要素２０１をトポロジー的にソートすることによって、ノード３０１および要素２０１の両方について順序が決定され、配列４００のカラムへの割り当てが決定される。同様に、グラフィカルダイアグラム２００の要素２０１は、左電圧レールＬからの距離に従って順序付けられる。

【0130】

続いて、第１の配置ステップ１１９において、データフローグラフ３００のノード３０１は、グラフィカルダイアグラム２００の要素２０１に変換され、要素２０１は２次元配列４００に配置される。

【0131】

第２の配置ステップ１２１において、データフローグラフ３００の有向エッジ３０３は、グラフィカルダイアグラム２００の要素２０１間の対応する接続線２０３に変換され、それぞれの要素２０１間の２次元配列４００に配置される。この場合、接続線２０３は、それぞれ、水平成分２０５および垂直成分２０７のみを含む。この場合、２次元配列４００は、複数のプロットユニット４０１を有するマトリクス配列として具現化され得、各要素２０１は別個のプロットユニット４０１に配置され、接続線２０３はプロットユニット４０１間の分離線４０３に少なくとも部分的に沿って配置される。

【0132】

２次元配列４００におけるグラフィカルダイアグラム２００の要素２０１または接続線２０３の配置は、この点に関して、図６のグラフィック描写Ｄに示される例に従って実行され得る。接続線２０３は、示される水平入力成分２０９および開始成分２１７、第１および第２の垂直成分２１１、２１５、ならびに水平中心成分２１３を含み得る。図６に示される実施形態によれば、接続線２０３のそれぞれの構成要素は２次元配列４００の垂直および水平分離線４０３のそれぞれの上に配置され得、その結果、それぞれの水平中心構成要素２１３は、排他的水平分離線４０３上に配置される。

【0133】

最適化ステップ１２５において、要素２０１の配列４００および／またはグラフィカルダイアグラム２００の接続線２０３は、適切な最適化アルゴリズムを使用して最適化され得る。この目的のために、接続線２０３の長さおよび／または要素２０１間の距離は最小化され得る。代替または追加として、複数の接続線２０３の交差を回避することができる。特に、最適化は、２次元配列４００内のある高さに配置された相互接続要素２０１が直線的な水平構成要素２０５によって具現化される接続線２０３において、図６のグラフィック描写Ｅについて示された例に従って最適化され得る。ここで、特に、接続線２０３の始点および終点は、ある高さに配置される。要素２０１も別のエッジ２０３も、接続線２０３の始点と終点との間に配置されない。また、不要な水平成分や垂直成分を低減することで、接続線２０３の長さを短くすることができる。要素２０１または接続線２０３の配置４００を最適化することによって、グラフィカルダイアグラム２００の明確な表現を達成することができる。

【0134】

例えば、最適化アルゴリズムは、色彩問題を解くための従来技術のアルゴリズムを含むことができる。

【0135】

図示の実施形態では、方法１００が記憶ステップ１２７をさらに含む。記憶ステップ１２７において、データフローグラフ３００はテキスト表現に記憶されてもよく、および／または制御プログラムの実行可能バージョンは対応する実行ファイルに記憶されてもよい。データフローグラフ３００のテキスト表現は、この場合、図１に関して実行されたテキスト表現に従って、対応するテキストファイルに記憶され得る。

【0136】

図１１は、一実施形態によるプログラミングツール５００の概略図を示す。

【0137】

図示の実施形態では、プログラミングツール５００は、グラフィカルエディタユニット５０１および変換ユニット５０３を含む。グラフィカルプログラミングツール５００は、例えば、デスクトップコンピュータ、ラップトップ、またはクラウドサーバであるデータ処理ユニット５０５上で動作可能である。

【0138】

グラフィカルエディタユニット５０１は、ユーザが、プログラミング言語ラダーダイアグラムＬＤの要件および規則を満たす対応するグラフィカルプログラミング要求に従ってグラフィカルダイアグラム２００を生成することを可能にする。変換ユニット５０３は、さらに、アプリケーションの方法１００に従って、グラフィカルプログラミング要求または対応するグラフィカルダイアグラム２００を、データフローグラフ３００の形態の関連する表現に変換するように設定される。さらに、変換ユニット５０３は、対応するグラフ表示またはグラフィカルダイアグラムがエディタユニット５０１によって作成され得るように、対応して作成されたデータフローグラフ３００またはグラフの情報コンテンツをエディタユニット５０１に転送するように構成される。さらに、変換ユニット５０３は、生成されたデータフローグラフ３００に基づいて、制御プログラムの対応する実行可能バージョンを生成するように構成され得る。さらに、変換ユニット５０３は、生成されたデータフローグラフ３００をテキスト表現で記憶するように設定される。

【0139】

本発明は、例示的な例に関して説明されている。本発明の範囲を維持しながら、これらの開示を異なる材料および状況に適合させるために、変更を行うことができ、均等物を置き換えることができることが理解される。したがって、本発明は、開示される特定の例に限定されず、特許請求の範囲内に入る全ての例を包含する。

【図面の簡単な説明】

【0140】

本出願は、添付の図面を参照してより詳細に説明される：

【図1】プログラミング言語ラダーダイアグラムＬＤおよびデータフローグラフによるグラフィカルダイアグラムの模式図；

【図2】プログラミング言語ラダーダイアグラムＬＤおよびさらなるデータフローグラフによるさらなるグラフィカルダイアグラムのさらなる模式図；

【図3】プログラミング言語ラダーダイアグラムＬＤおよびさらなるデータフローグラフによるさらなるグラフィカルダイアグラムのさらなる模式図；

【図4】プログラミング言語ラダーダイアグラムＬＤおよびさらなるデータフローグラフによるさらなるグラフィカルダイアグラムのさらなる模式図；

【図5】プログラミング言語ラダーダイアグラムＬＤおよび別のデータフローグラフによるさらなるグラフィカルダイアグラムのさらなる模式図；

【図6】実施形態によるオートメーションシステムを制御するための制御プログラムを生成するための方法の模式図；

【図7】実施形態によるオートメーションシステムを制御するための制御プログラムを生成するための方法のフローチャート；

【図8】さらなる実施形態によるオートメーションシステムを制御するための制御プログラムを生成するための方法のさらなるフローチャート；

【図9】さらなる実施形態によるオートメーションシステムを制御するための制御プログラムを生成するための方法のさらなるフローチャート；

【図10】別の実施形態によるオートメーションシステムを制御するための制御プログラムを生成するための方法の別のフローチャート；

【図11】一実施形態によるプログラミングツールの模式図。

【符号の説明】

【0141】

１００ 方法
１０１ ダイアグラム生成ステップ
１０３ グラフ生成ステップ
１０５ プログラム生成ステップ
１０７ 受信ステップ
１０９ プログラミングステップ
１１１ グラフィカルプログラミングステップ
１１３ 読み込みステップ
１１５ 第２のグラフ生成ステップ
１１７ 表示ステップ
１１９ 第１の配置ステップ
１２１ 第２の配置ステップ
１２３ ソーティングステップ
１２５ 最適化ステップ
１２７ 記憶ステップ
２００ グラフィカルダイアグラム
２０１ 要素
２０３ 接続線
２０５ 水平成分
２０７ 垂直成分
２０９ 水平開始構成要素
２１１ 第１の垂直成分
２１３ 水平中心成分
２１５ 第２の垂直成分
２１７ 水平入力成分
３００ データフローグラフ
３０１ ノード
３０３ エッジ
３０５ 開始ノード
３０７ 終了ノード
３０８ 第１のノード
３０９ 第２のノード
３１０ 第３のノード
３１１ 第４のノード
３１２ 第５のノード
３１３ 第１のエッジ
３１４ 第２のエッジ
３１５ 第３のエッジ
３１６ 第４のエッジ
３１７ 第５のエッジ
３１５ 第６のエッジ
３１６ 第７のエッジ
３１７ 第８のエッジ
４００ 二次元配列
４０１ プロット単位
４０３ 分離線
５００ プログラミングツール
５０１ グラフィックエディタユニット
５０３ 変換ユニット
５０５ データ処理部
ＳＥＱ１ 第１の配列
ＳＥＱ２ 第２の配列
ＳＥＱ３ 第３の配列
ＡＬＴ１ 第１の選択肢
ＡＬＴ２ 第２の選択肢
ＡＬＴ３ 第３の選択肢
Ｌ 左電圧レール
Ｒ 右電圧レール
Ｅ１ 第１の接点
Ｅ２ 第２の接点
Ｅ３ 第３の接点
Ａ１ 第１のコイル
Ａ２ 第２のコイル
Ａ３ 第３のコイル
ＦＢ１ 第１の機能ブロックインスタンス
ＦＢ２ 第２の機能ブロックインスタンス
ＣＡＬＣ 機能ブロック
ａ 第１の入力
ｂ 第２の入力
ｃ 第３の入力
ｘ 第１の出力
ｙ 第２の出力

【図1A)】

【図1B)】

【図1C)】

【図2A)】

【図2B)】

【図2C)】

【図2D)】

【図3A)】

【図3B)】

【図3C)】

【図3D)】

【図4A)】

【図4B)】

【図5A)】

【図5B)】

【図6A)】

【図6B)】

【図6C)】

【図6D)】

【図6E)】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【手続補正書】

【提出日】2023-05-05

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

オートメーションシステムを制御するための制御プログラムを生成するための方法（１００）であって：
ダイアグラム生成ステップ（１０１）において、プログラミングツール（５００）のグラフィカルエディターユニット（５０１）を用いて、プログラマブルロジックコントローラのためのグラフィカルプログラミング言語であるラダーダイアグラムＫＯＰに従って、前記制御プログラムのグラフィカルダイアグラム（２００）を生成するステップ；
グラフ生成ステップ（１０３）において、前記プログラミングツール（５００）の変換ユニット（５０３）を用いて、前記グラフィカルダイアグラム（２００）のテキスト表現としてデータフローグラフ（３００）を生成するステップであって、前記グラフィカルダイアグラム（２００）の要素（２０１）が前記データフローグラフのノード（３０１）として表され、前記グラフィカルダイアグラム（２００）の要素（２０１）間の接続線（２０３）が前記データフローグラフ（３００）のエッジ（３０３）として表される、ステップと、
プログラム生成ステップ（１０５）において、前記プログラミングツール（５００）の変換ユニット（５０３）を用いて、前記データフローグラフ（３００）に基づいて、プログラマブルロジックコントローラによって実行可能な前記制御プログラムのバージョンを生成するステップを含み、前記実行可能なバージョンは、前記制御プログラムのバイナリバージョンである、方法（１００）。

【請求項2】

前記ダイアグラム生成ステップ（１０１）は：
受信ステップ（１０７）において、前記グラフィカルプログラミング言語であるラダーダイアグラムＫＯＰによる、グラフィカルプログラミング要求を受信するステップであって、前記グラフィカルプログラミング要求は前記グラフィカルダイアグラム（２００）の要素（２０１）および／または接続線（２０３）を追加および／または削除および／または再配置するステップを含み、
前記グラフ生成ステップ（１０３）は：
プログラミングステップ（１０９）において、前記プログラミング要求に従って、前記データフローグラフ（３００）のノード（３０１）および／またはエッジ（３０３）を追加および／または削除および／または再配置することによって、前記データフローグラフ（３００）を修正するステップを含み、
前記グラフ生成ステップ（１０３）は：
グラフィカルプログラミングステップ（１１１）において、前記データフローグラフ（３００）に対する前記修正に基づき、および前記グラフィカルプログラミング要求に従って、前記グラフィカルダイアグラム（２００）内の要素（２０１）および／または接続線（２０３）を追加および／または削除および／または再配置するステップを含む、請求項１に記載の方法（１００）。

【請求項3】

前記ダイアグラム生成ステップ（１０１）は：
読み込みステップ（１１３）において、前記グラフィカルプログラミング言語であるラダーダイアグラムＬＤでプログラムされた制御プログラムを読み込むステップを含み、
前記グラフ生成ステップ（１０３）は：
第２のグラフ生成ステップ（１１５）において、前記読み込まれた制御プログラムの情報に基づいてデータフローグラフ（３００）を生成するステップを含み：
前記ダイアグラム生成ステップ（１０１）は：
表示ステップ（１１７）において、前記データフローグラフ（３００）の前記情報に基づいて前記グラフィカルダイアグラム（２００）を生成する、請求項１または２に記載の方法（１００）。

【請求項4】

前記グラフィカルプログラミングステップ（１１１）および／または前記表示ステップ（１１７）は：
第１の配置ステップ（１１９）において、前記データフローグラフ（３００）の前記ノード（３０１）を前記グラフィカルダイアグラム（２００）の要素（２０１）に変換し、前記要素（２０１）をグラフィカル２次元配列（４００）に配置するステップ；および
第２の配置ステップ（１２１）において、前記データフローグラフ（３００）の前記エッジ（３０３）を前記グラフィカルダイアグラム（２００）の要素（２０１）間の接続線（２０３）に変換し、前記グラフィカルダイアグラム（２００）の前記要素（２０１）間の前記接続線（２０３）を配置するステップを含み、各接続線（２０３）は専ら水平成分（２０５）及び／又は垂直成分（２０７）を含み、専ら２つの要素（２０１）を接続する、請求項２または３に記載の方法（１００）。

【請求項5】

前記グラフィカル２次元配列（４００）は互いに隣り合う複数の平面プロットユニット（４０１）を有するマトリクス配列として具現化され、前記平面プロットユニット（４０１）は、マトリクス配列の中の複数の行及び列に配列され、各要素（２０１）はプロットユニット（４０１）に配置され、前記接続線（２０３）はプロットユニット（４０１）間の分離線（４０３）に少なくとも部分的に沿って配置される、請求項４に記載の方法（１００）。

【請求項6】

前記データフローグラフ（３００）は、非巡回グラフとして具現化され、開始ノード（３０５）および終了ノード（３０７）を含む、請求項１から５の何れか１項に記載の方法（１００）。

【請求項7】

前記グラフィカルプログラミングステップ（１１１）および／または前記表示ステップ（１１７）は：
ソーティングステップ（１２３）において、前記データフローグラフ（３００）の前記ノード（３０１）と前記それぞれのグラフィカルダイアグラム（２００）の対応する要素（２０１）とを、トポロジカルにソーティングするステップを含み、前記トポロジカルにソーティングするステップにおいて、前記データフローグラフ（３００）の前記ノード（３０１）と前記グラフィカルダイアグラム（２００）の対応する要素（２０１）との順序が決定され、前記順序は前記開始ノード（３０５）からの各ノードの距離に対応し；および
前記第１の配置ステップ（１１９）において、トポロジカルソーティングの前記順序に従って前記グラフィカルダイアグラム（２００）の前記要素（２０１）を配置するステップと、を含む、請求項６に記載の方法（１００）。

【請求項8】

前記グラフィカルプログラミングステップ（１１１）および／または前記表示ステップ（１１７）は、
最適化ステップ（１２５）において、最適化アルゴリズムを用いて、前記グラフィッカルダイアグラム（２００）の前記要素（２０１）および／または前記接続線（２０３）の前記配置を最適化するステップを含み、
前記最適化ステップ（１２５）は、前記接続線（２０３）の長さを最小化すること、および／または、要素（２０１）の距離を最小化すること、および／または複数の接続線（２０３）が交差するのを回避することを含み、前記最適化アルゴリズムは色彩問題を解くために設定される、請求項２から７の何れか１項に記載の方法（１００）。

【請求項9】

前記データフローグラフ（３００）のエッジ（３０３）が有向エッジとして具現化され、前記データフローグラフ（３００）の２つのノード（３０１）間のエッジ（３０３）の方向が、前記ノード（３０１）によって表される前記グラフィカルダイアグラム（２００）の前記要素（２０１）間の電流の流れを表す、請求項１から８の何れか１項に記載の方法（１００）。

【請求項10】

前記グラフィカルダイアグラム（２００）の要素（２０１）は、電圧レール（Ｌ，Ｒ）及び／又は接点（Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３）及び／又はコイル（Ａ１，Ａ２，Ａ３）及び／又は機能ブロックインスタンス（ＦＢ１，ＦＢ２）及び／又は機能ブロック（ＣＡＬＣ）及び／又は前記プログラミング言語であるラダーダイアグラムＫＯＰによって定義された更なる要素を含む、請求項１から９の何れか１項に記載の方法（１００）。

【請求項11】

記憶ステップ（１２７）において、前記データフローグラフ（３００）をテキスト表現で記憶すること、および／または実行ファイルに前記制御プログラムの実行可能バージョンを記憶するステップを、更に含む、請求項１から１０の何れか１項に記載の方法（１００）。

【請求項12】

オートメーションシステムを制御するための制御プログラムを生成するためのプログラミングツール（５００）であって、前記プログラミングツール（５００）は、グラフィカルエディタユニット（５０１）および変換ユニット（５０３）を備え、請求項１から１１の何れか１項に記載の方法（１００）を実行するように構成されている、プログラミングツール（５００）。

【請求項13】

制御プログラムを実行することによってオートメーションシステムを制御する方法（１００）であって、
前記制御プログラムは、請求項１から１１の何れか１項に記載のオートメーションシステムを制御する制御プログラムを生成する方法により生成されることを特徴とする方法（１００）。

【国際調査報告】