(57)【要約】制御システム用アプリケーションプログラムを生成する装置および方法。制御プロセスは、物理モデルおよび位相幾何モデルによって定義される。アプリケーションプログラム生成器は物理モデルおよび位相幾何モデルを利用する。アプリケーションプログラム生成器は制御システム用アプリケーションプログラムを生成するために物理モデルおよび位相幾何モデルを利用する。
2004512586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御プロセス用アプリケーションプログラム生成方法であって、
デバイスが、監視アスペクトと制御アスペクトを含み、少なくとも１つのプロセスオブジェクトを表す単一エンティティデバイスを提供する段階と、
物理的モデルが構造を持ち、前記構造が、少なくとも１つのデバイスを含むレベルの階層構造を有し、前記制御プロセスの前記物理的モデルを定義する段階と、
位相幾何学的モデルが、コントローラおよびヒューマン／マシンインターフェイスを含むアーキテクチャを有し、前記制御プロセスの前記位相幾何学的モデルを定義する段階と、
前記物理的および位相幾何学的モデルを生成器に入力する段階と、
前記物理的および位相幾何学的モデルを解析する段階と、
制御アスペクトおよびヒューマン／マシンインターフェイスアスペクトを含む、コントローラのためのアプリケーションプログラムを生成する段階を含む、アプリケーションプログラムを生成する方法。
【請求項２】
前記生成器をカスタマイズする段階をさらに含む、請求項１に記載されたアプリケーションプログラムを生成する方法。
【請求項３】
前記制御プロセスの前記物理的モデルのレベルの階層構造が、サイト、エリア、プロセスセル、ユニットおよび設備をさらに含み、前記設備は少なくとも１つのデバイスを含み、前記ユニットは少なくとも１つの設備を含み、前記プロセスセルは少なくとも１つのユニットを含み、前記エリアは少なくとも１つのプロセスセルを含み、前記サイトは少なくとも１つのエリアを含む、請求項２に記載されたアプリケーションプログラムを生成する方法。
【請求項４】
少なくとも１つのデバイスをコントローラに割り当てる段階をさらに含む、請求項３に記載されたアプリケーションプログラムを生成する方法。
【請求項５】
アドレスをハードウェアモジュールにマッピングする段階をさらに含む、請求項４に記載されたアプリケーションプログラムを生成する方法。
【請求項６】
制御情報を備えた物理的モデルを補完する段階と、
プログラミングツールを備えたコントローラのためのアプリケーションプログラムを完成する段階とをさらに含む、請求項５に記載されたアプリケーションプログラムを生成する方法。
【請求項７】
前記アプリケーションプログラムの制御アスペクトおよびヒューマン／マシンインターフェイスアスペクトが同時に生成される、請求項６に記載されたアプリケーションプログラムを生成する方法。
【請求項８】
前記物理的モデルを定義する段階が、
前記エリアを定義する段階と、
前記プロセスセルを定義する段階と、
前記ユニットを定義する段階と、
前記設備を定義する段階と、
前記設備のための前記デバイスを定義する段階を含む、請求項３に記載された方法。
【請求項９】
前記位相幾何学的モデルを定義する段階が、
ネットワークセグメントを定義する段階と、
グローバルネットワークパスを定義する段階と、
ネットワーク提携先を定義する段階を含むネットワークを定義する段階を含む、請求項１に記載された方法。
【請求項１０】
前記位相幾何学的モデルを定義する段階が、
プログラム可能なロジックコントローラを定義する段階と、
前記プログラム可能なロジックコントローラのためのラックを定義する段階と、
各ラック内のモジュールを定義する段階と、
ネットワーク・セグメントへの接続を定義する段階を含む前記コントローラを定義する段階を含む、請求項１に記載された方法。
【請求項１１】
前記位相幾何学的モデルを定義する段階が、
ヒューマン／マシンインターフェイスアプリケーションプログラムを定義する段階と、
前記ヒューマン／マシンインターフェイスアプリケーションプログラムのためのパスを定義する段階と、
前記ヒューマン／マシンインターフェイスのための警報概要を定義する段階と、
前記ヒューマン／マシンインターフェイスの前記制御ドメインを定義する段階と、
警報概要を前記制御ドメインに割り当てる段階を含む前記ヒューマン／マシンインターフェイスを定義する段階を含む、請求項１に記載された方法。
【請求項１２】
前記位相幾何学的モデルを定義する段階が、
データサーバを定義する段階と、
前記データサーバのためのタイムアウトを定義する段階と、
前記ネットワークへの接続を定義する段階を含むデータサーバを定義する段階を含む、請求項１に記載された方法。
【請求項１３】
前記物理的モデルを制御情報で補完する段階が、
ＰＬＣを前記設備に割り当てる段階と、
前記設備のために生成された符号のためのセクション名を定義する段階と、
ＨＭＩ／制御ドメインを前記設備に割り当てる段階と、
前記設備のための制御ドメインの警報ビューとは異なる警報ビューを定義する段階と、
前記設備のための自由変数を定義する段階と、
前記デバイスのための自由変数を定義する段階と、
タイプＩＯ−ＰＬＣの変数を前記ＩＯモジュールに割り当てる段階を含む、請求項１に記載された方法。
【請求項１４】
前記物理的モデルおよび前記位相幾何学的モデルを解析する段階が、
前記物理的モデルおよび前記位相幾何学的モデルを解析する段階と、
前記解析の結果を表示する段階と、
前記解析の結果を検査する段階と、
前記解析を繰り返す段階を含み、前記物理的モデルおよび前記位相幾何学的モデルが、前記アプリケーションプログラム生成器に入力される準備ができるまで前記表示および検査をする、請求項１に記載された方法。
【請求項１５】
前記ヒューマン／マシンインターフェイスアプリケーションプログラムを生成する段階が、
前記アプリケーションプログラム生成器で前記ヒューマン／マシンインターフェイスアプリケーションプログラムを生成する段階と、
前記適切なツールで前記ヒューマン／マシンアプリケーションプログラムを完成する段階を含む、請求項１に記載された方法。
【請求項１６】
前記アプリケーションプログラム生成器をカスタマイズする段階を含む、請求項１に記載された方法。
【請求項１７】
前記アプリケーションプログラム生成器をカスタマイズする段階が、
前記プロジェクト内で使用されるライブラリを定義する段階と、
前記プロセスを文書化するためのツールを定義する段階と、
コメントフィールドの長さを定義する段階と、
前記アプリケーションプログラム生成器の要素のための命名規約を定義する段階と、
ユーザアクセスレベルを定義する段階と、
警報優先権を定義する段階と、
数字のための表示フォーマットを定義する段階と、
測定グループを定義する段階と、
測定ユニットを定義する段階と、
前記プロジェクトで許容されるコントローラを定義する段階と、
前記プロジェクト内で許容されるコントローラバックプレーンを定義する段階と、
前記プロジェクト内で許容されるモジュールを定義する段階を含む、請求項１６に記載された方法。
【請求項１８】
制御プロセスが、物理的モデルおよび位相幾何学的モデルとして定義される、制御システムのためのアプリケーションプログラムを生成するための装置であって、
前記物理的モデルと前記位相幾何学的モデルとの間の稼働可能な協働を保証するために、前記物理的モデルと前記位相幾何学的モデルを検査するためのアナライザと、
前記制御システム上で実行されるためのアプリケーションプログラムを生成する、前記物理的モデルおよび前記位相幾何学的モデルを受け取るための生成器とを含む装置。
【請求項１９】
制御システムを有するユーザプロジェクトによって指定された命名規約、測定規約、およびアクセス可能なハードウェアのリストを確立するためのカスタマイズファイルをさらに含み、前記アプリケーションプログラムが、前記制御システムの物理的モデルの入力および前記制御システムの位相幾何学的モデルの入力を有するアプリケーションプログラム生成器から生成され、前記アプリケーションプログラムが、
コントローラのためのアプリケーションプログラムと、
ヒューマン／マシンインターフェイスのためのアプリケーションプログラムを含む、請求項１８に記載された装置。
【請求項２０】
前記アプリケーションプログラム生成器によって生成されたコントローラのためのアプリケーションプログラムが、
コントローラの構成と、
前記コントローラに稼働可能に接続されデバイスのための符号と、
前記ヒューマン／マシンインターフェイスにおけるコントローラの状況を表示するための符号と、
前記コントローラを初期化するための符号と、
通信チャンネルのための符号と、
変数とを含む、請求項１７に記載されたアプリケーションプログラム。
【請求項２１】
プロセス制御システムにおける制御オブジェクトを表すための単一エンティティデバイスであって、
制御システムに稼働可能に接続され、前記制御オブジェクトの制御アスペクトを表す制御ファセットと、
監視システムに稼働可能に接続され、前記制御オブジェクトの監視アスペクトを表す人間／機械インターフェイス・ファセットとを含む単一エンティティデバイス。
【請求項２２】
前記制御オブジェクトが、制御規制のバーチャル表示のためのソフトウェアオブジェクトである、請求項２１に記載された単一エンティティデバイス。
【請求項２３】
ネットワーク通信システムに稼働可能に接続され、前記制御オブジェクトのネットワーク通信アスペクトを表すネットワークファセットをさらに含む、請求項２１に記載された単一エンティティデバイス。
【請求項２４】
前記制御システムに稼働可能に接続され、前記制御オブジェクトの図面アスペクトを表す文書ファセットをさらに含む、請求項２１に記載された単一エンティティデバイス。
【請求項２５】
単一エンティティデバイスに関連した少なくとも１つの図面を含み、前記図面が、電気アスペクト、機械アスペクト、ソフトウェアアスペクト、メンテナンスアスペクト、コンピュータ支援設計アスペクト、および識別アスペクトの少なくとも１つを含む、請求項２４に記載された文書ファセット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（関連する参考文献）
１９９７年３月１１日に出願された米国特許第５，６１１，０５９号、「Ｐｒｅｌｉｎｋｅｄ　Ｐａｒａｍｅｔｅｒ　Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ，Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｇｒａｐｈｉｃａｌ　Ｌｉｎｋｉｎｇ，Ａｎｄ　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　Ｄａｔａｂａｓｅ　Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　Ｆｏｒ　Ｄｅｖｉｃｅｓ　Ｗｉｔｈｉｎ　Ａｎ　Ａｕｔｏｍａｔｅｄ　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ／Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ」を参考文献として本明細書に援用する。
【０００２】
（技術分野）
本発明は全体として生産環境または制御構造を監視および／または制御するために、データを収集し、生産環境内の装置を監視し、生産環境内の装置の特性の傾向をつかむ（ｔｒｅｎｄ）ために使用されるソフトウェアを含む生産自動化システムに関する。より詳細には、本発明は、制御システムのための定義されたプロセスのアプリケーションプログラムを自動的に生成することに関する。
【０００３】
（発明の背景）
自動化制御システムの設計は、様々なエリアからの入力を必要とする。最低でも、プロセス技術者および制御技術者は、稼働可能な制御システムを得るために、自分達の努力を調整しなければならない。今日、プロセス制御システムを開発ために使用されるほとんどのツールは、アプリケーション（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）ソフトウェアの専門家によって使用されているプログラミングツールである。このような手法に関する問題は、プロセス技術者が、アプリケーションソフトウェアを利用すること、およびそれが彼らの要求に合致するかどうかを決定することが困難であることを見出すことである。同様に、プロセス技術者は、通常、アプリケーションソフトウェアの専門家のために要求仕様（ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ）を開発しなければならない。何故なら、アプリケーションソフトウェアの専門家は、標準作業手順（ＳＯＰｓ）を定義するプロセス要求を識別せず、配管および器具製図（Ｐ＆ＩＤｓ）に詳しいソフトウェアの専門家でもないからである。
【０００４】
典型的に、プロセス技術者は、制御システムのプロセスを設計する。制御技術者は、制御システムのためのアプリケーションプログラムを生成するためのプロセス設計から携わる。しかし、プロセスおよび制御技術者は、自動化制御システムについて異なる展望を持っているため、制御技術者の最終的出力、すなわち、アプリケーションプログラムは、プロセス技術者によって当初設計されたプロセスに必ずしも相関しない。この固有の問題を増大させるものが、制御およびヒューマン／マシーンインターフェイス（ｈｕｍａｎ−ｍａｃｈｉｎｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ、ＨＭＩ）のための２つのプログラミング環境の実装である。したがって、各エリアのために使用されたプログラミングツールは、他のエリアのアスペクトを含むことができない。さらに、プロセスおよび制御技術者によって実装されたデザインツールは、必ずしも互いに良好には協働しない。
【０００５】
プロセスおよび制御ドメインエリア（ｃｏｎｔｒｏｌ ｄｏｍａｉｎ ａｒｅａｓ）のそれぞれのデータベースが統合されていないため、非効率な結果となる。情報は、異なるファイルとツールに散逸している。統合されていないデータベースのために、データ入力は、しばしば重複している。大量のトラブル・シューティングが自動化制御システムの生成に従事する個々の人に更に要求される。現在、プロセス制御システムの制御およびＨＭＩの特性を同時に組み込んでいる自動化制御システムを設計することが可能なツールはない。
【０００６】
本発明は、これらおよび他の問題を解決するために提供される。
【０００７】
（発明の概要）
本発明は、制御／監視アプリケーションプログラムの生成において、ユーザが、大量の時間を節約することを可能にする。本発明は、制御システムの様々な特性、すなわち、制御システム、ヒューマン／マシンインターフェイス（ＨＭＩ）、診断法などを、プロセスの設計から取り込んでいる制御システムのためのアプリケーションプログラムを同時に、かつ、自動的に生成する。ユーザがプロセスの設計および定義をアプリケーションプログラム生成器、例えば、一段階生成器（ＯＳＧ）に入力し、制御システム用のアプリケーションプログラムがこの入力から生成される。１９９８年１２月３０日に出願された、「Ｓｃａｎｎｅｒ　ｆｏｒ　ａ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｗｉｔｈ　Ｐｅｅｒ　Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ」と題された米国特許出願第０９／２２４，１９６号は、本発明によって生成されたアプリケーションプログラムを有し得る制御システムの例である。
【０００８】
本発明の一実施形態は、制御システムのためのアプリケーションプログラムを生成する方法に向けられている。この方法は、少なくとも１つのプロセスオブジェクトを表す単一エンティティ（ｅｎｔｉｔｙ）デバイスを提供することを含み、このデバイスは、デバイスの監視の特性と制御の特性を含む。制御プロセスの物理モデルが定義されている。物理モデルは構造を有し、この構造は少なくとも１つのデバイスを含むレベルの階層を有する。制御プロセスの位相幾何モデルも同じく定義されている。この位相幾何モデルは制御装置およびヒューマン／マシンインターフェイスを含むアーキテクチャを有する。物理および位相幾何モデルは解析されている。物理および位相幾何モデルは、生成器に入力され、制御システムのためのアプリケーションプログラムが生成される。生成されたアプリケーションプログラムは制御特性およびヒューマン／マシンインターフェイス特性を含む。
【０００９】
本発明の他の実施形態は、制御プロセスが、物理モデルおよび位相幾何モデルとして定義されている、制御システムのためのアプリケーションプログラムを生成するための装置に向けられている。この装置は、物理モデルおよび位相幾何モデルが、物理モデルと位相幾何モデルとの間の協働作動を保証する物理モデルおよび位相幾何モデルを検査するためのアナライザ（ａｎａｌｙｚｅｒ）、および物理モデルおよび位相幾何モデルを受け取るための生成器を含む。両モデルは、アプリケーションプログラムが生成され、制御システム上で実行される生成器に入力される。
【００１０】
本発明のさらなる実施形態は、プロセスオブジェクトまたはスマート制御システム（ＳＣＤ）の仕様とメンテナンス、データベース、およびアプリケーションプログラム生成器から構築されるアプリケーションプログラムに向けられている。ＳＣＤは、制御、稼働、文書化、監視、観察、診断などが可能な多面オブジェクトである。ＳＣＤの仕様は、自動化システム内で使用されるための制御オブジェクトの定義およびメンテナンスを提供する。データベース内のＳＣＤは、１つの特定の製造業者またはタイプに限定されない。アプリケーションプログラム生成器は、制御オブジェクトを利用して、ユーザのプロセス設計からアプリケーションプログラムを構築する。ユーザは、制御システム内に統合されることになっているＳＣＤライブラリから、デバイスのタイプおよび数量を選択する。アプリケーションプログラム生成器内でＳＣＤが定義された後、制御システム、すなわち、制御器ロジック、ＨＭＩ、システム全体を通じた通信などのためのアプリケーションプログラムが生成される。
【００１１】
本発明のさらなる実施形態は、プロセス技術者、または、プロセス規格に詳しい技術者が使用することができる機能的ツールに向けられている。その結果、使用される規格は、以下を遵守する。
□継続的なプロセス制御に関する用語に関しては、バッチ制御のための§８８．０１規格。
□本文書に指定されている規格、および／または、ユーザが規定したプロセスデバイスのいずれか。
□本文書に指定されている規格、および／または、ユーザが規定した命名およびタグ付けの慣例のいずれか。
□アプリケーションプログラムエンジニアリングのための良好な自動化製造プラクティス（ｐｒａｃｔｉｃｅ）（ＧＡＭＰ）
□本文書に規定されている規格、および／または、ユーザが規定したグラフィックおよび色の慣行のいずれか。
【００１２】
本発明のさらなる実施形態は、ネットワーク化された多数のＰＬＣおよび監視ＨＭＩワークステーションに関わる自動化のタスクに適用されるプロセスオブジェクトの設計のための方法論に向けられている。プロセスの設計から、生成器は、ＰＬＣロジック、すなわち、コンセプトプロジェクト、および監視システム、すなわち、ＨＭＩアプリケーションプログラムのための符号を生成する。本発明は、ユーザが自分のプロセスの要求をより良く分析し、理解すること、およびこれらの要求に固有のプロセスオブジェクトを開発することを可能にする単一の統合されたツールとして実装することができる。プロセスオブジェクトは、オブジェクト内の自動化機械の原理的部分を包封する。包封された装置は、全てオブジェクトである。一度生成されれば、これらのオブジェクトは、モジュール式の構築ブロックとして再使用することができる。プロセスオブジェクトは、一般にＰＬＣ内に存在し、ＨＭＩによって現在使用されている属性および変数、例えば、グラフィック表示を含めて、全ての属性および変数を含む。標準的なプロセスオブジェクトの所定のライブラリを使用して、重要なプログラミング生産性および符号標準化の利益が実現できる。アプリケーションプログラムソフトウェアが既に定義され、試験され、保証されたプロセスオブジェクトであるため、本発明は、アプリケーションプログラムソフトウェアの開発の間に時間を節約するために設計されている。
【００１３】
新規かつ明白でないと思われる本発明の他の特徴および長所は、本発明の好ましい実施形態を示す添付の図面に関して述べる以下の明細書から明らかになる。このような実施形態に必ずしも表されていない本発明の完全な範囲を解釈するために、特許請求の範囲が参照される。
【００１４】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
本発明は、多くの異なる形の実施形態に対する余地があるが、本明細書には、好ましい実施形態を説明および例示する。本開示は、本発明の原理を例証し、説明したような特定の態様に対する本発明のより広範な特性への限定とは考えない。
【００１５】
アプリケーションプログラム生成器２０（ＯＳＧ）は、プロセスの自動化のためのプロセス設計ツールである。アプリケーションプログラム生成器２０は、プロセス技術者と制御技術者の間にある意見などの隔たりを減じる。過去において、両者は、互換性のない特化したツールで作業を行った。プロセス技術者によって定義されたプロセス設計に対する変更は、制御技術者によって繰り返されなければならなかった。
【００１６】
アプリケーションプログラム生成器２０は、スマート制御システム（ＳＣＤ）２２と呼ばれる他のプロセス制御設計ツールを利用する。ツールは、プロセス制御設計ツール（例えば、ＩＳＡ§８８準拠ツール）、制御設計ツール（すなわち、ＰＬＣプログラミング・ツール）、ＨＭＩ設計ツール（すなわち、ＳＣＡＤＡ構成）、ＣＡＤ設計ツール（すなわち、電気製図）、および診断ツールを統合することに関した制御設計の問題を低減するために協働する。システム内で頻繁かつ重複したデータ入力を必要とする自動化システムのモデル、例えば、プロセス、制御、ＨＭＩ、ＣＡＤ、診断などの間には矛盾が存在する。「互換性のない（ｉｍｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ）」データベース間の食い違いのため、単一の供給者（ｓｕｐｐｌｉｅｒ）によって開発された自動化ツールを使用することが好ましかった。
【００１７】
本発明は、ユーザに、生成器２０にプロセスの定義を入力することによってアプリケーションプログラムを生成する能力を提供する。簡単には、この装置は、プロセスオブジェクト２２（スマート制御システム、ＳＣＤ）の仕様およびメンテナンス、プロセスのモデル、およびアプリケーションプログラム生成器２０を含む。ＳＣＤ２２の仕様およびメンテナンスは、制御オブジェクトの定義およびメンテナンスのためのツールを提供する。生成器２０は、プロジェクトのために必要なプロセスオブジェクトを利用するために、ユーザが定義したプロセスから１つ以上のアプリケーションプログラムを構築する。ユーザは、制御システム２４内に存在する装置の数量およびタイプをＳＣＤライブラリ２６から選択することによってアプリケーションプログラムを生成する。定義されたプロセスは、アプリケーションプログラム生成器２０に入力され、アプリケーションプログラムが自動的に生成される。生成されたアプリケーションプログラムは、制御およびＨＭＩの属性、並びに、診断、文書化、図式どの属性を含む。アプリケーションプログラム生成器２０は、Ｓｃｈｎｅｉｄｅｒ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎの制御プログラミングソフトウェアであるＣｏｎｃｅｐｔのためのコントローラのロジック、およびＩｎｔｅｌｌｕｔｉｏｎのｉＦＩＸとＡｒｃ　ＩｎｆｏｒｍａｔｉｑｕｅのＰＣＶＵＥに類似する異なるＨＭＩ製品のために、アプリケーションプログラム生成器２０で生成したオブジェクトに関するＨＭＩロジックを生成するのが好ましい。
【００１８】
このような手法は、生成器２０から、それぞれＨＭＩ３４およびＰＬＣ３２へのプロセスオブジェクトの転送の間の２つのシステムレベル間のエラーの可能性を大幅に低減する。このことは、同様に、完成したアプリケーションプログラムソフトウェアの工場およびサイトの受け入れ試験の間に、２つのレベルが正確に同期することを保証するために必要な試験および検証を簡略化する。
【００１９】
本発明は、制御プロセスの自動化において、ユーザを支援する方法論およびツールと考えることができる。ユーザは、プロセスの見通しを展開し、プロセス全体を検査し、関わる設備を理解しなければならない。プロセスはシステムとして見るべきであり、各主要な処理ユニットの役割が理解されなければならない。例えば、重み付けシステムは、いくつかの設備（例えば、ミキサ）によって使用されるプロセスにおける共有のリソースとすることができる。
【００２０】
プロセスを完全に理解するためには、プロセスのトップダウン解析が実行されるべきである。トップダウン解析は以下の問題を検討すべきである。すなわち、関わる主要なプロセス段階および制御プロセスにおける設備の役割である。
【００２１】
主要なプロセス段階が識別されたなら、段階は解析され、さらに詳細なプロセス段階およびその構成部分に次々と分解すべきである。これらの行為は、これらの実行されるべきタスクに焦点を合わせるべきであり、これらのタスクをどのようにして解決するかの詳細に焦点を合わせていない。ユーザが、自動化するべきプロセスの構成を完全に理解したなら、本発明は、ボトムアップの実装に関して、ユーザを支援するための様々なツールを提供する。
【００２２】
生成器２０は、特定の範囲のプロセス自動化オブジェクトのために、自動的にアプリケーションプログラムソフトウェアを開発することを意図した構成（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）ツールである。これは、ユーザが、監視およびプロセス制御のために、統合されたプロセスオブジェクト２２を定義し、適用することを可能にする。生成器２０は、プロセス技術者またはプロセスに詳しい技術者による使用を意図している。技術者がソフトウェア、およびプログラミングツールまたはそのアプリケーションプログラムに詳しいことは必要ない。
【００２３】
工場の自動化の完全な記述は、ＰＬＣ設備、監視（ＨＭＩ）ステーション、および電気関係と機械の配置の異なるアスペクトを含む。生成器２０において、プロセスは、異なる段階に関わる全ての人員、すなわち、プロセス技術者、自動化技術者、電気技術者、オペレータ、およびメンテナンス担当者が理解できる「言語」で機能的に記述されている。したがって、本発明は、
ソリューションの品質を改善し、検証のプロセスにおいて支援するための方法と、
システム設計フェーズのためにプロセスを記述する「言語」と、
実装および委託のフェーのための仕様と、
稼働、メンテナンス、および欠陥の検出のための文書、および
制御システムに変更がなされた時にユーザに警告する手続きを提供する。
【００２４】
プロセス技術者に対して、アプリケーションプログラム生成器２０は、ＩＳＡ§８８．０１規格のようなエリア、すなわち、サイト、プロセスセル、ユニット、設備３８、および装置３６の物理的モデル２８内で定義されたオブジェクト、およびアプリケーションプログラム生成器２０からリンクするために、Ｅ−ｐｌａｎ、Ａｕｔｏｃａｄ、Ｐ＆ＩＤ図面などの基本的ツールに対するオブジェクトに基づいたプロセスの一般的なレイアウトの定義を考慮している。図４。
【００２５】
§８８規格は、物理的モデル２８において完全な自動化施設を構築するための階層構造を記述している。図４は、設計者が自動化プロセスを記述するために定義できる完全な階層構造を示す。各線は、一対多数の関係、例えば、１つ以上の設備を含むユニットを象徴している。エリア、プロセスセル、およびユニットは、自動化工場を異なるタスクを遂行するセクションに構成するために使用される。注意：ＩＳＡ§８８およびアプリケーションプログラム生成器２０において使用される命名慣行には幾らかの差がある。ＩＳＡ規格に述べられているように、構造は、物理的、地理的、または、論理的理由によって決定される。要素の境界は、通常、技術的基準に対立するものとして、組織またはビジネスの基準に基づく。これらの境界に影響を及ぼすプロセス制御以外にも、多くの要因がある。
【００２６】
制御技術者に対して、アプリケーションプログラム生成器２０は、位相幾何学的モデル３０として、および制御ロジックをオブジェクトに割り当てるために、プロセス技術者が定義したＰＬＣ３２、ＨＭＩ３４、およびネットワークを備えた制御アーキテクチャの構築を許容する。図５。ＰＬＣ３２およびＨＭＩ３４のためのアプリケーションプログラム制御ロジックの約３０〜５０％は、プロセス設計入力から生成されている。アプリケーションプログラム生成器２０は、複数のＰＬＣ３２およびＨＭＩ３４を備えた制御システム２４の設計を促進する。
【００２７】
プロセス制御システムの開発における第一段階は、機能的プロセス要件自体を定義することである。生成器２０と共に作業を行うために、ＧＡＭＰ（良好な自動化製造規約）などの標準的なアプリケーションプログラム方法論を遵守するプロセスの記述が必要である。最低限の要件は、標準作業手順（ＳＯＰ）、配管および器具製図（Ｐ＆ＩＤ）、およびプロセスレイアウトである。従来のプログラミングツールは、ユーザ要件仕様（ＵＲＳ）および機能的設計仕様（ＦＤＳ）などのさらに多くの仕様を開発することを必要とした。これらの追加のツールは、大部分は、プロセスの要求を解釈するために、そのプロセスで作業を行う他の人員にとって必要であった。これらの従来のツールと異なり、本発明は機能的レベルにおいて機能し、ＵＲＳおよびＦＤＳを準備する必要を大幅に排除している。同様に重大なことに、生成器２０は、プロジェクトで作業を行っている様々な技術工学およびソフトウェアの規律間の解釈の問題も排除している。
【００２８】
機能的プロセス要件を決定する第二段階は、品質計画と試験計画を定義することである。品質および試験の要件は、仕様の段階の間に定義され、詳細なアプリケーションプログラム技術工学の開始に先立って知られている。工場の完全な自動化を記述するために、製造設備を、§８８のタイプ階層構造に区分するための方法論が使用される。解析を必要とする工場のアスペクトは、
物理的モデルとして、自動化のために使用される物理的設備の記述と、
位相幾何学的モデルと、
ＰＬＣとして、全てのＰＬＣ、Ｉ／Ｏ、およびＰＬＣと他の装置との間の通信の構成と、
監視システムとして、オペレータステーションの記述、およびサイトの異なる部品がどのようにして制御されるかの位相幾何学を含む。
【００２９】
アプリケーションプログラム生成器２０の表示ウィンドウは、プロセス設計の物理的モデル２８および位相幾何学的モデル３０をオブジェクトツリーとして表示する。図６。物理的モデル２８は、通常、プロセス技術者によって設計され、位相幾何学的モデル３０は、典型的に、制御技術者によって設計されている。物理的モデル２８の要素は、位相幾何学的モデル３０におけるリソースにマッピングされる。
【００３０】
図１１は、本発明の好ましい実施形態のためのアーキテクチャを示す。製造設備および関連する制御システムの実装を区分するための§８８方法論は、互いに横に示す。
【００３１】
アプリケーションプログラムソフトウェアは、事前に定義され、試験され、保証されたプロセスオブジェクトとなるため、本発明は、アプリケーションプログラムソフトウェアの開発のために必要な時間を削減する。新しいプロセスオブジェクトが必要な時は、生成器２０が、その後の再使用のために新しいオブジェクトを迅速かつ正確に定義するためのツールを提供する。ユーザは、監視および制御のアプリケーションプログラムの双方における使用のために、プロセス制御オブジェクトを構築することができる。アプリケーションプログラムにおいて使用されるプロセスオブジェクトが既に試験されているため、完成したアプリケーションプログラムのその後のプロジェクトの工場および／またはサイトの受け入れ試験（ＦＡＴ＆ＳＡＴ）の間に、それらを試験する理由はない。ユーザは、アプリケーションプログラムソフトウェアの安全性、シーケンス、および規制による管理などの試験に焦点を合わせることができる。
【００３２】
つまり、生成器２０は、プロセス制御プロジェクトの各部分に影響を及ぼす。これは、ツールのユーザが、技術工学上のタスクをより高い生産性で実行することによって、自動化プロジェクトのライフサイクルコストを大幅に削減することを可能にする。本発明は、プロセス技術者、または、プロセス規格に詳しい技術者が使用することができる機能的ツールであることを意図している。
【００３３】
プロセスデータベースは、オペレータがプロセスを制御することを可能にするために、ランタイム制御システムによって使用される。プロセスデータの多くがＰＬＣ３２に、およびそのためにコントローラデータベースに常駐する一方、プロセスデータベースの他のアスペクトは、ヒューマン／マシンインターフェイス３４（ＨＭＩ）に常駐する。プロセスデータベースは、オペレータのためにランタイムシステムを開発するために、プロセス技術者がプロセスオブジェクトのライブラリで作業を行うコントローラデータベースと混同すべきではない。
【００３４】
ＨＭＩとＰＬＣをプロセス制御システムとして一緒に使用することの困難は、そのようなシステムにおいて、単一のプロセスデータベースがないことであり、２つのレベル１とレベル２の間で分かれたデータベースは同期しない。以前、１つのデータベースを備えたそのようなプロセス制御ソリューションを開発することは不可能であった。レベル２システムは、プロセスを直接稼働するために使用するには十分強靭ではないＭｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）のソフトウェアを備えた標準的なパソコンで実行できる。ＰＬＣは十分なメモリを持っておらず、大きなデータファイルを扱うことが不得手であった。
【００３５】
生成器２０は、ＰＬＣおよびＨＭＩ内のプロセスオブジェクト２２の一定した使用を保証する。プロセス設計者は、プロセスオブジェクト、すなわち、ＳＣＤで作業を行い、生成されているソースコードが、結果的に、レベル１またはレベル２（ＰＬＣまたはＨＭＩ）において実行されるかどうかを区別しない。プロセスの自動化に関するロジックは、ＰＬＣ３２において実行される。ＨＭＩ３４は、大部分、プロセス内のウィンドウとして機能し、オペレータに、プロセスを管理するために必要な様々な機能を提供する。プロセスバルブ装置のためのプロセスオブジェクト（ＳＣＤ）データベースの詳細は、図１２に示す。
【００３６】
プロセスオブジェクトまたはＳＣＤ２２は、実際の制御システム２４のいくつかのアスペクトを表す多面オブジェクトを定義するために使用されている包括的な用語である。プロセスオブジェクト２２は、制御の視点から単一のエンティティとして稼働されるセンサ、アクチュエータ、および規制的管理設備を定義する。ＳＣＤは、実世界におけるオブジェクト、例えば、モータ、バルブ、温度発信器などを定義することができ、同様に、規制的管理または他の制御機能、例えば、ＰＩＤループ、タイマ、カウンタのために使用されているソフトウェアオブジェクトを定義することもできる。より高いレベルの全てのオブジェクトは、さらに複雑な制御プロセスオブジェクト、すなわち、装置３６および設備３８を形成するために、少なくとも１つのＳＣＤから構成されている。ＳＣＤ２２は、少なくとも制御部分およびＨＭＩ部分を含む自動化アプリケーションプログラムの標準的な一片である。図８。ＳＣＤライブラリ２６はＳＣＤ２２を含み、装置の管理に必要な全ての文書、すなわち、ＣＡＤ、ユーザ用マニュアル、メンテナンス記録などを提供する。図９。ＳＣＤ２２は、制御システム２４、ヒューマン／マシンインターフェイス、診断システムなどのためのアプリケーションプログラムを設計し、自動的に生成するために、アプリケーションプログラム生成器２０によって使用される。
【００３７】
ＳＣＤは、ＳＣＤタイプと呼ばれる再使用可能なオブジェクトの実例として生成されている。ＳＣＤタイプはプロセスのユニットを記述し、ＰＬＣロジック、監視システム内のオペレータのための表示、ユニットの電気的および機械的特性、およびメンテナンスとトラブルシューティングを含めて、自動化のタスクの全てのアスペクトを含む。ＳＣＤは、そのタイプの属性の全てを受け継ぐ。加えて、ＳＣＤが遂行する特定のタスクにＳＣＤを調整することは、実例のパラメータおよび属性を設定することによって可能である。生成器２０は、ＳＣＤタイプのどの部分が固定され、どの部分が調整できるかを決定するための柔軟な方法を提供する。ＳＣＤタイプの定義の可変部分は、デフォルト値に基づく。システムのこの柔軟性は、使い易さをもたらす。ＳＣＤタイプが定義され、タイプライブラリ内に展開され、生成器２０は、プロセスオブジェクトタイプの標準的なライブラリへのアクセスを有する。ユーザは、彼自身のライブラリを生成するための能力も有する。
【００３８】
デバイスタイプは、アプリケーションプログラム生成器２０によって提供されるライブラリ内で組織される。加えて、特定のデバイスタイプは、特定の用途のために実装することができる。デバイスタイプは再使用することができ、装置３６のための特定のふるまいはパラメータ化できる。例えば、バルブは、通電開放または通電閉鎖モードで機能していれば、定義することができる。装置３６の特徴は、
プロセスオブジェクト、すなわち、アクチュエータもしくはセンサ、または、データを操作するプロセスの機能を表示すること、
１つの設備に所属すること、装置は設備の間で共有することはできない、
特定のデバイスタイプ（ＳＣＤ２２）または自由な装置のいずれかであること、
他の設備のデバイスと通信する能力、
視覚化およびプロセスとの対話のためのＨＭＩ３４に対する（一次）エントリ・ポイントを提供すること、および
ＰＬＣ３２およびＨＭＩ３４と直接通信する能力を含む。
【００３９】
各装置３６は、設備３８のために生成されたセクション内の機能ブロックによって表される。装置３６は、設備特性内に定義されたＨＭＩ３４に自動的に割り当てられる。各装置３６は、設備のために生成された画面内の装置関連物理的オブジェクトのグラフィックによって表される。図８。
【００４０】
ＳＣＤ２２は、オブジェクト指向プロセス設計ツールボックスとして見ることができる。このツールボックスは、プロセス技術者になじみのあるプロセス用語を使用する。ＰＬＣおよびＨＭＩロジックは、プロセス設計、Ｐ＆ＩＤ、ＳＯＰ、プロセスレイアウトなどから、直接、自動的に生成される。事前に試験されたプロセスオブジェクトを使用することは、アプリケーションプログラムを設計するために必要な時間を実質的に短縮する。事前に試験されたプロセスオブジェクトを使用するという首尾一貫した手法は品質を大幅に改善し、試験および検証の結果に、直接、影響を及ぼす。ＯＳＧ２０およびＳＣＤ２２を利用することによって設計コストを大幅に削減することができる。
【００４１】
アプリケーションプログラム生成器２０によるアプリケーションプログラムの生成は、制御システム２４、すなわち、プロセス設計、ＰＬＣ、ＨＭＩ、診断、ＣＡＤ図面などに関わる。以前は、自動化ツールが、コントローラの特性のみに関わり、プロセスの記述またはＨＭＩを含まなかった。例えば、アプリケーションプログラム生成器２０は、ユーザに、ＰＬＣおよびＨＭＩアプリケーションプログラムの全ての変数のための命名の慣行を設計する能力を提供する。命名の慣行は、プロセス設計モデルから導出され、ＰＬＣ３２およびＨＭＩ３４のモデルに適用される。
【００４２】
アプリケーションプログラム生成器２０は、プロセス設計、すなわち、それのＨＭＩ３４を伴った装置３６の制御、ＣＡＤ図面に従ったそれの診断および通信などに従ったアプリケーションプログラムの複数の部分を自動的に生成する。アプリケーションプログラム生成器２０でのＰＬＣロジックおよびＨＭＩ３４の設計の生成の後、アプリケーションプログラムプログラムにロジックを追加すること、およびＨＭＩ３４の設計を完成することが必要であることもある。ＰＬＣ３２およびＨＭＩ３４において使用される全ての変数は、アプリケーションプログラム生成器２０内で定義されなければならない。これらの変数は、オブジェクトのそれぞれの物理的モデルのオブジェクトに割り当てられるべきである。この理由のため、設計者は、装置に、追加の可変の自由変数を割り当てることができる。
【００４３】
各ＳＣＤ２２および物理的設備３８は、ＰＬＣロジック、Ｉ／Ｏポイントへの接続、監視システムとのもしくはネットワーク上の他のノードへの通信のために使用されている関連変数を有する。これらは、
デバイスタイプ変数、すなわち、デバイスのタイプから受け継いだ装置の変数、および
自由変数、すなわち、設備、付加的ＰＬＣロジック、およびＨＭＩに模した追加された変数の２つのタイプの変数である。
【００４４】
異なる方法で生成器２０とともに作業を行うユーザも何人かいる。ユーザは、自分の技能および自分が実行することを要求されているタスクによっては生成器２０に対する特定のアクセス権を有する。各ユーザが、生成器２０を同じ方法で利用するという要件はない。すなわち、特定の機能へのアクセス権は、制限または排除さえすることができる。最も簡単なレベルにおいて、３つの使用のレベルがある。第一に、ユーザまたはサイトのためにシステムをセットアップする管理者のためのレベル。第二に、プロセス制御システムを開発するために生成器２０を使用する設計者のためのレベル。第三に、プロセスを実行するために生成器２０の結果を使用するオペレータのためのレベル。
【００４５】
ユーザが、生成器２０の標準的な所定のデバイスライブラリおよびタグ付け規約を利用しないことを決定したなら、ユーザによって遂行される第１のタスクは、生成器２０をプロジェクトのための規格に適するように構成することである。最も可能性の高いことに、これは、ＣｏｎｃｅｐｔおよびＨＭＩプログラミングツールの知識を必要とする専門家のタスクである。このタスクは、システム管理者または管理者によって実行される。生成器２０が、ユーザの個人的な要件を満たすようにセットアップされた後、それは、デバイスタイプを追加、編集、削除するためにあまり頻繁ではなく変更される。
【００４６】
システムの他のユーザは、工場の管理者である。工場の管理者は、工場内に設置された、または、ここで利用可能なプロセスの全てを検討するために、システムにアクセスする権利を有する。このレベルのユーザは、デバイスライブラリまたはライブラリを変形しないが、既存のプロジェクト、およびプロジェクト管理者によって調整された計画された開発を検討し、合併させることができる。工場管理者は、通常、製造の専門家である。
【００４７】
典型的に、プロジェクト管理者は、開発を検討するためにアクセス権を有し、生成器のデータベースとともに作業を行うプロセス専門家である。プロジェクト管理者は、プロジェクトのバージョンをいつフリーズさせるかを決定することができる。
【００４８】
生成器２０の主なユーザは、設計者である。設計者は、生成器２０を使用するためにＣｏｎｃｅｐｔまたはｉＦｉｘなどのプログラミング言語のいかなる特別な知識も有する必要のないプロセスエンジニアまたは同等者となる。設計者は、ＳＣＤタイプまたはタグ付け規約を修正するためのアクセス権を有さない。設計者は、プロセスを自動化するために必要なプロセスオブジェクト２２を選択し、適用するために、生成器２０を使用する。設計者は、ｉＦｉｘデータベースを移動させ、ＣｏｎｃｅｐｔおよびｉＦｉｘのために、設備３８およびプロセスオブジェクト２２を生成する。
【００４９】
生成器２０は、設計者が、ＳＣＤ２２を選択することを可能にすることによって、ボトムアップの実装に関して設計者を支援し、設計者が選択する実際の装置に基づいて機器のリストを生成する。この機器リストは、同様に、生成器のタグ付け規約に従って、各設備３８および装置３６に割り当てられた一意の名称も提供する。タグ付け規約は、供給されたデフォルト規約、または、システム管理者によって定義されたユーザ自身の規約のいずれかである。機器リストがＰ＆ＩＤから、直接、生成されるため、生成器２０は、Ｉ／Ｏリストを手作業で準備する必要性を排除する。
【００５０】
設計者は、生成された個々の設備モジュールをどのＰＬＣ３２およびどのＨＭＩ３４上で実行するかを割り当てることに責任を負う。各個別の設備３８は、実行のために単一のＰＬＣ３２に割り当てられる。例外的な場合において、１つのＰＬＣ３２上で部分的に、および他のＰＬＣ３２上で部分的に実行するために、設備を分けることが可能である。設備３８は、システム上の１つのＨＭＩ３４に割り当てられる。生成器２０は、ＰＬＣデータベースをＨＭＩデータベースに同期させることに責任を負う。生成器２０は、制御プロセスを定義するために、設計者が、設備をコピーすること、およびいかなる数のコピーも再使用することを可能にする。
【００５１】
自動化システムが、工場内のプロセスに統合されたなら、オペレータは、プロセスを実行する。オペレータは、プロセスを実行するために設計者によってＰＬＣ３２およびＨＭＩ３４内で利用可能にされた機能へのアクセスを有する。オペレータは、自動化システムのロジックを変更することはできないが、プロセスを実行するために必要な変更は行うことができる。オペレータが生成器２０を使用して開発された自動化システムの最終的な受領者である一方、オペレータは、生成器自体は使用しない。生成器２０に何らかの変更を行うことが必要であれば、設計者は、オペレータの代わりに、必要な修正を実行する。
【００５２】
ＰＬＣおよびＨＭＩの自動化に加えて、オペレータは、システム・アドミニストレータまたは設計者のいずれかによって生成されたＨｅｌｐ　Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）へのアクセスを確かに有する。Ｈｅｌｐ画面は、オペレータによる使用に対して意図され、プロセスの稼働中に遭遇するいかなる問題の解決においても役立つ。オペレータは、ｉＦｉｘプログラミング、Ｃｏｎｃｅｐｔ、または、生成器２０のいかなる特別な知識も有する必要がない。確かに、オペレータは、これらのツールを利用するために必要なアクセス権を有さない。
【００５３】
デバイスタイプは、これが表す技術的オブジェクトの全てのアスペクトを考慮する。図１３を参照。
監視システム：
オペレータ画面上のグラフィック表示。
オペレータ画面上に表示される物理的ユニット。
ＰＬＣとの通信。
デバイスを制御するためのオペレータ・コマンド（例えば、スタート／ストップ押ボタン、設定ポイントを調整するためのプロンプト）。
アラームの表示。
オペレータの行為の記録。
監視された装置の数値の長期または短期の履歴傾向のアーカイバル。
ＰＬＣ：
装置を制御するロジック。
（時間スタンプを備えた）ＰＬＣロジックの故障を検出し、警報を発するロジック。
監視システムとの通信。
監視システムによって表示される属性およびプロセス変数。
監視システム。
装置に接続されたＩ／Ｏ。
装置のロジックの変数。
他のＰＬＣまたはネットワーク提携相手との通信。
ＰＬＣロジックによって装置を制御するためのコマンド（例えば、リセット、スタート、ストップ）。
他の装置とのリンク（例えば、「強制中」）。
実行できるために必要なリソース（電源、例えばモータの）。
オペレータ行為のリクエストのためのプロンプト。
技術的図面および文書：
電気関係図面の参照。
機械関連図面の参照。
アプリケーションプログラム・ソフトウェアおよび文書の参照。
故障の場合のメンテナンス文書への参照。
装置の棚卸しおよび交換のための部品番号。
【００５４】
ＳＣＤタイプは、ライブラリ内で組織される。異なる産業セグメントは、産業に固有のＳＣＤタイプのそれ自身のライブラリを生成することができる。したがって、異なる産業の要求を網羅するために、ＳＣＤタイプの定義は、柔軟でなければならない。各タイプは、そのタイプに固有のシーケンシャルかつ継続的な手続きを含めて、実際の制御プロセスの定義を含む。各タイプは、欠陥状態、復帰手続き、シミュレーション、診断、および装置（プロセスオブジェクト）によって必要とされる他の手続きを扱う、全ての特別な手続きを含むこともできる。
【００５５】
典型的に、ＳＣＤタイプは、システム管理者によって開発され、生成器のライブラリに保存され、各々の独占的な知識となる。結果的に、ユーザが初めて生成器２０を利用する時、最初のタスクは、特定のＳＣＤタイプライブラリを構築することになる。ユーザが開始するために、供給者は包括的ＳＣＤタイプのライブラリを提供できる一方、ユーザライブラリは、それを開発したユーザの特性を残す。
以下の表は、一般的なＳＣＤタイプの例を示す。
ＶＡＳＤ０１　　　　（バルブ）
ＰＳＳ０１　　　　　（ポンプ）
ＡＴＶ５８ＭＢ０１　（速度駆動装置）
ＡＩＡ０１Ｔ　　　　（アナログ入力）
ＡＯ０１　　　　　　（アナログ出力）
ＤＩＯ０１Ｔ　　　　（デジタルＩ／Ｏ）
ＭＯＳ０１　　　　　（モータ）
ＰＩＤ０１　　　　　（ＰＩＤループ）
【００５６】
以下の例は、当業者の本発明の理解を支援するために、本発明の例示として以下に概略され、検討されており、本明細書に述べた本発明の特許請求項または範囲を限定することは意図していない。
【００５７】
ユーザは、Ｐｒｏｇｒａｍｓ／ＯｎｅＳｔｅｐ　Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ下のＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）Ｓｔａｒｔメニュー内の適切なメニュー項目を選択することによって、制御システム２４のためのアプリケーションプログラムの生成を開始する。図１４は、ユーザに対して表示されるプログラムウィンドウを描く。新しいプロジェクトを開始するために、ユーザは、メニューのＦｉｌｅ／Ｎｅｗのいずれかを選択し、ツールバーのそれのボタンをクリックする。カスタマイズファイルを選択するためのダイアログボックスが現われる。図１５。カスタマイズファイルは、ユーザの要求および／または規則に従って生成プロセスをセットアップする。カスタマイズファイルは、命名規約、使用されたＨＷ、使用された測定単位などについての情報を含む。ダイアログボックスからカスタマイズファイルが選択される。新しいＵｎｔｉｔｌｅｄというプロジェクトが開始され、物理的および位相幾何学的モデルのツリーが作業空間の左側に見える。図１６。
【００５８】
ユーザは、今、プロセスの物理的モデル２８を記述できる。Ｓｉｔｅというノードが、物理的モデル２８およびメニュー内で選択される。一般に、ツリー内のオブジェクトノード上を、右のマウスボタンでクリックするのが賢明である。各ノードは、新しいオブジェクトを生成でき、特性を変更でき、オブジェクトを削除でき、または、このオブジェクトに役立つまたは必要である他の機能を呼び出せるポップアップメニューを有する。Ｓｉｔｅを選択した後、ユーザは、Ｎｅｗ　Ａｒｅａを選択し、図１７、新しいエリアのためのカスタムの名称を入力する。一般に、名称のフォーマットは、選択されたカスタマイズファイルによって決定される。この例においては、全てのエリアがＡＲで開始され、数字が後に続く命名規約が選択された。エリア全体に対する最後の部分は、自由なテキストを備えたフィールドである。名称「Ｍａｉｎ」が入力されるか、または、他のいかなる名称も使用することができる。ツリー内の新しいノードであるＡＲ０Ｍａｉｎと呼ばれるエリアを図１８に示す。
【００５９】
Ｎｅｗ　Ａｒｅａが定義された後、Ｐｒｏｃｅｓ　Ｃｅｌｌが定義される。今、設備が生成される、すなわち、ＵＮＡＲｅａｃｔｏｒ。図１９。典型的に、ＰＬＣ、ＨＭＩ、およびネットワークに関する位相幾何学的モデル３０を定義しないプロセス技術者によって、物理的モデル２８が指定される。新しい設備３８が生成され、ノードＥＱ０１１Ａが物理的モデル２８に追加されたなら、Ｎｅｗ　Ｄｅｖｉｃｅが定義される。Ｎｅｗ　Ｄｅｖｉｃｅについての特性は、装置３６のための特性ダイアログに現われる。設備３８の名称、記述、およびデバイスタイプが入力される。この実施例においては、ポンプ、ＰＳＳが選択された。装置３６の他のタイプも、選択することができる。すなわち、ＶＳＤ（可変速駆動装置）。同じ方法で、さらに２つの装置３６、ＭＳＲタイプのモータ１およびタイプＶＡＳのバルブ１が入力される。今、物理的モデル２８のツリーが、図２０に示すように現われる。この入力を以って、単純なプロセスが定義された。
【００６０】
位相幾何学的モデル３０は同じ方法で定義しなければならない。位相幾何学的モデル３０は、プロセスを制御するために必要なＰＬＣおよび監視ステーションを記述する。ユーザは、位相幾何学的モデル３０内のオブジェクト「ＰＬＣ」上で右のマウスボタンをクリックすることによって開始する。ポップアップメニューが現われ、項目Ｎｅｗ　ＰＬＣが選択される。図２１に示すように、適切なデータが入力される。ユーザが選択するために、様々な工業製品が利用できる。
【００６１】
ＰＬＣについては、使用されたハードウェアリソースを指定することが必要である。制御ハードウェアのセットアップは、ＰＬＣ　ＣＰＵ、ラックとＩ／Ｏモジュール、およびネットワーク構成と通信を含む。ツリーにおいて、新しいオブジェクト、ＰＬＣ１が生成される。ＰＬＣのラックは、ＰＬＣ１のためのＮｅｗＲａｃｋを選択することによって定義される。この実施例においては、１６スロットを備えたラックが選択されている。監視システムは、データサーバおよびオペレータステーションを備えたクライアント／サーバアーキテクチャに基づく。異なるオペレータが、プロセスの異なる部分を制御できることに配慮するために、完全なＨＭＩアプリケーションプログラムは、異なる制御ドメインに分割される。
【００６２】
今、ハードウェアモジュールは、ＰＬＣ１のために定義されなければならない。ユーザは、オブジェクトノードローカルを取り出し、Ｏｐｅｎ　Ｒａｃｋを選択する。ユーザがこのラックのハードウェア構成を入力できる、グリッドを備えた作業空間内にウィンドウが開く。図２２。全てのＰＬＣメモリの割り当ては、生成器２０によって完遂される。ユーザは、アドレス構成に関係する必要がない。
【００６３】
制御プロセスが定義された後、ユーザは、人間／機械インターフェイス、ＨＭＩ３４のための構成を定義しなければならない。ユーザは、位相幾何学的モデルツリー３０内のＨＭＩノードを選択し、メニュー項目、Ｎｅｗ　ＨＭＩを開くことによって開始する。図２３に示すように、ＨＭＩダイアログボックスが現われ、ユーザがデータを入力する。次の段階は、制御ドメインを生成することである。制御ドメインは、制御システムのオペレータのためのアラームエリアおよびアクセス権の組み合わせである。制御システムは、異なるオペレータによって制御されるいくつかの制御ドメインにセグメント分けされる。ユーザは、位相幾何学的モデルツリーのＨＭＩから新しいＣｏｎｔｒｏｌ　Ｄｏｍａｉｎを選択する。制御ドメインは、位相幾何学的モデルツリー３０内に表示される。図２４。
【００６４】
設備３８およびプロセスオブジェクト２２は、コントローラ３２に割り当てられている。ユーザは、ＥＱ０１１Ａ設備の物理的モデルツリー２８内のポップアップメニュー、Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓを選択する。設備３８内のＰＬＣ３２への変更は、全ての子プロセスオブジェクトを、同じＰＬＣに変更する（しかし、プロセスオブジェクトは、別個のＰＬＣに個々に割り当てることができる）。ＰＬＣ３２およびＨＭＩ３４のためのデータが入力され、図２５に示す。
【００６５】
ユーザが、他の装置のＩＯポイントをマッピングした後、図２６、ユーザは、生成されたアプリケーションプログラムがどこに保存されるかを識別する。定義された各ＰＬＣ３４について、生成器２０は、ＰＬＣの名称を備えたサブディレクトリを生成し、これらのディレクトリ内に制御アプリケーションプログラムを生成する。
【００６６】
生成器２０は、メニュー、Ｇｅｎｅｒａｔｅ内の適切なメニュー項目を選択することによって開始される。生成器２０は、実行している時、その作業の実際の状況についての情報を提供する。情報は、ｘ＝情報、Ｅ＝エラー、およびＷ＝警告のように分類される。次に、メモリマッパが実行される。ハードウェアモジュールを見ること、すなわち、ＰＬＣ１のＲａｃｋ１を選択し、Ｏｐｅｎ　Ｒａｃｋを選択することによって、ユーザは、異なるモジュールにマッピングされたアドレス範囲を見ることができる。マッピングの後、位相幾何学的３０および物理的２８モジュールを解析することができる。エラーおよび多少の警告があるが、それらは、プログラミング言語およびＨＭＩのためのアプリケーションプログラムの生成に対しては重要ではない。図２７。プログラミング言語、好ましくはＣｏｎｃｅｐｔは、Ｇｅｎｅｒａｅメニュー内で選択される。生成が終了した時、Ｄｏｎｅが表示される。
【００６７】
ユーザが制御言語、好ましくはＣｏｎｃｅｐｔのための符号を順調に生成した後、制御言語は始動することができ、プロジェクトファイルが開かれる。ユーザは、ＰＬＣの名称を備えたオプションダイアログおよびサブディレクトリ内に指定されたディレクトリ内のプロジェクトファイルを見出すことができる。生成器２０は、正しいデータタイプ、初期値などを備えたプロセスオブジェクト２２のために必要な全ての変数を生成している。生成器２０は、エリア、プロセスセル、およびユニット設備と装置についてのプロセス設計に従って、セグメント分けされた行動グループも生成している。設備３８は、機能ブロック図言語内にプログラムされたセグメントとなる。同じ名称を備えたグループ内に、初期化のための追加のセグメントもある。
【００６８】
設備のためのセグメントは、機能ブロックによって表された全てのプロセスオブジェクト２２を含む。機能ブロックの入力および出力は、適切な変数または文字による数値に接続されているか、または、制御技術者によって入力される追加のロジックのために未接続のままにされる。Ｃｏｎｃｅｐｔのための生成された設備セグメントを図２８に示す。
【００６９】
今、ユーザは、プログラム言語シミュレータに接続し、アプリケーションプログラムを実行することができる。設備セグメントのウィンドウは、ＴＳＤ機能ブロックを見ることができ、「ＰＬＣ」内の実際の値を見ることができるような方法で、配置すべきである。
【００７０】
ＯＰＣ工場サーバの構成も、生成器によって自動的に達成される。ｉＦＩＸおよびインテリューションのＯＰＣ　ＩＯドライバは、ユーザがＨＭＩアプリケーションプログラムを生成する前に実行するべきであることがが好ましい。
【００７１】
以下の実施例は、本発明の好ましい実施形態を使用してＨＭＩを生成する方法を概略する。この実施例は、当業者が、本発明をより良く理解することを支援するために提供され、特許請求された本発明の範囲を限定するために使用することは意図していない。
【００７２】
ユーザは、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）のスタート・メニューからＰｒｏｇｒａｍｓ／ｉＦＩＸ／Ｓｔａｒｔｕｐを選択し、インテリューション・ダイナミック作業空間が実行されるまで待つ。ローカルＦＩＸノード上にタグが宣言されていないことを確認した後、ユーザは、モデルツリー内でＩＯ　ＤｒｉｖｅｒｓおよびＯＰＣを選択する。新しいダイアログボックス、Ｉ／Ｏ　Ｄｒｉｖｅｒ　Ｓｅｒｖｅｒ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎが開く。ユーザは、Ｃｏｎｎｅｃｔボタンを押すことによって接続を確立する。接続が確立された後、ＯＰＣパワーツールが開く。図２９。
【００７３】
ＯＰＣ　ＰｏｗｅｒＴｏｏｌメニューバーからＥｄｉｔ／Ａｄｄ　Ｓｅｒｖｅｒを選択することによってＨＭＩの生成が継続する。Ｓｃｈｎｅｉｄｅｒ−Ａｕｔ．ＯＦＳがリストから選択される。Ｓｅｒｖｅｒ１がサーバ名のフィールドに入力され、サーバ名の右にＥｎａｂｌｅをチェックし、メニュー項目Ｄｉｓｐｌａｙ　Ｍｏｄｅ／Ｓｔａｒｔを選択することによって有効となる。構成は、Ｆｉｌｅ／Ｓａｖｅ　Ａｓを使用することによってＯＦＳ．ＯＰＣとして保存される。
【００７４】
今、アプリケーションプログラムは、ＨＭＩシステムのために準備される。今、ユーザは、Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ／ＨＭＩを選択することによってＨＭＩを生成することができる。生成器を使用してより多くのＨＭＩおよびデータサーバが生成された場合、全ての変数および画像は、ｉＦＩＸ内のＬＯＣＡＬ　ＮＯＤＥ上に生成される。
【００７５】
Ｒｕｎモードに切り換えて、Ｃｏｎｆｉｇｕｒｅモード内に画像が開いていないことを確認する。Ｒｕｎに対するメニュー項目、ＷｏｒｋＳｐａｃｅ／Ｓｗｉｔｃｈを使用することによって、Ｆｉｌｅ／ＥＱ０１１Ａ．ｇｒｆ．を選択して設備画像を開く。ＯＦＳのデバッグウィンドウ、および生成器２０によって生成されたＳＣＤのグラフィック表示が現われる。
【００７６】
画面上にＣｏｎｃｅｐｔ、ｉＦＩＸ、およびシミュレータを同時に見えるように、これらをデスクトップに配置するのが好ましい。グラフィックのシンボルは、ＰＬＣ内のリアルタイム値を読み取ることによって、プロセスオブジェクトの現状を表示する。
【００７７】
ユーザは、名称のすぐ下方にあるシンボルをクリックすることによってＳＣＤ２２を操作することができる。スイッチおよびＡｐｐｌｙボタンをクリックすることによってマニュアルモードに切り換えられるダイアログボックスが開く。全てのこの機能は、ＰＬＣおよびＨＭＩ内にプログラムすることなしに、ユーザに利用可能となっている。タグデータベースは、構成されたプロセスオブジェクトに正確にマッピングするｉＦＩＸ内に自動的に生成されている。ユーザは、警報発信、履歴データ、その他多数のために使用されるｉＦＩＸ内の追加のグラフィックを生成し、アニメートするためにこれらを使用することができる。
【００７８】
以下のソフトウェアは、本発明の好ましい実施形態を伴った使用のためにインストールすることが必要であるのが好ましい。
インテリューションダイナミックスｉＦＩＸ　Ｖ２．２１
インテリューションＦＩＸ　Ｉ／Ｏ＆ＯＰＣサーバＣＤ、および選択サーバからのプロセス制御Ｖ７ｘのためのインテリューションＯＰＣ　ＯＬＥ
Ｓｃｈｎｅｉｄｅｒ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　Ｃｏｎｃｅｐｔ　Ｖ２．２サービス・リリース
Ｓｃｈｎｅｉｄｅｒ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　ＯＰＣ工場サーバＶ２．０　Ｂ８３１または上級版
注意：プロセス設計から文書を生成したい場合は、パソコンにＭＳワードをインストールしなければならない。
【００７９】
特定の実施形態が示され、説明された一方、本発明の範囲または精神から逸脱することなく、多くの改変が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明のシステムアーキテクチャの図式概要である。
【図２】
制御ネットワークの一般的モデルを示す図である。
【図３】
本発明の図式流れ図である。
【図４】
制御システムの物理的モデルの図式図である。
【図５】
制御システムの位相幾何学的モデルの図式図である。
【図６】
物理および位相幾何学的モデルの画面表示の図である。
【図７】
デバイスタイプの図式表示である。
【図８】
スマート制御システムの図式表示である。
【図９】
スマート制御システムデータベースの内容を示す図式図である。
【図１０】
設備の図式図である。
【図１１】
製造設備および関連する制御システムの実装を区分するための§８８方法論を描く図式図である。
【図１２】
プロセスバルブデバイスのためのプロセスオブジェクト（ＳＣＤ）の詳細の図式図である。
【図１３】
ＳＣＤが表している技術的オブジェクトの全てのアスペクトを示すＳＣＤオブジェクトモジュールの図式図である。
【図１４】
生成器の使用の開始において、ユーザに表示されるプログラムウィンドウの図式図である。
【図１５】
カスタマイズファイルを選択するために、ユーザに表示されるプログラムウィンドウの図式図である。
【図１６】
作業空間の左側にある物理的および位相幾何学的モデルの新しい無題のプロジェクトおよびツリーを示すプログラムウィンドウの図式図である。
【図１７】
ユーザが新しいエリアを選択し、新しいエリアのためのカスタム名を入力するダイアログボックスを示す図式図である。
【図１８】
エリアノード、ＡＲ０Ｍａｉｎを示す図式図である。
【図１９】
新しいエリアおよびプロセスセルが定義された後に設備が生成されることを示す図式図である。
【図２０】
物理的モデルのツリーを示す図式図である。
【図２１】
ラックモジュールを構成するためのデータのエントリを示す図式図である。
【図２２】
ＰＬＣ情報のエントリのためのダイアログボックスの図式図である。
【図２３】
ＨＭＩ情報のエントリのためのダイアログボックスの図式図である。
【図２４】
位相幾何学的ツリーモデルを表示する図式図である。
【図２５】
ＰＬＣおよびＨＭＩのために入力されたデータの図式図である。
【図２６】
他の装置のマッピングされたＩ／Ｏポイントを示す図式図である。
【図２７】
生成プロセスの結果を示すステータスページの図式図である。
【図２８】
プログラミング言語、Ｃｏｎｃｅｐｔのための生成された設備セグメントの図式図である。
【図２９】
開かれたＯＰＣパワーツールの図式図である。
【図１】
2004512586.tif 000003
【図２】
2004512586.tif 000004
【図３】
2004512586.tif 000005
【図４】
2004512586.tif 000006
【図５】
2004512586.tif 000007
【図７】
2004512586.tif 000008
【図８】
2004512586.tif 000009
【図９】
2004512586.tif 000010
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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