JP2000357005A - プログラマブルコントローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ユーザプログラムを制御に最適で実行効率の
良い実行プログラムコードに整理・圧縮して翻訳可能な
プログラマブルコントローラを提供する。 【解決手段】 周辺装置１１から書き込むユーザプログ
ラムにより制御対象を制御可能なプログラマブルコント
ローラは、汎用のマイクロプロセッサを用いた演算器３
やシステムプログラムを格納するシステムプログラムメ
モリ４と共に、ユーザプログラムを実行プログラムコー
ドに変換する翻訳プログラムメモリ１０を備えており、
この翻訳プログラムメモリ１０は、予め登録されたパタ
ーンに対応するものを検索して編集することによってＰ
ＬＣの制御に最適で実行効率の良い実行プログラムコー
ドに整理・圧縮して翻訳し、もって、スキャン時間を短
縮する。また、翻訳プログラムメモリ１０を書き換え可
能にすることにより、他機種のユーザプログラムをも実
行可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ユーザプログラム
を読み込み、これを実行するストアードプログラム方式
のプログラマブルコントローラに関し、特に、その演算
器として汎用のマイクロプロセッサを使用したプログラ
マブルコントローラの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、プログラマブルコントローラ
（以下ＰＬＣ）では、ユーザが、周辺装置を用いて制御
する内容をＰＬＣ本体にユーザプログラムとして書き込
む。そのプログラムは、通常、ＰＬＣ本体のユーザプロ
グラム格納用のメモリ内に記憶される。また、かかるＰ
ＬＣ本体の演算器は、特に高性能を必要とする場合には
ＰＬＣ制御専用の演算用ＬＳＩを設計・製作してこれを
用いることもあるが、通常は、汎用のマイクロプロセッ
サを用いることが多い。

【０００３】図６には、従来技術になるＰＬＣの構成の
一例を示しており、周辺装置１（例えば、プログラム用
のソフトウェアを格納したパーソナルコンピュータやプ
ログラム用の専用機など）からのユーザプログラムは、
入出力インターフェース１１を介してＰＬＣ本体１００
のユーザプログラム格納用メモリ２内に格納される。一
方、ＰＬＣ本体１００に内蔵する演算器３は、通常、汎
用のマイクロプロセッサを用いるため、ＰＬＣ側では、
ＰＬＣ本体１００に内蔵するシステムプログラム４によ
って、書き込まれたユーザプログラムから当該ユーザプ
ログラムを実行するために必要なパラメータ部を取り出
し、この取り出したパラメータ部分をサブルーチンプロ
グラム５に渡し、それを演算器が実行できるように構成
して制御演算を実行する。なお、図において、符号７は
ＰＣＬシステムバスを示しており、このバス７には、上
記ＰＬＣ本体１００が制御を行う各種の制御対象との間
の入力回路８や出力回路９が接続されれている。

【０００４】あるいは、やはり従来技術になるＰＬＣの
構成の他の一例を示す図７のように、メモリ内に記憶さ
れたシステムプログラム４が、上記メモリ２内に書き込
まれたユーザプログラムを、単純に、その演算器３であ
る汎用マイクロプロセッサ用のプログラムコードに変換
してそれを実行用プログラムメモリ６内に一時記憶し、
もって、その実行用プログラメモリ６のプログラムコー
ドにて演算を実行することが行われている。

【０００５】このように、上記従来技術のＰＬＣでは、
上記メモリ２内に記憶されたユーザプログラムまたは上
記メモリ６内の実行用プログラムコードは、ＰＬＣ本体
１００に内蔵する演算器（汎用マイクロプロセッサ）３
によって実行され、その演算結果により、ＰＬＣ本体１
００に接続されるバス７を経由し、バス７に接続された
入力回路８（または図示しない入力モジュール）、ある
いは、出力回路９（または図示しない出力モジュール）
により、制御対象からの信号を再度入出力し、演算を繰
り返すことによってシステムの制御を実行している。

【０００６】ところで、ＰＬＣ用のユーザプログラムに
て記述される制御言語の大部分は、通常、ユーザが制御
用に使用しやすいように特化されており（例えば、ラダ
ー図によるプログラム（ラダープログラム）等）、その
ため、ユーザにより周辺機器１から入力されるユーザプ
ログラムコードは、そのままではＰＬＣの演算器３であ
る汎用のマイクロプロセッサでは、演算実行することは
できない。

【０００７】そこで、上記図６に示した従来技術のＰＬ
Ｃでは、ＰＬＣ本体１００内に内蔵するメモリ６に格納
されたシステムプログラムは、例えば図５に示すよう
に、ＰＬＣ用のユーザプログラムから必要な定数等（こ
こでは、例えば、ラダープログラムの入力Ｘ０００や出
力Ｙ１００）を取り出し、これらをシステムプログラム
４を介して、ＰＬＣ本体１００の演算器３が実行できる
サブルーチンプログラム（サブルーチンＸとサブルーチ
ンＹ）にパラメータとして渡し、もって、ユーザによっ
て入力された制御演算を実行している。

【０００８】また、図７に示したように、ユーザが入力
したユーザプログラムを、ＰＬＣ本体内のメモリ４に格
納されたシステムプログラムにより、単純に、その演算
器である汎用マイクロプロセッサ用のプログラムコード
に変換してこれを実行用プログラムとしてメモリ６に一
時記憶し、その実行用プログラムのプログラムコードに
て演算を実行するＰＬＣにおいても、やはり、その入力
されたユーザプログラムを、演算器用のプログラムコー
ドに単純に変換して実行用プログラムメモリ６内に格納
して、これを順次実行するだけであった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来技術
になるプログラマブルコントローラでは、そのユーザプ
ログラムは制御用に使い易い記述になっている。しか
し、ＰＬＣ本体の汎用演算器では、これをそのまま実行
する事ができず、そのため、ＰＬＣのシステムプログラ
ムでは、入力されたユーザプログラムから必要なパラメ
ータ情報を取り出し、これを汎用演算器で実行可能なサ
ブルーチンプログラムに渡すなどの演算を実行してい
た。そのためユーザプログラムが増えると最適な制御を
行うことが難しくなる。

【００１０】すなわち、従来技術では、入力したユーザ
プログラムは、これを単純に変換してＰＬＣの演算器用
の実行用プログラムとしており、そのため、ユーザプロ
グラム自体の容量が大きくなり、あるいは、制御プログ
ラムを組むことに慣れていないユーザが作成した冗長部
分の多いユーザプログラムを実行する場合など（この場
合にも、プログラム容量が大きくなる）、その演算時間
が長くなり、すなわち、その分スキャン時間（ユーザプ
ログラムを実行プログラムへ変換する時間）が長くなっ
てしまい、ＰＬＣ側の制御が難しくなるという問題点が
あった。また、ユーザプログラムはシステムプログラム
により機種に依存することになり、プログラムの互換性
が無かった。

【００１１】また、通常、ユーザプログラムのプログラ
ムコードは、ＰＬＣ本体に内蔵されるシステムプログラ
ムに依存（すなわち、演算器である汎用マイクロプロセ
ッサの機種に依存）している。例えば、図３に示すＰＬ
Ｃ用のユーザプログラム（ラダープログラム）と、図４
に示すＰＬＣ用のユーザプログラム（やはり、ラダープ
ログラム）とでは、その制御内容は同じであるにも関わ
らず、ＰＬＣの機種（すなわち、ＰＬＣ本体のシステム
プログラム）に対しては互換性が無いため、そのままで
は使用することが出来なかった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、上
記の従来技術における問題点に鑑み、周辺装置からユー
ザプログラムを書き込むことが可能であり、当該書き込
んだユーザプログラムにより制御対象を制御可能なプロ
グラマブルコントローラであって、前記周辺装置からユ
ーザプログラムを入力する手段と、所定の演算を行う演
算手段と、前記演算手段による演算を行うためのシステ
ムプログラムを格納するメモリ手段と、前記周辺装置か
ら入力されたユーザプログラムを格納するメモリ手段
と、前記メモリ手段に格納したユーザプログラムを前記
システムプログラムに従って実行可能な実行プログラム
コードに変換した後のユーザプログラムを格納するメモ
リ手段とを備え、前記変換後の実行プログラムコードを
読み出しながら逐次制御演算を実行するプログラマブル
コントローラにおいて、さらに、前記メモリ手段に格納
したユーザプログラムを前記システムプログラムに従っ
て実行可能な実行プログラムコードに変換する翻訳プロ
グラムを格納するメモリ手段を備えると共に、前記メモ
リ手段に格納した翻訳プログラムは、前記周辺装置から
入力される前記ユーザプログラムを整理・圧縮して前記
実行プログラムコードに変換する機能を備えているプロ
グラマブルコントローラを提供するものである。

【００１３】また、本発明によれば、前記に記載したプ
ログラマブルコントローラにおいて、前記翻訳プログラ
ムを格納するメモリ手段は、書き換え可能なメモリ手段
により構成することが好ましい。

【００１４】さらに、本発明によれば、前記に記載した
プログラマブルコントローラにおいて、前記メモリ手段
に格納された翻訳プログラムは、前記周辺装置から入力
されたユーザプログラムを、予め登録されたパターンに
対応するものを検索して編集することによって前記シス
テムプログラムに従って実行可能な実行プログラムコー
ドに変換するものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。ま
ず、図１には、本発明の一実施の形態になるストアード
プログラム方式のプログラマブルコントローラ（ＰＬ
Ｃ）本体のハードウェアブロック図を示す。この図にお
いて、ＰＬＣ本体１００は、周辺装置１（やはり、プロ
グラム用のソフトウェアを格納したパーソナルコンピュ
ータやプログラム用の専用機など）等との間で通信を行
うための入出力インタフェース１１、ユーザプログラム
を記憶・格納するメモリ２、ユーザプログラムの演算を
行う演算器３、ＰＬＣ本体の制御を行うシステムプログ
ラムを格納したメモリ４等を備えることは、上記した従
来技術のＰＬＣと同様である。

【００１６】なお、本発明によれば、上記ＰＬＣ本体１
００は、さらに、ユーザプログラムを翻訳した結果の実
行プログラムコードを格納するメモリ６（上記図６の実
行用プログラムメモリ６に対応）と、ユーザプログラム
を翻訳するためのプログラムを格納したメモリ１０とを
備えている。なお、本ＰＬＣ本体１００は、さらに、制
御対象からの入出力を行うためのバス７、入力回路（モ
ジュール）８、出力回路（モジュール）９を備えている
ことも、上記従来技術と同様である。また、ユーザによ
り上記周辺装置１から転送されるユーザプログラムは、
入出力インターフェース１１を介してＰＬＣ本体１００
のユーザプログラム格納用メモリ２内に格納されること
も上記と同様である。

【００１７】なお、本発明では、上記ＰＬＣ本体１００
において、ユーザプログラムを翻訳するためのプログラ
ムを格納した上記メモリ１０は、ＰＬＣシステムを制御
するバス７上に配置されており、これにより、ＰＬＣ本
体１００の演算器３を制御することが可能なハードウェ
ア構成となっている。

【００１８】かかるハードウェア構成によれば、ＰＬＣ
本体１００は、その演算器３により、ユーザプログラム
を格納したメモリ２からユーザプログラムを読み出し、
これを翻訳して実行プログラムコードを作成し、この翻
訳した実行プログラムコードをメモリ６に格納するが、
その際、上記メモリ１０に格納されたユーザプログラム
を翻訳するためのプログラムは、本発明によれば、全体
の制御プログラムを整理圧縮し、その結果を書き込む。
これによれば、ＰＬＣの演算器３は、整理圧縮した結果
を読み込みながら演算を実行することにより、その制御
演算時間を短くすることができる。

【００１９】さらに、本発明によれば、翻訳するための
システムプログラムを交換可能なハードウェア構成にす
る。これにより、この翻訳プログラムメモリ１０に格納
した翻訳プログラムの翻訳機能を、他機種のＰＬＣのた
めのユーザプログラムの翻訳機能に変更可能とすること
により、ＰＬＣ本体１００を交換することなく、他のＰ
ＬＣのユーザプログラムで書かれた制御内容をも実行す
ることが可能となる。すなわち、他機種のＰＬＣ用ユー
ザプログラムの翻訳機能への変更を可能にするために
は、この翻訳プログラムメモリ１０を、書き換えの可能
なメモリ装置により構成することにより、容易に実現す
ることが出来る。なお、これによれば、この翻訳プログ
ラムメモリ１０を交換（書き換え）することにより、多
種のユーザプログラム言語、あるいは、機種依存しない
ユーザプログラムにより、ＰＬＣの制御演算を実現する
ことが可能になる。

【００２０】次に、上記のその構成の詳細を説明したＰ
ＬＣ本体１００の動作、特に、本発明の特徴をなす翻訳
（整理・圧縮）機能について、添付の図２に示すフロー
チャートを参照しながら、以下に詳細に説明する。

【００２１】ユーザにより周辺装置１から入出力インタ
フェース１１を介して入力されたユーザプログラムは、
まず、ユーザプログラムメモリ２に格納される。次に、
上記メモリ１０に格納された翻訳プログラムにより、入
力されたユーザプログラムの翻訳（整理圧縮）を行う。
なお、ここに示す一例では、上記入力されたユーザプロ
グラムはラダープログラムにより作成されたものとして
説明する。

【００２２】図２のフローチャートにおいて、まず、入
力されたプログラムからラダー回路のパターンを読み取
り、予め登録されているパターン（構成）に基づいて、
同一パターンの回路が有るか否かを検索し（ステップＳ
１）、さらに、パターンが一致した回路の有無を判定す
る（ステップＳ２）。なお、このラダー回路のパターン
とは、例えば、上記図３に示した入力（Ｘ０００、Ｘ１
００等）、出力（ＴＤ００、ＣＬ００等）である。

【００２３】上記の判定（ステップＳ２）の結果、予め
登録されているパターンに同一のパターンがあった
（「ある」）場合は、さらに、その回路で使用されてい
る入出力番号（Ｉ／Ｏ）を検索し（ステップＳ３）、さ
らに、この入出力番号（Ｉ／Ｏ）が一致する回路の有無
を判定する（ステップＳ４）。なお、上記図３の例で
は、入力番号として「０００」や「００１」、出力番号
として「００」等である。

【００２４】その後、上記の判定（ステップＳ４）の結
果、同一の入出力番号（Ｉ／Ｏ）が一致した回路があっ
た（「ある」）場合には、その回路の部分を抜き出し、
これを一つの演算式により構成し、その演算結果で入出
力するように回路を変更する。これは、例えば、上記し
た図５にも示したように、ユーザプログラムから入力Ｘ
０００を検出した場合、それに対応するシステムプログ
ラム（Ｘ＝０００＝＆Ｈ１００００，ＣＡＬＬ ＳＵＢ
Ｘ）やサブルーチン（ＰＵＳＨ，ＬＯＤ＆Ｈ１０００
０，ＳＴＡ ＡＣＣ，ＰＯＰ，ＲＴＳ）に変更し、そし
て、ユーザプログラムから出力Ｙ１００を検出した場
合、それに対応するシステムプログラム（Ｙ＝０００＝
＆Ｈ２００００，ＣＡＬＬ ＳＵＢＸ）やサブルーチン
（ＰＵＳＨ，ＳＴＡ ＡＣＣ，ＰＯＰ，ＲＴＳ）に変更
する。

【００２５】なお、以上の手順を何度か繰り返して実行
することにより、ユーザが周辺装置１から入出力インタ
フェース１１を介して入力したユーザプログラムを、Ｐ
ＬＣの制御に必要なプログラムコードに変換し翻訳する
と共に、ユーザプログラムを解析して整理する事によ
り、実行プログラムコード数を少なくして演算を実行す
ることが可能となる。特に、ユーザプログラム自体の容
量が大きく、あるいは、慣れていないユーザが作成した
冗長部分の多いユーザプログラムの場合（この場合に
も、プログラム容量が大きくなる）にも、予め予め登録
されているパターンに従って変換が実行されるため、不
要なプログラムを最適に圧縮する事が可能となる。

【００２６】すなわち、ＰＬＣでは、応答性能に優れた
制御を実行するプログラムを作成するには、熟練したプ
ログラマーが、その制御対象の動作内容を解析してプロ
グラムを作成する必要があるが、しかしながら、その制
御内容が増大し、変更や修正が増えるにつれ、プログラ
ムを作成するための手順が複雑になる。これに対してて
も、上記した本発明のＰＬＣ、特に、そのメモリ１０に
格納された翻訳プログラムによる翻訳（整理・圧縮）機
能を利用することによれば、常に、ＰＬＣのシステムプ
ログラム側において、ユーザが入力したプログラムを整
理・圧縮することから、ユーザにとっては特に制御プロ
グラムを意識することなく、ＰＬＣ本体がその制御に最
適なプログラムに翻訳して実行することが可能となる。
すなわち、ユーザプログラムを整理・圧縮して翻訳する
ことにより、ラダーの実行効率の良いプログラムコード
に圧縮することが可能となり、もって、スキャン時間を
短縮して実行するプログラマブルコントローラを実現す
ることが可能になる。

【００２７】また、このＰＬＣ内の翻訳プログラムメモ
リ１０に格納した翻訳する機能（すなわち、翻訳プログ
ラム）を他のものに交換することにより、ＰＬＣのシス
テム全体を交換することなく、他機種用のユーザプログ
ラムをも変換して実行することが可能になる。特に、こ
れによれば、ユーザは、機種毎に異なるユーザプログラ
ムを個別に打ち込み直しすることなく、リプレースなど
が可能となることから、ユーザによるＰＬＣへのユーザ
プログラムの入力作業を容易にして、その汎用性を高め
ることともなる。すなわち、ＰＬＣ本体を翻訳プログラ
ム部分を交換することが可能に構築することにより、機
種依存しないユーザプログラムを翻訳し、もって、同一
のＰＬＣにて演算する事も可能となる。

【００２８】

【発明の効果】以上に述べた詳細な説明からも明らかな
ように、本発明になるプログラマブルコントローラによ
れば、ＰＬＣ内部にユーザプログラムを整理・圧縮する
機能を有する翻訳プログラムを内蔵したＰＬＣ本体を構
築することにより、ユーザプログラムを実行プログラム
に翻訳すると共に、その内容を整理し圧縮することか
ら、ＰＬＣにとっては制御に最適な、実行効率の良い実
行プログラムコードに圧縮することが可能となり、もっ
て、スキャン時間を短縮して実行するプログラマブルコ
ントローラを実現することが可能になる。一方、ユーザ
は、制御内容を熟知していなくてもＰＬＣ側でプログラ
ムを置き換え実行するので、常に、最適な制御を行うこ
とができる。また、他の本発明になるプログラマブルコ
ントローラによれば、他機種のユーザプログラムをも実
行することができ、ユーザプログラムの打ち込み直しす
ることなくリプレースなども可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態になるストアードプログ
ラム方式のプログラマブルコントローラのハードウェア
ブロック図である。

【図２】上記図１のプログラマブルコントローラにおけ
る翻訳プログラムメモリによるユーザプログラムの翻訳
動作を説明するフローチャート図である。

【図３】上記プログラマブルコントローラで使用するユ
ーザプログラムの一例であるラダープログラムの一種を
示す説明図である。

【図４】上記プログラマブルコントローラで使用するユ
ーザプログラムの他の例であるラダープログラムの一種
を示す説明図である。

【図５】上記プログラマブルコントローラで使用するユ
ーザプログラムであるラダープログラムの実行用プログ
ラムへの変換を説明する図である。

【図６】従来技術になるＰＬＣの構成を示す図である。

【図７】他の従来技術になるＰＬＣの構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 周辺装置 ２ ユーザプログラム格納メモリ ３ 演算装置 ４ システムプログラムメモリ ６ 実行用プログラム格納メモリ １０ 翻訳プログラムメモリ １１ 入出力インタフェース １００ ＰＬＣ本体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 勝部 泰典 千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号日 立京葉エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 5H220 BB03 BB05 CC05 CX02 DD04 EE01 FF03 JJ13 JJ16 JJ24 JJ42 JJ57

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周辺装置からユーザプログラムを書き込
   むことが可能であり、当該書き込んだユーザプログラム
   により制御対象を制御可能なプログラマブルコントロー
   ラであって、前記周辺装置からユーザプログラムを入力
   する手段と、所定の演算を行う演算手段と、前記演算手
   段による演算を行うためのシステムプログラムを格納す
   るメモリ手段と、前記周辺装置から入力されたユーザプ
   ログラムを格納するメモリ手段と、前記メモリ手段に格
   納したユーザプログラムを前記システムプログラムに従
   って実行可能な実行プログラムコードに変換した後のユ
   ーザプログラムを格納するメモリ手段とを備え、前記変
   換後の実行プログラムコードを読み出しながら逐次制御
   演算を実行するプログラマブルコントローラにおいて、
   さらに、前記メモリ手段に格納したユーザプログラムを
   前記システムプログラムに従って実行可能な実行プログ
   ラムコードに変換する翻訳プログラムを格納するメモリ
   手段を備えると共に、前記メモリ手段に格納した翻訳プ
   ログラムは、前記周辺装置から入力される前記ユーザプ
   ログラムを整理・圧縮して前記実行プログラムコードに
   変換する機能を備えていることを特徴とするプログラマ
   ブルコントローラ。
2. 【請求項２】 前記請求項１に記載したプログラマブル
   コントローラにおいて、前記翻訳プログラムを格納する
   メモリ手段は、書き換え可能なメモリ手段により構成さ
   れていることを特徴とするプログラマブルコントロー
   ラ。
3. 【請求項３】 前記請求項１に記載したプログラマブル
   コントローラにおいて、前記メモリ手段に格納された翻
   訳プログラムは、前記周辺装置から入力されたユーザプ
   ログラムを、予め登録されたパターンに対応するものを
   検索して編集することによって前記システムプログラム
   に従って実行可能な実行プログラムコードに変換するこ
   とを特徴とするプログラマブルコントローラ。