CN105408824B

CN105408824B - 可编程逻辑控制器

Info

Publication number: CN105408824B
Application number: CN201480042296.1A
Authority: CN
Inventors: 吉川贵支
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-03-17
Filing date: 2014-03-17
Publication date: 2017-07-04
Anticipated expiration: 2034-03-17
Also published as: KR101627081B1; KR20160011237A; US20160170398A1; WO2015140910A1; TWI525408B; JPWO2015140910A1; CN105408824A; DE112014003067T5; TW201537313A; JP5864032B1; US9921564B2

Abstract

PLC在1次轮询时间内对被控制仪器的设备数据进行大于或等于3次收集时，将前次取得的设备数据与本次取得的设备数据进行比较，在不同的情况下将发生了变化的设备数据作为变化数据而进行存储，在针对各轮询将变化数据发送至PC时，将变化数据与收集到的设备数据进行比较，在变化数据的合计量大于或等于收集到的设备数据的合计量的情况下，根据变化数据复原收集到的设备数据，并将所复原的设备数据发送至PC，在变化数据的合计量少于收集到的设备数据的合计量的情况下，将变化数据发送至PC。

Description

可编程逻辑控制器

技术领域

本发明涉及一种可编程逻辑控制器，其将在可编程逻辑控制器的内部所保存的设备数据发送至显示装置。

背景技术

对在工厂等所使用的被控制仪器(工业用机械等)进行控制的PLC(可编程逻辑控制器)具有设备存储器，该设备存储器暂时储存与被控制仪器相关的各设备数据。上述的PLC(定序器)按照用户创建的程序即定序程序，对各设备数据进行读取/写入，由此对被控制仪器进行控制。通常已知下述技术，即，在使用了该PLC的系统中，将各设备数据的值发送至PC(个人计算机)侧，使各设备的变化、状态显示在PC等的显示装置上。

当前，在使用了PLC的上述系统中，在从PC向PLC发出了设备数据的发送请求的情况下，以指定的时间间隔将PLC所取得的各设备数据全部发送至PC。在这种情况下，如果从PC侧被请求发送的设备数据的量增加，则从PLC向PC发送的数据量增加。因此，会对设备数据的通信处理造成负载，有时向PC发送的设备数据发生丢失、对PLC所控制的其他功能的处理造成影响。

在这样的系统中，在要进行发送的设备数据的值之中，也存在相对于前次已发送的设备数据的值未发生变化的设备数据。在对数据的状态进行显示的系统中，值无变化的设备数据的发送是不必要的，会成为通信负载增加的原因。因此，为了实现通信负载的减轻，采用了下述方法，即，将前次已发送的设备数据的值与本次要进行发送的设备数据的值进行比较，仅发送值发生了变化的设备数据(例如，参照专利文献1、2、3)。

专利文献1：日本特开2003-280732号公报

专利文献2：日本特开平6-95718号公报

专利文献3：日本特开2000-165965号公报

发明内容

在上述第1～第3现有技术中，为了实现通信负载的减轻，仅发送在前次已发送的设备数据的值与本次要进行发送的设备数据的值之间发生了变化的设备数据。但是，在上述第1～第3现有技术中存在下述问题，即，仅针对2个设备数据(1次变化)而考虑变化，而关于同时处理大于或等于3个设备数据(大于或等于2次变化)的情况并未考虑。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到一种可编程逻辑控制器，即使在具有在轮询时间内经过大于或等于3次收集到的设备数据的发送请求的情况下，该可编程逻辑控制器也能够高效地进行数据发送。

为了解决上述课题、实现目的，本发明的可编程逻辑控制器的特征在于，具有：数据收集处理部，其从被控制仪器收集与所述被控制仪器的状态相对应的设备数据；存储部，其将与所述设备数据中的发生了变化的设备数据相关的变化信息进行存储；以及通信处理部，如果从显示所述被控制仪器的状态的显示装置以轮询方式接收到所述设备数据的发送请求，则该通信处理部将所述变化信息或所述收集到的设备数据发送至所述显示装置，所述数据收集处理部在1次轮询时间内对所述设备数据进行大于或等于3次收集，并且在各次收集时，将前次取得的设备数据与本次取得的设备数据进行比较，在不同的情况下生成所述变化信息并存储至所述存储部，在针对各轮询将所述变化信息或所述收集到的设备数据发送至所述显示装置时，将所述变化信息的合计量与所述收集到的设备数据的合计量进行比较，在所述变化信息的合计量大于或等于所述收集到的设备数据的合计量的情况下，根据所述变化信息复原所述收集到的设备数据，所述通信处理部在所述变化信息的合计量大于或等于所述收集到的设备数据的合计量的情况下，将所复原的设备数据发送至所述显示装置，在所述变化信息的合计量少于所述收集到的设备数据的合计量的情况下，将所述存储部内的所述变化信息发送至所述显示装置。

发明的效果

根据本发明，取得下述效果，即：即使在具有在轮询时间内经过大于或等于3次收集到的设备数据的发送请求的情况下，也能够高效地进行数据发送。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式涉及的PLC的结构的图。

图2是表示实施方式涉及的PLC的动作流程的流程图。

图3是表示实施方式涉及的PLC的动作流程的时序图。

图4是用于说明设备数据的变化的图。

图5是用于说明所取得的数据和存储下来的数据的图。

具体实施方式

下面，基于附图对本发明的实施方式涉及的可编程逻辑控制器详细地进行说明。此外，本发明并不限定于本实施方式。

实施方式

图1是表示本发明的实施方式涉及的PLC的结构的图。控制系统100具有：PLC(可编程逻辑控制器)10、PC(个人计算机)20、以及被控制仪器40。PLC 10经由通信线缆30与PC 20等能够进行数据显示的装置(显示装置)连接。此外，PLC 10所连接的装置不限于PC 20，也可以是其他的装置。

另外，PLC 10经由通信线缆31与工业用机械等被控制仪器40连接。PLC 10是对被控制仪器40进行控制，并且对与被控制仪器40的动作(状态)对应地进行变化的、与被控制仪器40相关的数据(下面称为设备数据)进行保存的装置。PLC 10与来自PC 20的请求相对应地将设备数据发送至PC 20。在本实施方式中，PLC 10是以1台机器的形式构成的装置，执行下述动作，即：被控制仪器40的控制、多个设备数据的处理、以及向PC 20的设备数据的发送。设备是指在PLC 10的梯形图程序中所使用的以字母来标记的要素。

PC 20通过显示设备数据的变化、状态，从而显示被控制仪器40的状态等。PC 20通过向PLC 10发送数据取得请求，从而从PLC 10取得设备数据。

PLC 10在轮询时间间隔内经过多次取得多个设备数据，并进行累积。本实施方式的PLC 10即使从PC 20收到在1次轮询时间内经过大于或等于3次而取得的设备数据的发送请求的情况下，也会针对每个设备数据比较设备数据的值，并只将各设备数据中值发生了变化的设备数据发送至PC 20。换言之，本实施方式的PLC 10即使是在1次轮询时间内设备数据多次变化的情况下，也会针对每个设备数据比较设备数据的值，并只将各设备数据中值发生了变化的设备数据(变化数据)发送至PC 20。

PLC 10具有：运算处理部14、内部设备(设备存储器)15、数据收集处理部16、以及通信处理部17。运算处理部14与来自用户的操作(指示)相应地进行各种判断处理。内部设备15是在运算处理部14的运算处理中所使用的存储装置(存储部)。另外，向内部设备15储存从被控制仪器40取得的设备数据。内部设备15具有储存数据的容量。在本实施方式中，将内部设备15所储存的数据称为设备数据。

数据收集处理部16以规定的间隔(每个扫描时间等)从被控制仪器40收集设备数据，并将设备数据的值保存至内部设备15。本实施方式的数据收集处理部16在取得了设备数据的情况下，将前次取得的设备数据与本次取得的设备数据进行比较，仅在设备数据发生了变化的情况下，将发生了变化的设备数据保存至内部设备15。

另外，数据收集处理部16将所取得的全部的设备数据的合计量与发生了变化的设备数据的合计量进行比较，将合计量小的一方的数据设定为向PC 20的发送对象。

通信处理部17在与PC 20之间进行各种数据的发送和接收等。通信处理部17从PC20接收设备数据的发送请求，向PC 20发送设备数据。

此外，在图1中对与PLC 10连接的被控制仪器40是1个的情况进行了说明，但是也可以向PLC 10连接多个被控制仪器40。在这种情况下，PLC 10从多个被控制仪器40收集设备数据，将收集到的设备数据发送至PC 20。在这种情况下，PLC 10针对每个被控制仪器40具有与被控制仪器40相对应的内部设备15。而且，各内部设备15分别具有储存被控制仪器40的设备数据的容量。PLC 10将所取得的设备数据储存至对应的内部设备15。

接下来，对PLC 10的动作流程进行说明。图2是表示实施方式涉及的PLC的动作流程的流程图。图3是表示实施方式涉及的PLC的动作流程的时序图。在图2以及图3中示出PC20进行设备数据(移动数据)的监视时的PLC 10以及PC 20的动作流程。

PLC 10在对被控制仪器40进行控制时，从被控制仪器40收集设备数据(步骤S 1)。具体地说，数据收集处理部16从被控制仪器40收集设备数据，并储存至内部设备15。

在数据收集处理部16中，以1次扫描为单位(1次扫描进行1次)从被控制仪器40取得设备数据Z1～Z4。因此，数据收集处理部16在PC 20的1次轮询时间内经过大于或等于3次依次取得设备数据。

具体地说，数据收集处理部16在第1次扫描时(定时t1)取得设备数据Z1，在第2次扫描时(定时t2)取得设备数据Z2。并且，数据收集处理部16在第3次扫描时(定时t3)取得设备数据Z3，在第4次扫描时(定时t4)取得设备数据Z4。数据收集处理部16将所取得的设备数据Z1～Z4保存至内部设备15。

如此，数据收集处理部16在每次描次时从被控制仪器40取得了设备数据Z1～Z4。在经过多次(此处是4次)取得设备数据Z1～Zn(n是大于或等于2的自然数)时，将第1次扫描时取得的数据作为本次取得的设备数据。在这种情况下，下次扫描时取得的数据成为在该次中的本次取得的设备数据，前1次扫描取得的数据成为前次取得的设备数据。如此，前次取得的扫描数据是在紧靠本次取得的扫描数据之前所取得的扫描数据。

例如，在第m(m是1～n的任意自然数)次扫描时取得设备数据Zm，在第(m+1)次扫描时取得设备数据Z(m+1)。在这种情况下，在第m次扫描时，设备数据Zm是本次取得的设备数据。然后，在第(m+1)次扫描时，设备数据Zm是前次取得的设备数据，设备数据Z(m+1)是本次取得的设备数据。例如，如果是第3次扫描，则第2次扫描所取得的数据成为前次取得的设备数据，第3次扫描所取得的数据成为本次取得的设备数据。

数据收集处理部16在保存设备数据Z1～Z4时，将前次取得的设备数据与本次取得的设备数据进行比较，只在设备数据发生了变化的情况下，将发生了变化的设备数据保存至内部设备15。

例如，数据收集处理部16将设备数据Z1与设备数据Z2进行比较，如果两者是不同的值，则将新的设备数据即设备数据Z2保存至内部设备15。另外，数据收集处理部16在两者是相同值的情况下，将新的设备数据Z2删除，在内部设备15中保存旧的设备数据Z1不变。另外，数据收集处理部16向发生了变化的设备数据，附加能够对作为取得源的设备(被控制仪器40)进行识别的设备信息、和表示发生了变化的定时的定时数据。下面，将向发生了变化的设备数据附加设备信息以及定时数据后的数据称为变化数据。

之后，PC 20从PLC 10取得设备数据。此时，PC 20与PLC 10以轮询方式进行数据的发送和接收。轮询方式是指下述方式，即，PC 20向PLC 10以规定的时间间隔进行数据的发送请求，PLC 10针对该请求向PC 20发送数据。具体地说，如果轮询开始(步骤S2)，则PC 20向PLC 10发出设备数据的发送请求X1(步骤S3)。由此，PLC 10接收设备数据的发送请求X1(步骤S4)。然后，PLC 10将与发送请求X1相对应的响应数据Y1发送至PC 20。此处的响应数据Y1是从被控制仪器40取得的设备数据。

由于变化数据包含有设备信息以及定时数据，因此有时变化数据的数据量会变得大于全设备数据Z1～Z4的合计量。例如，在取得的设备数据与前次取得的设备数据相比发生变化的比例较多的情况下，有时变化数据一方的数据量会变得大于全设备数据。

因此，数据收集处理部16在向PC 20发送设备数据之前，将设备数据Z1～Z4的全数据量与变化数据的数据量(合计量)进行比较(步骤S5)。这时，数据收集处理部16基于轮询时间T和扫描时间，计算取得设备数据的次数(此处是4次)。然后，数据收集处理部16基于计算出的次数，计算全数据量。该计算出的次数被用于掌握对几次的数据量进行合计即可。如果知道取得设备数据的次数，则全数据量能够通过1个设备数据容量的乘积计算(容量×次数)而求出。因此，数据收集处理部16使用计算出的次数计算全数据量。数据收集处理部16选择变化数据的合计量和设备数据Z1～Z4的全数据量之中的数据量较少一方的数据。

具体地说，在全数据量大于变化数据的数据量的情况下(步骤S5、Yes)，数据收集处理部16将变化数据设定为向PC 20的发送对象(步骤S6)。

另一方面，在全数据量小于或等于变化数据的数据量的情况下(步骤S5、No)，数据收集处理部16将全设备数据Z1～Z4设定为向PC 20的发送对象(步骤S7)。在这种情况下，数据收集处理部16基于定时数据，将无变化的设备数据的值和其扫描定时导出。

此时，数据收集处理部16基于未保存的设备数据的前一个设备数据，复原未保存的设备数据。具体地说，将第2个取得的设备数据基于与第2个取得的设备数据相对应的变化数据以及第1个取得的设备数据而进行复原。然后，将第3个取得的设备数据基于与第3个取得的设备数据相对应的变化数据以及第2个取得的设备数据而被进行复原。如此，基于第(L)个(L是自然数)设备数据，对第(L+1)个设备数据进行复原。这样，数据收集处理部16基于导出结果，对未保存的设备数据进行复原。由此，数据收集处理部16创建向PC 20的发送数据即全设备数据Z1～Z4。

数据收集处理部16所设定的发送对象(设备数据)由PLC 10的通信处理部17作为响应数据Y1而发送至PC 20(步骤S8)。然后，PLC 10与PC 20之间的轮询结束(步骤S9)。

PC 20通过从PLC 10取得设备数据(变化数据或者全设备数据)，从而进行PLC 10的内部设备15的监视，并且进行设备数据的显示。

此外，设备数据Z 1～Z4也可以分别包含多个种类的数据。在这种情况下，数据收集处理部16针对每个数据种类将变化数据和全设备数据的任意者作为响应数据Y1而发送至PC 20。

图4是用于说明设备数据的变化的图。在图4中，对设备数据Z1～Z4分别包含有数据A～C的情况进行说明。设备数据Z1是数据1A、1B、1C，设备数据Z2是数据2A、2B、2C。另外，设备数据Z3是数据3A、3B、3C，设备数据Z4是数据4A、4B、4C。例如，随着设备数据变化为设备数据Z1～Z4，数据A变化至数据1A～4A。同样地，数据B变化至数据1B～4B，数据C变化至数据1C～4C。

例如，数据1A、2A、3A的各值分别是100，数据4A的值是120。换言之，数据A在设备数据Z1～Z3之间无变化，在设备数据Z4发生了变化。

图5是用于说明所取得的数据和存储下来的数据的图。在图5中示出了下述数据：数据收集处理部16从被控制仪器40取得的取得数据101、和数据收集处理部16使内部设备15存储的存储数据102。

例如，对PLC 10取得了如图4所示的数据A的情况进行说明。在这种情况下，PLC 10的数据收集处理部16从被控制仪器40作为取得数据101而接收数据A的值。由于数据收集处理部16取得设备数据Z1～Z4这4个设备数据，因此作为数据A的值也取得4个值。

在这种情况下，如果数据A1与数据A2是相同值，则数据收集处理部16只将数据A1的值(100)进行存储，删除数据A2的值。在将数据A1的值进行存储时，数据收集处理部16向数据A1的值附加设备信息和定时数据。数据收集处理部16例如对数据A1的值作为设备信息而附加“数据A”的信息，作为定时数据而附加表示定时t1的“t1”的信息。

另外，如果数据A1与数据A3是相同值，则数据收集处理部16删除数据A3的值。然后，如果数据A1与数据A4是不同值，则数据收集处理部16将数据A4的值(120)进行存储。在将数据A4的值进行存储时，数据收集处理部16向数据A4的值附加设备信息和定时数据。数据收集处理部16例如对数据A4的值作为设备信息而附加“数据A”的信息，作为定时数据而附加表示定时t4的“t4”的信息。数据收集处理部16将附加了设备信息以及定时数据的存储数据(变化信息)102存储在内部设备15。

作为数据A而取得的设备数据的合计量是取得数据101的合计数据量。另外，发生了变化的设备数据的合计量是存储数据102的合计数据量。数据收集处理部16将取得数据101和存储数据102中的数据量较小一方的数据设定为向PC 20的发送对象。

另外，数据收集处理部16将数据B的取得数据和存储数据中的数据量较小一方的数据设定为向PC 20的发送对象。另外，数据收集处理部16将数据C的取得数据和存储数据中的数据量较小一方的数据设定为向PC 20的发送对象。

如此，在控制系统100中，在从PC 20向PLC 10发出了设备数据的发送请求的情况下，PLC 10只将值发生了变化的设备数据发送至PC 20。另外，PLC 10将变化数据的数据量与全设备数据的数据量进行比较，基于数据量的大小，对发送的数据进行了切换。由此，能够减少PLC 10的设备数据的通信负载。因此，能够防止进行发送的设备数据的丢失，并且能够防止对由PLC 10进行控制的其他功能的影响。

在1次发送大于或等于3个设备数据的情况下，与发送1个设备数据的情况相比，对通信处理会造成负载。在本实施方式中，即使是从PLC 10对PC 20同时发送大于或等于3个设备数据的情况下，由于PLC 10只将值发生了变化的设备数据向PC 20进行发送，因此能够实现数据发送的高效化。

此外，在不进行将要发送的数据切换至变化数据或者全设备数据的任意者的处理的情况下，数据收集处理部16也可以省略设备信息、定时数据向发生了变化的设备数据的附加。

由此，根据实施方式，由于PLC 10将设备数据中的变化数据发送至PC 20，因此即使是在轮询时间内经过大于或等于3次收集了设备数据的情况下，也能够高效地进行数据发送。

另外，由于基于数据量的大小，将要发送的数据切换至变化数据或全设备数据的任意者，因此能够减少设备数据的通信负载。另外，由于设备数据被集中发送至PC 20，因此与反复进行设备数据的请求(接收)和响应(发送)的情况相比，能够高效地进行数据发送。

工业实用性

综上所述，本发明涉及的可编程逻辑控制器适用于设备数据的发送。

标号的说明

10PLC，14运算处理部，15内部设备，16数据收集处理部，17通信处理部，20PC，40被控制仪器，100控制系统，101取得数据，102存储数据，Z1～Z4设备数据。

Claims

1.一种可编程逻辑控制器，其特征在于，

具有：

数据收集处理部，其从被控制仪器收集与所述被控制仪器的状态相对应的设备数据；

存储部，其将与所述设备数据中的发生了变化的设备数据相关的变化信息进行存储；以及

通信处理部，如果从显示所述被控制仪器的状态的显示装置以轮询方式接收到所述设备数据的发送请求，则该通信处理部将所述变化信息或收集到的所述设备数据发送至所述显示装置，

所述数据收集处理部在1次轮询时间内对所述设备数据进行大于或等于3次收集，并且在各次收集时，将前次取得的设备数据与本次取得的设备数据进行比较，在不同的情况下生成所述变化信息并存储至所述存储部，在针对各轮询将所述变化信息或收集到的所述设备数据发送至所述显示装置时，将所述变化信息的合计量与收集到的所述设备数据的合计量进行比较，在所述变化信息的合计量大于或等于收集到的所述设备数据的合计量的情况下，根据所述变化信息复原收集到的所述设备数据，

所述通信处理部在所述变化信息的合计量大于或等于收集到的所述设备数据的合计量的情况下，将所复原的设备数据发送至所述显示装置，在所述变化信息的合计量少于收集到的所述设备数据的合计量的情况下，将所述存储部内的所述变化信息发送至所述显示装置。

2.根据权利要求1所述的可编程逻辑控制器，其特征在于，

所述数据收集处理部基于所述变化信息的对发生了变化的定时进行表示的定时数据，根据所述变化信息复原收集到的所述设备数据。

3.根据权利要求1或2所述的可编程逻辑控制器，其特征在于，

由以1台机器的形式构成的装置执行所述被控制仪器的控制、所述设备数据或所述变化信息向所述显示装置的发送。

4.根据权利要求1或2所述的可编程逻辑控制器，其特征在于，

如果从所述显示装置发出所述设备数据的发送请求，则所述数据收集处理部执行所述比较的处理，并且在所述变化信息的合计量大于或等于收集到的所述设备数据的合计量的情况下，根据所述变化信息复原收集到的所述设备数据，

所述通信处理部在从所述显示装置发出所述设备数据的发送请求的情况下，在所述变化信息的合计量大于或等于收集到的所述设备数据的合计量的情况下，将所复原的设备数据发送至所述显示装置，在所述变化信息的合计量少于收集到的所述设备数据的合计量的情况下，将所述存储部内的所述变化信息发送至所述显示装置。

5.根据权利要求1或2所述的可编程逻辑控制器，其特征在于，

所述数据收集处理部在各次收集时，将前次取得的设备数据与本次取得的设备数据进行比较，在相同的情况下不将所述本次取得的设备数据进行存储，在不同的情况下生成所述变化信息并存储至所述存储部。

6.根据权利要求5所述的可编程逻辑控制器，其特征在于，

所述数据收集处理部，

在各次收集时，针对各所述轮询以扫描时间为单位地收集所述设备数据，

将所述变化信息的对发生了变化的定时进行表示的定时数据包含在所述变化信息中而存储至所述存储部，

如果收集到的所述设备数据之中的第1设备数据未被存储，则基于与第2定时数据相对应的第2设备数据，复原所述第1设备数据，其中，第2定时数据是与所述第1设备数据相对应的第1定时数据的前一个扫描定时。