JP2001306112A

JP2001306112A - プログラマブルコントローラ

Info

Publication number: JP2001306112A
Application number: JP2000128941A
Authority: JP
Inventors: Kenni Seki; 賢ニ関; Atsushi Ito; 厚伊東; Katsutoshi Ito; 勝敏伊藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-04-25
Filing date: 2000-04-25
Publication date: 2001-11-02

Abstract

(57)【要約】【課題】従来はPLCのバージョンアップは周辺装置や専
用治具を使用して行う。また一般的にユーザには非公開
である。そのためユーザが所有しているPLCのバージョ
ンアップを望む場合、一旦製造メーカに本体を戻す必要
がある。ごく希にバージョンアップする方法を公開して
いる場合もあるが専用のソフトウェアをインストールし
た周辺装置や専用治具が必要となり、既にシステムの一
部に組込んであるPLCをバージョンアップするには作業
性が悪い。【解決手段】PLC自体にシステムプログラムを送信する
機能と受信する機能を付加する。PLCはどちらの機能を
実行する時も専用のモードとして動作する。ユーザは新
バージョンのPLCと旧バージョンのPLCの双方の通信ポー
トをケーブルにて接続し、新バージョンのPLCをシステ
ム送信モードで動作するように設定すると新バージョン
のシステムプログラムが転送され、旧バージョンのPLC
が新バージョンのPLCとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プログラマブルコ
ントローラ（以下ＰＬＣという）の全体の動作を制御す
るシステムプログラムの書き込みまたは書き替えに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図１に従来のＰＬＣにおけるシステムプ
ログラムのバージョンアップ等に伴う書き替えの例を示
す。PLC[1]にはそのシステム自体の動作を司るシステム
プログラムが必要不可欠である。本来システムプログラ
ムとはユーザが作成するユーザプログラムと異なり、製
造側で一旦固定となればその後変わることがない性格の
ものである。しかし、製造側で予期せぬ不具合があった
り、新たな機能を追加するなどでそのシステムプログラ
ムをバージョンアップすることがある。

【０００３】従来、システムプログラムをPLC[1]に組み
込む方法として、価格や組み立て易さ等の面から、シス
テムプログラムをあらかじめROM[2]に焼き付け、そのRO
M[2]をPLC[1]に搭載する方法が取られてきた。この方法
のメリットは前述した通りだが、デメリットとして一旦
ROM[2]に焼いてしまうとその後判明した不具合の対策や
新たな機能の追加が出来ない等が挙げられる。

【０００４】この問題を解決するために、ROM搭載部をI
Cソケット化しROM[2]の差し換えによって対応する方法
があるがICソケットが比較的高価なためPLC[1]の価格上
昇につながるのであまり望ましい方法ではない。

【０００５】近年電気的に書き換えが可能でありかつ電
源をOFFしてもそのデータが保持されるFLASHメモリの普
及に伴い、システムプログラムを格納するメモリにFLAS
Hメモリを採用するPLCが増えつつある。FLASHメモリは
特定のコマンドにより消去・書き込みが可能であるた
め、これを採用することにより、組み立て後に周辺装置
（パーソナルコンピュータ）[3]や専用の治具[4]を使用
して外部からシステムプログラムを転送する方法が可能
となった。パーソナルコンピュータからＰＬＣの書き込
み可能なＲＯＭへシステムプログラムを転送し、ＲＯＭ
の交換なしにシステムプログラムのバージョンアップを
することは特開平１０−１１２９４号公報に記載されて
いる。

【０００６】しかし周辺装置[3]や専用治具[4]を使用し
てのシステムプログラム転送は主に製造側でしか行わな
い。ユーザが自分の所有するPLC[1]のバージョンアップ
を希望する場合は製造メーカに依頼するか新たに新しい
バージョンのPLC[1]を購入し直さなければならない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一般的にユーザがPLC
[1]のバージョンアップを望む場合や製造側が不具合の
対策などをする際には、一旦ユーザの手元にあるPLC[1]
を製造側へ戻す場合が多い。PLC[1]のシステムプログラ
ムが格納されているメモリがROM[2]ならばROM[2]の付け
換えが必要になるし、FLASHメモリであっても製造側の
専用治具[4]を使わなければならないためである。その
ため既にPLC[1]をシステムに組み込み終わったユーザが
バージョンアップを望む場合は、ユーザにてPLC[1]に接
続されている外部機器を外す作業が必要となり、ユーザ
に対して不親切である。

【０００８】ごくまれに製造側よりPLC[1]のバージョン
アップ方法が一般に公開されている例もある。例えば新
しいバージョンのシステムプログラムをメモリカードの
ような専用治具[4]に格納してユーザに渡す方法やシス
テム転送用のソフトと新しいバージョンのシステムプロ
グラムをユーザに渡す方法などである。このバージョン
アップの方法はユーザにて行えるため、製造側にてバー
ジョンアップする方法と比較するとかなり手軽なものと
なるが、ユーザが周辺装置[3]や専用治具[4]を用意しな
ければならないことやシステム転送の手順が複雑である
ため誤ってシステムプログラムを破壊する可能性がある
など、ユーザにとって不十分な面も多々ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、PLC自体にシ
ステムプログラムを送信する機能と受信する機能を持た
せ、周辺装置と通信を行なう通信ポートを使用してある
PLCから他のPLCへシステムプログラムを転送することに
よってシステムプログラムのバージョンアップを行なう
ものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明のハードウェア構成図を図
２に示す。システムプログラムの転送を行うPLC[1][1]
同士は同一のハード構成およびソフト構成である。主な
ハード構成はシステムプログラムとユーザプログラムの
管理を行う演算装置[7_1][7_2]とプログラムを格納する
メモリ[8_1][8_2][9_1][9_2]、２つ以上の状態が判定で
きるハードスイッチ[6_1][6_2]、周辺装置との通信を行
うための通信ポート[5_1][5_2]を備えたものである。

【００１１】これらのＰＬＣはシステムプログラムを互
いの間で転送する場合はコネクタ１４を備えた接続ケー
ブル１１で接続される。システムプログラムのバージョ
ンアップはユーザのサイトで行なわれるもので、一方に
は新しいバージョンのシステムプログラムが格納されて
おり、他方には古いバージョンのシステムプログラムが
格納されている。１つの新しいバージョンのシステムプ
ログラムを格納したＰＬＣがあれば、接続ケーブルを繋
ぎかえることによって、複数個のＰＬＣの古いバージョ
ンのシステムプログラムを次々とバージョンアップする
ことが出来る。本発明のＰＬＣはマスタモード（システ
ムプログラムを送信するモード）とスレーブモード（シ
ステムプログラムを受信するモード）及び通常の制御モ
ードの３つのモードを持っている。マスタモードとして
システムプログラムの転送を終えたＰＬＣはその後通常
のＰＬＣとして外部装置の制御を行なう様に使用するこ
とが出来る。

【００１２】システムプログラムは書き換え不可能なRO
M[8_1][8_2]とコマンドにより書き換え可能な１つ以上
のFLASHメモリ[9_1][9_2]に分割して格納される。な
お、ＦＬＡＳＨメモリに限るものではなく、電源が切ら
れても記憶内容が維持され電気的に書き替えが可能なメ
モリであれば他のメモリでも良い。ROM[8_1][8_2]にはP
LCの電源投入時の動作を制御する処理（以下リセット処
理）や本発明で使用するシステムプログラム送信モード
およびシステムプログラム受信モードに関する処理のた
めのプログラムが格納される。

【００１３】PLCの電源投入時のフローを図３に、通常
動作時のフローを図４に示す。図３のプログラムはマス
タとなるＰＬＣにもスレーブになるＰＬＣにも共通に備
えられているものである。即ち、本発明のＰＬＣのＲＯ
Ｍに備えられたプログラムである。

【００１４】電源がオンとなると起動される（１０
１）。演算装置[7_1][7_2]はROMに格納されたリセット
処理に従い、演算装置の初期設定を行なう（１０２）。
次に、自装置にシステムプログラムがあるかを調べる
（１０３）。なければ以降スレーブモード、即ち、シス
テムプログラムの受信モードで動作する（１０８）。あ
れば、システムプログラムが正常かを調べる（１０
４）。システムプログラムが正常かどうかは例えばサム
チェックと呼ばれるプログラムのステップ数が予めわか
っている正常な値であるかどうかのチェックで判断され
る。正常でなければスレーブモードで動作する（１０
８）。正常であれば予め設定されたシステム転送フラグ
を読み出す（１０５）。システム転送フラグとはそのＰ
ＬＣがシステムプログラムを転送する側であることを示
すソフトスイッチであり、マスタとなるＰＬＣには予め
設定してある。図３ではソフトスイッチの例を示してあ
るが、他の実施例として図２に示したハードスイッチ[6
_1][6_2]の状態を調べることも出来る。このスイッチは
ソフトスイッチでもハードスイッチでも良い。システム
転送フラグがＯＮ、またはハードウェアスイッチの場合
はスイッチ[6_1]の状態がシステムプログラム送信モー
ドを起動する設定であった場合、これ以降PLC[1]はシス
テムプログラム送信モード（以下マスタモード[12]）と
して動作する。マスタモード[12]で起動しているPLC[1]
をマスタと呼ぶ。マスタ[1]は外部からの要求がない限
り送信待機の状態を保持し、スイッチ[10_1]などから転
送開始の指令を受けたら即ち、ＲＵＮ／ＳＴＯＰＳＷ
がＲＵＮであることを判定したら（１０９）、通信ポー
ト[5_1]からシステムプログラム送信開始の特殊コマン
ドを送信する（１１０）。接続ケーブル[11]により接続
されたPLC[1]から正常応答を示すコマンドが返ってきた
ら（１１１）、マスタ[1]はマスタ[1]のFLASHメモリ[9_
1]に格納されたシステムプログラムの送信を開始し、マ
スタ側[1]のFLASHメモリ[9_1]に格納された全てのシス
テムプログラムを送信する（１１２）。送信が終了した
マスタ[1]は送信待機状態となり再度スイッチ[10_1]に
よる転送開始の指令を待つ。一旦マスタモード[12]が起
動したPLC[1]はPLC[1]の電源をOFFにしてシステム転送
フラグまたはスイッチ[6_1]をマスタモード[12]起動以
外の設定にしない限りマスタモード[12]のままとなる。

【００１５】ステップ１１１ではスレーブ側で準備が出
来たか、またはスレーブ側で異常がないか（接続ケーブ
ルが正しく接続終了しているかまたはメモリに異常がな
いか等）を見ているもので、正常応答がない場合（ステ
ップ１１１でＮＯ）、規定回数リトライしたかを判断し
（１１３）、していなかったらリトライ回数を加算して
（１１５）ステップ１１０へ戻る。規定回数以上リトラ
イをすれば異常処理を行なう（１１４）。

【００１６】ステップ１０６でシステム転送フラグがＯ
ＦＦであれば、それはマスタとして設定されていないの
であるから、通常モードで動作する（１０７）。以上が
図３の処理である。

【００１７】一方、図３のステップ１０７の状態で、通
常使用するモードで起動したPLC[1]は図４に示す処理
Ａ、処理Ｂ等で外部装置を制御する処理を行ない、定周
期割り込み処理２０１にて割り込み処理に入り、割り込
み処理ｍ２０２で上記特殊コマンド（システム転送開始
コマンド）の受信を監視し、この特殊コマンドを受信し
た場合はステップ２０３のＹＥＳ、通常動作モードから
システムプログラム受信モード（以下スレーブモード[1
3]）へ遷移する（２０４）。スレーブモード［１３］で
起動しているＰＬＣ［１］をスレーブと呼ぶ。スレーブ
[1]はマスタ[1]に対して正常応答を返し、その後マスタ
[1]から送信されるシステムプログラムをスレーブ[1]の
FLASHメモリ[9_2]に格納する。スレーブ[1]はマスタ[1]
からの送信が終了したら、受信終了の状態で待機し、ス
レーブ[1]の電源をOFFしない限りそのままの状態でい
る。以上が図４の処理である。

【００１８】次に、ユーザがシステムプログラムのバー
ジョンアップをするときの実施例の動作の説明をする。
バージョンアップに当たってはユーザはマスタのＰＬＣ
とスレーブのＰＬＣを接続ケーブルで接続し、マスタの
ＰＬＣのシステム転送フラグまたはハードスイッチをマ
スタモードとする。以下詳細に説明する。

【００１９】PLC[1]は電源投入時のリセット処理にて図
３で説明したようにFLASHメモリ[9_1]の特定エリアの特
定ビット（フラグビット：システム転送フラグ）の状態
を読み出し、1であった場合はマスタモード[12]の処理
に遷移し、0であった場合は通常の動作を行うモードで
起動する。ユーザがシステム転送を行う場合は事前にマ
スタとなるPLC[1]を通常に起動し、周辺装置[3]等を使
用してFLASHメモリの特定エリアの特定ビットを1に設定
する。

【００２０】マスタ[1]となったPLCは自分がマスタ[1]
である表示をLEDにて外部に伝え、本来はユーザプログ
ラムの実行を制御するRUN/STOPスイッチ[10_1]の状態を
読み出す。ユーザによって切り替えられるRUN/STOPスイ
ッチ[10_1]の状態がRUNであったら直ちにシステムプロ
グラム送信開始のコマンドを通信ポート[5_1]から送信
する。STOPであったら送信待機状態となり常にRUN/STOP
スイッチ[10_1]の状態を監視する。システムプログラム
送信開始コマンド送信後は通信ポート[5_1]からスレー
ブ[1]の応答を監視し、応答がある場合には表示LEDを送
信中を示す表示に変えてマスタ[1]のFLASHメモリ[9_1]
に格納されたシステムプログラムを通信ポート[5_1]か
ら決められたフォーマットで送信し、スレーブ[1]から
応答を待つ。これをマスタ[1]のFLASHメモリ[9_1]に格
納されたシステムプログラムを全て送信し終わるまで繰
り返す。全てのシステムプログラムの送信が終了したら
LEDにて送信が終了したことを表示してマスタモード[1
2]を起動するためのFLASHメモリの特定ビットを0にす
る。スレーブ[1]からの応答がなかったり、異常応答が
返った場合は、システム転送に失敗したことをLEDにて
表示し、再びRUN/STOPスイッチ[10_1]の状態を監視しな
がらその状態で待機する。マスタ[1]として起動したPLC
[1]は電源がOFFになるまで通常の動作を行うPLC[1]には
戻らない。

【００２１】一方マスタ[1]とケーブル[11]にて接続さ
れた通常の動作をしているPLC[1]は定周期割り込み処理
にて特殊コマンドの受信を監視しており、マスタから送
信されるシステム送信を示す特殊コマンドを受信した場
合、ただちに通常動作からスレーブモード[13]に遷移す
る。スレーブ[1]となったPLCは自分がスレーブ[1]であ
る表示をLEDにて外部に伝え、自分のFLASHメモリ[9_2]
に消去コマンドを発行してFLASHメモリ[9_2]をクリアす
る。FLASHメモリ[9_2]クリア後はマスタ[1]に正常応答
を返し、次のマスタ[1]からの送信を待つ。これ以降マ
スタ[1]から送られたシステムプログラムをそのフォー
マットにしたがって自分のFLASHメモリ[9_2]に格納し、
正常応答を返す処理を繰り返す。マスタ[1]からの送信
が終了したらLEDにて受信が終了したことを表示する。
受信が終了したスレーブ[1]はスレーブ[1]の電源がOFF
となるまで受信終了の状態となる。スレーブ[1]は電源
を再投入すると転送されたシステムプログラムに従って
通常に動作する。（電源再投入でスレーブ[1]ではなく
なる。）スレーブ[1]がFLASHメモリ[9_2]のクリアに失敗した場
合やマスタ[1]から送られたフォーマットが異常であっ
た場合はマスタ[1]に異常応答を返し、システム転送に
失敗したことをLEDにて表示してその状態で待機する。
本発明のPLC[1]のリセット処理は常時システムプログラ
ムのサムチェックを行っており、サム異常の場合は異常
を知らせるLEDにて異常内容を外部に知らせ、必ずスレ
ーブモード[13]になる処理となっている。そのためプロ
グラム転送中に異常があったスレーブ[1]は電源を再投
入すると必ずスレーブモード[13]となる。

【００２２】図５はシステムプログラムの転送がマスタ
側１２からスレーブ側１３に正常に転送され、格納され
た場合の通信のチャートを示す。

【００２３】マスタ側はシステム転送フラグがＯＮにさ
れておりマスタモード１２の状態にある。一方、スレー
ブ側は図３のステップ１０７の状態、即ち、通常モード
で動作している。マスタ側からヘッダ送信が行なわれ
る。これは、システム転送開始コマンドを含む制御コー
ドと通信の区切りを示すテキスト終了符号が転送され
る。これを受けるとスレーブ側では通常モードで動作し
ていたものがスレーブモードの状態１３に切り替わり、
自装置のＦＬＡＳＨメモリを消去する。そして、正常応
答と前記と同様のテキスト終了符号をマスタ側に転送す
る。

【００２４】システムプログラムは１回の転送で送るに
はボリュームが大きいのでいくつかに分割して転送され
る。マスタ側はシステムプログラムの一部を転送し、ス
レーブ側ではこれを受信して、ＦＬＡＳＨメモリに書き
込む。そして、正常応答を返す。この動作を分割された
システムプログラムが総て転送し終わるまで繰り返され
る。

【００２５】システムプログラムの転送が終了すると、
マスタ側はシステムプログラム転送終了を示す制御コー
ドを転送する。スレーブ側では正常応答を返し、これ
で、システムプログラムの転送、書き込みが完了する。

【００２６】次に、図６によりシステムプログラムの転
送途中に異常が生じた場合を説明する。図５と同様に転
送を開始し、システムプログラムの一部が転送され、Ｆ
ＬＡＳＨメモリに書き込まれたものとする。ここで、マ
スタ側からシステムプログラムの一部を転送したとき、
スレーブ側で受信異常が発生したとする。受信異常とは
例えば、受信データに欠陥がある場合、スレーブ側のＲ
ＯＭにハードウェア異常がある場合、スレーブ側を制御
するプログラムに異常がある場合などが挙げられる。

【００２７】このとき、スレーブ側は異常応答をする。
これに対して、マスタ側はデータの再送を行なう。スレ
ーブ側では依然異常があれば異常応答を返す。これに対
しマスタ側は決められた回数だけ再送を繰り返す。その
結果、異常の状態のままであればマスタ側、スレーブ側
とも異常処理に入る。

【００２８】

【発明の効果】PLC自体にシステムプログラムを送信す
る機能と受信する機能を持たせることにより、最新のシ
ステムプログラムが格納されたPLCと通信ケーブルが一
本あれば古いバージョンのシステムプログラムのバージ
ョンアップが可能となる。この方式により、特殊な治具
や装置がなくてもバージョンアップが可能となる。また
古いバージョンのPLCが外部機器と接続されていて動か
せない状態にあっても通信ポートにケーブルが接続でき
ればバージョンアップが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のシステムプログラムのバージョンアップ
を説明する図。

【図２】本発明の実施例のハードウェア構成図。

【図３】本発明の実施例におけるPLCの電源投入時のフ
ローチャート。

【図４】本発明の実施例におけるPLCの通常動作時のフ
ローチャート。

【図５】本発明の実施例におけるPLCのシステムプログ
ラム送受信時の正常時の処理を示すチャート。

【図６】本発明の実施例におけるPLCのシステムプログ
ラム送受信時の異常時の処理を示すチャート。

【符号の説明】

1：プログラマブルコントローラ 2：システムプログラムが格納されているROM 3：周辺装置 4：システムプログラム転送治具 5_1：通信ポート（マスタ） 5_2：通信ポート（スレーブ） 6_1：ハードスイッチ（マスタ） 6_2：ハードスイッチ（スレーブ） 7_1：演算装置（マスタ） 7_2：演算装置（スレーブ） 8_1： ROM（マスタ） 8_2： ROM（スレーブ） 9_1： FLASHメモリ（マスタ） 9_2： FLASHメモリ（スレーブ） 10_1： RUN/STOPスイッチ（マスタ） 10_2： RUN/STOPスイッチ（スレーブ） 11：接続ケーブル 12：マスタモード動作 13：スレーブモード動作

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者伊藤勝敏新潟県北蒲原郡中条町大字富岡46番地１株式会社日立製作所産業機器グループ内Ｆターム(参考） 5H220 BB07 BB12 CC03 CC09 CX03 CX09 EE08 FF02 GG04 HH04 JJ02 JJ04 JJ12 JJ24 JJ29 JJ38 KK01 KK03 LL01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外部から設定された条件に応じて動作し、
システムプログラムの送信の開始を示すコマンドを送信
し、自装置のシステムプログラムを通信ポートで接続さ
れた他のプログラマブルコントローラに送信する手段
と、システムプログラムの送信の開始を示すコマンドに
応答して動作し、システムプログラムを受信し、自装置
のメモリに書き込む手段とを備えたことを特徴とするプ
ログラマブルコントローラ。
【請求項２】外部から設定可能でシステムプログラムを
送信するかどうかを表す送信設定手段と、前記送信設定
手段が送信を示すとき起動され動作の指定があるときシ
ステムプログラムの転送を開始することを示すコマンド
を送信し正常応答があるとシステムプログラムの転送を
開始するマスタモード処理手段と、外部装置を制御する
処理とシステムプログラムの転送を開始することを示す
コマンドの受信を検出する割り込み処理を有する通常モ
ード処理手段と、前記通常モード処理手段がシステムプ
ログラムの転送を開始することを示すコマンドの受信を
検出したことに応じて起動されシステムプログラムを受
信し自装置のメモリに書き込む処理をするスレーブモー
ド処理手段とを備えたことを特徴とするプログラマブル
コントローラ。
【請求項３】前記送信設定手段は前記メモリのフラグビ
ットであることを特徴とする請求項２記載のプログラマ
ブルコントローラ。
【請求項４】前記送信設定手段は自装置内に設けられた
ハードスイッチであることを特徴とする請求項２記載の
プログラマブルコントローラ。
【請求項５】前記メモリは電源が切られても記憶内容が
維持され電気的に書き替え可能なメモリであることを特
徴とする請求項２記載のプログラマブルコントローラ。