JP2002358104A - プログラマブルコントローラ及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 汎用演算処理装置と特定用途向け制御装置と
を搭載したプログラマプルコントローラにおけるイベン
ト応答性を改善すること 【解決手段】 ＭＰＵ１０１は、ＡＳＩＣ１０６へユー
ザプログラムまたは入出力リフレッシュ処理の実行を依
頼した直後に、イベント処理の実行を開始し、ＡＳＩＣ
１０６からの上記ユーザプログラムまたは入出力リフレ
ッシュ処理の処理完了通知で上記イベント処理を中止
し、かつ通常の処理に戻るという内部処理を行い、これ
により、ユーザプログラムの実行処理および入出力リフ
レッシュ処理とイベント処理との並列実行が実現され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、プログラマブル
コントローラに関し、特に、ユーザプログラムの実行処
理または入出力リフレッシュ処理の実行中に、上位系、
通信ユニット等の周辺コンポーネントに対する周辺サー
ビス処理（イベント処理）を並列実行することにより、
プログラマブルコントローラのＣＰＵユニットのサイク
ルタイムを短縮してその応答性を改善したプログラマブ
ルコントローラとその制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、プログラマブルコントローラ
（ＰＬＣ）は、センサやスイッチ，アクチュエータが繋
がれたＩ／Ｏユニットと、予め設定されたユーザプログ
ラムを実行するＣＰＵユニットと、ネットワークを介し
て上位系と通信する通信ユニットなどが組み合わされて
構成されている。そして、プログラマブルコントローラ
の中型，小型機種では、ＣＰＵユニットに１個のＭＰＵ
（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）が設
けられ、その１個のＭＰＵによりシーケンス制御が行わ
れていた。そのシーケンス制御は、Ｉ／Ｏユニットから
センサなどの入力信号を取り込んで、ユーザプログラム
の論理式に当てはめて演算し、その演算結果を出力信号
としてＩ／Ｏユニットに送り、アクチュエータなどの制
御対象を駆動して製造装置などを制御するというもので
ある。なお、Ｉ／ＯデータはＣＰＵユニットのＩ／Ｏメ
モリに記憶されるようになっている。

【０００３】図３は、この種のプログラマブルコントロ
ーラのＣＰＵユニットにおける上記処理の概略を示すも
のである。この図３の処理においては、プログラマブル
コントローラは、電源ＯＮにより、まず、メモリ初期化
や組み合わされている各ユニットの認識等の電源ＯＮ時
処理を行う（ＳＴ３０１）。その後、供給電源の状態を
確かめるためにバッテリ異常チェック等の共通処理を行
う（ＳＴ３０２）。続いて、ユーザプログラムの実行等
の演算処理をする（ＳＴ３０３）。なお、１サイクル目
の入力データは、前回電源ＯＦＦしたときの入力信号を
記憶しておいて、その記憶データをステップ３０１で呼
び戻して演算することができる。こうすると、電源ＯＦ
Ｆしたときの処理の続きとして演算処理できる。また、
別の方法としては、ステップ３０１を実行して初期化さ
れたメモリ初期化データに基づく演算処理をすることも
できる。

【０００４】続いて、外部のスイッチなどの制御機器か
らの入力データをＩ／Ｏメモリに書き込んだり、演算結
果に基づいて更新されたＩ／Ｏデータを制御対象へ出力
データとして送信する入出力リフレッシュ処理を行う
（ＳＴ３０４）。その後、ネットワークを介して繋がれ
た、いわゆるツールとのやりとりや、接続時の通信処理
等の周辺サービス処理（イベント処理）を実行する（Ｓ
Ｔ３０５）。その後、ステップ３０２から３０５迄の処
理を一連のサイクリック処理として順次繰り返し実行す
る。ここで、上記共通処理（ＳＴ３０２）から上記周辺
サービス処理（ＳＴ３０５）までの時間を一般にこのＣ
ＰＵユニットのサイクルタイムと呼ぶ。

【０００５】また、この種のプログラマブルコントロー
ラにおいては、図４に示すようにパーソナルコンピュー
タ等から構成される上位系４０１と複数の子プログラマ
ブルコントローラ（子ＰＬＣ）４０３，４０４，４０
５，……との間に、親プログラマブルコントローラ（親
ＰＬＣ）４０２を介在させて、各種制御を可能にしたプ
ログラマブルコントローラシステムを構築する場合があ
る。この場合、親ＰＬＣ４０２が、３つの子ＰＬＣのデ
ータを収集して、上位系にそのデータを送信すること
で、上位系でシステム全体の制御状態をモニタすること
ができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記図４に
示したようなプログラマブルコントローラシステムを構
築する場合に、上記親プログラマブルコントローラ４０
２として、１個のＭＰＵを搭載している機種を採用した
とすると、図３に示したような共通処理（ＳＴ３０２）
から周辺サービス処理（ＳＴ３０５）までの一連のサイ
クリック処理時間をサイクルタイムとして動作すること
になる。この際、上記ステップ３０３の演算処理のユー
ザプログラム実行処理時間を経て、入出力リフレッシュ
処理が終了しないことには、周辺サービス処理に移行し
ないので、上位系または通信ユニットを通じてＣＰＵユ
ニットが優先度の高い周辺サービス処理（イベント処
理）を行いたくても、周辺サービス処理のサイクルタイ
ミングまで待たなければならず、応答性、すなわち速い
イベント応答性が満足できないという問題があった。

【０００７】一方、サイクルタイムを短くするために、
プログラマブルコントローラのＣＰＵユニットに従来の
１個のＭＰＵ（汎用演算処理装置に相当）に加えて専用
のハードウェア回路としてのＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａ
ｔｉｏｎ ＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃ
ｉｒｃｕｉｔ：特定用途向け制御装置に相当）を実装し
たものがあった。ここで、特定用途向け制御装置は、ハ
ードウェア回路でユーザプログラムの一部の命令を実行
する機能を持たせたものである。ハードウェア回路で実
行処理するので、ソフトウェア的に処理実行する汎用演
算処理装置の処理スピードに比べて格段に速い特徴をも
つ。但し、複雑な応用命令を行おうとすると、そのため
に専用のハードウェア回路を開発設計する必要が生じ、
ＡＳＩＣ上ではなかなか実現することは困難である。よ
って、ビット演算や基本命令と呼ばれるある程度限られ
たいくつかの命令コマンドについて処理できるようにハ
ードウェア回路を開発設計し、ＡＳＩＣを作るのが実情
である。つまり、ハードウェア処理に適した命令コマン
ドの実行を行わせるように設計したＡＳＩＣチップを実
装するのが実情である。

【０００８】一方、ＭＰＵとしての汎用演算処理装置
は、ソフトウェア的に処理を行うので、応用命令と呼ば
れる複雑な演算を必要とする命令コマンドでも、単純な
演算としてのビット演算や基本命令でも処理することが
できる。但し、ソフトウェア的な処理のため、処理スピ
ードはハードウェア回路に比べて遅い。

【０００９】上述の２つの装置を実装したプログラマブ
ルコントローラでは、ユーザプログラム実行の演算処理
時間を少し短くできる。これはユーザプログラムのう
ち、特定用途向け制御装置で処理できるものは、汎用演
算処理装置で処理するのではなく、特定用途向け制御装
置にて早く処理しているからである。実際には、ユーザ
プログラムを実行する際に、実行対象の命令一つずつを
特定用途向け制御装置にて実行可能か否かの判断をし、
実行可能と判断すれば、そのまま特定用途向け制御装置
で実行をし、実行不可と判断すれば実行権を汎用演算処
理装置に渡し、その命令を汎用演算処理装置で実行する
ようにしている。

【００１０】係る構成を採ることにより、サイクルタイ
ムを短くすることはできる。しかし、この場合もユーザ
プログラム実行処理（演算処理）と、入出力リフレッシ
ュ処理とイベント処理は、一連のサイクリック処理とし
て順次繰り返して、逐次的に処理されているので、ユー
ザプログラム実行処理と入出力リフレッシュ処理が終了
しないことには、イベント処理に移行しない。よって、
周辺サービス処理を優先して実行したくてもできず、速
いイベント応答性が満足できないという問題があった。

【００１１】そこで、この発明は、汎用演算処理装置と
特定用途向け制御装置とを搭載したプログラマブルコン
トローラにおいて、ユーザプログラム実行処理中に、イ
ベント処理を平行して実行させるようにして、イベント
応答性を改善することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明に係るプログラマブルコントローラは、汎
用演算処理装置と特定用途向け制御装置とを搭載したプ
ログラマブルコントローラにおいて、前記汎用演算処理
装置から前記特定用途向け制御装置に対してユーザプロ
グラムの実行処理依頼を行って前記特定用途向け制御装
置を起動した場合に、前記汎用演算処理装置は、前記特
定用途向け制御装置が依頼されたユーザプログラムを実
行中に、イベント処理を実行するように構成する。

【００１３】また、別の解決手段としては、汎用演算処
理装置と特定用途向け制御装置とを搭載したプログラマ
ブルコントローラにおいて、前記汎用演算処理装置から
前記特定用途向け制御装置に対してＩ／Ｏリフレッシュ
処理におけるＤＭＡ転送処理依頼を行って前記特定用途
向け制御装置を起動した場合に、前記汎用演算処理装置
は、前記特定用途向け制御装置が依頼されたＩ／Ｏリフ
レッシュ処理におけるＤＭＡ転送処理を実行中に、イベ
ント処理を実行するように構成することもできる。

【００１４】また、本発明に係るプログラマブルコント
ローラの制御方法は、汎用演算処理装置と特定用途向け
制御装置とを搭載したプログラマブルコントローラの制
御方法において、前記汎用演算処理装置は、ユーザプロ
グラムの演算実行中に、その一部の命令の実行処理依頼
を前記特定用途向け制御装置に対して行い、前記特定用
途向け制御装置は、受け取った前記実行処理依頼に伴
い、前記ユーザプログラム中の所定の命令を実行し、前
記汎用演算処理装置は、前記特定用途向け制御装置が前
記所定の命令を実行している期間、イベント処理要求の
有無を判断し、前記イベント処理要求があった場合にそ
のイベント処理を実行することである。

【００１５】また、別の解決手段としては、汎用演算処
理装置と特定用途向け制御装置とを搭載したプログラマ
ブルコントローラの制御方法において、前記汎用演算処
理装置は、Ｉ／Ｏリフレッシュ処理中に、ＤＭＡ転送処
理依頼を前記特定用途向け制御装置に対して行い、前記
特定用途向け制御装置は、受け取った前記ＤＭＡ転送処
理依頼に伴い、そのＤＭＡ転送処理を実行し、前記汎用
演算処理装置は、前記特定用途向け制御装置が前記ＤＭ
Ａ転送処理を実行している期間、イベント処理要求の有
無を判断し、前記イベント処理要求があった場合にその
イベント処理を実行することもできる。

【００１６】上記した各発明を前提として、前記汎用演
算処理装置が、ユーザプログラムの演算実行処理やＩ／
Ｏリフレッシュ処理と独立してイベント処理を実行する
ステップを含むようにしてもよい。

【００１７】ここで、上記汎用演算処理装置とは、この
プログラマブルコントローラに搭載されるＭＰＵを含
み、また、特定用途向け制御装置とは、このプログラマ
ブルコントローラに搭載されるユーザプログラム実行の
ための専用ＡＳＩＣを含む。

【００１８】上記イベント処理は周辺コンポーネントに
対する周辺サービス処理を含み、この周辺サービス処理
には上位系、通信ユニット等の周辺コンポーネントに対
するイベント処理が含まれる。

【００１９】上記汎用演算処理装置から特定用途向け制
御装置に対して依頼するユーザプログラムとしては、た
とえば処理に時間のかかる命令があり、この種の命令を
依頼した場合は、汎用演算処理装置の空き時間が増える
ので、イベント処理の実行に必要な時間を十分に確保す
ることができる。

【００２０】Ｉ／Ｏリフレッシュは、入出力リフレッシ
ュ処理や、入力リフレッシュ処理並びに出力リフレッシ
ュ処理に対応し、Ｉ／Ｏメモリに対するリフレッシュを
行う処理などである。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係わるプログラ
マブルコントローラの好適な実施の形態について添付図
面を参照して詳細に説明する。図１は、この発明に係わ
るプログラマブルコントローラのＣＰＵユニット部の全
体構成を示すブロック図である。

【００２２】図１において、このプログラマブルコント
ローラのＣＰＵユニット部は、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐ
ｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：汎用演算処理装置）１
０１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１
０２、バックアップユーザメモリ（ＢＵＭ）１０３，Ｒ
ＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１
０４、ユーザメモリ１０５、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａ
ｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ
Ｃｉｒｃｕｉｔ：特定用途向け制御装置）１０６、Ｉ／
Ｏメモリ１０７、およびＩ／Ｏバス１０８を具備して構
成される。

【００２３】ここで、ＭＰＵ１０１は、このＣＰＵユニ
ット部の全体の動作を司るマイクロプロセッサユニット
であり、従来のプログラマブルコントローラと同様に、
ユーザプログラム実行処理と、入出力リフレッシュ処理
とイベント処理とをサイクリックに行う。そして、内部
バスを介して、ＲＯＭ１０２，ＢＵＭ１０３，ＲＡＭ１
０４並びにＡＳＩＣ１０６と接続されている。

【００２４】ＲＯＭ１０２は、このＣＰＵユニット部の
システムファームウェアを格納するメモリである。この
ＲＯＭ１０２には、具体的には入出力リフレッシュやイ
ベント処理などの全体の動作に関わるプログラムや、Ｍ
ＰＵ１０１で実行されるユーザプログラム命令の実態で
あるプログラムが格納される。

【００２５】ＲＡＭ１０４は、このＣＰＵユニット部の
システムワークとして使用されるメモリである。このＲ
ＡＭ１０４には、上述のシステムが動作するために一時
的に使用されるデータが格納される。例えば、演算の中
間データを含むデータである。また、ユーザメモリ１０
５は、ユーザがツールを利用してラダー言語などのＰＬ
Ｃ言語により作成されたユーザプログラムを格納するメ
モリである。

【００２６】ＡＳＩＣ１０６は、内部バスを介してＭＰ
Ｕ１０１，ＲＯＭ１０２，ＢＵＭ１０３，ＲＡＭ１０４
と繋がっている。また、ユーザメモリ１０５とＩ／Ｏメ
モリ１０７とは直接接続されている。さらに、Ｉ／Ｏバ
ス１０８に対しても接続されており、Ｉ／Ｏユニットや
通信ユニットとバス通信する。そして、ＡＳＩＣ１０６
は、ユーザメモリ１０５に格納されたユーザプログラム
を読み出し、その命令がＡＳＩＣで実行可能か否かの判
断処理，ＡＳＩＣで実行可能な命令の実行処理，Ｉ／Ｏ
リフレッシュである入出力リフレッシュ処理の内のＤＭ
Ａ転送処理，Ｉ／Ｏバス１０８についてのバスインタフ
ェース処理およびＩ／Ｏメモリの調停処理等を実行する
専用の制御装置である。なお、このＡＳＩＣ１０６とＭ
ＰＵ１０１との連係動作については、後述する。

【００２７】Ｉ／Ｏメモリ１０７は、このプログラマブ
ルコントローラの制御に必要な入出力データ、つまり、
ユーザメモリ１０５に格納されたユーザプログラムを実
行するときに使用する入力データや演算結果としての出
力データを格納する機能を有する。このＩ／Ｏメモリ１
０７のデータを必要とするのは、ＭＰＵ１０１，ＡＳＩ
Ｃ１０６，Ｉ／Ｏバス１０８を介して繋がれたＩ／Ｏユ
ニット及び通信ユニット（図示せず）と複数に渡り、メ
モリアクセスの調停をＡＳＩＣ１０６が行うことで不具
合なくデータのやりとりが成される。

【００２８】さて、本実施の形態のプログラマブルコン
トローラのＣＰＵユニット部においては、Ｉ／Ｏメモリ
１０７内に、システム設定エリアがあって、そのエリア
内にこのプログラマブルコントローラの動作モードを指
定するエリアを設ける。ＭＰＵ１０１は、プログラマブ
ルコントローラの運転開始時に係るＩ／Ｏメモリ１０７
のシステム設定エリアに格納された動作モードの指定内
容を読み込み、この読み込んだ動作モードに対応するよ
うに内部処理を選択する。なお、具体的な動作モードは
以下の通りである。

【００２９】Ｉ／Ｏメモリ１０７の中で、このエリアに
格納される動作モードは、 （１）通常モード （２）並列実行モード の２種類である。

【００３０】ここで、通常モードとは、後述するユーザ
プログラムの実行処理および入出力リフレッシュ処理
と、イベント処理とを並列実行しないモードである。つ
まり、従来と同様に、ユーザプログラムを演算実行する
処理と入出力リフレッシュ処理並びにイベント処理（周
辺サービス処理）等を順次サイクリックに実行するモー
ドである。

【００３１】一方、並列実行モードは、この発明の特徴
であるプログラマブルコントローラの実行処理方法であ
る。その概要は、第１に、従来の一連のサイクリック処
理の１つとして行われていたイベント処理を、ＡＳＩＣ
１０６がユーザプログラムを実行している間にＭＰＵ１
０１が行うようにした。つまり、通常モードのように、
イベント処理の実行を、一連のサイクリック処理の中の
入出力リフレッシュ処理が終了した後に行うのではな
く、ＡＳＩＣ１０６がユーザプログラムの実行処理期間
中に、ＭＰＵ１０１で並列的にイベント処理を行うよう
にした。

【００３２】係る構成を採ることで、一連のサイクリッ
ク処理からイベント処理が無くなり、ユーザプログラム
の演算実行処理とイベント実行処理との並列処理と、入
出力リフレッシュ処理の２つの処理が順次繰り返し実行
されるプログラマブルコントローラとなる。

【００３３】また、概要の第２としては、従来のイベン
ト処理の実行を、ＡＳＩＣ１０６が入出力リフレッシュ
処理中のＤＭＡ転送している間に、ＭＰＵ１０１が行う
ようにした。つまり、通常モードのように、イベント処
理の実行を、一連のサイクリック処理の中の入出力リフ
レッシュ処理が終了した後に行うのではなく、ＡＳＩＣ
１０６がＤＭＡ転送処理をしている期間中に、ＭＰＵ１
０１で並列的にイベント処理を行うようにした。

【００３４】係る構成を採ることで、一連のサイクリッ
ク処理からイベント処理が無くなり、ユーザプログラム
の演算処理と、入出力リフレッシュ処理が順次繰り返し
実行されるとともに、各処理の所定のタイミングでイベ
ント処理が並列処理されるプログラマブルコントローラ
となる。

【００３５】なお、本実施の形態では、上記した第１の
概要ポイントと第２の概要ポイントを併せ持ったプログ
ラマブルコントローラを例に挙げて説明しているが、本
発明は、これに限ることはなく、いずれか一方の機能を
備えたものでももちろん良い。

【００３６】次に、並列実行モードの具体的な処理手順
について説明する。図２は、並列実行モードが選択され
た場合の図１に示したＭＰＵ１０１並びにＡＳＩＣ１０
６の内部処理を説明する図である。

【００３７】図２に示すように、まず、ＭＰＵ１０１
は、共通処理２０１を実行した後、ユーザプログラムの
命令実行初期処理２０２において、ＡＳＩＣ１０６に対
してユーザプログラムの命令の実行依頼を行って、ＡＳ
ＩＣ命令２０３を起動する。係るＭＰＵ１０１からＡＳ
ＩＣ１０６に対するＡＳＩＣ命令の実行依頼は、たとえ
ばＡＳＩＣ１０６の起動用レジスタにＭＰＵ１０１が書
き込み処理を行うことによってなされる。

【００３８】ＡＳＩＣ１０６は、実行依頼を受け取る
と、ユーザメモリ１０５にアクセスし、そのユーザメモ
リ１０５に格納されたユーザプログラムを読みに行く。
そして、ＡＳＩＣ１０６は、ユーザプログラム中の命令
内容について順次取り込み、ＡＳＩＣ１０６で実行可能
か否かを判断する。係る判断をした結果、実行可能な場
合には、ＡＳＩＣ１０６が係る命令を実行し、その後、
次の命令を取り込み実行可能か否かを判断する。本実施
の形態では、ＡＳＩＣ１０６は、多くの命令が実行可能
なように設計開発されたものとしているので、実行可能
と判断される命令が連続する。よって、ＡＳＩＣ１０６
では、実行可能な命令が次々と処理され、図２に示すよ
うに、一定の期間ＡＳＩＣ命令２０３が実行される。そ
して、このＡＳＩＣ命令２０３は、ＡＳＩＣ１０６で実
行可能でない命令が出現するまで継続する。

【００３９】一方、ＭＰＵ１０１は、上記ＡＳＩＣ１０
６に対するＡＳＩＣ命令の実行依頼後、ユーザプログラ
ムの演算処理がＡＳＩＣ１０６で処理している期間（Ａ
ＳＩＣ命令２０３が実行されている期間）、他の処理が
できる。そこで、その期間を利用して周辺周辺サービス
処理等のイベント処理２０４を実行する。すなわち、Ｍ
ＰＵ１０１は、この期間中、Ｉ／Ｏバス１０８に繋がれ
た通信ユニット（図示せず）からイベント処理要求があ
るか否かをチェックする。そして、イベント要求がない
時はそのまま待機状態となり、イベント処理要求がある
場合には、その要求を受けたイベント処理を実行する。
イベント処理の一例としては、Ｉ／Ｏメモリ１０７の内
容の一部を読み出して通信ユニットやツールなどに送る
処理や、逆に通信ユニットが持っているＩ／Ｏデータを
ＣＰＵユニットが取り込んでＩ／Ｏメモリ１０７に書き
込む処理や、ツールからＩ／Ｏメモリ１０７のデータを
書き換える処理などがある。もちろん、このイベント処
理２０４の期間中に複数のイベント要求が来る場合もあ
るし、１度も来ない場合もある。

【００４０】なお、イベント処理をする際、Ｉ／Ｏメモ
リ１０７へのアクセスは、ＡＳＩＣ１０６が調停をす
る。この調停処理と、ＡＳＩＣ命令２０３の実行との関
係は、直列処理である。つまり、ＡＳＩＣ１０６は、１
つの命令に対してＡＳＩＣで実行可能か否かの判断処理
及び実行可能な命令の実行処理をした後、必要に応じて
メモリの調停処理を行う。その調停処理が完了すると、
次の命令を読み出し、実行可能か否かの判断等を行う。
もちろん、命令処理と、調停処理を独立に並列処理する
ようにしても良い。いずれにしても、ＭＰＵ１０１がイ
ベント処理対応可能とし、かつＡＳＩＣ１０６がユーザ
プログラムの命令実行を同時に行うようになるので、こ
の状態では、ＡＳＩＣ１０６によるユーザプログラムの
命令の実行、すなわちＡＳＩＣ命令２０３の実行と、Ｍ
ＰＵ１０１によるイベント処理２０４の実行とが並列実
行となっているといえる。

【００４１】そして、ＡＳＩＣ１０６がユーザプログラ
ムの命令実行を次々とユーザメモリ１０５から読み出
し、ユーザプログラムの命令でＡＳＩＣで実行可能でな
い命令（当初からＡＳＩＣ処理命令としておらず、ＭＰ
Ｕで処理する命令としていたもの）だと判断すると、Ａ
ＳＩＣ命令２０３の実行が中止となり、ＡＳＩＣ１０６
はレジスタにその旨の信号を出し、ＭＰＵ１０１に対し
て実行依頼をする。実際には、ＡＳＩＣ１０６からＭＰ
Ｕ１０１へ割込み通知がなされる。これにより、ＭＰＵ
１０１は、上記イベント処理２０４を中止するか、イベ
ント処理の区切りのところまで処理を実行した後、ＭＰ
Ｕ１０１で実行すべきユーザプログラムの命令の演算実
行処理を行う。つまり、図示のＭＰＵ命令２０５を開始
する。

【００４２】このＭＰＵ命令２０５としての１つの命令
の演算処理の実行が終了すると、ＭＰＵ１０１は、再び
ＡＳＩＣ１０６に対して実行依頼をする。そして、ＡＳ
ＩＣ１０６は、次の命令をユーザメモリ１０５から読み
出し、その命令がＡＳＩＣで実行可能か否かを判断す
る。実行可能な命令で有れば、ＡＳＩＣ１０６での実行
となり、図示のＡＳＩＣ命令２０６を起動する。そし
て、読み出した命令がＡＳＩＣ１０６で実行不可能でＭ
ＰＵ１０１で処理すべきと判断されるまで、ＡＳＩＣ命
令２０６は続き、その期間、ＭＰＵ１０１は、周辺サー
ビス処理等のイベント処理２０７を実行する。

【００４３】この状態でも、上述の並列処理と同様に、
ＡＳＩＣ１０６によるユーザプログラムの命令の実行、
すなわちＡＳＩＣ命令２０６の実行と、ＭＰＵ１０１に
よるイベント処理２０７の実行との並列実行となる。そ
して、ＡＳＩＣ１０６にて実行可能でない命令だと判断
すると、ＡＳＩＣ命令２０６の実行が中止となり、ＡＳ
ＩＣ１０６はレジスタにその旨の信号を出し、ＭＰＵ１
０１に対して実行依頼をする。これにより、ＭＰＵ１０
１は、上記イベント処理２０７を中止するか、イベント
処理の区切りのところまで処理を実行した後、ＭＰＵ１
０１で実行すべきユーザプログラムの命令の演算実行処
理を行う。つまり、図示のＭＰＵ命令２０８を開始す
る。

【００４４】このように、ＭＰＵ１０１によるユーザプ
ログラムの命令実行（演算処理）並びにＡＳＩＣ１０６
とＭＰＵ１０１の並列処理は、ユーザプログラムの命令
を全て実行して終了するまで繰り返される。なお、図示
の例では、ＭＰＵ実行命令２０で処理が終了している
が、並列処理で終了することももちろんある。

【００４５】そして、ユーザプログラムが終了すると、
ＭＰＵ１０１は、命令実行終了処理２０９をしてから入
出力リフレッシュ処理２１０の実行を始める。この処理
は、Ｉ／Ｏメモリ１０７のリフレッシュ更新をするもの
である。説明すると、Ｉ／Ｏバス１０８に繋がれたＩ／
Ｏユニット（図示せず）の入力データを取り込んで、Ｉ
／Ｏメモリ１０７の入力データエリアに書き込むととも
に、Ｉ／Ｏメモリ１０７に記憶されたユーザプログラム
の演算実行結果を出力データとしてＩ／Ｏユニットに送
信する処理を行う。つまり、Ｉ／Ｏメモリ１０７とＩ／
Ｏユニットにある共有メモリとの間でデータ交換を行う
ものである。対象は、Ｉ／Ｏユニットの他に、アナログ
演算ユニットなどのいわゆる高機能ユニットがある。

【００４６】この入出力リフレッシュ処理２１０におい
て、データ交換量が多い場合に、ＭＰＵ１０１は、ＡＳ
ＩＣ１０６のＤＭＡ転送２１１を起動してＤＭＡ転送２
１１を行う。ＡＳＩＣ１０６は、上述のようにメモリの
アクセス調停をする機能に加え、ＤＭＡ転送する機能を
持っている。この機能は、例えばＩ／Ｏメモリのリフレ
ッシュするデータが、メモリ中の連続したエリアにまと
まって存在するときに、そのデータをまとめてＩ／Ｏバ
ス１０８を介して外部のユニットの共有メモリの連続し
たエリアに転送する場合に、ＤＭＡ転送の方法を用い
る。なお、外部ユニットの共有メモリの連続したエリア
のデータを、Ｉ／Ｏメモリ１０８の連続したエリアに取
り込む場合にも、ＤＭＡ転送を利用する。特に、高機能
ユニットとの間でアナログデータを受け渡しする場合に
は、ＤＭＡ転送をよく利用する。

【００４７】ＭＰＵ１０１は、入出力リフレッシュ処理
を行うとき、随時リフレッシュする対象のデータがＤＭ
Ａ転送する方が適するか否かを判断する。つまり、Ｉ／
Ｏユニットに対する個別のデータリフレッシュならば、
「否」と判断し、図示の符号２１０のようにＭＰＵ１０
１にて処理する。アナログ演算ユニットに対するまとま
ったデータリフレッシュならば「適」と判断し、ＡＳＩ
Ｃ１０６へ処理依頼をし、図示のようにＡＳＩＣ処理と
してＤＭＡ転送２１１が実行される。なお、ＤＭＡ転送
を、外部ユニット側で指定しておき、その指定を呼んで
ＭＰＵ１０１がＤＭＡ転送すると判断させるようにして
も良い。

【００４８】この場合、ＡＳＩＣ１０６に処理依頼し、
ＡＳＩＣ１０６がＤＭＡ転送処理をしている期間は、Ｍ
ＰＵ１０１は他の処理をすることが可能となる。よっ
て、その期間、すなわちＤＭＡ転送２１１の開始から終
了までの時間を利用してＭＰＵ１０１による周辺サービ
ス処理等のイベント処理２１２が実行される。

【００４９】このようにＤＭＡ転送処理をしている期
間、ＡＳＩＣ１０６によるＤＭＡ転送２１１の実行と、
ＭＰＵ１０１によるイベント処理２１２の実行との並列
実行となる。このイベント処理２１２は、上述のイベン
ト処理２０４，２０７と同様の処理を行うものである。
ＡＳＩＣ１０６によるＤＭＡ転送２１１が完了すると、
ＡＳＩＣ１０６からＭＰＵ１０１へ割り込みが通知さ
れ、これにより、ＭＰＵ１０１はイベント処理２１２を
中止するか、１つのイベント処理を終了するかのどちら
かをし、再び入出力リフレッシュ処理２１３に移る。入
出力リフレッシュ処理中に、ＤＭＡ転送をすべき対象デ
ータが有れば、ＭＰＵ１０１からＡＳＩＣ１０６に対し
てＤＭＡ転送の処理依頼を送り、それに伴い、上述のよ
うなＡＳＩＣ処理としてＤＭＡ転送２１１とＭＰＵ処理
としてイベント処理２１２と同様の並列処理を行う。以
後、このような入出力リフレッシュ処理と、ＤＭＡ転送
とイベント処理との並列実行処理とが、必要により繰り
返される。

【００５０】入出力リフレッシュ処理が全て完了する
と、従来行われていた周辺サービス処理（イベント処
理）は行われずに、共通処理に戻る。つまり、このプロ
グラマブルコントローラの一連のサイクリック処理は、
動作モードによって異なることになる。繰り返し説明す
ると、通常モードは、従来通りに共通処理，ユーザプロ
グラムの演算実行処理，入出力リフレッシュ処理，イベ
ント処理を一連のサイクリック処理として順次繰り返し
実行する。一方、並列実行モードでは、共通処理，ユー
ザプログラムの演算実行処理，入出力リフレッシュ処理
を一連のサイクリック処理として順次繰り返し実行す
る。そして、ユーザプログラムの実行処理において、Ａ
ＳＩＣ１０６が命令実行しているときに、ＭＰＵ１０１
がイベント処理を並列処理するようにしている。また、
入出力リフレッシュ処理において、ＡＳＩＣ１０６がＤ
ＭＡ転送しているときに、ＭＰＵ１０１がイベント処理
を並列処理するようにしている。

【００５１】なお、本実施の形態では、並列処理によっ
て周辺サービス（イベント処理）を実行しているので、
入出力リフレッシュ処理２１３が完了すると、周辺サー
ビス処理を行わずに共通処理に戻る構成とした。

【００５２】ところで、プログラマブルコントローラの
ＣＰＵユニットにメモリカードを増設する場合がある。
このメモリカードには、コンパクトフラッシュ（登録商
標）メモリが用いられていて、例えばＣＰＵユニットで
の処理履歴や、異常やエラーの履歴に関するデータを記
憶させておく場合がある。そして、その履歴データを外
部のツールで記憶させておく場合がある。そして、その
履歴データを外部のツールで収集したい場合がある。

【００５３】係る場合、通常の通信ユニットとのデータ
交換などのイベント処理に比べて、かなりの時間を必要
とする。そのような処理を上述の並列処理によるイベン
ト処理（２０４，２０７，２１２など）で行おうとする
と、処理の途中で中止となり、ツールでデータ収集でき
なかったり、イベント処理タイムが通常に比べて大きく
なりすぎ、うまく処理できない状況となる。

【００５４】このような時間のかかるイベント処理が必
要な場合には、入出力リフレッシュ処理２１３の後に、
イベント処理を例外的に設けるようにすると良い。実際
には、ＭＰＵ１０１がイベント処理２０４，２０７，２
１２の期間中に、時間がかかるイベント処理の要求があ
ると判断すると、その期間中に処理をせずに要求があっ
たことを記憶しておき、そのサイクルの最後の処理であ
る入出力リフレッシュ処理２１３の完了後に、そのイベ
ント要求によるイベント実行をする。よって、このサイ
クルでは並列実行モードであるが、入出力リフレッシュ
処理の後にイベント処理を行うことになる。このよう
に、イベント処理を直列的に実行する制御方式も、本発
明は含む概念である。

【００５５】また動作モードとして、上記した実施の形
態では（１）通常モードと（２）並列実行モードの２つ
を示したが、他の方式として、例えば、（３）通常モー
ドと同様の一連のサイクリック処理を行うとともに、図
２中のＡＳＩＣ実行２０３，２０６とイベント処理２０
４，２０７を行い、さらに、ＤＭＡ転送処理２１１とイ
ベント処理２１２を行うモード；（４）（２）または
（３）のモードと似ているがＤＭＡ転送２１１時にイベ
ント処理を行わないモード；のようなモードを採用する
こともできる。

【００５６】さらにまた、上記した実施の形態並びに変
形例では一連のサイクリック処理として、共通処理，ユ
ーザプログラム実行処理，入出力リフレッシュ処理（＋
周辺処理）を繰り返し実行するもので説明したが、他の
形態のサイクリック処理ももちろんとりうる。

【００５７】一例としては、 （ａ）共通処理，入力リフレッシュ処理，ユーザプログ
ラムの演算実行処理，出力リフレッシュ処理，（＋周辺
処理） （ｂ）共通処理、入出力リフレッシュ処理，ユーザプロ
グラムの演算実行処理，（＋周辺処理） 等がとりうる。すなわち、Ｉ／Ｏリフレッシュ処理は、
入力リフレッシュと出力リフレッシュを別々に行っても
良いし、一緒に行ってもよい。

【００５８】これら（ａ），（ｂ）のサイクリック処理
を行うプログラマブルコントローラにおいても同様に、
ユーザプログラム実行処理がＡＳＩＣ処理として行われ
ている期間を利用して、ＭＰＵ処理としてイベント処理
を行うことで上述の並列実行モードと同様となる。ま
た、入出力リフレッシュ処理、または入力リフレッシュ
処理か出力リフレッシュ処理の中でＤＭＡ転送をＡＳＩ
Ｃ処理として行われている期間を利用して、ＭＰＵ処理
としてイベント処理を行うことでも上述の並列実行モー
ドと同様となる。

【００５９】さらにまた、この（ａ），（ｂ）のプログ
ラマブルコントローラの並列実行モードにおいても、動
作モードとして（１），（２），（３），（４）は適用
可能である。

【００６０】上記構成によると、ＭＰＵ１０１の処理可
能時間を有効に利用するべく、ＡＳＩＣ１０６が実行中
に、ＭＰＵ１０１はイベント処理を行う構成としたこと
により、プログラマブルコントローラのＣＰＵユニット
部のサイクルタイムを短縮することができる。

【００６１】なお、上記実施の形態においては、上記並
列実行モードを選択しない場合は従来と同様の動作も可
能になる。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
プログラマブルコントローラが保有する汎用演算処理装
置と特定用途向け制御装置を同時に処理、つまり、特定
用途向け制御装置がユーザプログラムの演算処理及びま
たはＩ／Ｏリフレッシュ時のＤＭＡ転送処理を行ってい
る期間を、汎用演算処理装置におけるイベント処理期間
とすることにより、サイクリックに行うイベント処理を
無くすか、減少させることができ、イベント応答性を改
善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係わるプログラマブルコントローラ
のＣＰＵユニット部の全体構成を示すブロック図であ
る。

【図２】図１に示したＭＰＵの並列実行モードが選択さ
れた場合における内部処理を説明する図である。

【図３】従来のプログラマブルコントローラのＣＰＵユ
ニットの基本サイクル処理を示すフローチャートであ
る。

【図４】従来のプログラマブルコントローラシステムの
問題点を説明するためのブロック図である。

【符号の説明】

１０１ ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ
Ｕｎｉｔ） １０２ ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ） １０３ ＢＵＭ １０４ ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍ
ｏｒｙ） １０５ ユーザメモリ １０６ ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃ
ｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：特
定用途向け制御装置） １０７ Ｉ／Ｏメモリ １０８ Ｉ／Ｏバス ４０１ 上位系 ４０２ 親プログラマブルコントローラ（親ＰＬＣ） ４０３，４０４，４０５ 子プログラマブルコントロー
ラ（子ＰＬＣ）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 汎用演算処理装置と特定用途向け制御装
   置とを搭載したプログラマブルコントローラにおいて、 前記汎用演算処理装置から前記特定用途向け制御装置に
   対してユーザプログラムの実行処理依頼を行って前記特
   定用途向け制御装置を起動した場合に、前記汎用演算処
   理装置は、前記特定用途向け制御装置が依頼されたユー
   ザプログラムを実行中に、イベント処理を実行すること
   を特徴とするプログラマブルコントローラ。
2. 【請求項２】 汎用演算処理装置と特定用途向け制御装
   置とを搭載したプログラマブルコントローラにおいて、 前記汎用演算処理装置から前記特定用途向け制御装置に
   対してＩ／Ｏリフレッシュ処理におけるＤＭＡ転送処理
   依頼を行って前記特定用途向け制御装置を起動した場合
   に、前記汎用演算処理装置は、前記特定用途向け制御装
   置が依頼されたＩ／Ｏリフレッシュ処理におけるＤＭＡ
   転送処理を実行中に、イベント処理を実行することを特
   徴とするプログラマブルコントローラ。
3. 【請求項３】 汎用演算処理装置と特定用途向け制御装
   置とを搭載したプログラマブルコントローラの制御方法
   において、 前記汎用演算処理装置は、ユーザプログラムの演算実行
   中に、その一部の命令の実行処理依頼を前記特定用途向
   け制御装置に対して行い、 前記特定用途向け制御装置は、受け取った前記実行処理
   依頼に伴い、前記ユーザプログラム中の所定の命令を実
   行し、 前記汎用演算処理装置は、前記特定用途向け制御装置が
   前記所定の命令を実行している期間、イベント処理要求
   の有無を判断し、前記イベント処理要求があった場合に
   そのイベント処理を実行することを特徴とするプログラ
   マブルコントローラの制御方法。
4. 【請求項４】 汎用演算処理装置と特定用途向け制御
   装置とを搭載したプログラマブルコントローラの制御方
   法において、 前記汎用演算処理装置は、Ｉ／Ｏリフレッシュ処理中
   に、ＤＭＡ転送処理依頼を前記特定用途向け制御装置に
   対して行い、 前記特定用途向け制御装置は、受け取った前記ＤＭＡ転
   送処理依頼に伴い、そのＤＭＡ転送処理を実行し、 前記汎用演算処理装置は、前記特定用途向け制御装置が
   前記ＤＭＡ転送処理を実行している期間、イベント処理
   要求の有無を判断し、前記イベント処理要求があった場
   合にそのイベント処理を実行することを特徴とするプロ
   グラマブルコントローラの制御方法。
5. 【請求項５】 前記汎用演算処理装置が、ユーザプログ
   ラムの演算実行処理やＩ／Ｏリフレッシュ処理と独立し
   てイベント処理を実行するステップを含むことを特徴と
   する請求項３または４に記載のプログラマブルコントロ
   ーラの制御方法。