JP2003228404A - プログラマブルロジックコントローラ - Google Patents

プログラマブルロジックコントローラ

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JP2003228404A
JP2003228404A JP2002026576A JP2002026576A JP2003228404A JP 2003228404 A JP2003228404 A JP 2003228404A JP 2002026576 A JP2002026576 A JP 2002026576A JP 2002026576 A JP2002026576 A JP 2002026576A JP 2003228404 A JP2003228404 A JP 2003228404A
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unit
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剛史 大山
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 PLCの通信制御ユニットからCPUユニッ
トにコマンドを送信する際の通信効率を向上しつつ、こ
れに伴う問題を解消する。 【解決手段】 このコマンドBが読み出しコマンドであ
るときには、バス送信を行うことなく、再び、バスコマ
ンドバッファ112をチェックする。バス送信コマンド
生成バッファ114が一杯になったら、これに蓄えられ
ている複数のコマンドをひとまとめのデータとしてバス
通信ドライバ115に送信する。コマンドタイプのチェ
ックで、バス送信コマンド生成バッファ114に保存さ
れたコマンドが読み出し以外のコマンドであるときに
は、その時点で直ちに、バス送信コマンド生成バッファ
114に蓄えられているコマンドを通信ドライバ115
に送信する。

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
ロジックコントローラ(以下、PLCという)に関し、
より詳しくは、PLCと複数の外部機器(例えばパーソ
ナルコンピュータ)との間をイーサネット(Ethernet:
登録商標)のような汎用の通信プロトコルを使ってデー
タの受け渡しを可能にする通信制御ユニットを含むPL
Cに関する。
【0002】
【従来の技術】プログラマブルロジックコントローラつ
まりPLCは、ラダーを実行するためのCPUユニット
を有し、CPUユニットは拡張ユニットとの組み合わせ
て使用される。PLCの拡張ユニットは、I/Oユニッ
ト、位置決めユニット、AD/DAユニットの他に通信
制御ユニットを含み、これら拡張ユニットとCPUユニ
ットとの間のデータの受け渡しはバス通信によって行わ
れる。
【0003】PLCは、通信制御ユニットを介して複数
の外部機器と連結可能であり、通信制御ユニットと外部
機器とは、典型的には、汎用の通信プロトコルであるイ
ーサネット(Ethernet)を用いてデータの授受が行われ
る。
【0004】図1は、外部機器として4台のパーソナル
コンピュータをPLCに接続した例を示す。同図におい
て、参照符号1はPLCを示し、PLC1はCPUユニ
ット2と、例示として合計6台の拡張ユニット3〜8と
で構成されており、これらの拡張ユニット3〜8は、図
2から理解できるように、バス9を用いてCPUユニッ
ト2に対するデータの読み書きを行う。
【0005】拡張ユニット3〜8の一つに通信制御ユニ
ット8を含み、この通信制御ユニット8を使って、PL
C1は、複数の外部機器、例えば4台のパーソナルコン
ピュータ10〜13とLAN接続され、通信制御ユニッ
ト8と4台のパーソナルコンピュータ10〜13との間
のデータの送受信はイーサネットを用いて行われる。
【0006】つまり、パーソナルコンピュータ10〜1
3は、通信制御ユニット8に対してCPUユニット2の
データの読み出し要求や書き込み要求を汎用の通信プロ
トコルを使って行う。そして、この要求を受信した通信
制御ユニット8はバス9を用いてCPUユニット2に対
して専用の通信プロトコルを使ってデータの読み出しや
書き込みを行い、これによりパーソナルコンピュータ1
0〜13の要求を処理する。
【0007】より詳しく説明すると、図3に示すよう
に、パーソナルコンピュータ10〜13からの要求は、
バス通信用フォーマットに変換された後に通信制御ユニ
ット8のコマンドバッファに一旦蓄えられ、その後、通
信制御ユニット8からCPUユニット2に送信される。
【0008】次いで、CPUユニット2から受信したコ
マンドレスポンスは一旦コマンドレスポンスバッファに
蓄えられ、パーソナルコンピュータ10〜13へコマン
ドレスポンスを送信するルーチンつまりコマンドレスポ
ンス読み出しのときに、コマンドレスポンスバッファを
チェックし、コマンドレスポンスバッファ内にコマンド
レスポンスが存在しているときには、このコマンドレス
ポンスを取り出してイーサネット通信用フォーマットに
変換した後に、対応するパーソナルコンピュータ10〜
13へ送信する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】例えば、図1に例示し
たように、プログラマブルロジックコントローラつまり
PLC1に複数のパーソナルコンピュータ10〜13を
接続した場合、各々のパーソナルコンピュータからほぼ
同時に読み出し要求や書き込み要求が発信されることが
考えられる。
【0010】例えば、第1のパーソナルコンピュータ1
0から読み出し要求1があり、第2のパーソナルコンピ
ュータ11からデータメモリ(DM0)に対する「10
0」の書き込み要求2があり、第3のパーソナルコンピ
ュータ12から読み出し要求3があり、第4のパーソナ
ルコンピュータ13から同じDM0に対して「200」
の書き込み要求4があったとすると、例えば、送信効率
を高めるために、図4に示すように、この4つのコマン
ドをまとめて一塊りのデータとして通信制御ユニット8
からCPUユニット2にバス通信した場合には、このバ
ス通信が終了した時点では、DM0の値は、要求2によ
る「100」が要求4による「200」によって上書き
された状態になる。このことから、ラダーで、DM0が
「100」になったことを認識することが、事実上、不
可能になってしまう、という問題が発生する可能性を含
む。
【0011】他の例として、図5に例示したように、P
LC1に複数の表示器20〜23が接続された場合、例
えばモーメンタリスイッチを備えた表示器であれば、当
然に、モーメンタリスイッチに割り付けられたCPUユ
ニット内のデバイスは、そのON/OFF情報が確実に
反映される必要があるが、上述した例と同様に通信効率
を高めるために、複数のこのような書き込みコマンドを
まとめて通信制御ユニット8からCPUユニット2にバ
ス通信した場合には、反映されない書き込み要求が生じ
る可能性がある。
【0012】そこで、本発明の目的は、プログラマブル
ロジックコントローラつまりPLCのCPUユニットと
通信制御ユニットとの間の通信制御に関し、通信制御ユ
ニットからCPUユニットにコマンドを送信する際の通
信効率を向上しつつ、これに伴う問題を解消することの
できるPLCを提供することにある。
【0013】本発明の更なる目的は、PLCのCPUユ
ニットと通信制御ユニットとの間の通信制御に関し、事
実上の不都合を発生させることなく通信制御ユニットか
らCPUユニットにコマンドを送信する際の通信効率を
向上することのできるPLCを提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】外部機器からプログラマ
ブルロジックコントローラ(PLC)へのコマンドは、
大別すると次の3つに分類できる。 (1)デバイスの読み出し (2)デバイスの書き込み (3)ラダーの読み書き、CPUユニットの起動・停止
切り替え、エラーのクリアなどデバイス以外の操作
【0015】上記の外部機器からの要求のうち、通信制
御ユニットからCPUユニットにデータ送信するとき
に、一回のバス通信で複数のコマンドをまとめて送信す
る場合に、少なくとも読み出しであれば複数のコマンド
をまとめてCPUユニットへ送信したとしても上述した
問題は発生しないだけでなく、バス送信の効率を高める
ことができる。他方、読み出し以外のコマンド、例えば
書き込みコマンドは、複数の書き込みコマンドをまとめ
て一塊りのデータとしてCPUユニットへ送信すると、
先に説明したような問題又は不都合が発生する虞があ
る。
【0016】上記の着眼点に基づき、本発明のプログラ
マブルロジックコントローラにあっては、CPUユニッ
トと通信制御ユニットとを含み、該通信制御ユニットと
これに接続された複数の外部機器との間の通信を汎用の
プロトコルを用いて行い、前記CPUユニットと前記通
信制御ユニットとの間のデータの送受信をバス通信によ
り行うPLCであって、前記通信制御ユニットが、前記
外部機器から受け取った複数のコマンドをまとめて一塊
りの送信データとして前記CPUユニットにバス送信す
るコマンド最適化手段を有し、該最適化手段が、前記一
塊りの送信データの中に読み出し以外のコマンドが二以
上含まれるのを禁止しつつ複数のコマンドを一塊りの送
信データを生成することを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明は、具体的には、図11に
示すように、プログラマブルロジックコントローラ(P
LC)に含まれる通信制御ユニットが、外部機器から受
け取った複数のコマンドをまとめて一塊りの送信データ
として前記CPUユニットにバス送信するコマンド最適
化手段を有し、該コマンド最適化手段が、前記外部機器
からのコマンドを取り込んでこれを保存するバス送信コ
マンド生成バッファと、該バス送信コマンド生成バッフ
ァに取り込まれたコマンドが読み出しコマンドであるか
否かを判別するコマンドタイプ判別手段とを有し、前記
バス送信コマンド生成バッファに取り込まれたコマンド
が前記読み出しコマンドであるときには、前記バス送信
コマンドバッファに前記外部機器からの更なるコマンド
を取り込む一方で、前記バス送信コマンド生成バッファ
に取り込まれたコマンドが前記読み出しコマンド以外の
コマンドであるときには、これまで前記バス送信コマン
ドバッファに取り込まれているコマンドをまとめて一塊
りの送信データとしてCPUユニットにバス送信するこ
とを特徴とし、これにより、事実上の不都合を発生させ
ることなく通信制御ユニットからCPUユニットにコマ
ンドを送信する際の通信効率を向上することのできる。
【0018】本発明の上記目的及び他の目的並びに作用
効果は、以下の本発明の好ましい実施例の詳しい説明か
ら明らかになろう。
【0019】
【実施例】以下に、本発明の好ましい実施例を添付の図
面を参照して説明する。図6は、本発明に従うプログラ
マブルロジックコントローラ(PLC)を示す。このP
LC100は、CPUユニット101と、ユーザが選択
した拡張ユニット102〜107とを有し、CPUユニ
ット101と拡張ユニット102〜107との間の通信
は、従来と同様に、バス9(図2)を用いて行われる。
図示の例では、6台の拡張ユニット102がCPUユニ
ット101に連結されているが、この数は任意である。
また、拡張ユニット102〜107としては、例えば、
I/Oユニット、位置決めユニット、AD/DAユニッ
ト、通信制御ユニットなどがあり、ユーザの選択により
任意のユニットを採用することができる。
【0020】実施例のPLC100の第6番目の拡張ユ
ニット107は通信制御ユニットであり、この通信制御
ユニット107は、従来と同様に、ポート108を介し
て、例えば複数のパーソナルコンピュータ(図1の参照
符号10〜13)や表示器(図5の参照符号20〜2
3)などの外部機器とLAN接続され、これら外部機器
と通信制御ユニット107とはイーサネット(登録商
標)を用いてデータの送受信が行われる。
【0021】通信制御ユニット107は、図7に示すよ
うに、各パーソナルコンピュータからのコマンドをバス
通信のコマンドのフォーマットに変換するコマンド変換
部110と、このコマンド変換部110で変換したコマ
ンドに対して、これを識別するためのID及びコマンド
をデバイス読み出しコマンド(タイプ1)とそれ以外の
コマンド(タイプ2)とに分類するコマンドタイプを付
与するためのID及びタイプ付与部111とを有し、I
D及びコマンドタイプが付与されたコマンドは、バスコ
マンドバッファ112に蓄えられる。このバスコマンド
バッファ112は、少なくとも1つ、好ましくは、少な
くとも2つの優先度別のバッファを有するのが好まし
い。
【0022】通信制御ユニット107はコマンド最適化
部113(図8)を有し、コマンド最適化部113はバ
スコマンドバッファ112をチェックして、このバスコ
マンドバッファ112にコマンドAが存在するときに
は、バスコマンドバッファ112からコマンドを取り出
して、このコマンドAをバス送信コマンド生成バッファ
114に保存する。
【0023】バス送信コマンド生成バッファ114に保
存したコマンドAは、これに付与されたタイプによって
コマンドの種類がチェックされる。コマンドAが、デバ
イス読み出しコマンド(タイプ1)であるときには、バ
ス送信を行うことなく、再び、バスコマンドバッファ1
12をチェックし、このバスコマンドバッファ112に
コマンドBが存在しているときには、このコマンドBを
バスコマンドバッファ112から取り出し、コマンドB
をバス送信コマンド生成バッファ114の未使用部分に
保存すると共に、このコマンドBに付与されたコマンド
タイプによってコマンドの種類が判別される。
【0024】このコマンドBが読み出しコマンド(タイ
プ1)であるときには、バス送信を行うことなく、再
び、バスコマンドバッファ112をチェックして、上述
のこと反復的に実行する。そして、バス送信コマンド生
成バッファ114が一杯になったら、バス送信コマンド
生成バッファ114に蓄えられている複数のコマンドを
ひとまとめのデータとしてバス通信のドライバ115に
送信すると共に、バス送信コマンド生成バッファ114
を空にする。これにより、通信制御ユニット107から
CPUユニット101に複数の読み出しコマンドをまと
めた一塊りのデータとしてバス送信されることになる。
【0025】上記のコマンドタイプのチェックで、バス
送信コマンド生成バッファ114に保存されたコマンド
がタイプ2つまり読み出し以外のコマンドであるときに
は、その時点で直ちに、バス送信コマンド生成バッファ
114に蓄えられているコマンドをバス通信ドライバ1
15に送信すると共に、バス送信コマンド生成バッファ
114を空にする。
【0026】これにより、例えば書き込みコマンドは既
にバス送信コマンド生成バッファ114に蓄えられてい
る読み出しコマンドと一緒にCPUユニット101にバ
ス送信されることがあったとしても、2つの書き込みコ
マンドが一緒にCPUユニット101にバス送信される
ことはなく、読み出し以外のコマンドは別々のバス送信
によってCPUユニット101に供給される。
【0027】CPUユニット101からのレスポンスに
関し、複数のコマンドを一塊りのデータとしてバス通信
を行った場合には、バスドライバ115から受信したデ
ータを、CPUユニット101に送信したコマンドの単
位に分割する必要がある。ここに、各コマンド毎にレス
ポンスのサイズが予め分かっていることから、分割部1
16で、レスポンスのサイズと、送信したときのコマン
ドIDとを用いて、レスポンスデータを個々のコマンド
レスポンスに分割し、次いで、バスレスポンスバッファ
部117(図7)に保存する。そして、各パーソナルコ
ンピュータにコマンドレスポンスを送信するルーチン
(コマンドレスポンス読み出し)において、バスレスポ
ンスバッファ部117をチェックし、バスレスポンスバ
ッファ部117内に、パーソナルコンピュータからのコ
マンドに対応するレスポンスが存在するときには、コマ
ンド変換部117でレスポンスのフォーマットを変換し
た後、イーサネットを使って対応するパーソナルコンピ
ュータに送信する。
【0028】パーソナルコンピュータのような外部機器
からの要求を受信した通信制御ユニット107がバス通
信によりCPUユニット101にデータ送信する際の上
述したデータの最適化に関し、その具体的な一例を図
9、図10に示すフローチャートに基づいて説明する。
【0029】図9を参照して、先ずステップS1で、バ
ス通信ドライバ115の受信完了又はタイマ割り込みが
あると、ステップS2に進んでコマンドバッファ112
内にコマンドが存在しているか否かのチェックを行い、
YESのとき、つまりコマンドがコマンドバッファ11
2内に存在しているときには、このコマンドをコマンド
バッファ112から取り出す(ステップS3)。
【0030】次いで、ステップS4で、バス送信コマン
ド生成バッファ114に、コマンドを付け足す領域が存
在しているか否かのチェックを行い、YESのとき、つ
まりバス送信コマンド生成バッファ114に新たにコマ
ンドを保存する領域が存在しているときには、ステップ
S5に進んで、先にステップS3でコマンドバッファ1
12から取り出したコマンドをバス送信コマンド生成バ
ッファ114に付け足す。
【0031】次のステップS6では、バス送信コマンド
生成バッファ114に新たに付け足されたコマンドの種
類のチェックが行われ、このコマンドがタイプ1のデバ
イス読み出しコマンドであれば、ステップS7に進ん
で、再度、コマンドバッファ112内に新たなコマンド
が存在しているか否かのチェックを行う。
【0032】ステップS7でYESのとき、つまりコマ
ンドバッファ112内に新たなコマンドが存在していれ
ば、ステップS3に戻って再度ステップS3以降のステ
ップを経て新たにコマンドをバス送信コマンド生成バッ
ファ114に付け足す。このステップS3〜S7のステ
ップを反復的に実行することにより、新たなコマンドが
バス送信コマンド生成バッファ114内に次々と蓄えら
れることになる。
【0033】そして、ステップS7でNOのとき、つま
りコマンドバッファ112内に新たなコマンドが存在し
ていなければ、図10のステップS8に進んで、バス送
信コマンド生成バッファ114内のデータをバスドライ
バ115からCPUユニット101に送信すると共にス
テップS9でバス送信コマンド生成バッファ114を空
にし、ステップS10のバス送信コマンド生成バッファ
114に新たにコマンドを受け入れる領域の有無を確認
した後、ステップS11に進んで、バス送信コマンド生
成バッファ114に新たにコマンドを付け足す。
【0034】このバス通信は、また、ステップS4でN
Oのとき、つまりバス送信コマンド生成バッファ114
に新たにコマンドを保存する領域が残っていないときに
も行われる。以上の手順を実行することにより、読み出
しコマンドはバス送信コマンド生成バッファ114内に
次々と蓄積され、これら複数の読み出しコマンドが一塊
りのデータとしてCPUユニット101にバス送信され
ることになる。
【0035】また、ステップS6でYESのとき、つま
りバス送信生成バッファ114に新たに付け足されたコ
マンドが読み出し以外のコマンド(典型的には書き込み
コマンド)であれば、ステップS8に進んでバス送信コ
マンド生成バッファ114内のデータをバスドライバ1
15からCPUユニット101に送信すると共に、ステ
ップS9でバス送信コマンド生成バッファ114を空に
する。
【0036】以上のフローチャートから理解できるよう
に、コマンドのタイプがデバイス読み出しであれば、バ
ス送信コマンド生成バッファ114が一杯になるまで次
々と蓄積された後に、これら複数の読み出しコマンドが
一緒にCPUユニット101に送信され、これによりバ
ス送信効率を向上することができる。
【0037】一方、バス送信コマンド生成バッファ11
4内に新たに付け足されたコマンドが読み出し以外のコ
マンド、典型的には書き込みコマンドであれば、バス送
信コマンド生成バッファ114内に付け足されるや否や
直ちにCPUユニット101に送信される。したがっ
て、読み出し以外の例えば複数の書き込みコマンドが一
緒にCPUユニット101に送信されることが禁止され
ることから、本発明の技術的課題の欄で記載した不都合
や問題を解消することができる。
【0038】以上、本発明の好ましい実施例を説明した
が、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、
図9、図10に例示のフローチャートにおいて、ステッ
プS6で、コマンドがデバイス読み出し以外のコマンド
のときには、ステップS8でバス送信を開始するように
しているが、このデバイス読み出し以外のコマンドを一
旦バスコマンドバッファ112に戻し、次にバス送信コ
マンド生成バッファ114に取り込んだコマンドのタイ
プを判別し、この新たに取り込んだコマンドが読み出し
コマンドであれば、これを蓄積してできるだけ数多くの
コマンドをまとめた一塊りのデータとしてCPUユニッ
ト101へ送信するようにしてもよい。
【0039】また、上記ステップS3において、コマン
ドをコマンドバッファ112から取り出して次のステッ
プに進めるようにしてあるが、バスコマンドバッファ1
12内でコマンドの種類のチェックを行い、読み出しコ
マンドつまりタイプ1のコマンドであることを確認した
上で、バスコマンドバッファ112から取り出すことに
より、CPUユニット101へ複数の読み出しコマンド
をまとめて送信するようにしてもよい。
【0040】また、上記ステップS7において、バスコ
マンドバッファ112内にコマンドが存在していないと
きに、ステップS9でCPUユニット101にバス送信
するようになっているが、或る一定の期間(タイムアウ
ト)を設けて、この時間が経過するまで、バスコマンド
バッファ112にコマンドが取り込まれるのを待つよう
にしてもよい。すこしでも数多くのコマンドを一回のバ
ス送信でCPUユニット101に供給するとしたら、バ
ス通信が完了するまでの時間が長くなってしまうが、こ
のような場合に、一定の期間、バスコマンドバッファ1
12にコマンドが蓄積されるのを待つのは有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】PLCの通信制御ユニットを介して複数のパー
ソナルコンピュータをLAN接続した例を示す。
【図2】PLC内部バス通信を説明するための図であ
る。
【図3】外部パーソナルコンピュータからのコマンドを
バス通信を介してCPUユニットに送信し、CPUユニ
ットからのコマンドレスポンスを対応するパーソナルコ
ンピュータに送信するまで処理を説明するための図であ
る。
【図4】外部機器からの複数のコマンドを一塊りのデー
タとしてバス通信を介してCPUユニットに送信したと
きの問題点を説明するための図である。
【図5】PLCの通信制御ユニットを介して複数の表示
器をLAN接続した例を示す。
【図6】本発明の実施例のPLCのユニット構成を例示
するための図である。
【図7】好ましい実施例におけるコマンド最適化処理の
一部のブロック図である。
【図8】図7に関連して、好ましい実施例におけるコマ
ンド最適化処理の残部のブロック図である。
【図9】外部機器からの複数のコマンドをCPUユニッ
トに送信するための一塊りのデータとして最適化する一
連の処理の一部を示すフローチャートである。
【図10】図9に関連して、外部機器からの複数のコマ
ンドをCPUユニットに送信するための一塊りのデータ
として最適化する一連の処理の残部を示すフローチャー
トである。
【図11】本発明の好ましい実施の形態の概要を説明す
るための図である。
【符号の説明】
100 実施例のPLC 101 PLCに含まれるCPUユニット 107 PLCに含まれる通信制御ユニット 111 コマンドタイプ付与部 112 バスコマンドバッファ 113 コマンド最適化部 114 バス通信コマンド生成バッファ 115 バス通信ドライバ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CPUユニットと通信制御ユニットとを
    含み、該通信制御ユニットとこれに接続された複数の外
    部機器との間の通信を汎用のプロトコルを用いて行い、
    前記CPUユニットと前記通信制御ユニットとの間のデ
    ータの送受信をバス通信により行う プログラマブルロ
    ジックコントローラであって、 前記通信制御ユニットが、前記外部機器から受け取った
    複数のコマンドをまとめて一塊りの送信データとして前
    記CPUユニットにバス送信するコマンド最適化手段を
    有し、 該最適化手段が、前記一塊りの送信データの中に読み出
    し以外のコマンドが二以上含まれるのを禁止しつつ複数
    のコマンドを一塊りの送信データを生成することを特徴
    とするプログラマブルロジックコントローラ。
  2. 【請求項2】 前記コマンド最適化手段が、 前記外部機器からのコマンドを取り込んでこれを保存す
    るバス送信コマンド生成バッファと、 該バス送信コマンド生成バッファに取り込まれたコマン
    ドが読み出しコマンドであるか否かを判別するコマンド
    タイプ判別手段とを有し、 前記バス送信コマンド生成バッファに取り込まれたコマ
    ンドが前記読み出しコマンドであるときには、前記バス
    送信コマンドバッファに前記外部機器からの更なるコマ
    ンドを取り込む一方で、前記バス送信コマンド生成バッ
    ファに取り込まれたコマンドが前記読み出しコマンド以
    外のコマンドであるときには、これまで前記バス送信コ
    マンドバッファに取り込まれているコマンドをまとめて
    一塊りの送信データとして前記CPUユニットにバス送
    信することを特徴とする請求項1のプログラマブルロジ
    ックコントローラ。
  3. 【請求項3】 前記通信制御ユニットが、前記外部機器
    からのコマンドを受け入れてこれを保存するコマンドバ
    ッファと、 前記外部機器からのコマンドが読み出しコマンドである
    か否かの種別のためのコマンドタイプを付与するタイプ
    付与手段とを更に有し、 前記コマンドバッファに保存されたコマンドが前記バス
    送信コマンドバッファに取り込まれることを特徴とする
    請求項2のプログラマブルロジックコントローラ。
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