JP2005100028A - プログラマブルコントローラ - Google Patents

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Abstract

【課題】複数N台のプログラマブルコントローラ(PLC)101〜10NのCPUモジュール10のシステムプログラム60または61を1台分の書換え時間で書換える。
【解決手段】PLC101〜10Nにそれぞれ1:N通信を可能とするネットワーク通信モジュール20等を付設して共通の通信線300を介し1台のシステムプログラム書換ツール200に接続し、システムプログラム書換ツール200が各PLCの通信モジュール20経由で各CPUモジュール10のシステムプログラム60または61を同時に書換えるようにし、また、各PLCのCPUモジュールが新たなシステムプログラムのチェックコードを予めシステムプログラム書換ツールから受け取ることにより、システムプログラムの書換え終了後、書込みの成否をCPUモジュール自身でチェックできるようする。
【選択図】 図1

Description

この発明は、プログラマブルコントローラ内の制御の主体であるCPUモジュールのシステムプログラムを書換える装置としての、システムプログラム書換ツールの1台によって、複数台のプログラマブルコントローラのCPUモジュールのシステムプログラムを同時に書換え得るように構成したプログラマブルコントローラに関する。
なお、以下各図において同一の符号は同一もしくは相当部分を示す。
プログラマブルコントローラ(以下、PLCとも略記する)は、ユーザにより作成されて格納されたアプリケーションプログラム(ユーザアプリケーションともいう)としてのシーケンスプログラムを演算実行してPLCに接続される制御対象機器の自動シーケンス制御を行う装置として知られている。
上記アプリケーションプログラムは通常、プログラミング装置(プログラムローダ、略してローダともいう)を用いて作成され、マシンコードに変換されたうえプログラミング装置からPLCに転送格納される。
このPLC内における制御の主体であるCPUモジュールは、予め自身内に格納されたシステムプログラムを基層のプログラムとして作動し、プログラミング装置から転送された上記シーケンスプログラム(ユーザアプリケーション)を自身内に収納したのちこのシーケンスプログラムを演算実行して外部の制御対象機器の自動シーケンス制御を行う。
ところで、PLCのシステムプログラムは、その機能の修正や変更のために書換え更新する必要が生じ得る。図4はPLCのシステムプログラムを書換える際の従来の装置の構成例を示す。
図4において、100はプログラマブルコントローラ(PLC)、200はプログラミング装置(ローダ)に代わるシステムプログラム書換ツールであり、この書換ツール200は通信線300を介してPLC100のローダインタフェース30に接続されている。
また、PLC100内において、10はCPUモジュール、40は当該PLCや図外の制御対象機器の種類等に応じて増設されるデジタルおよび(または)アナログの入出力モジュールの1または複数台からなる増設I/Oモジュールである。
CPUモジュール10は、内部のシステムバス19によって互いに接続された、以下の11、13〜18の各構成部からなる。ここで、CPU11は、システムプログラムメモリ15に記憶されたシステムプログラム(コード形態)を実行し、CPUモジュール10内の各構成部の動作制御を行うと共に、ユーザアプリケーションメモリ17に記憶されたユーザアプリケーションプログラムを実行して図外の制御対象機器のシーケンス制御を行う。
ドライバ/レシーバ13は、ローダインタフェース30と通信線300を介し、この場合、ローダに代わるシステムプログラム書換ツール200に接続され、書換ツール200とCPU11との間で送受信データを受け渡す役割を持つ。
PLC固有バスインタフェース14は、増設I/Oモジュール40に対してPLC固有バス14aを介し外部の制御対象機器の制御に関わる情報の入出力を行う。
システムプログラムメモリ15は、上述のシステムプログラムを保持するほか、このシステムプログラムを書換える処理を行うプログラムとしてのシステムプログラム書換プログラムをも保持している。このシステムプログラムメモリ15には、通常、FLASHメモリが使用される。
システムワークメモリ16は、CPU11がシステムプログラムおよびシステムプログラム書換プログラムにより実行する制御処理に関連するデータを一時記憶する。このシステムワークメモリ16には、通常、SRAMが使用される。
ユーザアプリケーションメモリ17は、ローダから受信したユーザのアプリケーションプログラムを記憶する。このユーザアプリケーションメモリ17には、通常、SRAMが使用される。
ユーザデータメモリ18は、ユーザのアプリケーションプログラムで使用するデータ、例えば制御対象機器との間で送受信する情報(接点信号等)を記憶する。このユーザデータメモリ18には、通常、SRAMが使用される。
次に、システムプログラム書換ツール200によるシステムプログラムの従来の書換え手順を述べる。この手順におけるシステムプログラム書換ツール200とCPU11との交信は、通信線300、ローダインタフェース30、ドライバ/レシーバ13、システムバス19を介して行われる。
(1)先ず、システムプログラム書換ツール200は、システムプログラムの書換要求をPLC100の(CPUモジュール10内の)CPU11へ送信する。CPU11はこの書換要求を受け付けるとその旨を示す要求受付信号を書換ツール200へ送信する。
(2)書換ツール200はこの要求受付信号を受信すると、書換える新たなシステムプログラムコードを一群ずつ、PLC100へ送信する。これによりCPU11は、送信された一群の新たなシステムプログラムコードをシステムワークメモリ16に一時格納したうえ、システムプログラムメモリ15内の今までのシステムプログラムコードを、順次、システムワークメモリ16内の新たなシステムプログラムコードに書換える。
(3)そして、システムプログラム書換ツール200による新システムプログラムの全ての送信が終了し、これに応じてCPU11によるシステムプログラムメモリ15内のシステムプログラム全領域分のシステムプログラムコードの書換えが終了すると、書換ツール200はCPU11に読み戻し要求を送って、CPU11から今回新たにシステムプログラムメモリ15に書込んだシステムプログラムデータを受信して読み戻す。
(4)書換ツール200は、こうしてPLC100から受信して読み戻したプログラムデータと、PLC100に送信したプログラムデータとが一致していれば正常にシステムプログラムが書換えられたとしてPLC100との通信を終了(正常終了)する。
また、PLC100のシステムプログラムを書換える別の方式として、本出願人の先願になる特許文献1の技術が開示されている。この特許文献1においては、FLASHメモリ等からなる書換え可能なROMカードをPLCのCPUモジュールに着脱可能に設けるものである。
そして、通常はプログラミング装置等で作成したシーケンスプログラム(ユーザアプリケーションプログラム)を記憶させた、このROMカードであるユーザROMカードをPLCのCPUモジュールに取付けて、このシーケンスプログラムをCPUモジュール内のユーザアプリケーションメモリに転送するようにする。
またPLCのシステムプログラムを書換える際は、新たなシステムプログラムが書き込まれた上記ROMカードとしてのシステムROMカードを、ユーザROMカードに代えてCPUモジュールに取付け、システムROMカードからその保持する新たなシステムプログラムをCPUモジュール内のシステムプログラムメモリに格納するようにして、システムプログラムを書換える時間を短縮するようにしている。
特開2002−73116号公報
しかしながら、上述したシステムプログラムの従来の書換え方法においては、複数台のPLCのシステムプログラムを同一のシステムプログラムに書換える場合でも、PLCの台数分だけシステムプログラムの書換え動作を繰返す必要があり、PLCの台数に比例して書換え時間が増加するという問題があった。
本発明の課題は、複数台のPLCのシステムプログラムを同一のシステムプログラムに書換える場合に、PLCの台数に関係なく、短時間で書換えができるようにしたプログラマブルコントローラ(PLC)を提供することにある。
前記の課題を解決するために請求項1のプログラマブルコントローラは、
複数台のプログラマブルコントローラ(100(101〜10N))の各々に設けられて、l台のシステムプログラム書換ツール(200)に共通の通信線(300)を介しこの複数台共に接続され、前記システムプログラム書換ツールから送信される新たなシステムプログラム(61、または広義システムプログラム60)を同時に受信して、それぞれ当該プログラマブルコントローラ内の今までのシステムプログラムを前記受信した新たなシステムプログラムに更新するシステムプログラム更新手段(通信モジュール20、CPUモジュール10内のCPU11、システムプログラムメモリ15、システムワークメモリ16、1:N式システムプログラム書換プログラム62等)を備えたものとする。
また請求項2のプログラマブルコントローラは、請求項1に記載のプログラマブルコントローラにおいて、
前記複数台のプログラマブルコントローラ別のシステムプログラム更新手段には予め互いに異なる局番(#1〜#N等)が設定されてなり、
前記システムプログラム書換ツールが、前記の新たなシステムプログラムを送信する前に、(例えばシステムプログラム書換要求と同時に)少なくとも次に送信する該新たなシステムプログラムによって送信対象のプログラマブルコントローラのシステムプログラムが正しく更新されたか否かを点検するためのチェックコードを送信し、この送信に応じた前記の各プログラマブルコントローラ別のシステムプログラム更新手段からのそれぞれの局番を示す情報(本例では局番分の秒数の遅れ時間を持つ返信)と前記チェックコードとの返信結果を調べて、システムプログラムの書換え対象となるプログラマブルコントローラを特定するようにする。
また請求項3のプログラマブルコントローラは、請求項2に記載のプログラマブルコントローラにおいて、
前記の各プログラマブルコントローラ別のシステムプログラム更新手段が、前記システムプログラム書換ツールから受信した前記新たなシステムプログラムによって当該プログラマブルコントローラ内の今までのシステムプログラムを更新した後、前記システムプログラム書換ツールからシステムプログラムの送信を終了した旨の信号を受信したときは、更新したシステムプログラムについて算出したチェックコードと予め受信した前記チェックコードとを比較し、この2つのチェックコードが一致したか否かに応じてそれぞれ、当該のシステムプログラムの更新が正常終了したか否かの出力を行うものであるようにする。
本発明の作用は、同時に複数台のPLCのシステムプログラムを書換えるために、複数台のPLCにそれぞれ1:N通信を可能とするネットワーク通信モジュール20等を付設して1台のシステムプログラム書換ツールに共通の通信線を介して接続し、システムプログラム書換ツールが各PLCのネットワーク通信モジュール経由で当該PLCのCPUモジュールのシステムプログラムを書換えるようにするものである。
また、各PLCのCPUモジュールが新たなシステムプログラムのチェックコードを予めシステムプログラム書換ツールから受け取ることにより、システムプログラムの書換え終了後、書込みの成否をCPUモジュール自身でチェックできるようにするものである。
本発明によれば、複数台のPLCにそれぞれ1:N通信を可能とするネットワーク通信モジュール20等を付設して共通の通信線を介し1台のシステムプログラム書換ツールに接続し、このシステムプログラム書換ツールが各PLCのネットワーク通信モジュール経由で各当該CPUモジュールのシステムプログラムを同時に書換えるようにし、また、各PLCのCPUモジュールが書換える新たなシステムプログラムのチェックコードを予めシステムプログラム書換ツールから受け取ることにより、システムプログラムの書換え終了後、書込みの成否をCPUモジュール自身でチェックできるようしたので、
複数台のCPUモジュールのシステムプログラムを書換える場合でも、1台分の書換え時間で全台数のシステムプログラムを正しく書換えることができ、1台あたりの等価的な書換え時間を従来の1/(書換え台数)に短縮することができる。
図1は本発明の一実施例としての複数N台のプログラマブルコントローラ(PLC)のシステムプログラムを同時に書換える際の装置の接続構成を示す。図1においてはN台のプログラマブルコントローラ(PLC)100(ここでは101,102,・・・,10Nとして区別する)が、システムプログラム書換ツール200から延びる共通の通信線300上に各PLC101〜10N別のネットワークインタフェース50を介してマルチドロッブ状に接続されている。
また、各PLC101〜10NにはCPUモジュール10の他にドライバ/レシーバ22からなるネットワーク通信モジュール(単に通信モジュールともいう)20が新設されている。
この各通信モジュール20には、それぞれ共通の通信線300を介する1台のシステムプログラム書換ツール200との通信(つまり1:N通信)が可能なように、例えばロータリスイッチ等の局番設定手段が設けられており、各PLC101,102,・・・,10Nの通信モジュール20にはそれぞれ#1,#2,・・・,#Nというように、1からNまでの局番が連番で設定されている。
各通信モジュール20内のドライバ/レシーバ22は、一方ではネットワークインタフェース50を介して通信線300に接続され、他方ではCPUモジュール10内のシステムバス19に接続されている。そして、CPUモジュール10のCPU11の制御の下にあってシステムプログラム書換ツール200とCPU11との間の交信データを受け渡す。
換言すれば、各局番別のPLCのCPU11はそれぞれ自局内の通信モジュール20、ネットワークインタフェース50および共通の通信線300を介してシステムプログラム書換ツール200と交信する。
各PLC101〜10NのCPUモジュール10内のシステムプログラムメモリ15には通常のシステムプログラム61のほかに、本発明の核心の手段となる複数台PLCのシステムプログラムを同時に書換える方式に対応するシステムプログラム書換用のプログラム(以下、1:N式システムプログラム書換プログラムという)62が格納されている。
ここで、説明の便宜上、通常のシステムプログラム61と1:N式システムプログラム書換プログラム62とを一括して広義のシステムプログラム60とする。
図2は本発明に基づき各PLC101〜10Nのシステムプログラムメモリ15内の通常のシステムプログラム61を書換える場合における、局番を一般に#nに設定された通信モジュール20が取付けられたPLC100(区別のため10nとする)のCPUモジュール10内のCPU11の動作手順の実施例を示す、なお、S1〜S12は図2の手順のステップ番号である。
図2においてはステップS1のみが通常のシステムプログラム61の動作手順であり、ステップS1を除くステップS2〜S12が1:N式システムプログラム書換プログラム62の動作手順である。従って図2の手順全体が広義のシステムプログラム60の動作手順となる。
また、図3は本発明に基づき各PLC101〜10Nのシステムプログラムメモリ15内の全領域、つまり通常のシステムプログラム61と1:N式システムプログラム書換プログラム62とを含めた広義のシステムプログラム60を書換える場合における、局番を一般に#nに設定された通信モジュール20が取付けられたPLC10n内のCPU11の動作手順の実施例を示す。
図3においてもステップS1のみが通常のシステムプログラム61の動作手順であり、ステップS1を除くステップS2〜S12の手順が1:N式システムプログラム書換プログラム62の動作手順である。従って図3の全体が広義のシステムプログラム60の動作手順となる。
次に、図2、3を説明するにあたり、予めシステムプログラム書換ツール200の図2、3に対応する動作を簡単に説明する。
(1)システムプログラム書換ツール200は、書換え対象のPLC100、の台数Nを予め自身に設定する。
(2)次に、システムプログラム書換要求とチェックコードとを通信線300に接続された全てのPLC101〜10Nに送信する。なお、このチェックコードは、これからPLCに新たに書込む通常のシステムプログラム61、または広義のシステムプログラム60の先頭からの各パイト単位の加算値である。
(3)その後、1秒後には局番#1のPLC101から、2秒後には局番#2のPLC102から、以下同様にN秒後には局番#NのPLC10Nから、順次、1秒おきに送られて来る局番別の各PLC101〜10NからのチェックコードをN秒間監視し、送信したチェックコードと比較して一致しないチェックコードを返したPLCは書込み不成立と判断し、システムプログラムの書換え対象から除外する。
(4)このN秒のチェックコードの監視後、今回書換える新たなシステムプログラムコードを順次送信し、
(5)全システムプログラム61または60のコードの送信が完了したら終了コードを送信する。終了コードは、各PLC101〜10Nがシステムプログラムの送信の終了を認識するためのコードである。
次に図2を説明する。PLC10nのCPU11は、常時はシステムプログラムメモリ15内のシステムプログラム61により、通常のシステム処理(制御対象機器のシーケンス制御等)を実行しており(ステップS1)、システムプログラム書換ツール200から通信線300、ネットワークインタフェース50、通信モジュール20のドライバ/レシーバ22経由でシステムプログラム書換要求が来るまでは通常のシステム処理を継続する。
この状態で、システムプログラム書換要求が有ると(ステップS2、分岐有)、同時に送られてくるチェックコードをシステムワークメモリ16に退避し(ステップS3)、接続された通信モジュール20の局番に等しい秒数のn秒後に受信したチェックコードを返信する(ステップS4)。
これにより、システムプログラム61の書換処理に移行する。即ち、先ずCPUモジュール10のシステムプログラムメモリ15内のシステムプログラム61の格納領域のFLASHメモリを消去する(ステップS5)。
そして、システムプログラム書換ツール200から通信線300に或る一群分ずつ送出されるシステムプログラムコードを、通信モジュール20経由で受信してCPUモジュール10内のシステムワークメモリ16に書込む(ステップS6)。
そしてシステムワークメモリ16内の今回受信した一群分のシステムプログラムコードをシステムプログラムメモリ15のシステムプログラム61の領域に順次転送し(ステップS7)、こうして今回システムプログラムメモリ15へ書込んだシステムプログラムコードの分についてのチエックコードを算出し、新システムプログラムについての前回までのチエックコードの累計値に今回分を加算する(ステップS8)。
このステップS6〜S8の動作をシステムプログラム書換ツール200から一団ずつシステムプログラムコードが送信されるたびに繰り返し、システムプログラム書換ツール200からシステムプログラムコードの送信を終了した旨の終了コードを受信すると(ステップS9、分岐Yes)、先にステップS3でシステムワークメモリ16に退避しておいたチェックコードと最終的に算出したチェックコードの累計値とを比較する(ステップS10)。
この比較の結果、両方のチェックコードが一致した場合は(分岐Yes)、システムプログラムの書込みが成立したとしてCPUモジュール10上の図外のLEDを正常終了の表示にして終了する(ステップS11)。
チェックコードの不一致時には(ステップS10、分岐No)、書込み不成立としてCPUモジュール10上の図外のLEDを異常終了の表示にして終了する(ステップS12)。
以上の動作を、システムプログラム書換ツールに接続された複数台のPLC101〜10NのCPU11がそれぞれ通信モジュール20経由で行うことにより、1回の書換えで、各PLCのCPUモジュール10のシステムプログラムを同時に書換える。
次に図3を説明する。この図3では図2のステップS5がステップS5A及びS5Bに置き換わり、図2のステップS6とS7がそれぞれステップS6AとS7Aに置き換わっている点のみが異なる。
以下では図3における、この図2との相違点を主に説明する。図3のステップS3でシステムプログラム書換ツール200から受信するチェックコードは、書換える広義のシステムプログラム60の値、つまりシステムプログラム61と1:N式システムプログラム書換プログラム62とを含めた値になる。
図3ではシステムプログラムメモリ15の全領域を書換えることになるので、この書換え動作を可能にするためステップS5Aでシステムプログラムメモリ15内の1:N式システムプログラム書換プログラム62のコードを、一旦、システムワークメモリ16に移す。
そして、CPU11がシステムワークメモリ16内の1:N式システムプログラム書換プログラム62を実行しつつ、図3の処理を行うようにする。次のステップS5Bでは、システムプログラムメモリ15の全領域のFLASHメモリを消去する。
ステップS6Aでは、システムプログラム書換ツール200から一群ずつの新たなシステムプログラム61、または新たな1:N式システムプログラム書換プログラム62を受信して一旦、システムワークメモリ16に書込む。
ステップS7Aでは、システムワークメモリ16内の今回受信した新たなシステムプログラム、または1:N式システムプログラム書換プログラムを順次、システムプログラムメモリ15に転送する。そして最終的にはこのステップS7Aの処理によって新たなシステムプログラム61および新たな1:N式システムプログラム書換プログラム62の全てがシステムプログラムメモリ15に書込まれることになる。
本発明の一実施例としてのシステムプログラム書換え時の装置接続を示す図 図1のPLCの第1の実施例としての動作手順を示すフローチャート 図1のPLCの第2の実施例としての動作手順を示すフローチャート 従来のシステムプログラム書換え時の装置接続を示す図
符号の説明
10 CPUモジュール
11 CPU
13 ドライバ/レシーバ
14 PLC固有バスインタフェース
14a PLC固有バス
15 システムプログラムメモリ
16 システムワークメモリ
17 ユーザアプリケーションメモリ
18 ユーザデータメモリ
19 システムバス
20 通信モジュール
22 ドライバ/レシーバ
30 ローダインタフェース
40 増設I/Oモジュール
50 ネットワークインタフェース
60 広義システムプログラム
61 システムプログラム
62 1:N式システムプログラム書換プログラム
100(101〜10N) プログラマブルコントローラ(PLC)
200 システムプログラム書換ツール
300 通信線

Claims (3)

  1. 複数台のプログラマブルコントローラの各々に設けられて、l台のシステムプログラム書換ツールに共通の通信線を介しこの複数台共に接続され、前記システムプログラム書換ツールから送信される新たなシステムプログラムを同時に受信して、それぞれ当該プログラマブルコントローラ内の今までのシステムプログラムを前記受信した新たなシステムプログラムに更新するシステムプログラム更新手段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。
  2. 請求項1に記載のプログラマブルコントローラにおいて、
    前記複数台のプログラマブルコントローラ別のシステムプログラム更新手段には予め互いに異なる局番が設定されてなり、
    前記システムプログラム書換ツールが、前記の新たなシステムプログラムを送信する前に、少なくとも次に送信する該新たなシステムプログラムによって送信対象のプログラマブルコントローラのシステムプログラムが正しく更新されたか否かを点検するためのチェックコードを送信し、この送信に応じた前記の各プログラマブルコントローラ別のシステムプログラム更新手段からのそれぞれの局番を示す情報と前記チェックコードとの返信結果を調べて、システムプログラムの書換え対象となるプログラマブルコントローラを特定するようにした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2に記載のプログラマブルコントローラにおいて、
    前記の各プログラマブルコントローラ別のシステムプログラム更新手段が、前記システムプログラム書換ツールから受信した前記新たなシステムプログラムによって当該プログラマブルコントローラ内の今までのシステムプログラムを更新した後、前記システムプログラム書換ツールからシステムプログラムの送信を終了した旨の信号を受信したときは、更新したシステムプログラムについて算出したチェックコードと予め受信した前記チェックコードとを比較し、この2つのチェックコードが一致したか否かに応じてそれぞれ、当該のシステムプログラムの更新が正常終了したか否かの出力を行うものであることを特徴とするプログラマブルコントローラ。
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