JP2009199146A - プログラマブル・ロジック・コントローラ - Google Patents

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Abstract

【課題】シーケンスプログラムを変更することなく複数台のプログラマブル・ロジック・コントローラの機能を一台で兼備し得るプログラマブル・ロジック・コントローラを提供する。
【解決手段】プログラマブル・ロジック・コントローラPLC1は、各シーケンスエリアSA1,SA2の各シーケンス・プログラムをシーケンス演算部SOUでそれぞれ実行することにより各制御対象に対応して生成される各制御信号がいずれのシーケンスエリアの各シーケンス・プログラムに基づいて生成されたかに応じて、各制御信号に対応する各レジスタアドレスR1,R2を各制御対象に対応付けるアドレス変換を行うアドレスコンバータAC1と、アドレス変換された各レジスタアドレスに対応する入出力インタフェースとして兼用される複数の入出力端子I/Oと、を備えている。
【選択図】図1

Description

本発明は、プログラマブル・ロジック・コントローラ(Programmable Logic Controller:PLC)に関する。
複数台のプログラマブル・ロジック・コントローラにより制御される機器を使用する場合、又は、複数台の同一機器を並列的に使用する場合には、通常、複数台のプログラマブル・ロジック・コントローラが必要とされる。
図5は、2台のプログラマブル・ロジック・コントローラが対象機器の制御に並列的に使用される場合の両プログラマブル・ロジック・コントローラの構成を示すブロック図である。
プログラマブル・ロジック・コントローラPLC10,PLC20は、シーケンス・プログラムを格納するシーケンス(プログラム)エリアSA10,SA20と、シーケンス・プログラムを実行するための演算を行うシーケンス演算部SOU10,SOU20と、各制御対象に対応するレジスタアドレスを保持するレジスタエリアR10,R20とをそれぞれCPU(中央演算処理装置)内に備え、さらに、シーケンス・プログラムを実行することにより各制御対象に対応して生成される各制御信号の各レジスタアドレスに対応する入出力インタフェースとしての入出力端子I/O10,I/O20をそれぞれ備えている。
図6は、図5に示す各プログラマブル・ロジック・コントローラにおける動作手順を示すフローチャートである。
各プログラマブル・ロジック・コントローラは、最初にCPUの初期化を行ってから(ステップS100)、シーケンス・プログラムを実行し(ステップS101)、その結果として各制御対象に対応して生成される各制御信号を、それらの各レジスタアドレスに対応する入出力端子I/Oに対応付けて(ステップS102)、出力する。
プログラマブル・ロジック・コントローラPLC10,PLC20が同一機種である場合、レジスタエリアR10,R20にそれぞれ保持されているレジスタアドレスは重複することとなるが、プログラマブル・ロジック・コントローラPLC10,PLC20は、各レジスタアドレスにそれぞれ対応する入出力端子I/O10,I/O20をそれぞれ別個独立に備えているので、アドレスが重複することによる問題は発生しない。
しかし、複数台のプログラマブル・ロジック・コントローラを使用する場合、設備コストの増加、設備設置スペースの拡大、消費電力の増加等の問題があり、さらに、複数台のプログラマブル・ロジック・コントローラの相互間通信がある場合には、相互間通信におけるノイズ対策を講ずることも必要になるという問題がある。
一方、上述のように、複数台のプログラマブル・ロジック・コントローラにより制御される機器を使用する場合、又は、複数台の同一機器を並列的に使用する場合に、複数台のプログラマブル・ロジック・コントローラの機能をより高性能な一台のプログラマブル・ロジック・コントローラに集約して、その一台のプログラマブル・ロジック・コントローラにより対象機器を制御することもある。
しかし、一台のプログラマブル・ロジック・コントローラに複数台のプログラマブル・ロジック・コントローラの機能を兼備させる場合には、制御対象となる機器のリレー、接点等のアドレスが重複することによる問題を回避するべく、シーケンスプログラムを変更することが必要となって、その手間及びコストを要し、やはり問題である。
アドレス変換を行う構成は、従来のシミュレーション装置等に含まれていることがあるが(例えば、特許文献1,2を参照。)、それらの従来の技術は、一台のプログラマブル・ロジック・コントローラに複数台のプログラマブル・ロジック・コントローラの機能を兼備させる場合の問題を解決するものではない。
特開平9−230923号公報 特開2002−358114号公報
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、シーケンスプログラムを変更することなく複数台のプログラマブル・ロジック・コントローラの機能を一台で兼備し得るプログラマブル・ロジック・コントローラを提供することである。
本発明に係るプログラマブル・ロジック・コントローラの一態様によれば、各シーケンス・プログラムをそれぞれ格納する二以上の所定数のシーケンスエリアと、上記各シーケンス・プログラムをそれぞれ実行するための演算を行うシーケンス演算部と、各制御対象に対応する各レジスタアドレスをそれぞれ保持し、上記各シーケンスエリアと一対一に対応する上記所定数のレジスタエリアと、を含む中央演算処理装置と、上記各シーケンスエリアの上記各シーケンス・プログラムを上記シーケンス演算部でそれぞれ実行することにより上記各制御対象に対応して生成される各制御信号がいずれの上記シーケンスエリアの上記各シーケンス・プログラムに基づいて生成されたかに応じて、上記各制御信号に対応する上記各レジスタアドレスを上記各制御対象に対応付けるアドレス変換を行うアドレスコンバータと、アドレス変換された上記各レジスタアドレスに対応する入出力インタフェースとして兼用される複数の入出力端子と、を備えていることを特徴とするプログラマブル・ロジック・コントローラが提供される。
本発明に係るプログラマブル・ロジック・コントローラの上記一態様において、上記アドレスコンバータは、上記各シーケンスエリアの上記各シーケンス・プログラムを上記シーケンス演算部でそれぞれ実行することにより生成される上記各制御信号と、上記各制御信号により制御される上記各制御対象との対応関係を規定すると共に、上記各制御信号の上記各入出力端子への割り当てを規定した入出力テーブルを備えているものとするとよい。
また、上記各レジスタエリアにそれぞれ保持されている上記各レジスタアドレスは、レジスタアドレス名に加えて、対応する上記各シーケンスエリアに応じた各PLC番号をアドレスデータの一部として有しているものとするとよい。
この場合、上記アドレスコンバータは、上記各制御信号が対応する上記各レジスタアドレス及び上記各PLC番号を上記アドレスデータとして上記各レジスタエリアから受け取り、上記入出力テーブルを参照して上記各レジスタアドレス及び上記各PLC番号を上記各制御対象と照合することにより、上記各制御信号の上記各レジスタアドレス及び上記各PLC番号を上記各制御対象に対応する個別のアドレスにアドレス変換し、且つ、上記各制御信号を上記各入出力端子に割り当てるものとするとよい。
上記各レジスタエリアは、相互に独立して上記各レジスタアドレスをそれぞれ保持するものとするとよい。
又は、上記各レジスタエリアは、一部のエリア及び一部のレジスタアドレスを共有して保持し、上記各シーケンスエリアの上記各シーケンスプログラムをリンクさせるものとしてもよい。
この場合、共有される上記一部のレジスタアドレスは、レジスタアドレス名に加えて、上記一部のレジスタアドレスに対応する各制御信号が上記各シーケンスエリアの上記各シーケンスプログラムのリンクによって生成されたものであることを示す所定のPLC番号をアドレスデータの一部として有しているものとするとよい。
本発明に係るプログラマブル・ロジック・コントローラの上記一態様において、上記各シーケンスエリアと上記シーケンス演算部との間及び上記シーケンス演算部と上記各レジスタエリアとの間にそれぞれ配設され、相互に対応する上記シーケンスエリア及び上記レジスタエリアを選択的に上記シーケンス演算部と接続する第1及び第2の切替スイッチを備えているものとするとよい。
本発明に係るプログラマブル・ロジック・コントローラの一態様は、上記構成により、シーケンスプログラムを変更することなく複数台のプログラマブル・ロジック・コントローラの機能を一台で兼備することができ、複数台のプログラマブル・ロジック・コントローラを使用する場合と比較しても、設備コストの低減、設備設置スペースの縮小、消費電力の低減を図ることができ、複数のプログラマブル・ロジック・コントローラの相互間通信におけるノイズ対策も不要になるという効果も得ることができる。
以下、本発明に係るプログラマブル・ロジック・コントローラの実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、複数台のプログラマブル・ロジック・コントローラの機能を一台で兼備する本発明の実施の一形態に係るプログラマブル・ロジック・コントローラの構成を示すブロック図である。
本発明の実施の一形態に係るプログラマブル・ロジック・コントローラPLC1は、各シーケンス・プログラムをそれぞれ格納するシーケンス(プログラム)エリアSA1及びSA2と、各シーケンス・プログラムをそれぞれ実行するための演算を行うシーケンス演算部SOUと、各制御対象に対応する各レジスタアドレスをそれぞれ保持し、各シーケンスエリアSA1及びSA2と一対一に対応するレジスタエリアR1及びR2と、をCPU(中央演算処理装置)内に備え、さらに、各シーケンスエリアSA1及びSA2にそれぞれ格納された各シーケンス・プログラムをシーケンス演算部SOUでそれぞれ実行することにより各制御対象に対応して生成される各制御信号がいずれのシーケンスエリアSA1,SA2のシーケンス・プログラムに基づいて生成されたかに応じて、各制御信号に対応する各レジスタアドレスを各制御対象に対応付けるアドレス変換を行うアドレスコンバータAC1と、アドレス変換された各レジスタアドレスに対応する入出力インタフェースとして兼用される入出力端子I/Oと、を備えている。
また、本発明の実施の一形態に係るプログラマブル・ロジック・コントローラPLC1は、各シーケンスエリアSA1及びSA2とシーケンス演算部SOUとの間及びシーケンス演算部SOUと各レジスタエリアR1及びR2との間にそれぞれ配設され、相互に対応するシーケンスエリアSA1及びレジスタエリアR1、又は、シーケンスエリアSA2及びレジスタエリアR2を選択的にシーケンス演算部SOUと接続する切替スイッチSW1及びSW2を備えている。
切替スイッチSW1及びSW2は、シーケンス演算部SOUがシーケンスエリアSA1のシーケンス・プログラムを実行するときは、シーケンスエリアSA1及びレジスタエリアR1とシーケンス演算部SOUとを接続し、シーケンス演算部SOUがシーケンスエリアSA2のシーケンス・プログラムを実行するときは、シーケンスエリアSA2及びレジスタエリアR2とシーケンス演算部SOUとを接続するように制御される。
レジスタエリアR1及びR2にそれぞれ保持されている各レジスタアドレスは、見かけ上重複していても、対応する各シーケンスエリアSA1及びSA2ごとに独立しており、各制御対象に対応して生成される各制御信号がいずれのシーケンスエリアSA1,SA2のシーケンス・プログラムに基づいて生成されたかに応じて、制御対象となる機器の別個のリレー、接点等に対応して、アドレスコンバータAC1によりアドレス変換されて、各入出力端子I/Oに割り当てられる。このアドレスコンバータAC1の構成について、図2を参照して説明する。
図2は、本発明の実施の一形態に係るプログラマブル・ロジック・コントローラPLC1に備えられたアドレスコンバータAC1の構成を示すブロック図である。
アドレスコンバータAC1は、各シーケンスエリアSA1及びSA2の各シーケンス・プログラムをシーケンス演算部SOUでそれぞれ実行することにより生成される各制御信号と、各制御信号により制御される機器のリレー、接点等の各制御対象との対応関係を規定すると共に、各制御信号の各入出力端子への割り当てを規定した入出力テーブルT1を備えている。
各シーケンスエリアSA1及びSA2に格納された各シーケンス・プログラムがシーケンス演算部SOUでそれぞれ実行されて各制御対象に対応する各制御信号が生成されると、アドレスコンバータAC1は、各制御信号が対応するレジスタアドレスと共に、各制御信号が各シーケンスエリアSA1及びSA2のシーケンス・プログラムのいずれに基づいて生成されたかを示すPLC番号を各制御信号のアドレスデータとして各レジスタエリアR1及びR2から受け取り、入出力テーブルT1を参照してそのレジスタアドレス及びPLC番号を制御対象と照合することにより、各制御信号のレジスタアドレス及びPLC番号は、各制御対象に対応する個別のアドレスにアドレス変換され、各制御信号は、その入出力先としていずれかの入出力端子I/Oに割り当てられる。即ち、各制御信号のレジスタアドレスは、各制御信号がいずれのシーケンスエリアSA1,SA2のシーケンス・プログラムに基づいて生成されたかに応じて、各制御対象に対応する個別のアドレスにアドレス変換され、各制御信号は、対応する各入出力端子I/Oに割り当てられる。
従って、レジスタエリアR1及びR2にそれぞれ保持されている各レジスタアドレスは、レジスタアドレス名に加えて、対応する各シーケンスエリアSA1及びSA2に応じたPLC番号をアドレスデータの一部として有している。
また、入出力テーブルT1に規定されるアドレスデータの具体例としては、各制御信号のアドレスデータであるPLC番号、転送元アドレス及び転送元ビット、並びに、各制御信号に対応する各制御対象のアドレスデータである転送先アドレス及び転送先ビットを含むものとすることが考えられる。
尚、レジスタエリアR1とレジスタエリアR2とは、相互に完全に独立していてもよいが、一部のエリア及び一部のレジスタアドレスを共有して保持し、シーケンスエリアSA1及びSA2の両シーケンスプログラムをリンクさせるようにしてもよい。この場合、共有される一部のレジスタアドレスに対応する制御信号のPLC番号は、当該制御信号がシーケンスエリアSA1及びSA2における両シーケンスプログラムのリンクによって生成されたものであることを示す所定のPLC番号とされる。このように、レジスタエリアR1とレジスタエリアR2とに共有エリア及び共有レジスタアドレスを設けることにより、例えば、一方のシーケンスエリアSA1のシーケンスプログラムに基づく制御動作と他方のシーケンスエリアSA2のシーケンスプログラムに基づく制御動作とを交互に実行させたり、一方のシーケンスエリアSA1のシーケンスプログラムに基づく制御動作と他方のシーケンスエリアSA2のシーケンスプログラムに基づく制御動作とシーケンスエリアSA1及びSA2の両シーケンスプログラムのリンクに基づく共通の制御動作とを順次に実行させる等、一方の制御動作と他方の制御動作との実行タイミングの関係を制御することができる。
図3は、本発明の実施の一形態に係るプログラマブル・ロジック・コントローラPLC1の第1の動作手順を示すフローチャートである。
第1の動作手順に従う場合における本発明の実施の一形態に係るプログラマブル・ロジック・コントローラPLC1は、図3に示すように、最初に、各シーケンスエリア及び各レジスタエリア等の内部メモリを含むCPUの初期化を行うと共に、アドレスコンバータAC1に設けられる入出力テーブルT1の解析を行う(ステップS0)。
その後、一方のシーケンスエリアSA1のシーケンスプログラムを実行するための演算処理(ステップS1)と、他方のシーケンスエリアSA2のシーケンスプログラムを実行するための演算処理(ステップS2)とをシーケンス演算部SOUで順次に実行し、その後、各シーケンスエリアSA1及びSA2の各シーケンス・プログラムの実行により生成された各制御信号のレジスタアドレス及びPLC番号に応じて、各制御信号がアドレスコンバータAC1によりその入出力先としていずれかの入出力端子I/Oに割り当てられる(ステップS3)。
この第1の動作手順では、レジスタエリアR1とレジスタエリアR2とが相互に完全に独立し、シーケンスエリアSA1及びSA2の両シーケンスプログラムがリンクしていない場合を想定し、一方のシーケンスエリアSA1のシーケンスプログラムと他方のシーケンスエリアSA2のシーケンスプログラムとをそれぞれ実行した後、アドレス変換による各制御信号の各入出力端子I/Oへの割り当てを順次に行っている。
図4は、本発明の実施の一形態に係るプログラマブル・ロジック・コントローラPLC1の第2の動作手順を示すフローチャートである。
第2の動作手順に従う場合における本発明の実施の一形態に係るプログラマブル・ロジック・コントローラPLC1は、図4に示すように、最初に、各シーケンスエリア及び各レジスタエリア等の内部メモリを含むCPUの初期化を行うと共に、アドレスコンバータAC1に設けられる入出力テーブルT1の解析を行う(ステップS10)。
その後、一方のシーケンスエリアSA1のシーケンスプログラムを実行するための演算処理をシーケンス演算部SOUで行い(ステップS11)、シーケンスエリアSA1のシーケンス・プログラムの実行により生成された各制御信号のレジスタアドレス及びPLC番号に応じて、各制御信号がアドレスコンバータAC1によりその入出力先としていずれかの入出力端子I/Oに割り当てられる(ステップS12)。
次いで、他方のシーケンスエリアSA2のシーケンスプログラムを実行するための演算処理をシーケンス演算部SOUで行い(ステップS21)、シーケンスエリアSA2のシーケンス・プログラムの実行により生成された各制御信号のレジスタアドレス及びPLC番号に応じて、各制御信号がアドレスコンバータAC1によりその入出力先としていずれかの入出力端子I/Oに割り当てられる(ステップS22)。
この第2の動作手順では、レジスタエリアR1とレジスタエリアR2とに共有エリア及び共有レジスタアドレスが設けられ、シーケンスエリアSA1及びSA2の両シーケンスプログラムのリンクに基づいて一部の制御信号が生成されることを想定している。
そこで、最後に、シーケンスエリアSA1及びSA2の両シーケンスプログラムのリンクに基づいて生成された各制御信号のレジスタアドレス及びPLC番号に応じて、各制御信号がアドレスコンバータAC1によりその入出力先としていずれかの入出力端子I/Oに割り当てられる(ステップS30)。
尚、図3に示す第1の動作手順及び図4に示す第2の動作手順は、それぞれ、本発明の実施の一形態に係るプログラマブル・ロジック・コントローラPLC1の動作手順の一例であり、本発明の実施の一形態に係るプログラマブル・ロジック・コントローラPLC1の動作手順は、これらの第1及び第2の動作手順には限定されない。
また、上記実施の一形態では、2個のシーケンスエリア及び2個のレジスタエリアが備えられている場合について説明したが、シーケンスエリア及びレジスタエリアは、それぞれ3個以上備えられていてもよい。
以上のように、本発明の実施の一形態に係るプログラマブル・ロジック・コントローラPLC1は、各シーケンスプログラムを変更することなく複数台のプログラマブル・ロジック・コントローラの機能を一台で兼備することができ、複数台のプログラマブル・ロジック・コントローラを使用する場合と比較すると、設備コストの低減、設備設置スペースの縮小、消費電力の低減を図ることができ、複数のプログラマブル・ロジック・コントローラの相互間通信におけるノイズ対策も不要とすることができる。
複数台のプログラマブル・ロジック・コントローラの機能を一台で兼備する本発明の実施の一形態に係るプログラマブル・ロジック・コントローラの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の一形態に係るプログラマブル・ロジック・コントローラPLC1に備えられたアドレスコンバータAC1の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の一形態に係るプログラマブル・ロジック・コントローラPLC1の第1の動作手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の一形態に係るプログラマブル・ロジック・コントローラPLC1の第2の動作手順を示すフローチャートである。 2台のプログラマブル・ロジック・コントローラが対象機器の制御に並列的に使用される場合の両プログラマブル・ロジック・コントローラの構成を示すブロック図である。 図5に示す各プログラマブル・ロジック・コントローラにおける動作手順を示すフローチャートである。
符号の説明
PLC1,PLC10,PLC20 プログラマブル・ロジック・コントローラ
SA1,SA2,SA10,SA20 シーケンス(プログラム)エリア
SOU,SOU10,SOU20 シーケンス演算部
SW1,SW2 切替スイッチ
R1,R2,R10,R20 レジスタエリア
I/O,I/O10,I/O20 入出力端子
AC1 アドレスコンバータ
T1 入出力テーブル

Claims (8)

  1. 各シーケンス・プログラムをそれぞれ格納する二以上の所定数のシーケンスエリアと、前記各シーケンス・プログラムをそれぞれ実行するための演算を行うシーケンス演算部と、各制御対象に対応する各レジスタアドレスをそれぞれ保持し、前記各シーケンスエリアと一対一に対応する前記所定数のレジスタエリアと、を含む中央演算処理装置と、
    前記各シーケンスエリアの前記各シーケンス・プログラムを前記シーケンス演算部でそれぞれ実行することにより前記各制御対象に対応して生成される各制御信号がいずれの前記シーケンスエリアの前記各シーケンス・プログラムに基づいて生成されたかに応じて、前記各制御信号に対応する前記各レジスタアドレスを前記各制御対象に対応付けるアドレス変換を行うアドレスコンバータと、
    アドレス変換された前記各レジスタアドレスに対応する入出力インタフェースとして兼用される複数の入出力端子と、
    を備えてい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. 前記アドレスコンバータは、前記各シーケンスエリアの前記各シーケンス・プログラムを前記シーケンス演算部でそれぞれ実行することにより生成される前記各制御信号と、前記各制御信号により制御される前記各制御対象との対応関係を規定すると共に、前記各制御信号の前記各入出力端子への割り当てを規定した入出力テーブルを備えていることを特徴とする請求項1に記載のプログラマブル・ロジック・コントローラ。
  3. 前記各レジスタエリアにそれぞれ保持されている前記各レジスタアドレスは、レジスタアドレス名に加えて、対応する前記各シーケンスエリアに応じた各PLC番号をアドレスデータの一部として有していることを特徴とする請求項1又は2に記載のプログラマブル・ロジック・コントローラ。
  4. 前記アドレスコンバータは、前記各制御信号が対応する前記各レジスタアドレス及び前記各PLC番号を前記アドレスデータとして前記各レジスタエリアから受け取り、前記入出力テーブルを参照して前記各レジスタアドレス及び前記各PLC番号を前記各制御対象と照合することにより、前記各制御信号の前記各レジスタアドレス及び前記各PLC番号を前記各制御対象に対応する個別のアドレスにアドレス変換し、且つ、前記各制御信号を前記各入出力端子に割り当てることを特徴とする請求項3に記載のプログラマブル・ロジック・コントローラ。
  5. 前記各レジスタエリアは、相互に独立して前記各レジスタアドレスをそれぞれ保持するものであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のプログラマブル・ロジック・コントローラ。
  6. 前記各レジスタエリアは、一部のエリア及び一部のレジスタアドレスを共有して保持し、前記各シーケンスエリアの前記各シーケンスプログラムをリンクさせるものであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のプログラマブル・ロジック・コントローラ。
  7. 共有される前記一部のレジスタアドレスは、レジスタアドレス名に加えて、前記一部のレジスタアドレスに対応する各制御信号が前記各シーケンスエリアの前記各シーケンスプログラムのリンクによって生成されたものであることを示す所定のPLC番号をアドレスデータの一部として有していることを特徴とする請求項6に記載のプログラマブル・ロジック・コントローラ。
  8. 前記各シーケンスエリアと前記シーケンス演算部との間及び前記シーケンス演算部と前記各レジスタエリアとの間にそれぞれ配設され、相互に対応する前記シーケンスエリア及び前記レジスタエリアを選択的に前記シーケンス演算部と接続する第1及び第2の切替スイッチを備えていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載のプログラマブル・ロジック・コントローラ。
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