JP2010079356A - Programmable controller - Google Patents
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Description
本発明は、各種機器を自動制御するプログラマブルコントローラ(PLC)に関するものである。 The present invention relates to a programmable controller (PLC) that automatically controls various devices.
PLCは生産設備に配備され、シーケンスプログラムを実行してそれに接続された生産設備内の各種機械や装置等の制御機器をシーケンス制御するようになっている。すなわち、PLCは、制御対象の状態に対応したスイッチやセンサ等の入力機器のON/OFFに関わる入力信号を入力し、ラダー言語などで書かれたシーケンスプログラムに沿って論理演算を実行すると共に、得られた演算結果に従い、リレー,バルブ,アクチュエータ等の出力機器に対し、ON/OFFに関わる出力信号を出力することで制御対象の制御を実行するようになっている。 The PLC is installed in a production facility, executes a sequence program, and performs sequence control of control devices such as various machines and devices in the production facility connected to the PLC. That is, the PLC inputs an input signal related to ON / OFF of an input device such as a switch or a sensor corresponding to a state to be controlled, executes a logical operation in accordance with a sequence program written in a ladder language, and the like. According to the obtained calculation result, the control target is controlled by outputting an output signal related to ON / OFF to an output device such as a relay, a valve, or an actuator.
そして、PLCは、上記制御のために、CPU、メモリ、入力回路、出力回路を備え、CPUにより数十ms程度の1スキャンタイムの間に入力回路から上記入力信号の読み込み、プログラム実行、モニタ処理を行うと共に、出力回路から出力信号を出力することが行われる。 The PLC includes a CPU, a memory, an input circuit, and an output circuit for the above control. The CPU reads the input signal from the input circuit, executes a program, and performs a monitoring process during one scan time of about several tens of ms. And outputting an output signal from the output circuit.
上記において、PLCは複数の入力回路を有し各入力回路は入力点(入力ピン)を有している。この入力回路の入力点には上記入力信号が入力され、その入力信号を処理するようにCPU等を含むPLC回路が構成されているから、他の入力信号、例えば、カウンタ信号、割り込み信号等を入力させて処理することはできない。一方、入力点数を増大させて、それらカウンタ信号、割り込み信号等の他の入力信号もCPUに入力できるようにすることは入力回路規模が拡大し、PLCの大型化、コスト増を招くといった課題がある。 In the above, the PLC has a plurality of input circuits, and each input circuit has an input point (input pin). Since the above input signal is input to the input point of this input circuit and a PLC circuit including a CPU or the like is configured to process the input signal, other input signals such as a counter signal, an interrupt signal, etc. It cannot be entered and processed. On the other hand, increasing the number of input points so that other input signals such as counter signals and interrupt signals can also be input to the CPU increases the scale of the input circuit, leading to an increase in PLC size and cost. is there.
なお、本発明に関わる特許文献を下記する。
本発明により解決すべき課題は、入力回路や出力回路の規模を大型化、すなわち、入力点数や出力点数を増加させずに、それら入力点や出力点においては、その入力点数や出力点数を超えた、種類が異なる入力信号や出力信号を扱えるようにすることである。 The problem to be solved by the present invention is to increase the scale of the input circuit and output circuit, that is, without increasing the number of input points and output points, the number of input points and output points exceeds the number of input points and output points. It is also possible to handle different types of input signals and output signals.
本発明によるPLCは、 入力機器の入力信号を入力する入力回路と、上記シーケンスプログラムに従い上記入力信号を処理するCPUと、を備えたプログラマブルコントローラにおいて、上記入力回路は同一入力点に種類が異なる複数の入力信号が時分割入力される一方、この入力回路と上記CPUとの間に介在させたFPGAに、上記入力回路から種類が異なる入力信号を時分割により入力すると共に、上記FPGAにおいては、上記入力回路の同一入力点から与えられる種類が異なる入力信号を時分割により処理して上記CPUに出力するように回路構成がコンフィグレーションされるようになっている、ことを特徴とするものである。 The PLC according to the present invention is a programmable controller comprising an input circuit for inputting an input signal of an input device and a CPU for processing the input signal in accordance with the sequence program, wherein the input circuit has a plurality of different types at the same input point. Input signals of different types from the input circuit are input to the FPGA interposed between the input circuit and the CPU by time division. In the FPGA, the above-described input signal is input to the FPGA. The circuit configuration is configured so that different types of input signals given from the same input point of the input circuit are processed in a time-sharing manner and output to the CPU.
本発明によれば、入力回路の同一入力点に種類が異なる複数の入力信号を時分割入力し、この時分割入力した複数の入力信号をFPGAでは、それぞれの入力信号に対応した回路構成に時分割でコンフィグレーションされるので、CPUにはそれら複数の入力信号をFPGAから入力させることができるようになり、入力信号の種類が増加しても入力回路の規模はそのまま維持させることができ、PLCの大型化、コスト増を回避することができる。 According to the present invention, a plurality of different types of input signals are time-divisionally input to the same input point of the input circuit, and the plurality of time-division input signals are input to the FPGA in a circuit configuration corresponding to each input signal. Since it is configured by division, the CPU can input the plurality of input signals from the FPGA, and the scale of the input circuit can be maintained as it is even if the types of input signals are increased. Increase in size and cost can be avoided.
本発明において、好ましい態様は、さらに、出力機器に出力信号を出力する出力回路を備え、上記CPUはシーケンスプログラムに従い種類が異なる複数の出力信号を上記FPGAに出力する一方、上記FPGAは、上記CPUから入力する出力信号を時分割により上記出力回路の同一出力点に出力するよう回路構成がコンフィグレーションされるようになっている、ことである。 In the present invention, a preferred aspect further includes an output circuit that outputs an output signal to an output device, and the CPU outputs a plurality of output signals of different types to the FPGA according to a sequence program, while the FPGA is connected to the CPU. The circuit configuration is configured to output the output signal input from the output circuit to the same output point of the output circuit by time division.
この態様では、入力回路だけでなく、出力回路においても、上記と同様に、出力信号の種類が増加しても出力回路の規模はそのまま維持させることができ、PLCの大型化、コスト増を回避することができる。 In this aspect, not only in the input circuit but also in the output circuit, the scale of the output circuit can be maintained as it is even if the number of types of output signals is increased, and the increase in the size and cost of the PLC is avoided. can do.
本発明によれば、PLCの大型化、コスト増を招かずに、入力回路や出力回路それぞれの入力点数や出力点数を超える種類が異なる複数の入力や出力信号を扱うことができる。 According to the present invention, it is possible to handle a plurality of input and output signals having different types exceeding the number of input points and the number of output points of each of the input circuit and the output circuit without causing an increase in the size and cost of the PLC.
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係るPLCを説明する。 Hereinafter, a PLC according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は実施の形態のPLCの構成を示し、図2はFPGAの時分割コンフィグレーションを示す。まず、図1において、10は入力回路、12は出力回路、14はFPGA、16はCPU、18はプログラム/ワークメモリ、20はコンフィグレーション用メモリ、22はバスである。入力回路10は、例として16個の入力点10aを有する。出力回路12は、例として16個の出力点12aを有する。これら入力回路10、出力回路12は図示略のI/O基板24上に実装されている。
FIG. 1 shows a configuration of a PLC according to the embodiment, and FIG. 2 shows a time division configuration of an FPGA. First, in FIG. 1, 10 is an input circuit, 12 is an output circuit, 14 is an FPGA, 16 is a CPU, 18 is a program / work memory, 20 is a configuration memory, and 22 is a bus. The
入力回路10の入力点10aには、センサ信号、カウンタ信号、割込み信号等の種類が異なる入力信号が時分割入力される。それぞれの入力信号は、その入力には、入力点10aの入力点数を必要とする。
Input signals of different types such as a sensor signal, a counter signal, and an interrupt signal are input to the
出力回路12の出力点12aからはリレー信号、バルブ信号、アクチュエータ信号等の種類が異なる出力信号が時分割出力される。それぞれの出力信号は、その出力には、出力点12aの出力点数を必要とする。
From the
したがって、複数の入力信号を同時に入力点10aに入力させることはできないし、また、複数の出力信号を同時に出力点12aから出力させることはできない。それら入力信号は入力点10aに時分割入力され、それら出力信号は出力点12aに対して時分割出力される。
Therefore, a plurality of input signals cannot be simultaneously input to the
FPGA14は、SRAM型のフィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array)である。FPGA14は、LUT(ルックアップテーブル)とフリップフロップとで構成される基本セルを縦横配列したものであり、LUTを書き換えることにより内部のハードウェアロジックを変更することができるようになっている。こうしたFPGA14は、論理ブロックを記述する回路ブロック情報をこれらに読み込ませることで、内部の論理ブロックと論理ブロック間の結線を自由に構成することで、図1で示すブロックにコンフィグレーションすることができる。 The FPGA 14 is an SRAM type field programmable gate array. The FPGA 14 is a basic cell composed of LUTs (look-up tables) and flip-flops arranged vertically and horizontally, and the internal hardware logic can be changed by rewriting the LUT. Such an FPGA 14 can be configured into the block shown in FIG. 1 by freely configuring the connection between the internal logic block and the logic block by reading the circuit block information describing the logic block. .
すなわち、FPGA14は、入出力回路14a、14b、両入出力回路14a,14b間の論理回路14cとからコンフィグレーションされる。この論理回路14cは、図2で示すように、センサ信号が入力されるときは、センサ信号処理回路14c1、カウンタ信号が入力されるときはカウンタ信号処理回路14c2、割込み信号が入力されるときは割込み信号処理回路14c3に時分割コンフィグレーションされる。
That is, the FPGA 14 is configured by the input /
CPU16は、実施の形態のPLCにおいて、シーケンスプログラムに従い、上記各種入力信号を入力処理すると共に、各種出力信号を出力処理するようになっている。
In the PLC according to the embodiment, the
プログラム/ワークメモリ18は、プログラム格納やデータ格納その他に用いるROMやRAM等の各種メモリを一括して示すものであり、PLCのシステムプログラム、シーケンスプログラム、その他のプログラムを格納したり、CPU16のワークに用いたりすることができるメモリである。
The program /
コンフィグレーション用メモリ20は、フラッシュメモリ等からなり、FPGA14のコンフィグレーションデータが格納されている。コンフィグレーションデータは、FPGA14を上記センサ信号処理回路14c1、カウンタ信号処理回路14c2、割込み信号処理回路14c3に時分割でコンフィグレーションすべき回路構成のデータである。FPGA14は、コンフィグレーション用メモリ20に記憶された回路構成のデータを読み込んで上記各回路の構成にコンフィグレーションされる。
The
以上の構成において、図2で示すように、センサ信号が時刻tnで入力回路10の入力点10aに、また、カウンタ信号が時刻tn+1で入力回路10の入力点10aに、また、割込み信号が時刻tn+2で入力回路10の入力点10aに、それぞれ、時分割入力される。FPGA14においては、センサ信号が入力される時刻tnではセンサ信号処理回路14c1にコンフィグレーションされ、このコンフィグレーションにより、FPGA14からCPU16にはセンサ信号が入力される。
In the above configuration, as shown in FIG. 2, the sensor signal is input to the
これにより、CPU16は、シーケンスプログラムを実行することができる。また、カウンタ信号が入力される時刻tn+1ではカウンタ信号処理回路14c2にコンフィグレーションされ、このコンフィグレーションにより、FPGA14からCPU16にはカウンタ信号が入力される。これにより、CPU16は、シーケンスプログラムを実行することができる。また、割込み信号が入力される時刻tn+2では割り込み信号処理回路14c3にコンフィグレーションされ、このコンフィグレーションにより、FPGA14からCPU16には割込み信号が入力される。これにより、CPU16は、シーケンスプログラムを実行することができる。
Thereby, the
また、CPU16からのリレー信号、バルブ信号、アクチュエータ信号等の出力信号は、FPGA14に時分割入力され、FPGA14においては、時分割でそれぞれ、リレー信号処理回路、バルブ信号処理回路、アクチュエータ信号処理回路に時分割コンフィグレーションされ、このコンフィグレーションにより、出力回路12の出力点12aからはそれぞれ異なる時刻でリレー信号、バルブ信号、アクチュエータ信号が出力される。
Further, output signals such as a relay signal, a valve signal, and an actuator signal from the
以上説明した実施の形態では、入力回路10の同一入力点10aに種類が異なる複数の入力信号を時分割入力し、この時分割入力した複数の入力信号をFPGA14では、それぞれの入力信号に対応した回路構成に時分割でコンフィグレーションされるので、CPU16にはそれら複数の入力信号を時分割入力させることができるようになり、入力信号の種類が増加しても入力回路10の規模はそのまま維持させることができ、PLCの大型化、コスト増を回避することができる。このことは出力回路12においても同様である。
In the embodiment described above, a plurality of different types of input signals are time-divisionally input to the
10 入力回路
12 出力回路
14 FPGA
16 CPU
10 input circuit 12 output circuit 14 FPGA
16 CPU
Claims (2)
上記入力回路は同一入力点に種類が異なる複数の入力信号が時分割入力される一方、この入力回路と上記CPUとの間にFPGAを介在させ、この介在させたFPGAに、上記入力回路から種類が異なる入力信号を時分割により入力すると共に、上記FPGAにおいては、上記入力回路の同一入力点から与えられる種類が異なる入力信号を時分割により処理して上記CPUに出力するように回路構成がコンフィグレーションされるようになっている、ことを特徴とするプログラマブルコントローラ。 In a programmable controller comprising an input circuit for inputting an input signal of an input device, and a CPU for processing the input signal according to the sequence program,
In the input circuit, a plurality of different types of input signals are input to the same input point in a time-sharing manner. On the other hand, an FPGA is interposed between the input circuit and the CPU. In the FPGA, the circuit configuration is configured so that different types of input signals given from the same input point of the input circuit are processed in a time division manner and output to the CPU. Programmable controller characterized by being configured to be installed.
上記CPUはシーケンスプログラムに従い種類が異なる複数の出力信号を上記FPGAに出力する一方、上記FPGAは、上記CPUから入力する出力信号を時分割により上記出力回路の同一出力点に出力するよう回路構成がコンフィグレーションされるようになっている、ことを特徴とする請求項1に記載のプログラマブルコントローラ。 In addition, an output circuit that outputs the output signal to the output device
While the CPU outputs a plurality of different output signals to the FPGA according to the sequence program, the FPGA has a circuit configuration that outputs the output signal input from the CPU to the same output point of the output circuit in a time-sharing manner. The programmable controller according to claim 1, wherein the programmable controller is configured.
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CN102999002A (en) * | 2011-09-14 | 2013-03-27 | Ls产电株式会社 | Programmable logic controller device and method for controlling the same |
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