JP2010134592A - Programmable controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、工作機械等の制御に用いられるプログラマブルコントローラ(PLC)にかかり、特に、その制御動作を高速化することに関するものである。 The present invention relates to a programmable controller (PLC) used for control of a machine tool or the like, and particularly relates to speeding up the control operation.
生産工場等に設置されるファクトリーオートメーション(FA)の制御装置として、プログラマブルコントローラが用いられている。このプログラマブルコントローラは、複数のユニットから構成される。この複数のユニットとしては、電源ユニット、CPUユニット、入力ユニット、出力ユニット、通信ユニット、その他の高機能ユニット、等がある。CPUユニットは、内部にCPU、I/Oメモリ、プログラムメモリ等を有し、このCPUは、入力ユニットで入力した信号をI/Oメモリに取り込むINリフレッシュ処理を行い、プログラムメモリ内のシーケンス制御用のラダープログラムに基づき演算実行し、その演算実行結果をI/Oメモリに書き込んで出力ユニットに送り出すOUTリフレッシュ処理を行い、その後、通信ユニットを介して通信ネットワーク上の他のPLCとデータ送受信を行ったり、CPUユニットに備えられた通信ポートを介して外部のパーソナルコンピュータ等とデータ送受信などを行ったりする周辺処理を行う一連の処理を繰り返す。入力ユニットにはセンサ等が、出力ユニットにはアクチュエータ等が接続される。センサ等は工場内の機械や設備等の状態をセンシングし、その情報を入力ユニットに入力し、アクチュエータ等は出力ユニットからの出力に応答して工場内の機械や設備等を駆動する。 A programmable controller is used as a control device for factory automation (FA) installed in a production factory or the like. This programmable controller is composed of a plurality of units. Examples of the plurality of units include a power supply unit, a CPU unit, an input unit, an output unit, a communication unit, and other high-functional units. The CPU unit includes a CPU, an I / O memory, a program memory, and the like. The CPU performs an IN refresh process for fetching a signal input from the input unit into the I / O memory, and performs sequence control in the program memory. Executes an operation based on the ladder program, writes the result of the operation to the I / O memory and sends it to the output unit, then performs an OUT refresh process, and then transmits and receives data to and from other PLCs on the communication network Or a series of processing for performing peripheral processing such as data transmission / reception with an external personal computer or the like via a communication port provided in the CPU unit is repeated. A sensor or the like is connected to the input unit, and an actuator or the like is connected to the output unit. The sensor or the like senses the state of the machine or equipment in the factory, and inputs the information to the input unit, and the actuator or the like drives the machine or equipment in the factory in response to the output from the output unit.
こうしたプログラマブルコントローラは、上記プログラマブルコントローラ内のユーザプログラムであるラダープログラムの命令(プログラム命令)の羅列を、順次読み出し、解析し、その結果に基づき演算実行するようになっている。このプログラム命令は、接点命令などの基本命令と、数値演算などの応用命令とに大別される。ラダープログラムでは、基本命令の出現比率が高く、この演算を高速に処理することが、全体的な高速演算の実現につながる。基本命令は演算処理が単純であるが出現比率が高く、応用命令は演算処理が基本命令に比べ複雑であるが出現比率が低いため、コストパフォーマンスに優れるからである。基本命令と応用命令の分担は、製品の価格と密接で、シーケンスCPUの集積度によって定められる。集積度のより高いシーケンス演算専用LSIを使用すれば、価格も上昇するが、多くの命令をシーケンスCPUで処理でき、演算性能の高いものにできる。 Such a programmable controller sequentially reads and analyzes a list of instructions (program instructions) of a ladder program, which is a user program in the programmable controller, and executes an operation based on the result. The program instructions are roughly classified into basic instructions such as contact instructions and application instructions such as numerical operations. In the ladder program, the appearance ratio of basic instructions is high, and processing this operation at high speed leads to the realization of the overall high-speed operation. This is because the basic instruction is simple in arithmetic processing but has a high appearance ratio, and the application instruction is more complicated in arithmetic processing than the basic instruction but has a low appearance ratio, so it has excellent cost performance. The allocation of basic instructions and application instructions is closely related to the price of the product and is determined by the degree of integration of the sequence CPU. If a higher-integration LSI for sequence calculation is used, the price will increase, but many instructions can be processed by the sequence CPU, and the calculation performance can be improved.
ところで、上記では、ラダープログラムの実行において基本命令の所で高速になり、応用命令の所で速度低下しているが、近年、プログラマブルコントローラにおいては、その動作全体のより高速化への要求が高まってきている。しかしながら、既存のプログラマブルコントローラでは内蔵CPUの処理能力に依存しているために、このCPUの処理能力が低い場合では、プログラマブルコントローラの高速化には限界があった。なお、プログラマブルコントローラの先行特許文献を下記する。
本発明においては、プログラム命令が基本命令、応用命令を区別することなく、扱うことで、プログラム全体の処理高速化を図り、プログラマブルコントローラの動作上の高速化を達成しようとするものである。 In the present invention, a program instruction is handled without distinguishing between a basic instruction and an application instruction, so that the processing speed of the entire program is increased and the operation speed of the programmable controller is increased.
本発明によるプログラマブルコントローラは、ラダープログラムを構成する複数のプログラム命令が格納してあるプログラムメモリと、上記プログラム命令に従い制御対象をシーケンス制御するプログラム実行CPUと、を備えたプログラマブルコントローラであって、ラダープログラムを構成するプログラム命令をハードウエア化するハードウエア化CPUと、ハードウエア化されたプログラム命令を格納するハードウエア化プログラム命令格納部とを有すると共に、プログラム実行CPUは、ハードウエア化CPUに制御対象のデータを渡し、ハードウエア化CPUは、上記ハードウエア化プログラム命令によりデータを論理演算し、その演算結果をプログラム実行CPUに渡し、プログラム実行CPUは、渡された演算結果に従い制御対象を制御することを特徴とするものである。 A programmable controller according to the present invention is a programmable controller comprising a program memory in which a plurality of program instructions constituting a ladder program are stored, and a program execution CPU that performs sequence control on a controlled object in accordance with the program instructions. It has a hardware-ized CPU for hardwareizing program instructions constituting the program and a hardware-based program instruction storage unit for storing the hardwareized program instructions, and the program execution CPU is controlled by the hardware-based CPU. The target data is passed, and the hardware CPU performs a logical operation on the data by the hardware program instruction, and passes the operation result to the program execution CPU. The program execution CPU performs control according to the passed operation result. It is characterized in that to control the elephants.
本発明によれば、ラダープログラムをソフトウエア上ではなく、ハードウエア化したプログラム命令で演算実行させるので、プログラマブルコントローラの高速化を図ることができる。 According to the present invention, since the ladder program is operated and executed not by software but by hardware program instructions, the speed of the programmable controller can be increased.
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プログラマブルコントローラを説明する。 Hereinafter, a programmable controller according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1を参照して、このプログラマブルコントローラは、CPUモジュール1と、複数のI/Oモジュール2とを含む。CPUモジュール1は、シーケンスプログラムを実行するもので各構成部分を制御するプログラム実行CPU3と、システムプログラム格納メモリ4と、ラダープログラム格納メモリ5と、データメモリ6と、バスインターフェース7と、ラダープロセッサ8とを備える。9はバスを、10はI/O機器を示す。システムプログラム格納メモリ4は、システム制御に必要なシステムプログラムを格納する。ラダープログラム格納メモリ5は、ラダープログラムを格納する。データメモリ6は、プログラム実行CPU3が作業に用いるワークエリアと、プログラム命令を実行した際に、I/O機器10に対する入出力状況を記憶するI/O格納エリアと、その他のエリアとを有する。バスインターフェース7は、CPUモジュール1とI/Oモジュール2とをインターフェースする。
Referring to FIG. 1, this programmable controller includes a
ラダープロセッサ8は、ラダープログラムを構成するプログラム命令をハードウエア化するハードウエア化CPU8aと、ラダープログラム格納メモリ5内のラダープログラムをハードウエア化するためのソフトウエアが格納されるハードウエア化ソフトウエア格納メモリ8bと、ハードウエア化CPU8aによりハードウエア化されたプログラム命令が格納されるハードウエア化プログラム命令格納部8cと、を有する。
The ladder processor 8 includes a
以上の構成を備えた実施の形態のプログラマブルコントローラにおいては、以下の動作を行うようになっている。 In the programmable controller of the embodiment having the above-described configuration, the following operation is performed.
まず、プログラム実行CPU3が、ラダープログラムをラダープロセッサ8内のハードウエア化CPU8aに入力させる。プログラム実行CPU3から送られるラダープログラムは、多数のプログラム命令から構成されている。このプログラム命令には、基本命令(シーケンス命令)、OUT命令、応用命令、END命令、があり、応用命令には、OR命令、AND命令、MOVE命令、等がある。図2で示すように、ステップ1では、ラダープログラムの母線上につながる接点命令X0(LD命令)、接点命令X1(OR命令)、接点命令X2(AND命令)、出力命令Y0(OUT命令)と処理したのち、ステップ2では、母線につながる次の接点命令X3(LD命令)、接点命令X4(AND命令)、接点命令Y1 (OUT命令)を実行していき、…ステップnでは、接点命令Xn(LD命令)、接点命令Yn (OUT命令)を実行していき、ラダープログラムの最後に有る図示略のEND命令を実行して、再び、接点命令X0(LD命令)に戻り、同様な処理を繰り返し行う(スキャン処理)。
First, the
ラダープロセッサ8内のハードウエア化CPU8aは、プログラム実行CPU3から入力された図2で示すラダープログラムをハードウエア化ソフトウエア格納メモリ8b内のソフトウエアにより、例えば図3で示すようにステップn1、n2,…に含む接点命令、出力命令をハードウエア化した論理ブロック群H1,H2,…,Hnに変換する。こうしてラダープログラムの各ステップをハードウエア化してなるハードウエア化プログラム命令8cが生成される。このハードウエア化プログラム命令8cは、ラダープログラムを構成する各ステップのプログラム命令をハードウエア化したものである。
The
次に、プログラム実行CPU3においては、I/Oモジュール2を経由して受け取る制御対象たるI/O機器10からのデータをラダープロセッサ8に渡す。ラダープロセッサ8は、内部のハードウエア化CPU8aにより、そのデータを、格納部8c内の対応するハードウエア化プログラム命令に従い、演算実行させたうえで、その演算結果をプログラム実行CPU3に渡す。このようにして、実施の形態では、ラダープログラムをソフトウエア上ではなく、ハードウエア化したプログラム命令で演算実行させるので、プログラマブルコントローラの高速化を図ることができる。
Next, the
1 CPUモジュール
2 I/Oモジュール
3 プログラム実行CPU
4 システムプログラム格納メモリ
5 ラダープログラム格納メモリ
6 データメモリ
7 バスインターフェース
8 ラダープロセッサ
8a ハードウエア化CPU
8b ハードウエア化ソフトウエア格納メモリ
8c ハードウエア化プログラム命令格納部
1 CPU module 2 I /
4 System program storage memory 5 Ladder program storage memory 6
8b Hardware
Claims (1)
ラダープログラムを構成するプログラム命令をハードウエア化するハードウエア化CPUと、
ハードウエア化されたプログラム命令を格納するハードウエア化プログラム命令格納部と、
を有すると共に、
プログラム実行CPUは、ハードウエア化CPUに制御対象のデータを渡し、
ハードウエア化CPUは、上記格納部内のハードウエア化プログラム命令に従い、上記データを論理演算し、その演算結果をプログラム実行CPUに渡し、
プログラム実行CPUは、渡された演算結果に従い制御対象を制御する、ことを特徴とするプログラマブルコントローラ。 A programmable controller comprising a program memory in which a plurality of program instructions constituting a ladder program are stored, and a program execution CPU that performs sequence control of a controlled object in accordance with the program instructions,
A hardwareized CPU for hardwareizing program instructions constituting a ladder program;
A hardwareized program instruction storage unit for storing hardwareized program instructions;
And having
The program execution CPU passes data to be controlled to the hardware CPU,
The hardware CPU performs a logical operation on the data according to the hardware program instruction in the storage unit, and passes the operation result to the program execution CPU.
A programmable controller, wherein the program execution CPU controls a control target in accordance with a passed calculation result.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008308381A JP2010134592A (en) | 2008-12-03 | 2008-12-03 | Programmable controller |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
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Publications (1)
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JP2010134592A true JP2010134592A (en) | 2010-06-17 |
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ID=42345849
Family Applications (1)
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JP2008308381A Pending JP2010134592A (en) | 2008-12-03 | 2008-12-03 | Programmable controller |
Country Status (1)
Country | Link |
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2008
- 2008-12-03 JP JP2008308381A patent/JP2010134592A/en active Pending
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