JP2010267003A

JP2010267003A - プログラマブルコントローラ

Info

Publication number: JP2010267003A
Application number: JP2009116658A
Authority: JP
Inventors: Jun Nakagawa; 潤仲川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-05-13
Filing date: 2009-05-13
Publication date: 2010-11-25

Abstract

【課題】トラブル発生の際、エラー発生の一連の流れを容易に把握することができ、電源が遮断されてもエラー情報を保持することができるＰＬＣを得る。
【解決手段】インテリジェント機能ユニットは、第１メモリ領域と、自ユニットに関するエラーを検出したとき、ＣＰＵユニットからその時点における時刻情報を取得し、エラーに関するエラー情報と取得した時刻情報とを対応付けて第１メモリ領域に格納するとともに、エラー検出通知を通知するエラー検出・時刻情報取得部と、を備え、ＣＰＵユニットは、外部機器からアクセス可能でかつ電源遮断時においてもデータ保持可能な第２メモリ領域と、エラー検出通知を受信したとき、エラー検出通知の通知元のインテリジェント機能ユニットからエラー情報および該エラー情報に対応付けられている時刻情報を収集して第２メモリ領域に格納するエラー情報収集部と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＣＰＵユニットの機能を拡張するユニットであるインテリジェント機能ユニットを備えたプログラマブルコントローラに関する。

プログラマブルコントローラ（以下、単にＰＬＣ）は、ＰＬＣ全体の制御と産業用装置の制御とを行うＣＰＵユニットと、用途に合わせて選択されるいくつかのオプションユニットと、が同一のバス上に配置されて構成される。オプションユニットとしては、温度制御ユニット、ネットワークユニットおよびＤ／Ａ変換を行うアナログユニットなど、前記するＣＰＵユニットとは異なる独自のＣＰＵにより動作し、ＣＰＵユニットの機能を拡張するユニットであるインテリジェント機能ユニットがある。

従来のＰＬＣでは、インテリジェント機能ユニットにエラーが発生したとき、このインテリジェント機能ユニットはエラーを検出し、この検出したエラーの詳細情報を、エラーを検出したインテリジェント機能ユニット自身が備える揮発性のメモリ領域に格納する。以降、この技術を単に従来技術ということとする。

なお、エラー監視を行う手段を有するＰＬＣまたはこのＰＬＣを用いたシステムに関する技術として、例えば特許文献１には、メインＣＰＵおよびサブＣＰＵを有する通信モジュールが、サブＣＰＵのエラー発生の場合にはサブＣＰＵに関して収集されたデータをＣＰＵモジュールとのインタフェースが可能な大容量の情報保持手段に退避させる技術が開示されている。また、特許文献２には、入出力機器を制御するコンピュータと該コンピュータを監視する監視コンピュータとを備え、監視コンピュータは監視処理に基づき、前記コンピュータから転送されてくる入出力機器の制御に伴って生成される処理データを記憶する技術が開示されている。

特開平６−１１０８５８号公報特開平１１−１３４００７号公報

しかしながら、上記従来技術によれば、複数のインテリジェント機能ユニットを備えるＰＬＣにおいてトラブルが発生した場合、これらの複数のインテリジェント機能ユニットが連続してエラーを検出することがあり、このようなときには、複数のインテリジェント機能ユニットが夫々個別に自身にエラーの詳細情報が格納することとなるため、システム全体で、エラー発生の一連の流れを確認するためには、ＣＰＵユニット及び全てのインテリジェント機能ユニットのエラー情報を取得しなければならないという問題があった。

また、前記トラブル発生時に検出し、インテリジェント機能ユニット内に格納されたエラーに関する詳細情報は、揮発性のメモリに格納されているので、電源ＯＦＦ／リセット操作時や停電など電源の供給が遮断されるような事態が発生した場合には、その内容が失われてしまい、トラブル解決のための重要な情報が得られないという問題もあった。

特許文献１の技術によれば、エラー情報を退避させる大容量の情報保持手段はＰＬＣ全体の電源が失われた場合でもエラー情報を保持し続けることができるものであるかどうかについては記載がなされていない。また、特許文献２の技術によれば、ＣＰＵユニットの相当するコンピュータの処理データをオプションユニットに相当する監視コンピュータ側に格納するようにしているので、上記二つの問題を解決できるものではない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、トラブル発生の際、エラー発生の一連の流れを容易に把握することができ、インテリジェント機能ユニットが検出したエラーに関する詳細情報を電源ＯＦＦ／リセット操作時や停電など電源の供給が遮断されるような事態が発生した場合でも保持することができるプログラマブルコントローラを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、バスと、前記バス上に装着されているＣＰＵユニットおよび該ＣＰＵユニットの機能を拡張する一つ以上のインテリジェント機能ユニットと、を備えるプログラマブルコントローラにおいて、前記インテリジェント機能ユニットは、第１メモリ領域と、自ユニットに関するエラーを検出したとき、前記ＣＰＵユニットからその時点における時刻情報を取得し、前記エラーに関するエラー情報と前記取得した時刻情報とを対応付けて前記第１メモリ領域に格納するとともに、前記ＣＰＵユニットにエラー検出通知を通知するエラー検出・時刻情報取得部と、を備え、前記ＣＰＵユニットは、パソコンおよびプログラマブル表示器を含む外部機器からアクセス可能でかつ電源遮断時においてもデータ保持可能な第２メモリ領域と、前記エラー検出通知を受信したとき、前記エラー検出通知の通知元のインテリジェント機能ユニットが備える前記第１メモリ領域に格納されているエラー情報および該エラー情報に対応付けられている時刻情報を収集し、前記収集したエラー情報および時刻情報を前記第２メモリ領域に格納するエラー情報収集部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、トラブル発生の際、エラー発生の一連の流れを容易に把握することができ、インテリジェント機能ユニットが検出したエラーに関する詳細情報を電源ＯＦＦ／リセット操作時や停電など電源の供給が遮断されるような事態が発生した場合でも保持することができるプログラマブルコントローラを得ることができるという効果を奏する。

図１は、本実施の形態のＰＬＣの構成を示す図である。図２は、インテリジェント機能ユニットの動作を説明するフローチャートである。図３は、ＣＰＵユニットの動作を説明するフローチャートである。

以下に、本発明にかかるプログラマブルコントローラの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１は、本発明にかかるプログラマブルコントローラの実施の形態の構成を示す図である。図示するように、プログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）１は、バス３０にＰＬＣ１全体の制御を実行するＣＰＵユニット１０と、例えば温度制御ユニット、ネットワークユニット、Ｄ／Ａ変換を行うアナログユニットなどであって、自身が有するＣＰＵを用いて高度な演算を実行することによってＣＰＵユニット１０の機能を拡張する一つ以上（この場合は一つ）のインテリジェント機能ユニット２０と、が装着された構成となっている。ＣＰＵユニット１０とインテリジェント機能ユニット２０との間はバス３０を介して互いに通信を行うことが可能となっている。バス３０には、ＣＰＵユニット１０、インテリジェント機能ユニット２０のほかに、用途に合わせ、サーボアンプなどを制御して多軸の位置制御を実行するモーションコントローラユニットなどが装着されるが、ここではＣＰＵユニット１０、インテリジェント機能ユニット２０以外のユニットについては言及しない。

インテリジェント機能ユニット２０は、自身が正常な演算処理を実行できなかったり自身の演算処理結果の入出力対象から異常な信号を受信するなどの異常動作をエラーとして検出するエラー検出部２１と、このエラーに関する詳細情報（エラー情報）を格納するためのメモリ領域であるエラー情報格納部２３と、エラー検出部２１がエラーを検出した際、ＣＰＵユニット１０からその時点での時刻（時刻情報）を取得し、検出したエラーに関するエラー情報を前記取得した時刻情報とともにエラー情報格納部２３に格納するとともに、ＣＰＵユニット１０に対してエラーを検出した旨の通知であるエラー検出通知を通知する時刻情報取得部２４と、ＣＰＵ１０からエラー情報取得要求を受信したとき、エラー情報をＣＰＵユニット１０へ通知するエラー情報通知部２２と、を備えている。

ここで、エラー情報格納部２３のメモリ領域はどのようなタイプのメモリに確保するようにしてもよく、例えばＲＡＭなどの揮発性メモリに確保してもよい。また、ＦＬＡＳＨメモリなど不揮発性メモリであってもよい。インテリジェント機能ユニット２０の演算処理結果の入出力対象とは、例えばインテリジェント機能ユニット２０が温度制御ユニットである場合、加熱／冷却対象を加熱／冷却する機器の電力制御を行うサイリスタなどの機器および加熱／冷却対象の温度センサなどが該当する。入出力対象からの異常な信号とは、温度センサからの温度入力などが該当する。例えば温度センサが故障していた場合、インテリジェント機能ユニット２０に異常な温度値が異常な信号として入力されることがありうる。また、実際に加熱／冷却対象が意図した温度とは異なる異常な温度に達した場合、この異常な温度の値が異常な信号として入力される。エラー情報は、例えばエラーログなどであってよい。時刻情報のエラー情報格納部２３への格納形態としては、エラー情報と時刻情報とを別々のファイルとして格納されるようにしてもよいし、エラー情報に付与されたタイムスタンプとしてエラー情報とともに格納されるようにしてもよい。また、エラー情報のファイル名の一部または全部を、時刻情報取得部２４が取得した時刻にするようにしてもよい。

ＣＰＵユニット１０は、エラー情報を記憶するメモリ領域であるエラー情報記憶部１２と、エラー検出通知を受信したときエラー情報通知部２２に対してエラー情報取得要求を送信してエラー情報を取得し、エラー情報記憶部１２に記憶させるエラー情報収集部１１と、を備えている。エラー情報記憶部１２のメモリ領域は、電源遮断時においてもデータ保持可能なメモリに確保される。電源遮断時においてもデータ保持可能なメモリとは、例えばＦＬＡＳＨメモリなどの不揮発性メモリや、ＳＲＡＭのような揮発性メモリであってもバッテリバックアップされているメモリが該当する。また、電源遮断時においてもデータ保持可能なメモリであれば、エラー情報記憶部１２は、ＦＬＡＳＨメモリ型メモリカードや小型のバッテリを内蔵するＳＲＡＭメモリカードのような着脱可能なメモリに確保されるようにしてもよい。エラー情報を記憶させる場所として電源遮断時においてもデータ保持可能なメモリを用いるようにすることによって、電源ＯＦＦ／リセット操作時や停電など電源の供給が遮断されるような事態が発生した場合でもエラー情報を保持し続けることができる。

ＣＰＵユニット１０は、パソコン４０などの外部機器との通信インタフェースである外部通信部１３をさらに備えている。ユーザはパソコン４０を操作することによってエラー情報記憶部１２に記憶されているエラー情報を取得することができるようになっている。ここで、外部通信部１３に接続される外部機器としては、パソコン４０のほか、プログラマブル表示器であってもかまわない。なお、以下の説明においては、パソコン４０は外部通信部１３を介してＣＰＵユニット１０に接続されているものとして説明する。

次に、図２および図３を参照して、本発明の実施の形態のＰＬＣ１の動作を説明する。図２は、インテリジェント機能ユニット２０がエラー情報をエラー情報格納部２３に格納するまでの動作を説明するフローチャートである。

図２に示すように、エラー検出部２１がエラーを検出すると（ステップＳ１）、時刻情報取得部２４は、ＣＰＵユニット１０から時刻情報を取得する（ステップＳ２）。そして、時刻情報取得部２４は、検出したエラーに関するエラー情報とステップＳ２で取得した時刻情報とを対応付けてエラー情報格納部２３に格納し（ステップＳ３）、エラー情報の格納が完了すると、ＣＰＵユニット１０に対してエラー検出通知を通知する（ステップＳ４）。

図３は、ＣＰＵユニット１０の動作を説明するフローチャートである。図示するように、ＣＰＵユニット１０のエラー情報収集部１１は、インテリジェント機能ユニット２０の時刻情報取得部２４からのエラー検出通知の受信を監視し（ステップＳ１１）、エラー検出通知の受信を検出した場合（ステップＳ１１、Ｙｅｓ）、インテリジェント機能ユニット２０にエラー情報取得要求を通知する（ステップＳ１２）。エラー検出通知の受信を検出しない場合（ステップＳ１１、Ｎｏ）、エラー情報収集部１１は、エラー検出通知の受信を検出するまで監視を続ける。

ステップＳ１２において発行されたエラー検出通知を受信したインテリジェント機能ユニット２０のエラー情報通知部２２は、エラー情報格納部２３に格納されているエラー情報および時刻情報をエラー情報収集部１１に送信する。エラー情報収集部１１は、送信されてきたエラー情報および時刻情報を取得し（ステップＳ１３）、取得したエラー情報および時刻情報をエラー情報記憶部１２に記憶させる（ステップＳ１４）。エラー情報および時刻情報の記憶が完了すると、エラー情報収集部１１は、エラー情報記憶部１２に記憶されているエラー情報を時刻情報に基づいて格納先アドレスを変更することによって、エラー情報を時系列順に整列して再記憶させる（ステップＳ１５）。そして、エラー情報収集部１１は、エラー情報取得完了の旨の通知であるエラー情報取得完了通知をエラー情報通知部２２に通知する（ステップＳ１６）。そして、エラー情報収集部１１は、エラー情報格納部２３から全てのエラー情報を取得したか否かを判定し（ステップＳ１７）、全てのエラー情報を取得していない場合（ステップＳ１７、Ｎｏ）、ステップＳ１２に移行する。全てのエラー情報を取得した場合（ステップＳ１７、Ｙｅｓ）、動作を終了する。全てのエラー情報を取得したか否かは、例えばステップＳ１３にて取得した時刻情報が現在の時刻に近いか否かで判定するようにするとよい。

ＣＰＵユニット１０の外部通信部１３は、直接接続されたパソコン４０からの読出し要求を受信すると、エラー情報格納部２３に記憶されているエラー情報を格納アドレス順にパソコン４０に送信する。エラー情報は、時系列順に整列して格納されているので、外部通信部１３がエラー情報を格納アドレス順に送信することによって、パソコン４０はエラー情報を時系列順に取得することができる。

なお、以上の説明では、一つのインテリジェント機能ユニット２０がバス３０に装着されている場合について説明したが、複数のインテリジェント機能ユニットが装着されていても同様の動作を実行する。このとき、ステップＳ１２、ステップＳ１３、ステップＳ１６の処理フローは、ＣＰＵユニット１０がステップＳ１１におけるエラー検出通知発行元のインテリジェント機能ユニットを通信相手とした処理フローとなる。

また、パソコン４０はＣＰＵユニット１０の外部通信部１３に接続されているとして説明したが、インテリジェント機能ユニットの一つであるネットワークユニットを介してＣＰＵユニット１０と通信することができるように構成してもよい。

また、エラー情報記憶部１２が着脱可能なメモリに確保されており、外部機器がこのメモリを装着するインタフェースを有している場合、ユーザは、このメモリをＣＰＵユニット１０から取り出して外部機器に装着し、装着したメモリからエラー情報を取得するようにしてもよい。

以上述べたように、本発明の実施の形態によれば、インテリジェント機能ユニットは、自ユニットに関するエラーを検出したとき、ＣＰＵユニットからその時点における時刻情報を取得し、検出したエラーに関するエラー情報と取得した時刻情報とを対応付けてエラー情報格納部に格納するとともにＣＰＵユニットにエラー検出通知を通知し、ＣＰＵユニットは、エラー検出通知を受信したとき、エラー検出通知の通知元のインテリジェント機能ユニットが備えるエラー情報格納部からエラー情報および該エラー情報に対応付けられている時刻情報を取得して外部機器からアクセス可能でかつ電源遮断時においてもデータ保持可能なエラー情報記憶部に格納するように構成したので、複数のインテリジェント機能ユニットがバスに装着されている場合であっても全てのインテリジェント機能ユニットのエラー情報をＣＰＵユニットの電源遮断時においてもデータ保持可能なメモリ領域に格納することができるので、トラブル発生の際、エラー発生の一連の流れを容易に把握することができ、インテリジェント機能ユニットが検出したエラーに関する詳細情報を電源ＯＦＦ／リセット操作時や停電など電源の供給が遮断されるような事態が発生した場合でも保持することができるプログラマブルコントローラを得ることができるという効果を奏する。また、エラー情報は、エラー情報記憶部に時系列順に整列して格納させるように構成したので、パソコン４０はエラー情報を時系列順に取得することができるので、エラー発生の一連の流れの把握をさらに容易にすることができるという効果を奏する。

以上のように、本発明にかかるプログラマブルコントローラは、ＣＰＵユニットの機能を拡張するユニットであるインテリジェント機能ユニットを備えたプログラマブルコントローラに適用して好適である。

１ＰＬＣ
１０ＣＰＵユニット
１１エラー情報収集部
１２エラー情報記憶部
１３外部通信部
２０インテリジェント機能ユニット
２１エラー検出部
２２エラー情報通知部
２３エラー情報格納部
２４時刻情報取得部
３０バス

Claims

バスと、前記バス上に装着されているＣＰＵユニットおよび該ＣＰＵユニットの機能を拡張する一つ以上のインテリジェント機能ユニットと、を備えるプログラマブルコントローラにおいて、
前記インテリジェント機能ユニットは、
第１メモリ領域と、
自ユニットに関するエラーを検出したとき、前記ＣＰＵユニットからその時点における時刻情報を取得し、前記エラーに関するエラー情報と前記取得した時刻情報とを対応付けて前記第１メモリ領域に格納するとともに、前記ＣＰＵユニットにエラー検出通知を通知するエラー検出・時刻情報取得部と、
を備え、
前記ＣＰＵユニットは、
パソコンおよびプログラマブル表示器を含む外部機器からアクセス可能でかつ電源遮断時においてもデータ保持可能な第２メモリ領域と、
前記エラー検出通知を受信したとき、前記エラー検出通知の通知元のインテリジェント機能ユニットが備える前記第１メモリ領域に格納されているエラー情報および該エラー情報に対応付けられている時刻情報を収集し、前記収集したエラー情報および時刻情報を前記第２メモリ領域に格納するエラー情報収集部と、
を備えることを特徴とするプログラマブルコントローラ。
前記エラー情報収集部は、前記第２メモリ領域に格納されている複数のエラー情報を読み出し、前記読み出した複数のエラー情報を、夫々に対応付けられている夫々の時刻情報に基づいて時系列順に整列させて前記第２メモリ領域に再度格納する、
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。
前記第２メモリ領域は、不揮発性またはバッテリバックアップされた揮発性のメモリ領域である、ことを特徴とする請求項１または２に記載のプログラマブルコントローラ。