JP2010271758A

JP2010271758A - データ集約型ｐｌｃ

Info

Publication number: JP2010271758A
Application number: JP2009120672A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Takiguchi; 祐介瀧口; Takafumi Kato; 崇文加藤
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2009-05-19
Filing date: 2009-05-19
Publication date: 2010-12-02

Abstract

【課題】制御機器に搭載されるＰＬＣにおいて、接続される複数のＰＬＣやセンサや装置が持つ制御データを集約・一元管理すると共に、これら複数のＰＬＣ、複数のセンサおよび装置を同時刻に簡便に制御するデータ集約型ＰＬＣを提供すること。
【解決手段】制御機器としてセンサや装置に搭載されてプログラム言語で記述された制御の動作を実行するとともに制御データであるＩ／Ｏデータを持つＰＬＣ(プログラマブルロジックコントローラ)であって、内部に自己の情報および前記Ｉ／Ｏデータと一対一に対応付けられた物理アドレスを持つ物理メモリと、前記物理アドレスと対応付けられた論理アドレスを持つ論理メモリとを少なくとも有し、これらのアドレス間の対応関係を示す対応関係アドレス情報によって前記論理アドレスと前記物理アドレスが一対一で対応付けられる。
【選択図】図１

Description

この発明は、データ集約型ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）に関するもので、より具体的には、製造装置やセンサを接続して同期・強調制御するために用いるＰＬＣに関する。

従来、工場において装置やセンサを各種制御するためにＰＬＣ(プログラマブルロジックコントローラ)が一般的に用いられている。センサや装置をＰＬＣで各種制御する場合、例えば、ＰＬＣにセンサや装置を接続し、そのセンサや装置から検出した情報をＰＬＣで解析し、その解析結果に基づいてＰＬＣの制御対象のセンサや装置に対して制御命令を送り、所定の作業が実行される。システム構成としては、ＰＬＣ単独で動作するスタンドアロンや、ネットワークで接続された複数台のＰＬＣを用いて、同期・協調制御等を行う方式などがある。

従来、他のＰＬＣの情報を収集するために、前記他のＰＬＣの情報および自己の情報を自己のメモリ上に積み上げた統括ＰＬＣを用いたデータロギング装置がある。（特許文献１を参照）

特開平６−２８２３１４号公報

前記データロギング装置の統括ＰＬＣの場合、前記統括ＰＬＣのメモリに他のＰＬＣの情報を収集しているのみであり、前記他のＰＬＣの制御を考慮していない。また、仮に前記統括ＰＬＣから前記他のＰＬＣの制御を試みたとしても、前記統括ＰＬＣ内部のメモリのアドレスと前記他のＰＬＣ内部のメモリのアドレスが一対一でしか対応していないため、複数の前記他のＰＬＣを制御するためには、制御したいセンサや装置の台数分の前記統括ＰＬＣ内部のメモリのアドレスの情報を書き換え、前記他のＰＬＣに送信する必要があった。ここでメモリのアドレスとは、メモリ内でのデータの格納位置をいう。

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明のデータ集約型ＰＬＣに接続される複数のＰＬＣや、それらに接続される複数のセンサや装置が持つ制御データを集約・一元管理すると共に、これら複数のＰＬＣ、複数のセンサおよび装置を同時刻に簡便に制御する手段を提供することを目的とする。

さらに本発明は、上記の課題を鑑み、ネットワークを介して接続される他のＰＬＣが保持する情報およびそのＩ／Ｏデータ（制御データ）と、自己が保持する情報およびそのＩ／Ｏデータとを集約し、集約された前記情報およびそれらのＩ／Ｏデータを、前記他のＰＬＣ、自己のＰＬＣが接続される制御対象のセンサや装置、他のデータ集約型ＰＬＣ、監視制御・データ収集（ＳＣＡＤＡ）システムから、従来のＰＬＣと同様の手順によって送受信可能なＰＬＣを提供することを目的とする。

請求項１の発明に係るデータ集約型ＰＬＣは、制御機器としてセンサや装置に搭載されて、プログラム言語で記述された制御動作を実行するとともに制御データであるＩ／Ｏデ
ータを持つＰＬＣ(プログラマブルロジックコントローラ)であって、内部に自己の情報および前記Ｉ／Ｏデータと一対一に対応付けられた物理アドレスを持つ物理メモリと、論理アドレスを持つ論理メモリと、対応関係アドレス情報とを少なくとも有し、前記物理アドレスと前記論理アドレスは、前記対応関係アドレス情報により対応付けられていることを特徴とする。

請求項２の発明に係るデータ集約型ＰＬＣは、前記対応関係アドレス情報が、一つの前記物理アドレスに対して一つの前記論理アドレス、複数の前記物理アドレスに対して一つの前記論理アドレス、一つの前記物理アドレスに対して複数の前記論理アドレス、および複数の前記物理アドレスに対して複数の前記論理アドレス、のいずれかの関係を選択して対応付けることを特徴とする。

また、ネットワークを介して接続された他のＰＬＣや他のデータ集約型ＰＬＣのＩ／Ｏデータの効率的な集約と、前記他のＰＬＣや他のデータ集約型ＰＬＣを自己のＰＬＣの論理メモリに集約された情報に応じて多様かつ簡便な同時制御のために、請求項３の発明に係るデータ集約型ＰＬＣは、前記対応関係アドレス情報が、ネットワークを介して接続された他のＰＬＣの物理アドレスと自己のＰＬＣの前記論理アドレスとを対応付けることを特徴とする。

請求項１に記載された発明に係るデータ集約型ＰＬＣによれば、自己のデータ集約型ＰＬＣに接続される全てのセンサや装置の制御データを集約して一元管理することが可能となる。

請求項２に記載された発明に係るデータ集約型ＰＬＣによれば、一つまたは複数の前記センサや装置から送信された制御データを前記物理メモリに集約し、前記対応関係アドレス情報によって、前記物理メモリに集約されたデータが一つまたは複数の論理アドレスに対応付けられることにより、一つまたは複数の前記センサや装置に対して多様な制御を簡便かつ同時に指示することが可能となる。

また、請求項３に記載された発明に係るデータ集約型ＰＬＣによれば、前記センサや装置に加え、ネットワークを介して接続された複数の他のＰＬＣや他のデータ集約型ＰＬＣの前記Ｉ／Ｏデータ（制御データ）が効率的に集約され、前記論理メモリに集約された情報に応じて複数の他のＰＬＣおよび他のデータ集約型ＰＬＣの多様な制御が簡便かつ同時に可能となる。

以上のように、本発明によれば、制御機器に接続された複数のセンサや装置が持つ制御データを集約して効率的な一元管理ができると共に、複数のＰＬＣやセンサ、装置を同時刻に簡便かつ多様に制御することが可能となる。

本発明のデータ集約型ＰＬＣ内部および前記データ集約型ＰＬＣに接続されるセンサや装置、他のＰＬＣを示すシステム図。対応関係アドレス情報の概要を示す説明図。図２の用語の説明を表す。本発明のデータ集約型ＰＬＣが制御データを読み込む場合の動作を示すフローチャート。本発明のデータ集約型ＰＬＣが図６の対応関係アドレス情報に基づいて論理アドレス0x0001に制御データを読み込む具体例のフローチャート。論理アドレスと送受信アドレスが一対一に対応した対応関係アドレス情報の例の説明図。本発明のデータ集約型ＰＬＣが図８の対応関係アドレス情報に基づいて論理アドレス0x0002に制御データを読み込む具体例のフローチャート。論理アドレスと送受信アドレスが一対多に対応した対応関係アドレス情報の例の説明図。本発明のデータ集約型ＰＬＣが制御データを書き込む場合の動作を示すフローチャート。本発明のデータ集約型ＰＬＣが図６の対応関係アドレス情報に基づいて送受信アドレスに制御データを書き込む具体例のフローチャート。本発明のデータ集約型ＰＬＣが図８の対応関係アドレス情報に基づいて送受信アドレスＰＬＣ0.B0001とＰＬＣ0.B0002に制御データを書き込む具体例のフローチャート。本発明のデータ集約型ＰＬＣが図１３の対応関係アドレス情報に基づいて送受信アドレスＰＬＣ0.B0001に制御データを書き込む具体例のフローチャート。論理アドレスと送受信アドレスが複数対一に対応した対応関係アドレス情報の例の説明図。

以下、本発明に係るデータ集約型ＰＬＣ（以下、自己のＰＬＣともいう）の実施の形態を図面に基づいて詳細説明する。

図１は本発明のデータ集約型ＰＬＣおよびこれに接続されるセンサや装置、他のＰＬＣの構成を示すシステム図であり、この図において、1-9はデータ集約型ＰＬＣであり、1-5はデータ集約型内部の物理メモリ、1-6はデータ集約部、1-7は論理メモリ、1-8はデータ送信部、1-10は対応関係アドレス情報、1-2は前記データ集約型ＰＬＣ1-9が直接制御するセンサ・装置、1-1は前記センサ・装置が保持する制御データ、1-4は前記データ集約型ＰＬＣ1-9と接続する他のＰＬＣ、1-3は前記他のＰＬＣ1-4の物理メモリである。
以下に図１の各構成について説明する。
物理メモリ1-5は自己の情報およびＩ／Ｏデータが格納されるメモリであり、物理メモリのデータに対して一対一で対応付けられた物理アドレスを持つ。対応関係アドレス情報1-10は自己の論理アドレスと自己の物理アドレスもしくは自己の論理アドレスと他のＰＬＣの物理アドレスを表す送受信アドレスとの対応付け、自己の対応付けられた論理アドレスへのデータ集約の際に評価される読込関係、自己の対応付けられた論理アドレスのデータを送信する際に評価される書込関係といった、物理アドレスと論理アドレス間のデータのやり取りが定義されている。
データ集約部1-6は、対応関係アドレス情報1-10に基づいて物理メモリ1-5の所定の物理アドレスに格納されたデータを読み込み、そのデータを論理メモリ1-7の所定の論理アドレスに格納することによりデータを集約する。データ送信部1-8は、対応関係アドレス情報1-10に基づいて論理メモリ1-5の所定の論理アドレスに格納されたデータをインターフェース（Ｉ／Ｆ）を介して送信し、物理メモリ1-5、センサ・装置1-2あるいは他のＰＬＣ1-4のメモリ1-3に格納する。

図２は前記データ集約型ＰＬＣにおける対応関係アドレス情報を表形式で表したものであり、図３に図２の対応関係アドレス情報の用語の説明を記している。前記対応関係アドレス情報は、論理アドレス、送受信アドレス、書込関係、および読込関係が含まれる。前記論理アドレスは自己のＰＬＣの持つ論理メモリのアドレスを示す。また、前記送受信アドレスは自己のＰＬＣの物理アドレス、または他のＰＬＣの物理アドレス、もしくは他のデータ集約型ＰＬＣの論理アドレスのいずれかを表す。この送受信アドレスと自己のＰＬＣの論理アドレスとが、前記対応関係アドレス情報によって対応付けられている。
また、読込関係は、送受信アドレスのデータを論理アドレスに読み込ませる際に評価される関数であり、書込関係は、論理アドレスから送受信アドレスにデータ書き込みを行う際に評価される関数である。読込関係および書込関係は、一つ以上の変数で定義された実数関数もしくは論理関数で示される。なお、図２において、自己のＰＬＣをＰＬＣ0と表し、他のＰＬＣや他のデータ集約型ＰＬＣを表す場合はＰＬＣ1、ＰＬＣ2、などのように表す。
また、論理アドレスは0x0001、0x0002、のように表し、物理アドレスはD0001、B0001、のように表す。

次に、データ読み込み動作について説明する。
図４はデータ集約型ＰＬＣが制御データを受信する場合の動作を示すフローチャートである。最初に、対応関係アドレス情報に基づいて、論理アドレスに対応付けられた送受信アドレスを取得する。続いて、前記送受信アドレスから制御データを受信し、論理メモリの論理アドレスに格納する。

図５は、図６に示す論理アドレスと送受信アドレスが一対一に対応した対応関係アドレス情報に基づいて、論理アドレス0x0001に制御データを読み込む具体例のフローチャートである。最初に、前記論理アドレス0x0001に対応付けられた送受信アドレスＰＬＣ0.D0001を取得する。続いて、前記論理アドレスと前記送受信アドレスの読込関係、この例では等号を表すEQUALを取得する。ここで読込関係が未設定の場合、データは読み込まれない。最後に、前記送受信アドレスPLC0.D0001に格納されている制御データを前記読込関係に基づいて論理メモリの前記論理アドレスに読み込む。ただしこの例では、前記読込関係の値がEQUAL（等号）であることに基づき、何も処理しない。以上のようにして、制御データの集約が可能となる。

図７は、図８に示す論理アドレスと物理アドレスが一対多に対応した対応関係アドレス情報に基づいて、論理アドレス0x0002に数値の制御データを読み込む具体例のフローチャートである。最初に、前記論理アドレス0x0002に対応付けられた送受信アドレスＰＬＣ0.D0003、およびＰＬＣ0.D0004を取得する。続いて、前記論理アドレスと前記送受信アドレスの読込関係、この例では和を表すADDを取得する。ここで読込関係が未設定の場合には、データは読み込まれない。最後に、前記送受信アドレスに格納されている制御データを前記読込関係に基づいて（この場合はＰＬＣ0.D0003とＰＬＣ0.D0004の和を）論理メモリの前記論理アドレス0x0002に読み込む。これにより、制御データをデータ容量の観点から効率良く集約することが可能となる。

次に、データ書き込み動作について説明する。
図９は前記データ集約型ＰＬＣから制御データを書き込む場合の動作を示すフローチャートである。最初に、対応関係アドレス情報に基づいて論理アドレスに対応付けられた送受信アドレスを取得する。続いて、制御データを前記論理アドレスから取得し、前記送受信アドレスに書き込む。

図１０は、論理アドレスと送受信アドレスが一対一に対応した対応関係アドレス情報（図６）に基づいて論理アドレス0x0002の制御データを書き込む具体例のフローチャートである。最初に、前記論理アドレス0x0002に対応付けられた送受信アドレスＰＬＣ0.D0002を取得する。続いて、前記論理アドレスと前記送受信アドレスの書込関係、この例では等号を表すEQUALを取得する。ここで書込関係が未設定の場合には、データは書き込まれない。最後に、前記論理アドレスに格納されている制御データを前記書込関係に基づいて前記送受信アドレスに書き込む。ただしこの例では書込関係の値がEQUALであるため、何も処理しない。

図１１は、論理アドレスと送受信アドレスが一対多に対応した対応関係アドレス情報（図８）に基づいて論理アドレス0x0003の制御データを書き込む具体例のフローチャートである。最初に、前記論理アドレス0x0003に対応付けられた送受信アドレスＰＬＣ0.B0001とＰＬＣ0.B0002を取得する。続いて、前記論理アドレスと前記送受信アドレスの書込関係、この例では論理否定を表すNOTを取得する。ここで書込関係が未設定の場合、データは書き込まれない。最後に、前記論理アドレスに格納されている制御データを前記書込関係に基づいて（この場合は0x0003の論理否定の値を）前記送受信アドレスに書き込む。これにより、複数のセンサや装置に加え、複数の他のＰＬＣや複数の前記データ集約型ＰＬＣを簡便に同時制御することが可能となる。

図１２は、図１３に示す論理アドレスと送受信アドレスが多対一に対応した対応関係アドレス情報に基づき、論理アドレス0x0004と0x0005に格納された情報に応じて制御データを書き込む具体例のフローチャートである。最初に、前記論理アドレスに対応付けられた送受信アドレスＰＬＣ0.B0001を取得する。続いて、前記論理アドレスと前記送受信アドレスの書込関係、この例では論理積を表すANDを取得する。ここで書込関係が未設定の場合、データは書き込まれない。最後に、前記論理アドレスに格納されている制御データを前記書込関係に基づいて(この場合は0x0004と0x0005の論理積を)前記送受信アドレスに書き込む。これにより、論理メモリに集約された情報に応じてセンサや装置を多様に制御することが可能となる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものでなく、接続されたセンサや装置、および他のＰＬＣの構成内容や目的に応じて適切な制御が行えるようにすることができる。

本発明に係るデータ集約型ＰＬＣによれば、工場に設置された一台以上のセンサや装置、前記センサや装置を制御する一台以上のＰＬＣの一括制御が可能となる。また、前記データ集約型ＰＬＣの通信方式は従来のものと同様であるため、現行のＰＬＣに置き換えた場合でも、前記データ集約型ＰＬＣと通信する他のＰＬＣやＳＣＡＤＡシステムのプログラムを変更する必要がなくなる。

１−１制御データ
１−２センサ・装置
１−３メモリ
１−４ＰＬＣ
１−５物理メモリ
１−６データ集約部
１−７論理メモリ
１−８データ送信部
１−９データ集約型ＰＬＣ
１−１０対応関係アドレス情報

Claims

制御機器としてセンサや装置に搭載され、プログラム言語で記述された制御動作を実行するとともに制御データであるＩ／Ｏデータを持つＰＬＣ(プログラマブルロジックコントローラ)であって、内部に自己の情報および前記Ｉ／Ｏデータと一対一に対応付けられた物理アドレスを持つ物理メモリと、論理アドレスを持つ論理メモリと、対応関係アドレス情報とを少なくとも有し、前記物理アドレスと前記論理アドレスは、前記対応関係アドレス情報により対応付けられていることを特徴とするデータ集約型ＰＬＣ。
前記対応関係アドレス情報は、一つの前記物理アドレスに対して一つの前記論理アドレス、複数の前記物理アドレスに対して一つの前記論理アドレス、一つの前記物理アドレスに対して複数の前記論理アドレス、および複数の前記物理アドレスに対して複数の前記論理アドレス、のいずれかの関係を選択して対応付けることを特徴とする請求項１に記載のデータ集約型ＰＬＣ。
前記対応関係アドレス情報は、ネットワークを介して接続された他のＰＬＣの物理アドレスと自己のＰＬＣの前記論理アドレスとを対応付けることを特徴とする請求項２に記載のデータ集約型ＰＬＣ。