JP2011192068A5

JP2011192068A5 - プログラマブルコントローラおよびマスタ通信回路

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Publication number: JP2011192068A5
Application number: JP2010058252A
Authority: JP
Filing date: 2010-03-15
Publication date: 2012-11-08
Anticipated expiration: 2030-03-15

Description

本発明は、プログラマブルコントローラおよびマスタ通信回路に関するもので、特に、システムバスを用いたユニット間の伝送方式の改良に関する。

上記の課題を解決するために、本発明のプログラマブルコントローラは、（１）１つのマスタユニットと複数のスレーブユニットがシステムバスに接続されて構成されるプログラマブルコントローラであって、前記スレーブユニットは、前記マスタユニットから送信された送信フレームを正常受信した場合にレスポンスを返信する機能を備え、前記マスタユニットは、前記スレーブユニットからのレスポンスの受信を待つことなく、異なるスレーブユニット宛の送信フレームを一括りとして複数回連続して送信する機能を備えるようにした。

（２）前記マスタユニットは、前記レスポンスを受信した場合、前記複数回に満たなくても該当する送信フレームの送信を停止するようにするとよい。設定されたレスポンスは、例えば、実施形態のＡＣＫフレームの送信や送信要求フレームに対するＩＮフレームの送信などがある。このようにすると、例えば、マスタユニットに近いスレーブユニットのようにレスポンスが早く戻ってくる場合、複数回の送信フレームを送る前に係るレスポンスが戻ってくる可能性がある。係る場合に、レスポンスを受信したならば、その送信フレームは正しく相手に届いているので、それ以降送るのは無駄である。そこで、レスポンスを受信後は、該当する送信フレームの送信を行わないので、必要な送信フレームのみ送信でき、システムの通信に関する負荷が軽減される。

次に、本発明の要部となるマスタユニットからのフレーム送信機能について説明する。マスタユニットであるＣＰＵユニット２０のＡＳＩＣ２４は、各種のフレームを作成し、送信する。この送信するフレームは、例えば、ＯＵＴデータを送信するためのＯＵＴフレーム，スレーブに対してＩＮデータを要求する送信要求フレーム，スレーブに対してメッセージデータの送信要求をする送信要求フレーム，アプリケーションで発生した割り込み要因にともない送信する割り込みフレームなどがある。

すなわち、スレーブユニットは、受信した送信フレームがＯＵＴフレームの場合、送られてきたＯＵＴデータに基づくＯＵＴリフレッシュを行うとともに、ＡＣＫフレームを作成し、送信制御部２４ｃからマスタユニットに向けて送信する。このＡＣＫフレームをＣＰＵユニット２０のＡＳＩＣ２４が受信制御部２４ｂを介して取得すると、マスタユニットは、先に送信したＯＵＴフレームがスレーブユニットに受信されたことを認識する。また、スレーブユニットは、受信した送信フレームがＩＮデータを要求する送信要求フレームの場合、最新のＩＮデータを格納したＩＮフレームを作成し、送信制御部３１ｃ，４１ｃからマスタユニットに向けて返送する。スレーブユニットは、受信した送信フレームがメッセージデータを要求する送信要求フレームの場合、受信時点でスレーブユニット内に送信可能なメッセージが存在するとそのメッセージを格納したメッセージフレームを作成し、送信制御部３１ｃ，４１ｃからマスタユニットに向けて返送する。さらに、スレーブユニットが受信した送信フレームが割り込みフレームの場合、スレーブユニットのＡＳＩＣは、割り込み要求に応じた処理を行うと共に、ＡＣＫフレームを作成し、送信制御部３１ｃ，４１ｃからマスタユニットに向けて送信する。このＡＣＫフレームには、受信した送信フレームに付加されていたトランザクションＩＤを付加する。これにより、ＣＰＵユニット２０は、トランザクションＩＤをキーにして、受信したＡＣＫフレームがどの送信要求についてのものかを認識できる。

また、デジチェーン接続されているため、スレーブユニットの受信制御部３１ｂ，４１ｂで受信した送信フレームは、通信コントローラ部３１ｅ，４１ｅに与えられ、最終的に、送信制御部３１ａ，４１ａにてパラレル−シリアル変換され、伝送路である下り用システムバス１１に出力される。

ＡＳＩＣ２４は、ＡＣＫフレームを受信すると、それに含まれるトランザクションＩＤから受信したＡＣＫフレームがどの送信要求に対するものかを認識できる。この受信したＡＣＫフレームは、共有メモリ部２４ｃの所定のメモリエリアに格納される。そして、タイマでＡＣＫチェック時間が経過した時点で、ＡＣＫが必要となる全ての送信要求フレームに対するＡＣＫフレーム（或いはＩＮフレーム等のスレーブユニットからのレスポンス）が返送されてきた否かを判断し、送信要求グループに属する全ての送信フレームについての送達確認ができたならば、正常完了する。もちろん、送信フレームの種類によっては、送信のみしてスレーブユニットからのレスポンスを要求しないものもあり、そのような送信フレームについては、ＡＣＫフレームがあったとみなすか、監視対象から排除することで対応する。一方、送信フレームは正常に送信できなかったと判断した場合は、ＣＰＵユニット２０のＭＰＵ２１およびまたはＡＳＩＣ２４は、所定の処理を実行する。もちろん、一般的に行われる送信の度にＡＣＫ監視タイマを起動するようにした場合には、上記の正常に送信できたか否かの判断もその都度行えばよい。

このように、複数の送信フレームの送信を、順番に繰り返すことで、例えば図２（ｂ）に示すようにインパルスノイズが発生し、連続した複数の送信フレームが正常に送信できない事態が発生しても、複数回送信を繰り返すことで、確実に全ての送信フレームを送ることができる。すなわち、一般のネットワークケーブルで接続されたノード間の通信と相違し、ＰＬＣのシステムバス内でのデータ通信であり、しかも、従来よりも高速通信を行うようにしたため、例えば、１つの送信フレームを送信するのに要する時間は、数十ｎｓｅｃ〜数百ｎｓｅｃ程度となり、この時間は、通信速度が速くなるとさらに短くなる。一方、インパルスノイズは、数百ｎｓｅｃ以上の時間で発生している。従って、一般的なネットワーク通信でのインパルスノイズの影響は、１つの送信フレーム内の何ビットかの欠落ですむが、本実施形態のＰＬＣでは、送信フレーム全体がエラーとなる。しかも、前後に詰めて連続して送信フレームを送信することから、連続した複数の送信フレームがエラーとなる。そして、図２（ｂ）に示すように、１回目の送信要求−１から２回目の送信要求−１までの４つの送信フレームがエラーになった場合でも、送信要求−２と送信要求−３については、２回目の送信処理でスレーブユニットに送ることができ、また、送信要求−１については３回目の送信処理でスレーブユニットに送ることができる。

これに対し、同じ送信フレームを複数回送信する場合でも、同一の送信要求についての送信フレームを所定回数連続して送信し、次に別の送信要求についての送信フレームを所定回数連続して送信するような場合には、正しく送信できないおそれがある。３つの送信要求の送信フレームを、それぞれ３回ずつ送信した場合、図２（ｃ）に示すように、まず送信要求−１についての送信フレームを３回連続して送信した後、送信要求−２についての送信フレームについての送信処理に移行することになる。すると、上記の図２（ｂ）と同様に先頭から４つ分の送信フレームがノイズで送信できない場合、図２（ｃ）に示すように送信要求−２の２回目の送信から正常送信できるので、送信要求−１については送ることができなくなってしまうという弊害がある。

また、スレーブユニットのＡＳＩＣは、２回目以降に受信したＯＵＴフレームにて送られてきたＯＵＴデータ（送信要求）については、それを用いたＯＵＴリフレッシュなどすることなくそのまま破棄する。これにより、スレーブユニットは、無駄な更新・書き換え処理を実行しないですむ。

係る前提において、１回目の送信処理で、送信要求−１の送信フレーム、送信要求−２の送信フレーム、送信要求−３の送信フレームに対し、その順番で順次送信する。すると、送信要求−１の送信フレームは、スレーブ＃１で正常受信され、ＡＣＫフレームが返送される。また、送信要求−２の送信フレームは、スレーブ＃１で転送されてスレーブ＃２で正常受信され、ＡＣＫフレームが返送される。このＡＣＫフレームは、一旦スレーブ＃１に取り込まれ、転送されることでマスタユニットに到達する。同様に、送信要求−３の送信フレームは、スレーブ＃１，スレーブ＃２を経てスレーブ＃３に至る。そして、正常受信されると、上記の逆の経路を経てＡＣＫフレームがマスタユニットに到達する。

Claims

１つのマスタユニットと複数のスレーブユニットがシステムバスに接続されて構成されるプログラマブルコントローラであって、
前記スレーブユニットは、前記マスタユニットから送信された送信フレームを正常受信した場合にレスポンスを返信する機能を備え、
前記マスタユニットは、前記スレーブユニットからのレスポンスの受信を待つことなく、異なるスレーブユニット宛の送信フレームを一括りとして複数回連続して送信する機能を備えたことを特徴とするプログラマブルコントローラ。
前記マスタユニットは、前記レスポンスを受信した場合、前記複数回に満たなくても該当する送信フレームの送信を停止するようにした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。
前記マスタユニットは、同一の送信フレームに対する前記レスポンスを複数回受信した場合、２回目以降は破棄することを特徴とする請求項２に記載のプログラマブルコントローラ。
前記１つのマスタユニットと複数のスレーブユニットが一体化されたブロック体と、前記複数のスレーブが一体化された延長ブロック体とを備え、前記ブロック体と前記延長ブロック体とは延長ケーブルで接続され、
前記複数回連続して送信する回数は、前記ブロック体を構成するスレーブユニット宛の送信フレームよりも、前記延長ブロック体を構成するスレーブユニット宛の送信フレームの方が多く設定することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のプログラマブルコントローラ。
前記複数回連続して送信する回数は、前記一括りの送信フレームを全て同じにすることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のプログラマブルコントローラ。
前記複数回連続して送信する回数は、前記一括りの送信フレームで異なるようにしたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のプログラマブルコントローラ。
マスタ−スレーブ通信におけるマスタ機能を備えたマスタ通信回路であって、
スレーブ通信回路宛の送信フレームを送信する送信制御部と、
前記スレーブ通信回路からのレスポンスを受信する受信制御部と、
前記受信制御部による前記レスポンスの受信を待つことなく、前記送信制御部に異なるスレーブ通信回路宛の送信フレームを一括りとして複数回連続して送信させる通信コントローラ部とを備えたことを特徴とするマスタ通信回路。
前記通信コントローラ部は、前記受信制御部が前記レスポンスを受信した場合、前記複数回に満たなくても該当する送信フレームの送信を停止するようにしたことを特徴とする請求項７に記載のマスタ通信回路。
前記通信コントローラ部は、前記受信制御部が同一の送信フレームに対する前記レスポンスを複数回受信した場合、２回目以降は破棄することを特徴とする請求項８に記載のマスタ通信回路。