JP2012234272A - プログラマブルコントローラ・システム、その支援装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】インスタンス毎に1ブロックのメモリ割り当てを行い、1ブロック内には変数の割当て、予備領域、及び追加変数格納先アドレスがある。予備領域では対応できない変数追加があった場合、追加ブロック(追加変数格納領域)を確保して追加変数を割り当てると共に、上記追加変数格納先アドレスに追加ブロックの先頭アドレスを格納する。以後、追加変数格納先アドレスを介して追加ブロックの追加変数にアクセスする。
【選択図】図3
Description
このように、ファンクションブロックFB1のロジック自体は1つでも、ユーザは、複数回利用することができる。同様にファンクションブロックFB2のロジック自体は1つでも、ユーザは、複数回利用することができる。
尚、本説明では「割当て」と「割付け」はほぼ同義であると見做すものとする。
図1は、本例のプログラマブルコントローラ(PLC)システムの全体構成を示す図である。
開発支援装置(ローダ)10は、コンパイラ機能部11、インタフェース機能部12、通信機能部13等の各種機能部と記憶部20等を有する。また、ユーザに上記制御プログラム等を作成させるための画面等を表示するディスプレイ14と、キーボード/マウス等の入力装置15等も有する。また、特に図示しないが、開発支援装置(ローダ)10は、CPU/MPU等の演算処理プロセッサも有している。
すなわち、記憶部20には、上記ユーザによって作成された制御プログラムのソースコード21、このソースコード21をコンパイラ機能部11によってコンパイルした結果である機械語オブジェクト23等が格納される。
1以上の変数が含まれている。上記制御プログラム等をPLC30上で動作させる為には、開発支援装置10でコンパイルする際に、その各POUの各変数をPLC30のメモリ(領域43内)に割り付けてから(アドレスを割り当てる)、機械語オブジェクト23を生成する必要がある。コンパイラ機能部11が、上記コンパイルの際にPOU毎に(インスタンス毎に)その各変数のメモリ割付けを実施している。
図2の例は、2つのファンクションブロック(FB1、FB2)に関して、FB1は2つ、FB2は1つ、インスタンス化した場合のメモリ割付例である。
コンパイラ機能部11は、上記修正版(バージョンアップ版等)プログラムをコンパイルする際には、特に変数の追加があったPOUのインスタンスに係るメモリ割当てに関しては、既存の変数に関しては上記テーブルを参照することで既に割当てられている記憶領域を変更しないようにする(前回コンパイル時と同じアドレスが割当てられるようにする)。一方、新たに追加された変数(追加変数)に関しては、まず上記予備領域への割当てを試みて、割当て可能であれば予備領域を割当てる。
図4(a)、(b)は、上記ファンクションブロックFB1に関する「変数情報管理表」24の具体例であって、図4(a)は図6の新規コンパイル後、図4(b)は図8の修正版等コンパイル後の状態を示す。このようなデータ例については、後に図6や図8の説明の際に説明するものとし、ここでは「変数情報管理表」24のフォーマットについてのみ説明するものとする。尚、図4(c)は後述するファンクションブロックFBCALLに関する「変数情報管理表」24の具体例である。
また、追加変数格納先アドレス65及び追加変数格納先サイズ66には、上記追加変数格納領域(追加ブロック)の先頭アドレス(実アドレス)とサイズが格納される。尚、追加変数格納先アドレス65及び追加変数格納先サイズ66は、上記追加ブロックの数の分だけ存在する。ここでは、未だ追加ブロックは存在しないので、追加変数格納先アドレス65及び追加変数格納先サイズ66には図5(a)に示すように“NULL”及び‘0’が格納される。
インスタンス1のメモリ割付けを実施する時、POUがFB1なので、FB1の「変数情報管理表」24から、インスタンス化に必要なサイズ(ブロックのサイズ)を算出する(本例では6W(ワード))。このサイズを元に、PLC30のメモリ(そのPOUインスタンスメモリ領域43)にインスタンス1のブロックの領域を確保する。
「POUインスタンスアドレス割付対応表」26には、各インスタンスの割当て領域(ブロック)の先頭アドレスとサイズが設定される。図5(a)の段階では、初期ブロックの先頭アドレス63とサイズ64が設定される一方で、追加ブロックは未だ存在しないので、追加変数格納先アドレス65には無効を示すNULL情報が設定されると共に、追加変数格納先サイズ66には‘0’が設定される。
以下、図6、図8のフローチャート図を参照して、上述したコンパイラ機能部11の処理についてより詳細に説明する。
図8は、既存のソースコード21の一部を修正/更新等(特に変数の追加を伴う修正/更新)して成る修正版(バージョンアップ版)のソースコード21のコンパイル時の処理を示す。
図6において、まず、コンパイル対象のソースコード21に記述されている各POU毎に、そのソースコードに基づいて「コンパイル(変数宣言)」処理を行うことになる。すなわち、各POUのソースコードは、大別して、変数宣言部分と本文部分とから成るものであり、当該「コンパイル(変数宣言)」処理では、この変数宣言部分を参照してステップS12〜S15の処理を行うものである。尚、特に図示しないが、変数宣言部分には、各変数の名称と型が宣言されており、更にそのPOUの名称(POU名;プログラム作成者が任意に決めている)も記述されている。
図示の例の「ソースコード識別番号対応表」22は、POU名71、識別番号72の各データ項目より成る。POU名71には、上記処理対象POUのソースコードの上記変数宣言部分から得られるPOU名等(そのPOUの識別情報)が格納される。識別番号72には、POU名71のPOUに対して任意に割り当てた識別番号が格納される。ここでは識別番号の初期値を‘1’とし、上記ステップS14の処理で+1インクリメントする更新を行うものとし、それによって図7に示すように識別番号72は1,2,3,4等となっている。
また、ここでは、変数宣言部分に2番目に記述されている変数の変数名は変数2であり、その型はWORD型であり、そのサイズは1W(ワード)であったものとしている。これより、図示のように変数2に関しては、変数名51と型52に、それぞれ、変数2、WORD(1)が登録される。そして、相対位置53に関しては、1つ前のレコードにおける型52(そのサイズ)に相対位置53を加算した値を登録する。ここでは、1つ前のレコードの型52はINT(1)、相対位置53は‘0’であるので、1+0=1が、図示の通り変数2のレコードの相対位置53に登録されることになる。
以下、ステップS17〜S20の処理(インスタンス化処理)について説明する。このインスタンス化処理は、上記各POU毎のインスタンス毎に、その上記ブロックのメモリ領域を確保すると共に、このブロック領域の先頭アドレス(実アドレス)とサイズを「POUインスタンスアドレス割付対応表」26に登録する処理である。
次に、図8の処理について説明する。
図8の処理の場合、既に述べた通り、コンパイル対象は上記修正版/更新版(バージョンアップ版等)のソースコード21である。これは例えば人間が判断して指定することで図6と図8の何れかの処理が実行されるようにしている。つまり、特に図示しないが、ユーザがコンパイル処理を指示する操作ボタンには、新規用と修正版用の2種類あり、ユーザが新規用を操作した場合には図6の処理が実行され、修正版用を操作した場合には図8の処理が実行される。
ステップS35では、全ての追加変数を予備領域に割付可能か否かを判定する。これは、まず、各追加変数の“型”を上記ソースコードから抽出する。“型”は上記INT、WORD等であり、“型”によってその変数のサイズ(占有領域)が決まるものである。上記の例では、INT、WORDは両方とも、サイズ(占有領域)が1W(ワード)となるものである。上記“型”によって、各追加変数のサイズが分かるので、これらの合計を求めることで追加変数全体のサイズが分かる。一方、ステップS33で読み込んだ「変数情報管理表」24において、変数名51が「予備領域」のレコードにおける型52を取得することで、予備領域のサイズが分かる。図4(a)の例では予備領域のサイズは‘2’であることになる。
ステップS36では、追加変数のメモリ割当てを行い、それに伴って「変数情報管理表」24を更新する。
上記図8の処理が完了したら、図6におけるステップS21〜S26の処理を実行することになる。当然、この場合には、例えば図4(b)と図5(b)に示す状態のテーブル24、26を参照して、処理実行することになる。
ここで、上述してあった通り、上記ステップS23〜S26の処理について、以下、具体例を示して説明する。換言すれば、コンパイラの機械語コード生成例について以下に説明する。
ソースコード例; 変数2:=変数1;
すなわち、変数1の値を変数2に代入するという単純な処理である。
この場合、まず「POUインスタンスアドレス割付対応表」26(図5(b))を参照することで、PG1の先頭アドレス(1024)が得られる。また、「変数情報管理表」24を参照することで、変数1、変数2それぞれのオフセットアドレス(相対位置)が得られる。図4等にはPG1に関する「変数情報管理表」24の具体例は図示していないが、仮に、変数1の相対位置53が‘0’、変数2の相対位置53が‘2’であったとするならば、上記PG1の先頭アドレス(1024)に、これら各変数のオフセット値を足した値が、各変数の実アドレスとなる。すなわち、1024+0=1024が変数1の格納アドレス(実アドレス)となる。同様に、1024+2=1026が変数2の格納アドレス(実アドレス)となる。
LD B 1024
ST B 1026
尚、よく知られているように、LD命令は、指定したアドレスの内容を演算用メモリに読み込む命令である。ST命令は、演算用メモリの内容を指定したアドレスに書き込む命令である。更に、LD命令と指定アドレス(ここでは1024)との間の‘B’は、領域サイズを指定する為のオプションであり、‘B’は1バイト分を意味する。尚、同様にして、Wは2バイト分、Tは4バイト分を意味する。よって、上記「LD B 1024」は“1024番地から1バイト分の領域の内容を演算用メモリに読み込む”ことを意味する。これはST命令に関しても同様である。尚、例えば「LD W 1024」は“1024番地から2バイト分の領域(つまり1024番地〜1025番地)の格納データを演算用メモリに読み込む”ことになる。
LD B 1000
ST B 1001
FB1に関して1つだけインスタンス化されるならば、これでも問題はないが、上記の通り、複数インスタンス化された場合、全てのインスタンスが同じアドレスへアクセスするため(LDでは1000番地、STでは1001番地)、FB内の変数の独立性が保てない(FB内の内部変数は、独立していることが規約で定められている)。
ST B Base+1
ここで、各FBの実行時には、上記Baseポインタにはインスタンスの先頭アドレスが入ることになり(図4、図5の例の場合、インスタンス1の場合にはBase=1000、インスタンス2の場合にはBase=1018が代入されることになる)、これはFBを呼び出すPOUが設定するものである。以下、まず、FB1を呼び出すPOUが、PGである場合について、具体的な機械語コードの生成例を示して説明する。
LD T1000
ST Base
CALL 1
尚、「LD 1000」は1000番地のデータを演算用メモリに読み込むものであるが、上記「LD T1000」は、Tの後の数値(ここでは1000)を演算用メモリに読み込むものである。従って、上記機械語は、‘1000’を取得して、これをBaseに代入した後、FB1を呼び出す処理となる。
LD B 1000+0
ST B 1000+1
尚、CALL命令は、識別番号(ここでは‘1’)によって指定されたPOUを呼び出す命令である。
LD T1018
ST Base
CALL 1
この場合、呼び出されたFB1の上記機械語の処理は、実質的に以下の内容と同等となる。
ST B 1018+1
PGの場合、上記「LD 1000」のように直接アドレス(実アドレス)をコード上に記述することができる。
次に、以下、追加変数へのアクセスに係わる機械語コード生成例について説明する。
ソースコード例;
追加変数2:=変数2;
つまり、変数2の内容を追加変数2に代入する処理である。
以上の処理に基づいて、下記の機械語コードを生成することになる(尚、以下の例では上記BやW等は省略している)。
LDAX Base+4
ADDAX 0
ST AX
尚、上記機械語コードにおいて、LDAX命令は、指定されたアドレスの格納データを、AXレジスタ(アドレス演算用の内部変数)にセットする命令である。上記の例の場合、アドレス“Base+4”の格納データを、AXレジスタにセットすることになる。
図9の例のPOUインスタンスアドレス情報25は、アドレス81と値82から成る。
図4(b)に示すFB1の「変数情報管理表」24では“追加変数格納先アドレス”のオフセット(相対位置53)が‘4’である。また、図5(b)の「POUインスタンスアドレス割付対応表」26の例では、FB1によるインスタンス1の先頭アドレス63は‘1000’、追加変数格納先アドレス65は‘1034’となっており、FB1によるインスタンス3の先頭アドレス63は‘1018’、追加変数格納先アドレス65は‘1044’となっている。これより、図9に示すように、アドレス81が‘1004’(=1000+4)に対して値82が‘1034’となっており、アドレス81が‘1022’(=1018+4)に対して値82が‘1044’となっている。
データ量が多い為、PLCでは扱いにくいので、該当アドレスとその内容(追加変数格納領域の先頭アドレス)を取り出した情報を格納したのが、上記「POUインスタンスアドレス情報」25である。PLC30は、この情報25を獲得し、PLC30内のメモリに、上記該当アドレスで指定された場所に値を展開する。
以上説明したように、本例のプログラマブルコントローラの支援装置によれば、ユーザが変数追加を伴うプログラムの更新を実施しても、既に割り付けた変数(既存の変数)のアドレス(割当位置)を変更することなく、追加した変数を新しいアドレスに割り付けることが可能になり、PLCを停止しないで(PLCを停止することは、システムを停止することになる)、プログラムを更新できるため、システムの稼動性、保守性、拡張性が向上する。特に既に確保済みのブロックのみでは全ての追加変数を割り当てられない場合であっても、追加ブロックを生成して追加変数を格納できるので、最初に確保したブロックのサイズ(予備領域のサイズ)によって制限を受けることなく、変数の追加を行うことができる。
11 コンパイラ機能部
12 インタフェース機能部
13 通信機能部
14 ディスプレイ
15 入力装置
20 記憶部
21 ソースコード
22 ソースコード識別番号対応表
23 機械語オブジェクト
24 変数情報管理表
25 POUインスタンスアドレス情報
26 POUインスタンスアドレス割付対応表
30 PLC(プログラマブルコントローラ)
31 プログラム実行管理機能部
32 通信機能部
40 記憶部
41 機械語オブジェクト
42 POUインスタンスアドレス情報
43 POUインスタンスメモリ領域
51 変数名
52 型
53 相対位置
54 格納先ブロック
61 インスタンス番号
62 POU名
63 先頭アドレス
64 インスタンスサイズ
65 追加変数格納先アドレス
66 追加変数格納先サイズ
71 POU名
72 識別番号
81 アドレス
82 値
Claims (8)
- プログラマブルコントローラ用の任意のプログラムのソースコードをコンパイルして機械語オブジェクトを生成する支援装置と、プログラマブルコントローラとから成るプログラマブルコントローラ・システムであって、
前記支援装置は、
前記ソースコードのコンパイルの際に、前記ソースコードに含まれるPOUに、そのPOUに係わる変数の格納領域と予備領域と追加変数格納先記憶領域を相対アドレスで示す領域情報を保持する変数情報記憶手段と、
前記ソースコードのコンパイルの際に、前記POUのインスタンスに、そのインスタンスに関して確保された一塊のメモリ領域であるブロックに関する情報として少なくともその先頭アドレスを記憶するインスタンス情報記憶手段と、
前記変数情報記憶手段と前記インスタンス情報記憶手段とを参照して、前記変数を前記インスタンスにメモリ割当てを行いながら、前記任意のプログラムのソースコードを前記機械語オブジェクトに変換するコンパイル手段と、
前記プログラムの修正版/更新版である修正/更新プログラムのソースコードをコンパイルする際に、該ソースコードに含まれるPOUに、前記変数情報記憶手段を参照して追加変数の有無をチェックし、追加変数がある場合には前記予備領域で対応可能か否かを判定し、対応できる場合には該予備領域に追加変数を割当て、対応できない場合には、該POUのインスタンスに追加のブロックを確保すると共に、既存のブロックの前記追加変数格納先記憶領域に該追加ブロックの先頭アドレスを格納させる為の情報を生成し記憶する追加変数対応手段と、
を有することを特徴とするプログラマブルコントローラ・システム。 - 前記コンパイル手段は、前記修正/更新プログラムの前記機械語オブジェクトへの変換に関しては、前記追加変数の有無に係らず、既存の変数に関しては前記変数情報記憶手段の前記領域情報に基づいて前回コンパイル時と同じアドレスを割り当てることを特徴とする請求項1記載のプログラマブルコントローラ・システム。
- 前記コンパイル手段は、前記修正/更新プログラムの前記機械語オブジェクトへの変換に関しては、前記追加変数格納先記憶領域経由で前記追加変数にアクセスする機械語オブジェクトを生成することを特徴とする請求項1記載のプログラマブルコントローラ・システム。
- 前記支援装置は、前記追加変数格納先記憶領域のアドレスと該追加変数格納先記憶領域に記憶される前記追加ブロックの先頭アドレスとの対応関係情報を、前記修正/更新プログラムの機械語オブジェクトと共に前記プログラマブルコントローラにダウンロードし、
前記プログラマブルコントローラは、該修正/更新プログラムの機械語オブジェクトを実行開始する前に、前記対応関係情報に基づいて、前記追加変数格納先記憶領域に前記追加ブロックの先頭アドレスを格納することを特徴とする請求項3記載のプログラマブルコントローラ・システム。 - 前記コンパイル手段は、前記POUの一種であるPGに関しては、前記ブロックの先頭アドレスと前記変数の相対アドレスとによって変数の割当位置の実アドレスを求めて、該実アドレスを用いて前記機械語オブジェクトを生成することを特徴とする請求項1記載のプログラマブルコントローラ・システム。
- 前記コンパイル手段は、前記POUの一種であるファンクションブロックに関しては、ベースポインタと前記変数の相対アドレスとによって変数の割当位置にアクセスさせる機械語オブジェクトを生成すると共に、該ファンクションブロックのインスタンスの呼び出し元POUが、該ファンクションブロックのインスタンスに対応する前記ブロックの先頭アドレスを前記ベースポインタにセットしてから該ファンクションブロックのインスタンスを呼び出す機械語オブジェクトを生成することを特徴とする請求項1記載のプログラマブルコントローラ・システム。
- 前記変数情報記憶手段には、前記変数に、その変数が前記既存のブロックと前記追加ブロックのどちらに割り当てられたかを示す情報も記憶されることを特徴とする請求項1記載のプログラマブルコントローラ・システム。
- プログラマブルコントローラ用の任意のプログラムのソースコードをコンパイルして機械語オブジェクトを生成する支援装置であって、
前記ソースコードのコンパイルの際に、前記ソースコードに含まれるPOUに、そのPOUに係わる変数の格納領域と予備領域と追加変数格納先記憶領域を相対アドレスで示す領域情報を保持する変数情報記憶手段と、
前記ソースコードのコンパイルの際に、前記POUのインスタンスに、そのインスタンスに関して確保された一塊のメモリ領域であるブロックに関する情報として少なくともその先頭アドレスを記憶するインスタンス情報記憶手段と、
前記変数情報記憶手段と前記インスタンス情報記憶手段とを参照して、前記変数を前記インスタンスにメモリ割当てを行いながら、前記任意のプログラムのソースコードを前記機械語オブジェクトに変換するコンパイル手段と、
前記プログラムの修正版/更新版である修正/更新プログラムのソースコードをコンパイルする際に、該ソースコードに含まれるPOUに、前記変数情報記憶手段を参照して追加変数の有無をチェックし、追加変数がある場合には前記予備領域で対応可能か否かを判定し、対応できる場合には該予備領域に追加変数を割当て、対応できない場合には、該POUのインスタンスに追加のブロックを確保すると共に、既存のブロックの前記追加変数格納先記憶領域に該追加ブロックの先頭アドレスを格納させる為の情報を生成し記憶する追加変数対応手段と、
を有することを特徴とするプログラマブルコントローラの支援装置。
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