JP2520173B2 - プログラマブルコントロ―ラのビット演算プロセッサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プログラマブルコントローラにおいて、応
用命令プロセッサと分担してシーケンス命令を実行する
ビット演算プロセッサに関する。

〔従来の技術〕

従来、プログラマブルコントローラではシーケンス命
令の高速処理を目的として演算処理速度の速いビット演
算プロセッサと、中央演算処理プロセッサを使用した応
用命令プロセッサ（以下CPUと称す）とで、シーケンス
命令をその種類毎に分担して演算実行している。ビット
演算プロセッサは接点の導通／非導通（オン／オフ）状
態の読出し命令や制定処理命令などのビット演算命令を
実行する。CPUはビット演算処理以外の処理の動作命令
（応用命令）を実行する。

ビット演算プロセッサによりシステムプログラムメモ
リから読出されたシーケンス命令はビット演算プロセッ
サにおいてシーケンス命令の種類の識別がなされる。

上記シーケンス命令の識別の結果、当該シーケンス命
令がビット演算命令であることが検出されたときは、ビ
ット演算プロセッサがこのビット演算命令を実行する。
識別の結果、シーケンス命令がビット演算命令ではない
ことが検出されるとビット演算プロセッサからCPUに対
して命令実行権が引き渡される。CPUはプログラムメモ
リから同一のシーケンス命令を読出し、このシーケンス
命令が応用命令であることを識別確認した後、この応用
命令を実行する。

このような従来のプログラマブルコントローラではシ
ーケンス命令の種類の識別をCPUおよびビット演算プロ
セッサにおいてそれぞれ行うので、２度手間の識別処理
を行うという不具合があった。

そこで、本願出願人は本願の提出に先立って、ビット
演算プロセッサ側でシーケンス命令の識別を行って、そ
の識別結果に基きCPUに対してシーケンス命令の実行／
非実行の指示を行うことにより、シーケンス命令の識別
回数を１回とするようにしたプログラマブルコントロー
ラ（特願平１−23817号）の提案を行っている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、応用命令の中には第４図に示すように
前ステップの応用命令で設定された接点51の新規導通状
態に基き、実行／非実行が定まる応用命令（前条件命令
と称す）53があり、ユーザ（使用者）はシーケンス命令
の作成時にこの前条件命令（第５図参照）の中に接点の
接点番号およびこの接点の新規に設定された導通状態の
読取りを指示する旨の命令語を挿入しなければならなか
った。このため、上記提案には前条件命令の作成につい
てユーザの負担が大きいという、なお改善すべき余地が
あった。

そこで、本発明の目的は、前ステップで設定された新
規接点の導通状態に基き、実行／非実行を決定する命令
については、応用命令プロセッサ（CPU）に対する接点
メモリからの導通／非導通状態の読出し命令を不要とす
ることによりシーケンス命令の長さを短縮し、ユーザの
命令作成に関わる負担を軽減することが可能なプログラ
マブルコントローラのビット演算プロセッサを提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

このような目的を達成するために、本発明は、実行対
象のシーケンス命令が、新規接点条件を設定するための
新規条件応用命令であるか、既に設定された該新規接点
条件により応用命令プロセッサの実行または非実行を定
める前条件応用命令であるかを識別して分類する応用命
令分類手段と、該応用命令分類手段により分類された前
記新規条件応用命令に基づき、新たな新規接点条件を算
出する演算手段と、該演算手段により算出された前記新
規接点条件を更新記憶する記憶手段と、前記応用命令分
類手段が、前記実行対象のシーケンス命令を前条件応用
命令と分類したときには、前記記憶手段から読出した前
記新規接点条件に基づき、当該シーケンス命令の前記応
用命令プロセッサでの実行または非実行を判定する判定
手段を備え、前記応用命令分類手段は、前記新規条件応
用命令が前記演算手段で演算できないオペランド等を含
む新規条件応用命令であることを判別する手段を含み、
該判別手段の判別に応じて前記応用命令プロセッサに前
記新規接点条件の算出を指示する指示手段と、前記応用
命令プロセッサから算出された前記新規接点条件を入力
して前記記憶手段に書き込む書き込み手段とを具えたこ
とを特徴とする。

〔作 用〕

本発明では前条件応用命令の前条件（新規接点条件）
は演算手段により算出され、記憶手段に自動的に記憶さ
れる。前条件応用命令の応用命令プロセッサによる実行
／非実行は、記憶手段の記憶情報に基いて、ビット演算
プロセッサの処理段階で判定手段により判定される。

この結果、従来では必要であった、応用演算プロセッ
サにより接点メモリから前条件を読出す処理およびこの
処理を応用演算プロセッサに実行させるプログラム命令
が不要となる。

さらに本発明では、インデックスのような、ビット演
算プロセッサでは処理できないオペランドを含む新規条
件応用命令は応用命令プロセッサにより実行した後、算
出された新規接点条件を、書き込み手段により記憶手段
に記憶するようにしたので、多種多様なオペランドを新
規条件応用命令の中に用いることができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。

第１図は本発明実施例のビット演算プロセッサ100の
主要部の回路構成を示す。

ビット演算部11は、ビット演算命令の演算，新規条件
の応用命令の中の新規接点条件の演算，新規接点条件の
ラッチ回路13への書き込みを行う。新規接点条件の書き
込みに際してビット演算部11は新規接点条件を示すオン
／オフの信号とともに書き込みタイミングを示すクロッ
ク信号を出力する。

記憶部20として用いるラッチ回路13にはＤ型フリップ
フロップが一例として用いられており、クロック信号を
受信したときにＤ端子に入力したオン／オフの新規接点
条件をＱ端子から保持出力する。ラッチ回路13はリセッ
ト信号の入力でＱ端子から保持出力している信号レベル
をオフ状態に初期値化する。リード／ライトコントロー
ル部12は後述の中央演算処理プロセッサ（CPU）１から
上記新規接点条件を受信したときに、ラッチ回路13に新
規接点条件を書き込む。

ラッチ回路13に記憶させる新規接点条件は通常状態に
おいてはビット演算部11により算出される。オア回路1
6,17はビット演算部11またはリードライトコントロール
部12のいずれか一方から出力される新規接点条件および
クロック信号をラッチ回路13に転送する。

応用命令の実行／非実行を判定する判定部14は、応用
命令分類部15から受信したシーケンス命令の分類および
識別の結果を示す信号に基き、CPU1のシーケンス命令の
実行／非実行を判定する。

なお、応用命令の中の前条件命令についてはラッチ回
路13に記憶された前条件、すなわち新規接点条件が参酌
される。

次にビット演算プロセッサ100を用いるプログラマブ
ルコントローラについて説明しておく。

第２図は本発明実施例におけるプログラマブルコント
ローラの概略のシステム構成を示す。

第２図において、CPU1,BP100,シーケンスプログラム
メモリ3,シーケンスデータメモリ４が共通バス５に接続
されている。

ここで、CPU1はBP100から実行を指示する旨の処理要
求信号を受信した後、シーケンスプログラムメモリ３に
記憶された実行対象のシーケンス命令を演算実行する。

シーケンスプログラムメモリ３は、ユーザにより作成
されたシーケンスプログラムを記憶する。シーケンスプ
ログラムはローダと呼ばれるプログラム入力装置（不図
示）から入力され、CPU1の動作制御の基にシーケンスプ
ログラムメモリ３に書き込まれる。

シーケンスデータメモリ４は、接点メモリとしての接
点の導通／非導通情報を記憶する。なおこの接点の導通
情報にはプログラマブルコントローラの制御対象となる
電子機器から送られる情報と、シーケンス命令の演算に
より定める情報とがある。

ビット演算プロセッサ本体２は第１図に示すビット演
算部11,リードライトコントロール部12,ラッチ回路13お
よび応用命令実行／非実行判定部14をチップ化したもの
である。応用命令分類部15にはデコーダを用いて、シー
ケンス命令のコードを規定のコードと比較（デコード）
することにより、後述の命令を検出する。またシーケン
ス命令が応用命令かビット演算命令かの分類を行う。応
用命令分類部15により検出する命令は新規条件命令と前
条件命令である。新規条件命令は接点に導通／非導通条
件を新規に設定するための応用命令である。

前条件命令は新規条件命令により設定された導通／非
導通条件によりCPU1の実行／非実行が定まる命令であ
り、この新規条件命令は前条件命令に一番近い前ステッ
プに位置することが条件となる。

新規条件命令の演算実行により、ある接点の導通条件
が設定されたとき、この導通条件が、例えば、導通（オ
ン）のときはCPU1により前条件命令が実行され、導通条
件がオフのときは上記前条件命令は実行されない。

このような構成におけるシーケンスプログラムの動作
を第３図に示すフローチャートに従って説明する。

第３図はビット演算プロセッサ100が行う動作の処理
手順を示す。

ビット演算プロセッサ100の命令読出し部100（不図
示）により実行の対象のシーケンス命令がシーケンスプ
ログラムメモリ３から読出される（ステップS1）。応用
命令分類部15はこのシーケンス命令をデコードすること
により命令の種類を識別する。応用命令分類部15からの
検出信号によりシーケンス命令がビット演算命令である
ことをビット演算プロセッサ本体２のビット演算部11が
検知すると、ビット演算部11がこのビット演算命令を実
行する（ステップS2→S10→S11）。

応用命令分類部15からの検出信号により、シーケンス
命令が新規条件の応用命令であることをビット演算部11
が検知すると、ビット演算部11はリセット信号を出力し
てラッチ回路13をリセットする。また、この応用命令の
実行の指示が応用命令実行／非実行判定部14からCPU1へ
送信される（ステップS22）。

この応用命令に基いて、CPU1において新規条件の応用
命令が実行され、演算の結果、算出された新規条件がCP
U1によりシーケンスデータメモリ４に書き込まれる。

一方、CPU1が新規条件の計算を行っている間、ビット
演算部11でも新規条件の算出が行われ、算出結果がラッ
チ回路13に保持記憶される（ステップS24）。

なお、ビット演算部11により算出された新規条件をCP
U1がシーケンスデータメモリ４に書き込むようにしても
よい。この場合はCPU1からの指示によりリードライトコ
ントロール部12がラッチ回路13に保持されている新規接
点条件を読出し、CPU1に転送する。

シーケンス命令が前条件の応用命令であったときに
は、応用命令分類部15からの検出信号に応じて応用命令
部実行／非実行判定部14はラッチ回路13に保持記憶され
ている前条件を読出す。

続いて、応用命令部実行／非実行判定部14において、
上記前条件の内容、すなわち、接点状態が導通／非導通
かによりCP1の実行の有無を決定する（ステップS25→S2
6）。

この決定結果が処理要求信号の形態でCPU1に伝えられ
る（ステップS27,S28）。

第４図に示すシーケンスプログラムをプログラマブル
コントローラが実行する場合、ビット演算プロセッサ10
0の指示により接点51に対する新規条件の応用条件がCU1
により実行され、シーケンスデータメモリ４に接点51の
接点条件が書き込まれる。このとき、この接点条件と同
じ条件がビット演算プロセッサ100のラッチ回路13に保
持される。次の前条件応用命令で、ビット演算プロセッ
サ100のラッチ回路13の保持情報に基いて判定部14がCPU
1に対して、この前条件命令の実行／非実行を指示す
る。

次の接点52に対する新規条件応用命令がビット演算プ
ロセッサ100により読出されたときは、ラッチ回路13の
保持内容がリセットされた後に、ビット演算部11により
算出された接点52の接点条件がラッチ回路11に保持され
る。以下、前条件の読出しに応じて、上述と同様にラッ
チ回路13の保持情報が前条件命令の実行／非実行の判定
に用いられる。このため、前条件の応用命令については
CPU1はシーケンスデータメモリ４から前条件を読出す必
要はなく、この処理時間だけ、従来よりも前条件の応用
命令の演算処理時間が短縮される。

シーケンスプログラム内に上述の新規条件の応用命令
および前条件の応用命令がある毎に、上述の手順が繰り
返し実行されるので、シーケンスプログラムを処理する
時間が大幅に短縮されることは明らかである。

さらに、前条件命令の中に新規設定条件の読出し指示
を命令する挿入作成するというオペレータの処理を不要
となるのでシーケンスプログラムの作成労力を軽減する
ことも可能となる。

本実施例の外に次の実施例を挙げることができる。

（１）本実施例ではラッチ回路13に記憶させる新規情報
をビット演算部11で演算している。けれどもビット演算
部11では処理できない命令、例えばインデックスをオペ
ランドとして新規条件の応用命令に用いたい場合は、応
用命令分類部15（判定手段）のデコードによりインデッ
クスを含む命令を識別し、判定部14（指示手段）の指示
によりCPU1に新規条件命令を実行させる。

次に新規接点条件の演算結果をCPU1からリード／ライ
トコントロール部12に送信し、リードライドコントロー
ル部12（書き込み手段）により新規接点条件の演算結果
をラッチ回路13に書き込むようにする。

前条件命令の実行／非実行の判定については上述した
ようにラッチ回路13の記憶情報に基いて判定部14により
行う。

（２）本実施例では本発明をデジタル回路で構成する例
を示しているが、ビット演算部11,リードライトコント
ロール部12,ラッチ回路13,応用命令実行／非実行判定
部，応用命令分類部15,オア回路16およびオア回路17を
ソフトウェア（システムプログラム）で構成し、論理演
算素子（ALU）によりこのソフトウェアを実行するよう
にしてもよいことは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明では、従来例のように前
条件命令による前条件を応用命令プロセッサにより接点
メモリから読出す必要がないので、前条件命令の数が多
い程、シーケンスプログラムの実行時間が従来例よりも
大幅に短縮される。さらには、記憶部に対して応用命令
プロセッサからもアクセス可能となるので、インデック
スをオペランドとして含む前条件命令を実行することが
できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例のビット演算プロセッサ100の主
要な回路の構成を示すブロック図、 第２図は本発明実施例のプログラマブルコントローラの
回路構成を示すブロック図、 第３図は第２図に示すビット演算プロセッサ100が実行
する処理の手順を示すフローチャート、 第４図は従来から用いられるシーケンスプログラムの一
例を示す説明図、 第５図は第４図に示すシーケンスプログラムに用いられ
るシーケンス命令の内容を示す説明図である。 １……CPU、 ２……ビット演算プロセッサ（B.P）、 ３……シーケンスプログラムメモリ、 ４……シーケンスデータメモリ、 11……ビット演算部、 12……リード／ライトコントロール部、 13……ラッチ回路、 14……判定部、 15……応用命令分類部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】実行対象のシーケンス命令が、新規接点条
   件を設定するための新規条件応用命令であるか、既に設
   定された該新規接点条件により応用命令プロセッサの実
   行または非実行を定める前条件応用命令であるかを識別
   して分類する応用命令分類手段と、 該応用命令分類手段により分類された前記新規条件応用
   命令に基づき、新たな新規接点条件を算出する演算手段
   と、 該演算手段により算出された前記新規接点条件を更新記
   憶する記憶手段と、 前記応用命令分類手段が、前記実行対象のシーケンス命
   令を前条件応用命令と分類したときには、前記記憶手段
   から読出した前記新規接点条件に基づき、当該シーケン
   ス命令の前記応用命令プロセッサでの実行または非実行
   を判定する判定手段を備え、 前記応用命令分類手段は、前記新規条件応用命令が前記
   演算手段で演算できないオペランド等を含む新規条件応
   用命令であることを判別する手段を含み、 該判別手段の判別に応じて前記応用命令プロセッサに前
   記新規接点条件の算出を指示する指示手段と、 前記応用命令プロセッサから算出された前記新規接点条
   件を入力して前記記憶手段に書き込む書き込み手段と 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
   のビット演算プロセッサ。