JP2613609B2 - プログラマブルコントローラのタイマ命令処理方式 - 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のタイマ命令処
理方式に関するものである。

［従来の技術］ 第10図はプログラマブルコントローラに於いてタイマ
命令の演算を行う際の使用メモリを説明する図面であ
り、使用メモリはプリセット時に設定値が設定されるタ
イマ経過値メモリＡと、１スキャン内に経過した時間
で、タイマ経過値メモリＡの値を１減ずるに至らなかっ
た端数の経過時間を記録しておくタイマ補助経過値メモ
リＢと、前記スキャン先頭より、現スキャン先頭までに
経過した時間を記録するタイマ演算経過時間メモリＣと
からなる、経過時間はタイマ割り込みにより計数カウン
トされるので、このエリアにはＫという数値（Ｋ回割り
込みが有ったことを示す）が入ることになる。

第９図は従来のタイマ命令の演算動作を演算動作を減
算動作に限って示している。

（ｉ），（ii），（iii），（iv）で構成されるルー
プ処理によって、第１回目のタイマ減算動作を行ってい
る。

つまり減算動作判定を行った後、Ｘレジスタにタイマ
演算経過時間メモリＣの内容を転送し、ｉにおいけて経
過時間と、タイマ基本時間（タイマ経過値を１減ずるべ
き基本時間）とを比較し、経過時間の方が大きければタ
イマ経過値メモリＡの経過値より１を減ずる（ii）。
（iii）において、経過値が０であればタイムアップ処
理を行い０で無ければ、経過時間＝Ｘレジスタよりタイ
マ基本時間を減じて、（ｉ）の処理に戻る。（ｉ）では
最終的にＸの内容がタイマ基本時間より小さくなった場
合にｖ）以降の処理へ移る。

（ｖ）以降の処理では経過値を減ずるに至らなかっ
た、経過時間の端数処理を行う。タイマ補助経過値メモ
リＡには予めタイマのプリセット処理部で、タイマ基本
時間分の値がセットされている。

つまり（ｖ）ではタイマ補助経過値メモリＢの値から
経過時間端数の減算を行い、タイマ補助経過値メモリＢ
に再セットする。（vii）で経過値を減じ、（viii）
で、経過値＝０かを判定し、０ならタイムアップ処理へ
移行し、０以外ならタイマ補助経過値メモリＢにタイマ
基本時間を加算して、タイマ補助経過値メモリＢに再セ
ットする。このような処理により、経過時間の端数が累
積されて減算されるので、精度高く演算可能となる。

［発明の解決しようとする課題］ 第９図、第10図における従来のプログラマブルコント
ローラにおけるタイマ命令の処理では（ｉ）〜（iv）に
示されるループ処理があるため処理時間がループ回数だ
け増幅され、且つループ処理は容易にハードウェア化で
きないという欠点が有った。

本発明は上述の問題点に鑑みで為されたもので、高精
度且つ高速にタイマ演算が行えるプログラマブルコント
ローラのタイマ命令処理方式を提供することを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明のタイマ命令処理方式では高精度で且つ高速の
タイマ演算機能を持たすために第１図に示すようにCPU1
と、メモリ2a,2bと、タイマユニット３とを少なくとも
有し、論理演算、タイマ命令演算等の演算機能を持つプ
ログラマブルコントローラにおいて、タイマ演算用のタ
イマ経過値エリアと、タイマ経過値エリアの経過値から
１減ずるに至らない端数を格納する高精度演算用のタイ
マ補助経過値エリアと、前スキャンの経過時間エリアと
をメモリに設け、単位経過値を２のｎ乗×単位経過時間
の関係に設定し、前回の経過時間の端数をタイマ補助経
過値エリアから読み出してタイマ演算時に経過時間エリ
アから読み出した経過時間に加算し、該加算された値と
上記２のｎ乗から１減じた値との論理積をとってタイマ
補助経過値エリアに格納し、上記経過時間に端数を加算
した値をｎビットシフトして該値をタイマ経過値から減
算する演算機能をCPUユニットに備えたことを特徴とす
る。

［作用］ まずタイマ命令処理では、CPUユニット１で減算動作
判定がなされると単位経過値を２のｎ乗×単位経過時間
の関係に設定しているので、前回の経過時間の端数をタ
イマ補助経過値エリアから読み出してタイマ演算時に経
過時間エリアから読み出した経過時間に加算し、該加算
された値と上記２のｎ乗から１減じた値との論理積をと
ってタイマ補助経過値エリアに格納し、上記経過時間に
端数を加算した値をｎビットシフトして該値をタイマ経
過値から減算することにより、高精度でかつ高速のタイ
マ命令の処理が行えるのである。

［実施例］ 本発明に用いるプログラマブルコントローラは第１図
の構成を基本としており、ROMからなるメモリ2aにはプ
ログラマブルコントローラとして動作を行うためのシス
テムプログラム等を格納し、RAMからなるメモリ2bには
命令の一時格納や、データのエリアを設けている。

第２図はタイマ演算機能の処理を示す一実施例のフロ
ーチャートを示しており、（ｉ）において、CPUユニッ
ト１で減算動作判定がなされると、（ii）にてRAMから
なるメモリ2bに設けた経過時間エリアからCPUユニット
１内のＸレジスタにタイマ演算用の経過時間を読出し、
更に（iii）にて経過時間に高精度演算用のメモリ2b内
に補助経過値エリアの内容を加え、次いで（iv）におい
て、この加算結果と２のｎ乗−１のデータとの論理積を
とる。

これは（ｖ）で減算値を求める場合に右へｎビットシ
フトするので、この時切り捨てられるビットを取り出
し、メモリ2b内の補助経過値にエリアに設定するための
ものである。

さて（ｖ）ではＸレジスタの内容を右へｎビットシフ
トさせ、減算値を求める。このｎビットシフトするのは
２のｎ乗×（単位経過時間）＝単位経過値の関係に経過
時間の単位と経過値の単位の関係を設定していることに
より可能となる。例えば経過値の単位を100msecとし、
ｎ＝２とした場合、単位経過時間＝25msecになっていな
ければ成らない。

次に（vi）においては（ｖ）で求めた減算値を経過値
より減算して、この減算値をメモリ2bのタイマ経過値エ
リアに格納し、（vii）においてタイマ経過値が０以下
であるかどうかを判定して、タイムアップ処理又は後処
理を行うのである。

ところで、本実施例では応用命令を以下のように処理
している。第３図は通常のプログラマブルコントローラ
の処理のフローチャートで、I/Oリフレッシュ−を
行い、次にシーケンス論理演算や応用命令処理を実行処
理部−にて行い、更に周辺処理を−で行ってい
る。

第４図は実行処理部の基本フローチャートを示してお
り、このフローチャートでは命令の読み出し−、判
定−、応用命令処理−、シーケスン演算処理
−を行っている。

第５図は応用命令の命令書式例を示しており、命令コ
ード、オペランド１…からなり、最終オペランドｎで処
理中であることを知らせるための内部リレーを指定する
ような構成になっている。第６図、第７図は時分割・一
定時間実行方式のフローチャートである。

第６図は命令のオペランドを読み出し、処理中内部リ
レーのデータを読み出して、処理中であるかどうかを判
定し−、処理中でなければCPUユニット１のシステ
ムスタックポイントをメモリ2bに退避して当該応用命令
専用のスタックエリアに移し−、処理中フラグ（内
部リレー）をオンし−、最大許可時間を設定メモリ
より読み出し、実行時間監視用のタイマユニット３に設
定して起動させる。次にCPUユニット１の時間監視タイ
マ（１ショットタイマ）からの割り込み許可設定を行う
−。

このようにしておけば、次の機能処理中−に設定
時間が経過すれば、CPUユニット１へ割り込みが発生
し、時間監視タイマの割り込み処理部へ処理が移り、そ
の中で中断処理を行うことによって、一定時間処理を実
現できる。

第７図はその監視タイマ割り込み処理部−のフロ
ーチャートを示し、割り込み発生時のCPUユニット１の
全レジスタを応用命令専用の退避エリアへ退避−
し、実行時間監視タイマ割り込みを禁止する−。

当該応用命令用のスタックポインタの内容をメモリ2b
に退避し、スタックポインタに退避しておいたシステム
スタックの値を復帰後−、シーケンス演算用プログ
ラムカウンタを進めて−、実行処理部のフローチャ
ートの−に移行する。このような処理によれば割り
込みによるスタックの変化はシステムスタックに影響し
ない。

またレジスタ類の退避も専用のエリアに行うので、シ
ステムのスタックには影響を与えない。次に−でも
し処理中であった場合には最大許可時間設定メモリより
読み出して時間監視タイマの起動を行い、CPUユニット
１への時間監視タイマの割り込みを許可する−。次
にシステムスタックのポインタの値をメモリに退避し、
当該応用命令専用のスタックポインタをメモリ２より復
帰することにより、全レジスタの内容を復帰し−，
−、前回中断した処理アドレスより処理を再開す
る。

第８図は上述のメモリの使用状態を示す図面である。

［発明の効果］ 本発明はCPUユニットと、メモリと、タイマユニット
を少なくとも有し、論理演算、タイマ命令演算等の演算
機能を持つプログラマブルコントローラにおいて、タイ
マ演算用のタイマ経過値エリアと、高精度演算用のタイ
マ補助経過値エリアと、前スキャンの経過時間エリアと
を設け、経過値の単位を２のｎ乗×単位経過時間の関係
に設定してあるので従来のようにループ処理を行うこと
なく減算値が算出可能であり、また前回の経過時間の端
数をタイマ演算時に経過時間に加算するので、特別の処
理を必要とせず、そのため処理時間が短く、且つ一定の
タイマ命令を実現でき結果容易にハードウェア化可能
で、また高速、高精度のタイマ命令を備えたプログラマ
ブルコントローラのタイマ命令処理方式が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のプログラマブルコントローラの回路ブ
ロック、第２図は本発明の一実施例のフローチャート、
第３図はプログラマブルコントローラの基本的なフロー
チャート、第４図は同上の実行部の処理のフローチャー
ト、第５図は同上の応用命令の構成の説明図、第６図は
同上の処理のフローチャート、第７図は監視タイマ割り
込み処理のフローチャート、第８図はメモリの使用説明
図、第９図は従来例のタイマ演算動作のフローチャー
ト、第10図は同上のメモリの使用説明図である。 １……CPUユニット、2a,2b……メモリ、３……タイマユ
ニットである。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】CPUユニットと、メモリと、タイマユニッ
   トとを少なくとも有し、論理演算、タイマ命令演算等の
   演算機能を持つプログラマブルコントローラにおいて、
   タイマ演算用のタイマ経過値エリアと、タイマ経過値エ
   リアの経過値から１減ずるに至らない端数を格納する高
   精度演算用のタイマ補助経過値エリアと、前スキャンの
   経過時間エリアとをメモリに設け、単位経過値を２のｎ
   乗×単位経過時間の関係に設定し、前回の経過時間の端
   数をタイマ補助経過値エリアから読み出してタイマ演算
   時に経過時間エリアから読み出した経過時間に加算し、
   該加算された値と上記２のｎ乗から１減じた値との論理
   積をとってタイマ補助経過値エリアに格納し、上記経過
   時間に端数を加算した値をｎビットシフトして該値をタ
   イマ経過値から減算する演算機能をCPUユニットに備え
   たことを特徴とするプログラマブルコントローラのタイ
   マ命令処理方式。