JP2810578B2 - プログラマブルコントローラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば工場内の生産
ラインなどに用いられ、押しボタンスイッチやリミット
スイッチなどの外部入力機器の状態に基づいて、モー
タ、ソレノイドなどの外部出力機器の制御を行うプログ
ラマブルコントローラに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、プログラマブルコントローラ
において用いられているタイマ命令は、図８に示すラダ
ー図で表され、対応するプログラムは図９に示されてい
る。図８および図９に示されるプログラムを実行した場
合、接点番号「００２００」のたとえば押しボタンスイ
ッチのオン状態が検出されると、タイマ番号「０１」の
タイマ回路の計時動作が開始され、計時動作が終了した
時点で接点番号「００６００」に対応する外部出力機器
がオン状態とされる。

【０００３】計時動作は、設定値「０１００」から１ず
つ減算して「０」に達した時点で終了するようにしても
よいし、「０」から１ずつ加算して設定値「０１００」
に達した時点で終了するようにしてもよい。なお、タイ
マ回路は、外部にハードウエアとして実際に構成しても
よいし、内部でソフトウエア的に構成してもよい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図２は、プログラマブ
ルコントローラに用いられるメモリの構成を示す図であ
り、図２（２）はデータ用メモリの一部の構成を示す図
である。前記図９に示されるプログラムのタイマ番号を
有するタイマ回路の動作状態は、図２（２）に示される
データメモリ内のアドレス「コ１６００」〜「コ１７７
７」（アドレスは、８進数で表す）が与えられているＴ
／Ｃ（タイマ／カウンタ）接点領域内に格納されてお
り、対応するタイマ回路の現在値はデータメモリ内のア
ドレス「ｂ００００」〜「ｂ１７７７」が与えられてい
る領域に格納されている。またタイマ回路の初期値であ
る設定値は、図９に示すようにプログラム内、すなわち
プログラムメモリ内に格納されている。

【０００５】したがって、データメモリのメモリ空間内
でタイマ命令に利用できる領域が限定されているため、
使用できるタイマ点数に制限がある。さらに、前述した
ように命令の構成要素であるタイマ番号やタイマの現在
値などはデータメモリ内の予め定められた領域に割当て
られているため、プログラマブルコントローラのユーザ
ーが任意に変更することが不可能である。

【０００６】本発明の目的は、タイマ命令の使用点数を
増やすことができるプログラマブルコントローラを提供
することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、（ａ）外部入
力機器および外部出力機器に、相互に異なる接点番号が
それぞれ割当てられ、 （ｂ）プログラム用メモリであって、予め定める基本命
令語と該基本命令語の実行対象を示す接点番号とで構成
される複数の命令と、計時動作を指示するタイマ命令語
と計時動作の設定値を格納するデータ用メモリの設定値
アドレスと計時動作の現在値を格納するデータ用メモリ
の現在値アドレスと計時動作後に動作させる実行対象の
接点番号を格納するデータ用メモリの接点アドレスとで
構成されるタイマ用応用命令とからなるプログラムをス
トアするプログラム用メモリと、 （ｃ）前記接点番号毎に前記外部入力機器および外部出
力機器を含む実行対象の動作状態と、計時動作の設定値
と、計時動作の現在値と、計時動作後に動作させる実行
対象の接点番号とをストアするデータ用メモリと、 （ｄ）前記プログラム用メモリから前記命令を順番に読
出す読出し手段と、 （ｅ）時間の経過を計測するハードウエア手段と、 （ｆ）外部入力機器および外部出力機器が接続され、読
出し手段の出力に基づいて、読出した命令を解析し、命
令に対応する演算を実行する処理手段であって、ハード
ウエア手段の出力に応答して、予め定める時間毎に、タ
イマフラグの初期化動作とタイマフラグを立てる動作と
を繰返し、読出し手段によってタイマ命令語が読出され
たとき、タイマ用応用命令の処理を行うサブルーチンを
実行し、このタイマ用応用命令のサブルーチンを実行す
るときは、データ用メモリの設定値から前記タイマフラ
グの前記各動作の状態に対応して計時動作を行って現在
値を書換え、現在値が予め定める値に到達して計時動作
を終了した後に、前記接点番号の動作状態を書換える処
理手段とを含むことを特徴とするプログラマブルコント
ローラである。

【０００８】

【作用】本発明に従えば、複数の外部入力機器および複
数の外部出力機器にはそれぞれ異なる接点番号が与えら
れており、データ用メモリには接点番号をアドレスとし
て前記複数の外部機器の動作状態がストアされ、プログ
ラム用メモリにストアされるプログラムに基づいて外部
入力機器の動作状態を検出し、その検出状態に応じて外
部出力機器を制御する。すなわち、読出し手段によって
プログラム用メモリから命令が順番に読出されて処理手
段に与えられる。処理手段は、命令を構成する基本命令
語と該基本命令語の実行対象の接点番号とを解析し、そ
の解析結果に基づいて、命令に対応する演算を実行す
る。演算とは、たとえば基本命令が入力命令であればそ
の命令内の接点番号に対応する外部入力機器の動作状態
をデータ用メモリから読出し、また出力命令であればそ
の命令内の接点番号に対応する外部出力機器の動作状態
を前記データ用メモリ上において書換える。

【０００９】本発明のプログラマブルコントローラで
は、プログラム用メモリに、新たにタイマ用応用命令が
設定される。タイマ用応用命令は、計時動作を指示する
タイマ命令語と、計時動作の設定値を格納するデータ用
メモリの設定値アドレスと、計時動作の現在値を格納す
るデータ用メモリの現在値アドレスと、計時動作後に動
作させる実行対象の接点番号を格納するデータ用メモリ
の接点アドレスとからなる。また前記データ用メモリに
は、前記タイマ用応用命令実行時に読出される設定値、
現在値、接点番号をストアする領域が確保される。この
領域を広く確保することによって、タイマ用応用命令の
使用点数を増やすことができる。

【００１０】実行手段は、タイマ用応用命令を実行する
ときは、その命令によって指定されるデータ用メモリの
領域を利用して計時動作を行い、計時動作終了後に前記
命令によって指定される接点番号のデータ用メモリの動
作状態を、たとえばオン状態に書換える。

【００１１】このように、新たなタイマ用応用命令を設
定し、かつその応用命令の実行に必要な領域をデータ用
メモリに確保しているので、予め設定される基本タイマ
命令と同様に演算によって計時動作を実行することがで
きる。また、前述したようにタイマ用応用命令の実行に
必要な設定値や現在値などの数値はデータ用メモリ内の
任意の領域に確保されるので、データ用メモリの容量が
許す限り、タイマ用応用命令の使用点数を増やすことが
できる。タイマ用応用命令は、プログラム用メモリに後
述のようにストアされ、このタイマ用応用命令は、タイ
マ命令後と設定値アドレスと現在値アドレスと接点アド
レスとから成り、したがってこのようなタイマ用応用命
令のストアのために必要なプログラム用メモリの容量は
それ程大きくする必要がない。ハードウエア手段によっ
て時間の経過を計測し、処理手段は、このハードウエア
手段の出力によって、予め定める時間（たとえば０．１
ｓｅｃ）毎に、タイマフラグＴ ＦＬＡＧを初期化した
り立てたりする各動作を繰返し、したがってサブルーチ
ンが増加しても、このハードウエア手段を共用し、その
タイマフラグＴＦＬＡＧを共用することができる。タイ
マ用応用命令ＲＴＭＲのサブルーチンが、処理手段によ
って実行され、このタイマ用応用命令のサブルーチンの
実行時に、前記タイマフラグの前記各動作、すなわち初
期化動作とタイマフラグを立てる動作との状態に対応し
て、たとえば後述のように設定値から１ずつ減算し、こ
のようにして時間経過を判断する構成が実現される。こ
れによってたとえば現在値アドレスを複数設定して複数
種類のタイマを構成することが容易に可能である。

【００１２】

【実施例】図１は、本発明の一実施例であるプログラマ
ブルコントローラ１の基本的構成を示すブロック図であ
る。プログラマブルコントローラ１は、装置全体を制御
するＣＰＵ（中央演算処理装置）２と、プログラムを格
納するプログラム用メモリ３と、後述する外部機器の動
作状態をストアする領域や、前記プログラム実行時に使
用されるワークエリアなどが設定されるデータ用メモリ
４と、外部入力機器７が接続され、外部入力機器７から
の入力信号をＣＰＵ２に与える入力回路５と、外部出力
機器８が接続され、ＣＰＵ２からの出力信号を外部出力
機器８に与える出力回路６とを含んで構成される。前記
外部入力機器７は、押しボタンスイッチ、リミットスイ
ッチ、圧力スイッチ、近接スイッチなどで実現される。
前記外部出力機器８は、ソレノイド、ランプ、モータな
どで実現される。

【００１３】図２は、図１に示すプログラマブルコント
ローラ１が備えるメモリの構成を示す図である。メモリ
は、１６ＫＢまたは６４ＫＢ（キロバイト）を１ファイ
ルとし、１６ファイルで構成される。図１に示すプログ
ラム用メモリ３は、図２（１）に示されるファイル番号
「＃８」〜「＃９」の２つのファイルで構成される。ま
たデータ用メモリ４は、図２（１）に示されるファイル
番号「＃０」〜「＃７」，「＃Ｃ」〜「＃Ｆ」の１２個
のファイルで構成される。

【００１４】データ用メモリ４を構成する１６ＫＢのフ
ァイル番号「＃０」のメモリの具体的な構成が図２
（２）に示されている。ファイル番号「＃０」のデータ
メモリは、Ｉ／Ｏ（入出力）リレーの動作状態、すなわ
ちオン状態であるかオフ状態であるかを格納する２５６
Ｂ（バイト）のＩ／Ｏリレー領域と、補助リレーの動作
状態をストアする１９２Ｂの補助リレー領域と、キープ
リレーの動作状態をストアする６４Ｂのキープリレー領
域と、汎用リレーの動作状態をストアする３８４Ｂの汎
用リレー領域と、Ｔ／Ｃ（タイマ／カウンタ）接点の動
作状態をストアする１２８ＢのＴ／Ｃ接点領域と、Ｔ／
Ｃの現在値をストアする１０２４ＢのＴ／Ｃ現在値領域
と、レジスタのレジスタ値をストアする６１４４Ｂのレ
ジスタ領域と、８１９２Ｂのワーキングエリア、システ
ムメモリ、およびその他のシステム予約領域とで構成さ
れる。

【００１５】ファイル番号「＃Ｃ」〜「＃Ｅ」のメモリ
はコメントメモリとして用いられる。またファイル番号
「＃Ｆ」のメモリは、２つのＣＰＵから相互にアクセス
可能な２−ポートＲＡＭである。

【００１６】プログラマブルコントローラ１には、複数
の外部入力機器７および複数の外部出力機器８が接続さ
れ、各外部機器にはそれぞれ異なる接点番号が与えられ
ており、データ用メモリ４には接点番号をアドレスとし
て、前記外部入力機器７および外部出力機器８の動作状
態がストアされ、プログラム用メモリ３にストアされる
プログラムに基づいて外部入力機器７の動作状態を検出
し、その検出状態に応じて外部出力機器８を制御する。

【００１７】すなわち、読出し手段であるＣＰＵ２によ
ってプログラム用メモリ３から命令が順番に読出され、
解析手段であるＣＰＵ２は命令を構成する基本命令語と
該基本命令語の実行対象であるたとえば外部機器の接点
番号とを解析し、実行手段であるＣＰＵ２はその解析結
果に基づいて命令に対応する演算を実行する。演算と
は、たとえば基本命令語が入力命令「ＳＴＲ」であれ
ば、その命令内の接点番号に対応する外部入力機器７の
動作状態をデータ用メモリ４から読出し、また出力命令
「ＯＵＴ」であれば、その命令内の接点番号に対応する
外部出力機器８の動作状態をデータ用メモリ４上におい
て書換える。

【００１８】プログラマブルコントローラ１には、基本
命令語として計時動作を指示するタイマ命令が設定され
ている。このタイマ命令は、たとえば外部入力機器７の
１つである押しボタンスイッチがオン状態となってから
予め定める時間経過後に外部出力機器８の１つであるモ
ータを駆動させる場合などに用いられる。

【００１９】しかしながら、このタイマ命令に使用され
る領域は、前述の従来の技術において説明したのと同様
に、図２（２）に示されるファイル番号「＃０」のデー
タメモリ内のアドレス「コ１６００」〜「ｂ１７７７」
の領域に限定されており、プログラム中におけるタイマ
命令の使用点数には限度がある。したがって、本発明の
プログラマブルコントローラ１では、計時動作を指示す
るための新たなタイマ用応用命令を設定している。

【００２０】図３は、本発明において新たに設定された
タイマ用応用命令を用いたラダー図であり、図４は図３
に示すラダー図に対応するプログラムを格納したプログ
ラム用メモリ３の内容を示す図である。本発明における
タイマ用応用命令は、命令語「ＲＴＭＲ」と、設定値ア
ドレスと、現在値アドレスと、接点アドレスとで構成さ
れる。設定値アドレスとは、該タイマ用応用命令の計時
動作の初期値である設定値が格納されるデータ用メモリ
４のアドレスを示す。現在値アドレスとは、該タイマ用
応用命令の実行時における計時動作の現在値が格納され
るデータ用メモリ４のアドレスを示す。接点アドレスと
は、該タイマ用応用命令の計時動作終了後にオン状態と
される接点（実行対象）の接点番号が格納されるデータ
用メモリ４のアドレスを示す。

【００２１】図５は、前記タイマ用応用命令に関連する
設定値、現在値、接点番号が格納されるデータ用メモリ
４の内容を示す図である。前記図３および図４に示すタ
イマ用応用命令においては、設定値アドレスは「０９１
００」であり、図５に示すように設定値として「１５０
０」が格納されている。また現在値アドレスは「１９１
００」であり、図５に示すように現在値として「１３２
１」が格納されている。さらに同様に接点アドレスは
「２９１００」であり、接点番号として「０６０００」
が格納されている。

【００２２】前述の図３および図４に示されるプログラ
ムを実行した場合、接点番号「００２００」のたとえば
押しボタンスイッチがオン状態とされると、タイマ用応
用命令「ＲＴＭＲ」に基づく計時動作が開始され、設定
値アドレスに格納される設定値に基づく計時動作が終了
すると、接点アドレスに格納される接点番号「０６００
０」の動作状態がオン状態に書換えられ、その後、接点
番号「０６０００」がオン状態であることが検出される
と接点番号「００５００」の外部出力機器８のたとえば
モータが駆動される。

【００２３】図６および図７は、プログラマブルコント
ローラ１の動作を説明するフローチャートである。ステ
ップａ１においてＣＰＵ２はプログラム用メモリ３から
命令を読出す。ステップａ２では読出した命令がタイマ
用応用命令「ＲＴＭＲ」であるかどうかを判断し、判断
が肯定の場合はステップａ３において後述する図７に示
される応用命令「ＲＴＭＲ」の処理を行うサブルーチン
を呼出す。ステップａ２において判断が否定の場合は、
そのままステップａ４に進む。

【００２４】ステップａ４ではＣＰＵ２内に設定される
タイマフラグＴＦＬＡＧの初期化（「０」に設定）が行
われ、ステップａ５では前記タイマフラグＴＦＬＡＧの
初期化から０．１ｓｅｃ経過したかどうかが判断され
る。０．１ｓｅｃが経過した場合は、ステップａ６にお
いてＣＰＵ２はタイマフラグＴＦＬＡＧを立てる
（「１」に設定）。ステップａ５において０．１ｓｅｃ
経過していない場合はステップａ７に進み、読出した命
令に対応する処理を実行する。

【００２５】ここで、前記タイマフラグＴＦＬＡＧは、
計時動作の最小単位時間である０．１ｓｅｃが経過した
かどうかを表すフラグであり、時間の経過はハードウエ
アの方で一定時間毎にパルスを送出して計測するものと
する。

【００２６】続いて図７を参照して、図６のステップａ
３において呼出されるサブルーチンを説明する。ステッ
プｂ１では、設定値アドレスによって示されるデータ用
メモリ４の内容を設定値としてＣＰＵ２内の設定値バッ
ファに格納する。すなわち、前述の図３〜図５に示すプ
ログラムでは設定値アドレス「０９１００」によって示
されるデータ用メモリ４の内容「１５００」を設定値と
して格納する。

【００２７】ステップｂ２では、現在値アドレスによっ
て示されるデータ用メモリの内容をＣＰＵ２内に設定さ
れる現在値バッファに現在値として格納する。すなわち
現在値アドレス「１９１００」によって示されるデータ
用メモリ４の内容「１３２１」を現在値として格納す
る。

【００２８】ステップｂ３では、接点アドレスによって
示されるデータ用メモリ４の内容をＣＰＵ２内に設定さ
れる接点バッファに接点番号として格納する。すなわ
ち、接点アドレス「２９１００」によって示されるデー
タ用メモリの内容「０６０００」を接点番号として格納
する。

【００２９】ステップｂ４では、スタート入力、ここで
は接点番号「００２００」がオン状態であるかどうかを
判定する。判断が肯定の場合は計時動作中であるので、
ステップｂ５において格納した現在値が「０」であるか
どうかが判断される。現在値が「０」の場合は計時動作
が終了したときであり、ステップｂ６に進み、前述のス
テップｂ３において格納した接点番号に対応する接点を
データ用メモリ４においてオン状態とし、サブルーチン
を終了する。

【００３０】ステップｂ４において判断が否定の場合は
計時動作が開始されていないときであり、ステップｂ７
に進み、ステップｂ１において格納した設定値を現在値
バッファに代入する。続いてステップｂ８では、接点バ
ッファに格納した接点番号に対応する接点をデータ用メ
モリ４においてオフ状態とし、サブルーチンを終了す
る。

【００３１】ステップｂ５において判断が否定の場合、
すなわち前述の図５に示すように、現在値がたとえば
「１３２１」である場合は計時動作中であり、ステップ
ｂ９において、前記タイマフラブＴＦＬＡＧが立ってい
るかどうかを判断する。タイマフラブＴＦＬＡＧが立っ
ていない場合はサブルーチンを終了し、立っている場合
はステップｂ１０において現在値バッファに格納されて
いる現在値から「１」を減算し、その減算結果を現在値
アドレスによって示されるデータ用メモリ４の領域に書
込む。すなわち「１３２１」から「１」が減算され、そ
の結果、現在値として「１３２０」が新たに現在値アド
レス「１９１００」で示されるデータ用メモリ４に現在
値として格納される。

【００３２】以上のように本実施例によれば、新たなタ
イマ用応用命令「ＲＴＭＲ」を設定し、かつ前記タイマ
用応用命令の実行に必要な設定値、現在値、接点番号な
どのデータをデータ用メモリ４に確保したので、従来か
ら用いられている基本タイマ命令と同様に演算によって
計時動作を実行することができる。また、前記タイマ用
応用命令に必要とされるデータをデータ用メモリ４に新
たに確保するようにしたので、データ用メモリ４の容量
が許す限り、１プログラム内におけるタイマ命令の使用
点数を増やすことができる。

【００３３】また、たとえば単にタイマ命令に使用され
る現在値などを格納しているデータ用メモリ４のＴ／Ｃ
接点領域やＴ／Ｃ現在値領域を拡大することによって、
タイマ命令の使用可能点数を増加させると、領域の拡大
前に用いていたプログラムとの互換性がとれなくなる
が、本発明のプログラマブルコントローラ１においては
従来から用いられていたプログラムをそのまま用いるこ
とができ、互換性が保持される。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、プログラ
ム用メモリに、新たなタイマ用応用命令を設定し、かつ
そのタイマ用応用命令の実行に必要な領域をデータ用メ
モリに確保しているので、従来から用いられている予め
設定された基本タイマ命令と同様に演算によって計時動
作を実行することができる。また、前述したようにタイ
マ用応用命令の実行に必要な設定値や現在値などの数値
はデータ用メモリ内の任意の領域に確保されるので、デ
ータ用メモリの容量が許す限り、タイマ用応用命令の使
用点数を増やすことができる。本発明では、タイマ用応
用命令がプログラム用メモリにストアされており、この
タイマ用応用命令は、タイマ命令語と計時動作の設定値
と計時動作の現在値と計時動作後に動作させる実行対象
の接点番号とから成り、したがってプログラム用メモリ
の容量をそれ程大きくする必要がない。処理手段は、ハ
ードウエア手段の時間経過を計測する出力に応答して、
予め定める時間（たとえば前述のように０．１ｓｅｃ）
毎に、タイマフラグＴ ＦＬＡＧを初期化しまたはタイ
マフラグを立てる各動作を繰返し、このタイマフラグを
利用してタイマ用応用命令のサブルーチンの実行を行う
ので、タイマフラグＴＦＬＡＧをサブルーチンに共用す
ることができる。また現在値アドレスを複数設定して、
複数種類のタイマを実現することが容易に可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるプログラマブルコント
ローラ１の基本的構成を示すブロック図である。

【図２】プログラマブルコントローラ１に備えられるメ
モリの構成を示す図である。

【図３】本発明において新たに設定したタイマ用応用命
令を用いたラダー図である。

【図４】図３に示すラダー図に対応するプログラムを格
納したプログラム用メモリ３の内容を示す図である。

【図５】本発明におけるタイマ用応用命令に用いられる
データ用メモリ４の構成を示す図である。

【図６】プログラマブルコントローラ１の動作を説明す
るフローチャートである。

【図７】図６のステップａ３において呼出されるサブル
ーチンプログラムを説明するフローチャートである。

【図８】従来のプログラマブルコントローラにおけるタ
イマ命令に基づくラダー図である。

【図９】図８に示すラダー図に基づくプログラムを格納
したプログラム用メモリの内容を示す図である。

【符号の説明】

１ プログラマブルコントローラ ２ ＣＰＵ ３ プログラム用メモリ ４ データ用メモリ ５ 入力回路 ６ 出力回路 ７ 外部入力機器 ８ 外部出力機器

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）外部入力機器および外部出力機器
   に、相互に異なる接点番号がそれぞれ割当てられ、 （ｂ）プログラム用メモリであって、 予め定める基本命令語と該基本命令語の実行対象を示す
   接点番号とで構成される複数の命令と、 計時動作を指示するタイマ命令語と計時動作の設定値を
   格納するデータ用メモリの設定値アドレスと計時動作の
   現在値を格納するデータ用メモリの現在値アドレスと計
   時動作後に動作させる実行対象の接点番号を格納するデ
   ータ用メモリの接点アドレスとで構成されるタイマ用応
   用命令とからなるプログラムをストアするプログラム用
   メモリと、 （ｃ）前記接点番号毎に前記外部入力機器および外部出
   力機器を含む実行対象の動作状態と、計時動作の設定値
   と、計時動作の現在値と、計時動作後に動作させる実行
   対象の接点番号とをストアするデータ用メモリと、 （ｄ）前記プログラム用メモリから前記命令を順番に読
   出す読出し手段と、 （ｅ）時間の経過を計測するハードウエア手段と、 （ｆ）外部入力機器および外部出力機器が接続され、読
   出し手段の出力に基づいて、読出した命令を解析し、命
   令に対応する演算を実行する処理手段であって、 ハードウエア手段の出力に応答して、予め定める時間毎
   に、タイマフラグの初期化動作とタイマフラグを立てる
   動作とを繰返し、 読出し手段によってタイマ命令語が読出されたとき、タ
   イマ用応用命令の処理を行うサブルーチンを実行し、こ
   のタイマ用応用命令のサブルーチンを実行するときは、
   データ用メモリの設定値から前記タイマフラグの前記各
   動作の状態に対応して計時動作を行って現在値を書換
   え、現在値が予め定める値に到達して計時動作を終了し
   た後に、前記接点番号の動作状態を書換える処理手段と
   を含むことを特徴とするプログラマブルコントローラ。