JP2848762B2

JP2848762B2 - データ授受システムおよびその方法

Info

Publication number: JP2848762B2
Application number: JP18393893A
Authority: JP
Inventors: 毅小林
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1993-07-26
Filing date: 1993-07-26
Publication date: 1999-01-20
Anticipated expiration: 2014-01-20
Also published as: JPH0736370A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ＦＡコントローラと
プログラマブルコントローラ間におけるデータ処理にお
いて、要求エリアと応答エリアのサイズや使用状況を管
理する管理エリアと、該管理エリアの各情報に基づいて
要求エリアと応答エリアを管理する共通記憶装置を用い
て、データの授受を効率よく行うデータ授受システムお
よびその方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ベルトコンベア上を製品（ワーク）が流
れていくような生産ラインにおいては、プログラマブル
コントローラが設備中に複数台設置され、それぞれ機械
制御や部品のカウント等を実行している。これらのプロ
グラマブルコントローラは、ネットワークにより接続さ
れ、相互にリアルタイムでデータを授受し、ライン全体
としての制御を実現している。リアルタイムでデータを
授受することは、生産ラインでは必要不可欠の機能であ
り、もし、リアルタイムでデータの授受ができない場合
には、例えば、ある部品が欠品となってもワークの流れ
が止まらず、欠品のままの状態で製品が次工程に流れて
しまうという好ましくない事態が発生する。

【０００３】ＦＡコントローラは、上記のようなプログ
ラマブルコントローラにより構成されたネットワークの
統括管理を行うもので、生産ラインの工程制御、設備監
視等を実行する。例えば、段取り情報に基づいて、各プ
ログラマブルコントローラへシーケンスプログラムをダ
ウンロードしたり、各プログラマブルコントローラから
生産情報や故障情報等を収集し、複数のプログラマブル
コントローラ間における同期を取る等の制御を実行す
る。このようにＦＡコントローラは、各プログラマブル
コントローラのデータを常に監視し、作業工程の変更や
機械の故障に対して迅速に対応する必要がある。加え
て、ＦＡコントローラとプログラマブルコントローラの
間におけるデータ授受は通信頻度が高く、かつ、高速で
ある。

【０００４】このような要求に対して、従来、ＦＡコン
トローラとプログラマブルコントローラとの間におい
て、データの授受を行う方式の１つとして、プログラマ
ブルコントローラをボード化し、ＦＡコントローラのオ
プションスロット（外部バススロット）に装着する方式
が知られている。この方式にあっては、ＦＡコントロー
ラとプログラマブルコントローラとのインターフェース
は、プログラマブルコントローラ上にある共有記憶装置
を介して実行される。プログラマブルコントローラは、
他の複数のプログラマブルコントローラとネットワーク
により接続され、各プログラマブルコントローラとデー
タの授受を行いながらシーケンスプログラムを実行す
る。ＦＡコントローラは、プログラマブルコントローラ
が持つネットワーク上におけるプログラマブルコントロ
ーラのデータにアクセスする場合と、ネットワークを介
して直接プログラマブルコントローラのデータにアクセ
スする場合がある。

【０００５】ＦＡコントローラがプログラマブルコント
ローラとデータの授受を実行する場合は、ＦＡコントロ
ーラからデータ授受の要求を出力し、プログラマブルコ
ントローラは、その要求に応答する。例えば、ＦＡコン
トローラからプログラマブルコントローラに対してデー
タを送信する場合には、ＦＡコントローラがデータ書き
込みの要求を出力するため、書き込みを示すコードと書
込先の先頭アドレスと書込データ数および書込データか
ら構成されるデータを送信すると、プログラマブルコン
トローラからは書込確認を示すデータが返送される。ま
た、ＦＡコントローラがプログラマブルコントローラの
データを読み出す場合には、ＦＡコントローラが読み出
しを示すコードと読み出しの先頭アドレスおよび読出数
から構成されるデータを送信すると、プログラマブルコ
ントローラから読出データが応答として返送される。

【０００６】このように、ＦＡコントローラとプログラ
マブルコントローラの間におけるデータの授受処理で
は、要求と応答が１組となったデータ授受が実行され
る。従来において、この要求と応答に対しては、共有記
憶装置上に要求エリアと応答エリアを設けて、それぞれ
使用していた。しかし、従来における要求エリアと応答
エリアにあっては、共有記憶装置上のサイズが固定であ
り、一度の通信において授受できるデータは、自ずと決
められていた。また、データ授受の要求を送信する場合
に取り扱うデータの指定は、先頭アドレスとデータ数だ
けで実行していたので、一度の通信において授受できる
データは連続アドレスのものだけであった。

【０００７】次に、上記従来例について具体的に説明す
る。図１２は、従来におけるシステム全体を示すブロッ
ク図であり、従来におけるＦＡコントローラとプログラ
マブルコントローラとの間においてデータの授受を行う
方式を示している。図において、本システムは、大きく
マルチタスク処理を実行するＦＡコントローラ１と、シ
ーケスプログラムに基づいて所定の処理を実行するプロ
グラマブルコントローラ２０とから構成されている。

【０００８】ＦＡコントローラ１は、該ＦＡコントロー
ラ１用のＣＰＵ３と、ＦＡコントローラ１用の主記憶装
置４とから構成されている。また、プログラマブルコン
トローラ２は、該プログラマブルコントローラ２用の主
記憶装置５と、プログラマブルコントローラ２のシーケ
ンスプログラム処理実行用のＣＰＵ６と、共有記憶装置
７とから構成されている。また、該共有記憶装置７は、
ＦＡコントローラ１用のＣＰＵ３およびプログラマブル
コントローラ２０用のＣＰＵ６の両者からアクセス可能
な状態に接続されている。

【０００９】また、共有記憶装置７は、ＦＡコントロー
ラ１がプログラマブルコントローラ２０に対して要求を
出力する場合に、要求データをセットする要求エリア９
０と、プログラマブルコントローラ２０がＦＡコントロ
ーラ１からの要求を受けて、応答データをセットする応
答エリア９１と、ＦＡコントローラ１とプログラマブル
コントローラ２０との間において要求、応答の有無を知
らせるためのハンドシェークフラグを格納するハンドシ
ェークフラグ格納エリア９２とが用意されている。な
お、要求エリア９０および応答エリア９１の、共有記憶
装置７０中におけるアドレスおよびサイズは固定であ
る。

【００１０】次に、動作について説明する。ＦＡコント
ローラ１とプログラマブルコントローラ２０との間にお
いてデータの授受を実行する場合、まず、ＦＡコントロ
ーラ１用のＣＰＵ３が共有記憶装置７中の固定アドレス
で示される要求エリア９０に要求データを書き込み、ハ
ンドシェークフラグ格納エリア９２に「要求あり」を示
す値をセットする。プログラマブルコントローラ２０用
のＣＰＵ６は、定期的に、ハンドシェークフラグ格納エ
リア９２を監視しており、「要求あり」を検出すると要
求エリア９０から要求データを読み出し、要求に対する
処理を実行する。そして、共有記憶装置７中の固定アド
レスで示される応答エリア９１に応答データを書き込
み、ハンドシェークフラグ格納エリア９２に「応答あ
り」を示す値をセットする。ＦＡコントローラ１用のＣ
ＰＵ３は、この「応答あり」を受け取ると応答エリア９
１から応答データを読み出す。

【００１１】また、上記従来例の他に、この発明に関連
する従来技術として、特開平２−３１０６６４号公報に
開示されている「共有メモリを用いた通信方式」があ
る。これは複数のＣＰＵ間での通信の効率化を目指した
通信方式であり、共有記憶装置内におけるメモリを必要
に応じて動的に確保して、通信バッファとして割り当て
るものである。この方式では、送信の必要が生じた場合
に必要なメモリを確保し、該確保したメモリに送信デー
タを書き込んだ後、相手先を指し示すための通信ＩＤを
セットし、受信側ＣＰＵに対して割り込みを発生させ
る。割り込みを受けた受信側では、送信されてきたデー
タを読み出した後、受信確認を示すデータを送信時と同
様の方法で送信元へ返すものである。

【００１２】その他、この発明に関連する参考技術文献
として、特開平３−１０５４４１号公報に開示されてい
る「オペレーティングシステムにおけるメモリコントロ
ール方法」、特開平３−１２７１０４号公報に開示され
ている「プログラマブルコントローラのデータリンク装
置」がある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記に
示されるような従来におけるデータ授受方式にあって
は、要求エリアと応答エリアの共有記憶装置中における
アドレスおよびサイズが固定であるため、ＦＡコントロ
ーラからプログラマブルコントローラに対してデータを
書き込むときに送信するデータが多く、要求エリアを多
く使用する場合において、また、ＦＡコントローラにプ
ログラマブルコントローラのデータを読み込むときに受
信するデータが多く、応答エリアを多く使用する場合に
おいて、データの書き込み、読み出し等に応じて、共有
記憶装置のメモリ領域を有効に活用することができない
という問題点があった。

【００１４】また、１回のデータ授受で取り扱えるデー
タは、プログラマブルコントローラの連続デバイスのメ
モリ領域に該当する連続アドレスである必要があり、不
連続なアドレスのデータを読み書きする場合には、複数
回に分けて通信を繰り返す必要があった。複数回に分け
てデータ授受を行うと、当然、その通信にかかる時間が
増大し、生産ラインをリアルタイムで制御することが困
難になるという問題点があった。

【００１５】例えば、各プログラマブルコントローラが
制御している機械の故障情報をＦＡコントローラにより
監視する場合、それぞれプログラマブルコントローラの
データが連続アドレスでなければ、ネットワーク中のプ
ログラマブルコントローラの台数分だけ、データの読出
処理を繰り返されなければならない。特に、生産ライン
中に故障が発生し、非常停止をかけなければならない場
合には、停止の遅れにより機械が壊れたり、事故が発生
したりするという危険性があった。

【００１６】また、複数に分けて通信を実行すると、通
信と通信の間に生産ラインの状況が変化してしまうとい
う問題点が発生する。例えば、ＦＡコントローラにより
生産台数と部品の残り数のデータを収集し、そのデータ
に基づいて帳票を作成する場合に、最初にデータを読み
出したときと最後にデータを読み出したときとにおい
て、実際の生産台数が変わっていると、誤ったデータの
帳票が作成されるという問題点があった。

【００１７】さらに、ＦＡコントローラでは上記のよう
に常にプログラマブルコントローラを監視する必要があ
るため、帳票をプリントアウトしたり、ＦＡコントロー
ラの上位にあるホストコンピュータと通信を実行してい
る間にも、プログラマブルコントローラとの交信を中断
してはならない。したがって、ＦＡコントローラには、
プログラマブルコントローラとデータの授受を実行しな
がら他の処理を実行するため、マルチタスク機能が必要
とされる。しかし、従来におけるデータ授受方式にあっ
ては、要求エリアと応答エリアは１通信しか使用でき
ず、ＦＡコントローラのマルチタスク処理に対応した要
求エリアになっていないため、マルチタスク処理で使用
する場合に、タスクのキューイングを実行する必要があ
り、待ち時間が長くなるという問題点があった。

【００１８】例えば、生産する品目の切り替わり時に、
プログラマブルコントローラのシーケンスプログラムを
次の生産品目に書き換える場合、従来の方式にあって
は、１つのタスクで稼働中のプログラマブルコントロー
ラを監視し、もう１つのタスクでシーケンスプログラム
をダウンロードさせることができなかった。したがっ
て、生産ライン上における全てのワークがなくなるまで
は、プログラマブルコントローラの監視を実行し、プロ
グラマブルコントローラにより制御される機械が全て停
止した時点で、プログラムのダウンロードを実行しなけ
ればならず、作業効率が悪いという問題点があった。

【００１９】また、特開平２−３１０６６４号公報に開
示されている「共有メモリを用いた通信方式」にあって
は、通信の度にメモリを確保する処理を実行するため、
ＦＡコントローラとプログラマブルコントローラとの間
におけるデータ授受のようにリアルタイム性が要求さ
れ、通信頻度が高い場合には、空き領域のサーチやメモ
リ確保のためのＣＰＵオーバーヘッドが増加する。さら
に、プログラマブルコントローラのようにシーケンスプ
ログラムを実行するＣＰＵに対して、割り込みを発生さ
せてデータ送信する通信方式にあっては、シーケンス制
御を渋滞させる恐れがあるという問題点があった。

【００２０】この発明は、上記に鑑みてなされたもので
あって、ＦＡコントローラとプログラマブルコントロー
ラ間におけるデータ授受において、共有記憶装置を有効
に活用し、プログラマブルコントローラのシーケンス制
御に影響を与えることなく効率のよい通信を実現すると
共に、ＦＡコントローラのマルチタスク処理にて待ち時
間の短縮化を実現することができるデータ授受システム
およびその方法を得ることを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】この発明に係るデータ授
受システムは、上記の目的を達成するために、要求デー
タを格納する要求エリアと、応答データを格納する応答
エリアを複数組設け、該要求エリアと応答エリアのサイ
ズを各組毎に可変長可能に管理する管理エリアとからな
る共有記憶手段と、前記要求エリアと応答エリアのデー
タサイズをセットし、要求エリアに要求データをセット
するＦＡコントローラと、前記ＦＡコントローラの要求
データを読み出して、所定の処理を実行し、応答エリア
に応答データを書き込み、ＦＡコントローラに応答する
プログラマブルコントローラとを具備するものである。

【００２２】また、前記ＦＡコントローラは、要求の種
類を示す要求コードと要求ブロックの数を示すブロック
数を設定して前記プログラマブルコントローラのデータ
を授受するものである。

【００２３】また、前記管理エリアは、要求および応答
の有無を判別するための値を格納するフラグ格納エリア
と、要求エリアの先頭アドレスまでのオフセット値を格
納する要求エリア先頭オフセット格納エリアと、要求エ
リアのエリア長を格納する要求エリア長格納エリアと、
応答エリアの先頭アドレスまでのオフセット値を格納す
る応答エリア先頭オフセット格納エリアと、応答エリア
のエリア長を格納する応答エリア長格納エリアとから成
るものである。

【００２４】また、前記共有記憶手段の管理エリアに、
１回の通信で２つ以上の要求エリアあるいは応答エリア
を使用する場合における次のエリア番号を格納する次エ
リア番号格納エリアを設けたものである。

【００２５】また、この発明に係るデータ授受方法は、
上記の目的を達成するために、要求エリアに要求データ
を書き込む際に、管理エリアのハンドシェークフラグに
基づいて使用可能な要求エリアを探索し、該要求エリア
のサイズに応じて管理エリア中の要求エリア長と応答エ
リア先頭オフセットを更新し、応答データのサイズに応
じて応答エリア長を更新し、ＦＡコントローラとプログ
ラマブルコントローラ間においてデータ授受を実行する
ものである。

【００２６】

【作用】この発明に係るデータ授受システムは、要求エ
リアと応答エリアの先頭アドレスとサイズを管理エリア
に登録し、ＦＡコントローラおよびプログラマブルコン
トローラが、要求エリアあるいは応答エリアをアクセス
する場合には、管理エリアに登録されているアドレスに
基づいてアクセスを実行する。また、先頭アドレスとサ
イズを管理エリアに登録することにより、共有記憶装置
内における要求エリアと応答エリアが可変長となる。

【００２７】また、要求データに対して、プログラマブ
ルコントローラが有する種々のデータを１回の通信で授
受できるように、要求コードとブロック数を設定する。
要求コードは要求の種類を示し、プログラマブルコント
ローラは、この要求コードに基づいてデータ読み出し、
データ書き込み、ネットワーク情報読み出し等の処理を
実行する。また、ブロック数は不連続なアドレスのデー
タにアクセスするために、連続アドレスのデータを１ブ
ロックとし、一度に多ブロックのデータを指定できる。

【００２８】また、管理エリアを、フラグ格納エリア
と、要求エリア先頭オフセット格納エリアと、要求エリ
ア長格納エリアと、応答エリア先頭オフセット格納エリ
アと、応答エリア長格納エリアとから構成し、これらの
各エリアにセットしたデータに基づいて、ＦＡコントロ
ーラとプログラマブルコントローラのデータ授受を実行
する。

【００２９】また、共有記憶装置の管理エリアに、１回
の通信で２つ以上の要求エリアあるいは応答エリアを使
用する場合における次のエリア番号を格納する次エリア
番号格納エリアを設けることにより、データが大きい場
合に使用するエリアを拡張し、複数のエリアを使用して
通信を実行する。

【００３０】また、この発明に係るデータ授受方法は、
要求エリアに要求データを書き込む際に、管理エリアの
ハンドシェークフラグに基づいて使用可能な要求エリア
を探索し、該要求エリアのサイズに応じて管理エリア中
の要求エリア長と応答エリア先頭オフセットを更新し、
応答データのサイズに応じて応答エリア長を更新して、
ＦＡコントローラとプログラマブルコントローラ間にお
けるデータ授受を実行する。

【００３１】

【実施例】

〔実施例１〕以下、この発明に係るデータ授受システム
およびその方法の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。図１は、この発明に係るデータ授受システム全体の
構成を示すブロック図である。本システムは、大きくマ
ルチタスク処理を実行するＦＡコントローラ１と、シー
ケンスプログラムに基づいて所定の処理を実行するプロ
グラマブルコントローラ２とから構成されており、従来
と同様に、プログラマブルコントローラ２をボード化し
て、該プログラマブルコントローラ２をＦＡコントロー
ラ１のオプションスロット（外部バススロット）に装着
する構造となっている。

【００３２】ＦＡコントローラ１は、該ＦＡコントロー
ラ１を制御するＣＰＵ３と、ＦＡコントローラ１の主記
憶装置４とから構成されている。また、プログラマブル
コントローラ２は、該プログラマブルコントローラ２の
シーケンスプログラムを実行するＣＰＵ５と、プログラ
マブルコントローラ２のシーケンスプログラムを格納す
る主記憶装置６と、共有記憶装置７０とから構成されて
いる。

【００３３】また、上記共有記憶装置７０には、管理エ
リア、要求エリア、応答エリアがそれぞれＮ組用意され
ており、１回の通信について、１組のエリアが使用され
るように構成されている。１０−ｉは管理エリア
（ｉ）、１１−ｉは要求エリア（ｉ）、１２−ｉは応答
エリア（ｉ）である（ｉ＝１〜Ｎ）。なお、以下、説明
上、上記（ｉ）は誤解が生じない場合において省略す
る。

【００３４】上記構成をさらに詳述すれば、ＦＡコント
ローラ１は、マルチタスク処理を実行し、ＦＡコントロ
ーラ１の主記憶装置４上には、複数のプログラムが並列
に走る。一方、プログラマブルコントローラ２では、主
記憶装置６にシーケンスプログラムが格納され、シーケ
ンスプログラムを実行するＣＰＵ５により、シーケンス
プログラムの読み出しが繰り返し、実行される。

【００３５】また、共有記憶装置７０の管理エリア１０
−ｉは、それぞれ要求エリア１１−ｉと応答エリア１２
−ｉを管理している。管理エリア１０−ｉが管理するエ
リアのメモリは予め確保されており、通信時に空き領域
をサーチしたり、メモリの確保を行う必要はない。ただ
し、管理エリア１０−ｉが管理するエリア中で、要求エ
リア１１−ｉおよび応答エリア１２−ｉのアドレスおよ
びサイズは可変である。

【００３６】図２は、上記管理エリア１０−ｉの詳細構
成を示す説明図であり、該管理エリア１０−ｉは、以下
に示す各エリアが割り付けられている。すなわち、２０
は要求／応答の有無を判別するためのハンドシェークフ
ラグを格納するハンドシェークフラグ格納エリア、２１
は要求エリア１１−ｉの先頭アドレスまでのオフセット
値を格納する要求エリア先頭オフセット格納エリア、２
２は要求エリア１１−ｉのエリア長を格納する要求エリ
ア長格納エリア、２３は応答エリア１２−ｉの先頭アド
レスまでのオフセット値を格納する応答エリア先頭オフ
セット格納エリア、２４は応答エリア１２−ｉのエリア
長を格納する応答エリア長格納エリアである。

【００３７】図３は、ＦＡコントローラ１がプログラマ
ブルコントローラ２からデータを読み出す場合における
要求データおよび応答データのデータ構造を示す説明図
であり、図において、３０は要求データ、３１は要求の
種類（データ読み出し）を示す要求コード、３２は要求
ブロックの数を示すブロック数、３３は読出データのプ
ログラマブルコントローラ２側での先頭アドレスを示す
先頭アドレスデータ、３４は読出データのデータ数を示
す読出データ数である。この先頭アドレスデータ３３と
読出データ数３４はブロック数（３２）分だけ繰り返さ
れる。また、３５は応答データ、３６は読出データであ
り、該読出データ３６はブロック数（３２）分だけ繰り
返される。

【００３８】図４は、ＦＡコントローラ１がプログラマ
ブルコントローラ２にデータを書き込む場合における要
求データおよび応答データのデータ構造を示す説明図で
ある。図において、４０は要求データ、４１は要求の種
類（データ書き込み）を示す要求コード、４２は要求ブ
ロックの数を示すブロック数、４３は書込データのプロ
グラマブルコントローラ２側での先頭アドレスを示す先
頭アドレスデータ、４４は書込データのデータ数を示す
書込データ数である。この先頭アドレスデータ４３と書
込データ数４４は、ブロック数（４２）分だけ繰り返さ
れる。また、４６は書込データであり、ブロック数（４
２）分だけ繰り返される。また、４５は応答データであ
り、データ受信確認用に用いられる。

【００３９】次に、動作について説明する。図５は、Ｆ
Ａコントローラ１側の通信処理の動作を示すフローチャ
ートであり、図６は、プログラマブルコントローラ２側
の通信処理の動作を示すフローチャートである。

【００４０】図５に示したフローチャートにおいて、ま
ず、ＦＡコントローラ１からプログラマブルコントロー
ラ２に対して要求を出力するため、ＦＡコントローラ１
用のＣＰＵ３は、要求エリア１１−ｉと応答エリア１２
−ｉに必要なメモリサイズを計算する（Ｓ５０）。な
お、これらのメモリサイズは、図３および図４に示した
データ構造に基づいて計算される。

【００４１】次に、各管理エリア１０−ｉ中におけるハ
ンドシェークフラグ格納用エリア２０を探索し、「使用
可」を示す値が格納されている管理エリア１０−Ｉを見
つける（Ｓ５１）。その後、管理エリア１０−Ｉ中の要
求エリア先頭オフセット格納エリア２１に要求エリア１
１−Ｉの先頭アドレスまでのオフセット値、要求エリア
長格納エリア２２に要求エリア１１−Ｉのサイズ、応答
エリア先頭オフセット値格納エリア２３に応答エリア１
２−Ｉの先頭アドレスまでのオフセット値、応答エリア
長格納エリア２４に応答エリア１２−Ｉのサイズを登録
する（Ｓ５２）。

【００４２】次に、ＦＡコントローラ１用のＣＰＵ３
は、要求エリア先頭オフセット格納エリア２１の値に基
づいて、要求データを要求エリア１１−ｉにセットし
（Ｓ５３）、ハンドシェークフラグ格納エリア２０に対
して、「要求あり」を示す値、すなわち、ハンドシェー
クフラグをセットする（Ｓ５４）。

【００４３】ここで、図６に示したフローチャートへ説
明を移行する。プログラマブルコントローラ２では、シ
ーケンスプログラムを実行するプログラマブルコントロ
ーラ用のＣＰＵ５が定期的（シーケンスプログラムの繰
り返しスキャン毎）に、ハンドシェークフラグ格納エリ
ア２０を監視しており、ハンドシェークフラグが「要求
あり」か否かを判断する（Ｓ６０）。このステップＳ６
０において、上記ステップＳ５４の「要求あり」を検出
すると、要求エリア先頭オフセット格納エリア２１の値
に基づいて、要求データを読み出す（Ｓ６１）。

【００４４】その後、要求に応じた処理を実行する（Ｓ
６２）。この場合、例えば、データの読み出し、データ
の書き込み、ネットワーク情報の収集、シーケンスプロ
グラム実行の停止等の処理を実行する。さらに、応答エ
リア先頭オフセット格納エリア２３の値に基づいて、応
答エリア１２−Ｉに応答データを書き込み（セットし）
（Ｓ６３）、ハンドシェークフラグ格納エリア２０に
「応答あり」を示す値をセットする（Ｓ６４）。

【００４５】次に、再び、説明を図５に示したフローチ
ャートに戻す。ＦＡコントローラ１側では、ハンドシェ
ークフラグが「応答あり」であるか否かを判断し（Ｓ５
５）、「応答あり」であると判断した場合に、応答エリ
ア先頭オフセット格納エリア２３の値に基づいて、応答
エリア１２−Ｉから応答データを読み出す（Ｓ５６）。
あるいは、プログラマブルコントローラ２からＦＡコン
トローラ１へデータを返送する場合には、割り込みによ
り「応答あり」を知らせてもよい。この場合、ＦＡコン
トローラ１では、ハンドシェークフラグ格納エリア２０
を監視する必要がないため、他の処理を実行することが
できる。応答データを読み出し、通信が完了したら、ハ
ンドシェークフラグ格納エリア２０に「使用可」を示す
値をセットする（Ｓ５７）。

【００４６】以上、説明した動作から明らかなように、
要求エリア１１−ｉと応答エリア１２−ｉに対するアク
セスは、全て管理エリア１０−ｉ内におけるデータに基
づいて実行されており、管理エリア１０−ｉ内における
要求エリア先頭オフセット格納エリア２１、要求エリア
長格納エリア２２、応答エリア先頭オフセット格納エリ
ア２３、応答エリア長格納エリア２４の値を変えること
によって、要求エリア１１−ｉは可変長となる。したが
って、読出要求時には、要求エリア１１−ｉを小さく、
応答エリア１２−ｉを大きく設定し、これとは反対に、
書込要求時には、要求エリア１１−ｉを大きく、応答エ
リア１２−ｉを小さく設定することにより、一度に取り
扱うデータ量を増加させることができる。

【００４７】また、この実施例のようにＮ個に分割され
たエリア構成とすることにより、ＦＡコントローラ１か
らは複数のタスクが待ち時間なしで要求を送信すること
ができる。１つのタスクから同時に、複数の通信要求を
出力してもよい。プログラマブルコントローラ２の動作
としては、定期的にＮ個のハンドシェークフラグ格納エ
リア２０を監視し、「要求あり」を検出したエリアすべ
てについて要求に応じた処理を実行する。

【００４８】次に、上記第１の実施例について、再度、
図７，図８を用いてさらに詳細に説明する。図７は、第
１の実施例における共有記憶装置７０のメモリ状態を示
す説明図である。図において、太枠で示されている部分
が、要求エリア１１−ｉ＋応答エリア１２−ｉに相当す
る。第１の実施例では、管理エリア１０−ｉが管理する
エリアである。また、図８は、第１の実施例における共
有記憶装置７０の空き領域とエリアの状態を示す説明図
である。

【００４９】上記第１の実施例にあっては、管理エリア
１０−ｉが管理するエリア（太枠部分）はサイズが固定
である。すなわち、管理エリア１０−ｉが管理するエリ
アは固定領域となる。この固定領域の中において、要求
エリア１１−ｉと応答エリア１２−ｉのサイズは可変と
なる。例えば、データの読み出し時には、図７（ａ）に
示すように要求エリア１１−ｉを小さく、応答エリア１
２−ｉを大きくする。一方、データの書き込み時には、
反対に、要求エリア１１−ｉを大きく、応答エリア１２
−ｉを小さくする。

【００５０】また、上記において、管理エリア１０−ｉ
が管理するエリアを固定長とするのは、共有記憶装置７
０上の空き領域を探索し、確保する処理を不要とするた
めである。例えば、管理エリア１０−ｉの管理するエリ
アを可変長とした場合、共有記憶装置７０は、図８に示
すように多様なサイズのエリアから構成されるようにな
る。なお、図８では、説明を簡単にするため、要求エリ
ア１１−ｉと応答エリア１２−ｉを省略し、管理エリア
１０−１〜Ｎが管理するエリアを、単にエリア１〜Ｎと
記述する。

【００５１】図８（ａ）において、エリア１〜４がすべ
てデータ授受に使用され、各エリアのサイズはデータ数
に応じて決められたとする。次に、図８（ｂ）に示すよ
うにエリア２とエリア４が通信を終了し、メモリを開放
する。ここで、新たに、図８（ｃ）に示されるだけのエ
リアを必要とする通信の要求があった場合には、下記
〜の何れかの処理を実行する必要がある。すなわち、空き領域のうち、次の通信に必要なサイズを確保で
きる部分を探索する。このような空き領域が見つからな
い場合には、他の通信が終了し、新たに十分な空き領域
ができるまで待つ、飛び飛びの空き領域（図８（ｂ）においては、エリ
ア２とエリア４の部分の空き領域）を使用し、次の通信
を実行する。この場合、空き領域間の連結関係を記述す
る何等かの手段が必要となる、図８（ｂ）に示すように、空き領域ができた時点
で、その空き領域を詰め（通信に使用しているエリアを
シフトする）、空き領域を常にまとめておく。次の通信
では、まとめられた空き領域から必要なメモリを確保し
て使用する、である。

【００５２】ＦＡコントローラ１とプログラマブルコン
トローラ２との通信のように、リアルタイムでデータを
授受し、通信頻度が高い場合には、通信の度に上記〜
のような処理を実行していたのでは、かえって、通信
時間を増加させてしまう。そこで、上記第１の実施例で
は、管理エリア１０−ｉが管理するエリアを固定長と
し、各エリアは均一のサイズとすることによって、エリ
アが使用可能か否かをチェックし、使用可能と判断した
場合に、直ちに通信に使用可能とする。エリアが使用可
能か否かのチェックは、管理エリア１０−ｉ中のハンド
シェークフラグ格納エリア２０に「使用可」を示す値が
入っているか否かを調べるだけである。

【００５３】そして、この固定領域中において最大限に
メモリを有効利用するために、要求エリア１１−ｉおよ
び応答エリア１２−ｉのサイズを可変長とする。要求エ
リア１１−ｉおよび応答エリア１２−ｉを可変長とする
処理は、管理エリア１０−ｉに、エリア先頭のオフセッ
トアドレスとエリアサイズを登録するだけであるため、
通信時間に影響を与えることはない。

【００５４】〔実施例２〕次に、第２の実施例について
説明する。この実施例では、上記第１の実施例の通信方
式において、共有記憶装置７０中における管理エリアに
次エリア番号格納エリアを追加することにより、要求エ
リアと応答エリアをさらに有効に利用可能とする。

【００５５】図９は、上記第２の実施例における管理エ
リア１０−ｉの詳細構成を示す説明図である。図におい
て、８０はハンドシェークフラグ格納エリア、８１は１
回の通信で２つ以上の要求エリアあるいは応答エリアを
使用する場合に、次のエリアの番号を格納するための次
エリア番号格納エリアである。また、８２は要求エリア
先頭オフセット格納エリア、８３は要求長格納エリア、
８４は応答エリア先頭オフセット格納エリア、８５は応
答エリア長格納エリアである。

【００５６】次に、動作について説明する。通信に必要
な要求データあるいは応答データのサイズが、要求エリ
ア１１−ｉあるいは応答エリア１２−ｉのサイズを越え
ていない場合には、上記第１の実施例と同様の方式によ
り通信を実行することができる。一方、要求データある
いは応答データのサイズが、要求エリア１１−ｉあるい
は応答エリア１２−ｉのサイズを越えている場合には、
次のような処理を実行する。なお、ここでは、要求エリ
ア１１−ｉに要求データが入りきらない場合について説
明する。

【００５７】まず、通信に使用していない他のエリア番
号を探索し（これをＪとする）、管理エリア１０−ｉの
次エリア番号格納エリア８１に、探索されたエリア番号
Ｊを格納する。エリアが通信に使用可能であるか否か
は、管理エリア１０−ｉ中のハンドシェークフラグ格納
エリア８０に「使用可」を示す値が格納されているか否
かにより判断する。次に、探索されたエリアの管理エリ
ア１０−ｉ中のハンドシェークフラグ格納エリア８０に
「使用中」を示す値を書き込み、他の通信により、この
エリアを使用することができないように設定する。そし
て、要求データを要求エリア１１−Ｉから書き込み、該
要求エリア１１−Ｉに入りきらない部分は、要求エリア
１１−Ｊに書き込む。

【００５８】上記において、２つのエリアに入りきらな
い場合は、順次「使用可」のエリアを探索し、複数エリ
アを使用して要求データを書き込む。要求データの書き
込みが終了したら、管理エリア１０−ｉ中のハンドシェ
ークフラグ格納エリア８０に「要求あり」を示す値をセ
ットする。要求データをセットした後の動作は、上記第
１の実施例の場合の動作と同様である。また、上記の説
明では、要求データが要求エリア１１−ｉに入りきらな
い場合について述べたが、応答データが応答エリア１２
−ｉに入りきらない場合についても同様に処理する。

【００５９】したがって、上記のような通信方式を実行
することにより、通信するデータが少ない場合には、共
有記憶装置７０上の１つのエリアを使用して通信を実行
し、一方、データが大きい場合には、使用するエリアを
拡張し、複数のエリアを使用して通信を実行することが
できる。また、この場合においても、ＦＡコントローラ
１のマルチタスク処理にも対応しており、ＦＡコントロ
ーラ１からは複数のタスクが待ち時間なしで要求を送信
することができる。

【００６０】次に、上記第２の実施例について図１０を
用いて、さらに詳細に説明する。図１０は、第２の実施
例における共有記憶装置のエリア状態を示す説明図であ
る。上記第１の実施例にあっては、リアルタイム性を重
視しながら、共有記憶装置７０を有効に活用する例につ
いて説明したが、管理エリア１０−ｉが管理するエリア
（要求エリア１１−ｉ＋応答エリア１２−ｉ）が固定長
であるため、このエリアだけでは通信できない大量のデ
ータを授受する場合には、複数回に分けて通信を実行す
る必要がある（ただし、通常は、複数回に分けて通信す
る必要がないように、エリアを十分大きく取ってい
る）。そこで、このような場合に対処するために、この
第２の実施例では、管理エリア１０−ｉに、次エリア番
号格納エリア８１（図９参照）を設けている。

【００６１】この次エリア番号格納エリア８１を管理エ
リア１０−ｉに設けたことにより、各エリアを連結する
ことができ、第１の実施例に示した方式を用いて１回の
通信で授受できなかったデータを一度に授受できるよう
になる。例えば、図１０（ａ）に示すように、エリア１
とエリア３に相当する部分が通信に使用されていない場
合で、かつ、図１０（ｂ）に示されるだけのエリアを必
要とするデータ授受の場合について考える。

【００６２】この場合にあって、図１０（ｃ）に示すよ
うにエリア１の全てとエリア３の一部を通信に使用す
る。このときの管理エリア１０−１と管理エリア１０−
３の内容は、図１０（ｄ）に示すようになる。管理エリ
ア１０−１の次エリア番号格納エリア８１には、エリア
３を示す値が入り、要求エリア先頭オフセット格納エリ
ア８２には、エリア１の先頭までのオフセット値、要求
エリア長格納エリア８３には、エリア１のサイズが登録
される。また、応答エリア先頭オフセット格納エリア８
４には、「なし」を示す値、応答エリア長格納エリア８
５には“０”が格納される。

【００６３】一方、管理エリア１０−３では、ハンドシ
ェークフラグ格納エリア８０に、「使用中」を示すフラ
グが入り、次エリア番号格納エリア８１には、「なし」
を示す値が格納される。そして、ＦＡコントローラ１が
上記のような設定を行った後、管理エリア１０−１のハ
ンドシェークフラグ格納エリア８０に、「要求あり」を
示す数値をセットすると、プログラマブルコントローラ
２側では、まず、管理エリア１０−１中の要求エリアの
オフセットとサイズを参照して、エリア１のデータを読
み出し、さらに、次エリア番号格納エリア８１中の数値
に基づいて管理エリア１０−３中の要求データを読み出
す。このとき、次エリア番号格納エリア８１が「なし」
なので、要求データの読み出しを終了し、要求された処
理（デバイスデータの読み出し／書き込み、ネットワー
ク情報収集、シーケンスプログラム実行停止等）を実行
する。

【００６４】また、上記において、応答データを返送す
る場合には、まず、管理エリア１０−１の応答エリア先
頭オフセット格納エリア８４を調べると、「なし」を示
す値が入っているので、さらに、次エリアであるエリア
３の応答エリア先頭オフセット格納８４を調べる。そし
て、応答データを応答エリアに格納して、管理エリア１
０−１のハンドシェークフラグ格納エリア８０に、「応
答あり」を示す値をセットする。なお、この実施例で
は、２つのエリアを連結して使用する方法について説明
したが、連結するエリアは複数であってよい。また、要
求エリア１１−ｉおよび応答エリア１２−ｉが共に複数
エリアにまたがっていてもよい。

【００６５】また、この第２の実施例では、上記第１の
実施例の処理に対して、次の処理を加えることが必要と
なる。すなわち、エリアの連結時に通信に使用していないエリアを見
つける処理、次エリア番号格納エリア８１に、次エリア番号およ
び「なし」を示す値を格納する処理、エリアのオフセットおよびサイズを計算して登録す
る処理、要求データおよび応答データの読み出し／書き込み
時に、エリア毎に管理エリア１０−ｉを参照し、アクセ
スするアドレスを変更する処理、である。

【００６６】上記において、処理時間の面から考える
と、特に、，の処理に時間を要する。したがって、
複数エリアに渡るような大量のデータを取り扱わなけれ
ば、上記第１の実施例の方がより高速に処理できる。し
かし、第２の実施例においても、予め確保されているエ
リアを連結する方式をとっているため、空き領域を探索
し、確保する方式に比べて十分に高速であり、リアルタ
イムでデータを授受する場合にあっても何ら悪影響を与
えることはない。

【００６７】したがって、マルチタスク処理において、
複数のタスクから待ち時間なしで、要求を出力すること
ができる。これは、例えば、生産ラインにおいて、生産
する品目の切り替わり時に、プログラマブルコントロー
ラのシーケンスプログラムを次の生産品目に書き換える
場合、最後のワークが通過した時点で、作業を終えたプ
ログラマブルコントローラ２にシーケンスプログラムを
ダウンロードさせることができ、段取り時間を大幅に短
縮させることができる。

【００６８】〔実施例３〕次に、第３の実施例について
説明する。この発明の第３の実施例として、ユーザプロ
グラムにより、ＦＡコントローラ１からプログラマブル
コントローラ２のデータを読み出す処理方法について説
明する。図１１は、ＦＡコントローラ１からプログラマ
ブルコントローラ２のデータを読み出すユーザプログラ
ムの動作を示すフローチャートである。

【００６９】図１１において、まず、Ｎ個の管理エリア
１０−ｉの中から使用可能なエリアを探索する管理エリ
ア１０−ｉの番号をｉとし、ｉ＝０とする初期化を行い
（Ｓ１）、さらに、ｉ＝ｉ＋１とする（Ｓ２）。次に、
ｉ＞Ｎであるか否かを判断する（Ｓ３）。このステップ
Ｓ３において、ｉ＞Ｎであると判断した場合には、プロ
グラマブルコントローラ２がビジーであり（Ｓ４）、一
方、上記ステップＳ３において、ｉがＮを越えていない
と判断した場合には、管理エリアｉのハンドシェークフ
ラグ格納エリアから、ハンドシェークフラグを読み込む
（Ｓ５）。

【００７０】上記ステップＳ５においてハンドシェーク
フラグを読み込んだ後、さらに、該ハンドシェークフラ
グが「使用可」を示す値であるか否かを判断する（Ｓ
６）。このステップＳ６において、ハンドシェークフラ
グが「使用可」を示す値ではないと判断した場合には、
上記ステップＳ２に戻り、次の管理エリアをチェックす
る。なお、上記のように、管理エリアが使用可能である
か否かをチェックすることにより、マルチタスク処理に
おいて、複数のタスクがプログラマブルコントローラ２
にも、前の要求が終了するのを待つことなく、空いてい
るエリアを用いて要求を出力することができる。

【００７１】一方、上記ステップＳ６において、ハンド
シェークフラグが「使用可」を示す値であると判断した
場合には、ハンドシェークフラグを「使用中」を示す値
にセットし（Ｓ７）、他のタスクが、そのエリアを使用
できないようにする。そして、管理エリア中の要求エリ
ア長格納エリアに要求に必要なデータサイズを格納する
（Ｓ８）。次に、応答エリア１２−ｉが要求エリア１１
−ｉの次のアドレスから始まるように応答エリア先頭オ
フセット格納エリアに、要求エリア先頭オフセット＋要
求データサイズを格納する（Ｓ９）。

【００７２】このように管理エリア１０−ｉ内における
要求エリア１１−ｉと応答エリア１２−ｉのサイズをユ
ーザプログラムから制御することができるため、ユーザ
が実行したい要求に応じて、要求エリア１１−ｉおよび
応答エリア１２−ｉを有効に活用することができる。

【００７３】次に、上記ステップＳ９を実行後、応答エ
リア長格納エリアに応答データサイズを格納する（Ｓ１
０）。このように管理エリア１０−ｉ内における要求エ
リア１１−ｉと応答エリア１２−ｉの設定が終了した
後、要求エリア先頭オフセットで示されるアドレスに要
求データを書き込み（Ｓ１１）、そして、ハンドシェー
クフラグを「要求あり」にセットする（Ｓ１２）。次
に、ハンドシェークフラグが「応答あり」を示す値であ
るか否かを判断する（Ｓ１３）。このステップＳ１３に
おいて、ハンドシェークフラグが「応答あり」を示す値
であると判断した場合には、応答エリア先頭オフセット
により示されるアドレスから応答データを読み出す（Ｓ
１４）。最後に、ハンドシェークフラグを「使用可」を
示す値に戻して（Ｓ１５）、エリアを開放する。

【００７４】なお、上記第１〜第３の実施例では、ＦＡ
コントローラ１とプログラマブルコントローラ２との通
信に、この発明を利用する場合について説明したが、Ｆ
Ａコントローラ１とその他のボード（制御機器）との通
信にも、適用することができる。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係るデ
ータ授受システムおよびその方法によれば、要求エリア
と応答エリアへのアクセスは、全て管理エリア内におけ
るデータに基づいて実行しており、管理エリア内におけ
る要求エリア先頭オフセット格納エリア、要求エリア長
格納エリア、応答エリア先頭オフセット格納エリア、応
答エリア長格納エリアの値を変えることによって、要求
エリアは可変長となり、したがって、読出要求時には、
要求エリアを小さく、応答エリアを大きく設定し、これ
とは反対に、書込要求時には、要求エリアを大きく、応
答エリアを小さく設定することにより、一度に取り扱う
データ量を増加させることができる。

【００７６】また、マルチタスク処理において、複数の
タスクから待ち時間なしで、要求を出力することがで
き、これは、例えば、生産ラインにおいて、生産する品
目の切り替わり時に、プログラマブルコントローラのシ
ーケンスプログラムを次の生産品目に書き換える場合、
最後のワークが通過した時点で、作業を終えたプログラ
マブルコントローラにシーケンスプログラムをダウンロ
ードさせることができ、段取り時間を大幅に短縮させる
ことができる。

【００７７】また、管理エリア内における要求エリアと
応答エリアのサイズをユーザプログラムから制御するこ
とができるため、ユーザが実行したい要求に応じて要求
エリアおよび応答エリアを有効に活用することができ
る。

【００７８】この結果、ＦＡコントローラとプログラマ
ブルコントローラ間におけるデータ授受において、共有
記憶装置を有効に活用し、プログラマブルコントローラ
のシーケンス制御に影響を与えることなく効率のよい通
信を実現すると共に、ＦＡコントローラのマルチタスク
処理にて待ち時間の短縮化を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るデータ授受システム全体の概略
構成を示すブロック図である。

【図２】この発明に係る管理エリアの詳細構成を示す説
明図である。

【図３】ＦＡコントローラがプログラマブルコントロー
ラからデータを読み出す場合における要求データおよび
応答データのデータ構造を示す説明図である。

【図４】ＦＡコントローラがプログラマブルコントロー
ラにデータを書き込む場合における要求データおよび応
答データのデータ構造を示す説明図である。

【図５】この発明に係るＦＡコントローラ側における通
信処理の動作を示すフローチャートである。

【図６】この発明に係るプログラマブルコントローラ側
における通信処理の動作を示すフローチャートである。

【図７】この発明に係る共有記憶装置のメモリ状態（実
施例１）を示す説明図である。

【図８】この発明に係る共有記憶装置の空き領域とエリ
アの状態（実施例１）を示す説明図である。

【図９】この発明に係る管理エリアの詳細構成（実施例
２）を示す説明図である。

【図１０】この発明に係る共有記憶装置のエリア状態
（実施例２）を示す説明図である。

【図１１】ＦＡコントローラからプログラマブルコント
ローラのデータを読み出すユーザプログラムの動作を示
すフローチャートである。

【図１２】従来におけるデータ授受システム全体の概略
構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ＦＡコントローラ２プログラマブルコントーラ３ＣＰＵ（ＦＡコントローラ用）５ＣＰＵ（プログラマブルコントローラ用）７共有記憶装置１０−ｉ管理エリア１１−ｉ要求エリア１２−ｉ応答エリア２０ハンドシェークフラグ格納エリア２１要求エリア先頭オフセット格納エリア２２要求エリア長格納エリア２３応答エリア先頭オフセット格納エリア２４応答エリア長格納エリア３０要求データ３５応答データ４０要求データ４５応答データ８０ハンドシェークフラグ格納エリア８１次エリア番号格納エリア８２要求エリア先頭オフセット格納エリア８３要求エリア長格納エリア８４応答エリア先頭オフセット格納エリア８５応答エリア長格納エリア

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】要求データを格納する要求エリアと、応
答データを格納する応答エリアを複数組設け、該要求エ
リアと応答エリアのサイズを各組毎に可変長可能に管理
する管理エリアとからなる共有記憶手段と、前記要求エ
リアと応答エリアのデータサイズをセットし、要求エリ
アに要求データをセットするＦＡコントローラと、前記
ＦＡコントローラの要求データを読み出して、所定の処
理を実行し、応答エリアに応答データを書き込み、ＦＡ
コントローラに応答するプログラマブルコントローラと
を具備することを特徴とするデータ授受システム。
【請求項２】前記ＦＡコントローラは、要求の種類を
示す要求コードと要求ブロックの数を示すブロック数を
設定して前記プログラマブルコントローラのデータを授
受することを特徴とする請求項１記載のデータ授受シス
テム。
【請求項３】前記管理エリアは、要求および応答の有
無を判別するための値を格納するフラグ格納エリアと、
要求エリアの先頭アドレスまでのオフセット値を格納す
る要求エリア先頭オフセット格納エリアと、要求エリア
のエリア長を格納する要求エリア長格納エリアと、応答
エリアの先頭アドレスまでのオフセット値を格納する応
答エリア先頭オフセット格納エリアと、応答エリアのエ
リア長を格納する応答エリア長格納エリアとから成るこ
とを特徴とする請求項１記載のデータ授受システム。
【請求項４】前記共有記憶手段の管理エリアに、１回
の通信で２つ以上の要求エリアあるいは応答エリアを使
用する場合における次のエリア番号を格納する次エリア
番号格納エリアを設けたことを特徴とする請求項１記載
のデータ授受システム。
【請求項５】要求エリアに要求データを書き込む際
に、管理エリアのハンドシェークフラグに基づいて使用
可能な要求エリアを探索し、該要求エリアのサイズに応
じて管理エリア中の要求エリア長と応答エリア先頭オフ
セットを更新し、応答データのサイズに応じて応答エリ
ア長を更新し、ＦＡコントローラとプログラマブルコン
トローラ間においてデータ授受を実行することを特徴と
するデータ授受方法。