JP3015793B1 - プログラマブルコントロ―ラ - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 命令実行時にモニタ装置からのモニタ指定と
実行状況を比較して実時間でのデータトレースを可能に
する。 【解決手段】 この発明はプログラマブルコントローラ
に関する。このコントローラは、シーケンスプログラム
を記憶したシーケンスプログラムメモリ５と、制御に必
要なデータを記憶するデータメモリ６と、シーケンスプ
ログラムを実行するシーケンス演算プロセッサ４とを備
えており、シーケンスプログラムメモリ５のシーケンス
プログラムはＳＦＣプログラムにおけるステップの実行
状態を管理する情報を、ステップを実行する命令のオペ
ランドとして持っており、シーケンス演算プロセッサ４
は内部に記憶したモニタ指定条件とステップを実行する
命令のオペランドの内容との比較結果に従ってＳＦＣプ
ログラムの任意の実行状態におけるモニタを可能とする
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄鋼設備や、製紙
プラント、上下水道などの公共システム、自動車産業な
ど、産業用システムの制御に広く使用されているプログ
ラマブルコントローラに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のプログラマブルコントローラ（以
下、「ＰＬＣ」と称する）におけるＳＦＣ（シーケンシ
ャル・ファンクション・チャート）を使用したプログラ
ムのモニタに関しては、モニタ範囲の指定のほかは、単
にステップのＯＮ／ＯＦＦ情報を表示するだけであっ
た。

【０００３】ＳＦＣのステップはＯＮしている間に付随
するプログラムをある時間だけ実行したり、ある回数だ
け実行したりすることになるが、特定の実行状態を指定
してモニタすることはできなかった。

【０００４】これはステップに付随するアクションにつ
いても同様であり、従来、実行状態を指定してアクショ
ンのモニタを実行することは行われていない。なぜな
ら、ＰＬＣのモニタは通常、通信インタフェースで接続
されたモニタ装置で表示されるため、モニタ装置とＰＬ
Ｃの実行タイミングは非同期であるからである。また、
ＰＬＣの実行周期はモニタ周期に比較して１０分の１か
ら１００分の１以下であるのが普通なので、ＰＬＣの全
実行状態をモニタするのは不可能である。したがって、
任意の実行状態をモニタするためにはＰＬＣ側で指定条
件でのモニタ情報を収集する以外に方法はない。また、
ＳＦＣのアクションやサブルーチンは同一のプログラム
が１スキャンの実行の間に繰り返し実行されることがあ
るので、プログラムを実行した時点でのモニタ情報の収
集が必要である。従来、プログラムを実行した時点での
モニタ情報の収集は一部のコントローラでしか行われて
おらず、ＳＦＣの実行状態を指定したモニタに関しては
行われていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の事情を
考慮してなされたもので、命令実行時にモニタ装置から
のモニタ指定と実行状況を比較して実時間でのデータト
レースを可能にするプログラマブルコントローラを提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、シーケンスプログラムを記
憶したシーケンスプログラムメモリと、制御に必要なデ
ータを記憶するデータメモリと、このデータメモリの記
憶内容を参照しながらシーケンスプログラムメモリに記
憶されたシーケンスプログラムを実行するシーケンス演
算プロセッサとを備えたプログラマブルコントローラに
おいて、シーケンスプログラムメモリのシーケンスプロ
グラムはＳＦＣプログラムにおけるステップの実行状態
を管理する情報を、ステップを実行する命令のオペラン
ドとして持っており、シーケンス演算プロセッサは内部
に記憶したモニタ指定条件とステップを実行する命令の
オペランドの内容との比較結果に従ってＳＦＣプログラ
ムの任意の実行状態におけるモニタを可能とすることを
特徴とする。この発明によれば、プログラムの実行を全
て完了した後ではなくステップを実行する時点で、モニ
タ条件に合致したモニタ情報の収集が可能となる。

【０００７】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
プログラマブルコントローラにおいて、シーケンスプロ
グラムはステップを実行する命令のオペランドにステッ
プの実行回数を表す情報を持っており、シーケンス演算
プロセッサはステップの実行回数を表す情報を用いてス
テップの実行回数に応じたトレース処理が可能であるこ
とを特徴とする。この発明によれば、ステップを実行す
る命令のオペランドにステップの実行回数に関する情報
をもたせたので、シーケンス演算プロセッサがステップ
を実行した時点でそのステップの実行回数をモニタ条件
と比較してモニタ情報の収集を実行することが可能とな
る。

【０００８】請求項３に係る発明は、請求項１または２
に記載のプログラマブルコントローラにおいて、シーケ
ンスプログラムはステップを実行する命令のオペランド
にステップの実行時間を表す情報を持っており、シーケ
ンス演算プロセッサはステップの実行時間を表す情報を
用いてステップの実行時間に応じたトレース処理が可能
であることを特徴とする。この発明によれば、シーケン
ス演算プロセッサがステップを実行した時点でそのステ
ップの実行時間をモニタ条件と比較してモニタ情報の収
集を実行することが可能となる。

【０００９】請求項４に係る発明は、請求項１ないし３
のいずれかに記載のプログラマブルコントローラにおい
て、シーケンスプログラムはステップを実行する命令の
オペランドにステップの実行履歴を表す情報を持ってお
り、シーケンス演算プロセッサはステップの実行履歴を
表す情報を用いてプログラムの実行時に初期化処理の実
行タイミングの判断が可能であることを特徴とする。こ
の発明によれば、ＳＦＣプログラムを構成するステップ
に初期化情報を持たせることにより、シーケンス演算プ
ロセッサがステップを実行する際にオペランドを読み込
んだ時点でステップの初期化の要否判断が可能であり、
特別な初期化プログラムを不要にすることができる。

【００１０】請求項５に係る発明は、請求項１ないし４
のいずれかに記載のプログラマブルコントローラにおい
て、シーケンス演算プロセッサはモニタ装置からのモニ
タ範囲を記憶するためのトレース開始アドレス記憶手段
およびトレース終了アドレス記憶手段を持っており、モ
ニタ範囲のデータトレースを実施すると同時に、実行ス
テップをトレースする要求があった際に、モニタ範囲に
実行中のステップが存在しなかった場合には、トレース
終了アドレス記憶手段の内容を変更しながら、実行中の
ステップがモニタ範囲に入るまでモニタ情報を収集する
ことを特徴とする。この発明によれば、モニタ範囲に実
行中のステップが存在しなかった場合でも、モニタ範囲
を自動的に調整して、常に実行中のステップをモニタす
ることが可能となる。

【００１１】請求項６に係る発明は、請求項１ないし５
のいずれかに記載のプログラマブルコントローラにおい
て、シーケンスプログラムは、ＳＦＣプログラムを実行
する際のステップに付随するアクションの実行状態を管
理する情報を、アクションを実行する命令のオペランド
として持っていることを特徴とする。この発明によれ
ば、シーケンス演算プロセッサ内部にモニタ条件をもた
せ、アクションの実行状態はアクションを実行する命令
のオペランド内に存在するため、プログラムの実行を全
て完了した後ではなく、アクションを実行した時点でモ
ニタ条件に合致したモニタ情報の収集が可能となる。

【００１２】請求項７に係る発明は、請求項６に記載の
プログラマブルコントローラにおいて、シーケンスプロ
グラムはアクションを実行する命令のオペランドにアク
ションの実行回数を表す情報を持っており、シーケンス
演算プロセッサはアクションの実行回数を表す情報を用
いてアクションの実行回数に応じたトレース処理が可能
であることを特徴とする。この発明によれば、アクショ
ンを実行する命令のオペランドにアクションの実行回数
に関する情報をもたせたので、シーケンス演算プロセッ
サがアクションを実行した時点で該アクションの実行回
数をモニタ条件と比較してモニタ情報の収集を実行する
ことが可能となる。

【００１３】請求項８に係る発明は、請求項６または７
に記載のプログラマブルコントローラにおいて、シーケ
ンスプログラムはアクションを実行する命令のオペラン
ドにアクションの実行時間を表す情報を持っており、シ
ーケンス演算プロセッサはアクションの実行時間を表す
情報を用いてアクションの実行時間に応じたトレース処
理が可能であることを特徴とする。この発明によれば、
アクションを実行する命令のオペランドにアクションの
実行時間に関する情報をもたせたので、シーケンス演算
プロセッサがアクションを実行した時点でそのアクショ
ンの実行時間をモニタ条件と比較してモニタ情報の収集
を実行することが可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。

【００１５】＜ＳＦＣプログラムの説明＞まず、本発明
で扱うＳＦＣプログラムについて、図５を参照して説明
する。図５のプログラムはステップ１から動作を開始
し、次にステップ２を実行し、次にステップ３〜５の内
の一つのステップを選択して実行し、さらにステップ６
を実行した後、ステップ１の動作に戻る。各ステップ間
の動作の遷移に関しては、ステップ間を結ぶ線上の横棒
が遷移条件を示しており、それぞれＴｘという条件が付
けられている。図示の例では、ｘ＝１〜６（ただし、ｘ
＝２に関しては枝番あり）であり、ステップ１，２間に
遷移条件Ｔ１が、ステップ２，３間に遷移条件Ｔ２１
が、ステップ２，４間に遷移条件Ｔ２２が、ステップ
２，５間に遷移条件Ｔ２３が、ステップ３，６間に遷移
条件Ｔ３が、ステップ４，６間に遷移条件Ｔ４が、ステ
ップ５，６間に遷移条件Ｔ５が、ステップ６，１間に遷
移条件Ｔ６がそれぞれ設定されている。あるステップの
直前のステップの動作中（以下、「ＯＮ」と称する）で
あり、遷移条件Ｔｘが成立したときに直前のステップの
動作が終了し、次のステップが動作を開始する。

【００１６】各ステップにはそれぞれ対応するプログラ
ムが付随しているが、ここでは省略している。また、各
ステップにはアクションを付加することが可能である。
ここではステップ１とステップ６に例を示している。１
行分の記述が１つのアクションに相当する。アクション
記述の一番左側の英字略号（Ｎ，Ｌ，…）の記述はアク
ションクォリファイア（アクション修飾名）であり、ア
クションを起動するステップがＯＮのとき、どんな条件
でアクションを起動するかを示している。例えば、Ｎは
無指定を示し、前置ステップがＯＮのときに無条件にア
クションを起動する。Ｌは時限指定であり、前置ステッ
プがＯＮのとき、時間を区切ってアクションを起動す
る。Ｓはセット動作を示し、前置ステップがＯＮのとき
に動作がセットされると前置ステップがＯＦＦになって
もアクションがリセットされるまで動作を継続する。Ｄ
は遅延動作を示し、前置ステップがＯＮになったとき、
指定時間後に動作を開始する。ステップ６のアクション
に示すＲというクォリファイアはリセット動作を示すも
のである。アクション記述の中央の記述（アクション
１，２，…）はアクションプログラムの名称を指定する
エリアであり、アクションがＯＮのときにはここに記述
されたプログラムが起動される。アクション名称の右側
の記述（％ＱＸ００１，…）はアクション変数の記述で
ある。これはユーザが任意に指定できる変数であり、ア
クションプログラムの中で値をセットするものである。
なお、アクション変数は省略可能である。

【００１７】＜各請求項に共通のハードウェア構成＞本
発明の共通のハードウェア構成を図１に示す。図１にお
いて、ＣＰＵ１はＰＬＣの中枢部分であり、コントロー
ラ全体の実行制御を行う。このＣＰＵ１に対してプログ
ラムメモリ２、ワークメモリ３、シーケンス演算プロセ
ッサ４、シーケンスプログラムメモリ５、およびデータ
メモリ６がマイコンバス７を介して接続されている。マ
イコンバス７には、通信インタフェース８およびＩ／Ｏ
（入出力装置）９も接続されている。ＰＬＣには通信イ
ンタフェース８を介してモニタ装置１０が接続される。

【００１８】プログラムメモリ２はＣＰＵ１が実行する
プログラムを格納しているメモリであり、ＯＳや制御プ
ログラムが格納されている。ワークメモリ３はＣＰＵ１
が全体制御を実行するときに作業領域として使用するメ
モリである。シーケンス演算プロセッサ４はシーケンス
プログラムを実行するプロセッサであり、プログラムの
モニタのためのモニタデータのトレースも実行する。シ
ーケンスプログラムメモリ５はユーザが作成したシーケ
ンスプログラムを格納するメモリである。データメモリ
６はユーザが使用する変数などのデータを格納するメモ
リである。マイコンバス７はＰＬＣ内の要素をＣＰＵ１
やシーケンス演算プロセッサ４と接続するためのバスで
あり、アドレスバスや、データバス、制御バスの総体で
ある。通信インタフェース８はＰＬＣとモニタ装置など
を接続するためのインタフェース回路である。Ｉ／Ｏ９
はＰＬＣと外部の制御対象を接続するための入出力装置
である。モニタ装置１０はＰＬＣのシーケンスプログラ
ム実行状態を監視したり、シーケンスプログラムの作成
・修正をしたりするのに使用される。モニタ装置１０は
ＣＲＴ等の表示装置とキーボード等の入力装置を持つ。

【００１９】シーケンス演算プロセッサ４は図２に示す
ように構成されている。シーケンス演算プロセッサ４は
中枢部としてシーケンス演算回路４０１を備えており、
マイコンバス７を介してシーケンスプログラムメモリ５
から読み出したシーケンスプログラムをシーケンス演算
回路４０１で実行する。ここでの演算実行に必要なデー
タを一時的に格納するために内部レジスタ４０２が設け
られている。

【００２０】種々のレジスタ４０３〜４１０が比較回路
４１１に接続されている。より具体的には、実行中のシ
ーケンスプログラムのアドレスを格納しておくレジスタ
であるシーケンス命令ポインタ４０３、現在実行中のシ
ーケンス命令のコードを格納しておくシーケンス命令レ
ジスタ４０４、シーケンス命令の演算対象となるデータ
を格納しておくオペランドデータレジスタ４０５（ＳＦ
Ｃプログラムのステップやアクションを実行する際にオ
ペランドデータはステップまたはアクションの実行回数
や実行時間のデータを含んでいる）、モニタ装置１０か
ら指定されたモニタ開始アドレスを格納しておくトレー
ス開始アドレスレジスタ４０６、モニタ終了アドレスを
格納しておくトレース終了レジスタ４０７、ステップま
たはアクションの実行回数を指定してモニタを実行する
際に実行回数を格納しておく実行回数指定レジスタ４０
８、ステップまたはアクションの実行時間を指定してモ
ニタを実行する際に実行時間を格納しておく実行時間指
定レジスタ４０９、およびトレース対象となる命令のア
ドレスを格納しておくトレース命令アドレスレジスタ４
１０が比較回路４１１に接続されている。

【００２１】比較回路４１１は前置されたアドレスレジ
スタ４０６，４０７や実行回数指定レジスタ４０８およ
び実行時間指定レジスタ４０９の内容をシーケンス命令
ポインタ４０３やシーケンス命令レジスタ４０４、オペ
ランドデータレジスタ４０５の内容と比較して一致する
と一致信号をトレース制御回路４１２に送る。

【００２２】トレース制御回路４１２はトレースの開始
・停止のタイミングを制御し、トレースすべきデータの
形を実行中の命令種別によって判定するなどの動作を行
い、データトレース動作全体の制御を行う。また、必要
時にはマイコンバス７を介してＣＰＵ１に割込み信号を
送出することができる。このような機能を遂行するため
にトレース制御回路４１２には、モニタ範囲に実行中の
ステップが含まれるようにトレース範囲を調整するよう
指定するためのフラグを立てる実行中ステップモニタ指
定フラグ手段４１３、トレースしたデータ数をカウント
するトレースカウンタ４１４、およびトレースバッファ
として使用されるトレースメモリ４１５が接続されてい
る。トレースメモリ４１５はビットデータやワードデー
タなどを格納する。

【００２３】図１を参照して、シーケンス演算プロセッ
サ４はＩ／Ｏ９を介して外部の制御対象の状態を入力し
た後、シーケンスプログラムメモリ５からシーケンスプ
ログラムを読み出し、必要に応じてデータメモリ６内の
データをアクセスしながら実行し、その結果を、Ｉ／Ｏ
９を介して外部の制御対象に出力する。

【００２４】シーケンスプログラムの実時間モニタを行
う場合には、まずモニタ開始アドレスをＣＰＵ１からト
レース開始アドレスレジスタ４０６にセットし、モニタ
終了アドレスをトレース終了アドレスレジスタ４０７に
セットする。その後、シーケンスプログラムの実行を開
始するとモニタ対象範囲のシーケンスプログラムを実行
した際に、比較回路４１１がシーケンス命令ポインタ４
０３のアドレス値とトレース開始アドレスレジスタ４０
６のアドレス値とを比較し、一致を検出するとトレース
制御回路４１２がそれ以降の必要なデータをトレースメ
モリ４１５に格納し、トレースカウンタ４１４を更新し
ていく。ここでトレース終了アドレスレジスタ４０７の
アドレス値が検出されるか、規定の値に達すると、トレ
ース制御回路４１２がそれをＣＰＵ１に知らせ、トレー
スバッファの読み取りやトレースの終了処理を要求す
る。このようにしてシーケンスプログラムの実時間モニ
タを実行する。

【００２５】＜請求項１に係る発明の実施形態＞請求項
１に係る発明の実施形態について説明する。本発明のＰ
ＬＣで使用するＳＦＣプログラムのステップを処理する
命令には、図３に示す情報をオペランドデータとして持
たせるものとする。図３において初期化完了フラグ３１
というのは、このオペランドに対応するステップが１回
以上実行されたことを示すフラグである。オペランドデ
ータには、ステップを処理する命令に従って格納される
実行回数情報３２、すなわち該当するステップがＯＮし
てから実行された回数を示す情報と、ステップを処理す
る命令に従って格納される実行時間情報３３、すなわち
該当するステップがＯＮしてからの経過時間を示す情報
と、該当するステップが現在ＯＮしているかどうかを示
すＯＮ／ＯＦＦ情報３４とである。

【００２６】モニタ装置１０からプログラムのモニタ要
求があったとき、モニタするプログラムの範囲をシーケ
ンス演算プロセッサ４内のトレース開始アドレスレジス
タ４０６とトレース終了アドレスレジスタ４０７に設定
した後、シーケンスの実行を開始する。その他のモニタ
条件の指定がない場合にはトレース制御回路４１２はプ
ログラムアドレスの一致だけを条件としてプログラムの
モニタを実行する。つまり、シーケンス命令ポインタ４
０３の内容とトレース開始アドレスレジスタ４０６の内
容を比較し、トレース開始アドレスに達した時点からオ
ペランドデータをトレースメモリ４１５に格納し、トレ
ースメモリ４１５が一杯になるか、シーケンス実行がト
レース終了アドレスに達した場合にはトレースを中断ま
たは終了し、ＣＰＵ１に対して割込み信号を出力して、
トレースデータの引き取りを要求する。

【００２７】以上のようにして、プログラムの実行を全
て完了した後ではなく、ステップを実行する時点で、モ
ニタ条件に合致したモニタ情報の収集が可能となる。

【００２８】＜請求項２に係る発明の実施形態＞請求項
２に係る発明の実施形態について説明する。本発明のＰ
ＬＣではＳＦＣプログラムのステップを処理する命令の
オペランドに、ステップがＯＮしてから実行した回数お
よびステップがＯＮしてからの経過時間情報を持たせ
る。ユーザがモニタ装置１０を介してＳＦＣプログラム
の特定のステップがＯＮしてからＮ回目の実行内容をモ
ニタを要求した場合の動作は次のようになる。モニタ装
置１０からのステップ処理命令のアドレスと実行回数お
よびモニタプログラム範囲の指定はＣＰＵユによってそ
れぞれ、トレース命令アドレスレジスタ４１０、実行回
数指定レジスタ４０８、トレース開始アドレスレジスタ
４０６、トレース終了アドレスレジスタ４０７に格納さ
れる。トレース制御回路４１２は比較回路４１１の出力
に基づいてトレースを実行していくが、モニタ指定がプ
ログラム範囲だけの場合とは異なり、トレース指定範囲
内において、トレース命令アドレスレジスタに格納され
たアドレスとシーケンス命令ポインタ４０３との内容が
一致し、かつステップを処理する命令のオペランド内の
実行回数が実行回数指定レジスタ４０８の内容と一致し
た場合に限って、トレース内容をＣＰＵ１に引き取るよ
う要求する。それ以外の場合はトレース動作は行うもの
の、トレースデータをモニタ装置１０に転送する動作は
行わないようにする。

【００２９】以上のようにして、指定されたステップの
指定された実行回数での状態だけをモニタ可能とする。
上記のようなモニタはステップが一度しか動作しない場
合とか、ある特定のカウント動作を実行するプログラム
のモニタに有用である。

【００３０】＜請求項３に係る発明の実施形態＞請求項
３に係る発明の実施形態について説明する。ユーザがモ
ニタ装置１０を介してＳＦＣプログラムの特定のステッ
プがＯＮしてからの実行時間のモニタを要求した場合の
動作は次のようになる。モニタ装置１０からのステップ
処理命令のアドレスと実行時間およびモニタプログラム
範囲の指定はＣＰＵ１によってそれぞれ、トレース命令
アドレスレジスタ４１０、実行時間指定レジスタ４０
９、トレース開始アドレスレジスタ４０６、およびトレ
ース終了アドレスレジスタ４０７に格納される。トレー
ス制御回路４１２は比較回路４１１の出力に基づいてト
レースを実行していくが、モニタ指定がプログラム範囲
だけの場合とは異なり、トレース指定範囲内において、
トレース命令アドレスレジスタに格納されたアドレスと
シーケンス命令ポインタ４０３の内容とが一致し、かつ
ステップを処理する命令のオペランド内の実行時間が実
行時間指定レジスタ４０９の内容と一致した場合に限っ
て、トレース内容をＣＰＵ１に引き取るよう要求する。
それ以外の場合はトレース動作は行うものの、トレース
データをモニタ装置１０に転送する動作は行わないよう
にする。

【００３１】以上のようにして、指定されたステップの
指定された実行時間での状態だけをモニタ可能とする。
上記のようなモニタはステップの動作を限時指定しよう
とする場合に、どのくらいの時間で動作が終了するのか
を確認する場合や、動作の結果が反映される時間の確認
などに有用である。

【００３２】＜請求項４に係る発明の実施形態＞請求項
４に係る発明の実施形態について説明する。本発明のＰ
ＬＣでは図３に示すように、ＳＦＣプログラムのステッ
プを処理する命令のオペランドに、ステップが１回以上
動作したかどうかを示す初期化完了フラグ３１を設け
る。ＳＦＣプログラムでは初期化専用のステップを使用
することがあるが、初期化専用のステップであっても一
旦初期化動作を完了した後は通常のステップと同様の動
作をする必要がある。本発明のＰＬＣではＳＦＣプログ
ラムの動作を管理する専用のテーブルなどを持たせるこ
となく、初期化ステップのオペランド内に初期化完了情
報を持たせる。初期化ステップを処理する命令は、自ス
テップのオペランドの初期化完了フラグ３１がセットさ
れていなければ、自ステップが属するＳＦＣプログラム
の全ステップのオペランド内容を初期化する。もし、初
期化完了フラグ３１がセットされていれば通常のステッ
プの処理を行う。したがって、初期化ステップを処理す
る命令がＳＦＣプログラムの初期化を実行するかどうか
を判断することが可能となり、ＰＬＣのＯＳによる管理
が不要になる。また専用の管理テーブルも不要となるの
で、ソフトウェアの構成が簡単なものになる。

【００３３】＜請求項５に係る発明の実施形態＞請求項
５に係る発明の実施形態について説明する。シーケンス
プログラムの動作モニタを行う際はモニタする範囲を指
定して行うのが普通であるが、ＳＦＣプログラムのよう
にＯＮしているステップが歩進していくようなプログラ
ムでは、モニタ装置１０の表示範囲からＯＮしているス
テップがなくなり、ＯＦＦしているステップばかりをモ
ニタするような状態になることがある。本発明のＰＬＣ
では常にＯＮしているステップの動作をモニタできるよ
うに構成している。モニタ装置１０から実行中のステッ
プを常にモニタ範囲内に収めるようなモニタ動作の指定
があると、ＣＰＵ１はシーケンス演算プロセッサ４内の
実行中ステップモニタ指定フラグ手段４１３をセットす
る。モニタ装置１０からのモニタプログラム範囲の指定
はＣＰＵ１によってトレース開始アドレスレジスタ４０
６およびトレース終了アドレスレジスタ４０７に格納さ
れる。トレース制御回路４１２は比較回路４１１の出力
に基づいてトレースを実行していくが、実行中ステップ
モニタ指定フラグ手段４１３がセットされていると、モ
ニタ指定がプログラム範囲だけの場合とは異なり、常に
オペランドデータレジスタ４０５内のＯＮ／ＯＦＦ情報
を確認しながらトレースを実行し、トレース指定範囲内
においてＯＮになっているステップが検出された場合は
トレース終了アドレスまでトレースを実行する。しか
し、トレース指定範囲内にＯＮのステップが検出されな
かった場合には、ＯＮになっているステップを検出する
までトレースを継続して実行し、ＯＮになっているステ
ップが検出されてから一定のステップ数の命令をトレー
スした後で、トレース内容をＣＰＵ１に引き取るよう要
求する。このとき、トレース終了アドレスレジスタ４０
７の内容は変更された終了アドレスに書き換えられる。

【００３４】以上のようにして、指定された範囲からト
レースを開始するものの、ＯＮしているステップが常に
モニタ画面に収まるようにトレースを実行する。ＯＮし
ているステップが現れた後で一定数のステップをトレー
スするのは、ＯＮしているステップがモニタ画面の中央
に表示されるようにするためである。このようなトレー
スを実行することによりユーザは常にＳＦＣプログラム
のどの部分が実行されているのかを確認できるようにな
る。これは特に長いＳＦＣプログラムをモニタする場合
に有用である。

【００３５】＜請求項６に係る発明の実施形態＞請求項
６に係る発明の実施形態について説明する。本発明のＰ
ＬＣで使用するＳＦＣプログラムのアクションを処理す
る命令には、図４に示す情報４１〜４３をオペランドデ
ータとして持たせるものとする。実行回数情報４１はア
クションを処理する命令に従って格納されるものであ
り、該当するアクションがＯＮした後に実行された回数
の情報である。実行時間情報４２はアクションを処理す
る命令に従って格納されるものであり、該当するアクシ
ョンがＯＮしてからの経過時間の情報である。ＯＮ／Ｏ
ＦＦ情報４３は該当するアクションが現在ＯＮしている
かどうかを示す情報である。このような情報４１〜４３
を持つＰＬＣは従来存在していなかった。アクションを
処理する命令に、このような情報を持たせることによ
り、次に述べる種々のモニタ指定に対応する動作が可能
となる。なお、アクション命令のオペランドとして、情
報４１〜４３のほかに前回実行時のＯＮ／ＯＦＦ情報４
４，およびセット／リセット情報４５を持たせることが
できる。

【００３６】＜請求項７に係る発明の実施形態＞請求項
７に係る発明の実施形態について説明する。本発明のＰ
ＬＣではＳＦＣプログラムのアクションを処理する命令
には、オペランドデータとして、アクションがＯＮして
から実行した回数を示す実行回数情報４１、およびアク
ションがＯＮしてからの経過時間を示す実行時間情報４
２を持たせる。ユーザがモニタ装置１０を介してＳＦＣ
プログラムの特定のアクションがＯＮしてからＮ回目の
実行内容のモニタを要求した場合の動作は次のようにな
る。モニタ装置１０からのアクション処理命令のアドレ
スと実行回数およびモニタプログラム範囲の指定はＣＰ
Ｕ１によってそれぞれ、トレース命令アドレスレジスタ
４１０、実行回数指定レジスタ４０８、トレース開始ア
ドレスレジスタ４０６、トレース終了アドレスレジスタ
４０７に格納される。トレース制御回路４１２は比較回
路４１１の出力に基づいてトレースを実行していくが、
モニタ指定がプログラム範囲だけの場合とは異なり、ト
レース指定範囲内において、トレース命令アドレスレジ
スタ４１０に格納されたアドレスとシーケンス命令ポイ
ンタ４０３のアドレス内容とが一致し、かつアクション
を処理する命令のオペランド内の実行回数が実行回数指
定レジスタ４０８の内容と一致した場合に限って、トレ
ース内容をＣＰＵ１に引き取るよう要求する。それ以外
の場合はトレース動作は行うものの、トレースデータを
モニタ装置１０に転送する動作は行わないようにする。

【００３７】以上のようにして、指定されたアクション
において、指定された実行回数での状態のみのモニタを
可能とする。上記のようなモニタはアクションクォリフ
ァイアにパルス指定がされていて、一度しか実行されな
い場合とか、ある特定のカウント動作を実行するアクシ
ョンプログラムのモニタに有用である。

【００３８】＜請求項８に係る発明の実施形態＞請求項
８に係る発明の実施形態について説明する。ユーザがモ
ニタ装置１０を介してＳＦＣプログラムの特定のアクシ
ョンがＯＮしてからの実行時間のモニタを要求した場合
の動作は次のようになる。モニタ装置１０からのアクシ
ョン処理命令のアドレスと実行時間およびモニタプログ
ラム範囲の指定はＣＰＵ１によってそれぞれ、トレース
命令アドレスレジスタ４１０、実行時間指定レジスタ４
０９、トレース開始アドレスレジスタ４０６、トレース
終了アドレスレジスタ４０７に格納される。トレース制
御回路４１２は比較回路４１１の出力に基づいてトレー
スを実行していくが、モニタ指定がプログラム範囲だけ
の場合とは異なり、トレース指定範囲内において、トレ
ース命令アドレスレジスタに格納されたアドレスとシー
ケンス命令ポインタ４０３の内容が一致し、かつアクシ
ョンを処理する命令のオペランド内の実行時間が実行時
間指定レジスタ４０９の内容と一致した場合に限って、
トレース内容をＣＰＵ１に引き取るよう要求する。それ
以外の場合はトレース動作は行うものの、トレースデー
タをモニタ装置１０に転送する動作は行わないようにす
る。

【００３９】以上のようにして、指定されたアクション
において、指定された実行時間での状態だけをモニタ可
能とする。上記のようなモニタはアクションクォリファ
イアに限時指定や遅延指定がされている場合に、どのく
らいの時間で動作が終了するのか、またはどのくらいの
時間で動作が開始されるのかを確認する場合などに有用
である。

【００４０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、シー
ケンス演算プロセッサによって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において、ＳＦＣ
プログラムにおけるステップの実行状態を管理する情報
を、ステップを処理する命令のオペランドとして持た
せ、またアクションの実行状態を管理する情報を、アク
ションを処理する命令のオペランドとして持たせ、モニ
タ装置からモニタ条件として指定された命令アドレス、
実行回数および実行時間と、上記命令のオペランドに格
納されたＳＦＣプログラムのステップおよびアクション
の実行状態とを比較してデータをトレースすることが可
能になるので、ユーザが要求するプログラム実行状態を
モニタすることが可能となる。また、トレース中のステ
ップのＯＮ／ＯＦＦ状態を判断してトレース範囲を変更
することが可能になるので、ＯＮしているステップを常
にモニタ画面に表示させておくことも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるプログラマブルコントローラのハ
ードウェア構成を示すブロック図。

【図２】図１におけるシーケンス演算プロセッサの内部
構成を示すブロック図。

【図３】ステップを処理する命令のオペランドの構成を
示す説明図。

【図４】アクションを処理する命令のオペランドの構成
を示す説明図。

【図５】ＳＦＣプログラムの実行状態を説明する説明
図。

【符号の説明】

１ ＣＰＵ ２ プログラムメモリ ４ シーケンス演算プロセッサ ４０１ シーケンス演算回路 ４０３ シーケンス命令ポインタ ４０４ シーケンス命令レジスタ ４０５ オペランドデータレジスタ ４０６ トレース開始アドレスレジスタ ４０７ トレース終了アドレスレジスタ ４０８ 実行回数指定レジスタ ４０９ 実行時間指定レジスタ ４１１ 比較回路 ４１２ トレース制御回路 ４１４ トレースカウンタ ４１５ トレースメモリ ５ シーケンスプログラムメモリ ６ データメモリ ８ 通信インタフェース １０ モニタ装置

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シーケンスプログラムを記憶したシーケン
   スプログラムメモリと、制御に必要なデータを記憶する
   データメモリと、このデータメモリの記憶内容を参照し
   ながらシーケンスプログラムメモリに記憶されたシーケ
   ンスプログラムを実行するシーケンス演算プロセッサと
   を備えたプログラマブルコントローラにおいて、 シーケンスプログラムメモリのシーケンスプログラムは
   ＳＦＣプログラムにおけるステップの実行状態を管理す
   る情報を、ステップを実行する命令のオペランドとして
   持っており、シーケンス演算プロセッサは内部に記憶し
   たモニタ指定条件とステップを実行する命令のオペラン
   ドの内容との比較結果に従ってＳＦＣプログラムの任意
   の実行状態におけるモニタを可能とすることを特徴とす
   るプログラマブルコントローラ。
2. 【請求項２】請求項１に記載のプログラマブルコントロ
   ーラにおいて、 シーケンスプログラムメモリのシーケンスプログラムは
   ステップを実行する命令のオペランドにステップの実行
   回数を表す情報を持っており、シーケンス演算プロセッ
   サはステップの実行回数を表す情報を用いてステップの
   実行回数に応じたトレース処理が可能であることを特徴
   とするプログラマブルコントローラ。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載のプログラマブル
   コントローラにおいて、 シーケンスプログラムメモリのシーケンスプログラムは
   ステップを実行する命令のオペランドにステップの実行
   時間を表す情報を持っており、シーケンス演算プロセッ
   サはステップの実行時間を表す情報を用いてステップの
   実行時間に応じたトレース処理が可能であることを特徴
   とするプログラマブルコントローラ。
4. 【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載のプロ
   グラマブルコントローラにおいて、 シーケンスプログラムメモリのシーケンスプログラムは
   ステップを実行する命令のオペランドにステップの実行
   履歴を表す情報を持っており、シーケンス演算プロセッ
   サはステップの実行履歴を表す情報を用いてプログラム
   の実行時に初期化処理の実行タイミングの判断が可能で
   あることを特徴とするプログラマブルコントローラ。
5. 【請求項５】請求項１ないし４のいずれかに記載のプロ
   グラマブルコントローラにおいて、 シーケンス演算プロセッサはモニタ装置からのモニタ範
   囲を記憶するためのトレース開始アドレス記憶手段およ
   びトレース終了アドレス記憶手段を持っており、モニタ
   範囲のデータトレースを実施すると同時に、実行ステッ
   プをトレースする要求があった際に、モニタ範囲に実行
   中のステップが存在しなかった場合には、トレース終了
   アドレス記憶手段の内容を変更しながら、実行中のステ
   ップがモニタ範囲に入るまでモニタ情報を収集すること
   を特徴とするプログラマブルコントローラ。
6. 【請求項６】請求項１ないし５のいずれかに記載のプロ
   グラマブルコントローラにおいて、 シーケンスプログラムメモリのシーケンスプログラム
   は、ＳＦＣプログラムを実行する際のステップに付随す
   るアクションの実行状態を管理する情報を、アクション
   を実行する命令のオペランドとして持っており、シーケ
   ンス演算プロセッサはアクションの実行状態を管理する
   情報を用いてアクションの実行状態に応じたトレース処
   理が可能であることを特徴とするプログラマブルコント
   ローラ。
7. 【請求項７】請求項６に記載のプログラマブルコントロ
   ーラにおいて、 シーケンスプログラムメモリのシーケンスプログラムは
   アクションを実行する命令のオペランドにアクションの
   実行回数を表す情報を持っており、シーケンス演算プロ
   セッサはアクションの実行回数を表す情報を用いてアク
   ションの実行回数に応じたトレース処理が可能であるこ
   とを特徴とするプログラマブルコントローラ。
8. 【請求項８】請求項６または７に記載のプログラマブル
   コントローラにおいて、 シーケンスプログラムメモリのシーケンスプログラムは
   アクションを実行する命令のオペランドにアクションの
   実行時間を表す情報を持っており、シーケンス演算プロ
   セッサはアクションの実行時間を表す情報を用いてアク
   ションの実行時間に応じたトレース処理が可能であるこ
   とを特徴とするプログラマブルコントローラ。