JP3074809B2 - プログラマブル・コントローラ - Google Patents

プログラマブル・コントローラ

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JP3074809B2
JP3074809B2 JP03187390A JP18739091A JP3074809B2 JP 3074809 B2 JP3074809 B2 JP 3074809B2 JP 03187390 A JP03187390 A JP 03187390A JP 18739091 A JP18739091 A JP 18739091A JP 3074809 B2 JP3074809 B2 JP 3074809B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各種工場等の生産ライ
ンに採用されるシーケンス制御において、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
関し、詳しくは、シーケンス・プログラム内の各シーケ
ンス命令を実行するシーケンス命令処理用プロセッサの
処理速度を向上するように改善するものである。
【0002】
【従来の技術】シーケンス制御分野に採用されるプログ
ラマブル・コントローラの主要部について、最も一般的
な構成を第8図のブロック図に示し、その動作を図9の
フローチャートに示す。図8において、従来のプログラ
マブル・コントローラは、マイクロプロセッサ等から構
成されるシーケンス命令処理用プロセッサ1、各シーケ
ンス命令よりなるシーケンス・プログラムを格納するシ
ーケンス・プログラム・メモリ2、シーケンス命令に対
応するマイクロ命令を格納するマイクロプログラム・メ
モリ3、処理に用いられるデータを格納するとともにワ
ーク・エリアとしても使用される作業メモリ4から構成
され、シーケンス命令処理用プロセッサ1は、アドレス
・バス、データ・バス、コントロール・バスにより各々
のブロックと接続する。
【0003】このような装置の動作を図8のブロック図
とともに、図9のフローチャートを用いて説明する。シ
ーケンス命令処理用プロセッサ1は、アドレスAPを送
出し、シーケンス・プログラム・メモリ2からシーケン
ス命令DPをフェッチし、続いて、このシーケンス命令
DPに対応するアドレスAMをマイクロプログラム・メ
モリ3に送出してマイクロ命令DMをフェッチし、この
マイクロ命令DMを実行することによって当該シーケン
ス命令を処理する。この時、フェッチしたシーケンス命
令の種類によっては、前回のシーケンス処理結果(ビッ
ト演算処理結果)により、当該シーケンス命令の実行/
非実行を決定しなければならないものがあり、この実行
/非実行の判定は、シーケンス命令処理用プロセッサ1
内においてアキュムレータ等に格納したビット情報(ビ
ット演算処理結果)をチェックする等の方式で行われ
る。そして、非実行の判定をした場合は、次のシーケン
ス命令をフェッチするためのアドレスAPを送出する。
実行の判定をした場合は、このシーケンス命令DPに対
応したマイクロ命令DMをフェッチし、これを実行す
る。尚、1シーケンス命令につき、複数のマイクロ命令
が対応することもある。
【0004】このように、シーケンス・プログラムを処
理するには、順次、シーケンス命令をフェッチし、実行
するか否かの判定をソフトウェア的に行い、更に、この
シーケンス命令に対応するマイクロ命令群をフェッチす
ることにより、行っている。従って、1個のシーケンス
命令を実行するためには、シーケンス命令処理用プロセ
ッサ1内にて数段階の処理を行わなけれはならず、シー
ケンス・プログラム全体の処理時間が長くなるという問
題があった。
【0005】この問題を解決したものとして、図10に
示すような構成のものがある。この例は、シーケンス・
プログラム・メモリ2から送出されたシーケンス命令D
Pを取り込むとともに、シーケンス命令処理用プロセッ
サ1における前回のシーケンス処理結果(ビット演算処
理)をステイタスSとして受ける実行/非実行判定回路
5を設けている。この実行/非実行判定回路5により、
今回フェッチしたシーケンス命令の実行/非実行をハー
ドウェア的に高速に判定することができる。更に、非実
行時にシーケンス命令処理用プロセッサ1から送出され
るマイクロプログラム・メモリ・アドレスARを非実行
時アドレス・レジスタ6に格納し、この非実行時マイク
ロプログラム・メモリ・アドレスARとシーケンス命令
処理用プロセッサ1からのアドレスAMをマルチプレク
サ7に与えるようにする。マルチプレクサ7には、実行
/非実行判定回路5から実行/非実行指示信号E/Dが
与えられ、実行判定時はシーケンス命令処理用プロセッ
サ1からのアドレスAMを選択し、非実行判定時は非実
行時アドレス・レジスタ6に格納されている非実行時マ
イクロプログラム・メモリ・アドレスARを選択し、マ
イクロプログラム・メモリ3に読み出しアドレスAIと
して与える。
【0006】図11は、図10に示す装置例の動作を表
わすタイムチャートである。この図では、動作クロック
CPの1周期Tが1シーケンス命令を実行する時間に相
当し、はじめは、実行/非実行指示信号E/D“H”で
あり、マルチプレクサ6の切り換えによりマイクロプロ
グラム・メモリ3にシーケンス命令処理用プロセッサ1
からのアドレスAMが与えられている。そして、次の周
期のはじめの時間t1において、実行/非実行判定回路
5にて今回のシーケンス命令は非実行の命令であると判
定され、実行/非実行指示信号E/D“L”が出力され
ると、マルチプレクサ7は非実行時アドレス・レジスタ
6に格納されているアドレスARをマイクロプログラム
・メモリ3に与える。アドレスARはマイクロプログラ
ム・メモリ3内のの非実行を指示するマイクロ命令を指
定し、シーケンス命令処理用プロセッサ1は、この非実
行を指示するマイクロ命令DMを取り込み、次のシーケ
ンス命令をフェッチするように動作する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図11にお
いて、1シーケンス命令を実行する時間Tは、実行/非
実行判定回路5において実行/非実行の判定に要する時
間t1と、非実行を表わすマイクロ命令を読み出すメモ
リ・アクセス時間t2との和であるが、マイクロプログ
ラム・メモリ3に高速なメモリを用いてメモリ・アクセ
ス時間t2を短縮させても、実行/非実行判定時間t1
は一定でかつ常に必要な時間であり、この余分な時間t
1の積み重なりにより、シーケンス処理全体の処理速度
の向上が妨げられるという問題が発生していた。
【0008】本発明は、このような問題を解決すること
を課題とし、各々のシーケンス命令の処理速度を高速化
することにより、シーケンス処理全体の処理速度を高速
化することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決した本
発明は、シーケンス命令処理用プロセッサと、シーケン
ス・プログラムが格納されているシーケンス・プログラ
ム・メモリと、前記シーケンス・プログラムを構成する
各シーケンス命令に対応するマイクロ命令を格納するマ
イクロプログラム・メモリとを有し、前記シーケンス命
令処理用プロセッサは前記シーケンス・プログラム・メ
モリから順次前記シーケンス命令を読み出すとともにこ
れに対応するマイクロ命令を前記マイクロプログラム・
メモリから読み出してシーケンス処理を実行するプログ
ラマブル・コントローラにおいて、前記シーケンス命令
処理用プロセッサから前回処理の結果をステイタスとし
て受け今回読み出された前記シーケンス命令が前記シー
ケンス命令処理用プロセッサにて実行するものであるか
非実行のものであるかを判定する実行/非実行判定回路
と、シーケンス命令の非実行を表わすダミー命令を格納
するダミー命令レジスタと、前記実行/非実行判定回路
から実行信号が出力された場合は前記マイクロプログラ
ム・メモリからのマイクロ命令を選択し前記実行/非実
行判定回路から非実行信号が出力された場合は前記ダミ
ー命令レジスタの前記ダミー命令を選択して前記シーケ
ンス命令処理用プロセッサに与えるマルチプレクサとを
備えることを特徴とするプログラマブル・コントローラ
である。
【0010】
【作用】本発明のプログラマブル・コントローラにおい
て、実行/非実行判定回路から実行信号が出力された場
合は、マイクロプログラム・メモリからのマイクロ命令
を選択し、実行/非実行判定回路から非実行信号が出力
された場合は、ダミー命令レジスタのダミー命令を選択
してシーケンス命令処理用プロセッサに与える。
【0011】
【実施例】次に、本発明を実施したプログラマブル・コ
ントローラの例を図面を用いて説明する。図1は本発明
のプログラマブル・コントローラのブロック図である。
この図で、図8、図10に示した従来のプログラマブル
・コントローラと符号が同じものは、その機能は同じで
ある。本発明のプログラマブル・コントローラの特徴
は、シーケンス命令の非実行を表わすマイクロ命令と同
等の意味を持つダミー命令DDを格納するダミー命令レ
ジスタ8と、このダミー命令DDと、マイクロプログラ
ム・メモリ3からのマイクロ命令DMとを実行/非実行
判定回路5からの実行/非実行指示信号E/Dにより選
択してその出力となる命令DIをシーケンス命令処理用
プロセッサ1に与えるマルチプレクサ9とを設けた点に
ある。
【0012】このように構成した本発明のプログラマブ
ル・コントローラの動作を図1のブロック図とともに、
図2のフローチャートを用いて説明する。シーケンス命
令処理用プロセッサ1はシーケンス・プログラム・メモ
リ2からシーケンス命令DPをフェッチし、このシーケ
ンス命令DPは実行/非実行判定回路5に与えられる。
実行/非実行判定回路5は、与えられたシーケンス命令
DDとシーケンス命令処理用プロセッサ1からの前回処
理結果ステイタスSとを受けて今回のシーケンス命令D
Pの実行/非実行を判定する。実行と判定した場合は、
フェッチしたシーケンス命令DPに対応するアドレスA
Mがシーケンス命令処理用プロセッサ1からマイクロプ
ログラム・メモリ2に与えられる一方、実行/非実行判
定回路5から実行/非実行判定信号E/D“H”が出力
され、マルチプレクサ9はマイクロプログラム・メモリ
3のマイクロ命令DMを選択し、このマイクロ命令DM
を命令DIとしてシーケンス命令処理用プロセッサ1に
与える。以後は、従来と同様の処理が進行する。非実行
と判定した場合は、実行/非実行判定信号E/D“L”
が出力されてマルチプレクサ9はダミー命令レジスタ8
の出力DDを選択し、このダミー命令DDを命令DIと
してシーケンス命令処理用プロセッサ1に与える。シー
ケンス命令処理用プロセッサ1は、このダミー命令DD
を取り込むと、シーケンス命令非実行の処理を行うとと
もに、次のシーケンス命令をフェッチするように動作す
る。
【0013】図3は、以上のような本発明のプログラマ
ブル・コントローラの具体的な動作を表わすタイムチャ
ートである。はじめの周期において、フェッチしたシー
ケンス命令を実行する場合、実行/非実行判定回路5で
実行と判定され、実行/非実行指示信号E/D“H”が
維持され、マルチプレクサ9はマイクロプログラム・メ
モリ3の出力DM側を選択する。一方、このシーケンス
命令に対応するマイクロ命令を指定するアドレスAM1
がマイクロプログラム・メモリ2に与えられており、こ
れに対応するマイクロ命令DM1がマルチプレクサ9を
介してシーケンス命令処理用プロセッサ1に与えられ
る。次の周期において、フェッチされたシーケンス命令
について、対応するアドレスAM2がマイクロプログラ
ム・メモリ3に送出される一方、実行/非実行判定回路
5の判定結果、非実行と判定されると、実行/非実行指
示信号E/Dは“L”となり、マルチプレクサ9はダミ
ー命令レジスタ8の出力DDを出力とするように切り換
える。これにより、シーケンス命令処理用プロセッサ1
は、マイクロプログラム・メモリ3に対するアクセスと
は関係なく、直ちにダミー命令DDを取り込み、対応す
る処理を行う。次に、フェッチされたシーケンス命令が
実行と判定された場合は、実行/非実行指示信号E/D
“H”となり、マルチプレクサ9によりシーケンス命令
処理用プロセッサ1から送出されるアドレスAM3に対
応するマイクロ命令DM3が選択される。図3に示すよ
うに、本発明のプログラマブル・コントローラにあって
は、1シーケンス命令が実行される周期T´は、実行/
非実行判定時間t3と、t3経過後、ダミー命令DDの
取り込みに要する時間またはアドレスAMに対応するデ
ータ(マイクロ命令DM)を取り込みに要する時間に対
応する時間t4を考慮すればよいが、実際には、実行/
非実行判定時間t3はシーケンス命令処理用プロセッサ
1のマイクロプログラム・メモリ3に対するアクセス時
間T´に含ませてよい。即ち、1シーケンス命令が実行
される周期T´は、マイクプログラム・メモリ3に対す
るアクセス時間のみに依存する時間である。従って、本
発明のプログラマブル・コントローラの1周期T´は、
図11に示した従来の装置における1周期Tより短くて
すむ。
【0014】次に、実際のシーケンス・プログラムを実
行する際の概要を説明する本発明が対象とするシーケン
ス命令は、図4に示すようなラダー・シーケンス・プロ
グラムであり、これをニーモニック表現したものを図5
に示す。例えば、図4の第1行のプログラム命令は、接
点X00501がオン“1”かつ接点X00316がオ
ン“1”で命令“MOV D001 D008”を実行
するものであり、第2行以下も同様である。図6は、接
点X00501オン“1”、接点X00316オン
“1”であり、この状態“1”をアキュムレータACC
に格納して処理を続行する場合である。アキュムレータ
ACC“1”は、シーケンス命令処理用プロセッサ1に
おけるステイタスSに相当し、マルチプレクサ9はマイ
クロプログラム・メモリ3の出力選択を維持する場合で
ある。図7は、接点X00501オン“1”、接点X0
0316オフ“0”であり、アキュムレータACCの内
容が“1”から“0”に切り換わった場合を示し、これ
により、マルチプレクサ9はダミー命令レジスタ8の出
力(ダミー命令DD)を選択するように切り換わる。こ
のように、シーケンス命令実行に際しても外観上、従来
と全く同様に処理が進行し、しかも高速処理を実現する
ことができる。
【0015】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のプログラマ
ブル・コントローラによれば、フェッチしたシーケンス
命令の実行/非実行の判定をハードウェアで行うため、
この判定処理をマイクロプログラムでソフトウェア的に
処理する方式に比較して短縮でき、シーケンス・プログ
ラムの処理の全体時間を大幅に短縮することができる。
更に、マイクロプログラムでの判定処理を省略したの
で、マイクロプログラムの量も低減することができると
いう効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施したプログラマブル・コントロー
ラの構成ブロック図である。
【図2】本発明のプログラマブル・コントローラの動作
を表わすフローチャートである。
【図3】本発明のプログラマブル・コントローラの動作
を表わすタイムチャートである。
【図4】本発明のプログラマブル・コントローラが対象
とするラダー・プログラムの例である。
【図5】図4に示したラダー・プログラムをニーモニッ
ク表現した例である。
【図6】本発明のプログラマブル・コントローラにおい
て図5の命令列を実行した場合を表わす図である。
【図7】本発明のプログラマブル・コントローラにおい
て図5の命令列を実行した場合を表わす図である。
【図8】従来のプログラマブル・コントローラを表わす
図である。
【図9】図8に示した従来のプログラマブル・コントロ
ーラの動作を表わすフローチャートである。
【図10】従来のプログラマブル・コントローラを表わ
す図である。
【図11】従来のプログラマブル・コントローラの動作
を表わすタイムチャートである。
【符号の説明】
1 シーケンス命令処理用プロセッサ 2 シーケンス・プログラム・メモリ 3 マイクロプログラム・メモリ 4 作業メモリ 5 実行/非実行判定回路 6 非実行時アドレス・レジスタ 7,9 マルチプレクサ 8 ダミー命令レジスタ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−7127(JP,A) 特開 昭58−199499(JP,A) 特開 昭61−221939(JP,A) 特開 平3−6705(JP,A) 特開 昭54−34731(JP,A) 特開 昭57−203139(JP,A) 特開 昭62−49502(JP,A) 特開 昭62−3335(JP,A) 特開 昭56−153448(JP,A) 特開 昭60−220427(JP,A) 特開 平2−137028(JP,A) 特開 平1−253032(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 9/30 - 9/42 G05B 19/05

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シーケンス命令処理用プロセッサと、シ
    ーケンス・プログラムが格納されているシーケンス・プ
    ログラム・メモリと、前記シーケンス・プログラムを構
    成する各シーケンス命令に対応するマイクロ命令を格納
    するマイクロプログラム・メモリとを有し、前記シーケ
    ンス命令処理用プロセッサは前記シーケンス・プログラ
    ム・メモリから順次前記シーケンス命令を読み出すとと
    もにこれに対応するマイクロ命令を前記マイクロプログ
    ラム・メモリから読み出してシーケンス処理を実行する
    プログラマブル・コントローラにおいて、前記シーケン
    ス命令処理用プロセッサから前回処理の結果をステイタ
    スとして受け今回読み出された前記シーケンス命令が前
    記シーケンス命令処理用プロセッサにて実行するもので
    あるか非実行のものであるかを判定する実行/非実行判
    定回路と、シーケンス命令の非実行を表わすダミー命令
    を格納するダミー命令レジスタと、前記実行/非実行判
    定回路から実行信号が出力された場合は前記マイクロプ
    ログラム・メモリからのマイクロ命令を選択し前記実行
    /非実行判定回路から非実行信号が出力された場合は前
    記ダミー命令レジスタの前記ダミー命令を選択して前記
    シーケンス命令処理用プロセッサに与えるマルチプレク
    サとを備えることを特徴とするプログラマブル・コント
    ローラ。
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