JP5511331B2

JP5511331B2 - 制御システム

Info

Publication number: JP5511331B2
Application number: JP2009267630A
Authority: JP
Inventors: 裕志倉元; 保彦村井
Original assignee: Koyo Electronics Industries Co Ltd
Current assignee: Koyo Electronics Industries Co Ltd
Priority date: 2009-11-25
Filing date: 2009-11-25
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2029-11-25
Also published as: JP2011113199A

Description

本発明は、ＨＭＩ機器である表示器と、入・出力デバイスをシーケンス制御するＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）とを備えた制御システムに関わり、詳細には上記ＰＬＣに対し、上記制御のために搭載するラダープログラムをより簡素化すなわちプログラムレス化を可能とすることに関するものである。

上記制御システムは、外部ＰＣ、プログラマブル表示器（ＨＭＩ機器）、ＰＬＣと、複数のターゲットと、を含む。外部ＰＣはこれらＰＬＣや表示器をプロトコル通信により制御する。表示器は、コンベアライン上のセンサやアクチュエータ、モータ等の入・出力デバイスに対して、その稼働状況や作業指示のような管理のための各種のモニタ、デバイスに対する設定値を入力する端末として機能することができる。表示器の画面であるユーザ画面上にデバイスの制御や操作のためこれらに対応してメータ、グラフ、スイッチ等の各種ＨＭＩ（ヒューマン・マシーン・インタフェース）部品が表示される。表示器は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュＲＯＭ、ＶＲＡＭなどのメモリや、ＣＰＵなどの演算処理部を有しており、これらによって表示器の各部の動作を制御している。表示器は、ユーザ画面の表示制御、プロトコル変換およびデータ配信の処理を行うために各種のデータ処理を行うことができる。表示器は、外部ＰＣの作画エディタで作成されたユーザ画面に基づいてＶＲＡＭなどを用いて表示画面上にユーザ画面を描画させることができる。ユーザ画面には、ＨＭＩ部品やタグが画像ブロックとして合成されている。ユーザ画面においては、部品やタグが外部入出力機器の動作に応じて動くようになっており、入・出力デバイスの動作状況が視覚化されている。表示器は、表示制御プログラムに従い、上記ＰＬＣのデータメモリに格納されるデバイスＯＮ／ＯＦＦ情報に基づいてユーザ画面を表示制御する。

ＰＬＣは、ラダープログラムを実行するＣＰＵ、入・出力デバイスＯＮ／ＯＦＦ情報が格納された上記デバイスメモリ、等を備え、ラダープログラムの実行に従い、デバイスメモリの内容を書き換えるとともにデバイスメモリの内容を参照しながらラダープログラムを実行し、デバイス制御を行うようになっている。ＰＬＣは、入力デバイスから入力される信号に基づいて出力デバイスに与える制御データの演算処理を行う。入力デバイスとしては、センサ（温度センサ、光センサなど）、スイッチ（押ボタンスイッチ、リミットスイッチ、圧力スイッチなど）のような機器が用いられる。出力デバイスとしては、アクチュエータ、リレー、電磁弁、などが用いられる。これらの入力と出力のデバイスは、製造ラインなどの所要各部に配置される。

以上の制御システムにおいて、制御ターゲットとして、例えば図６で示すコンベアライン装置とすると、このコンベアライン装置は複数のコンベアラインを含み、各コンベアライン上に、図示しないが、当該コンベアライン上を搬送する物品の検出のためのセンサとか、コンベアラインを駆動するモータ等、複数の入・出力デバイスが配置されている。図６には、ＰＬＣ１００と、複数のコンベアライン１０１、１０２、１０３、…とを示す。ＰＬＣ１００は、図７で示すラダープログラムに従い、入・出力デバイスとの間での信号の入・出力により各コンベアライン１０１、１０２、１０３、…を制御する。図７で示すラダープログラムにおいて、ラダー回路単位２０１は、コンベアライン１０１の制御用であり、ラダー回路単位２０２は、コンベアライン１０２の制御用であり、ラダー回路単位２０３は、コンベアライン１０３の制御用、…である。ラダー回路単位２０１は、各接点記号に対してパラメータＣ１、Ｃ２、…が表示されている。ラダー回路単位２０２は、各接点記号に対してパラメータＣ１１、Ｃ１２、…が表示されている。ラダー回路単位２０３は、各接点記号に対してパラメータＣ２１、Ｃ２２、…が表示されている。ラダー回路単位において、その他の説明は略する。

特開２００４−２５２９２０号公報

しかしながら、従来の制御システムにおいては、図６で示す複数のコンベアライン１０１、１０２、…を制御するのに使用するラダープログラムは、各コンベアライン１０１、１０２、…を制御するラダー回路単位２０１、２０２、…が、図７で示すように、いずれも同様のラダー回路単位２０１、２０２、…であったとしても、各コンベアライン１０１、１０２、…ごとにラダー回路単位２０１、２０２、…を作成する必要があり、その作成には非常に手間がかかるものとなっていた。また、多数のラダー回路単位２０１、２０２、…を有するラダープログラムではコンベアライン１０１、１０２、…における制御動作と同様のわずかな変更にも大変な手間がかかるものとなっていた。

本発明により解決すべき課題は、上記制御システムにおいて、制御対象が複数であっても、その制御対象を制御するラダープログラムを簡素化可能として、ラダープログラムの作成手間の省略化を可能とし、かつ、ＰＬＣにおいては、表示器側からのプログラム転送により、ＰＬＣ自体にはプログラムを簡素化し、つまりプログラムレス化を可能として、ＰＬＣによる制御対象の制御動作変更を容易化することである。

（１）本発明によるＰＬＣのプログラムレス化方法は、表示制御プログラムに従い、ＰＬＣのデータメモリに格納される入・出力デバイスのＯＮ／ＯＦＦ情報に基づいてユーザ画面を表示制御するＨＭＩ機器としての表示器と、入・出力デバイスをラダープログラムの実行によりシーケンス制御するＰＬＣと、を備えた制御システムにおいて、表示器側に、ラダー回路単位の情報およびこのラダー回路単位を構成する入・出力接点に対して各制御対象ごとに対応したパラメータを付けたパラメータテーブル情報を具備するステップと、上記両情報を表示器側からＰＬＣ側に転送するステップとを含み、ＰＬＣ側では、表示器から転送された上記ラダー回路単位情報およびパラメータテーブル情報に基づき、複数の制御対象を、同一のラダー回路単位に対して上記パラメータテーブル情報からの制御対象ごとのパラメータを適用することにより生成されるラダープログラムに基づき、制御するステップを含むことを特徴とする。

（２）本発明による制御システムにおいては、表示制御プログラムに従い、ＰＬＣのデータメモリに格納される入・出力デバイスのＯＮ／ＯＦＦ情報に基づいてユーザ画面を表示制御するＨＭＩ機器としての表示器と、入・出力デバイスをラダープログラムの実行によりシーケンス制御するＰＬＣと、を備えた制御システムであって、表示器側は、ラダー回路単位の情報およびこのラダー回路単位を構成する入・出力接点に対して各制御対象ごとに対応したパラメータを付けたパラメータテーブル情報を具備し、また、ＰＬＣ側は、表示器から転送された上記ラダー回路単位情報およびパラメータテーブル情報を具備し、かつ、複数の制御対象を、同一のラダー回路単位に対して上記パラメータテーブル情報からの制御対象ごとのパラメータを適用することにより生成されるラダープログラムに基づき、制御するようになっていることを特徴とする。

本発明によれば、ＰＬＣには表示器からラダー回路単位情報とパラメータテーブル情報とが転送されることで、複数の制御対象それぞれを制御するラダープログラムを構成することができるようになるので、ＰＬＣをラダープログラムレス化することが可能となり、制御対象が多くなった場合に、作成に手間がかかっていたラダープログラムの当該作成手間を大幅に省くことができる。また、ＰＬＣにおいては、表示器側からのプログラム転送により、ＰＬＣ自体にはプログラム内蔵無し、つまりプログラムレス化が可能となるから、表示器側での上記両情報の操作により、ＰＬＣによる制御対象の制御動作を容易に変更することができるようになる。

図１は本発明の実施の形態にかかる制御システムの構成を示す図である。図２は図１の制御システムにおける表示器のブロック図である。図３は図１の制御システムにおけるＰＬＣのブロック図である。図４（ａ）はラダー回路単位を示す図、図４（ｂ）はパラメータテーブルを示す図である。図５はラダー回路単位にパラメータを付けて例を示す図である。図６は制御対象であるコンベアラインを示す図である。図７は従来の制御システムにおけるＰＬＣのラダープログラムを示す図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係る制御システムを説明する。図１は制御システム全体の構成を示す。図１において、１０はシステム上位側のホストコンピュータとしての外部ＰＣ、２０はユーザ画面を備えた複数の表示器、３０は複数のＰＬＣ、４０は入・出力デバイス、である。５０はコンベアライン装置を示す。コンベアライン装置５０は、複数のコンベアライン５０−１、５０−２、５０−３、…を含み、これらコンベアライン５０−１、５０−２、５０−３、…にはセンサやモータ等の各種入・出力デバイス４０が図示しない形態で配置されている。

外部ＰＣ１０と複数の表示器２０とは共通の通信プロトコルで通信が可能な共通ネットワーク６０を介して互いに接続され、複数の表示器２０と複数のＰＬＣ３０それぞれは固有の通信プロトコルで通信が可能な専用ネットワーク７０で個々に接続されている。共通ネットワーク６０はＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）が用いられており、共通ネットワーク６０での通信プロトコルとしてＴＣＰ／ＩＰを採用することができる。

外部ＰＣ１０は、ホストコンピュータとして、一般の汎用パーソナルコンピュータと同様に、図示略のデスクトップ本体、キーボード、マウス等を備え、内蔵ソフトまたは外部からインストールされたソフトにより、表示器２０のユーザ画面を作成するための編集画面を画面表示し、この編集画面上においてＨＭＩ表示部品を加工編集することができる。外部ＰＣ１０は、共通ネットワーク６０を介して表示器２０との間でデータの通信が可能であり、例えば、作画エディタで作成されたユーザ画面を表示器２０に転送したり、表示器２０から配信されたＰＬＣ３０の入出力データを収集したり処理したりすることができる。

表示器２０は、図２で示すように、共通ネットワーク６０を介して外部ＰＣ１０と通信するための通信インターフェース２０ａ、演算や各種制御処理を行うＣＰＵ２０ｂ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュＲＯＭ、ＶＲＡＭなどからなり、ファームウエア等の各種プログラム、その他のデータが格納されるメモリ２０ｃ、ユーザー画面表示を行う表示装置２０ｄ、表示器２０が装備するボタンやスイッチ等からなる入力装置２０ｅ、専用ネットワーク７０を介してＰＬＣ３０と通信を行うための通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）２０ｆを有すると共に、図４（ａ）で示すラダー回路単位の情報（後で詳述）および図４（ｂ）で示す、ラダー回路単位を構成する入・出力接点に対して各御対象ごとに対応したパラメータを付けたパラメータテーブル情報（後で詳述）を記憶する情報メモリ２０ｇを有する。

このような表示器２０は、ＣＰＵ２０ｂにおいてユーザ画面の表示制御、プロトコル変換およびデータ配信の処理を行うために各種のデータ処理を行うことができる。表示器２０は、外部ＰＣ１０の作画エディタで作成されたユーザ画面に基づいてＶＲＡＭなどのメモリ２０ｃを用いて表示装置２０ｄの画面上にユーザ画面を描画させることができる。ユーザ画面においては、ＨＭＩ表示部品等が入・出力デバイス４０の動作に応じて動くようになっており、入・出力デバイス４０の動作状況が視覚化されている。

表示器２０は、共通ネットワーク６０から送信される外部ＰＣ１０のデータに含まれる送信先のＩＰアドレスを解析し、そのＩＰアドレスが自己のものであれば外部ＰＣ１０からのデータに含まれるコマンドを読み取り、必要な表示動作を行うことができる。表示器２０は、外部ＰＣ１０からのコマンドに応答して表示動作を行うことができるようになっている。

ＰＬＣ３０は、図３で示すように、表示器２０との通信のための通信インターフェース３０ａ、演算や各種制御処理を行うＣＰＵ３０ｂ、ファームウエア等のプログラムやデータが格納されるメモリ３０ｃ、入・出力デバイス４０との入・出力を行う入・出力インターフェース３０ｄを具備すると共に、表示器２０から転送されてきた図４（ａ）のラダー回路単位情報および図４（ｂ）のパラメータテーブル情報を記憶する情報メモリ３０ｅを有する。

ＰＬＣ３０において、ＣＰＵ３０ｂは、情報メモリ３０ｅに格納される情報により、入・出力デバイス４０との間で入・出力する信号に基づいてコンベアライン装置５０を制御する。入・出力デバイス４０としては、センサ（温度センサ、光センサなど）、スイッチ（押ボタンスイッチ、リミットスイッチ、圧力スイッチなど）のような入力機器や、アクチュエータ、リレー、電磁弁、などの出力機器が用いられる。これら入・出力デバイス４０は、コンベアライン装置５０の所要各部に配置される。

以上の構成において本実施の形態によるＰＬＣ３０のプログラムレス化方法は、表示器２０側に、図４（ａ）のラダー回路単位情報および図４（ｂ）のパラメータテーブル情報を具備させる。この図４（ａ）に示すラダー回路単位情報は、ラダー回路単位を構成するラダーロジックの回路構成と、その回路構成内の入・出力接点記号とが表示されているが、各入・出力接点記号にはパラメータが記述されていない。そのパラメータに代わり、説明の都合でパラメータが記入される位置を四角破線Ｐ１、Ｐ２、…で示す。図４（ｂ）のパラメータテーブルでは、テーブル縦方向左端一列に上記破線位置に対応するＰ１からＰ９までの記号が表示され、テーブル上端横方向一列に各コンベアライン５０−１、５０−２、５０−３、…とする。

そして、図１で示すコンベアライン５０−１に対する図４（ａ）のラダー回路単位情報内のラダー回路単位に適用するパラメータとしては、図４（ｂ）のパラメータテーブル情報内においてコンベアライン５０−１でのパラメータ表示Ｐ１からＰ９までのＣ１ないしＣ５、Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１がパラメータとされる。

図１で示すコンベアライン５０−２に対する図４（ａ）のラダー回路単位情報内のラダー回路単位に適用するパラメータとしては、図４（ｂ）のパラメータテーブル情報内においてコンベアライン５０−２でのパラメータ表示Ｐ１からＰ９までのＣ１１ないしＣ１５、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２がパラメータとされる。

図１で示すコンベアライン５０−３に対する図４（ａ）のラダー回路単位情報内のラダー回路単位に適用するパラメータとしては、図４（ｂ）のパラメータテーブル情報内においてコンベアライン５０−３でのパラメータ表示Ｐ１からＰ９までのＣ２１ないしＣ２５、Ａ３、Ｂ３、Ｃ３、Ｄ３がパラメータとされている。

そして、この図４（ａ）のラダー回路単位情報と図４（ｂ）のパラメータテーブル情報は表示器２０からＰＬＣ３０に転送される。

ＰＬＣ３０側では、表示器２０から転送された図４（ａ）のラダー回路単位情報および図４（ｂ）のパラメータテーブル情報に基づき、コンベアライン５０−１、５０−２、５０−３、…を、図４（ａ）のラダー回路単位に対して図４（ｂ）のパラメータテーブル情報からのコンベアライン５０−１、５０−２、５０−３、…ごとのパラメータを適用することにより生成されるラダープログラムに基づき、制御する。

例えばコンベアライン５０−１を制御するラダー回路単位は図５（ａ）に示すものとなり、ＰＬＣ３０ではこの図５で示すラダー回路単位によりコンベアライン５０−１を制御する。

他のコンベアライン５０−２を制御するラダー回路単位は同様にして図５（ｂ）に示すものとなる。

さらに他のコンベアライン５０−３を制御するラダー回路単位は同様にして図５（ｃ）に示すものとなる。

以上説明したように本実施の形態では、ＰＬＣには表示器からラダー回路単位情報とパラメータテーブル情報とが転送されることで、複数の制御対象それぞれを制御するラダープログラムを構成することができるようになるので、ＰＬＣをラダープログラムレス化することが可能となり、制御対象が多くなった場合に、作成に手間がかかっていたラダープログラムの当該作成手間を大幅に省くことができる。また、ＰＬＣにおいては、表示器側からのプログラム転送により、ＰＬＣ自体にはプログラム内蔵無し、つまりプログラムレス化が可能となるから、表示器側での上記両情報の操作により、ＰＬＣによる制御対象の制御動作を容易に変更することができるようになる。

１０外部ＰＣ
２０表示器
３０ＰＬＣ
４０入・出力デバイス
５０コンベアライン装置
５０−１，５０−２、５０−３コンベアライン

Claims

表示制御プログラムに従い、ＰＬＣのデータメモリに格納される入・出力デバイスのＯＮ／ＯＦＦ情報に基づいてユーザ画面を表示制御するＨＭＩ機器としての表示器と、入・出力デバイスをラダープログラムの実行によりシーケンス制御するＰＬＣと、を備えた制御システムであって、
上記表示器は、ラダー回路単位の情報およびこのラダー回路単位を構成する入・出力接点に対して各制御対象ごとに対応したパラメータを付けたパラメータテーブル情報を記憶する表示器側情報メモリと、上記両情報を上記表示器から上記ＰＬＣに転送する通信インターフェースとを有し、
上記ＰＬＣは、上記表示器から転送された上記ラダー回路単位情報およびパラメータテーブル情報を記憶するＰＬＣ側情報メモリと、複数の制御対象を、同一のラダー回路単位に対して上記パラメータテーブル情報からの制御対象ごとのパラメータを適用することにより生成されるラダープログラムに基づき、制御するＣＰＵとを有することを特徴とする制御システム。