JP6505591B2 - プログラマブルコントローラ - Google Patents

Description

本発明は、ネットワーク接続したプログラマブルコントローラに関し、特にネットワーク設定時の入出力データの割付に関する。

プログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）は、１台のプログラマブルコントローラを単独で使用する場合と、複数台のプログラマブルコントローラをネットワークで構成して使用する場合がある。複数台のプログラマブルコントローラを使用する場合においては、マスタモジュール（以下、「マスタ」という）となるプログラマブルコントローラに、スレーブモジュール（以下、「スレーブ」という）となるプログラマブルコントローラをネットワークで接続して使用する。その際に、マスタとなるプログラマブルコントローラは、ネットワーク設定として、スレーブとなるプログラマブルコントローラに対応する入出力データの割付を行う必要がある。
通常、前記入出力データの割付を行う際には、ＰＣが備えるコンフィグレータと呼ばれる設定ツールを使用して割付けを行う。

図５は、ネットワーク接続したプログラマブルコントローラをネットワーク設定する時の従来の構成例を示す図である。
ネットワーク設定を行うマスタ１が、スレーブ２と接続されている。マスタ１は、コンフィグレータとのインターフェース（Ｉ／Ｆ）部分となるＩ／Ｏ部１Ａ、演算を行うマイクロプロセッサ１Ｂ、ネットワーク設定情報等を記憶するメモリ１Ｃ及びスレーブ２とデータの入出力を行うインターフェース（Ｉ／Ｆ）部分となるＩ／Ｏメモリ１Ｄから構成される。また、マスタ１は、ネットワーク設定を行うＰＣ３と接続されている。ＰＣ３には、ネットワーク設定を行うコンフィグレータ３Ａ（コンフィグレータソフト）がインストールされている。

図６は、プログラマブルコントローラによる従来のネットワーク設定処理のフローチャートを示す図である。図５に示すＰＣ３とマスタ１を接続し、処理を開始する（ＳＴＡＲＴ）。ステップ３０１（Ｓ３０１）で、ＰＣ３はコンフィグレータ３Ａのセットアップを行う。次のステップ３０２（Ｓ３０２）で、コンフィグレータ３Ａは、入出力データの割付情報を作成する。ここで、割付情報は、入出力データを生成するスレーブの識別、入出力データのサイズ、割付け先となるメモリの番地（アドレス）等である。続くステップ３０３（Ｓ３０３）で、コンフィグレータ３Ａは、その割付が可能かどうかをチェックする。可能であれば（ＹＥＳ）、ステップ３０５（Ｓ３０５）で、ＰＣ３はマスタ１へその割付情報を転送する。可能でない場合（ＮＯ）、ステップ３０４（Ｓ３０４）で、コンフィグレータ３Ａはネットワーク構成の見直し（再構成）を行い、再度入出力データの割付情報を作成する。ステップ３０６（Ｓ３０６）で、マスタ１は、転送された割付情報をメモリ１Ｃへ記憶する。そして、ネットワーク設定処理は完了（ＥＮＤ）となる。

図７は、ネットワーク接続したプログラマブルコントローラの従来の入出力データの割付例を示す図である。マスタ１０１に対し、スレーブ１０２として５台のスレーブ（局番Ｎｏ．０〜局番Ｎｏ．４）が接続されている例である（図７の上図）。ここで、局番は、スレーブを識別するためにスレーブ毎に付与される番号である。各スレーブが持つ入出力データサイズ（入出力データが占有するメモリサイズ）を基に、図５のマスタ１内のＩ／Ｏメモリ１Ｄに、前詰めで順に割付を行う例を、入出力データ割付マップ１０３で示す（図７の下図）。なお、入出力データ割付マップ１０３は、図５のマスタ１内のメモリ１Ｃに格納されている。
ところが、プログラマブルコントローラが設置されている現場によっては、ＰＣを用意することやＰＣを持ち込むことが困難な現場があって、その際には、入出力データの割付作業に支障を来たすことになる。

また、例えば特許文献１には、入出力装置への入出力メモリの割付を随時に変更し設定可能としたプログラマブルコントローラが記載されている。このプログラマブルコントローラは、接続される入出力装置のワード数に変更があっても、入出力装置の個数に変更があっても、それらの変更に応じて随意に入出力割付を変更できるものである。

特開平５−２７４０１２号公報

本発明は、ネットワーク接続したプログラマブルコントローラが設置されている現場にあって、ネットワーク設定の作業性向上を目指し、ＰＣを使用することなく自動でネットワークの設定が行える方法を提供することを目的とする。また併せて、作業者が、自動でネットワーク設定される入出力データの割付方法を容易に理解できるようにする。

上記課題を解決するために、本発明に係るプログラマブルコントローラは、マスタモジュールと、マスタモジュールとネットワーク接続した複数のスレーブモジュールとから構成され、マスタモジュールは、操作指示入力部およびスレーブモジュールの入出力データを格納するＩ／Ｏメモリを備え、操作指示入力部からの指示により、スレーブモジュールの接続台数および入出力データサイズを読み取って入出力データの割付けの可否を判断し、当該割付けが可能と判断した場合に、スレーブモジュールの各々について等しい入出力データサイズをＩ／Ｏメモリに割り付けることを特徴とする。

本発明によれば、ＰＣを使用することなくネットワーク設定を行える機能を備えることにより、現場の作業性が向上する。特に、ＰＣを用意することが困難な場合や、ＰＣを持ち込むことが困難な現場では、その効果は顕著となる。さらに、ＰＣとコンフィグレータが不要となるため、コスト削減にも貢献できる。
また、自動でネットワーク設定される入出力データを、各スレーブの局番に対応した固定割付とすることによって、作業者が入出力データの割付情報を容易に理解することができる。これにより、ネットワークのメンテナンスを容易に行うことができる。特に、運用中にスレーブが故障して部品を交換する（新たなスレーブへ交換する）場合には、その作業を容易かつ迅速に行うことができる。

図１は、実施例のプログラマブルコントローラにおけるネットワーク設定時の構成例を示す図である。 図２は、実施例のプログラマブルコントローラによるネットワーク設定処理のフローチャートを示す図である。 図３は、実施例のプログラマブルコントローラにおける入出力データ割付例を示す図である。 図４は、実施例のプログラマブルコントローラにおける一般的な入出力データ割付を示す図である。 図５は、従来のプログラマブルコントローラにおけるネットワーク設定時の構成例を示す図である。 図６は、従来のプログラマブルコントローラによるネットワーク設定処理のフローチャートを示す図である。 図７は、従来のプログラマブルコントローラにおける入出力データ割付例を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態として、本発明に係る実施例（以下、「本実施例」という）について、図面を用いて説明する。

本実施例では、入出力割付を固定とするプログラマブルコントローラの装置構成例を説明する。なお、前述した従来技術の説明において使用した技術用語については、本実施例においても同様の意味で使用する。
図１は、本実施例のプログラマブルコントローラにおけるネットワーク設定時の装置構成例を示す図である。図１に示す実施例では、図５に示す従来例の構成からＰＣ３が削除され、代わりにスイッチ１Ｅがマスタ１に追加されている。このスイッチ１Ｅは、コンフィグレーション（ネットワーク設定）開始を指示するために使用され、ＰＣを使用することなしにネットワーク設定を行うことを可能にする。また、マスタ１は、スイッチ１Ｅの指示によりマイクロプロセッサ１Ｂが実行するネットワーク設定処理のためのプログラム等を格納したプログラムメモリ１Ｆ、障害等のエラー表示等を行う表示部１Ｇを備える。

図２は、本実施例のプログラマブルコントローラによるネットワーク設定処理のフローチャートを示す図である。
図１に示す、マスタ１に設けたスイッチ１ＥをＯＮすることにより、ネットワーク設定処理が開始される（ＳＴＡＲＴ）。
ステップ２０１（Ｓ２０１）で、マスタ１（マイクロプロセッサ１Ｂ）は、マスタ１に接続されているスレーブ２のネットワークスキャンを行う。ネットワークスキャンは、ネットワーク上に接続されているスレーブの数、各スレーブの入出力データサイズ、および重複する局番（例えば、ノード番号や識別子）の有無等をスキャンする。

ステップ２０２（Ｓ２０２）で、マスタ１（マイクロプロセッサ１Ｂ）は、スキャンされた情報を基に、入出力データの割付けが可能かをチェックする。可能である場合には（ＹＥＳ）、ステップ２０４（Ｓ２０４）で、マスタ１（マイクロプロセッサ１Ｂ）は、入出力データの割付情報をマスタ内部で自動的に作成する。可能でない場合には（ＮＯ）、ステップ２０３（Ｓ２０３）で、マスタ１（マイクロプロセッサ１Ｂ）は、割付け不可のエラーを通知し、ネットワーク構成の見直しを行う。この際に、割付け不可のエラーを表示部１Ｇに表示させるようにすれば、ユーザ（作業者等）に迅速に通知することができる。その後、マスタ１（マイクロプロセッサ１Ｂ）は、再度ネットワークスキャン、入出力データの割付情報の自動作成を行う（ステップ２０１〜ステップ２０４）。

ステップ２０５（Ｓ２０５）で、マスタ１（マイクロプロセッサ１Ｂ）は、作成された割付情報をメモリ１Ｃに記憶する。そして、ネットワーク設定処理は完了となる（ＥＮＤ）。
以上の処理フローにより、本発明は、従来例と比較して、ＰＣが不要となり、ユーザ（作業者等）の関与もスイッチをＯＮする操作のみとなるので、ネットワーク設定作業の容易化が実現できる。

図３は、本実施例のプログラマブルコントローラにおける入出力データの割付例を示す図である。図７に示す従来例と同様に、マスタ１０１に対し、スレーブ１０２として５台のスレーブ（局番Ｎｏ．０〜局番Ｎｏ．４）が接続されている。図示の例では、局番Ｎｏ．２の入出力データサイズが８ワードであることを認識する。これにより、一局番あたりの入出力データの割付範囲を８ワードとする。そして、図１に示すＩ／Ｏメモリ１Ｄにおいて、局番ごとの割付エリアを固定とし（図示の例では、等しく８ワード）、局番順に前詰めで固定単位（８ワード単位）を割り付けることになる。したがって、Ｉ／Ｏメモリ上における各スレーブの入出力データの割付け先は、スレーブの局番と固定の割付けサイズから困難なく見つけ出すことが可能となる。

このように、割付エリアを固定化することにより、空領域が発生するデメリットはあるところ、各局番の入出力データがどのエリアに割付けられているかがユーザ（作業者等）にも容易に判断できることから、設備更新時や障害時等のネットワークのメンテナンスが容易となり迅速に対応が図れるメリットがある。

図４は、図３に示すスレーブ５台の例を一般化した例を示す図である。マスタ１０１にｎ＋１台のスレーブ１０２（局番Ｎｏ．０〜局番Ｎｏ．ｎ）が接続されている。図４に示す例では、局番Ｎｏ．２の入出力データサイズが最大のＸ３ワードであることを認識し、一局番あたりの入出力データの割付範囲をＸ３ワードとして、全スレーブ１０２に対して等しくＸ３ワードの入出力データの割り付けを行う。ここで、Ｘ３に示す最大ワード数の上限およびスレーブ１０２の数量は、構成されるＩ／Ｏメモリの容量と採用するネットワーク種別に依存することになる。実際には、マスタが備えるＩ／Ｏメモリは固定容量である場合が多く、その容量に応じて、最大ワード数の上限値および接続可能となるスレーブの数を設計する必要がある。また、採用するネットワーク種別の規格に応じて、最大ワード数の上限値および接続可能となるスレーブの数を設計する必要がある。

１・・・マスタ（マスタモジュール）
１Ａ・・・Ｉ／Ｏ部
１Ｂ・・・マイクロプロセッサ
１Ｃ・・・メモリ
１Ｄ・・・Ｉ／Ｏメモリ
１Ｅ・・・スイッチ
１Ｆ・・・プログラムメモリ
１Ｇ・・・表示部
２・・・スレーブ（スレーブモジュール）
３・・・ＰＣ
３Ａ・・・コンフィグレータ
１０１・・・マスタ（マスタモジュール）
１０２・・・スレーブ（スレーブモジュール）
１０３・・・入出力データ割付マップ

Claims (3)

1. 操作指示入力部とＩ／Ｏメモリと表示部とを有するマスタモジュールと、
   前記マスタモジュールとネットワーク接続した複数のスレーブモジュールと
   から構成され、
   前記マスタモジュールは、前記操作指示入力部からの指示により、前記スレーブモジュールの接続台数および入出力データサイズに関する情報を取得し、当該取得した情報から前記スレーブモジュールの入出力データを格納する前記Ｉ／Ｏメモリへの当該入出力データの割付けの可否を判断し、当該割付けが可能と判断した場合に、前記スレーブモジュールの中で最大の入出力データサイズを前記スレーブモジュールの各々に対する等しい入出力データサイズとして前記スレーブモジュールの局番順に前詰めで前記Ｉ／Ｏメモリに割り付け、前記割付けが不可と判断した場合に、エラーであることを前記表示部に表示する
   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１に記載のプログラマブルコントローラであって、
   前記マスタモジュールは、前記操作指示入力部からの指示により、前記スレーブモジュールの局番の重複の有無に関する情報も取得する
   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１または２に記載のプログラマブルコントローラであって、
   前記マスタモジュールは、前記スレーブモジュールに対するネットワークスキャンを使った読み取りによって前記各種の情報を取得する
   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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