JPH01191214A - プログラマブルコントローラのタイマ命令処理方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野Ｊ 本発明はプログラマブルコントローラのタイマ命令処理
方式及び応用命令処理方式に関するものである。

［従来の技？ｆ１１ 第１０図はプログラマブルコントローラに於いてタイマ
命令の演算を行う際の使用メモリを説明する図面であり
、使用メモリはプリセット時に設定値が設定されるタイ
マ経過値メモリＡと、１スキャン内に経過した時間で、
タイマｉ適値メモリＡの値を１減ずるに至らなかった端
数の経過時間を記録しておくタイマ補助経過値メモリＢ
と、前スキャン先頭より、現スキャン先頭までに経過し
た時間を記録するタイマ演算経過時間メモリＣとからな
る。経過時間はタイマ割り込みにより計数カウントされ
るので、このエリアにはＫという数値（Ｋ回割り込みが
有ったことを示す）が入ることになる。

第９図は従来のタイマ命令の演算動作を演算動作を減算
動作に限って示している。

（ｉ　）、（ｉｉ　）＝（ｉｉｉ　）、（ｉｖ　）で構
成されるループ処理によって、第１回目のタイマ減算動
作を行っている。

つまり減算動作判定を行った後、Ｘレジスタにタイマ演
算経過時間メモ１７　Ｃの内容を転送し、ｉにおいてＡ
Ｉ過待時間、タイマ基本時間（タイマ経過値を１減する
べき基本時間）とを比較し、経過時間の方が大きければ
タイマ経過値メモリＡの経過値より１を滅する（ｉｉ）
。（ｉｉｉ）において、経過値が０であればタイムアツ
プ処理を行い０で無ければ、経過時間＝ＸＸレジスタり
タイマ基本時間を減じて、（ｉ）の処理に戻る。　（ｉ
）では最終的にＸの内容がタイマ基本時間より小さくな
った場合に（ｖ）以降の処理へ移る。

（ｖ）以降の処理では経過値を減ずるに至らなかった、
経過時間の端数処理を行う。タイマ補助経過値メモリＡ
には予めタイマのプリセット処理部で、タイマ基本時間
分の値がセットされている。

つまり（ｖ）ではタイマ補助経過値メモリＢの値から経
過時間端数の減算を行い、タイマ補助経過値メモリＢに
再セットする。（ｖｉｉ）で経過値を減じ、（ｖｉｉ）
で、経過値＝０かを判定し、０ならタイムアツプ処理へ
移行し、０以外ならタイマ補助経過値メモリＢにタイマ
基本時間を加算して、タイマ補助経過値メモリＢに再セ
ットする。このような処理により、経過時間の端数が累
積されて減算されるので、精度高く演算可能となる。

［発明の解決しようとする課題］ 第９図、第１０図における従来のプログラマブルコント
ローラにおけるタイマ命令の処理では（ｉ）〜（ｉｖ）
に示されるループ処理があるため処理時間がループ回数
だけ増幅され、且つループ処理は容易にハードウェア化
できないという欠、αが有った。

又上記従来例ではタイマ命令の処理についてであるが、
応用命令処理の中には処理時間が他の命令に比して特別
長くかがる場合があり、これを実行するとスキャンタイ
ムを一時的に引き伸ばして、ある幅のパルス信号が入力
処理にてとれなくなったり、微妙なタイミングの必要な
場合に予測不可能な悪影響を与える恐れがあった。

本発明は上述の問題点に鑑みて為されたもので、高精度
且つ高速にタイマ演算が行えるプログラマブルコントロ
ーラのタイマ命令処理方式を提供することを目的とし、
更にスキャンタイムの大きな変動によるデメリットを無
くし、安定的に使用できるプログラマブルコントローラ
の応用命令処理方式を提供するにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明タイマ命令処理方式では高精度で且つ高速のタイ
マ演Ｗ機能を持たすために１１図に示すようにＣＰＵ　
１と、メモリ２８ｔ　２　ｂと、タイマユニット３とを
少なくとも有し、論理演算、タイマ命令演算等の演Ｗ、
機能を持つプログラマブルコントローラにおいて、タイ
マ演算用のタイマ経過値エリアと、タイマ経過値エリア
の経過値から１減ずるに至らない端数を格納する高精度
演算用のタイマ補助経過値エリアと、演算条件判定用の
経過時間エリアとをメモリに設け、単位経過値を２×単
位経過時間の関係に設定し、前回の経過時間の端数をタ
イマ補助経過値エリアから読み出してタイマ演算前に経
過時間エリアから読み出したｙｉ過時間に加算し、該加
算された値と上記単位経過値から１減じた値との論理積
をとってタイマ補助経過値エリアに格納し、上記経過時
間に端数を加算した値をｎビットシフトして該値をタイ
マ経過値から減算する演ｇ機能をＣＰＵユニットに備え
たことを特徴とする。

更に応用命令処理方式ではスキャンタイムの大きな変動
によるデメリットを無くし、安定的に使用できるように
シーケンス論理演算以外の応用命令処理で１スキャン中
に実行を許可する時間を設定するための１スキャン内最
大実行時間設定手段と、該１スキャン内最大実行時間設
定手段で設定された時間内に処理が終了しない場合に処
理の途中経過をメモリに退避させ、次の命令の処理を実
行する処理手段とを有し、他の命令と同期をとるために
処理中であることを示す内部リレーを設定することが可
能なように応用命令の命令構成を形成したものである。

［作用１ まずタイマ命令処理では、ＣＰＵユニット１で減算動作
判定がなされると単位経過値を２×単位経過時間の関係
に設定し、前回の経過時間の端数をタイマ補助経過値エ
リアから読み出してタイマ演算前に経過時間エリアから
読み出した経過時間に加算し、該加算された値と上記単
位経過値から１減じた値との論理積をとってタイマ補助
経過値エリアに格納し、上記経過時間に端数を加算した
値をｎビットシフトして該値をタイマ経過値から減算す
ることにより、高精度でかつ高速のタイマ命令の処理が
行えるのである。

次に応用命令処理では他の命令と同期をとるために処理
中であることを示す内部リレーを設定することが可能な
ように応用命令の命令構成を形成し、シーケンス論理演
算以外の応用命令処理で１スキャン中に実行を許可する
時間内に処理が終了しない場合に処理の途中経過をメモ
リに退避させ、次の命令の処理を実行するのである。

［実施例１ 本発明に用いるプログラマブルコントローラは第１図の
構成を基本としており、ＲＯＭからなるメモリ２ａには
プログラマブルコントローラとして動作を行うためのシ
ステムプログラム等を格納し、ＲＡＭからなるメモリ２
ｂには命令の一時格納や、データのエリアを設けている
。

第２図はタイマ演Ｗ、機能の処理を示す一実施例の７０
−チャートを示しており、（ｉ）において、ＣＰＵユニ
ット１で減算動作判定がなされると、（ｉ；）にてＲＡ
Ｍからなるメモリ２ｂに設けた経過時間エリアからＣＰ
Ｕユニット１内のＸレジスタにタイマ演算用の経過時間
を読出し、更に（ｉｉｉ　）にて経過時間に高精度演算
用のメモリ２ｂ内に補助経過値エリアの内容を加え、次
いで（ｉＶ）において、この加算結果と２−１のデータ
との論理積をとる。

これは（ｖ）で減算値を求める場合に右へｎビットシフ
トするので、この時切り捨てられるビットを取り出し、
メモリ２ｂ内の補助Ｕ通値エリアに設定するためのもの
である。

さて（マ）ではＸレジスタの内容を右へｎビットシフト
させ、減算値を求める。このｎビットシフトするのは２
×（単位経過時間）＝単位経過値の関係にｎ適時間の単
位と経過値の単位の関係を設定しでいることにより可能
となる。例えば経過値の単位を１００　ｍ５ｅｃとした
場合、単位経過時間＝２５０ｍｓｅｃｌこなっていなけ
れば成らない。

次に（マｉ）においては（Ｖ）で求めた減算値を経過値
より減算して、この減算値をメモリ２ｂのタイマ経過値
エリアに格納し、（ｖｉｉ）においてタイマ経過値がＯ
以下であるかどうかを判定して、タイムアツプ処理又は
後処理を行うのである。

次に応用命令の処理方式の実施例を実施例図により説明
する。第３図は通常のプログラマブルコントローラの処
理の７０−チャートで、Ｉ１０リフレッシュ■−■を行
い、次にシーケンス論理演算や応用命令処理を実行処理
部■−■にて行い、更に周辺処理を■−■で行っている
。

第４図は実行処理部の基本７０−チャートを示しており
、このフローチャートでは命令の読み出し■−■、判定
■−■、応用命令処理■−■、シーケンス演算処理■−
■を行っている。

第５図は応用命令の命令書式例を示しでおり、命令コー
ド、オペラントド・・がらなり・最終オゝランドｎで処
理中であることを知らせるための内部リレーを指定する
ような！ｆＩ成になっている。

ＰＩＳ６図、第７図は時分割・一定時間実行方式の７０
−チャートである。

第６図は命令のオペランドを読み出し、処理中内部リレ
ーのデータを読み出して、処理中であるかどうかを判定
し■−■、処理中でなければＣＰＵユニット１のシステ
ムスタックポイントをメモ１７２ｂに退避して当該応用
命令専用のスタックエリアに移し■−■、処理中７ラグ
（内部リレー）をオンし■−■、最大許可時間を設定メ
モリより読み出し、実行時間監視用のタイマユニット３
に設定して起動させる。次にＣＰＵユニット１の時間監
視タイマ（１シヨツトタイマ）からの割り込み許可設定
を行う■−■。

このようにしておけば、次の機能処理中■−■に設定時
間が経過すれば、ＣＰＵユニット１へ割り込みが発生し
、時間監視タイマの割り込み処理部へ処理が移り、その
中で中断処理を行うことによって、一定時間処理を実現
できる。

ｆｌＳ７図はその監視タイマ割り込み処理部■−■の７
０−チャートを示し、ｍ’）込み発生時のＣＰＵユニッ
ト１の全レジスタを応用命令専用の退避エリアへ退避■
−■し、実行時間監視タイマ割り込みを禁止する■−■
。

当該応用命令用のスタックポインタの内容をメモリ２ｂ
に退避し、スタックポインタに退避しておいたシステム
スタックの値を復帰後■−■、シーケンス演算用プログ
ラムカウンタを進めて■−■、実行処理部の７０−チャ
ートの■−■に移行する。このような処理によればｉ’
ＦＩ’）込みによるスタックの変化はシステムスタック
に影響しない。

またレノスタ鼠の退避も専用のエリアに行うので、シス
テムのスタックには影響を与えない。次に■−■でもし
処理中であった場合には最大許可時間設定メモリより読
み出して時間監視タイマの起動を行い、ＣＰＵユニット
１への時間監視タイマの割り込みを許可する■−■。次
にシステムスタックのポインタの値をメモリに退避し、
当該応用命令専用のスタックポインタをメモリ２Ｊ：１
帰することにより、全レジスタの内容を復帰し■−■、
■−〇、前回中断した処理アドレスより処理を再開する
。

第８図は上述のメモリの使用状態を示す図面である。

［発明の効果］ 本発明はＣＰＵユニットと、メモリと、タイマユニット
とを少なくとも有し、論理演算、タイマ命令演算等の演
算機能を持つプログラマブルコントローラにおいて、タ
イマ演算用のタイマ経過値エリアと、高精度演算用のタ
イマ補助経過値エリアと、演算条件判定用の経過時間エ
リアとを設け、経過値の単位を２×単位経過時間の関係
に設定しであるので従来のようにループ処理を行うこと
なく減算値が算出可能であり、また前回の経過時間の端
数をタイマ演算前に経過時間に加算するので、特別の処
理を必要とせず、そのため処理時間が短く、且つ一定の
タイマ命令を実現でき結果容易にハードウェア化可能で
、また高速、高精度のタイマ命令を備えたプログラマブ
ルコントローラのタイマ命令処理方式が実現できる。

更にシーケンス論理演算以外の応用命令処理で１スキャ
ン中に実行を許可する時間を設定するための１スキャン
内最大実行時間設定手段と、該１スキャン内最大実行時
間設定手段で設定された時間内に処理が終了しない場合
に処理の途中経過をメモリに退避させ、次の命令の処理
を実行する処理手段とを有し、他の命令と同期をとるた
めに処理中であることを示す内部リレーを設定すること
が可能なように応用命令の命令楕成を形成したので、ス
キャンタイムに大きな彩管を与えないでので、スキャン
タイムの増大による入力の取りこぼしや、入出力応柊の
遅れ、通信処理の遅れ等、特にタイミングの遅れ等が無
くなり、安定して使用できるプログラマブルコントロー
ラを実現でき、しかも処理中であることを示す内部リレ
ーを指定ｔごとができるので他の命令との同期をとるの
が

【図面の簡単な説明】

第１１：ｍは本発明のプログラマブルコントローラの回
路ブロック、第２図は本発明の一実施例の７０−チャー
ト、第３図はプログラマブルコントローラの基本的なフ
ローチャート、第４図は同上の実行部の処理の７０−チ
ャート、第５図は本発明の別の実施例の応用命令の構成
の説明図、第６図は同上の処理の７ａ−チャート、第７
図は監視タイマ割り込み処理の７０−チャート、第８図
はメモリの使用説明図、第９図　　− −は従来例のタイマ演算動作の７１ ０−チヤート、第１０図は同上のメモリの使用説明図で
ある。 １・・・ＣＰＵユニット、２ｍ、２ｂ・・・メモリ、３
・・・タイマユニットである。 代理人　弁理士　石　１）艮　七 第１図 第２図 第３図　　　　　　　　第４図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＣＰＵユニットと、メモリと、タイマユニットと
   を少なくとも有し、論理演算、タイマ命令演算等の演算
   機能を持つプログラマブルコントローラにおいて、タイ
   マ演算用のタイマ経過値エリアと、タイマ経過値エリア
   の経過値から１減ずるに至らない端数を格納する高精度
   演算用のタイマ補助経過値エリアと、演算条件判定用の
   経過時間エリアとをメモリに設け、単位経過値を２×単
   位経過時間の関係に設定し、前回の経過時間の端数をタ
   イマ補助経過値エリアから読み出してタイマ演算前に経
   過時間エリアから読み出した経過時間に加算し、該加算
   された値と上記単位経過値から１減じた値との論理積を
   とってタイマ補助経過値エリアに格納し、上記経過時間
   に端数を加算した値をｎビットシフトして該値をタイマ
   経過値から減算する演算機能をＣＰＵユニットに備えた
   ことを特徴とするプログラマブルコントローラのタイマ
   命令処理方式。
2. （２）ＣＰＵユニットと、メモリと、タイマユニットと
   を少なくとも有し、論理演算、タイマ命令演算等の演算
   機能を持つプログラマブルコントローラにおいて、シー
   ケンス論理演算以外の応用命令処理で１スキャン中に実
   行を許可する時間を設定するための１スキャン内最大実
   行時間設定手段と、該１スキャン内最大実行時間設定手
   段で設定された時間内に処理が終了しない場合に処理の
   途中経過をメモリに退避させ、次の命令の処理を実行す
   る処理手段とを有し、他の命令と同期をとるために処理
   中であることを示す内部リレーを設定することが可能な
   ように応用命令の命令構成を形成したことを特徴とする
   プログラマブルコントローラの応用命令処理方式。