JPH05216507A - プログラマブルコントローラのプログラム変更方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】プラント等を制御する制御プログラムの実行を
停止することなくプログラムの変更を行なう。 【構成】プログラマブルコントローラ（１）において、
ＣＰＵ（２）は、メモリＭ（３）のエリアＡ内のプログ
ラムを実行しプラント（８）を制御する。プログラムを
書替る場合、ＤＭＡＣ（４）はサイクルスチルモ−ドで
プログラムをエリアＡよりエリアＢにコピ−し、割込み
処理でエリアＢ上のプログラムを書替、実行するプログ
ラムをエリアＡ上のものよりエリアＢ上のプログラムに
切り換える。その後、サイクルスチルモ−ドで、書替た
プログラムをエリアＢよりエリアＡにコピ−し、実行す
るプログラムをエリアＡ上にコピ−したプログラムに切
り換える。 【効果】ＣＰＵは、プログラムの切り換えまで、コピ−
や書替動作と平行して、コピ−前のプログラムを実行し
プラントの制御を継続できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラントの制御等に用
いられるプログラマブルコントローラに関し、特に、プ
ログラマブルコントローラが実行するプログラムの内容
を変更する技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、プログラマブルコントローラがプ
ラント等を制御するために実行する制御プログラムの変
更は、制御プログラムの実行を、一旦、ストップさせ、
その間にプログラマブルコントローラのメモリに格納さ
れた制御プログラムを書き替えるのが一般的であった。

【０００３】ここで、図２５に、従来のプログラマブル
コントローラの制御プログラムの変更手順を示す。

【０００４】すなわち、まず状態をモニタし（ステップ
２５１）、制御プログラムの動作に異常があった場合ま
たは制御プログラムの修正を要する場合（ステップ２５
２）、アドレスをストップさせることにより、制御プロ
グラムの実行を停止させる（ステップ２５３）。

【０００５】その後、異常制御プログラムを検出し（ス
テップ２５５）、その制御プログラムを読み出して命令
語の書き込み、挿入、変更、削除等により修正を行う
（ステップ２５６）。修正完了後はプログラムチェック
機能等を用いて、制御プログラムの文法等のチェックを
行い（ステップ２５７）、制御プログラムをスタートさ
せる（ステップ２５８） このように、従来の、プログラマブルコントローラの制
御プログラム変更の技術によれば、図２６に示すように
オペレータが制御プログラムの実行をストップさせてか
らメモリの内容を書き替えて再び制御プログラムをスタ
ートする間、すなわちメモリ内容の書き替え時間分制御
プログラムの実行をストップさせなければならなかっ
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、プロ
グラマブルコントローラの制御対象は多様化し、１日２
４時間継続して制御を行う必要のある制御対象も生じて
いる。

【０００７】しかし、前記従来の技術によれば、前述し
たように、プログラマブルコントローラの制御プログラ
ムの変更を行う場合、制御プログラムの実行を一旦停止
しなければならない。

【０００８】そこで、本発明は、プラント等を制御する
制御プログラムの実行を停止することなくプログラムの
変更を行なうことのでき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。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的達成のために、
本発明は、メモリ上のプログラムエリアに格納された、
実行の対象となるプログラムを実行し、制御対象物の制
御を行うプログラマブルコントローラにおいて、前記プ
ログラムエリア上の変更対象プログラムを前記メモリと
同一もしくは異なるメモリ上のワークエリアに複写する
第１のステップと、プログラムエリアに格納されたプロ
グラムの実行と並行して、前記ワークエリアに複写され
たプログラムの内容を、ワークエリア上で変更する第２
のステップと、前記変更対象プログラムからワークエリ
アに格納されたプログラムに、実行の対象となるプログ
ラムを切り換える第３のステップとを有することを特徴
とするプログラマブルコントローラのプログラム変更方
法を提供する。

【００１０】なお、本方法には、さらに、前記ワークエ
リアのプログラムをプログラムエリアに複写する第４の
ステップと、ワークエリアに格納されたプログラムか
ら、前記プログラムエリアに複写したプログラムに、実
行の対象となるプログラムを切り換える切り換える第５
のステップとを含むようにするのが望ましい。

【００１１】また、前記第２、第４のステップを、実行
の対象となるワークエリアに格納されたプログラムもし
くはプログラムエリア上の前記変更対象プログラム以外
のプログラムの実行と並行して実行するようにするのが
望ましい。

【００１２】

【作用】本発明に係るプログラマブルコントローラのプ
ログラム変更方法によれば、プログラムエリア上の変更
対象プログラムを前記メモリと同一もしくは異なるメモ
リ上のワークエリアに複写し、プログラムエリアに格納
されたプログラムの実行と並行して、前記ワークエリア
上で、プログラムの内容の変更を行い、変更が終了した
後に、変更対象プログラムからワークエリアに格納され
たプログラムに、実行の対象となるプログラムを切り換
える。

【００１３】したがい、プログラムの修正や書替等の変
更操作を行う間も、プログラム実行手段は、プログラム
エリア上の変更前のプログラムを用いてプラント等の制
御を継続することができる。

【００１４】また、前記ワークエリアのプログラムをプ
ログラムエリアに複写し、ワークエリアに格納されたプ
ログラムから、前記プログラムエリアに複写したプログ
ラムに、実行の対象となるプログラムを切り換えること
により、プログラマブルコントローラを初期状態に戻す
ことができる。

【００１５】また、前記第２、第４のステップを、実行
の対象となるプログラムの実行と並行して実行するよう
にすれば、前記第２、第４のステップにおけるプログラ
ムの複写動作の間もプラントの制御を継続することがで
きる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明に係るプログラマブルコントロ
ーラの一実施例について説明する。

【００１７】図１に、本実施例に係るプログラマブルコ
ントローラの構成を示す。

【００１８】図示するように、プログラマブルコントロ
ーラ１は、中央処理装置（以下、「ＣＰＵ」と記す）
２、メモリ（以下、「ＭＥＭ」と記す）３、ダイレクト
メモリアクセスコントローラ（以下、「ＤＭＡＣ」と記
す）４、マンマシンシステムェース（以下、「ＭＣＳＩ
／Ｆ」と記す）５およびプロセス入出力インタフェース
（以下、「ＰＩＯＩ／Ｆ」と記す）６を有し、プロセス
入出力（以下、「ＰＩＯ」と記す）７を介してプラント
８と接続されている。ＭＥＭ３は、プログラムエリアＡ
とプログラムエリアＢを有している。

【００１９】次に、図２、本実施例に係るプログラマブ
ルコントローラが実行するソフトウェアの構成を示す。

【００２０】図中、オペレーティングシステム（以下、
「ＯＳ」と記す）２００は、プログラムを管理し、次に
起動すべきプログラムの選択を行い、当該プログラムの
起動および中断後の再開を行うマルチタスクオペレーテ
ィングシステムである。

【００２１】各プログラム１〜ｍは、特定の処理を行う
プログラムであり、ＯＳ２００からの起動され処理を行
う。また、その内、プログラム１〜ｎはシステムプログ
ラムであり、ＤＭＡＣ４の起動、ＭＣＳＩ／Ｆ５との交
信等の処理を行うプログラムである。一方、プログラム
ｎ＋１〜ｍは、ユーザプログラムであり、プラント８の
制御を行うプログラムである。各プログラム１〜ｍは、
通常ＭＥＭ３のプログラムエリアＡ上に記憶され、ＣＰ
Ｕ２は、プログラムエリアＡ上のプログラムを実行す
る。

【００２２】タスクコントロールブロック（以下、「Ｔ
ＣＢ」と記す）２０１は、これらプログラム１〜ｍの個
々の先頭アドレスおよび容量を記録しておくテーブルで
ある。ＯＳ２００は、プログラムを起動する際、このＴ
ＣＢを参照して当該プログラムを起動する。

【００２３】なお、各プログラム１〜ｍの最終命令はＥ
ＮＤであり、ＥＮＤが発行された場合、ＯＳ２００が起
動されるる。また、各プログラム中での他プログラム起
動要求命令、タイマー割込み、プラント８からのプロセ
ス割込み要求命令によっても、ＯＳ２００は起動され
る。

【００２４】ここで、図３に、プログラマブルコントロ
ーラ１において、ユーザプログラムｎ＋１〜ｍが、どの
ように実行されるのか、そのようすの一例を示してお
く。

【００２５】図３は、プログラムｎ＋１実行途中で、プ
ログラムｎ＋２、プログラムｎ＋３、プログラムｎ＋４
がそれぞれ起動され、ＥＮＤ命令の後、プログラムｎ＋
１に戻り処理を示している。

【００２６】図３中、プログラムｎ＋１は、ベースプロ
グラムであり、プログラムｎ＋１の先頭からプログラム
ｎ＋１ＥＮＤまで一貫してプラント８を制御し、終了後
は先頭より処理を再実行する。

【００２７】プログラムｎ＋２は、プログラムｎ＋１内
のプログラムｎ＋２起動要求により呼び出され、当該処
理を実行するプログラムである。プログラムｎ＋２は、
プログラムｎ＋２ＥＮＤ命令で処理を終了する。

【００２８】プログラムｎ＋３は、周期的又は時刻によ
り発生するタイマーパルスを割込みとするタイマー割込
みにより起動するプログラムである。プログラムｎ＋３
はプログラムｎ＋３ＥＮＤ命令で処理を終了する。

【００２９】プログラムｎ＋４はプラント８からのプロ
セス割込みにより起動するプログラムであり、プログラ
ムｎ＋４ＥＮＤ命令で処理を終了する。

【００３０】また、プログラムｎ＋１は、プログラムｎ
＋１ＥＮＤ命令後、再びプログラムｎ＋１の先頭アドレ
スより実行を開始する。

【００３１】ところで、このようなユーザプログラムの
実行の切り換えはＯＳ２００が行う。

【００３２】このＯＳ２００によるプログラムの切り換
えのタイムチャートを図４に示す。

【００３３】図示するように、最初にＯＳ２００が起動
する。ＯＳ２００はＴＣＢ２０１よりベースプログラム
であるプログラムＮ＋１の先頭アドレスを読み出し、プ
ログラムｎ＋１を先頭より起動する。

【００３４】この後、プログラムｎ＋１内でプログラム
ｎ＋２起動要求が発行されると、前述したようにＯＳが
起動される。この時、プログラムｎ＋２起動要求の、次
の命令のアドレスを、プログラムｎ＋１再開のためにＭ
ＥＭ３内に記録しておく。

【００３５】さて、起動したＯＳ２００は、要求に応じ
て、プログラムｎ＋２の先頭アドレスをＴＣＢより読み
出し、プログラムｎ＋２を先頭より起動する。プログラ
ムｎ＋２は当該処理を終了した後、プログラムｎ＋２Ｅ
ＮＤ命令を発行し終了する。

【００３６】これにより、ＯＳ２００が再び起動され、
先にＭＥＭ３内に記憶したプログラムｎ＋１の再開用ア
ドレスをＭＥＭ３より読出し、プログラムｎ＋１を当該
アドレスより起動する。

【００３７】この後、タイマー割込みが発生すると、再
びＯＳ２００が起動される。この時も、プログラムｎ＋
１の次に実行すべき命令のアドレスをＭＥＭ３に記録す
る。起動したＯＳ２００はタイマー割込み処理プログラ
ムであるプログラムｎ＋３の先頭アドレスをＴＣＢより
読み出し、プログラムｎ＋３を先頭より起動する。プロ
グラムｎ＋３は当該処理を終了した後、プログラムｎ＋
３ＥＮＤ命令を発行し終了する。

【００３８】これによりＯＳ２００が起動され、タイマ
ー割込みにより中断した、先に記憶したプログラムｎ＋
１のアドレスをＭＥＭ３より読み出し、プログラムｎ＋
１を当該アドレスより起動する。

【００３９】この後、プラント８からのプロセス割込み
が発生するとＯＳ２００が起動される。この時も、プロ
グラムｎ＋１の次に実行すべき命令のアドレスをＭＥＭ
３に記録する。起動したＯＳ２００はプロセス割込み処
理プログラムであるプログラムｎ＋４の先頭アドレスを
ＴＣＢ２０１より読み出し、プログラムｎ＋４を先頭よ
り起動する。

【００４０】プログラムｎ＋４は当該処理を終了した
後、プログラムｎ＋４ＥＮＤ命令を発行し終了する。こ
れによりＯＳ２００が起動され、プロセス割込みにより
中断したプログラムｎ＋１の先に記憶しておいたアドレ
スをＭＥＭ３より読み出しプログラムｎ＋１を当該アド
レスより起動する。

【００４１】この後、プログラムｎ＋１が、全ての処理
を終了し、最後にプログラムｎ＋１ＥＮＤ命令を発行す
る。これにより、ＯＳ２００が起動する。ＯＳ２００
は、他に起動すべきプログラムが存在しない場合、ベー
スプログラムであるプログラムｎ＋１を起動する。な
お、この時、ＯＳは、プログラムｎ＋１の先頭アドレス
をＴＣＢより読み出し、プログラムｎ＋１の先頭より再
び起動する。

【００４２】以上のように、プログラムの終了又は中断
から、次のプログラムの起動までは、ＯＳ２００が起動
され、起動したＯＳが各プログラムを管理している。こ
のＯＳの動作時間は、プラント制御プログラムの動作時
間に較べて充分に小さい時間である。

【００４３】次に、前記ＤＭＡＣ４（図１参照）の動作
を説明する。

【００４４】ＤＭＡＣ４はＣＰＵ２より起動され、ＭＥ
Ｍ３のデータの転送を行うものである。

【００４５】ＣＰＵ２は、ＤＭＡＣ４に対し、転送元デ
ータの先頭アドレス、データ数、転送先の先頭アドレス
を渡し、起動する。ＤＭＡＣ４は起動すると、ＣＰＵ２
が実行中のプログラムに無関係に当該ブロックの転送を
実行し、終了後、終了割込みをＣＰＵ２に発生する。

【００４６】この転送動作は、データ単位に行われる。
図５、６を用いて、この転送動作を説明する。

【００４７】図５は、ＣＰＵ２、ＤＭＡＣ４、ＭＥＭ３
の接続を示したものである。

【００４８】図示するように、ＣＰＵ２とＤＭＡＣ４間
に、メモリアクセスタイミング信号であるＳＴＢ信号１
０１に接続し、さらに該ＳＴＢ信号１０１にはＭＥＭ３
を接続している。また、さらにバス要求信号１０２、バ
ス使用許可信号１０３、ＣＰＵ以外がバス使用中信号１
０４、を接続し、転送処理終了信号１０５、および、Ｄ
ＭＡＣ起動要求であるＤＭＡＣスタート信号１１０を接
続してる。

【００４９】図６は、ＣＰＵ２よりＤＭＡＣ４に転送元
アドレス、データ数、転送先アドレスを渡した後の各信
号のようすを示したタイムチャートである。ここでは、
ＤＭＡＣ４による１データの転送についてのみ示してい
る。

【００５０】まず、ＣＰＵ２は、ＤＭＡＣ４に対し、Ｄ
ＭＡＣスタート信号１１０を発行する。これによりＤＭ
ＡＣ４は起動し、メモリアクセスを開始するが、ＣＰＵ
２のアクセスと重複するとバス上の信号が混信し、正常
動作できないため、単独でバスを使用する必要がある。

【００５１】そこで、ＤＭＡＣ４は、まず、バス要求信
号１０２をＣＰＵ２に発行する。ＣＰＵ２は、自分のメ
モリアクセスが終了するとＳＴＢ信号１０１の発行をや
め、バス使用許可信号１０３を発行する。該バス使用許
可信号１０３をＤＭＡＣ４が受信すると、該ＤＭＡＣ４
は、ＣＰＵ以外がバス使用中信号１０４を発行する。Ｃ
ＰＵ２は自ＣＰＵ以外がバス使用中信号１０４を受信し
ている間はバスを使用しないため、メモリアクセスはし
ない。この状態で、ＤＭＡＣ４はバスを単独で使用する
ことができるため、バス要求信号１０２の発行をやめ
る。これによりＣＰＵはバス使用許可信号１０３の発行
をやめる。

【００５２】一方、ＤＭＡＣ４はメモリアクセスを行
い、ＳＴＢ信号１０１を発行する。これにより１データ
のメモリアクセスが完了すると、ＤＭＡＣ４は、ＳＴＢ
信号１０１の発行をやめ、さらにバス要求信号１０２、
ＣＰＵ以外がバス使用中信号１０４の発行をやめる。こ
の状態をＣＰＵ２が受信し、再びＣＰＵ２がバスを使用
しはじめる。以上の手続を１データアクセス毎に行う。

【００５３】これによりＤＭＡＣ４は、転送元データブ
ロックからデータを読み出し、転送先データブロックへ
データを書き込む動作を行い、全データ数分完了すると
終了割込み信号１０５をＣＰＵ２に対し発行する。この
ようにして、ＣＰＵ２のメモリアクセスとぶつからない
ようにＤＭＡＣ４は、データを１ステップずつ転送す
る。すなわち、本実施例で説明する各処理、動作におい
て、ＤＭＡＣ４は、サイクルスチールモードで転送を実
行する。

【００５４】次に、ＭＣＳＩ／Ｆ５の動作について説明
する。

【００５５】図７にＭＣＳＩ／Ｆ５周辺の構成を示す。

【００５６】図示するように、ＣＰＵ２にバスを介し接
続されたＭＣＳＩ／Ｆ５があり、さらに、マンマシンシ
ステム（ＭＣＳ）７１０がありＭＣＳＩ／Ｆ５と交信し
ている。ＭＣＳ７１０はオペレータからの入力をＭＣＳ
Ｉ／Ｆ５に送信し、ＭＣＳＩ／Ｆ５からの受信をオペレ
ータに応答している。

【００５７】ＭＣＳＩ／Ｆ５内には受信レジスタ７０２
と送信レジスタ７０３があり、ＣＰＵ１は、バスを介し
てこれらのレジスタの読み出し、書き込みを行う。ま
た、ＭＣＳＩ／Ｆ５は、ＭＣＳ７１０より入力を受信す
ると、入力を受信レジスタ７０７に格納し、ＣＰＵ２に
対し、受信割込み信号７０１を出力する。また、送信レ
ジスタ７０３にＣＰＵ１によって書き込まれた内容をＭ
ＣＳ７１０に出力する。

【００５８】この動作タイミングを、図８に示す。

【００５９】オペレータがＭＣＳ７１０に入力すると、
ＭＣＳ７１０はＭＣＳＩ／Ｆ５に該入力を送信する。該
入力を受信したＭＣＳＩ／Ｆ５は該入力を受信レジスタ
７０２にセットし、受信割込み信号７０１を出力する。

【００６０】ＣＰＵ２は該受信割込み信号７０１を受信
すると、他処理を中断し、受信割込処理を実行する。Ｃ
ＰＵ２は該受信割込処理中で受信レジスタ７０２内の入
力を読み出す。

【００６１】また、ＣＰＵ２は必要に応じ、応答をＭＣ
ＳＩ／Ｆ５の送信レジスタ７０３に書き込む。ＭＣＳＩ
／Ｆ５は、送信レジスタ７０３に書き込まれた応答をＭ
ＣＳ７１０に送信する。

【００６２】ＭＣＳ７１０は応答を受信すると、該応答
をオペレータに対し表示する。

【００６３】なお、オペレータより、ＭＣＳ７１０、Ｍ
ＣＳＩ／Ｆ５を介してＣＰＵ２におくられる入力には、
プログラム名、プログラム書替指令、プログラム切り換
え指令がある。プログラム書替指令の、フォーマットは
図９に示すようになっており、書替データ相対ステップ
数、書替データ、書替コマンドより構成される。

【００６４】さて、ＣＰＵ２において、このような、オ
ペレータよりの入力を処理するのが、システムプログラ
ムである。

【００６５】以下、システムプログラム１〜ｎ（図２参
照）の詳細を説明する。

【００６６】システムプログラムには、受信割込処理プ
ログラム、コピープログラム、ＤＭＡＣ終了割込み処理
プログラム、ＴＣＢ書替プログラムがある。

【００６７】図１０、１１に受信割込み処理プログラム
の処理手順を示す。

【００６８】本受信割込み処理プログラムは、ＭＣＳＩ
／Ｆ５より受信割込みが発生するとＯＳ２００により起
動される。

【００６９】図１０、１１に示すように、本プログラム
は起動するとＭＣＳＩ／Ｆ５の受信レジスタ７０２より
入力を読み出し（ステップ１０００）、分析する（ステ
ップ１００１９。そして、入力内容に対応した以下の各
処理を実行する。

【００７０】（１）プログラム名入力の場合１０１０ 当該プログラム名をコピープログラムに渡し、ＯＳ２０
０に対しコピープログラムの起動要求を発行する（ステ
ップ１０１１）。

【００７１】（２）プログラム書替用ステップ数入力の
場合１０３０ 入力ステップ数データをＭＥＭ３内に記録する（ステッ
プ１０３１）。

【００７２】（３）プログラム書替用データ、書替用命
令入力の場合１０４０ 当該入力データをＭＥＭ３に記録する（ステップ１０４
１）。

【００７３】（４）プログラム書替コマンド入力の場合
１０２０ 後述するように、コピープログラムによってプログラム
エリアＢに転送されたプログラムを書替対象プログラム
とし、当該プログラムの先頭アドレスと、ＭＥＭ３内に
先に記録したプログラム書替用ステップ数より書替対象
アドレスを算出し（ステップ１０２１）、先に入力され
た書替用データ、命令をＭＥＭ３内から読み出し、当該
アドレスに書き込み（ステップ１０２２）、送信レジス
タ７０３に書替完了応答を書き込む（ステップ１０２
３）。

【００７４】（５）プログラム切り換え指令入力の場合
１０５０ 後述するように、コピープログラムによってプログラム
エリアＢに転送されたプログラムを切り換え対象プログ
ラムとし、当該プログラムのプログラム名をＴＣＢ２０
１書替プログラムに渡し（ステップ１０５１）、ＯＳ２
００に対し、ベースプログラムｎ＋１終了後、ＴＣＢ書
替プログラムを起動するよう要求を発行する（ステップ
１０５２）。

【００７５】さて、以上の処理の後、受信割り込み処理
プログラムはＥＮＤを発行し処理を終了する。

【００７６】次に、図１２にコピープログラムの処理手
順を示す。

【００７７】コピープログラムは、プログラム名が入力
された場合に起動される。

【００７８】コピープログラムはＯＳ２００より起動さ
れると、受信割込み処理プログラムより渡されたコピー
対象プログラム名より、該コピー対象プログラムの先頭
アドレスと容量をＴＣＢ２０１より読み出し（ステップ
１２０１）、ＤＭＡＣ４に渡すとともに、プログラムエ
リアＢのコピー先アドレスを渡し（ステップ１２０
２）、ＤＭＡＣスタート信号１０１をオンし、ＤＭＡＣ
を起動する（ステップ１２０３）。

【００７９】次に、図１３にＤＭＡＣ終了割込み処理プ
ログラムの処理手順を示す。

【００８０】本プログラムは、ＤＭＡＣ４から発行され
るコピー終了割込みにより、ＯＳ２００より起動され
る。本プログラムは送信レジスタ７０３にコピー完了応
答を書き込み、オペレータにコピー完了を知らせる（ス
テップ１３０１）。

【００８１】次に、図１４にＴＣＢ書替プログラムの処
理手順を示す。

【００８２】本プログラムは、受信割込処理プログラム
のプログラム切り換え指令入力処理により起動要求を受
けたＯＳ２００が、プラント８制御ベースプログラムｎ
＋１が終了した時点で起動する。本プログラムは、前記
コピープログラムがプログラムエリアＡに転送し切り換
え対象プログラムとなったプログラムのＴＣＢ内の先頭
アドレス、容量を、プログラムエリアＡ内の先頭アドレ
ス、容量から、前記コピープログラムが転送した先プロ
グラムエリアＢ内の前記コピープログラムが転送した先
の先頭アドレス、容量へ書き替える（ステップ１４０
１）。

【００８３】以上、各システムプログラムの詳細につい
て説明した。ところで、これらのシステムプログラムに
よって行われる動作を各入力に対応して、まとめて説明
すると次のようになる。

【００８４】まず、プログラム名が入力された場合の動
作をまとめて説明する。

【００８５】まず、オペレータによってプログラム名が
ＭＣＳ７１０より入力されると、プログラム名は、ＭＣ
ＳＩ／Ｆ５に送信され、受信レジスタ７０２にプログラ
ム名がセットされ、受信割込み信号７０１がオンする。
これにより、ＣＰＵ２において、受信割込み処理プログ
ラムが起動され、プログラム名がコピープログラムに渡
され、コピープログラムが起動される。

【００８６】さらにコピープログラムは当該プログラム
の先頭アドレスと容量をＴＣＢより読み出し、ＤＭＡＣ
４にコピー元先頭アドレスとデータ数として渡すととも
に、コピー先であるプログラムエリアＢ内の先頭アドレ
スを渡し、ＤＭＡＣスタート信号オンし、ＤＭＡＣ４を
起動する。

【００８７】ＤＭＡＣ４は、バス要求信号１０２、バス
使用許可信号１０３、ＣＰＵ以外がバス使用中信号１０
４をＣＰＵ２と連絡しつつ、サイクルスチールモード
で、ＣＰＵ２のメモリアクセスとぶつからないように１
ステップずつ転送する。図１５は、このプログラム転送
処理の流れを示したものである。さて、全データコピー
完了すると、終了割込み１０５をオンする。

【００８８】これにより、ＤＭＡＣ終了割込みプログラ
ムが起動し、送信レジスタ７０３にコピー完了応答を書
き込む。該応答はＭＣＳ７１０に送信され、オペレータ
に対する応答としてＭＣＳ７１０により表示される。

【００８９】なお、以上の動作中も、ＣＰＵ２はプログ
ラムエリアＡのプログラムの実行を継続し、プラント８
制御をストップしない。

【００９０】次に、プログラム書替指令が入力された場
合の動作をまとめて説明する。

【００９１】プログラム書替指令は、先に図９に示した
ように、書替対象データの相対ステップ数、書替用デー
タまたは書替用命令、書替コマンドの順にＭＣＳ７１０
より入力される。最初に相対ステップ数がＭＣＳ７１０
に入力すると、ＭＣＳＩ／Ｆ５に送信され、受信レジス
タ７０２に入力データセットされるとともに受信割込み
が発する。これによりＣＰＵ２において、受信割込み処
理プログラムが起動し、入力データが、ＭＥＭ３内に記
録される。次に書替用データも同様の経路で、ＭＥＭ３
内に記録される。

【００９２】次に、書替コマンドが入力されると、受信
割込みプログラムで分析され、先の相対ステップ数から
プログラムエリアＢ内の書替対象プログラムの書替対象
データ、命令のアドレスが算出され、書替対象プログラ
ムに、書替用データ、命令が書き込まれ、さらに、ＭＣ
Ｓ７１０に書替完了応答が出力される。図１８は、この
書替動作の流れを示したものである。

【００９３】ところで、以上の動作においては、、受信
割込みのＣＰＵ２への受付は、ＣＰＵ２のメモリアクセ
ス終了まで待たされた後、受付けられ、その後１ステッ
プ毎に書替が実行される。なお、以上の動作において
も、ＣＰＵ２は、プログラムエリアＡのプログラムの実
行を継続し、プラント８制御をストップしない。

【００９４】次に、プログラム切り換え指令が入力され
た場合の動作をまとめて説明する。

【００９５】プログラム切り換え指令は、ＭＣＳ７１０
より入力され、前記コマンドと同様ＭＣＳＩ／Ｆ５の受
信レジスタ７０２を経て、受信割込み処理プログラムに
読み出される。これにより、切り換え対象プログラム名
が、ＴＣＢ書替プログラムに渡され、ベースプログラム
ｎ＋１終了時、当該切り換え対象プログラムの先頭アド
レスが、ＴＣＢ書替プログラムによりプログラムエリア
Ａ内の先頭アドレスからプログラムエリアＢ内の先頭ア
ドレスに書替えられる。図１７は、このＴＣＢ書替処理
の流れを示したものである。

【００９６】なお、以上の動作中においても、ＣＰＵ２
は、プラント８制御を継続している。 以下、プラント
を制御するプログラムの追加修正を行う場合の動作を示
す。

【００９７】図１８に、この動作のようすを示す。

【００９８】図中、（ａ）はオペレータの操作、（ｂ）
はＤＭＡＣ動作、（ｃ）はＣＰＵの状態、（ｄ）はＭＥ
Ｍ内プログラムエリアＡの内容、（ｅ）はＭＥＭ内プロ
グラムエリアＢの内容を示す。

【００９９】図示するように、まず最初にオペレータが
書き替え対象のプログラム名を入力すると同時に、ＤＭ
ＡＣ４が図１５に示すようにＭＥＭ３のプログラムエリ
アＡからプログラムエリアＢへＣＰＵ２がＭＥＭをアク
セス中でないことをチェックしながら１ステップずつコ
ピーを開始し、全コピー終了後オペレータに対し応答す
る。このときＣＰＵ２はＭＥＭ３内プログラムエリアＡ
のプログラムにて動作中となる。

【０１００】応答が返ったら、オペレータは該ＭＥＭ３
内のプログラムエリアＢのメモリ内容を書き替える。書
き替えは該ＤＭＡＣ４が、図１６に示すように、ＣＰＵ
２が該ＭＥＭ３をアクセス中でないことをチェックしな
がら、１ステップずつ該ＭＥＭ３プログラムエリアＢの
メモリ内容書き替えを実行する。このときも該ＣＰＵ２
は該ＭＥＭ３内プログラムエリアＡのプログラムにて動
作中となる。書き替え終了後該ＤＭＡＣ４はオペレータ
に対し応答を返す。

【０１０１】書き替え終了後、オペレータがプログラム
切り換え指令が発行されると、図１７に示したようにプ
ログラムＥＮＤかどうかを判断して、ＥＮＤであればタ
スクコントロールブロックの先頭アドレスを該ＭＥＭ３
内のプログラムエリアＡ内のアドレスからプログラムエ
リアＢ内のアドレスに書き替える。これにより該プラン
トを制御する制御プログラムが、該ＭＥＭ３のプログラ
ムエリアＡ内のものから、プログラムエリアＢ内のもの
に切り換えられる。結果、該ＣＰＵ２をＳＴＯＰさせる
ことなく、プログラムの修正や、修正後のプログラムへ
のプログラムの変更できる。

【０１０２】また、さらに、ＭＥＭ３のプログラムエリ
アＢ上で書き替えたプログラムを、ＤＭＡＣ４が、プロ
グラムエリアＢからプログラムエリアＡへサイクルスチ
ールモードで１ステップずつコピーを行い、その後ＯＳ
２００によりタスクコントロールブロックの先頭アドレ
スを、該ＭＥＭ３のプログラムエリアＢ内の先頭アドレ
スから、転送した先プログラムエリアＡの先頭アドレス
に書き替えることにより、ＣＰＵ２が実行するプログラ
ムをＭＥＭ３のプログラムエリアＢからプログラムエリ
アＡに戻し、初期状態に戻すことができる。

【０１０３】結果、プラント制御に影響を与えることな
くオンライン中にプログラムの追加訂正ができたことに
なる。

【０１０４】以下、以上示した図１８の動作中における
ＯＳ２００、プログラムの実行タイミングを説明する。

【０１０５】まず、図１９にプログラムエリアＡ内のプ
ログラムから、プログラムエリアＢ内のプログラムへの
切り換えの前後のタイムチャートを示す。

【０１０６】本図はベースプログラムｎ＋１内にて、プ
ログラムｍを処理を行う構成を示しており、該プログラ
ムｍについて、プログラムエリアＡ内のプログラムか
ら、プログラムエリアＢ内のプログラムへ切り換える動
作を示している。

【０１０７】図中、前半はプログラムｎ＋１の途中で、
プログラムエリアＡ内のプログラムｍが動作している。
これはＴＣＢ内のプログラムｍの先頭アドレスがプログ
ラムエリアＡ内のプログラムｍの先頭アドレスを示して
いるためである。そして、プログラムｎ＋１がＥＮＤに
より終了した後で、ＴＣＢ書替プログラムが起動し、Ｔ
ＣＢ内のプログラムｍの先頭アドレスを、プログラムエ
リアＡ内のプログラムｍの先頭アドレスからプログラム
エリアＢ内のプログラムｍの先頭アドレスに書き替えて
いる。

【０１０８】この後、再びベースプログラムｎ＋１が起
動するが、この後に呼出されるプログラムｍは、プログ
ラムエリアＢ内のプログラムｍである。これは、ＴＣＢ
内のプログラムｍの先頭アドレスがプログラムエリアＢ
内のプログラムｍの先頭アドレスを示しているためであ
る。

【０１０９】以上により、プログラムエリアＡのプログ
ラムｍからプログラムエリアＢのプログラムｍに切り換
わったが、ＴＣＢ書替プログラムの実行時間は、プラン
ト制御プログラムに較べて充分に小さいので、プラント
制御は実質上ストップしていない。

【０１１０】次に、図２０はプログラムエリアＢから、
プログラムエリアＡへのプログラムコピーのタイムチャ
ートを示している。

【０１１１】図１９に示したように、ＴＣＢ内のプログ
ラムｍの先頭アドレスを、プログラムエリアＢのプログ
ラムｍに切り換え、書き替え後のプログラムエリアＢの
プログラムｍを動作するが、その後、ベースプログラム
ｎ＋１のＥＮＤ命令が発行された時点で、ＯＳ２００
は、図２１に処理手順を示す正常判定プログラムにより
プログラムが正常か異常かを判定し（図２１、ステップ
２１０１、２１０２）、正常であり他に起動すべきプロ
グラムが存在しなければ、コピープログラムを起動し
（ステップ２１０３）、ＴＣＢよりプログラムエリアＢ
のプログラムの先頭アドレスと容量を読み出し、ＤＭＡ
Ｃ４に渡すとともに、プログラムエリアＡのコピー先ア
ドレスを渡し、ＤＭＡＣスタート信号をオンし、ＤＭＡ
Ｃ４を起動する。また、その後、ベースプログラムであ
るプログラムｎ＋１を起動する。

【０１１２】もし、異常であれば、ＣＰＵ２が、修正ま
えのプログラムにて動作するよう、ＴＣＢ書替プログラ
ムを起動し（ステップ２１０４）、ＴＣＢ内プログラム
ｍの先頭アドレスをプログラムエリアＡ内のプログラム
ｍの先頭アドレスに書き替える。

【０１１３】さて、プログラムエリアＢのプログラム
の、プログラムエリアＡへの転送が終了したら、ＯＳ２
００は、ＴＣＢ書替プログラムを起動し、ＣＰＵ２が実
行するプログラムを、プログラムエリアＢのものからか
らプログラムエリアＡへ転送したものに切り換える。

【０１１４】この切り換えの前後のタイムチャートを図
２２に示す。

【０１１５】図中、前半はプログラムｎ＋１の途中で、
プログラムエリアＢ内にあるプログラムｍが動作してい
る。これはＴＣＢ内のプログラムｍの先頭アドレスがプ
ログラムエリアＢ内のプログラムｍの先頭アドレスを示
しているためである。ここで、プログラムｎ＋１がＥＮ
Ｄにより終了した後で、ＴＣＢ書替プログラムを起動
し、ＴＣＢ内のプログラムｍの先頭アドレスをプログラ
ムエリアＢ内の先頭アドレスからプログラムエリアＡ内
のプログラムｍの先頭アドレスに書き替える。この後、
再びベースプログラムｎ＋１が起動するが、この後に呼
び出されるプログラムｍはプログラムエリアＡ内のプロ
グラムｍである。これはＴＣＢ内のプログラムｍの先頭
アドレスがプログラムエリアＡ内のプログラムｍの先頭
アドレスを示しているためである。

【０１１６】以上によりプログラムエリアＢのプログラ
ムｍからプログラムエリアＡのプログラムｍに切り換わ
ったが、ＴＣＢ書替プログラムの実行時間は、プラント
制御プログラムに時間を較べて充分に小さいので、実質
上プラント制御はストップしない。

【０１１７】ところで、本実施例に係るプログラマブル
コントローラ１は、図２３に示すように、先に図１に示
したの構成にオンライン／オフライン制御回路９、オフ
ラインメモリ１０を組み合せて構成してもよい。

【０１１８】このようにプログラマブルコントローラ１
を構成することにより、書替、変更したプログラムにつ
いては、オフライン化し、オフラインメモリ１０内のダ
ミーデータで入出力テストを行うことができる。すなわ
ち、プラントに影響を与えることなくプログラムのデバ
ッグができる。結果、オンライン中のプログラム追加、
変更時の信頼性の向上が図れる。

【０１１９】ところで、本実施例においては、前述した
ように、プログラム名を入力した時点で、ＤＭＡＣ４が
ＭＥＭ３内プログラムエリアＡからプログラムエリアＢ
へのプログラムコピーを行う。

【０１２０】これは、従来のはじめにコマンドを入力
し、そのうしろにオペランドとしてプログラム名を入力
する図２４ｂに示すような手順とすると、書き替え時間
が大きいため、本実施例では、図２４ａに示すように、
最初にプログラム名を入力し、そのうしろにコマンド
（コピー、リード、ライト）を入力する手順とし、コマ
ンドの種類に関係なくプログラム名を入力した時点で、
ＤＭＡＣ４がＭＥＭ３内プログラムエリアＡからプログ
ラムエリアＢへプログラムのコピーを行うようにしたも
のである。

【０１２１】このようにすることにより、プログラマブ
ルコントローラ１の内部処理とオペレータのコマンド入
力処理を並列的に実行するため、図２４ｃに示すよう
に、書き替え時間の短縮、特にオペレータの待ち時間短
縮を図ることができる。

【０１２２】この反面、リード等のようにプログラムの
コピ−が必要ないコマンドについてもコピ−を行ってし
まうことになる。しかし、前述したように、コピ−実行
中でもプラントの制御は並行して実行されるので支障は
生じない。

【０１２３】以上のように、本実施例によれば、プラン
ト制御に影響を与えることなくオンライン中にプログラ
ムの追加訂正ができる。また、内部で並列処理を行うた
め、書き替え時間の短縮、特にオペレータの待ち時間の
短縮を図ることができる。

【０１２４】なお、本実施例においては、ＤＭＡＣをサ
イクルスチルモードで動作させたが、たとえば、プラン
トの制御において、さほど高速な応答性を要しないシス
テムにおいては、ＤＭＡＣをバーストモードで動作させ
るようにしてもよい。

【０１２５】また、各プログラムについてプログラムメ
モリとワークメモリの容量を等しくしておけば、ワーク
メモリ上で書き替えたプログラムを、ワークメモリに戻
せなくなることはない。

【０１２６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、プラン
ト等を制御する制御プログラムの実行を停止することな
くプログラムの変更を行なうことのできるプログラマブ
ルコントローラを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るプログラマブルコント
ローラの構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施例において中央処理装置が実行
するソフトウェアの構成を示す説明図である。

【図３】本発明の一実施例におけるユーザプログラムの
実行状態をしめす説明図である。

【図４】本発明の一実施例における各ソフトウェアの実
行動作を示すタイムチャートである。

【図５】本発明に一実施例に係るダイレクトメモリアク
セスコントローラの周辺の詳細構成を示すブロック図で
ある。

【図６】本発明に一実施例に係るダイレクトメモリアク
セスコントローラの転送動作を示すタイムチャートであ
る。

【図７】本発明に一実施例に係るマンマシンシステムイ
ンタフェース周辺の構成を示すブロック図である。

【図８】本発明の一実施例におけるオペレータ入力とＣ
ＰＵ動作の関係を示すタイムチャートである。

【図９】本発明の一実施例に係るプログラム書替指令の
入力フォーマットを示す説明図である。

【図１０】本発明の一実施例に係る受信割り込み処理プ
ログラムの処理手順を示すフローチャートの前半部分で
ある。

【図１１】本発明の一実施例に係る受信割り込み処理プ
ログラムの処理手順を示すフローチャートの後半部分で
ある。

【図１２】本発明の一実施例に係るコピープログラムの
処理手順を示すフローチャートである。

【図１３】本発明の一実施例に係る終了割込み処理プロ
グラムの処理手順を示すフローチャートである。

【図１４】本発明の一実施例に係るＴＣＢ書替プログラ
ムの処理手順を示すフローチャートである。

【図１５】本発明の一実施例におけるプログラムコピー
動作の手順を示すフローチャートである。

【図１６】本発明の一実施例におけるメモリ書替動作の
手順を示すフローチャートである。

【図１７】本発明の一実施例におけるＴＣＢ書替動作の
手順を示すフローチャートである。

【図１８】本発明の一実施例におけるプログラムの変更
動作を示すタイムチャートである。

【図１９】本発明の一実施例におけるプログラム切り換
え動作を示すフローチャートである。

【図２０】本発明の一実施例における書替後プログラム
のコピー動作を示すタイムチャートである。

【図２１】本発明の一実施例に係る正常判定プログラム
の処理手順を示すフローチャートである。

【図２２】本発明の一実施例における初期状態復帰のた
めのプログラム切り換え動作を示すタイムチャートであ
る。

【図２３】本発明の一実施例に係るプログラマブルコン
トローラの他の構成を示すブロック図である。

【図２４】本発明の一実施例に係るプログラムコピー指
令の入力フォーマットを示す説明図である。

【図２５】従来のプログラマブルコントローラにおける
プログラム変更処理手順を示すフローチャートである。

【図２６】従来のプログラマブルコントローラにおける
プログラム変更動作を示すタイムチャートである。

【符号の説明】

１ プログラマブルコントローラ ２ 中央処理装置（ＣＰＵ） ３ メモリ（ＭＥＭ） ４ ダイレクトメモリアクセスコントローラ（ＤＭＡ
Ｃ） ５ マンマシンシステムインタフェース（ＭＣＳＩ／
Ｆ） ６ プロセス入出力インタフェース（ＰＩＯＩ／Ｆ） ７ プロセス入出力（ＰＩＯ） ８ プラント ９ オンライン／オフライン制御回路 １０ オフラインメモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山岡 弘昌 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 菊池 洋光 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 渡部 隆一 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 日 立プロセスコンピュータエンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 北田 孝志 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 日 立プロセスコンピュータエンジニアリング 株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】メモリ上のプログラムエリアに格納され
   た、実行の対象となるプログラムを実行し、制御対象物
   の制御を行うプログラマブルコントローラにおいて、 前記プログラムエリア上の変更対象プログラムを前記メ
   モリと同一もしくは異なるメモリ上のワークエリアに複
   写する第１のステップと、 プログラムエリアに格納されたプログラムの実行と並行
   して、前記ワークエリアに複写されたプログラムの内容
   を、ワークエリア上で変更する第２のステップと、 前記変更対象プログラムからワークエリアに格納された
   プログラムに、実行の対象となるプログラムを切り換え
   る第３のステップとを有することを特徴とするプログラ
   マブルコントローラのプログラム変更方法。
2. 【請求項２】請求項１記載のプログラマブルコントロー
   ラのプログラム変更方法であって、 前記第１のステップを、プログラムエリアに格納された
   実行の対象となるプログラムの実行と並行して実行する
   ことを特徴とするプログラマブルコントローラのプログ
   ラム変更方法
3. 【請求項３】請求項１または２記載のプログラマブルコ
   ントローラのプログラム変更方法であって、 さらに、前記ワークエリアのプログラムをプログラムエ
   リアに複写する第４のステップと、 ワークエリアに格納されたプログラムから、前記プログ
   ラムエリアに複写したプログラムに、実行の対象となる
   プログラムを切り換える第５のステップとを有すること
   を特徴とするプログラマブルコントローラのプログラム
   変更方法。
4. 【請求項４】請求項３記載のプログラマブルコントロー
   ラのプログラム変更方法であって、 前記第４のステップを、実行の対象となるワークエリア
   に格納されたプログラムもしくはプログラムエリア上の
   前記変更対象プログラム以外のプログラムの実行と並行
   して実行することを特徴とするプログラマブルコントロ
   ーラのプログラム変更方法
5. 【請求項５】１または複数のプログラムを格納するプロ
   グラムエリアと、ワークエリアと、実行対象となるプロ
   グラムを管理する管理テーブルと、管理テーブルに実行
   対象として管理されている１または複数のプログラム中
   のプログラムを処理に応じて実行するプログラム実行手
   段と、前記プログラムエリア上のプログラムをワークエ
   リアに複写する手段と、ワークエリア上に複写されたプ
   ログラムを、ワークエリア上で変更する手段と、プログ
   ラムエリアに格納されている複写元プログラムに代えて
   ワークエリアに格納されたプログラムに実行対象が切り
   換わるように前記管理テーブルの管理内容を変更する切
   り換え手段とを有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５記載のプログラマブルコントロー
   ラであって、 前記複写手段は、前記ワークエリアのプログラムをプロ
   グラムエリアに複写する機能を有し、前記切り換え手段
   は、ワークエリアに格納されている複写元プログラムに
   代えて、複写したプログラムに実行対象が切り換わるよ
   うに前記管理テーブルの管理内容を変更する機能を有す
   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５または６記載のプログラマブルコ
   ントローラであって、 実行対象となった後に、前記ワークエリア上で変更され
   たプログラムの正常性を判定する正常性判定手段を有
   し、前記切り換え手段は、前記正常性判定手段が前記ワ
   ークエリア上で変更されたプログラムが正常でないと判
   定した場合に、ワークエリア上で変更されたプログラム
   に代えて、当該変更されたプログラムの変更前のプログ
   ラムの複写元であるプログラムエリアのプログラムに実
   行対象が切り換わるように前記管理テーブルの管理内容
   を変更す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５、６または７記載のプログラマブ
   ルコントローラであって、 前記複写手段は、前記プログラム実行手段のプログラム
   の実行と並行して、前記プログラムの複写を行うことを
   特徴とするプログラマブルコントローラ。
9. 【請求項９】請求項８記載のプログラマブルコントロー
   ラであって、 前記複写手段は、プログラムエリアとワークエリア間の
   プログラムの転送を、サイクルスチルモードのダイレク
   トメモリアクセス転送によって行うダイレクトメモリア
   クセスコントローラであることを特徴とするプログラマ
   ブルコントローラ。