JPH0561646B2

JPH0561646B2 -

Info

Publication number: JPH0561646B2
Application number: JP58079895A
Authority: JP
Inventors: Masaoki Takagi
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Information and Control Systems Inc; Hitachi Control Systems Inc
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Information and Control Systems Inc
Priority date: 1983-05-07
Filing date: 1983-05-07
Publication date: 1993-09-06
Also published as: GB2140942B; KR900001033B1; GB8411533D0; US4683549A; GB2140942A; JPS59205605A; KR850000083A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、シーケンス制御装置に係り、特に半
導体デイジタル論理回路を応用したプログラマブ
ルコントローラ（以下PCsと略す）の演算処理方
式に関する。

従来、半導体デイジタル論理回路を応用した
PCsは、第１図に示すごとく、PCsのシーケンス
プログラム記憶部に記憶したシーケンスプログラ
ム１０を、シーケンスプログラム先頭アドレス１
１からシーケンスプログラム終了命令１４が出る
まで、遂次実行する。すなわち、処理しようとす
る記憶部のアドレス値、すなわち、プログラムカ
ウンタ１３の値を更新しながら、その該当アドレ
スに記憶しているシーケンス制御命令１５を処理
していく。そして、プログラムカウンタの示す該
当アドレスの内容として、シーケンスプログラム
終了命令１４が出てくると、そこでシーケンスプ
ログラムの実行を止めるとともに、プログラムカ
ウンタ１３の値として、シーケンスプログラムの
先頭アドレスをセツトする。

この様に、通常のPCsでは、シーケンスプログ
ラムの先頭アドレスから、シーケンスプログラム
終了命令が出てくるまで遂次、シーケンスプログ
ラム命令を実行し、そしてまたシーケンスプログ
ラムの先頭にもどるといつた具合に、サイクリツ
クに、無限ループ的にシーケンス演算を行なつて
いる。

この従来の方式でいくと、先頭から終了命令ま
で、全ての命令語を実行するため、（１シーケン
ス命令実行処理時間）×（プログラム容量）のシー
ケンスサイクルタイム時間を要していた。

また、PCsで、シーケンス命令を実行する場
合、実行応答時間にバラつきが発生する。

第２図により、その状態を具体的に説明する。

今、シーケンスプログム１０の中で、第２図Ａ
の様なシーケンスラダー図を実行しようとすると
き、第２図Ｂのシーケンス命令イ２１で、Ａとい
う接点のON／OFF状態を取り込み、シーケンス
リレーラダー演算を行ない、シーケンス命令ロ２
２で、第２図ＡのＢというリレー出力コイルに、
出力する場合を取りあげてみる。

今、命令実行のプログラムカウンタ１３の値が
シーケンス命令イ２１のところを示している時、
丁度その時に、信号が取れ込まれたとすると、シ
ーケンス命令ロ２２では、リレー出力コイルＢを
OFFとして出す。ところが、命令実行のプログ
ラムカウンタ１３の値がシーケンス命令２２のと
ころを示している時、丁度その時にリレー接点Ａ
がONからOFFになつたすると、シーケンス命令
イ２１を実行した時は、接点ＡはONであると処
理しているので、リレー出力はコイルＢはONの
ままとなる。このリレー出力コイルがOFFとな
るには、シーケンスプログラム１０が全て、一巡
処理終了して再びシーケンス命令イ２１でリレー
接点ＡがOFFになつたことをとらえた後、よう
やくシーケンス命令ロ２２で、リレー出力コイル
Ｂの出力がOFFとなる。この場合の遅れ時間は、
シーケンス演算サイクルタイムである。

このことにより、リレー接点入力がどのタイミ
ングで行なわれるかによつて、処理の応答時間が
１〜１回のシーケンス演算サイクルタイムだけ、
ばらつくという欠点がある。これは、PCs独特の
現象であり、電気的リレーロジツク回路であれ
ば、接点がON／OFFするのに動作遅れはあるも
のの、その遅れ時間は、ほぼ一定であるため、動
作応答時間のバラツキはかなり少ないと言える。

ところで、第３図に示すような、ある走行物体
３０があつて、これがある条件のもとで、発光部
３１と、スリツト３３を通過した光が、受光部３
２でとらえられている時、この光を遮光する場所
に達したら、直ちに停止したいとする。（ブレー
キのきき方のバラツキは、ここで無視する）その
場合、電気的リレーロジツク回路であれば、リレ
ー接点の動作遅れ時間による停止位置のズレと、
リレー接点の動作バラツキに起因する時間とによ
り、位置ずれ３４が生じる。ところで、リレー接
点の動作遅れ時間は、ほぼ一定であるので、希望
した場所に、きちんと停止させるためには、受／
発光部の位置を、リレー動作遅れ時間分だけズラ
してやれば、影響は、ほとんどなくすことができ
る。また、リレー動作バラツキ時間は、極く小さ
いので、かなり正確に位置決めできる。

一方、PCsを用いた場合、１分間60mの遠さで
移動している物体３０を位置決めしようとした場
合、通常PCsのシーケンスサイクルタイムは、
30ms程度といわれているので、その停止位置ず
れは 60×10³mm／60sec×0.03sec＝30mm となり、かなり大きい。

そこでシーケンスサイクルタイムが極力短いシ
ーケンス制御装置が求められる。そのため、処理
速度の高速化として、従来より、そのシーケンス
工程では不要となつたプログラムをスキツプして
しまうために、第４図に示すような、ジヤンプ命
令を用いていた。すなわち、シーケンス処理イ４
１は、常にスキヤンするが、シーケンス処理ロ４
２や、シーケンス処理ハ４３は、各々の状態によ
つて、４４，４５のスキツプ判定処理により処理
の一部をとばすことができる。

しかしながら、このジヤンプ命令方式には、次
の様な欠点が存在していた。というのは、通常、
シーケンスプログラムは、頻繁に変更が行なわれ
る。設計室で作成されれたシーケンスプログラム
は、実際に現場設備と連係して、システム調整を
行なうと、３〜４割のプログラムが変更されると
いつても過言ではない。また、PCsはその制御ロ
ジツクがソフトウエアで実現されているため、プ
ログラムの内容さえ変えれば、全く別の処理内容
へと、簡単に変えることができるという利点をも
つている。この様に、PCsに要求される重要なポ
イントとして、変更の容易性があげられるが、ジ
ヤンプ命令には、その飛び先アドレスを、必ずも
つていなければならない。すなわち、第４図のよ
うな処理に、第５図のように一部プログラムの追
加４６が発生すると、４２スキツプ判定判断にお
いて、スキツプによる飛び先アドレスは、当然変
えなければならない。ちなみに、スキツプ判定処
理４４では、飛び先アドレスの変更は必要ない。
そのアドレス記述が、相対アドレス方式であろう
と、絶対アドレス方式であろうと、プログラムの
一部削除もしくは、追加を行なえば、全プログラ
ムの内容の全命令をチエツクし、ジヤンプ命令の
うち、変更しなければらない該当命令だけをピツ
クアツプして、適切なアドレス変更を行なうとい
うことは、計算機ソフト技術をもつていても大変
難しいというより、不可能に近いと言える。

さて、話は全く変わるがPCsのプログラムのう
ち、多くのものは、シーケンスの工程ということ
を設計者が頭にえがきながら、作成されている。
つまり、設計者が頭の中、もしくは紙上にえがい
ていくものは、ある場合にはシーケンスタイムチ
ヤートであり、またある時は、工程のブロツク図
的フローチヤートであつたりする。しかしなが
ら、この制御ロジツクに入れる時は、工程歩道と
いうイメージがかなりくずれて、各工程の制御プ
ログラムと、工程と工程間の遷移条件を記述する
工程歩道プログラムが、混然一体となつて、プロ
グラムに化されているのが実情である。これは、
在来のPCsが第１図に示したごとく、単一プログ
ラムの無限ループ処理ということで、工程という
イメージが、ほとんどないことに起因している。

この様な中にあつて、従来より、工程歩進とい
う意識をもたせた手法として、マスターコントロ
ール命令という機能を持つたものがある。この命
令の機能は、ある指定された２つの出力コイルの
間に存在する制御プログラムの出力コイル状態を
プログラムの内容は無視し、外から指定した状態
に固定してしまうものである。

ところがこの方法では、シーケンス制御装置は
はマスターコントロール命令の始点出力コイルを
検知すると、そのマスターコントロールの範囲を
決定する終点出力コイルを、全プログラムの中か
らピツクアツプするために、全命令を総なめ的に
チエツクせねばならず、この検索に要する時間が
無駄なものとして残るのである。

以上のことから、今回の発明は、次の点を目的
としている。

シーケンス制御装置の被制御プロセスにおい
て、ある時点で、制御の必要な工程の制御プログ
ラムだけを実行することにより、工程歩進制御の
処理時間を大幅に短縮する。

トラブル発生時の、トラブルシユーテイングに
おいて、異常箇所の自動検出を可能とする。

シーケンス制御設計者が従来行なつてきた工程
フロー的設計手法を、設計図的なイメージで
CRT上に表示し、CRTマンマシンコミユニケー
シヨンによつて、より簡単かつ着実にプログラミ
ングするための手だてを提供する。

本発明の着眼点は、従切PCsのプログラムで工
程歩進メインプログラムと、各工程ごとのシーケ
ンス工程処理プログラムが、明確に分離されてお
らず、漠然と一体化しているものを、工程歩進メ
インプログラム部と、各工程のシーケンス工程処
理プログラムを、明確に分離した点にある。

そして、それらの各プログラムを容易に作成で
きるようにに、工程処理ブロツクイメージで、プ
ログラミンできるような、具体的プログラミング
シールを提供するとともに、PCsの制御対象を稼
動させた時に、容易にその工程歩進状況を工程ブ
ロツク図でモニタできるとともに、万一、現場設
備の一部に故障が発生した場合、どの工程でどの
工程歩進条件が成立しないために工程が次ステツ
プに進まないのか、即ち、どの部品が故障したの
かを、自動的に検索、表示する。さらに、任意に
選んだ工程が、どの様なタイムチヤートで進行し
ていくのかを、ガントチヤート的に表示するもの
である。

ここで、本発明の実施例を示す。本発明には、
第１図に示した様な、単一プログラムの繰り返し
ループスキヤン方式とは異なつて、原則的には各
工程別にプログラムを作成するものとする。そし
て、多数の工程別プログラムが起動されるのは、
シーケンスプログラムの中に、シーケンス工程処
理命令が出てきて、その出力コイルがオンとなつ
たときに該当する工程のシーケンスプログラムの
処理を行なう。このシーケンス工程処理命令７０
は、シーケンスプログラム１０の中に、この命令
が出てきたとき、中央処理装置６１（以下、
CRUと略す）に、割り込みをかけ、割り込み工
程処理要求ナンバー６３を判定し、その後、オペ
レーテイングシステム６４（以下OSと略す）に
処理を渡し、その中で現在実行中のプログラム６
３と、待期中のプログラムナンバー記憶レジスタ
６５の中から、どのプログラム（すなわち、ここ
ではシーケンス工程処理プログラム）が、優先度
が高いかを判別して、高い方のプログラム６６の
処理を実行する。なおここで、各シーケンス工程
処理プログラム、及び、工程歩歩進メインプログ
ラムなどの処理を行なう場合、各シーケンス工程
処理プログラムの優先度を、高くするか、等しく
するか、それとも低くするかによつて、プログラ
ム相互間の流れに変化を与えることができる。ま
ず前者（シーケンス工程処理プログラム）より後
者（工程歩進メインプログラム）の優先度を低く
すると、後者のプログラム中に、シーケンス工程
処理命令が出てくると、前者のプログラムが走り
きるまで、後者の処理は、中断状態となる。また
前者の方が、後者より、優先度を低くするとまず
後者のプログラムが走りきり、どのプログラムに
起動をかけるかを、すべてわり出した後に、前者
の処理が次々と行なわれていくことになる。

この手順は、制御用コンピユータの、マルチタ
スキング処理の優先度判定処理と、まつたく同一
である。もし、今実行中であつたプログラムより
割込みをかけてきたプログラムの方が、優先度が
高ければ、そちらの方にプログラムの処理を渡し
そのプログラムが終了し、シーケンスプログラム
終了命令１４がでると、ふたたびOS６４の中で
現在処理待ちになつている、待期プログラムナン
バーレジスタ６５に登録されたプログラムの中で
一番優先度の高とプログラムの処理を渡す。さき
ほど中断したシーケンスプログラムが、一番優先
度が高いとすれば、その時点で、中断されていた
ところより、プログラムが再開される。シーケン
ス工程処理命令７０は、このように、その命令７
０がオン状態であつた場合、他の、もしくは自か
ら処理を一回だけ実行する命令なのである。

さてシーケンス工程処理命令は、各工程別のプ
ログラムの中に出てきてもよい。すなわち、第６
図に示すように、今、第一工程のプログラム７１
の処理が、行なわれているとする。このプログラ
ム７１は、一旦起動がかかると、自分自身のプロ
グラム７１が処理され続けるために、自分自身の
工程１のシーケンス工程処理命令７２を、自己保
持するように、プログラムを作成する。そして、
次の工程に、移行する場合は、次工程の処理命令
７３を出力したのち、自工程１のシーケンス工程
処理命令７２の保持を解除してやればよい。

但し、一般的には、工程の起動、停止を各工程
ごとのプログラムの中に持つよりも、工程歩進の
ロジツクだけを分解して、工程歩進メインプログ
ラムとして、各工程ごとのプログラムとは、まつ
たく切りはなして、作成する方が好ましい。そし
て、通常は、工程歩進メインプログラムの優先度
を低くしておき、このプログラムだけに、ササイ
クリツクに、タイマー起動をかけてやり、各シー
ケンス工程処理プログラムのうち、その時の制御
に必要なものを選び、それだけを実行することが
好ましい。

さてここで、本発明によるプログラムの作成法
について見てみる。通常のPCsの場合は、第１図
に示したごとく、プログラムの先頭アドレスは、
あらかじめ決められていて、CPUに電源が入れ
られると、所定のイニシヤライズ処理を行なつた
のち、このシーケンスプログラム先頭アドレスレ
ジスタの内容１２が、プログラムカウンタの値と
して自動的にセツトされ、ここからアプリケーシ
ヨンのシーケンスプログラム処理１０が、開始さ
れ、その後、シーケンスプログラム終了命令１４
が出てくるまで遂次、プログラムカウンタを１ア
ドレスずつ、更新していく。そして、シーケンス
プログラム終了命令１４によつて、ふたたび、プ
ログラムカウンタ１３にシーケンスプログラム先
頭アドレスレジスタの内容がセツトされ、ふたた
び同様の処理を、無限ループとして開始する。

本発明の方式では、システムイニシヤライズ時
に、工程の数に若干の余裕を持たせたシーケンス
終了命令１４１…１４Ｎがセツトされている。こ
れを第９図に示す。更に、各シーケンス工程処理
プログラムのトツプアドレスは、プログラムトツ
プアドレスレジスタ９１に、各々の工程プログラ
ムに対する値９１〜９１Ｎがセツトされている。

今、プログラム作成者が第１番目のシーケンス
工程処理プログラムを作ろうとすると、プログラ
ムトツプアドレスレジスタの中から、指定された
工程ナンバーの着の先頭アドレスを知ることによ
つて、シーケンスプログラムメモリ１０の中から
指定された工程ナンバーの、シーケンス工程処理
プログラムの最終アドレスを知り、そこに、新た
に組まれたシーケンスプログラムの容量分だけの
すき間を作り、そこに、新シーケンスプログラム
を登録、記憶させる。この時、第目以降の新プ
ログラムの語数だけ、後方に、全命令が移動させ
られると共に、それに伴つて、第目以降のプロ
グラムトツプアドレスレジスタの内容も新プログ
ラム１０２の語数分ずつ、自動的に、加算され
る。このような処理は、シーケンスプログラムの
作成が、マイクロコンピユータ内蔵のプログラミ
ング装置でCRTに表示されたシーケンス回路図
のイメージで、簡単に作成できるようになつた昨
今では、ごく簡純な処理にすぎない。すなわち、
プログラム作成者は、登録しようとするシーケン
スプログラムの工程ナンバーを、まず指定した後
シーケンスプログラムを入力していけばよい。よ
つて、ジヤンプ命令語方式では、ジヤンプ命令を
すべて、検索し、チエツク、修正しなければなら
なかつたが、本発明では、修正時の命令語の増減
に伴つた変更を、修正したプログラムナンバーよ
り大きいプログラムの先頭アドレスレジスタ９０
の値について、行なえばよい。

さて次に、シーケンスの工程歩進の全体コント
ロールをつかさどる、工程歩進メインプログラム
の作成について見てみる。このプログラムも、基
本的には、CRT画面上に表示されるリレー回路
図イメージで作成されていく。しかしながら、各
シーケンス工程処理プログラム１１１，１１２，
…と異なつているのは、各工程ごとのシーケンス
プログラムより、優先度が低いことと、このプロ
グラムに各シーケンス処理命令７０が、頻繁に出
てくることである。工程ナンバー１のシーケンス
工程処理プログム１１１を処理する場合、先ずリ
レー回路図で、工程ナンバー１のシーケンス工程
処理プログラムを起動する状件１２０を、外部入
出力接点、及び、タイマー、カウンター、その他
の内部処理機能接点で記述し、この結果を第１工
程のシーケンス工程処理命令出力コイルとして表
現する。実際には、PCsのハード構成は、第１３
図のようになつている。ここで、プロセス入出力
コントローラ１３１には、シーケンス命令入出力
バツフアメモリ１４０が１アドレス１ビツトで、
外部入出力、補助リレー、ラツチリレー等の内部
補助機能（シーケンス工程歩進命令の各ビツトも
含む）等の、全ての接点、及び出力のオンオフ状
態が、このメモリ１４０に反映されている。すな
わち、外部からの入力信号のオンオフ状態はバツ
フアメモリ１４０の外部入力部の該当アドレス１
４１に、そして第１３図のシーケンス命令処理装
置１３０により、シーケンスプログラム記憶部１
３３に記憶されたシーケンス命令により演算され
た外部出力のオンオフ使令は、バツフアメモリ１
４０の外部出力部の該当アドレス１４２に、オン
マたはオフのいずれかを書き込めば、自動的に第
３図プロセス入出力装置１３０により、外部に対
して、おンまたはオフの信号として出力される。
ここで各シーケンス工程処理命令のオンオフ状態
も、シーケンス演算結果に従つて、この入出力バ
ツフアメモリ１４０の、シーケンス工程処理命令
の該当アドレス部１４４を、処理のワークエリア
として使用する。

ここでは、説明を簡略にするために、各シーケ
ンス工程命令は、リレー回路で言えば、ラツチ式
のセツト・リセツト型の素子イメージ型のものを
用いる。（これは、ラツチタイプに限らなくては
実現できないという訳ではなく、通常の補助リレ
ー的な接点又は、コイルであつても自己保持をと
りさえすれば、同一の機能を果せるのでその機能
を限定するものではない）。よつて第１シーケン
ス工程処理セツトコイルが一旦、励磁されると第
１シーケンス工程処理リセツトコイル入力がはい
るまでは、第１工程処理コイル、すなわちシーケ
ンス工程処理１1441は、本状態であるのでメイン
プログラムがスキヤンされ、第１シーケンス工程
処理命令がオンであることがチエツクされるたび
に、CPUに割り込みがはいり、OSにより、プロ
グラムトツプアドレスレジスタより、第１シーケ
ンス工程処理プログラムトツプアドレス９２が、
プログラムカウンタ値としてセツトされ、第１工
程のシーケンス処理が、行なわれる。そして、第
１工程のシーケンス処理が終了すると、シーケン
ス終了命令により、再びCPUに割り込みがはい
り、OSの優先度判定により、再び工程歩進メイ
ンプログラムに処理がもどり、第１シーケンス工
程処理命令コイルの次の命令語から、処理が再開
される。

また、本方式では、工程歩進メインプログラム
（第１１図１１０）、１スキヤン時に処理される工
程数は、特に制限はなく、必要に応じて、一もし
くは、複数個の工程処理を同時に、走らせること
ができる。

また今まで処理してきた工程の処理が不要とな
つて、次の工程の処理を開始したい場合は、工程
歩進メインプログラム１１０の中の、停止したい
工程のシーケンス工程処理リセツト命令コイルを
励磁するようにすれば、自動的に該当工程処理の
スキヤンを止めるし、次に開始したいシーケンス
工程処理セツト命令コイルを励磁してやればよ
い。

この方式により達成できた効果としては、まず
シーケンスプログラム処理時間が、極めて高速に
なつたことである。従来は、無駄であるとわかつ
ていながら該当工程外の処理プログラム部分も、
総なめ的に処理していたのに対し、本発明では極
めて限定された部分のみを、スキヤンすればよい
ため処理の高速化が計れる。一般的には、１プラ
ントで、60〜120の工程があると言われており、
同時に動いている工程が、例ば、常時３工程、動
作すると考えれば（工程歩進メインプログラム１
１０の、スキヤンに要する時間は無視する）1/20
から1/40の処理時間で済むことになる。OSのオ
ーバーヘツド、工程歩進メインプログラム処理時
間を勘案しても、1/10から1/20の処理時間で済
む。このことは、シーケンスサイクルが短くな
り、位置決め等の処理は従来、PCsでは処理不能
だつたため、オプシヨン機能として、マイクロプ
ロセツサ、もしくは、専用のカウンター等を搭載
した専用ハーードウエアで実現していたものも、
PCs本体で処理できるようになつたということが
できる訳である。

さらに第２の効果としては、工程歩進プログラ
ムと、各工程ごとのプログラムが、まつたく分離
され、本来の設計者の発想どうりに、シーケンス
プログムを分割して作成できることである。例え
ば、工作機械の制御プログラムは全プログラムの
約60％が、ほぼピートして使用することができる
と言われている。この様な場合、本発明による機
能を単に工程別プログラムとしてではなく、標準
のシーケンスプログラムパツケージとして、登
録・編集・動作させることができるメリツトがあ
る。その点から、設計作業、及び、現場での実制
御対象との組み合わせ試験において作業工数の1/
２〜2/3の大幅な削減が計れるようになつたた。

ところで、シーケンス工程リセツト命令の処理
について、ふれておく。一般的に、工程歩進処理
をやる場合、ある工程から次の工程へ移行する場
合、その工程で出力していた制御出力をすべて、
リセツトした方が好ましい場合が多い。そのため
本発明の中では、シーケンス工程処理リセツト命
令が出た場合、単に該当シーケンス程処理命令の
接点信号をオフするだけでなく、その工程のプロ
グラムを最後にもう一度スキヤンし、この時に
は、リレーラダー図イメージで言えば、コモン線
に電圧が、かからないようにシーケンス演算を行
ない（具体的には、通常演算処理には、＋コモン
線で信号をオン、すなわちアキユムレータ
（ACC）に“１”をセツトしていたところを、シ
ーケンス工程処理リセツト命令の場合はACCに、
“０”をセツトし、その工程にかかわつたすべて
の出力をオフすることのできるモードにも、切換
えできるようにする。

さて、一般的にシーケンスロジツクの設計は、
通常、ブロツク図式の工程歩進ダイアグラムで書
かれている。このことに着目して、本発明では、
次のような方法によつてシーケンスプログラムの
作業が従来の設計イメージと同様に、行なえるよ
う配慮している。第１５図にプログラミング装置
のキーイン入力部１５０を示す。このキーボード
５０は、入力部の押しボタン１５００，１５０
１，……が表面に数多くついていて、160項目入
力することができる。さらに、ページ１５１，１
５２，１５３，…を、めくることによつて、さら
に別の160項目に切り換えることができ、このペ
ージ数が、24ページ準備されている。

ところで、設計者がまずイメージを画くのは工
程歩進ダイアグラムであり、各々の工程の名称で
ある。決して従来のPCsのような、機能シンボル
記号と、工程ナンバではない。そこで、設計者は
シーケンス工程処理命令に、一つづつ、項目名称
をつけていく。シーケンス工程処理命令は、この
例では、“Ｐ”２、その機能をあらわし、それに
続く数字３桁で工程区分のナンバーをあらわして
いる。例えば、“PO18”とすれば、工程ナンバー
18番の出力コイルがオンになつていれば、工程１
８の処理を行ない、“PO18”のリセツトコイルが
出されると、工程ナンバー18番の処理が、中断さ
れる。またこの場合、工程ナンバー18番をリセツ
ト時、その工程にかかわつたプログラムの全出力
をオフするモードとして、指定している場合は、
リセツト出力コイルが励磁された１回目だけ、全
出力をオフにしてしまうこともできる。

ところで、今説明に用いて“PO18”などとい
う呼称は、PCsサイドとしては、PCsのハードウ
エアと、密接な関係にあり、それなりに便利では
あるが、設計者の側から見ると、あまり意味のな
い単なる符号にすぎず、具体的処理内容としての
工程名称とは、結びつきにくい。そこで、本発明
では、プログラミング装置側としては、“PO18”
等の“Ｐ”といつた機能シンボル名称と、３桁の
数字で処理されるが、設計者には、具体的工程名
称で“P000”，“P001”，……といつた一貫ナンバ
を持つたシーケンス工程処理命令に対して、先ほ
ど説明したキーボード１５０の適当なページ１５
１，１５２…を開いて、英数、カナ、漢字といつ
た、設計者にわかりやすい名称を、各シーケンス
工程処理命令につけていく。例えば、“P018：滅
菌熱処理”といつた具あいに、定義づけを行なつ
てやる。すると、この設計者に対しては、以後、
“P018”という名称は、すなわち、“滅菌熱処理”
のことであり基本的な設計は、この工程名称さえ
意識しておればよい。具体的には、“P000”から
始まる一貫ナンバーに対して、第１６図に示すよ
うに、各々の工程処理命令が、割り付けられてい
る。しかし、第１６図で“（）”で記入したもの
は、キーボード１５０のページシート１５１，１
５２，…には、記入されていず、“滅菌熱処理”
という工程名称が、設計者によつてシートキーボ
ード１５０の各押しボタン１５００，１５０１，
…上に、エンピツ、その他の筆記具によつて、名
称が記入される。もちろん、ここでシートキーボ
ード１５０上に記入する名称は、先ほど述べた各
シーケンス工程処理命令に対して記入した工程名
称と一致していなければならない。

この場合、工程歩進メインプログラムは、工程
名称でその流れをかいていく。すなわちCRTビ
ユア１７０には、第１７図に示すごとき、工程工
進フロー図が、キーボード１５０の操作によつて
つくられていく。ちなみに、このキーボードの中
には、ブロツクとブロツクの接点状態を指定する
分岐設定キー１５１０で入力していく。このブロ
ツク図では、Ａのブロツク１７０１が、第１工程
として処理され、Ａのブロツク１７０１の処理が
終了すると、Ｂ１７０２，Ｃ１７０３，Ｄ１７０
４という工程が、別々の処理として並行処理さ
れ、それらの全ての処理が終了すると、Ｅ１７０
５という工程に移行することを示している。

さらにこの表示式は、工程ブロツク“Ａ”１７
０１の中をさらに詳細な工程ブロツク図で、階層
的に表記できる特徴をもつ。これは第１８図に示
している。そして最終的には、この各々の工程で
行なうべきシーケンス制御プログラムは、従来、
一般的に知られるリレーラダーイメージのシーケ
ンスプログラム１８１で記述される。本発明の特
徴は、各工程ごとに独立した個別のシーケンスプ
ログラムとして記述される点にある。よつて設計
者は他の工程の処理はいつさい気にすることな
く、単独にクローズしたプログムとして、シーケ
ンスリレーラダー図イメージプログラミングして
いけばよい。

さて、プログラミングが終わつて、実際に制御
対象となる設備を動かす場合の動作モニタの方法
について述べる。PCsによるシーケンス制御の動
作モニタ手法としては、出力コイル名を指定する
ことによつて、リレーラダー回路図をCRT画面
上に呼び出し、その回路に用いられている接点や
出力のオンオフ状態を、太線あるいは細線で、表
示することが一般的に採用されている。本発明で
は、これをさらに発展させ、工程歩進フローブロ
ツク図をCRT画面に呼び出して表示し、現在処
理されている工程部のブロツクのみ、太線で表示
し、動作状況を明確に把握できるようにしてい
る。これは、シーケンスロジツク演算を行なう場
合、各シーケンス工程処理命令（P000，…）の
接点のオンオフ状態を管理しているシーケンス命
令バツフアメモリ（第１４図）のオンオフ状態を
チエツクすることによつて、現在どの工程の処理
が行なわれているかを表示するものである。この
表示例を第１９図に示す。ここで１７０２，１７
０３，１７０４の工程の並列処理に起動がかか
り、その中で工程１７０３のみは、すでに処理が
終了し、現在処理中の１７０２，１７０４の両処
理が終了するのを、待期していることがわかる。

さらに、本発明ではシーケンス工程処理命令の
オンオフ状態を一定時間間隔で、各工程が処理中
又は、処理中断していることを判定し、これを
CRT画面上に、タイムチヤート的に表示する。
これを第２０図に示す。このときサンプリング時
間間隔は、オペレータによつて、任意に設定でき
るようになつている。また、このときどの工程に
ついてタイムチヤートを表示するかは、さきほど
説明した具体的工程名称を記入したキーボード１
５０を用いて、どの項目をモニタするか指定すれ
ば、第２０図のごとく、指定された各工程名称が
表示され、各工程について、一定サンプリング間
隔で、各工程の処理中、処理中断の表示が、
CRTキヤラクタデイスプレイの、画面素の白線、
もしくは、表示せず、ということで、一目瞭然に
表示される。しかも、タイムチヤート表示が、左
から始まつて、右端までくると、自動的にこの画
面は左側へ、１サンプル時間ごとに、一文字分だ
け左へスクロールして表示する。

また、一定時間ごとに、サイクリツクに動作す
る制御対象に対しては、サイクル終了の動作信号
によつて、その時表示しているタイムチヤートを
一度、画面上よりクリアしたのち、サイクルスタ
ート信号を受けつけると、再び、左端からあらた
なタイムチヤートの表示を開示することができ
る。

次に、故障診断について、本発明での処理を述
べる。シーケンスインターロツク制御の場合、制
御対象機器に、故障もしくは異常が発生した場
合、現在処理中の、工程より次の工程へ移行する
工程歩進条件がととのわないので、ほとんどの場
合、シーケンス制御が停止してしまう。そのた
め、各工程には、本来正常であれば、当然その工
程が完了すべき時間より、やや長めの時間に設定
した、工程渋滞チエツクタイマーがかけられてい
る。そのため、故障が起きると、その工程渋滞チ
エツクタイマーが、動作し、どの工程で異常が発
生したか、判別できる。故障工程を知るには、こ
のように工程渋滞チエツクタイマーでとらえて判
別する方法もあるが、本発明の場合には、タイム
アウトエラーが発生すると、シーケンス演算のワ
ークエリアとなつているシーケンス工程処理命令
の接点状態がオン、すなわち、以前として工程処
理中である工程ナンバーを検索する。そしてその
工程名称を表示すると共に、工程歩進メインプロ
グラムの中より、該当工程ナンバーの工程歩進出
力名を持つシーケンスリレーラダー図、すなわ
ち、工程１７０４の工程歩進条件を、CRTデイ
スプレー上に表示し、かつ、その場合のリレーラ
ダーを構成する各接点類のオンオフ状態、ならび
に、＋コモン線に印加された電圧が、リレーラダ
ー図では、どこまで活線状態になつているかを、
CRT画面上に、自動表示すれば、どの工程の、
どの工程歩進条件が、成立しないため、その工程
処理が渋滞したのか、その原因となつた制御回路
のどの部品が異常であるかを、判別することがで
きる。

また本文では、工程歩進メインプログラムによ
つて、起動されるプログラムは、シーケンス工程
処理プログラムを表現して、記載したが、これは
CPUが、シーケンスモードの命令も、コンピユ
ータモードの命令も処理することができる。コン
ピユータシーサンサーであれば、たとえ、アナロ
グ的データ処理を行なうコンピユータモードプロ
グラムであつても、何ら支障がないことを、付記
しておく。

以上各項目について、その処理内容と動作につ
いて個別に述べたが、これら各項目の機能を適用
して作られた本発明の実施構成例であるシーケン
ス制御の全体構成を第２１図に示す。

本発明ではシーケンスプログラム記憶部１３３
の中のプログラムとしては工程別に分割されたプ
ログラム群２１１（すなわち、シーケンス工程処
理プログラム群）とこれらのシーケンス工程処理
プログラム群の中から必要なシーケンス工程処理
プログラムだけに起動をかけたプログラムの全体
を総括的に制御している工程歩進メインプログラ
ム２１２とに分かれて格納されている。ここで工
程歩進メインプログラム２１２は周期起動タイマ
２１３により発生したサイクリツクタイマ信号２
１６によつて、一定周期間隔ごとに全プログラム
命令２１２を従来のPCsのように総なめ的にスキ
ヤンし、どのシーケンス工程処理プログラムに起
動をかけるかを判断している。この周期起動タイ
マ値はシーケンス演算処理装置１３０によりあら
かじめ周期起動タイマ２１３に設定される。

そして工程歩進メインプログラム２１２の中に
でてくるシーケンス工程処理命令１２１の出力相
当信号がオンになると、シーケンス演算処理装置
１３０に割込信号２１７が出される。その結果プ
ログラム優先度判定OS２１４が起動し、どのシ
ーケンス工程処理プログラムに起動要求があつた
かを知り、さらに現在待起状態となつているプロ
グラムにどの様なものがあるかを待機中プログラ
ム記憶レジスタ２１５より、読出し最優先で処理
すべきシーケンス工程処理プログラムナンバーを
決定し、シーケンス工程処理プログラムトツプア
ドレスレジスタ９０より、起動すべきシーケンス
工程処理プログラムが格納されている先頭アドレ
スを知り、この内容をシーケンス処理プログラム
カウンタ１３にセツトし、このプログラムを処理
する様にシーケンス演算処理装置１３０に起動を
かける。

この時、いま割込をかけてきたシーケンス程処
理プログラムが優先処理判定時に、このプログラ
ムより優先度の高い別プログラムに処理がわた
り、待機中となつた場合は新たに待機中となつた
のであるから、待機中プログラム記憶レジスタ２
１５の中に登録する必要がある。そして、起動が
かけられたシーケンス工程歩進メインプログラム
２１２の処理が進み、シーケンス終了命令が実行
されるとシーケンス演算処理装置１３０に割込信
号２１８がはいり、さきほど中断していた工程歩
進メインプログラム２１２の中断時のアドレスの
次アドれスより処理を再開する。

次に故障診断装置としての動きについてまとめ
てみる。プログラム記憶部２１０に格納されたシ
ーケンスプログラムシーケンス演算処理装置１３
０で実行していたとき、、現場機器２２７が故障
しその信号を出なくなつた場合を考えるプロセス
入出力装置２２６を介してシーケンス命令入出力
バツフアメモリ１３１に現場機器２２７のオン、
オフ状態に応じて、この場合では“０”の信号を
書込む。この信号が取込まれないためプログラム
記憶部２１０に格納されている工程渋滞検知タイ
マがタイムアウトとなり、シーケンス演算処理装
置１３０より、故障部検さく装置２２０にタイム
アウト信号が送出される。そこで故障部検索装置
２２０はシーケンス命令入出力バツフアメモリ１
３１の中に書込まれているシーケンス工程処理信
号１４４の中に工程進行が止まつたためタイムア
ウトになつてもオフとならないシーケンス工程処
理ナンバ検索し、その異常工程ナンンバー２２８
を異常工程歩進検出部２２２に通知する。そこ
で、異常工程歩進検出部２２２はプログラム格納
されている工程歩進メインプログラム中より、工
程渋滞を起して、次ステツプに移れないシーケン
ス工程処理リセツト出力命令に関つているシーケ
ンスロジツク回路ブロツクを一回路分検索し、そ
の命令語群をリレー回路図変換部２２３に送り、
リレー回路図に変換し、その回路内にあらわれて
くる全ての接点、出力のオン、オフ信号２２９を
とりこみ、各接点、出力のオン、オフ状態および
回路のどの部分が活線状態であるかを編集し、
CRT表示部に転送し、配線部および回路素子を
太線、細線によつて信号のオン、オフ及び活線部
を CRT画面２２５に回路図イメージで自動表示
する。

これは故障が発生した部分に関わる次工程への
遷移条件そのものであるからどの遷移条件がとと
のわないため工程渋滞しているか直ちに判読でき
る。

以上、本発明による効果としては、(1)シーケン
スプログラムを１スキヤンするシーケンスサイク
ルタイムが1/10〜1/20に高速化され、(2)現場設備
等のトラブルが発生した時、自動的に故障した機
器が関つている回路図を直ちに表示でき、製造ラ
インのトラブルシユーテイングが極く簡単に対処
できるようになつた。(3)さらに、工程歩進ロジツ
クと各工程内での制御ロジツクを別プログラムと
して分離したため設計が簡単になるとともに、シ
ーケンスプログラムを各工程ごとに作成されるよ
うになりシーケンスプログラムのサブルーチン
化、標準化が実現できるようになつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の一般的なシケンス演算法の説
明、第２，３図はPCsと在来リレー制御装置の相
違点の説明、第４，５図はPCsの処理速度を高速
化するために従来とられてきたジヤンプ命令方式
の問題点を説明する図、第６，７図はシーケンス
工程処理命令の使い方を説明する図、第８図は工
程歩進メインプログラムと、シーケンス工程処理
プログラムの関係を説明する図、第９図はイニシ
ヤル時のプログラム先頭アドレスレジスタと、シ
ーケンスプログラムメモリの状態を示す図、第１
０図は実際にシーケンスプログラムを作成・登録
した時の説明図、第１１図は工程歩進メインプロ
グラム、各シーケンス工程処理プログラムとシー
ケンス工程処理プログラムトツプアドレスレジス
タの関係を示す図、第１２図はシーケンス工程処
理命令の説明図、第１３，１４図はPCsの説明
図、第１５，１６図はプログラム入力用キーボー
ードの説明図、第１７，１８，１９図は工程の歩
進状況をモニタするための工程ブロツクフロー図
の説明、第２０図は工程歩進タイムチヤート
CRT画面表示例、第２１図は本発明により構成
したシーケンス工程歩進プログラム手法を適用し
たシーケンス制御の実施例、第２２図は本発明を
適用した故障診断システムの実施例。２１１……シーケンス工程処理プログラム群、
２１２……工程歩進メインプログラム、１３０…
…シーケンス処理装置、２２０……故障部検索装
置、２２２……異常工程検索部。

Claims

【特許請求の範囲】１プロセスの制御工程ごとに分割されたシーケ
ンス工程処理プログラム群と、該処理プログラム
群の中から任意のプログラムに起動をかけるシー
ケンス工程処理命令を含んでシーケンス制御を統
括する工程歩進プログラムを記憶するプログラム
メモリと、プロセス入出力信号と、該入出力信号にしたが
つて、当該シーケンス工程処理命令の起動条件を
満足して該命令が起動されるときオン、当該制御
工程の歩進条件が成立して該命令が終了されると
きオフとなるシーケンス工程歩進信号とを前記制
御工程ごとにリンクして記憶する入出力バツフア
メモリと、前記工程歩進プログラムを所定の周期で起動し
該プログラム中の所定のシーケンス工程処理命令
が読出され、かつ、当該シーケンス工程処理信号
がオンの場合に該所定のシーケンス工程処理命令
によつて起動されるシーケンス工程処理プログラ
ムを実行するシーケンス演算処理手段と、前記所定のシーケンス工程処理命令の前記シー
ケンス工程処理信号のオン状態が予め設定されて
いる所定の時間を超えるとき当該制御工程を異常
と判定し、当該工程処理信号とリンクされるプロ
セス入出力信号を含んで異常を報知するシーケン
ス監視手段と、を具備することを特徴とするシー
ケンス制御装置。