JPH07319515A - プログラマブルコントローラの分散制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 分散制御化されたコントローラに主従関係を
設けることを廃止し、シーケンスプログラムの実行に際
して他局コントローラの要素データを必要とする場合に
は、それらコントローラ同士が要素データを直接授受す
ることによりシステム全体を制御することとし、従来技
術のような従局間データ授受のためのプログラムを主局
に設ける必要のないプログラマブルコントローラの分散
制御システムを提供することを目的とする。 【構成】 複数のプログラマブルコントローラ１０１を
シリアル通信インターフェース１０３を介してトークン
・パッシング方式により結合した分散制御システムにお
いて、前記各プログラマブルコントローラ１０１に、自
局の入出力ユニットから取り込まれるデータと自局の演
算結果である要素データとを格納する自局要素データメ
モリエリアと、他局から与えられる要素データを格納す
る通信データメモリエリア１０２とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プログラマブルコント
ローラ（以下、コントローラと略称する）の分散制御シ
ステムに関し、特に複数のコントローラ間の相互データ
の授受に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のコントローラにおいては、より
多くの入出力点数を、より簡易なシーケンスプログラム
により制御することが求められており、このための一般
的手法としてコントローラの分散制御システム化が知ら
れている。分散制御システムでは、各々のコントローラ
の要素データをどのように授受するかが問題となる。

【０００３】そこで従来の分散制御システムを特開昭６
４−１０３０４号公報について説明すれば、図７におい
て、１は主局となるコントローラ、２は従局となるコン
トローラ、３は従局２に接続された増設入出力ユニッ
ト、４は主局１に接続された増設入出力ユニット、５は
主局１と従局２および増設入出力ユニット４とを接続す
るケーブル、６は従局２と増設入出力ユニット３とを接
続するケーブルである。

【０００４】この装置において、従局２は、内部に設け
られたインターフェース回路により主局１の入出力イン
ターフェースバスを共用できるようになっており、主局
１内部のユーザープログラムの入出力命令，データ転送
命令に従ってあたかも増設入出力ユニットのように振る
舞い、各々必要な要素データの授受を行う。

【０００５】また従局２には、上述の主局１とのインタ
ーフェースとはさらに別のインターフェースが設けられ
ており、これを介して、自ユニット内の入出力ユニット
や増設入出力ユニット３の入出力を制御する。

【０００６】ここで主局１は従局２側の入出力ユニット
の入出力制御には関連せず、従局２が従局２自身の入出
力に必要な信号や、主局１が従局２に対して必要とする
信号など最低限の信号のみがやりとりされる。

【０００７】このような構成の従来技術では、従局２に
より制御ブロックを分散することができるため、主局１
では必要最小限の要素データの授受を行うシーケンスプ
ログラムを作成すればよく、プログラムを簡略化するこ
とができる利点がある。さらに、コントローラが分散さ
れるので、より多くの入出力点数を制御できる利点もあ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の従来
の装置では、任意の従局間の要素データの授受に際し
て、必ず主局のコントローラが介在する必要があり、こ
のため主局内部のユーザプログラムにあらかじめ従局間
での要素データ授受に必要な項目を登録しておかなけれ
ばならなかった。従って、従局のシーケンスプログラム
を変更した場合には、これに合わせて主局側のシーケン
スプログラムも修正しなければならず、変更作業が煩雑
であるという問題点があった。

【０００９】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、分散制御化されたコントローラに主従関係を設ける
ことを廃止し、シーケンスプログラムの実行に際して他
局コントローラの要素データを必要とする場合には、そ
れらコントローラ同士が要素データを直接授受すること
によりシステム全体を制御することとし、従来技術のよ
うな従局間データ授受のためのプログラムを主局に設け
る必要のないプログラマブルコントローラの分散制御シ
ステムを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のプログラマブルコントローラの分散制御シス
テムでは、複数のプログラマブルコントローラをシリア
ル通信インターフェースを介してトークン・パッシング
方式により結合した分散制御システムにおいて、前記各
プログラマブルコントローラに、自局の入出力ユニット
から取り込まれるデータと自局の演算結果である要素デ
ータとを格納する自局要素データメモリエリアと、他局
から与えられる要素データを格納する通信データメモリ
エリアとを備えることとした。

【００１１】

【作用】上記構成からなる本発明の作用を図１を参照し
て説明する。図示の通りこのシステムでは、各々のコン
トローラ１０１のメモリ１０２に自局の要素データを格
納する自局要素データメモリエリアの他に、他局から与
えられる要素データを格納する通信データメモリエリア
が備えられており、各コントローラ１０１はシリアル通
信インターフェース１０３を介してトークン・パッシン
グ方式により接続される。

【００１２】上記構成において、各々のコントローラ１
０１内にはユーザが作成したシーケンスプログラムが格
納されている。このシーケンスプログラムには自局と他
局の２種類の要素データの処理が要求されるが、これら
の要素データはプログラムのコンパイル時に分類されて
いる。自局内の要素データ処理については従来技術によ
るので、他局の要素データ処理について説明する。

【００１３】まずシステム起動時に各々の通信データメ
モリエリア内に通信データテーブルを作成する。このテ
ーブルは全てのコントローラで共通の構成であって、内
容は番号により管理される。各々のコントローラは、他
局の要素データであって自局が参照する必要のあるもの
が格納されているテーブル番号と、自局が操作する要素
データであって他局が参照するものが格納されているテ
ーブル番号とを記録している。

【００１４】通信データテーブルが作成され、システム
初期化が終了すると、各コントローラは自らのシーケン
スプログラムを実行する。実行に際しては、１スキャン
中に入力処理，演算処理，出力処理，送信処理が行われ
る。入力処理では、自局の要素データを取り込むととも
に、他局の要素データであって自局が参照する必要のあ
るものを前記通信データテーブルを介して取り込む。演
算処理は従来と同様に自らのシーケンスプログラムによ
って行う。出力処理では、自局の要素データの出力に加
え、自局が操作する通信データテーブル上の要素データ
も操作する。送信処理では、通信データテーブルに変化
が生じたならば要素データを一括して他のコントローラ
に送信を行う。以上のようにしてこのシステムでは、各
コントローラの要素データを共有する。

【００１５】以下、添付図面を参照して本発明に係るプ
ログラマブルコントローラの分散制御システムの実施例
を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には
同一符号を付し、重複する説明を省略する。

【００１６】

【実施例１】まず、本発明の実施例１を説明する。図２
はプログラマブルコントローラの分散制御システムを示
すブロック図であり、図３はコントローラ相互の要素デ
ータの参照関係を示す表であり、図４は通信データテー
ブルを作成するための通信過程を示す図、図５は作成さ
れる通信データテーブルの内容を示す図である。

【００１７】図示の通りこのシステムは、３つのコント
ローラ２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃからなるものであ
って、これらはシリアル通信ケーブル２０４および分岐
器２０５によって相互に接続されており、コントローラ
２０１ａ〜ｃにはシリアル通信インターフェース２０３
ａ〜ｃがそれぞれ備えられている。各コントローラ２０
１ａ〜ｃには入出力ユニットとＣＰＵユニットとが備え
られており、入出力ユニットはコントローラに接続され
る入出力とＣＰＵユニットとのインターフェースを行
い、ＣＰＵユニットは入出力ユニットからの入出力デー
タを演算・処理および制御を行う。またコントローラ２
０１ａには増設入出力ユニット２０２が接続されてい
る。なお、２０６はシリアル通信網の終端用ターミネー
タである。またメモリは通常のＥＰＲＯＭとＳＲＡＭを
用いており、ＣＰＵユニット内に存在する。

【００１８】次に、上記構成からなる本実施例の動作を
説明する。本発明のプログラマブルコントローラの分散
制御システムがシステムリセットされると、トークン・
パッシング方式により結合されたコントローラのいずれ
かがトークンを取得し通信主導権を持つことにより、通
信データテーブルの作成主導権を持つ。本実施例ではコ
ントローラ２０１ａがそれに相当する。

【００１９】コントローラ２０１ａは、まず、コントロ
ーラ２０１ｂに通信データテーブルのテーブル番号ｎ＝
０とともに送信要求を送る（図４の通信手順１参照）。
送信要求を受けたコントローラ２０１ｂは、各々の要素
番号をテーブル番号ｎ＝０から通信データテーブルに登
録し、各々の要素番号の割り付けられたテーブル番号
と、新たなテーブル番号ｎ＝３をコントローラ２０１ａ
に返送する（通信手順２参照）。なおこのとき、要素番
号が既に登録されている場合には、既存のテーブル番号
を返送する。

【００２０】次にコントローラ２０１ａは割り付けられ
たテーブル番号を記録し、次のコントローラ２０１ｃに
テーブル番号ｎ＝３とともに送信要求を送る（通信手順
３参照）。送信要求を受けたコントローラ２０１ｃは、
各々の要素番号をテーブル番号ｎ＝３から通信データテ
ーブルに登録し、各々の要素番号の割り付けられたテー
ブル番号と、新たなテーブル番号ｎ＝４をコントローラ
２０１ａに返送する（通信手順４参照）。

【００２１】以上によりコントローラ２０１ａは自局の
他局に対する参照要素番号をすべて登録し終えたことに
なるので、次のコントローラ２０１ｂに通信データテー
ブル作成の主導権を引き渡す（通信手順５参照）。

【００２２】作成主導権を得たコントローラ２０１ｂ
は、上記コントローラ２０１ａと同様の操作を行い、通
信データテーブルを構築する（通信手順６〜１０参
照）。以下、コントローラ２０１ｃについても同様であ
る（通信手順１１〜１３参照）。

【００２３】以上の操作により、図５に示すように、各
々のコントローラが外部参照する要素データの通信デー
タテーブルを共通して持つことができた。

【００２４】通信データテーブルの作成が終了すると、
各コントローラは自己のＥＰＲＯＭに記録されたシーケ
ンスプログラムを実行する。ここで通信データテーブル
上に登録された自局の操作すべき要素が変化したときに
は、直ちにシリアル通信インターフェース２０３ａ〜ｃ
を通じて他局に知らせる。そして、通信データテーブル
上には常に最新の要素データが格納されているので、他
局が要素を必要とする場合には、この要素データを参照
するだけでよい。

【００２５】以上のように本実施例では、分散制御シス
テムでない単独のコントローラにシーケンスプログラム
を作成するように、各々の簡単な構成のコントローラ毎
にシーケンスプログラムを作成しＥＰＲＯＭに登録する
だけで、シーケンスプログラムのリンク等の操作を全く
せずにシステム全体の制御が可能となる。

【００２６】

【実施例２】次に、本発明の実施例２を説明する。図６
は実施例２のプログラマブルコントローラの分散制御シ
ステムを示すブロック図である。本実施例でも前記実施
例１と同様に、コントローラ３０１ａ〜ｃに内蔵された
シーケンスプログラムは図３に示す如く他局の要素番号
を参照する。

【００２７】図示の通りこの実施例では、コントローラ
３０１ａ〜ｃにＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリ等の電
気的消去可能メモリ３０２ａ〜ｃを備えることとした。
そしてコントローラ３０１ａは他局と同じ構成である
が、ユーザのシーケンスプログラムをプログラミングす
るプログラミングユニットとしても動作する。

【００２８】本実施例では、ユーザはコントローラ３０
１ａのプログラミングユニットにより各々のコントロー
ラに格納するシーケンスプログラムを作成し、すべての
シーケンスプログラムをリンクする。コントローラ３０
１ａのプログラミングユニットは、このリンク作業によ
りすべてのコントローラのシーケンスプログラム内の他
局より参照する要素を抽出し、図５の通信データテーブ
ルを作成する。以上の操作終了後、コントローラ３０１
ａのプログラミングユニットは、他局コントローラ３０
１ｂ，３０１ｃにそれぞれに格納するシーケンスプログ
ラムと通信データテーブルとを送信する。そしてコント
ローラ３０１ｂ，３０１ｃでは、各自のシーケンスプロ
グラムと通信データテーブルとを電気的消去可能メモリ
３０２ｂ，３０２ｃに格納する。以後、本システムを起
動すると、直ちに実施例１の如く、各々のシーケンスプ
ログラムを実行する。

【００２９】本実施例によれば、シーケンスプログラム
を作成または変更したときに必要なのは、コントローラ
３０１ａによるリンク作業と、シーケンスプログラムと
通信データテーブルの送信作業だけであり、以後はシス
テム起動後直ちにシーケンスプログラムを実行させるこ
とが可能である。またユーザが作成したシーケンスプロ
グラムは、プログラミングユニットとなるコントローラ
のみに登録すればよいので、各コントローラが離散配置
されている場合などの登録作業が簡易となる。また通信
データテーブルはソフトウェアにより作成されるので、
最も効率のよい要素番号の割付が可能である。

【００３０】なお、本実施例でも実施例１と同様に、増
設入出力ユニットを接続することも可能である。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明のプログラマ
ブルコントローラの分散制御システムによれば、起動時
に通信データテーブルを自動的に更新するので、任意の
１台のコントローラのシーケンスプログラムを変更した
場合であっても、他局のプログラムを変更する必要はな
く、ユーザは他局を意識せずそれぞれのコントローラの
プログラムを作成するだけでシステム全体の制御が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるプログラマブルコントローラの分
散制御システムの概略を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施例１によるプログラマブルコント
ローラの分散制御システムを示すブロック図である。

【図３】実施例１のコントローラ相互の要素データの参
照関係を示す表である。

【図４】実施例１における通信データテーブル作成過程
を示す図である。

【図５】実施例１において作成される通信データテーブ
ルの内容を示す図である。

【図６】本発明の実施例２によるプログラマブルコント
ローラの分散制御システムを示すブロック図である。

【図７】従来のプログラマブルコントローラの制御シス
テムを示すブロック図である。

【符号の説明】

１０１ プログラマブルコントローラ １０２ メモリ １０３ シリアル通信インターフェース ２０１ プログラマブルコントローラ ２０２ 増設入出力ユニット ２０３ シリアル通信インターフェース ２０４ シリアル通信ケーブル ２０５ 分岐器 ２０６ ターミネータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒井 研一 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のプログラマブルコントローラをシ
   リアル通信インターフェースを介してトークン・パッシ
   ング方式により結合した分散制御システムにおいて、前
   記各プログラマブルコントローラに、自局の入出力ユニ
   ットから取り込まれるデータと自局の演算結果である要
   素データとを格納する自局要素データメモリエリアと、
   他局から与えられる要素データを格納する通信データメ
   モリエリアとが備えられたことを特徴とするプログラマ
   ブルコントローラの分散制御システム。