JPH10154991A - Plcを用いた制御システム - Google Patents
Plcを用いた制御システムInfo
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- JPH10154991A JPH10154991A JP9271027A JP27102797A JPH10154991A JP H10154991 A JPH10154991 A JP H10154991A JP 9271027 A JP9271027 A JP 9271027A JP 27102797 A JP27102797 A JP 27102797A JP H10154991 A JPH10154991 A JP H10154991A
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
- G05B19/05—Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts
- G05B19/052—Linking several PLC's
Abstract
ステムにおいて、マスターPLCの異常状態、又は、通
信ラインの異常により発生するPLCシステムの誤動作
を効率的に防止し得るPLCを用いた制御システムを提
供しようとするものである。 【解決手段】 マスターPLC及び複数のRSUの電源
供給時点が一致しない場合、マスターPLCから全ての
RSUをリセットさせてシステムの動作を同期させ、R
SUがマスターPLCから制御データを受信することが
できない場合、最後に記憶された出力データ、又は、非
常出力データを選択的に出力してシステムの誤動作を防
止し、製品の信頼性を向上させる。
Description
ジックコントローラ(Programable Logic Controller:
以下、PLCと称す)を用いた制御システムに係るもの
で、詳しくは、マスターPLCの異常状態、又は、通信
ラインの異常により発生するリモートスレーブユニット
(Remote Slave Unit :以下、RSUと称す)の誤動作
を効率的に防止し得るPLCを用いた制御システムに関
するものである。
ログラムにより該PLCに接続されている制御対象、例
えば、電気的スイッチの入出力(以下、I/Oと称す)
を制御する機器であって、一般に、PLCシステムは、
一つのネットワークに複数の通信局が連結されるMul
ti−Drop(1:N通信)方式を採用している。
ステム(Manufacturing AutomationSystem)において、
各製造ラインのデータ(数Byte−数+Byte)を
実時間(Real Time)に送受信する近距離(L
ocal Area)通信方式を用いる。
位置されたPLCは、各ラインの情報、例えば、包装個
数、エラー個数及び出庫個数等のデータを実時間に他の
ラインに位置したPLCと送/受信し、受信されたデー
タにより連動動作を行う。
LC及び該PLCに接続された制御対象、例えば、I/
O接点間の制御を対象とし、そのPLCを用いた制御シ
ステムを具現するためには、中央演算処理装置(Centra
l Processing Unit :以下、CPUと称す)と遠距離に
設置された入出力モジュール(I/O Module)
が必要である。
した地域毎にPLC,CPU及びリモート入出力モジュ
ールを設置する代わり、通信機能及び入出力制御機能を
兼備したRSUを用いるが、このRSUは、PLC,C
PUの入出力拡張用途及び遠距離の入出力制御に広く用
いられている。
ては、図8に示すように、一つのマスターPLC(M)
と、複数のRSU(R1−Rn)とを備え、該マスター
PLC(M)は一つのマスターPLCデータリンク手段
及び入出力モジュールにて構成され、使用者の設定した
プルグラム及び通信パラメータを用いて自からの入出力
接点を制御し、ネットワークを通してRSU(R1−R
n)の入出力接点を制御していた。
々一つ以上の入出力モジュールを有し、通信ケーブルを
通して前記マスターPLC(M)とデータ通信を行って
自からの入出力モジュールを制御していた。
に、通信ケーブルを用いてマスター局と通信を行うモデ
ム10と、設定されたプロトコルによりマスターPLC
(M)とデータを送受信する送受信モジュール11と、
送受信するデータを一時記憶する送受信バッファー12
と、マスターPLC(M)から入出力モジュール16に
伝送されるデータが記憶された出力データ記憶部13
と、入出力モジュール16からマスターPLCに伝送さ
れるデータが記憶された入力データ記憶部14と、前記
出力及び入力データ記憶部13,14と入出力モジュー
ル16間のデータ伝送を制御する入出力制御モジュール
15と、を備えて構成されていた。
を用いた制御システムの作用について、図面を用いて説
明する。先ず、マスターPLC(M)のデータリンク手
段は、マスターPLCに装着されたデータリンク装置で
あって、ネットワーク上でマスター局の役割を行って通
信を主導し、最大N局のRSUを設定することができ
る。
ターPLC(M)の局番を設定し、マスターPLC
(M)から通信権の配分を受けてデータの送受信を行
い、マスターPLC(M)のデータリンク手段は、使用
者プログラムにより設定されたRSU(R1−Rn)を
順次選択してデータの送受信を行う。
たデータが通信ケーブル及びモデム10を経てRSU
(R1)に入力すると、該伝送されたデータは、送受信
バッファー12及び送受信モジュール11を経て出力デ
ータ記憶部13に記憶され、該記憶されたデータは、入
出力制御モジュール15の制御により入出力モジュール
16に出力される。
ル16から読み入れた外部制御対象のデータは、入出力
制御モジュール15の制御により入力データ記憶部14
に記憶され、該入力データ記憶部14に記憶されたデー
タは、マスターPLC(M)の要求に応じて送受信バッ
ファー12及び送受信モジュール11を経てマスターP
LC(M)に送信される。
U(R1−R3)の電源供給時点を示したもので、マス
ターPLC(M)及びRSUの電源供給時間は、距離差
によりマスターPLC(M)を基準として夫々Tg1〜
Tg3の時間差を有するため、RSU(R1−R3)の
電源印加時間Ton及び動作開始時間Tsは、各々相異
なり、各RSU(R1−R3)は、マスターPLC
(M)を基準にTg1〜Tg3の時間差を置いて動作す
る。
スターPLC(M)は、各RSU(R1−R3)の入出
力値に対する信頼性を確保することが難しく、RSU
(R1−R3)の入出力値により運動動作を行う場合
は、このような動作時点の不一致のため工場自動化シス
テムの誤動作が発生する。
ラムを遂行せずにマスターPLCCPUのプログラム及
びデータ通信に従って入出力接点を制御するため、マス
ターPLC(M)は、通信ラインの不安定、通信杜絶及
びマスターPLC(M)への電源供給中段などによりR
SUの出力値を制御し得ない場合が発生し易い。
来PLCを用いた制御システムにおいては、誤動作が発
生し易く、一旦誤動作が発生すると、RSUは、出力モ
ジュールに出力すべきデータをマスターPLC(M)か
ら受信できなくなるため、最後に受信した出力データ記
憶部13のデータを継続して出力モジュールに出力し、
製品の信頼性が低下するという不都合な点があった。
源に依存する各リモート局間の電源供給及び遮断時間が
相異なるため、連動動作を行う場合には、入出力データ
の同期がとれないという不都合な点があった。
LCからデータが受信されない場合に、正常動作状態で
最後に受信したデータ、又は、使用者が任意に設定した
非常データを選択的に出力し得るPLCを用いた制御シ
ステムを提供しようとするものである。又、本発明の第
2目的は、電源供給時点の相異なるマスターPLCとR
SU間の入出力を同期化させて全ての制御システムの安
定的な連動動作を行い得る制御システムを提供しようと
するものである。
を達成するため、本発明に係るPLCを用いた制御シス
テムは、一つのマスターPLCと、該マスターPLCの
制御データにより制御される複数のRSUと、前記PL
CとRSU間のデータ通信を行うための通信ケーブルと
を備えた制御システムにおいて、前記マスターPLC
は、前記RSUがマスターPLCから制御データを受信
できない場合に使用すべき制御データを使用者が設定し
得る非常出力データ設定部を備え、前記RSUは、前記
非常出力データ設定部により設定された非常出力データ
を記憶する非常出力データ記憶部と、前記マスターPL
Cから正常に受信された制御データを記憶する正常出力
データ記憶部と、前記RSUが前記マスターPLCから
制御データを受信できない場合、使用者が前記非常出力
データ、又は、前記マスターPLCから最後に受信した
正常出力データを選択し得るようにする出力データ選択
スイッチと、所定の設定された時間の間、前記マスター
PLCから制御データが受信されないとき、信号を出力
するタイマーと、該タイマーからの出力信号が入力する
と、前記出力データ選択スイッチの出力オプションによ
り前記非常出力データ記憶部の非常出力データ、又は、
前記正常出力データ記憶部の正常出力データを読み入れ
て選択的に出力する入出力制御部とを備えて構成されて
いる。
ため、PLCを用いた制御システムにおいては、一つの
マスターPLCと、該マスターPLCの制御データによ
り制御される複数のRSUと、前記PLCとRSU間の
データ通信を行うための通信ケーブルとを備えた制御シ
ステムにおいて、
ワーオン状態を表示する各信号を受信し、全てのRSU
がパワーオンの場合、これを表示する信号を出力するR
SUパワーオン検出部と、該RSUパワーオン検出部の
出力信号に応じて全てのRSUに、リセット要求信号を
同時に出力するリセット要求信号発生部とを備え、前記
RSUは、パワーオンの場合、これを表示する信号を前
記マスターPLCに出力するパワーオン信号発生部と、
前記リセット要求信号発生部から出力したリセット要求
信号によりリセット要求信号を出力する入出力制御部と
を備えて構成されている。
図面を用いて説明する。本発明に係るPLCを用いた制
御システムの第1の実施形態においては、図1に示すよ
うに、一つのマスターPLCと複数のRSU1−RSU
nとが通信ケーブルにより並列接続され、前記マスター
PLCは、非常データ設定部20を備え、前記各RSU
1−RSUnは、それぞれ非常データ設定部20から出
力された非常データを記憶する非常出力データ記憶部2
1と、正常動作時の入/出力データを記憶する正常出力
データ記憶部22と、前記マスターPLCからデータが
伝送されているかをチェックするタイマー23と、前記
非常出力データ記憶部21、又は、正常出力データ記憶
部22のデータ出力を選択する出力データ選択スイッチ
24と、各RSUと入出力接点(図示されず)間のデー
タ入出力を制御する入出力制御部25とを備えて構成さ
れている。
PLCを用いた制御システムの第1の実施形態の動作を
説明する。先ず、前記RSU1−RSUnは、その構造
が互いに同様であるため、説明の便宜上RSU1のみを
例示して説明する。マスターPLCは、従来の場合と同
様に、RSU1の正常出力データ記憶部22及び入出力
制御部25により入出力モジュールと正常に入出力デー
タを送受信し、使用者が非常出力データ設定部20を用
いて非常時に出力すべき出力データを設定すると、前記
マスターPLCは、非常出力データ設定部20から設定
された非常時の出力データを通信ケーブルを経て前記R
SU1に出力し、該RSU1に入力した非常時の出力デ
ータは、非常出力データ記憶部21に記憶される。
ンの不安定、通信杜絶、マスターPLCの異常状態発
生、及びマスターPLCに供給される電源の中段などに
よりマスターPLCの出力データが前記RSU1に伝送
されない非常事態が発生する場合があるので、前記RS
U1のタイマー23は、前記マスターPLCから入力す
るデータを所定時間毎にチェックして前記マスターPL
Cからデータが前記RSU1に正常に伝送されているか
を入出力制御部に知らせる。
からデータが入力されずに、前記タイマー23に設定さ
れた時間が終了すると、タイマー23は、これを知らせ
る出力信号を入出力制御部25に出力し、該入出力制御
部25は、使用者が出力データ選択スイッチ24を用い
て設定した出力オプションをチェックする。
ch)に設定されていると、入出力制御部25は、正常
動作時の正常出力データ記憶部22に最後に記憶された
データを入出力モジュールに出力し、出力オプションが
非常出力に設定されていると、前記非常出力データ記憶
部21に記憶された非常データを入出力モジュールに出
力する。
のような非常時に最終の受信データ、又は非常データを
入出力モジュールに出力してPLCシステムの信頼性を
向上することができる。そして、本発明に係るPLCを
用いた制御システムの第2の実施形態においては、図2
に示すように、マスターPLCは、RSUパワーオン検
出部31と、リセット要求信号発生部32とを備え、各
RSU1−RSUnは、それぞれパワーオン信号発生部
30と、入出力制御部25とを備えて構成されている。
の実施形態の動作を説明する。図5に示すように、各R
SU1−RSUnは、電源のターンオン時間Tonが各
々異なるため、電源がターンオンされると、各RSU1
−RSUnのパワーオン信号発生部30は、電源のター
ンオンを知らせるパワーオン信号を通信ケーブルを通し
て前記マスターPLCに送信し、該送信が終了すると、
各RSU1−RSUnは、各々TRW1−TRW3の
間、前記マスターPLCからのRSU RESET命令
の送信を待機する。
Uパワーオン検出部31は、電源のターンオンと同時に
伝送されたPower ON信号を検出して全てのRS
U1−RSUnからPower ON信号を受信する
と、リセット要求信号発生部32に出力信号を出力し、
該リセット要求信号発生部32は、全てのRSU1−R
SUnに同時伝送する。又、図中、TMWは、RSU1
−RSUnからパワー ON信号を受信する時間である。
力制御部25は、前記リセット要求信号発生部32から
出力したリセット要求信号によりリセット信号を同時に
出力するため、各RSU1−RSUnは、時間Tsに動
作同期を合わせる。
ク図であって、図1の第1の実施形態と図2の第2の実
施形態とを組み合わせた構造である。且つ、本発明に係
るPLCを用いた制御システムの第3の実施形態のRS
Uにおいては、図4に示すように、従来の構造に加えて
パワーオン信号発生部30と、非常出力データ記憶部2
1と、出力データ選択スイッチ24と、タイマー23と
を更に備えている。
実施形態の動作を説明する。先ず、図5に示したよう
に、各RSU1−RSUnは、夫々相異なる電源印加時
間Tonで電源がターンオンされ、電源がターンオンさ
れると、各RSU1−RSUnはRSU ONフラグ
(Flag)をモデム10及び通信ケーブルを通してマ
スターPLCに送信して電源がターンオンされたことを
知らせる。
示すように、各RSU1−RSUnからRSU ONフ
ラグの受信をチェックして(S1)、受信したRSU毎
のRSU ONフラグをセットする(S2)。
RSUnからRSU ONフラグの受信が終了して全て
のRSU ONフラグがセットされると(S3)、全て
のRSU1−RSUnがターンオンされたと判断してR
SU RESETデータを送信する(S4)。ここで、
図5のTMWは、各RSU1−RSUnからRSU ON
フラグを受信する時間を意味する。
非常出力データ設定部20を用いて設定した非常時出力
データの有無を判断し(S5)、設定された非常出力デ
ータがあると、非常出力データを送信した後(S6)、
各RSU(R1−Rn)と正常に入出力データを送受信
して各RSUの入出力制御を行う(S7)。
RSU RESETデータにより全てのRSU1−RS
Unがリセットされ、それら全てのRSU1−RSUn
は、前記マスターPLCからRSU RESET命令を
受信した時点Tsからリセット動作を開始して動作同期
を合わせる。
SUnは、電源供給と同時に前記マスターPLCからR
SU RESETデータの受信をチェックする(S1
1)。
信されると、各RSUは、自分のRSU RESETフ
ラグを1に設定し、一番目RSU RESETデータの
受信終了を表示した後、自分の入出力モジュール16を
リセットしてRSU出力をリセットする(S12,S1
3)。もし、RSU RESETデータが受信されなか
ったときは、RSU RESETフラグが1に設定され
ているかをチェックする(S14)。
が1に設定された場合は、前記マスターPLCのリセッ
ト要求が一度あったことを意味するため、各RSUは正
常動作に復帰してマスターPLCからのデータ受信を待
機し、チェックした結果、RSU RESETフラグが
0に設定された場合は、前記マスターPLCのリセット
要求がないことを意味するため、各RSUは、RSU
ONフラグをマスターPLCに送信して自分が電源供給
されたことを知らせ(S15)、ステップS11以後の
動作を行う。
PLC(M)との電源供給時点のギャップTgに拘ら
ず、全てのシステムは、Ts時点で同時連動動作を行う
ことができる。
された状態で、再び前記マスターPLCからRSU R
ESETが受信されると、RSUは、マスターPLCに
よりリセットが要求されたと判断し、全ての出力モジュ
ールをリセットさせてシステムの誤出力を防止する(S
12,S13)。
正常状態で前記マスターPLCからデータを受信すると
(S16)、RSUは、送受信バッファー12に一時記
憶された受信データ、又は非常出力データを送受信モジ
ュール11を通して正常出力データ記憶部22、又は非
常出力データ記憶部21に記憶する(S17)。
記正常出力データ記憶部21に記憶されたデータを入出
力モジュール16の出力モジュールに出力し、該入出力
モジュール16の入力データを読み入れて入力データ記
憶部14に記憶させて正常な入出力リフレッシュ動作を
行う(S18)。
前記入力データ記憶部14に記憶されたデータは、前記
送受信バッファー12及び前記送受信モジュール11を
経てマスターPLCに送信される。
インの不安定、通信杜絶、マスターPLCの異常状態発
生及びマスターPLCに供給される電源供給の中断によ
り前記マスターPLCの出力データがRSU1−RSU
nへ伝送されないことが発生するので、前記タイマー2
3は、前記マスターPLCから入力するデータを所定時
間毎にチェックして前記マスターPLCからデータがR
SU1に正常に伝送されているかを前記入出力制御モジ
ュール15に知らせる。
間、データが入力されずに前記タイマー23のカウント
が終了する(S19)と、前記入出力制御モジュール1
5は、使用者が出力データ選択スイッチ24を用いて設
定した出力オプションをチェックする(S20)。
れていると、正常出力データ記憶部22に最後に記憶さ
れたデータを入出力モジュール16に出力し(S1
8)、出力オプションが非常出力に設定されていると、
前記非常出力データ記憶部21に記憶された非常データ
を入出力モジュールに出力する(S21)。
ュール1をガス弁を調節する接点と仮定すると、通信杜
絶によりマスターPLCが前記出力モジュール1を制御
することができない場合、RSUは、通信杜絶直前に正
常出力データ記憶部22から記憶されたデータを出力す
るため、ガス弁が開弁された状態で通信が杜絶される場
合は、ガスが漏出される危険性がある。
ステムの出力用途に従い使用者が出力データ選択スイッ
チ24を用いて出力オプション及び非常出力値を設定す
ることができる。
設定したが、非常データ値を設定しなかった場合は、前
記非常出力データ記憶部21に記憶された非常データが
“0”になるため、非常事態発生時に“0”の非常デー
タが出力モジュールに出力されて自然に出力がリセット
される。このような、本発明のPLCを用いた制御シス
テムは、前記各実施形態に限定されるものではなく、請
求範囲の内で多様に応用することができる。
を用いた制御システムにおいては、電源供給時点の不一
致にも拘らず、全てのシステム動作を同期化して安定し
た連動動作を行い得るという効果がある。又、マスター
PLCの故障、又は通信杜絶などの非常時にRSUをリ
セットするか、又は非常データを出力してシステムの誤
動作を防止するようになっているため、PLCシステム
の信頼性を向上し得るという効果がある。
1の実施形態を示したブロック図である。
2の実施形態を示したブロック図である。
3の実施形態を示したブロック図である。
動時間同期化を示した運転開始タイミング図である。
ーチャートである。
チャートである。
を用いた制御システムを示したブロック図である。
である。
Claims (3)
- 【請求項1】 一つのマスターPLCと、該マスターP
LCの制御データにより制御される複数のRSUと、前
記PLCとRSU間のデータ通信を行うための通信ケー
ブルとを備えた制御システムにおいて、 前記マスターPLCは、前記RSUがマスターPLCか
ら制御データを受信することができない場合に使用すべ
き制御データを使用者が設定し得る非常出力データ設定
部を備え、 前記RSUは、前記非常出力データ設定部により設定さ
れた非常出力データを記憶する非常出力データ記憶部
と、 前記マスターPLCから正常に受信された制御データを
記憶する正常出力データ記憶部と、 前記RSUが前記マスターPLCから制御データを受信
し得る場合に使用者が前記非常出力データ、又は、前記
マスターPLCから最後に受信した正常出力データを選
択し得るようにする出力データ選択スイッチと、 所定の設定された時間の間、前記マスターPLCから制
御データが受信しないとき、信号を出力するタイマー
と、 該タイマーからの出力信号が入力すると、前記出力デー
タ選択スイッチの出力オプションにより前記非常出力デ
ータ記憶部の非常出力データ、又は、前記正常出力デー
タ記憶部の正常出力データを読み入れて選択的に出力す
る入出力制御部とを備えて構成したことを特徴とするP
LCを用いた制御システム。 - 【請求項2】 一つのマスターPLCと、該マスターP
LCの制御データにより制御される複数のRSUと、前
記PLCとRSU間のデータ通信を行うための通信ケー
ブルとを備えた制御システムにおいて、 前記マスターPLCは、前記RSUからパワーオン状態
を表示する各信号を受信し、全てのRSUがパワーオン
の場合、これを表示する信号を出力するRSUパワーオ
ン検出部と、 該RSUパワーオン検出部の出力信号に応じて全てのR
SUにリセット要求信号を同時に出力するリセット要求
信号発生部とを備え、 前記RSUは、パワーオンの場合、これを表示する信号
を前記マスターPLCに出力するパワーオン信号発生部
と、 前記リセット要求信号発生部から出力したリセット要求
信号によりリセット要求信号を出力する入出力制御部と
を備えて構成したことを特徴とするPLCを用いた制御
システム。 - 【請求項3】 一つのマスターPLCと、該マスターP
LCの制御データにより制御される複数のRSUと、前
記PLCとRSU間のデータ通信を行うための通信ケー
ブルとを備えた制御システムにおいて、 前記マスターPLCは、前記RSUからパワーオン状態
を表示する各信号を受信して全てのRSUがパワーオン
の場合、これを表示する信号を出力するRSUパワーオ
ン検出部と、 該RSUパワーオン検出部の出力信号に応じて全てのR
SUにリセット要求信号を同時に出力するリセット要求
信号発生部と、 前記RSUがマスターPLCから制御データを受信し得
ない場合に使用すべき制御データを使用者が設定し得る
非常出力データ設定部とを備え、 前記RSUは、前記非常出力データ設定部により設定さ
れた非常出力データを記憶する非常出力データ記憶部
と、 前記マスターPLCから正常に受信された制御データを
記憶する正常出力データ記憶部と、 前記RSUが前記マスターPLCから制御データを受信
し得る場合、使用者が前記非常出力データ、又は、前記
マスターPLCから最後に受信した正常出力データを選
択し得るようにする出力データ選択スイッチと、 所定の設定された時間の間、前記マスターPLCから制
御データが受信されないとき、信号を出力するタイマー
と、 前記RSUが、パワーオンの場合、これを表示する信号
を前記マスターPLCに出力するパワーオン信号発生部
と、 前記タイマーから出力信号が入力すると、前記出力デー
タ選択スイッチの出力オプションにより前記非常出力デ
ータ記憶部の非常出力データ、又は、正常出力データ記
憶部の正常出力データを読み込んで選択的に出力する入
出力制御部とを備えて構成したことを特徴とするPLC
を用いた制御システム。
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JP09271027A Expired - Fee Related JP3108393B2 (ja) | 1996-10-05 | 1997-10-03 | Plcを用いた制御システム |
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