JPH1069305A - プログラマブルコントローラの命令実行方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】命令の実行速度を上げるとともに、外部メモリ
の使用効率を上げることができるプログラマブルコント
ローラの命令実行方法を提供するにある。 【解決手段】外部メモリであるＲＡＭ２に設定するステ
ータスエリアと接点エリアとを同一同一アドレス空間に
まとめてエリアＡ₃ ’とし、一つの命令に対応するステ
ータス及び接点エリアを４ビット構成としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プログラマブルコ
ントローラの命令実行方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６にプログラマブルコントローラに於
いて用いられるタイマ命令の一般的な実行方法のフロー
チャートを示す。この方法では、タイマ命令の実行に当
たって、プログラマブルコントローラの演算処理手段
（ＣＰＵ）がまず当該タイマ命令に対応するステータス
エリアからステータスを読み出した後に、当該タイマ命
令に対応する接点エリアから接点状態を読み出し、次い
で、タイマ命令の実行条件がプリセット動作かリセット
動作か或いは計時動作かを判定する。このためにはステ
ータスエリアの中にある前回の実行条件が必要であり、
前回がオフで今回がオンのときはプリセット動作を、前
回がオンで今回もオンであれば計時動作を、前回に関わ
らず今回の値がオフであればリセット動作をする。

【０００３】ここでプリセット動作とは、設定値の読み
出しを行なってこの設定値のデータを経過値データエリ
アに設定値データを書き込むことであり、リセット動作
とは経過値データに”０”を書き込むことである。また
計時動作とは、現在の経過値データを読み出し、その現
在の経過値データから、予め設定されている前回演算時
から今回演算時までの経過時間と計時補正誤差を加算し
たものを引き、再び経過値データに書き込むことであ
り、タイムアップしていなれば経過値に計時値を、タイ
ムアップしている場合には、”０”を書き込む。

【０００４】さて各動作において、タイマ接点の状態を
書き換える必要があり、プリセット動作時又はリセット
動作時にはオフ（”０”）を、計時動作時には計時した
結果が”０”以下であれば、つまりタイムアップしてい
る場合にはオン（”１”）を書き込み、タイムアップし
ていない場合にはオフ（”０”）を書き込む。以上のよ
うな演算サイクルを回すために、外部メモリのエリアと
しては、図７（ａ）に示すような構成がとられていた。
つまり各タイマ命令（タイマ０…と表記）の計時結果
（経過値ＥＶ０…と表記）を格納するエリア（経過値エ
リア）Ａ ₁ 、プリセット時の各タイマ命令毎の設定値
（ＳＶ０…と表記）が格納される設定値エリアＡ₂ 、各
タイマ命令の前回の実行条件と計時の際の計時補正誤差
が格納されるステータスエリアＡ₃ 、そして各タイマ命
令毎のタイムアップしたかどうかを示すタイマ接点（Ｔ
０…と表記）の状態が格納される接点エリアＡ₄ を設定
していた。尚図７（ａ）は１６ビットタイマの例で、タ
イマ命令が０からｎまで可能とすれば、経過値用にｎワ
ード、設定値用にｎワード、ステータス用にｎ／４ワー
ド、接点用にｎ／１６ワードを必要とする。各タイマ命
令毎のステータスは図７（ｂ）に示すように４ビット構
成で、１ビット目（０）に前回の実行条件を、２ビット
目（１）、３ビット目（２）にタイマ計時の補正値を格
納するようになっている。

【０００５】またタイマ命令に類似する命令としてはカ
ウンタ命令があるが、このカウンタ命令の一般的な実行
は図８に示すフローチャートにより為される。このカン
タ命令も上述したタイマ命令と同様に、命令実行時に、
プログラマブルコントローラの演算処理手段（ＣＰＵ）
がまず当該カウンタ命令に対応するステータスを読み出
し、その後対応するカウンタ接点の状態を接点エリアか
ら読み出し、次いで、命令の実行条件がプリセット動作
かリセット動作か或いはカウント動作かを判定する。こ
のためには当該カウンタ命令に対応するステータスエリ
アの中にある前回の実行条件が必要であり、図９に示す
カウンタ命令例においては、入力条件Ａ、Ｂの内前回の
入力条件Ｂがオンで、今回がオフの場合にはプリセット
動作、今回の入力条件Ｂがオンであればリセット動作、
前回も今回も入力条件Ｂがオフで、入力条件Ａが前回の
オフから今回オンになれば入力が立ち上がったとしても
カウント動作、その他は状態保持動作をする。

【０００６】ここでプリセット動作、リセット動作とは
上述したタイマ命令の実行時と同様な動作を言う。また
カウント動作とは、現在の経過値から”１”を減算して
経過値に再び書き込むことであり、カウントアップして
いなければ経過値にカウント値を、またカウントアップ
している場合には経過値に”０”を書き込む。またこれ
ら動作において、カウンタ接点の状態も書き替える必要
があり、プリセット動作時又はリセット動作時にはオフ
（”０”）を、カウント動作時にはカウントした結果
が”０”であれば、つまりカウントアップしていればオ
ン（”１”）に書き換える。またカウントアップしてい
なければオフ（”０”）を書き込む以上のような演算サ
イクルを回すために、外部メモリのエリアとしては、図
１０（ａ）に示すような構成がとられていた。つまり各
カウンタ命令（カウンタ０…と表記）の経過値（ＥＶ０
…と表記）を格納するエリア（経過値エリア）Ｂ₁、プ
リセット時の設定値（ＳＶ０…と表記）が格納される設
定値エリアＢ₂ 、各カウンタ命令毎の前回の実行条件と
計時の際の計時補正誤差が格納されるステータスエリア
Ｂ₃ 、そして各カウンタ命令に対応してカウントアップ
したかどうかを示すカウンタ接点（Ｃ０…と表記）が格
納される接点エリアＢ₄ とを設定していた。

【０００７】尚図１０（ａ）は１６ビットカウンタの例
で、カウンタ命令が０からｎまで可能とすれば、経過値
用にｎワード、設定値用にｎワード、ステータス用にｎ
／４ワード、接点用にｎ／１６ワードを必要とする。カ
ウンタステータスは図１０（ｂ）に示すように４ビット
構成で、１ビット目（０）に前回の入力条件Ｂの値を、
２ビット目（１）に前回の入力条件Ａの値を格納するよ
うになっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来のタ
イマ命令の実行方法やカウンタ命令の実行方法によれ
ば、外部メモリヘのアクセスが最高６回必要であり、演
算実行時間が外部のメモリのアクセス頻度の多さによっ
て向上できなきという欠点があった。本発明は上記問題
点に鑑みて為されたもので、その目的とするところは命
令の実行速度を上げるともに、外部メモリの使用効率を
上げることができるプログラマブルコントローラの命令
実行方法を提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明では、設定値エリア、経過値エリア、
条件判定のためのステータスエリアと、計時結果を書き
込む接点エリアとを外部メモリに設定し、タイマ命令を
演算実行するプログラマブルコントローラの命令実行方
法において、ステータスエリアと接点エリアを同一アド
レス空間にまとめ、命令実行時にはステータス及び接点
状態の読み出しを同時に行ない、その後のステータス及
び接点状態の書き換えも同時に行うことを特徴とし、請
求項２の発明では、請求項１の発明において、命令実行
時に、まずステータス及び接点状態の読み出しを同時に
行ない、この読み出したステータスの中の前回の実行条
件に基づいてプリセット動作又はリセット動作又は計時
動作の選択を行なって夫々に対応した動作による経過値
の書き換えを行ない、この書き換え後同時にステータス
及び接点状態の書き換えを各動作の結果に対応して行う
ことを特徴とし、同時にステータス及び接点状態を読み
出し或いは書き変えを行うことができるため、タイマ命
令の実行速度を上げることができ、また外部メモリの使
用効率を上げることができる。

【００１０】請求項３の発明では、設定値エリア、経過
値エリア、条件判定のためのステータスエリアと、カウ
ント結果を書き込む接点エリアとを外部メモリに設定
し、カウンタ命令を演算実行するプログラマブルコント
ローラの命令実行方法において、ステータスエリアと接
点エリアを同一アドレス空間にまとめ、命令実行時には
ステータス及び接点状態の読み出しを同時に行ない、そ
の後のステータス及び接点状態の書き換えも同時に行う
ことを特徴とし、請求項４の発明では、請求項３の発明
において、命令実行時に、まずステータス及び接点状態
の読み出しを同時に行ない、この読み出したステータス
の中の前回の実行条件に基づいてプリセット動作又はリ
セット動作又はカウント動作の選択を行なって夫々に対
応した動作による経過値の書き換えを行ない、この書き
換え後同時にステータス及び接点状態の書き換えを各動
作の結果に対応して行うことを特徴とし、同時にステー
タス及び接点状態を読み出し或いは書き変えを行うこと
ができるため、カウンタ命令の実行速度を上げることが
でき、また外部メモリの使用効率を上げることができ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図３はプログラマブルコントローラ
の基本的な構成を示しており、外部入出力装置と接続す
るＩ／Ｏ装置１と、ユーザープログラムのロードやワー
クエリア等に用いるＲＡＭ２と、プログマブルコントロ
ーラの基本的動作のためのプログラムを格納したＲＯＭ
３と、プログラマブルコントローラの命令実行等演算処
理や、Ｉ／Ｏ装置１を通じての接点入出力処理を行うＣ
ＰＵ４とを備え、ＣＰＵ４とＩ／Ｏ装置１、ＲＡＭ２、
ＲＯＭ３とはバスにより接続され、以下に述べる命令実
行をＣＰＵ４が行ない、また外部メモリをＲＡＭ２が構
成する。

【００１２】（実施形態１）本実施形態は、タイマ命令
の実行方法にかかるものであって、従来は外部メモリで
あるＲＡＭ２に、別々に設けてあったタイマ命令毎のス
テータスエリアと、接点エリアを、図１（ａ）に示すよ
うにステータスエリアと接点エリアとを同一同一アドレ
ス空間にまとめて構成し、タイマステータス及び接点状
態のエリアＡ ₃ ’とした。その他の経過値エリアＡ₁ 及
び設定値エリアＡ₂ は従来の場合と変わらない。

【００１３】さて一つのタイマ命令のタイマステータス
及び接点状態のエリアは図１（ｂ）に示すように４ビッ
ト構成となっており１ビット目（０）には前回実行条件
を、２ビット（１）、３ビット目（２）にはタイマ計時
の補正値を、そして４ビット目（３）をタイマ接点の状
態を書き込むビットとした。而して本実施形態では、図
２に示すようにプログラマブルコントローラのＣＰＵ４
がまず実行するタイマ命令に対応するタイマステータス
及び接点状態を当該タイマ命令に対応するエリアから同
時に読み出し、次いで、命令の実行条件がプリセットか
リセットか或いは計時かを判定する。

【００１４】この際従来例と同様にタイマステータスの
エリア（１ビット目）の中にある前回の実行条件が必要
であり、前回がオフで今回がオンのときはプリセット動
作を、前回がオンで今回もオンであれば計時動作を、前
回に関わらず今回の値がオフであればリセット動作をす
る。そしてプリセット動作では、設定値の読み出しを行
なってこの設定値のデータを経過値データエリアに設定
値データを書き込む。またリセット動作では経過値デー
タに”０”を書き込む。また計時動作では、予め設定さ
れている前回演算時から今回演算時までの経過時間と計
時補正誤差を加算したものを現在の経過値データから引
き、この演算結果としてタイマ命令が計時終了（タイム
アップ）していなければ、経過値データに計時値を書き
込む。また計時終了（タイムアップ）している場合に
は、経過値データを”０”とする。

【００１５】そして何れの動作にあっても終了すると、
当該タイマ命令の今回の実行条件とタイマの接点状態を
同時に書き換える。このときプリセット動作又はリセッ
ト動作時にはオフ（”０”）を、計時動作時には計時し
た結果が”０”以下であればオン（”１”）を書き込
み、そうでなければオフ”０”を書き込む。以上のよう
にして、本実施形態では、ステータスと接点状態のデー
タを同一アドレス空間内に配置することにより、一回の
メモリアクセスで読み出したり、書き込んだりすること
ができる。タイマ命令実行の場合、必ず読み書きする必
要があるため、従来方法に比べてメモリアクセスの回数
を２回分減らすことができ、その分演算の実行時間を高
速化することができる。また従来分割していたエリアを
一体化することにより、ｎ個のタイマ命令の場合、ステ
ータスと接点エリアが合計でｎ／４＋ｎ／１６＝（５／
１６ｎ）ワード分専有していたものを、ｎ／４・ワード
に縮小することができ、メモリ効率を向上させることが
できる。

【００１６】（実施形態２）実施形態１はカウンタ命令
の実行方法にかかるものであったが、本実施形態はカウ
タ命令の実行方法にかかるものであり、本実施形態にお
いては図４に示すようにカウンタ命令に対応する外部メ
モリたるＲＡＭ２のエリアの構成を図４（ａ）に示すよ
うに各カウンタ命令のステータスエリア及び接点エリア
を同一アドレス空間にまとめてカウンタステータス及び
接点のエリアＢ₃ ’とした。図４（ｂ）は１つのカウン
タ命令のステータス及び接点エリアの構成を示してお
り、この４ビット構成は１ビット目（０）には前回実行
条件を、２ビット（１）、３ビット目（２）にはカウン
タ計時の補正値を、そして４ビット目（３）にはカウン
タ接点の状態を書き込むようになっている。

【００１７】而して本実施形態では、図５に示すように
プログラマブルコントローラのＣＰＵ４がまずＲＡＭ２
から実行するカウタン命令に対応するステータス及び接
点状態を同時に読み出し、次いで、命令の実行条件がプ
リセット動作かリセット動作か或いはカウント動作かを
判定する。この際従来例と同様にカウンタステータスの
エリア（１ビット目及び２ビット目）の中にある前回の
実行条件が必要となる。

【００１８】上述したようにプリセット動作では、設定
値の読み出しを行なってこの設定値のデータを経過値デ
ータエリアに設定値データを書き込む。またリセット動
作では経過値データに０を書き込む。また計時動作で
は、現在の経過値データから予め設定されている前回演
算時から今回演算時までの経過時間と計時補正誤差を加
算したものを引き、この演算結果としてカウンタ命令が
カウント終了（カウントアップ）していなければ、経過
値データに書き込む。またカウント終了（カウントアッ
プ）している場合には、経過値データを”０”とする。

【００１９】そして何れの動作にあっても終了すると、
ステータスとカウンタの接点状態を同時に書き換える。
このときプリセット動作又はリセット動作時にはオ
フ（”０”）を、カウント動作時にはカウント結果が”
０”以下であればオン（”１”）を、そうで無ければオ
フ（”０”）を書き込む。以上のようにして、本実施形
態では、ステータスと接点データを同一アドレス空間内
に配置するこにとに、一回のメモリアクセスで読み出し
たり、書き込んだりすることができる。カウンタ命令実
行の場合、必ず読み書きする必要があるため、従来方法
に比べてメモリアクセスの回数を２回分減らすことがで
き、その分演算の実行時間を高速化することができる。
また従来分割していたエリアを一体化することにより、
ｎ個のカウンタ命令の場合、ステータスと接点エリアが
合計でｎ／４＋ｎ／１６＝（５／１６ｎ）ワード分専有
していたものを、ｎ／４・ワードに縮小することがで
き、メモリ効率を向上させることができる。

【００２０】

【発明の効果】請求項１の発明は、設定値エリア、経過
値エリア、条件判定のためのステータスエリアと、計時
結果を書き込む接点エリアとを外部メモリに設定し、タ
イマ命令を演算実行するプログラマブルコントローラの
命令実行方法において、ステータスエリアと接点エリア
を同一アドレス空間にまとめ、命令実行時にはステータ
ス及び接点状態の読み出しを同時に行ない、その後のス
テータス及び接点状態の書き換えも同時に行うので、ま
た請求項２の発明では、請求項１の発明において、命令
実行時に、まずステータス及び接点状態の読み出しを同
時に行ない、この読み出したステータスの中の前回の実
行条件に基づいてプリセット動作又はリセット動作又は
計時動作の選択を行なって夫々に対応した動作による経
過値の書き換えを行ない、この書き換え後同時にステー
タス及び接点状態の書き換えを各動作の結果に対応して
行うので、同時にステータス及び接点状態を読み出し或
いは書き変えを行うことができるため、タイマ命令の実
行速度を上げることができ、また外部メモリの使用効率
を上げることができるという効果がある。

【００２１】請求項３の発明では、設定値エリア、経過
値エリア、条件判定のためのステータスエリアと、カウ
ント結果を書き込む接点エリアとを外部メモリに設定
し、カウンタ命令を演算実行するプログラマブルコント
ローラの命令実行方法において、ステータスエリアと接
点エリアを同一アドレス空間にまとめ、命令実行時には
ステータス及び接点状態の読み出しを同時に行ない、そ
の後のステータス及び接点状態の書き換えも同時に行う
ので、また請求項４の発明では、請求項３の発明におい
て、命令実行時に、まずステータス及び接点状態の読み
出しを同時に行ない、この読み出したステータスの中の
前回の実行条件に基づいてプリセット動作又はリセット
動作又はカウント動作の選択を行なって夫々に対応した
動作による経過値の書き換えを行ない、この書き換え後
同時にステータス及び接点状態の書き換えを各動作の結
果に対応して行うので、同時にステータス及び接点状態
を読み出し或いは書き変えを行うことができるため、カ
ウンタ命令の実行速度を上げることができ、また外部メ
モリの使用効率を上げることができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の実施形態１の外部メモリのエ
リア設定説明図である。（ｂ）は 同上の要部エリアの
説明図である。

【図２】同上のタイマ命令実行のフローチャートであ
る。

【図３】プログラマブルコントローラの構成図である。

【図４】（ａ）は本発明の実施形態２の外部メモリのエ
リア設定説明図である。（ｂ）は 同上の要部エリアの
説明図である。

【図５】同上のタイマ命令実行のフローチャートであ
る。

【図６】従来のタイマ命令実行のフローチャートであ
る。

【図７】（ａ）は同上の外部メモリのエリア設定説明図
である。（ｂ）は 同上の要部エリアの説明図である。

【図８】従来のカウンタ命令実行のフローチャートであ
る。

【図９】同上のカウンタ命令の一例を示す図である。

【図１０】（ａ）は同上の外部メモリのエリア設定説明
図である。（ｂ）は 同上の要部エリアの説明図であ
る。

【符号の説明】

２ ＲＡＭ Ａ₁ ，Ａ₂ ，Ａ₃ ’ エリア

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】設定値エリア、経過値エリア、条件判定の
   ためのステータスエリアと、計時結果を書き込む接点エ
   リアとを外部メモリに設定し、タイマ命令を演算実行す
   るプログラマブルコントローラの命令実行方法におい
   て、ステータスエリアと接点エリアを同一アドレス空間
   にまとめ、命令実行時にはステータス及び接点状態の読
   み出しを同時に行ない、その後のステータス及び接点状
   態の書き換えも同時に行うことを特徴とするプログラマ
   ブルコントローラの命令実行方法。
2. 【請求項２】命令実行時に、まずステータス及び接点状
   態の読み出しを同時に行ない、この読み出したステータ
   スの中の前回の実行条件に基づいてプリセット動作又は
   リセット動作又は計時動作の選択を行なって夫々に対応
   した動作による経過値の書き換えを行ない、この書き換
   え後同時にステータス及び接点状態の書き換えを各動作
   の結果に対応して行うことを特徴とする請求項１記載の
   プログラマブルコントローラの命令実行方法。
3. 【請求項３】設定値エリア、経過値エリア、条件判定の
   ためのステータスエリアと、カウント結果を書き込む接
   点エリアとを外部メモリに設定し、カウンタ命令を演算
   実行するプログラマブルコントローラの命令実行方法に
   おいて、ステータスエリアと接点エリアを同一アドレス
   空間にまとめ、命令実行時にはステータス及び接点状態
   の読み出しを同時に行ない、その後のステータス及び接
   点状態の書き換えも同時に行うことを特徴とするプログ
   ラマブルコントローラの命令実行方法。
4. 【請求項４】命令実行時に、まずステータス及び接点状
   態の読み出しを同時に行ない、この読み出したステータ
   スの中の前回の実行条件に基づいてプリセット動作又は
   リセット動作又はカウント動作の選択を行なって夫々に
   対応した動作による経過値の書き換えを行ない、この書
   き換え後同時にステータス及び接点状態の書き換えを各
   動作の結果に対応して行うことを特徴とする請求項３記
   載のプログラマブルコントローラの命令実行方法。