JPS5949609A - 模擬実行機能を備えたプログラマブル・コントロ−ラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （１）発明の分野 この発明はプログラマブル・コントローラに関し、特に
、外部入出力信号源を接続したままの状態でユーザープ
ログラムを模欺擬的に実行させるようにした模擬実行機
能を備えたプログラマブル・コントローラに関する。

（２）発明の背景 周知のように、一般の多くのプログラマブル・コントロ
ーラは、基本的に、ユーザプログラムが格納されるユー
ザプログラムメモリと、外部入力信号が与えられる入力
回路と、外部出力信号を送出する出力回路と、上記入力
回路および出力回路に対応した入出力データのバッファ
メモリとなる入出力メモリと、上記ユーザプログラムメ
モリの各命令を順次高速に実行し、上記入出力メモリの
データに基づいて演算処理をし、その処理結果で上記入
出力メモリの出力データを書換える命令実行手段と、上
記入力回路の入力データを上記入出力メモリの所定エリ
アに書込む入力更新手段と、上記入出力メモリの所定エ
リアの出力データを上記出力回路にセットする出力更新
手段とを備え、上記命令実行手段、入力更新手段および
出力更新手段の動作を順番に繰り返すように構成されて
いる。

この種のプログラマブル・コントローラを実際に使用す
るに際してのユーザプログラムの開発途中や、あるいは
ユーザプログラムの部分修正等を行なう場合には、当然
ながらなんらかの方法によってプログラムのチェックを
繰り返し行ない、所望するユーザプログラムを正しく完
成させる操作が行なわれる。

この場合、チェックの手段としては、部分的に完成した
ユーザプログラムを実行させてみる方法が極めて有効な
手段であり、一般に多く行われている。しかし、未完成
のユーザプログラムをチェックするのに、プログラマブ
ル・コントローラの入出力回路に実際の制御対象機器を
接続し、そのユーザプログラムで実際に制御動作を行わ
せるのは、ユーザプログラムの未完成の程度や制御対象
の種類によっては極めて危険なことである。

そのために従来においても、プログラマブル・コントロ
ーラの入出力回路に実際の制御対象に係わる入出力機器
を接続するのではなく、模擬入出力装置なるものを接続
し、この模擬入出力装置から任意に入出力信号をコント
ローラに与えるとともに、ユーザプログラムの実行結果
である出力データを模擬入出力装置で確認するようにし
たものもある。

しかし、この場合は、プログラマブル・コントローラの
入出力回路に対して実際の制御対象に代えて模擬入出力
装置を接続しかえるために膨大な配線組替え作業が必要
となり、非常に不便なものであった。この欠点は、ユー
ザプログラムの修正等を行うに際して模擬入出力装置と
実際の制御対象とを度々変更する必要が生じる場合に特
に顕著となり、実用的には模擬入出力装置を使ったプロ
グラムチェックを行うことをほとんど不可能にする。

また、プログラマブル・コントローラを使って制御対象
を実際に動作させている状態において、ある時点で制御
動作を停止し、その停止状態にて上述したような模擬実
行を行わせ、動作を確認した後に前記の時点から制御対
象を再び動作させる、といった制御動作のシュミレーシ
ョンを行うのにはやはり上述した従来の模擬入出力装置
は適当でない。

（３）発明の目的 この発明の目的は、入出力回路に実際の制御対象を接続
したままの状態で、随時必要に応じて、まったく配線を
いじることなしに実質的に制御対象をプログラマブル・
コントローラから分離し、その状態で任意の入出力デー
タを与えてユーザプログラムを実行させ、かつその結果
の出力データを表示するようにした模擬実行機能を備え
るとともに、模擬実行終了後にその開始時点の入出力状
態に復帰して実制御動作を行なわすことができるように
したプログラマブル・コントローラを提供することにあ
る。

（４）発明の構成と効果 上記の目的を達成するために、この発明は、上記入出力
メモリと同じデータエリアを有するシュミレーションメ
モリと、このシュミレーションメモリに任意にデータを
書込むための入力手段と、上記シュミレーションメモリ
の内容を表示するための表示手段と、モード切換手段に
て模擬実行モードが選択されたとき、上記入出力メモリ
に代えて上記シュミレーションメモリのデータを対象と
して上記命令実行手段を動作させ、かつ入力更新手段お
よび出力更新手段の動作を禁止し、かつ上記入力手段お
よび表示手段の動作を可能にする模擬実行制御手段とを
設けたことを特徴とする。

この構成によれば、入力回路および出力回路に実際の制
御対象機器に係わる入力信号源や負荷を接続したままの
状態で、単にモード切換手段を切換えるだけで、プログ
ラマブル・コントローラと制御対象機器とを実質的に分
離し、その状態でユーザプログラムを実行させ、かつ上
記入力手段の操作によって任意に入力データを与えるこ
とができるとともに、その結果の出力データを表示させ
て確認することができる。また、模擬実行モードに切換
る前の入出力データは上記入出力メモリに保存されてい
るので、再びその入出力データに基づいて実制御動作を
行わせることができる。

従って、ユーザプログラムの作成途中や部分変更等に際
してのプログラムチェック、あるいは実制御動作中の動
作確認等が、入出力機器の膨大な配線をいじることなし
に、必要に応じて随時容易にこれを行うことができる。

（５）実施例の説明 第１図はこの発明を適用したプログラマブル・コントロ
ーラのハードウェア構成を示すブロック図である。

このプログラマブル・コントローラは全体の制御の中枢
となるＣＰＵ１（中央処理ユニット）と、ＣＰＵ１によ
って実行されるシステムプログラムを格納したシステム
プログラムメモリ２と、ＣＰＵ１によって各種可変デー
タの一時格納エリアとして使われるワーキングメモリ３
と、使用者が任意に設定したシーケンス制御プログラム
が格納されるユーザプログラムメモリ４と、外部入力信
号が与えられるインターフェイス回路である入力回路５
と、外部出力信号を送出するインターフェイス回路であ
る出力回路６と、入力回路５および出力回路６に対応し
た入出力データのバッファメモリとなる入出力メモリ７
と、ＣＰＵ１に各種の動作指令を与えたり、ユーザプロ
グラムの作成入力やモニタ指令入力を行ったり、また入
力時の表示やモニタ表示が等がなされるプログラムコン
ソール８と、この発明の模擬実行機能を実現するために
設けたシュミレーションメモリ１２とを備えている。

プログラムコンソール８は、ＣＲＴ等を用いた表示装置
９およびキーボード１０を有し、この発明に係る模擬実
行のための入力手段および表示手段としての機能を果た
す。

シュミレーションメモリ１２は、入出力メモリ７と同じ
データエリアを有し、後述する模擬実行モードの際には
入出力メモリ７の代りをすることになる。

周知のように、この種のプログラマブル・コントローラ
におけるユーザプログラムの実行動作は、ユーザプログ
ラムメモリ４からユーザ命令を順次読出し、各ユーザ命
令に従って入出力メモリ７に格納されている入出力デー
タ間の演算処理をし、かつその処理結果によって入出力
メモリ７の指定の出力データを更新することであり、ま
た、このユーザプログラムの実行と同期して入力回路５
に与えられている入力データを入出力メモリ７の所定エ
リアに書込むとともに（入力更新）、入出力メモリの所
定エリアの出力データを出力回路６に転送する動作（出
力更新）が行なわれる。これにより、入力回路５に与え
られる入力データと出力回路６から出力する出力データ
との関係において、ユーザプログラム２で指定されたシ
ーケンス状態が作り出され訳である。

なお、ユーザプログラムでの演算処理対象となるのは、
入力回路５および出力回路６の入出力データだけではな
く、いわゆる内部リレーや補助リレーと呼ばれるメモリ
３あるいはメモリ７に記憶するデータも含まれるのは周
知の通りである。また、メモリ３またはメモリ７を使用
して、いわゆるタイマ命令やカウンタ命令を処理するよ
うになっているのも、周知の通りである。

上記プログラムコンソール８のキーボード１０には、テ
ンキーや命令コードキーやその他のファンクションキー
が設けられているとともに、この発明を適用するために
、ＣＰＵ１の動作を模擬実行モードに切換るためのモー
ドに切換スイッチ１１と、シュミレーションメモリ１２
にデータを書込む際に使用される書込スイッチ１３が設
けられている。

この発明のプログラマブル・コントローラは、上記モー
ド切換スイッチ１１を模擬実行モードにすると、入出力
メモリ７のデータがシュミレーショメモリ１２に移され
て、ＣＰＵ１はシュミレーションメモリ１２のデータに
基づいてユーザプログラムを実行して、シュミレーショ
ンメモリ１２の出力データを書換える処理を行なう。つ
まり、命令実行手段の対象が入出力メモリ７ではなくて
、シュミレーションメモリ１２に切換えられる。

また同時に、模擬実行モードでは、入出力メモリ７の出
力データを出力回路６に転送して外部出力信号とする出
力更新動作と、入力回路５に与えられている入力データ
を入出力メモリ７に転送する入力更新動作が禁止されて
、行なわれなくなる。

これに代わって、シュミレーションメモリ１２のデータ
がプログラムコンソール８の表示装置９に表示され、ま
たシュミレーションメモリ１２のデータをプログラムコ
ンソール８のキーボード１０を操作することによって任
意に決定できる。

つまり、キーボード１０にて入力データをシュミレーシ
ョンメモリ１２に任意に書込み、これに基づいてユーザ
プログラムを実行させ、その実行結果である出力データ
を表示装置９に表示させることができる。これが模擬実
行である。

次に、ＣＰＵ１によって実行されるシステムプログラム
の概要を示す第２図のフローチャートに従ってＣＰＵ１
の制御動作を順番に説明する。

イニシャル処理に続く最初のステップ１０１では、キー
ボード１０のモード切換スイッチ１１の状態を読取り、
通常の実行モードが選択されているか否かを判断する。

通常の実行モードの場合はステップ１０２以降のルーチ
ンに進む。

ステップ１０２では、入力回路５に与えられている外部
入力信号を入出力メモリ７の所定エリアに書込む（入力
更新）。

次のステップ１０３で、初期クリアされているプログラ
ムカウンタＰＣでもってユーザプログラムメモリ４の先
頭番地を指定し、該当する命令を読み出す。続いて、読
み出した命令がプログラムの最後に挿入されているＥＮ
Ｄ命令か否かをチェックして（ステップ１０４）、ＥＮ
Ｄ命令でない場合はその命令を実行して（ステップ１０
５）、プログラムカウンタＰＣを歩進し（ステップ１０
６）、ぞしてステップ１０３に戻る。つまり、ステップ
１０３〜１０６が繰り返し実行され、ユーザプログラム
が先頭からＥＮＤ命令まで高速に実行される（命令実行
手段の動作）。この動作によって入出力メモリ７のデー
タが書換えられる。

ＥＮＤ命令まで実行されると、ステップ１０７に進み、
入出力メモリ７の出力データを出力回路６に転送し、外
部出力信号とする（出力更新）。

そして、ステップ１０８でプログラムカウンタＰＣをク
リアし、最初のステップ１０１に戻る。通常の実行モー
ドでは以上のステップ１０１〜１０８までが繰り返され
る。

次に模擬実行モードについて説明する。キーボード１０
のモード切換スイッチ１１を模擬実行モードにすると、
ステップ１０１でＮＯと判定され、ステップ１０９でＹ
ＥＳと判定され、ステップ１１０に進む。ステップ１１
０は、キー入力状態の前回の読取時にも模擬実行モード
が選択されていたか否かを判定する。そして、模擬実行
モードに切換えられた直後の最初の一回だけステップ１
１１の処理を実行し、その後はステップ１１１をスキッ
プする。

ステップ１１１では、入出力メモリ７のデータをシュミ
レーションメモリ１２に全て転送（コピー）する。シュ
ミレーションメモリ１２は入出力メモリ７と同じデータ
エリアを有しており、入出力メモリ７のデータをシュミ
レーションメモリ１２に両者のアドレスを対応づけて転
送する。

次にステップ１１２に進み、キーボード１０の書込スイ
ッチ１３が書込モードを示すオン状態になっているか否
かを判定する。この書込スイッチ１３がオンになってい
る場合、キーボード１０を操作してシュミレーションメ
モリ１２に任意にデータを書込む（書換える）ことがで
きる。

使用者は、シュミレーションメモリ１２の内容を所望す
る状態に設定したならば、書込みスイッチ１３をオフに
する。するとステップ１１４以降の模擬実行動作に進む
。

ステップ１１４では、プログラムカウンタＰＣで示され
る命令をユーザプログラムメモリ４から読み出す。次の
ステップ１１５では、読出した命令語に含まれる入出力
アドレスに所定の処理を加えてアドレス変換を行なう。

周知のように、入出力アドレスというのは、その命令語
で処理対象としている入出力データの格納揚所（入出力
メモリ７のアドレス）を示すもので、前述した通常の実
行モードではこの入出力アドレスで入出力メモリ７がア
クセスされる。とことが模擬実行モードでは、ステップ
１１５のアドレス変換処理を行なうことにより、命令語
の入出力アドレスを入出力メモリ７の該当アドレスと対
応するシュミレーションメモリ１２のアドレスに変換す
る。すなわち、ステップ１１５で命令実行動作のアクセ
ス対象を入出力メモリ７からシュミレーションメモリ１
２へ変更する。

続いて、読みだした命令がＥＮＤ命令か否かを判定し（
ステップ１１６）、ＥＮＤ命令以外の命令でればその命
令を実行し（ステップ１１７：ここでシュミレーション
メモリ１２がアクセスされてデータ処理がなされる）、
次にプログラムカウンタＰＣを歩進してステップ１１４
に戻る。

このようにして、シュミレーションメモリ１２をアクセ
ス対象とし、ユーザプログラムが順次実行される。その
結果、シュミレーションメモリ１２のデータが書換えら
れていく。

ステップ１１６でＥＮＤ命令が検出されると、ステップ
１１０に進み、シュミレーションメモリ１２のデータ内
容を表示装置９に表示する。そして、ステップ１２０で
プログラムカウンタＰＣをクリアし最初のステップ１０
１に戻る。

以上のように、模擬実行モードではシュミレーションメ
モリ１２のデータについてユーザプログラムが実行され
、その実行結果が表示装置９に表示される。またそのと
きに、書込スイッチ１３をオンにして、シュミレーショ
ンメモリ１２に任意のデータを与え、その状態でユーザ
プログラムを実行させることができる。

また、入出力メモリ７には動作モードを模擬実行モード
に切換えた時点のデータが保存されており、モードを通
常実行モードに戻せば、その保存された入出力データに
基づいて実制御動作が行なわれる。

なお、入出力メモリ７とシュミレーションメモリ１２を
切換えるのに、前記の実施例ではステップ１１５のアド
レス変換処理でもって対処しているが、この発明はこれ
に限定されず、両メモリのバスをゲートで切換える等の
手段でも同等の作用効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるプログラマブル・コ
ントローラのハードウェア構成を示すブロック図、第２
図はこの発明の一実施例に係るプログラマブル・コント
ローラのソフトウェア構成を示すフローチャートである
。 １・・・ＣＰＵ ４・・・ユーザプログラムメモリ ５・・・入力回路 ６・・・出力回路 ８・・・プログラムコンソール ９・・・表示装置 １０・・・キーボード １１・・・モード切換スイッチ １２・・・シュミレーションメモリ １３・・・書込スイッチ 特許出願人 立石電気機株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ユーザプログラムが格納されるユーザプログラム
   メモリと、外部入力信号が与えられる入力回路と、外部
   出力信号を送出する出力回路と、上記入力回路および出
   力回路に対応した入出力データのバッファメモリとなる
   入出力メモリと、上記ユーザプログラムメモリの各命令
   を順次高速に実行し、上記入出力メモリのデータに基づ
   いて演算処理をし、その処理結果で上記入出力メモリの
   出力データを書換える命令実行手段と、上記入力回路の
   入力データを上記入出力メモリの所定エリアに書込む入
   力更新手段と、上記入出力メモリの所定エリアの出力デ
   ータを上記出力回路にセットする出力更新手段とを有す
   るプログラマブル・コントローラにおいて； 上記入出力メモリと同じデータエリアを有するシュミレ
   ーションメモリと、このシュミレーションメモリに任意
   にデータを書込むための入力手段と、上記シュミレーシ
   ョンメモリの内容を表示するための表示手段と、モード
   切換手段にて模擬実行モードが選択されたとき、上記入
   出力メモリに代えて上記シュミレーションメモリのデー
   タを対象として上記命令実行手段を動作させ、かつ入力
   更新手段および出力更新手段の動作を禁止し、かつ上記
   入力手段および表示手段の動作を可能にする模擬実行制
   御手段とを設けたことを特徴とする模擬実行機能を備え
   たプログラマブル・コントローラ。