JPS61204704A - シ−ケンス制御及びサ−ボ制御に適したコンピユ−タシステム - 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】 （発明の技術分野） この発明は、シーケンス制御やサーボ制御を行なうのに
適したコンピュータシステムに関する。

（発明の技術的背景とその問題点） 従来、シーケンスやサーボ系の制御はＰＣ（Ｐｒｏｇｒ
ａｍｍａｂｌｅ　　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）　　やＣＮ
Ｃ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ｉｚｅｄ　Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ
　Ｃｏｎｔｒｏｌ）によッテ行なわれて来たが、これら
システムにはプログラミングにおいていくつかの欠点が
ある。ＰＣの場合には。

ラダー回路によってプログラミングするため。

一般のコンピュータで行なわれているようなプログラミ
ングができないことが大きな欠点となる。すなわち、ラ
ダー回路によってプログラミングを行なうと、順序回路
のように、過去の回路の状態によって結果が異なるもの
についてのプログラミングが困難となる。また、たとえ
そのようなプログラミングを行なえたとしても、コンピ
ュータのプログラミングのような、複雑かつ高度な内容
のプログラミングはさらに困難となる。これに加えて、
プログラムの開発支援手段やプログラミングテクニック
の技術では。

一般のコンピユー身の方がはるかに進歩しており、これ
らを利用できないことも問題となる。

また、ＰＣによる制御の速度には、ＰＣのサイクルタイ
ムによる制約があり、数ミリ秒以下の早い応答を望むこ
とができない、また、ＰＣの入出力点数が限られている
ため、数値データの入出力が不可能となってしまうこと
が多い、さらに、ＰＣでは算術演算を含む条件の判別が
困難であるなど、ＰＣで直接シーケンスやサーボ系を制
御することは無理が多かった。

一方、ＣＮＣの場合にはコンピュータを用いているため
、装置のパードウ霊アのみならずソフトウェアも複雑な
ものになっている。このため、ソフトウェアに関する智
識の少ない機械技術者や現場の担当者などが、プログラ
ムを作成したリシーケンスを変更することは困難である
。このようなシステム言語を用いる困難さを回避するた
めに、シーケンス専用のマクロ言語を持つシステムも存
在するが、従来のマクロ言語はインタプリタであるため
実行速度が遅いし１機能も限定されていた。

（発ＩＩの目的） この発明は上述の点を考慮してなされたものであり、シ
ーケンス制御やサーボ制御のためのプログラミング１゛
語とそれを実行するコンピュータシステムを提供するこ
とを目的としている。

（発明の概要） この発明は、シーケンス制御やサーボ制御を行なうのに
適したコンピュータシステムに関するもので、オープン
命令、クローズ命令及びポーズ命令の３種の並行処理命
令をもったプログラミング言語とそれを実行するコンピ
ュータを提供することによって、シーケンス制御やサー
ボ制御を容易に効率良く行ない得るようにしたものであ
る。

（発明の実施例） この発明では、シーケンス制御やサーボ制御のプログラ
ミング言語としてシステム言語を使用せず、装置のソフ
トウェアについての知識が少なくても使用できるベーシ
ック、フォートランなどの言語を使用する。勿論必要な
場合は、システム言語の使用も可□□□である。

このような言語を用いた場合、コンピュータの動作速度
に比較して、機械シーケンスの動作が遅いためにプログ
ラミング上問題がある。すなわち、プログラムに待ち時
間が多くなるので、待ち時間の間コンピュータはループ
を実行することとなり、その間システムは遊んでしまう
ことになる。また、待ち時間を正確に作り出すため、多
くのフラグやタイマーが必要となり、プログラムが必要
以上複雑になる。

これらの問題を解決する並行処理によるプログラミング
は、システム言語において行なうことができるが、ベー
シック、フォートランなどの言語では行なえなかった。

この発明は、オープン命令、クローズ命令及びポーズ命
令の３種の並行処理命令を導入することにより、これを
可能にするものである。

オープン命令０ＰＥＮβの動作を第１図にフローチャー
トで示す、オープン命令０ＰＥＮβは、現在実行されて
いるプログラムαから別のプログラムβの実行を開始さ
せる。この命令が実行された後は、プログラムα及びβ
は同時に並行処理される。シーケンス制御では、同時に
いくつかのシーケンスが並行して実行されるが、そのよ
うな場合にこの命令を用いて並行処理を行なう。

クローズ命令ＣＬＯ３Ｅβの動作を第２図及び第３図に
示す、クローズ命令ＣＬＯＳＥβは、現在実行されてい
るプログラムαにより、並行して実行中のプログラムβ
を強制的に終了させるための命令である。プログラムβ
はこの命令が実行された時点で、実行中の命令をもって
実行が強制的に終了させられる。ここで、同じプログラ
ムを実行するタスクが複数個あった場合、例えばプログ
ラムβがいくつか並行処理されていた場合には、プログ
ラムβのすべての実行が強制御的に終了させられること
となる。このクローズ命令ＣＬＯＳＥβを用いることに
より、処理の完了条件等の監視と処理の終了を別に設け
た専用のプログラムによって行なうことができる。また
、このクローズ命令を自分自身のプログラムの終了のた
めにも使用することができる。

ポーズ命令ＰＡＵＳＥ　ｔの動作を第４図に示す。

この命令が実行されると、パラメータ　ｔで与えられた
時間（単位はミリ秒）だけプログラムの実行が中断され
た後に次の処理が再開される。

例えばパラメータ　ｔが３５”であったとすると、処理
γが実行された後、３５ミ“り秒間プログラムαのサー
ビスが中断され、その後にプログラムαのサービスが再
開され、処理δ実行される。ポーズ命令を実行中に他の
プログラムの処理は中断されることなく、実行され続け
る。このポーズ命令ＰＡＵＳＥ　ｔにより１機械動作や
入出力の完了を待つためのタイミングが７特別なタイマ
ーを設けることなしに作り出される。また、ループを用
いてタイミングを待つ場合と異なり、中断中に他のシー
ケンスの処理を待たせることもない。

以上述べたようなオープン命令、クローズ命令及びポー
ズ命令の３種の並行処理命令を用いて、シーケンス制御
やサーボ制御を行なう方法を第５図で示された例を参照
して説明する。

第５図のフローチャートで示されるサブプログラムＡＬ
ＡＲＭは、プログラム５ＥＲＶＯの中のエラーフラグを
常時監視し、プログラム中でエラーが発生した時にメツ
セージを出力するプログラムである。メインプログラム
５ＥＲＶＯではエラーが起きた場合、エラーの種類に応
じて配列ＥＲＲＯＲ中の要素の値を“１”にセットする
。配列ＥＲＲＯＲ中の各要素に対し表示すべきエラーメ
ツセージは、配列ＴＡＢＬＥ中の対応する要素にあらか
じめ格納しておく、このプログラムＡＬＡＲＭは。

メインプログラム中のオープン命令０ＰＥＮ　ＡＬＡＲ
Ｍを用いて起動され、プログラム５ＥＲＶＯと並行して
実行される。起動されると、変ｆｉＲ１をまず“Ｏ″に
セットしくステップＳ１）、配列ＥＲＲＯＲの要素ＥＲ
ＲＯＲ（Ｒ１）が“ｌ”にセットされているかどうかを
調べる（ステップＳ２）、“１”にセットされていなか
った場合には、配列ＥＲＲＯＲの次の要素を調べるため
、Ｒ１＝Ｒ１＋１による変数Ｒ１をインクリメントしく
ステップＳ３）、同様の動作を繰り返す、こうして８５
個ある配列ＥＲＲＯＲの全要素が“ｌ”でなかった時に
は、エラーが発見されなかったこととなるので、ポーズ
命令ＰＡＵＳＥ５０（ステー、プＳ５）により５０ミリ
秒間待ってから、再び同じプログラムを繰り返す。

一方、条件分岐命令ＥＲＲＯＲ（Ｒ１）＝１において、
ＥＲＲＯＲ（Ｒ１）が“１”にセットされていることが
検出されると、ＭＥＳＳＡＧＥ＝ＴＡＢＬＥ（１？ｌ）
により、配列ＥＲＲＯＲの“ｌ”となっている要素に対
応する配列ＴＡＢＬＥ　１７）中（７）メツセージ力’
ｆ　ａＮＥＳＳＡＧＥ　ニ代入される（ステップＳ２．
ＳＳ）、そして、オープン命令０ＰＥＮ　ＤＩＳＰＬＡ
Ｙにより表示用のプログラムが起動され（ステップＳ７
）、変数）ＩＥｓｓＡＧＥに格納されたメツセージが表
示される。また、エラーを起したプログラムＳＥＩ’ｌ
ＶＯは、クローズ命令ＣＬＯ９Ｅ　５ＥＲＶＯによって
強制終了させられる（ステップＳ８）、このようなオー
プン命令、クローズ命令及びポーズ命令を使用した並行
処理プログラムにより、プログラム５ＥＲＶＯとは独立
して、５０ミリ秒ごとのエラーのチェック、エラー表示
及びエラーを起したプログラムの強制終了を行なうこと
ができる。

次に、サーボ系及びシーケンスを制御するプログラムの
例を第６図に示して説明する。

プログラム上では常に３０ミリ秒間隔でスタート信号を
チェックしており（ステップＳＩＯ，５ｌｌ）、このチ
ェックによりスタート信号が検出された場合はサーボ系
の速度を２０Ｏｒｐｍに指令しくステップ９１ｇ）、５
ミリ秒おきにサーボプログラムを０ＰＥＮする（ステー
２プＳ１３，５１４）、そして、ストップ信号の入力及
びリミットスイッチのＯＮ、ＯＦＦをチェックしくステ
ップＳ１５，５ｉｆｔ）、ストップ信号が無くリミット
スイッチがオフの場合には上記動作を繰り返し、ストッ
プ信号が検出された場合やリミットスイッチがオンの場
合には、サーボ系の速度をＯｒｐｍに指令する（ステッ
プ５２０）、その後、５ミリ秒おきにサーボプログラム
を０ＰＥＮＬ　（ステップＳ２１．５２２）、電源が切
れるのを待つ（ステップ５２３）。

以上述べたように、ベーシック、フォートランなどの言
語にオープン命令、クローズ命令及びポーズ命令を付加
することにより、シーケンス制御やサーボ制御を容易に
行なうことができるので、次にこれらの並行処理命令を
導入するためのコンピュータシステムについて第７図を
参照して説明する。

中央演算処理装置（ＣＰｔｌ）２には、プログラムカウ
ンタ３及びプログラムメモリ４が接続されており、プロ
グラムメモリ４中のプログラムカウンタ３に格納された
番地の命令が取出されて、中央演算処理装置２に読込ま
れて処理が実行されるようになっている。タイマ１はそ
の時点での時刻を計数しているカウンタであり、中央演
算処理装置２に接続されていて、中央演算処理装置２か
らその時点での時刻を読取ることができるようになって
いる。また、中央演算処理装置２には、アドレステーブ
ル５．タイムテーブル７及びポインタ６が接続されてお
り、ポインタ６に格納された番地に対応するようなタイ
ムテーブル７中の時刻のデータ及びアドレステーブル５
中の番地のデータが、それぞれ中央演算処理装置２から
読取れるようになっている。

このような構成のコンピュータシステムを使用して、一
般の命令とこの発明による。オープン命令、クローズ命
令及びポーズ命令とを実行する方法を説明する。

初期状態において、プログラムメモリ４には、実行する
べきシーケンス制御またはサーボ制御等のプログラムが
格納され、プログラムカウンタ３はプログラムの実行開
始番地を保持している。また、タイマ１は“θ″にリセ
ットされており、アドレステーブル５及びタイムテーブ
ル７は空となっていて、ポインタ６はアドレステーブル
５及びタイムテーブル７の先頭を指すようになっている
。中央演算処理装置２は、プログラムカウンタ３の保持
している番地の命令を読込んで実行するという動作を繰
り返す。

読込まれた命令が、オープン命令、クローズ命令及びポ
ーズ命令以外の一般命令だった場合、通常のコンピュー
タと同様に命令が実行され、プログラムカウンタ３が更
新される。読込まれた命令がオープン命令だった場合に
は、まずポインタ６によりタイムテーブル７がスキャン
され、テーブルの空いた部分が見つけ出される。

次に、中央演算処理装置２によりタイマ１の値が読込ま
れ、タイムテーブル７の空きが見つけ出された位置に書
込まれ、さらにアドレステーブル５の同じ位置にはオー
プンされるべきプログラムの開始番地が書込まれる。こ
の後、プログラムカウンタの値がオープン命令に引き続
く命令の番地に更新され、次の命令の実行に移る。

読込まれた命令がクローズ命令で、そのクローズ命令を
含むプログラム自身を終了させるクローズ命令の場合に
は、まず中央演算処理装置２によりタイマ１の値が読込
まれ、ポインタ６によりタイムテーブル７をスキャンし
てタイマｌの値よりも小さな値が検索される。もしその
ような値がなければ、再びタイマｌを読込んで同じ動作
が繰り返される。タイマｌの値よりも小さな値が登録さ
れていたら、そのときのポインタ６で示されるアドレス
テーブル５の内容がプログラムカウンタ３に移され、ポ
インタ６で示されてるタイムテーブル７及びアドレステ
ーブル５の内容が抹消されて、プログラムカウンタ３で
示される命令から実行が開始される。このようにしても
とのプログラムは終了させられ、他のプログラムに実行
が移される。

読込まれた命令が上述以外のクローズ命令の場合には、
ポインタ６によりアドレステーブル５がスキャンされて
、クローズされるべきプログラムが抹消され、同じ位置
のタイムテーブル７の内容も抹消される。このようにし
て、クローズ命令によるプログラムが強制終了させられ
る。

読込まれた命令がポーズ命令の場合には、まずポインタ
６によりタイムテーブル７がスキャジされ、テーブルの
空いた部分が見つけ出される０次に、中央演算処理装置
２によりタイマ１の値が読込まれてポーズ時間に加えら
れ、タイムテーブル７の空きが見つけ出された位置に書
込まれる。また、アドレステーブル５の同じ位置にもポ
ーズ命令に続く命令の番地が書込まれる０以上で、プロ
グラムの実行が休止させられたので、休止中に実行でき
る他のプログラムを探す、まず中央演算処理装置２によ
りタイマ１の値が読込まれ、ポインタ６に“よりタイム
テーブル７をスキャンしてタイマ１の値よりも小さな値
が検索される。もしそのような値がなければ再びタイマ
１を読込んで、同じ動作が縁り返される。タイマ１の値
よりも小さな値が登録されていたら、そのときのポイン
タ６で示されるアドレステーブル５の内容がプログラム
カウンタ３に移され、ポインタ６で示されるタイムテー
ブル７及びアドレステーブル５の内容が抹消されて、プ
ログラムカウンタ３で示される命令から実行が開始され
る。このようにしても尤のプログラムは休止させられ、
他のプログラムに実行が移される。

このようにして、上記コンピュータシステＬ１により一
般の命令、オープン命令、クローズ命令及びポーズ命令
を実行することができる。

以上のようにタイマｌの値をもとにオープン命令、クロ
ーズ命令及びポーズ命令を実行することができるが、第
８図に示すようにポーズ命令別にサービス回路９を設け
ることにより、同様の動作をより効率よく実行すること
ができる。

中央演算処理装置（ＣＰＵ）２にはプログラムカウンタ
３及びプログラムメモリ４が接続されており、プログラ
ムメモリ４中のプログラムカウンタ３に格納された番地
の命令が取出されて中央演算処理装置２に読込まれて実
行されるようになっている０割込クロック１１は中央演
算処理装置２に接続されており、一定時間間隔で中央演
算処理装置２に割込みをかけるようになっている。また
、中央演算処理装Ｍ２には、サービス回路９が複数個と
ポーズポインタ７１とが接続されており、ポーズポイン
タ？！で示されるサービス回路９が選択されるようにな
っている。それぞ・れのサービス回路９はアドレステー
ブル５と、その内容を参照するためのサービスポインタ
６１と、トップポインタ８２と、カタログポインタ８３
とにより構成されている。オープン命令。

クローズ命令およびポーズ命令には、サービス回路９を
選択するためのアーギュメントが付加されている。

このような構成の第８図で示されるコンピュータシステ
ムを使用して、一般の命令とこの発明によるオープン命
令、クローズ命令及びポーズ命令とを実行する方法は次
のようになる。

最初に、中央演算処理装置２の動作が開始された後の動
作は、ポーズポインタ７１でポーズタイムに対応したサ
ービス回路９が選択される。

ポーズポインタ７１は、各サービス回路９があらかじめ
決められたポーズタイムに対応して選択されるように、
中央演算処理ｍ′ｊ！１２によって設定される。このと
きポーズタイムは割込みクロック１１によって計られる
。この時、トップポインタ６２の内容がサービスポイン
タ８１ニ移サレ、カタログポインタ６３の内容がトップ
ポインタ６２に移される。そして、サービスポインタ６
１で示されるアドレステーブル上の番地がプログラムカ
ウンタ３に移され、プログラムカウンタ３で示されるプ
ログラムメモリ４上の命令が実行される。その後１通常
のコンピュータと同様に、実行された命令に従ってプロ
グラムカウンタ３の内容が更新され、サービスが継続さ
れる。

次に、オープン命令が実行された時の動作は、先ず示さ
れるサービス回路９の付加されたアーギュメントで、カ
タログポインタ６３で示されたアドレステーブル５上に
オープンすべきプログラムの開始番地が登録される。そ
して、カタログポインタ６３の内容が、アドレステーブ
ル５の次の位置を示すように更新される。サービスポイ
ンタ６１およびカタログポインタ６３の内容は、各々ア
ドレステーブル５の最後までくると１アドレステーブル
５の先頭を示すように更新される。

また、クローズ命令が実行された時の動作は、示される
サービス回路９の付加されたアーギュメントでアドレス
テーブル５がスキャンされ、クローズすべきプログラム
が抹消される。

最後に、ポーズ命令が実行された時の動作は、先ず示さ
れるサービス回路９の付加されたアーギュメントで、カ
タログポインタ６３で示されるアドレステーブル５に、
ポーズ命令の次の番地が登録される。そして、ポーズポ
インタ７１で示されるサービス回路９のサービスポイン
タ６１の内容が次のアドレステーブル５の次の位置を示
すように更新され、サービスポインタ８１の内容とトッ
プポインタ６２の内容とが比較され。

一致しない場合は上記ｃｐｕ２の動作が開始された後の
動作へ分岐する。また、両者が一致した場合は上記開始
動作へ分岐し、中央処理装置２によってポーズポインタ
７１が更新されるのを待つ。

以上のようにして、第８図に示されたコンピュータシス
テムにより、一般の命令、オープン命令、クローズ命令
及びポーズ命令を実行することができる。

なお、上述では、システムがアドレステーブル５．ポイ
ンタ６及びタイムテーブル７′：ｇを持つ専用のハード
ウェアにより実現されているが、このシステムは汎用の
コンピュータにタイマ１を付加したシステムとソフトウ
ェアのみによっても実現可能である。

（発明の効果） 以上のようにこの発明によれば、シーケンス制御やサー
ボ制御などをベーシック、フォートランなどのシステム
言語でない言語によって容易に行なうことができる。し
かも、フラグやタイマが大幅に節減されるため、プログ
ラムが単純かつ平明になる。高速を要する場合や特殊な
＠算を要する場合などには、アセンブラなどのシステム
言語を併用することもできる。また、この発明をタイム
テーブルとアドレステーブルを持つハードウェアにより
実現することにより、効率的な制御を行なうことが可能
である。

【図面の簡単な説明】 第１図はオープン命令の動作を示すフローチャート、第
２図及び第３図はクローズ命令の動作を示すフローチャ
ート、第４図はポーズ命令の動作を示すフローチャート
、第５図及び第６図はそれぞれオープン命令、クローズ
命令及びポーズ命令を使用したサーボ制御プログラムの
例を示すフローチャート、第７図及び第８図はそれぞれ
この発明のコンピュータシステムの例を示す構成図であ
る。 ｌ・・・タイマ、２・・・中央演算処理袋数、３・・・
プログラムカウンタ、４・・・プログラムメモリ。 ５・・・アドレステーブル、６・・・ポインタ、７・・
・タイムテーブル、　１１・・・割込みクロック、６１
・・・サービスポインタ、８２・・・トップポインタ、
６３・・・カタログポインタ、７１・・・ポーズポイン
タ。 蔓２　図 慕　７　図 奈　６　固

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シーケンス制御またはサーボ制御用のコンピュータシス
   テムにおいて、第１のプログラムから他の第２のプログ
   ラムの並行処理を開始させるオープン命令と、前記第１
   のプログラムから自分自身または他の第２のプログラム
   を強制的に終了させるクローズ命令と、前記第１のプロ
   グラムの実行を一定時間停止させるポーズ命令との３種
   の並行処理命令を有することを特徴とするシーケンス制
   御及びサーボ制御に適したコンピュータシステム。