JPS6220029A - プログラマブルコントロ−ラのフアンクシヨン命令プログラミング方式 - 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！？） この発明は、プログラマブルコントローラ（以下、中に
ＰＣとする）における応用命令（以下、ファンクション
命令とする。データ命令ともごう）のプログラミング方
式に関する。

（発明の技術的背景とその問題点） 従来ＰＣにおいては、複数ビットから成るデータ（ワー
ド、バイトデータ）の演算等を行なう場合、ＰＣが持っ
ている基本のファンクション命令を組合せて作成するか
一１ＰＣが使用しているＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒ
ｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）の機械語でプログラムし
たものをＦＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｒｅａ
ｄＯｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）化して入力する方法が採ら
れていた。しかしながら、前者のファンクション命令を
組合せて作成する方式では、複雑な計算式やループ処理
１量接アドレスを使った計算１判断、ジャンプ等を行な
おうとすると、複雑なラダー図が必要となり解読するの
も困難である欠点があった。また、ＰＲＯＭ化する後者
の方式では専用の開発ツールが必要であり、プログラム
内容を簡単に変更することができないと共に、アセンブ
ラ等の専門的な知識を必要とするといつた欠点があった
。

（９５明の目的） この発明は上述のような事情からなされたものであり、
この発明の目的は、簡易ベーシック（ＲＡＳＩＣ）を用
いてユーザが任意のファンクション命令を定義し、シー
ケンスプログラムからはその命令の起動だけを行なうこ
とによって、複雑な計算式やループ、判断、ジャンプ等
のプログラムを容易に実現できるプログラミング方式を
提供することにある。

（発明の概要） この発明は、プログラマプルコントローラノファンクシ
ョン命令プログラミング方式に関するもので、プログラ
マブルコントローラのシーケンスプログラムエリアに対
して、シーケンスプログラムはトップから順番に格納す
ると共に、ファンクション命令を簡易ベーシックでプロ
グラミングし、コンパイルされた機械語及び中間言語を
上記シーケンスプログラムエリアのラストから順番に格
納するようにしたものであ（発明の実施例） この発明では、ＰＣ内のメモリエリアに第１図に示すよ
うにシーケンスプログラムエリアＳＰＡとコンパイルエ
リアＣＭＡ　とを設け、シーケンスプログラムエリアＳ
ＰＡのトップアドレスＳＴから順番にシーケンスプログ
ラムを格納する。そして、シーケンスプログラム内に含
まれるファンクション命令をソフトウェアでコンパイル
したヘーシック中間語及び機械語を、コンパイルエリア
ＣＡＭに記憶されたアドレスデータと対応付けて、シー
ケンスプログラムエリアＳＰＡのラストアドレスＬＳか
ら上方に順番に格納する。この場合、ファンクション命
令Ｆは後述する簡易ベーシックで記述されており、簡易
ベーシックの中間言語や機械語へのコンパイル処理は周
辺装置側で行なわれる。第２図は簡易ベーシックの中間
語の例を示しており、第３図は機械語の例を示している
。これにより、シーケンスプログラムの実行中にファン
クション命令Ｆが読出されるとコンパ・イルエリアＣＡ
Ｍの“’　ＣＡＬ　Ｌ″命令アクセスし、シーケンスプ
ログラムエリアＳＰＡの対応するアドレスに格納されて
いる中間語又は機械語を読出して実行する。

ここに、シーケンスプログラムには一般のラター演算（
ビットの論理演算）と、タイマ、力六ンタ、ファンクシ
ョン等のデータを吸う命令とがあり、ラグーｖｔ算はハ
ードウェアで実行する。これに対し、データ命令はハー
ドウェア側からＣＰＵに起動をかけて実行する。この時
、ＣＰＵで実行する命令はコンパイルエリアＣＭＡに使
用されている命令の順番に、　ＣＰＵのサブルーチン°
“ＣＡＬＬ″等の命令で置換えて格納しておく。

これにより、ハードウェアとＣｐＵが交互にパスライン
を切り替えて、プログラミングを実行することが可能で
ある（これに関しては後述する）。また、コンパイルエ
リアＣＭＡにはＯ５（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　５ｙｓｔｅ
ＩＩｌ；　ＰＣを管理するプログラム）内に内蔵された
基本命令を読出す命令と。

ユーザが定義したファンクション命令とが作成されて格
納される。そして、簡易ベーシックで定義されたファン
クション命令は、周辺装置から任意に読出したり、占換
えたりすることができる。

ところで、ファンクション命令は基本命令とユーザ定義
命令とを用意する。基本命令は転送、変換、演算、比較
、モニタ命令から成り、予めＯ８の方で用意されている
ものであり、ユーザ定義命令はあるファンクション番号
をユーザが簡易ベーシックで定義できるものである。簡
易ベーシックで第２図のファンクション゛’Ｆ１００°
゛を定義した場合、第４図に示すようにシーケンスプロ
グラムではファンクション“Ｆｌｏｏ”の起動条件を与
える。起動条件をエツジでとらえたい場合は、入力条件
を一旦パルス出力命令で受けてこれを起動条件とする。

第５図に示すように、基本命令ではパラメータが必要で
あるが、ユーザ定義命令ではパラメータは必要でない。

次に、この発明に用いる簡易ベーシックの内容について
説す１する。訂語としては以下のものがある。

（１）２吋； Ａ−Ｚ、Ｏ〜９．木、／、−、＋、　；　、　’　。

＜、＞、＝、（１） （２）数イ１１： 数値は整数のみを扱い、ビット、バイト、ワード（２バ
イト）より成る。

（３）変数： 変数には下記に示すものがある。

（ａ）　　ワード型 ０００００〜［＋７７３７．Ｘ／ＹＯＯＯＷ〜Ｘ／Ｙ７
７２Ｗ　、ＲＯＯＯＷ−Ｒ３７２Ｗ、　φ０ＯＱＷ　〜
φ１７２Ｗ、ＬＯＯＯＷ　〜ＬＯ３２Ｗ、５Ｏ００−〜
５Ｏ３２Ｗ （ｂ）バイト型 Ｘ／ＹＯＯＯＢ　−Ｘ／Ｙ７７３Ｂ、ＲＯＯＯＢ　−Ｒ
３７３Ｂ、φ０００８〜φ！７３Ｂ、Ｌ０００Ｂ、ＶＬ
０３３Ｂ、５ＯＯＯＢ　−３Ｏ３３Ｂ（ｃ）　　ピント
型 Ｘ／ＹＯＯＯＯ−Ｘ／Ｙ７７３７．ＲＯＯＯＯ〜Ｒ３７
３７，φ００００〜φ１７３７　、ＬＯＯＯＯ〜ＬＯ３
３７，５ＯＯＯＯ〜５Ｏ３３７（ｄ）その他 添字変数ｉ、ｊ、に、又 ｉ＝Ｏ〜７．ｊ＝ｏ〜７．に＝ｏ〜３１文＝　Ｏ−７Ｄ
ｉｊｌｌ　、　ＲｉｊｋＢ、　ＬｏｊｋＷの用に添字変
数として使う。

（４）文番号： 文番号はＯ〜２２５までの整数で表わし、プログラムは
文番号の／ｈさいものから実行される。

（５）文； 文には代入文、　００７０文、ＦＯＲ−１ＩＥＸＴ文、
ＩＦ　−ＴＨＥＨ文、ＰＲＩＮＴ文の５種類がある。

（ａ）代入文は“変数＝式”であり、値を変数に代入す
る。

例！０　　ＤＯＯＯＯ＝１２３ ２０　　ＤＯＯＯＩ＝ＤＯＯＯ２本００００３３０　　
　Ｄ０００４＝（Ｘ０００Ｂ＋ＲＯＯ２Ｗ）ｔＹＯ１０
Ｗ式は演算子と変数、（１）から構成される。演算子二
本、／、＋、−、ＭＯ［ｌ　　（余り） 優先度：符号（＋、−）　　、木又は／　、　ＭＯＤ、
十又は−の順、さらに、（）で〈〈った部分は最優先と
なる。

（ｂ）　００７０文は“００７０文は番号”であり、指
定された文番号にジャンプする。

ＧＯＴＯ１０ ＧＯＴＯ＋００ （Ｃ）　ＦＯＲ−ＮＥＸＴ文は“ＦＯＲ変数＝初期値Ｔ
Ｏ最終値→ＮＥＸＴ変数”であり、 変ｆｉ：ワード型変数、バイト型変数、添字変数を使用 初期値二数値又はワード型変数、バイト型変数 ＦＯＲ−４ＥＸＴでかこまれた文を指定された初期値か
ら最終値まで繰返し、この場合の増分は１つずつ行なう
。

ＦＯＲＤＯＯＯＯ＝Ｉ　ＴＯ００００２ＦＯＲｉ＝ＯＴ
Ｏ？ ＮＥＸＴ　１ ＮＥＸＴ　０００００ （ｄ）　ＩＦ−ＴＨＥＨ文は“ＩＦ条件文ＴＨＥＮ文番
号１であり、条件文は（変数名又は数値） （変数名又は数値）の形式をとり、 両辺に式を書くことは禁止される。

ＴＨＥＨの後は文番号を指定し１条件文が成立したとき
はこの文番号にジャンプする。

条件が成ケしない時は次の文番号のところに進む。

ｉＦ　Ｘ０ＯＯＷ　）　１１００００　Ｔ）ＩＥＮ　１
００ｉＦ　ＲＯＯＯＢ　（６４ＴＨＥＮ　５０（ｅ）　
ＰＲＩＮＴ文は°’ＰＲＩＮ７文字列又は変数名：文字
列又は変数名：・・パ′であり、ＰＲＩＮＴ文は周辺装
置にメツセージを送るのに使用する。このメツセージは
１６段のＦＩＦＯに蓄えられ１周辺装置の要求に応じて
順次表示されることになる。１メツセージの文字数は２
０文字以内であり、変数名を指定した吟はその内容を４
ケタの数字に変換して表示される。

ＰＲＩＮＴ　　１．ｓ”　　、ｏｏｏｏｏ、　　“ＡＢ
ＮＯＲＭＡＬ”２　＋　４　＋　８　＝　１４文字 （ｆ）その他 １）演算は基本的にはワード（１６ビット）で行なうが
１式の途中に出てくる乗算、除算では（１６ビット×１
６ビｙ　）→３２ビット）（３２ビット÷１６ビツト→
１Ｇビット余り１６ビツト）で行ない、精度を七げる。

ｎ０００＝ＤＯＯＯＯド１００←結果は３ビツトになる
が、下位１６ビツト だけｏｏｏｏｏに格納 ｏｏｏｏｏ＝（ｏｏｏｏ　を家＋００）１５０←かけ算
の結果３２ビツ トを５０で割り、商を ０００００に格納 ＤＯＯＯ２＝ＤＯＯＯ１本１００ Ｄ０００１＝ＤＯＯＯＯ１５０乗算で１８ビツト以上に
なった時は後の結果 は保障されない。

２）型の異なるものどうしの代入文 ・ワード型二バイト！（０００００−Ｘ０ＯＯＢ）下位
８ヒツトにへイトデータが代入さ れ、Ｌ位８ビットはクリアされる。

ｅワード型二ビット型（Ｄ００００＝ＲＯＯＯＯ）最下
位ピッ）　（ＬＳＢ）にビットデータが代入され、残り
１５ヒツトはＯクリアされる。

一バイト型；ビット型（ＹＯＩＯＢ＝　Ｘ０ＯＯＯ）最
下位ピッ）　（ＬＳＢ）にビットデータが代入され、残
り７ビツトはＯクリアさ れる。

・バイト型＝ワード型（ＹＯＯＯＢ＝ＤＯＯＯＯ）ワー
ド型の下位８ビツトのみがバイト 型に代入される。

・ビット型＝ワード型（ＹＯＯＯＯ＝ＸＯｌ０Ｗ）ワー
ド型のＬＳＢＩビットのみがビット型に代入される。

―ビット型二バイト型（ＹＯＯＯＯ＝ＸＯ１０８）バイ
ト型のＬＳＢＩビットのみがビット型に代入される。

３）型の異なるものどうしの演算が許され。

バイト型やビット型は第６図の様にワード型に変換径演
算する。

４）定数は全てワード型になる。

５）添字変数は値が制限される。

ＦＯＲｉ＝ＯＴＯ７ ＦＯＲｊ＝ｏ　ＴＯ７０≦ｉ≦７ ＦＯＲｋ＝ＯＴＯ３０≦ｉ≦７ ＦＯＲ文＝ＯＴＯ７０≦に≦３ Ｄｉｊｋｕ＝ＯＯ≦文≦７ Ｙｉｊｋ文＝Ｏ ＮＥＸＴ　　　文 ＮＥＸＴ　　　ｋ ＮＥＸＴ　　ｊ ＮＥＸＴ　　　ｉ 各変数の添字の範囲は下記の様になっている。　　　−
０７７３７０≦ｉ≦７　０≦Ｊ≦７ｊ Ｏ≦に≦３０≦文≦７ Ｘ／Ｙ７７３７　０≦ｉ　≦７　　１１１≦ｊ　≦７０
≦に≦３　０≦又≦７ Ｒ３７３７０≦ｉ　≦３　　０≦ｊ　≦７０≦ｋ　≦３
　　０≦文≦７ Ｔ１７３７　　　０≦ｉ　≦ｌ　　　Ｏ≦０　≦７０≦
ｋ　≦３　　０≦旦≦７ ＬＯ３３７０≦ｊ　≦３ ０≦ｋ　≦３　　０≦旦≦７ ＳＯ３３７０≦ｊ　≦３ ０≦ｋ　≦３　　０≦文≦７ 次に、ハードウェアとＣＰＵの切換えについて見開する
。第７図はかかる演算処理方式を実施する。下記の範囲
を越えて指定する場合は保障されない、ＰＣのシステム
構成図である。すなわら、第７図において、ＰＣは列サ
イクリック演算化１０、マイクロプロセッサ１２（例え
ば、ＭＰｔｌ：８０Ａを使用することができる）、メモ
リ部１４．４辺装置サービス用のシリアル転送インター
フ、−ス１６、Ｉ１０インタフェース１８、クロック信
・）発生器２０、アラーム出力器２２、電源検出器１４
、電池バックアップ部２６等から構成される装マイクロ
プロセッサ１２では、ラダー演算以外の命令の処理のｆ
ＩＪ２に、実際のＩ１０モジュールにデータ転送したり
、プログラム等の周辺装置に対するサービスやアラーム
検出等を行なう。これらの処理は規定の時間（スキャン
タイム）を適当に配分して行なう。また、メモリ１４は
電池バックアップ部２６によりバックアップされている
シーケンスプログラム格納エリア３０およびＩ１０デー
タ格納エリア３２と、ＰＣ全体をｒｔＪＩ御するプログ
ラムＯ８を格納するＲＯＭ３４　とＩ’ｌＡＭ３Ｂ　と
から構成される。なお、このＲＡＭ３Ｂには、ＰＣ運転
開始時にシーケンスプログラムを解析して作成される命
令語が格納される。また、Ｉ１０命令は、８ビツトパラ
レルにて転送される。

しかるに、列サイクリツク演算部１０は、シーケンスプ
ログラムを解読し、ラダー演算命令に対して演算素子に
必要な信号を生成し、演算結果をメモリ部１４の■１０
データ格納エリア３２にセーノトする機能を有する。ま
た、この列サイクリ−２り演算部ｌＯは、ラダー演算以
外の命令に対しては、マイクロプロセッサ１２側を起動
させてその命令を実行させる。従って、この列サイクリ
ックｖＩ翼部のハードウェア構成は第８図に示す通りで
あり、次のような主要構成部を有する。

（１）命令語を格納するための１６ビツトのレジスタ（
４０） （ｒｒ　）シーケンスプログラムの１２ビツトからなる
アドレスカウンタ（４２） ＣＵ）シーケンスプログラムのアドレスとＩｌｏのアド
レスのどちらかを選択する１６ビツトのデータセレクト
（４０ （＋’Ｖ）演算素子や前記レジスタ４ｏ、アドレスカウ
ンタ４２、データセレクタ４４等のコントロール信号を
発生するための１８ビツトＸＩ２８ワードのマイクロプ
ログラムＲＯＭ（４Ｂ）ＣＶ）マイクロプログラムＲＱ
Ｎ４８の３ビツトからなるカウンタ（４８） （ＶＴ）アドレスバスＡ１１ｌ”Ａｌ１の３ステートの
バッファ（５０） およびデータバスＤＢｏ　”ＤＢ７の双方向のバッファ
（５２） このよ−〉に構成された列サイクリ−２り演算部におけ
る基本動作は、先ずシーケンスプログラムのスキャンの
始めにマイクロプロセッサ１２より丁Ｗ門ゴｒ信号が与
えられると、レジスタ４０およびアドレスカウンタ４２
の内容をクリアする。次いで、マイクロプロセッサ１２
よりＩＴＥＴＴＴＴ信号が入力されると、マイクロプロ
グラムＲＯＭ４Ｂのアドレスカウンタ４８が作動する。

その後、最初に命令語の上位バイトが高位８ビツトラツ
チ５４にラッチされ、これにより５ビツトの命令コード
がマイクロプログラムｌ？０Ｎ４Ｂのアドレスに加えら
れて各命令に対応したマイクロプログラムが実行され、
必安なコントロール信号を発生する。この場合。

マイクロプログラムＲＯＭでは８サイクルで１命令が完
了するように構成される。なお、参照符号５θは低位８
どｌトラッチを示す。

そこで、前記列サイクリツク演算部ｌＯのハードウェア
において、入力部命令および出力命令の一８１！（出力
、マスタコントロール開始、マスクコントロール解除）
を処理するようにＭｈＪＡ、する、また、マイクロプロ
セッサ１２においては、出力部命令（タイマ、カウンタ
、ラッチ、シフトレジスタ）およびデータ命令を処理す
るようａ成する。この場合、列サイクリツク演算部１０
におけるハードウェア品−を最小限にし、しかも処理速
度の向ヒを図るため、列サイクリツク演算部１０とマイ
クロプロセッサ１２が交互に動作し、その間のパスの干
渉やパラメータの受渡しは考慮しなくてもよいようにす
る。このため、マイクロプロセッサ１２において予めシ
ーケンスプログラムを解析し、マイクロプロセッサ１２
で行なうべき命令はプログラムの順番に従って、マイク
ロプロセッサ１２の命令語に置き換えてメモリに格納す
るようにし、しかもこの場合１つの命令の最後に列サイ
クリツク演算部ＩＯを再起動させる命令Ｒ３Ｔを加えて
おく、さらに、マイクロプロセッサ１２と列サイクリッ
ク演算部１０のパス切換えは、ＢＵＳＲＱ信号とＢＵＳ
ＡＫ信号によって行ない、列サイクリツク演算部ｌＯが
作動中の時はマイクロプロセッサ１２のバスは全テハイ
インピーダンスにて、マイクロプロセッサ１２を待ち状
態となるようにする。

（発明の効果） 以上のようにこの発明のプログラミング方式によれば、
ファンクション命令をユーザが簡易ベーシックで定義で
きるので、従来シーケンス処理命令では困難であった複
雑な計算式やループ、判断、ジャンプ等を簡単にプログ
ラミングすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるプログラミング方式を説明する
ための図、第２図はベーシック中間語の一例を示す図、
第４図はそのハード構成の一例を示す図、第３図は機械
語の一例を示す図、第５図は基本命令及びユーザ定義命
令を説明するための図、第６図はバイト型及びビット型
の変換を説明するための図、第７図はＰＣの演算処理方
式の一例を示すシステム４Ｉｇ成因、第８図はこの発明
に適用する列サイクリ−７り演算部のシステム構成図で
ある。 ｌＯ・・・列す・イクリック演算部、１２・・・マイク
ロプロセッサ、２０・・・クロック信号発生器、２２・
・・アラーム出力器。 出願人代理人　　安　形　雄　三 シリアル摩λ式

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. プログラマブルコントローラのシーケンスプログラムエ
   リアに対して、シーケンスプログラムはトップから順番
   に格納すると共に、ファンクション命令を簡易ベーシッ
   クでプログラミングし、コンパイルされた機械語及び中
   間言語を前記シーケンスプログラムエリアのラストから
   順番に格納するようにしたことを特徴とするプログラマ
   ブルコントローラのファンクション命令プログラミング
   方式。