JPS6232483B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、プログラム分散・並列実行式のプ
ログラマブル・ロジツク・コントローラシステム
に関する。

プログラマブル・ロジツク・コントローラ（以
下PLCという）を使用してシーケンス制御を行な
う場合、応答速度等PLCの能力から、取扱える入
力点数および出力点数は、一定量以下に制限され
ることは周知の通りである。

他方、一般のシーケンス制御システムの中に
は、通常PLCが備える量の入出力点数よりも多く
の入出力点数を必要とするものも、ときには存在
する。このような大規模なシステムに対しては、
まず第１にはPLC自体の能力の高い大型PLCを用
意することが考えられる。ところが、大型PLCは
一般に市場性がなく、故に量産効果が発揮され
ず、システムコストが上がつてしまう。

更にこのように一台のPLCによつて大量の入出
力点数を取り扱おうとすると、PLCが故障した場
合には全ての制御が同時に不能となつてしまい、
危険を分散させる上にも好ましくないという問題
がある。

第２の方策としては、中型乃至は小型のPLCを
複数台並列に動作させ、全体として大規模なシス
テムを制御することが考えられ、実施されてい
る。

ところが、複数台のPLCを並列動作させる従来
のものにあつては、各PLCを関連づけるべく、あ
るコントローラの特定入出力の状態を、他のコン
トローラに伝える場合には、上記あるコントロー
ラはそのプログラムにより、上記特定入出力の状
態を自己の外部出力端子に印加し、他方上記他の
コントローラは、上記外部出力端子とワイヤ結線
されている自己の外部出力端子より該当信号を取
り込む構成を採用している。すなわち、本来外部
機器の制御用に設けられる外部入力および出力端
子を、入出力データの授受用に流用しているので
ある。

従つて、互いの「関連付」のために相当数の外
部入出力端子を使つてしまい、実際に使用できる
外部入出力端子が少くなり、コントローラの台数
を増加する割には、システム規模の拡張性が向上
しない。また、複雑な「関連付」を行なうと、上
記入出力間の配線が複雑となり、配線チエツク等
が非常に面倒な作業となる他、「関連付」の変更
も容易ではない。

そこで、本出願人は、先に上述した特定入出力
の状態を他のコントローラに伝える手段として、
専用のデータ入出力バスライン（以下これをリン
クバスと言う）を用い、かつ各PLCには、前記リ
ンクバスに対する接続手段を備えた新規なPLCを
提案している。このPLCによれば、他のPLCに対
して入出力データを転送するに際して、外部入出
力端子を使用することが不要となり、システムの
拡張性が一段と向上する。

本発明の基本的な目的とするところは、上述し
たリンクバスを備えるPLCに於けるプログラム実
行速度を増加させ、かつ所謂レーシングの問題を
解決することにある。すなわち、この種のリンク
バスを備えたPLCにおける最大の利点は、自機の
入出力メモリの内容ばかりでなく、他機の入出力
メモリの内容をも参照して、ユーザプログラムを
実行させることができると言う点にある。具体的
には、自機と他機との間において、互いの入出力
データを参照してインターロツク回路を構成する
ことができるとうことである。

しかしながら、このように自機と他機との間に
おいて、インターロツク回路を構成した場合にお
いては、ユーザプログラムの中に他機の入出力メ
モリの内容を参照すべき命令が存在するたびに、
リンクバスを介して他機の入出力メモリをアクセ
スする必要が生ずる。従つて、ユーザプログラム
の中に、他機の入出力メモリの内容を参照すべき
命令の数が増加すると、自機の入出力メモリの内
容だけを参照してプログラムを実行する場合に比
べて、他機の入出力メモリをアクセスするための
遅延時間等のために、大幅な処理時間の増大を招
くという問題がある。

そこで、本出願人は先に、各PLCの入出力メモ
リの容量を増大させ、自機の入出力回路に対応す
る容量に加えて、他機の入出力回路に対応する容
量までをも備え、ユーザプログラムの実行に先だ
つて、他機の入出力メモリの内容を自機の入出力
メモリの他機用の記憶エリアに取り込み、これに
よりユーザプログラムの実行に際して、他機の入
出力データを参照すべき命令が呼び出されるたび
に、その都度他機の入出力メモリをアクセスする
ことを不要とし、プログラム処理速度を高速化し
たPLCを提供している。

このPLCによれば、ユーザプログラムの中に、
他機の入出力メモリを参照すべき命令が存在する
たびに、その都度他機の入出力メモリをアクセス
する必要はなくなるが、その反面、一命令実行サ
イクル内においては、各機器の入出力メモリの内
容はそれぞれ独立に変化するため、例えば自機の
出力リレーの補助接点を、他機の出力リレーの通
電路に直列介挿し、かつ他機の出力リレーのｂ接
点を、前記自機の出力リレーの通電路に直列介挿
して、前記両出力リレーが必ず交互にオンまたは
オフするようなインターロツク回路を構成したよ
うな場合においては、自機の出力リレーが動作し
そのｂ接点がオフしても、その状態は一命令実行
サイクルが終了しないと、他機の入出力メモリに
伝わらないため、本来交互にオンオフすべき各出
力リレーは、同時にオンまたはオフしてしまうと
いう所謂レーシングの問題が生ずる。すなわち、
自機の入出力メモリ内に、自機の入出力回路に対
応する自機エリアに加えて、他機の入出力回路に
対応する他機エリアを備え、各ユーザプログラム
の実行サイクルに先だつて、他機の入出力メモリ
の内容を全て自機の入出力メモリ内の他機エリア
に取り込むことによつて、ユーザプログラムの実
行中に、他機の入出力メモリを参照すべき命令が
読出されるたびに、その都度他機の入出力メモリ
をアクセスすることを不要とした御陰で、他機の
入出力メモリをアクセスする遅延時間に起因する
プログラム実行速度の遅れは解消できるが、その
反面、命令実行中に他機の入出力メモリを参照す
べき命令が読出されるたびにその都度他機の入出
力メモリをアクセスすれば問題とならなかつた欠
点、つまり他機の入出力メモリ内の変化が少くと
も一命令実行サイクル遅れて、自機の入出力メモ
リの他機エリアに伝わり、これが原因でレーシン
グが発生するという問題が生ずる。

この発明は、上記の問題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところはこの種の複
数台のPLCにより構成されるPLCシステムにおい
て、各PLC間において入出力データを転送するた
めに、外部入出力端子を使用することを不要と
し、これによりシステムの拡張性を向上させ、ま
た自機のユーザプログラム実行中に他機の入出力
メモリを参照すべき命令が読出されるたびに、そ
の都度他機の入出力メモリをアクセスすることを
不要として、ユーザプログラム実行時間を短縮化
し、更に複数台のPLC間において、インターロツ
ク回路を構成すべきプログラムを使用した場合に
おいても、レーシングの発生を防止することにあ
る。

すなわち、この発明に係わるプログラム分散・
並列実行式プログラマブル・ロジツク・コントロ
ーラシステムは、 リンクバスを介して、互いに入出力メモリの内
容を交換可能に接続された複数機のPLCで構成さ
れるものであつて、 各PLCには、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ための出力回路と、 自機の入出力回路に対応する自機エリアに加え
て、他機の入出力回路の対応する他機エリアとを
備えた入出力メモリと、 ユーザプログラムの実行に先立つて、他機と同
期して、自機の入力回路からの入力データを、自
機の入出力メモリの自機入力回路用エリアに書込
むとともに、この入力データを他機へと転送し、
かつ他機から転送されてくる各他機の入力回路か
らの入力データを、自機の入出力メモリの他機入
力回路用エリアに書込む入力更新手段と、 この入力更新手段による更新動作の完了に応答
して、自機の入出力メモリの入出力データを参照
して、自機のユーザプログラムを実行し、その実
行結果で自機の入出力メモリの内容を書換えると
ともに、このとき書換えられた自機の入出力メモ
リの他機出力回路用の出力データを、各対応する
他機へとそれぞれ転送し、かつ各他機から転送さ
れてくる自機出力回路用の出力データを、自機の
入出力メモリの自機出力回路用エリアに書込む命
令実行手段と、 他機と同期して、自機の入出力メモリの自機出
力回路用エリアの出力データを、自機出力回路へ
と転送する出力更新手段と、 を設けたことを特徴とするものである。

以下に、この発明の好適な一実施例を添付図面
に従つて詳細に説明する。

第１図は、本発明システムの電気的な構成を示
すブロツク図である。同図に示す如く、本発明シ
ステムは、複数台のPLCをリンクバス１およびリ
ンクバスインターフエイス２を介して接続し、こ
のリンクバス１を介して、入出力データを互いに
交換できるようにしたものである。

各PLCは、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３と、外部入力信号が与えら
れる入力回路４と、外部出力信号を送出する出力
回路５と、上記入出力回路４，５の容量より充分
大きな容量を有する入出力メモリ６と、上記ユー
ザプログラムメモリ３の命令を順次高速に実行
し、上記入出力メモリ６のデータに基づいて論理
演算を行なうとともに、その演算結果を上記入出
力メモリ６に書込む命令実行手段と、上記入力回
路４の入力データを上記入出力メモリ６の所定エ
リアに書込むとともに、上記入出力メモリ６の所
定エリアの出力データを上記出力回路５に伝達す
る入出力更新手段とから構成されている。そし
て、上記命令実行手段および入出力更新手段は、
マイクロプロセツサ及びROMを中心として構成
されたCPU７によつて構成されている。スイツ
チインターフエイス８を介して、CPU７に接続
された機番設定スイツチ９は、後述する如く各
PLCを何号機として使用するかを設定するための
ものである。ワーキングメモリ１０内には、第２
図に示す如く、自号機レジスタおよび他機状態レ
ジスタが設けられており、前記機番設定スイツチ
９から入力される機番設定信号は、それぞれ各自
号機レジスタ内に記憶される。なお、この自号機
レジスタおよび他機状態レジスタに各データが記
憶される過程については後述する。

入出力メモリ（IM）６内には、第４図に示す
如く、自機の入出力回路に対応する各エリアに加
えて、他機の入出力回路に対応する各エリアがそ
れぞれ設けられている。すなわち、第４図に示す
如く、＃１号機の入出力メモリ内には、自機の入
力回路４に対する入力エリア＃1iと自機の出力回
路５に対応する出力エリア＃11、12に加えて、
＃２号機の入力回路４に対応する入力エリア＃2i
と＃２号機の出力回路５に対応する出力エリア
＃21、＃22とが設けられている。同様にして、
＃２号機の入出力メモリ内には、＃２号機の入力
回路４に対応する入力エリア＃2iと＃２号機の出
力回路５に対応する出力エリア＃21、＃22に加え
て、＃１号機の入力回路に対応する入力エリア
＃1iと＃１号機の出力回路に対応する出力エリア
＃11、＃12とが設けられている。そして、＃１号
機の入出力メモリ内における＃1i部、＃11部及び
12部の各内容は、次のように変化する。

＃1i部；＃１号機の入力回路に対応するエリアで
あつて、＃１号機における入力取込処理時にリ
フレツシユされる。

＃11部；＃１号機の出力回路に対応するエリアで
あつて、＃１号機におけるユーザプログラムの
実行によつて書替えられ、かつ＃１号機におけ
る出力処理時に出力回路へとリフレツシユされ
る。

＃12部；＃１号機の出力回路に対応するエリアで
あつて、＃２号機におけるユーザプログラムの
実行によつて書替えられ、かつ＃１号機におけ
る出力処理時に出力回路へとリフレツシユされ
る。

また、＃２号機の入出力メモリ内における
＃2i部、＃21部及び＃22部の各内容は、次のよ
うに変化する。

＃2i部；＃２号機の入力回路に対応するエリアで
あつて、＃２号機における入力取込処理時にリ
フレツシユされる。

＃21部；＃２号機の出力回路に対応するエリアで
あつて、＃１号機におけるユーザプログラムの
実行によつて書替えられ、かつ＃２号機におけ
る出力処理時に出力回路へとリフレツシユされ
る。

＃22部；＃２号機の出力回路に対応するエリアで
あつて、＃２号機におけるユーザプログラムの
実行によつて書替えられ、かつ＃２号機におけ
る出力処理時に出力回路へとリフレツシユされ
る。

次に、第６図は本発明システムの動作を規定す
るために、各PLCのCPU内に格納されたシステ
ムプログラムの一部を示すものである。このシス
テムプログラムを、第５図のタイミングチヤート
と対応させながら順次系統的に説明する。

＃１、＃２号機において、それぞれ電源を投入
すると、第６図のフローチヤートにおいて、ステ
ツプ（1A）、（1B）が実行され、それぞれのPLC
においてはイニシヤル処理が行なわれる。このイ
ニシヤル処理は、まず最初に第３図に示す如く、
それぞれのPLCの機番設定スイツチから入力され
るそのPLCの番号を、自号機レジスタに取り込む
工程から始まる。次いで、自己の自号機レジスタ
に取り込まれたデータは、＃１号機の他機状態レ
ジスタへと転送される。すなわち、＃１号機の他
機状態レジスタの最初のエリアには、＃１に対応
して数値１が格納され、次のエリアには＃２号機
から転送された数値２が転送される。ついで、こ
れらの他機状態レジスタに記憶された内容は、
＃２号機の他機状態レジスタへと転送される。こ
の結果、イニシヤル処理が終了すると、各自号機
レジスタには当該PLCの番号が記憶され、また他
機状態レジスタの内容は＃１号機と＃２号機との
間において同一内容となる。

次いで、以上のイニシヤル処理が終了すると、
続いてステツプ（2A）、（2B）が実行され、＃１
号機においては、その時点で入力回路２に供給さ
れている信号データが、入出力メモリの入力エリ
ア＃1iに取り込まれ、他方＃２号機においては、
その時点で入力回路に供給されている信号データ
は、入出力メモリの入力エリアに＃2iへと取り込
まれる。以上の入力取り込み動作が終了すると、
ステツプ（3A）、（3B）の実行結果はYESとな
り、続いてステツプ（4A）、（4B）が実行され
て、＃１号機の入出力メモリの入力エリア＃1iの
内容は、＃２号機の入出力メモリの入力エリア
＃1iへと転送される。この転送が完了すると、ス
テツプ（5A）、（5B）の実行結果は共にYESとな
り、続いてステツプ（6A）、（6B）が実行され
て、＃２号機の入出力メモリの入力エリア＃2iの
内容は、＃１号機の入出力メモリの入力エリア
＃2iへと転送される。これにより、両入出力メモ
リの入力エリアの内容は同一となる。

そして、この転送が完了すると、同様にしてス
テツプ（7A）、（7B）の実行結果は共にYESとな
り、続いてステツプ（8A）、（8B）が実行され
て、第５図に示す如く＃１号機と＃２号機とは同
時にユーザプログラムの実行を開始する。

次いで、＃１号機および＃２号機の双方に於け
るユーザプログラムの実行が完了すると、ステツ
プ（9A）、（9B）の実行結果は共にYESとなり、
上記のユーザプログラムの実行により書換えられ
た出力データの転送が行なわれる。すなわち、
＃１号機の入出力メモリの出力エリア＃11の内容
は、＃２号機の入出力メモリの出力エリア＃11へ
と転送され、また＃１号機の出力エリア＃21の内
容は、＃２号機の出力エリア＃21へと転送され
る。また、＃２号機の出力エリア＃12の内容は、
＃１号機の出力エリア＃12へと転送され、更に
＃２号機の出力エリア＃22の内容は、＃１号機の
出力エリア＃22へと転送される。以上の動作は、
＃１号機においてはステツプ（11A）〜（13A）
により行なわれ、また＃２号機においては、ステ
ツプ（11B）〜（13B）により行なわれる。

すなわち、この交換処理によつて＃１号機のユ
ーザプログラム実行により書替えられた＃２号機
の出力回路用データエリア＃21の内容は、＃２号
機へと伝達され、かつ＃２号機のユーザプログラ
ム実行により書替えられた＃１号機の出力回路用
データエリア＃12の内容は、＃１号機へと伝達さ
れるのである。

更に、これと同時に＃１号機の出力回路に対応
し、かつ＃１号機のユーザプログラム実行により
書替えられたデータエリア＃11の内容も＃２号機
へと転送され、同時に＃２号機の出力回路に対応
し、かつ＃２号機のユーザプログラム実行により
書替えられたデータエリア＃22の内容も＃１号機
へと転送されるから、次の実行エリアにおいて
は、＃１、＃２号機においては、常に最新の出力
データに基づいて、各ユーザプログラムの実行を
することができる。

次いで、以上の出力データの交換が終了する
と、ステツプ（14A）、（14B）の実行結果は共に
YESとなり、＃１号機においては、自機の出力
データが記憶されている出力エリア＃11、＃12の
内容が出力回路へと転送され、他方＃２号機にお
いては、同様に自機の出力データが記憶されてい
る出力エリア＃21、＃22の内容が出力回路へと転
送されるのである。

かくして、この実施例に示されるPLCシステム
においては、各号機においてユーザプログラムを
実行するのに先だつて、それぞれ他機の入力デー
タを自機へと取り込み、互いに同一の入力データ
に基づいてユーザプログラムを実行し、更にユー
ザプログラムの実行が完了した後においては、そ
の実行結果で変更した各他機用の出力データを互
いに交換してから、それぞれ出力回路へと転送す
るようにしているため、＃１号機と＃２号機との
間において、インターロツク回路を構成する如き
ユーザプログラムを作成した場合においても、レ
ーシングが発生することを確実に防止することが
できる。

なお、以上の実施例においては、本発明システ
ムとして、２台のPLCにより構成した場合を示し
たが、本発明システムに使用されるPLCの台数は
２台に限定されないことは勿論であり、任意の複
数の台数により構成することができる。更に、自
機と他機との間において、それぞれ入出力データ
を交換する手段としては前記実施例に限定される
ことはなく、DMA方式あるいはハンドシエイク
方式等のような様々な伝送方式を採用し得ること
は勿論である。

以上の実施例の説明でも明らかなように、この
発明に係るPLCシステムによれば、従来のこの種
PLCシステムのように、自機と他機との間におい
て入出力データを更新するために、外部入出力端
子を使用することが不要となりとともに、自機の
ユーザプログラム実行中に、他機のユーザメモリ
を参照すべき命令が読出されたとしてもその都度
他機の入出力メモリを参照することが不要とな
り、この種ユーザプログラムの実行時間を短縮さ
せることができ、更に複数号機に渡つてインター
ロツク回路を構成する如きユーザプログラムを作
成した場合においても、レーシングが発生するこ
とを確実に防止することができ、この種PLCシス
テムの信頼性、機能性を著しく向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係わるPLCシステムの電
気的な構成を示すブロツク図、第２図は、ワーキ
ングメモリ内に設けられる自号機レジスタおよび
他機状態レジスタの構成を示す図、第３図は、イ
ニシヤル処理の過程において、自号機レジスタお
よび他機状態レジスタの内容が変化する様子を示
す状態遷移図、第４図は、各機のＩ／Ｏメモリの
構成を示すブロツク図、第５図は、本発明のシス
テムの動作状態を示すタイムチヤート、第６図
は、本発明システムの動作を構成するために各
PLCのCPU内に記憶されるシステムプログラム
の構成を示すフローチヤートである。 １……リンクバス、２……リンクバスインター
フエイス、３……ユーザプログラムメモリ、４…
…入力回路、５……出力回路、６……入出力メモ
リ、７……CPU、８……スイツチインターフエ
イス、９……機番設定スイツチ、１０……ワーキ
ングメモリ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ リンクバスを介して、互いに入出力メモリの
   内容を交換可能に接続された複数機のPLCで構成
   されるものであつて、 各PLCには、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、 自機の入出力回路に対応する自機エリアに加え
   て、他機の入出力回路に対応する他機エリアとを
   備えた入出力メモリと、 ユーザプログラムの実行に先立つて、他機と同
   期して、自機の入力回路からの入力データを、自
   機の入出力メモリの自機入力回路用エリアに書込
   むとともに、この入力データを他機へと転送し、
   かつ他機から転送されてくる各他機の入力回路か
   らの入力データを、自機の入出力メモリの他機入
   力回路用エリアに書込む入力更新手段と、 この入力更新手段による更新動作の完了に応答
   して、自機の入出力メモリの入出力データを参照
   して、自機のユーザプログラムを実行し、その実
   行結果で自機の入出力メモリの内容を書換えると
   ともに、このとき書換えられた自機の入出力メモ
   リの他機出力回路用の出力データを、各対応する
   他機へとそれぞれ転送し、かつ各他機から転送さ
   れてくる自機出力回路用の出力データを、自機の
   入出力メモリの自機出力回路用エリアに書込む命
   令実行手段と、 他機と同期して、自機の入出力メモリの自機出
   力回路用エリアの出力データを、自機の出力回路
   へと転送する出力更新手段と、 を設けたことを特徴とするプログラム分散・並列
   実行式プログラマブル・ロジツク・コントローラ
   システム。