JPS6371704A - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はインテリジェントＩ／Ｏを有するプログラマブ
ルコントローラに関するものである。

（従来の技術） 産業制御分野で用いられるプログラマブルコントローラ
は、制御の高速化のみでなく、データロギングや他のコ
ントローラとの通信機能の要求が増大しているが、デー
タロギングや通信機能は、制御機能を本来の目的とする
メインＣＰＵにとって高負荷となるばかりでなく、ソフ
トウェアも複雑となるので効率的ではない。

このため最近は、データロギングや通信機能などメイン
ＣＰ　Ｕにとって高負荷となる処理を専用のマイクロプ
ロセッサを搭載したインテリジェントＩ／Ｏに代行させ
、これによってメインＣＩ）　Ｕの負荷を減らす制御の
分散化が行われている。

一般にインテリジェントＩ１０はモジュールの内部にメ
インＣＰＵとのデータ交換のためのコミュニケーション
メモリを持ち、このメモリはメインＣＰＵのアドレス空
間にバス結合で割付けられている。

しかしインテリジェントＩ１０の専用プロセッサ（以下
ローカルＣＰＵと呼ぶ）のアドレス結合で割付けられて
いるローカルＲＯＭ、ローカルＲＡＭなどはメインＣＰ
Ｕのアドレス空間とはバス結合されていないので、メイ
ンＣＰＵから直接にデータの書込／読出を行うことがで
きず、また上記ローカルＣＰＵの処理プログラムはロー
カルＲＯＭにファームウェアとして格納されているので
その動作が固定化され、このため処理能力に限界がある
。

また従来のインテリジェントＩ１０ｔＭ１込んだプログ
ラマブルコントローラでは、インテリジェントＩ／Ｏに
接続される外部Ｉ１０機器や通信回線の据付時の接続テ
ストや異常発生時の原因究明を行うときはインテリジェ
ントＩ１０のローカルＣＰＵのために高価な専用エミュ
レーション装置を用いてローカルＣＰＵのアドレス空間
に割付けられた外部Ｉ１０や制御回路などの動作確認を
行う必要がある。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、インテリジェントＩ１０の据付や異常発生時
にインテリジェントエ／○のローカルＣＰＵのための高
価な専用エミュレーション装置を用いることなく、プロ
グラマブルコントローラのみのスタンドフロンの状態で
容易にインテリジェントＩ１０の内部基本動作の確認を
行えるメンテナンスの容易なインテリジェントＩ１０式
のプログラマブルコントローラを提供することを目的と
している。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段と作用）本発明は、全体
の制御を行うメインＣＰＵと。

データの設定および参照を行うオペレータコンソールと
、内蔵された専用プロセッサが入出力データの処理を行
うインテリジェントＩ／Ｏを備えたプログラマブルコン
トローラにおいて、上記インテリジェントＩ１０のコミ
ュニケーションメモリを上記メインＣＰＵおよび専用プ
ロセッサの双方から続出／ＩＦ込が可能なデュアルポー
トＲＡＭで構成すると共にオンラインモードとオフライ
ンモードとを選択するモード選択回路を設け、上記イン
テリジェントＩ／Ｏにオンラインモード時はメインＣＰ
Ｕからの指令に応じて内蔵された所定プログラムで入出
力データの処理を行わせ、オフラインモード時は上記オ
ペレータコンソールから上記コミユニケージ１ンメモリ
に書込まれたデータとプログラムに従ってデータ処理を
行わせ、これによって特別なエミュレーション装置を用
いることなく、インテリジェントＩ１０の内部動作のチ
ェックをオフラインで行えるようにしたものである。

（実施例） 本発明の一実施倒を第１図に示す。

第１図において、コンソール１はアドレスバス１０５お
よびデータバス１０６を介してメインＣＰＵ２に接続さ
れており、オペレータによってキー人力されたデータが
メインＣＰＵ２に入力される。

メインＣＰＵ２はインテリジェントｌ１０３のコミュニ
ケーションメモリ９にバス結合されているのでメインＣ
ＰＵのアドレス空間の所定番地に割付けられたコミュニ
ケーションメモリ９の全てのエリアでデータの読出／書
込ができる。

インテリジェントｌ１０３内のローカルＣＰＵ５はイン
テリジェントｌ１０３の内部のアドレスバス１０３とデ
ータバス１０４によってローカルＲＯＭ６、ローカルＲ
ＡＭ７．外部Ｉ１０制御回路８゜モード選択回路１０お
よびコミュニケーションメモリ９と結合され、所定の番
地へのロード・ストア命令によってローカルＲＡＭ７．
外部Ｉ１０制御回路８およびコミュニケーションメモリ
９との間でデータの読出／書込ができる。

ローカルＲＯＭ６にはローカルＣＰＵ５の制御プログラ
ムが格納されており、ローカルＲＡＭ７はオンラインモ
ードでローカルＣＰＵ５が処理を行うときのワークエリ
アとして使用される。

外部Ｉ１０制御回路８はローカルＣＰＵ５からの書込動
作によってその内部レジスタに書込データをラッチし、
その内容に応じて動作モードを選択すると共に、外部Ｉ
１０機器４に対してローカルＣＰＵ５より書込まれたデ
ータを変換して出力し、逆に外部Ｉ１０機＠４より入力
したデータをローカルＣＰＵ５が処理できる形に変換し
てローカルＣＰＵ５が外部Ｉ１０制御回路８に対する読
出動作を行った時に入力させる。

モード選択回路１０はモード設定スイッチを有し、ロー
カルＣＰＵ５がモード選択回路／Ｏに読出動作を行うと
モード指定が“１”、′ＯＨのデータとしてデータバス
１０４に出力される。

ローカルＣＰＵ！５のプログラムはローカルＲＯＭ６に
格納されており、その概略構成は第２図に示す通りであ
る。

ｔｒｇが立上るとローカルＣＰＵ５は先ずモード判定ル
ーチン■を実行し、モード選択回路１０からモード指定
信号を読出す。

オンラインモード時は所定のオンラインモードプログラ
ム実行ルーチン■を実行する。

オフラインモード時はオフラインモードコマンド解釈ル
ーチン■を実行し、オペレータ操作によってコンソール
１から入力されたデータおよびメインＣＰＵ２がコミユ
ニケージ１ンメモリ９に書込む所定コマンドを解釈し、
各コマンドに応じて指定番地書込ルーチンに）、指定番
地読出ルーチンｇ５．指定プログラム実行ルーチン０の
何れかを実行する。

すなわち読出コマンドの場合には、ローカルＣＰＵ５は
コマンドのパラメータである指定番地を参照し、ローカ
ルＣＰＵ５のアドレス空間から指定番地と一致するアド
レスに割付けられたレジスタの内容を読出し、コミュニ
ケーションメモリ９の所定エリアに格納する。これによ
ってオペレータはコンソール１からコミュニケーション
メモリ９の所定エリアを使用してインテリジェントエ１
０３のローカルＣＰＵ５のアドレス空間に割付けられた
所望の番地のレジスタ内容を参照できる。

書込コマンドの場合には、ローカルＣＰＵ５はコマンド
のパラメータである指定番地と指定書込データをコミュ
ニケーションメモリ９の所定エリアよりロードし、ロー
カルＣＰＵ５のアドレス空間の中の指定アドレスに指定
データを書込む、これによってオペレータは、コンソー
ル１からインテリジェントｌ１０３のローカルＣＰＵ５
のアドレス空間に割付けられた所望のレジスタに所望の
データを書込むことができる。

指定プログラム実行コマンドの場合には、ローカルＣＰ
Ｕ５はオペレータによるコンソール１の操作によってコ
ミュニケーションメモリ９の所定エリアにセットされた
ローカルＣＰＵ５の解釈実行可能なプログラムの開始命
令番地に飛越命令を用いてプログラム実行番地を移す。

この場合指定プログラムの開始命令番地は、あらかじめ
決められた固定番地でもよいし、コマンドのパラメータ
による指定でもよい、また指定実行プログラムからの復
帰は、プログラムの最終命令をオフラインモードコマン
ド解釈ルーチンの先頭への飛越命令にすることで実現で
きる。

このようにオペレータはコンソール１からの操作によっ
てインテリジェントｌ１０３のローカルＲＯＭ６に格納
されたプログラムの動作とは全く別の動作をインテリジ
ェント！１０３に行わせることができる。なお上記指定
番地書込コマンドおよび指定番地続出コマンドは、指定
プログラム実行コマンドによって相当するプログラムを
実行させることによっても実現できる。

上記インテリジェントＩ／Ｏの具体的なハードウェアの
構成を第３図に示す。

第３図において、コミュニケーションメモリ９はデュア
ルポートＲＡＭ回路となっており、メインＣＰＵ２から
のアクセスに対してはアドレスバス１０５．データバス
１０６およびチップセクト（ｆｆ号１０１によって所望
のレジスタが選択される。

メインＣＰＴＪ２からの読出信号または書込信号がアク
ティブとなり読出／書込動作がレディ状態になるとアク
ノリッジ信号１０２がアクディプとなり、　メインＣＰ
Ｕ２は読出信号＋１９または書込信号１１８をインアク
ティブにして続出／書込マシンサイクルを完了する。

ローカルＣＰＵ５からのアドレスバス１０３．データバ
ス１０４．チップセレクト信号１０８．読出信号１１６
゜書込信号１１５、アクノリッジ信号１１７の動作も同
様である。なおデュアルポートＲＡＭ回路における両Ｃ
ＰＵからのアクセスに対するバス調停方法は周知の技術
なのでその説明は省略する。

またローカルＲＯＭ６．ローカルＲＡＭ７．外部Ｉ１０
制御回路８．モード選択回路／Ｏにおいてはバス調停が
不用であり、本実施例ではアクノリッジ信号１１７に相
当する信号は省略されている。

なおＡＣＫ回路１５はコミュニケーションメモリ９を選
択したときにコミュニケーションメモリ９からのアクノ
リッジ信号１１７によってローカルＣＰＵ５のマシンサ
イクルにウェイトサイクルを挿入するか否かのタイミン
グｍａｔ整を行う論理回路であるが、周知の技術で容易
に作成可能であるのでその詳細な説明は省略する。

外部Ｉ１０制御回路８はシリアルチャネルの制御を行う
ものであり、シリアル／パラレルデータ変換を行うシリ
アルチャネル制御回路１２．出力ライントライバ１３．
入カラインレシーバ１４．出力伝送ライン１１３および
入力伝送ライン１１４より構成され、ローカルＣＰＵ５
からの読出／書込指令によりシリアルチャネル制御回路
１２のモード設定、書込データの伝送ライン１１３への
出力、入力伝送ライン１１４からの入力データのデータ
バス１０４への出力を行う、なおこれらの動作は伝送用
ＬＳＩチップなど周知の回路で実現できるのでその説明
は省略する。

チップセレクト回路１１はローカルＣＰＵ５からのアド
レス信号をデコードしてローカルＲＯＭチップセレクト
信号１０９．ローカルＲＡＭチップセレクト信号１１０
．外部Ｉ１０制御回路セレクト信号１１１およびモード
選択回路セレクト信号１１２を生成する。

モード選択回路ｌＯはスイッチ１６を有し、スイッチ１
６のオン／オフ状態に応じてローカルＣＰＵ５が読出動
作を行ったとき、ローカルＣＰＵ５のデータバス１０４
の所定のビット線に’　１　”　／　”　０”が出力さ
れる。従ってローカルＣＰＵ５はモード選択回路１０の
割付アドレスに対して読出動作を行うことによってオン
ラインモード（ビット°′１”）／オフラインモード（
ビット“０”）の判定を行うことができる。

コミュニケーションメモリ９のオフラインモード時のエ
リア割付状態を第４図（Ａ）に示す、なおオンラインモ
ード時のエリア割付は本発明の機能を実現するオフライ
ンモードとは無関係なのでその説明は省略する。

コミュニケーションメモリ９はコマンドエリア２００、
ステータスエリア２０１．パラメータエリア２０２゜デ
ータエリア２０３に区分され、各エリアの内容は第５図
に示す通りである。

指定プログラム実行コマンドの場合、データエリアには
第４図（Ｂ）に示すように機械語命令がセットされるが
、本実施例では先頭命令がデータエリア２０３の先頭番
地固定とし、最終命令２０４はフローチャート１のエン
トリのへの飛越命令としている。なお本実施例では、書
込コマンド／読出コマンドのデータは１バイトを単位と
して実現している。

第２図に示すプログラムに対応するフローチャートを第
６図に示す。

第６図において、ルーチン■では、１！源立上り後モー
ド選択回路１０からのデータ入力に応じてオンラインモ
ード、オフラインモードの何れか一方のルーチンが選択
され、オンラインモードではイニシャライズ後通常のオ
ンラインルーチン■を実行する。

オフラインモードではまずコマンドエリア２００を“０
″データでクリアし、次にステータスエリア２０１に“
ＯＮをセットしてコマンド受付可能状態とする。

オペレータはコンソール１を介してステータスエリア２
０１の内容を参照し、ステータスエリア２０１が“０１
１にセットされていることを確認して、コマンドエリア
２Ω０に第５図に示すコマンド（１，２゜３）の１つを
選択してセットする。

ルーチン■ではコマンドエリア２００をスキャンし、所
定コマンドコードに応じて（イ）、■、■の指定ルーチ
ンに分岐する。

第７図は指定番地続出コマンドルーチンＯ）を示すもの
で、　まずステータスエリア２０１にコマンド実行中を
示すデータ“１″をセットしてから、ローカルＣＰＵ５
のインデックスレジスタおよび汎用レジスタを用いてパ
ラメータエリア２０２に指定された指定番地からデータ
を読み出し、データエリア２０３に格納する。なお本実
施例ではデータエリアの先頭１バイトを読出しデータの
格納エリアとしている。

これらの動作が終了すると飛越命令によってルーチン■
のエントリ■に戻る。

第８図は書込コマンド実行ルーチン■を示すもので、　
データエリア２０３にセットされた指定データを指定番
地に書込む以外は読出コマンド実行ルーチン（イ）と同
じである。

第９図は指定プログラム実行コマンド実行ルーチン■を
示すもので、本実施例ではデータエリア２０３の先頭に
指定プログラムの開始命令が格納されていることを前提
としてデータエリア２０３の先頭番地に飛越命令によっ
て制御を移す。指定プログラムとしてはローカルＣＰＵ
５の機械語命令がセットされており、ローカルＣＰＵ５
はセットされた命令に従って処理を実行する。

なおセットされたプログラムは最後の実行命令をルーチ
ン（ト）のエントリ■への飛越命令２０４としており、
これによって指定プログラム実行終了時に再度コマンド
受付可能状態となる。

この指定プログラム実行コマンドを用いて、外部Ｉ１０
制御回路８に対して異るモード設定やデータ入／出力処
理を行うと、リアルタイムでオンラインモード時と異る
動作をインテリジェント１／Ｏに行わせることができる
。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、インテリジェント
Ｉ／Ｏを組込んだプログラマブルコントローラの据付時
や異常時の保守に高価なエミュレーション装置を用いる
必要がなくなり、従来のインテリジェントＩ／Ｏを組込
んだプログラマブルコントローラに比較して据付時およ
び異常発生時のメンテナンス処理を効率よく、かつ低コ
ストで行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のご実施例を示す系統図、第２図は本発
明の基本的なプログラム構成を示す図、第３図は本発明
におけるインテリジェントＩ１０のハードウェア構成を
示す図、第４図（Ａ）、（Ｂ）は本発明におけるコミュ
ニケーションメモリのエリア割付けを示す図、第５図は
第４図における各エリアの内容を余す図、第６図は本発
明の動作を示すフローチャート図、第７図〜第９図はそ
れぞわ第６図における部分フローチャート図である。 １・・・コンソール　　　２・・・メインＣＰＵ３・・
・インテリジェントｌ１０ ４・・・外部Ｉ１０機器　５・・・ローカルＣＰＵＧ・
・・ローカルＲＯＭ　　７・・・ローカルＲＡＭ８・・
・外部Ｉ１０制御回路 ９・・・コミュニケーションメモリ １０・・・モード選択回路 １１・・・チップセレクト回路 １２・・・シリアルチャネル制御回路 １３・・・出力ライントライバ １４・・・入力ラインレシーバ　１５・・・ＡＣＫ回路
１６・・・スイッチ 代理人　弁理士　猪股祥晃（ほか１名）第１図 第２図 第　８　図 （Ａ）　　　　　　　　　　　（Ｂ） 第４図 第５図 第　９　図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 全体の制御を行うメインＣＰＵと、データの設定および
   参照を行うオペレータコンソールと、内蔵された専用プ
   ロセッサが入出力データの処理を行うインテリジェント
   Ｉ／Ｏを備えたプログラマブルコントローラにおいて、
   上記インテリジェントＩ／Ｏのコミュニケーションメモ
   リを上記メインＣＰＵおよび専用プロセッサの双方から
   読出／書込が可能なデュアルポートＲＡＭで構成すると
   共にオンラインモードとオフラインモードとを選択する
   モード選択回路を設け、上記インテリジェントＩ／Ｏに
   オンラインモード時はメインＣＰＵからの指令に応じて
   内蔵された所定プログラムで入出力データの処理を行わ
   せ、オフラインモード時は上記オペレータコンソールか
   ら上記コミュニケーションメモリに書込まれたデータと
   プログラムに従ってデータ処理を行わせることを特徴と
   するプログラマブルコントローラ。