JPS644201B2 - - Google Patents

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JPS644201B2
JPS644201B2 JP55086333A JP8633380A JPS644201B2 JP S644201 B2 JPS644201 B2 JP S644201B2 JP 55086333 A JP55086333 A JP 55086333A JP 8633380 A JP8633380 A JP 8633380A JP S644201 B2 JPS644201 B2 JP S644201B2
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JP
Japan
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program
memory element
control
programming
controller
Prior art date
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JP55086333A
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Japanese (ja)
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Yoshiji Fukai
Masato Yamamoto
Masuo Hanawaka
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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Priority to KR1019810002190A priority patent/KR850000326B1/en
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Priority to US06/605,778 priority patent/US4542452A/en
Publication of JPS644201B2 publication Critical patent/JPS644201B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、マイクロプロセツサ応用のプログラ
マブルコントローラに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a programmable controller for microprocessor applications.

マイクロプロセツサ応用のコントローラにおい
ては、制御対象に応じたユーザプログラムが作成
される。そして実際に制御を開始する前には、制
御プログラムが仕様通り出来上つているかどうか
の仕様確認と、制御プログラムで目的の制御結果
が得られるかどうかの動作確認と、制御パラメー
タの初期値の設定およびハードウエアの動作確認
等のテストが必要とされている。このテストを行
う場合は一般に制御対象を模擬する制御対象モデ
ル(以下プロセスモデルという)を作成してコン
トローラに接続し、コントローラを動作させる。
これをシミユレーシヨンと呼ぶ。従来シミユレー
シヨンはコントローラの機能とは切離して考えら
れており、したがつてコントローラの設計者は必
要に応じて適当なプロセスモデルを作成しなけれ
ばならない。この対策としてプロセスを高次遅れ
系で近似するプロセスシミユレータなどが製品化
されているが、機能が単純なため複雑化するプロ
セスに対応しにくくなつてきている。また計算機
制御システムでは複雑なプロセスモデルをソフト
ウエアで作成しテストする例があるが、その手法
が標準化されていないため誰でも使用できるもの
ではない。
In a microprocessor-based controller, a user program is created depending on the object to be controlled. Before actually starting control, the specifications are checked to see if the control program is completed according to specifications, the operation is checked to see if the desired control results can be obtained with the control program, and the initial values of the control parameters are set. Tests are also required to confirm the operation of the hardware. When performing this test, a controlled object model (hereinafter referred to as a process model) that simulates the controlled object is generally created, connected to the controller, and the controller is operated.
This is called a simulation. Conventionally, simulation has been considered separately from controller functions, and therefore controller designers must create appropriate process models as necessary. As a countermeasure to this problem, process simulators that approximate processes using high-order delay systems have been commercialized, but their simple functions have made it difficult to handle increasingly complex processes. In addition, in computer control systems, there are examples of creating and testing complex process models using software, but this method is not standardized and cannot be used by anyone.

本発明は、オンライン制御時に不揮発性メモリ
素子に格納されたユーザプログラムをコントロー
ラ本体単独で実行するユーザプログラマブルなコ
ントローラにおいて、コントローラ本体にコネク
タを介して接続されるプログラマとして、キー操
作によりプログラミング用の書込み/読出しが自
由にできるメモリ素子に制御プログラムおよびシ
ミユレーシヨンのための制御対象モデルのプログ
ラム(制御対象プログラム)を含むユーザプログ
ラムを書込むプログラムモードの他に、前記プロ
グラミング用のメモリ素子に書込んだ制御プログ
ラムと制御対象プログラムをコントローラ本体で
実行させるテストランモードを設け、プログラマ
をコントローラ本体に接続してシミユレーシヨン
を行ない、プログラマにシミユレータの機能をも
たせることによつて、シミユレーシヨンの手法を
標準化し、誰でもが容易にシミユレーシヨンがで
き、しかもテストの結果不十分な点があれば容易
に修正できるプログラマブルコントローラを実現
したものである。
The present invention provides a user programmable controller in which a user program stored in a non-volatile memory element is executed on the controller body alone during online control. / In addition to the program mode in which a user program including a control program and a program of a controlled object model for simulation (controlled object program) is written in a memory element that can be read freely, the control program written in the memory element for programming is By providing a test run mode in which the program and the controlled program are executed on the controller body, and by connecting the programmer to the controller body and performing simulation, and by giving the programmer the function of a simulator, the simulation method can be standardized and anyone can use it. A programmable controller has been realized that can be easily simulated, and can be easily corrected if there are any unsatisfactory points as a result of testing.

第1図は本発明コントローラの一実施例を示す
ブロツク線図である。図において、10はコント
ローラ本体で、マイクロプロセツサCPUやシス
テムプログラムが格納されたメモリ素子を含むシ
ステム制御部11と、制御対象のプロセス量を検
出する検出器や制御対象を制御する操作端等のプ
ロセスI/Oとのインタフエイス12と、シヨブ
毎にプログラムが変わるユーザプログラムが格納
されたROM等の不揮発性メモリ素子13が取付
けられるソケツト14と、制御パラメータ等のデ
ータが格納されるRAM等の揮発性メモリ素子1
5と、制御パラメータ等を表示するデイジタル表
示器16および制御パラメータのチユーニングの
ためのキーボード17とのD/Kインタフエイス
18を有し、これらはデータバス19で接続され
ている。20はプログラマで、プログラミング用
のプログラムが格納されたメモリ素子を有し、プ
ログラミング動作を制御するプログラム制御部2
1と、プログラムキーボード22、デイスプレイ
23、動作モードスイツチ24、プログラム領域
指定スイツチ25とROMライタ26等のI/O
インタフエイス27と、作成したプログラムを格
納するためのRAM等の書込み/読出しが自由に
できるプログラミング用メモリ素子28を有して
おり、これらはデータバス29で接続されてい
る。プログラマ20のデータバス29はコントロ
ーラ本体10のデータバス19にコネクタ30で
着脱自在に接続される。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the controller of the present invention. In the figure, 10 is the controller main body, which includes a system control unit 11 including a microprocessor CPU and a memory element storing a system program, a detector for detecting the process amount of the controlled object, an operating terminal for controlling the controlled object, etc. An interface 12 with process I/O, a socket 14 to which a non-volatile memory element 13 such as a ROM, which stores a user program that changes with each job, is installed, and a RAM, etc., which stores data such as control parameters. Volatile memory element 1
5, a digital display 16 for displaying control parameters, etc., and a keyboard 17 for tuning the control parameters. 20 is a programmer, which has a memory element in which a programming program is stored, and a program control unit 2 that controls programming operations.
1, program keyboard 22, display 23, operation mode switch 24, program area designation switch 25, ROM writer 26, etc.
It has an interface 27 and a programming memory element 28 such as a RAM for storing created programs that can be written/read freely, and these are connected by a data bus 29. The data bus 29 of the programmer 20 is detachably connected to the data bus 19 of the controller main body 10 through a connector 30.

このように構成した本発明の動作を第2図のフ
ローチヤートを参照しながら以下に説明する。ま
ずコントローラ本体10およびプログラマ20の
動作は全てシステム制御部11のCPUの制御に
よつて行われる。まずコントローラ本体10にユ
ーザプログラムを格納したメモリ素子13が取付
けられていない状態で、プログラマ20をコント
ローラ本体10に接続し、動作モードスイツチ2
4をプログラム側にしてプログラムモードとし、
キーボード22のイニシヤライズキーを押すと、
プログラム制御部21のメモリ素子に書込まれて
いたP、I、D等のパラメータの初期値がRAM
等のメモリ素子28のパラメータ領域に設定され
る。この初期値はシステム固定のものでジヨブに
よつて変わることのない値で、例えばP=1000
%、I=9999秒、D=0秒のように安全サイド値
である。メモリ素子28にはパラメータ領域の他
に制御プログラム領域とプロセスモデル領域があ
り、プログラムモードにおいてどちらの領域に書
込むかは領域指定スイツチ25で指定される。領
域指定スイツチ25で制御プログラム領域を指定
し、キーボード22から例えば第3図に示すよう
な制御プログラムと定数類をキーインする。その
結果プログラム制御部21のメモリ素子に書込ま
れたプログラムにしたがつてコントローラ本体1
0のCPU11で命令コードに変換されてプログ
ラム用メモリ素子28の制御プログラム領域に格
納される。第3図の制御プログラム領域におい
て、LDX1は入力レジスタX1に格納された入力
X1の読込み、LDP1は定数レジスタP1に格納され
た定数αの読込み、*はX1とαの乗算、LDP2
定数レジスタP2に格納された定数βの読込み、+
はαX1とβの加算、BSCはαX1+βを測定値PV
とし、内部の設定値SVとの偏差にPID演算等の
制御演算を施すもので、従来のアナログのPIDコ
ントローラに相当する。STY1は出力レジスタY1
に制御演算結果MVの書込み、ENDはプログラ
ム終了をそれぞれ意味している。このプログラム
は第4図の計装フローに対応している。
The operation of the present invention configured as described above will be explained below with reference to the flowchart shown in FIG. First, all operations of the controller main body 10 and the programmer 20 are performed under the control of the CPU of the system control section 11. First, the programmer 20 is connected to the controller body 10 without the memory element 13 storing the user program installed in the controller body 10, and the operation mode switch 2 is turned on.
4 to the program side to set the program mode,
When you press the initialize key on the keyboard 22,
The initial values of parameters such as P, I, and D written in the memory element of the program control unit 21 are stored in the RAM
etc. is set in the parameter area of the memory element 28. This initial value is fixed to the system and does not change depending on the job. For example, P = 1000.
%, I=9999 seconds, D=0 seconds, which are safe side values. In addition to the parameter area, the memory element 28 has a control program area and a process model area, and which area is to be written in in the program mode is specified by the area designation switch 25. A control program area is designated with the area designation switch 25, and a control program and constants as shown in FIG. 3 are keyed in from the keyboard 22, for example. As a result, the controller main body 1
The code is converted into an instruction code by the CPU 11 of No. 0 and stored in the control program area of the program memory element 28. In the control program area of Figure 3, LDX 1 is the input stored in input register X 1 .
Reads X 1 , LDP 1 reads constant α stored in constant register P 1 , * multiplies X 1 and α, LDP 2 reads constant β stored in constant register P 2 , +
is the sum of αX 1 and β, and BSC is the measured value PV of αX 1 + β.
It performs control calculations such as PID calculations on the deviation from the internal set value SV, and corresponds to a conventional analog PID controller. STY 1 is output register Y 1
The control operation result MV is written to , and END means the end of the program. This program corresponds to the instrumentation flow shown in FIG.

次に領域指定スイツチ25をプロセスモデルプ
ログラム側に切換え、シミユレーシヨンに必要な
制御対象のモデル例えば第4図に示すようなむだ
時間+1次遅れ系などのアルゴリズムをキーボー
ド22によつてプログラムする。その結果はコー
ド化されて、メモリ素子28のプロセスモデル領
域に格納される。通常この領域は演算を行わない
END状態に初期化されているので、テストの必
要がなければプログラムを書く必要はない。第3
図のプロセスモデル領域において、LDY1は出力
レジスタY1に格納されたデータY1の読込み、
LDP3は定数レジスタP3に格納された定数Lの読
込み、DEDはY1にむだ時間e―LSを施す演算、
LDP4は定数レジスタP4に格納された定数Tの読
込み、LAGはY1e―LSに1次遅れ1/1+STを施す 演算、STY2はY1e―LS/1+STなる演算結果の出力レ ジスタY2への書込み、ENDはプログラムステツ
プ終了をそれぞれ意味している。
Next, the area designation switch 25 is switched to the process model program side, and a model of the controlled object necessary for the simulation, for example, an algorithm such as a dead time + first-order lag system as shown in FIG. 4, is programmed using the keyboard 22. The results are encoded and stored in the process model area of memory device 28. Normally no calculations are performed in this area.
Since it is initialized to the END state, there is no need to write a program unless there is a need for testing. Third
In the process model area shown in the figure, LDY 1 reads data Y 1 stored in output register Y 1 ,
LDP 3 is the reading of the constant L stored in the constant register P 3 , DED is the operation of applying the dead time e- LS to Y 1 ,
LDP 4 is the read constant T stored in constant register P4 , LAG is an operation that applies a first-order delay 1/1 + ST to Y 1 e- LS , and STY 2 is an output register for the operation result of Y 1 e- LS /1 + ST. Writing to Y2 and END respectively mean the end of the program step.

次にプログラマ20の動作モードスイツチ24
をテストランモードにすると、コントローラ本体
10はプログラマ20のメモリ素子28に格納さ
れた制御プログラムとプロセスモデルプログラム
を実行する。したがつて第4図のように制御プロ
グラムの結果を一度出力レジスタY1に出力し、
さらにY1の内容Y1がプロセスモデルプログラム
を通して出力レジスタY2へ出力されるので、Y2
の出力端にはプロセスのオープンループの応答が
得られる。この状態で制御プログラムのアルゴリ
ズムの仕様確認ができる。次にY2の出力Y2を入
力X1に結線することによつてプロセスモデルを
含んだ閉ループが形成されコントローラ本体10
は第3図ではフイードバツク制御のシミユレーシ
ヨンを実行する。この状態で制御プログラムの制
御動作の確認およびパラメータの粗調整ができ
る。すなわち制御動作に合わせてコントローラ本
体10のキーボード17によつてP、I、D等の
パラメータのチユーニングを行なう。このチユー
ニングによつてプログラマ20のメモリ素子28
のパラメータ領域では先の初期値が更新される。
このようにして動作確認とパラメータ調整が完了
したメモリ素子28のプログラムをプログラマ2
0のROMライタ26で、ROMに書込む。書込
みが終つたROMがコントローラ本体10のユー
ザプログラムソケツト14に取付けられて、ユー
ザプログラムを格納したメモリ素子13となる。
コントローラ本体10からのプログラマ20を切
離すとコントローラ本体10の動作は実行モード
となり、メモリ素子13の制御プログラム領域に
書かれたプログラムのみを実行する。
Next, the operating mode switch 24 of the programmer 20
When set to the test run mode, the controller body 10 executes the control program and process model program stored in the memory element 28 of the programmer 20. Therefore, as shown in Figure 4, the result of the control program is output once to the output register Y1 ,
Furthermore, the content Y 1 of Y 1 is output to the output register Y 2 through the process model program, so Y 2
At the output end, we get the response of the open loop of the process. In this state, you can check the specifications of the control program algorithm. Next, by connecting the output Y2 of Y2 to the input X1 , a closed loop including the process model is formed, and the controller main body 10
In FIG. 3, a simulation of feedback control is executed. In this state, the control operation of the control program can be checked and parameters can be roughly adjusted. That is, parameters such as P, I, and D are tuned using the keyboard 17 of the controller main body 10 in accordance with the control operation. By this tuning, the memory element 28 of the programmer 20
In the parameter area, the previous initial value is updated.
The program for the memory element 28 whose operation has been checked and parameter adjustments have been completed in this way is then transferred to the programmer 2.
Write to the ROM using the ROM writer 26 of 0. The written ROM is attached to the user program socket 14 of the controller main body 10, and becomes the memory element 13 storing the user program.
When the programmer 20 is disconnected from the controller main body 10, the operation of the controller main body 10 becomes an execution mode, and only the program written in the control program area of the memory element 13 is executed.

なお、プログラマ20には、プログラムモード
時プログラム作成の他に専用キーからの指令によ
り、コントローラ本体の不揮発性メモリ素子13
のプログラムをプログラマのプログラミング用メ
モリ素子28へ転送する機能、プログラマにセツ
トした不揮発性メモリ素子26の内容をプログラ
ミング用メモリ素子28にコピーする機能、プロ
グラミング用メモリ素子28のプログラムを任意
のステツプに追加、削除する編集機能をもたせる
ことによつて、コントローラ本体10に取付られ
ている不揮発性メモリ素子13のユーザプログラ
ムを一部修正してあたらしいユーザプログラムを
作成したい場合等において、プログラミングを容
易かつ安全に行うことができる。また、プログラ
マ20で作成したプログラムを不揮発性メモリ素
子13にコピーする手段としては上述のようにプ
ログラマで直接行う方法以外に、紙テープ、磁気
カード等の中間媒体を介して行うようにしてもよ
い。
In addition to creating a program in the program mode, the programmer 20 also uses commands from a dedicated key to write data to the non-volatile memory element 13 of the controller main body.
A function to transfer the program to the programming memory element 28 of the programmer, a function to copy the contents of the nonvolatile memory element 26 set in the programmer to the programming memory element 28, and a function to add the program in the programming memory element 28 to any step. , By providing an editing function for deleting, programming can be easily and safely performed when a user program in the non-volatile memory element 13 attached to the controller main body 10 is partially modified and a new user program is to be created. It can be carried out. Further, as a means for copying the program created by the programmer 20 to the nonvolatile memory element 13, in addition to the above-mentioned method of directly copying the program using the programmer, it may be possible to copy the program using an intermediate medium such as a paper tape or a magnetic card.

以上説明したように本発明においては、コント
ローラ本体に接続したプログラマにより、プログ
ラムモードで制御プログラムとともにシミユレー
シヨン用の制御対象プログラムをプログラミング
用の書込み/読出しが自由にできるメモリ素子に
書込み、テストランモードでプログラミング用メ
モリ素子に書込んだ制御プログラムと制御対象プ
ログラムをコントローラ本体で実行してシミユレ
ーシヨンを行うようにして、プログラマにシミユ
レーシヨン機能をもたせ、しかもプログラマに設
けた動作モードスイツチでプログラムモードとテ
ストランモードとを切換えるようにしているの
で、シミユレーシヨンの手法が標準化され、誰で
もが容易にテストでき、しかもテストの結果不十
分な点があれば、プログラムモードに戻して直ち
に修正できる。
As explained above, in the present invention, a programmer connected to the controller main body writes a control program for simulation together with a control target program in program mode to a memory element that can be freely written/read for programming, and in test run mode. The control program written in the programming memory element and the controlled program are executed on the controller body to perform simulation, giving the programmer a simulation function.Moreover, the program mode and test run mode can be set using the operation mode switch provided on the programmer. Since the simulation method is standardized, anyone can easily test it, and if the test results show that there is something unsatisfactory, they can immediately return to the program mode and correct it.

また本発明によれば、制御対象プログラムをプ
ログラミング用メモリ素子に書込むようにしてい
るので、ジヨブに応じた制御対象のモデルを任意
に組み込むことができる。
Further, according to the present invention, since the controlled object program is written in the programming memory element, it is possible to arbitrarily incorporate a model of the controlled object depending on the job.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示すブロツク線
図、第2図は本発明の動作を説明するためのフロ
ーチヤート、第3図および第4図は本発明を機能
的に示したブロツク線図である。 10…コントローラ本体、11…システム制御
部、13…不揮発性メモリ素子、15…揮発性メ
モリ素子、19…データバス、20…プログラ
マ、21…プログラム制御部、22…キーボー
ド、23…デイスプレイ、24…動作モードスイ
ツチ、25…プログラム領域指定スイツチ、27
…ROMライタ、28…プログラミング用メモリ
素子。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are block diagrams showing the present invention functionally. It is a diagram. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Controller body, 11... System control part, 13... Non-volatile memory element, 15... Volatile memory element, 19... Data bus, 20... Programmer, 21... Program control part, 22... Keyboard, 23... Display, 24... Operation mode switch, 25...Program area designation switch, 27
...ROM writer, 28...memory element for programming.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 マイクロプロセツサを含み、ユーザプログラ
ムを格納した不揮発性メモリ素子が取り付けら
れ、この不揮発性メモリ素子に格納されているユ
ーザプログラムを単独で実行するコントローラ本
体と、プログラミング用のキーボード、デイスプ
レイ、プログラムモードとテストランモードとを
切換える動作モードスイツチ、プログラム領域指
定スイツチおよび書込み/読出しが自由にできる
プログラミング用のメモリ素子とを有し、前記コ
ントローラ本体のデータバスにコネクタを介して
接続されたとき、前記動作モードスイツチで指定
されたモードとなるプログラマとを具え、 前記動作モードスイツチでプログラムモードを
指定したとき、前記マイクロプロセツサの制御に
より前記プログラミング用のメモリ素子にキーボ
ードの操作で制御演算用の制御プログラムおよび
シミユレーシヨン用の制御対象プログラムからな
るユーザプログラムを前記領域指定スイツチで指
定された領域に書き込む手段と、前記動作モード
スイツチでテストランモードを指定したとき、前
記マイクロプロセツサにより前記プログラミング
用メモリ素子に書込まれたユーザプログラムを実
行してシミユレーシヨンを行う手段を設けたこと
を特徴とするプログラマブルコントローラ。
[Scope of Claims] 1. A controller body including a microprocessor, to which a non-volatile memory element storing a user program is attached, which independently executes the user program stored in the non-volatile memory element, and a controller body for programming. It has a keyboard, a display, an operation mode switch for switching between a program mode and a test run mode, a program area designation switch, and a memory element for programming that can be written/read freely, and is connected to the data bus of the controller main body via a connector. and a programmer that when connected, enters the mode specified by the operating mode switch, and when the programming mode is specified by the operating mode switch, the programming memory element is programmed by keyboard operation under the control of the microprocessor. means for writing a user program consisting of a control program for control calculations and a control target program for simulation into an area designated by the area designation switch; A programmable controller comprising: means for executing a user program written in the programming memory element to perform simulation.
JP8633380A 1980-06-25 1980-06-25 Programmable controller Granted JPS5713508A (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8633380A JPS5713508A (en) 1980-06-25 1980-06-25 Programmable controller
KR1019810002190A KR850000326B1 (en) 1980-06-25 1981-06-16 Controller for controlling the progress of work
GB8119495A GB2079492B (en) 1980-06-25 1981-06-24 Programmable controller
US06/605,778 US4542452A (en) 1980-06-25 1984-05-01 Programmable controller

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8633380A JPS5713508A (en) 1980-06-25 1980-06-25 Programmable controller

Publications (2)

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JPS5713508A JPS5713508A (en) 1982-01-23
JPS644201B2 true JPS644201B2 (en) 1989-01-25

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ID=13883906

Family Applications (1)

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JP8633380A Granted JPS5713508A (en) 1980-06-25 1980-06-25 Programmable controller

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52148897U (en) * 1976-05-10 1977-11-11

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Publication number Publication date
JPS5713508A (en) 1982-01-23
KR830006728A (en) 1983-10-06
KR850000326B1 (en) 1985-03-20

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