KR101757614B1

KR101757614B1 - 아날로그 변환 장치 및 프로그래머블 컨트롤러 시스템

Info

Publication number: KR101757614B1
Application number: KR1020177008680A
Authority: KR
Inventors: 신이치로 오치아이
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2012-10-26
Filing date: 2012-10-26
Publication date: 2017-07-12
Also published as: TWI493301B; WO2014064846A1; CN104756024A; DE112012006775B4; CN104756024B; DE112012006775T5; JPWO2014064846A1; JP5301060B1; KR20150054904A; KR20170039311A; US20150263748A1; TW201416811A; US9369145B2

Abstract

외부로부터 입력되는 아날로그값을 디지털값으로 변환하는 A/D 변환부(120)와, 변환된 디지털값을 격납하는 A/D 변환값 격납 영역(141)과, A/D 변환값 격납 영역(141)에 격납된 디지털값을 로깅하는 로그 격납 영역(142)을 가지고, 프로그래머블 컨트롤러 전체를 제어하는 CPU 유닛(200)으로부터 판독 액세스 가능한 공유 메모리(140)와, A/D 변환값 격납 영역(141)에 격납되어 있는 디지털값을 로깅 데이터(700)로서 로그 격납 영역(142)에 격납하는 로깅 실행부(131)와, 전회 인터럽트 발생 요구를 행하고 나서, 로그 격납 영역(142)에 격납되는 로깅 데이터(700)의 수가 소정의 수에 이르렀는지를 감시하는 일정 점수 로깅 검출부(132)와, 로깅 데이터(700)의 수가 소정의 수에 이르렀을 경우에, CPU 유닛(200)에 대해서 인터럽트 발생 요구를 행하는 인터럽트 발생부(133)를 구비한다.

Description

아날로그 변환 장치 및 프로그래머블 컨트롤러 시스템{ANALOG CONVERSION DEVICE AND PROGRAMMABLE CONTROLLER SYSTEM}

본 발명은 프로그래머블 컨트롤러(이하, PLC라고 함)에 장착되는 아날로그 변환 장치 및 PLC 시스템에 관한 것이다.

PLC에 아날로그 데이터값을 입력하는 경우, 아날로그 데이터값을 디지털값으로 변환하는 A/D 변환 유닛(A/D 변환 장치)이 이용된다. 일반적으로, 입력되는 아날로그 데이터값을 디지털값으로 변환하는 A/D 변환 유닛의 A/D 변환의 샘플링 주기와, PLC 시스템 전체를 제어하는 CPU(Central Processing Unit) 유닛의 제어 주기(스캔 타임)는 비동기이며, 또한 샘플링 주기의 쪽이 고속인 경우가 많다. 이 때문에, A/D 변환값의 로깅을 행하는 경우, CPU 유닛에서 모든 A/D 변환값의 일부를 소실하지 않고 로깅을 행하는 것은 곤란하다.

모든 A/D 변환값의 일부를 소실하지 않고 로깅을 행하는 방법으로서, A/D 변환 유닛 내에서 로깅 처리를 행하는 방법이 있지만, 수집한 데이터를 참조하기 위해서는, 로깅 완료 후에 CPU 유닛에 해당 데이터를 판독할 필요가 있다. 종래, 이 판독 처리에 있어서 전용의 통신 처리를 여러 차례 실시할 필요가 있어, 수고가 든다고 하는 문제가 있었다.

이 문제에 관하여, 전용의 처리를 필요로 하지 않고, CPU 유닛으로부터 상시 액세스 가능한 에어리어인 공유 메모리에 A/D 변환값을 격납하는 기술이 제안되어 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조). 또, 연속한 데이터의 수집 방법으로서 링 버퍼 형식으로 수집을 행하는 기술이 제안되어 있다(예를 들어, 특허 문헌 2 참조). 추가로, 공통 메모리에 링 버퍼 형식으로 수집을 행하는 기술이 제안되어 있다(예를 들어, 특허 문헌 3 참조).

추가로 또, 연속한 데이터를 수집 및 참조하는 기술, 수집한 데이터를 시계열로 취급하는 기술, 보다 고속의 A/D 변환 주기(샘플링 주기)로 갱신되는 A/D 변환값을 로깅하는 기술이 제안되어 있다(예를 들어, 특허 문헌 4 참조). 구체적으로는, A/D 변환 유닛의 유한한 내부 메모리에 링 버퍼 구성으로 격납되는 로깅 데이터를 CPU 유닛이 특정의 공유 메모리를 감시하고, 로깅 데이터가 재기입되기 전에, CPU 유닛의 내부 레지스터에 로깅 데이터를 추출함으로써, 연속적인 로깅 데이터의 취득을 가능하게 하고 있다.

특허 문헌 1: 일본국 특개평 8－69355호 공보 특허 문헌 2: 일본국 특개 2008－20392호 공보 특허 문헌 3: 일본국 특개 2007－233593호 공보 특허 문헌 4: 국제 공개 제2010/109584호

그렇지만, 특허 문헌 1에 기재된 기술에서는, 데이터 격납마다 전(前) 데이터가 재기입되어 버려, 연속한 데이터의 수집, 및 참조가 곤란했다. 또, 특허 문헌 2에 기재된 기술에서는, 링 버퍼 구조의 메모리 에어리어에 있어서, 최신·최구(最舊) 데이터를 식별하지 못하여, 수집한 데이터를 시계열로 취급하는 것이 곤란했다. 또한, 특허 문헌 3에 기재된 기술은, CPU 유닛의 제어 주기에 동기한 로깅을 실현하기 위한 것으로, 보다 고속의 A/D 변환의 샘플링 주기로 갱신되는, A/D 변환값을 로깅하는 것은 곤란했다.

또, 특허 문헌 4 기재된 기술에서는, 로깅 처리는 A/D 변환 유닛이 행하고, 로깅 데이터의 감시와 판독 제어를 CPU 유닛이 실시하고 있기 때문에, 시간적인 로스가 발생하여, 보다 고속의 로깅 주기(A/D 변환 주기)에 있어서, 연속적인 로깅 데이터를 취득하는 것이 곤란했다.

본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로, 시간적인 로스를 없애, 보다 고속의 로깅 주기(A/D 변환 주기)에 있어서, 연속적인 로깅 데이터를 취득할 수 있는 아날로그 변환 장치 및 프로그래머블 컨트롤러 시스템을 얻는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 아날로그 변환 장치는, 프로그래머블 컨트롤러에 장착되고, 외부로부터 입력되는 아날로그값을 차례로 디지털값으로 변환하는 아날로그 변환 장치에 있어서, 외부로부터 입력되는 아날로그값을 디지털값으로 변환하는 A/D 변환 수단과, 변환된 상기 디지털값을 격납하는 A/D 변환값 격납 영역과, 상기 A/D 변환값 격납 영역에 격납된 상기 디지털값을 로깅하는 로그 격납 영역을 가지고, 상기 프로그래머블 컨트롤러 전체를 제어하는 CPU 유닛으로부터 판독 액세스 가능한 제1 기억 수단과, 상기 A/D 변환값 격납 영역에 격납되어 있는 상기 디지털값을 로깅 데이터로서 상기 로그 격납 영역에 격납하는 로깅 실행 수단과, 전회(前回) 인터럽트 발생 요구를 행하고 나서, 상기 로그 격납 영역에 격납되는 상기 로깅 데이터의 수가 소정의 수에 이르렀는지를 감시하는 일정 점수(点數) 로깅 검출 수단과, 상기 로깅 데이터의 수가 상기 소정의 수에 이르렀을 경우에, 상기 CPU 유닛에 대해서 인터럽트 발생 요구를 행하는 인터럽트 발생 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 일정 점수 로깅 검출 수단이, 제1 기억 수단에 격납되는 로깅 데이터의 수를 감시하여, 로깅 데이터의 수가 소정의 수에 이르면 인터럽트 발생 수단이 CPU 유닛에 대해서 인터럽트 발생 요구를 행하도록 했으므로, 시간적인 로스를 없애, 보다 고속의 로깅 주기(A/D 변환 주기)에 있어서, 연속적인 로깅 데이터를 취득할 수 있다고 하는 효과를 가진다.

도 1은 A/D 변환 장치(아날로그 유닛)를 포함하는 PLC 시스템의 구성을 모식적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는 판독 전용 파라미터의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 A/D 변환 유닛에 의한 인터럽트 발생 요구 생성 처리의 절차의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 4는 판독 전용 파라미터의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 CPU 유닛에 의한 인터럽트 발생시의 사이클릭 처리의 절차의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 6은 CPU 유닛에 의한 인터럽트 발생시의 사이클릭 처리의 절차의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 7은 인터럽트 처리 발생시의 처리 순서를 모식적으로 나타내는 도면이다.

이하에 첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 아날로그 변환 장치 및 프로그래머블 컨트롤러 시스템의 바람직한 실시 형태를 상세하게 설명한다. 또한 이 실시 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

도 1은 A/D 변환 장치(아날로그 유닛)를 포함하는 PLC 시스템의 구성을 모식적으로 나타내는 블록도이다. A/D 변환 유닛(100)은, 유닛간 버스(300)를 통해서 CPU 유닛(200)에 접속되어 있고, A/D 변환 유닛(100) 및 CPU 유닛(200)은 PLC(프로그래머블 컨트롤러)(1000)의 일부를 구성하고 있다. PLC(1000)에는, A/D 변환 유닛(100), CPU 유닛(200) 외에, 목적에 맞춰서, 서보 앰프 등을 제어하여 다축(多軸) 위치 제어를 실행하는 모션 컨트롤러 유닛이나, CPU 유닛(200)으로부터 지령된 온도에 도달하도록 가열·냉각하기 위한 온도 제어 신호를 출력하는 온도 컨트롤러 유닛 등이 유닛간 버스(300)를 통해서 장착되지만, 여기에서는 A/D 변환 유닛(100), CPU 유닛(200) 이외의 유닛에 대해서는 언급하지 않는다.

A/D 변환 유닛(100)은 아날로그 데이터값의 입력을 수신하는 아날로그 데이터 입력 인터페이스(I/F)(110)와, 수신한 아날로그 데이터값을 디지털값(A/D 변환값)으로 변환하는 A/D 변환부(120)와, A/D 변환 유닛(100) 전체 제어를 실행하는 연산부(130)와, A/D 변환된 디지털값을 로깅 데이터로서 기억하고, CPU 유닛(200)과의 사이에 데이터값이 공유되는 공유 메모리(140)와, 유닛간 버스(300)를 통해서 CPU 유닛(200)과 통신을 행하기 위한 통신 인터페이스인 버스 I/F(160)를 구비하고 있다. 연산부(130), 공유 메모리(140), 버스 I/F(160) 간은, 내부 버스로 각각 접속되어 있다.

공유 메모리(140)에는, CPU 유닛(200)에 의한 사이클릭 처리에 의해 판독되는 A/D 변환값을 기록하는 영역인 A/D 변환값 격납 영역(141)이 확보되어 있다. 상기한 것처럼, 통상, 아날로그 데이터값을 샘플링하여 디지털값으로 변환하는 간격(샘플링 간격)은, 사이클릭 처리의 주기보다 고속이기 때문에, CPU 유닛(200)이 A/D 변환값 격납 영역(141)에 기입된 A/D 변환값의 일부를 소실하지 않고 판독하여 로깅하는 것은 어렵다. A/D 변환 유닛(100)이 데이터를 고속으로 쓸 수 있고, 또한 CPU 유닛(200)이 번잡한 통신 처리를 실행하는 일 없이 판독하여 액세스할 수 있는 공유 메모리(140)에, 상기한 A/D 변환값 격납 영역(141) 외에, A/D 변환값을 로깅 데이터(700)로서 기록하기 위한 기록 영역인 로그 격납 영역(142)을 확보하고 있다. 또한 로그 격납 영역(142)에 기록되어 있는 로깅 데이터(700)는, 유닛간 버스(300), CPU 유닛(200)을 통해서 주변장치(400)에 판독된다.

로그 격납 영역(142)은 링 버퍼 구성으로 되어 있다. 즉, 로그 격납 영역(142)은, 로깅 데이터(700)가 선두 어드레스로부터 차례로 시계열순으로 기입된다. 그리고 로깅 데이터(700)의 기입 어드레스가 최후미에 도달했을 때, 랩어라운드(wraparound)하여 다시 선두 어드레스에서부터 로깅 데이터(700)가 재기입된다.

또, 공유 메모리(140)에는, 후술하는 인터럽트 발생시에 로깅 데이터(700)를 판독하는 판독 전용 파라미터를 격납하는 판독 전용 파라미터 격납 영역(143)이 확보되어 있다. 도 2는 판독 전용 파라미터의 일례를 나타내는 도면이다. 판독 전용 파라미터는, 로깅 데이터(700)를 판독하는 수인 로깅 판독 점수와, 로깅 데이터(700)의 판독원의 어드레스인 이번 로깅 판독 포인터와, 전회 인터럽트시의 로깅 데이터(700)의 판독 개시 위치인 전회 로깅 판독 포인터를 포함한다. 이 판독 전용 파라미터에 의해서, CPU 유닛(200)으로 실행되는 인터럽트 래더 프로그램의 간소화 및 실행 속도의 고속화를 도모할 수 있다.

연산부(130)는 로깅 실행부(131)와, 일정 점수 로깅 검출부(132)와, 인터럽트 발생부(133)를 구비한다. 로깅 실행부(131)는, A/D 변환부(120)가 출력하는 A/D 변환된 디지털값을 차례로 로깅 데이터로서 공유 메모리(140)의 링 버퍼 구성의 로그 격납 영역(142)에 기입한다.

일정 점수 로깅 검출부(132)는, 전회 인터럽트 처리를 하고 나서 판독 전용 파라미터로 설정된 로깅 판독 점수의 로깅 데이터(700)의 로그 격납 영역(142)으로의 격납이 완료되었는지를 감시한다. 로깅 판독 점수만큼의 로깅 데이터(700)가 로그 격납 영역(142)에 격납된 것을 검출하면, 판독 전용 파라미터의 이번 로깅 판독 포인터로서, 이번 CPU 유닛(200)이 판독하는 로깅 데이터(700)의 개시 위치를 취득하고, 전회 로깅 판독 포인터로서, 현시점에서(재기입 전의) 판독 전용 파라미터의 이번 로깅 판독 포인터에 격납되어 있는 값을 취득한다. 그리고 일정 점수 로깅 검출부(132)는 취득한 이번 로깅 판독 포인터와 전회 로깅 판독 포인터를, 판독 전용 파라미터 격납 영역(143)에 기입한다.

인터럽트 발생부(133)는 일정 점수 로깅 검출부(132)로 소정의 수의 로깅 데이터(700)의 격납이 검출된 경우에 CPU 유닛(200)에 대해서 인터럽트를 발생시킨다. 구체적으로는, 일정 점수 로깅 검출부(132)에 의해서, 공유 메모리(140)의 판독 전용 파라미터 격납 영역(143)에 판독 전용 파라미터가 격납(기입)되면, CPU 유닛(200)으로 인터럽트 발생 요구를 송신한다.

이와 같이, 이 실시 형태에서는, 전회 로깅 데이터의 판독을 행하고 나서, 로그 격납 영역(142)에 소정의 수의 로깅 데이터(700)가 격납되었는지를 감시하는 처리를 A/D 변환 유닛(100)측에서 행하도록 하고 있다.

CPU 유닛(200)은 유저 프로그램의 실행이나 CPU 유닛(200) 전체의 제어를 실행하는 연산부(210)와, 유저 프로그램의 실행에 필요하게 되는 데이터나 유저 프로그램의 입출력값을 격납하기 위한 메모리인 내부 메모리(220)와, 유닛간 버스(300)를 통해서 A/D 변환 유닛(100)과 통신을 행하기 위한 통신 인터페이스인 버스 I/F(230)와, A/D 변환 유닛(100)으로부터의 인터럽트의 유무를 감시하여, 인터럽트를 받았을 경우에 연산부(210)에 대해서 인터럽트 프로그램의 실행을 지시하는 인터럽트 프로그램 실행 지시부(240)와, 유저 프로그램의 설정이나 내부 메모리(220)의 데이터의 상태를 표시하기 위한 퍼스널 컴퓨터 등의 주변장치(400), 표시기 등의 외부 기기(500)를 각각 접속하기 위한 인터페이스인 주변장치 I/F(250) 및 외부 기기 I/F(260)를 구비하고 있다. 또한 PLC(1000) 및 PLC(1000)에 접속된 주변장치(400)를 포함하는 시스템을 PLC 시스템이라고 부른다.

내부 메모리(220)에는, 연산부(210)가 실행하는 메인 프로그램인 메인 래더 프로그램이나, 인터럽트 발생시에 실행되는 인터럽트 래더 프로그램 등의 유저 프로그램을 격납하는 유저 프로그램 격납 영역(221)과, 인터럽트 래더 프로그램에 의해서 A/D 변환 유닛(100)으로부터 취득한 로깅 데이터(700)를 격납하는 로깅 데이터 격납 영역(222)이 마련되어 있다.

다음으로, PLC 및 PLC 시스템의 동작에 대해 설명한다. CPU 유닛(200)은, PLC(1000)가 구비하는 다양한 유닛을 동작시켜 산업용 기기를 제어하기 위한 프로그램인 유저 프로그램의 실행과 실행 결과의 출력과 유저 프로그램이 사용하는 값 등의 입력값의 취득을 소정의 주기로 반복한다. 이 반복의 동작은, 사이클릭 처리라고 불린다. CPU 유닛(200)은 사이클릭 처리에 포함되는 입력값의 취득 동작의 일환으로서, 공유 메모리(140)로부터 관측값의 디지털값(A/D 변환값)을 판독한다.

한편, A/D 변환 유닛(100)은 PLC(1000)의 제어 대상으로 하는 산업용 기기 등에 관한 여러 가지의 관측값, 예를 들어 유량, 압력, 온도 등을 관측하여 전류값이나 전압값으로서 출력하는 센서로부터의 아날로그 데이터값의 입력을 수신하고, 수신한 아날로그 데이터값의 입력을 디지털값으로 변환하여, 내부에 구비한 공유 메모리(140)에 디지털값(A/D 변환값)을 기입한다.

그리고 A/D 변환 유닛(100)의 로깅 실행부(131)는, A/D 변환부(120)에 의한 A/D 변환이 개시되면, A/D 변환값의 로깅을 개시한다. 로깅 실행부(131)는, 로깅 주기마다, A/D 변환부(120)가 출력한 A/D 변환값을 로그 격납 영역(142)의 선두 어드레스에 격납한다. 로깅 데이터가 차례로 격납되어, 로그 격납 영역(142)의 최후미의 어드레스에 도달했을 경우에는, 상기한 것처럼 랩어라운드하여 다시 선두 어드레스에서부터 로깅 데이터(700)가 재기입된다. 또한 이러한 로깅 처리는, 공지이므로, 상세한 설명을 생략한다.

이하에, 이 실시 형태에 의한 CPU 유닛(200)이 로깅 데이터를 판독하는 구체적인 처리에 대해 설명한다. 도 3은 A/D 변환 유닛에 의한 인터럽트 발생 요구 생성 처리의 절차의 일례를 나타내는 순서도이다.

우선, A/D 변환 유닛(100)의 연산부(130)의 일정 점수 로깅 검출부(132)는, 공유 메모리(140)의 로그 격납 영역(142)을 감시하여(스텝 S11), 로그 격납 영역(142)에 소정의 수의 로깅 데이터(700)가 격납되었는지를 판정한다(스텝 S12). 구체적으로는, 전회 인터럽트가 발생하고 나서 판독 전용 파라미터의 로깅 판독 점수로 지정되는 수의 로깅 데이터(700)가 격납되었는지를 감시한다. 전회 인터럽트가 발생하고 나서의 로깅 데이터(700)의 격납수는, 예를 들어 판독 전용 파라미터의 이번 로깅 판독 포인터로 지정되는 위치로부터 로깅 판독 점수 떨어진 위치를 판독 개시 위치로 하여, 격납되는 로깅 데이터(700)의 수를 계측한다.

로그 격납 영역(142)에 소정의 수의 로깅 데이터(700)가 격납되어 있지 않은 경우(스텝 S12에서 No인 경우)에는, 스텝 S11로 처리가 돌아간다. 또, 로그 격납 영역(142)에 소정의 수의 로깅 데이터(700)가 격납되었을 경우(스텝 S12에서 Yes인 경우)에는, 일정 점수 로깅 검출부(132)는, 현시점에서 공유 메모리(140)의 판독 전용 파라미터 격납 영역(143)에 격납되어 있는 이번 로깅 판독 포인터를, 새로운 전회 로깅 판독 포인터로 하고, 상기 판독 개시 위치를 새로운 이번 로깅 판독 포인터로 하여, 새로운 판독 전용 파라미터를 생성하여, 판독 전용 파라미터 격납 영역(143)에 격납(기입)한다(스텝 S13).

그 후, 인터럽트 발생부(133)는 CPU 유닛(200)으로 인터럽트 발생 요구를 송신하고(스텝 S14), 처리가 스텝 S11로 돌아간다. 인터럽트 발생 요구는, A/D 변환 유닛(100)의 내부 버스, 버스 I/F(160), 유닛간 버스(300), CPU 유닛(200)의 버스 I/F(230), 내부 버스를 통해서 인터럽트 프로그램 실행 지시부(240)로 송신된다.

여기서, 구체적인 예를 들어 설명한다. 로그 격납 영역(142)에는, 10,000점 만큼의 로깅 데이터를 격납할 수 있는 것으로 하고, 로깅 데이터(700)가 1,000점만큼 쌓이면, 인터럽트를 발생시키는 것으로 한다. 또, 이 예에서는, 각 로깅 데이터(700)는 소정 크기의 영역에 격납되는 것으로 하고, 최초로 로깅 데이터(700)가 격납되는 영역에서부터 차례로 1~10,000의 식별자(예를 들어 어드레스)가 할당되어 있는 것으로 한다.

도 4는 판독 전용 파라미터의 일례를 나타내는 도면이다. 도 4 (a)에서는, 로그 격납 영역(142)에 아직 로깅 데이터(700)가 격납되어 있지 않은 초기 상태에서의 판독 전용 파라미터의 일례를 나타내고 있다. 여기에서는, 로깅 판독 점수로서 1,000이 설정되고, 이번 로깅 판독 포인터로서 1번째의 로깅 데이터의 격납 위치를 나타내는 「1」이 설정되고, 전회 로깅 판독 포인터로서 무효인 수치(여기에서는, 「－1」)가 설정된다.

도 4 (b)에서는, 1,000점의 로깅 데이터(700)가 격납된 상태에서의 판독 전용 파라미터의 일례를 나타내고 있고, 예를 들어 상기한 스텝 S13의 처리를 행한 직후의 상태를 나타내고 있다. 여기에서는, 도 4 (a)의 이번 로깅 판독 포인터가, 도 4 (b)의 전회 로깅 판독 포인터에 설정된다. 또, 이번 로깅 판독 포인터로서, 전회 로깅 판독 포인터에 로깅 판독 점수를 부가한 값인 1,001이 설정된다.

도 5와 도 6은, CPU 유닛에 의한 인터럽트 발생시의 사이클릭 처리의 절차의 일례를 나타내는 순서도이다. 또, 도 7은 인터럽트 처리 발생시의 처리 순서를 모식적으로 나타내는 도면이다. CPU 유닛(200)의 연산부(210)는 사이클릭 처리를 실행한다(스텝 S31).

이 사이클릭 처리 중에, 인터럽트 프로그램 실행 지시부(240)는 A/D 변환 유닛(100)으로부터 인터럽트 발생 요구를 수신했는지를 감시한다. 인터럽트 발생 요구를 수신하지 않는 경우에는, 사이클릭 처리가 반복하여 실행된다. 또, 인터럽트 발생 요구를 수신했을 경우에는, 인터럽트 프로그램 실행 지시부(240)는 연산부(210)에 대해서 인터럽트 래더 프로그램의 실행을 지시한다. 연산부(210)는 인터럽트 래더 프로그램의 실행의 지시를 받으면, 실행 중인 사이클릭 처리를 중단하고(스텝 S32), 인터럽트 래더 프로그램을 실행한다(스텝 S33).

여기서, 도 6을 참조하여 인터럽트 래더 프로그램의 처리의 일례에 대해 설명한다. 또한 이 도 6은 인터럽트 래더 프로그램의 처리의 일부를 나타낸 것이다. 우선, 인터럽트 래더 프로그램을 실행하면, 연산부(210)는 A/D 변환 유닛(100)의 공유 메모리(140)의 판독 전용 파라미터 격납 영역(143)으로부터 판독 전용 파라미터를 판독한다(스텝 S51).

그 다음으로, 판독 전용 파라미터를 이용하여 로깅 데이터(700)의 일부가 소실되지 않았는지를 판정한다(스텝 S52). 인터럽트 래더 프로그램을 사용하는 경우, 기동 타이밍 간격이 짧아 인터럽트 래더 프로그램의 기동 요구를 수신할 수가 없어서, 로깅 데이터(700)의 일부가 소실되어 버리는 경우가 있다. 여기서, 이 예에서는, 로깅 데이터(700)의 일부가 소실되지 않았는지에 대한 판정을 행하고 있다.

구체적으로는, CPU 유닛(200)측에서 유지하고 있는 전회의 로깅 데이터(700)의 판독 위치와, 스텝 S52에서 판독한 판독 전용 파라미터 중의 전회 로깅 판독 포인터를 비교하여, 양자가 일치하고 있는지를 판정한다. 양자가 일치하고 있는 경우에는, 인터럽트 발생 요구를 받았을 때에, 인터럽트 래더 프로그램이 기동하여, 로깅 데이터(700)를 A/D 변환 유닛(100)으로부터 판독하는 처리를 행하고 있었던 것, 즉 로깅 데이터(700)의 일부가 소실되지 않았다는 것을 나타낸다. 한편, 양자가 일치하고 있지 않은 경우에는, 인터럽트 발생 요구를 받았을 때에, 어떠한 원인으로 인터럽트 래더 프로그램이 기동하지 않아, 로깅 데이터(700)를 A/D 변환 유닛(100)으로부터 판독할 수 없었다는 것, 즉 로깅 데이터(700)의 일부가 소실되어 있다는 것을 나타낸다.

로깅 데이터(700)의 일부가 소실되어 있는 경우(스텝 S53에서 Yes인 경우)에는, 연산부(210)는 PLC(1000)(PLC 시스템)에 어떠한 이상이 있는 것으로 하여 경고를 출력하고(스텝 S54), 처리가 종료된다. 이 경고는, 예를 들어, 외부 기기 I/F(260)를 통해서 표시기 등의 외부 기기(500)에 출력된다.

로깅 데이터(700)의 일부가 소실되지 않은 경우(스텝 S53에서 No인 경우)에는, 판독 전용 파라미터 중의 이번 로깅 판독 포인터로 지정되는 위치에서부터, 로깅 판독 점수로 지정되는 개수의 로깅 데이터(700)를 A/D 변환 유닛(100)의 공유 메모리(140)의 로그 격납 영역(142)으로부터 판독한다(스텝 S55). 그리고 판독한 로깅 데이터(700)를 CPU 유닛(200)의 내부 메모리(220)의 로깅 데이터 격납 영역(222)에 기입(격납)한다(스텝 S56). 이상으로 인터럽트 래더 프로그램의 처리가 종료되고, 처리가 도 5로 돌아간다.

그 후, 연산부(210)는 중단한 사이클릭 처리를 재개한다(스텝 S34). 이 인터럽트 처리의 순서는, 도 7에 도시된 것처럼, 사이클릭 처리가 실행되고 있는 동안에 인터럽트가 발생하면, 사이클릭 처리가 중단되고, 인터럽트 래더 프로그램이 실행된다. 그리고 인터럽트 래더 프로그램의 처리가 종료되면, 다시 사이클릭 처리가 중단된 개소로부터 실행된다.

또한 상술한 설명에서는, 로깅 데이터(700)의 일부가 손실된 것을 감시할 수 있도록, 판독 전용 파라미터에 전회 로깅 판독 포인터를 마련했지만, 로깅 데이터(700)의 일부가 손실된 것의 감시를 행하지 않는 경우에는, 전회 로깅 판독 포인터를 생략할 수 있다.

또, CPU 유닛(200)의 내부 메모리(220)에 축적한 로깅 데이터(700)를 외부 기기 I/F(260)를 통해서 외부 메모리 등의 기록 매체에 보존할 수 있다.

종래에는, A/D 변환 유닛(100)으로부터 연속적인 로깅 데이터(700)를 취득하는 경우, 로깅 실행부(131)에 의해 링 버퍼 형식으로 로그 격납 영역(142)에 로깅되는 데이터가 재기입되기 전에, CPU 유닛(200)의 내부 메모리(220)에 판독할 필요가 있었다. 여기서, 종래 기술에서는, 로그 격납 영역(142)에 격납되는 로깅 데이터(700)를 유저 프로그램(A/D 변환 유닛(100)의 로깅 데이터(700)를 CPU 유닛(200)의 내부 메모리(220)에 격납하는 프로그램)에 의해서, CPU 유닛(200)이 로그 격납 영역(142)을 감시함으로써 재기입되기 전에 로깅 데이터(700)를 내부 메모리(220)에 판독하고 있었다.

한편, 이 실시 형태에서는, 링 버퍼 구성의 로그 격납 영역(142)에 격납되는 로깅 데이터(700)가, 소정의 수 격납되었는지를, A/D 변환 유닛(100) 측에서 감시하는 일정 점수 로깅 검출부(132)와, 소정의 수의 로깅 데이터(700)가 격납되었을 경우에, CPU 유닛(200)에 대해서 인터럽트 발생 요구를 송신하는 인터럽트 발생부(133)를 A/D 변환 유닛(100)에 마련하고, A/D 변환 유닛(100)으로부터의 인터럽트 발생 요구를 수신하여 인터럽트 래더 프로그램을 실행시키는 인터럽트 요구를 연산부(210)에 대해서 출력하는 인터럽트 프로그램 실행 지시부(240)를 CPU 유닛(200)에 마련했다. 이것에 의해서, CPU 유닛(200)으로부터 A/D 변환 유닛(100)으로의 정기적인 감시 처리가 불필요해져, 시퀀스 스캔 타임을 단축시킬 수 있다고 하는 효과를 가진다.

또, CPU 유닛(200)이 로깅 데이터(700)를 판독할 때에, 로깅 데이터(700)의 판독 개시 위치와 판독하는 수를 포함하는 판독 전용 파라미터를 사용함으로써, 유저가 작성하는 인터럽트 래더 프로그램이 간소화되어, 시퀀스 스캔 타임을 단축시킬 수 있다고 하는 효과를 가진다.

추가로, 이상과 같이 CPU 유닛(200)과 A/D 변환 유닛(100)을 사용한 PLC 시스템에 있어서, 종래보다 고속의 로깅 주기(A/D 변환 주기)로, 연속적인 로깅 데이터의 취득을 실현할 수 있다고 하는 효과를 가진다.

[산업상의 이용 가능성]

이상과 같이, 본 발명에 따른 A/D 변환 장치 및 PLC 시스템은, PLC에 장착되는 A/D 변환 장치 및 PLC 시스템에 바람직하게 적용가능하다.

100: A/D 변환 유닛, 110: 아날로그 데이터 입력 I/F,
120: A/D 변환부, 130: 연산부,
131 로깅 실행부, 132: 일정 점수 로깅 검출부,
133: 인터럽트 발생부, 140: 공유 메모리,
141: A/D 변환값 격납 영역, 142: 로그 격납 영역,
143: 판독 전용 파라미터 격납 영역, 160, 230: 버스 I/F,
200: CPU 유닛, 210: 연산부,
220: 내부 메모리, 221: 유저 프로그램 격납 영역,
222: 로깅 데이터 격납 영역, 240: 인터럽트 프로그램 실행 지시부,
250: 주변장치 I/F, 260: 외부 기기 I/F,
300: 유닛간 버스, 400: 주변장치,
500: 외부 기기, 700: 로깅 데이터.

Claims

프로그래머블 컨트롤러에 장착되고, CPU 유닛과 유닛간 버스를 통해서 접속되어, 외부로부터 입력되는 아날로그값을 차례로 디지털값으로 변환하여 상기 CPU 유닛에 출력하는 아날로그 변환 장치에 있어서,
외부로부터 입력되는 아날로그값을 디지털값으로 변환하는 A/D 변환 수단과,
변환된 상기 디지털값을 격납하는 A/D 변환값 격납 영역과, 상기 A/D 변환값 격납 영역에 격납된 상기 디지털값을 로깅하는 링 버퍼 구성의 로그 격납 영역과, 상기 CPU 유닛에 의해서 다음에 판독되는 로깅 데이터의 격납 위치를 나타내는 이번 로깅 판독 포인터, 전회 인터럽트 발생 요구시의 로깅 데이터의 판독 위치인 전회 로깅 판독 포인터, 및 상기 CPU 유닛이 판독하는 상기 로깅 데이터의 수인 로깅 판독 점수를 포함하는, 상기 CPU 유닛이 상기 로깅 데이터를 판독하기 위한 판독 전용 파라미터를 격납하는 판독 전용 파라미터 격납 영역을 가지고, 상기 프로그래머블 컨트롤러 전체를 제어하는 상기 CPU 유닛으로부터 판독 액세스 가능한 제1 기억 수단과,
상기 A/D 변환값 격납 영역에 격납되어 있는 상기 디지털값을 로깅 데이터로서 상기 로그 격납 영역에 격납하는 로깅 실행 수단과,
상기 CPU 유닛에 대한 전회 인터럽트 발생 요구를 행하고 나서, 상기 로그 격납 영역에 격납되는 상기 로깅 데이터의 수가 상기 로깅 판독 점수에 이르렀는지를 감시하여, 상기 로깅 데이터의 수가 상기 로깅 판독 점수에 이르렀을 경우에, 그 시점에서 상기 판독 전용 파라미터 격납 영역에 격납되어 있는 상기 이번 로깅 판독 포인터를 새로운 상기 전회 로깅 판독 포인터로 하고, 현시점에서 상기 판독 전용 파라미터 격납 영역에 격납되어 있는 상기 이번 로깅 판독 포인터에, 상기 로깅 판독 점수를 부가한 격납 위치를 새로운 상기 이번 로깅 판독 포인터로 하여, 상기 판독 전용 파라미터 격납 영역에 기입하는 일정 점수 로깅 검출 수단과,
상기 일정 점수 로깅 검출 수단에 의해서 상기 판독 전용 파라미터 격납 영역에 새로운 상기 전회 로깅 판독 포인터 및 새로운 상기 이번 로깅 판독 포인터가 기입된 경우에, 상기 CPU 유닛에 의한 사이클릭 처리를 중단시켜 상기 로깅 데이터의 판독 처리를 실행시키도록 상기 CPU 유닛에 대해서 인터럽트 발생 요구의 처리를 지시하는 인터럽트 발생 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 아날로그 변환 장치.
외부로부터 입력되는 아날로그값을 차례로 디지털값으로 변환하는 아날로그 변환 장치와, CPU 유닛이 유닛간 버스를 통해서 접속되는 프로그래머블 컨트롤러 시스템에 있어서,
상기 아날로그 변환 장치는,
외부로부터 입력되는 아날로그값을 디지털값으로 변환하는 A/D 변환 수단과,
변환된 상기 디지털값을 격납하는 A/D 변환값 격납 영역과, 상기 A/D 변환값 격납 영역에 격납된 상기 디지털값을 로깅하는 링 버퍼 구성의 로그 격납 영역과, 상기 CPU 유닛에 의해서 다음에 판독되는 로깅 데이터의 격납 위치를 나타내는 이번 로깅 판독 포인터, 전회 인터럽트 발생 요구시의 로깅 데이터의 판독 위치인 전회 로깅 판독 포인터, 및 상기 CPU 유닛이 판독하는 상기 로깅 데이터의 수인 로깅 판독 점수를 포함하는, 상기 CPU 유닛이 상기 로깅 데이터를 판독하기 위한 판독 전용 파라미터를 격납하는 판독 전용 파라미터 격납 영역을 가지고, 상기 CPU 유닛으로부터 판독 액세스 가능한 제1 기억 수단과,
상기 A/D 변환값 격납 영역에 격납되어 있는 상기 디지털값을 로깅 데이터로서 상기 로그 격납 영역에 격납하는 로깅 실행 수단과,
상기 CPU 유닛에 대한 전회 인터럽트 발생 요구를 행하고 나서, 상기 로그 격납 영역에 격납되는 상기 로깅 데이터의 수가 상기 로깅 판독 점수에 이르렀는지를 감시하여, 상기 로깅 데이터의 수가 상기 로깅 판독 점수에 이르렀을 경우에, 그 시점에서 상기 판독 전용 파라미터 격납 영역에 격납되어 있는 상기 이번 로깅 판독 포인터를 새로운 상기 전회 로깅 판독 포인터로 하고, 현시점에서 상기 판독 전용 파라미터 격납 영역에 격납되어 있는 상기 이번 로깅 판독 포인터에, 상기 로깅 판독 점수를 부가한 격납 위치를 새로운 상기 이번 로깅 판독 포인터로 하여, 상기 판독 전용 파라미터 격납 영역에 기입하는 일정 점수 로깅 검출 수단과,
상기 일정 점수 로깅 검출 수단에 의해서 상기 판독 전용 파라미터 격납 영역에 새로운 상기 전회 로깅 판독 포인터 및 새로운 상기 이번 로깅 판독 포인터가 기입된 경우에, 상기 CPU 유닛에 의한 사이클릭 처리를 중단시켜 상기 로깅 데이터의 판독 처리를 실행시키도록 상기 CPU 유닛에 대해서 인터럽트 발생 요구의 처리를 지시하는 인터럽트 발생 수단을 구비하고,
상기 CPU 유닛은,
상기 아날로그 변환 장치로부터의 상기 인터럽트 발생 요구를 수신하면, 연산 수단에 상기 아날로그 변환 장치로부터 상기 로깅 데이터의 판독을 실행하는 인터럽트 프로그램의 실행을 지시하는 인터럽트 프로그램 실행 지시 수단과,
유저 프로그램에 따라서 상기 사이클릭 처리를 행하고, 상기 인터럽트 프로그램 실행 지시 수단으로부터 상기 인터럽트 프로그램의 실행의 지시를 받으면, 상기 사이클릭 처리를 중단하고, 상기 아날로그 변환 장치의 상기 제1 기억 수단의 상기 로그 격납 영역으로부터 상기 로깅 데이터를 판독하는 인터럽트 프로그램을 실행하는 연산 수단과,
상기 연산 수단에 의해서 판독된 상기 로깅 데이터를 기억하는 제2 기억 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 프로그래머블 컨트롤러 시스템.
청구항 2에 있어서,
상기 CPU 유닛의 상기 연산 수단은, 상기 판독 전용 파라미터 격납 영역 중의 상기 판독 전용 파라미터를 이용하여, 상기 아날로그 변환 장치의 상기 로그 격납 영역의 상기 이번 로깅 판독 포인터로 지시되는 위치로부터 상기 로깅 판독 점수 만큼의 상기 로깅 데이터를 판독하는 것을 특징으로 하는 프로그래머블 컨트롤러 시스템.
청구항 2에 있어서,
상기 CPU 유닛의 상기 연산 수단은, 상기 인터럽트 프로그램 실행 지시 수단으로부터 상기 인터럽트 프로그램의 실행의 지시를 받으면, 상기 아날로그 변환 장치의 상기 로그 격납 영역 중의 전회 판독한 위치와 상기 전회 로깅 판독 포인터를 비교하여, 일치하고 있지 않은 경우에, 경고를 출력하는 것을 특징으로 하는 프로그래머블 컨트롤러 시스템.
청구항 2에 있어서,
제3 기억 수단을 가지는 정보 처리 단말을 추가로 구비하고,
상기 CPU 유닛은, 상기 제2 기억 수단에 격납된 상기 로깅 데이터를 상기 정보 처리 단말의 상기 제3 기억 수단에 격납하는 것을 특징으로 하는 프로그래머블 컨트롤러 시스템.
청구항 2에 있어서,
외부 기억장치를 추가로 구비하고,
상기 CPU 유닛은, 상기 제2 기억 수단에 격납된 상기 로깅 데이터를 상기 외부 기억장치에 격납하는 것을 특징으로 하는 프로그래머블 컨트롤러 시스템.