WO2014207825A1 - プログラマブルコントローラ - Google Patents

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知 生山
順司 山本
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三菱電機株式会社
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    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
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    • G06F13/42—Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation
    • G06F13/4265—Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation on a point to point bus
    • G06F13/4278—Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation on a point to point bus using an embedded synchronisation

Definitions

  • the present invention relates to a programmable controller synchronized with a synchronization control signal.
  • the counter unit that constructs the programmable controller is connected to an external device such as an encoder, counts pulses input from the external device, and stores the current count value in the internal memory.
  • the CPU unit outputs a synchronization control signal with a fixed period to the counter unit, and the counter unit receives the synchronization control signal and latches the current count value of pulses input from an external device such as an encoder in the internal memory.
  • the counter unit can acquire information such as the current position of the workpiece by acquiring the current count value, stable data can be acquired by performing synchronous control in combination with other programmable controller units. it can.
  • the conventional counter unit can select only the signal repeatedly generated at a constant cycle output from the CPU unit as the synchronization control signal, it cannot perform the synchronization control at an arbitrary timing. Therefore, for example, when the moving speed of the workpiece is not constant, there is a problem in that it is impossible to acquire the thickness of the workpiece at a location that is equidistant from the conventional system in which only a signal having a constant period can be used as the synchronization control signal. .
  • the present invention has been made in view of the above, and is a programmable controller capable of realizing control that could not be realized in a system that uses a signal having a constant period as a synchronous control signal, for example, when the moving speed of a workpiece is not constant Even so, an object of the present invention is to obtain a programmable controller capable of acquiring the thickness of the work at equal intervals.
  • the present invention provides a data transmission / reception bus, a synchronization control signal line for transmitting a synchronization control signal, and an external signal connected to the synchronization control signal line.
  • a synchronization control signal generation unit that generates the synchronization control signal based on the data holding unit connected to the bus and the synchronization control signal line, and latches a signal from an external device in an internal memory in synchronization with the synchronization control signal
  • a CPU unit that is connected to the bus and the synchronization control signal line and reads the value of the internal memory via the bus in synchronization with the synchronization control signal.
  • the programmable controller according to the present invention can perform synchronous control at timing optimum for a system including timing by external operation. That is, there is an effect that the synchronous control in which each unit of the programmable controller operates at the same timing with respect to the external input (variable period signal) can be achieved.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a programmable controller according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram of a detailed configuration of the programmable controller according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram of a configuration of the programmable controller according to the second embodiment.
  • FIG. 4 is a block diagram of a detailed configuration of the programmable controller according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a timing diagram of the programmable controller according to the second embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a programmable controller 1 as a control device according to a first embodiment of the present invention.
  • a programmable controller 1 according to an embodiment of the present invention includes a CPU unit 11, a counter unit 12 as a data holding unit, an input unit 13 as a synchronization control signal generation unit, and a base unit 15. With units.
  • the base unit 15 includes a bus communication line L1 for transmitting and receiving data between the units and a synchronization control signal line L2 for transmitting a synchronization control signal.
  • the base unit 15 includes connectors K1 to K3 on the surface side of the plate surface portion connected to each unit.
  • the CPU unit 11 is connected via the connector K1, the counter unit 12 and the connector K3 are connected via the connector K2. Via the input unit 13.
  • the input unit 13 receives an arbitrary signal waveform S ⁇ b> 1 from the external device 21, and based on this, supplies a synchronization control signal having an arbitrary period to the synchronization control signal line L ⁇ b> 2.
  • the counter unit 12 latches and holds a count current value that is a pulse integrated value of the pulse S2 input from the external device 22 in synchronization with the synchronization control signal flowing through the synchronization control signal line L2 on the base unit 15. . That is, the count current value is an integrated value of the number of pulses input to the counter unit 12 from the external device 22 such as an encoder.
  • the CPU unit 11 also executes program processing in synchronization with the synchronization control signal flowing through the synchronization control signal line L2.
  • This program process is a process in which the CPU unit 11 reads the current count value stored in the internal memory of the counter unit 12 using a program instruction.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a detailed configuration of the programmable controller 1 according to the first embodiment.
  • the programmable controller 1 includes the CPU unit 11, the counter unit 12, the input unit 13, and the base unit 15.
  • Each unit of the CPU unit 11, the counter unit 12, and the input unit 13 is connected to a synchronization control signal line L2 for flowing a synchronization control signal provided in the base unit 15 and a bus communication line L1 for transmitting and receiving data. .
  • Each of the CPU unit 11, the counter unit 12, and the input unit 13 is necessary between the interrupt signal control units W1 to W3 having a function of receiving the synchronization control signal via the synchronization control signal line L2 and each unit.
  • Bus communication processing units B1 to B3 having a function for transmitting and receiving data via the bus communication line L1 are provided.
  • the base unit 15 includes a communication relay control unit 2 having a function for transmitting and receiving necessary data between units.
  • the synchronization control signal line L2 can flow a synchronization control signal with a fixed period for enabling the synchronization control from the clock generation unit 3 or the like, the programmable controller 1 can perform the synchronization control with a fixed period. However, it is possible to perform synchronous control in any cycle.
  • the input unit 13 receives an arbitrary signal waveform S1 input from the external device 21, and directly uses it as a synchronization control signal.
  • a synchronization control signal may be generated based on an arbitrary signal waveform S1 received by the synchronization signal generation unit 4 included in the input unit 13 and supplied to the synchronization control signal line L2. Good.
  • the counter unit 12 latches a count current value that is an integrated value of the number of pulses of the pulse S2 input from the external device 22 at the timing of the falling edge of the synchronization control signal flowing on the synchronization control signal line L2, and stores the internal memory M1 is held for one synchronization control period.
  • one synchronization control cycle means one cycle of the synchronization control signal (rising edge to rising edge / falling edge to falling edge).
  • the external device 21 that generates the arbitrary signal waveform S1 and the external device 22 that generates the pulse S2 may be different or the same. The case where the external device 21 and the external device 22 are different is, for example, a case where operations in two works must be synchronized.
  • the CPU unit 11 has a built-in processor P1, starts executing the program at the timing of the falling edge of the synchronization control signal flowing on the synchronization control signal line L2, and is latched in the internal memory M1 of the counter unit 12. Current count value is acquired through the bus communication line L1. That is, the CPU unit 11 has a relationship of reading the current count value of the counter unit 12. More specifically, the CPU unit 11 counts the current value from the internal memory M1 via the bus communication processing unit B2, the bus communication line L1, the communication relay control unit 2, the bus communication line L1, and the bus communication processing unit B1. get.
  • the programmable controller 1 can perform the synchronization control at an arbitrary cycle.
  • the CPU unit 11 or the clock generation unit 3 has the base unit 15.
  • a synchronization control signal having a constant period is transmitted to the synchronization control signal line L2, and the entire system operates in synchronization therewith.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the programmable controller 10 according to the second embodiment.
  • the programmable controller 10 includes a CPU unit 11, a counter unit 12 that holds data, an input unit 13 that generates a synchronization control signal, an analog input unit 14 that holds data, and a base unit 15 (FIG. 3). Not shown). That is, the programmable controller 10 of this embodiment includes an analog input unit 14 in addition to the counter unit 12 as a data holding unit.
  • the input unit 13 receives a pulse signal output from the encoder 31 or the like that measures the position of the work 30 according to the amount of movement of the work 30.
  • This pulse signal is, for example, a signal that increases or decreases the frequency of generation of pulses according to the amount of movement of the workpiece 30.
  • the pulse signal from the encoder 31 is also input to the counter unit 12. That is, in the present embodiment, the external device 21 and the external device 22 in the first embodiment are the same.
  • a current signal that is an analog signal from a displacement sensor 32 that measures the thickness of the workpiece 30 is input to the analog input unit 14. This current signal is, for example, a current amount reflecting the thickness of the work 30.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a detailed configuration of the programmable controller 10 according to the second embodiment.
  • the programmable controller 10 includes the CPU unit 11, the counter unit 12, the input unit 13, the analog input unit 14, and the base unit 15.
  • the basic configuration of the programmable controller 10 in FIG. 4 is the same as that of the programmable controller 1 in FIG. 2, but in the programmable controller 10, both signals input from the outside to the counter unit 12 and the input unit 13 are output from the encoder 31. It is a pulse signal, and an analog input unit 14 is added. Similar to the counter unit 12, the analog input unit 14 includes an internal memory M4, an interrupt signal control unit W4, and a bus communication processing unit B4. The current signal from the displacement sensor 32 is input to the internal memory M4.
  • the interrupt signal control unit W4 has a function of receiving a synchronization control signal via the synchronization control signal line L2.
  • the bus communication processing unit B4 has a function for transmitting and receiving necessary data between the units via the bus communication line L1.
  • FIG. 5 is a timing chart when the synchronous control is performed at an arbitrary cycle in the programmable controller shown in FIG. A state is shown in which the moving speed of the workpiece 30 is gradually accelerated to a constant speed, maintained at a constant speed for a while, and then gradually decelerated.
  • the CPU unit 11 reads the current count value of the counter unit 12 and the current thickness value of the analog input unit 14 using program instructions.
  • the current thickness value is a thickness value input from the displacement sensor 32 to the analog input unit 14.
  • the width in the time direction shown in “CPU unit (execution cycle)” in each cycle in FIG. 5 represents the execution cycle of the CPU, and the execution cycle is almost the same time for each scan. is there.
  • the input unit 13 supplies the pulse signal from the encoder 31 as it is to the synchronization control signal line L2 as a synchronization control signal.
  • the synchronization signal generation unit 4 of the input unit 13 generates a synchronization control signal having a frequency proportional to the moving speed of the work 30 based on the pulse signal from the encoder 31, and supplies it to the synchronization control signal line L2. May be.
  • the synchronization control signal is, for example, a rectangular pulse train signal whose time width varies as shown in FIG.
  • the frequency of the synchronization control signal increases in proportion to the moving speed.
  • the frequency of the synchronization control signal maintains a constant value.
  • the frequency of the synchronization control signal decreases in proportion to the moving speed.
  • the counter unit 12 latches the current count value (x 1 to x 7 ) in the internal memory M1 for one synchronization control period at the timing of the falling edge of the synchronization control signal.
  • the analog input unit 14 latches the thickness current value (analog value) (y 1 to y 7 ) in the internal memory M4 for one synchronization control period at the timing of the falling edge of the synchronization control signal.
  • the CPU unit 11 starts executing the program at the falling timing of the synchronization control signal, and reads the value of the internal memory M1 of the counter unit 12 and the value of the internal memory M4 of the analog input unit 14 through the bus communication line L1. put out.
  • the thickness of the workpiece 30 at the current position can be acquired with high accuracy. That is, by supplying a pulse signal having a frequency proportional to the moving speed of the work 30 to the synchronization control signal line L2 as a synchronization control signal, even when the moving speed of the work is not constant, the position information (counter unit 12) at the same timing is used. Current count) and thickness (the current thickness value of the analog input unit 14) can be acquired. Thereby, it becomes possible to acquire the thickness at equal intervals in the moving direction of the workpiece 30.
  • an arbitrary external input signal is used in addition to the synchronization control signal having a fixed period.
  • the current count value (count current value) is latched for one synchronization period at the timing when the counter unit (data holding unit) is synchronized with the synchronization control signal, and the timing at which the CPU unit synchronizes the synchronization control signal is the timing at which program execution starts.
  • the control timing of the entire programmable controller can be adjusted to an arbitrary period given from the outside.
  • any external signal can be used as a synchronization control signal, fine control that cannot be realized by a programmable controller that uses only a fixed period signal as a synchronization control signal is realized. It becomes possible to do.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention in the implementation stage.
  • the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent requirements. For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and is described in the column of the effect of the invention. When an effect is obtained, a configuration from which this configuration requirement is deleted can be extracted as an invention.
  • the constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
  • the programmable controller according to the present invention is useful for control of workpiece processing and the like, and in particular, when the workpiece moving speed changes, the workpiece thickness is measured at regular intervals in the moving direction. Is suitable.

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Abstract

　実施の形態のプログラマブルコントローラは、データ送受信用のバスと、同期制御信号を伝達する同期制御信号線と、前記同期制御信号線に接続され、外部からの信号に基づいて前記同期制御信号を生成する同期制御信号生成ユニットと、前記バス及び前記同期制御信号線に接続され、前記同期制御信号に同期して外部機器からの信号を内部メモリにラッチするデータ保持ユニットと、前記バス及び前記同期制御信号線に接続され、前記同期制御信号に同期して前記バスを介して前記内部メモリの値を読み取るＣＰＵユニットと、を備える。

Description

プログラマブルコントローラ
　本発明は、同期制御信号に同期したプログラマブルコントローラに関する。
　プログラマブルコントローラを構築するカウンタユニットは、エンコーダなどの外部機器と接続し、外部機器より入力されるパルスをカウントし、カウント現在値を内部メモリに格納する。
　ＣＰＵユニットは，一定周期の同期制御信号をカウンタユニットへ出力し、カウンタユニットは同期制御信号を受けて、エンコーダなどの外部機器より入力されるパルスのカウント現在値を内部メモリにラッチする。
　このように、カウンタユニットがカウント現在値を内部メモリにラッチするタイミングと、ＣＰＵユニットのプログラムの実行開始タイミングは同期して実行されるため、安定した定周期でのカウント現在値を取得することができる。
特開２００５－３０９６２７号公報 特開平１１－２０５３９２号公報 特開２００５－２４３００８号公報 特開２００９－１８１４４３号公報
　カウンタユニットは、カウント現在値を取得することにより、ワークの現在位置などの情報を得ることができるため、他のプログラマブルコントローラのユニットと組合せて同期制御することにより、安定したデータを取得することができる。
　しかしながら、従来のカウンタユニットは、ＣＰＵユニットより出力される一定周期で繰り返し発生する信号しか同期制御信号として選択できないため、任意のタイミングで同期制御をすることができない。従って、例えばワークの移動速度が一定でない場合は、従来の一定周期の信号しか同期制御信号として使用できないシステムにおいては、ワークの等間隔離れた場所における厚みを取得することができないという問題があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、一定周期の信号を同期制御信号として使用するシステムでは実現できなかった制御を実現可能なプログラマブルコントローラ、例えば、ワークの移動速度が一定でない場合であっても、等間隔におけるワークの厚みを取得することが可能なプログラマブルコントローラを得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、データ送受信用のバスと、同期制御信号を伝達する同期制御信号線と、前記同期制御信号線に接続され、外部からの信号に基づいて前記同期制御信号を生成する同期制御信号生成ユニットと、前記バス及び前記同期制御信号線に接続され、前記同期制御信号に同期して外部機器からの信号を内部メモリにラッチするデータ保持ユニットと、前記バス及び前記同期制御信号線に接続され、前記同期制御信号に同期して前記バスを介して前記内部メモリの値を読み取るＣＰＵユニットと、を備えることを特徴とする。
　本発明にかかるプログラマブルコントローラは、外部動作によるタイミングを含んだシステムに最適なタイミングでの同期制御が可能となる。すなわち、外部入力（可変周期信号）に対して、プログラマブルコントローラの各ユニットが同じタイミングで動作する同期制御が可能になるという効果を奏する。
図１は、実施の形態１にかかるプログラマブルコントローラの構成を示す図である。 図２は、実施の形態１にかかるプログラマブルコントローラの詳細な構成を示すブロック図である。 図３は、実施の形態２にかかるプログラマブルコントローラの構成を示す図である。 図４は、実施の形態２にかかるプログラマブルコントローラの詳細な構成を示すブロック図である。 図５は、実施の形態２にかかるプログラマブルコントローラのタイミング図である。
　以下に、本発明の実施の形態にかかるプログラマブルコントローラを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１にかかる制御装置としてのプログラマブルコントローラ１の構成を示す図である。図１に示すように、本発明の実施形態にかかるプログラマブルコントローラ１は、ＣＰＵユニット１１、データ保持ユニットとしてのカウンタユニット１２、同期制御信号生成ユニットとしての入力ユニット１３、およびベースユニット１５の４つのユニットを備える。
　ベースユニット１５は、ユニット間でデータを送受信するためのバス通信線Ｌ１と，同期制御信号を伝達する同期制御信号線Ｌ２を備えている。また、ベースユニット１５は、各ユニットと接続する板面部の表面側にコネクタＫ１～Ｋ３を備えており、コネクタＫ１を介してＣＰＵユニット１１と、コネクタＫ２を介してカウンタユニット１２と、コネクタＫ３を介して入力ユニット１３と、それぞれ接続されている。
　図１に示すように、プログラマブルコントローラ１においては、入力ユニット１３が外部機器２１からの任意の信号波形Ｓ１を受信し、これに基づいて任意の周期の同期制御信号を同期制御信号線Ｌ２に供給する。カウンタユニット１２は、ベースユニット１５上の同期制御信号線Ｌ２を流れるこの同期制御信号に同期して、外部機器２２より入力されるパルスＳ２のパルス積算値であるカウント現在値をラッチして保持する。すなわち、カウント現在値とは、エンコーダなどの外部機器２２からカウンタユニット１２に入力されたパルスの数の積算値である。ＣＰＵユニット１１も、同期制御信号線Ｌ２を流れるこの同期制御信号に同期して、プログラム処理を実行する。このプログラム処理は、ＣＰＵユニット１１がカウンタユニット１２の内部メモリに格納されているカウント現在値を、プログラム命令を使って読み出す処理である。
　図２は、実施の形態１にかかるプログラマブルコントローラ１の詳細な構成を示すブロック図である。上述したようにプログラマブルコントローラ１は、ＣＰＵユニット１１、カウンタユニット１２、入力ユニット１３、およびベースユニット１５を備えている。
　ＣＰＵユニット１１、カウンタユニット１２、および入力ユニット１３の各ユニットは、ベースユニット１５が備える同期制御信号を流すための同期制御信号線Ｌ２とデータを送受信するためのバス通信線Ｌ１に接続されている。ＣＰＵユニット１１、カウンタユニット１２、および入力ユニット１３の各ユニットは、同期制御信号を同期制御信号線Ｌ２を介して受信する機能を有する割込信号制御部Ｗ１～Ｗ３と各々のユニット間で必要なデータをバス通信線Ｌ１を介して送受信するための機能を有するバス通信処理部Ｂ１～Ｂ３を有している。ベースユニット１５は、ユニット間で必要なデータを送受信するための機能を有する通信中継制御部２を備える。
　同期制御信号線Ｌ２は、クロック生成部３などから同期制御を可能とするための定周期の同期制御信号を流すことができるので、プログラマブルコントローラ１は、定周期で同期制御を行うことが可能であるが、任意の周期でも同期制御を行うことが可能である。任意の周期で同期制御を実施する場合は、例えば、図１に示すように外部機器２１から入力される任意の信号波形Ｓ１を入力ユニット１３が受信し、それを同期制御信号としてそのままベースユニット１５の同期制御信号線Ｌ２に供給する。また、或いは、図２に示すように、入力ユニット１３が備えた同期信号生成部４が受信した任意の信号波形Ｓ１に基づいて同期制御信号を生成して同期制御信号線Ｌ２に供給してもよい。
　カウンタユニット１２は、同期制御信号線Ｌ２上を流れる同期制御信号の立ち下がりエッジのタイミングで、外部機器２２より入力されるパルスＳ２のパルス数の積算値であるカウント現在値をラッチして内部メモリＭ１に１同期制御周期にわたり保持する。ここで、１同期制御周期とは、同期制御信号の一周期（パルスの立ち上がり～立ち上がり／立ち下がり～立ち下がり）のことを言う。なお、任意の信号波形Ｓ１を発生する外部機器２１とパルスＳ２を生成する外部機器２２は異なっていてもよいし、同一であっても構わない。外部機器２１と外部機器２２とが異なっている場合とは、例えば２つのワークにおける動作が同期をとらなければならない場合などである。
　一方、ＣＰＵユニット１１は、プロセッサＰ１を内蔵しており、同期制御信号線Ｌ２上を流れる同期制御信号の立ち下がりエッジのタイミングで、プログラムを実行開始し、カウンタユニット１２の内部メモリＭ１にラッチされているカウント現在値を、バス通信線Ｌ１を通して取得する。すなわち、ＣＰＵユニット１１がカウンタユニット１２のカウント現在値を読み出す関係にある。より詳細には、ＣＰＵユニット１１は、内部メモリＭ１から、バス通信処理部Ｂ２、バス通信線Ｌ１、通信中継制御部２、バス通信線Ｌ１、およびバス通信処理部Ｂ１を介してカウント現在値を取得する。
　以上より、カウンタユニット１２がカウンタ現在値をラッチするタイミングとＣＰＵユニット１１がプログラムを実行するタイミングで同期が取れるため、一定周期のカウント値を取得することができる。これにより、プログラム上の命令実行タイミングでのバラツキによるカウント値の誤差を除去できる為、カウント情報を高精度に取得できる。
　プログラマブルコントローラ１は、以上説明したように任意の周期での同期制御を行うことが可能であるが、一定の周期で同期制御を実施する場合は、ＣＰＵユニット１１あるいはクロック生成部３がベースユニット１５の同期制御信号線Ｌ２に一定周期の同期制御信号を発信し、システム全体がそれに同期して動作する。
実施の形態２．
　実施の形態２においては、実施の形態１で説明したプログラマブルコントローラ１の具体的なアプリケーション事例としてプログラマブルコントローラ１０について説明する。図３は、実施の形態２にかかるプログラマブルコントローラ１０の構成を示す図である。
　図３に示すように、プログラマブルコントローラ１０は、ＣＰＵユニット１１、データを保持するカウンタユニット１２、同期制御信号を生成する入力ユニット１３、データを保持するアナログ入力ユニット１４、およびベースユニット１５（図３では示されていない）を備える。即ち、本実施の形態のプログラマブルコントローラ１０は、データ保持ユニットとして、カウンタユニット１２に加えてアナログ入力ユニット１４を備えている。
　入力ユニット１３には、ワーク３０の位置を計測するエンコーダ３１などがワーク３０の移動量に応じて出力するパルス信号が入力される。このパルス信号は、例えば、ワーク３０の移動量に応じてパルスの発生頻度が増減するような信号である。そして、カウンタユニット１２にも、エンコーダ３１からのパルス信号が入力される。即ち、本実施の形態は、実施の形態１における外部機器２１と外部機器２２とが同一である場合になっている。アナログ入力ユニット１４には、ワーク３０の厚みを計測する変位センサ３２からのアナログ信号である電流信号が入力される。この電流信号は、例えば、ワーク３０の厚みを反映した電流量などになっている。
　図４は、実施の形態２にかかるプログラマブルコントローラ１０の詳細な構成を示すブロック図である。上述したようにプログラマブルコントローラ１０は、ＣＰＵユニット１１、カウンタユニット１２、入力ユニット１３、アナログ入力ユニット１４、およびベースユニット１５を備えている。
　図４のプログラマブルコントローラ１０の基本的な構成は図２のプログラマブルコントローラ１と同様であるが、プログラマブルコントローラ１０においては、カウンタユニット１２および入力ユニット１３に外部から入力される信号が共にエンコーダ３１からのパルス信号であり、アナログ入力ユニット１４が追加されている。アナログ入力ユニット１４もカウンタユニット１２と同様に、内部メモリＭ４、割込信号制御部Ｗ４、およびバス通信処理部Ｂ４を備える。内部メモリＭ４には、変位センサ３２からの電流信号が入力される。割込信号制御部Ｗ４は、同期制御信号を同期制御信号線Ｌ２を介して受信する機能を有する。バス通信処理部Ｂ４は、各々のユニット間で必要なデータをバス通信線Ｌ１を介して送受信するための機能を有する。
　図５は、図３に示したプログラマブルコントローラにおいて、任意の周期で同期制御を実施する場合のタイミング図である。ワーク３０の移動速度が徐々に加速されて一定速度になり、暫く一定速度が保たれ、その後徐々に減速される場合の様子を示している。ＣＰＵユニット１１がカウンタユニット１２のカウント現在値およびアナログ入力ユニット１４の厚み現在値を、プログラム命令を使って読み出す。厚み現在値とは、変位センサ３２からアナログ入力ユニット１４に入力された厚みの値である。図５の各周期において「ＣＰＵユニット（実行周期）」に示されている時間方向の幅は、ＣＰＵの実行周期を表しており、実行周期は毎スキャンほぼ同じ時間となる為、同じ幅にしてある。エンコーダ３１からのパルス信号がワーク３０の移動速度に比例した周波数を有している場合などは、入力ユニット１３は、エンコーダ３１からのパルス信号を同期制御信号として同期制御信号線Ｌ２にそのまま供給する。或いは、入力ユニット１３の同期信号生成部４が、エンコーダ３１からのパルス信号に基づいて、ワーク３０の移動速度に比例した周波数の同期制御信号を生成して同期制御信号線Ｌ２に供給するようにしてもよい。
　同期制御信号は、例えば図５に示すように、時間幅が変動する矩形状のパルス列の信号である。ワーク３０の移動速度が徐々に加速されていくにつれ移動速度に比例して同期制御信号の周波数は高くなる。ワーク３０の移動速度が一定の状態では同期制御信号の周波数は一定値を保つ。ワーク３０の移動速度が徐々に減速されていくにつれ移動速度に比例して同期制御信号の周波数は低くなる。
　図５に示すように、カウンタユニット１２は、同期制御信号の立ち下がりエッジのタイミングで、カウント現在値（ｘ1～ｘ7）を内部メモリＭ１に１同期制御周期の間ラッチする。アナログ入力ユニット１４は、同期制御信号の立ち下がりエッジのタイミングで、厚み現在値（アナログ値）（ｙ1～ｙ7）を内部メモリＭ４に１同期制御周期の間ラッチする。
　一方、ＣＰＵユニット１１は、同期制御信号の立ち下がりのタイミングでプログラムの実行を開始し、カウンタユニット１２の内部メモリＭ１の値およびアナログ入力ユニット１４の内部メモリＭ４の値をバス通信線Ｌ１を通して読出す。これにより、ワーク３０の現在位置における厚みを高い精度で取得することが可能となる。即ち、ワーク３０の移動速度に比例した周波数を有するパルス信号を同期制御信号として同期制御信号線Ｌ２に供給することで、ワークの移動速度が一定でない場合でも、同一タイミングにおける位置情報(カウンタユニット１２のカウント現在値)と厚み(アナログ入力ユニット１４の厚み現在値)を取得することができる。これにより、ワーク３０の移動方向において等間隔での厚みを取得することが可能となる。
　以上説明したように、本実施の形態にかかるプログラマブルコントローラにおいては、定周期の同期制御信号に加えて、任意の外部入力信号を使用する。カウンタユニット（データ保持ユニット）が同期制御信号に同期するタイミングで現在のカウント値（カウント現在値）を１同期周期の間ラッチし、ＣＰＵユニットが同期制御信号の同期するタイミングをプログラム実行開始のタイミングとすることによりプログラマブルコントローラ全体の制御タイミングを外部から与えられた任意の周期に合わせることを可能とするものである。本実施の形態にかかるプログラマブルコントローラにおいては、任意の外部信号を同期制御信号として使用することができるため、定周期信号のみを同期制御信号として使用するプログラマブルコントローラでは実現できなかったきめ細かな制御を実現することが可能となる。
　さらに、本願発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上記実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出されうる。例えば、実施の形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出されうる。更に、異なる実施の形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
　以上のように、本発明にかかるプログラマブルコントローラは、ワークの加工などの制御に有用であり、特に、ワークの移動速度が変化する場合などに移動方向に等間隔にワークの厚みを測定することに適している。
　１，１０　プログラマブルコントローラ、２　通信中継制御部、３　クロック生成部、４　同期信号生成部、１１　ＣＰＵユニット、１２　カウンタユニット、１３　入力ユニット、１４　アナログ入力ユニット、１５　ベースユニット、２１，２２　外部機器、３０　ワーク、３１　エンコーダ、３２　変位センサ、Ｋ１～Ｋ３　コネクタ、Ｗ１～Ｗ４　割込信号制御部、Ｓ１　信号波形、Ｓ２　パルス、Ｌ１　バス通信線、Ｌ２　同期制御信号線、Ｂ１～Ｂ４　バス通信処理部、Ｐ１　プロセッサ、Ｍ１，Ｍ４　内部メモリ。

Claims (4)

  1. 　データ送受信用のバスと、
    　同期制御信号を伝達する同期制御信号線と、
    　前記同期制御信号線に接続され、外部からの信号に基づいて前記同期制御信号を生成する同期制御信号生成ユニットと、
    　前記バス及び前記同期制御信号線に接続され、前記同期制御信号に同期して外部機器からの信号を内部メモリにラッチするデータ保持ユニットと、
    　前記バス及び前記同期制御信号線に接続され、前記同期制御信号に同期して前記バスを介して前記内部メモリの値を読み取るＣＰＵユニットと、
    　を備える
    　ことを特徴とするプログラマブルコントローラ。
  2. 　前記データ保持ユニットとして、ワークの移動量に基づいたパルス信号のパルスをカウントしたカウント値をラッチするカウンタユニットと、前記ワークの厚みに基づいたアナログ信号をラッチするアナログ入力ユニットと、を備え、
    　前記同期制御信号は前記パルス信号である
    　ことを特徴とする請求項１に記載のプログラマブルコントローラ。
  3. 　前記ＣＰＵユニットが生成した一定周期の信号を前記同期制御信号として使用する
    　ことを特徴とする請求項１または２に記載のプログラマブルコントローラ。
  4. 　前記データ保持ユニットは、前記同期制御信号の立ち下がりエッジのタイミングでラッチし、前記同期制御信号の１周期の間同じ値を保持する
    　ことを特徴とする請求項１、２または３に記載のプログラマブルコントローラ。
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