WO2015041028A1 - 制御コントローラ及びそのプログラミング方法 - Google Patents

制御コントローラ及びそのプログラミング方法 Download PDF

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WO2015041028A1
WO2015041028A1 PCT/JP2014/072866 JP2014072866W WO2015041028A1 WO 2015041028 A1 WO2015041028 A1 WO 2015041028A1 JP 2014072866 W JP2014072866 W JP 2014072866W WO 2015041028 A1 WO2015041028 A1 WO 2015041028A1
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WO
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loop
instruction
operand
control
sequence
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/072866
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
原　直樹
秀太朗 畑
登 小野里
賢一郎 黒沢
純 大野
寛紀 松本
広章 千葉
Original Assignee
株式会社日立製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 株式会社日立製作所 filed Critical 株式会社日立製作所
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/05—Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts

Definitions

  • the present invention relates to a controller and programming method for performing sequence control and loop control.
  • Automatic control of water and sewage plants includes sequence control mainly based on bit data operations such as start and stop of pumps and water treatment devices, opening and closing of valves and gates, display and operation on monitoring operation devices, and PID control of flow rate and water quality It consists of loop control mainly based on numerical data operation. The majority of automatic control of water and sewage plants is sequence control.
  • sequence control soft sequence control
  • hard sequence control by relay circuit
  • One loop control includes signal input processing from a plant, control arithmetic processing of a process to be controlled, and output processing to a plant.
  • the operation life of the water and sewage plant is more than 50 years, but the product life of the measurement and control device is as short as about 10 years, and may be reduced to several years or less due to the effects of corrosive gas and moisture.
  • the measurement control device is updated to the latest product many times.
  • the specification of the instrumentation control device changes with each update, and in particular, the analog signal specification, the A / D conversion specification, and the D / A conversion specification are various, and there is a reality that they are not unified even within the same plant. This is due to the difference in information communication technology, applicable standards, parts life, plant operation method, renewal budget, etc. in the renewal age. Therefore, the input processing and output processing of loop control are required to cope with various signal specifications.
  • a controller that executes loop control is provided with functions required for input processing, control arithmetic processing, and output processing as subprograms, and a configuration capable of constructing a loop control main program by combining the subprograms is required. Also, it is essential to mount an arithmetic processor that can execute the loop control main program at high speed.
  • sequence control is described by sequence instruction of ladder program
  • loop control can be described by loop instruction
  • loop instruction of ladder program is input.
  • a configuration capable of selecting and executing a function based on parameters described in a ladder program is required as a multi-function instruction having a function group of processing, control arithmetic processing, and output processing.
  • a sequence processor and an arithmetic processor are mounted, sequence instructions are executed by the sequence processor, and a configuration capable of executing loop instructions by the arithmetic processor is required.
  • an instruction described in a ladder program is fetched by a sequence processing processor, executed by the sequence processing processor in the case of a sequence instruction, and firstly by the process control processor in a process control instruction.
  • Data can be read from the address of the data memory defined in, and then the instruction can be executed.
  • an instruction and an operand constituting a ladder program are stored in a program memory, and the instruction is described as capable of referring to data stored in an address of a data memory indicated by the operand.
  • a multi-function loop instruction for loop control is defined for the instruction of the ladder program, and the parameter storage destination is for the operand.
  • the data memory address As described above, in order to realize loop control with a multi-function instruction, it is necessary to place a parameter at the data memory address indicated by the operand. Therefore, while sequence control can be completed only by instructions and operands of the ladder program, loop control requires parameters defined in the data memory in addition to the instructions and operands of the ladder program.
  • the present invention has been made in view of the circumstances of the prior art as described above, and provides a controller that describes and executes a series of loop control composed of input processing, control arithmetic processing, and output processing with a ladder program. Do.
  • the controller includes a sequence processor, an arithmetic processor, and a memory
  • the memory includes a ladder program and a loop control program
  • the ladder program is configured by a combination of an instruction and an operand
  • the sequence processor sequentially reads the ladder program, and if the ladder program instruction is a sequence instruction, the sequence processor executes the sequence instruction, and if the ladder program instruction is a loop instruction, the arithmetic processor executes the loop control program
  • the loop instruction comprises at least an operand for a loop instruction that can define input processing, control operation processing and output processing.
  • An aspect of a programming apparatus for displaying a ladder program of a controller as a ladder diagram, which has a corresponding relationship with a controller, includes an operand area for loop instruction for defining and displaying an operand for a loop instruction on a ladder diagram; If the program instruction is a loop instruction, the operand is defined and displayed in the loop instruction operand area.
  • a series of loop control of input processing, control calculation processing and output processing can be constructed only by the loop instruction and the operand described in the ladder program, so an engineer having knowledge of the ladder program can perform sequence control and loop control. There is an effect that it is possible to easily construct a mixed control system.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a controller.
  • the plant 20 is described as a water purification plant.
  • a water purification plant is a plant that takes raw water from dams and rivers and produces tap water by chemical precipitation, sand filtration, and chlorine injection.
  • the plant 20 has operation contacts for operating start / stop of pumps and motors of each facility, opening and closing of valves and gates, switching of transformers and capacitors, opening and closing of circuit breakers, etc., operation, stop, fully open, etc. It has a state contact for outputting a state such as full closing, on / off, normality or failure.
  • the senor measures the flow rate, water level, water pressure, valve opening degree, water quality, etc., and sends an analog signal such as 1 to 5 V, 0 to 5 V, 4 to 20 mA, and the valve opening according to the external analog signal. It has an actuator that controls the number of rotations, the amount of chemical injection, and so on.
  • the controller 10 inputs state contacts and an analog signal of the plant 20, executes sequence control and loop control described in a ladder program, and outputs the operation contact and the analog signal to the plant 20, thereby automatically making the plant 20 automatic.
  • the sequence control is, for example, process control of start and stop of the pump, process control of water flow and washing of the filtration basin, opening and closing control of the sedimentation basin sludge valve, and control of the number of pumps and condensers.
  • loop control for example, valve opening control based on flow measurement data and pump rotational speed control, drug injection amount control based on water quality measurement data, drug injection pump stroke control, valve opening based on water level measurement data Control and flow control.
  • the programming device 11 is configured using, for example, a personal computer.
  • the programming device 11 has a ladder program development environment capable of displaying and editing ladder programs in a ladder diagram format, produces a ladder program for executing sequence control and loop control of the plant 20, and registers the ladder program in the control controller 10.
  • a loop control program development environment in a programming language such as C language is provided, a loop control program corresponding to an execution module of a loop instruction of a ladder program is created, and the loop control program is registered in the controller 10.
  • the controller 10 includes a sequence processor 1, an arithmetic processor 2, a memory 3, a plant input / output 4, and a communication interface 9 and is mutually connected by a system bus 7.
  • the memory 3 is a RAM (Random Access Memory) or the like, and a ladder program 4, a register 5, and a loop control program 6 are arranged.
  • the sequence processor 1 is a processor dedicated to sequence control, and executes relatively simple operations such as bit logical operations and data arithmetic operations at high speed.
  • the sequence processor 1 executes the sequence instruction and the loop instruction described in the ladder program 4.
  • the sequence processor 1 executes arithmetic processing.
  • a loop instruction is detected in the ladder program 4
  • information on the loop instruction is sent to the arithmetic processor 2, and the execution right is transferred to the arithmetic processor 2, and the loop control program 6 which is an execution module of the loop instruction is executed.
  • the arithmetic processor 2 is an arithmetic processor for executing complex numerical operations, and executes the loop control program 6 when acquiring information on a loop instruction and an execution right from the sequence processor 1.
  • Register 5 is an area that stores bit data, word data, and longword data used by sequence instructions and loop instructions.
  • the input register is “X ***”
  • the output register is “Y ***”
  • An address is allocated to each register for each application, such as "R ***” or "L ***”.
  • data such as analog signals and status contacts from the plant 20 are stored in the input register “X” after being A / D converted at the plant input / output 8.
  • Word data such as measurement data is stored in input registers XW000 to XWFFF, and bit data such as status contacts is stored in input registers X000 to XFFF.
  • the data stored in the output register “Y” is output to the plant 20 via the plant input / output 8.
  • the output registers YW000 to YWFFF are used to output word data, and the output registers Y000 to YFFF are used to output bit data.
  • RW000 to RWFFF for word data and R000 to RFFF for bit data are allocated as calculation registers for sequence instructions.
  • LW000 to LWFFF for word data and L000 to LFFF for bit data are allocated as calculation registers for loop instructions.
  • the sequence instruction can access all the registers as the operation target, and the loop instruction can access the operation register as the operation target.
  • the plant input / output 8 A / D converts an electric signal such as a status contact or an analog signal output from the plant 20 and stores it as bit data or word data in the input register “X” of the register 5 via the bus 7.
  • an analog signal such as 1 to 5 V is A / D converted and stored as word data in the input registers XW000 to XWFFF.
  • a non-voltage contact, a high-voltage contact, etc. are taken in and stored as bit data in the input registers X000 to XFFF.
  • bit data and word data of an output register of the register 5 are D / A converted, and output to the plant 20 as operation contacts and analog signals.
  • the word data of YW000 to YWFFF is D / A converted to an analog signal such as 1-5 V and output to an actuator installed in a plant.
  • the bit data of the bit data areas Y000 to YFFF is converted into an electric signal and output to the operation contact provided in the runt 20.
  • the quantization specifications of the A / D conversion and D / A conversion of the plant input / output 8 include, for example, types such as 8 bits, 12 bits, and 14 bits. The higher the quantization bit value, the higher the technical level is required, and the manufacturing cost is also high.
  • the quantization specification of the plant input / output 8 varies depending on the introduction timing of each device, and this is the information communication technology level, applicable standard, reliability, plant operation policy, introduction budget, etc. during the operation period of the plant 20 This is because the environment changes significantly.
  • the ladder program 4 has a configuration in which a plurality of steps consisting of an instruction and an operand are described. Instructions are roughly divided into sequence instructions and loop instructions. Sequence instructions are combined with operands to describe sequence control.
  • One sequence instruction is a single-function instruction having one operation function, and, for example, an instruction exists for each operation such as bit logic operation, data arithmetic operation, data transfer, and the like.
  • the operation target of the sequence instruction is the data of the register 5 defined by the operand.
  • a loop instruction is combined with an operand to describe loop control.
  • One loop instruction is a multi-function instruction having functions such as input processing, control arithmetic processing, and output processing necessary for one loop control. Each function is determined by the parameters defined in the operands.
  • the scale of the measurement data fluctuates depending on the combination of the analog signal specification and the A / D conversion quantization specification of the plant input / output 8. Therefore, it has a function of acquiring a combination of analog signal specification and quantization specification using an operand as a parameter, and converting the scale of measurement data into a scale called a normal value that can be used in control calculation processing.
  • the control calculation processing has functions such as, for example, an interference type PID, a non-interference type PID, and a ratio calculation, and designates a function to be executed from among these functions by the parameter defined in the operand.
  • the loop instruction accesses the operation data area allocated to the register 5.
  • the output processing functions include data conversion functions such as linear conversion, inverse linear conversion, square root extraction, power factor conversion, integration processing, first-order delay processing, and BCD conversion for operation data output from control arithmetic processing. . Specify the function to be executed from among these functions by the parameter defined in the operand.
  • the operation data from the control operation processing is converted from the normalized scale to a scale that conforms to the D / A conversion quantization specification of the plant input / output 8 and the analog signal specification to the plant 20 A function is specified, and the function to be executed from among these functions is specified by the parameter defined in the operand.
  • the loop control program 6 is an execution module of a loop instruction described in the ladder program 4. When activated, the loop control program 6 acquires the operands described in the ladder program 4, executes a series of loop control arithmetic processing in the order of input processing, control arithmetic processing and output processing according to the operands, and stores the result in the register 5 End the process.
  • the loop control program 6 is executed by the arithmetic processor 2.
  • the communication interface 9 is an interface for transmitting and receiving data between the programming device 11 and the memory 3.
  • a ladder program 4 for sequence control and loop control of the plant 20 is manufactured in a ladder diagram format using a ladder program development environment of the programming device 11 and stored in the memory 3 via the communication interface 9 and the bus 7.
  • the programming device 11 can also read out the ladder program 4 via the communication interface 9 and the bus 7 to display and edit instructions and operands in the form of a ladder diagram.
  • the capacity of the entire control of the plant 20 is, for example, several thousand to several hundreds of thousands steps in the number of steps of the ladder program, and several hundreds to several thousand loops in the number of loop control.
  • a source program of a loop control program in a programming language such as C language is created and converted into a loop control program 6 of the execution module format. It is stored in the memory 3 via the bus 7.
  • the controller 10 receives the signal of the plant 20 via the plant input / output 8 and stores the signal in the register 5.
  • the sequence processor 1 executes the sequence instruction described in the ladder program 4 and stores the result in the register 5.
  • the sequence processor 1 detects a loop instruction described in the ladder program 4
  • the sequence processor 1 causes the operation processor 2 to execute the loop operation program 6 and stores the result in the register 5.
  • the data stored in the register 5 is output to the plant 20 via the plant input / output 8.
  • the controller 10 executes sequence control and loop control of the plant 20.
  • FIG. 2 is a time chart showing an operation example of the sequence processor 1 and the arithmetic processor 2. The operation of the sequence processor 1 and the arithmetic processor 2 will be described with reference to FIG.
  • the sequence processor 1 executes the ladder program 4 in control cycles of, for example, 50 ms, 100 ms, 200 ms, and the like.
  • the sequence processor 1 When detecting the timing of the control cycle, the sequence processor 1 starts execution from the leading step of the ladder program 4 and executes the sequence instruction in order of step number. When a loop instruction is detected, the execution right is transferred to the arithmetic processor 2 and the sequence processor 1 enters an execution waiting state.
  • the arithmetic processor 2 starts execution of the loop control program 6 when acquiring the execution right from the sequence processor 1, and returns execution right to the sequence processor 1 when the execution of the loop control arithmetic processing is finished, and the arithmetic processor 2 executes Be in a waiting state.
  • the sequence processor 1 sequentially executes the steps of the ladder program 4 again when acquiring the execution right, and when execution is completed up to the final step, it waits for execution until the next control cycle.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of steps constituting the ladder program 4.
  • Step 40 is an example in which a sequence instruction is described by one instruction and one operand.
  • the step 40 comprises a step number 400, a sequence instruction 401, and a first operand 402A.
  • the step number 400 is a number given in series to each step, and the first step is numbered from "0".
  • the sequence instruction 401 is a single function instruction, a contact start operation “LD”, b contact start operation “LDI”, coil output operation “OUT”, serial operation “a” of a contact “AND”, parallel operation of a contact “OR Bit operation instructions such as “” and word operation instructions such as data transfer operation “MOV” and data addition operation “ADD” are defined. Further, in the first operand 402A, for example, the address of the register 5 which is the operation target of the sequence instruction 401 such as "X000" is defined.
  • the sequence processor 1 reads the sequence instruction 401 and the first operand 402A from the step 40, and executes the operation defined in the sequence instruction 401 with the data of the register 5 defined in the first operand 402A as the operation target.
  • FIG. 4 is a view showing an example of steps constituting the ladder program 4.
  • Step 41 is an example in which one loop control is described by one loop instruction and four operands.
  • the step 41 comprises a step number 410, a loop instruction 410, a first operand 412A, a second operand 412B, a third operand 412C, and a fourth operand 412D.
  • the step number 410, the loop instruction 411, the first operand 412A, the second operand 412B, the third operand 412C, and the fourth operand 412D each have a size of 1 word, and step 41 has a size of 6 words Be done.
  • the step number 410 is a number assigned to each step in series, and the first step is numbered from “0”.
  • the loop instruction 411 is a multi-function instruction, takes in the first operand 412A, the second operand 412B, the third operand 412C, and the fourth operand 412D as parameters, and executes input processing, control operation processing, and output processing according to the parameters.
  • the loop instruction 411 uses the operation register “L” in the register 5 as an operation register when executing input processing, control operation processing, and output processing.
  • the calculation register is an area for storing measurement data from the plant 20, operation data to be output to the plant 20, and the like.
  • a loop number is defined in the first operand 412A.
  • the loop number is a number assigned to each loop control, and is unique within one controller.
  • the loop instruction uses the area of the operation register according to the loop number. For example, if all areas of the operation register are LW000 to LWFFF and 16 words are reserved for each loop number, LW000 to LW00F if the loop number is "1" and LW010 if the loop number is "2". Use LW01F.
  • the relative 0th word LW000 of the head address determined by the loop number is an index
  • the relative 1st word LW001 is measurement data from the plant 20
  • the 2nd word LW002 is operation data which is a result of loop control calculation
  • 3 words Target data and the like are stored in the eye LW002.
  • an A / D conversion number is defined in order to select a function for converting measurement data input via the plant input / output 8 into a scale usable in control calculation processing.
  • the A / D conversion number is a number determined by a combination of the analog signal specification of the plant 20 and the quantization specification of the plant input / output 8. For example, if an analog signal of 1 to 5 V is A / D converted to 8 bits, “1”, if converting an analog signal of 1 to 5 V to 12 bit data, “2”, an analog signal of 1 to 5 V When converting to 14-bit data, "3" is used. When converting an analog signal of 0 to 5 V into 8-bit data, "4" or the like is used.
  • an input data conversion number is defined in order to select a data conversion function to measurement data.
  • the input data conversion number is a number for each data conversion function. For example, linear conversion is “1”, inverse linear conversion is “2”, square rooting operation for calculating flow from differential pressure is “3”, primary The delay is “4", the power factor conversion is "5", etc.
  • An operation processing number is defined in the third operand 412C.
  • the operation processing number is, for example, “1” in the interference type PID control, “2” in the non-interference type PID control, “3” in the ratio operation, or the like.
  • the fourth operand 412D defines parameters for selecting a function required for output processing. For example, in the upper byte of the fourth operand 412D, an output data conversion number is defined to select a data conversion function for operation data from control arithmetic processing, where the output data conversion number is a linear conversion of data. Or a number of a function to perform non-linear conversion, for example, “1” for linear conversion, “2” for inverse linear conversion, and so on.
  • the function to convert the operation data from the normalized scale to a scale conforming to the D / A conversion quantization specification of the plant I / O 8 and the analog signal specification to the plant 20 Define D / A conversion numbers for selection.
  • the D / A conversion number is a number for defining an analog signal specification and a quantization specification. For example, when converting 8-bit data to an analog signal of 1 to 5 V, “1”, 12-bit data "2" for converting to 1 to 5V analog signal, "3” for converting 14 bit data to 1 to 5V analog signal, "3” for converting 8 bit data to 0 to 5V analog signal 4).
  • the sequence processor 1 When the sequence processor 1 detects a loop instruction, it acquires loop instruction information and outputs it to the processor 2, and then transfers the right of execution to the processor 2.
  • the arithmetic processor 2 acquires the execution right and the loop instruction information, and activates the loop control program 6.
  • the loop control program 6 first executes acquisition processing of the first operand 412A, second operand 412B, third operand 412C, and fourth operand 412D, and then executes input processing according to the parameters of the second operand 412B, Next, control arithmetic processing is performed according to the parameter of the third operand 412C, and then the arithmetic result is stored in the register 5 according to the parameter of the fourth operand 412D.
  • FIG. 5 is a diagram showing a process flow of the sequence processor 1.
  • the sequence processor 1 first determines in step S110 whether it is a ladder program execution start timing. For example, when the control cycle set in advance is reached, it is determined to be the start, and the process proceeds to step S111.
  • step S111 the step counter is cleared to zero so that execution can be started from step number zero.
  • step S112 an instruction is read out for the step of the step counter.
  • step S113 it is determined whether the instruction is "END” indicating the end of the ladder program 4. If the instruction is not "END”, the process proceeds to step S114, and if "END", the process returns to start.
  • step S114 it is determined whether the instruction is a sequence instruction or a loop instruction. If the instruction is a sequence instruction, the process proceeds to step S115. If the instruction is a loop instruction, the process proceeds to S117.
  • step S115 the operand is read.
  • step S116 the read instruction and operand are executed.
  • step S117 loop instruction information is output to the arithmetic processor 2.
  • the loop instruction information is, for example, the name of the loop instruction, the address of the loop instruction in the ladder program 4, and the address of the first operand in the ladder program 4.
  • step S118 the execution right is transferred to the arithmetic processor 2.
  • step S119 the process waits until the execution right is acquired from the arithmetic processor 2. When the execution right is acquired, the process proceeds to step S120.
  • step S120 1 is added to the step counter, and the process returns to step S112.
  • the sequence processor 1 executes the ladder program 4 from the top to the end by repeatedly executing the processing from step S112 to step S120.
  • FIG. 6 is a diagram showing a processing flow of the arithmetic processor 2.
  • the arithmetic processor 2 first determines in step S210 whether or not the execution right has been acquired from the sequence processor 1. If the execution right is acquired, it is determined that the execution right is present, and the process proceeds to step S211 to acquire the execution right. If not, it returns to the start with no execution right.
  • step S212 loop instruction information from the sequence processor 1 is acquired.
  • the loop instruction information is, for example, the name of the loop instruction, the address of the first operand, or the like.
  • step S212 the start address of the loop control program 6 to be executed is determined from the name of the loop instruction.
  • the loop control program 6 is executed with the address of the first operand from the loop instruction information as an argument.
  • step S213 after the loop control program 6 has been executed to the end, the execution right is transferred to the sequence processor 1, and the process returns to the start.
  • FIG. 7 is a diagram showing a processing flow of the loop control program 6.
  • the processing flow of the loop control program 6 will be described with reference to FIG. 7 with reference to FIG.
  • step S600 the address of the first operand is acquired from the arithmetic processor 2.
  • step S601 the first operand 412A is read out to be a loop number.
  • step S602 the second operand 412B is read, and the upper byte of 412B is taken as an A / D conversion number, and the lower byte is taken as an input data conversion number.
  • step S603 the third operand 412C is read out and it is set as the operation processing number.
  • step S604 the fourth operand 412D is read, and the upper byte of 412D is set as the output data conversion number, and the lower byte is set as the D / A conversion number.
  • step S605 the calculation register is determined from the loop number acquired in step S601, and the measurement data stored in the relative first word is read out.
  • the measurement data is, for example, data obtained by A / D converting an analog signal of the plant 20 at the plant input / output 8.
  • the quantization specification of A / D conversion includes, for example, types such as 8 bits, 12 bits, and 14 bits, and the measurement data has scales of 0 to 511, 0 to 4095, 0 to 16383, respectively.
  • step S606 the scale of the measurement data is converted (normalized) to a scale called a normal value.
  • the normal value is, for example, integer type data having a scale of 0 to 10000. If the A / D conversion number is “2”, the quantization specification is determined to be 12 bits, and the measurement data is converted from 0 to 4095 into 0 to 10000. If the A / D conversion number is “1”, the quantization specification is determined to be 8 bits, and the measurement data is converted from 0 to 511 to 0 to 10000.
  • step S607 the input conversion process is executed according to the input data conversion number, for the measurement data converted into the normal value. For example, if the input data conversion number is "1”, linear conversion, if "2”, inverse linear conversion, if "3”, square rooting operation to convert differential pressure to flow rate, if "4", first-order delay calculation etc. .
  • step S608 the control arithmetic processing is executed according to the arithmetic processing number for the measurement data after the input conversion processing, and the processing result is output as operation data. For example, if the operation processing number is “1”, interference type PID control, if “2”, non-interference type PID control, “3”, ratio operation or the like.
  • step S609 output conversion operation processing such as scale conversion is performed on the operation data according to the output data conversion number. For example, if the output data transformation number is “1”, it is a linear transformation, if it is “2”, it is an inverse linear transformation or the like.
  • step S610 the scale of the normal value is converted to the scale corresponding to the D / A conversion number for the operation data. For example, if the D / A conversion number is “1”, it is 8 bits, if it is “2”, it is 12 bits, and if it is “3”, it is 14 bits.
  • step S611 the operation data is stored in the relative second word from the top of the arithmetic register, and the process is ended.
  • the normal value is a data type used in the loop control arithmetic processing and has been described as an integer type 0 to 10000 scale, but the data type may be a fixed point type, a floating point type or the like.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a loop control function of the plant 20. As shown in FIG. A processing configuration of loop control in which the flow rate flowing through the pipe is adjusted by the butterfly valve opening will be described with reference to FIG.
  • Raw water 30 taken from the dam is sent to the sedimentation basin via the pipe 20A, the orifice 21, the pipe 20B, the butterfly valve 23, and the pipe 20C.
  • the orifice 21 measures the differential pressure before and after the orifice in the pipe and sends it to the differential pressure gauge 22.
  • the differential pressure gauge 22 converts the differential pressure measurement data into an analog signal of 1 to 5 V and outputs the analog signal to the controller 10.
  • the opening degree setting unit 24 maintains the opening degree of the butterfly valve 23 in accordance with the opening degree set by the controller 10 with an analog signal of 0 to 5V.
  • the controller 10 inputs differential pressure measurement data from the differential pressure gauge 22 through the 12-bit A / D conversion 81 mounted on the plant input / output 8, and stores the data as 12-bit data in the input register XW100. Further, the controller 10 acquires 12-bit differential pressure measurement data by the ladder program 4, executes non-interference type PID control, and stores the opening operation data as the execution result as 8-bit data in the output register YW100. Do. Then, the opening degree operation data is output to the opening degree setting unit 24 via the 8-bit D / A conversion 82 mounted on the plant input / output 8.
  • Step 42 is composed of a step number 420, a sequence instruction 421, a first operand 422A, and a second operand 422B, and the data of the input register XW100 defined in the first operand 422A by "MOV" defined in the sequence instruction 421 Are transferred to the calculation register LW001.
  • the operation register LW 001 corresponds to measurement data of the loop number “1”.
  • Step 43 is a step number 430, a loop instruction 431, a first operand 432A, a second operand 432B, and a third operand 432C. , And the fourth operand 432D.
  • the loop instruction 431 uses the first operand 432A as a loop number, the second operand 432B as a parameter of input processing, the third operand 432C as a parameter of control arithmetic processing, and the fourth operand 432D as a parameter of output processing. Perform an operation
  • loop control arithmetic processing of the loop instruction 431 will be described in the order of execution.
  • the loop number is set to "1" by defining the first operand 432A as "0001".
  • the loop control arithmetic processing uses the operation registers LW000 to LW00F for the loop number "1".
  • the measurement data is read from the first LW 001 of the relative word from the head of the calculation register, and used as differential pressure measurement data.
  • the A / D conversion number is set to "2". Since the A / D conversion number "2" corresponds to the function of normalizing 12-bit data, processing for converting differential pressure measurement data stored in the calculation register LW001 from 12-bit data to a normal value Run.
  • the input data conversion number is set to "3" by defining the lower byte of the second operand 432B as "03". Since the input data conversion number "3" corresponds to the square rooting operation function, the square rooting operation is applied to the normalized differential pressure measurement data to execute processing to convert it into flow rate measurement data.
  • the operation control number is set to "2".
  • the operation control number "2" corresponds to the non-interference type PID control function, performs non-interference type PID control on the flow rate measurement data, and outputs the opening degree operation data.
  • the output data conversion number is set to "1" by defining the upper byte of the fourth operand 432D as "01".
  • the output data conversion number “1” corresponds to the linear conversion function, and executes a process of linear conversion of the opening degree operation data.
  • the D / A conversion number is set to "1" by defining the lower byte of the fourth operand 432D as "1".
  • the D / A conversion number “1” corresponds to the function of converting a normal value to 8-bit data, so the opening operation data is converted to 8-bit and the relative second word of the operation register of loop number “1” Store in LW002.
  • step 43 loop control input processing, control arithmetic processing, and output processing can be constructed.
  • the step 44 is composed of a step number 440, a sequence instruction 441, a first operand 442A, and a second operand 442B, and "MOV" defined in the sequence instruction 441 makes the operation register LW002 defined in the first operand 442A.
  • the opening degree operation data is transferred to the operation register YW100 defined in the second operand 422B.
  • the plant input / output 8 may be configured to directly store the measurement data in the operation register.
  • the plant input / output 8 may directly transfer the operation data of the operation register and output the operation data to the plant 20.
  • FIG. 9 is a view showing an example of a ladder diagram displayed by the programming device 11.
  • a ladder diagram 200 in FIG. 9A is an example in which the ladder program 4 in FIG. 9B is displayed in a ladder diagram format using a ladder program development environment of the programming device 11.
  • a ladder 201 of the ladder diagram 200 shows a process of turning on the bit data of the output register Y001 when the bit data of the input register X001 is turned on and the bit data of the input register X002 is turned on.
  • the ladder 201 is composed of three sequence instructions of an a-contact start operation “LD” and an a-contact serial operation “AND” coil output operation “OUT”.
  • the ladder 202 transfers the word data of the input register XW100 to the operation register LW001 according to the sequence instruction "MOV".
  • the ladder 203 describes one loop control by a loop instruction 205 and four operands.
  • the operand display area 206 four operands are displayed at once in the following order from the top left: loop number "0001", input processing parameter "0203", control operation processing parameter "0002", and output processing parameter "0101".
  • the configuration of loop control can be easily grasped only by the ladder diagram.
  • the ladder 204 transfers the data of the operation register LW002 to the output register YW100 according to the sequence instruction "MOV".
  • the controller according to the present invention is not limited to the above embodiment, and the gist of the present invention In the range which does not deviate, it can deform
  • other embodiments of the controller according to the present invention will be listed.
  • the operand 412 of the loop instruction 411 is provided with four operands from the first to the fourth to describe a series of loop control operation processing of loop number, input processing, control operation processing, output processing.
  • a single operand may be used to describe a series of loop control functions, or a plurality of operands may be provided for each input process, each control operation process, and each output process.
  • the loop instruction information output from the sequence processor 1 is the address at which the operand in the ladder program 2 is stored
  • the loop instruction information is stored at the address at which the loop instruction in the ladder program 2 is stored.
  • the control program 6 may be a process of acquiring the subsequent operand based on the address at which the loop instruction is stored.
  • the ladder program 4 may be a representation of IEC-61131 (standard of programming language of programmable controller).
  • the controller according to the above-described embodiment can be applied to a control system of a social infrastructure system such as electric power, gas, traffic, and a dam, or a control system of an industrial system such as steel, chemistry, food, and distribution.
  • a control system of a social infrastructure system such as electric power, gas, traffic, and a dam
  • an industrial system such as steel, chemistry, food, and distribution.
  • a recording device such as a Solid State Drive (SSD), an IC (Integrated Circuit) card, SD (Secure Digital) It can be stored in a recording medium such as a card or a DVD (Digital Versatile Disc).
  • SSD Solid State Drive
  • IC Integrated Circuit
  • SD Secure Digital
  • loop control can be described by a ladder program, improvement in engineering efficiency, programming and debugging efficiency, and improvement in actual trial operation adjustment efficiency can be expected.
  • loop control can be visualized and described in a ladder program, and the third party can easily understand the loop control configuration, so it is highly maintainable and can be applied to a plant requiring long-term maintenance such as social infrastructure. It has the effect of
  • the repair work can be simplified simply by changing the operand of the ladder program, so the repair work time is short, There is an effect that the accompanying plant down time and the alternative operation time by human beings can be minimized.
  • Sequence processor 2 Operation processor 3: Memory 4: Ladder program 5: Register 6: Loop control program 7: Bus 8: Plant I / O 9: Communication interface 10: Controller 11 : Programming device, 20: Plant.

Landscapes

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Abstract

　本発明は、入力処理、制御演算処理、出力処理から構成される一連のループ制御をラダープログラムで記述し、実行する制御コントローラ（１０）を提供する。　制御コントローラ（１０）は、シーケンスプロセッサ（１）、演算プロセッサ（２）、及びメモリ（３）を備え、メモリ（３）には、ラダープログラム（４）と、ループ制御プログラム（６）を備え、ラダープログラム（４）は、命令とオペランドの組合せにより構成され、シーケンスプロセッサ（１）はラダープログラム（４）を順次読出して、ラダープログラム（４）の命令がシーケンス命令の場合は、シーケンスプロセッサ（１）によってシーケンス命令を実行し、ラダープログラム（４）の命令がループ命令の場合は、演算プロセッサ（２）がループ制御プログラムを実行し、ループ命令は、少なくとも入力処理、制御演算処理および出力処理を定義できるループ命令用オペランドを具備する。

Description

制御コントローラ及びそのプログラミング方法
　本発明は、シーケンス制御とループ制御を実行する制御コントローラ及びプログラミング方法に関する。
　上下水道プラントの自動制御はポンプや水処理装置の起動停止、バルブやゲートの開閉、監視操作装置への表示と操作など、ビットデータ演算を主体とするシーケンス制御と、流量や水質のPID制御など数値データ演算を主体とするループ制御から構成される。上下水道プラントの自動制御の大半がシーケンス制御である。
　上下水道プラントのシーケンス制御には高速性と信頼性が求められるので、制御コントローラによるシーケンス制御（ソフトシーケンス制御）だけでなく、重要設備については信頼性を高めるためにリレー回路によるハードシーケンス制御も適用される。このようにソフトシーケンス制御とハードシーケンス制御が混在するため、シーケンス制御を実行する制御コントローラには、ハードシーケンス表記と同様のラダー図形式でプログラミングできるラダープログラムを実装することが望ましい。また、ラダープログラムを高速実行できるシーケンス専用プロセッサの実装が必須である。
　１つのループ制御は、プラントからの信号入力処理、制御対象プロセスの制御演算処理、プラントへの出力処理から構成される。
　上下水道プラントの運用は５０年以上であるのに対して、計測制御装置の製品寿命は１０年程度と短く、さらに腐食性ガスや湿気の影響により数年以下に低下するケースもあり、プラントの運用中に計測制御装置は何度も最新製品に更新される。更新毎に計装制御装置の仕様は変化し、特に、アナログ信号仕様、A/D変換仕様、D/A変換仕様は様々で、同一プラント内でも統一されていないという実態がある。これは、更新年代で、情報通信技術、適用規格、部品寿命、プラント運転方法、更新予算などが異なることに起因する。よって、ループ制御の入力処理や出力処理には、多様な信号仕様への対応が求められる。
　また、上下水道のプロセスは自然開放系のため、原材料に相当する原水の流量と水質が自然界や生活・経済活動の影響を受けて大きく変動する特徴を有する。よって、流量や水質などのループ制御には、外乱対応などのプラント固有の複雑な制御演算処理が要求される。
　よって、ループ制御を実行する制御コントローラには、入力処理、制御演算処理、出力処理に求められる機能をサブプログラムとして備え、サブプログラムを組み合わせてループ制御メインプログラムを構築可能な構成が求められる。そして、ループ制御メインプログラムを高速実行できる演算用プロセッサの実装が必須である。
　以上より、シーケンス制御とループ制御を実行する制御コントローラには、ラダープログラムのシーケンス命令にてシーケンス制御を記述し、ループ命令にてループ制御を記述できる構成とし、さらに、ラダープログラムのループ命令を入力処理、制御演算処理、及び出力処理の機能群を備えた多機能命令とし、ラダープログラムで記述したパラメータにより機能を選択実行できる構成が求められる。また、シーケンス用プロセッサと演算用プロセッサを実装し、シーケンス命令をシーケンス用プロセッサで実行し、ループ命令を演算用プロセッサで実行可能な構成が求められる。
　従来、このような事情に鑑みて、ラダープログラムで記述したシーケンス制御用命令とループ制御用命令を各々の専用プロセッサで実行する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
　特許文献１に開示の技術によれば、ラダープログラムで記述した命令をシーケンス処理プロセッサでフェッチし、シーケンス命令の場合はシーケンス処理プロセッサで実行し、プロセス制御命令の場合はプロセス制御プロセッサが最初にオペランドで定義したデータメモリのアドレスからデータを読出し、その後に命令を実行することができる。
特開平７－２４８８０７号公報
　特許文献１によれば、ラダープログラムを構成する命令とオペランドはプログラムメモリに格納され、命令は、オペランドの示すデータメモリのアドレスに格納されているデータを参照可能と記載されている。特許文献１の技術を用いて、ループ制御用の多機能命令とパラメータの組み合わせを具現化するには、ラダープログラムの命令にはループ制御用多機能ループ命令を定義し、オペランドにはパラメータ格納先のデータメモリアドレスを定義することになる。このように、ループ制御を多機能命令で実現するには、オペランドが示すデータメモリアドレスにパラメータを配置せざるを得ない。従って、シーケンス制御はラダープログラムの命令とオペランドのみで完結できるのに対して、ループ制御はラダープログラムの命令とオペランドに加えて、データメモリに定義したパラメータも必要となる。
　このように特許文献１の技術によれば、ループ制御製作時には、ラダープログラムで多機能ループ命令とオペランドを定義するだけでなく、データメモリへの定義が必要なため、ラダープログラムの定義とデータメモリの定義という二つの作業を、定義の整合性を確保しながら実施するため、労力を要するという課題がある。
　本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたものであり、入力処理、制御演算処理、出力処理から構成される一連のループ制御をラダープログラムで記述し、実行する制御コントローラを提供する。
　上述の課題を解決するため、制御コントローラは、シーケンスプロセッサ、演算プロセッサ、メモリ、を備え、メモリには、ラダープログラムと、ループ制御プログラムを備え、ラダープログラムは、命令とオペランドの組合せにより構成され、シーケンスプロセッサはラダープログラムを順次読出して、ラダープログラムの命令がシーケンス命令の場合は、シーケンスプロセッサによってシーケンス命令を実行し、ラダープログラムの命令がループ命令の場合は、演算プロセッサがループ制御プログラムを実行し、ループ命令は、少なくとも入力処理、制御演算処理および出力処理を定義できるループ命令用オペランドを具備する。
　制御コントローラと対応関係をなす、制御コントローラのラダープログラムをラダー図形で表示するプログラミング装置の態様は、ラダー図形の上にループ命令用オペランドを定義及び表示するためのループ命令用オペランドエリアを備え、ラダープログラムの命令がループ命令の場合は、ループ命令用オペランドエリアにオペランドを定義及び表示する。
　本発明により、ラダープログラムで記述したループ命令とオペランドのみで、入力処理、制御演算処理、出力処理という一連のループ制御を構築きるので、ラダープログラムの知識を有するエンジニアにより、シーケンス制御とループ制御が混在した多様な制御システムを容易に構築できるという効果がある。
実施形態に係る制御コントローラの構成図である。 実施形態に係る制御コントローラのタイムチャート図である。 実施形態に係る制御コントローラのラダープログラムの一例を示す図である。 実施形態に係る制御コントローラのラダープログラムの一例を示す図である。 実施形態に係る制御コントローラのシーケンスプロセッサの処理手順を示す図である。 実施形態に係る制御コントローラの演算プロセッサの処理手順を示す図である。 実施形態に係る制御コントローラのループ制御プログラムの処理手順を示すフローチャートである。 プラントのループ制御の機能の一例を示す図である。 プログラミング装置で表示されるラダー図の一例を示す図である。
　以下、制御コントローラの実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
　図１は制御コントローラの構成を示す図である。
　まず、プラント２０、制御コントローラ１０、プログラミング装置１１について説明する。
　本実施形態では、プラント２０を浄水場として説明する。浄水場は、ダムや河川から原水を取水して、薬品沈殿、砂ろ過、塩素注入により水道水を製造するプラントである。原水ポンプ設備、高圧受電設備、非常用の発電機設備、薬品注入設備、沈殿池設備、ろ過池設備、塩素注入設備、送水ポンプ設備、排水設備などから構成される。またプラント２０には各設備が有するポンプやモータの起動停止、バルブやゲートの開閉、変圧器やコンデンサの入切、遮断器の開閉などを操作するための操作接点と、運転や停止、全開や全閉、入や切、正常や故障などの状態を出力するための状態接点を備えている。また、流量、水位、水圧、弁開度、水質などを計測して、１～5V、0～5V、4～20ｍAなどのアナログ信号を発信するセンサと、外部からのアナログ信号に従い弁開度、回転数、薬品注入量などを操作するアクチュエータなどを備えている。
　制御コントローラ１０は、プラント２０の状態接点やアナログ信号を入力し、ラダープログラムで記述されたシーケンス制御及びループ制御を実行し、操作接点やアナログ信号をプラント２０へ出力することで、プラント２０を自動制御する。ここで、シーケンス制御とは、例えば、ポンプの始動や停止の工程制御、ろ過池の通水や洗浄の工程制御、沈殿池排泥弁の開閉制御、ポンプやコンデンサの台数制御などである。またループ制御とは、例えば、流量計測データに基づいた弁開度制御やポンプ回転数制御、水質計測データに基いた薬品注入量制御や薬品注入ポンプストローク制御、水位計測データに基づいた弁開度制御や流量制御などである。
　プログラミング装置１１は、例えばパーソナルコンピュータを用いて構成される。プログラミング装置１１は、ラダープログラムをラダー図形式で表示ならびに編集できるラダープログラム開発環境を備え、プラント２０のシーケンス制御やループ制御を実行するためのラダープログラムを製作し、制御コントローラ１０にラダープログラムを登録する。
また、C言語などのプログラム言語によるループ制御プログラムの開発環境を備え、ラダープログラムのループ命令の実行モジュールに該当するループ制御プログラムを作成し、制御コントローラ１０にループ制御プログラムを登録する。
　次に、図１によりコントローラ１０の内部構成について説明する。
　 制御コントローラ１０は、シーケンスプロセッサ１、演算プロセッサ２、メモリ３、プラント入出力４、通信インタフェース９を有し、システムバス７により相互に接続されている。メモリ３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）などであり、ラダープログラム４、レジスタ５、ループ制御プログラム６が配置される。
　シーケンスプロセッサ１は、シーケンス制御専用のプロセッサであり、ビット論理演算やデータ四則演算などの比較的単純な演算を高速に実行する。シーケンスプロセッサ１は、ラダープログラム４に記述されたシーケンス命令とループ命令を実行する。シーケンス命令の場合は、シーケンスプロセッサ１が演算処理を実行する。またラダープログラム４にループ命令を検出した場合は、演算プロセッサ２にループ命令の情報を送信し、さらに演算プロセッサ２に実行権を移行して、ループ命令の実行モジュールであるループ制御プログラム６を実行させる。
　演算プロセッサ２は、複雑な数値演算を実行するための演算用プロセッサであり、シーケンスプロセッサ１からループ命令の情報と、実行権を取得するとループ制御プログラム６を実行する。
　レジスタ５は、シーケンス命令やループ命令が使用するビットデータやワードデータやロングワードデータを格納したエリアであり、入力レジスタは「X***」、出力レジスタは「Y***」、演算用レジスタは「R***」や「L***」など、用途毎にアドレスが割り付けられている。
　例えば、プラント２０からのアナログ信号や状態接点などのデータは、プラント入出力８でA/D変換された後に、入力レジスタ「X」に格納される。計測データなどのワードデータは入力レジスタXW000～XWFFFに、状態接点などのビットデータは入力レジスタX000～XFFFに格納される。
　また、出力レジスタ「Y」に格納したデータは、プラント入出力８を経由してプラント２０へ出力される。ワードデータを出力するには出力レジスタYW000～YWFFFを使用し、ビットデータを出力するには出力レジスタY000～YFFFを使用する。
　また、シーケンス命令の演算用レジスタとして、ワードデータ用にRW000～RWFFF、ビットデータ用にR000～RFFFなどが割り付けられている。
　また、ループ命令の演算用レジスタとして、ワードデータ用にLW000～LWFFF、ビットデータ用にL000～LFFFが割り付けられている。
　なお、シーケンス命令は全てのレジスタを演算対象としてアクセスでき、ループ命令は演算用レジスタを演算対象としてアクセスできる。
　プラント入出力８は、プラント２０から出力される状態接点やアナログ信号などの電気信号をA/D変換し、バス７経由でレジスタ５の入力レジスタ「X」にビットデータやワードデータとして格納する。例えば、1～5Vなどのアナログ信号をA/D変換し、入力レジスタXW000～XWFFFにワードデータとして格納する。また、例えば、無電圧の接点、有電圧の接点などを取り込み、入力レジスタX000～XFFFにビットデータとして格納する。
　また、例えば、レジスタ５の出力レジスタのビットデータやワードデータをD/A変換し、プラント２０へ操作接点やアナログ信号として出力する。例えば、YW000～YWFFFのワードデータを1－5Vなどのアナログ信号にD/A変換し、プラントに設置されたアクチュエータに出力する。また、ビットデータエリアY000～YFFFのビットデータを電気信号に変換してラント２０に備わっている操作接点に出力する。
　プラント入出力８のA/D変換やD/A変換の量子化仕様には、例えば、8ビット、12ビット、14ビットなどの種類がある。量子化ビット値が大きいほど高い技術水準が要求され、また製造コストも高い。プラント入出力８の量子化仕様は、各機器の導入時期により様々である、これはプラント２０の運用期間中に、情報通信技術レベル、適用規格、信頼性、プラント運用方針、導入予算などの取り巻く環境が大きく変化するためである。
　ラダープログラム４は命令とオペランドから成るステップを複数記述した構成である。
命令はシーケンス命令とループ命令に大別される、
　シーケンス命令はオペランドと組み合わせてシーケンス制御を記述する。１つのシーケンス命令は1つの演算機能を備えた単機能命令であり、例えば、ビット論理演算、データ四則演算、データ転送などの演算毎に命令が存在する。シーケンス命令の演算対象は、オペランドにて定義されたレジスタ５のデータである。
　ループ命令はオペランドと組み合わせてループ制御を記述する。１つのループ命令は１つのループ制御に必要な入力処理、制御演算処理、出力処理などの機能を備えた多機能命令である。各機能はオペランドに定義したパラメータにより決定される。
　入力処理の機能として、プラント入出力８を経由して入力した計測データを、制御演算処理で利用可能なスケールに変換する機能がある。プラント２０のアナログ信号は、プラント入出力８のA/D変換を経由して計測データとして取得される。そのため計測データは、アナログ信号仕様とプラント入出力８のA/D変換量子化仕様の組合せにより、スケールが変動する。そこで、オペランドをパラメータとしてアナログ信号仕様と量子化仕様の組合せを取得し、計測データのスケールを制御演算処理で利用可能な正規値と称するスケールに変換する機能を備える。
　また入力処理の他の機能として、線形変換、逆線形変換、開平演算、力率変換、積算処理、一次遅れ処理などのデータ変換機能を備え、オペランドに定義したパラメータによりこれら機能の中から実行する機能を指定する。
　制御演算処理は、例えば、干渉型PID、非干渉型PID、比率演算などの機能を備え、オペランドに定義したパラメータによりこれら機能の中から実行する機能を指定する。
　また、ループ命令はレジスタ５に割り付けられた演算用データエリアをアクセスする。
　出力処理の機能としては、制御演算処理から出力された操作データに対して、線形変換、逆線形変換、開平演算、力率変換、積算処理、一次遅れ処理、BCD変換などのデータ変換機能を備える。オペランドに定義したパラメータによりこれら機能の中から実行する機能を指定する。
　また、出力処理の機能としては、制御演算処理からの操作データを正規化スケールから、プラント入出力８のD/A変換量子化仕様と、プラント２０へのアナログ信号仕様に適合したスケールに変換する機能を備え、オペランドに定義したパラメータによりこれら機能の中から実行する機能を指定する。
　ループ制御プログラム６は、ラダープログラム４に記述されたループ命令の実行モジュールである。ループ制御プログラム６は起動すると、ラダープログラム４に記述されたオペランドを取得し、オペランドに従い入力処理、制御演算処理、出力処理の順にという一連のループ制御演算処理を実行し、結果をレジスタ５に格納して処理を終了する。
なお、ループ制御プログラム６は、演算プロセッサ２により実行される。
　通信インタフェース９は、プログラミング装置１１とメモリ３との間でデータを送受信するためのインタフェースである。
　プラント２０のシーケンス制御及びループ制御用のラダープログラム４は、プログラミング装置１１のラダープログラム開発環境を用いてラダー図形式で製作され、通信インタフェース９とバス７を介してメモリ３に格納される。また、プログラミング装置１１は通信インタフェース９とバス７を介してラダープログラム４を読み出して、命令とオペランドをラダー図形式で表示ならびに編集することもできる。
　プラント２０の制御全体の容量は、例えばラダープログラムのステップ数で数千～数十万ステップ、ループ制御数で数百～数千ループである。
　また、プログラミング装置１１のループ制御プログラムの開発環境を用いて、C言語などのプログラム言語によるループ制御プログラムのソースプログラムを作成し、実行モジュール形式のループ制御プログラム６に変換した後に、通信インタフェース９とバス７を介してメモリ３に格納する。また、
　制御コントローラ１０は、プラント入出力８を介してプラント２０の信号を受信し、レジスタ５に格納する。シーケンスプロセッサ１はラダープログラム４に記述されたシーケンス命令を実行して、結果をレジスタ５に格納する。また、シーケンスプロセッサ１はラダープログラム４に記述されたループ命令を検出すると、演算プロセッサ２にループ演算プログラム６を実行させて、結果をレジスタ５に格納する。レジスタ５に格納されたデータは、プラント入出力８を介してプラント２０へ出力される。このように、制御コントローラ１０は、プラント２０のシーケンス制御とループ制御を実行する。
　図２は、シーケンスプロセッサ１と演算プロセッサ２の動作例を示すタイムチャートである。図２により、シーケンスプロセッサ１と演算プロセッサ２の動作を説明する。
　シーケンスプロセッサ１は、例えば５０ｍｓ、１００ms、２００ｍｓなどの制御周期でラダープログラム４を実行する。
　シーケンスプロセッサ１は、制御周期のタイミングを検知すると、ラダープログラム４の先頭ステップから実行を開始し、ステップ番号順にシーケンス命令を実行する。そしてループ命令を検出した場合は、実行権を演算プロセッサ２に移行して、シーケンスプロセッサ１は実行待ち状態になる。
　演算プロセッサ２は、シーケンスプロセッサ１から実行権を取得すると、ループ制御プログラム６の実行を開始し、ループ制御演算処理の実行を終了すると、実行権をシーケンスプロセッサ１に戻して、演算プロセッサ２は実行待ち状態になる。シーケンスプロセッサ１は、実行権を取得すると再びラダープログラム４のステップを順次実行し、最終ステップまで実行を完了すると、次の制御周期まで実行待ち状態となる。
　図３は、ラダープログラム４を構成するステップの一例を示す図である。
　ステップ４０は、１つの命令と１つのオペランドによりシーケンス命令を記述した例である。ステップ４０は、ステップ番号４００、シーケンス命令４０１、第１オペランド４０２Aから構成される。ステップ番号４００は各ステップにシリーズで付けられる番号であり、先頭ステップは「０」から付番される。
　シーケンス命令４０１は、単機能命令であり、a接点スタート演算「LD」、ｂ接点スタート演算「LDI」、コイル出力演算「OUT」、a接点の直列演算「AND」、a接点の並列演算「OR」などのビット演算命令と、データ転送演算「MOV」、データ加算演算「ADD」などのワード演算命令が定義される。また、第１オペランド４０２Aには、例えば「X000」などシーケンス命令４０１が演算対象とするレジスタ５のアドレスを定義する。
　シーケンスプロセッサ１は、ステップ４０からシーケンス命令４０１と第１オペランド４０２Aを読み出して、第１オペランド４０２Aに定義されたレジスタ５のデータを演算対象に、シーケンス命令４０１に定義された演算を実行する。
　図４は、ラダープログラム４を構成するステップの一例を示す図である。
　 ステップ４１は、１つのループ命令と４つのオペランドにより、１つのループ制御を記述した例である。ステップ４１は、ステップ番号４１０、ループ命令４１０、第１オペランド４１２A、第２オペランド４１２B、第３オペランド４１２C、第４オペランド４１２Dから構成される。また、例えば、ステップ番号４１０、ループ命令４１１、第１オペランド４１２A、第２オペランド４１２B、第３オペランド４１２C、第４オペランド４１２Dは、それぞれ1ワードのサイズであり、ステップ４１は6ワードのサイズで構成される。
　ステップ番号４１０は、各ステップにシリーズで付けられる番号であり、先頭ステップは「０」から付番される。
　ループ命令４１１は、多機能命令であり、第１オペランド４１２A、第２オペランド４１２B、第３オペランド４１２C、第４オペランド４１２Dをパラメータとして取り込み、パラメータに従い入力処理、制御演算処理、出力処理を実行する。また、ループ命令４１１は、入力処理、制御演算処理、出力処理を実行する際には、レジスタ５内の演算用レジスタ「L」を演算用レジスタとして使用する。演算用レジスタは、プラント２０からの計測データ、プラント２０に出力する操作データなどを記憶するためのエリアである。
　以下、オペランドの定義と、ループ制御機能の対応を詳細に説明する。第１オペランド４１２Aにはループ番号を定義する。ここで、ループ番号とは、ループ制御毎に付番した番号であり、制御コントローラ1台内ではユニークである。ループ命令は、ループ番号により演算用レジスタのエリアを使い分ける。例えば、演算用レジスタの全エリアがLW000～LWFFFで、ループ番号毎に16ワード使用確保したならば、ループ番号が「１」の場合はLW000～LW00F、ループ番号が「２」の場合はLW010～LW01Fを使用する。また、ループ番号で決定した先頭アドレスの相対０ワード目LW000にはインデックス、相対１ワード目LW001にはプラント２０からの計測データ、２ワード目LW002にはループ制御演算結果である操作データ、３ワード目LW002には目標データなどを格納する。
　第２オペランド４１２Bには、入力処理に必要な機能を選定するためのパラメータを定義する。例えば、第２オペランド４１２Bの上位バイトには、プラント入出力８を経由して入力した計測データを制御演算処理で利用可能なスケールに変換する機能を選定するために、A/D変換番号を定義する。ここで、A/D変換番号は、プラント２０のアナログ信号仕様とプラント入出力８の量子化仕様の組合せで決まる番号である。例えば、１～５Vのアナログ信号を８ビットにA/D変換されていれば「１」、１～５Vのアナログ信号を１２ビットデータに変換する場合は「２」、１～５Vのアナログ信号を１４ビットデータに変換する場合は「３」、０～５Vのアナログ信号を８ビットデータに変換する場合は「４」などである。
　第２オペランド４１２Bの下位バイトには、計測データへのデータ変換機能を選定するために、入力データ変換番号を定義する。ここで、入力データ変換番号は、データ変換機能毎の番号であり、例えば、線形変換は「１」、逆線形変換は「２」、差圧から流量を演算する開平演算は「３」、一次遅れは「４」、力率変換は「５」などである。
　第３オペランド４１２Cには、演算処理番号を定義する。ここで、演算処理番号は、例えば、干渉型PID制御は「１」、非干渉型PID制御は「２」、比率演算は「３」などである。
　第４オペランド４１２Dには、出力処理に必要な機能を選定するためのパラメータを定義する。例えば、第４オペランド４１２Dの上位バイトには、制御演算処理からの操作データに対するデータ変換機能を選定するために、出力データ変換番号を定義する、ここで、出力データ変換番号は、データを線形変換や非線形変換する機能の番号であり、例えば、線形変換は「１」、逆線形変換は「２」などである。
　また、第４オペランド４１２Dの下位バイトには、操作データを正規化スケールから、プラント入出力８のD/A変換量子化仕様と、プラント２０へのアナログ信号仕様に適合したスケールに変換する機能を選定するために、D/A変換番号を定義する。ここで、D/A変換番号は、アナログ信号仕様や量子化仕様を定義するための番号であり、例えば８ビットデータを１～５Vのアナログ信号に変換する場合は「１」、１２ビットデータを１～５Vのアナログ信号に変換する場合は「２」、１４ビットデータを１～５Vのアナログ信号に変換する場合は「３」、８ビットデータを０～５Vのアナログ信号に変換する場合は「４」などである。
　シーケンスプロセッサ１は、ループ命令を検出するとループ命令情報を取得して、演算プロセッサ２に出力した後に、演算プロセッサ２に実行権を移行する。演算プロセッサ２は、実行権とループ命令情報を取得し、ループ制御プログラム６を起動する。ループ制御プログラム６は、最初に第１オペランド４１２A、第２オペランド４１２B、第３オペランド４１２C、第４オペランド４１２Dの取得処理を実行して、次に第２オペランド４１２Bのパラメータに従い入力処理を実行し、次に第３オペランド４１２Cのパラメータに従い制御演算処理を実行し、次に第４オペランド４１２Dのパラメータに従い、演算結果をレジスタ５に格納する。このように、ループ命令を１ステップ作成することにより、１つのループ制御に必要な入力処理、制御演算処理、出力処理を定義できるため、オペランドの定義を変更するだけで、多様なループ制御を構築できる。
　図５はシーケンスプロセッサ１の処理フロー示す図である。
　 シーケンスプロセッサ１は、まず、ステップS１１０でラダープログラム実行開始タイミングであるかを判定する。例えば、予め設定された制御周期に達した場合は開始と判定してステップS１１１に移行し、達していなければ実行不可としてスタートに戻る。
　ステップS１１１では、ステップ番号ゼロから実行開始できるように、ステップカウンタをゼロクリアする。ステップS１１２では、ステップカウンタのステップを対象に命令を読み出す。ステップS１１３では、命令がラダープログラム４の最終を示す「END」であるかを判定し、「END」以外の命令の場合はステップS１１４に移行し、「END」の場合はスタートに戻る。ステップS１１４では、命令がシーケンス命令かループ命令を判定し、シーケンス命令の場合はステップS１１５に移行し、ループ命令の場合はS１１７に移行する。
　ステップS１１５では、オペランドを読出す。ステップS１１６では、読み出した命令とオペランドを実行する。
　ステップS１１７では、演算プロセッサ２に対してループ命令情報を出力する。ここでループ命令情報とは、例えば、ループ命令の名称や、ラダープログラム４内のループ命令のアドレス、ラダープログラム４内の第１オペランドのアドレスである。ステップS１１８では、実行権を演算プロセッサ２に移行する。ステップS１１９では、演算プロセッサ２から実行権を取得するまで待ち状態となり、実行権を取得するとステップS１２０に移行する。
　ステップS１２０では、ステップカウンタに１を加算してステップS１１２に戻る。
このように、シーケンスプロセッサ１は、ステップS１１２からステップS１２０の処理を繰返し実行することで、ラダープログラム４を先頭から最終まで実行する。
　図６は、演算プロセッサ２の処理フロー示す図である。
　演算プロセッサ２は、まず、ステップS２１０でシーケンスプロセッサ１からの実行権を取得したかを判定し、実行権を取得した場合は実行権有と判定してステップS２１１に移行し、実行権を取得していなければ実行権無としてスタートに戻る。
　ステップS２１２では、シーケンスプロセッサ１からのループ命令情報を取得する。ここでループ命令情報とは、例えば、ループ命令の名称、第１オペランドのアドレスなどである。
　ステップS２１２では、ループ命令の名称から実行すべきループ制御プログラム６の先頭アドレスを決定する。次にループ命令情報から第１オペランドのアドレスを引数として、ループ制御プログラム６を実行する。
　ステップS２１３では、ループ制御プログラム６を最後まで実行した後に、実行権をシーケンスプロセッサ１に移行し、スタートに戻る。
　図７は、ループ制御プログラム６の処理フロー示す図である。以下図４を参照しつつ、図７にてループ制御プログラム６の処理フローを説明する。
　ステップS６００では、演算プロセッサ２から第１オペランドのアドレスを取得する。
　ステップS６０１では、第１オペランド４１２Aを読出し、ループ番号とする。ステップS６０２では、第２オペランド４１２Bを読出し、４１２Bの上位バイトをA/D変換番号、下位バイトを入力データ変換番号とする。ステップS６０３では、第３オペランド４１２Cを読出し、演算処理番号とする。ステップS６０４では第４オペランド４１２Dを読出し、４１２Dの上位バイトを出力データ変換番号、下位バイトをD/A変換番号とする。
　ステップS６０５では、ステップS６０１で取得したループ番号から演算用レジスタを決定し、相対１ワード目に格納されている計測データを読み出す。計測データとは、例えば、プラント２０のアナログ信号をプラント入出力８にてA/D変換したデータである。A/D変換の量子化仕様には、例えば、８ビット、１２ビット、１４ビットなどの種類があり、計測データはそれぞれ０～５１１、０～４０９５、０～１６３８３などのスケールである。
　ステップS６０６では、計測データのスケールを正規値と称するスケールに変換（正規化）する。正規値は、例えば０～１００００のスケールからなる整数型のデータである。
A/D変換番号が「２」ならば量子化仕様は１２ビットと判定して、計測データを０～４０９５から０～１００００に変換する。また、A/D変換番号が「１」ならば量子化仕様は８ビットと判定して、計測データを０～５１１から０～１００００に変換する。
　ステップS６０７では、正規値に変換された計測データを対象として、入力データ変換番号に従い入力変換処理を実行する。例えば、入力データ変換番号が「１」ならば線形変換、「２」ならば逆線形変換、「３」ならば差圧を流量に変換する開平演算、「４」ならば一次遅れ演算などである。
　ステップS６０８では、入力変換処理後の計測データを対象として、演算処理番号に従い制御演算処理を実行し、処理結果を操作データをとして出力する。例えば、演算処理番号が「１」ならば干渉型PID制御、「２」ならば非干渉型PID制御、「３」ならば比率演算などである。
　ステップS６０９では、操作データに対して、出力データ変換番号に従いスケール変換などの出力変換演算処理を実行する。例えば、出力データ変換番号が「１」ならば線形変換、「２」ならば、逆線形変換などである。
　ステップS６１０では、操作データを対象に、正規値のスケールからD/A変換番号に対応したスケールに変換する。例えば、D/A変換番号が「１」ならば８ビット、「２」ならば１２ビット、「３」ならば１４ビットなどである。
　ステップS６１１では、演算用レジスタの先頭から相対２ワード目に、操作データを格納して処理を終了する。
　ここで、正規値とは、ループ制御演算処理で使用しているデータ型式であり、整数型の０～１００００スケールとして説明したが、データ型式は固定小数点型、浮動小数点型などとしても良い。
　図８は、プラント２０のループ制御の機能の一例を示す図である。図８により、配管を流れる流量をバタフライ弁開度で調節するループ制御の処理構成を説明する。
　最初に制御対象プロセスであるプラント２０の構成を説明する。ダムから取水した原水３０は、配管２０A、オリフィス２１、配管２０B、バタフライ弁２３、配管２０Cを経由して沈殿池に送られる。オリフィス２１は、配管内のオリフィス前後の差圧を計測して、差圧計２２に送信する。差圧計２２は、差圧計測データを１～５Vのアナログ信号に変換して、制御コントローラ10に出力する。開度設定器２４は、０～５Vのアナログ信号にて制御コントローラ10から設定された開度に従い、バタフライ弁２３の開度を維持する。
　制御コントローラ１０は、プラント入出力８に実装した１２ビットA/D変換８１を介して、差圧計２２から差圧計測データを入力し、１２ビットデータとして入力レジスタXW100に格納する。また、制御コントローラ１０は、ラダープグラム４により、１２ビットの差圧計測データを取得し、非干渉型PID制御を実行し、実行結果である開度操作データを８ビットデータとして出力レジスタYW100に格納する。そして、プラント入出力８に実装した８ビットD/A変換８２を経由して開度設定器２４に開度操作データを出力する。
　次に、ラダープログラム４に記述したステップ４２、４３、４４によるループ制御演算処理の動作を詳細に説明する。
　ステップ４２は、ステップ番号４２０、シーケンス命令４２１、第１オペランド４２２A、第２オペランド４２２Bから構成され、シーケンス命令４２１に定義された「MOV」により、第１オペランド４２２Aに定義された入力レジスタXW100のデータを、演算用レジスタLW001に転送する。図４で説明したように、演算用レジスタLW001はループ番号「１」の計測データに該当する
　ステップ４３は、ステップ番号４３０、ループ命令４３１、第１オペランド４３２A、第２オペランド４３２B、第３オペランド４３２C、第４オペランド４３２Dから構成される。ループ命令４３１は、第１オペランド４３２Aをループ番号とし、第２オペランド４３２Ｂを入力処理のパラメータとし、第３オペランド４３２Ｃを制御演算処理のパラメータとし、第４オペランド４３２Ｄを出力処理のパラメータとして、ループ制御演算を実行する。
　以下、ループ命令４３１のループ制御演算処理を、実行順に説明する。
　まず、第１オペランド４３２Aを「０００１」と定義することにより、ループ番号は「１」に設定される。これにより、ループ制御演算処理は、ループ番号「１」用の演算用レジスタLW000～LW00Fを使用する。そして、演算用レジスタの先頭から相対１ワード目のLW001から計測データを読み出し、差圧計測データとして使用する。
　第２オペランド４３２Bの上位バイトを「０２」と定義することにより、A/D変換番号は「２」に設定される。A/D変換番号「２」は、１２ビットデータを正規値化する機能に該当するので、演算用レジスタLW001に格納されている差圧計測データを、１２ビットデータから正規値に変換する処理を実行する。
　第２オペランド４３２Bの下位バイトを「０３」と定義することにより、入力データ変換番号は「３」に設定される。入力データ変換番号「３」は開平演算機能に該当するので、正規値化された差圧計測データに開平演算を施して流量計測データに変換する処理を実行する。
　第３オペランド４３２Cを「０２」と定義することにより、演算制御番号は「２」に設定される。演算制御番号「２」は非干渉型PID制御機能に該当し、流量計測データに対して非干渉型PID制御を実行し、開度操作データを出力する。
　第４オペランド４３２Dの上位バイトを「０１」と定義することにより、出力データ変換番号は「１」に設定される。出力データ変換番号「１」は線形変換機能に該当し、開度操作データを線形変換する処理を実行する。
　第４オペランド４３２Ｄの下位バイトを「１」と定義することにより、D/A変換番号は「１」に設定される。D/A変換番号「１」は正規値を８ビットデータに変換する機能に該当するので、開度操作データを８ビットに変換して、ループ番号「１」の演算用レジスタの相対２ワード目LW002に格納する。
　このように、ステップ４３により、ループ制御の入力処理、制御演算処理、出力処理を構築することができる。
　ステップ４４は、ステップ番号４４０、シーケンス命令４４１、第１オペランド４４２A、第２オペランド４４２Bから構成され、シーケンス命令４４１に定義された「MOV」により、第１オペランド４４２Aに定義された演算用レジスタLW002の開度操作データを、第２オペランド４２２Bに定義された演算用レジスタYW100に転送する。
　ステップ４２により、入力レジスタの計測データをループ命令が使用する演算用レジスタに転送する処理を設けたが、プラント入出力８が演算用レジスタに計測データを直接格納する構成としてもよい。
　ステップ４４により、演算用レジスタの操作データを出力レジスタに転送する処理を設けたが、演算用レジスタの操作データをプラント入出力８が直接転送して、プラント２０に出力する構成としてもよい。
　図９はプログラミング装置１１で表示されるラダー図の一例を示す図である。
　 図９（a）のラダー図２００は、プログラミング装置１１のラダープログラム開発環境を用いて、図９（ｂ）ラダープログラム４をラダー図形式で表示した例である。
　ラダー図２００のラダー２０１は、入力レジスタX001のビットデータがONし、かつ入力レジスタX002のビットデータがONした場合は、出力レジスタY001のビットデータをONする処理を示す。ラダー２０１は、a接点スタート演算「LD」、a接点の直列演算「AND」コイル出力演算「OUT」の３つのシーケンス命令から構成される。
　ラダー２０２は、シーケンス命令「MOV」により入力レジスタXW100のワードデータを、演算用レジスタLW001に転送する。
　ラダー２０３は、ループ命令２０５と４つのオペランドにより、１つのループ制御を記述している。オペランド表示エリア２０６には、４つのオペランドを一括で、左上からループ番号「0001」、入力処理パラメータ「0203」、制御演算処理パラメータ「0002」、出力処理パラメータ「0101」の順に表示することにより、ラダー図のみでループ制御の構成を容易に把握できる。
　ラダー２０４は、シーケンス命令「MOV」により演算用レジスタLW002のデータを、出力レジスタYW100に転送する
　なお、本発明に係る制御コントローラは、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、適宜変形することができる。以下に、本発明に係る制御コントローラの他の実施形態を列挙する。
　前述の実施形態では、ループ命令４１１のオペランド４１２をループ番号、入力処理、制御演算処理、出力処理の一連のループ制御演算処理を記述すべく第１から第４までの４つのオペランドを備えたが、１つのオペランドで一連のループ制御の機能を記述しても良いし、入力処理毎、制御演算処理毎、出力処理毎に複数のオペランドを備えても良い。
　前述の実施形態では、シーケンスプロセッサ１から出力されるループ命令情報を、ラダープログラム２内のオペランドが格納されているアドレスとしたが、ラダープログラム２内のループ命令が格納されているアドレスとして、ループ制御プログラム６は、ループ命令が格納されているアドレスを基点に、次ぎに続くオペランドを取得する処理としても良い。
　前述の実施形態では、ラダープログラム４は、IEC－61131（プログラマブルコントローラのプログラミング言語の標準規格）の表現としても良い。
　前述の実施形態に係る制御コントローラは、電力、ガス、交通、ダムなどの社会インフラシステムの制御システムや、鉄鋼、化学、食品、物流など産業システムの制御システムにも適用できる。
　各機能を実現するプログラム、データ等の情報は、ＲＡＭ（Random Access Memory）に格納すること以外に、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置や、ＩＣ（Integrated Circuit）カード、ＳＤ（Secure Digital）カード、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の記録媒体に格納することができる。
　前述の実施形態に係る各部の構成、機能、プロセッサ、メモリは、それらの全部又は一部を、集積回路で設計されたハードウェアで実現することもできる。
　本実施形態によれば、ラダープログラムで記述したループ命令とオペランドで、入力処理、制御演算処理および出力処理という一連のループ制御を構築きるので、ラダープログラムの知識を有するエンジニアにより、シーケンス制御とループ制御が混在した多様な制御システムを容易に構築できるという効果がある。
　ラダープログラムでループ制御を記述できるので、エンジニアリング効率の向上、プログラミングとデバッグ効率の向上、実際の試運転調整効率の向上が期待できる。
　また、１つのループ制御を最小ステップのラダープログラムにより記述できるので、プログラミング装置に表示したラダー図形式の画面をスクロールしたり、画面を複数展開することなく、プログラミングとデバッグを実施できるので、作業効率が向上するという効果がある。
　また、ラダープログラムにてループ制御が可視化されて記述でき、第三者でもループ制御構成を容易に理解できるので保守性が高く、社会インフラのような長期間保守を要求されるプラントにも適用できるという効果がある。
　また、例えばセンサ信号仕様の変更、制御コントローラのA/D変換仕様の変更などが発生しても、ラダープログラムのオペランドの変更のみで簡易に改修できるので、改修作業時間が短時間となり、更新に伴うプラント停止時間、人間による代替運転時間を最小化できるという効果がある。
　なお、実施形態を説明する図面においては、説明上必要と考えられる制御線や情報線のみを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんどすべての構成が相互に接続されていると考えてよい。
　１：シーケンスプロセッサ、２：演算プロセッサ、３：メモリ、４：ラダープログラム、５：レジスタ、６：ループ制御プログラム、７：バス、８：プラント入出力、９：通信インタフェース、１０：制御コントローラ、１１：プログラミング装置、２０：プラント。

Claims (6)

  1. 　シーケンスプロセッサと、演算プロセッサと、メモリとを備え、
    　前記メモリには、ラダープログラムと、ループ制御プログラムを備え、
    　前記ラダープログラムは、命令とオペランドの組合せにより構成され、
    　前記シーケンスプロセッサは、前記ラダープログラムの命令がシーケンス命令の場合は、前記シーケンスプロセッサによって前記シーケンス命令を実行し、前記ラダープログラムの命令がループ命令の場合は、前記演算プロセッサに前記ループ制御プログラムを実行させる処理を備えた、制御コントローラであって、
    　前記ループ命令は、少なくとも入力処理、制御演算処理、および出力処理を定義するループ命令用オペランドを具備することを特徴とする制御コントローラ。
  2. 　請求項１記載の制御コントローラにおいて、
    　前記ループ制御プログラムは、前記ループ命令用オペランドを取得する処理を備え、前記ループ命令用オペランドをパラメータとして前記入力処理、前記制御演算処理および前記出力処理を実行することを特徴とする制御コントローラ。
  3. 　請求項１記載の制御コントローラにおいて、
    　前記メモリには、さらにレジスタを備え、前記ループ命令用オペランドは、ループ番号を定義するオペランドを具備し、前記ループ制御プログラムは、前記ループ命令用オペランドの格納アドレスを取得する処理と、前記ループ命令用オペランドから前記ループ番号を取得する処理を備え、前記ループ番号で指定された前記レジスタを前記演算プロセッサが演算用レジスタとして使用することを特徴とする制御コントローラ。
  4. 　請求項３記載の制御コントローラにおいて、
    　前記レジスタは、前記指定される各ループ番号に対応して複数のエリアを有し、前記各エリアは、少なくとも前記入力処理の対象となる計測データを格納する領域及び前記制御演算処理結果である操作データを格納する領域を備えることを特徴とする制御コントローラ。
  5. 　請求項４記載の制御コントローラにおいて、
    　前記ループ命令用オペランドは、更に、入力処理のパラメータを定義するオペランド、制御演算処理のパラメータを定義するオペランド及び出力処理のパラメータを定義するオペランドを具備することを特徴とする制御コントローラ。
  6. 　シーケンスプロセッサと、演算プロセッサと、メモリとを備えた制御コントローラに接続するプログラミング装置による前記制御コントローラのプログラミング方法であって、
    　前記メモリには、ラダープログラムと、レジスタと、ループ制御プログラムを備え、
    　前記ラダープログラムは、命令とオペランドの組合せにより構成され、
    　前記シーケンスプロセッサは、前記ラダープログラムの命令がシーケンス命令の場合は、前記シーケンスプロセッサによって前記シーケンス命令を実行し、前記ラダープログラムの命令がループ命令の場合は、前記演算プロセッサに前記ループ制御プログラムを実行させる処理を備え、
    　前記プログラミング装置は、前記ラダープログラムをラダー図形で表示し、表示した前記ラダー図形の上に、少なくとも入力処理、制御演算処理および出力処理を定義するループ命令用オペランドを定義及び表示するためのループ命令用オペランドエリアを備え、前記ラダープログラムの命令が前記ループ命令の場合は、前記ループ命令用オペランドエリアに、前記ループ命令用オペランドを、入力処理パラメータ、制御演算処理パラメータ、出力処理パラメータの順に定義及び表示することを特徴とするプログラミング方法。
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