JP2000267703A - プログラマブルコントローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＰＬＣで高速に更新される「データ」に対し
ても、ＰＬＣを活用する者がＤＢＭＳを意識することな
く、従来のＰＬＣのプログラムの延長線上でＤＢＭＳの
情報を活用でき、又、ＰＬＣ側で、ＤＢＭＳでの「デー
タ」の更新の「状態」を把握できることから、通信や異
常処理のプログラミングが軽減され、これにより、シス
テムの開発生産性、信頼性を向上させること。 【解決手段】 ユーザプログラムに含まれる命令を順次
に解析・実行する命令実行手段と、入手、更新を行なお
うとするＤＢＭＳの「データ」に対応する「キー」並び
に「値」を少なくとも有し、かつ、ユーザ命令を介して
操作可能に仮想ＩＯ情報を記憶させた仮想ＩＯ記憶手段
と、ＤＢＭＳの「データ」と仮想ＩＯ情報記憶手段の
「データ」とを一致させるためのリフレッシュ手段と、
を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、データベース管
理システム（以下、ＤＢＭＳと称する）と連携可能なプ
ログラマブル・ロジック・コントローラ（以下、ＰＬＣ
と称する）に係り、特に、ＰＬＣの管理するＩＯ情報領
域にデータベースにリンクする仮想的なＩＯ領域を確保
し、この仮想的なＩＯ領域を介することにより、ＰＬＣ
で収集・演算したデータを、ＤＢＭＳに高信頼かつ容易
に反映可能としたＰＬＣに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＰＬＣとＤＢＭＳとが連携して動作する
制御システムは、例えば、受注から生産に至る工程を一
貫して管理する比較的に大規模な生産ライン等において
従来より知られている。このような制御システムにおい
ては、（１）ＰＬＣで収集・演算した結果の「データ」
に一致するようにＤＢＭＳの「データ」を更新する動
作、（２）ＰＬＣで収集・演算した結果の「データ」を
ＤＢＭＳに追加する動作、（３）ＤＢＭＳの「データ」
に一致するようにＰＬＣの「データ」を更新する動作、
からなる３つの動作の実行が通常必要とされる。

【０００３】それら３つの動作で取り扱われる情報の種
別には、以下の３つの形態が存在する。

【０００４】［情報の種別］ 情報種別１：ＰＬＣ側が正となる（ＰＬＣ側がオリジナ
ルでＤＢＭＳ側がそのコピーとなるの意味）情報で、か
つ、ＤＢＭＳでは、新規のレコード。

【０００５】情報種別２：ＰＬＣ側が正となる情報で、
かつ、ＤＢＭＳでは、既存のレコードの更新。

【０００６】情報種別３：ＤＢＭＳ側が正となる（ＤＢ
ＭＳ側がオリジナルでＰＬＣ側がそのコピーとなるの意
味）情報。

【０００７】また、先の３つの動作における「データ」
を一致させるタイミングには、以下の３つの形態が存在
する。

【０００８】［一致させるタイミング］ タイミング１：時間周期での一致 タイミング２：発生した障害に対する自動復旧 タイミング３：ＰＬＣの命令実行時の一致 そのため、ＰＬＣとＤＢＭＳとが連携して動作する制御
システムにおける「データ」の更新・追加に関する様々
な動作は、上述した「情報種別」と「一致させるタイミ
ング」との組み合わせで表わすことができる。

【０００９】ところで、それらの動作を実現する場合、
従来は、ゲートウェイ機能を有する中継処理装置若しく
は中継機構（以下、ＧＷと称する）を、ＰＬＣとＤＢＭ
Ｓとの間に介在させることが行われている（図２１参
照）。このＧＷでは、上述した「情報種別」と「一致さ
せるタイミング」との組み合わせで表わされる様々な動
作に合わせて、次のような処理を実行するように仕組ま
れている。

【００１０】［情報種別１，２とタイミング１，２との
組み合わせで表される動作］ ・時間周期で、ＰＬＣに対して、「データ」の読み出し
を行ない、得られた「データ」をＤＢＭＳに書き込む処
理。

【００１１】［情報種別３とタイミング１，２との組み
合わせで表される動作］ ・時間周期で、ＤＢＭＳの「データ」の読み出しを行
い、ＰＬＣに対して「データ」の書き込みを行なう処
理。

【００１２】［情報種別１，２とタイミング３との組み
合わせで表される動作］ ・ＰＬＣ側より発行された送信の命令を受信し、ＤＢＭ
Ｓに書き込む処理。

【００１３】［情報種別３とタイミング３との組み合わ
せで表される動作］ ・ＰＬＣ側より発行された受信の命令を受信し、ＤＢＭ
Ｓの「データ」を問い合わせ、その「データ」をＰＬＣ
に返す処理。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たＧＷを介在させる従来の制御システムでは、次のよう
な幾つかの問題点が指摘されている。

【００１５】（１）ＰＬＣでの「データ」の高速更新
と、ＤＢＭＳへの更新結果の把握を両立することが困
難：ＰＬＣで、「データ」がＤＢＭＳに更新されたかの
「状態」の把握を行なおうとすると、ＰＬＣ側での「デ
ータ」更新を行なった後、ＤＢＭＳで行われる更新の結
果を待つ必要がある。ＰＬＣは、ＤＢＭＳに比べ、高
速、高頻度で、「データ」の更新が行なわれるので、そ
の間、ＰＬＣに待ちが発生する。そのため、ＰＬＣでの
高速更新と、ＤＢＭＳへの更新結果の把握とを両立させ
ることが困難である。

【００１６】（２）データの構造の違いにより変換が必
要：ＰＬＣでは、単一の情報を認識する区分に対し、一
つの「データ」しか持たない。それに対し、ＤＢＭＳ
は、２次元の表で「データ」を記録する。そのため、双
方で情報を共有する場合は、変換が必要となる。

【００１７】一例として、ＰＬＣでは、「生産台数」を
カウントしているとする。その情報は、ある時点の生産
台数である（下記、参照）。一方、ＤＢＭＳを活用す
る場合、通常、上記の情報に、「生産日」、「生産工
程」の情報が付加され、過去の履歴とともに表形式で情
報が蓄積、管理される（下記、参照）。

【００１８】ＰＬＣの場合 ＰＬＣでカウントした生産台数：２５６（１０／２，生
産工程３の数量） ＤＢＭＳの場合 生産日 生産工程 生産数 １０／１ １ ２４ １０／１ ２ １２２ １０／１ ３ １１１ １０／２ １ ３４１ １０／２ ２ ２３ １０／２ ３ ２５６ （３）信頼性の低下 ＧＷ自体が存在することで、システム全体のＭＴＢＦを
低下させる。

【００１９】（４）システムの開発生産性の低下 ＧＷ自体を開発することが必要であり、システム開発の
コスト増を招く。また、ＰＬＣ側で、情報の送信、受信
プログラムを作成する必要があり、システム開発のコス
ト増を招く。ＧＷ自体に障害が発生した場合の異常処理
をＰＬＣ側でプログラミングする必要があり、システム
開発のコスト増を招く。

【００２０】この発明は、上記の問題点に着目してなさ
れたものであり、ＰＬＣで高速に更新される「データ」
に対しても、ＰＬＣを活用する者がＤＢＭＳを意識する
ことなく、従来のＰＬＣのプログラムの延長線上でＤＢ
ＭＳの情報を活用でき、又、ＰＬＣ側で、ＤＢＭＳでの
「データ」の更新の「状態」を把握できることから、通
信や異常処理のプログラミングが軽減され、これによ
り、システムの開発生産性、信頼性を向上させることを
目的としている。

【００２１】

【課題を解決するための手段】この出願の請求項１に記
載の発明は、ユーザプログラムに含まれる命令を順次に
解析・実行する命令実行手段と、入手、更新を行なおう
とするＤＢＭＳの「データ」に対応する「キー」並びに
「値」を少なくとも有し、かつ、ユーザ命令を介して操
作可能に仮想ＩＯ情報を記憶させた仮想ＩＯ情報記憶手
段と、ＤＢＭＳの「データ」と仮想ＩＯ情報記憶手段の
「データ」とを一致させるためのリフレッシュ手段と、
を具備することを特徴とするプログラマブルコントロー
ラにある。

【００２２】この出願の請求項２に記載の発明は、リフ
レッシュ手段が、ＤＢＭＳの「データ」と仮想ＩＯ情報
記憶手段の「データ」とを時間周期で一致させる定期リ
フレッシュ手段を含む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にある。

【００２３】この出願の請求項３に記載の発明は、リフ
レッシュ手段が、命令実行手段で所定の即時命令が解析
・実行されるのに応答して起動されて、ＤＢＭＳの「デ
ータ」と仮想ＩＯ情報記憶手段の「データ」とを一致さ
せる都度リフレッシュ手段を含む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にある。

【００２４】この出願の請求項４に記載の発明は、リフ
レッシュ手段が、ＤＢＭＳの「データ」と仮想ＩＯ情報
記憶手段の「データ」とを時間周期で一致させる定期リ
フレッシュ手段と、命令実行手段で所定の即時命令が解
析・実行されるのに応答して起動されて、ＤＢＭＳの
「データ」と仮想ＩＯ情報記憶手段の「データ」とを一
致させる都度リフレッシュ手段との双方を含むことを特
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
にある。

【００２５】この出願の請求項５に記載の発明は、仮想
ＩＯ情報記憶手段が、入手、更新を行なおうとするＤＢ
ＭＳの「データ」に対応する「キー」並びに「値」に加
えて、当該「データ」の更新状況を示す「状態」を有
し、該「状態」は、命令実行手段とリフレッシュ手段と
の双方からの操作で逐次更新され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にある。

【００２６】この出願の請求項６に記載の発明は、請求
項１〜５に記載されたプログラマブルコントローラの各
構成手段の全部若しくは一部をコンピュータにて実現す
るためのプログラムを記録させて記録媒体にある。

【００２７】本発明は、以上の構成を有することから、
次のような作用効果が得られる。すなわち、従来にあっ
ては、ＰＬＣは、ユーザプログラム、ＩＯ情報をもと
に、命令実行手段が制御を行い、結果を、入出力インタ
フェース並びにＩＯ情報記憶領域に出力してきた。

【００２８】これに対して、本発明にあっては、ＩＯ情
報記憶領域を、ＤＢＭＳに相当する仮想ＩＯ情報記憶領
域として拡張し、命令実行手段で、その「データ」
（「キー」、「値」）を更新する。そして、命令実行手
段と並行して処理される、リフレッシュ手段（定期リフ
レッシュ手段、及び／又は、都度リフレッシュ手段によ
り、命令実行手段でのＰＬＣとしての制御に与える影響
を最小限にしつつ、ＤＢＭＳの更新を行ない、かつ、そ
の更新の「状態」を把握できる。その結果、ＰＬＣの活
用者は、従来のＰＬＣのユーザプログラムの延長線上で
ＤＢＭＳの「データ」を入手、追加、更新することが可
能となる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下に、この発明の好適な幾つか
の実施形態を添付図面に従って詳細に説明する。

【００３０】［本発明に係るＰＬＣを用いたデータベー
ス連携制御システム］先ず、本発明に係るＰＬＣを用い
たデータベース連携制御システムの構成図が図１に示さ
れている。同図に示されるように、このＰＬＣ１００に
は、従来のそれと同様にして、ユーザプログラム記憶領
域１と、命令実行機構２と、ＩＯ情報記憶領域３と、入
出力インタフェース機構４とが具備されている。

【００３１】当業者にはよく知られているように、ユー
ザプログラム記憶領域１には、制御を行なうための手
順、情報等が収められている。命令実行機構２は、ユー
ザプログラム記憶領域１並びにＩＯ情報記憶部３の情報
を元に、制御を実行する。ＩＯ情報記憶部３には、入出
力インタフェース４での入出力の情報が収められてい
る。入出力インタフェース４は、外部制御機器２００と
のインタフェースを行なう。

【００３２】以上の構成に加えて、本発明に係るＰＬＣ
１００には、ＤＢＭＳのインタフェース機構５と、仮想
ＩＯ情報記憶領域６と、定期リフレッシュ機構７と、都
度リフレッシュ機構８とが新たに設けられる。

【００３３】ＤＢＭＳのインタフェース機構５は、ＤＢ
ＭＳ３００に対し、データの追加、更新、照会を行なう
インタフェース機構である。仮想ＩＯ情報記憶領域６
は、ＤＢＭＳ３００の「データ」に相当する、ＰＬＣ側
の「キー」、「値」、「状態」を持つ、仮想的な情報記
憶領域である。以下、個々の情報の項目を「仮想ＩＯ」
と称することとする。定期リフレッシュ機構７は、ＤＢ
ＭＳ３００の「データ」と、仮想ＩＯ情報記憶領域６の
「データ」とを、時間周期で一致させるものである。都
度リフレッシュ機構８は、ＤＢＭＳ３００の「データ」
と、仮想ＩＯ情報記憶領域６の「データ」とを、命令実
行時に一致させるものである。

【００３４】本発明は、以上の構成を有することから、
次のような作用効果が得られる。すなわち、従来にあっ
ては、ＰＬＣは、ユーザプログラム記憶領域１に記憶さ
れたユーザプログラム、入出力インタフェース機構４か
らのＩＯ情報、ＩＯ情報領域３に記憶されたＩＯ情報を
もとに、命令実行機構２が制御を行い、結果を、入出力
インタフェース機構４並びにＩＯ情報記憶領域３に出力
してきた。

【００３５】これに対して、本発明にあっては、ＩＯ情
報記憶領域を、ＤＢＭＳに相当する仮想ＩＯ情報記憶領
域６として拡張し、命令実行機構２で、その「データ」
（「キー」、「値」、「状態」）を更新する。

【００３６】そして、命令実行機構２と並行して処理さ
れる、定期リフレッシュ機構７並びに都度リフレッシュ
機構８により、命令実行機構２でのＰＬＣとしての制御
に与える影響を最小限にしつつ、ＤＢＭＳ３００の更新
を行ない、かつ、その更新の「状態」を把握できる。

【００３７】その結果、ＰＬＣの活用者は、従来のＰＬ
Ｃのユーザプログラムの延長線上でＤＢＭＳの「デー
タ」を入手、追加、更新することが可能となる。

【００３８】［第１実施形態］ＰＬＣ側が正となる情報
で、ＰＬＣで「命令実行機構」による制御の実行時に、
ＤＢＭＳへ、ＰＬＣの「データ」を新規追加する場合
（情報識別１、タイミング３の場合）における命令実行
機構並びに都度リフレッシュ機構の動作を実現するため
の処理が図２並びに図３に示されている。また、同動作
時における仮想ＩＯのキー並びに値、仮想ＩＯの「状
態」（状態フラグの内容）、ＤＢＭＳ上のキー並びに情
報項目の「状態」遷移図が図４並びに図５に示されてい
る。

【００３９】この例では、ＰＬＣ側において、Ａという
「仮想ＩＯ」（「仮想ＩＯ」Ａの、「値」は生産数であ
り、「キー」は、生産を行なった日付と仮定する）を更
新しているものとし、ＤＢＭＳ側においては、Ａという
情報項目をＢというキーで２次元的に管理しているもの
と想定する。

【００４０】（１）ＰＬＣにおいて、命令実行機構２が
一連の処理（ステップ２０２〜２０６）を実行する途中
で、ユーザプログラムの解析・実行処理中に、「仮想Ｉ
Ｏ」に対する、「データ」の即時新規追加命令が解析さ
れると（ステップ２０４ＹＥＳ）、新規レコードである
ことを条件として（ステップ２０７ＹＥＳ）、図４の例
では、「仮想ＩＯ」Ａの「キー」は１０／１から１０／
２に変更され、「値」は８０から０に更新される（ステ
ップ２０８）。その後、命令実行機構２から都度リフレ
ッシュ機構８へと、ＤＢＭＳへ「データ」の追加依頼の
作成・発行指示が送信れさる（ステップ２１１）。

【００４１】（２）都度リフレッシュ機構８の側では、
この発行指示を受信すると（ステップ３０１ＹＥＳ）、
仮想ＩＯユニット（仮想ＩＯ情報記憶領域）６が正常で
あることを条件として（ステップ３０２ＹＥＳ）、ＤＢ
ＭＳ３００に対して「データ」の追加を依頼する（ステ
ップ３０３）。このとき、「仮想ＩＯ」の「状態」を
「確定」から「未確定」へと変更する処理も同時に実行
する（ステップ３０３）。図４の例では、１０／２の、
０という値は、ＰＬＣ１００の「仮想ＩＯ」では変更が
終了しているが、ＤＢＭＳ３００では変更が完了してい
ない。

【００４２】（３）その後、都度リフレッシュ機構８の
側では、ＤＢＭＳでの「データ」の追加が終了するのを
待って（ステップ３０４ＹＥＳ）、「仮想ＩＯ」の「状
態」を「未確定」から「確定」に変更する（ステップ３
０５，３０６）。これにより、ＰＬＣ１００での命令実
行中に、「仮想ＩＯ」の「状態」を参照することで、Ｄ
ＢＭＳへの更新の「状態」を把握することが可能とな
る。

【００４３】（４）ＤＢＭＳ３００の更新処理に比べ、
ＰＬＣ１００の命令実行機構８における命令実行は高速
に処理が行われる。そのため、（２）から（３）へ至る
過程で、「仮想ＩＯ」の「状態」が「未確定」であって
も、「仮想ＩＯ」Ａの「値」がさらに更新されることが
あり得る。このような場合が図５の「状態」遷移図に示
されている。図５の例では、当初８０から０に更新され
てものが、さらに０から１０に更新され、その後さらに
１０から２０に更新されている。これら１０，２０に更
新された時点では、既に、ＤＢＭＳ３００に対して「デ
ータ」の追加を依頼済であり、ＤＢＭＳ３００において
は、１０／２の０の「データ」の追加中となっている。
また、１０，２０の更新時点においては、「データ」の
即時新規追加ではなく、「仮想ＩＯ」に対する更新とな
る。このような二重の更新が行われた場合に対しては、
後述する第３実施形態おける都度リフレッシュ機構８の
処理により、その都度、ＤＢＭＳ３００に対してデータ
追加依頼が送信され（ステップ３０３）、同時に、「仮
想ＩＯ」の「状態」は「未確定＆未更新」とされる（ス
テップ３０８）。

【００４４】（５）ＤＢＭＳ３００で値０に関する追加
が終了したのちは、再度ＤＢＭＳに対し、変更依頼を行
なう必要があるため、「仮想ＩＯ」の「状態」は「未更
新」とされる（ステップ３０８）。この「状態」を参照
することで、ＰＬＣ１００の側では「仮想ＩＯ」に置い
た「データ」が未更新であることを認識できる。

【００４５】（６）以降は、後述する第２実施形態で説
明する手順に従い、定期リフレッシュ機構７の作用によ
り、次のサイクルで残りのデータに関する値の更新が行
なわれる。

【００４６】以上、（１）〜（６）で述べたように、Ｐ
ＬＣ１００はＤＢＭＳ３００側の更新結果を待つことな
く、次の更新を行なうことができるため、ＰＬＣ１００
の制御の実行に影響を与えることなく、新規情報の追
加、更新が行なえる。また、ＰＬＣ１００の命令実行の
中で、ＤＢＭＳ３００での情報反映の「状態」の把握を
行なうことができる。さらに、後述するように、時間周
期で行われる定期リフレッシュ機構７により、最新の
「データ」で、ＤＢＭＳ３００側に更新の依頼が行われ
るため、ＰＬＣ１００での更新都度の複数の更新依頼で
なく最新の１つの更新依頼に集約される。このことによ
り、ＤＢＭＳ３００への更新負荷が軽減される。すなわ
ち、図５の例では、ＰＬＣ１００では、１０，２０の２
つの更新が発生しているが、ＤＢＭＳ３００に対する更
新依頼は、最新の「値」：２０に集約される。

【００４７】［第２実施形態］ＰＬＣ側が正となる情報
で、時間周期で、ＤＢＭＳの「データ」をＰＬＣの「デ
ータ」に一致するように更新する場合（情報識別２、タ
イミング１，２の場合）における命令実行機構並びに定
期リフレッシュ機構の動作を実現するための処理が図６
並びに図７に示されている。また、同動作時における仮
想ＩＯのキー並びに値、仮想ＩＯの「状態」（状態フラ
グの内容）、ＤＢＭＳ上のキー並びに情報項目の「状
態」遷移図が図８並びに図９に示されている。

【００４８】この例でも、ＰＬＣ側において、Ａという
「仮想ＩＯ」（「仮想ＩＯ」Ａの、「値」は生産数であ
り、「キー」は、生産を行なった日付と仮定する）を更
新しているものとし、ＤＢＭＳ側においては、Ａという
情報項目をＢというキーで２次元的に管理しているもの
と想定する。

【００４９】（１）ＰＬＣ１００において、命令実行機
構２が一連の処理（ステップ６０２〜６０６）を実行す
る途中で、ユーザプログラムの解析・実行処理中に、
「仮想ＩＯ」に対する、「データ」の出力命令が解析さ
れると（ステップ６０４ＹＥＳ）、仮想ＩＯのデータと
一致していないことを条件として（ステップ６０７ＹＥ
Ｓ）、図８の例では、「仮想ＩＯ」Ａの「キー」は変化
がないが、「値」が８０から、１００に更新される（ス
テップ６０８）。

【００５０】（２）次いで、ＰＬＣ１００では、「値」
が変化しているが、ＤＢＭＳには更新が終了していない
ため、「未更新」という「状態」の認識を行なう。すな
わち、「仮想ＩＯ」の「状態」が「確定済み」であるこ
とを条件として（ステップ６０９確定済み）、「確定済
み」から「未更新」へと「状態」の変更を行う（ステッ
プ６０５）。

【００５１】（３）その後、定期リフレッシュ機構７の
作用により、ＤＢＭＳ３００の更新が行われる。すなわ
ち、仮想ＩＯユニット６の異常検出処理（ステップ７０
１）、正常な仮想ＩＯユニットに属する「仮想ＩＯ」よ
り、未更新の項目を抽出する処理（ステップ７０２）、
当該情報の「状態」を「未更新」から「未確定」に変更
する処理（ステップ７０３）を経た後、ＤＢＭＳ３００
へデータの更新が依頼される（ステップ７０４）。その
後、ＤＢＭＳ３００においてデータ更新が正常に終了す
るのを待って（ステップ７０５ＹＥＳ）、「仮想ＩＯ」
の「状態」を「未確定」から「確定」に変更する（ステ
ップ７０６，７０７）。これにより、ＰＬＣ１００はＤ
ＢＭＳ３００側の更新結果を待つことなく、次の更新を
行なうことができるため、ＰＬＣ１００の制御の実行に
影響を与えることなく、新規情報の更新が行なえる。ま
た、ＰＬＣ１００では、「仮想ＩＯ」の「状態」（「未
更新」、「未確定」、「確定」）を参照することで、Ｄ
ＢＭＳ３００に対するデータ更新の状況をいつでも把握
することができる。

【００５２】（４）ＤＢＭＳ３００の更新処理に比べ、
ＰＬＣ１００の命令実行機構８における命令実行は高速
に処理が行われる。そのため、（２）から（３）へ至る
過程で、「仮想ＩＯ」の「状態」が「未更新」であって
も、「仮想ＩＯ」Ａの「値」がさらに二重に更新される
ことがあり得る。図８の例にあっても、当初８０から１
００に更新されたものが、さらに１００から１０２に更
新されている。

【００５３】（５）このような二重更新処理が行われる
と、時間周期で実行される定期リフレッシュ機構７の作
用により、変更都度ではなく、最新の「値」（図８の例
では値１０２）で、ＤＢＭＳ３００側に更新の依頼が行
われ（ステップ７０４）、同時に、「仮想ＩＯ」の「状
態」は「未更新」から「未確定」へと変更される。この
ことにより、ＤＢＭＳ３００への更新負荷の増加が抑制
される。

【００５４】（６）定期リフレッシュ機構７の側では、
ＤＢＭＳ３００側での更新処理が終了するのを待って
（ステップ７０５ＹＥＳ）、「仮想ＩＯ」の「状態」を
「未確定」から「確定済」へと変更する（ステップ７０
７）。この「仮想ＩＯ」の「状態」を参照することによ
り、ＰＬＣ１００はＤＢＭＳ３００へのデータ更新が確
定したことを把握することができる。

【００５５】（７）一般に、ＤＢＭＳ３００の更新処理
に比べ、ＰＬＣ１００の命令実行機構２の処理はより高
速に行われる。そのため、ＤＢＭＳ３００で更新処理が
実行中である「未確定」の「状態」でも、当該更新処理
が実行中であるＡという情報が、その最中に、命令実行
機構２でさらに更新されることがあり得る。このような
多重更新の場合が図９の「状態」遷移図に示されてい
る。図９の例では、当初８０から１００に変更された値
が、定期リフレッシュ処理の実行開始前にさらに１００
から１０２へと変更され、この値１０２の「状態」で定
期リフレッシュ処理が起動されたものの、その完了に至
る前に、１０２から１０５へのさらなる変更が行われて
いる。この場合、命令実行機構２では、値１０５の更新
処理（ステップ６０８）に続いて、「仮想ＩＯ」の「状
態」を「未確定」から「未確定＆未更新」に変更する
（ステップ６０９，６１１）。一方、定期リフレッシュ
機構７の側では、ＤＢＭＳ３００側でのデータ更新が完
了するのを待って（ステップ７０５ＹＥＳ）、「仮想Ｉ
Ｏ」の「状態」を「未確定＆未更新」から、「確定」で
はなくて、「未更新」へと変更する。

【００５６】（８）ＤＢＭＳ３００で値１０２に関する
更新が終了したのちは、次のサイクルの定期リフレッシ
ュにおいて、当該データ項目は未更新の項目として再び
抽出され（ステップ７０２）、ＤＢＭＳ３００への更新
依頼の対象とされ（ステップ７０４）、同時に、「仮想
ＩＯ」の「状態」は「未更新」から「未確定」に変更さ
れる（ステップ７０３）。その後、値１０５に関する更
新が終了するのを待って（ステップ７０５ＹＥＳ）、
「仮想ＩＯ」の内容は「未確定」から「確定」に変更さ
れる（ステップ７０７）。

【００５７】（９）（１）〜（８）の処理の結果、ＤＢ
ＭＳ３００の内容は、「仮想ＩＯ」の最新の更新内容に
合わせて定期的に更新され、しかも更新途中で新たな更
新処理が「仮想ＩＯ」についてなされた場合には、その
更新内容についても、追って直ちにＤＢＭＳ３００に反
映される。

【００５８】（１０）通信障害、ＤＢＭＳへの更新障害
が発生した場合（ステップ７０５ＮＯ）、定期リフレッ
シュ機構７は仮想ＩＯユニット異常との認識を行ない
（ステップ７０９）、同時に、「仮想ＩＯ」の「状態」
を「未更新」に設定する（ステップ７１０）。定期リフ
レッシュ機構７の処理で復旧を認識できた場合、最新の
「データ」が「仮想ＩＯ」に存在するため、その値での
更新を、自動的に行なうことができる（ステップ７０２
〜７０４）。これにより、自動復旧が実現できる。

【００５９】［第３実施形態］ＰＬＣ側が正となる情報
で、ＰＬＣで命令実行機構２による制御の実行時に、Ｄ
ＢＭＳ３００の「データ」をＰＬＣ１００の「データ」
に一致するように更新する場合（情報種別２、タイミン
グ３の場合）における命令実行機構並びに都度リフレッ
シュ機構を実現するための処理が図１０並びに図１１に
示されている。また、同動作時における仮想ＩＯのキー
並びに値、仮想ＩＯの「状態」、ＤＢＭＳ上のキー並び
に情報項目の「状態」遷移図が図１２並びに図１３に示
されている。

【００６０】この例でも、ＰＬＣ側において、Ａという
「仮想ＩＯ」（「仮想ＩＯ」Ａの、「値」は生産数であ
り、「キー」は、生産を行なった日付と仮定する）を更
新しているものとし、ＤＢＭＳ側においては、Ａという
情報項目をＢというキーで２次元的に管理しているもの
と想定する。

【００６１】（１）ＰＬＣ１００において、命令実行機
構２が一連の処理（ステップ１１０２〜１１０６）を実
行する途中で、ユーザプログラムの解析・実行中に、
「仮想ＩＯ」に対する「データ」の即時更新命令が解析
されると（ステップ１１０４ＹＥＳ）、「仮想ＩＯ」の
「データ」と一致していないことを条件として（ステッ
プ１００７ＹＥＳ）、図１２の例では、「仮想ＩＯ」Ａ
の「値」は、８０から１００へと更新される（ステップ
１１０８）。

【００６２】（２）次いで、ＰＬＣ１００では、ＤＢＭ
Ｓ３００に対して更新が終了していないため、「未確
定」という「状態」の認識を行なう。すなわち、「仮想
ＩＯ」の「状態」が「確定済み」であることを条件とし
て（ステップ１１０９確定済み）、「確定済み」から
「未確定」へと「状態」の変更を行なう（ステップ１０
１０）。その後、ＤＢＭＳ３００へデータの更新依頼の
作成・発行指示を、都度リフレッシュ機構８に対して行
う（ステップ１０１１）。

【００６３】（３）すると、都度リフレッシュ機構８の
作用により、ＤＢＭＳ３００へ更新の依頼が行われる。
すなわち、都度リフレッシュ機構８の側では、命令実行
機構２からのデータの更新依頼の作成・発行指示が到来
すると（ステップ１１０１ＹＥＳ）、仮想ＩＯユニット
が正常であることを条件として（ステップ１１０２ＹＥ
Ｓ）、ＤＢＭＳ３００に対してデータの更新を依頼する
（ステップ１１０３）。

【００６４】（４）ＤＢＭＳ３００でのデータ更新が正
常に終了すれば（ステップ１１０４ＹＥＳ）、「仮想Ｉ
Ｏ」の「状態」は「未確定」から「確定済」に変更され
る（ステップ１１０５）。これにより、「仮想ＩＯ」の
「状態」を参照することで、ＰＬＣ１００での命令実行
中に、ＤＢＭＳ３００の更新の「状態」の把握を行なう
ことができる。

【００６５】（５）ＤＢＭＳ３００の更新処理に比べ、
ＰＬＣ１００の命令実行機構２は高速に処理が行われ
る。そのため、「仮想ＩＯ」の「状態」が「未確定」で
あっても、命令実行機構２によって「仮想ＩＯ」の値が
さらに更新されることがあり得る。このような多重更新
の場合が図１３に示されている。図１３の例では、「仮
想ＩＯ」の値が８０から１００へと更新された時点で、
都度リフレッシュ機構８が起動されてＤＢＭＳ３００の
更新が開始され、その最中に、１００から１０５へと
「仮想ＩＯ」の「状態」はさらに更新されている。この
ように二重の更新が行われると、命令実行機構２では、
１００から１０５への更新に際しては、「仮想ＩＯ」の
「状態」を「未確定」から「未確定＆未更新」へと変更
する（ステップ１００９未確定，１０１２）。

【００６６】（６）ＤＢＭＳ３００で値１００に関する
更新が正常に終了すると（ステップ１１０４ＹＥＳ）、
都度リフレッシュ機構８により、「仮想ＩＯ」の「状
態」は「未確定＆未更新」から「未更新」に変更される
（ステップ１１０５）。

【００６７】（７）その後、値１０５に関するＤＢＭＳ
３００の更新は、第２実施形態で述べたように、定期リ
フレッシュ機構７により、次のサイクルで行なわれる。

【００６８】（８）時間周期で実行される定期リフレッ
シュ機構７の作用により、最新の情報で、ＤＢＭＳ３０
０側にデータ更新の依頼が行われ（ステップ７０４）、
同時に、「仮想ＩＯ」の「状態」は「未更新」から「未
確定」に変更される（ステップ７０３）。その後、ＤＢ
ＭＳ３００側でデータ更新が正常に行われるのを待って
（ステップ７０５ＹＥＳ）、「仮想ＩＯ」の「状態」は
「未確定」から「確定済み」に変更される（ステップ７
０６，７０７）。このことにより、ＤＢＭＳ３００への
更新負荷の増加が抑制される。すなわち、図１３の例で
は、値１０５，１０７に関する２つの更新依頼ではな
く、最新の更新依頼である値１０７の更新依頼１つに集
約される。ＰＬＣ１００の高速実行により、即時出力
が、ＤＢＭＳ３００での更新を行なうより高頻度に発生
した場合でも、この機構により、定期的かつ最新の「デ
ータ」での更新に置き換えられるため、ＤＢＭＳへの更
新負荷の増加が抑制される。

【００６９】［第４実施形態］ＤＢＭＳ側が正となる情
報で、時間周期で、ＰＬＣ側の「データ」を、ＤＢＭＳ
の「データ」と一致するように更新する場合（情報種別
３、タイミング１，２の場合）における命令実行機構並
びに定期リフレッシュ機構の動作を実現するための処理
が図１４並びに図１５に示されている。また、同動作時
における仮想ＩＯの値、仮想ＩＯの「状態」、ＤＢＭＳ
上の情報の「状態」遷移図が図１６に示されている。

【００７０】この例では、ＰＬＣにおいて、ＤＢＭＳで
ＢというキーのＡという情報項目で２次元的に管理して
いる情報の中の、１つのレコードの「値」を、「仮想Ｉ
Ｏ」で使用する場合を想定している。

【００７１】（１）時間周期で行われる定期リフレッシ
ュ機構７の動作により、ＤＢＭＳ３００に対し、「キ
ー」を指定し、最新の「値」の問い合わせが行われる。
問い合わせ開始時、「未確定」の「状態」となる。すな
わち、定期リフレッシュ機構７の側では、仮想ＩＯユニ
ットの異常検出処理、復旧機構の動作処理（ステップ１
５０１）に続いて、正常な仮想ＩＯユニットに属する
「仮想ＩＯ」より、ＤＢＭＳが正の情報項目を抽出する
処理（ステップ１５０２）、当該情報項目の「状態」を
「未確定」に変更する処理（ステップ１５０３）を経た
後、ＤＢＭＳ３００へ情報の照会を依頼する（ステップ
１５０４）。

【００７２】（２）ＤＢＭＳ側での問い合わせが終了
後、「仮想ＩＯ」の「値」が更新され、「確定済」の
「状態」となる。すなわち、照会結果が正しく受信され
た場合には（ステップ１５０５ＹＥＳ）、「仮想ＩＯ」
の「値」並びに「状態」の更新を行う（ステップ１５０
６）。このとき、「仮想ＩＯ」の内容は、「未確定」か
ら「確定済み」へと変更される。

【００７３】（３）命令実行機構２は、定期リフレッシ
ュ機構７とは、非同期に制御が行われる。その制御を行
ない、「仮想ＩＯ」の「値」を使用する時に、その
「値」を使用するかどうかは、「状態」により判断を行
なうことができる。すなわち、ＰＬＣ１００において、
命令実行機構２が一連の処理（ステップ１４０２〜１４
０７）を実行する途中で、ユーザプログラムの解析・実
行処理中に、「仮想ＩＯ」に対する入力命令が解析され
ると（ステップ１４０４ＹＥＳ）、命令実行機構２で
は、該当する「仮想ＩＯ」に関して、「状態」並びに
「値」の読み出しを行う。図１６の例では、サイクル１
での読み出しに際しては値８０並びに「確定済み」が、
サイクルｍでの読み出しに際しては値８０並びに「未確
定」が、サイクルｌでの読み出しに際しては値１００並
びに「確定済み」がそれぞれ取得される。従って、命令
実行機構２の側では、読み出された値の信頼性を認識で
きる。

【００７４】［第５実施形態］ＤＢＭＳ側が正となる情
報で、ＰＬＣでの命令実行時に、ＰＬＣの「データ」
を、ＤＢＭＳの「データ」と一致するように更新する場
合（情報種別３、タイミング３の場合）における命令実
行機構並びに都度リフレッシュ機構の動作を実現するた
めの処理が図１７並びに図１８に示されている。また、
同動作時における仮想ＩＯの値並びに状態、ＤＢＭＳ上
の情報の「状態」遷移図が図１９に示されている。

【００７５】この例では、ＰＬＣにおいて、ＤＢＭＳで
ＢというキーのＡという情報項目で２次元的に管理して
いる情報の中の、１つのレコードの「値」を、「仮想Ｉ
Ｏ」で使用する場合を想定している。

【００７６】（１）ＰＬＣにおいて、命令実行機構２に
より、「仮想ＩＯ」の即時入力命令が実行され、最新の
「値」が必要との認識がされる。すなわち、ＰＬＣにお
いて、命令実行機構２が一連の処理（ステップ１７０２
〜１７０６）を実行する途中で、ユーザプログラムの解
析・実行中に、「仮想ＩＯ」に対する即時入力命令が解
析される（ステップ１７０４ＹＥＳ）。

【００７７】（２）ＤＢＭＳに対し、最新の「値」の要
求を行い、ＰＬＣ側の情報は、その回答待ちとなる。そ
のため、「未確定」という「状態」、「確定待ち」とい
う「入力命令の実行状態」の認識を行なう。すなわち、
「仮想ＩＯ」に対する即時入力命令が解析されると（ス
テップ１７０４ＹＥＳ）、「入力命令の実行状態」が
「未実行」であって（ステップ１７０７未実行）かつ
「仮想ＩＯ」の「状態」が確定済みであることを条件と
して（ステップ１７０９確定済み）、「仮想ＩＯ」の
「状態」を「確定」から「未確定」に変更したのち（ス
テップ１７０９）、ＤＢＭＳへの情報の照会メッセージ
の作成・発行処理（ステップ１７１０）が実行され、そ
の後、「入力命令の実行状態」は「未実行」から「確定
待ち」へと変更され（ステップ１７１１）。

【００７８】（３）一方、都度リフレッシュ機構８で
は、ＤＢＭＳに対して「値」の照会が行われる。結果を
入手後、ＰＬＣの「仮想ＩＯ」の「値」の更新が行わ
れ、「確定」の「状態」となる。すなわち、都度リフレ
ッシュ機構８の側では、発行指示を受信すると（ステッ
プ１８０１ＹＥＳ）、仮想ＩＯユニットが正常であるこ
とを条件として（ステップ１８０２ＹＥＳ）、ＤＢＭＳ
へ「データ」の問い合わせを依頼する（ステップ１８０
３）。その後、照会結果が正しく入手されるのを待って
（ステップ１８０４ＹＥＳ）、「仮想ＩＯ」の「値」並
びに「状態」の更新を行う（ステップ１４０５）。この
とき、「仮想ＩＯ」の「状態」は、「未確定」から「確
定」へと変更される（ステップ１８０５）。

【００７９】（４）命令実行制御において、その「値」
を使用し、制御を継続することができる。この時、「入
力命令の実行状態」を「未実行」との認識を行なう。こ
の時、ＤＢＭＳの問い合わせ処理に比べ、ＰＬＣの「命
令実行機構」は高速に処理が行われる。しかしながら、
この場合については、最新情報を入手が必要であり、
「確定」の「状態」になるまでは、「ユーザプログラ
ム」の実行は待たされることとなる。すなわち、ＰＬＣ
において、命令実行機構２が一連の処理（ステップ１７
０２〜１７０６）を実行する途中で、ユーザプログラム
の解析・実行中に、「仮想ＩＯ」に対する即時入力命令
が解析され（ステップ１７０４ＹＥＳ）、この時点で
「入力命令の実行状態」が「確定待ち」と判定されると
（ステップ１７０７確定待ち）、「仮想ＩＯ」の「状
態」が「確定済み」である場合に限り（ステップ１７１
２ＹＥＳ）、「状態」並びに「値」の読み出しが行われ
（ステップ１７１３）、その後、「入力命令の実行状
態」は「確定待ち」から「未実行」へと変更される（ス
テップ１７１４）。

【００８０】最後に、本発明ＰＬＣを用いたデータベー
ス連携制御システムの全体構成を図２０図に、また中継
装置を用いた従来のデータベース連携制御システムの全
体構成を図２１にそれぞれ示す。それらの図の比較から
明らかなように、従来システムにあっては、中継装置Ｇ
ＷがそれぞれのＰＬＣの生産数を問い合わせ、生産管理
システムのＤＢＭＳを更新するのに対して、本発明シス
テムにあっては、個々のＰＬＣが生産管理システムのＤ
ＢＭＳを直接更新するのである。

【００８１】

【発明の効果】以上の実施の形態の説明からも明らかな
ように、この発明によれば、次のような効果が期待され
る。

【００８２】（１）ＰＬＣにおいて、「データ」の高速
更新と、ＤＢＭＳへの更新結果の把握との両立を図るこ
とができる。

【００８３】（２）システムの開発生産性の向上 ・ＤＢＭＳの「データ」と、「仮想ＩＯ情報領域」の
「データ」とが一致されることから、通信に関するプロ
グラム、中継装置、機構の開発が不要となる。

【００８４】・ＰＬＣで高速に更新される「データ」に
対しても、ＰＬＣを活用する者がＤＢＭＳを意識するこ
となく、従来のＰＬＣのプログラムの延長線上でＤＢＭ
Ｓの情報を活用できる。

【００８５】・ＤＢＭＳでの「データ」の更新の「状
態」を把握できることから、通信や、異常処理のプログ
ラミングが軽減される。

【００８６】（３）信頼性の向上 ・「定期リフレッシュ機構」により、障害発生時、自動
復旧が可能となる。

【００８７】・ＰＬＣの中に一要素として組み込まれる
ため、中継装置、機構が不要となり、その障害に起因す
る、ＭＴＢＦの低下が取り除ける。

【００８８】・ＰＬＣ側で、ＤＢＭＳでの「データ」の
更新の「状態」を把握できることから、通信に関する異
常処理のプログラミングが軽減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明ＰＬＣを用いたデータベース連携制御シ
ステムの構成図である。

【図２】第１実施形態における命令実行機構の処理を示
すフローチャートである。

【図３】第１実施形態における都度リフレッシュ機構の
処理を示すフローチャートである。

【図４】第１実施形態における命令実行とＤＢＭＳの更
新にあたって、情報の「状態」の変化を説明する状態遷
移図である。

【図５】第１実施形態における命令実行とＤＢＭＳの更
新にあたって、情報の「状態」の変化を説明する状態遷
移図である。

【図６】第２実施形態における命令実行機構の処理を示
すフローチャートである。

【図７】第２実施形態における定期リフレッシュ機構の
処理を示すフローチャートである。

【図８】第２実施形態における命令実行とＤＢＭＳの更
新にあたって、情報の「状態」の変化を説明する状態遷
移図である。

【図９】第２実施形態における命令実行とＤＢＭＳの更
新にあたって、情報の「状態」の変化を説明する状態遷
移図である。

【図１０】第３実施形態における命令実行機構の処理を
示すフローチャートである。

【図１１】第３実施形態における都度リフレッシュ機構
の処理を示すフローチャートである。

【図１２】第３実施形態における定期リフレッシュ機構
の処理を示すフローチャートである。

【図１３】第３実施形態における定期リフレッシュ機構
の処理を示すフローチャートである。

【図１４】第４実施形態における命令実行機構の処理を
示すフローチャートである。

【図１５】第４実施形態における定期リフレッシュ機構
の処理を示すフローチャートである。

【図１６】第４実施形態における命令実行とＤＢＭＳの
値の照会にあたって、情報の「状態」の変化を説明する
図である。

【図１７】第５実施形態における命令実行機構の処理を
示すフローチャートである。

【図１８】第５実施形態における都度リフレッシュ機構
の処理を示すフローチャートである。

【図１９】第５実施形態における命令実行とＤＢＭＳの
値の照会にあたって、情報の「状態」の変化を説明する
図である。

【図２０】本発明ＰＬＣを用いたデータベース連携制御
システムの構成図である。

【図２１】中継装置を用いた従来のデータベース連携制
御システムの構成図である。

【符号の説明】

１ ユーザプログラム記憶領域 ２ 命令実行機構 ３ ＩＯ情報記憶領域 ４ 仮想ＩＯ情報記憶領域 ５ ＤＢＭＳのインタフェース機構 ６ 仮想ＩＯ情報記憶領域 ７ 定期リフレッシュ機構 ８ 都度リフレッシュ機構 １００ プログラマブル・ロジック・コントローラ
（ＰＬＣ） ２００ 外部制御機器 ３００ データベース管理システム（ＤＢＭＳ）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ユーザプログラムに含まれる命令を順次
   に解析・実行する命令実行手段と、 入手、更新を行なおうとするＤＢＭＳの「データ」に対
   応する「キー」並びに「値」を少なくとも有し、かつ、
   ユーザ命令を介して操作可能に仮想ＩＯ情報を記憶させ
   た仮想ＩＯ情報記憶手段と、 ＤＢＭＳの「データ」と仮想ＩＯ情報記憶手段の「デー
   タ」とを一致させるためのリフレッシュ手段と、 を具備することを特徴とするプログラマブルコントロー
   ラ。
2. 【請求項２】 リフレッシュ手段が、ＤＢＭＳの「デー
   タ」と仮想ＩＯ情報記憶手段の「データ」とを時間周期
   で一致させる定期リフレッシュ手段を含むことを特徴と
   する請求項１に記載のプログラマブルコントローラ。
3. 【請求項３】 リフレッシュ手段が、命令実行手段で所
   定の即時命令が解析・実行されるのに応答して起動され
   て、ＤＢＭＳの「データ」と仮想ＩＯ情報記憶手段の
   「データ」とを一致させる都度リフレッシュ手段を含む
   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。
4. 【請求項４】 リフレッシュ手段が、ＤＢＭＳの「デー
   タ」と仮想ＩＯ情報記憶手段の「データ」とを時間周期
   で一致させる定期リフレッシュ手段と、命令実行手段で
   所定の即時命令が解析・実行されるのに応答して起動さ
   れて、ＤＢＭＳの「データ」と仮想ＩＯ情報記憶手段の
   「データ」とを一致させる都度リフレッシュ手段との双
   方を含む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。
5. 【請求項５】 仮想ＩＯ情報記憶手段が、入手、更新を
   行なおうとするＤＢＭＳの「データ」に対応する「キ
   ー」並びに「値」に加えて、当該「データ」の更新状況
   を示す「状態」を有し、 該「状態」は、命令実行手段とリフレッシュ手段との双
   方からの操作で逐次更新され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。
6. 【請求項６】 請求項１〜５に記載されたプログラマブ
   ルコントローラの各構成手段の全部若しくは一部をコン
   ピュータにて実現するためのプログラムを記録させて記
   録媒体。