JP5558151B2 - プログラマブルコントローラ、プログラマブルコントローラ管理装置及びモジュール名称決定方法のプログラム - Google Patents

Description

本発明は、プログラマブルコントローラ等に係るものである。特に接続されたモジュールを認識するための処理を行うプログラマブルコントローラ、プログラマブルコントローラ管理装置及びモジュール名称決定方法のプログラムに関するものである。

プログラマブルコントローラ（以下、ＰＬＣという）においては、制御対象の機器からの信号を入出力（送受信）等する装置をモジュール化し、コネクタに挿抜するモジュールを変更することにより、汎用性、拡張性等を高めている（例えば特許文献１参照）。各モジュールとバスを介して各種信号の送受信を行い、各モジュール（制御対象の機器（マシン））を制御する制御手段（制御手段もモジュール化されている場合がある）は、システム構成（どのコネクタにどのようなモジュールが接続されているか）の検出、把握を電源投入の度に行うが、これをできる限り早く（時間保証の範囲内）行う必要がある。特に電源入力状態で活線挿抜（ホットスワップ）を行う場合、制御対象となる機器が動作していることもあるため、よりはやい検出を行う必要がある。

そのため、各モジュールは、例えば製品別に定められたモジュールＩＤコードをデータとして有している。そして、制御手段は、バスを介して送信される信号内のモジュールＩＤコードに基づいて接続されているモジュールの認識、検出を行う。

一方で、ＰＬＣ本体のどのコネクタにどのようなモジュールが接続されているかを認識し、管理をすることは、ＰＬＣを管理（監視）をする管理者においても重要である。ここで、基本的にはモジュールＩＤコードは各モジュールに割りつけられた数字等が単に並べられているだけなので、モジュールＩＤコードを示されたとしても、監視者は、どのようなモジュールが接続されているかを判断することは困難である。

そこで、有線又は無線によってＰＬＣと接続された、例えばコンピュータ等の制御処理装置が、ＰＬＣから送信される信号中のモジュールＩＤコードに基づいてモジュールの名称を表示手段に表示させる処理を行っている。

この処理を実現するために、ＰＬＣの制御手段は、例えばモジュールＩＤコードと対応した名称データを、テーブル形式で制御手段が有する記憶部等に有している。そして制御手段は、モジュールＩＤコードから、対応するモジュールの名称のデータを検索する。そして、ＰＬＣから送信される信号に含まれるモジュールの名称のデータを処理し、制御処理装置はモジュールの名称を表示手段に表示させる。この制御処理装置は、例えばソフトウェア（ツール）として提供されているプログラムに基づく処理を実行することで、上記の処理を実現している。

特開２００１−２５５９１０号公報（図１）

ただ、製品毎に付されるモジュールＩＤコードに規則性がなく、そのため、新しい種類ができる度に、その製品のモジュールＩＤコードに名称のデータを対応させなければならず、これが開発する側の負担となっていた。特に、上記のように、ＰＬＣにモジュールＩＤコードと名称のデータとが記憶されている場合、新しい製品に対応していないＰＬＣ本体（制御手段）に新しいモジュールを接続しても、そのモジュールの名称を表示させることができなくなってしまう。

そこで、本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、開発側の負担を少なく、管理者側ではモジュールの接続状況の把握をすぐに行うことができるＰＬＣ、その管理装置、名称決定方法のプログラムを得ることを目的とするものである。

本発明に係るプログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）は、１又は複数のモジュールが接続されるプログラマブルコントローラにおいて、各モジュールは、モジュールがそれぞれ備える１又は複数の機能（製造者の情報等も含む）に応じて決定された、モジュールを識別するためのモジュールＩＤコードをそれぞれ有する。

また、本発明に係るプログラマブルコントローラは、各モジュールがそれぞれ備える１又は複数の機能に応じたキャラクタのデータを記憶する記憶手段と、モジュールがそれぞれ備える１又は複数の機能に応じてそれぞれ決定された、モジュールを識別するためのモジュールＩＤコードのデータを含む信号がモジュールから送信されると、モジュールＩＤコードに基づいてモジュールが備えた機能を判断し、判断した機能に基づいて記憶手段に記憶されたキャラクタのデータを選択して組み合わせてモジュールの名称のデータを生成する制御手段とを備えたものである。

また、本発明に係るプログラマブルコントローラのモジュールＩＤコードは、少なくとも入力又は出力、アナログ（Analog）又はディスクリート（Discrete）、点数及びチャネル数並びに直流型又は交流型に区別された機能に基づいて決定される。

また、本発明に係るプログラマブルコントローラ管理装置は、１又は複数のモジュールが接続されて構成されるプログラマブルコントローラのモジュールがそれぞれ備える１又は複数の機能に応じたキャラクタのデータを記憶する記憶手段と、各モジュールがそれぞれ備える１又は複数の機能に応じてそれぞれ決定された、モジュールを識別するためのモジュールＩＤコードのデータを含む信号がプログラマブルコントローラから送信されると、モジュールＩＤコードに基づいてプログラマブルコントローラに接続されたモジュールが備えた機能を判断し、判断した機能に基づいて記憶手段に記憶されたキャラクタのデータを選択して組み合わせた名称のデータを生成して、プログラマブルコントローラに接続されたモジュールの名称を表示させるための表示信号を送信する制御手段と、表示信号に基づいた表示を行う表示手段とを備えたものである。

また、本発明に係るモジュール名称決定方法のプログラムは、プログラマブルコントローラを構成する１又は複数のモジュールに対し、モジュールがそれぞれ備える１又は複数の機能に応じてそれぞれ決定された、モジュールを識別するためのモジュールＩＤコードのデータに基づいて、モジュールが備えた機能を判断する工程と、各モジュールがそれぞれ備える１又は複数の機能に応じたキャラクタのデータが記憶された記憶手段から、判断した機能に基づいてキャラクタのデータを選択して組み合わせ、モジュールの名称のデータを生成する工程とをコンピュータに行わせる。

本発明によれば、１又は複数のモジュールが接続されるプログラマブルコントローラにおいて、モジュールがそれぞれ備える１又は複数の機能に応じてそれぞれ決定された、モジュールを識別するためのモジュールＩＤコードのデータに基づいてモジュールが備えた機能を判断し、判断した機能に基づいて記憶手段に記憶されたキャラクタのデータを選択して組み合わせてモジュールの名称のデータを生成する処理を、例えばプログラムを実行させることにより、プログラマブルコントローラ又はプログラマブルコントローラ管理装置に行わせるようにしたので、それぞれのモジュールが備えた機能に基づいて自動的に名称が決定され、モジュールＩＤコードと名称とを１対１で対応させなくてもよい。そのため、例えばモジュールＩＤコードと名称とを対応させるためのプログラム等の更新等を行わなくても、名称を表示できる。そして、名称データは、モジュールが有する機能に対応したキャラクタのデータの組み合わせで表示されるので、表示された名称からモジュールの機能を判断することもできる。また、制御手段がモジュールの把握に必要な機能に関するデータ（情報）をモジュールＩＤコードとすることにより、制御手段はモジュール接続時に、モジュールに関する必要なデータをすばやく得ることができる。

第１の実施の形態に係るＰＬＣを中心とするＰＬＣシステムの構成を表す図である。 本発明の実施の形態におけるモジュールＩＤコードの例を表す図である。 モジュールＩＤコードの下位バイトの構造を表す図である。 モジュールＩＤコードの上位バイトの構造を表す図である。 アナログタイプのモジュールＩＤコードの上位バイトの構造を表す図である。

実施の形態１．
図１は本発明の第１の実施の形態に係るＰＬＣを中心とするＰＬＣシステムの構成を表す図である。図１において、ＰＬＣ本体１は、接続されたモジュール３−１〜３−ｎに電力供給をするための電源手段１Ａ、制御手段２とモジュール３−１〜３−ｎとの間において各種データを含む信号の伝送路となるバス１Ｂを少なくとも有している。

制御手段２は、記憶部２Ａを有しており、バス１Ｂを介してモジュール３−１〜３−ｎと各種データを含む信号を送受信し、記憶部２Ａに記憶されたプログラム（命令）に基づいてデータの処理を行い、例えばモジュールに接続された機器の動作を制御する。また、ＰＬＣ外部の制御機器（制御処理装置１０）との間での通信制御等、ＰＬＣ全体の動作を制御するために必要な処理を行う。特に本実施の形態では、モジュール３−１〜３−ｎに電力が供給される（バス１Ｂに接続される）ことにより、バス１Ｂを介して各モジュールから送信される信号に含まれるモジュールＩＤコードを解析（判断）処理し、各モジュールにモジュールＩＤコードに対応した名称を付す処理を行う。この処理を行うため、記憶部２Ａには、モジュールＩＤコードを構成するビットが１又は複数集まったグループによって表される値と、名称として付すキャラクタ（文字、数字、記号等）のデータとが関連づけて記憶されている。なお、ここでは制御手段２が制御処理装置１０との間で信号の送受信を行うようにしているが、独立した通信用モジュール（図示せず）を設けて、制御処理装置１０と通信を行うこともある。

モジュール３−１〜３−ｎは、例えばインプットモジュール、アウトプットモジュール等で構成される。各モジュールは、接続された制御対象の機器（マシン。図示せず）から送信される信号を制御手段２に送信し、また、制御手段２から送信される信号に基づいて機器の制御を行う。また、モジュールによっては、制御手段２を介することなく、接続された制御対象の機器の制御を行う。本実施の形態では、各モジュールは、後述する方法で決定されるモジュールＩＤコードを有している。なお、ここではモジュール３−１〜３−ｎと制御手段２、電源手段１Ａとを区別しているが、制御手段２、電源手段１Ａもモジュール化（ＣＰＵモジュール、電源モジュール）されている場合がある。

プログラマブルコントローラ管理装置となる制御処理装置１０は、データ処理手段１１、入力手段１２、表示手段１３、記憶手段１４及び通信手段１５で構成される。データ処理手段１１は、通信手段１５を介して制御手段２から送信される信号に含まれる各種データに基づいてＰＬＣを管理（監視）するための処理を行う。また、場合によっては、制御手段２に行わせる処理命令をプログラム化するための支援処理を行う。本実施の形態では、制御手段２から送信される信号に含まれる名称データを処理し、その名称を表示させるための表示信号を送信し、表示手段１３に表示させる。なお、記憶手段１４に、従来のモジュールＩＤコードのデータと関連づけられた名称のデータが例えばテーブル形式で記憶されており、従来の方法によって名称を検索し、表示手段１３にその名称を表示させる処理を行うこともできる。

入力手段１２はオペレータの指示を信号としてデータ処理手段１１に送信する。表示手段１３は、データ処理手段１１から送信される表示信号に基づく表示を行う。記憶手段１４には、データ処理手段１１が行う処理手順を示したプログラムが記憶されている。上記のデータ処理手段１１で行われる処理は、このプログラムに基づいて実現される。また、通信手段１５は、ＰＬＣの制御手段２とデータ処理手段１１との間で信号による通信を行う際のインターフェースとなる手段である。

図２は本発明の実施の形態におけるモジュールＩＤコードの例を表す図である。本実施の形態におけるモジュールＩＤコードは、１６ビット（各ビット番号を０〜１５とする）からなり、さらに、下位バイト（ビット番号０〜７）と下位バイト（ビット番号８〜１５）とでそれぞれ区別するものとする。そして、１又は複数のビットで、そのモジュールの機能（製造者名等、厳密には機能とはいえない事項も含む）を表し、制御手段２が制御等、処理を行うためにあらかじめ把握しておくべきものとする。

図３はモジュールＩＤコードの下位バイトの構造を表す図である。本実施の形態では、下位バイトにおいては、ビット番号７〜４の４ビットをグループとして製造者コードを表す（例えば「０００１」はＫＯＹＯ製であることを表す）。さらに、図３のようにビット番号３〜０をグループ（まとまることにより２値（１ビット）では表しきれない機能を表す）としてモジュールの種類（タイプ）を表す。ビット番号３が「０」であれば、ディスクリート（Discrete）又はアナログモジュールであることを表す。そして、その場合、ビット番号２において、「０」であればディスクリートモジュール、「１」であればアナログモジュールである。さらに、ビット番号１において出力機能（アウトプットファンクション）の有無を表し、ビット番号１において入力機能（インプットファンクション）の有無を表す。

一方、ビット番号３をが「１」であれば、特別なモジュール（スペシャルモジュール。例えば等）を表す。本実施の形態では、ビット番号２〜０において表される「０００」〜「１１０」は定義しない（機能を表さない）。「１１１」は、あらかじめ定めたタイプ以外の他のタイプのモジュールであることを表すものとする。

図４はディスクリートタイプのモジュールＩＤコードの上位バイトの構造を表す図である。上位バイトはモジュールの種類がディスクリート又はアナログモジュール（ビット番号３が０）の場合において、その表される内容が異なる。図４（ａ）のようにディスクリートインプットモジュール（下位バイトのビット番号３〜０が「０００１」）の場合、ビット番号１０〜８の３ビットをグループとして点数を表す。例えば、「０００」＝２点（ポイント）、「００１」＝４点、「０１０」＝８点、「０１１」＝１６点、「１００」＝３２点、「１０１」＝６４点、「１１０」＝１２８点、「１１１」＝２５６点となる。ビット番号１４〜１１は使用されず、ビット番号１５をグループとして「０」であればＤＣ（直流）タイプ、「１」であればＡＣ（交流）タイプを表す。

一方、図４（ｂ）のようにディスクリートアウトプットモジュール（下位バイトのビット番号３〜０が「００１０」）の場合、ディスクリートインプットモジュールと同様にビット番号８〜１０の３ビットをグループとして点数を表す。ビット番号１１、１２は使用されず、ビット番号１３、１４をグループとして「００」であればＤＣタイプ、「０１」であればＡＣタイプ、「１０」であればリレータイプを表す。また、ビット番号１５が「０」であればヒューズ無し又は共通タイプ、「１」であれば各点（ポイント）毎にヒューズが設けられているタイプを表す。

図５はアナログタイプのモジュールＩＤコードの上位バイトの構造を表す図である。次にアナログモジュール（下位バイトのビット番号３〜０が「０１１×」）の場合、ビット番号９、８の２ビットをグループとして入力チャネル数を表す。例えば、「００」＝２チャネル、「０１」＝４チャネル、「１０」＝８チャネル、「１１」＝１６チャネルとなる。同様に、ビット番号１１、１０の２ビットをグループとして出力チャネル数を表す。さらにビット番号１２は入力データの種類を表し、「０」であれば２４ビットデータ、「１」であれば２の補数による２４ビットデータを表す。また、ビット番号１３は各チャネルの値の記憶の方法を表し、「０」であればマルチプレクスによる記憶（記憶手段内においてチャネル別に記憶領域が定められていない）、「１」であればメモリマップによる記憶（記憶手段内でチャネル別に記憶領域が定められている）を表す。ビット番号１５、１４の２ビットのグループはアナログＩ／Ｏの種類を表す。「００」であればアナログ入力タイプ、「０１」であれば温度入力タイプ、「１０」、「１１」はその他のタイプを表す。

ＰＬＣの制御手段２は、バス１Ｂを介して、モジュール３−１〜３−ｎから送信される信号に含まれるモジュールＩＤコードに基づいて、２進数で「０」であるか「１」であるかをビット毎に判断し、モジュールＩＤコードを認識する。そして、上述のように複数のビットを概念的にグループとして扱い、各グループの値に基づいて記憶部２Ａに記憶された文字のデータから対応する文字のデータを検索し、名称のデータを生成する。その際、アナログ／ディスクリート、インプット／アウトプットで上位バイトの判断が異なるため、下位バイトのグループから判断を行う。

名称のデータを生成する場合、例えば、Ｔ１［１］−［２］［３］を名称として付す場合を考える。ここで、最初の「Ｔ１」は例えば名称の接頭文字として付されるものである。［１］の部分には前述した製造者コードが付される（例えばＫＯＹＯ製では「Ｋ」が付される）。

［２］の部分には、ディスクリートモジュールの点数又はアナログモジュールにおいてはチャネル数が付される。［３］の部分には以下のように、モジュールのタイプによる文字が付される。
ディスクリート入力タイプ…「ＮＤ」（ＤＣ入力）、「ＮＡ」（ＡＣ入力）
ディスクリート出力タイプ…「ＴＤ」（ＤＣ出力）、「ＴＡ」（ＡＣ出力）、
「ＴＲ」（リレー出力）
アナログ入力タイプ …「ＡＤ」、「ＴＨＭ」（温度入力）
アナログ出力タイプ …「ＤＡ」

例えば、２進数で「００００ ００１０ ０００１ ００１０」（１６進数で「０２１２」）のモジュールＩＤコードを含む信号が、バス１Ｂを介して制御手段２に送信される。制御手段２は、各ビット番号の値を判断し、上記で説明したようにモジュールＩＤコードを解析する。上記のモジュールＩＤコードの場合、例えば、Ｔ１Ｋ−０８ＴＤという名称が付される。これは「ＫＯＹＯ製」、８点数のＤＣタイプディスクリート出力モジュールを表す。

一方、制御処理装置１０（データ処理手段１１）から要求がなされる等により、この名称のデータを含む信号が制御処理装置１０に送信される。データ処理手段１１は、例えば他の管理用のデータとともに名称データを処理し、データ処理手段１１が名称のデータに基づく表示信号を送信し、表示手段１３に名称を表示させる。管理者は、その名称だけでなく、１又は複数の機能別に分けられたモジュールの種別も、その名称から判断することができる。

ここで、全く同じ機能のモジュールが、２つ以上ＰＬＣ本体１に接続されている場合には、同じ名称が付されることになるが、本実施の形態の制御処理装置１０では、モジュール（モジュールＩＤコード）の管理をベース、スロット毎に行っている。このため、これらが異なることで（基本的に１つのシステム上で同じになることはない）、機能に基づいて設定したモジュールＩＤコードに基づいて名称を生成したとしても、ベース、スロットとともに区別することができるため、表示には問題が生じないものと考えられる。

以上のように、第１の実施の形態によれば、モジュール３−１〜３−ｎが有するモジュールＩＤコードについて、モジュールが備える１又は複数の機能に基づいてモジュールＩＤコードを定め、制御手段２が、モジュールＩＤコードを構成する各ビットを判断し、ビット（グループとして扱ったものも含む）が表す値に対応するキャラクタのデータを記憶部２Ａから選択（検索）して組み合わせて生成した名称データを生成するようにしたので、制御処理装置１０において、表示手段１３に名称データに基づく名称の表示を行うことができる。あらかじめ、それぞれのモジュールが備えた機能に基づいて自動的に名称が決定されるので、モジュールＩＤコードと名称とを１対１で対応させなくてもよい。そして、そのため、例えば、新製品が販売される度にモジュールＩＤコードと名称データとを関連づけ等しなくてもよく、それに伴うプログラム等の更新等を行わなくても、名称を表示できる。名称データは、モジュールが有する機能に対応したキャラクタのデータの組み合わせで表示されるので、表示された名称からモジュールの機能を判断することもできる。また、制御手段がモジュールの把握に必要な機能に関するデータ（情報）をモジュールＩＤコードとしたので、制御手段２はモジュール接続時においてモジュールの把握に必要なデータをすばやく得ることができる。

実施の形態２．
上述の実施の形態では、モジュールＩＤコードを１６ビットで設定するようにしたが、本発明ではこれに限定されるものではなく、モジュールの構成として表すべき事項（制御部２が把握しておく事項）の増減に応じて、モジュールＩＤコードのビット数を変更するようにしてもよい。

実施の形態３．
また、上述の実施の形態では、ＰＬＣの制御手段２がモジュールＩＤコードに基づいて名称のデータを生成し、制御処理装置１０に名称のデータを含む信号を送信して表示手段１３に表示させるようにしたが、これに限定されるものではない。例えば、モジュールＩＤコードのデータを含む信号を制御手段２から制御処理装置１０に送信し、データ処理手段１１が、第１の実施の形態で制御手段２が行ったような名称データ生成の処理を行い、表示手段１３に表示させるようにしてもよい。

１ ＰＬＣ本体
１Ａ 電源手段
１Ｂ バス
２ 制御手段
２Ａ 記憶部
３−１〜３−ｎ モジュール
１０ 制御処理装置
１１ データ処理手段
１２ 入力手段
１３ 表示手段
１４ 記憶手段
１５ 通信手段

Claims (4)

1. １又は複数のモジュールが接続されるプログラマブルコントローラにおいて、
   各前記モジュールがそれぞれ備える１又は複数の機能に応じたキャラクタのデータを記憶する記憶手段と、
   前記モジュールがそれぞれ備える１又は複数の機能に応じてそれぞれ決定された、モジュールを識別するためのモジュールＩＤコードのデータを含む信号が前記モジュールから送信されると、前記モジュールＩＤコードに基づいて前記モジュールが備えた機能を判断し、判断した機能に基づいて前記記憶手段に記憶されたキャラクタのデータを選択して組み合わせて前記モジュールの名称のデータを生成する制御手段と
   を備えたことを特徴とするプログラマブルコントローラ。
2. モジュールＩＤコードは、少なくとも入力又は出力、アナログ又はディスクリート、点数及びチャネル数並びに直流型又は交流型に区別された機能に基づいて決定されることを特徴とする請求項１記載のプログラマブルコントローラ。
3. １又は複数のモジュールが接続されて構成されるプログラマブルコントローラの前記モジュールがそれぞれ備える１又は複数の機能に応じたキャラクタのデータを記憶する記憶手段と、
   各前記モジュールがそれぞれ備える１又は複数の機能に応じてそれぞれ決定された、モジュールを識別するためのモジュールＩＤコードのデータを含む信号が前記プログラマブルコントローラから送信されると、前記モジュールＩＤコードに基づいて前記プログラマブルコントローラに接続された前記モジュールが備えた機能を判断し、判断した機能に基づいて前記記憶手段に記憶されたキャラクタのデータを選択して組み合わせた名称のデータを生成して、前記プログラマブルコントローラに接続された前記モジュールの名称を表示させるための表示信号を送信するデータ処理手段と、
   前記表示信号に基づいた表示を行う表示手段と
   を備えたことを特徴とするプログラマブルコントローラ管理装置。
4. プログラマブルコントローラを構成する１又は複数のモジュールに対し、
   前記モジュールがそれぞれ備える１又は複数の機能に応じてそれぞれ決定された、モジュールを識別するためのモジュールＩＤコードのデータに基づいて、前記モジュールが備えた機能を判断する工程と、
   各前記モジュールがそれぞれ備える１又は複数の機能に応じたキャラクタのデータが記憶された記憶手段から、判断した機能に基づいて前記キャラクタのデータを選択して組み合わせ、前記モジュールの名称のデータを生成する工程と
   をコンピュータに行わせるモジュール名称決定方法のプログラム。

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