JPH0139123B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、プログラム分散・直列実行式のプ
ログラマブル・ロジツク・コントローラシステム
に関する。

プログラマブル・ロジツク・コントローラ（以
下PLCという）を使用してシーケンス制御を行
なう場合、応答速度等PLCの能力から、取扱え
る入力点数および出力点数は、一定量以下に制限
されることは周知の通りである。

他方、一般のシーケンス制御システムの中に
は、通常PLCが備える量の入出力点数よりも多
くの入出力点数を必要とするものも、ときには存
在する。このような大規模なシステムに対して
は、まず第１にはPLC自体の能力の高い大型
PLCを用意することが考えられる。ところが、
大型PLCは一般に市場性がなく、故に量産効果
が発揮されず、システムコストが上がつてしま
う。

更にこのように一台のPLCによつて大量の入
出力点数を取り扱おうとすると、そのPLCが故
障した場合には全ての制御が同時に不能となつて
しまい、危険を分散させる上にも好ましくないと
言う問題がある。

第２の方策としては、中型乃至小型のPLCを
複数台並列に動作させ、全体として大規模なシス
テムを制御することが考えられ、実施されてい
る。

ところが、複数台のPLCを並列動作させる従
来のものにあつては、各PLCを関連づけるべく、
あるコントローラの特定入出力の状態を、他のコ
ントローラに伝える場合には、上記あるコントロ
ーラはそのプログラムにより、上記特定入出力の
状態を自己の外部出力端子に印加し、他方上記他
のコントローラは、上記外部出力端とワイヤ結線
されている自己の外部出力端子より該当信号を取
り込む構成を採用している。すなわち、本来外部
機器の制御用に設けられる外部入力および出力端
子を、入出力データの授受用に流用しているので
ある。

従つて、互いの「関連付」のために相当数の外
部入出力端子を使つてしまい、実際に使用できる
外部入出力端子が少くなり、コントローラの台数
を増加する割には、システム規模の拡張性が向上
しない。また、複雑な「関連付」を行なうと、上
記入出力間の配線が複雑となり、配線チエツク等
が非常に面倒な作業となる他、「関連付」の変更
も容易ではない。

そこで、本出願人は、先に上述した特定入出力
の状態を他のコントローラに伝える手段として、
専用のデータ入出力バスライン（以下これをリン
クバスと言う）を用い、かつ各PLCには、前記
リンクバスに対する接続手段を備えた新規な
PLCを提案している。このPLCによれば、他の
PLCに対して入出力データを転送するに際して、
外部入出力端子を使用することが不要となり、シ
ステムの拡張性が一段と向上する。

本発明の基本的な目的とするところは、上述し
たリンクバスを備えるPLCに於けるプログラム
実行速度を増加させ、かつ所謂レーシングの問題
を解決することにある。すなわち、この種のリン
クバスを備えたPLCにおける最大の利点は、自
機の入出力メモリの内容ばかりでなく、他機の入
出力メモリの内容をも参照して、ユーザプログラ
ムを実行させることができると言う点にある。具
体的には、自機と他機との間において、互いの入
出力データを参照してインターロツク回路を構成
することができるとうことである。

しかしながら、このように自機と他機との間に
おいて、インターロツク回路を構成した場合にお
いては、ユーザプログラムの中に他機の入出力メ
モリの内容を参照すべき命令が存在するたびに、
リンクバスを介して他機の入出力メモリをアクセ
スする必要が生ずる。従つて、ユーザプログラム
の中に、他機の入出力メモリの内容を参照すべき
命令の数が増加すると、自機の入出力メモリの内
容だけを参照してプログラムを実行する場合に比
べて、他機の入出力メモリをアクセスするための
遅延時間等のために、大幅な処理時間の増大を招
くという問題がある。

そこで、本出願人は先に、各PLCの入出力メ
モリの容量を増大させ、自機の入出力回路に対応
する容量に加えて、他機の入出力回路に対応する
容量までをも備え、ユーザプログラムの実行に先
だつて、他機の入出力メモリの内容を自機の入出
力メモリの他機用の記憶エリアに取り込み、これ
によりユーザプログラムの実行に際して、他機の
入出力データを参照すべき命令が呼び出されるた
びに、その都度他機の入出力メモリをアクセスす
ることを不要とし、プログラム処理速度を高速化
したPLCを提供している。

このPLCによれば、ユーザプログラムの中に、
他機の入出力メモリを参照すべき命令が存在する
たびに、その都度他機の入出力メモリをアクセス
する必要はなくなるが、その反面、一命令実行サ
イクル内においては、各機器の入出力メモリの内
容はそれぞれ独立に変化するため、例えば自機の
出力リレーの補助接点を、他機の出力リレーの通
電路に直列介挿し、かつ他機の出力リレーのＢ接
点を、前記自機の出力リレーの通電路に直列介挿
して、前記両出力リレーが必ず交互にオンまたは
オフするようなインターロツク回路を構成したよ
うな場合においては、自機の出力リレーが動作し
そのＢ接点がオフしても、その状態は一命令実行
サイクルが終了しないと、他機の入出力メモリに
伝わらないため、本来交互にオンオフすべき各出
力リレーは、同時にオンまたはオフしてしまうと
いう所謂レーシングの問題が生ずる。すなわち、
自機の入出力メモリ内に、自機の入出力回路に対
応する自機エリアに加えて、他機の入出力回路に
対応する他機エリアを備え、各ユーザプログラム
の実行サイクルに先だつて、他機の入出力メモリ
の内容を全て自機の入出力メモリ内の他機エリア
に取り込むことによつて、ユーザプログラムの実
行中に、他機の入出力メモリを参照すべき命令が
読出されるたびに、その都度他機の入出力メモリ
をアクセスすることを不要とした御陰で、他機の
入出力メモリをアクセスする遅延時間に起因する
プログラム実行速度の遅れは解消できるが、その
反面、命令実行中に他機の入出力メモリを参照す
べき命令が読出されるたびにその都度他機の入出
力メモリをアクセスすれば問題とならなかつた欠
点、つまり他機の入出力メモリ内の変化が少くと
も一命令実行サイクル遅れて、自機の入出力メモ
リの他機エリアに伝わり、これが原因でレーシン
グが発生するという問題が生ずる。

この発明は、上記の問題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、複数の
PLCを用いて多くの入出力点数を制御する場合
に、各機内で入出力データを伝送のために、各機
器の外部入出力端子を使用することを不要とし、
また各PLCがユーザプログラムを実行している
間に、その都度他機の入出力メモリをアクセスす
る必要を不要とし、更に自機と他機との間におい
て、前述したようなインターロツク回路を構成し
ても、レーシングが発生しないようにすることに
ある。

すなわち、このは発明に係わるプログラム分
散・直列実行式プログラマブル・ロジツク・コン
トローラシステムは、リンクバスを介して、互い
に入出力メモリの内容を交換可能に接続された複
数機のPLCで構成されたるPLCシステムであつ
て； 各PLCには、当該PLCの機番順位を設定する
ための機番設定手段と； ユーザプログラムが格納されるユーザプログラ
ムメモリと； 外部入力信号が与えられる入力回路と； 外部出力信号を送出する出力回路と； 自機の入出力回路に対応する自機エリアに加え
て、他機の入出力回路に対応する他機エリアを備
えた入出力メモリと； 前記機番設定手段によつて、当該PLCの機番
順位が最上位に設定された場合には、ユーザプロ
グラムの実行に先だつて、他機と同期して、自機
の入出力メモリの他機エリアに、各他機から転送
されてくる当該他機用の入出力データを書込み、
かつ当該PLCの機番順位が最上位以外に設定さ
れた場合には、ユーザプログラムの実行に先だつ
て、他機と同期して、自機の入出力メモリの自機
エリアの入出力データを、最上位に設定された
PLCへと転送する入力転送手段と； 機番順位において、１つ上位のPLCから転送
されてくる当該PLCの入出力メモリの全入出力
データを、自機の入出力メモリに書込むととも
に、この入出力データを参照して、自機のユーザ
プログラムを実行し、その実行結果で自機の入出
力メモリの内容を書替え、更にその書替えられた
入出力メモリの内容を機番順位において１つ下位
のPLCへ転送するプログラム実行手段と； 前記機番設定手段によつて、当該PLCの機番
順位が最下位に設定された場合には、入出力リフ
レツシユに先だつて、当該PLCのユーザプログ
ラムの実行により書替えられた各他機用の出力エ
リアの内容を、それぞれ対応する他機のPLCに
転送し、かつ前記機番設定手段によつて、当該機
番順位が最下位以外に設定された場合には、入出
力リフレツシユに先だつて、最下位のPLCから
転送されてくる自機用の出力データを、自機の入
出力メモリの自機用出力エリアに書込む出力転送
手段と； 前記機番設定手段によつて、当該PLCの機番
順位が最下位に設定された場合には、当該PLC
のユーザプログラムの実行により書替えられた自
機の入出力メモリの自機用出力エリアの内容を、
自機の出力回路に転送するとともに、自機の入力
回路からの入力データを自機の入力メモリの自機
用入力エリアに書込み、かつ前記機番設定手段に
よつて、当該PLCの機番順位が最下位以外に設
定された場合には、前記出力転送手段により書替
えられた自機の入出力メモリの自機用出力エリア
の内容を、自機の出力回路に転送するとともに、
自機の入力回路からの入力データを自機の入出力
メモリの入力エリアに書込む入出力リフレツシユ
手段と； を設けたことを特徴とするものである。

以下に、この発明の好適な一実施例を添付図面
に従つて詳細に説明する。

第１図は、この発明に係わるプログラム分散・
直列実行式プログラマブル・ロジツク・コントロ
ーラシステムの電気的な構成を示すブロツク図で
ある。同図に示す如く、このPLCシステムは複
数台のPLCを、互いにリンクバス１、リンクバ
スインターフエイス１０を介して接続して構成さ
れている。各PLCは、ユーザプログラムが格納
されるユーザプログラムメモリ２と、外部入力信
号が伝えられる入力回路３と、外部出力信号を送
出する出力回路４と、上記入出力回路３，４の容
量よりも充分大きな容量を有する入出力メモリ５
と、上記ユーザプログラムメモリ２の命令を順次
高速に実行し、上記入出力メモリ５のデータに基
づいて論理演算を行なうとともに、その演算結果
を上記入出力メモリ５に書込む命令実行手段と、
上記入力回路３の入力データを上記入出力メモリ
５の所定エリアに書込むとともに、上記入出力メ
モリ５の所定エリアの出力データを上記出力回路
４に伝達する入出力更新手段とから構成されてい
る。また、上述した命令実行手段および入出力更
新手段は、マイクロプロセツサおよびROMを主
体とするCPU６によつて構成されている。

スイツチインターフエイス７を介したCPU６
に接続された機番設定スイツチ８は、後述する如
く各PLCをホストあるいはゲストとして動作さ
せる際に、そのいずれに設定するかあるいは機番
順位を設定するために使用される。ワーキングメ
モリ９内には、第２図に示す如く自号機レジスタ
と他機状態レジスタとが設けられている。これら
のレジスタは、後述する如く各PLCをゲストあ
るいはホストとして設定する場合に、その設定さ
れた状態を記憶するもので、自号機レジスタには
各PLCの機番が記憶され、また他機状態レジス
タには本システムを構成する全てのPLCの機番
順位が記憶される。

入出力メモリ５内には、第３図に示す如く自機
の入力回路３および出力回路４に対応する入出力
エリアの他に、他機の入出力回路にそれぞれ対応
する入出力エリアが設けられている。なお、第２
図および第３図に示すものは、本システムを３台
のPLCによつて構成した場合であり、各入出力
メモリ内に示される＃１，＃２，＃３はそれぞ
れ、＃１号機、＃２号機、＃３号機の入出力回路
にそれぞれ対応する入出力エリアである。

次に、第４図は本PLCシステムの動作を制御
するために、各PLCのCPU内のROMに記憶され
た、システムプログラムの一部を示すものであ
る。また、第５図は第４図に示すシステムプログ
ラムの実行にともななつて、ワーキングメモリ内
の各レジスタの内容が変化する様子および各入出
力メモリ内のデータの変化状態を示す状態遷移図
である。

これら第４図および第５図に従つて、本PLC
システムの動作を系統的に説明する。なお、以下
の説明においては、３台のPLCによつて本シス
テムが構成されているものとする。

本発明に係わるPLCの動作は、イニシヤルサ
イクル、1Nサイクル、実行サイクル、OUTサイ
クルおよびＩ／Ｏリフレツシユサイクルからなる
５つのサイクルによつて大きく構成される。

ホスト機およびゲスト機において、それぞれイ
ニシヤル処理ステツプ１Ａ，１Ｂが実行される
と、第５図の(1)に示す如く、イニシヤルサイクル
が実行される。このイニシヤルサイクルは、まず
各PLCにおいて、機番設定スイツチ８の内容を、
インターフエイス７を介してCPU６に取り込み、
次いで各自号機レジスタ内にその内容を記憶させ
る。次いで、各号機の自号機レジスタに記憶され
た内容は、ホスト機（＃１）の他機状態レジスタ
内に順次取り込まれ、機番順位に従つて配列され
る。次いで、ホスト機の他機状態レジスタの内容
は、＃１，＃３号機の他機状態レジスタへと順次
転送される。この結果イニシヤルサイクルが終了
すると、各号機の他機状態レジスタの内容は全て
同一となる。

次いで、ホスト機において、ステツプ２Ａ，３
Ａ，４Ａが実行され、またゲスト機において、ス
テツプ２Ｂ，３Ｂ，４Ｂが実行されると、本シス
テムのINサイクルが行なわれる。このINサイク
ルにおいては、第５図(2)に示す如く、＃２，＃３
号機の各自機用の入出力エリアの内容だけが、
＃１号機の該当するエリアへと転送される。すな
わち、＃２号機の＃２入出力エリアおよび＃３号
機の＃３入出力エリアが、＃１号機のそれぞれ該
当するエリアへと転送されるのである。

次に、ホスト機において、ステツプ５Ａ，６
Ａ，７Ａ，８Ａおよび９Ａが実行され、かつゲス
ト機においてステツプ７Ｂ，８Ｂ，９Ｂ，１０
Ｂ，１１Ｂ，１２Ｂ，１３Ｂおよび１４Ｂが実行
されると、本システムの実行サイクルが行なわれ
る。この実行サイクルにおいて、前記INサイク
ルにおいて、取り込まれた各入出力データの内容
に基づいて、まず＃１号機においてユーザプログ
ラムが順次実行される。そして、＃１号機の実行
が完了すると、その時点の入出力メモリの内容は
＃２号機へと転送され、次いで＃２号機において
はこの＃１号機から転送された入出力データの内
容に基づいてユーザプログラムの実行が行なわれ
る。＃２号機において、同様にしてユーザプログ
ラムの実行が完了すると、その実行結果である入
出力メモリの内容は次いで、＃３号機へと転送さ
れる。そして、＃３号機においては、＃２号から
転送された入出力データの内容に基づいて、同様
にしてユーザプログラムの実行が行なわれ、その
実行が完了すると、＃３号機の入出力メモリの内
容は＃１号機へと再び転送されることとなる。

次に、ホスト機においてステツプ１５Ａ，１６
Ａおよび１７Ａが実行され、かつゲスト機におい
て、ステツプ１５Ｂ，１６Ｂ，１７Ｂ，１８Ｂお
よび１９Ｂが実行されると、第５図(4)に示す如く
アウトサイクルが行なわれる。このアウトサイク
ルにおいては、最終機である＃３号機の入出力デ
ータの内容が、＃１および＃２号機へと順次転送
される。なお、この例においては、＃３号機から
各＃１、＃２号機への入出力データの転送に際し
て、それぞれ号機に必要な入出力データエリアだ
けを転送するようにしている。すなわち、＃３号
機から＃１号機への転送に際しては、前述の実行
サイクルの終了時に行なわれているので、これら
の入出力データの転送は行なわない、これに対し
て＃３号機から＃２号機へいする入出力データの
転送に際しては、＃２号機の分だけのエリアの転
送が行なわれる。

次に、ホスト機において、ステツプ２０Ａが実
行され、かつホスト機において、ステツプ２０Ｂ
が実行されると、第５図(5)に示す如くＩ／Ｏリフ
レツシユサイクルが行なわれる。このＩ／Ｏリフ
レツシユサイクルの開始においては、各号機の出
力メモリの自号機分のエリアの内容は、常に最新
の状態となつている。この結果、Ｉ／Ｏリフレツ
シユサイクルにおいて、自号機分のエリアの入出
力エリアの内容を出力回路４へと転送してやれ
ば、前述したレーシングの問題は生ずることがな
い。すなわち、このPLCシステムにあつては、
各号機において、ユーザプログラムの実行が終了
するたびに、その入出力メモリのないようを次号
機へと順次転送し、各次の号機においてはその転
送された入出力データに基づいてユーザプログラ
ムを実行するようにしているため、PLCシステ
ム全体としては、恰も１台のPLCによつて全て
のユーザプログラムの実行が行われているのと同
じこととなり、従来の複数機を備えたPLCシス
テムにおいて問題となつた、ユーザプログラムの
実行に際してその基となるＩ／Ｏデータが不一致
となるという問題を解決し、これにより複数号機
間に於けるインターロツク回路を構成しても、レ
ーシングが生ずるということがないわけである。

以上の実施例の説明でも明らかなように、この
発明に係わるプログラム分散・直列実行式プログ
ラマブル・ロジツク・コントローラシステムは、
リンクバスを介して、互いに入出力メモリの内容
を交換可能に接続された複数機のPLCで構成さ
れたるPLCシステムであつて； 各PLCには、当該PLCの機番順位を設定する
ための機番吹定手段と； ユーザプログラムが格納されるユーザプログラ
ムメモリと； 外部入力信号が与えられる入力回路と； 外部出力信号を送出する出力回路と； 自機の入出力回路に対応する自機エリアに加え
て、他機の入出力回路に対応する他機エリアを備
えた入出力メモリと； 前記機番設定手段によつて、当該PLCの機番
順位が最上位に設定された場合には、ユーザプロ
グラムの実行に先だつて、他機と同期して、自機
の入出力メモリの他機エリアに、各他機から転送
されてくる当該他機用の入出力データを書込み、
かつ当該PLCの機番順位が最上位以外に設定さ
れた場合には、ユーザプログラムの実行に先だつ
て、他機と同期して、自機の入出力メモリの自機
エリアの入出力データを、最上位に設定された
PLCへと転送する入力転送手段と； 機番順位において、１つ上位のPLCから転送
されてくる当該PLCの入出力メモリの全入出力
データを、自機の入出力メモリに書込むととも
に、この入出力データを参照して、自機のユーザ
プログラムを実行し、その実行結果で自機の入出
力メモリの内容を書替え、更にその書替えられた
入出力メモリの内容を機番順位において１つ下位
のPLCへ転送するプログラム実行手段と； 前記機番設定手段によつて、当該PLCの機番
順位が最下位に設定された場合には、入出力リフ
レツシユに先だつて、当該PLCのユーザプログ
ラムの実行により書替えられた各他機用の出力エ
リアの内容を、それぞれ対応する他機のPLCに
転送し、かつ前記機番設定手段によつて、当該機
番順位が最下位以外に設定された場合には、入出
力リフレツシユに先だつて、最下位のPLCから
転送されてくる自機用の出力データを、自機の入
出力メモリの自機用出力エリアに書込む出力転送
手段と； 前記機番設定手段によて、当該PLCの機番順
位が最下位に設定された場合には、当該PLCの
ユーザプログラムの実行により書替えられた自機
の入出力メモリの自機用出力エリアの内容を、自
機の出力回路に転送するとともに、自機の入力回
路からの入力データを自機の入力メモリの自機用
入力エリアに書込み、かつ前記機番設定手段によ
つて、当該PLCの機番順位が最下位以外に設定
された場合には、前記出力転送手段により書替え
られた自機の入出力メモリの自機用出力エリアの
内容を、自機の出力回路に転送するとともに、自
機の入力回路からの入力データの自機の入出力メ
モリの入力エリアに書込む入出力リフレツシユ手
段と； を設けたことを特徴とするものであるから、従来
の複数台のPLCによつて構成されたシステムに
比べて、各号機間において、入出力データ転送す
るに際して、外部入出力端子を占有することが不
要となるとともに、他機の入出力データを参照す
るに際して、その都度他機の入出力メモリをアク
セスすることも不要となつて、プログラム実行時
間を短縮化することができ、更に自機と他機との
間において、インターロツク回路を構成したよう
な場合においても、レーシングの発生がない等の
優れた特徴と有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明システムの電気的な構成を示
すブロツク図、第２図は、第１図のワーキングメ
モリ内に示される自号機レジスタおよび他機状態
レジスタの内容を示す図、第３図は、入出力メモ
リ内の構成を示すブロツク図、第４図は、本シス
テムの動作を規定するシステムプログラムの内容
を示すフローチヤート、第５図は、第４図に示す
フローチヤートの実行にともないワーキングメモ
リ内の自号機レジスタ、他機状態レジスタおよび
入出力メモリ内の各号機用エリアの内容が変化す
る状態を示す状態遷移図である。 １……リンクバス、２……ユーザプログラムメ
モリ、３……入力回路、４……出力回路、５……
入出力メモリ、６……CPU、７……スイツチイ
ンターフエイス、８……機番設定用スイツチ、９
……ワーキングメモリ、１０……リンクバスイン
ターフエイス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ リンクバスを介して、互いに入出力メモリの
   内容を交換可能に接続された複数機のPLCで構
   成されたるPLCシステムであつて、； 各PLCには、当該PLCの機番順位を設定する
   ための機番設定手段と； ユーザプログラムが格納されるユーザプログラ
   ムメモリと； 外部入力信号が与えられる入力回路と； 外部出力信号を送出する出力回路と； 自機の入出力回路に対応する自機エリアに加え
   て、他機の入出力回路に対応する他機エリアを備
   えた入出力メモリと； 前記機番設定手段によつて、当該PLCの機番
   順位が最上位に設定された場合には、ユーザプロ
   グラムの実行に先だつて、他機と同期して、自機
   の入出力メモリの他機エリアに、各他機から転送
   されてくる当該他機用の入出力データを書込み、
   かつ当該PLCの機番順位が最上位以外に設定さ
   れた場合には、ユーザプログラムの実行に先だつ
   て、他機と同期して、自機の入出力メモリの自機
   エリアの入出力データを、最上位に設定された
   PLCへと転送する入力転送手段と； 機番順位において、１つ上位のPLCから転送
   されてくる当該PLCの入出力メモリの全入出力
   データを、自機の入出力メモリに書込むととも
   に、この入出力データを参照して、自機のユーザ
   プログラムを実行し、その実行結果で自機の入出
   力メモリの内容を書替え、更にその書替えられた
   入出力メモリの内容を機番順位において１つ下位
   のPLCへ転送するプログラム実行手段と； 前記機番設定手段によつて、当該PLCの機番
   順位が最下位に設定された場合には、入出力リフ
   レツシユに先だつて、当該PLCのユーザプログ
   ラムの実行により書替えられた各他機用の出力エ
   リアの内容を、それぞれ対応する他機のPLCに
   転送し、かつ前記機番設定手段によつて、当該機
   番順位が最下位以外に設定された場合には、入出
   力リフレツシユに先だつて、最下位のPLCから
   転送されてくる自機用の出力データを、自機の入
   出力メモリの自機用出力エリアに書込む出力転送
   手段と； 前記機番設定手段によつて、当該PLCの機番
   順位が最下位に設定された場合には、当該PLC
   のユーザプログラムの実行により書替えられた自
   機の入出力メモリの自機用出力エリアの内容を、
   自機の出力回路に転送するとともに、自機の入力
   回路からの入力データを自機の入力メモリの自機
   用入力エリアに書込み、かつ前記機番設定手段に
   よつて、当該PLCの機番順位が最下位以外に設
   定された場合には、前記出力転送手段により書替
   えられた自機の入出力メモリの自機用出力エリア
   の内容を、自機の出力回路に転送するとともに、
   自機の入力回路からの入力データを自機の入出力
   メモリの入力エリアに書込む入出力リフレツシユ
   手段と； を設けたことを特徴とするプログラム分散・直列
   実行式プログラマブル・ロジツク・コントローラ
   システム。