JPH02146606A - 機器制御用プログラマブルコントローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は９位置決め制御のように多量のデータを必要
とする機器の制御を行うプログラマブル〜　コントロー
ラの改良に関するものである。

〔従来の技術〕

一般にプログラマブルコントローラにおいて。

位置決め制御を行う場合、サーボコントローラとのイン
ターフェースをとのように行うかか重要な点となる。

第８図は従来のプログラマブルコントローラを使用した
位置決め制御装置の一例を小すブロック図である。（１
）はプログラマブルコントローラ本体（ＰＣ）を示し、
（＋−１）はマイクロプロセッサ（ＣＩ）Ｕ）。

（１−２）は制御メモリ、　（］−３）は人出力インタ
ーフェース、　（］−４）は周辺装置用インターフ、−
−ス、（＋−５）はシーケンス制御時のデバイス情報を
格納するメモリであり、（２）はサーボコントローラユ
ニット。

（３）は人カニニット、（４）は出カニニット、（６）
はバスである。（２）のサーボコントローラでは、　（
２−１）はマイクロプロセッサ（ｃｐＵ）、　（２−２
）は制御メモリ（２−３）はプログラマブルコントロー
ラインターフェース、　（２−４）はサーボインターフ
Ｊ−−ス、　（２−５）はプログラマブルコントローラ
（１）と共用して使用するコモンメモリであり、（５）
はサーボコントローラユニット（２）と接続されたサー
ボシステムである。

次に動作について説明する。プログラマブルコントロー
ラ（１）のマイクロプロセッサ（＋−１）、上り人出力
インターフェース（］−３）を介して、サーボコントロ
ーラユニット（２）のＣＰ　Ｕ　（２−１）やコモンメ
モリ　（２−５）に位置決め開始等の指令やサーボ制御
に必要なデータを送る。マイクロプロセッサ（２−１）
は、コモンメモリ（２−５）にＣＰ（１）側より与えら
れた情報によりサーボインターフェース（２−１）経由
でサーボシステム（５）の制御を行う。

なお、制御メモリ（１−２）（２−２）は各マイクロプ
ロセッサ（］−］１（２−］）を動作させるためのもの
でありデバイス情報格納メモリ（１−５）は必要なデバ
イスの情報やプログラマブルコン１−ローラ（１）のマ
イクロプロセッサ（＋−１）で演算した結果、すなわち
シーケンス処理における演算結果を格納するメモリであ
る。

コモンメモリ（２−５）は入出力インターフェース（＋
−３）を通してプログラマブルコントローラ（１）のマ
イクロプロセッサ（１−１）からとサーボコントローラ
ユニット（２）のマイクロプロセッサ（２−１）カラア
クセスされ位置決め制御に必要なデータ等がリード・ラ
イトされるメモリである。

従来のこの装置で位置決め制御をし、加１゛等を行う場
合、プログラマブルコントローラ（１）とサーボコント
ローラユニット（２）間での情報のやりとりは入カニニ
ット（３）や出カニニット（４）等の外部入出力機器に
対して使用され、かつ入出力インターフェース（１−３
）等を示すバス（６）が使われていたこのバス（６）を
使用した情報やりとりの一例を第９図に示す。

図において先ずＰ　Ｃ（１）側のＣＩ）　Ｕ　（１−１
）からサーボコントローラユニット（２）のＣＰ　Ｕ　
（２−１）に対しインターフェース（１−３）（２−３
）経由でリード・ライト要求の割込信号、すなわち指令
を送ると割込みをうけたサーボコントローラユニット（
２）はサーボ制御に使用していたコモンメモリ（２−５
）を切り替えてＰ　Ｃ（１）からのインターフェース］
二のバスと直結する操作を行う。

Ｐ　Ｃ（１）はユニット（２）のコモンメモリ（２−５
）に対し１例えば補助点指定の円弧補間位置決め動作の
場合にはその動作命令とともに終点アドレスや補助点ア
ドレス、あるいは速度等のデータを多数送るとともにリ
ード・ライトを行い、これがおわると完了信号である指
令を送る。

ユニｙト（２）はこれを受けてＰＣ側のバスを切り離し
一連の情報のやりとりを完了させ、ユニット（２）はサ
ーボ制御に入る。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の位置決め制御のように多量のデータを必要とする
機器の制御用プログラマブルコントローラは以上のよう
に構成されているのでＰＣ側（１）とユニット側（２）
を外部機器との信号のやりとり用のバス（６）に頼るた
め一度にデータをやりとりできる情報量は少なくかつノ
イズ対策等のために応答速度が遅いという問題点があり
た。

この問題に対し、一般には２台のプロセッサにより共通
したアクセスができるメモリによりデータを受は渡すデ
ュアルポートメモリ結合方法が知られている。（プログ
ラマブル応用技術ハンドブックＰ１８０．特開昭６２−
２５７５０６他）このデュアルポートメモリ結合方法で
はプログラムが簡単になりデータの伝送は高速になるが
夕イミング設計等か難しいと言われている。

叉従来の構成のプログラマブルフントローラてもこれを
位置決め制御に使う場合、第８図の如くデータのリード
・ライト毎に割込みをかけて行うのでバスの切替え処理
等向ユニット間のタイミング合わせか必要である。

これらのタイミング合わぜの問題によりサーボコントロ
ーラユニット（２）がサーボ制御中に１）Ｃ（１）との
間でデータの処理が必要となりサーボ制御を中断するよ
うになったり、又はサーボコントローラユニット（２）
が最優先作業をしているためＰ　Ｃ（１）側がシーケン
ス処理を中断するような問題点があった、。

このため一定の時間や速度で円滑な加工をすることによ
り温度補償等かうまくいき高い工作精度が得られるのに
対し、演算や作業の不規則な中断により位置決め動作が
遅れたり、又は指令を受けとってから位置決め開始まで
の動作が長くなることにより思いがけない加工不良が発
生したり精度が悪くなる。

特に多軸の複雑な運動を、多用の位置や速度等のデータ
によりやりとりしなから加工をしている様な場合この不
具合か顕著であった。

さらに、プログラマブルコントローラを使用し位置決め
制御のように機器制御を行おうとする場合、コモンメモ
リ（２−５）の容量により位置決めデータ数か制限され
てしまう。

例えば、この位置決め制御を使用して加工処理を行うシ
ステムを改善したり、あるいは対象品や加Ｔ社内容を変
更するため位置決め条件を変更したり位置決めパターン
を追加、変更したい様な場合にコモンメモリ（２−５）
の容量に制御かあるためプログラムの追加、修正をしな
ければならず位置決めデータを設定するプログラムか複
雑で煩わしいものとなり、しかもデータ数の増加が困難
となるという問題点かあった。

この発明は１−記の様な問題点を解消するためになされ
たもので例えばサーボ制御の動作か円滑で精度の良い位
置決めをする笠の機器制御が可能なプログラマブルコン
トローラを得ることを目的とする。

さらにこの発明は多量のデータを必要とする複雑な機器
の制御に対しても、制御パターン等を簡単に変更できる
ような使い勝手の良い機器制御用プログラマブルコント
ローラを得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明におけるプログラマブルコントローラはシーケ
ンシャル処理を行う演算部と接続機器の動作を処理する
演算部とを備え、かつ２両者からランダムアクセス可能
で、かつデータと制御指令の格納する情報受渡し部を設
けている。

さらに加えてこの発明は情報受渡し部にデバイス情報部
を設け、このデバイス情報部のデバイス情報（レジスタ
番号）を選択して格納されたデータを、動作処理用のデ
ータに変更する手段を備える〔作用〕 自由にアクセスできる格納部を介してデータと指令を受
は渡すことにより、シーケンシャル処理と位置決め処理
が独立して行える。

さらに選択されたデバイスの情報によって機器の制御を
行うとともに間接的なデータの格納を可能とする。

〔実施例〕

以ド、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は、この発明の一実施例である位置決め制御用プログ
ラマブルコントローラの構成図である。この実施例は、
第１図か示すように、プログラマブルコントローラ（１
）内に、従来のプログラマブルコントローラをまとめた
シーケンシャル処理ヲ行う演算部と従来のサーボコント
ローラユニットをまとめた制御部を設けである。

（］−１）は演算部のマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）。

（１−２）は制御メモ１ハ　（１−３）は人出力インタ
ーフェース、（＋１）は周辺装置用インターフェース、
　（１−６）は制御部のマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）
、　（１−７）　ハコの制御メモリ、（１−８）はサー
ボインターフェース。

（３）は入カニニット、（４）は出カニニット、（５）
はサーボシステム、（７）は演算部と制御部との間の情
報部は渡し部を構成するコモンメモリである。

第２図はコモンメモリ（７）の内容を説明する説明図で
ある。

シーケンス処理時のデバイス情報はコモンメモリ（７）
データエリアに格納される。又サーボ制御の際の位置決
め情報もやはりコモンメモリ（７）のモニタエリアに格
納される。

次にこの実施例の動作を第１図および第２図を参照しな
がら説明する。シーケンシャル演算処理部のマイクロプ
ロセッサ（ＣＰＵ）（１−１）は、この処理を実行する
が制御パターン等の情報は周辺装置用インターフェース
（１−４）を介し制御メモリ（＋−２）にユーザが入力
しているのが通常であり、この入力された情報をメモリ
（１−２）のプログラムで処理しこの情報をＣＰ　Ｕ　
（１−１）やメモリ（９）へ供給している。人カニニッ
ト（３）により１位置決め実行指令が入力された時、コ
モンメモリ（７）の起動エリアに指令を格納する。サー
ボ制御部のマイクロプロセッサ（ＣＰＬＩ）（１−６）
は、この指令が入力されるのを起動エリアをサンプリン
グして監視しており、指令が入るとデータエリアからデ
ータを人手しサーボインターフェース（＋−８）を介し
て位置決め制御を実行する。位置決めが完了すると、コ
モンメモリ（７）のモニタエリアに結果を格納する。位
置決め途中のデータや、エラー情報も随時コモンメモリ
（７）のモニタエリアに格納する。

この結果、演算部と制御部間のインターフェース処理に
要する待ち時間がなくなる。

すなわち、各々のＣＰ　Ｕ　（１−１）（１−６）は完
全に独立してそれぞれの制御を行えばよい。そのため。

高速で高精度な処理が凸Ｊ能となり、また、プログラム
が構成しやすく筒中になる。

この実施例のコモンメモリ（７）にはデータ格納部であ
る位置決めデータエリアとモニタエリアと指令可能部で
ある起動エリアを設ける。

上記を詳述するとＣＰ　Ｕ　（１−１）は、予め決めて
おいた位置決めデータエリアに位置決めアドレス。

位置決め速度トルク制限値２位詩法め方式等の位置決め
データを書き込んだ後起動エリアの指令をＯＮにする。

ＣＰ　Ｕ　（１−６）は起動エリアの指令のみを常に監
視しており、要求がＯＮしたら位置決めデータエリアよ
り任意にデータを取り出して位置決め制御を開始する。

なお起動エリアは１軸に対し１つ設けることにしておけ
ば複数の起動エリアにより多軸の位置決めが簡単になり
この場合位置決めデータエリアの情報中に補間運転２円
弧補間運転、インクリメント運転等を与えるようにして
おくことにより多軸の複雑な動作に対するデータも簡単
にセットてきる。

逆にサーボ制御部のデータはモニタエリアを辿してシー
ケンシャル演算部よりアクセスして筒中に２例えば現在
値や回転数、動作状態等をモニタすることができる。

この結果情報受は渡し時の両者のタイミングをとる必要
がなくなり連続的な位置決め制御がｉｉＪ能となる。

なお、前記実施例は２位置決め情報をすべて演算部より
、コモンメモリ（７）経由で渡したが、サーボ制御部の
側に周辺装置用インターフェースを設けこれを介してプ
ログラム等で制御メモリ（＋−７）に位置決め情報をあ
らかじめ格納しておくことにより、コモンメモリ（７）
に対するシーケンス制御演算部からのデータは指令と一
緒になった簡単なものとなり、より簡単なシーケンスプ
ログラムで１位置決め制御か実行できるようにすること
もできる又、前記実施例は位置決め制御を説明したがこ
れにとられれないことは１−記説明からも明らかである
。

次にこの発明の他の実施例を第３図、第４図に示す。第
３図において、第１図の構成に付加した（８）はデータ
変換部であるサーボプログラムメモＩＪ、（９）はコモ
ンメモリであり、コモンメモＩＪ（９）は第４図の如く
デバイス情報エリア、起動エリアモニタエリアを備えて
いる。

このデバイス情報エリアには第５図の一例で示すプログ
ラム処理］−のデバイスの情報が格納されている。この
デバイス情報とは演算部で処理された記憶されもしくは
入力されたデバイスの名称とレジスタ番づが与えられた
ものであり、各デバイス情報には必要なデータが書き込
まれることになる。このデバイス情報エリアにはメモリ
（１−２）からもデータが書き込まれる。

たとえば第５図に示す内部リレーはレジスタ番号ＭＯ〜
Ｍ９９９と表し、　　１０００点ある。これはシーケン
スプログラムの演算条件または演算結果の情報を持ちＯ
ＮまたはＯＦ　Ｆの情報をももつ。

また、データレジスタはＤＯ〜Ｉ）＋０２３と表し１０
２４点ある。これはシーケンスプログラムの演算結果の
情報を持ち、１６ビツトのデータを持つ。

上記の様にこの例のデバイス情報にはＯＮ、ＯＦＦの情
報をもつデバイス情報と１６ビツトのデータをもつデバ
イス情報の２種類がある。

次に第３，４図の実施例の動作を説明する。プログラマ
ブルコントローラ（ＰＣ）用マイクロプロセッサ（１−
１）は周辺装置用人出力インターフェース（１−３）を
介してメモリ（１−２）に入力された情報に基づいてシ
ーケンスプログラムにより、シーケンス処理を実行して
いる。その際のデバイス情報はコモンメモリ（９）のデ
バイス情報エリアに格納される。サーボコントローラ用
マイクロプロセッサ（１−６）は周辺装置用入出力イン
ターフェース（＋−３）を介して入力されたサーボプロ
グラムにより位置決め制御を実行する。その際、サーボ
コントローラ用マイクロプロセッサ（１−６）にて制御
しているその時の位置決め制御状態（現在値など）や、
エラ情報も随時コモンメモリ（９）のモニタエリアに格
納される。

第６図、第７図の具体例により上記を詳述するまず実行
すべき位置決め条件が例えば第６図（ａ）の如く補助点
指定の円弧補助位置決めの如く決められると必要なデバ
イス情報が指定され演算部の処理を通してデータかコモ
ンメモリ（９）のデバイス情報エリアに格納される。次
にサーボプログラムメモリ（８）では位置決め条件に対
して第６図（１））の如くアドレスや速度等の制御のた
めの情報がデバイス情報のレジスタ番号として、すなわ
ち数値ではなく変数として間接的に指定される。

次にシーケンスプログラムで処理されこの指定されたデ
バイス情報のデータとして格納された位置決めデータは
デバイス情報を介して情報受渡し部から動作処理演算部
に数値がとり出される。。

第７図はサーボプログラムでデバイス情報を間接指定さ
れた条件での位置決めデータをＩ）０側のプログラム（
１−１）にて書き込む例を示す。

（ａ）のプログラムは入力■かＯＮされるとアドレス八
をデバイス１にセットし、又入力■がＯＮされるとアド
レスＩ３をデバイスｌにセソ！・シ　　又入力■がＯＮ
されるとアドレスＣをデバイス１にセットする。この場
合入力■、■、■のいずれがをＯＮして位置決め指令を
出すといずれもデバイス１を選択し位置決め指令を実行
する。

具体的なデバイス情報を使用した簡１１１なシーケンス
プログラム例を第７図（ｂ）に示す。　これはデバイス
ＭＯがＯＮであればデバイスＩ）　０に定数１００をセ
ットしデバイスＭ１をＯＮにすることを意味する。

もちろんデバイスＭＯがＯＦ　Ｆであればこのフロー（
径路）は実行されない。］〕述の入力■、■、■やＭＯ
のＯＮの指定は事前に指定されたユーザの入力によりメ
モリ（１−２）のプログラムが処理している。

そして、入カニニット（３）により位置決め作業開始の
指令が入力されると、ＰＣ用マイクロプロセッサ（］−
１）がコモンメモリ（９）の起動エリアにその指令を格
納する。サーボコントローラ用マイクロプロセッサは（
＋−６）は、この指令が入力されるのを監視していて、
指令が入力されると、サーボインターフェース（１−８
）を介してサーボプログラムで指定したデバイス情報に
よりコモンメモリ（９）中のデータを得てＣＰ　Ｕ　（
１−６）か位置決め制御を実行する。位置決め制御は以
上のようにして行われるが１位置決め制御のパターンの
変更（位置決めデータの変更）を行う場合は、シーケン
スプログラムでデバイスのデータを書き換えるだけでサ
ーボプログラムを変更する必要はない。デバイス情報の
データを変更した後１次の位置決め指令が入力されると
、変更後のデータに基づいて位置決め制御が行われる。

この発明は、プログラマブルコントローラの演算部がプ
ログラム」−に持っているテノ＼イス情報そのものを２
位置決めデータとして活用できるため以下のような効果
が得られる。

メモリ（８）のサーボプログラｌ＼により２位置決めデ
ータ（速度や位置決めアドレス等）をＩ−記テノ＼イス
情報にて指定した場合、デバイス情報に格納されたデー
タの内容を変更するたけて１位置決めデータを変更する
ことができる。このため、Ｉ）Ｃのシーケンスプログラ
ムにて１位置決めアドレス等を演算させる場合には、演
算結果をデバイス情報にセットするだけで目的の位置決
めか達１戊されるまた。このように位置決めデータをテ
ｉ＜イス情報を指定するという間接指定することにより
、ひとつのサーボプログラムで制御できる位置決めノ＜
ターンが、データを変えて何回も設定できるので多くの
パターンのサーボプログラムを作成し記憶させる必要が
なくなる。

〔発明の効果〕

以−Ｌの様にこの発明によれば、シーケン７ヤル処理を
行う演算部と接続機器の制御部を一つの装置にまとめ９
両者から自由にアクセス可能な情報受は渡し部を設け、
指令の受は渡しとデータの受は渡しを行えるようにした
ので、動作が円滑で精度のよい機器制御が行えるプログ
ラマブルコントローラか得られる効果かある。

またさらにこの発明によれば、データをデバイス情報に
て間接的に指定することにより、データを簡１−１に変
更できるようになったので、このデータ用に多くのメモ
リを準備する必要がなくなり制御パターン等を簡ｔ１に
変更できるため使い勝手の良いプログラマブルコントロ
ーラが得られる効果かある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例であるプログラマブルコン
トローラの構成図、第２図はこの発明のコモンメモリの
説明図、第３図はこの発明の一実施例であるプログラマ
ブルコントローラの構成図第４図は第３図のコモンメモ
リの説明図、第５図はデバイス情報の説明図、第６図（
ａ）は位置決め動作を示す説明図、第６図（ｂ）はこの
プログラム例を示す説明図、第７図（ａ）　（ｂ）はシ
ーケンスプログラムの一例を示す説明図、第８図は従来
のプログラマブルコントローラを使用した位置決め制御
装置の構成図、第９図は従来の情報のやりとりの方法説
明図である。 （１）はプログラマブルコントローラ、　　（＋−＋）
はンーケンシャル処理演算部のマイクロブロセ、ツサ（
１−６）はサーボ制御部のマイクロブロセ・ノサ、（７
）（９）はコモンメモリ、　　（８）はサーボブロク゛
ラドメモリである。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の演算部を持ち、入出力装置を介して接続機
   器の製作をシーケンス制御で処理する機器制御用プログ
   ラマブルコントローラにおいて（ａ）前記入出力装置を
   介して情報が入力され、所定のプログラムに従って演算
   し、前記接 続機器の動作を制御するためのデータと前 記データの授受のための制御指令を出力す るシーケンス制御演算部と、 （ｂ）前記データを格納するデータ格納部と前記制御指
   令を格納する指令格納部とを有し、 前記シーケンス制御演算部からアクセス自 在な情報受渡し部と、 （Ｃ）前記情報受渡し部のデータ格納部と指令格納部と
   にアクセス自在で、前記指令格納部 の制御指令に従って前記データ格納部にア クセスし、前記データを用いて前記接続機 器の動作を処理する動作処理演算部と、 を備えたことを特徴とする機器制御用プログラマブルコ
   ントローラ。
2. （２）前記情報受渡し部のデータ格納部に設けられ、デ
   ータを格納可能であり、デバイス情報を有するデバイス
   情報部と、前記デバイス情報部にアクセスし、デバイス
   情報を選択して、前記動作処理演算部で処理をするため
   の前記格納されたデータに変換する変換部と、 を備えた特許請求の範囲第（１）項記載の機器制御用プ
   ログラマブルコントローラ。