JPH0330164B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） この発明は、シーケンス制御やサーボ制御を行
なうのに適したコンピユータシステムに関する。

（発明の技術的背景とその問題点） 従来、シーケンスやサーボ系の制御はPC
（Programmable Controller）やCNC
（Computerized Numerical Control）によつて
行なわれて来たが、これらシステムにはプログラ
ミングにおいていくつかの欠点がある。PCの場
合には、ラダー回路によつてプログラミングする
ため、一般のコンピユータで行なわれているよう
なプログラミングができないことが大きな欠点と
なる。すなわち、ラダー回路によつてプログラミ
ングを行なうと、順序回路のように、過去の回路
の状態によつて結果が異なるものについてのプロ
グラミングが困難となる。また、たとえそのよう
なプログラミングを行なえたとしても、コンピユ
ータのプログラミングのような、複雑かつ高度な
内容のプログラミングはさらに困難となる。これ
に加えて、プログラムの開発支援手段やプログラ
ミングテクニツクの技術では、一般のコンピユー
タの方がはるかに進歩しており、これらを利用で
きないことも問題となる。

また、PCによる制御の速度には、PCのサイク
ルタイムによる制約があり、数ミリ秒以下の早い
応答を望むことができない。また、PCの入出力
点数が限られているため、数値データの入出力が
不可能となつてしまうことが多い。さらに、PC
では算術演算を含む条件の判別が困難であるな
ど、PCで直接シーケンスやサーボ系を制御する
ことは無理が多かつた。

一方、CNCの場合にはコンピユータを用いて
いるため、装置のハードウエアのみならずソフト
ウエアも複雑なものになつている。このため、ソ
フトウエアに関する知識の少ない機械技術者や現
場の担当者などが、プログラムを作成したりシー
ケンスを変更することは困難である。このような
システム言語を用いる困難さを回避するために、
シーケンス専用のマクロ言語を持つシステムも存
在するが、従来のマクロ言語はインタプリタであ
るため実行速度が遅いし、機能も限定されてい
た。

（発明の目的） この発明は上述の点を考慮してなされたもので
あり、シーケンス制御やサーボ制御のためのプロ
グラム言語とそれを実行するコンピユータシステ
ムを提供することを目的としている。

（発明の概要） この発明は、シーケンス制御やサーボ制御を行
なうのに適したコンピユータシステムに関するも
ので、オープン命令、クローズ命令及びポーズ命
令の３種の並行処理命令をもつたプログラミング
言語とそれを実行するコンピユータを提供するこ
とによつて、シーケンス制御やサーボ制御を容易
に効率良く行ない得るようにしたものである。

（発明の実施例） この発明では、シーケンス制御やサーボ制御の
プログラミング言語としてシステム言語を使用せ
ず、装置のソフトウエアについての知識が少なく
ても使用できるベーシツク、フオートランなどの
言語を使用する。勿論必要な場合は、システム言
語の使用も可能である。

このような言語を用いた場合、コンピユータの
動作速度に比較して、機械シーケンスの動作が遅
いためにプログラミング上問題がある。すなわ
ち、プログラムに待ち時間が多くなるので、待ち
時間の間コンピユータはループを実行することと
なり、その間システムは遊んでしまうことにな
る。また。待ち時間を正確に作り出すため、多く
のフラグやタイマーが必要となり、プログラムが
必要以上複雑になる。

これらの問題を解決する並行処理によるプログ
ラミングは、システム言語において行なうことが
できるが、ベーシツク、フオートランなどの言語
では行なえなかつた。この発明は、オープン命
令、クローズ命令及びポーズ命令の３種の並行処
理命令を導入することにより、これを可能にする
ものである。

オープン命令OPENβの動作を第１図にフロー
チヤートで示す。オープン命令OPENβは、現在
実行されているプログラムαから別のプログラム
βの実行を開始させる。この命令が実行された後
は、プログラムα及びβは同時に並行処理され
る。シーケンス制御では、同時にいくつかのシー
ケンスが並行して実行されるが、そのような場合
にこの命令を用いて並行処理を行なう。

クローズ命令CLOSEβの動作を第２図及び第３
図に示す。クローズ命令CLOSEβは、現在実行さ
れているプログラミングαにより、並行して実行
中のプログラムβを強制的に終了させるための命
令である。プログラムβはこの命令が実行された
時点で、実行中の命令をもつて実行が強制的に終
了させられる。ここで、同じプログラムを実行す
るタスクが複数個あつた場合、例えばプログラム
βがいくつか並行処理されていた場合には、プロ
グラムβのすべての実行が強制的に終了させられ
ることとなる。このクローズ命令CLOSEβを用い
ることにより、処理の完了条件等の監視と処理の
終了を別に設けた専用のプログラムによつて行な
うことができる。また、このクローズ命令を自分
自身のプログラムの終了のためにも使用すること
ができる。

ポーズ命令PAUSE ｔの動作を第４図に示す。
この命令が実行されると、パラメータｔで与えら
れた時間（単位はミリ秒）だけプログラムの実行
が中断された後に次の処理が再開される。例えば
パラメータｔが“35”であつたとすると、処理γ
が実行された後、35ミリ秒間プログラムαのサー
ビスが中断され、その後にプログラムαのサービ
スが再開され、処理δ実行される。ポーズ命令を
実行中に他のプログラムの処理は中断されること
なく、実行され続ける。このポーズ命令PAUSE
ｔにより、機械動作や入出力の完了を待つための
タイミングが、特別なタイマーを設けることなし
に作り出される。また、ループを用いてタイミン
グを待つ場合と異なり、中断中に他のシーケンス
の処理を待たせることもない。

以上述べたようなオープン命令、クローズ命令
及びポーズ命令の３種の並行処理命令を用いて、
シーケンス制御やサーボ制御を行なう方法を第５
図で示された例を参照して説明する。

第５図のフローチヤートで示されるサブプログ
ラムALARMは、プログラムSERVO中のエラー
フラグを常時監視し、プログラム中でエラーが発
生した時にメツセージを出力するプログラムであ
る。メインプログラムSERVOではエラーが起き
た場合、エラーの種類に応じて配列ERROR中の
要素の値を“１”にセツトする。配列ERROR中
の各要素に対し表示すべきエラーメツセージは、
配列TABLE中の対応する要素にあらかじめ格納
しておく。このプログラムALARMは、メイン
プログラム中のオープン命令OPEN ALARMを
用いて起動され、プログラムSERVOと並行して
実行される。起動されると、変数R1をまず“０”
にセツトし（ステツプS1）、配列ERRORの要素
ERROR（R1）が“１”にセツトされているかど
うかを調べる（ステツプS2）。“１”にセツトさ
れていなかつた場合には、配列ERRORの次の要
素を調べるため、R1＝R1＋１による変数R1をイ
ンクリメントし（ステツプS3）、同様の動作を繰
り返す。こうして65個ある配列ERRORの全要素
が“１”でなかつた時には、エラーが発見されな
かつたこととなるので、ポーズ命令PAUSE50
（ステツプS5）により50ミリ秒待つてから、再び
同じプログラムを繰り返す。

一方、条件分岐命令ERROR（R1）＝１におい
て、ERROR（R1）が“１”にセツトされている
ことが検出されると、MESSAGE＝TABLE
（R1）により、配列ERRORの“１”となつてい
る要素に対応する配列TABLEの中のメツセージ
が変数MESSAGEに代入される（ステツプS2、
S6）。そして、オープン命令OPEN DISPLAYに
より表示用のプログラムが起動され（ステツプ
S7）、変数MESSAGEに格納されたメツセージが
表示される。また、エラーを起したプログラム
SERVOは、クローズ命令CLOGE SERVOによ
つて強制終了させられる（ステツプS8）。このよ
うなオープン命令、クローズ命令及びポーズ命令
を使用した並行処理プログラムにより、プログラ
ムSERVOとは独立して、50ミリ秒ごとのエラー
のチエツク、エラー表示及びエラーを起したプロ
グラムの強制終了を行なうことができる。

次に、サーボ系及びシーケンスを制御するプロ
グラムの例を第６図に示して説明する。

プログラム上では常に30ミリ秒間隔でスタート
信号をチエツクしており（ステツプS10、S11）、
このチエツクによりスタート信号が検出された場
合はサーボ系の速度を200rpmに指令し（ステツ
プS12）、５ミリ秒おきにサーボプログラムを
OPENする（ステツプS13、S14）。そして、スト
ツプ信号の入力及びリミツトスイツチのON、
OFFをチエツクし（ステツプS15、S16）、ストツ
プ信号が無くリミツトスイツチがオフの場合には
上記動作を繰り返し、ストツプ信号が検出された
場合やリミツトスイツチがオンの場合には、サー
ボ系の速度をOrpmに指令する（ステツプS20）。
その後、５ミリ秒おきにサーボプログラムを
OPENし（ステツプS21、S22）、電源が切れるの
を待つ（ステツプS23）。

以上述べたように、ベーシツク、フオートラン
などの言語にオープン命令、クローズ命令及びポ
ーズ命令を付加することにより、シーケンス制御
やサーボ制御を容易に行なうことができるので、
次にこれらの並行処理命令を導入するためのコン
ピユータシステムについて第７図を参照して説明
する。

中央演算処理装置（CPU）２には、プログラ
ムカウンタ３及びプログラムメモリ４が接続され
ており、プログラムメモリ４中のプログラムカウ
ンタ３に格納された番地の命令が取出されて、中
央演算処理装置２に読込まれて処理が実行される
ようになつている。タイマ１はその時点での時刻
を計数しているカウンタであり、央演算処理装置
２に接続されていて、中央演算処理装置２からそ
の時点での時刻を読取ることができるようになつ
ている。また、中央演算処理装置２には、アドレ
ステーブル５、タイムテーブル７及びポインタ６
が接続されており、ポインタ６に格納された番地
に対応するようなタイムテーブル７中の時刻のデ
ータ及びアドレステーブル５中の番地のデータ
が、それぞれ中央演算処理装置２から読取れるよ
うになつている。

このような構成のコンピユータシステムを使用
して、一般の命令とこの発明による、オープン命
令、クローズ命令及びポーズ命令とを実行する方
法を説明する。

初期状態において、プログラムメモリ４には、
実行するべきシーケンス制御またはサーボ制御等
のプログラムが格納され、プログラムカウンタ３
のプログラムの実行開始番地を保持している。ま
た、タイマ１は“０”にリセツトされており、ア
ドレステーブル５及びタイムテーブル７は空とな
つていて、ポインタ６はアドレステーブル５およ
びタイムテーブル７の先頭を指すようになつてい
る。中央演算処理装置２は、プログラムカウンタ
３の保持している番地の命令を読込んで実行する
という動作を繰り返す。読込まれた命令が、オー
プン命令、クローズ命令及びポーズ命令以外の一
般命令だつた場合、通常のコンピユータと同様に
命令が実行され、プログラムカウンタ３が更新さ
れる。読込まれた命令がオープン命令だつた場合
には、まずポインタ６によりタイムテーブル７が
スキヤンされ、テーブルの空いた部分が見つけ出
される。次に、中央演算処理装置置２によりタイ
マ１の値が読込まれ、タイムテーブル７の空きが
見つけ出された位置に書込まれ、さらにアドレス
テーブル５の同じ位置にはオープンされるべきプ
ログラムの開始番地が書込まれる。この後、プロ
グラムカウンタの値がオープン命令に引き続く命
令の番地に更新され、次の命令の実行に移る。

読込まれた命令がクローズ命令で、そのクロー
ズ命令を含むプログラム自身を終了させるクロー
ズ命令の場合には、まず中央演算処理装置２によ
りタイマ１の値が読込まれ、ポインタ６によりタ
イムテーブル７をスキヤンしてタイマ１の値より
も小さな値が検索される。もしそのような値がな
ければ、再びタイマ１を読込んで同じ動作が繰り
返される。タイマ１の値よりも小さな値が登録さ
れていたら、そのときのポインタ６で示されるア
ドレステーブル５の内容がプログラムカウンタ３
に移され、ポインタ６で示されるタイムテーブル
７及びアドレステーブル５の内容が抹消されて、
プログラムカウンタ３で示される命令から実行が
開始される。このようにしてもとのプログラムは
終了させられ、他のプログラムに実行が移され
る。

読込まれた命令が上述以外のクローズ命令の場
合には、ポインタ６によりアドレステーブル５が
スキヤンされて、クローズされるべきプログラム
が抹消され、同じ位置のタイムテーブル７の内容
も抹消される。このようにして、クローズ命令に
よるプログラムが強制終了させられる。

読込まれた命令がポーズ命令の場合には、まず
ポインタ６によりタイムテーブル７がスキヤンさ
れ、テーブルの空いた部分が見つけ出される。次
に、中央演算処理装置２によりタイマ１の値が読
込まれてポーズ時間に加えられ、タイムテーブル
７の空き見つけ出された位置に書込まれる。ま
た、アドレステーブル５の同じ位置にもポーズ命
令に続く命令の番地が書込まれる。以上で、プロ
グラムの実行が休止させられたので、休止中に実
行できる他のプログラムをを探す。まず中央処理
演算装置２によりタイマ１の値が読込まれ、ポイ
ンタ６によりタイムテーブル７をスキヤンしてタ
イマ１の他よりも小さな値が検索される。もしそ
のような値がなければ再びタイマ１を読込んで、
同じ動作が繰り返される。タイマ１の値よりも小
さな値が登録されていたら、そのときのポインタ
６で示されるアドレステーブル５の内容がプログ
ラムカウンタ３に移され、ポインタ６で示される
タイムテーブル７及びアドレステーブル５の内容
が抹消されて、プログラムカウンタ３で示される
命令から実行が開始される。このようにしても元
のプログラムは休止させられ、他のプログラムに
実行が移される。

このようにして、上記コンピユータシステムに
より一般の命令、オープン命令、クローズ命令及
びポーズ命令を実行することができる。

以上のようにタイマ１の値をもとにオープン命
令、クローズ命令及びポーズ命令を実行すること
ができるが、第８図に示すようにポーズ命令別に
サービス回路９を設けることにより、同様の動作
をより効率よく実行することができる。

中央演算処理装置（CPU）２にはプログラム
カウンタ３及びプログラムメモリ４が接続されて
おり、プログラムメモリ４中のプログラムカウン
タ３に格納された番地の命令が取出されて中央演
算処理装置２に読込まれて実行されるようになつ
ている。割込クロツク１１は中央演算処理装置２
に接続されており、一定時間間隔で中央演算処理
装置２に割込みをかけるようになつている。ま
た、中央演算処理装置２には、サービス回路９が
複数個とポーズポインタ７１とが接続されてお
り、ポースポインタ７１で示されるサービス回路
９が選択されるようになつている。それぞれのサ
ービス回路９はアドレステーブル５と、その内容
を参照するためのサービスポインタ６１と、トツ
プポインタ６２と、カタログポインタ６３とによ
り構成されている。オープン命令、クローズ命令
およびポーズ命令には、サービス回路９を選択す
るためのアーギユメントが付加されている。

このような構成の第８図で示されるコンピユー
タシステムを使用して、一般の命令とこの発明に
よるオープン命令、クローズ命令及びポーズ命令
とを実行する方法は次のようになる。

最初に、中央演算処理装置２の動作が開始され
た後の動作は、ポースポインタ７１でポーズタイ
ムに対応したサービス回路９が選択される。ポー
スポインタ７１は、各サービス回路９があらかじ
め決められたポースポインタに対応して選択され
るように、中央演算処理装置２によつて設定され
る。このときポーズタイムは割込みクロツク１１
によつて計られる。この時、トツプポインタ６２
の内容がサービスポインタ６１に移され、カタロ
グポインタ６３の内容がトツプポインタ６２に移
される。そして、サービスポインタ６１で示され
るアドレステーブル上の番地がプログラムカウン
タ３に移され、プログラムカウンタ３で示される
プログラムメモリ４上の命令が実行される。その
後、通常のコンピユータと同様に、実行された命
令に従つてプログラムカウンタ３の内容が更新さ
れ、サービスが継続される。

次に、オープン命令が実行された時の動作は、
先ず示されるサービス回路９の付加されたアーギ
ユメントで、カタログポインンタ６３で示された
アドレステーブル５上にオープンすべきプログラ
ムの開始番地が登録される。そして、カタログポ
インタ６３の内容が、アドレステーブル５の次の
位置を示すように更新される。サービスポインタ
６１およびカタログポインタ６３の内容は、各々
アドレステーブル５の最後までくると、アドレス
テーブル５の先頭を示すように更新される。

また、クローズ命令が実行された時の動作は、
示されるサービス回路９の付加されたアーギユメ
ントでアドレステーブル５がスキヤンされ、クロ
ーズすべきプログラムが抹消される。

最後に、ポーズ命令が実行された時の動作は、
先ず示されるサービス回路９の付加されたアーギ
ユメントで、カタログポインタ６３で示されるア
ドレステーブル５に、ポーズ命令の次の番地が登
録される。そして、ポーズポインタ７１で示され
るサービス回路９のサービスポインタ６１の内容
が次のアドレステーブル５の次の位置を示すよう
に更新され、サービスポインタ６１の内容とトツ
プポインタ６２の内容とが比較され、一致しない
場合は上記CPU２の動作が開始された後の動作
へ分岐する。また、両者が一致した場合は上記開
始動作へ分岐し、中央処理装置２によつてポーズ
ポインタ７１が更新されるのを待つ。

以上のようにして、第８図に示されたコンピユ
ータシステムにより、一般の命令、オープン命
令、クローズ命令及びポーズ命令を実行すること
ができる。

なお、上述では、システムがアドレステーブル
５、ポインタ６及びタイムテーブル７等を持つ専
用のハードウエアにより実現されているが、この
システムは汎用のコンピユータにタイマ１を付加
したシステムとソフトウエアのみによつても実現
可能である。

（発明の効果） 以上のようにこの発明によれば、シーケンス制
御やサーボ制御などをベーシツク、フオートラン
などのシステム言語でない言語によつて容易に行
なうことができる。しかも、フラグやタイマが大
幅に節減されるため、プログラムが単純かつ平明
になる。高速を要する場合や特殊な演算を要する
場合などには、アセンブラなどのシステム言語を
併用することもできる。また、この発明をタイム
テーブルとアドレステーブルを持つハードウエア
により実現するとにより、効率的な制御を行なう
ことが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はオープン命令の動作を示すフローチヤ
ート、第２図及び第３図はクローズ命令の動作を
示すフローチヤート、第４図はポーズ命令の動作
を示すフローチヤート、第５図及び第６図はそれ
ぞれオープン命令、クローズ命令及びポーズ命令
を使用したサーボ制御プログラムの例を示すフロ
ーチヤート、第７図及び第８図はそれぞれこの発
明のコーピユータシステムの例を示す構成図であ
る。 １……タイマ、２……中央演算処理装置、３…
…プログラムカウンタ、４……プログラムメモ
リ、５……アドレステーブル、６……ポインタ、
７……タイムテーブル、１１……割込みクロツ
ク、６１……サービスポインタ、６２……トツプ
ポインタ、６３……カタログポインタ、７１……
ポーズポインタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シーケンス制御またはサーボ制御用のコンピ
   ユータシステムにおいて、複数のプログラムが格
   納されるプログラム格納手段と、計時手段と、前
   記プログラムの開始番地が格納される番地格納手
   段と、前記計時手段による計時値が格納される計
   時値格納手段と、実行すべきプログラムを登録す
   るためのオープン命令と、実行中のプログラムの
   強制終了または前記登録されたプログラムの登録
   抹消するためのクローズ命令と、前記実行中のプ
   ログラムを一定時間停止させるためのポーズ命令
   と、前記オープン命令を実行する場合には、その
   実行時における前記計時手段の計時値を前記計時
   値格納手段の空領域に格納すると共に前記番地格
   納手段の対応する空領域に当該オープン命令に係
   るプログラムの開始番地を格納し、前記クローズ
   命令を実行する場合には、前記登録抹消するため
   のクローズ命令のときはそれに係るプログラムの
   開始番地及び計時値を前記番地格納手段及び前記
   計時値格納手段から抹消し、前記強制終了するた
   めのクローズ命令のときは前記実行中のプログラ
   ムに係る開始番地及び計時値を前記番地格納手段
   及び前記計時値格納手段から抹消すると共に当該
   クローズ命令の実行時における前記計時手段の計
   時値よりも小さい計時値を前記計時値格納手段よ
   り検索して前記番地格納手段内の対応する開始番
   地に係るプログラムを実行開始し、前記ポーズ命
   令を実行する場合には、当該ポーズ命令の実行時
   における前記計時手段の計時値に当該ポーズ命令
   に係るポーズ時間を加えた値及び当該ポーズ命令
   に続く命令の番地をそれぞれ前記計時値格納手段
   の空領域及び前記番地格納手段の対応する空領域
   に格納すると共に当該実行時における計時値より
   も小さい計時値を前記計時値格納手段より検索し
   て前記番地格納手段内の対応する開始番地に係る
   プログラムを実行開始するように制御を行なう制
   御手段とを有することを特徴とするシーケンス制
   御及びサーボ制御に適したコンピユータシステ
   ム。