JPH07334214A - プログラマブルコントローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プログラム実行過程で使用するワークエリア
の位置を何等考慮することなく、プログラマブルコント
ローラにロードするプログラムを作成できる。 【構成】 プログラム実行過程で使用するワークエリア
１３ａ内の位置をインデックスＫの形態で指示するプロ
グラムがロードされるコントローラ１０であり、かつ、
各プログラム毎に、プログラムメモリ１２内の格納位置
情報及びワークメモリ１３内の専用に使用するワークエ
リア１３ａの位置情報及びサイズを登録するためのタス
ク管理テーブル１４を有し、各プログラムがロードされ
る毎に、該当プログラムをプログラムメモリ１２の空き
領域に格納し、かつ格納位置情報をタスク管理テーブル
１４に登録する。さらに、格納されたプログラムに記述
されているインデックスＫの更新命令数からワークメモ
リ１３内の使用ワークエリア１３ａの位置情報及びサイ
ズを決定し、タスク管理テーブル１４に登録する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は外部からロードされた複
数のプログラムが実行可能であるプログラマブルコント
ローラに係わり、特に、各プログラムに対して該当プロ
グラムの実行過程で使用するワークエリアを効率的に割
付けるプログラマブルコントローラに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば工場等のプラントを構成する各種
設備の動作を制御するプロセス制御システムに組込まれ
た各プログラマブルコントローラにおいては、一般に、
複数のプログラムが記憶されており、所定のスキャン周
期毎にこれらの複数のプログラム（タスク）が起動され
る。

【０００３】これらの複数のプログラムは互いに関連性
を有しており、各タスクは共通のデータを使用して業務
を実行する以外に、各タスク固有のデータを使用して業
務を実行する。

【０００４】図７は、各プログラマブルコントローラ１
内に形成されたプログラムメモリ２とワークメモリ３の
メモリ構成図である。プログラムメモリ２内にはタスク
番号ｉ（ｉ＝１，２，…，Ｎ）が付されたＮ個のプログ
ラム４が記憶されている。また、ワークメモリ３内に
は、各プログラム４が共通に使用するデータを記憶する
１個の共有レジスタ５と、各プログラム４がそれぞれ専
用に使用するＮ個のワークエリア６とが形成されてい
る。

【０００５】このようなプログラマブルコントローラ１
のプログラムメモリ２に記憶されている各プログラム４
はこのプログラマブルコントローラ１自体の制御性能を
改良したり、また制御仕様変更した時に頻繁に変更され
る。また、新規のプログラムを新たに書込む場合もあ
る。このようなプログラム４は、一般に外部のプログラ
ム作成成装置７で作成されて、このプログラマブルコン
トローラ１にロードされる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにプログラム作成成装置７で作成した各プログラムが
頻繁にロードされるプログラマブルコントローラ１にお
いてもまだ解消すべき次のような課題があった。、すな
わち、プログラム作成成装置７でプログラムを作成する
場合には、当然共通レジスタ５に記憶されているデータ
に対する読出命名や、計算結果をワークエリア６に一時
記憶する命令等を記述する必要がある。

【０００７】共有レジスタ５の各データの格納位置は予
め決められているので、各プログラムを作成する過程
で、誤った位置（アドレス）に対するアクセス命令を記
述する確率は非常に少ない。

【０００８】ワークメモリ３内に今回作成すべきプログ
ラムが専用に使用するワークエリア６を設定する場合に
は、このワークメモリ３内に既に設定されている他のプ
ログラムが使用するワークエリア６を避けて設定する必
要がある。しかし、他のプログラムも頻繁に変更されて
おり、また他の技術者がプログラムを作成した場合もあ
るので、ワークメモリ３内において、どの領域が未使用
であるかがプログラム作成者にとっては簡単に把握でき
ない。

【０００９】その結果、誤った領域にワークエリア６を
設定してしまって、他のプログラムのワークエリア６と
重複する懸念がある。このような事態になると、プログ
ラマブルコントローラ１で実際に各プログラム４を実行
させると、誤った結果を出力する問題がある。

【００１０】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、プログラム作成時に使用するワークエリア
内の位置をインデックスで指定するのみで、自動的に必
要とするワークエリアがワークメモリ内に確保され、プ
ログラムを作成する場合に、ワークエリアを考慮する必
要がなく、プログラム作成能率を向上できると共に、コ
ントローラ全体の信頼性を向上できるプログラマブルコ
ントローラを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解消するため
に本発明のプログラマブルコントローラは、プログラム
実行過程で使用するワークエリア内の位置をインデック
スの形態で指示し、ワークエリアの新規位置を使用する
場合にインデックスを順次更新していく更新命令が記述
された複数のプログラムが外部からロードされ、このロ
ードされた複数のプログラムがそれぞれ実行可能に構成
されている。

【００１２】さらに、本発明においては、ロードされる
各プログラムを格納するためのプログラムメモリと、ロ
ードされる各プログラムが使用するためのワークメモリ
と、各プログラム毎に、プログラムメモリ内の格納位置
情報及びワークメモリ内の専用に使用するワークエリア
の位置情報及びサイズを登録するためのタスク管理テー
ブルと、各プログラムがロードされる毎に、該当プログ
ラムをプログラムメモリの空き領域に格納し、かつ格納
位置情報をタスク管理テーブルに登録するプログラム格
納手段と、格納されたプログラムに記述されているイン
デックスの更新命令数からワークメモリ内の使用ワーク
エリアの位置情報及びサイズを決定し、タスク管理テー
ブルに登録する使用ワークエリア登録手段とを備えてい
る。

【００１３】また、他の発明においては、前述した各手
段に加えて、プログラム実行過程において更新命令で順
次更新されていくインデックスを記憶するインデックス
レジスタと、プログラムメモリに格納されたプログラム
をインデックスレジスタを用いて実行するプログラム実
行手段と、プログラム実行手段で実行された後における
インデックスレジスタに記憶されているインデックスが
指定する位置がタスク管理テーブルに登録されている該
当プログラムのワークエリアを逸脱しているか否かを判
断するワークエリア診断手段とが設けられている。

【００１４】

【作用】このように構成されたプログラマブルコントロ
ーラにおいては、外部からロードされるプログラムで
は、このプログラムの実行過程で使用するワークエリア
内の位置は実際のアドレスではなくてインデックスで指
定される。したがって、プログラムの作成者はプログラ
ム作成に当たって、ワークメモリ内の実際のアドレスを
指定する必要がない。

【００１５】このプログラムがロードされるプログラマ
ブルコントローラにおいては、ロードされたプログラム
がプログラムメモリ内へ書込まれる共に格納位置情報が
タスク管理テーブルに登録される。

【００１６】また、ロードされたプログラムが使用する
ワークエリアのサイズは、プログラムに記述されている
インデックスの更新命令回数に対応する。また、ワーク
メモリ内の前回までにロードされたプログラムが使用す
るワークエリアの最終位置の次の位置を記憶保持してお
けば、この位置に今回得られた必要とするワークエリア
サイズを加算すれば、今回のプログラムが使用するワー
クエリアの位置（アドレス）が一義的に定まる。よっ
て、このワークエリアの位置情報及びサイズがタスク管
理テーブルに登録される。

【００１７】該当プログラムを実際に実行する場合は、
インデックスの初期値をタスク管理テーブルに記憶され
ている該当プログラムに対応するワークエリアの先頭位
置（アドレス）に設定する。その後に該当プログラムを
実行すればよい。

【００１８】また、別の発明においては、上述したブロ
グラムの実行が終了した時点においては、インデックス
は該当プログラムに対応するワークエリアの最終位置
（アドレス）に位置している筈である。したがって、こ
の実行後のインデックスとタスク管理テーブルに記憶さ
れている該当プログラムのワークエリアの位置情報及び
サイズとを比較対照することによって、該当プログラム
のワークエリアがワークメモリ内に正しく設定されてい
るか否かを診断できる。

【００１９】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面を用いて説明す
る。図１は実施例のプログマブルコントローラの概略構
成を示すブロック図である。このプログマブルコントロ
ーラ１０はコンピュータ等の一種の情報処理装置で構成
されている。

【００２０】このプログマブルコントローラ１０内にＲ
ＡＭ等で構成された記憶部１１内には、外部からロード
された複数のプログラムを記憶するプログラムメモリ１
２、ワークメモリ１３、各プログラムの格納位置等を記
憶するタスク管理テーブル１４、ワークメモリ１３内の
アクセス位置を示すインデックスＫを記憶するインデッ
クスレジスタ１５、プログラムメモリ１２内に格納され
るプログラムを特定するタスク番号ｉを計数するタスク
番号カウンタ１６、ワークメモリ１３内における次のワ
ークエリアを設定する先頭位置（アドレス）ＮＷＰを記
憶する次回先頭位置レジスタ１７、及びプログラムメモ
リ１２内における次のプログラムを格納する先頭位置
（アドレス）ＮＯＰを記憶する次回先頭位置レジスタ１
８等が形成されている。

【００２１】また、このプログマブルコントローラ１０
内は、外部のプログラム作成部１９からロードされた新
規プログラムをプログラムメモリ１２へ格納するプログ
ラム格納部２０と、格納されたプログラムが使用するワ
ークエリアをワークメモリ１３内に設定して、設定内容
をタスク化管理テーブル１４へ登録する使用ワークエリ
ア登録部２１と、プログラムメモリ１２に格納されたプ
ログラムを実際に実行させるプログラム実行部２２と。
プログラム実行後において、ワークエリアが正しく設定
されているか否かを診断するワークエリア診断部２３，
及び診断結果を表示する表示部２４が収納されている。

【００２２】なお上述した各部２０〜２３は例えばプロ
グマブルコントローラ１のＯＳ（オペレーティング・シ
ステム）内にソフト的に構築されている。図２に示すよ
うに、プログラムメモリ１２内にはプログラム作成部１
９で作成された各プログラムをロード順に格納する複数
の格納領域１２ａが形成される。また、ワークメモリ１
３内には、プログラムメモリ１２内に格納された各プロ
グラムが共通に使用する各データを記憶する一つの共有
レジスタ１３ｂと、各プログラムがプログラム実行過程
でそれぞれ専用に使用する複数のワークエリア１３ａが
設定される。

【００２３】タスク管理テーブル１４内には、プログラ
ムメモリ１２内に格納された各プログラム毎に管理情を
登録するための複数の登録領域１４ａが形成されてい
る。この登録領域１４ａにはそれぞれ該当プログラムを
特定するタスク番号ｉが付されている。

【００２４】各登録領域１４ａ内には、図示するよう
に、プログラムメモリ１２内の該当プログラムが格納さ
れる格納領域１２ａの先頭アドレスを示すプログラム先
頭位置ＯＰ，プログラムメモリ１２内の該当プログラム
が格納される格納領域１２ａの大きさをアドレス量で示
すプログラムサイズＯＳ、該当プログラムが使用するワ
ークエリア１３ａの先頭位置（アドレス）を示すワーク
エリア先頭位置ＷＰ、該当ワークエリア１３ａの大きさ
をアドレス量で示すワークエリアサイズＷＳが登録され
る。

【００２５】そして、このプログラマブルコントローラ
１０に全くプログラムがロードされていない初期状態に
おいては、各次回先頭位置レジスタ１７，１８には各メ
モリ１３，１２の先頭位置（アドレス）が初期設定され
る。また、タスク番号カウンタ１６のタスク番号ｉは１
に初期設定される（ｉ＝１）。

【００２６】次に、プログラム作成装置１９で作成され
るプログラムを説明する。このプログラムにおいては、
プログラム実行過程で使用するワークエリア１３ａ内の
位置をインデックスＫの形態で指示し、ワークエリア１
３ａの新規位置を使用する場合にインデックスＫを順次
更新していく更新命令（Ｋ＝Ｋ＋１）が記述されてい
る。

【００２７】具体例を図３及び図４を用いて説明する。
図３に示すプログラムを順番に説明すると、 (1) 共有レジスタ１３ｂのXw0100位置のデータＤ1 を読
出す (2) 読出したデータＤ1 をワークエリア１３ａ内のイン
デックスＫが指定する位置へ書込む（Ｄ1 の複写） (3) インデックスＫの更新（Ｋ＝Ｋ＋１） (4) 共有レジスタ１３ｂのXw0200位置のデータＤ2 を読
出す (5) 読出したデータＤ2 に［２０］を加算する演算を実
行する（Ｄ2 ＋２０） (6) 演算結果（Ｄ2 ＋２０）をワークエリア１３ａ内の
インデックスＫが指定する位置へ書込む (7) インデックスＫの更新（Ｋ＝Ｋ＋１） ・ ・ このようにワークエリア１３ａ内のアクセス位置をイン
デックスＫで指定することによって、プログラム自体に
はワークメモリ１３内の実際のアドレス位置を記述する
必要がない。

【００２８】インデックスＫの初期値をプログラマブル
コントローラ１０側で例えばワークエリア１３ａの先頭
位置XW0000に設定すれば、上述した７ステップの命令を
実行するためには、ワークエリア１３ａのXW0000位置及
びXW0001位置が使用される。すなわち、このプログラム
が実行過程で必要とするワークメモリ１３上におけるワ
ークエリア１３ａのアドレス量で示すサイズＷＳは、こ
のプログラムに記述されているインデックスＫの更新命
令の回数に対応する。

【００２９】しかして、前記プログラム格納部２０及び
使用ワークエリア登録部２１はプロギラム作成装置１８
から新規のプログラムがロードされる毎に、図５に示す
プログラム設定処理を実行するようにプログラム構成さ
れている。

【００３０】流れ図が開始されると、Ｓ（ステップ）１
において、入力されたプログラムをタスク番号カウンタ
１６が指定するｉ番目のプログラムとして受信する。次
に、このプログラムのステップ数（命令数）を計数して
プログラムサイズＯＳｉを検出する（Ｓ２）。次回先頭
位置メモリ１８から次回プログラム先頭位置ＮＯＰを読
出す（Ｓ３）。次に、プログラムメモリ１２における次
回プログラム先頭位置ＮＯＰから順番に、受信したプロ
グラムを書込む（Ｓ４）。

【００３１】プログラムメモリ１２の格納領域１２ａに
対するプログラムの書込み処理が終了すると、Ｓ５に
て、タスク管理テーブル１４のｉ番目の登録領域１４ａ
に読取った次回プログラム先頭位置ＮＯＰをプログラム
先頭位置ＯＰｉとして登録する。次に次回先頭位置メモ
リ１８の次回プログラム先頭位置ＮＯＰに先に算出した
プログラムサイズＯＳｉを加算して、次回プログラム先
頭位置ＮＯＰを更新する（ＮＯＰ＝ＮＯＰ＋ＯＳｉ）。

【００３２】次に、格納領域１２ａに格納したプログラ
ムに含まれるインデックスＫの更新命令回数ＷＳｉを計
数して（Ｓ７）、この更新命令回数ＷＳｉを該当プログ
ラムの使用ワークエリア１３ａのワークエリアサイズと
してｉ番目の登録領域１４ａに登録する（Ｓ８）。

【００３３】Ｓ９にて、次回先頭位置メモリ１７から次
回登録ワークエリア先頭位置ＮＷＰを読出す。そして、
Ｓ１０にて、この次回登録ワークエリア先頭位置ＮＷＰ
をタスク管理テーブル１４のｉ番目の登録領域１４ａに
ワークエリア先頭位置ＷＰｉとして登録する（ＷＰｉ＝
ＮＷＰ）。

【００３４】Ｓ１１にて、次回登録ワークエリア先頭位
置ＮＷＰに先に算出したワークエリアサイズＷＳｉを加
算して、次回登録ワークエリア先頭位置ＮＷＰを更新す
る（ＮＷＰ＝ＮＷＰ＋ＷＳｉ）。

【００３５】以上で一つのプログラムに対する登録処理
が終了したので、タスク番号カウンタ１６のタスク番号
ｉを更新する（ｉ＝Ｉ＋１）。図５に示すプログラム設
定処理が終了すると、プログラム実行部２２を起動させ
て、今回設定したｉ番目のプログラムを実際に実行す
る。このプログラム実行に際しては、インデックスレジ
スタ１５に、ｉ番目の登録領域１４ａのワークエリア先
頭位置ＷＰｉを初期値として設定する（Ｋ＝ＷＰｉ）。
しかる後に、該当プログラムを起動すると、このプログ
ラムが実行される。このプログラムの実行過程において
使用するワークエリア１３ａの位置（アドレス）はイン
デックスレジスタ１５のインデックスＫにて自動的に指
定される。

【００３６】プログラム実行部２２によるｉ番目のプロ
グラムの実行処理が終了すると、ワークエリア診断部２
３が起動される。ワークエリア診断部２３は起動され
と、図６に示す流れ図にした従って、ワークエリア１３
ａの診断処理を実行するようにプログラム構成されてい
る。

【００３７】図６の流れ図が開始されると、Ｑ１にて、
タスク管理テーブル１４のｉ番目の登録領域１４ａのワ
ークエリア先頭位置ＷＰｉ及びワークエリアサイズＷＳ
ｉを読出して、これらを加算して該当プログラムが使用
するワークエリア１３ａの境界位置ＷＬｉを算出する
（ＷＬｉ＝ＷＰｉ＋ＷＳｉ）。

【００３８】次に、プログラムの実行終了時点における
インデックスレジスタ１５のインデックスＫを読取る
（Ｑ２）。そして、このインデックスＫと（ＷＬｉ＋
１）とを比較する（Ｑ３）。なお、インデックスＫは常
にワークメモリ１３内の次の使用位置を示す。Ｋ≦（Ｗ
Ｌｉ＋１）の場合は、ｉ番目のプログラムが使用したワ
ークエリアの最終位置は、隣接する他のプログラムが使
用するワークエリアに侵入していないので、このワーク
エリア１３ａは正しく登録されていると判断できる。そ
して、表示部２４に正常表示を行う（Ｑ４）。

【００３９】Ｓ４にて、Ｋ＞（ＷＬｉ＋１）の場合は、
ｉ番目のプログラムが使用したワークエリアの最終位置
は、隣接する他のプログラムが使用するワークエリアに
侵入しているので、このワークエリア１３ａは誤って登
録されていると判断できる。この場合、ｉ番目のプログ
ラムの次回実行を禁止する処理を行う（Ｑ５）。そし
て、異常発生を表示部２４に表示する（Ｑ６）。

【００４０】このように構成されたプログラマブルコン
トローラ１０においては、使用ワークエリア１３ａ内の
位置をインデックスＫで指定するように記述されたプロ
グラムがプログラム作成装置１９からロードされると、
このプログラムは通常の手順でプログラムメモリ１２内
に順番に書込まれていく。そして、タスク管理テーブル
１４の該当タスク番号ｉの登録領域１４ａに格納位置等
の格納情報が登録される。

【００４１】同時に、使用ワークエリア登録部２１が動
作して、該当プログラムで使用されるワークエリア１３
ａの必要ワークエリアサイズＷＳｉが、前記プログラム
に記述されたインデックスＫの更新命令回数から算出さ
れる。インデックスＫの初期値はワークメモリ１３ａの
先頭位置（アドレス）に設定されるので、プログラマブ
ルコントローラ１０側のみで、該当プログラムが使用す
るワークエリア１３ａが自動的に決定される。そして、
その結果はタスク管理テーブル１４のｉ番目の登録領域
１４ａに自動的に登録される。

【００４２】したがって、プログラム作成装置１９を用
いてプログラムを作成する技術者は、プログラム自体
に、ワークメモリ１３の位置（アドレス）を示す具体的
数値を記述する必要がない。よって、プログラム作成者
は、ワークメモリ１３内に既に登録されている他のプロ
グラムが使用するワークエリアを全く考慮せずに、プロ
グラムを作成することが可能となる。

【００４３】その結果、プログラムの作成作業能率が大
幅に向上する。また、ワークエリア１３ａ登録に関する
人為的ミスの発生を未然に防止できる。さらに、このプ
ログラマブルコントローラ１０においては、プログラム
メモリ１２に格納され、かつワークメモリ１３における
使用すべきワークエリア１３ａの位置及びサイズがタス
ク管理テーブル１４の登録領域１４ａに登録された後に
おいても、プログラム実行部２２及びワークエリア診断
部２３を作動させることによって、使用ワークエリア１
３ａが正しく登録領域１４ａに登録されているか否かが
自動的に自己診断される。したがって、このプログラマ
ブルコントローラ１０の信頼性をより一層向上できる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように本発明のプログラマ
ブルコントローラにおいては、プログラム作成時に、こ
のプログラムで使用するワークエリア内の位置をインデ
ックスで指定すると共に、プログラマブルコントローラ
内において、ロードされたプログラムが必要とするワー
クエリアがワークメモリ内に自動的に確保される。

【００４５】したがって、プログラムを作成する場合
に、ワークエリアを考慮する必要がないので、プログラ
ム作成能率を大幅に向上できる。また、プログラム作成
上における人為的ミス発生確率を低減できる。さらに、
一旦登録されたワークエリアの良否を自動的に自己診断
するようにしているので、プログラマブルコントローラ
全体の信頼性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係わるプログラマブルコ
ントローラの概略構成を示すプロック図

【図２】 同実施例コントローラの記憶部内に形成され
た各メモリを示す図

【図３】 プログラム作成装置で作成されるプログラム
の一例を示す図

【図４】 同プログラムの動作をワークメモリ上の動作
で示す図

【図５】 同実施例コントローラの動作を示す流れ図

【図６】 同じく同実施例コントローラの動作を示す流
れ図

【図７】 従来のプログラマブルコントローラの各プロ
グラムとワークメモリに形成された各専用ワークエリア
との関係を示す図

【符号の説明】

１０…プログラマブルコントローラ、１１…記憶部、１
２…プログラムメモリ、１２ａ…格納領域、１３…ワー
クメモリ、１３ａ…ワークエリア、１４…タスク管理テ
ーブル、１４ａ…登録領域、１５…インデックスレジス
タ、１６…タスク番号カウンタ、１７…次回先頭位置レ
ジスタ、１８…次回先頭位置レジスタ、１９…プログラ
ム作成装置、２０…プログラム格納部、２１…使用ワー
クエリア登録部、２２…プログラム実行部、２３…ワー
クエリア診断部、２４…表示部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プログラム実行過程で使用するワークエ
   リア内の位置をインデックスの形態で指示し、前記ワー
   クエリアの新規位置を使用する場合に前記インデックス
   を順次更新していく更新命令が記述された複数のプログ
   ラムが外部からロードされ、このロードされた複数のプ
   ログラムがそれぞれ実行可能なプログラマブルコントロ
   ーラであって、 前記ロードされる各プログラムを格納するためのプログ
   ラムメモリと、 前記ロードされる各プログラムが使用するためのワーク
   メモリと、 前記各プログラム毎に、前記プログラムメモリ内の格納
   位置情報及び前記ワークメモリ内の専用に使用するワー
   クエリアの位置情報及びサイズを登録するためのタスク
   管理テーブルと、 前記各プログラムがロードされる毎に、該当プログラム
   を前記プログラムメモリの空き領域に格納し、かつ格納
   位置情報を前記タスク管理テーブルに登録するプログラ
   ム格納手段と、 前記格納されたプログラムに記述されている前記インデ
   ックスの更新命令数から前記ワークメモリ内の使用ワー
   クエリアの位置及びサイズを決定し、前記タスク管理テ
   ーブルに登録する使用ワークエリア登録手段とを備えた
   プログラマブルコントローラ。
2. 【請求項２】 前記プログラム実行過程において前記更
   新命令で順次更新されていくインデックスを記憶するイ
   ンデックスレジスタと、 前記プログラムメモリに格納されたプログラムを前記イ
   ンデックスレジスタを用いて実行するプログラム実行手
   段と、 このプログラム実行手段で実行された後における前記イ
   ンデックスレジスタに記憶されているインデックスが指
   定する位置が前記タスク管理テーブルに登録されている
   該当プログラムのワークエリアを逸脱しているか否かを
   判断するワークエリア診断手段とを備えた請求項１記載
   のプログラマブルコントローラ。