JPH09258807A - プログラマブル・コントローラ・システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 同期式リモートＩＯ伝送ＰＣシステムにおい
て、ユーザが演算起動周期を設定すると、ＰＣの演算と
ＩＯリフレッシュの同期がとれなくなる。また、無駄な
空時間を作ってしまうことが多い。 【解決手段】 リモートＩＯ伝送装置は、ＩＯリフレッ
シュ開始タイミングで開始時間を記憶し（Ｓ１、Ｓ
２）、ＩＯリフレッシュ終了タイミングで終了時間を記
憶し（Ｓ３、Ｓ４）、終了時間と開始時間から実ＩＯリ
フレッシュ時間を算出して内部に蓄積する（Ｓ５）。そ
して、過去の蓄積データと、今回の蓄積データの計の平
均値を計算する（Ｓ６）。算出した実ＩＯリフレッシュ
時間を２ポートメモリでＰＣ本体にデータ受け渡しを行
う（Ｓ７）。ＰＣ本体のソフトウェアは、実ＩＯリフレ
ッシュ時間（平均値）を読み込み、その値がユーザの設
定した演算起動周期以上であればユーザに異常の付加情
報を通知できるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リモートＩＯ伝送
を実現するプログラマブル・コントローラ・システムに
係わり、特にプログラマブル・コントローラの演算（ユ
ーザ・プログラムの実行）とリモートＩＯ伝送による入
出力とを同期させるプログラマブル・コントローラ・シ
ステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、リモートＩＯ伝送装置（リモー
トＩＯ伝送を実現するモジュール）を実装するプログラ
マブル・コントローラ・システム（以下、ＰＣシステム
と略す）は、ユーザ・プログラムがリモートＩＯ伝送デ
ータを取り込む方法の違いにより２種類の方式に分類さ
れる。

【０００３】１つはユーザ・プログラムの実行とリモー
トＩＯ伝送によるＩＯリフレッシュ（入出力データの更
新）のタイミングを各々独立した周期で実行させる非同
期式のシステムであり、もう１つはユーザ・プログラム
の実行とＩＯリフレッシュの周期を同一にして、リモー
トＩＯ伝送による入力データの取り込み、及び出力デー
タの引き渡しに対して規則性を持たせた同期式のシステ
ムである。そのどちらにも共通するハードウェア構成図
を図４に示す。

【０００４】同図において、システムの中枢部は、ＰＣ
本体１とリモートＩＯ伝送装置２と電源３とからなり、
ＰＣ本体１とリモートＩＯ伝送装置２とはそのどちらか
に実装する２ポートメモリによりシステムバスを介して
データの受け渡しを行う。ＰＣ本体１にはマンマシン装
置４が接続され、リモートＩＯ伝送装置２にはリモート
ＩＯ伝送路を通して複数の入出力機器（子局）５₁〜５_N
が接続される。

【０００５】図５は、非同期式リモートＩＯ伝送による
ＰＣシステムの処理手順を示す。この方式では、ユーザ
・プログラムの実行（入出力処理を含む）が終われば、
即座に再度のユーザ・プログラム実行を開始することが
できる。また、リモートＩＯ伝送装置のＩＯリフレッシ
ュは、一巡の処理が終われば即座に次のＩＯリフレッシ
ュに移行することができる。

【０００６】ここで、ＩＯリフレッシュの方法として
は、ポーリング・マスタのポーリング（出力データ付
き）により入力データの収集を行う方法を採用してい
る。この方法は、日本電機工業会が規格したＪＰＣＮ−
１にも採用されており一般的である。

【０００７】この非同期式は、ユーザ・プログラムの実
行およびＩＯリフレッシュの各々を、無駄な時間（空時
間）を浪費することなく行うことが可能であり、その意
味でも最も効率的な方法である。しかし、ＩＯリフレッ
シュ途中の中途半端な状態（リモートＩＯ子局として接
続される全ての局の内、ある局までのデータは入力した
が、ある局からのデータは未入力という状態、しかもど
の子局までの入力をしたかも不確定）での入力データを
ユーザ・プログラムは取り込み実行する形となってしま
う。

【０００８】これに対して同期式を図６に示す。この方
式では、ユーザ・プログラムの実行前に、一巡前のＩＯ
リフレッシュ結果である全てのリモート子局の入力デー
タを取り込み、また全てのリモート子局への出力データ
を引き渡し、それから演算を開始する。そして、リモー
トＩＯ伝送装置側は、このデータ交換処理に同期してＩ
Ｏリフレッシュ処理を開始する。よって、ＰＣの演算起
動周期設定がリモートＩＯの１巡のＩＯリフレッシュ時
間より長い場合は、ＰＣの演算と１巡のＩＯリフレッシ
ュが完全に同期される形となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】同期式リモートＩＯ伝
送ＰＣシステムにおいて（図６参照）、演算起動周期を
設定するユーザは、通常理論的に考えられるＩＯリフレ
ッシュ周期を算出し、それを考慮して演算起動周期を決
定する。仮に、設定した演算起動周期設定が、リモート
ＩＯ伝送装置の実際のＩＯリフレッシュ時間より短かっ
た場合、ＰＣの演算と一巡のＩＯリフレッシュは、同期
がとれなくなっしまう。

【００１０】また、同期がとれているケースにおいて
も、正確なＩＯリフレッシュ時間を測定器により測定し
て把握しておかなければＰＣ本体およびリモートＩＯ伝
送装置の各々の処理において、無駄な空時間を作ってし
まうことが多い。

【００１１】本発明の目的は、同期式リモートＩＯ伝送
ＰＣシステムにおいて、ユーザが誤った演算起動周期設
定をすることを防止し、かつ、より効率的な演算起動周
期を設定できる同期式リモートＩＯ伝送ＰＣシステムを
提供することにある。

【００１２】さらに、本発明の他の目的は、ユーザ・プ
ログラムが演算起動周期に依存する要素を含まない場合
は、演算起動周期の自動チューニングを行い、常に最適
で高効率な同期式リモートＩＯ伝送ＰＣシステムを提供
することにある。

【００１３】ユーザ・プログラムが演算起動周期に依存
する場合というのは、例えば演算起動周期を１００ｍｓ
と設定していて演算の１０回の実行で１秒という時間単
位を作成してなにかの処理を行う場合である。この場
合、１００ｍｓを勝手に上方向または下方向に修正され
てしまうと１秒という時間単位を崩されてしまうことに
なる。これに対して、演算起動周期に依存しない場合で
は、より短い演算起動周期で実行できるシステムが一般
的に性能が良いといえる。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

（第１の発明）本発明は、ＰＣ本体の演算とリモートＩ
Ｏ伝送装置による入出力とを同期させるＰＣシステムに
おいて、前記リモートＩＯ伝送装置は、内部処理におけ
るＩＯリフレッシュ開始と終了のタイミングからＩＯリ
フレッシュ時間を算出し、その平均値のデータを前記Ｐ
Ｃ本体に通知し、この通知を受けたＰＣ本体は、演算起
動周期設定値と比較し、受け渡されたＩＯリフレッシュ
時間が演算起動周期設定値より大きい値のときに異常で
あることを出力する機能を備えたことを特徴とする。

【００１５】ユーザは、設定した演算起動周期が、リモ
ートＩＯ伝送装置の実ＩＯリフレッシュ時間より短い場
合、すなわち演算と入出力との同期がとれていない場
合、それを異常として認識することができ、かつどれく
らいの修正量が必要であるかを認識できるため、効率的
な異常修正をすることができるようになる。

【００１６】また、ユーザは、設定した演算起動周期
が、リモートＩＯ伝送装置の実ＩＯリフレッシュ時間よ
り長い場合、演算起動から次の演算起動までに依存する
無駄時間（空時間）を、量的に正確に認識することがで
き、よって無駄時間が必要以上に大きい場合には、効率
的は演算起動周期設定に変更できるようになる。

【００１７】よって、本発明によれば、ユーザは、演算
起動周期設定が異常であるか否かの認識ができ、かつど
れくらいの時間差があるかを把握できるため、演算起動
周期設定の修正を的確な値で行うことができる。

【００１８】（第２の発明）また、本発明は、ＰＣ本体
は、通知されたＩＯリフレッシュ時間が演算起動周期設
定より小さい場合には、その度合いを出力する機能を備
えたことを特徴とする。

【００１９】よって、本発明によれば、ユーザは、その
機能を使用することにより、どれくらいの空時間がある
かを量的に把握することができ、より効率的な演算起動
周期設定への修正を容易にする。

【００２０】（第３の発明）さらに、本発明は、ＰＣ本
体のユーザ・プログラムが演算起動周期設定に依存しな
い場合、該演算起動周期を任意に設定するスイッチを設
け、前記スイッチの設定を認識したＰＣ本体は、周期的
に引き渡されたＩＯリフレッシュ時間を監視し、その値
の空時間を修正した演算起動周期を自動的にセットする
ことを特徴とする。

【００２１】第１及び第２の発明は、演算起動周期設定
の変更に対してユーザ認識のうえ操作が必要な場合、す
なわちユーザ・プログラムが演算起動周期設定に依存す
る場合に有効である。すなわち、ユーザが認識して演算
起動周期設定を変更するので、ユーザ・プログラムの変
更も必要であることをユーザは認識できる。

【００２２】本発明では、ユーザは、ユーザ・プログラ
ムが演算起動周期設定に依存しない場合、その情報を設
定しておくだけで、自動的に、常に無駄時間（空時間）
のない高効率な同期式リモートＩＯ伝送ＰＣシステムを
構築できる。

【００２３】よって、本発明によれば、イニシャル時の
ＰＣシステム起動のみならず、子局の増設等によってＩ
Ｏリフレッシュ時間が変化した場合にも、ユーザは無操
作で、常に高効率な演算起動周期に修正され、従ってシ
ステムの持つ性能を最大限に引き出すことができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】

（第１の実施形態）図１は、リモートＩＯ伝送装置のソ
フトウェアの処理手順を示す。図２にはＰＣ本体のソフ
トウェアの処理手順を示す。

【００２５】図１において、リモートＩＯ伝送装置のソ
フトウェアは、ＩＯリフレッシュ開始タイミングで開始
時間を記憶する（ステップＳ１、Ｓ２）。そして、ＩＯ
リフレッシュ終了タイミングで終了時間を記憶し（ステ
ップＳ３、Ｓ４）、終了時間と開始時間から実ＩＯリフ
レッシュ時間を算出して内部に蓄積する（ステップＳ
５）。

【００２６】そして、過去（α−１）回分の蓄積データ
と、今回の蓄積データの計α回（αは任意の値）の平均
値を計算する（ステップＳ６）。

【００２７】算出した実ＩＯリフレッシュ時間（平均
値）を、ＰＣ本体ソフトウェアとのデータ受け渡しを行
う、２ポートメモリの領域へ格納する（ステップＳ
７）。

【００２８】なお、リフレッシュ等の時間計測のために
は、リモートＩＯ伝送装置は時計ＩＣかタイマＩＣを実
装し、ＩＯリフレッシュ時間は１回だけでなく複数回の
データを蓄え、その平均値をとることによってデータの
信頼性を向上させる。

【００２９】一方、ＰＣ本体のソフトウェアは、図２に
示すように、一定時間（時間は任意の値）ごとにリモー
トＩＯ伝送装置がセットした実ＩＯリフレッシュ時間
（平均値）を読み込む（ステップＳ１１、Ｓ１２）。

【００３０】そして、その値がユーザの設定した演算起
動周期以上であれば（ステップＳ１３）、ＰＣ本体のＬ
ＥＤや数字表示器等によってユーザに異常を通知する
（ステップＳ１４）。また、実ＩＯリフレッシュ時間か
ら演算起動周期設定値を引いた値を数字表示器やマンマ
シン装置への通知領域にセットし、ユーザに異常の付加
情報を通知できるようにする（ステップＳ１５）。

【００３１】もし、読み込んだ実ＩＯリフレッシュ時間
が、ユーザの設定した演算起動周期より小さければ、演
算とリモートＩＯ入出力は同期がとれるのでＬＥＤ等で
ユーザに正常を通知する（ステップＳ１６）。また、演
算起動周期設定値から実ＩＯリフレッシュ時間を引いた
値を、マンマシン装置への通知領域にセットし、ユーザ
に通知できるようにする（ステップＳ１７）。

【００３２】本実施形態によれば、例えば、ユーザが演
算起動周期を９０ｍｓと設定したが、実ＩＯリフレッシ
ュ周期が１００ｍｓであった場合、ＰＣ本体のＬＥＤや
数字表示器に異常状態がセットされるのでユーザは速や
かに異常の認識が行えるようになる。

【００３３】またマンマシン装置により実ＩＯリフレッ
シュ時間が、設定した演算起動周期より１０ｍｓ長いこ
とを知り、演算起動周期の修正値を、実ＩＯリフレッシ
ュ周期より１０％余裕を持たせた１１０ｍｓにするとい
ったことが簡単に行えるようになる。（但し、演算起動
周期の設定値を変えたためにユーザ・プログラムの変更
が必要な場合、ユーザが任意に行うものとする。） 別の例としては、例えば演算起動周期を１００ｍｓと設
定し、実ＩＯリフレッシュ時間が６０ｍｓであった場
合、正常に動作し、なんら問題はない。しかし、ユーザ
はマンマシン装置により、４０ｍｓの余裕（空時間）が
あることを認識することができるので、演算をよりはや
く行うために、演算起動周期を７０ｍｓ程度に変更する
といったことを簡単に行えるようになる。（前述と同様
に、ユーザ・プログラムの変更はユーザが任意に行うも
のとする。） （第２の実施形態）本実施形態におけるリモートＩＯ伝
送装置のソフトウェア処理手順は、第１の実施形態にお
ける処理手順と同様であるので省略する。ＰＣ本体のソ
フトウェアの処理手順は図３に示す。また、本実施形態
では、演算起動周期の設定を自動化するハードウェア・
スイッチ（又はソフトウェア・スイッチ）をＰＣ本体に
設けることが特徴である。

【００３４】通常、ユーザ・プログラムが演算起動周期
に依存しないような作りの場合、演算起動周期は、より
小さい値にセットできた方が高性能なシステムといえ
る。本実施形態によれば、ユーザはこのようなケースの
場合は、上記スイッチをセットするだけでよい。あとは
自動的に、ＰＣの方で無駄を省いた演算起動周期を設定
してくれる。また、入出力機器の増設に伴い、ＩＯリフ
レッシュ時間に変動があった場合にも、それに追従して
演算起動周期を自動変更してくれる。すなわち、スイッ
チ設定のみで、常に高効率な同期式リモートＩＯ伝送Ｐ
Ｃシステムを構築できるようになる。

【００３５】図３において、ＰＣ本体のソフトウェア
は、電源投入時に、ユーザ設定のハードウェア・スイッ
チの状態を見に行く（ステップＳ３１）。この場合、電
源投入時のみとしているが、通常運転中にスイッチの変
更が可能な場合、一定周期でスイッチの状態をチェック
するという方法もある。

【００３６】もし、スイッチがセットされていれば、一
定周期にリモートＩＯ伝送装置がセットしたＩＯリフレ
ッシュ時間を読みに行き（ステップＳ３２）、読み込ん
だ値の(１００＋α)％の値（αは５〜２０程度）を演算
起動周期に設定し直す（ステップＳ３３）。これで、一
定周期ごとに演算起動周期の自動変更が行われる。

【００３７】一方、ハードウェア・スイッチがセットさ
れていない場合は、第１の実施形態と同様の処理を行う
（ステップＳ３４）。これは、ユーザ・プログラムの内
容が、演算起動周期の値に依存し、勝手にその値を変え
られない場合に有効となる。

【００３８】この第２の実施形態（ハードウェア・スイ
ッチがセットされている場合）を用いれば、電源投入
後、ＩＯリフレッシュ周期が１００ｍｓであったなら
ば、演算起動周期は自動的に１０５〜１２０ｍｓ程度に
設定され、ＰＣはそれに伴って運転する。また、入出力
機器（子局）の増設に伴い、ＩＯリフレッシュ周期が１
２０ｍｓになった場合、演算起動周期は、一定時間後に
は１２６ｍｓ〜１４４ｍｓに自動変更される。すなわち
ユーザの操作無しで、常にＰＣの演算とリモートＩＯの
入出力との同期が保たれ、しかも最も効率の良い運転が
行えるシステムが構築できる。

【００３９】

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、同期式
リモートＩＯ伝送ＰＣシステムにおいて、リモートＩＯ
伝送装置側でＩＯリフレッシュ時間を算出してその平均
値をＰＣ本体に通知し、この通知を受けたＰＣ本体は、
演算起動周期設定値と比較し、受け渡されたＩＯリフレ
ッシュ時間が演算起動周期設定値より大きい値のときに
異常であることを出力するようにしたため、ユーザは、
演算起動周期設定が異常であるか否かの認識ができ、か
つどれくらいの時間差があるかを把握できるため、演算
起動周期設定の修正を的確な値で行うことができる効果
がある。

【００４０】また、本発明は、ＰＣ本体は、通知された
ＩＯリフレッシュ時間が演算起動周期設定より小さい場
合には、その度合いを出力するようにしたため、ユーザ
は、どれくらいの空時間があるかを量的に把握すること
ができ、より効率的な演算起動周期設定への修正を容易
にする効果がある。

【００４１】また、本発明は、ＰＣ本体のユーザ・プロ
グラムが演算起動周期設定に依存しない場合、該演算起
動周期を任意に設定するスイッチを設け、前記スイッチ
の設定を認識したＰＣ本体は、周期的に引き渡されたＩ
Ｏリフレッシュ時間を監視し、その値の空時間を修正し
た演算起動周期を自動的にセットするようにしたため、
イニシャル時のＰＣシステム起動のみならず、子局の増
設等によってＩＯリフレッシュ時間が変化した場合に
も、ユーザは無操作で、常に高効率な演算起動周期に修
正され、従ってシステムの持つ性能を最大限に引き出す
ことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示すリモートＩＯ伝送装置
のソフトウェアの処理手順。

【図２】実施形態におけるＰＣ本体のソフトウェアの処
理手順。

【図３】本発明の他の実施形態を示すＰＣ本体のソフト
ウェアの処理手順。

【図４】リモートＩＯ伝送装置を実装したＰＣシステム
の例。

【図５】非同期式リモートＩＯ伝送ＰＣシステムの処理
手順。

【図６】同期式リモートＩＯ伝送ＰＣシステムの処理手
順。

【符号の説明】

１…ＰＣ本体 ２…リモートＩＯ伝送装置 ４…マンマシン装置 ５₁、５₂、５_N…入出力機器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プログラマブル・コントローラ本体の演
   算とリモートＩＯ伝送装置による入出力とを同期させる
   プログラマブル・コントローラ・システムにおいて、 前記リモートＩＯ伝送装置は、ＩＯリフレッシュ時間を
   算出し、その平均値のデータを前記プログラマブル・コ
   ントローラ本体に通知し、 この通知を受けたプログラマブル・コントローラ本体
   は、演算起動周期設定値と比較し、受け渡されたＩＯリ
   フレッシュ時間が演算起動周期設定値より大きい値のと
   きに異常であることを出力する機能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・システム。
2. 【請求項２】 前記プログラマブル・コントローラ本体
   は、通知されたＩＯリフレッシュ時間が演算起動周期設
   定より小さい場合には、その度合いを出力する機能を備
   えた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・システム。
3. 【請求項３】 前記プログラマブル・コントローラ本体
   のユーザ・プログラムが演算起動周期設定に依存しない
   場合、該演算起動周期を任意に設定するスイッチを設
   け、前記スイッチの設定を認識したプログラマブル・コ
   ントローラ本体は、周期的に引き渡されたＩＯリフレッ
   シュ時間を監視し、その値の空時間を修正した演算起動
   周期を自動的にセットすることを特徴とする請求項１又
   は２の何れか１に記載のプログラマブル・コントローラ
   ・システム。