JPH0926806A

JPH0926806A - プログラマブルコントローラ

Info

Publication number: JPH0926806A
Application number: JP17474395A
Authority: JP
Inventors: Norio Hayashi; 則夫林
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1995-07-11
Filing date: 1995-07-11
Publication date: 1997-01-28
Anticipated expiration: 2015-07-11
Also published as: JP3381463B2

Abstract

(57)【要約】【目的】演算処理モジュールによる写しメモリのデータ
の読出しを確実に実行させて、演算誤差を低減させるこ
とができるプログラマブルコントローラを提供する。【構成】プログラマブルコントローラの起動時には、ス
テップＳ１６でリングダウンカウンタ値Ｔ_Rを読込み、
Ｔ_Rに１０を加算して、ステップＳ１８でこの加算値に
基づいて伝送周期の開始時点を変更し、伝送周期と読出
周期の各開始時点の同期化を行う。運転中には、数１０
秒毎にステップＳ２３でリングダウンカウンタ値Ｔ_Rを
読込み、Ｔ_Rの値に応じて伝送周期の開始時点を変更し
て同様に同期化を図る。写しメモリのデータ書込みは、
伝送周期の開始時点から所定時間経過後であるので、同
期化によって写しメモリの書込み及び読出しの各タイミ
ングが一致することを回避できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、データ収集手段と
その収集データをもとに演算を行う演算処理手段とが、
個別に設けられた発振器からのクロック信号でそれぞれ
作動するプログラマブルコントローラに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プログラマブルコントローラで
は、データの演算及び制御を行う演算処理部と、演算制
御部及び制御対象装置間に配設されデータの授受を行う
伝送制御部とを、各種用途向けに容易に対応できるよう
に、また、装置の保守管理を容易に行うことができるよ
うに、それぞれ独立させてモジュール化するようにして
いる。そして、この場合には、各モジュールを、それぞ
れ独立した水晶発振器による基準クロック信号で作動さ
せている。

【０００３】このプログラマブルコントローラは、図１
１に示すように、水晶発振器１０１ａ、写しメモリ１０
１ｂ、及び伝送インタフェース１０１ｃを有するシリア
ル伝送制御モジュール１０１と、水晶発振器１０２ａ、
演算プロセッサ１０２ｂ、及び入出力データメモリ１０
２ｃを有する演算処理モジュール１０２とを有し、この
プログラマブルコントローラから遠隔に離れた所には、
プログラマブルコントローラの入出力部となり複数のＩ
／Ｏカプセル１０３ａから成るリモートＩ／Ｏ部１０３
が設置されている。

【０００４】シリアル伝送制御モジュール１０１は、図
１２の動作説明図に示すように、分散設置されたＩ／Ｏ
カプセル１０３ａとのデータ交換を、水晶発振器１０１
ａからのクロック信号の計数によって設定される一定の
伝送周期、例えば１０msec周期で行う。データ交換の例
えばデータ入力時には、順次Ｉ／Ｏカプセル１０３ａが
選択され、各Ｉ／Ｏカプセル１０３ａで取り込んだ入力
データは伝送インタフェース１０１ｃ内のバッファに一
旦保持される。全てのＩ／Ｏカプセル１０３ａが選択さ
れて収集データが保持されるまでの伝送所要時間は約５
msecであり、保持された入力データは伝送所要時間の最
後の時点で、写しメモリ１０１ｂに転送され、所定の記
憶領域に格納される。

【０００５】また、演算処理モジュール１０２では、水
晶発振器１０２ａからのクロック信号の計数によって設
定される一定の演算周期、例えば５０msec周期で、写し
メモリ１０１ｂのデータを読出して入出力データメモリ
１０２ｃに転送後、入出力データメモリ１０２ｃのデー
タを取出して演算処理を実行する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例にあって
は、各水晶発振器１０１ａ及び１０２ａが、同一の発振
周波数を有した水晶振動子で設計されていても、部品間
のばらつきにより水晶発振器１０１ａ，１０２ａの発振
周波数にはズレが生じる。このため、写しメモリ１０１
ｂに入力データを書込むタイミングと、写しメモリ１０
１ｂからデータを読出して入出力データメモリ１０２ｃ
にデータを転送するタイミングとが一致したときに、写
しメモリ１０１ｂの読出しが優先される場合には、入出
力データメモリ１０２ｃに５０msec周期でデータを取り
込むことができなくなる。

【０００７】上記従来例では、図１２に示すように、入
力パルス値が９０のところで写しメモリ１０１ｂの書込
みタイミングと読出しタイミングが一致した場合に、写
しメモリ１０１ｂの読出しが優先されると、入出力デー
タメモリ１０２ｃには８０のデータ値が読出されて格納
され、９０のデータ値が入出力データメモリ１０２ｃに
取り込むことができない。このため、例えば、電動モー
タの回転数を検出するためにモータから出力されるパル
ス数を５０msec周期で演算プロセッサ１０２ｂに読込
み、パルス数の差分を演算する場合に、９０のデータ値
が読込めないときには、差分値は８０−４０＝４０とな
り、次の差分値は１４０−８０＝６０となり、本来の差
分値は５０であるので演算結果に大きな誤差が生じてし
まう。このように、繰り返し精度の要求される制御で
は、各データが一定の周期で取り込めないと、演算結果
に大きな誤差が発生してしまうという問題があった。

【０００８】そこで、本発明においては、上記問題点を
解消し、演算処理モジュールによる写しメモリのデータ
の読出しを確実に実行することができ、且つ、演算の誤
差を低減させることが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。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係るプログラマブルコントローラは、制
御対象装置の計測データを、発振器からのクロックに基
づく設定収集周期で収集して格納するデータ収集手段
と、前記発振器とは別個の発振器からのクロックに基づ
いて前記収集周期の正の整数倍に設定された読出周期
で、前記データ収集手段に格納されたデータを読出して
演算を行う演算処理手段とを有するプログラマブルコン
トローラにおいて、前記データ収集手段及び前記演算処
理手段の何れか一方に設けられた発振器からのクロック
を、当該発振器で設定された周期の開始時点に同期して
計数する計数手段と、前記データ収集手段及び前記演算
処理手段の他方に設けられ、所定タイミングで前記計数
手段から出力された計数値に基づいて、前記収集周期の
開始時点及び前記読出周期の開始時点の位相差を検出す
る位相差検出手段と、該位相差検出手段の検出値に基づ
いて、前記データ収集手段によるデータ格納が終了して
から所定時間経過後に前記読出周期を開始するように、
前記データ収集手段及び前記演算処理手段の他方の周期
の開始時点を調整する開始時点調整手段とを備えたこと
を特徴とする。

【００１０】また、請求項２に係るプログラマブルコン
トローラは、前記計数手段が、前記収集周期の開始時点
から所定時間経過後に収集データを格納し、前記計数手
段は、前記データ収集手段及び前記演算処理手段の何れ
か一方の周期に同期した循環周期で所定の数値間を循環
して計数し、前記開始時点調整手段は、前記位相差検出
手段の検出値に基づいて、前記データ収集手段及び前記
演算処理手段の他方の周期の開始時点を前記一方の周期
の開始時点に同期化させるように調整することを特徴と
する。

【００１１】そして、請求項３に係るプログラマブルコ
ントローラは、前記計数手段が、前記演算処理手段の読
出周期に同期した循環周期で所定の数値間を循環して計
数し、プログラマブルコントローラの起動時に、前記開
始時点調整手段は、前記位相差検出手段で読込んだ前記
計数手段の計数値に前記収集周期を加算し、この加算値
に基づいて、前記収集周期の開始時点を前記読出周期の
開始時点に同期化させることを特徴とする。

【００１２】さらに、請求項４に係るプログラマブルコ
ントローラは、前記計数手段が、前記演算処理手段の読
出周期に同期した循環周期で所定の数値間を循環して計
数し、プログラマブルコントローラの運転中に、同期化
処理の実行周期が前記計数手段の循環周期に設定され、
前記位相差検出手段は、読込んだ前記計数手段の計数値
に基づいて前記収集周期の開始時点と前記循環周期の開
始時点との位相の進み遅れを判別し、前記開始時点調整
手段は、前記位相差検出手段の判定により前記収集周期
が進んでいるときには、前記計数値と前記収集周期を加
算した値に基づいて、一方、前記収集周期が遅れている
ときには、前記計数値に基づいて、前記収集周期の開始
時点を前記読出周期の開始時点に同期化させることを特
徴とする。

【００１３】また、請求項５に係るプログラマブルコン
トローラは、前記計数手段が、前記演算処理手段の読出
周期に同期した循環周期で所定の数値間を循環して計数
し、プログラマブルコントローラの運転中に、同期化処
理の実行周期が前記計数手段の１カウントの周期に設定
され、前記開始時点調整手段は、前記位相差検出手段で
読込んだ前記計数手段の計数値に基づいて、前記収集周
期の開始時点を前記読出周期の開始時点に同期化させる
ことを特徴とする。

【００１４】

【作用】上記構成としたことにより、請求項１に係るプ
ログラマブルコントローラによれば、計数手段では、デ
ータ収集手段と演算処理手段の何れか一方に設けられた
発振器からのクロックを計数し、この一方の発振器で設
定される周期が例えば読出周期であるとすると、読出周
期の開始時点に同期してカウントしている。この読出周
期にカウント値は対応しているので、収集周期の所定の
位置例えば開始時点でカウント値を読むことにより読出
周期の開始時点と収集周期の開始時点との時間差を検出
することができる。また、読出周期は収集周期の正の整
数倍に設定されているので、時間差は即ち位相差とな
る。開始時点調整手段では、この位相差に基づいて、デ
ータ収集手段及び演算処理手段の他方の周期の開始時点
を調整して、データ収集手段によるデータ格納の後に読
出周期の開始時点を開始させている。

【００１５】また、請求項２に係るプログラマブルコン
トローラによれば、計数手段では、例えば読出周期に同
期化させた循環周期の所定の数値間で循環させてカウン
トを行っている。循環周期のカウント値は読出周期に対
応しているので、収集周期の例えば開始時点でカウント
値を読むことにより、読出周期の開始時点と収集周期の
開始時点との位相差を検出できる。そして、開始時点調
整手段では、検出された位相差に基づいて、収集周期の
開始時点を調整して読出周期及び収集周期の各開始時点
を同期化させている。データ収集手段では前記収集周期
の開始時点から所定時間経過後に収集データを格納して
いるので、データ格納のタイミングと読出しのタイミン
グが一致することは回避される。

【００１６】そして、請求項３に係るプログラマブルコ
ントローラによれば、プログラマブルコントローラの起
動時に、読込んだ計数値を収集周期に加算し、加算値に
基づいて収集周期の開始時点を調整して、データ格納の
タイミングと読出しのタイミングが一致することを回避
している。さらに、請求項４に係るプログラマブルコン
トローラによれば、プログラマブルコントローラの運転
中では、例えば、計数手段の循環周期が１０msec周期に
設定されているときに、位相差検出手段及び開始時点調
整手段の処理周期も同じ１０msec周期に設定されている
ときには、位相差検出手段で収集周期と循環周期との位
相の進み遅れの判別を行っている。収集周期の位相の方
が進んでいると判定したときには、収集所要時間を確保
できるように計数値と収集周期を加算した値を用いて収
集周期の開始時点を調整し、一方、収集周期の位相の方
が遅れていると判定したときには、計数値のみを用いて
収集周期の開始時点を調整する。

【００１７】また、請求項５に係るプログラマブルコン
トローラによれば、プログラマブルコントローラの運転
中に、例えば、計数手段が１msecでカウントを行ってい
るときに、位相差検出手段及び開始時点調整手段の処理
周期が同じ１msec周期に設定されているときには、読込
んだ計数値を用いて収集周期の開始時点を調整してい
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態を図面
に基づいて説明する。図１に、本発明に係るプログラマ
ブルコントローラのブロック図を示す。図中１は、プロ
グラマブルコントローラの本体であり、本体１には、計
測されたデータの演算処理を行う演算処理手段としての
演算処理モジュール２と、演算処理モジュール２に接続
されたデータ収集手段としての伝送制御モジュール３と
が設けられ、本体１から遠隔に離れた所には、伝送制御
モジュール３に接続されプログラマブルコントローラの
入出力部となり複数の例えば３個からなるＩ／Ｏカプセ
ル４ａ〜４ｃを有したリモートＩ／Ｏ部４が設置されて
いる。

【００１９】演算処理モジュール２には、水晶発振子に
基づいてクロック信号を生成する水晶発振器２ａと、水
晶発振器２ａのクロック信号に基づいて作動しデータの
演算処理を行う演算プロセッサ２ｂと、演算プロセッサ
２ｂによって制御される入出力データメモリ２ｃと、制
御プログラムや制御データが記憶されるメモリ２ｄとが
設けられている。

【００２０】伝送制御モジュール３には、水晶発振子に
基づいてクロック信号を生成する水晶発振器３ａと、水
晶発振器３ａのクロック信号によって作動し、リモート
Ｉ／Ｏ部４及び演算処理モジュール２間のデータ伝送の
制御処理を行う伝送制御プロセッサ３ｂと、Ｉ／Ｏカプ
セル４ａ〜４ｃに接続され、データの一時保持を行うバ
ッファ３ｃを有する伝送インタフェース３ｄと、伝送イ
ンタフェース３ｄ及び入出力データメモリ２ｃ間に接続
され、伝送制御インタフェース３ｄとのデータの授受が
伝送制御プロセッサ３ｂによって制御され、且つ、入出
力データメモリ２ｃとのデータの授受が演算プロセッサ
２ｂによって制御される写しメモリ３ｅと、制御プログ
ラムや制御データが記憶されると共に、演算処理モジュ
ール２のメモリ２ｄとデータの授受が可能なメモリ３ｆ
と、水晶発振器３ａの出力信号が入力され、プリセット
値に応じた間隔で割込パルスを出力して、写しメモリ３
ｃのデータ伝送周期を規定する開始時点調整手段の構成
要素としての可変カウンタ３ｇとが設けられている。

【００２１】ここで、可変カウンタ３ｇは、プリセット
値が可変できるカウンタであり、プリセット値が入力パ
ルスによってカウントダウンされ、カウント値が０にな
ったときに、出力パルスを出力すると共に次のプリセッ
ト値が有効となる構造を有している。そして、プリセッ
ト値が変更されなければ一定の数値間を循環する。ま
た、可変カウンタ３ｇには、入力パルスが１msec周期で
入力されており、プリセット値が例えば１０に設定され
ているときには、１０msec毎に割込みパルスを伝送制御
プロセッサ３ｂに出力する。

【００２２】次に、演算処理モジュール２及び伝送制御
モジュール３のそれぞれの制御処理の概略構成及びメモ
リ２ｆに格納されるデータを、図２に基づいて説明す
る。演算処理モジュール２では、１msecのタイマ割込み
によって作動するリングダウンカウンタ処理１１と、リ
ングダウンカウンタに同期し、５０msecの読出演算周期
を計数する５０msec読出演算周期処理１２と、起動及び
停止時に、状態変化時のフラグ制御と運転指令コードの
制御等とを行うコマンド処理１３とが行われる。また、
演算処理モジュール２のメモリ２ｄには、リングダウン
カウンタ処理中のタイマ値、状態変化時のフラグの状態
及び運転指令コード値等が格納される。

【００２３】伝送制御モジュール３では、１０msecの伝
送周期を基準とし必要に応じて伝送周期を可変してリモ
ートＩ／Ｏ部４とのデータ伝送処理を行い、且つ、伝送
周期と読出演算周期との同期化処理を行う同期化伝送処
理１４が、設定した伝送周期に基づいた割込み処理によ
って実行される。次に、演算プロセッサ２ｂによる、計
数手段としてのリングダウンカウンタ処理手順を、図３
のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、１
msec毎のタイマ割込みによるサブルーチン処理として実
行される。また、この処理手順の中で、５０msec読出演
算周期の設定処理が行われる。

【００２４】初期設定では、リングダウンカウンタ値Ｔ
_Rは１０に設定され、読出演算周期の設定値Ｔ_Eは零に
設定されており、先ず、ステップＳ１で、リングダウン
カウンタ値Ｔ_Rを同期化処理のためにメモリ２ｄに格納
する。そして、ステップＳ２で、リングダウンカウンタ
値Ｔ_Rを１デクリメントする。次に、ステップＳ３で、
リングダウンカウンタ値Ｔ_Rが零であるか否か判定す
る。Ｔ_R≠０であれば、上位のメインプログラムに戻り
再度サブルーチン処理を実行する。一方、Ｔ_R＝０であ
れば、リングダウンカウンタ値Ｔ_Rは１０カウントされ
たことになるので、ステップＳ４に移行する。

【００２５】ステップＳ４では、リングダウンカウンタ
値Ｔ_Rを初期状態の１０にプリセットする。次に、ステ
ップＳ５に移行し、読出演算周期の設定値Ｔ_Eを１０イ
ンクリメントする。そして、ステップＳ６で、読出演算
周期の設定値Ｔ_Eが５０であるか否か判定する。Ｔ_E≠
５０であれば、上位のメインプログラムに戻り、一方、
Ｔ_E＝５０であれば、５０msecが経過したことになり、
ステップＳ７に移行する。ステップＳ７では、５０msec
読出演算周期に基づいた演算処理の指令信号を出力す
る。次のステップＳ８では、読出演算周期の設定値Ｔ_E
を初期状態の零に設定して、上位のメインプログラムに
戻る。

【００２６】この一連の処理により、リングダウンカウ
ンタ値Ｔ_Rは１０から１の間で循環される。そして、リ
ングダウンカウンタ周期及び読出演算周期のそれぞれの
周期は同期がとられ、更に、読出演算周期の開始時点
は、リングダウンカウンタ値Ｔ _Rが１０のところに設定
される。上記のフローチャートでは、ステップＳ１〜Ｓ
４が計数手段に相当する。

【００２７】また、演算プロセッサ２ｂによるコマンド
処理で、プログラマブルコントローラの起動時に、リン
グダウンカウンタ値Ｔ_Rを１０に、読出演算周期の設定
値Ｔ _Eの値を零にそれぞれプリセットされ、これらの値
は前述のリングダウンカウンタ処理手順の中で使用され
る。そして、コマンド処理によって、図４（Ａ）に示す
ように、２バイトからなるファイルの上位バイトに、運
転指令コードＣ_Uとして、プログラマブルコントローラ
の停止又は中断中における同期化処理の不要を表す“０
０ｈ”のコードと、作動中の同期化処理の必要を表す
“９５ｈ”のコードとの何れかのコードが記述され、下
位バイトの最下位ビットに、状態変化フラグＦ_Jとし
て、状態変化の無いことを表す“０”と、起動又は中断
再開に起因する状態変化を表す“１”の何れかの数値が
記述される。また、同図（Ｂ）に示すように、１バイト
からなるファイルの最下位ビットに、同期化処理の管理
フラグＦ_Kとして、同期化処理の終了を表す“０”と、
同期化処理の実行中を表す“１”の何れかの数値が記述
される。

【００２８】次に、伝送制御プロセッサによる位相差検
出手段及び開始時点調整手段としての同期化伝送処理手
順を、図５のフローチャートに基づいて説明する。この
処理は、可変カウンタ３ｇのプリセット値に応じた周期
で実行され、通常は１０msec毎のタイマ割込みによるサ
ブルーチン処理として実行される。このサブルーチンで
は、先ず、ステップＳ１１で、運転中に所定の間隔で同
期化処理を実行するための計時として、同期化処理タイ
マＴ_Dを１インクリメントする。なお、Ｔ_Dは初期状態
で零に設定されている。

【００２９】次に、ステップＳ１２で、管理フラグＦ_K
が０か否かを判定する。０であれば同期化処理の実行が
可能であると判断し、ステップＳ１３に移行する。ステ
ップＳ１３では、同期化処理が必要か否かを運転指令コ
ードＣ_Uを読んで判定する。運転指令コードＣ_Uが“９
５ｈ”のときには、プログラマブルコントローラは作動
中であると判断してステップＳ１４に移行する。

【００３０】ステップＳ１４では、状態変化フラグＦ_J
が１か否かを判定する。１であれば起動又は中断再開で
あると判断し、起動時等の同期化処理のためにステップ
Ｓ１５に移行する。ステップＳ１５では、起動後の運転
中における制御処理のために状態変化フラグＦ_Jを０に
設定する。次に、ステップＳ１６に移行し、メモリ２ｄ
に格納されているリングダウンカウンタ値Ｔ_Rを読込
む。次いで、ステップＳ１７に移行し、読込んだリング
ダウンカウンタ値Ｔ_Rに１０を加算した値をプリセット
値Ｐとして設定する。

【００３１】そして、ステップＳ１８では、設定したプ
リセット値Ｐを可変カウンタ３ｇのプリセット設定端子
に入力する。これによって、リングダウンカウンタ値Ｔ
_Rに応じた調整用の伝送周期が設定される。ステップＳ
１９では、次のこのサブルーチンの割込み時に同期化処
理を行わないようにするために、管理フラグＦ_Kを１に
設定する。そして、ステップＳ２０に移行し、データの
伝送処理を実行する。なお、既に設定された伝送周期に
基づいて伝送処理を行うための割込み処理が実行されて
いるために、ステップＳ１８で設定された伝送周期は、
次のこのサブルーチンの割込み処理のときに有効とな
る。

【００３２】一方、ステップＳ１４で、状態変化フラグ
Ｆ_Jが０のときには、運転中であると判断してステップ
Ｓ２１に移行する。ステップＳ２１では、運転中に同期
化処理タイマＴ_Dが所定値例えば４０．９６秒経過した
か否かを判定する。Ｔ_Dが４０９６のときには、運転中
の同期化処理を開始するためにステップＳ２２に移行す
る。なお、４０９６という値は各々の水晶発振子の発振
周波数のずれを考慮して設定され、写しメモリ３ｅにお
ける書込タイミングと読出タイミングが一致するまえに
運転中の同期化処理を実行するようにしている。したが
って、この４０９６という値に限定されるものでなく、
数１０秒の時間が経過したことが判別できればよい。

【００３３】ステップＳ２２では、同期化処理タイマＴ
_Dを１にプリセットして、次の運転中の同期化処理の準
備をしておく。そして、ステップＳ２３で、メモリ２ｄ
に格納されているリングダウンカウンタ値Ｔ_Rを読込
む。次に、ステップＳ２４に移行し、読込んだリングダ
ウンカウンタ値Ｔ_Rが５未満であるか否かを判定する。
Ｔ_R＜５であれば、伝送周期の位相が読出演算周期の位
相より進んでいると判断してステップＳ１７に移行す
る。一方、Ｔ_R≧５であれば、伝送周期の位相の方が読
出演算周期の位相より遅れていると判断してステップＳ
２５に移行する。ステップＳ２５では、プリセット値Ｐ
をリングダウンカウンタ値Ｔ_Rに設定する。そして、ス
テップＳ１８に移行する。

【００３４】また、ステップＳ１３で、運転指令コード
Ｃ_Uが“００ｈ”のときには、プログラマブルコントロ
ーラは停止中であるとしてステップＳ２６に移行する。
ステップＳ２６では、同期化処理タイマＴ_Dを１にプリ
セットする。そして、プログラマブルコントローラが停
止中であるので、上位のメインプログラムに戻る。

【００３５】また、ステップＳ１２で、管理フラグＦ_K
が１のときには、前回のサブルーチン処理で同期化処理
が実行されたと判断し、連続して同期化処理を行わない
ようにステップＳ２７に移行する。ステップＳ２７で
は、次回のサブルーチン処理で同期化処理を実行するた
めに、管理フラグＦ_Kを０に設定する。そして、ステッ
プＳ２８に移行し、可変カウンタ３ｇのプリセット値Ｐ
を１０に設定して、伝送周期を変更した次のタイマ割込
みによるサブルーチン処理で、通常の１０msec周期の伝
送処理を実行できるように準備する。そして、ステップ
Ｓ２０に移行して伝送処理を実行した後に、上位のメイ
ンプログラムに戻る。上記のフローチャートのなかで、
ステップＳ１６，Ｓ２３及びＳ２４が位相差検出手段に
対応し、ステップＳ１７，Ｓ１８及びＳ２５が開始時点
調整手段に対応する。

【００３６】次に、この第１の実施形態の動作を説明す
る。ここでは、Ｉ／Ｏカプセル４ａ〜４ｃのうち、例え
ば、Ｉ／Ｏカプセル４ａから伝送されたデータの演算処
理を行うものとする。演算処理モジュール２の演算プロ
セッサ２ｂでは、図６の波形図に示す、リングダウンカ
ウンタの制御と、写しメモリ３ｅから入出力データメモ
リ２ｃにデータを転送して演算を行う読出演算処理とを
行っている。

【００３７】リングダウンカウンタは、図６に示すよう
に、１０msecを１周期として循環しており、１msec毎に
１０から順次カウント値が降下する。また、読出演算処
理の読出しタイミングは、リングダウンカウンタ値Ｔ_R
の１０のところに同期されている。読出演算処理によっ
て、写しメモリ３ｅから読出されたデータは入出力デー
タメモリ２ｃの例えば奇数番地に格納される。そして、
読出しの後に続けて演算が実行される。入出力データメ
モリ２ｃから取り出されたデータはメモリ２ｄの所定の
記憶領域に格納され、演算プロセッサ２ｂは、前回にメ
モリ２ｄに格納したデータと今回読出したデータの差分
の読出演算処理を５０msec周期で実行する。なお、演算
結果の入出力データメモリ２ｃへの書き込みは、演算処
理の後に続けて実行され、出力データは、入出力データ
メモリ２ｃの例えば偶数番地に格納される。そして、出
力データは更に写しメモリ３ｅに転送される。

【００３８】また、伝送制御モジュール３の伝送制御プ
ロセッサ３ｂでは、図６に示すように、リモートＩ／Ｏ
部４で計測されたデータをバッファ３ｃに伝送する伝送
処理と、バッファ３ｃに格納さた入力データを写しメモ
リ３ｅに一括して書込む書込処理とを行っている。伝送
処理は通常１０msec周期で実行され、伝送制御プロセッ
サ３ｂよる伝送指令によって、約５msecの伝送所要時間
の間に、Ｉ／Ｏカプセル４ａ〜４ｃが順次選択されて、
Ｉ／Ｏカプセル４ａ〜４ｃ及びバッファ３ｃ間でデータ
の授受が行われる。そして、書込処理は、バッファ３ｃ
へのデータ伝送処理の終了した後に続けて実行される。
Ｉ／Ｏカプセル４ａのデータは５０msec周期で演算処理
を行っているが、他のＩ／Ｏカプセル４ｂ，４ｃでは、
１０msec周期で演算処理を実行する場合もあるので、伝
送処理を１０msec周期に設定している。なお、書込処理
が終了した後に、演算処理された出力データが、写しメ
モリ３ｅからバッファ３ｃに転送される。

【００３９】通常の各種データ転送処理は上述したよう
に行われており、演算処理モジュール２及び伝送制御モ
ジュール３にそれぞれ設けられた水晶発振子の発振周波
数が同一であれば同期ずれは発生しないのであるが、発
振周波数は微小な差を有しているため同期ずれは避けら
れない。この同期ずれを補正するために、次のように起
動時と運転中に分けて同期化処理を行っている。

【００４０】先ず、起動時又は中断再開時の同期化処理
について説明する。プログラマブルコントローラの起動
により、演算プロセッサ２ｂから、“９５ｈ”の運転指
令コードＣ_U及びフラグの状態が“１”の状態変化フラ
グＦ_Jが伝送制御モジュール３のメモリ２ｄを経由して
メモリ３ｆに格納され、伝送制御プロセッサ３ｂは、こ
れらのデータを読込む。

【００４１】伝送制御モジュール３の可変カウンタ３ｇ
には１msecのクロック信号が入力されており、カウント
値が設定値になると可変カウンタ３ｇから割込パルスが
出力される。この割込みパルスによって図５に示す起動
時のサブルーチン処理が実行され、ステップＳ１３〜Ｓ
１５を経てステップＳ１６の処理が実行され、リングダ
ウンカウンタ値Ｔ_Rが伝送制御プロセッサ３ｂによって
読み込まれる。そして、読み込まれたリングダウンカウ
ンタ値Ｔ_Rに１０が加算されて、可変カウンタ３ｇの設
定値が加算値に変更される。伝送周期は可変カウンタ３
ｇによって規定されるので、設定された加算値が調整用
伝送周期となる。

【００４２】例えば、図７に起動時又は中断再開時の各
種周期の説明図を示すように、時刻ｔ１で、読込んだリ
ングダウンカウンタ値Ｔ_Rが７の場合には、可変カウン
タ３ｇはステップＳ１８で１７に設定され、伝送周期は
１７msecとなる。このとき、可変カウンタ３ｇは既にカ
ウントが開始しているので直ぐには設定値を変更でき
ず、１０msecの伝送周期が終了した時刻ｔ２で、可変カ
ウンタ３ｇの設定が有効となり、図７に示すように、伝
送周期は１７msecとなる。時刻ｔ２でのサブルーチン処
理では、前回の割込み処理におけるステップＳ１９で管
理フラグＦ_Kが１に設定されているので、ステップＳ１
２の管理フラグＦ_Kの判定によってステップＳ２７を介
してステップＳ２８に移行し、可変カウンタ３ｇは１０
msecに設定される。そして、時刻ｔ３で、伝送周期の開
始時点は、リングダウンカウンタの１０のところにな
り、読出演算周期の開始時点に一致し同期化する。これ
以降は、割込み周期は１０msecとなり、伝送周期も１０
msecとなる。

【００４３】そして、写しメモリ３ｅへのデータの書込
みは、伝送周期の開始時点から伝送所要時間の５msec経
過したところで開始するので、伝送周期と読出演算周期
の各開始時点を同期化することにより、写しメモリ３ｅ
におけるデータの書込みタイミングと読出しタイミング
が同時となることを回避することができる。なお、起動
時の同期化処理のときにリングダウンカウンタ値Ｔ_Rに
１０を加算すると、１回分の書込処理が省略される場合
があるが、起動時であるのでシーケンス制御に与える影
響は少ないと考えられる。

【００４４】次に、運転中の同期化処理を図８に基づい
て説明する。プログラマブルコントローラの運転中で
は、同期化処理は例えば４０．９６秒毎に実行してい
る。図８（Ａ）は、リングダウンカウンタの値の１０の
ところに伝送周期の開始時点が一致しており、伝送周期
と読出演算周期との開始時点は同期がとれている状態を
表している。同図（Ｂ）のように、伝送周期の位相が１
msec進んだ状態で、４０．９６秒経過すると、ステップ
Ｓ２３でリングダウンカウンタ値Ｔ_Rとして１の値が読
込まれる。このときは、Ｔ_R＜５であるので、ステップ
Ｓ１７でＴ_Rの値に１０加算され、１１の値が可変カウ
ンタ３ｇの設定値となる。そして、上述の起動時と同様
に、伝送処理を実行した後の次の割込み処理で、伝送周
期が１１msecになり、伝送周期と読出演算周期との開始
時点が同期する。この１１msec周期の割込み処理の後
に、ステップＳ２８で可変カウンタ３ｇは１０msecに再
設定されるため、次の４０．９６秒が経過するまで割込
み周期は１０msecとなる。

【００４５】また、図８（Ｃ）のように、伝送周期の位
相が１msec遅れている状態で、４０．９６秒経過する
と、ステップＳ２３でリングダウンカウンタ値Ｔ_Rとし
て９の値が読込まれる。このときには、Ｔ_R≧５である
ので、ステップＳ１８に移行して、読込まれた９の値が
そのまま可変カウンタ３ｇの設定値となる。そして、上
述と同様に、伝送処理を実行した後の次の割込み処理
で、伝送周期が９msecになり、伝送周期と読出演算周期
との開始時点が同期する。

【００４６】このように、第１の実施形態においては、
リングダウンカウンタを備え、同期化処理を行うとき
に、リングダウンカウンタ値Ｔ_Rを読込み、このリング
ダウンカウンタ値Ｔ_Rに基づいて伝送周期の開始時点を
変更している。このため、伝送周期と読出演算周期の各
開始時点を同期化させることができ、伝送周期の開始時
点から伝送所要時間経過後に、写しメモリ３ｅへのデー
タの書込処理を行っているので、写しメモリ３ｅにおけ
る書込みタイミングと読出しタイミングが一致すること
を回避させることが可能となる。この結果、計測された
データは入出力データメモリ２ｃに確実に格納され、演
算誤差の低減化を達成することができる。

【００４７】また、プログラマブルコントローラの起動
時には、設定した伝送周期にリングダウンカウンタ値Ｔ
_Rを１回加算して伝送周期の開始時点を変更しているの
で、伝送周期と読出演算周期の各開始時点の同期化を、
速やか且つ容易に行うことができる。そして、プログラ
マブルコントローラの運転中では、伝送周期と読出演算
周期の位相差が大きくならない程度の周期でリングダウ
ンカウンタ値Ｔ_Rを読込み、読込んだリングダウンカウ
ンタ値Ｔ_Rに応じて伝送周期の開始時点を変更している
ので、運転中においても伝送周期と読出演算周期の各開
始時点の同期化を達成することができる。

【００４８】次に、本発明に係る第２の実施形態につい
て説明する。この実施形態では、可変カウンタ３ｇの代
わりに１msecで作動するソフトタイマを用いて伝送周期
を設定し、同期化処理を行っている。リングダウンカウ
ンタの循環周期の開始時点と写しメモリ３ｅからデータ
を読出す読出周期の開始時点とが、それぞれ同期するよ
うに設定されている点は第１の実施形態と同じである。

【００４９】第２の実施形態の同期化処理手順を、図９
に示したフローチャートに基づいて説明する。初期状態
では、ソフトタイマの値Ｔ_Sは１０に設定されている。
そして、このサブルーチンは、伝送制御モジュール３の
水晶発振器３ａで生成された１msecクロックによるタイ
マ割込みによって実行され、先ず、ステップＳ３１で、
同期化処理が必要か否かを運転指令コードＣ_Uを読んで
判定する。運転指令コードＣ_Uが“９５ｈ”のときに
は、ステップＳ３２に移行する。

【００５０】ステップＳ３２では、状態変化フラグＦ_J
が１か否かを判定する。１であれば起動又は中断再開で
あると判断し、ステップＳ３３に移行する。ステップＳ
３３では、状態変化フラグＦ_Jを０に設定して次の起動
時に備える。次に、ステップＳ３４に移行し、メモリ２
ｄに格納されているリングダウンカウンタ値Ｔ_Rを読込
んで１０を加算し、更に、ソフトタイマ値Ｔ_SをＴ_R＋
１０の値に書き換えて、起動時の同期化処理を開始す
る。

【００５１】そして、ステップＳ３５では、ソフトタイ
マ値Ｔ_Sを１デクリメントする。次に、ステップＳ３６
に移行し、ソフトタイマ値Ｔ_Sが零であるか否かを判定
する。Ｔ_S≠０のときには、上位のメインプログラムに
戻る。一方、Ｔ_S＝０のときには、通常は１０秒経過し
たことになり、また、同期化処理の実行中は、リングダ
ウンカウンタ値Ｔ_Rに対応した時間が経過したことにな
るので、ステップＳ３７に移行し、ソフトタイマ値Ｔ_S
を初期状態の１０にプリセットする。次に、ステップＳ
３８で、同期化処理タイマＴ_Dを１インクリメントす
る。そして、ステップＳ３９に移行し、伝送処理を開始
させて上位のメインプログラムに戻る。

【００５２】一方、ステップＳ３２で、状態変化フラグ
Ｆ_Jが０と判断されたときには、運転中であるとして、
ステップＳ４０に移行する。ステップＳ４０では、運転
中に同期化処理タイマＴ_Dが所定値例えば４０．９６秒
経過したか否かを判定する。Ｔ_Dが４０９６のときに
は、ステップＳ４１に移行し、４０９６でないときに
は、ステップＳ３５に移行し、デクリメント処理を行
う。

【００５３】ステップＳ４１では、伝送周期を設定する
ソフトタイマ値Ｔ_Sが５であるか否かを判定する。Ｔ_S
＝５であれば、ステップＳ４２に移行し、一方、Ｔ_S≠
５であれば、ステップＳ３５に移行する。ステップＳ４
２では、同期化処理タイマＴ _Dを１にプリセットする。
そして、ステップＳ４３に移行し、リングダウンカウン
タ値Ｔ_Rを読込み、ソフトタイマ値Ｔ_SをＴ_Rの値に書
き換えて、運転中の同期化処理を開始する。

【００５４】一方、ステップＳ３１で、運転指令コード
Ｃ_Uが“００ｈ”のときには、停止中であるとしてステ
ップＳ４４に移行する。ステップＳ４４では、同期化処
理間隔を計測するための同期化処理タイマＴ_Dを１にプ
リセットする。そして、ステップＳ３５に移行する。次
に、第２の実施形態の動作を説明する。この実施形態の
起動時においては、ステップＳ３４で、読込んだリング
ダウンカウンタ値Ｔ_Rに１０を加算し、この加算値をス
テップＳ３５で１つ減算する。そして、１msecの割込み
処理ルーチンを繰り返し、減算した結果が０になったと
きに、ステップＳ３７でソフトタイマ値Ｔ_Sを１０にプ
リセットしている。したがって、図１０（Ａ）のタイム
チャートに示すように、例えば、起動時にリングダウン
カウンタ値Ｔ_Rの７が読込まれると、１７回割込み処理
が繰り返され後に、リングダウンカウンタ値Ｔ_Rの１０
のところに、ソフトタイマ値Ｔ_Sの１０が設定され、読
出演算周期の開始時点と伝送周期の開始時点が同期する
ようなる。

【００５５】また、運転中においては、例えば４０．９
６秒経過後に、ステップＳ４１で、ソフトタイマ値Ｔ_S
が５即ち伝送所要時間が過ぎた後に、リングダウンカウ
ンタ値Ｔ_Rを読込み、例えば、図１０（Ｂ）に示すよう
に、Ｔ_Rが３のときには、３msec後に、読出演算周期及
び伝送周期の各開始時点が同期するようなる。このよう
に、第２の実施形態においては、１msecの割込み処理に
よって同期化処理を行っているので、伝送周期の開始時
点の位相の進み遅れを判断せずに、読込んだリングダウ
ンカウンタ値Ｔ_Rのみに基づいて、読出演算周期の開始
時点と伝送周期の開始時点を同期化することができる。
このため、特に、運転中において、リングダウンカウン
タ値Ｔ_Rを読込んだ後の次のリングダウンカウンタ値Ｔ
_Rの１０のところで、同期化が達成され、同期化させる
までの時間が短時間になるという効果がある。

【００５６】なお、上記各実施形態においては、読出演
算周期に対して伝送周期を変更して同期化を行っている
が、この逆に、伝送周期を固定し、伝送周期に対して読
出演算周期を変更して同期化を達成するようにしてもよ
い。なお、この場合には、リングダウンカウンタと伝送
周期を同期させる必要がある。また、上記各実施形態に
おいては、リングダウンカウンタは、１０から１へと降
下させているが、逆に、１から１０へと上昇させながら
計数し循環してもよい。また、リングダウンカウンタの
作動開始は、同期化処理を行うときの伝送周期の１周期
前からでもよい。このときには、読出演算周期の開始時
点に同期させて計数すればよいので、タイマは循環させ
なくてもよい。

【００５７】また、上記各実施形態においては、循環周
期と伝送周期は共に１０msecに設定されているが、これ
に限定されるものではなく、伝送周期の所定の時期でリ
ングダウンカウンタ値Ｔ_Rを読込んだときに、循環周期
の中のどの地点を読込んだか判別でき、リングダウンカ
ウンタの例えば１０の値までどのくらい時間差があるか
分かればよいので、循環周期は伝送周期に対して正の整
数倍に設定されていればよい。

【００５８】また、リングダウンカウンタは、プログラ
マブルコントローラの起動時に作動させてもよいし、
又、同期化処理を実行するときに作動させてもよい。ま
た、上記各実施形態においては、写しメモリと入出力デ
ータメモリの２つのメモリを入出力時に用いているが、
例えば、一のメモリを入力側用に使用し、他のメモリを
出力側用に使用して、入出力でそれぞれ１つのメモリを
備えるようにしてもよい。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
係るプログラマブルコントローラにおいては、計数手段
と、計数手段の計数値に基づいて収集周期と読出周期の
各開始時点の位相差を検出する位相差検出手段と、位相
差検出手段の検出値に基づいて、データ収集手段による
データ格納が終了してから所定時間経過後に読出周期の
開始時点を開始させる開始時点調整手段とを有してい
る。このため、データ収集手段に格納したデータの書込
みタイミングと読出しタイミングが一致することを回避
させることができる。この結果、データ収集手段から確
実にデータを読出すことができ、演算処理時の演算誤差
を低減することができる。

【００６０】また、請求項２の発明に係るプログラマブ
ルコントローラにおいては、収集周期の開始時点から所
定時間経過後に収集データを格納するデータ収集手段
と、所定の循環周期で計数を行う計数手段と、位相差検
出手段の検出値に基づいて、収集周期及び読出周期の各
開始時点を同期化させる開始時点調整手段とを有してい
る。収集周期の開始時点から所定時間経過後に収集デー
タを格納しているので、収集周期及び読出周期の各開始
時点を同期化させることにより、データ収集手段の書込
みタイミングと読出しタイミングが一致することを回避
できる。このため、データ収集手段から確実にデータを
読出すことが可能となる。

【００６１】そして、請求項３の発明に係るプログラマ
ブルコントローラにおいては、プログラマブルコントロ
ーラの起動時に、読込んだ計数値に収集周期を加算し
て、収集周期の開始時点を調整している。このため、起
動時に、収集周期と読出周期の各開始時点の同期化を、
速やか且つ容易に行うことができる。さらに、請求項４
の発明に係るプログラマブルコントローラにおいては、
プログラマブルコントローラの運転中に、読込んだ計数
値に基づいて収集周期と循環周期との位相の進み遅れを
判別し、位相の進み遅れに応じて収集周期の開始時点の
調整を行っている。これにより、例えば、計数手段の循
環周期が１０msec周期に設定され、同期化処理を例えば
１０msecの割込み処理で行う場合の同期化処理の実行
を、確実に実現することができる。

【００６２】また、請求項５の発明に係るプログラマブ
ルコントローラにおいては、プログラマブルコントロー
ラの運転中に、読込んだ計数値に基づいて収集周期の開
始時点の調整を行っている。これにより、例えば、計数
手段が１msecで計数を行い、且つ、同期化処理を例えば
１msecの割込み処理で行う場合の同期化処理の実行を、
確実に実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施形態のブロック図である。

【図２】実施形態における制御処理の概略構成を示す説
明図である。

【図３】リングダウンカウンタ及び読出演算周期の設定
の処理手順を示すフローチャートである。

【図４】運転指令コード及び各種フラグの構成を示す説
明図である。

【図５】第１の実施形態の同期化伝送処理を示すフロー
チャートである。

【図６】各種処理のタイムチャートである。

【図７】第１の実施形態の起動時におけるタイムチャー
トである。

【図８】第１の実施形態の運転中におけるタイムチャー
トである。

【図９】第２の実施形態の同期化伝送処理を示すフロー
チャートである。

【図１０】第２の実施形態の起動時及び運転中のタイム
チャートである。

【図１１】従来例の概略ブロック図である。

【図１２】従来例の動作説明図である。

【符号の説明】

１プログラマブルコントローラ本体２演算処理モジュール３伝送制御モジュール４リモートＩ／Ｏ部２ａ水晶発振器２ｂ演算プロセッサ２ｃ入出力データメモリ３ａ水晶発振器３ｂ伝送制御プロセッサ３ｅ写しメモリ３ｄ伝送インタフェース３ｇ可変カウンタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】制御対象装置の計測データを、発振器か
らのクロックに基づく設定収集周期で収集して格納する
データ収集手段と、前記発振器とは別個の発振器からの
クロックに基づいて前記収集周期の正の整数倍に設定さ
れた読出周期で、前記データ収集手段に格納されたデー
タを読出して演算を行う演算処理手段とを有するプログ
ラマブルコントローラにおいて、前記データ収集手段及び前記演算処理手段の何れか一方
に設けられた発振器からのクロックを、当該発振器で設
定された周期の開始時点に同期して計数する計数手段
と、前記データ収集手段及び前記演算処理手段の他方に
設けられ、所定タイミングで前記計数手段から出力され
た計数値に基づいて、前記収集周期の開始時点及び前記
読出周期の開始時点の位相差を検出する位相差検出手段
と、該位相差検出手段の検出値に基づいて、前記データ
収集手段によるデータ格納が終了してから所定時間経過
後に前記読出周期を開始するように、前記データ収集手
段及び前記演算処理手段の他方の周期の開始時点を調整
する開始時点調整手段と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。
【請求項２】前記データ収集手段は、前記収集周期の
開始時点から所定時間経過後に収集データを格納し、前
記計数手段は、前記データ収集手段及び前記演算処理手
段の何れか一方の周期に同期した循環周期で所定の数値
間を循環して計数し、前記開始時点調整手段は、前記位
相差検出手段の検出値に基づいて、前記データ収集手段
及び前記演算処理手段の他方の周期の開始時点を前記一
方の周期の開始時点に同期化させるように調整すること
を特徴とする請求項１に記載のプログラマブルコントロ
ーラ。
【請求項３】前記計数手段は、前記演算処理手段の読
出周期に同期した循環周期で所定の数値間を循環して計
数し、プログラマブルコントローラの起動時に、前記開
始時点調整手段は、前記位相差検出手段で読込んだ前記
計数手段の計数値に前記収集周期を加算し、この加算値
に基づいて、前記収集周期の開始時点を前記読出周期の
開始時点に同期化させることを特徴とする請求項２に記
載のプログラマブルコントローラ。
【請求項４】前記計数手段は、前記演算処理手段の読
出周期に同期した循環周期で所定の数値間を循環して計
数し、プログラマブルコントローラの運転中に、同期化
処理の実行周期が前記計数手段の循環周期に設定され、
前記位相差検出手段は、読込んだ前記計数手段の計数値
に基づいて前記収集周期の開始時点と前記循環周期の開
始時点との位相の進み遅れを判別し、前記開始時点調整
手段は、前記位相差検出手段の判定により前記収集周期
が進んでいるときには、前記計数値と前記収集周期を加
算した値に基づいて、一方、前記収集周期が遅れている
ときには、前記計数値に基づいて、前記収集周期の開始
時点を前記読出周期の開始時点に同期化させることを特
徴とする請求項２又は３に記載のプログラマブルコント
ローラ。
【請求項５】前記計数手段は、前記演算処理手段の読
出周期に同期した循環周期で所定の数値間を循環して計
数し、プログラマブルコントローラの運転中に、同期化
処理の実行周期が前記計数手段の１カウントの周期に設
定され、前記開始時点調整手段は、前記位相差検出手段
で読込んだ前記計数手段の計数値に基づいて、前記収集
周期の開始時点を前記読出周期の開始時点に同期化させ
ることを特徴とする請求項２又は３に記載のプログラマ
ブルコントローラ。