JPH1124965A

JPH1124965A - プログラマブルコントローラ

Info

Publication number: JPH1124965A
Application number: JP9187528A
Authority: JP
Inventors: Takashi Mishina; 隆三品
Original assignee: Toyo Electric Manufacturing Ltd
Current assignee: Toyo Electric Manufacturing Ltd
Priority date: 1997-06-27
Filing date: 1997-06-27
Publication date: 1999-01-29

Abstract

(57)【要約】【課題】ＰＬＣ内にアプリケーションプログラムを変え
ることなく実行時間を測定するために技術的手段を講じ
たＰＬＣを提供することにある。【解決手段】アプリケーションプログラムの計測開始ア
ドレス、計測終了アドレス、アドレス比較手段、その結
果から得られる割込検出信号によりマイクロプロセッサ
に対し割込信号を発生させるための割込発生手段、実行
計測開始時の割込から計測終了時の割込までの時間を計
測するための基準クロック、リードオンリメモリ、ラン
ダムアクセスメモリ、プログラマブルコントローラが制
御する外部Ｉ／Ｏモジュールとアプリケーションプログ
ラムの開発を支援するコンソールとの接続を行なうため
の外部Ｉ／Ｆを具備したもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプロセス制御に使用
されるプログラマブルコントローラ（以下ＰＬＣと称
す）に係わり、特にこの実行時間の解析を行うプログラ
マブルコントローラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＰＬＣのアプリケーションンプログラム
開発において、高速を要求されるプログラムの実行時間
を測定する場合、あらかじめ計測したい部分を別のプロ
グラムとして作成し、実行結果より算出し、測定してい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような手段では、実際に使用されるプログラムとは動
作条件が異なり、現実と違った結果が得られる場合が多
くあった。また、計測するプログラムを作成するための
操作や測定するための準備が必要であり、効率的なプロ
グラム開発の阻害要因となっていた。本発明は上述した
点に鑑みて創案されたもので、その目的とするところ
は、これらの欠点を解決すべくＰＬＣ内にアプリケーシ
ョンプログラムを変えることなく実行時間を測定するた
めに技術的手段を講じたＰＬＣを提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】つまり、その目的を達成
するための手段は、プログラマブルコントローラにおい
て、アプリケーションプログラムの計測開始アドレスの
物理アドレスを設定するための第１のアドレス設定手段
と、計測終了アドレスの物理アドレスを設定するための
第２のアドレス設定手段と、マイクロプロセッサバスの
アドレスライン信号と前記第１のアドレス設定手段と比
較し、計測開始された事を検出するための第１のアドレ
ス比較手段と、マイクロプロセッサバスのアドレスライ
ン信号と前記第２のアドレス設定手段と比較し、計測終
了された事を検出するための第２のアドレス比較手段
と、その結果から得られる割込検出信号によりマイクロ
プロセッサに対し割込信号を発生させるための割込発生
手段と、前記アプリケーションプログラムの実行計測開
始時の割込から計測終了時の割込までの時間を計測する
ための基準クロックと、この基準クロックをカウントす
るためのカウンタと、アプリケーションプログラムの実
行を管理するためのシステムプログラムを格納したリー
ドオンリメモリと、アプリケーションプログラムとシス
テムプログラムの実行を管理するために必要なシステム
メモリを格納するためのランダムアクセスメモリと、プ
ログラマブルコントローラが制御する外部Ｉ／Ｏモジュ
ールとアプリケーションプログラムの開発を支援するコ
ンソールとの接続を行なうための外部Ｉ／Ｆを具備し、
プログラムコンソールにより任意に設定されるアプリケ
ーションプログラムの計測開始アドレスおよび計測終了
アドレス間のプログラム実行時間を実時間で計測するこ
とができるよう構成したことにある。

【０００５】以下その作用について説明する。本発明を
適用するＰＬＣにおいて、図２（ａ）に示すアプリケー
ションプログラム例をもとに、１ライン目から５ライン
目までの実行時間を測定する場合について説明する。使
用者は、まず開発支援用コンソール、例えばパソコン
（以下ＰＣと称す）をＰＬＣに接続し、ＰＣにおいてア
プリケーションプログラムの実行時間を測定する部分の
ライン番号１および５をキー入力する。これにより、Ｐ
Ｃの実行時間測定用プログラムはアプリケーションプロ
グラムの計測開始物理アドレスを算出し、ＰＬＣのアド
レス設定バッファ１に設定し、さらにアプリケーション
プログラムの計測終了物理アドレスを算出し、ＰＬＣの
アドレス設定バッファ２に設定する。いずれの設定バッ
ファともにランダムアクセスメモリ（以下ＲＡＭと称す
る）内におかれており、アプリケーションプログラム実
行中においても書き替え、変更は可能である。ＰＬＣ内
のＭＰＵはアプリケーションプログラムが１サイクルの
実行を終了した後、アドレス設定バッファ１およびアド
レス設定バッファ２の内容が変更されたか確認してお
り、変更があった場合、アドレス設定バッファ１の値を
第１のアドレス設定手段にアドレス設定バッファ２の値
を第２のアドレス設定手段にそれぞれ設定する。

【０００６】ＰＬＣ内のＭＰＵはアプリケーションプロ
グラムの先頭アドレスからプログラムを実行するので、
前記第１のアドレス設定手段に設定された物理アドレス
からプログラムコードを読み込み、この時ＭＰＵはＭＰ
Ｕバスのアドレスライン信号にアプリケーションプログ
ラムの計測開始物理アドレスを発生し、また制御ライン
信号には読込信号を発生し、第１のアドレ比較手段の出
力信号が活性化する。割込発生手段は前記信号を受けて
ＭＰＵに割込信号を伝達するが、この時の情報として計
測開始時の割込番号１番を付加し、この情報によりＭＰ
Ｕはアプリケーションプログラムの実行を一時中断し、
システムプログラム内の割込プログラム１番へ処理を移
行する。

【０００７】割込プログラム１番に移行すると、ＭＰＵ
は現在使用中のレジスタを一時退避した後、カウンタか
ら現在値を読み込み、その値をＲＡＭ内の計測開始カウ
ントバッファにストアし、退避したレジスタを元の値に
戻してから、割込プログラム１番を終了し、アプリケー
ションプログラムに復帰する。ＭＰＵは割込プログラム
１番から復帰すると、再びアプリケーションプログラム
を順次読み込み実行していき前記第２のアドレス設定手
段に設定された物理アドレスから図２の５ライン目のＥ
ＮＤ命令のプログラムコードを読み込み、この時、ＭＰ
ＵはＭＰＵバスのアドレスライン信号にアプリケーショ
ンプログラムの計測終了物理アドレスを発生し、また制
御ライン信号には読み込み信号を発生し、第２のアドレ
ス比較手段の出力信号が活性化する。割込発生手段は前
記信号を受けてＭＰＵに割込信号を伝達するが、この時
の情報として計測終了時の割込番号２番を付加し、この
情報によりＭＰＵはアプリケーションプログラムの実行
を一時中断し、システムプログラム内の割込プログラム
２番へ処理を移行する。

【０００８】割込プログラム２番に移行すると、ＭＰＵ
は現在使用中のレジスタを一時退避した後、カウンタか
ら現在値を読み込み、その値をＲＡＭ内の計測終了カウ
ントバッファにストアし、退避したレジスタを元の値に
戻してから、割込プログラム２番を終了し、アプリケー
ションプログラムに復帰する。ＭＰＵは割込プログラム
２番から復帰すると、再びアプリケーションプログラム
を実行するので図２の５ライン目のＥＮＤ命令を実行す
ることになる。ＥＮＤ命令を実行すると、アプリケーシ
ョンプログラムの１サイクルの実行を終了し、アプリケ
ーションプログラムからシステムプログラムに制御が移
行され、システムプログラム内では通常のシステム管理
プログラムのほかに前記割込プログラム１番および割込
プログラム２番内にてストアされた計測開始カウントバ
ッファと計測終了カウントバッファとの差分演算を実行
する。

【０００９】本差分演算値は、図２におけるアプリケー
ションプログラムの１ライン目実行開始前から５ライン
目実行開始前までに基準クロックを計数した値であり、
基準クロックの周期を乗ずることにより前記１ライン目
から５ライン目までの実行時間に変換することが可能で
ある。システムプログラム内での実行時間への変換演算
終了後、再びＭＰＵはアプリケーションプログラムの１
ライン目からプログラムの実行を繰り返すのでアプリケ
ーションプログラムの１ライン目から５ライン目までの
実行時間をリアルタイムに計測することが可能となる。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳述する。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例を示すプ
ログラマブルコントローラＣＰＵ内部の全体構成図、図
２（ａ），（ｂ），（ｃ）はアプリケーションプログラ
ムの一例を示し、図（ａ）は実行内容、（ｂ）は演算内
容、（ｃ）はシンボルの意味である。また図３はランダ
ムアクセスメモリ内メモリマップ図、図４は本発明の一
実施例を示すシステムプログラム及び割り込みプログラ
ムのフローチャート図、図５は本発明の一実施例を示す
タイミングチャート図である。図１において、ＭＰＵと
アプリケーションプログラムの計測開始アドレスの物理
アドレスを設定するための第１のアドレス設定手段１１
と、ＭＰＵバスのアドレスライン信号と第１のアドレス
設定手段１１を比較し、アプリケーションプログラムの
計測開始アドレスからプログラムコードを読み込み、計
測開始された事を検出するための第１のアドレス比較手
段１２と、アプリケーションプログラムの計測終了アド
レスの物理アドレスを設定するための第２のアドレス設
定手段２１と、ＭＰＵバスのアドレスライン信号と第２
のアドレス設定手段２１を比較し、アプリケーションプ
ログラムの計測終了アドレスからプログラムコードを読
み込み、計測終了された事を検出するための第２のアド
レス比較手段２２と、第１のアドレス比較手段の出力結
果、および第２のアドレス比較手段の出力結果によりＭ
ＰＵに割込を発生させるための割込発生手段７と、基準
クロック８を逐次カウントし、前記ＭＰＵに割込が発生
した時に基準クロック８のカウント値をＭＰＵが読み込
むことにより、アプリケーションプログラムの計測開始
物理アドレスから計測終了物理アドレスまでの実行時間
を測定するものである。なお、１はマイクロプロセッ
サ、２はリードオンリメモリ、３はランダムアクセスメ
モリ、４はカウンタ、５は外部Ｉ／Ｆ、６はマイクロプ
ロセッサバスである。

【００１１】図２（ａ），（ｂ），（ｃ）において、図
（ａ）に示す作成されたアプリケーションプログラムは
ライン番号１〜４に、図（ｂ）に示すｄ＝ａ＊ｂ＋ｃ，
ｈ＝ｅ／ｆ−ｇを求める演算内容を、図（ｃ）に示す図
式表現して表した機能ブロック図言語で記述しており、
このアプリケーションプログラムはＰＬＣ内ＲＡＭの内
部に図３のメモリマップ図アプリケーションプログラム
領域にＰＣによりダウンロードされる。ダウンロードす
る個々の演算コードは、ＰＬＣ内のＭＰＵが実行可能な
機械語となっており、ダウンロード終了後、ＭＰＵは先
頭アドレスから機械語を順次読み込みそれぞれの命令を
実行していく。図３のアプリケーションプログラム領域
の命令コードに添付されたａ〜ｈのコードは演算に使用
されるレジスタ名称である。本実施例はアプリケーショ
ンプログラムの先頭アドレスから終了命令のアドレスま
での実行時間を測定する場合について説明する。

【００１２】ＰＣはＰＬＣに接続されており、図２のア
プリケーションプログラムの実行時間を測定する場合、
ＰＣの実行時間測定用プログラムを起動し、アプリケー
ションプログラムの実行時間測定範囲であるライン１お
よびライン５を設定する。これによりＰＣはアプリケー
ションプログラムのライン１の計測開始アドレスを図３
のアプリケーションプログラム領域から算出し、”１２
０００（Ｈ）”番地を得たものとする。次にライン５の
計測終了アドレスを求める場合はライン５のＥＮＤ”命
令コードのアドレスを図３のアプリケーションプログラ
ム領域から算出し、”１２０７６（Ｈ）”番地を得たも
のとする。ＰＣは算出した計測開始アドレスと計測終了
アドレスの２つの物理アドレス値をＰＬＣ内ＲＡＭの”
ＳＴＡＲＴ＿ＡＤＲ”３１と”ＥＮＤ＿ＡＤＲ”３２に
書き込む。引き続いて設定変更フラグである”ＳＥＴ＿
ＦＬＧ”３３に１を書き込む。

【００１３】次に、図４及び５を参照して説明する。電
源投入後、初期化処理を実施し、第１のアドレス設定手
段１１と第２のアドレス設定手段２１を０クリアし、以
後アプリケーションプログラムを１サイクル実行する度
に前記”ＳＥＴ＿ＦＬＧ”３３が１となったかチェック
しており、コンソールより１が書き込まれた場合は、前
記”ＳＴＡＲＴ＿ＡＤＲ”３１と”ＥＮＤ＿ＡＤＲ”３
２の変更指令として認識される。

【００１４】本指令が認識された場合、ＲＡＭ内 ”Ｓ
ＴＡＲＴ＿ＡＤＲ”３１と”ＥＮＤ＿ＡＤＲ”３２の妥
当性をチェックし、異常が無ければ”ＳＴＡＲＴ＿ＡＤ
Ｒ”３１の内容を第１のアドレス設定手段１１へ、”Ｅ
ＮＤ＿ＡＤＲ”３２の内容を第２のアドレス設定手段２
１へそれぞれ設定し、”ＳＥＴ＿ＦＬＧ”３３を０クリ
アする。”ＳＴＡＲＴ＿ＡＤＲ”３１の値１２０００
（Ｈ）および ”ＥＮＤ＿ＡＤＲ”３２の値１２０７６
（Ｈ）は妥当であると判断された場合、第１のアドレス
設定手段１１への設定値は１２０００（Ｈ）となり、第
２の設定手段２１への設定値は１２０７６（Ｈ）とな
る。ＭＰＵが１２０００（Ｈ）番地の命令を実行するた
めにＲＡＭの”ＬＯＡＤａ”３４命令を読み込む場
合、ＭＰＵバスのアドレスライン信号は１２０００
（Ｈ）となり、制御ライン信号には読込信号を発生し、
第１のアドレス比較手段１２の出力が活性化し、ＭＰＵ
に割込発生手段７より割込１が発生する。

【００１５】割込１が発生すると、割込プログラム内に
おいてレジスタ退避の後、カウンタから現在の積算カウ
ント値を読込みＲＡＭ内 ”ＣＮＴ１”３６に書き込
み、”ＩＮＴ＿ＦＬＧ”３８に１を書き込んだ後、レジ
スタを元の値に復帰し割込プログラムを終了する。割込
１のプログラムを終了すると、ＲＡＭの ”ＬＯＡＤ
ａ”３４命令の実行を開始し、以後アプリケーションプ
ログラムを順次実行して行くが、最後の命令である”Ｅ
ＮＤ”３５命令を実行する時点においてＭＰＵバスから
１２０７６（Ｈ）番地の読込信号を発生するためアドレ
ス比較手段２の出力が活性化し、ＭＰＵに割込発生手段
７より割込２が発生する。

【００１６】割込２が発生すると、割込プログラム内に
おいてレジスタ退避の後、カウンタから現在の積算カウ
ント値を読込みＲＡＭ内 ”ＣＮＴ２”３７に書き込
み”ＩＮＴ＿ＦＬＧ”３８が１であれば２を書き込んだ
後、レジスタを元の値に復帰し割込プログラムを終了す
る。割込２のプログラムを終了するとＲＡＭ内の ”Ｅ
ＮＤ”３５命令を実行するが、これはアプリケーション
プログラムの１サイクルを終了することであり、ＰＬＣ
のシステムプログラムへの戻りを意味する。システムプ
ログラム内ではアプリケーションプログラムの１サイク
ルを終了する度にＲＡＭ内の ”ＩＮＴ＿ＦＬＧ”３８
が２になっているかを確認しており、２になっている場
合は割込プログラム１，２において書き込みが行われ
た”ＣＮＴ１”３６および”ＣＮＴ２”３７の値の差分
値ＣＮＴ２−ＣＮＴ１を演算することにより、割込１〜
割込２間の基準クロックのパルス数が求まり、これは割
込１〜割込２間の実時間、つまり求める”ＬＯＡＤ
ａ”３４命令から”ＥＮＤ”３５命令までの実行時間と
なる。

【００１７】本演算処理後、”ＩＮＴＦＬＧ”３８を
クリアすることにより繰り返し実行時間の測定が可能と
なる。またＣＮＴ２−ＣＮＴ１の演算結果は”ＣＮＴ”
３９に書き込むことにより、ＰＣ側から任意の時間に参
照することが可能となり、ＰＣ側の画面に繰り返し実時
間表示することが可能である。なお、図５において、Ｃ
ＮＴ１１，ＣＮＴ１２，ＣＮＴ１３は割込１における積
算カウント値、ＣＮＴ２１，ＣＮＴ２２，ＣＮＴ２３は
割込２における積算カウント値であり、それぞれの積算
カウント値の差分値から計測時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３が算
出される。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ア
プリケーションプログラムの任意の部分の実行時間をア
プリケーションプログラムを全く変更することなくリア
ルタイムに計測することが可能であり、高速のＰＬＣプ
ログラム開発において有力な手段を提供することが可能
であり、実用上、極めて有用性の高いものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のプログラマブルコントロー
ラＣＰＵ内部を示す全体構成図である。

【図２】アプリケーションプログラムの一例を示す図で
ある。

【図３】ランダムアクセスメモリ内メモリマップ図であ
る。

【図４】本発明の一実施例を示すシステムプログラムお
よび割込プログラムのフローチャート図である。

【図５】本発明の一実施例のタイミングチャート図であ
る。

【符号の説明】

１マイクロプロセッサ２リードオンリメモリ３ランダムアクセスメモリ４カウンタ５外部Ｉ／Ｆ６マイクロプロセッサバス７割込発生手段８基準クロック１１第１のアドレス設定手段１２第１のアドレス比較手段２１第２のアドレス設定手段２２第２のアドレス比較手段３１アドレス設定バッファ１３２アドレス設定バッファ２３３設定変更フラグ３４ ”ＬＯＡＤａ”命令コード３５ ”ＥＮＤ”命令コード３６計測開始時カウンタ読込値３７計測終了時カウンタ読込値３８割込フラグ３９アプリケーションプログラム実行クロ
ックカウント値

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プログラマブルコントローラにおいて、
アプリケーションプログラムの計測開始アドレスの物理
アドレスを設定するための第１のアドレス設定手段と、
計測終了アドレスの物理アドレスを設定するための第２
のアドレス設定手段と、マイクロプロセッサバスのアド
レスライン信号と前記第１のアドレス設定手段と比較
し、計測開始された事を検出するための第１のアドレス
比較手段と、マイクロプロセッサバスのアドレスライン
信号と前記第２のアドレス設定手段と比較し、計測終了
された事を検出するための第２のアドレス比較手段と、
その結果から得られる割込検出信号によりマイクロプロ
セッサに対し割込信号を発生させるための割込発生手段
と、前記アプリケーションプログラムの実行計測開始時
の割込から計測終了時の割込までの時間を計測するため
の基準クロックと、この基準クロックをカウントするた
めのカウンタと、アプリケーションプログラムの実行を
管理するためのシステムプログラムを格納したリードオ
ンリメモリと、アプリケーションプログラムとシステム
プログラムの実行を管理するために必要なシステムメモ
リを格納するためのランダムアクセスメモリと、プログ
ラマブルコントローラが制御する外部Ｉ／Ｏモジュール
とアプリケーションプログラムの開発を支援するコンソ
ールとの接続を行なうための外部Ｉ／Ｆを具備し、プロ
グラムコンソールにより任意に設定されるアプリケーシ
ョンプログラムの計測開始アドレスおよび計測終了アド
レス間のプログラム実行時間を実時間で計測することが
できるよう構成したプログラマブルコントローラ。