JPS60229106A - リアルタイム修正型プログラマブルロジツクコントロ−ラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 プログラマブルロジックコントローラ（以下、ＰＬＣと
略す）を制御装置としてオンライン稼動するプラントに
係り、特に当骸ＰＬｃ内のシーケンスプログラムの修正
、変更が頻発するプラントを制御するＰＬＯに関する。

〔発明の背景〕

ＰＬＯを制御装置としたオンライン制御システムにおい
て、ＰＬＣ内のシーケンスプログラムの修正を行う場合
、オンライン制御状態のままプログラムを修正すると、
制御対象プラントへ悪影響を及ぼすことが考えられる。

悪影響とは、例えば、対象プラントが暴走したシ、逆に
、停止したシすることである。

従って、従来よシ現在稼動中のプログラムをオンライン
の状態で修正することは、タイマ、カワンタ等の設定値
を質吏するか、あるいは、ある命令語１語を別の命令語
に曹き換えることぐらいに限られていた。設定値の変更
や命令語１語だけの書き換えは、比較的簡単にプラント
への影響を把握できるし、設定値及び命令語を記憶して
いるメモリの書き換えという内部的な処理も、瞬時にし
て行なわれるからである。また当該修正によってプログ
ラム量の増減がないため、各命令語の移動をやらずにす
むからである（詳細は後述）。

一般的にプログラムの修正は、プログラムの口シックの
変吏を伴う場合が多く、プラントへ及ぼす影響も把握し
にくい。また、修正したプログラムの各命令語に増減が
生じた場合、修正したプログラムの後にあったプログラ
ムの各命令語を移動しなければならない。そして移動の
途中で当該プログラムが実行されると、プログラムの状
態が不完全なため、プラント等に悪影響を及ばずことは
必至である。そのため一般的なプログラムの修正を行な
う場合は一時的にプラントの稼動を停止させて修正を行
なっていた。つまシブログラムの修正はオンライン制御
の実行中には不可能であるというところに従来方式の問
題点があった。プログラムの１じ正の他の方法としては
、オンライン制御状態にない別のＰＬＣに修正したいプ
ログラムをコヒーシ、修正をほどこした後シミュレーシ
ョンデパックにて修正したプログラムが正常であること
を確認してから、オンライン制御状態にある当該ＰＬＣ
に短時間で組み込みプラントに再起動をかけるという方
法が考えられる。この方法では、別のＰＬＣが一台必要
となるし、修正したプログラムをオンライン制御状態の
ＰＬＣに組み込むときに、一度、プラントの稼動を停止
しなければならないという問題点は未解決である。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、かかる問題点を解決し、ＰＬＣ内の現
在稼動中であるシーケンスプログラムを、オンライン制
御中に、プラントへの悪影響を及はすことなく、修正可
能とするものである。

〔発明の概要〕

本発明では、オンライン制御実行中にプログラムの修正
を行う場合、その修正したい箇所を、修正用の退避エリ
アに、一旦、退避し、そこでプログラムの修正を可能と
する。プログラムの修正が完了するまで、ＣＰＵは、オ
ンライン制御を止めることなく、修正前のプログラムを
、これまでとりシ実行する。そして退避したプログラム
の修正、及び動作の確認が終ったら、ＣＰＵの実行を、
修正前のプログラムから、修正後のプログラムへ、瞬時
にして変える手段を提供するものである。修正後のプロ
グラムに不具合が有シ、プラントに異常が生じたら、ま
たもとのプログラムの実行に切換えることも瞬時にして
可能である。

〔発明の実施例〕

（１）従来例について 第１図は従来のＰＬＣ及びプログラミング装置（以下、
ＰＳＥと略す）のおおまかな構成を示したものである。

ＰＬＣｌｏｏＩは、処理装置（以下、ＣＰＵと略す）８
、プロセス入出力制御装置（以下、ＰＩＯＣＥ　と略す
）９と、プロセス入出力装置（以下、ＰＩ３と略す）１
０、シーケンスプログラム格納用メモリ（以下、８ＰＭ
と略す）１１、データバス１２、アドレスバス１３、デ
ータ送受信装置７とから成シ立っている。また、ＰＩＯ
ＣＥ９は、バッファメモリ９０を内蔵し、ＣＰＵ８から
アクセス可能となっている。

このメモリ９０を制御対象のプラント４０と、ＰＩＯＩ
Ｏを介し連結させ、プラント４０と、ＰＩＣｌｏｏｌと
の入出力データの受け渡しに利用したり、あるいは、プ
ラントと切シ離してプラントからの入出力データのかわ
シに、ＰＳＥｌｏｏＯから直接、人がデータを入力する
ことも可能である。ここで人が入力するデータは、プラ
ント擬似入力データとして、シーケンスプログラムのシ
ミュレーションデバッグに利用することもできる。

更に、このメモリはＣＰＵＢ内の各種入出力データ一時
記憶用として瀬極的に活用される。

さてＰＬＣｌｏｏＩと通信回線１３を介して接続される
Ｐ８Ｅ１０００は、ファームウェア１、データ送受信装
９ｔ２、設定器３、ＣＲ’ｒ４、表示作業用メモリ１４
、データバス５、アドレスバス６とから成っている。ま
た、設定器３にはシーケンスプログラムの、回路作成修
正モードＡ３１１、回路読出しモード３３３１２、入出
力設定モードＣ３１３、シミュレーションデバッグモー
ドＤ３１４、出力状態変化表示モードＥ３１５、などの
処理モード切シ換えボタン３１、シーケンスプログラム
の命令語であって、分岐を指定する分岐ボタン３２、接
点かコイルかを指定する接点ボタン３３、接点番号を指
定する接点番号ボタン３４、接点のオンオフ状態を設定
する接点動差ボタン３５、が設置されている。またファ
ームウェア１には第２図のフローチャートに示す動作を
するソフトウェアがＲＯＭ化されて入っている。

従来のＰＬＣにおけるシーケンスプログラムの修正方法
を説明する。第１図に示したようなＰＬＣｌｏｏｌが、
特定のプラントのオンライン制御を行なっているとする
。そしてＳＰＭＩＩ内のシーケンスプログラムに修正の
必要が生じたとする。この場合オペレータはまず、Ｐ８
Ｅ１０００の設定器３にある処理モード切シ換えボタン
３１の中から、プログラム作成修正のボタンＡ３１１を
選択し押下する。するとファームウェア１内のソフトウ
ェアはＰＬＣｌｏｏＩのプラント制御状態を見て、もし
、オンライン制御の実行中ならばプログラム修正のオペ
レーションの受付けを不可とする。それは第２図が示す
とおりである。このためオペレータはプラントを一端、
稼動停止させ、第３図に示すように、ＰＩＯＣＥ９　と
ＰＩＯＩＯとの接続を切り離し、ＰＬＣｌｏｏＩのオン
ライン制御状態を解除せねばならない。そして解除した
後で、プログラムの修正が可能となる。その後プログラ
ムの修正が終わったら、設定器３上のモード切り換えボ
タン３１のシミュレーションのボタン３１４を押し、修
正したプログラムが正常なことを確認してから初めて、
ＰＩＯＣＥ９　とＰＩＯＩＯとを接続し、プラントに再
起動をかけ、ＰＬＣｌｏｏＩによるプラントのオンライ
ン制御を開始させる。

ここで、大きな問題点が提起される。つまり現在稼動中
の７−ケンスプログラムを修正する場合、その修正のオ
ペレーション中はプラントの稼動が停止していなければ
ならない点である。プラントの稼動が一時的に停止する
ようなプラントなら対処できるが、年中無体で常に稼動
状態にあるプラントに対しては従来方式では対処できな
いのである。また一時的に停止するプラントにしても、
対話方式で人が行なうプログラムの修正と、シミュレー
ションデバッグには通常、数分〜数時間の時間が必要で
、それだけの時間が十分に与えられるプラントに限り、
従来方式で対処可能ということになる。

本発明は、かかる問題を解決すべく成された。

ここで説明を容易にするために、ＰＬＯが制御対象とす
るプラントの類別を定義しておく。まず、年中無体で常
に稼動状態を保っているプラント類をＰｌとする。次に
一時的に停止することはあるが、その停止時間でプログ
ラム修正が可能となるほどの時間ではないプラント類ｔ
Ｐ２とする。最後に、プラントの停止時間が、プログラ
ムを修正するのに十分であるようなプラント類をＰ３と
する。このように類別すると、従来方式でプログラム修
正が可能なプラントは、Ｐ３に属するものに限られるこ
とになる。本発明はＰ３に属するプラントだけでなく、
Ｐｌ及びＰ２に属するプラントの制御を行なうシーケン
スプログラム修正、言いかえれば、オンライン制御中の
プログラム修正を可能にしようというものである。

そのための手段として、本発明では、第４図で示すよう
に、従来のＰＬＣに、新たなプログラム修正用のバッフ
ァメモリ１５を有するＰＬＣｌ　００１、及び、１シ正
中のプログラムと既存する修正前のプログラムの、実行
を切＃）換える実行切り換えスイッチ３６を有するＰＳ
Ｅを使用する。

またプログラム修正用のバッファメモリ１５は、増設が
可能である。

（２）　本発明の実施例 これから本発明を実施例をあげて詳細に説明する。第５
図はプログラム修正用バッファメモリ１５と、実行切シ
換えスイッチ３６がどのように利用されるかを示してい
る。８ＰＭ１１には既に作成済で、それまで実行されて
きたプログラム１１１〜１１Ｎがあり、今、その中の１
１２のプログラムに修正の必要が生じたとする。その場
合オペレータがＰＳＥによって修正したいプログラム１
１２のエリアもしくは代表される命令語を指定すると、
ＰＬＣｌｏｏＩのＣＰＵ８は、１１２を修正用のバッフ
ァメモリ１５にコピーして、新たにプログラム１５１を
作る。そしてコピーしたプログラム１５１の修正が、修
正用バッファメモリ１５上で開始可能となる。コピー修
正などの処理は、ＣＰＵ８がＳＰＭＩＩ内のプログラム
１１１〜１１Ｎｔ−実行し終えて（つまり１スキヤンの
処理を終えて）次のスキャン周期起動がかかるまでの空
き時間で行なえる（通常、ＰＬＣのスキャン周期起動は
１０ｍ秒〜１００ｍ秒毎である）。あるいは修正専用の
処理装置を別に設けて処理させることも可能である。

修正用バックアメモリ１５上でプログラム１５１の修正
が行なわれている間、プラントに対する制御は今までど
うシ修正前のプログラム１１２を含んだＳＰＭＩＩ内の
プログラム群で成される。このため対話型でプログラム
１５１の修正を行なう場合、時間の制限は全くない。た
だしＰＳＥｌｏｏｏのファームウェア１の中で回路作成
修正のモードは、オンライン制御中は選択不可としてい
るが（第２図）、本発明においては、かかる動作チェッ
クは無くさなければならない。

プログラム１５１の修正が終了した後ＰＳＥ１０００の
設定器３上にある実行切り換えスイッチ３６により、修
正前のプログラム１１２の実行から修正後のプログラム
１５１の実行へ切り換える。

（第５図の３６’ｅａからｂに回転させる。）。この結
果、オンラインで制御を行なっているプログラム１１１
〜１１Ｎの実行において、処理が１１２のところへ来た
ら、１１２のかわりに修正を終えたプログラム１５１が
実行される。この過程を次に述べる。

ＣＰＵ８の処理がプログラム１１１の処理を終えた時に
、プログラムカウンタに修正したプログラム１５１の先
頭アドレスをセットするだけで上記の修正が実行可能と
なる。結果的にＣＰＵ８は処理がプログラム１１１を終
了すると、プログラム１５１ヘジヤンプして処理を続行
していく。そして、プログラム１５１を最後まで実行し
終えると、再度同様にプログラムカウンタを操作し、処
理をＳＰＭＩＩのプロクラム実行にもどす。第５図の例
では、プログラム１１３を実行することになる。このよ
うにして修正前のプログラム１１２から修正後のプログ
ラム１５１へ処理の実行を移すことが可能となる。プロ
グラムカウンタの操作方法としては、ジャンプ命令を使
ったシ、飛び先、もどり先アドレス格納メモリを使う等
が考えられる。

もし修正したプログラムに不具合があり、プラントに異
常が少しでも見られたら、すぐに実行切シ換えスイッチ
３６をもとにもどす（第５図でｂからａへ）操作で、プ
ラントの制御は修正前のプログラムで行なわれる。つま
シ第５図において、修正用バッファメモリ１５上の修正
済プログラム１５１へ、実行を移さないで、もとのプロ
グラム１１１〜ＩＩＮで制御を行なうのである。不具合
のあった修正済プログラム１５１は再度、修正可能であ
る。このようにしてプログラムの修正とデバッグを同時
に進行させていくことができる。

−瞬たシとも制御対象の異常をさけたい場合は、新たに
ＰＩＯＣＥ１６（第６図）を設け、設定器の実行切シ換
えスイッチ３６を「シミュレーション」のモードＣにセ
ットし、プロセス擬似入力データを入力して、シミュレ
ーションデバッグ全行なう。

これらの処理はすべてＣＰＵ８のオンライン制御処理の
空き時間に行う。シミュレーションデバッグが終了し、
修正したプログラムが正常であると確認された後、実行
切り換えスイッチ３６を「修正プログラム実行」のモー
ドｂにセットすれば、前述のような、修正したプログラ
ム１５１を実行しこの制御が開始される。このようにし
てオンライン制御中におけるプログラムの修正、及び、
その修正したプログラムによる制御への推移が成される
。

次に移動処理について述べる。修正前のプログラム１１
２（第５図）が不賛となったにもかかわらず、８２Ｍ１
１上に残存しエリアが無駄となる。

これを無くすために新たに実行される修正用バッファメ
モリ１５上の１５１のプログラムを、不要となった８Ｐ
Ｍ１１上の１１２のプログラムのエリアに移動すること
が必要である。しかし、修正前のプログラムと修正後の
プロクラムとの容量が異なり、格納エリアの大きさに差
が生じている場合は、既存プログラムの移動が必要とな
る（第７図）。プログラム１１２の修正により修正後の
プログラム１１５の容量がＲ１８の分だけ増した場合、
既存プログラム１１３〜１１Ｎを、Ｒだけ後に移動させ
なければならない。この移動処理中はプログラムの実行
が不可能なため、プラントの稼動を一時、停止する必要
がある（所要時間＝θ〜数秒）。一時的に稼動停止時間
があるプラント類Ｐ２．Ｐ３については、その停止時間
に移動処理を行うことができる。

移動処理は第８図のような処理フローのプログラムを第
１図のファームウェア１に追加することにより行う。具
体的には第２図のＥの処理ブロックの後に挿入する。ま
た設定器３（第９図）のモード切り換えボタン中に新た
にＦ３１６１設けて、このボタンの押下により移動処理
を開始させる。

これによシブラント類Ｐ２．Ｐ３について対処できる。

また常に稼動状態にあるプラント類Ｐ１については、こ
の移動処理を行なわないで修正済のプログラム１５１は
修正用バッファメモリ１５上に残しておく（第５図「修
正プログラム固定実行」のモードｄ）。修正前のプログ
ラム１１２の先頭にジャンプ命令がセットされ、ＣＰＵ
の処理が常にそのアドレスに来たら修正後のプログラム
１５１を実行するようになる（第１０図）。その後、実
行切り換えスイッチを第５図ａ「通常実行」のモードに
切り換えても、ジャンプ命令が挿入されているため、無
条件に修正後のプログラム１５１を実行する。別のプロ
グラムの修正が必要になったら、修正用バッファメモリ
１５の空エリアを使用して、前述と同様に修正が可能で
ある。この種のプログラム修正を行ない修正用バッファ
メモリ１５が満杯になった場合はメモリを増設すればよ
い。

〔発明の効果〕

オンライン制御中に制御プログラムの修正が可能である
ＰＬＯを提供することにより、制御対象の稼動停止を回
避できる。

【図面の簡単な説明】

第１図と、第３図は従来のＰＬＯ及びＰＳＥｋ、第２図
は、ＰＳＥ内のファームウェアの動作を、第４図は、本
発明のＰＬＣ及びＰＳＥの構成を、第５図は、プログラ
ムの修正及び実行の様子を、第６図は、修正プログラム
のデバッグの方法を、第７図は、修正プログラムの移動
処理の仕様を、第８図は、ＰＳＥファームウェアへの追
加分を、第９図は、設定器を、第１０図は修正プログラ
ム固定実行の仕様を、それぞれ示した図である。 １０００・・・ＰＳＥ、１００１・・・ＰＬＣ，１・・
・ファームウェア、２・・・データ送受信装置、３・・
・設定器、３６・・・実行切シ換えスイッチ、１５・・
・修正用バッファメモリ。 代理人　弁理士　高橋明夫 第　７　図 弔と図 第ｑ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　プロセスのシーケンスを処理するＣＰＵと、該プ
   ロセスを対象とした入出力装置と、これらの間に設けら
   れ該シーケンスの入出力データを記憶するバッファメモ
   リ及び該シーケンスのプログラムを記憶しておくメモリ
   とを有するプログラマブルロジックコントローラにおい
   て、 プログラムの格納と修正を行うためバッファメモリを設
   けたことを特徴とするリアルタイム修正型プログラマブ
   ルロジックコントローラ。