JP4085286B2 - PLC monitoring system - Google Patents

Description

この発明は、データ収集ユニットがプログラマブル・コントローラのメモリから収集した複数の変数の各収集時点の値のそれぞれに相当する一連の時系列ビットデータを画像表示器を介してモニタするＰＬＣのモニタシステムに関する。   The present invention relates to a PLC monitoring system for monitoring a series of time-series bit data corresponding to respective values at each collection time of a plurality of variables collected from a memory of a programmable controller by a data collection unit via an image display. .

プログラマブル・コントローラ（ＰＬＣ）は、制御を司るＣＰＵユニット、外部とデータ通信する通信ユニット、センサなどを接続するＩ／Ｏユニット等をバス接続して構成される。ＣＰＵユニットはマイクロプロセッサと、制御内容に応じて予め作成されたユーザプログラムを記憶したユーザメモリとを内蔵している。所定のシステムプログラムを実行することによって、Ｉ／Ｏリフレッシュ処理、ユーザプログラム実行処理、周辺サービス処理をサイクリックに実行する。この一巡実行サイクルをサイクルタイムと一般に称する。Ｉ／Ｏリフレッシュ処理とは、ＰＬＣのＣＰＵユニットがＩ／Ｏユニットとの間でバス通信を介して制御データであるＩＮデータ、ＯＵＴデータを交換する処理である。ＣＰＵユニットは制御データであるＩＮデータ、ＯＵＴデータを記憶するメモリ（例えば、入出力メモリ、データメモリ等々）を内蔵している。ところでＰＬＣに接続可能なデータ収集ユニットが従来から知られている。このデータ収集ユニットは、ＣＰＵユニットのメモリに記憶された各種の制御データ（前述のＩＮデータ、ＯＵＴデータを含む。具体的には例えば入出力信号のオンオフデータ）を周期的にかつ自動的に収集する機能を備えている。データ収集ユニットは、ＣＰＵユニットから指定周期でデータを収集し続け、時系列的な一連の制御データの変化を記憶する。なおデータ収集ユニットを「ＳＰＵ」と略称する場合もある。データ収集ユニットはＣＰＵユニットとバス接続している（特許文献１参照）。また、この種のデータ収集装置が収集した一連の制御データを表示器等のモニタ装置にてモニタすることが従来から知られている（特許文献２参照）。一連の制御データを記憶することで、例えば時系列的に変化する入出力信号のオンオフ信号（時系列ビットデータ列）を後述するモニタ装置で把握できる。   The programmable controller (PLC) is configured by bus-connecting a CPU unit that performs control, a communication unit that performs data communication with the outside, an I / O unit that connects sensors, and the like. The CPU unit includes a microprocessor and a user memory that stores a user program created in advance according to the control content. By executing a predetermined system program, I / O refresh processing, user program execution processing, and peripheral service processing are cyclically executed. This one-round execution cycle is generally called a cycle time. The I / O refresh process is a process in which the PLC CPU unit exchanges IN data and OUT data as control data with the I / O unit via bus communication. The CPU unit includes a memory (for example, an input / output memory, a data memory, etc.) for storing IN data and OUT data as control data. By the way, a data collection unit that can be connected to a PLC is conventionally known. This data collection unit periodically and automatically collects various control data (including the above-mentioned IN data and OUT data. Specifically, for example, on / off data of input / output signals) stored in the memory of the CPU unit. It has a function to do. The data collection unit continues to collect data from the CPU unit at a specified cycle, and stores a series of changes in control data in a time series. The data collection unit may be abbreviated as “SPU”. The data collection unit is connected to the CPU unit by a bus (see Patent Document 1). In addition, it is conventionally known that a series of control data collected by this type of data collection device is monitored by a monitor device such as a display (see Patent Document 2). By storing a series of control data, for example, an on / off signal (time-series bit data string) of an input / output signal that changes in time series can be grasped by a monitor device described later.

この種のモニタ装置では、データ収集ユニットにて収集された複数の変数のそれぞれに関する一連の時系列ビットデータに相当するパルス列波形を、画像表示器の画面上に複数行にわたり並べて表示させるのが通例である。   In this type of monitor device, it is common to display a pulse train waveform corresponding to a series of time-series bit data relating to each of a plurality of variables collected by a data collection unit, arranged side by side on a screen of an image display. It is.

ところで、この種のデータ収集ユニットにとって収集可能であるためには、ＰＬＣにおいて制御データや変数として扱われることが必要である。さらにＣＰＵユニットに内蔵されるＩ／Ｏメモリ、データメモリに割り付けられている必要、つまりメモリの格納エリアが一義に決まっていることが必要である。したがって、例えば変数どうしの計算により求められるような特殊なデータをデータ収集ユニットにて収集したい場合には、変数を新しく設定し、ＰＬＣが変数どうしの計算を演算実行するようにユーザプログラム（例えばラダー図言語で作成されるプログラム）を追加修正するとともに、その新しい変数をＩ／Ｏメモリまたはデータメモリ内に割付ることが必要である。データ収集ユニット側でも、ＰＬＣのＣＰＵユニットのメモリの割付エリアからその新たな変数を周期的に収集するように設定し、モニタ装置がそのデータを読み込んで表示するように設定することが必要である。   By the way, in order to be able to collect for this type of data collection unit, it is necessary to be treated as control data and variables in the PLC. Furthermore, it is necessary to allocate to the I / O memory and data memory built in the CPU unit, that is, the memory storage area must be uniquely determined. Therefore, for example, when it is desired to collect special data required by calculation between variables in the data collection unit, a new variable is set, and a user program (for example, a ladder program) is set so that the PLC performs calculation between variables. It is necessary to add and modify the program created in the graphic language and to allocate the new variable in the I / O memory or the data memory. The data collection unit also needs to be set so that the new variable is periodically collected from the memory allocation area of the PLC CPU unit, and set so that the monitor device reads and displays the data. .

例えば、一般に、ＰＬＣのデータメモリ内には、生産数や不良数と言ったアナログ変数が定義されているのであるが、それとは別に、良品数や良品率と言ったアナログ変数を取得しようとした場合には、ＰＬＣ固有の命令語を使用してそれらの変数に相当する演算式をＰＬＣ側で定義しなければならない。具体的な演算式を書くと「良品数＝生産数−不良数」、「良品率＝（生産数−不良数）÷生産数」となるが、これをユーザプログラムに書き加えなければならない。
特開２００５−１２８７２１ 特開２００３−２１６５０ For example, in general, the PLC data memory defines analog variables such as the number of products and the number of defects, but separately, it tries to acquire analog variables such as the number of non-defective products and the rate of non-defective products. In this case, it is necessary to define arithmetic expressions corresponding to these variables on the PLC side using PLC-specific instruction words. When a specific arithmetic expression is written, “number of non-defective products = number of products−number of defects” and “non-defective product ratio = (number of products−number of defects) ÷ number of products” are generated, which must be written in the user program.
JP 2005-128721 A JP 2003-21650

しかしながら、既に、ＰＬＣが運転状態に移行して正常に稼働しているときに、新たに、ユーザプログラムの追加修正等を行うことは、サイクルタイムの増加や予期せぬ誤動作の原因となることが懸念され、そのような要請はあるものの、一般には作業を躊躇することが多い。その結果、一旦、稼働状態に導入された後にあっては、モニタ装置側における使い勝手は制約を受けるのが現状である。   However, when the PLC has already shifted to the operating state and is operating normally, new corrections to the user program may cause an increase in cycle time and unexpected malfunctions. Although there is concern and there is such a request, in general, the work is often hesitant. As a result, once it is introduced into the operating state, the user-friendliness on the monitor device side is currently limited.

この発明は、上述の問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、ＰＬＣが稼働状態に移行したのちにあっても、ＰＬＣのユーザプログラムを追加変更等をすることなく、変数どうしの計算を伴なうような新たな情報を生成し、モニタ表示することを可能としたＰＬＣのモニタシステムを提供することにある。   The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to make no additional changes to the PLC user program even after the PLC has shifted to the operating state. Another object of the present invention is to provide a PLC monitoring system that can generate new information that involves calculation of variables and display the information on a monitor.

この発明のさらに他の目的並びに作用効果については、明細書の以下の記述を参照することにより、当業者であれば容易に理解されるであろう。   Other objects and operational effects of the present invention will be easily understood by those skilled in the art by referring to the following description of the specification.

この発明のＰＬＣのモニタシステムは、ＰＬＣに接続可能であり、実変数データを収集するデータ収集ユニットと、データ収集ユニットと通信を介して結ばれたモニタ装置とを含む。 The PLC monitor system of the present invention includes a data collection unit that is connectable to the PLC and collects real variable data, and a monitor device connected to the data collection unit through communication.

モニタ装置には、２以上の実変数を使用した演算式により定義された仮想変数を設定するモニタ装置の第１の手段と、第１の手段により設定された仮想変数に相当する演算式をデータ収集ユニットに送信するモニタ装置の第２の手段と、データ収集ユニットから実変数データ列及び仮想変数データ列を受信するモニタ装置の第３の手段と、実変数データ列と仮想変数データ列とを内部テーブルに格納するモニタ装置の第４の手段と、内部テーブルに格納された各実変数データ列と仮想変数データ列とに基づいてモニタ装置の画像表示器の画面上に対応する波形表示を行うモニタ装置の第５の手段と、が設けられている。   The monitor device includes a first means for setting a virtual variable defined by an arithmetic expression using two or more real variables, and an arithmetic expression corresponding to the virtual variable set by the first means as data. A second means of the monitoring device that transmits to the collection unit; a third means of the monitoring device that receives the real variable data string and the virtual variable data string from the data collection unit; a real variable data string and a virtual variable data string; Based on the fourth means of the monitor device stored in the internal table and each real variable data sequence and virtual variable data sequence stored in the internal table, a corresponding waveform display is performed on the screen of the image display of the monitor device. And a fifth means of the monitor device.

データ収集ユニットには、モニタ装置から設定された仮想変数に相当する演算式を受信するデータ収集ユニットの第１の手段と、データ収集ユニットの第１の手段で受信された演算式に含まれた各実変数データ列とＰＬＣのメモリ内実変数のアドレスとの対応についてマッピング情報を生成するデータ収集ユニットの第２の手段と、ＰＬＣのサイクルタイムに同期して、前記マッピング情報に基づいてＰＬＣのメモリから該当する実データを読み出すデータ収集ユニットの第３の手段と、データ収集ユニットの第３の手段で読み出され、同期した実データ同士を仮想変数を定義する演算式に代入して仮想変数データ列を生成するデータ収集ユニットの第４の手段と、データ収集ユニットの第４の手段により生成された仮想変数データ列とＰＬＣのメモリから読み出された実変数データ列とをモニタ装置へと送信するデータ収集ユニットの第５の手段と、が設けられている。 The data collection unit includes the first means of the data collection unit that receives the arithmetic expression corresponding to the virtual variable set from the monitor device, and the arithmetic expression received by the first means of the data collection unit . The second means of the data collection unit for generating mapping information for the correspondence between each real variable data string and the address of the real variable in the memory of the PLC, and the PLC memory based on the mapping information in synchronization with the cycle time of the PLC The virtual variable is obtained by substituting the synchronized real data between the third means of the data collection unit for reading the corresponding real data from the data and the third means of the data collection unit and defining the virtual variables. a fourth means of the data acquisition unit for generating a data sequence, the virtual variable data string and PL generated by the fourth means of data collection units A fifth means of the data acquisition unit to transmit the real variable data sequences read to the monitor device from the memory, is provided for.

このような構成によれば、データ収集ユニットの第３の手段で読み出された実データを仮想変数を定義する演算式に代入して仮想変数データ列を生成し、生成された仮想変数データ列とＰＬＣ側のメモリから読み出された実変数データ列とをモニタ装置へと送信するようにしているため、新たな変数を定義するについても、ＰＬＣ側でラダー図言語等々の固有言語を使用してメモリ割付を追加乃至変更することは不要であるから、ユーザプログラムの追加によるサイクルタイムの遅れ等が発生することを気にすることなくもモニタ対象データを拡張することができる。 According to such a configuration, the actual data read by the third means of the data collection unit is substituted into the arithmetic expression defining the virtual variable to generate the virtual variable data string, and the generated virtual variable data string And the actual variable data string read from the memory on the PLC side are transmitted to the monitor device. Therefore, a unique language such as a ladder diagram language is used on the PLC side to define a new variable. Therefore, it is not necessary to add or change the memory allocation, so that the monitoring target data can be expanded without worrying about the delay of the cycle time caused by the addition of the user program.

また、この発明のデータ収集ユニットは、ユーザプログラムを実行して制御を行うＰＬＣに接続され、ＰＬＣの実変数のデータを記憶するメモリから周期的に制御データを読み出すとともに、表示器の画面上に対応する波形表示を行うモニタ装置とデータ通信するデータ収集ユニットであって、ＰＬＣにおける２以上の実変数を使用した演算式を、予め設定された仮想変数に相当する演算式を記憶する第１の手段と、第１の手段に記憶した演算式に基づいて、ＰＬＣ側のメモリの実変数のマッピング情報を記憶する第２の手段と、ＰＬＣのサイクルタイムに同期して、第２の手段に記憶したマッピング情報に基づいてＰＬＣのメモリから該当する実変数のデータを読み出すＰＬＣ側の第３の手段と、第３の手段で読み出した実変数のデータを、第１の記憶手段に記憶した演算式に代入して仮想変数データ列を生成する第４の手段と、第４の手段により生成された仮想変数データ列と、第２の記憶手段により読み出した実変数データ列とをモニタ装置へ送信する第５の手段と、が設けられている。 Further, the data collection unit of the present invention is connected to a PLC that performs control by executing a user program, and periodically reads control data from a memory that stores data of real variables of the PLC , and displays the control data on the display screen. A data collection unit that performs data communication with a monitor device that displays a corresponding waveform, and that stores an arithmetic expression using two or more real variables in the PLC as an arithmetic expression corresponding to a preset virtual variable Means, second means for storing real variable mapping information in the memory on the PLC side based on the arithmetic expression stored in the first means, and storage in the second means in synchronization with the cycle time of the PLC Based on the mapping information, the third means on the PLC side for reading the corresponding real variable data from the PLC memory, and the real variable data read by the third means , A fourth means for generating a virtual variable data string by substituting into the arithmetic expression stored in the first storage means, a virtual variable data string generated by the fourth means, and a read by the second storage means And a fifth means for transmitting the real variable data string to the monitor device.

このような構成によれば、新たな変数を定義するについても、ＰＬＣでラダー図言語等々の固有言語を使用してメモリ割付を追加乃至変更することは不要であるから、ユーザプログラムの追加によるサイクルタイムの遅れ等が発生することを気にすることなくもモニタ対象データを拡張することができる。   According to such a configuration, it is not necessary to add or change memory allocation using a specific language such as a ladder diagram language in the PLC even when defining a new variable. The monitoring target data can be expanded without worrying about the occurrence of time delay.

本発明によれば、データ収集ユニットの第３の手段で読み出された実データを仮想変数を定義する演算式に代入して仮想変数データ列を生成し、生成された仮想変数データ列とＰＬＣ側のメモリから読み出された実変数データ列とをモニタ装置へと送信するようにしているため、新たな変数を定義するについても、ＰＬＣ側でラダー図言語等々の固有言語を使用してメモリ割付を追加乃至変更することは不要であるから、ユーザプログラムの追加によるサイクルタイムの遅れ等が発生することを気にすることなくもモニタ対象データを拡張することができる。 According to the present invention, the virtual variable data string is generated by substituting the real data read by the third means of the data collection unit into the arithmetic expression defining the virtual variable, and the generated virtual variable data string and the PLC Since the real variable data string read from the memory on the side is transmitted to the monitor device, even when defining a new variable, the PLC side uses a unique language such as a ladder diagram language. Since it is not necessary to add or change the assignment, it is possible to extend the monitoring target data without worrying about the delay of the cycle time caused by the addition of the user program.

以下に、本発明に係るＰＬＣのモニタシステムの好適な実施の一形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。   Hereinafter, a preferred embodiment of a PLC monitor system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

データ収集ユニットを含むＰＬＣシステムのハードウェア構成図の一例が図１に示されている。同図に示されるように、このＰＬＣシステムは、第１のＰＬＣ１と、第２のＰＬＣ５と、パーソナル・コンピュータ（以下、ＰＣと言う）２とを中心として構成されている。第１のＰＬＣ１とＰＣ２とは通信線９ａを介して結ばれており、第１のＰＬＣ１と第２のＰＬＣ５とは通信線９ｂを介して結ばれている。   An example of a hardware configuration diagram of a PLC system including a data collection unit is shown in FIG. As shown in the figure, this PLC system is mainly configured by a first PLC 1, a second PLC 5, and a personal computer (hereinafter referred to as a PC) 2. The first PLC 1 and the PC 2 are connected via a communication line 9a, and the first PLC 1 and the second PLC 5 are connected via a communication line 9b.

第１のＰＬＣ１はビルディング・ブロック型に構成されており、この例では、制御を司るＣＰＵユニット１１と、外部とデータ通信する通信ユニット１２と、入力機器または出力機器を接続するＩ／Ｏユニット１３と、データ収集ユニット（ＳＰＵ）１４とを含んでいて、それらのユニットがバックプレインボードを介してバス接続されている。   The first PLC 1 is configured in a building block type. In this example, the CPU unit 11 that controls the communication, the communication unit 12 that performs data communication with the outside, and the I / O unit 13 that connects the input device or the output device. And a data collection unit (SPU) 14, which are bus-connected via a backplane board.

ＣＰＵユニット１１は、当業者にはよく知られているように、全般の処理を実行するマイクロプロセッサと、ユーザプログラムを記憶するユーザプログラムメモリと、いわゆるＩ／Ｏデータを記憶するＩ／Ｏメモリと、データメモリとを内蔵している。そして、ＣＰＵユニット１１の内蔵マイクロプロセッサは、所定のシステムプログラムを実行することによって、Ｉ／Ｏリフレッシュ処理と、ユーザプログラム実行処理と、周辺サービス処理とをサイクリックに実行する。このとき一巡実行サイクルをサイクルタイムと一般に称する。   As is well known to those skilled in the art, the CPU unit 11 includes a microprocessor that executes general processing, a user program memory that stores user programs, and an I / O memory that stores so-called I / O data. Built-in data memory. Then, the built-in microprocessor of the CPU unit 11 cyclically executes I / O refresh processing, user program execution processing, and peripheral service processing by executing a predetermined system program. At this time, the one-round execution cycle is generally called a cycle time.

Ｉ／Ｏユニット１３は複数の入力機器、出力機器が接続されていて（図示せず）、各機器に対応するデータを記憶するメモリを備えている。そして定期的に外部センサ４から入力データ（オンオフデータであるビット変数データ、数値データであるアナログ変数データを含む）を取り込んで記憶する。また、ＣＰＵユニット１１のＩＯリフレッシュ処理により送られて来た出力データ（ユーザプログラム実行結果であるデータを含む）を外部のアクチュエータ３などに送出する。   The I / O unit 13 is connected to a plurality of input devices and output devices (not shown), and includes a memory for storing data corresponding to each device. Then, the input data (including bit variable data that is on / off data and analog variable data that is numerical data) is periodically fetched from the external sensor 4 and stored. Also, output data (including data that is a user program execution result) sent by the IO refresh process of the CPU unit 11 is sent to an external actuator 3 or the like.

ＣＰＵユニット１１におけるＩ／Ｏリフレッシュ処理において、マイクロプロセッサがＩ／Ｏユニット１３からバスを介して入力データをＩ／Ｏメモリの該当エリアに書き込む。また、マイクロプロセッサがＩ／Ｏメモリの該当エリアの出力データを、バスを介してＩ／Ｏユニット１３へ送る。ＣＰＵユニット１１におけるユーザプログラム実行処理において、マイクロプロセッサがユーザプログラムメモリに記憶されたユーザプログラムのユーザ命令を順に実行する。つまり、Ｉ／Ｏメモリに記憶した入力データの内容を参照してユーザ命令に従って演算実行し、その実行結果に基づいてメモリの出力データの内容を書き換える。   In the I / O refresh process in the CPU unit 11, the microprocessor writes input data from the I / O unit 13 to the corresponding area of the I / O memory via the bus. Further, the microprocessor sends the output data of the corresponding area of the I / O memory to the I / O unit 13 via the bus. In the user program execution process in the CPU unit 11, the microprocessor sequentially executes user instructions of the user program stored in the user program memory. That is, the contents of the input data stored in the I / O memory are referred to and executed according to the user command, and the contents of the memory output data are rewritten based on the execution result.

ＣＰＵユニット１１における周辺サービス処理においては、通信ユニット１２を介して例えば第２のＰＬＣ５と通信を行うことにより、第２のＰＬＣ５との間でＩ／Ｏデータの交換などを行う。   In the peripheral service processing in the CPU unit 11, for example, I / O data is exchanged with the second PLC 5 by communicating with the second PLC 5 through the communication unit 12.

データ収集ユニット１４はプロセッサを内蔵しており、プロセッサが上述したＣＰＵユニット１１におけるＩ／Ｏリフレッシュ処理に際して、ＣＰＵユニット１からバスを介してＩ／Ｏメモリの全てのデータを読み出すと共に、これをデータ収集ユニット（ＳＰＵ）１４内のメモリに蓄積保存する。なお、全てのデータを読み出す代わりに、データ収集ユニット１４に対して読み出す対象を予め設定しておくことにより、指定されたデータのみをＣＰＵユニット１のメモリから読み出すようにしてもよい。なお、データ収集するのを、ＣＰＵユニット１のＩ／Ｏリフレッシュ処理に際して行うことに代えて、例えば周辺サービス処理に際して行うことでもよいし、ユーザプログラム実行処理の前あるいは後に別途の処理期間を設けて行うことでもよい。要するに、ＣＰＵユニット１における一巡実行サイクルごとに１回データ収集するような構成であればよい。さらに、データ収集周期をＣＰＵユニット１における一巡実行サイクルに同期せずに、ＣＰＵユニット１における複数回の実行サイクルごとにデータ収集を１回するように収集周期を長くしてもよい。   The data collection unit 14 has a built-in processor. When the processor performs the I / O refresh process in the CPU unit 11 described above, the data collection unit 14 reads all the data in the I / O memory from the CPU unit 1 via the bus, Accumulated and stored in a memory in the collection unit (SPU) 14. Instead of reading all the data, only the designated data may be read from the memory of the CPU unit 1 by setting a target to be read to the data collection unit 14 in advance. Note that data collection may be performed, for example, during peripheral service processing instead of being performed during I / O refresh processing of the CPU unit 1, or a separate processing period may be provided before or after user program execution processing. It may be done. In short, any configuration that collects data once per round execution cycle in the CPU unit 1 may be used. Furthermore, the data collection cycle may be lengthened so that data collection is performed once every plural execution cycles in the CPU unit 1 without synchronizing the data collection cycle with the one-round execution cycle in the CPU unit 1.

こうしてＣＰＵユニットの制御データはデータ収集ユニット１４によって収集され、データ収集ユニット１４のメモリ内に蓄積保存される。この収集データは、ＣＰＵユニットの制御データであり、ビット変数、アナログ変数を含むし、あるいは入力データ、出力データを含む。データ収集ユニット１４は、ＣＰＵユニット側の制御データや変数のメモリ割付情報を持っている。データ収集ユニット側に収集対象となるデータがＣＰＵユニットのどのメモリエリアに記憶されているかという情報を予め設定しておくことにより、データ収集ユニット１４は収集データをＣＰＵユニットから周期的に収集できるようになる。なおデータ収集ユニット１４にメモリ割付情報に加えてシンボル情報を登録しておくのが好ましい。シンボル情報とは、ユーザがある制御データや変数を認識あるいは特定するのを補助する情報であり、例えば「センサ４からの入力信号」である旨や「アクチュエータ３への出力信号」である旨の情報である。前述の「生産数」「不良数」もシンボル情報である。このシンボル情報は文字列で表わされる情報であり、タグ情報またはコメント（図９のコメント１３３と同視できる）と呼ばれる場合もある。そして収集データは、適当なタイミングでＰＣ２とデータ収集ユニット１４とが通信することにより、データ収集ユニット１４から読み出されて、ＰＣ２へと送り込まれる。   Thus, the control data of the CPU unit is collected by the data collection unit 14 and stored and stored in the memory of the data collection unit 14. This collected data is control data of the CPU unit, and includes bit variables and analog variables, or includes input data and output data. The data collection unit 14 has control data on the CPU unit side and memory allocation information for variables. By setting in advance in the data collection unit the information on which memory area of the CPU unit the data to be collected is stored, the data collection unit 14 can collect the collected data periodically from the CPU unit. become. In addition to the memory allocation information, symbol information is preferably registered in the data collection unit 14. The symbol information is information that assists the user in recognizing or specifying certain control data and variables. For example, the symbol information is “input signal from the sensor 4” or “output signal to the actuator 3”. Information. The above-mentioned “production number” and “number of defects” are also symbol information. This symbol information is information represented by a character string, and is sometimes called tag information or a comment (same as the comment 133 in FIG. 9). The collected data is read from the data collection unit 14 and sent to the PC 2 by the communication between the PC 2 and the data collection unit 14 at an appropriate timing.

データ収集ユニットが収集するデータのシンボル情報やＣＰＵユニットのメモリ割付情報についてはＰＣ２にも予め登録しておく(なお、シンボル情報は図９のコメント１３３の表示に用いられ、メモリ割付情報は図９のアドレス１３２の表示に用いられる)。ＰＣ２は適当なタイミングでデータ収集ユニット１４と通信を行うことにより、データ収集ユニット１４から収集データとを取得する。なお、シンボル情報とメモリ割付情報とについては、予め登録することに代えて、ＰＣ２がデータ収集ユニット１４と通信することにより取得するようにしてもよい。こうして取得された取得データは、ＰＣ２のメモリ内に設けた変数テーブルへと記憶される。   The symbol information of the data collected by the data collection unit and the memory allocation information of the CPU unit are registered in advance in the PC 2 (note that the symbol information is used for displaying the comment 133 in FIG. 9 and the memory allocation information is shown in FIG. Used for display of the address 132). The PC 2 acquires the collected data from the data collection unit 14 by communicating with the data collection unit 14 at an appropriate timing. Note that the symbol information and the memory allocation information may be acquired by the PC 2 communicating with the data collection unit 14 instead of registering in advance. The acquired data acquired in this way is stored in a variable table provided in the memory of the PC 2.

そして、ＰＣ２は、それらの取得データに基づき、画像表示器の画面上に各制御データに対応させて、時系列的な変化をパルス列波形やアナログ波形で表示する（図９にて詳述する）。こうすることによって、ユーザは画像表示器の画面を介して、ＰＬＣ１の取り扱う制御データや各種アナログデータを視覚的にモニタすることができる。なお第１のＰＬＣ１（ＣＰＵユニット１１とも言ってもよい）が周辺サービス処理を行うことにより第２のＰＬＣ５のデータを取得し、データ収集ユニット１４がＣＰＵユニット１１を経由してＰＬＣ２のデータを収集するようにすれば、ＰＣ２にて第２のＰＬＣのデータも同様にモニタすることができるようになる。   Then, the PC 2 displays a time-series change as a pulse train waveform or an analog waveform on the screen of the image display based on the acquired data, corresponding to each control data (detailed in FIG. 9). . By doing so, the user can visually monitor the control data and various analog data handled by the PLC 1 via the screen of the image display. The first PLC 1 (which may also be referred to as the CPU unit 11) obtains the data of the second PLC 5 by performing the peripheral service process, and the data collection unit 14 collects the data of the PLC 2 via the CPU unit 11. By doing so, the data of the second PLC can be similarly monitored by the PC 2.

データ収集ユニット１４の機能構成図が図２に示されている。同図に示されるように、データ収集ユニット１４は、ＰＬＣインタフェース１４ａと、サンプリング部１４ｂと、演算処理部１４ｃと、記憶部１４ｄと、ファイル管理部１４ｅと、ファイル書込部１４ｆと、ＰＣインタフェース１４ｇとを備えている。   A functional block diagram of the data collection unit 14 is shown in FIG. As shown in the figure, the data collection unit 14 includes a PLC interface 14a, a sampling unit 14b, an arithmetic processing unit 14c, a storage unit 14d, a file management unit 14e, a file writing unit 14f, and a PC interface. 14g.

ＰＬＣインタフェース１４ａはＰＬＣ側との接続を行うための機能を有するものであり、具体的にはＰＬＣのバックプレインバスに接続し、ＣＰＵユニット１１や他のユニットとの間でデータ通信を行う機能を有している。ＰＣインタフェース１４ｇはＰＣ側との接続を行うための機能を有するものであり、通信線９ａに接続し、ＰＣ２との間でデータ通信を行う機能を有している。   The PLC interface 14a has a function for connecting to the PLC side. Specifically, the PLC interface 14a is connected to the PLC backplane bus and has a function of performing data communication with the CPU unit 11 and other units. Have. The PC interface 14g has a function for connecting to the PC side, and has a function of connecting to the communication line 9a and performing data communication with the PC 2.

サンプリング部１４ｂはＰＬＣインタフェース１４ａを介してＰＬＣ１のＣＰＵユニット１１にアクセスすることにより、そのＣＰＵユニット１１の内部のＩ／Ｏメモリやデータメモリからあらかじめマッピングされたデータを周期的かつ自動的にサンプリングする機能を有するものである。   The sampling unit 14b accesses the CPU unit 11 of the PLC 1 via the PLC interface 14a, thereby periodically and automatically sampling data mapped in advance from the internal I / O memory or data memory of the CPU unit 11. It has a function.

こうしてサンプリングされたデータのうちで、ＰＬＣ側の変数（実変数）に関するデータについてはそのまま記憶部１４ｄへと送られる。これに対し、仮想変数に関するデータについては、あらかじめ指定された演算式に従って演算処理部１４ｃが実変数を代入して演算処理を行い、その演算結果が記憶部１４ｄへと送られる。   Of the data sampled in this way, data related to variables (real variables) on the PLC side is sent to the storage unit 14d as it is. On the other hand, for data relating to virtual variables, the arithmetic processing unit 14c performs arithmetic processing by substituting real variables in accordance with an arithmetic expression designated in advance, and the arithmetic result is sent to the storage unit 14d.

記憶部１４ｄに保存された実変数並びに仮想変数のそれぞれに相当するデータは、ファイル管理部１４ｅ及びファイル書込部１４ｆの作用で、ＰＣインタフェース１４ｇを介して、ＰＣ２側へと送信される。このように、本発明のデータ収集ユニットにあっては、サンプリング部１４ｂにてサンプルされたデータは、実変数に関するデータとしてそのまま記憶部１４ｄに格納される。また、仮想変数を求めるのに用いる対象となる実変数データについても、単に収集するだけでよい実変数と同様に記憶部１４ｄにいったん格納し、仮想変数を求めるのに必要な際に演算処理部１４ｃが記憶部１４ｄから読み出す構成としている。なお、仮想変数を求めるのに用いるだけの実変数は、記憶部１４ｄに格納することなく、演算処理部１４ｃの内部バッファ等に一時記憶し、所定の演算処理をする際に直接用いるような構成とすることもできる。演算処理した結果である仮想変数は記憶部１４ｄに書き込まれる。   Data corresponding to each of the real variable and the virtual variable stored in the storage unit 14d is transmitted to the PC 2 side via the PC interface 14g by the operation of the file management unit 14e and the file writing unit 14f. As described above, in the data collection unit of the present invention, the data sampled by the sampling unit 14b is stored as it is in the storage unit 14d as data relating to the actual variable. Further, the real variable data to be used for obtaining the virtual variable is also stored once in the storage unit 14d in the same way as the real variable that may be simply collected, and the arithmetic processing unit when necessary to obtain the virtual variable. 14c reads from the storage unit 14d. Note that a real variable that is used only for obtaining a virtual variable is temporarily stored in an internal buffer or the like of the arithmetic processing unit 14c without being stored in the storage unit 14d, and is directly used when performing predetermined arithmetic processing. It can also be. The virtual variable that is the result of the arithmetic processing is written in the storage unit 14d.

その後、記憶部１４ｄに格納された実変数並びに仮想変数に対応するデータは、ファイル管理部１４ｅ並びにファイル書込部１４ｆの作用によって、あたかも全て実変数であるかのごとくして、ＰＣインタフェース１４ｇを介してＰＣ２側へと送信されるのである。   Thereafter, the data corresponding to the real variable and the virtual variable stored in the storage unit 14d is made to appear as if they were real variables by the operation of the file management unit 14e and the file writing unit 14f. The data is transmitted to the PC 2 side.

モニタ装置２側で実行される仮想変数設定処理のフローチャートが図２に、また仮想変数設定画面のイメージ図が図６にそれぞれ示されている。この一連の処理によって仮想変数に関する演算式がプログラミングされ、その演算式はデータ収集ユニットへ送信されデータ収集ユニットの記憶部１４ｄに記憶される。   A flowchart of the virtual variable setting process executed on the monitor device 2 side is shown in FIG. 2, and an image diagram of the virtual variable setting screen is shown in FIG. By this series of processing, an arithmetic expression related to the virtual variable is programmed, and the arithmetic expression is transmitted to the data collection unit and stored in the storage unit 14d of the data collection unit.

図３のフローチャートに示されるように、仮想変数の設定処理においては、まず所望の仮想変数の『名称』及び『データ型』を設定する（ステップ３０１）。この設定操作は、図９に示されるように、仮想変数設定画面に従って行われる。   As shown in the flowchart of FIG. 3, in the virtual variable setting process, first, the “name” and “data type” of a desired virtual variable are set (step 301). This setting operation is performed according to the virtual variable setting screen as shown in FIG.

図９の仮想変数設定画面は、ＰＣ２の画像表示器の画面上に表示される。この仮想変数設定画面には、図９に示されるように、仮想変数の『名前』を表示するための名前表示領域１０１と、仮想変数の『データ型』を表示するためのデータ型表示領域１０２と、仮想変数の『演算式』を定義するための演算式表示領域１０３と、仮想変数の設定に使用可能な変数（ビット変数、アナログ変数）及び仮想変数の一覧をメニュー表示可能な変数一覧表示領域１０４と、仮想変数の設定に必要な各種操作キーを表示させた操作キー表示領域１０５と、ＯＫボタン１０６及びキャンセルボタン１０７とが表示されている。   The virtual variable setting screen of FIG. 9 is displayed on the screen of the image display device of the PC 2. In this virtual variable setting screen, as shown in FIG. 9, a name display area 101 for displaying the “name” of the virtual variable and a data type display area 102 for displaying the “data type” of the virtual variable. And an arithmetic expression display area 103 for defining the “arithmetic expression” of the virtual variable, and a variable list display that can display a menu of variables (bit variables, analog variables) and virtual variables that can be used for setting the virtual variable. An area 104, an operation key display area 105 displaying various operation keys necessary for setting virtual variables, an OK button 106, and a cancel button 107 are displayed.

変数一覧表示領域１０４には、各変数並びに仮想変数に対応する『データ型』、『アドレス』、『説明』（変数の意味内容を示す文字列）とが表示される。のちに、図２のフローチャートを参照しつつ詳述するように、この変数一覧表示領域１０４には、ユーザの設定した『データ型』に応じて最適なメニュー表示が行われる。   The variable list display area 104 displays “data type”, “address”, and “description” (a character string indicating the meaning content of the variable) corresponding to each variable and virtual variable. Later, as will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. 2, an optimal menu display is performed in the variable list display area 104 according to the “data type” set by the user.

また、操作キー表示領域１０５には、バックキー１０５ａ、クリアキー１０５ｂ、数値キー１０５ｃ、数値演算子キー１０５ｄ、論理演算子キー１０５ｅ、論理値キー１０５ｆが含まれている。   The operation key display area 105 includes a back key 105a, a clear key 105b, a numerical key 105c, a numerical operator key 105d, a logical operator key 105e, and a logical value key 105f.

従って、この仮想変数設定画面を見ながら、仮想変数を設定しようとするユーザは、まず、パソコンのワープロ機能を利用して、名前表示領域１０１及びデータ型表示領域１０２のそれぞれに、該当する仮想変数の名前（例えば、『稼働時間』）及びデータ型（例えば『ＲＥＡＬ』など）を入力する。しかる後、変数一覧表示領域１０４内においてカーソルを上下して所望の変数あるいは仮想変数を選択し、同時に操作キー表示領域１０５に表示された各種のキー１０５ａ〜１０５ｆを操作することにより、所望の仮想変数に相当する演算式を作成して、これを演算式表示領域１０３に表示させる。しかる後、ＯＫボタン１０６を操作するなどによって、演算式表示領域１０３の内容で定義された仮想変数『稼働時間』はＰＣのメモリ内所定エリアに格納される。   Therefore, a user who wants to set a virtual variable while looking at this virtual variable setting screen first uses the word processor function of the personal computer to apply the corresponding virtual variable to each of the name display area 101 and the data type display area 102. Enter a name (for example, “operation time”) and a data type (for example, “REAL”). Thereafter, by moving the cursor up and down in the variable list display area 104 to select a desired variable or virtual variable, and simultaneously operating various keys 105a to 105f displayed in the operation key display area 105, the desired virtual An arithmetic expression corresponding to the variable is created and displayed in the arithmetic expression display area 103. Thereafter, by operating the OK button 106, the virtual variable “operation time” defined by the contents of the arithmetic expression display area 103 is stored in a predetermined area in the memory of the PC.

このとき、図３のフローチャートに示されるように、オペレータが『データ型』を設定すると、そのデータ型が『ビット型』（オンオフ信号）であれば、変数一覧表示領域１０４に表示される変数は全てビット型とされ（ステップ３０３）、以後論理演算式１０５ｅと論理値キー１０５ｆとを操作しつつ、所望の演算式を作成して、これをＰＣ内メモリの所定エリアへ登録することができる（ステップ３０４）。   At this time, as shown in the flowchart of FIG. 3, when the operator sets “data type”, if the data type is “bit type” (on / off signal), the variable displayed in the variable list display area 104 is All are bit-type (step 303), and thereafter, a desired arithmetic expression can be created while operating the logical arithmetic expression 105e and the logical value key 105f, and this can be registered in a predetermined area of the PC memory ( Step 304).

これに対して、ユーザが設定した『データ型』が『ビット型』でないと判定されれば（ステップ３０２ＮＯ）、変数一覧表示領域１０４に表示される変数は全て『変数型』とされる。そのため、ユーザは、数値キー１０５ｃと数値演算式１０５ｄとを操作しつつ四則演算式を生成して、これをＰＣ内メモリの所定エリアに登録することができる（ステップ３０６）。   On the other hand, if it is determined that the “data type” set by the user is not “bit type” (NO in step 302), all variables displayed in the variable list display area 104 are set to “variable type”. Therefore, the user can generate the four arithmetic expressions while operating the numerical keys 105c and the numerical arithmetic expressions 105d, and register them in a predetermined area of the PC internal memory (step 306).

このようにして、仮想変数設定処理が完了すると、こうして得られた各仮想変数を規定する演算式を含む設定情報はＰＬＣ側のデータ収集ユニット１４へと送信される（ステップ３０７）。設定情報はファイル形式にすると好都合である。データ収集ユニット１４はその設定ファイルをＰＣインタフェース１４ｇ経由で受け取り、ファイル書込部１４ｆの制御により記憶部１４ｄに記憶する。データ収集ユニット１４が設定ファイルを記憶した後であれば、ＰＣ２内メモリに登録した演算式やその他の設定情報を消去してもよい。なお、この一連の設定をＰＣ２に代えて別の設定ツール装置（図示せず）で行うようにしてもよい。   In this way, when the virtual variable setting process is completed, the setting information including the arithmetic expression defining each virtual variable thus obtained is transmitted to the data collection unit 14 on the PLC side (step 307). The setting information is conveniently in a file format. The data collection unit 14 receives the setting file via the PC interface 14g and stores it in the storage unit 14d under the control of the file writing unit 14f. If the data collection unit 14 has stored the setting file, the arithmetic expression and other setting information registered in the memory in the PC 2 may be deleted. It should be noted that this series of settings may be performed by another setting tool device (not shown) instead of the PC 2.

データ収集のために選択可能な仮想変数一覧画面のイメージ図が図１１に示されている。このように、ＰＣ２の画像表示器の画面上には、所定の表示モードに設定することにより、仮想変数一覧画面を表示させることができる。なお、演算式を登録した後、演算式をＰＣ２内のメモリに登録したままであれば、ＰＣ２内のメモリから演算式の情報を読み出してきて再度表示することもできる。ＰＣ２内のメモリから演算式の情報を消去した場合には、データ収集ユニットから演算式のデータを読み出して表示すればよい。この一覧画面を観察すれば、選択可能な仮想変数の『名前』、『データ型』、『演算式』をオペレータは認識できる。また、この一覧画面に基づいて表示器に表示したい所望の仮想変数を任意に選択設定するようにしてもよい。なお、この一連の表示動作についてもＰＣ２に代えて別の設定ツール装置（図示せず）で行うようにしてもよい。   An image diagram of a virtual variable list screen that can be selected for data collection is shown in FIG. As described above, the virtual variable list screen can be displayed on the screen of the image display device of the PC 2 by setting the predetermined display mode. If the arithmetic expression is still registered in the memory in the PC 2 after registering the arithmetic expression, the information of the arithmetic expression can be read from the memory in the PC 2 and displayed again. When the information of the arithmetic expression is deleted from the memory in the PC 2, the arithmetic expression data may be read from the data collection unit and displayed. By observing this list screen, the operator can recognize “name”, “data type”, and “arithmetic expression” of selectable virtual variables. Further, a desired virtual variable to be displayed on the display device may be arbitrarily selected and set based on the list screen. Note that this series of display operations may be performed by another setting tool device (not shown) instead of the PC 2.

収集設定画面のイメージ図の一例が図１０に示されている。同図に示されるように、表示モードを所定のモードに設定することにより、ＰＣ２の画像表示器の画面上には、図１０に示される収集設定画面を表示させることができる。この収集設定画面には、データ収集対象として選択された実変数のみならず任意の仮想変数を含ませることができる。なお、この一連の表示動作についてもＰＣ２に代えて別の設定ツール装置（図示せず）で行うようにしてもよい。図１０の例にあっては、『良品数』、『良品率』は仮想変数に相当する。   An example of an image diagram of the collection setting screen is shown in FIG. As shown in the figure, the collection setting screen shown in FIG. 10 can be displayed on the screen of the image display device of the PC 2 by setting the display mode to a predetermined mode. This collection setting screen can include not only actual variables selected as data collection targets but also arbitrary virtual variables. Note that this series of display operations may be performed by another setting tool device (not shown) instead of the PC 2. In the example of FIG. 10, the “number of non-defective products” and the “non-defective product rate” correspond to virtual variables.

そして、こうして選択設定された仮想変数は、データ収集ユニットにて演算して求められるので、モニタ処理においてあたかもＰＬＣ側において新たに変数をラダー図言語を用いて設定したかのように、その演算式で示される仮想変数を取り扱うことができる。   Since the virtual variable selected and set in this way is obtained by calculation in the data collection unit, its calculation formula is as if the variable was newly set on the PLC side using the ladder diagram language in the monitoring process. Can be handled.

次に、データ収集ユニット（ＳＰＵ）１４の側で行われる収集処理全体を示すフローチャートが図６に示されている。同図において処理が開始されると、まず、ファイル管理部１４ｅを介して記憶部１４ｄから設定情報（演算式を含む）の読み出しが行われる（ステップ６０１）。   Next, FIG. 6 shows a flowchart showing the entire collection processing performed on the data collection unit (SPU) 14 side. When processing is started in the figure, first, setting information (including an arithmetic expression) is read from the storage unit 14d via the file management unit 14e (step 601).

設定情報読み出し処理の詳細フローチャートが図７に示されている。同図に示されるように、この演算式読み出し処理においては、まず、設定ファイル（図１０に示される収集設定画面、図１１に示される仮想変数一覧画面に相当）から仮想変数を読み出す（ステップ４０１）。   A detailed flowchart of the setting information read process is shown in FIG. As shown in the figure, in this arithmetic expression reading process, first, virtual variables are read from a setting file (corresponding to the collection setting screen shown in FIG. 10 and the virtual variable list screen shown in FIG. 11) (step 401). ).

続いて、読み出された仮想変数の演算式の入れ子処理を分解する（ステップ７０２）。ここで、仮想変数に相当する各演算式は演算式記憶テーブルに格納されている。   Subsequently, the nesting process of the arithmetic expression of the read virtual variable is decomposed (step 702). Here, each arithmetic expression corresponding to the virtual variable is stored in the arithmetic expression storage table.

図５に示されるように、実ＩＯ値、仮想変数のそれぞれにはポインタＰ（ｎ）が付されている。例えば、実ＩＯ値Ａのポインタはｐ１、実ＩＯ値Ｂのポインタはｐ２、・・・と言ったような具合である。また、各仮想変数は、それら実ＩＯ値を示すポインタを利用して表されている。例えば、仮想変数Ａにはポインタｐ１１が付されており、この仮想変数Ａは実ＩＯ値Ｂを示すポインタｐ２と実ＩＯ値Ｈを示すポインタｐ８との加算結果（つまり加算式）として表現されている。同様に、仮想変数Ｃにはポインタｐ３１が付されており、この仮想変数Ｃを求める式は仮想変数Ａを示すポインタｐ１１と仮想変数Ｂを示すポインタｐ２１との積として表現されている。従って、ステップ４０２の演算式の入れ子処理を分解するとは、図５の演算式記憶テーブルにおけるポインタのかかり具合を分解することを意味している。   As shown in FIG. 5, a pointer P (n) is attached to each of the real IO value and the virtual variable. For example, the pointer of the actual IO value A is p1, the pointer of the actual IO value B is p2, and so on. Each virtual variable is represented using a pointer indicating the actual IO value. For example, a pointer p11 is attached to the virtual variable A, and this virtual variable A is expressed as an addition result (that is, an addition expression) of a pointer p2 indicating the real IO value B and a pointer p8 indicating the real IO value H. Yes. Similarly, a pointer p31 is attached to the virtual variable C, and an expression for obtaining the virtual variable C is expressed as a product of a pointer p11 indicating the virtual variable A and a pointer p21 indicating the virtual variable B. Therefore, decomposing the arithmetic expression nesting process in step 402 means decomposing the degree of pointer application in the arithmetic expression storage table of FIG.

続いて、演算式の処理順をソートする処理が実行される（ステップ７０３）。このソート処理は、演算式の入れ子は演算のしやすさを考慮して、後の演算に用いる変数についての演算処理を先に済ませておくような処理順にするようにソートされる。   Subsequently, processing for sorting the processing order of the arithmetic expressions is executed (step 703). In this sort processing, the calculation formulas are sorted so that the calculation processing is performed in advance for the variables used in the subsequent calculation in consideration of the ease of calculation.

続いて、以上のソート結果に基づき、演算処理の最適化ルーチンが作成される（ステップ７０４）。ここで、『最適化ルーチン』とは、各演算式の中で同じ演算式（例えば、Ａ＋Ｂ−Ｃ）がある場合、それを別変数として登録し、各演算式で再利用することで処理時間を短縮するといったことを意味している。   Subsequently, an optimization routine for arithmetic processing is created based on the sorting result (step 704). Here, the “optimization routine” means that when there is the same arithmetic expression (for example, A + B−C) in each arithmetic expression, it is registered as a separate variable and reused in each arithmetic expression, thereby processing time. It means to shorten.

例えば、Ｘ＝Ａ＋Ｂ−Ｃ＋Ｄ−Ｅの式と、Ｙ＝Ｇ−Ｈ＋Ａ＋Ｂ−Ｃ＋Ｆの式とがあったとする。２つの式の中で同じ演算式（共通する式）はＡ＋Ｂ−Ｃであるから、それを別の変数Ｚとおき、
Ｘ＝Ａ＋Ｂ−Ｃ＋Ｄ−Ｅ → Ｘ＝変数Ｚ＋Ｄ−Ｅ
Ｙ＝Ｇ−Ｈ＋Ａ＋Ｂ−Ｃ＋Ｆ → Ｙ＝Ｇ−Ｈ＋変数Ｚ＋Ｆ
として最適化をはかる。 For example, suppose that there is an equation of X = A + BC + DE and an equation of Y = GH + A + BC + F. Among the two expressions, the same arithmetic expression (common expression) is A + B−C, so that it is set as another variable Z,
X = A + BC + DE → X = variable Z + DE
Y = GH + A + BC + F → Y = GH + variable Z + F
As an optimization.

続くステップ６０２においては、読み出しデータを特定するためのマッピング情報をＰＬＣ（ＣＰＵユニット）へ通知する（ステップ６０２）。   In the subsequent step 602, mapping information for specifying read data is notified to the PLC (CPU unit) (step 602).

以後、データ収集ユニット（ＳＰＵ）１４の側では、ＰＬＣ（ＣＰＵ）からサイクルタイム毎の割込が到来するのを待機する状態となる（ステップ６０３）。この状態において、割込が発生すると（ステップ６０３ＹＥＳ）、データ収集ユニット（ＳＰＵ）１４は、サンプリング部１４ｂ、ＰＬＣインタフェース１４ａを通じて、各仮想変数を定義する実データを格納するＰＬＣのマッピングエリアから該当するデータを読み出す（ステップ６０４）。読み出したデータは記憶部１４ｄに格納する。なお、ステップ６０３については、前述の処理内容に代えて、データ収集ユニットにてデータを収集するサンプリング周期ごとに自ら割込みタイミングを発生し、自らの割込みによってＣＰＵユニットからデータ読出すような処理にしてもよい。続いて、演算処理部１４ｃは各仮想変数に対応してあらかじめ設定された演算式に基づき、収集したデータの値を演算式に代入する等の演算処理を実行し、仮想変数の値を求める（ステップ６０５）。   Thereafter, the data collection unit (SPU) 14 waits for an interrupt for each cycle time from the PLC (CPU) (step 603). In this state, when an interrupt occurs (step 603 YES), the data collection unit (SPU) 14 falls under the mapping area of the PLC that stores the actual data defining each virtual variable through the sampling unit 14b and the PLC interface 14a. Data is read (step 604). The read data is stored in the storage unit 14d. In step 603, instead of the above-described processing contents, processing is performed such that an interrupt timing is generated for each sampling period in which data is collected by the data collection unit, and data is read from the CPU unit by its own interrupt. Also good. Subsequently, the arithmetic processing unit 14c executes arithmetic processing such as substituting the value of the collected data into the arithmetic expression based on the arithmetic expression set in advance corresponding to each virtual variable, and obtains the value of the virtual variable ( Step 605).

次いで、こうして求められた演算結果は、データ収集ユニット（ＳＰＵ）１４の記憶部１４ｄ内の所定仮想変数エリアに格納される（ステップ６０６）。その後、仮想変数エリアを含む収集エリアをサンプリングし（ステップ６０７）、収集データをメモリ内の所定ファイルへと保存する（ステップ６０８）。ステップ６０７、６０８のファイル保存処理は、サンプリング毎におこなってもよいし、複数のサンプリング周期にまたがってまとめてファイル保存してもよい。   Next, the calculation result thus obtained is stored in a predetermined virtual variable area in the storage unit 14d of the data collection unit (SPU) 14 (step 606). Thereafter, the collection area including the virtual variable area is sampled (step 607), and the collected data is stored in a predetermined file in the memory (step 608). The file storage processing in steps 607 and 608 may be performed for each sampling, or the files may be stored collectively over a plurality of sampling periods.

こうしてファイルに保存された収集データ（実変数のデータ）および演算結果（仮想変数のデータ）は、適当なタイミングで、ＰＣ２とデータ収集ユニット１４とが通信を行うことにより、ＰＣ２の側へと伝送され、先に述べたようにＰＣ２のメモリ内の内部テーブルに格納されるのである。   Collected data (real variable data) and calculation results (virtual variable data) saved in the file in this way are transmitted to the PC 2 side by communication between the PC 2 and the data collecting unit 14 at an appropriate timing. As described above, it is stored in the internal table in the memory of the PC 2.

メモリマッピングと収集方式との関係を示す概念図が図８に示されている。同図に示されるように、ＣＰＵ１１は所定のサイクルタイムをもって、Ｉ／Ｏリフレッシュ処理、ユーザプログラム実行処理、周辺サービス処理をサイクリックに実行している。   A conceptual diagram showing the relationship between the memory mapping and the collection method is shown in FIG. As shown in the figure, the CPU 11 cyclically executes I / O refresh processing, user program execution processing, and peripheral service processing with a predetermined cycle time.

そして、データ収集ユニット１４は、ＣＰＵユニット１１の毎サイクルタイムごとに、マッピング情報で指定された変数データ（オンオフデータであるビット変数データ、数値データであるアナログ変数データ）を収集し、実Ｉ／Ｏ変数エリアへと書き込む。   The data collection unit 14 collects variable data (bit variable data that is on / off data, analog variable data that is numerical data) specified by the mapping information for each cycle time of the CPU unit 11, and Write to the O variable area.

一方、データ収集ユニット（ＳＰＵ）１４の側では、毎サイクルタイムに同期して、あらかじめ設定された演算式に従い、仮想変数の値を実変数の値に基づき算出し、これをデータ収集ユニット（ＳＰＵ）１４のメモリ内の仮想変数エリアへと書き込む。   On the other hand, on the side of the data collection unit (SPU) 14, in synchronization with each cycle time, the value of the virtual variable is calculated based on the value of the real variable according to a preset arithmetic expression, and this is calculated as the data collection unit (SPU). ) Write to the virtual variable area in 14 memory.

一方、これとは別に、それぞれ独立したサンプリング周期（ＣＰＵユニットのサイクルタイムに同期したサンプリング周期よりも長い周期）を有する３種類の収集処理（収集Ａ，収集Ｂ，収集Ｃ）が用意されており、それらの収集処理によって、ＣＰＵユニット側の実変数エリアの実変数が独立して収集され、データ収集ユニット１４の実変数エリアに格納される。そして実変数を演算式に代入することによって仮想変数が求められ、データ収集ユニット１４の仮想変数エリアに格納される。これは、収集するデータの中には、ＣＰＵユニットのサイクルタイムに同期する短いサンプリング周期でデータを監視したいものや、ＣＰＵユニットのサイクルタイムよりも長いサンプリング周期（例えば１００ｍｓ）でデータを監視したいものや、さらに長いサンプリング周期（１ｓ）でデータを監視したいものが混在する場合があり、それに対応できるようにしたものである。   On the other hand, three types of collection processing (collection A, collection B, and collection C) having independent sampling periods (periods longer than the sampling period synchronized with the cycle time of the CPU unit) are prepared. Through these collection processes, the actual variables in the actual variable area on the CPU unit side are independently collected and stored in the actual variable area of the data collection unit 14. Then, the virtual variable is obtained by substituting the real variable into the arithmetic expression, and stored in the virtual variable area of the data collection unit 14. This is because the data to be collected is to be monitored with a short sampling period synchronized with the cycle time of the CPU unit, or to be monitored with a sampling period longer than the cycle time of the CPU unit (for example, 100 ms). In addition, there are cases where data that is to be monitored with a longer sampling period (1 s) may coexist.

こうして収集された実変数のデータと演算式で求められた仮想変数とはファイルへと保存され、必要に応じて、ＰＣ２の側へと転送される。しかる後、ＰＣ２の側では、実変数並びに仮想変数に相当するデータ列に基づき、画像表示器の画面上に、図１２に示されるように、波形図を複数行にわたって表示させることができ、これにより各制御対象機器に則した適切な監視項目に従ったモニタが可能となる。   The real variable data collected in this way and the virtual variable obtained by the arithmetic expression are stored in a file and transferred to the PC 2 side as necessary. Thereafter, on the PC 2 side, a waveform diagram can be displayed over a plurality of lines as shown in FIG. 12 on the screen of the image display device based on the data strings corresponding to the real variables and the virtual variables. Thus, monitoring according to appropriate monitoring items in accordance with each control target device is possible.

次にモニタ処理について説明する。モニタ処理全体のゼネラルフローチャートが図３に示されている。   Next, the monitoring process will be described. A general flowchart of the entire monitoring process is shown in FIG.

同図において、処理が開始されると、まず、演算式の読み出し処理が実行される（ステップ３０１）。続くステップ３０２においては、ＰＬＣ１のデータ収集ユニット（ＳＰＵ）１４から読み出して内部テーブルあるいはデータベースに格納された各変数データの読み出しが行われる。   In the figure, when processing is started, first, arithmetic expression read processing is executed (step 301). In the subsequent step 302, each variable data read from the data collection unit (SPU) 14 of the PLC 1 and stored in the internal table or database is read.

モニタ装置２の側で実行されるモニタ処理全体のゼネラルフローチャートが図４に示されている。同図に示されるように、モニタ処理が開始されると、まず、データ収集ユニット（ＳＰＵ）１４と通信を行うことにより、データ収集ユニット（ＳＰＵ）１４の記憶部１４ｄから該当するデータ（実変数、仮想変数を含む）を読み出す処理が実行される（ステップ４０１）。この処理は、ＰＣ２がデータ収集ユニット１４にデータ転送要求をし、その返信を受信する構成でもよいし、データ収集ユニット１４が独自にデータ送信をし、それを受信する構成でもよい。   FIG. 4 shows a general flowchart of the entire monitoring process executed on the monitor device 2 side. As shown in the figure, when the monitoring process is started, first, by communicating with the data collection unit (SPU) 14, the corresponding data (actual variable) is stored from the storage unit 14d of the data collection unit (SPU) 14. , Including virtual variables) is executed (step 401). This processing may be configured such that the PC 2 makes a data transfer request to the data collection unit 14 and receives a reply, or the data collection unit 14 independently transmits data and receives it.

続いて、ＰＬＣ１のデータ収集ユニット（ＳＰＵ）１４から読み出されたデータは、ＰＣ２のメモリ内の内部テーブルに格納される（ステップ４０２）。続いて、内部テーブルに格納されたデータ（実変数及び仮想変数を含む）は、ＰＣ２内部のプロセッサの処理によってＰＣ２の画像表示器の画面１００上に表示される。   Subsequently, the data read from the data collection unit (SPU) 14 of the PLC 1 is stored in an internal table in the memory of the PC 2 (step 402). Subsequently, the data (including real variables and virtual variables) stored in the internal table is displayed on the screen 100 of the image display device of the PC 2 by the processing of the processor inside the PC 2.

このときの、モニタ画面全体のイメージ図が図１２に示されている。同図に示されるように、モニタ画面１００の全体は、ビット変数波形表示領域１１０と、アナログ変数波形表示領域１２０と、ビット変数関連情報表示領域１３０と、アナログ変数関連情報表示領域１４０とを含んでいる。   FIG. 12 shows an image diagram of the entire monitor screen at this time. As shown in the figure, the entire monitor screen 100 includes a bit variable waveform display area 110, an analog variable waveform display area 120, a bit variable related information display area 130, and an analog variable related information display area 140. It is out.

ビット変数波形表示領域１１０には、Ｌ１〜Ｌ１６に対応する表示行が設定されており、各表示行には１６個のビット変数のそれぞれに対応するデータ列に相当するパルス列波形が表示可能となされている。一方、アナログ変数波形表示領域１２０にも、所定個数のアナログ変数のそれぞれに相当するアナログ変数波形がそれぞれ固有の色を有する線で描かれている。   Display rows corresponding to L1 to L16 are set in the bit variable waveform display area 110, and each display row can display a pulse train waveform corresponding to a data train corresponding to each of 16 bit variables. ing. On the other hand, in the analog variable waveform display area 120, analog variable waveforms corresponding to a predetermined number of analog variables are respectively drawn with lines having unique colors.

また、ビット変数関連情報表示領域１３０には、各表示行をアクティブとするかノンアクティブとするかを設定するチェックボックス列１３１と、各表示行に対応する変数色を表す色ボックス列１３２と、各変数に対応するアドレス又はコメントを択一的に表示可能なアドレス／コメント表示列１３３と、各表示行Ｌ１〜Ｌ１６においてカーソル線１１１が指し示す時点のオンオフ状態を２色の色で示すオンオフ色ボックス列１３４と、同様にオンオフ状態をＯＮ／ＯＦＦの何れかで示すＯＮ／ＯＦＦ文字列１３５と、カーソル線１１１が指し示すオンパルスまたはオフパルスのオン時間またはオフ時間を表示するＯＮ／ＯＦＦ時間列１３６が設けられている。   In the bit variable related information display area 130, a check box column 131 for setting each display row to be active or non-active, a color box column 132 representing a variable color corresponding to each display row, An address / comment display column 133 that can alternatively display an address or comment corresponding to each variable, and an on / off color box that indicates an on / off state at the time point indicated by the cursor line 111 in each display row L1 to L16 in two colors. Similarly, an ON / OFF character string 135 indicating the ON / OFF state as either ON / OFF, and an ON / OFF time column 136 indicating the ON time or the OFF time of the OFF pulse indicated by the cursor line 111 are provided. It has been.

同様にして、アナログ変数関連情報表示領域１４０には、各アナログ変数の表示をアクティブまたはノンアクティブの何れかに設定するチェックボックス列１４１と、各変数の線色を示す色ボックス列１４２と、各変数の説明（コメント）を表示するためのコメント列１４３と、カーソル線１１１が指し示す時点における各変数の値を示す数値ボックス列１４４とが設けられている。   Similarly, in the analog variable related information display area 140, a check box column 141 for setting the display of each analog variable to either active or inactive, a color box column 142 indicating the line color of each variable, A comment column 143 for displaying a description (comment) of the variable and a numerical value box column 144 indicating the value of each variable at the time point indicated by the cursor line 111 are provided.

そして、特にこの発明と関連して、『良品数』および『良品率』に対応する仮想変数がコメント列に表示されており、これに対応してアナログ変数波形表示領域１２０には、生産数に対応する波形１２１と、良品数に対応する波形１２２と、不良数に対応する波形１２３とが表示されている。波形１２２の良品数は、ＰＣ２にて演算式＝生産数−不良数で求めた値である。これらの波形で示されるように、生産数と不良数と良品数の関係の推移を観察することができる。なお、仮想変数の良品率については、演算式＝（生産数−不良数）÷生産数で求められる値である。アナログ変数波形表示領域１２０に表示する場合は、縦軸に率をとり、最下点を０％、最高点を１００％とするとよい。   In particular, in connection with the present invention, virtual variables corresponding to “number of non-defective products” and “non-defective product ratio” are displayed in the comment column. Correspondingly, the analog variable waveform display area 120 indicates the number of products to be produced. A corresponding waveform 121, a waveform 122 corresponding to the number of non-defective products, and a waveform 123 corresponding to the number of defects are displayed. The number of non-defective products in the waveform 122 is a value obtained by the calculation formula = number of products−number of defects in the PC 2. As shown by these waveforms, the transition of the relationship among the number of productions, the number of defects, and the number of non-defective products can be observed. It should be noted that the non-defective product rate of the virtual variable is a value obtained by the equation: (production number−number of defects) ÷ production number. When displaying in the analog variable waveform display area 120, the vertical axis may be a ratio, with the lowest point being 0% and the highest point being 100%.

言うまでもないが、この仮想変数データは、ＰＣ２の側で独自に生成したものであって、ＰＬＣ１の側のメモリには存在しない。またＰＣ２側で演算して求めたものではない。このように、本発明によれば、あたかもＰＬＣ１側においてラダー図言語などで変数を新たに設定したかのごとく、仮想変数データを取り扱うことができるから、様々な仮想変数を設定してはその時間的推移をモニタ画面を介して観察することにより、生産設備のメンテナンスや故障原因分析に最適な仮想変数を導くことが可能となる。   Needless to say, the virtual variable data is uniquely generated on the PC 2 side and does not exist in the memory on the PLC 1 side. Further, it is not obtained by calculation on the PC 2 side. As described above, according to the present invention, virtual variable data can be handled as if a variable was newly set in the ladder diagram language or the like on the PLC 1 side. By observing the change over time via the monitor screen, it becomes possible to derive the optimum virtual variable for maintenance of the production facility and failure cause analysis.

本発明によれば、ＰＬＣ側の第３の手段で読み出された実データを仮想変数を定義する演算式に代入して仮想変数データ列を生成し、生成された仮想変数データ列とＰＬＣ側のメモリから読み出された実変数データ列とをモニタ装置へと送信するようにしているため、新たな変数を定義するについても、ＰＬＣ側でラダー図言語等々の固有言語を使用してメモリ割付を追加乃至変更することは不要であるから、ユーザプログラムの追加によるサイクルタイムの遅れ等が発生することを気にすることなくもモニタ対象データを拡張することができる。   According to the present invention, a virtual variable data string is generated by substituting real data read by the third means on the PLC side into an arithmetic expression that defines a virtual variable, and the generated virtual variable data string and the PLC side Since the real variable data string read from the memory is sent to the monitor device, even when defining a new variable, memory allocation is performed using a specific language such as a ladder diagram language on the PLC side. Since it is not necessary to add or change the data to be monitored, it is possible to extend the monitoring target data without worrying about the delay of the cycle time caused by the addition of the user program.

データ収集ユニットを含むＰＬＣシステムのハードウェア構成図である。It is a hardware block diagram of the PLC system containing a data collection unit. データ収集ユニットの機能構成図である。It is a functional block diagram of a data collection unit. 仮想変数設定処理のフローチャートである。It is a flowchart of a virtual variable setting process. モニタ処理全体のゼネラルフローチャートである。It is the general flowchart of the whole monitor process. 演算式記憶テーブルの構成図である。It is a block diagram of an arithmetic expression storage table. 収集処理全体を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the whole collection process. 設定情報読出処理の詳細フローチャートである。It is a detailed flowchart of a setting information reading process. メモリマッピングと収集方式との関係を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the relationship between memory mapping and a collection system. 仮想変数設定画面のイメージ図である。It is an image figure of a virtual variable setting screen. 収集画面のイメージ図である。It is an image figure of a collection screen. 仮想変数一覧画面のイメージ図である。It is an image figure of a virtual variable list screen. モニタ画面全体のイメージ図である。It is an image figure of the whole monitor screen.

符号の説明Explanation of symbols

１ 第１のＰＬＣ
２ ＰＣ
３ アクチュエータ
４ センサ
５ 第２のＰＬＣ
６ アナログＩ／Ｏユニット
７ デジタルＩ／Ｏユニット
１１ ＣＰＵユニット
１２ 通信ユニット
１３ Ｉ／Ｏユニット
１４ データ収集ユニット（ＳＰＵ）
１４ａ ＰＬＣインタフェース
１４ｂ サンプリング部
１４ｃ 演算処理部
１４ｄ 記憶部
１４ｅ ファイル管理部
１４ｆ ファイル書込部
１４ｇ ＰＣインタフェース
５１ ＣＰＵユニット
５２ 通信ユニット
５３ Ｉ／Ｏユニット
１００ 表示画面
１０１ 名前表示領域
１０２ データ型表示領域
１０３ 演算式表示領域
１０４ 変数一覧表示領域
１０５ 操作キー表示領域
１０６ ＯＫボタン
１０７ キャンセルボタン
１１０ ビット変数波形表示領域
１２０ アナログ変数波形表示領域
１３０ ビット変数関連情報表示領域
１４０ アナログ変数関連情報表示領域 1 First PLC
2 PC
3 Actuator 4 Sensor 5 Second PLC
6 Analog I / O unit 7 Digital I / O unit 11 CPU unit 12 Communication unit 13 I / O unit 14 Data collection unit (SPU)
14a PLC interface 14b Sampling unit 14c Operation processing unit 14d Storage unit 14e File management unit 14f File writing unit 14g PC interface 51 CPU unit 52 Communication unit 53 I / O unit 100 Display screen 101 Name display area 102 Data type display area 103 Operation Expression display area 104 Variable list display area 105 Operation key display area 106 OK button 107 Cancel button 110 Bit variable waveform display area 120 Analog variable waveform display area 130 Bit variable related information display area 140 Analog variable related information display area

Claims (3)

ＰＬＣに接続可能であり、実変数データを収集するデータ収集ユニットと、データ収集ユニットと通信を介して結ばれたモニタ装置とを含み、
モニタ装置には、
２以上の実変数を使用した演算式により定義された仮想変数を設定するモニタ装置の第１の手段と、
第１の手段により設定された仮想変数に相当する演算式をデータ収集ユニットに送信するモニタ装置の第２の手段と、
データ収集ユニットから実変数データ列及び仮想変数データ列を受信するモニタ装置の第３の手段と、
実変数データ列と仮想変数データ列とを内部テーブルに格納するモニタ装置の第４の手段と、
内部テーブルに格納された各実変数データ列と仮想変数データ列とに基づいてモニタ装置の画像表示器の画面上に対応する波形表示を行うモニタ装置の第５の手段と、が設けられており、
データ収集ユニットには、
モニタ装置から設定された仮想変数に相当する演算式を受信するデータ収集ユニットの第１の手段と、
データ収集ユニットの第１の手段で受信された演算式に含まれた各実変数データ列とＰＬＣのメモリ内実変数のアドレスとの対応についてのマッピング情報を生成するデータ収集ユニットの第２の手段と、
ＰＬＣのサイクルタイムに同期して、前記マッピング情報に基づいてＰＬＣのメモリから該当する各実データを読み出すデータ収集ユニットの第３の手段と、
データ収集ユニットの第３の手段で読み出され、同期した実データ同士を仮想変数を定義する演算式に代入して仮想変数データ列を生成するデータ収集ユニットの第４の手段と、
データ収集ユニットの第４の手段により生成された仮想変数データ列とＰＬＣのメモリから読み出された実変数データ列とをモニタ装置へと送信するデータ収集ユニットの第５の手段と、が設けられている、ことを特徴とするＰＬＣのモニタシステム。 A data collection unit that is connectable to the PLC and collects real variable data; and a monitor device connected to the data collection unit via communication,
In the monitor device,
A first means of a monitor device for setting a virtual variable defined by an arithmetic expression using two or more real variables;
A second means of the monitor device for transmitting an arithmetic expression corresponding to the virtual variable set by the first means to the data collection unit;
A third means of the monitoring device for receiving the real variable data string and the virtual variable data string from the data collection unit;
A fourth means of the monitoring device for storing the real variable data string and the virtual variable data string in the internal table;
And a fifth means of the monitor device for displaying the corresponding waveform on the screen of the image display device of the monitor device based on each real variable data string and virtual variable data string stored in the internal table. ,
The data collection unit includes
A first means of a data collection unit for receiving an arithmetic expression corresponding to a virtual variable set from a monitor device;
Second means of the data collection unit for generating mapping information about the correspondence between each real variable data string included in the arithmetic expression received by the first means of the data collection unit and the address of the real variable in the PLC memory; ,
In synchronization with the PLC cycle time, and the third means of the data collection unit to read out the actual data corresponding from the memory of the PLC on the basis of the mapping information,
Read the third means of the data collection unit, and the fourth means of a data acquisition unit for generating a virtual variable data sequence are substituted into the calculation equation for defining a virtual variable actual data together with synchronized,
A fifth means of the data acquisition unit that transmits the real variable data sequences read from the virtual variable data string and the PLC memory generated by the fourth means of the data collection unit to the monitor device, is provided A PLC monitoring system characterized by the above. ユーザプログラムを実行して制御を行うＰＬＣに接続され、ＰＬＣの実変数のデータを記憶するメモリから周期的に制御データを読み出すとともに、表示器の画面上に対応する波形表示を行うモニタ装置とデータ通信するデータ収集ユニットであって、
ＰＬＣにおける２以上の実変数を使用した演算式を、予め設定された仮想変数に相当させて記憶する第１の手段と、
第１の手段に記憶した演算式に含まれた各実変数データ列と、ＰＬＣのメモリの実変数のアドレスとの対応についてのマッピング情報を記憶する第２の手段と、
ＰＬＣのサイクルタイムに同期して、第２の手段に記憶したマッピング情報に基づいてＰＬＣのメモリから該当する実変数のデータを読み出すの第３の手段と、
第３の手段で読み出され、同期した実変数のデータ同士を、第１の記憶手段に記憶した演算式に代入して仮想変数データ列を生成する第４の手段と、
第４の手段により生成された仮想変数データ列と、第２の記憶手段により読み出した実変数データ列とをモニタ装置へ送信する第５の手段と、が設けられている、ことを特徴とするデータ収集ユニット。 Monitor device and data that are connected to a PLC that executes control by executing a user program, periodically reads control data from a memory that stores data of real variables of the PLC , and displays a corresponding waveform on the display screen A data collection unit for communication,
First means for storing an arithmetic expression using two or more real variables in the PLC in correspondence with a preset virtual variable;
Second means for storing mapping information about correspondence between each real variable data string included in the arithmetic expression stored in the first means and the address of the real variable in the PLC memory;
Third means for reading out data of the corresponding real variable from the memory of the PLC based on the mapping information stored in the second means in synchronization with the cycle time of the PLC;
Is read out by the third means, the fourth means for generating a data each other real variable synchronized, virtual variable data sequence by substituting the stored arithmetic expression in the first storage means,
A fifth means for transmitting the virtual variable data string generated by the fourth means and the real variable data string read by the second storage means to the monitor device is provided. Data collection unit. 前記第１の手段は、記憶された演算式に、設定された仮想変数を使用した演算式を含み、  The first means includes an arithmetic expression using a set virtual variable in the stored arithmetic expression,
前記第４の手段は、同期した実変数のデータ同士を演算式に代入して生成した仮想変数を、前記仮想変数を使用した演算式に代入して別の仮想変数として生成する機能を有する、ことを特徴とする請求項２に記載のデータ収集ユニット。  The fourth means has a function of substituting a virtual variable generated by substituting data of synchronized real variables into an arithmetic expression, and generating as another virtual variable by substituting into the arithmetic expression using the virtual variable, The data collection unit according to claim 2.

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