JPS6027904A - プログラマブル・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】 （発明の分野） このｙｈ明は、各種の□械装置やプラン１〜のシーケン
ス制御を行なうプログラマブル・コン］−ローラに関す
る。詳細には、信号処理を高速化して制御の応答速度を
高くする技術に関する。

（発明の背坦） 周知のにうに、現在のプログラマブル・コントＩ」−ラ
は二１−リ゛プログラムの各命令を直列的に高速で逐次
実行するスキャニング式と称されるアーキテクヂＩＩに
なっている。そしてプＬ１グラミング力式には、シーケ
ンス制御を継電器ジター図で表現づる方式とフ［ｌ−ヂ
ャーｈで表現づる方式の２つが一般的である。

ラダー図方式のものでは、入力情報Ｊ３よび内部情報を
全て一点ずつ参照して制御出力を得る実行方式であり、
またフローチャ−１〜方式では、例えばへの処理を実行
中にその処理が実行不能どなると１３の処理に移り、順
次Ｃ−＞Ｄ−＝・・・と進み、最後まで一巡してからＡ
の処理に戻る実行方式である。

従ってその原１１！　にり明らかなように、ラダー図方
式では参照情報が増加するに連れてプログラムステップ
数が増加し、システムの応首が貯くなる。

また）１」−ヂ１ｚ−１〜方式で・は、作業の種類が増
えるにつれ°Ｃ１同様に応答が理くなる。

最近ではロボットヤ）工作１幾械などの制御用途の面で
、プログラマブル・−１ント１」−ラに従来Ｊ：り格段
に高い応答速度が要求されるようになってきた。しかし
、従来のｊノ−キデクヂ１７のプログラマブル・コン１
−ローラではこの要望に応えることができなかった。

（発明の目的） この発明の目的は、状態変化に応じた必要な処理のみを
実行することにより、シーケンス制御の規模が大きく−
Ｃも実質的には充分に高い制御応答速度を実現すること
ができる、新規なアーキテクチヤのプログラマブル・コ
ントローラを１是供することにある。

（発明の構成と効果） この発明に係るプログラマブル・コンｌ−ＣＩ−ラは、
作業メモリと実行条件メモリと作業実行部と実行条件監
視部とを備える。また、おこなＪ３うとするシーケンス
制御を適当なψ位に分解し、分解された各作業内容に各
別の作業番号をつり、上記作業メモリに各作業番号に対
応して作業内容を格納する。また、シーケンス制御の各
信号要素の状態に各別の状態番号をっけ、上記各作業を
どのような条件で実行さけるかをその状態番号の集合で
表Ｊ１１！する。上記実行条件メモリには各作業番号に
ヌ・］応しＣ１上記状態番８の集合（゛表現した実行部
１′１を格納Ｊる。また、このメモリの各状態番号には
ぞの状態の存否を示Ｊためのトークンをイ」随ざＩＩＣ
いる。

上記１′１栗実行部ＩＪＬ記実行条ｉ′１酩祝部から作
業番号を受け取り、その作業番号の作業内容を上記ｆｌ
ｌヅメりから読取っ一４実行Ｊる。またその作業実行後
に、その作業に関連した信号要素の状態を１閉状態番号
で実行部１′１監祝部に伝える。

まｌＪ、上記実行条件監視部は上記作業実行部から状態
番号を受（〕取り、上記実行部１′１メモリ中の上記１
〜−クンのうら受り取った状態番号にイζ」随した！−
−クンをセラ１−ツる。同時に、実行条件メモリにＪ３
りる各作業番号に対応した状ｒＰＡ番号群のトークンが
全てセラ１〜されているものを探し、該当づる作業番号
を上記作業実行部に伝える。

この構成によれば、状態変化に応じ−Ｃ実行覆る必要の
ある作業のみが実行される。そのため、従来のスキャニ
ング方式のように状態の如何にかかわらず全命令（作業
）を直列逐次実行づるものに比べ、総合的な処理時間は
非常に知−くなり、その結果制御の応答速度を充分に高
くすることができる。

（実施例の説明） 第１図はこの５５明の一実施例によるプ［］グラマプル
・コンｉ・ローラのハードウェア構成を示している。こ
のプログラマブル・コントローラは前述したように、作
業メモリ１と実行条イ′１メモリ２と作業実行部３と実
行部１′１監視部４と外部入出力信号のインターフェイ
ス５とを備える。作業実行部３は、複数の作業を同時並
行して実行でさるように、複数のプロセッサ３１．３１
．・・・から４１．ｊ成される。作業メモリ１は作業尖
（７部３の各プロセラυ３１に対応して１つずつ設けら
れている。各作業メモリ１は全く同一のもので、その内
容も同一である。実行条件メモリ２はマルヂボート連想
メモリからなり、実行部１′］監視部４にＪ：ってアク
セスされる。

第２図は作業実行部３の各プロはツｖ３１の処埋内容と
実行來１′１監視部４の処ｌｊｌ＋内容を示Ｊフロ＝ブ
ヤートである。

作業実１ｊ部３にＪＪ　１する仕事のないプ［１ゼツ４
）３１は監視部４に対して実行すべ諧作業番号を要求づ
る（ステップ３０１）。監視部４はステップ４０１で、
実行部ｆｔの整った（該当１−一クンが全て１１１つだ
）・の作業番号を実行部１１メモリ２から探している。

前記実行部３からの作業番号の要求は監視部４のステッ
プ４０２で〈【ノ付番ノられ、監視部４はステップ４０
３に進み、実行部３の要求を出したプロ廿ツリ３１に実
行部べさｆｒ：　５１．　Ｍｆ３を伝える（同時に、実
行条件メモリ２のその作業番号に対応Ｊる仝での１−−
クンをリセツ＋−ｙる）。

要求を出したブロセツ舊す３１はステップ３０２゜３０
３で実行部４から送られてくるｆｒ業番号を受Ｕ取り、
次のステップ３０４でその（’ｌ業Ｍ号に該当づる作業
内容を作業メモリ１から読取って、その作業を実行する
。続いてステップ３０５で実行した作業に関連づる信号
要素の状態を監視部４に伝える。この状態番号はステッ
プ４０５．４０６で監視部４に受け取られる。監視部４
はステップ４０６で、実行部４′１メモリ２中のトーク
ンのうち受け取った状態番号に該当り−るトークンをセ
ットする。実行部３および監視部４は以上の動作を繰り
返す。

次に具体的な・シーケンス制御例をあげて、この発明の
プログラマブル・コン］−ローラのプログラム方式およ
びその実行過程を訂細に説明Ｊる。

第３図（Ａ＞に示すように、コンベア８１で搬送される
バイブ８２の長さが所定範囲内に収まっているか否かを
、３つの光電スイッチＰＤ１．ＰＤ２．ＰＤ３で検出し
、一定時間弁別出力を出Ｍ制御について説明する。同図
（Δ）において、バイブ８２の先端が光電スイッチＰＤ
１で検出されてこれがオンになったとき、そのバイブ８
２の長さがＬ１以上で１１　＋　１２以下である場合、
光電スイッチＰＤ２がオンでＰＯ３がオフである。バイ
ブ８２がし１以下であると、ＰＤｌがオンになったとき
に、ＰＯ２およびＰＯ３はともにオフである。またバイ
ブ８２が１１　＋ｔ−２以上であれば、Ｐ１〕１がオン
になったとき、Ｐ　ｌ）’　２　Ｊ３　Ｊ、ひＰＯ３が
としにオンである。このようにして７．ｉノかすぎるバ
イブおＪ、び艮づぎるバイブを検出し、この不良バイブ
の検出信号を一定時間出力するようにする。

第３図（Ｂ）は上記の制御を行なうための継電器ラダー
図である。ここで１０．ＦＯ，Ｅｌはそれぞれリレーで
、Ｔ１はタイマである。上述の知かずぎるバイブが検出
されたときリレー［０がオンとなり、タイマ］−１が一
定時間だり動作する。

また良づぎるバイブが検出されたときリレー［１がオン
となり、やはりタイマ］−１が一定時間だ【プＩＪＪ作
する。

この発明の１［１グラマプル・二ｌント［１−）では、
上記の制御を行なうのに次のようにプログラムがｆ＋ら
れる。第４図（△）（Ｂ）は」記の例に合Ｕた作業メモ
リーの内容と実行条イ′１メモリ２の内容を示し−Ｃい
る。−１ｘ記の制ｔ８１１を１ｊなうための処理を曳 第４図（Δ）に示すように１１の作業に分解し、各１′
［業内容にＷ１〜Ｗ１１という個別の作業番号をつりる
。作業メモリーには、各作業番号に対応してそれぞれの
作業内容を示すデータが格納される。第４図（Ａ）にお
いて、例えば作業番号Ｗ１は光電スイッチＰＤＩの出力
がオンかオフかをり−ヂする作業であり、Ｗ４はリレー
ＥＯをオンにする作業であり、Ｗ８はタイマＴ１をオン
にする作業である。

またこの発明のプログラマブル・コント１コーラでは、
シーケンス制御の各信号要素の状態に対して状態番号と
いう概念を導入Ｊる。状態番号が何を愚昧するかを第４
図（Ｃ）に表にして示している。この例では＄１〜Ｓ１
３までの１３個の状態番号がある。例えば、状態番号Ｓ
１はリレー１０がオフの状態に対応し、Ｓ２はリレー１
０がオンの状態に対応し、Ｓ３は光電スイッチＰＤ１の
出力がオンの状態に対応し、・・・・・・８１０はタイ
マＴ１がタイムアツプした状態に対応する。その他は（
Ｃ）の表に記述した通りである。

実行条件メモリ２には、各作業番号Ｗ１〜Ｗ１１に対応
して、その番号の作業をどのような条件が整ったら実行
するかを示す状態番号群が設定ざれる。第４図（１３）
にＪ３いて、例えば作５￥番号Ｗ４の実１−ｊ条１′１
どしＣ状態番′；シＳ４，８２．Ｓ５゜Ｓ６が設定され
ており、これら４つの状態が全て整ったといに作業岳シ
づＷ４の作業を実行部ることを示している。

また、第４図（１３）において各状態番号ＳＩにイ」随
して一つ（）られている（　）は、その状態番号の状態
の（ｒ否を示Ｊためのトークンを表わし−Ｃいる（　）
内の“１″はその１−一クンがしットされていることを
表わし、（）内の”　ｏ　”はトークンがりしツ１へさ
れていることを表わしている。例えば実行部３から状態
番号Ｓ５が監視部４に伝えられると、監視部４は実行条
イ１メ七り２中の状態Ｍ号＄５に付随した１ヘークンを
セラｌ−Ｊる。

また監視部４は、実行条件メモリ２の各作業番号に対応
した実行部（Ｉ　Ｊ−リアに設定されＣいる１へ一クン
が全てしツトされているものを探り。例えば８１２と３
１３の１−−クンがともにセットされている場合、作ｆ
ｆｉ？ｆｔＨＷ１０の実行部１′１が整ったことになり
、この番号Ｗ１０を前述のにうに実行部３に伝える。

第４図（Ｂ）に１、シた各トークンの状態は制御開始詩
の初期状態である。この状態から制御は次のように進む
。監視部４は実行部１′１メ［す２から作業番号Ｗ１の
実行条件が揃っている（状態番号Ｓ１の１〜−クンがセ
ラ１−されている）を検出し、この作業番号Ｗ１を実行
部３におｔノるあるブロヒッリ３１に伝えると同時に、
Ｗｌの実行部１′１エリアのｈ−クンを全て（１つしか
ないが〉をリレツｌ〜する。ブロセッ＋Ｊ３１は作業番
号Ｗ１を受（プ取り、作業メモリ１７］曹うその内容を
取込み、光電スイッチＰＤＩの出力をサーチづるという
作業を実行する。その結果ＰＤＩがオンであれば、ＰＤ
ｌ−オンに対応Ｍる状態番号Ｓ３を監視部４に伝え、Ｐ
Ｄｌがオフである場合は状態番号Ｓ１を監視部４に伝え
る。後者の場合は実行条イ′１メ七り２における状態番
号Ｓ１のｉ〜−クンが丙びセラ１へされ、作業番号Ｗ１
の作業が再び実行されることになる。

ＰＤｌがオンの場合、状態番号８３の１−−クンがセッ
トされ、これで作業番号Ｗ３の実行条件が整ったことに
４．７つ、Ｗ３の作業が実ｉｊ部３でプｉｊされる。つ
まり、光電スイッチｌ：）Ｉ）　２と１〕Ｄ３の出力か
オンかオフかをそれぞれり−−ｆＪる。この作業の実行
の結果、（ａ）Ｐｉ）２がオンでＰＯ２がオフの場合は
状態番号Ｓ７と８６をＩ！ｉｉ視部４に伝え、（ｂ）Ｐ
Ｏ２とＰＯ２がともにオフの場合ＩＪ状態番号Ｓ５と８
６を監視部４に伝え、（Ｃ）１）　Ｄ　２とＰ１〕３が
ともにオンの場合は状態番号Ｓ７と８８を監視部４に伝
える。これを受りて実行条件メ［す２の該当する状態番
号の１〜−クンがセラ１−される。

（ａ）の１９合、次に作業番号Ｗ１１の実行部１′１が
整い、その作業（リレー１０をオフにする）が実ＩＪさ
れ、状態番号Ｓ１のトークンがレットされる。これで初
期状態に戻ったことになる。

（１１）の場合、作業番″？３Ｗ４の実１１条１′１が
整い、リレー［０をオンにする作業が実行され、状態番
Ｖｊ　Ｓ　９の１−一クンがセットされる。づると作業
番号Ｗ６どＷｌの実行糸イ′１が整い、それぞれの作業
が実行される。ＷｌのＩ’ｌ’−１ｆｆ４はリレー１０
をオフにする作業で、これの終了後に状態ｍ　Ｙ’ＣＳ
　１のトークンがセットされる。Ｗ６の作業ではタイマ
１−１を起動し、これがタイムアツプづ−るのを待ち、
タイムアツプすると、状態番号８１０が監視部４に伝え
られ、８１０の１・−クンがセットされる。すると今度
は作業番号Ｗ８の実行条件が整い、タイマＴ１をオンに
づ−る作業、すなわちタイ−７Ｔ１の常閉接点をオフに
する作業が実行され、その後状態番号Ｓ１１の１−−ク
ンがセットされる。づると今度は作業番号Ｗ９の実行条
件が整い、リレーＥＯとＥｌをオフにする作業が実行さ
れ、その後状態番号Ｓ１２とＳ１３のトークンがセラ１
−される。

すると今度は作業番号Ｗ１０の実行糸イ′１が整い、タ
イマＴ１をオフにする作業、ずなわらその常閉接点を閉
じる作業が実行され、その後状態番号Ｓ４の１−−クン
がセットされる。これで？ｌｌＪ期状態に戻ったことに
なる。

（Ｃ）の場合、まず作業番号Ｗ５の実行糸イ′１が整い
、リレーＥ１をオンにする作業が実行され、その後は（
ｂ）と同様に制御が進む。

この−二うに、本発明のプログラマフル・二１ン］−ロ
ーラｒ　ＧＪｌ、制御プログラムを多数の作業むＹに細
分化し、これらの作業が実行されるべき条１′１を状ｆ
ル番号の集合で与え、上記１〜−クンの制御によりその
時５ｊ、【で必要なブ１−Ｉグラムだ（）が動作づるこ
とになる。先の制御例にＪ５いて、前述した初期状態で
は光電スイッチＰ　Ｄ　１の変化を検出する処１！１１
のみが行な４つれており、従ってＰ　Ｄ　１の出力変化
に（ｄｉめＣ高速に応答りることができる。これに対し
−Ｃ祥来のラダー図り式やソロ−チャー１〜方式では、
９体のゾＩ］グラムを１同大行Ｊるｆ（目こ［〕Ｄ１の
出力変ＩＬを兄（いることになり、１〕Ｄ１の出力変化
に対Ｊる応答が近いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるプ［１グラマプル・
〕ン１〜〇−ラのハードウェア４ｔ１成を示Ｊ−ブＬ１
ツク図、第２図は第１図にＪ３１Ｊる作業実行部３およ
び実行条件監視部４の処理内容を示ずフローチｐ　−１
・、第３図はこの発明の詳細な説明覆るための制御例を
示す図、第４図は第３図の制御を実行するだめのプログ
ラムと状態番号の説明表である。 １・・・作業メモリ ２・・・実行条件メモリ ３・・・作業実行部 ４・・・実行条件監視部 ５・・・入出力インターフｌイス 特許出願人 立石電機株式会ｄ 第２図 〔イ￥１１う→ＦＰ］ 〔知Ｗｆ７−、併監撞舒〕

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）作業メモリと、実行部１′１メ七りと、作業実１
   ］部と、実行部１′１監視部とを有し；シーケンス制御
   の分解された各作業内容に各別の作業番号かつＧＪられ
   、上記作業メモリに（Ｊ　８作業番号に対応し゛Ｃ各作
   業内容が格納されニジ−ケンス制御の各信号要素の状態
   に各別の状態１　ｇがつ（プられ、上記各作業をどのＪ
   、うな条１′１で実行さＵるかが上記状態番号の集合Ｃ
   表現されて上記各作業番シ３１こ対応して」−肥大（１
   条１′１メモリに格納され、かつ上記実行条件メモリの
   各状態番舅にその状態の存否を示寸ための１・−クンが
   付随されており； 上記作業実行部は、上記実行部（’ｌ　ｔ！：、視部か
   ら作業番号を受（プ取り、その作業番号の作業内容を上
   記作業メモリから読取って実行する１段と、その作業実
   行後にその作業に関連した信号要素の状態を上記状態番
   号で上記実行条件監視部に伝える手段とを含み： 上記実行条イ′１監視部は、上記作業実行部から状態番
   号を受け取り、上記実行条件メモリ中の上記トークンの
   うら受Ｇノ取った状態番号に付随した１−−クンをセラ
   ｌ−する手段と、上記実行部Ｃ１メモリにお【プる各作
   業番号に対応した状態番号［Ｙの１・〜クンが全てセッ
   トされているしのを探し、該当乃る作業番号を上記作業
   実行部に伝える手段とを含む： ことを特徴とするプログラマブル・コント［Ｊ〜う。