WO2012056537A1 - プログラマブルコントローラ - Google Patents

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WO2012056537A1
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石川　博一
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三菱電機株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/10—Active monitoring, e.g. heartbeat, ping or trace-route
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/05—Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F15/00—Digital computers in general; Data processing equipment in general

Definitions

  • the present invention relates to a programmable controller (PLC) that controls industrial equipment.
  • PLC programmable controller
  • Some PLCs can connect a host device such as a personal computer (hereinafter referred to as a personal computer) or a programmable display via a network.
  • a host device such as a personal computer (hereinafter referred to as a personal computer) or a programmable display via a network.
  • a network communication system for example, Ethernet (registered trademark) is used.
  • the connected host device accesses the PLC using various applications.
  • the required response speed varies depending on the type of application.
  • an application constituting the programming display device needs a high-speed response due to the property of monitoring the device value of the PLC in real time.
  • production management software that collects production data at intervals of a certain long span such as one day does not require a response as fast as an application that performs real-time monitoring.
  • some applications connected to the PLC require a high-speed response and others do not.
  • Patent Document 1 discloses a technique capable of setting a transmission priority for a physical port of a communication apparatus.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to obtain a programmable controller that can preferentially respond to an application that requires a high-speed response.
  • the present invention includes an input / output memory area for storing a device value, and when a device value request is received from a connected higher-level device, the requested device A programmable controller that responds with a value, establishing a connection for each application being executed in the host device, receiving a request from the host device via the connection for each established application, and sending the request to the host device A connection unit that transmits a response; a communication buffer that temporarily stores a request received by the connection unit for each connection; a request processing unit that reads a device value requested from the host device from the input / output memory area; and a connection A priority storage area for storing each priority setting, and the communication buffer A communication scheduling unit that sequentially acquires requests, transfers the acquired request to the request processing unit, and transfers a device value read by the request processing unit corresponding to the transferred request to the connection unit as a response; The communication scheduling unit obtains a request from the communication buffer at a higher frequency for a connection having a higher
  • the programmable controller according to the present invention executes a communication process related to a connection with a high priority as frequently as possible, so that it is possible to preferentially respond to an application that requires a high-speed response.
  • FIG. 1 is a diagram showing how the PLC according to the embodiment of the present invention is used.
  • FIG. 2 is a flowchart for explaining the characteristics of the communication processing with the host device in the PLC according to the comparative example.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating the characteristics of the PLC communication processing according to the embodiment of this invention.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a hardware configuration example of the PLC according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating the functional configuration of the PLC according to the embodiment of this invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the data structure of the priority information.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a priority information creation screen.
  • FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation of the PLC according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing how the PLC according to the embodiment of the present invention is used.
  • the PLC 1 has a plurality of personal computers (two personal computers 3a and 3b here) connected via a network via a network hub 2.
  • Ethernet registered trademark
  • the application a and the application b are executed on the personal computer 3a
  • the application c is executed on the personal computer 3b.
  • the applications a, b, and c issue a request to the PLC 1, and the PLC 1 returns a response to the request issuer.
  • the request is a device value read request
  • the response is a read requested device value read from an input / output memory area of the device.
  • the personal computers 3a and 3b (applications a, b, and c) function as a host device of the PLC 1.
  • devices that function as the host device of the PLC 1 include a programmable display in addition to a personal computer.
  • FIG. 2 is a flowchart for explaining the characteristics of the communication process with the host device in the PLC compared with the present embodiment. More specifically, the communication processing refers to an operation of reading a request from a host device stored in the PLC communication buffer and returning a response. The example shown in this flowchart is referred to as a comparative example.
  • the process related to one scan including the ladder execution process, the end process, and the service process is cyclically performed as in steps S1 to S3, steps S4 to S6, and steps S7 to S9. Executed. Following the scans in steps S7 to S9, the scans in steps S1 to S3 are executed.
  • the ladder execution process steps S1, S4, S7
  • the user program is executed
  • the end process steps S2, S5, S8
  • the service processing steps S3, S6, S9, communication processing with the host device is executed.
  • the CPU time allocated for service processing is limited to a certain time. Therefore, here, in the case where 16 connections (connections) are made with the application of the higher-level device, five connections (connections) of the 16 connections are made in the service process (step S3) of the first scan. No. 1 to 5) is performed, and the second scan service process (step S6) is performed for the next five connections (connection Nos. 6 to 10), and the third service process is performed. In (step S9), the communication processing for the last six connections (connection Nos. 11 to 16) is performed. Thus, according to the comparative example, the communication processing for all the connections is completed through a plurality of scans. In addition, communication processing is executed with the same frequency for each connection.
  • the communication speed required for each application connected to the PLC 1 is different.
  • the frequency of performing communication processing is changed according to the priority set for each application, and as a result, the response speed can be changed.
  • FIG. 3 is a flowchart for explaining the characteristics of the communication processing according to the embodiment of the present invention.
  • ladder execution processing, end processing, and service processing are executed in each scan.
  • three levels of priority are set for each connection.
  • connection No. For applications connected through 1 and 16, the priority is “high” and the connection number is set to “No”.
  • the priority For applications connected by 2 and 3, the priority is “medium” and the connection No.
  • the priority “low” is set for the application connected by 6.
  • the communication process related to the connection with the high priority is executed in the service process (steps S13 and S16) in two scans out of the three scans, and the communication process related to the connection with the medium priority.
  • the communication process related to the connection with the priority “low” is executed in the service process at each time interval set in advance by the user (here, executed in the service process in step S19).
  • communication processing with an application operating on a connected device is executed at a frequency based on a preset priority, and an application with a higher priority is set. A response can be returned at high speed.
  • high, low, and medium are set as the communication priorities for the applications a, b, and c in the PLC 1, respectively.
  • the PLC 1 performs communication processing with the highest priority application a at the highest frequency, and performs communication processing with the application c with priority at a frequency lower than that of the application a. Further, the PLC 1 executes communication processing with the low-priority application b at a time interval (interval time) set in advance by the user, which is lower than the communication processing interval of the application c.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a hardware configuration example of the PLC 1 according to the present embodiment.
  • the PLC 1 is similar to a normal computer having a CPU (Central Processing Unit) 11, a ROM (Read Only Memory) 12, a RAM (Random Access Memory) 13, and a communication interface (I / F) 14. It has the composition of.
  • the CPU 11, the ROM 12, the RAM 13, and the communication I / F 14 are connected to each other via a bus line.
  • the ROM 12 stores a system program 15 of the PLC 1 and a user program 16 created by the user.
  • the system program 15 executes priority management of communication processing during service processing described above as part of resource management of the PLC 1.
  • the user program 16 is executed by the CPU 11 during the ladder execution process.
  • the RAM 13 has a program development area, a work area area, an input / output memory area, and the like.
  • CPU 11 executes system program 15 and user program 16. Specifically, the system program 15 and the user program 16 are loaded into a program development area that is read from the ROM 12 and secured in the RAM 13. The CPU 11 executes a system program 15 expanded in the RAM 22 to realize a function described later, and executes communication processing based on priority in service processing. In the ladder execution process, the CPU 11 executes the user program 16 expanded in the RAM 13. The CPU 11 executes input / output of the device value stored in the input / output memory area by executing end processing.
  • the communication I / F 14 is a connection interface for the PLC 1 to connect to a network, and is a generic term for a network controller unit and a physical connector.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the functional configuration of the PLC 1 according to the embodiment of the present invention realized by executing the system program 15.
  • the PLC 1 includes a connection unit 21, a communication scheduling unit 22, a system main unit (request processing unit) 23, a time measuring unit 24, a priority storage area 26, and a set time storage area 27.
  • the connection unit 21, the communication scheduling unit 22, the system main unit 23, the time measuring unit 24, the priority storage area 26, and the set time storage area 27 are formed in the RAM 13.
  • the connection unit 21 includes a communication buffer 25.
  • the communication I / F 14 may include a storage device such as a memory or a register, and the connection unit 21 may use the storage device as the communication buffer 25.
  • the system main unit 23 performs basic control including resource management of the PLC 1.
  • the system main unit 23 reads the device value requested by the request received by the connection unit 21 from the input / output memory area in the RAM 13.
  • the communication buffer 25 is a buffer memory for communication with the host device. Requests from the host device are temporarily stored (buffered) in the communication buffer 25.
  • the connection unit 21 establishes a connection by associating the Internet protocol (IP) address and port number of the higher-level device to be connected with the port number of the own PLC 1, and sends a request from the higher-level device to the communication buffer 25. Buffering and transmission of a response generated by the system main unit 23 to the host device are executed for each connection.
  • IP Internet protocol
  • a communication protocol for establishing a connection a general communication protocol such as a BSD socket can be adopted, or a dedicated communication protocol can be created and adopted. Further, any communication protocol that will be developed in the future can be adopted.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a data structure of the priority information stored in the priority storage area 26.
  • the priority information 28 has a data structure in which a connection identification number and a priority are associated with each connection.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of a creation screen for the priority information 28 in the programming device.
  • the protocol the port number of the own station (own PLC 1), the IP address of the communication partner (the host device to be connected), the port number of the communication partner (the application executed on the host device) A table with fields to enter the port number to use) and priority.
  • the user can set up to 16 connections and priorities for each connection by inputting desired values in this table.
  • the priority information 28 is registered based on the information input on the creation screen, and the connection unit 21 establishes a connection.
  • the set time storage area 27 stores the setting of the interval time for executing the communication process related to the connection with the priority “low”.
  • the interval time is set by a programming device or the like as with the priority.
  • Time counter 24 counts elapsed time.
  • the communication scheduling unit 22 refers to the priority information 28 stored in the priority storage area 26 or refers to the count value of the timer unit 24 and sets the interval time set in the set time storage area 27. After confirming that it has passed, select a connection to execute communication processing. Then, a request for the selected connection is acquired from the communication buffer 25, and the acquired request is transferred to the system main unit 23. Further, the communication scheduling unit 22 transfers the device value read by the system main unit 23 in response to the request transferred from the communication buffer 25 to the system main unit 23 to the connection unit 21 as a response.
  • FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation of the PLC 1 according to the embodiment of the present invention.
  • the communication scheduling unit 22 refers to the priority information 28 and refers to the priority of all the connections in the set time storage area 27.
  • the set interval time is acquired (step S21).
  • the connection unit 21 establishes a connection with the higher-level device, but the description of the operation is omitted here.
  • 10 sec is set as the interval time in the set time storage area 27.
  • step S22 The loop process from step S22 to step S32 is executed by dividing it into one or more scans in the service process. This is because the CPU time allocated to the communication process in one scan is limited to the user's desired time.
  • the communication scheduling unit 22 acquires one request relating to the connection with the priority “high” from the communication buffer 25 (step S22) and passes it to the system main unit 23 (step S23).
  • the communication scheduling unit 22 transfers the received response to the connection unit 21, and the connection unit 21 transmits the transferred response to the higher-level device (step). S24).
  • step S25 the communication scheduling unit 22 determines whether or not all the communication processes related to the high priority connection have been executed (step S25), and if there is an unexecuted communication process (step S25, No), step The process proceeds to S22.
  • Step S25 When all the communication processes related to the connection with the high priority are executed (step S25, Yes), the communication scheduling unit 22 determines whether or not all the communication processes related to the connection with the high priority are executed twice. (Step S26), and when the execution has not been completed twice (No at Step S26), the process proceeds to Step S22.
  • step S26 When all the communication processing related to the connection with the priority “high” is executed twice (step S26, Yes), the communication scheduling unit 22 acquires one request related to the connection with the priority “medium” (step S27). ). Then, the communication scheduling unit 22 passes the acquired request to the system main unit 23 (step S28). When receiving a response corresponding to the request passed from the system main unit 23, the communication scheduling unit 22 transfers the received response to the connection unit 21, and the connection unit 21 transmits the transferred response to the higher-level device (step). S29).
  • the communication scheduling unit 22 determines whether or not all communication processes related to the connection with the priority “medium” have been executed (step S30), and when the execution has not been completed (step S30, No), step S27. Migrate to
  • step S30 When all the communication processes related to the connection with the priority “medium” are executed (step S30, Yes), the communication scheduling unit 22 refers to the count value of the time measuring unit 24 and performs the communication related to the connection with the priority “low”. It is determined whether 10 seconds have elapsed since the last execution of the process (step S31). When 10 seconds have not elapsed (No at Step S31), the process proceeds to Step S22.
  • the communication scheduling unit 22 makes one request related to the low priority connection. Obtain (step S32). Then, the communication scheduling unit 22 passes the acquired request to the system main unit 23 (step S33). When receiving a response corresponding to the request passed from the system main unit 23, the communication scheduling unit 22 transfers the received response to the connection unit 21, and the connection unit 21 transmits the transferred response to the higher-level device (step). S34).
  • step S35 determines whether or not all the communication processing related to the connection with the priority “low” has been executed (step S35), and when the execution has not been completed (step S35, No), step S32 Migrate to When all the communication processes related to the connection with the priority “low” are executed (step S35, Yes), the process proceeds to step S22.
  • the priority can be set to three levels of “high”, “medium”, and “low”, but it is also possible to set a priority of multiple levels other than the three levels. I do not care.
  • the frequency of communication processing for connections with priority set to “low” is specified by the interval time setting, but connections for other priority levels other than “low” are also set to interval.
  • the frequency may be defined by setting the time.
  • connection for all priorities may be defined by the number of communication processes as in the case of the connections having the high and medium priorities described above instead of setting the interval time. . That is, for example, a communication process for a connection with a high priority is executed three times, a communication process for a connection with a medium priority is executed twice, and a connection with a low priority is executed. The communication processing related to is executed once.
  • connection unit 21 that receives a request from a higher-level device and transmits a response to the higher-level device via a connection for each application, and the request received by the connection unit 21
  • Communication buffer 25 for temporarily storing the connection for each connection
  • system main part (request processing unit) 23 for reading the device value requested from the host device from the input / output memory area, and priority for storing the priority setting for each connection
  • a storage area 26 and a communication scheduling unit 22 that sequentially acquires requests from the communication buffer, transfers them to the request processing unit 23, and transfers the device values read by the system main unit 23 to the connection unit 21 as a response.
  • the scheduling unit 22 is a connection having a high priority set in the priority storage area 26. Since the request is acquired from the communication buffer 25 at a high frequency, the communication processing related to a connection with a high priority is executed at a high frequency, so it is given priority to an application that requires a high-speed response. Will be able to respond.
  • the timer unit 24 for counting the elapsed time and the set time storage area 27 for storing the setting of the interval time are further provided, and the communication scheduling unit 22 refers to the count value of the timer unit 24 to set the set time storage area It is determined whether or not the interval time set in 27 has elapsed, and when the interval time has elapsed, a request relating to a connection for which a specific priority is set in the priority storage area is acquired from the communication buffer 25.
  • the user can execute communication processing at a desired time interval for a specific application.
  • the programmable controller according to the present invention is suitable for application to a programmable controller that controls industrial equipment.

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Abstract

　高速な応答を必要するアプリケーションに対して優先的に応答できるようにするために、アプリケーション毎のコネクションを介して上位装置からの要求の受信および上位装置への応答の送信を行うコネクション部２１と、コネクション部２１が受信した要求をコネクション毎に一時記憶する通信バッファ２５と、上位装置から要求されたデバイス値を入出力メモリ領域から読み出すシステム主要部（要求処理部）２３と、コネクション毎の優先度の設定を記憶する優先度記憶領域２６と、通信バッファ２５から要求を逐次取得してシステム主要部２３に転送し、システム主要部２３が読み出したデバイス値を応答としてコネクション部２１に転送する通信スケジューリング部２２と、を備え、通信スケジューリング部２２は、優先度記憶領域２６に設定されている優先度が高いコネクションほど高い頻度で要求を取得する。

Description

プログラマブルコントローラ
　本発明は、産業用機器を制御するプログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）に関する。
　ＰＬＣには、ネットワークを介してパーソナルコンピュータ（以下、パソコン）やプログラマブル表示器など上位装置を接続できるものがある。ネットワークの通信方式としては、例えばイーサネット（登録商標）が用いられる。接続された上位装置は種々のアプリケーションを用いてＰＬＣにアクセスを行う。
　ここで、アプリケーションの種類によって必要とする応答速度が異なる。例えば、プログラミング表示器を構成するアプリケーションは、ＰＬＣのデバイス値をリアルタイムにモニタリングする性質上、高速な応答が必要となる。また、１dayなどある程度長いスパンの周期毎に生産データなどを収集する生産管理ソフトは、リアルタイムモニタリングを行うアプリケーションほどは高速な応答を必要としない。このように、ＰＬＣに接続するアプリケーションには、高速な応答を必要とするものやそうでないものがある。
　しかしながら、高速高精度の制御を行うことが求められるＰＬＣでは、上位装置との間の通信に割り当てられるＣＰＵ時間が限られている。したがって、ＰＬＣ側で高速な応答を要求するアプリケーションに対して優先的に応答できるようにする仕組みの実装が求められる。
　この要望に関連する技術として、例えば特許文献１には、通信装置の物理ポートに対して伝送優先度を設定できる技術が開示されている。
特開２０１０－１０９５６８号公報
　しかしながら、上記従来の技術によれば、物理ポートに対して優先度を設けるようになっているので、例えば１つのコンピュータ上で動作する複数のアプリケーションが通信する場合、当該複数のアプリケーションは全て同一の優先度が適用されてしまうという問題があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高速な応答を必要するアプリケーションに対して優先的に応答できるプログラマブルコントローラを得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、デバイス値を格納する入出力メモリ領域を備え、接続されている上位装置からデバイス値の要求を受信したとき、要求されたデバイス値を応答するプログラマブルコントローラであって、前記上位装置で実行されているアプリケーション毎にコネクションを確立し、前記確立したアプリケーション毎のコネクションを介して前記上位装置からの要求の受信および前記上位装置への応答の送信を行うコネクション部と、前記コネクション部が受信した要求をコネクション毎に一時記憶する通信バッファと、前記上位装置から要求されたデバイス値を前記入出力メモリ領域から読み出す要求処理部と、コネクション毎の優先度の設定を記憶する優先度記憶領域と、前記通信バッファから要求を逐次取得して前記取得した要求を前記要求処理部に転送し、前記転送した要求に対応する前記要求処理部が読み出したデバイス値を応答として前記コネクション部に転送する通信スケジューリング部と、を備え、前記通信スケジューリング部は、前記優先度記憶領域に設定されている優先度が高いコネクションほど高い頻度で前記通信バッファから要求を取得する、ことを特徴とする。
　本発明にかかるプログラマブルコントローラは、高い優先度が設定されたコネクションにかかる通信処理ほど高い頻度で実行するので、高速な応答を必要するアプリケーションに対して優先的に応答できるという効果を奏する。
図１は、本発明にかかる実施の形態のＰＬＣの使用の様態を示す図である。 図２は、比較例にかかるＰＬＣにおける上位装置との間の通信処理の特徴を説明するフローチャートである。 図３は、本発明の実施の形態のＰＬＣの通信処理の特徴を説明するフローチャートである。 図４は、本実施の形態のＰＬＣのハードウェア構成例を説明する図である。 図５は、本発明の実施の形態のＰＬＣの機能構成を説明する図である。 図６は、優先度情報のデータ構造の一例を示す図である。 図７は、優先度情報の作成画面の一例を示す図である。 図８は、本発明の実施の形態のＰＬＣの動作を説明するフローチャートである。
　以下に、本発明にかかるＰＬＣの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態．
　図１は、本発明にかかる実施の形態のＰＬＣの使用の様態を示す図である。図示するように、ＰＬＣ１は、ネットワークハブ２を介してパソコンが複数（ここでは２台のパソコン３ａ、３ｂ）にネットワークを介して接続されている。ネットワークの通信方式には例えばイーサネット（登録商標）が採用される。そして、パソコン３ａではアプリケーションａとアプリケーションｂとが実行されており、パソコン３ｂではアプリケーションｃが実行されている。アプリケーションａ、ｂ、ｃは、ＰＬＣ１に対して要求を発行し、ＰＬＣ１は要求発行元に対して応答を返す。要求とは、デバイス値の読み出し要求であり、応答とは、自身が備える入出力メモリ領域から読み出した、読み出し要求されたデバイス値である。すなわち、パソコン３ａ、３ｂ（アプリケーションａ、ｂ、ｃ）はＰＬＣ１の上位装置として機能する。なお、ＰＬＣ１の上位装置として機能する装置には、パソコンのほかには、プログラマブル表示器などがある。
　図２は、本実施の形態と比較されるＰＬＣにおける上位装置との間の通信処理の特徴を説明するフローチャートである。通信処理とは、より詳しくは、ＰＬＣの通信バッファに蓄積された上位装置からの要求を読み出して応答を返す動作をいう。なお、このフローチャートに示す例を比較例ということとする。
　比較例によれば、ＰＬＣでは、ラダー実行処理、エンド処理、およびサービス処理により構成される１スキャンにかかる処理が、ステップＳ１～Ｓ３、ステップＳ４～Ｓ６、ステップＳ７～Ｓ９のようにサイクリックに実行される。ステップＳ７～Ｓ９のスキャンの次はステップＳ１～Ｓ３のスキャンが実行される。ラダー実行処理（ステップＳ１、Ｓ４、Ｓ７）においてはユーザプログラムが実行され、エンド処理（ステップＳ２、Ｓ５、Ｓ８）においてはユーザプログラムの演算結果を入出力メモリ領域に反映させる処理が実行される。サービス処理（ステップＳ３、Ｓ６、Ｓ９）においては、上位装置との通信処理が実行される。
　サービス処理に割り当てられているＣＰＵ時間は一定時間に限られている。したがって、ここでは、上位装置のアプリケーションとの間で１６個の接続（コネクション）がなされている場合、１回目のスキャンのサービス処理（ステップＳ３）で１６個のコネクションのうちの５つのコネクション（コネクションＮｏ．１～５）にかかる通信処理がなされ、２回目のスキャンのサービス処理（ステップＳ６）で次の５つのコネクション（コネクションＮｏ．６～１０）にかかる通信処理がなされ、３回目のサービス処理（ステップＳ９）において最後の６つのコネクション（コネクションＮｏ．１１～１６）にかかる通信処理がなされる。このように、比較例によれば、複数スキャンによって全てのコネクションの通信処理が一通り完了する。また、各コネクションに対して同じ頻度で通信処理が実行される。
　前述のように、ＰＬＣ１に接続されるアプリケーション毎に必要とする通信速度が異なる。しかしながら、図２の比較例では、どのアプリケーションに対しても３スキャンに１回の頻度で通信処理を行うので、全アプリケーションに対して同じ応答速度で通信を行うこととなってしまう。そこで、本発明の実施の形態では、アプリケーション毎に設定された優先度に応じて通信処理を行う頻度を変化させ、結果として応答速度を変化させることができるようにした。
　図３は、本発明の実施の形態の通信処理の特徴を説明するフローチャートである。図示するように、本発明の実施の形態によれば、比較例と同じく、各スキャンでラダー実行処理、エンド処理、およびサービス処理が実行される。そして、コネクション毎に３段階の優先度が設定される。ここでは、コネクションＮｏ．１および１６により接続されるアプリケーションに対しては優先度「高」、コネクションＮｏ．２および３により接続されるアプリケーションに対しては優先度「中」、コネクションＮｏ．６により接続されるアプリケーションに対しては優先度「低」が設定されている。そして、優先度「高」のコネクションにかかる通信処理は、３回のスキャンのうちの２回のスキャンにおけるサービス処理（ステップＳ１３、１６）で実行され、優先度「中」のコネクションにかかる通信処理は３回のスキャンのうちの１回のスキャンにおけるサービス処理（ステップＳ１９）で実行される。そして、優先度「低」のコネクションにかかる通信処理は、ユーザにより予め設定された時間間隔毎にサービス処理において実行される（ここではステップＳ１９のサービス処理で実行されている）。このように、本実施の形態では、接続機器上で動作しているアプリケーションとの間の通信処理が夫々予め設定された優先度に基づいた頻度で実行され、優先度が高く設定されたアプリケーションほど高速に応答を返すことができるようになっている。
　図１の例では、ＰＬＣ１には、アプリケーションａ、ｂ、ｃに対する通信優先度として、高、低、中が夫々設定されている。ＰＬＣ１は、優先度高のアプリケーションａとの間で最高頻度で通信処理を行い、優先度中のアプリケーションｃとの間でアプリケーションａよりも低い頻度で通信処理を行う。また、ＰＬＣ１は、優先度低のアプリケーションｂとの間で、アプリケーションｃの通信処理の間隔よりも低い、予めユーザにより設定された時間の間隔（間隔時間）で通信処理を実行する。
　図４は、本実施の形態のＰＬＣ１のハードウェア構成例を説明する図である。図示するように、ＰＬＣ１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）１１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）１２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）１３、および通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）１４を備えた、通常のコンピュータと同様の構成を備えている。ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３および通信Ｉ／Ｆ１４は夫々バスラインを介して接続されている。
　ＲＯＭ１２は、ＰＬＣ１のシステムプログラム１５およびユーザが作成したユーザプログラム１６が格納されている。システムプログラム１５は、ＰＬＣ１のリソース管理の一環として、上述のサービス処理中の通信処理の優先度管理を実行する。ユーザプログラム１６は、ＣＰＵ１１によってラダー実行処理中に実行される。
　ＲＡＭ１３は、プログラム展開領域、ワークエリア領域、入出力メモリ領域などが確保されている。
　ＣＰＵ１１は、システムプログラム１５およびユーザプログラム１６を実行する。具体的には、システムプログラム１５およびユーザプログラム１６は、ＲＯＭ１２から読み出されてＲＡＭ１３に確保されたプログラム展開領域に展開される。ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ２２に展開されたシステムプログラム１５を実行することによって、後述の機能を実現して、サービス処理において優先度に基づく通信処理を実行する。また、ラダー実行処理において、ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１３に展開されたユーザプログラム１６を実行する。ＣＰＵ１１は、エンド処理を実行することによって入出力メモリ領域に格納されたデバイス値の入出力を実行する。
　通信Ｉ／Ｆ１４は、ＰＬＣ１がネットワークと接続するための接続インタフェースであって、ネットワークコントローラユニットや物理的なコネクタを総称したものである。
　図５は、システムプログラム１５の実行により実現される本発明の実施の形態のＰＬＣ１の機能構成を説明する図である。図示するように、ＰＬＣ１は、コネクション部２１、通信スケジューリング部２２、システム主要部（要求処理部）２３、計時部２４、優先度記憶領域２６および設定時間記憶領域２７を備えている。コネクション部２１、通信スケジューリング部２２、システム主要部２３、計時部２４、優先度記憶領域２６および設定時間記憶領域２７はＲＡＭ１３内に形成される。また、コネクション部２１は、通信バッファ２５を備えている。なお、通信Ｉ／Ｆ１４はメモリやレジスタなどの記憶装置を具備し、コネクション部２１は当該記憶装置を通信バッファ２５として使用するようにしてもよい。
　システム主要部２３は、ＰＬＣ１のリソース管理を含む基本的な制御を実行する。ここでは特に、システム主要部２３は、コネクション部２１が受信した要求によって要求されたデバイス値をＲＡＭ１３内の入出力メモリ領域から読み出す。
　通信バッファ２５は、上位装置との間の通信のためのバッファメモリである。上位装置からの要求は当該通信バッファ２５に一時記憶（バッファリング）される。
　コネクション部２１は、接続される上位装置のインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスおよびポート番号と、自ＰＬＣ１のポート番号と、を対応づけてコネクションを確立するとともに、上位装置からの要求の通信バッファ２５へのバッファリングおよびシステム主要部２３が生成した上位装置への応答の送信をコネクション毎に実行する。コネクションの確立のための通信プロトコルには、ＢＳＤソケットなど一般的な通信プロトコルを採用することができるし、専用の通信プロトコルを作成して採用することもできる。また、今後開発されるどのような通信プロトコルでも採用することができる。
　優先度記憶領域２６は、コネクション毎の優先度を定義した情報（優先度情報）が設定される。優先度情報は、ユーザによって例えばプログラミング装置などを用いて設定されるものである。図６は、優先度記憶領域２６に格納される優先度情報のデータ構造の一例を示す図である。図示するように、優先度情報２８は、コネクションの識別番号と優先度とがコネクション毎に対応づけたデータ構造を備えている。
　図７は、プログラミング装置における優先度情報２８の作成画面の一例を示す図である。図示するように、作成画面例では、プロトコル、自局（自ＰＬＣ１）のポート番号、交信相手（接続される上位装置）のＩＰアドレス、交信相手のポート番号（上位装置上で実行されるアプリケーションが使用するポート番号）、および優先度を記入するフィールドを備えたテーブルが表示されている。ユーザは、本テーブルに所望の値の入力を行うことにより、１６個までのコネクションとコネクション毎の優先度とを設定することができる。ＰＬＣ１では、当該作成画面に入力された情報に基づいて優先度情報２８が登録され、コネクション部２１がコネクションを確立する。
　設定時間記憶領域２７は、優先度「低」のコネクションにかかる通信処理を実行する間隔時間の設定を記憶する。当該間隔時間は、優先度などと同様にプログラミング装置などにより設定される。
　計時部２４は、経過時間をカウントする。
　通信スケジューリング部２２は、サービス処理において、優先度記憶領域２６が記憶する優先度情報２８を参照して、又は計時部２４のカウント値を参照して設定時間記憶領域２７に設定された間隔時間が経過したことを確認して、通信処理を実行するコネクションを選択する。そして、通信バッファ２５から前記選択したコネクションにかかる要求を取得し、取得した要求をシステム主要部２３へ転送する。また、通信スケジューリング部２２は、通信バッファ２５からのシステム主要部２３へ転送した要求に対応してシステム主要部２３が読み出したデバイス値を応答としてコネクション部２１へ転送する。
　図８は、本発明の実施の形態のＰＬＣ１の動作を説明するフローチャートである。図示するように、ＰＬＣ１がユーザプログラム１６にかかる動作（ＲＵＮ）を開始すると、まず、通信スケジューリング部２２は、優先度情報２８を参照して全コネクションの優先度を、設定時間記憶領域２７を参照して設定された間隔時間を、夫々取得する（ステップＳ２１）。なお、ＰＬＣ１のＲＵＮが開始されると、コネクション部２１が上位装置との間でコネクションを確立するが、ここではその動作の説明を省略している。また、ここでは設定時間記憶領域２７には間隔時間として１０ｓｅｃが設定されているものとする。
　ステップＳ２２からステップＳ３２までのループ処理は、サービス処理において１つ以上のスキャンに分けて実行される。１スキャンの中で通信処理に割り当てられているＣＰＵ時間はユーザの所望の時間に限られているからである。ステップＳ２２において、通信スケジューリング部２２は、優先度「高」のコネクションにかかる要求を通信バッファ２５から１つ取得して（ステップＳ２２）、システム主要部２３へ渡す（ステップＳ２３）。通信スケジューリング部２２は、システム主要部２３から渡した要求に対応する応答を受け取ると、受信した応答をコネクション部２１へ転送し、コネクション部２１は転送されてきた応答を上位装置へ送信する（ステップＳ２４）。
　そして、通信スケジューリング部２２は、優先度「高」のコネクションにかかる通信処理を全て実行したか否かを判定し（ステップＳ２５）、未実行の通信処理がある場合（ステップＳ２５、Ｎｏ）、ステップＳ２２へ移行する。
　優先度「高」のコネクションにかかる通信処理を全て実行した場合（ステップＳ２５、Ｙｅｓ）、通信スケジューリング部２２は、優先度「高」のコネクションにかかる通信処理を全て２回ずつ実行したか否かを判定し（ステップＳ２６）、全て２回ずつの実行を完了していない場合（ステップＳ２６、Ｎｏ）、ステップＳ２２へ移行する。
　優先度「高」のコネクションにかかる通信処理を全て２回ずつ実行した場合（ステップＳ２６、Ｙｅｓ）、通信スケジューリング部２２は、優先度「中」のコネクションにかかる要求を１つ取得する（ステップＳ２７）。そして、通信スケジューリング部２２は、取得した要求をシステム主要部２３へ渡す（ステップＳ２８）。通信スケジューリング部２２は、システム主要部２３から渡した要求に対応する応答を受け取ると、受信した応答をコネクション部２１へ転送し、コネクション部２１は転送されてきた応答を上位装置へ送信する（ステップＳ２９）。
　そして、通信スケジューリング部２２は、優先度「中」のコネクションにかかる通信処理を全て実行したか否かを判定し（ステップＳ３０）、実行を完了していない場合（ステップＳ３０、Ｎｏ）、ステップＳ２７へ移行する。
　優先度「中」のコネクションにかかる通信処理を全て実行した場合（ステップＳ３０、Ｙｅｓ）、通信スケジューリング部２２は、計時部２４のカウント値を参照して、優先度「低」のコネクションにかかる通信処理を最後に実行してから１０秒が経過したか否かを判断する（ステップＳ３１）。１０秒が経過していない場合（ステップＳ３１、Ｎｏ）、ステップＳ２２へ移行する。
　優先度「低」のコネクションにかかる通信処理を最後に実行してから１０秒が経過した場合（ステップＳ３１、Ｙｅｓ）、通信スケジューリング部２２は、優先度「低」のコネクションにかかる要求を１つ取得する（ステップＳ３２）。そして、通信スケジューリング部２２は、取得した要求をシステム主要部２３へ渡す（ステップＳ３３）。通信スケジューリング部２２は、システム主要部２３から渡した要求に対応する応答を受け取ると、受け取った応答をコネクション部２１へ転送し、コネクション部２１は転送されてきた応答を上位装置へ送信する（ステップＳ３４）。
　そして、通信スケジューリング部２２は、優先度「低」のコネクションにかかる通信処理を全て実行したか否かを判定し（ステップＳ３５）、実行を完了していない場合（ステップＳ３５、Ｎｏ）、ステップＳ３２へ移行する。優先度「低」のコネクションにかかる通信処理を全て実行した場合（ステップＳ３５、Ｙｅｓ）、ステップＳ２２へ移行する。
　なお、以上の説明においては、優先度を「高」、「中」、「低」の３段階に設定できるものとして説明したが、３段階以外の複数段階の優先度を設定できるようにしても構わない。
　また、優先度が「低」に設定されたコネクションにかかる通信処理の頻度は間隔時間の設定により規定されるようにしているが、「低」以外の他の優先度にかかるコネクションも同様に間隔時間の設定により頻度を規定できるようにしても構わない。
　また、全ての優先度にかかるコネクションを間隔時間の設定ではなく以上に説明した優先度が「高」および「中」のコネクションと同様に通信処理の回数により頻度を規定するようにしても構わない。すなわち、例えば、優先度が「高」のコネクションにかかる通信処理を３回ずつ実行し、優先度が「中」のコネクションにかかる通信処理を２回ずつ実行し、優先度が「低」のコネクションにかかる通信処理を１回ずつ実行するようにする。
　このように、本発明の実施の形態によれば、アプリケーション毎のコネクションを介して上位装置からの要求の受信および上位装置への応答の送信を行うコネクション部２１と、コネクション部２１が受信した要求をコネクション毎に一時記憶する通信バッファ２５と、上位装置から要求されたデバイス値を入出力メモリ領域から読み出すシステム主要部（要求処理部）２３と、コネクション毎の優先度の設定を記憶する優先度記憶領域２６と、通信バッファから要求を逐次取得して要求処理部２３に転送し、システム主要部２３が読み出したデバイス値を応答としてコネクション部２１に転送する通信スケジューリング部２２と、を備え、通信スケジューリング部２２は、優先度記憶領域２６に設定されている優先度が高いコネクションほど高い頻度で通信バッファ２５から要求を取得する、ように構成したので、高い優先度が設定されたコネクションにかかる通信処理ほど高い頻度で実行するので、高速な応答を必要するアプリケーションに対して優先的に応答できるようになる。
　また、経過時間をカウントする計時部２４と、間隔時間の設定を記憶する設定時間記憶領域２７と、をさらに備え、通信スケジューリング部２２は、計時部２４のカウント値を参照して設定時間記憶領域２７に設定されている間隔時間が経過したか否かを判定し、間隔時間が経過したとき、優先度記憶領域に特定の優先度が設定されているコネクションにかかる要求を通信バッファ２５から取得する、ように構成したので、ユーザは、特定のアプリケーションに対して所望の時間間隔で通信処理を実行することができるようになる。
　以上のように、本発明にかかるプログラマブルコントローラは、産業用機器を制御するプログラマブルコントローラに適用して好適である。
　１　ＰＬＣ
　２　ネットワークハブ
　３ａ、３ｂ　パソコン
　１１　ＣＰＵ
　１２　ＲＯＭ
　１３　ＲＡＭ
　１４　通信Ｉ／Ｆ
　１５　システムプログラム
　１６　ユーザプログラム
　２１　コネクション部
　２２　通信スケジューリング部
　２３　システム主要部
　２４　計時部
　２５　通信バッファ
　２６　優先度記憶領域
　２７　設定時間記憶領域
　２８　優先度情報

Claims (3)

  1. 　デバイス値を格納する入出力メモリ領域を備え、接続されている上位装置からデバイス値の要求を受信したとき、要求されたデバイス値を応答するプログラマブルコントローラであって、
    　前記上位装置で実行されているアプリケーション毎にコネクションを確立し、前記確立したアプリケーション毎のコネクションを介して前記上位装置からの要求の受信および前記上位装置への応答の送信を行うコネクション部と、
    　前記コネクション部が受信した要求をコネクション毎に一時記憶する通信バッファと、
    　前記上位装置から要求されたデバイス値を前記入出力メモリ領域から読み出すシステム主要部（要求処理部）と、
    　コネクション毎の優先度の設定を記憶する優先度記憶領域と、
    　前記通信バッファから要求を逐次取得して前記取得した要求を前記要求処理部に転送し、前記転送した要求に対応する前記要求処理部が読み出したデバイス値を応答として前記コネクション部に転送する通信スケジューリング部と、
    　を備え、
    　前記通信スケジューリング部は、前記優先度記憶領域に設定されている優先度が高いコネクションほど高い頻度で前記通信バッファから要求を取得する、
    　ことを特徴とするプログラマブルコントローラ。
  2. 　経過時間をカウントする計時部と、
    　間隔時間の設定を記憶する設定時間記憶領域と、
    　をさらに備え、
    　前記通信スケジューリング部は、前記計時部のカウント値を参照して前記設定時間記憶領域に設定されている間隔時間が経過したか否かを判定し、前記間隔時間が経過したとき、前記優先度記憶領域に特定の優先度が設定されているコネクションにかかる要求を前記通信バッファから取得する、
    　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。
  3. 　前記コネクション部は、接続相手の上位装置のユーザにより指定されたポートと前記ユーザにより指定された自プログラマブルコントローラのポートとの間でアプリケーション毎のコネクションを確立する、
    　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。
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