(57)【要約】ＯＳＩ参照モデルに基づく通信機能を組み込んだＰＬＣ。
2008146477.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＳＩ参照ネットワークモデルにおけるネットワーク通信仕様である４階のトランスポート層と５階のセッション層にプログラマブルロジックコントローラ機能を同化させるプログラムが組み込まれていて、そのプログラムの保存、管理、ないしは実行をすることができるように構成された単一または複数の専用ＩＣまたはモジュールで実現されている、ネットワーキングＰＬＣコア。
【請求項２】
上記プログラマブルロジックコントローラ機能の実現のために、ＰＬＣ基本ロジック命令、ジャンプ命令、シーケンス命令、タイマ命令、各種関数命令等のＰＬＣ拡張命令が組み込まれている、請求項１に記載のネットワーキングＰＬＣコア。
【請求項３】
請求項１または２に記載のネットワーキングＰＬＣコアと、メモリと、電源回路と、入出力ドライブおよび端子と、を備えてスタンドアロン形ＰＬＣ構成になっているネットワークＰＬＣ。
【請求項４】
請求項３に記載の単一のネットワークＰＬＣと、単一または複数のネットワーク接続機器と、が同一のネットワークに接続されて構成されている、ネットワークＰＬＣ。
【請求項５】
請求項３に記載の複数のネットワークＰＬＣと、単一または複数のネットワーク接続機器と、が同一のネットワークに接続されて構成されている、ネットワークＰＬＣシステム。
【請求項６】
上記ネットワーク接続機器が、入出力ドライブ、モーションコントロール、計測制御、温調制御等の少なくともいずれか１つの機能を有する機器である、請求項５に記載のネットワークＰＬＣシステム。
【請求項７】
データおよびプログラムをネットワーク接続機器と共用するメモリをネットワーキングＰＬＣコアまたは/およびネットワークＰＬＣ、およびその他のネットワーク接続機器に搭載し、ネットワークに接続されたネットワークＰＬＣやその他のネットワーク接続機器はネットワークＰＬＣのアプリケーションプログラムで読み書きを共有することを特徴とする請求項５または６に記載のネットワークＰＬＣシステム。
【請求項８】
ネットワークに接続したネットワークＰＬＣを含む全ネットワーク機器のデータおよびプログラムの共用、制御、および管理を行う組込みリレーショナルデータベース・マネージメントシステム（ＲＤＢＭＳ）をネットワーキングＰＬＣコアにポーティングする請求項５ないし８のいずれかに記載のネットワークＰＬＣシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械や装置の制御、組立て加工工場制御等に用いられているＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）の分野において、複数のＰＬＣや 機器を通信やネットワークで接続するＰＬＣシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現状のＰＬＣシステムにおいては、制御態様の規模や機能に対応するために、マイクロＰＬＣ、小型ＰＬＣ、中型ＰＬＣなどの規模別ＰＬＣが数多く存在し、接続するシリアル通信およびネットワークの種類も各社各様である。現状のネットワークを用いるＰＬＣシステムにおいては、ネットワーク上のＰＬＣは単にデータを伝送する機能を有するにとどまり、他のＰＬＣと機能分割することができない。また、ネットワーク内では各ＰＬＣそれぞれのデバイス間でのピア・ツー・ピアのデータ通信は困難である。ネットワーク内の他のＰＬＣとはＰＬＣ命令およびデータ情報（以下ＰＬＣ情報という）の共用が困難で、他のＰＬＣを制御することもできないので、ＰＬＣ自体を高機能化するとアプリケーションプログラムも複雑、大容量化するなど製造コストおよび開発コストが高くつくうえ、故障も多い。ＰＬＣを市販のＡＳＩＣやＦＰＧＡなどで専用ＩＣ化した組込みＰＬＣ製品はすでに商品化されている(特許文献１参照)。
【特許文献１】米国特許  Ｎｏ.６８５７１１０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本出願人は上記したＰＬＣシステムの現状に鑑みて、鋭意研究を重ねた末にネットワーキングＰＬＣコアを提供する。このネットワーキングＰＬＣコアは専用チップ化という製品形状は同じであるが、ネットワーク機能、ＰＬＣ機能、データロギング機能、リレーショナルデータベースマネージメント（ＲＤＢＭ）機能等を一体化し、協調動作する新しいロジック構想のネットワーキングＰＬＣコアである。【０００４】
本出願人がその研究の過程で労力を費やしたことは、現状のＰＬＣでは上記した一体化ならびに協調動作が非常に困難であったことである。さらに、単一または複数のＰＬＣとネットワークに接続された入出力機器およびモーションコントローラなどとはデータやプログラムの共用やマスタスレーブ動作や時分割多重動作が困難であった。【０００５】
本発明は、ＰＬＣシステムの高機能化およびネットワークシステムおよび大規模化・多機能化とそれに実現するマルチＣＰＵモジュール構成のＰＬＣ採用および多種多用のシリアル通信やネットワークの採用および複雑かつ大容量のプログラム作成の課題を克服しＰＬＣシステムのコストを大幅に低減した新規構想のネットワーキングＰＬＣコアおよびネットワークＰＬＣおよびネットワークＰＬＣシステムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明請求項１によるネットワーキングＰＬＣコアは、ＯＳＩ参照ネットワークモデルにおけるネットワーク通信仕様である４階のトランスポート層と５階のセッション層にプログラマブルロジックコントローラ機能を同化させるプログラムが組み込まれていて、そのプログラムの保存、管理、ないしは実行をすることができるように構成された単一または複数の専用ＩＣまたはモジュールで実現されていることを特徴とするものである。【０００７】
上記プログラマブルロジックコントローラ機能における「機能」とは、基本的に、命令（コマンド）およびアドレスおよびプログラム体系、実行ロジックおよび実行（ラン）体系を指している。【０００８】
上記「同化させる」とは、同一の命令およびアドレスおよびプログラム体系、実行ロジックおよび実行体系にすることを意味する。【０００９】
本発明請求項１では、ネットワークングＰＬＣコアで従来のネットワーク機能にＰＬＣ機能を同化した結果、ネットワーキングＰＬＣコア内蔵の他の単一または複数の機器とで協調実行できるので、低価格ＰＬＣシステムの容易な構築、制御機能および制御規模への柔軟対応、接続機器同士のローカルコミュニケーション確立、製造から破棄までの追跡管理、等の効果がある。【００１０】
上記本発明請求項２のネットワーキングＰＬＣコアでは、プログラマブルロジックコントローラ機能の実現のために、ＰＬＣ基本ロジック命令、ジャンプ命令、シーケンス命令、タイマ命令、各種関数命令等のＰＬＣ拡張命令が組み込まれている。【００１１】
本発明請求項３によるネットワークＰＬＣは、上記ネットワーキングＰＬＣコアと、メモリと、電源回路と、入出力ドライバおよび端子と、を備えてスタンドアロン形ＰＬＣ構成になっていることを特徴とするものである。【００１２】
本発明請求項４によるネットワークＰＬＣシステムは、上記に記載の単一のネットワークＰＬＣと、単一または複数のネットワーク接続機器と、が同一のネットワークに接続されて構成されていることを特徴とするものである。【００１３】
本発明請求項５によるネットワークＰＬＣシステムは、上記した複数のネットワークＰＬＣと、単一または複数のネットワーク接続機器と、が同一のネットワークに接続されて構成されていることを特徴とするものである。【００１４】
本発明請求項６によるネットワークＰＬＣシステムは、上記ネットワーク接続機器が、入出力ドライブ、モーションコントロール、計測制御、温調制御等の少なくともいずれか１つの機能を有する機器である、ことを特徴とするものである。【００１５】
本発明請求項７によるネットワークＰＬＣシステムは、 データおよびプログラムをネットワーク接続機器と共用するメモリをネットワーキングＰＬＣコアまたは/およびネットワークＰＬＣ、およびその他のネットワーク接続機器に搭載し、ネットワークに接続されたネットワークＰＬＣやその他のネットワーク接続機器はネットワークＰＬＣのアプリケーションプログラムで読み書きを共有することを特徴とするものである。【００１６】
本発明請求項８によるネットワークＰＬＣおよびネットワークＰＬＣシステムは、 ネットワークに接続したネットワークＰＬＣを含む全ネットワーク機器のデータおよびプログラムの共用、制御、および管理を行う組込みリレーショナルデータベース・マネージメントシステム（ＲＤＢＭＳ）をネットワーキングＰＬＣコアにポーティングすることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のネットワーキングＰＬＣコア、ネットワークＰＬＣ、ネットワークＰＬＣシステムによれば、多種多用のシリアル通信やネットワークの採用および複雑かつ大容量のプログラム作成の課題を克服し、ＰＬＣシステム構築のコストと工数を大幅に低減し、単独のネットワークＰＬＣによるマイクロＰＬＣシステムから複数のネットワークＰＬＣおよび複数のモーションコントロール、温調コントロール、センサドライブなどのネットワーク機器で構成される中大規模のＰＬＣシステムを柔軟で容易に構築でき、保守・保全も容易で信頼性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】図１Ａは本発明のネットワークＰＬＣシステムの概略構成を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは従来のマルチＣＰＵモジュール採用ＰＬＣシステムの概略構成を示す図である。
【図２Ａ】図２ＡはネットワークＰＬＣおよびネットワークＰＬＣシステムの概略構成を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは図２ＡのネットワーキングＰＬＣコアの詳細を示す図である。
【図３】図３はＯＳＩのネットワーク参照モデルでネットワーク機能とＰＬＣ機能の説明のための図である。
【図４】図４は共有メモリベースのネットワークＰＬＣシステムの構成例を示す図である。
【図５】図５はＲＤＢを用いた検索、抽出、更新と演算、併合などの流れ図の例を示す図である。
【符号の説明】
【００１９】
１０−３０  ネットワークＰＬＣ
１０ａ      ネットワーキングＰＬＣコア
１０ａ１     ＦＰＧＡ
１０ａ２     ＣＳＰ・ＣＰＵ
１０ａ３     外付けメモリ装置
１０ｂ      フラッシュメモリ
１０ｃ      電源回路
１０ｄ     外部ＩＯドライバ
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明のネットワークＰＬＣシステムを従来のマルチＣＰＵモジュール採用ＰＬＣシステムと比較して簡単に説明すると、図１Ａは本発明のネットワークＰＬＣシステムにかかり、図１Ｂは従来のマルチＣＰＵモジュール採用ＰＬＣシステムにかかる。【００２１】
図１Ｂは３個のマルチＣＰＵモジュール構成のＰＬＣがシリアル通信やネットワークで接続されて、高機能・中大規模ＰＬＣシステムを構成する例である。【００２２】
ＰＬＣ１は、ＣＰＵバスで接続されている複数のＣＰＵ内蔵モジュール１ａ−１ｄと、ＰＬＣバスに接続されている複数のモジュール１ｅ−１ｇと、を備える。【００２３】
ＰＬＣ２は、一個のＣＰＵ内蔵モジュール２ａと、シリアル通信モジュール２ｂ経由で外部機器２ｃ−２ｅとを備え、モジュール２ｃ−２ｅとシリアル通信で接続されている。【００２４】
ＰＬＣ３は、複数のＣＰＵ内蔵モジュール３ａ，３ｂと、複数のモジュール３ｃとを備えている。【００２５】
図１ＢのＰＬＣシステムは、モーション、計測、遠隔監視などの高機能化に充分対応可能なシステム構成であるが、ＰＬＣおよびシステムが高価であること、アプリケーションプログラムが複雑で大容量になること、他のＰＬＣとのネットワーク接続は基本的にデータの伝送であり、ＰＬＣプログラムをネットワークで接続されている他のＰＬＣと機能分割実行が困難であること、ネットワークに接続されている機器同士のコミュニケーション（Ｏｎ  Ｔｈｅ  Ｇｏ＝ＯＴＧ：デバイス同士の通信）が困難であること、などの課題がある。【００２６】
図１Ａは本発明のネットワークＰＬＣシステムを示す。このネットワークＰＬＣシステムは、図１Ｂの大規模構成のシステムを置換した例である。【００２７】
このネットワークＰＬＣシステムは、３個のネットワークＰＬＣ１０−３０と、ネットワーク計測モジュール４０と、ネットワークモーションモジュール５０とが同一のネットワークに接続されている。ネットワーク計測モジュール４０とネットワークモーションモジュール５０とは、ネットワークＰＬＣ１０内のカスタムＩＣであるネットワーキングＰＬＣコア１０ａと同一のネットワークに接続されている。ネットワークＰＬＣ１０は、ネットワーキングＰＬＣコア１０ａ、メモリ１０ｂ、電源１０ｃ、入出力ドライバ１０ｄを備える。【００２８】
ネットワーキングＰＬＣ１０の入出力ドライバ１０ｄには、カウンタ１０ｅ、温調ドライバ１０ｆおよび入出力・センサ１０ｇが接続されている。【００２９】
以下、図２以降を参照して、本発明の実施の形態に係るネットワークＰＬＣシステムを詳細に説明する。図２ＡはネットワークＰＬＣシステムの概略構成、図２Ｂは図２ＡのネットワーキングＰＬＣコアの詳細を示す。このネットワークＰＬＣシステムは、ネットワーク６０に、複数のネットワークＰＬＣ１０−３０と、ネットワークモーションコントローラ５０と、ネットワーク計測モジュール４０とが接続されている。【００３０】
ネットワークＰＬＣ１０は、必要最低限の機能のスタンドアロン（ｓｔａｎｄ  ａｌｏｎｅ）ＰＬＣである。ネットワークＰＬＣ１０は、ネットワークＰＬＣコア１０ａと、フラッシュメモリ１０ｂと、電源回路１０ｃと、外部ＩＯドライバ１０ｄと、を備える。ネットワークＰＬＣ１０には外部入出力機器１０ｅ、温調機器１０ｆおよびセンサ機器１０ｇが直接接続されている。【００３１】
ネットワークＰＬＣ１０の核となる構成要素のネットワ−キングＰＬＣコア１０ａは、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（以下、ＦＰＧＡ）１０ａ１と、チップサイズパッケージ・ＣＰＵ（以下、ＣＳＰ・ＣＰＵ）１０ａ２と、外付けメモリ装置１０ａ３、端子１０ａ４、筐体１０ａ５、コネクタ、等から構成されている。【００３２】
ＦＰＧＡ１０ａ１は、ネットワークのＯＳＩ参照モデルの１階層、２階層、３階層のドライバとインタフェースおよび４階層のトランスポートおよび４階層と５階層のＰＬＣロジックを担当する。【００３３】
ＣＳＰ・ＣＰＵ１０ａ２は、シーケンス命令やタイマ命令および各種関数等の保存、管理、実行と、共有メモリの制御、リレーショナル・データベース・マネジメント・システム（ＲＤＢＭＳ）の制御、入出力等の管理、実行を担当し、図示略の拡張メモリおよびタイマなどをＣＳＰ（チップサイズパッケージ）にする。【００３４】
メモリ装置１０ａ３は、フラッシュメモリ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含み、ＲＡＭに共有メモリを含む。【００３５】
ネットワークＰＬＣ１０には図示略の汎用パソコン等を接続し、この汎用パソコン等で作成したラダープログラム等のアプリケーションプログラムを直接ダウンロードし、デバッグするためのＵＳＢコネクタ１０ｈがある。コネクタはＲＳ４８５やＩＥＥＥ１３９４でもよい。【００３６】
ネットワークＰＬＣシステムのネットワーク６０に、直接、パソコン等を接続して各ネットワークＰＬＣ１０−３０にＰＬＣアプリケーションプログラムをダウンロードし、個々のネットワークＰＬＣ１０−３０のアプリケーションプログラムの動的なデバッグやシュミレーションができる。【００３７】
図２Ａで示すネットワークＰＬＣシステムは、３個のネットワークＰＬＣ１０−３０と、ネットワークモーションコントローラ４０と、ネットワーク計測モジュール５０と、各ネットワークＰＬＣ１０−３０に直接接続した複数機器１０ｅ−１０ｇと、によってシステム構築されている。【００３８】
ネットワーク６０にネットワークＰＬＣ１０のみが接続されている場合はこのネットワークＰＬＣシステムはシステムとして１個の仮想ＰＬＣとしてプログラムおよび実行できる。【００３９】
図２のように３つのネットワークＰＬＣ１０−３０が接続されている場合は各ネットワークＰＬＣ１０−３０それぞれのネットワーキングＰＬＣコア１０ａ（他のネットワークＰＬＣ２０，３０のネットワーキングＰＬＣコア等は図示略）にマルチオペレーティングシステム等をポーティング（ｐｏｒｔｉｎｇ）させることで、１つのネットワークＰＬＣをマスタ、２つのネットワークＰＬＣをスレーブとしてマスタにスレーブを同期させて動作させること、それぞれのネットワークＰＬＣ１０−３０が協調して時分割多重動作等をさせること、ができる。【００４０】
図３にネットワーキングＰＬＣコア１０ａならびにこれを内蔵したネットワークＰＬＣ１０でのネットワークドライブ機能およびインタフェース機能にＰＬＣ機能を同化させた仕様を示す。図３はＯＳＩ参照モデルに準拠している。
１階の物理層（電気仕様、コネクタ）と、２階のデータリンク層（シリアル通信プロトコル）と、３階のネットワーク層とは、それぞれファクトリーオートメーション（ＦＡ）分野で普及しているプロフィバス（ＰＲＯＦＩＢＵＳ）やデバイスネット（ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ）やＵＳＢなどの規格の範囲である。１−３階は、ネットワーク基本通信仕様である。【００４１】
４階のトランスポート層と５階のセッション層では、上位アプリケーション層の扱うデータを解釈し、分割し、修飾し、通信手順等の管理をする。４階と５階は、ネットワーク応用仕様であり、ここでＰＬＣ機能が同化される。【００４２】
６階のアプリケーションサポート層（またはプレゼンテーション層）と７階のアプリケーション層は、リレーショナルデータベース（ＲＤＢ）制御のＳＱＬ言語（リレーショナルデータベース言語）および準拠言語、およびユーザ仕様のネットワークＰＬＣシステム制御を担当する応用層である。６階と７階は、ＰＬＣシステムのカスタマ担当である。【００４３】
ＰＬＣ機能は、４階のトランスポート層と５階のセッション層にいれ、上位アプリケーション層からのデータに、ＰＬＣ基本機能としてＬＤ（ロード）、ＬＤＮＯＴ、ＡＮＤ、ＡＮＤＮＯＴ、ＯＲ、ＯＲＮＯＴ、ＡＮＤＬＤ、ＯＲＬＤ、ＯＵＴ、ＴＩＭ（タイマ）、ＣＮＴ（カウンタ）などの１０数種強のＰＬＣ基本ロジック、また、ＰＬＣ応用機能としてビュー（応用機能としての関係代数や関係論理式に名前をつけたもの）を、それぞれ、ＣＳＰ・ＣＰＵ１０ａ２に実行させる。【００４４】
ビューとして浮動小数点演算、ＰＩＤ処理、その他の関数等の高機能ＰＬＣロジックの一部または全部は、４階、５階で表として存在する。ビューは、ネットワークＰＬＣ１０内蔵のＣＳＰ・ＣＰＵおよび外付けメモリ装置１０ａ３と協調して処理する。【００４５】
図４で示すように、ネットワーク６０に、２個のネットワークＰＬＣ１０，２０と、ネットワーク入出力機器であるカウンタ７０と、モーションコントローラ８０と、ＩＯドライバ回路９０と、が接続されている。ネットワークＰＬＣ１０とネットワークＰＬＣ２０にデジタル入出力モジュール（ＤＩＯ）１０ｉ，２０ａ、アナログ入出力（ＡＩＯ）モジュール１０ｊ、タイマ１０ｋ、カウンタ２０ｂが直接接続されている。これらを加えて、全体のネットワークＰＬＣシステムを構成している。ネットワーク６０に接続されているネットワークＰＬＣ１０，２０、機器７０−９０は、全て、ネットワーキングＰＬＣコアを内蔵し、それぞれに必要な容量の共有メモリ１１０等を内蔵している。【００４６】
共有メモリ１１０のデータは、ネットワーク６０に接続のすべての機器１０，２０，７０−９０に複写され読み書きできる。プログラムは、接続全ネットワークＰＬＣ１０，２０に複写され、全ネットワークＰＬＣ１０，２０内それぞれのネットワーキングＰＬＣコアにポーティングされたオペレーティングソフトウエアやカーネルソフトウエアによってマスタスレーブ処理や同期処理や時分割処理などの連繋実行をさせる。【００４７】
またラダープログラム等で制御する入出力機器・モジュール、カウンタ機器・モジュール、計測機器・モジュール等の機器・モジュールはネットワーク６０に接続されている全てのネットワークＰＬＣ１０，２０およびネットワーク機器７０−９０にとってメモリアドレスもデータも接続されているネットワークＰＬＣに共有である。ここでＰＬＣバスで接続されているものをモジュール、通信やネットワークで接続されているものを機器という。【００４８】
それぞれの共有メモリ１１０への複写や読み書きは接続全ネットワーク機器１０，２０，７０−９０をサイクリックに一巡して実行する以外に、データに関連するネットワーク機器１０，２０，７０−９０のみを選択実行することもできる。またＰＬＣバスに直接接続されている各種モジュールのデータも共有にできる。【００４９】
図５にリレーションナルデータベースを用いたデータの流れを示している。図５において、ブロックｂ１は、図５のＦＰＧＡ１０ａ１およびＣＳＰ・ＣＰＵ１０ａ２で実行される関数式、アプリケーションソフトウエアを示す。【００５０】
ブロックｂ２はＩＤ番号やキーでＳＱＬ言語で検索、抽出、更新／演算、併合、削除を示す。【００５１】
ブロックｂ３はＲＤＢ化された更新データ（ＲＤＢ）を示す。【００５２】
ブロックｂ４は１件のデータ（ネットワークＰＬＣ組み込みＲＤＢに保存されている）ことを示す。【００５３】
ブロックｂ５は複数の項目（フィールド）の集合を示す。【００５４】
ブロックｂ６はＳＱＬ等で制御できるＲＤＢテーブル（表）を示す。【００５５】
図２および図４の共有メモリ１１０を媒体にしたネットワーキングＰＬＣコア態様の課題はリレーションナルデータベースを媒体にしたネットワーキングＰＬＣコア態様で大幅に改良でき、マイクロＰＬＣから中小型のＰＬＣシステムを容易に実現できる。共有メモリはハードウエアであり、ＰＬＣコアの実装容積と全接続ネットワーク機器分の全共用データおよび制御占有分の記憶容量が必要で、共有メモリ種類および実装空間およびコスト等で、可能なメモリ容量と通信速度が極端に制限される。接続数が二桁以上で大容量データおよび高速処理が必要なＰＬＣシステムはＲＤＢを用いた態様が好ましい。【００５６】
リレーショナルデータベース（ＲＤＢ）を用いたネットワーキングＰＬＣコア、ネットワークＰＬＣ、ネットワークＰＬＣシステムのハードウエア態様は共有メモリからネットワーキングＰＬＣコアおよびネットワークＰＬＣ内蔵のメモリなどの各種ＲＡＭを高速かつ大容量にすることで実現できるので、図３のＯＳＩ参照モデルの５階層および６階層の一部にポーティングされたＲＤＢＭＳソフトウエア態様が重要である。データまたはプログラムの物理的な独立性、論理的データの独立性、トランザクション処理、分散データベースを、定義および操作および制御の３つに分類して言語化し、ＩＳＯおよびＪＩＳおよびＡＮＳＩ（アメリカ規格協会）で規格化されたＳＱＬをベースにＰＬＣ機能の定義および操作および制御を同期させた５０Ｋバイト前後のＲＤＢＭＳをポーティングした態様のネットワーキングＰＬＣコアおよびネットワークＰＬＣである。【００５７】
以上説明したように、本発明によるネットワーキングＰＬＣコアは、ＰＬＣ機能およびネットワーク機能およびデータ管理機能の全部または部分をチップサイズパッケージ（ＣＳＰ）を用いてシリコンオンチップ（ＳｏＣ）またはシステムインパッケージ（ＳｉＰ）等の単一または複数のアプリケーションシステム集積回路（ＡＳＩＣ）やＦＰＧＡ等のカスタム（専用）ＩＣまたは超小型の電子回路基板と、これらにファームウエアとしてポーティングされているＰＬＣ制御ソフトウエアおよびネットワーク制御ソフトウエアおよびデー処理制御ソフトウエア等でネットワーキングＰＬＣコアを構築する。【００５８】
上記ＰＬＣ機能およびネットワーク機能およびデータ処理機能は、ＯＳＩネットワーク参照モデルの４階層ならびに５階層に属し、上位アプリケーション層から受け取ったデータとＰＬＣプログラムを協調し、処理する。【００５９】
本発明によるネットワークＰＬＣは上記ネットワーキングＰＬＣコアを内蔵したスタンドアロンＰＬＣで、電源および上記ネットワークおよび上記ＡＳＩＣやＦＰＧＡバスおよび入出力ドライバおよびバックアップバッテリや拡張各種外部メモリおよびアナログデジタルコンバータ等の電子回路配線および端子やコネクタおよび筐体等でネットワークＰＬＣを構築する。【００６０】
上記ネットワークＰＬＣで実行するＰＬＣアプリケーションソフトウエアは外部支援パソコンで作成したプログラムをとＵＳＢ等のシリアル通信で接続して、ネットワーキングＰＬＣコアならびにネットワークＰＬＣにダウンロードしデバッグするコネクタを有している。【００６１】
本発明によるネットワークＰＬＣシステムは、ネットワーキングＰＬＣコアと同一のネットワークに接続された、単一または複数のネットワークＰＬＣと該ネットワークインタフェースを有している入出力やセンサやモーションコントロールや計測等の機器および該ネットワーク接続のハブやブリッジやルータ経由の機器で構成される。単一のネットワークＰＬＣ接続の該システムアプリケーションプログラムはネットワーク接続の機器とネットワークＰＬＣと直接シリアルまたはパラレル通信接続の機器による差異を意識しないで組め、複数ネットワークＰＬＣ接続の場合は分散処理およびマスタスレーブ処理または時分割などの多重処理ができるネットワークＰＬＣシステムを構築する。【００６２】
上記ネットワークＰＬＣシステムが大規模の場合は、ネットワークＰＬＣの拡張外部メモリの高速大容量化およびアナログデジタルコンバータ等を高機能化したネットワークＰＬＣが好ましい。【００６３】
本発明は分散処理およびマスタスレーブ処理または時分割などの多重処理はＰＬＣ制御の規模によって安価に製造可能なチップまたは同等の形状のモジュールのネットワーキングＰＬＣコア内蔵のネットワークＰＬＣのネットワーク接続数を増加することで実現でき、ネットワーク機能とＰＬＣ機能の同化したネットワークＰＬＣのＰＬＣアプリケーションプログラム作成工数および容量を低減ができる。ネットワーク機能とＰＬＣ機能の同化はネットワーキングＰＬＣコアのＯＳＩネットワーク参照モデルの４階層ならびに５階層にＰＬＣ基本命令およびビュー（ＰＬＣ拡張機能の関数等の名前）を共存し、協調動作させた。【００６４】
本発明の好ましい一態様は、ネットワークに接続されるネットワークＰＬＣ以外のネットワーク接続機器にネットワーキングＰＬＣコアと共有メモリを内蔵させ、どのネットワーク機器からも接続全ネットワーク機器のメモリを読み書きできる。すなわちネットワークＰＬＣシステムが一つのメモリ空間をもっていると同様のプログラム作成および実行ができる。あらかじめ通信経路を確保するストリームデータのコネクション通信のＴＣＰおよびあらかじめ通信経路を確認しない高速のパケットデータ通信のデータグラム通信のＵＤＰなどの通信をもちいる。ネットワーク機器は内蔵されているネットワーキングＰＬＣコアにあらかじめＩＰＶ６または準拠で絶対アドレスをつけこともできる。ネットワークＰＬＣやネットワークモーションコントロールのようにプログラマブル機器の場合は、ネットワーキングＰＬＣコア内蔵共有メモリの拡張共有メモリをネットワーク機器に内蔵できる。ネットワーク接続機器との通信のリアルタイム性を高めるのに時分割多重通信やパケット多重通信をもちいる。【００６５】
本発明の好ましい一態様は、５０Ｋバイト前後のネットワーク対応の組込みＲＤＢＭＳソフトウエアをネットワーキングＰＬＣコアにポーティングしＰＬＣプログラム処理およびデータ処理を行うことを特徴にするネットワーキングＰＬＣコアおよびにネットワークＰＬＣおよびネットワークＰＬＣシステムである。【００６６】
入出力機器やセンサドライブ機器等のデータがどの機器のＲＤＢＭＳのどのテーブルに記憶されているかを気にする必要のないプログラムの作成と実行ができる物理的な独立性、ネットワーク接続のネットワークＰＬＣがネットワーク接続の入出力、センサ、カウンタなどのモジュールにラダープログラムを実行させた結果が全ネットワーク接続モジュールのＲＤＢとして新たに記憶され、ネットワークを意識しないで中大規模のＰＬＣ機能を実行できる論理的データ独立性、複数のネットワーク接続機器のプログラムが同時に同一のデータを参照し更新を行え、複数のネットワークＰＬＣを接続したネットワークＰＬＣシステムの独立動作ができるトランザクション処理、ネットワークに接続された複数のネットワークＰＬＣの協調、マスタ−スレーブ動作ができ、ネットワーキングＰＬＣコアをもちいたネットワークＰＬＣを複数接続されたシステムで中・大規模ＰＬＣシステムを実現できる分散データベース機能を有していることを特徴とするネットワーキングＰＬＣコアおよびネットワークＰＬＣおよびネットワークＰＬＣシステムである。
【図１Ａ】
2008146477.tif 000003
【図１Ｂ】
2008146477.tif 000004
【図２Ａ】
2008146477.tif 000005
【図２Ｂ】
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【図３】
2008146477.tif 000007
【図４】
2008146477.tif 000008
【図５】
2008146477.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成20年9月17日(2008.9.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＳＩ参照ネットワークモデルおよび準拠した階層プロトコルを有するネットワークに基づく通信機能が組み込まれた単一または複数の専用ＩＣまたはモジュールを備え、
上記単一または複数の専用ＩＣまたはモジュールは、上記ＯＳＩ参照ネットワークモデルにおけるネットワーク通信手順仕様である４階のトランスポート層と５階のセッション層とを備え、これら４階のトランスポート層と５階のセッション層とには、プログラムロジックコントローラ機能における命令、アドレス、プログラム体系、実行ロジック、および実行体系を同一化させるプログラムが組み込まれ、
上記単一または複数の専用ＩＣまたはモジュールは、上記プログラムの保存、管理、およびユーザアプリケーションプログラムの保存、実行をする、ネットワーキングコア。
【請求項２】
上記プログラマブルロジックコントローラ機能の実現のために、ＰＬＣ基本ロジック命令、ジャンプ命令、シーケンス命令、タイマ命令、各種関数命令等のＰＬＣ拡張命令が組み込まれている、請求項１に記載のネットワーキングＰＬＣコア。
【請求項３】
請求項１または２に記載のネットワーキングＰＬＣコアと、メモリと、電源回路と、入出力ドライブおよび端子と、を備えてスタンドアロン形ＰＬＣ構成になっているネットワークＰＬＣ。
【請求項４】
請求項３に記載の単一のネットワークＰＬＣと、単一または複数のネットワーク接続機器と、が同一のネットワークに接続されて構成されている、ネットワークＰＬＣ。
【請求項５】
請求項３に記載の複数のネットワークＰＬＣと、単一または複数のネットワーク接続機器と、が同一のネットワークに接続されて構成されている、ネットワークＰＬＣシステム。
【請求項６】
上記ネットワーク接続機器が、入出力ドライブ、モーションコントロール、計測制御、温調制御等の少なくともいずれか１つの機能を有する機器である、請求項５に記載のネットワークＰＬＣシステム。
【請求項７】
データおよびプログラムをネットワーク接続機器と共用するメモリをネットワーキングＰＬＣコアまたは／およびネットワークＰＬＣ、およびその他のネットワーク接続機器に搭載し、ネットワークに接続されたネットワークＰＬＣやその他のネットワーク接続機器はネットワークＰＬＣのアプリケーションプログラムで読み書きを共有することを特徴とする請求項５または６に記載のネットワークＰＬＣシステム。
【請求項８】
ネットワークに接続したネットワークＰＬＣを含む全ネットワーク機器のデータおよびプログラムの共用、制御、および管理を行う組込みリレーショナルデータベース・マネージメントシステム（ＲＤＢＭＳ）をネットワーキングＰＬＣコアにポーティングする請求項５ないし８のいずれかに記載のネットワークＰＬＣシステム。
【国際調査報告】
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