(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の系統のシーケンス制御を行うマスタユニットと、該マスタユニットと１以上の通信回線にて接続されたＤＩ／ＤＯのインタフェースを持つ複数のスレーブユニットとを有するプログラマブルコントローラであって、前記複数の系統のシーケンス制御を行うマスタユニットには、各系統毎に送受信される前記スレーブユニットのＤＩ／ＤＯ信号を記億するＤＩ／ＤＯ信号テーブルと、該ＤＩ／ＤＯ信号テーブルと前記スレーブユニットのＤＩ／ＤＯ信号との対応を記憶した転送アドレステーブルと、
前記通信回線毎に接続されたスレーブユニットのＤＩ／ＤＯ信号を転送する通信コントローラを有する通信制御部とを備え、
前記転送アドレステーブルに基づいて前記スレーブユニットのＤＩ／ＤＯ信号を送受信することを特徴とするプログラマブルコントローラ。
【請求項２】
前記通信コントローラは、前記複数のスレーブユニットと前記ＤＩ／ＤＯ信号テーブルとデータ転送を制御するＤＭＡコントローラが内蔵されていることを特徴とする前記請求項１記載のプログラマブルコントローラ。
【請求項３】
前記マスタユニットには、前記複数のスレーブユニットと前記ＤＩ／ＤＯテーブルとのデータ転送を制御するＤＭＡコントローラが設けられていることを特徴とする前記請求項１記載のプログラマブルコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多系統のシーケンス制御を行うマスタユニットと、複数のＤＩ／ＤＯのインタフェースを持ったスレーブユニットが、１つ以上の通信回線で接続された形態をもったプログラマブルコントローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
多系統のシーケンス制御を行うマスタユニットと、ＤＩ／ＤＯのインタフェースを持ったスレーブユニットとが、通信回線で接続される形態をもったプログラマブルコントローラにおいては、１つの通信回線で接続されたスレーブユニットを全ての系統で共有する形態のものと、系統毎にそれぞれ独立した通信回線をもち、各々の通信回線に接続されたスレーブユニットを占有する形態のものがある。
【０００３】
１つの回線で接続される形態においては、接続できるスレーブユニットの最大接続数が、回線のもつ転送能力の上限で決まってしまう。Ｉ／Ｏ点数を増大させる場合、スレーブユニットの台数を追加し、通信データ数が転送能力の上限を越えた場合には、転送周期を落とす必要があった。また、１つの系統で使用するスレーブユニットの台数や接続順序などの設定が変更になった場合に、他の系統においても通信回線に関する設定の変更が必要となる場合があった。
一方、系統毎に通信回線をもつ形態においては、１つの系統の変更が他の系統に影響を及ぼすことは無い。しかし、他の系統の通信回線に接続されたスレーブユニットを自由に制御することが出来ない。また、機械の強電盤内の同じ場所に、複数の制御系統のスレーブユニットを配置した場合に、各系統の制御する回線のケーブルを、それぞれ引き回すことになるため、スレーブユニットの配置や、スレーブユニットの接続ケーブルの配線に無駄が生じる場合があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
工作機械等の機械や装置の多機能化の要求に伴って、シーケンス制御の多系統化の要求、及びＩ／Ｏ点数が増大する傾向にあり、従来の方法では、１つの系統の変更が他の系統に影響を及ぼすことや、転送周期を落とす必要が生じるケース、スレーブユニット間の接続方法の問題など、シーケンス制御の多系統化に伴い、スレーブユニットとの接続関係が複雑になってしまう問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、多系統のシーケンス制御部とスレーブユニットと割り付けを自由に行えるようにすると共に、多様なシステム構成にも柔軟なシーケンス制御部とスレーブユニットの関係を構築することができるプログラマブルコントローラを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の系統のシーケンス制御を行うマスタユニットと、該マスタユニットと１以上の通信回線にて接続されたＤＩ／ＤＯのインタフェースを持つ複数のスレーブユニットとを有するプログラマブルコントローラであって、複数の系統のシーケンス制御を行うマスタユニットには、各系統毎に送受信されるスレーブユニットのＤＩ／ＤＯ信号を記億するＤＩ／ＤＯ信号テーブルと、該ＤＩ／ＤＯ信号テーブルと前記スレーブユニットのＤＩ／ＤＯ信号との対応を記憶した転送アドレステーブルと、通信回線毎に接続されたスレーブユニットのＤＩ／ＤＯ信号を転送する通信コントローラを有する通信制御部とを備え、前記転送アドレステーブルに基づいて前記スレーブユニットのＤＩ／ＤＯ信号を送受信するようにした。これにより、シーケンス制御系統とスレーブユニットの対応を、接続される通信回線に関係なく、割り付けられるようにした。
また、前記マスタユニットに、特にマスタユニット内の前記通信コントローラに、前記複数のスレーブユニットと前記ＤＩ／ＤＯ信号テーブルとデータ転送を制御するＤＭＡコントローラを設けるようにした。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態の使用形態を説明する概要説明図である。図１（ａ）で示す使用形態においては、プログラマブルコントローラのマスタユニットＭＵのシーケンス制御部１０は、系統１、系統２、系統３、系統４の４つの制御系統を持っており、４本の通信回線（通信回線Ｓ１〜Ｓ４）によって、ＤＩ／ＤＯのインタフェースを持った複数のスレーブユニット（図１では各通信回線Ｓ１〜Ｓ４毎に３つのスレーブが接続された例を示している）ＳＵと接続されている。また、マスタユニットＭＵは、通信制御部２０を有し、該通信制御部２０により、マスタユニットＭＵとスレーブユニットＳＵ間の通信が制御されている。
シーケンス制御系統１には、通信回線Ｓ１のスレーブ番号１のスレーブユニットＳＵ(1-1) ，通信回線Ｓ３のスレーブ番号３のスレーブユニットＳＵ(3-3) ，通信回線Ｓ４のスレーブ番号２のスレーブユニットＳＵ(4-2) が割り付けられている。
シーケンス制御系統２には通信回線Ｓ１のスレーブ番号２のスレーブユニットＳＵ(1-2) 、通信回線Ｓ２のスレーブ番号１のスレーブユニットＳＵ(2-1) 、通信回線Ｓ４のスレーブ番号３のスレーブユニットＳＵ(4-3) が割り付けられている。
シーケンス制御系統３には、通信回線Ｓ１のスレーブ番号３のスレーブユニットＳＵ(1-3) ，通信回線Ｓ２のスレーブ番号２のスレーブユニットＳＵ(2-2) ，通信回線Ｓ３のスレーブ番号１のスレーブユニットＳＵ(3-1) が割り付けられている。
シーケンス制御系統４には、通信回線Ｓ２のスレーブ番号３のスレーブユニットＳＵ(2-3) ，通信回線Ｓ３のスレーブ番号２のスレーブユニットＳＵ(3-2) ，通信回線Ｓ４のスレーブ番号１のスレーブユニットＳＵ(4-1) が割り付けられている。
すなわち、通信回線Ｓｉに接続されたスレーブ番号ｊのスレーブユニットをＳＵ(i-j) として表すと、各シーケンス制御系統にはスレーブユニットが次のように割り付けられている。
系統１…ＳＵ(1-1) ，ＳＵ(3-3) ，ＳＵ(4-2)
系統２…ＳＵ(1-2) ，ＳＵ(2-1) ，ＳＵ(4-3)
系統３…ＳＵ(1-3) ，ＳＵ(2-2) ，ＳＵ(3-1)
系統４…ＳＵ(2-3) ，ＳＵ(3-2) ，ＳＵ(4-1)
【０００８】
一方、図１（ｂ）に示す使用形態では、多数のＩ／Ｏ点数を必要とするシーケンス制御を担うシーケンス制御系統１には、通信回線Ｓ１，Ｓ２の全てのスレーブユニットＳＵ(1-1) 〜ＳＵ(2-3) ，と通信回線Ｓ３のスレーブ番号１のスレーブユニットＳＵ(3-1) が割り付けられている。
また、シーケンス制御系統２には、通信回線Ｓ３のスレーブ番号２のスレーブユニットＳＵ(3-2) が、シーケンス制御系統３には、通信回線Ｓ３のスレーブ番号３のスレーブユニットＳＵ(3-3) が割り付けられている。またユーザ用のシーケンス制御系統４には、他の系統とは独立した通信回線Ｓ４に接続された全てのスレーブユニットＳＵ(4-1) 〜ＳＵ(4-3) が割り付けられて、ユーザ用のシーケンス制御系統４の変更が、他のシーケンス制御系統１〜３に影響を及ぼさないようになっている。この図１（ｂ）に示す使用形態では次のように割り付けられている。
系統１…ＳＵ(1-1) 〜ＳＵ(1-3) ，ＳＵ(2-1) 〜ＳＵ(2-3) ，ＳＵ(3-1)
系統２…ＳＵ(3-2)
系統３…ＳＵ(3-3)
系統４…ＳＵ(4-1) 〜ＳＵ(4-3)
【０００９】
このように、本発明は、マスタユニットＭＵのシーケンス制御部１０の制御系統に対して、複数の通信回線Ｓ１〜Ｓ４に接続されたスレーブユニットＳＵを自由に割り当てることができるようにした点に特徴があるものである。
【００１０】
図２は、本発明の一実施形態のプログラマブルコントローラのマスタユニットＭＵの要部ブロック図である。シーケンス制御部１０には、シーケンス制御を司るプロセッサ１１、制御ソフトウェアを格納し、ワークメモリとしても使用するＲＡＭ１２、信号メモリ１３を備えている。この信号メモリ１３には、マスタユニットＭＵに設定されているシーケンス系統数分のシーケンス制御で処理する、スレーブユニットＳＵからのＤＩ信号格納するＤＩ信号テーブル、スレーブユニットＳＵへのＤＯ信号を出力するためのＤＯ信号テーブル（この図２に示す例では、４つのシーケンス系統が設定されているものとしてＤＩ／ＤＯ信号用にそれぞれ４つのテーブル１５〜１８が設けられている例を示している。）が設けられている。
また、通信制御部２０は、マスタユニットＭＵとスレーブユニットＳＵ間の通信を制御する通信コントローラ２１〜２４が各通信回線Ｓ１〜Ｓ４毎に設けられている。
シーケンス制御部１０のプロセッサ１１，ＲＡＭ１２、信号メモリ１３及び通信制御部の各通信コントローラ２１〜２４はバス１４に接続されている。さらにこのバス１４には、転送アドレス用テーブルデータを格納するＲＡＭ３０が接続されている。
通信コントローラ２１〜２４には、ＤＭＡ機能を備えており、スレーブユニットＳＵとの受信・送信データを、転送アドレステーブル３０の内容に応じて信号メモリ１３と転送を行うことが出来る。この実施形態では、ＤＭＡ機能内蔵の通信コントローラ２１〜２４を使用しているが、バス１４にＤＭＡコントローラを配置し、ＤＭＡ機能を持たない通信コントローラを使用する形態としてもよい。
【００１１】
通信コントローラ２１〜２４は、周期的に、信号メモリ１３のＤＯテーブルの内容を読み出し、送信データとして外部のスレーブユニットＳＵヘ転送し、またスレーブユニットＳＵからの受信データを、信号メモリ１３のＤＩテーブルに書き込むことによって、シーケンス制御の入力・出力信号の処理を行う。
このＤＯテーブルからの読み出し、ＤＩテーブルヘの書き込みを行うために、転送アドレステーブル３０には、各Ｓ１〜Ｓ４に接続された各スレーブユニットＳＵのＤＩ／ＤＯデータに対応して、ＤＯテーブル、ＤＩテーブルのアドレスが設定され、これを用いて、ＤＯテーブル、ＤＩテーブルへのデータの書き込み、読み出しが制御されるように構成されている。
【００１２】
図３は転送アドレステーブル３０の構成を説明する説明図である。転送アドレステーブル３０には、通信回線Ｓ１〜Ｓ４分のテーブル４０〜４３があり、各テーブルにはそれぞれ送信データ用のテーブル５０と受信データ用のテーブル５１が存在する。図３では、通信回線Ｓ１用の転送アドレステーブル４０と該転送アドレステーブル４０を構成する送信データ用のテーブル５０と受信データ用のテーブル５１を示している。
送信データ用テーブル５０には、接続されたスレーブ分のテーブルが用意され、そこに、対応する系統のＤＯデータのアドレスデータを格納する。例えば、通信回線Ｓ１のスレーブ番号１スレーブユニットＳＵ(1-1) のＤＯデータが、信号メモリ１３の１００番地のデータとすると、スレーブ１用転送アドレステーブル６０に、１００という値を設定する。他のスレーブ、及び受信データについても同様である。
【００１３】
図４に示すように、３つのシーケンス制御系統を制御し、４つの通信回線Ｓ１〜Ｓ４を有し各通信回線Ｓ１〜Ｓ４には３つのスレーブユニットＳＵが接続されたプログラマブルコントローラの一実施使用形態の例について、転送アドレステーブル３０への割り付け方法について説明する。図４において、各スレーブユニットＳＵに「ＤＩ ＩＦ」と記載されているものは、機械からのデータの入力（ＤＩ）のインタフェースのみを持ったスレーブユニットＳＵ、「ＤＯ ＩＦ」と記載されているものは機械へのデータ出力のインタフェースのみを持ったスレーブユニットＳＵ、「ＤＩ／ＤＯ ＩＦ」と記載されたものは機械との入力／出力の両方のインタフェースを持ったユニットであることを示している。すなわち、スレーブユニットＳＵ(1-1) 〜ＳＵ(1-3) はＤＩ（入力）インタフェースのみ有し、スレーブユニットＳＵ(2-1) 〜ＳＵ(2-3) ，ＳＵ(3-2) ，ＳＵ(4-1) ，ＳＵ(4-2) はＤＯ（出力）インタフェースのみ備え、スレーブユニットＳＵ(3-1) ，ＳＵ(3-3) ，ＳＵ(4-3) は、ＤＩ／ＤＯ（入出力）インタフェースを備えるものである。
すなわち、通信回線Ｓ１には、ＤＩ（入力）インタフェースのみを持つシーケンス制御系統１用の２つのスレーブユニットＳＵ(1-1) ，ＳＵ(1-2) と、シーケンス制御系統２用のスレーブユニットＳＵ(1-3) が接続され、通信回線Ｓ２には、ＤＯ（出力）インタフェースのみを持つシーケンス制御系統２用のスレーブユニットＳＵ(2-1) と、シーケンス制御系統３用のスレーブユニットＳＵ(2-2) ，ＳＵ(2-3) が接続されている。また、通信回線Ｓ３には、ＤＩ／ＤＯ（入出力）インタフェースを持つシーケンス制御系統２、１用のスレーブユニットＳＵ(3-1) ，ＳＵ(3-3) と、ＤＯ（出力）インタフェースのみを持つシーケンス制御系統２用のスレーブユニットＳＵ(3-2) が接続され、通信回線Ｓ４には、ＤＯ（出力）インタフェースを持つシーケンス制御系統１、２用のスレーブユニットＳＵ(4-1) ，ＳＵ(4-2) と、ＤＩ／ＤＯ（入出力）インタフェースを持つシーケンス制御系統３用のスレーブユニットＳＵ(4-3) が接続されている。
【００１４】
このような、実施形態のプログラマブルコントローラにおいて、信号メモリ１３内の各系統のＤＩ信号、ＤＯ信号の格納アドレスは、図５の示す状態とする。つまり、シーケンス制御系統１のＤＯ信号のテーブルは、信号メモリ１３の１００番地からマッピングされており、ＤＩ信号のテーブルは、１８０番地からマッピングされているものとする。同様に、シーケンス制御系統２のＤＯ信号のテーブルは２００番地から、ＤＩ信号のテーブルは２８０番地から、シーケンス制御系統３のＤＯ信号のテーブルは３００番地からＤＩ信号のテーブルは３８０番地からマッピングされているものとする。
【００１５】
そこで、図４に示したプログラマブルコントローラを構成するために、転送アドレステーブル３０に各スレーブユニットに対するデータに対して信号メモリ１３のアドレスを割り付ける。
図６に転送アドレステーブル３０への割付設定値の一例を示す。図６において設定値には、信号メモリ１３のアドレスが設定されるものであるが、スレーブユニットが入力もしくは出力を持たない場合は、ダミーのアドレス（＝０）を設定してある。
通信回線Ｓ１に接続されるスレーブユニットＳＵ(1-1) 〜ＳＵ(1-3) は、入力インタフェースＤＩ ＩＦしか有さないスレーブユニットであるから、これらスレーブユニットＳＵ(1-1) 〜ＳＵ(1-3) への送信データはない。そのため、通信回線Ｓ１のスレーブ番号１〜３に対するＤＯデータのアドレスはダミーの「０」が設定されている。
また、通信回線Ｓ１のスレーブ番号１のスレーブユニットＳＵ(1-1) からの受信データは、信号メモリ１３のアドレス１８０番地、つまりシーケンス制御系統１のＤＩ信号領域に転送されることを示している。また、通信回線Ｓ１のスレーブ番号２のスレーブユニットＳＵ(1-2) からの受信データは、信号メモリ１３のアドレス１８１番地のシーケンス制御系統１のＤＩ信号領域に転送される。さらに、通信回線Ｓ１のスレーブ番号３のスレーブユニットＳＵ(1-3) からの受信データは、信号メモリ１３のアドレス２８０番地のシーケンス制御系統２のＤＩ信号領域に転送される。
通信回線Ｓ２に接続されるスレーブユニットＳＵ(2-1) 〜ＳＵ(2-3) は、出力インタフェースＤＯ ＩＦしか有さないスレーブユニットであるから、これらスレーブユニットＳＵ(2-1) 〜ＳＵ(2-3) からの受信データはない。そのため、通信回線Ｓ２のスレーブ番号１〜３に対するＤＩデータのアドレスはダミーの「０」が設定されている。そして、スレーブユニットＳＵ(2-1) への送信データは、信号メモリ１３のシーケンス制御系統２のＤＯ信号領域であるアドレス２００番地のＤＯデータが送信されるように設定されている。また、通信回線Ｓ２のスレーブ番号２のスレーブユニットＳＵ(2-2) への送信データは、信号メモリ１３のシーケンス制御系統３のＤＯ信号領域であるアドレス３００番地のＤＯデータと設定している。さらに、通信回線Ｓ２のスレーブ番号３のスレーブユニットＳＵ(2-3) への送信データは、信号メモリ１３のシーケンス制御系統３のＤＯ信号領域であるアドレス３０１番地のＤＯデータが設定されている。
通信回線Ｓ３のスレーブ番号１のスレーブユニットＳＵ(3-1) は、ＤＩ／ＤＯ（入出力）インタフェースを有するものであり、このスレーブユニットＳＵ(3-1) への送信データは、アドレス２０１番地のシーケンス制御系統２のＤＯデータと設定し、受信データは、アドレス２８１番地のシーケンス制御系統２のＤＩ信号領域に転送されるように設定されている。また、通信回線Ｓ３のスレーブ番号２のスレーブユニットＳＵ(3-2) は、出力インタフェースしか備えていないから、受信データに対するアドレスはダミーの「０」、送信データに対するアドレスは、２０２番地のシーケンス制御系統２のＤＯ領域が設定されている。通信回線Ｓ３のスレーブ番号３のスレーブユニットＳＵ(3-3) に対しては、送信データに対しては１００番地、受信データに対しては１８３番地のシーケンス制御系統１のＤＩ／ＤＯ信号のテーブルのアドレスが設定されている。
同様に、通信回線Ｓ４に接続されたスレーブユニットＳＵ(4-1) 〜ＳＵ(4-3) に対するデータの送信受信に対する信号メモリ１３のアドレスが設定されるものである。
【００１６】
以上のように、転送アドレステーブル３０に、シーケンス制御のＤＩ／ＤＯ信号テーブルのアドレス値を設定することで、スレーブユニットと制御系統を自由に割り付けることができるものである。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は、多系統のシーケンス制御部と任意のスレーブユニットを自由に割り付けることができるので、１つの系統に複数の回線接続されたスレーブユニットを割り付ける事ができ、通信周期を落とすことなく、ＤＩ／ＤＯの容量を増やすことが可能である。また、スレーブの配置に応じて、１つの通信回線に接続されるスレーブユニットを、複数の系統で共用する事ができたり、通信回線を１つの系統に占有させ、その系統の変更が他の系統に影響を及ぼさないようにといった形態もとることができ、多様なシステム構成にも柔軟なシーケンス制御部とスレーブユニットの関係を構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の概要を説明する説明図である。
【図２】本発明の一実施形態の要部ブロック図である。
【図３】同実施形態における設定値の定義を説明する図である。
【図４】同実施形態において構築したシステムの１例を示すブロック図である。
【図５】同システムの１例を構築するための、信号メモリのアドレスマップである。
【図６】同システムの１例を構築するための、転送アドレステーブルに設定する設定値の説明図である。
【符号の説明】
１  プログラマブルコントローラ・マスタユニット
１０  シーケンス制御部
２０  通信制御部
【図１】
0003725530.tif 000002
【図２】
0003725530.tif 000003
【図３】
0003725530.tif 000004
【図４】
0003725530.tif 000005
【図５】
0003725530.tif 000006
【図６】
0003725530.tif 000007