(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザプログラムを格納するユーザプログラムメモリと、システムプログラムを格納するシステムプログラムメモリと、前記ユーザプログラムに従い順次演算実行し、且つ前記ユーザプログラムメモリの内容を変更する中央演算処理部と、該中央演算処理部と前記ユーザプログラムメモリとに接続されるメモリボード用インタフェース部とを備えたプログラマブルコントローラにおいて、
当該プログラマブルコントローラが通電され前記ユーザプログラムが実行されている状態でも前記ユーザプログラムの変更が可能な活線挿抜構造の受け側コネクタを有し、該受け側コネクタを介してＲＵＮ中変更用メモリと、ＬＥＤと、前記活線挿抜構造の挿入側コネクタとが搭載されたメモリボードを着脱自在に接続可能とし、さらに、該メモリボードの活線装着が完了し、前記中央演算処理部が前記ユーザプログラムの変更が必要と判断した場合、ＲＵＮ中変更を開始し且つ前記ＬＥＤを点灯させ、前記ＲＵＮ中変更が完了すると、該ＬＥＤを消灯させて、前記メモリボードの活線脱離が可能であることを示す構成としたことを特徴とする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、プログラマブルコントローラに係り、ユーザプログラム、特にシーケンスプログラムの演算実行中において、そのシーケンスプログラムを変更することが可能なプログラマブルコントローラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、プログラマブルコントローラ（以下、ＰＬＣという）の高速・高性能化あるいは制御システムの複雑化などの理由により、ユーザが作成するユーザプログラム、特に、代表的なシーケンスプログラムは複雑、且つ大規模化している。
【０００３】
この大規模化は、シーケンスプログラムのデバッグ作業に要する作業時間を増大させる要因となっている。デバッグ作業を効率的に実施するため、ＰＬＣの運転中にユーザプログラムを変更（以下、ＲＵＮ中変更という）する機能を有したＰＬＣが多い。
【０００４】
ここで、図５を参照して従来のＰＬＣにおける演算処理およびＲＵＮ中変更機能について説明する。
【０００５】
図５は従来のＰＬＣの構成図である。図５において、ＰＬＣ１００は、少なくとも周辺装置から情報を入力する手段と、該ＰＬＣ１００全体を制御するシステムプログラムに基づき、ユーザプログラムに従い、演算・制御を行い、且つ前記演算実行中に前記ユーザプログラムの内容を変更できる中央演算処理部（以下、ＣＰＵ部という）１０と、前記ＣＰＵ部と接続され、且つ演算・制御に必要な各種データを格納するデータメモリ５と、前記ＣＰＵ部と接続され、且つ演算・制御のためのユーザプログラムを格納するユーザプログラムメモリ６Ａおよび前記ＰＬＣの運転中に前記ユーザプログラムの変更に用いられるＲＵＮ中変更用メモリ６Ｂと、前記システムプログラムを格納するシステムプログラムメモリ７と、前記ＣＰＵ部１０とインタフェース８および周辺装置ポート９を介して接続される周辺装置１１０と、前記ＣＰＵ部１０に入力する入力接点を有する入力部１と、制御対象に出力する出力コイル３を有する出力部４とから構成される。なお、前記周辺装置１１０は通常パソコン等が用いられる。
【０００６】
ＰＬＣのＣＰＵ部１０の主な機能として、第一に、プログラムおよびデータを転送する能力を有すること、第二に、ユーザがコーディングしたユーザプログラム内容に応じた演算処理を行い、その結果に応じて出力信号制御を行うことなどが挙げられる。
【０００７】
ここで、プログラム転送とは、ユーザが周辺装置１１０で入力したユーザプログラムを周辺ポート９および周辺装置インタフェース８を介してユーザプログラムメモリ６Ａに格納することである。
【０００８】
データ転送とは、周辺装置１１０から周辺ポート９および周辺装置インタフェース８を介して、ＣＰＵ部１０の内部の演算結果を格納するデータメモリ５の内容を読み出したり、逆に、データメモリ５にデータを書き込むことである。
【０００９】
さらに、ＣＰＵ部１０は、入力部２を介して入力接点１の状態を取り込み、ユーザメモリ６Ａに格納されたユーザプログラムに従い、前述の取り込んだデータをＣＰＵ部１０で演算する。演算結果はデータメモリ５に格納されたり、出力部４を介して出力コイル３に出力する構成となっていた。
【００１０】
次に、従来のＰＬＣにおけるＲＵＮ中変更機能について説明する。
【００１１】
周辺装置１１０からＲＵＮ中変更の要求がＣＰＵ１０に送られ、同時に変更後のユーザプログラムが前記周辺装置１１０からＲＵＮ中変更用メモリ６Ｂに転送される。前記ＣＰＵ１０は、ユーザプログラムメモリ６Ａ上のユーザプログラム実行状況を監視しつつ、ＲＵＮ中変更用メモリ６Ｂの変更ユーザプログラムをユーザプログラムメモリ６Ａ上に置換していくものである。この置換する手段はシステムプログラムに格納されている置換プログラムに従いＣＰＵ１０がソフト的に行うものである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、ＲＵＮ中変更機能は、制御システムの試運転時などユーザプログラムを頻繁に変更する場合には使用頻度が高く、制御システムが安定動作している通常運転時には使用頻度が低い。
【００１３】
それにも関わらず、図５に示す如く、従来、ＲＵＮ中変更機能を実現する場合のＰＬＣ１００のハードウエア構成としては、該ＰＬＣ１００内にＲＵＮ中変更メモリを専用に有していることが多い。
【００１４】
すなわち、従来ＲＵＮ中変更機能を実現する構成では、通常運転状態などにおけるＲＵＮ中変更が不必要な場合にも専用のメモリを搭載していることになり、貴重なハードウエア資源を無駄遣いしているという問題がある。
【００１５】
この問題を改善した技術が提案されている。外部メモリ、例えば、周辺装置のプログラミングコンソールのメモリを利用してプログラムの修正を行い、修正が完了したならば、修正済のプログラムを停止させたＰＬＣに転送するものである。これに関連するものとしては、特開平５−２３３０１４号公報の技術がある。
しかし、これは、単に、プログラム実行中に、外部メモリでプログラムを修正できるというものである。しかしながら、プログラムを変更する場合はＰＬＣを停止しなければならず、ＲＵＮ中変更が出来ず、加えて、周辺装置のプログラミングコンソルと作業メモリとが一体化しており、大形プログラミングコンソールを運搬する必要があり、保守性に対する配慮が不十分であつた。
【００１６】
また、一般に、電子機器において、コネクタなどを介して機器間を接続する場合、その取付けと取外し時には注意を要することが多い。その理由はコネクタが接触するタイミングによっては、電源電圧の変動等により機器内部の部品が破損するおそれが有るためである。
【００１７】
図６は、従来におけるメモリＩ／Ｆとメモリボードのブロック図を示す。
【００１８】
上記対策のため、メモリＩ／Ｆ部において、従来機器では機器の電源を切ってからコネクタ類の取付けと取外しの対策手段を設けたものがある。メモリＩ／ＦとＰＬＣ本体側とメモリボード側の部品を保護するため、メモリＩ／Ｆの電源部にスィッチチング素子２４とスィッチ２３を設けた一例である。
【００１９】
メモリボード１０２の取付け前には、スイッチ２３を解放状態にしてスィッチング素子２４をＯＦＦにし、メモリボード１０２側に電源が供給されないようにする。前記メモリボード１０２を取り付けた後、スイッチ２３を接続状態にしてスィッチング素子２４をＯＮにし、当該メモリボード１０２に電源を供給すると同時に、データバスバッファ２５Ｂとアドレスバッファ２５Ａを制御する信号２２が活線化されてくる。なお、２０Ａ，２０Ｂはデータバス、２１Ａ，２１Ｂはアドレスバスである。
【００２０】
メモリボード１０２を取り外す前には、スィツチ２３を解放状態にして
、メモリボード１０２への電源供給とバッフア２５Ａ、２５Ｂへの信号供給を停止する。このように、従来の構成の対策手段では、メモリボード１０２の取付け／取り外し前にスイッチの操作が必要であり、保守性に対する問題があった。
【００２１】
本発明は、かかる従来の問題点を解決するためになされたものであり、通常運転状態などにおけるＲＵＮ中変更が不必要な場合の専用のメモリを搭載を止め、貴重なハードウエア資源の無駄遣いがなく、保守性に対する配慮も十分であるプログラマブルコントローラを提供することをその目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、ユーザプログラムを格納するユーザプログラムメモリと、システムプログラムを格納するシステムプログラムメモリと、前記ユーザプログラムに従い順次演算実行し、且つ前記ユーザプログラムメモリの内容を変更する中央演算処理部と、該中央演算処理部と前記ユーザプログラムメモリとに接続されるメモリボード用インタフェース部とを備えたプログラマブルコントローラにおいて、当該プログラマブルコントローラが通電され前記ユーザプログラムが実行されている状態でも前記ユーザプログラムの変更が可能な活線挿抜構造の受け側コネクタを有し、該受け側コネクタを介してＲＵＮ中変更用メモリと、ＬＥＤと、前記活線挿抜構造の挿入側コネクタとが搭載されたメモリボードを着脱自在に接続可能とし、さらに、該メモリボードの活線装着が完了し、前記中央演算処理部が前記ユーザプログラムの変更が必要と判断した場合、ＲＵＮ中変更を開始し且つ前記ＬＥＤを点灯させ、前記ＲＵＮ中変更が完了すると、該ＬＥＤを消灯させて、前記メモリボードの活線脱離が可能であることを示す構成とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るプログラマブルコントローラ（以下、ＰＬＣという）の一実施の形態について図１ないし図４を参照して説明する。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態に係るＰＬＣの構成図である。
【００２６】
図１において、ＰＬＣ１０１は、システムプログラムに従い当該ＰＬＣ１０１全体を制御するＣＰＵ１０と、該ＣＰＵ１０と接続され、ユーザプログラムのＲＵＮ中変更プログラムを含む制御内容・手順を記憶し、格納するシステムプログラムメモリ７と、前記ＣＰＵ１０と接続され、且つユーザプログラムを格納する書き換え可能なユーザプログラムメモリ６Ａと、上記ＣＰＵ１０に接続され演算に必要なデータ、演算結果などを記憶する書き換え可能なデータメモリ５とを備えるものである。そして、周辺装置１１０がＰＬＣの近くに置かれている場合は、データメモリ５の内容を書き換え可能とするために、データメモリ５が周辺装置のインタフェース８および周辺ポート９を介して該周辺装置１１０に接続されているのが通常である。
【００２７】
そして、ＲＵＮ中変更用メモリ６Ｂと、前記ＣＰＵ１０および前記ユーザプログラムメモリ６Ａとを接続するメモリインタフェース１２（以下、メモリＩ／Ｆ１２という）が設けられいる。前記メモリＩ／Ｆ１２側のメス型コネクタとメモリボード１０２側のオス型コネクタ１０３が接続されることにより、前記メモリＩ／Ｆ１２に、ＲＵＮ中変更用メモリ６Ｂが搭載された前記メモリボード１０２が装着される。
【００２８】
前記ＣＰＵ１０が、ＲＵＮ中変更用メモリ６Ｂが搭載された状態のメモリボード１０２が装着状態か、脱離状態かを適宜な手段、例えば電源端子の挿入もしくは未挿入の通電の有無により、定期的に監視している。前記メモリボード１０２にはパワーＬＥＤ１０５が設けられおり、前記ＣＰＵ１０が、定期的に監視の結果、前記メモリボード１０２が装着されていることを認識した場合には前記パワーＬＥＤ１０５が点灯するようになっている。なお、前記パワーＬＥＤ１０５の配線関係については図示を省略している。
【００２９】
次ぎに、ＲＵＮ中変更時以外においては、使用されていない状態のＲＵＮ中変更用のメモリを取り外す構造と、取り外す際のメモリ内容の保護をする活線挿抜の構造を図２および図３を参照して説明する。図２は、活線挿抜のコネクタ構造の説明図、図３は、メモリＩ／Ｆ１２側とメモリボード１０２側との結合説明図である。
【００３０】
図２、３において、オス型コネクタ１０３は、グラウンド端子４１と信号端子４０ａ，４０ｂと電源端子４２を有する。それらの端子の長さは、グラウンド端子４１＞信号端子４０ａ，４０ｂ＞電源端子４２の関係になっている。そして、該オス型コネクタ１０３は前記メモリボード１０２に組み込まれている。
【００３１】
メモリＩ／Ｆ１２側には、メス型コネクタ１０４がメモリＩ／Ｆ１２に組み込まれており、メモリＩ／Ｆ１２には、電源５Ｖとの接続線ＰＶ５と、メモリＩ／Ｆ１２の接地部ＳＧと接続線ＰＧ５と、入力データバス２１Ａと接続されているアドレス指定用の一方向のアドレス用バッフアアンプ２５Ａと
、その出力データバス２１Ｂおよび入力データバス２０Ａと接続されているデータを双方向に転送する双方向のデータ用バッフアアンプ２５Ｂと、その出力データバス２０Ｂが設けられている。
【００３２】
前記ＰＶ５は端子孔６２、前記ＰＧ５は端子孔６１、前記出力データバス２１Ｂは端子孔６０ａ、前記出力データバス２０Ｂは端子孔６０ｂと接続されている。なお、信号２２は前記バッファ２５Ａおよび２５Ｂを有効もしくは無効に切替えるための制御信号である。前記入力データバス２１Ａおよび入力データバス２０Ａは、図示しないＰＬＣ内のバスと接続されている。
【００３３】
前記オス型コネクタ１０３のグラウンド端子４１、信号端子４０ａ，４０ｂ、電源端子４２とそれぞれ接続する上記端子孔６１、６０ａ，６０ｂ、６２の深さは、前記オス型コネクタ１０３のグラウンド端子４１、信号端子４０ａ，４０ｂ、電源端子４２の長さに応じて深くなるように構成されている。
【００３４】
上記構成のコネクタ構造を用いた活線挿抜を説明する。
【００３５】
メモリＩ／Ｆ１２にメモリボード１０２を取り付ける場合、前記オス型コネクタ１０３を前記メス型コネクタ１０４に接続させるが、まず、前記オス型コネクタ１０３のグランド端子４１と、前記メス型コネクタ１０４のＰＧ５の端子孔６１とが端子の長さと孔の深さの関係より接続される。これにより、メモリＩ／Ｆ１２とメモリボード１０２間の基準電位が一致する。
【００３６】
次ぎに、前記オス型コネクタ１０３の信号４０ａ，４０ｂと前記メス型コネクタ１０４のアドレス用出力データバス２１Ｂの端子孔６０ａ，データ用出力データバス２０Ｂの端子孔６０ｂとが接続される。ここで、アドレス用出力データバス２１Ｂ，データ用出力データバス２０Ｂの信号が変動しても、前記の如く、メモリＩ／Ｆ１２とメモリボード１０２間の基準電位が同一であるため、両者間の信号に大きな電位差は生じない。そのため、メモリホード１０２内のデータや構成部品が破損する心配がない。
【００３７】
最後に、前記オス型コネクタ１０３の電源端子４２と電源５Ｖと接続されているＰＶ５端子孔６２が接続され、メモリＩ／Ｆ１２とメモリボード１０２間においてデータの受渡しが可能となる。
【００３８】
このように、両端子が時間差をつけて接続されることにより、スイッチやスイッチング素子等の特別の手段を設けることなく、活線挿抜を実現することができる。
【００３９】
上記構成のＰＬＣの動作を図４を参照して説明する。図４は、図１のＰＬＣのフロチャートである。
【００４０】
Ｓ１において、ＰＬＣ電源をＯＮされる。
【００４１】
Ｓ２において、ユーザプログラム変更の要否が判断される。必要な場合Ｓ３へ進む。不必要な場合にはＳ１０へ進み、ＰＬＣの通常運転が続けられる。
【００４２】
Ｓ３において、必要なユーザプログラムが格納されたＲＵＮ中変更用の作業メモリ６Ｂを搭載したメモリボード１０２がメモリＩ／Ｆ１２と結合し、作業メモリ６Ｂは活線装着される。
【００４３】
Ｓ４において、ＣＰＵが作業メモリ６Ｂの装着を確認すると、パワーＬＥＤ１０５が点灯する。
【００４４】
Ｓ５において、ＣＰＵがユーザプログラムの内容変更を指示する。
【００４５】
Ｓ６において、ＣＰＵが作業メモリ６ＢのＲＵＮ中変更用情報テーブルを読みだす。ＲＵＮ中変更用情報テーブルとは、変更の必要なユーザプログラムのアドレスとその内容を示すテーブルである。
【００４６】
Ｓ７において、前記ＲＵＮ中変更用情報テーブルの情報を判断し、ユーザプログラムと作業メモリ６Ｂの内容を置き換える。このとき、ユーザプログラムの実行に支障のないように行われる。
【００４７】
Ｓ８において、前記ＲＵＮ中変更用情報テーブルの情報によりユーザプログラムの置き換えがおわり、変更の完了が確認される。
【００４８】
Ｓ９において、ＣＰＵがパワＬＥＤ１０５が消灯する。ＲＵＮ中変更用の作業メモリを活線脱離する。
【００４９】
Ｓ１０において、通常運転となる。
【００５０】
前記活線脱離した前記作業メモリの内容は、必要に応じ格納されているプログラムを変更することができる。また、格納されているプログラムを固定した作業メモリを多種類準備しても差し支えない。
【００５１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明した如く、本発明の構成によれば、脱着可能なＲＵＮ中変更用メモリを使用したことにより、以下の効果が得られる
１．部品点数が減少するため、安価なＰＬＣを提供することができる。
【００５２】
２．部品点数が減少するため、通常運転時の消費電力を抑制できる。また、ＰＬＣを停止することなくＲＵＮ中変更用の作業メモリを着脱できる方式を発明したことにより作業効率を向上させることができる。
【００５３】
３．小型軽量で持ち運びが便で、保守性がよいＲＵＮ中変更用の作業メモリを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るＰＬＣの構成図である。
【図２】活線挿抜のコネクタ構造の説明図である。
【図３】メモリＩ／Ｆ１２側とメモリボード１０２側との結合説明図である。
【図４】図１のＰＬＣのフロチャートである。
【図５】従来のＰＬＣの構成図である。
【図６】従来におけるメモリＩ／Ｆとメモリボードのブロック図である。
【符号の説明】
１…入力接点、２…入力部、３…出力コイル、４…出力部、５…データメモリ、
６Ａ…ユーザプログラムメモリ、６Ｂ…ＲＵＮ中変更用メモリ、
７…システムプログラムメモリ、８…周辺装置インタフェース、
９…周辺ポート、１０…ＣＰＵ部、１２…メモリインタフェース、２０Ａ，２０Ｂ…データバス、２１Ａ，２１Ｂ…アドレスバス、２２…バッファ制御信号、２３…スイッチ、２４…電源用スイッチング素子、
２５Ａ…アドレス用バッファ、２５Ｂ…データ用バッファ、４１…グラウンド端子、４０ａ，４０ｂ…信号端子、４２…電源端子４２、
１００…従来のＰＬＣ、１０１…本発明のＰＬＣ、１０２…メモリボード、１０３…メモリポート、１１０…周辺装置
【図１】
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【図２】
0003709315.tif 000003
【図３】
0003709315.tif 000004
【図４】
0003709315.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003709315.tif 000007