(57)【要約】【課題】  オプションモジュールの実装枚数に制限を加えることなく、コントローラと制御機器間のデータの受け渡しを確実に行うことができ、オプションモジュールのデータ更新周期をＰＬＣモジュールのサンプリング周期と異なる値に設定できるモジュール型のプログラマブルコントローラを提供する。【解決手段】  ＰＬＣモジュールは第１の割込信号と、オプションモジュールに出力する第２の割込信号を発生させる手段とを有し、第１の割込信号が入力されると、第２の割込信号を発生させる手段を起動し、データ格納完了信号がセットされるとユーザプログラムを実行し、オプションモジュールは第３の割込信号を生成する手段を有し、第２の割込信号が入力されると、データ格納後、データ格納完了信号をセットし、第３の割込信号を生成する手段を起動し、第３の割込信号が入力されると制御機器にデータを出力するものである。【選択図】図１
2006079480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プログラマブルコントローラとしての機能を有するＰＬＣモジュールと、
制御機器とデータの入出力を行う機能を有するオプションモジュールと、を備え、
前記オプションモジュールと前記制御機器間は前記オプションモジュールからのデータを確実に制御機器まで渡すことができるように定周期でデータの入出力を行う機能を有するモジュール型のプログラマブルコントローラの同期方法において、
前記ＰＬＣモジュールのＣＰＵに第１の割込信号が入力されたとき、前記ＰＬＣモジュールは第２の割込信号を発生する手段を起動し、
前記ＰＬＣモジュールからの前記第２の割込信号が前記オプションモジュールに入力されたとき、前記オプションモジュールが前記ＰＬＣモジュールのデータを格納し、データ格納完了信号を前記ＰＬＣモジュールに出力し、前記オプションモジュールと制御機器との間でデータの入出力処理を行う第３の割込信号を生成する手段を起動し、
前記第３の割込信号が前記オプションモジュールのＣＰＵに入力されたとき、前記オプションモジュールは制御機器に出力するデータを算出して、データを制御機器に出力し、前記ＰＬＣモジュールは同ＰＬＣモジュールのデータをオプションモジュールが取り込むまでは、ユーザプログラムを実行せず待機状態を保持し、
前記オプションモジュールからのデータ格納完了信号により、ユーザプログラムを前記ＰＬＣモジュールが実行することにより、前記ＰＬＣモジュールと前記オプションモジュールの同期をとることを特徴とするモジュール型のプログラマブルコントローラの同期方法。
【請求項２】
プログラマブルコントローラとしての機能を有するＰＬＣモジュールと、
制御機器とデータの入出力を行う機能を有するオプションモジュールと、
前記ＰＬＣモジュールと前記オプションモジュールとの間でデータのやり取りを行う共有メモリと、を備え、
前記オプションモジュールと前記制御機器間は前記オプションモジュールからのデータを確実に制御機器まで渡すことができるように定周期でデータの入出力を行う機能を有するモジュール型のプログラマブルコントローラにおいて、
前記ＰＬＣモジュールは第１の割込信号と第２の割込信号とを発生する手段を有し、前記ＰＬＣモジュールは第１の割込信号が入力されると、外部機器との入出力を行い、入出力が完了したときに前記第２の割込信号を発生する手段を起動した後、前記オプションモジュールのデータ格納完了信号待ちとなり、前記オプションモジュールからデータ格納完了信号が前記共有メモリにセットされると、ユーザプログラムを実行し、
前記オプションモジュールは第３の割込信号を生成する手段を有し、前記第２の割込信号が入力されると、前記ＰＬＣモジュールが該共有メモリにセットしたデータをメモリに格納し、格納が完了すると、データ格納完了信号を前記共有メモリにセットし、前記第３の割込信号を生成する手段を起動し、前記第３の割込信号が入力されると、制御機器に出力するデータを作成し、制御機器に出力することを特徴とするモジュール型のプログラマブルコントローラ。
【請求項３】
プログラマブルコントローラとしての機能を有するＰＬＣモジュールと、
制御機器とデータの入出力を行う機能を有するオプションモジュールと、を備え、
前記オプションモジュールと前記制御機器間は前記オプションモジュールからのデータを確実に制御機器まで渡すことができるように定周期でデータの入出力を行う機能を有するモジュール型のプログラマブルコントローラの同期方法において、
前記ＰＬＣモジュールのＣＰＵに第１の割込信号が入力されて前記ＰＬＣモジュールからのデータ格納指令が前記オプションモジュールに入力されたとき、前記オプションモジュールが前記ＰＬＣモジュールのデータを格納し、データ格納完了信号を前記ＰＬＣモジュールに出力し、前記オプションモジュールと制御機器との間でデータの入出力処理を行う第２の割込信号を生成する手段を起動し、
前記第２の割込信号が前記オプションモジュールのＣＰＵに入力されたとき、前記オプションモジュールは制御機器に出力するデータを算出して、データを制御機器に出力し、前記ＰＬＣモジュールは同ＰＬＣモジュールのデータをオプションモジュールが取り込むまでは、ユーザプログラムを実行せず待機状態を保持し、前記オプションモジュールからのデータ格納完了信号により、ユーザプログラムを前記ＰＬＣモジュールが実行することにより、前記ＰＬＣモジュールと前記オプションモジュールの同期をとることを特徴とするモジュール型のプログラマブルコントローラの同期方法。
【請求項４】
プログラマブルコントローラとしての機能を有するＰＬＣモジュールと、
制御機器とデータの入出力を行う機能を有するオプションモジュールと、
前記ＰＬＣモジュールと前記オプションモジュールとの間でデータのやり取りを行う共有メモリと、を備え、
前記オプションモジュールと前記制御機器間は前記オプションモジュールからのデータを確実に制御機器まで渡すことができるように定周期でデータの入出力を行う機能を有するモジュール型のプログラマブルコントローラにおいて、
前記ＰＬＣモジュールは、第１の割込信号とこれと同じタイミングで同期信号を発生する手段を有し、前記ＰＬＣモジュールは、第１の割込信号が入力されると、外部機器との入出力を行い、入出力が完了したときにデータ格納指令を前記オプションモジュールの共有メモリにセットした後、前記オプションモジュールのデータ格納完了信号待ちとなり、前記オプションモジュールからデータ格納完了信号が前記共有メモリにセットされると、ユーザプログラムを実行し、
前記オプションモジュールは、第２の割込信号を生成する手段を有し、前記同期信号が入力されると、データ格納指令待ちとなり、前記ＰＬＣモジュールからのデータ格納指令が前記共有メモリにセットされると、前記ＰＬＣモジュールが該共有メモリにセットしたデータをメモリに格納し、格納が完了すると、データ格納完了信号を前記共有メモリにセットし、前記第２の割込信号を生成する手段を起動し、第２の割込信号が入力されると、制御機器に出力するデータを作成し、制御機器に出力することを特徴とするモジュール型のプログラマブルコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モジュール型のプログラマブルコントローラ（ＰＬＣ装置）に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のモジュール型のＰＬＣ装置について、図を用いて説明する。図５は、一般のモジュール型ＰＬＣ装置の概略構成図である。図において、モジュール型のＰＬＣ装置５は、ＰＬＣモジュール２とオプションモジュール３から構成されている。１はプログラム入力装置であり、ユーザはプログラム入力装置１を使用してユーザプログラムを作成する。２はＰＬＣモジュールであり、ユーザプログラムにしたがい、オプションモジュール３との間で入出力データをバスを通して授受する。データの授受を行うタイミング（以下、サンプリング周期と呼ぶ）は、一般にＰＬＣモジュール２に搭載された水晶発振子からのクロックを元にして作成される。３はオプションモジュールであり、動作の異なる複数種の中から任意のモジュールを複数枚実装できる。オプションモジュール３のなかには制御データを一定の更新周期で入出力を行うことにより、複数の制御機器を制御する種類も含まれる。この場合、サンプリング周期はオプションモジュール３に搭載された更新周期発生回路からの信号を元にして作成される。このように、サンプリング周期の作成方法には２種類ある。以下、サンプリング周期の作成方法について説明する。
【０００３】
まず、ＰＬＣモジュール２に搭載された水晶発振子からのクロックを元にサンプリング周期を作成する場合のモジュール型のＰＬＣ装置の内部構成を図６に示す。図６において、２はＰＬＣモジュールであり、一般に、外部の信号を取り込むための入力部２０と、外部へ信号を出力するための出力部２１と、データメモリ部２２と、ユーザプログラムを記憶しているプログラムメモリ部２４と、水晶発振子２５と、水晶発振子２５からのクロック信号で動作し、プログラムメモリ部２４に格納された制御プログラムに従って演算するＣＰＵ２３と、水晶発振子２５からのクロック信号を元にユーザが設定したサンプリング周期を作成し、割込信号Ｓ１４をＣＰＵ２３へ入力するサンプリング周期発生回路２６から構成される。ＣＰＵ２３は、割込信号Ｓ１４が入力されると、割込信号Ｓ２０を発生させ、オプションモジュール３との間でデータＳ１１の授受を行う。３はオプションモジュールであり、ＰＬＣモジュール２がセットしたデータＳ１１を自モジュール内に格納するためのメモリ３５と、ＰＬＣモジュール２からのデータＳ１１を格納するための共有メモリ３０と、水晶発振子３４と、水晶発振子３４で動作するＣＰＵ３１と、制御機器とのデータ授受をリアルタイムで行うためのデータ入出力部３２から構成される。ＰＬＣモジュール２とオプションモジュール３との間の同期は、割込信号Ｓ２０によって保たれる。
【０００４】
次に、オプションモジュール３に搭載された更新周期発生回路４０からの信号を元にサンプリング周期を作成する場合のモジュール型のＰＬＣ装置の内部構成を図７に示す。このＰＬＣ装置は図６のＰＬＣ装置と異なり、データを入出力する周期は更新周期発生回路４０により作成される。ＰＬＣモジュール２と制御機器４との間でデータの整合性をとるために、更新周期発生回路４０からの割込信号Ｓ３０をオプションモジュール３のＣＰＵ３１とＰＬＣモジュール２のサンプリング周期発生回路２６に同時に入力する。ＰＬＣモジュール２は、自モジュール内の水晶発振子からの信号を使うことなくオプションモジュール３の更新周期発生回路４０からの割込信号Ｓ３０を使用してサンプリング周期を作成する。このようなモジュール型のＰＬＣ装置においては、ＰＬＣモジュールとオプションモジュールは、それぞれＣＰＵを搭載し、そのＣＰＵは一般に別々の発振器（水晶発振子）からのクロックで動作する。図７に示したようなオプションモジュール３では、ＰＬＣモジュール２からのデータはＰＬＣモジュール２のサンプリング周期で確実に制御機器まで受け渡すことができる。
なお、以上説明した従来技術は特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開平１１−２５９１０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、図７に示したようなオプションモジュール３と図６に示したＰＬＣモジュール２とで構成されるＰＬＣ装置では、たとえ同じサンプリング周期を設定しても、ＰＬＣモジュール２とオプションモジュール３のサンプリング周期は微妙にずれてくる。そのため、ＰＬＣモジュール２からのデータをオプションモジュール３が受け取れないタイミングが生じ、ＰＬＣモジュール２からの時々刻々のデータをオプションモジュール３を介して制御機器４まで確実に受け渡すことができない。
【０００６】
この問題を図８のタイミングチャートを用いて説明する。図８において、Ｄ１〜Ｄ６はＰＬＣモジュール２が時々刻々払い出すデータを示している。この例では、オプションモジュール３および制御機器４のデータ更新周期を２ｍｓ、ＰＬＣモジュール２のサンプリング周期を２ｍｓとしている。クロックに使用する水晶発振子の精度は、一般に１００ｐｐｍ程度であるため、ＰＬＣモジュール２で使用している水晶発振子２５とオプションモジュール３で使用している水晶発振子３４の誤差は最大２００ｐｐｍである。よって、１／５０００の誤差となる。２ｍｓでは、２ｍｓ±０．４μｓとなり、１０秒で１回分（２ｍｓ）周期が多いか少なくなる。図８は、ＰＬＣモジュール２で使用している水晶発振子２５がオプションモジュール３で使用している水晶発振子３４よりα分遅いと仮定したときの各モジュールの周期を表したものである。図８において、ＰＬＣモジュール２のサンプリング周期とオプションモジュール３のデータ更新周期が時刻Ａ、時刻Ｂと徐々にずれていき、時刻Ｃでオプションモジュール３のデータ更新周期がＰＬＣモジュール２のサンプリング周期を抜き、その結果、データＤ６が払い出せずデータを抜かす。時刻Ｃでは、本来はデータＤ６が制御機器４に渡されなければならないが、時刻Ｂと同じデータＤ５が制御機器４に渡されてしまう。すなわち、制御機器４に本来渡すデータは、Ｄ１→Ｄ２→Ｄ３→Ｄ４→Ｄ５→Ｄ6→・・・・・・であるのに対して、実際に制御機器４に渡されるデータは、Ｄ１→Ｄ２→Ｄ３→Ｄ４→Ｄ５→Ｄ５→Ｄ6→・・・・・・となる。
これを防ぐために、従来は図７に示したＰＬＣモジュール２を用いて、ＰＬＣモジュール２とオプションモジュール３のサンプリング周期がずれないようにしていた。
【０００７】
しかしながら、図７に示したＰＬＣモジュール２の場合、図７に示した機能を持つオプションモジュール３が必ず実装されなければならないが、１枚しか搭載できないといった問題があった。また、図６に示したＰＬＣ装置では、ＰＬＣモジュール２とオプションモジュール３のサンプリング周期を同じ値にしか設定できず、ＰＬＣモジュール２のサンプリング周期を長い値に設定する場合は、オプションモジュール３のサンプリング周期も長い値に設定する必要があり、オプションモジュールと制御機器のデータの入出力を行うデータ更新周期が長くなり、一般に制御精度が低下するといった問題があった。
【０００８】
そこで本発明の目的は、オプションモジュールの実装枚数に制限を加えることなく、ＰＬＣモジュールと制御機器との間のデータの受け渡しを確実に行うことができ、また、オプションモジュールのデータ更新周期をＰＬＣモジュールのサンプリング周期と異なる値に設定できるモジュール型のプログラマブルコントローラの同期方法およびプログラマブルコントローラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、プログラマブルコントローラとしての機能を有するＰＬＣモジュールと、制御機器とデータの入出力を行う機能を有するオプションモジュールと、を備え、前記オプションモジュールと前記制御機器間は前記オプションモジュールからのデータを確実に制御機器まで渡すことができるように定周期でデータの入出力を行う機能を有するモジュール型のプログラマブルコントローラの同期方法において、前記ＰＬＣモジュールのＣＰＵに第１の割込信号が入力されたとき、前記ＰＬＣモジュールは第２の割込信号を発生する手段を起動し、前記ＰＬＣモジュールからの前記第２の割込信号が前記オプションモジュールに入力されたとき、前記オプションモジュールが前記ＰＬＣモジュールのデータを格納し、データ格納完了信号を前記ＰＬＣモジュールに出力し、前記オプションモジュールと制御機器との間でデータの入出力処理を行う第３の割込信号を生成する手段を起動し、前記第３の割込信号が前記オプションモジュールのＣＰＵに入力されたとき、前記オプションモジュールは制御機器に出力するデータを算出して、データを制御機器に出力し、前記ＰＬＣモジュールは同ＰＬＣモジュールのデータをオプションモジュールが取り込むまでは、ユーザプログラムを実行せず待機状態を保持し、前記オプションモジュールからのデータ格納完了信号により、ユーザプログラムを前記ＰＬＣモジュールが実行することにより、前記ＰＬＣモジュールと前記オプションモジュールの同期をとることを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、プログラマブルコントローラとしての機能を有するＰＬＣモジュールと、制御機器とデータの入出力を行う機能を有するオプションモジュールと、前記ＰＬＣモジュールと前記オプションモジュールとの間でデータのやり取りを行う共有メモリと、を備え、前記オプションモジュールと前記制御機器間は前記オプションモジュールからのデータを確実に制御機器まで渡すことができるように定周期でデータの入出力を行う機能を有するモジュール型のプログラマブルコントローラにおいて、前記ＰＬＣモジュールは第１の割込信号と第２の割込信号とを発生する手段を有し、前記ＰＬＣモジュールは第１の割込信号が入力されると、外部機器との入出力を行い、入出力が完了したときに前記第２の割込信号を発生する手段を起動した後、前記オプションモジュールのデータ格納完了信号待ちとなり、前記オプションモジュールからデータ格納完了信号が前記共有メモリにセットされると、ユーザプログラムを実行し、前記オプションモジュールは第３の割込信号を生成する手段を有し、前記第２の割込信号が入力されると、前記ＰＬＣモジュールが該共有メモリにセットしたデータをメモリに格納し、格納が完了すると、データ格納完了信号を前記共有メモリにセットし、前記第３の割込信号を生成する手段を起動し、前記第３の割込信号が入力されると、制御機器に出力するデータを作成し、制御機器に出力することを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、プログラマブルコントローラとしての機能を有するＰＬＣモジュールと、制御機器とデータの入出力を行う機能を有するオプションモジュールと、を備え、前記オプションモジュールと前記制御機器間は前記オプションモジュールからのデータを確実に制御機器まで渡すことができるように定周期でデータの入出力を行う機能を有するモジュール型のプログラマブルコントローラの同期方法において、前記ＰＬＣモジュールのＣＰＵに第１の割込信号が入力されて前記ＰＬＣモジュールからのデータ格納指令が前記オプションモジュールに入力されたとき、前記オプションモジュールが前記ＰＬＣモジュールのデータを格納し、データ格納完了信号を前記ＰＬＣモジュールに出力し、前記オプションモジュールと制御機器との間でデータの入出力処理を行う第２の割込信号を生成する手段を起動し、前記第２の割込信号が前記オプションモジュールのＣＰＵに入力されたとき、前記オプションモジュールは制御機器に出力するデータを算出して、データを制御機器に出力し、前記ＰＬＣモジュールは同ＰＬＣモジュールのデータをオプションモジュールが取り込むまでは、ユーザプログラムを実行せず待機状態を保持し、前記オプションモジュールからのデータ格納完了信号により、ユーザプログラムを前記ＰＬＣモジュールが実行することにより、前記ＰＬＣモジュールと前記オプションモジュールの同期をとることを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、プログラマブルコントローラとしての機能を有するＰＬＣモジュールと、制御機器とデータの入出力を行う機能を有するオプションモジュールと、前記ＰＬＣモジュールと前記オプションモジュールとの間でデータのやり取りを行う共有メモリと、を備え、前記オプションモジュールと前記制御機器間は前記オプションモジュールからのデータを確実に制御機器まで渡すことができるように定周期でデータの入出力を行う機能を有するモジュール型のプログラマブルコントローラにおいて、前記ＰＬＣモジュールは、第１の割込信号とこれと同じタイミングで同期信号を発生する手段を有し、前記ＰＬＣモジュールは、第１の割込信号が入力されると、外部機器との入出力を行い、入出力が完了したときにデータ格納指令を前記オプションモジュールの共有メモリにセットした後、前記オプションモジュールのデータ格納完了信号待ちとなり、前記オプションモジュールからデータ格納完了信号が前記共有メモリにセットされると、ユーザプログラムを実行し、前記オプションモジュールは、第２の割込信号を生成する手段を有し、前記同期信号が入力されると、データ格納指令待ちとなり、前記ＰＬＣモジュールからのデータ格納指令が前記共有メモリにセットされると、前記ＰＬＣモジュールが該共有メモリにセットしたデータをメモリに格納し、格納が完了すると、データ格納完了信号を前記共有メモリにセットし、前記第２の割込信号を生成する手段を起動し、第２の割込信号が入力されると、制御機器に出力するデータを作成し、制御機器に出力することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１または請求項３に記載の発明によると、オプションモジュールの実装枚数に制限を加えることなく、ＰＬＣモジュールと制御機器との間のデータの受け渡しを確実に行うことができ、また、オプションモジュールのデータ更新周期をＰＬＣモジュールのサンプリング周期と異なる値に設定できるので、ＰＬＣモジュールのサンプリング周期を長い値に設定してもオプションモジュールのデータ更新周期をＰＬＣモジュールのサンプリング周期のｎ分の１に設定でき、制御精度の低下を防止することができる。
【００１４】
また、請求項２または請求項４に記載の発明によると、１枚のオプションモジュールで接続可能な制御機器を超える多数の制御機器を接続する場合でも、必要枚数分のオプションモジュールを追加し、ＰＬＣモジュールに同期させることで、ＰＬＣモジュールが払い出すデータを、複数のオプションモジュールを介して確実に制御機器まで渡すことができ、複数のオプションモジュールを使用したモジュール型のＰＬＣ装置で同期制御を行うことができる。また、データを生成するＰＬＣモジュールはプログラマブルであるため、任意のデータパターン（データの集まり）を生成することができるので、制御機器で構成される機械の動作に柔軟に対応でき、その結果、高性能、高機能な機械をＰＬＣ装置で構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明のモジュール型のＰＬＣ装置の内部構成図である。図１において、２はＰＬＣモジュールであり、プログラマブルコントローラとしての機能を有しており、外部の信号を取り込むための入力部２０と、外部へ信号を出力するための出力部２１と、データメモリ部２２と、ユーザプログラムを記憶しているプログラムメモリ部２４と、水晶発振子２５と、水晶発振子２５からのクロック信号で動作し、プログラムメモリ部に格納された制御プログラムにしたがって演算するＣＰＵ２３と、ソフトウェアまたはハードウェアで設定された周期にしたがって、割込信号Ｓ１４を出力するサンプリング周期発生回路２６から構成される。サンプリング周期発生回路２６の出力信号である割込信号Ｓ１４がＣＰＵ２３に入力されたときに、ＣＰＵ２３はプログラマブルコントローラの入力、出力および演算を実行する。また、データの入出力が完了したときに、オプションモジュール３に対し割込信号Ｓ２０を出力する。３はオプションモジュールであり、ＰＬＣモジュール２がセットしたデータを自モジュール内に格納するためのメモリ３５と、ＰＬＣモジュール２からのデータＳ１１をメモリ３５に格納したときにＰＬＣモジュール２にデータＳ１１の取り込みが完了したことを知らせるデータ格納完了信号Ｓ１２を格納するための共有メモリ３０と、水晶発振子３４と、水晶発振子３４で動作するＣＰＵ３１と、制御機器との間でデータの入出力を行うためのデータ入出力部３２と、オプションモジュール３と制御機器間のデータ更新周期を生成する更新周期発生回路４０から構成される。更新周期発生回路４０からの出力が割込信号Ｓ３０として、オプションモジュール３のＣＰＵ３１に入力される。ＰＬＣモジュール２からの出力信号である割込信号Ｓ２０がＣＰＵ３１に入力されると同期割込処理が実行され、その同期割込処理から出力された起動信号Ｓ１６により更新周期発生回路４０が起動され、更新周期発生回路４０は起動された時点から水晶発振子３４からのクロックを元に定周期に信号を生成し出力する。すなわち、更新周期発生回路４０は同期割込処理から起動信号Ｓ１６により起動され、割込信号Ｓ３０を出力すると同時に、水晶発振子３４からのクロックの計測を開始し、予め設定された周期に達すると割込信号Ｓ３０を出力すると同時に、水晶発振子３４からのクロックの計測を開始する。この動作を繰り返し行うことで定周期に信号を生成する。また、更新周期発生回路４０からの出力である割込信号Ｓ３０がＣＰＵ３１に入力されると、制御機器との間でデータの入出力を行うデータ更新割込処理を実行する。
【００１７】
本発明が従来技術と異なる部分は、更新周期発生回路４０を起動する起動信号Ｓ１６と、データ格納完了信号Ｓ１２を備えた部分である。
【００１８】
図２は、モジュール型ＰＬＣ装置におけるＰＬＣモジュールとオプションモジュールのソフトウェアの動作説明図であり、ＰＬＣモジュール２のサンプリング周期発生回路２６から割込信号Ｓ１４が入力されたときのＰＬＣモジュール２のソフトウェアの動作、およびＰＬＣモジュール２のＣＰＵ２３から割込信号Ｓ２０が入力されたときのオプションモジュール３のソフトウェアの動作を説明したものである。図２において、割込信号Ｓ１４がＰＬＣモジュール２のＣＰＵ２３に入力されると、ＰＬＣモジュール２はまず、外部機器との入出力を行い（ステート１０ａ）、入出力が完了したときに割込信号Ｓ２０をオプションモジュール３に出力し（ステート１１ａ）、オプションモジュール３からのデータ格納完了信号Ｓ１２待ちとなる（ステート１２ａ）。オプションモジュール３からデータ格納完了信号Ｓ１２が共有メモリ３０にセットされると、プログラムメモリ部２４に格納されたユーザプログラムが実行され、そのユーザプログラムの中で時々刻々のデータが共有メモリ３０にセットされる（ステート１３ａ）。
【００１９】
一方、オプションモジュール３は、割込信号Ｓ２０がオプションモジュール３のＣＰＵ３１に入力されると、同期割込処理がＣＰＵ３１により実行される。同期割込処理の処理内容は、まずＰＬＣモジュール２が共有メモリ３０にセットしたデータを自モジュール内のメモリ３５に格納する。このデータを総データ量に積算して、制御機器への出力の総データ量とする（ステート２０ａ）。次に、格納が完了すると、データ格納完了信号Ｓ１２を共有メモリ３０にセットして、データの取り込みが完了したことをＰＬＣモジュール２に通知する（ステート２１ａ）。次に、起動信号Ｓ１６を出力して更新周期発生回路４０を起動する（ステート２２ａ）。更新周期発生回路４０が起動されると、更新周期発生回路４０から割込信号Ｓ３０が出力され、オプションモジュール３のＣＰＵ３１に入力され、データ更新割込処理がＣＰＵ３１により実行される。データ更新割込処理では、制御機器からのデータ入力、および総データ量から今回出力するデータを作成して制御機器に出力する（ステート３０ａ）。
【実施例２】
【００２０】
図３は、本発明のモジュール型のＰＬＣ装置の内部構成図である。図３において、２はＰＬＣモジュールであり、プログラマブルコントローラとしての機能を有しており、外部の信号を取り込むための入力部２０と、外部へ信号を出力するための出力部２１と、データメモリ部２２と、ユーザプログラムを記憶しているプログラムメモリ部２４と、水晶発振子２５と、水晶発振子２５からのクロック信号で動作し、プログラムメモリ部に格納された制御プログラムにしたがって演算するＣＰＵ２３と、ソフトウェアまたはハードウェアで設定された周期にしたがって、割込信号Ｓ１４およびオプションモジュール３への出力信号である同期信号Ｓ１５を出力するサンプリング周期発生回路２６から構成される。サンプリング周期発生回路２６の出力信号である割込信号Ｓ１４がＣＰＵ２３に入力されたときに、ＣＰＵ２３はプログラマブルコントローラの入力、出力および演算を実行する。データの入出力が完了したときに、オプションモジュール３に対しデータ格納指令Ｓ１７がオプションモジュール３の共有メモリに格納される。３はオプションモジュールであり、ＰＬＣモジュール２がセットしたデータを自モジュール内に格納するためのメモリ３５と、ＰＬＣモジュール２からのデータＳ１１をメモリ３５に格納した時にＰＬＣモジュール２にデータＳ１１の取り込みが完了したことを知らせるデータ格納完了信号Ｓ１２を格納するための共有メモリ３０と、水晶発振子３４と、水晶発振子３４で動作するＣＰＵ３１と、制御機器との間でデータの入出力を行うためのデータ入出力部３２と、オプションモジュール３と制御機器間のデータ更新周期を生成する更新周期発生回路４０から構成される。更新周期発生回路４０からの出力が割込信号Ｓ３０として、オプションモジュール３のＣＰＵ３１に入力される。更新周期発生回路４０は、ＰＬＣモジュール２からの出力信号である同期信号Ｓ１５がＣＰＵ３１に入力されると同期割込処理が実行され、その同期割込処理から出力された起動信号Ｓ１６により起動され、起動された時点から水晶発振子３４からのクロックを元に定周期に信号を生成し出力する。すなわち、更新周期発生回路４０は同期割込処理から起動信号Ｓ１６により起動されると、割込信号Ｓ３０を出力すると同時に、水晶発振子３４からのクロックの計測を開始し、予め設定された周期に達すると割込信号Ｓ３０を出力すると同時に、水晶発振子３４からのクロックの計測を開始する。この動作を繰り返し行うことで定周期に信号を生成する。また、更新周期発生回路４０からの出力である割込信号Ｓ３０がＣＰＵ３１に入力されると、制御機器との間でデータの入出力を行うデータ更新割込処理を実行する。
【００２１】
本発明が従来技術と異なる部分は、オプションモジュールへの同期信号Ｓ１５と、更新周期発生回路４０およびその起動信号であるＳ１６とその出力信号であるＳ３０と、データ格納指令Ｓ１７と、データ格納完了信号Ｓ１２を備えた部分である。
【００２２】
図４は、モジュール型ＰＬＣ装置におけるＰＬＣモジュールとオプションモジュールのソフトウェアの動作説明図であり、ＰＬＣモジュール２のサンプリング周期発生回路２６から割込信号Ｓ１４が入力された時のＰＬＣモジュール２のソフトウェアの動作、およびＰＬＣモジュール２のサンプリング周期発生回路２６から同期信号Ｓ１５が入力された時のオプションモジュール３のソフトウェアの動作を説明したものである。図４において、割込信号Ｓ１４がＰＬＣモジュール２のＣＰＵ２３に入力されると、ＰＬＣモジュール２はまず、外部機器との入出力を行い（ステート１０ｂ）、入出力が完了したときにデータ格納指令Ｓ１７を共有メモリ３０にセットし（ステート１１ｂ）、オプションモジュール３からのデータ格納完了信号待ちとなる（ステート１２ｂ）。オプションモジュール３からデータ格納完了信号Ｓ１２が共有メモリ３０にセットされると、プログラムメモリ部２４に格納されたユーザプログラムが実行され、そのユーザプログラムの中で時々刻々のデータが共有メモリ３０にセットされる（ステート１３ｂ）。
【００２３】
一方、オプションモジュール３は、同期信号Ｓ１５がオプションモジュール３のＣＰＵ３１に入力されると、同期割込処理がＣＰＵ３１により実行される。同期割込処理の処理内容は、まずＰＬＣモジュール２からのデータ格納指令Ｓ１７待ちとなる（ステート２００）。次に、ＰＬＣモジュール２からデータ格納指令Ｓ１７が共有メモリ３０にセットされると、ＰＬＣモジュール２が共有メモリ３０にセットしたデータを自モジュール内のメモリ３５に格納する。このデータを総データ量に積算して、制御機器への出力の総データ量とする（ステート２０ｂ）。格納が完了すると、データ格納完了信号Ｓ１２を共有メモリ３０にセットして、データの取り込みが完了したことをＰＬＣモジュール２に通知する（ステート２１ｂ）。次に、起動信号Ｓ１６を出力して更新周期発生回路４０を起動する（ステート２２ｂ）。更新周期発生回路４０が起動されると、更新周期発生回路４０から割込信号Ｓ３０が出力され、オプションモジュール３のＣＰＵ３１に入力され、データ更新割込処理がＣＰＵ３１により実行される。データ更新割込処理では、制御機器からのデータ入力、および総データ量から今回出力するデータを作成して制御機器に出力する（ステート３０ｂ）。
【００２４】
このように、実施例１においては、ＰＬＣモジュールから出力される割込信号Ｓ２０がオプションモジュールに入力されたときに、実施例２においては、ＰＬＣモジュールで定周期に生成される同期信号Ｓ１５が入力されたときに制御機器への入出力を行うデータ更新割込処理を起動することにより、オプションモジュールの実装枚数に制限を加えることなく、ＰＬＣモジュールが払い出すデータを、オプションモジュールを介して確実に制御機器まで渡すことができ、また、オプションモジュールのデータ更新周期をＰＬＣモジュールのサンプリング周期と異なる値に設定できるので、ＰＬＣモジュールのサンプリング周期を長い値に設定してもオプションモジュールのデータ更新周期をＰＬＣモジュールのサンプリング周期のｎ分の１に設定でき、制御精度の低下を防止することができる。
【００２５】
また、１枚のオプションモジュールで接続可能な制御機器を超える多数の制御機器を接続する場合でも、必要枚数分のオプションモジュールを追加し、ＰＬＣモジュールに同期させることで、ＰＬＣモジュールが払い出すデータを、複数のオプションモジュールを介して確実に制御機器まで渡すことができ、複数のオプションモジュールを使用したモジュール型のＰＬＣ装置で同期制御を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
ＰＬＣモジュールに同期した複数のオプションモジュールを使用することにより、多数の制御機器をＰＬＣモジュールに同期させることができるので、多数の制御機器の同期を必要とする機械システムにＰＬＣ装置を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例１を示すモジュール型ＰＬＣ装置の内部構成図
【図２】本発明の実施例１を示すモジュール型ＰＬＣ装置におけるＰＬＣモジュールとオプションモジュールのソフトウェアの動作説明図
【図３】本発明の実施例２を示すモジュール型ＰＬＣ装置の内部構成図
【図４】本発明の実施例２を示すモジュール型ＰＬＣ装置におけるＰＬＣモジュールとオプションモジュールのソフトウェアの動作説明図
【図５】一般のモジュール型ＰＬＣ装置の概略構成図
【図６】従来のモジュール型ＰＬＣ装置の内部構成図
【図７】従来のモジュール型ＰＬＣ装置の内部構成図
【図８】従来のモジュール型ＰＬＣ装置における問題点を説明するためのタイムチャート
【符号の説明】
【００２８】
１  プログラム入力装置
２  ＰＬＣモジュール
３  オプションモジュール
４  制御機器
５  プログラマブルコントローラ
２０  入力部
２１  出力部
２２  データメモリ部
２３  ＣＰＵ
２４  プログラムメモリ部
２５  水晶発振子
２６  サンプリング周期発生回路
３０  共有メモリ
３１  ＣＰＵ
３２  データ入出力部
３４  水晶発振子
３５  メモリ
４０  更新周期発生回路
Ｓ１１  データ
Ｓ１２  データ格納完了信号
Ｓ１４  割込信号
Ｓ１５  割込信号
Ｓ１６  起動信号
Ｓ１７  データ格納指令
Ｓ２０  割込信号
Ｓ３０  割込信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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