(57)【要約】【課題】ＣＰＵモジュールの異常検出時の出力モジュールの出力データの状態をユーザで任意に設定できるプログラマブルコントローラを提供する。【解決手段】ＣＰＵモジュールでの異常検知時の再起動に際し、前記外部出力モジュールでの出力データを保持するかクリアするかを選択する動作モード選択部と、選択された動作モードに基づいて前記ＭＰＵをリセットするＭＰＵ用リセット回路と、前記外部出力モジュールの出力データをクリアする出力モジュール用リセット回路を設け、ＣＰＵモジュールでの異常検知時に、選択された動作モードに基づいて、前記外部出力モジュールの出力データを保持状態またはクリア状態で、前記ＭＰＵをリセットすることでＣＰＵモジュールを再起動することを特徴とする。【選択図】図２
2011258003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各種メモリと、シーケンスプログラムの演算を行なうＭＰＵと、外部のプログラミングツールと通信を行なう周辺装置インタフェースと、外部の入力信号の取込みと演算結果の外部への出力を行なう外部バスインタフェースを備えたＣＰＵモジュールと、外部機器からの入力信号を前記ＣＰＵモジュールに伝える外部入力モジュールと、演算結果の出力データを保持して外部機器に出力する外部出力モジュールとを備えて、ＭＰＵの演算結果に基いて外部機器の動作を制御するプログラマブルコントローラにおいて、
ＣＰＵモジュールでの異常検知時の再起動に際し、前記外部出力モジュールでの出力データを保持するかクリアするかを選択する動作モード選択部を設け、
選択された動作モードに基づいて前記ＭＰＵをリセットするＭＰＵ用リセット回路と、前記外部出力モジュールの出力データをクリアする出力モジュール用リセット回路を設け、
ＣＰＵモジュールでの異常検知時に、選択された動作モードに基づいて、前記外部出力モジュールの出力データを保持状態またはクリア状態で、前記ＭＰＵをリセットすることでＣＰＵモジュールを再起動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】
請求項１記載のプログラマブルコントローラにおいて、
前記ＭＰＵ用リセット回路と外部出力モジュール用リセット回路は前記ＣＰＵモジュール内に設置され、再起動に際し外部出力モジュールでの出力データを保持する動作モードの場合、外部出力モジュールの出力データを保持し、ＭＰＵ用リセット回路からのリセット信号をＭＰＵに供給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３】
請求項１記載のプログラマブルコントローラにおいて、
前記ＭＰＵ用リセット回路と出力モジュール用リセット回路は前記ＣＰＵモジュール内に設置され、再起動に際し外部出力モジュールの出力データをクリアする動作モードの場合、外部出力モジュール用リセット回路のリセット信号を外部出力モジュールに供給し、ＭＰＵ用リセット回路からのリセット信号をＭＰＵに供給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４】
請求項１〜３のいずれかに記載のプログラマブルコントローラにおいて、
前記ＭＰＵの自動再起動を繰り返す回数をユーザで設定でき、ユーザが設定した回数に達したとき、選択された動作モードに基づいて外部出力モジュールのデータを保持またはクリアした状態で、前記ＭＰＵの演算を停止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５】
請求項１〜４のいずれかに記載のプログラマブルコントローラにおいて、
前記ＭＰＵの自動再起動を行なう際、前記周辺装置インタフェース経由で接続されている前記プログラミングツール、ＨＭＩ等に、再起動開始若しくは再起動中である情報を発信する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】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプログラマブルコントローラに係り、特にＣＰＵモジュールに重大な異常を検出した場合、出力データを保持若しくはＯＦＦしたままＣＰＵモジュール単体のみの再起動を自動的に行なう技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プログラマブルコントローラ（以下、ＰＬＣという）は、工場などに設置されている多様な機械設備や、プラント設備などを制御するための汎用制御装置として広く普及しており、ユーザが作成するラダープログラムをサイクリックに実行する制御機器である。
【０００３】
ＰＬＣは、電源を供給する電源モジュール、外部のセンサやスイッチなどから制御信号を入力する入力モジュール、外部のリレーやアクチュエータなどに制御信号を出力する出力モジュール、およびこれらモジュールの制御及びユーザプログラムを演算するＣＰＵモジュールにて構成される。
【０００４】
このようなＰＬＣにおいて、演算を継続することが困難、若しくは演算を継続することでユーザプログラムとかけ離れた異常な動作になる、重大な異常が発生した場合は、ＣＰＵモジュールにて異常を検出し、ユーザプログラム演算を停止してＰＬＣの動作を停止する。この場合、外部のリレーやアクチュエータなどを異常発生状態で駆動させないフェールセーフの思想により、出力モジュールの出力データをＯＦＦ（削除）し、ＰＬＣで制御されているシステムを停止させるのが一般的である。そして、保守員が異常が発生したＰＬＣに赴いてエラーの要因を排除し、再起動を実施してシステムの復旧を行なっていた。
【０００５】
また、ＣＰＵモジュールで検出される重大な異常には、ＣＰＵモジュール内に使用されているメモリ、ＩＣ等の外乱による一過性の誤動作であることも多くエラー要因を排除せずともＰＬＣの再起動（電源の入り切り）で復旧するケースも多々ある。このため、特許文献1に示すように、ＰＬＣ異常時に自動的に再起動して自動復旧するものもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１０４２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ＣＰＵモジュールが重大な異常を検出しＰＬＣ動作を停止させた場合、復旧のために保守員がＰＬＣが設置されている現場に赴き、エラー要因を排除するやり方では、現場に早急に行けない環境下では制御システム全体の復旧に時間がかかってしまう問題がある。
【０００８】
また、ＣＰＵモジュールが重大な異常を検出しＰＬＣ動作が停止した場合、前記フェールセーフの思想により出力モジュールの出力データがＯＦＦ（削除）されてしまう。一般に制御対象として電動機などの駆動系では停止しても問題無い場合が多いが、プラントなどでは制御機器の動作を停止させると問題である。さらに、制御対象の外部制御機器のテスト運転などでは、異常原因を把握したいなどの理由により、異常発生時に自動復旧を好まない場合もある。
【０００９】
本発明は、上記した従来の問題点を解決するため、異常検出時の出力モジュールの出力データの状態をユーザで任意に設定できるプログラマブルコントローラを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、従来の問題点を解決するため、各種メモリと、シーケンスプログラムの演算を行なうＭＰＵと、外部のプログラミングツールと通信を行なう周辺装置インタフェースと、外部の入力信号の取込みと演算結果の外部への出力を行なう外部バスインタフェースを備えたＣＰＵモジュールと、外部機器からの入力信号を前記ＣＰＵモジュールに伝える外部入力モジュールと、演算結果の出力データを保持して外部機器に出力する外部出力モジュールとを備えて、ＭＰＵの演算結果に基いて外部機器の動作を制御するプログラマブルコントローラにおいて、
ＣＰＵモジュールでの異常検知時の再起動に際し、前記外部出力モジュールでの出力データを保持するかクリアするかを選択する動作モード選択部を設け、
選択された動作モードに基づいて前記ＭＰＵをリセットするＭＰＵ用リセット回路と、前記外部出力モジュールの出力データをクリアする出力モジュール用リセット回路を設け、
ＣＰＵモジュールでの異常検知時に、選択された動作モードに基づいて、前記外部出力モジュールの出力データを保持状態またはクリア状態で、前記ＭＰＵをリセットすることでＣＰＵモジュールを再起動することを特徴とする。
【００１１】
また、上記に記載のプログラマブルコントローラにおいて、前記ＭＰＵ用リセット回路と外部出力モジュール用リセット回路は前記ＣＰＵモジュール内に設置され、再起動時に際し外部出力モジュールでの出力データを保持する動作モードの場合、外部出力モジュールの出力データを保持し、ＭＰＵ用リセット回路からのリセット信号をＭＰＵに供給することを特徴とする。
【００１２】
また、上記に記載のプログラマブルコントローラにおいて、前記ＭＰＵ用リセット回路と出力モジュール用リセット回路は前記ＣＰＵモジュール内に設置され、再起動に際し外部出力モジュールの出力データをクリアする動作モードの場合、外部出力モジュール用リセット回路のリセット信号を外部出力モジュールに供給し、ＭＰＵ用リセット回路からのリセット信号をＭＰＵに供給することを特徴とする。
【００１３】
また、上記に記載のプログラマブルコントローラにおいて、前記ＭＰＵの自動再起動を繰り返す回数をユーザで設定でき、ユーザが設定した回数に達したとき、選択された動作モードに基づいて外部出力モジュールのデータを保持またはクリアした状態で、前記ＭＰＵの演算を停止することを特徴とする。
【００１４】
また、上記に記載のプログラマブルコントローラにおいて、前記ＭＰＵの自動再起動を行なう際、前記周辺装置インタフェース経由で接続されている前記プログラミングツール、ＨＭＩ等に、再起動開始若しくは再起動中である情報を発信することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、重大な異常発生時に制御対象に合わせてユーザにより出力モジュールの出力データの状態を任意に設定してＣＰＵモジュールを再起動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施例であるＰＬＣの構成図である。
【図２】異常検出時の動作フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下本発明の一実施例について図を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施例に関わるＰＬＣの構成図である。
【００１８】
１はＰＬＣのＣＰＵモジュールで、各種メモリと、シーケンスプログラムの演算や、通信インタフェース部１１を介し接続されるプログラミングツール２であって、パソコンのアプリケーションであるプログラミングツール２との通信処理を行うＭＰＵ１０と、制御対象となる外部機器からの入力信号を取込むための入力モジュール３や外部機器への出力信号として前記ＭＰＵ１０の演算結果を出力するための出力モジュール４とをインタフェースするための外部バスインタフェース１５を内蔵している。各種メモリとは、前記ＭＰＵ１０の制御する内容・手順を記憶した不揮発性のシステムプログラムメモリ１２と、ユーザが作成したシーケンスプログラムを格納するための書き換え可能なシーケンスプログラムメモリ１３と、前記ＭＰＵ１０が該シーケンスプログラムの演算結果を格納する内部データメモリ１４からなる。
【００１９】
また、ＣＰＵモジュール１内に、前記ＭＰＵ１０のみをリセットして再起動できるようにハードウェアリセット回路５が内蔵され、この回路５はＭＰＵ１０のみをリセットするＭＰＵ用リセット回路１６と、前記外部出力モジュールをリセットする外部出力モジュール用リセット回路１７の２種類を備える。
【００２０】
シーケンスプログラムは、ユーザによってプログラミングツール２で作成され、ＵＳＢ、シリアル、イーサネット（登録商標）等の通信インタフェース部１１を介してシーケンスプログラムメモリ１３に格納される。プログラミングツール２には、ＣＰＵモジュール１での異常検知後の再起動に際し、前記外部出力モジュール４での出力データを保持するかクリアするかを選択する動作モード選択部２ａが設けられる。動作モードは、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３で示され、予めユーザによって例えば、制御対象の種類によって任意にいずれか１モードが選択され、選択された動作モードはシステムプログラムメモリ１２等に格納される。
【００２１】
ＭＰＵ用リセット回路１６は、ＭＰＵ１０からの再起動の指示によりリセット信号を発生する。このリセット信号はゲート６を経由してＭＰＵ１０のリセットに供される。外部出力モジュール用リセット回路１７はリセット信号を発生するが、このリセット信号はシステムプログラムメモリ１２内の動作モードに基づくＭＰＵ１０によって制御され、ゲート８を通じてリセット１８として外部出力モジュール４に供給されるか、供給が停止される。リセット信号１８が供給されたときは外部出力モジュール４の出力データがリセット（クリア）され、リセット信号の供給が停止されたときは外部出力モジュール４の出力ータが通常のリフレッシュ処理により保持される。
【００２２】
本実施例での動作モードＭ１〜Ｍ３は下記３種類とする。
動作モードＭ１：
外部出力モジュール４の異常発生前の出力データを保持（リフレッシュ）し、ＣＰＵモジュール１のみをリセットして再起動してＰＬＣの自動復旧を行なう。
動作モードＭ２：
外部出力モジュール４の異常発生前の出力データをＯＦＦ（リセット）し、ＣＰＵモジュール１のみをリセットして再起動してＰＬＣの自動復旧を行なう。
動作モードＭ３：
外部出力モジュール４の異常発生前の出力データをＯＦＦ（リセット）し、ユーザプログラム演算を停止して待機する。（従来動作）
動作モードＭ１の場合は、ＭＰＵ１０はユーザプログラム演算を停止し、外部出力モジュール用リセット回路１７のリセット信号１８を出力制御せず、外部出力モジュール４での出力リフレッシュ処理を続行させることで、異常発生前の出力データが保持され出力状態が維持される。次いで、この状態で、ＭＰＵ１０自身の指令によりＭＰＵ用リセット回路１６にリセット信号を発生させ、ＣＰＵモジュール１のＭＰＵ１０のみリセットし、再起動を開始する。ＭＰＵ１０再起動後、ユーザプログラム演算を開始するが、外部出力モジュール４内の出力データは、異常検出時に保持されたデータの状態で演算を開始する。
【００２３】
動作モードＭ２の場合は、ＭＰＵ１０はユーザプログラム演算を停止し、リセット信号１８を出力制御して外部出力モジュール４に供給してリセットし、内部にそれまで記憶されている異常発生前の出力データをＯＦＦ（クリア）させ、出力データの出力が停止される。また、周辺装置インタフェース１１経由で接続されているプログラミングツール２若しくはＨＭＩ（Human Machine Interface）１９に対し、ＣＰＵモジュール１単体のみ再起動する旨の情報を発信する。この状態で、ＭＰＵ１０自身の指令によりＭＰＵ用リセット回路１６にリセット信号を発生させ、ＣＰＵモジュール１のＭＰＵ１０のみリセットし再起動を開始する。ＭＰＵ１０再起動後、ユーザプログラム演算を開始するが、外部出力モジュール４に対する出力データはＯＦＦの状態から演算を開始する。
【００２４】
上記動作モードＭ１、Ｍ２の場合は、再起動を実施したことを目視で確認できるようＣＰＵモジュール１の正面にＬＥＤ表示等で確認できる機能を有する。また、再起動した際のログ（エラーコード、タイムスタンプ、再起動回数）等を内部データメモリ１４等に残す機能を持ち、後で保守員が確認できるようになっている。
【００２５】
また、当該異常が一過性のものではなくＭＰＵ１０の再起動を自動的に数回繰り返しても復旧しない重大な異常の場合、ユーザで設定した「出力データの保持/クリア」の状態でエラー表示を行いユーザプログラム演算を停止する。このようなユーザプログラムの演算停止するまでのＭＰＵ１０も自動再起動の回数（リトライ回数）は予めユーザで指定可能としている。
【００２６】
動作モード３の場合は、ＭＰＵ１０はユーザプログラム演算を停止しリセット信号１８を出力制御して外部出力モジュール４に対し出力データをＯＦＦ（クリア）させる。そして、この状態のまま保守員からの指示(作業)待ちとし、エラー情報を表示し待機となる。
【００２７】
次に、図２に基づいて動作フローを説明する。先ず、スッテップ１００（Ｓ１００）でＣＰＵモジュール１のＭＰＵ１０で異常が検出されると、異常内容が解析され（Ｓ１０１）、動作モードが確認（Ｓ１０２）される。この動作モードは、プログラミングツール２でユーザが予め選択し、システムプログラムメモリ１２に格納されているモードである。動作モードがＭ１であれば、Ｓ１０３からＳ１０８に移り、外部出力モジュール４の出力データをリフレッシュ処理により保持される。次にＳ１１０に移ってエラー表示がなされ、Ｓ１１１でインタフェース１１を経由して、外部のプログラミングツール２やＨＭＩ１９に再起動する旨の情報を発信する。次のＳ１１２では、ＭＰＵ１０からＭＰＵ用リセット回路１６へ再起動指示が出力される。
【００２８】
次のＳ１１３では、再起動が予めユーザによって指定された指定回数に達しているか否かを判断し、達していればＳ１１４でユーザプログラムの演算を停止して終了する。指定回数に達していなければ、Ｓ１１５でＭＰＵ用リセット回路１６からのリセット信号により、ＭＰＵ１０のみがリセットして再起動が開始する。次いで、Ｓ１１６では、この再起動をログとして内部データメモリ１４に記録する。
【００２９】
Ｓ１１７で正常な起動が完了しているかのチェックがなされ、完了していればＳ１１８でユーザプログラムの演算が開始される。Ｓ１１７で正常な起動が完了しなければ、Ｓ１０１に戻って異常内容が確認される。
【００３０】
次に、Ｓ１０３で動作モードがＭ１で無い場合はＳ１０４に移り、ここで動作モードがＭ２であればＳ１０４からＳ１０９に移り、外部出力モジュール用リセット回路１７からリセット信号１８を出力制御して、外部出力モジュール４の出力データをクリアする。その後はＳ１１０に移って上記で説明したＳ１１０〜Ｓ１１８の動作を行なう。
【００３１】
また、Ｓ１０４で動作モードがＭ２で無い場合はＳ１０５に移って動作モードがＭ３であるとし、Ｓ１０６で外部出力モジュール用リセット回路１７からリセット信号１８を出力制御して、外部出力モジュール４の出力データをクリアする。次いでＳ１０７に移ってエラー表示がなされ、この状態のまま保守員からの指示(作業)待ちの待機状態となる。
【００３２】
上記フローチャートでは、再起動（Ｓ１１１〜Ｓ１１５）に優先して、ユーザの選択した動作モードに従った外部出力モジュール４の出力データの処理（Ｓ１０８，Ｓ１０９）がなされるので、出力データを保持する場合、異常発生前の正常な出力データを保持することができるとともに、異常発生後の動作で出力データが乱されることが少ない。また、出力データをクリアする場合、いち早くクリアするので、異常発生後の動作で乱されたデータが不用意に出力されることがない。従って、異常発生によって制御対象に危険な動作を起させることがない。
【００３３】
以上説明したように、重大な異常発生時に制御対象に合わせてユーザにより出力モジュールの出力データの状態を任意に設定した状態でＣＰＵモジュールを再起動させることができる。
【符号の説明】
【００３４】
１…ＣＰＵモジュール、２…プログラミングツール（周辺装置）、３…外部入力モジュール、４…外部出力モジュール、５…ハードリセット、１０…ＭＰＵ、１１…周辺装置インタフェース、１２…システムプログラムメモリ、１３…シーケンスプログラムメモリ、１４…内部データメモリ、１５…外部バスインタフェース、１６…ＭＰＵ用リセット回路、１７…外部出力モジュール用リセット回路、１８…ＲＥＳＥＴ信号、１９…ＨＭＩ。
【図１】
2011258003.tif 000003
【図２】
2011258003.tif 000004