(57)【要約】【課題】  従来のプログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）のデータトレース装置では、１回トリガ条件が成立して所定数のデータをサンプリングし終わると、それ以上は有効なデータのサンプリングが出来ないという問題があった。【解決手段】  ＰＬＣ１０及びデータトレース装置２０は、ＰＬＣ実行部１００及びデータトレース部２００を含み、ＰＬＣ実行部１００はＣＰＵ１１０と、ＰＬＣデータメモリ１２０と、ＰＬＣプログラムメモリ１３０と、を有している。また、データトレース部２００はサンプリング実行部２１０と、内部がサンプリングバッファ１およびサンプリングバッファ２に２分されているサンプリングバッファ２２０と、サンプリングバッファ切替部２５０と、画面制御部２３０と、サンプリング条件設定部２４０と、操作入力制御部２６０と、を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プログラマブル・ロジック・コントローラの特定の信号を一定の周期でサンプリングして記憶するプログラマブル・ロジック・コントローラのデータトレース装置において、
サンプリングの条件を受け付けて記憶するサンプリング条件設定部と、
前記サンプリング条件設定部に記憶された条件によりサンプリングを行うサンプリング実行部と、
サンプリング実行部のサンプリングした結果を記憶する複数のサンプリングバッファと、
複数のサンプリングバッファを切り替えるサンプリングバッファ切替部と、
を備え、
前記サンプリング実行部は、前記サンプリング条件設定部に複数のサンプリングバッファを切り替えながら連続してサンプリングを行う条件が設定されている場合、１つのサンプリングバッファに対するサンプリングが終了すると前記サンプリングバッファ切替部に対してサンプリングバッファの切替を指示し、指示を受けた前記サンプリングバッファ切替部がサンプリングバッファを切り替えて連続してサンプリングを行い、
前記複数のサンプリングバッファの全てに対してサンプリングを終了すると、最初のサンプリングバッファに戻ってサンプリングを継続することを特徴とするプログラマブル・ロジック・コントローラのデータトレース装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プログラマブル・ロジック・コントローラ（以下ＰＬＣと略す）の特定の信号を一定の周期でサンプリングして記録する、データトレース装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＰＬＣの特定の信号を一定の周期でサンプリングして記録するデータトレース装置がＰＬＣの信号の状態の変化を知るために利用されている。近年、マイクロプロセッサの性能向上に伴い、シーケンスプログラムを汎用のマイクロプロセッサを使用してインタプリタ方式やコンパイラ方式で実行し、シーケンスプログラム実行中の実データをモニタ可能とする技術が特許文献１に開示されている。また、近年の工作機械の複雑化に伴い、データトレース装置の複雑な条件を確実にトレースすることに対する要求がある。
【０００３】
図３〜図５には、従来のデータトレース装置の一例が示されており、図４は従来のＰＬＣ１０及び従来のデータトレース装置２０のブロック構成図である。以下、従来におけるデータトレース装置２０の動作を図３〜図５を参照して説明する。
【０００４】
図４に示されるＰＬＣ１０及びデータトレース装置２０は、ＰＬＣ実行部１００及びデータトレース部２００にて構成されており、ＰＬＣ実行部１００はＣＰＵ１１０、ＰＬＣデータメモリ１２０、ＰＬＣプログラムメモリ１３０で構成されている。また、データトレース部２００はサンプリング実行部２１０、サンプリングバッファ２２０、画面制御部２３０、サンプリング条件設定部２４０、操作入力制御部２６０で構成されている。画面制御部２３０はモニタ画面３００に接続されて画面表示を行い、操作入力制御部２６０はキーボードやマウス等の入力機器３２０に接続されており、入力機器３２０からの入力を受け付ける。
【０００５】
図３はサンプリング実行部２１０が持つワークメモリの一例である。ワークメモリは、サンプリングの実行を判定するトレース実行フラグ２１０ａ、サンプリングする信号のＰＬＣデータメモリ１２０上のアドレスを設定するトレースデータアドレス２１０ｂ、トリガ信号のＰＬＣデータメモリ１２０上のアドレスを設定するトリガデータアドレス２１０ｃ、トリガの成立条件を設定するトリガ条件２１０ｄ、トリガ条件成立前および成立後のサンプリング回数を設定するトリガ前後書込数２１０ｅ、トリガ条件が成立したことを示す内部フラグであるトリガ条件成立フラグ２１０ｆ、サンプリング周期等のサンプリング条件を設定するサンプリング条件２１０ｇ、トレースバッファの書込み位置２１０ｈ、トリガ条件が成立した時の書き込み位置であるトリガ位置２１０ｉから構成されている。
【０００６】
図５はサンプリング実行部２１０の動作の一例を示すフローチャートであり、図３〜図５を用いて処理の流れを示す。まず、サンプリング条件設定部２４０はサンプリングするトレースデータアドレス２１０ｂとトリガデータアドレス２１０ｃとトリガ条件２１０ｄとトリガ前後書込数２１０ｅにデータをセットしてトレース実行フラグ２１０ａをＯＮする。なお、トリガ条件成立フラグ２１０ｆはＯＦＦ、書込み位置２１０ｈおよびトリガ位置２１０ｉは適当な初期値が設定されているものとする。
【０００７】
サンプリング実行部２１０はトレース実行フラグ２１０ａがＯＮされたことを確認するとトレースデータアドレス２１０ｂに設定されたアドレスの値をＰＬＣデータメモリ１２０から読み出す（ステップ１００およびステップ１１０）。
【０００８】
次にサンプリング実行部２１０はトリガ条件成立フラグ２１０ｆを確認して（ステップＳ１２０）、フラグがＯＦＦならば、トリガデータアドレス２１０ｃに設定されたアドレスの値をＰＬＣデータメモリ１２０から読み出し（ステップＳ１３０）、トリガ条件２１０ｄに設定されたトリガ条件と比較し（ステップＳ１４０）、トリガ条件が成立した場合はトリガ条件成立フラグ２１０ｆをＯＮし（ステップＳ１５０）、トリガ位置２１０ｉに書込み位置２１０ｈの値を書き込み（ステップＳ１６０）、ステップＳ１７０へ進む。
【０００９】
サンプリング実行部２１０はトリガ条件成立フラグ２１０ｆがＯＮの場合は、ステップＳ１１０で収集したＰＬＣデータメモリの内容をサンプリングバッファ２２０の書き込み位置２１０ｈから求められるアドレスに書き込み（ステップＳ１７０）、書き込み位置２１０ｈを次に書き込む位置に更新する（ステップＳ１８０）。
【００１０】
次にサンプリング実行部２１０はトリガ位置２１０ｉと書き込み位置２１０ｈとの差がトリガ前後書き込み数２１０ｅのトリガ後書き込み数に達したかを調べて、達した場合はトレース実行フラグ２１０ａをＯＦＦしてトレースを終了する。達していない場合は１回分のトレースを終了して次に呼び出されるまで待機する（ステップＳ１９０およびステップＳ２１０）。
【００１１】
図６の（例1）は従来のデータトレース装置２０で工作機械の自動工具交換装置（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｔｏｏｌ  Ｃｈａｎｇｅｒ  以降ＡＴＣと略す）をトレースした例である。トレース信号に「クランプＬＳ」「交換中」、トリガ信号に「クランプＬＳ」、トリガ条件に信号の立下り、トリガ前書込み数が２００、トリガ後書き込み数が８００、サンプリング条件は周期１０ｍｓという条件で、ＡＴＣの工具交換１回分の信号の状態をトレースしている。
【００１２】
【特許文献１】特開２００５−１１５９６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来のデータトレース装置２０はサンプリングバッファが１段しか無いため、１回トリガ条件が成立して所定数のデータをサンプリングし終わると、それ以上は有効なデータのサンプリングが出来ないという問題があった。
【００１４】
そのため間歇的に短時間動作する対象のデータを常時サンプリングすることができない。例えばＡＴＣのように、数分に１回工具交換が発生し、１回の工具交換は約１秒といった対象があり、しかも機械を調整中であるため１０回に１回程度工具交換を失敗する場合に、工具交換に失敗した時のデータをサンプリングすることは極めて困難であった。
【００１５】
本発明は上述のような事情からなされたものであり、本発明の目的は、サンプリングバッファを複数持って自動で切り替える手段を設けることにより、間歇的に短時間動作する対象のデータを常時サンプリング可能にしたデータトレース装置２０を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
以上のような目的を達成するために、本発明に係るデータトレース装置は、プログラマブル・ロジック・コントローラの特定の信号を一定の周期でサンプリングして記憶するプログラマブル・ロジック・コントローラのデータトレース装置において、サンプリングの条件を受け付けて記憶するサンプリング条件設定部と、前記サンプリング条件設定部に記憶された条件によりサンプリングを行うサンプリング実行部と、サンプリング実行部のサンプリングした結果を記憶する複数のサンプリングバッファと、複数のサンプリングバッファを切り替えるサンプリングバッファ切替部と、を備え、前記サンプリング実行部は、前記サンプリング条件設定部に複数のサンプリングバッファを切り替えながら連続してサンプリングを行う条件が設定されている場合、１つのサンプリングバッファに対するサンプリングが終了すると前記サンプリングバッファ切替部に対してサンプリングバッファの切替を指示し、指示を受けた前記サンプリングバッファ切替部がサンプリングバッファを切り替えて連続してサンプリングを行い、前記複数のサンプリングバッファの全てに対してサンプリングを終了すると、最初のサンプリングバッファに戻ってサンプリングを継続することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明を用いることにより、次に示す効果を得ることができる。すなわち、データトレース装置のサンプリングバッファを複数段持ち、自動で切り替える手段を設けることにより、間歇的に短時間動作する対象のデータを常時サンプリングすることが可能になるので、不具合等でトリガ条件が成立しなくなる直前のデータのサンプリングが可能になる。
【００１８】
つまりＡＴＣのように、数分に１回工具交換が発生し、１回の工具交換は約１秒といった対象があり、しかも機械を調整中であるため１０回に１回程度工具交換を失敗する場合に、工具交換に失敗した時のデータをサンプリングすることが可能になるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。
【００２０】
図１は、本実施形態のＰＬＣ１０およびデータトレース装置２０を図４に対応させて示すブロック構成図である。なお、同一構成個所には同符号を付して説明を省略する。本実施形態では、サンプリングバッファ切替部２５０が新たに追加されている。またサンプリングバッファ２２０の内部がサンプリングバッファ１およびサンプリングバッファ２に２分されている。
【００２１】
図２は本実施形態に係るデータトレース装置２０におけるサンプリング実行部２１０の１スキャンの動作の１例を示すフローチャートである。なお、図５のフローチャートと同一構成個所には同符号を付して説明を省略する。本実施形態では、図５のフローチャートに以下の処理が追加されている。追加された処理は、サンプリング条件２１０ｇに複数のサンプリングバッファを切り替えながら連続してサンプリングを行ない、複数のサンプリングバッファの全てに対してサンプリングを終了すると最初のサンプリングバッファに戻ってサンプリングを継続する条件、である。
【００２２】
図２に示す本実施形態では、ステップＳ１９０にて設定回数サンプリング終了時に前記サンプリング条件２１０ｇに複数のサンプリングバッファを切り替えながら連続してサンプリングを行ない、複数のサンプリングバッファの全てに対してサンプリングを終了すると最初のサンプリングバッファに戻ってサンプリングを継続する設定がされているか否かを判定し（ステップＳ２００）、設定されている場合において、サンプリング実行部２１０はトリガ条件成立フラグ２１０ｆおよび書き込み位置２１０ｈおよびトリガ位置２１０ｉを初期化し、サンプリングバッファ切替部２５０に対してサンプリングバッファの切り替えを指示する。サンプリングバッファ切替部２５０はサンプリングバッファの切り替えを行う（ステップＳ２２０）。
【００２３】
図６の（例２）は、本実施形態のデータトレース装置２０で工作機械のＡＴＣをトレースした例である。本実施形態では、トレース信号に「クランプＬＳ」「交換中」、トリガ信号に「クランプＬＳ」、トリガ条件に信号の立下り、トリガ前書込み数が２００、トリガ後書き込み数が８００、サンプリング条件は周期１０ｍｓ、サンプリング条件を複数のサンプリングバッファを切り替えながら連続してサンプリングを行ない、複数のサンプリングバッファの全てに対してサンプリングを終了すると最初のサンプリングバッファに戻ってサンプリングを継続する条件に設定している。
【００２４】
本実施形態のデータトレース装置２０において、ＡＴＣの工具交換が正常動作している場合、サンプリングバッファ１とサンプリングバッファ２に交互にサンプリングが行われる。ＡＴＣの工具交換に失敗した場合はその回のサンプリングを終了すると、次のサンプリングバッファに書き込みを開始するが、以降はトリガ条件が成立しないのでサンプリングを継続し、結果として工具交換に失敗した時のサンプリング結果が別の工具交換時のデータで上書きされることが無い。
【００２５】
そのため図６の（例２）には、サンプリングバッファ１にＡＴＣの工具交換に失敗した時のサンプリング結果が残っている。
【００２６】
本実施形態によると、データトレース装置２０はサンプリングバッファを複数段持ち、自動で切り替える手段を設けることにより、間歇的に短時間動作する対象のデータを常時サンプリングすることが可能になるので、不具合等でトリガ条件が成立しなくなる直前のデータのサンプリングが可能になる。
【００２７】
つまりＡＴＣのように、数分に１回工具交換が発生し、１回の工具交換は約１秒といった対象があり、しかも機械を調整中であるため１０回に１回程度工具交換を失敗する場合に、工具交換に失敗した時のデータをサンプリングすることが可能になる。なお、本実施形態におけるサンプリングバッファの切り替えは、単なるバッファ切り替えではなく、工作機械等の動作を確実に記録するものであり、サンプリング条件に設定した工作機械の各種状態情報をモニタして行われることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態に係るＰＬＣ及びデータトレース装置のブロック構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係るデータトレース装置におけるサンプリング実行部の１スキャンの動作の一例を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態に係るデータトレース装置のサンプリング実行部２１０が持つワークメモリの一例である。
【図４】従来のＰＬＣ及びデータトレース装置の一実施例を示すブロック構成図である。
【図５】従来のデータトレース装置におけるサンプリング実行部の１スキャンの動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】従来および本発明の実施形態に係るデータトレース装置で工作機械のＡＴＣをトレースした説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  ＰＬＣ、２０  データトレース装置、１００  ＰＬＣ実行部、１１０  ＣＰＵ、１２０  ＰＬＣデータメモリ、１３０  ＰＬＣプログラムメモリ、２００  データトレース部、２１０  サンプリング実行部、２１０ａ  トレース実行フラグ、２１０ｂ  トレースデータアドレス、２１０ｃ  トリガデータアドレス、２１０ｄ  トリガ条件、２１０ｅ  トリガ前後書込数、２１０ｆ  トリガ条件成立フラグ、２１０ｇ  サンプリング条件、２１０ｈ  書き込み位置、２１０ｉ  トリガ位置、２２０  サンプリングバッファ、２３０  画面制御部、２４０  サンプリング条件設定部、２５０  サンプリングバッファ切替部、２６０  操作入力制御部、３００  モニタ画面、３２０  入力機器。
【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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