(57)【要約】【課題】通信モジュールを実装することなしに、汎用通信ネットワークを介してシーケンスＣＰＵモジュールが外部ツールと通信できるプログラマブルロジックコントローラを実現する。【解決手段】シーケンスプログラムを実行するシーケンスＣＰＵモジュールを備え、汎用通信ネットワークを介して外部ツールと通信するプログラマブルロジックコントローラにおいて、前記汎用通信ネットワークと接続する通信ドライバ及びアプリケーションプログラムにより、ＣＰＵ間通信ドライバを介して前記外部ツールと前記シーケンスＣＰＵモジュール間の通信を実行する汎用ＣＰＵモジュールを設けた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。【選択図】                    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シーケンスプログラムを実行するシーケンスＣＰＵモジュールを備え、汎用通信ネットワークを介して外部ツールと通信するプログラマブルロジックコントローラにおいて、前記汎用通信ネットワークと接続する通信ドライバ及びアプリケーションプログラムにより、ＣＰＵ間通信ドライバを介して前記外部ツールと前記シーケンスＣＰＵモジュール間の通信を実行する汎用ＣＰＵモジュールを設けた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。
【請求項２】
前記外部ツールは、シーケンスプログラムの開発ツールであり、前記アプリケーションプログラムは、開発ツール用通信アプリケーションプログラムであることを特徴とする請求項１記載のプログラマブルロジックコントローラ。
【請求項３】
前記外部ツールは、前記シーケンスＣＰＵモジュールの監視操作装置であり、前記アプリケーションプログラムは、データサーバアプリケーションプログラムであることを特徴とする請求項１記載のプログラマブルロジックコントローラ。
【請求項４】
前記監視操作装置は、ウェブブラウザで実現され、前記データサーバアプリケーションはウェブサーバアプリケーションプログラムであることを特徴とする請求項３記載のプログラマブルロジックコントローラ。
【請求項５】
前記監視操作装置は、タッチパネルで実現されることを特徴とする請求項３記載のプログラマブルロジックコントローラ。
【請求項６】
前記外部ツールは、汎用のパソコンで実現されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のプログラマブルロジックコントローラ。
【請求項７】
前記プログラマブルロジックコントローラは、前記汎用通信ネットワークを介して分散型制御装置の上位装置と接続されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のプログラマブルロジックコントローラ。
【請求項８】
前記通信ドライバは、ＬＡＮドライバ、シリアルドライバまたはＰＣＭＣＩＡドライバのいずれかであることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載のプログラマブルロジックコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、イーサネット（登録商標）で代表される汎用通信ネットワークを介して外部ツールと通信するプログラマブルロジックコントローラに関し、特に、内部に設置される通信インターフェイスの改善に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プログラマブルコントローラまたはプログラマブルロジックコントローラ（以下、ＰＬＣ）は、高速性、プログラミングの簡便性、低価格等により、ファクトリオートメーション分野の制御系に広く用いられている。
【０００３】
非特許文献には、ＰＬＣの多機能、高速化に関する開発内容が開示されており、そのアーキテクチャに、オープン志向のネットワークを可能とするための外部ツールとの通信を行うインターフェイス機能の記載がある。
【０００４】
図５は、非特許文献中の図４として記載されているインターフェイス構成を示す機能ブロック図であり、ＣＰＵは内部のＩ／Ｏバスを介して各種モジュールと接続されるとともに、パソコンポートＩ／Ｆを介してラダー作成ツール用パソコンやプロコンと通信する機能が開示されている。
【０００５】
図４は従来の通信インターフェイスを介して外部ツールと通信するＰＬＣが接続されたプロセス制御装置を示す機能ブロック図である。１は複数のモジュールで構成されたＰＬＣである。これらのモジュールの内、１０１はシーケンスＣＰＵモジュールであり、ラダープログラム等のシーケンスプログラムを実行してＩ／Ｏバス２を介してフィールド機器３を制御する。
【０００６】
１０２は汎用ＣＰＵモジュールであり、Ｃ言語等の汎用言語によるプログラムを解釈し、シーケンスＣＰＵモジュール１０１を支援する。１０３、１０４、１０５の３個のモジュールは通信インターフェイス関連モジュール、１０６は電源モジュールである。
【０００７】
１０３は汎用通信モジュール、１０４はウェブ通信モジュールであり、汎用通信ネットワーク４に接続されている。汎用通信ネットワーク４は、ルータ５、インターネット６、ルータ７を経由して別の汎用通信ネットワーク８に接続されている。９はラダープログラムの開発ツール用パソコン、１０はウェブブラウザによる監視操作用パソコンである。
【０００８】
通信インターフェイス関連モジュール１０３、１０４、１０５の内、１０５はＲＣ２３２Ｃモジュールであり、ＲＣ２３２Ｃ専用ケーブル１１を介してタッチパネル１２等に接続される。開発ツール用パソコン９、監視操作用パソコン１０、タッチパネル１２は、ＰＬＣ１に汎用通信ネットワーク４またはＲＳ２３２Ｃ専用ケーブル１１を介して接続される外部ツールを形成する。
【０００９】
次に、開発ツール用パソコン９とＰＬＣ１のシーケンスＣＰＵモジュール１０１の通信につき信号処理の手順を説明する。汎用通信モジュール１０３には、開発ツール用パソコン９からＴＣＰ／ＩＰプロトコルで送られてくる専用コマンドを解釈し、シーケンスＣＰＵモジュール１０１が解釈可能なコマンドに変換するファームウェアが実装されている。シーケンスＣＰＵモジュール１０１と汎用通信モジュール１０３は、ベースモジュール（図示せず）の内部バスで接続されている。
【００１０】
汎用通信モジュール１０３は、内部バス経由でシーケンスＣＰＵモジュール１０１にコマンドを送信し、応答を受信する。受信した応答をコマンド変換し開発用パソコン９に送信することで汎用通信ネットワーク４経由で通信が行われる。
【００１１】
監視操作用パソコン１０とシーケンスＣＰＵモジュール１０１の通信も同様な手順でウェブ通信モジュール１０４を介して実行され、シーケンスＣＰＵモジュール１０１内のデータの収集と監視操作とがウェブブラウザのインターフェイスで可能とされている。更に、タッチパネル１２とシーケンスＣＰＵモジュール１０１の通信はＲＣ２３２Ｃ専用ケーブル１１とＲＣ２３２Ｃモジュール１０５を介して実行される。
【００１２】
【非特許文献】
横河技報 技報 Vol.38 No.2(1994) 97/100
レンジフリーコントローラＦＡ−Ｍ３フェーズＩＩ
―システム概要―
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
通信関連モジュール１０３、１０４、１０５のＰＬＣ１への実装は、接続される外部ツールに応じて選択可能であるが、シーケンスＣＰＵモジュール１０１は外部ツールと通信する場合には、必ず外部ツールに適合する通信モジュール経由であることが必須である。
【００１４】
従って、シーケンスプログラム開発等を外部ツールで行う環境では、少なくとも１台の通信モジュールを実装することが必須であり、外部ツールが複数であれば実装される通信モジュールも増加し、この結果としてＰＬＣ筐体の大型化によるスペースファクタの悪化やシステムのコストアップが発生する。
【００１５】
本発明の目的は、実装されている汎用ＣＰＵモジュールに組み込まれるウィンドウズ（登録商標）で代表される標準的ＯＳ機能を利用することにより、通信モジュールを実装することなしに、汎用通信ネットワークを介してシーケンスＣＰＵモジュールが外部ツールと通信できるＰＬＣを実現することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するための本発明の構成は次の通りである。
（１）シーケンスプログラムを実行するシーケンスＣＰＵモジュールを備え、汎用通信ネットワークを介して外部ツールと通信するプログラマブルロジックコントローラにおいて、前記汎用通信ネットワークと接続する通信ドライバ及びアプリケーションプログラムにより、ＣＰＵ間通信ドライバを介して前記外部ツールと前記シーケンスＣＰＵモジュール間の通信を実行する汎用ＣＰＵモジュールを設けた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。
（２）前記外部ツールは、シーケンスプログラムの開発ツールであり、前記アプリケーションプログラムは、開発ツール用通信アプリケーションプログラムであることを特徴とする（１）記載のプログラマブルロジックコントローラ。
（３）前記外部ツールは、前記シーケンスＣＰＵモジュールの監視操作装置であり、前記アプリケーションプログラムは、データサーバアプリケーションプログラムであることを特徴とする（１）記載のプログラマブルロジックコントローラ。
（４）前記監視操作装置は、ウェブブラウザで実現され、前記データサーバアプリケーションはウェブサーバアプリケーションプログラムであることを特徴とする（３）記載のプログラマブルロジックコントローラ。
（５）前記監視操作装置は、タッチパネルで実現されることを特徴とする（３）記載のプログラマブルロジックコントローラ。
（６）前記外部ツールは、汎用のパソコンで実現されることを特徴とする（１）から（５）のいずれかに記載のプログラマブルロジックコントローラ。
（７）前記プログラマブルロジックコントローラは、前記汎用通信ネットワークを介して分散型制御装置の上位装置と接続されることを特徴とする（１）から（６）のいずれかに記載のプログラマブルロジックコントローラ。
（８）前記通信ドライバは、ＬＡＮドライバ、シリアルドライバまたはＰＣＭＣＩＡドライバのいずれかであることを特徴とする（１）から（７）のいずれかに記載のプログラマブルロジックコントローラ。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施態様を図面を用いて説明する。図１は本発明を適用した通信インターフェイスを介して外部ツールと通信するＰＬＣが接続されたプロセス制御装置を示す機能ブロック図である。図３の従来装置で説明した要素と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００１８】
本発明の構成上の特徴は、Ｃ言語等の汎用言語によるプログラムを解釈し、シーケンスＣＰＵモジュールを支援するために標準的に実装されている汎用ＣＰＵモジュールの標準的なＯＳでサポートされている通信ドライバ及びＣＰＵ間通信ドライバを利用し、汎用ＣＰＵモジュール経由でシーケンスＣＰＵモジュールと外部ツール間の通信を実行する点にある。
【００１９】
次に、図１の実施例を用いて、汎用ＣＰＵモジュール１０２のソフトウェアアーキテクチャを説明する。１０２ａは、インストールされている組込用ＯＳである。１０２ｂは通信ドライバの一つであるＬＡＮドライバであり、ＯＳ１０２ａの上位層に位置し、汎用通信ネットワーク４との通信制御を行う。
【００２０】
１０２ｃは、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタックであり、ＯＳのレイヤーにおいてＬＡＮドライバ１０２ｂの上位に位置する。１０２ｄは、通信ドライバの一つであるＣＰＵ間通信ドライバであり、ＯＳ１０２ａの上位層に位置し、内部バス１０７を介してシーケンスＣＰＵモジュール１０１と汎用ＣＰＵモジュール１０２間の通信を行う。
【００２１】
１０２ｅは、ＯＳのレイヤーにおいてＣＰＵ間通信ドライバ１０２ｄの上位に位置するリモートプログラミングサービスライブラリであり、開発ツール用パソコン９よりシーケンスＣＰＵモジュール１０１の内部データをアクセスする機能を実現する。
【００２２】
１０２ｆは、開発ツール用通信アプリケーションプログラムである。これはアプリケーションプログラムの一つであり、リモートプログラミングサービスライブラリ１０２ｅを利用してＣＰＵ間通信を実現する。
【００２３】
リモートプログラミングサービスとは、開発用パソコン９とＰＬＣ１のシーケンスＣＰＵモジュール１０１間を汎用通信ネットワーク８経由で接続し、シーケンスＣＰＵモジュール１０１の内部データを開発ツール用パソコン９からアクセス可能とする機能である。
【００２４】
汎用ＣＰＵモジュール１０２には、シーケンスＣＰＵモジュール１０１とのＣＰＵ間通信処理用デバイスドライバと、通信系とのコマンド変換ライブラリと、実行アプリケーションプログラムとが階層的に組み込まれている。これらのプログラム階層を利用することにより、シーケンスＣＰＵモジュール１０１の内部データアクセスが容易かつフレキシブルに可能となっている。
【００２５】
次に、本発明の動作例を説明する。汎用ＣＰＵモジュール１０２では、通信アプリケーションプログラム１０２ｆを実行しておく。通信アプリケーションプログラム１０２ｆは、汎用通信ネットワーク４からのシーケンスＣＰＵモジュール１０１へのアクセス要求の受信待ち状態である。
【００２６】
開発ツール用パソコン９にインストールされた開発ツールプログラムは、シーケンスＣＰＵモジュール１０１の内部デバイスをアクセスするために専用コマンドを汎用通信ネットワーク８経由で送信する。汎用ＣＰＵモジュール１０２に搭載された組み込みＯＳ１０２ａ上のＬＡＮドライバ１０２ｂは、送信されたコマンドの割込を受け付け、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタック１０２ｃ経由で受信待ちの通信アプリケーションプログラム１０２ｆに処理を渡す。
【００２７】
開発ツール用通信アプリケーションプログラム１０２ｆは、受信した専用コマンドを解釈し、ＣＰＵ間通信ドライバ１０２ｄのインターフェイスに変換するためにリモートプログラミングサービスライブラリ１０２ｅを使用する。リモートプログラミングサービスライブラリ１０２ｅは、コマンド変換用のルックアップテーブルを利用して高速に変換処理を行い、ＣＰＵ間通信ドライバ１０２ｄを呼び出してシーケンスＣＰＵモジュール１０１へのアクセスを行う。
【００２８】
シーケンスＣＰＵモジュール１０１と汎用ＣＰＵモジュール１０２とは、図３の従来技術例で記述した汎用通信モジュールの場合と同じくベースモジュールの内部バス１０７で接続されている。汎用ＣＰＵモジュール１０２のＣＰＵ間通信ドライバ１０２ｄは、内部バス１０７経由でシーケンスＣＰＵモジュール１０１にＣＰＵ間通信コマンドを送信し、応答を受信する。
【００２９】
受信した応答は、リモートプログラミングサービスライブラリ１０２ｅを介して開発ツール用通信アプリケーションプログラム１０２ｆへ戻される。開発ツール用アプリケーションプログラム１０２ｆでは、応答を解釈し汎用通信ネットワーク４用の専用コマンドに変換し逆の経路で開発用パソコン９に送信することで、汎用通信ネットワーク経由でのシーケンスＣＰＵモジュール１０１の内部データアクセスは完了する。
【００３０】
図２は、本発明の機能を拡張した他の実施例である。汎用ＣＰＵモジュール１０２のソフトウェアアーキテクチャの図１との相違点は、リモートプログラミングサービスライブラリ１０２ｅが上位接続ライブラリ群１０２ｇとなり、開発ツール用アプリケーションプログラム１０２ｆが各種アプリケーションプログラム１０２ｈとなっている点である。更に、汎用通信ネットワーク８に操作監視用パソコン１０及びタッチパネル１１が追加されている点である。
【００３１】
汎用ＣＰＵモジュール１０２は、シーケンスＣＰＵモジュール１０１との通信処理に関する機能をＣＰＵ間通信ドライバ１０２ｄとして使用することで実現できる。そのため、汎用ＣＰＵモジュール１０２では、使用目的に応じたライブラリを複数用意しておくことにより、各種アプリケーションプログラムからの呼び出しが可能となる。
【００３２】
汎用ＣＰＵモジュール１０２にインストールされたアプリケーションプログラムは、使用目的に応じて必要なライブラリを選択し使用することで、シーケンスＣＰＵモジュール１０１に何らかの処理を実行したり、情報を受け取ることができる。
【００３３】
従って、監視操作用パソコン１０にシーケンスＣＰＵモジュール１０１のデータを収集して提供するデータサーバアプリケーションプログラムまたはウェブサーバアプリケーションプログラム、更にこれらのプログラムからＣＰＵ間通信ドライバ１０２ｄを中継するライブラリをインストールすることで、従来技術における汎用通信モジュールまたはウェブ通信モジュールは不要となる。
【００３４】
同様にタッチパネルについても、シリアルデータ処理を行うアプリケーションプログラムと中継ライブラリのインストールにより、従来技術におけるＲＣ２３２Ｃモジュールなしに、汎用通信ネットワークを介してシーケンスＣＰＵモジュール１０１と通信することが可能である。
【００３５】
この実施例では、本発明の機能拡張例として監視操作用パソコンとタッチパネルを例示したが、汎用通信ネットワーク８にプロセス制御の監視操作を行う上位装置であるヒューマンマシンインターフェイスステーションを接続し、ＰＬＣ１及びフィールド機器３よりなる階層構造をとる分散型制御装置とすることも可能である。
【００３６】
更に、図３に本発明の他の実施例を表わす。
この図では、通信ドライバとして、図１及び図２に示したＬＡＮドライバ１０２ｂの代わりに、各種通信インターフェイス１０２iを設置したことを特徴とするものである。その他の構成、図１及び図２の実施例と同じであるので、その説明を省略する。
【００３７】
即ち、この各種通信インターフェイスドライバ１０２iを利用することにより、汎用通信ネットワーク４以外の通信手段を使用することができる。つまり、ＲＳ２３２Ｃ等のシリアルドライバ、または、モデム、ＰＨＳ、携帯電話等のＰＣＭＣＩＡドライバを使用することができる。
【００３８】
図４に示したＲＳ２３２Ｃモジュール１０５とタッチパネル１２の代用は、上位接続ライブラリ１０２ｇの選択だけでは実現できず、上位接続ライブラリ１０２ｇと各種通信インターフェイスドライバ１０２ｉを任意に選択することでフレキシブルにアプリケーションの開発が可能となる。
【００３９】
ここで、上記したように、図１及び図２の実施例ではＬＡＮドライバ１０２ｂ、図３の実施例では各種通信インターフェイスドライバ１０２ｉを使用する例を表わしたが、ＯＳ１０２ａにある通信ドライバであれば、その種類を問わず、本発明を実現できるものである。
【００４０】
本発明の機能を詳細に説明すれば、汎用ＣＰＵモジュールにインストールするアプリケーションプログラム及び上位接続ライブラリにより、シーケンスＣＰＵモジュールと通信する外部ツールの接続環境を任意に拡張することが可能であり、アプリケーションプログラム数が多いほど専用の通信モジュール不要の経済的及びスペース的な効果は大きくなる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果を期待することができる。
（１）汎用通信ネットワークにインターフェイスするための通信モジュールを省略できることで、ＰＬＣのコストを抑え、省エネ及び省スペース化が実現できる。
（２）汎用ＣＰＵモジュールのＣＰＵ間通信用コマンドの操作をドライバ化し、複数のライブラリ等から共通のインターフェイスでシーケンスＣＰＵモジュールにアクセスが可能となる。
（３）ＣＰＵ間通信用ドライバを使用する各種機能対応ライブラリを複数展開することにより、容易に機能拡張が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の通信インターフェイスを介して外部ツールと通信するＰＬＣが接続されたプロセス制御装置を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の他の実施例を示すプロセス制御装置を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の他の実施例を示すプロセス制御装置を示す機能ブロック図である。
【図４】従来の通信インターフェイスを介して外部ツールと通信するＰＬＣが接続されたプロセス制御装置を示す機能ブロック図である。
【図５】非特許文献中に記載されているシーケンスＣＰＵのインターフェイス構成を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
１  ＰＬＣ
１０１  シーケンスＣＰＵモジュール
１０２  汎用ＣＰＵモジュール
１０２ａ  ＯＳ
１０２ｂ  ＬＡＮドライバ
１０２ｃ  ＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタック
１０２ｄ  ＣＰＵ間通信ドライバ
１０２ｅ  リモートプログラミングサービスライブラリ
１０２ｆ  開発ツール用通信アプリケーションプログラム
２  Ｉ／Ｏバス
３  フィールド機器
４  汎用通信ネットワーク
５  ルータ
６  インターネット
７  ルータ
８  汎用通信ネットワーク
９  開発用パソコン
【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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