(57)【要約】【課題】ＣＰＵの動作クロックおよびバス信号中からノイズを除去してプログラマブルコントローラの動作上における信頼性を向上すること。【解決手段】ＣＰＵがシーケンスプログラムを実行するに際してノイズがサプレスされた第１環境で測定した動作クロックおよびバス信号の標準波形と、ノイズがサプレスされていない第２環境で測定した動作クロックおよびバス信号の実際波形それぞれの周波数スペクトルを分析するステップと、上記両周波数スペクトルの差分をデジタル演算するステップと、上記デジタル演算した差分をＣＰＵがシーケンスプログラム実行中の動作クロックおよびバス信号に含まれるノイズ周波数のデータとしてメモリに保存登録するステップと、ＣＰＵが第２環境でシーケンスプログラムを実行するに際しては上記メモリに保存登録しているノイズ周波数のデータを用いてＣＰＵがシーケンスプログラム実行中の動作クロックおよびバス信号に含まれるノイズ周波数成分をサプレスするステップと、を実行する。【選択図】図１
2009086862.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に内蔵されてシーケンスプログラムを実行するＣＰＵの動作周波数を示す動作クロックおよびバス信号を処理する方法において、
ＣＰＵがシーケンスプログラムを実行するに際してノイズがサプレスされた第１環境で測定した動作クロックおよびバス信号の標準波形と、ノイズがサプレスされていない第２環境で測定した動作クロックおよびバス信号の実際波形それぞれの周波数スペクトルを分析するステップと、
上記両周波数スペクトルの差分をデジタル演算するステップと、
上記デジタル演算した差分をＣＰＵがシーケンスプログラム実行中の動作クロックおよびバス信号に含まれるノイズ周波数のデータとしてメモリに保存登録するステップと、
ＣＰＵが第２環境でシーケンスプログラムを実行するに際しては上記メモリに保存登録しているノイズ周波数のデータを用いてＣＰＵがシーケンスプログラム実行中の動作クロックおよびバス信号に含まれるノイズ周波数成分をサプレスするステップと、
を具備したことを特徴とするプログラマブルコントローラに内蔵するＣＰＵの動作クロックおよびバス信号の処理方法。
【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内蔵するＣＰＵの動作クロックおよびバス信号の処理方法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は、一般に、ノイズ多発環境下の工場等に設置されるために、従来から、内蔵ＣＰＵとその系列がノイズにより誤動作してＣＰＵが暴走しないよう二重設計されたり、ノイズフィルタが設けられたりしていたが、コストが高くつくものであるうえに、必ずしも高い信頼性を提供することができるものではなかった。
【０００３】
このようなＣＰＵの暴走はプログラマブルコントローラに限らず、広く一般のＣＰＵ搭載電子機器では、従来から、ノイズの侵入によるＣＰＵの暴走を防止する技術が提案されている（特許文献１，２，等）。
【特許文献１】特開２００１−２３６２４０号公報
【特許文献１】特開２００１−１８８６８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本出願人は、ＣＰＵの暴走の原因としては、ＣＰＵの動作クロックおよびバス信号の波形が、ノイズが原因で歪み、動作クロックおよびバス信号波形の歪み箇所が偽の動作クロックおよびバス信号となって暴走することもその一因にあると考えた。
【０００５】
したがって、本発明により解決すべき課題は、ＣＰＵの動作クロックおよびバス信号中からノイズ周波数成分をサプレスして、当該ＣＰＵで制御されるプログラマブルコントローラの動作上における信頼性を向上することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、プログラマブルコントローラに内蔵されてシーケンスプログラムを実行するＣＰＵの動作周波数を示す動作クロックおよびバス信号を処理する方法において、ＣＰＵがシーケンスプログラムを実行するに際してノイズがサプレスされた第１環境で測定した動作クロックおよびバス信号の標準波形と、ノイズがサプレスされていない第２環境で測定した動作クロックおよびバス信号の実際波形それぞれの周波数スペクトルを分析するステップと、上記両周波数スペクトルの差分をデジタル演算するステップと、上記デジタル演算した差分をＣＰＵがシーケンスプログラム実行中の動作クロックおよびバス信号に含まれるノイズ周波数のデータとしてメモリに保存登録するステップと、ＣＰＵが第２環境でシーケンスプログラムを実行するに際しては上記メモリに保存登録しているノイズ周波数のデータを用いてＣＰＵがシーケンスプログラム実行中の動作クロックおよびバス信号に含まれるノイズ周波数成分をサプレスするステップと、を具備したことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明によると、ＣＰＵにはノイズが除去された動作クロックおよびバス信号が与えられるのでプログラマブルコントローラのシーケンスプログラム実行動作の信頼性を大きく向上することができるようになる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、動作クロックおよびバス信号中からノイズを除去するので、プログラマブルコントローラの動作上における信頼性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係るプログラマブルコントローラに内蔵されるＣＰＵ（マイクロプロセッサ）の動作クロックおよびバス信号処理方法を説明する。このプログラマブルコントローラは、上記ＣＰＵ、システムプログラムやシーケンスプログラム等のプログラムメモリ、補助メモリ、その他のメモリ、入出力回路等を含む。システムプログラムはＣＰＵの動作制御の基本プログラムであり、シーケンスプログラムはユーザプログラムである。これらは一般のプログラマブルコントローラと同様である。そして、プログラマブルコントローラは、ＣＰＵの動作周波数を示す動作クロックおよびバス信号により、全体が制御されるようになっている。そのため、この動作クロックおよびバス信号にノイズが含まれると、ＣＰＵはシーケンスプログラムを正常に実行することができなくなり、暴走することになる。そこで、実施の形態では、図１で示すフローチャートに従い、プログラマブルコントローラをノイズサプレス環境下とノイズ環境下とで別々にＣＰＵの動作クロックおよびバス信号の周波数スペクトルを分析し、両周波数スペクトルからノイズ周波数成分のデータを取得する。
【００１０】
以下、図１を参照してその方法を説明すると、ステップｎ１で、プログラマブルコントローラをノイズがサプレスされた環境下に配置し、シーケンスプログラムを実行する。このシーケンスプログラムは制御機械が配置された実際の工場等でもよい。この工場等でノイズがサプレスされた環境状態に設定してその中にプログラマブルコントローラを配置してＣＰＵによりシーケンスプログラムを実行させる。ステップｎ２で、ＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッサ）等の周波数スペクトル分析・演算装置を用いてＣＰＵの動作クロックおよびバス信号に対してその周波数スペクトルを分析する。
【００１１】
次に、ステップｎ３で、その工場を実際に稼動してノイズがサプレスされていないノイズ環境下にプログラマブルコントローラを配置し、シーケンスプログラムを実行する。そして、ステップｎ４で、上記と同様の周波数スペクトル分析・演算装置を用いてＣＰＵの動作クロックおよびバス信号に対してその周波数スペクトルを分析する。
【００１２】
以上のステップｎ１ないしステップｎ４の後、ステップｎ５で、ノイズサプレス環境下の動作クロックおよびバス信号の周波数スペクトルと、ノイズ環境下の動作クロックおよびバス信号の周波数スペクトルとをデジタル化すると共に、そのデジタル化された周波数スペクトルの差分をデジタル演算し、ステップｎ６で、その差分をメモリにノイズ環境下での動作クロックおよびバス信号中に含まれるノイズ周波数データとして格納する。このメモリはプログラマブルコントローラに内蔵したメモリである。
【００１３】
以上で説明したノイズ周波数は、シーケンスプログラムの実行過程で時間関数で変化するものであり、この時間関数はシーケンスプログラムの実行の進行と関係しているので、ＣＰＵがシーケンスプログラムを実行する各プログラム要素において関与する各動作クロックおよびバス信号中に含むノイズ周波数成分に対応する。
【００１４】
次に、プログラマブルコントローラをノイズ環境下の工場等で稼動させるときには、ＣＰＵは、シーケンスプログラムの実行中に出力する各動作クロックおよびバス信号ごとにノイズ周波数データ格納メモリからノイズ周波数のデータを読み出し、その読み出したノイズ周波数成分で動作クロックおよびバス信号中に含むノイズ周波数成分をキャンセルさせることにより、動作クロックおよびバス信号はその波形が正常な波形となり、正常にシーケンスプログラムを実行することができ、ＣＰＵの暴走は起こらなくなる。
【００１５】
図２は、ステップｎ１、ｎ２の理解に供するためブロックで示すものであり、ノイズサプレス環境１６下に配置されたプログラマブルコントローラ１０のＣＰＵ１１は、ＤＳＰ等からなる測定部１２に動作クロックおよびバス信号を出力する。測定部１２は周波数スペクトル分析部１３と、デジタル化部１４とを備え、ＣＰＵ１１から入力される動作クロックおよびバス信号の周波数スペクトルを周波数スペクトル分析部１３にて分析すると共にその分析した周波数スペクトルをデジタル化部１４でデジタルに変換し、その周波数スペクトルの第１デジタルデータをメモリ１５に登録する。
【００１６】
図３は、ステップｎ３、ｎ４の理解に供するためブロックで示すものであり、図２と同様のプログラマブルコントローラ１０と、測定部１２と、メモリ１５とを示すが、図２とは異なって、プログラマブルコントローラ１０のＣＰＵ１１がノイズ環境１７下に配置されている。そして、図２と同様に、ノイズ環境１７下に配置されたプログラマブルコントローラ１０のＣＰＵ１１は、ＤＳＰ等からなる測定部１２に動作クロックおよびバス信号を出力する。測定部１２は、ＣＰＵ１１から入力される動作クロックおよびバス信号の周波数スペクトルを分析すると共にその分析した周波数スペクトルをデジタルに変換し、その周波数スペクトルの第２デジタルデータをメモリ１５に登録する。
【００１７】
図４は、ステップｎ５、ｎ６の理解に供するためブロックで示すものであり、メモリに登録した第１、第２デジタルデータを差分演算部１８で、差分演算し、この演算した差分データをノイズ周波数データとしてメモリ１９に登録する。
【００１８】
以上のようにしてメモリ１９には、ノイズ環境１７下に配置されたプログラマブルコントローラ１０のＣＰＵ１１の動作クロックおよびバス信号中に含まれるノイズ周波数データが登録されている。
【００１９】
図５にノイズ周波数データを登録保存したメモリを備えたプログラマブルコントローラのブロック構成を示す。図５において、このプログラマブルコントローラ１０は、ノイズ環境１７下に配置される。このプログラマブルコントローラ１０は、ＣＰＵ１１、システムプログラムメモリ２０、シーケンスプログラムメモリ２１、ノイズ周波数データメモリ１９、他のメモリ２２を備えると共に、入出力インターフェース２３を備える。このプログラマブルコントローラ１０において、ＣＰＵ１１は、システムプログラムメモリ２０に格納しているシステムプログラムに制御されて、シーケンスプログラムプログラムメモリ２１に格納しているシーケンスプログラムを実行して入出力機器２４を通じて制御機械２５を制御することができるようになっている。
【００２０】
そして、このプログラマブルコントローラ１０をノイズ環境１７で稼動させるときには、ＣＰＵ１１は、シーケンスプログラムの実行中に出力する各動作クロックおよびバス信号ごとにノイズ周波数データメモリ１９に登録格納されているノイズ周波数のデータを読み出し、その読み出したノイズ周波数成分で動作クロックおよびバス信号中に含むノイズ周波数成分をキャンセルし、このノイズ周波数成分をキャンセルした動作クロックおよびバス信号によりシーケンスプログラムを実行するので、ＣＰＵ１１の暴走は起こらなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は本発明の実施の形態にかかるＣＰＵの動作クロックおよびバス信号の処理方法の説明に供するフローチャートである。
【図２】図２は図１のステップｎ１、ｎ２の理解に供するためのブロック図である。
【図３】図３は図１のステップｎ３、ｎ４の理解に供するためのブロック図である。
【図４】図４は図１のステップｎ５、ｎ６の理解に供するためのブロック図である。
【図５】図５はノイズ周波数成分データメモリを備えたプログラマブルコントローラのブロック図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０  プログラマブルコントローラ
１１  ＣＰＵ
１２  測定部
１３  周波数スペクトル分析部
１４  デジタル化部
１５  メモリ
１６  ノイズサプレス環境
１７  ノイズ環境
１８  差分演算部
１９  ノイズ周波数データメモリ
【図１】
2009086862.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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