JPH0526201B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、シーケンサを並列運転する制御シス
テムに関する。

従来技術 従来の小型シーケンサでは、被制御機器の制御
入出力点数が多く、１台では足りずに複数台数で
被制御機器を制御する場合、例えば、被制御機器
のリミツトスイツチ信号Ｘ１を内部のプログラム
でシーケンサが使つている場合、リミツトスイツ
チ信号Ｘ１はシーケンサの３台の入力端子へ接続
しなければならない。また、一つのシーケンサの
演算結果を他のシーケンサが使う場合は、演算結
果を出力端子に出力し、その出力端子を演算結果
を必要とするシーケンサの入力端子に接続しなけ
ればならない。

このように、従来の小型シーケンサを複数台使
つて一つの設備を動かす場合、入力や出力の使用
効率が悪くなり、拡張性に欠けるという問題があ
つた。

一方、大型シーケンサ１台で設備を制御する場
合、制御部分が故障すると設備全体がダウンして
しまうという欠点や、リミツトスイツチやソレノ
イドバルブ等への入出力信号線を全部１個所まで
引つ張つてこなければならない。また、大型であ
るため、設置場所も広くとる等の欠点があつた。

目 的 したがつて、本発明の目的は、入出力信号線の
配線距離を短くできるとともに信頼性を高くで
き、しかも入出力の使用効率が高く拡張性に富ん
だ制御システムを提供することである。

実施例 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明
する。この制御システムは、第１図に示すよう
に、シリアルデータを光信号に返換してシリアル
データ伝送路である光フアイバOFに送り出す光
信号出力部OUTと、光フアイバOFから送られて
きたシリアルデータを電気信号に返換する光信号
入力部INを持つ複数のシーケンサPC１〜PCnか
らなり、１台のシーケンサ、例えばPC１の光信
号出力部OUTとつぎのシーケンサPCnの光信号
入力部INとを光フアイバOFで接続し、シーケン
サPC１〜PCnを光フアイバOFで環状に接続して
いる。そして、シーケンサPC１〜PCnの各々は、
内部の制御データメモリにシリアルデータ伝送系
に接続できる数に相当する第２図に示すようなシ
ーケンサPC１〜PCnの制御データ領域を持ち、
実際の稼動時は、第３図に示すように、ユーザプ
ログラムの実行→演算結果の出力→入力信号取込
み→各シーケンサPC１〜PCnの制御データの伝
送、受信→のステツプをエンドレスで繰り返す。
この場合、制御データとは、各シーケンサPC１
〜PCnの入力信号、出力信号数値データ等のユー
ザのシーケンスプログラムで使用される信号を言
う。

シーケンサPC１〜PCnの各々は、具体的には
第４図および第４Ａ図に示すように、(a)光信号入
力部INと、光信号出力部OUTと、シーケンサ制
御部SCと、入力信号変換部CVIと、出力信号変
換部CVOと、これらを接続するデータバスと、
リード信号線やライト信号線などを含むシーケン
サ基本ユニツトＵ１と、(b)入力信号変換部
CVI′と、出力信号変換部CVO′からなりシーケン
サ基本ユニツトＵ１と近接配置したシーケンサ入
出力拡張ユニツトＵ２とで構成され、このシーケ
ンサ入出力拡張ユニツトＵ２は図では１個である
が、複数個接続可能である。光信号入力部INお
よび光信号出力部OUTは前述のとおりである。

シーケンサ制御部SCは、光信号入力部INから
のシリアルデータ入力信号を受けるとともに、シ
リアルデータ出力信号を光信号出力部OUTへ出
し、また第４Ａ図に示されるようにシーケンサ制
御メモリユニツト１や第２図に示される各シーケ
ンサPC１〜PCnの制御データを記憶したり、伝
送のために用い、しかもユーザの外部機器制御用
シーケンスプログラムを記憶するための第４Ａ図
に示された制御データメモリユニツト２を有し、
他のシーケンサとの制御データのやりとり、入力
信号変換部CVI′、CVI′、出力信号変換部CVO、
CVO′とのデータのやりとり等を制御する。

入力信号変換部CVI、CVI′は、近接配置した
外部の制御機器からの複数の信号を内部のIC信
号レベルに変換してシーケンサ制御部SCからの
読み取り信号RD、RD′でパラレルデータバスDB
上に外部の制御機器からの信号を出力する。

出力信号変換部CVOは、シーケンサ制御部SC
からの書き込み信号WT、WT′でパラレルデータ
バスDB上の内容を記憶し、そのIC信号レベルの
信号内容を外部の制御機器の負荷を制御できるレ
ベルに変換して複数の外部負荷を制御する。

第４Ａ図に基づいて補足的に説明すると、シリ
アル・パラレル変換部３は、光信号入力部INよ
り出力されるシリアルな電気信号をパラレル信号
に変換するユニツトである。このシリアル・パラ
レル変換部３に入つたパラレルデータを制御部
SCによつて読み込み、制御部SCでは、送られて
くるメツセージの処理を行なう。制御動作につい
ては後述する。パラレル・シリアル変換部４で
は、外部に送るべきメツセージがある時にまずラ
イン６を介する切換え信号によつて、切換えスイ
ツチ５はパラレル・シリアル変換部４を光信号出
力部OUTに接続し、パラレルデータをパラレ
ル・シリアル変換部４に書き込む事により送信デ
ータは光信号出力部OUTより送出される。この
後、切換えスイツチ５をライン６からの切換え信
号によりRx′側に倒す。切換えスイツチ５の機械
と動作は後述のとおりである。

ライン７はデータバスえあり、ライン８は送受
信信号制御バスであり、参照符９はリード信号、
ライト信号、制御信号およびアドレス信号等を伝
送するバスであり、ライン１０にはプログラマを
制御するための信号が導出される。制御データメ
モリユニツト２は、データ伝送用ストア領域２ａ
と、ユーザプログラムをストアする領域２ｂと、
入出力データをストアする領域２ｃとを有する。
入出力データのストア領域２ｃでは、シーケンサ
PC１〜PCnの制御データがそれぞれストアされ
る。図中参照符RDはリード信号を示し、WTは
ライト信号をそれぞれ示す。

つぎに、この制御システムの動作を第５図Ａ，
Ｂに示すようなシーケンス制御の例について説明
する。第１図のシーケンサPC１に第５図Ａに示
すプログラムを入れ、入力信号Ｘ１１０と出力信
号Ｙ１０１を外部機器に第４図に示す入力信号変
換部CVIと出力信号変換部CVOとをそれぞれ介
して接続し、シーケンサPC２に第５図Ｂに示す
プログラムを入れ、入力信号Ｘ２００と出力信号
Ｙ２０１，Ｙ２０２を第４図に示す入力信号変換
部CV１と出力信号変換部CVOを介して外部機器
に接続している。この実施例では各シーケンサ
PC１〜PCnに100番台を機番としているけれど
も、他の実施例として1000番台およびさらに上位
の機番を用いてもよく、また自機内の入出力デー
タとして100番台を０にしてもよく、他のシーケ
ンサを使うときだけ100番台に機番を設定するよ
うにしてもよい。

この状態で第３図に示すような稼動状態の時、
第３図のタイミングＴ３で、シーケンサPC１，
PC２はそれぞれの入力信号変換部CVIから外部
機器の信号を取り込む。もちろん、シーケンサ
PC１は入力信号Ｘ１１０を、シーケンサPC２は
入力信号Ｘ２００をシーケンサ制御部SCの第２
図に示すそれぞれの制御データ領域に書き込む。

つぎに、タイミングＴ４で、各シーケンサPC
１〜PCnは第２図の自分の制御データを送り出
す。たとえばシーケンサPC１は、第２図のPC１
制御データ領域のメモリ内容（タイミングＴ３で
読み込んだ入力信号１１０のデータやタイミング
Ｔ１で演算されてタイミングＴ２で書き込みされ
た出力信号Ｙ１０１のデータを含む）を光信号に
変換して光フアイバOF上に送り出す。この時、
他のシーケンサPC２〜PCnは、送られてくるシ
ーケンサPC１の制御データをそれぞれのシーケ
ンサPC２〜PCnが持つている第２図に示す制御
データメモリのPC１制御データ領域に書き込む。

シーケンサPC１の制御データの伝送が終了す
ると、つぎのシーケンサPC２の制御データ伝送
が始まる。この際のデータ伝送終了の検出は、伝
送制御データの最後に終了コマンドを送つて検出
したり、あるいは伝送の開始前に伝送データ数を
伝送して各受信シーケンサがそのデータ数を数え
てデータ伝送の終了を検出したりする方法があ
る。

このようにして、シーケンサPC２も自分の制
御データを第２図に示す自分の制御データメモリ
から同じく光フアイバOFに送り出す。この時、
他のシーケンサPC１，PC３〜PCnは各自の制御
データメモリのPC２制御データ領域に送られて
くるシーケンサPC２の制御データ（Ｘ２００，
Ｙ２０１，Ｙ２０２を含む）を書き込む。

このようにして、各シーケンサPC１〜PCnの
制御データ伝送を順番に行ない、それが完了する
と、第２図に示す各シーケンサの制御データメモ
リの内容は全部同じになり第３のタイミングＴ１
で各シーケンサPC１〜PCnがそれぞれのプログ
ラムメモリに書き込まれているユーザプログラム
を実行する。それが終了すると、第３図のタイミ
ングＴ２でその結果の出力データを各シーケンサ
PC１〜PCnの出力信号変換部CVOにパラレルデ
ータバスDBを通して書き込み、外部機器を制御
する。

このタイミングＴ１で第５図Ａおよび第５図Ｂ
に示すユーザプログラムがシーケンサPC１，PC
２で実行される。すなわち、シーケンサPC１で
は、タイミングＴ３で取り込んだ入力信号Ｘ１１
０を出力信号Ｙ１０１に書き込む。シーケンサ
PC２では、タイミングＴ３で入力信号Ｘ２００
を取り込み、タイミングＴ４で伝送されてきた入
力信号Ｘ１１０や前回のユーザプログラム実行に
より書き込まれてタイミングＴ４で伝送されてき
た出力信号Ｙ１０１やタイミングＴ３で取り込ん
だ入力信号Ｘ２００を使つて第５図Ｂで示される
ユーザプログラムを実行し、入力信号Ｘ１１０と
Ｘ２００とのアンド結果を出力信号Ｙ２０１に書
き込み、シーケンサPC１の出力信号１０１をシ
ーケンサPC２の出力信号Ｙ２０２に書き込む。

ユーザプログラムの実行が終ると、その出力信
号をタイミングＴ２で出力信号変換部CVOから
外部に出力して外部機器を制御する。すなわち、
シーケンサPC１では、入力信号Ｘ１１０に応じ
て出力信号Ｙ１０１を出し、シーケンサPC２で
は、入力信号Ｘ１１０とＸ２００のアンド結果で
出力信号Ｙ２０１を出し、出力信号Ｙ１０１を出
力信号Ｙ２０２に出す。

このようにして、第１図のような構成で第３図
のような各ステツプを循環的に実行させることに
より、シーケンサPC１に接続されている入力信
号や出力信号をシーケンサPC２でユーザが自由
にプログラムに取り入れて使うことができる。も
ちろん、タイマやカウンタの値や数値データも制
御データに入れて伝送・受信すれば他のシーケン
サで自由にそれらを使うことができる。

この実施例では、シーケンサPC２でシーケン
サPC１の制御データを使うだけであつたが、こ
の逆も可能であり、さらにシーケンサPC１〜
PCnは自分の入力信号変換部CVIや出力信号変換
部CVOに接続している以外に、他のシーケンサ
の制御データでも第２図の制御データメモリに書
かれている制御データは自由にユーザプログラム
の中で使え、あたかも１台のシーケンサであるが
ごとくプログラムを組み、実行させることができ
る。

また前述したシステムにおける伝送系の制御に
ついては、伝送を制御する専用の装置を必要とせ
ずに、送信を行なうことのできる主導権（以下
Tokenという）をリング状に配されたシーケン
サに順に引き渡していき、Tokenを保持してい
る局のみが送信を行なうことができるという方式
により行なわれている。

以下、具体的に第３図のシーケンス動作を、複
数のシーケンサにより同期運転を行ないながらサ
イクリツクにシーケンス実行動作を行なう手順に
ついて述べる。第６図には、３台のシーケンサ
SQ１〜SQ３がつながつている場合の例を示す。
第７図は、そのときの状態をタイムチヤートで表
わす。第８図は、シーケンサSQ１〜SQ３の動作
のフローチヤートを示す。各シーケンサSQ１〜
SQ３では、現在は実行モードかどうかを判定す
る。実行モードでない場合には（以下、プログラ
ムモードと言う）、第８図のフローチヤートのス
テツプn1、n11、n12、n1のサイクルを繰り返し、
シーケンサ実行動作は行なわない。実行モードの
場合には、ステツプn2において、実行完了フラ
グがセツトされているかどうかを判定する。実行
完了フラグは第３図のユーザープログラム実行−
演算結果出力−入力信号取込みを行なつた際にセ
ツトされる。セツトされている場合は、シーケン
サの状態は第７図のの状態にあるので、プログ
ラマ処理を行なう。この結果、実行完了フラグは
リセツトされる。この後、Tokenが回つてくる
のを持つ。シーケンサSQ２のタイムチヤートの
様にすでにToken保持がなされている場合もあ
るし、シーケンサSQ３の様にプログラマ処理を
終了後にもTokenが到着しておらず、Token待
ち状態を経た後、Tokenを得る場合もある。
Tokenが回つてくると、Token放出処理を行な
う。シーケンサではこの後、再びTokenが回つ
てくるのを待つている。Tokenが回つてくれば、
先ほどシーケンス実行部で作成した入出力データ
を他のすべてのシーケンサに送る。すなわち送り
先をすべてのアドレスとするいわゆるグローバル
アドレスメツセージにより送る。これは、第７図
の参照符１２で示す。この後、Tokenを離す。
またｉ／ｏ転送を行なつていない時には、他のシ
ーケンサから送られてくるｉ／ｏデータの読み込
み処理を行ない第２図の制御データ書き込み領域
に対応するシーケンサのｉ／ｏデータを書き込
む。各シーケンサでは、ｉ／ｏデータ転送が終わ
れば、Token待ちの状態に入る。また同時にGO
コマンド待ち状態でもある。例えばGOコマンド
が送られてくるよりも前に、ToKenが送られて
くれば（第７図の例のSQ１の場合）、これによ
り、他のシーケンサにGOコマンドを発する。こ
れは第７図の状態である。この時、他のシーケ
ンサではTokenが保持される前にGOコマンドを
受ける事により、ユーザプログラムの実行動作を
行なう。これは第７図のの状態である。すなわ
ち第４Ａ図のユーザプログラムメモリエリアの内
容を実行していく。シーケンサSQ１では自分の
発したGOコマンドによりシーケンスプログラム
の実行動作を開始する。これは第７図のの状態
である。この後の動作は、再びステツプn1から
動作をつづける。

以上述べたように本方式では、TokenとGOコ
マンドにより複数のシーケンサ間の同期を取るこ
とができる。また第７図の状態すなわちシーケン
サSQ１が常にSOコマンドを出している状態でシ
ーケンサSQ１がプログラマモードになつた場合
には、シーケンサSQ２がｉ／ｏ転送終了後、GO
コマンドあるいはTokenを待つている時に
Tokenがくるので、シーケンサSQ２がGOコマン
ドを出す様になり、以下、シーケンサSQ２によ
るGOコマンドにより、複数のシーケンサ間で同
期状態は保たれる。また新しく同期運転に入るシ
ーケンサがある場合にも、Token保持状態とGO
コマンドにより、例えば、Token保持状態でし
かもGOコマンドがきていれば第７図のの状態
でのToken保持状態であるとわかるし、GOコマ
ンドがきていなければ第７のの状態における
Token保持状態であることがわかり、同期運転
を行なう事ができる。

また、或るシーケンサにつないだプログラマ
（第６図の接続例参照）により他のシーケンサに
対してプログラムの書き込みや読み出し等のプロ
グラム編集作業を行なう場合についても、データ
伝送機能を用いて容易に行なうことができる。す
なわち第７図ののToken保持状態を利用して
他のシーケンサにメツセージを送る方法で行なえ
る。このことは第７図ののToken保持状態で
も可能である。

また本方式によれば、ｉ／ｏデータ転送時間
は、接続されている実行モードのシーケンサの台
数の量に比例した時間で済み、台数が少なければ
より短かい時間でよい。

第９図にメツセージのフオーマツト例を示す。
宛先アドレスは、メツセージの宛先を示す。すべ
てに送る場合には、グローバルアドレスとして
FFH等にして送る。制御コードは、このメツセ
ージの役目等を規定し、本実施例では、ｉ／ｏ転
送フレーム、同期フレームすなわちGOコマン
ド、プログラマー処理用フレーム等にそれぞれコ
ードを割り当てている。送り元アドレスはメツセ
ージを送り出したシーケンサのアドレスを示す。
データ個数は、メツセージ本体であるデータのバ
イト数（ワード数）を示す。データ部は、メツセ
ージ本体であるデータを任意長（データ個数が１
バイトの場合255ワード以下）まで設定できる。
誤りチエツクコードCHKは、メツセージの誤り
検査用に設けられてサムチエツクコード等の値が
書かれている。

本実施例は、伝送路を光フアイバとしている
が、ツイストペアケーブル、同軸ケーブ等の電線
で構成してもよい。伝送路に光フアイバを使用す
ると、電磁誘導などの電気的な雑音の影響を受け
ないので、複数のシーケンサ間のデータ転送を確
実に行うことができる。また第４Ａ図では切換ス
イツチ５により、Tx′より信号が出ていない場合
には、切換えスイツチ５がRx′につながつている
構成にしてデータのループ内への伝送を受信局で
行なわないで済む様にしているが、切換えスイツ
チ５がなくても受信時に制御部SCより再び受信
データを送信する様にしてもよい。

効 果 本発明によれば、入力装置および出力装置を内
蔵したシーケンサを複数の被制御機器に近接配置
できるので、入出力信号線の配線距離を短くでき
る。

また本発明では、同一構成を有するシーケンサ
を、希望する数だけ環状に接続することによつ
て、全体の動作が行われるので、規模の拡大、縮
小が容易である。しかも１台のシーケンサが故障
を生じたときには、それだけを交換すればよく、
補修が容易であり、動作がすべて不可能になつて
しまうということはない。

各々のシーケンサは、複数のシーケンサの制御
データをすべて記憶するための制御データメモリ
およびプログラムの演算を行う制御ユニツトを内
臓し、他のシーケンサの入力信号および出力信号
を制御データメモリに記憶し、自己の入力信号と
および出力信号と同等に取り扱うことができるの
で、複数のシーケンサ相互間では入出力端子間の
配線が不要であり、入力や出力の使用効率が高
い。

複数のシーケンサ間は光フアイバからなるシリ
アルデータ伝送路で連絡しているので、シーケン
サ相互間の接続が容易であり、耐ノイズ性に優れ
信頼性が高い。

TokenとGOコマンドによつて、複数のシーケ
ンサがプログラムの演算、演算結果の出力、入力
信号の取り込み、および制御データの伝送からな
るスキヤンを同期して繰り返すので、各々のシー
ケンサは同一スキヤン内では同一のデータに基づ
いてユーザープログラムを実行することができ
る。したがつて複数台のシーケンサを並列に動作
させても１台のシーケンサと同様に動作させるこ
とができる。さらに制御データが１スキヤン内で
変化しないことを前提にしたプログラムや、微分
命令のような１スキヤン内の情報にも対応でき
る。またプログラマを或る１つのシーケンサにつ
なぎ、プログラムの書き込みや読み出し等のプロ
グラム編集作業を行う場合についても、同期した
データ伝送機能を用いて容易に行うことができ
る。

以上のように本発明によれば、一系統の光フア
イバを用いたシリアル伝送路により複数のシーケ
ンサ間の同期運動、ｉ／ｏ転送、シーケンサ間で
のプログラマによるプログラム編集が可能にな
る。

なおｉ／ｏ転送時間は接続されているシーケン
サの台数に比例した時間のみでよく、台数が少な
ければ、より短い時間で済む。

また本発明では、同一構成を有するシーケンサ
を、希望する数だけ環状に接続することによつ
て、全体の動作が行われるので、規模の拡大、縮
小が容易である。

しかも１台のシーケンサが故障を生じたときに
は、それだけを交換すればよく、保守が容易であ
り、動作が全て不可能になつてしまうということ
はない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体の構成を示す
ブロツク図、第２図は複数のシーケンサにおける
入出力データのメモリ上における割り付けを示す
図、第３図はシーケンサのサイクリツクに行なわ
れる実行手順を示す図、第４図および第４ａ図は
シーケンサの構成を示すブロツク図、第５図は複
数台のシーケンサ間で行なわれる入出力データの
使用状態を示す図、第６図は複数シーケンサの接
続状態を示すブロツク図、第７図は複数のシーケ
ンサによる同期運転を示す図、第８図はシーケン
サの動作を説明するためのフローチヤート、第９
図はメツセージのフオーマツトを示す図である。 PC１〜PCn，SQ１，SQ２，SQ３……シーケ
ンサ、Ｕ１……シーケンサ基本ユニツト、Ｕ２…
…シーケンサ入出力拡張ユニツト、OF……光フ
アイバ、IN…光信号入力部、OUT……光信号出
力部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数のシーケンサを光フアイバから成るシリ
   アルデータ伝送路で環状に連絡し、各々のシーケ
   ンサは、入力信号を入力する入力装置、複数のシ
   ーケンサの制御データをすべて記憶するための制
   御データメモリ、前記入力信号とともにプログラ
   ムの演算を行う制御ユニツト、その演算結果を出
   力信号として出力する出力装置を内臓し、制御ユ
   ニツトに対するシーケンスプログラムの書き込
   み、読み出し等の編集を行うプログラマを含み、 各シーケンサは、 予め定めるTokenコマンドを保持していると
   き、自己の入力信号および出力信号を含む自己の
   制御データを他のすべてのシーケンサに転送して
   読み込ませ、その後、隣接する次の１つのシーケ
   ンサにTokenコマンドを放出して保持させ、 他のシーケンサから転送される制御データを自
   己の制御データメモリに記憶し、 再びTokenコマンドを保持したとき、次に、
   予め定めるGOコマンドを発生して他の全てのシ
   ーケンサに転送し、自己および他の全てのシーケ
   ンサはプログラムの演算を一斉に行い、 このGOコマンドを発生したシーケンサは、演
   算終了後に、Tokenコマンドを隣接する次の１
   つのシーケンサに転送して読み込ませ、この
   Tokenコマンドを保持したシーケンサは、演算
   動作中であればその演算が終了した後に、また演
   算終了後のアイドル状態であれば直ちに、
   Tokenコマンドを隣接する次の１つのシーケン
   サに与え、このような動作を繰り返すことを特徴
   とするシーケンサの制御方法。