JP2006171833A - Ｐｌｃのデータ交換システム、及びｐｌｃのデータ交換システムの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ネットワーク接続され、タクトにより制御される複数の装置における大容量ＩＯデータ領域のリフレッシュを、メモリ容量の小さい安価な伝送用のＬＳＩを用いて高速に行うことができるＰＬＣのデータ交換システムを提供する。
【解決手段】 ＣＰＵ１が備えるＩＯ領域を、リフレッシュの際に１タクト毎にデータ交換が行われる直結ＩＯ領域と、複数タクト毎に１回のデータ交換が行われるリモートＩＯ領域とに区分し、さらに、リモートＩＯ領域を、リモートマスタｉ（４〜７）に対応した複数のデータ領域に区分する。リモートＩＯ領域をリフレッシュする際には、ＣＰＵ１からの出力データが伝送されるリモートマスタのネットワーク上の局番を、１タクト毎に順次切り替えると共に、ＣＰＵ１が入力するデータの伝送を担うリモートマスタのネットワーク上の局番を、１タクト毎に指定する。
【選択図】図１

Description

本発明はプログラマブルコントローラ（以下、「ＰＬＣ」と略称する）のデータ交換システム、及びＰＬＣのデータ交換システムの制御方法に係り、特に、ＦＡ（ファクトリ・オートメーション）等の分野において、複数の装置（産業用機器）をネットワーク接続し、これらの装置間でデータ交換を行う、ＰＬＣのデータ交換システム、及びＰＬＣのデータ交換システムの制御方法に関する。

従来、ＦＡ等の分野において、複数の装置（産業用機器）をネットワーク接続したシステムが、コントローラとして開発されている。このコントローラなるシステム概念は、当業界では、非常に広い意味で使用されており、例えば、リレー回路のようにシーケンス制御を行う電子装置（制御系）、及び当該制御系で制御される産業用機器（被制御系）全般を一括して含むシステムのことを指す言葉として慣用されている。この用語は、これらの産業用機器（被制御系）が、また、何等かの制御系を構成していることを考えるならば、まずは妥当な慣用語であると言えよう。

近年は、このリレー回路に代わる電子装置（制御系）として、ＣＰＵが使用され、かつプログラムも、コンピュータ用言語よりも簡単なシーケンス制御用のプログラムが開発されている。これにより、ユーザが、現場で、制御アルゴリズム（プログラム）を簡単に変更することが可能となり、よって、前述の意味でのコントローラは、プログラマブルコントローラ（ＰＣ）と呼ばれるようになったが、この名称ではパーソナルコンピュータと紛らわしいために、当業界では、このプログラマブルコントローラのことを、プログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）と呼ぶことが多い。

よって、以下の説明では、ＰＬＣと書いて、これをプログラマブルコントローラのことを示すものとする。また、特に、以下の説明では、このＰＬＣを、ＣＰＵ、各種の入出力装置、リモートマスタ、及び通信モジュール等がネットワーク接続されていて、これらの装置間でデータ交換を行うシステムのこととし、これを「ＰＬＣのデータ交換システム」と表現している。

ここで、前記の各種の入出力装置とは、少なくとも前記ＩＯデータ交換機構を備えた装置という意味であり、よって、必ずしもデータの記憶だけを任務とする装置（即ち、コンピュータシステムとしての入出力装置）のみを意味するものではない。また、受け渡しされるＩＯデータの処理方法については、特に問われない。

以下、前述の意味でのＰＬＣのデータ交換システムに属する各装置間で、データ交換を行う際に、データの受渡しが行われる各装置内の領域、即ち入出力データ領域（以下、「ＩＯ領域」と略記する）の従来の構成について説明する。

図２５は、従来の、ＰＬＣのデータ交換システムの１構成例を示す構成図である。
また、図２６は、従来のＰＬＣを使用した装置間でデータ交換を行うデータ交換システムのＩＯ領域を示す領域マップである。

図２５に示すデータ交換システムは、従来の一般的なデータ交換システムであり、アプリケーションを実行するＣＰＵ９１（演算部）、入出力装置（直結入力装置９２、直結出力装置９３、リモートマスタ１（９４）、リモートマスタ２（９５）、リモートマスタ３（９６）、及びリモートマスタ４（９７））、及び通信モジュール９８等の制御対象となる複数の装置の各々が、伝送網９０に接続されて、全体としてネットワークを構成している。

伝送網９０に接続されている各装置は、ＣＰＵ９１も含めてＰＬＣを備えて構成される。
また、伝送網９０に接続されている各装置は、ＣＰＵ９１も含めて、全ての装置が、ネットワークインタフェースを備えており、近年ではネットワークインタフェース専用のＬＳＩを備えている場合が多い。

図２６は、前述のとおり、図２５に示す従来のデータ交換システムの各装置に設けられるＩＯ領域の領域マップ（以下、「ＩＯマップ」と略称する）を示している。
同図に示すＩＯマップ上には、制御対象である前記の各入出力装置に対応させてＩＯ領域が割り当てられている。

なお、ＰＬＣについては、入出力ユニットにおける入力信号から出力信号への変換を、ＰＬＣを介さずにデコード回路を使用して行うことにより、入出力信号の点数を拡張可能にする方法が開示されている（特許文献１参照。）。
特開平６−１４９３１９号公報

しかしながら、上記背景技術で述べた従来のＰＬＣのデータ交換システムにあっては、ネットワークインタフェースに専用のＬＳＩが使用される場合が多く、このような専用のＬＳＩは、コスト（単価）を抑える必要から、伝送用のメモリ容量が小さく設定されているため、一度に交換できるデータの情報量が制限されている。

一方、入出力データを制御するＰＬＣについては、近年、演算性能が向上する傾向にあり、より大量の入出力データを、１つのＰＬＣで制御することができる処理能力を備えるものも提供されている。

しかしながら、前述のネットワークインタフェース専用のＬＳＩメモリにおける容量の制約から、ＩＯ交換の量が限られているため、接続できる入出力装置の台数（点数）を、ＰＬＣの能力に見合って増やすことができないといった問題点があった。

また、システム全体として大容量の入出力装置の入出領域のデータを入れ換える（入出領域が保持しているデータを更新することであり、以下、「ＩＯリフレッシュ」または「ＩＯ領域リフレッシュ」、若しくは単に「リフレッシュ」と略称する）場合には、転送するデータ量が多いために、転送の周期を長くとる必要があるが、システムによっては、短周期でＩＯリフレッシュしたいリモートマスタ（のスレーブ）と、周期が長くてもよいリモートマスタ（のスレーブ）とが、混在してＣＰＵに接続されている場合があり、このような場合でも、前記大容量の入出力装置の存在により、システム全体の転送周期が長周期側に合わせられるので、短周期でＩＯリフレッシュしたいスレーブに対して、短周期のＩＯリフレッシュを行うことができなくなるという問題点があった。

以下、本発明に際して、特に解決を意図した課題に説明する。
図２７は、本発明に際しての課題を示したＰＬＣのデータ交換システムの１構成例を示す構成図である。

図２７に示すＰＬＣのデータ交換システムは、アプリケーションを実行するＣＰＵ８１（演算部）、入出力装置（直結入力装置８２、直結出力装置８３、リモートマスタ１（８４）、リモートマスタ２（８５）、リモートマスタ３（８６）、及びリモートマスタ４（８７））、及び通信モジュール８８等の制御対象となる複数の装置の各々が、伝送網８０に接続されて、全体としてネットワークを構成している。

伝送網８０に接続されている各装置は、ＣＰＵ８１も含めて、全ての装置が、ネットワークインタフェースを備えているものとする。また、このネットワークインタフェースは、ネットワークインタフェース専用のＬＳＩで構成されていてもよいものとする。

図２７に示すデータ交換システムの構成は、図２５に示す従来のＰＬＣのデータ交換システムの構成と略同じであが、伝送網８０には、直結入力装置８２、直結出力装置８３、サーボ８９といった、ＣＰＵ８１からの短周期でのＩＯリフレッシュが必要な入出力装置が接続されている一方、リモートマスタ１（８４）のスレーブのような、入出力データの容量が大容量ではあるが、長周期のＩＯリフレッシュであっても構わない入出力装置も、同一ネットワーク（伝送網８０）上に接続されている。また、リモートマスタ２〜４（８４〜８７）のスレーブの中にも、ＣＰＵ８１からの短周期でのＩＯリフレッシュが必要なものが含まれている場合がある。

そこで、本発明に際しては、この点に着目し、全体の入出力データ量を多くしながらも、短周期のＩＯリフレッシュを必要とするリモートマスタスレーブには短周期でのＩＯリフレッシュを提供すべきことを、１つの課題としている。

また、リモートマスタ（スレーブＩＯのホスト）には、様々な種類があり、各リモートマスタから該当するスレーブＩＯまでのリフレッシュ可能周期によって、ＣＰＵ８１と各リモートマスタ間のリフレッシュ要求期間は様々となる。

例えば、スレーブＩＯとのリフレッシュ周期が１００〔ｍｓｅｃ〕であれば、ＣＰＵとリモートマスタ間のリフレッシュ周期は１００〔ｍｓｅｃ〕であればよく、仮に１０〔ｍｓｅｃ〕程度の短周期リフレッシュをしているとすれば過剰であり、本システム全体から見てネットワーク性能が無駄に使われていることになる。

そこで、本発明に際しては、この点にも着目し、リモートマスタの要求に合わせて効率的にネットワーク処理することを、１つの課題としている。
さらに、単純に、入力、出力の対象となるリモートマスタをタクトごとに順次変えていく方式についても改良の余地がある。即ち、ＰＬＣを使用したシステムでは、ＩＯが複数台接続されるが、ＩＯ間での出力タイミング時間差、入力データ収集時間差が、所定の範囲内に収まるべきことが要求される場合がある。よって、前記所定範囲の時間が、タクトごとの順次切替の周期よりも短い場合には、前記方式が適用できない。

そこで、本発明に際しては、この点にも着目し、その対策を１つの課題としている。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、ネットワーク接続され、タクトにより制御される複数の装置における大容量ＩＯデータ領域のリフレッシュを、メモリ容量の小さい安価な伝送用のＬＳＩを用いて高速に行うことができるＰＬＣのデータ交換システムを提供することを目的としている。

また、本発明の他の目的は、ネットワーク接続され、タクトにより制御される複数の装置における大容量ＩＯデータ領域のリフレッシュを、メモリ容量の小さい安価な伝送用のＬＳＩを用いて高速に行うことができるＰＬＣのデータ交換システムの制御方法を提供することにある。

本発明は、上記した従来のＰＬＣのデータ交換システムの課題に鑑みてなされたものであり、タクトにより制御されるＩＯデータ交換機構を備えた、ＣＰＵを含む複数の装置の各々が、ネットワーク接続されて成るプログラマブルコントローラ（以下、「ＰＬＣ」と略称する）のデータ交換システムにおいて、前記ＣＰＵが備えるＩＯ領域を、リフレッシュの際に１タクト毎にデータ交換が行われる直結ＩＯ領域と、複数タクト毎に１回のデータ交換が行われるリモートＩＯ領域とに区分しておく手段と、前記リモートＩＯ領域を、リモートＩＯ装置に対応した複数のデータ領域に、さらに区分しておく手段と、前記リモートＩＯ領域をリフレッシュする際に、前記ＣＰＵからの出力データが伝送されるリモートＩＯ装置の前記ネットワーク上の局番を、１タクト毎に順次切り替えると共に、前記ＣＰＵが入力するデータの伝送を担うリモートＩＯ装置の前記ネットワーク上の局番を、１タクト毎に指定する手段とを備えたことを特徴とするデータ交換システムを提供するものである。

このように構成したことにより、ＩＯデータ交換機構のＩＯ領域は、短周期リフレシュが可能な直結ＩＯ領域と、短周期でなくてもよいリモートＩＯ領域とに分けられ、さらにＣＰＵには、大容量ＩＯ装置（リモートマスタ等）に対して、収集した入力データをネットワーク上に送出してもよい」との許可を順次与える一方、このＩＯ装置に対してＣＰＵからの最新の出力データを与える最新の出力データを順次与えるスケジュール作成・実行機能（以下、「スケジュール機能」と略称する）が備えられ、さらに、リモートマスタ等の大容量ＩＯ装置には、ＣＰＵからの入力データ送出指示を受けて、最新入力データをネットワークに送出する機能が備えられ、これにより、規定された所定の伝送サイクルで、ＣＰＵが指定するＩＯ装置から最新の入力データを吸い上げることを可能にし、また、これとは逆に、ＣＰＵが指定するＩＯ装置へ出力データを与えることを可能にするデータ交換システムを、メモリ容量の小さい安価な伝送用ＬＳＩを使用する場合であっても提供することができる。なお、本システムを構成するネットワークの形態については特に指定する必要がなく、ネットワーク上の各ノード（ＣＰＵ、ＩＯ装置、及び通信モジュール等）には、最低限、ネットワーク上の局番など固有の情報を持たせることが求められるだけであり、よって、シリアル通信ネットワーク、及びバスに限定されることはない。

また、本発明は、タクトにより制御されるＩＯデータ交換機構を備えた複数の装置の各々が、ネットワーク接続されて成るＰＬＣのデータ交換システムにおいて、前記ＣＰＵが備えるＩＯ領域を、リフレッシュの際に１タクト毎にデータ交換が行われる直結ＩＯ領域と、複数タクト毎に１回のデータ交換が行われるリモートＩＯ領域とに予め区分しておく手段と、前記リモートＩＯ領域を、リモートＩＯ装置に対応した複数のデータ領域に、さらに予め区分しておく手段と、前記リモートＩＯ領域をリフレッシュする際に、リフレッシュ周期が長いリモートＩＯ装置については、前記ＣＰＵからの出力データの伝送間隔と、前記ＣＰＵへのデータの入力間隔とを、いずれも長くするように制御すると共に、リフレッシュ周期が短いリモートＩＯ装置については、前記ＣＰＵからの出力データの伝送間隔と、前記ＣＰＵへのデータの入力間隔とを、いずれも短くするように制御する手段とを備えたことを特徴とするデータ交換システムを提供するものである。

このように構成したことにより、ＩＯデータ交換機構のＩＯ領域は、短周期リフレシュが可能な直結ＩＯ領域と、短周期でなくてもよいリモートＩＯ領域とに分けられ、さらにＣＰＵには、大容量ＩＯ装置（リモートマスタ等）に対して、「収集した入力データをネットワーク上に送出してもよい」との許可を与える一方、この装置に対してＣＰＵからの最新の出力データを与えるスケジュール作成・実行機能（以下、「スケジュール機能」と略称する）が備えられ、さらに、リモートマスタ等の大容量ＩＯ装置には、ＣＰＵからの入力データ送出指示を受けて、最新入力データをネットワークに送出する機能が備えられ、しかも、リモートＩＯ領域をリフレッシュする際に、リフレッシュ周期が長いリモートＩＯ装置については、ＣＰＵからの出力データの伝送間隔と、ＣＰＵへのデータの入力間隔とが、いずれも長くなるように制御すると共に、リフレッシュ周期が短いリモートＩＯ装置については、ＣＰＵからの出力データの伝送間隔と、ＣＰＵへのデータの入力間隔とが、いずれも短くなるように制御するので、これにより、リモーマスタ等の大容量ＩＯ装置が要求するリフレッシュ周期を満たす間隔を確保した伝送サイクルで、ＣＰＵが指定するＩＯ装置から最新の入力データを吸い上げることを可能にし、また、これとは逆に、ＣＰＵが指定するＩＯ装置へ出力データを与えることを可能にするデータ交換システムを、メモリ容量の小さい安価な伝送用ＬＳＩを使用する場合であっても提供することができる。なお、本システムを構成するネットワークの形態については特に指定する必要がなく、ネットワーク上の各ノード（ＣＰＵ、ＩＯ装置、及び通信モジュール等）には、最低限、ネットワーク上の局番など固有の情報を持たせることが求められるだけであり、よって、シリアル通信ネットワーク、及びバスに限定されることはない。

さらに、本発明は、タクトにより制御されるＩＯデータ交換機構を備えた、ＣＰＵを含む複数の装置の各々が、ネットワーク接続されて成るＰＬＣのデータ交換システムにおいて、前記ＣＰＵが備えるＩＯ領域を、リフレッシュの際に１タクト毎にデータ交換が行われる直結ＩＯ領域と、複数タクト毎に１回のデータ交換が行われるリモートＩＯ領域とに予め区分しておく手段と、前記リモートＩＯ領域を、リモートＩＯ装置に対応した複数のデータ領域に、さらに予め区分しておく手段と、本システムの運用に先立って、前記ネットワークに接続された複数のリモートＩＯ装置を、リフレッシュに係るデータの交換タイミングに基づいて複数のグループに分けると共に、前記複数のグループの各々にグループ番号を付与する手段と、前記リモートＩＯ装置の各々に、前記のいずれのグループに属しているかを、前記グループ番号により通知する手段と、前記リモートＩＯ領域をリフレッシュする際に、前記ＣＰＵからの出力データが伝送される前記グループを順次切り替えると共に、前記ＣＰＵが入力するデータの伝送を担う前記グループのグループ名を指定する手段とを備えたことを特徴とするデータ交換システムを提供するものである。

このように構成したことにより、ＩＯデータ交換機構のＩＯ領域は、短周期リフレシュが可能な直結ＩＯ領域と、短周期でなくてもよいリモートＩＯ領域とに分けられ、さらに、本システム運用に先立って、ＣＰＵが、ネットワーク上に接続された複数のリモートＩＯ装置を、リフレッシュに係るデータの交換タイミングに基づいて複数のグループに分け、前記複数のグループの各々にグループ番号を付与しておき、さらにＣＰＵには、このグループ番号で指定する方法で、前記グループに対して、収集した入力データをネットワーク上に送出してもよい」との許可を順次与える一方、このグループに対してＣＰＵからの最新の出力データを順次与えるスケジュール作成・実行機能（以下、「スケジュール機能」と略称する）が備えられ、さらに、リモートマスタ等の大容量ＩＯ装置には、ＣＰＵからの入力データ送出指示を受けて、最新入力データをネットワークに送出する機能が備えられ、これにより、規定された所定の伝送サイクルで、ＣＰＵが指定するＩＯ装置から最新の入力データを吸い上ることを可能にし、また、これとは逆に、ＣＰＵが指定するＩＯ装置へ出力データを与えることを可能にするデータ交換システムを、メモリ容量の小さい安価な伝送用ＬＳＩを使用する場合であっても提供することができる。なお、本システムを構成するネットワークの形態については特に指定する必要がなく、ネットワーク上の各ノード（ＣＰＵ、ＩＯ装置、及び通信モジュール等）には、最低限、ネットワーク上の局番など固有の情報を持たせることが求められるだけであり、よって、シリアル通信ネットワーク、及びバスに限定されることはない。

また、本発明は、上記した従来のＰＬＣのデータ交換システムの制御方法の課題に鑑みてなされたものであり、タクトにより制御されるＩＯデータ交換機構を備えた、ＣＰＵを含む複数の装置の各々が、ネットワーク接続されて成るＰＬＣのデータ交換システムの制御方法であって、前記ＣＰＵが備えるＩＯ領域を、リフレッシュの際に１タクト毎にデータ交換が行われる直結ＩＯ領域と、複数タクト毎に１回のデータ交換が行われるリモートＩＯ領域とに予め区分しておくステップと、前記リモートＩＯ領域を、リモートＩＯ装置に対応した複数のデータ領域に、さらに予め区分しておくステップと、前記リモートＩＯ領域をリフレッシュする際に、前記ＣＰＵからの出力データが伝送されるリモートＩＯ装置の前記ネットワーク上の局番を、１タクト毎に順次切り替えると共に、前記ＣＰＵが入力するデータの伝送を担うリモートＩＯ装置の前記ネットワーク上の局番を、１タクト毎に指定するステップとを有することを特徴とするデータ交換システムの制御方法を提供するものである。

このように構成したことにより、ＩＯデータ交換機構のＩＯ領域は、短周期リフレシュが可能な直結ＩＯ領域と、短周期でなくてもよいリモートＩＯ領域とに分けられ、さらにＣＰＵには、大容量ＩＯ装置（リモートマスタ等）に対して、収集した入力データをネットワーク上に送出してもよい」との許可を順次与える一方、このＩＯ装置に対してＣＰＵからの最新の出力データを与える最新の出力データを順次与えるスケジュール作成・実行機能（以下、「スケジュール機能」と略称する）が備えられ、さらに、リモートマスタ等の大容量ＩＯ装置には、ＣＰＵからの入力データ送出指示を受けて、最新入力データをネットワークに送出する機能が備えられ、これにより、規定された所定の伝送サイクルで、ＣＰＵが指定するＩＯ装置から最新の入力データを吸い上げることを可能にし、また、これとは逆に、ＣＰＵが指定するＩＯ装置へ出力データを与えることを可能にするデータ交換システムの制御方法を、メモリ容量の小さい安価な伝送用ＬＳＩを使用する場合であっても実現することができる。なお、制御対象とるネットワークの形態については特に指定する必要がなく、ネットワーク上の各ノード（ＣＰＵ、ＩＯ装置、及び通信モジュール等）には、最低限、ネットワーク上の局番など固有の情報を持たせることが求められるだけであり、よって、シリアル通信ネットワーク、及びバスに限定されることはない。

また、本発明は、タクトにより制御されるＩＯデータ交換機構を備えた複数の装置の各々が、ネットワーク接続されて成るＰＬＣのデータ交換システムの制御方法であって、前記ＣＰＵが備えるＩＯ領域を、リフレッシュの際に１タクト毎にデータ交換が行われる直結ＩＯ領域と、複数タクト毎に１回のデータ交換が行われるリモートＩＯ領域とに予め区分しておくステップと、前記リモートＩＯ領域を、リモートＩＯ装置に対応した複数のデータ領域に、さらに予め区分しておくステップと、前記リモートＩＯ領域をリフレッシュする際に、リフレッシュ周期が長いリモートＩＯ装置については、前記ＣＰＵからの出力データの伝送間隔と、前記ＣＰＵへのデータの入力間隔とを、いずれも長くするように制御すると共に、リフレッシュ周期が短いリモートＩＯ装置については、前記ＣＰＵからの出力データの伝送間隔と、前記ＣＰＵへのデータの入力間隔とを、いずれも短くするように制御するステップとを有することを特徴とするデータ交換システムの制御方法を提供するものである。

このように構成したことにより、ＩＯデータ交換機構のＩＯ領域は、短周期リフレシュが可能な直結ＩＯ領域と、短周期でなくてもよいリモートＩＯ領域とに分けられ、さらにＣＰＵには、大容量ＩＯ装置（リモートマスタ等）に対して、「収集した入力データをネットワーク上に送出してもよい」との許可を与える一方、この装置に対してＣＰＵからの最新の出力データを与えるスケジュール作成・実行機能（以下、「スケジュール機能」と略称する）が備えられ、さらに、リモートマスタ等の大容量ＩＯ装置には、ＣＰＵからの入力データ送出指示を受けて、最新入力データをネットワークに送出する機能が備えられ、しかも、リモートＩＯ領域をリフレッシュする際に、リフレッシュ周期が長いリモートＩＯ装置については、ＣＰＵからの出力データの伝送間隔と、ＣＰＵへのデータの入力間隔とが、いずれも長くなるように制御すると共に、リフレッシュ周期が短いリモートＩＯ装置については、ＣＰＵからの出力データの伝送間隔と、ＣＰＵへのデータの入力間隔とが、いずれも短くなるように制御するので、これにより、リモーマスタ等の大容量ＩＯ装置が要求するリフレッシュ周期を満たす間隔を確保した伝送サイクルで、ＣＰＵが指定するＩＯ装置から最新の入力データを吸い上げることを可能にし、また、これとは逆に、ＣＰＵが指定するＩＯ装置へ出力データを与えることを可能にするデータ交換システムの制御方法を、メモリ容量の小さい安価な伝送用ＬＳＩが使用される場合であっても実現することができる。なお、制御対象となるネットワークの形態については特に指定する必要がなく、ネットワーク上の各ノード（ＣＰＵ、ＩＯ装置、及び通信モジュール等）には、最低限、ネットワーク上の局番など固有の情報を持たせることが求められるだけであり、よって、シリアル通信ネットワーク、及びバスに限定されることはない。

さらに、本発明は、タクトにより制御されるＩＯデータ交換機構を備えた、ＣＰＵを含む複数の装置の各々が、ネットワーク接続されて成るＰＬＣのデータ交換システムの制御方法であって、前記ＣＰＵが備えるＩＯ領域を、リフレッシュの際に１タクト毎にデータ交換が行われる直結ＩＯ領域と、複数タクト毎に１回のデータ交換が行われるリモートＩＯ領域とに予め区分しておくステップと、前記リモートＩＯ領域を、リモートＩＯ装置に対応した複数のデータ領域に、さらに予め区分しておくステップと、本システムの運用に先立って、前記ネットワークに接続された複数のリモートＩＯ装置を、リフレッシュに係るデータの交換タイミングに基づいて複数のグループに分けると共に、前記複数のグループの各々にグループ番号を付与するステップと、前記リモートＩＯ装置の各々に、前記のいずれのグループに属しているかを、前記グループ番号により通知するステップと、前記リモートＩＯ領域をリフレッシュする際に、前記ＣＰＵからの出力データが伝送される前記グループのグループ名を順次切り替えると共に、前記ＣＰＵが入力するデータの伝送を担う前記グループのグループ名を指定するステップとを有することを特徴とするデータ交換システムの制御方法を提供するものである。

このように構成したことにより、ＩＯデータ交換機構のＩＯ領域は、短周期リフレシュが可能な直結ＩＯ領域と、短周期でなくてもよいリモートＩＯ領域とに分けられ、さらに、本システム運用に先立って、ＣＰＵが、ネットワーク上に接続された複数のリモートＩＯ装置を、リフレッシュに係るデータの交換タイミングに基づいて複数のグループに分け、前記複数のグループの各々にグループ番号を付与しておき、さらにＣＰＵには、このグループ番号で指定する方法で、前記グループに対して、収集した入力データをネットワーク上に送出してもよい」との許可を順次与える一方、このグループに対してＣＰＵからの最新の出力データを順次与えるスケジュール作成・実行機能（以下、「スケジュール機能」と略称する）が備えられ、さらに、リモートマスタ等の大容量ＩＯ装置には、ＣＰＵからの入力データ送出指示を受けて、最新入力データをネットワークに送出する機能が備えられ、これにより、規定された所定の伝送サイクルで、ＣＰＵが指定するＩＯ装置から最新の入力データを吸い上ることを可能にし、また、これとは逆に、ＣＰＵが指定するＩＯ装置へ出力データを与えることを可能にするデータ交換システムの制御方法を、メモリ容量の小さい安価な伝送用ＬＳＩが使用される場合であっても提供することができる。なお、制御対象となるネットワークの形態については特に指定する必要がなく、ネットワーク上の各ノード（ＣＰＵ、ＩＯ装置、及び通信モジュール等）には、最低限、ネットワーク上の局番など固有の情報を持たせることが求められるだけであり、よって、シリアル通信ネットワーク、及びバスに限定されることはない。

以上説明したように、本発明のＰＬＣのデータ交換システム、及びＰＬＣのデータ交換システムの制御方法によれば、大容量のＩＯ装置が制御対象に含まれている場合であっても、メモリ容量の小さい安価な伝送ＬＳＩを使用して、順次にＩＯリフレッシュができる効果がある。

また、短周期のリモートマスタ、長周期のリモートマスタ混在時にもそれぞれに合わせた最適ＩＯリフレッシュができる効果がある。
さらに、物理的に複数局のリモートマスタであっても、リフレッシュ周期とタイミングが略一致するもの同士でグループ分けすることにより、このグループをＩＯリフレッシュの制御対象としながらも、リモートマスタの入力、出力タイミングを合わせることを可能にする効果がある。

以下、本発明のＰＬＣのデータ交換システム、及びＰＬＣのデータ交換システムの制御方法の最良の実施形態について、〔第１の実施形態〕〜〔第３の実施形態〕の順に図面を参照して詳細に説明する。

なお、それぞれの実施形態の説明では、本発明に係るＰＬＣのデータ交換システムについて詳述するが、本発明に係るＰＬＣのデータ交換システムの制御方法については、本発明に係るＰＬＣのデータ交換システムを制御する方法であることから、当該ＰＬＣのデータ交換システムの制御方法に関する説明は以下の説明に含まれる。
〔第１の実施形態〕
図１は、本発明の第１の実施形態に係るデータ交換システムの全体構成を示す構成図である。

同図に示すデータ交換システムは、ＰＬＣのデータ交換システムであり、アプリケーションを実行するＣＰＵ１（演算部）、入出力装置（直結入力装置２、直結出力装置３、リモートマスタ１（４）、リモートマスタ２（５）、リモートマスタ３（６）、及びリモートマスタ４（７））、通信モジュール８、及びサーボ９が、伝送網１０に接続されて、全体としてネットワークを構成している。

ここで、前記の入出力装置は、少なくともＩＯデータ交換機構を備えた装置であればよく、必ずしもデータの記憶だけを任務とする装置（即ち、コンピュータシステムとしての入出力装置）に限定されることはない。

なお、本実施形態に係るデータ交換システムは、従来技術として挙げたデータ交換システム（図２５）と同じく、ＩＯ領域の制限が、５１２〔Ｗ〕であるものとしている。
以下、ＩＯ領域の構成と、データ伝送の各サイクル毎の経過について説明する。

図２は、本発明の第１の実施形態に係るデータ交換システムのＩＯ領域の１構成例を示す領域マップである。
同図の符号Ａ〜Ｄは、データ（内容）を示している。

また、同図のパターンＰ１は、本実施形態に係るデータ交換システムのＩＯ領域のパターン（１構成例）を示している。
同図に示すように、直結ＩＯ領域ＩＤｄ１が３８４〔Ｗ〕、リモートＩＯ領域ＩＤｒ１がリモートマスタ４台分（各１２８〔Ｗ〕×４）存在し、トータル８９６〔Ｗ〕のＩＯ領域を実現している。

図３は、本発明の第１の実施形態に係るデータ交換システムのパターンＰ１のＩＯ領域に対するＩＯリフレッシュの１例を示す説明図である。
直結ＩＯ領域ＩＤｄ１の３８４〔Ｗ〕は、データ伝送の各サイクル（以下、「タクト」とも呼称する）毎に、リフレッシュ（ＣＰＵとＩＯ問のデータ交換）が行われる。

また、同図では示されていないが、リモートＩＯ領域ＩＤｒ１は、リモートＩＯ領域ＩＤｒ１１〜ＩＤｒ１４まで順次リフレッシュされ、４タクトでリモートＩＯ領域の全てがリフレッシュされる。

図４は、本発明の第１の実施形態に係るデータ交換システムのＩＯ領域の他の１構成例を示す領域マップである。
同図のパターンＰ２は、本実施形態に係るデータ交換システムのＩＯ領域の他のパターン（構成例）を示している。

同図に示すように、直結ＩＯ領域ＩＤｄ２が２５６Ｗ（ワード）、リモートＩＯ領域ＩＤｒ２がリモートマスタ４台分（各２５６〔Ｗ〕×４）存在し、トータル１２８０〔Ｗ〕のＩＯ領域を実現している。

図５は、本発明の第１の実施形態に係るデータ交換システムのパターンＰ２のＩＯ領域に対するリフレッシュの１例を示す説明図である。
直結ＩＯ領域ＩＤｄ２の２５６〔Ｗ〕は、伝送の各サイクル毎に、リフレッシュが行われる。

また、同図では示されていないが、リモートＩＯ領域ＩＤｒ２は、ＩＤｒ２１〜ＩＤｒ２４まで順次リフレッシュされ、４タクトでリモートＩＯ領域の全てがリフレッシュされる。

パターンＰ１のＩＯ領域と、パターンＰ２のＩＯ領域に対するリフレッシュは、いずれも毎タクトでのＩＯデータ伝送量が、５１２〔Ｗ〕に収まっている（より具体的には、パターンＰ１が３８４＋１２８＝５１２〔Ｗ〕、パターンＰ２が２５６＋２５６＝５１２〔Ｗ〕である）。

以下、本発明の第１の実施形態に係るデータ交換システムの機能について説明する。
図６は、本発明の第１の実施形態に係るデータ交換システムの伝送フレームを説明するための説明図であり、図６（ａ）は各種伝送フレームの１伝送サイクル内での配置を示し、図６（ｂ）は、伝送フレームの種類を示す説明図を示す。

本実施形態では、リング型のシリアル通信ネットワークを使用しているが、一般に本発明に係るデータ交換システムでは、ネットワーク構成が機能的に同等であるならば、必ずしもリング型ではない通信路（例えば、シリアル通信路またはパラレルバス）であってもよい。

同図に示すように、本実施形態に係るデータ交換システムでは、５種類のフレームを用いている。即ち、データ転送用が４種類（ＴＦ，ＭＣ，ＲＭＣ入，ＲＭＣ出）。タイミング通知用が１種類（ＲＭＣ入トークン）である。これらのフレームが、ネットワークの伝送サイクル毎に送出され、受信される。

ネットワーク内のＩＯリフレッシュは、対象装置が直結用の場合と、リモート用の場合とに分けて実行される。
図７は、本発明の第１の実施形態に係るデータ交換システムにおけるＣＰＵからのＭＣ出伝送フレームとＲＭＣ出伝送フレームの伝送方法を示す説明図である。

同図において、符号１１はＲＭＣ出スケジュール管理モジュールを示し、符号１２は伝送ＬＳＩを示す。
また、図８は、本発明の第１の実施形態に係るデータ交換システムにおけるＴＦ伝送フレームとＲＭＣ入伝送フレームのＣＰＵへの取り込み方法を示す説明図である。

同図において、符号１４はＲＭＣ入スケジュール管理モジュールを示す。
さらに、図９は、本発明の第１の実施形態に係るデータ交換システムにおけるリモートマスタ内でのリモート入出力データの送受信方法を示す説明図である。

同図において、符号Ｒ１はリモート入力データ送出制御部を示し、符号Ｒ２は伝送ＬＳＩを示す。
また、図１０は、本発明の第１の実施形態に係るデータ交換システムにおけるＴＦ伝送フレームの構成と、各データ項目の設定方法を示す説明図である。

さらに、図１１は、本発明の第１の実施形態に係るデータ交換システムにおけるＭＣ伝送フレームの構成と、各データ項目の設定方法を示す説明図である。
なお、以下の説明では、「伝送フレーム」を単に「フレーム」と呼称することがある。

以下、ＩＯリフレッシュの際のデータの受渡し処理の手順を箇条書きで示す。
（１） ＣＰＵ１から、ＩＯリフレッシュ周期が短周期の入出力装置（直結入力装置２、直結出力装置３、及びサーボ９）へのデータ（出力データ）の転送、
（２） ＩＯリフレッシュ周期が短周期の入出力装置から、ＣＰＵ１へのデータ（入力データ）の転送、
（３） ＣＰＵ１から、ＩＯリフレッシュが短周期ではない入出力装置（リモートマスタ４等）へのデータ（出力データ）の転送、
（４） ＩＯリフレッシュが短周期ではない入出力装置から、ＣＰＵ１へのデータ（入力データ）の転送。

前記の（１）は、図７に示すように、タクト毎に実行される。即ち、タクト毎に、ＣＰＵ１のＩＯ領域からのデータが、ＭＣフレーム（図７ではＭＣ出フレームとしている）に乗せられ、かつ伝送ＬＳＩ１２と伝送網１０とを介して、ＩＯリフレッシュ周期が短周期の入出力装置（直結入力装置２、または直結出力装置３、またはサーボ９）へと送出される。

上記の（２）は、図８に示すように、ＴＦフレームによって各タクト毎に実行される。即ち、タクト毎に、ＩＯリフレッシュ周期が短周期の入出力装置（直結入力装置２、または直結出力装置３、またはサーボ９）からのデータが、ＴＦフレーム（図７ではＴＦ受信フレームとしている）に乗せられ、かつ伝送ＬＳＩ１２と伝送網１０とを介して、ＣＰＵ１のＩＯ領域へと送出される。

このようにして、ＩＯリフレッシュ周期が短周期の各入出力装置と、ＣＰＵ１との間は、タクト毎に入力データ、出力データのＩＯリフレッシュ（ここではデータ転送の意味とする）が実現される。

以下、上記の（３）の処理手順について、図７、図９を参照しながら詳細に説明する。
まず、一方のＣＰＵ１では、本発明の課題を解決するための特徴的な構成要素であるＲＭＣ出スケジュール管理モジュール１１（図７）が作動しており、このＲＭＣ出スケジュール管理モジュール１１によって、ＣＰＵ１からの出力相手先となるリモートマスタｉ（４〜７））を順次切り替えると共に、タクト毎に、ＲＭＣ出フレームの宛先（ネットワーク上の局番）、及びＩＯ領域から伝送フレームへの出力データのコピー領域を変えて、ＲＭＣ出力フレームを準備し、アドレス格納用領域１３に、ＲＭＣ出フレームアドレスをセットしておく。

図１２は、本発明の第１の実施形態に係るデータ交換システムにおけるＲＭＣ出伝送フレームの構成と、各データ項目の設定方法を示す説明図である。
他方、伝送ＬＳＩ１２（図７）は、ＣＰＵ１によってアドレス格納用領域１３にセットされたＲＭＣ出フレームアドレスを参照し、ＲＭＣ出フレームを送出するタイミングで、送信用伝送メモリへ取り込み、ネットワーク（伝送網１０）上へ送出する。

これにより、送出されたＲＭＣ出フレーム内の宛先（ネットワーク上の局番）の合致するリモートマスタが、このＲＭＣ出フレームを、伝送ＬＳＩ（図９）の受信用伝送メモリを介して取り込み（図９）、最新出力データを得る。

以下、前記の（４）の処理手順について、図８、図９を参照しながら詳細に説明する。
リモートマスタｉ（４〜７）からの入力は、ＴＦフレーム、ＲＭＣ入トークンフレーム、及びＲＭＣ入フレームを使用して行われる。

図１３は、本発明の第１の実施形態に係るデータ交換システムにおけるＲＭＣ入伝送フレームの構成と、各データ項目の設定方法を示す説明図である。
リモートマスタｉ（４〜７）からのＣＰＵ１への入力は、次の手順で実現される。

まず、一方のＣＰＵ１では、本発明の課題を解決するための特徴的な構成要素であるＲＭＣ入スケジュール管理モジュール１４（図８）が作動しており、このＲＭＣ入スケジュール管理モジュール１４が、ＴＦフレームのＣＰＵステータス領域（ＳＡ）に、ＲＭＣ入フレームを送出してよいリモートマスタの番号（局番）をセットし、ＴＦフレームを前記ネットワーク上に送出する。

ＴＦを受けたリモートマスタｋ（符号４〜７のいずれか）では、ＣＰＵ１のステータスを分析し、自局宛てのＲＭＣ入送信許可を認識したら入力データの送出準備を始める。
リモートマスタｋ（符号４〜７のいずれか）における送出準備としては２つの処理があり、まず、図９に示すように、送出するＲＭＣ入フレームの準備（内部で保持している入力データをフレームにコピー）し、次に、伝送ＬＳＩ１２へのＲＭＣ入送信イネーブルＯＮ（１サイクル期間のみＯＮ）を行う。

引き続き、ＣＰＵ１は、ＲＭＣ入トークンを前記ネットワーク上へ送出する。
ＲＭＣ入トークンを受信したリモートマスタｋ（符号４〜７のいずれか）の伝送ＬＳＩは、ＲＭＣ入送信イネーブルがＯＮの時に限り、ＲＭＣ入フレームを前記ネットワーク上に送出し、このＲＭＣ入フレームがＣＰＵ１に受信される。

このようにして、ＣＰＵ１は、リモートマスタｉ（４〜７）からの入力データを得る。ＣＰＵ１がＴＦフレームに指定したリモートマスタｋ（符号４〜７のいずれか）からの入力を得られるまでの期間は、ネットワークの事情により、１タクト後に可能であったり、２タクトでないと実現できない場合があるが、ＣＰＵ１がＴＦフレームで指定してから実際にリモートマスタｋ（符号４〜７のいずれか）から入力データが到来するまでの待ち受け期間と、リモートマスタｋ（符号４〜７のいずれか）がＴＦフレームを受けてからＲＭＣ入フレームを送出するまでのレスポンスタイム期間とが、それぞれ一定に保たれていれば、運用上の問題点はない。

この実施形態によれば、５１２〔Ｗ〕の制限があるネットワークにおいて、パターンＰ１では８９６〔Ｗ〕、パターンＰ２では１２８０〔Ｗ〕の大容量ＩＯを制御することが可能なデータ交換システムを実現することができる効果がある。

また、各タクト毎（１タクト毎）に実行されるリフレッシュ転送のデータ量は変化せず、５１２〔Ｗ〕であるので、タクト周期は変わらず高速性を必要とする直結ＩＯ、サーボへのリフレッシュの影響を無くすることができる効果がある。
〔第２の実施形態〕
本発明の第２の実施形態に係るデータ交換システムの構成（伝送フレーム等の構成を含む）は、本発明の第１の実施形態に係るデータ交換システムの構成と同じであり、ＲＭＣ出スケジュール管理モジュール１１（図７）における処理だけが異なる。

本発明の第２の実施形態に係るデータ交換システムも、ＰＬＣのデータ交換システムである。
図１４は、本発明の第２の実施形態に係るデータ交換システムのＩＯ領域の１構成例を示す領域マップである。

また、図１５は、本発明の第２の実施形態に係るデータ交換システムのＩＯ領域に対するリフレッシュの１例を示す説明図である。
本発明の第２の実施形態に係るデータ交換システムでは、ＣＰＵ１が備えるＲＭＣ出スケジュール管理モジュール１１の機能に、ＩＯリフレッシュの間隔を、リモートマスタｉ（４〜７）の各々が要求するＩＯリフレッシュの周期に合わせた間隔に調整する機能を加えたものである。

よって、単に順次入出力対象を切り替えるのでなく、短いリフレッシュ周期が必要なリモートマスタ（リモートマスタ２〜４（２〜４）のいずれか）にはＩＯリフレッシュの間隔を短くし、長いリフレッシュ周期でよいリモートマスタ１（１）には間欠的にＩＯリフレッシュを行う。但し、ネットワーク上の制限である１タクト当たり、５１２〔Ｗ〕を超えないようにしてスケジュールする。

図１６は、本発明の第２の実施形態に係るデータ交換システムにおいてリモートマスタのＩＯリフレッシュによるＩＯ領域の変遷を示す説明図である。
同図は、リフレッシュ対象のリモートマスタがタクトごとに変遷していく様子を示している。

同図に示す時間軸の幅は、理解を助けるために、図１４に示す時間軸の幅よりも長くしている。
この実施形態によれば、２タクトの短周期リフレッシュと、６タクトの長周期リフレッシュとを実現できる効果がある。

また、各タクト毎に実行されるリフレッシュ転送のデータ量は変化せず、５１２〔Ｗ〕であるので、タクト周期は変わらず高速性を必要とする直結ＩＯ、サーボへのリフレッシュの影響は無いため、ネットワーク性能を上げる必要がなく、効率的なネットワーク使用が実現できる効果がある。
〔第３の実施形態〕
図１７は、本発明の第３の実施形態に係るデータ交換システムの全体構成を示す構成図である。

同図に示すデータ交換システムは、ＰＬＣのデータ交換システムであり、アプリケーションを実行するＣＰＵ３１（演算部）、入出力装置（直結入力装置３２、直結出力装置３３、リモートマスタＧｒ．１、リモートマスタＧｒ．２、リモートマスタＧｒ．３、リモートマスタＧｒ．４、及び通信モジュール３１６が、伝送網３０に接続されて、全体としてネットワークを構成している。

リモートマスタＧｒ．１は、それぞれが伝送網３０に接続されたリモートマスタ１（３４）とリモートマスタ２（３５）を、リモートマスタＧｒ．２は、それぞれが伝送網３０に接続されたリモートマスタ３（３６）とリモートマスタ４（３７）を、リモートマスタＧｒ．３は、それぞれが伝送網３０に接続されたリモートマスタ５（３８）とリモートマスタ６（３９）を、また、リモートマスタＧｒ．４は、それぞれが伝送網３０に接続されたリモートマスタ７（３１０）とリモートマスタ８（３１１）を、それぞれ備える。

同図の符号Ａ〜Ｄは、データ（内容）を示している。
図１７に示すように、本発明の第３の実施形態に係るデータ交換システムには、計８台のリモートマスタがネットワーク接続されているが、これらのリモートマスタは、入出力処理の同期性が求められるペアでグループを組んでいる。この構成例では全体として前述の４つのグループ（グループＧｒ．１〜グループＧｒ．４）が存在する。

ここで、前記の入出力装置は、少なくともＩＯデータ交換機構を備えた装置であればよく、必ずしもデータの記憶だけを任務とする装置（即ち、コンピュータシステムとしての入出力装置）に限定されることはない。

伝送フレームの種類と意味については、第１の実施の形態における伝送フレーム（図６）の種類及び意味と同じである。
以下、ＩＯ領域の構成と、データ伝送の各サイクル毎の経過について説明する。

図１８は、本発明の第３の実施形態に係るデータ交換システムのＩＯ領域の１構成例を示す領域マップである。
また、図１９は、本発明の第３の実施形態に係るデータ交換システムのＩＯ領域に対するＩＯリフレッシュの１例を示す説明図である。

同図では、本発明の第１の実施形態と同じく、順次にＩＯリフレッシュを行う方法を示している。
さらに、図２０は、本発明の第３の実施形態に係るデータ交換システムにおけるＣＰＵからの「ＭＣ出伝送フレーム」と「ＲＭＣ出伝送フレーム」の伝送方法を示す説明図である。

同図において、符号３１６はＲＭＣ出スケジュール管理モジュールを示し、符号３１３は伝送ＬＳＩを示す。
まず、一方のＣＰＵ３１では、本発明の課題を解決するための特徴的な構成要素であるＲＭＣ出スケジュール管理モジュール３１６（図２０）が作動しており、このＲＭＣ出スケジュール管理モジュール３１６によって、ＣＰＵ３１からの出力相手先となるリモートマスタＧｒ（１〜４））を順次切り替えると共に、タクト毎に、ＲＭＣ出フレームの宛先（ネットワーク上の局番）、及びＩＯ領域から伝送フレームへの出力データのコピー領域を変えて、ＲＭＣ出力フレームを準備し、アドレス格納用領域１３に、ＲＭＣ出フレームアドレスをセットしておく。なお、ＲＭＣ出フレームの構成については、図２４で後述する。

他方、伝送ＬＳＩ３１３（図２０）は、ＣＰＵ３１によってアドレス格納用領域３１４にセットされたＲＭＣ出フレームアドレスを参照し、ＲＭＣ出フレームを送出するタイミングで、送信用伝送メモリへ取り込み、ネットワーク（伝送網３０）上へ送出する。

これにより、送出されたＲＭＣ出フレーム内の宛先（ネットワーク上の局番）の合致するリモートマスタが、このＲＭＣ出フレームを、伝送ＬＳＩ（Ｒ４）（図２２）の受信用伝送メモリを介して取り込み、最新出力データを得る。

また、図２１は、本発明の第３の実施形態に係るデータ交換システムにおけるＣＰＵへのＴＦ伝送フレームとＲＭＣ入伝送フレームの取り込み方法を示す説明図である。
同図において、符号３１５はＲＭＣ入スケジュール管理モジュールを示す。

本実施形態に係るデータ交換システムでは、運用前に実施されるイニシャル処理によって、リモートマスタｉ（３４〜３１１）を、前述の４つのグループにグループ分けして、リモートマスタｉ（３４〜３１１）の各々に対して、このグループの番号を通知しておく。

ＣＰＵ３１（図１７）は、リモートマスタｉ（３４〜３１１）からの入力を行うために、ＴＦフレーム内のＣＰＵステータスにグループ番号をセットした後、リモートマスタｉ（３４〜３１１）のいずれかに対して入力データ送出を指示する。

より具体的には、リモートマスタＧｒ（１〜４）からのＣＰＵ３１への入力は、次の手順で実現される。
まず、一方のＣＰＵ３１では、本発明の課題を解決するための特徴的な構成要素であるＲＭＣ入スケジュール管理モジュール３１５（図２１）が作動しており、このＲＭＣ入スケジュール管理モジュール３１５が、ＴＦフレームのＣＰＵステータス領域（ＳＡ）に、ＲＭＣ入フレームを送出してよいリモートマスタのグループ番号（局番）をセットし、ＴＦフレームを前記ネットワーク上に送出する。

ＴＦを受けたリモートマスタＧｒ（１〜４のいずれか）では、ＣＰＵ３１のステータスを分析し、自局が管理するリモートマスタｉ（符号３４〜３１１のいずれか）宛てのＲＭＣ入送信許可を認識したら、このリモートマスタに対して入力データの送出準備を指示する。

リモートマスタｉ（符号３４〜３１１のいずれか）における送出準備としては２つの処理があり、まず、図２２に示すように、送出するＲＭＣ入フレームの準備（内部で保持している入力データをフレームにコピー）し、次に、伝送ＬＳＩ（Ｒ４）へのＲＭＣ入送信イネーブルＯＮ（１サイクル期間のみＯＮ）を行う。

引き続き、ＣＰＵ３１は、ＲＭＣ入トークンを前記ネットワーク上へ送出する。
ＲＭＣ入トークンを受信したリモートマスタｉ（符号３４〜３１１のいずれか）の伝送ＬＳＩ（Ｒ４）は、ＲＭＣ入送信イネーブルがＯＮの時に限り、ＲＭＣ入フレームを前記ネットワークに送出し、このＲＭＣ入フレームがＣＰＵ３１に受信される。

図２２は、本発明の第３の実施形態に係るデータ交換システムにおけるリモートマスタ内でのリモート入出力データの送受信方法を示す説明図である。
ＣＰＵ３１（図２０）は、ＩＯリフレッシュを行う運用時は、ＴＦフレームのＣＰＵステータスにはリモートマスタグループ番号をセットしてネットワークに送出する。

一方、リモートマスタｉ（３４〜３１１）は、このＴＦフレームを受信し、リモート入力データ送出制御部において、ＣＰＵステータスを参照し、ＣＰＵステータスに、予め通知されたグループ番号と一致するグループ番号がセットされている場合は、ＲＭＣ入フレーム送出準備を始める。

図２３は、本発明の第３の実施形態に係るデータ交換システムにおけるＲＭＣ入伝送フレームの構成と、各データ項目の設定方法を含む処理を示す説明図である。
また、図２４は、本発明の第３の実施形態に係るデータ交換システムにおけるＲＭＣ出伝送フレームの構成と、各データ項目の設定方法を含む処理を示す説明図である。

いずれかのグループに属するリモートマスタｉ（３４〜３１１）は、図２３に示すＲＭＣ入フレームに自局の番号と入力データを付加して送出し、最終的に、ＣＰＵ３１は、前述のリモートマスタグループ番号で示されるグループに属する全リモートマスタ分の入力データを得ることができる。

このようにして、リモートマスタｉ（３４〜３１１）からの入力が実現される。これとは逆に、リモートマスタｉ（３４〜３１１）への出力には、図２４に示すＲＭＣ出フレームを用いる。ＣＰＵ３１は、出力先のグループに属する全リモートマスタ分の局番号と出力データとを、このＲＭＣ出フレームにセットして、ネットワークに送出し、前記グループに属するリモートマスタｉ（符号３４〜３１１のいずれか）は、自局分の出力データを取り出して使用する。

この実施形態によれば、８台のリモートマスタが２つずつのペアで４グループ定義でき、グループ単位での入力、出力が実現できる効果がある。
また、各タクト毎に実行されるリフレッシュ転送のデータ量は変化せず、５１２〔Ｗ〕であるので、タクト周期は変わらず、高速性を必要とする直結ＩＯサーボへのリフレッシュの影響を与えない効果がある。

本発明の第１の実施形態に係るデータ交換システムの全体構成を示す構成図である。 本発明の第１の実施形態に係るデータ交換システムのＩＯ領域の１構成例を示す領域マップである。 本発明の第１の実施形態に係るデータ交換システムのパターンＰ１のＩＯ領域に対するＩＯリフレッシュの１例を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係るデータ交換システムのＩＯ領域の他の１構成例を示す領域マップである。 本発明の第１の実施形態に係るデータ交換システムのパターンＰ２のＩＯ領域に対するリフレッシュの１例を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係るデータ交換システムの伝送フレームを説明するための説明図であり、（ａ）は各種伝送フレームの１伝送サイクル内での配置を示し、（ｂ）は、伝送フレームの種類を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係るデータ交換システムにおけるＣＰＵからのＭＣ出伝送フレームとＲＭＣ出伝送フレームの伝送方法を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係るデータ交換システムにおけるＴＦ伝送フレームとＲＭＣ入伝送フレームのＣＰＵへの取り込み方法を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係るデータ交換システムにおけるリモートマスタ内でのリモート入出力データの送受信方法を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係るデータ交換システムにおけるＴＦ伝送フレームの構成と、各データ項目の設定方法を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係るデータ交換システムにおけるＭＣ伝送フレームの構成と、各データ項目の設定方法を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係るデータ交換システムにおけるＲＭＣ出伝送フレームの構成と、各データ項目の設定方法を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係るデータ交換システムにおけるＲＭＣ入伝送フレームの構成と、各データ項目の設定方法を示す説明図である。 本発明の第２の実施形態に係るデータ交換システムのＩＯ領域の１構成例を示す領域マップである。 本発明の第２の実施形態に係るデータ交換システムのＩＯ領域に対するリフレッシュの１例を示す説明図である。 本発明の第２の実施形態に係るデータ交換システムにおいてリモートマスタのＩＯリフレッシュによるＩＯ領域の変遷を示す説明図である。 本発明の第３の実施形態に係るデータ交換システムの全体構成を示す構成図である。 本発明の第３の実施形態に係るデータ交換システムのＩＯ領域の１構成例を示す領域マップである。 本発明の第３の実施形態に係るデータ交換システムのＩＯ領域に対するＩＯリフレッシュの１例を示す説明図である。 本発明の第３の実施形態に係るデータ交換システムにおけるＣＰＵからの「ＭＣ出伝送フレーム」と「ＲＭＣ出伝送フレーム」の伝送方法を示す説明図である。 本発明の第３の実施形態に係るデータ交換システムにおけるＣＰＵへのＴＦ伝送フレームとＲＭＣ入伝送フレームの取り込み方法を示す説明図である。 本発明の第３の実施形態に係るデータ交換システムにおけるリモートマスタ内でのリモート入出力データの送受信方法を示す説明図である。 本発明の第３の実施形態に係るデータ交換システムにおけるＲＭＣ入伝送フレームの構成と、各データ項目の設定方法を含む処理を示す説明図である。 本発明の第３の実施形態に係るデータ交換システムにおけるＲＭＣ出伝送フレームの構成と、各データ項目の設定方法を含む処理を示す説明図である。 従来のＰＬＣのデータ交換システムの１構成例を示す構成図である。 従来のＰＬＣのデータ交換システムのＩＯ領域を示す領域マップである。 本発明に際しての課題を示したＰＬＣのデータ交換システムの１構成例を示す構成図である。

符号の説明

１，３１ ＣＰＵ
２，３２ 直結入力装置
３，３３ 直結出力装置
４〜７，３４〜３９，３１０，３１１ リモートマスタ
８，３１２ 通信モジュール
９ サーボ
１１，３１６ ＲＭＣ出スケジュール管理モジュール
１２，３１３，Ｒ２，Ｒ４ 伝送ＬＳＩ
１３，３１４ アドレス格納用領域
１４，３１５ ＲＭＣ入スケジュール管理モジュール
Ｒ１，Ｒ３ リモート入力データ送出制御部
Ｇｒ．１〜４ リモートマスタ（グループ）

Claims (6)

1. タクトにより制御されるＩＯデータ交換機構を備えた、ＣＰＵを含む複数の装置の各々が、ネットワーク接続されて成るプログラマブルコントローラ（以下、「ＰＬＣ」と略称する）のデータ交換システムにおいて、
   前記ＣＰＵが備えるＩＯ領域を、リフレッシュの際に１タクト毎にデータ交換が行われる直結ＩＯ領域と、複数タクト毎に１回のデータ交換が行われるリモートＩＯ領域とに区分しておく手段と、
   前記リモートＩＯ領域を、リモートＩＯ装置に対応した複数のデータ領域に、さらに区分しておく手段と、
   前記リモートＩＯ領域をリフレッシュする際に、前記ＣＰＵからの出力データが伝送されるリモートＩＯ装置の前記ネットワーク上の局番を、１タクト毎に順次切り替えると共に、前記ＣＰＵが入力するデータの伝送を担うリモートＩＯ装置の前記ネットワーク上の局番を、１タクト毎に指定する手段と、
   を備えたことを特徴とするデータ交換システム。
2. タクトにより制御されるＩＯデータ交換機構を備えた複数の装置の各々が、ネットワーク接続されて成るＰＬＣのデータ交換システムにおいて、
   前記ＣＰＵが備えるＩＯ領域を、リフレッシュの際に１タクト毎にデータ交換が行われる直結ＩＯ領域と、複数タクト毎に１回のデータ交換が行われるリモートＩＯ領域とに予め区分しておく手段と、
   前記リモートＩＯ領域を、リモートＩＯ装置に対応した複数のデータ領域に、さらに予め区分しておく手段と、
   前記リモートＩＯ領域をリフレッシュする際に、リフレッシュ周期が長いリモートＩＯ装置については、前記ＣＰＵからの出力データの伝送間隔と、前記ＣＰＵへのデータの入力間隔とを、いずれも長くするように制御すると共に、リフレッシュ周期が短いリモートＩＯ装置については、前記ＣＰＵからの出力データの伝送間隔と、前記ＣＰＵへのデータの入力間隔とを、いずれも短くするように制御する手段と、
   を備えたことを特徴とするデータ交換システム。
3. タクトにより制御されるＩＯデータ交換機構を備えた、ＣＰＵを含む複数の装置の各々が、ネットワーク接続されて成るＰＬＣのデータ交換システムにおいて、
   前記ＣＰＵが備えるＩＯ領域を、リフレッシュの際に１タクト毎にデータ交換が行われる直結ＩＯ領域と、複数タクト毎に１回のデータ交換が行われるリモートＩＯ領域とに予め区分しておく手段と、
   前記リモートＩＯ領域を、リモートＩＯ装置に対応した複数のデータ領域に、さらに予め区分しておく手段と、
   本システムの運用に先立って、前記ネットワークに接続された複数のリモートＩＯ装置を、リフレッシュに係るデータの交換タイミングに基づいて複数のグループに分けると共に、前記複数のグループの各々にグループ番号を付与する手段と、
   前記リモートＩＯ装置の各々に、前記のいずれのグループに属しているかを、前記グループ番号により通知する手段と、
   前記リモートＩＯ領域をリフレッシュする際に、前記ＣＰＵからの出力データが伝送される前記グループを順次切り替えると共に、前記ＣＰＵが入力するデータの伝送を担う前記グループのグループ名を指定する手段と、
   を備えたことを特徴とするデータ交換システム。
4. タクトにより制御されるＩＯデータ交換機構を備えた、ＣＰＵを含む複数の装置の各々が、ネットワーク接続されて成るＰＬＣのデータ交換システムの制御方法であって、
   前記ＣＰＵが備えるＩＯ領域を、リフレッシュの際に１タクト毎にデータ交換が行われる直結ＩＯ領域と、複数タクト毎に１回のデータ交換が行われるリモートＩＯ領域とに予め区分しておくステップと、
   前記リモートＩＯ領域を、リモートＩＯ装置に対応した複数のデータ領域に、さらに予め区分しておくステップと、
   前記リモートＩＯ領域をリフレッシュする際に、前記ＣＰＵからの出力データが伝送されるリモートＩＯ装置の前記ネットワーク上の局番を、１タクト毎に順次切り替えると共に、前記ＣＰＵが入力するデータの伝送を担うリモートＩＯ装置の前記ネットワーク上の局番を、１タクト毎に指定するステップと、
   を有することを特徴とするデータ交換システムの制御方法。
5. タクトにより制御されるＩＯデータ交換機構を備えた複数の装置の各々が、ネットワーク接続されて成るＰＬＣのデータ交換システムの制御方法であって、
   前記ＣＰＵが備えるＩＯ領域を、リフレッシュの際に１タクト毎にデータ交換が行われる直結ＩＯ領域と、複数タクト毎に１回のデータ交換が行われるリモートＩＯ領域とに予め区分しておくステップと、
   前記リモートＩＯ領域を、リモートＩＯ装置に対応した複数のデータ領域に、さらに予め区分しておくステップと、
   前記リモートＩＯ領域をリフレッシュする際に、リフレッシュ周期が長いリモートＩＯ装置については、前記ＣＰＵからの出力データの伝送間隔と、前記ＣＰＵへのデータの入力間隔とを、いずれも長くするように制御すると共に、リフレッシュ周期が短いリモートＩＯ装置については、前記ＣＰＵからの出力データの伝送間隔と、前記ＣＰＵへのデータの入力間隔とを、いずれも短くするように制御するステップと、
   を有することを特徴とするデータ交換システムの制御方法。
6. タクトにより制御されるＩＯデータ交換機構を備えた、ＣＰＵを含む複数の装置の各々が、ネットワーク接続されて成るＰＬＣのデータ交換システムの制御方法であって、
   前記ＣＰＵが備えるＩＯ領域を、リフレッシュの際に１タクト毎にデータ交換が行われる直結ＩＯ領域と、複数タクト毎に１回のデータ交換が行われるリモートＩＯ領域とに予め区分しておくステップと、
   前記リモートＩＯ領域を、リモートＩＯ装置に対応した複数のデータ領域に、さらに予め区分しておくステップと、
   本システムの運用に先立って、前記ネットワークに接続された複数のリモートＩＯ装置を、リフレッシュに係るデータの交換タイミングに基づいて複数のグループに分けると共に、前記複数のグループの各々にグループ番号を付与するステップと、
   前記リモートＩＯ装置の各々に、前記のいずれのグループに属しているかを、前記グループ番号により通知するステップと、
   前記リモートＩＯ領域をリフレッシュする際に、前記ＣＰＵからの出力データが伝送される前記グループのグループ名を順次切り替えると共に、前記ＣＰＵが入力するデータの伝送を担う前記グループのグループ名を指定するステップと、
   を有することを特徴とするデータ交換システムの制御方法。

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