I. はじめに
産業オートメーションの分野では、プログラマブル ロジック コントローラー (PLC) のアプリケーションがますます普及しています。産業用制御の中核機器である PLC は、強力なデータ処理能力を備えているだけでなく、さまざまな複雑な制御ニーズを満たす豊富な命令システムも備えています。その中でも、シフト レジスタ命令は PLC 命令システムの非常に重要なクラスであり、シーケンス制御、物流、データ フロー制御で広く使用されています。本稿では、エンジニアや技術者の参考となるよう、PLCシフトレジスタ命令の動作原理、命令形式、作業プロセス、応用シナリオについて詳しく説明します。
II. PLCシフトレジスタ命令の概要
シフトレジスタ命令は、レジスタ内のビットデータの一種で、指定された方向と長さに従って命令を移動させます。シフト長やシフト方向を調整することで、柔軟なデータ処理を実現します。 PLCでは、信号灯やモーター、バルブなどの状態変化を制御したり、周期的な処理やデータの蓄積などを実現するためにシフトレジスタ命令がよく使われます。
Ⅲ．シフトレジスタ命令フォーマット
シフト レジスタ命令の一般的な形式は「SHRB DATA, S_BIT, N」で、次のとおりです。
DATA: シフトレジスタにシフトインされるデータを示します。データ型は BOOL (ビット) です。
S_BIT：シフトレジスタの最下位ビットを指定し、データ型もBOOL（ビット）となります。
N: Specifies the length and shift direction of the shift register. The shift length ranges from 1 to 64; the shift direction depends on the sign of N. When N>0、シフト方向は左で、入力データ DATA はシフト レジスタの最下位ビット S_BIT にシフトインされ、シフト レジスタの最上位ビットからシフトアウトされます。 Nのとき<0, the shift direction is to the right, and the input data is shifted into the highest bit of the shift register, and shifted out of the lowest bit, S_BIT.
IV.シフトレジスタ命令の作業プロセス
イネーブル入力 EN が有効な場合、ビット データ DATA 実現はシフト レジスタの最下位ビット S_BIT にロードされます。以降、イネーブルに1パルス入力されるたびに、Nで指定された方向と長さにシフトレジスタがシフトされます。シフトレジスタはNで指定された方向と長さにシフトされ、シフトデータはオーバーフロー方向に配置されます。シフトされたデータはオーバーフロー ビット SM1.1 に配置されます。具体的な操作プロセスは次のとおりです。
初期化フェーズ: プログラムの実行を開始する前に、シフト レジスタに対して初期化操作を実行する必要があります。つまり、シフト レジスタのすべてのビットを初期値に設定する必要があります。これは、プログラム内で初期値を設定するか、外部入力によって実現できます。
データロードフェーズ: イネーブル入力 EN がアクティブの場合、ビットデータ DATA がシフトレジスタの最下位ビット S_BIT にロードされます。このとき、シフトレジスタの他のビットは変更されません。
Shift phase: every time 1 pulse is input to the enable terminal, the shift register is shifted in the direction and length specified by N. If N>0、データは左にシフトされます。 Nの場合<0, the data is shifted to the right. During the shifting process, the lowest or highest bit of the shift register is shifted out and the shifted data is placed in the overflow bit SM1.1.
データ出力ステージ: シフト演算の後、シフト レジスタ内のデータは新しい順序で配置されます。これらのデータを外部デバイスまたはメモリ セルに出力する必要がある場合は、シフト レジスタの 1 つ以上のビットを出力に接続することで実行できます。
V. シフトレジスタ命令の特徴
高い柔軟性：シフト長やシフト方向を調整することで、柔軟なデータの取り扱いを実現します。左にシフトしても右にシフトしても、実際のニーズに応じて設定できます。
幅広い用途: シフト レジスタ命令は、シーケンス制御、物流、データ フロー制御で広く使用されています。信号灯やモーター、バルブなどの状態変化を制御したり、周期的な処理やデータの蓄積などの機能を実現するために使用できます。
高い信頼性：PLCは産業用制御機器の一種であり、高い信頼性と安定性を備えています。シフト レジスタ命令は、PLC 命令システムの一部として、これらの利点を継承しています。過酷な産業環境であっても、正確なデータ伝送と処理が保証されます。
VI.応用事例
カラー光制御システムを例として、シフト レジスタ命令の応用を説明します。カラーランプ制御システムでは、論理シフト命令（左シフト命令SLBなど）や巡回シフト命令（巡回左シフト命令RLBなど）を用いて、カラーランプの点灯順序や周波数を制御することができる。シフト長とシフト方向をプログラムすることで、色光の周期的点灯や段階的点灯などの効果を実現できます。同時に、シフトレジスタの長さやイネーブル端子のパルス周波数を調整することで、カラーライトの点灯速度や点灯時間などを制御することも可能です。
VII.まとめ
この文書では、PLC シフト レジスタ命令の動作原理、命令形式、動作プロセス、およびアプリケーション シナリオについて詳細に説明します。シフトレジスタ命令の詳細な解説と応用事例の表示により、PLCのシフトレジスタ命令についての理解がさらに深まったと思います。実際のアプリケーションでは、エンジニアや技術者は適切なシフト レジスタ命令を選択して、特定のニーズに応じてさまざまな複雑な制御ロジックや自動化タスクを実現できます。