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発明の名称 プログラマブルコントローラ
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平6−4114
公開日 平成6年(1994)1月14日
出願番号 特願平4−162817
出願日 平成4年(1992)6月22日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】秋本 正実
発明者 小島 智浩 / 内山 良一
要約 目的
プログラマブルコントローラに、入力電流レベルが異なる複数の入力機器を容易に接続することができるようにする。

構成
入力機器が接続される入力端子50a,50b間に電流を供給するトランジスタ5のベースに並列に複数の抵抗値の異なる抵抗を接続し、データラッチ回路8にラッチされているデジタルデータにより指定された抵抗の組み合わせをベース抵抗とする。このデータラッチ回路8のデジタルデータは、別所に設けたメモリ内に、各入力毎に設定されており、このメモリ内のデータを入力機器の仕様に応じて書き換えることで、トランジスタ5のコレクタ電流を変化させる。
特許請求の範囲
【請求項1】 制御対象の情報を取り込む入力機器に接続された入力回路と、この入力回路から取り込んだ入力信号に基づいてシーケンスプログラムを実行する制御部と、この制御部に接続され上記シーケンスプログラム実行結果に基づいて制御対象に制御指令を出力する出力部と、前記制御部に接続され前記入力機器対応に当該入力機器に供給する電流値を記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶させる各電流値を設定する電流値設定手段と、その入力が前記記憶手段に接続され、その出力が前記入力機器に接続されて当該記憶手段に記憶された各電流値の電流を生成し対応する入力機器に供給する電流生成手段とを備えることを特徴とするプログラマブルコントローラ。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はプログラマブルコントローラに係り、特に、被制御対象から取り込む種々の入力の電流レベルが複数存在する現場に設置するのに好適なプログラマブルコントローラに関する。
【0002】
【従来の技術】プログラマブルコントローラは、近年では様々な機器を制御するのに用いられる様になってきている。また、従来の様に、単にスイッチのオンオフ情報のみを取り込み、シーケンス制御をするだけではなく、各種センサの検出したアナログデータを取り込んで数値演算を行うようになってきている。
【0003】しかるに、従来のプログラマブルコントローラは、その入力回路が、例えば日立プログラマブルコントローラシステムHIZAC D-28/D-40/D-64 アプリケーションマニュアル(1982年11月印刷(再版)Printed in Japan YF-TH(HT))の第6頁の表1.3『入力仕様表』にあるように、入力電流DC7mA/点と、1種類の入力電流仕様に固定している。このため、従来のプログラマブルコントローラを使用するときに、設置する現場の入力電流がマニュアルの入力仕様と異なる場合、外部付加回路を必要としている。
【0004】図9は、プログラマブルコントローラの一般的構成図である。入力回路50は、入力端子50a,50b間に接続されたスイッチのオンオフ情報を電気信号として取り込み、これを光信号に変換してアイソレーションを図った後に再び電気信号に変換して制御部100に送出する。制御部100は、この入力信号に基づき、プログラム装置101でプログラムされシーケンスプログラム記憶部102に記憶されていたユーザプログラムに従って制御信号を生成し、出力部103を介して被制御対象の負荷104に指令を送出する。
【0005】ここで、上記した様に、従来のプログラマブルコントローラは入力電流仕様が1種類のため、図10に示す様に、この仕様に合わない電流値を使用する場合には、入力端子50a,50b間に接続する入力機器としてのスイッチ1に外部付加回路として電源2を接続し、入力回路50が入力信号を検出するのに十分な電流を確保するようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、近年ではプログラマブルコントローラは様々な場所に設置され、入力信号の取り込みに使用するスイッチやセンサ類の電流仕様は様々である。しかし、従来のプログラマブルコントローラの入力電流仕様は1仕様のため、図9に示す様に、外部付加回路を入力対応に設ける必要が生じ、ユーザの負担が大きくなるという問題が生じている。また、センサとして、動作電流の小さいTTLやC−MOS等を使用することができず、センサが制限されてしまうという問題もある。また、センサやスイッチ等の入力機器を別の仕様の入力機器に変更した場合、それに付随する外部付加回路も変更しなければならず、面倒であるという問題がある。
【0007】本発明の目的は、動作電流が小さいセンサでも入力機器として使用することができ、しかも多種類の入力電流レベルに容易に対処することのできるプログラマブルコントローラを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的は、制御対象の情報を取り込む入力機器に接続された入力回路と、この入力回路から取り込んだ入力信号に基づいてシーケンスプログラムを実行する制御部と、この制御部に接続され上記シーケンスプログラム実行結果に基づいて制御対象に制御指令を出力する出力部と、前記制御部に接続され前記入力機器対応に当該入力機器に供給する電流値を記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶させる各電流値を設定する電流値設定手段と、その入力が前記記憶手段に接続され、その出力が前記入力機器に接続されて当該記憶手段に記憶された各電流値の電流を生成し対応する入力機器に供給する電流生成手段とを設けることで、達成される。
【0009】
【作用】入力回路に接続されるセンサやスイッチ等の入力機器が必要とする電流値が種々異なる場合、入力機器対応にその電流値をプログラマブルコントローラ側で設定し供給する構成のため、どのような仕様の入力機器でも対処することができ、様々な現場に適用することが可能となる。また、入力機器を別の入力機器に接続替えしたときでも、容易に設定変更することが可能となる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施例に係るプログラマブルコントローラの構成を示すブロック図である。本実施例に係る入力部50には、1入力毎に電流生成手段としての可変電流生成部3が設けられている。図2に示すように、この可変電流生成部3で生成された電流が端子50aに印加され、この端子50aと他方の端子50bとの間にはセンサやスイッチ等の入力機器1が接続される。入力機器を通して端子50bに流れてきた電流は入力回路としての光カプラ4の発光ダイオード4aを通してアースに流れる。光カプラ4の受光トランジスタ4bは発光ダイオード4aからの光を電気信号に変換し、入力信号として制御部に送出する。
【0011】可変電流生成部3は、トランジスタ5と、ベース抵抗7a,7b,7c,7dと、ラッチ回路8を備えている。トランジスタ5はコレクタが電源+Vに接続され、エミッタが端子50aに接続されている。トランジスタ5のベースには4つのベース抵抗7a,7b,7c,7dが並列に接続されている。抵抗7aの抵抗値をRとしたとき、抵抗7b,7c,7dの各抵抗値は、夫々、R/2,R/4,R/8となっている。
【0012】ラッチ回路8は、本実施例では4ビットのデータをラッチするデータラッチ回路8であり、ラッチ回路8の各ビットに対応する出力線が対応する4つのベース抵抗7a〜7dに接続されている。ラッチ回路8はデータ線9を介してメモリ11に接続され、チップセレクト線10を介してアドレスデコーダ12に接続されている。アドレスデコーダ12によりこのラッチ回路が選択されると、メモリ11の4ビットデータがデータ線9からこのラッチ回路8に供給される。そして、4ビットのデータに、使用されるベース抵抗の組み合わせが決定され、決定されたベース抵抗がベース電源に接続されるようになっている。これにより、トランジスタ5のベース電流Ibは、出力線の電圧をVとした場合、Ib=0からIb=15V/Rまで、電流値をV/Rきざみに15段階(Ib=0を除く。)で可変にできることになる。従って、トランジスタ5のコレクタ電流を、15段階に設定できる。
【0013】図3は、入力数が16の入力回路の要部構成図である。各入力対応に図2の構成を備える可変電流生成部3の各ラッチ回路8は、メモリ11とはデータ線9を介して、アドレスデコーダ12とはチップセレクト線10を介して接続されている。
【0014】図4は、メモリ11と各ラッチ回路8との接続概念図である。メモリ11には、各ラッチ回路8対応の領域が設けられており、各領域に格納されている4ビットデータが、データ線9を通して対応するデータラッチ回路8に転送されるようになっている。
【0015】ユーザが入力回路50に接続する入力機器を設定,変更する場合には、電流値設定手段としてのプログラム装置101を通して、入力電流レベルをアナログ数値で入力する。このアナログ数値は、図5に示すデータ変換特性(例えば、ハードウェアによって決定される最大電流値が(1,1,1,1)に対応する。)によりシーケンサが内部で使用するデジタル値に変換され、メモリ11中の当該入力回路対応の領域に4ビットデータとして格納される。入力機器の変更の場合は変更後の入力電流レベルが同様にデジタル値に変換されて前のデータに上書きされる。これにより、図6に示す様に、ソフトウェアデータとハードウェアデータとの対応がとられる。
【0016】斯かるプログラマブルコントローラを使用する場合、制御部100からの指令により、アドレスデコーダ12がメモリ11に各入力端子対応のデータアドレスを出力すると共に各データラッチ回路8にチップセレクタ信号を出力する。これにより、メモリ11の各領域から読み出された各4ビットのデータが対応するデータラッチ回路8に転送され、夫々のベース抵抗が決定される。これにより、電流レベルの異なる入力機器1を1つのプログラマブルコントローラに接続することが可能となる。
【0017】上述した実施例では、4ビットのデータを用いて16段階(実際には15段階)の電流レベルの設定を可能にしている。16段階を越える種類の電流レベルが必要な場合には、図7に示す様に、データラッチ回路8と抵抗7の間に、電圧制御回路13を設けることで、他の構成は変更せずに対処することができる。例えば、16×3種類の電流レベルが必要な場合には、電圧制御回路13として、入力電圧Vに対して、これを分圧しV/16として出力する回路と、そのままVとして出力する回路と、昇圧して16Vとして出力する回路とを用意すればよい。これらの各回路を1つの電圧制御回路13としてまとめて用意しても、また、各回路を別々に用意し各電流生成部3(図2)に適用することでもよい。このように、入力電圧Vに対して出力電圧を可変にできる回路を用意することで、トランジスタ5のベース電流Ibを、Ib=0〜15V/16までV/16きざみ、Ib=0〜15V/Rまで15V/Rきざみ、Ib=0〜240V/Rまで16V/Rきざみ、というように、より広範囲、又はより微細に入力電流レベルを設定することが可能となる。
【0018】図8は、本発明の第2実施例に係る可変電流生成部の構成図である。本実施例の可変電流生成部は、抵抗は用いずに、ベースバイアス電圧をOPアンプ15によって変えるようになっている。データラッチ回路8のデータは、A/D変換器14によってアナログ値に変換され、OPアンプ15に印加され、トランジスタ5のベースバイアス電圧が変化される。
【0019】図9は、本発明の第3実施例に係る可変電流生成部の構成図である。本実施例では、4つの抵抗7a,7b,7c,7dを、切替スイッチ16で切り替え、トランジスタ5のベース電流を可変にするものである。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、設置する現場で電流レベルの異なる複数の入力機器が存在しても容易にソフトウェアのみによっても対処することができ、プログラマブルコントローラの適用範囲が広がるという効果がある。また、装置構成が安価にできるという効果もある。




 

 


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