CN103124937A - 可编程控制器系统 - Google Patents

Abstract

为了通过简单的操作实现省电运转，PLC系统具有：电源电路控制部（204、304、504），它们针对每个端子供给/停止供给电源；输入输出电路（202、302、502），它们针对每个端子（203、303、503），对端子是否处于使用状态进行检测；开关单元（103），其将电源模式在省电模式和通常模式之间进行切换；存储部（102），其对作为输入输出电路的检测结果的外部配线状态信息（105）进行存储；以及第1控制部（101）、第2控制部（201、301、501），它们在电源模式为通常模式时，向全部端子供给电源，并且，将与全部端子相关的输入输出电路的检测结果作为外部配线状态信息（105）而存储在存储部（102）中，在电源模式为省电模式时，使电源电路控制部停止向在外部配线状态信息（105）中记录为非使用状态的端子供给电源。

Description

可编程控制器系统

技术领域

本发明涉及一种对工业用的被控制装置进行控制的可编程控制器系统。 

背景技术

可编程控制器（以下简称作PLC），具有用于在与被控制装置之间进行输入输出的端子（连接器）。当前，关于PLC，存在下述要求，即，希望停止对没有连接配线的连接器或与电源断开的被控制装置连接的连接器的电源供给。例如，在专利文献1中提出了下述技术，即，在检测出外部配线的连接器拔下后，断开经由连接器连接的电子设备的外围设备控制电路的电力供给。 

专利文献1：日本特开平6－266480号公报 

发明内容

但是，根据上述现有技术，由于仅通过连接器的有无对是否断开电力供给进行判断，因此，在将所连接的电子设备设为睡眠状态的情况下，只要用户不拆下对象电子设备所连接的连接器，则不能断开电力供给。 

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到一种通过简单的操作而实现省电运转的可编程控制器系统。 

为了解决上述课题，实现目的，本发明的特征在于，具有：连接外部设备的多个端子；电源供给电路，其针对每个端子供给/停止供给电源；输入输出电路，其针对每个端子，对所述端子是否处于与电源接通状态下的外部设备物理且电连接的使用状态进行检测；开关单元，其将电源模式在仅对使用状态下的端子供给电源的省电模式和向全部端子供给电源的通常模式之间进行切换；检测结果存储部，其对 所述输入输出电路的检测结果进行存储；以及控制部，其在电源模式为通常模式时，使所述电源供给电路向全部端子供给电源，并且，将与全部端子相关的所述输入输出电路的检测结果存储在所述检测结果存储部中，在电源模式为省电模式时，使所述电源供给电路停止向根据存储在所述检测结果存储部中的检测结果确定为非使用状态的端子供给电源。 

发明的效果 

本发明所涉及的可编程控制器系统在通常运转模式下变更配线状态后，如果通过开关单元切换至省电模式，则可以在变更后的配线状态下，停止向非使用状态的端子供给的电源，因此，具有下述效果，即，可以通过简单的操作实现省电运转。 

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的PLC系统的结构的框图。 

图2是说明本发明的实施方式的PLC系统的动作的状态跳转图。 

具体实施方式

下面，基于附图，对本发明所涉及的可编程控制器系统（PLC系统）的实施方式进行详细说明。此外，本发明并不受本实施方式限定。 

实施方式 

图1是表示本发明所涉及的实施方式的PLC系统的结构的框图。 

如图1所示，本实施方式的PLC系统是将PLC1和通信子站点2连接而构成的。PLC1是将电源单元400、CPU单元100、I/O单元200及通信单元300连接而构成的。构成PLC1的这些单元例如分别安装在基本单元中而彼此连接。 

电源单元400生成驱动PLC1的内部电源。具体地说，通过设置在内部的内部电源生成电路410生成内部电源。I/O单元200具有连接作为被控制装置的负载3的多个（在此为4个）端子203，在与端子 203连接的负载3之间进行控制信号的输入输出。通信单元300是用于使PLC1具有通信功能的扩展单元，根据需要进行安装。通信单元300具有与通信线40连接的端子303，经由与该端子303连接的通信线40，与通信子站点2之间进行通信。通信子站点2具有连接负载3的多个（在此为4个）端子503，在与端子503连接的负载3之间进行输入输出。CPU单元100是相对于I/O单元200、通信单元300、通信子站点2，作为主机起作用的控制单元，通过执行用户程序对I/O单元200、通信单元300及通信子站点2进行控制，以及对向与端子203、503连接的负载3的输入输出进行控制。 

根据本发明的实施方式，PLC系统对端子203、503中的非使用状态的端子以单个为单位进行检测，并停止向所检测出的端子供给的电力。另外，在端子303为非使用状态时，在检测出该非使用状态后，停止向端子303供给的电力。此外，在此所谓的非使用状态，除了作为连接对象的设备（在I/O单元200、通信子站点2的情况下是指负载3，在通信单元300的情况下是指通信子站点2）没有与端子物理连接的状态之外，还包含虽然设备进行了物理连接，但由于连接配线的断线而处于没有电连接的状态，或作为连接对象的设备处于电源断开的状态。此外，将不是非使用状态的状态，即电源接通状态的设备与端子物理且电连接的状态称为使用状态。 

CPU单元100具有：第1控制部101、存储部102、开关单元103、及电源控制部104。 

开关单元103是用于将控制系统的电源模式在通常模式和省电模式之间进行切换的开关。在省电模式中，成为停止对端子203、303、503中被检测为非使用状态的端子供给电力的状态。此外，在此将开关单元103为接通状态时的电源模式设为省电模式，将开关单元103为断开状态时的电源模式设为通常模式。 

第1控制部101利用内部电源生成电路410生成的内部电源得到驱动，与后述的第2控制部201、301、501协同动作，并作为PLC系统的控制部起作用。第1控制部101例如由微型计算机构成。第1控制部101针对端子203、303、503，将与每个端子对应地记述有是否为 非使用状态的外部配线状态信息105存储在存储部102中，经由总线10向对应的第2控制部201、301、501，发出用于指定非使用状态的端子并停止对该指定端子的电力供给的总线信号。另外，第1控制部101基于存储在存储部102中的外部配线状态信息105，对每个端子的使用状态/非使用状态（以下简称为配线状态）的变化进行检测，在配线状态发生变化的情况下，进行异常处理或外部配线状态信息105的更新。作为异常处理，例如优选在可编程显示器或编程装置（未图示）中显示警报，或利用声音进行通知。 

存储部102例如由RAM（Random Access Memory）等可擦写的存储装置构成，并存储上述的外部配线状态信息105。另外，在存储部102中，在用户在通常模式动作时操作配线的情况下，对由用户从软件等预先输入的外部配线变更通知106进行存储。此外，存储外部配线状态信息105、外部配线变更通知106的存储装置也可以不是同一个存储装置。 

电源控制部104将内部电源生成电路410生成的内部电源经由电源供给线20向I/O单元200及通信单元300供给。 

I/O单元300具有：4个端子203；4个输入输出电路202，它们各自与端子203中的1个一对一地连接，进行所连接端子203的配线状态的检测；4个电源电路控制部204，它们各自与输入输出电路202中的1个一对一地连接，分别针对所连接的输入输出电路202及端子203供给/停止供给电源；以及第2控制部201。输入输出电路202在自身被供给电源时，通过利用该电源对在相对应的端子203中流过的电流进行检测而进行该端子203的配线状态的检测。第2控制部201经由总线10与第1控制部101连接，如果从第1控制部101接收到使非使用状态的端子203停止的总线信号，则向由该总线信号指定的端子203供给电力的电源电路控制部204发出供给电源停止信号30。 

此外，在图1中，供给电源停止信号30描绘为与4个电源电路控制部204分支连接，但供给电源停止信号30实际上与4个电源电路控制部204分别进行1对1地连接。所谓发出供给电源停止信号30，是指对与对象端子203连接的供给电源停止信号30作出断言（assert）。 

电源电路控制部204从电源控制部104得到电源供给（至电源电路控制部204的电源供给线未图示），分别向相对应的输入输出电路202及端子203供给电源。另外，如果发出了供给电源停止信号30，则电源电路控制部204停止向相对应的输入输出电路202及端子203供给电源。 

输入输出电路202使用被供给的电源对相对应的端子203的配线状态进行检测。检测结果经由相对应的电源电路控制部204发送至第2控制部201。第2控制部201将每个端子203的配线状态向第1控制部101发送。 

通信单元300除了具有用于与通信线40连接的端子303之外，还具有第2控制部301、输入输出电路302及电源电路控制部304。第2控制部301、输入输出电路302、电源电路控制部304的功能分别与第2控制部201、输入输出电路202、电源电路控制部204相同。即，第2控制部301经由总线10与第1控制部101连接，如果从第1控制部101接收到表示停止向非使用状态的端子303供给电力的总线信号，则向对指定的端子303供给电力的电源电路控制部304发出供给电源停止信号30。电源电路控制部304向输入输出电路302及端子303供给电源。另外，如果发出了供给电源停止信号30，则电源电路控制部304停止向输入输出电路302及端子303供给电源。输入输出电路302使用所供给的电源对端子303的配线状态进行检测。检测结果经由电源电路控制部304发送至第2控制部301。第2控制部301将端子303的配线状态向第1控制部101发送。 

通信子站点2除了具有与PLC1独立的内部电源生成电路510、用于连接通信线40的端子505及经由端子505进行输入输出的输入输出电路506之外，还具有与I/O单元200相同的内部结构。具体地说，通信子站点2除了具有连接负载3的4个端子503之外，还具有：4个输入输出电路502，它们各自与端子503中的1个一对一地连接，进行所连接端子503的配线状态的检测；4个电源电路控制部504，它们各自与输入输出电路502中的1个一对一地连接，分别针对所连接的输入输出电路502及端子503供给/停止供给电源；以及第2控制部501。 第2控制部501如果从第1控制部101经由总线10、通信线40接收到表示停止向非使用状态的端子503供给电力的总线信号，则向对指定的端子503供给电力的电源电路控制部504发出供给电源停止信号30。此外，第2控制部501利用从内部电源生成电路510经由电源供给线20供给的内部电源进行驱动。 

图2是说明本发明的实施方式的PLC系统的动作的状态跳转图。首先，如果PLC1电源接通（步骤S1），则向状态1（步骤S2）跳转。在状态1中，开关单元103成为断开状态，电源模式为通常模式。即，向全部端子203、303、503供给电源。在该状态下，输入输出电路202分别对相对应的端子203的配线状态进行持续检测，然后不断将检测结果输入至第2控制部201。另外，输入输出电路302对端子303的配线状态进行持续检测，然后不断将检测结果输入至第2控制部301。另外，输入输出电路502分别对相对应的端子503的配线状态进行持续检测，然后不断将检测结果输入至第2控制部501。 

在状态1下如果开关单元103接通，则第1控制部101将从第2控制部201、第2控制部301、第2控制部501发送来的、在开关单元103接通时刻的各端子的配线状态的检测结果，作为外部配线状态信息105存储在存储部102中（步骤S3），PLC系统的状态成为状态2（步骤S4）。此外，由于与I/O单元200、通信单元300、通信子站点2各自具有的第2控制部、电源控制电路、输入输出电路、端子相关的动作分别相同，因此，下面为了使说明容易理解，以I/O单元200的结构要素的动作的说明为代表，进行I/O单元200、通信单元300、通信子站点2的结构要素的动作的说明。 

在跳转至状态2时，第1控制部101向第2控制部201发送表示停止对在外部配线状态信息105中记录为非使用状态的端子203供给电源的总线信号，接收到该总线信号的第2控制部201，向与要停止电源供给的对象端子203相对应的电源电路控制部204发出供给电源停止信号30。因此，在状态2中，成为停止向在外部配线状态信息105中记录为非使用状态的端子203及相对应的输入输出电路202供给电源的状态。即，电源模式成为省电模式。 

在状态2中，向在外部配线状态信息105中记录为使用状态的端子203及相对应的输入输出电路202供给电源。被供给电源的输入输出电路202对相对应的端子203的配线状态进行持续检测。在状态2中，在与被供给电源的端子203连接的负载3的电源断开的情况下，以及配线被拉出或断线的情况下，与被供给电源的端子203相关的检测结果从使用状态变化为非使用状态。第1控制部101将从第2控制部201发送来的检测结果和存储在存储部102中的外部配线状态信息105定期地进行比较。在端子203的状态发生变化时，检测结果和外部配线状态信息105之间产生不一致。第1控制部101在识别出该不一致时，检测出端子203的配线状态发生了变化（步骤S5）。 

在此，作为用于由用户变更配线的一个方法，存在预先输入外部配线变更通知106的方法。第1控制部101在步骤S5中检测出端子203的配线状态的变化后，确认存储部102，对是否已预先输入了该外部配线变更通知106进行判定（步骤S6），在已输入了外部配线变更通知106的情况下，将存储在存储部102中的外部配线状态信息105删除（步骤S7），向步骤S3跳转。 

即，用户通过预先输入外部配线变更通知106，在电源模式成为省电模式的情况下，不必进行后述的异常处理就可以进行热拔出或负载3的电源断开，并且，可以自动地停止向因配线变更而成为非使用状态的端子203供给电源。 

另外，作为用于由用户变更配线的另一个方法，存在在配线变更时使开关单元103断开的方法。在状态2中，如果开关单元103断开，则向状态3（步骤S8）跳转。在跳转至状态3时，第1控制部101向第2控制部201发送向全部端子供给电源的总线信号，接收到该总线信号的第2控制部201解除供给电源停止信号30，并向全部端子203及输入输出电路202供给电源。即，在状态3中电源模式成为通常模式。 

在状态3中，全部的输入输出电路202对端子203的配线状态进行持续检测。在端子203的配线状态变化的情况下，第1控制部101通过将经由第2控制部201接收的检测结果和存储在存储部102中的 外部配线状态信息105进行比较，检测配线状态的变化，并删除外部配线状态信息105（步骤S7）。并且，经过步骤S3、步骤S4后再次向状态3（步骤S8）跳转。在状态3中，如果开关单元103接通，则向状态2（步骤S4）跳转。 

即，用户在将开关单元103断开，执行热插拔或负载3的电源的接通/断开后，如果将开关单元103接通，则可以停止对在配线变更后的时刻成为非使用状态的端子供给电源。 

在步骤S6的判定中，在判定为没有外部配线变更的通知的情况下，第1控制部101执行异常处理（步骤S9），并向状态4（步骤S10）跳转。 

即，在成为省电模式时发生断线的情况下，以及用户没有输入外部配线变更通知106且在开关单元103没有断开而变更了配线状态的情况下，执行异常处理。 

在状态4中，电源模式依然是省电模式。第1控制部101对被供给电源的端子203的状态进行监视，并判定异常是否消除（步骤S11），在没有消除异常的情况下，向步骤S10跳转。第1控制部101在与被供给电源的端子203相关的检测结果全部为使用状态的情况下，可以判定为异常已消除。例如，在发生断线的情况下，在修复好断线时，异常消除。另外，在用户没有输入外部配线变更通知106且开关单元103没有断开而变更了配线状态的情况下，如果将该变更恢复原状，则异常消除。如果判定为异常消除，则第1控制部101将存储在存储部102中的外部配线状态信息105删除（步骤S12），并向步骤S2跳转，状态向状态1跳转。 

使用更具体的例子对图2所述的动作进行说明。此外，在下面的说明中，使开关单元103兼作PLC1的运行（RUN）开关而构成。 

用户在完成负载3的配线、负载3的电源接通等启动步骤后，通过将运行开关（开关单元103）接通，开始用户程序的执行，并且，停止向非使用状态的端子203供给电力，电源模式成为省电模式（步骤S1至步骤S4）。在存储部102中存储外部配线状态信息105，该信息的内容为：连接有电源接通状态的负载3的端子203为使用状态，连 接有电源断开状态的负载3的端子203及没有连接负载3的端子203为非使用状态（步骤S3）。 

在省电模式下执行用户程序的状态下，如果将被供给电源的端子203的配线拔出或将负载3的电源断开，则检测出相应端子203的配线状态的变更。此时，在事先输入了外部配线变更通知106，并将其存储在存储部102中的情况下，不执行异常处理，而是执行外部配线状态信息105的更新以及停止向配线状态变更后的端子203供给电力（步骤S5、步骤S6、步骤S7、步骤S3、步骤S4）。在没有输入外部配线变更通知106的情况下，执行异常处理（步骤S9）。如果用户接受异常处理而将变更了配线状态的端子203的配线状态恢复，则重新开始省电模式下的用户程序的执行（步骤S10至12、步骤S2至4）。 

在省电模式下，执行用户程序的状态下，如果将运行开关断开，则用户程序停止，电源模式向通常模式跳转（步骤S8）。在该状态下，如果用户进行端子203的热插拔或负载3的电源接通/断开，则该配线状态的变更反映在外部配线状态信息105中（步骤S7、步骤S3、步骤S4、步骤S8）。并且，在用户执行该配线状态的变更后，如果将运行开关接通，则重新开始用户程序的执行，并且，基于外部配线状态信息105，按照反映了操作后的配线状态停止对非使用状态的端子203供给电源。 

此外，在上述的具体例中，使开关单元103形成兼作运行开关的结构，但开关单元103也可以形成能够通过定时器自动地切换接通/断开的结构。另外，开关单元103也可以是其本身独立的硬件开关（或软件开关）。如果使开关单元103独立，则无需停止用户程序就可以进行配线的变更。 

如上所述，根据本发明的实施方式，由于构成为具有下述部分：电源电路控制部（电源供给电路）204、304、504，它们针对每个端子供给/停止供给电源；输入输出电路202、302、502，它们针对端子203、303、503的每个端子，对是否处于与电源接通状态下的外部设备物理且电连接的使用状态进行检测；开关单元103，其将电源模式在仅对使用状态下的端子供给电源的省电模式和向全部端子供给电源的通常模 式之间进行切换；存储部102（检测结果存储部），其对作为输入输出电路的检测结果的外部配线状态信息105进行存储；以及控制部（第1控制部101、第2控制部201、301、501），它们在电源模式为通常模式时，向全部端子供给电源，并且，将与全部端子相关的输入输出电路的检测结果作为外部配线状态信息105而存储在存储部102中，在电源模式为省电模式时，使电源电路控制部停止向在外部配线状态信息105中确定为非使用状态的端子供给电源，因此，在将开关单元103断开而变更配线状态后，如果将开关单元103接通，则可以停止向变更后的配线状态中的非使用状态的端子供给电源，由此，可以通过简单的操作实现省电运转。 

另外，由于控制部（第1控制部101、第2控制部201、301、501）构成为，在电源模式为省电模式时，对输入输出电路的检测结果进行监视，在输入输出电路的检测结果和外部配线状态信息105不一致的情况下，通知异常，因此，在省电模式下运转时发生断线、外部设备的意外电源断开、配线拔下时，用户可以获知这些意外的配线状态的变更。 

另外，由于具有对由用户输入的外部配线变更通知106进行存储的存储部102，控制部（第1控制部101、第2控制部201、301、501）构成为，在输入输出电路的检测结果和外部配线状态信息105不一致的情况下，在存储部102中存储有外部配线变更通知106时，根据所述输入输出电路的检测结果对外部配线状态信息105进行更新，在存储部102中没有存储外部配线变更通知106时，通知异常，因此，通过用户预先输入外部配线变更通知106，从而在电源模式成为省电模式的情况下，不必进行异常处理就可以进行热拔出或外部设备的电源断开，并且，可以自动地停止向因配线变更而成为非使用状态的端子供给的电源。 

此外，以上说明的I/O单元200、通信单元300及通信子站点2中通用的端子、输入输出电路、电源电路控制部及第2控制部的结构，只要是具有连接外部设备的端子且相对于CPU单元100作为从属部而进行动作的单元即可，可以应用于任意单元中。例如，可以应用于连 接伺服放大器的动作控制器单元、连接温度传感器或晶闸管的温度调节单元等中。 

另外，对于电源控制部104，在存在不具有在外部配线状态信息105中记录为使用状态的端子的单元的情况下，也可以在省电模式时停止向该单元供给电源。 

另外，外部配线状态信息105构成为可以由编程装置或可编程显示器进行编辑，也可以形成为，在状态3中，第1控制部101并非在自动地检测出配线状态的变化后更新外部配线状态信息105，可以由用户手动进行编辑。 

工业实用性 

如上所述，本发明所涉及的可编程控制器系统优选应用于对工业用的被控制装置进行控制的可编程控制器系统中。 

标号的说明 

1 PLC 

2 通信子站点 

3 负载 

10 总线 

20 电源供给线 

30 供给电源停止信号 

40 通信线 

100 CPU单元 

101 第1控制部 

102 存储部 

103 开关单元 

104 电源控制部 

105 外部配线状态信息 

106 外部配线变更通知 

200 I/O单元 

201 第2控制部 

202 输入输出电路 

203 端子 

204 电源电路控制部 

300 通信单元 

301 第2控制部 

302 输入输出电路 

303 端子 

304 电源电路控制部 

400 电源单元 

410 内部电源生成电路 

501 第2控制部 

502 输入输出电路 

503 端子 

504 电源电路控制部 

505 端子 

506 输入输出电路 

510 内部电源生成电路 。

Claims (4)

1.一种可编程控制器系统，其特征在于，具有：

连接外部设备的多个端子；

电源供给电路，其针对每个端子供给/停止供给电源；

输入输出电路，其针对每个端子，对所述端子是否处于与电源接通状态下的外部设备物理且电连接的使用状态进行检测；

开关单元，其将电源模式在仅对使用状态下的端子供给电源的省电模式和向全部端子供给电源的通常模式之间进行切换；

检测结果存储部，其对所述输入输出电路的检测结果进行存储；以及

控制部，其在电源模式为通常模式时，使所述电源供给电路向全部端子供给电源，并且，将与全部端子相关的所述输入输出电路的检测结果存储在所述检测结果存储部中，在电源模式为省电模式时，使所述电源供给电路停止向根据存储在所述检测结果存储部中的检测结果确定为非使用状态的端子供给电源。

2.根据权利要求1所述的可编程控制器系统，其特征在于，

所述控制部在电源模式为省电模式时，监视所述输入输出电路的检测结果，并在所述输入输出电路的检测结果和存储在所述检测结果存储部中的检测结果不一致的情况下，通知异常。

3.根据权利要求2所述的可编程控制器系统，其特征在于，

还具有通知存储部，其存储由用户输入的配线变更通知，

所述控制部在所述输入输出电路的检测结果和存储在所述检测结果存储部中的检测结果不一致的情况下，在所述通知存储部中存储有所述配线变更通知时，根据所述输入输出电路的检测结果对存储在所述检测结果存储部中的检测结果进行更新，在所述通知存储部中没有存储所述配线变更通知时，通知异常。

4.根据权利要求1所述的可编程控制器系统，其特征在于，

所述输入输出电路是针对每个端子而设置的，使用向端子供给的电源，对该端子是否处于使用状态进行检测。

Images