CN103403635A - 控制装置 - Google Patents
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Abstract
可编程控制器(1)为包括包含电源模块(100)和CPU模块(200)的多个模块的标准块形式的控制器。CPU模块(200)包括微处理器(202),该微处理器(202)具有判断控制功能,该判断控制功能通过对电源模块(100)的电源容量和该电源模块(100)之外的各个模块(200、300A、300B)的消费电流的合计值进行比较,来对电源模块(100)的电源容量的适用性进行判断。电源模块(100)作为至少两个独立的电源系统供给,该两个独立的电源系统是用于对包含向处理器(202)供给的电源的电源模块(100)的电源容量的适用性进行判断的第一电源和用于其外的第二电源。
Description
技术领域
本发明涉及包括多个模块的标准块形式的控制装置。
背景技术
以往,将多个模块连接在一起而构成的标准块形式的控制装置被众所周知(例如,参照专利文献1)。该现有技术的控制装置(可编程控制器)计算连接在一起的所有模块的消费电流,并与电源模块的电源容量进行比较,来判断电源模块的适用性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特開平01-184503号公報
发明内容
发明要解决的课题
在上述现有技术中,控制装置的电源被投入之后,CPU模块首先进行初期化处理,再对电源模块的电源容量的适用性进行判断。此时,在电动机控制模块、通信模块、信号处理模块以及其他高功能模块中,为了进行逻辑运算而设有处理器,结果导致在进行电源容量的适用性的判断时所消耗的电流不少。在判断电源容量的适用性时电源容量不足,会成为来自电源模块的电源电压的下降以及电源断开的原因,导致无法得到处理器的正常动作,有可能不能对电源容量的适用性进行正确判断。
鉴于上述问题,本发明的目的在于:提供一种无论所设置的电源模块的电源容量大小如何,均能够正确判断电源容量的适用性的控制装置。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的,本发明的控制装置是包括至少包含电源模块和CPU模块的多个模块的标准块形式的控制装置,所述CPU模块包括处理器,该处理器具有通过对所述电源模块的电源容量和该电源模块之外的各个模块的消费电流的合计值进行比较,来对所述电源模块的电源容量的适用性进行判断的判断控制功能,所述电源模块至少作为两个独立的电源系统供给,该两个独立的电源系统是用于对包含向所述处理器供给的电源的所述电源容量的适用性进行判断的第一电源和用于其外的第二电源。
发明的效果
根据本发明,无论所设置的电源模块的电源容量大小如何,均能够正确判断控制装置的电源容量的适用性。
附图说明
图1为示意地表示一实施方式的可编程控制器的整体结构的一个例子的结构图。
图2为示意地表示设置在可编程控制器中的各个模块的结构、各个模块之间的信号路径以及各个模块之间的通电路径的说明图。
图3为表示单元ID部的结构的一个例子以及数据表的一个例子的说明图。
图4为示意地表示ID读取电路块的详细情况的方块图。
图5为示意地表示各种信号的输出时刻的时刻关系图。
图6为示意地表示单元ID的详细情况的方块图。
图7为表示由微处理器进行的控制处理的内容的流程图。
图8为示意地表示微处理器自身从各个模块进行单元ID的读取的变形例中的、设置在可编程控制器中的各个模块的结构、各个模块之间的信号路径以及各个模块之间的通电路径的说明图。
图9为表示根据存储在程序存储部中的程序,由微处理器进行的控制处理的内容的流程图。
图10为示意地表示在用允许信号对第二电源进行供给控制的变形例中的、设置在可编程控制器中的各个模块的结构、各个模块之间的信号路径以及各个模块之间的通电路径的说明图。
具体实施方式
以下,参照附图,对一实施方式进行说明。
如图1所示,本实施方式的可编程控制器(1)(控制装置)为包括包含电源模块100和CPU模块200的多个模块的标准块形式的控制器,构成为可在规定的方向上(图1中的左右方向)增设多个功能模块300。标准块形式是使模块为箱状(块),且以块单位增设模块的形式。并且,作为可增设的功能模块300,例如,可举出离散I/O模块、模拟I/O模块、脉冲I/O模块、通信模块、对电动机进行驱动控制的动作模块等,其中,通信模块、动作模块等高功能的功能模块搭载有微处理器等处理器。
在此例中,可编程控制器1从图1左侧向右侧依次包括电源模块100、CPU模块200以及两个功能模块300A、300B。在电源模块100的两侧面设置有连接器101L、101R,在CPU模块200的两侧面设置有连接器201L、201R,在各个功能模块300A、300B的两侧面设置有连接器301L、301R。并且,通过邻接模块的连接器各自嵌合,即,通过电源模块100的连接器101R和CPU模块200的连接器201L相嵌合,CPU模块200的连接器201R和功能模块300A的连接器301L相嵌合,功能模块300A的连接器301R和功能模块300B的连接器301L相嵌合,来使电源模块100、CPU模块200以及功能模块300A、300B各自连接。
以下,以可编程控制器1从左侧向右侧依次包括电源模块100、CPU模块200以及功能模块300A、300B为例进行说明。
如图2所示,电源模块100包括连接在AC(Alternating Current)或DC(Direct Current)的一次侧电源400上的转换器102(第一电源装置)、继电器103和输出对应于自身的识别信息即单元ID的ID信号的单元ID部104(识别信息输出部)。
转换器102根据从一次侧电源400所供给的商用电源,生成电源电压(VCC),将所生成的电源电压作为第一电源,经由第一电源系列线L1供给,并且,将所生成的电源电压作为第二电源,经由继电器103以及第二电源系列线L2供给。换言之,相当于生成第一电源和第二电源,且将所生成的第一电源以及第二电源作为两个独立的电源系统供给。第一电源包含向后述的CPU模块200的微处理器202所供给的电源,为用于判断后述的电源模块100的电源容量的适用性的电源。第二电源为用于那些之外(例如,CPU模块200和各个功能模块300A、300B之间的数据交换、使各个功能模块300A、300B的微处理器动作等)的电源。另外,在此例中,经由一个第二电源系列线L2供给第二电源(作为一个电源系统供给),但并不限定于此,也可以经由两个以上的电源系列线供给(作为两个以上的电源系统供给)。
继电器103通过接点开关来切换来自转换器102的第二电源的切断和供给,即,通过打开接点来切断来自转换器102的第二电源,通过关闭接点来经由第二电源系列线L2供给来自继电器102的第二电源。
功能模块300A包括无图示的微处理器、I/O部以及通信部,具有这些微处理器、I/O部以及通信部、以及具备为了与CPU模块200和功能模块300B进行数据交换的总线功能的模块控制部302A、输出对应于自身的单元ID的ID信号的单元ID部303A(识别信息输出部)和下拉电阻304A。
功能模块300B包括无图示的微处理器、I/O部以及通信部,具有这些微处理器、I/O部以及通信部、以及具备有为了与CPU模块200和功能模块300A进行数据交换的总线功能的模块控制部302B、输出对应于自身单元ID的ID信号的单元ID部303B(识别信息输出部)和下拉电阻304B。
CPU模块200包括进行所有的各种控制的微处理器202(处理器)、以及具备为了与各个功能模块300A、300B进行数据交换的总线功能的总线控制部203、输出对应于自身单元ID的ID信号的单元ID部204(识别信息输出部)、数据表存储部205(第一存储部)、ID读取电路块206(识别信息读取部)、进行各种显示的状态显示部207(显示部)和下拉电阻208。
微处理器202包括判断控制功能,该判断控制功能通过对从电源模块100的转换器102输出的电源容量即电源模块100的电源容量和电源模块100以外的各个模块即CPU模块200以及功能模块300A、300B的消费电流的合计值进行比较,来进行电源模块100的电源容量的适用性的判断。而且,微处理器202在判断为电源模块100的电源容量适用时,判断是否能够将电源模块100交换为相对应的产品系列上的更小容量的电源模块。另外,后面将说明该微处理器202进行的判断的详细情况。
数据表存储部205由不挥发性存储器构成。在该数据表存储部205中存储有数据表,该数据表由多个模块的单元ID和对应于该单元ID的模块信息(电源模块的电源容量信息、CPU模块、功能模块的消费电流信息等)构成。另外,微处理器202内所设置的不挥发性存储器也可以存储上述数据表。即,微处理器202内所设置的不挥发性存储器也可以作为第一存储部。
图3(a)表示电源模块100的单元ID的结构的一个例子、以及由多个电源模块的单元ID和对应于该单元ID的模块信息所构成的数据表的一个例子。
如图3(a)所示,电源模块100的单元ID由8比特(1字节)构成,即,由ID0~ID7构成。在该例中,ID0~ID7中,使ID0~ID2为“PS_ID”,ID3~ID6为“Spare”,ID7为“1”,通过为“PS_ID”的ID0~ID2,表示有包含电源模块100的电源容量信息的模块信息。另外,虽然在现阶级,为“Spare”的ID3~ID6是没有用于表示模块信息,但是将来会与ID0~ID2一起被用于表示模块信息的领域。
在图3(a)中右侧所示的数据表中,仅示出了ID0~ID7的8比特的单元ID中为“PS_ID”的ID0~ID2(省略了ID3~ID7的图示)。例如,在该数据表中,作为为“PS_ID”的ID2、ID1、ID0成为“0”“0”“0”的单元ID被分配了的电源模块的模块信息,在“规格”栏中存储有“DC24V输入、VCC3A输出”。
在图3(b)中示出了CPU模块200以及功能模块300的单元ID的结构的一个例子以及数据表的一个例子,该数据表由多个CPU模块及功能模块的单元ID和对应于该单元ID的模块信息构成。
如图3(b)所示,CPU模块200的单元ID与所述电源模块100的单元ID一样,由ID0~ID7构成。在此例中,使ID0~ID7中的ID0~ID5为“UNIT_ID”,ID6为“0”,ID7为“1”,通过为“UNIT_ID”的ID0~ID5以及ID6“0”,显示有包含CPU模块200的消费电流信息的模块信息。并且,功能模块300的单元ID与所述电源模块100以及CPU模块200的单元ID一样,由ID0~ID7构成。在此例中,使ID0~ID7中的ID0~ID5为“UNIT_ID”,ID6为“1”,ID7为“1”,通过为“UNIT_ID”的ID0~ID5以及ID6“1”,显示有包含功能模块300的消费电流信息的模块信息。
在图3(b)中右侧所示的数据表中,仅示出了ID0~ID7的8比特的单元ID中为“UNIT_ID”的ID0~ID5以及ID6(省略了ID7的图示)。例如,在该数据表中,作为ID6和为“UNIT_ID”的ID5、ID4、ID3、ID2、ID1、ID0成为“0”“0”“0”“0”“0”“0”的单元ID被分配了的模块即功能模块的模块信息,在“规格”栏中存储有“DC输入单元32点”以及在“消费电流(A)”栏中存储有“0.2”。
返回到图2,ID读取电路块206对于电源模块100、CPU模块200以及功能模块300A、300B的单元ID部104、204、303A、303B输出为单元ID的输出指令的CLK信号。并且,与此同时,相应于CLK信号,输入从各个单元ID部104、204、303A、303B所输出的所述ID信号,并存储相对应的单元ID。如图4所示,该ID读取电路块206包括振荡电路块2061、CLK控制块2062、LD控制块2063、终端编码检测块2064、数据集块2066、单元ID寄存器2067、读缓冲器2068和地址译码器2069。
振荡电路块2061产生CLK振荡。CLK控制块2062根据从振荡电路块2061产生的CLK振荡,对于各个单元ID部104、204、303A、303B输出所述CLK信号。另外,虽然在此例中,振荡时钟连接在CLK控制块2062,但是也可以与供给到微处理器202的时钟源共用。LD控制块2063对于各个单元ID部104、204、303A、303B输出预置单元ID的LD信号。终端编码检测块2064包括移位寄存器2065,对用该移位寄存器2065锁住的所述ID信号连续监视8次,来检测终端编码。数据集块2066根据来自各个单元ID部104、204、303A、303B的所述ID信号,来对单元ID寄存器2067设置单元ID。单元ID被从单元ID寄存器2067读取到读缓冲器2068。地址译码器2069对于单元ID寄存器2067输出区域选择信号。
返回到图2,状态显示部207由例如LED(Light Emitting Diode)等电灯、液晶显示器等构成。该状态显示部207相应于微处理器202进行的所述判断的结果,来进行规定的出错显示、警告显示(后面将详细说明)。
在上述结构的可编程控制器1中,如图2所示,可编程控制器1的电源一投入,商业电源就被从一次侧电源400供给到电源模块100的转换器102,首先仅是第一电源被从电源模块100供给到其它CPU模块200以及功能模块300A、300B。即,由转换器102所生成的第一电源被通电到第一电源系列线L1,第一电源经由第一电源系列线L1而被供给到电源模块100的单元ID部104、CPU模块200的状态显示部207、单元ID部204、ID读取电路块206以及微处理器202和各个功能模块300A、300B的单元ID部303A、303B。另外,当可编程控制器1的电源被投入了时,继电器103的接点打开,由转换器102生成的第二电源被切断,结果第二电源不能从电源模块100供给到其它CPU模块200以及功能模块300A、300B。即,第二电源不能经由第二电源系列线L2而被供给到CPU模块200的总线控制部203和各个功能模块300A、300B的模块控制部302A、302B。如上所述,当可编程控制器1的电源被投入了时,电源模块100经由第一电源系列线L1仅将第一电源供给到其它CPU模块200以及功能模块300A、300B。
然后,如图2、图4以及图5所示,当第一电源从转换器102供给了时,CPU模块200的微处理器202在执行了规定的初始化处理之后,对于ID读取电路块206的LD控制块2063输出启动请求。在输入来自微处理器202的启动请求之后,LD控制块2063首先对于电源模块100、CPU模块200以及功能模块300A、300B的单元ID部104、204、303A、303B输出LD信号。
这里,如图6所示,各个单元ID部104、204、303A、303B分别由移位寄存器、上拉电阻、下拉电阻等构成,该移位寄存器串联连接可保持1比特的数据(“0”或“1”)的8个双稳态电路,这些各个单元ID部104、204、303A、303B的移位寄存器连续连接。并且,如上所述,电源模块100、CPU模块200以及功能模块300的单元ID分别由8比特构成,即,分别由ID0~ID7构成。但是,在本实施方式中,不能将ID0~ID7都成为“0”的“00000000”作为单元ID进行分配。ID0~ID6的“0”“1”即上拉(H电平)、下拉(L电平)因模块不同而不同,ID7被固定于“1”,即,被固定于上拉(H电平)。各个单元ID部104、204、303A、303B在脉冲输入来自LD控制块2063的LD信号之后,将由ID0~ID7构成的8比特的数据通过相对应的H、G、F、E、D、C、B、A的输入,一比特接着一比特地分别被输入到移位寄存器内的8个双稳态电路,设置为单元ID。
LD控制块2063在如上述那样输出LD信号之后,对于CLK控制块2062输出CLK开始请求。CLK控制块2062在输入来自LD控制块2063的CLK开始请求之后,对于各个单元ID部104、204、303A、303B连续输出CLK信号。并且,CLK控制块2062在每输出一次CLK信号,就在各个单元ID部104、204、303A、303B的移位寄存器中将数据一级一级地移位。
此时,连接在所述上拉电阻304B的GND电位所作用的“0”被输入到右侧不具有模块的功能模块300B的单元ID部303B中的移位寄存器的第一级双稳态电路(对应于A的输入的双稳态电路)。并且,电源模块100之外的CPU模块200以及功能模块300A、300B的单元ID部204、303A、303B中的移位寄存器的最后一级的双稳态电路(对应于H的输入的双稳态电路)中所保持的数据被作为ID信号输出,被输入到该模块的左侧所具有的模块的单元ID部中的移位寄存器的第一级双稳态电路(对应于A的输入的双稳态电路)。并且,在电源模块100的单元ID部104中最后一级的移位寄存器的双稳态电路所保持的数据被作为ID信号输出,被输入到终端编码检测块2064以及数据集块2066。
终端编码检测块2064对被输入的ID信号始终进行监视,当连接到右侧不具有模块的功能模块300B的下拉电阻304B的GND电位的作用而产生的“0”的ID信号被连续输入了8次时,检测终端编码“00000000”,识别已从所有模块,即,已从电源模块100、CPU模块200以及功能模块300A、300B读取了单元ID的情况。并且,对于CLK控制块2062输出CLK停止请求。
另外,虽然在此例中,构成为不能将8比特都成为“0”的“00000000”分配给单元ID,CPU模块200以及功能模块300A、300B分别包括下拉电阻208、304A、304B,但并不限定于此。即,也可以构成为不能将8比特都成为“1”的“11111111”分配给单元ID,CPU模块200以及功能模块300A、300B分别包括上拉电阻。此时,连接到上拉电阻的VCC电位所作用的“1”被作为ID信号输入到功能模块300B的单元ID部303B中的移位寄存器的第一级双稳态电路,终端编码检测块2064在“1”的ID信号被连续输入了8次时,检测终端编码“11111111”,对于CLK控制块2062输出CLK停止请求。
在输入来自终端编码检测块2064的CLK停止请求之后,CLK控制块2062就停止对于各个单元ID部104、204、303A、303B的CLK信号的输出,对于微处理器202输出结束信号。另一方面,如上所述,ID信号也被输入到数据集块2066,数据集块2066将被输入的ID信号转换为8比特单位(1字节单位)的并行数据(单元ID或终端编码“00000000”),设在单元ID寄存器2067中。
在输入来自CLK控制块2062的结束信号之后,微处理器202经由地址总线对地址译码器2069输出控制信号,对单元ID寄存器2067输出区域选择信号。并且,与此同时,对读缓冲器2068输出读信号,从上位地址依次以1字节单位(或者也可以是一个字单位)读取被设在单元ID寄存器2067中的8比特单位的并行数据,经由数据总线依次取得该读取的数据。由此,对于电源模块100、CPU模块200以及功能模块300A、300B均依次取得单元ID。另外,最后,通过取得终端编码“00000000”,能够识别刚读入的单元ID为最后的单元ID(功能模块300B的单元ID)的情况。
然后,微处理器202访问存储在所述表数据存储部205中的数据表,根据所述所取得的单元ID,对于所对应的模块信息,即,对于电源模块100、CPU模块200以及功能模块300A、300B均取得模块信息。并且,微处理器202利用所取得的模块信息,进行电源模块100的电源容量的适用性的判断等,当判断为电源模块100的电源容量适用时,对电源模块100的继电器103输出控制信号,关闭继电器103的接点。由此,从电源模块100对其它CPU模块200以及功能模块300A、300B供给由转换器102生成的第二电源。即,经由第二电源系列线L2,向CPU模块200的总线控制部203和各个功能模块300A、300B的模块控制部302A、302B供给第二电源。
由于CPU模块200的总线控制部203被通电,总线控制部203的总线功能正常动作,由于各个功能模块300A、300B的模块控制部302A、302B被通电,各个模块控制部302A、302B的总线功能正常动作。因此,CPU模块200以及各个功能模块300A、300B开始正常动作,CPU模块200和各个功能模块300A、300B之间能够进行数据交换,从而作为可编程控制器1开始正常动作。
为了实现所述功能,参照图7,依次对通过微处理器202所进行的控制处理的内容进行说明。
图7中流程图所示的处理是在可编程控制器1的电源被投入,从电源模块100经由第一电源系列线L1对于微处理器202供给来自转换器102的第一电源时开始的。首先,在步骤S10中,微处理器202执行规定的初始化处理。
然后,在步骤S20中,微处理器202对于ID读取电路块206的LD控制块2063输出启动请求。
然后,转移到步骤S30,微处理器202判断是否从ID读取电路块206的CLK控制块2062输入了结束信号。步骤S30进行判断直到结束信号被输入,循环等待,在结束信号输入后,步骤S30的判断结束,转移到步骤S40。
在步骤S40中,微处理器202对ID读取电路块206的地址译码器2069输出控制信号,且对ID读取电路块206的读缓冲器2068输出读信号,从上位地址以1个字节单位依次读取设在ID读取电路块206的单元ID寄存器2067中的8比特单位的并行数据(单元ID或者终端编码“00000000”),依次取得该读取的数据。由此,对电源模块100、CPU模块200以及功能模块300A、300B均取得单元ID。
然后,在步骤S50中,微处理器202访问存储在表数据存储部205中的数据表,根据在所述步骤S40中所取得的单元ID,对所对应的模块信息,即,电源模块100、CPU模块200以及功能模块300A、300B均取得模块信息。
然后,转移到步骤S60,微处理器202参照在所述步骤S50中所取得的电源模块100以外的CPU模块200以及功能模块300A、300B的模块信息中的消费电流信息,累计CPU模块200的消费电流信息以及各个功能模块300A、300B的消费电流,计算CPU模块200以及功能模块300A、300B的消费电流的合计值。
然后,在步骤S70中,微处理器202参照在所述步骤S50中所取得的电源模块100的模块信息中的电源容量信息,取得电源模块100的电源容量。之后,通过比较该取得的电源模块100的电源容量和在所述步骤S60中计算出的CPU模块200以及功能模块300A、300B的消费电流的合计值,判断电源模块100的电源容量是否在CPU模块200以及功能模块300A、300B的消费电流的合计值以上。由此,判断电源模块100的电源容量的适用性。当电源模块100的电源容量不满CPU模块200以及功能模块300A、300B的消费电流的合计值时,判断为电源模块100的电源容量不适用,转移到步骤S80。
在步骤S80中,微处理器202对状态显示部207输出显示信号,使其显示催促操作者交换为具有更大电源容量的电源模块的意思的出错显示。例如,当状态显示部207由LED构成时,可以亮灯,当状态显示部207由液晶显示器构成时,也可以显示所述意思。然后,结束该流程图所示的处理。
而在所述步骤S70中,当电源模块100的电源容量在CPU模块200以及功能模块300A、300B的消费电流的合计值以上时,判断为电源模块100的电源容量适用,转移到步骤S90。
在步骤S90中,微处理器202判断是否能够将电源模块100交换为例如在无图示的存储器等中存储的相对应的产品系列上的容量更小的电源模块。由此,判断电源模块100的选择是否妥当。当能够交换为产品系列上的容量更小的电源模块时,判断为电源模块100的选择不妥,转移到步骤S100。
在步骤S100中,微处理器202对于状态显示部207输出显示信号,显示催促操作者交换为所述产品系列上的容量合适的电源模块(例如,具有所需的最低限度的电源容量的电源模块)的意思的警告显示。例如,当电源模块100的电源容量是10A,CPU模块200以及功能模块300A、300B的消费电流的合计值是4A,且作为产品系列上的容量更小的电源模块,具有电源容量是8A的电源模块和电源容量是5A的电源模块时,作为警告显示,进行催促交换为更接近于所述消费电流的合计值4A的电源容量是5A的电源模块的显示。并且,例如,在状态显示部207由LED构成的情况下,当催促交换为一级更小容量的电源模块时,可以以低频度使光忽亮忽灭,当催促交换为二级以上更小容量的电源模块时,可以以高频度使光忽亮忽灭,或在状态显示部207由液晶显示器构成的情况下,可以显示上述那样的内容。然后,转移到步骤S110。
另一方面,当在上述步骤S90中,不能交换为产品系列上的容量更小的电源模块时,判断为电源模块100的选择妥当,转移到步骤S110。
在步骤S110中,微处理器202控制电源模块100,以便从电源模块100对其它CPU模块200以及功能模块300A、300B供给来自转换器102的第二电源。即,对于电源模块100的继电器103输出控制信号,关闭继电器103的接点,经由第二电源系列线L2,向CPU模块200的总线控制部203和各个功能模块300A、300B的模块控制部302A、302B供给第二电源。因此,CPU模块200以及各个功能模块300A、300B开始正常动作,CPU模块200以及各个功能模块300A、300B能够进行数据交换,从而作为可编程控制器1开始正常的动作。然后,结束该流程图所示的处理。另外,每次在可编程控制器1的电源被投入,经由第一电源系列线L1从电源模块100对微处理器202供给来自转换器102的第一电源时,通过微处理器202执行该流程所示的处理。
如上所述,在本实施方式的可编程控制器1中,电源模块100经由第一电源系列线L1供给第一电源,经由第二电源系列线L2供给第二电源。因此,当可编程控制器1的电源被投入,商业电源被供给到电源模块100时,首先从电源模块100向其它模块200、300A、300B供给第一电源,并通过CPU模块200的微处理器202进行电源容量的适用性的判断,然后,供给第二电源,进行CPU模块200和其它功能模块300A、300B之间的数据交换、使各个功能模块300A、300B的微处理器动作等。
此时,第一电源只要仅供给到CPU模块200的微处理器202的外部电路、电源模块100、CPU模块200以及发出功能模块300A、300B的单元ID用的电路即可,这些电路的消费电流比电源模块100、CPU模块200以及功能模块300A、300B正常动作时的消费电流小很多。结果是即使在电源模块100的电源容量比该电源模块100之外的CPU模块200以及功能模块300A、300B的正常动作时的消费电流的合计值小时,也能够使CPU模块200的微处理器202正常动作,正确地判断电源容量不适用(不足)。因此,无论所设置的电源模块100的电源容量的大小如何,都能够正确地判断电源容量的适用性。
并且,在本实施方式中,尤其是可编程控制器1的电源被投入时,电源模块100仅供给第一电源。因此,即使在使判断电源模块100的电源容量的适用性时的消费电流较小,电源模块100的电源容量较小时,仍能够正确判断其适用性。并且,在本实施方式中,仅在CPU模块200的微处理器202判断为电源模块100的电源容量适用时,控制电源模块100,以便供给第二电源。从而,能够防止因来自电源模块100的电源电压的不足,而使电源模块100、CPU模块200以及功能模块300A、300B的动作不稳定的情况,使可编程控制器1正常动作。
并且,在本实施方式中,尤其是电源模块100具有从一次侧电源400生成第一电源以及第二电源的转换器102和通过开关接点来切换来自转换器102的第二电源的切断以及供给的继电器103。当CPU模块200的微处理器202判断为电源模块100的电源容量适用时,让继电器103的接点关闭,供给第二电源。当CPU模块200的微处理器202判断为电源模块100的电源容量适用时,通过让电源模块100的继电器103的接点关闭,能够确实地进行使电源模块100供给第二电源的控制。
并且,在本实施方式中,在判断电源模块100的电源容量的适用性时,电源模块100、CPU模块200以及功能模块300A、300B的单元ID部104、204、303A、303B输出对应于单元ID的ID信号。然后,CPU模块200的微处理器202通过取得它们的单元ID,根据该单元ID参照存储在数据表存储部205中的数据表,计算电源模块100之外的CPU模块200以及功能模块300A、300B的消费电流的合计值,来进行电源模块100的电源容量的适用性的判断。通过设为这样的结构,由于在判断电源模块100的电源容量的适用性时,电源模块100、CPU模块200以及功能模块300A、300B不必输出模块信息自身,仅输出与数据量较小的单元ID相对应的ID信号即可,因此数据传输量变少,能够使判断电源模块100的电源容量的适用性时的消费电流更小。并且,由于数据传输量较少,因此能够迅速地判断电源模块100的电源容量的适用性。
并且,特别是在本实施方式中,CPU模块200具有ID读取电路块206,该ID读取电路块206对于电源模块100、CPU模块200以及功能模块300A、300B的单元ID部104、204、303A、303B输出CLK信号,且相应于CLK信号,输入从电源模块100、CPU模块200以及功能模块300A、300B输出的ID信号,存储所对应的单元ID。这样一来,由于CPU模块200的微处理器202自身不必从电源模块100、CPU模块200以及功能模块300A、300B读取单元ID,因此能够使用具有输入·输出界面较少的微处理器202的CPU模块200来构成可编程控制器1。
并且,在本实施方式中,能够得到如下效果。即,电源模块100的电源容量在CPU模块200以及功能模块300A、300B的消费电流的合计值以上,且其大大超过所需量时,会导致电源模块100的成本增加。于是,在本实施方式中,CPU模块200的微处理器202在判断为电源模块100的电源容量在该电源模块100之外的CPU模块200以及功能模块300A、300B的消费电流的合计值以上,且电源容量适用时,进一步判断是否能够将电源模块100交换为相对应的产品系列上的更小容量的电源模块。因此,在判断为能够交换时,能够向操作者发出警告,催促交换为产品系列上的适用容量的电源模块(例如,具有最低所需量的电源容量的电源模块)。结果,能够抑制电源模块100的成本。
并且,在本实施方式中,尤其是CPU模块200具有状态显示部207,该状态显示部207在微处理器202判断为电源模块100的电源容量不适用时,进行出错显示,且在微处理器202判断为能够将电源模块100交换为相对应的产品系列上的更小容量的电源模块时,进行警告显示。因此,在电源模块100的电源容量不适用时,催促操作者交换为具有更大电源容量的电源模块,当能够将电源模块100交换为更小容量的电源模块时,能够催促操作者交换为具有最低所需量的电源容量的电源模块。结果,能够确实地交换为适用的电源模块100。
另外,实施方式并不限定于上述内容,只要是在不脱离其宗旨以及技术构想的范围内,能够进行各种变形。以下,依次说明这些变形例。
(1)在微处理器自身从各个模块读取单元ID的情况
在上述实施方式中,与微处理器202不同的ID读取电路块206从电源模块100、CPU模块200以及功能模块300A、300B读取单元ID,但是并不限定于此,也可以是微处理器自身从电源模块100、CPU模块200以及功能模块300A、300B读取单元ID。
如图8所示,本变形例中的CPU模块200具有进行所有的各种控制的微处理器202′(处理器)、所述总线控制部203、所述单元ID部204、数据表存储部205、连接在微处理器202′上且存储有用于从电源模块100、CPU模块200以及功能模块300A、300B读取单元ID的程序的程序存储部209(第二存储部)、单元ID存储部210(第三存储部)、所述状态显示部207和下拉电阻208。另外,也可以使包括在微处理器202′内的存储器作为第二存储部、第三存储部。
在本变形例中,如上所述,当从转换器102供给第一电源时,微处理器202′执行规定的初始化处理,然后,启动自身的输出端口,对于电源模块100、CPU模块200以及功能模块300A、300B的单元ID部104、204、303A、303B输出LD信号。由此,各个单元ID部104、204、303A、303B设置单元ID。然后,微处理器202′对于各个单元ID部104、204、303A、303B连续输出CLK信号。此时,从各个单元ID部104、204、303A、303B输出的ID信号的路径与上述实施方式相同,但是ID信号最终到达之处是微处理器202′的输入端口,与上述实施方式不同。输入到微处理器202′的ID信号被转换为8比特单位(1字节单位)的并行数据(单元ID或终端编码“00000000”),被设在无图示的单元ID寄存器中。另外,微处理器202′连续地进行CLK信号的输出,直到检测出终端编码“00000000”为止,当检测到终端编码“00000000”时,微处理器202′停止CLK信号的输出。然后,以1字节单位(或也可以是1个字单位)从上位地址中依次读取设在单元ID寄存器中的8比特单位的并行数据,且在读取了终端编码“00000000”之后,结束读取,将读取的单元ID存储在单元ID存储部210中。然后,根据存储在单元ID存储部210中的单元ID,参照存储在数据表存储部205中的数据表,进行所述判断等。
为了实现上述功能,参照图9,根据存储在程序存储部209中的程序,依次说明通过微处理器202′所进行的控制处理的内容。
在图9中,该流程图所示的处理是在可编程控制器1的电源被投入,对于微处理器202′从电源模块100经由第一电源系列线L1供给来自转换器102的第一电源时开始的。步骤S10与所述图7一样,微处理器202′执行初始化处理。
然后,在步骤S25中,微处理器202′对于电源模块100、CPU模块200以及功能模块300A、300B的单元ID部104、204、303A、303B输出LD信号。
然后,转移到步骤S35,微处理器202′对于各个单元ID部104、204、303A、303B连续输出CLK信号。由此,从各个单元ID部104、204、303A、303B输出ID信号。该步骤S35的顺序相当于权利要求中所述的第一顺序。
然后,在步骤S40′中,微处理器202′输入从电源模块100的单元ID部104所输出的ID信号,转换为1字节单位的并行数据(单元ID或终端编码“00000000”),且存储在单元ID存储部210中。这与输入从各个单元ID部104、204、303A、303B所输出的单元ID且存储在单元ID存储部210中一样。由此,对于电源模块100、CPU模块200以及功能模块300A、300B均取得单元ID。该步骤S40′的顺序相当于权利要求中所述的第二顺序。
然后,转移到步骤S50′,微处理器202′访问存储在表数据存储部205中的数据表,根据在上述步骤S40′中存储在单元ID存储部210中的单元ID,对于相对应的模块信息,即,电源模块100、CPU模块200以及功能模块300A、300B均取得模块信息。
由于其后的步骤S60~步骤S110与所述图7一样,因此在此省略说明。另外,本变形例中的步骤S60以及步骤S70的顺序相当于权利要求所述的第三顺序。
根据本变形例,能够获得与所述实施方式一样的效果。并且,根据本变形例,由于CPU模块200的微处理器202′自身从电源模块100、CPU模块200以及功能模块300A、300B读取单元ID,因此不必在微处理器202′之外再设置ID读取电路块,能够减少部品的数目。
(2)用允许信号供给控制第二电源的情况
在上述实施方式中,通过将一次侧电源400连接到转换器102,在转换器102生成电源电压,且微处理器202控制继电器103的接点开关,来控制第二电源的供给,但并不仅限定于此。即,也可以通过将一次侧电源400连接到两个电源装置,在各个装置生成电源电压,微处理器202对其中一个电源装置输出控制信号,来控制第二电源的供给。
如图10所示,本变形例的电源模块100具有连接到一次侧电源400的转换器102′(第二电源装置)、所述单元ID部104和连接到一次侧电源400的带允许功能转换器105(第三电源装置)。
转换器102′根据从一次侧电源400供给的商用电源来生成电源电压,且将所生成的电源电压作为第一电源,经由第一电源系列线L1供给。
带允许功能转换器105根据从一次侧电源400供给的商用电源来生成电源电压,且将所生成的电源电压作为第二电源,控制该第二电源的供给。
接着,CPU模块200的微处理器202与上述说明一样,对电源模块100的电源容量的适用性进行判断,在判断为电源模块100的电源容量适用时,对带允许功能转换器105输出允许信号(控制信号),经由第二电源系列线L2供给第二电源。即,经由第二电源系列线L2,向CPU模块200的总线控制部203和各个功能模块300A、300B的模块控制部302A、302B供给第二电源。
根据本变形例,能够获得与上述实施方式相同的效果。并且,根据本变形例,在通过CPU模块200的微处理器202判断为电源模块100的电源容量适用时,向带允许功能转换器105输出允许信号,来确实地控制电源模块100,以便供给第二电源。
(3)判断电源切断前及投入后的模块结构的一致、不一致的情况
即,CPU模块200的微处理器202也可以通过比较可编程控制器1的电源切断前所取得的单元ID和电源投入后所取得的单元ID,来判断设置在可编程控制器1中的多个模块的结构(种类和顺序)在可编程控制器1的电源切断前及电源投入后是否一致。因此,在CPU模块200的微处理器202判断为多个模块的结构在可编程控制器1的电源切断前和电源投入后不一致时,能够判断为进行了维护或可编程控制器发生了故障等,向操作者发出警告。
(4)判断模块的位置关系是否适用的情况
即,CPU模块200的微处理器202也可以通过根据上述所取得的电源模块100、CPU模块200以及功能模块300A、300B的单元ID的顺序,参照存储在所述数据表存储部205中的数据表,来判断设置在可编程控制器1的电源模块100、CPU模块200以及功能模块300A、300B的位置关系是否适用。因此,例如,在具有高速处理器、高速同期式存储器的功能模块旁配置产生杂音的继电器输出模块,或者连续配置高发热量的输入模块、输出模块,通过这样的模块规格,当发生相邻配置不合适的位置关系时,能够使CPU模块200的微处理器202作出判断,催促操作者注意。
(5)判断是否存在CPU模块不支持的模块的情况
即,CPU模块200的微处理器202也可以通过根据上述所取得的电源模块100、CPU模块200以及功能模块300A、300B的单元ID,参照存储在所述数据表存储部205中的数据表,判断在设置在可编程控制器1中的电源模块100以及功能模块300A、300B中是否含有CPU模块200的功能不对应的模块。由此,当存在有CPU模块200的功能不对应的模块时,能够使微处理器202作出判断,催促操作者注意。
(6)在装置外部设置有状态显示部的情况
在上述实施方式中,CPU模块200构成为具有状态显示部207,也可以构成为不具有状态显示部207。此时,也可以构成为CPU模块200经由有线或无线通信将显示信号输出到外部的显示器(PC等),在该显示器进行显示。
并且,除上述说明之外,还可以将上述实施方式、各个变形例的方法适当进行组合利用。
在此,不再一一列举其它例子,但是只要不脱离发明的主要构思,可以对所述实施方式、各个变形例进行各种变形。
符号的简单说明
1可编程控制器(控制装置)
100电源模块(模块)
102转换器(第一电源装置)
102′转换器(第二电源装置)
103继电器
104单元ID部(识别信息输出部)
105带允许功能转换器(第三电源装置)
200CPU模块(模块)
202微处理器(处理器)
202′微处理器(处理器)
204单元ID部(识别信息输出部)
205数据表存储部(第一存储部)
206ID读取电路块(识别信息读取部)
207状态显示部(显示部)
209程序存储部(第二存储部)
210单元ID存储部(第三存储部)
300A、B功能模块(模块)
303A、B单元ID部(识别信息输出部)
400一次侧电源
Claims (13)
1.一种控制装置(1),包括至少包含电源模块(100)和CPU模块(200)的多个模块(100、200、300A、300B),为标准块形式,其特征在于:
所述CPU模块(200)包括处理器(202、202′),该处理器(202、202′)具有通过对所述电源模块(100)的电源容量和该电源模块(100)之外的各个模块的消费电流的合计值进行比较,来对所述电源模块(100)的电源容量的适用性进行判断的判断控制功能,
所述电源模块(100)至少作为两个独立的电源系统供给,该两个独立的电源系统是用于对包含供给到所述处理器(202、202′)的电源的所述电源容量的适用性进行判断的第一电源和用于其外的第二电源。
2.根据权利要求1所述的控制装置(1),其特征在于:
所述电源模块(100)在所述控制装置(1)的电源被投入时仅供给所述第一电源,所述处理器(202、202′)在所述电源模块(100)的电源容量在所述消费电流的合计值以上时,判断为所述电源模块(100)的电源容量适用,对所述电源模块(100)进行控制,以供给所述第二电源。
3.根据权利要求2所述的控制装置(1),其特征在于:
所述电源模块(100)包括:
第一电源装置(102),从一次侧电源(400)生成所述第一电源以及第二电源,以及
继电器(103),通过开关接点,来切换来自所述第一电源装置(102)的所述第二电源的切断和供给,
所述处理器(202、202′)在判断为所述电源模块(100)的电源容量适用时,关闭让所述继电器(103),供给所述第二电源。
4.根据权利要求2所述的控制装置(1),其特征在于:
所述电源模块(100)包括:
第二电源装置(102′),从一次侧电源(400)生成所述第一电源,以及
第三电源装置(105),从一次侧电源(400)生成所述第二电源,且可控制所述第二电源的供给,
所述处理器(202、202′)在判断为所述电源模块(100)的电源容量适用时,向所述第三电源装置输出控制信号,供给所述第二电源。
5.根据权利要求1~4中任意一项所述的控制装置(1),其特征在于:
所述多个模块(100、200、300A、300B)分别具有被供给所述第一电源且输出自身的识别信息的识别信息输出部(104、204、303A、303B),
所述CPU模块(200)具有存储有由所述识别信息和所对应的模块信息构成的数据表的第一存储部(205),
所述处理器(202、202′)通过对所有的所述多个模块(100、200、300A、300B)取得所述识别信息,根据该识别信息参照所述数据表,计算所述消费电流的合计值,来对所述电源模块(100)的电源容量的适用性进行判断。
6.根据权利要求5所述的控制装置(1),其特征在于:
所述CPU模块(200)包括识别信息读取部(206),该识别信息读取部(206)对于各个模块的所述识别信息输出部(104、204、303A、303B)输出所述识别信息的输出指令,且输入并存储从各个模块的所述识别信息输出部(104、204、303A、303B)相应于所述输出指令所输出的所述识别信息,
所述处理器(202、202′)从所述识别信息读取部(206)取得所述识别信息。
7.根据权利要求5所述的控制装置(1),其特征在于:
所述CPU模块(200)包括连接在所述处理器(202′)的第二存储部(209),
所述处理器(202′)根据存储在所述第二存储部(209)中的程序,执行第一顺序(S35)、第二顺序(S40′)和第三顺序(S60、S70),在所述第一顺序(S35)中,对于各个模块的所述识别信息输出部(104、204、303A、303B)输出所述识别信息的输出指令,在所述第二顺序(S40′)中,输入从各个模块的所述识别信息输出部(104、204、303A、303B)所输出的所述识别信息,并存储在第三存储部(210)中,在所述第三顺序(S60、S70)中,通过根据存储在所述第三存储部中的识别信息,参照所述数据表,计算所述消费电流的合计值,来对所述电源模块(100)的电源容量的适用性进行判断。
8.根据权利要求5~7中任意一项所述的控制装置(1),其特征在于:
所述处理器(202、202′)通过根据所取得的所述识别信息的顺序,参照所述数据表,来判断所述多个模块(100、200、300A、300B)的位置关系是否适用。
9.根据权利要求5~8中任意一项所述的控制装置(1),其特征在于:
所述处理器(202、202′)通过对所述控制装置(1)的电源切断前以及电源投入之后的所述识别信息之间进行比较,来判断所述多个模块(100、200、300A、300B)的结构在所述控制装置(1)的电源切断前以及电源投入之后是否一致。
10.根据权利要求5~9中任意一项所述的控制装置(1),其特征在于:
该控制装置(1)还包括至少一个功能模块(300A、300B),
所述处理器(202、202′)通过根据所取得的所述识别信息,参照所述数据表,来判断在所述多个模块(100、200、300A、300B)中是否包含所述CPU模块(200)的功能不对应的模块。
11.根据权利要求1~10中任意一项所述的控制装置(1),其特征在于:
所述处理器(202、202′)在判断为所述电源模块(100)的电源容量适用时,进一步判断是否可将所述电源模块(100)交换为所对应的产品系列上的容量更小的模块。
12.根据权利要求11所述的控制装置(1),其特征在于:
所述CPU模块(200)包括显示部(207),该显示部(207)在所述处理器(202、202′)判断为所述电源模块(100)的电源容量适用时,进行出错显示,且在所述处理器(202、202′)判断为可将所述电源模块(100)交换为所对应的产品系列上的容量更小的模块时,进行警告显示。
13.根据权利要求12所述的控制装置(1),其特征在于:
所述显示部(207),作为所述警告显示,进行催促交换为所述产品系列上适当容量的模块的显示。
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