CN103430110A - 可编程逻辑控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明具有：CPU单元（1）；作为各种单元的输入输出单元（2）、端盖（4）、分支单元（6）和增设单元（7），它们由CPU单元（1）控制，并经由通用连接器相连接；内部总线（5），其穿过CPU单元（1）及各种单元内部而设置，将CPU单元（1）及各种单元连接；以及总线I/F（9），在各种单元各自中通用地设置该总线I/F，该总线I/F保存用于内部总线（5）的异常检测的异常检测用数据，CPU单元（1）通过对从各种单元的总线I/F（9）读出的异常检测用数据进行比对，检测内部总线（5）的异常位置。

Description

可编程逻辑控制器
技术领域
本发明涉及一种与可编程逻辑控制器的内部总线发生通信异常时的处理相关的技术。
背景技术
在现有的工厂自动化技术领域里，采用由多个单元构成的积木块型可编程逻辑控制器。在与可编程逻辑控制器相关的技术中，已提出利用硬件电路检测可编程逻辑控制器与外部装置之间的总线连接状态，并将该信息储存到CPU中的技术方案(例如可参照专利文献1、3和4)。此外，在专利文献2中，提出了检测可编程逻辑控制器的输入从属单元与外部设备间连接的断线或短路等状态，并确定发生通信异常的位置的技术方案。
专利文献1：日本特开2008-269013号公报
专利文献2：日本特开2005-149294号公报
专利文献3：日本特开2010-55384号公报
专利文献4：日本特开平10-74104号公报
发明内容
现有技术的异常检测，适用于总线信号的路径经由单一的连接器或者背板的基板单元连接的情况，即，CPU单元和各单元中有单独的内部总线的情况。而在各单元之间直接相连而构建出的所谓无基板类型的系统中，总线信号的路径是经由单元相连接的，CPU单元和各单元完全共用内部总线。在对内部总线完全共用的系统应用现有技术的异常检测的情况下，虽然能够检测出内部总线的通信异常，但也存在不易确定异常位置的问题。
本发明即鉴于上述问题而提出的，其目的是提供一种可编程逻辑控制器，其能够正确地确定内部总线上发生通信异常的位置。
为解决上述问题，实现目的，本发明的特征在于，具有：CPU单元；各种单元，它们由前述CPU单元控制，并经由通用连接器相连接；内部总线，其穿过前述CPU单元及前述各种单元内部而设置，将前述CPU单元及前述各种单元连接；以及总线接口，在前述各种单元各自中通用地设置该总线接口，该总线接口保存用于前述内部总线的异常检测的异常检测用数据，前述CPU单元通过对从前述各种单元的前述总线接口读出的前述异常检测用数据进行比对，检测前述内部总线的异常位置。
发明效果
根据本发明，通过应用总线接口，可在CPU单元与各单元完全共用内部总线的系统中，由CPU单元判断出内部总线的异常位置。由此，可以正确地确定内部总线上发生通信异常的位置。
附图说明
图1为表示本发明的实施方式所涉及的可编程逻辑控制器的结构的框图。
图2为用于说明利用可编程逻辑控制器对内部总线的通信异常进行诊断的顺序的流程图。
具体实施方式
下面，根据附图对本发明涉及的可编程逻辑控制器的实施方式进行详细说明。此外，本发明并不仅限于该实施方式。
实施方式
图1为表示本发明实施方式所涉及的可编程逻辑控制器结构的框图。本实施方式中，以由基本模块11和两个增设模块12、13构成的可编程逻辑控制器为例。基本模块11与增设模块12间经由增设线缆8相连。增设模块12与增设模块13间通过增设线缆8相连。
基本模块11具有CPU单元1、作为各种单元的的分支单元6、输入输出单元2以及端盖4。在基本模块11中，各种单元经由通用连接器3直接相连。
增设模块12具有作为各种单元的增设单元7、分支单元6、输入输出单元2以及端盖4。增设模块13具有作为各种单元的增设单元7、输入输出单元2以及端盖4。在增设模块12、13中，各种单元经由通用连接器3直接相连。
CPU单元1用于控制包含各模块11、12、13的各个单元在内的整个可编程控制器。输入输出单元2进行从各种输入设备(图示省略)读入输入数据、或向各种输出设备(图示省略)发送输出信号的动作等。端盖4被设置在基本模块11以及增设模块12、13的终端。端盖4是用于执行系统终端处理的单元。在基本模块11中，内部总线5穿过CPU单元1、分支单元6、输入输出单元2以及端盖4内部而设置，将它们串联连接。
设置于基本模块11中的分支单元6，将内部总线5向基本模块11内的输入输出单元2侧和增设线缆8侧分支。增设线缆8将基本模块11内的分支单元6与增设模块12内的增设单元7相连。增设线缆8内流通有增设线缆脱落检测信号10。
在增设模块12中，内部总线5穿过增设单元7、分支单元6、输入输出单元2以及端盖4内部而设置，将它们串联连接。设置于增设模块12中的分支单元6，将内部总线5向增设模块12内的输入输出单元2侧和增设线缆8侧分支。增设线缆8将增设模块12内的分支单元6与增设模块13内的增设单元7相连。增设线缆8内流通有增设线缆脱落检测信号10。在增设模块13中，内部总线5穿过增设单元7、输入输出单元2以及端盖4内部而设置，将它们串联连接。
可编程逻辑控制器中的作为各种单元的输入输出单元2、端盖4、分支单元6以及增设单元7各自具有通用地设置的总线接口(I/F)9。总线I/F9在各自的单元内与内部总线5连接。总线I/F9保存用于内部总线5的异常检测的异常检测用数据。总线I/F9的异常检测用数据可经由内部总线5进行传输。
总线I/F9内搭载有内部总线诊断用的寄存器。CPU单元1通过访问总线I/F9的寄存器，读出并比对异常检测用数据，从而逐一检测内部总线5的异常位置。
另外，总线I/F9还搭载有保存增设线缆脱落信息的寄存器，其中，增设线缆脱落信息用于检测增设线缆8的脱落。总线I/F9通过将增设线缆脱落检测信号10与增设线缆脱落信息用的寄存器相连，可检测增设线缆8的连接状态，获得增设线缆脱落信息。总线I/F9的增设线缆脱落信息可经由内部总线5进行传输。CPU单元1通过访问总线I/F9的寄存器，读出增设线缆脱落信息。CPU单元1根据读出的增设线缆脱落信息，逐一检测增设线缆8的连接状态。
增设线缆脱落检测信号10从增设单元7经由增设线缆8，由分支单元6进行上拉（pull-up）。当增设线缆8发生脱落时，与总线I/F9相连的增设线缆脱落检测信号10即变为高电平，增设线缆脱落信息被存储到总线I/F9内的增设线缆脱落检测用的寄存器中。增设线缆脱落检测信号10被配置在增设线缆8的左右两侧。由此，即使增设线缆发生了半脱落、即只有左右两侧的其中一侧发生了脱落的情况下，也会被当作增设线缆8脱落而被检测出。
此外，可编程逻辑控制器的结构并不局限于本实施方式中所说明的情况。例如，在可编程逻辑控制器中所设的增设模块的数量并不仅限于两个，而是有多少个都可以。各模块内所设的输入输出单元的数量也是有多少个都可以。另外，可编程逻辑控制器内所设的各种单元也可以包含本实施方式中所说明的单元之外的其他单元。
图2为说明由可编程控制器进行的内部总线通信异常诊断的顺序的流程图。CPU单元1判断可编程控制器内的内部总线5整体是否有通信异常发生(步骤S1)。CPU单元1例如通过从各端盖4的总线I/F9读出异常检测用数据，来判断内部总线5上是否有通信异常发生。在没有发生通信异常的情况下(步骤S1,No)，CPU单元1终止处理。
内部总线5上的通信异常可能是分支单元6脱落、增设线缆8脱落、分支单元6以外的各种单元脱落中某一种情况。
这里以在增设模块12内发生了通信异常为例进行说明。在发生了通信异常的情况下(步骤S1,Yes)，CPU单元1从位于增设模块12前段的基本模块11的分支单元6的总线I/F9读出异常检测用数据和增设线缆脱落信息(步骤S2)。CPU单元1根据读出的异常检测用数据，判断分支单元6是否发生脱落(步骤S3)。
在判断为分支单元6发生了脱落的情况下(步骤S3,Yes)，CPU单元1输出表示基本模块11的分支单元6发生了脱落的错误通知(步骤S7)，并终止处理。在判断为分支单元6没有发生脱落的情况下(步骤S3,No)，CPU单元1根据所读出的增设线缆脱落信息，判断增设线缆8是否发生脱落(步骤S4)。
在判断为增设线缆8发生了脱落的情况下(步骤S4,Yes)，CPU单元1输出表示基本模块11和增设模块12间的增设线缆8发生了脱落的错误通知(步骤S8)，并终止处理。在判断为增设线缆8没有发生脱落的情况下(步骤S4,No)，CPU单元1从增设模块12的各种单元读出异常检测用数据，确定发生脱落的单元(步骤S5)。CPU单元1输出表示所确定的单元发生了脱落的错误通知(步骤S6)，并终止处理。
在增设模块13内有通信异常的情况下，CPU单元1进一步针对位于增设模块13前段的增设模块12来判断分支单元6是否发生脱落。另外，CPU单元1判断增设模块13以及增设模块12间的增设线缆8是否发生了脱落。进一步，CPU单元1确定增设模块13的各单元中发生了脱落的单元。
在基本模块11内有通信异常的情况下，CPU单元1确定基本模块11的各单元中发生了脱落的单元。可编程逻辑控制器例如定期地执行本实施方式中说明的通信异常诊断。另外，可编程逻辑控制器也可以对应于用户的操作，施行本实施方式中所说明的通信异常诊断。
CPU单元1通过确定发生了通信异常的单元或者增设线缆8，并进行例如利用监视器发送错误通知等动作，可以尽早地告知发生通信异常的位置。CPU单元1也可以按照与确定内部总线5的通信异常位置同样的诊断顺序，来确定发生故障的单元。
本实施方式所涉及的可编程逻辑控制器，通过采用总线I/F9，可以在CPU单元1和各单元完全共用内部总线5的系统中，利用CPU单元1判别出内部总线5的异常位置。另外，可编程逻辑控制器通过由分支单元6的总线I/F9保存增设线缆脱落信息，从而能够由CPU单元1检测出增设线缆8是否脱落。由此，可编程逻辑控制器可以正确地确定发生了通信异常的位置，从而有利于进行故障检修。
对于增设线缆8在系统启动时的脱落，可编程逻辑控制器可以不视为通信异常，而是视为正常状态。例如，在用户希望将来对系统进行扩容的情况下，可以在拔出增设线缆8的状态下构建可编程逻辑控制器。由此，可以使可编程逻辑控制器成为高自由度的系统架构。
符号说明
1.CPU单元
2.输入输出单元
3.通用连接器
4.端盖
5.内部总线
6.分支单元
7.增设单元
8.增设线缆
9.总线I/F
10.增设线缆脱落检测信号
11.基本模块
12、13.增设模块

Claims (3)

1.一种可编程逻辑控制器，其特征在于，具有：
CPU单元；
各种单元，它们由前述CPU单元控制，并经由通用连接器相连接；
内部总线，其穿过前述CPU单元及前述各种单元内部而设置，将前述CPU单元及前述各种单元连接；以及
总线接口，在前述各种单元各自中通用地设置该总线接口，该总线接口保存用于前述内部总线的异常检测的异常检测用数据，
前述CPU单元通过对从前述各种单元的前述总线接口读出的前述异常检测用数据进行比对，检测前述内部总线的异常位置。
2.如权利要求1中所述的可编程逻辑控制器，其特征在于，具有：
基本模块，其包含前述CPU单元；以及
增设模块，其经由增设线缆与前述基本模块连接，
前述基本模块具有分支单元，该分支单元使前述内部总线分支后的一支能够与前述增设线缆连接，
前述分支单元将用于检测前述增设线缆的脱落的增设线缆脱落信息保存于前述总线接口中，
前述CPU单元根据从前述分支单元的前述总线接口读出的前述增设线缆脱落信息，检测前述增设线缆的连接状态。
3.如权利要求2中所述的可编程逻辑控制器，其特征在于，
前述CPU单元在判断出前述内部总线上有通信异常的情况下，确定发生了前述通信异常的前述各种单元或者前述增设线缆，并发送错误通知。
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