DE112011105487T5

DE112011105487T5 - Analogeingabesystem, Analogausgabesystem und Analogeingabe-/ausgabesystem

Info

Publication number: DE112011105487T5
Application number: DE112011105487.4T
Authority: DE
Inventors: Masaru Hoshikawa; Shigeaki Takase
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-08-01
Filing date: 2011-08-01
Publication date: 2014-05-15
Anticipated expiration: 2031-08-02
Also published as: JP4902824B1; US8564466B2; TW201308912A; KR101336373B1; CN103039007A; TWI460999B; WO2013018190A1; KR20130050271A; US20130033390A1; CN103039007B; DE112011105487B4; JPWO2013018190A1

Abstract

Um die Anzahl von Analogeingängen zu niedrigen Kosten zu vergrößern, beinhaltet ein analoges Eingabesystem: ein oder mehrere Analognebeneinheiten 20a, die alle mit einem Bus 41 verbunden sind, mit dem eine CPU-Einheit 30 verbunden ist, und die alle eine A/D-Wandlervorrichtung 21a beinhalten, die einen durch eine externe Vorrichtung ausgegebenen Analogwert in einen ersten Digitalwert umwandeln, einen Pufferspeicher 23a, der einen zweiten Digitalwert, der an die CPU-Einheit 30 zu übertragen ist, puffert, und eine nichtflüchtige Speichervorrichtung 22a, welche spezifische Informationen ihrer eigenen Einheit 20a enthält, und eine Analoghaupteinheit 10, die mit dem Bus 41 verbunden ist und einen Betriebsabschnitt 17 beinhaltet, der Betriebsverarbeitung basierend auf der in der Speichervorrichtung 22a gespeicherten spezifischen Information durchführt, wobei der erste Digitalwert als eine Eingabe verwendet wird, wodurch der zweite Digitalwert berechnet wird, wobei die analoge Haupteinheit 10 an jeder der Analognebeneingabeeinheiten 20a die Betriebsverarbeitung und die Verarbeitung der Übertragung des berechneten zweiten Digitalwerts an den Pufferspeicher 23a durchführt.

Description

Gebiet
Die vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Analogeingabesystem, ein Analogausgabesystem und ein Analogeingabe-/ausgabesystem, die in einer programmierbaren Logiksteuervorrichtung (PLC, Programmable Logic Controller) montiert sind.
Hintergrund
Einige PLCs sind mit einer Basiseinheit konfiguriert, welche mit einer oder mehreren Funktionseinheiten verbunden ist. Funktionseinheiten beinhalten eine CPU-Einheit zum Ausführen einer Kontrolle über die Gesamt-PLC, eine Analogeingabe-/ausgabeeinheit zum Durchführen von Eingabe/Ausgabe mit einer zu steuernden Vorrichtung, eine Netzwerkeinheit als eine Kommunikationsvorrichtung zum Durchführen von Kommunikation mit anderen PLCs und dergleichen. Der Anwender kann seine/ihre gewünschten funktionalen Einheiten kombinieren, um eine PLC zu konstruieren. Die Basiseinheit weist einen eingebauten Bus auf, und eine Mehrzahl von auf der Basiseinheit montierten Funktionseinheiten können Daten über den Bus zueinander senden/empfangen.
Eine analoge Eingabe-/Ausgabeeinheit tauscht Daten mit einer CPU-Einheit unter Verwendung eines geteilten Speichers auf, der durch die CPU-Einheit beschreibbar und lesbar ist. Es sollte gesehen werden, dass eine analoge Eingabe-/Ausgabeeinheit sich kollektiv auf eine analoge Eingabeeinheit, die A/D-Wandlung an einem aus einer externen Vorrichtung eingegebenen Analogwert durchführt, um einen Digitalwert zu erzeugen, der an eine CPU-Einheit weiterzuleiten ist, und den erzeugten Digitalwert in einen geteilten Speicher zu schreiben, und eine analoge Ausgabeeinheit, die D/A-Wandlung an einem durch eine CPU-Einheit erzeugten und in einen geteilten Speicher geschriebenen Digitalwert durchführt, um einen Analogwert zu erzeugen, der an eine externe Vorrichtung auszugeben ist.
Der Anwender kann eine Mehrzahl von analogen Eingabe-/Ausgabeeinheiten auf der Basiseinheit montieren, um die, Anzahl analoger Eingänge und Ausgänge zu vergrößern (siehe beispielsweise Patentliteratur 1 und Patentliteratur 2).
Referenzliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2010-134830
Patentliteratur 2: japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2006-165737

Zusammenfassung
Technisches Gebiet
Hier ist ein durch die analoge Eingabe-/Ausgabeeinheit zu handhabender Digitalwert nicht ein Wert selbst, der durch eine in der analogen Eingabeeinheit enthaltene A/D-Wandlervorrichtung ausgegeben wird, oder ein Wert selbst, der an einer in einer analogen Ausgabeeinheit beinhalteten D/A-Wandlervorrichtung eingegeben wird, sondern er ist ein Wert, der einer gewissen numerischen Wandlung durch einen Operationsabschnitt in der analogen Eingabeeinheit oder der analogen Ausgabeeinheit unterworfen wird.
Beispielsweise wandelt eine analoge Eingabeeinheit, an der ein Temperaturwert eines Thermokopplers, Platinwiderstandstemperaturdetektors oder dergleichen numerisch eingegeben wird, einen Ausgabewert der A/D-Wandlervorrichtung in einen Temperaturwert um, basierend auf einer Referenztabelle für thermoelektrische Leistung oder einer Referenztabelle für Widerstandswerte eines Widerstandstemperaturdetektors, die durch JIS oder andere Standards definiert sind.
Eine analoge Eingabeeinheit, an der eine Spannung oder ein Strom eingegeben wird, wandelt eine analoge Eingabe in einem Bereich von 0 bis 10 V, 1 bis 5 V, 4 bis 20 mA oder dergleichen in einen Digitalwert um und wandelt dann numerisch den nachgewandelten Digitalwert in einen Digitalwert in einem zuvor definierten Bereich wie etwa 0 bis 4000 um.
Andererseits weist eine analoge Eingabe-/Ausgabeeinheit Funktionen auf, die in der analogen Eingabe-/Ausgabeeinheit zu implementieren sind, wie etwa eine Funktion des Durchführens einer Durchschnittsverarbeitung in der analogen Eingabe-/Ausgabeeinheit, basierend auf dem nachgewandelten Digitalwert, und eine Funktion des Ausgebens eines Alarms, wenn der Digitalwert jenseits eines eingestellten Bereichs ist.
Folglich, wenn eine Mehrzahl von analogen Eingabe-/Ausgabeeinheiten mit einer Basiseinheit verbunden sind, um die Anzahl von Eingängen und Ausgängen zu vergrößern, müssen alle zu verbindenden analogen Eingabe-/Ausgabeeinheiten einen Betriebsabschnitt aufweisen. Dies hat ein Problem mit Kostensteigerungen verursacht.
Die folgende Erfindung ist gemacht worden im Hinblick auf Das Vorstehende und eine Aufgabe derselben ist es, ein analoges Eingabesystem, ein analoges Ausgabesystem und ein analoges Eingabe-/Ausgabesystem bereitzustellen, die es ermöglichen, die Anzahl von analogen Eingängen oder die Anzahl von analogen Ausgängen bei niedrigen Kosten zu vergrößern.
Lösung des Problems
Um die vorstehenden Probleme zu lösen und die Aufgabe zu bewältigen, stellt die vorliegende Erfindung ein analoges Eingabesystem bereit, das umfasst: eine oder mehrere Nebeneingabeeinheiten, die alle mit einem Bus verbunden sind, mit dem eine CPU-Einheit verbunden ist, und die alle eine A/D-Wandlervorrichtung, die mit einer externen Vorrichtung zum Ausgeben eines Analogwerts verbunden ist, und einen durch die externe Vorrichtung ausgegebenen Analogwert in einen ersten Digitalwert umwandelt, einen ersten Pufferspeicher, der einen zweiten Digitalwert, der an die CPU-Einheit zu übertragen ist, puffert und eine nicht-flüchtige Speichervorrichtung, die spezifische Informationen ihrer eigenen Einheit speichert, beinhalten; und eine Haupteinheit, die mit dem Bus verbunden ist, und einen Betriebsabschnitt beinhaltet, der eine Betriebsverarbeitung basierend auf der in der Speichervorrichtung gespeicherten spezifischen Information durchführt, wobei der durch die A/D-Wandlervorrichtung ausgegebene erste Digitalwert als eine Eingabe verwendet wird, wodurch der zweite Digitalwert berechnet wird, wobei die Haupteinheit an jeder der Nebeneingabeeinheiten die Betriebsverarbeitung des Betriebsabschnitts und die Verarbeitung der Übertragung des durch die Betriebsverarbeitung berechneten zweiten Digitalwerts an den ersten Pufferspeicher durchführt.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß dem analogen Eingabesystem der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Verbindung einer Mehrzahl von analogen Nebeneinheiten durchzuführen, die als analoge Eingabeeinheit fungieren, und da die analogen Nebeneinheiten keine Betriebsabschnitte beinhalten müssen, ist es möglich, die Anzahl von analogen Eingängen bei niedrigen Kosten zu erhöhen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer PLC zeigt, auf die ein analoges Eingabesystem, ein analoges Ausgabesystem und ein analoges Eingabe-/Ausgabesystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet werden.
2 ist ein Diagramm zum Beschreiben einer Speicherstruktur einer Speichervorrichtung, die in einer analogen Nebeneinheit beinhaltet ist.
3 ist ein Diagramm einer Speicherstruktur einer Speichervorrichtung, die in einer analogen Haupteinheit enthalten ist.
4 ist ein Diagramm zum Beschreiben einer Datenstruktur einer Verbindungsnebeneinheitstabelle.
5 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Betriebs des analogen Eingabe-/Ausgabesystems bei Handhabung eines Eingabesignals.
6 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Betriebs des analogen Eingabe-/Ausgabesystems beim Handhaben eines Ausgabesignals.
7 ist ein Diagramm zum Beschreiben einer Technik gemäß einem Vergleichsbespiel.
Beschreibung von Ausführungsformen
Nachfolgend wird eine Ausführungsform des analogen Eingabesystems, analogen Ausgabesystems und analogen Eingabe-/Ausgabesystems gemäß der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es sollte angemerkt sein, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsform beschränkt ist.
Ausführungsform
1 ist ein Diagramm, dass eine Konfiguration einer PLC zeigt, auf die ein analoges Eingabesystem, ein analoges Ausgabesystem und ein analoges Eingabe-/Ausgabesystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet werden.
Wie in 1 gezeigt, beinhaltet eine PLC 1 eine analoge Haupteinheit 10, eine Mehrzahl von (hier zwei) analogen Nebeneinheiten 20a und 20b, eine CPU 30 und eine Basiseinheit 40. Es wird angenommen, dass die analoge Nebeneinheit 20a eine analoge Eingabeeinheit ist, und dass die analoge Nebeneinheit 20b eine analoge Ausgabeeinheit ist. Mit anderen Worten bilden die analoge Haupteinheit 10 und die analoge Nebeneinheit 20a ein Analogeingabesystem. Die Analoghaupteinheit 10 und die Analognebeneinheit 20b bilden ein Analogausgabesystem. Die Analoghaupteinheit 10 und die Analognebeneinheiten 20a und 20b bilden ein analoges Eingabe-/Ausgabesystem. Nachfolgend können die Analognebeneinheiten 20a und 20b kollektiv als Analognebeneinheiten 20 bezeichnet werden.
Die Basiseinheit 40 ist zwischen der Analoghaupteinheit 10, den Analognebeneinheiten 20a und 20b und der CPU-Einheit 30 eingepasst und mit einem Bus 41 zur elektrischen Verbindung dieser Einheiten ausgestattet.
Die Analoghaupteinheit 10 beinhaltet: eine A/D-Wandlervorrichtung 11, die einen aus einer externen Vorrichtung eingegebenen Analogwert in einen Digitalwert umwandelt; eine nichtflüchtige Speichervorrichtung 12, einen Betriebsabschnitt 17, einen geteilten Speicher 15, der primär als ein Puffer für Das Übertragen von Daten zwischen Einheiten verwendet wird; und einen Bus-Steuerabschnitt 16, der Datentransfer über den geteilten Speicher 15 und den Bus 41 steuert. Die Analoghaupteinheit 10 kann eine Mehrzahl von Eingangsanschlüssen für Analogwerte enthalten.
Die Analognebeneinheit 20a beinhaltet: eine A/D-Wandlervorrichtung 21a, die einen aus einer externen Vorrichtung eingegebenen Analogwert in einen Digitalwert umwandelt; eine nichtflüchtige Speichervorrichtung 22a, einen geteilten Speicher 25a, der primär als ein Puffer zum Übertragen von Daten zwischen Einheiten verwendet wird; und einen Bus-Steuerabschnitt 26a, der Datentransfer über den geteilten Speicher 25a und den Bus 41 durchführt. Die Analognebeneinheit 20a kann eine Mehrzahl von Eingangsanschlüssen für Analogwerte beinhalten.
Die Analognebeneinheit 20b beinhaltet: eine D/A-Wandlervorrichtung 21b, die einen durch die CPU-Einheit 30 erzeugten Digitalwert in einen Analogwert umwandelt, der an eine externe Vorrichtung auszugeben ist; eine nichtflüchtige Speichervorrichtung 22b, und einen geteilten Speicher 25b, der primär als ein Puffer zum Übertragen von Daten zwischen Einheiten verwendet wird; und einen Bus-Steuerabschnitt 26b, der Datenübertragung über den geteilten Speicher 25b und den Bus 41 steuert. Die Analognebeneinheit 20b kann eine Mehrzahl von Ausgangsanschlüssen für Analogwerte beinhalten.
Hier werden ein Pufferspeicher 13 und ein Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 14 im geteilten Speicher 15 reserviert, der in der Analoghaupteinheit 10 enthalten ist. Der Pufferspeicher 13 ist durch die CPU-Einheit 30 lesbar und beschreibbar und speichert aus der CPU-Einheit 30 gesendete Daten und an die CPU-Einheit 30 zu sendende Daten. Der Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 14 speichert aus den Analognebeneinheiten 20a und 20b gesendete Daten und an die Analognebeneinheiten 20a und 20b zu sendende Daten.
Derweil sind ein Pufferspeicher 23a und ein Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 24a im, in der Analognebeneinheit 20a enthaltenen Speicher 25a reserviert. Der Pufferspeicher 23a ist durch die CPU-Einheit 30 lesbar und schreibbar, in welchem Daten, die aus der CPU-Einheit 30 gesendet sind, und Daten, die an die CPU-Einheit 30 zu senden sind, gepuffert werden. Der Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 24a ist durch die Analoghaupteinheit 10 lesbar und schreibbar, in welchem die Analoghaupteinheit 10 zu sendenden Daten aus der Analoghaupteinheit 10 zu sendenden Daten gespeichert sind. Der Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 24a speichert auch einen Umwandlungszykluseinstellwert, der einen Zyklus des Erfassens eines aus einer externen Vorrichtung eingegebenen Analogwerts und Umwandelns des Analogwerts in einen Digitalwert beschreibt.
Auch sind ein Pufferspeicher 23b und ein Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 24b im geteilten Speicher 25b, der in der Analognebeneinheit 20b enthalten ist, reserviert. Der Pufferspeicher 23b ist durch die CPU-Einheit 30 lesbar und beschreibbar, in welchem aus der CPU-Einheit 30 gesendete Daten und an die CPU-Einheit 30 zu sendende Daten gespeichert sind. Der Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 24b ist durch die Analoghaupteinheit 10 lesbar und beschreibbar, in welchem an die Analoghaupteinheit 10 zu sendende Daten und aus der Analoghaupteinheit 10 zu sendende Daten gespeichert werden. Der Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 24b speichert auch einen Umwandlungszykluseinstellwert, der einen Zyklus des Erfassens eines aus der CPU-Einheit 30 gesendeten Digitalwerts und Umwandelns des Digitalwerts in einen Analogwert, der an eine externe Vorrichtung auszugeben ist, beschreibt.
Der in der Analoghaupteinheit 10 enthaltene Bus-Steuerabschnitt 16 führt Datenübertragung zwischen dem in der eigenen Einheit 10 enthaltenen Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 14 und dem in der Analognebeneinheit 20a enthaltenen Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 24a und Datenübertragung zwischen dem in der eigenen Einheit 10 enthaltenen Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 14 und dem in der Analognebeneinheit 20b enthaltenen Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 24b durch. Spezifisch wird beispielsweise eine Datenübertragung aus der Analoghaupteinheit 10 zur Analognebeneinheit 20a durchgeführt, liest der Bus-Steuerabschnitt 26a im Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 14 der Analoghaupteinheit 10 gespeicherte Daten und schreibt die Daten in den Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 24a der Analognebeneinheit 20a während der Zeit, wenn die Analoghaupteinheit 10 Busnutzungsrecht hat. Während andererseits eine Datenübertragung aus der Analognebeneinheit 20a zur Analoghaupteinheit 10 durchgeführt wird, liest der Bus-Steuerabschnitt 16 in den Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 24a der Analoghaupteinheit 20a gespeicherte Daten ein, und liest die Daten in den Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 14 der eigenen Einheit 10 während der Zeit ein, wenn die Analoghaupteinheit 10 ein Busnutzungsrecht hat.
Auf solche Weise führt die Bus-Steuerabschnitt 16 eine Datenübertragung zwischen der Analoghaupteinheit 10 und der Analognebeneinheit 20 durch. Der Bus-Steuerabschnitt 16 überträgt einen Digitalwert vor der Betriebsverarbeitung (numerische Umwandlungsverarbeitung und Korrekturverarbeitung, später beschrieben) aus den Analognebeneinheiten 20 an die Analoghaupteinheit 10 und überträgt einen nach der Betriebsverarbeitung erhaltenen Digitalwert aus der Analoghaupteinheit 10 an die Analognebeneinheiten 20. Die Bezeichnung einer Datenübertragungsquelle und eines Datenübertragungsziels der Datenübertagung durch den Bus-Steuerabschnitt 16 wird als durch den Betriebsabschnitt 17 vorgenommen angenommen.
In der Analognebeneinheit 20a kann der Bus-Steuerabschnitt 26a Datenübertragung zwischen der Speichervorrichtung 22a und dem Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 24a durchführen. Ähnlich kann in der Analognebeneinheit 20b der Bus-Steuerabschnitt 26b einen Datentransfer zwischen der Speichervorrichtung 22b und dem Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 24b durchführen. Die Bezeichnung einer Datenübertragungsquelle und eines Datenübertragungsziels des Datentransfers durch die Bus-Steuerabschnitte 26a und 26b kann durch den Betriebsabschnitt 17 über den Bus-Steuerabschnitt 16 und den Bus 41 vorgenommen werden.
Der Betriebsabschnitt 17, der in der Analoghaupteinheit 10 enthalten ist, führt eine Operationsverarbeitung an einem durch die Analognebeneinheit 20a, die A/D-Wandlung durchführt, erhaltenen Digitalwert durch, um es damit möglich zu machen, einen Digitalwert zu berechnen, der an der CPU-Einheit 30 einzugeben ist. Der Betriebsabschnitt 17 führt auch eine Betriebsverarbeitung an einem Digitalwert durch, den die CPU-Einheit 30 an die Analognebeneinheit 20b ausgegeben hat, um dadurch einen Digitalwert zu berechnen, der einen an eine externe Vorrichtung auszugebenden Analogwert bereitstellt, wenn durch die Analognebeneinheit 20b A/D-gewandelt.
Ein Algorithmus der numerischen Umwandlungsverarbeitung, der an einem Digitalwert durchzuführen ist, variiert abhängig vom Typ der Analogeingabe-/Ausgabeeinheit (Einheitstyp). Eine analoge Eingabe-/Ausgabeeinheit eines Typs, bei der ein Temperaturwert eines Thermokopplers, eines Platinwiderstandstemperaturdetektors oder dergleichen darin eingegeben wird, wandelt einen Digitalwert nach A/D-Wandlung in einen Temperaturwert um, basierend auf einer Referenztabelle für thermoelektrische Leistung oder einer Referenztabelle für Widerstandswerte eines Widerstandstemperaturdetektors, definiert durch JIS oder andere Normen. Eine analoge Eingabe-/Ausgabeeinheit eines Typs, bei der eine Spannung oder ein Strom daran eingegeben ist, wandelt eine Analogeingabe von 0 bis 10 V, 1 bis 5 V, 4 bis 20 mA oder dergleichen in einen Digitalwert in einem zuvor definierten Bereich von 0 bis 4000 oder dergleichen um.
Es sollte angemerkt sein, dass ein Konzept der numerischen Umwandlungsverarbeitung das Durchschnittsverarbeiten und Verarbeiten des Ausgebens eines Alarms abdeckt, wenn der Digitalwert einen zuvor eingestellten Bereich übersteigt.
Allgemeint erzeugen Umwandlungsvorrichtungen (A/D-Umwandlungsvorrichtungen und D/A-Umwandlungsvorrichtungen) in sich Referenzspannungen (beispielsweise eine GND-Spannung und eine Messobergrenzspannung) und führen eine Umwandlung basierend auf einem Vergleich zwischen Analogsignalen der erzeugten Referenzspannungen und einem eingegebenen/ausgegebenen Analogwert durch. Die erzeugten Referenzspannungen enthalten üblicherweise Fehler, und/oder Schaltungen, die die Umwandlungsvorrichtung bilden, enthalten irgendeinen Fehler, und somit kann die direkte Verwendung der Referenzspannung für die Umwandlungen daran scheitern, einen beabsichtigen Umwandlungswert zu erzeugen.
Dann werden gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Analognebeneinheiten 20 veranlasst, Informationen zurückzuhalten, die für die jeweiligen Einheiten spezifisch sind, wie etwa der Einheitstyp und Referenzwerte zur Fehlerkorrektur, und führt in der Analoghaupteinheit 10 der Betriebsabschnitt 17 eine numerische Umwandlungsverarbeitung und Korrekturverarbeitung durch, basierend auf den in jeder Analognebeneinheit 20 bewahrten spezifischen Information.
2 ist ein Diagramm zur Beschreibung einer Speicherstruktur einer in der Analognebeneinheit 20a enthaltenen Speichervorrichtung 22a. Wie im Diagramm gezeigt, speichert die Speichervorrichtung 22a vorab: Einheitstypinformationen 221, die einen Einheitstyp beschreiben; einen ersten Digitalreferenzwert 222 und einen zweiten Digitalreferenzwert 223. Die Einheitstypinformationen 221 können jegliche Informationen sein, die als ein Suchschlüssel verwendet werden können, um eine später beschriebene numerische Umwandlungsverarbeitungstabelle 121 zu durchsuchen, und dadurch eine numerische Umwandlungsverarbeitung auszuwählen, die für die Analognebeneinheit 20 spezifisch ist. Beispielsweise kann eine Modellnummer als die Einheitstypinformation 221 eingesetzt werden.
Der erste Digitalreferenzwert 222 und der zweite Digitalreferenzwert 223 werden eingestellt, digitale Werte zu sein, welche durch die A/D-Wandlervorrichtung 21a erhalten werden, die Analogsignale einer GND-Spannung und einer Messobergrenzspannung umwandelt, welche durch jeweils einen Kalibrator erzeugt werden. Der Betriebsabschnitt 17 bezieht sich auf die Einheitstypinformationen 221, die in der Analognebeneinheit 20a eingestellt sind, wählt die für die Analognebeneinheit 20 vorgesehene numerische Umwandlungsverarbeitung aus, und führt die ausgewählte numerische Umwandlungsverarbeitung durch, um einen Digitalwert zu berechnen. Dann wird die Korrekturverarbeitung am Digitalwert durchgeführt, der nach der numerischen Umwandlungsverarbeitung erhalten wird, unter Verwendung der Digitalreferenzwerte 222 und 223.
Die Speichervorrichtung 22b weist dieselbe Speicherstruktur wie diejenige der Speichervorrichtung 22a auf. Jedoch sind der erste Digitalreferenzwert 222 und der zweite Digitalreferenzwert 223 gesetzt, Digitalwerte zu sein, die einen Analogwert, der eine GND-Spannung anzeigt, bzw. einen Analogwert, der eine Messobergrenzenspannung anzeigt, bereitstellen, wenn durch die D/A-Umwandlungsvorrichtung 21b umgewandelt.
Es sollte angemerkt werden, dass die Referenzspannungen nicht auf die GND-Spannung und die Messobergrenzenspannung beschränkt sind. Durch Modifizieren eines Algorithmus der Korrekturverarbeitung können jegliche gewünschte Spannungen als die Referenzspannungen verwendet werden.
3 ist ein Diagramm zum Beschreiben der Speicherstruktur der Speichervorrichtung 12. Die Speichervorrichtung 12 speichert vorab eine numerische Umwandlungsverarbeitungstabelle 121, welche eine Mehrzahl von numerischen Umwandlungsverarbeitungsprozeduren für entsprechende Einheitstypen beschreibt. Die numerische Umwandlungsverarbeitungstabelle 121 ist so konfiguriert, dass sie nach einer entsprechenden numerischen Umwandlungsverarbeitungsprozedur durchsucht werden kann, wobei die Einheitstypinformation 221 als ein Suchschlüssel verwendet wird.
Zusätzlich bewahrt die Analoghaupteinheit 10 eine Verbindungsnebeneinheitentabelle 122 auf, welche die spezifischen Informationen (Einheitstyp, erster Digitalreferenzwert und zweiter Digitalreferenzwert) in den Analognebeneinheiten 20a und 20b verwaltet, die mit demselben Bus 41 verbunden sind. 4 ist ein Diagramm zum Beschreiben einer Datenstruktur der Verbindungsnebeneinheitstabelle 122. Wie im Diagramm gezeigt, enthält die Verbindungsnebeneinheitstabelle 122 Einträge für jede Analognebeneinheit 20 und eine Identifikations-ID, einen Einheitstyp, einen ersten Digitalreferenzwert und einen zweiten Digitalreferenzwert beinhaltende Einträge. Die Identifikations-ID ist eine Identifikationsnummer zum Identifizieren, welcher Verbindungsschlitz des Busses 41 in Verbindung mit der Analognebeneinheit 20 steht.
Jeder der Einträge, welche die Verbindungsnebeneinheitstabelle 122 bilden, wird beispielsweise durch den Betriebsabschnitt 17 zum Zeitpunkt des Herauffahrens registriert. Spezifisch steuert der Betriebsabschnitt 17 den Bus-Steuerabschnitt 16, um sequentiell spezifische Informationsstücke aus den entsprechenden Speichervorrichtungen 22a und 22b in den Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 14 der Analoghaupteinheit 10 einzulesen und nachfolgend die eingelesenen spezifischen Informationsstücke in der Verbindungsnebeneinheitstabelle 122 zu registrieren. Es sollte angemerkt werden, dass zum Zeitpunkt des Herauffahrens der Bus-Steuerabschnitt 16 autonom die spezifischen Informationsstücke aus den entsprechenden Analognebeneinheiten 20 einlesen und die eingelesenen spezifischen Informationsstücke in der Verbindungsnebeneinheitstabelle 122 registrieren kann.
Als ein Beispiel wird die nachfolgende Beschreibung gegeben bezüglich dem Fall, in dem die Verbindungsnebeneinheitstabelle 122 in dem Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 14 gehalten wird. Jedoch kann die Verbindungsnebeneinheitstabelle 122 in jeglichem Speicherbereich in der Analoghaupteinheit 10 aufgehoben werden.
Die CPU-Einheit 30 beinhaltet: einen Bus-Steuerabschnitt 32, der einen im Pufferspeicher 13 der Analoghaupteinheit 10 und dem Pufferspeicher 23a der Analognebeneinheit 20a gespeicherten Digitalwert einliest und einen Digitalwert in den Pufferspeicher 23b der Analognebeneinheit 20b schreibt; und einen Betriebsabschnitt 31, der eine Operation basierend auf einem Anwenderprogramm mit einem durch den Bus-Steuerabschnitt 32, der als eine Eingabe verwendet wird, eingelesenen Digitalwert durchführt, um damit einen Digitalwert zu berechnen, der in die Analognebeneinheit 20 zu schreiben ist. Spezifischer gibt der Betriebsabschnitt 31 einen Digitalwert jedes Mal ein/aus, wenn er ein vorderhand eingebautes Anwenderprogramm einmal ausführt (scannt).
Folglich werden Einlesen des Digitalwerts in den Pufferspeicher 13 oder 23a und Aktualisieren des Digitalwerts im Pufferspeicher 23b in jedem Abtastzyklus des Anwenderprogramms durchgeführt.
Die Umwandlungszykluseinstellwerte können gleich sein oder sich vom Abtastzyklus des Anwenderprogramms unterscheiden.
Als nächstes wird ein Betrieb des Analogeingabe-/ausgabesystems gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 5 und 6 beschrieben. 5 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Betriebs des analogen Eingabe-/Ausgabesystems bei Handhabung eines Eingangssignals. 6 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Betriebs des Analogeingabe-/ausgabesystems bei Handhabung eines Ausgabesignals.
Wie in den Diagrammen gezeigt, wenn die PLC 1 aktiviert wird, steuert der Betriebsabschnitt 17 anfangs den Bus-Steuerabschnitt 16, um die in der Speichervorrichtung 22a der Analognebeneinheit 20a gespeicherten spezifischen Information einzulesen und die eingelesene spezifische Information in der Verbindungsnebeneinheitstabelle 122 zu registrieren, die in dem Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 14 platziert ist (Schritt S1). Der Betriebsabschnitt 17 steuert auch den Bus-Steuerabschnitt 16, einen Umwandlungszykluseinstellwert im Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 24a der Analognebeneinheit 20a zu speichern (Schritt S2).
Es sollte angemerkt werden, dass die Operationen der Schritte S1 und S2 auch in der Analognebeneinheit 20b durchgeführt werden.
In der Analognebeneinheit 20a führt die A/D-Wandlervorrichtung 21a eine A/D-Wandlung durch und speichert Daten nach A/D-Wandlung (Digitalwert) im Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 24a (Schritt S3). Der Betrieb des Schritts S3 wird in Umwandlungszyklen durchgeführt, welche durch den Umwandlungszykluseinstellwert beschrieben sind, der in dem Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 24a gespeichert ist. Die im Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 24a platzierten Daten nach A/D-Wandlung werden jedes Mal aktualisiert, wenn eine A/D-Wandlung durchgeführt wird.
In der Analoghaupteinheit 10 steuert der Betriebsabschnitt 17 den Bus-Steuerabschnitt 16, um die in dem Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 24a der Analognebeneinheit 20a gespeicherten Daten nach A/D-Wandlung in den Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 14 der Analoghaupteinheit 10 einzulesen (Schritt S4).
Der Betriebsabschnitt 17 durchsucht dann die in der Speichervorrichtung 12 gespeicherte numerische Umwandlungsverarbeitungstabelle 121, wobei die Einheitstypinformation 221 der Analognebeneinheit 20a, die in der Verwendungsnebeneinheitstabelle 122 registriert ist, als Suchschlüssel verwendet wird, und führt eine numerische Steuerverarbeitung durch, welche durch die Such- und Korrekturverarbeitung, welche den ersten Digitalreferenzwert 222 und den zweiten Digitalreferenzwert 223 der Analognebeneinheit 20a verwendet, die in der Verbindungsnebeneinheitstabelle 122 registriert sind, an den in den Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 14 eingelesenen Daten nach A/D-Umwandlung um (Schritt S5). Der Betriebsabschnitt 17 steuert dann den Bus-Steuerabschnitt 16, um die Daten (Digitalwert), welche durch Durchführen der numerischen Umwandlungsverarbeitung und der Korrekturverarbeitung im Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 24a der Analognebeneinheit 20a erhalten werden (wird) (Schritt S6).
In der Analognebeneinheit 20a überträgt der Bus-Steuerabschnitt 26a die Daten, die der numerischen Umwandlungsverarbeitung und der Korrekturverarbeitung unterworfen worden sind, die in der Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 24a durch die Verarbeitung des Schritts S6 gespeichert sind, an den Pufferspeicher 13a (Schritt S7).
In der CPU-Einheit 30 liest der Bus-Steuerabschnitt 32 die Daten, die der numerischen Umwandlungsverarbeitung der Korrekturverarbeitung unterworfen worden sind, die im Pufferspeicher 23a der Analognebeneinheit 20a gespeichert sind, ein (Schritt S8).
Die durch den Bus-Steuerabschnitt 32 eingelesenen Daten werden an den Betriebsabschnitt 31 gesendet und für den Betrieb des Anwenderprogramms verwendet.
Nachfolgend speichert der Bus-Steuerabschnitt 32 Daten zu einem Digitalwert, die der Betriebsabschnitts 31 berechnet hat, basierend auf dem Betrieb des Anwenderprogramms, im Pufferspeicher 23b der Analognebeneinheit 20b (Schritt S9).
In der Analognebeneinheit 20 überträgt der Bus-Steuerabschnitt 26b die im Pufferspeicher 23b durch die Verarbeitung von Schritt S8 gespeicherten Daten an den Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 24b (Schritt S10).
In der Analoghaupteinheit 10 steuert der Betriebsabschnitt 17 den Bus-Steuerabschnitt 16, um die in den Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 24b durch die Verarbeitung von Schritt S9 gespeicherten Daten in den Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 14 der Analoghaupteinheit 10 einzulesen (Schritt S11).
Der Betriebsabschnitt 17 nimmt dann eine Korrekturverarbeitungsprozedur, die den ersten Digitalreferenzwert 222 und den zweiten Digitalreferenzwert 223 der Analognebeneinheit 20b, die in der Verbindungsnebeneingangstabelle 122 registriert sind, verwendet, und eine numerische Steuerverarbeitungsprozedur, welche durch Durchsuchen der numerischen Umwandlungsverarbeitungstabelle 121 mit der Einheitstypinformation 221 in der Analognebeneinheit 20b, die in der Verbindungsnebeneinheitstabelle 122 registriert sind, erfasst wird, die als ein Suchschlüssel verwendet wird, wobei jede der Prozeduren an den Daten durchgeführt wird, die durch die Verarbeitung des Schritts S10 in den Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 14 eingelesen wird (Schritt S12). Der Betriebsabschnitt 17 steuert dann den Bus-Steuerabschnitt 16, um die Daten (Digitalwert), welche durch Durchführen der Korrekturverarbeitung und der numerischen Umwandlungsverarbeitung erhalten sind, im Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 24 der Analognebeneinheit 20b zu speichern (Schritt S13).
In der Analognebeneinheit 20b liest die D/A-Wandlervorrichtung 21b die Daten, die in dem Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 24b durch die Verarbeitung des Schritts S13 gespeichert sind, ein, führt eine D/A-Wandlung an den eingelesenen Daten durch, und gibt den sich ergebenden Analogwert an die externe Vorrichtung aus (Schritt S14).
Der Betrieb der Schritte S4 bis S7 wird beispielsweise im selben Zyklus wie der Umwandlungszyklus durchgeführt, welcher durch den in den Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 24a gespeicherten Umwandlungszykluseinstellwert beschrieben ist. Der Betrieb der Schritte S8 und S9 wird im Abtastzyklus des Anwenderprogramms wiederholt. Der Betrieb der Schritte S10 bis S13 wird beispielsweise im selben Zyklus wie dem Umwandlungszyklus wiederholt, der durch den in dem Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 24b gespeicherten Umwandlungszykluseinstellwert beschrieben ist. Der Betrieb des Schritts S14 wird in einem Umwandlungszyklus wiederholt, der durch den in dem Zwischeneinheitsschnittstellenbereich 24b gespeicherten Umwandlungszykluseinstellwert beschrieben ist.
Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in dem Fall beschrieben worden, bei dem das Analogeingabesystem eine Analognebeneinheit 20a beinhaltet, die als eine Analogeingabeeinheit fungiert, aber es versteht sich, dass selbst falls das Analogeingabesystem eine Mehrzahl von Analognebeneinheiten beinhaltet, die als Analogeingabeeinheiten fungieren, die Analoghaupteinheit 10 eine Betriebsverarbeitung an Digitalwerten für jede der Analognebeneinheiten vermittels der oben beschriebenen Konfiguration der Ausführungsform durchführen kann. Ähnlich, selbst falls das Analogausgabesystem eine Mehrzahl von Analognebeneinheiten beinhaltet, die als Analogausgabeeinheiten fungieren, kann die Analoghaupteinheit 10 die Betriebsverarbeitung an Digitalwerten für jede der Analognebeneinheiten durchführen. Ähnlich, selbst falls das Analogeingabe-/ausgabesystem eine Mehrzahl von Analognebeneinheiten beinhaltet, die als Analogeingabeeinheiten fungieren, oder eine Mehrzahl von Analognebeneinheiten, die als Analogausgabeeinheiten fungieren, kann die Analoghaupteinheit 10 Betriebsverarbeitung an Digitalwerten für jede der Analognebeneinheiten durchführen.
Als nächstes wird eine mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu vergleichende Technik (nachfolgend als eine Technik gemäß einem Vergleichsbeispiel bezeichnet) beschrieben werden. 7 ist ein Diagramm zum Beschreiben der Technik gemäß dem Vergleichsbeispiel. Dieselben Komponenten wie jede der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend durch dieselben Bezugszeichen wie jede bezeichnet, damit eine redundante Beschreibung vermieden wird.
Wie in 7 gezeigt, beinhaltet eine PLC 2 gemäß der Technik des Vergleichsbeispiels: eine CPU-Einheit 30; eine Basiseinheit 40 und ein Analogeingabe-/ausgabesystem, das eine Analoghaupteinheit 60, eine Analogmultiplexeinheit 70a und eine Analogmultiplexeinheit 70b umfasst. Die Basiseinheit 40 beinhaltet einen Bus 41. Der Bus 41 verbindet die CPU-Einheit 30 und die Analoghaupteinheit 60 elektrisch. Die CPU-Einheit 30 beinhaltet einen Betriebsabschnitt 31 und einen Bussteuerabschnitt 32.
Die Analoghaupteinheit 60 beinhaltet: eine A/D-Wandlervorrichtung 61, die einen Analogwert in einen Digitalwert umwandelt; einen Betriebsabschnitt 63, der einen Timing-Erzeugungs-Abschnitt 62 beinhaltet, und einen Bus-Steuerabschnitt 64. Die Analogmultiplexeinheit 70a beinhaltet einen Analogmultiplexkanalschalter 71a und eine Analogsignalumwandlungsschaltung 72a. Ähnlich beinhaltet die Analogmultiplexeinheit 70b einen Analogmultiplexkanalschalter 71b und eine Analogsignalumwandlungsschaltung 72b.
Die Analogmultiplexeinheiten 70a und 70b weisen beide eine Mehrzahl von Kanälen von Eingangsanschlüssen auf. Ein Analogwert in einem durch eine Spezifikation definierten Bereich wird an jedem Eingangsanschluss eingegeben. In der Analoghaupteinheit 60 erzeugt der Timing-Erzeugungs-Abschnitt 62 ein Timing zum Umschalten eines Auswahlsignals, das einen von allen der Eingangsanschlüssen auswählt, die in den Analogmultiplexeinheiten 70a und 70b eingerüstet sind. Der Betriebsabschnitt 63 führt ein Umschalten zu dem durch den Timing-Erzeugungs-Abschnitt 62 erzeugten Zeitpunkt so durch, dass alle Eingangsanschlüsse gleichermaßen durch das Auswahlsignal ausgewählt werden. In der Analogmultiplexeinheit 70a erfasst der Analogmultiplexkanalschalter 71a einen Analogwert aus einem Eingangsanschluss, der durch das Auswahlsignal spezifiziert ist, und gibt das erfasste Analogsignal an die Analogsignalumwandlungsschaltung 72a ein. Die Analogsignalumwandlungsschaltung 72a wandelt den eingegebenen Analogwert in einen Analogwert innerhalb eines Bereichs um, in welchem die Analoghaupteinheit 60 eine A/D-Wandlung durchführen kann und gibt den Analogwert nach Umwandlung an die A/D-Umwandlervorrichtung 61 der Analoghaupteinheit 60 ein.
Ähnlich erfasst in der Analogmultiplexeinheit 70b der Analogmultiplexkanalschalter 71b einen Analogwert aus einem durch das Auswahlsignal spezifizierten Eingangsanschluss und gibt den Analogwert an der Analogsignalumwandlungsschaltung 72b ein. Die Analogsignalumwandlungsschaltung 72b wandelt den eingegebenen Analogwert in einen Analogwert innerhalb eines Bereichs um, in welchem die Analoghaupteinheit 60 A/D-Wandlung vornehmen kann und gibt den Analogwert nach Umwandlung an die A/D-Wandlungsvorrichtung 61 der Analoghaupteinheit 60 ein.
Die A/D-Umwandlungsvorrichtung 61 wandelt einen eingegebenen Analogwert in einen Digitalwert um und gibt den Digitalwert nach Umwandlung an dem Betriebsabschnitt 63 ein. Der Betriebsabschnitt 63 führt numerische Wandlungsverarbeitung am eingegebenen Digitalwert durch und gibt den Digitalwert nach numerischer Umwandlung an den Bus-Steuerabschnitt 64 ein. Der Bus-Steuerabschnitt 32 der CPU-Einheit 30 liest den an dem Bus-Steuerabschnitt 64 eingegebenen Digitalwert ein.
Gemäß der Technik des Vergleichsbeispiels gibt es ein Problem damit, dass der Zyklus zum Erfassen eines Analogwerts, der aus einer externen Vorrichtung eingegeben ist, mit wachsender Anzahl von Eingängen ansteigt. Da die Analogmultiplexeinheit 70a und 70b Analogwerte an der Analoghaupteinheit 60 eingeben, erfordert es Zeit, bis die Signale der Analogwerte steigen/fallen. Dies erhöht ein Umschaltintervall des Auswahlsignals, was zu dem Problem führt, dass ein Zyklus zum Erfassen eines Analogwerts noch länger ist. Andererseits werden gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Daten eines Digitalwerts zwischen den Einheiten übertragen, so dass es einen kürzeren Zeitraum für die Signale erfordert, zu steigen/fallen, im Vergleich mit der Technik gemäß dem Vergleichsbeispiel. Da ein Analogwert erfasst und in einem Umwandlungszyklus ausgegeben werden kann, der für jede Analognebeneinheit 20 eingestellt ist, hängen der Erfassungszyklus von Analogwerten und der Ausgabezyklus von Analogwerten nicht von der Anzahl von Analogeingängen und Ausgängen ab.
Gemäß der Technik des Vergleichsbeispiels werden die Analogmultiplexeinheiten 70a und 70b aus Analogschaltungen gemacht und senden an und empfangen aus der Analoghaupteinheit 60 die analogen Signale. Bei Analogschaltungen werden typischerweise A/D-Umwandlungswerte und D/A-Umwandlungswerte durch Variationen in Teilen, wie etwa Widerständen und Operationsverstärkern beeinträchtigt, so dass es notwendig ist, die resultierenden Fehler zu korrigieren. Die Analogmultiplexeinheiten 70a und 70b müssen daher Fehler, die in den Analogwerten enthalten sind, die an die Analoghaupteinheit 60 zu senden sind, korrigieren. Folglich muss der Anwender gemäß der Technik des Vergleichsbeispiels Fehler für jeden Eingangsanschluss korrigieren, wenn die PLC 2 konstruiert wird, was zu einem Problem einer starken Belastung des Anwenders führt. Ein typisches Verfahren zum Korrigieren eines Fehlers in einem Analogwert besteht darin, die Größenordnung des Analogwerts, der einzugeben/auszugeben ist, unter Verwendung eines variablen Widerstands zu justieren. Andererseits werden gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Digitalreferenzwert zur Korrektur in jeder Analognebeneinheit 20 eingestellt, um eine Korrektur eines Digitalwerts durchzuführen. Daher muss der Anwender keine Justierung für Fehlerkorrekturen vornehmen.
Gemäß der Technik des Vergleichsbeispiels sind die Analogmultiplexeinheiten 70a und 70b konfiguriert, Analogwerte auszugeben, und haben daher keine Mittel zum Bemerken von einheitsspezifischen Informationen. Folglich gibt es ein Problem, dass der Anwender eine entsprechende Analoghaupteinheit 60 für jeden Einheitstyp von Analogmultiplexeinheiten 70a und 70b vorbereiten muss. Andererseits werden gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Digitalwerte zwischen der Analoghaupteinheit 10 und den Analognebeneinheiten 20 gesendet und empfangen und kann die Einheitstypinformation 221 als spezifische Information aus den Analognebeneinheiten 20 an die Analoghaupteinheit 10 gesendet werden. Die Analoghaupteinheit 10 kann eine numerische Umwandlungsverarbeitungsprozedur für einen Zieleinheitstyp aus einer Mehrzahl von numerischen Umwandlungsverarbeitungsprozeduren auswählen, basierend auf der empfangenen Einheitstypinformation 221. Folglich muss nur die Analoghaupteinheit 10 für die Analognebeneinheiten 20 eine Mehrzahl von Einheitstypen vorbereitet sein.
Gemäß der Technik des Vergleichsbeispiels werden den jeweiligen an den Analogmultiplexeinheiten 70a und 70b eingegebenen Analogwerten entsprechend Digitalwerte in Adressen gespeichert, die zuvor für die jeweiligen Eingangsanschlüsse in einem in dem Bus-Steuerabschnitt 64 beinhalteten geteilten Speicher alloziert sind. Folglich gibt es das Problem, dass, wenn ein Anwenderprogramm erschaffen wird, der Anwender untersuchen muss, wo die Multiplexeinheiten 70a und 70b im geteilten Speicher der Analoghaupteinheit 60 alloziert sind. Andererseits beinhalten gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Analognebeneinheiten 20 alle einen Pufferspeicher (Pufferspeicher 23a oder Pufferspeicher 23b), der durch die CPU-Einheit 30 lesbar und schreibbar ist, und tauschen Daten mit der CPU-Einheit 30 unter Verwendung des entsprechenden Pufferspeichers aus. Dies eliminiert die Notwendigkeit, einen Bereich für jede Analognebeneinheit 20 dem Pufferspeicher 13, der in der Analoghaupteinheit 10 enthalten ist, zuzuweisen.
Wie oben beschrieben, beinhaltet gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Analognebeneinheit 20a: eine A/D-Wandlervorrichtung 21a, die A/D-Wandlung an einem aus einer externen Vorrichtung eingegebenen Analogwert durchführt; die nichtflüchtige Speichervorrichtung 22a, die zuvor spezifische Informationen (Einheitstypinformation 221, einen ersten Digitalreferenzwert 222 und einen zweiten Digitalreferenzwert 223) ihrer eigenen Einheit 20 speichert; und den Pufferspeicher 23a zum Durchführen von Datenübertragung zu/aus der CPU-Einheit 30. Zusätzlich ist die Analoghaupteinheit 10 konfiguriert, den Betriebsabschnitt 17 zu beinhalten, der Betriebsverarbeitung (numerische Umwandlungsverarbeitung und Korrekturverarbeitung), basierend auf der spezifischen Information mit einem durch die A/D-Wandlungsvorrichtung 21a, die als eine Eingabe verwendet wird, ausgegebenen Digitalwert durchführt, und den erhaltenen Digitalwert nach der Betriebsverarbeitung an den Pufferspeicher 23a zu übertragen. Bei solch einer Konstruktion ist es möglich, eine Mehrzahl von Analognebeneinheiten, die als analoge Eingabeeinheiten fungieren, zu verbinden, und die Analognebeneinheiten müssen nicht irgendeinen Betriebsabschnitt enthalten. Dies ermöglicht es, die Anzahl von Analogeingängen zu niedrigen Kosten zu erhöhen.
Die Analognebeneinheit 20b beinhaltet: die D/A-Umwandlungsvorrichtung 21b, die einen Analogwert bestimmt, der an eine externe Vorrichtung durch D/A-Wandlung auszugeben ist; die nichtflüchtige Speichervorrichtung 22b, die vorab spezifische Informationen (Einheitstypinformation 221, einen ersten Digitalreferenzwert 222 und einen zweiten Digitalreferenzwert 223) ihrer eigenen Einheit 20b speichert; und den Pufferspeicher 23b zum Durchführen von Datenübertragung zu/aus der CPU-Einheit 30. Die Analoghaupteinheit 10 ist konfiguriert, den Betriebsabschnitt 17 zu beinhalten, der Betriebsverarbeitung (numerische Umwandlungsverarbeitung und Korrekturverarbeitung) durchführt, basierend auf der spezifischen Information mit einem aus der CPU-Einheit 30 in den Pufferspeicher 23b, der als eine Eingabe verwendet wird, geschriebenen Digitalwert, wodurch ein Digitalwert, der in der D/A-Umwandlungsvorrichtung 21b einzugeben ist, berechnet wird, und den nach der Betriebsverarbeitung erhaltenen Digitalwert an die Analognebeneinheit 20b zu übertragen. Mit solchen Konstruktionen ist es möglich, eine Mehrzahl von Analognebeneinheiten, die als Analogausgabeeinheiten fungieren, zu verbinden, und die Analognebeneinheiten müssen keinen Betriebsabschnitt enthalten. Dies ermöglicht es, die Anzahl von analogen Ausgängen zu niedrigen Kosten zu vergrößern.
Zusätzlich führt der Betriebsabschnitt 17 in der Analognebeneinheit 20a eine Operationsverarbeitung basierend auf der spezifischen Information der Analognebeneinheit 20a durch, mit einem durch die A/D-Wandlungsvorrichtung 21a, die als eine Eingabe verwendet wird, ausgegebenen Digitalwert, und führt in der Analognebeneinheit 20b eine Operationsverarbeitung durch, basierend auf der spezifischen Information der Analognebeneinheit 20b, mit einem Digitalwert, der aus der CPU-Einheit 30 in den als eine Eingabe verwendeten Datenspeicher 23b eingeschrieben ist. Bei einer solchen Konfiguration können eine Mehrzahl von Analognebeneinheiten, die als Analogeingabeeinheiten fungieren, oder eine Mehrzahl von Analognebeneinheiten, die als analoge Ausgabeeinheiten fungieren, verbunden werden, und müssen die Analognebeneinheiten keinen Betriebsabschnitt beinhalten, so dass es möglich ist, die Anzahl von Analogeingängen und -ausgängen bei niedrigen Kosten zu vergrößern.
Industrielle Anwendbarkeit
Wie oben beschrieben, sind das analoge Eingabesystem, das analoge Ausgabesystem und das analoge Eingabe-/Ausgabesystem gemäß der vorliegenden Erfindung geeigneterweise auf ein Analogeingabesystem, ein Analogausgabesystem und ein Analogeingabe-/-ausgabesystem anwendbar, die in einer PLC montiert sind.
Bezugszeichenliste

1, 2: PLC
10, 60: Analoghaupteinheit
11, 21a, 61: A/D-Wandlervorrichtung
12, 22a, 22b: Speichervorrichtung
13, 23a, 23b: Pufferspeicher
14, 24a, 24b: Zwischeneinheitsschnittstellenbereich
15, 25a, 25b: geteilter Speicher
16, 26a, 26b, 32, 64: Bus-Steuerabschnitt
17, 31, 63: Betriebsabschnitt
20a, 20b: Analognebeneinheit
21b: D/A-Wandlervorrichtung
30: CPU-Einheit
40: Basiseinheit
41: Bus
62: Timing-Erzeugungs-Abschnitt
70a, 70b: Analogmultiplexeinheit
71a, 71b: Analogmultiplexkanalschalter
72a, 72b: Analogsignalumwandlungsschaltung
121: numerische Umwandlungsverarbeitungstabelle
122: Verbindungsnebeneinheitentabelle
221: Einheitstypinformation
222: erster Digitalreferenzwert
223: zweiter Digitalreferenzwert

Claims

Analoges Eingabesystem, umfassend: eine oder mehrere Nebeneingabeeinheiten, die alle mit einem Bus verbunden sind, mit dem eine CPU-Einheit verbunden ist, und von denen jede eine A/D-Wandlervorrichtung, die mit einer externen Vorrichtung zum Ausgeben eines Analogwerts verbunden ist, und einen durch die externe Vorrichtung ausgegebenen Analogwert in einen ersten Digitalwert umwandelt, einen ersten Pufferspeicher, der einen zweiten Digitalwert, der an die CPU-Einheit zu übertragen ist, puffert, und eine nichtflüchtige Speichervorrichtung, die spezifische Informationen ihrer eigenen Einheit speichert, beinhaltet; und eine Haupteinheit, die mit dem Bus verbunden ist, und einen Betriebsabschnitt beinhaltet, der eine Betriebsverarbeitung basierend auf der in der Speichervorrichtung gespeicherten spezifischen Information durchführt, wobei der durch die A/D-Wandlervorrichtung ausgegebene erste Digitalwert als eine Eingabe verwendet wird, wodurch der zweite Digitalwert berechnet wird, wobei die Haupteinheit an jeder der Nebeneingabeeinheiten die Betriebsverarbeitung des Betriebsabschnitts und die Verarbeitung der Übertragung des durch die Betriebsverarbeitung berechneten zweiten Digitalwerts an den ersten Pufferspeicher durchführt.
Analoges Eingabesystem gemäß Anspruch 1, wobei: die Betriebsverarbeitung numerische Umwandlungsverarbeitung beinhaltet, die vorab für jede Nebeneingabeeinheit eingestellt ist; und die spezifische Information Identifikationsinformation zum Identifizieren numerischer Umwandlungsverarbeitung ist, die für ihre eigene Nebeneingabeeinheit eingestellt ist.
Analoges Eingabesystem gemäß Anspruch 1, wobei: die Betriebsverarbeitung eine Korrekturverarbeitung für jede Nebeneingabeeinheit beinhaltet; die spezifische Information ein vorbestimmter digitaler Referenzwert ist, der durch die A/D-Wandlervorrichtung erhalten wird, die in ihrer eigenen Nebeneingabeeinheit enthalten ist, die einen analogen Referenzwert, der aus einem Kalibrator ausgegeben ist, umwandelt; und der Betriebsabschnitt die Korrekturverarbeitung unter Verwendung des digitalen Referenzwerts durchführt.
Analoges Eingabesystems gemäß Anspruch 1, wobei: die ein oder mehrere Nebeneingabeeinheiten alle einen zweiten Pufferspeicher beinhalten, der durch die Haupteinheit über den Bus lesbar und beschreibbar ist; und die Haupteinheit die Erfassung des aus der A/D-Wandlervorrichtung ausgegebenen ersten Digitalwerts und der in der Speichervorrichtung gespeicherten spezifischen Information und die Verarbeitung der Übertragung des zweiten Digitalwerts über den zweiten Pufferspeicher durchführt.
Analoges Ausgabesystem, umfassend: eine oder mehrere Nebenausgabeeinheiten, die alle mit einem Bus verbunden sind, mit dem eine CPU-Einheit verbunden ist, und von denen jede eine D/A-Wandlervorrichtung, die mit einer externen Vorrichtung verbunden ist, die eine Eingabe eines Analogwerts empfängt, und einen ersten Digitalwert in einen an die externe Vorrichtung auszugebenden Analogwert umwandelt, einen ersten Pufferspeicher, der einen zweiten Digitalwert, der aus der CPU-Einheit übertragen ist, puffert, und eine nicht flüchtige Speichervorrichtung, die spezifische Informationen ihrer eigenen Einheit speichert, beinhaltet; und eine Haupteinheit, die mit dem Bus verbunden ist, und einen Betriebsabschnitt beinhaltet, der eine Betriebsverarbeitung basierend auf der in der Speichervorrichtung gespeicherten spezifischen Information durchführt, wobei der im ersten Pufferspeicher gepufferte zweite Digitalwert als eine Eingabe verwendet wird, wodurch der erste Digitalwert berechnet wird, wobei die Haupteinheit an jeder der Nebenausgabeeinheiten die Betriebsverarbeitung des Betriebsabschnitts und die Verarbeitung der Übertragung des durch die Betriebsverarbeitung berechneten ersten Digitalwerts an die Nebenausgabeeinheit durchführt.
Analoges Ausgabesystem gemäß Anspruch 5, wobei: die Betriebsverarbeitung numerische Umwandlungsverarbeitung beinhaltet, die vorab für jede Nebenausgabeeinheit definiert ist; und die spezifische Information eine Identifikationsinformation zum Identifizieren numerischer Umwandlungsverarbeitung ist, die für ihre eigene Nebenausgabeeinheit eingestellt ist.
Analoges Ausgabesystem gemäß Anspruch 5, wobei: die Betriebsverarbeitung eine Korrekturverarbeitung für jede Nebenausgabeeinheit beinhaltet; die spezifische Information ein vorbestimmter digitaler Referenzwert ist, der einen vorbestimmten analogen Referenzwert bereitstellt, wenn der digitale Referenzwert durch die D/A-Wandlervorrichtung umgewandelt wird, die in ihrer eigenen Nebenausgabeeinheit enthalten ist; und der Betriebsabschnitt die Korrekturverarbeitung unter Verwendung des digitalen Referenzwerts durchführt.
Analoges Ausgabesystems gemäß Anspruch 5, wobei: die ein oder mehrere Nebenausgabeeinheiten alle einen zweiten Pufferspeicher beinhalten, der durch die Haupteinheit über den Bus lesbar und beschreibbar ist; und die Haupteinheit die Erfassung des zweiten Digitalwerts, der durch die CPU-Einheit im ersten Pufferspeicher gepuffert ist, und der in der Speichervorrichtung gespeicherten spezifischen Information und die Verarbeitung der Übertragung des ersten Digitalwerts über den zweiten Pufferspeicher durchführt.
Analoges Eingabe-/Ausgabesystem, umfassend: eine oder mehrere Nebeneingabeeinheiten, die alle mit einem Bus verbunden sind, mit dem eine CPU-Einheit verbunden ist, und von denen jede eine A/D-Wandlervorrichtung, die mit einer ersten externen Vorrichtung zum Ausgeben eines Analogwerts verbunden ist, und einen durch die erste externe Vorrichtung ausgegebenen Analogwert in einen ersten Digitalwert umwandelt, einen ersten Pufferspeicher, der einen zweiten Digitalwert, der an die CPU-Einheit zu übertragen ist, puffert, und eine nicht-flüchtige Speichervorrichtung, die spezifische Informationen ihrer eigenen Einheit speichert, beinhaltet; eine oder mehrere Nebenausgabeeinheiten, die alle mit dem Bus verbunden sind, und von denen jede eine D/A-Wandlervorrichtung, die mit einer zweiten externen Vorrichtung verbunden ist, die eine Eingabe eines Analogwerts empfängt, und einen dritten Digitalwert in einen an die zweite externe Vorrichtung auszugebenden Analogwert umwandelt, einen zweiten Pufferspeicher, der einen vierten Digitalwert, der aus der CPU-Einheit übertragen ist, puffert, und eine nicht-flüchtige Speichervorrichtung, die spezifische Informationen ihrer eigenen Einheit speichert, beinhaltet; und eine Haupteinheit, die mit dem Bus verbunden ist, und einen Betriebsabschnitt beinhaltet, der an den Nebeneingabeeinheiten eine erste Betriebsverarbeitung basierend auf der in der Speichervorrichtung gespeicherten spezifischen Information durchführt, wobei der durch die A/D-Wandlervorrichtung ausgegebene erste Digitalwert als eine Eingabe verwendet wird, wodurch der zweite Digitalwert berechnet wird, und an den Nebenausgabeeinheiten eine zweite Betriebsverarbeitung basierend auf der in der Speichervorrichtung gespeicherten spezifischen Information durchführt, wobei der im zweiten Pufferspeicher gepufferte vierte Digitalwert als eine Eingabe verwendet wird, wodurch der dritte Digitalwert berechnet wird, wobei die Haupteinheit an jeder der Nebeneingabeeinheiten die erste Betriebsverarbeitung des Betriebsabschnitts und die Verarbeitung der Übertragung des durch die erste Betriebsverarbeitung berechneten zweiten Digitalwerts an den ersten Pufferspeicher durchführt, wobei die Haupteinheit an jeder der Nebenausgabeeinheiten die zweite Betriebsverarbeitung des Betriebsabschnitts und die Verarbeitung der Übertragung des durch die zweite Betriebsverarbeitung berechneten dritten Digitalwerts an die Nebenausgabeeinheit durchführt.