JP2001042906A - プログラマブルロジックコントローラ - Google Patents

プログラマブルロジックコントローラ

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JP2001042906A
JP2001042906A JP11215416A JP21541699A JP2001042906A JP 2001042906 A JP2001042906 A JP 2001042906A JP 11215416 A JP11215416 A JP 11215416A JP 21541699 A JP21541699 A JP 21541699A JP 2001042906 A JP2001042906 A JP 2001042906A
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data
temperature
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programmable logic
logic controller
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JP11215416A
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Yuichi Egawa
裕一 頴川
Junichi Maniwa
順一 馬庭
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Shibaura Machine Co Ltd
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Toshiba Machine Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】温度センサの特性が変更されたとき、温度変換
テーブル書き換え時間を短縮でき、かつエンドユーザー
においても温度変換テーブルの変更の可能なPLCを提
供する。 【解決手段】 温度センサ11による温度検出信号は、
増幅(手段12)された後、A/D変換(手段13)さ
れ、演算処理手段としてのCPU15は、当変換デジタ
ルデータを、読み出し専用の記憶手段70に格納されて
いる温度処理制御プログラムによって、書き換え可能な
記憶手段82の変換テーブルのデータを使用して温度デ
ータを算出するよう制御し、当変換された温度データを
上記記憶手段82のレジスタ86に記憶するよう構成し
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、プログラマブル
ロジックコントローラ(Programmable L
ogic Controller 以下PLCという)に
係わり、より一層詳細にはPLCにおける温度データの
処理に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のPLCにおける温度検出および検
出された温度の表示をはじめとするコントロールを行な
う場合について、図4を用いて説明する。 従来のPL
C10においては、温度制御を行なう場合、温度センサ
11、アナログアンプ12、AD変換器13、入力イン
ターフェース14を備えてCPU15に対する入力側を
構成している。さらにROM(Read Only Me
mory読み出し専用のメモリ)16、RAM(Ran
dom Access Memory 書き換え可能なメ
モリ)17を備えて制御の中枢を構成し、さらに演算や
制御の結果を出力するため、出力インターフェース1
8、及び温度表示器19を備えている。
【0003】温度センサ11は、例えば、熱電対型のセ
ンサであって、ある検出温度Tに対する起電力を生じ電
圧Vtを発生する。発生された電圧Vtは、微少な値の
ためアナログアンプ12へ入力され、そこで増幅され
る。アナログアンプ12において増幅された温度データ
としての電圧は、次にAD変換器13に入力され、そこ
でアナログデータからデジタルデータへ変換される。変
換されたデジタルデータは、AD変換器13から入力イ
ンターフエース14へ出力され、データバス20を経由
し温度データとしてCPU15へ送られる。CPU15
は、マイクロプロセッサあるいはマイクロコンピュータ
を使用したデータ演算およびデータ処理のための半導体
回路であり、PLC10としての制御の中心部分であ
る。
【0004】ROM16は読み出し専用の記憶手段であ
って、CPU15を制御するための制御プログラムがス
トアされている。この制御プログラムには、このPLC
10としての基本的な処理を行なうためのプログラム、
および制御対象の機械のシーケンスを制御するためのプ
ログラム(以下シーケンス制御プログラムという)を作
成するために使用されるプログラム(以下シーケンス作
成プログラムという)等が格納されている。無論温度を
検出するためのプログラムも格納されており、PLC1
0としての制御を行なうための種々な制御プログラムが
ROM16に格納されている。したがって全体としてP
LC10の制御を行なうための制御プログラムがROM
16の中に構成されている。
【0005】ROM16は、さらに温度制御のために、
使用する温度センサ11に対応した温度と電圧とを対応
させたデータテーブル30を備えている。このデータテ
ーブル30は、前述のAD変換器13にて変換されたデ
ジタルデータが温度で何度に対応するかという電圧と温
度とを対応させるための制御に使用される。なおROM
16としては、そこにストアされる制御プログラムのた
めのデータ類および制御プログラム自体の保護のため、
書き換えの困難なメモリが、一般的には書き換えの不可
能なメモリが使用される。
【0006】RAM17は、書き換え可能な記憶手段で
あって、ROM16に格納されている制御プログラムに
よってCPU15が行なう演算や処理結果のデータ、演
算および制御途中のデータ、および処理のための一時的
な情報のデータ、つまりデータフラグの類等をストアす
る。またシーケンス作成プログラムによりオペレータの
作成したシーケンス制御プログラムをストアするために
も使用される。さらにこのシーケンス制御プログラムの
命令セットの中の演算制御命令の演算結果をストアする
データレジスタとしても使用される。このため制御に使
用されているプログラムの処理データを次々にストアす
る必要性から、RAM17は、書き換え可能なメモリを
使用して構成される。
【0007】出力インターフェース18は、CPU15
から出力された温度表示のためのデータをデータバス2
0から受け取るためのインターフェースである。温度表
示器19は、CPU15によって出力されたデータが、
温度において何度であるかを表示するために使用され、
PLC10のオペレータが、検出温度が何度であるかを
確認するために備えられている。
【0008】上述のごとく構成されているこの従来のP
LCにおける温度検出のための作用を説明すると、まず
温度センサ11において発生されたある温度に基づく起
電力あるいは発生電圧は、アナログアンプ12により増
幅され、次にAD変換器13によりアナログ電圧からデ
ジタルデータへ変換される。デジタルデータへ変換され
た温度データは、ROM16にストアされているPLC
10の制御プログラムの制御により、入力インターフェ
ース14から入力される。
【0009】さらにPLC10は、PLC10の制御プ
ログラムによる温度処理の命令に従って、ROM17の
中に設定されている電圧データと温度データとの変換テ
ーブル30を使用し、デジタルデータから温度データへ
対応させる。対応されたデータは、シーケンス制御プロ
グラムに従い、RAM17に指定されている温度のため
のデータレジスタ(温度入力レジスタ)へ送られる。こ
の温度入力レジスタへのデータの送付処理には、一般に
PLCの有する処理機能のうち機能を拡張した命令(以
下ファンクション命令という)が使用され、例えば温度
入力レジスタからの温度データの入力と、その温度デー
タの転送のため指令される命令とが使用される。これら
のファンクション命令は、例えばオペランドのシンボル
として英字Fが使用され、またオペレーションとして、
機能の識別用に3桁の数字およびいくつかのデータレジ
スタの指定がなされる。
【0010】一例として、シーケンス制御プログラムの
シーケンス命令 F000(R1,R2)は、データの
転送命令で、データレジスタR2からデータレジスタR
1へのデータの転送を行なう命令を表している。なおデ
ータレジスタは、一般に複数個用意されている。そのう
ちのいくつかは、例えば温度センサからの温度データの
ために指定されるごとく、特定の機能のために使用され
ることがある。
【0011】ここで温度を表示器19に表示するために
は、シーケンス制御プログラムにおいて、F000 命
令を使用し、R2として温度センサからのデータの格納
されているデータレジスタ(温度入力データレジスタ)
を指定する。さらにR1として温度表示器の接続してあ
る出力インターフェース18に関連しているデータレジ
スタ(温度出力データレジスタ)を指定し、R1からR
2へデータ転送することにより温度表示が実現できる。
【0012】ところで、温度センサ11の型式を例えば
最初に熱電対温度計としてある種の型式のものを使用
し、事情があり、別の種類、あるいは別の型式のセンサ
に変更する必要が生じたと仮定する。このような場合、
温度センサの特性に変化があり、例えば図3に示したよ
うに最初の温度センサの起電力特性がAの曲線で示さ
れ、変更した温度センサの起電力特性が、曲線Bのごと
く相違する特性の場合には、ROM16の変換テーブル
30のデータを変更しなければならないという事態が生
ずる。そのためROM16の内容を書き換える必要があ
る。また単に変換の特性データを微調整のために修正す
るときにも、ROM16の書き換えが必要とされる。
【0013】従来、ROM16内容の書き換えについて
は、PLC10の制御プログラムとの関係もあり、一般
にPLCのエンドユーザーにおいて行なうことは不可能
であった。従って温度センサ11の変更があった場合、
エンドユーザーは、PLCのメーカにROMテーブル3
0の書き換えを依頼しなければならず、PLCを使用し
た機器や装置の開発に関し、急ぎ開発の必要のある場
合、時間遅延が課題となっていた。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、温度セ
ンサの変更または温度テーブルを修正する際に、ROM
の書き換え時間を必要とすることが課題となっていた。
従って本願の発明者は、書き換え時間を短縮でき、かつ
エンドユーザーにおいても変換テーブルの変更の可能な
PLCを提供することが、従来のPLCにとって解決す
べき課題として残されていると考え、そのための検討を
重ねてきた。
【0015】この発明の目的は、PLCにおいて温度セ
ンサの特性が変更されたとき、変更後の温度センサの特
性に適合するための温度変換テーブル書き換え時間を短
縮でき、かつエンドユーザーにおいても温度変換テーブ
ルの変更の可能なPLCを提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】この発明は、上述のよう
な課題を解決するため、温度センサからの温度検出デー
タを処理可能なフログラマブルロジックコントローラに
おいて、温度センサからの温度のアナログデータを増幅
する増幅手段と、この増幅手段からの出力である温度の
アナログデータをデジタルデータに変換するためのAD
変換手段と、このデジタルデータを温度のデジタルデー
タとして変換するための変換テーブル有するとともに前
記変換テーブルの変換結果を温度データとして記憶する
ためのレジスタとを有する書き換え可能な記憶手段と、
デジタルデータをRAM手段に設定された前記変換テー
ブルのデータを使用し書き換え可能な記憶手段へ温度デ
ータを設定するよう制御するための温度処理用制御プロ
グラムを有する読み出し専用の記憶手段と、読み出し専
用の記憶手段に格納されている温度処理用制御プログラ
ムにより変換テーブルのデータを使用し、AD変換手段
からのデジタルデータを変換テーブルのデータを使用し
て演算処理するための演算処理手段と、を備えて構成し
たプログラマブルロジックコントローラとした。
【0017】またこの発明のプログラマブルロジックコ
ントローラは、さらに、前記変換テーブルのデータを修
正するため、情報を送受する第一の通信手段を備えて構
成するとともに、読み出し専用の記憶手段は、さらに、
演算処理手段による第一の通信手段の制御を行なうため
の通信制御プログラムを記憶していることを特徴とする
プログラマブルロジックコントローラとした。
【0018】またこの発明のプログラマブルロジックコ
ントローラは、さらに、変換テーブルのデータを設定す
るためのデータ設定手段と、データ設定手段により設定
された変換テーブルのデータを、第一の通信手段との間
で転送するための第二の通信制御手段とを備えて構成し
たことを特徴とするプログラマブルロジックコントロー
ラとした。
【0019】またこの発明のプログラマブルロジックコ
ントローラは、さらに、書き換え可能な記憶手段の電源
のバックアップ用の電池を備えて構成し、プログラマブ
ルロジックコントローラの電源のOFFの場合、変換テ
ーブルのデータ消滅を防止したことを特徴とするプログ
ラマブルロジックコントローラとした。
【0020】
【発明の実施の形態】この発明の一実施形態例について
図1を用いて説明する。なおこの実施形態例において
は、従来例の構成と同一のものは、同一の符号を付し、
個別の要素の説明については、従来例の説明を参照する
こととし、説明を省略する。この実施形態例において
は、アナログアンプ12、AD変換器13、入力インタ
ーフェース14を備えて、PLC10における温度セン
サ11からの入力側を構成している。また温度表示のた
め、従来例と同様に出力インターフェース18、及び温
度表示器19を備えて構成している。このほか図示しな
い一般的なシーケンス制御のための入出力回路が用意さ
れている。
【0021】ROM(Read Only Memory
読み出し専用メモリ)70には、PLCとしての制御プ
ログラムがストアされ、またシーケンス作成プログラム
や外部のデータ機器との送信を制御するプログラムがス
トアされている。さらにROM70は、温度変換データ
テーブルの変換データを設定、修正可能な機器による制
御のためのプログラムもストアされている。
【0022】またRAM(Random Access
Memory書き換え可能なメモリ)80は、温度変換
テーブル82を有しており、さらにPLCの電源がOF
Fとなってもデータの内容が消滅することがないよう、
充電可能な電池84によって電源のバックアップがなさ
れている。また温度センサ11からの温度データが、入
力インターフェース14からのデータとして、温度入力
レジスタ86(図中記号R1を付してある)にストアさ
れ、データレジスタ群の一部を使用する。
【0023】さらに通信手段として、PLC10の内部
にRS232Cインターフェース40を有しており、ま
たPLCの外部には、同じくデータ設定手段としてのパ
ーソナルコンピュータ50を備えている。さらにパーソ
ナルコンピュータ50には、パーソナルコンピュータ5
0側の通信手段としてRS232Cインターフェース5
2を用意している。
【0024】次に上述のごとく構成されているこの実施
形態例のPLC10における温度検出のための作用およ
び動作を説明する。まず温度センサ11において発生さ
れた起電力は、アナログアンプ12により増幅され、次
にAD変換器13によりアナログ電圧からデジタルデー
タへ変換される。AD変換器13は、10ビットのデー
タ長であり、16進のデータとして記号Hを使用して表
現すると、H’000’からH’3FF’までのデータ
に変換される。アナログアンプの出力をオフセットさせ
て、例えばH’000’を温度の−20度Cに対応させ
H’3FF’を+50度Cに対応させると、70度の温
度範囲を1024段階に分割識別可能となる。デジタル
データへ変換された温度データは、ROM70にストア
されているPLC10の制御プログラムに基づきCPU
15の制御のもとに、入力インターフェース14から入
力される。入力された温度のデータは、RAM80にあ
る温度検出用データレジスタR1へセットされる。この
際電圧温度変換は、RAM80にある変換テーブル82
が使用される。この変換テーブル82は、AD変換器1
3の変換したデジタルデータH’000’(例えば前述
のように−20度C)からH’3FF’(同様に+50
度C)に対応した温度のテーブルとなっている。
【0025】温度データの表示制御のためには、シーケ
ンス作成プログラムを使用し、予め作成されたシーケン
ス制御プログラムの中のシーケンス命令F000(R
2,R1)によって行なわれる。このシーケンス命令に
より温度データは、温度入力レジスタ86であるR1か
ら温度出力レジスタ88であるR2へデータ転送され
る。さらにこのR2に関連するデータバス20および出
力インターフェース18を経由し、出力インターフェー
スに接続されている温度表示器19に温度の表示がなさ
れる。
【0026】次に温度センサ11をタイプの違うセンサ
へ事情があって変更した場合の対応を記す。この場合に
は、PLC10側の通信手段40であるRS232Cイ
ンターフェース40、およびパーソナルコンピュータ側
の通信手段であるRS232Cインターフェース52を
介して、パーソナルコンピュータ50からデータ通信に
より、PLC10のRAMの内容を変更する。すなわち
PLC10に通常のシーケンス制御の実行モードを実行
させつつ、温度変換テーブルの修正をも実行させるよう
にデータ通信をおこなう。
【0027】このためには例えば、PLC10との間の
通信用のプロトコルを定めておき、パーソナルコンピュ
ータ50側からの通信プロトコルデータをPLC10側
において、検出するようにしておけば良い。
【0028】このようにしてPLC10の動作にデータ
レジスタの修正の動作が加わり、パーソナルコンピュー
タにおいて動作しているプログラムと、PLC10側の
修正モードの制御プログラムとが協調して、RAM80
の中に設定されている温度センサ用の変換テーブル80
のデータを修正に入る。すなわちパーソナルコンピュー
タ50のデータ入力用のキーボードを使用し、希望のデ
ータを設定し、PLC10へ送信する。PLCは、パー
ソナルコンピュータ50からのデータを受信してCPU
15の制御により、RAM80の中に設定されている電
圧と温度との変換テーブル82を修正する。RAM80
は、電池84によって電源のバックアツプがなされてい
るので、PLC10の電源をOFFとしても、そのデー
タは消去することはない。
【0029】変換テーブル82の変更のためにパーソナ
ルコンピュータ50を使用する場合について、オペレー
タの操作の概要をフローチャートとして図2に示す。こ
の図2を参照しつつ図1の実施形態例の作用を更に説明
する。ステップST1においては、オペレータは、通常
のパーソナルコンピュータのプログラム起動操作を行な
い、PLC10とパーソナルコンピュータ50との通信
プログラムを起動する。PLC10には常時パーソナル
コンピュータ50と通信を行なう制御プログラムが実行
されており、直ちにPLC10とパーソナルコンピュー
タ50との通信が可能となり、データの授受が双方で可
能となる。
【0030】次にステップST2において、通信プログ
ラムの操作メニューのうちシーケンス制御プログラムを
作成するための操作メニューを選択し、シーケンス制御
プログラムを作成する。この場合温度表示器19に温度
センサ11からのデータを表示可能とするシーケンス制
御プログラムを作成する。すなわち既に述べたように温
度センサからのデータがストアされている温度検出レジ
スタ86(図1の中においてR1)のデータを温度表示
器が接続されている温度表示レジスタ88(図1の中に
おいてR2)へ転送するシーケンス制御命令を含むプロ
グラムを作成する。次にシーケンス制御プログラムの作
成の完了を判断する(図2のステップST4)。完成し
たら次のステップST5へ移行する。
【0031】ステップST5においては、シーケンス制
御プログラム作成メニューからデータレジスタを編集す
るためのメニュー(以下データレジスタエディタとい
う)を選択する。データレジスタエデイタは、PLC1
0のRAM80の中に設定されているデータレジスタの
データを編集するためのソフトウエアであり、変換テー
ブル82のデータについてもデータレジスタの一部とし
て割り当てられているので編集可能となっている。すな
わち図2のステップST6に示したように前述のAD変
換機13からの変換データは、H’000’からH’3
FF’までのデータとして所定のデータ領域が割り当て
られているので、その温度の対応値を編集できる。
【0032】このように温度表示を実行するシーケンス
制御プログラムを制作し、PLC10をシーケンス制御
動作させながら、データレジスタエデイタにより温度検
出値を表示しつつ温度の表示データが検出している温度
に正確に対応しているか否かを確認しつつおこない、正
確あるいは許容の範囲と判断できたとき(ステップST
7)、変換テーブル82の編集が終了することとなる。
さらにステップST8においては、変換テーブルのデバ
ッグを終了することになる。
【0033】上述の例においては、温度データの変換テ
ーブルの入力手段として、パーソナルコンピュータを使
用したが、データの入力の可能なキーボードに代わるデ
ータスイッチ類を使用した専用のデータ入力装置を使用
してもよい。この場合RS232Cなどの通信手段を備
えていることが望まれる。さらにこの実施形態例におい
ては、通信手段はRS232Cインターフェースとして
説明したがこれに限らず別なインターフェースたとえば
RS422、電流結合タイプなどどのようなものでもデ
ータの交換が可能なものならば良い。
【0034】また変換テーブル修正のためPLCの修正
モードへの切り替えは、通信プロトコルによるメニュー
選択による機能の切り替えとして説明したが、変換テー
ブルを修正するため、専用の切り替えスイッチなどを使
用した手段により切り替えるように構成しても良い。
【0035】その他RS232Cを使用した通信手段を
有する変換テーブル82の設定手段は、PLC10とは
別の装置として説明したが、PLC10と同一の装置と
して組み込みタイプとして構成しても良いことは明らか
である。
【0036】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明では、デー
タ設定手段と通信手段とを備え、また変換テーブルをR
AMの中に設定することにより、変換テーブルのデータ
を書き換え可能な構成とした。従って変換テーブルの書
き換え時間を短縮でき、かつエンドユーザーにおいても
変換テーブルの変更の可能なPLCを提供することが可
能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態例のPLCの構成を示す図
である。
【図2】本発明の温度の変換テーブルの編集を説明する
ためのフローチャートである。
【図3】温度センサの特性がセンサの種類、型式などに
より異なることを示すための図である。
【図4】従来の構成のPLCを示す図である。
【符号の説明】
10 PLC 11 温度センサ 12 アナログアンプ 13 AD変換器 14 入力インターフェース 15 CPU 16 ROM 17 RAM 18 出力インターフェース 19 温度表示器 20 データバス 40 RS232Cインターフェース 50 パーソナルコンピュータ 52 RS232Cインターフェース 70 ROM 80 RAM 82 変換テーブル 84 電池 86 温度入力レジスタ 88 温度出力レジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H219 AA01 BB02 CC09 DD05 HH19 HH20 HH26 HH30 5H220 AA01 BB11 BB20 CC03 CX04 CX05 CX10 EE01 EE09 EE10 FF02 FF03 JJ12 JJ17 JJ19 JJ24 JJ29 5H323 AA01 GG02 GG30 HH02 KK05 NN04 9A001 EE05 KK37

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 温度センサからの温度検出信号を処理可
    能なプログラマブルロジックコントローラにおいて、 前記温度センサの検出した温度検出信号を増幅する増幅
    手段と、 この増幅手段からの出力である増幅された温度検出信号
    のアナログデータをデジタルデータに変換するためのA
    D変換手段と、 このデジタルデータを温度のデジタルデータとして変換
    するための変換テーブルを有するとともに、前記変換テ
    ーブルの変換結果を温度データとして記憶するためのレ
    ジスタとを有する書き換え可能な記憶手段と、 前記デジタルデータから前記書き換え可能な記憶手段に
    設定された変換テーブルのデータを使用して温度データ
    を算出するよう制御するための温度処理用制御プログラ
    ムを格納した読み出し専用の記憶手段と、 前記読み出し専用の記憶手段に格納されている温度処理
    用制御プログラムにより前記変換テーブルのデータを使
    用し、前記AD変換手段からのデジタルデータを前記変
    換テーブルのデータを使用して演算処理するための演算
    処理手段と、 を備えて構成したことを特徴とするプログラマブルロジ
    ックコントローラ。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のプログラマブルロジッ
    クコントローラは、さらに、前記変換テーブルのデータ
    を修正するため、情報を送受する第一の通信手段を備え
    て構成するとともに、前記読み出し専用の記憶手段は、
    さらに、前記演算処理手段による前記第一の通信手段の
    制御を行なうための通信制御プログラムを記憶し、変換
    テーブルデータの修正モードを検知するとともに前記変
    換テーブルの修正を制御するプログラムを記憶している
    ことを特徴とするプログラマブルロジックコントロー
    ラ。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2記載のプログラ
    マブルロジックコントローラは、さらに、前記変換テー
    ブルのデータを設定するためのデータ設定手段と、前記
    データ設定手段により設定された前記変換テーブルのデ
    ータを、前記第一の通信手段との間で転送するための第
    二の通信制御手段と、を備えて構成したことを特徴とす
    るプログラマブルロジックコントローラ。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし請求項3のいずれか一項
    記載ののプログラマブルロジックコントローラは、さら
    に、前記書き換え可能な記憶手段の電源についてのバッ
    クアップ用の電池を備えて構成し、前記プログラマブル
    ロジックコントローラの電源OFFの場合、前記変換テ
    ーブルのデータ消滅を防止したことを特徴とするプログ
    ラマブルロジックコントローラ。
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Cited By (4)

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