JP2006338111A

JP2006338111A - プログラマブルコントローラ

Info

Publication number: JP2006338111A
Application number: JP2005159064A
Authority: JP
Inventors: Koichi Ono; 幸一大野
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2005-05-31
Filing date: 2005-05-31
Publication date: 2006-12-14
Anticipated expiration: 2025-05-31
Also published as: JP4538740B2

Abstract

【課題】位置決めモジュールがＣＰＵモジュールからのエラー信号を受信すると、安全のために即座に動作を停止していた。そのため、ユーザが停止して欲しくない所で制御対象物が停止してしまい、その後の作業に支障を来していたという課題を解決する。
【解決手段】エラー時に実行する動作を定義したエラー時制御部を位置決めモジュールに内蔵し、ＣＰＵモジュールからのエラー信号を受信すると、このエラー時動作制御部から予め決められた位置に制御対象物を移動させる指令を出力するようにした。ユーザが望む所で停止するので、その後の作業に支障を来すことがなくなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、位置決め制御に用いて好適なプログラマブルコントローラに関するものである。

図２に、位置決め制御に用いられるプログラマブルコントローラの構成を示す。図２において、プログラマブルコントローラはＣＰＵモジュール１０と位置決めモジュール２０で構成される。ＣＰＵモジュール１０はこのプログラマブルコントローラ全体の制御を行うモジュールであり、位置決めモジュール２０に指令を出して、モータあるいはドライバなどの制御対象物３０を制御する。

位置決めモジュール２０は、ＣＰＵモジュール１０のインターフェイスを司るＣＰＵインターフェイス２１、軌道計算を行って制御対象物３０を制御するデータを演算する軌道演算部２２、この軌道演算部２２によって参照される動作テーブル２３、および軌道演算部２２の出力が入力され、制御対象物３０にパルス信号やアナログ信号等の制御信号を出力する出力部２４で構成される。なお、動作テーブル２３を用いない場合もある。また、出力部２４が制御対象物３０と通信を行って、この制御対象物３０を制御する場合もある。

ＣＰＵモジュール１０は目標位置や目標速度を設定し、位置決めモジュール２０に動作の開始を要求する。位置決めモジュール２０は、この目標位置や目標速度に基づいて詳細な軌道データを演算し、出力部２４に出力する。出力部２４はこの軌道データからパルス信号やアナログ信号等の制御信号を生成し、制御対象物３０に出力する。

図３に、ＣＰＵモジュール１０と位置決めモジュール２０の接続関係を示す。４０はバックボードバスである。ＣＰＵモジュール１０と位置決めモジュール２０はこのバックボードバス４０に接続され、このバックボードバス４０を介してデータを交換する。

ＣＰＵモジュール１０がエラーで停止すると、フェイル信号４１がバックボードバス４０を経由して位置決めモジュール２０に伝達される。ＣＰＵモジュール１０はエラーで停止しているので、位置決めモジュール２０はフェイル信号のみ受け取ることができる。

このため、位置決めモジュール２０はエラーの内容を知ることができない。位置決めモジュール２０は、フェイル信号を受信すると、安全のため作動中の位置決め動作を中断して、制御対象物３０を減速し、また即時停止させる。

従来の位置決め装置を示したものとして、例えば特許文献１に記載されたものがあった。

特開２００３−３３０５４４号公報

しかし、このようなプログラマブルコントローラには、次のような課題があった。ＣＰＵモジュール１０のエラー発生時には、位置決めモジュール２０は制御対象物３０をエラー発生時の位置で停止させるが、場合によってはユーザが停止して欲しくない位置で停止してしまい、その後の作業に支障をきたしてしまうという課題があった。

従って本発明の目的は、エラー発生後に予め設定しておいた動作を行うことができるプログラマブルコントローラを提供することにある。

このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
プロセッサを内蔵し、指令データを出力すると共に、前記プロセッサが異常になると有効になるフェイル信号を出力するＣＰＵモジュールと、
前記フェイル信号が入力され、このフェイル信号が有効であるときに予め設定された指令データを出力するエラー時制御部と、
前記フェイル信号が有効であるときに、前記エラー時制御部が出力する指令データに基づいて制御信号を生成し、前記フェイル信号が有効でないときに、前記ＣＰＵモジュールが出力する指令データに基づいて制御信号を生成する制御部と、
を具備したものである。エラー発生時に希望する制御を行うことができる。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記制御部は、制御対象物が移動する軌道を生成する軌道演算部であることを特徴としたものである。移動する制御対象を制御するプログラマブルコントローラに用いて特に効果が大きい。

請求項３記載の発明は、請求項２に記載の発明において、
前記エラー時制御部は、制御対象物を予め定められた位置に位置づける指令データを出力するようにしたものである。任意の位置に制御対象物を移動させることができる。

以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
請求項１，２および３の発明によれば、ＣＰＵモジュールにエラーが発生したときに動作するエラー時制御部を具備し、エラー発生時にこのエラー時制御部が出力する指令データに基づいて制御信号を生成、出力するようにした。

エラー発生時に行う制御を予め登録しておくことにより、エラー発生時に任意の制御を行うことができるので、エラー発生時でも制御対象物を安全に制御することができるという効果がある。また、移動する物体を制御する位置決め制御に用いることにより、エラー発生時に制御対象物を安全にかつ邪魔にならない位置に位置づけることができるという効果もある。

以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明に係るプログラマブルコントローラの構成図である。なお、図２および図３と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。図１において、プログラマブルコントローラは、ＣＰＵモジュール１０と位置決めモジュール５０で構成される。位置決めモジュール５０は、ＣＰＵインターフェイス５１、軌道演算部５２、動作テーブル２３、エラー時制御部５３および出力部２４で構成される。

ＣＰＵインターフェイス５１には、ＣＰＵモジュール１０から目標位置や目標速度等のデータおよびフェイル信号が入力される。エラー時制御部５３はＣＰＵモジュール１０にエラーが発生したときに軌道演算部５２に指令を与えるものであり、ＣＰＵインターフェイス５１を経由してＣＰＵモジュール１０から出力されるフェイル信号４１が入力される。

軌道演算部５２にはＣＰＵインターフェイス５１が出力するＣＰＵモジュール１０からの目標位置や目標速度などのデータ、およびエラー時制御部５３の出力が入力される。軌道演算部５２は動作テーブル２３を参照して、ＣＰＵモジュール１０からのデータまたはエラー時制御部５３の指令に基づいて詳細な軌道を演算し、出力部２４に出力する。出力部２４は、この軌道から制御信号を生成し、制御対象物３０に出力する。

次に、この実施例の動作を説明する。ＣＰＵモジュール１０が正常であると、フェイル信号４１はインアクティブ状態（例えば高レベル）になる。ＣＰＵインターフェイス５１はＣＰＵモジュール１０から送られてくるデータを軌道演算部５２に出力する。また、エラー時制御部５３はその動作を停止する。

このため、軌道演算部５２にはＣＰＵモジュール１０からのデータが入力される。軌道演算部５２は、この入力されたデータに基づいて詳細な軌道を生成し、出力部２４に出力する。

ＣＰＵモジュール１０にエラーが発生すると、フェイル信号４１がアクティブ（例えば低レベル）になる。ＣＰＵインターフェイス５１はＣＰＵモジュール１０から送られてくるデータをブロックし、軌道演算部５２に出力しない。また、エラー時制御部５３は動作を開始し、予め設定された目標位置や目標速度などのデータを軌道演算部５２に出力する。

軌道演算部５２は、エラー時制御部５３の出力によって詳細な軌道を生成し、出力部２４に出力する。出力部２４はこの軌道データに基づいて制御信号を生成し、制御対象物３０に出力する。

このように、軌道演算部５２はＣＰＵモジュール１０が正常なときはこのＣＰＵモジュール１０が出力するデータによって詳細な軌道を生成し、ＣＰＵモジュール１０に異常が発生したときは、エラー時制御部５３の出力に基づいて詳細な軌道を生成する。このため、どのような状態でエラーが発生しても、制御対象物３０をユーザの作業に支障がない所に位置づけることができる。

エラー発生時の動作としては、予め決められた場所に移動する、予め決められたパターン動作を行う、その場で停止するなどが考えられる。

なお、この実施例ではフェイル信号４１がインアクティブのときはエラー時制御部５３の出力が出ないようにし、フェイル信号４１がアクティブになるとＣＰＵインターフェイス５１の出力が出ないように制御するようにしたが、軌道演算部５２の前段に切換スイッチを設け、フェイル信号によってＣＰＵインターフェイス５１の出力とエラー時制御部５３の出力を切り換えるようにしてもよい。

また、この実施例では位置決めモジュール５０を内蔵したプログラマブルコントローラについて説明したが、位置決め制御に限定されることはない。例えばプラントを安全に停止させる用途に応用することもできる。

本発明の一実施例を示す構成図である。従来の位置決め制御用プログラマブルコントローラの構成図である。プログラマブルコントローラの構成図である。

符号の説明

１０ＣＰＵモジュール
２３動作テーブル
２４出力部
３０制御対象物
４１フェイル信号
５０位置決めモジュール
５１ＣＰＵインターフェイス
５２軌道演算部
５３エラー時制御部

Claims

プロセッサを内蔵し、指令データを出力すると共に、前記プロセッサが異常になると有効になるフェイル信号を出力するＣＰＵモジュールと、
前記フェイル信号が入力され、このフェイル信号が有効であるときに予め設定された指令データを出力するエラー時制御部と、
前記フェイル信号が有効であるときに、前記エラー時制御部が出力する指令データに基づいて制御信号を生成し、前記フェイル信号が有効でないときに、前記ＣＰＵモジュールが出力する指令データに基づいて制御信号を生成する制御部と、
を具備したことを特徴とするプログラマブルコントローラ。
前記制御部は、制御対象物が移動する軌道を生成する軌道演算部であることを特徴とする請求項１に記載のプログラマブルコントローラ。
前記エラー時制御部は、制御対象物を予め定められた位置に位置づける指令データを出力するようにしたことを特徴とする請求項２に記載のプログラマブルコントローラ。