JP2007249625A - 変換アダプタ - Google Patents

Abstract

【課題】周辺機器に対する電源供給の要否を自動的に判断し、周辺機器に電源を供給する場合と、電源を供給しない場合とで、変換アダプタを兼用することができる。
【解決手段】ＵＳＢインターフェースを有したＰＣ１１と、ＲＳ２３２Ｃインターフェースを有した周辺機器１２とを接続して相互に通信を行う変換アダプタ１３であって、周辺機器１２の電源の有無を認識し、電源を有する周辺機器１２には電源を供給せず、電源を有しない周辺機器１２には電源を供給しすることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）のＵＳＢインターフェースと、ＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）やプログラマブル表示器（以下、表示器と称する）等のＲＳ２３２Ｃインターフェースとを接続して通信を行うための変換アダプタに関するものである。

従来、図１４に示すように、ＵＳＢインターフェースを備えたＰＣ６１と、ＲＳ２３２Ｃインターフェースを備えたＰＬＣや表示器６２とを、変換アダプタ６３を介して接続し、相互に通信を行っている。

ＰＬＣは、自動組付機等の各種ターゲットシステムを制御する産業用制御装置であり、表示器は、ＰＬＣの稼動状況や作業指示等の管理のためのモニタや、各種設定値を入力する端末としての機能を備えている。

ところで、ＰＬＣは電源を有しており、表示器は電源を有していない。このため、ＰＣとＰＬＣを接続する場合は、ＰＣからＰＬＣに電源を供給せず、ＰＣと表示器を接続する場合は、ＰＣから表示器に電源を供給している。もし、ＰＣとＰＬＣを接続する場合に、ＰＣからＰＬＣに電源を供給すると、ＰＬＣ自身の電源との競合が起こり、駆動電圧が低い機器が破損してしまうという不都合が生じる。

このため、従来は、ＰＣとＰＬＣとの変換アダプタには電源を供給しないタイプを用い、ＰＣと表示器との変換アダプタには電源供給タイプを用いている。しかし、このような変換アダプタの使い分けは煩雑であり、間違いも生じるという問題があった。

本発明の変換アダプタは、ＵＳＢインターフェースを有したＰＣと、ＲＳ２３２Ｃインターフェースを有した周辺機器とを接続して相互に通信を行うものであって、前記周辺機器の電源の有無を認識し、電源を有する周辺機器には電源を供給せず、電源を有しない周辺機器には電源を供給することを特徴とする。

本発明の変換アダプタによると、周辺機器の電源の有無を認識し、電源を有する周辺機器には電源を供給せず、電源を有しない周辺機器には電源を供給するので、周辺機器に電源を供給する場合と、電源を供給しない場合とで、変換アダプタを兼用することができる。

本発明によると、周辺機器に対する電源供給の要否を自動的に判断し、周辺機器に電源を供給する場合と、電源を供給しない場合とで、変換アダプタを兼用することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態における変換アダプタについて説明する。

（周辺機器が未接続状態）
図１はＰＣと周辺機器と変換アダプタの関係を示す概略構成図、図２は変換アダプタのブロック図、図３はＣＰＬＤのブロック図、図４は変換アダプタのＲＳ２３２Ｃコネクタの詳細図、図５は周辺機器が未接続状態でのＲＳ２３２Ｃコネクタのタイミングチャートである。

図１において、１１はＵＳＢインターフェースを備えたＰＣ、１２はＲＳ２３２Ｃインターフェースを備えたＰＬＣや表示器等の周辺機器、１３はＰＣ１１と周辺機器１２とを接続して相互に通信を行うための変換アダプタである。

図２において、２１はＣＰＬＤ（コンプレックス・プログラマブル・ロジック・デバイス）、２２はＵＳＢコネクタ、２３はＲＳ２３２Ｃコネクタ、２４はＣＰＬＤ２１とＵＳＢコネクタ２２の間に設けられたＵＳＢ変換部、２５はＣＰＬＤ２１とＲＳ２３２Ｃコネクタ２３の間に設けられたラインドライバ/レシーバ部、２６は第１電源供給部、２７は第２電源供給部、２８はＯＳＣ（発振回路部）である。

ＵＳＢコネクタ２２は、５ｖの電源端子、接地端子、一対の信号端子Ｄ＋，Ｄ−にて構成されている。

第１電源供給部２６は、「駆動１」の駆動信号に基づき、ＰＣ１１からの電源を周辺機器１２に供給する。

第２電源供給部２７は、「駆動２」の駆動信号に基づき、ＰＣ１１からの電源を周辺機器１２に供給する。

図３において、３１は識別信号照合部、３２は状態遷移回路部、３３はタイミングパルス生成部、３４は出力制御部、３５，３５はフィルタである。

図４において、ＲＳ２３２Ｃコネクタ２３は、接地端子（＃１）、５ｖの電源端子（＃２）、信号端子ＲｘＤ（＃３）、信号端子ＴｘＤ（＃４）、５ｖの電源端子（＃５）、接地端子（＃６）にて構成されている。

信号ＴｘＤは、ＰＣ１１から周辺機器１２へのデータの送信を表し、信号ＲｘＤは、ＰＣ１１の周辺機器１２からのデータの受信を表している。

図５において、「駆動１」は、出力制御部３４から出力される駆動信号を表しており、約１．３ｓ置きに約０．４ｓ間出力される。「駆動１」による駆動信号に基づき、第１電源供給部２６を介して電源端子（＃２）から約１．３ｓ置きに約０．４ｓ間、常に電源を出し続ける（間欠給電）。「検出１」は、電源端子（＃２）の電圧の検出信号を表している。この場合、約１．３ｓ置きに約０．４ｓ間の検出信号が得られる。「駆動２」は、出力制御部３４から出力される駆動信号を表しており、「検出２」は、電源端子（＃５）の電圧の検出信号を表している。周辺機器が未接続状態では、「駆動２」ならびに「検出２」は共に"Ｌ"となっている。

（表示器が接続状態）
図６はＰＣと表示器と変換アダプタの関係を示す概略構成図、図７は表示器のＲＳ２３２Ｃコネクタの詳細図、図８は表示器が接続状態でのＲＳ２３２Ｃコネクタのタイミングチャート、図９は図８のタイミングチャートにおける「駆動２」の駆動信号の部分拡大図である。

図７において、表示器１２のＲＳ２３２Ｃコネクタ４１は、接地端子（＃１）、５ｖの電源端子（＃２）、信号端子ＲｘＤ（＃３）、信号端子ＴｘＤ（＃４）、５ｖの電源端子（＃５）、接地端子（＃６）にて構成されている。

図８において、時刻ａにて、ＰＣ１１に接続した変換アダプタ１３のＲＳ２３２Ｃコネクタ２３に、表示器１２のＲＳ２３２Ｃコネクタ４１が接続される。表示器１２からＲＳ２３２Ｃコネクタ２３の信号端子ＲｘＤ（＃３）に識別信号５１が送信されてくる。識別信号５１は、"Ｈ"が約１．２ｍｓ、"Ｌ"が約１．２ｍｓで、３個の"Ｈ"からなる。識別信号５１を識別信号照合部３１にて照合し、表示器１２が接続された旨の認識信号を状態遷移回路部３２へ出力する。状態遷移回路部３２からの出力により、出力制御部３４は「駆動１」の駆動信号と「駆動２」の駆動信号を"Ｈ"にし、第１電源供給部２６と第２電源供給部２７を介して、ＲＳ２３２Ｃコネクタ２３の電源端子（＃２）（＃５）より電源を表示器１２に供給する。ここで、「駆動１」の駆動信号だけでなく「駆動２」の駆動信号も"Ｈ"にして両方の電源端子（＃２）（＃５）より表示器１２へ電源を供給するのは、ＲＳ２３２Ｃ接続用のモジュラーケーブルの線径が細いため、「駆動１」からの電源供給では電圧降下が大きいからである。すなわち、対象とする表示器１２が接続されたことが認識されたならば、表示器１２が本格的に起動する前に２本の線で電圧供給を行い、電圧降下を軽減させる。

なお、図８の「駆動２」における信号５２（図９に拡大図を示す）は、対象の表示器１２が外されたかどうかを定期的に確認するためのものである。この変換アダプタ１３は対象の表示器１２に接続した後、ＰＬＣに接続する可能性があるため、表示器１２が接続され続けているのか外されたのかを、定期的に「駆動２」を"L"にすることにより検出する必要がある。対象の表示器１２が外されていれば、図７の電源端子（＃５）と（＃２）の接続がなくなるため、「検出２」は"L"となる。このことで、対象の表示器１２が外されたことを検出する（図８の時刻ｂ直後に当たる）。

時刻ｂにて、表示器１２のＲＳ２３２Ｃコネクタ４１と、変換アダプタ１３のＲＳ２３２Ｃコネクタ２３との接続が解除される。「検出２」の検出信号が"Ｌ"となることで、状態遷移回路部３２は表示器１２の接続が解除された旨を認識する。状態遷移回路部３２からの出力により、出力制御部３４は「駆動１」の駆動信号を約１．３ｓ置きに約０．４ｓの間欠給電に戻し、「駆動２」の駆動信号を"Ｌ"に戻す。なお、表示器１２が外れると「検出２」の検出信号が"Ｌ"となるのは以下の理由による。「駆動１」からの電源供給は、図４のＲＳ２３２Ｃコネクタ２３の電源端子（＃２）から図７のＲＳ２３２Ｃコネクタ４１の電源端子（＃５）へ行われ、「駆動２」からの電源供給は、図４の電源端子（＃５）から図７の電源端子（＃２）へ行われる。対象の表示器１２が接続されている場合は図７の電源端子（＃５）と図７の電源端子（＃２）は接続されているので、信号５２が"Ｌ"になっても「検出２」は"Ｈ"となるが（図４の電源端子（＃２）->図７の電源端子（＃５）->図７の電源端子（＃２）->図４の電源端子（＃５）の経路が成立）、対象の表示器１２が外された場合は図７の電源端子（＃５）と図７の電源端子（＃２）の経路がなく、図４の電源端子（＃２）から図４の電源端子（＃５）への経路が成立せず、「検出２」は"Ｌ"となる。

（ＰＬＣが接続状態）
図１０はＰＣとＰＬＣと変換アダプタの関係を示す概略構成図、図１１はＰＬＣのＲＳ２３２Ｃコネクタの詳細図、図１２，１３はＰＬＣが接続状態でのＲＳ２３２Ｃコネクタのタイミングチャートである。

図１１において、ＰＬＣ１２のＲＳ２３２Ｃコネクタ４２は、接地端子（＃１）、５ｖの電源端子（＃２）、信号端子ＲｘＤ（＃３）、信号端子ＴｘＤ（＃４）、５ｖの電源端子（＃５）、接地端子（＃６）にて構成されている。

図１２において、時刻ｃにて、ＰＣ１１に接続した変換アダプタ１３のＲＳ２３２Ｃコネクタ２３に、ＰＬＣ１２のＲＳ２３２Ｃコネクタ４２が接続される。なお、ＰＬＣ１２の電源はオフとなっている。ＰＬＣ１２が接続されているので、図４のＲＳ２３２Ｃコネクタ２３の電源端子（＃２）の電源がＰＬＣ１２の内部回路を通って電源端子（＃５）に戻ってくる。これを「検出２」の検出信号にて検出し、状態遷移回路部３２は２回目の立下り５３で、ＰＬＣ１２が接続されていることを認識する。２回目の立下りで検出するのは、１回目では時刻ｃが間欠給電パルスの途中であって検出できないかもしれないため、２回目で検出することで確実に判断するためである。なお、図８の表示器の接続ではＲｘＤ（＃３）に識別信号５１が送信されてくることで接続を判断しているが、ＰＬＣではそのような信号でなく電源端子（＃５）の電圧で接続を判断するのは、対象の表示器以外は識別信号を出力する機能がないためであり、電源端子（＃５）に電圧が戻ってくるかによって、対象の表示器以外の何か、この場合にはＰＬＣが接続されたことを認識する。また、ＰＬＣ１２が接続されていることを認識した後は、
「駆動１」の駆動信号を、約１．３ｓ置きに約０．４ｓの間欠給電から、約１．７ｓ置きに約２０ｍｓの間欠給電に変更する。これは、対象の表示器以外の機器が接続されたことを認識した場合は、不要な電圧を接続された機器へ供給するべきではなく、本来は「駆動１」の動作を完全に止めるべきであるが、完全に止めてしまうと「検出２」へ電圧が発生しないので、機器が接続中なのか外れたのかの検出ができなくなってしまう。よって、対象の表示器以外の機器が接続された場合は、パルス幅をできるだけ絞ってその機器が接続中であるかどうかの検出を行えるようにしている。なお、機器無接続状態でのパルス幅は、対象の表示器が接続された場合、電源を印加してから信号５１を出力するまでに０．２５ｓ〜０．３ｓ必要なことから、０．４ｓに設定している。

時刻ｄにて、ＰＬＣ１２の電源をオンにする。「検出１」「検出２」の検出信号にてＲＳ２３２Ｃコネクタ２３の電源端子（＃２）（＃５）に加わるＰＬＣ１２自身の電源が検出される。このように、「駆動１」「駆動２」の駆動信号が出力されていないとき、「検出１」「検出２」の検出信号にて電圧が検出されると、「駆動１」「駆動２」の駆動信号を完全に"Ｌ"とする。

図１３において、時刻ｅにて、ＰＬＣ１２の電源をオフにする。「検出１」「検出２」の検出信号にて電源端子（＃２）（＃５）における電圧が検出されなくなることで、ＰＬＣ１２の電源がオフになったか、またはＰＬＣ１２のＲＳ２３２Ｃコネクタ４２と、変換アダプタ１３のＲＳ２３２Ｃコネクタ２３との接続が解除されたものと認識する。「駆動１」は、約１．３ｓ置きに約０．４ｓの間欠給電を再開し、これを「検出２」の検出信号にて検出し、状態遷移回路部３２は２回目の立下り５４で、ＰＬＣ１２が接続されていることを認識する。

時刻ｆにて、ＰＬＣ１２のＲＳ２３２Ｃコネクタ４２と、変換アダプタ１３のＲＳ２３２Ｃコネクタ２３との接続を解除する。「検出２」の検出信号が検出されなくなることで、ＰＬＣ１２が外れたことを認識する。

このように構成された変換アダプタ１３によると、周辺機器１２の電源の有無を認識し、電源を有するＰＬＣ１２には電源を供給せず（図１２，１３参照）、電源を有しない表示器１２には電源を供給しするので（図８参照）、周辺機器１２に電源を供給する場合と、電源を供給しない場合とで、変換アダプタ１３を兼用することができる。

本発明は、ＰＣとＰＬＣやプログラマブル表示器とを接続する変換アダプタとして有用である。

本発明の実施の形態におけるＰＣと周辺機器と変換アダプタの関係を示す概略構成図 本発明の実施の形態における変換アダプタのブロック図 本発明の実施の形態におけるＣＰＬＤのブロック図 本発明の実施の形態における変換アダプタのＲＳ２３２Ｃコネクタの詳細図 本発明の実施の形態における周辺機器が未接続状態でのＲＳ２３２Ｃコネクタのタイミングチャート 本発明の実施の形態におけるＰＣと表示器と変換アダプタの関係を示す概略構成図 本発明の実施の形態における表示器のＲＳ２３２Ｃコネクタの詳細図 本発明の実施の形態における表示器が接続状態でのＲＳ２３２Ｃコネクタのタイミングチャート 図８のタイミングチャートにおける「駆動２」の駆動信号の部分拡大図 本発明の実施の形態におけるＰＣとＰＬＣと変換アダプタの関係を示す概略構成図 本発明の実施の形態におけるＰＬＣのＲＳ２３２Ｃコネクタの詳細図 本発明の実施の形態におけるＰＬＣが接続状態でのＲＳ２３２Ｃコネクタのタイミングチャート 本発明の実施の形態におけるＰＬＣが接続状態でのＲＳ２３２Ｃコネクタのタイミングチャート 従来例の概略構成図

符号の説明

１１ ＰＣ
１２ 周辺機器
１３ 変換アダプタ

Claims (1)

1. ＵＳＢインターフェースを有したＰＣと、ＲＳ２３２Ｃインターフェースを有した周辺機器とを接続して相互に通信を行う変換アダプタであって、
   前記周辺機器の電源の有無を認識し、電源を有する周辺機器には電源を供給せず、電源を有しない周辺機器には電源を供給することを特徴とする変換アダプタ。

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