JP2009147997A - プログラマブルロジックコントローラ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数のモジュールで構成されるプログラマブルロジックコントローラに関する。自モジュールの実装位置を検出する実装位置検出手段と、実装位置から自モジュールの起動タイミングを生成する起動タイミング生成手段と、起動タイミング生成手段の動作を有効にする第1のリセット解除手段と、起動タイミングで自モジュールを起動するリセット解除信号を出力する第2のリセット解除手段とを設けた。
【選択図】図1
Description
ビルディングブロックタイプのPLCを示しており、PLC全体に電力を供給する電源モジュール11と、PLC全体を制御するCPUモジュール12と、制御対象の機器に合わせたインターフェースを持つ複数のI/Oモジュール13とから構成されている。
電力の供給を受け動作を開始した各I/Oモジュール13は、自身の実装されている位置を認識して、CPUモジュール12との通信を行う。CPUモジュール12は、実装位置と各I/Oモジュール13固有の情報をもとに通信手段3を介してデータの授受を行う。
図6(a)で各I/Oモジュール13への供給電源(波形A1)は短時間で規定の電圧(5V)に到達し、電源投入から約50ms後にCPUモジュール12のリセット(波形A2)が解除(0Vから5Vに変化)され、I/Oモジュール13としての動作を開始している。
(1)複数のモジュールで構成されるプログラマブルロジックコントローラにおいて、
自モジュールの実装位置を検出する実装位置検出手段と、
前記実装位置から自モジュールの起動タイミングを生成する起動タイミング生成手段と、
該起動タイミング生成手段の動作を有効にする第1のリセット解除手段と、
前記起動タイミングで自モジュールを起動するリセット解除信号を出力する第2のリセット解除手段と、
を有す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。
複数のモジュールで構成されるプログラマブルロジックコントローラの全モジュールが同時に起動することを回避し、モジュールの実装位置によって起動するタイミングを変えることにより、起動時の過大な突入電流を抑制することができる。
図1は本発明の一実施例を示す構成図である。前出の図と同一のものは同一符号を付ける。
ビルディングブロックタイプのPLCを例に説明する。ビルディングブロックタイプのPLCは、電源モジュール、CPUモジュール、I/Oモジュール等の各種モジュールを制御対象に合わせてバックプレーンに実装し、各モジュール間はバックプレーンに設けられた内部バスを介して相互に電気的に接続されている。
図1では、バックプレーン10に実装されたI/Oモジュール13aについて示している。
システム起動信号4はPLC全体のリセットを解除するための信号であり、電源モジュールが立ち上がって所定時間経過したときに、CPUモジュールから各I/Oモジュール13aに対して一斉に出力される。これにより、各I/Oモジュール13aは電源モジュールの立ち上がり時の影響を受けることなく、電源モジュールの電圧が安定した後で起動処理を開始することができる。
バックプレーン10では、実装位置信号S1,S2のそれぞれの接続先がHi信号ライン5a(Vcc)とLo信号ライン5b(GND)のどちらかにあらかじめ決められている。これにより、I/Oモジュール13aがバックプレーン10に実装される実装位置により実装位置検出手段20の抵抗R1,R2がVccにプルアップされるか、GNDにプルダウンされるかが決まる。
この例では、I/Oモジュール13aがバックプレーン10に実装されると、実装位置検出手段20の抵抗R1,R2がダイオードD1,D2を介してバックプレーン10のLo信号ライン5bにそれぞれ接続されるため、実装位置信号S1,S2としてそれぞれLo,Loを検出する。
起動タイミング生成手段21の1次遅れ回路の時定数は、抵抗R1,R2のうちプルアップされた抵抗と抵抗R3を並列接続した場合の抵抗値とコンデンサC1の容量値の積で求められる。
この例では、R1,R2はともにプルダウンされているので、抵抗R3とコンデンサC1により1次遅れ回路が構成される。
一方、抵抗R1,R2をダイオードD1,D2を介さずにHi信号ライン5a又はLo信号ライン5bに接続してもよいが、この場合は抵抗R1,R2,R3のうち、プルアップした抵抗とプルダウンした抵抗の分圧比によって1次遅れ回路の応答の最終値が異なることになる。
この例では、トランジスタQ1をOFFにすることにより起動タイミング生成手段21の動作が有効になり、起動タイミング生成手段21の1次遅れ応答で第2のリセット解除手段32の入力に印加される電圧が上昇していく。
第2のリセット解除手段32は、バッファーやコンパレータU1からなり、第2のリセット解除手段32の入力閾値に達すると出力を反転し、回路41に対してリセット解除信号を出力する。
この例では、実装位置信号S1,S2の2つの信号のLo、Hiの組合せで4つの実装位置を表している。
実装位置信号の数を変えることにより、表せる実装位置の数を変更することができる。例えば、実装位置信号の数を4つにすれば、16個のモジュールの実装位置を識別することができる。
1次遅れ回路を構成する抵抗R1,R2,R3は、プルアップ、プルダウンの組合せで異なる時定数となるようにするため、それぞれの抵抗値は異なるものを用いる。この例では、各抵抗値がほぼ2のべき乗の関係(約4対2対1)になるように選定している。
また、図3では図1に対して、D1,D2はダイオードの代わりにトランジスタを、Q1はPNPトランジスタの代わりにNPNトランジスタを用いている。
図4(a)は実装位置1のモジュールの波形、図4(b)は実装位置2のモジュールの波形、図4(c)は実装位置3のモジュールの波形、図4(d)は実装位置4のモジュールの波形を示している。また、各波形は、上段の波形が電源モジュールから供給される電源電圧(5V)、中段の波形がシステム起動信号4、下段の波形がPLC全体の消費電流(突入電流)を示している。
また、ビルディングブロックタイプのPLCに限らず、電源を共有する省配線形のI/O(リモートI/O)においても適用することができる。この場合、リモートI/O子局に一意に付けられるアドレスを実装位置検出20として用いることで、リモートI/O子局の同時起動に起因する突入電流を抑えることができる。
21 起動タイミング生成手段
31 第1のリセット解除手段
32 第2のリセット解除手段
Claims (5)
- 複数のモジュールで構成されるプログラマブルロジックコントローラにおいて、
自モジュールの実装位置を検出する実装位置検出手段と、
前記実装位置から自モジュールの起動タイミングを生成する起動タイミング生成手段と、
該起動タイミング生成手段の動作を有効にする第1のリセット解除手段と、
前記起動タイミングで自モジュールを起動するリセット解除信号を出力する第2のリセット解除手段と、
を有す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。 - 前記実装位置検出手段は、複数の抵抗を有し、実装位置によってこれらの抵抗がプルアップ又はプルダウンされ、これらの抵抗のプルアップとプルダウンの組合せにより自モジュールの実装位置を検出することを特徴とする請求項1記載のプログラマブルロジックコントローラ。
- 前記実装位置検出手段は、各モジュールにアドレスを割り付けるロータリスイッチからなることを特徴とする請求項1記載のプログラマブルロジックコントローラ。
- 前記実装位置検出手段の複数の抵抗はそれぞれ異なる抵抗値からなり、前記起動タイミング生成手段は、前記実装位置検出手段の抵抗を用いて1次遅れ回路を構成し、実装位置により1次遅れ回路の時定数を変更することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のプログラマブルロジックコントローラ。
- 前記第2のリセット解除手段は、前記起動タイミング生成手段を介して入力される電圧が所定の閾値を超えたときに前記リセット解除信号を出力することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のプログラマブルロジックコントローラ。
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