JP2011197889A - Programmable controller - Google Patents

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Tamiki Kobayashi
民樹 小林
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the deterioration in characteristics of an electric double layer capacitor, the deterioration being caused by charging.SOLUTION: A programmable controller includes: a power supply circuit 1 which generates internal power by using external power, and outputs a power supply break-off prior notice signal when power supply is interrupted; an electric double layer capacitor 8; charging system 6, 7 which charge up the electric double layer capacitor 8 by using the internal power; an EEPROM 23; a RAM 24 which stores device data 25; and a control part 2 which updates the device data 25 that the RAM 24 stores, by using the internal power, and evacuates the device data 25, which the RAM 24 stores, to the EEPROM 23 by using electric power stored in the electric double layer capacitor 8 when the power supply break-off prior notice signal is output. The charging systems 6, 7 intermittently stop charging to the electric double layer capacitor 8 so that the voltage of the electric double layer capacitor 8 may be within a prescribed range.

Description

本発明は、被制御装置を制御するプログラマブルコントローラに関する。   The present invention relates to a programmable controller that controls a controlled apparatus.

プログラマブルコントローラ(以下、単にPLC)は、ラダー言語などで記述されたユーザプログラムを実行することによって、被制御装置との間の入出力データやユーザプログラムを実行するにあたって必要となる中間データなどを含むデバイスデータを逐次生成・更新する。PLCが高速な制御を実現するために、デバイスデータは、通常、例えばRAM(Random Access Memory)などの揮発性のメモリに格納される。   A programmable controller (hereinafter simply referred to as a PLC) includes input / output data to / from a controlled device and intermediate data necessary for executing a user program by executing a user program described in a ladder language or the like. Generate and update device data sequentially. In order for the PLC to realize high-speed control, device data is usually stored in a volatile memory such as a RAM (Random Access Memory).

PLCを用いた制御システムの多くは、電源断から復帰するとき、電源断の直前の状態と同じ状態に復帰することが求められる。すなわち、電源復帰時には、電源断の直前のデバイスデータを使用できるようにする必要がある。そのための1つの構成として、前記したデバイスデータが格納される揮発性メモリとは別に、バックアップ用に、例えばEEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)などの書き換え可能な不揮発性メモリを別途備え、電源断の際に、揮発性メモリに格納されているデバイスデータをこのバックアップ用の不揮発性メモリに転送する構成が考えられる(例えば特許文献1、特許文献2参照)。   Many control systems using a PLC are required to return to the same state as that immediately before the power is turned off when the power is turned off. That is, when power is restored, it is necessary to be able to use device data immediately before the power is turned off. As one configuration for this purpose, a separate rewritable non-volatile memory such as an EEPROM (Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory) is provided for backup, in addition to the volatile memory in which the device data is stored. A configuration in which device data stored in the volatile memory is transferred to the backup non-volatile memory upon disconnection (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2) can be considered.

このデバイスデータの揮発性メモリから不揮発性メモリへの転送を実行するために、PLCには、主電源回路から供給される電源とは別にバックアップ用の電源が必要となる。バックアップ用電源としては、UPS、電池、アルミ電解コンデンサ、タンタルコンデンサ、電気二重層コンデンサなどを採用することが考えられる。しかしながら、デバイスデータを転送する際の不揮発性メモリへの書き込み動作は、比較的大きな電力量を必要とする。また、PLCは、コンパクトでかつ低コストであることが求められる。これらの要望を鑑みると、前記したバックアップ用電源候補の群の中では電気二重層コンデンサがバックアップ用電源に最も適しているといえる。   In order to transfer the device data from the volatile memory to the nonvolatile memory, the PLC requires a backup power supply in addition to the power supplied from the main power supply circuit. As a backup power source, it is conceivable to employ a UPS, a battery, an aluminum electrolytic capacitor, a tantalum capacitor, an electric double layer capacitor, or the like. However, a write operation to the nonvolatile memory when transferring device data requires a relatively large amount of power. Further, the PLC is required to be compact and low cost. In view of these demands, it can be said that the electric double layer capacitor is most suitable for the backup power source in the group of backup power source candidates described above.

特開2005−339151号公報JP 2005-339151 A 特開2000−181510号公報JP 2000-181510 A

しかしながら、電気二重層コンデンサは、充電電圧が印加され続けると、充電により特性が劣化し、寿命が短くなってしまうという問題があった。電気二重層コンデンサの寿命が短いと、電気二重層コンデンサを頻繁に交換しなくてはならなくなり、ユーザの負担が増大する。したがって、PLCのバックアップ電源に電気二重層コンデンサを採用する場合、充電による該電気二重層コンデンサの特性の劣化を低減する工夫が求められる。   However, the electric double layer capacitor has a problem that, when a charging voltage is continuously applied, the characteristics deteriorate due to charging and the life is shortened. If the electric double layer capacitor has a short life, the electric double layer capacitor must be frequently replaced, which increases the burden on the user. Therefore, when an electric double layer capacitor is employed as a backup power source for the PLC, a device for reducing deterioration of characteristics of the electric double layer capacitor due to charging is required.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、バックアップ用電源の充電による特性劣化を低減したPLCを得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a PLC in which characteristic deterioration due to charging of a backup power source is reduced.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、外部電源を用いて内部電源を生成し、電源断時に電源断予告信号を出力する電源回路と、電気二重層コンデンサと、前記電気二重層コンデンサを前記内部電源を用いて充電する充電系と、不揮発性の第1メモリと、デバイスデータを記憶する揮発性の第2メモリと、を備え、前記内部電源を用いて前記第2メモリが記憶するデバイスデータを更新し、前記電源断予告信号が出力されたとき、前記電気二重層コンデンサに蓄えられている電力を用いて前記第2メモリが記憶するデバイスデータを前記第1メモリへ退避させる制御部と、を備え、前記充電系は、前記電気二重層コンデンサの電圧が所定範囲内に納まるように前記電気二重層コンデンサの充電を断続的に停止する、ことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention generates an internal power supply using an external power supply, outputs a power-off notice signal when the power is cut off, an electric double layer capacitor, A charging system that charges the electric double layer capacitor using the internal power supply; a nonvolatile first memory; and a volatile second memory that stores device data. The second power supply using the internal power supply. When the device data stored in the memory is updated and the power-off notice signal is output, the device data stored in the second memory is stored in the first memory using the electric power stored in the electric double layer capacitor. And a controller that evacuates, wherein the charging system intermittently stops the charging of the electric double layer capacitor so that the voltage of the electric double layer capacitor is within a predetermined range. And butterflies.

本発明によれば、バックアップ用の電気二重層コンデンサの充電による特性劣化を低減させ、実質的に寿命によるコンデンサの交換を不要とできるPLCを得ることができるという効果を奏する。   According to the present invention, it is possible to obtain a PLC capable of reducing characteristic deterioration due to charging of an electric double layer capacitor for backup and substantially eliminating the need for replacement of the capacitor due to its lifetime.

図1は、実施の形態1のPLCの構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of the PLC according to the first embodiment. 図2は、実施の形態1のPLCにおいて電源モードが変化する様子を説明するタイミングチャートである。FIG. 2 is a timing chart illustrating how the power mode changes in the PLC according to the first embodiment. 図3は、実施の形態2のPLCの構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the PLC according to the second embodiment. 図4は、実施の形態2のPLCにおいて電源モードが変化する様子を説明するタイミングチャートである。FIG. 4 is a timing chart illustrating how the power supply mode changes in the PLC according to the second embodiment.

以下に、本発明にかかるプログラマブルコントローラ(PLC)の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Hereinafter, an embodiment of a programmable controller (PLC) according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態1.
図1は、本発明にかかるPLCの実施の形態1の構成を示す図である。図示するように、実施の形態1のPLC100は、商用電源(外部電源)からPLC100全体に供給する電源(内部電源)を生成する主電源回路1と、バックアップ用電源としての電気二重層コンデンサ8と、を備えている。また、PLC100は、ユーザプログラムおよびPLC100全体を制御するためのシステムプログラム(図示せず)を記憶する書き換え可能な不揮発性メモリとしてのEEPROM23と、前記システムプログラムに基づいて動作するMPU21と、前記ユーザプログラムに基づいてデバイスデータ25を生成・更新するASIC22と、MPU21のワークエリアとして使用される揮発性メモリであるRAM24と、を備えている。ASIC22は、生成したデバイスデータ25をRAM24に格納し、RAM24上でデバイスデータ25を逐次更新する。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first embodiment of a PLC according to the present invention. As shown in the figure, the PLC 100 according to the first embodiment includes a main power supply circuit 1 that generates a power supply (internal power supply) supplied to the entire PLC 100 from a commercial power supply (external power supply), and an electric double layer capacitor 8 as a backup power supply. It is equipped with. Further, the PLC 100 includes an EEPROM 23 as a rewritable nonvolatile memory that stores a user program and a system program (not shown) for controlling the entire PLC 100, an MPU 21 that operates based on the system program, and the user program ASIC 22 that generates / updates device data 25 based on the above, and RAM 24 that is a volatile memory used as a work area of MPU 21. The ASIC 22 stores the generated device data 25 in the RAM 24 and sequentially updates the device data 25 on the RAM 24.

MPU21は、電源断時、RAM24に格納されているデバイスデータ25をEEPROM23に退避させるバックアップ処理を実行する。MPU21、ASIC22、EEPROM23、RAM24は、通常動作時には主電源回路1から供給される電力を使用して動作し、電源断時には電気二重層コンデンサ8から供給される電力を使用して前述のバックアップ処理を実行する。なお、MPU21、ASIC22、EEPROM23、RAM24を総称してバックアップ対象2ということとする。また、主電源回路1からバックアップ対象2へ電源が供給される電源モードを通常モード、電気二重層コンデンサ8からバックアップ対象2へ電源が供給される電源モードを電源断モードということとする。   The MPU 21 executes backup processing for saving the device data 25 stored in the RAM 24 to the EEPROM 23 when the power is turned off. The MPU 21, the ASIC 22, the EEPROM 23, and the RAM 24 operate using the power supplied from the main power supply circuit 1 during normal operation, and perform the above-described backup processing using the power supplied from the electric double layer capacitor 8 when the power is turned off. Execute. Note that the MPU 21, the ASIC 22, the EEPROM 23, and the RAM 24 are collectively referred to as a backup target 2. The power mode in which power is supplied from the main power circuit 1 to the backup target 2 is referred to as a normal mode, and the power mode in which power is supplied from the electric double layer capacitor 8 to the backup target 2 is referred to as a power-off mode.

PLC100は、前記バックアップ処理に関与しない構成要素(非バックアップ対象3)である通信回路やI/O回路等、ならびにバックアップ対象2へ供給する電源を切り替えるための回路である第1出力制御回路4および第2出力制御回路5を備えている。   The PLC 100 includes a first output control circuit 4 that is a circuit for switching a power supply to be supplied to the backup target 2 and a communication circuit, an I / O circuit, and the like that are components not related to the backup processing (non-backup target 3). A second output control circuit 5 is provided.

主電源回路1と第1出力制御回路4との間、および第1出力制御回路4とバックアップ対象2との間は、電源供給線で接続されており、主電源回路1は、第1出力制御回路4を介してバックアップ対象2に対する通常モード時の電源を供給する。主電源回路1と第1出力制御回路4との間の電源供給線は、途中で分岐して非バックアップ対象3に接続されている。主電源回路1は、該分岐している電源供給線を介して非バックアップ対象3へ電源供給する。   The main power supply circuit 1 and the first output control circuit 4 and the first output control circuit 4 and the backup target 2 are connected by a power supply line, and the main power supply circuit 1 performs the first output control. The power supply in the normal mode is supplied to the backup target 2 via the circuit 4. A power supply line between the main power supply circuit 1 and the first output control circuit 4 branches in the middle and is connected to the non-backup target 3. The main power supply circuit 1 supplies power to the non-backup target 3 through the branched power supply line.

電気二重層コンデンサ8と第2出力制御回路5との間、および第2出力制御回路5とバックアップ対象2との間は、電源供給線で接続されており、電気二重層コンデンサ8は、第2出力制御回路5を介して電源断モード時の電源を供給する。   The electric double layer capacitor 8 and the second output control circuit 5 and the second output control circuit 5 and the backup target 2 are connected by a power supply line. Power is supplied through the output control circuit 5 in the power-off mode.

第1出力制御回路4および第2出力制御回路5は、夫々、バックアップ対象2へ供給する電源をオン/オフするためのスイッチを備えており、夫々が備えるスイッチは夫々排他的に動作する。すなわち、第1出力制御回路4のスイッチがオンとなっているときは、第2出力制御回路5のスイッチはオフとなっており、第1出力制御回路4のスイッチがオフとなっているときは、第2出力制御回路5のスイッチはオンとなっている。   The first output control circuit 4 and the second output control circuit 5 are each provided with a switch for turning on / off the power supplied to the backup target 2, and the switches included in each switch operate exclusively. That is, when the switch of the first output control circuit 4 is on, the switch of the second output control circuit 5 is off, and when the switch of the first output control circuit 4 is off. The switch of the second output control circuit 5 is on.

主電源回路1は、商用電源の供給が途絶えたとき(すなわち電源断時に)、電源断予告信号をMPU21へ送信する。MPU21は、電源断予告信号を受信すると、バックアップ処理を開始するとともに、第1出力制御回路4および第2出力制御回路5へ夫々のスイッチを切り替えるためのモード切り替え信号を送信する。第1出力制御回路4および第2出力制御回路5は、モード切り替え信号を受信すると、夫々が備えるスイッチの状態をオンからオフ、あるいはオフからオンに切り替える。すなわち、MPU21がモード切り替え信号を送信することによって、夫々が備えるスイッチの状態が切り替えられ、PLC100の電源モードが通常モードから電源断モードに移行する。   The main power supply circuit 1 transmits a power cut notice signal to the MPU 21 when the supply of commercial power is interrupted (that is, when the power is cut off). When the MPU 21 receives the power-off notice signal, the MPU 21 starts a backup process and transmits a mode switching signal for switching the respective switches to the first output control circuit 4 and the second output control circuit 5. When the first output control circuit 4 and the second output control circuit 5 receive the mode switching signal, the first output control circuit 4 and the second output control circuit 5 switch the state of the switch included in each from on to off or from off to on. That is, when the MPU 21 transmits a mode switching signal, the state of the switch included in each is switched, and the power supply mode of the PLC 100 shifts from the normal mode to the power-off mode.

なお、電気二重層コンデンサ8は、電源断モード時、蓄えられていた電荷を放電するに伴って放電電圧が低下する。放電電圧が低下してもバックアップ対象2に供給する電圧を一定に保つために、第2出力制御回路5には、スイッチのほか、電気二重層コンデンサ8から供給される電源電圧をバックアップ対象2を駆動するための電圧まで昇圧または降圧する電圧変換機能を備えるようにしておく。なお、第2出力制御回路5の外にD/Dコンバータなどを備えさせ、該D/Dコンバータに電圧変換機能を実現させるようにしてもよい。   In the electric double layer capacitor 8, the discharge voltage decreases as the stored charge is discharged in the power-off mode. In order to keep the voltage supplied to the backup target 2 constant even when the discharge voltage decreases, the second output control circuit 5 supplies the power supply voltage supplied from the electric double layer capacitor 8 to the backup target 2 in addition to the switch. A voltage conversion function for stepping up or down to a voltage for driving is provided. Note that a D / D converter or the like may be provided outside the second output control circuit 5, and the voltage conversion function may be realized by the D / D converter.

前述したように、電気二重層コンデンサ8は、充電電圧が印加され続けていると、それだけコンデンサの特性の劣化が促進される。そこで、本発明の実施の形態1では、電気二重層コンデンサ8の特性の劣化を低減するために、電気二重層コンデンサ8に充分な電力が充電されると、充電を停止するようにしたことが主たる特徴となっている。   As described above, the electric double layer capacitor 8 promotes the deterioration of the capacitor characteristics as long as the charging voltage is continuously applied. Therefore, in the first embodiment of the present invention, in order to reduce the deterioration of the characteristics of the electric double layer capacitor 8, the charging is stopped when the electric double layer capacitor 8 is charged with sufficient power. It is the main feature.

具体的には、PLC100は、スイッチを有する充電回路6と、充電回路6のスイッチをオン/オフ制御する充電制御回路7をさらに備えている。主電源回路1と充電回路6との間、主電源回路1と充電制御回路7との間、充電回路6と電気二重層コンデンサ8との間は、夫々電源供給線で接続されている。主電源回路1は、通常モード時、充電回路6を介して電気二重層コンデンサ8を充電する。充電制御回路7は、主電源回路1から電源供給線を通じて供給される電源により動作する。充電制御回路7は、電気二重層コンデンサ8の電圧を監視しており、該電圧に基づいて、充電回路制御信号を充電回路6へ送信して充電回路6のスイッチをオン/オフする。   Specifically, the PLC 100 further includes a charging circuit 6 having a switch, and a charging control circuit 7 that controls on / off of the switch of the charging circuit 6. The main power supply circuit 1 and the charging circuit 6, the main power supply circuit 1 and the charging control circuit 7, and the charging circuit 6 and the electric double layer capacitor 8 are connected by power supply lines. The main power supply circuit 1 charges the electric double layer capacitor 8 through the charging circuit 6 in the normal mode. The charge control circuit 7 is operated by the power supplied from the main power supply circuit 1 through the power supply line. The charging control circuit 7 monitors the voltage of the electric double layer capacitor 8 and, based on the voltage, transmits a charging circuit control signal to the charging circuit 6 to turn on / off the switch of the charging circuit 6.

より詳しくは、バックアップ処理に必要となる電力量を供給することができる所定の電圧を下限レベル、該下限レベルよりも高く、かつ定格の充電電圧を超えない電圧を上限レベルに設定しておき、充電制御回路7は、電気二重層コンデンサ8の自己放電により電気二重層コンデンサ8の電圧が下限レベルを下回ったとき、充電回路6のスイッチをオンし、電気二重層コンデンサ8の電圧が上限レベルを上回ったとき、充電回路6のスイッチをオフする。このようにして、充電制御回路7は、電気二重層コンデンサ8の電圧が所定範囲内に納まるように電気二重層コンデンサ8の充電を断続的に停止する。   More specifically, a predetermined voltage that can supply the amount of power required for backup processing is set to a lower limit level, a voltage that is higher than the lower limit level and does not exceed the rated charging voltage is set to an upper limit level, When the voltage of the electric double layer capacitor 8 falls below the lower limit level due to self-discharge of the electric double layer capacitor 8, the charge control circuit 7 turns on the switch of the charging circuit 6, and the voltage of the electric double layer capacitor 8 reaches the upper limit level. When exceeded, the switch of the charging circuit 6 is turned off. In this manner, the charging control circuit 7 intermittently stops the charging of the electric double layer capacitor 8 so that the voltage of the electric double layer capacitor 8 falls within a predetermined range.

MPU21は、電源断予告信号を受信すると、充電制御回路7にモード切り替え通知信号を送信する。充電制御回路7は、モード切り替え通知信号を受信すると、充電回路制御信号を操作して充電回路6のスイッチをオフし、通常モード時に行っていたオン/オフ制御を停止する。これにより、通常モード時には電気二重層コンデンサ8の充電/充電停止が実行され、電源断モード時には電気二重層コンデンサ8が主電源回路1から切り離されるようになる。   When the MPU 21 receives the power-off notice signal, the MPU 21 transmits a mode switching notification signal to the charging control circuit 7. When receiving the mode switching notification signal, the charging control circuit 7 operates the charging circuit control signal to turn off the charging circuit 6 and stops the on / off control performed in the normal mode. Thereby, charging / stopping of the electric double layer capacitor 8 is executed in the normal mode, and the electric double layer capacitor 8 is disconnected from the main power supply circuit 1 in the power-off mode.

図2は、実施の形態1のPLC100において電源モードが通常モードから電源断モードに移行する様子を説明するタイミングチャートである。主電源回路1は、商用電源の供給が途絶えると、図2(a)に示すように、PLC100の各構成要素に供給する電源電圧が低下してくる。すると、主電源回路1は、図2(b)に示すように、電源断予告信号をMPU21へ送信する。なお、図2(b)では、電源断予告信号は負論理であるとしているが、正論理で構成されてもよい。   FIG. 2 is a timing chart illustrating how the power supply mode shifts from the normal mode to the power-off mode in the PLC 100 of the first embodiment. In the main power supply circuit 1, when the supply of commercial power is interrupted, the power supply voltage supplied to each component of the PLC 100 decreases as shown in FIG. Then, the main power supply circuit 1 transmits a power-off notice signal to the MPU 21 as shown in FIG. In FIG. 2B, the power-off notice signal is negative logic, but it may be constituted by positive logic.

通常モード時においては、図2(c)、(d)に示すように、第1出力制御回路4のスイッチはオン、第2出力制御回路5のスイッチはオフされている。電源断予告信号を受信したMPU21がモード切り替え信号を発行すると、第1出力制御回路4のスイッチはオフされ、第2出力制御回路5のスイッチはオンされる。これによって、電源モードが通常モードから電源断モードに移行する。   In the normal mode, as shown in FIGS. 2C and 2D, the switch of the first output control circuit 4 is on and the switch of the second output control circuit 5 is off. When the MPU 21 that has received the power-off notice signal issues a mode switching signal, the switch of the first output control circuit 4 is turned off and the switch of the second output control circuit 5 is turned on. As a result, the power mode shifts from the normal mode to the power-off mode.

一方、充電回路6のスイッチは、通常モード時においては、充電制御回路7からの充電回路制御信号に基づいて、図2(e)に示すように、オン/オフを繰り返す。電気二重層コンデンサ8は、図2(f)に示すように、充電回路6のスイッチがオンのときは充電されて電圧が上昇し、充電回路6のスイッチがオフのときは自己放電により電圧が下降する。   On the other hand, the switch of the charging circuit 6 is repeatedly turned on / off as shown in FIG. 2 (e) based on the charging circuit control signal from the charging control circuit 7 in the normal mode. As shown in FIG. 2 (f), the electric double layer capacitor 8 is charged when the switch of the charging circuit 6 is turned on, and the voltage rises. When the switch of the charging circuit 6 is turned off, the voltage is increased by self-discharge. Descend.

MPU21は、モード切り替え信号とともにモード切り替え通知信号を発行する。すると、充電制御回路7は充電回路制御信号を操作して充電回路6のスイッチをオフする。すると、電気二重層コンデンサ8の電圧は、第2出力制御回路5のスイッチがオンされているので、蓄えていた電力が第2出力制御回路5を介してバックアップ対象2へ供給されるので、図2(f)に示すように電圧が低下してゆく。第2出力制御回路5は、D/Dコンバータ機能を備えているので、図2(g)に示すように、電気二重層コンデンサ8から供給される電圧は一定電圧に調節され、バックアップ対象2へ供給される。MPU21は、電気二重層コンデンサ8から一定電圧で供給される電力を用いてバックアップ処理を実行する。   The MPU 21 issues a mode switching notification signal together with the mode switching signal. Then, the charging control circuit 7 operates the charging circuit control signal to turn off the charging circuit 6. As a result, the voltage of the electric double layer capacitor 8 is supplied to the backup target 2 via the second output control circuit 5 because the switch of the second output control circuit 5 is turned on. As shown in 2 (f), the voltage decreases. Since the second output control circuit 5 has a D / D converter function, the voltage supplied from the electric double layer capacitor 8 is adjusted to a constant voltage as shown in FIG. Supplied. The MPU 21 performs backup processing using power supplied from the electric double layer capacitor 8 at a constant voltage.

なお、以上の説明においては、MPU21は電源断予告信号を受信したとき、モード切り替え信号およびモード切り替え通知信号を送信するとして説明した。電源断予告信号を第1出力制御回路4および第2出力制御回路5に直接接続し、第1出力制御回路4および第2出力制御回路5は、夫々電源断予告信号に基づいてスイッチを切り替えるようにしてもよい。また、電源断予告信号を充電制御回路7に直接接続し、充電制御回路7は、電源断予告信号に基づいて充電回路6のオン/オフ制御を常時オフ制御に切り替えるようにしてもよい。   In the above description, the MPU 21 has been described as transmitting a mode switching signal and a mode switching notification signal when receiving a power-off notice signal. The power-off notice signal is directly connected to the first output control circuit 4 and the second output control circuit 5, and the first output control circuit 4 and the second output control circuit 5 respectively switch the switch based on the power-off notice signal. It may be. Alternatively, the power-off notice signal may be directly connected to the charge control circuit 7, and the charge control circuit 7 may switch the on / off control of the charging circuit 6 to the always-off control based on the power-off notice signal.

また、ASIC22がデバイスデータ25を生成・更新する、として説明したが、ASIC22を省略し、代わりにMPU21がデバイスデータ25を生成・更新するように構成しても構わない。   Further, although the ASIC 22 has been described as generating / updating the device data 25, the ASIC 22 may be omitted, and the MPU 21 may generate / update the device data 25 instead.

以上述べたように、本発明の実施の形態1によれば、充電制御回路7は、電気二重層コンデンサ8の電圧が所定範囲内に納まるように電気二重層コンデンサ8の充電を断続的に停止するようにしたので、通常モード時に電気二重層コンデンサ8は充電電圧が印加され続けていた場合に比べて充電電圧が印加される時間を短縮することができるので、電気二重層コンデンサ8の充電による特性劣化を低減することができる。   As described above, according to the first embodiment of the present invention, the charging control circuit 7 intermittently stops the charging of the electric double layer capacitor 8 so that the voltage of the electric double layer capacitor 8 falls within a predetermined range. Since the electric double layer capacitor 8 can reduce the time for which the charging voltage is applied compared to the case where the charging voltage is continuously applied in the normal mode, the electric double layer capacitor 8 is charged by charging. Characteristic deterioration can be reduced.

また、充電制御回路7は、電気二重層コンデンサ8の電圧を監視し、該電圧が所定範囲の下限に至ったとき、充電を開始し、前記電圧が前記所定範囲の上限に至ったとき、充電を停止するようにしたので、充電電圧が印加される時間を効率的に短縮することができる。   The charging control circuit 7 monitors the voltage of the electric double layer capacitor 8, starts charging when the voltage reaches the lower limit of the predetermined range, and charges when the voltage reaches the upper limit of the predetermined range. Since the charging is stopped, the time during which the charging voltage is applied can be efficiently shortened.

また、電気二重層コンデンサ8の放電電圧をバックアップ対象2の駆動電圧に変換する電圧変換機能を備えるように構成したので、電気二重層コンデンサ8の電圧が放電により降下してもバックアップ対象2にバックアップ処理を実行させることができる。   Further, since the voltage conversion function for converting the discharge voltage of the electric double layer capacitor 8 into the drive voltage of the backup target 2 is provided, even if the voltage of the electric double layer capacitor 8 drops due to discharge, the backup target 2 is backed up. Processing can be executed.

実施の形態2.
図3は、本発明にかかるPLCの実施の形態2の構成を示す図である。なお、本実施の形態2の説明においては、実施の形態1と同じ構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the second embodiment of the PLC according to the present invention. In the description of the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図示するように、実施の形態2のPLC200は、主電源回路1、バックアップ対象9、非バックアップ対象3、第1出力制御回路4、第2出力制御回路5、充電回路6、電気二重層コンデンサ8を備えている。   As shown in the figure, the PLC 200 according to the second embodiment includes a main power supply circuit 1, a backup target 9, a non-backup target 3, a first output control circuit 4, a second output control circuit 5, a charging circuit 6, and an electric double layer capacitor 8. It has.

バックアップ対象9は、MPU91、ASIC22、EEPROM23、デバイスデータ25が格納されるRAM24を含んでいる。MPU91は、通常モード時において充電回路6が備えるスイッチをオン/オフする充電回路制御信号を充電回路6へ送信するタイマ機能部92を備えている。タイマ機能部92は、充電回路6が備えるスイッチを、一定時間オンした後にオフし、電気二重層コンデンサ8の放電時間を見越した一定時間経過後に再び前記スイッチをオンする制御を実行する。なお、スイッチをオンする期間(オン時間)およびスイッチをオフする期間(オフ時間)は、電気二重層コンデンサ8の電圧が実施の形態1で説明した上限レベルと下限レベルの範囲内で遷移するように設定されるとよい。   The backup target 9 includes an MPU 91, an ASIC 22, an EEPROM 23, and a RAM 24 in which device data 25 is stored. The MPU 91 includes a timer function unit 92 that transmits a charging circuit control signal for turning on / off a switch included in the charging circuit 6 to the charging circuit 6 in the normal mode. The timer function unit 92 executes a control to turn off the switch included in the charging circuit 6 after being turned on for a certain period of time, and to turn on the switch again after the lapse of a certain period in anticipation of the discharge time of the electric double layer capacitor 8. It should be noted that the voltage of the electric double layer capacitor 8 changes within the range between the upper limit level and the lower limit level described in the first embodiment during the switch on period (on time) and the switch off period (off time). It is good to set to.

図4は、実施の形態2のPLC200において電源モードが通常モードから電源断モードに移行する様子を説明するタイミングチャートである。図示するように、図4(a)に示す主電源回路1の電源電圧、図4(b)に示す電源断予告信号、図4(c)に示す第1出力制御回路4のスイッチの状態、図4(d)に示す第2出力制御回路5のスイッチの状態および図4(g)に示す第2出力制御回路5の出力電圧は、実施の形態1の場合と同様のタイミングで遷移する。   FIG. 4 is a timing chart for explaining how the power supply mode shifts from the normal mode to the power-off mode in the PLC 200 of the second embodiment. 4A, the power supply voltage of the main power supply circuit 1 shown in FIG. 4A, the power-off notice signal shown in FIG. 4B, the switch state of the first output control circuit 4 shown in FIG. The switch state of the second output control circuit 5 shown in FIG. 4D and the output voltage of the second output control circuit 5 shown in FIG. 4G transition at the same timing as in the first embodiment.

充電回路6は、図4(e)に示すように、タイマ機能部92から受信する充電回路制御信号によってオン/オフ制御される。タイマ機能部92はソフトウェアで実現されるタイマであるので、計測時間にばらつきが内包されている。したがって、図4(e)に示すように、本実施の形態2では、充電回路6が備えるスイッチのオン/オフ時間はばらついてしまう。   The charging circuit 6 is on / off controlled by a charging circuit control signal received from the timer function unit 92, as shown in FIG. Since the timer function unit 92 is a timer realized by software, variation is included in the measurement time. Therefore, as shown in FIG. 4E, in the second embodiment, the on / off time of the switch provided in the charging circuit 6 varies.

電気二重層コンデンサ8では、図4(f)に示すように、充電回路6のスイッチがオンのとき、電圧が上昇し、充電回路6のスイッチがオフのとき、自己放電により電圧が低下する。   In the electric double layer capacitor 8, as shown in FIG. 4 (f), the voltage increases when the switch of the charging circuit 6 is on, and the voltage decreases due to self-discharge when the switch of the charging circuit 6 is off.

なお、以上の説明においては、ソフトウェアで実現されるタイマに基づいて充電回路6が備えるスイッチをオン/オフする、として説明したが、PLC200はハードウェアタイマを備え、該ハードウェアタイマに基づいて充電回路6が備えるスイッチをオン/オフするようにしてもよい。   In the above description, the switch included in the charging circuit 6 is turned on / off based on a timer realized by software. However, the PLC 200 includes a hardware timer, and charging is performed based on the hardware timer. A switch included in the circuit 6 may be turned on / off.

以上述べたように、本発明の実施の形態2によれば、タイマ機能部92は、充電回路6が備えるスイッチを、一定時間オンした後にオフし、電気二重層コンデンサ8の放電時間を見越した一定時間経過後に再び前記スイッチをオンするように構成したので、電気二重層コンデンサ8の電圧を監視する回路が不要な分、実施の形態1に比して簡単な構成で電気二重層コンデンサ8の充電による特性劣化を低減することができる。   As described above, according to the second embodiment of the present invention, the timer function unit 92 turns off the switch included in the charging circuit 6 after turning it on for a certain time, and allows for the discharge time of the electric double layer capacitor 8. Since the switch is turned on again after a certain period of time, the circuit for monitoring the voltage of the electric double layer capacitor 8 is unnecessary, and the electric double layer capacitor 8 has a simpler structure than that of the first embodiment. Characteristic deterioration due to charging can be reduced.

以上のように、本発明にかかるPLCは、被制御装置を制御するプログラマブルコントローラに適用して好適である。   As described above, the PLC according to the present invention is suitable for application to a programmable controller that controls a controlled apparatus.

1 主電源回路
2 バックアップ対象
3 非バックアップ対象
4 第1出力制御回路
5 第2出力制御回路
6 充電回路
7 充電制御回路
8 電気二重層コンデンサ
9 バックアップ対象
21 MPU
22 ASIC
23 EEPROM
24 RAM
25 デバイスデータ
91 MPU
92 タイマ機能部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main power supply circuit 2 Backup object 3 Non-backup object 4 1st output control circuit 5 2nd output control circuit 6 Charging circuit 7 Charging control circuit 8 Electric double layer capacitor 9 Backup object 21 MPU
22 ASIC
23 EEPROM
24 RAM
25 Device data 91 MPU
92 Timer function

Claims (7)

外部電源を用いて内部電源を生成し、電源断時に電源断予告信号を出力する電源回路と、
電気二重層コンデンサと、
前記電気二重層コンデンサを前記内部電源を用いて充電する充電系と、
不揮発性の第1メモリと、デバイスデータを記憶する揮発性の第2メモリと、を備え、前記内部電源を用いて前記第2メモリが記憶するデバイスデータを更新し、前記電源断予告信号が出力されたとき、前記電気二重層コンデンサに蓄えられている電力を用いて前記第2メモリが記憶するデバイスデータを前記第1メモリへ退避させる制御部と、
を備え、
前記充電系は、前記電気二重層コンデンサの電圧が所定範囲内に納まるように前記電気二重層コンデンサの充電を断続的に停止する、
ことを特徴とするプログラマブルコントローラ。
A power supply circuit that generates an internal power supply using an external power supply and outputs a power-off notice signal when the power is turned off;
An electric double layer capacitor;
A charging system for charging the electric double layer capacitor using the internal power source;
A nonvolatile first memory and a volatile second memory for storing device data, the device data stored in the second memory is updated using the internal power supply, and the power-off notice signal is output A controller that saves the device data stored in the second memory to the first memory using the electric power stored in the electric double layer capacitor,
With
The charging system intermittently stops charging the electric double layer capacitor so that the voltage of the electric double layer capacitor falls within a predetermined range.
A programmable controller characterized by that.
前記充電系は、
前記内部電源を前記電気二重層コンデンサに供給する電源供給線を接続/遮断することによって前記電気二重層コンデンサを充電/充電停止するスイッチ回路と、
前記電気二重層コンデンサの電圧を監視し、該電圧が前記所定範囲の下限に至ったとき、前記スイッチ回路に前記電源供給線を接続させ、前記電圧が前記所定範囲の上限に至ったとき、前記スイッチ回路に前記電源供給線を遮断させる充電制御回路と、
を備える、
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。
The charging system is
A switch circuit for charging / stopping charging of the electric double layer capacitor by connecting / cutting off a power supply line for supplying the internal power to the electric double layer capacitor;
The voltage of the electric double layer capacitor is monitored, and when the voltage reaches the lower limit of the predetermined range, the power supply line is connected to the switch circuit, and when the voltage reaches the upper limit of the predetermined range, A charge control circuit that causes the switch circuit to cut off the power supply line;
Comprising
The programmable controller according to claim 1.
前記充電系は、
前記内部電源を前記電気二重層コンデンサに供給する電源供給線を接続/遮断することによって前記電気二重層コンデンサを充電/充電停止するスイッチ回路と、
前記電源供給線が接続されてから第一時間が経過したとき、前記スイッチ回路に前記電源供給線を遮断させ、前記電源供給線が遮断されてから第二時間が経過したとき、前記スイッチ回路に前記電源供給線を接続させるタイマ機能部と、
を備える、
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。
The charging system is
A switch circuit for charging / stopping charging of the electric double layer capacitor by connecting / cutting off a power supply line for supplying the internal power to the electric double layer capacitor;
When the first time has elapsed since the power supply line was connected, the switch circuit is configured to shut off the power supply line, and when the second time has elapsed since the power supply line was disconnected, the switch circuit A timer function unit for connecting the power supply line;
Comprising
The programmable controller according to claim 1.
前記充電制御回路は、前記電源断予告信号が出力されたとき、前記スイッチ回路に前記電源供給線を接続させる操作を停止する、
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。
The charge control circuit stops the operation of connecting the power supply line to the switch circuit when the power-off notice signal is output;
The programmable controller according to claim 2.
前記タイマ機能部は、前記電源断予告信号が出力されたとき、前記スイッチ回路に前記電源供給線を接続させる操作を停止する、
ことを特徴とする請求項3に記載のプログラマブルコントローラ。
The timer function unit stops the operation of connecting the power supply line to the switch circuit when the power-off notice signal is output.
The programmable controller according to claim 3.
前記電源断予告信号をトリガとして前記制御部を駆動する電源を前記内部電源と前記電気二重層コンデンサとを切り替える電源切り替え回路をさらに備える、
ことを特徴とする請求項1〜5のうちの何れか一項に記載のプログラマブルコントローラ。
A power supply switching circuit that switches between the internal power supply and the electric double layer capacitor as a power source for driving the control unit triggered by the power-off notice signal;
The programmable controller as described in any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned.
前記電気二重層コンデンサの放電電圧を前記制御部の駆動電圧に変換する電圧変換部をさらに備える、
ことを特徴とする請求項1〜5のうちの何れか一項に記載のプログラマブルコントローラ。
A voltage converter that converts a discharge voltage of the electric double layer capacitor into a drive voltage of the controller;
The programmable controller as described in any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned.
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