JP2012113407A - Ｐｌｃシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ラダープログラムの変更等があっても、配線盤上での物理的な配線変更の作業を不要化すること。
【解決手段】入／出力機器１ａ−１ｄの配線に用いる複数の接続端子２ａ−２ｄを備えると共に電力線通信機能を有する配線盤２と、ラダープログラムを実行して上記配線盤２との間で入／出力機器に対する信号の電力線通信を行うＰＬＣ１０と、ラダープログラムをＰＬＣ１０にダウンロードするパーソナルコンピュータ１１とを含み、パーソナルコンピュータ１１は、ラダープログラムの変更に際しては、配線盤２の接続端子２ａ−２ｄに対する物理的な入／出力配線の変更無しでラダープログラムの変更に対応して接続端子２ａ−２ｄに接続する入出力機器１ａ−１ｄの配線を定義する。
【選択図】図１

Description

本発明は、入／出力機器が配線接続される配線盤と、配線盤を介して入／出力機器との間で信号の伝送を行うＰＬＣと、ＰＬＣの上位機器であるパーソナルコンピュータとを含むＰＬＣシステムに関するものである。ここでＰＬＣは、ラダープログラムに従い入／出力機器との間で生産機械の状況を示す信号や生産機械を駆動制御する信号を送受信して生産機械の制御を行うプログラマブルコントローラ（プログラマブルロジックコントローラとも称する）である。

上記ＰＬＣシステムでは、制御機械の状況をリミットスイッチや近接スイッチ等の各種入力機器で検出し、その検出に係る入力信号をＰＬＣに入力する一方、ＰＬＣではその入力信号から制御機械の状況を把握し、モータやアクチュエータ等の出力機器に制御指令にかかる出力信号を送る。出力機器はその制御指令に応答して制御機械を駆動制御する。このようなＰＬＣにおいては入力機器や出力機器との間で入出力信号の伝送のための配線をする必要があるが、この配線を直接、ＰＬＣに接続するのではなく、配線盤を介して接続することで配線を集中し、その配線の工数を低減することができるようにしたものがある（例えば特許文献１参照）。

このような配線盤には入力機器や出力機器に接続する複数の接続端子があり、この配線盤に対する配線作業は、ＰＬＣシステムにおけるラダープログラムの作成が完了し、このラダープログラムの実行順に従い接続端子に接続配線することで行われている。そして、このような接続配線工事の終了後に上記ラダープログラムの変更があった場合に、配線盤上に接続端子が数的に不足していたり、使用できない接続端子が発生したりすると、配線工事のやり直しが必要となってくる場合がある。

特開平１０−１９８８８３号公報

本発明により解決すべき課題は、ラダープログラムに従って配線盤の各接続端子に入出力機器との間での接続配線が行われた後は、その後にラダープログラムの変更等があっても、配線盤上での物理的な配線変更の作業を不要化することを可能とすることである。

本発明に従うＰＬＣシステムは、 配線盤と、ＰＬＣ、パーソナルコンピュータとを備え、上記配線盤は、入／出力機器の配線に用いる複数の接続端子を備え、上記ＰＬＣとの間で入／出力機器のオンオフに関して電力線通信する機能を有し、上記ＰＬＣは、ラダープログラム上の各実行ステップごとに配線盤と電力線通信して入力機器のオンオフ状態を入力し、その入力結果から配線盤と電力線通信して出力機器に対するオンオフ動作を制御実行する機能を有し、上記パーソナルコンピュータは、ＰＬＣの上位機器としてラダープログラムを当該ＰＬＣにダウンロードする機能を有すると共に、ラダープログラムにおける任意の実行ステップ内の入／出力機器の変更に際しては、上記実行ステップ上でその変更に対応した入／出力機器に変更することで、配線盤における入／出力配線の物理的な配線変更を不要とした、ことを特徴とするＰＬＣシステムである。

本発明のＰＬＣシステムによれば、ラダープログラムに従って配線盤の各接続端子に入出力機器との間での接続配線が行われた後は、その後にラダープログラムの変更等があっても、ＰＬＣ側では、パーソナルコンピュータにより配線盤の接続端子に対する物理的な入／出力配線の変更無しで上記ラダープログラムの変更に対応して当該接続端子に接続する入出力機器の配線を定義するプログラムが与えられるので、配線盤上での物理的な配線変更の作業をしなくて済むようになる。

好ましい態様として、上記配線盤は、ＰＬＣバス上の入力信号をパラレル／シリアル変換すると共に商用電源の電力線上を伝送する電気信号により変調して当該電力線上に送信する第１手段と、上記電力線上を伝送する電気信号により変調された出力信号を復調すると共にシリアル／パラレル変換して上記ＰＬＣバス上に出力する第２手段と、入力される信号が上記第２手段で復調されシリアル／パラレル変換された出力信号であるか、入力機器からの入力信号であるかを判定する第３手段と、この第３手段での判定に応じて、上記出力信号を上記第２手段から接続端子へ伝送する第１信号経路を形成するかまたは上記入力信号を上記接続端子から上記第１手段へ伝送する第２信号経路を形成する第４手段と、を具備する。

好ましい態様として、上記ＰＬＣは、配線盤から上記電力線上を介して伝送されてくる入力信号を復調すると共に、上記出力信号を変調して電力線から上記配線盤へ送信する第５手段、を具備する。

本発明によれば、ラダープログラムの変更等があっても、配線盤上での物理的な配線変更の作業が不要であるので、ラダープログラムの変更で、配線盤上における接続端子の数的不足や、使用不可の接続端子の存在にかかわらず、配線工事のやり直しを行う必要がなくなる結果、配線コストの大幅な削減ができる。

図１は本発明の実施形態に係るＰＬＣシステムの概略構成を示す図である。 図２は図１の配線盤のブロック構成を示す図である。 図３は図２の配線盤の入／出力判定ブロックの詳細を示す図である。 図４は図１のＰＬＣのブロック構成を示す図である。 図５は配線定義プログラムを示す図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係るＰＬＣシステムを説明する。図１に実施の形態のＰＬＣシステム全体の概略構成、図２に図１の配線盤のブロック構成、図３に図２の配線盤の入／出力判定ブロックの詳細を示す。

図１において、１は入／出力機器、２は配線盤、３は配線盤２の電源コード、４は電源プラグ、５は電源コンセント、６は電力線、７は電源コンセント、８は電源プラグ、９は電源コード、１０はＰＬＣ、１１はパーソナルコンピュータを示す。入／出力機器１は、リミットスイッチや近接センサ等の複数の入力機器１ａ−１ｃ、モータやアクチュエータ等の出力機器１ｄ、を含む。

配線盤２は、入／出力機器１ａ−１ｄそれぞれの配線に用いる複数の接続端子２ａ−２ｄを備えると共に、内部に電力線通信を行うための後述する回路を内蔵する。配線盤２は電源プラグ４付きの電源コード３を有する。配線盤２は、その電源プラグ４が電源コンセント５に接続されることで内部に電源を供給される。配線盤２側に配置の電源コンセント５は、電力線６を通じて、ＰＬＣ１０側に配置の電源コンセント７に接続されている。電源コンセント７にはＰＬＣ１０から電源コード９を介して電源プラグ８が接続される。

ＰＬＣ１０には電源コード９を介して電源が供給されるようになっている。ＰＬＣ１０は、パーソナルコンピュータ１１に接続されており、このパーソナルコンピュータ１１からラダープログラムが転送されてダウンロードされている。パーソナルコンピュータ１１はラダープログラムを作成編集し、その作成したラダープログラムをＰＬＣ１０に転送してダウンロードする。パーソナルコンピュータ１１はまた、ラダープログラムを変更すると、その変更にかかるラダープログラムをＰＬＣ１０に転送する。こうしてＰＬＣ１０はパーソナルコンピュータ１１から転送されたラダープログラムを実行する。

パーソナルコンピュータ１１は、ラダープログラムの変更に際して配線盤２への入／出力配線の変更を必要としないように当該接続端子に接続する入出力機器の配線を定義する。パーソナルコンピュータ１１はその定義のための配線定義プログラムをＰＬＣ１０に転送する。ＰＬＣ１０はその配線定義プログラムに従い、ラダープログラムを実行するようになっている。

図２を参照して配線盤２を詳細に説明すると、配線盤２は、接続端子対２ａ−２ｄと、入／出力判定ブロック１２と、方向判定ブロック１３と、ＰＬＣバス１４と、バス変換回路１５と、パラレル／シリアル（Ｐ／Ｓ）変換回路１６と、電力線変調回路１７と、シリアル／パラレル（Ｓ／Ｐ）変換回路１８と、電力線復調回路１９と、電源回路２０と、を有する。

接続端子対２ａ−２ｄは、入力機器１ａ−１ｃ、出力機器１ｄに対する信号側と接地側との一対の接続端子からなる。信号側接続端子は２ａ１−２ｄ１であり、接地側接続端子は２ａ２−２ｄ２である。信号側接続端子２ａ１−２ｄ１は、入／出力判定ブロック１２に接続されている。

入／出力判定ブロック１２は、方向信号がローレベル（Ｌ）であると判定（第１判定）すればその入力信号を接続端子対２ａ−２ｃからＰＬＣバス１４の方向（第１方向）へ出力し、方向信号がハイレベル（Ｈ）であると判定（第２判定）すればその出力信号をＰＬＣバス１４から接続端子対２ｄの方向（第２方向）へ出力するようになっている。方向判定ブロック１３は、入／出力判定ブロック１２内で入力信号と出力信号とを第１判定であれば第１方向へ出力させるためのローレベルの方向信号、第２判定であれば第２方向に出力させるハイレベルの方向信号を入／出力判定ブロック１２に出力する。

入力機器１ａ−１ｃからの入力信号は接続端子対２ａ−２ｃから入／出力判定ブロック１２を介してＰＬＣバス１４に出力される。ＰＬＣバス１４はパラレルバスであり、実施形態では入力機器１ａ−１ｄの数は４つであるから、パラレルバスはその数に対応したバス構成となっている。例えば入力機器と出力機器とを合計して例えば１６個であれば、このパラレルバスは少なくとも１６ビットの信号線をパラレルに含むバスである。これらパラレルバス上の信号は、バス変換回路１５を介してＰ／Ｓ変換回路１６でパラレル／シリアル変換され、さらに、電力線変調回路１７で電気信号（商用電源周波数の交流信号）により変調されて電源コード３内の電力線中に送信される。

また、ＰＬＣ１０側から電力線中を送信されてくる変調信号は電力線復調回路１９で出力信号に復調され、Ｓ／Ｐ変換回路１８でシリアル／パラレル変換されてＰＬＣバス１４上に出力される。この復調された出力信号は、入／出力判定ブロック１２で出力信号と判定されれば接続端子対２ｄから出力機器１ｄに出力される。

図３を参照して入／出力判定ブロック１２と方向判定ブロック１３とについて説明する。入／出力判定ブロック１２は、複数の入／出力判定部１２ａ−１２ｄを有する。入／出力判定部１２ａ−１２ｄはいずれも同じ構成である。入／出力判定部１２ａ−１２ｃは、いずれも、入力機器１ａ−１ｃに対応する判定部であり、入／出力判定部１２ｄは、出力機器１ｄに対応する判定部である。各入／出力判定部１２ａ−１２ｄは、３つの反転ゲートＧ１−Ｇ３を備え、反転ゲートＧ１，Ｇ２は互いの入／出力部が共通に接続されていると共に、反転ゲートＧ３はその入力部が反転ゲートＧ１、その出力部が反転ゲートＧ２に接続されている。そして、方向判定ブロック１３は判定信号線１３ａ−１３ｄを有し、判定信号線１３ａ−１３ｃから入／出力判定部１２ａ−１２ｃそれぞれの反転ゲートＧ１にはローレベル信号、判定信号線１３ｄから入／出力判定部１２ｄの反転ゲートＧ１にはハイレベル信号が出力される。入／出力判定部１３ａ−１３ｃそれぞれの反転ゲートＧ１はこのローレベル信号で導通する結果、入力信号は破線で示すようにこれら反転ゲートＧ１を介してＰＬＣバス１４に出力される。また、入／出力判定部１２ｄの反転ゲートＧ２には反転ゲートＧ３でハイレベルからローレベルに変換された信号が印加される結果、導通し、出力信号は破線で示すようにＰＬＣバス１４から接続端子対２ｄ側に出力される。

図４を参照してＰＬＣ１０は、ＰＬＣ全体を統率して制御するＣＰＵ１０ａ、ラダープログラムが格納されるプログラムＲＯＭ１０ｂ、ＣＰＵが作業に用いるワークＲＡＭ１０ｃ、パーソナルコンピュータ１１との通信インターフェース１０ｄ、および配線盤２との間で電力線通信を行うための電力線通信回路１０ｅ、ならびに電源回路１０ｆを有する。電力線通信回路１０ｅは、電力線中の電気信号で出力機器１ｄに制御指令を与えるための出力信号を変調する回路や、入力機器１ａ−１ｃからの入力信号を復調する回路を有する。

以上説明した構成を有するＰＬＣシステムにおいて、パーソナルコンピュータ１１からＰＬＣ１０には、図５で示すラダープログラムがダウンロードされている。図５ではそのラダープログラムの一部の実行ステップｎ１−ｎ４を示す。実行ステップｎ１−ｎ３は入力機器１ａ−１ｃからの入力信号をＰＬＣバス１４それぞれの入力信号線上に出力し，実行ステップｎ４はＰＬＣバス１４の出力信号線からモータである出力機器１ｄへ出力信号を出力するステップである。このラダープログラムのステップｎ１においては入力機器１ａを削除すると共に、この入力機器１ａから出力機器１ｄに変更する。

その場合、配線盤２の接続端子対２ａ−２ｄにはそれぞれ入力機器１ａ−１ｃ、出力機器１ｄそれぞれの配線が接続されている。そしてラダープログラムにおける実行ステップｎ１を上記のように変更しても上記配線を変更しないで、実行ステップｎ１では接続端子２ｄに接続する配線を接続端子２ａに割り当てる。このようにパーソナルコンピュータ１１は各実行ステップごとに配線とそれに接続する接続端子とを定義し、その配線定義プログラムをＰＬＣ１０に転送する。ＰＬＣ１０はその配線定義プログラムに従い、ラダープログラムを実行するようになっている。

１ 入／出力機器
１ａ−１ｃ 入力機器
１ｄ 出力機器
２ 配線盤
２ａ−２ｄ 接続端子対
１２ 入／出力判定ブロック
１３ 方向判定ブロック
１４ ＰＬＣバス
１５ バス変換回路
１６ Ｐ／Ｓ変換回路
１７ 電力線変調回路
１８ Ｓ／Ｐ変換回路
１９ 電力線復調回路
２０ 電源回路
１０ ＰＬＣ
１１ パーソナルコンピュータ

Claims (3)

1. 配線盤と、ＰＬＣ、パーソナルコンピュータとを備え、
   上記配線盤は、入／出力機器の配線に用いる複数の接続端子を備え、上記ＰＬＣとの間で入／出力機器のオンオフに関して電力線通信する機能を有し、
   上記ＰＬＣは、ラダープログラム上の各実行ステップごとに配線盤と電力線通信して入力機器のオンオフ状態を入力し、その入力結果から配線盤と電力線通信して出力機器に対するオンオフ動作を制御実行する機能を有し、
   上記パーソナルコンピュータは、ＰＬＣの上位機器としてラダープログラムを当該ＰＬＣにダウンロードする機能を有すると共に、ラダープログラムにおける任意の実行ステップ内の入／出力機器の変更に際しては、上記実行ステップ上でその変更に対応した入／出力機器に変更することで、配線盤における入／出力配線の物理的な変更を不要とした、
   ことを特徴とするＰＬＣシステム。
2. 上記配線盤は、ＰＬＣバス上の入力信号をパラレル／シリアル変換すると共に商用電源の電力線上を伝送する電気信号により変調して当該電力線上に送信する第１手段と、上記電力線上を伝送する電気信号により変調された出力信号を復調すると共にシリアル／パラレル変換して上記ＰＬＣバス上に出力する第２手段と、入力される信号が上記第２手段で復調されシリアル／パラレル変換された出力信号であるか、入力機器からの入力信号であるかを判定する第３手段と、この第３手段での判定に応じて、上記出力信号を上記第２手段から接続端子へ伝送する第１信号経路を形成するかまたは上記入力信号を上記接続端子から上記第１手段へ伝送する第２信号経路を形成する第４手段と、を具備する請求項１に記載のＰＬＣシステム。
3. 上記ＰＬＣは、配線盤から上記電力線上を介して伝送されてくる入力信号を復調すると共に、上記出力信号を変調して電力線から上記配線盤へ送信する第５手段、を具備する請求項１または２に記載のＰＬＣシステム。

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