JP2975482B2 - プログラマブルコントローラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプログラマブルコントロ
ーラに係り、特に、被制御対象から取り込む種々の入力
の電流レベルが複数存在する現場に設置するのに好適な
プログラマブルコントローラに関する。

【０００２】

【従来の技術】プログラマブルコントローラは、近年で
は様々な機器を制御するのに用いられる様になってきて
いる。また、従来の様に、単にスイッチのオンオフ情報
のみを取り込み、シーケンス制御をするだけではなく、
各種センサの検出したアナログデータを取り込んで数値
演算を行うようになってきている。

【０００３】しかるに、従来のプログラマブルコントロ
ーラは、その入力回路が、例えば日立プログラマブルコ
ントローラシステムＨＩＺＡＣ D-28/D-40/D-64 アプ
リケーションマニュアル（１９８２年１１月印刷（再
版）Printed in Japan YF-TH(HT)）の第６頁の表１．３
『入力仕様表』にあるように、入力電流ＤＣ７ｍＡ／点
と、１種類の入力電流仕様に固定している。このため、
従来のプログラマブルコントローラを使用するときに、
設置する現場の入力電流がマニュアルの入力仕様と異な
る場合、外部付加回路を必要としている。

【０００４】図９は、プログラマブルコントローラの一
般的構成図である。入力回路５０は、入力端子５０ａ，
５０ｂ間に接続されたスイッチのオンオフ情報を電気信
号として取り込み、これを光信号に変換してアイソレー
ションを図った後に再び電気信号に変換して制御部１０
０に送出する。制御部１００は、この入力信号に基づ
き、プログラム装置１０１でプログラムされシーケンス
プログラム記憶部１０２に記憶されていたユーザプログ
ラムに従って制御信号を生成し、出力部１０３を介して
被制御対象の負荷１０４に指令を送出する。

【０００５】ここで、上記した様に、従来のプログラマ
ブルコントローラは入力電流仕様が１種類のため、図１
０に示す様に、この仕様に合わない電流値を使用する場
合には、入力端子５０ａ，５０ｂ間に接続する入力機器
としてのスイッチ１に外部付加回路として電源２を接続
し、入力回路５０が入力信号を検出するのに十分な電流
を確保するようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、近年
ではプログラマブルコントローラは様々な場所に設置さ
れ、入力信号の取り込みに使用するスイッチやセンサ類
の電流仕様は様々である。しかし、従来のプログラマブ
ルコントローラの入力電流仕様は１仕様のため、図９に
示す様に、外部付加回路を入力対応に設ける必要が生
じ、ユーザの負担が大きくなるという問題が生じてい
る。また、センサとして、動作電流の小さいＴＴＬやＣ
−ＭＯＳ等を使用することができず、センサが制限され
てしまうという問題もある。また、センサやスイッチ等
の入力機器を別の仕様の入力機器に変更した場合、それ
に付随する外部付加回路も変更しなければならず、面倒
であるという問題がある。

【０００７】本発明の目的は、動作電流が小さいセンサ
でも入力機器として使用することができ、しかも多種類
の入力電流レベルに容易に対処することのできるプログ
ラマブルコントローラを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、制御対象の
情報を取り込む入力機器に接続された入力回路と、この
入力回路から取り込んだ入力信号に基づいてシーケンス
プログラムを実行する制御部と、この制御部に接続され
上記シーケンスプログラム実行結果に基づいて制御対象
に制御指令を出力する出力部と、前記制御部に接続され
前記入力機器対応に当該入力機器に供給する電流値を記
憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶させる各電流値を
設定する電流値設定手段と、その入力が前記記憶手段に
接続され、その出力が前記入力機器に接続されて当該記
憶手段に記憶された各電流値の電流を生成し対応する入
力機器に供給する電流生成手段とを設けることで、達成
される。

【０００９】

【作用】入力回路に接続されるセンサやスイッチ等の入
力機器が必要とする電流値が種々異なる場合、入力機器
対応にその電流値をプログラマブルコントローラ側で設
定し供給する構成のため、どのような仕様の入力機器で
も対処することができ、様々な現場に適用することが可
能となる。また、入力機器を別の入力機器に接続替えし
たときでも、容易に設定変更することが可能となる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１は、本発明の一実施例に係るプログラマブ
ルコントローラの構成を示すブロック図である。本実施
例に係る入力部５０には、１入力毎に電流生成手段とし
ての可変電流生成部３が設けられている。図２に示すよ
うに、この可変電流生成部３で生成された電流が端子５
０ａに印加され、この端子５０ａと他方の端子５０ｂと
の間にはセンサやスイッチ等の入力機器１が接続され
る。入力機器を通して端子５０ｂに流れてきた電流は入
力回路としての光カプラ４の発光ダイオード４ａを通し
てアースに流れる。光カプラ４の受光トランジスタ４ｂ
は発光ダイオード４ａからの光を電気信号に変換し、入
力信号として制御部に送出する。

【００１１】可変電流生成部３は、トランジスタ５と、
ベース抵抗７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄと、ラッチ回路８を
備えている。トランジスタ５はコレクタが電源＋Ｖに接
続され、エミッタが端子５０ａに接続されている。トラ
ンジスタ５のベースには４つのベース抵抗７ａ，７ｂ，
７ｃ，７ｄが並列に接続されている。抵抗７ａの抵抗値
をＲとしたとき、抵抗７ｂ，７ｃ，７ｄの各抵抗値は、
夫々、Ｒ／２，Ｒ／４，Ｒ／８となっている。

【００１２】ラッチ回路８は、本実施例では４ビットの
データをラッチするデータラッチ回路８であり、ラッチ
回路８の各ビットに対応する出力線が対応する４つのベ
ース抵抗７ａ〜７ｄに接続されている。ラッチ回路８は
データ線９を介してメモリ１１に接続され、チップセレ
クト線１０を介してアドレスデコーダ１２に接続されて
いる。アドレスデコーダ１２によりこのラッチ回路が選
択されると、メモリ１１の４ビットデータがデータ線９
からこのラッチ回路８に供給される。そして、４ビット
のデータに、使用されるベース抵抗の組み合わせが決定
され、決定されたベース抵抗がベース電源に接続される
ようになっている。これにより、トランジスタ５のベー
ス電流Ｉbは、出力線の電圧をＶとした場合、Ｉb＝０か
らＩb＝１５Ｖ／Ｒまで、電流値をＶ／Ｒきざみに１５
段階（Ｉb＝０を除く。）で可変にできることになる。
従って、トランジスタ５のコレクタ電流を、１５段階に
設定できる。

【００１３】図３は、入力数が１６の入力回路の要部構
成図である。各入力対応に図２の構成を備える可変電流
生成部３の各ラッチ回路８は、メモリ１１とはデータ線
９を介して、アドレスデコーダ１２とはチップセレクト
線１０を介して接続されている。

【００１４】図４は、メモリ１１と各ラッチ回路８との
接続概念図である。メモリ１１には、各ラッチ回路８対
応の領域が設けられており、各領域に格納されている４
ビットデータが、データ線９を通して対応するデータラ
ッチ回路８に転送されるようになっている。

【００１５】ユーザが入力回路５０に接続する入力機器
を設定，変更する場合には、電流値設定手段としてのプ
ログラム装置１０１を通して、入力電流レベルをアナロ
グ数値で入力する。このアナログ数値は、図５に示すデ
ータ変換特性（例えば、ハードウェアによって決定され
る最大電流値が（１，１，１，１）に対応する。）によ
りシーケンサが内部で使用するデジタル値に変換され、
メモリ１１中の当該入力回路対応の領域に４ビットデー
タとして格納される。入力機器の変更の場合は変更後の
入力電流レベルが同様にデジタル値に変換されて前のデ
ータに上書きされる。これにより、図６に示す様に、ソ
フトウェアデータとハードウェアデータとの対応がとら
れる。

【００１６】斯かるプログラマブルコントローラを使用
する場合、制御部１００からの指令により、アドレスデ
コーダ１２がメモリ１１に各入力端子対応のデータアド
レスを出力すると共に各データラッチ回路８にチップセ
レクタ信号を出力する。これにより、メモリ１１の各領
域から読み出された各４ビットのデータが対応するデー
タラッチ回路８に転送され、夫々のベース抵抗が決定さ
れる。これにより、電流レベルの異なる入力機器１を１
つのプログラマブルコントローラに接続することが可能
となる。

【００１７】上述した実施例では、４ビットのデータを
用いて１６段階（実際には１５段階）の電流レベルの設
定を可能にしている。１６段階を越える種類の電流レベ
ルが必要な場合には、図７に示す様に、データラッチ回
路８と抵抗７の間に、電圧制御回路１３を設けること
で、他の構成は変更せずに対処することができる。例え
ば、１６×３種類の電流レベルが必要な場合には、電圧
制御回路１３として、入力電圧Ｖに対して、これを分圧
しＶ／１６として出力する回路と、そのままＶとして出
力する回路と、昇圧して１６Ｖとして出力する回路とを
用意すればよい。これらの各回路を１つの電圧制御回路
１３としてまとめて用意しても、また、各回路を別々に
用意し各電流生成部３（図２）に適用することでもよ
い。このように、入力電圧Ｖに対して出力電圧を可変に
できる回路を用意することで、トランジスタ５のベース
電流Ｉbを、Ｉb＝０〜１５Ｖ／１６までＶ／１６きざ
み、Ｉb＝０〜１５Ｖ／Ｒまで１５Ｖ／Ｒきざみ、Ｉｂ
＝０〜２４０Ｖ／Ｒまで１６Ｖ／Ｒきざみ、というよう
に、より広範囲、又はより微細に入力電流レベルを設定
することが可能となる。

【００１８】図８は、本発明の第２実施例に係る可変電
流生成部の構成図である。本実施例の可変電流生成部
は、抵抗は用いずに、ベースバイアス電圧をＯＰアンプ
１５によって変えるようになっている。データラッチ回
路８のデータは、Ａ／Ｄ変換器１４によってアナログ値
に変換され、ＯＰアンプ１５に印加され、トランジスタ
５のベースバイアス電圧が変化される。

【００１９】図９は、本発明の第３実施例に係る可変電
流生成部の構成図である。本実施例では、４つの抵抗７
ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを、切替スイッチ１６で切り替
え、トランジスタ５のベース電流を可変にするものであ
る。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、設置する現場で電流レ
ベルの異なる複数の入力機器が存在しても容易にソフト
ウェアのみによっても対処することができ、プログラマ
ブルコントローラの適用範囲が広がるという効果があ
る。また、装置構成が安価にできるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るプログラマブルコント
ローラの全体構成図である。

【図２】本実施例のプログラマブルコントローラの入力
回路１入力の要部構成図である。

【図３】入力数が１６のプログラマブルコントローラの
要部構成図である。

【図４】メモリとデータラッチ回路のデータ転送説明図
である。

【図５】データ変換特性図である。

【図６】ソフトウェアデータとハードウェアデータの変
換説明図である。

【図７】電圧制御回路を設ける実施例の要部構成図であ
る。

【図８】本発明の第２実施例に係る可変電流生成部の構
成図である。

【図９】本発明の第３実施例に係る可変電流生成部の構
成図である。

【図１０】従来の入力機器の接続図である。

【符号の説明】

１…入力機器、３…電流生成手段、４…入力回路、５…
トランジスタ、７ａ〜７ｄ…抵抗、８…データラッチ回
路、９…データ線、１０…チップセレクト線、１１…記
憶手段、１２…アドレスデコーダ、５０…入力部、５０
ａ，５０ｂ…入力端子、１００…制御部、１０１…電流
値設定手段、１０３…出力部。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G05B 19/04 - 19/05

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御対象の情報を取り込む入力機器に接
   続された入力回路と、この入力回路から取り込んだ入力
   信号に基づいてシーケンスプログラムを実行する制御部
   と、この制御部に接続され上記シーケンスプログラム実
   行結果に基づいて制御対象に制御指令を出力する出力部
   と、前記制御部に接続され前記入力機器対応に当該入力
   機器に供給する電流値を記憶する記憶手段と、該記憶手
   段に記憶させる各電流値を設定する電流値設定手段と、
   その入力が前記記憶手段に接続され、その出力が前記入
   力機器に接続されて当該記憶手段に記憶された各電流値
   の電流を生成し対応する入力機器に供給する電流生成手
   段とを備えることを特徴とするプログラマブルコントロ
   ーラ。