JP5081062B2 - 接点信号伝送システム - Google Patents

Description

本発明は、接点信号伝送システムに関するものである。

従来、工場において部品の搬送などに用いられる複数台の移動台車にそれぞれ個別制御用プログラマブルコントローラ（以下、個別制御用ＰＬＣと言う。）を搭載して、各移動台車の動作を制御させると共に、１台の全体制御用プログラマブルコントローラ（以下、全体制御用ＰＬＣと言う。）が電路を介して複数の個別制御用ＰＬＣとの間で接点信号を送受し、各個別制御用ＰＬＣの動作を制御することで、複数台の移動台車の動作を全体的に制御するようにした制御システムが提供されている。

ところで、個別制御用ＰＬＣは複数点の入出力接点端子を備えており、複数台の個別制御用ＰＬＣの入出力接点端子を全体制御用ＰＬＣの入出力接点端子と直接接続した場合、ノイズの影響により通信距離を長くとれないという問題や配線数が多くなって施工性が悪化するという問題があった。

そこで、各移動台車に伝送子機を搭載するとともに、１乃至複数台の伝送子機に電路を介して接続される伝送親機を設け、伝送親機と伝送子機とを用いて、全体制御用ＰＬＣと複数台の個別制御用ＰＬＣとの間の接点信号の送受信を中継するようにした接点信号伝送システムが従来提案されていた。

ここで、伝送子機は、個別制御用ＰＬＣの入出力接点端子に接続され、個別制御用ＰＬＣから入出力接点端子を介して入力された接点信号をもとに作成した送信データを伝送親機に送信するとともに、伝送親機から受信した受信データをもとに作成した接点信号を入出力接点端子を介して個別制御用プログラマブルコントローラに出力する。また、伝送親機は、全体制御用ＰＬＣとの間で通信を行う第１通信手段と、伝送子機との間で電路を介して通信を行う第２通信手段と、第１通信手段が受信したデータを第２通信手段から対応する伝送子機に送信させるとともに、第２通信手段が受信したデータを第１通信手段から全体制御用プログラマブルコントローラに送信させる通信制御手段とを備えている。

なおプログラマブルコントローラに接続される通信親局ユニット（伝送親機）と、複数台の子局ユニット（伝送子機）との間で通信を行うようにしたシステムとしては、例えば特許文献１に示されるようなシステムが従来から提案されていた。
特開平５−２０４７８８号公報

上述した接点信号伝送システムでは、伝送子機は、個別制御用ＰＬＣの入出力接点端子に接続されているので、個別制御用ＰＬＣの種類に関係なく、接点信号の授受が可能であるが、伝送親機は全体制御用ＰＬＣとの間でシリアル通信を行っており、通信プロトコルの異なる全体制御用ＰＬＣとの間では通信が行えない場合があった。例えば全体制御用ＰＬＣの製造会社毎、或いは、機種毎に通信プロトコルが異なっている場合、従来は通信プロトコルが異なる複数種類の伝送親機を用意し、全体制御用ＰＬＣの通信プロトコルに合致した仕様の伝送親機を使用していたため、伝送親機の機種が増えて、在庫管理の手間が増え、またコストアップの要因となっていた。また全体制御用ＰＬＣの機種変更によって、全体制御用ＰＬＣが採用する通信プロトコルが変更された場合、伝送親機も一緒に変更する必要があり、システムの変更に容易に対応できないという問題もあった。

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、全体制御用プログラマブルコントローラとの間の通信プロトコルを、複数種類の通信プロトコルから選択可能な接点信号伝送システムを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、伝送親機と１乃至複数台の伝送子機とが電路を介して接続され、伝送子機は、被制御機器を制御する個別制御用プログラマブルコントローラの入出力接点端子に接続され、個別制御用プログラマブルコントローラから入出力接点端子を介して入力された接点信号をもとに作成した送信データを伝送親機に送信するとともに、伝送親機から受信した受信データをもとに作成した接点信号を入出力接点端子を介して個別制御用プログラマブルコントローラに出力し、伝送親機は、システム全体の制御を行う全体制御用プログラマブルコントローラとの間で通信を行う第１通信手段と、伝送子機との間で前記電路を介して通信を行う第２通信手段と、第１通信手段が受信したデータを第２通信手段から対応する伝送子機に送信させるとともに、第２通信手段が受信したデータを第１通信手段から全体制御用プログラマブルコントローラに送信させる通信制御手段とを備えるとともに、伝送親機に、複数種類の通信プロトコルから通信相手の全体制御用プログラマブルコントローラに対応する通信プロトコルを選択するための選択操作手段を設け、第１通信手段が、選択操作手段によって選択された通信プロトコルにしたがって全体制御用プログラマブルコントローラとの間で通信を行うことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、伝送親機の第１通信手段が、選択操作手段によって選択された通信プロトコルにしたがって全体制御用プログラマブルコントローラとの間で通信を行っているので、通信プロトコルが異なる複数種類の全体制御用プログラマブルコントローラとの間で通信を行うことができるという効果がある。

本発明に係る接点信号伝送システムを用いた制御システムの概略的なブロック図を図１に、概略のシステム構成図を図２に示す。この制御システムは、例えば工場などで予め決められた経路にしたがって部品や製品などを搬送する複数の搬送台車６（被制御機器）を制御するために用いられ、分電盤５内に設置された全体制御用プログラマブルコントローラ（以下、全体制御用ＰＬＣ）３および伝送親機１と、搬送台車６に搭載された伝送子機２および個別制御用プログラマブルコントローラ（以下、個別制御用ＰＬＣ）４とを主要な構成として備えている。なお伝送親機１および伝送子機２にはそれぞれ個別のアドレスが割り当てられており、アドレスを含めた伝送信号を用いることによって伝送親機１および伝送子機２の間で伝送信号の授受が行えるようになっている。

図２のシステム構成図に示すように工場内の上方空間には、電力供給や信号の送受信のための移動電路７が搬送台車６の移動経路に沿って設置されており、移動電路７に移動自在に取り付けられた給電ブロック８から電線９ｂを介して搬送台車６に電源を供給するようになっている。また分電盤５内に設置された伝送親機１は、電線９ａを介して移動電路７に電気的に接続されており、伝送親機１と伝送子機２との間では電路（電線９ａ、移動電路７、給電ブロック８、電線９ｂからなる）を介して例えば電力線搬送通信のような通信方式で伝送信号の授受が行われている。尚、伝送親機１と伝送子機２との間の通信方式は電力線搬送通信に限定されるものではなく、従来周知の通信方式により通信を行えば良い。

伝送子機２は、図１に示すように、個別制御用ＰＬＣ４が備える複数点の接点出力端子４ａから接点信号が入力される接点入力インターフェース（以下、接点入力Ｉ／Ｆと略称す。）２１と、個別制御用ＰＬＣ４が備える複数点の接点入力端子４ｂに接点信号を出力する接点出力インターフェース（以下、接点出力Ｉ／Ｆと略称す。）２２と、上記電路を介して伝送親機１との間で通信を行う伝送通信部２３とを備える。そして伝送通信部２３では、個別制御用ＰＬＣ４の接点出力端子４ａから接点入力Ｉ／Ｆ２１を介して入力された複数点の接点信号を複数ビットの送信データにシリアル変換して、当該送信データを伝送親機１側へ送信するとともに、伝送親機１から受信した複数ビットの受信データを複数点の接点信号にパラレル変換して、これらの接点信号を接点出力Ｉ／Ｆ２２から個別制御用ＰＬＣ４の接点入力端子４ｂに出力する。

一方、伝送親機１は、図１に示すように、第１通信部１１と、第２通信部１２と、後述のディップスイッチＳＷ２からなる通信設定部１３と、制御部１４と、選択操作部１５と、異常表示部１６と、後述の発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ６からなる動作表示部１７とを主要な構成として備えている。図３（ａ）は伝送親機１の外観図であり、箱状のケース３１の内部には第１通信部１１、第２通信部１２、制御部１４などの回路が形成されたプリント配線板（図示せず）を収納してある。またケース３１の前面には、伝送親機１の動作状態を表示したり各種の設定を行うための表示操作部３２を設けてある（図３（ｂ）参照）。

第１通信部１１には電線９ｃを介して全体制御用ＰＬＣ３が接続されており、全体制御用ＰＬＣ３との間で例えばＲＳ２３２Ｃの通信規格でシリアル通信を行うものである。

第２通信部１２は、電路（電線９ａ、移動電路７、給電ブロック８および電線９ｂからなる）を介して複数の伝送子機２に接続され、アドレスを含む伝送信号を送受することによって、各伝送子機２との間で個別に通信が行えるようになっている。

制御部１４は例えばＣＰＵからなり、伝送親機１の全体的な制御を行うとともに、第１通信部１１および第２通信部１２の通信を制御する。ここで、図示しない記憶部には、個々の伝送子機２に割り当てたアドレスに対応して、伝送子機２からの受信データを記憶する受信データ記憶領域と、伝送子機２への送信データを記憶する送信データ記憶領域とが設けられている。そして制御部１４では、第１通信部１１が全体制御用ＰＬＣ３から受信したデータを、対応する伝送子機２の送信データ記憶領域に書き込んでおり、当該送信データ記憶領域に書き込まれたデータは第２通信部１２が対応するアドレスの伝送子機２へ送信するようになっている。また制御部１４では、第２通信部１２が伝送子機２からデータを受信すると、受信したデータを送信元の伝送子機２のアドレスに対応した受信データ記憶領域に書き込んでおり、受信データ記憶領域に書き込まれたデータは第１通信部１１が全体制御用ＰＬＣに送信するようになっている。而して、全体制御用ＰＬＣ３では、伝送親機１及び伝送子機２を介して個々の搬送台車６の動作を制御する個別制御用ＰＬＣ４との間で接点信号の送受信を行うことができ、全体制御用ＰＬＣ３により複数台の搬送台車６の動作を制御することができる。

ここで、伝送子機２は、個別制御用ＰＬＣ４の入出力接点端子（接点出力端子４ａおよび接点入力端子４ｂからなる）に接続されているので、個別制御用ＰＬＣ４の種類に関係なく、接点信号の授受が可能であるが、伝送親機１は全体制御用ＰＬＣ３との間でシリアル通信を行っており、全体制御用ＰＬＣ３の備える通信回路（図示せず）の通信プロトコルが製造会社毎或いは機種毎で異なる場合、全体制御用ＰＬＣ３の製造会社や機種に応じて第１通信部１１の通信プロトコルを変更する必要がある。そこで、本実施形態では伝送親機１に、例えば４社（Ａ社、Ｂ社、Ｃ社、Ｄ社）のプログラマブルコントローラでそれぞれ使用される通信プロトコルから、第１通信部１１に接続された全体制御用ＰＬＣ３に対応する通信プロトコルを選択するための選択操作部１５を設けてあり、制御部１４では、選択操作部１５によって選択された通信プロトコルにしたがって、第１通信部１１により通信を行わせるようになっている。

また制御部１４は、伝送子機２との間の通信が正常に行われているか否かを監視しており、通信異常を検出すると異常が発生した伝送子機２のアドレスを異常表示部１６に出力する。なお異常表示部１６は例えば７セグメントのディスプレイ１６ａを備え、制御部１４から通信異常の発生した伝送子機２のアドレスが入力されると、そのアドレスをディスプレイ１６ａに表示させるようになっている。

また制御部１４は、伝送親機１の動作状態や伝送線（電線９ａ，９ｂおよび移動電路７など）の異常の有無などを監視しており、伝送親機１の動作状態や伝送線（電線９ａ，９ｂおよび移動電路７）の異常の有無などを動作表示部１７に表示させている。

通信設定部１３は例えば２ビットのディップスイッチＳＷ２からなり、第１通信部１１の通信速度や、異常検出情報の外部への送信の有無を設定するためのもので、通信設定部１３で設定された通信条件にしたがって制御部１４が通信を行うようになっている。

図３（ｂ）は表示操作部３２を拡大表示した説明図であり、表示操作部３２には、動作状態を表示するための複数の発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ６や、伝送エラーの発生したアドレスを表示するためのディスプレイ１６ａが配置されている。また表示制御部３２には、上述の選択操作部１５を構成するロータリスイッチＳＷ１と、通信速度の切替（９６００ｂｐｓ又は１９．２ｋｂｐｓ）や異常データの送信設定（送信するかしないか）を行うためのディップスイッチＳＷ２と、リセット操作を行うための押釦スイッチからなるリセットスイッチＳＷ３，ＳＷ４と、ディスプレイ１６ａの表示を切り替えるための押釦スイッチからなる切替スイッチＳＷ５とが設けられている。

ここで、発光ダイオードＬＤ１は電源表示用であり、伝送親機１に電源が供給されると、制御部１４が発光ダイオードＬＤ１を点灯させる。また発光ダイオードＬＤ２は伝送親機１の正常動作中を表示するためのもので、制御部１４では正常動作中に発光ダイオードＬＤ２を点灯させるとともに、制御部１４を構成するＣＰＵが暴走すると、発光ダイオードＬＤを消灯させるようになっている。また発光ダイオードＬＤ３は伝送線（電線９ａ，９ｂおよび移動電路７など）の短絡状態を表示するためのもので、制御部１４では、伝送線（電線９ａ，９ｂおよび移動電路７など）の短絡状態を検出すると発光ダイオードＬＤ３を点灯させるとともに、短絡復帰後にリセットスイッチＳＷ３が押し操作されると発光ダイオードＬＤ３を消灯させる。また発光ダイオードＬＤ４は伝送線（電線９ａ，９ｂおよび移動電路７など）の断線状態を表示するためのもので、制御部１４では、伝送線（電線９ａ，９ｂおよび移動電路７など）の断線状態を検出すると発光ダイオードＬＤ４を点灯させるとともに、断線状態が正常状態に復旧すると発光ダイオードＬＤ４を消灯させる。また発光ダイオードＬＤ５は全体制御用ＰＬＣ３との間の通信異常を表示するためのもので、制御部１４では、全体制御用ＰＬＣ３との間の通信に異常が発生すると、発光ダイオードＬＤ５を点灯させ、その後リセットスイッチＳＷ４の押し操作により第１通信部１１が初期化されて、通信が正常に制御に行われると、発光ダイオードＬＤ５を消灯させる。発光ダイオードＬＤ６は伝送子機２との間の伝送エラーを表示するためのもので、制御部１４では、伝送子機２との間の通信に伝送エラーが発生すると、発光ダイオードＬＤ６を点灯させるとともに、伝送エラーの発生した伝送子機２のアドレスをディスプレイ１６ａに表示させる。また伝送子機２との間の伝送が正常状態に復帰すると、制御部１４では、発光ダイオードＬＤ６を消灯させるとともに、ディスプレイ１６ａを無表示に切り替える。

上述の制御システムに用いられる接点伝送システムの構成及び動作は以上説明した通りであり、複数種類の通信プロトコルから、第１通信部１１に接続された全体制御用ＰＬＣ３に対応する通信プロトコルを選択するためのロータリスイッチＳＷ１からなる選択操作部１５を設けてあり、ユーザがロータリスイッチＳＷ１を操作して通信相手の全体制御用ＰＬＣ３に対応する通信プロトコルに切り替えると、制御部１４が、選択操作部１５によって選択された通信プロトコルにしたがって、第１通信部１１により全体制御用ＰＬＣ３との間で通信を行わせるようになっているので、通信プロトコルが異なる複数種類の全体制御用ＰＬＣ３との間で通信を行うことができる。

なお本実施形態では、複数台の搬送台車を制御する制御システムに接点信号伝送システムを適用した例について説明を行ったが、１台の全体制御用ＰＬＣで複数台の個別制御用ＰＬＣの動作を制御するような制御システムであれば、どのような制御システムにも適用でき、例えば自動組立ラインや材料供給ラインの制御や、天井クレーン又は間仕切り壁の制御などを行う制御システムにおいて、複数台の個別制御用ＰＬＣと全体制御用ＰＬＣとの間で接点信号を伝送することができる。

本実施形態を用いる制御システムの概略的なブロック図である。 同上を用いる制御システムの概略的なシステム構成図である。 同上を構成する伝送親機を示し、（ａ）は外観図、（ｂ）は表示操作部の拡大図である。

符号の説明

１ 伝送親機
２ 伝送子機
３ 全体制御用ＰＬＣ（全体制御用プログラマブルコントローラ）
４ 個別制御用ＰＬＣ（個別制御用プログラマブルコントローラ）
４ａ 接点出力端子（入出力接点端子）
４ｂ 接点入力端子（入出力接点端子）
６ 搬送台車
７ 移動電路（電路）
８ 給電ブロック（電路）
９ａ，９ｂ 電線（電路）
１１ 第１通信部
１２ 第２通信部
１４ 制御部（通信制御手段）
１５ 選択操作部

Claims (1)

1. 伝送親機と１乃至複数台の伝送子機とが電路を介して接続され、
   伝送子機は、被制御機器を制御する個別制御用プログラマブルコントローラの入出力接点端子に接続され、個別制御用プログラマブルコントローラから入出力接点端子を介して入力された接点信号をもとに作成した送信データを伝送親機に送信するとともに、伝送親機から受信した受信データをもとに作成した接点信号を入出力接点端子を介して個別制御用プログラマブルコントローラに出力し、
   伝送親機は、システム全体の制御を行う全体制御用プログラマブルコントローラとの間で通信を行う第１通信手段と、伝送子機との間で前記電路を介して通信を行う第２通信手段と、第１通信手段が受信したデータを第２通信手段から対応する伝送子機に送信させるとともに、第２通信手段が受信したデータを第１通信手段から全体制御用プログラマブルコントローラに送信させる通信制御手段とを備えるとともに、伝送親機に、複数種類の通信プロトコルから通信相手の全体制御用プログラマブルコントローラに対応する通信プロトコルを選択するための選択操作手段を設け、第１通信手段が、選択操作手段によって選択された通信プロトコルにしたがって全体制御用プログラマブルコントローラとの間で通信を行うことを特徴とする接点信号伝送システム。

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