JP7118290B1 - 入出力モジュール及び制御システム - Google Patents
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Abstract
Description
PLCに含まれる入出力(I/O、Input/Output)モジュールは、ネットワークを介して接続されている上位コントローラから機器を制御する入出力に関する情報を取得して、機器に信号又は電力を供給する。
以下、本開示の第1の実施の形態に係る入出力(I/O、Input/Output)モジュール300を含む、PLC(Programmable Logic Controller)として機能する制御システム1について、図面を参照して説明する。
図1に示す制御システム1は、入出力モジュール300と、入出力モジュール300を制御する信号を出力する上位コントローラ200と、入出力モジュール300に電力を供給する電源60と、を含む。
また、入出力モジュール300には、外部機器401、402が接続される。
入出力モジュール300には、設定ツール100、101が接続される。詳しくは後述するが、設定ツール100、101は、外部機器401から入力される信号と外部機器402に出力する信号に関する設定情報を設定するものである。
設定ツール100、101は、例えば、アプリケーションソフトウェアがインストールされたパーソナル・コンピュータ(Personal Computer、PC)、スマートフォン、タブレット端末等を含む。
設定ツール100は、上位コントローラ200を介して入出力モジュール300に接続される。設定ツール101は、上位コントローラ200を介さずに直接入出力モジュール300に接続される。
上位コントローラ200は、設定ツール100から入出力モジュール300に設定する設定情報を取得するものである。
上位コントローラ200は、ユーザによって作成されたプログラムを実行して、実行した結果に基づいて、入出力モジュール300に設定する設定情報を生成してもよい。
入出力モジュール300は、接続された上位コントローラ200と通信する通信部500を備えている。入出力モジュール300は、上位コントローラ200を介して、設定ツール100によって設定された設定情報を取得する。
また、入出力モジュール300は、設定ツール101と直接通信する通信部501を備えている。入出力モジュール300は、設定ツール101によって設定された設定情報を取得する。
通信部501は通信インタフェース又は設定受付部の一例である。設定情報は、第1の設定情報又は第2の設定情報の一例である。設定ツール101は設定端末の一例である。
入出力モジュール300は、通信部500又は通信部501が受信した入出力に関する設定情報を記憶する設定記憶部310と、設定記憶部310に記憶する設定情報を、通信部500を介して受信したものと通信部501を介して受信したものとの間で切り替える設定切替部320と、後述する立ち上げ判別モードを切り替えるモード切替部340と、立ち上げ判別モードに対応する立ち上げ判別フラグの値を記憶するフラグ記憶部330と、設定記憶部310に記憶された設定情報に基づき、接続された外部機器401から供給された信号が入力される入力部350と、接続された外部機器402に信号を出力する出力部360と、出力部360から出力される信号の値を制御する入出力制御部370と、を備える。
立ち上げ判別モードは、制御システム1が立ち上げ作業の状態にあることを示す「立ち上げモード」と制御システム1が立ち上げ作業の状態以外の状態にあることを示す「非立ち上げモード」の何れかである。モード切替部340は、「立ち上げモード」と「非立ち上げモード」との間で立ち上げ判別モードの値を相互に切り替える。
立ち上げ判別フラグは、立ち上げ判別モードに対応するフラグであり、立ち上げ判別モードが「立ち上げモード」であるときにオンに、「非立ち上げモード」であるときにオフに設定される。フラグ記憶部330は、オン又はオフの立ち上げ判別フラグの値を記憶する。
図2に示す入力部350は、n個の入力端子X1、X2、…、Xnを有し、出力部360は、n個の出力端子Y1、Y2、…、Ynを有する。
図2には、入力端子X1、X2、…、Xnと出力端子Y1、Y2、…、Ynが一対一に対応する例を示したが、入力端子X1、X2、…、Xnと出力端子Y1、Y2、…、Ynは、一対一に対応していなくてもよい。
図3は、設定情報の一例を示したものである。入出力制御部370は、設定情報に基づいて、出力端子Y1に値「0」の信号を出力させ、出力端子Y2に入力端子X2に入力された信号の値と同じ値の信号を出力させ、出力端子Ynに値「1」の信号を出力させる。入出力制御部370は、設定情報に基づいて、出力端子Y3に入力端子X3入力される信号の値とX4に入力される信号の値の論理積で表される値の信号を出力させる。入出力制御部370は、設定情報に基づいて、出力端子Y4に入力端子X1に入力される信号の値とX2に入力される信号の値の論理和で表される値の信号を出力させる。
モード切替部340によって切り替えられる立ち上げ判別モードのうち、「立ち上げモード」は第1のモードの一例であり、「非立ち上げモード」は第2のモードの一例である。
具体的には、設定切替部320は、フラグ記憶部330に記憶されたフラグがオンであるときには、通信部501が設定ツール101から受け付けた設定情報を設定記憶部310に記憶する。設定切替部320は、フラグ記憶部330に記憶されたフラグがオフであるときには、通信部500が上位コントローラ200から受信した設定情報を設定記憶部310に記憶する。
以下、図4から図9を参照して、入力部350の各入力端子X1、X2、…、Xnに入力される信号の値と出力部360の各出力端子Y1、Y2、…、Ynから出力される信号の値の例を説明する。
図5に示すように、入出力制御部370は、入力部350の入力端子X1、X2、…、Xnに入力される信号の値が全て「1」であるとき、出力部360の全ての出力端子Y1、Y2、…、Ynから値「1」の信号を出力させる。
図6に示すように、入出力制御部370は、入力部350の入力端子X1、X2、…、Xnの少なくとも1つに入力される信号の値が「0」であるとき、出力部360の全ての出力端子Y1、Y2、…、Ynからの出力から値「0」の信号を出力させる。
入力部350には、外部機器401として、異常を検出したときに値「0」の信号を出力する安全スイッチが接続されている。
図5に示したように、全てのセンサ、安全スイッチが異常を検出しないときには、全ての入力端子X1、X2、…、Xnに値「1」の信号が入力されるため、入出力制御部370は、出力端子Y1、Y2、…、Ynに値「1」の信号を出力させる。
少なくとも1つの安全スイッチが異常を検出したとき、例えば、図6に示した入力端子X3に接続された安全スイッチが異常を検出して、入力端子X3に値「0」の信号が入力されたときには、入出力制御部370は、全ての出力端子Y1、Y2、…、Ynから値「0」の信号を出力させる。
入力部350に外部機器401として入力装置を接続することにより、入出力モジュール300を介在させつつ、入力装置に出力部360に接続された外部機器402を直接制御することができる。
図8に示す例において、入力端子X1に値「1」の信号が入力されたとき、入出力制御部370は、入力部350の入力端子X1以外の各入力端子X2、X3、…、Xnに入力された信号の値を変更せずに、そのまま出力部360の入力部350の各入力端子に対応する出力端子Y2、Y3、…、Ynから出力させる。
これに対し、図9に示す例において、制御入力端子として選択された入力端子X1に「0」の信号が入力されたとき、入出力制御部370は、出力部360の出力端子Y1以外の全ての出力端子Y2、Y3、…、Ynから値「0」の信号を出力させる。
この制御によれば、制御入力端子として選択された入力端子X1を介した安全な外部機器の停止と、制御入力端子として選択された入力端子X1以外の入力端子X2、X3、…、Xnを介した外部機器402の制御とを両立させることができる。
情報演算装置10は、様々な演算処理を行うプロセッサ11と、入力装置16、出力装置17等の他の装置と通信するネットワークインタフェース(IF)12と、情報を一時的に記憶するDRAM(Dynamic Random Access Memory)、SRAM(Static Random Access Memory)等の主記憶装置13と、情報を永続的に記憶するハードディスクドライブ(HDD)、ソリッドステートドライブ(SSD)等の補助記憶装置14と、プロセッサ11、ネットワークインタフェース12、主記憶装置13又は補助記憶装置14の間で交換される情報の経路であるバス15と、を備える。
なお、入力装置16は、他装置が送信した信号を検知する装置である、パラレルバス、シリアルバス等の受信インタフェースであってもよい。
出荷時に、入出力モジュール300の立ち上げ判別モードは、「立ち上げモード」に設定されている。もし立ち上げ判別モードが「非立ち上げモード」であるならば、ユーザは、設定ツール101を操作して、又は入出力モジュール300のモード切替部340を操作して、立ち上げ判別モードを「立ち上げモード」に設定する。
ユーザは、出力部360に接続される外部機器402に電源60から電力を供給するため、設定ツール101を操作して、設定情報を入出力モジュール300に取得させる。
ユーザは、接続した外部機器401、402の動作を試験したり、入力端子X1、X2、…、Xnに入力される信号又は出力端子Y1、Y2、…、Ynから出力する信号を測定器で確認したりするなどして、制御システム1の立ち上げ作業を行う。
立ち上げ作業を終えた後においては、ユーザは、設定ツール101を入出力モジュール300から取り外してもよい。
ユーザは、設定ツール100を操作して、設定情報を上位コントローラ200に設定し、設定情報を入出力モジュール300に取得させる。
第2の実施の形態に係る制御システム2は、制御システム1の構成に加え、入出力に関する情報を表示する表示部601を更に備えるものである。以下、制御システム1と異なる部分を中心に説明する。
制御システム2によれば、ユーザは、入力端子X1、X2、…、X8、出力端子Y1、Y2、…、Y8の電圧、電流等の値を直接測定しなくても、入出力モジュール600の入出力を容易に確認することができる。
制御システム1、2は、通信部500、501を介して受信した設定情報を設定記憶部310に記憶するものであるが、設定情報は、入出力モジュール300に設けられた設定受付部502によって受け付けられてもよい。
ユーザは、設定受付部502を操作して、設定情報を入力する。通信部500を介して受信した設定情報と設定受付部502に入力され、受け付けられた設定情報が、設定切替部320によって切り替えられて、何れか一方の設定情報が設定記憶部310に記憶される。
制御システム1、2、3は、入出力に関する情報を表示する表示部601を備える入出力モジュール600を含むものである。これに対し、変形例に係る制御システム4は、入出力に関する情報を表示ツール701に表示させるものである。以下、制御システム1~3と異なる部分を中心に説明する。
また、本開示は、上述した実施の態様の例に限定されることなく、適宜の変更を加えることにより、その他の態様で実施できるものである。
Claims (6)
- 入出力モジュールであって、
信号が入力される入力端子を有する入力部と、
信号を出力する出力端子を有する出力部と、
前記出力端子から出力する信号の値の条件、又は、前記入力端子に入力された信号の値と前記出力端子から出力する信号の値との間の条件を設定する情報であって、前記入出力モジュールに接続された外部機器の動作を制御する情報である第1の設定情報を上位コントローラから受信する通信部と、
前記出力端子から出力する信号の値の条件、又は、前記入力端子に入力された信号の値と前記出力端子から出力する信号の値との間の条件を設定する情報であって、前記入出力モジュールに接続された外部機器の動作を制御する情報である第2の設定情報を受け付ける設定受付部と、
前記通信部によって受信された前記第1の設定情報又は前記設定受付部によって受け付けられた前記第2の設定情報を記憶する設定記憶部と、
前記設定記憶部に記憶された前記第1の設定情報又は前記第2の設定情報に基づき、設定された前記値の信号を前記出力端子から出力させ、又は設定された条件及び前記入力端子に入力されている前記信号の値に従った値の信号を前記出力端子から出力させる制御を行う入出力制御部と、
第1のモードと第2のモードとの間でモードを切り替えるモード切替部と、を備え、
前記入出力制御部は、前記上位コントローラが接続される前において、前記第2の設定情報に基づき前記制御を行い、
前記モードが前記第1のモードであるときに、
前記入出力制御部は、前記第1の設定情報に基づき、設定された前記値の信号を前記出力端子から出力させ、又は設定された条件及び前記入力端子に入力されている前記信号の値に従った値の信号を前記出力端子から出力させ、
前記モードが前記第2のモードであって、立ち上げ作業の状態である立ち上げモードであるときに、
前記設定受付部は、前記上位コントローラ以外から前記第2の設定情報を受け付け、
前記入出力制御部は、前記第2の設定情報に基づき、設定された前記値の信号を前記出力端子から出力させ、又は設定された条件及び前記入力端子に入力されている前記信号の値に従った値の信号を前記出力端子から出力させる、
入出力モジュール。 - 前記通信部が前記上位コントローラから前記第1の設定情報を受信した場合で、前記モードが前記第2のモードであるとき、当該モードを前記第2のモードから前記第1のモードに切り替える、
請求項1に記載の入出力モジュール。 - 前記通信部が前記上位コントローラから前記第1の設定情報を受信した場合で、前記設定記憶部に前記第2の設定情報が記憶されているとき、前記設定記憶部に記憶されている前記第2の設定情報を前記第1の設定情報で上書きする、
請求項2に記載の入出力モジュール。 - 前記設定受付部は、前記第2の設定情報を受け付ける端末を接続する通信インタフェースを含む、
請求項1から3の何れか1項に記載の入出力モジュール。 - 前記設定受付部は、前記第2の設定情報が入力されるスイッチを含む、
請求項1から3の何れか1項に記載の入出力モジュール。 - 請求項1から5の何れか1項に記載の入出力モジュールと、前記入出力モジュールに接続され、外部機器から前記入出力モジュールに入力され又は前記入出力モジュールから外部機器に出力される前記信号の値を表示する表示ツールと、を備える、
制御システム。
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