JPH01170314A - 停電検知方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 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などのように、
各種入出力機器のシーケンス制御を行う構成などに対し
て好適に実施される停電検知方式プログラマブルコント
ローラは、たとえばソレノイドバルブ、モータ、リレー
、ランプなどの出力機器、およびリミットスイッチ、セ
ンサなどの入力機器に接続されて、それらのシーケンス
制御を行うことができる。このようなプログラマブルコ
ントローラでは、電源が投入された場合において、たと
えばデータメモリなどの初期化などの処理（以下、「電
源ＯＮ処理」と称する）が行われた後に通常運転を開始
し、この後に電源の供給状態が正常である限り、「電源
ＯＮ処理」を行うことはない。

プログラマブルコントローラは、その内部に電源回路を
備えており、この電源回路によってプログラマブルコン
トローラに供給される交流電源は、プログラマブルコン
トローラが動作を行うために必要な電圧（以下、動作電
圧と称する）に変換される。前記動作電圧は、たとえば
ＣＰ　Ｕ　（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　１
ＪｎｉＬ）などを含む制御部、前記制御部のワークエリ
アとして用いられるメモリなどに供給される。

前記電源回路はまた、供給される交流電源の電圧レベル
を監視しており、この電圧レベルが予め定められるレベ
ル（たとえば定格電圧の８０％）未満となった場合（以
下、このような状態を電源断と称する）において、制御
部に対し電源断信号を与える。

プログラマブルコントローラの各部に対し、電源回路か
ら供給される動作電圧は、電源回路の働きによって、交
流電源の電圧レベルが低下しても、直ちには低下せず、
成る一定期間の後に動作可能電圧レベルを下回る。

したがってプログラマブルコントローラでは、比較的短
い時間における交流電源の電圧レベルの低下に対しては
、支障なくその動作を継続することができる。

典型的な先行技術では、電源回路から制御部に前述の電
源断信号が与えられると、プログラマブルコントローラ
は「電源回復待ち状態」へ移行する。この「電源回復待
ち状態」が、予め定められる許容時間を超える期間にわ
たって継続する場合において、プログラマブルコントロ
ーラは、次に交流電源の電圧レベルが回復したときには
「電源ＯＮ処理」を行う。

「電源回復待ち状態」が継続する時間が、前記許容時間
以内である場合においては、プログラマブルコントロー
ラは交流電源の電圧レベルが回復した時点で、電源回路
から制御部に電源断信号が与えられた時点において行わ
れていた処理の継続処理を開始する。

前述のようなプログラマブルコントローラにおける交流
電源の電圧レベルの変化に対応する処理が第６図に示さ
れている。ステップｎ１において、電源断が検出された
かどうかが判断される。電源断が検出されないときには
ステップｎ１の処理を繰返し、電源断が検出されると制
御部に電源断信号が与えられて、ステップｎ２に進む。

ステップｎ２において交流電源の電圧レベルが回復した
かどうかが判断され、回復しないときにはステップｎ２
の処理が繰返され、交流電源の電圧レベルが回復すると
ステップｎ３に進む。

ステップｎ３においては、電源断が検出されてから後に
経過した時間が、許容時間内であるかどうかが判断され
、許容時間内であると判断されると、電源断が検出され
た時点において行われていた処理の継続処理、すなわち
通常運転が行われる。

ステップｎ３において、電源断が検出されてからの経過
時間が、許容時間を超えていると判断されると、「電源
ＯＮ処理」が行われる。

発明が解決しようとする問題点 第７図は、前述のようなプログラマブルコントローラに
おける電源断が発生した場合の動作を説明するためのタ
イミングチャートである。第７図（１）は交流電源の状
態の変化を示しており、第７図（２）はプログラマブル
コントローラの内部に備えられる電源回路が出力する動
作電圧の変化を示しており、第７図（３）はプログラマ
ブルコントローラに接続される入出力機器の状態を示し
ている。第７図（２）において、プログラマブルコント
ローラが動作するために最低限必要な電圧（動作可能電
圧）ＶＯが、破線で示されている。

たとえば交流電源の電圧レベルが、時刻ｔ１において通
常状態の８０％以下に低下する電源断状態となり、時刻
ｔ３において再び通常の電圧レベルに回復する場合を想
定する。このときたとえば、プログラマブルコントロー
ラに接続される入出力機器は、支障なく動作を継続する
ことができるものとする。電源回路では、時刻ｔ１にお
いて電源断信号が出力され、これによってプログラマブ
ルコントローラは「電源回復待ち状態」となる。

プログラマブルコントローラにおいて予め設定される許
容時間Δが、時刻ｔ１〜ｔ３の期間の長さに比較して短
い場合において、時刻ｔ１から許容時間Δだけ経過した
時刻ｔ２以降に、交流電源の電圧レベルが通常状態に回
復したときには、「電源ＯＮ処理」が行われる。したが
って時刻ｔ３において交流電源の電圧レベルが回復する
と、プログラマブルコントローラのデータメモリなどが
初期化されることになり、入出力機器が正常な動作を継
続することができるにも拘わらず、その動作はプログラ
マブルコントローラに制置されて一時的な停止状態とな
ってしまう。

第８図は、電源断状態が発生したときに、プログラマブ
ルコントローラに接続される入出力機器が正常な動作を
継続できる期間が、プログラマブルコントローラにおい
て設定される許容時間Δよりも短い場合における、プロ
グラマブルコントローラの動作を説明するためのタイミ
ングチャートである。第８図（１）〜第８図（３）は、
それぞれ交流電源の状態、動作電圧、入出力機器の状態
をそれぞれ示している。第８図（２）において、動作可
能電圧■０が破線で示されている。

たとえば交流電源の電圧レベルが時刻ｔ４〜ｔ６におい
て電源断状態に対応するレベルとなり、入出力機器では
、時刻ｔ４と時刻上６との間の時刻ｔ５において、その
動作が停止する場合を想定する。また許容時間Δは、時
刻ｔ４〜ｔ６の期間の長さに比較して長いものとする。

この場合において、プログラマブルコントローラは、時
刻ｔ６に交流電源の電圧レベルが通常状態に回復すると
、時刻ｔ４において電源断が検出されたときに行ってい
た処理の継続処理を開始する。しかしながらプログラマ
ブルコントローラに接続される入出力機器は、時刻ｔ６
以前の時刻ｔ５において停止状態となっているため、プ
ログラマブルコントローラは入出力機器を制御すること
ができない。

許容時間Δは、プログラマブルコントローラ毎に予め設
定され、この時間は一定の長さとされる。

したがって、たとえばプログラマブルコントローラが第
７図に示されるような許容時間Δよりも長く、かつ入出
力機器の動作可能な時間よりも短い電源断状態、および
第８図に説明されるような入出力機器の動作可能な時間
よりも長く、許容時間Δよりも短い電源断状態が頻発す
るような電源環境で使用される場合においては、入出力
機器の所望のシーケンス制御を行うことができない。

本発明の目的は、単一の構成に対して所望の基準期間を
設定することができ、したがってたとえばプログラマブ
ルコントローラなどにおいて、その使用性が格段に向上
される停電検知方式を提供することである。

問題点を解決するための手段 本発明は、外部電源レベルの定格からの変動期間に対し
て、基準期間を書込み／読出し自在に記憶する記憶手段
を備え、 外部電源レベルの変動期間を、上記基準期間と比較して
停電状態の検出を行うようにしたことを特徴とする停電
検知方式である。

作　　用 本発明においては、外部電源レベルの定格からの変動期
間に対する基準期間が、書込み／読出し自在な記憶手段
に記憶される。停電状態の検出は、外部電源レベルの変
動期間を前記基準期間と比較することによって行われる
。記憶手段に書込まれる基準期間は、各種の条件を考慮
して設定される。

したがって単一の構成に対して所望の基準期間を設定す
ることができるようになる。

これによって、たとえばプログラマブルコントローラに
おいて、電源環境や、プログラマブルコントローラに接
続される入出力機器の特性などに対応して基準期間を設
定することが可能となり、その使用性が格段に向上され
るようになる。

実施例 第１図は、本発明の一実施例に従うプログラマブルコン
トローラ１の基本的な構成を示すブロック図である。プ
ログラマブルコントローラ１は、たとえばソレノイドバ
ルブ、モータ、リレー、ランプなどの出力機器、および
リミットスイッチ、各種センサなどの入力機器などによ
って実現される複数の入出力機器２に接続されて、前記
入出力機器２のシーケンス制御を行う。

プログラマブルコントローラ１には、外部電源である交
流電源３から電力が供給されている。前記供給される電
力は、電源回路４において適当な動作電圧レベルに変換
されて、ライン５．６に導出される。ライン５，６には
、ＣＰ　Ｕ　（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎＢ　
Ｕｎｉｔ）などを含んで構成される制御部７、前記制御
部７の動作プログラムを記憶したＲＯＭ（リードオンリ
メモリ）８、および記憶手段であって前記制御部７のワ
ークエリアとして用いられるＲＡＭ　（ランダムアクセ
スメモリ）９が接続され、さらに入出力機器２と制御部
７との間のデータ通信を制御する入出力制御部１０が接
続されている。

このようにして電源回路４から与えられる電圧によって
プログラマブルコントローラ１の各部が付勢されること
により、複数の入出力機器２がシーケンス制御される。

制御部７、ＲＯＭ８、ＲＡＭ９、および入出力制御部１
０は、パスライン１１に接続されている。

パスライン１１にはまた、インタフェース１２を介して
、たとえばキー人力装置などのプログラマ１３が接続さ
れている。制御部７には、後述するタイマ１４が設けら
れており、このような制御部７には電源断Ｒ４からライ
ン１５を介してたとえばハイレベル／ローレベルの間で
変化する電源断信号が与えられる。

ＲＡＭ９にはまた、バックアップ電源１６から電力が供
給されており、これによって交流電源３からの電力が遮
断された場合においても、ＲＡＭ９内の特定の記憶領域
においては、その記憶内容が保持される。

操作者は、プログラマ１３を操作することによって、プ
ログラマブルコントローラ１の動作状態を変化させるた
めのデータをＲＡＭ９に入力することができる。このよ
うにしてプログラマ１３によって入力されたデータ、お
よびＲＯＭ８に記憶されているプログラムに基づいて、
制御部７では各種の演算処理が行われる。

制御部７と複数の入出力機器２との間のデータ通信は、
たとえば入出力制御部１０を介して、いわば時分割的に
行われ、これによって全ての入出力機器２と制御部７と
の間のデータ通信を行うことができる。制御部７は、た
とえば入力機器からデータを受信し、該受信したデータ
に基づいて、出力機器に対して出力機器の所望の動作に
対応するデータを送信する。

プログラマブルコントローラ１に交流電源３からの電源
が投入されると、プログラマブルコントローラ１では、
たとえばＲＡＭ９において制御部７のワークエリアとし
て用いられる記憶領域のクリアなどの初期化処理（以下
、「電源ＯＮ処理」と称する）が行われる。このような
「電源ＯＮ処理」の後に、プログラマブルコントローラ
１は通常運転に移行し、以後交流−電源３から電源回路
４に与えられる電圧レベルが正常である限り、再度「電
源ＯＮ処理」を行うことはない。

交流電源３の電圧レベルが、予め定められるレベル（た
とえば通常の電圧レベルの８０％）未満となるとく以下
、このような状態を電源断と称する）、電源回路４はラ
イン１５を介して制御部７に電源断信号を与える。これ
によって制御部７ではタイマ１４が初期化され、計時動
作が開始される。このようにしてプログラマブルコント
ローラ１は、交流電源３の電圧レベルが通常の電圧レベ
ルに回復することを待機する「電源回復待ち状態」に移
行することになる。

ＲＡＭ９には、電源断状態となる期間の長さに関連して
定められる基準期間の長さである許容時間に関するデー
タが、予め定められる記憶領域に格納されている。この
ような許容時間は、操作者によって、プログラマ１３か
ら入力される。

制御部７においては、タイマ１４の計時時間と前記許容
時間との比較が行われ、交流電源３の電圧レベルが、電
源断状態から通常状態に回復した場合に、タイマ１４の
計時時間が許容時間を超えているときには、「電源ＯＮ
処理」が行われる。

またタイマ１４における計時時間が許容時間を超えない
場合においては、交流電源３の電圧レベルが回復した時
点で、電源断状態が発生したときに行われていた処理の
継続処理が開始される。

前述の許容時間は、プログラマブルコントローラ１が使
用される場合の電源環境や、入出力機器２の電源電圧の
変動に対する特性などを考慮して定められ、そのような
許容時間に関するデータが、プログラマ１３の操作によ
って、ＲＡＭ９の特定の記憶領域に記憶される。

第２図は、プログラマブルコントローラ１の電源断に間
する処理を説明するためのフローチャートである。ステ
ップｍ１において、制御部７では、電源回路４からライ
ン１５を介して与えられる信号を参照して、電源断が検
出されたかどうかが判断される。電源断が検出されない
ときにはステップｍ１の処理が繰返され、電源断が検出
されるとステップｍ２に進む。

ステップｍ２においては、ＲＡＭ９に前述のようにして
格納されている許容時間Ｔ１が読出される０次にステッ
プｍ３において、タイマ１４が初期化されて起動される
。

処理はステップｍ４に進み、交流電源３の電圧レベルが
通常の電圧レベルに回復したかどうかが判断され、回復
しないときにはステップｍ４の処理が繰返され、回復す
るとステップｍ５に進む。

ステップｍ５では、許容時間Ｔ１とタイマ１４の計時時
間Ｔ２との比較が行われ、許容時間Ｔ１がタイマ１４の
計時時間１２以上である場合においては、通常運転、す
なわち電源断が検出された時点における処理の継続処理
が行われる。許容時間Ｔ１がタイマ１４の計時時間Ｔ２
よりも短い場合においては、通常の運転は行われず、「
電源ＯＮ処理」に移行する。

第３図は、電源断状態の発生に伴うプログラマブルコン
トローラ１の動作を説明するためのタイミングチャート
である。第３図（１）は交流電源３の状態を示しており
、第３図（２）は電源回路４からライン１５に導出され
る電源断信号を示しており、第３図（３）は電源回路４
からライン５゜６に導出される動作電圧のレベルを示し
ており、第３図（４）は入出力機器２の状態を示してい
る。

第３図（３）において、プログラマブルコントローラ１
が動作することができる最低の電圧レベル（以下、動作
可能電圧と称する）ｖＯが破線で示されている。

時刻ｔｌｏにおいて、交流電源３の電圧レベルが、予め
定められるレベル（たとえば通常時における電圧レベル
の８０％）未満となり、したがって電源断状態となると
、電源回路４はライン１５に導出する電源断信号を、た
とえばハイレベルからローレベルに反転させる。これに
よって制御部７ではタイマ１４が起動され、ＲＡＭ９か
ら許容時間Ｔ１が読出される。電源回路４がライン５゜
６に導出する動作電圧のレベルは、時刻ｔｌＯにおいて
直ちには減少せず、第３図（３）に示されるように徐々
に低下してゆく、シたがってプログラマブルコントロー
ラ１は、動作可能な状態にある。

入出力機器２には、プログラマブルコントローラ１とは
独立に交流電源３から図示しない電源回路を介して動作
電圧が供給されており、たとえば時刻ｔｌｏ〜ｔｌｌの
ような比較的短い期間における電源断状態では、その動
作を支障なく行うことができるものとする。

時刻ｔｌＯ〜ｔｌｌの間の期間Ｗ１の長さの近傍での電
源断状態が多発するような場合において、たとえば許容
時間Ｔ１は、期間Ｗ１の長さよりも長い許容時間Ｔｌａ
に選ばれる。これによってプログラマブルコントローラ
１では、時刻ｔｌｏにおいて停止された処理の継続処理
を時刻ｔｌｌからの期間において継続することができる
。このとき、入出力機器２は正常な動作が可能な状態で
あるため、該入出力機器２のシーケンス制御は支障なく
行われる。

第４図は、入出力機器２が電源断に応答して比較的短い
時間で動作することができなくなる場合、比較的長い電
源断状態が頻発するような場合におけるプログラマブル
コントローラ１の動作を説明するためのタイミングチャ
ートである。第４図（１）は交流電源３の状態を示して
おり、第４図（２）は電源回路４からライン１５に導出
される電源断信号を示しており、第４図（３）は電源回
路４からライン５，６に導出される動作電圧の変化を示
しており、第４図（４）は入出力機器２の状態を示して
いる。

時刻ｔ１２において、交流電源３の電圧レベルが電源断
状態に対応する程度のレベルに低下すると、これに同期
して電源回路４はライン１５に導出する電源断信号をハ
イレベルからローレベルに反転させる。これによって制
御部７では、タイマ１４が初期化されて起動され、また
ＲＡＭ９から許容時間Ｔ１が読出される。

入出力機器２には、プログラマブルコントローラ１とは
独立に動作電圧が供給されているけれども、交流電源３
の出力電圧レベルが電源断状態となると入出力機器２に
与えられる動作電圧は徐々に低下し、時刻ｔ１３におい
てその動作が行えなくなる。すなわちプログラマブルコ
ントローラ１から入出力機器２にデータが与えられても
、入出力機器２は、時刻ｔ１３から入出力機器２が通常
の動作が可能となる時刻ｔ１５の間の期間においては応
答することができない。

このような場合に許容時間Ｔ１は、第４１２１の許容時
間Ｔｌｂに選ばれる。許容時間Ｔｌｂの長さは、時刻ｔ
１２〜ｔ１３の間の期間Ｗ２の長さよりも短く選ばれ、
これによって交流電源３の電圧レベルが、通常の電圧レ
ベルに回復する時刻ｔ１４においては、「電源ＯＮ処理
」が行われることになる０時刻ｔ１３において入出力機
器２は、その動作が停止状態となるため、プログラマブ
ルコントローラ１では、入出力機器２のシーゲンス制御
を再開するに当たって、初期化処理すなわち「電源ＯＮ
処理」が行われなければならない。

以上のように本実施例においては、プログラマブルコン
トローラ１が使用される電源環境、およびプログラマブ
ルコントローラ１に接続される入出力機器２の特性など
によって定められる許容時間Ｔ１が、プログラマ１３を
操作することによりＲＡＭ９に格納される。この許容時
間Ｔ１は可変であるなめ、プログラマブルコントローラ
１は、あらゆる電源環境、およびあらゆる入出力機器２
の電源に対する特性に対応することができるようになり
、その使用性が格段に向上される。

第５図は、本発明の他の実施例の動作を説明するための
タイミングチャートである０本実施例は第１図に示され
る構成と類似の構成によって実現されるため、第１図を
併せて参照して説明を行う。

第５図（１）には交流電源３の状態が示されており、第
５図（２）には電源回路４からライン１５を介して制御
部７に与えられる電源断信号が示されている０本実施例
では制御部７にタイマ１４が設けられるのではなく、電
源回路４に第１図において仮想線で示されるタイマ２０
が設けられる。

さらに電源回路４には、制、御部７から許容時間Ｔ１が
第１図において破線で示されるライン２１を介して与え
られる。

交流電源３の電圧レベルが低下し、時刻ｔ１６において
電源断状態に対応するレベルとなると、タイマ２０には
制御部７から与えられる許容時間Ｔ１がセットされる。

この後タイマ２０が起動され、その計時時間は減少され
てゆく、タイマ２０の計時時間は、時刻ｔ１６から許容
時間Ｔ１だけ経過した時刻ｔ１７において零となり、こ
れに同期してライン１５に導出される電源断信号はハイ
レベルからローレベルに反転する。

プログラマブルコントローラ１では、電源断信号がハイ
レベルからローレベルに反転する時刻ｔ１７以降の期間
において、交流電源３の電圧レベルが通常の電圧レベル
に回復すると、「電源ＯＮ処理」が行われる。すなわち
時刻ｔ１８において、交流電源３の電圧レベルが通常の
電圧レベルになるときには、プログラマブルコントロー
ラ１において「電源ＯＮ処理」が行われることになる。

また時刻ｔ１７以前の期間に、交流電源３の電圧レベル
が通常の電圧レベルに回復した場合には、プログラマブ
ルコントローラ１は時刻ｔ１６において行おれていた処
理の継続処理を行うことになる。すなわち時刻ｔ１７以
前の期間において、交流電源３の電圧レベルが通常の電
圧レベルに回復したときには、電源断信号はローレベル
となることはない。

以上のように本実施例においては、電源回路４にタイマ
２０を設け、制御部７では電源断信号がローレベルとな
った後には、必ず「電源ＯＮ処理」を行うようにするこ
とに特徴がある。

効　　果 以上のように本発明に従えば、単一の構成に対して所望
の基準期間を設定することができ、したがってたとえば
プログラマブルコントローラなどにおいて、その使用条
件に対応して基準期間を設定することができるため、そ
の使用性が格段に向上される。すなわち単一の構成によ
って、該単一の構成に接続可能な複数の構成に対応して
、停電検知態様を選択的に設定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に従うプログラマブルコント
ローラ１の基本的な構成を示すブロック図、第２図はプ
ログラマブルコントローラ１の動作を説明するためのフ
ローチャート、第３図および第４図はプログラマブルコ
ントローラ１の動作を説明するためのタイミングチャー
ト、第５図は本発明の他の実施例における動作を説明す
るためのタイミングチャート、第６図は先行技術の動作
を説明するためのフローチャート、第７図および第８図
は前記先行技術の動作を説明するためのタイミングチャ
ードである。 １・・・プログラマブルコントローラ、２・・・入出力
機器、３・・・交流電源、４・・・電源回路、７・・・
制御部、９・・・ＲＡＭ、１３・・・プログラマ、１４
．２０・・・タイマ、Ｔｌ、Ｔｌａ、Ｔｌｂ・・−許容
時間代理人　　弁理士　西教　圭一部 ｔｔＥ２図 第３図 第５図 通＃１転　　　　屯漏ＯＮ処理 笛　６　目 第７図 第８図 手続補正書 昭和６３年　３月　４日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 外部電源レベルの定格からの変動期間に対して、基準期
   間を書込み／読出し自在に記憶する記憶手段を備え、 外部電源レベルの変動期間を、上記基準期間と比較して
   停電状態の検出を行うようにしたことを特徴とする停電
   検知方式。