JPH0981286A - プログラマブルコントローラ及びその電源断時処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、システム本体を直接駆動するＤＣ
電源の電圧が低下したときのみシステム停止処理を実行
し、かつ確実に外部電源遮断時のシステム停止処理を実
行する。 【解決手段】 外部電源からの供給電力を監視し、その
電力供給が遮断されると、電源断検出信号を出力する外
部電源監視手段と、外部電源からの供給電力をコントロ
ーラ本体にて使用する駆動電圧に変換する電力変換手段
と、駆動電圧が予め設定された電圧低下検出値まで低下
したことを検出すると、電圧低下検出信号を出力する駆
動電圧監視手段と、電源断検出信号を受信すると、シス
テム停止準備を行い、電源断検出信号の受信から予め設
定された監視時間を経過するまでに、電圧低下検出信号
を受信した場合にのみ、システム停止処理を開始するシ
ステム停止処理手段とを備えたプログラマブルコントロ
ーラ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はプログラマブルコ
ントローラに係り、更に詳しくは電源遮断検出・システ
ム停止の部分に特徴のあるプログラマブルコントローラ
及びその電源断時処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来からプログラマブルコントローラ
は、プラント等における各種機器制御やその他種々の用
途で用いられている。このプログラマブルコントローラ
を使用する上で、何等かの原因で主電源が遮断される場
合がある。このようなとき、供給電圧が完全に下がり切
って動作不能となる前に、システムの再たち上げを容易
にする等のため、電源遮断前の状態を保持し、自らシス
テムを停止する必要がある。

【０００３】したがって、プログラマブルコントローラ
の確実な動作を担保するためも、電源の異常を確実に検
出し、システム停止を行うようにしなければならない。
図５は電源異常検出・システム停止手段を備えた従来の
プログラマブルコントローラを示すブロック構成図であ
る。

【０００４】このプログラマブルコントローラには、マ
ザーボード１上に設けられた電源カード２及びコントロ
ールカード３が設けられてなっている。また、コントロ
ールカード３は、電源カード２を介して外部の図示しな
い外部電源から電力供給を受けており、電源カード２か
らのＤＣ５Ｖ電源により、ＣＰＵ４，図示しないメモ
リ，その他プログラマブルコントローラとしての各機能
を実現する各周辺要素を動作させている。

【０００５】さらに、コントロールカード３には、ＤＣ
５Ｖ低下検出リセット出力回路５が設けられている。こ
のＤＣ５Ｖ低下検出リセット出力回路５は、上記電源カ
ード２からのＤＣ５Ｖ電源を監視しており、その電圧値
があらかじめ設定されたリセット設定値Ｖ２以下になる
と、リセット信号ＲＥＳＥＴ０をＣＰＵ４に出力する。

【０００６】一方、電源カード２には、外部電源からの
ＡＣ１００Ｖ電源をＤＣ５Ｖに変換し、上記ＤＣ５Ｖ電
源として、コントロールカード３に給電する電力変換手
段としてのＡＣ／ＤＣ変換回路６と、外部電源からのＡ
Ｃ１００Ｖ電源を監視し、これが遮断された場合には、
電源遮断信号ＡＣＬＯＷ０を出力し、コントロールカー
ド３のＣＰＵ４に通知する電源断検出回路７とが設けら
れている。

【０００７】このように構成されたプログラマブルコン
トローラにおける外部電源遮断時の動作を図６のタイム
チャートを用いて説明する。まず、外部電源ＡＣ１００
Ｖ、すなわち電源カード２の１次側電源が遮断される
（ｔｉ０）と、ＤＣ５Ｖの電圧が低下するよりも先に、
電源断検出回路７によって、この１次側電源断が検出さ
れ、電源遮断信号ＡＣＬＯＷ０が出力される。

【０００８】次に、コントロールカード３側のＣＰＵ４
は、電源遮断信号ＡＣＬＯＷ０を受信すると同時に、こ
の信号をＮＭＩ（Non Maskable Interrupt；割り込み処
理が禁止されない割り込み）なものとして扱い、割り込
み処理が信号受信と同時に発生し、システム停止処理を
開始する（ｔｉ１）。

【０００９】このシステム停止処理完了後、ＤＣ５Ｖが
低下し始め、ＮＭＩ発生（ｔｉ１）から遅延時間ＴＩ１
経過後にこの値がリセット設定値Ｖ２まで低下すると、
ＤＣ５Ｖ低下検出リセット出力回路５は、電源低下を検
出し、電源遮断信号ＡＣＬＯＷ０を出力する。そして、
電源遮断信号ＡＣＬＯＷ０を受信すると同時に、ＣＰＵ
４はシステムを完全に停止させる（ｔｉ２）。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た電源断検出・システム停止方式には、以下のような問
題点がある。まず、電源断検出回路７から出力される電
源遮断信号ＡＣＬＯＷ０は、マザーボード１を経由し、
またコネクタをも経由するパターン配線長の長い配線を
介してＣＰＵ４に至るので、信号線上のノイズによりＣ
ＰＵ４が誤動作する場合がある。

【００１１】図７は、このノイズが発生する場合の誤動
作を説明するタイムチャートである。同図において、ノ
イズが発生すると（ｔｉ３）、ＣＰＵは、電源遮断信号
ＡＣＬＯＷ０によるＮＭＩ発生として割り込みを発生さ
せ、外部電源が正常であるにもかかわらず、システム停
止処理を開始させる。

【００１２】また、例えば外部電源，ＡＣ１００Ｖ側
で、瞬時停電が発生した場合も、同様な事態が発生す
る。図８は、ＡＣ１００Ｖ側瞬断した場合の誤動作を説
明するタイムチャートである。

【００１３】同図において、ＡＣ１００Ｖ側で、タイミ
ングｔｉ４〜ｔｉ６間で瞬時停電時間ＴＩ２ほど瞬時停
電が発生すると、電源断検出回路７はこれを検出して電
源遮断信号ＡＣＬＯＷ０を出力する。そして、ＣＰＵ４
は、電源遮断信号ＡＣＬＯＷ０を受信すると、電源が正
常に復帰し、また、ＤＣ５Ｖはまったく正常であるにも
かかわらず、ＮＭＩを発生させてシステム停止処理を開
始する（ｔｉ５）。

【００１４】このように、コントロールカード３が電源
カード２からの電源遮断信号ＡＣＬＯＷ０のみを用い
て、システム停止処理を開始するため、この信号線上に
ノイズが発生した場合や、ＡＣ１００Ｖ瞬時停電が発生
した場合等には、たとえコントロールカード３が駆動用
に用いるＤＣ５Ｖが正常であっても、ＣＰＵがＮＭＩが
発生したと判断して、システム停止処理を行ってしまう
という問題があった。

【００１５】本発明は、このような実情を考慮してなさ
れたもので、システム本体を直接駆動するＤＣ電源の電
圧が低下したときのみシステム停止処理を実行し、かつ
確実に外部電源遮断時のシステム停止処理を実行するこ
とが可能なプログラマブルコントローラ及びその電源断
時処理方法を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に対応する発明は、外部電源からの供給電
力を監視し、その電力供給が遮断されると、電源断検出
信号を出力する外部電源監視手段と、外部電源からの供
給電力を、コントローラ本体にて使用する駆動電圧に変
換する電力変換手段と、駆動電圧が予め設定された電圧
低下検出値まで低下したことを検出すると、電圧低下検
出信号を出力する駆動電圧監視手段と、電源断検出信号
を受信すると、システム停止準備を行い、電源断検出信
号の受信から予め設定された監視時間を経過するまで
に、電圧低下検出信号を受信した場合にのみ、システム
停止処理を開始するシステム停止処理手段とを備えたプ
ログラマブルコントローラである。

【００１７】また、請求項２に対応する発明は、外部電
源からの供給電力をコントローラ本体にて使用する駆動
電圧に変換して当該コントローラ本体を駆動するプログ
ラマブルコントローラにあって、外部電源からの供給電
力を監視し、その電力供給が遮断されると、システム停
止準備を行い、システム停止準備から予め設定された監
視時間を経過するまでに、駆動電圧が予め設定された電
圧低下検出値まで低下した場合にのみ、システム停止処
理を開始するプログラマブルコントローラの電源断時処
理方法である。

【００１８】したがって、まず、請求項１又は２に対応
する発明のプログラマブルコントローラ又はその電源断
時処理方法においては、電力変換手段により、外部電源
からの供給電力が駆動電圧に変換され、そのコントロー
ラ本体が駆動されている。

【００１９】また、外部電源監視手段により、外部電源
からの供給電力が監視され、その電力供給が遮断される
と、電源断検出信号が出力される。次に、駆動電圧監視
手段により、駆動電圧が予め設定された電圧低下検出値
まで低下したことが検出されると、電圧低下検出信号が
出力される。

【００２０】そして、システム停止処理手段により、電
源断検出信号を受信すると、システム停止準備が行わ
れ、電源断検出信号の受信から予め設定された監視時間
を経過するまでに、電圧低下検出信号を受信した場合に
のみ、システム停止処理が開始される。

【００２１】つまり、電源断検出信号の受信により行わ
れるシステム停止準備をａｎｄ条件の１つとして、その
条件の成立を監視時間ほど保持し、さらに、電圧低下検
出信号の受信というもう１つのａｎｄ条件が成立したと
きのみ、システム停止処理が開始されるのである。

【００２２】したがって、システム本体すなわちコント
ローラ本体を直接駆動するＤＣ電源の電圧が低下したと
きのみシステム停止処理を実際に実行し、かつ確実に外
部電源遮断時のシステム停止処理を実行することができ
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は本発明の一実施の形態に係るプログ
ラマブルコントローラを示すブロック構成図であり、図
５に示す従来装置と同一部分には同一符号を付して詳細
説明を省略する。

【００２４】このプログラマブルコントローラは、交流
の外部電源をコントローラ直接駆動用の直流電圧に変換
する電源カード２と、コントローラとしての動作を実現
するコントロールカード３´とをマザーボード１に設置
することで構成されている。そして、電源カード２及び
ＤＣ５Ｖ低下検出リセット出力回路５及びコントロール
カード３´上のプログラマブルコントローラとしての各
機能を実現する各周辺要素は、図５に示すプログラマブ
ルコントローラと同様に構成されている。

【００２５】コントロールカード３´は、ＣＰＵ４´
と、ＤＣ５Ｖ低下検出リセット出力回路５と、駆動電圧
監視手段としてのＤＣ５Ｖ低下検出停止処理開始回路８
と、メモリその他の周辺要素とから構成されている。

【００２６】ＤＣ５Ｖ低下検出停止処理開始回路８は、
電源カード２からのＤＣ５Ｖ電源を監視し、その電圧値
があらかじめ設定されたシステム停止開始設定値Ｖ１以
下になると、電圧低下検出信号としてのＤＣ５Ｖ低下検
出信号ＤＣＬＯＷ０をＣＰＵ４´に出力する。

【００２７】一方、ＣＰＵ４´と例えばファームウェア
に供される制御プログラム（図示せず）等とで構成され
るシステム停止処理手段（以下、ＣＰＵ４´の機能とし
て説明する）は、電源断検出回路７から出力される電源
断検出信号としての電源遮断信号ＡＣＬＯＷ０を従来と
は異なる意味を持つ信号として取り扱い、この電源遮断
信号ＡＣＬＯＷ０と、ＤＣ５Ｖ低下検出信号ＤＣＬＯＷ
０と、リセット信号ＲＥＳＥＴ０とに基づいて外部電源
の異常を検出し、システム停止処理を実行する。

【００２８】すなわち、ＣＰＵ４´は、電源遮断信号Ａ
ＣＬＯＷ０をシステム停止準備開始用の信号、すなわち
ＩＮＴ信号として使用する。電源遮断信号ＡＣＬＯＷ０
が入力された場合には、システム停止準備を設定し、一
方、あらかじめ設定されたＤＣＬＯＷ０監視時間Ｔ１
程、ＤＣ５Ｖ低下検出信号ＤＣＬＯＷ０が入力されるか
否かを監視する。

【００２９】また、ＣＰＵ４´は、電源遮断信号ＡＣＬ
ＯＷ０入力後、ＤＣＬＯＷ０監視時間Ｔ１内にＤＣ５Ｖ
低下検出信号ＤＣＬＯＷ０が入力された場合のみ、シス
テム停止処理を開始する。そして、リセット信号ＲＥＳ
ＥＴ０が入力されると、システムを完全に停止する。

【００３０】次に、以上のように構成された本発明の実
施の形態に係るプログラマブルコントローラの動作につ
いて説明する。図２〜４は同実施の形態のプログラマブ
ルコントローラの動作を説明するタイムチャートであ
る。

【００３１】まず、図２を用いてノイズ発生や外部電源
の瞬時停電でない通常の電源遮断の場合のシステム停止
動作について説明する。まず、電源カード２の１次側電
源ＡＣ１００Ｖが遮断される（ｔ０）と、電源断検出回
路７により、電源遮断信号ＡＣＬＯＷ０が出力される
（ｔ１）。

【００３２】コントロールカード３´により、この信号
が割り込み信号ＩＮＴ信号としてＣＰＵ４´に送出さ
れ、ＣＰＵ４´によりシステム停止準備が行われる（ｔ
１〜ｔ２）。すなわち、このタイミングｔ１〜ｔ２間
は、システム停止処理開始のためのａｎｄ条件であるシ
ステム停止準備が設定されており、その後待機している
期間であるシステム停止準備期間Ｔ２である。

【００３３】次に、ＤＣ５Ｖ電源がシステム停止開始設
定値Ｖ１まで低下すると、これがＤＣ５Ｖ低下検出停止
処理開始回路８により検出され、ＤＣ５Ｖ低下検出信号
ＤＣＬＯＷ０がＣＰＵ４´に出力される（ｔ２）。ＣＰ
Ｕ４´は、このＤＣ５Ｖ低下検出信号ＤＣＬＯＷ０をＮ
ＭＩ信号として、割り込みを発生させ、システム停止処
理を開始する。

【００３４】このシステム停止処理は、タイミングｔ２
〜ｔ３間の停止処理実行時間Ｔ３の間に完了する。な
お、停止処理実行時間Ｔ３は、システム停止処理を完了
させるのに十分な時間である。

【００３５】そして、ＤＣ５Ｖ電源がさらにリセット設
定値Ｖ２まで低下すると、ＤＣ５Ｖ低下検出リセット出
力回路５により検出され、リセット信号ＲＥＳＥＴ０が
ＣＰＵ４´に出力される（ｔ３）。ＣＰＵ４´は、リセ
ット信号ＲＥＳＥＴ０を受信すると、システム停止処理
が完了している当該システムを完全に停止する（ｔ
３）。

【００３６】また、以上の場合は、外部電源が実際に停
止した場合について説明したが、ＣＰＵ４´は、電源遮
断信号ＡＣＬＯＷ０受信後ＤＣ５Ｖ低下検出信号ＤＣＬ
ＯＷ０が出力されるか否かを監視しており、ＤＣＬＯＷ
０監視時間Ｔ１が経過するまでの間（ｔ１〜ｔ４）ＤＣ
５Ｖ低下検出信号ＤＣＬＯＷ０が出力されなければ、プ
ログラマブルコントローラとしての通常の動作を再開す
る。

【００３７】次に、図３に示すタイムチャートを用い
て、電源遮断信号ＡＣＬＯＷ０上にノイズが発生した場
合について説明する。まず、電源遮断信号ＡＣＬＯＷ０
上にノイズが発生した場合、コントロールカード３´
は、割り込み信号ＩＮＴとしてこのノイズをＣＰＵ４´
に送出し、ＣＰＵ４´はこれにより、システム停止準備
を開始する（ｔ５）。

【００３８】しかし実際には、外部電源は正常であり、
また、ＤＣ５Ｖの低下も開始しないので、ＤＣ５Ｖ低下
検出信号ＤＣＬＯＷ０，リセット信号ＲＥＳＥＴ０等が
出力されることもなく、ノイズは、一定時間後に消失し
（ｔ６）、ＤＣＬＯＷ０監視時間Ｔ１経過後に、コント
ロールカード３´はとしての通常の動作を再開する（ｔ
７）。なお、この場合は、システム停止準備期間Ｔ２と
ＤＣＬＯＷ０監視時間Ｔ１とは一致する。

【００３９】次に、図４に示すタイムチャートを用い
て、外部電源としてのＡＣ１００Ｖに瞬時停電が発生し
た場合について説明する。まず、ＡＣ１００Ｖ電源が瞬
時停電し（ｔ８）、かつ、ＤＣ５Ｖ電源が低下を開始す
る前にＡＣ１００Ｖ電源の再投入等による復帰があった
場合、すなわち、「システム停止準備期間Ｔ２＞瞬時停
電時間Ｔ４＋ＤＣ５Ｖ立上がり時間」が成り立つ場合、
電源遮断信号ＡＣＬＯＷ０が出力される。

【００４０】したがって、コントロールカード３´は、
割り込み信号ＩＮＴとしてこのノイズをＣＰＵ４´に送
出し、ＣＰＵ４´はこれにより、システム停止準備を開
始する（ｔ９）。

【００４１】しかし、ＤＣ５Ｖの低下が開始されないの
で、ＤＣ５Ｖ低下検出信号ＤＣＬＯＷ０，リセット信号
ＲＥＳＥＴ０等が出力されることもなく、電源復帰（ｔ
１０）後に、電源遮断信号ＡＣＬＯＷ０の出力も停止し
（ｔ１１）、ＤＣＬＯＷ０監視時間Ｔ１経過後に、コン
トロールカード３´はとしての通常の動作を再開する
（ｔ１２）。

【００４２】なお、この場合も、システム停止準備期間
Ｔ２とＤＣＬＯＷ０監視時間Ｔ１とは一致することとな
る。上述したように、本発明の実施の形態に係るプログ
ラマブルコントローラ及びその電源断時処理方法によれ
ば、電源断検出回路７と、ＤＣ５Ｖ低下検出停止処理開
始回路８とを設け、電源遮断信号ＡＣＬＯＷ０が出力さ
れると、システム停止準備をし、ＤＣＬＯＷ０監視時間
Ｔ１が経過する前にＤＣ５Ｖ低下検出信号ＤＣＬＯＷ０
を受信したときのみシステム停止処理を開始するように
したので、システム本体を直接駆動するＤＣ電源の電圧
が低下したときのみシステム停止処理を実行し、かつ確
実に外部電源遮断時のシステム停止処理を実行すること
ができる。

【００４３】また、ＤＣＬＯＷ０監視時間Ｔ１が経過す
る前にＤＣ５Ｖ低下検出信号ＤＣＬＯＷ０を受信しない
と、通常のコントローラ動作に復帰するので、異常の検
出が誤検出であった場合にはコントローラ動作を継続さ
せることができる。

【００４４】すなわち、ノイズが発生する危険性が高
く、ＡＣ１００Ｖの瞬時停電の場合にアクティブになり
得る電源遮断信号ＡＣＬＯＷ０を単なるシステム停止準
備のための割り込み信号として用い、ノイズが発生する
可能性が低く、ＡＣ１００Ｖの瞬時停電の場合にもアク
ティブとなりにくいＤＣ５Ｖ低下検出信号ＤＣＬＯＷ０
をもが入力されたシステム停止処理開始のＮＭＩ信号と
している。

【００４５】したがって、電源遮断信号ＡＣＬＯＷ０上
にノイズが発生した場合や、外部電源ＡＣ１００Ｖの瞬
時停電の場合でもシステムを停止することなく、動作を
継続し続けることができる。

【００４６】また、ＤＣ５Ｖ低下検出リセット出力回路
５よりリセット信号ＲＥＳＥＴ０が出力されるとシステ
ムを完全に停止するようにしたので、より確実に外部電
源遮断時のシステム停止処理を実行することができる。
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されるもので
なく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変形すること
が可能である。

【００４７】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、シ
ステム本体を直接駆動するＤＣ電源の電圧が低下したと
きのみシステム停止処理を実行し、かつ確実に外部電源
遮断時のシステム停止処理を実行することが可能なプロ
グラマブルコントローラ及びその電源断時処理方法を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るプログラマブルコ
ントローラを示すブロック構成図。

【図２】同実施の形態のプログラマブルコントローラの
電源時断処理動作を説明するタイムチャート。

【図３】同実施の形態のプログラマブルコントローラの
動作を説明するタイムチャート。

【図４】同実施の形態のプログラマブルコントローラの
動作を説明するタイムチャート。

【図５】従来の電源異常検出・システム停止手段を備え
たプログラマブルコントローラを示すブロック構成図。

【図６】従来のプログラマブルコントローラの電源時断
処理動作を説明するタイムチャート。

【図７】従来のプログラマブルコントローラにおけるノ
イズが発生する場合の誤動作を説明するタイムチャー
ト。

【図８】従来のプログラマブルコントローラにおけるＡ
Ｃ１００Ｖ側瞬断した場合の誤動作を説明するタイムチ
ャート。

【符号の説明】

１…マザーボード、２…電源カード、３´…コントロー
ルカード、４´…ＣＰＵ、５…ＤＣ５Ｖ低下検出リセッ
ト出力回路、６…ＡＣ／ＤＣ変換回路、７…電源断検出
回路、８…ＤＣ５Ｖ低下検出停止処理開始回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部電源からの供給電力を監視し、その
   電力供給が遮断されると、電源断検出信号を出力する外
   部電源監視手段と、 前記外部電源からの供給電力を、コントローラ本体にて
   使用する駆動電圧に変換する電力変換手段と、 前記駆動電圧が予め設定された電圧低下検出値まで低下
   したことを検出すると、電圧低下検出信号を出力する駆
   動電圧監視手段と、 前記電源断検出信号を受信すると、システム停止準備を
   行い、前記電源断検出信号の受信から予め設定された監
   視時間を経過するまでに、前記電圧低下検出信号を受信
   した場合にのみ、システム停止処理を開始するシステム
   停止処理手段とを備えたことを特徴とするプログラマブ
   ルコントローラ。
2. 【請求項２】 外部電源からの供給電力をコントローラ
   本体にて使用する駆動電圧に変換して当該コントローラ
   本体を駆動するプログラマブルコントローラにあって、 前記外部電源からの供給電力を監視し、その電力供給が
   遮断されると、システム停止準備を行い、 前記システム停止準備から予め設定された監視時間を経
   過するまでに、前記駆動電圧が予め設定された電圧低下
   検出値まで低下した場合にのみ、システム停止処理を開
   始することを特徴とするプログラマブルコントローラの
   電源断時処理方法。