TWI503639B - 類比變換裝置及可程式控制器系統 - Google Patents
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Description
本發明係關於類比(analog)變換裝置及可程式控制器系統(Programmable Logic Controller system)。
在對可程式控制器(Programmable Logic Controller;以下稱為PLC)輸入類比資料(analog data)值時,係使用將類比資料值變換為數位(digital)值之類比輸入單元(unit)(A/D變換裝置),並在從PLC輸出類比資料值時,使用將數位值變換為要輸出之類比資料值的類比輸出單元(D/A變換裝置)。
一般而言,在將類比資料值變換為數位值時,或將數位值變換為類比資料值時,係使用偏移/增益(offset and gain)值。偏移值係為相當於所要變換之類比資料值之最小值的值,增益值係為相當於所要變換之類比資料值之最大值的值。在A/D變換裝置及D/A變換裝置(以下,統稱為類比變換裝置)中,係藉由使用偏移值及增益值兩個值來進行線性插值,以實現類比變換。
在裝設於PLC的類比變換裝置中,偏移/增益值係於
製造時寫入於單元內的非揮發性記憶體(memory)。該等偏移/增益值係寫入有能正確地處理例如0V、10V、0mA、4mA、20mA等類比資料之經校正過的值。此外,該等偏移/增益值係會因為搭載於各自之單元(類比變換裝置)之零件的差異,而各自能取得不同的值。
另外,在裝設於PLC之類比變換裝置中,除了製造時已登錄於非揮發性記憶體的偏移/增益值之外,使用者(user)也可登錄任意的偏移/增益值。藉此,使用者不僅能使用單元已準備之定型的類比範圍(analog range),還能使用配合所接續之機器之任意的類比範圍。
在此,關於使用者所登錄之偏移/增益值,已提案有一種技術,該技術係準備複數個登錄區域,而可登錄複數種的偏移/增益值,並可選擇而使用該等複數種的偏移/增益值(例如,參照專利文獻1)。藉此,將複數個偏移/增益值預先登錄於非揮發性記憶體,而能配合用途來選擇該等複數個偏移/增益值而分開使用。
專利文獻1:日本特開平7-78007號公報。
然而,在專利文獻1所記載的技術中,在針對某特定的偏移/增益值進行重新調整時,以前所使用的偏移/增益值會被改寫。結果,想要再度使用以前使用的偏移/增益值,就必須要再度進行調整。因此,在PLC因為作為控
制對象的系統(system)之定期調整等而錯誤改寫為非預期之偏移/增益值,而使系統進行非預期之動作時,會有為了要恢復系統而必須再度進行調整以成為適當的偏移/增益值之問題。
本發明係有鑑於前述問題而研創者,其目的在於得到一種類比變換裝置及可程式控制器系統,能在特定的偏移/增益值中,在進行再調整而改寫設定值後,能將先前所使用的設定值予以復原。
為達成前述目的,本發明之類比變換裝置,係在構成可程式控制器並使用偏移/增益值而進行類比-數位間變換之類比變換裝置中,具有:偏移/增益值儲存手段,係由儲存前述偏移/增益值之非揮發性記憶體所構成;演算手段,係將前述偏移/增益值儲存手段中之偏移/增益值用作為插值演算用而進行類比-數位間變換;及先前偏移/增益值儲存手段,係由將過去所使用過之前述偏移/增益值儲存手段中之前述偏移/增益值儲存作為先前偏移/增益值的非揮發性記憶體所構成;前述演算手段係具有偏移/增益值設定手段,該偏移/增益值設定手段係控制前述偏移/增益值往前述偏移/增益值儲存手段之設定、及前述先前偏移/增益值往前述先前偏移/增益值儲存手段之儲存。
根據本發明,係將過去的偏移/增益值儲存於先前偏
移/增益值儲存手段,並以偏移/增益值設定手段從先前偏移/增益值儲存手段將以前所使用之偏移/增益值自由地呼叫出而再設定作為最新的偏移/增益值,因此,可具有下述效果:即使在可程式控制系統為於作為控制對象的系統調整作業之中,錯誤登錄非預期之偏移/增益值而使系統進行非預期之動作時,仍可不須再調整偏移/增益值而容易地復歸到過去的正常狀態。
10‧‧‧PLC系統
20‧‧‧CPU單元
21‧‧‧使用者程式執行部
22‧‧‧周邊裝置I/F
23、33‧‧‧匯流排I/F
24、34‧‧‧內部匯流排
30‧‧‧類比單元(類比變換裝置)
31‧‧‧演算部
32‧‧‧非揮發性記憶體
40‧‧‧單元間匯流排
50‧‧‧周邊裝置
51‧‧‧偏移/增益值設定變更部
60‧‧‧通訊線路
311‧‧‧偏移/增益值設定部
321‧‧‧偏移/增益值儲存部
322‧‧‧先前偏移/增益值儲存部
第1圖係為示意性顯示實施形態之包含類比變換裝置的PLC系統的概略構成之方塊圖。
第2圖係為示意性顯示實施形態之非揮發性記憶體的構成之圖。
第3圖係為顯示偏移/增益值的設定處理順序之一例的流程圖。
第4圖係為示意性顯示在非揮發性記憶體之偏移/增益值的設定處理之狀態之圖。
第5圖係為顯示偏移/增益值之復原處理順序的一例之流程圖。
第6圖係為示意性顯示在非揮發性記憶體之偏移/增益值的復原處理之狀態之圖。
以下,參照所附圖式,詳細地說明有關本發明之類比變換裝置及可程式控制器系統的最佳實施形態。再者,本發明並非受本實施形態所限定者。
第1圖係為示意性顯示實施形態之包含類比變換裝置的PLC系統的概略構成之方塊圖。再者,在本圖中,僅顯示實施形態之關於偏移/增益值之變更設定的處理部,而省略對於控制其他之產業機器等控制對象的處理部之圖示。
PLC系統10,係具有CPU單元(Central Processing Unit;中央處理單元)20與類比單元(類比變換裝置)30透過單元間匯流排(bus)40連接,而且,透過通訊線路60而於構成PLC系統10之單元(在此為CPU單元20)連接個人電腦(personal computer)等周邊裝置50之構成。再者,在第1圖中,雖顯示在PLC系統10設置CPU單元20與類比單元30之情況,但除該等之外,亦可配合目的而設置控制伺服放大器(servo amplifier)等而執行多軸之位置控制的運動控制器(motion controller)單元、或輸出溫度控制訊號來用於加熱/冷卻,以到達由CPU單元20所指示的溫度之溫度控制器(controller)單元等。此外,在本實施形態中,並未提及關於CPU單元20與類比單元30以外的單元。
CPU單元20係以預定週期重複進行下述動作:使用者程式(program)之執行,該使用者程式係屬於用以使PLC系統10所具備之各種單元動作而控制產業用機器等控制對象之程式;取得使用者程式所使用之值等輸入值;及輸出執行結果。該CPU單元20係具備執行使用者程式之使用者程式執行部21、用以與周邊裝置50連接之屬於介面(interface)的周邊裝置I/F22、及透過單元間匯流排40而用
以與類比單元30等其他單元進行通信之屬於通信介面的匯流排I/F23。該等使用者程式執行部21、周邊裝置I/F22及匯流排I/F23間,係分別以內部匯流排24連接。
類比單元30係在PLC與作為控制對象之產業機器等之間,進行電流值或電壓值等類比信號的輸入輸出。該類比單元30係具有執行類比單元30整體之控制的演算部31、將在類比-數位間進行變換處理所使用之偏移/增益值予以儲存之非揮發性記憶體32、及透過單元間匯流排40而用以與CPU單元20進行通信之屬於通信介面的匯流排I/F33,該該等演算部31、非揮發性記憶體32、及匯流排I/F33間,係分別以內部匯流排34連接。
演算部31係具有將從控制對象所取得之類比值變換為數位值,或將從CPU單元20所取得之數位值變換為類比值之進行類比-數位間變換處理的功能。此外,該演算部31係具備偏移/增益值設定部311,該偏移/增益值設定部311係將偏移/增益值寫入非揮發性記憶體32,並且在單元啟動時進行從非揮發性記憶體32的偏移/增益值儲存部321讀出最新的偏移/增益值。
非揮發性記憶體32係藉由EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory;電子可抹除可規劃唯讀記憶體)等而構成,係具有:偏移/增益值儲存部321,其係屬於儲存偏移值及增益值之區域,該偏移/增益值係在類比變換時作為將輸入/輸出之資料進行線性插值所使用之資料;及屬於將過去所使用之偏移/
增益值時間序列地予以儲存的區域之先前偏移/增益值儲存部322。再者,在本實施形態中,雖設為非揮發性記憶體32具有偏移/增益值儲存部321與先前偏移/增益值儲存部322之雙方,但亦可設為先前偏移/增益值儲存部322為別的非揮發性記憶體所具有。例如,亦可設為與非揮發性記憶體32分開而另外具備非揮發性記憶體,且該另外的非揮發性記憶體具有先前偏移/增益值儲存部322。此外,亦可設為類比單元30外的外部記憶體具有先前偏移/增益值儲存部322,且類比單元30具有與外部記憶體之通信I/F。
周邊裝置50係藉由可顯示使用者程式之設定或狀態之個人電腦等而構成。以關於本實施形態之功能而言,係具備偏移/增益值設定變更部51,其係進行儲存於類比單元30之非揮發性記憶體32之偏移/增益值的變更設定。
在此,就關於類比單元30所具備之非揮發性記憶體32進行更詳細的說明。在使用者以PLC吻合於作為控制對象之產業機器的輸出輸入特性的方式進行調整時,係藉由偏移/增益值設定部將屬於該調整結果之偏移值及增益值寫入於非揮發性記憶體32的偏移/增益值儲存部321。另外,亦可以能確認為何時調整過之偏移/增益值的方式,配合寫入非揮發性記憶體32時之日期與時間之資訊,來儲存於非揮發性記憶體32。如同在先前技術所說明過,在以往,係能將複數種的偏移/增益值儲存於非揮發性記憶體32,另一方面,當使用者進行該偏移/增益值之再調整,
並進行了錯誤的調整而改寫了非揮發性記憶體32內的內容時,會難以復原至原先的狀態。因此,在本實施形態中,係在非揮發性記憶體32設置:偏移/增益值儲存部321,係儲存屬於在類比-數位間進行變換處理所使用的偏移/增益值之最新的偏移/增益值;及先前偏移/增益值儲存部322,係儲存調整前在類比-數位間進行變換處理所使用的偏移/增益值。亦即,在進行偏移/增益值之再調整時,使要改寫偏移/增益值儲存部321的內容之前的偏移/增益值儲存部321的內容退避至先前偏移/增益值儲存部322。
第2圖係為示意性顯示實施形態之非揮發性記憶體的構成之圖。偏移/增益值儲存部321係儲存有1組最新的偏移/增益值401,且先前偏移/增益值儲存部322係儲存有N個組(sets)(n為自然數)份的過去之偏移/增益值402。再者,可儲存之過去的偏移/增益值402的組數N係為任意數。此外,偏移/增益值儲存部321及先前偏移/增益值儲存部322雖具有能將前述之偏移/增益值儲存於類比單元30所具備之頻道(channel)數量份之區域,惟在此係圖示僅儲存1頻道份的情況。
在第2圖所示之例中,在先前偏移/增益值儲存部322,係對每個世代設置屬於世代管理區域之偏移/增益值儲存區域。亦即,設置有1世代前的偏移/增益值儲存區域、2世代前的偏移/增益值儲存區域、3世代前的偏移/增益值儲存區域、…(N-1)世代前的偏移/增益值儲存區
域、N世代前的偏移/增益值儲存區域。如第2圖所示,在先前偏移/增益值儲存部322,雖可儲存複數個過去的偏移/增益值,但在本實施形態中,係將各偏移/增益值稱為「世代」以茲區別。亦即,將在儲存於偏移/增益值儲存部321之最新的偏移/增益值之前於類比-數位間進行變換處理所使用過之偏移/增益值稱為1世代前、將更在其之前於類比-數位間進行變換處理所使用過之偏移/增益值稱為2世代前。如後所述,當對偏移/增益值儲存部321新設定偏移/增益值401時,在此之前儲存於先前偏移/增益值儲存部322之1世代前至(N-1)世代前的偏移/增益值儲存區域之偏移/增益值402,係分別儲存至2世代前至N世代前的偏移/增益值儲存區域,且儲存於偏移/增益值儲存部321之偏移/增益值401,係儲存至先前偏移/增益值儲存部322之1世代前的偏移/增益值儲存區域。
接著,依序說明如此構成之在PLC系統10的偏移/增益值之設定處理與復原處理。
第3圖係為顯示偏移/增益值的設定處理順序之一例的流程圖,第4圖係為示意性顯示在非揮發性記憶體32之偏移/增益值的設定處理之狀態之圖。
首先,類比單元30之演算部31的偏移/增益值設定部311,係判定是否有偏移/增益值的設定要求,(步驟(step)S10)。偏移/增益值的設定要求係為由使用者從類比單元
30之外部所發出之要求,例如有從在CPU單元20之使用者程式執行部21所執行之使用者程式所發出之要求、及藉由使用者操作而從在被連接至CPU單元20的周邊裝置50上動作之偏移/增益設定變更部51所發出之要求等。在未接受到偏移/增益值的設定要求之情況(在步驟S10為No時),係成為等待狀態直到有偏移/增益值的設定要求。
另一方面,在接受到偏移/增益值的設定要求之情況(在步驟S10為Yes時),偏移/增益值設定部311係在非揮發性記憶體32之先前偏移/增益值儲存部322之中,將從1世代前到N-1世代前之偏移/增益值402,複製(copy)到儲存2世代前至N世代前之偏移/增益值的區域(第3圖與第4圖之步驟S11)。藉此,從1世代前到N-1世代前之偏移/增益值402的儲存區域,係朝更早的方向挪移1世代份。
再者,偏移/增益值設定部311係將至現在為止作為最新偏移/增益值而在類比變換時使用作為插值演算用之資料的偏移/增益值401a,從偏移/增益值儲存部321複製到先前偏移/增益值儲存部322之1世代前的偏移/增益值之儲存區域(第3圖與第4圖之步驟S12)。
其後,將屬於再調整之結果的新偏移/增益值401b作為最新偏移/增益值而儲存至偏移/增益值儲存部321(第3圖與第4圖之步驟S13)。然後,處理回到步驟S10。藉由以上所述,完成偏移/增益值設定處理。
第5圖係為顯示偏移/增益值之復原處理順序的一例之流程圖,第6圖係為示意性顯示在非揮發性記憶體之偏移/增益值的復原處理之狀態的之圖。
首先,類比單元30的演算部31之偏移/增益值設定部311,係判定是否有偏移/增益值的復原要求(步驟S20)。偏移/增益值的復原要求,係為由使用者從類比單元30之外部所發出之要求,例如有從在CPU單元20之使用者程式執行部21所執行之使用者程式所發出之要求、及藉由使用者操作而從在被連接至CPU單元20的周邊裝置50上動作之偏移/增益設定變更部51所發出之要求等。該偏移/增益值的復原要求,係包含由使用者指定之先前偏移/增益值儲存部322中之復原的偏移/增益值402的儲存區域(復原對象)。在此,係設為所指定之M世代前(M係為N以下之自然數)的偏移/增益值402者。在未接受到偏移/增益值的復原要求之情況(在步驟S20為No時),係成為等待狀態直到有偏移/增益值的復原要求。
另一方面,在接受到偏移/增益值的復原要求之情況(在步驟S20為Yes時),偏移/增益值設定部311係將由偏移/增益值之復原要求所指定之屬於復原對象的偏移/增益值之M世代前的偏移/增益值402,退避到別的區域(步驟S21)。該所謂別的區域,係為用以使資料暫時性退避者,可為揮發性記憶體,亦可為非揮發性記憶體。亦即,該別的區域可設置於非揮發性記憶體32之偏移/增益值儲存部321與先前偏移/增益值儲存部322以外的區域,
亦可設置於未圖示之RAM。
接著,偏移/增益值設定部311係在先前偏移/增益值儲存部322之中,將從1世代前到N-1世代前之偏移/增益值402,複製到儲存2世代前至N世代前之偏移/增益值402的區域(第5圖與第6圖之步驟S22)。藉此,從1世代前到N-1世代前之偏移/增益值402的儲存區域,係朝更早的方向挪移1世代份。
再者,偏移/增益值設定部311係將至現在為止作為最新偏移/增益值而在類比變換時使用作為插值演算用之資料的偏移/增益值401c,從偏移/增益值儲存部321複製到先前偏移/增益值儲存部322之1世代前的偏移/增益值402之儲存區域(第5圖與第6圖之步驟S23)。
其後,偏移/增益值設定部311係將由使用者欲復原而指定之資料且為已在步驟S21退避到別的區域之偏移/增益值,作為最新偏移/增益值401d而儲存至偏移/增益值儲存部321(第5圖與第6圖之步驟S24)。然後,處理回到步驟S20。藉由以上所述,完成偏移/增益值復原處理。
在本實施形態中,在構成PLC系統10之類比單元30之非揮發性記憶體32,係具備:儲存現在使用中之偏移/增益值的偏移/增益值儲存部321、及儲存到預定數量之世代前的先前偏移/增益值之先前偏移/增益值儲存部322;並設為將過去所使用過之偏移/增益值從先前偏移/增益值儲存部322讀出,且復原至偏移/增益值儲存部321。藉此,可具有下述效果:在進行偏移/增益值的再調
整而改寫偏移/增益值儲存部321的值之後,在判別該值為不適當的值之情況,不須再次進行調整而能將原來的偏移/增益值設定於偏移/增益值儲存部321。
如上所述,本發明之類比變換裝置及可程式控制器系統,係適用於裝設在PLC之類比單元。
10‧‧‧PLC系統
20‧‧‧CPU單元
21‧‧‧使用者程式執行部
22‧‧‧周邊裝置I/F
23、33‧‧‧匯流排I/F
24、34‧‧‧內部匯流排
30‧‧‧類比單元(類比變換裝置)
31‧‧‧演算部
32‧‧‧非揮發性記憶體
40‧‧‧單元間匯流排
50‧‧‧周邊裝置
51‧‧‧偏移/增益值設定變更部
60‧‧‧通訊線路
311‧‧‧偏移/增益值設定部
321‧‧‧偏移/增益值儲存部
322‧‧‧先前偏移/增益值儲存部
Claims (6)
- 一種類比變換裝置,係構成可程式控制器並使用偏移/增益值而進行類比-數位間變換之類比變換裝置,係具備:偏移/增益值儲存手段,係由儲存前述偏移/增益值之非揮發性記憶體所構成;演算手段,係將前述偏移/增益值儲存手段中之偏移/增益值用作為插值演算用而進行類比-數位間變換;及先前偏移/增益值儲存手段,係由將過去所使用過之前述偏移/增益值儲存手段中之前述偏移/增益值儲存作為先前偏移/增益值的非揮發性記憶體所構成;前述演算手段係具有偏移/增益值設定手段,該偏移/增益值設定手段係控制前述偏移/增益值往前述偏移/增益值儲存手段之設定、及前述先前偏移/增益值往前述先前偏移/增益值儲存手段之儲存。
- 如申請專利範圍第1項所述之類比變換裝置,其中,前述偏移/增益值設定手段係在接受到將新偏移/增益值設定到前述偏移/增益值儲存手段之設定要求時,在將儲存於前述偏移/增益值儲存手段之現在的前述偏移/增益值儲存於前述先前偏移/增益值儲存手段之後,將前述新偏移/增益值儲存至前述偏移/增益值儲存手段。
- 如申請專利範圍第1項所述之類比變換裝置,其中,前述偏移/增益值設定手段在接受到過去所使用過之前述偏移/增益值的復原要求時,取得在前述先前偏移/增益值儲存手段中之前述復原要求所指定之前述先前偏移/增益值,並在將儲存於前述偏移/增益值儲存手段之前述偏移/增益值儲存於前述先前偏移/增益值儲存手段之後,將所取得之前述先前偏移/增益值作為新的前述偏移/增益值而儲存於前述偏移/增益值儲存手段。
- 如申請專利範圍第1項所述之類比變換裝置,其中,前述先前偏移/增益值儲存手段,係儲存過去所使用過之複數個世代份的偏移/增益值作為前述先前偏移/增益值。
- 如申請專利範圍第4項所述之類比變換裝置,其中,前述先前偏移/增益值儲存手段係具有按過去所使用過之每個世代將前述先前偏移/增益值予以儲存之世代管理區域,前述偏移/增益值設定手段在接受到前述設定要求或前述復原要求時,將前述先前偏移/增益值儲存手段中之從1世代前到最早世代的前1個世代為止之前述世代管理區域的前述先前偏移/增益值分別複製到從2世代前到最早世代為止的前述世代管理區域,將前述偏移/增益值儲存手段中的前述偏移/增益值複製到前述先前偏移/增益值儲存手段中之1世代前 的前述世代管理區域,並將前述新偏移/增益值或前述過去的先前偏移/增益值儲存到前述偏移/增益值儲存手段。
- 一種可程式控制器系統,係透過通信線路連接具有類比變換裝置與CPU單元之可程式控制器、以及用以進行前述CPU單元之使用者程式的設定之周邊裝置;該類比變換裝置係具備:偏移/增益值儲存手段,係由將在類比-數位間進行變換時所使用之偏移/增益值予以儲存之非揮發性記憶體所構成;演算手段,係將前述偏移/增益值儲存手段中的偏移/增益值使用作為插值演算用而進行類比-數位間變換;及先前偏移/增益值儲存手段,係由將過去所使用過之前述偏移/增益值儲存手段中的前述偏移/增益值儲存作為先前偏移/增益值之非揮發性記憶體所構成;該CPU單元係控制包含前述類比變換裝置之其他單元的動作;其中前述周邊裝置係具備偏移/增益值設定變更手段,該偏移/增益值設定變更手段係將前述類比變換裝置之前述偏移/增益值儲存手段中的前述偏移/增益值予以變更的要求,經由前述CPU單元發出至前述類比變換裝置; 前述類比變換裝置的前述演算手段係具有偏移/增益值設定手段,該偏移/增益值設定手段在接收到前述要求時,依從前述要求而控制前述偏移/增益值往前述偏移/增益值儲存手段之設定、及前述先前偏移/增益值往前述先前偏移/增益值儲存手段之儲存。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2012/062161 WO2013168284A1 (ja) | 2012-05-11 | 2012-05-11 | アナログ変換装置およびプログラマブルコントローラシステム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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