(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディジタルアナログ変換を行うアナログ出力ユニットと、
第１のディジタル値を記憶する診断用ディジタル値記憶部を備え、アナログディジタル変換を行うアナログ入力ユニットと、
前記第１のディジタル値を前記アナログ入力ユニットから取得する診断用ディジタル値取得部と、前記アナログ入力ユニットから取得した前記第１のディジタル値を前記アナログ出力ユニットのディジタルアナログ変換の対象に設定する診断用ディジタル値設定処理部と、前記第１のディジタル値を前記アナログ出力ユニットでディジタルアナログ変換したのち、さらに前記アナログ入力ユニットでアナログディジタル変換した第２のディジタル値と、前記第１のディジタル値とが一致しなければ、アナログディジタル変換機能に異常があると診断するアナログディジタル変換診断処理部とを備えた演算ユニットとを有するプログラマブルロジックコントローラと、
前記アナログ入力ユニットに、外部機器からアナログ信号を入力するか、前記アナログ出力ユニットから前記第１のディジタル値をディジタルアナログ変換したアナログ値を入力するかを切り替える切替装置とを備えることを特徴とするプログラマブルロジックコントローラシステム。
【請求項２】
アナログディジタル変換を行うアナログ入力ユニットと、
第３のディジタル値を記憶する診断用ディジタル値記憶部を備え、ディジタルアナログ変換を行うアナログ出力ユニットと、
前記第３のディジタル値を前記アナログ出力ユニットから取得する診断用ディジタル値取得部と、前記第３のディジタル値を前記アナログ出力ユニットでディジタルアナログ変換したのち、さらに前記アナログ入力ユニットでアナログディジタル変換した第４のディジタル値と、前記第３のディジタル値とが一致しなければ、ディジタルアナログ変換機能に異常があると診断するディジタルアナログ変換診断処理部とを備えた演算ユニットとを有するプログラマブルロジックコントローラと、
前記アナログ出力ユニットから、アナログ信号を外部機器へ出力するか、前記第３のディジタル値をディジタルアナログ変換したアナログ値を前記アナログ入力ユニットへ出力するかを切り替える切替装置とを備えることを特徴とするプログラマブルロジックコントローラシステム。
【請求項３】
前記演算ユニットは、前記切替装置を制御する切替制御部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のプログラマブルロジックコントローラシステム。
【請求項４】
前記演算ユニット、前記アナログ入力ユニット及び前記アナログ出力ユニットとの通信を二重に行い、二重に行った通信の結果が一致しない場合には、故障発生と診断し、前記プログラマブルロジックコントローラの入力をオフすることを特徴とする請求項１又は２に記載のプログラマブルロジックコントローラシステム。
【請求項５】
アナログディジタル変換を行うアナログ入力ユニット及びディジタルアナログ変換を行うアナログ出力ユニットと組み合わされて外部機器から入力されるアナログ信号を処理するプログラマブルロジックコントローラを構成する演算ユニットであって、
第１のディジタル値を前記アナログ入力ユニットから取得する診断用ディジタル値取得部と、前記第１のディジタル値を前記アナログ出力ユニットに設定する診断用ディジタル値設定処理部と、前記第１のディジタル値を前記アナログ出力ユニットでディジタルアナログ変換したのち、さらに前記アナログ入力ユニットでアナログディジタル変換した第２のディジタル値と、前記第１のディジタル値とが一致しなければ、アナログディジタル変換機能に異常があると診断するアナログディジタル変換診断処理部とを有することを特徴とする演算ユニット。
【請求項６】
アナログディジタル変換を行うアナログ入力ユニット及びディジタルアナログ変換を行うアナログ出力ユニットと組み合わされて外部機器から入力されるアナログ信号を処理するプログラマブルロジックコントローラを構成する演算ユニットであって、
第３のディジタル値を前記アナログ出力ユニットから取得する診断用ディジタル値取得部と、前記第３のディジタル値を前記アナログ出力ユニットでディジタルアナログ変換したのち、さらに前記アナログ入力ユニットでアナログディジタル変換した第４のディジタル値と、前記第３のディジタル値とが一致しなければ、ディジタルアナログ変換機能に異常があると診断するディジタルアナログ変換診断処理部とを有することを特徴とする演算ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アナログ値をディジタル値に変換するアナログ入力ユニットと、ディジタル値をアナログ値に変換するアナログ出力ユニットとを備えたプログラマブルロジックコントローラを有するプログラマブルロジックコントローラシステム及び演算ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アナログ出力装置の出力信号の診断は、特許文献１に開示されるように、内部に専用の回路を設けて行っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１７３８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術によれば、専用の回路が必要であるため、ユニット単価及び開発コストが増大してしまうという問題があった。【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、診断専用の回路を用いることなくアナログディジタル変換処理の診断又はディジタルアナログ変換処理の診断を行えるプログラマブルロジックコントローラシステムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ディジタルアナログ変換を行うアナログ出力ユニットと、第１のディジタル値を記憶する診断用ディジタル値記憶部を備え、アナログディジタル変換を行うアナログ入力ユニットと、第１のディジタル値をアナログ入力ユニットから取得する診断用ディジタル値取得部と、アナログ入力ユニットから取得した第１のディジタル値をアナログ出力ユニットのディジタルアナログ変換の対象に設定する診断用ディジタル値設定処理部と、第１のディジタル値をアナログ出力ユニットでディジタルアナログ変換したのち、さらにアナログ入力ユニットでアナログディジタル変換した第２のディジタル値と、第１のディジタル値とが一致しなければ、アナログディジタル変換機能に異常があると診断するアナログディジタル変換診断処理部とを備えた演算ユニットとを有するプログラマブルロジックコントローラを有する。また、本発明は、アナログ入力ユニットに、外部機器からアナログ信号を入力するか、アナログ出力ユニットから第１のディジタル値をディジタルアナログ変換したアナログ値を入力するかを切り替える切替装置を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明にかかるプログラマブルロジックコントローラシステムは、診断専用の回路を用いることなくアナログディジタル変換処理の診断又はディジタルアナログ変換処理の診断を行えるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１にかかるプログラマブルロジックコントローラシステムの構成を示す図
【図２】実施の形態１にかかるプログラマブルロジックコントローラの演算ユニットの構成を示す図
【図３】実施の形態１にかかるプログラマブルロジックコントローラの演算ユニットのハードウェア構成を示す図
【図４】実施の形態１にかかるプログラマブルロジックコントローラのアナログ入力ユニットの構成を示す図
【図５】実施の形態１にかかるプログラマブルロジックコントローラのアナログ入力ユニットのハードウェア構成を示す図
【図６】実施の形態１にかかるプログラマブルロジックコントローラのアナログ出力ユニットの構成を示す図
【図７】実施の形態１にかかるプログラマブルロジックコントローラのアナログ出力ユニットのハードウェア構成を示す図
【図８】実施の形態１にかかるプログラマブルロジックコントローラの出力ユニットの構成を示す図
【図９】実施の形態１にかかるプログラマブルロジックコントローラの出力ユニットのハードウェア構成を示す図
【図１０】実施の形態１にかかるプログラマブルロジックコントローラのアナログディジタル変換診断処理の流れを示すフローチャート
【図１１】実施の形態１にかかるプログラマブルロジックコントローラシステムの構成の変形例を示す図
【図１２】本発明の実施の形態２にかかるプログラマブルロジックコントローラシステムの構成を示す図
【図１３】本発明の実施の形態３にかかるプログラマブルロジックコントローラシステムの構成を示す図
【図１４】実施の形態３にかかるプログラマブルロジックコントローラの演算ユニットの構成を示す図
【図１５】実施の形態３にかかるプログラマブルロジックコントローラのアナログ入力ユニットの構成を示す図
【図１６】実施の形態３にかかるプログラマブルロジックコントローラのアナログ入力ユニットのハードウェア構成を示す図
【図１７】実施の形態３にかかるプログラマブルロジックコントローラのアナログ出力ユニットの構成を示す図
【図１８】実施の形態３にかかるプログラマブルロジックコントローラのアナログ出力ユニットのハードウェア構成を示す図
【図１９】実施の形態３にかかるプログラマブルロジックコントローラのディジタルアナログ変換診断処理の流れを示すフローチャート
【図２０】本発明の実施の形態４にかかるプログラマブルロジックコントローラシステムの構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態にかかるプログラマブルロジックコントローラシステム及び演算ユニットを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかるプログラマブルロジックコントローラシステムの構成を示す図である。プログラマブルロジックコントローラシステム１００は、制御プログラムを実行することによって外部機器３０から入力されるアナログ信号を処理するプログラマブルロジックコントローラ１０と、外部機器３０からプログラマブルロジックコントローラ１０にアナログ信号を入力するか否かを切り替えるリレー２０とを有する。
【００１１】
プログラマブルロジックコントローラ１０は、アナログ信号で入力されたアナログ値をアナログディジタル変換によりディジタル値に変換するアナログ入力ユニット１１と、ディジタル信号で入力されたディジタル値をディジタルアナログ変換によりアナログ値に変換するアナログ出力ユニット１２と、制御プログラムを実行する演算ユニット１３と、外部機器３０からアナログ入力ユニット１１にアナログ信号を入力するか、アナログ出力ユニット１２から入力するかを切り替える制御信号をリレー２０に出力する出力ユニット１４と、各ユニットに電力を供給する電源ユニット１５と、各ユニットを相互に接続するベースユニット１６とを備える。出力ユニット１４とリレー２０とは、アナログ入力ユニット１１に、外部機器３０からアナログ信号を入力するか、アナログ出力ユニット１２から後述する第１のディジタル値をディジタルアナログ変換したアナログ値を入力するかを切り替える切替装置を構成している。
【００１２】
図２は、実施の形態１にかかるプログラマブルロジックコントローラの演算ユニットの構成を示す図である。演算ユニット１３は、アナログディジタル変換機能を診断するアナログディジタル変換診断処理部１３１、アナログディジタル変換診断用の第１のディジタル値である診断用ディジタル値をアナログ入力ユニット１１から取得する診断用ディジタル値取得部１３２、アナログディジタル変換診断用のディジタル値をアナログ出力ユニット１２のディジタルアナログ変換の対象に設定する診断用ディジタル値設定処理部１３３及びリレー２０の切替を出力ユニット１４に行わせるリレー制御処理部１３４を有する。リレー制御処理部１３４は、切替装置を制御する切替制御部を構成している。
【００１３】
リレー２０は、外部機器３０から出力されたアナログ信号とアナログ出力ユニット１２から出力されたアナログ信号とを択一的にアナログ入力ユニット１１に入力する。すなわち、リレー制御処理部１３４が出力ユニット１４に指令を送ることにより、出力ユニット１４からリレー２０に制御信号が出力され、外部機器３０から出力されたアナログ信号をアナログ入力ユニット１１に入力するか、アナログ出力ユニット１２から出力されたアナログ信号をアナログ入力ユニット１１に入力するかが切替られる。
【００１４】
図３は、実施の形態１にかかるプログラマブルロジックコントローラの演算ユニットのハードウェア構成を示す図である。演算ユニット１３は、ラダープログラム又はファンクションブロックを実行する演算装置１３５、演算装置１３５がワークエリアに用いるメモリ１３６及びプログラムを格納する記憶装置１３７を有する。演算装置１３５には、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）を適用できる。メモリ１３６には、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）を適用できる。記憶装置１３７には、不揮発性半導体メモリを適用できる。図２に示したアナログディジタル変換診断処理部１３１、診断用ディジタル値取得部１３２、診断用ディジタル値設定処理部１３３及びリレー制御処理部１３４は、演算装置１３５がメモリ１３６をワークエリアに用いて、ソフトウェアを実行することによって実現される。また、複数の演算装置及び複数のメモリが連携して上記機能を実行してもよい。
【００１５】
図４は、実施の形態１にかかるプログラマブルロジックコントローラのアナログ入力ユニットの構成を示す図である。アナログ入力ユニット１１は、アナログ値をディジタル値に変換するアナログディジタル変換部１１１と、アナログディジタル変換診断用のディジタル値である診断用ディジタル値を記憶する診断用ディジタル値記憶部１１２と、アナログディジタル変換機能の診断結果が異常であった場合に、異常を表示する診断異常表示部１１３と、アナログ入力ユニット１１の入力レンジに基づいて診断用ディジタル値を生成する診断用ディジタル値生成部１１８とを備える。ここでの入力レンジとは、アナログ入力ユニット１１に入力されるアナログ信号が取り得る値である。なお、アナログ入力ユニット１１とは別の装置で診断用ディジタル値を生成して、診断用ディジタル値記憶部１１２に記憶させても良い。アナログ入力ユニット１１とは別の装置で診断用ディジタル値を生成すれば、アナログ入力ユニット１１の構成を簡略化できる。
【００１６】
図５は、実施の形態１にかかるプログラマブルロジックコントローラのアナログ入力ユニットのハードウェア構成を示す図である。アナログ入力ユニット１１は、ファームウェアを実行する演算装置１１４、演算装置１１４がワークエリアに用いるメモリ１１５、ファームウェアを格納する記憶装置１１６及び情報を表示する表示装置１１７を有する。演算装置１１４には、ＣＰＵを適用できる。メモリ１１５には、ＲＡＭを適用できる。記憶装置１１６には、不揮発性半導体メモリを適用できる。表示装置１１７には、ＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）ランプを適用できる。図４に示したアナログディジタル変換部１１１及び診断用ディジタル値生成部１１８は、演算装置１１４がメモリ１１５をワークエリアに用いて、ファームウェアを実行することによって実現される。また、複数の演算装置及び複数のメモリが連携して上記機能を実行してもよい。また、図４に示した診断異常表示部１１３は、演算装置１１４が表示装置１１７の点灯パターンを制御することによって実現される。
【００１７】
図６は、実施の形態１にかかるプログラマブルロジックコントローラのアナログ出力ユニットの構成を示す図である。アナログ出力ユニット１２は、ディジタル値をアナログ値に変換するディジタルアナログ変換部１２１を備える。
【００１８】
図７は、実施の形態１にかかるプログラマブルロジックコントローラのアナログ出力ユニットのハードウェア構成を示す図である。アナログ出力ユニット１２は、ファームウェアを実行する演算装置１２２、演算装置１２２がワークエリアに用いるメモリ１２３、ファームウェアを格納する記憶装置１２４を有する。演算装置１２２には、ＣＰＵを適用できる。メモリ１２３には、ＲＡＭを適用できる。記憶装置１２４には、不揮発性半導体メモリを適用できる。図６に示したディジタルアナログ変換部１２１は、演算装置１２２がメモリ１２３をワークエリアに用いて、ファームウェアを実行することによって実現される。また、複数の演算装置及び複数のメモリが連携して上記機能を実行してもよい。
【００１９】
図８は、実施の形態１にかかるプログラマブルロジックコントローラの出力ユニットの構成を示す図である。出力ユニット１４は、リレー２０に制御信号を出力する制御信号出力部１４１を備える。
【００２０】
図９は、実施の形態１にかかるプログラマブルロジックコントローラの出力ユニットのハードウェア構成を示す図である。出力ユニット１４は、ファームウェアを実行する演算装置１４２、演算装置１４２がワークエリアに用いるメモリ１４３及びファームウェアを格納する記憶装置１４４を有する。演算装置１４２には、ＣＰＵを適用できる。メモリ１４３には、ＲＡＭを適用できる。記憶装置１４４には、不揮発性半導体メモリを適用できる。図８に示した制御信号出力部１４１は、演算装置１４２がメモリ１４３をワークエリアに用いて、ファームウェアを実行することによって実現される。また、複数の演算装置及び複数のメモリが連携して上記機能を実行してもよい。
【００２１】
図１０は、実施の形態１にかかるプログラマブルロジックコントローラのアナログディジタル変換診断処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ１０１において、リレー制御処理部１３４は、出力ユニット１４に指令を送って制御信号出力部１４１にリレー２０へ制御信号を出力させ、アナログ出力ユニット１２の出力がアナログ入力ユニット１１に入力されるようにする。
【００２２】
ステップＳ１０２で、診断用ディジタル値取得部１３２は、診断用ディジタル値記憶部１１２に記憶されている診断用ディジタル値をアナログ入力ユニット１１から取得する。
【００２３】
ステップＳ１０３で、診断用ディジタル値設定処理部１３３は、診断用ディジタル値をアナログ出力ユニット１２に設定する。ステップＳ１０１で、アナログ出力ユニット１２の出力がアナログ入力ユニット１１に入力されるようにリレー２０を制御しているため、診断用ディジタル値を変換したアナログ値がアナログ出力ユニット１２からアナログ入力ユニット１１に入力され、アナログディジタル変換部１１１でディジタル値に変換される。すなわち、ステップＳ１０３では、第１のディジタル値である診断用ディジタル値をアナログ出力ユニット１２でディジタルアナログ変換したのち、さらにアナログ入力ユニット１１でアナログディジタル変換することにより第２のディジタル値を生成する。
【００２４】
ステップＳ１０４で、アナログディジタル変換診断処理部１３１は、アナログディジタル変換部１１１で変換されたディジタル値である第２のディジタル値をアナログ入力ユニット１１から取得する。
【００２５】
ステップＳ１０５で、アナログディジタル変換診断処理部１３１は、ステップＳ１０４でアナログ入力ユニット１１から取得した第２のディジタル値と、ステップＳ１０２でアナログ入力ユニット１１から取得した診断用ディジタル値である第１のディジタル値とを比較する。両者が一致すれば、ステップＳ１０５でＹｅｓとなり、アナログディジタル変換診断処理を終了する。
【００２６】
一方、ステップＳ１０４でアナログ入力ユニット１１から取得したディジタル値と、ステップＳ１０２でアナログ入力ユニット１１から取得した診断用ディジタル値とが一致しなければ、ステップＳ１０５でＮｏとなり、ステップＳ１０６で、アナログディジタル変換診断処理部１３１は、アナログ入力ユニット１１に診断異常を通知する。診断異常を通知されると、診断異常表示部１１３は、表示装置１１７において診断異常の発生を表示する。アナログディジタル変換処理の診断独自の点灯パターン又は点灯色で診断異常を表示することにより、アナログ入力ユニット１１の表示装置１１７で診断異常の発生を通知しても、アナログ出力ユニット１２側に原因がある可能性をユーザは認識可能である。
【００２７】
なお、上記の説明においては、アナログ入力ユニット１１、アナログ出力ユニット１２及び出力ユニット１４が演算ユニット１３と同じベースユニット１６に実装された構成のプログラマブルロジックコントローラ１０を例に用いたが、アナログ入力ユニット、アナログ出力ユニット及び出力ユニットが演算ユニットとは別のベースユニットに実装された構成であっても良い。図１１は、実施の形態１にかかるプログラマブルロジックコントローラシステムの構成の変形例を示す図である。演算ユニット１３’と同じベースユニット１６ａにはネットワークユニット１７が実装されている。演算ユニット１３’及びネットワークユニット１７には、電源ユニット１５ａから電力が供給される。アナログ入力ユニット１１’、アナログ出力ユニット１２’及び出力ユニット１４’は、演算ユニット１３’とは別のベースユニット１６ｂに実装されている。アナログ入力ユニット１１’、アナログ出力ユニット１２’及び出力ユニット１４’が実装されたベースユニット１６ｂには、ネットワークユニット１８が実装されている。アナログ入力ユニット１１’、アナログ出力ユニット１２’、出力ユニット１４’及びネットワークユニット１８には、電源ユニット１５ｂから電力が供給される。ネットワークユニット１７と、ネットワークユニット１８とは、ハブ１９によって接続されている。したがって、アナログ入力ユニット１１’、アナログ出力ユニット１２’及び出力ユニット１４’は、ネットワークユニット１８、ハブ１９及びネットワークユニット１７を経由して演算ユニット１３’と通信可能である。
【００２８】
実施の形態１にかかるプログラマブルロジックコントローラの変形例におけるアナログディジタル変換診断処理は、アナログ入力ユニット１１’、アナログ出力ユニット１２’及び出力ユニット１４’と演算ユニット１３’との間の通信が、ネットワークユニット１８、ハブ１９及びネットワークユニット１７を経由して行われることを除いて、図１０のフローチャートを用いて説明した通りである。
【００２９】
アナログ入力ユニット１１’、アナログ出力ユニット１２’及び出力ユニット１４’と演算ユニット１３’との間の通信を、ネットワークユニット１８、ハブ１９及びネットワークユニット１７を経由して行うことで、プログラマブルロジックコントローラ１０’のレイアウトの自由度が高くなる。
【００３０】
実施の形態１にかかるプログラマブルロジックコントローラシステムは、アナログディジタル変換診断処理部１３１は、アナログディジタル変換診断用のディジタル値をディジタルアナログ変換部１２１で変換し、さらにアナログディジタル変換部１１１で変換したディジタル値と、アナログディジタル変換診断用のディジタル値とが一致しなければ、アナログディジタル変換機能に異常があると診断するため、診断用の専用の回路を持たないアナログ入力ユニット１１，１１’及びアナログ出力ユニット１２，１２’を用いて、アナログディジタル変換処理の診断を行うことができる。
【００３１】
したがって、実施の形態１にかかるプログラマブルロジックコントローラシステムは専用の診断回路を必要とせず、アナログ入力ユニット１１，１１’とアナログ出力ユニット１２，１２’を組み合わせて、診断用ディジタル値を使用してプログラムラダーで照合することで診断を行う。よって、専用の診断回路を持たないアナログ入力ユニット１１，１１’又はアナログ出力ユニット１２，１２’もファームウェアのみを実装することで診断を行うことができる。また、ユニット単価及び開発コストを抑えることができる。さらに、切替装置の制御を演算ユニット１３，１３’で行うため、アナログ入力ユニット１１，１１’及びアナログ出力ユニット１２，１２’には、切替装置の制御機能を持たせる必要がない。
【００３２】
実施の形態２．
図１２は、本発明の実施の形態２にかかるプログラマブルロジックコントローラシステムの構成を示す図である。実施の形態２にかかるプログラマブルロジックコントローラシステム１００Ｓにおけるプログラマブルロジックコントローラ１０Ｓのアナログ入力ユニット１１Ｓ、演算ユニット１３Ｓ、出力ユニット１４Ｓ、電源ユニット１５Ｓ及びベースユニット１６Ｓは、故障発生時に自己診断により故障を検出し、安全入力を強制的にオフする機能を備えて安全規格に対応している点を除いて、実施の形態１のアナログ入力ユニット１１、演算ユニット１３、出力ユニット１４、電源ユニット１５及びベースユニット１６と同様である。アナログ出力ユニット１２Ｓは、実施の形態１のアナログ出力ユニット１２と同様である。
【００３３】
実施の形態２のアナログ入力ユニット１１Ｓ、演算ユニット１３Ｓ及び出力ユニット１４Ｓは、他のユニットとの通信を二重に行い、通信結果を照合することで、故障の自己診断を行う安全通信に対応している。安全通信では、二重に行った通信の結果が一致しない場合には、故障発生と診断する。
【００３４】
また、実施の形態２では、演算ユニット１３Ｓが実行するプログラムは、安全規格に対応した安全ラダープログラム又は安全ファンクションブロックである。
【００３５】
アナログディジタル変換診断の処理の流れについては、実施の形態１と同様であるため、説明は省略する。
【００３６】
実施の形態２にかかるプログラマブルロジックコントローラシステムは、ユニット同士の通信を安全通信で行うため、診断用ディジタル値、アナログ変換値又はディジタル変換値をユニット間で受け渡す際の通信エラーにより、アナログディジタル変換診断の診断結果に誤りが生じることを防止できる。
【００３７】
実施の形態３．
図１３は、本発明の実施の形態３にかかるプログラマブルロジックコントローラシステムの構成を示す図である。プログラマブルロジックコントローラシステム１０１は、制御プログラムを実行することによって外部機器６０へ制御用のアナログ信号を出力するプログラマブルロジックコントローラ４０と、プログラマブルロジックコントローラ４０から外部機器６０へアナログ信号を出力するか否かを切り替えるリレー５０とを有する。プログラマブルロジックコントローラ４０は、アナログディジタル変換によりアナログ値をディジタル値に変換するアナログ入力ユニット４１と、ディジタルアナログ変換によりディジタル値をアナログ値に変換するアナログ出力ユニット４２と、制御プログラムを実行する演算ユニット４３と、アナログ出力ユニット４２が出力するアナログ信号を外部機器６０へ出力するか、アナログ入力ユニット４１へ出力するかを切り替える制御信号をリレー５０に出力する出力ユニット４４と、各ユニットに電力を供給する電源ユニット４５と、各ユニットを相互に接続するベースユニット４６とを備える。出力ユニット４４とリレー５０とは、アナログ出力ユニット４２から、外部機器６０へアナログ信号を出力するか、後述する第３のディジタル値をディジタルアナログ変換したアナログ値をアナログ入力ユニット４１へ出力するかを切り替える切替装置を構成している。
【００３８】
図１４は、実施の形態３にかかるプログラマブルロジックコントローラの演算ユニットの構成を示す図である。演算ユニット４３は、ディジタルアナログ変換機能を診断するディジタルアナログ変換診断処理部４３１、ディジタルアナログ変換診断用の第３のディジタル値である診断用ディジタル値をアナログ出力ユニット４２から取得する診断用ディジタル値取得部４３２及びリレー５０の切替を出力ユニット４４に行わせるリレー制御処理部４３４を有する。リレー制御処理部４３４は、切替装置を制御する切替制御部を構成している。
【００３９】
実施の形態３にかかるプログラマブルロジックコントローラ４０の演算ユニット４３のハードウェア構成は、実施の形態１と同様である。図１４に示したディジタルアナログ変換診断処理部４３１、診断用ディジタル値取得部４３２及びリレー制御処理部４３４は、演算装置がメモリをワークエリアに用いて、ソフトウェアを実行することによって実現される。また、複数の演算装置及び複数のメモリが連携して上記機能を実行してもよい。
【００４０】
図１５は、実施の形態３にかかるプログラマブルロジックコントローラのアナログ入力ユニットの構成を示す図である。アナログ入力ユニット４１は、アナログ値をディジタル値に変換するアナログディジタル変換部４１１を備える。
【００４１】
図１６は、実施の形態３にかかるプログラマブルロジックコントローラのアナログ入力ユニットのハードウェア構成を示す図である。アナログ入力ユニット４１は、ファームウェアを実行する演算装置４１２、演算装置４１２がワークエリアに用いるメモリ４１３、ファームウェアを格納する記憶装置４１４を有する。演算装置４１２には、ＣＰＵを適用できる。メモリ４１３には、ＲＡＭを適用できる。記憶装置４１４には、不揮発性半導体メモリを適用できる。図１５に示したアナログディジタル変換部４１１は、演算装置４１２がメモリ４１３をワークエリアに用いて、ファームウェアを実行することによって実現される。また、複数の演算装置及び複数のメモリが連携して上記機能を実行してもよい。
【００４２】
図１７は、実施の形態３にかかるプログラマブルロジックコントローラのアナログ出力ユニットの構成を示す図である。アナログ出力ユニット４２は、ディジタル値をアナログ値に変換するディジタルアナログ変換部４２１と、ディジタルアナログ変換診断用の第３のディジタル値である診断用ディジタル値を記憶する診断用ディジタル値記憶部４２２と、ディジタルアナログ変換機能の診断結果が異常であった場合に、異常を表示する診断異常表示部４２３と、アナログ出力ユニット４２の出力レンジに基づいて診断用ディジタル値を生成する診断用ディジタル値生成部４２８とを備える。ここでの出力レンジとは、アナログ出力ユニット４２から出力されるアナログ信号が取り得る値である。なお、アナログ出力ユニット４２とは別の装置で診断用ディジタル値を生成して、診断用ディジタル値記憶部４２２に記憶させても良い。アナログ出力ユニット４２とは別の装置で診断用ディジタル値を生成すれば、アナログ出力ユニット４２の構成を簡略化できる。
【００４３】
図１８は、実施の形態３にかかるプログラマブルロジックコントローラのアナログ出力ユニットのハードウェア構成を示す図である。アナログ出力ユニット４２は、ファームウェアを実行する演算装置４２４、演算装置４２４がワークエリアに用いるメモリ４２５、ファームウェアを格納する記憶装置４２６及び情報を表示する表示装置４２７を有する。演算装置４２４には、ＣＰＵを適用できる。メモリ４２５には、ＲＡＭを適用できる。記憶装置４２６には、不揮発性半導体メモリを適用できる。表示装置４２７には、ＬＥＤランプを適用できる。図１７に示したディジタルアナログ変換部４２１及び診断用ディジタル値生成部４２８は、演算装置４２４がメモリ４２５をワークエリアに用いて、ファームウェアを実行することによって実現される。また、複数の演算装置及び複数のメモリが連携して上記機能を実行してもよい。また、図１７に示した診断異常表示部４２３は、演算装置４２４が表示装置４２７の点灯パターンを制御することによって実現される。
【００４４】
実施の形態３にかかるプログラマブルロジックコントローラ４０の出力ユニット４４の構成は、実施の形態１に出力ユニット１４と同様である。
【００４５】
図１９は、実施の形態３にかかるプログラマブルロジックコントローラのディジタルアナログ変換診断処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ３０１において、リレー制御処理部４３４は、出力ユニット４４に指令を送ってリレー５０へ制御信号を出力させ、アナログ出力ユニット４２の出力がアナログ入力ユニット４１に入力されるようにする。
【００４６】
ステップＳ３０２で、診断用ディジタル値取得部４３２は、診断用ディジタル値記憶部４２２に記憶されている診断用ディジタル値をアナログ出力ユニット４２から取得する。
【００４７】
アナログ出力ユニット４２は、ステップＳ３０２で診断用ディジタル値取得部４３２から診断用ディジタル値の取得を要求された際に、ディジタルアナログ変換部４２１で診断用ディジタル値をアナログ値に変換してアナログ入力ユニット４１へ出力する。アナログ入力ユニット４１は、入力されたアナログ値をアナログディジタル変換部４１１でディジタル値に変換する。すなわち、ステップＳ３０２では、第３のディジタル値である診断用ディジタル値をアナログ出力ユニット４２でディジタルアナログ変換したのち、さらにアナログ入力ユニット４１でアナログディジタル変換することにより第４のディジタル値を生成する。
【００４８】
ステップＳ３０３で、ディジタルアナログ変換診断処理部４３１は、アナログディジタル変換部４１１で変換されたディジタル値である第４のディジタル値をアナログ入力ユニット４１から取得する。
【００４９】
ステップＳ３０４で、ディジタルアナログ変換診断処理部４３１は、ステップＳ３０３でアナログ入力ユニット４１から取得した第４のディジタル値と、ステップＳ３０２でアナログ出力ユニット４２から取得した診断用ディジタル値である第３のディジタル値とを比較する。両者が一致すれば、ステップＳ３０４でＹｅｓとなり、ディジタルアナログ変換診断処理を終了する。
【００５０】
一方、ステップＳ３０３でアナログ入力ユニット４１から取得したディジタル値と、ステップＳ３０２でアナログ出力ユニット４２から取得した診断用ディジタル値とが一致しなければ、ステップＳ３０４でＮｏとなり、ディジタルアナログ変換診断処理部４３１は、ステップＳ３０５でアナログ出力ユニット４２に診断異常を通知する。診断異常を通知されると、診断異常表示部４２３は、表示装置４２７において診断異常の発生を表示する。ディジタルアナログ変換処理の診断独自の点灯パターン又は点灯色で診断異常を表示することにより、アナログ出力ユニット４２の表示装置４２７で診断異常の発生を通知しても、アナログ入力ユニット４１側に原因がある可能性をユーザは認識可能である。
【００５１】
実施の形態３にかかるプログラマブルロジックコントローラシステムは、ディジタルアナログ変換診断処理部４３１は、ディジタルアナログ変換診断用のディジタル値をディジタルアナログ変換部４２１で変換し、さらにアナログディジタル変換部４１１で変換したディジタル値と、ディジタルアナログ変換診断用のディジタル値とが一致しなければ、ディジタルアナログ変換機能に異常があると診断するため、診断用の専用の回路を持たないアナログ入力ユニット及びアナログ出力ユニットを用いて、ディジタルアナログ変換処理の診断を行うことができる。さらに、切替装置の制御を演算ユニット４３で行うため、アナログ入力ユニット４１及びアナログ出力ユニット４２には、切替装置の制御機能を持たせる必要がない。
【００５２】
実施の形態４．
図２０は、本発明の実施の形態４にかかるプログラマブルロジックコントローラシステムの構成を示す図である。実施の形態４にかかるプログラマブルロジックコントローラシステム１０１Ｓにおけるプログラマブルロジックコントローラ４０Ｓのアナログ出力ユニット４２Ｓ、演算ユニット４３Ｓ、出力ユニット４４Ｓ、電源ユニット４５Ｓ及びベースユニット４６Ｓは、故障発生時に自己診断により故障を検出し、安全出力を強制的にオフする機能を備えて安全規格に対応している点を除いて、実施の形態３のアナログ出力ユニット４２、演算ユニット４３、出力ユニット４４、電源ユニット４５及びベースユニット４６と同様である。アナログ入力ユニット４１Ｓは、実施の形態３のアナログ入力ユニット４１と同様である。
【００５３】
実施の形態４のアナログ出力ユニット４２Ｓ、演算ユニット４３Ｓ及び出力ユニット４４Ｓは、他のユニットとの通信を二重に行い、通信結果を照合することで、故障の自己診断を行う安全通信に対応している。安全通信では、二重に行った通信の結果が一致しない場合には、故障発生と診断する。
【００５４】
また、実施の形態４では、演算ユニット４３Ｓが実行するプログラムは、安全規格に対応した安全ラダープログラム又は安全ファンクションブロックである。
【００５５】
ディジタルアナログ変換診断の処理の流れについては、実施の形態３と同様であるため、説明は省略する。
【００５６】
実施の形態４にかかるプログラマブルロジックコントローラシステムは、ユニット同士の通信を安全通信で行うため、診断用ディジタル値、アナログ変換値又はディジタル変換値をユニット間で受け渡す際の通信エラーにより、ディジタルアナログ変換診断の診断結果に誤りが生じることを防止できる。
【００５７】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１０，１０’，１０Ｓ，４０，４０Ｓ  プログラマブルロジックコントローラ、１１，１１’，１１Ｓ，４１，４１Ｓ  アナログ入力ユニット、１２，１２’，１２Ｓ，４２，４２Ｓ  アナログ出力ユニット、１３，１３’，１３Ｓ，４３，４３Ｓ  演算ユニット、１４，１４’，１４Ｓ，４４，４４Ｓ  出力ユニット、１５，１５ａ，１５ｂ，１５Ｓ，４５，４５Ｓ  電源ユニット、１６，１６ａ，１６ｂ，１６Ｓ，４６，４６Ｓ  ベースユニット、１７，１８  ネットワークユニット、１９  ハブ、２０，５０  リレー、３０，６０  外部機器、１００，１００’，１００Ｓ，１０１，１０１Ｓ  プログラマブルロジックコントローラシステム、１１１，４１１  アナログディジタル変換部、１１２，４２２  診断用ディジタル値記憶部、１１３，４２３  診断異常表示部、１１４，１２２，１３５，１４２，４１２，４２４  演算装置、１１５，１２３，１３６，１４３，４１３，４２５  メモリ、１１６，１２４，１３７，１４４，４１４，４２６  記憶装置、１１７，４２７  表示装置、１１８，４２８  診断用ディジタル値生成部、１２１，４２１  ディジタルアナログ変換部、１３１  アナログディジタル変換診断処理部、１３２，４３２  診断用ディジタル値取得部、１３３  診断用ディジタル値設定処理部、１３４，４３４  リレー制御処理部、１４１  制御信号出力部、４３１  ディジタルアナログ変換診断処理部。
【要約】
プログラマブルロジックコントローラシステム（１００）は、ディジタルアナログ変換を行うアナログ出力ユニット（１２）と、アナログディジタル変換を行うアナログ入力ユニット（１１）と、第１のディジタル値をアナログ出力ユニット（１２）でディジタルアナログ変換したのち、さらにアナログ入力ユニット（１１）でアナログディジタル変換した第２のディジタル値と、第１のディジタル値とが一致しなければ、アナログディジタル変換機能に異常があると診断するアナログディジタル変換診断処理部（１３１）とを備えた演算ユニット（１３）とを有するプログラマブルロジックコントローラ（１０）と、アナログ入力ユニット（１１）に、外部機器（３０）からアナログ信号を入力するか、アナログ出力ユニット（１２）から第１のディジタル値をディジタルアナログ変換したアナログ値を入力するかを切り替えるリレー（２０）とを備える。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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