(57)【要約】【課題】マザーボードや機械的なスイッチを用いることなく、簡単かつ確実に増設ユニットにユニット番号を認識させるプログラマブルコントローラを提供する。【解決手段】ＣＰＵユニット１と、ＣＰＵユニット１に接続される１又は複数の増設ユニット２とからなるプログラマブルコントローラにおいて、ＣＰＵユニット１から増設ユニット２に向けてユニット番号がシリアル通信で送られる番号送信ライン５と、ＣＰＵユニット１と増設ユニット２とを含めた隣接するユニット間にて確認信号が送受信される確認用ライン７と、を設け、増設ユニット２は、ユニット番号を受信するとともに確認信号の状態変化を認識した場合、当該ユニット番号を自己に付与された番号として認識し、自己が出力する確認信号の状態を変化させることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プログラムに従って外部機器を制御するＣＰＵユニットと、ＣＰＵユニットに接続され、ＣＰＵユニットとの間で信号を送受信する１又は複数の増設ユニットと、を備えたプログラマブルコントローラにおいて、ＣＰＵユニットから増設ユニットに向けてユニット番号がシリアル通信で送られる番号送信ラインと、ＣＰＵユニットと増設ユニットとを含めた隣接するユニット間にて確認信号が送受信される確認用ラインと、を設け、前記増設ユニットは、ユニット番号を受信するとともに確認信号が所定の状態であることを認識した場合、当該ユニット番号を自己に付与された番号として認識し、自己が出力する確認信号の状態を変化させることを特徴とするプログラマブルコントローラ。
【請求項２】
前記確認用ラインは、全増設ユニットが自己のユニット番号を認識した後、ユニット番号を認識するための確認信号以外の信号の送受信に用いることができるようにしたことを特徴とする請求項１記載のプログラマブルコントローラ。
【請求項３】
プログラムに従って外部機器を制御するＣＰＵユニットと、ＣＰＵユニットに接続され、ＣＰＵユニットとの間で信号を送受信する１又は複数の増設ユニットと、を備えたプログラマブルコントローラにおける増設ユニット番号認識方法であって、ＣＰＵユニットから増設ユニットに向けてユニット番号がシリアル通信で送られる番号送信ラインと、ＣＰＵユニットと増設ユニットとを含めた隣接するユニット間にて確認信号が送受信される確認用ラインと、を設け、前記増設ユニットは、ユニット番号を受信するとともに確認信号が所定の状態であることを認識した場合、当該ユニット番号を自己に付与された番号として認識し、自己が出力する確認信号の状態を変化させることを特徴とするプログラマブルコントローラの増設ユニット番号認識方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種機器を制御する本体に、機能や性能を向上させるための増設ユニットを付加することのできるプログラマブルコントローラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種機器を制御する本体としてのＣＰＵユニットに、入出力点数を増やすための入出力ユニットや、特定の演算処理（たとえばＰＩＤ制御）のための専用の演算ユニットなどを増設ユニットとしてＣＰＵユニットに接続することができるプログラマブルコントローラ（以下ＰＬＣと略称する）が提供されている。
【０００３】
増設ユニットを設けることができるＰＬＣでは、ＣＰＵユニットが各増設ユニットを個別に識別しなければならない。そこで、図５に例示したように、増設ユニット１１に、ディップスイッチやコネクタ等の信号短絡部品からなるユニット番号設定部２０を設け、各増設ユニット１１においてユニット番号を設定した後、ＣＰＵユニット１０がユニット番号を指定して各増設ユニット１１を制御するものや、図６に例示したように、ＣＰＵユニット３０から各増設ユニット３１に向けてそれぞれ信号ライン４０を設け、各増設ユニット３１にユニット番号を認識させるものが存在している（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
さらに、複数のコネクタを設けたマザーボードにＣＰＵユニットとともに増設ユニットを装着することによってＰＬＣを構成するものでは、マザーボード側でユニット番号を識別するものもある。
【特許文献１】特開平１０−６９４５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のＰＬＣには次のような課題がある。すなわち、マザーボードを用いるＰＬＣは大型であるから小型化する目的ではマザーボードを使用しないほうが望ましい。また、ディップスイッチなどの機械的スイッチを用いてユニット番号を設定するものでは、スイッチやコネクタ等の信号短絡部品が必要となり、また、実装スペースを確保する必要もあるため、結果としてコストアップの要因となってしまう。さらにユーザーにてスイッチ設定が必要であるため誤設定をしてしまったり、スイッチ設定の手間がかかったりしていた。
【０００６】
また、ＣＰＵユニットから各増設ユニットに向けてそれぞれ信号ラインを設けてユニット番号を認識するものにおいては、増設ユニットの個数に応じた信号ラインを用意する必要があるため、増設ユニットが多数になるに比して、ＣＰＵユニットの増設用コネクタが占める実装スペースが大きくなってしまい、コスト、スペース、信頼性等の点で改善の余地がある。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなしたもので、その目的は、マザーボードや機械的なスイッチを用いることなく、ユニット番号の認識に必要な信号ライン数を低減して、簡単かつ確実に増設ユニットにユニット番号を認識させることができるプログラマブルコントローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明のプログラマブルコントローラは、プログラムに従って外部機器を制御するＣＰＵユニットと、ＣＰＵユニットに接続され、ＣＰＵユニットとの間で信号を送受信する１又は複数の増設ユニットと、を備えたプログラマブルコントローラにおいて、ＣＰＵユニットから増設ユニットに向けてユニット番号がシリアル通信で送られる番号送信ラインと、ＣＰＵユニットと増設ユニットとを含めた隣接するユニット間にて確認信号が送受信される確認用ラインと、を設け、前記増設ユニットは、ユニット番号を受信するとともに確認信号が所定の状態であることを認識した場合、当該ユニット番号を自己に付与された番号として認識し、自己が出力する確認信号の状態を変化させることを特徴としている。
【０００９】
請求項２に係る発明のプログラマブルコントローラは、請求項１記載のプログラマブルコントローラにおいて、確認用ラインは、全増設ユニットが自己のユニット番号を認識した後、ユニット番号を認識するための確認信号以外の信号の送受信に用いることができるようにしたことを特徴としている。
【００１０】
請求項３に係る発明のプログラマブルコントローラの増設ユニット番号認識方法は、プログラムに従って外部機器を制御するＣＰＵユニットと、ＣＰＵユニットに接続され、ＣＰＵユニットとの間で信号を送受信する１又は複数の増設ユニットと、を備えたプログラマブルコントローラにおける増設ユニット番号認識方法であって、ＣＰＵユニットから増設ユニットに向けてユニット番号がシリアル通信で送られる番号送信ラインと、ＣＰＵユニットと増設ユニットとを含めた隣接するユニット間にて確認信号が送受信される確認用ラインと、を設け、前記増設ユニットは、ユニット番号を受信するとともに確認信号が所定の状態であることを認識した場合、当該ユニット番号を自己に付与された番号として認識し、自己が出力する確認信号の状態を変化させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１及び請求項３に係る発明のプログラマブルコントローラとその増設ユニット番号識別方法によれば、機械的スイッチ等を設ける必要がなく、部品コストや実装スペースを削減することができる。また、手動により個々のユニット番号を設定する必要がなく、誤設定を防止したり、設定工数を削減したりすることができる。また、増設ユニットの台数に応じて番号識別のための信号ラインを増やす必要がなく、コストやスペースを抑制でき、信頼性も向上する。
【００１２】
請求項２に係る発明のプログラマブルコントローラによれば、請求項１の発明の効果に加えて、ユニット番号認識のための確認用ラインを有効活用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施形態に基づいて説明する。
【００１４】
本発明のプログラマブルコントローラ（以下、ＰＬＣと略する）は、図２に例示したように、ＣＰＵユニット１と、１乃至複数の増設ユニット２とから構成される。
【００１５】
ＣＰＵユニット１は、プログラムに従って外部機器を制御するもので、シーケンスプログラム等を編集する編集機器（図示せず）を接続し得る外部インターフェイスポート３を有する。また、ＣＰＵユニット１は、制御対象である外部機器との間で信号の送受信を行うための信号ラインを接続するＣＰＵ側入力部１ａとＣＰＵ側出力部１ｂとを有する。一方、増設ユニット２は、ＣＰＵユニット１あるいは他の増設ユニット２に接続され、ＣＰＵ１ユニットとの間で信号を送受信するもので、制御対象である外部機器との間で信号の送受信を行うための信号ラインを接続する増設側入力部２ａと増設側出力部２ｂとを有する。
【００１６】
ＣＰＵユニット１と増設ユニット２とは、互いにコネクタ４で接続される。つまり、ＣＰＵユニット１の一面にはＣＰＵ側コネクタ４ａが設けられ、各増設ユニット２の一面には親側コネクタ４ｂが設けられ、その反対側の面には子側コネクタ４ｃが設けられている。そして、ＣＰＵユニット１のＣＰＵ側コネクタ４ａと隣接した増設ユニット２（以下、第１増設ユニット２１と称する）の親側コネクタ４ｂとを接続し、さらに第１増設ユニット２１に設けられた子側コネクタ４ｃと隣接する増設ユニット２（以下、第２増設ユニット２２と称する）の親側コネクタ４ｂとを接続し、以下同様に増設ユニット２同士を接続していき、必要個数の増設ユニット２を接続する。
【００１７】
図１は本発明のＰＬＣの接続状態を示した構成図である。本発明では、コネクタ４で接続されたユニット間を介する一系統の信号ラインを、ＣＰＵユニット１から各増設ユニット２に向けてユニット番号認識コマンドがシリアル通信で送られる番号送信ライン５としている。より具体的には、ＣＰＵ側コネクタ４ａ、親側コネクタ４ｂ、子側コネクタ４ｃは、各種信号を送受信するシリアル通信ポートを有しており、そのシリアル通信ポートによる通信ラインを番号送信ライン５として利用している。すなわち、ＣＰＵユニット１のシリアル通信ポートは、いわばコマンド送信部６となり、そこから、各増設ユニット２に対して同時にユニット番号認識コマンドが送信される。
【００１８】
また、ＣＰＵ側コネクタ４ａ、親側コネクタ４ｂ、子側コネクタ４ｃにおいて、シリアル通信ポートとは別のポートを特定し、その特定ポートから、ＣＰＵユニット１と増設ユニット２とを含めた隣接するユニット間にて確認信号が送受信される確認用ライン７が構成される。すなわち、ＣＰＵユニット１のＣＰＵ側コネクタ４ａの特定出力ポート（Ｐｏ０）、第１増設ユニット２１の親側コネクタ４ｂの特定入力ポート（Ｐｉ１）、第１増設ユニット２１の子側コネクタ４ｃの特定出力ポート（Ｐｏ１）、第２増設ユニット２１の親側コネクタ４ｂの特定入力ポート（Ｐｉ２）、以降ｎ台目のユニットの親側コネクタ４ｂの特定入力ポート（Ｐｉｎ）までを通して、確認信号が送受信される。確認信号は、ＬレベルからＨレベル、又はその逆に状態が変化するものとしている。
【００１９】
これらの番号送信ライン５、確認用ライン７により、各増設ユニット２は、ユニット番号認識コマンドを受信するとともに確認信号の状態を確認し、確認信号が所定の状態、本実施形態においてはＨレベルであることを認識した場合は、当該コマンドに含まれたユニット番号を自己に付与された番号として認識し、その一方で、自己が出力する確認信号の状態を変化させる。
【００２０】
より具体的には、ＣＰＵユニット１のコマンド送信部６（ＳＩＯ）から番号送信ライン５を通じて、各増設ユニット２にユニット番号認識コマンド“ｎ”が送信され、各増設ユニット２はユニット番号認識コマンド“ｎ”を受け取る。その際、各増設ユニット２は、確認用ライン７を通じて受信している確認信号の状態を確認する。そして、自己に入力される確認信号の状態がＨレベルであることを認識したいずれかの増設ユニット２は、自局のユニット番号が“ｎ”であると認識し、自己が出力する確認信号の状態をＨレベルとする。一方、ユニット番号認識コマンド“ｎ”を受け取った時に、確認信号の状態がＨレベルでなかった他の増設ユニット２は、ユニット番号“ｎ”を認識せず、自己の確認信号の出力を変化させることもない。このようにして、各増設ユニットは、自局のユニット番号を自動認識する。
【００２１】
ここで、各増設ユニット２が自局のユニット番号を認識するまでの詳細な流れを図３および図４を用いて説明する。図３は、ＣＰＵユニット１のユニット番号認識コマンド送信のフローチャートであり、図４は増設ユニット２がユニット番号認識コマンド“ｎ”を認識する時のフローチャートである。
【００２２】
まず、ＣＰＵユニット１および各増設ユニット２ｎ（ｎ＝１・・・・ｎ）の電源を入れる。この電源投入時、ＣＰＵユニット１と各増設ユニット２ｎは、確認信号の出力レベルをＬｏｗレベル（以下、Ｌレベルと略する）にする（Ｓ１０１、Ｓ２０１）。
【００２３】
次に、ＣＰＵユニット１の出力ポート（Ｐｏ０）からの確認信号の出力レベルをＨｉｇｈレベル（以下、Ｈレベルと略する）にして（Ｓ１０２）、コマンド送信部６から最初のユニット番号認識コマンドであるコマンド“１”（Ｓ１０３）を送信する。
【００２４】
図４に例示したように、コマンド“１”を受信した各増設ユニット２ｎは（Ｓ２０３）、自局の入力ポートＰｉｎを確認して、Ｈレベルなら（Ｓ２０４）自局のユニット番号を１番と認識し（Ｓ２０５）、自局の出力ポートＰｏｎをＨレベルにする（Ｓ２０６）。本例の場合、ＣＰＵユニット１の出力ポート（Ｐｏ０）と接続される第１増設ユニット２１の入力ポート（Ｐｉ１）の信号がＨレベルになっているので、第１増設ユニット２１が自局のユニット番号を１番と認識し、自局の出力ポート（Ｐｏ１）をＨにする。このとき、第１増設ユニット２１の出力ポート（Ｐｏ１）に入力ポート（Ｐｉ２）が接続されている第２増設ユニット２２が誤って番号を認識しないよう、第１増設ユニット２１による確認信号出力切替のタイミングは、適宜調整しておけばよい。
【００２５】
図３に例示したように、ＣＰＵユニット１は、コマンド“１”を送信した後、ｔ１秒後にコマンド送信部６（ＳＩＯ）より２番目のユニット番号認識コマンドであるコマンド“２”を送信する（Ｓ１０４）。コマンド“２”を受け取った増設ユニット２ｎのうち自局のユニット番号が決定していない増設ユニット２ｎは、自局の入力ポートＰｉｎを確認し（Ｓ２０２、Ｓ２０３）、Ｈレベルなら自局のユニット番号を２番と認識し（Ｓ２０４，Ｓ２０５）、自局の出力ポートＰｏｎをＨレベルにする（Ｓ２０６）。本例の場合、この時点で自局の入力ポートＰｉｎがＨレベルとなっている増設ユニットとして、第１増設ユニット２１、第２増設ユニット２２があるが、既にユニット番号認識済みの増設ユニットは、以後送信されるユニット番号を認識しないようプログラムしておくことにより、第２増設ユニット２２のみが、自己のユニット番号を“２”と認識するようにしてある。
【００２６】
以上、同様の過程を繰り返して、ｎ番目の増設ユニット２ｎまでユニット番号を認識していき、すべての増設ユニット２ｎがユニット番号を認識し終えるまで繰り返される。
【００２７】
本実施形態のような方法を用いて、ユニット番号を増設ユニット２に認識させることにより、増設ユニット２に、ユニット番号を認識させるためのスイッチ等を設ける必要がなく、部品コストや実装スペースを削減することができる。また、ユニット番号を増設ユニットに認識させる場合、ユーザー自らがスイッチを操作してユニット番号を設定する必要がなく、誤設定を防止したり、設定工数を削減したりすることができる。また、増設ユニットの台数が増えたとしても、信号ラインの系統数が増えることなく、コストやスペースを抑制でき、信頼性も向上する。
【００２８】
本実施形態は、ＣＰＵユニット１と第１増設ユニット２１、および第１増設ユニット２１と第２増設ユニット２２、以下増設ユニット同士を接続するのにコネクタ同士を連結させて接続するタイプのＰＬＣであるが、ケーブルを用いたものでもよく、これらの接続形態の如何は問わない。
【００２９】
また、各増設ユニットがそれぞれのユニット番号を認識し終えた後は、ＣＰＵユニット１と第１増設ユニット２１、および増設ユニット２同士を繋ぐ確認用ライン７はその用途を終える。そこで、この確認用ライン７を、ユニット番号を認識するための確認信号以外の信号の送受信を行う信号ラインとして用いることで、有効活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明のプログラマブルコントローラの通信方法を示した構成図である。
【図２】本発明のプログラマブルコントローラを示した外観図である。
【図３】本発明のプログラマブルコントローラにおけるＣＰＵユニットのコマンド送信手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明のプログラマブルコントローラにおける増設ユニットのユニット番号認識手順を示すフローチャートである。
【図５】従来のプログラマブルコントローラの通信方法の構成図である。
【図６】従来のプログラマブルコントローラの通信方法の構成図である。
【符号の説明】
【００３１】
１．ＣＰＵユニット
２．増設ユニット
４．コネクタ
４ａ．ＣＰＵ側コネクタ
４ｂ．親側コネクタ
４ｃ．子側コネクタ
５．番号送信ライン
６．コマンド送信部
７．確認用ライン
【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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