(57)【要約】【課題】  プログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）を用い、多数の接点出力からの、オン／オフ状態を、１対の電線で伝送するシステム及び方法を提供する【解決手段】  送信開始を通知するため、予め決められた第１のパターンに従い、１対の電線間の電圧のオン／オフ状態を変化させる第１のステップと、予め決められた入力部順に、入力部の入力電圧がオン状態であれば、前記１対の電線間の電圧をオン状態に、入力部の入力電圧がオフ状態であれば前記１対の電線間の電圧をオフ状態に、予め決められた期間だけ順に出力する第２のステップと、送信終了を通知するため、予め決められた第２のパターンに従い、前記１対の電線間の電圧のオン／オフ状態を変化させる第３のステップとを有する。【選択図】  図２
2006011939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力共通部と、前記入力共通部の基準電位に対する入力電圧のオン／オフ状態を検出する複数の入力部と、出力共通部と、前記出力共通部と外部出力との電気的接続のオン／オフを行う出力部とを有する第１のプログラマブルコントローラと、
入力共通部と、前記入力共通部の基準電位に対する入力電圧のオン／オフ状態を検出する入力部とを有する第２のプログラマブルコントローラとを含み、
第１のプログラマブルコントローラの出力部と、第２のプログラマブルコントローラの入力部は第１の電線により接続され、第１のプログラマブルコントローラの出力共通部と、第２のプログラマブルコントローラの入力共通部は第２の電線により接続され、第２のプログラマブルコントローラの入力共通部は第２の電線に対して、基準電位に対して電圧を印加する通信システムにおいて、
第１のプログラマブルコントローラは、予め決められた第１のパターンに従い、出力部の電気的接続のオンオフを行った後、予め決められた入力部順に、入力部の入力電圧がオン状態であれば出力部の電気的接続をオンに、入力部の入力電圧がオフであれば出力部の電気的接続をオフに、予め決められた期間だけ順に設定し、全入力部の状態を出力部に設定した後に、予め決められた第２のパターンに従い出力部の電気的接続のオンオフを行い、
第２のプログラマブルコントローラは、前記第１のパターンと前記第２のパターンの間にはさまれた、入力部の入力電圧のオン／オフ状態を、前記予め決められた期間に基づき判定し、第１のプログラマブルコントローラの各入力部の入力電圧状態の情報を得ることを特徴とするシリアル伝送システム。
【請求項２】
第１のプログラマブルコントローラが、前記第１のプログラマブルコントローラの各入力部の入力電圧のオン／オフ状態を、１対の電線により接続された第２のプログラマブルコントローラに送信する方法において、
送信開始を通知するため、予め決められた第１のパターンに従い、前記１対の電線間の電圧のオン／オフ状態を変化させる第１のステップと、
予め決められた入力部順に、入力部の入力電圧がオン状態であれば、前記１対の電線間の電圧をオン状態に、入力部の入力電圧がオフ状態であれば前記１対の電線間の電圧をオフ状態に、予め決められた期間だけ順に出力する第２のステップと、
送信終了を通知するため、予め決められた第２のパターンに従い、前記１対の電線間の電圧のオン／オフ状態を変化させる第３のステップとを有することを特徴とするシリアル伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）を用い、多数の接点の出力状態をシリアル伝送するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リレーやオープンコレクタといった機械的又は電子的な接点のオン／オフにより状態変化を伝える接点出力が、監視システムや制御システム等において用いられている。一例として、ドアの開閉や、機器運転状況の監視に接点出力を使用する監視システムの構成例を図４に示す。
【０００３】
図４によると、接点１−１〜１−Ｎの一方の端子は、監視装置４の入力部４０−１〜４０−Ｎと電線２−１〜２−Ｎにより接続されている。更に、接点１−１〜１−Ｎの他方の端子は、監視装置４の入力共通部４０−０と電線３により接続されている。入力共通部４０−０は、電線３に直流電圧を印加している。接点がＯＦＦの場合は、接点に対応する入力部には外部から電圧は印加されないが、接点がＯＮとなった場合、対応する入力部には外部から電圧が印加されることとなる。入力部４０−１〜４０−Ｎは、電圧の印加による電流を、フォトカプラ等により検出することで接点出力がオンであるか、オフであるかを認識する。ドアの開閉状態といった、監視対象の状態に応じて接点をオン／オフすることで、遠隔より状態監視を行う。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように接点のオン／オフ状態を、遠隔からの監視等に使用するためには、接点出力数＋１の電線が、接点出力を使用する装置と、接点出力間に必要であり、使用する接点出力が増えた場合に、電線の数が足りなければ、新たに配線を行う必要がある。
【０００５】
配線数を、増加させることなく、使用できる接点出力数を増加させる省配線システム等が市販されているが、多くの場合は専用のケーブルや特定の仕様のケーブルが必要であり、導入の際には、新たな工事が必要となる場合が多く、コストがかかることとなる。また、伝送距離の制限等により導入ができない場合もある。
【０００６】
従って、本発明は、安価なプログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）を用い、多数の接点出力からの、オン／オフ状態を、２本の、即ち１対の電線で伝送するシステム及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明におけるシリアル伝送システムによれば、
入力共通部と、前記入力共通部の基準電位に対する入力電圧のオン／オフ状態を検出する複数の入力部と、出力共通部と、前記出力共通部と外部出力との電気的接続のオン／オフを行う出力部とを有する第１のプログラマブルコントローラと、入力共通部と、前記入力共通部の基準電位に対する入力電圧のオン／オフ状態を検出する入力部とを有する第２のプログラマブルコントローラとを含み、第１のプログラマブルコントローラの出力部と、第２のプログラマブルコントローラの入力部は第１の電線により接続され、第１のプログラマブルコントローラの出力共通部と、第２のプログラマブルコントローラの入力共通部は第２の電線により接続され、第２のプログラマブルコントローラの入力共通部は第２の電線に対して、基準電位に対して電圧を印加する通信システムにおいて、第１のプログラマブルコントローラは、予め決められた第１のパターンに従い、出力部の電気的接続のオンオフを行った後、予め決められた入力部順に、入力部の入力電圧がオン状態であれば出力部の電気的接続をオンに、入力部の入力電圧がオフであれば出力部の電気的接続をオフに、予め決められた期間だけ順に設定し、全入力部の状態を出力部に設定した後に、予め決められた第２のパターンに従い出力部の電気的接続のオンオフを行い、第２のプログラマブルコントローラは、前記第１のパターンと前記第２のパターンの間にはさまれた、入力部の入力電圧のオン／オフ状態を、前記予め決められた期間に基づき判定し、第１のプログラマブルコントローラの各入力部の入力電圧状態の情報を得ることを特徴とする。
【０００８】
本発明におけるシリアル伝送方法によれば、
第１のプログラマブルコントローラが、前記第１のプログラマブルコントローラの各入力部の入力電圧のオン／オフ状態を、１対の電線により接続された第２のプログラマブルコントローラに送信する方法において、送信開始を通知するため、予め決められた第１のパターンに従い、前記１対の電線間の電圧のオン／オフ状態を変化させる第１のステップと、予め決められた入力部順に、入力部の入力電圧がオン状態であれば、前記１対の電線間の電圧をオン状態に、入力部の入力電圧がオフ状態であれば前記１対の電線間の電圧をオフ状態に、予め決められた期間だけ順に出力する第２のステップと、送信終了を通知するため、予め決められた第２のパターンに従い、前記１対の電線間の電圧のオン／オフ状態を変化させる第３のステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
使用する接点出力が増加しても、２本の電線により接点出力の伝送が可能である。また、直流電圧をオン又はオフとすることで伝送しており、特殊なケーブル等は必要なく安価にシステム構築ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明を実施するための最良の実施形態について、以下では図面を用いて詳細に説明する。以下の説明において、接点出力状態を監視装置に伝送する例で説明するが、監視装置は例示であり、接点出力を使用する装置に制限はない。
【００１１】
図１は、本発明によるシリアル伝送システムの構成図である。図１によると、本発明によるシリアル伝送システムは、ＰＬＣ５と、ＰＬＣ６とを有する。
【００１２】
ＰＬＣ５は、複数の入力部５０−１〜５０−Ｎと、入力共通部５０−０と、出力部５１−１と、出力共通部５１−０と、制御部５２とを有する。ＰＬＣ６は、入力部６０−１と、入力共通部６０−０と、複数の出力部６１−１〜６１−Ｎと、出力共通部６１−０と、制御部６２とを有する。
【００１３】
ＰＬＣ５は、接点出力の近くに設置され、ＰＬＣ５の入力部５０−１〜５０−Ｎは、接点１−１〜１−Ｎの一方の端子と接続され、ＰＬＣ５の入力共通部５０−０は、接点１−１〜１−Ｎの他方の端子と接続されている。入力共通部５０−０は、内部に直流電源を有し、接点１−１〜１−Ｎの端子に直流電圧を印加している。なお、ＰＬＣ自身が直流電圧を印加せず、入力共通部と、接点出力間に外部直流電源を接続して、接点端子に直流電圧を印加するものもあるが、システムとしての動作は同じである。以下において入力共通部とは、外部直流電源を使用する場合は、外部直流電源を含んだものを意味するものとする。また、入力共通部５０−０が有する直流電源の、接点出力に印加する電圧側とは逆側の電位を、以後、入力共通部５０−０の基準電位と呼ぶ。ＰＬＣ５の出力部５１−１は、ＰＬＣ６の入力部６０−１と電線７により接続され、ＰＬＣ５の出力共通部５１−０は、ＰＬＣ６の入力共通部６０−０と電線８により接続されている。
【００１４】
ＰＬＣ６は、監視装置４等の、接点出力を使用する側の近くに設置され、ＰＬＣ６の出力部６１−１〜６１−Ｎは、監視装置４の入力部４０−１から４０−Ｎに接続され、ＰＬＣ６の出力共通部６１−０は、監視装置４の入力共通部４０−０と接続されている。監視装置４の入力共通部は、ＰＬＣ６の出力共通部６１−０に対し直流電圧を印加している。また、ＰＬＣ６の入力共通部６０−０は、ＰＬＣ８の出力共通部５１−０に対し、電線８を通じて直流電圧を印加している。ＰＬＣ６の入力共通部は、ＰＬＣ５の場合と同様に、外部直流電源を使用する場合は、外部直流電源を含んだものを意味する。また、入力共通部６０−０が有する直流電源の出力側とは逆側の電位も、同様に、入力共通部６０−０の基準電位と呼ぶ。
【００１５】
ＰＬＣ５及びＰＬＣ６の入力部は、それぞれ、入力共通部の基準電位に対して、外部電線から電圧が印加されているか否か、即ち、入力電圧が印加されているか否かを制御部に通知する機能を有する。つまり、接点のオン又はオフ状態を制御部に通知する機能を有する。以後、入力電圧が印加されている状態を、電圧オン状態、電圧が印加されていない状態を電圧オフ状態と表現する。
【００１６】
ＰＬＣ５及びＰＬＣ６の出力部は、各出力部に接続され外部出力となる電線と、出力共通部との電気的な接続のオン／オフを行う機能を有し、出力共通部と外部出力との電気的接続のオン／オフ制御は、制御部により行われる。上記機能を持つ電子部品としてリレーのような機械的接点を有するものと、トランジスタのように機械的な動作接点を持たないものがあるが、どちらも使用可能である。
【００１７】
ＰＬＣ５の制御部５２及びＰＬＣ６の制御部６２は、プロセッサ及びメモリを有し、プログラムが実行されている。プログラムの指示内容に基づき、入力部の状態を一時的に保存し、入力部の状態や状態変化に基づき出力部の電気的接続をオン／オフする機能や、各種タイマや、カウンタの管理等を行う機能を有する。
【００１８】
ＰＬＣ５において、制御部５２は、入力部５０−１から５０−Ｎに入力される接点１−１〜１−Ｎのオン／オフ状態に応じて、出力部５１−１の電気的接続を、順にオン又はオフとすることで、各入力部の入力電圧のオン／オフ状態をＰＬＣ６に送信する。
【００１９】
ＰＬＣ６において、制御部６２は、入力部６０−１の入力共通部６０−０の基準電位に対する入力電圧のオン／オフ状態を監視し、ＰＬＣ５から送信されてくるＰＬＣ５の各入力部のオン／オフ状態に応じて、出力部６１−１〜６１−Ｎのうち対応する出力部の電気的接続のオン／オフを制御する。
【００２０】
図２は、本発明のシリアル伝送方法の送信側でのフローチャートである。図１の構成においては、ＰＬＣ５の制御部５２において実行されるものである。ここで、Ｔ１は、送信側ＰＬＣの全入力部の状態を送信後、再度全入力部の状態送信を開始するまでの時間Ｔ１であり、Ｔ２は、ある入力部の状態を、出力部から送信する期間、即ち、出力部の電気的接続状態を、送信している入力部の状態と同じ状態にする期間であり、Ｎは、処理する入力部の数である。また、開始パターンとは、送信側ＰＬＣが全入力ポートの状態送信を行うに先立ち、受信側ＰＬＣに送信開始を伝えるために用いられ、オン／オフパターンと、各オン／オフ状態の継続時間は、送受信ＰＬＣ間で同じものを使用する。同様に、終了パターンは、送信側ＰＬＣが全入力ポートの送信後、送信終了を受信ＰＬＣに伝えるために用いられ、そのオン／オフパターンと各オン／オフ状態継続時間は、送受信ＰＬＣ間で同じものを使用する。これらＴ２、Ｎ、開始パターン及び終了パターンは、予め送受信間で決めておき、各制御部５２及び６２で実行されるプログラム内に直接書き込まれるか、または、各制御部が有するメモリに記録され、プログラムが前記記録された内容を参照して使用する。
【００２１】
(S２１, S２２, S２３, S２４)  変数ｔ１を０とし、Ｔ１時間待機する。Ｔ１時間経過後、受信ＰＬＣに送信開始を通知するため、出力部５１−１の電気的接続のオン／オフを制御し開始パターンの出力を行う。また、変数ｉの初期化を行う。
【００２２】
(S２５, S２６)  入力部ｉ、例えば図１の構成での１回目の反復処理においては、入力部５０−１の状態が、オンであれば、出力部５１−１の電気的接続をオンに、オフであればオフにする。合わせて変数ｔ２を０とする。そのままの状態をＴ２時間継続させる。
【００２３】
(S２７, S２８)  Ｔ２時間継続後、変数ｉにより、全入力部の状態送信が完了しているか否かを検査し、終了していなければ、変数ｉを増加させ、全入力部の状態送信が完了するまで、S２５とS２６を反復して行う。全入力部の処理が完了すれば、終了パターンの出力を行い１回の送信が終了する。
【００２４】
以後、Ｔ１時間毎に、上記送信処理を繰り返す。
【００２５】
図３は、本発明のシリアル伝送方法の受信側でのフローチャートである。図１の構成においては、ＰＬＣ６の制御部６２において実行されるものである。
【００２６】
(S３１, S３２)  入力部６０−１の状態が、予め決められたパターンのオン／オフ、つまり、開始パターンを検出するまでは待機を行う。開始パターン検出で、変数ｉを初期化する。
【００２７】
(S３３, S３４, S３５, S３６)  変数ｔ２を０とし、Ｔ２の半分の時間待機する。ｔ２がＴ２の半分となったところで、入力部６０−１の状態を、出力部ｉ、つまり、第１回目の反復処理では、ＰＬＣ６の出力部６１−１の新たな状態候補として記憶しておく。その後、更に、Ｔ２の半分の時間待機する。
【００２８】
(S３７, S３８)  変数ｉにより、全出力ポートの状態を受け取ったか否かを検査し、受け取っていなければ、変数ｉを１増やし、S３３からS３６の処理を繰り返す。
【００２９】
(S３９, S４０)  全出力ポートを受け取った場合は、制御部６２は、入力部６０−１において、終了パターンが検出されるか否かを確認する。検出されれば、正常に受信ができたものとし、記憶している各出力部の状態候補を、実際に出力部の状態として出力する。終了パターンが検出されない場合は、異常終了であるとして、出力部の状態変更は行わない。
【００３０】
以上の処理により、複数接点の出力状態を、２本の電線により伝送を行う。単純な直流電圧のオン又はオフにより伝送を行っているため。使用する電線の仕様や長さによる制約はほとんどない。
【００３１】
送受信のタイミングは、開始パターンの後、送受信の各ＰＬＣが有するタイマに基づき独立して行う。正しく受信できたことの確認は、終了パターンが受信側において正しく検出されるか否かにより行う。正しく検出されなかった場合は、受信側では、その回の受信データは無視し、出力部の更新を行わないが、次の送信開始までの時間Ｔ１を短縮するため、図１において、ＰＬＣ６の出力部とＰＬＣ５の入力部を電線で接続し、ＰＬＣ６からオン／オフ制御によりＰＬＣ５に受信側でのエラーを通知することも有効である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明によるシリアル伝送システムの構成図である。
【図２】本発明のシリアル伝送方法の送信側でのフローチャートである。
【図３】本発明のシリアル伝送方法の受信側でのフローチャートである。
【図４】接点出力の使用例の説明図である。
【符号の説明】
【００３３】
１−１〜１−Ｎ  接点
２−１〜２−Ｎ、３、７、８  電線
４  監視装置
４０−１〜４０−Ｎ  監視装置入力部
４０−０  監視装置入力共通部
５、６  ＰＬＣ
５０−１〜５０−Ｎ、６０−１  入力部
５０−０、６０−０  入力共通部
５１−１、６１−１〜６１−Ｎ  出力部
５１−０、６１−０  出力共通部
５２、６２  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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