(57)【要約】【課題】制御動作をより高速化できるようにすること。【解決手段】本発明によるプログラマブルコントローラは、モジュール装着のためのスロットが複数設けられているベースボード１を具備し、このベースボード１上の各スロット５にモジュール３が装着されるプログラマブルコントローラであって、ベースボード１のスロット５に、このスロット５に装着されたモジュール３が備える無線タグ１３に記録された情報を読み取ってモジュール３を認識することが可能な無線タグリーダ１５が設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モジュール装着のためのスロットが複数設けられているベースボードを具備し、このベースボード上の各スロットにＣＰＵモジュールと、１ないし複数のＩ／Ｏモジュールとが装着されるプログラマブルコントローラであって、
ベースボードにおける少なくともＩ／Ｏモジュール装着用のスロットに、このスロットに装着されたＩ／Ｏモジュールが備えるモジュール認識対象物に記録された情報を読み取ってＩ／Ｏモジュールを認識することが可能な自動認識装置が設けられている、
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】
上記モジュール認識対象物が、Ｉ／Ｏモジュールのスロット挿入側部分に設けた無線タグであり、
上記自動認識装置が、装置本体と、装置本体に接続されるタグリーダー用通信コイルとを含み、かつ、その通信コイルは、スロット内に設けられていることで、スロットに装着されたＩ／Ｏモジュールが備える上記無線タグと通信が可能となっている、
ことを特徴とする請求項１に記載のプログラマブルコントローラ。
【請求項３】
タグリーダーを備えたＣＰＵモジュールと、
無線タグを備えた１ないし複数のＩ／Ｏモジュールと、
を備えて、システム構成とした、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のプログラマブルコントローラ。
【請求項４】
モジュール装着のためのスロットが複数設けられているプログラマブルコントローラ用ベースボードにおいて、１ないし複数のスロットの内部に、このスロットに装着されたモジュールが備える無線タグと近距離通信が可能なタグリーダー側通信コイルが設けられている、ことを特徴とするプログラマブルコントローラ用ベースボード。
【請求項５】
ベースボードのスロットに装着されるＩ／Ｏモジュールであって、上記スロットに装着された状態で、スロット内部に設けられているタグリーダー用通信コイルと通信が可能な位置に無線タグを備えている、ことを特徴とするＩ／Ｏモジュール。
【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、プログラマブルコントローラ用ベースボード、Ｉ／Ｏモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プログラマブルコントローラには、機能別にモジュール構成別としたビルディングブロックタイプがある。このビルディングブロックタイプにおけるモジュールには、例えば、ＣＰＵモジュール、Ｉ／Ｏモジュールがある。図８はＣＰＵモジュール１００と、Ｉ／Ｏモジュール１０２とが、プログラマブルコントローラバス１０４に相互接続された回路構成を示す。こうした接続関係にあるこれらモジュール１００，１０２は、図９で示すように、ベースボード１０６内各スロットに一方向隣接状態で装着されるようになっている。ベースボード１０６には、ＣＰＵモジュール１００を含め、すべてのモジュールを装着するタイプとか、ＣＰＵモジュールを除く、モジュールを装着するタイプ等がある。いずれにしても、ベースボード１０６は、複数のモジュールを装着することができる複数のスロットを有する（特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、ＣＰＵモジュール１００は、ラダー図方式のシーケンスプログラム（ラダープログラム）をシステム制御プログラムに従い実行するＣＰＵと、システム制御プログラム、シーケンスプログラムを格納し、また、ＣＰＵの演算結果などのデータを格納する各種メモリとから構成される。Ｉ／Ｏモジュール１０２は、入力モジュール、出力モジュール、入出力モジュール、通信、位置決め、カウンタなどの高機能モジュール等から構成されている。
【０００４】
ベースボード１０６は、図１０で示すように、モジュール１００，１０２を装着することができるスロット１０８を有する。各スロット１０８それぞれの奥側内壁にはモジュール装着用のコネクタ１１０が備えられている。モジュール１００，１０２におけるスロット１０８への挿入側となる背面には上記コネクタ１１０に接続するための受け側コネクタ１１２が設けられている。各モジュール１００，１０２がベースボード１０６の各スロット１０８に挿入されていき、その受け側コネクタ１１２がスロット内コネクタ１１０に接続されたときは、モジュール１００，１０２はベースボード１００のスロット１０８に装着された状態となる。
【０００５】
この装着状態で、モジュール１００，１０２は互いに図示略のパラレルバスにより互いに接続された状態となる。このパラレルバスは、ベースボード１０６の奥側内壁等に設けられている。
【０００６】
以上の構成を有するプログラマブルコントローラにおいては、ＣＰＵモジュール１００は、シーケンス制御を司るモジュールであり、その制御のために、Ｉ／Ｏモジュール１０２との間で、上記バスを介してデータを授受するようになっている。この場合、Ｉ／Ｏモジュール１０２のうち、入力モジュールには図示略のセンサ等の入力機器、出力モジュールにはアクチュエータ等の出力機器が接続され、入力モジュールでは入力機器からのデータをＣＰＵモジュール１００に送信し、また、出力モジュールでは、ＣＰＵモジュール１００からの制御信号に応答して出力機器に制御出力を出力するようになっている。
【０００７】
ＣＰＵモジュール１００は、上記シーケンス制御のために、各スロット１０８にいかなるＩ／Ｏモジュール１０２が接続されているかを知る必要がある。この場合、ＣＰＵモジュール１００は、どのようなＩ／Ｏモジュール１０２が接続されているかが判らないので、シーケンス制御のスキャンごとに、所定の通信プロトコルに従いＩ／Ｏモジュール１０２と通信し、その通信データからどのようなＩ／Ｏモジュール１０２が接続されているのかを認識する。なお、他の先行技術文献として特許文献２を例示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−３５４９４４号公報
【特許文献２】特開２００６−１２００２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来例の場合、ベースボードが複数台分のモジュールが接続できるスロットを備えている場合でも、また、ベースボードに１台のＩ／Ｏモジュールが接続されているだけの場合でも、ＣＰＵモジュールはすべてのスロットに対して通信を行うことにより、モジュールが接続されているかどうか、どのような種類のモジュールが接続されているのかを認識する必要があった。そのような認識処理を行うことが必要となる分、制御動作が、遅くなっていた。
【００１０】
本発明により解決すべき課題は、ＣＰＵモジュールによる制御動作を高速化できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によるプログラマブルコントローラは、モジュール装着のためのスロットが複数設けられているベースボードを具備し、このベースボード上の各スロットにＣＰＵモジュールと、１ないし複数のＩ／Ｏモジュールとが装着されるプログラマブルコントローラであって、ベースボードにおける少なくともＩ／Ｏモジュール装着用のスロットに、このスロットに装着されたＩ／Ｏモジュールが備えるモジュール認識対象物に記録された情報を読み取ってＩ／Ｏモジュールを認識することが可能な自動認識装置が設けられている、ことを特徴とする。
【００１２】
ここでモジュール認識対象物には、無線タグ、バーコード、２次元コード等でもよい。自動認識装置としては、例えば、無線タグを読み取るＲＦ−ＩＤリーダ／ライタ、バーコードを読み取るバーコードリーダ、２次元コードを読み取る２次元コードリーダなどがある。この場合、スロットが狭い場合、ＲＦ−ＩＤリーダ／ライタを本体部分と、ヘッド部分とで構成し、そのヘッド部分である通信コイルのみをスロットに配置することが好ましい。同様に、バーコードリーダや２次元コードリーダも本体とヘッド部分とで構成し、そのヘッド部分のみをスロットに配置するようにしてもよい。
【００１３】
自動認識装置はその全体をスロット内に配置することに限定されず、その一部がスロット内に配置されることを含む。
【００１４】
本発明では、ベースボードのスロットにＩ／Ｏモジュールを装着するだけで、それに設けてあるモジュール認識対象物に記録された情報が、スロット内の自動認識装置により読み取られて認識されるから、ＣＰＵモジュール側にその自動認識装置が読み取った情報、例えばベースボードのスロットにＩ／Ｏモジュールが装着されていること、どのようなＩ／Ｏモジュールが装着されているかなどの情報を伝送することで、ＣＰＵモジュールはその情報からシーケンス制御を行うことができるようになる。その結果、ＣＰＵモジュールは従来のように、スロット内にＩ／Ｏモジュールが接続されているかどうか、どのようなＩ／Ｏモジュールが接続されているのかを各スロットをスキャンする必要がなくなり、それだけ、制御動作を高速化することができるようになる。この場合、複数のスロットにたとえ１台のＩ／Ｏモジュールが装着されているだけでも、装着されているＩ／Ｏモジュールだけから、情報がＣＰＵモジュール側に伝送されるので、ＣＰＵモジュールはベースボードに装着されるＩ／Ｏモジュールの数に依存することなく、制御動作を高速化できる。
【００１５】
本発明において、好ましい態様は、上記モジュール認識対象物が、Ｉ／Ｏモジュールのスロット挿入側部分に設けた無線タグであり、上記自動認識装置が、装置本体と、装置本体に接続されるタグリーダー用通信コイルとを含み、かつ、その通信コイルは、スロット内に設けられていることで、スロットに装着されたＩ／Ｏモジュールが備える上記無線タグと通信が可能となっている、ことである。
【００１６】
本発明において、好ましい態様は、タグリーダーを備えたＣＰＵモジュールと、無線タグを備えた１ないし複数のＩ／Ｏモジュールと、を備えたシステム構成とすることである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ベースボードに装着されるＩ／Ｏモジュールの数に依存することなく、ＣＰＵモジュールによる制御動作を高速化できるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は本発明の実施の形態にかかるプログラマブルコントローラの構成を示すもので、ベースボードにモジュールが収納された状態で当該ベースボードの一部を切り欠いて示す図である。
【図２】図２はモジュールが収納されていないベースボードをモジュールと共にその正面側から見た状態で、当該ベースボードの一部を切り欠いて示す図である。
【図３】図３は図２に対応するもので、モジュールが収納されていないベースボードをモジュールと共に背面側から見た状態で示す図である。
【図４】図４はベースボード内においてベースボード内の通信コイルとモジュール背面の無線タグとの対向状態を示す断面図である。
【図５】図５はモジュールの背面側のコネクタおよび無線タグと、ベースボードの奥内壁のコネクタおよび通信コイルとが見えるようにモジュール背面側とベースボード内正面側とを同一図内に見えるようにして示す図である。
【図６】図６は無線タグと無線タグリーダとの回路構成を示す図である。
【図７】図７はプログラマブルコントローラ全体の回路ブロック構成を示す図である。
【図８】図８はＣＰＵモジュールと複数のＩ／Ｏモジュールとを接続関係を示す図である。
【図９】図９はベースボード内にモジュールが収納された状態で示す従来のプログラマブルコントローラの外観構成を示す図である。
【図１０】図１０はモジュールが収納されていない状態のベースボードをその一部を切り欠いて示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付した図面を参照して、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を詳細に説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するためのプログラマブルコントローラ、ベースボード、Ｉ／Ｏモジュール、無線タグ、タグリーダーを例示するものであって、本発明は、以下で説明するものに特定しない。
【００２０】
図１は本発明の実施の形態においてベースボードにモジュールが収納されている状態で当該ベースボードの一部を切り欠いて示すプログラマブルコントローラの外観構成を示す。図１を参照して、ベースボード１はボックス型であり、モジュール３が収納されている。このモジュール３は、電源モジュール、ＣＰＵモジュール、Ｉ／Ｏモジュールである。実施の形態では、説明の便宜で図１以降ではＣＰＵモジュール３ａ、Ｉ／Ｏモジュール３ｂとし、電源モジュールは図示と説明から省略する。ただしモジュールを総称する場合はモジュール３と称する。ＣＰＵモジュール３ａはベースボード１の図上では左端に収納され、Ｉ／Ｏモジュール３ｂはＣＰＵモジュール３ａの右側に隣接した状態で配置されている。実施の形態のプログラマブルコントローラは機能別に複数のモジュールで構成したビルディングブロックタイプであり、ＣＰＵモジュール３ａはシーケンス制御を司るモジュールであり、Ｉ／Ｏモジュール３ｂは入力モジュール、出力モジュール、入出力モジュール、通信モジュール、他の高機能モジュール等を含む。
【００２１】
図２ないし図５を参照してベースボード１のスロット５に設けたコネクタ７と、通信コイル９、ならびにモジュール３に設けた受け側コネクタ１１と、無線タグ１３とを説明する。図２はモジュール３を収納していないベースボード１を正面方向から見て示し、図３は同様にモジュール３を収納していないベースボード１を背面方向から見て示す。図４はベースボード内において通信コイル９と無線タグ１３との対向状態を示す断面構成を示す。図５は通信コイル９と無線タグ１３とを拡大して示す。なお、ベースボード１は詳細な構造を有するが、実施の形態では図解の都合で省略して示す。
【００２２】
ベースボード１は、モジュール３を装着することができるスロット５を有する。各スロット５それぞれの奥側内壁にはモジュール装着用のコネクタ７が備えられている。各モジュール３におけるスロット５への挿入側となる背面には上記コネクタ７に接続するための受け側コネクタ１１が設けられている。各モジュール３がベースボード１の各スロット５に矢印方向に挿入されていき、その受け側コネクタ１１がスロット内コネクタ７に接続されたときは、モジュール３はベースボード１のスロット５に装着された状態となる。この装着状態で、モジュール３はベースボード１に設けてある互いに図示略のパラレルバスにより互いに接続された状態となる。このパラレルバスは、ベースボード１の奥側内壁等に設けられている。モジュール３は、上述したように、ＣＰＵモジュール３ａと、複数のＩ／Ｏモジュール３ｂとを含む。
【００２３】
以上の構成において本実施の形態では、ベースボード１の各スロット５には無線タグリーダ側通信コイル９が設けられている。また、各スロット５に挿入されるモジュール３の背面には、無線タグ１３が設けられている。この無線タグ１３は、ＩＣタグ、ＩＤタグ、ＲＦタグ、電子タグ、トランスポンダ、データキャリア等とも呼ばれ、非接触式でＲＦ（Radio Frequency）信号を受信して半導体メモリ等の電子回路に記録されたデータを読み出したり、あるいはデータを書き込み可能なＲＦ−ＩＤ（Radio Frequency IDentification）技術を用いたタグである。
【００２４】
無線タグ１３は、図５で示すように、薄い矩形状の基板１３ａと、基板１３ａの各辺に沿って螺旋状に配線されたアンテナコイル１３ｂと、アンテナコイル１３ｂに接続され、アンテナコイル１３ｂの内側に配置された半導体チップ１３ｃとを備える。基板１３ａは、例えば厚みが０．２ｍｍの樹脂シートからなり、この樹脂シート状に印刷又はエッチングによりアンテナコイル１３ｂが形成される。半導体チップ１３ｃは、アンテナコイル１３ｂとで共振回路を形成するコンデンサや、受信回路を復調する復調回路、受信データを処理する処理回路、ＩＤや受信データを記憶する半導体メモリからなる。応答信号は、無線タグリーダ／ライタ１５からの応答要求に基づいて生成される。
【００２５】
通信コイル９は無線タグリーダ／ライタ１５のヘッド部１５ａを構成するものであり、同じく図５で示すように、基板９ａと、基板９ａ上に螺旋状に配線されたアンテナコイル９ｂとを含む。
【００２６】
無線タグリーダ／ライタ１５は、図６で示すように、非接触通信により無線タグ１３と交信して読み取り／書き込みを行う通信コイル９からなるヘッド部１５ａと、このヘッド部１５ａを制御するコントローラ部１５ｂと、を有する。無線タグリーダ／ライタ１５は、搬送波をベースバンド信号としてデジタル信号により変調して送出し、無線タグ１３からの応答信号を受信する機器である。搬送波のベースバンド信号に基づく変調には、搬送波の振幅を変化させるＡＳＫ（Amplitude Shift Keying：位相シフトキーイング）変調や、周波数を変化させるＦＳＫ（Frequency Shift Keying）変調、位相を変化させるＰＳＫ（Phase Shift Keying）変調がある。
【００２７】
無線タグリーダ／ライタ１５のコントローラ部１５ｂの詳細説明は略するが、コントローラ部１５ｂは、例えば、１３．５６ＭＨｚのＲＦ信号を、搬送波として出力する。この搬送波を、電力増幅し、ＡＳＫ変調すると共に、ＬＰＦによって高調波成分を除去して、ＬＣ共振回路を介して、無線タグ１３に送信するようになっている。このＬＣ共振回路が備えるコイルがヘッド部１５ａとしての通信コイル９として作用する。この変調信号は、ＬＣ共振回路を介して無線タグ１３のアンテナコイル１３ｂに送出される。また無線タグ１３の応答信号はアンテナコイル１３ｂから通信コイル９を含む無線タグリーダ／ライタ１５のヘッド部１５ａによって受信され、コントローラ部１５ｂで復調され、無線タグ１３からの応答信号の受信を判別するようになっている。
【００２８】
無線タグ１３は、無線タグリーダ／ライタ１５からの信号を受信し、動作に必要な電力を生成すると共に、受信データをメモリに書き込んだり、受信データに基づいてメモリからデータを読み出す動作を行っている。このメモリ内には、無線タグ１３を識別するための識別情報として、例えばＩ／Ｏモジュール３ｂ等の各種モジュール３の種別情報等が格納されている。具体的には、メーカーコードや製品コード、シリアルナンバーなどがＩＤとして格納される。したがって、無線タグリーダ／ライタ１５は、無線タグ１３からそのＩＤを読み取ることによって、無線タグ１３が取り付けられているモジュール３を識別することができる。
【００２９】
無線タグリーダ／ライタ１５は、無線タグ１３に対してヘッド部１５ａである通信コイル９を介して応答要求信号を送信して、無線タグ１３からの応答信号を受信する動作を行っている。この無線タグリーダ／ライタ１５は、ＩＳＯ規格に基づく無線タグリーダ／ライタでよく、近傍読取型装置が好ましい。
【００３０】
図７を参照してプログラマブルコントローラ全体の構成を説明すると、ベースボード１にモジュール３が収納された状態で、ＣＰＵモジュール３ａはプログラマブルコントローラバス１７を介してＩ／Ｏモジュール３ｂに接続されている。ＣＰＵモジュール３ａは、ＣＰＵ１９、システムプログラムメモリ２１、ユーザプログラムメモリ２３、ワークメモリ２５、無線タグリーダ／ライタ１５のコントローラ部１５ｂを有する。ＣＰＵモジュール３ａは、システムプログラムメモリ２１に予め格納されているシステムプログラムを基層のプログラムとして動作する。ＣＰＵモジュール３ａは、シーケンスプログラムなどのユーザプログラムを後述するユーザプログラムメモリ２３に格納した後で、ユーザプログラムメモリ２３に格納されているシーケンスプログラムを演算実行して、外部の制御対象機器の自動シーケンス制御を行う。ＣＰＵ１９は、システムプログラムメモリ２１に格納されているシステムプログラムに基づいて、ＣＰＵモジュール３ａ内の各構成部の動作制御を行うとともに、ユーザプログラムメモリ２３に格納されているシーケンスプログラムの実行や停止などの制御、ならびに本実施形態に係るベースボード１内のＩ／Ｏモジュールの自動認識処理を行う。
【００３１】
以下、その自動認識処理を説明すると、ＣＰＵモジュール３ａ内のＣＰＵ１９は、無線タグリーダ／ライタ１５のコントローラ部１５ｂに無線タグ１３との交信開始を指示する。コントローラ部１５ｂは、ヘッド部１５ａを駆動し、通信コイル９から無線タグ１３に信号を送信する。Ｉ／Ｏモジュール３ｂが装着されていない場合、そのＩ／Ｏモジュール３ｂに対応する無線タグリーダヘッド部１５ａは信号を送信しても送信先のＩ／Ｏモジュール３ｂが装着されていないので、応答信号を受信できない。ベースボード１にＩ／Ｏモジュール３ｂが装着してある場合、そのＩ／Ｏモジュール３ｂに取り付けてある無線タグ１３は、この信号の受信に応答し、その応答信号を無線タグリーダヘッド部１５ａに送信する。この応答信号には、無線タグ１３を取り付けたＩ／Ｏモジュール３ｂの種別情報等を含む。
【００３２】
無線タグリーダ／ライタコントローラ部１５ｂは、ヘッド部１５ａにより無線タグ１３から読み取ったデータをＣＰＵ１９に送る。ＣＰＵ１９は、このデータにより制御を行う。したがって、ＣＰＵモジュール３ａは、ＣＰＵ１９により、無線タグリーダ／ライタ１５に無線タグ１３との交信開始を指示させるだけで、無線タグリーダ／ライタ１５が無線タグ１３からデータを読み取ってＩ／Ｏモジュール３ｂが接続されているかどうか、また、どのようなＩ／Ｏモジュール３ｂが接続されているかを自動認識することができ、この自動認識によりシーケンス制御を行うことができる。
【００３３】
以上説明したように、本実施の形態では、ベースボード１内のスロット５に、このスロット５に装着されたＩ／Ｏモジュール３ｂが備える無線タグ１３に記録された情報を読み取ってＩ／Ｏモジュール３ｂを認識することが可能な通信コイル９が設けられているので、ベースボード１のスロット５にＩ／Ｏモジュール３ｂを装着するだけで、それに設けてある無線タグ１３に記録された情報が、スロット５内の通信コイル９から無線タグリーダ／ライタ１５のコントローラ部１５ｂにより読み取られて認識されるから、ＣＰＵモジュール３ａ側にその無線タグリーダ／ライタ１５が読み取った情報、例えばベースボード１のスロット５にＩ／Ｏモジュール３ｂが装着されていること、どのようなＩ／Ｏモジュール３ｂが装着されているかなどの情報を伝送することで、ＣＰＵモジュール３ａはその情報からシーケンス制御を行うことができるようになる。
【００３４】
その結果、本実施の形態では、従来のようにベースボード１のスロット５の数だけ、Ｉ／Ｏモジュール３ｂが装着されていても装着されていなくても、すべてのスロット５に対してＩ／Ｏモジュール３ｂが接続されているかどうか、また、どのようなＩ／Ｏモジュール３ｂが接続されているのかをスキャンする必要がなくなり、制御動作を高速化できるようになる。
【符号の説明】
【００３５】
１  ベースボード
３  モジュール
５  スロット
７  コネクタ
９  通信コイル
１１  コネクタ
１３  無線タグ
【図１】
2011008497.tif 000003
【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】
2011008497.tif 000009
【図８】
2011008497.tif 000010
【図９】
2011008497.tif 000011
【図１０】
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