(57)【要約】【課題】フォトカプラ等の絶縁素子の必要数を大幅に削減可能として上記実装装置の規模の小型化とコストの大幅な削減化を可能とすること。【解決手段】ＣＰＵ２と、ＣＰＵとの間で信号の入力伝送および出力伝送の少なくとも一方の伝送をする複数の入／出力回路６，７と、ＣＰＵからの信号はシリアル／パラレル変換し、入／出力回路からの信号はパラレル／シリアル変換するバスＩ／Ｆ３ａ，３ｂと、ＣＰＵとバスＩ／Ｆとの間に配されて信号をシリアル伝送する信号伝送バス８ａ，８ｂと、バスＩ／Ｆと各入／出力回路との間に配されて信号をパラレル伝送する信号伝送バス９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂと、を備え、シリアル信号伝送バス８ａ，８ｂ内に、絶縁回路部２０ａ，２０ｂを設けた構成。【選択図】図１
2011193098.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＰＵと、
上記ＣＰＵとの間で信号の入力伝送および出力伝送の少なくとも一方の伝送をする複数の入／出力回路と、
ＣＰＵからの信号はシリアル／パラレル変換し、入／出力回路からの信号はパラレル／シリアル変換するバスインターフェースと、
上記ＣＰＵとバスインターフェースとの間に配されて信号をシリアル伝送する第１信号伝送バスと、
上記バスインターフェースと各入／出力回路との間に配されて信号をパラレル伝送する第２信号伝送バスと、
を備えたＰＬＣであって、
上記第１信号伝送バス内に、上記ＣＰＵと上記バスインターフェースとを電気的に絶縁する絶縁回路部を設けた、ことを特徴とするＰＬＣ。
【請求項２】
上記絶縁回路部は、フォトカプラで構成されている請求項１に記載のＰＬＣ。
【請求項３】
上記ＣＰＵとバスインターフェースとの間に配されている第１伝送バスがパラレルバス、もしくは一本化された双方向のシリアルバス、とした請求項１に記載のＰＬＣ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＰＵと入／出力回路との間の信号伝送路であるバスを電気的に絶縁した、いわゆるバス絶縁型ＰＬＣ（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】
図５を参照して従来のバス絶縁型ＰＬＣを説明する。図５は上記ＰＬＣを含むシステムを示す。このＰＬＣシステムにおいて、ＰＬＣ１００は、ＣＰＵ２と、バスＩ／Ｆ（インターフェース）３ａ，３ｂと、入力絶縁回路４と、出力絶縁回路５と、入力回路６と、出力回路７と、を有する。
【０００３】
入力回路６は、複数の入力回路部６ａ，６ｂ，…を含み、出力回路７は、複数の出力回路部７ａ，７ｂ，…を含む。
【０００４】
入力絶縁回路４は、入力回路部６ａ，６ｂ，…に個別対応するフォトカプラ等からなる絶縁回路部４ａ，４ｂ，…を含み、出力絶縁回路５は、出力回路部７ａ，７ｂ，…に個別対応するフォトカプラ等からなる絶縁回路部５ａ，５ｂ，…を含む。
【０００５】
ＣＰＵ２とバスＩ／Ｆ（インターフェース）３ａ，３ｂとは、信号入力用と出力用の各シリアルバス（ＣＰＵ側シリアル信号伝送バス）８ａ，８ｂで接続されている。バスＩ／Ｆ３ａと入力絶縁回路４内の絶縁回路部４ａ，４ｂ，…とは個別バス（入力側信号伝送バス）９ａ，９ｂ，…で接続されている。バスＩ／Ｆ３ｂと出力絶縁回路５内の絶縁回路部５ａ，５ｂ，…とは、個別バス（出力側信号伝送バス）１０ａ，１０ｂ，…で接続されている。
【０００６】
入力回路部６ａ，６ｂ，…は、その信号入力側にセンサ等の入力機器１１ａ，１１ｂ，…が、出力回路部７ａ，７ｂ，…はその信号出力側にアクチュエータ等の出力機器１２ａ，１２ｂ，…が接続される。センサ等の入力機器１１ａ，１１ｂ，…は図示略の制御装置の状態をセンシングしその情報を入力回路部６ａ，６ｂ，…の信号入力側に入力し、アクチュエータ等の出力機器１２ａ，１２ｂ，…は出力回路部７ａ，７ｂ，…の信号出力側から出力される出力に応答して制御装置を駆動する。
【０００７】
入力回路６の各入力回路部６ａ，６ｂ，…から入力絶縁回路４の各絶縁回路部４ａ，４ｂ，…を介してバスＩ／Ｆ３ａにはセンサ等の各入力機器１１ａ，１１ｂ，…それぞれの状態を示す入力信号が入力され、各入力信号はバスＩ／Ｆ３ａでシリアルに変換されて信号伝送バス８ａ上をＣＰＵ２に向けて伝送される。
【０００８】
一方、ＣＰＵ２からのシリアル信号はバスＩ／Ｆ３ｂでシリアル／パラレル変換され、この変換された各出力信号は出力絶縁回路５の各絶縁回路部５ａ，５ｂ，…を介して出力回路７の各出力回路部７ａ，７ｂ，…に伝送され、出力機器１２ａ，１２ｂ，…に出力される。
【０００９】
なお、上記フォトカプラを用いたＰＬＣの特許文献を下記に挙げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−１８１０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記ＰＬＣシステムにおいては、入力回路６の各入力回路部６ａ，６ｂ，…や、出力回路７の各出力回路部７ａ，７ｂ，…の数が増加すれば、それだけ、入力回路絶縁回路４や出力絶縁回路５それぞれの絶縁回路部数が増加し、これら絶縁回路部を構成するフォトカプラ等の数が増加し、それらを実装する基板やユニット等の実装装置の規模が大型化し、また、コストも増加する。
【００１２】
したがって、本発明では、上記フォトカプラの必要数を大幅に削減可能として上記実装装置の規模の小型化とコストの大幅な削減化を可能とすることを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によるバス絶縁型ＰＬＣは、ＣＰＵと、上記ＣＰＵとの間で信号の入力伝送および出力伝送の少なくとも一方の伝送をする複数の入／出力回路と、ＣＰＵからの信号はシリアル／パラレル変換し、入／出力回路からの信号はパラレル／シリアル変換するバスインターフェースと、上記ＣＰＵとバスインターフェースとの間に配されて信号をシリアル伝送する第１信号伝送バスと、上記バスインターフェースと各入／出力回路との間に配されて信号をパラレル伝送する第２信号伝送バスと、を備えたＰＬＣであって、上記第１信号伝送バス内に、上記ＣＰＵと上記バスインターフェースとを電気的に絶縁する絶縁回路部を設けたことを特徴とする。
【００１４】
上記入／出力回路は入力回路、出力回路、入力と出力兼用の回路を含む。
【００１５】
好ましくは、上記絶縁回路部は、フォトカプラで構成されているを含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、フォトカプラ等からなる絶縁回路部がＣＰＵとバスＩ／Ｆとの間のシリアル信号伝送バスにのみ配置されるだけであるから、シリアル信号伝送バスのバス幅分で絶縁回路部の数が済む。この信号伝送バスのバス幅は、例えば信号入力のみあるいは信号出力のみであれば、１ビットとなり、絶縁回路部個数は１つで済み、入／出力回路が複数であっても、各入／出力回路ごとに絶縁回路部を設ける必要がなくなり、絶縁回路部数が大幅に削減化され、これにより、実装装置の規模の小型化とコストの大幅な削減化とを可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は本発明の実施の形態にかかるＰＬＣシステムを示す図である。
【図２】図２（ａ）（ｂ）は絶縁回路部の回路構成を示す図である。
【図３】図３は入力回路の回路構成を示す図である。
【図４】図４は出力回路の回路構成を示す図である。
【図５】図５は従来のＰＬＣシステムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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バス絶縁型ＰＬＣシステムを説明する。
【００１９】
図１を参照して実施の形態のバス絶縁型ＰＬＣシステムを説明する。図１において図５と対応する部分には同一の符号を付している。実施の形態のＰＬＣシステムにおいて、ＰＬＣ１は、ＣＰＵ２と、フォトカプラを含む絶縁回路部２０ａ，２０ｂと、バスＩ／Ｆ３ａ，３ｂと、入力回路６と、出力回路７とを有する。入力回路６は複数の入力回路部６ａ，６ｂ，…を含み、出力回路７は、複数の出力回路部７ａ，７ｂ，…を含む。
【００２０】
ＣＰＵ２とバスＩ／Ｆ３ａ，３ｂとは、絶縁回路部２０ａ，２０ｂを介してＣＰＵ側シリアル信号伝送バス８ａ，８ｂで接続されている。
【００２１】
バスＩ／Ｆ３ａと入力回路６内の各入力回路部６ａ，６ｂ，…とは個別バス９ａ，９ｂ，…で接続されている。バスＩ／Ｆ３ｂと出力回路７内の各出力回路部７ａ，７ｂ，…とは個別バス１０ａ，１０ｂ，…で接続されている。入力回路部６ａ，６ｂ，…はその信号入力側にセンサ等の入力機器１１ａ，１１ｂ，…が、出力回路部７ａ，７ｂ，…はその信号出力側にアクチュエータ等の出力機器１２ａ，１２ｂ，…が接続される。センサ等の入力機器１１ａ，１１ｂ，…は図示略の制御装置の状態をセンシングしその情報を入力回路部６ａ，６ｂ，…の信号入力側に入力し、アクチュエータ等の出力機器１２ａ，１２ｂ，…は出力回路部７ａ，７ｂ，…の信号出力側から出力される出力に応答して制御装置を駆動する。
【００２２】
入力回路６の各入力回路部６ａ，６ｂ，…からセンサ等の各入力機器１１ａ，１１ｂ，…それぞれの状態を示す入力信号は信号伝送バス９ａ，９ｂ，…を伝送されたうえでバスＩ／Ｆ３ａに入力されると共にこれら各入力信号はバスＩ／Ｆ３ａでシリアルに変換されてシリアル信号伝送バス８ａ上をＣＰＵ２に向けて伝送される。
【００２３】
また、ＣＰＵ２からのシリアル信号はシリアル信号伝送バス８ｂ上を伝送されると共にバスＩ／Ｆ３ｂでシリアル／パラレル変換され、この変換された各出力信号は信号伝送バス１０ａ，１０ｂ，…を伝送されて出力回路７の各出力回路部７ａ，７ｂ，…に伝送され、出力機器１２ａ，１２ｂ，…に出力される。
【００２４】
以上の構成において本実施の形態では、バスＩ／Ｆ３ａ，３ｂと入力回路６内の各入力回路部６ａ，６ｂ，…、出力回路７内の各出力回路部７ａ，７ｂ，…とを、入力回路部６ａ，６ｂ，…と出力回路部７ａ，７ｂ，…それぞれの回路数に対応した絶縁回路部を介して接続せずに直接接続する一方で、上記したようにＣＰＵ２とバスＩ／Ｆ３ａ，３ｂとを、絶縁回路部２０ａ，２０ｂを介してＣＰＵ側シリアル信号伝送バス８ａ，８ｂで接続したことに特徴を有する。
【００２５】
絶縁回路部２０ａは、図２（ａ）で示すように、バスＩ／Ｆ３ａと直流電源＋Ｖｃｃとの間に抵抗Ｒ１と発光ダイオードＬＥＤ１とを直列に接続すると共に、この発光ダイオードＬＥＤ１と共にフォトカプラを構成する受光トランジスタＴＲ１を含み、この受光トランジスタＴＲ１のエミッタを接地すると共に、コレクタをシリアル信号伝送バス８ａを介してＣＰＵ２に接続した構成となっている。
【００２６】
絶縁回路部２０ｂは、図２（ｂ）で示すように、発光ダイオードＬＥＤ２をＣＰＵ２と直流電源＋Ｖｄｄとの間に抵抗Ｒ２を介して接続すると共に、この発光ダイオードＬＥＤ２とはフォトカプラを構成する受光トランジスタＴＲ２のエミッタを接地すると共に、そのコレクタを直流電源＋Ｖｃｃには抵抗Ｒ３を介して、バスＩ／Ｆ３ｂには直接、接続した構成となっている。
【００２７】
入力回路６ａ，６ｂ，…は、図３で示すように、抵抗Ｒ４−Ｒ６と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、を含むフィルタ回路と、バッファＢＦとを具備した構成となっている。この入力回路６ａ，６ｂ，…にはフォトカプラが含まれていない。
【００２８】
出力回路７ａ，７ｂ，…は、図４で示すように、出力トランジスタＴＲ３と、この出力トランジスタＴＲ３のベース・エミッタ間に接続された抵抗Ｒ７と、バスＩ／Ｆ３ｂとＴＲ３のベース間に接続された抵抗Ｒ８と、そのコレクタ・エミッタ間に接続されたツェナーダイオードＤ１とを含む構成となっている。この出力回路７ａ，７ｂ，…にはフォトカプラが含まれていない。
【００２９】
上記実施の形態では、入力回路６、出力回路７を設けた例を示すが、入力と出力とを兼用するタイプの回路も含む。
【００３０】
本実施の形態のＰＬＣシステムにおいては、フォトカプラ等からなる絶縁回路部２０ａ，２０ｂがＣＰＵ２とバスＩ／Ｆ３ａ，３ｂとの間のシリアル信号伝送バス８ａ，８ｂにのみ配置されるだけであるから、シリアル信号伝送バス８ａ，８ｂのバス幅分に対応する数で絶縁回路部２０ａ，２０ｂを設けることができる。そして実施の形態でのシリアル信号伝送バス８ａ，８ｂのバス幅は、信号入力と信号出力の伝送のバスであるから、共に、１ビットとなり、絶縁回路部の個数は２つで済むこととなる。
【００３１】
したがって本実施の形態では、入力回路部や出力回路部が多数であっても、各入力回路ごとや、各出力回路ごとにフォトカプラを含む絶縁回路部を設ける必要がなくなり、絶縁回路部数の大幅削減化が可能となり、それの実装装置の規模の小型化とコストの大幅な削減化とを可能とすることができる。
【００３２】
なお、ＣＰＵ２とバスＩ／Ｆ３ａ間のシリアル信号伝送バス８ａ、８ｂはシリアルバスに限らず、パラレルバスでもかまわないし、シリアル信号伝送バス８ａ，８ｂを一本化した双方向シリアルバスでもかまわない。
【符号の説明】
【００３３】
１  バス絶縁型ＰＬＣ
２  ＣＰＵ
３ａ，３ｂ  バスＩ／Ｆ
６  入力回路
６ａ，６ｂ  入力回路部
７  出力回路
７ａ，７ｂ  出力回路部
８ａ，８ｂ  シリアル信号伝送バス
９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂ  信号伝送バス
１１ａ，１１ｂ  入力機器
１２ａ，１２ｂ  出力機器
２０ａ，２０ｂ  絶縁回路部
【図１】
2011193098.tif 000003
【図２】
2011193098.tif 000004
【図３】
2011193098.tif 000005
【図４】
2011193098.tif 000006
【図５】
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