(57)【要約】【課題】制御装置の不揮発性メモリの書き換えにおいて制御装置からの不正出力を防止する機構を有し、ボイラ等の制御装置として好適に使用することができる制御装置を提供する。【解決手段】本発明に係る制御装置100は、機器を制御するプログラムを記憶している書き換え可能な不揮発性メモリ15を備えたマイクロコンピュータ10と、機器への制御信号を出力する出力部27と、この出力部27の機器制御用電源25とを有する制御装置であって、機器制御用電源25から出力部27への給電配線26は、制御装置側第一コネクタ31を介しており、機器制御用電源25から出力部27への給電は、制御装置側第一コネクタ31が通電コネクタ32と結合することで可能となる一方、不揮発性メモリ15の書き換えは、通電コネクタ32を制御装置側第一コネクタ31から取り外し、外部ライタ40のライタ側第一コネクタ44を制御装置側第一コネクタへ結合することで可能となるものである。【選択図】図２
2008210067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器を制御するプログラムを記憶している書き換え可能な不揮発性メモリを備えたマイクロコンピュータと、前記機器への制御信号を出力する出力部と、この出力部の機器制御用電源とを有する制御装置であって、前記機器制御用電源から前記出力部への給電配線は、制御装置側第一コネクタを介しており、前記機器制御用電源から前記出力部への給電は、前記制御装置側第一コネクタが通電コネクタと結合することで可能となる一方、前記不揮発性メモリの書き換えは、前記通電コネクタを前記制御装置側第一コネクタから取り外し、外部ライタのライタ側第一コネクタを前記制御装置側第一コネクタへ結合することで可能となることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記外部ライタのライタ側第二コネクタと結合し、前記不揮発性メモリの書換信号を受け入れる制御装置側第二コネクタを備え、前記不揮発性メモリの書き換えは、前記制御装置側第一コネクタと結合させた前記ライタ側第一コネクタを介して前記外部ライタから書換モードであることを指示する書換モード信号を前記マイクロコンピュータへ送るとともに、前記制御装置側第二コネクタと結合させた前記ライタ側第二コネクタを介して前記外部ライタからの書換信号を前記不揮発性メモリへ送ることで可能となることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記不揮発性メモリの書き換えは、前記制御装置側第一コネクタと結合させた前記ライタ側第一コネクタを介して前記外部ライタから書換モードであることを指示する書換モード信号を前記マイクロコンピュータへ送るとともに、前記ライタ側第一コネクタを介して前記外部ライタからの書換信号を前記不揮発性メモリへ送ることで可能となることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
前記機器は、ボイラであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不揮発性メモリとマイクロコンピュータを有する制御装置に係り、不揮発性メモリの書き換えを安全に行う機構を有し、ボイラ等の制御装置として好適に使用することができる制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子技術の進展により種々の機械、産業分野にマイクロコンピュータを利用した電子制御装置が広く用いられている。このような電子装置において、使用条件や季節的条件による制御方法の変更、あるいは制御技術の改善等は、マイクロコンピュータに内蔵した書き換え可能な不揮発性メモリに制御プログラムを記憶させ、その不揮発性メモリの制御プログラムの書き換えを必要に応じて行うことによってなされている。
【０００３】
この不揮発性メモリの書き換えについては、書換作業中の電源遮断、書換データ送信中の通信障害、書換データを記録したデータファイルの欠陥、ホストコンピュータのハングアップ等種々の原因により適正に行われない場合があり、書き換えを安全に行うために種々の提案が成されている。例えば、特許文献１に、データの書き込み・消去を電気的に行うことが可能なメモリと、このメモリにデータを書き込み又は消去する制御手段とを本体に備え、この本体に取り付けられ外部から情報を入力するための外部コネクタに前記データの書き込み・消去を許可する信号を入力する信号ピンを備えた携帯型電子機器が提案されている。そして、外部コネクタを装着しない限りメモリにデータの書き込み又は消去ができないことが開示されている。
【０００４】
特許文献２に、データの書き込みや消去を電気的に行なえるメモリと、このメモリにデータを書き込むマイクロプロセッサとを本体に備え、この本体に取り付けられた外部コネクタの端子に、前記データの書き込みや消去を行なうための電源ラインを接続した電子装置が提案されている。そして、この発明により、従来の電子装置のように、フラッシュメモリにデータの書き込みや消去を行なうためのプログラム用電源電圧Vpp、およびマイクロプロセッサやフラッシュメモリの動作電源電圧Vccが本体内の電源部により供給されていないので、フラッシュメモリの書き換え時にプログラム用電源電圧Vppがフラッシュメモリに負荷され不用意にフラッシュメモリの書き換えが行われるのを防止できることが開示されている。
【０００５】
また、特許文献３に、農作業車両の制御を行うコントローラについて、フラッシュメモリの書き換えを安全に行うことができるコントローラが開示されている。すなわち、通常時はコントローラ側の書き込み用コネクタに保護コネクタが装着されており、フラッシュメモリの書き換えは、その保護コネクタを取り外して書き込み装置側のコネクタを装着することによって行われることが開示されている。また、この書き込み時には農作業車両の制御を行うソレノイドへの出力が切断されることが開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平09-218826号公報
【特許文献２】特開平07-114797号公報
【特許文献３】特開平11-15508号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような従来の制御装置においては、書き換えが正常に行われなかった場合、あるいは書き変え作業中にマイクロコンピュータから不用意な出力がされた場合に、機器が作動して安全を害するようなおそれが確実に排除されているとはいえない。すなわち、特許文献１に提案された制御装置においては、外部コネクタの脱着によりメモリのデータの書き込み又は消去は確実にできるが、機器の不用意な作動が確実に防止されているとはいえない。特許文献２に提案された制御装置においても、内蔵されたプログラム用電源電圧Vppに影響されずに安全にメモリ書き換えができるといっても、同様に機器の不用意な作動が確実に防止されているとはいえない。
【０００８】
特許文献３に開示された制御装置においては、書き込み時には農作業車両の制御を行うソレノイドへの出力が切断されるようになっているが、不正な書き込みによりマイクロコンピュータが暴走する場合にはソレノイドへ不用意な出力がなされるおそれがある。
【０００９】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み、不揮発性メモリの書き換えを安全に行うことができる、すなわち、制御装置の不揮発性メモリの書き換えにおいて制御装置からの不正出力を防止する機構を有し、ボイラ等の制御装置として好適に使用することができる制御装置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】
【００１０】
本発明に係る制御装置は、機器を制御するプログラムを記憶している書き換え可能な不揮発性メモリを備えたマイクロコンピュータと、前記機器への制御信号を出力する出力部と、この出力部の機器制御用電源とを有する制御装置であって、前記機器制御用電源から前記出力部への給電配線は、制御装置側第一コネクタを介しており、前記機器制御用電源から前記出力部への給電は、前記制御装置側第一コネクタが通電コネクタと結合することで可能となる一方、前記不揮発性メモリの書き換えは、前記通電コネクタを前記制御装置側第一コネクタから取り外し、外部ライタのライタ側第一コネクタを前記制御装置側第一コネクタへ結合することで可能となるものである。
【００１１】
上記発明において、前記外部ライタのライタ側第二コネクタと結合し、前記不揮発性メモリの書換信号を受け入れる制御装置側第二コネクタを備え、前記不揮発性メモリの書き換えは、前記制御装置側第一コネクタと結合させた前記ライタ側第一コネクタを介して前記外部ライタから書換モードであることを指示する書換モード信号を前記マイクロコンピュータへ送るとともに、前記制御装置側第二コネクタと結合させた前記ライタ側第二コネクタを介して前記外部ライタからの書換信号を前記不揮発性メモリへ送ることで可能となるようになっているのがよい。
【００１２】
また、前記不揮発性メモリの書き換えは、前記制御装置側第一コネクタと結合させた前記ライタ側第一コネクタを介して前記外部ライタから書換モードであることを指示する書換モード信号を前記マイクロコンピュータへ送るとともに、前記ライタ側第一コネクタを介して前記外部ライタからの書換信号を前記不揮発性メモリへ送ることで可能となるようになっているのがよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る制御装置によれば、不揮発性メモリの書き換え作業中には制御装置から不用意な出力がされるということがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を基に説明する。図１は本発明に係る制御装置の構成を示す模式図である。また、図１は、本制御装置の通常使用状態を表している。本制御装置100は、図１に示すように、機器の制御を行うための出力部27に出力電流（出力信号）を供給する機器制御用電源25と、マイクロコンピュータ10を作動させるＣＰＵ電源21の２つを有する。機器制御用電源25の電圧は、例えば12Ｖとし、ＣＰＵ電源21の電圧は5Ｖとすることができる。
【００１５】
出力部27に出力される出力電流は、機器制御用電源25から制御装置100に設けられた制御装置側第一コネクタ31およびこれに装着された通電コネクタ32を経て出力部27に至る給電配線26によって供給されるようになっている。出力部27から出力される出力電流により機器の作動、操作が行われる。なお、マイクロコンピュータ10による機器の制御は出力制御回路16に設けられるNPNトランジスタ161へのON/OFF信号により行われる。
【００１６】
上述のように、通電コネクタ32は、通常時において制御装置側第一コネクタ31に装着されているが、制御装置側第一コネクタ31から取り外すことができる。通電コネクタ32が制御装置側第一コネクタ31から取り外されると出力部27に給電されなくなる。
【００１７】
マイクロコンピュータ10は、制御プログラムを記憶する不揮発性メモリ15を有しており、制御装置100の主要部を構成している。不揮発性メモリ15には、例えば、ボイラのダンパ装置、送風機、燃料点火装置、燃料供給装置等を制御するためのプログラムが記録されている。また、マイクロコンピュータ10は、ＣＰＵ電源21から電源回路17を通じて給電されて作動している。
【００１８】
本制御装置100には、図１に示すように、出力部27が機器制御用電源25により給電されている状況を検出するために、機器制御用電源25の電圧を分圧信号として入力する回路18が設けられている。また、制御装置側第一コネクタ31からマイクロコンピュータ10に至る書換モード信号を送るための回路19が設けられている。さらに、本制御装置100には、制御装置側第二コネクタ35が設けられ、マイクロコンピュータ10に作動用電力を供給するために制御装置側第二コネクタ35からマイクロコンピュータ10に至る回路47が設けられている。さらに、制御装置側第二コネクタ35からマイクロコンピュータ10に至る回路48が設けられ、制御装置側第二コネクタ35を介してマイクロコンピュータ10に信号または書換信号を送信することができるようになっている。回路48は、例えば、シリアル方式の伝送路とすることができる。なお、図１の状態において、上記各回路19、47、48は不通状態になっている。
【００１９】
本制御装置100において、不揮発性メモリ15の書き換えは以下のように行われる。すなわち、まず、通電コネクタ32を制御装置側第一コネクタ31から取り外す。これにより、出力部27に出力電流が供給されなくなるので、不揮発性メモリ15の書き換え中の不要な出力を確実に遮断でき、安全が確保される。この場合、出力部27に出力電流が供給されなくなったことをマイクロコンピュータ10は回線18からの信号がなくなったことで検出できるので、出力部27に出力電流が供給されなくなったことを操作者に明示するようにすることができる。
【００２０】
つぎに、不揮発性メモリ15の書き換えを行うため、図２に示すように、外部ライタ40のライタ側第一コネクタ44を制御装置側第一コネクタ31に装着し、ライタ側第二コネクタ45を制御装置側第二コネクタ35に装着する。これにより、外部ライタ40とマイクロコンピュータ10との間で信号の授受が可能になる。
【００２１】
ライタ側第一コネクタ44が制御装置側第一コネクタ31に装着されることにより、外部ライタ40から回路19を通じて、不揮発性メモリ15の書き換えが行われるようにする書換モード信号がマイクロコンピュータ10へ送信される。この書換モード信号をマイクロコンピュータ10が受信することにより不揮発性メモリ15の書き換えが可能になる。また、ＣＰＵ用電源21からマイクロコンピュータ10への給電が遮断される。
【００２２】
そして、ライタ側第二コネクタ45が制御装置側第二コネクタ35に装着されることにより、回路47を通じてマイクロコンピュータ10に所要の給電がされるようになる。回路48を通じて、外部ライタ40からマイクロコンピュータ10に書込信号を送信することができるようになり、不揮発性メモリ15の書き換えが確実に行われるようになる。
【００２３】
不揮発性メモリ15の書き換えが終了すると、不揮発性メモリ15の書き換えが正常に行われたか否かのチェックを実施し、正常であった場合に揮発性メモリ15の書き換えが正常に行われたことを表示する。操作者は、この表示を確認した後で、ライタ側第一コネクタ44およびライタ側第二コネクタ45をそれぞれ制御装置側第一コネクタ31、制御装置側第二コネクタ35から取り外し、通電コネクタ32を制御装置側第一コネクタ31に装着する。これにより、制御装置100は機器への出力を行うことができるようになる。
【００２４】
本制御装置100の不揮発性メモリ15の書き換えはこのようにして行われるので、不揮発性メモリ15の書換作業において安全性が確保される。すなわち、書換作業中の不慮の事故によるマイクロコンピュータ10の誤作動の場合、不揮発性メモリ15の書換作業中にライタ側第一コネクタ44またはライタ側第二コネクタ45が取り外された場合、あるいは、外部ライタ40がハングアップした場合においても、また、書き換えが適正に行われなかった場合においても機器が不用意に作動することがなく安全性が確保される。このような安全の確保は、ボイラの制御装置のように、爆発、人的または物的被害を与えるおそれがあるものについては重要である。
【００２５】
以上本発明に係る制御装置100について説明した。本発明に係る制御装置100は上述の実施例に限定されない。上述の例は、制御装置側第一コネクタ31と制御装置側第二コネクタ35が別置されており、制御装置100の状態を一見で識別することができるという利点があるが、このような識別が確保されていれば、図３に示すように、制御装置側第一コネクタ31と制御装置側第二コネクタ35が結合され一体になった構成にすることができる。すなわち、制御装置側第一コネクタ311は、制御装置側第一コネクタ31および制御装置側第二コネクタ35を一体にした構成になっており、ライタ側第一コネクタ441は、ライタ側第一コネクタ44およびライタ側第二コネクタ45を一体にした構成になっている。これにより、制御装置100をコンパクトにすることができる。
【００２６】
また、本例の場合は、不揮発性メモリ15を書き換えるときにＣＰＵ用電源21からマイクロコンピュータへの給電を遮断し、外部ライタ40からマイクロコンピュータ10へ給電を行うようにしたが、ＣＰＵ用電源21の安定性、安全性が確保できる場合には、マイクロコンピュータへの給電を常にＣＰＵ用電源21から行うようにすることもできる。この場合は、外部ライタ40からマイクロコンピュータ10へ給電を行う回路47を設ける必要がなくなり、また、外部ライタ40の電源装置を簡単にできる利点がある。
【実施例１】
【００２７】
ボイラの制御装置に設けた不揮発メモリの書換作業を行った。図４に、不揮発性メモリ15の書換作業を行う場合の機器の構成を示す。図４に示すように、パソコン110に接続された外部ライタ40を制御装置100に接続する。接続は、制御装置100の制御装置側第一コネクタ31に装着されていた通電コネクタ32を取り外した後、外部ライタ40のライタ側第一コネクタ44を、制御装置側第一コネクタ31に接続する。そして、外部ライタ40のライタ側第二コネクタ45を、制御装置100の制御装置側第二コネクタ35に接続する。
【００２８】
図５は、制御装置100がボイラに使用される場合の実施例の構成を示す図面である。図５に示すように、ボイラ120は、ボイラ本体121と、送風機130と、ダンパ135と、燃料供給手段140と、制御装置100を有している。また、燃料供給手段140によりボイラ本体121に供給される燃料の温度を測定する燃料温度測定装置143が設けられ、送風機130およびバンパ135を経てボイラ本体121に送風される空気の温度を測定する空気温度測定装置133が設けられている。なお、この例のボイラ本体121は、竪型ボイラの場合を示しており、バーナ125により燃料を燃焼させ、火炎126により水管123を加熱することにより水蒸気を生成するようになっている。
【００２９】
このような構成のボイラ120において、制御装置100は、燃料温度測定装置143および空気温度測定装置133からのデータを管理しており、また、送風機130、ダンパ135、燃料供給手段140等を制御している。例えば、制御装置100は、水蒸気を利用する負荷側からの信号（図示せず）、燃料温度測定装置143および空気温度測定装置133からの信号に基づき最適風量および燃料量を算出し、空気比が一定になるように送風機130を制御する。また、ボイラ起動時には、ボイラ120の停止状態から燃焼再開を行う場合に、ボイラ内に残留する排ガスを除去するプレパージ作業を行ってボイラ120を起動させる。つぎに、着火操作、低燃焼位操作、高燃焼位操作等の各作業を行ってボイラ120が運転される。これらの各操作において、制御装置100は、ダンパ135の制御を行う。このような制御装置100による各装置の制御は、不揮発性メモリ15に記憶されたプログラムによって行われる。そして、例えば、蒸気設備の改変等により負荷側の設定条件の変更があった場合に、不揮発性メモリ15の書き換えが行われる。
【００３０】
書換作業は、まず、ハードウエアバージョン・現ＲＯＭバージョン・ボイラの設定データを収集する。ここで、ＲＯＭバージョンとは、不揮発メモリ15に記憶されているデータのバージョンのことであり、ハードウエアバージョンとは、ボイラ機種識別およびソフトウェアとの互換識別データからなるもので、不揮発メモリ15とは別の不揮発メモリ（図示省略）に記憶されているものである。収集したハードウエアバージョン・現ＲＯＭバージョンデータが、外部ライタ40に備えられた対象ハードウエアバージョン・ＲＯＭバージョンデータと一致した場合に、書き換え作業を実施する。
【００３１】
つぎに、外部ライタ40から書換モード信号をマイクロコンピュータ10へ送り、マイクロコンピュータ10の動作モードを書換モードにし、この後、マイクロコンピュータ10のブートプログラムを起動する。これにより、マイクロコンピュータ10は、外部ライタ40からの信号を受け入れるようになる。ブートプログラムが起動した後、パソコン110を操作して不揮発性メモリ15にデータを書き込むプログラム（ローダプログラム）をマイクロコンピュータ10に送信する。このローダプログラムが起動中に、所要の書き換えプログラムを外部ライタ40からマイクロコンピュータ10に送信して、不揮発性メモリ15の書き換えを行う。
【００３２】
不揮発性メモリ15の書き換えが終わると、書き換えが正常に完了したとき、書き換えが正常に完了した表示がパソコン110に表される。この表示を確認後、外部ライタ40のライタ側第一コネクタ44およびライタ側第二コネクタ45を、制御装置100から取り外し、制御装置側第一コネクタ31に通電コネクタ32を装着して書換作業が完了する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る制御装置の構成を示す模式図である。
【図２】図１の制御装置において不揮発性メモリの書換作業を行う場合の説明図である。
【図３】制御装置と外部ライタとの結合コネクタの形態が異なる実施例の説明図である。
【図４】書換作業を行う場合の説明図である。
【図５】制御装置とボイラの関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
10    マイクロコンピュータ
15    不揮発性メモリ
16    出力制御回路
17    電源回路
18、19    回路
21    ＣＰＵ用電源
25    機器制御用電源
26    給電配線
27    出力部
31、311    制御装置側第一コネクタ
32    通電コネクタ
35    制御装置側第二コネクタ
40    外部ライタ
44、441    ライタ側第一コネクタ
45    ライタ側第二コネクタ
47、48    回路
100    制御装置
110    パソコン
120    ボイラ
121    ボイラ本体
123    水管
125    火炎
126    バーナ
130    送風機
133    空気温度測定装置
135    ダンパ
140    燃料供給手段
143    燃料温度測定装置
【図１】
2008210067.tif 000003
【図２】
2008210067.tif 000004
【図３】
2008210067.tif 000005
【図４】
2008210067.tif 000006
【図５】
2008210067.tif 000007