(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プログラマブルロジックコントローラに対して信号伝送するデータコンバータであって、
オーバーサンプリング技術を用いて、前記プログラマブルロジックコントローラと通信する１通信周期内で、センサが検出したデータに対して複数回のサンプリングを行うサンプリング手段と、
前記プログラマブルロジックコントローラの制御情報に基づき、統計データの種類を設定する設定手段と、
前記通信周期内の複数のサンプリングデータを統計して、前記設定手段で設定された種類の前記統計データを得る処理手段と、
前記通信周期に達する時、前記統計データを前記プログラマブルロジックコントローラに送信する伝送手段と、を含むことを特徴とするデータコンバータ。
【請求項２】
前記統計データのデータ量は前記複数のサンプリングデータのデータ量より小さい請求項１に記載のデータコンバータ。
【請求項３】
前記統計データは前記複数のサンプリングデータの最大値、最小値、平均値のうちの少なくとも一つ又は複数を含む請求項１に記載のデータコンバータ。
【請求項４】
プログラマブルロジックコントローラと通信するデータコンバータに用いられる信号伝送方法であって、
前記データコンバータは、オーバーサンプリング技術を用いて前記プログラマブルロジックコントローラと通信する１通信周期内で、センサが検出したデータに対して複数回のサンプリングを行うステップと、
前記データコンバータは、前記プログラマブルロジックコントローラの制御情報に基づき、統計データの種類を設定するステップと、
前記データコンバータは、前記通信周期内の複数のサンプリングデータを統計して、前記統計データの種類を設定するステップで設定された前記統計データを得るステップと、
前記データコンバータは、前記通信周期に達する時、前記統計データを前記プログラマブルロジックコントローラに送信するステップと、を含むことを特徴とする信号伝送方法。
【請求項５】
前記統計データのデータ量は前記複数のサンプリングデータのデータ量より小さい請求項４に記載の信号伝送方法。
【請求項６】
前記統計データは前記複数のサンプリングデータの最大値、最小値、平均値のうちの少なくとも一つ又は複数を含む請求項４に記載の信号伝送方法。
【請求項７】
データコンバータと、プログラマブルロジックコントローラと、を含み、前記データコンバータは前記プログラマブルロジックコントローラと通信する信号伝送システムであって、
前記データコンバータは、オーバーサンプリング技術を用いて前記プログラマブルロジックコントローラと通信する１通信周期内で、センサが検出したデータに対して複数回のサンプリングを行い、前記プログラマブルロジックコントローラの制御情報に基づいて統計データの種類を設定し、前記通信周期内の複数のサンプリングデータを統計して、前記設定された種類の前記統計データを得て、前記通信周期に達する時、前記統計データを前記プログラマブルロジックコントローラに送信し、
前記プログラマブルロジックコントローラは前記データコンバータが送信した前記統計データを受信することを特徴とする信号伝送システム。
【請求項８】
センサと、データコンバータと、プログラマブルロジックコントローラと、を含み、前記データコンバータはそれぞれ前記センサ及び前記プログラマブルロジックコントローラと通信する信号伝送システムであって、
前記センサはデータ検出を行い、
前記データコンバータは、オーバーサンプリング技術を用いて前記プログラマブルロジックコントローラと通信する１通信周期内で、前記センサが検出したデータに対して複数回のサンプリングを行い、前記プログラマブルロジックコントローラの制御情報に基づいて統計データの種類を設定し、前記通信周期内の複数のサンプリングデータを統計して、前記設定された種類の前記統計データを得て、前記通信周期に達する時、前記統計データを前記プログラマブルロジックコントローラに送信し、
前記プログラマブルロジックコントローラは前記データコンバータが送信した前記統計データを受信することを特徴とする信号伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信技術分野に関し、特にプログラマブルロジックコントローラに対して信号伝送するデータコンバータ、信号伝送方法及び信号伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現有技術において、データコンバータ（ＡＤ／ＴＳ／ＬｏａｄＣｅｌｌ等）は、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ、ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｌｏｇｉｃ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）等のコントローラと通信して、ＰＬＣに信号を伝送する。一般的な状況では、データコンバータはＰＬＣとの１通信周期（例えば、１ｍｓ）内に一回のデータサンプリングを実現しており、それから、アナログデジタル変換して、変換後のデジタル信号をＰＬＣにフィードバックする。【０００３】
データコンバータのサンプリング周期は通信周期の影響を受けることから、一旦通信周期が長くなると、データコンバータの単位時間内のサンプリング点数は対応して減少し、ユーザーは十分多くのサンプリングサンプルを得ることができなくなり、短時間内のＰＬＣの入力変化を把握することもできない。且つ、サンプリングされたデータは時間の経過とともに速くなる状況下で、１通信周期内で一回のサンプリングしか行われない場合、サンプリング結果はサンプリングされたデータのピーク又はボトムの位置に該当する可能性があり、現在のサンプリングされたデータのデータ情報に正確に反応できず、ＰＬＣの制御精度に影響する可能性がある。【０００４】
注意しなければならないこととして、上記技術背景の紹介は、本発明の技術案に対して明確で、完全な説明を行いやすくして、当業者が理解しやすいように詳述したものである。これらの案は、本発明の背景技術部分において、詳述されているだけで、上記技術案は当業者にとって公知であると認定することはできない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発明者は、データコンバータはオーバーサンプリング技術を用いて、例えば、１通信周期内で複数回のサンプリングを行って、上記課題を解決することができる。しかしながら、データコンバータが１通信周期内で複数回のサンプリングを行って、前記通信周期において毎回のサンプリング結果をフィードバックする状況下において、サンプリング密度を確保するが、毎回のサンプリング結果をフィードバックする必要があり、通信オーバーヘッドとＰＬＣの処理ストレスを増加し、したがって、サンプリング結果のフィードバック速度に影響し、ＰＬＣが正確に制御するのに不利である。同時に、データコンバータがフィードバックするのは大量の未加工の情報であることから、有用な情報を得るためには、ユーザーはＰＬＣ側で二回データ処理を行うことが必要であり、ユーザーの使用を不便にしていることがわかった。【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の実施例は、プログラマブルロジックコントローラに対して信号伝送するデータコンバータ、信号伝送方法及び信号伝送システムを提供して、データコンバータの信号のサンプリング密度を向上して、制御精度を向上でき、同時に、バスのデータ伝送量を減少させて、プログラマブルロジックコントローラの負荷を低減し、ユーザーの使用を便利にする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施例の第一の態様によると、プログラマブルロジックコントローラに対して信号伝送するデータコンバータであって、前記プログラマブルロジックコントローラと通信する１通信周期内で、センサが検出したデータに対して複数回のサンプリングを行うサンプリング手段と、前記通信周期内の複数のサンプリングデータを統計して統計データを得る処理手段と、前記通信周期に達する時、前記統計データを前記プログラマブルロジックコントローラに送信する伝送手段と、を含むデータコンバータを提供する。【０００８】
本発明の実施例の第二の態様によると、前記統計データのデータ量は前記複数のサンプリングデータのデータ量より小さい第一の態様に記載のデータコンバータを提供する。【０００９】
本発明の実施例の第三の態様によると、前記統計データは前記複数のサンプリングデータの最大値、最小値、平均値のうちの少なくとも一つ又は複数を含む第一の態様に記載のデータコンバータを提供する。【００１０】
本発明の実施例の第四の態様によると、前記プログラマブルロジックコントローラの制御情報に基づき、前記統計データの種類を設定する設定手段をさらに含む第一の態様に記載のデータコンバータを提供する。【００１１】
本発明の実施例の第五の態様によると、プログラマブルロジックコントローラと通信するデータコンバータに用いられる信号伝送方法であって、前記データコンバータは、前記プログラマブルロジックコントローラと通信する１通信周期内で、センサが検出したデータに対して複数回のサンプリングを行うステップと、前記データコンバータは、前記通信周期内の複数のサンプリングデータを統計して統計データを得るステップと、前記データコンバータは、前記通信周期に達する時、前記統計データを前記プログラマブルロジックコントローラに送信するステップと、を含む信号伝送方法を提供する。【００１２】
本発明の実施例の第六の態様によると、前記統計データのデータ量は前記複数のサンプリングデータのデータ量より小さい第五の態様に記載の信号伝送方法を提供する。【００１３】
本発明の実施例の第七の態様によると、前記統計データは前記複数のサンプリングデータの最大値、最小値、平均値のうちの少なくとも一つ又は複数を含む第五の態様に記載の信号伝送方法を提供する。【００１４】
本発明の実施例の第八の態様によると、前記データコンバータは、前記プログラマブルロジックコントローラの制御情報に基づき、前記統計データの種類を設定するステップをさらに含む第五の態様に記載の信号伝送方法を提供する。【００１５】
本発明の実施例の第九の態様によると、データコンバータと、プログラマブルロジックコントローラと、を含み、前記データコンバータは前記プログラマブルロジックコントローラと通信する信号伝送システムであって、前記データコンバータは、前記プログラマブルロジックコントローラと通信する１通信周期内で、センサが検出したデータに対して複数回のサンプリングを行い、前記通信周期内の複数のサンプリングデータを統計して統計データを得て、前記通信周期に達する時、前記統計データを前記プログラマブルロジックコントローラに送信し、前記プログラマブルロジックコントローラは前記データコンバータが送信した前記統計データを受信する信号伝送システムを提供する。【００１６】
本発明の実施例の第十の態様によると、センサと、データコンバータと、プログラマブルロジックコントローラと、を含み、前記データコンバータはそれぞれ前記センサ及び前記プログラマブルロジックコントローラと通信する信号伝送システムであって、前記センサはデータ検出を行い、前記データコンバータは、前記プログラマブルロジックコントローラと通信する１通信周期内で、前記センサが検出したデータに対して複数回のサンプリングを行い、前記通信周期内の複数のサンプリングデータを統計して統計データを得て、前記通信周期に達する時、前記統計データを前記プログラマブルロジックコントローラに送信し、前記プログラマブルロジックコントローラは前記データコンバータが送信した前記統計データを受信する信号伝送システムを提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の有益な効果は、本発明は、顕著に、信号のサンプリング密度を向上して、制御精度を向上でき、同時に、データコンバータによって自主的なデータ分析を行い、バスのデータ伝送量を減少させて、主制御手段の負荷を低減し、ユーザーの使用を便利にすることにある。【００１８】
以下の明細書及び図面を参照すると、本発明の特定の実施方式を詳細に公開して、本発明の原理は採用され得る方式を指摘している。本発明の実施方式は範囲において制限されないことを理解されなければならない。請求項に付属する精神と条項の範囲内で、発明の実施方式は多くの変更、補正及び同意義のものを含む。【００１９】
実施方式の記述及び／又は示される特徴について、同じ又は相似の方式で一つ以上のその他の実施方式において使用する、その他の実施方式における特徴と組み合わせる、又は、その他の実施方式における特徴に置換してもよい。【００２０】
強調しなければならないこととして、用語「含む／包含する」は本文で使用される時、特徴、全体、ステップ又は構成要素の存在を指すが、一つ以上のその他の特徴、全体、ステップ又は構成要素の存在又は追加を排除しない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
以下の実施例に含まれる図面は本発明の実施例をさらに理解するために用いるものであり、それは明細書の一部を構成しており、本発明の実施方式を例示して、文言の記述と共に本発明の原理を説明するのに用いられる。自明に、以下の記述中の図面は本発明の実施例にすぎず、当業者にとって、創造性の勤労を払わない前提の下、これらの図面に基づき、その他の図面を得ることもできる。【００２２】
【図１】オーバーサンプリング技術を用いたデータコンバータがＰＬＣに伝送する信号の内容の一つの模式図である。
【図２】本発明の実施例１のＰＬＣに信号伝送するデータコンバータの構成模式図である。
【図３】本発明の実施例１のデータコンバータがＰＬＣへ伝送する信号の内容の一つの模式図である。
【図４】図２に対応するＰＬＣに信号伝送する方法のフローチャート模式図である。
【図５】本発明の実施例３の信号伝送システムの構成模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図面を参照すると、以下の明細書によって、本発明の前述及びその他の特徴は明確になる。明細書及び図面において、本発明の特定の実施方式を具体的に公開しており、本発明の原則を採用できる一部の実施方式を示しており、理解しなければならないこととして、本発明は、記述された実施方式に制限されず、反対に、本発明は、請求項の範囲内に入る全ての補正、変更及び同意義のものを含む。
【００２４】
現在、データコンバータはオーバーサンプリング技術を用いて、１通信周期内に複数回のサンプリングを行い、前記通信周期において毎回のサンプリング結果をフィードバックすることができる。
【００２５】
図１はオーバーサンプリング技術を用いたデータコンバータがＰＬＣに伝送する信号の内容の一つの模式図である。図１に示すように、通信周期は１０ｍｓであると仮定すると、データコンバータのサンプリング周期は１００μｓである。オーバーサンプリング技術を用いて、データコンバータは各通信周期内に最多で１００回のサンプリングを行うことができ、この１００回のサンプリング結果をＰＬＣに伝送する。ＰＬＣはこの１００回のサンプリング結果を受信して、ユーザーはＰＬＣのラダープログラムによってこのサンプリング結果のデータ統計を完成する。
【００２６】
しかしながら、上述したように、上記方法はサンプリング結果のフィードバック速度に影響し、ＰＬＣが正確に制御するのに不利である。以下に本発明の実施例について詳細に説明する。
【００２７】
実施例１
本発明の実施例１はＰＬＣに信号伝送するデータコンバータを提供する。
【００２８】
図２は本発明の実施例１のＰＬＣに信号伝送するデータコンバータの構成模式図である。図２に示すように、このデータコンバータ１０は、サンプリング手段１０１、処理手段１０２、伝送手段１０３を含む。
【００２９】
前記データコンバータ１０はＰＬＣと通信し、サンプリング手段１０１は１通信周期内で、センサが検出したデータに対して複数回のサンプリングを行う。処理手段１０２は前記通信周期内の複数のサンプリングデータを統計して統計データを得る。伝送手段１０３は前記通信周期に達する時、処理手段１０２が統計した統計データを対応するＰＬＣに送信する。
【００３０】
本実施例において、サンプリング手段１０１は１通信周期内で、センサが検出したデータに対して複数回のサンプリングを行い、サンプリングして得られたデータをアナログデジタル変換して、デジタル信号を得る。これによって、データコンバータのサンプリング密度を向上して、制御精度を向上できる。
【００３１】
本実施例において、処理手段１０２は前記通信周期内でサンプリングして得られたデジタル信号を統計して統計データを生成する。例えば、前記複数のデジタル信号の最大値、最小値又は平均値等の情報を生成することができる。統計データのデータ量は複数のサンプリングデータのデータ量より小さい。且つ、処理手段１０２はさらに前記通信周期内でサンプリングして得られたデジタル信号に対してその他の種類のデータ統計を行ってもよく、複数のサンプリングデータによって運ばれる情報を反映できればよい。伝送手段１０３は通信周期に達する時、処理手段１０２が統計した統計データをデータコンバータ１０と通信するＰＬＣに送信する。これによって、データコンバータ１０がＰＬＣに送信するデータ量を低減させる。
【００３２】
本実施例において、データコンバータ１０は、１通信周期内で複数回のサンプリングを行って、サンプリングしたデータを統計して、ＰＬＣに統計後の統計データを送信し、これによって、データコンバータ１０とＰＬＣはバスによって通信する時、バス通信速度の要求を低減し、低コストのバスにも高いサンプリング密度の手段を兼ね備えさせることができる。同時に、ＰＬＣは大量の情報を処理する必要は無く、ＰＬＣにさらに多くの処理時間を残し、制御周期を短縮する。且つ、ユーザーはデータコンバータ１０を用いる時、精製された有用な情報を直接得ることができ、使用の便利性を向上させる。
【００３３】
図３は本発明の実施例１のデータコンバータ１０がＰＬＣへ伝送する信号の内容の一つの模式図である。図３に示すように、通信周期は１０ｍｓであると仮定すると、各通信周期内に最多で１００回のサンプリングを行うことができる。１通信周期内で、サンプリング手段１０１はセンサが検出したデータに対して１００回のサンプリングを行い、データＤａｔａ１〜Ｄａｔａ１００を得る。処理手段１０２はこの１００回のサンプリングデータに対してデータ統計を行う。例えば、この１００回のサンプリングデータの最大値ＭＡＸ、最小値ＭＩＮ及び平均値Ａｖｅｒａｇｅ等の統計情報を生成し、一般的には、サンプリングデータの代表情報に反応するのに５つ程度の統計データを必要とする。伝送手段１０３は処理手段１０２が統計して得た５つ程度の統計データをＰＬＣに送信する。
【００３４】
注意しなければならないこととして、上述は、最大値、最小値及び平均値を例として統計データを模式的に説明したにすぎず、本発明はこれに制限されず、例えば、分散等のその他の統計値であってもよく、実際の状況に応じて具体的な統計の種類を確定してもよい。
【００３５】
本実施例の別の実施方式において、図２に示すように、データコンバータ１０は設定手段１０４をさらに含んでもよい。前記設定手段１０４はＰＬＣの制御情報に基づき、統計データの種類を設定する。
【００３６】
例えば、設定手段１０４はＰＬＣの制御情報に基づき、処理手段１０２がデータ統計を行う種類を設定する、例えば、データ統計の種類を１通信周期内の複数のサンプリングデータの平均値、最大値、最小値等の情報に設定する。
【００３７】
本実施例は設定手段１０４によってＰＬＣにフィードバックする統計データの種類を設定し、ユーザーは実際の状況に応じて、データコンバータ１０がフィードバックする情報をターゲットを絞って選択して、有用な情報をさらに柔軟に把握できる。
【００３８】
上述の実施例からわかるように、データコンバータは１通信周期内で、センサが検出したデータに対して複数回のサンプリングを行う。複数のサンプリングデータを統計して統計データを得る。通信周期に達する時、前記統計データをＰＬＣに送信する。これによって、制御精度を向上させるだけでなく、同時に、データコンバータによって自主的なデータ分析を行い、バスのデータ伝送量を減少させて、主制御手段の負荷を低減し、ユーザーの使用を便利にする。
【００３９】
実施例２
本発明の実施例２は、ＰＬＣと通信するデータコンバータに用いられる信号伝送方法を提供する。図４はＰＬＣに信号伝送する方法のフローチャート模式図である。図４に示すように、前記方法は、データコンバータは、ＰＬＣと通信する１通信周期内で、センサが検出したデータに対して複数回のサンプリングを行うステップ２０１と、データコンバータは、前記通信周期内の複数のサンプリングデータを統計して統計データを得るステップ２０２と、データコンバータは、前記通信周期に達する時、統計データを対応するＰＬＣに送信するステップ２０３と、を含む。
【００４０】
ステップ２０２において、データコンバータは、１通信周期内の複数のサンプリングデータを統計する時、統計して得られる統計データのデータ量は前記複数のサンプリングデータのデータ量より小さい。
【００４１】
ステップ２０２において、データコンバータは、１通信周期内の複数のサンプリングデータを統計する時、統計データの種類は、前記複数のサンプリングデータの最大値、最小値、平均値のうちの少なくとも一つ又は複数を含んでもよいが、本発明はこれに制限されず、例えば、その他の統計値であってもよい。
【００４２】
本実施例は１通信周期内でセンサが検出したデータに対して複数回のサンプリングを行い、複数のサンプリングデータをデータ統計して統計データを対応するＰＬＣに送信し、データコンバータのサンプリング密度を向上して、制御精度を向上でき、同時に、データ伝送量を減少させて、ＰＬＣ等のコントローラの負荷を低減し、ユーザーの使用を便利にする。
【００４３】
本実施例の一つ実施方式において、図４に示すように、前記方法は、データコンバータはＰＬＣの制御情報に基づき、統計データの種類を設定するステップ２０４をさらに含む。
【００４４】
本実施例において、データコンバータはＰＬＣの制御情報に基づき、ＰＬＣにフィードバックする統計データの種類を設定し、ユーザーは実際の状況に応じて、データコンバータがフィードバックする情報をターゲットを絞って選択して、有用な情報をさらに柔軟に把握できる。
【００４５】
実施例３
本発明の実施例３は、実施例１に記載のデータコンバータを含んでもよい信号伝送システムを提供する。
【００４６】
図５は本発明の実施例の信号伝送システムの構成模式図である。図５に示すように、前記信号伝送システム３は、データコンバータ３１とＰＬＣ３２を含んでもよい。データコンバータ３１はＰＬＣ３２と通信し、データコンバータ３１はＰＬＣ３２と通信する１通信周期内で、センサが検出したデータに対して複数回のサンプリングを行い、前記通信周期内の複数のサンプリングデータを統計して統計データを得て、前記通信周期に達する時、統計データをＰＬＣ３２に送信する。ＰＬＣ３２はデータコンバータ３１が送信した統計データを受信する。
【００４７】
データコンバータ３１とＰＬＣ３２は回路によって直接接続（例えば、バスによって接続）されてもよく、このように接続されることで、高速で、信頼性の高いデータ伝送を行うことができる。又は、データコンバータ３１とＰＬＣ３２はゲートウェイによってネットワーク接続して、リモートデータ伝送を行うこともできる。
【００４８】
本実施例の一つ実施方式において、図５に示すように、この信号伝送システム３は、センサ３３をさらに含んでもよく、センサ３３はデータ検出を行い、例えば、温度、重量、張力等のデータを電圧又は電流信号に変換する。
【００４９】
本実施例において、図面に記述された機能ブロックの中の一つ又は複数及び／又は機能ブロックの一つ又は複数の組み合わせについて、本発明に記述された機能を実行するための汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）又はその他のプログラマブルロジックデバイス、ディスクリートゲート又はトランジスタロジックデバイス、ディスクリートハードウェアコンポーネント又はその他の任意の適切な組み合わせを実現できる。図面に記述された機能ブロックの中の一つ又は複数及び／又は機能ブロックの一つ又は複数の組み合わせについて、コンピュータデバイスの組み合わせも実現できる。例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰと通信結合する一つ又は複数のマイクロプロセッサ又はその他の任意のこのような配置がある。
【００５０】
本発明の以上の装置及び方法はハードウェアによって実現され、ハードウェアにソフトウェアを結合しても実現できる。本発明は、このようなコンピュータリーダブルプログラムに関し、該プログラムは論理部品によって実行される時、上述に記載の装置又は構成部品を該論理部品に実現させる、又は、上述に記載の各種方法又は工程を該論理部品に実現させる。本発明は、上述のプログラムを保存する記憶媒体にも関しており、例えば、ハードディスク、磁気ディスク、ＣＤ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等である。
【００５１】
以上、具体的な実施方式を結合して、本発明を記述しているが、当業者にとって、これらの記述はいずれも例示的なものであり、本発明の保護範囲を制限するものではないことは明確である。当業者は、本発明の精神と原理に基づき、本発明に対して各種変更、補正を行うことができ、これらの変更、補正も本発明の範囲内である。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
プログラマブルロジックコントローラに対して信号伝送するデータコンバータ、信号伝送方法及び信号伝送システムを提供する。
【符号の説明】
【００５３】
１０：データコンバータ
１０１：サンプリング手段
１０２：処理手段
１０３：伝送手段
１０４：設定手段
３：信号伝送システム
３１：データコンバータ
３２：ＰＬＣ
３３：センサ
【図１】
0006773140.tif 000002
【図２】
0006773140.tif 000003
【図３】
0006773140.tif 000004
【図４】
0006773140.tif 000005
【図５】
0006773140.tif 000006