(57)【要約】  【課題】  プログラマブルコントローラにおいて、バッテリー交換を不要にできる技術を提供する。  【解決手段】  装置電源がＯＦＦ状態になったとき、メモリに記憶された演算用データを、バッテリーを電源として不揮発性メモリに転送するとともに、該転送動作が完了したときに該バッテリーからの電力供給を断つ構成とする。【選択図】  図１
2005339151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷装置をシーケンス制御するプログラマブルコントローラであって、
外部からの入力データを制御プログラムにより演算する演算手段と、
上記演算に使用する演算用データを記憶するメモリと、
上記メモリから転送された演算用データを保存する不揮発性メモリと、
装置電源がＯＦＦ状態になったとき、上記メモリに記憶された上記演算用データを、バッテリーを電源として上記不揮発性メモリに転送するとともに、該転送動作が完了したときに上記バッテリーからの電力を断つ制御手段と、
を備え、装置電源が再びＯＮ状態となったとき、上記不揮発性メモリから上記演算用データを読出してシーケンス制御を行う構成とした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】
負荷装置をシーケンス制御するプログラマブルコントローラであって、
外部からの入力データを制御プログラムにより演算する演算手段と、
上記演算の結果を出力する出力手段と、
上記制御プログラムを記憶する不揮発性の第１のメモリと、
上記演算に使用する演算用データを記憶する第２のメモリと、
上記第２のメモリから転送された演算用データを保存する不揮発性の第３のメモリと、
装置電源がＯＦＦ状態の所定期間に装置に電源電力を供給するバッテリーと、
上記バッテリーからの電源電力の供給をＯＮ・ＯＦＦする切替え手段と、
装置電源がＯＦＦ状態となったとき、上記第２のメモリから上記第３のメモリへの上記演算用データの転送を制御するとともに、上記切替え手段を制御する制御手段と、
を備え、上記装置電源のＯＦＦ状態時に、上記切替え手段をＯＮ状態とし、上記バッテリーの電源電力により、上記演算用データを上記第２のメモリから上記第３のメモリに転送するとともに、該転送動作が完了したとき、上記切替え手段をＯＦＦ状態として上記バッテリーの電源電力を断つ構成としたことを特徴とするプログラマブルコントローラ。
【請求項３】
上記バッテリーは、上記装置電源がＯＦＦ状態となったとき、少なくとも上記演算手段の電源電圧が該バッテリーの電圧よりも低くなったときに、ダイオードを介し上記第３のメモリまたは上記制御手段に電源電力の供給を開始する構成である請求項２に記載のプログラマブルコントローラ。
【請求項４】
負荷装置をシーケンス制御するプログラマブルコントローラであって、
外部からの入力データを制御プログラムにより演算し該演算結果を出力する手段と、
上記制御プログラムを記憶する不揮発性の第１のメモリと、
上記演算に使用する演算用データを記憶する第２のメモリと、
上記第２のメモリから転送された演算用データを保存する不揮発性の第３のメモリと、
装置電源がＯＦＦ状態の所定期間に、放電により装置に電源電力を供給するコンデンサと、
装置電源がＯＦＦ状態となったとき、上記第２のメモリから上記第３のメモリへの上記演算用データの転送を制御するとともに、上記コンデンサを充電状態から放電状態に切替える制御手段と、
を備え、上記装置電源がＯＦＦ状態となったとき、上記コンデンサの放電による電力により、上記演算用データを上記第２のメモリから上記第３のメモリに転送する構成としたことを特徴とするプログラマブルコントローラ。
【請求項５】
上記コンデンサは、上記装置電源がＯＮ状態のときに充電される構成である請求項４に記載のプログラマブルコントローラ。
【請求項６】
負荷装置をシーケンス制御するプログラマブルコントローラであって、
使用する内部出力リレーのうち、停電記憶が必要な点数を自動的に検出し、この点数分のみを、バッテリーを電源として内部リレーのＯＮ／ＯＦＦ情報を不揮発性メモリに転送する動作をさせる回路を設け、バックアップが必要なデータ量に比例した転送時間に見合ったバッテリー消費とすることにより、バッテリーの無駄な消費を抑え、バッテリー交換を不要としたことを特徴とするプログラマブルコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷装置をシーケンス制御するプログラマブルコントローラの構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明に関連した従来技術としては、例えば、特開平８−６６１６号公報（特許文献１）や、特開２００２−７８２３３号公報（特許文献２）や、特開２００３−５８７１号公報（特許文献３）に記載されたものがある。特開平８−６６１６号公報には、データをＤＭＡ転送するとした技術が記載され、特開２００２−７８２３３号公報には、揮発性メモリに記録されている情報、補助電力供給手段によって、不揮発性メモリに退避するとした技術が記載され、特開２００３−５８７１号公報には、内部メモリに書き込まれたデータを、２次電源によってバックアップメモリに転送するとした技術が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−６６１６号公報
【０００４】
【特許文献２】特開２００２−７８２３３号公報
【特許文献３】特開２００３−５８７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術では、いずれも、停電等で装置電源がＯＦＦ状態となった場合には、バッテリー等補助電力供給手段による駆動に切替え、停電等が復帰するまで、該駆動状態を継続すると考えられる。このため、バッテリー等補助電力供給手段の消費電力が増大し、該バッテリー等の充電や交換などの頻度が高くなり、寿命も短くなるおそれがある。
本発明の課題点は、上記従来技術の状況に鑑み、プログラマブルコントローラにおいて、バッテリーをバックアップ用電源に用いる場合は、該バッテリーの消費電力を少なくしてバッテリー寿命を長くし交換不要にすることができるようにし、バッテリーを用いない場合も、停電等の装置電源ＯＦＦ状態に対応できるようにすることである。
本発明の目的は、上記課題点を解決し、プログラマブルコントローラにおいて、バッテリー交換を不要にできる技術またはバッテリーを不要にできる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題点を解決するために、本発明では、プログラマブルコントローラとして、（１）装置電源がＯＦＦ状態になったとき、メモリに記憶された演算用データを、バッテリーを電源として不揮発性メモリに転送するとともに、該転送動作が完了したときに該バッテリーからの電力供給を断つ構成とする。また、（２）装置電源がＯＦＦ状態になったとき、メモリに記憶された演算用データを、専用のコンデンサの放電電力を電源として利用し不揮発性メモリに転送する構成とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、プログラマブルコントローラにおいて、バッテリーの消費電力を少なくし、該バッテリーを交換不要にすることができる。演算用データの不揮発性メモリへの転送動作を完遂させることができ、所定量の演算用データの保存を確実に行うことができる。また、コンデンサを用いる構成では、バッテリーを不要にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の最良の実施形態につき、図面を用いて説明する。
図１〜図２は、本発明の第１の実施形態の説明図である。図１は、本発明の第１の実施形態としてのプログラマブルコントローラの構成例図、図２は、その動作説明図である。
図１において、１はプログラマブルコントローラ、２は、外部からの入力データを取込む入力回路、３は、入力回路２で取込んだ外部からの入力データを制御プログラムにより演算する演算手段としての演算回路、４は、演算回路３での演算結果を出力する出力手段としての出力回路、５は、上記演算回路３で用いる制御プログラムを記憶する不揮発性の第１のメモリとしてのプログラムメモリ、６は、上記演算回路３での演算に使用する演算用データを記憶する第２のメモリとしてのデータメモリ、７は、装置電源がＯＦＦ状態のときの所定期間に装置（プログラマブルコントローラ）に電源電力を供給するバッテリー、１５は、上記データメモリ６から転送される演算用データを保存する不揮発性の第３のメモリとしての不揮発性メモリ、１６は、上記バッテリー７からの電源電力の供給をＯＮ・ＯＦＦする切替え手段としてのラッチリレー、８は、装置電源がＯＦＦ状態となったとき、上記データメモリ６から上記不揮発性メモリ１５への上記演算用データの転送を制御するとともに、上記ラッチリレー１６を制御する制御手段としての転送制御回路、２４、２５はダイオード、２６は装置電源供給端子、１７はラッチリレー制御用信号である。
【０００９】
上記構成において、例えば商用電源から形成した装置電源がＯＮ状態にある場合は、プログラマブルコントローラ１は、入力回路２で取込んだ外部からの入力データを、演算回路３が制御プログラムにより演算し、演算結果を出力回路４から外部の負荷側に出力する。この状態においては、ラッチリレー１６はＯＦＦ状態にあるため、バッテリー７の電力は転送制御回路８や不揮発性メモリ１５には供給されない。内部出力リレーのＯＮ・ＯＦＦ情報などの演算用データはデータメモリ６に記憶される。この状態から、停電等により装置電源がＯＦＦ状態となった場合は、該装置電源のＯＦＦ後、所定の時点でラッチリレー１６が転送制御回路８により制御されてＯＮ状態となる。しかし、該ラッチリレー１６がＯＮ状態となった後も、装置電源供給端子２６からダイオード２５に印加される電圧値が、バッテリー７からダイオード２４に印加される電圧値よりも高い間は、ダイオード２４は不導通状態を維持し、このため、バッテリー７からの電源電力は転送制御回路８や不揮発性メモリ１５に供給されず、コンデンサの放電などに基づく装置電源電力が、装置電源供給端子２６、ダイオード２５を介して該転送制御回路８や不揮発性メモリ１５に供給される。その後、時間が経過して、装置電源供給端子２６からダイオード２５に印加される電圧値が、バッテリー７からダイオード２４に印加される電圧値よりも低くなると、ダイオード２４が導通状態となるため、転送制御回路８や不揮発性メモリ１５には、該バッテリー７からの電源電力が供給され、転送制御回路８は演算用データのデータメモリ６から不揮発性メモリ１５への転送動作を開始する。演算用データの転送が完了（終了）すると、転送制御回路８はラッチリレー制御用信号１７によりラッチリレー１６をＯＦＦ状態にし、バッテリー７からの電源電力の供給を断つ。その後、停電等が復旧して装置電源がＯＮ状態となると、不揮発性メモリ１５から演算用データが読み出され、演算回路３で演算が行われ、停電等により装置電源がＯＦＦ状態となる前の状態に継続したシーケンス制御が行われる。
【００１０】
図２は、図１のプログラマブルコントローラの動作説明図である。本図２の説明中で後鋳る図１の構成要素には、図１の場合と同じ符号を付して用いる。
図２において、３１は装置電源の電圧レベル、３２は、ラッチリレー１６のＯＮ・ＯＦＦのタイミング、Ａは、装置電源が停電等でＯＦＦ状態となるタイミング（時点ｔ０）、Ｂは、ラッチリレー１６がＯＮ状態となるタイミング（時点ｔ１）、Ｃは、バッテリー７がＯＮ状態（ダイオード２４を介して転送制御回路８や不揮発性メモリ１５にバッテリー電力を供給する状態）となるタイミング（時点ｔ２）、Ｄは、バッテリー７がＯＦＦ状態（ダイオード２４を介しての転送制御回路８や不揮発性メモリ１５へのバッテリー電力の供給を断つ状態）となるタイミング（時点ｔ３）を示す。タイミングＣで、転送制御回路８が起動し、演算用データをデータメモリ６から不揮発性メモリ１５に転送する。タイミングＤでは上記演算用データの転送が完了する。装置電源がタイミングＡでＯＦＦ状態となっても、コンデンサの放電等があるため、装置電源の電圧は、急激な電位降下はせずに、図のように徐々に低下する。装置電源の電圧は、タイミングＢの時点ｔ１ではまだ、ＯＮ状態時とほぼ同じ電位を保っており、バッテリー７からダイオード２４に印加される電圧よりも高いため、ラッチリレー１６がＯＮ状態とされてもダイオード２４が導通状態とならない。このため、バッテリー７の電力は転送制御回路８や不揮発性メモリ１５に供給されない。タイミングＣの時点ｔ２で、装置電源の電圧は、バッテリー７からダイオード２４に印加される電圧よりも低くなる。このため、ダイオード２４が導通状態となり、バッテリー７の電力は転送制御回路８や不揮発性メモリ１５に供給される。バッテリー７は、タイミングＣとタイミングＤとの間（時点ｔ２〜ｔ３間）でのみＯＮ状態となり電源電力の供給を行う。
【００１１】
上記本発明の第１の実施形態によれば、バッテリー７は、演算用データの転送を完了した後は電源電力の供給を断つ構成のため、バッテリー７の消費電力を少なくすることができる。このため、充電回数も少なくすることができる。長寿命化を図ることもできる。一試算結果では、バッテリー７の消費電力を従来の約１／５に低減化することができ、バッテリーの交換周期を従来の３年から約１５年とすることができ実質的にバッテリー７の交換を不要にすることができる。演算用データの不揮発性メモリ１５への転送も完遂させることができる。
【００１２】
図３は本発明の第２の実施形態としてのプログラマブルコントローラの構成例図である。本第２の実施形態では、停電時等の装置電源ＯＦＦ状態時の電源電力供給源として専用のバックアップ用コンデンサを設ける。
図３において、９はバックアップ専用のコンデンサ、１０は充電用回路、１１は制御用電源である。他の構成要素はその構成、作用とも図１の場合と同様であるとし、図１の場合と同じ符号を付した。
【００１３】
図３の構成において、例えば商用電源などから形成される装置電源がＯＮ状態にある場合は、入力回路２で取込んだ外部からの入力データを、演算回路３が制御プログラムにより演算し、演算結果を出力回路４から外部の負荷装置側に出力する。この状態においては、コンデンサ９は制御用電源１１により充電されている状態にあり、コンデンサ９から、電力は転送制御回路８や不揮発性メモリ１５には供給されない。内部出力リレーのＯＮ・ＯＦＦ情報などの演算用データはデータメモリ６に記憶される。この状態から、停電等により装置電源がＯＦＦ状態となった場合は、制御用電源１１の電圧が低下し、該制御用電源１１の電圧がコンデンサ９の電圧よりも低くなった時点で該コンデンサ９が充電状態から放電状態に切替わる。放電状態となった該コンデンサ９は、放電電力を電源電力として転送制御回路８や不揮発メモリ１５に供給する。該状態で、転送制御回路８は、演算用データのデータメモリ６から不揮発性メモリ１５への転送動作を行う。コンデンサ９は容量を大きくして、演算用データの転送が完了（終了）するまでは所定レベル以上の放電電力を転送制御回路８や不揮発メモリ１５に供給できるようになっている。その後、停電等が復旧して装置電源がＯＮ状態となると、不揮発性メモリ１５から演算用データが読み出され、演算回路３で演算が行われ、停電等により装置電源がＯＦＦ状態となる前の状態に継続したシーケンス制御が行われる。このとき、コンデンサ９は充電状態となる。
【００１４】
上記本発明の第２の実施形態によれば、バッテリーを用いない構成のため、そのための点検や交換が不要となる。装置の長寿命化を図ることもできる。演算用データの不揮発性メモリ１５への転送を完遂させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態としてのプログラマブルコントローラの構成例図である。
【図２】図１のプログラマブルコントローラの動作説明図である。
【図３】本発明の第２の実施形態としてのプログラマブルコントローラの構成例図である。
【符号の説明】
【００１６】
１…プログラマブルコントローラ、
２…入力回路、
３…演算回路、
４…出力回路、
５…プログラムメモリ、
６…データメモリ、
７…バッテリー、
８…転送制御回路、
９…コンデンサ、
１０…充電用回路、
１１…制御用電源、
１５…不揮発性メモリ、
１６…ラッチリレー、
２４、２５…ダイオード、
２６…装置電源供給端子。
【図１】
2005339151.tif 000003
【図２】
2005339151.tif 000004
【図３】
2005339151.tif 000005