(57)【要約】【課題】  外部機器の形態に対して出力又は入力インターフェース手段を標準構成とし、煩雑なプログラム処理を不要とするプログラマブルコントローラを実現する。【解決手段】  外部機器からの入力信号を、入力インターフェース手段を介して中央演算処理装置に導き、その演算結果を出力インターフェース手段介して外部機器に与えるプログラマブルコントローラにおいて、  前記入力インターフェース手段又は前記出力インターフェース手段の少なくともいずれかに実装された複数の信号生成モジュールを備える。【選択図】                    図１
2005173870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部機器からの入力信号を、入力インターフェース手段を介して中央演算処理装置に導き、その演算結果を出力インターフェース手段を介して外部機器に与えるプログラマブルコントローラにおいて、
前記入力インターフェース手段又は前記出力インターフェース手段の少なくともいずれかに実装された複数の信号生成モジュールを備え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】
前記出力インターフェース手段に実装された複数の信号生成モジュールは、２値出力信号を生成する第１出力生成モジュール及びパルス出力信号を生成する第２出力生成モジュールであ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】
前記第１出力生成モジュールと前記第２出力生成モジュールの出力信号を、指令により切り替える出力切り替え手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載のプログラマブルコントローラ。
【請求項４】
前記２値出力信号と前記パルス出力信号には優先順位が付与され、前記出力切り替え手段は通常状態では優先順位の低い出力信号を選択し、指令により優先順位の高い出力信号を選択することを特徴とする請求項３に記載のプログラマブルコントローラ。
【請求項５】
前記切り替え手段への指令は、前記中央演算処理装置からのローカル操作信号又はネットワークを介したリモート操作信号の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項３又は４に記載のプログラマブルコントローラ。
【請求項６】
前記入力インターフェース手段に実装された複数の信号生成モジュールは、２値入力信号を生成する第１入力生成モジュール及びパルス入力信号を生成する第２入力生成モジュールであ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７】
前記入力インターフェース手段又は前記出力インターフェース手段に実装された複数の信号生成モジュールは、ＡＳＩＣ化されて実装されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の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、外部機器からの入力信号を、入力インターフェース手段を介して中央演算処理装置に導き、その処理結果を出力インターフェース手段を介して外部機器に与えるプログラマブルコントローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来のプログラマブルコントローラの一般的構成を示す機能ブロック図である。ブロック１はプログラマブルコントローラ領域であり、１１は外部機器２からの入力信号Ｓｉｎを受ける入力端子、１２は外部機器３に出力信号Ｓｏｕｔを与える出力端子である。
【０００３】
１３は入力インターフェース手段であり、信号Ｓｉｎをディジタル処理した信号Ｄｉｎを中央演算処理装置１４に導く。中央演算処理装置１４は、マイクロプロセッサで実現され、制御プログラム１５で演算処理を実行し、処理結果Ｄｏｕｔを出力する。
【０００４】
１６は出力インターフェース手段であり、中央演算処理装置１４からの処理結果Ｄｏｕｔに基づき、外部機器３の形態に整合する出力信号Ｓｏｕｔに生成して出力端子１２に与える。この出力インターフェース手段１６は、出力信号処理手段１６ａと出力信号生成手段１６ｂよりなる。
【０００５】
出力信号処理手段１６ａは、マイクロプロセッサ等が搭載され、中央演算処理装置１４からの処理結果Ｄｏｕｔに基づいて外部機器３の形態に整合するディジタル信号を出力する。出力信号生成手段１６ｂは、出力信号処理手段１６ａからの信号を外部機器３の仕様に合わせた電気信号（例：ディジタル値“０”ならばＤＣ０Ｖ、“１”ならばＤＣ２４Ｖ）に変換する。
【０００６】
外部機器３が警報ランプの形態であれば、出力信号Ｓｏｕｔは出力電圧のオン／オフを制御する２値信号であり、外部機器３がパルスモータであれば、出力信号Ｓｏｕｔは出力電圧のパルス周波数を制御する信号となる。
【０００７】
出力信号処理手段１６ａは、中央演算処理装置１４からの処理結果Ｄｏｕｔに基づいて外部機器３の形態に整合した出力信号（２値出力信号又はパルス出力信号）への変換処理を実行する必要があるが、出力信号生成手段１６ｂは外部機器の仕様によっては同じものが使用できる場合がある。
【０００８】
前記の警報ランプとパルスモータの例では、共に必要な電圧がＤＣ２４Ｖであり、警報ランプは２４Ｖが供給されると点灯、パルスモータは２４Ｖ／０Ｖの周波数によって回転数が変化する仕様であれば、出力信号生成手段１６ｂは共通構成にすることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来のプログラマブルコントローラでは、外部機器３の形態に合わせて出力インターフェース手段１６の機能を変更する必要があるため、次のような対応が取られる。
（１）出力インターフェース手段１６又はプログラマブルコントローラ全体を、外部機器３の形態に合わせてハードウェア交換する。
（２）出力信号処理手段１６ａにマイクロプロセッサ及びプログラムを記憶するメモリ等を搭載し、外部機器の違いにより異なるプログラムを実行させる。
（３）中央演算処理装置１４の付加手段として、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等書き換え可能な論理回路を持つＩＣを用い、外部機器の形態に応じてその論理内容を書き換える。
【００１０】
しかしながら、これらの対応には次のような問題点ある。
（１）ハードウェア交換では、外部機器毎に異なる機器を用意する必要があり、プログラマブルコントローラの標準化、コストダウンの障害となる。
（２）出力信号処理手段１６ａでのプログラム処理では、プログラムを実行するためにシステム（マイクロプロセッサ、メモリ等）が複雑となり、コストがかかり大型となる可能性がある。
（３）ＦＰＧＡの利用でも、書き換えのための回路を必要とし、同じくコストがかかり大型となる可能性がある。
【００１１】
従って本発明が解決しようとする課題は、外部機器の形態に対して出力又は入力インターフェース手段を標準構成とし、煩雑なプログラム処理を不要とするプログラマブルコントローラを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このような課題を達成するために、本発明の構成は次の通りである。
（１）外部機器からの入力信号を、入力インターフェース手段を介して中央演算処理装置に導き、その演算結果を出力インターフェース手段介して外部機器に与えるプログラマブルコントローラにおいて、
前記入力インターフェース手段又は前記出力インターフェース手段の少なくともいずれかに実装された複数の信号生成モジュールを備えたことを特徴とするプログラマブルコントローラ。
【００１３】
（２）前記出力インターフェース手段に実装された複数の信号生成モジュールは、２値出力信号を生成する第１出力生成モジュール及びパルス出力信号を生成する第２出力生成モジュールであることを特徴とする（１）に記載のプログラマブルコントローラ。
【００１４】
（３）  前記第１出力生成モジュールと前記第２出力生成モジュールの出力信号を、指令により切り替える出力切り替え手段を備えたことを特徴とする（２）に記載のプログラマブルコントローラ。
【００１５】
（４）前記２値出力信号と前記パルス出力信号には優先順位が付与され、前記出力切り替え手段は通常状態では優先順位の低い出力信号を選択し、指令により優先順位の高い出力信号を選択することを特徴とする（３）に記載のプログラマブルコントローラ。
【００１６】
（５）前記切り替え手段への指令は、前記中央演算処理装置からのローカル操作信号又はネットワークを介したリモート操作信号の少なくともいずれかであることを特徴とする（３）又は（４）に記載のプログラマブルコントローラ。
【００１７】
（６）前記入力インターフェース手段に実装された複数の信号生成モジュールは、２値入力信号を生成する第１入力生成モジュール及びパルス入力信号を生成する第２入力生成モジュールであることを（１）に記載のプログラマブルコントローラ。
【００１８】
（７）前記入力インターフェース手段又は前記出力インターフェース手段に実装された複数の信号生成モジュールは、ＡＳＩＣ化されて実装されることを特徴とする（１）乃至（６）のいずれかに記載のプログラマブルコントローラ。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
（１）複数の外部機器に対応するために複数のプログラマブルコントローラ又は出力インターフェース手段を用意する必要がなく、プログラマブルコントローラの標準化に貢献できる。
（２）構造としては複雑となるが、出力信号処理手段と出力信号生成手段を専用ＬＳＩ（ＡＳＩＣ）化したモジュール構成とすることで、コスト、大きさともに従来のプログラム処理方式に比較して抑えることができる。
（３）中央演算処理装置側にＦＰＧＡ等の専用の手段を設ける必要がない。
（４）切り替え操作指令は、中央演算処理装置の制御ソフトウェアからのローカル操作信号による自動実行、又は遠隔点からのリモート操作信号で容易に切り替えが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を図面により詳細に説明する。図１は本発明を適用したプログラマブルコントローラの一実施形態を示す機能ブロック図である。図４で説明した従来構成と同一要素には同一符号を付し、説明を省略する。以下、本発明の特徴部につき説明する。
【００２１】
図１において、１００は出力インターフェース手段であり、複数の信号生成モジュールを実装する。この実施例では、第１出力生成モジュール１０１及び第２出力生成モジュール１０２及び切り替え手段１０３が実装されている。
【００２２】
第１出力生成モジュール１０１は、中央演算処理装置１４からの処理結果Ｄｏ１を入力し、オン／オフの２値信号出力を生成する。第２出力生成モジュール１０２は、中央演算処理装置１４からの処理結果Ｄｏ２を入力し、パルス信号出力を生成する。
【００２３】
切り替え手段１０３は、オン／オフの２値信号出力とパルス信号出力を切り替えて出力端子１２にプログラマブルコントローラ出力Ｓｏｕｔを与える。この切り替え手段１０３は、中央演算処理装置１４の制御プログラムにより指定される出力形態に基づいて発生するローカル操作信号Ｌｓで切り替え操作される。
【００２４】
２００はイーサネット（登録商標）で代表される汎用通信バスであり、プログラマブルコントローラ１が接続される。３００は、同じくこの汎用通信バスに接続されたクライアントコンピュータであり、プログラマブルコントローラ１と通信する。このクライアントコンピュータからのリモート操作信号Ｒｓにより、切り替え手段１０３の切り替え操作を実行することも可能である。
【００２５】
第１出力生成モジュール１０１で生成される２値出力信号と、第２出力生成モジュール１０２で生成されるパルス出力信号に優先順位を付与し、出力切り替え手段１０３は通常状態では優先順位の低い出力信号を選択し、指令により優先順位の高い出力信号を選択する切り替え手法をとることも可能である。
【００２６】
第１出力生成モジュール１０１及び第２出力生成モジュール１０２は、図４で説明した従来の出力インターフェース手段１６における出力信号処理手段１６ａ及び出力信号生成手段１６ｂの機能と同等な機能を有し、これらモジュールは切り替え手段１０３を含めて専用ＩＣとしてＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）化されて実装される。
【００２７】
図２は、本発明の他の実施形態を示す機能ブロック図である。この実施形態の特徴は、第１出力生成モジュール１０１及び第２出力生成モジュール１０２の出力信号生成手段の機能が共通（例：ディジタル値“０”ならばＤＣ０Ｖ、“１”ならばＤＣ２４Ｖ）の場合に、その共通の出力信号生成手段１０４を切り替え手段１０３の後段に置いた点である。
【００２８】
この構成では、第１出力生成モジュール１０１及び第２出力生成モジュール１０２の機能は図４で示した出力信号処理手段１６ａと同等機能のみとなり、出力信号生成手段１０４は共通化できるので、全体構成をシンプルとすることができる。
【００２９】
図３は、本発明の更に他の実施形態を示す機能ブロック図である。この実施形態の特徴は、中央演算処理装置１４の入力インターフェース手段４００内に複数の信号生成モジュールを実装する点である。この実施例では、第１入力生成モジュール４０１及び第２入力生成モジュール４０２が実装されている。
【００３０】
更に、入力側の入力インターフェース手段４００内には、２個の信号生成モジュールに共通に入力信号変換手段４０３が実装されている。この力信号変換手段４０３は、外部機器２からの入力信号Ｓｉｎをディジタル信号に変換する。例えば、入力信号が０Ｖであればディジタル値“０”に、２４Ｖであればディジタル値“１”のディジタル信号に変換して第１入力生成モジュール４０１及び第２入力生成モジュール４０２に与える。
【００３１】
第１入力生成モジュール４０１は、入力信号変換手段４０３からのディジタル信号を入力し、オン／オフの２値信号出力Ｄｉ１を生成して中央演算処理装置１４の入力信号処理手段に与える。第２入力生成モジュール４０２は、入力信号変換手段４０３からのディジタル信号を入力し、“１”，“０”の繰り返し回数を測定したパルス信号出力Ｄｉ２を生成して中央演算処理装置１４の入力信号処理手段に与える。
【００３２】
中央演算処理装置１４は、一つの入力端子からの入力信号を複数の入力信号処理手段にて処理を行なっても問題は発生しないので、出力インターフェース側で必要な切り替え手段１０３に相当する切り替え手段を設ける必要がない。
【００３３】
第１入力生成モジュール４０１及び第２入力生成モジュール４０２は、信号変換手段４０３を含めて専用ＩＣとしてＡＳＩＣ化されて実装される。尚、信号変換手段４０３をＡＳＩＣ対象から外して別のハードウェア構成とすることも可能である。
【００３４】
図３の実施形態では、出力インターフェース手段１００側にも図１で説明した本発明を適用した例を示したが、入力インターフェース手段４００側のみに本発明を適用することも可能である。
【００３５】
以上説明した実施形態では、出力インターフェース手段１００及び入力インターフェース手段４００内の信号生成モジュールは、オン／オフ信号出力及びパルス出力信号の２個を備えるものであるが、更に種々の演算処理を実行するモジュールを複数個備える構成とすることも可能である。
【００３６】
モジュール数が多くなるほどＡＳＩＣによる効果が期待でき、複雑な機構を用いることなく、１台のプログラマブルコントローラにより複数形態の装置制御に対応することが可能となるので、プログラマブルコントローラの標準化に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明を適用したプログラマブルコントローラの一実施形態を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明を適用したプログラマブルコントローラの他の実施形態を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明を適用したプログラマブルコントローラの更に他の実施形態を示す機能ブロック図である。
【図４】従来のプログラマブルコントローラの一般的構成を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  プログラマブルコントローラ
２  入力側の外部機器
３  出力側の外部機器
１１  入力端子
１２  出力端子
１３  入力インターフェース手段
１４  中央演算処理装置
１５  制御プログラム
１００  出力インターフェース手段
１０１  第１出力生成モジュール
１０２  第２出力生成モジュール
１０３  切り替え手段
２００  汎用通信バス
３００  クライアントコンピュータ
【図１】
2005173870.tif 000003
【図２】
2005173870.tif 000004
【図３】
2005173870.tif 000005
【図４】
2005173870.tif 000006