(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続される測温抵抗素子の抵抗に基づき測温対象物の温度に対応した信号を出力可能なプログラマブルコントローラであって、
上記測温抵抗素子の両端の電圧降下を検出する検出端子と、
第１の電流値の定電流を上記測温抵抗素子に流したときに検出される該測温抵抗素子の両端の電圧降下のデジタル値と第２の電流値の定電流を該測温抵抗素子に流したときに検出される該測温抵抗素子の両端の電圧降下のデジタル値との差から、該測温抵抗素子の温度値−抵抗値の傾きを求め、該求めた温度値−抵抗値の傾きを、予め記憶していた各種の測温抵抗素子の温度値−抵抗値の傾きのデータテーブルと照合し、該照合結果から該測温抵抗素子の種類を識別する手段と、
上記測温抵抗素子において発生した信号の増幅率を上記識別結果に基づき切替える手段と、
を備え、
異なる特性の測温抵抗素子に対応可能な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】
上記測温抵抗素子の種類を識別する手段は、複数の入力チャンネルに設けられる請求項１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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プログラマブルコントローラに係り、特に、接続される測温抵抗素子の抵抗に基づき測温対象物の温度に対応した測温信号を形成する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
測温抵抗素子についてはＪＩＳのＣ１６０４−１９８９に規定があり（「測温抵抗体」）、測温抵抗素子は導線形式や規定電流や使用温度範囲などによって複数種類に分けられる。抵抗値は一般に０゜Ｃのときの抵抗値が基準とされ、例えば、測温抵抗素子Ｐｔ１００は、白金から成り、０゜Ｃのときの抵抗値が１００Ω、Ｐｔ１０００は、白金から成り、０゜Ｃのときの抵抗値が１０００Ω、Ｐｔ５０は、材質が白金で０゜Ｃのときの抵抗値が５０Ω、Ｎｉ５０００は、材質がニッケルで、０゜Ｃのときの抵抗値が５０００Ωである。いずれも、周囲温度の上昇につれ抵抗値も増加する。従来のプログラマブルコントローラでは、図５に示すように、測温抵抗体入力モジュール（ユニット）の入力チャンネルが、これら複数種類の測温抵抗素子のうち予め設定された（または接続された）いずれか１つの種類の測温抵抗素子２に対し固定的に対応する構成となっている。図５において、１'は定電流回路、３、３'は、測温抵抗素子２の電圧降下を検出する検出端子である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、プログラマブルコントローラに接続されている測温抵抗素子を、入力チャンネルにおいて異なる種類のものに切替えようとする場合、測温抵抗体入力モジュール（ユニット）を、該新たに接続される測温抵抗素子に対応したものに交換するかまたは切替えスイッチ等により切替える必要がある。例えば、図５において、測温抵抗素子２がＰｔ１００の場合、温度０゜Ｃのときの該測温抵抗素子の抵抗値は１００Ωである。該条件下で、２ｍＡの定電流を該測温抵抗素子に流すと、測温抵抗素子の両端の電圧降下は２００ｍＶとなる。温度が上昇すると抵抗値も増えて電圧降下も増える。アナログ信号として検出される電圧降下をデジタル信号としての電圧降下に変換し、該電圧降下と定電流値から抵抗値を求め、Ｐｔ１００用の温度値−抵抗値のデータテーブル内の抵抗値と比較することにより温度を読み取る。しかし、測温抵抗素子をＰｔ１００からＰｔ１０００に変更した場合は、上記Ｐｔ１００の場合と同様の定電流２ｍＡを温度０゜Ｃ下で測温抵抗素子に流すと、測温抵抗素子の両端には２０００ｍＶの電圧降下が発生し、温度が上昇すると抵抗値も増えるため電圧降下もさらに増える。このように、同じ温度、同じ電流値の条件下でも同じ電圧降下は発生しない。このため、プログラマブルコントローラの測温抵抗体入力モジュールがＰｔ１００用に設計されている場合には、Ｐｔ１０００の測温抵抗素子では間違った温度データを取り込むこととなるし、測温抵抗体入力モジュールに使用している電子部品の絶対定格を超えた電圧を取り込んだ場合には、該モジュールの故障を誘発することもある。
本発明の課題点は、上記従来技術に鑑み、測温抵抗素子が異なる種類のものに交換されたり、切替えられたりした場合も、測温抵抗体入力モジュール側で該異なる種類の測温抵抗素子に対応して正しい測温信号を形成できるようにすることである。
本発明の目的は、かかる課題点を解決できる技術の提供にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
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の測温抵抗体入力モジュール側で自動的に測温抵抗素子の種類を識別して正しい温度値を取込めるようにする。具体的には、
（１）接続される測温抵抗素子の抵抗に基づき測温対象物の温度に対応した信号を出力可能なプログラマブルコントローラとして、上記測温抵抗素子の両端の電圧降下を検出する検出端子と、第１の電流値の定電流を上記測温抵抗素子に流したときに検出される該測温抵抗素子の両端の電圧降下のデジタル値と第２の電流値の定電流を該測温抵抗素子に流したときに検出される該測温抵抗素子の両端の電圧降下のデジタル値との差から、該測温抵抗素子の温度値−抵抗値の傾きを求め、該求めた温度値−抵抗値の傾きを、予め記憶していた各種の測温抵抗素子の温度値−抵抗値の傾きのデータテーブルと照合し、該照合結果から該測温抵抗素子の種類を識別する手段と、上記測温抵抗素子において発生した信号の増幅率を上記識別結果に基づき切替える手段と、を備え、異なる特性の測温抵抗素子に対応可能な構成とする。
（２）上記（１）において、上記測温抵抗素子の種類を識別する手段を、複数の入力チャンネルに設ける構成とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例につき図面を用いて説明する。
図１は、本発明の第１の実施例を示す図である。
図１において、１は、２パターンの定電流回路、２は測温抵抗素子、３、３'は、測温抵抗素子２の両端の電圧降下を検出する検出端子、４は、検出端子３、３'の出力をアナログ値として取込むＡ／Ｄ変換器、５は、測温抵抗素子２の抵抗値を温度値に変換するＣＰＵ、６はコントロール信号線である。測温抵抗素子２をＰｔ１００とし、周囲温度０℃のときの抵抗を１００Ωと仮定し、図１の構成における動作を、図２を参照しながら説明すると以下のようになる。すなわち、（１）測温抵抗素子２の接続状態等のチェックを行う。（２）定電流回路１からテスト電流Ａとして、例えば第１の電流値である２ｍＡの定電流を流し、検出端子３、３'間に発生する測温抵抗素子２の電圧降下を測定する。この場合、検出端子３、３'間に発生する測温抵抗素子２の電圧降下は２００ｍＶである。（３）該電圧降下をＡ／Ｄ変換器４に入力しデジタル値Ａを求める。（４）該デジタル値ＡをＣＰＵ５に記憶させる。（５）次に、ＣＰＵ５からコントロール信号を、コントロール信号線６により定電流回路１に出力し、定電流回路１の定電流を、テスト電流Ｂとしての例えば第２の電流値である２．５ｍＡに変更する。この場合、該変更により、検出端子３、３'間には２５０ｍＶの電圧降下が発生する。（６）検出端子３、３'間の電圧降下をＡ／Ｄ変換器４に入力しデジタル値Ｂを求める。（７）求めたデジタル値ＢをＣＰＵ５に記憶させる。（８）デジタル値Ａとデジタル値Ｂの差から測温抵抗素子２の温度値−抵抗値の傾きを求める。（９）該測定結果としての温度値−抵抗値の傾きをＣＰＵ５により、予めＣＰＵ５に記憶させておいた各種の測温抵抗素子の温度値−抵抗値の傾きのデータテーブルと照合し、該照合結果から、測温抵抗素子２の種類を識別する。
上記（１）〜（９）または（２）〜（９）の手順は、プログラムに従いＣＰＵに実行させる。
上記第１の実施例によれば、測温抵抗素子が異なる種類のものに切替えられた場合も、測温抵抗体入力モジュールでは、該切替えられた測温抵抗素子を自動的に識別できる。
【０００６】
図３は本発明の第２の実施例を示す。
本第２の実施例は、上記図１、図２示す方法で識別した測温抵抗素子に対応するようにオペアンプ等の増幅器の増幅率を自動変更する構成を備える場合の例である。例えば、測温抵抗体入力モジュールの測温信号形成部が測温抵抗素子Ｐｔ１００の電圧範囲を基準に設定されているとしたとき、測温抵抗素子を、例えばＰｔ１０００に切替えた場合は１０倍の電圧が測温抵抗体入力モジュールの測温信号形成部に入力されるため、該入力部の許容電圧範囲（ダイナミックレンジ）を大きく超え、測温信号の形成が不可能になる。本第２の実施例は、かかる場合にも対応できるようにしたものであり、異なる種類の測温抵抗素子に切替えられた場合は、該切替えられた測温抵抗素子を上記第１の実施例の場合と同様にして識別し、該識別した測温抵抗素子に対応した電圧処理を行って、測温抵抗体入力モジュールの測温信号形成部に入力される電圧を、該測温信号形成部の許容電圧範囲（ダイナミックレンジ）内の値にし、測温信号の形成を可能にする。
【０００７】
図３において、１は２パターンの定電流を出力可能な定電流回路、２は測温抵抗素子、８はアナログ入力内蔵のマイコン、９はデコードＩＣ、１０は測温抵抗素子２により発生したアナログ電圧信号を増幅するアナログ入力増幅器、１１は該アナログ入力増幅器１０の増幅率を切替える増幅率切替え器、１２は定電流伝送ラインである。かかる構成において、測温抵抗素子２が異なる種類のものに切替えられたとき、マイコン８の制御により、定電流回路１からの２種類の電流を測温抵抗素子２に流し、これによるそれぞれの電圧降下をアナログ入力増幅器１０で読込み、マイコン８内でＡ／Ｄ変換しデジタル信号として記憶する。これに基づき、上記第１の実施例の場合と同様にして、該マイコン８で該切替えられた測温抵抗素子２を識別する。増幅率切替え器１１は、該識別結果に基づく該マイコン８からの増幅率切替え信号をデコード化した切替え制御信号により制御され、アナログ入力増幅器１０の増幅率を、該測温抵抗素子２に対応した増幅率となるように切替える。該切替え制御信号は切替えバス信号線７により伝送される。該アナログ入力増幅器１０の増幅率は、切替えられた測温抵抗素子の抵抗が高く電圧降下が大きい場合は低増幅率とされ、反対に、切替えられた測温抵抗素子の抵抗が低く電圧降下が小さい場合は高増幅率とされて、測温抵抗体入力モジュールの測温信号形成部に入力される電圧が、該測温信号形成部の許容電圧範囲（ダイナミックレンジ）内となるようにされる。例えば、測温抵抗素子Ｐｔ１００からＰｔ１０００に切替えられた場合は、増幅率は１／１０とされ、反対に、Ｐｔ１０００からＰｔ１００に切替えられた場合は、増幅率は１０倍とされる。このようにして測温抵抗素子２が切替わっても、マイコン制御により自動的にアナログ入力増幅器１０の増幅率を変更することで、アナログポートに入力される電圧は、該アナログポートの許容範囲の電圧に変えられる。本第２の実施例では、上記のように、上記測温抵抗素子２の抵抗に基づく電圧降下を検知（検出）する手順と、該電圧降下信号に基づき自動的に該測温抵抗素子２を識別する手順と、該識別結果に基づき上記アナログ入力増幅器１０の信号増幅率を制御する手順は全て、プログラムに従い上記マイコン８に実行させる。
上記第２の実施例によれば、測温抵抗素子が異なる種類のものに交換されたり、切替えられたりした場合も、測温抵抗体入力モジュールでは自動的に、該切替えられた測温抵抗素子を識別でき、測温信号形成部に入力される電圧を許容電圧範囲（ダイナミックレンジ）内にできるため、プログラマブルコントローラの測温信号形成が可能となる。
【０００８】
図４は本発明の第３の実施例を示す。
本第３の実施例は、測温抵抗体入力モジュールの複数の入力チャンネルにおいて個別に測温抵抗素子の切替えに対し対応可能なようにした場合の構成例である。図４では３つの入力チャンネルの場合を示す。
図４において、１は定電流回路、２ａ、２ｂ、２ｃはそれぞれのチャンネルに対応した測温抵抗素子、７は切替えバス信号線、８はアナログ入力内蔵のマイコン、９はデコードＩＣ、２０、２１、２２はそれぞれのチャンネルに対応したアナログ入力回路部、１５、２３は動作させる入力チャンネルを選択するマルチプレクサである。各アナログ入力回路部２０、２１、２２は、上記図３に示したと同様のアナログ入力増幅器及び増幅率切替え器を備えて構成されている。かかる構成において、上記測温抵抗素子２ａ、２ｂ、２ｃそれぞれにつき、上記図２及び図３で説明したと同様の方法で、識別及びその結果に基づくアナログ入力増幅器の増幅率の切替えを行う。測温抵抗素子２ａについての識別及び増幅率の切替えを行う場合には、マルチプレクサ１５を測温抵抗素子２ａに定電流が流れるように選択し、かつ、マルチプレクサ２３を、アナログ入力回路部２０に取り込んだアナログ値が該アナログ入力回路部２０からマイコン８のアナログポートに取り込めるように選択する。同様に、測温抵抗素子２ｂ、２ｃついての識別及び増幅率の切替えを行う場合には、マルチプレクサ１５を測温抵抗素子２ｂ、２ｃに定電流が流れるように選択し、かつ、マルチプレクサ２３を、アナログ入力回路部２０に取り込んだアナログ値が該アナログ入力回路部２０からマイコン８のアナログポートに取り込めるように選択する。テスト電流としての定電流の選択は切替えバス信号線７にて行う。本第３の実施例でも、上記のように、上記測温抵抗素子２ａ、２ｂ、２ｃの抵抗に基づく電圧降下を検知（検出）する手順と、該電圧降下信号に基づき自動的に該測温抵抗素子２ａ、２ｂ、２ｃを識別する手順と、該識別結果に基づき上記アナログ入力回路部２０内のアナログ入力増幅器の信号増幅率等を制御する手順は全て、プログラムに従い上記マイコン８に実行させるようになっている。
上記第３の実施例によれば、各入力チャンネルにおいて測温抵抗素子が異なる種類のものに交換されたり、切替えられたりした場合も、測温抵抗体入力モジュールでは自動的に、該切替えられた測温抵抗素子を識別でき、測温抵抗体入力モジュールの測温信号形成部に入力される電圧を、許容電圧範囲（ダイナミックレンジ）内にできるため、プログラマブルコントローラの測温信号形成が可能となる。
【０００９】
【発明の効果】
本発明によれば、プログラマブルコントローラ側で自動的に、測温抵抗素子の種類を識別し、該識別結果に基づき増幅率等の切替えを行って正しい測温信号を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す図である。
【図２】本発明の動作フローの説明図である。
【図３】本発明の第２の実施例を示す図である。
【図４】本発明の第３の実施例を示す図である。
【図５】従来例の説明図である。
【符号の説明】
１、１'…定電流回路、  ３，３'…検出端子、  ２、２ａ、２ｂ、２ｃ…測温抵抗素子、  ４…Ａ／Ｄ変換器、  ５…ＣＰＵ、  ７…切替えバス信号線、  ８…マイコン、  ９…デコードＩＣ、  １０…アナログ入力増幅器、  １１…増幅率切替え器、  １５、２３…マルチプレクサ、  ２０、２１、２２…アナログ入力回路部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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