JPH0566706U - プログラマブルコントロール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 装置の小型化を図り、さらに入出力端子数の
個数に関わりなく制御部を共通化できるようにする。 【構成】 この装置は、プログラムを格納するＥＥＰＲ
ＯＭ２１と、直列通信部と、入力情報をもとにプログラ
ムにしたがって演算を行い演算結果を直列通信部に与え
るマイクロコンピュータ１８とが搭載された制御基板
と、入力回路１５及び出力回路１６と、入力回路１５か
らの並列情報を直列情報に変換して直列通信部に与える
とともに直列通信部からの直列情報を並列情報に変換し
て出力回路１６に与えるゲートアレイ１７とが搭載され
た入出力基板と、入出力基板１２と制御基板１１とを接
続する直列伝送線路１３と、入出力基板１２、制御基板
１１及び直列伝送線路１３を収納するケース１と備えて
いる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、プログラマブルコントロール装置に関し、特に、外部からの入力情 報に基づいて予め設定された手順の演算を行い、外部に制御情報を出力する装置 に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般にプログラマブルコントロール装置は、使用者によって任意にプログラム された各種の命令を記憶し、入力情報をもとに記憶されたプログラムの内容に従 って各種の外部機器を制御する制御信号を出力するためのものである。このよう なプログラマブルコントロール装置は、主に、各種のスイッチやセンサ等の信号 が入力される入力部と、プログラムを記憶するメモリ及びマイクロコンピュータ を有する制御部と、ソレノイドやモータ等の出力機器が接続され、制御部からの 制御信号が出力される出力部と、入出力状態を表示する表示部とから構成されて いる。

【０００３】 プログラマブルコントロール装置の入力部には、各種のスイッチやセンサから の信号が入力される複数の入力端子が設けられており、これらの入力端子に入力 された情報は並列情報として制御部に入力される。また、制御部からは並列情報 としての制御情報が出力部に与えられ、出力部に設けられた複数の出力端子を介 して外部機器に制御信号が出力される。

【０００４】 従来のプログラマブルコントロール装置において、１つのケース内に入力部、 制御部、出力部及び表示部を備え、装置全体を小型化したものが提供されている 。このような装置では、入力部及び出力部が搭載された入出力基板と、制御部が 搭載された制御基板と、入力及び出力状態を表示するためのＬＥＤが搭載された 表示基板とを備え、各基板は並列伝送線路によって接続されている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

従来の小型化されたプログラマブルコントロール装置においては、入力及び出 力端子数が少ないので、前述のように各基板を並列伝送線路で接続し、入力及び 出力情報を並列情報として伝送している。しかし、小型のプログラマブルコント ロール装置においても、入力及び出力端子数を増やすことが要望されてきている 。このため、配線量やコネクタのピン数等が増加し、製品の大型化、コストアッ プを招く。また、配線の配置等が困難となり、組立性が悪い。

【０００６】 また、入出力部の端子数を変更すると、その伝送線路及びコネクタ部が変更さ れ、制御部が搭載された基板までをも変更する必要がある。このため、入出力端 子数の異なる装置ごとに制御部の基板を開発しなければならないという問題があ る。 本考案の目的は、１つのケース内に入出力部及び制御部を備えたものにおいて 、端子数が多い場合にも小型化を可能とし、また、入出力部の端子数が異なるも のにおいても、制御基板を共通に用いることができるようにすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案に係るプログラマブルコントロール装置は、制御基板と、入出力基板と 、直列伝送線路と、ケースとを備えている。 前記制御基板は、演算手順を格納する演算手順格納部と、直列通信を行うため の直列通信部と、直列通信部からの情報をもとに演算手順格納部に格納された手 順で演算を行い演算結果を直列通信部に与える制御部とが搭載されている。前記 入出力基板は、外部に対して並列情報を入力及び出力する入出力部と、入出力部 からの並列情報を直列情報に変換して直列通信部に与えるとともに直列通信部か らの直列情報を並列情報に変換して入出力部に与える並列／直列変換部とが搭載 されている。前記直列伝送線路は、入出力基板と制御基板とを接続する。前記ケ ースは、入出力基板、制御基板及び直列伝送線路を収納する。

【０００８】

【作用】 本考案に係るプログラマブルコントロール装置では、入出力部には外部から複 数の情報が入力され、また外部に対して複数の情報を出力する。この入出力部に 入力された複数の情報は、並列情報として並列／直列変換部に入力され、直列情 報に変換される。そして、直列伝送線路を介して制御基板上に搭載された直列通 信部に与えられる。

【０００９】 また、制御部は直列通信部からの入力情報をもとに予め設定された演算手順で 演算を行いその結果を直列通信部に与える。直列通信部では、この演算結果を直 列情報として入出力基板上に搭載された並列／直列変換部に直列伝送線路を介し て与える。並列／直列変換部は、直列通信部からの制御情報を並列情報に変換し 、出力部に与える。

【００１０】 このように、入出力基板上で並列情報と直列情報との変換が行われ、入出力基 板と制御部等が搭載された制御基板との間は直列情報として信号の授受が行われ る。このため、制御部と入出力部とを接続する配線量及びコネクタのピン数等が 減少し、さらに、入出力端子数に拘らず１つの制御基板によって各種の入出力点 数のプログラマブルコントロール装置に対応することができる。

【００１１】

【実施例】

図１は本考案の一実施例によるプログラマブルコントロール装置の外観図であ る。 図において、この装置はほぼ直方体状のケース１を有している。ケース１の前 面の上部には複数の入力端子２が横方向に並べて配置されている。また下部には 複数の出力端子３が同様に横方向に並べて配置されている。また、ケース１の前 面には、入力状態を表示するための複数の入力状態表示用ＬＥＤ４と、出力状態 を表示するための複数の出力状態表示用ＬＥＤ５が配置されている。これらのＬ ＥＤ４，５は、それぞれ入力端子２及び出力端子３に対応して端子数と同数だけ 設けられている。さらにケース１の前面には、プログラム作成装置としてのプロ グラミングコンソールを接続するためのコネクタ部６が設けられている。ケース １の背面側には、この装置を例えば工作機械等の機器に取り付けるための取付け フランジ７が設けられている。

【００１２】 ケース１内部には、図２に示すように、主に状態表示用のＬＥＤドライバー等 が搭載された表示用基板１０と、ＣＰＵやメモリ等が搭載された制御基板１１と 、入出力部が搭載された入出力基板１２とが収納されている。各基板１０，１１ ，１２は、数本の直列伝送線路１３によって接続されている。 図３は、本装置のブロック構成図である。図２に示す入出力基板１２には、入 力回路１５と、出力回路１６と、入力回路１５及び出力回路１６のそれぞれに接 続されたゲートアレイ１７とが搭載されている。また制御基板１１には、ＣＰＵ 、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータ１８と、ＳＲＡＭ１９、ＲＯＭ ２０及びＥＥＰＲＯＭ２１からなる記憶部２２と、リセット回路２３と、基準ク ロック信号を発生するための発振回路２４と、タイマー回路２５とが搭載されて いる。また表示用基板１０には、入力状態表示用のＬＥＤ回路２６と、出力状態 表示用のＬＥＤ回路２７と、これらの各ＬＥＤ回路２６，２７のそれぞれに接続 されたゲートアレイ２８とが搭載されている。

【００１３】 入力回路１５はたとえば２４個の端子を有しており、そのそれぞれはゲートア レイ１７を構成する各ゲートに接続されている。また出力回路１６はたとえば１ ６個の端子を有しており、そのうちの１４個の端子はゲートアレイ１７を構成す る各ゲートに接続されている。なお、入力回路１５の複数の入力端子のうちの６ 個の端子はマイクロコンピュータ１８のダイレクト入力端子にも接続されている 。また出力回路１６のうちの２個の出力端子は、マイクロコンピュータ１８のダ イレクト出力端子に直接接続されている。ゲートアレイ１７は、入力回路１５か らの並列情報を直列情報に変換して直列伝送線路１３に出力するとともに、マイ クロコンピュータ１８から直列伝送線路１３を介して送られてきた直列情報を並 列情報に変換して出力回路１６に与えるためのものである。

【００１４】 制御基板において、記憶部２２、リセット回路２３、発振回路２４及びタイマ ー回路２５はマイクロコンピュータ１８に接続されている。また、マイクロコン ピュータ１８には、プログラミングコンソール３０や、その他の拡張機器のため のＩ／Ｏ回路を接続することが可能である。マイクロコンピュータ１８は、プロ グラミングコンソール３０からのプログラムデータをＥＥＰＲＯＭ２１に格納す る機能、ゲートアレイ１７との間で直列通信を行う機能、ゲートアレイ１７から 送られてきた入力情報をＳＲＡＭ１９に格納する機能、及び入力情報をもとにＥ ＥＰＲＯＭ２１に格納された処理手順によって演算を行う機能を主に有している 。ＲＯＭ２０には、本プログラマブルコントロール装置自体を制御するためのプ ログラムが格納されている。なお、タイマー回路２５は外部からタイマー時間を 調整できるようにするための回路であり、トリマー抵抗とローパスフィルタとを 有している。

【００１５】 入力状態表示用ＬＥＤ回路２６は、入力回路１５の入力端子数と同数のＬＥＤ を有している。各ＬＥＤは、ゲートアレイ２８を構成する各ゲートにそれぞれ接 続されている。また、出力状態表示用ＬＥＤ回路２７は、出力回路１６の端子数 と同数のＬＥＤを有している。各ＬＥＤはそれぞれゲートアレイ２８を構成する 各ゲートに接続されている。

【００１６】 直列伝送線路１３は、ゲートアレイ１７とマイクロコンピュータ１８のシリア ルポートとゲートアレイ２８とを接続しており、入出力の状態表示を行うための 配線、同期用クロック信号のための配線及びデータ伝送のための配線を含んでい る。 図４に、ゲートアレイ１７とマイクロコンピュータ１８とゲートアレイ２８と の接続関係を模式的に示す。

【００１７】 ゲートアレイ１７は、入力回路１５の各入力端子に接続されたシフトレジスタ １７ａと、出力回路１６の出力端子のそれぞれに接続されたシフトレジスタ１７ ｂとから構成されている。同様にゲートアレイ２８も、入力状態表示用ＬＥＤ回 路２６に接続されたシフトレジスタ２８ａと、出力状態表示用ＬＥＤ回路２７に 接続されたシフトレジスタ２８ｂとから構成されている。一方、マイクロコンピ ュータ１８はシフトレジスタ１８ａ及びシフトレジスタ１８ｂからなる直列通信 部を有している。シフトレジスタ１８ａは、ゲートアレイ１７のシフトレジスタ １７ａ及びゲートアレイ２８のシフトレジスタ２８ａに接続されている。このシ フトレジスタ１８ａは受信データバッファを介してＣＰＵに接続されている。ま た、シフトレジスタ１８ｂは、ゲートアレイ１７のシフトレジスタ１７ｂ及びゲ ートアレイ２８のシフトレジスタ２８ｂに接続されている。シフトレジスタ１８ ｂは送信データバッファを介してＣＰＵに接続されている。

【００１８】 次に、本装置の使用方法について説明する。 このプログラマブルコントロール装置は、工作機械等においてシーケンス制御 を行う場合に用いられる。まず、シーケンス制御を行うためのプログラムを本装 置に格納する。この場合には、本装置のコネクタ部６にプログラミングコンソー ルを接続する。そして、プログラミングコンソールによりシーケンス制御プログ ラムを作成し、このプログラムを本装置のＥＥＰＲＯＭ２１に格納する。また、 本装置の入力端子には、押しボタンスイッチ、リミットスイッチ等の各種のスイ ッチやセンサを接続する。そして、出力端子に制御対象としての電磁クラッチ、 ソレノイド及びモータ等を接続する。

【００１９】 次に、図５を用いて制御動作について説明する。 本装置が搭載された工作機械等の起動スイッチがオンされると、本装置も起動 される。そしてステップＳ１では初期設定が行われる。次にステップＳ２では、 本装置にプログラミングコンソールが接続されているか否かを判断する。プログ ラミングコンソールが接続されていない場合にはステップＳ３に移行する。ステ ップＳ３では、装置が起動されてから所定時間経過したか否かを判断する。所定 時間経過するまでステップＳ２及びステップＳ３を繰り返し実行する。所定時間 内にプログラミングコンソールが接続された場合には、ステップＳ２からステッ プＳ４に移行する。ステップＳ４ではプログラミングコンソールからプログラム モード信号が送出されてきているか否かを判断する。またステップＳ５ではプロ グラミングコンソールからラン（ＲＵＮ）モード信号が送出されてきているか否 かを判断する。プログラミングコンソールによってプログラムを作成し、このプ ログラムを本装置に格納する場合には、プログラミングコンソールからプログラ ムモード信号が送出される。本装置はこの信号を受けてステップＳ４からステッ プＳ６に移行する。ステップＳ６では、プログラミングコンソールから送られて きたプログラムデータをＥＥＰＲＯＭ２１に格納する。

【００２０】 また、装置が起動されてから所定時間経過してもプログラミングコンソールが 接続されなかった場合にはステップＳ３からステップＳ７に移行する。また、プ ログラミングコンソールからランモード信号が送出されてきた場合には、プログ ラミングコンソールが接続されている場合にもステップＳ５からステップＳ７に 移行する。

【００２１】 ステップＳ７では、全ての入力端子のデータを読み込む。このとき、複数の入 力端子からの並列情報は、ゲートアレイ１７によって直列情報に変換され、マイ クロコンピュータ１８に送られる。マイクロコンピュータ１８では、直列通信部 に入力された直列情報を、シフトレジスタ１８ａを介して並列情報に変換し、こ の入力情報をＳＲＡＭ１９に格納する。ステップＳ８では、ステップＳ７で取り 込んだ入力データをもとにプログラムを実行し、この結果はＳＲＡＭ１９に書き 込まれる。次にステップＳ９では、このＳＲＡＭ１９に書き込まれた出力データ を、シフトレジスタ１８ｂに出力する。シフトレジスタ１８ｂはＣＰＵからの並 列情報を直列情報に変換し、ゲートアレイ１７に送る。ゲートアレイ１７では、 シフトレジスタ１７ｂによって直列情報を並列情報に変換し、各出力端子に制御 信号として出力する。ステップＳ１０では、処理中にプログラミングコンソール が接続されたか否かを判断する。プログラミングコンソールが接続された場合に はステップＳ４に移行し、上述の処理を実行する。またプログラミングコンソー ルが接続されていない場合には、ステップＳ７に戻り、ステップＳ７からステッ プＳ１０の処理を繰り返し実行する。

【００２２】 このようにして、入力情報をもとにプログラム内容に従って制御対象に制御信 号が出力されシーケンス制御が行われる。 なお、ゲートアレイ１７のシフトレジスタ１７ａの情報は、マイクロコンピュ ータ１８に入力されるとともに、ゲートアレイ２８のシフトレジスタ２８ａにも 入力される。このため、入力状態を、マイクロコンピュータ１８を介さずに、そ のまま入力状態表示用のＬＥＤ４に表示することができる。また、ゲートアレイ １７ｂに出力される信号はゲートアレイ２８のシフトレジスタ２８ｂにも出力さ れるので、出力状態が出力状態表示用のＬＥＤ５に表示される。

【００２３】 このような本実施例装置では、入出力基板１２に搭載されたゲートアレイ１７ 及び表示用基板１０に搭載されたゲートアレイ２８によって、並列情報を直列情 報に、また直列情報を並列情報に変換している。このため、制御基板１１と入出 力基板１２及び表示用基板１０とを接続する線路の配線本数が減少し、コネクタ を小型化することができる。また、入力端子や出力端子の個数を変更した場合に も入出力基板１２及び表示用基板１０を変えるだけで対応でき、制御基板１１や 伝送線路１３を変更することなく対応することができる。

【００２４】 また、入力端子及び出力端子の一部をマイクロコンピュータ１８に直接接続し ているので、例えば割り込み等の高速処理が必要な場合にも充分に対応すること ができる。 なお、入出力端子数は前記実施例に限定されるものではない。

【００２５】

【考案の効果】

以上のように本考案では、入出力基板に並列／直列変換部を設けているので、 入出力基板と制御基板とを並列状態で接続した従来装置に比較して、両基板を接 続する配線の本数及びコネクタのピン数を減少することができる。また、入出力 端子の個数にかかわらず制御基板及び伝送線路を共通化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例によるプログラマブルコント
ロール装置の外観斜視図。

【図２】前記装置の基板配置を示す斜視図。

【図３】前記装置のブロック構成図。

【図４】前記装置の各基板の接続関係を示す模式図。

【図５】前記装置の制御フローチャート。

【符号の説明】

１ ケース ２ 入力端子 ３ 出力端子 １１ 制御基板 １２ 入出力基板 １３ 直列伝送線路 １７ ゲートアレイ １８ マイクロコンピュータ １８ａ，１８ｂ シフトレジスタ ２１ ＥＥＰＲＯＭ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】演算手順を格納する演算手順格納部と、直
   列通信を行うための直列通信部と、前記直列通信部から
   の情報をもとに前記演算手順格納部に格納された手順で
   演算を行い演算結果を前記直列通信部に与える制御部と
   が搭載された制御基板と、 外部に対して並列情報を入力及び出力する入出力部と、
   前記入出力部からの並列情報を直列情報に変換して前記
   直列通信部に与えるとともに前記直列通信部からの直列
   情報を並列情報に変換して前記入出力部に与える並列／
   直列変換部とが搭載された入出力基板と、 前記入出力基板と制御基板とを接続する直列伝送線路
   と、 前記入出力基板、制御基板及び直列伝送線路を収納する
   ケースと、 を備えたプログラマブルコントロール装置。