JP3719196B2 - Slave output unit - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、スレーブ出力ユニットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
PLCを含むネットワークシステムの一例としては、図1のようなものがある。すなわち、PLCユニット1と通信機能を備えたマスタユニット2を一体化するとともに、そのマスタユニット2をフィールドネットワーク3に接続する。また、このフィールドネットワーク3には、OUTスレーブ4等が接続される。そして、この例では、OUTスレーブ4のOUT端子には、バルブ,モータ等の出力機器5が接続されている。
【0003】
OUTスレーブ4の内部構造は、例えば図2,図3に示すようになっている。すなわち、フィールドネットワーク3に接続するための通信インタフェース(通信コネクタ)4aを備え、この通信インタフェース4aを介して受信した自己宛のフレーム,メッセージ等は、通信部4bにて解析され、必要な情報がMPU4cに与えられる。MPU4cでは、マスタユニット2からOUTデータを受信すると、対応するOUT端子をON/OFFにすべく、制御信号を送る。具体的には、ON/OFF情報(1/0)をフリップフロップ4dに書き込む。
【0004】
このフリップフロップ4dの出力(与えられた制御信号の値と等価)は、フォトカプラ4eを介して短絡検知内蔵出力回路4fに与えられる。短絡検知内蔵出力回路4fは、図3に示すように、短絡防止機能を備えたトランジスタ4f′を備え、このトランジスタ4f′をON/OFFすることにより、出力機器が接続されたOUT端子4f″をON/OFFする。
【0005】
さらに、制御信号を送るラインには、OUT端子4f″の状態(接点のON/OFF)を示すI/O_LED4gを備えている。このI/O_LED4gは、制御信号がONの時に点灯したり、ON/OFFによって点灯する色を変えるようにしたりする。
【0006】
さらにまた、図示のOUTスレーブ4は、信号処理等をする内部回路と、出力機器5を駆動・動作させる出力回路に分けられ、各回路は、それぞれ別の電源により駆動するようになっている。つまり、出力回路は、外部のI/O電源4iから電力供給を受けるようになっており、この電源供給ラインに、上記したトランジスタ4f′を設けている。これにより、制御信号に基づきトランジスタ4f′がONになると、回路が閉じてI/O電源4iからOUT端子4f″ひいては出力機器5に通電される。さらに、I/O電源4iには、スイッチ4i′が設けられており、このスイッチ4i′を開閉することにより、出力回路の全体の電源のON/OFFを管理できる。
【0007】
一方、内部回路への電力供給は、内部回路電源4hから行われるが、この内部回路電源4hは、例えば、独立した電源でも良いし、フィールドネットワーク3を介して供給されたものを適宜変換し、OUTスレーブ4内の内部回路を構成する各素子等へ供給するようにしても良い。
【0008】
さらに、図示したOUTスレーブ4は、上記したように短絡防止機能が付いているが、具体的には、トランジスタ4f′が、自己に接続された出力機器5の短絡の有無を判断し、短絡を検知した場合には、接点をOFFにするとともに短絡検知信号を出力する。つまり、出力機器5が短絡すると、大きな短絡電流が流れ、その通電に伴い発熱する。従って、係る過電流や発熱を検知することにより、短絡と判断し、所定の動作を行う。
【0009】
そして、短絡検知信号は、フォトカプラ4eを介してバスバッファ4jに与えられ、所定のタイミングでMPU4cに伝達される。さらに、この短絡検知信号を受け取ったMPU4cは、例えば、フィールドネットワーク3を介してマスタユニット2ひいてはPLCユニット1に送る。これにより、PLCユニット1では、所定の警報ランプを点灯させたり、警報ブザーを鳴らすための処理を行い、異常があったことを通知する。また、場合によってはシステムを停止する等の異常処理を行う。
【0010】
このように、係るシステムの場合、出力機器が短絡すると、上位のPLCなどに通知され、そこから警報出力がされて監視員等に異常があったことを知らせることができる。従って、迅速に短絡が発生した現場に作業員が出向いて短絡した出力機器の交換作業などのメンテナンスが行える。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の短絡検知機能を付加したOUTスレーブを含むシステムの場合、以下のような問題があった。すなわち、短絡をしている出力機器(負荷)のメンテナンス(修理,交換作業)を行う場合、誤動作による危険防止のために、通常、スイッチ4i′を開いてI/O電源4iをOFFにした状態で保守作業を行うようになっている。
【0012】
図3に示す回路構成からも明らかなように、このようにI/O電源4iをOFFにすると、トランジスタ4f′に対しても通電されなくなる。その結果、過電流でもなくなり、発熱も無くなるので、短絡していないと判断し、短絡検知信号はOFFとなる。その結果、内部回路電源4hからの電力供給を受けて動作しているMPU4cは、短絡が解消したと判断し、解消に伴う所定の動作をする。
【0013】
すなわち、例えば、PLCユニット1に対して短絡解消を通知し、それに伴いPLCユニット1は、通常のサイクリックな制御を開始してしまう。しかし、実際には短絡状態は解消していないため、誤動作のおそれがある。また、例えば、PLCユニット1からの制御命令或いはMPU4cからの命令に従って、短絡している端子を特定するランプ(ステータスLED)を点灯させているような場合、I/O電源4iのOFFとともに係るランプも消灯してしまうので、作業員はどの出力機器で短絡が発生していたかが、係るランプの点灯の有無で判断することができず、メンテナンスの対象の特定処理が煩雑となる。
【0014】
そこで、本発明では、出力機器用の電源をOFFにしても、短絡等の異常を生じた出力機器(OUT端子)を特定する警報手段を動作させ続けることができ、メンテナンスの対象の特定を容易にすることができるスレーブ出力ユニットを提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
この発明によるスレーブ出力ユニットは、例えば、PLCシステムに用いられる用いられるもので、出力機器を接続するための出力端子を備えたスレーブ出力ユニットである。具体的には、通信機能を備えたマスタユニットとの間でフィールドネットワークを介して通信するスレーブ出力ユニットであって、マスタユニットからの自己宛のフレーム、メッセージを受信し解析する通信部と、出力機器を接続するための複数系統の出力端子と、前記出力端子のそれぞれをON/OFFさせる複数系統の出力回路と、前記マスタユニットからOUTデータを受信し、対応する出力回路へON/OFFの制御信号を送る制御手段と、前記出力回路のそれぞれに対応させて出力回路の短絡異常を表示する複数系統の警報手段と、を備え、通信部、制御手段、警報手段を含む内部回路と前記出力回路とは、それぞれ別系統の電源供給ラインにより、内部回路用電力供給、出力回路用電力供給をそれぞれ受けるように構成され、前記出力回路のそれぞれは、短絡異常を検出した際に前記制御手段に向けて短絡検出信号を出力する機能を持ち、前記制御手段は、前記出力回路から短絡検出信号を受信した際に、対応する出力回路をOFFするための制御信号を送るとともに、その出力回路に対応する警報手段を動作させるように動作信号を出力し、さらに、短絡発生の旨を前記フィールドネットワークを介して前記マスタユニットに通知し、さらにまた、前記出力回路用の電源供給ラインのON/OFF状態を監視し、その電源供給ラインがONからOFFになっても直前に前記短絡検出信号が出力されて警報手段への動作信号を出力している場合には内部回路用電力供給によりその出力を継続するようにし、前記電源供給ラインがOFFからONに復帰した際に警報手段への動作信号の出力継続を解除するようにした。
【0020】
この発明によれば、出力機器等に短絡等の異常が発生した場合、出力回路がそれを検知して異常検知信号を出力する。制御手段では、その異常検知信号を受信すると、出力信号を出力し、警報手段を動作させる。これにより、作業員,監視員等は異常があったことを知ることができる。
【0021】
次いで、異常を解消すべくメンテナンス処理をするに際し、出力回路の電源供給をOFFにする。すると、出力回路も停止し、異常検知信号もOFFになるが、この場合でも、内部回路用の電源供給は継続されているため制御手段は正常に動作し、出力信号を出力しつづけるので、警報手段も動作(警報出力)しつづける。
【0022】
この発明によるスレーブ出力ユニットを構成する各手段を専用のハードウエア回路によって実現することができるし、プログラムされたコンピュータによって実現することもできる。
【0023】
【発明の実施の形態】
図4,図5は、本発明が係るスレーブの好適な一実施の形態を示している。このスレーブは、図1に示したようにフィールドネットワークに接続され、マスタとの間でマスタ−フィールド間通信を行い、I/Oデータの送受を行ったり、短絡検知信号をマスタユニットに向けて出力したりするようになっている。
【0024】
そして、内部構造は、基本構成は従来のものと同様である。すなわち、フィールドネットワークに接続するための通信インタフェース(通信コネクタ)11を備え、この通信インタフェース11を介して受信した自己宛のフレーム,メッセージ等が、通信部12にて解析され、必要な情報がMPU13に与えられる。
【0025】
MPU13は、8ビットのバスに接続され、そのバスを介してデータの送受を行う。つまり、このバスには、2つのフリップフロップ14a,14cと、1つのバスバッファ14bが接続されており、MPU13は、それらフリップフロップ14a,14c,バスバッファ14bから択一的に選択された1つとの間でデータの送受をする(フリップフロップ14a,14cにデータを書き込み、バスバッファ14bからデータを読み出す)。
【0026】
そして、MPU13は、マスタユニットから受信したOUTデータをフリップフロップ14aの所定アドレスに書き込む。フリップフロップ14aの各出力は、フォトカプラ15aを介して短絡検知内蔵出力回路16を構成する各トランジスタ16′のベースに与えられ、そのトランジスタ16′をON/OFFする。そして、各トランジスタ16′にはI/O電源19が接続されているため、トランジスタ16′のON/OFFにより、トランジスタ16′に接続されたI/O端子であるOUT端子16″ひいては、その端子に接続された出力機器25がON/OFFする。本実施の形態でも、I/O電源19にスイッチ19′が設置され、I/O電源供給を全体的に遮断可能としている。
【0027】
さらに、制御信号を送るラインには、OUT端子16″の状態(接点のON/OFF)を示すI/O_LED17が接続されている。このI/O_LED17は、制御信号がONの時に点灯したり、ON/OFFによって点灯する色を変えるようになっている。
【0028】
さらにまた、このスレーブ10は、信号処理等をする内部回路と、出力機器25を駆動・動作させる出力回路に分けられ、各回路は、それぞれ別の電源により駆動するようになっている。つまり、出力回路(トランジスタ16′)は、外部のI/O電源19から電力供給を受けるように構成されているのは上記した通りである。そして、内部回路への電力供給は、内部回路電源18から行われる。この内部回路電源18は、例えば、独立した電源でも良いし、フィールドネットワークを介して供給されたものを適宜変換し、スレーブ10内の内部回路を構成する各素子等へ供給するようにしても良い。
【0029】
さらに、トランジスタ16′は、短絡防止機能が付いており、自己に接続された出力機器25の短絡を検知し、検知した場合には、接点をOFFにするとともに短絡検知信号を出力する。つまり、出力機器25が短絡すると、大きな短絡電流が流れ、その通電に伴い発熱する。従って、係る過電流や発熱を検知することにより、短絡と判断し、上記した接点OFF処理並びに短絡検知信号出力処理を行う。
【0030】
この短絡検知信号は、フォトカプラ15bを介してバスバッファ14bに与えられ、所定のタイミングでMPU13に伝達される。この短絡検知信号を受け取ったMPU13は、対応するフリップフロップ14cの入力端子をONにし、そのフリップフロップ14cに接続されたステータスLED20を点灯させる。これにより、どのステータスLED20が点灯しているかを確認することにより、どの出力機器25が短絡しているかを容易に認識できる。さらに、MPU13は、短絡が発生していることをフィールドネットワークを介してマスタユニットひいてはPLCユニットに通知するようにしている。
【0031】
ここで本発明では、I/O電源19からの電源供給ラインを分岐し、フォトカプラ15cを介してMPU13に与えるようにしている。つまり、I/O電源19がONとなって電力供給がされている場合には、フォトカプラ15cの出力がONになる。
【0032】
そして、メンテナンス等のためにスイッチ19′を開いてI/O電源19をOFFにすると、フォトカプラ15cの出力もOFFになる。よって、MPU13では、係るフォトカプラ15cの出力(I/O電源検知信号)を監視することにより、I/O電源19の動作状態を認識することができる。
【0033】
そこで、本実施の形態では、MPU13は、電源がOFFになった場合、そのOFFの際(直前)に短絡検知信号が出力されている時には、ステータスLED20の点灯を継続するようにした。つまり、上記したI/O電源19のOFFに伴いトランジスタ16′からの短絡検知信号もOFFになるため、通常であればMPU13は短絡状態が解消したと判断してステータスLED20を消灯するところ、I/O電源19がOFFしている場合には、係る電源供給が無くなったことによって検知信号もOFFになっただけで、実際には短絡状態が続いていると判断し、ステータスLED20を点灯させ続けるように動作させる。これにより、メンテナンスのためにI/O電源19をOFFにしても、所定のステータスLED20が点灯しているので、短絡を生じていたOUT端子(出力機器)を容易に特定することができる。
【0034】
上記した処理機能を実現するために、MPU13は、図6に示すフローチャートを実施する機能を付加している。まず、MPU13は、バスバッファ14bの各値を取り込み、トランジスタ16′から短絡検知信号が出力されているか否かを判断する機能を持ち、更に、係る判断(短絡検知)を行うか否かの状態設定も行えるようになっている。つまり、短絡検知が有効の場合に、実際にバスバッファ14bの値を取り込み、短絡しているか否かを判断する。換言すると、短絡検知が無効の場合には、短絡検知信号のON/OFFに関係なく、短絡の有無の判定をしない。もちろん、この短絡検知の有効/無効は、各ビット単位で切替設定される。
【0035】
MPU13は、上記した短絡検知を判断する機能並びに短絡検知の有効/無効の切替機能を用いて、以下のように動作する。まず、短絡ポートが短絡を検知しているか否かを判断する(ST1)。この判断は、短絡検知が有効で、かつ、バスバッファ14bの対応するビットがON(トランジスタ16′が短絡検知信号を出力)している場合にYesとなる。そして、それ以外の場合、つまり、短絡検知が有効でもバスバッファ14bの対応するビットがOFF(短絡を生じていない)の場合と、短絡検知が無効に設定されている場合には、ステップ1の分岐判断はNoとなる。ステップ1の分岐判断でYesの場合には、MPU13内の該当する短絡検知バッファをONにする(ST2)。これにより、ON状態がラッチされる。
【0036】
次に、フォトカプラ15cの出力、つまりI/O電源検知信号のON/OFF信号を取得し、I/O電源の状態を確認する(ST3)。そして、前回の状態がOFFで今回がONとなった場合には、電源が投入されたと判断できるので、ステップ4に進み、短絡検知バッファを一斉にOFFにし、全ての出力機器(OUT端子)に対するステータスを短絡なしにする。これにより、フリップフロップ14cの全てのビットがOFFになり、ステータスLED20は消灯される。その後、全ての短絡ポートに対して短絡検知を有効にセットし(ST5)、次の監視に備える。
【0037】
一方、I/O電源検知信号のON/OFF信号が、上記した状態以外の場合、つまり、OFFであったり、前回と今回がともにONの場合には、ステップ6に進み、短絡検知バッファのON/OFFをステータスへ反映する。実際には、短絡検知バッファがONになっているものを、短絡有りとしてステータスに反映する。これにより、短絡を生じた出力機器(OUT端子)に割り付けられたステータスLED20に接続されるフリップフロップ14cの対応するビットがONになり、該当するステータスLED20が点灯する。
【0038】
上記したフローチャートを実施することにより、初期状態は短絡検知が有効となっており、一度短絡検知をすると、短絡検知バッファがONになり(ST2)、短絡ありがステータスに反映されて対応するステータスLED20が点灯する(ST6)とともに、短絡検知が無効とされる(ST7)。よって、ステップ5により短絡検知が有効になるまでの間は、短絡ボートの状態判定自体を行わないので、ステータスLED20が点灯状態が続く。
【0039】
一方、ステップ5は、I/O電源19が一旦OFFされた後にONされた場合に実行される。よって、メンテナンス等のためにI/O電源19がOFFされただけでは短絡検知が無効のままとなるので、ステータスLED20は点灯状態を継続する。
【0040】
そして、メンテナンス終了後にI/O電源19をONにすると、短絡検知バッファが一斉にOFFされるため、ステータスLED20も消灯する。その後、短絡検知が有効になるので(ST5)、仮に交換した出力機器やその他の出力機器が短絡を生じている場合には、再度対応するステータスLED20が点灯することになる。
【0041】
また、上記した実施の形態の動作を説明すると、図7に示すタイムチャートのようになる。すなわち、正常状態ではI/O電源がONであるので、I/O電源検知信号もONとなる。そして、短絡検知信号もOFFとなるので、短絡検知信号バッファもOFFとなり、ひいてはステータスLED20消灯した状態となる。
【0042】
この状態において、タイミング(1)で短絡が発生した場合には、短絡検知信号がONになるので、ステップ1の分岐判断でYesとなる(初期状態では短絡検知は有効)。これに伴い、短絡検知保持バッファがONとなり、それに追従してステータスLED20も点灯する。
【0043】
次に、タイミング(2)にてメンテナンスのためにI/O電源をOFFにすると、I/O電源検知信号もOFFになる。さらに、トランジスタ16′にも通電されなくなることから短絡検知信号もOFFとなる。但し、短絡検知信号保持バッファの出力は、ONにラッチされたままとなるので、ステータスLED20も点灯し続ける。このように、I/O電源19をOFFにしている間も、ステータスLED20が点灯しているため、どれが点灯しているかを確認することにより、短絡が発生した箇所を容易に特定できる。
【0044】
そして、タイミング(3)にてメンテナンス作業が終了(正常な出力機器と交換等)し、I/O電源19をONにすると、ステップ4,5が実行され、短絡検知信号保持バッファはOFFになる。また、それに伴いステータスLED20も消灯し、正常状態に戻る。
【0045】
上記した実施の形態は、出力機器が接続されるOUTスレーブについて説明したが、入力機器が併せて接続された混在型のMIXスレーブについてももちろん適用できる。
【0046】
図8,図9は、本発明の他の実施の形態を示している。本実施の形態は、上記した実施の形態と相違し、PLCを構成する出力ユニットに適用した例を示している。すなわち、良く知られているように、各機能毎のユニットを用意し、必要な機能を持つユニットを連結して1つのPLCを構成するものがある。図8では、ベース30に対し、出力機器を接続する出力ユニット31,入力機器を接続する入力ユニット32,ユーザプログラムを実行するCPUユニット33並びに各ユニットを駆動するための電源を供給する電源ユニット34を連結している。各ユニットは、バスにより接続され、ユニット間でデータの送受をしたり、電源の供給を受けたりするようになっている。もちろん、図示したユニットを全て実装する必要はないし、他の種類のユニットを連結する場合もある。
【0047】
そして、出力ユニット31の内部構造の一例を示すと図9のようになる。PLCを構成する各ユニットを電気的に連結するPLCバスに接続するためのインタフェース41を備えている。このインタフェース41には、MPU43が接続されており、このMPU43は、インタフェース41を介して他のユニットとデータの送受を行う。
【0048】
さらに、MPU43は、8ビットのバスに接続され、そのバスを介して2つのフリップフロップ44a,44cと、1つのバスバッファ44bとの間でデータの送受をする。
【0049】
そして、MPU43は、CPUユニット33から送られてきたOUTデータをフリップフロップ44aの所定アドレスに書き込む機能を持つ。フリップフロップ44aの各出力は、フォトカプラ45aを介して短絡検知内蔵出力回路46を構成する各トランジスタ46′のベースに与えられ、そのトランジスタ46′をON/OFFする。
【0050】
さらに、各トランジスタ46′にはI/O電源49が接続されているため、トランジスタ46′のON/OFFにより、トランジスタ46′に接続されたOUT端子46″ひいては、そのOUT端子46″に接続された出力機器51がON/OFFする。本実施の形態でも、I/O電源49にスイッチ49′が設置され、I/O電源供給を全体的に遮断可能としている。
【0051】
さらに、制御信号を送るラインには、OUT端子46″の状態(接点のON/OFF)を示すI/O_LED47が接続されている。このI/O_LED47は、制御信号がONの時に点灯したり、ON/OFFによって点灯する色を変えるようになっている。
【0052】
さらにまた、この出力ユニット31は、信号処理等をする内部回路と、出力機器51を駆動・動作させる出力回路に分けられ、各回路は、それぞれ別の電源により駆動するようになっている。つまり、出力回路(トランジスタ46′)は、外部のI/O電源49から電力供給を受けるように構成され、内部回路への電力供給は、PLCバスを介して与えられる。よって、I/O電源49をOFFにすると、出力機器51への通電は遮断されるものの内部回路は稼働する。
【0053】
さらに、トランジスタ46′は、短絡防止機能が付いており、自己に接続された出力機器51の短絡を検知し、検知した場合には、接点をOFFにするとともに短絡検知信号を出力する。
【0054】
この短絡検知信号は、フォトカプラ45bを介してバスバッファ44bに与えられ、所定のタイミングでMPU43に伝達される。この短絡検知信号を受け取ったMPU43は、対応するフリップフロップ44cの入力端子をONにし、そのフリップフロップ44cに接続されたステータスLED50を点灯させる。これにより、どのステータスLED50が点灯しているかを確認することにより、どの出力機器51が短絡しているかを容易に認識できる。
【0055】
ここで本発明では、I/O電源49からの電源供給ラインを分岐し、フォトカプラ45cを介してMPU43に与え、I/O電源49の状態を検出できるようにしている。そして、MPU43は、I/O電源がOFFになった場合、そのOFFの際(直前)に短絡検知信号が出力されている時には、ステータスLED50の点灯を継続するように構成した。具体的には、図6に示すフローチャートを実施する機能を組み込むことにより実現している。
【0056】
なお、上記した各実施の形態における短絡検知内蔵出力回路16,46(トランジスタ16′,46′)は、図7のタイミングチャートでも示したように、短絡を検知している間、短絡検知信号を出力(ON)し続けているが、必ずしも係る構成を採らず、短絡した際に単発のパルスを出力するようにしてもよい。すなわち、上記した実施の形態では、図6に示すフローチャートで示すように、一旦短絡検知をすると、その状態をラッチし、以後は短絡検知を無効にしているため、短絡したことをMPUに通知した場合には、それ以後は短絡検知信号を継続して出力しなくてもステータスLED20,50を点灯し続けることができるためである。
【0057】
また、図6に示すフローチャートでは、一旦短絡を検知すると、その後は、I/O電源がONのときも短絡検知信号が出力されているか否かを監視せず、短絡有りと推定して短絡検知バッファをONにしてステータスLED20,50を点灯させつづけたが、本発明はこれに限ることはなく、I/O電源がONのときは、トランジスタ16′,46′から短絡検知信号が出力されているか否かを判断し、I/O電源がOFFになった場合には、その直前の状態(短絡検知信号の有無)を保持するようにしても良い。
【0058】
つまり、前回の短絡検知結果を記憶しておき、I/O電源がOFFになった際に、直前に短絡検知信号を受信し、ステータスLED20,50を点灯させている場合には、I/O電源がOFFになった後も短絡検知信号を受信しているとみなし、ステータスLED20,50を点灯し続けるように動作させる。なお、この場合も、ステータスLED20,50の消灯は、例えば、I/O電源がOFFからONになったことをトリガとして実行することができる。
【0059】
係る機能を組み込んだ場合、例えば、メンテナンスの際にI/O電源をOFFにすることなく、ON状態のままメンテナンス処理を実行するような場合、電源がOFFすることなく短絡状態が解消するが、係る場合に短絡解消とともにステータスLEDを消灯させることができる。
【0060】
【発明の効果】
以上のように、この発明では、出力機器用の電源をOFFにしても、短絡等の異常を生じた出力機器(OUT端子)を特定する警報手段を動作させ続けることができ、メンテナンスの対象の特定を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来例を示す図である。
【図2】従来のスレーブの内部構造の概略構成を示す図である。
【図3】その内部構造の具体的な構成を示す図である。
【図4】本発明の好適な一実施の形態であるスレーブの内部構造の概略構成を示す図である。
【図5】その内部構造の具体的な構成を示す図である。
【図6】MPUの機能を示すフローチャートである。
【図7】MPUの作用を説明するタイミングチャートである。
【図8】PLCの一例を示す図である。
【図9】本発明の好適な一実施の形態である出力ユニットの内部構造の具体的な構成を示す図である。
【符号の説明】
10 スレーブ
11 通信インタフェース
12 通信部
13 MPU
14a,14c フリップフロップ
14b バスバッファ
15a〜15c フォトカプラ
16 短絡検知内蔵出力回路
16′ トランジスタ
16″ OUT端子
17 I/O_LED
18 内部回路電源
19 I/O電源
19′ スイッチ
20 ステータスLED
25 出力機器
30 ベース
31 出力ユニット
32 入力ユニット
33 CPUユニット
34 電源ユニット
41 インタフェース
43 MPU
44a,44c フリップフロップ
44b バスバッファ
45a〜45c フォトカプラ
46 短絡検知内蔵出力回路
46′ トランジスタ
46″ OUT端子
47 I/O_LED
49 I/O電源
49′ スイッチ
50 ステータスLED
51 出力機器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
This inventionSlave output unitIt is about.
[0002]
[Prior art]
An example of a network system including a PLC is as shown in FIG. That is, the
[0003]
The internal structure of the
[0004]
The output of the flip-
[0005]
Furthermore, the line for sending the control signal is provided with an I /
[0006]
Furthermore, the illustrated
[0007]
On the other hand, power is supplied to the internal circuit from the internal
[0008]
Furthermore, although the illustrated
[0009]
Then, the short circuit detection signal is given to the
[0010]
In this way, in the case of such a system, when the output device is short-circuited, it is notified to a higher-level PLC or the like, and an alarm is output from there to notify the monitoring staff or the like that there is an abnormality. Therefore, it is possible to perform maintenance such as replacement work of the output device that is short-circuited by a worker going to the site where the short-circuit has occurred quickly.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of a system including an OUT slave to which the conventional short-circuit detection function described above is added, there are the following problems. That is, when performing maintenance (repair or replacement work) on an output device (load) that is short-circuited, the
[0012]
As is clear from the circuit configuration shown in FIG. 3, when the I /
[0013]
That is, for example, the short circuit cancellation is notified to the
[0014]
Therefore, in the present invention, even when the power supply for the output device is turned off, the alarm means for specifying the output device (OUT terminal) in which an abnormality such as a short circuit has occurred can be continuously operated, and the maintenance target can be easily specified. Can beSlave output unitThe purpose is to provide.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
According to this inventionSlave output unitIs used, for example, in a PLC system, and has an output terminal for connecting an output device.Slave output unitIt is.Specifically, it is a slave output unit that communicates with a master unit having a communication function via a field network, and receives and analyzes a self-addressed frame and message from the master unit, and an output A plurality of output terminals for connecting devices, a plurality of output circuits for turning each of the output terminals ON / OFF, and receiving OUT data from the master unit, and controlling the ON / OFF to the corresponding output circuit A control means for sending a signal; and a plurality of alarm means for displaying a short circuit abnormality in the output circuit corresponding to each of the output circuits, and an internal circuit including the communication unit, the control means, the alarm means, and the output circuit Is configured to receive power supply for internal circuits and power supply for output circuits respectively by separate power supply lines. Each of the output circuits has a function of outputting a short circuit detection signal toward the control means when a short circuit abnormality is detected, and the control means outputs a corresponding output when receiving the short circuit detection signal from the output circuit. A control signal for turning off the circuit is sent, an operation signal is output so as to operate an alarm means corresponding to the output circuit, and the fact that a short circuit has occurred is notified to the master unit via the field network. Furthermore, the ON / OFF state of the power supply line for the output circuit is monitored, and even if the power supply line is turned from ON to OFF, the short-circuit detection signal is output immediately before the operation signal to the alarm means. If it is outputting, the output is continued by supplying power for the internal circuit, and alarm means when the power supply line returns from OFF to ON It was to release the output continuation of the operation signal.
[0020]
According to the present invention, when an abnormality such as a short circuit occurs in the output device or the like, the output circuit detects it and outputs an abnormality detection signal. When the control means receives the abnormality detection signal, it outputs an output signal to operate the alarm means. Thereby, a worker, a supervisor, etc. can know that there was abnormality.
[0021]
Next, when performing maintenance processing to eliminate the abnormality, the power supply of the output circuit is turned off. Then, the output circuit is also stopped and the abnormality detection signal is turned OFF. Even in this case, the power supply for the internal circuit is continued, so the control means operates normally and continues to output the output signal. Means continue to operate (alarm output).
[0022]
According to this inventionSlave output unitEach means configuring the above can be realized by a dedicated hardware circuit, or can be realized by a programmed computer.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
4 and 5 show a preferred embodiment of a slave according to the present invention. This slave is connected to the field network as shown in FIG. 1, and performs master-field communication with the master to send and receive I / O data and output a short-circuit detection signal to the master unit. It has come to do.
[0024]
The basic structure of the internal structure is the same as the conventional one. That is, a communication interface (communication connector) 11 for connecting to a field network is provided, and a frame, a message, etc. addressed to itself received via the
[0025]
The
[0026]
Then, the
[0027]
Further, an I /
[0028]
Furthermore, the
[0029]
Further, the
[0030]
The short circuit detection signal is given to the
[0031]
Here, in the present invention, the power supply line from the I /
[0032]
When the switch 19 'is opened for maintenance and the I /
[0033]
Therefore, in the present embodiment, when the power is turned off, the
[0034]
In order to realize the processing functions described above, the
[0035]
The
[0036]
Next, the output of the
[0037]
On the other hand, if the ON / OFF signal of the I / O power supply detection signal is not in the above state, that is, if it is OFF or both the previous time and this time are ON, the process proceeds to step 6 and the short circuit detection buffer is turned ON. / OFF is reflected in the status. Actually, a short-circuit detection buffer that is ON is reflected in the status as being short-circuited. As a result, the corresponding bit of the flip-
[0038]
By executing the above-described flowchart, the short-circuit detection is effective in the initial state. Once the short-circuit detection is performed, the short-circuit detection buffer is turned on (ST2), and the
[0039]
On the other hand,
[0040]
When the I /
[0041]
The operation of the above-described embodiment will be described as a time chart shown in FIG. That is, since the I / O power supply is ON in the normal state, the I / O power supply detection signal is also turned ON. Then, since the short circuit detection signal is also turned off, the short circuit detection signal buffer is also turned off, and the
[0042]
In this state, when a short circuit occurs at timing (1), the short circuit detection signal is turned ON, so that the branch determination in
[0043]
Next, when the I / O power supply is turned off for maintenance at timing (2), the I / O power supply detection signal is also turned off. Further, since the transistor 16 'is not energized, the short circuit detection signal is also turned off. However, since the output of the short-circuit detection signal holding buffer remains latched ON, the
[0044]
When the maintenance work is completed at timing (3) (replaced with a normal output device) and the I /
[0045]
The above embodiment has been described for the OUT slave to which the output device is connected, but it can of course be applied to a mixed MIX slave to which the input device is also connected.
[0046]
8 and 9 show another embodiment of the present invention. This embodiment is different from the above-described embodiment, and shows an example applied to an output unit constituting a PLC. That is, as is well known, there is a type in which a unit for each function is prepared, and units having necessary functions are connected to form one PLC. In FIG. 8, an
[0047]
An example of the internal structure of the
[0048]
Further, the
[0049]
The
[0050]
Further, since an I /
[0051]
Further, an I /
[0052]
Furthermore, the
[0053]
Further, the transistor 46 'has a short-circuit prevention function, and detects a short circuit of the
[0054]
This short-circuit detection signal is given to the
[0055]
Here, in the present invention, the power supply line from the I /
[0056]
Note that the short-circuit detection built-in
[0057]
Further, in the flowchart shown in FIG. 6, once a short circuit is detected, it is not monitored whether or not a short circuit detection signal is output even when the I / O power supply is ON, and it is estimated that a short circuit is present and short circuit detection is performed. Although the
[0058]
In other words, the previous short-circuit detection result is stored, and when the I / O power is turned off, the short-circuit detection signal is received immediately before and the
[0059]
When such a function is incorporated, for example, when maintenance processing is performed without turning off the I / O power supply during maintenance, the short circuit state is resolved without turning off the power supply. In such a case, the status LED can be turned off along with the short circuit elimination.
[0060]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even when the power supply for the output device is turned off, the alarm means for specifying the output device (OUT terminal) in which an abnormality such as a short circuit has occurred can be continuously operated. Identification can be facilitated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a conventional example.
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of an internal structure of a conventional slave.
FIG. 3 is a diagram showing a specific configuration of the internal structure.
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of an internal structure of a slave which is a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a specific configuration of the internal structure.
FIG. 6 is a flowchart showing functions of the MPU.
FIG. 7 is a timing chart for explaining the operation of the MPU.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a PLC.
FIG. 9 is a diagram showing a specific configuration of an internal structure of an output unit according to a preferred embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Slave
11 Communication interface
12 Communication Department
13 MPU
14a, 14c flip-flop
14b Bus buffer
15a-15c Photocoupler
16 Short-circuit detection built-in output circuit
16 'transistor
16 "OUT terminal
17 I / O_LED
18 Internal circuit power supply
19 I / O power supply
19 'switch
20 Status LED
25 Output equipment
30 base
31 Output unit
32 input units
33 CPU unit
34 Power supply unit
41 interface
43 MPU
44a, 44c flip-flop
44b Bus buffer
45a-45c Photocoupler
46 Output circuit with short circuit detection
46 'transistor
46 ″ OUT terminal
47 I / O_LED
49 I / O power supply
49 'switch
50 Status LED
51 Output equipment
Claims (1)
マスタユニットからの自己宛のフレーム、メッセージを受信し解析する通信部と、出力機器を接続するための複数系統の出力端子と、前記出力端子のそれぞれをON/OFFさせる複数系統の出力回路と、前記マスタユニットからOUTデータを受信し、対応する出力回路へON/OFFの制御信号を送る制御手段と、前記出力回路のそれぞれに対応させて出力回路の短絡異常を表示する複数系統の警報手段と、を備え、
通信部、制御手段、警報手段を含む内部回路と前記出力回路とは、それぞれ別系統の電源供給ラインにより、内部回路用電力供給、出力回路用電力供給をそれぞれ受けるように構成され、
前記出力回路のそれぞれは、短絡異常を検出した際に前記制御手段に向けて短絡検出信号を出力する機能を持ち、
前記制御手段は、前記出力回路から短絡検出信号を受信した際に、対応する出力回路をOFFするための制御信号を送るとともに、その出力回路に対応する警報手段を動作させるように動作信号を出力し、さらに、短絡発生の旨を前記フィールドネットワークを介して前記マスタユニットに通知し、さらにまた、前記出力回路用の電源供給ラインのON/OFF状態を監視し、その電源供給ラインがONからOFFになっても直前に前記短絡検出信号が出力されて警報手段への動作信号を出力している場合には内部回路用電力供給によりその出力を継続するようにし、前記電源供給ラインがOFFからONに復帰した際に警報手段への動作信号の出力継続を解除するようにしたことを特徴とするスレーブ出力ユニット。A slave output unit that communicates with a master unit having a communication function via a field network,
A communication unit that receives and analyzes a self-addressed frame and message from the master unit, a plurality of output terminals for connecting output devices, and a plurality of output circuits that turn each of the output terminals ON / OFF; Control means for receiving OUT data from the master unit and sending an ON / OFF control signal to a corresponding output circuit; a plurality of alarm means for displaying a short circuit abnormality in the output circuit corresponding to each of the output circuits; With
The internal circuit including the communication unit, the control unit, and the alarm unit and the output circuit are configured to receive power supply for the internal circuit and power supply for the output circuit, respectively, through power supply lines of different systems,
Each of the output circuits has a function of outputting a short circuit detection signal toward the control means when a short circuit abnormality is detected,
When the control means receives a short circuit detection signal from the output circuit, it sends a control signal for turning off the corresponding output circuit, and outputs an operation signal to operate the alarm means corresponding to the output circuit. In addition, the master unit is notified of the occurrence of a short circuit via the field network, and the ON / OFF state of the power supply line for the output circuit is monitored, and the power supply line is switched from ON to OFF. Even if the short circuit detection signal is output immediately before the operation signal to the alarm means is output, the output is continued by supplying power for the internal circuit, and the power supply line is turned from OFF to ON. The slave output unit is characterized in that the output of the operation signal to the alarm means is canceled when the alarm is restored.
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