JP2001282320A - プログラマブルコントローラ及びこれを用いた装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】プログラマブルコントローラのレンジ切替えの
簡易かつ迅速化。 【解決手段】１）ソフトウェアの設定情報に基づきデジ
タルポテンショメータ８を制御し、電圧または電流のレ
ンジ切替えを行うようにした構成とする。 ２）デジタルポテンショメータ８と、該デジタルポテン
ショメータ８に所定のパルス数の制御信号を出力するコ
ントロール回路７と、該コントロール回路７を制御する
ソフトウェアと、を備え、上記ソフトウェアでの設定切
替えにより、上記コントロール回路７の上記制御信号の
パルス数を変えて上記デジタルポテンショメータ８の抵
抗値を制御し、電圧または電流のレンジ切替えを行うよ
うにした構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ユーザーにてソフ
トウェア上の数値を任意に設定することでアナログレン
ジを変更できるプログラマブルコントローラに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１に従来のプログラマブルコントロー
ラ技術を示す。一般に、従来のプログラマブルコントロ
ーラでは、（１）０〜１０Ｖ、（２）０〜５Ｖ、（３）
１〜５Ｖ、（４）１〜１０Ｖの４種類のレンジがあり、
（１）と（２）は０Ｖから信号が始まるオフセットなし
の信号の場合、（３）と（４）は１Ｖから信号が始まる
オフセットありの信号の場合である。（１）、（２）、
（３）、（４）のレンジ切替えは、ユーザが手動で、ス
イッチSW1〜SW4のＯＮ／ＯＦＦの組合わせを下記のよう
に設定することにより行っている。すなわち、 （レンジ） （ＳＷ１） （ＳＷ２） （ＳＷ３） （ＳＷ４） ０〜１０Ｖ ＯＮ ＯＦＦ ＯＦＦ ＯＦＦ ０〜５Ｖ ＯＦＦ ＯＮ ＯＦＦ ＯＦＦ １〜５Ｖ ＯＦＦ ＯＮ ＯＮ ＯＦＦ １〜１０Ｖ ＯＮ ＯＦＦ ＯＦＦ ＯＮ また、これ以外のレンジをユーザーから要求されたとき
には、図１中の固定抵抗器の抵抗値を変えて対応する。

【０００３】図１において、１は電圧信号源、２は反転
回路、３は定電流回路、４は加算回路、５はＡ／Ｄコン
バータ、６はデータバスである。電圧信号源１を入力端
子に接続し、例えばレンジが０〜１０Ｖの場合は、反転
回路２で該電圧信号源１の電圧を反転させてマイナス電
圧にする。次に加算回路４で電圧を加算する。このと
き、このレンジ０〜１０Ｖはオフセット電圧がないので
増幅率１倍の電圧増幅器として動作する。該増幅した電
圧をＡ／Ｄコンバータ５にてアナログ信号からデジタル
信号に変換しデータバス６へ送る。レンジ０〜５Ｖの場
合もこれと同様に、０〜５Ｖの電圧信号源１を入力し、
反転回路２で電圧を反転させ、次にそれを加算回路４に
て増幅率２倍で増幅し、さらにＡ／Ｄコンバータ５でア
ナログ信号からデジタル信号に変換してデータとしてデ
ータバス６へと送る。レンジ１〜５Ｖの場合は、オフセ
ット信号があるため該オフセット信号１Ｖをなくし該オ
フセット信号を０Ｖに変換する必要がある。例えばＡ／
Ｄコンバータの入力仕様が０〜１０Ｖでオフセットがな
い仕様になっている場合、上記オフセット信号の１Ｖを
そのまま直接該Ａ／Ｄコンバータに入力すると、これが
デジタルデータに変換されてしまい誤動作の原因とな
る。このオフセット信号１Ｖをなくすには定電流回路３
を利用する。つまり、先ず、電圧信号源１を１〜５Ｖの
信号にして入力し、次に反転回路２でマイナスの電圧に
変換する。さらに定電流回路３にてプラス１Ｖの電圧が
発生するようにした定電流源を用意しておき、加算回路
４でオフセット電圧とその電圧とを加算することでオフ
セット信号の１Ｖを０Ｖにする。同時に１〜５Ｖの信号
が入力されるので、これをＡ／Ｄコンバータの入力仕様
０〜１０Ｖの電圧に合わせて加算回路４にて増幅率２倍
で電圧増幅させ、Ａ／Ｄコンバータ５へ入力しデジタル
データに変換する。レンジ１〜１０Ｖの場合も同様にア
ナログ信号をデジタル信号に変換している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来技
術においては、ユーザーが複数の切替えスイッチを手動
で切替え操作してレンジ切替えを行う公正のため、構成
が大型化し易いし、操作が複雑で切替え設定を間違え易
い等の欠点がある。本発明の目的は、上記従来技術の欠
点を改善し、レンジ切替え操作をソフトウェアで自動的
に行えるプログラマブルコントローラを提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、 １）ソフトウェアの設定情報に基づきデジタルポテンシ
ョメータを制御し、電圧または電流のレンジ切替えを行
うようにした構成とする。 ２）デジタルポテンショメータと、該デジタルポテンシ
ョメータに所定のパルス数の制御信号を出力するコント
ロール回路と、該コントロール回路を制御するソフトウ
ェアと、を備え、上記ソフトウェアでの設定切替えによ
り、上記コントロール回路の上記制御信号のパルス数を
変えて上記デジタルポテンショメータの抵抗値を制御
し、電圧または電流のレンジ切替えを行うようにした構
成とする。 ３）上記１）、２）において、ソフトウェアを、算術ボ
ックスを備え、該算術ボックス中のアドレスにデジタル
ポテンショメータの抵抗値情報等のレンジ切替え関連情
報をセット可能な構成とする。 ４）上記２）、３）において、コントロール回路を、カ
ウンタ回路とＡＮＤゲート回路に基づき上記制御信号の
パルス数を設定する構成とする。 ５）上記２）、３）、４）において、ソフトウェアの算
術ボックス中のアドレスに所定情報がアドレスされたと
き、デジタルポテンショメータに定電流回路が接続され
レンジのオフセットがなくなるようにされる構成とす
る。 ６）上記１）から５）のプログラマブルコントローラ
と、該プログラマブルコントローラで制御される機器と
を備えた装置構成とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】図２に本発明の実施例を示す。７
はコントロール回路、８はデジタルポテンションメー
タ、９は定電流回路、１０はオペアンプ、１１はアドレ
スバス、１２はデータバス、１３はデジタルポテンショ
ンメータ信号線、１５は定電流回路許可信号、１６は定
電流回路開閉スイッチである。デジタルポテンションメ
ータ８は、パルス入力線とグランド線の２線が設けら
れ、パルス入力線に入力されるパルスの数によって内部
の抵抗値がコントロールされる。例えば、該デジタルポ
テンションメータ８の抵抗値を０（例えば０Ω）から２
０（例えば２０Ω）へと増加させるには２０パルスのパ
ルス信号を上記パルス入力線に入力すればよい。

【０００７】図３は、上記デジタルポテンショメータに
所定のパルス数の制御信号を出力するコントロール回路
７の構成例である。図３において、１７はパルス発生回
路、１８はカウンタ回路、１９は出力フラグ、２０はＡ
ＮＤゲートである。パルス発生回路１７は水晶発振器等
で構成し、出力パルスをカウンタ回路１８に出力する。
カウンタ回路１８では、例えばパルス波形の立上がり等
でパルスをカウント設定値入力と比較し、設定値より多
いパルス数が入力された場合に出力フラグ１９を出力す
る。該カウンタ回路１８は該フラグ１９によりＡＮＤゲ
ート２０を制御して、デジタルポテンショメータに入力
する上記制御信号のパルス数を、切替えレンジ対応の所
定値にする。例えばデジタルポテンショメータへの入力
パルス数を２０にしたい場合、カウンタに該設定値より
多いパルス数（２１以上のパルス数）がカウンタ回路１
８に入力されるようにして該カウンタの出力フラグ１９
がＯＮ状態となるようにし、該フラグをＡＮＤゲート２
０に入力して、該設定値より多いパルス数は出力しない
ようにする。つまり、コントロール回路７からはデジタ
ルポテンショメータに対しパルス数２０の制御信号が出
力されるようにする。

【０００８】次に、図４を用い、上記コントロール回路
７を制御するソフトウェアにつき説明する。１４は算術
ＢＯＸである。該算術ＢＯＸ１４の中のアドレスＷＲＦ
１に希望するレンジ対応のデジタルポテンショメータの
抵抗値をセットする。データをセットするとＣＰＵモジ
ュール等の側でこれらの情報を受け取り、図３のコント
ロール回路７に該データを図２のアドレスバス１１で転
送し、ソフトウェアにより、該コントロール回路７をコ
ントロールする。また、レンジ１〜５Ｖの場合のように
オフセット信号がある場合は、算術ＢＯＸ１４の中のア
ドレスＲＣに１をセットすることでコントロール回路７
から定電流回路許可信号１５を発生させ、該信号に基づ
き定電流回路開閉スイッチ１６をＯＮ状態にしてオフセ
ット信号を０Ｖにする。

【０００９】例えば、算術ＢＯＸ１４中のアドレスＷＲ
Ｆ１の設定値と各レンジとの関係を予め以下のように決
めてユーザーに公開すればユーザ側ではソフトウェアに
て簡単に各レンジに対応可能となる。 （対応レンジ） （ＷＲＦ１の設定値） ０〜１０Ｖ １００ ０〜５Ｖ ２００ １〜５Ｖ １５０ １〜１０Ｖ ２５０ 図５は、電流レンジにおける場合の構成例を示す。

【００１０】本構成の場合は例えば、（１）４〜２０ｍ
Ａ、（２）０〜２０ｍＡの２種類のレンジがある。本電
流レンジの場合は抵抗器に電流信号を流して電圧信号に
変換すればそれ以降の回路構成は図３の場合と同じとな
る。つまり、例えば各レンジと、アドレスＷＲＦ１の設
定値との関係を予め以下のように定め、これに従ってア
ドレスＷＲＦ１に２２０と入力すれば、デジタルポテン
ションメータ８の抵抗値は２２０Ωとなる。このように
してユーザーは、ユーザプログラム等のソフトウェアに
よって各レンジに対応可能となる。 （対応レンジ） （ＷＲＦ１の設定値） ４〜２０ｍＡ ２２０ ０〜２０ｍＡ ２２０ また、４〜２０ｍＡ時のようにオフセット信号がある場
合は、アドレスＲＣに１をセットすることでコントロー
ル回路７から定電流回路許可信号１５を出力させ、これ
によって定電流回路開閉スイッチ１６をＯＮにしてオフ
セット信号を０Ｖにする。

【００１１】

【発明の効果】本発明によれば、ソフトウェアによるレ
ンジ切替えのため、設定を正確に行え、切替え操作も簡
単で正確かつ短時間に可能である。また、切替えレンジ
数も容易に増大できるし、コントローラ構成も小型化し
易い。また、オフセットのあるレンジにも対応し易い。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の構成例図である。

【図２】本発明の実施例の図である。

【図３】本発明の実施例に用いるコントロール回路の構
成例である。

【図４】本発明の実施例に用いるソフトウェアの設定例
の説明図である。

【図５】本発明の実施例の図である。

【符号の説明】

１…電圧信号源、 ２…反転回路、 ３…定電流回
路、４…加算回路、 ５…Ａ／Ｄコンバータ、 ６
…データバス、７…コントロール回路、 ８…デジタ
ルポテンションメータ、９…定電流回路、 １０…オ
ペアンプ、 １１…アドレスバス、１２…データバ
ス、 １３…デジタルポテンションメータ制御信号
線、１４…算術ＢＯＸ、 １５…定電流回路許可信
号、１６…定電流回路開閉スイッチ、 １７…パルス
発生回路、１８…カウンタ回路、 １９…カウンタの
出力フラグ、２０…ＡＮＤゲート。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小島 智浩 新潟県北蒲原郡中条町大字富岡46番地１ 株式会社日立製作所産業機器グループ内 Ｆターム(参考） 5H220 CC03 CX05 EE14 FF09 JJ07 JJ17

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ソフトウェアの設定情報に基づきデジタル
   ポテンショメータを制御し、電圧または電流のレンジ切
   替えを行うようにしたことを特徴とするプログラマブル
   コントローラ。
2. 【請求項２】デジタルポテンショメータと、 該デジタルポテンショメータに所定のパルス数の制御信
   号を出力するコントロール回路と、 該コントロール回路を制御するソフトウェアと、 を備え、 上記ソフトウェアでの設定切替えにより、上記コントロ
   ール回路の上記制御信号のパルス数を変えて上記デジタ
   ルポテンショメータの抵抗値を制御し、電圧または電流
   のレンジ切替えを行うようにしたことを特徴とするプロ
   グラマブルコントローラ。
3. 【請求項３】上記ソフトウェアは、算術ボックス中のア
   ドレスに上記デジタルポテンショメータの抵抗値情報等
   のレンジ切替え関連情報をセット可能な構成である請求
   項１または請求項２に記載のプログラマブルコントロー
   ラ。
4. 【請求項４】上記コントロール回路は、カウンタ回路と
   ＡＮＤゲート回路に基づき上記制御信号のパルス数を設
   定する構成である請求項２また請求項３に記載のプログ
   ラマブルコントローラ。
5. 【請求項５】上記ソフトウェアの算術ボックス中のアド
   レスに所定情報がアドレスされたとき、上記デジタルポ
   テンショメータに定電流回路が接続されて上記レンジの
   オフセットがなくなるようにされる請求項２、３または
   ４に記載のプログラマブルコントローラ。
6. 【請求項６】請求項１から５のいずれかに記載のプログ
   ラマブルコントローラと、該プログラマブルコントロー
   ラで制御される機器を備えた構成されることを特徴とす
   る装置。