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JP2012027640A - Programmable controller and method for detecting programmable controller memory backup battery voltage - Google Patents

Programmable controller and method for detecting programmable controller memory backup battery voltage Download PDF

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JP2012027640A
JP2012027640A JP2010164737A JP2010164737A JP2012027640A JP 2012027640 A JP2012027640 A JP 2012027640A JP 2010164737 A JP2010164737 A JP 2010164737A JP 2010164737 A JP2010164737 A JP 2010164737A JP 2012027640 A JP2012027640 A JP 2012027640A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
voltage
programmable controller
backup
memory
Prior art date
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Pending
Application number
JP2010164737A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshihiro Higuchi
敏弘 樋口
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately detect a voltage drop of a battery before the battery becomes completely exhausted and urge a user to replace the battery, so as not to cause a battery backup operation for a programmable controller memory to be interrupted due to battery exhaustion.SOLUTION: A backup circuit comprises: a backup continuation means for continuing backup using a battery for a predetermined period after a main power supply is turned on; and a battery voltage detection means for detecting a battery voltage during the continuation period, comparing it with a predetermined threshold value, and outputting the comparison result.

Description

本発明は、プログラマブルコントローラ(以下、PLCとも略記する)において、メモリデータを保護するバックアップ方法に関する。
なお、以下各図において同一の符号は同一もしくは相当部分を示す。
The present invention relates to a backup method for protecting memory data in a programmable controller (hereinafter also abbreviated as PLC).
In the following drawings, the same reference numerals denote the same or corresponding parts.

図3は従来のメモリバックアップ回路の構成図である。同図において、1はモジュール電圧S2を生成するモジュール電源である。2はデータを保持する揮発性メモリであり、モジュール電源1がオフ状態の時に後述の電池5により電圧が供給されデータがバックアップされる。2aはメモリ2に供給される電圧(メモリ電源電圧)である。   FIG. 3 is a block diagram of a conventional memory backup circuit. In the figure, reference numeral 1 denotes a module power source that generates a module voltage S2. Reference numeral 2 denotes a volatile memory that holds data. When the module power supply 1 is in an off state, a voltage is supplied by a battery 5 described later to back up the data. Reference numeral 2 a denotes a voltage (memory power supply voltage) supplied to the memory 2.

5はメモリ2をバックアップするための電池であり、その出力電圧として5aを出力する。6は電池5の出力電圧(電池電圧5a)を監視する電池電圧検出回路である。この電池電圧検出回路6は、メモリ2をバックアップするために必要な下限電圧を、閾値電圧Ethとして電池電圧5aを監視し、電池電圧5aが閾値電圧Eth未満になると電池電圧検出回路出力6aを出力して表示回路7に与え、表示回路7は電池電圧検出回路出力6aを受けて表示回路出力7aを出力し、警告を発してユーザに電池交換を促す。   Reference numeral 5 denotes a battery for backing up the memory 2 and outputs 5a as its output voltage. A battery voltage detection circuit 6 monitors the output voltage (battery voltage 5a) of the battery 5. The battery voltage detection circuit 6 monitors the battery voltage 5a with the lower limit voltage necessary for backing up the memory 2 as the threshold voltage Eth, and outputs the battery voltage detection circuit output 6a when the battery voltage 5a becomes lower than the threshold voltage Eth. The display circuit 7 receives the battery voltage detection circuit output 6a, outputs the display circuit output 7a, issues a warning, and prompts the user to replace the battery.

8はモジュール電圧S2の電圧を監視するリセット解除回路であり、モジュール電圧S2が所定の電圧に達するとリセット解除信号8aを出力する。
ここで電池の特性について説明する。電池はほぼ一定の起電力を出力する起電力源と内部インピーダンスとの直列接続とみなすことができる。この起電力は、電池の消耗と共に極く僅かづつ低下するもののあまり変化せず、電池寿命の末期に達して、急激に低下する。一方、内部インピーダンスは電池の消耗の程度に追従して漸次増加して行き、電池寿命の末期に達するとさらに急激に増大する性質がある。
Reference numeral 8 denotes a reset cancellation circuit that monitors the voltage of the module voltage S2, and outputs a reset cancellation signal 8a when the module voltage S2 reaches a predetermined voltage.
Here, the characteristics of the battery will be described. The battery can be regarded as a series connection of an electromotive force source that outputs a substantially constant electromotive force and an internal impedance. Although this electromotive force decreases very little as the battery is consumed, it does not change so much, and reaches the end of the battery life and rapidly decreases. On the other hand, the internal impedance has a property of gradually increasing following the degree of consumption of the battery and increasing more rapidly when reaching the end of the battery life.

図4は図3の回路の動作説明用のタイムチャートである。上から下へ並ぶ配列番号1)、2)・・・、6)の順にそれぞれ、モジュール電圧S2、電池電圧5a,メモリ電源電圧2a、リセット解除信号8a,電池電圧検出回路出力6a、表示回路出力7aである。   FIG. 4 is a time chart for explaining the operation of the circuit of FIG. The module voltage S2, battery voltage 5a, memory power supply voltage 2a, reset release signal 8a, battery voltage detection circuit output 6a, and display circuit output are arranged in the order of array numbers 1), 2). 7a.

図4を参照しながら図3の回路の動きを説明する。図4において、E0は、モジュール電圧S2がオンの状態のときの電池5の出力電圧(無負荷電圧)である。このときメモリ2への電圧はモジュール電圧S2から供給されているので、電池5から見れば電池5は無負荷状態であり、E0は上述した電池5の起電力に相当する電圧である。   The operation of the circuit of FIG. 3 will be described with reference to FIG. In FIG. 4, E0 is the output voltage (no-load voltage) of the battery 5 when the module voltage S2 is on. At this time, since the voltage to the memory 2 is supplied from the module voltage S2, the battery 5 is in an unloaded state when viewed from the battery 5, and E0 is a voltage corresponding to the electromotive force of the battery 5 described above.

また、E1は、電池5がメモリ2をバックアップしているとき(区間t0〜t1)の電池5の出力電圧である。すなわち、E1はモジュール電圧S2がオフの状態で電池5に負荷がかかっている状態の電池5の出力電圧(実負荷電圧)である。   E1 is the output voltage of the battery 5 when the battery 5 backs up the memory 2 (sections t0 to t1). That is, E1 is the output voltage (actual load voltage) of the battery 5 in a state where the module voltage S2 is off and the battery 5 is loaded.

時点t0で図外の外部電源が遮断されると、モジュール電圧S2がオフする。このためダイオード4は順バイアス(オン)、ダイオード3は逆バイアス(オフ)の状態となり、バックアップ用の電池5はメモリ2への通電、つまりメモリバックアップを開始する。このときダイオード3は電池5の電流がモジュール電圧S2のラインに流れることを防止している。こうしてモジュール電圧S2のオフと共に電池電圧5aは無負荷電圧E0から実負荷電圧E1に移行する。   When the external power supply (not shown) is cut off at time t0, the module voltage S2 is turned off. For this reason, the diode 4 is forward biased (ON), the diode 3 is reverse biased (OFF), and the backup battery 5 starts energization to the memory 2, that is, memory backup. At this time, the diode 3 prevents the current of the battery 5 from flowing through the line of the module voltage S2. Thus, the battery voltage 5a shifts from the no-load voltage E0 to the actual load voltage E1 when the module voltage S2 is turned off.

時点t1にて外部電源が投入されると、モジュール電圧S2がオンする。モジュール電圧S2がオンすると、この電圧S2は電池5の電圧5aより高く設定されているため、ダイオード3が順バイアス(オン)、ダイオード4が逆バイアス(オフ)の状態となり、メモリ2にはモジュール電圧S2ラインから電源が供給される。このため、バックアップ用電池5はモジュール電圧S2ラインおよびメモリ2の側からは切り離される。こうしてモジュール電圧S2のオンと共に電池電圧5aは実負荷電圧E1から無負荷電圧E0に移行する。   When the external power supply is turned on at time t1, the module voltage S2 is turned on. When the module voltage S2 is turned on, the voltage S2 is set higher than the voltage 5a of the battery 5, so that the diode 3 is forward biased (on) and the diode 4 is reverse biased (off). Power is supplied from the voltage S2 line. For this reason, the backup battery 5 is disconnected from the module voltage S2 line and the memory 2 side. Thus, when the module voltage S2 is turned on, the battery voltage 5a shifts from the actual load voltage E1 to the no-load voltage E0.

また時点t1において、リセット解除回路8はモジュール電圧S2が所定の電圧に達するとリセット解除信号8aをオンする。このオンされたリセット解除信号8aは電池電圧検出回路6に与えられている。電池電圧検出回路6はリセット解除信号8aの立ち上がりタイミングから所定の時間経過後に電池電圧5aを検出する。すなわち、t1のタイミングでリセット解除信号8aが出力され、それから所定の時間経過後のtcのタイミングで電池電圧5aが検出される。   At time t1, the reset release circuit 8 turns on the reset release signal 8a when the module voltage S2 reaches a predetermined voltage. The reset release signal 8a that is turned on is supplied to the battery voltage detection circuit 6. The battery voltage detection circuit 6 detects the battery voltage 5a after a predetermined time has elapsed from the rising timing of the reset release signal 8a. That is, the reset release signal 8a is output at the timing of t1, and the battery voltage 5a is detected at the timing of tc after a predetermined time has elapsed since then.

電池電圧検出回路6は、tcのタイミングで電池電圧5aと閾値電圧Ethとを比較する。電池電圧5aが閾値電圧Eth未満であれば、破線で示される電池電圧検出回路出力6aを表示回路7に与えて表示回路出力7a(破線)を表示回路7から出力させ、電池電圧5aが閾値電圧Eth以上であれば、実線のように電池電圧検出回路出力6aおよび表示回路出力7aは出力されない。なお、閾値電圧Ethは、メモリ2をバックアップするための下限電圧を下回らない値として定義される。具体的には、メモリ2をバックアップするための下限電圧が1Vであった場合、この1Vにダイオード4の順方向電圧を加えた電圧を下回らないようにすることが望ましい。   The battery voltage detection circuit 6 compares the battery voltage 5a with the threshold voltage Eth at the timing tc. If the battery voltage 5a is less than the threshold voltage Eth, the battery voltage detection circuit output 6a indicated by the broken line is given to the display circuit 7 to output the display circuit output 7a (broken line) from the display circuit 7, and the battery voltage 5a is the threshold voltage. If it is equal to or higher than Eth, the battery voltage detection circuit output 6a and the display circuit output 7a are not output as indicated by the solid line. The threshold voltage Eth is defined as a value that does not fall below the lower limit voltage for backing up the memory 2. Specifically, when the lower limit voltage for backing up the memory 2 is 1V, it is desirable not to fall below the voltage obtained by adding the forward voltage of the diode 4 to 1V.

このような従来例では、モジュール電源1がオンすると共にメモリ2への供給電圧がモジュール電源1側から供給され、それ以降にバックアップ電池5の電圧を検出している。すなわち、上述従来例は、バックアップ用電池がメモリ2をバックアップしているときの電圧(実負荷電圧E1)を検出してなく、電池5が無負荷状態になったタイミングでその電圧を検出しているので、メモリ2をバックアップしているときの実負荷電圧E1が正確に検出できない。   In such a conventional example, the module power supply 1 is turned on, the supply voltage to the memory 2 is supplied from the module power supply 1 side, and the voltage of the backup battery 5 is detected thereafter. That is, the above-described conventional example does not detect the voltage (actual load voltage E1) when the backup battery backs up the memory 2, but detects the voltage when the battery 5 is in a no-load state. Therefore, the actual load voltage E1 when the memory 2 is backed up cannot be detected accurately.

このように無負荷状態で電池電圧を検出して警報が出力された場合、この電池の消耗は著しく進んでいる筈で、この電池にメモリの負荷がかかっていたときの電池電圧、つまり実負荷電圧E1は、当然、閾値電圧Ethを下回わり、この電池は既にメモリをバックアップできない状態になっていた可能性が高い。従って上述した従来の電池電圧検出方法では、電池切れにも関わらず警報が出力されない、もしくは警報の出力が遅れて電池の交換が間に合わず電池切れとなる可能性が大きい。   If the battery voltage is detected and the alarm is output in such a no-load state as described above, the battery is consumed significantly, and the battery voltage when the memory is loaded on this battery, that is, the actual load Naturally, the voltage E1 is lower than the threshold voltage Eth, and there is a high possibility that the battery has already been in a state where the memory cannot be backed up. Therefore, in the conventional battery voltage detection method described above, there is a high possibility that an alarm will not be output in spite of running out of the battery, or the output of the alarm will be delayed and the battery will not be replaced in time, and the battery will run out.

このような問題を解決するために、CPUによって一時的にメモリの電源供給ラインを主電源側から電池側に切り換え、電池の実負荷状態を作り出し、その時の電池電圧を検出するようにしたメモリのバッテリバックアップ回路が開示されている(例えば特許文献1)。   In order to solve such a problem, the CPU temporarily switches the power supply line of the memory from the main power supply side to the battery side, creates an actual load state of the battery, and detects the battery voltage at that time. A battery backup circuit is disclosed (for example, Patent Document 1).

特開平2−12316号公報JP-A-2-12316

しかしながら、電池は連続使用状態を一時中断し、再度使用を開始すると、暫くは中断直前の電圧よりも高い電圧を出力する特性があるため、メモリバックアップ状態にあったバックアップ電池を、無負荷状態にし、再度、バックアップ状態にして負荷をかけると、電池電圧5aは、無負荷電圧E0から実負荷電圧E1に少しは近づくが、安定した真の実負荷電圧E1に達する(下降する)までには暫らく時間がかかる。   However, since the battery has a characteristic of outputting a voltage higher than the voltage immediately before the interruption for a while when the continuous use state is temporarily interrupted and restarted, the backup battery that was in the memory backup state is put into a no-load state. When the load is applied again in the backup state, the battery voltage 5a slightly approaches the actual load voltage E1 from the no-load voltage E0, but for a while until reaching the stable true actual load voltage E1 (decrease). It takes a long time.

このため、特許文献1に記載された発明では、安定した真の実負荷電圧E1よりやや高めの電池電圧を測定することとなり、まだ余命があると測定した電池の寿命が、実際はほぼ尽きてしまっているというように電池消耗の検出が遅れて電池切れとなる可能性がある。さらに、特許文献1に記載された発明は、主電源オン時における通常の読書き動作状態から、一時的にバッテリバックアップの状態に切り替えるため、装置全体または一部の機能を中断しなければならない。   For this reason, in the invention described in Patent Document 1, the battery voltage slightly higher than the stable true actual load voltage E1 is measured, and the measured battery life is actually almost exhausted when there is still life expectancy. There is a possibility that the detection of battery consumption will be delayed and the battery will run out. Furthermore, since the invention described in Patent Document 1 temporarily switches from the normal read / write operation state when the main power is turned on to the battery backup state, the entire apparatus or a part of the functions must be interrupted.

本発明は、このような従来の問題点を解決するものであって、その目的は、電池の電圧低下を電池が完全に消耗する前に的確に検出して電池の交換を促し、メモリのバッテリバックアップ動作が電池の消耗によって途切れないようにすることができる、メモリバックアップ電池電圧の検出方法を提供することにある。   The present invention solves such a conventional problem, and an object of the present invention is to accurately detect a voltage drop of the battery before the battery is completely consumed and to prompt the user to replace the battery. It is an object of the present invention to provide a memory backup battery voltage detection method capable of preventing a backup operation from being interrupted by battery consumption.

上記のような課題を解決する方法として、本発明は以下のように構成される。
請求項1に係る発明は、主電源がオフのとき記憶手段を電池にてバックアップするバックアップ回路を有するプログラマブルコントローラにおいて、バックアップ回路は、主電源がオンしてから所定の期間、電池によるバックアップを継続するバックアップ継続手段と、所定の期間中に電池の電圧と所定の閾値とを比較し、該比較結果を出力する電池電圧検出手段と、を備えるよう構成する。
As a method for solving the above problems, the present invention is configured as follows.
The invention according to claim 1 is a programmable controller having a backup circuit that backs up the storage means with a battery when the main power is off. The backup circuit continues to back up with the battery for a predetermined period after the main power is turned on. Backup continuation means, and a battery voltage detection means for comparing the voltage of the battery with a predetermined threshold value during a predetermined period and outputting the comparison result.

請求項2に係る発明は、請求項1に記載のプログラマブルコントローラにおいて、
所定の閾値は記憶手段がデータを保持するために必要な下限電圧を基に予め設定された電圧値とする。
The invention according to claim 2 is the programmable controller according to claim 1,
The predetermined threshold is a voltage value set in advance based on a lower limit voltage necessary for the storage means to hold data.

請求項3に係る発明は、請求項1に記載のプログラマブルコントローラにおいて、
記憶手段には、該プログラマブルコントローラの動作モードを決定する設定データが保持されるよう構成する。
The invention according to claim 3 is the programmable controller according to claim 1,
The storage means is configured to hold setting data for determining the operation mode of the programmable controller.

請求項4に係る発明は、請求項1に記載のプログラマブルコントローラにおいて、
閾値は該プログラマブルコントローラに着脱可能な支援装置により新たな閾値が転送されると、予め設定された閾値を新たな閾値に更新する更新手段を更に備えるよう構成する。
The invention according to claim 4 is the programmable controller according to claim 1,
When a new threshold value is transferred to the threshold value by a support device that can be attached to and detached from the programmable controller, the threshold value is further provided with an updating unit that updates the preset threshold value to the new threshold value.

請求項5に係る発明は、主電源がオフのとき記憶手段を電池にてバックアップするバックアップ回路を有するプログラマブルコントローラの電池電圧の検出方法であって、
主電源がオンしたことを起点とし所定の時間経過後に生成される第1のタイミングまで電池によるバックアップを継続し、主電源がオンしたことを起点とし所定の時間の間に生成される第2のタイミングにて電池の電圧を検出するよう構成する。
The invention according to claim 5 is a battery voltage detection method of a programmable controller having a backup circuit that backs up the storage means with a battery when the main power is off.
The backup by the battery is continued until the first timing generated after elapse of a predetermined time from the start of the main power supply, and the second generated during the predetermined time from the start of the main power supply. The battery voltage is detected at the timing.

本発明によれば、プログラマブルコントローラへの外部電源がオンされた後も、暫時、電池によるメモリバックアップ状態を継続させるようにし、この状態での電池電圧を検出するようにしたので、実負荷状態の電池の電圧(実負荷電圧E1)を正確に検出することが可能となり、メモリバックアップ用電池の電池切れ、すなわち、メモリのデータ消失を防ぐことができる。   According to the present invention, the memory backup state by the battery is continued for a while after the external power source to the programmable controller is turned on, and the battery voltage in this state is detected. It becomes possible to accurately detect the battery voltage (actual load voltage E1), and it is possible to prevent the memory backup battery from running out, that is, data loss in the memory.

本発明の一実施例としてのメモリバックアップ回路の構成を示す回路図1 is a circuit diagram showing a configuration of a memory backup circuit as one embodiment of the present invention. 図1の動作説明用のタイムチャートTime chart for explaining the operation of FIG. 従来のメモリバックアップ回路の構成例を示す回路図Circuit diagram showing a configuration example of a conventional memory backup circuit 図3の動作説明用のタイムチャートTime chart for explaining the operation of FIG. プログラマブルコントローラ(PLC)の電源の供給方法を説明する図The figure explaining the supply method of the power supply of a programmable controller (PLC)

以下、本発明の好適な実施形態について図1、図2、および図5の図面を基に説明する。なお、これらの図面は本発明の一実施形態を説明するための図面であって、これらの図面によって本発明が限定されるものではない。また、従来技術を説明するための図3、図4と同じ構成は同符号を付してある。
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described based on the drawings of FIGS. 1, 2, and 5. These drawings are for explaining one embodiment of the present invention, and the present invention is not limited by these drawings. Also, the same components as those in FIGS. 3 and 4 for explaining the prior art are denoted by the same reference numerals.

本発明のメモリバックアップ回路を適用する装置はプログラマブルコントローラ(以下PLC)である。PLCはアプリケーションプログラムを演算実行してPLCに接続される監視制御対象機器を、監視や制御する装置であり、FA(ファクトリーオートメーション)等に広く使用されている。   An apparatus to which the memory backup circuit of the present invention is applied is a programmable controller (hereinafter referred to as PLC). The PLC is a device that monitors and controls a device to be monitored and controlled connected to the PLC by calculating and executing an application program, and is widely used in factory automation (FA) and the like.

図5は、PLCの基本的な機能部分である各種のモジュールの構成と、各モジュールに対する給電方法の一例を示す図である。200は、外部から商用電源が供給されることにより、各種モジュールに所定の電圧を供給するシステム電源である。   FIG. 5 is a diagram showing an example of the configuration of various modules, which are basic functional parts of the PLC, and an example of a power feeding method for each module. A system power supply 200 supplies a predetermined voltage to various modules when commercial power is supplied from the outside.

301と302は、PLC全体を統括制御するCPUモジュール(共通符号を300とする)である。401、402、・・・、406は、各種の監視制御対象機器の適所に取り付けたスイッチやセンサなどの信号を入力したり、同じく監視制御対象機器のアクチュエータなどに制御出力信号を出力する入出力モジュール(共通符号を400とする)、また100は、これらの各種モジュールおよびシステム電源を搭載するベースボードである。   Reference numerals 301 and 302 denote CPU modules (common code is 300) that performs overall control of the entire PLC. 401, 402,..., 406 are inputs / outputs for inputting signals such as switches and sensors attached at appropriate positions of various types of monitoring control target devices and for outputting control output signals to actuators of the monitoring control target devices. A module (common reference numeral is 400), and 100 is a base board on which these various modules and a system power supply are mounted.

システム電源200は、ベースボード100を介して、CPUモジュール300や、入出力モジュール400のそれぞれにベースボード電圧(本例ではDC24V)S1を供給する。この電圧S1を受けた各モジュール300、400は、各モジュール内に設けられたモジュール電源1によって、当該モジュール内の回路を駆動させるためのモジュール電圧S2を生成している。   The system power supply 200 supplies a base board voltage (DC 24 V in this example) S1 to each of the CPU module 300 and the input / output module 400 via the base board 100. Each of the modules 300 and 400 that has received this voltage S1 generates a module voltage S2 for driving a circuit in the module by a module power supply 1 provided in each module.

図1はCPUモジュール300内に設けられた本発明のメモリバックアップ回路01の構成図である。図3の従来の構成例に対し、本発明の図1の構成は、制御部9、遅延回路10、トランジスタ11が付加された点が相異する。   FIG. 1 is a configuration diagram of the memory backup circuit 01 of the present invention provided in the CPU module 300. 3 differs from the conventional configuration example of FIG. 3 in that a control unit 9, a delay circuit 10, and a transistor 11 are added.

同図1において、制御部9は図外のマイクロプロセッサ(CPU)、プログラムメモリ、作業用メモリなどを搭載しており、前述したアプリケーションプログラムを実行することにより入出力モジュール400を介して外部機器を制御する。   In FIG. 1, the control unit 9 is equipped with a microprocessor (CPU), a program memory, a working memory, etc., not shown, and an external device is connected via the input / output module 400 by executing the application program described above. Control.

また、トランジスタ11は、モジュール電圧S2からダイオード3のアノードに至るラインに直列に挿入され、モジュール電圧S2のメモリ2への給電路を開閉するスイッチの役割を持つ。なお、メモリ2には、PLCの動作モードを決定するためのパラメータ(設定データ)などが保持されている。   The transistor 11 is inserted in series in a line from the module voltage S2 to the anode of the diode 3, and serves as a switch that opens and closes a power supply path to the memory 2 for the module voltage S2. The memory 2 holds parameters (setting data) for determining the operation mode of the PLC.

遅延回路10はモジュール電圧S2のラインに接続され、モジュール電圧S2がオンした後の所定の遅延期間δの間トランジスタ11をオフに保つ役割を持つ。なお、10aは遅延回路10がトランジスタ11のベースに与える、オン、オフの駆動信号としての遅延回路出力信号である。このように遅延回路10とトランジスタ11により、メモリバックアップ回路01はモジュール電圧S2がオンした後の所定の期間、電池によるバックアップを継続する(バックアップ継続手段)。   The delay circuit 10 is connected to the line of the module voltage S2, and has a role of keeping the transistor 11 off for a predetermined delay period δ after the module voltage S2 is turned on. Reference numeral 10a denotes a delay circuit output signal as an on / off drive signal which the delay circuit 10 gives to the base of the transistor 11. As described above, the delay circuit 10 and the transistor 11 allow the memory backup circuit 01 to continue the battery backup for a predetermined period after the module voltage S2 is turned on (backup continuation means).

また、リセット解除回路8および電池電圧検出回路6は図3に示した構成と略同じであるが、その相違点はリセット解除信号8aが電池電圧検出回路6以外に制御部9に与えられている点、そして、出力信号電池電圧検出回路出力6aが表示回路7以外に制御部9に与えられている点である。   The reset release circuit 8 and the battery voltage detection circuit 6 are substantially the same as those shown in FIG. 3 except that the reset release signal 8a is supplied to the control unit 9 in addition to the battery voltage detection circuit 6. The output signal battery voltage detection circuit output 6 a is provided to the control unit 9 in addition to the display circuit 7.

なお、1はモジュール電圧S2を生成する点で図3に示したモジュール電源1と同じであり、メモリ2、電池5、表示回路7は、図3の構成と同一なので、その説明は省略する。   1 is the same as the module power supply 1 shown in FIG. 3 in that the module voltage S2 is generated, and the memory 2, the battery 5, and the display circuit 7 are the same as those in FIG.

図2は図1の動作説明用のタイムチャートである。この図2では図4に示した各種信号の他に、遅延回路10の出力信号が付加されており、上から下へ並ぶ配列番号1)、2)、・・・、7)の順に、それぞれ、モジュール電圧S2、電池電圧5a,メモリ電源電圧2a、リセット解除信号8a,遅延回路出力信号10a,電池電圧検出回路出力6a、表示回路出力7aが示されている。なお、図2では図4より時間軸(水平軸)が拡大されている。   FIG. 2 is a time chart for explaining the operation of FIG. In FIG. 2, in addition to the various signals shown in FIG. 4, the output signal of the delay circuit 10 is added, and in order of array numbers 1), 2),. A module voltage S2, a battery voltage 5a, a memory power supply voltage 2a, a reset release signal 8a, a delay circuit output signal 10a, a battery voltage detection circuit output 6a, and a display circuit output 7a are shown. In FIG. 2, the time axis (horizontal axis) is enlarged from FIG.

次に図2を参照し、図1のメモリバックアップ回路01の具体的な動作を説明する。
時点t1以前においてはPLCへの外部電源は遮断されており、モジュール電圧S2はオフ状態である。このとき、メモリ2は電池5によってバックアップされている。このため、時点t1における電池電圧5aは、安定した実負荷電圧E1になっている。
Next, a specific operation of the memory backup circuit 01 of FIG. 1 will be described with reference to FIG.
Before time t1, the external power supply to the PLC is cut off, and the module voltage S2 is off. At this time, the memory 2 is backed up by the battery 5. For this reason, the battery voltage 5a at the time point t1 is a stable actual load voltage E1.

時点t1でPLCへの外部電源が投入されると、モジュール電圧S2が立上がってオンし、この立上がりの始めにおいては、図3,4で述べた従来技術と同様に、リセット解除回路8はモジュール電圧S2が所定の電圧に達したことを検知し、リセット解除信号8aをオンする。リセット解除信号8aがオンされると制御部9のリセットが解除され、その動作を開始する。また、リセット解除信号8aは電池電圧検出回路6にも与えられており、電池電圧検出回路6はリセット解除信号8aの立上がりタイミングから所定の時間経過後に電池電圧5aを検出する。   When the external power supply to the PLC is turned on at time t1, the module voltage S2 rises and is turned on. At the beginning of this rise, the reset release circuit 8 is connected to the module as in the prior art described in FIGS. It is detected that the voltage S2 has reached a predetermined voltage, and the reset release signal 8a is turned on. When the reset release signal 8a is turned on, the reset of the control unit 9 is released and the operation is started. The reset release signal 8a is also supplied to the battery voltage detection circuit 6, and the battery voltage detection circuit 6 detects the battery voltage 5a after a predetermined time has elapsed from the rising timing of the reset release signal 8a.

遅延回路10は、モジュール電圧S2が所定の電圧に達してから所定の時間トランジスタ11のオンを防止する。従って、モジュール電圧S2がオンした後も、その立上がり開始時点t1から遅延期間δが経過する時点t2まで、トランジスタ11のベースに与える遅延回路出力信号10aをロウレベルに保って、トランジスタ11をオフ状態に保つ。このため、電池5は、時点t2までそのまま、メモリ2のバックアップを継続し、電池電圧5aは実負荷電圧E1を維持する。   The delay circuit 10 prevents the transistor 11 from being turned on for a predetermined time after the module voltage S2 reaches a predetermined voltage. Therefore, even after the module voltage S2 is turned on, the delay circuit output signal 10a applied to the base of the transistor 11 is kept at the low level from the rising start time t1 to the time t2 when the delay period δ elapses, and the transistor 11 is turned off. keep. For this reason, the battery 5 continues to back up the memory 2 as it is until time t2, and the battery voltage 5a maintains the actual load voltage E1.

続いて、時点t2において遅延回路10は、遅延回路出力信号10aをハイレベルにし、トランジスタ11をオンさせる。これによりメモリ2は電池5に代わり、モジュール電圧S2側から電圧が給電されることとなり、電池5はメモリ2から切り離され、電池電圧5aは今までの実負荷電圧E1から無負荷電圧E0に移行する。   Subsequently, at time t2, the delay circuit 10 sets the delay circuit output signal 10a to the high level, and turns on the transistor 11. As a result, the memory 2 is supplied with a voltage from the module voltage S2 side instead of the battery 5, the battery 5 is disconnected from the memory 2, and the battery voltage 5a shifts from the actual load voltage E1 to the no-load voltage E0. To do.

ところで、時点t1から遅延期間δが経過する以前の時点tc(電池電圧検出点)において、電池電圧検出回路6は電池電圧5aを検出して閾値電圧Ethと比較する。これはモジュール電圧S2が所定の電圧に達するとリセット解除回路8によりリセット解除信号8aがオンされ、この立ち上がりタイミングから所定の時間経過後に電池電圧5aを検出するようにすることで達成される。すなわち、t1のタイミングでリセット解除信号8aが出力され、そこから計数して所定の時間経過後のtcのタイミングで電池電圧5aと閾値電圧Ethが比較される。   By the way, at the time tc (battery voltage detection point) before the delay period δ elapses from the time t1, the battery voltage detection circuit 6 detects the battery voltage 5a and compares it with the threshold voltage Eth. This is achieved by turning on the reset release signal 8a by the reset release circuit 8 when the module voltage S2 reaches the predetermined voltage, and detecting the battery voltage 5a after a predetermined time has elapsed from this rising timing. That is, the reset release signal 8a is output at the timing of t1, and the battery voltage 5a is compared with the threshold voltage Eth at the timing of tc after a lapse of a predetermined time after counting.

tcのタイミングで電池電圧5a(実負荷電圧E1)が閾値電圧Eth未満であれば、電池電圧検出回路出力6aが出力され、この出力を受けた表示回路7は表示回路出力6aを出力して警報を発し、ユーザに電池交換を促す。なお、閾値電圧Ethは、前述の如くメモリ2のバックアップに必要な下限電圧から定まる電圧である。具体的には、メモリ2をバックアップするための下限電圧が1Vであった場合、この1Vにダイオード4の順方向電圧を加えた電圧以上にすることが望ましい。   If the battery voltage 5a (actual load voltage E1) is less than the threshold voltage Eth at the timing tc, the battery voltage detection circuit output 6a is output, and the display circuit 7 receiving this output outputs the display circuit output 6a to give an alarm. To prompt the user to replace the battery. The threshold voltage Eth is a voltage determined from the lower limit voltage necessary for the backup of the memory 2 as described above. Specifically, when the lower limit voltage for backing up the memory 2 is 1V, it is desirable that the voltage be equal to or higher than the voltage obtained by adding the forward voltage of the diode 4 to 1V.

また閾値電圧Ethは、制御部9により更新できる。制御部9にはCPUモジュール300に着脱可能なプログラミング装置(支援装置)から閾値電圧Ethの更新の要求を受けると、この更新の要求と同時に受信した新たな閾値に更新する機能が備えられている(更新手段)。電池電圧検出回路6は制御部9によって設定されたデジタル値を所定の電圧値に変換するD/A変換機能を備えられており、このD/A変換された出力電圧を閾値電圧Ethとしている。   The threshold voltage Eth can be updated by the control unit 9. When the control unit 9 receives a request for updating the threshold voltage Eth from a programming device (supporting device) that can be attached to and detached from the CPU module 300, the control unit 9 has a function of updating to a new threshold value received simultaneously with the request for updating. (Update means). The battery voltage detection circuit 6 is provided with a D / A conversion function for converting a digital value set by the control unit 9 into a predetermined voltage value, and this D / A converted output voltage is used as a threshold voltage Eth.

ここで時点t1、tc、t2を定義するとともにそれぞれの時点の相関関係を説明する。t1は前述の如くモジュール電源S2がオンした時点、すなわち、モジュール電源S2が所定の電圧(制御部9が動作可能な電圧)に達した時点である。また、tcはt1を基準に、所定の時間経過後に電池電圧5aを検出するタイミングである。そして、t2はt1を基準に所定の時間経過後メモリ2に対する電圧供給を切り替えるタイミングである。すなわちt2は電池5によってバックアップ状態にあったメモリの電圧供給をモジュール電圧S2の供給に切り替えるタイミングである。   Here, the time points t1, tc, and t2 are defined and the correlation between the respective time points is described. t1 is the time when the module power supply S2 is turned on as described above, that is, the time when the module power supply S2 reaches a predetermined voltage (a voltage at which the control unit 9 can operate). Further, tc is a timing at which the battery voltage 5a is detected after a predetermined time has elapsed with reference to t1. T2 is a timing at which the voltage supply to the memory 2 is switched after a predetermined time has elapsed with reference to t1. That is, t2 is a timing at which the voltage supply of the memory in the backup state by the battery 5 is switched to the supply of the module voltage S2.

また、tcとt2との関係としては、基準をt1とし、tc<t2とする関係が本発明のポイントである。すなわち、本発明のポイントはt1からt2までの期間内にtcのタイミングを作り出し、電池電圧5aを検出することである。   The relationship between tc and t2 is that the reference is t1 and tc <t2. That is, the point of the present invention is to create the timing of tc within the period from t1 to t2 and detect the battery voltage 5a.

また、電池電圧検出回路6と表示回路7の機能、すなわち、主電源がオンしてから電池によるメモリ2のバックアップを継続している間に、電池5の電圧と閾値Ethとを比較し、その比較結果を出力する機能が電池電圧検出手段に対応している。   Further, the function of the battery voltage detection circuit 6 and the display circuit 7, that is, while the backup of the memory 2 by the battery is continued after the main power is turned on, the voltage of the battery 5 is compared with the threshold value Eth, The function of outputting the comparison result corresponds to the battery voltage detection means.

以上説明したように、本発明は、主電源投入後、電池によるメモリへの電圧供給から主電源よる電圧供給に切り替えるまでの時間を延長してメモリ2のバックアップ状態を維持し、このバックアップ状態の電池電圧(実負荷電圧)を検出するよう構成した。このようにすることで電池の実負荷電圧が正確に検出されるため、電池5のメモリバックアップ能力が尽きる前に確実に電池の交換を促すことができるバックアップ回路および高信頼なプログラマブルコントローラを提供することができる。   As described above, the present invention maintains the backup state of the memory 2 by extending the time after the main power supply is turned on until the voltage supply from the battery to the memory is switched to the voltage supply by the main power supply. The battery voltage (actual load voltage) was detected. In this way, since the actual load voltage of the battery is accurately detected, a backup circuit and a highly reliable programmable controller are provided that can surely prompt the user to replace the battery before the memory backup capability of the battery 5 is exhausted. be able to.

01 メモリバックアップ回路
1 モジュール電源
2 メモリ
2a メモリ電源電圧
3,4 ダイオード
5 電池
5a 電池電圧
6 電池電圧検出回路
6a 電池電圧検出回路出力
7 表示回路
7a 表示回路出力
8 リセット解除回路
8a リセット解除信号
9 制御部
10 遅延回路
10a 遅延回路出力信号
11 トランジスタ
S1 ベースボード電圧
S2 モジュール電圧
Eth 閾値電圧
01 Memory backup circuit 1 Module power supply 2 Memory 2a Memory power supply voltage 3, 4 Diode 5 Battery 5a Battery voltage 6 Battery voltage detection circuit 6a Battery voltage detection circuit output 7 Display circuit 7a Display circuit output 8 Reset release circuit 8a Reset release signal 9 Control Part 10 Delay circuit 10a Delay circuit output signal 11 Transistor S1 Base board voltage S2 Module voltage Eth Threshold voltage

Claims (5)

主電源がオフのとき記憶手段を電池にてバックアップするバックアップ回路を有するプログラマブルコントローラにおいて、
前記バックアップ回路は、
前記主電源がオンしてから所定の期間、前記電池によるバックアップを継続するバックアップ継続手段と、
前記所定の期間中に前記電池の電圧と所定の閾値とを比較し、該比較結果を出力する電池電圧検出手段と、を備えることを特徴とするプログラマブルコントローラ。
In a programmable controller having a backup circuit that backs up the storage means with a battery when the main power is off,
The backup circuit is
Backup continuation means for continuing backup by the battery for a predetermined period after the main power is turned on;
A programmable controller comprising: battery voltage detection means for comparing the voltage of the battery with a predetermined threshold value during the predetermined period and outputting the comparison result.
請求項1に記載のプログラマブルコントローラにおいて、
前記所定の閾値は前記記憶手段がデータを保持するために必要な下限電圧を基に予め設定された電圧値であることを特徴とするプログラマブルコントローラ。
The programmable controller according to claim 1,
The programmable controller, wherein the predetermined threshold is a voltage value set in advance based on a lower limit voltage necessary for the storage means to hold data.
請求項1に記載のプログラマブルコントローラにおいて、
前記記憶手段には、該プログラマブルコントローラの動作モードを決定する設定データが保持されたことを特徴とするプログラマブルコントローラ。
The programmable controller according to claim 1,
A programmable controller characterized in that the storage means stores setting data for determining an operation mode of the programmable controller.
請求項1に記載のプログラマブルコントローラにおいて、
前記閾値は該プログラマブルコントローラに着脱可能な支援装置により新たな閾値が転送されると、予め設定された前記閾値を新たな閾値に更新する更新手段を更に備えることを特徴とするプログラマブルコントローラ。
The programmable controller according to claim 1,
The programmable controller further comprising updating means for updating the preset threshold value to a new threshold value when a new threshold value is transferred by a support device attachable to and detachable from the programmable controller.
主電源がオフのとき記憶手段を電池にてバックアップするバックアップ回路を有するプログラマブルコントローラの前記電池電圧の検出方法であって、
前記主電源がオンしたことを起点とし所定の時間経過後に生成される第1のタイミングまで前記電池によるバックアップを継続し、
前記主電源がオンしたことを起点とし前記所定の時間の間に生成される第2のタイミングにて前記電池の電圧を検出することを特徴とする電池電圧の検出方法。


A method for detecting the battery voltage of a programmable controller having a backup circuit that backs up storage means with a battery when the main power is off,
Continue the backup by the battery until the first timing generated after a lapse of a predetermined time from the fact that the main power is turned on,
A battery voltage detection method comprising: detecting a voltage of the battery at a second timing generated during the predetermined time starting from the main power source being turned on.


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