CN117157594A - 输入输出模块以及控制*** - Google Patents

Abstract

控制***(1)中包含的输入输出模块(300)具有：输入部(350)，其具有将信号输入的输入端子；输出部(360)，其具有将信号输出的输出端子；通信部(500)，其从上级控制器(200)接收第1设定信息，该第1设定信息对从输出端子输出的信号的值的条件、或已输入至输入端子的信号的值与从输出端子输出的信号的值之间的条件进行设定；设定接收部(501)，其接收第2设定信息；设定存储部(310)，其对由通信部(500)接收到的第1设定信息或由第2通信部(501)接收到的第2设定信息进行存储；以及输入输出控制部(370)，其基于第1设定信息或第2设定信息进行下述控制，即，使设定好的值的信号从输出端子输出、或使随着设定好的条件以及输入至输入端子的信号的值而变化的值的信号从输出端子输出。

Description

输入输出模块以及控制***

技术领域

本发明涉及一种输入输出模块以及控制***。

背景技术

在工厂中使用了将生产工序自动化的仪器。作为对这样的仪器进行控制的***，使用了包含可编程逻辑控制器(PLC，ProgrammableLogic Controller)的控制***。

PLC中包含的输入输出(I/O、Input/Output)模块从经由网络而连接的上级控制器取得与对仪器进行控制的输入输出相关的信息，将信号或电力供给至仪器。

在专利文献1、2中记载有输入输出模块，该输入输出模块与作为对输入输出模块进行设定的上级控制器而动作的CPU(CentralProcessing Unit)模块连接而动作。

专利文献1：日本特开2008-251052号公报

专利文献2：日本特开平03-222010号公报

发明内容

这些输入输出模块按照所连接的上级控制器的设定而动作。因此，存在以下问题，即，如果不是已经连接了上级控制器，则无法使输入输出模块动作，无法进行控制***的启动作业。

专利文献1、2中记载的输入输出模块具有在上级控制器停止了动作的情况下继续向后续的仪器进行输出的电路。专利文献1、2中记载的输入输出模块是与上级控制器连接而动作的模块。因此，即使使用这些输入输出模块，也会是如果并非已经与上级控制器连接，则无法对与输入输出模块连接的外部仪器供给电力以及信号。

如果使用现有的输入输出模块，则存在以下课题，即，无法在连接上级控制器之前进行控制***的启动作业，对与输入输出模块连接的外部仪器的动作进行确认。

本发明是鉴于上述实际情况而提出的，其目的在于，提供一种能够在连接上级控制器之前进行控制***的启动作业，对与输入输出模块连接的外部仪器的动作进行确认的输入输出模块以及控制***。

为了达到上述目的，本发明涉及的输入输出模块具有：输入部，其具有将信号输入的输入端子；输出部，其具有将信号输出的输出端子；通信部，其从上级控制器接收第1设定信息，该第1设定信息对从输出端子输出的信号的值的条件、或已输入至输入端子的信号的值与从输出端子输出的信号的值之间的条件进行设定；设定接收部，其接收第2设定信息，该第2设定信息对从输出端子输出的信号的值的条件、或已输入至输入端子的信号的值与从输出端子输出的信号的值之间的条件进行设定；设定存储部，其对由通信部接收到的第1设定信息或由设定接收部接收到的第2设定信息进行存储；以及输入输出控制部，其基于在设定存储部中存储的第1设定信息或第2设定信息进行下述控制，即，使设定好的值的信号从输出端子输出、或使随着设定好的条件以及输入至输入端子的信号的值而变化的值的信号从输出端子输出。

发明的效果

根据本发明，能够提供一种输入输出模块以及控制***，它们能够在连接上级控制器之前进行控制***的启动作业，对与输入输出模块连接的外部仪器的动作进行确认。

附图说明

图1是对本发明的第1实施方式涉及的控制***的整体进行说明的图。

图2是对图1所示的控制***中包含的输入输出模块的输入部和输出部的详情进行说明的图。

图3是表示图1所示的控制***中包含的输入输出模块的设定存储部中存储的信息的具体例的图。

图4是表示图1所示的控制***中包含的输入输出模块输出的信号的一个例子的图。

图5是表示图1所示的控制***中包含的输入输出模块输出的信号的其它例子的图。

图6是表示图1所示的控制***中包含的输入输出模块输出的信号的其它例子的图。

图7是表示图1所示的控制***中包含的输入输出模块输出的信号的其它例子的图。

图8是表示图1所示的控制***中包含的输入输出模块输出的信号的其它例子的图。

图9是表示图1所示的控制***中包含的输入输出模块输出的信号的其它例子的图。

图10是针对图1所示的控制***中包含的输入输出模块，示出实现该输入输出模块的硬件结构的具体例的图。

图11是对第2实施方式涉及的控制***的整体进行说明的图。

图12是表示图11所示的控制***中包含的显示部所显示的信息的一个例子的图。

图13是对变形例1涉及的控制***的整体进行说明的图。

图14是对变形例2涉及的控制***的整体进行说明的图。

具体实施方式

(第1实施方式)

以下，参照附图，对本发明的第1实施方式涉及的包含输入输出(I/O、Input/Output)模块300的、作为PLC(Programmable LogicController)起作用的控制***1进行说明。

(控制***1的概略)

图1所示的控制***1包含：输入输出模块300；上级控制器200，其输出对输入输出模块300进行控制的信号；以及电源60，其对输入输出模块300供给电力。

另外，在输入输出模块300连接外部仪器401、402。

(关于设定工具100、101)

在输入输出模块300连接设定工具100、101。详情将在后面记述，但设定工具100、101对与从外部仪器401输入的信号和向外部仪器402输出的信号相关的设定信息进行设定。

设定工具100、101例如包含安装有应用软件的个人计算机(Personal Computer、PC)、智能手机、平板终端等。

设定工具100经由上级控制器200与输入输出模块300连接。设定工具101直接与输入输出模块300连接而不经由上级控制器200。

(关于上级控制器200)

上级控制器200从设定工具100取得对输入输出模块300设定的设定信息。

上级控制器200也可以执行由用户制作出的程序，基于执行得到的结果而生成对输入输出模块300设定的设定信息。

(输入输出模块300的结构)

输入输出模块300具有与所连接的上级控制器200进行通信的通信部500。输入输出模块300经由上级控制器200而取得由设定工具100设定的设定信息。

另外，输入输出模块300具有与设定工具101直接通信的通信部501。输入输出模块300取得由设定工具101设定的设定信息。

通信部501是通信接口或设定接收部的一个例子。设定信息是第1设定信息或第2设定信息的一个例子。设定工具101是设定终端的一个例子。

(输入输出模块300的详情)

输入输出模块300具有：设定存储部310，其对由通信部500或通信部501接收到的与输入输出相关的设定信息进行存储；设定切换部320，其将在设定存储部310中存储的设定信息在经由通信部500接收到者和经由通信部501接收到者之间进行切换；模式切换部340，其对后述的启动判别模式进行切换；标志存储部330，其对与启动判别模式相对应的启动判别标志的值进行存储；输入部350，其基于在设定存储部310中存储的设定信息而输入从所连接的外部仪器401供给来的信号；输出部360，其向所连接的外部仪器402输出信号；以及输入输出控制部370，其对从输出部360输出的信号的值进行控制。

(关于启动判别模式和启动判别标志)

启动判别模式是表示控制***1处于启动作业的状态的“启动模式”和表示控制***1处于启动作业的状态之外的状态的“非启动模式”中的任一种。模式切换部340在“启动模式”与“非启动模式”之间对启动判别模式的值相互进行切换。

启动判别标志是与启动判别模式相对应的标志，在启动判别模式为“启动模式”时设定为ON(开)，在为“非启动模式”时设定为OFF(关)。标志存储部330对ON或OFF的启动判别标志的值进行存储。

(关于输入部350和输出部360)

图2所示的输入部350具有n个输入端子X1、X2、…、Xn，输出部360具有n个输出端子Y1、Y2、…、Yn。

从输出端子Y1、Y2、…、Yn输出的信号的值由输入输出控制部370基于在设定存储部310中存储的设定信息进行控制。

在图2中示出了输入端子X1、X2、…、Xn与输出端子Y1、Y2、…、Yn一对一地对应的例子，但输入端子X1、X2、…、Xn与输出端子Y1、Y2、…、Yn也可以不是一对一地对应。

设定信息包含对从输出端子Y1、Y2、…、Yn输出的信号的值进行设定的信息，或对已输入至输入端子X1、X2、…、Xn的信号的值与从输出端子Y1、Y2、…、Yn输出的信号的值之间的条件进行设定的信息。条件也可以是与已输入至输入端子X1、X2、…、Xn的信号的值无关的条件。例如，条件也可以是程序的运算结果。也可以是输入输出模块300取得由上级控制器200执行的程序的运算结果，输出至输出端子Y1、Y2、…、Yn。

(关于输入输出控制部370)

图3是示出设定信息的一个例子的图。输入输出控制部370基于设定信息而使输出端子Y1输出值为“0”的信号，使输出端子Y2输出与已输入至输入端子X2的信号的值相同的值的信号，使输出端子Yn输出值为“1”的信号。输入输出控制部370基于设定信息而使输出端子Y3输出通过输入至输入端子X3的信号的值和输入至X4的信号的值的逻辑与表示的值的信号。输入输出控制部370基于设定信息而使输出端子Y4输出通过输入至输入端子X1的信号的值和输入至X2的信号的值的逻辑或表示的值的信号。

回到图1，模式切换部340例如是拨动开关、按钮开关、双列直插式(DIP)开关。模式切换部340不限于机械开关，例如也可以是检测出已连接至上级控制器200，将启动判别模式从“启动模式”变更为“非启动模式”的电气或电子开关。

在通过模式切换部340而切换的启动判别模式中，“启动模式”是第1模式的一个例子，“非启动模式”是第2模式的一个例子。

设定切换部320基于通过模式切换部340而切换后的启动判别模式，将在设定存储部310中存储的设定信息在由通信部501从上级控制器200接收到者和由通信部501接收到者之间进行切换。

具体地说，设定切换部320在标志存储部330中存储的标志为ON时，将通信部501从设定工具101接收到的设定信息存储至设定存储部310中。设定切换部320在标志存储部330中存储的标志为OFF时，将通信部500从上级控制器200接收到的设定信息存储至设定存储部310中。

设定存储部310每次仅存储一个设定信息。因此，例如在设定存储部310中存储有经由通信部501接收到的设定信息的情况下，在通信部500从上级控制器200接收到设定信息时，设定存储部310以通信部500从上级控制器200接收到的设定信息进行覆盖而存储。

输入输出控制部370基于在设定存储部310中存储的设定信息或输入至输入部350的信号的值，使得使输出部360输出的信号的值发生变化。

以下，参照图4至图9，说明向输入部350的各输入端子X1、X2、…、Xn输入的信号的值和从输出部360的各输出端子Y1、Y2、…、Yn输出的信号的值的例子。

在图4所示的例子中，输入输出控制部370与向输入部350的各输入端子X1、X2、…、Xn输入的信号的值无关地，使输出部360的所有输出端子Y1、Y2、…、Yn输出值为“1”的信号。如果外部仪器402接收到值为“1”的信号而动作，则在控制***1的启动时，即使不将外部仪器401连接至输入部350，也能够确认与输出部360连接的外部仪器402的动作。

在其它例子中，输入输出控制部370与向输入部350的输入端子X1、X2、…、Xn输入的信号的值是否全都为表示ON的“1”相对应地，进行下述的控制。

如图5所示，输入输出控制部370在向输入部350的输入端子X1、X2、…、Xn输入的信号的值全都为“1”时，从输出部360的所有输出端子Y1、Y2、…、Yn输出值为“1”的信号。

如图6所示，输入输出控制部370在向输入部350的输入端子X1、X2、…、Xn中的至少1者输入的信号的值为“0”时，从来自输出部360的所有输出端子Y1、Y2、…、Yn的输出，输出值为“0”的信号。

根据这种控制，能够实现使用输入输出模块300检测出异常而将动力停止的控制***1。

在输入部350作为外部仪器401而连接有在检测出异常时输出值为“0”的信号的安全开关。

如图5所示，在所有传感器、安全开关都没有检测出异常时，对所有输入端子X1、X2、…、Xn输入值为“1”的信号，因此输入输出控制部370使输出端子Y1、Y2、…、Yn输出值为“1”的信号。

在至少1个安全开关检测出异常时，例如在图6所示的与输入端子X3连接的安全开关检测出异常，对输入端子X3输入了值为“0”的信号时，输入输出控制部370从所有输出端子Y1、Y2、…、Yn输出值为“0”的信号。

根据具有该结构的控制***1，如果安全开关检测出异常，则从所有输出端子Y1、Y2、…、Yn输出值为“0”的信号。因此，通过将检测出值为“0”的信号而停止的外部仪器402连接至输出部360，从而能够使外部仪器402安全地停止。

在另一个例子中，如图7所示，输入输出控制部370不变更已输入至输入部350的各输入端子X1、X2、…、Xn的信号的值，而是使对应的输出部360的各输出端子Y1、Y2、…、Yn输出。

通过将输入装置作为外部仪器401而与输入部350连接，从而能够在使输入输出模块300介入的同时，使输入装置直接控制与输出部360连接的外部仪器402。

在又一个例子中，输入输出控制部370与输入至从输入部350的输入端子X1、X2、…、Xn作为控制输入端子而选择出的输入端子X1的信号的值相对应地，对输出进行控制。

在图8所示的例子中，在向输入端子X1输入了值为“1”的信号时，输入输出控制部370不变更已输入至输入部350的除输入端子X1之外的各输入端子X2、X3、…、Xn的信号的值，而是直接从输出部360的与输入部350的各输入端子相对应的输出端子Y2、Y3、…、Yn输出。

与此相对，在图9所示的例子中，在对作为控制输入端子而选择出的输入端子X1输入了“0”的信号时，输入输出控制部370从输出部360的除输出端子Y1之外的所有输出端子Y2、Y3、…、Yn输出值为“0”的信号。

根据该控制，能够兼顾经由作为控制输入端子而选择出的输入端子X1的安全的外部仪器的停止、和经由除作为控制输入端子而选择出的输入端子X1之外的输入端子X2、X3、…、Xn的外部仪器402的控制。

以上说明的输入输出模块300例如能够通过具有图10所示的硬件结构的信息运算装置10而实现。

信息运算装置10具有：处理器11，其进行各种运算处理；网络接口(IF)12，其与输入装置16、输出装置17等其它装置进行通信；DRAM(Dynamic Random Access Memory)、SRAM(Static Random Access Memory)等主存储装置13，其对信息临时进行存储；硬盘驱动器(HDD)、固态驱动器(SSD)等辅助存储装置14，其对信息永久进行存储；以及总线15，其是在处理器11、网络接口12、主存储装置13或辅助存储装置14之间进行交换的信息的路径。

处理器11是实现图1所示的设定切换部320、输入输出控制部370等的硬件的一个例子，网络接口12是实现图1所示的通信部500、501的硬件的一个例子，主存储装置13、辅助存储装置14是实现图1所示的标志存储部330、设定存储部310、模式存储部380等的硬件的一个例子。

输入装置16是接收来自外部的数据的输入的装置。输入装置16例如包含鼠标、键盘、触摸面板、传声器等人机接口设备。输入装置16例如具有对按钮、按键等的状态进行检测而输入信息的部分。

此外，输入装置16也可以是对其它装置发送来的信号进行检测的装置，即并行总线、串行总线等接收接口。

输出装置17是向用户显示各种信息的、对信息进行输出的装置，例如包含液晶显示器、CRT显示器、有机EL显示器等。输出装置17也包含将信息以文字、图像等形式印刷的打印机、绘图机等。输出装置17具有显示器、打印机等对信息进行输出的部分。

对使用以上说明的输入输出模块300向尚未连接上级控制器200的控制***1连接上级控制器200而进行启动的作业的流程进行说明。

首先，用户将外部仪器401、402与输入输出模块300连接。另外，用户将设定工具101经由通信部501与输入输出模块300连接。

在出厂时，输入输出模块300的启动判别模式设定为“启动模式”。如果启动判别模式为“非启动模式”，则用户对设定工具101进行操作或对输入输出模块300的模式切换部340进行操作，将启动判别模式设定为“启动模式”。

用户为了从电源60对与输出部360连接的外部仪器402供给电力，对设定工具101进行操作而使输入输出模块300取得设定信息。

用户对所连接的外部仪器401、402的动作进行试验，或者，通过测定器对输入至输入端子X1、X2、…、Xn的信号或从输出端子Y1、Y2、…、Yn输出的信号进行确认等，进行控制***1的启动作业。

在完成启动作业时之前，即使不将上级控制器200与输入输出模块300连接，也能够使外部仪器401、402动作。

与此相对，在启动作业结束后，用户也可以将上级控制器200与输入输出模块300连接。用户将上级控制器200与通信部500连接，将设定工具100与上级控制器200连接。用户对设定工具100进行操作，对上级控制器200设定设定信息。

在启动作业结束后，用户也可以将设定工具101从输入输出模块300卸下。

用户通过对设定工具100进行操作或通过对模式切换部340进行操作，从而将启动判别模式从“启动模式”切换为“非启动模式”。

用户对设定工具100进行操作，对上级控制器200设定设定信息，使输入输出模块300取得设定信息。

输入输出模块300按照从上级控制器200供给来的设定信息而使外部仪器401、402动作。

根据输入输出模块300，在***启动作业的前后，不需要在外部仪器401与输入部350之间、外部仪器402与输出部360之间进行连接的修改。因此，与需要在外部仪器401与输入部350之间、外部仪器402与输出部360之间进行连接的修改、或对连接进行确认的情况相比，启动控制***1的启动作业所花费的时间缩短。

此外，例如也能够通过将检测出障碍物的接近而输出OFF信号的安全开关作为外部仪器401而与输入部350的输入端子X1连接，从而进行安全的启动作业。

此外，输入输出控制部370也可以与已输入至输入端子X1、X2、…、Xn的信号无关地，对接收到从与通信部501连接的设定工具101发送出的强制输出命令这一情况进行检测，使输出部360的各输出端子Y1、Y2、…、Yn输出“1”。

如以上说明的那样，根据控制***1，即使没有连接上级控制器200，也能够改变来自输出部360的输出。

另外，即使没有连接上级控制器200，输入输出模块300也能够输出信号，因此启动作业的计划的建立变得容易，能够得到灵活的计划。

从输出部360输出的信号也可以是光、电流、电力等。在将启动作业分为多个阶段进行的情况下，也可以装入在确认外部仪器401、402的动作时将从电源60对动力部供给的电力切断的安全机构。

上述的设定存储部310每次仅存储一个设定信息。但是，设定存储部310也可以存储多个设定信息。例如，设定存储部310也可以对经由通信部501接收到的设定信息和通信部500从上级控制器200接收到的设定信息这两者进行存储。

(实施方式2)

第2实施方式涉及的控制***2在控制***1的结构的基础上，还具有对与输入输出相关的信息进行显示的显示部601。以下，以与控制***1不同的部分为中心进行说明。

如图11所示，输入输出模块600具有显示部601，该显示部601对输入至输入部350的信号的信息以及从输出部360输出的信号的信息进行显示。

如图12所示，在显示部601将输入端子X1、X2、…、X8的输入以及输出端子Y1、Y2、…、Y8各自的状态以“ON”或“OFF”的任一个进行显示。另外，显示部601使“ON”、“OFF”分别对应于比特的“1”、“0”，针对每1个比特进行显示，并且将4个比特的量汇总作为16进制数的值而进行显示。

根据控制***2，即使用户不直接对输入端子X1、X2、…、X8、输出端子Y1、Y2、…、Y8的电压、电流等的值进行测定，也能够容易地确认输入输出模块600的输入输出。

(变形例1)

控制***1、2将经由通信部500、501接收到的设定信息存储于设定存储部310中，但设定信息也可以通过在输入输出模块300设置的设定接收部502接收。

如图13所示，变形例1涉及的控制***3具有设定接收部502，将经由通信部501接收到的设定信息或通过设定接收部502接收到的设定信息存储于310中。

设定接收部502例如是拨动开关、按钮开关、双列直插式开关。

用户对设定接收部502进行操作而输入设定信息。针对经由通信部500接收到的设定信息和输入至设定接收部502而被接收到的设定信息，通过设定切换部320进行切换，将某一方的设定信息存储于设定存储部310中。

(变形例2)

控制***1、2、3包含输入输出模块600，该输入输出模块600具有对与输入输出相关的信息进行显示的显示部601。与此相对，变形例涉及的控制***4使显示工具701显示与输入输出相关的信息。以下，以与控制***1～3不同的部分为中心进行说明。

如图14所示，向输入输出模块700经由通信部501而连接有对在输入输出时产生的报错信息进行显示的显示工具701。

根据控制***4，用户能够从远离输入输出模块700的场所观看显示工具701而容易地找到报错的原因。

此外，在上述实施方式中记载的方法能够作为可由计算机执行的程序而写入至例如磁盘、光盘、光磁盘、半导体存储器等存储介质并应用于各种装置。实现本发明的计算机通过将在存储介质中存储的程序读入，利用该程序对动作进行控制，从而执行上述的处理。

另外，本发明不限定于上述的实施方式的例子，通过实施适当的变更而能够以其它方式实施。

本发明在不脱离本发明的广义的精神和范围的情况下能够实现各种实施方式及变形。另外，上述的实施方式用于对本发明进行说明，而不是对本发明的范围进行限定。即，本发明的范围不是由实施方式表示的，而是由权利要求书表示的。并且，在权利要求书的范围内以及与其同等的公开的意义的范围内实施的各种变形被视为落在本发明的范围内。

标号的说明

1、2、3、4…控制***、10…信息运算装置、11…处理器、12…网络接口、13…主存储装置、14…辅助存储装置、15…总线、16…输入装置、17…输出装置、60…电源、100、101…设定工具、200…上级控制器、300、600、700…输入输出模块、310…设定存储部、320…设定切换部、330…标志存储部、340…模式切换部、350…输入部、360…输出部、370…输入输出控制部、401、402…外部仪器、500、501…通信部、502…设定接收部、601…显示部、701…显示工具。

Claims (7)

1.一种输入输出模块，其具有：

输入部，其具有将信号输入的输入端子；

输出部，其具有将信号输出的输出端子；

通信部，其从上级控制器接收第1设定信息，该第1设定信息对从所述输出端子输出的信号的值的条件、或已输入至所述输入端子的信号的值与从所述输出端子输出的信号的值之间的条件进行设定；

设定接收部，其接收第2设定信息，该第2设定信息对从所述输出端子输出的信号的值的条件、或已输入至所述输入端子的信号的值与从所述输出端子输出的信号的值之间的条件进行设定；

设定存储部，其对由所述通信部接收到的所述第1设定信息或由所述设定接收部接收到的所述第2设定信息进行存储；以及

输入输出控制部，其基于在所述设定存储部中存储的所述第1设定信息或所述第2设定信息进行下述控制，即，使设定好的所述值的信号从所述输出端子输出、或使随着设定好的条件以及输入至所述输入端子的所述信号的值而变化的值的信号从所述输出端子输出。

2.根据权利要求1所述的输入输出模块，其中，

具有模式切换部，该模式切换部在第1模式与第2模式之间对模式进行切换，

所述输入输出控制部在所述模式为所述第1模式时，基于所述第1设定信息，使设定好的所述值的信号从所述输出端子输出，或使随着设定好的条件以及输入至所述输入端子的所述信号的值而变化的值的信号从所述输出端子输出，

所述输入输出控制部在所述模式为所述第2模式时，基于所述第2设定信息，使设定好的所述值的信号从所述输出端子输出，或使随着设定好的条件以及输入至所述输入端子的所述信号的值而变化的值的信号从所述输出端子输出。

3.根据权利要求2所述的输入输出模块，其中，

在所述通信部从所述上级控制器接收到所述第1设定信息的情况下，在所述模式为所述第2模式时，将该模式从所述第2模式切换为所述第1模式。

4.根据权利要求3所述的输入输出模块，其中，

在所述通信部从所述上级控制器接收到所述第1设定信息的情况下，在所述设定存储部中存储有所述第2设定信息时，将在所述设定存储部中存储的所述第2设定信息以所述第1设定信息覆盖。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的输入输出模块，其中，

所述设定接收部包含与接收所述第2设定信息的终端连接的通信接口。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的输入输出模块，其中，

所述设定接收部包含输入所述第2设定信息的开关。

7.一种控制***，其具有：

权利要求1至6中任一项所述的输入输出模块；以及

显示工具，其与所述输入输出模块连接，对从外部仪器输入至所述输入输出模块或从所述输入输出模块输出至外部仪器的所述信号的值进行显示。