WO2018078821A1 - 電子機器、プログラマブルコントローラ、プログラマブルコントローラシステム、および同期方法 - Google Patents

電子機器、プログラマブルコントローラ、プログラマブルコントローラシステム、および同期方法 Download PDF

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WO2018078821A1
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WO
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unit
signal
programmable controller
synchronization
synchronization signal
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PCT/JP2016/082158
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English (en)
French (fr)
Inventor
一樹 山中
金子　直樹
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Publication date
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/05—Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts

Definitions

  • the present invention relates to an electronic device used in a programmable controller, a programmable controller, a programmable controller system, and a synchronization method.
  • PLCs Programmable Logic Controllers, hereinafter referred to as programmable controllers
  • programmable controllers are configured by combining various extension units depending on the purpose of control in addition to a CPU (Central Processing Unit) unit and a power supply unit.
  • CPU Central Processing Unit
  • programmable controller having such a configuration, in order to synchronize the control timing of each unit, inter-unit synchronization processing is performed to synchronize the units (Patent Document 1).
  • the programmable controller can synchronize the timing which executes a program in each unit, and the stable control becomes possible continuously.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to obtain an electronic device that is mounted on a programmable controller and can be synchronized with devices other than units in the programmable controller.
  • the present invention is an electronic device mounted on a programmable controller, and is used to synchronize a plurality of electronic devices mounted on the programmable controller.
  • a signal acquisition unit that acquires a synchronization signal, which is an electrical signal, and a signal output unit that outputs the synchronization signal to an external device of the programmable controller.
  • the electronic device according to the present invention is mounted on the programmable controller and has an effect that it can be synchronized with devices other than the unit in the programmable controller.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of a synchronization unit according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a synchronization unit according to the first embodiment;
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of a synchronization unit according to the second embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a synchronization unit according to the first embodiment
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of a synchronization unit according to the second embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a programmable controller system 1 including a programmable controller on which the synchronization unit according to the first embodiment is mounted.
  • the programmable controller system 1 constitutes a transport apparatus 10 that is the equipment shown in FIG. 1 in the field of FA (Factory Automation).
  • the transport apparatus 10 that is equipment is related to the workpiece W that is a detection target.
  • the facility is the transport device 10 that transports the workpiece W, but is not limited to the transport device 10 and may be various devices related to the manufacture or processing of the workpiece W.
  • the detection target is the workpiece W conveyed by the facility, but is not limited to the workpiece W, and may be an apparatus or a component that configures the facility itself.
  • the conveying device 10 as equipment related to the workpiece W is separated from the driving roller 12 by a driving roller 12 that rotates around the axis by a motor 11 that is a driving source. And a driven roller 13 that is arranged in parallel and is provided so as to be rotatable around an axis.
  • the conveying device 10 includes an endless conveying belt 14 that is stretched between a driving roller 12 and a driven roller 13, and an encoder 15 that detects the rotation of the driven roller 13.
  • the motor 11 rotates the driving roller 12 around the axis, and the conveying belt 14 circulates between the driving roller 12 and the driven roller 13.
  • the conveyance device 10 arranges the workpiece W on the conveyance belt 14 and circulates the conveyance belt 14 to convey the workpiece W in the arrow A direction. Further, the transport device 10 grasps the position of the workpiece W based on the rotation of the driven roller 13 detected by the encoder 15.
  • the programmable controller system 1 includes a programmable controller 20 of the control system # 1 and a programmable controller 21 of the control system # 2, as shown in FIG.
  • the programmable controller 20 operates as a master
  • the programmable controller 21 operates as a slave
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the inter-unit synchronization signal SS generated by the programmable controller 20 according to the first embodiment and output to another programmable controller 21.
  • the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the output level of the inter-unit synchronization signal SS.
  • the programmable controller 20 as a master generates a clock signal having a constant period and a high-to-low time ratio, that is, a duty ratio of 50:50 as the inter-unit synchronization signal SS.
  • the programmable controller 20 outputs the generated inter-unit synchronization signal SS to the programmable controller 21 that is a slave.
  • the number of slave-side programmable controllers that can be connected is not limited to one, and two or more slave-side programmable controllers can be connected.
  • the programmable controllers 20 and 21 there is an upper limit to the number of detection means 2 that can be connected to the analog input unit 3.
  • the number of units that can be mounted on each programmable controller 20, 21 there is also an upper limit to the number of units that can be mounted on each programmable controller 20, 21. Therefore, the number of detection means 2 connectable to each programmable controller 20 and 21 is also determined.
  • a plurality of control systems of programmable controllers can be connected, so that more detection means 2 can be connected. Thereby, for example, when the workpiece W shown in FIG.
  • the programmable controller system 1 is a large iron plate, the programmable controller system 1 can simultaneously measure the thickness T of the workpiece W at more positions as compared with the case of the programmable controller 20 alone. Is possible.
  • the programmable controller system 1 can easily add a slave-side programmable controller depending on the size of the workpiece W, that is, the number of necessary detection means 2.
  • the configuration of the programmable controller 20 will be described.
  • the programmable controller 20 includes a plurality of detection units 2 that detect the state quantity of the workpiece W, and a plurality of analog input units 3 that convert analog signals that are detection results of the plurality of detection units 2 into digital signals DS, respectively.
  • the programmable controller 20 outputs the synchronization unit 4 that outputs the inter-unit synchronization signal SS to the programmable controller 21 that is a slave, the control unit 5 that controls other units that constitute the programmable controller 20, and the encoder 15 that is an external device.
  • the input unit 6 that outputs the inter-unit synchronization signal SS to the other units constituting the programmable controller 20 at the same time.
  • the plurality of analog input units 3, the synchronization unit 4, the control unit 5, and the input unit 6 are connected to each other via a communication bus B via bus interfaces 31, 41, 51, 61.
  • the analog input unit 3, the synchronization unit 4, the control unit 5, and the input unit 6 are electronic devices.
  • the detection unit 2 is configured by a laser sensor that detects the thickness T, which is a state quantity of the work W disposed on the conveyor belt 14, but is not limited thereto.
  • the detection means 2 is not limited to the thickness T of the workpiece W, and may be various sensors that detect various state quantities.
  • the plurality of detection means 2 are the same state quantities of the workpiece W. Although a certain thickness T is detected, the same state quantity may not be detected.
  • the detection means 2 configured by a laser sensor detects the thickness T of the workpiece W by irradiating the workpiece W with laser light and receiving the laser beam reflected by the workpiece W. .
  • the detection result of the detection means 2 is a current value or a voltage value whose magnitude changes according to the thickness T of the workpiece W. That is, the detection result of the detection means 2 is an analog signal whose magnitude changes according to the thickness T of the workpiece W.
  • eight detection means 2 are provided. However, the number of detection means 2 is not limited to this, and any number of detection means 2 may be provided as long as a plurality of detection means 2 are provided. Further, the detection means 2 measures the thickness T at different positions of the workpiece W. In the first embodiment, the plurality of detection means 2 are arranged along the conveyance direction of the workpiece W of the conveyance apparatus 10, but the arrangement of the detection means 2 is not limited to this.
  • the detecting means 2 is connected to the analog input unit 3.
  • the detection means 2 always detects the thickness T, which is the state quantity of the workpiece W, and always outputs the detection result to the analog input unit 3.
  • T the thickness of the workpiece W
  • the detecting means 2 always detects the thickness T, which is the state quantity of the workpiece W, and always outputs the detection result to the analog input unit 3.
  • two analog input units 3 are provided, but any number of analog input units 3 may be provided as long as a plurality of analog input units 3 are provided.
  • each analog input unit 3 is connected to the four detection means 2, but is not limited thereto, and may be connected to one or more detection means 2.
  • the analog input units 3 each convert an analog signal that is a detection result obtained from the detection means 2 into a digital signal DS.
  • the digital signal DS converted from the analog signal by the analog input unit 3 is a digital signal DS that determines the size of the analog signal, that is, the thickness T of the workpiece W, in more than two stages.
  • the thickness T of the work W is determined in 256 steps.
  • the work W The thickness T is determined in 65536 stages.
  • the analog input unit 3 converts the analog signal, which is the detection result of the detection means 2, into the thickness of the workpiece W at the rising or falling timing of the inter-unit synchronization signal SS. It is converted into a digital signal DS that defines T. That is, the plurality of analog input units 3 convert analog signals, which are detection results of all the detection means 2, into digital signals DS in synchronization with each other based on the inputted inter-unit synchronization signal SS.
  • the synchronization unit 4 takes in the inter-unit synchronization signal SS generated by the input unit 6 and outputs the inter-unit synchronization signal SS to the programmable controller 21 that is a slave.
  • the detailed configuration of the synchronization unit 4 will be described later.
  • control unit 5 When the inter-unit synchronization signal SS is input, the control unit 5 is a device that acquires and stores a digital signal DS that defines the thickness T of the workpiece W converted by the analog input unit 3. The control unit 5 is connected so that the computer 8 can communicate.
  • the input unit 6 is connected to an encoder 15 that is an external device.
  • the input unit 6 acquires the signal S output from the encoder 15, generates the inter-unit synchronization signal SS based on the signal S input from the encoder 15, and generates the generated inter-unit synchronization signal SS in the programmable controller 20. Output to other units.
  • the input unit 6 is an electronic device that generates an inter-unit synchronization signal SS.
  • the inter-unit synchronization signal SS is an electric signal for starting to convert an analog signal that is a detection result of the plurality of detection means 2 into a digital signal DS in synchronization with the plurality of analog input units 3.
  • the electric signal here is a digital signal indicating “0” or “1”.
  • the input unit 3 starts to convert an analog signal, which is a detection result of the plurality of detection means 2, into a digital signal DS.
  • the input unit 3 determines the start of conversion based on the value of the electrical signal at the acquired timing, not the combination of the values of the electrical signal.
  • the external device connected to the input unit 6 is the encoder 15, but is not limited to the encoder 15.
  • the signal S output from the encoder 15 to the input unit 6 is a digital signal indicating “0” or “1”, and is a rectangular signal.
  • the input unit 6 acquires a signal S, that is, a digital signal indicating “0” or “1” from the encoder 15 which is an external device.
  • the computer 8 creates a control program to be executed by the programmable controller 20 and outputs it to the programmable controller 20.
  • the programmable controller 20 acquires and stores the detection result of the detection means 2 by executing the control program.
  • the computer 8 outputs setting information to each analog input unit 3 via the control unit 5 and outputs setting information about each analog input unit 3 to the input unit 6.
  • the setting information is information indicating whether or not to start converting the analog signal into the digital signal DS in synchronization with the input of the inter-unit synchronization signal SS in the analog input unit 3.
  • the programmable controller 20 may include an analog input unit 3 that is not synchronized with other analog input units 3 in addition to the analog input unit 3 that starts to convert an analog signal into a digital signal DS in synchronization. Good.
  • the programmable controller 21 includes a plurality of detection means 2, a plurality of analog input units 3, a control unit 5, and a synchronization unit 7 that acquires an inter-unit synchronization signal SS generated by another programmable controller 20.
  • the plurality of analog input units 3, the control unit 5, and the synchronization unit 7 are connected to each other via a communication bus B via bus interfaces 31, 51, 71.
  • the analog input unit 3, the control unit 5, and the synchronization unit 7 are electronic devices.
  • the configuration of the detection means 2, the analog input unit 3, and the control unit 5 is the same as that of the programmable controller 20.
  • the synchronization unit 7 When the synchronization unit 7 acquires the inter-unit synchronization signal SS generated by the programmable controller 20, the synchronization unit 7 outputs the acquired inter-unit synchronization signal SS to other units in the programmable controller 21.
  • the timing at which each analog input unit 3 converts the analog signal that is the detection result of the detection means 2 into the digital signal DS is synchronized by the inter-unit synchronization signal SS generated by the input unit 6. Can be made.
  • the programmable controller 20 outputs the inter-unit synchronization signal SS generated by the input unit 6 from the synchronization unit 4 to the programmable controller 21.
  • the control timing of the programmable controllers 20, 21, specifically, the analog input unit 3 connected to each programmable controller 20, 21 digitally outputs an analog signal that is a detection result of the detection means 2.
  • the timing for conversion to the signal DS can be synchronized.
  • the timing used for synchronization of the analog input unit 3 to which the programmable controller 20 is connected and the inter-unit synchronization signal SS are output to the programmable controller 21 until the analog input unit 3 connected to the programmable controller 21 is used for synchronization. Strictly speaking, a slight error occurs in the timing. However, in the actual system, the conversion cycle of the analog input unit 3 is about several tens to several hundreds ⁇ s, whereas the error is several tens of ns, so that the detection means 2 is synchronized between the programmable controllers 20 and 21. It does not matter for the purpose.
  • the synchronization of the control timing in the programmable controller system 1 is not limited to the conversion timing of the analog input unit 3.
  • the start timing of processing corresponding to the units can be synchronized between units connected to different programmable controllers by an inter-unit synchronization signal SS, and an output unit not shown in FIG. It is also possible to synchronize the output timing at each port.
  • the synchronization unit 4 of the programmable controller 20 may output the inter-unit synchronization signal SS to a device other than the programmable controller.
  • FIG. 3 is a block diagram of a configuration example of the synchronization unit 4 according to the first embodiment.
  • the synchronization unit 4 includes a signal acquisition unit 101, a correction unit 102, and a signal output unit 103.
  • the signal acquisition unit 101 is generated by the input unit 6 mounted on the programmable controller 20 on which the synchronization unit 4 including itself is mounted, and is used to synchronize a plurality of units mounted on the programmable controller 20.
  • An inter-unit synchronization signal SS that is an electrical signal is acquired.
  • the signal acquisition unit 101 acquires the inter-unit synchronization signal SS generated by the input unit 6 from the communication bus B.
  • the correction unit 102 corrects the waveform of the inter-unit synchronization signal SS acquired by the signal acquisition unit 101.
  • the correction unit 102 amplifies the amplitude of the inter-unit synchronization signal SS with respect to the inter-unit synchronization signal SS acquired by the signal acquisition unit 101.
  • correction is performed such as adding a clock or controlling the frequency of the inter-unit synchronization signal SS to be constant.
  • the correction unit 102 sets the duty ratio to 50:50 when the duty ratio of the inter-unit synchronization signal SS deviates from 50:50 with respect to the inter-unit synchronization signal SS acquired by the signal acquisition unit 101.
  • Corrections such as controlling, inverting high and low of the inter-unit synchronization signal SS, delaying the timing of outputting the inter-unit synchronization signal SS, and the like are performed.
  • the correction unit 102 performs at least one correction among the above correction contents.
  • the correction content for the inter-unit synchronization signal SS in the correction unit 102 is set by the user via the control unit 5 using the computer 8.
  • the correction unit 102 does not correct the inter-unit synchronization signal SS acquired by the signal acquisition unit 101 according to the contents set by the computer 8, and the inter-unit synchronization signal SS acquired by the signal acquisition unit 101. May be output to the signal output unit 103 as they are.
  • the correction unit 102 outputs the inter-unit synchronization signal SS corrected by the correction unit 102 or the inter-unit synchronization signal SS acquired by the signal acquisition unit 101 to the signal output unit 103 as it is.
  • the signal output unit 103 obtains the inter-unit synchronization signal SS corrected by the correction unit 102 acquired from the correction unit 102 or the inter-unit synchronization signal SS that has not been corrected by the correction unit 102, an external device of the programmable controller 20, In the example of FIG. 1, it outputs to the programmable controller 21 of control system # 2.
  • the programmable controller system 1 is equipped with the input unit 6 and the synchronization unit 4, these may be integrated.
  • the synchronization unit 4 acquires a signal from the encoder 15 by the signal acquisition unit 101.
  • the analog signal that is the detection result of the detection means 2 is converted into the digital signal DS at a constant period regardless of the input from the encoder 15, the input unit 6 is not connected to the encoder 15, Such a unit may generate an electric signal having a constant period.
  • the programmable controller 20 generates an electrical signal that is an inter-detection unit synchronization signal corresponding to the inter-unit synchronization signal SS, and a plurality of connected detections based on the generated electrical signal.
  • the conversion of the analog signal, which is the detection result of the means 2, into the digital signal DS is started, and the generated electric signal is output as a synchronization signal to another external device.
  • the synchronization signal output to other external devices include an inter-unit synchronization signal or an inter-detection means synchronization signal.
  • the timing for converting the analog signal, which is the detection result of the detection means 2, into the digital signal DS is synchronized every time based on the input inter-unit synchronization signal SS.
  • the synchronization may be synchronized once every n times without being synchronized.
  • the correction unit 102 performs a plurality of corrections having different contents on the inter-unit synchronization signal SS acquired by the signal acquisition unit 101, and a plurality of corrections having different correction contents are performed.
  • the inter-unit synchronization signal SS is output to the signal output unit 103.
  • the programmable controller 21 and a device other than the programmable controller are connected to the programmable controller 20 and the clock frequency of the device other than the programmable controller is 1 / n that of the programmable controller 21.
  • the correction unit 102 of the synchronization unit 4 outputs an inter-unit synchronization signal SS ′ whose frequency is 1 / n times the inter-unit synchronization signal SS acquired by the signal acquisition unit 101 to a device other than the programmable controller. Further, the inter-unit synchronization signal SS is output to the programmable controller 21.
  • the detection means connected to the programmable controller 21 converts an analog signal into a digital signal n times, a device other than the programmable controller performs a desired operation in synchronization with the conversion timing of the detection means 2. Can do.
  • the signal output unit 103 may output it at a fixed cycle that is a prescribed cycle or may output it at a non-fixed cycle. That is, the signal output unit 103 may provide a period in which the inter-unit synchronization signal SS is periodically output and a period in which the inter-unit synchronization signal SS is not output. The period in which the inter-unit synchronization signal SS is not output is changed in each period. May be.
  • the method for outputting the inter-unit synchronization signal SS in the signal output unit 103 is set by the user via the control unit 5 using the computer 8, for example.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an operation until the inter-unit synchronization signal SS is generated and output in the programmable controller 20 according to the first embodiment.
  • the input unit 6 generates the inter-unit synchronization signal SS based on the signal S acquired from the encoder 15 (step S1).
  • the signal acquisition unit 101 of the synchronization unit 4 acquires the inter-unit synchronization signal SS generated by the input unit 6 (step S2).
  • the correction unit 102 corrects the inter-unit synchronization signal SS acquired by the signal acquisition unit 101 (step S3).
  • the signal output unit 103 outputs the corrected inter-unit synchronization signal SS to the programmable controller 21 of the other control system # 2 (step S4).
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the synchronization unit 4 according to the first embodiment.
  • the synchronization unit 4 includes a bus interface 41 connected to both the communication circuit 42 and the communication bus B, and a communication circuit 42 that acquires the inter-unit synchronization signal SS via the bus interface 41. Is provided.
  • the synchronization unit 4 includes a CPU 43 that executes a computer program and a memory 44 that stores the computer program.
  • the synchronization unit 4 includes an output circuit 45 that outputs the inter-unit synchronization signal SS from the output port 46, and an output port 46 that is connected to the other programmable controller 21 and sends out the inter-unit synchronization signal SS.
  • the communication circuit 42, the CPU 43, the memory 44, and the output circuit 45 are connected via an internal bus B4.
  • the signal acquisition unit 101 is realized by the bus interface 41 and the communication circuit 42.
  • the correction unit 102 is realized by the CPU 43 and the memory 44.
  • the signal output unit 103 is realized by the output circuit 45 and the output port 46.
  • the function of the synchronization unit 4 is realized by the CPU 43 reading and executing a computer program stored in the memory 44.
  • the computer program is realized by software, firmware, or a combination of software and firmware.
  • the memory 44 includes a storage area capable of storing a computer program or data that can be read by a computer.
  • the memory 44 is configured by a nonvolatile semiconductor memory or a volatile semiconductor memory. Non-volatile semiconductor memory or volatile semiconductor memory: RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), flash memory, EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), or EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) ) Can be used.
  • the memory 44 may be configured by at least one of a magnetic disk, an optical disk, and a magneto-optical disk.
  • the communication circuit 42 and the output circuit 45 are respectively a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field-Programmable Gate Array), or two of these. It is realized by combining the above. Further, the communication circuit 42 and the output circuit 45 may be realized by one ASIC or FPGA.
  • the synchronization unit 4 acquires the inter-unit synchronization signal SS generated by the programmable controller 20 on which the synchronization unit 4 is mounted, corrects the inter-unit synchronization signal SS,
  • the inter-unit synchronization signal SS is output to an external device.
  • the programmable controller 20 can synchronize with external apparatuses, for example, the programmable controller 21 of a different control system, and the control which synchronized as the programmable controller system 1 is attained.
  • the programmable controller system 1 can connect a plurality of programmable controller programmable controllers, and therefore, more detection means 2 are connected than one programmable controller.
  • the thickness T of the workpiece W can be simultaneously measured at more positions.
  • the programmable controller 20 can also synchronize with devices other than the programmable controller by outputting the inter-unit synchronization signal SS to devices other than the programmable controller.
  • the synchronization unit 4 performs a plurality of corrections with different contents on the inter-unit synchronization signal SS and outputs each, thereby realizing synchronization once every n times even between devices having different clock frequencies. Can do.
  • Embodiment 2 FIG.
  • the programmable controller 20 operates as a master, and the synchronization unit 4 outputs the inter-unit synchronization signal SS.
  • the synchronization unit 4 outputs the inter-unit synchronization signal SS.
  • a case where a programmable controller operating as a master can operate as a slave will be described. A different part from Embodiment 1 is demonstrated.
  • FIG. 6 is a block diagram of a configuration example of the synchronization unit 4a according to the second embodiment.
  • the synchronization unit 4 a includes a signal acquisition unit 104 and a signal output unit 105 in addition to the configuration of the synchronization unit 4.
  • the configuration of the programmable controller system in the second embodiment is such that the synchronization unit 4 is replaced with a synchronization unit 4a with respect to the programmable controller system 1 shown in FIG. That is, the synchronization unit 4 of the programmable controller 20 is replaced with the synchronization unit 4a.
  • the programmable controller system in the second embodiment is referred to as a programmable controller system 1a.
  • the programmable controller to which the synchronization unit 4a is attached in the second embodiment is referred to as a programmable controller 20a.
  • the signal acquisition unit 101 is a first signal acquisition unit
  • the signal output unit 103 is a first signal output unit.
  • the signal acquisition unit 104 is a second signal acquisition unit that acquires an inter-unit synchronization signal SS generated by a device external to the programmable controller 20a.
  • the external device is a device that can generate the inter-unit synchronization signal SS, like the programmable controller 20 of the first embodiment.
  • the signal output unit 105 is a second signal output unit that outputs the inter-unit synchronization signal SS acquired by the signal acquisition unit 104 to another unit mounted on the programmable controller 20a.
  • the synchronization unit 4a when the programmable controller 20a operates as a master, as described in the first embodiment, the signal acquisition unit 101, the correction unit 102, and the signal output unit 103 operate, and the signal acquisition unit 104 and The signal output unit 105 does not operate.
  • the synchronization unit 4a when the programmable controller 20a operates as a slave, the signal acquisition unit 104 and the signal output unit 105 operate, and the signal acquisition unit 101, the correction unit 102, and the signal output unit 103 operate. Absent.
  • the programmable controller 20a can operate as either a master or a slave depending on the setting of the programmable controller system 1a, but does not operate as a master and a slave at the same time.
  • the programmable controller 20a operates only on either the master or the slave.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an operation until the inter-unit synchronization signal SS is acquired and output to another unit of the programmable controller 20a in the synchronization unit 4a according to the second embodiment.
  • the signal acquisition unit 104 acquires the inter-unit synchronization signal SS generated by an external device (step S11).
  • the signal output unit 105 outputs the inter-unit synchronization signal SS acquired by the signal acquisition unit 104 to another unit mounted on the programmable controller 20a (Step S12).
  • the hardware configuration of the synchronization unit 4a is an input / output circuit capable of inputting / outputting signals to / from the output circuit 45 as compared to the hardware configuration of the synchronization unit 4 of the first embodiment shown in FIG. Can be realized by using an input / output port capable of transmitting and receiving signals.
  • the signal acquisition unit 101 and the signal output unit 105 are realized by the bus interface 41 and the communication circuit 42.
  • the correction unit 102 is realized by the CPU 43 and the memory 44.
  • the signal output unit 103 and the signal acquisition unit 104 are realized by the input / output circuit and the input / output port described above.
  • the synchronization unit 4a is generated by another programmable controller from another programmable controller that operates as a master.
  • the obtained inter-unit synchronization signal SS is obtained, and the obtained inter-unit synchronization signal SS is output to another unit mounted on the programmable controller 20a.
  • the programmable controller 20a can synchronize with other programmable controllers, and the control which took synchronization as the programmable controller system 1a is attained.
  • the configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.
  • 1 programmable controller system 1 programmable controller system, 2 detection means, 3 analog input unit, 4, 7 synchronization unit, 5 control unit, 6 input unit, 8 computer, 10 transport device, 11 motor, 12 drive roller, 13 driven roller, 14 transport belt, 15 encoder, 20, 21 programmable controller, 101, 104 signal acquisition unit, 102 correction unit, 103, 105 signal output unit.

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Abstract

プログラマブルコントローラに搭載された同期ユニット（４）であって、プログラマブルコントローラに搭載された複数の電子機器の間で同期をとるために使用される電気信号である同期信号を取得する信号取得部（１０１）と、同期信号をプログラマブルコントローラの外部の機器に出力する信号出力部（１０３）と、を備える。

Description

電子機器、プログラマブルコントローラ、プログラマブルコントローラシステム、および同期方法
　本発明は、プログラマブルコントローラで使用される電子機器、プログラマブルコントローラ、プログラマブルコントローラシステム、および同期方法に関する。
　従来、ＰＬＣ（Programmable　Logic　Controller、以下、プログラマブルコントローラと称する）には、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）ユニットおよび電源ユニットに加えて、制御の目的によって様々な拡張ユニットが組み合わせられて構成されるものがある。このような構成のプログラマブルコントローラでは、各ユニットの制御タイミングを合わせるため、各ユニット間で同期をとるユニット間同期処理が行われる（特許文献１）。これにより、プログラマブルコントローラは、各ユニットにおいてプログラムを実行するタイミングを合わせることができ、継続的に安定した制御が可能となる。
特開２０１６－１１０４５８号公報
　しかしながら、上記従来の技術によれば、１つの制御系のプログラマブルコントローラ内でユニット間同期処理が行われる。そのため、ある制御系のプログラマブルコントローラと異なる制御系のプログラマブルコントローラとの間では同期をとることができない、という問題があった。また、プログラマブルコントローラとユニットとしてプログラマブルコントローラに搭載できない外部の機器との間で同期をとることができない、という問題があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、プログラマブルコントローラに搭載され、プログラマブルコントローラ内のユニット以外の機器との間で同期をとることが可能な電子機器を得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、プログラマブルコントローラに搭載された電子機器であり、プログラマブルコントローラに搭載された複数の電子機器の間で同期をとるために使用される電気信号である同期信号を取得する信号取得部と、同期信号をプログラマブルコントローラの外部の機器に出力する信号出力部と、を備えることを特徴とする。
　本発明にかかる電子機器は、プログラマブルコントローラに搭載され、プログラマブルコントローラ内のユニット以外の機器との間で同期をとることができる、という効果を奏する。
実施の形態１にかかる同期ユニットが搭載されたプログラマブルコントローラを含むプログラマブルコントローラシステムの構成例を示す図 実施の形態１にかかるプログラマブルコントローラで生成され、他のプログラマブルコントローラに出力されるユニット間同期信号の例を示す図 実施の形態１にかかる同期ユニットの構成例を示すブロック図 実施の形態１にかかるプログラマブルコントローラにおいてユニット間同期信号を生成し、出力するまでの動作を示すフローチャート 実施の形態１にかかる同期ユニットのハードウェアの構成の例を示す図 実施の形態２にかかる同期ユニットの構成例を示すブロック図 実施の形態２にかかる同期ユニットにおいてユニット間同期信号を取得してプログラマブルコントローラの他のユニットに出力するまでの動作を示すフローチャート
　以下に、本発明の実施の形態にかかる電子機器、プログラマブルコントローラ、プログラマブルコントローラシステム、および同期方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
　図１は、実施の形態１にかかる同期ユニットが搭載されたプログラマブルコントローラを含むプログラマブルコントローラシステム１の構成例を示す図である。プログラマブルコントローラシステム１は、ＦＡ（Factory　Automation）分野の図１に示す設備である搬送装置１０を構成するものである。設備である搬送装置１０は、検出対象物であるワークＷに関係するものである。実施の形態１において、設備は、ワークＷを搬送する搬送装置１０であるが、搬送装置１０に限定されることなく、ワークＷの製造または加工に関する種々の装置でもよい。また、実施の形態１において、検出対象物は、設備により搬送されるワークＷであるが、ワークＷに限定されることなく、設備自体を構成する装置または部品でもよい。
　実施の形態１において、ワークＷに関係する設備としての搬送装置１０は、図１に示すように、駆動源であるモータ１１により軸心回りに回転する駆動ローラ１２と、駆動ローラ１２から間隔をあけて平行に配置されかつ軸心回りに回転自在に設けられた従動ローラ１３と、を備える。搬送装置１０は、駆動ローラ１２と従動ローラ１３とに掛け渡された無端状の搬送ベルト１４と、従動ローラ１３の回転を検出するエンコーダ１５とを備える。搬送装置１０は、モータ１１が駆動ローラ１２を軸心回りに回転して、搬送ベルト１４を駆動ローラ１２と従動ローラ１３との間で循環走行させる。搬送装置１０は、搬送ベルト１４上にワークＷを配置し、搬送ベルト１４を循環走行させることで、ワークＷを矢印Ａ方向に搬送する。また、搬送装置１０は、エンコーダ１５が検出した従動ローラ１３の回転に基づいて、ワークＷの位置を把握する。
　プログラマブルコントローラシステム１は、図１に示すように、制御系＃１のプログラマブルコントローラ２０、および制御系＃２のプログラマブルコントローラ２１を備える。プログラマブルコントローラシステム１では、プログラマブルコントローラ２０がマスタとして動作し、プログラマブルコントローラ２１がスレーブとして動作する。図２は、実施の形態１にかかるプログラマブルコントローラ２０で生成され、他のプログラマブルコントローラ２１に出力されるユニット間同期信号ＳＳの例を示す図である。横軸は時間を示し、縦軸はユニット間同期信号ＳＳの出力の大きさを示す。同期信号であるユニット間同期信号ＳＳの出力の大きいときがハイであり、小さいときがローである。マスタであるプログラマブルコントローラ２０は、図２に示すように、一定の周期であって、ハイとローの時間の比率すなわちデューティ比が５０：５０のクロック信号をユニット間同期信号ＳＳとして生成する。プログラマブルコントローラ２０は、生成したユニット間同期信号ＳＳをスレーブであるプログラマブルコントローラ２１に出力する。
　プログラマブルコントローラシステム１では、接続可能なスレーブ側のプログラマブルコントローラの数は１つに限定されず、２つ以上のスレーブ側のプログラマブルコントローラを接続することが可能である。プログラマブルコントローラ２０，２１において、アナログ入力ユニット３に接続可能な検出手段２の数には上限がある。また、各プログラマブルコントローラ２０，２１に搭載可能なユニット数にも上限がある。そのため、各プログラマブルコントローラ２０，２１に接続可能な検出手段２の数も決まっている。実施の形態１のプログラマブルコントローラシステム１では、複数の制御系のプログラマブルコントローラを接続することができるため、より多くの検出手段２を接続できる。これにより、例えば、図１に示すワークＷが大きな鉄板の場合、プログラマブルコントローラシステム１は、プログラマブルコントローラ２０のみの場合と比較して、より多くの位置でワークＷの厚みＴを同時に計測することが可能である。プログラマブルコントローラシステム１は、ワークＷの大きさ、すなわち必要な検出手段２の数によって、スレーブ側のプログラマブルコントローラを容易に増設することができる。
　プログラマブルコントローラ２０の構成について説明する。プログラマブルコントローラ２０は、ワークＷの状態量を検出する複数の検出手段２と、複数の検出手段２の検出結果であるアナログ信号をデジタル信号ＤＳにそれぞれ変換する複数のアナログ入力ユニット３とを備える。プログラマブルコントローラ２０は、スレーブであるプログラマブルコントローラ２１にユニット間同期信号ＳＳを出力する同期ユニット４と、プログラマブルコントローラ２０を構成する他のユニットを制御する制御ユニット５と、外部機器であるエンコーダ１５から出力された信号Ｓが入力され、プログラマブルコントローラ２０を構成する他のユニットに同時にユニット間同期信号ＳＳを出力する入力ユニット６と、を備える。複数のアナログ入力ユニット３、同期ユニット４、制御ユニット５、および入力ユニット６は、各々バスインタフェース３１，４１，５１，６１を介して、通信用バスＢにより互いに通信可能に接続されている。アナログ入力ユニット３、同期ユニット４、制御ユニット５、および入力ユニット６は、電子機器である。
　実施の形態１において、検出手段２は、搬送ベルト１４上に配置されたワークＷの状態量である厚みＴを検出するレーザセンサにより構成されるが、これに限定されない。検出手段２は、ワークＷの厚みＴに限らず、種々の状態量を検出する種々のセンサでもよい、また、実施の形態１において、複数の検出手段２は、ワークＷの同一の状態量である厚みＴを検出するが、同一の状態量を検出しなくてもよい。実施の形態１において、レーザセンサにより構成された検出手段２は、ワークＷに向けてレーザ光を照射し、ワークＷにより反射されたレーザ光を受光することにより、ワークＷの厚みＴを検出する。検出手段２の検出結果は、ワークＷの厚みＴに応じて大きさが変化する電流値または電圧値である。すなわち、検出手段２の検出結果は、ワークＷの厚みＴに応じて大きさが変化するアナログ信号である。実施の形態１において、検出手段２は、８つ設けられているが、これに限定されることなく、複数設けられれば幾つ設けられてもよい。また、検出手段２は、ワークＷの互いに異なる位置の厚みＴを測定する。実施の形態１において、複数の検出手段２は、搬送装置１０のワークＷの搬送方向に沿って並べられているが、検出手段２の配置はこれに限定されない。
　また、検出手段２は、アナログ入力ユニット３に接続している。検出手段２は、ワークＷの状態量である厚みＴを常に検出し、検出結果をアナログ入力ユニット３に常に出力する。実施の形態１において、アナログ入力ユニット３は、２つ設けられているが、複数設けられれば幾つ設けられてもよい。また、実施の形態１において、各アナログ入力ユニット３は、４つの検出手段２に接続されているが、これに限定されることなく、１つ以上の検出手段２に接続されていればよい。
　アナログ入力ユニット３は、それぞれ、検出手段２から取得した検出結果であるアナログ信号をデジタル信号ＤＳに変換する。アナログ入力ユニット３がアナログ信号から変換するデジタル信号ＤＳは、２段階を超える段階でアナログ信号の大きさすなわちワークＷの厚みＴを定めるデジタル信号ＤＳである。デジタル信号ＤＳは、アナログ入力ユニット３が８ｂｉｔのデジタル信号ＤＳを取り扱う場合には、ワークＷの厚みＴを２５６段階で定め、アナログ入力ユニット３が１６ｂｉｔのデジタル信号ＤＳを取り扱う場合には、ワークＷの厚みＴを６５５３６段階で定める。
　アナログ入力ユニット３は、バスインタフェース３１からユニット間同期信号ＳＳが入力されると、ユニット間同期信号ＳＳの立ち上がりまたは立ち下がりのタイミングで、検出手段２の検出結果であるアナログ信号をワークＷの厚みＴを定めるデジタル信号ＤＳに変換する。すなわち、複数のアナログ入力ユニット３は、入力されたユニット間同期信号ＳＳに基づいて、互いに同期して全ての検出手段２の検出結果であるアナログ信号をデジタル信号ＤＳに変換する。
　同期ユニット４は、入力ユニット６で生成されたユニット間同期信号ＳＳを取り込み、ユニット間同期信号ＳＳをスレーブであるプログラマブルコントローラ２１に出力する。同期ユニット４の詳細な構成については後述する。
　制御ユニット５は、ユニット間同期信号ＳＳが入力されると、アナログ入力ユニット３が変換したワークＷの厚みＴを定めるデジタル信号ＤＳを取得し、記憶する装置である。制御ユニット５は、コンピュータ８が通信可能に接続している。
　入力ユニット６は、外部機器であるエンコーダ１５に接続している。入力ユニット６は、エンコーダ１５から出力された信号Ｓを取得し、エンコーダ１５から入力された信号Ｓに基づいてユニット間同期信号ＳＳを生成し、生成したユニット間同期信号ＳＳをプログラマブルコントローラ２０内の他のユニットに出力する。入力ユニット６は、ユニット間同期信号ＳＳを生成する電子機器である。ユニット間同期信号ＳＳは、複数のアナログ入力ユニット３に互いに同期して複数の検出手段２の検出結果であるアナログ信号をデジタル信号ＤＳに変換することを開始させるための電気信号である。ここでいう電気信号は、「０」か「１」を示すデジタル信号である。入力ユニット３は、例えば、取得した電気信号が「１」から「０」に変化すると、複数の検出手段２の検出結果であるアナログ信号をデジタル信号ＤＳに変換することを開始し、「０」から「１」に変化した場合には、変換を停止する。要するに入力ユニット３は、電気信号の値の組み合わせではなく、取得したタイミングでの電気信号の値によって、変換の開始を決定する。実施の形態１において、入力ユニット６に接続する外部機器はエンコーダ１５であるが、エンコーダ１５に限定されない。実施の形態１において、エンコーダ１５が入力ユニット６に出力する信号Ｓは、「０」か「１」を示すデジタル信号であり、矩形状の信号である。入力ユニット６は、外部機器であるエンコーダ１５から信号Ｓ、すなわち「０」か「１」を示すデジタル信号を取得するものである。
　コンピュータ８は、プログラマブルコントローラ２０で実行される制御プログラムを作成して、プログラマブルコントローラ２０に出力する。プログラマブルコントローラ２０は、制御プログラムを実行することにより、検出手段２の検出結果を取得し、記憶する。
　コンピュータ８は、制御ユニット５を介して、各アナログ入力ユニット３に設定情報を出力するとともに、入力ユニット６に各アナログ入力ユニット３の設定情報を出力する。設定情報は、アナログ入力ユニット３においてユニット間同期信号ＳＳが入力されると同期してアナログ信号をデジタル信号ＤＳに変換することを開始するか否かを示す情報である。実施の形態１において、２つのアナログ入力ユニット３は、ユニット間同期信号ＳＳが入力されると双方が同期してアナログ信号をデジタル信号ＤＳに変換することを開始する。本発明において、プログラマブルコントローラ２０は、同期してアナログ信号をデジタル信号ＤＳに変換することを開始するアナログ入力ユニット３に加えて、他のアナログ入力ユニット３と同期しないアナログ入力ユニット３を備えてもよい。
　つぎに、プログラマブルコントローラ２１の構成について説明する。プログラマブルコントローラ２１は、複数の検出手段２と、複数のアナログ入力ユニット３と、制御ユニット５と、他のプログラマブルコントローラ２０で生成されたユニット間同期信号ＳＳを取得する同期ユニット７と、を備える。複数のアナログ入力ユニット３、制御ユニット５、および同期ユニット７は、各々バスインタフェース３１，５１，７１を介して、通信用バスＢにより互いに通信可能に接続されている。アナログ入力ユニット３、制御ユニット５、および同期ユニット７は、電子機器である。
　検出手段２、アナログ入力ユニット３、および制御ユニット５の構成は、プログラマブルコントローラ２０と同様である。
　同期ユニット７は、プログラマブルコントローラ２０で生成されたユニット間同期信号ＳＳを取得すると、取得したユニット間同期信号ＳＳをプログラマブルコントローラ２１内の他のユニットに出力する。
　プログラマブルコントローラシステム１のプログラマブルコントローラ２０では、入力ユニット６で生成されたユニット間同期信号ＳＳによって、各アナログ入力ユニット３が検出手段２の検出結果であるアナログ信号をデジタル信号ＤＳに変換するタイミングを同期させることができる。また、プログラマブルコントローラシステム１では、プログラマブルコントローラ２０が、入力ユニット６で生成されたユニット間同期信号ＳＳを同期ユニット４からプログラマブルコントローラ２１に出力する。これにより、プログラマブルコントローラシステム１では、プログラマブルコントローラ２０，２１の制御タイミング、具体的には、各プログラマブルコントローラ２０，２１に接続されるアナログ入力ユニット３が検出手段２の検出結果であるアナログ信号をデジタル信号ＤＳに変換するタイミングを同期させることができる。なお、プログラマブルコントローラ２０が接続されるアナログ入力ユニット３の同期に用いるタイミングと、ユニット間同期信号ＳＳをプログラマブルコントローラ２１に出力し、プログラマブルコントローラ２１に接続されるアナログ入力ユニット３が同期に用いるまでのタイミングには厳密には若干の誤差が生じる。しかし、実際のシステム上はアナログ入力ユニット３の変換周期が数十～数百μｓ程度であるのに対し、上記誤差は数十ｎｓであるので、プログラマブルコントローラ２０と２１での検出手段２の同期という目的のためには問題にはならない。
　なお、プログラマブルコントローラシステム１における制御タイミングの同期については、アナログ入力ユニット３の変換タイミングに限定されるものではない。プログラマブルコントローラシステム１では、異なるプログラマブルコントローラに接続されるユニット間において、ユニット間同期信号ＳＳによって、例えば、ユニットに応じた処理の開始タイミングを同期させることができ、また、図１において図示しない出力ユニットにおいて各ポートにおける出力タイミングを同期させることもできる。また、プログラマブルコントローラ２０の同期ユニット４は、ユニット間同期信号ＳＳをプログラマブルコントローラ以外の機器に出力してもよい。
　つぎに、プログラマブルコントローラ２０の同期ユニット４の構成について説明する。図３は、実施の形態１にかかる同期ユニット４の構成例を示すブロック図である。同期ユニット４は、信号取得部１０１と、補正部１０２と、信号出力部１０３と、を備える。
　信号取得部１０１は、自身を含む同期ユニット４が搭載されたプログラマブルコントローラ２０に搭載された入力ユニット６で生成され、プログラマブルコントローラ２０に搭載された複数のユニットの間で同期をとるために使用される電気信号であるユニット間同期信号ＳＳを取得する。信号取得部１０１は、具体的に、入力ユニット６で生成されたユニット間同期信号ＳＳを、通信用バスＢから取得する。
　補正部１０２は、信号取得部１０１で取得されたユニット間同期信号ＳＳの波形を補正する。補正部１０２は、例えば、信号取得部１０１で取得されたユニット間同期信号ＳＳに対して、ユニット間同期信号ＳＳの振幅を増幅する、ユニット間同期信号ＳＳにおいてクロックのハイの部分が一時的に無くなった状態であるクロックロスが発生した場合にクロックを追加する、ユニット間同期信号ＳＳの周波数を一定に制御する、などの補正を行う。または、補正部１０２は、例えば、信号取得部１０１で取得されたユニット間同期信号ＳＳに対して、ユニット間同期信号ＳＳのデューティ比が５０：５０から外れた場合にデューティ比を５０：５０に制御する、ユニット間同期信号ＳＳのハイおよびローを反転させる、ユニット間同期信号ＳＳを出力するタイミングを遅延させる、などの補正を行う。補正部１０２は、前述の補正内容のうち少なくとも１つの補正を行う。補正部１０２におけるユニット間同期信号ＳＳに対する補正内容の設定は、ユーザが、コンピュータ８を用いて、制御ユニット５経由で行う。なお、補正部１０２は、コンピュータ８により設定される内容により、信号取得部１０１で取得されたユニット間同期信号ＳＳに対して補正をせず、信号取得部１０１で取得されたユニット間同期信号ＳＳをそのまま信号出力部１０３に出力してもよい。補正部１０２は、補正部１０２で補正後のユニット間同期信号ＳＳ、または信号取得部１０１で取得されたユニット間同期信号ＳＳをそのまま信号出力部１０３に出力する。
　信号出力部１０３は、補正部１０２から取得した、補正部１０２で補正後のユニット間同期信号ＳＳ、または補正部１０２で補正されていないユニット間同期信号ＳＳを、プログラマブルコントローラ２０の外部の機器、図１の例では制御系＃２のプログラマブルコントローラ２１に出力する。
　なお、プログラマブルコントローラシステム１は、入力ユニット６や同期ユニット４を搭載しているが、これらが一体となっていてもよい。その場合には、同期ユニット４は、信号取得部１０１でエンコーダ１５からの信号を取得する。また、エンコーダ１５からの入力によらず、一定周期で検出手段２の検出結果であるアナログ信号をデジタル信号ＤＳに変換する場合には、入力ユニット６はエンコーダ１５に接続されず、プログラマブルコントローラのいずれかのユニットが一定周期の電気信号を生成してもよい。いずれのユニットが生成する場合でも、プログラマブルコントローラ２０は、ユニット間同期信号ＳＳに相当する検出手段間同期信号である電気信号を生成し、生成された電気信号に基づいて、接続された複数の検出手段２の検出結果であるアナログ信号のデジタル信号ＤＳへの変換を開始し、生成された電気信号を他の外部機器へ同期信号として出力する。すなわち、他の外部機器へ出力する同期信号としては、ユニット間同期信号または、検出手段間同期信号が例示できる。
　なお、本実施の形態では、入力されたユニット間同期信号ＳＳに基づいて、検出手段２の検出結果であるアナログ信号をデジタル信号ＤＳに変換するタイミングを毎回同期させる例を示しているが、毎回同期させず、任意のｎ回に一度同期させるような同期であってもよい。この場合にはプログラマブルコントローラ２０では、補正部１０２が、信号取得部１０１で取得されたユニット間同期信号ＳＳに対して内容の異なる複数の補正を行って、補正の内容の異なる複数の補正後のユニット間同期信号ＳＳを信号出力部１０３に出力する。例えば、プログラマブルコントロー２０に、プログラマブルコントローラ２１と、プログラマブルコントローラ以外の機器とが接続されており、プログラマブルコントローラ以外の機器のクロック周波数がプログラマブルコントローラ２１の１／ｎである場合を想定する。同期ユニット４の補正部１０２は、信号取得部１０１で取得されたユニット間同期信号ＳＳに対して、周波数を１／ｎ倍としたユニット間同期信号ＳＳ’をプログラマブルコントローラ以外の機器に出力し、また、プログラマブルコントローラ２１にはユニット間同期信号ＳＳを出力する。これにより、プログラマブルコントローラ２１に接続された検出手段がｎ回アナログ信号をデジタル信号に変換する毎に１回プログラマブルコントローラ以外の機器が、検出手段２の変換タイミングに同期して所望の動作を行うことができる。
　また、プログラマブルコントローラ２０において、信号出力部１０３は、ユニット間同期信号ＳＳを出力する場合、規定された周期である定周期で出力してもよいし、非定周期で出力してもよい。すなわち、信号出力部１０３は、ユニット間同期信号ＳＳを定期的に出力する期間と出力しない期間とを設けてもよいし、ユニット間同期信号ＳＳを出力しない期間については各期間で長さを変えてもよい。信号出力部１０３におけるユニット間同期信号ＳＳの出力方法については、例えば、ユーザが、コンピュータ８を用いて、制御ユニット５経由で設定を行う。
　図４は、実施の形態１にかかるプログラマブルコントローラ２０においてユニット間同期信号ＳＳを生成し、出力するまでの動作を示すフローチャートである。まず、プログラマブルコントローラ２０において、入力ユニット６が、エンコーダ１５から取得した信号Ｓに基づいてユニット間同期信号ＳＳを生成する（ステップＳ１）。
　つぎに、同期ユニット４の信号取得部１０１が、入力ユニット６で生成されたユニット間同期信号ＳＳを取得する（ステップＳ２）。補正部１０２は、信号取得部１０１で取得されたユニット間同期信号ＳＳを補正する（ステップＳ３）。そして、信号出力部１０３は、補正後のユニット間同期信号ＳＳを、他の制御系＃２のプログラマブルコントローラ２１に出力する（ステップＳ４）。
　つづいて、同期ユニット４のハードウェア構成について説明する。図５は、実施の形態１にかかる同期ユニット４のハードウェアの構成の例を示す図である。同期ユニット４は、図５に示すように、通信用回路４２と通信用バスＢとの双方に接続したバスインタフェース４１とバスインタフェース４１経由でユニット間同期信号ＳＳを取得する通信用回路４２と、を備える。また、同期ユニット４は、コンピュータプログラムを実行するＣＰＵ４３と、コンピュータプログラムを記憶するメモリ４４と、を備える。また、同期ユニット４は、出力ポート４６からユニット間同期信号ＳＳを出力する出力回路４５と、他のプログラマブルコントローラ２１に接続しかつユニット間同期信号ＳＳを送り出す出力ポート４６と、を備える。通信用回路４２、ＣＰＵ４３、メモリ４４、および出力回路４５は、内部バスＢ４を介して接続している。
　図３の同期ユニット４において、信号取得部１０１は、バスインタフェース４１および通信用回路４２により実現される。補正部１０２は、ＣＰＵ４３およびメモリ４４により実現される。信号出力部１０３は、出力回路４５および出力ポート４６により実現される。
　同期ユニット４の機能は、ＣＰＵ４３がメモリ４４に記憶されたコンピュータプログラムを読み出して実行することにより実現される。コンピュータプログラムは、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。メモリ４４は、コンピュータにより読み出し可能なコンピュータプログラムまたはデータを記憶可能な記憶領域を備える。メモリ４４は、不揮発性の半導体メモリ、または揮発性の半導体メモリにより構成される。不揮発性の半導体メモリ、または揮発性の半導体メモリとして、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable　Programmable　Read　Only　Memory）、または、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically　Erasable　Programmable　Read　Only　Memory）を用いることができる。また、メモリ４４は、磁気ディスク、光ディスク、および光磁気ディスクのうちの少なくとも１つにより構成されても良い。
　通信用回路４２および出力回路４５は、それぞれ、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサー、並列プログラム化したプロセッサー、ＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable　Gate　Array）またはこれらの２以上を組み合わせて実現される。また、通信用回路４２および出力回路４５は、１つのＡＳＩＣまたはＦＰＧＡにより実現されても良い。
　以上説明したように、本実施の形態によれば、同期ユニット４は、自身が搭載されたプログラマブルコントローラ２０で生成されたユニット間同期信号ＳＳを取得し、ユニット間同期信号ＳＳを補正して、ユニット間同期信号ＳＳを外部の機器に出力することとした。これにより、プログラマブルコントローラ２０は、外部の機器、例えば、異なる制御系のプログラマブルコントローラ２１との間で同期をとることができ、プログラマブルコントローラシステム１として同期をとった制御が可能となる。具体的に、図１の例のように、プログラマブルコントローラシステム１は、複数の制御系のプログラマブルコントローラを接続することができることから、１つのプログラマブルコントローラと比較して、より多くの検出手段２を接続でき、例えば、より多くの位置でワークＷの厚みＴを同時に計測することができる。また、プログラマブルコントローラ２０は、ユニット間同期信号ＳＳをプログラマブルコントローラ以外の機器に出力することで、プログラマブルコントローラ以外の機器との間で同期をとることもできる。また、同期ユニット４は、ユニット間同期信号ＳＳに対して内容の異なる複数の補正を行ってそれぞれ出力することで、クロック周波数が異なる機器間においても任意のｎ回に１回同期を実現することができる。
実施の形態２．
　実施の形態１では、プログラマブルコントローラ２０がマスタとして動作しており、同期ユニット４がユニット間同期信号ＳＳを出力していた。実施の形態２では、マスタとして動作しているプログラマブルコントローラがスレーブとしても動作可能な場合について説明する。実施の形態１と異なる部分について説明する。
　図６は、実施の形態２にかかる同期ユニット４ａの構成例を示すブロック図である。同期ユニット４ａは、同期ユニット４の構成に加えて、信号取得部１０４と、信号出力部１０５と、を備える。なお、実施の形態２におけるプログラマブルコントローラシステムの構成は、図１に示すプログラマブルコントローラシステム１に対して、同期ユニット４を同期ユニット４ａに置き換えたものである。すなわち、プログラマブルコントローラ２０の同期ユニット４を同期ユニット４ａに置き換えたものである。
　説明の便宜上、実施の形態２におけるプログラマブルコントローラシステムをプログラマブルコントローラシステム１ａとする。また、実施の形態２において同期ユニット４ａが装着されたプログラマブルコントローラをプログラマブルコントローラ２０ａとする。また、信号取得部１０１を第１の信号取得部とし、信号出力部１０３を第１の信号出力部とする。
　信号取得部１０４は、プログラマブルコントローラ２０ａの外部の機器で生成されたユニット間同期信号ＳＳを取得する第２の信号取得部である。ここで、外部の機器とは、実施の形態１のプログラマブルコントローラ２０のように、ユニット間同期信号ＳＳを生成可能な機器のことである。
　信号出力部１０５は、信号取得部１０４で取得されたユニット間同期信号ＳＳをプログラマブルコントローラ２０ａに搭載された他のユニットに出力する第２の信号出力部である。
　同期ユニット４ａは、プログラマブルコントローラ２０ａがマスタとして動作するときは、実施の形態１で説明したように、信号取得部１０１、補正部１０２、および信号出力部１０３が動作を行い、信号取得部１０４および信号出力部１０５は動作を行わない。一方、同期ユニット４ａは、プログラマブルコントローラ２０ａがスレーブとして動作するときは、信号取得部１０４および信号出力部１０５が動作を行い、信号取得部１０１、補正部１０２、および信号出力部１０３は動作を行わない。プログラマブルコントローラ２０ａは、プログラマブルコントローラシステム１ａの設定により、マスタまたはスレーブのいずれでも動作を行うことはできるが、同時にマスタおよびスレーブとして動作することはない。プログラマブルコントローラ２０ａは、マスタまたはスレーブのいずれか一方でのみ動作を行う。
　図７は、実施の形態２にかかる同期ユニット４ａにおいてユニット間同期信号ＳＳを取得してプログラマブルコントローラ２０ａの他のユニットに出力するまでの動作を示すフローチャートである。まず、同期ユニット４ａにおいて、信号取得部１０４が、外部の機器で生成されたユニット間同期信号ＳＳを取得する（ステップＳ１１）。そして、信号出力部１０５が、信号取得部１０４で取得されたユニット間同期信号ＳＳをプログラマブルコントローラ２０ａに搭載された他のユニットに出力する（ステップＳ１２）。
　なお、同期ユニット４ａのハードウェア構成については、図５に示す実施の形態１の同期ユニット４のハードウェア構成に対して、出力回路４５を信号の入出力が可能な入出力回路、出力ポート４６を信号の受け渡しおよび取得が可能な入出力ポートにすることで実現可能である。この場合、信号取得部１０１および信号出力部１０５は、バスインタフェース４１および通信用回路４２により実現される。補正部１０２は、ＣＰＵ４３およびメモリ４４により実現される。信号出力部１０３および信号取得部１０４は、前述の入出力回路および入出力ポートにより実現される。
　以上説明したように、本実施の形態によれば、同期ユニット４ａは、自身が搭載されたプログラマブルコントローラ２０ａがスレーブとして動作する場合、マスタとして動作する他のプログラマブルコントローラから、他のプログラマブルコントローラで生成されたユニット間同期信号ＳＳを取得し、取得したユニット間同期信号ＳＳをプログラマブルコントローラ２０ａに搭載された他のユニットに出力することとした。これにより、プログラマブルコントローラ２０ａは、他のプログラマブルコントローラとの間で同期をとることができ、プログラマブルコントローラシステム１ａとして同期をとった制御が可能となる。
　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
　１　プログラマブルコントローラシステム、２　検出手段、３　アナログ入力ユニット、４，７　同期ユニット、５　制御ユニット、６　入力ユニット、８　コンピュータ、１０　搬送装置、１１　モータ、１２　駆動ローラ、１３　従動ローラ、１４　搬送ベルト、１５　エンコーダ、　２０，２１　プログラマブルコントローラ、１０１，１０４　信号取得部、１０２　補正部、１０３，１０５　信号出力部。

Claims (10)

  1. 　プログラマブルコントローラに搭載された電子機器であって、
    　前記プログラマブルコントローラに搭載された複数の電子機器の間で同期をとるために使用される電気信号である同期信号を取得する信号取得部と、
    　前記同期信号を前記プログラマブルコントローラの外部の機器に出力する信号出力部と、
    　を備えることを特徴とする電子機器。
  2. 　前記信号出力部は、前記同期信号を定周期または非定周期で出力する、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
  3. 　前記信号取得部で取得された前記同期信号を補正する補正部、
    　を備え、
    　前記信号出力部は、前記補正部で補正後の同期信号を出力する、
    　ことを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器。
  4. 　前記補正部は、前記同期信号に対して、振幅を増幅、クロックロスが発生した場合にクロックを追加、周波数の制御、デューティ比の制御、信号の反転、および出力タイミングの遅延のうち少なくとも１つを行う、
    　ことを特徴とする請求項３に記載の電子機器。
  5. 　前記補正部は、前記同期信号に対して内容の異なる複数の補正を行って、補正の内容の異なる複数の前記補正後の同期信号を出力し、
    　前記信号出力部は、補正の内容の異なる複数の前記補正後の同期信号を、各々異なる外部の機器に出力する、
    　ことを特徴とする請求項３または４に記載の電子機器。
  6. 　前記信号取得部を第１の信号取得部とし、前記信号出力部を第１の信号出力部とし、
    　前記プログラマブルコントローラの外部の機器で生成された同期信号を取得する第２の信号取得部と、
    　前記第２の信号取得部で取得された同期信号を前記プログラマブルコントローラに搭載された他の電子機器に出力する第２の信号出力部と、
    　を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の電子機器。
  7. 　請求項１から６のいずれか１つに記載の電子機器と、
    　前記電子機器が搭載されたプログラマブルコントローラにおいて、前記プログラマブルコントローラに搭載された複数の電子機器間で同期をとるために使用される信号である同期信号を生成する電子機器と、
    　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。
  8. 　請求項７に記載のプログラマブルコントローラと、
    　前記プログラマブルコントローラから出力された同期信号を取得して、自身の同期信号として使用する外部の機器と、
    　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システム。
  9. 　プログラマブルコントローラにおいて、
    　同期信号を生成する電子機器が、前記プログラマブルコントローラに搭載された複数の電子機器間で同期をとるために使用される信号である同期信号を生成する生成ステップと、
    　信号取得部が、前記同期信号を取得する取得ステップと、
    　信号出力部が、前記同期信号を外部の機器に出力する出力ステップと、
    　を含むことを特徴とする同期方法。
  10. 　補正部が、前記取得ステップで取得された前記同期信号の波形を補正する補正ステップ、
    　を含み、
    　前記出力ステップでは、前記信号出力部が、前記補正ステップで補正後の同期信号を出力する、
    　ことを特徴とする請求項９に記載の同期方法。
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