專利名稱：可編程控制器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種對FA裝置進行控制的可編程控制器。
背景技術：
在FA裝置的控制中使用的可編程控制器(以下簡稱為PLC)，將以繼電器電路為原型的狀態(tài)機作為動作模型，通過反復執(zhí)行使用對繼電器電路進行符號化的程序設計語言記述的用戶程序，從而對被稱為設備數(shù)據(jù)的接點數(shù)據(jù)依次進行更新。由于設備數(shù)據(jù)通常保存在可高速動作的易失性存儲器上，所以必須在停電時將該設備數(shù)據(jù)從易失性存儲器向即使在不供給主電源的狀況下也可以保持存儲內容的存儲器中轉存。作為與設備數(shù)據(jù)的轉存相關的技術，已知下述的技術。即，另外設置備用的易失性存儲器(轉存存儲器)，在主電源停電時，將在通常動作時保存設備數(shù)據(jù)的易失性存儲器(設備數(shù)據(jù))的電源，從主電源切換至二次電池等輔助電源，使用該輔助電源，執(zhí)行將設備 數(shù)據(jù)從設備存儲器向轉存存儲器轉存的處理。然后，在執(zhí)行轉存處理后，將轉存存儲器的電源從主電源切換至輔助電源，從而使得已轉存至轉存存儲器中的設備數(shù)據(jù)即使在主電源停電后，也可以保存。但是，根據(jù)上述的技術，存在下述問題，S卩，如果設備數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量變大則轉存處理耗費時間，必須增大輔助電源的容量。與此相對，根據(jù)專利文獻I所公開的技術，為了防止輔助電源的容量增大，而在主電源停電時，利用電源電壓開始降低后短暫供給的電力，將設備數(shù)據(jù)從設備存儲器向利用輔助電源進行電源支援的易失性存儲器中轉存。另外，根據(jù)專利文獻2所公開的技術，為了使在主電源停電時轉存的數(shù)據(jù)量減少，而將已更新的設備數(shù)據(jù)每隔規(guī)定時間從設備存儲器向備用的非易失性存儲器中轉存。專利文獻I :日本特開2009-181179號公報專利文獻2 :日本特開平11-110308號公報專利文獻3 :國際公開第2008/016050號

發(fā)明內容
但是，在上述專利文獻I所示的電源裝置中，為了在主電源停電時保持電源電壓，通常具有電解電容器。由于電解電容器具有隨著時間的經過而老化并使容量變少的性質，所以在初始階段，可以確保在主電源停電時使易失性存儲器的數(shù)據(jù)轉存的電壓保持時間，但存在下述問題，即，隨著電解電容器的容量不斷劣化，主電源停電時的電壓保持時間變短，無法將易失性存儲器的數(shù)據(jù)轉存。 另外，如上述所示，PLC進行反復執(zhí)行用戶程序的定序控制。因此，在專利文獻2所涉及的技術中，由于PLC進行定序控制和數(shù)據(jù)的轉存處理，所以PLC中的處理量增加，其結果，存在PLC執(zhí)行定序控制的處理能力降低的問題。本發(fā)明就是鑒于上述情況而提出的，其目的在于，得到一種可編程控制器，其即使由于隨著時間的經過而老化并使電源電壓的保持時間變短，也可以在主電源停電時將作為轉存對象的數(shù)據(jù)可靠地轉存。為了解決上述課題，實現(xiàn)目的，本發(fā)明是一種可編程控制器，其特征在于，具有電源電路，其根據(jù)工業(yè)電源生成內部電源，并輸出所述生成的內部電源，在所述工業(yè)電源的供給停止后利用電容器保持所述內部電源的輸出；易失性的設備存儲器，其存儲設備數(shù)據(jù)，使用所述內部電源對存儲內容進行保持；轉存存儲器，其可以在所述內部電源的供給停止后保持存儲內容；運算部，其執(zhí)行掃描處理，使用所述內部電源進行動作，其中，該掃描處理是指執(zhí)行用戶程序并對所述設備存儲器內的設備數(shù)據(jù)進行更新；停電檢測部，其對所述工業(yè)電源的供給停止進行檢測；以及電容器容量檢測部，其對所述電容器的容量進行檢測，所述運算部，在每次掃描處理時執(zhí)行將所述設備存儲器內的設備數(shù)據(jù)中的一部分向所述轉存存儲器中轉存的第I轉存處理，在所述停電檢測部檢測出所述工業(yè)電源的供給停止時，執(zhí)行使用由所述電容器保持的內部電源將所述設備存儲器內的設備數(shù)據(jù)中的其余數(shù)據(jù)轉存的第2轉存處理，以如果所述電容器容量檢測部所檢測出的所述電容器的容量減少，則使在所述第I轉存處理中轉存的設備數(shù)據(jù)的大小增加的方式，與所述電容器容量檢測部所檢測 出的所述電容器的容量相對應，而使在所述第I轉存處理中轉存的設備數(shù)據(jù)的大小變化。發(fā)明的效果在本發(fā)明所涉及的可編程控制器中，由于運算部在每次掃描處理時執(zhí)行將設備數(shù)據(jù)中的一部分轉存的第I轉存處理，在工業(yè)電源的供給停止時，執(zhí)行使用由電容器保持的內部電源將其余的數(shù)據(jù)轉存的第2轉存處理，如果電容器的容量減少，則使在第I轉存處理中轉存的設備數(shù)據(jù)的大小增加，所以具有下述效果，即，即使由于隨著時間的經過而老化并使電源電壓的保持時間變短，也可以在主電源停電時將作為轉存對象的數(shù)據(jù)可靠地轉存。


圖I是表示本發(fā)明的實施方式的PLC的結構的圖。圖2是表示主電源停電時各種輸出的狀態(tài)的時序圖。圖3是說明本發(fā)明的實施方式的PLC的通常動作時的處理的流程圖。圖4是說明本發(fā)明的實施方式的PLC的主電源停電時的動作的流程圖。符號的說明I PLC2電源裝置3 CPU 單元10工業(yè)電源21電源電路22電解電容器23電容器容量檢測電路24停電檢測電路31微型計算機32電壓保持時間計算電路33轉存存儲器
34備用電源電路35輔助電源36 CPU37設備存儲器361用戶程序362系統(tǒng)程序371設備數(shù)據(jù)
具體實施方式
下面，基于附圖，對本發(fā)明所涉及的可編程控制器的實施方式進行詳細說明。此夕卜，本發(fā)明并不受本實施方式限定。實施方式圖I是表示本發(fā)明的實施方式的可編程控制器(PLC)的結構的圖。如圖所示，PLCI具有電源裝置2，其根據(jù)工業(yè)電源10生成向PLC I整體供給的主電源；以及CPU單元3，其對PLC I整體的動作進行控制。此外，PLC I除了電源裝置2和CPU單元3之外，還安裝輔助單元(未圖示)，其在CPU單元3的控制下，在與FA裝置之間執(zhí)行輸入輸出。作為可安裝于PLC I上的輔助單元，具有例如溫度控制單元、網絡單元、進行D/A變換的模擬單元等，用戶可以根據(jù)用途而選擇向PLC I上安裝的輔助單元。電源裝置2具有電源電路21，該電源電路21根據(jù)由工業(yè)電源10供給的電源4a生成向CPU單元3供給的電源(內部電源)4d。電源電路21具有電解電容器(電容器)22，其用于即使在來自工業(yè)電源10的電源4a的供給中斷時也可短暫保持電源4d的電壓。此夕卜，以下有時還將來自工業(yè)電源10的電源4a中斷的情況表達為主電源停電。電源裝置2具有電容器容量檢測電路(電容器容量檢測部)23，其對上述電解電容器22的殘存容量進行檢測，輸出殘存容量信息4b ;以及停電檢測電路(停電檢測部)24，其對有無向電源電路21供給的、來自工業(yè)電源10的輸出供給進行檢測，輸出停電檢測信號4c。此外，利用電容器容量檢測電路23對電解電容器22的殘存容量進行檢測的檢測方法不特別地限定。例如，可以如專利文獻3所公開的那樣，采用下述技術，S卩，為了在用戶程序執(zhí)行中(RUN中)檢測出電解電容器22的殘存容量，而將電解電容器22雙重化，對其中的一個電解電容器22的放電時間進行測定，根據(jù)測定的放電時間檢測殘存容量。CPU單元3具有微型計算機31、電壓保持時間計算電路32、轉存存儲器33、備用電源電路34以及輔助電源35。電壓保持時間計算電路(保持時間計算部)32基于電容器容量檢測電路23所輸出的殘存容量信息4b，計算從主電源停電后直至電源4d降低至PLC I可動作的電壓為止的時間、即電壓保持時間。以下，示出電壓保持時間計算電路32對電壓保持時間進行計算的計算式的一個例子。如果將通過殘存容量信息4b通知的殘存容量設為C，將電源裝置2的輸入電壓設為V1，則在主電源剛停電后儲存于電解電容器22中的電荷量Q1通過下述的公式而求出。Q1 = (1/2) C V12 ⑴
如果將PLC I動作停止時電解電容器22中殘存的電荷量設為Q2，將工業(yè)電源10的電源效率設為n，將電源裝置2的輸出功率設為P，則電壓保持時間T1通過下述公式而求出，即，T1 = (Q1-Q2) /P n (2)此外，通過電容器容量檢測電路23對殘存容量的檢測，以規(guī)定的頻度(例如I日I次等)執(zhí)行，其結果，由電壓保持時間計算電路32輸出的電壓保持時間以上述規(guī)定的頻度變化。通常，電解電容器22由于隨著時間的經過而老化并使容量逐漸變小，所以電壓保持時間存在與時間的經過同時逐漸減少的傾向。轉存存儲器33是作為主電源停電時的設備數(shù)據(jù)的轉存目標的易失性存儲器。輔助電源35由二次電池等構成。備用電源電路34在從電源電路21供給有電源4d時，使用所供給的電源4d對輔助電源35進行充電，并且向轉存存儲器33供給電源4e。另外，在主電源停電時，使用從輔助電源35放電的電力，向轉存存儲器33供給電源4e。轉存存儲器33利用電源4e對已經轉存至本存儲器33中的設備數(shù)據(jù)進行保持。微型計算機31具有CPU(運算部)36，其執(zhí)行用戶程序361以及系統(tǒng)程序362 ;以及作為易失性存儲器的設備存儲器37，其保存設備數(shù)據(jù)371。CPU 36通過執(zhí)行系統(tǒng)程序362 而實現(xiàn)用于控制CPU單元3的基本軟件環(huán)境。CPU 36在通過系統(tǒng)程序362實現(xiàn)的軟件環(huán)境上，反復執(zhí)行掃描處理，該掃描處理包括用戶程序361的執(zhí)行和設備存儲器37內的設備數(shù)據(jù)371的更新。在這里，CPU 36在每次掃描處理時將設備存儲器37內的設備數(shù)據(jù)371中的一部分，向轉存存儲器33中轉存(第I轉存處理)，在停電檢測電路24檢測出主電源停電時，使用通過電解電容器22保持的電源4d，將設備存儲器37內的設備數(shù)據(jù)371中的其余的數(shù)據(jù)轉存(第2轉存處理)，以使得即使已經由于電解電容器22的老化而使電壓保持時間與出廠時的狀態(tài)相比變短，也可以將設備數(shù)據(jù)371進行轉存而不丟失數(shù)據(jù)。CPU 36以如果電容器容量檢測電路23所檢測出的電解電容器22的容量減少，則將每次掃描處理中轉存的設備數(shù)據(jù)371的大小增加的方式，與電容器容量檢測電路23所檢測出的電解電容器22的容量相對應，使在每次掃描處理的轉存處理中轉存的設備數(shù)據(jù)的大小變化。更具體地說，CPU 36對在電壓保持時間計算電路32所計算出的電壓保持時間T1的期間內設備數(shù)據(jù)371中的可一次性轉存的大小(可轉存大小)進行計算。在可轉存大小小于設備數(shù)據(jù)371的合計大小的情況下，將設備數(shù)據(jù)371中的在電壓保持時間T1的期間內無法轉存的大小部分預先轉存。CPU 36在每次掃描處理時執(zhí)行從上述可轉存大小的計算至一部分的設備數(shù)據(jù)371的轉存為止的處理。并且，如果通過停電檢測電路24所輸出的停電檢測信號4c檢測到主電源停電，則將設備數(shù)據(jù)371中的沒有通過每次掃描處理的轉存處理轉存的其余部分，向轉存存儲器33中轉存。例如，如圖2的時序圖所示，如果將發(fā)生主電源停電后至停電檢測電路24檢測出主電源停電并向停電檢測信號4c輸出該情況為止的時間設為T2，則實際中可以用于設備數(shù)據(jù)371的轉存的時間(可轉存時間)T3，成為從電壓保持時間T1中減去T2后得到的值。因此，如果將PLC I動作停止時電解電容器22中殘存的電荷量設為Q2，將工業(yè)電源10的電源效率設為n，則成為T3 = [ {(1/2) C Vi2-QJ /P n ] -T2 ⑶。
此外，p、q2、n、T2可以通過測定等而預先求出。對于可轉存大小，例如通過使由式(3)求出的可轉存時間T3除以從設備存儲器37向轉存存儲器33進行數(shù)據(jù)轉送時的轉送速度而得到。圖3是說明本發(fā)明的實施方式的PLC I的通常動作時的處理的流程圖。如圖所示，CPU 36執(zhí)行用戶程序361的校驗(步驟SI)。在校驗后，CPU 36執(zhí)行用戶程序361、進行設備數(shù)據(jù)371的更新(步驟S2)。然后，CPU 36取得電壓保持時間計算電路32所輸出的電壓保持時間(步驟S3)，根據(jù)取得的電壓保持時間求出可轉存大小(步驟S4)。然后，CPU 36對上述求出的可轉存大小是否大于設備數(shù)據(jù)371的合計大小進行判定(步驟S5)。在可轉存大小小于設備數(shù)據(jù)371的合計大小的情況下(步驟S5，否)，CPU 36從設 備數(shù)據(jù)371的合計大小中減去可轉存大小，對在電壓保持時間內無法轉存的合計大小(無法轉存大小)進行計算(步驟S6)。然后，CPU 36將設備數(shù)據(jù)371中的無法轉存大小的那部分向轉存存儲器33轉存(步驟S7)。此外，設備數(shù)據(jù)371的轉存對象部分的確定方法并不特別地限定。例如也可以將利用步驟S2的處理更新的部分優(yōu)先進行轉存。在上述求出的可轉存大小大于設備數(shù)據(jù)371的合計大小的情況下(步驟S5，是)，或者在步驟S7的處理后，CPU 36對是否繼續(xù)動作進行判定(步驟S8)。特別地，在內部沒有發(fā)行停止指示等的情況下，CPU 36判定為繼續(xù)動作(步驟S8，是)，并向步驟S2的處理跳轉。在不繼續(xù)動作的情況下(步驟S8，否)，CPU 36使動作停止(步驟S9)，通常動作結束。圖4是說明本發(fā)明的實施方式的PLC I的主電源停電時的動作的流程圖。如果發(fā)生主電源的停電，則首先，停電檢測電路24對主電源停電進行檢測(步驟Sll)。檢測出主電源停電的停電檢測電路24使用停電檢測信號4c，將發(fā)生了主電源停電這一情況向CPU36通知(步驟S12)。這樣，CPU 36在接收到通知的時刻，在經過了步驟S7的處理的情況下，將設備數(shù)據(jù)371中的沒有通過步驟S7的處理進行轉存的其余部分，從設備存儲器37向轉存存儲器33中轉存，在沒有經過步驟S7的處理的情況下，將設備數(shù)據(jù)371全部從設備存儲器37向轉存存儲器33中轉存(步驟S13)。然后，CPU 36使動作停止(步驟S14)，主電源停電時的動作結束。此外，圖3及圖4所示的動作中的CPU 36的動作通過系統(tǒng)程序362而實現(xiàn)。此外，在以上的說明中，電壓保持時間計算電路32對電壓保持時間進行計算，CPU36基于該電壓保持時間，對可轉存時間進行計算，但也可以是CPU 36基于電解電容器22的檢測值，對電壓保持時間進行計算，根據(jù)計算出的電壓保持時間對可轉存時間進行計算。另夕卜，也可以由電壓保持時間計算電路32對可轉存時間進行計算，并向CPU 36輸入。如上述所示，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，由于構成為，CPU 36在每次掃描處理時將設備存儲器37內的設備數(shù)據(jù)371中的一部分向轉存存儲器33轉存，在停電檢測電路24檢測出主電源停電時，使用由電解電容器22保持的電源4d，將設備存儲器37內的設備數(shù)據(jù)371中的其余數(shù)據(jù)轉存，以如果電容器容量檢測電路23檢測出的電解電容器22的容量減少，則使在每次掃描處理中轉存的設備數(shù)據(jù)371的大小增加的方式，與電容器容量檢測電路23所檢測出的電解電容器22的容量相對應，而使每次掃描處理的轉存處理中轉存的設備數(shù)據(jù)的大小變化，因此，即使由于電解電容器22隨著時間的經過而老化并使內部電源的保持時間變短，也可以在主電源停電時將作為轉存對象的數(shù)據(jù)可靠地轉存。另外，由于與電解電容器22的容量相對應而使每次掃描處理的轉存處理中的轉存對象的數(shù)據(jù)大小變化，所以與單純將更新后的設備數(shù)據(jù)作為每次掃描的轉存處理對象的情況相比，可以減少每次掃描處理的轉存處理所耗費的時間，因此，可以抑制由每次掃描的轉存處理引起的定序控制處理能力的降低。另外，由于構成為，還具有電壓保持時間計算電路32，其根據(jù)電容器容量檢測電路23所檢測出的電解電容器22的容量，對主電源停電后的電源4d的輸出保持時間進行計算，CPU 36從設備存儲器37內的設備數(shù)據(jù)371的合計大小中，減去在電壓保持時間計算電路32所計算出的保持時間內可轉存的大小，從而對每次掃描處理的轉存處理中轉存的設備數(shù)據(jù)371的大小進行計算，所以即使因電解電容器22隨著時間的經過而老化并使內部電源的保持時間變短，也可以在主電源停電時將作為轉存對象的數(shù)據(jù)可靠地進行轉存，并且可以抑制由轉存處理引起的定序控制處理能力的降低。 工業(yè)實用性如上述所示，本發(fā)明所涉及的可編程控制器適用于對FA系統(tǒng)進行控制的可編程控制器。
權利要求
1.一種可編程控制器，其特征在于，具有 電源電路，其根據(jù)工業(yè)電源生成內部電源，并輸出所述生成的內部電源，在所述工業(yè)電源的供給停止后利用電容器保持所述內部電源的輸出； 易失性的設備存儲器，其存儲設備數(shù)據(jù)，使用所述內部電源對存儲內容進行保持； 轉存存儲器，其可以在所述內部電源的供給停止后保持存儲內容； 運算部，其執(zhí)行掃描處理，使用所述內部電源進行動作，其中，該掃描處理是指執(zhí)行用戶程序并對所述設備存儲器內的設備數(shù)據(jù)進行更新； 停電檢測部，其對所述工業(yè)電源的供給停止進行檢測；以及 電容器容量檢測部，其對所述電容器的容量進行檢測，所述運算部， 在每次掃描處理時執(zhí)行將所述設備存儲器內的設備數(shù)據(jù)中的一部分向所述轉存存儲器中轉存的第I轉存處理，在所述停電檢測部檢測出所述工業(yè)電源的供給停止時，執(zhí)行使用由所述電容器保持的內部電源將所述設備存儲器內的設備數(shù)據(jù)中的其余數(shù)據(jù)轉存的第2轉存處理， 以如果所述電容器容量檢測部所檢測出的所述電容器的容量減少，則使在所述第I轉存處理中轉存的設備數(shù)據(jù)的大小增加的方式，與所述電容器容量檢測部所檢測出的所述電容器的容量相對應，而使在所述第I轉存處理中轉存的設備數(shù)據(jù)的大小變化。
2.根據(jù)權利要求I所述的可編程控制器，其特征在于， 還具有保持時間計算部，其根據(jù)所述電容器容量檢測部所檢測出的所述電容器的容量，對所述工業(yè)電源的供給停止后的所述內部電源的輸出保持時間進行計算，所述運算部從所述設備存儲器內的設備數(shù)據(jù)的合計大小中，減去在所述保持時間計算部所計算出的保持時間內可轉存的大小，從而對在所述第I轉存處理中轉存的設備數(shù)據(jù)的 大小進行計算。
全文摘要
CPU(36)在每次掃描處理時將設備存儲器(37)內的設備數(shù)據(jù)(371)中的一部分向轉存存儲器(33)轉存，在停電檢測電路(24)檢測出主電源停電時，使用由電解電容器(22)保持的電源(4d)，將設備存儲器(37)內的設備數(shù)據(jù)(371)中的其余數(shù)據(jù)進行轉存，以使得即使由于電解電容器(22)的老化而使電壓保持時間變短，也可以將設備數(shù)據(jù)(371)可靠地轉存。CPU(36)以如果電容器容量檢測電路(23)所檢測出的電解電容器(22)的容量減少，則使在每次掃描處理時轉存的設備數(shù)據(jù)(371)的大小增加的方式，與電容器容量檢測電路(23)所檢測出的電解電容器(22)的容量相對應，而使在每次掃描處理的轉存處理中轉存的設備數(shù)據(jù)的大小變化。
文檔編號H03K19/173GK102763093SQ20118000381
公開日2012年10月31日 申請日期2011年2月14日 優(yōu)先權日2011年2月14日
發(fā)明者志水義信 申請人:三菱電機株式會社