本發(fā)明涉及一種具有可編程邏輯控制器的可編程邏輯控制器系統(tǒng)以及運(yùn)算單元，該可編程邏輯控制器具有：模擬輸入單元，其將模擬值變換為數(shù)字值；以及模擬輸出單元，其將數(shù)字值變換為模擬值。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，模擬輸出裝置的輸出信號(hào)的診斷如專利文獻(xiàn)1公開的那樣是在內(nèi)部設(shè)置專用的電路而進(jìn)行的。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2005－173848號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

但是，根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)，由于需要專用的電路，因此存在單元單價(jià)及開發(fā)成本增大的問(wèn)題。

本發(fā)明就是鑒于上述情況而提出的，其目的在于，得到一種可編程邏輯控制器系統(tǒng)，該可編程邏輯控制器系統(tǒng)能夠進(jìn)行模擬數(shù)字變換處理的診斷或者數(shù)字模擬變換處理的診斷，而不必使用診斷專用的電路。

為了解決上述課題，實(shí)現(xiàn)目的，本發(fā)明具有可編程邏輯控制器，該可編程邏輯控制器具有：模擬輸出單元，其進(jìn)行數(shù)字模擬變換；模擬輸入單元，其具有對(duì)第1數(shù)字值進(jìn)行存儲(chǔ)的診斷用數(shù)字值存儲(chǔ)部，該模擬輸入單元進(jìn)行模擬數(shù)字變換；以及運(yùn)算單元，該運(yùn)算單元具有：診斷用數(shù)字值獲取部，其從模擬輸入單元獲取第1數(shù)字值；診斷用數(shù)字值設(shè)定處理部，其將從模擬輸入單元獲取到的第1數(shù)字值設(shè)定為模擬輸出單元的數(shù)字模擬變換的對(duì)象；以及模擬數(shù)字變換診斷處理部，如果在利用模擬輸出單元對(duì)第1數(shù)字值進(jìn)行數(shù)字模擬變換后進(jìn)一步利用模擬輸入單元進(jìn)行模擬數(shù)字變換而得到的第2數(shù)字值與第1數(shù)字值不一致，則該模擬數(shù)字變換診斷處理部診斷為模擬數(shù)字變換功能存在異常。另外，本發(fā)明具有切換裝置，該切換裝置對(duì)下述動(dòng)作進(jìn)行切換，即，是從外部設(shè)備將模擬信號(hào)輸入至模擬輸入單元、還是從模擬輸出單元將對(duì)第1數(shù)字值進(jìn)行數(shù)字模擬變換而得到的模擬值輸入至模擬輸入單元。

發(fā)明的效果

本發(fā)明所涉及的可編程邏輯控制器系統(tǒng)具有下述效果，即，能夠進(jìn)行模擬數(shù)字變換處理的診斷或者數(shù)字模擬變換處理的診斷，而不必使用診斷專用的電路。

附圖說(shuō)明

圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的可編程邏輯控制器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。

圖2是表示實(shí)施方式1所涉及的可編程邏輯控制器的運(yùn)算單元的結(jié)構(gòu)的圖。

圖3是表示實(shí)施方式1所涉及的可編程邏輯控制器的運(yùn)算單元的硬件結(jié)構(gòu)的圖。

圖4是表示實(shí)施方式1所涉及的可編程邏輯控制器的模擬輸入單元的結(jié)構(gòu)的圖。

圖5是表示實(shí)施方式1所涉及的可編程邏輯控制器的模擬輸入單元的硬件結(jié)構(gòu)的圖。

圖6是表示實(shí)施方式1所涉及的可編程邏輯控制器的模擬輸出單元的結(jié)構(gòu)的圖。

圖7是表示實(shí)施方式1所涉及的可編程邏輯控制器的模擬輸出單元的硬件結(jié)構(gòu)的圖。

圖8是表示實(shí)施方式1所涉及的可編程邏輯控制器的輸出單元的結(jié)構(gòu)的圖。

圖9是表示實(shí)施方式1所涉及的可編程邏輯控制器的輸出單元的硬件結(jié)構(gòu)的圖。

圖10是表示實(shí)施方式1所涉及的可編程邏輯控制器的模擬數(shù)字變換診斷處理的流程的流程圖。

圖11是表示實(shí)施方式1所涉及的可編程邏輯控制器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的變形例的圖。

圖12是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的可編程邏輯控制器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。

圖13是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的可編程邏輯控制器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。

圖14是表示實(shí)施方式3所涉及的可編程邏輯控制器的運(yùn)算單元的結(jié)構(gòu)的圖。

圖15是表示實(shí)施方式3所涉及的可編程邏輯控制器的模擬輸入單元的結(jié)構(gòu)的圖。

圖16是表示實(shí)施方式3所涉及的可編程邏輯控制器的模擬輸入單元的硬件結(jié)構(gòu)的圖。

圖17是表示實(shí)施方式3所涉及的可編程邏輯控制器的模擬輸出單元的結(jié)構(gòu)的圖。

圖18是表示實(shí)施方式3所涉及的可編程邏輯控制器的模擬輸出單元的硬件結(jié)構(gòu)的圖。

圖19是表示實(shí)施方式3所涉及的可編程邏輯控制器的數(shù)字模擬變換診斷處理的流程的流程圖。

圖20是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的可編程邏輯控制器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。

具體實(shí)施方式

下面，基于附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的可編程邏輯控制器系統(tǒng)及運(yùn)算單元進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。此外，本發(fā)明不限定于本實(shí)施方式。

實(shí)施方式1

圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的可編程邏輯控制器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖?？删幊踢壿嬁刂破飨到y(tǒng)100具有：可編程邏輯控制器10，其通過(guò)執(zhí)行控制程序，從而對(duì)從外部設(shè)備30輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行處理；以及繼電器20，其從外部設(shè)備30將模擬信號(hào)輸入至可編程邏輯控制器10。

可編程邏輯控制器10具有：模擬輸入單元11，其通過(guò)模擬數(shù)字變換，將以模擬信號(hào)輸入的模擬值變換為數(shù)字值；模擬輸出單元12，其通過(guò)數(shù)字模擬變換，將以數(shù)字信號(hào)輸入的數(shù)字值變換為模擬值；運(yùn)算單元13，其執(zhí)行控制程序；輸出單元14，其將控制信號(hào)輸出至繼電器20，該控制信號(hào)對(duì)是從外部設(shè)備30將模擬信號(hào)輸入至模擬輸入單元11、還是從模擬輸出單元12輸入進(jìn)行切換；電源單元15，其將電力供給至各單元；以及基座單元16，其將各單元彼此連接。輸出單元14和繼電器20構(gòu)成切換裝置，該切換裝置對(duì)下述動(dòng)作進(jìn)行切換，即，是從外部設(shè)備30將模擬信號(hào)輸入至模擬輸入單元11、還是從模擬輸出單元12將對(duì)后述的第1數(shù)字值進(jìn)行數(shù)字模擬變換而得到的模擬值輸入至模擬輸入單元11。

圖2是表示實(shí)施方式1所涉及的可編程邏輯控制器的運(yùn)算單元的結(jié)構(gòu)的圖。運(yùn)算單元13具有：模擬數(shù)字變換診斷處理部131，其對(duì)模擬數(shù)字變換功能進(jìn)行診斷；診斷用數(shù)字值獲取部132，其從模擬輸入單元11獲取用于模擬數(shù)字變換診斷的第1數(shù)字值、即診斷用數(shù)字值；診斷用數(shù)字值設(shè)定處理部133，其將用于模擬數(shù)字變換診斷的數(shù)字值設(shè)定為模擬輸出單元12的數(shù)字模擬變換的對(duì)象；以及繼電器控制處理部134，其使輸出單元14進(jìn)行繼電器20的切換。繼電器控制處理部134構(gòu)成對(duì)切換裝置進(jìn)行控制的切換控制部。

繼電器20將從外部設(shè)備30輸出的模擬信號(hào)和從模擬輸出單元12輸出的模擬信號(hào)擇一地輸入至模擬輸入單元11。即，通過(guò)由繼電器控制處理部134將指令發(fā)送至輸出單元14，從而從輸出單元14將控制信號(hào)輸出至繼電器20，對(duì)下述動(dòng)作進(jìn)行切換，即，是將從外部設(shè)備30輸出的模擬信號(hào)輸入至模擬輸入單元11、還是將從模擬輸出單元12輸出的模擬信號(hào)輸入至模擬輸入單元11。

圖3是表示實(shí)施方式1所涉及的可編程邏輯控制器的運(yùn)算單元的硬件結(jié)構(gòu)的圖。運(yùn)算單元13具有：運(yùn)算裝置135，其執(zhí)行梯形圖程序或者功能模塊；存儲(chǔ)器136，其被運(yùn)算裝置135用作工作區(qū)域；以及存儲(chǔ)裝置137，其儲(chǔ)存程序。能夠應(yīng)用CPU(Central Processing Unit)作為運(yùn)算裝置135。能夠應(yīng)用RAM(Random Access Memory)作為存儲(chǔ)器136。能夠應(yīng)用非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器作為存儲(chǔ)裝置137。圖2所示的模擬數(shù)字變換診斷處理部131、診斷用數(shù)字值獲取部132、診斷用數(shù)字值設(shè)定處理部133以及繼電器控制處理部134是通過(guò)由運(yùn)算裝置135將存儲(chǔ)器136用作工作區(qū)域、執(zhí)行軟件而實(shí)現(xiàn)的。另外，也可以由多個(gè)運(yùn)算裝置及多個(gè)存儲(chǔ)器協(xié)同執(zhí)行上述功能。

圖4是表示實(shí)施方式1所涉及的可編程邏輯控制器的模擬輸入單元的結(jié)構(gòu)的圖。模擬輸入單元11具有：模擬數(shù)字變換部111，其將模擬值變換為數(shù)字值；診斷用數(shù)字值存儲(chǔ)部112，其存儲(chǔ)用于模擬數(shù)字變換診斷的數(shù)字值、即診斷用數(shù)字值；診斷異常顯示部113，其在模擬數(shù)字變換功能的診斷結(jié)果為異常的情況下對(duì)異常進(jìn)行顯示；以及診斷用數(shù)字值生成部118，其基于模擬輸入單元11的輸入范圍而生成診斷用數(shù)字值。此處的所謂輸入范圍，是指輸入至模擬輸入單元11的模擬信號(hào)所能夠取的值。此外，也可以利用與模擬輸入單元11不同的裝置來(lái)生成診斷用數(shù)字值，并存儲(chǔ)于診斷用數(shù)字值存儲(chǔ)部112。如果利用與模擬輸入單元11不同的裝置來(lái)生成診斷用數(shù)字值，則能夠簡(jiǎn)化模擬輸入單元11的結(jié)構(gòu)。

圖5是表示實(shí)施方式1所涉及的可編程邏輯控制器的模擬輸入單元的硬件結(jié)構(gòu)的圖。模擬輸入單元11具有：運(yùn)算裝置114，其執(zhí)行固件；存儲(chǔ)器115，其被運(yùn)算裝置114用作工作區(qū)域；存儲(chǔ)裝置116，其儲(chǔ)存固件；以及顯示裝置117，其對(duì)信息進(jìn)行顯示。能夠應(yīng)用CPU作為運(yùn)算裝置114。能夠應(yīng)用RAM作為存儲(chǔ)器115。能夠應(yīng)用非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器作為存儲(chǔ)裝置116。能夠應(yīng)用LED(Light Emitting Diode)燈作為顯示裝置117。圖4所示的模擬數(shù)字變換部111及診斷用數(shù)字值生成部118是通過(guò)由運(yùn)算裝置114將存儲(chǔ)器115用作工作區(qū)域、執(zhí)行固件而實(shí)現(xiàn)的。另外，也可以由多個(gè)運(yùn)算裝置及多個(gè)存儲(chǔ)器協(xié)同執(zhí)行上述功能。另外，圖4所示的診斷異常顯示部113是通過(guò)由運(yùn)算裝置114對(duì)顯示裝置117的點(diǎn)亮樣式(pattern)進(jìn)行控制而實(shí)現(xiàn)的。

圖6是表示實(shí)施方式1所涉及的可編程邏輯控制器的模擬輸出單元的結(jié)構(gòu)的圖。模擬輸出單元12具有將數(shù)字值變換為模擬值的數(shù)字模擬變換部121。

圖7是表示實(shí)施方式1所涉及的可編程邏輯控制器的模擬輸出單元的硬件結(jié)構(gòu)的圖。模擬輸出單元12具有：運(yùn)算裝置122，其執(zhí)行固件；存儲(chǔ)器123，其被運(yùn)算裝置122用作工作區(qū)域；以及存儲(chǔ)裝置124，其儲(chǔ)存固件。能夠應(yīng)用CPU作為運(yùn)算裝置122。能夠應(yīng)用RAM作為存儲(chǔ)器123。能夠應(yīng)用非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器作為存儲(chǔ)裝置124。圖6所示的數(shù)字模擬變換部121是通過(guò)由運(yùn)算裝置122將存儲(chǔ)器123用作工作區(qū)域、執(zhí)行固件而實(shí)現(xiàn)的。另外，也可以由多個(gè)運(yùn)算裝置及多個(gè)存儲(chǔ)器協(xié)同執(zhí)行上述功能。

圖8是表示實(shí)施方式1所涉及的可編程邏輯控制器的輸出單元的結(jié)構(gòu)的圖。輸出單元14具有將控制信號(hào)輸出至繼電器20的控制信號(hào)輸出部141。

圖9是表示實(shí)施方式1所涉及的可編程邏輯控制器的輸出單元的硬件結(jié)構(gòu)的圖。輸出單元14具有：運(yùn)算裝置142，其執(zhí)行固件；存儲(chǔ)器143，其被運(yùn)算裝置142用作工作區(qū)域；以及存儲(chǔ)裝置144，其儲(chǔ)存固件。能夠應(yīng)用CPU作為運(yùn)算裝置142。能夠應(yīng)用RAM作為存儲(chǔ)器143。能夠應(yīng)用非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器作為存儲(chǔ)裝置144。圖8所示的控制信號(hào)輸出部141是通過(guò)由運(yùn)算裝置142將存儲(chǔ)器142用作工作區(qū)域、執(zhí)行固件而實(shí)現(xiàn)的。另外，也可以由多個(gè)運(yùn)算裝置及多個(gè)存儲(chǔ)器協(xié)同執(zhí)行上述功能。

圖10是表示實(shí)施方式1所涉及的可編程邏輯控制器的模擬數(shù)字變換診斷處理的流程的流程圖。在步驟S101中，繼電器控制處理部134將指令發(fā)送至輸出單元14而使控制信號(hào)輸出部141向繼電器20輸出控制信號(hào)，使模擬輸出單元12的輸出向模擬輸入單元11輸入。

在步驟S102中，診斷用數(shù)字值獲取部132從模擬輸入單元11獲取診斷用數(shù)字值存儲(chǔ)部112所存儲(chǔ)的診斷用數(shù)字值。

在步驟S103中，診斷用數(shù)字值設(shè)定處理部133將診斷用數(shù)字值向模擬輸出單元12設(shè)定。由于在步驟S101中以使模擬輸出單元12的輸出向模擬輸入單元11輸入的方式對(duì)繼電器20進(jìn)行控制，因此將對(duì)診斷用數(shù)字值進(jìn)行變換而得到的模擬值從模擬輸出單元12輸入至模擬輸入單元11，由模擬數(shù)字變換部111變換為數(shù)字值。即，在步驟S103中，通過(guò)在由模擬輸出單元12對(duì)第1數(shù)字值、即診斷用數(shù)字值進(jìn)行數(shù)字模擬變換后進(jìn)一步由模擬輸入單元11進(jìn)行模擬數(shù)字變換，從而生成第2數(shù)字值。

在步驟S104中，模擬數(shù)字變換診斷處理部131從模擬輸入單元11獲取由模擬數(shù)字變換部111進(jìn)行變換而得到的數(shù)字值、即第2數(shù)字值。

在步驟S105中，模擬數(shù)字變換診斷處理部131對(duì)在步驟S104中從模擬輸入單元11獲取到的第2數(shù)字值、和在步驟S102中從模擬輸入單元11獲取到的診斷用數(shù)字值即第1數(shù)字值進(jìn)行比較。如果二者一致，則步驟S105為Yes，結(jié)束模擬數(shù)字變換診斷處理。

另一方面，如果在步驟S104中從模擬輸入單元11獲取到的數(shù)字值、和在步驟S102中從模擬輸入單元11獲取到的診斷用數(shù)字值不一致，則步驟S105為No，在步驟S106中，模擬數(shù)字變換診斷處理部131將診斷異常通知給模擬輸入單元11。如果被通知了診斷異常，則診斷異常顯示部113在顯示裝置117對(duì)診斷異常的發(fā)生進(jìn)行顯示。通過(guò)利用模擬數(shù)字變換處理的診斷所獨(dú)有的點(diǎn)亮樣式或者點(diǎn)亮顏色對(duì)診斷異常進(jìn)行顯示，從而即使是由模擬輸入單元11的顯示裝置117對(duì)診斷異常的發(fā)生進(jìn)行通知，用戶也能夠識(shí)別出原因可能存在于模擬輸出單元12側(cè)。

此外，在上述的說(shuō)明中，將模擬輸入單元11、模擬輸出單元12及輸出單元14被安裝于與運(yùn)算單元13相同的基座單元16的結(jié)構(gòu)的可編程邏輯控制器10用作例子，但也可以是模擬輸入單元、模擬輸出單元及輸出單元被安裝于與運(yùn)算單元不同的基座單元的結(jié)構(gòu)。圖11是表示實(shí)施方式1所涉及的可編程邏輯控制器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的變形例的圖。在與運(yùn)算單元13’相同的基座單元16a安裝有網(wǎng)絡(luò)單元17。電力被從電源單元15a供給至運(yùn)算單元13’及網(wǎng)絡(luò)單元17。模擬輸入單元11’、模擬輸出單元12’及輸出單元14’被安裝于與運(yùn)算單元13’不同的基座單元16b。網(wǎng)絡(luò)單元18被安裝于基座單元16b，在該基座單元16b安裝了模擬輸入單元11’、模擬輸出單元12’以及輸出單元14’。電力被從電源單元15b供給至模擬輸入單元11’、模擬輸出單元12’、輸出單元14’及網(wǎng)絡(luò)單元18。網(wǎng)絡(luò)單元17和網(wǎng)絡(luò)單元18通過(guò)集線器19連接。因此，模擬輸入單元11’、模擬輸出單元12’及輸出單元14’能夠經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)單元18、集線器19及網(wǎng)絡(luò)單元17與運(yùn)算單元13’進(jìn)行通信。

對(duì)于實(shí)施方式1所涉及的可編程邏輯控制器的變形例中的模擬數(shù)字變換診斷處理，除經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)單元18、集線器19及網(wǎng)絡(luò)單元17進(jìn)行模擬輸入單元11’、模擬輸出單元12’及輸出單元14’與運(yùn)算單元13’之間的通信以外，與使用圖10的流程圖說(shuō)明的一樣。

通過(guò)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)單元18、集線器19及網(wǎng)絡(luò)單元17進(jìn)行模擬輸入單元11’、模擬輸出單元12’及輸出單元14’與運(yùn)算單元13’之間的通信，從而可編程邏輯控制器10’的布局的自由度變高。

在實(shí)施方式1所涉及的可編程邏輯控制器系統(tǒng)中，由于如果利用數(shù)字模擬變換部121對(duì)用于模擬數(shù)字變換診斷的數(shù)字值進(jìn)行變換、然后利用模擬數(shù)字變換部111進(jìn)行變換而得到的數(shù)字值，與用于模擬數(shù)字變換診斷的數(shù)字值不一致，則模擬數(shù)字變換診斷處理部131診斷為模擬數(shù)字變換功能存在異常，因此能夠使用不具有用于診斷的專用電路的模擬輸入單元11、11’及模擬輸出單元12、12’進(jìn)行模擬數(shù)字變換處理的診斷。

因此，實(shí)施方式1所涉及的可編程邏輯控制器系統(tǒng)不需要專用的診斷電路，通過(guò)對(duì)模擬輸入單元11、11’和模擬輸出單元12、12’進(jìn)行組合、利用程序梯形圖對(duì)診斷用數(shù)字值進(jìn)行對(duì)照，從而進(jìn)行診斷。由此，即使是不具有專用診斷電路的模擬輸入單元11、11’或者模擬輸出單元12、12’，僅安裝固件即可進(jìn)行診斷。另外，能夠抑制單元單價(jià)以及開發(fā)成本。并且，由于利用運(yùn)算單元13、13’進(jìn)行切換裝置的控制，因此不需要使模擬輸入單元11、11’及模擬輸出單元12、12’具有切換裝置的控制功能。

實(shí)施方式2

圖12是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的可編程邏輯控制器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。對(duì)于實(shí)施方式2所涉及的可編程邏輯控制器10S的模擬輸入單元11S、運(yùn)算單元13S、輸出單元14S、電源單元15S及基座單元16S，除具有在故障發(fā)生時(shí)通過(guò)自我診斷對(duì)故障進(jìn)行檢測(cè)、將安全輸入強(qiáng)制性地?cái)嚅_的功能而適配于安全規(guī)格這一點(diǎn)以外，與實(shí)施方式1的模擬輸入單元11、運(yùn)算單元13、輸出單元14、電源單元15及基座單元16相同。模擬輸出單元12S與實(shí)施方式1的模擬輸出單元相同。

實(shí)施方式2的模擬輸入單元11S、運(yùn)算單元13S及輸出單元14S通過(guò)雙重化地進(jìn)行與其他單元之間的通信，對(duì)通信結(jié)果進(jìn)行對(duì)照，從而適配于進(jìn)行故障的自我診斷的安全通信。在安全通信中，在雙重化地進(jìn)行的通信的結(jié)果不一致的情況下，診斷為發(fā)生故障。

另外，在實(shí)施方式2中，運(yùn)算單元13S所執(zhí)行的程序是適配于安全規(guī)格的安全梯形圖程序或者安全功能模塊。

關(guān)于模擬數(shù)字變換診斷的處理的流程，由于與實(shí)施方式1相同，因此省略說(shuō)明。

由于實(shí)施方式2所涉及的可編程邏輯控制器系統(tǒng)利用安全通信進(jìn)行單元彼此的通信，因此能夠防止由在單元間交換診斷用數(shù)字值、模擬變換值或者數(shù)字變換值時(shí)的通信錯(cuò)誤而導(dǎo)致在模擬數(shù)字變換診斷的診斷結(jié)果中發(fā)生錯(cuò)誤。

實(shí)施方式3

圖13是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的可編程邏輯控制器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖?？删幊踢壿嬁刂破飨到y(tǒng)101具有：可編程邏輯控制器40，其通過(guò)執(zhí)行控制程序，從而向外部設(shè)備60輸出控制用模擬信號(hào)；以及繼電器50，其對(duì)是否從可編程邏輯控制器40向外部設(shè)備60輸出模擬信號(hào)進(jìn)行切換?？删幊踢壿嬁刂破?0具有：模擬輸入單元41，其通過(guò)模擬數(shù)字變換而將模擬值變換為數(shù)字值；模擬輸出單元42，其通過(guò)數(shù)字模擬變換而將數(shù)字值變換為模擬值；運(yùn)算單元43，其執(zhí)行控制程序；輸出單元44，其將控制信號(hào)輸出至繼電器50，該控制信號(hào)對(duì)是將模擬輸出單元42所輸出的模擬信號(hào)向外部設(shè)備60輸出、還是向模擬輸入單元41輸出進(jìn)行切換；電源單元45，其將電力供給至各單元；以及基座單元46，其將各單元彼此連接。輸出單元44和繼電器50構(gòu)成切換裝置，其對(duì)下述動(dòng)作進(jìn)行切換，即，是從模擬輸出單元41向外部設(shè)備60輸出模擬信號(hào)、還是從模擬輸出單元42將對(duì)后述的第3數(shù)字值進(jìn)行數(shù)字模擬變換而得到的模擬值向模擬輸入單元41輸出。

圖14是表示實(shí)施方式3所涉及的可編程邏輯控制器的運(yùn)算單元的結(jié)構(gòu)的圖。運(yùn)算單元43具有：數(shù)字模擬變換診斷處理部431，其對(duì)數(shù)字模擬變換功能進(jìn)行診斷；診斷用數(shù)字值獲取部432，其從模擬輸出單元42獲取用于數(shù)字模擬變換診斷的第3數(shù)字值、即診斷用數(shù)字值；以及繼電器控制處理部434，其使輸出單元44進(jìn)行繼電器50的切換。繼電器控制處理部434構(gòu)成對(duì)切換裝置進(jìn)行控制的切換控制部。

實(shí)施方式3所涉及的可編程邏輯控制器40的運(yùn)算單元43的硬件結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1相同。圖14所示的數(shù)字模擬變換診斷處理部431、診斷用數(shù)字值獲取部432以及繼電器控制處理部434是通過(guò)由運(yùn)算裝置將存儲(chǔ)器用作工作區(qū)域、執(zhí)行軟件而實(shí)現(xiàn)的。另外，也可以由多個(gè)運(yùn)算裝置及多個(gè)存儲(chǔ)器協(xié)同執(zhí)行上述功能。

圖15是表示實(shí)施方式3所涉及的可編程邏輯控制器的模擬輸入單元的結(jié)構(gòu)的圖。模擬輸入單元41具有將模擬值變換為數(shù)字值的模擬數(shù)字變換部411。

圖16是表示實(shí)施方式3所涉及的可編程邏輯控制器的模擬輸入單元的硬件結(jié)構(gòu)的圖。模擬輸入單元41具有：運(yùn)算裝置412，其執(zhí)行固件；存儲(chǔ)器413，其被運(yùn)算裝置412用作工作區(qū)域；以及存儲(chǔ)裝置414，其儲(chǔ)存固件。能夠應(yīng)用CPU作為運(yùn)算裝置412。能夠應(yīng)用RAM作為存儲(chǔ)器413。能夠應(yīng)用非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器作為存儲(chǔ)裝置414。圖15所示的模擬數(shù)字變換部411是通過(guò)由運(yùn)算裝置412將存儲(chǔ)器413用作工作區(qū)域、執(zhí)行固件而實(shí)現(xiàn)的。另外，也可以由多個(gè)運(yùn)算裝置及多個(gè)存儲(chǔ)器協(xié)同執(zhí)行上述功能。

圖17是表示實(shí)施方式3所涉及的可編程邏輯控制器的模擬輸出單元的結(jié)構(gòu)的圖。模擬輸出單元42具有：數(shù)字模擬變換部421，其將數(shù)字值變換為模擬值；診斷用數(shù)字值存儲(chǔ)部422，其存儲(chǔ)用于數(shù)字模擬變換診斷的第3數(shù)字值、即診斷用數(shù)字值；診斷異常顯示部423，其在數(shù)字模擬變換功能的診斷結(jié)果為異常的情況下對(duì)異常進(jìn)行顯示；以及診斷用數(shù)字值生成部428，其基于模擬輸出單元42的輸出范圍而生成診斷用數(shù)字值。此處的所謂輸出范圍，是指從模擬輸出單元42輸出的模擬信號(hào)所能夠取的值。此外，也可以利用與模擬輸出單元42不同的裝置來(lái)生成診斷用數(shù)字值，并存儲(chǔ)于診斷用數(shù)字值存儲(chǔ)部422。如果利用與模擬輸出單元42不同的裝置來(lái)生成診斷用數(shù)字值，則能夠簡(jiǎn)化模擬輸出單元42的結(jié)構(gòu)。

圖18是表示實(shí)施方式3所涉及的可編程邏輯控制器的模擬輸出單元的硬件結(jié)構(gòu)的圖。模擬輸出單元42具有：運(yùn)算裝置424，其執(zhí)行固件；存儲(chǔ)器425，其被運(yùn)算裝置424用作工作區(qū)域；存儲(chǔ)裝置426，其儲(chǔ)存固件；以及顯示裝置427，其對(duì)信息進(jìn)行顯示。能夠應(yīng)用CPU作為運(yùn)算裝置424。能夠應(yīng)用RAM作為存儲(chǔ)器425。能夠應(yīng)用非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器作為存儲(chǔ)裝置426。能夠應(yīng)用LED燈作為顯示裝置427。圖17所示的數(shù)字模擬變換部421及診斷用數(shù)字值生成部428是通過(guò)由運(yùn)算裝置424將存儲(chǔ)器425用作工作區(qū)域、執(zhí)行固件而實(shí)現(xiàn)的。另外，也可以由多個(gè)運(yùn)算裝置及多個(gè)存儲(chǔ)器協(xié)同執(zhí)行上述功能。另外，圖17所示的診斷異常顯示部423是通過(guò)由運(yùn)算裝置424對(duì)顯示裝置427的點(diǎn)亮樣式進(jìn)行控制而實(shí)現(xiàn)的。

實(shí)施方式3所涉及的可編程邏輯控制器40的輸出單元44的結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1中的輸出單元14相同。

圖19是表示實(shí)施方式3所涉及的可編程邏輯控制器的數(shù)字模擬變換診斷處理的流程的流程圖。在步驟S301中，繼電器控制處理部434將指令發(fā)送至輸出單元44而使該輸出單元44將控制信號(hào)向繼電器50輸出，使模擬輸出單元42的輸出向模擬輸入單元41輸入。

在步驟S302中，診斷用數(shù)字值獲取部432從模擬輸出單元42獲取診斷用數(shù)字值存儲(chǔ)部422所存儲(chǔ)的診斷用數(shù)字值。

在步驟S302中從診斷用數(shù)字值獲取部432請(qǐng)求獲取診斷用數(shù)字值時(shí)，模擬輸出單元42利用數(shù)字模擬變換部421將診斷用數(shù)字值變換為模擬值而向模擬輸入單元41輸出。模擬輸入單元41利用模擬數(shù)字變換部411將所輸入的模擬值變換為數(shù)字值。即，在步驟S302中，通過(guò)在利用模擬輸出單元42對(duì)第3數(shù)字值、即診斷用數(shù)字值進(jìn)行數(shù)字模擬變換后進(jìn)一步利用模擬輸入單元41進(jìn)行模擬數(shù)字變換，從而生成第4數(shù)字值。

在步驟S303中，數(shù)字模擬變換診斷處理部431從模擬輸入單元41獲取由模擬數(shù)字變換部411進(jìn)行變換得到的數(shù)字值、即第4數(shù)字值。

在步驟S304中，數(shù)字模擬變換診斷處理部431對(duì)在步驟S303中從模擬輸入單元41獲取到的第4數(shù)字值、和在步驟S302中從模擬輸出單元42獲取到的診斷用數(shù)字值即第3數(shù)字值進(jìn)行比較。如果二者一致，則步驟S304為Yes，結(jié)束數(shù)字模擬變換診斷處理。

另一方面，如果在步驟S303中從模擬輸入單元41獲取到的數(shù)字值、和在步驟S302中從模擬輸出單元42獲取到的診斷用數(shù)字值不一致，則步驟S304為No，數(shù)字模擬變換診斷處理部431在步驟S305中將診斷異常通知給模擬輸出單元42。如果被通知了診斷異常，則診斷異常顯示部423在顯示裝置427對(duì)診斷異常的發(fā)生進(jìn)行顯示。通過(guò)利用數(shù)字模擬變換處理的診斷所獨(dú)有的點(diǎn)亮樣式或者點(diǎn)亮顏色對(duì)診斷異常進(jìn)行顯示，從而即使是由模擬輸出單元42的顯示裝置427對(duì)診斷異常的發(fā)生進(jìn)行通知，用戶也能夠識(shí)別出原因可能存在于模擬輸入單元41側(cè)。

在實(shí)施方式3所涉及的可編程邏輯控制器系統(tǒng)中，由于如果利用數(shù)字模擬變換部421對(duì)用于數(shù)字模擬變換診斷的數(shù)字值進(jìn)行變換、然后利用模擬數(shù)字變換部411進(jìn)行變換而得到的數(shù)字值，與用于數(shù)字模擬變換診斷的數(shù)字值不一致，則數(shù)字模擬變換診斷處理部431診斷為數(shù)字模擬變換功能存在異常，因此能夠使用不具有用于診斷的專用電路的模擬輸入單元及模擬輸出單元進(jìn)行數(shù)字模擬變換處理的診斷。并且，由于利用運(yùn)算單元43進(jìn)行切換裝置的控制，因此不需要使模擬輸入單元41及模擬輸出單元42具有切換裝置的控制功能。

實(shí)施方式4

圖20是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的可編程邏輯控制器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。對(duì)于實(shí)施方式4所涉及的可編程邏輯控制器40S的模擬輸出單元42S、運(yùn)算單元43S、輸出單元44S、電源單元45S及基座單元46S，除具有在故障發(fā)生時(shí)通過(guò)自我診斷對(duì)故障進(jìn)行檢測(cè)、將安全輸出強(qiáng)制性地?cái)嚅_的功能而適配于安全規(guī)格這一點(diǎn)以外，與實(shí)施方式3的模擬輸出單元42、運(yùn)算單元43、輸出單元44、電源單元45及基座單元46相同。模擬輸入單元41S與實(shí)施方式3的模擬輸入單元41相同。

實(shí)施方式4的模擬輸出單元42S、運(yùn)算單元43S及輸出單元44S通過(guò)雙重化地進(jìn)行與其他單元之間的通信，對(duì)通信結(jié)果進(jìn)行對(duì)照，從而適配于進(jìn)行故障的自我診斷的安全通信。在安全通信中，在雙重化地進(jìn)行的通信的結(jié)果不一致的情況下，診斷為發(fā)生故障。

另外，在實(shí)施方式4中，運(yùn)算單元43S所執(zhí)行的程序是適配于安全規(guī)格的安全梯形圖程序或者安全功能模塊。

關(guān)于數(shù)字模擬變換診斷的處理的流程，由于與實(shí)施方式3相同，因此省略說(shuō)明。

由于實(shí)施方式4所涉及的可編程邏輯控制器系統(tǒng)利用安全通信進(jìn)行單元彼此的通信，因此能夠防止由在單元間交換診斷用數(shù)字值、模擬變換值或者數(shù)字變換值時(shí)的通信錯(cuò)誤而導(dǎo)致在數(shù)字模擬變換診斷的診斷結(jié)果中發(fā)生錯(cuò)誤。

以上的實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)表示本發(fā)明的內(nèi)容的一個(gè)例子，還能夠與其他的公知技術(shù)進(jìn)行組合，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍，還能夠?qū)Y(jié)構(gòu)的一部分進(jìn)行省略、變更。

標(biāo)號(hào)的說(shuō)明

10、10’、10S、40、40S可編程邏輯控制器，11、11’、11S、41、41S模擬輸入單元，12、12’、12S、42、42S模擬輸出單元，13、13’、13S、43、43S運(yùn)算單元，14、14’、14S、44、44S輸出單元，15、15a、15b、15S、45、45S電源單元，16、16a、16b、16S、46、46S基座單元，17、18網(wǎng)絡(luò)單元，19集線器，20、50繼電器，30、60外部設(shè)備，100、100’、100S、101、101S可編程邏輯控制器系統(tǒng)，111、411模擬數(shù)字變換部，112、422診斷用數(shù)字值存儲(chǔ)部，113、423診斷異常顯示部，114、122、135、142、412、424運(yùn)算裝置，115、123、136、143、413、425存儲(chǔ)器，116、124、137、144、414、426存儲(chǔ)裝置，117、427顯示裝置，118、428診斷用數(shù)字值生成部，121、421數(shù)字模擬變換部，131模擬數(shù)字變換診斷處理部，132、432診斷用數(shù)字值獲取部，133診斷用數(shù)字值設(shè)定處理部，134、434繼電器控制處理部，141控制信號(hào)輸出部，431數(shù)字模擬變換診斷處理部。