JPH05173613A - 汎用シーケンサ用のａ／ｄ・ｄ／ａ変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 汎用シーケンサにおける入出力信号のＡ／Ｄ
・Ｄ／Ａ変換を、従来のような専用のＡ／Ｄ・Ｄ／Ａ変
換器および専用のＡ／Ｄ・Ｄ／Ａ拡張ボードを使用する
ことなく実現する。 【構成】 Ａ／Ｄ・Ｄ／Ａ変換器を各々汎用シーケンサ
とは別体に構成し、同汎用シーケンサ１のＩ／Ｏ端子に
任意に接続可能とするとともに組合わされる汎用シーケ
ンサ１の入出力レンジおよびスパン、電圧−電流モード
等に対応した各種調整手段を設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、汎用シーケンサのＩ／
Ｏポートを利用してアナログ／デジタル信号を任意に制
御するようにしたＡ／Ｄ・Ｄ／Ａ変換装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】例えばマイクロコンピュータを使用して
各種の制御を行う場合、先ず所定のセンサを使用して制
御対象物の何等かのデータ(例えば温度、機械的変位な
ど)を検出し、該検出データを当該マイクロコンピュー
タ(以下、単にマイコンという)に入力することになる。

【０００３】しかし、一般に上記センサからの出力はア
ナログ信号なので、該出力を上記マイコンに取り込むた
めにはＡ／Ｄ変換器を使用してデジタル信号に変換しな
ければならない。

【０００４】また一方、上記マイコンからの出力で例え
ばペンレコーダやモータ等の制御用アクチュエータを駆
動制御するためには逆にＤ／Ａ変換器を使用して当該マ
イコン出力をアナログ信号に変換する必要がある。

【０００５】ところで、工場等の生産ラインで採用され
ているシーケンシャル制御では、上記マイコン部が例え
ば多用途の所謂汎用シーケンサ(プログラマブルコント
ローラ)によって構成されており、一般に上記Ａ／Ｄ・
Ｄ／Ａ各変換器も当該汎用シーケンサの各用途に対応し
た専用タイプのものが採用されている。

【０００６】また、工業計測等で使用される小型の汎用
シーケンサの中には、Ａ／Ｄ・Ｄ／Ａ変換器を搭載した
くても搭載できないものがある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に専用型のものでは、必然的に汎用シーケンサの全ての
機能に対応した複雑かつ高機能なものとなり、当然価格
も高価なものとなる問題がある。

【０００８】また、専用のＡ／Ｄ・Ｄ／Ａ変換器を搭載
できない汎用シーケンサでは別途Ａ／Ｄ・Ｄ／Ａ拡張ボ
ードを使用することも行なわれているが、その場合にも
専用のものとして構成されるのが一般的であり、上述と
同様の問題がある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
問題を解決することを目的としてなされたものであっ
て、入出力用のＡ／Ｄ・Ｄ／Ａ変換器が組合わされる汎
用シーケンサにおいて、上記Ａ／Ｄ・Ｄ／Ａ変換器を上
記汎用シーケンサのＩ／Ｏポートに任意に接続可能な独
立回路体に構成し、該回路体に汎用シーケンサの機種に
対応した入出力レンジおよび入出力スパン調整手段を設
けて構成されている。

【００１０】

【作用】本発明の汎用シーケンサ用のＡ／Ｄ・Ｄ／Ａ変
換装置では、上述のようにＡ／Ｄ・Ｄ／Ａ変換器を上記
汎用シーケンサのＩ／Ｏポートに任意に接続可能な独立
回路体に構成するとともに、該回路体に対して組合わさ
れる汎用シーケンサの機種に対応した入出力レンジおよ
び入出力スパン調整手段を設けて構成しているので、従
来のように汎用シーケンサ自体に専用のＡ／Ｄ・Ｄ／Ａ
変換器を組込んだり、又専用のＡ／Ｄ・Ｄ／Ａ拡張ボー
ドを組付けたりすることなく、単に汎用シーケンサのＩ
／Ｏポートに当該Ａ／Ｄ・Ｄ／Ａ変換装置を接続し、そ
れに対応して当該対象とする汎用シーケンサの入出力レ
ンジ並びに入出力スパンに合わせた各調整手段の調整を
行うだけで従来の専用のＡ／Ｄ・Ｄ／Ａ変換器を組込ん
だり、又同拡張ボードを設置したのと略同等の高精度な
Ａ／Ｄ・Ｄ／Ａ変換機能を実現し得るようになる。

【００１１】

【発明の効果】従って、本発明によると、低コストで相
当数の機種の汎用シーケンサに任意に対応し得る汎用性
のあるＡ／Ｄ・Ｄ／Ａ変換装置を提供し得るようにな
る。

【００１２】

【実施例】図１〜図５は、本発明の実施例に係る汎用シ
ーケンサ用Ａ／Ｄ・Ｄ／Ａ変換装置の構成を示してい
る。

【００１３】先ず図１は、同装置のＡ／Ｄ変換器部の回
路構成を示すもので、図中符号１はマイクロコンピュー
タを中心として構成されている汎用シーケンサである。
該汎用シーケンサ１からは、例えば図２に示すような選
択信号(a)および同期信号(b)が各々出力されるようにな
っている。

【００１４】そして、該選択信号(a)および同期信号(b)
は、先ずノイズ防止及び逆結線等の防止機能をもった入
力フィルター２を介して入力信号モニター回路３に供給
される。入力信号モニター回路３は、外部電源がＯＮに
なっており、かつ間違いなく上記入力フィルター２を介
して上記シーケンサからの選択信号(a)および同期信号
(b)が供給されているか否かを例えばＬＥＤを点灯させ
ることによってモニターする。そして、該入力信号モニ
タ回路２を介して出力される上記選択信号(a)および同
期信号(b)は更に入力フォトカプラ４を通して入力信号
モニタ回路３側と電気的にアイソレーションされたチャ
タリング防止回路５側に入力される。

【００１５】このチャタリング防止回路５は、上記シー
ケンサ１側の出力接点がトランジスタのオープンコレク
タ型のものである場合には必ずしも必要ではないが、同
接点が例えば機械式接点である場合などにはチャタリン
グが生じ易いので、それを防止するように作用する。

【００１６】以上のようにして一種の波形整形が施さ
れ、かつ適正な信号の入力状態がモニターされるととも
にチャタリングの発生が防止されて正常に出力される上
記シーケンサ１からの選択信号(a)および同期信号(b)は
次に述べるシリアル転送データ形成用のシリアル変換回
路６の選択信号入力端子および同期信号入力端子に各々
入力される。

【００１７】該シリアル変換回路６には、さらに後述す
るＤ／Ａ変換用カウンター１４からのカウントアップ信
号(Ｎo０〜Ｎo７)と変換データ転送回路１２からの変換
データ転送信号(ラッチトリガー信号)が各々入力される
ようになっている(詳細な点は後述)。

【００１８】一方、符号Ｓ₂はアナログ電流入力回路７
をＯＮ作動させるための入力スイッチであり、該入力ス
イッチＳ₂がＯＮになると、上記アナログ電流入力回路
７が作動して例えば温度センサ等の測定出力であるアナ
ログ電流を入力し、電圧信号に変換して出力する。該電
圧出力Ｖ₁は入力フィルター８を介して電圧コンパレー
タ９に供給される。

【００１９】電圧コンパレータ９には、他方ゼロポイン
ト設定回路１０より図３に示す鋸歯状波信号が比較入力
として入力されるようになっており、両者を比較して図
３に示す鋸歯状波電圧のレベルが上記入力フィルタ８か
らの電圧出力Ｖ₁のレベルによりも高くなった時点で所
定の短形波出力(パルス)をレベルシフト回路１１に入力
する。上記ゼロポイント設定回路１０は、ゼロポイント
可変スイッチＳ₁がＯＮ操作された時にゼロポイント変
更機能が作動し、上記Ｄ／Ａ変換回路１６からのＤ／Ａ
変換出力(図３のＡの電圧)と基準電圧調整回路１７から
の基準電圧Ｖsとを入力し、それによってゼロポイント
(図３のＡ電圧の０(Ｖ)レベル)レベルを所定値高めに可
変設定する。基準電圧調整回路１７は、電圧レベル調整
用の可変抵抗ＶＲ₁を有し、該可変抵抗ＶＲ₁を操作する
ことによってスパン設定回路１８を介して汎用シーケン
サ１の入力スパンに合わせてスパン設定された基準電圧
１９をベースとして上記出力すべき基準電圧のレベルを
調整し得るようになっている。スパン設定回路１８に
は、スパン調整用の第１、第２の２つのスイッチＳ₃₁,
Ｓ₃₂が設けられており、その何れかを選択的にＯＮ操作
することによって上記汎用シーケンサ１の入力スパンに
対応したＡ／Ｄ変換信号のスパン調整が行なわれる。

【００２０】上記レベルシフト回路１１は、上記電圧コ
ンパレータ９の短形波出力の出力レベルを所定のレベル
に調整した上で変換データ転送回路１２に供給する。変
換データ転送回路１２は上記レベルシフト回路１１より
供給される短形波出力(上記の如く入力フィルター８を
介して電圧コンパレータ９に入力される測定信号の電圧
レベルを上記ゼロポイント設定回路１０から供給される
鋸歯状波入力が越えた時点でＨになる)を入力範囲外制
御回路１３と上記シリアル変換回路６のラッチ回路側ラ
ッチ入力端子に供給する。

【００２１】また、符号１５は所定の周期でカウント用
の基準クロックパルスを発生するクロックパルス発振器
であり、該クロックパルス発振器１５からのクロックパ
ルスは上記入力範囲外制御回路１３とＤ／Ａ変換用カウ
ンター１４の各クロック入力端子に供給される。

【００２２】そして、上記Ｄ／Ａ変換用カウンター１４
は、例えば８ビットのバイナリーカウンタによって構成
されており、上記クロックパルスを順次カウントして行
きＮo０〜Ｎo７の各出力端子から順次パルス信号を出力
してＤ／Ａ変換回路１６に入力する。Ｄ／Ａ変換回路１
６は、該入力されたパルス信号数に対応して上記基準電
圧調整回路１７からの基準電圧を基に上述した電圧コン
パレータ４０の比較入力となる鋸歯状波電圧Ａを形成す
る。

【００２３】他方、上記Ｄ／Ａ変換用カウンター１４の
出力パルスは、上記シリアル変換回路６のＮo０〜Ｎo７
入力端子にも順次入力されて上記変換データ転送回路１
２からのラッチ信号によってラッチ回路にラッチされ
る。

【００２４】そして、該ラッチ入力は、上記チャタリン
グ防止回路５を介して供給される上記汎用シーケンサ１
側からの選択信号(a)をトリガーとして同期信号(b)に同
期してシフトレジスタ側に取り込まれＮo０〜Ｎo７まで
順次データ信号Ｄ₀〜Ｄ₇としてシフトアップされて行く
(図２の(a)〜(c)参照)。

【００２５】次に、該シフトアップされた後にシリアル
なデータ信号として出力されるデータ信号はフォトカプ
ラ駆動回路２０に供給されてフォトカプラ駆動回路２０
を駆動し、該フォトカプラ駆動回路２０の駆動出力でＬ
ＥＤ等の出力信号モニター回路２１を駆動するとともに
出力側回路アイソレーション用の出力フォトカプラ２２
を駆動する。

【００２６】そして、さらに該出力フォトカプラ２２の
受光側出力でデジタル用出力ドライバー２３を駆動して
所定レベルのデジタルデータ信号(図２の(c))を形成
し、誤配線等防止用のドライバー保護回路２４を介して
上記汎用シーケンサ１のデジタルデータ入力端子(Ｉ端
子)２５に入力せしめる。このようにして、汎用シーケ
ンサ１にセンサ側からの測定データがデジタルデータと
して容易に汎用シーケンサ１に入力されるようになる。
そして、該入力されたデジタルデータは、当該汎用シー
ケンサ１中において所定の制御プログラムに基いた処理
が施され、やがて、その出力端子(０端子)２６から出力
され、次に述べるＤ／Ａ変換器を介してアナログ信号に
変換された後に例えばデータレコーダ(ペンレコーダ)等
所定の制御用アクチュエータ４６に供給される。

【００２７】すなわち、図４は上記汎用シーケンサ１の
出力端子に接続されるＤ／Ａ変換器を示している。

【００２８】図４において、先ず符号３１は上述の場合
と同様のノイズカットおよび入力等防止用の入力フィル
ターであり、図５に示す上記汎用シーケンサ１からの出
力である選択信号(a)、同期信号(b)、デジタルデータ
(c)の各々は該入力フィルター３１を介して、順次入力
信号モニター回路(ＬＥＤ点灯)３２、アイソレーション
用の入力フォトカプラ３３、イニシャルリセットおよび
チャタリング防止回路３４に供給された後、やがて転送
タイミング制御回路３５に供給されて転送タイミングが
制御される。

【００２９】転送タイミング制御回路３５は、次に述べ
る出力ラッチ機能付のシフトレジスタによって構成され
たシリアル−パラレル変換回路３６に上記選択信号
(a)、同期信号(b)、データ信号(c)を各々所定の転送タ
イミングで入力するとともに過数クロック防止回路４１
から過数クロック防止信号(上記シリアル−パラレル変
換回路３６からビット数８(Ｎo０〜Ｎo７)に対応した８
個以上の同期パルスが出力された時に出力される)が供
給された時は上記各信号の転送を禁止するようになって
いる(オーバーデータカット)。

【００３０】シリアル−パラレル変換回路３６は、上記
転送タイミング制御回路３５より供給される選択信号
(a)、同期信号(b)、デジタルデータ(c)の各シリアル信
号を８ビット分ラッチした後パラレル信号に一括変換し
て次にＤ／Ａ変換回路３７に供給する。

【００３１】Ｄ／Ａ変換回路３７には、基準電圧電源３
８の基準電圧出力を出力スパン設定回路３９、基準電圧
調整回路４０を介してＤ／Ａ変換用の所定の基準電圧が
供給されるようになっており、該基準電圧を基に上記シ
リアル−パラレル変換回路３６からのパラレル信号に対
応したアナログ電圧信号に変換して該アナログ信号出力
をゼロポイント設定回路４２を介して出力ドライバー４
３に入力する。

【００３２】上記出力スパン設定回路３９には、上記Ａ
／Ｄ変換器の場合と同様のスパン調整スイッチＳ₁₁,Ｓ
₁₂が設けられており、また上記基準電圧調整回路４０に
は上記Ａ／Ｄ変換器の場合と同様の基準電圧調整用の可
変抵抗ＶＲ₂が設けられている。さらに、上記ゼロポイ
ント設定回路４２にも上記Ａ／Ｄ変換器同様のゼロポイ
ント可変用のゼロポイント可変スイッチＳ₂が設けられ
ている。

【００３３】出力ドライバ４３は、上記ゼロポイント設
定回路４２を介して供給されるアナログ信号を所定の電
圧レベルに増幅した後、電圧−電流モード設定回路４４
を通して制御用アクチュエータ４６に対応した何れかの
出力モードに変換した上で出力フィルタ４５を介して所
定の制御用アクチュエータ４６に供給し、当該制御用ア
クチュエータ４６を駆動する。これにより、温度測定デ
ータの記録等所望の制御が実現される。上記電圧−電流
モード設定回路４４における電圧又は電流モードの設定
は、電圧モード設定スイッチＳ₁₃又は電流モード設定ス
イッチＳ₁₄の何れかのスイッチのＯＮ操作によってなさ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施例に係る汎用シーケンサ
用のＡ／Ｄ・Ｄ／Ａ変換装置のＡ／Ｄ変換器部の構成を
示すブロック図である。

【図２】図２は、同Ａ／Ｄ変換器の要部の信号波形を示
すタイムチャートである。

【図３】図３は、同Ａ／Ｄ変換器の要部の信号波形図で
ある。

【図４】図４は、上記本発明の実施例に係る汎用シーケ
ンサのＡ／Ｄ・Ｄ／Ａ変換装置におけるＤ／Ａ変換器部
の構成を示すブロック図である。

【図５】図５は、同Ｄ／Ａ変換器部の要部の信号波形を
示すタイムチャートである。

【符号の説明】

１は汎用シーケンサ、６はシリアル変換回路、９は電圧
コンパレータ、１２は変換データ転送回路、１４はＤ／
Ａ変換用カウンター、１６はＤ／Ａ変換回路、１７は基
準電圧調整回路、１８はスパン設定回路、３５は転送タ
イミング制御回路、３６はシリアル−パラレル変換回
路、３７はＤ／Ａ変換回路３９は出力スパン設定回路、
４０は基準電圧調整回路である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入出力用のＡ／Ｄ・Ｄ／Ａ変換器が組合
   わされる汎用シーケンサにおいて、上記Ａ／Ｄ・Ｄ／Ａ
   変換器を上記汎用シーケンサのＩ／Ｏポートに任意に接
   続可能な独立回路体に構成し、該回路体に汎用シーケン
   サの機種に対応した入出力レンジおよび入出力スパン調
   整手段を設けたことを特徴とする汎用シーケンサ用のＡ
   ／Ｄ・Ｄ／Ａ変換装置。