专利名称：可编程控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及可编程控制器。
技术背景
传统上，已经提供了可以在其中附接扩展I/O单元的可编程控制器(PLC)(例如， 参见专利文献1)。
图7A示出了了积木型可编程控制器的例子，其包括安装在背板5上的电源单元1、 CPU单元2和多个(图7A的例子中是六个)1/0单元3。在该可编程控制器中，经由背板5 中提供的内部总线将从电源单元1生成的系统电源供应给CPU单元2和每个I/O单元3。
此外，图7B示出了堆栈型可编程控制器的例子，其包括电源单元1、CPU单元2和 多个(图7B的例子中是六个)I/O单元3。由于堆栈型可编程控制器不同于积木型可编程 控制器，其不包括背板5，因此通过将一个单元连接到下一个单元的方式来固定这些单元。 经由堆栈连接器6将从电源单元1生成的系统电源供应给CPU单元2和每个I/O单元3。
[专利文献1]日本专利申请公开No.2006-79361 (
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段及图 2)-09P00835
[专利文献2]日本专利申请公开No.2009-147997 (
-W023]段及图 D-09P00833
[专利文献3]日本专利申请公开No. 2000-105521 (
-
段及图10和图 1D-09P00834
上述传统可编程控制器中的每一个都包括备用电源，以在即使由于突然的电源故 障等而关断电力供应时执行终止过程(例如，数据备份等)。但是，备用电源提供的备份时 间取决于其电容器的电容量，并且例如，当系统变得复杂并且处理大量数据时，可能在完成 终止过程之前关断备用电源。
此外，在图7A和图7B中所示的可编程控制器中，将从电源单元1生成的系统电源 同时供应给CPU单元2和每个I/O单元3，并且电源单元1的容量可以根据所连接的I/O单 元3的数目及其规格而足够大以满足正常的消耗电力。然而，在启动过程中，消耗电力可能 超过电源单元1的容量，并且可能无法正常地启动系统。
为解决上述问题，提出了一种可编程控制器，其中以特定顺序连续地启动I/O单 元的(例如，参见专利文献幻。在这种可编程控制器中，在I/O单元中分别提供具有彼此不 同的时间常数的启动电路，并且每个I/O单元在对应于其自身的时间常数的启动定时处启 动其自身的电源电路。
专利文献2中公开的可编程控制器被配置使得I/O单元的各电源电路具有不同的 启动定时，以防止启动过程中的消耗电力超出电源单元的容量。相应地，可以正常启动系 统。然而，每个I/O单元的启动时间取决于负载、电路配置等，当考虑这些因素时很难设置 优化的启动时间。
同时，当将电力供应给图7A和图7B中所示的可编程控制器并且初始化所有I/O单元3时，CPU单元2识别每个I/O单元3并且开始与这些I/O单元3通信以执行序列程序。
公开了一种装置，其中直到初始化了所有扩展单元才开始通信(例如，参见专利 文献幻。在该装置中，从下游侧的单元到上游侧的单元顺序地初始化连接到主单元的扩展 单元，并且当检测到来自下游侧的扩展单元的初始化完成信号时才开始初始化上游侧的扩 展单元。此外，当主单元检测到来自最上游侧的扩展单元的初始化完成信号时，主单元确定 所有扩展单元都已经被初始化了，并且开始与每个扩展单元进行通信。
在上述装置中，直到初始化了所有扩展单元，才在主单元和扩展单元之间执行通 信。然而，由于当检测到来自下游侧的附加单元的初始化完成信号时才开始初始化上游侧 的扩展单元，因此扩展单元的启动时间逐渐地增加。因此，在已经初始化了所有扩展单元之 后，在启动系统之前可能需要一些时间。在这种情况中，启动系统之前的时间意味着在已经 初始化了所有扩展单元之后，在CPU单元识别每个扩展单元并且开始与每个扩展单元进行 通信之前的时间。发明内容
鉴于上文，本发明提供一种可编程控制器，当关断电源时其能够通过抑制电力消 耗来为终止过程提供额外时间。
此外，本发明提供了一种可编程控制器，其能够在不进行单独调整的情况下确实 地启动扩展I/O单元，同时防止启动时间被延长。
进一步，本发明提供了一种可编程控制器，其能够防止启动时间被延迟。
根据本发明的第一方面，提供一种可编程控制器，其包括一个或多个扩展单元； CPU单元，用于控制扩展单元，扩展单元顺序地连接到CPU单元；充电元件，用于在切断外部 电力的供应时向扩展单元和CPU单元供应电力。在该可编程控制器中，CPU单元包括第一 电压检测单元，用于检测充电元件的输出电压，并且当所检测的输出电压降低到等于或低 于第一参考值的电平时输出电压降低信号；以及信号输出电路，用于响应于从第一电压检 测电路输出的电压降低信号而输出第一电力供应停止信号。
此外，每个扩展单元包括电源电路，用于供应内部电力；第二电压检测电路，用 于检测电源电路的输出电压，并且当所检测的电源电路的输出电压降低到等于或低于第二 参考值的电平时输出第二电力供应停止信号；以及电力供应停止电路，用于在从信号输出 电路或第二电压检测电路输入电力供应停止信号时停止电源电路。
通过这种配置，在由于切断了外部电源而由充电元件供应电力的情况中，当充电 元件的输出电压等于或低于预定参考值时，停止扩展单元的电源电路。因此，由于抑制了电 力消耗，所以相比于传统情况可以延长CPU单元的操作时间，并且可以为终止过程(例如 CPU单元中的数据备份)提供额外时间。
根据本发明的第二方面，提供一种可编程控制器，其包括一个或多个扩展单元； 以及CPU单元，用于控制扩展单元，扩展单元顺序地连接到CPU单元。在该可编程控制器中， 每个扩展单元包括信号线组件，信号线组件被连接以形成从CPU单元开始延伸的信号线； 以及信号输出电路，用于向信号线输出指示扩展单元中的该个扩展单元的初始化完成的初 始化完成信号。此外，如果从所有扩展单元的信号输出电路输出初始化完成信号，则改变信号线的状态，并且CPU单元通过检测信号线的状态的改变来确定已经初始化了所有的扩展单元。
通过这种配置，当向每个扩展单元供应电力时，单独地初始化每个扩展单元。相应 地，由最长的初始化时间来确定系统的启动时间，这与传统情况中启动时间逐渐增加是不 同的。因此，有可能防止系统的启动时间被延长。此外，CPU单元可以通过检测信号线的状 态中的变化而被通知所有扩展单元的初始化已完成。
根据本发明的第三方面，提供一种可编程控制器，其包括一个或多个扩展单元； 以及CPU单元，用于控制扩展单元，扩展单元顺序地连接到CPU单元。在该可编程控制器 中，CPU单元包括信号输出电路，用于当供应驱动电压时输出第一启动完成信号，并且每个 扩展单元包括电源电路，用于供应内部电力；电压检测电路，用于检测电源电路的输出电 压，并且当所检测的输出电压达到参考值时输出第二启动完成信号；以及启动触发电路，用 于当由信号输出电路或电压检测电路输入启动完成信号时启动电源电路。
通过这种配置，由于通过来自相邻单元的启动完成信号来启动每个扩展单元，所 以与传统情况中设置启动时间相比，有可能在不经调整的情况下确实地逐个地启动扩展单 元，并且防止启动时间被延长。此外，当多个扩展单元彼此连接时，从CPU单元侧顺序地启 动扩展单元，而不是同时启动扩展单元。相应地，启动过程中的消耗电力没有超出外部电源 的容量，使得可以正常启动系统。此外，有可能通过启动完成信号来通知每个扩展单元已经 启动了相邻扩展单元。
通过下面结合附图给出的实施例的描述，本发明的目的和特征将变得显而易见， 在附图中
图1是示出根据本发明实施例的可编程控制器的示意性系统图2A是根据本发明实施例的I/O单元的框图，并且图2B-图2D是形成I/O单元 的电路的电路图3是根据本发明实施例的CPU单元的框图4示出了根据本发明实施例的I/O单元的信号输出电路的连接实例；
图5示出了根据本发明实施例的初始化I/O单元的时序图6示出了根据本发明实施例的操作的时序图；以及
图7A-图7B示出传统可编程控制器的分解透视图。
具体实施方式
在下文中，将参考形成本发明一部分的附图来详细地描述根据本发明实施例的可 编程控制器。根据本发明实施例的可编程控制器可以用作工业机械的控制器。此外，以下描 述中将堆栈型可编程控制器作为例子进行描述，并且由于其外观与图7B所示的外观相同， 因此将会参考图7B。
图1是示出了根据本发明实施例的可编程控制器的示意性系统图，该可编程控制 器包括电源单元1，用于向整个系统供应电力；多个(图1中是四个)1/0单元(扩展单 元)3，具有符合要被控制的设备的接口 ；CPU单元2，用于单独地控制每个I/O单元3 ；以及终端单元4，连接到可编程控制器的一端处的I/O单元3。此外，如图7B所示，电源单元1、 CPU单元2、1/0单元3和终端单元4(图7B中未示出)从左侧的单元到右侧的单元顺序地 连接起来。
此外，如果有必要区分每个I/O单元3，则将参考标记3A、3B、3C和3D从CPU单元 2侧开始顺序地分配给各个I/O单元3。也就是说，在该实施例中，I/O单元3D是终端扩展 单元。此外，如图1所示，通过堆栈连接器6将这些单元彼此电连接。
电源单元1将由外部电源供应的电力转换为系统所需要的电压V+。然后，电源单 元1经由电力线10将系统电源V+供应给CPU单元2和I/O单元3中的每一个。此外，电 源单元1包括电容器(充电元件)Cl (参见图3)，其作为当由于例如电源故障等而切断外部 电源时使用的备用电源。在电源故障期间，电容器Cl放电以向CPU单元2和I/O单元3供 应电力。以下将给出详细描述。
如图1和图3所示，CPU单元2包括电源电路23，用于从经由电力线10供应的系 统电源V+生成驱动电源(内部电力)VCC ；以及电压检测电路24和25，用于通过检测系统 电源V+的源电压而输出各自的特定检测信号。CPU单元2进一步包括重置组合电路(信 号输出电路)22，用于在由电源电路23供应驱动电源VCC时输出启动完成信号PSO ；以及控 制电路21，用于执行可编程控制器的程序。
此外，当启动系统时，需要首先启动重置组合电路22。在该实施例中，例如，将能够 忽略启动时间的CMOS逻辑电路或可编程逻辑器件(PLD)用作重置组合电路22。
电压检测电路(第一电压检测电路)24检测系统电源V+的源电压，并且如果所检 测的电压达到参考电压Vl则向重置组合电路22输出H电平的启动信号PFl (参见图6)。 如果输入了 H电平的启动信号PF1，则重置组合电路22向控制电路21输出重置信号CPU_ RESET(CPU_重置)以启动控制电路21。
此夕卜，例如，在电源故障的情况中，电压检测电路M检测由电容器Cl供应的系统 电压V+，并且如果所检测的电压不高于参考电压Vl则向重置组合电路22输出L电平的启 动信号(电压降低信号)PF1。如果输入了 L电平的启动信号PF1，则重置组合电路22向控 制电路21输出重置信号CPU_RESET以停止控制电路21。在这种情况中，将重置信号CPU_ RESET设置为H电平以启动控制电路21，而将重置信号CPU_RESET设置为L电平以重置控 制电路21。
电压检测电路25检测系统电源V+的源电压，并且如果所检测的电压等于或低于 预定参考电压V2 (V2 < Vl，参见图6)，则向重置组合电路22输出停止信号PF2。此外，如果 输入了停止信号PF2，则重置组合电路22向控制电路21输出L电平的重置信号CPU_RESET 以停止控制电路21。
重置组合电路22不仅如上所述的启动/停止控制电路21，还在驱动电压VCC被 供应时向相邻I/O单元3A输出启动完成信号PS0。此外，如果经由信号线7将经由终端单 元4的来自I/O单元3D的启动完成信号PSO(整个单元启动完成信号PSR)输入到重置组 合电路22，则重置组合电路22确定所有I/O单元3已经启动，并且经由信号线8向每个I/ 0单元3输出重置信号ERESET，来取消每个I/O单元3的重置状态。
在这种情况中，将重置信号ERESET设置为H电平以启动每个I/O单元3，而将重 置信号ERESET设置为L电平以重置每个I/O单元3。此外，将启动完成信号PSO设置为H电平以启动稍后所述的电源电路33，而将启动完成信号PSO设置为L电平以停止电源电路 33。也就是说，在该实施例中，L电平的启动完成信号PSO变成电力供应停止信号。
如图1和图2A所示，I/O单元3包括电源电路33，用于从经由电源线10供应的 系统电源V+生成驱动电源(内部电力)VCC ；以及电压检测电路(第二电压检测电路)34， 用于检测电源电路33的输出电压，并且当所输出的电压达到预定参考电压V3时，输出启动 完成信号PS0(参见图6)。此外，I/O单元3包括启动触发电路32 (电力供应停止电路)， 用于当由重置组合电路22或电压检测电路34输入启动完成信号PSO时启动电源电路33 ； 控制电路31，用于执行I/O单元的程序；以及信号输出电路35，用于输出指示控制电路31 的初始化完成的初始化完成信号。
图2B示出了启动触发电路32的电路图。启动触发电路32包括两个晶体管Trl和 Tr2。晶体管Trl的基极通过电阻Rl连接到相邻I/O单元3的电压检测电路34或CPU单 元2的重置组合电路22的输出端。当将H电平的启动完成信号PSO输入到晶体管Trl的 基极时，晶体管Trl被开启以使得其集电极和发射极之间导通。
此外，晶体管Trl的集电极连接到晶体管Tr2的基极，并且还通过电阻R6连接到 系统电源V+。当晶体管Trl被开启时，也就是说，如果晶体管Trl的集电极和发射极之间导 通，则晶体管Tr2被关断。相应地，启动电源电路(电源IC) 33以向内部电路供应驱动电源 VCC。
图2C是电压检测电路34的电路图，其包括比较器CP1。经由电阻R2将从电源电 路33输出的驱动电源VCC输入到比较器CPl的输入端Vin。比较器CPl将驱动电源VCC的 源电压与预定参考电压V3进行比较，如果驱动电源VCC高于预定参考电压V3，则经由输出 端输出启动完成信号PS0。
图2D是信号输出电路35的电路图，其包括晶体管Tr3和Tr4。晶体管Tr3的基极 经由电阻R3连接到控制电路31的输出端。因此，当从控制电路31向晶体管Tr3的基极输 入H电平的BOOT(引导)信号(指示初始化完成的信号)时，晶体管Tr3开启以使得其集 电极和发射极之间导通。此外，晶体管Tr3的集电极连接到晶体管Tr4的基极，并且还经由 电阻R4连接到电力线组件10a，其中电力线组件IOa被连接以形成电源线10。
同时，晶体管Tr4的集电极连接到信号线组件9a，其中信号线组件9a被连接以 形成信号线9，以用于发送指示所有I/O单元3的初始化完成的整个单元初始化完成信号 DONE(完成)。在信号输出电路35中，如果供应了系统电源V+，则晶体管Tr4开启。同时， 如果从控制电路31向信号输出电路35输入H电平的BOOT信号，则晶体管Tr3开启，并且 相应地，晶体管Tr4关断。在该实施例中，晶体管Tr4是开关元件，并且BOOT信号是特定控 制信号。
图4示出了连接到CPU单元2和1/0单元3A到3D的信号线9的例子。信号输出 电路35的多个晶体管Tr4的各集电极并联地连接到信号线9，并且信号线9经由电阻R5被 上拉到驱动电源VCC。相应地，由于当晶体管Tr4中的一个或多个开启时将整个单元初始 化完成信号DONE设置为L电平，所以CPU单元2确定1/0单元3中的至少一个还未被初始 化。相反地，由于当所有晶体管Tr4关断时整个单元初始化完成信号DONE变成H电平，所 以CPU单元2确定已经完成了所有1/0单元3的初始化。
如图2A所示，1/0单元3包括被连接以形成电源线10的电力线组件IOa以及被连接以形成各信号线7到9的信号线组件7a到9a，并且相邻CPU单元2和其它I/O单元3 也是如此。此外，经由电力线组件IOa将系统电源V+供应给I/O单元3，并且经由信号线组 件8a将重置信号ERESET从CPU单元2发送到I/O单元3。此外，经由信号线组件9a将整 个单元初始化完成信号DONE输入到CPU单元2，并且还经由信号线组件7a将整个单元启动 完成信号PSR输入到CPU单元2。
图5示出了 I/O单元3初始化过程中的时序图。在时间点tl，由于当电源开关 (未示出)开启时还未供应系统电压V+，所以整个单元初始化完成信号DONE具有L电平， 重置信号ERESET和BOOT信号中的每一个具有H电平。在时间点t2，当系统电源V+达到 IOV时，重置信号ERESET变成L电平，使得控制电路31被重置，并且使BOOT信号被设置为 L电平。相应地，由于信号输出电路35的晶体管Tr3关断并且信号输出电路35的晶体管 Tr4变成开启状态，所以整个单元初始化完成信号DONE仍然具有L电平。
在下文中，在时间点t3，当系统电源V+达到24V时，重置信号ERESET变成H电平， 使得将控制电路31从重置状态中释放并且控制电路31使BOOT信号设置为H电平。在具 有一个1/0单元3的情况中，由于整个单元初始化完成信号DONE变成H电平，所以CPU单 元2确定已经完成所有1/0单元3 (这该情况中，仅有一个1/0单元)的初始化。
同时，在具有两个或更多1/0单元3的情况中，在时间点t3处整个单元初始化完 成信号DONE仍然具有L电平。在时间点t4，如果由每个1/0单元3输出了 H电平的初始化 完成信号，并且整个单元初始化完成信号DONE变成H电平，则CPU单元2确定已经完成了 所有1/0单元3的初始化。
如图1所示，终端单元4是用于在一端处的1/0单元3D的电压检测电路34的信 号输出端与信号线组件7a之间短路的单元。相应地，从一端处的1/0单元3D输出的启动 完成信号PSO (整个单元启动完成信号PSR)经由信号线7输入到CPU单元2。此外，当启动 完成信号PSO输入到CPU单元2时，CPU单元2确定向所有1/0单元3都提供了电力。
在该实施例中，如上所述，可编程控制器包括电容器Cl (参见图3)。因此，当由于 例如电源故障中断电力供应时，通过从电容器Cl供应的电力执行CPU单元2的终止过程 (例如，数据备份等)。然而，由于电容器Cl的电容量有限，所以如果有许多1/0单元3，则 来自电容器Cl的电力可能不足以完成终止过程。
在该实施例中，为了向CPU单元2提供更多电力以完成终止过程，当来自电容器Cl 的输出电压等于或低于预定参考电压Vl (参见图6)时，将启动完成信号PSO设置为L电平 以停止每个1/0单元3的电源电路33。
接下来，将参考图6示出的时序图来描述可编程控制器的操作。在时间点tl，当由 电源单元1供应的系统电源V+达到参考电压Vl时，在CPU单元2中，从电压检测电路M 向重置组合电路22输出启动信号PFl (参见图幻，并且重置组合电路22向控制电路21输 出H电平的重置信号CPU_RESET。
此外，在时间点t2，重置组合电路22通过使用其中内嵌的延时定时器向相邻1/0 单元3A输出H电平的启动完成信号CPU_PS0。在1/0单元3A中，如果启动完成信号CPU_ PSO输入到启动触发电路32，则启动电源电路33。此外，在时间点t3，如果电源电路33的 输出电压UNIT1_VCC(单元1_VCC)达到参考电压V3，则从电压检测电路34向相邻1/0单元 3B输出H电平的启动完成信号UNIT1_PS0(单元1_PS0)。
类似地，顺序地将H电平的启动完成信号UNIT2_PS0 (单元2_PS0)和UNIT3_ PSO(单元3_PS0)发送到I/O单元3C和3D。在时间点t6，如果来自一端处的I/O单元3D 的电源电路33的输出电压UNIT4_VCC (单元4_VCC)达到参考电压V3，则从电压检测电路 34输出H电平的启动完成信号UNIT4_PS0(单元4_PS0)。此外，经由终端单元4通过信号 线7将启动完成信号UNIT4_PS0输入到CPU单元2的重置组合电路22。相应地，在该时间 点CPU单元2确定向所有I/O单元3都提供了电力。
然后，在时间点t7，CPU单元2的重置组合电路22通过使用延时定时器向信号线 8输出H电平的重置信号ERESET。当输入H电平的重置信号ERESET时，每个I/O单元3取 消控制电路31的重置状态。相应地，在I/O单元3A到3D(在其每个单元中都已经取了消 重置状态)中，执行控制电路31的初始化。
在时间点t8，如果已经完成所有I/O单元3A到3D的控制电路31的初始化，则向 CPU单元2输入H电平的整个单元初始化完成信号DONE，并且由此CPU单元2确定已经初 始化了所有I/O单元3。此外，CPU单元2识别I/O单元3A到3D中的每一个，并且开始与 I/O单元3A到3D中的每一个进行通信，以执行序列程序。
接下来，将参考图6中示出的时序图来描述由于例如电源故障等而停止来自外部 电源的电力供应的情况中的操作。如上所述，在电源故障中，通过对电源单元1的电容器Cl 进行放电来向CPU单元2和I/O单元3供应系统电源V+。
然而，在时间点t9，如果系统电源V+的输出电压等于或低于参考电压VI，则电压 检测电路M向CPU单元2中的重置组合电路22输出L电平的启动信号PFl (电压降低信 号)。然后，重置组合电路22向每个I/O单元3输出L电平的重置信号ERESET，由此重置 每个I/O单元3的控制电路31。
如上所述，在该实施例中，可以由L电平的重置信号ERESET预先将电源的关断通 知给每个I/O单元3。相应地，可以在实际切断电源之前执行终止过程(例如，数据备份)。 也就是说，L电平的重置信号ERESET作为电源故障警报信号。
此外，在时间点tlO，重置组合电路22通过使用延时定时器向相邻I/O单元3A输 出L电平的启动完成信号PS0(电力供应停止信号)。响应于L电平的启动完成信号CPU_ PS0, I/O单元3A的电源电路33停止。此外，在时间点tll，如果电源电路33的输出电压变 成0V，则从电压检测电路34输出的启动完成信号UNIT1_PS0变成L电平，并且作为L电平 的启动完成信号UNIT1_PS0(电力供应停止信号)被输出到相邻I/O单元;3B。
类似地，顺序地将L电平的启动完成信号UNIT2_PS0和UNIT3_PS0发送到I/O单 元3C和3D，并且响应于此，I/O单元3C和3D中的各电源电路33停止。在时间点tl4，I/ 0单元3D的电源电路33的输出电压变成0V，并且从I/O单元3D的电压检测电路34输出 L电平的启动完成信号UNIT4_PS0。然后，经由信号线7将L电平的整个单元启动完成信号 PSR输入到CPU单元2，由此CPU单元2确定已经关闭了所有I/O单元3。
在时间点tl5，当电容器Cl的输出电压变得等于或低于参考电压V2时，电压检测 电路25向重置组合电路22输出停止信号PF2，并且重置组合电路22向控制电路21输出L 电平的重置信号CPU_RESET。因此，通过重置信号CPU_RESET重置控制电路21，并且然后， 系统电源V+和驱动电源VCC变成0V。
此外，图6中的虚线A表示当未关闭I/O单元3时系统电源V+中的变化。根据本实施例，可以将CPU单元2的终止时间延长tl5-tl4时间段。因此，CPU单元2可以为终止 过程(例如数据备份)获得延长时间。
根据本发明的实施例，单独地对每个I/O单元3进行供电以初始化。相应地，系统 的启动时间由最长的初始化时间确定，这不同于启动时间逐渐增加的传统情况。因此，有可 能防止系统的启动时间被延长。此外，CPU单元2可以通过检测信号线9的状态的改变来 认识到所有I/O单元3的初始化完成。此外，由于可以通过使用诸如晶体管Tr4的简单和 低成本的元件来实现信号输出电路35，所以有可能防止可编程控制器的成本增加。
根据本发明的实施例，当来自外部电源的电力供应停止时，由电容器(充电元件) Cl供应电力，并且当电容器Cl的输出电压降低到等于或低于预定参考电压Vl的电平时，停 止I/O单元3的电源电路33。因此，由于抑制了电力消耗，所以相比于传统情况而言可以延 长CPU单元2的操作时间，并且可以为CPU单元2中的诸如数据备份的终止过程提供额外 时间。此外，由L电平的重置信号ERESET(电源故障警报信号)预先将电力供应的停止通 知给每个I/O单元3。相应地，可以在电源实际停止之前执行所需要的终止过程(例如，数 据备份)。
此外，根据本发明的实施例，由于通过来自相邻单元(CPU单元2或I/O单元3)的 启动完成信号PSO来启动每个I/O单元3，所以与传统设置启动时间的情况相比，有可能在 不作调整的情况下确实地逐个启动I/O单元3，并且可以防止启动时间被延长。
此外，当多个I/O单元3彼此连接时，并不是同时启动多个I/O单元3，而是从CPU 单元2侧的I/O单元开始顺序地启动。相应地，启动过程中消耗的电流量没有超出外部电 源的容量，使得可以正常启动系统。此外，可以由启动完成信号PSO通知每个I/O单元3已 经启动了相邻I/O单元3。
此外，从一端的I/O单元3D向CPU单元2输入启动完成信号PSO (整个单元启动 完成信号PSR)。相应地，CPU单元2可以确定已经启动了所有I/O单元3。此外，如在本实 施例中，在从CPU单元2中提供的电源电路33生成驱动电源VCC的情况中，系统电源V+可 以公共地供应给所有I/O单元3。因此，例如，即使当由于规格改变等更换I/O单元3或额 外地安装另一个I/O单元3时，也有利地不必更换外部电源。
虽然在上述的实施例中将堆栈型可编程控制器作为例子进行描述，但是本发明还 可以应用于图7A所示的积木型可编程控制器。此外，虽然在上述实施例中额外地安装了 I/ 0单元3，但是例如，还可以添加用于通信的网络单元或用于串行数据的控制单元。此外，虽 然在上述实施例中I/O单元3的数目是四个，但是I/O单元3的数目可以是一个、两个、三 个、五个或更多，而并不限于此。虽然该实施例中单独地提供了电源单元1，但是例如，CPU 单元2可以具有电力供应功能。
此外，虽然在上述实施例中，如果电源电路33的输出电压变成OV并且从电压检测 电路34向下一 I/O单元3输出L电平的启动完成信号PS0，则关闭下一 I/O单元3，但是电 源电路33的输出电压并不限于0V。例如，电源电路33的输出电压可以等于或低于预定参考值。
虽然针对实施例示出并描述了本发明，但是本领域技术人员将会理解可以在不脱 离本发明范围的情况下做出各种改变和修改，其中在随附权利要求中限定了本发明的范围。
权利要求
1.一种可编程控制器，包括 一个或多个扩展单元；CPU单元，用于控制所述扩展单元，所述扩展单元顺序地连接到所述CPU单元；以及 充电元件，用于在外部电力的供应被切断时，向所述扩展单元和所述CPU单元供应电力，其中，所述CPU单元包括第一电压检测电路，用于检测所述充电元件的输出电压，并且当该所检测的输出电压 降低到等于或低于第一参考值的电平时输出电压降低信号；以及信号输出电路，用于响应于从所述第一电压检测电路输出的所述电压降低信号而输出 第一电力供应停止信号，以及其中，所述扩展单元中的每一个包括 电源电路，用于供应内部电力；第二电压检测电路，用于检测所述电源电路的输出电压，并且当所述电源电路的该所 检测的输出电压降低到等于或低于第二参考值的电平时输出第二电力供应停止信号；以及 电力供应停止电路，用于在从所述CPU单元的所述信号输出电路或另一个扩展单元的 所述第二电压检测电路输入所述第一或第二电力供应停止信号时停止所述电源电路。
2.根据权利要求1所述的可编程控制器，其中，所述扩展单元中的每一个进一步包括 信号线组件，其被连接以形成从所述CPU单元开始延伸的信号线；并且，当从所述第一电压 检测电路输入所述电压降低信号时，在所述第一电力供应停止信号被输出之前，所述信号 输出电路经由所述信号线中的一个信号线输出电源故障警报信号，所述电源故障警报信号 将电力供应停止通知给所述扩展单元中的每一个。
3.一种可编程控制器，包括 一个或多个扩展单元；以及CPU单元，用于控制所述扩展单元，所述扩展单元顺序地连接到所述CPU单元， 其中，所述扩展单元中的每一个包括信号线组件，其被连接以形成从所述CPU单元开 始延伸的信号线；以及信号输出电路，用于向所述信号线输出指示所述扩展单元中的该个 扩展单元的初始化完成的初始化完成信号，以及其中，如果从所有所述扩展单元的所述信号输出电路都输出所述初始化完成信号，则 所述信号线的状态被改变，并且所述CPU单元通过检测所述信号线的状态的改变来确定所 有所述扩展单元都已经被初始化。
4.根据权利要求3所述的可编程控制器，其中，所述扩展单元中的每一个包括电力线 组件，其被连接以形成从所述CPU单元开始延伸的电力线，所述信号线被上拉到控制电压，其中，所述信号输出电路具有置于所述信号线和接地之间的开关元件，并且如果经由 所述电力线供应的电力达到参考值，则所述开关元件被开启，并且在所述初始化完成之后 所述开关元件由特定控制信号关断，以及其中，当所有所述扩展单元的所述开关元件都被关断并且所述信号线的所述状态被改 变为高电平时，所述CPU单元确定所有所述扩展单元都已经被初始化。
5.一种可编程控制器，包括 一个或多个扩展单元；以及CPU单元，用于控制所述扩展单元，所述扩展单元顺序地连接到所述CPU单元， 其中，所述CPU单元包括信号输出电路，所述信号输出电路用于当驱动电压被供应时 输出第一启动完成信号，以及其中，所述扩展单元中的每一个包括 电源电路，用于供应内部电力；电压检测电路，用于检测所述电源电路的输出电压，并且当该所检测的输出电压达到 参考值时输出第二启动完成信号；以及启动触发电路，用于当从所述CPU单元的所述信号输出电路或另一个扩展单元的所述 电压检测电路输入所述第一或第二启动完成信号时，启动所述电源电路。
6.根据权利要求5所述的可编程控制器，其中，所述扩展单元中的每一个包括信号线 组件，所述信号线组件被连接以形成延伸到所述CPU单元的信号线，所述可编程控制器进一步包括终端单元，在所述信号线组件与所提供的离所述CPU 单元最远的扩展单元的所述电压检测电路的信号输出端之间短路，以及当从所述所提供的离所述CPU单元最远的扩展单元输出的所述启动完成信号经由所 述信号线被输入时，所述CPU单元确定所有所述扩展单元都已经被启动。
7.根据权利要求5或6所述的可编程控制器，其中，所述扩展单元中的每一个包括电 力线组件，其被连接以形成延伸到所述CPU单元的电力线，并且所述电源电路从经由所述 电力线供应的电源生成符合内部电路的所述内部电力。
全文摘要
一种可编程控制器包括一个或多个扩展单元；CPU单元，其用于控制扩展单元；以及充电元件。CPU单元包括电压检测电路，用于检测充电元件的输出电压，并且当所检测的输出电压降低到等于或低于参考值的电平时输出电压降低信号；以及信号输出电路，用于响应于电压降低信号而输出电力供应停止信号。每个扩展单元包括电压检测电路，用于检测电源电路的输出电压，并且当所检测的输出电压降低到等于或低于参考值的电平时输出电力供应停止信号；以及电力供应停止电路，用于响应于电力供应停止信号而停止电源电路。
文档编号G05B19/05GK102033502SQ201010294258
公开日2011年4月27日 申请日期2010年9月21日 优先权日2009年9月25日
发明者野田英毅 申请人:松下电工株式会社