JP2007249450A

JP2007249450A - Ｐｌｃシステム

Info

Publication number: JP2007249450A
Application number: JP2006070190A
Authority: JP
Inventors: Daisaku Ikeda; 大作池田
Original assignee: Koyo Electronics Industries Co Ltd
Current assignee: Koyo Electronics Industries Co Ltd
Priority date: 2006-03-15
Filing date: 2006-03-15
Publication date: 2007-09-27

Abstract

【課題】システムで要求される電源を分散配置して所要量だけに制限することで、消費電力の低減を図り、かつメンテナンス性の向上が可能なＰＬＣシステムを提供する。
【解決手段】予めＩ／Ｏモジュール３０の装着数が定められており、前面にＩ／Ｏモジュール３０が着脱可能に接続されたベース４０を備え、ベース４０は、両端部に設けられ、ＣＰＵモジュール２０或いは他のベース４０を着脱可能に接続するためのコネクタと、一方のコネクタを介して入力された直流高電圧をもう一方のコネクタから他のベース４０に供給すると共に、装着されたＩ／Ｏモジュール３０に供給するための高圧用配線パターン４１ｆ、４２ｆと、その高圧用配線パターンからの直流高電圧を所定の直流低電圧に変換するコンバータ４１ａ，４２ａと、その直流低電圧をＩ／Ｏモジュール３０に供給するための低圧用配線パターン４１ｇ，４２ｇとが設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、制御規模に応じて構築されるビルディングブロックタイプのＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）システムに関するものである。

従来より周知のビルディングブロックタイプのＰＬＣシステムは、一般的に電源モジュール、ＣＰＵモジュール、設備機器などの入出力点数に応じて用意された複数のＩ／Ｏモジュールが１枚のベースにそれぞれ装着されて構成されている。そのベースは、Ｉ／Ｏモジュールの装着数に応じて例えば４連用、６連用、８連用など各種のタイプがある。また、ベースには、前方から各モジュールを着脱可能に接続するための複数のコネクタと、各コネクタにそれぞれ接続された電源用及び制御用の配線を備えたプリント基板とが設けられている（例えば、非特許文献１参照）。

光洋電子工業株式会社、プログラマブルコントローラ総合カタログ、Ｖｏｌ．４、２００２年５月、ｐ．７０−７９

前述した従来のＰＬＣシステムでは、電源モジュールがＣＰＵモジュールとＩ／Ｏモジュールの電源を生成し、それをベース上のプリント基板を介して供給する構成となっているため、設備機器などの増設によりシステムの拡張が必要になった場合には、拡張規模の大小に関係なくＩ／Ｏモジュールと共に一定規模以上の電源モジュールが必要となり、利用者にとってはコスト高となっていた。

また、電源モジュールにより生成される所定の電圧より高い電圧、例えばＤＣ２４Ｖの高電圧を必要とするＩ／Ｏモジュールに対しては、別ルートでケーブルによって配線しなければならず、この面でもコスト高になっていた。

本発明は、前述のような課題を解決するためになされたもので、設備機器などの増設によりシステムの拡張が必要となっても新たな電源モジュールを用いることなくシステムの拡張ができ、また、高電圧配線用のケーブルを用いることなくシステムを構築でき、コストの削減が可能なＰＬＣシステムを提供することを目的とする。

本発明に係るＰＬＣシステムは、少なくとも、機器の入出力点数に応じて用意された複数のＩ／Ｏモジュールと、複数のＩ／Ｏモジュールの制御を司るＣＰＵモジュールと、予めＩ／Ｏモジュールの装着数が定められており、前面にＩ／Ｏモジュールが着脱可能に接続されたベースとを備え、前記ベースは、両端部に設けられ、ＣＰＵモジュール或いは他のベースを着脱可能に接続するための接続部と、一方の接続部を介して入力された直流高電圧をもう一方の接続部から他のベースに供給すると共に、装着されたＩ／Ｏモジュールに供給するための第１電源供給路と、第１電源供給路からの直流高電圧を所定の直流低電圧に変換するコンバータと、その直流低電圧を、装着されたＩ／Ｏモジュールに供給するための第２電源供給路とが設けられている。

本発明においては、予め設定された数のＩ／Ｏジュールが装着されたベースの両端部に、ＣＰＵモジュール或いは他のベースを着脱可能に接続するための接続部を設けているので、設備機器の増設によるＰＬＣシステムの拡張が電源モジュールを追加することなく容易に行うことが可能になり、また、入力された直流高電圧を接続部を介して他のベースに供給できるようにしたので、高電圧配線用のケーブルを用いることなくシステムを構築でき、コストを削減できるという効果がある。

図１は本発明の実施の形態に係るＰＬＣシステムの電源系統図、図２は実施の形態におけるＰＬＣシステムの一例を示す図、図３はＰＬＣシステムにおけるベース及びベースに装着されたＩ／Ｏモジュールのプリント基板を示す図である。なお、図３に示す（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
本実施の形態のＰＬＣシステムは、図１及び図２に示すように、電源モジュール１０と、ＣＰＵモジュール２０と、制御対象の設備機器の入出力点数に応じて用意されたＩ／Ｏモジュール３０と、このＩ／Ｏモジュール３０が着脱可能に装着されたベース４０とで構成されている。なお、図中に示すＩ／Ｏモジュール３０は、温度調節、高速カウンタ、位置決め制御などを行う特殊モジュールも含まれている。

電源モジュール１０は、図１に示すように、商用電源の交流電圧を例えばＤＣ２４Ｖ（直流高電圧）に変換する直流安定化電源回路１１を備えている。ＣＰＵモジュール２０は、ＣＰＵ（図示せず）、降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ２１、メス型コネクタ２２（図２参照）などが実装されたプリント基板（図示せず）を有している。その降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ２１は、電源モジュール１０によって変換されたＤＣ２４Ｖを所定の直流低電圧（例えばＤＣ３．３Ｖ又はＤＣ５Ｖ）まで降圧し、プリント基板上のＣＰＵや各種部品などに供給する。電源モジュール１０からＣＰＵモジュール２０への給電（ＤＣ２４Ｖ）は、双方に設けられたコネクタ（図示せず）の接続によって行われている。

ベース４０は、例えば、２つのＩ／Ｏモジュール装着用の２連ベース４１、４つのＩ／Ｏモジュール装着用の４連ベース４２の２種のタイプがある。４連ベース４２の場合、図３に示すように、プリント基板４２ｂと、このプリント基板４２ｂの前面に等間隔に４個実装されたメス型コネクタ４２ｃと、プリント基板４２ｂの前面の一方の端部に実装された接続部のオス型コネクタ４２ｄと、同一面の他方の端部に実装された接続部のメス型コネクタ４２ｅと、図１に示すように、２連ベース４１を介して入力された直流高電圧のＤＣ２４Ｖを所定の直流低電圧（ＤＣ３．３Ｖ又はＤＣ５Ｖ）まで降圧する降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ４２ａとを有してなっている。

前述したプリント基板４２ｂには、オス型コネクタ４２ｄを介して入力された直流高電圧のＤＣ２４Ｖをメス型コネクタ４２ｅから他のベース（２連ベース４１又は４連ベース４２）に供給すると共に、４個のメス型コネクタ４２ｃから本ベース４２に装着されたＩ／Ｏモジュール３０に供給するための第１電源供給路の高圧用配線パターン４２ｆが実装され、また、降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ４２ａによって降圧された所定の直流低電圧を本ベース４２に内部電源として供給すると共に、４個のメス型コネクタ４２ｃから前記のＩ／Ｏモジュール３０に供給するための第２電源供給路の低圧用配線パターン４２ｇが実装されている。

２連ベース４１は、図示していないが、４連ベース４２に使用されている４個のメス型コネクタ４２ｃが２個になるだけで、プリント基板の横方向（Ｉ／Ｏモジュール３０の配列方向）の長さが４連ベース４２のプリント基板４２ｂのほぼ半分になり、そのプリント基板には、２台のＩ／Ｏモジュール３０に所定の直流低電圧を供給するための降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ４１ａが実装されている。また、オス型コネクタ４１ｄを介して入力された直流高電圧のＤＣ２４Ｖをメス型コネクタ４１ｅから他のベース（２連ベース４１又は４連ベース４２）に供給すると共に、２個のメス型コネクタ４１ｃから本ベース４１に装着されたＩ／Ｏモジュール３０に供給するための高圧用配線パターン４１ｆ（第１電源供給路）が実装され、また、降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ４１ａによって降圧された所定の直流低電圧を本ベース４１に内部電源として供給すると共に、２個のメス型コネクタ４１ｃから前記のＩ／Ｏモジュール３０に供給するための低圧用配線パターン４１ｇ（第２電源供給路）が実装されている。

４連ベース４２（又は２連ベース４１）のメス型コネクタ４２ｃは、後述するＩ／Ｏモジュール３０のオス型コネクタ３２と接続するためのものであり（図３参照）、また、オス型コネクタ４２ｄは、ＣＰＵモジュール２０に設けられたメス型コネクタ２２、或いは本ベース４２に連結される他の２連又は４連ベース４１，４２の何れかのメス型コネクタ４２ｅと接続するためのものであり、メス型コネクタ４２ｅは、前記と同様に本ベース４２に連結される他の２連又は４連ベース４１，４２の何れかのオス型コネクタ４２ｄと接続するためのものである（図２参照）。

Ｉ／Ｏモジュール３０は、図３に示すように、プリント基板３１と、このプリント基板３１の一方の端部に４連ベース４２（又は２連ベース４１）のメス型コネクタ４２ｃに接続されたオス型コネクタ３２が実装され、他方の端部に制御対象の設備機器との入出力点数に応じて配列された端子部３３が実装されている。このＩ／Ｏモジュール３０は、本モジュール３０に設けられたオス型コネクタ３２と４連ベース４２側（又は２連ベース４１側）のメス型コネクタ４２ｃとの接続により、信号の入出力の他に、直流高電圧のＤＣ２４Ｖ及び所定の直流低電圧（ＤＣ３．３Ｖ又はＤＣ５Ｖ）が入力される。そのＤＣ２４Ｖは、Ｉ／Ｏモジュール３０のプリント基板３１に実装されたパワー素子などの電源として使用され、ＤＣ３．３Ｖ又はＤＣ５Ｖは、低電圧作動素子の電源として使用される。

なお、ここでは、Ｉ／Ｏモジュール３０全てにＤＣ２４Ｖが供給されるようになっているが、タイプによってはＤＣ２４Ｖを必要としないＩ／Ｏモジュール３０がある。このタイプのＩ／Ｏモジュール３０は、ＤＣ２４Ｖが印加されないように、その電源用のピンのないオス型コネクタが使用されている。

本実施の形態においては、２連ベース４１のプリント基板（図示せず）及び４連ベース４２のプリント基板４２ｂの前面にメス型コネクタ４２ｃを設けているので、２連ベース４１や４連ベース４２に対するＩ／Ｏモジュール３０の着脱が容易になる。

また、２連ベース４１のプリント基板（図示せず）及び４連ベース４２のプリント基板４２ｂの各両端部にオス型コネクタ４２ｄとメス型コネクタ４２ｅを設けたので、設備機器の増設によるＩ／Ｏモジュール３０の追加、即ちＰＬＣシステムの拡張を電源モジュール３０を追加することなく容易に行うことが可能になり、コストダウンを図ることができる。

さらに、２連ベース４１及び４連ベース４２に直流高電圧のＤＣ２４Ｖを供給するようにしたので、電源モジュール１０による電圧変換の効率が従来と比べ向上し、このため、消費電力を低減でき、また、従来のようにケーブルによる配線が不要になるので、本システム構築時の手間を軽減でき、コストダウンを図ることができる。

なお、前述した実施の形態では、ベース４０間の接続にコネクタで行うようにしたが、両端にベース４０に設けられたコネクタと接続可能なコネクタを備えたケーブルで、ベース４０間を電気的に接続するようにしてもよい。

また、電源モジュール１０を有するＰＬＣシステムとして説明したが、外部で生成された直流高電圧のＤＣ２４Ｖを電源としてＣＰＵモジュール２０に入力するＰＬＣシステムであってもよい。

また、ベース４０のタイプとして、２連ベース４１と４連ベース４２の２種のタイプについて述べたが、これに限定されるものではなく、Ｉ／Ｏモジュール３０を３連、５連装着可能なベース４０を用意し、制御規模に応じて使い分けるようにしてもよい。

本発明の実施の形態に係るＰＬＣシステムの電源系統図である。実施の形態におけるＰＬＣシステムの一例を示す図である。ＰＬＣシステムにおけるベース及びベースに装着されたＩ／Ｏモジュールの概略図である。

符号の説明

１０電源モジュール、１１直流安定化電源回路、２０ＣＰＵモジュール、２１降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ、３０Ｉ／Ｏモジュール、３１プリント基板、３２オス型コネクタ、３３端子部、４０ベース、４１２連ベース、４１ａ降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ、４２４連ベース、４２ａ降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ、４２ｂプリント基板、４２ｃメス型コネクタ、４２ｄオス型コネクタ、４２ｅメス型コネクタ。

Claims

少なくとも、
機器の入出力点数に応じて用意された複数のＩ／Ｏモジュールと、
複数のＩ／Ｏモジュールの制御を司るＣＰＵモジュールと、
予めＩ／Ｏモジュールの装着数が定められており、前面に前記Ｉ／Ｏモジュールが着脱可能に接続されたベースとを備え、
前記ベースは、
両端部に設けられ、ＣＰＵモジュール或いは他のベースを着脱可能に接続するための接続部と、
一方の接続部を介して入力された直流高電圧をもう一方の接続部から他のベースに供給すると共に、装着されたＩ／Ｏモジュールに供給するための第１電源供給路と、
該第１電源供給路からの直流高電圧を所定の直流低電圧に変換するコンバータと、
その直流低電圧を、装着されたＩ／Ｏモジュールに供給するための第２電源供給路と
が設けられていることを特徴とするＰＬＣシステム。