JP2012008818A

JP2012008818A - 連結型制御装置

Info

Publication number: JP2012008818A
Application number: JP2010144400A
Authority: JP
Inventors: Yuta Sugimoto; 裕太杉本; Atsushi Nishioka; 淳西岡; Eiji Kobayashi; 英二小林; Akihiro Ohashi; 章宏大橋; Katsumi Yoshida; 克己吉田; Satoshi Nakamura; 聡志中村; Fumihiko Nemoto; 文彦根本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2010-06-25
Filing date: 2010-06-25
Publication date: 2012-01-12
Anticipated expiration: 2030-06-25
Also published as: CA2743968C; US20110320016A1; JP5385864B2; CA2743968A1; US8742886B2

Abstract

【課題】制御装置の制御盤筐体への実装技術において、制御機器を制御盤筐体へ実装した後の配線作業工数が大きく、また制御機器を交換する際に、制御機器の配線を取り外して制御機器の交換後に再度配線作業をやり直す必要があり、作業工数がかかるという問題を改善する。
【解決手段】制御装置を構成する複数のベースユニットをベースユニット接続コネクタにより縦方向に接続し、制御機器の制御盤実装方法を変更することで制御盤内配線作業において従来技術よりも効率的に配線作業が実施できる手段を提供する。また、制御機器交換の際も、制御機器に接続された配線の再配線作業を実施することなく制御装置を交換する。
【選択図】図１

Description

本発明は制御装置に係り、特に制御ユニットを複数個連結して配列し、プログラマブルコントローラやシステムコントローラ等の制御機器を構成する連結型制御装置の改良に関するものである。

従来、制御機器を構成する個々の制御装置の接続構成を簡単に変更可能であり、任意のシステム規模を容易に変更できる制御装置の提供を目的とする複数ユニット連結型制御装置の技術として特許文献１が知られている。

この制御装置の構成では、図８に示すように、絶縁性のベース基台６１に取り付けられたベース基板の両側面にベース基台相互接続コネクタ６２を取り付け、さらに同一ベース基板上に制御機器接続コネクタを搭載し、ベース基台相互接続コネクタ６２により各ベース基台６１を横方向（略水平方向）に電気的に接続するとともに、複数のベース基台を追加連結してゆき、各ベース基台６１に設けられた制御機器接続コネクタに各々制御機器６３を接続する構成となっている。この構成により、電気的に接続された各ベース基台を介して接続された制御機器６３同士で相互に通信することを可能としている。又、外部機器と制御機器６３を接続する場合は、制御機器６３に設けられた端子台６４に外部配線６５を直接接続する事で通信することを可能としている。６６は外部配線６５を保持する配線受けダクトである。

特開平７−２０００１１号公報

一般的に制御装置において、制御盤内の制御機器への配線作業は制御盤の筐体下部より配線を挿入し制御盤筐体内に実装された制御機器まで配線を引き伸ばして接続する。しかしながら上記特許文献１に示される技術では、制御機器６３を増設する際にベース基台６１を横方向へ拡張するため、外部配線６５を制御機器６３に接続する際に下部より延ばした外部配線６５を、図８のように複数回に渡って折り返し屈曲する作業が必要となる。通常、各制御機器には２０〜４０本もの剛性の高い太い配線が接続されるため、折り返し箇所が一カ所でも増加すると作業工数が大幅に増大する。さらに、横方向（略水平方向）に延長された配線を受け止めて保持する配線ダクト６６が必要となり、コストが増大するとともに制御盤筐体内スペースを圧迫するという問題があった。

また、従来の技術は、外部配線を制御機器に設けられた端子台に対して直接接続する必要があり、制御機器に故障等が発生し交換が必要となった場合には制御機器に接続された外部配線を全て外し、制御機器交換後再度配線作業を実施する必要があった。

そこで、本発明では配線作業を実施する際に配線作業工数がかからず、簡潔な構成を持ち、制御装置交換時にも配線の取り外しが不要な制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、複数個の互いに接続されるベースユニットと、ベースユニット間を相互接続するベースユニット接続コネクタと、ベースユニットに形成された制御機器接続コネクタと、ベースユニットに制御機器接続コネクタを介して接続される制御機器とを備え、ベースユニット接続コネクタによりベースユニットを縦方向に互いに接続して形成されたことを特徴とする。

また、ベースユニット接続コネクタは、ベースユニットの上端に設置された上端部コネクタと、ベースユニットの下端に設置された下端部コネクタとを有することを特徴とする。

また、ベースユニットは外部配線を接続して外部配線に接続された外部機器とベースユニットに接続される制御機器とを電気的に接続する外部配線接続用の端子台を有することを特徴とする。

また、ベースユニットは搭載される端子台位置を制御機器接続コネクタに対し一側に設けたベースユニットと、制御機器接続コネクタに対し反対側に設けたベースユニットを有し、ベースユニットの端子台位置を選択して接続することを特徴とする。

また、ベースユニット接続コネクタをケーブル接続により構成し、ベースユニット間の相互接続を可能とすることを特徴とする。

さらに、ベースユニットを実装する制御盤筐体と、制御機器を接続したベースユニットを制御盤筐体へ固定するレールを有し、ベースユニットとレールを電気的に接続し、制御機器に印加されるノイズをレールを経由して制御盤筐体に逃がすことを特徴とする。

本発明によれば、複数のベースユニットを連結接続してなる制御装置において、ベースユニットを縦方向に連結することにより横方向へ拡張した際に必要となる外部配線の折り返し箇所を低減することに加え、配線を支えるダクト等の支持部材が不要となる。さらに、端子台を各ベースユニットに搭載し、ベース基板内で制御機器と電気的に接続可能とすることで、制御機器への外部配線の直接接続を不要とし、制御機器交換の際も外部配線を取り外すことなく制御機器を交換することができる。

本発明の実施例１の制御装置を示す要部の分解斜視図本発明の実施例１のベースユニットの分解斜視図本発明の実施例１のベースユニットをレールへ取り付ける際の分解斜視図本発明の実施例１のベースユニットの制御盤筐体への搭載例を示す模式図本発明の実施例２におけるベースユニットの斜視図本発明の実施例２における他のベースユニットの斜視図本発明の実施例２のベースユニットの制御盤筐体への搭載例を示す模式図本発明の実施例３のベースユニットの斜視図従来例の制御装置を示す斜視図

次に、本発明の実施形態について各実施例につき、図を参照して説明する。

本発明は、ベースユニット１１や制御機器５１の組み合わせからなる制御装置であり、図１はその連結構成例である。
制御装置はベースユニット１１とそれに搭載された制御機器接続コネクタ２３と外部配線６５を接続する端子台２４、さらに制御機器接続コネクタ２３に接続される制御機器５１から構成される。
図１においてベースユニット１１と追加ベースユニット１６が縦方向（略鉛直方向）に設けられたレール４１の内部に案内保持されて、縦方向に連結される。

ベースユニット１１上部には、円柱状のピン３１が設けられ、ベースユニット１１下部には相互接続する追加ベースユニット１６のピン３１を受ける円形孔からなるピン受け３２が設けられており、ベースユニット１１と１６を相互接続した際にピン３１がピン受け３２に挿入される。上記の構成により、ベースユニットを相互接続した際に左右方向のずれや嵌合ミスが発生することを防ぐ。

ベースユニット１１は、縦方向（略鉛直方向）から見た際、上端部にベースユニットを相互に電気的に接続する上端部コネクタ２１、及び下端部に下端部コネクタ２２を備えている。ベースユニット１６もベースユニット１１と同一の構造を有する。

次に、図２においてベースユニット１１の構造を詳細に説明する。ベースユニット１１は、ベース基板１３に、前面部分としてケース１２、背面部分として背面パネル１４が固定されている。ケース１２の上端部分にはベース基板１３に設けられた相互接続コネクタ２１を露出させるスリット３３、下端部分には相互接続コネクタ２２を露出させるスリット３４が設けられている。またケース１２の表面には制御機器接続コネクタ２３を露出させるスリット３５と、端子台２４を露出させるスリット３６が形成されている。

ケース１２上部にはピン３１が設けられ、ケース１２下部には相互接続する追加ベースユニット１６のピン３１を受けるピン受け３２が設けられており、ベースユニット１１を相互接続した際にピン３１がピン受け３２に挿入される。

図２において、上端部コネクタ２１及び下端部コネクタ２２は、搭載されているベース基板１３上の配線によって互いに電気的に接続されている。下端部コネクタ２２には図示しない接続端子が設けられており、上端部コネクタ２１には下端部コネクタ２２の接続端子が挿入される図示しない接続孔が設けられている。

さらに、ベース基板１３には制御機器接続コネクタ２３を搭載しており、制御機器５１に設けられている接続コネクタと接続することによりベースユニット１１と制御機器５１の電気的な接続を可能としている。制御機器接続コネクタ２３はベース基板１３上の配線によって上端部コネクタ２１及び下端部コネクタ２２とも電気的に接続されている。

図２のベース基板１３には外部配線６５を接続する端子台２４が設けられ、ベースユニット１１へ挿入された制御機器５１へ電気的に接続している。端子台２４はベース基板１３上に布設された配線によってベース基板１３上に設けられた制御機器接続コネクタ２３と電気的に接続されている。制御機器接続コネクタ２３に制御機器５１を接続することにより、端子台２４と制御機器５１が電気的に接続され、外部配線をベース基板１３上の端子台２４に接続することにより、制御機器５１と外部配線の接続先である外部機器との信号入出力が可能となる。さらに、端子台２４がベース基板１３に対しピン配置に互換性があれば、端子台２４とは異なるインターフェースをもつ端子台を設けて、様々なインターフェースに対応させることが可能である。

図３に示すように、ベースユニット１１は制御機器接続コネクタ２３に制御機器５１を挿入した場合、ベースユニット１１を固定しているレール４１と制御機器５１はベースユニット１１の背面パネル１４とベース基板１３と通じてレール４１と電気的に接続されている。これにより、制御機器５１に印加されたノイズをレールを伝って制御盤筐体６１に逃がすことを可能としている。図３において、矢印で示すレール４１の方向が縦方向（略鉛直方向）を示す。ベースユニットのレール４１への取付は、図示したピン溝結合に限らず、ねじ固定等の任意のものを使用できる。

以上の構成によれば、図４に示すように、実施例１の制御装置は、ベースユニット１１を増設することにより、制御盤筐体内６１に実装される制御機器５１の台数に応じて構成を容易に変更できる。さらに、制御盤筐体６１内に制御機器５１を実装する際に、ベースユニット１１を縦方向に連結するため、従来の横方向（略水平方向）の連結に比べ配線の折り返し箇所が少なく、制御盤筐体６１下部より引き伸ばした配線を、少ない作業工数で制御機器５１へ配線作業を実施することが可能となる。

さらに、ベースユニット１１に端子台２４を搭載し、外部配線６５を端子台２４へ接続することにより、制御機器５１への外部配線の直接接続が不要となり、制御機器５１交換の際に配線の取り外し及び、制御機器５１交換後の外部配線の再接続の作業が不要となる。

また、前記端子台をベースユニットの一箇所のみに搭載していた場合には、制御盤筐体内に実装すると、図４に示すようなベースユニットの種類が１種類の場合の制御盤筐体６１内の配線になり配線効率が良くない。

実施例２では、前記ベースユニットとして、図５Ａに示す端子台２４を制御機器接続コネクタ２３に対し左側に設けたベースユニット１６と、図５Ｂに示す制御機器接続コネクタ２３に対し右側に設けたベースユニット１７の２種類のベースユニットを製作する。これにより、図６に示す様に、端子台位置が１種類であるときの実装に比較して、より効率の良い制御盤筐体６１内の配線が可能となる。すなわち、外部配線グループが従来の４箇所から２箇所に集約されることにより、作業工数を低減することができる。

２種類のベースユニット１６、１７の端子台２４の搭載位置は制御機器接続コネクタ２３に対し反対側に設けられているが、接続される制御機器５１は共通のものを接続することが可能である。従って、制御機器５１をベースユニット１１の種類に対応した個別に製作する必要がなく不要なコストが抑えられると共に、制御機器５１の構成を変更した場合においても、変更後の制御機器５１を共通に使用することが可能となる。

さらに、実施例３としてベースユニット１１のかわりに、図７のような複数の制御機器接続コネクタ２３を設けた多重化用ベースユニット１８を用意する。この多重化用ベースユニット１８によれば、１つの入力を複数の制御機器に分配して入力したり、複数の制御機器の出力を纏めて、倫理和や論理積といった形で出力することが可能である。
本発明は、二重化に限定されるものではなく三重化やそれ以上の多重化についても適用可能である。

１１：ベースユニット
１２：ケース
１３：ベース基板
１４：背面パネル
１６：ベースユニット（左側端子台タイプ）
１７：ベースユニット（右側端子台タイプ）
１８：多重化用ベースユニット
２１：上端部コネクタ
２２：下端部コネクタ
２３：制御機器接続コネクタ
２４：端子台
４１：レール
５１：制御機器
６１：制御盤筐体
６５：外部配線

Claims

複数個の互いに接続されるベースユニットと、該ベースユニット間を相互接続するベースユニット接続コネクタと、前記ベースユニットに形成された制御機器接続コネクタと、前記ベースユニットに前記制御機器接続コネクタを介して接続される制御機器とを備え、前記ベースユニット接続コネクタにより前記ベースユニットを縦方向に互いに接続して形成されたことを特徴とする制御装置。
請求項１に記載の制御装置において、前記ベースユニット接続コネクタは、前記ベースユニットの上端に設置された上端部コネクタと、前記ベースユニットの下端に設置された下端部コネクタとを有することを特徴とする制御装置。
請求項１又は２に記載の制御装置において、前記ベースユニットは外部配線を接続して外部配線に接続された外部機器とベースユニットに接続される前記制御機器とを電気的に接続する外部配線接続用の端子台を有することを特徴とする制御装置。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の制御装置において、前記ベースユニットは搭載される前記端子台の位置を前記制御機器接続コネクタに対し一側に設けたベースユニットと、制御機器接続コネクタに対し反対側に設けたベースユニットを有し、ベースユニットの端子台位置を選択して接続することを特徴とする制御装置。
請求項１に記載の制御装置において、前記ベースユニット接続コネクタをケーブル接続により構成し、ベースユニット間の相互接続を可能とすることを特徴とする制御装置。
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の制御装置において、前記ベースユニットを実装する制御盤筐体と、前記制御機器を接続したベースユニットを制御盤筐体へ固定するレールを有し、前記ベースユニットと前記レールを電気的に接続し、前記制御機器に印加されるノイズをレールを経由して前記制御盤筐体に逃がすことを特徴とする制御装置。