JP2505437B2 - 給電回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、自由にプログラムできる制御システムあ
るいはコネタクタの一部を有する少なくとも一つの電子
部品モジュールを備えたプロセス制御設備の多極コネク
タで導入される信号回路の給電を行う、または上記部品
の入出力端で信号回路を整合させる給電回路に関する。

〔従来の技術〕

実際に生じる制御技術またはプロセス制御技術上の問
題は多種多様な性質があり、通常個々の応用状況に応じ
て異なる。解決すべき問題の多様性を認める限り、コス
トを低減するため、設備をできる限り規格部品で組み立
てることを追求している。しかし、これには妥協が不可
欠である。そのような妥協が必要となる典型的な中継個
所は、例えばプロセス設備の制御システムまたは変電所
の電子部品モジュールの入出力端にプロセスで組み込ま
れる変換器や駆動要素の接続端である。ここで生じる問
題は、一方で変換器の信号の振幅の大きさが異なること
である。他方、特に駆動要素の接続回路に電源を設ける
必要がしばしばある。この電源はその出力の大きさ、電
圧ないし電流のレベルに応じて、電子部品モジュールの
電子回路中に組み込むことができないか、あるいは簡単
に組み込むことができない。現在では、電子部品モジュ
ールを変換器の信号振幅の相違を考えに入れず、またこ
の変換器や駆動要素の電源を組み込むことなく構成され
ている。その時、個々の場合に変換器の信号振幅を、例
えば負荷抵抗またはシャトル抵抗で電子部品モジュール
の入力端で整合させたり、駆動要素および、必要であれ
ば、変換器の接続導線を適当な電圧源または電流源を介
して接続することはこの設備の設計者に留保されてい
る。これには、通常、前記要素の接続導線を端子台に通
し、この端子台が、どこか、例えば電子部品モジュール
ないしは筐体中のそのような複数の電子部品モジュール
を有するラック中に設置されている。接続導線は端子台
から多極コネクタに往き、これ等のコネクタが電子部品
モジュールに往々その前面で装着される。上記の処置
は、正にコストがかかり、制御システムまたはプロセス
設備を企画する時、少なくないコスト要因になる。

〔発明の課題〕

この発明の課題は、中間コネクタにおいて制御システ
ム又はプロセス制御設備の信号回路用の回路要素と電源
要素に電源接続部を簡単な構造で接続して構成できる給
電回路を提供することにある。

〔課題を解決する手段〕

上記の課題は、一つの第一多ピン・プラグ３と一つの
第一多ピン・レセプタクル２とが給電回路を有する一つ
の多極中間コネクタ５を介して導通し、自由に制御でき
る制御システム、又は少なくとも一つの電子部品モジュ
ール１を有するプロセス制御設備の信号回路へ前記第一
多ピン・レセプタクル２から給電するための給電回路に
おいて、前記中間コネクタ５は、第一多ピン・レセプタ
クル２に装着される第二多ピン・プラグと第一多ピン・
プラグ３が装着される第二多ピン・レセプタクルとが同
種の二つのピンを一組とする複数の組を形成するように
なされ、前記中間コネクタ５に第二多ピン・プラグのピ
ンの一つの組を電源要素として残して両側面に回路要素
の複数の組の第二多ピン・プラグの各組のピンと第二多
ピン・レセプタクルの各組のピンとを互いに対称になる
ように対向させて配置し、前記回路要素の複数の組の第
二多ピン・プラグの各組の一方のピンとそれと対向する
前記複数の組の第二多ピン・レセプタクルの各組の一方
のピンとが中間コネクタ５の内部でそれぞれが直接接続
されている一対の極を形成し、前記複数の組の第二多ピ
ン・プラグの各組の他方のピンと前記複数の組のレセプ
タクルの各組の他方のピンとが中間コネクタ５の内部で
直接接続されていない一対の極を形成し、直接接続され
ている一対の極と直接接続されていない一対の極とがそ
れぞれ交互になるように配置され、中間コネクタ５の内
部で接続されていない複数の組の第二多ピン・レセプタ
クルの各組の他方のピンと複数の組の第二多ピン・プラ
グの各組の他方のピンとが、中間コネクタ５の外側に通
じていて前記第二多ピン・プラグと前記第二多ピン・レ
セプタクルから区別した部分の差込接点８と差込接点９
にそれぞれ接続され、残された一つの組から成る電源要
素の第二多ピン・プラグの二つのピンが、それぞれ差込
接点６と差込接点７とを形成し、前記差込接点６と前記
差込接点７とは、それぞれ差込接点９と差込接点８との
電源接続部に接続され、前記差込接点6,7,8,9が電源と
接続できる給電回路によって解決されている。

この発明による他の有利な構成は、特許請求の範囲の
従属請求項に記載されている。

〔作用〕

この発明により達成される利点は、実質上以下の点に
ある。つまり、 設備製作者にとって、変換器または駆動要素の接続導
線のコストのかかる端子台による接続を省き、このこと
が制御装置やプロセス制御設備を企画する時、それを文
書化したり作成する時、直接コストの節約する。

電子部品モジュールを特別な設備の要請に無関係に、
コスト上有利に開発し、構成できる。入力回路の種々の
変更を考えなくて良い、電子部品モジュールを互いに簡
単に交換できる。

プロセスに関係する機能を制御装置または変電所の部
品モジュールの機能から明確に分離する。

部品モジュールの入出力端全体を、一般に２極にする
ことができ、11/2極の接続が必要であれば、中間コネク
タをそれに応じて形成して実現できる。

電子部品モジュールの命令出力端の検査が軽減する。
何故なら、中間コネクタなしで多極コネクタを引き抜く
と、部品モジュールのプロセッサ側の部品に依然として
給電が行われるからである。

共通リレー、例えば所謂GOリレーの部品モジュールの
複数の信号チャンネルを部品モジュールの外に配置で
き、中間コネクタで簡単に接続できる。

この発明による解決策は電磁的な共立性がある。

中間コネクタを省くこともでき、多極コネクタを部品
モジュールい直接装着できる。

中間コネクタを省くと、給電が行われないので、損害
は発生しない。

アナログ入力の場合、中間コネクタを多極コネクタと
一緒に引き抜き、この中間コネクタに装着されたままで
あると、処理には影響がない。そのため、部品モジュー
ルは処理に影響を与えることなく交換できる。

〔実施例〕

以下、図面を参照してこの発明をより詳しく説明す
る。

第１図には、例えば装着された印刷基板である電子部
品モジュール１が示してある。この印刷基板はこのよう
な多数の部品モジュール用の筐体13の中に挿入できる。
部品モジュール１は、例えば自由にプログラムできる制
御装置の電子回路、あるいはプロセス設備の遠隔操作変
電所の電子回路の一部である。電子部品モジュール１の
前面には、多ピン・レセプタクル２があり、対応する多
ピン・プラグ３をこの多ピン・レセプタクル２に装着で
きる。多ピン・レセプタクル２と多ピン・プラグ３は一
つのコネクタを形成し、このコネクタを介して信号回路
から接続導線４を導き、信号回路は、例えば制御すべき
処理部に組み込まれた変換器ないしは駆動部を含む。

更に、第１図には多ピン・レセプタクル２と多ピン・
プラグ３の間に挿入できる多ピンの中間コネクタ５が示
してある。多ピン・プラグ3,中間コネクタ５および多ピ
ン・レセプタクル２は、第１図に互いに切り離した状態
で示してある。コネクタ2,3のプラグピン３とレセプタ
クル2,および中間コネクタ５のプラグピンとレセプタク
ルのそれぞれ隣合わせに２つの対が信号回路に割り当て
てある。

第１図に示す中間コネクタ５により、簡単で合理的
に、例えば共通電源を全信号回路に接続できる。それぞ
れ一つの信号回路に属するコネクタ2,3または中間コネ
クタ５の二つのピンのただ一つのピンが中間コネクタ５
でそれぞれ接触している。他方のピンの差込接点はそれ
ぞれ中間コネクタ５のプラグ３側でレセプタクルであ
る、受け側でプラグピンであるが、中間コネクタ５内で
更に外に往く４つの差込接点６〜９に通じている。この
場合、レセプタクルは補助差込接点7,8に、またプラグ
ピンは補助差込接点6,9に接続している。電源は補助差
込接点６〜９に簡単に接続できる。

第１図に示す中間コネクタ５はコネクタ2,3を介して
装着状態で突出するように形成されている。補助差込接
点６〜９は突出したところで外向きに案内され、差込接
点６と７はプラグピンとして、また差込接点８と９はレ
セプタクルとして形成されている。差込接点６と７は、
プラグピンと同じ中間コネクタ５の側に配置されてい
る。従って、差込接点６と７は二つのレセプタクル10と
11を有する多ピン・レセプタクル２に中間コネクタ５を
装着すると、多ピン・レセプタクル２の真下に配置され
ている２極の共通レール12に接触する。それ故、差込接
点６〜９は直接接続する代わりに、電源を共通レール12
にも接続できる。

共通レール12は、第２図に示すように、筐体13の中に
装着される部品モジュールの下で、主に筐体13の前面に
配置される。第２図に示す筐体13には全部の部品モジュ
ールを装着していない。図示する部品モジュールのただ
一つのみが残りを代表して引用記号１で示してある。こ
の部品モジュール１の多ピン・レセプタクル２には、第
１図の方式に従って一つの中間コネクタと一つの多ピン
・プラグ３が装着されている。第２図には、中間コネク
タ５が第１図の差込接点６と７に相当する差込接点を用
いて、第１図のレセプタクル10と11に相当する共通レー
ル12の２つのレセプタクルに接続されている。このよう
なレセプタクルは共通レール12中で筐体13に装着されて
いる残りの部品モジュール、またはそのために空けてあ
る個所の多ピン・レセプタクルの下部にも設けてある。
中間コネクタ５を第１図の方法に従って残りの部品モジ
ュールの多ピン・レセプタクルに装着することにより、
それぞれ共通レール12およびこのレール12に接続する共
通電源と接触できる。この目的のため経費のかかる端末
結線が省ける。ただ一本の共通レールの代わりに、二本
またはそれ以上のレールを筐体に設けることもできる。

第１図の中間コネクタ５に付加的に設けてある差込接
点８と９は、共通レール12を介して接続するのを望まな
いのであれば、電源を接続するために同じように使用で
きる。

中間コネクタを使用する構想は、基本的に異なった電
源回路のために、および信号回路の電圧または電流のレ
ベルを部品モジュールの入出力端で合わせるために使用
できる。第３〜10図に典型的で往々出くわす若干の給電
または整合の問題を示す。これ等の問題は中間コネクタ
を使用して、回路技術的に見事に解決されている。第３
〜10図はそれ自体回路図を示すが、一点鎖線内を進む導
線部分とその中に示されている回路要素は場所的に一つ
の中間コネクタにそれぞれ組み込まれている。右側に示
す導線部分と回路要素はそれぞれ場所的に一つの部品モ
ジュール内に、これに反して差し込み方向の左側の導線
部分と回路要素は信号処理側に設置されている。第３〜
10図には、ただ２つの信号回路しか示してなく、これ等
は多数の信号回路を代表して示してある。

第３図の信号回路は、信号処理側に所謂表示器を、ま
た部品モジュール中にフォトカプラの発光ダイオードを
有する。二つの信号回路の接続導線のそれぞれ一つに中
間コネクタにより一つの電源が接続されている。ここで
は部品モジュールの２つの表示入力端がある。

第４図は、中間コネクタで電源の一つの極のみに接続
する以外、第３図に一致している。それ故、対応する中
間コネクタは第１図の差込接点６または９しか有してい
ない。このような接続方式を11/2極と称する。しかし、
部品モジュールへの接続は２極に統一してある。

第５図の信号回路は、信号処理側に保護を、そして部
品モジュール中に接点を有する。ここでは、部品モジュ
ールに二つの命令出力端がある。二つの回路の接続導線
のそれぞれ一つに、第３図のように、２極の電源が接続
されている。

第６図にも同じように二つの命令出力端が示してある
が、これ等の出力端がパルス指令を与える所謂外部GOリ
レーで共通の制御を受ける。GOリレーの接続は中間コネ
クタにより２極で行われる。往々望ましくない部品モジ
ュールへのGOリレーの配置は、中間コネクタで簡単な接
続可能性により回避できる。特に共通レールの構想によ
り、一つのGOリレーを多数の部品モジュールに接続でき
る。ここで注意すべきことは、中間コネクタで部品モジ
ュール側の差込接点のみがただ補助差込接点に接続さ
れ、他端の対応する差込接点は接続されていない点にあ
る。

第７図は、信号処理側に一つのソース、例えば能動的
な変換器を、また部品モジュール内に第一シンクとして
一つの増幅器を示す。ソース電圧を増幅器に合わせるた
め、中間コネクタに組み込まれた抵抗素子がある。信号
回路で占められていない中間コネクタのピンには、例え
ば第二シンク、例えばレコーダー等を接続するために使
用される。それには、中間コネクタ中で信号処理側の差
込接点の間の接続が必要となるが、部品モジュール側の
対応する差込接点は接続されていない。この図面は、第
二シンクに多極コネクタを介して接続されると理解すべ
きである。

第８図は大体第７図に一致し、ただここでは、信号処
理側のソースが一つの電流源で、中間コネクタは一つの
シャント抵抗を有する。第７図のように、第二シンクの
接続が示してある。これは、例えば中間コネクタに装着
できる短絡用プラグで短絡できる。

第９図と第10図は、信号回路を部品モジュールの電圧
源または電流源に、また信号処理側のシンクに整合させ
ることを示す。

設備製作者が個々の整合を行えるように、中間コネク
タの回路要素を扱え、交換できるようにすべきである。

中間コネクタは筐体に装着されている隣合った少なく
とも二つの部品モジュールの入出力端の間を接続するた
めにも使用できる。これは、例えば信号回路が二つの隣
合った部品モジュールを介して接続する必要があり、そ
れ等の部品モジュールがそれぞれ多ピン・レセプタクル
により筐体の前面で接続できる場合に必要となる。

〔発明の効果〕

本発明の給電回路を用いれば、中間コネクタにおいて
制御システム又はプロセス制御設備の信号回路用の回路
要素と電源要素に電源接続部を簡単な構造で接続して構
成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、複数の接続導線を電子部品モジュールに接続す
るこの発明による中間コネクタの多極コネクタ結合の模
式図、 第２図、多数の部品モジュールを有する筐体の斜視図、 第３〜10図、この発明による中間コネクタで簡単に実現
できる典型的な整合機能を備えた給電回路を説明する回
路図。 〔符号の説明〕 １……電子部品モジュール ２……第一多ピン・レセプタクル ３……第一多ピン・プラグ ４……接続導線 ５……多極中間コネクタ ６〜９……差込接点 10〜11……共通レールのレセプタクル 12……共通レール 13……筐体

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一つの第一多ピン・プラグ（３）と一つの
   第一多ピン・レセプタクル（２）とが給電回路を有する
   一つの多極中間コネクタ（５）を介して導通し、自由に
   制御できる制御システム、又は少なくとも一つの電子部
   品モジュール（１）を有するプロセス制御設備の信号回
   路へ前記第一多ピン・レセプタクル（２）から給電する
   ための給電回路において、 前記中間コネクタ（５）は、第一多ピン・レセプタクル
   （２）に装着される第二多ピン・プラグと第一多ピン・
   プラグ（３）が装着される第二多ピン・レセプタクルと
   が同種の二つのピンを一組とする複数の組を形成するよ
   うになされ、 前記中間コネクタ（５）に第二多ピン・プラグのピンの
   一つの組を電源要素として残して両側面に回路要素の複
   数の組の第二多ピン・プラグの各組のピンと第二多ピン
   ・レセプタクルの各組のピンとを互いに対称になるよう
   に対向させて配置し、 前記回路要素の複数の組の第二多ピン・プラグの各組の
   一方のピンとそれと対向する前記複数の組の第二多ピン
   ・レセプタクルの各組の一方のピンとが中間コネクタ
   （５）の内部でそれぞれが直接接続されている一対の極
   を形成し、 前記複数の組の第二多ピン・プラグの各組の他方のピン
   と前記複数の組のレセプタクルの各組の他方のピンとが
   中間コネクタ（５）の内部で直接接続されていない一対
   の極を形成し、 直接接続されている一対の極と直接接続されていない一
   対の極とがそれぞれ交互になるように配置され、 中間コネクタ（５）の内部で接続されていない複数の組
   の第二多ピン・レセプタクルの各組の他方のピンと複数
   の組の第二多ピン・プラグの各組の他方のピンとが、中
   間コネクタ（５）の外側に通じていて前記第二多ピン・
   プラグと前記第二多ピン・レセプタクルから区別した部
   分の差込接点（８）と差込接点（９）との電源接続部に
   それぞれ接続され、 残された一つの組から成る電源要素の第二多ピン・プラ
   グの二つのピンが、それぞれ差込接点（６）と差込接点
   （７）とを形成し、前記差込接点（６）と前記差込接点
   （７）とは、それぞれ差込接点（９）と差込接点（８）
   との電源接続部に接続され、前記差込接点（6,7,8,9）
   が電源と接続できることを特徴とする給電回路。
2. 【請求項２】中間コネクタ（５）をコネクタの部品モジ
   ュール側の部分に装着した時、中間コネクタ（５）の補
   助差込接点またはそれ等の接点の少なくとも一つと接触
   する共通レール（12）があることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の給電回路。
3. 【請求項３】多数の中間コネクタ（５）がそれぞれ対応
   する多数のコネクタの部品モジュール側の一部で筐体中
   にある多数の部品モジュール（１）に装着される場合、
   多数の中間多ピン・プラグの接点の少なくとも一つが共
   通レール（12）に接触するように、共通レール（12）が
   多数の部品モジュールの筐体（13）に配設されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の給電回
   路。
4. 【請求項４】中間コネクタ（５）は、共通レール（12）
   に接触する補助差込接点の少なくとも一つの外に、未だ
   少なくとも一つの並列の他の補助差込接点を有し、この
   他の補助差込接点は中間コネクタ（５）をコネクタの部
   品モジュール側の一部および共通レール（12）に装着し
   た時でも、外部から自由に扱えることを特徴とする特許
   請求の範囲第２項または第３項に記載の給電回路。
5. 【請求項５】部品モジュール側のコネクタの一部あるい
   は他の部分に接触する中間コネクタ（５）の種々の極の
   差込接点は内部で相互に接続されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１〜４項の何れか１項に記載の給電
   回路。
6. 【請求項６】電源の少なくとも一つの極は、直接または
   共通レールを介して中間コネクタ（５）の補助差込接点
   の一つに接続されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第２〜５項の何れか１項に記載の給電回路。
7. 【請求項７】所謂GOリレーの少なくとも一つの接点は、
   直接または共通レールを介して中間コネクタ（５）の補
   助差込接点に接続されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第２〜５項の何れか１項に記載の給電回路。
8. 【請求項８】中間コネクタ（５）は整合に必要な電気ま
   たは電子回路素子を有することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の給電回路。
9. 【請求項９】中間コネクタ（５）により筐体中に隣接す
   る少なくとも二つの部品モジュール（１）の入力端の間
   の接続が行えることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の給電回路。